KR20210001765A - Electro-mechanical brake - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 기계식 디스크 브레이크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전운동을 선형운동으로 변환하여 제동을 구현하는 전기 기계식 디스크 브레이크에 관한 것이다.The present invention relates to an electromechanical disc brake, and more particularly, to an electromechanical disc brake that implements braking by converting a rotational motion into a linear motion.
일반적으로 전기 기계식 브레이크(Electro-mechanical Brake)는 차세대 브레이크 개념으로 운전자의 제동의지를 감지한 후 모터와 같은 전동기를 이용하여 전륜과 후륜의 제동압력을 조절하는 장치이다.In general, an electro-mechanical brake is a next-generation brake concept that senses the driver's braking will and then adjusts the braking pressure of the front and rear wheels using an electric motor such as a motor.
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.Electromechanical brakes are all intelligent, ranging from general braking functions, ABS (anti-lock brake system), ESC (electronic stability control), VDC (vehicle dynamic control) functions, as well as automatic braking functions required by intelligent constant speed driving systems in the future. It enables the braking role.
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. 여기서, 전기 기계식 브레이크는 백 드라이브(release) 성능을 향상시키기 위하여 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.Such an electromechanical brake converts rotational force through a motor and a reducer into linear motion to generate an appropriate clamping pressure in the caliper, and performs a service brake and parking brake function through the clamping pressure. Here, the electromechanical brake uses a ball screw or a ball in ramp (BIR), or a ball screw type nut, with a linear moving part that converts rotational motion into linear motion in order to improve the release performance. It was intended to improve performance by adding an elastic body (spring).
그러나, 상기 볼 인 램프를 설치 시 선형 이동부의 길이 방향으로 길이가 길어져야 한다는 제약이 있으며, 스프링을 추가로 설치 시 스프링을 고정하는 패키지가 우수하지 못하다는 문제점이 있다.However, when the ball-in lamp is installed, there is a limitation that the length of the linear moving part must be lengthened in the longitudinal direction, and there is a problem that a package fixing the spring is not excellent when additional springs are installed.
본 발명의 실시 예에 따른 전기 기계식 브레이크는 제어성능을 향상시킴은 물론, 자가 회복성능(self release)을 향상시킬 수 있도록 한다.The electromechanical brake according to an exemplary embodiment of the present invention not only improves control performance, but also improves self-recovery performance.
본 발명의 일 측면에 따르면, 패드 플레이트를 가압하도록 피스톤이 진퇴 가능하게 설치되는 실린더가 마련된 캘리퍼 하우징; 상기 실린더에 설치되어 제동력을 발생시키는 액츄에이터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 스핀들 및 상기 스핀들에 결합되어 회전운동을 선형운동을 변환하여 상기 피스톤을 진퇴 이동시키는 너트를 구비하는 동력변환유닛; 및 상기 스핀들에 설치되어 제동력을 발생시키는 방향으로 구동시 상기 동력변환유닛의 무부하 구간에서 상기 스핀들과 함께 회전하며, 부하 구간에서 제동력을 해제시키는 방향으로 탄성력을 저장하는 클러치유닛;을 포함하는 전기 기계식 브레이크가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a caliper housing provided with a cylinder in which a piston is installed to move forward and backward to pressurize a pad plate; A power conversion unit including a spindle installed in the cylinder and configured to rotate by receiving a rotational force from an actuator generating a braking force, and a nut coupled to the spindle to convert a rotational motion into a linear motion to move the piston forward and backward; And a clutch unit installed on the spindle and rotating together with the spindle in a no-load section of the power conversion unit when driving in a direction generating braking force, and storing an elastic force in a direction releasing the braking force in the load section. Brakes can be provided.
또한, 상기 클러치유닛은, 내측 수용공간이 형성되도록 전방부가 개방되어 상기 실린더의 후방벽에 회전 가능하게 안착되며, 후방부에 상기 스핀들이 관통하도록 중공이 형성된 원통형의 외측클러치; 상기 스핀들과 함께 회전하도록 상기 스핀들에 설치되어 상기 외측클러치의 내주면과 접하도록 상기 수용공간에 배치되는 내측클러치; 및 상기 외측클러치와 상기 내측클러치 사이에 마련되어 상기 내측클러치가 상기 외측클러치와 상대 회전 시 탄성력을 저장하는 기계 에너지 저장부;를 구비할 수 있다.In addition, the clutch unit, the front portion is opened so as to form an inner receiving space, rotatably seated on a rear wall of the cylinder, and a cylindrical outer clutch having a hollow formed in the rear portion so that the spindle penetrates; An inner clutch installed on the spindle so as to rotate together with the spindle and disposed in the receiving space so as to contact the inner circumferential surface of the outer clutch; And a mechanical energy storage unit provided between the outer clutch and the inner clutch to store elastic force when the inner clutch rotates relative to the outer clutch.
또한, 상기 기계 에너지 저장부는, 상기 외측클러치의 내주면을 따라 일정간격으로 형성된 수용홈에 삽입되는 탄성부재; 및 상기 탄성부재에 탄성지지되며 가압에 의해 상기 탄성부재를 압축시키며 상기 수용홈으로 삽입되는 가압부재;를 구비할 수 있다.In addition, the mechanical energy storage unit, the elastic member inserted into the receiving groove formed at regular intervals along the inner peripheral surface of the outer clutch; And a pressing member that is elastically supported by the elastic member, compresses the elastic member by pressing, and is inserted into the receiving groove.
또한, 상기 내측클러치의 외주면에는 상기 수용홈이 형성된 위치와 대응되는 위치에 상기 가압부재의 일부를 수용하는 수용부가 마련되고, 상기 내측클러치는 상기 수용부와 상기 수용홈이 대향하도록 상기 외측클러치의 수용공간에 배치될 수 있다.In addition, a receiving portion for accommodating a part of the pressing member at a position corresponding to a position in which the receiving groove is formed is provided on the outer circumferential surface of the inner clutch, and the inner clutch is of the outer clutch so that the receiving portion and the receiving groove face each other. It can be placed in the accommodation space.
또한, 상기 수용부는 상기 내측클러치의 상대 회전 시 상기 가압부재가 상기 탄성부재를 압축시키며 상기 수용홈으로 미끄러지게 이동하도록 경사면을 갖도록 마련될 수 있다.In addition, the receiving portion may be provided to have an inclined surface such that the pressing member compresses the elastic member and slides into the receiving groove when the inner clutch is rotated relative to each other.
또한, 제동 해제 시 또는 상기 액추에이터의 페일(전원 상실) 시 상기 탄성부재의 탄성복원력에 의해 상기 가압부재가 상기 수용부의 경사면을 따라 이동하며 상기 내측클러치를 가압함으로써 상기 내측클러치가 원위치로 복귀하며 자체 해제(self release)되도록 마련될 수 있다.In addition, when braking is released or when the actuator fails (power loss), the pressing member moves along the inclined surface of the receiving portion by the elastic restoring force of the elastic member, and the inner clutch returns to its original position by pressing the inner clutch. It can be provided to be released (self release).
또한, 상기 탄성부재가 상기 가압부재에 의해 최대로 압축된 상태에서 상기 가압부재의 단부는 상기 수용홈으로부터 돌출되도록 마련되어, 상기 내측클러치가 상기 외측클러치와 상대 회전 시 상기 경사면이 상기 가압부재를 벗어나지 않게 회전을 제한하도록 마련될 수 있다.In addition, when the elastic member is maximally compressed by the pressing member, the end of the pressing member is provided to protrude from the receiving groove, so that the inclined surface does not escape the pressing member when the inner clutch rotates relative to the outer clutch. It can be provided to limit rotation so that
또한, 상기 내측클러치와 상기 외측클러치는 무부하 구간에서 함께 회전하고, 상기 무부하 구간에서 부하 구간으로 변환 시 상기 스핀들에 발생되는 추력에 의하여 상기 외측클러치의 회전이 방지되며 상기 내측클러치만 상기 스핀들과 함께 회전하도록 마련될 수 있다.In addition, the inner clutch and the outer clutch rotate together in a no-load section, and rotation of the outer clutch is prevented by the thrust generated in the spindle when converting from the no-load section to a load section, and only the inner clutch is together with the spindle. It can be arranged to rotate.
또한, 상기 내측클러치와 상기 외측클러치 사이에 개재되도록 상기 수용공간에 설치되는 스러스트 베어링을 더 구비할 수 있다.In addition, a thrust bearing installed in the accommodation space may be further provided so as to be interposed between the inner clutch and the outer clutch.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 기계식 브레이크는 부하 및 무부하 모드에서 독립적인 메커니즘을 구현화하여 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있다.The electromechanical brake according to an embodiment of the present invention can improve control precision by implementing an independent mechanism in load and no-load modes.
또한, 전기 기계식 브레이크의 전원 상실 시 탄성 복원력으로 인하여 자동적으로 파킹력을 해제할 수 있어 높은 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the electromechanical brake loses power, the parking force can be automatically released due to the elastic restoring force, thereby ensuring high stability.
또한, 캘리퍼(브레이크)의 작동방향인 길이 방향으로 볼 인 램프나 스프링 등의 별도의 부자재가 조립되지 않도록 하며, 실린더 내에서 스핀들에 콤팩트하게 조립되어 브레이크의 전장 길이가 길어지는 것을 방지할 수 있어 차량에 장착 시 설계 자유도를 높일 수 있게 된다.In addition, it prevents separate subsidiary materials such as ball-in lamps or springs from being assembled in the longitudinal direction of the caliper (brake) operation direction, and it is compactly assembled to the spindle within the cylinder to prevent the length of the brake from becoming longer. When installed in a vehicle, it is possible to increase design freedom.
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 실시 예에 따른 전기 기계식 브레이크를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치유닛을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 클러치유닛이 조립된 부분 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 기계식 브레이크의 제동 시 무부하 구간에서의 동작상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ'선에 따른 클러치유닛의 동작상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 기계식 브레이크의 제동 시 부하 구간에서의 동작상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ'선에 따른 클러치유닛의 동작상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 클러치유닛에 의해 자체 해제(self release)되는 상태를 나타내는 도면이다.The present invention will be described in detail by the following drawings, but since these drawings show preferred embodiments of the present invention, the technical idea of the present invention is limited only to the drawings and should not be interpreted.
1 is a cross-sectional view showing an electromechanical brake according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a clutch unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a partially cut-away perspective view of the clutch unit of FIG. 2 assembled.
4 is a view showing an operation state in a no-load section when braking an electromechanical brake according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing an operating state of the clutch unit taken along line V-V' of FIG. 4.
6 is a view showing an operation state in a load section when braking an electromechanical brake according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing an operating state of the clutch unit taken along the line VII-VII' of FIG. 6;
8 is a view showing a self-release state by the clutch unit according to an embodiment of the present invention.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are presented in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited to the exemplary embodiments presented here, but may be embodied in other forms. In the drawings, in order to clarify the present invention, portions not related to the description may be omitted, and sizes of components may be slightly exaggerated to aid understanding.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 기계식 브레이크를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치유닛을 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 클러치유닛이 조립된 부분 절개 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing an electromechanical brake according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a clutch unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the clutch unit of FIG. to be.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전기 기계식 브레이크(1)는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크(D)를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)가 설치된 캐리어(10)와, 캐리어(10)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)를 작동시키는 캘리퍼 하우징(20)과, 캘리퍼 하우징(20) 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤(21)과, 피스톤(21)을 이동시키기 위한 회전력을 제공하는 액츄에이터(미도시)와, 액츄에이터에서 전달되는 회전력을 전달받아 선형운동으로 변환하여 피스톤(21)에 전달함으로써 피스톤(21)이 축방향 진퇴 이동되도록 하는 동력변환유닛(30) 및 상기 동력변환유닛(30)의 스핀들(34)에 설치되어 제동력을 발생시키는 방향으로 구동시 무부하 구간에서는 스핀들(34)과 함께 회전하며, 부하 구간에서는 제동력을 해제시키는 방향으로 탄성력을 저장하는 클러치유닛(100)을 포함한다.1 to 3, the
한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)는 내면에 각각 마찰패드(13, 14)가 부착된다. 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)는 그 외면이 피스톤(21)의 선단과 접하도록 배치되는 내측 패드 플레이트(11)와, 외면이 캘리퍼 하우징(20)의 핑거부(22)와 접하도록 배치되는 외측 패드 플레이트(12)로 이루어져 캐리어(10)에 슬라이딩 가능하게 설치된다.
캘리퍼 하우징(20)은 외측 패드 플레이트(12)를 작동시키기 위한 핑거부(22)와, 피스톤(21)이 설치되는 실린더(23)를 포함하고, 캐리어(10)에 슬라이딩 가능하게 체결된다. 이에 캘리퍼 하우징(20)은 제동 작용시 피스톤(21)의 이동에 따른 반력에 의해 캘리퍼 하우징(20)이 캐리어(10)로부터 슬라이딩되어 우측 방향으로 이동됨에 따라 핑거부(22)에 의해 외측 패드 플레이트(12)가 디스크(D) 측으로 밀려 디스크(D)를 가압하게 된다.The
피스톤(21)은 일측이 개방된 컵(cup) 형상으로 마련되어, 실린더(23) 내부에서 슬라이딩 가능하게 삽입된다.The
피스톤(21)은 액츄에이터의 회전력을 전달받는 동력변환유닛(30)의 축력에 의해 내측 패드 플레이트(11)를 디스크(D) 측으로 가압한다.The
동력변환유닛(30)은 모터와 감속장치로 구성된 액츄에이터로부터 회전력을 전달받아 피스톤(21)을 내측 패드 플레이트(11) 측으로 가압하는 역할을 한다.The
동력변환유닛(30)은 피스톤(21) 내부에 배치되어 전후 진퇴 가능한 너트(32)와, 액츄에이터로부터 회전력을 전달받아 회전하여 너트(32)를 진퇴 이동시키는 스핀들(34) 및 너트(32)와 스핀들(34) 사이에 개재되는 복수의 볼(미도시)을 포함한다. 이러한 동력변환유닛(30)은 회전운동을 선형운동으로 변환하는 볼 스크류 타입의 선형 이동부로서, 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
한편, 액츄에이터에 대해서 도시되지는 않았으나, 액츄에이터는 모터와 복수의 감속기어를 갖는 감속장치로 이루어져 캘리퍼 하우징(20)의 외측에 설치되어 동력변환유닛(30)의 스핀들(34)과 결합되도록 마련될 수 있다. 이러한 액츄에이터는 전기 기계식 브레이크에서 사용되는 공지의 기술이며, 다양한 감속기어 구조를 갖는 액츄에이터를 접목하여 스핀들(34)에 회전력을 전달하도록 마련될 수 있다.On the other hand, although not shown for the actuator, the actuator is composed of a reduction device having a motor and a plurality of reduction gears and is installed outside the
클러치유닛(100)은 동력변환유닛(30)의 스핀들(34)에 설치되어 무부하 구간과 부하 구간에서 독립적인 메커니즘을 구현하도록 마련될 수 있다. 이때, 무부하 구간은 액추에이터가 작동하여 스핀들(34)이 회전력을 전달받은 시점으로부터 스핀들(34)의 회전에 따른 회전운동을 너트(32)가 선형운동으로 변환하여 피스톤(21)을 통해 내측 패드 플레이트(11)를 가압하여 디스크(D)와 접촉되기 직전까지의 너트(32)의 작동 구간을 의미한다. 또한, 부하 구간은 내측 패드 플레이트(11)가 디스크(D)에 압착되어 제동력을 발생시키도록 너트(32)가 작동되는 구간을 의미한다. 즉, 부하 구간은 패드 플레이트(11, 12)를 통해 디스크(D)를 가압시 추력이 발생되는 구간이며, 무부하 구간은 추력이 발생되지 않는 구간이다.The
보다 구체적으로, 클러치유닛(100)은 전방부가 개방되어 실린더(23)에 배치되는 외측클러치(110)와, 스핀들(34)에 설치되어 외측클러치(110)의 내주면과 접하도록 마련되는 내측클러치(120) 및 상기 내측클러치(120)가 외측클러치(110)와 상대 회전 시 탄성력을 저장하는 기계 에너지 저장부(130)를 구비한다.More specifically, the
외측클러치(110)는 내측 수용공간(112)이 형성되도록 전방부가 개방되며, 후방부에 스핀들(34)이 관통하도록 중공(114)이 형성된 원통형상으로 마련된다. 도시된 바에 따르면, 외측클러치(110)는 그 외측면이 실린더(23)의 내부 형상과 대응되도록 형성되어 실린더(23)의 후방벽에 안착된다. 이 외측클러치(110)는 실린더(23) 내에서 스핀들(34)을 중심으로 회전 가능하게 마련된다.The
또한, 외측클러치(110)의 내주면에는 후술할 기계 에너지 저장부(130)가 배치되도록 수용홈(113)이 형성된다. 수용홈(113)은 외측클러치(110)의 내주면을 따라 일정간격으로 복수개 마련된다. 도시된 바에 따르면, 외측클러치(110)에 4개의 수용홈(113)이 형성되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 그 개수는 선택적으로 증감될 수 있다.In addition, a receiving
내측클러치(120)는 스핀들(34)과 함께 회전하도록 스핀들(34)에 설치된다. 이 내측클러치(120)는 대략 원판 형태를 갖도록 이루어져 외측클러치(110)의 수용공간(112)에 배치된다. 이때 내측클러치(120)는 외측클러치(110)의 내주면과 밀착되도록 마련된다. 이에, 내측클러치(120)가 스핀들(34)과 함께 회전시 마찰력에 의하여 외측클러치(110)가 함께 회전하게 된다.The
한편, 내측클러치(120)의 외주면에는 수용부(123)가 마련될 수 있다. 수용부(123)는 내측클러치(120)의 외주면을 따라 일정간격으로 복수개 마련된다. 바람직하게, 수용부(123)는 수용홈(113)과 대응되는 개수를 갖도록 형성된다. 이에, 내측클러치(120)는 수용홈(113)과 수용부(123)가 서로 대향하도록 외측클러치(110)에 설치될 수 있다. 이러한 수용부(123)는 후술할 기계 에너지 저장부(130)의 가압부재(133)를 지지하며, 가압부재(133)의 일부를 수용하도록 형성될 수 있다. 또한, 내측클러치(120)가 외측클러치(110)에 대해 상대 회전할 경우 가압부재(133)가 수용부(123)를 따라 매끄럽게 이동하도록 경사면(도 5의 '123a' 참조)을 갖도록 형성될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 수용부(123)는 내측클러치(120)의 외주면을 따라 길게 형성되며, 그 단면 형상이 테이퍼진 형상을 갖도록 마련될 수 있다. 상기 수용부(123)에 의해 가압부재(133)가 작동되는 상태에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.Meanwhile, a receiving
기계 에너지 저장부(130)는 내측클러치(120)와 외측클러치(110) 사이에 마련될 수 있다. 상기 기계 에너지 저장부(130)는 내측클러치(120)가 외측클러치(110)와 상대 회전 시 탄성력을 저장하도록 마련된다. 보다 구체적으로, 기계 에너지 저장부(130)는 외측클러치(110)에 형성된 수용홈(113)에 삽입되는 탄성부재(131) 및 상기 탄성부재(131)에 탄성지지되는 가압부재(133)를 구비한다.The mechanical
탄성부재(131)는 코일 스프링으로 마련될 수 있다. 이에, 탄성부재(131)의 일단은 수용홈(113)의 끝단부에 지지되고 타단은 가압부재(133)에 지지된다. 이때, 탄성부재(131)가 수용홈(113) 내부에서 안정적으로 마련되어 탄성변형되도록 일단이 수용홈(113)에 고정될 수도 있다.The
가압부재(133)는 볼(ball) 형태로 마련될 수 있다. 또한, 가압부재(133)는 탄성부재(131)를 압축시키며 수용홈(113)으로 삽입될 수 있도록 마련된다. 이러한 가압부재(133)는 탄성부재(131)에 지지된 상태에서 그 반대편이 내측클러치(120)의 수용부(113)에 안착되어 지지된다.The pressing
한편, 클러치유닛(100)은 내측클러치(120)가 스핀들(34)과 함께 회전하도록 설치됨에 따라 동력변환유닛(30)이 작동하여 피스톤(21)을 통해 내측 패드 플레이트(11)를 디스크(D)에 가압 시 발생되는 추력을 전달받게 된다. 이에, 클러치유닛(100)은 추력에 의해 스핀들(34) 및 내측클러치(120)가 원활히 회전하도록 스러스트 베어링(140)을 더 구비한다.Meanwhile, as the
스러스트 베어링(140)은 내측클러치(120)와 외측클러치(110) 사이에 개재되도록 외측클러치(110)의 수용공간(112)에 설치된다.The
그러면, 상기와 같은 전기 기계식 브레이크가 제동 시 클러치유닛이 작동되는 상태에 대하여 설명하기로 한다.Then, a state in which the clutch unit is operated when the electromechanical brake as described above is braked will be described.
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하면, 액츄에이터(미도시)로부터 회전력을 전달받은 스핀들(34)이 시계방향으로 회전하게 되면, 너트(32)가 회전력을 선형운동으로 변환하여 축 방향으로 전진한다. 이에, 피스톤(21)을 통해 내측 패드 플레이트(11)를 디스크(D) 측으로 가압한다. 이때, 내측 패드 플레이트(11)의 마찰패드(13)가 디스크(D)와 접촉되기 전까지 부하가 발생하지 않는 무부하 구간에서는 내측클러치(120)와 외측클러치(110)가 함께 회전하게 된다. 즉, 내측클러치(120)의 외주면과 외측클러치(110)의 내주면이 밀착되게 형성됨에 따라 내측클러치(120)와 외측클러치(110)의 마찰력으로 인하여 내측클러치(120)와 외측클리치(110)가 스핀들(34)과 함께 회전하게 된다. 또한, 내측클러치(120)와 외측클러치(110) 사이에 마련되는 탄성부재(131) 및 가압부재(133)도 함께 이동한다.First, referring to FIGS. 4 and 5, when the
다음으로, 내측 패드 플레이트(11)의 마찰패드(13)가 디스크(D)를 가압하는 부하 구간에서의 클러치유닛(100)이 작동되는 상태에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.Next, a state in which the
도 6 및 도 7을 참조하면, 내측 패드 플레이트(11)의 마찰패드(13)가 디스크(D)와 접촉되어 디스크(D)를 가압함에 따라 동력변환유닛(30)을 통해 화살표 T 방향으로 추력이 전달된다. 즉, 추력은 스핀들(34)과 결합된 클러치유닛(100)으로 전달된다. 이에, 추력에 의하여 외측클러치(110)는 실린더(23)의 후방벽에 밀착된 상태로 회전이 제한된다. 이때, 내측클러치(120)는 스러스트 베어링(140)에 의해 스핀들(34)과 함께 회전가능하게 마련된다. 즉, 내측클러치(120)가 외측클러치(110)에 대해 상대 회전한다. 이는, 추력이 내측클러치(120)와 외측클러치(110) 사이의 마찰력보다 커지기 때문에 외측클러치(110)의 회전이 제한되며, 내측클러치(120)는 스핀들(34)과 결합된 상태에서 스러스트 베어링(140)에 의해 회전이 가능하게 된다.6 and 7, as the
이에, 외측클러치(110)의 회전이 제한된 상태에서 내측클러치(120)가 회전 시 수용부(123)가 수용홈(113)으로부터 이격되는 방향(시계방향)으로 회전하게 된다. 즉, 가압부재(133)가 수용부(123)의 경사면(123a)을 따라 미끄러지며 수용홈(113) 측으로 이동한다. 따라서, 가압부재(133)는 탄성부재(131)를 압축시키며 수용홈(113) 측으로 이동하며 탄성력을 저장할 수 있게 된다.Accordingly, when the
한편, 탄성부재(131)가 가압부재(133)에 의해 최대로 압축된 상태에서 가압부재(133)의 끝단부는 수용홈(113)으로부터 돌출되도록 마련된다. 이에, 내측클러치(120)가 외측클러치(110)와 상대 회전 시 경사면(123a)이 가압부재(133)를 벗어나지 않게 내측클러치(120)의 회전을 제한하도록 마련될 수 있다.On the other hand, when the
따라서, 내측클러치(120)와 외측클러치(110)는 무부하 구간에서 함께 회전하고, 무부하 구간에서 부하 구간으로 변환 시 추력에 의하여 외측클러치(110)의 회전이 방지되며 내측클러치(120)만 스핀들(34)과 함께 회전함에 따라 기계 에너지 저장부(130)는 제동력을 해제시키는 방향으로 탄성력을 저장할 수 있게 된다.Therefore, the
상기와 같이, 제동 완료 후 제동 해제 시 액추에이터에 전원이 인가되어 제동력이 발생되는 반대 방향으로 회전력을 발생시킨다. 즉, 스핀들(34)이 회전력을 전달받아 반시계 방향 회전하면 너트(32)가 회전운동을 선형운동으로 변환하여 원래의 위치로 복귀하도록 후퇴한다. 이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 너트(32)가 무부하 구간으로 이동 전 기계 에너지 저장부(130)에 저장된 탄성력에 의하여 내측클러치(120)가 외측클러치(110)와 상대 회전하며 원래의 위치로 복귀하게 된다. 즉, 탄성부재(131)의 탄성복원력에 의하여 가압부재(133)가 내측클러치(120)를 가압하며 수용부(123)의 경사면(123a)을 따라 수용부(123)의 중심 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 내측클러치(120)가 외측클러치(110)로부터 상대 회전하며 원위치로 복귀되면, 스핀들(34)의 회전에 따라 내측클러치(120)와 외측클러치(110)가 함께 회전하게 된다.As described above, when braking is released after braking is completed, power is applied to the actuator to generate a rotational force in the opposite direction in which braking force is generated. That is, when the
한편, 제동 작동 후 액추에이터의 페일 시 즉, 전원 상실 시 기계 에너지 저장부(130)에 저장된 탄성력에 의하여 내측클러치(120)를 제동 해제되는 방향으로 회전시킴으로써 파킹력을 해제할 수 있게 된다. 이에, 클러치유닛(100)은 자체 해제(self release) 기능을 수행하여 안전성능의 확보가 가능하게 된다.On the other hand, when the actuator fails after the braking operation, that is, when power is lost, the
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.As described above, although the present invention has been described by a limited embodiment and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the equivalent range of the claims to be described.
1 : 전기 기계식 브레이크 10 : 캐리어
20 : 캘리퍼 하우징 21 : 피스톤
23 : 실린더 30 : 동력변환유닛
32 : 너트 34 : 스핀들
100 : 클러치유닛 110 : 외측클러치
113 : 수용홈 120 : 내측클러치
123 : 수용부 123a : 경사면
130 : 기계 에너지 저장부 131 : 탄성부재
133 : 가압부재 140 : 스러스크 베어링1: electromechanical brake 10: carrier
20: caliper housing 21: piston
23: cylinder 30: power conversion unit
32: nut 34: spindle
100: clutch unit 110: outer clutch
113: receiving groove 120: inner clutch
123: receiving
130: mechanical energy storage unit 131: elastic member
133: pressure member 140: thrust bearing
Claims (9)
상기 실린더에 설치되어 제동력을 발생시키는 액츄에이터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 스핀들 및 상기 스핀들에 결합되어 회전운동을 선형운동을 변환하여 상기 피스톤을 진퇴 이동시키는 너트를 구비하는 동력변환유닛; 및
상기 스핀들에 설치되어 제동력을 발생시키는 방향으로 구동시 상기 동력변환유닛의 무부하 구간에서 상기 스핀들과 함께 회전하며, 부하 구간에서 제동력을 해제시키는 방향으로 탄성력을 저장하는 클러치유닛;을 포함하는 전기 기계식 브레이크.A caliper housing provided with a cylinder in which a piston is installed to move forward and backward to press the pad plate;
A power conversion unit including a spindle installed in the cylinder and configured to rotate by receiving a rotational force from an actuator generating a braking force, and a nut coupled to the spindle to convert a rotational motion into a linear motion to move the piston forward and backward; And
An electromechanical brake comprising: a clutch unit installed on the spindle and rotating together with the spindle in a no-load section of the power conversion unit when driving in a direction generating braking force, and storing elastic force in a direction releasing braking force in the load section. .
상기 클러치유닛은,
내측 수용공간이 형성되도록 전방부가 개방되어 상기 실린더의 후방벽에 회전 가능하게 안착되며, 후방부에 상기 스핀들이 관통하도록 중공이 형성된 원통형의 외측클러치;
상기 스핀들과 함께 회전하도록 상기 스핀들에 설치되어 상기 외측클러치의 내주면과 접하도록 상기 수용공간에 배치되는 내측클러치; 및
상기 외측클러치와 상기 내측클러치 사이에 마련되어 상기 내측클러치가 상기 외측클러치와 상대 회전 시 탄성력을 저장하는 기계 에너지 저장부;를 구비하는 전기 기계식 브레이크.The method of claim 1,
The clutch unit,
A cylindrical outer clutch having a front portion opened so as to form an inner receiving space so as to be rotatably seated on a rear wall of the cylinder, and having a hollow portion formed at the rear portion to allow the spindle to penetrate;
An inner clutch installed on the spindle so as to rotate together with the spindle and disposed in the receiving space so as to contact the inner circumferential surface of the outer clutch; And
An electromechanical brake comprising: a mechanical energy storage unit provided between the outer clutch and the inner clutch to store an elastic force when the inner clutch rotates relative to the outer clutch.
상기 기계 에너지 저장부는,
상기 외측클러치의 내주면을 따라 일정간격으로 형성된 수용홈에 삽입되는 탄성부재; 및
상기 탄성부재에 탄성지지되며 가압에 의해 상기 탄성부재를 압축시키며 상기 수용홈으로 삽입되는 가압부재;를 구비하는 전기 기계식 브레이크.The method of claim 2,
The mechanical energy storage unit,
An elastic member inserted into the receiving groove formed at regular intervals along the inner circumferential surface of the outer clutch; And
An electromechanical brake having a; a pressing member elastically supported by the elastic member, compressing the elastic member by pressing, and inserted into the receiving groove.
상기 내측클러치의 외주면에는 상기 수용홈이 형성된 위치와 대응되는 위치에 상기 가압부재의 일부를 수용하는 수용부가 마련되고,
상기 내측클러치는 상기 수용부와 상기 수용홈이 대향하도록 상기 외측클러치의 수용공간에 배치되는 전기 기계식 브레이크.The method of claim 3,
On the outer circumferential surface of the inner clutch, a receiving portion for receiving a part of the pressing member is provided at a position corresponding to the position where the receiving groove is formed,
The inner clutch is an electromechanical brake disposed in the receiving space of the outer clutch so that the receiving portion and the receiving groove face each other.
상기 수용부는 상기 내측클러치의 상대 회전 시 상기 가압부재가 상기 탄성부재를 압축시키며 상기 수용홈으로 미끄러지게 이동하도록 경사면을 갖도록 마련되는 전기 기계식 브레이크.The method of claim 4,
The receiving portion is an electromechanical brake provided to have an inclined surface so that the pressing member compresses the elastic member when the inner clutch rotates relative to each other and slides into the receiving groove.
제동 해제 시 또는 상기 액추에이터의 페일(전원 상실) 시 상기 탄성부재의 탄성복원력에 의해 상기 가압부재가 상기 수용부의 경사면을 따라 이동하며 상기 내측클러치를 가압함으로써 상기 내측클러치가 원위치로 복귀하며 자체 해제(self release)되도록 마련되는 전기 기계식 브레이크.The method of claim 5,
When braking is released or when the actuator fails (power loss), the pressing member moves along the inclined surface of the receiving portion by the elastic restoring force of the elastic member, and by pressing the inner clutch, the inner clutch returns to its original position and self-release ( Electromechanical brake provided to be self release).
상기 탄성부재가 상기 가압부재에 의해 최대로 압축된 상태에서 상기 가압부재의 단부는 상기 수용홈으로부터 돌출되도록 마련되어, 상기 내측클러치가 상기 외측클러치와 상대 회전 시 상기 경사면이 상기 가압부재를 벗어나지 않게 회전을 제한하도록 마련되는 전기 기계식 브레이크.The method of claim 5,
When the elastic member is maximally compressed by the pressing member, the end of the pressing member is provided to protrude from the receiving groove, and the inclined surface rotates so that the inclined surface does not deviate from the pressing member when the inner clutch rotates relative to the outer clutch. Electromechanical brake provided to limit the.
상기 내측클러치와 상기 외측클러치는 무부하 구간에서 함께 회전하고, 상기 무부하 구간에서 부하 구간으로 변환 시 상기 스핀들에 발생되는 추력에 의하여 상기 외측클러치의 회전이 방지되며 상기 내측클러치만 상기 스핀들과 함께 회전하도록 마련되는 전기 기계식 브레이크.The method of claim 2,
The inner clutch and the outer clutch rotate together in a no-load section, and rotation of the outer clutch is prevented by the thrust generated in the spindle when converting from the no-load section to a load section, and only the inner clutch rotates together with the spindle. Electromechanical brakes provided.
상기 내측클러치와 상기 외측클러치 사이에 개재되도록 상기 수용공간에 설치되는 스러스트 베어링을 더 구비하는 전기 기계식 브레이크.
The method of claim 2,
An electromechanical brake further comprising a thrust bearing installed in the accommodation space so as to be interposed between the inner clutch and the outer clutch.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
KR1020190078320A KR20210001765A (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Electro-mechanical brake |
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KR20230078028A (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-02 | 현대모비스 주식회사 | Brake apparatus for vehicle |
US12139117B2 (en) | 2021-11-26 | 2024-11-12 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Vehicle brake apparatus |
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- 2019-06-28 KR KR1020190078320A patent/KR20210001765A/en unknown
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