KR20100031303A - 자동차용 전동브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 전동브레이크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유압브레이크에서와 같은 브레이크의 능동제어를 전동브레이크에서도 구현할 수 있도록 한 자동차용 전동브레이크 장치에 관한 것이다.

상술한 본 발명은,

패드를 디스크 쪽으로 밀어서 상기 디스크가 가압되도록 하는 피스톤;

상기 피스톤 상에서 상기 디스크 가압방향 쪽으로 이동 가능하게 설치된 이동체;

상기 피스톤과 상기 이동체 사이에 설치되는 탄성수단;

상기 이동체에 나사체결되어 회전되는 회전체;

상기 회전체에 회전력을 제공하는 구동수단;을 포함하여 이루어지는 자동차용 전동브레이크장치를 제공한다.

자동차, 전동 브레이크, 디스크, 패드, 피스톤, 탄성수단,

Description

자동차용 전동브레이크 장치{Automobile Electric Motion Brake}

본 발명은 자동차용 전동브레이크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유압브레이크에서와 같은 브레이크의 능동제어를 전동브레이크에서도 구현할 수 있도록 한 자동차용 전동브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착되는 브레이크는 주행 중의 자동차를 감속하거나 정지, 또는 정지 상태를 유지하기 위한 것으로, 주행 중의 운동에너지가 기계적인 마찰에 의하여 열에너지로 전환되고 그 마찰열이 대기 중에 방출됨으로써 제동이 이루어진다.

브레이크장치에는 통상적으로 드럼식 유압 브레이크와 디스크식 유압 브레이크 등이 있는데, 상기 디스크 브레이크는 드럼 대신에 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크를 양쪽에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻는 것이다.

상기한 브레이크 장치는 운전석에 설치된 브레이크 페달과, 상기한 브레이크 페달에 연동하도록 차륜에 설치된 브레이크로 구성되어 있다.

상기 브레이크 페달의 동작에 따라 상기 브레이크를 동작시키도록, 유압 마스터 실린더 또는 공압 부스터를 유압 배관 및 공압 배관으로 연결하여 사용하게 된다.

특히, 상기한 유압 배관 및 공압 배관으로 마스터 실린더 및 부스터를 브레이크에 연결하게 되면, 그 구성이 매우 복잡하게 되기 때문에, 브레이크 장치의 구성을 단순화하도록 전동식 브레이크 장치가 개발되었다.

도1은 종래 전동식 브레이크장치의 구성을 간략하게 나타낸 개략도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래 전동 브레이크장치는 차륜과 함께 회전되는 디스크(2)와, 상기 디스크(2)를 양옆에서 압착하는 패드(1)와, 상기 패드(1)를 디스크(2) 쪽으로 미는 피스톤(10)과, 상기 피스톤(10) 상에 수평 이동 가능하게 설치되어 피스톤(10)에 외력을 가하는 이동체(11)와, 상기 이동체(11)와 나사 체결되어 회전되는 회전체(12)와, 상기 회전체(12)에 회전력을 제공하는 모터(13)로 이루어진다.

여기서, 상기 모터(13)는 정, 역회전이 가능한 양방향 모터로 상기 회전체(12)를 회전시키고, 상기 회전체(12)가 회전되면 그 회전체(12)에 나사체결되어 있는 상기 이동체(11)는 상기 피스톤(10)에 힘을 가할 수 있는 방향(도면상 수평방향)으로 움직이게 된다.

이때, 상기 회전체(12)는 제자리에서 회전만 이루어지는 구성으로, 외주면에 나사산이 형성되어 있는 축 형태로 이루어지고, 상기 이동체(11)는 중심에 나사산을 갖는 관통공이 형성되어 상기 회전체(12)에 끼워진다.

따라서, 상기 회전체(12)가 회전되면 상기 이동체(11)는 나사결합에 의하여 상기 회전체(12)의 길이방향으로 움직이게 된다.

이와 같이 상기 회전체(12)의 길이방향으로 움직이는 상기 이동체(11)는 상기 피스톤(10)을 가압하게 되고, 상기 피스톤(10)은 상기 이동체(11)로부터 외력을 받아 상기 패드(1)를 밀어 상기 디스크(2)의 회전을 정지시켜 제동이 이루어진다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 전동 브레이크장치는 유압식 브레이크와 달리 상기 디스크에 가해지는 힘을 능동적으로 조절할 수 없는 문제가 있는데, 이는 유압식 브레이크는 브레이크페달을 밟는 정도에 따라 브레이크에 작용하는 힘을 조절할 수 있는데 반해 전동식 브레이크는 모터의 회전력에 의한 상기 이동체의 힘으로 제동이 이루어지므로 브레이크의 능동제어가 불가능하다.

또한, 종래의 전동 브레이크 장치는 상기 패드나 피스톤 쪽에서 상기 회전체나 모터 쪽으로 충격이 가해질 때 충격이 그대로 전달되어 조기 파손이 우려되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 전동 브레이크 장치에서 브레이크 패드에 가해지는 힘을 능동적으로 조절할 수 있도록 하여 급격한 제동으로 인한 승차감 저하를 방지하는데 있다.

또한, 전동 브레이크장치에 충격이 가해져도 충격 흡수가 이루어지도록 함으 로써 내구성이 향상되도록 함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,

패드를 디스크 쪽으로 밀어서 상기 디스크가 가압되도록 하는 피스톤;

상기 피스톤 상에서 상기 디스크 가압방향 쪽으로 이동 가능하게 설치된 이동체;

상기 피스톤과 상기 이동체 사이에 설치되는 탄성수단;

상기 이동체에 나사체결되어 회전되는 회전체;

상기 회전체에 회전력을 제공하는 구동수단; 을 포함하여 이루어지는 자동차용 전동브레이크장치를 제공한다.

또한, 상기 구동수단과 상기 회전체 사이에는 상기 구동수단의 토크를 증대시키기 위한 감속기가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피스톤에는 단면이 각형을 이루는 수용부가 형성되고, 상기 이동체는 상기 수용부의 단면형상과 동일한 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피스톤에는 상기 이동체의 이동방향을 따라 가이드바가 형성되고, 상기 이동체에는 상기 가이드바가 끼워지는 가이드공이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는 상기 피스톤과 상기 이동체 사이에 설치되는 코일스프링인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동체에는 내주면으로 나사산을 갖는 나사공이 형성되고, 상기 회전체에는 상기 나사공에 끼워지는 나사축이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전동 브레이크장치에서도 유압브레이크의 페달을 밟는 것과 유사한 능동적 제어가 가능하므로 급격한 제동에 의해 차량이 갑자기 정지하거나 울컥거리는 현상이 현저히 감소되는 특유의 효과가 있다.

또한, 차륜을 통해 디스크에서 패드, 피스톤을 거쳐 입력되는 충격에너지가 탄성수단에서 흡수되므로 충격에 의해 전동 브레이크장치가 파손되는 문제점이 해소된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 전동 브레이크 장치의 일부 절개상태를 나타낸 절개사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 전동 브레이크 장치의 구성을 간략하게 나타낸 개략도이며, 도4는 본 발명의 일구성인 이동체의 실시예를 나타낸 참고도이고, 도5는 이동체의 일 실시예에 따른 결합구조를 보인 요부 개략도이며, 도6은 본 발명의 작용상태를 나타낸 작용 상태도이다.

먼저, 도2 및 도3을 참조하여 본 발명을 설명하면, 본 발명은 차륜과 함께 회전되는 디스크(2)를 패드(1)로 밀어서 차량의 제동이 이루어지도록 하는 자동차용 브레이크 장치에 관한 것으로, 크게 피스톤(110)과 이동체(120)와 탄성수 단(130)과 회전체(140)와 구동수단(150)을 포함하여 이루어진다.

상기 피스톤(110)은 상기 패드(1)를 상기 디스크(2) 쪽으로 밀어서 상기 디스크(2)가 가압되도록 하는 구성으로, 상기 패드(1)의 외측에서 상기 패드(1)를 디스크(2) 쪽으로 밀 수 있도록 설치된다.

상기 피스톤(110)에는 도시된 바와 같이 상기 이동체(120)와 탄성수단(130) 및 회전체(140)의 일부가 수용될 수 있도록 수용부(111)가 형성된다.

한편, 상기 이동체(120)는 상기 피스톤(110) 상에서 상기 디스크(2)를 패드(1)로 가압할 수 있는 방향을 따라 움직이는데, 도시된 바와 같이 상기 이동체(120)는 상기 피스톤(110)의 수용부(111) 내에서 이동되면서 상기 피스톤(110)에 외력을 제공한다.

그리고, 상기 피스톤(110)과 상기 이동체(120) 사이에는 상기 탄성수단(130)이 설치되는데, 상기 탄성수단(130)은 상기 이동체(120)로부터 외력을 전달받아 상기 피스톤(110)에 그 힘을 제공하는 구성으로, 상기 이동체(120)에서 전달되는 외력을 탄성에너지 형태로 보유하다가 상기 피스톤(110)에 전달함으로써 제동이 능동적으로 이루어질 수 있다.

즉, 상기 이동체(120)가 상기 피스톤(110) 쪽으로 소정의 힘을 제공하여도 그 힘이 그대로 전달되지 않고 상기 탄성수단(130)에 의해 저장되었다가 서서히 전달되므로 제동시 급격한 제동력이 발생하지 않고 유압브레이크에서 브레이크페달을 서서히 밟는 것과 같은 능동적 제어가 가능하다.

뿐만 아니라 상기 피스톤(110)에서 상기 이동체(120) 쪽으로 전달되는 충격에너지도 상기 탄성수단(130)에서 흡수되므로, 상기 이동체(120)나 후술하게 될 회전체(140), 구동수단(150), 감속기(160) 등이 파손되는 것이 방지된다.

여기서, 상기 탄성수단(130)에는 여러 가지가 있을 수 있는데, 본 발명에서는 후술할 회전체(140)의 나사축에 용이하게 설치될 수 있는 코일스프링으로 실시되었으나, 상기 탄성수단(130)이 반드시 코일스프링으로 국한될 필요는 없다.

한편, 상기 회전체(140)는 상기 이동체(120)에 나사체결되어 그 자리에서 회전되는 구성으로, 상기 회전체(140)에 회전력을 제공하는 구동수단(150)에 의해 회전된다.

상기 구동수단(150)은 정, 역회전이 가능한 양방향 모터가 사용될 수 있으며, 상기 구동수단(150)에서 상기 회전체(140)로 전달되는 토크를 증대시키기 위하여 상기 구동수단(150)과 상기 회전체(140) 사이에는 도시된 바와 같이 감속기(160)가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 감속기(160)는 필수구성은 아니나, 구동토크가 크지 않은 구동수단(150)을 사용하게 될 경우, 상기 구동수단(150)에 연결하면 회전속도와 구동토크를 적절하게 변경할 수 있어 매우 바람직하며, 상기 감속기(160)에 대한 것은 널리 알려진 공지기술에 해당하는바 여기에서의 자세한 설명은 생략한다.

여기서, 상기 회전체(140)가 회전될 때 상기 이동체(120)는 회전되지 않아야 상기 피스톤(110)의 수용부(111) 내에서 상기 회전체(140)의 길이방향을 따라 이동 될 수 있는바, 이를 위해 상기 수용부(111)는 도2에 나타낸 바와 같이 그 단면이 각형을 이루도록 형성되고, 상기 이동체(120)는 도4의 (a)와 같이 상기 수용부(111)의 단면형상과 동일한 각형으로 이루어질 수 있다.

즉, 각형을 갖는 수용부(111)에 역시 동일한 각형을 갖는 이동체(120)가 삽입되면, 상기 이동체(120)는 상기 수용부(111) 상에서 회전할 수 없게 된다.

한편, 상기 이동체(120)가 도4의 (b)와 같이 원형으로 이루어지게 되면, 상기 이동체(120)에는 가이드공(121)이 형성되고, 상기 피스톤(110)에는 도5에 나타낸 바와 같이 상기 이동체(120)의 이동방향을 따라 가이드바(112)가 형성되어 상기 가이드바(112)에 상기 가이드공(121)이 끼워지도록 함으로써 상기 이동체(120)가 회전되지 않도록 한다.

이와 같이 상기 이동체(120)는 회전되지 않으면서 상기 피스톤(110)의 수용부(111) 내부에서 상기 회전체(140)의 길이방향을 따라 움직이도록, 상기 이동체(120)에는 도4에 나타낸 바와 같이 내주면으로 나사산을 갖는 나사공(122)이 형성되고, 상기 회전체(140)에는 상기 나사공(122)에 끼워지는 나사축(142)이 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 도6에 나타낸 바와 같이 상기 구동수단(150)에 의해 상기 회전체(140)가 회전될 때 상기 이동체(120)가 회전체(140)의 길이방향을 따라 상기 피스톤(110) 쪽으로 이동되고, 상기 피스톤(110)과 이동체(120) 사이에 있는 탄성부재가 상기 피스톤(110)을 실질적으로 가압함으로써 능동적인 제동이 이루어지게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

도1은 종래 전동식 브레이크장치의 구성을 간략하게 나타낸 개략도,

도2는 본 발명에 따른 전동 브레이크 장치의 일부 절개상태를 나타낸 절개사시도,

도3은 본 발명에 따른 전동 브레이크 장치의 구성을 간략하게 나타낸 개략도,

도4는 본 발명의 일구성인 이동체의 실시예를 나타낸 참고도,

도5는 이동체의 일 실시예에 따른 결합구조를 보인 요부 개략도,

도6은 본 발명의 작용상태를 나타낸 작용 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 패드 2 : 디스크

110 : 피스톤 111 : 수용부

112 : 가이드바 120 : 이동체

130 : 탄성수단 140 : 회전체

150 : 구동수단 160 : 감속기

Claims (6)

1. 패드(1)를 디스크(2) 쪽으로 밀어서 상기 디스크(2)가 가압되도록 하는 피스톤(110);

   상기 피스톤(110) 상에서 상기 디스크(2) 가압방향 쪽으로 이동 가능하게 설치된 이동체(120);

   상기 피스톤(110)과 상기 이동체(120) 사이에 설치되는 탄성수단(130);

   상기 이동체(120)에 나사체결되어 회전되는 회전체(140);

   상기 회전체(140)에 회전력을 제공하는 구동수단(150);을 포함하여 이루어지는 자동차용 전동브레이크 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동수단(150)과 상기 회전체(140) 사이에는 상기 구동수단(150)의 토크를 증대시키기 위한 감속기(160)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 전동브레이크 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 피스톤(110)에는 단면이 각형을 이루는 수용부(111)가 형성되고, 상기 이동체(120)는 상기 수용부(111)의 단면형상과 동일한 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 전동브레이크 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 피스톤(110)에는 상기 이동체(120)의 이동방향을 따라 가이드바(112)가 형성되고, 상기 이동체(120)에는 상기 가이드바(112)가 끼워지는 가이드공(121)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 전동브레이크 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성부재는 상기 피스톤(110)과 상기 이동체(120) 사이에 설치되는 코일스프링인 것을 특징으로 하는 자동차용 전동브레이크 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 이동체(120)에는 내주면으로 나사산을 갖는 나사공(122)이 형성되고, 상기 회전체(140)에는 상기 나사공(122)에 끼워지는 나사축(142)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 전동브레이크 장치.

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