KR101796492B1 - 전자식 디스크 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명의 전자식 디스크 브레이크가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 한 쌍의 패드플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어; 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 피스톤이 제동유압에 의해 진퇴 가능하게 설치되는 실린더가 마련된 캘리퍼 하우징; 상기 실린더의 후방부를 관통하여 설치되고 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 스핀들부재와, 상기 피스톤 내에 회전이 제한된 상태로 상기 스핀들부재와 나사결합되어 상기 스핀들부재의 회전에 따라 진퇴 이동하며 상기 피스톤을 가압 및 가압 해제하는 너트부재를 구비하는 동력변환유닛; 및 상기 실린더에 설치되어 상기 동력변환유닛을 통한 주차 시 발생되는 반력을 받아내는 베어링;을 포함하고, 상기 스핀들부재는 상기 베어링과 접촉되도록 반경방향으로 연장 형성되어 주차 시 발생되는 하중에 의해 탄성변형되는 플랜지부를 갖추고, 상기 베어링과 접촉되는 플랜지부의 일면은 테이퍼진 형상을 갖도록 형성된 전자식 디스크 브레이크가 제공될 수 있다.

Description

전자식 디스크 브레이크{Electronic disc brake}

본 발명은 전자식 디스크 브레이크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주차 시 발생되는 편하중을 분산시킬 수 있는 전자식 디스크 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로, 주차 브레이크 장치는 차량을 주차시키는 경우 차량을 움직이지 못하도록 정지시키기 위한 장치로, 차량의 휠을 회전하지 못하도록 잡아주는 역할을 한다. 이러한 주차 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 전자식 디스크 브레이크는 통상적인 유압식 디스크 브레이크에 추가적으로 전기에 의해 동작되는 액추에이터를 채용하여 주차 기능을 수행하도록 한 것이다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0124817호에는 이러한 전자식 디스크 브레이크 의 예가 개시되어 있다. 개시된 문헌에 따르면, 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트가 진퇴가능하게 설치된 캐리어와, 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 제동유압에 의해 피스톤이 진퇴 가능하게 설치되는 실린더가 마련된 캘리퍼 하우징과, 피스톤을 가압하는 스핀들 유닛 및 상기 스핀들 유닛에 회전력을 전달하는 모터를 구비하는 전자식 디스크 브레이크가 개시된다.

이러한 전자식 디스크 브레이크는 제동유압에 따른 피스톤의 가압으로 제동작용을 하거나 모터의 회전력을 전달받아 회전운동을 직선운동으로 변환하는 스핀들 유닛에 의해 피스톤을 가압함으로써 주차 기능을 수행하는 구조를 갖는다. 이때, 스핀들 유닛은 모터의 회전력을 전달받는 스핀들부재와, 상기 스핀들부재와 나사결합되어 피스톤을 가압하는 너트부재를 구비한다. 또한 스핀들부재는 반경방향으로 연장 형성된 플랜지부를 갖추어, 스핀들부재의 지지를 위해 실린더 내에 설치된 베어링과 접촉하도록 한다. 이는 스핀들부재의 회전을 용이하도록 하며 주차 작동 시 발생되는 하중을 지지하도록 하기 위함이다.

그러나, 상기 스핀들부재의 플랜지부가 주차 시 발생되는 하중을 받음에 따라 탄성변형 되는데, 이때 플랜지부가 형성되는 코너측 부분에 편하중이 발생하게 된다. 이는 주차 작동 초기 구간에서 말기 구간으로 갈수록 하중이 커지기 때문이다. 즉, 주차 작동 초기 구간에서 베어링과 면 접촉된 플랜지부는 주차 작동 말기 구간으로 갈수록 탄성변형되어 외측 끝단부가 베어링으로부터 이격되며, 말기 구간에서는 플랜지부의 코너측 부분에만 편하중이 발생되어 베어링의 내구성이 저하되고, 심각한 경우 베어링이 파손되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0124817호(주식회사 만도) 2011. 11. 18.

본 발명의 실시 예에 따른 전자식 디스크 브레이크는 주차 시 스핀들부재에 발생되는 하중을 베어링의 전면으로 분포시켜 베어링의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 한 쌍의 패드플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어; 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 피스톤이 제동유압에 의해 진퇴 가능하게 설치되는 실린더가 마련된 캘리퍼 하우징; 상기 실린더의 후방부를 관통하여 설치되고 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 스핀들부재와, 상기 피스톤 내에 회전이 제한된 상태로 상기 스핀들부재와 나사결합되어 상기 스핀들부재의 회전에 따라 진퇴 이동하며 상기 피스톤을 가압 및 가압 해제하는 너트부재를 구비하는 동력변환유닛; 및 상기 실린더에 설치되어 상기 동력변환유닛을 통한 주차 시 발생되는 반력을 받아내는 베어링;을 포함하고, 상기 스핀들부재는 상기 베어링과 접촉되도록 반경방향으로 연장 형성되어 주차 시 발생되는 하중에 의해 탄성변형되는 플랜지부를 갖추고, 상기 베어링과 접촉되는 플랜지부의 일면은 테이퍼진 형상을 갖도록 형성된 전자식 디스크 브레이크가 제공될 수 있다.

또한, 상기 플랜지부는 외측 반경방향으로 갈수록 점차적으로 두께가 증하도록 형성되어, 상기 플랜지부가 주차 작동 초기 구간에서 말기 구간으로 갈수록 탄성변형되며 베어링과 접촉되는 면이 점차적으로 증가될 수 있다.

또한, 상기 플랜지부의 탄성변형이 용이하도록 상기 플랜지부가 형성되는 코너측에 홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 디스크 브레이크는 주차 시 발생되는 하중에 의해 탄성변형되는 플랜지부가 주차 작동 초기 구간에서 말기 구간으로 갈수록 베어링과 접촉되는 면이 점차적으로 증가하도록 함으로써 하중을 베어링의 전면으로 분포시켜 베어링의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 디스크 브레이크를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 디스크 브레이크에 구비된 동력변환유닛에 의한 주차 동작상태를 나타내는 도면이다.

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 실시예에 따른 전자식 디스크 브레이크를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 상기 전자식 디스크 브레이크에 구비된 동력변환유닛에 의한 주차 동작상태를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 전자식 디스크 브레이크(100)는 차량의 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(D)를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트(111, 112)가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어(110)와, 캐리어(110)에 슬라이딩 가능하게 설치되고 제동유압에 의해 피스톤(121)이 진퇴 가능하게 설치되는 실린더(123)가 마련된 캘리퍼 하우징(120)과, 피스톤(121)을 가압하는 동력변환유닛(130) 및 상기 동력변환유닛(130)에 회전력을 전달하는 액추에이터(140)를 구비한다.

한 쌍의 패드플레이트(111, 112)는 피스톤(121)과 접하도록 배치된 내측 패드플레이트(111)와 후술할 캘리퍼 하우징(120)의 핑거부(122)와 접하도록 배치된 외측 패드플레이트(112)로 구별된다. 이러한 한 쌍의 패드플레이트(111, 112)는 디스크(D)의 양쪽 측면을 향하여 진퇴할 수 있도록 차체에 고정된 캐리어(110)에 설치된다. 또한 디스크(D)와 마주하는 각 패드플레이트(111, 112)의 일면에는 마찰패드(113)가 부착된다.

캘리퍼 하우징(120)은 상기 캐리어(110)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 보다 구체적으로, 캘리퍼 하우징(120)은 그 후방부에 동력변환유닛(130)이 설치되며 피스톤(121)이 진퇴 가능하도록 내장되는 실린더(123)와, 전방부에 외측 패드플레이트(112)를 작동시키도록 하측방향으로 굽어지게 성형된 핑거부(122)를 구비한다. 상기 핑거부(122)와 실린더(123)는 일체로 형성된다.

피스톤(121)은 내부가 컵(cup) 형상으로 파인 원통형으로 마련되어 실린더 (123)내에서 슬라이딩 가능하도록 삽입된다. 이 피스톤(121)은 제동유압 또는 액추에이터(140)의 회전력을 전달받은 동력변환유닛(130)의 축력에 의해 내측 패드플레이트(111)를 디스크(D) 측으로 가압하게 된다. 이에, 실린더(123) 내부로 제동을 위한 유압이 가해질 때는 피스톤(121)이 내측 패드플레이트(111) 측으로 전진하여 내측 패드플레이트(111)를 가압하고, 반력에 의해 캘리퍼 하우징(120)이 피스톤(121)과 반대방향으로 동작하여 핑거부(122)가 외측 패드플레이트(112)를 디스크(D) 측으로 가압함으로써 제동을 수행할 수 있다.

한편, 캘리퍼 하우징(120)에는 실린더(123) 내부로 제동을 위한 유압이 가해질 수 있도록 브레이크 오일이 유입되는 오일포트(129)가 형성되고, 피스톤(121) 외면과 실린더(123) 내면 사이에는 오일의 누유방지를 위한 실링부재(124)가 마련된다. 이 실링부재(124)는 실린더(123)로 유입되는 브레이크 오일의 누유방지와 함께 제동작용 해제 시 피스톤(121)을 원래의 위치로 복귀시키는 역할을 수행한다.

동력변환유닛(130)은 모터(144)와 감속기(142)로 구성된 액추에이터(140)로부터 회전력을 전달받아 피스톤(121)을 내측 패드플레이트(111) 측으로 가압하는 역할을 한다. 이때, 모터(144) 및 감속기(142)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 설명을 생략하기로 한다. 이러한 동력변환유닛(130)은 피스톤(121) 내에 배치되도록 설치되어 피스톤(121)과 접촉되는 너트부재(135)와, 너트부재(135)와 나사결합되는 스핀들부재(133)를 구비한다.

너트부재(135)는 회전이 제한된 상태로 피스톤(121) 내에 배치되어 스핀들부재(133)와 나사결합된다. 이에 너트부재(135)는 스핀들부재(133)의 회전 방향에 따라 진퇴 이동하며 피스톤(121)을 가압 및 가압 해제하는 역할을 한다.

스핀들부재(133)는 캘리퍼 하우징(120)의 후방부를 관통하여 모터(144)의 회전력을 전달받아 회전하는 축부(131)와, 상기 축부(131)로부터 반경방향으로 연장 형성된 플랜지부(132)를 구비한다. 축부(131)는 일측이 실린더(123)를 관통하여 회전가능하게 설치되고, 그 타측이 피스톤(121) 내에 배치된다. 이때, 실린더(123)를 관통한 축부(131)의 일측은 감속기(142)와 연결되어 모터(144)의 회전력을 전달받으며, 타측의 외주면에는 수나사산이 형성된다. 플랜지부(132)의 일측에는 스핀들부재(133)가 원활히 회전되도록 베어링(126)에 의해 지지된다. 여기서, 베어링(126)은 니들 베어링(needle bearing)으로써, 주차 동작 시에 너트부재(135)가 피스톤(121)을 가압함에 따라 발생되는 하중을 스핀들부재(133)를 통해 전달받게 된다. 도시된 바와 같이, 베어링(126)은 플랜지부(132)와 접촉되어 하중을 지지하게 된다.

보다 구체적으로, 플랜지부(132)는 스핀들부재(133)에 하중이 인가 시 탄성변형된다. 이러한 플랜지부(132)는 베어링(126)과 접촉되는 일면이 테이퍼진 형상을 갖도록 형성된다. 즉, 플랜지부(132)는 축부(131)를 기준으로 외측 반경방향으로 갈수록 점차적으로 두께가 증하도록 형성된다. 이에, 주차 시 발생되는 하중에 의해 탄성변형되는 플랜지부(132)가 주차 작동 초기 구간에서 말기 구간으로 갈수록 베어링(126)과 접촉되는 면이 점차적으로 증가하게 된다. 즉, 주차 작동이 완료된 상태에서 플랜지부(132)의 일면은 베어링(126)과 전면에 접촉된 상태가 된다. 따라서, 베어링(126)에 전달되는 하중을 베어링(126)의 전면(全面)으로 분포시키게 됨으로써 베어링(126)의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 플랜지부(132)가 형성되는 코너측 즉, 축부(131)와 플랜지부(132)의 경계부분에는 홈(132a)이 형성된다. 홈(132a)은 플랜지부(132)가 탄성변형 시 탄성변형이 용이하도록 한다. 이에, 홈(132a)은 축부(131)와 플랜지부(132)의 경계부분에서 베어링(126)과 마주하는 플랜지부(132)의 후방측에 형성되어야 하며, 원호 형상으로 라운드지게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이 홈(132a)은 플랜지부(132)의 탄성변형 시 플랜지부(132)의 내구성이 저하되지 않는 범위에서 형성되는 것은 자명하다.

부가적으로, 상기 베어링(126)과 접촉되는 플랜지부(132)의 일면이 테이퍼진 형상을 가지며, 베어링(126)과 접촉되는 면이 직선의 경사면인 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 베어링(126)과 접촉되는 플랜지부(132)의 일면이 반경방향 외측으로 갈수록 점차적으로 두께가 두꺼워지는 테이퍼진 형상을 갖는다면 베어링(126)과 접촉되는 면은 웨이브, 요철 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 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.

100 : 전자식 디스크 브레이크 110 : 캐리어
120 : 캘리퍼 하우징 121 : 피스톤
123 : 실린더 126 : 베어링
130 : 동력변환유닛 131 : 축부
132 : 플랜지부 133 : 스핀들부재
135 : 너트 스핀들 부재 140 : 액츄에이터

Claims (3)

1. 한 쌍의 패드플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어;
   상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 피스톤이 제동유압에 의해 진퇴 가능하게 설치되는 실린더가 마련된 캘리퍼 하우징;
   상기 실린더의 후방부를 관통하여 설치되고 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 스핀들부재와, 상기 피스톤 내에 회전이 제한된 상태로 상기 스핀들부재와 나사결합되어 상기 스핀들부재의 회전에 따라 진퇴 이동하며 상기 피스톤을 가압 및 가압 해제하는 너트부재를 구비하는 동력변환유닛; 및
   상기 실린더에 설치되어 상기 동력변환유닛을 통한 주차 시 발생되는 반력을 받아내는 베어링;을 포함하고,
   상기 스핀들부재는 상기 베어링과 접촉되도록 반경방향으로 연장 형성되어 주차 시 발생되는 하중에 의해 탄성변형되는 플랜지부를 갖추고,
   상기 베어링과 접촉되는 플랜지부의 일면은 테이퍼진 형상을 갖도록 형성된 전자식 디스크 브레이크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지부는 외측 반경방향으로 갈수록 점차적으로 두께가 증하도록 형성되어, 상기 플랜지부가 주차 작동 초기 구간에서 말기 구간으로 갈수록 탄성변형되며 베어링과 접촉되는 면이 점차적으로 증가되는 전자식 디스크 브레이크.
3. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지부의 탄성변형이 용이하도록 상기 플랜지부가 형성되는 코너측에 홈이 형성된 전자식 디스크 브레이크.
   

Images