KR20080054238A - 전기 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압전소자의 전기적 물리적 성질을 이용하여 디스크에 제동력을 제공하도록 구성함으로써 모터를 배제하고 불필요한 구성요소를 줄여 구성을 간소화하며, 중량면에 유리한 전기 브레이크 장치를 제공한다.

전기 브레이크 장치, 압전소자, 브레이크 페달센서

Description

전기 브레이크 장치{ELECTRIC BRAKE SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 브레이크 장치의 개념도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 브레이크 장치의 작동 상태도이다.

본 발명은 자동차의 전기 브레이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압전소자의 전기적 물리적 성질을 이용하여 디스크에 제동력을 제공하도록 하여 구성을 간소화시키는 전기 브레이크 장치에 관한 것이다.

기존에 자동차에 널리 사용되고 있는 브레이크 장치는 유압식으로서, 부스터와 실린더 등을 필요로 하므로 장치의 부피가 크고 가격이 고가이며 또한 환경을 오염시키는 등의 문제점이 있었다.

따라서 최근에는 유압 대신에 전기를 이용한 자동차의 브레이크 장치에 대한 연구가 진행되고 있으며, 미국특허 제4,793,447호에 전기를 이용한 브레이크 장치가 출원되어 있다.

미국특허 제4,793,447호는 모터와, 이 모터의 회전축에 설치되는 선기어와, 이 선기어와 외접되는 유성기어와, 유성기어를 지지하는 2개의 캐리어와, 유성기어 를 둘러 싼 상태로 유성기어와 내접되는 2개의 링기어와, 2개의 링기어 중 내측 링기어에 설치되는 스크류기어와, 이 스크류기어와 나사결합되어 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 가압하는 피스톤 등으로 구성되어 있다.

그러나 이와 같이 구성된 종래의 전기 브레이크 장치는, 모터의 회전력이 선기어를 통해 입력되고 링기어를 통해 출력되도록 구성되어 있으므로, 감속비가 커서 스크류기어에 갑자기 큰 힘이 걸려 스크류기어의 수명이 저하되게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 전기 브레이크 장치는, 구성이 복잡하고, 차량을 정지시키거나 감속을 하기 위한 힘을 발생하기 위해서는 모터의 크기가 커질 뿐만 아니라 전기용량 또한 상당히 큰 모터를 사용해야 함으로, 모터의 크기가 커지고 무거워 지는 요인이 된다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 압전소자의 전기적 물리적 성질을 이용하여 디스크에 제동력을 제공하도록 구성함으로써 모터를 배제하고 불필요한 구성요소를 줄여 구성을 간소화하며, 중량면에 유리한 전기 브레이크 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기 브레이크 장치는 차륜과 일체로 회전하는 원판형의 디스크; 상기 디스크의 일측면에 마찰되는 마찰재를 부착한 제1브레이크 패드; 상기 디스의 타측면에 마찰되는 마찰재를 부착하며, 그 배면에는 상기 디스크 회전방향의 양측에 경사캠면으로 형성하여 구성되는 제2브레이크 패드; 차체에 고정되어 상기 제1,제2브레이크 패드를 디스크의 양쪽으로부터 가압하여 제동력을 발생하도록 지지해주는 캘리퍼; 상기 제2브레이크 패드의 양측 경사캠면에 대응하여 캘리퍼의 내부에 각각 구성되며, 제어기의 전기신호에 따라 물리적 변형을 일으켜 상기 제1브레이크 패드의 경사캠면에 캠작동하여 제1브레이크 패드를 디스크 측으로 가압하는 가압수단; 운전자에 의한 브레이크 페달의 답력을 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 브레이크 페달센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 가압수단은 압전소자로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 압전소자는 사각블록 형상으로 형성되어 상기 제1브레이크 패드의 양측 경사캠면에 대응하여 캘리퍼에 형성되는 장착홈에 삽입된 상태로, 그 일면이 상기 제1브레이크 패드의 각 경사캠면에 접촉되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 브레이크 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 브레이크 장치의 개념도이다.

본 발명의 실시예에 따른 전기 브레이크 장치의 구성은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 차륜과 일체로 회전하는 원판형의 디스크(1)가 구비된다.

상기 디스크(1)의 양측에는 디스크(1)의 측면에 대응하여 마찰재를 일체로 부착한 제1 및 제2브레이크 패드(3,5)가 배치된다.

즉, 상기 제1,제2브레이크 패드(3,5)는 차체의 서스펜션 일측에 고정되는 캘 리퍼(7)에 의해 지지되어 디스크(1)의 양측면을 가압하여 제동력을 발생하도록 구성된다.

여기서, 상기 제2브레이크 패드(5)는 디스크(1)의 타측면에 대응하여 캘리퍼(7)에 고정되고, 상기 제1브레이크 패드(3)는 상기 디스크(1)의 일측면에 마찰되는 마찰재(미도시)를 부착하며, 그 배면에는 상기 디스크 회전방향의 양측에 경사캠면(CF)으로 형성하여 구성된다.

상기 제1브레이크 패드(3)와 캘리퍼(7) 사이에는 가압수단(9)이 구성되는데, 상기 가압수단(9)은 상기 제1브레이크 패드(3)의 양측 경사캠면(CF)에 대응하여 상기 캘리퍼(7)의 내부에 각각 구성되며, 제어기의 전기신호에 따라 물리적 변형을 일으켜 상기 제1브레이크 패드(3)의 경사캠면(CF)에 캠작동하여 제1브레이크 패드(3)를 디스크(1) 측으로 가압하도록 구성된다.

여기서, 상기 가압수단(9)은 상기 제어기(11)의 전기신호에 따라 물리적 변형에 의해 팽창하도록 그 소재를 압전소자로 하여 구성한다.

즉, 상기 압전소자는 사각블록 형상으로 형성되어 상기 제1브레이크 패드(3)의 양측 경사캠면(CF)에 대응하여 캘리퍼(7)에 형성되는 장착홈(H)에 삽입된 상태로, 그 일면이 상기 제1브레이크 패드(3)의 각 경사캠면(CF)에 접촉되는 것이 바람직하다.

그리고 운전자에 의한 브레이크 페달(미도시)의 답력을 감지하여 그 신호를 제어기(11)로 출력하는 브레이크 페달센서(13)가 구비된다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 전기 브레이크 장치의 작동은, 도 1 에서 도시한 바와 같이, 차량이 주행중일 때에는 상기 가압수단(9)이 수축한 상태로, 제1,제2브레이크 패드(3,5)가 디스크(1)의 양측면에 대하여 가압하지 않게 된다.

이에 따라, 상기 디스크(1)는 제1,2브레이크 패드(3,5)와 마찰저항 없이 회전할 수 있게 된다.

이때, 운전자가 브레이크 패달(미도시)을 밟아 답력을 제공하면, 도 2에서 도시한 바와 같이, 브레이크 페달센서(13)는 그 답력의 세기에 따라 제어기(11)로 답력신호를 출력하게 되며, 제어기(11)는 답력신호에 비례하는 전기신호를 압전소자로 이루어진 가압수단(9)에 인가하게 된다.

그러면, 상기 가압수단(9)은 그 두께가 늘어나면서, 상기 제1브레이크 패드(3)를 회전하는 디스크(1) 측으로 1차적으로 가압하여 제2브레이크 패드(5)와 함께, 디스크(1)에 마찰저항을 발생시키게 된다.

이때, 상기 제1브레이크 패드(3)가 가압수단(1)의 팽창에 의해 그 2개의 경사캠면(CF)이 가압수단(9)과 캠작동하여 1차 가압력으로 디스크(1)를 가압하여 마찰됨으로써 마찰저항이 발생하는 순간, 상기 제1브레이크 패드(3)에는 디스크(1)의 회전방향으로 이동력이 발생하게 된다.

즉, 상기 제1브레이크 패드(3)에 작동하는 이동력은 상기 디스크(1)의 회전방향에 대응하는 일측의 경사캠면(CF)과, 이에 대응하는 가압수단(9)과의 사이에 추가적인 캠작동력으로 작용하여 디스크(1)에 대한 2차 가압력을 발생시키게 된다.

이와 같이, 상기 제1브레이크 패드(3)는 디스크(1)에 대한 1차 가압력과 함 께 2차 가압력을 추가하여 가압 작용하게 됨으로써, 상기 디스크(1)는 제1,제2브레이크 패드(3,5)와의 마찰저항에 의해 그 회전력이 줄어들면서 차량을 제동하게 된다.

한편, 상기한 바와 같은 제1브레이크 패드(3)의 1차 가압력과 2차 가압력은 상기 디스크(1)의 회전방향이 반대 방향인 경우에도 동일한 원리로 적용되며, 그 구체적인 작동설명은 생략한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 전기 브레이크 장치에 의하면, 압전소자의 전기적 물리적 성질을 이용하여 브레이크 패드를 밀어 디스크에 제동력을 제공하도록 구성함으로써 모터를 배제하고 불필요한 구성요소를 줄임으로써 그 구성을 간소화하며, 중량면에 유리한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전기 브레이크 장치에 있어서,

   차륜과 일체로 회전하는 원판형의 디스크;

   상기 디스의 타측면에 마찰되는 마찰재를 부착하며, 그 배면에는 상기 디스크 회전방향의 양측에 경사캠면으로 형성하여 구성되는 제1브레이크 패드;

   상기 디스크의 일측면에 마찰되는 마찰재를 부착한 제2브레이크 패드;

   차체에 고정되어 상기 제1,제2브레이크 패드를 디스크의 양쪽으로부터 가압하여 제동력을 발생하도록 지지해주는 캘리퍼;

   상기 제1브레이크 패드의 양측 경사캠면에 대응하여 캘리퍼의 내부에 각각 구성되며, 제어기의 전기신호에 따라 물리적 변형을 일으켜 상기 제1브레이크 패드의 경사캠면에 캠작동하여 제1브레이크 패드를 디스크 측으로 가압하는 가압수단;

   운전자에 의한 브레이크 페달의 답력을 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 브레이크 페달센서;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 브레이크 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가압수단은 압전소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 브레이크 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 압전소자는 사각블록 형상으로 형성되어 상기 제1브레이크 패드의 양측 경사캠면에 대응하여 캘리퍼에 형성되는 장착홈에 삽입된 상태로, 그 일면이 상기 제1브레이크 패드의 각 경사캠면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 브레이크 장치.

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