[0001]【技术领域】
[0002][0001]본 발명은 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기에너지와 유압을 단일 또는 조합하여 사용할 수 있으면서도 큰 구동력을 제공할 수 있는 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치에 관한 것이다.
[0003]【背景技术】
[0004][0003]일반적으로 브레이크(Brake)는 주행하는 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에, 주차상태를 유지하기 위해 사용하는 제동장치이다.
[0005][0004]차량에 사용되는 브레이크는 주로 마찰식 브레이크가 사용되며, 차륜과 함께 회전하는 디스크의 양쪽에 패드가 설치되며, 유압에 의해 패드가 이동되어 디스크를 가압하므로 제동기능을 수행한다.
[0006][0005]최근 전기차 시장의 활성화에 따라, 유압식 제동장치의 개발 경향은 엔진부압에 의한 진공장치 대신에 모터식 진공펌프가 사용되거나, 전자제어식 브레이크가 사용된다.
[0007][0006]전기차에 적용되는 유압식 제동장치는 두 가지 방식을 채택하고 있으며, 모터구동으로 유압을 발생하여 부스팅 하는 방식과, 펌프를 구동 및 축압하여 유압을 분출하는 방식이 사용된다.
[0008][0007]종래에는 전기차를 포함한 차량에 사용되는 브레이크는 유압에 의해 동작되거나 전기에 의해 동작되는 단일 구동방식이므로 차량의 제동 안정성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
[0009][0009] 대한민국 등록특허공보 제10-1654813호(2016.08.31.) 대한민국 공개특허공보 제10-2014-099270호(2014.08.11.)
[0010][0010]본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 회전력 공급부와 유압공급부를 통해 전기에너지와 유압을 단일 또는 조합하여 사용할 수 있는 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
[0011][0011]또한, 회전력 공급부의 구조를 개선하여 기존모터보다 큰 구동력을 제공할 수 있는 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
[0012][0013]본 발명의 일실시예에 의한 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치는 하우징부; 상기 하우징부에 장착되고 회전력을 제공하는 회전력 공급부; 상기 회전력 공급부의 작동시 회전력을 공급받아 회전하는 회전부; 상기 회전부의 내측에 위치하며 상기 회전부의 회전시 연동작동하면서 직선이동하여 브레이크 패드를 가압하는 직선이동부; 상기 하우징부에 연결되며 상기 직선이동부를 이동시키는 유압을 공급하는 유압공급부; 및 상기 하우징부에 연결되며, 상기 직선이동부를 이동시키는 유압을 공급하는 유압공급부;를 포함한다.
[0013][0014]그리고 상기 회전력 공급부는 상기 회전부와 유압공급부의 사이에 위치한 직선이동부에 장착되고 회전력을 제공하는 모터; 및 상기 모터의 회전력을 공급받아 회전작동하고, 일단에는 선 기어 연결부가 형성되며, 상기 회전부에 회전력을 전달하는 로터;를 포함할 수 있다.
[0014][0015]여기서, 상기 회전부는 상기 로터의 선 기어 연결부와 일체로 구성되는 선 기어; 상기 선 기어의 외주면에 배치되는 링 기어; 상기 선 기어와 링 기어의 사이에 간격을 두고 장착되는 유성기어; 원통 형상으로 형성되는 회전몸체; 상기 직선이동부와 마주하는 상기 회전몸체의 내측에 나선형으로 홈이 형성되는 내측나선홈부; 및 상기 유성기어와 회전몸체의 측면을 고정하는 회전고정구;를 포함할 수 있다.
[0015][0016]또한, 상기 상기 회전부는 선 기어; 상기 선 기어의 외주면에 배치되는 링 기어; 상기 선 기어와 링 기어의 사이에 간격을 두고 장착되는 유성기어; 원통 형상으로 형성되는 회전몸체; 상기 직선이동부와 마주하는 상기 회전몸체의 내측에 나선형으로 홈이 형성되는 내측나선홈부; 및 상기 유성기어와 회전몸체의 측면을 고정하는 회전고정구;를 포함하고,
[0016][0017]상기 회전력 공급부는 벨트 장착홈이 형성되는 하우징부의 외부에 장착되는 구동모터; 상기 구동모터의 회전축에 결합되고 회전부의 동일선상에 배치되는 구동 풀리; 상기 직선이동부를 구성하는 직선이동몸체의 외 측에 장착되고 선기어에 회전력을 전달하는 종동 풀리; 및 상기 하우징부의 벨트 장착홈을 관통하고 상기 구동 풀리와 종동 풀리에 감기는 타이밍 벨트;를 포함할 수 있다.
[0017][0018]또한, 상기 직선이동부는 회전부를 구성하는 내측나선홈부에 대응하는 나선형의 홈이 외측에 구비되며, 상기 하우징부의 내측에 회전이 구속된 상태로 설치되는 직선이동몸체; 상기 직선이동몸체를 관통하여 설치되는 연결부재; 상기 직선이동몸체의 일 측으로 돌출된 상기 연결부재에 연결되며, 상기 연결부재와 함께 이동되어, 상기 브레이크 패드를 가압하는 가압부재; 상기 직선이동몸체의 타 측으로 돌출된 상기 연결부재에 연결되며, 상기 유압공급부를 통해 공급된 유압에 의해 이동이 이루어지는 이동부재; 및 상기 직선이동몸체와 내측나선홈부의 사이에 설치되는 볼베어링;을 포함할 수 있다
[0018][0019]또한, 상기 하우징부는 상기 직선이동몸체가 직선 이동되기 위한 제1내측공간을 형성하는 제1하우징; 상기 제1하우징에 일 측에 설치되며, 상기 이동부재가 이동되기 위한 제2내측공간을 형성하는 제2하우징; 상기 제2하우징에 연통되는 제3하우징; 상기 제1하우징과 상기 제2하우징의 사이에 설치되어 상기 제1내측공간과 상기 제2내측공간을 구획하는 제1경계부재; 및 상기 제2하우징과 상기 제3하우징 사이에 설치되며, 제어부의 제어신호에 의해 동작되어 유로를 개폐하여, 상기 유압공급부를 통해 상기 제2하우징으로 공급된 유압이 상기 제3하우징으로 이동되는 동작을 제어하는 제어밸브부;를 포함할 수 있다.
[0019][0020]여기서, 상기 제1하우징의 내측에는 윤활기능을 수행하는 제1작동유체가 구비되고, 상기 이동부재와 상기 제1경계부재의 사이에는 액체 상태의 제2작동유체가 구비될 수 있다.
[0020][0021]또한, 상기 제3하우징의 내측에는 상기 제3하우징의 내측으로 이동된 제2작동유체를 상기 제2하우징을 향한 방향으로 탄성 가압할 수 있도록 리턴부가 더 장착되고, 상기 리턴부는 상기 제3하우징의 내측 공간을 구획하는 판 형상의 리턴패널; 및 상기 리턴패널을 탄성 지지하는 리턴스프링;을 포함할 수 있다.
[0021][0023]본 발명에 따른, 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치는 평상시 회전력 공급부를 통해 차량이 제동이 이루어지고, 제동토크의 한계 또는 회전력 공급부의 고장시 유압공급부를 통해 차량의 제동이 이루어짐으로써, 제동 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
[0022][0024]또한, 회전력 공급부의 구조를 개선하여 기존모터보다 큰 구동력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 모터의 크기를 절감할 수 있는 효과가 있다.
[0023]【附图说明】
[0024][0026]도 1은 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 설치상태를 나타낸 개략도. 도 2는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 일 실시 예를 나타낸 단면도. 도 3 및 4는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 다른 실시 예를 나타낸 단면도. 도 5(a) 내지 5(c)는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 구성하는 회전력 공급부와 회전부의 결합관계를 나타낸 도면. 도 6은 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 구성하는 직선이동부를 나타낸 단면도. 도 7은 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 나타낸 블록도.
[0025][0027]본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
[0026][0028]이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 설치상태를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 일 실시 예를 나타낸 단면도이며, 도 3 및 4는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 다른 실시 예를 나타낸 단면도이고, 도 5(a) 내지 5(c)는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 구성하는 회전력 공급부와 회전부의 결합관계를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 구성하는 직선이동부를 나타낸 단면도이다.
[0027][0030]먼저, 본원발명인 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)는 차량의 각 바퀴의 제동을 개별적으로 제어하므로, EMB(Electro Mechanical Break), ESC(Electronic Stability Control) 및 ABS(Anti-lock Brake System) 등의 기능을 수행할 수 있다.
[0028][0031]또한, 상기 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)는 응답성이 우수한 EMB 시스템을 초소형 전기차에 도입하여 전기모터와 유압을 이용한 제동을 단독 또는 조합하여 구현할 수 있을 뿐만 아니라 큰 구동력을 제공할 수 있으므로 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
[0029][0032]다음으로, 상기 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)는 도시된 도 1 내지 3과 같이, 하우징부(200), 회전력 공급부(300), 회전부(400), 직선이동부(500), 유압공급부(600), 리턴부(700), 감속부(800)를 포함한다.
[0030][0033]상기 하우징부(200)는 차량의 각 차륜에 설치된다.
[0031][0034]그리고 상기 하우징부(200)는 제1하우징(210)과 제2하우징(230) 및 제3하우징(250)으로 구성되어, 상기 회전부(400), 직선이동부(500), 리턴부(700) 등 주요부품의 외측을 감싸게 된다.
[0032][0035]여기서, 상기 하우징부(200)는 형상이 도시된 도면에 한정되지 않으면 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 본원발명에서 상기 하우징부(200)는 제1하우징(210)과 제2하우징(230) 및 제3하우징(250)이 일체로 형성되는 예를 들어 설명한다.
[0033][0036]상기 제1하우징(210)은 내부에 회전력 공급부(300), 회전부(400), 직선이동부(500)가 설치되고, 중앙 부분에는 수평방향으로 상기 직선이동부(500)를 구성하는 직선이동몸체가 직선 이동될 수 있도록 제1내측공간(220)이 형성된다.
[0034][0037]그리고 상기 제1하우징(210)은 회전력 공급부(300)의 설치 위치에 따라 외면에 벨트 장착홈(212)이 형성될 수 있다.
[0035][0038]이때, 상기 벨트 장착홈(212)의 내면에는 후설 할 회전력 공급부(300)의 타이밍 벨트를 따라 유입되는 이물질을 제거할 수 있도록 브러쉬(214)가 장착되고, 일 측에는 이물질을 외부로 배출하면서도 냉각할 수 있도록 송풍기(216)가 장착된다.
[0036][0039]또한, 직선이동부(500)를 구성하는 가압부재가 위치하는 제1하우징(210)의 제1내측공간(220)에는 가압부재를 냉각시키면서도 외부온도에 따른 편차에 의한 가압부재의 손상을 방지할 수 있도록 내부에 점성을 가지는 액체가 구비된 온도유지부(218)가 선택적으로 장착된다.
[0037][0040]상기 제2하우징(230)은 제1하우징(210)의 일 측에 형성되고, 상기 직선이동부(500)를 구성하는 이동부재가 이동될 수 있도록 제1내측공간(220)과 동일선상으로 제2내측공간(240)이 형성된다.
[0038][0041]그리고 상기 제1하우징(210)과 제2하우징(230)의 사이에는 제1내측공간(220)과 제2내측공간(240)을 구획하는 제1경계부재(270)가 설치된다.
[0039][0042]여기서, 상기 제1경계부재(270)는 격벽 형상으로 형성되고, 상기 직선이동부(500)를 구성하는 연결부재가 관통할 수 있도록 중앙 부분에 경계부재 관통공(272)이 형성된다.
[0040][0043]상기 제3하우징(250)은 제2하우징의 둘레를 따라 어느 일 측에 형성되고, 내부에는 제2내측공간(240)과 연통되는 제3내측공간(260)이 형성된다.
[0041][0044]즉, 상기 제3내측공간(260)은 직선이동부(500)를 구성하는 이동부재를 통해 좌우 양측으로 구획되고, 상기 이동부재를 중심으로 제3내측공간(260)의 좌측에는 제2작동유체(292)가 충진되며, 제3내측공간(260)의 우측에는 제3작동유체(293)가 충진된다.
[0042][0045]또한, 상기 하우징부(200)는 상기 직선이동부(500)가 이동되기 위한 제1하우징(210)의 내측에 윤활기능을 수행하는 제1작동유체(291)가 구비되고, 상기 직선이동부(500)의 이동부재와 제1경계부재(270)의 사이에는 액체 상태의 제2작동유체(292)가 구비되며, 상기 직선이동부(500)의 이동부재와 유압공급부(600)의 사이에는 브레이크오일 성분의 제3작동유체(293)가 구비된다.
[0043][0046]여기서, 상기 제1작동유체(291)와 제2작동유체(292) 및 제3작동유체(293)는 환경 및 목적 등에 따라 달라질 수 있으며, 본원발명에서 상기 제1작동유체(292)는 윤활오일이 사용되고, 상기 제2작동유체(293)와 제3작동유체(294)는 브레이크오일이 사용된다.
[0044][0047]상기 회전력 공급부(300)는 하우징부(200)의 내측에 고정되며 자기장을 형성하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 자석이나 전자석이 사용될 수 있다.
[0045][0048]본원발명에 상기 회전력 공급부(300)는 영구자석을 사용하며 상기 제1하우징(210)의 내측에 고정된 상태로 설치된다.
[0046][0049]또한, 상기 회전력 공급부(300)는 큰 구동력을 제공할 수 있도록 도시된 도 5(b) 및 5(c)와 같이 구성될 수 있다.
[0047][0050]먼저, 도시된 도 5(b)의 회전력 공급부(300)는 상기 회전부(400)와 유압공급부(600)의 사이에 위치한 직선이동부(500)에 장착되고 회전력을 제공하는 모터(310) 및 상기 모터(310)의 회전력을 공급받아 회전작동하고, 일단에는 선 기어 연결부(330)가 형성되며, 상기 회전부(400)에 회전력을 전달하는 로터(320)로 구성될 수 있다.
[0048][0051]즉, 상기 회전력 공급부(300)는 전기에너지의 공급에 따른 모터(310)의 구동시 상기 로터(320)가 회전작동하면서 선 기어 연결부(330)를 통해 회전부(400)에 회전력을 공급하게 된다.
[0049][0052]또한, 도시된 도 5(c)의 상기 회전력 공급부(300)는 벨트 장착홈(212)이 형성되는 하우징부(200)의 외부에 장착되는 구동모터(340), 상기 구동모터(340)의 회전축에 결합되는 구동 풀리(350), 상기 직선이동부(500)를 구성하는 직선이동몸체(510)의 외 측에 장착되고 선기어(462)에 회전력을 전달하는 종동 풀리(360) 및 상기 하우징부(200)의 벨트 장착홈(212)을 관통하고 상기 구동 풀리(350)와 종동 풀리(360)에 감기는 타이밍 벨트(370)로 구성된다.
[0050][0053]즉, 상기 회전력 공급부(300)는 전기에너지의 공급에 따른 구동모터(340)의 작동시 상기 구동 풀리(360)가 구동모터(340)의 회전축을 따라 회전하고, 이와 함께 상기 구동 풀리(360)에 감긴 타이밍 벨트(370)도 회전작동하여 종동 풀리(360)를 회전작동시킴에 따라 선기어(462)를 회전작동시키게 된다.
[0051][0054]이때, 상기 구동 풀리(350)와 종동 풀리(360) 및 타이밍 벨트(370)는 큰 구동력 등의 목적에 따라 다양한 크기 및 피치를 가질 수 있으며, 상기 선 기어(462)와 결합되는 종동 풀리(360)의 연결부분은 기어 형상으로 형성됨은 당연하다.
[0052][0055]상기 회전부(400)는 회전력 공급부(300)의 내측에 위치하며 전기에너지를 이용해 전자기력을 발생시켜 회전을 한다.
[0053][0056]본원발명에서 상기 회전부(400)는 원통 형상으로 형성되며, 코일이 권선되는 회전몸체(420)와, 직선이동부(500)와 마주하는 회전몸체(420)의 내측에 나선형으로 홈을 형성하는 내측나선홈부(440)로 이루어진다.
[0054][0057]또한, 상기 회전부(400)는 도시된 도 5(b)와 같이 구성될 수 있다.
[0055][0058]도시된 도 5(b)의 회전부(400)는 상기 로터(320)의 선 기어 연결부(330)와 일체로 구성되는 선 기어(462), 상기 선 기어(462)의 외주면에 배치되는 링 기어(464), 상기 선 기어(462)와 링 기어(464)의 사이에 간격을 두고 장착되는 유성기어(466), 원통 형상으로 형성되는 회전몸체(420), 상기 직선이동부(500)와 마주하는 상기 회전몸체(420)의 내측에 나선형으로 홈이 형성되는 내측나선홈부(440) 및 상기 유성기어(466)와 회전몸체(420)의 측면을 고정하는 회전고정구(468)로 구성된다.
[0056][0059]즉, 상기 회전부(400)는 회전력 공급부(300)를 구성하는 선 기어 연결부(330)와 연결된 선 기어(462)의 회전시 상기 선 기어(462)와 링 기어(464)의 사이에 위치한 유성기어(466)가 회전하고, 상기 회전몸체(420)는 유성기어(466)와 연결된 회전고정구(468)를 통해 회전력을 전달받아 회전하게 된다.
[0057][0060]보충설명하면, 상기 회전부(400)는 선 기어 연결부(330)의 작동시 선 기어(462)는 제자리에서 회전작동하고, 상기 유성기어(466)은 선 기어(462)와 링 기어(464)의 사이 공간에서 원주 방향으로 회전작동하게 된다. 이때, 상기 유성기어(466)는 회전몸체(420)와 연결된 회전고정구(468)를 통해 상기 회전몸체(420)에 회전력을 전달하게 된다.
[0058][0061]이때, 상기 링 기어(464)는 원활한 회전력을 전달할 수 있도록 하우징부(200)에 장착된다.
[0059][0062]상기 직선이동부(500)는 고정부(300)의 내측에 위치하고, 상기 회전부(400)의 회전시 연동작동하여 직선 이동함으로써 브레이크 패드(20)를 가압하게 된다.
[0060][0063]그리고 상기 직선이동부(500)는 도 6과 같이, 직선이동몸체(510), 외측나선홈부(520), 가압모듈부(540), 연결부재(550), 가압부재(560), 이동부재(570), 볼베어링(580)을 포함한다.
[0061][0064]상기 직선이동몸체(510)는 내측나선홈부(440)에 대응하는 나선형의 홈이 외측에 구비되며 하우징부(200)의 내측에 회전이 구속된 상태로 설치된다.
[0062][0065]상기 외측나선홈부(520)는 직선이동몸체(510)의 외측에 형성되고 내측나선홈부(440)와 대응되는 나선형의 홈이 형성된다.
[0063][0066]이때, 상기 직선이동몸체(510)의 외측나선홈부(520)와 내측나선홈부(440)의 사이에는 볼베어링(580)이 설치되고, 상기 직선이동몸체(510)의 단부는 하우징부(200)에 걸려서 회전이 구속된다.
[0064][0067]따라서 상기 회전부(400)가 회전되는 경우, 회전부(400)와 함께 볼베어링(580)에 맞물리는 직선이동몸체(510)는 좌우 직선 방향으로 이동이 이루어진다.
[0065][0068]상기 가압모듈부(540)는 직선이동몸체(510)를 관통하는 형상으로 설치되며, 직선이동몸체(510)의 이동시 연동하여 브레이크 패드(20)를 가압하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
[0066][0069]그리고 상기 가압모듈부(540)는 연결부재(550)와 가압부재(560)와 이동부재(570)를 포함한다.
[0067][0070]즉, 상기 가압모듈부(540)는 연결부재(550)와 가압부재(560)와 이동부재(570)로 이루어진 단일의 부재이며, 회전력 공급부(400) 또는 유압공급부(600)의 작동시 브레이크 패드(20)를 가압하므로
