KR100670953B1 - 제동력 조정이 가능한 에어 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동축을 제동 및 해제시키는 산업용 에어 브레이크에 관한 것으로, 모터, 원동기 등의 동력발생장치에서 회전 구동되는 구동축을 공기압으로 정지 및 해제시키기 위한 에어 브레이크에 있어서, 동력발생장치에 고정 설치되는 마운팅 커버와; 마운팅 커버내에 배치됨과 동시에 상기 구동축에 연결되는 허브 기어와; 허브 기어의 치형부 외경에 결합되어 상기 마운팅 커버의 타측면에 가까이 배치된 브레이크판과; 마운팅 커버의 타측단에 일측단이 고정 설치되고 하나 이상의 에어포트를 갖는 실린더와; 실린더의 내경부에 축 방향으로 습동 가능하게 설치됨과 동시에 실린더와의 사이에 에어압력실을 형성하는 피스톤과; 피스톤과 브레이크판의 사이에 이동 가능하게 개재된 푸시판과; 실린더의 타측단측에 지지 배치되어 축방향으로 이동가능하게 나사결합된 스프링조정판과; 스프링조정판과 피스톤의 사이에 개재되어 스프링조정판의 이동 위치에 따라 압축력이 가변 조절되는 복수개의 압축스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 따라서 제동시 필요한 제동력의 조정이 가능하고 동시에 제동면의 편심을 방지할 수 있다.

에어브레이크, 에어, 공기압, 마찰판, 실린더, 피스톤, 모터, 원동기

Description

제동력 조정이 가능한 에어 브레이크{Brake Power Adjustable Air Brake}

도 1은 종래 에어 브레이크의 조립단면도.

도 2는 본 발명에 따른 제동력 조정이 가능한 에어 브레이크의 조립단면도.

도 3은 도 2의 A-A선에서 본 측단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

60 : 마운팅 커버 70 : 허브기어

80 : 브레이크판 90 : 실린더

92 : 에어포트 100 : 피스톤

110 : 푸시판 116 : 가이드핀

120 : 스프링 조정판 130 : 압축스프링

140 : 미끄럼판 150 : 로크너트

본 발명은 구동축을 제동 및 해제시키는 산업용 에어 브레이크에 관한 것으로, 특히 제동시 필요한 제동력을 조정가능하도록 함과 동시에 제동면의 편심을 방 지하도록 한 제동력 조정이 가능한 에어 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 기계에는 구동모터나 원동기 등의 동력발생원에 의해 회전되는 구동축의 회전력 전달을 단속하기 위하여 에어 브레이크가 사용된다. 이 에어 브레이크는 에어 공급의 여부에 따라 회전축이나 구동축을 제어한다.

종래, 에어 브레이크(10)의 일례가 도 1에 도시되어 있다. 이는 공압이 실린더(8)의 에어포트로 공급되면 스프링(6)력을 이기고 브레이크판(5)이 마찰판(2)에서 이격되어, 모터(12)의 구동축(13)이 해제된다. 이와 반대로, 실린더(8)의 에어포트로 공급되는 공압이 차단 또는 저하되면 스프링(6)력의 복원력에 의해 브레이크판(5)이 마찰판(2)을 회전 구동되는 중간판(4)에 밀어붙여서 모터(12)의 구동축(13)이 정지 또는 감속된다. 여기서 중간판(4)은 구동축(13)에 축결된 허브기어(14)의 회전력에 의해 마찰판(2)간의 사이에서 회전한다.

이같이 동작되는 종래의 에어 브레이크는 공압이 차단되거나 저하시 스프링(6)의 탄성 반발력으로 제동력이 결정된다. 따라서 제동력을 조절하려면 스프링(6)력을 조절하여야 한다.

그런데 종래, 에어 브레이크의 경우 스프링(6)력을 조정할 수 없으므로 제동력(토르크)을 조정할 수 없는 단점을 가지고 있다. 이럴 경우 스프링(6)의 장력 조절이 불가능하므로 마찰면이 닳아질 경우 장력이 줄어들고 이로 인해 마찰면에서 미끄럼이 발생될 경우 대응방안이 없었다.

또한 마찰판(2)이 회전링(3)과 스플라인 기어 형태로 결합되어 있어 제동시 허브기어(4)의 중심축에서 벗어나므로 편심이 일어날 수 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마찰력을 결정하는 스프링의 장력을 가변 조정할 수 있도록 한 제동력 조정이 가능한 에어 브레이크를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

모터, 원동기 등의 동력발생장치에서 회전 구동되는 구동축을 공기압으로 정지 및 해제시키기 위한 에어 브레이크에 있어서, 동력발생장치에 고정 설치되는 마운팅 커버와;

마운팅 커버내에 배치됨과 동시에 상기 구동축에 연결되는 허브 기어와;

허브 기어의 치형부 외경에 결합되어 상기 마운팅 커버의 타측면에 가까이 배치된 브레이크판과;

마운팅 커버의 타측단에 일측단이 고정 설치되고 하나 이상의 에어포트를 갖는 실린더와;

실린더의 내경부에 축 방향으로 습동 가능하게 설치됨과 동시에 실린더와의 사이에 에어압력실을 형성하는 피스톤과;

피스톤과 브레이크판의 사이에 이동 가능하게 개재된 푸시판과;

실린더의 타측단측에 지지 배치되어 축방향으로 이동가능하게 나사결합된 스프링조정판과;

스프링조정판과 피스톤의 사이에 개재되어 스프링조정판의 이동 위치에 따라 압축력이 가변 조절되는 복수개의 압축스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한 다.

또한 본 발명의 에어브레이크에 따르면 스프링 조정판에는 나사결합된 로크너트가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 제동력 조정이 가능한 에어 브레이크의 조립단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선에서 본 측단면도이다.

본 발명의 에어브레이크는 도 2,3에서와 같이 모터, 원동기 등의 동력발생장치에 체결수단(볼트)으로 고정 장착되는 마운팅 커버(60)가 구비되어 있다. 상기 마운팅 커버(60)내에는 동력발생장치로부터 회전되는 구동축(13)의 회전력을 전달받는 허브 기어(70)가 배치되어 있다. 이때 구동축(13)은 도 2와 같이 마운팅 커버(60)내에 장착된 베어링(62)에 지지될 수 있다.

상기 허브 기어(70)의 치형부 외경에는 상기 마운팅 커버(60)의 타측면에 가까이 배치된 원형의 브레이크판(80)이 결합되어 있다. 이때 브레이크판(80)은 허브 기어(70)의 치형 결합상태에서 축방향으로 슬라이딩 이동가능하게 설치된다. 상기 브레이크판(80)의 양면에는 원판형의 브레이크 라이너(82)가 부착 고정되어 있다.

상기 마운팅 커버(60)의 타측단에는 하나 이상의 에어포트(92)를 갖는 실린더(90)가 볼트(94)로 고정 장착되어 있고, 상기 실린더(90)의 내경부에는 축 방향으로 습동 가능하게 설치됨과 동시에 실린더(90)와의 사이에 에어압력실(93)을 형 성하는 피스톤(100)이 구비되어 있다.

상기 피스톤(100)과 상기 브레이크판(80)의 사이에 푸시판(110)이 개재되어 있고, 상기 푸시판(110)에는 원주상에 배열된 다수의 가이드핀(116)이 삽통되어 있고, 상기 가이드핀(116)은 일단이 상기 마운팅 커버(60)에 끼움되고 타단이 상기 실린더(90)에 끼움되어 푸시판(110)의 이동을 지지 안내하게 되어 있다.

상기 실린더(90)의 타측 단면측에는 실린더 커버(96)가 볼트(97)로 장착되어 있고, 상기 실린더 커버(96)에는 스프링 조정판(120)이 나사결합으로 설치되어 있다. 따라서 스프링 조정판(120)은 회전 방향에 따라 축 방향으로 이동가능하게 되어 있다.

본 실시예에서는 스프링 조정판(120)의 외경부가 실린더 커버(96)의 내경부에 나사결합되어 있으나, 본 발명은 상기 실린더(90) 내주면 일 측단에 암나사부를 형성하고, 이와 연동되는 수나사부가 외주면에 형성된 상기 스프링 조정판(120)이 결합된 것, 즉 상기 실린더 커버(96)의 구성없이 상기 실린더(90)와 상기 스프링 조정판(120)을 직접 나사결합 하여 구성될 수 있다.

또한 본 실시예에서 스프링 조정판(120)은 외경부의 수나사가 실린더(90)측에 나사결합되는 구성이나 스프링 조정판(120)의 내경부에 암나사를 형성하여 실린더(90)에 나사 결합될 수도 있다. 상기 스프링조정판(120)과 상기 피스톤(100)의 사이에는 원주상으로 복수개가 배치된 압축스프링(130)이 개재되어 있다.

본 실시예에서는 12개의 압축스프링(130)이 원주상에 등간격으로 배치되어 있다. 상기 압축스프링(130)의 일단은 피스톤(100)의 스프링 삽입홈(100a)에 지지되어 있고 타단은 스프링 조정판(120)의 일면에 배치된 미끄럼판(140)에 지지되어 있다.

상기 미끄럼판(140)은 스프링 조정판(120)을 회전 조작시킬때 압축스프링(130)과의 직접적인 접촉을 방지함과 동시에 스프링 조정판(120)의 회전 조작을 원활히 하기 위함이다.

따라서 상기 스프링조정판(120)의 이동 위치에 따라 압축스프링(130)의 탄성반발력이 조정되어 푸시판(110)을 브레이크판(80)에 밀어붙이는 제동력을 조절할 수 있다. 즉, 브레이크판(80)의 라이너(82)가 닳을 경우 스프링 조정판(120)을 조임하면 압축스프링(130)의 압축력이 증가되어 제동력의 저하를 방지할 수 있다.

이같이 스프링 조정판(120)의 조정 작업이 끝나면 스프링 조정판(120)이 조정된 위치에서 고정되도록 상기 스프링 조정판(120)에는 나사결합된 로크너트(140)가 더 설치됨이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 이하에서 설명한다.

동력발생장치(모터, 원동기 등)로부터 구동축(13)이 회전 구동되고 소정 압력의 에어가 실린더(90)의 에어포트(92)로 공급될 경우 압력실(93)에 형성된 공압에 의해 도 2에서 피스톤(100)이 압축스프링(130)력을 이기고 우측으로 이동하여 푸시판(110)이 브레이크판(80)에 밀착되는 힘은 제거되고, 이로 인해 브레이크판(80)과 허브 기어(70)는 일체로 구동축(13)에 연결된 상태로 회전 구동한다.

이같은 상태에서 구동축(13)의 회전에 부하를 받아 에어포트(9)로 유입되는 공기가 차단되거나 압력이 저하되면, 즉각적으로 압축스프링(130)의 탄성복원력에 의해 피스톤(100)이 브레이크판(80)으로 이동한다.

피스톤(100)이 밀리는 힘에 의해 푸시판(110)이 회전하는 브레이크판(80)에 밀어붙여지게 된다. 따라서 푸시판(110)과 브레이크판(80)의 사이에는 마찰 제동력이 일어나 브레이크판(80)이 제동되어 허브기어(70)를 매개로 연결된 구동축(10)이 즉시 정지된다.

이같이 본 발명의 에어브레이크는 에어포트(92)에 공기압이 작용하면 압축스프링(130)을 이기고 피스톤(100)이 후퇴하여 제동력이 해제되고, 반대로 상기 에어포트(92)에 공기압이 차단 또는 저하되면 상기 압축스프링(130)의 탄성복원력에 의해 피스톤(100)이 푸시판(100)을 브레이크판(80)에 밀어붙여서 동력발생장치(예로, 구동모터)의 구동축(13)에 브레이크 제동이 일어난다.

이같이 동작되는 에어브레이크는 제동시 브레이크판(80)측 라이너(82)가 마모되더라도 스프링 조정판(120)을 조작하므로서 압축스프링(130)의 셋팅된 탄반력을 원위치로 돌려놓을 수 있다.

즉, 브레이크판(80)측 라이너(82)가 마모되면 압축스프링(130)은 늘어난다. 이럴 경우 로크너트(150)를 풀은 다음 스프링 조정판(120)을 회전시켜 피스톤(100)측으로 이동시키면 압축스프링(130)이 압축을 받아 탄성반발력이 더욱 증가된다. 조정작업이 끝나면 로크너트(150)를 조임으로서 스프링 조정판(120)이 고정된다.

따라서 동력발생장치측 구동축(13)의 원하는 제동력을 유지할 수 있다. 즉, 본 발명의 에어브레이크에 따르면 압축스프링(130)의 누름력을 조정할 수 있어 제동력 조절이 용이하게 된다.

또한 본 발명의 에어브레이크에 따르면 푸시판(110)이 가이드핀(116)에 지지 안내 동작된다. 따라서 브레이크판(80)의 라이너(82)와 푸시판(110)이 균등한 접촉 면으로 밀어붙여지므로 종래와 같이 스플라인 기어 형태로 결합된 마찰판을 갖는 에어브레이크와 달리 편마모의 발생은 없다.

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 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 제동력 조정이 가능한 에어브레이크에 따르면, 제동력을 발생시키는 압축스프링의 탄반력을 스프링 조정판을 통해 조정할 수 있어 브레이크판에 밀어붙이는 힘을 조절할 수 있고, 브레이크의 마모가 일어나서 압축스프링의 탄반력이 저하되더라도 다시 원상태로 탄성복원이 가능하다.

또한 압축스프링력을 받아 이동 동작하는 푸시판이 가이드핀을 매개로 이동 동작되므로 마찰면의 편심마모가 발생되지 않는 이점을 갖는다.

Claims (4)

1. 모터, 원동기 등의 동력발생장치에서 회전 구동되는 구동축을 공기압으로 정지 및 해제시키기 위한 에어 브레이크에 있어서,

   상기 동력발생장치에 고정 설치되는 마운팅 커버(60)와;

   상기 마운팅 커버(60)내에 배치됨과 동시에 상기 구동축에 연결되는 허브 기어(70)와;

   상기 허브 기어(70)의 치형부 외경에 결합되어 상기 마운팅 커버(60)의 타측면에 가까이 배치된 브레이크판(80)과;

   상기 마운팅 커버(60)의 타측단에 일측단이 고정 설치되고 하나 이상의 에어포트(92)를 갖는 실린더(90)와;

   상기 실린더(90)의 내경부에 축 방향으로 습동 가능하게 설치됨과 동시에 실린더(90)와의 사이에 에어압력실을 형성하는 피스톤(100)과;

   상기 피스톤(100)과 상기 브레이크판(80)의 사이에 이동 가능하게 개재된 푸시판(110)과;

   상기 실린더(90)의 타측단측에 지지 배치되어 축방향으로 이동가능하게 나사결합된 스프링조정판(120)과;

   상기 스프링조정판(120)과 상기 피스톤(100)의 사이에 개재되어 상기 스프링조정판(120)의 이동 위치에 따라 압축력이 가변 조절되는 복수개의 압축스프링(130)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 제동력 조정이 가능한 에어 브레이 크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스프링 조정판(120)에는 나사결합된 로크너트(150)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 제동력 조정이 가능한 에어 브레이크.
3. 제 1항에 있어서, 상기 스프링 조정판(120)과 압축스프링(130)의 사이에 미끄럼판(140)이 더 추가된 것을 특징으로 하는 제동력 조정이 가능한 에어 브레이크.
4. 제 1항에 있어서, 상기 푸시판(110)은 마운팅커버(60)와 실린더(90)의 사이에 설치된 가이드핀(116)에 의해 이동 안내지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 제동력 조정이 가능한 에어 브레이크.

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