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KR20230003897A - 차량용 주차 브레이크 장치 - Google Patents

차량용 주차 브레이크 장치 Download PDF

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KR20230003897A
KR20230003897A KR1020210085518A KR20210085518A KR20230003897A KR 20230003897 A KR20230003897 A KR 20230003897A KR 1020210085518 A KR1020210085518 A KR 1020210085518A KR 20210085518 A KR20210085518 A KR 20210085518A KR 20230003897 A KR20230003897 A KR 20230003897A
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KR
South Korea
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unit
shaft
pressing
vehicle
parking brake
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Application number
KR1020210085518A
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English (en)
Inventor
권택상
Original Assignee
현대모비스 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.)
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Priority to US17/750,964 priority patent/US12092178B2/en
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Abstract

본 발명은 차량용 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 차체에 고정되고, 실린더부가 구비되는 캘리퍼부와, 실린더부에 이동 가능하게 설치되고, 이동 방향에 따라 패드플레이트부와 접촉 또는 분리되는 피스톤부와, 구동부로부터 구동력을 전달받아 실린더부의 길이 방향과 나란한 방향으로 왕복 이동하는 샤프트부와, 샤프트부와 연결되고, 샤프트부가 일측으로 이동됨에 따라 피스톤부를 패드플레이트부로 향해 가압하는 가압부 및 샤프트부의 가압부에 대한 설치 각도가 가변되도록 샤프트부와 가압부의 사이에 구비되는 각도조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 주차 브레이크 장치{PARKING BRAKE APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캘리퍼 타입의 차량용 주차 브레이크 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 주차 브레이크 장치는 차량을 주차시키는 경우 차량을 움직이지 못하도록 정지시키기 위한 장치로, 차량의 휠을 회전하지 못하도록 잡아주는 역할을 한다. 최근에는 주차 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 전자식 주차 브레이크(Electronic Parking Brake, EPB) 시스템이 널리 사용되고 있는데, 휠과 함께 회전하는 디스크의 일부를 양쪽에서 마찰패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻는 통상의 디스크 브레이크에 장착되어 주차 브레이크의 기능을 수행한다.
이러한 주차 브레이크 장치는 구동모터의 회전력을 스크류와 너트 매커니즘을 이용하여 직선운동으로 변환하여 피스톤을 가압하고, 피스톤의 가압력과 피스톤의 반력에 의한 캘리퍼의 이동으로 마찰재인 브레이크 패드를 디스크에 압착시켜 제동력을 생성한다. 제동이 끝난 후에는 브레이크 패드와 디스크 사이의 Knock Back 현상과 피스톤 씰의 복원력(Roll Back 현상)을 이용하여 캘리퍼와 피스톤을 브레이크 패드로부터 분리시켜 마찰력을 제거한다.
그러나 종래의 주차 브레이크 장치는 캘리퍼의 구조적인 한계로 인해 반복 작동 시 캘리퍼의 변형이 일어나게 되고, 이로 인해 스크류의 축이 틀어져 스크류와 너트 매커니즘 사이에 과도한 부하가 걸려 동력전달의 효율이 저하되거나, 스크류와 바디 사이의 틈새가 확공되어 캘리퍼 내부의 오일이 유출되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0098846호(2010.09.10 공개, 발명의 명칭: 주차 기능을 갖춘 디스크 브레이크)에 개시되어 있다.
본 발명은 캘리퍼의 변형 시 동력전달의 효율저하와 누유현상을 방지할 수 있는 차량용 주차 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 차량용 주차 브레이크 장치는: 차체에 고정되고, 실린더부가 구비되는 캘리퍼부; 상기 실린더부에 이동 가능하게 설치되고, 이동 방향에 따라 패드플레이트부와 접촉 또는 분리되는 피스톤부; 구동부로부터 구동력을 전달받아 상기 실린더부의 길이 방향과 나란한 방향으로 왕복 이동하는 샤프트부; 상기 샤프트부와 연결되고, 상기 샤프트부가 일측으로 이동됨에 따라 상기 피스톤부를 상기 패드플레이트부로 향해 가압하는 가압부; 및 상기 샤프트부의 상기 가압부에 대한 설치 각도가 가변되도록 상기 샤프트부와 상기 가압부의 사이에 구비되는 각도조절부;를 포함한다.
상기 실린더부는 상기 피스톤부가 상기 패드플레이트와 접촉됨에 따라 발생하는 반력에 의해 제1방향으로 회전되고, 상기 샤프트부는 상기 각도조절부를 축으로 상기 실린더부와 함께 상기 제1방향으로 회전된다.
또한, 상기 가압부는 상기 피스톤부의 내측면에 고정된다.
또한, 상기 가압부는 전면이 상기 피스톤부의 내측 후면에 면접촉된다.
또한, 상기 가압부는 전면이 평면 형상으로 구비된다.
또한, 상기 각도조절부는, 상기 가압부로부터 연장되고, 내부가 비어있게 형성되는 삽입부; 및 상기 샤프트부로부터 연장되고, 상기 샤프트부의 각도 변화에 연동되어 상기 삽입부의 내부에서 회전되는 볼조인트부;를 포함한다.
또한, 상기 각도조절부는, 상기 삽입부로부터 상기 가압부의 내측으로 오목하게 함몰 형성되고, 상기 볼조인트부의 전면이 구름 접촉되는 하중전환부;를 더 포함한다.
또한, 상기 하중전환부는, 상기 삽입부로부터 상기 가압부로 향할수록 상호간의 거리가 좁아지게 배치되는 제1경사면부와 제2경사면부를 포함한다.
또한, 상기 제1경사면부가 상기 실린더부의 중심축과 이루는 각도는 상기 제2경사면부가 상기 실린더부의 중심축과 이루는 각도보다 더 작다.
또한, 상기 각도조절부는, 상기 삽입부로부터 연장되고, 상기 볼조인트부의 후면과 마주보게 배치되는 이탈방지부;를 더 포함한다.
또한, 상기 이탈방지부는 복수개로 구비되어 상기 삽입부의 원주 방향을 따라 소정 간격 이격되게 배치된다.
또한, 상기 샤프트부로부터 연장되고, 상기 삽입부에 간섭되어 상기 샤프트부의 축회전을 구속하는 스토퍼부;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 차량용 주차 브레이크 장치는 각도조절부에 의해 샤프트부의 가압부에 대한 설치 각도가 가변될 수 있음에 따라 피스톤부의 반력으로 인해 실린더부가 변형되는 경우 실린더부와 스핀들부의 연결부위의 틈새가 벌어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 주차 브레이크 장치는 패드플레이트부의 마모로 인해 피스톤부의 스트로크 길이의 변경되더라도 각도조절부가 샤프트부와 함께 이동되며 샤프트부의 회전의 중심축의 위치를 가변시킴으로써 샤프트부와 가압부의 끼임 현상을 방지할 수 있고, 피스톤부로의 동력 전달 성능이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 주차 브레이크 장치는 하중전환부에 의해 샤프트부의 각도가 변화되더라도 볼조인트부를 통해 가해지는 가압 하중이 피스톤부의 진퇴 이동 방향과 나란한 방향으로 전달되도록 유도할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 주차 브레이크 장치는 가압부가 전면이 평면 형상으로 구비되어 피스톤의 내측 후면 전체에 걸쳐 면접촉됨에 따라 피스톤부와 편압의 발생이 없는 정압 접촉이 가능하고, 제동면적을 최대로 활용할 수 있어 제동 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 주차 브레이크 장치는 가압부가 피스톤부의 내측면에 고정됨에 따라 제동력의 해제를 위해 샤프트부가 후진 이동되는 경우, 자체적인 고정력으로 피스톤부를 패드플레이트부로부터 분리시킴으로써 드래그 현상을 방지하고, 잔륜 제동력을 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 브레이크 장치의 설치 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 브레이크 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각도조절부의 구성을 개략적으로 나타내는 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하중전환부의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 브레이크 장치의 작동 과정을 개략적으로 나타내는 작동도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 주차 브레이크 장치의 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 접속)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(또는 구비)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 "포함(또는 구비)"할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다. 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 특정 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 그 부호들은 다른 도면을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 특정 도면에 참조 부호가 표시되지 않은 부분이 있더라도, 그 부분은 다른 도면들을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 본 출원의 도면들에 포함된 세부 구성요소들의 개수, 형상, 크기 및 크기의 상대적인 차이 등은 이해의 편의를 위해 설정된 것으로서, 실시예들을 제한하지 않으며 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 브레이크 장치의 설치 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 브레이크 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 브레이크 장치(1)는 캐리어부(100), 캘리퍼부(300), 패드플레이트부(200), 구동부(400), 피스톤부(500), 샤프트부(600), 가압부(700), 각도조절부(800), 스토퍼부(900)를 포함한다.
캐리어부(100)는 차체에 고정되어 후술하는 캘리퍼부(300)를 지지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어부(100)는 차체에 연결되는 너클(미도시)에 볼트 등을 통해 고정될 수 있다. 캐리어부(100)는 캘리퍼부(300)로부터 전달되는 하중을 충분히 견딜 수 있도록 스틸 등과 같은 높은 강성의 재질을 포함할 수 있다. 캐리어부(100)의 형상은 도 1, 도 2에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 차체에 고정 가능한 형상의 기술사상 안에서 다양한 설계변경이 가능하다.
패드플레이트부(200)는 차륜과 함께 회전되는 디스크부(10)와 마주보게 배치된다. 패드플레이트부(200)는 디스크부(10)를 향해 진퇴 이동 가능하게 설치된다. 패드플레이트부(200)는 후술하는 피스톤부(500)로부터 전달되는 가압력에 의해 디스크부(10)와 접촉 또는 분리되며 차량에 제동력을 인가 또는 해제한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 패드플레이트부(200)는 한 쌍으로 구비된다. 각각의 패드플레이트부(200)는 디스크부(10)를 사이에 두고 디스크부(10)의 양측면과 각각 마주보도록 배치된다. 한 쌍의 패드플레이트부(200)는 후술하는 캘리퍼부(300) 또는 캐리어부(100)에 진퇴 이동 가능하게 지지될 수 있다. 디스크부(10)와 마주보는 패드플레이트부(200)의 일면에는 고무 등 마찰계수가 높은 재질을 포함하는 마찰패드가 부착될 수 있다.
캘리퍼부(300)는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 브레이크 장치(1)의 개략적인 외관을 형성하며, 후술하는 구동부(400), 피스톤부(500), 샤프트부(600), 가압부(700), 각도조절부(800), 스토퍼부(900)를 전체적으로 지지한다. 캘리퍼부(300)는 캐리어부(100)를 매개로 차체에 고정된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캘리퍼부(300)는 브릿지부(310), 핑거부(320), 실린더부(330)를 포함한다.
브릿지부(310)는 캘리퍼부(300)의 상측 외관을 형성하고, 후술하는 핑거부(320), 실린더부(330)를 지지한다. 브릿지부(310)는 길이 방향이 디스크부(10)의 축 방향과 나란한 방향으로 연장된다. 브릿지부(310)는 양단부가 디스크부(10)를 기준으로 디스크부(10)의 양측에 각각 배치된다. 브릿지부(310)는 양측에 배치된 핀 형상의 가이드로드(311)를 매개로 캐리어부(100)에 슬라이드 이동 가능하게 연결될 수 있다. 브릿지부(310)는 패드플레이트부(200)와 피스톤부(500) 사이에 발생되는 반력에 의해 길이 방향으로 슬라이드 이동된다. 브릿지부(310)는 한 쌍의 패드플레이트부(200)를 디스크부(10)의 축 방향과 나란한 방향으로 진퇴 이동 가능하게 지지할 수 있다. 브릿지부(310)의 구체적인 형상은 도 1, 도 2에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 핑거부(320), 실린더부(330)를 지지할 수 있는 형상의 기술사상 안에서 다양하게 설계변경이 가능하다.
핑거부(320)는 브릿지부(310)의 일측으로부터 연장되고, 한 쌍의 패드플레이트부(200) 중 어느 하나와 마주보게 배치된다. 핑거부(320)는 용접, 프레스 가공, 벤딩 가공 등에 의해 브릿지부(310)와 일체로 형성될 수 있고, 볼팅 등에 의해 브릿지부(310)에 착탈 가능하게 결합되는 것도 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거부(320)는 브릿지부(310)의 전방 단부에서 하측으로 수직하게 연장된다. 핑거부(320)는 내측면이 한 쌍의 패드플레이트부(200) 중 디스크부(10)를 기준으로 외측(도 2 기준 좌측)에 배치된 패드플레이트부(200)와 마주보게 배치된다. 핑거부(320)는 브릿지부(310)의 슬라이드 이동에 연동되어 디스크부(10)를 기준으로 외측에 배치된 패드플레이트부(200)를 가압 또는 가압 해제한다.
실린더부(330)는 브릿지부(310)의 타측으로부터 연장되고, 한 쌍의 패드플레이트부(200) 중 나머지 하나와 마주보게 배치된다. 실린더부(330)는 내부가 비어있도록 형성되어 내부에 피스톤부(500)가 설치될 수 있는 공간을 마련한다. 실린더부(330)에는 내부에 제동을 위한 유압이 가해질 수 있도록 브레이크 오일이 유입되는 오일포트가 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더부(330)는 브릿지부(310)의 후방 단부에서 하측으로 연장된다. 실린더부(330)는 일측이 개구된 중공형의 원통 형상으로 형성되고, 개구된 측이 한 쌍의 패드플레이트부(200) 중 디스크부(10)를 기준으로 내측(도 2 기준)에 배치된 패드플레이트부(200)와 마주보게 배치된다.
구동부(400)는 캘리퍼부(300)에 의해 지지되고, 구동력을 발생시킬 수 있도록 구비된다. 구동부(400)는 후술하는 샤프트부(600)와 연결되어 샤프트부(600)에 구동력을 전달한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(400)는 동력발생부(410), 스핀들부(420)를 포함한다.
동력발생부(410)는 실린더부(330)의 후방에 설치되고, 차량의 배터리 등으로부터 전력을 공급받아 회전력을 발생시키는 다양한 종류의 전동모터로 예시될 수 있다.
스핀들부(420)는 동력발생부(410)의 출력축에 연결되고, 동력발생부(410)의 출력축과 함께 회전된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들부(420)는 실린더부(330)를 관통하여 일측(도 2 기준 우측)이 실린더부(330)의 후방면으로부터 수직하게 돌출된다. 스핀들부(420)의 일측은 동력발생부(410)의 출력축과 스플라인 결합되도록 형성될 수 있다. 스핀들부(420)와 실린더부(330)의 사이에는 실린더부(330) 내부에 충전된 오일의 유출을 방지할 수 있도록 오링과 같은 밀폐부재가 설치될 수 있다.
스핀들부(420)의 타측(도 2 기준 좌측)은 실린더부(330)의 내부에 배치되고, 실린더부(330)의 길이 방향과 나란한 방향으로 연장된다. 스핀들부(420)의 타측은 대략 중공형의 원통 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 스핀들부(420)의 타측은 내주면에 나사산이 구비되어 후술하는 샤프트부(600)의 외주면에 나사 결합된다.
스핀들부(420)의 중앙부에는 스핀들부(420)의 반경 방향으로 연장되는 플랜지부(421)가 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지부(421)는 대략 원판 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 플랜지부(421)의 후면은 스러스트 베어링에 접촉되어 실린더부(330)의 내측 후방면에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
피스톤부(500)는 실린더부(330)에 진퇴 이동 가능하게 설치되고, 한 쌍의 패드플레이트부(200) 중 나머지 하나와 마주보게 배치된다. 피스톤부(500)는 이동 방향에 따라 패드플레이트부(200)와 접촉 또는 분리되며 패드플레이트부(200)를 디스크부(10)로 향해 가압 또는 가압 해제한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤부(500)는 일측이 개구된 컵 형상으로 형성된다. 피스톤부(500)의 단면 형상은 원형, 다각형, 타원형 등 다양한 형상으로 설계 변경이 가능하다. 피스톤부(500)는 폐쇄된 측이 패드플레이트부(200)와 마주보게 배치되고, 개구된 측이 후방을 향하도록 배치된다. 피스톤부(500)의 내측 후면은 후술하는 가압부(700)와의 넓은 접촉 면적을 확보할 수 있도록 평면 형태로 형성될 수 있다.
피스톤부(500)의 외측면은 실린더부(330)의 내측면과 소정 거리 이격되어 유격을 형성할 수 있다. 이 경우, 피스톤부(500)는 실린더부(330)의 전방에 설치된 주름관 또는 실린더부(330) 내부에 설치된 오링 등에 의해 실린더부(330) 내부에서 탄성 지지된다. 이에 따라 피스톤부(500)는 실린더부(330)의 내측면과의 마찰에 의해 이동 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
피스톤부(500)는 캘리퍼부(300)가 대략 "ㄷ" 자 형상을 가짐에 따라, 패드플레이트부(200)와 접촉 시 발생하는 반력에 의해 실린더부(330)를 변형시킨다. 보다 구체적으로, 피스톤부(500)는 패드플레이트부(200)를 가압하는 가압력과 반대되는 방향으로 발생하는 반력에 의해 실린더부(330)를 제1방향(A)으로 회전시킨다. 여기서 제1방향(A)은 실린더부(330)가 패드플레이트부(200)의 외측으로 벌어지는 방향으로, 도 2를 기준으로 시계 반대방향인 것으로 예시될 수 있다.
샤프트부(600)는 구동부(400)와 연결되고, 실린더부(330)의 내부에 배치된다. 샤프트부(600)는 구동부(400)로부터 구동력을 전달받아 실린더부(330)의 길이 방향과 나란한 방향으로 왕복 이동한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트부(600)는 외주면에 나사산이 구비되는 봉 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 샤프트부(600)는 축 방향이 실린더부(330)의 길이 방향과 나란하게 배치된다. 샤프트부(600)는 외주면이 스핀들부(420)의 내주면에 나사 결합된다. 이에 따라 샤프트부(600)는 스핀들부(420)의 회전 시, 스핀들부(420)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 실린더부(330)의 내부를 직선 왕복 이동한다.
가압부(700)는 후술하는 각조조절부(800)를 매개로 샤프트부(600)와 연결된다. 가압부(700)는 샤프트부(600)의 왕복 이동 시 샤프트부(600)와 함께 이동된다. 가압부(700)는 샤프트부(600)가 일측으로 이동됨에 따라 피스톤부(500)를 패드플레이트부(200)로 향해 가압한다. 즉, 가압부(700)는 구동부(400)로부터 발생되는 구동력을 최종적으로 피스톤부(500)로 전달하는 구성으로서 기능한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가압부(700)는 후면(도 2 기준 우측면)이 샤프트부(600)의 전방(도 2 기준 좌측) 단부와 마주보게 배치된다. 가압부(700)는 전면이 피스톤부(500)의 내측 후면과 마주보게 배치된다. 가압부(700)의 단면 형상은 피스톤부(500)의 단면 형상에 대응되는 형상을 갖도록 형성된다.
가압부(700)는 전면이 피스톤부(500)의 내측 후면에 면접촉된다. 보다 구체적으로, 가압부(700)는 전면이 평면 형상으로 구비되어 피스톤부(500)의 내측 후면 전체에 걸쳐 면접촉된다. 이에 따라 가압부(700)는 피스톤부(500)와 편압의 발생이 없는 정압 접촉이 가능하고, 제동면적을 최대로 활용할 수 있어 제동 효율을 향상시킬 수 있다.
가압부(700)는 피스톤부(500)의 내측면에 고정될 수 있다. 즉, 가압부(700)는 전면 및 둘레면이 각각 피스톤부(500)의 내측 후면 및 내측 둘레면에 압입되거나, 별도의 접착부재에 의해 고정될 수 있다. 이에 따라 가압부(700)는 제동력의 해제를 위해 샤프트부(600)가 후진 이동되는 경우, 피스톤부(500)와의 고정력으로 인해 피스톤부(500)를 패드플레이트부(200)로부터 분리시킴으로써 드래그 현상을 방지하고, 잔륜 제동력을 완전히 해소할 수 있다.
각도조절부(800)는 샤프트부(600)와 가압부(700)의 사이에 구비되어 샤프트부(600)와 가압부(700)를 상호 연결시킨다. 각도조절부(800)는 피스톤부(500)에 의한 실린더부(330)의 변형 시, 샤프트부(600)의 가압부(700)에 대한 설치 각도가 가변되도록 유도한다. 보다 구체적으로, 각도조절부(800)는 실린더부(330)가 피스톤부(500)와 접촉됨에 따라 발생하는 반력에 의해 제1방향(A)으로 회전되는 경우, 샤프트부(600)가 각도조절부(800)를 축으로 실린더부(330)와 함께 일체로 제1방향(A)으로 회전되도록 유도한다. 즉, 각도조절부(800)는 실린더부(330)의 변형 시 설치 각도가 가변되는 샤프트부(600)의 회전의 중심축으로서 기능한다. 이에 따라 각도조절부(800)는 실린더부(330)의 변형 시 샤프트부(600)가 실린더부(330)와 다른 각도로 배치되어 실린더부(330)와 스핀들부(420)의 연결부위의 틈새가 벌어지는 것을 방지할 수 있다. 각도조절부(800)는 샤프트부(600) 및 가압부(700)의 이동 시 샤프트부(600) 및 가압부(700)와 함께 이동된다. 이에 따라, 각도조절부(800)는 패드플레이트부(200)의 마모로 인한 피스톤부(500)의 스트로크 길이의 변경에 대응되어 샤프트부(600)의 회전의 중심축의 위치를 가변시킴으로써 샤프트부(600)와 가압부(700)의 끼임으로 인해 동력 전달 성능이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각도조절부의 구성을 개략적으로 나타내는 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 각도조절부(800)는 삽입부(810), 볼조인트부(820), 하중전환부(830), 이탈방지부(840)를 포함한다.
삽입부(810)는 가압부(700)로부터 연장되어 후술하는 볼조인트부(820)를 회전 가능하게 지지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 삽입부(810)는 내부가 비어있게 형성되는 중공형의 원통 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 삽입부(810)는 일측이 가압부(700)에 후면에 일체로 연결되고, 타측이 가압부(700)의 후면으로부터 실린더부(330)의 길이 방향을 따라 연장된다. 삽입부(810)의 타측은 볼조인트부(820)가 내부로 삽입될 수 있도록 개구되어 있게 형성된다. 삽입부(810)의 직경, 단면 형상은 볼조인트부(820)의 형상 등에 따라 다양하게 설계 변경이 가능하다.
삽입부(810)의 일측에는 절개부(811)가 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 절개부(811)는 삽입부(810)의 내주면과 외주면을 관통하는 홀의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 절개부(811)는 길이 방향이 삽입부(810)의 길이 방향과 나란하게 배치된다. 절개부(811)는 일단(도 4 기준 후단)이 삽입부(810)의 단부를 통해 개구되어 있게 형성된다. 절개부(811)에는 후술하는 스토퍼부(900)가 삽입된다. 절개부(811)는 양 내측면이 스토퍼부(900)에 접해 샤프트부(600)의 축회전을 제한한다. 절개부(811)는 샤프트부(600)의 각도 변화 시 길이 방향을 따라 스토퍼부(900)의 이동을 안내함으로써 샤프트부(600)의 제1방향(A)으로의 회전을 허용한다.
볼조인트부(820)는 샤프트부(600)로부터 연장되고, 삽입부(810)의 내부에 삽입된다. 볼조인트부(820)는 샤프트부(600)의 각도 변화에 연동되어 삽입부(810)의 내부에서 회전된다. 즉, 볼조인트부(820)는 샤프트부(600)의 각도 변화 시 샤프트부(600)를 회전 가능하게 지지하는 회전의 중심축으로서 기능한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 볼조인트부(820)는 대략 구형상을 갖도록 형성되어 샤프트부(600)의 전방 단부에 일체로 연결된다. 볼조인트부(820)는 삽입부(810)의 내부로 원활하게 삽입되고, 삽입부(810)에 내부에서 큰 간섭 없이 회전될 수 있도록 직경이 삽입부(810)의 내경보다 작게 형성된다.
하중전환부(830)는 볼조인트부(820)의 전면과 마주보게 배치되고, 삽입부(810)로부터 가압부(700)의 내측으로 오목하게 함몰 형성된다. 하중전환부(830)는 삽입부(810)의 내부로 삽입된 볼조인트부(820)의 전면이 구름 접촉된다. 하중전환부(830)는 샤프트부(600)의 각도 변화 시 볼조인트부(820)를 통해 가해지는 가압 하중이 피스톤부(500)의 진퇴 이동 방향과 나란한 방향으로 전달되도록 유도한다. 이에 따라 하중전환부(830)는 실린더부(330)의 변형시에도 피스톤부(500)에 충분한 가압 하중이 전달되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하중전환부의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하중전환부(830)는 제1경사면부(831), 제2경사면부(832)를 포함한다.
제1경사면부(831), 제2경사면부(832)는 각각 하중전환부(830)의 일측과 타측의 외관을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1경사면부(831)와 제2경사면부(832)는 가압부(700)와 삽입부(810)의 연결 지점으로부터 가압부(700)의 내부에 배치된 실린더부(330)의 중심축(C)을 향해 연장되는 경사면의 형태로 형성될 수 있다. 제1경사면부(831)와 제2경사면부(832)는 삽입부(810)로부터 가압부(700)로 향할수록 상호간의 거리가 좁아지게 배치된다. 보다 구체적으로, 제1경사면부(831)와 제2경사면부(832)는 실린더부(330)의 중심축(C)을 기준으로 각각 상방과 하방으로 경사지게 배치된다. 제1경사면부(831)와 제2경사면부(832)는 볼조인트부(820)의 전면 일측과 타측에 각각 구름 접촉된다.
제1경사면부(831)가 실린더부(330)의 중심축과 이루는 각도는 제2경사면부(832)가 실린더부(330)의 중심축과 이루는 각도보다 더 작게 형성될 수 있다. 이에 따라 제2경사면부(832)는 샤프트부(600)가 실린더부(330)의 변형에 대응되어 제1방향(A)으로 회전되는 경우, 보다 많은 가압 하중이 피스톤부(500)의 진퇴 이동 방향과 나란한 방향으로 전달되도록 유도할 수 있다.
이탈방지부(840)는 삽입부(810)로부터 연장되고, 볼조인트부(820)의 후면과 마주보게 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈방지부(840)는 삽입부(810)의 내측면으로부터 삽입부(810)의 내부를 향해 돌출되는 돌기의 형태로 형성될 수 있다. 이탈방지부(840)는 복수개로 구비될 수 있다. 복수개의 이탈방지부(840)는 삽입부(810)의 원주 방향을 따라 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다. 이탈방지부(840)는 볼조인트부(820)가 삽입부(810)로부터 이탈되는 방향(도 3 기준 우측)으로 이동되는 경우, 볼조인트부(820)의 후면에 접촉되어 볼조인트부(820)의 이동을 제한한다. 이에 따라 이탈방지부(840)는 볼조인트부(820)가 삽입부(810)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있으며, 제동력의 해제를 위해 샤프트부(600)가 후진 이동하는 경우, 가압부(700)를 샤프트부(600)와 함께 후방으로 이동시킬 수 있다. 이탈방지부(840)는 볼조인트부(820)가 삽입부(810)로 삽입된 후 별도로 가공될 수 있으며, 이와 달리 삽입부(810)에 미리 가공된 후 자체적인 변형에 의해 볼조인트부(820)가 삽입부(810)로 삽입되도록 할 수 있다.
스토퍼부(900)는 샤프트부(600)로부터 연장되고, 삽입부(810)에 간섭되어 샤프트부(600)의 축회전을 구속한다. 이에 따라 스토퍼부(900)는 스핀들부(420)의 회전 시 사프트부(600)가 중심축을 축으로 회전되는 것을 제한함으로써 샤프트부(600)의 원활한 직선 운동을 유도할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼부(900)는 사프트부(600)의 외주면으로부터 샤프트부(600)의 반경 방향으로 돌출되는 돌기의 형상으로 형성될 수 있다. 스토퍼부(900)는 삽입부(810)에 형성된 절개부(811)에 삽입된다. 스토퍼부(900)는 양측면이 절개부(811)의 내측면에 각각 접해 샤프트부(600)의 축회전을 구속한다. 스토퍼부(900)는 볼조인트부(820)를 축으로 한 샤프트부(600)의 회전 시 절개부(811)의 길이 방향을 따라 이동되며 샤프트부(600)의 각도 변화를 허용한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 브레이크 장치의 작동을 상세하게 설명하도록 한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 브레이크 장치의 작동 과정을 개략적으로 나타내는 작동도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 차량에 제동력을 인가하고자 하는 경우, 스핀들부(420)는 동력발생부(410)로부터 회전력을 전달받아 일측으로 축회전된다.
스핀들부(420)의 내주면에 나사 결합된 샤프트부(600)는 스핀들부(420)의 축회전에 연동되어 전방으로 직선 이동된다.
샤프트부(600)가 전방으로 이동됨에 따라 가압부(700)는 피스톤부(500)를 전방으로 가압한다.
피스톤부(500)는 이러한 가압력에 의해 실린더부(330)의 전방으로 이동되고, 내측에 배치된 패드플레이트부(200)를 디스크부(10)에 접촉시킨다.
피스톤부(500)가 내측에 배치된 패드플레이트부(200)를 가압함에 따라 피스톤부(500)에는 가압력의 반대방향으로 반력이 발생한다.
캘리퍼부(300)는 이러한 반력에 의해 후방으로 슬라이드 이동되고, 핑거부(320)는 외측에 배치된 패드플레이트부(200)를 디스크부(10)에 접촉시킨다. 이에 따라 한 쌍의 패드플레이트부(200)는 디스크부(10)의 양측과의 마찰력에 의해 제동력을 발생시킨다.
한편, 피스톤부(500)에 가해지는 반력은 피스톤부(500), 가압부(700), 각도조절부(800), 샤프트부(600), 스핀들부(420)로 순차적으로 전달된다.
스핀들부(420)로 전달된 반력은 실린더부(330)의 후면을 수직한 방향으로 가압하고, 실린더부(330)에는 제1방향(A)으로 회전되려는 토크가 발생한다.
실린더부(330)는 이러한 토크에 의해 제1방향(A)으로 회전하며 변형된다.
실린더부(330)가 제1방향(A)으로 회전됨에 따라 샤프트부(600), 스핀들부(420) 또한 볼조인트부(820)를 축으로 제1방향(A)으로 회전된다.
이 경우, 실린더부(330)의 내측면과 소정 간격의 유격을 형성하는 피스톤부(500)는 수평한 상태로 유지됨에 따라, 가압부(700)와 샤프트부(600)의 설치 각도가 가변된다.
이에 따라 가압부(700)와 샤프트부(600) 사이에 큰 부하가 걸리는 것이 방지되고, 가압부(700)와 샤프트부(600)의 끼임에 의한 효율 저하를 방지할 수 있다.
샤프트부(600)가 기울어진 상태에서 볼조인트부(820)를 통해 가압부(700)로 전달되는 가압 하중은 하중전환부(830)에 의해 피스톤부(500)의 진퇴 이동 방향과 나란한 방향으로 유도된다.
이후, 제동력을 해제하고자 하는 경우, 스핀들부(420)는 동력발생부(410)로부터 회전력을 전달받아 타측으로 축회전되고, 샤프트부(600)는 후방으로 직선 이동된다.
각도조절부(800)를 매개로 샤프트부(600)와 연결된 가압부(700)는 샤프트부(600)와 함께 후방으로 이동된다.
가압부(700)가 피스톤부(500)의 내측면에 고정됨에 따라 피스톤부(500) 또한 후방으로 이동되며 패드플레이트부(200)로부터 분리된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 차량용 주차 브레이크 장치 10 : 디스크부
100 : 캐리어부 200 : 패드플레이트부
300 : 캘리퍼부 310 : 브릿지부
311 : 가이드로드 320 : 핑거부
330 : 실린더부 400 : 구동부
410 : 동력발생부 420 : 스핀들부
500 : 피스톤부 600 : 샤프트부
700 : 가압부 800 : 각도조절부
810 : 삽입부 811 : 절개부
820 : 볼조인트부 830 : 하중전환부
831 : 제1경사면부 832 : 제2경사면부
840 : 이탈방지부 900 : 스토퍼부

Claims (12)

  1. 차체에 고정되고, 실린더부가 구비되는 캘리퍼부;
    상기 실린더부에 이동 가능하게 설치되고, 이동 방향에 따라 패드플레이트부와 접촉 또는 분리되는 피스톤부;
    구동부로부터 구동력을 전달받아 상기 실린더부의 길이 방향과 나란한 방향으로 왕복 이동하는 샤프트부;
    상기 샤프트부와 연결되고, 상기 샤프트부가 일측으로 이동됨에 따라 상기 피스톤부를 상기 패드플레이트부로 향해 가압하는 가압부; 및
    상기 샤프트부의 상기 가압부에 대한 설치 각도가 가변되도록 상기 샤프트부와 상기 가압부의 사이에 구비되는 각도조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실린더부는 상기 피스톤부가 상기 패드플레이트와 접촉됨에 따라 발생하는 반력에 의해 제1방향으로 회전되고,
    상기 샤프트부는 상기 각도조절부를 축으로 상기 실린더부와 함께 상기 제1방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가압부는 상기 피스톤부의 내측면에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가압부는 전면이 상기 피스톤부의 내측 후면에 면접촉되는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 가압부는 전면이 평면 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 각도조절부는,
    상기 가압부로부터 연장되고, 내부가 비어있게 형성되는 삽입부; 및
    상기 샤프트부로부터 연장되고, 상기 샤프트부의 각도 변화에 연동되어 상기 삽입부의 내부에서 회전되는 볼조인트부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 각도조절부는,
    상기 삽입부로부터 상기 가압부의 내측으로 오목하게 함몰 형성되고, 상기 볼조인트부의 전면이 구름 접촉되는 하중전환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하중전환부는,
    상기 삽입부로부터 상기 가압부로 향할수록 상호간의 거리가 좁아지게 배치되는 제1경사면부와 제2경사면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1경사면부가 상기 실린더부의 중심축과 이루는 각도는 상기 제2경사면부가 상기 실린더부의 중심축과 이루는 각도보다 더 작은 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 각도조절부는,
    상기 삽입부로부터 연장되고, 상기 볼조인트부의 후면과 마주보게 배치되는 이탈방지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 이탈방지부는 복수개로 구비되어 상기 삽입부의 원주 방향을 따라 소정 간격 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 샤프트부로부터 연장되고, 상기 삽입부에 간섭되어 상기 샤프트부의 축회전을 구속하는 스토퍼부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 주차 브레이크 장치.
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