KR20230026133A - 브레이크용 액츄에이터 - Google Patents

브레이크용 액츄에이터 Download PDF

Info

Publication number
KR20230026133A
KR20230026133A KR1020210108162A KR20210108162A KR20230026133A KR 20230026133 A KR20230026133 A KR 20230026133A KR 1020210108162 A KR1020210108162 A KR 1020210108162A KR 20210108162 A KR20210108162 A KR 20210108162A KR 20230026133 A KR20230026133 A KR 20230026133A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
worm wheel
gear
torsion spring
wheel gear
rotation
Prior art date
Application number
KR1020210108162A
Other languages
English (en)
Inventor
오종은
Original Assignee
에이치엘만도 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이치엘만도 주식회사 filed Critical 에이치엘만도 주식회사
Priority to KR1020210108162A priority Critical patent/KR20230026133A/ko
Publication of KR20230026133A publication Critical patent/KR20230026133A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/225—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads
    • F16D55/226—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/42—Rack-and-worm gears

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

브레이크용 액츄에이터가 개시된다. 본 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터는 모터의 동력에 의해 회전 가능하게 마련되는 웜휠기어; 웜휠기어와 동축 상에 마련되고 웜휠기어의 회전력을 동력변환부로 전달하는 선기어; 및 제동 동작 후 선기어의 역방향 회전을 제한하는 자기잠금부;를 포함하고, 자기잠금부는 웜휠기어에 마련되어 웜휠기어와 함께 회전 가능하게 마련되는 제1 회전돌기와, 선기어에 마련되어 제1 회전돌기를 회전 지지 가능하게 마련되는 한 쌍의 연장부재와, 일단부가 제1 회전돌기의 일측을 지지하고 타단부가 제1 회전돌기의 타측을 지지하는 토션스프링과, 토션스프링의 외측에 마련되어 토션스프링의 외주면과 밀착 가능하게 마련되는 지지부재를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

브레이크용 액츄에이터{ACTUATOR FOR BRAKE}
본 발명은 브레이크용 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기잠금 기능을 구비하는 브레이크용 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 전기 기계식 브레이크(Electro-mechanical Brake)는 차세대 브레이크 개념으로 운전자의 제동의지를 감지한 후 모터와 같은 전동기를 이용하여 전륜과 후륜의 제동압력을 조절하는 장치이다.
전기 기계식 브레이크는 일반제동기능, ABS(anti-lock brake system), ESC(electronic stability control), VDC(vehicle dynamic control) 기능은 물론, 향후 지능형 정속 주행장치 등에서 요구하는 자동 제동기능에 이르기까지 모든 지능형 제동역할을 가능하게 한다.
이러한 전기 기계식 브레이크는 모터와 감속기를 통한 회전력을 선형운동으로 변환하여 캘리퍼에 적정 클램핑 압력을 생성하고, 클램핑 압력을 통해 서비스 브레이크 및 주차 브레이크 기능을 수행한다.
전기 기계식 브레이크는 백 드라이브(release) 성능을 향상시키기 위해 회전운동을 선형운동으로 변환하는 선형 이동부를 볼 스크류 또는 볼 인 램프(BIR : Ball In Ramp) 등을 사용하거나 볼 스크류 타입의 너트에 탄성체(스프링)를 추가하여 성능을 향상시키고자 하였다.
또한, 전기 기계식 브레이크는 매우 큰 클램핑 압력을 요구하는 대형 차량의 주차 브레이크에 적용하기 위해서 스핀들 대신 볼 스크류 타입을 사용하기도 하지만, 이는 일반적으로 자기잠금(Self-Locking)이 불가능한 단점이 존재하였다.
따라서 차량의 주차 브레이크 기능 작동 시 주차 제동 상태를 유지하기 위해 차량의 자기잠금 기능을 구비하는 액츄에이터가 개발된다.
한국특허공보 제10-1511437호 (2015. 04. 10 공고)
본 실시 예는 제동 동작 후 반발력에 의한 자기잠금 기능을 구비하는 브레이크용 액츄에이터를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 동력 전달 효율이 향상되고 부품의 피로파괴를 저감시킬 수 있는 브레이크용 액츄에이터를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 자기잠금부를 내장하여 제품의 크기를 컴팩트하게 줄일 수 있는 브레이크용 액츄에이터를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 모터의 동력에 의해 회전 가능하게 마련되는 웜휠기어; 상기 웜휠기어와 동축 상에 마련되고 상기 웜휠기어의 회전력을 동력변환부로 전달하는 선기어; 및 제동 동작 후 상기 선기어의 역방향 회전을 제한하는 자기잠금부;를 포함하고, 상기 자기잠금부는 상기 웜휠기어에 마련되어 상기 웜휠기어와 함께 회전 가능하게 마련되는 제1 회전돌기와, 상기 선기어에 마련되어 상기 제1 회전돌기를 회전 지지 가능하게 마련되는 한 쌍의 연장부재와, 일단부가 상기 제1 회전돌기의 일측을 지지하고 타단부가 상기 제1 회전돌기의 타측을 지지하는 토션스프링과, 상기 토션스프링의 외측에 마련되어 상기 토션스프링의 외주면과 밀착 가능하게 마련되는 지지부재를 포함하는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
상기 한 쌍의 연장부재는 상기 제1 회전돌기의 정방향 회전을 지지하는 제1 연장부재와, 상기 제1 회전돌기의 역방향 회전을 지지하는 제2 연장부재를 포함하는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
상기 제1 연장부재는 상기 토션스프링의 일단부를 수용 가능하게 마련되는 제1 그루브를 구비하고, 상기 제2 연장부재는 상기 토션스프링의 타단부를 수용 가능하게 마련되는 제2 그루브를 구비하는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
상기 제1 회전돌기는 상기 웜휠기어의 저면에 돌출 형성되고 상기 한 쌍의 연장부재의 회전 반경 상에 마련되는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
상기 자기잠금부는 상기 웜휠기어의 저면에 돌출 형성되고 상기 웜휠기어의 축을 기준으로 상기 제1 회전돌기의 반대측에 마련되는 제2 회전돌기를 더 포함하는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
상기 토션스프링은 일단부는 상기 제1 회전돌기와 상기 제1 연장부재 사이로 절곡 형성되고, 타단부는 상기 제1 회전돌기와 상기 제2 연장부재 사이로 절곡 형성되는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
상기 토션스프링은 상기 웜휠기어의 정방향 회전 시 상기 제1 회전돌기에 의해 일단부가 가압되어 내측으로 탄성 변형되고, 상기 웜휠기어의 역방향 회전 시 상기 제1 회전돌기에 의해 타단부가 가압되어 내측으로 탄성 변형되는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
상기 토션스프링은 상기 선기어의 역방향 회전 시 상기 제1 연장부재에 의해 일단부가 가압되어 외측으로 탄성 변형되는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
상기 지지부재는 상기 토션스프링의 외주면과 대응되게 마련되어 내측에 상기 토션스프링이 수용되는 수용부와, 상기 수용부에서 외측으로 확장 형성되고 기어하우징에 고정되는 플랜지부를 포함하는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
상기 선기어는 외주면에 상기 한 쌍의 연장부재가 돌출 형성되는 샤프트부와, 상기 샤프트부의 저면에 마련되고 상기 지지부재의 관통홀에 배치되어 상기 동력변환부로 동력을 전달하는 기어부를 포함하는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
일측에 상기 모터의 구동축에 마련되는 제1 헬리컬기어와 치합하는 제2 헬리컬기어가 마련되고 타측에 상기 웜휠기어와 치합하는 웜기어가 마련되는 연결기어를 더 포함하는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
상기 연결기어는 상기 모터와 구동축과 상기 웜휠기어의 축에 대해 수직하게 배치되는 브레이크용 액츄에이터가 제공될 수 있다.
본 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터는 제동 동작 후 반발력에 의한 자기잠금 기능을 구비할 수 있다.
본 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터는 동력 전달 효율이 향상되고 부품의 피로파괴를 저감시킬 수 있다.
본 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터는 자기잠금부를 내장하여 제품의 크기를 컴팩트하게 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터를 부분적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터의 선기어를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터의 웜휠기어를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터의 자기잠금부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터의 정지 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터의 제동 동작을 나타내는 동작도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터의 제동 동작을 나타내는 동작도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터의 역회전을 나타내는 동작도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터의 역회전을 나타내는 동작도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터의 자기잠금 동작을 나타내는 동작도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)를 부분적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 선기어(120)를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 웜휠기어(110)를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 자기잠금부(130)를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)는 동력을 발생시키는 모터(10)와, 모터(10)의 동력에 의해 회전 가능하게 마련되는 웜휠기어(110)와, 웜휠기어(110)와 동축 상에 마련되고 웜휠기어(110)의 회전력을 동력변환부(50)로 전달하는 선기어(120)와, 동력변환부(50)의 반력에 의한 선기어(120)의 역방향 회전 각도를 일정 범위로 제한하는 자기잠금부(130)를 포함할 수 있다.
브레이크용 액츄에이터(100)는 전기기계식 브레이크에 설치될 수 있다. 구체적으로, 브레이크용 액츄에이터(100)는 전기적 신호에 의해 모터(10)의 동력을 전달하고 회전력을 직선운동으로 변환시켜 피스톤(미도시)을 진퇴시키는 장치일 수 있다.
모터(10)는 동력을 발생시키는 장치로 구동축이 기어하우징(40) 내에 삽입 배치될 수 있고, 모터(10)의 구동축은 웜휠기어(110) 및 동력변환부(50)의 축 방향과 나란하게 배치될 수 있다. 모터(10)의 구동축의 단부에는 제1 헬리컬기어(11)가 마련되어 제2 헬리컬기어(21)가 마련되는 연결기어(20)로 동력을 전달할 수 있다.
연결기어(20)는 모터(10)의 구동축과 수직한 방향으로 배치되어, 일측에 제1 헬리컬기어(11)와 치합하는 제2 헬리컬기어(21)를 구비하고 타측에 웜휠기어(110)와 치합하는 웜기어(22)를 구비할 수 있다. 연결기어(20)의 양단부에는 베어링(23)이 결합될 수 있다.
기어하우징(40)은 웜휠기어(110), 선기어(120), 토션스프링(135), 지지부재(134)가 수용되는 홀(43)과, 지지부재가 결합되는 체결부(44)와, 커버(30)가 장착되는 장착홀(42)과, 연결기어(20) 및 모터(10)가 수용되는 홈을 구비할 수 있다.
웜휠기어(110)는 웜기어(22)를 통해 모터(10)의 동력을 전달받아 회전 가능하게 마련되며, 외주면에 웜기어(22)와 치합하는 기어이(111)가 마련된다.
웜휠기어(110)는 모터(10)의 회전력을 전달받아 선기어(120)를 통해 동력변환부(50)로 전달하고, 선기어(120) 및 동력변환부(50)와 동축 상에 배치될 수 있다.
웜휠기어(110)는 중심부에 홀(112)이 관통 형성되어 선기어(120)의 상단부가 삽입될 수 있다. 이 때, 홀(112)의 내경은 선기어(120)의 외경보다 크게 마련되어, 웜휠기어(110)와 선기어(120)가 각각 상대회전 가능하게 마련될 수 있다.
웜휠기어(110)는 하측으로 개방 형성되는 중공부와, 중공부 내측에서 축방향과 나란한 방향으로 돌출 형성되는 제1 회전돌기(131) 및 제2 회전돌기(137)를 구비할 수 있다. 이 때, 제1 회전돌기(131) 및 제2 회전돌기(137)는 웜휠기어(110)의 축을 기준으로 반대방향에 마련될 수 있고, 바람직하게 웜휠기어(110)의 홀(112)에 인접하게 마련될 수 있다.(도 5 참조)
웜휠기어(110)는 회전 시 제1 및 제2 회전돌기(131,137)로 선기어(120)의 한 쌍의 연장부재(132,133) 와 맞물리도록 마련된다.
웜휠기어(110)의 정방향 또는 역방향 회전 시 제1 회전돌기(131)는 토션스프링(135)을 가압하여 토션스프링(135)의 외경이 줄어드는 방향으로 탄성 변형시킬 수 있다. 여기서, 웜휠기어(110)의 정방향 회전은 제동 동작 시 웜휠기어(110)가 회전하는 방향을 의미하고(도 6 기준 시계방향), 역방향 회전은 제동 해제 동작 시 웜휠기어(110)가 회전하는 방향을 의미한다. (도 6 기준 반시계방향)
예를 들어, 웜휠기어(110)의 정방향 회전 시 제1 회전돌기(131)는 토션스프링(135)의 일단부(135b)를 가압하면서 제1 연장부재(133)를 가압할 수 있고, 제2 회전돌기(137)는 제2 연장부재(132)를 가압할 수 있다. 반면, 웜휠기어(110)의 역방향 회전 시(도 6 기준 반시계방향) 제1 회전돌기(131)는 토션스프링(135)의 타단부(135a)를 가압하면서 제2 연장부재(132)를 가압할 수 있고, 제2 회전돌기(137)는 제1 연장부재(133)를 가압할 수 있다.(도 6 참조)
제1 회전돌기(131) 및 제2 회전돌기(137)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
선기어(120)는 웜휠기어(110)와 동축 상에 배치되고 웜휠기어(110)와 연동하여 함께 회전 가능하게 마련되며 웜휠기어(110)의 회전력을 동력변환부(50)로 전달할 수 있다.
선기어(120)는 원통형으로 마련되는 샤프트부(121)와, 샤프트부(121)의 외주면에 돌출 형성되는 한 쌍의 연장부재(132,133)와, 샤프트부(121)의 저면에 돌출 마련되는 기어부(122)를 포함할 수 있다. 여기서 선기어(120)의 저면은 선기어(120)를 기준으로 웜휠기어(110)와 대향하는 면의 반대면을 의미한다.
샤프트부(121)는 웜휠기어(110)의 중공부와 지지부재(134)의 수용부(134b) 사이에 배치되고, 기어부(122)는 지지부재(134)의 관통홀을 통과하도록 배치된다.
한 쌍의 연장부재(132,133)는 샤프트부(121)의 외주면 일측에 반경방향으로 돌출 형성되는 제1 연장부재(133)와, 샤프트부(121)의 외주면 타측에 반경방향으로 돌출 형성되는 제2 연장부재(132)를 포함한다. 제1 연장부재(133) 및 제2 연장부재(132)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
기어부(122)는 선기어(120)의 저면에 마련되어 동력변환부(50)와 맞물리도록 마련될 수 있다. 이로써, 선기어(120)는 웜휠기어(110)를 통해 전달받은 모터(10)의 동력을 동력변환부(50)로 전달할 수 있다.
동력변환부(50)는 선기어(120)의 회전력을 전달받아 회전속도를 감소시키는 감속기어부(미도시)와, 감속기어부(미도시)에서 전달받은 회전력을 직선운동으로 변환시켜 피스톤(미도시)을 가압하는 동력변환부재(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 감속기어부(미도시)는 통상의 유성기어 장치로 마련될 수 있으나 이에 한정되지 않고, 선기어(120)로부터 회전력을 전달받아 속도를 감속시키고 토크를 증가시킨다면 다양한 변형이 가능하다. 또한, 동력변환부재(미도시)는 감속기어부(미도시)에서 회전력을 전달받아 회전하는 스핀들과 스핀들에 결합되는 너트로 마련되거나, 감속기어부(미도시)의 회전력을 전달받아 직선 운동하는 볼-스크류로 마련될 수 있다.
자기잠금부(130)는 액츄에이터(100)에 의해 제동 작동을 수행한 경우 기계적으로 제동 상태를 유지하도록 자기잠금(Self-Locking) 작동하기 위한 장치이다.
자기잠금부(130)는 웜휠기어(110)에 마련되어 웜휠기어(110)와 함께 회전 가능하게 마련되는 제1 및 제2 회전돌기(131,137)와, 선기어(120)에 마련되어 제1 및 제2 회전돌기(131,137)를 회전 지지 가능하게 마련되는 한 쌍의 연장부재(132,133)와, 일단부(135b)가 제1 회전돌기(131)의 일측을 지지하고 타단부(135a)가 제1 회전돌기(131)의 타측을 지지하는 토션스프링(135)과, 토션스프링(135)의 탄성 변형에 따라 토션스프링(135)의 외주면과 밀착 가능하게 마련되는 지지부재(134)를 포함할 수 있다.
제1 회전돌기(131)와 제2 회전돌기(137)는 웜휠기어(110)의 저면에 축방향과 나란한 방향으로 돌출 형성될 수 있고, 웜휠기어(110)의 축을 기준으로 서로 반대측에 배치될 수 있다. 이 때, 제1 회전돌기(131)는 제2 회전돌기(137)보다 더 크게 마련될 수 있다.
제1 회전돌기(131)는 선기어(120)의 제1 및 제2 연장부재(132)와 동일한 회전 반경 상에 배치되어, 정방향 회전 시 제1 연장부재(133)와 밀착될 수 있고 역방향 회전 시 제2 연장부재(132)와 밀착될 수 있다.
제1 회전돌기(131)는 양측에 토션스프링(135)의 양측 단부가 각각 배치되어 회전 시 지지 가능하게 마련될 수 있다. 구체적으로, 제1 회전돌기(131)는 정방향 회전 시 토션스프링(135)의 일단부(135b)를 가압하여 토션스프링(135)을 반경이 줄어드는 방향으로 탄성 변형시킬 수 있다. 이에 따라, 토션스프링(135)의 외주면과 지지부재(134)의 내주면 사이의 간격은 이격되고 마찰이 줄어들어 웜휠기어(110)와 선기어(120)가 원활하게 맞물릴 수 있다. 반면, 제1 회전돌기(131)는 역방향 회전 시 토션스프링(135)의 타단부(135a)를 가압하여 토션스프링(135)을 반경이 줄어드는 방향으로 탄성 변형시킬 수 있다. 이에 따라, 토션스프링(135)의 외주면과 지지부재(134)의 내주면 사이의 간격은 이격되고 마찰이 줄어들어 웜휠기어(110)와 선기어(120)가 원활하게 맞물릴 수 있다.
제2 회전돌기(137)는 웜휠기어(110)의 회전 시 제1 회전돌기(131)의 하중 부담을 줄이기 위해 제1 회전돌기(131)와 함께 제1 연장부재(133) 또는 제2 연장부재(132)를 가압하기 위한 것으로, 웜휠기어(110)의 축을 기준으로 제1 회전돌기(131)의 반대측에 마련될 수 있다.
한 쌍의 연장부재(132,133)는 선기어(120)의 샤프트부(121)의 외측에 반경방향으로 돌출 형성될 수 있고, 각각의 연장부재는 이격 배치될 수 있다. 또한, 한 쌍의 연장부재(132,133)는 제1 및 제2 회전돌기(131,137)의 회전 반경 상에 마련되어 웜휠기어(110)의 회전 시 서로 지지 가능하게 마련될 수 있다. 구체적으로, 제1 연장부재(133)는 제1 회전돌기(131)의 정방향 회전과 제2 회전돌기(137)의 역방향 회전을 지지하도록 배치될 수 있고, 제2 연장부재(132)는 제1 회전돌기(131)의 역방향 회전과 제2 회전돌기(137)의 정방향 회전을 지지하도록 배치될 수 있다.
제1 연장부재(133)는 토션스프링(135)의 일단부(135b)를 수용 가능하도록 함몰 형성되는 제1 그루브(133a)를 구비하고, 제2 연장부재(132)는 토션스프링(135)의 타단부(135a)를 수용 가능하도록 함몰 형성되는 제2 그루브(132a)를 구비할 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 그루브(133a, 132a)의 깊이는 각각 토션스프링(135)의 일단부(135b)와 타단부(135a)를 수용할 수 있도록 토션스프링(135)의 두께(폭)와 같거나 더 크게 마련될 수 있다. 이로써, 웜휠기어(110)의 회전 시 선기어(120)와 맞물릴 때 제1 회전돌기(131)와 한 쌍의 연장부재(132,133)가 서로 직접적으로 동력을 전달할 수 있으므로 동력전달 효율이 향상되고, 토션스프링(135)은 직접적인 부하 하중을 받지 않게 되어 내구성이 향상되는 장점이 존재한다.
토션스프링(135)은 코일 형태의 스프링으로 마련될 수 있고 일단부(135b)와 타단부(135a)가 내측으로 연장 형성될 수 있다. 이에, 토션스프링(135)은 일단부(135b) 또는 타단부(135a)가 원주 방향으로 가압되면 외경이 확장되거나 축소되도록 탄성 변형될 수 있다.
토션스프링(135)의 외주면은 지지부재(134)의 수용부(134b)의 내주면과 대응되는 형태로 마련되어 수용부(134b)의 내측에 삽입될 수 있다.
토션스프링(135)은 외경이 확장되는 방향으로 탄성 변형 시 외주면이 수용부(134b)의 내주면과 밀착되고, 외경이 축소되는 방향으로 탄성 변형 시 외주면이 수용부(134b)의 내주면과 이격될 수 있다. 즉, 토션스프링(135)의 탄성 변형에 따라 토션스프링(135)의 외주면과 수용부(134b)의 내주면 간격은 좁아지거나 넓어질 수 있다.
지지부재(134)는 원통형으로 마련되어 토션스프링(135)을 수용하는 수용부(134b)와, 수용부(134b)에서 외측으로 확장 형성되고 기어하우징(40)에 고정되는 플랜지부(134c)와, 수용부(134b)에 관통 형성되는 관통홀(134e)을 구비할 수 있다.
수용부(134b)는 중공 형태로 마련되어 내측에 토션스프링(135)을 수용하며, 내주면이 토션스프링(135)의 외주면과 밀착 가능하게 마련된다.
플랜지부(134c)는 복수의 홀(134d)을 구비하고 각각의 홀(134d)에는 체결부재(134a)가 관통 결합되어 지지부재(134)를 기어하우징(40)에 고정시킨다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 제동 동작과, 제동해제 동작과, 자기잠금 동작에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 정지 상태를 나타내는 단면도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 제동 동작을 나타내는 동작도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 역회전을 나타내는 동작도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 자기잠금 동작을 나타내는 동작도이다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 제동 동작에 대해서 설명한다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)는 제동 동작 시 모터(10)가 정방향으로 회전하고 연결기어(20)가 정방향으로 회전하여 웜휠기어(110)를 정방향으로 회전시킨다. 이 때, 정방향이란 웜휠기어(110)를 아래에서 바라봤을 때(도 8 및 도 9) 시계 방향으로 회전하는 방향을 의미하며, 피스톤(미도시)이 전진하여 차량의 휠을 제동시키는 방향을 의미한다.
웜휠기어(110)의 정방향 회전 시 제1 회전돌기(131)와 제2 회전돌기(137)가 함께 회전하게 되는데, 제1 회전돌기(131)는 토션스프링(135)의 일단부(135b)를 가압하게 된다. 토션스프링(135)의 일단부(135b)는 원주방향(정방향)으로 힘을 받아 외경이 줄어들도록 탄성 변형되고, 토션스프링(135)의 외주면은 수용부(134b)의 내주면으로부터 이격된다. 다시 말해, 정방향 회전 시 토션스프링(135)의 외주면과 수용부(134b)의 내주면 사이의 간격(d1)은 정지 상태의 토션스프링(135)의 외주면과 수용부(134b)의 내주면 사이의 간격(d0)보다 커진다. 따라서, 토션스프링(135)과 지지부재(134) 간의 마찰은 감소하여 웜휠기어(110)는 토션스프링(135)을 가압하면서 원활하게 회전 가능하게 된다.(도 8 참조)
웜휠기어(110)의 정방향 회전 시 제1 회전돌기(131)는 토션스프링(135)의 일단부(135b)를 가압하면서 선기어(120)의 제1 연장부재(133)를 가압하고, 제2 회전돌기(137)는 선기어(120)의 제2 연장부재(132)를 가압한다. 이 때, 토션스프링(135)의 일단부(135b)는 제1 연장부재(133)의 제1 그루브(133a)에 수용되어 제1 회전돌기(131)는 제1 연장부재(133)를 직접 가압하게 된다. 이에 따라, 선기어(120)는 웜휠기어(110)와 함께 정방향으로 회전하고, 선기어(120)의 기어부(122)는 동력변환부(50)로 회전력을 전달하여 피스톤(미도시)을 전진시킨다.(도 9 참조)
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 제동해제 동작에 대해서 설명한다.
도 7, 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)는 제동해제 동작 시 모터(10)가 역방향으로 회전하고 연결기어(20)가 역방향으로 회전하여 웜휠기어(110)를 역방향으로 회전시킨다. 이 때, 역방향이란 웜휠기어(110)를 아래에서 바라봤을 때(도 10 및 도 11) 반시계 방향으로 회전하는 방향을 의미하며, 피스톤(미도시)이 후퇴하여 제동해제 동작하는 방향을 의미한다.
웜휠기어(110)의 역방향 회전 시 제1 회전돌기(131)와 제2 회전돌기(137)가 함께 회전하게 되는데, 제1 회전돌기(131)는 토션스프링(135)의 타단부(135a)를 가압하게 된다. 토션스프링(135)의 타단부(135a)는 원주방향(역방향)으로 힘을 받아 외경이 줄어들도록 탄성 변형되고, 토션스프링(135)의 외주면은 수용부(134b)의 내주면으로부터 이격된다. 다시 말해, 역방향 회전 시 토션스프링(135)의 외주면과 수용부(134b)의 내주면 사이의 간격(d2)은 정지 상태의 토션스프링(135)의 외주면과 수용부(134b)의 내주면 사이의 간격(d0)보다 커진다. 따라서, 토션스프링(135)과 지지부재(134) 간의 마찰은 감소하여 웜휠기어(110)는 토션스프링(135)을 가압하면서 원활하게 회전 가능하게 된다.(도 10 참조)
웜휠기어(110)의 역방향 회전 시 제1 회전돌기(131)는 토션스프링(135)의 타단부(135a)를 가압하면서 선기어(120)의 제2 연장부재(132)를 가압하고, 제2 회전돌기(137)는 선기어(120)의 제1 연장부재(133)를 가압한다. 이 때, 토션스프링(135)의 타단부(135a)는 제2 연장부재(132)의 제2 그루브(132a)에 수용되어 제1 회전돌기(131)는 제2 연장부재(132)를 직접 가압하게 된다. 이에 따라, 선기어(120)는 웜휠기어(110)와 함께 역방향으로 회전하고, 선기어(120)의 기어부(122)는 동력변환부(50)로 회전력을 전달하여 피스톤(미도시)을 후퇴시킨다.(도 11 참조)
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)의 자기잠금 동작에 대해서 설명한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)는 제동 동작 후 모터(10)에 제공되는 전류가 해제되면, 디스크(미도시)를 가압하던 브레이크 패드(미도시)의 반발력(back drive)에 의해 피스톤(미도시)이 후퇴하고 동력변환부(50)의 반력에 의해 선기어(120)가 역방향으로 회전한다. 이 때, 자기잠금부(130)는 선기어(120)가 역방향으로 회전하지 않도록 제한하는 자기잠금 동작을 수행할 수 있다.
구체적으로, 동력변환부(50)의 반력에 의해 선기어(120)가 역방향으로 회전하면 제1 연장부재(133) 및 제2 연장부재(132)가 역방향으로 회전하고, 제1 연장부재(133)는 토션스프링(135)의 일단부(135b)를 가압한다. 이 때, 토션스프링(135)의 일단부(135b)를 역방향으로 가압함에 따라 토션스프링(135)의 외경은 반경방향 외측으로 확장되어 수용부(134b)의 내주면에 밀착된다. 다시 말해, 제1 연장부재(133)의 역방향 회전 시 토션스프링(135)의 외주면과 수용부(134b)의 내주면 사이의 간격(d3)은 정지 상태의 토션스프링(135)의 외주면과 수용부(134b)의 내주면 사이의 간격(d0)보다 작아진다. 따라서, 선기어(120)가 역회전할수록 토션스프링(135)의 외경은 확대되어 토션스프링(135)과 지지부재(134) 간의 마찰력은 강해지고, 선기어(120)가 정지하여 자기잠금된다.(도 12 참조)
본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)는 자기잠금부(130)를 구비하여 제동 동작 후 자기잠금 가능한 장점이 존재한다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)는 제동동작, 제동해제 동작, 자기잠금 동작 시 웜휠기어(110)와 선기어(120)가 직접 맞물림으로써 동력 전달 효율이 향상되고, 토션스프링(135)의 피로파괴를 저감시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크용 액츄에이터(100)는 자기잠금부(130)를 내장하여 제품의 크기를 컴팩트하게 줄일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 모터 20: 연결기어
30: 커버 40: 기어하우징
100: 브레이크용 액츄에이터 110: 웜휠기어
120: 선기어 130: 자기잠금부
131: 제1 회전돌기 132: 제2 연장부재
133: 제1 연장부재 134: 지지부재
135: 토션스프링 137: 제2 회전돌기

Claims (12)

  1. 모터의 동력에 의해 회전 가능하게 마련되는 웜휠기어;
    상기 웜휠기어와 동축 상에 마련되고 상기 웜휠기어의 회전력을 동력변환부로 전달하는 선기어; 및
    제동 동작 후 상기 선기어의 역방향 회전을 제한하는 자기잠금부;를 포함하고,
    상기 자기잠금부는
    상기 웜휠기어에 마련되어 상기 웜휠기어와 함께 회전 가능하게 마련되는 제1 회전돌기와, 상기 선기어에 마련되어 상기 제1 회전돌기를 회전 지지 가능하게 마련되는 한 쌍의 연장부재와, 일단부가 상기 제1 회전돌기의 일측을 지지하고 타단부가 상기 제1 회전돌기의 타측을 지지하는 토션스프링과, 상기 토션스프링의 외측에 마련되어 상기 토션스프링의 외주면과 밀착 가능하게 마련되는 지지부재를 포함하는 브레이크용 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 연장부재는
    상기 제1 회전돌기의 정방향 회전을 지지하는 제1 연장부재와, 상기 제1 회전돌기의 역방향 회전을 지지하는 제2 연장부재를 포함하는 브레이크용 액츄에이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 연장부재는
    상기 토션스프링의 일단부를 수용 가능하게 마련되는 제1 그루브를 구비하고,
    상기 제2 연장부재는
    상기 토션스프링의 타단부를 수용 가능하게 마련되는 제2 그루브를 구비하는 브레이크용 액츄에이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전돌기는
    상기 웜휠기어의 저면에 돌출 형성되고 상기 한 쌍의 연장부재의 회전 반경 상에 마련되는 브레이크용 액츄에이터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자기잠금부는
    상기 웜휠기어의 저면에 돌출 형성되고 상기 웜휠기어의 축을 기준으로 상기 제1 회전돌기의 반대측에 마련되는 제2 회전돌기를 더 포함하는 브레이크용 액츄에이터.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 토션스프링은
    일단부는 상기 제1 회전돌기와 상기 제1 연장부재 사이로 절곡 형성되고, 타단부는 상기 제1 회전돌기와 상기 제2 연장부재 사이로 절곡 형성되는 브레이크용 액츄에이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 토션스프링은
    상기 웜휠기어의 정방향 회전 시 상기 제1 회전돌기에 의해 일단부가 가압되어 내측으로 탄성 변형되고, 상기 웜휠기어의 역방향 회전 시 상기 제1 회전돌기에 의해 타단부가 가압되어 내측으로 탄성 변형되는 브레이크용 액츄에이터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 토션스프링은
    상기 선기어의 역방향 회전 시 상기 제1 연장부재에 의해 일단부가 가압되어 외측으로 탄성 변형되는 브레이크용 액츄에이터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는
    상기 토션스프링의 외주면과 대응되게 마련되어 내측에 상기 토션스프링이 수용되는 수용부와, 상기 수용부에서 외측으로 확장 형성되고 기어하우징에 고정되는 플랜지부를 포함하는 브레이크용 액츄에이터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 선기어는
    외주면에 상기 한 쌍의 연장부재가 돌출 형성되는 샤프트부와, 상기 샤프트부의 저면에 마련되고 상기 지지부재의 관통홀에 배치되어 상기 동력변환부로 동력을 전달하는 기어부를 포함하는 브레이크용 액츄에이터.
  11. 제1항에 있어서,
    일측에 상기 모터의 구동축에 마련되는 제1 헬리컬기어와 치합하는 제2 헬리컬기어가 마련되고 타측에 상기 웜휠기어와 치합하는 웜기어가 마련되는 연결기어를 더 포함하는 브레이크용 액츄에이터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연결기어는
    상기 모터와 구동축과 상기 웜휠기어의 축에 대해 수직하게 배치되는 브레이크용 액츄에이터.
KR1020210108162A 2021-08-17 2021-08-17 브레이크용 액츄에이터 KR20230026133A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210108162A KR20230026133A (ko) 2021-08-17 2021-08-17 브레이크용 액츄에이터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210108162A KR20230026133A (ko) 2021-08-17 2021-08-17 브레이크용 액츄에이터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230026133A true KR20230026133A (ko) 2023-02-24

Family

ID=85330053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210108162A KR20230026133A (ko) 2021-08-17 2021-08-17 브레이크용 액츄에이터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230026133A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101511437B1 (ko) 2013-10-14 2015-04-10 주식회사 만도 전자기계식 브레이크 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101511437B1 (ko) 2013-10-14 2015-04-10 주식회사 만도 전자기계식 브레이크 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9568058B2 (en) Disc brake
US10865842B2 (en) Electronic disc brake
WO2019198509A1 (ja) ディスクブレーキ及び遊星歯車減速機構
JP2014070670A (ja) ディスクブレーキ
CN111503187B (zh) 致动器和具有致动器的机电盘式制动器
JP2009127737A (ja) 電動ディスクブレーキ
US11787379B2 (en) Electronic parking brake system
US8863919B2 (en) Electric parking brake system
KR20230026133A (ko) 브레이크용 액츄에이터
JP2016125544A (ja) ディスクブレーキ
EP4122786B1 (en) Parking mechanism, electronic mechanical brake system, and vehicle
KR20200098219A (ko) 전동식 브레이크 시스템
US20230091307A1 (en) Brake device
JP2018017300A (ja) ディスクブレーキ
CN115929815A (zh) 电动驻车制动器及具有电动驻车制动器的车辆
JP2014101973A (ja) 電動パーキングブレーキ装置
JP6373188B2 (ja) ディスクブレーキ
JP6994916B2 (ja) ディスクブレーキ
JP7398345B2 (ja) ディスクブレーキ及び遊星歯車減速機構
US20230068562A1 (en) Actuator for brake device and brake device including same
WO2023062824A1 (ja) ディスクブレーキ及び遊星歯車減速機構
EP4242486B1 (en) Brake apparatus for vehicle
US20230082813A1 (en) Electric parking brake and method of operating the same
JP2012077809A (ja) ディスクブレーキ
JP6632397B2 (ja) ディスクブレーキ