KR100802124B1

KR100802124B1 - 에어 브레이크 모터

Info

Publication number: KR100802124B1
Application number: KR1020060070137A
Authority: KR
Inventors: 윤창열
Original assignee: 윤창열
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-02-27
Also published as: KR20080010096A

Abstract

본 발명은 산업기계에서 모터의 구동력을 선택적으로 급제동하는 브레이크 장치에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 설명하면 에어주입 및 차단에 따라 디스크와 라이닝(Lining)의 마찰작용으로 모터의 구동축에 제동력을 가하거나 해제함으로써, 모터의 정지시간을 단축시켜 산업기계의 생산성을 높이는 한편 모터의 구동축을 정위치로 급제동하여 정확한 브레이크 작동과 안전장치의 기능을 수행할 수 있는 에어 브레이크 모터에 관한 것이다.

모터, 브레이크, 라이닝, 에어, 실린더, 피스톤

Description

에어 브레이크 모터{A motor air brake}

도 1은 기존 모터의 실시예를 나타낸 측면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 일부 측단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에서 설치상태를 나타낸 요부 측단면도.

도 4는 본 발명의 실시예를 나타낸 요부 분해 사시도.

도 5는 본 발명에서 라이닝의 설치상태를 나타낸 요부 정단면도.

도 6은 본 발명에서 실린더와 피스톤의 설치상태를 나타낸 요부 정단면도.

도 7과 도 8은 본 발명의 실시예에서 작동상태를 나타낸 요부 측단면도.

{도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명}

10: 모터 11: 케이싱

12: 구동축 13: 커플링

20: 하우징 21: 마찰디스크

30: 라이닝 31: 가압디스크

40: 실린더 41: 피스톤

50: 클램프디스크 51: 제동스프링

52: 가압볼트 53: 가이드볼트

54: 지지홀더 55: 텐션스프링

일반적으로 산업기계는 무인 자동화 생산설비의 증가로 인하여 정밀도가 한층 요구됨에 따라 모터의 정확한 회전력이 전달 및 차단되야 하고, 또한 모터의 운전시간과 생산공정에 소요되는 시간을 단축시키기 위하여 모터의 급제동이 요구되고 있으며, 이는 자동화 생산공정으로 이루어지는 기계장치의 운전시간을 줄이고 생산성을 증대하는 한편 유지 관리비용을 절감하는 효과를 얻기 때문이다.

기존 산업기계에 적용되고 있는 일반화된 모터(10)는 도면에서 도 1과 같이 구동축(12)이 일체로 구성되어 회전하는 아마츄어(armature)와, 상기 아마츄어에 자기장으로 회전력을 부여하는 스테이터(stator)와, 상기 아마츄어와 스테이터가 수납되는 케이싱(casing)(11)으로 구성되며, 여기서 케이싱(11)에는 전면부와 후면부에 각각 커버(cover)가 부착 설치되어 이루어진다.

이러한 기존의 일반화된 모터는 전기 공급으로 스테이터 코일(stator coil) 에서 발생하는 자기장에 의해 아마츄어가 회전하여 구동력이 발생하며, 모터에서 산업기계로 전달되는 구동력을 제어하기 위하여 별도로 클러치(clutch)나 또는 브레이크(brake) 장치를 설치하여 사용하고 있다.

상기와 같이 모터에서 산업기계로 전달되는 구동력을 제어하기 위하여 클러치와 브레이크 장치를 별도로 제작하여 설치할 경우는 설치공간이 필요할 뿐만아니라 이로 인하여 제작비용이 현저하게 증가되는 등의 문제점들이 있었다.

따라서, 최근에는 모터의 내부에 구동력을 선택적으로 전달하거나 차단하는 기능의 클러치와 브레이크 장치가 적용되고 있으며, 이 분야에서 최근 적용되고 있는 클러치와 브레이크 장치는 전자석의 자기력을 이용한 전자제어 방식으로 비교적 정확한 작동으로 클러치 기능과 브레이크 기능을 수행하고 있다.

그러나 최근 모터에 적용되고 있는 전자제어 방식은 장시간이 경과할 경우 반복적인 동작으로 디스크에 잔류 자기력이 발생함에 따라 라이닝에 작용하는 마찰 토오크가 안정적이지 못하고 변형되는 한편 이로 인하여 동작을 정확하게 수행하지 못할 뿐만 아니라 작동과정에서 고열이 발생하여 화재의 원인이 되는 문제점들이 야기되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 모터의 구동력을 제어하는 클러치와 브레이크의 설치방식에 따른 문제점들을 해소하고자 안출된 기술로서, 에어주입 및 차단에 따라 디스크와 라이닝의 마찰작용으로 모터의 구동축에 제동력을 가하거나 해제함으로써, 모터의 정지시간을 단축시켜 산업기계의 생산성을 높이는 한편 모터의 구동 축을 정위치로 급제동하여 정확한 브레이크 작동과 안전장치의 기능을 수행할 수 있는 에어 브레이크 모터를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 주된 특징은;

구동축이 일체로 구성되어 회전하는 아마츄어와, 아마츄어에 자기장으로 회전력을 부여하는 스테이터와, 아마츄어와 스테이터가 수납되는 케이싱으로 구성된 기존의 모터에 있어서;

구동축에 결합되어 제동력을 전달하는 커플링과; 케이싱의 후단부에 결합되고 마찰디스크가 고정 설치되는 하우징과; 커플링에 끼워져 결합되고 마찰디스크에 밀착되어 마찰작용으로 제동력을 가하는 라이닝과; 상기 라이닝을 마찰디스크 쪽으로 가압 밀착하여 마찰작용을 부여하는 가압디스크와; 에어주입으로 피스톤이 작동되어 가압디스크에 가해지는 가압력을 해제하는 실린더와; 상기 실린더의 외측부에 배치되어 복수개의 가이드볼트로 실린더와 함께 고정 설치되는 클램프디스크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성을 도면에 도시한 도 2 내지 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명의 실시예에서 주된 요지는 모터의 정지시간을 단축시켜 산업기계의 생산성을 높이는 한편 모터의 구동축을 정위치로 급제동하여 정확한 브레이크 작동과 안전장치의 기능을 수행하도록 에어주입 및 차단에 따라 디스크와 라이닝의 마찰작용으로 모터의 구동축에 제동력을 가하거나 해제하는 것이다.

다음으로 본 발명의 실시예에서 주요 구성을 살펴보면, 구동축(12)에 끼워져 결합되는 커플링(13)과, 케이싱(11)의 후단부에 결합되고 마찰디스크(21)가 설치된 하우징(20)과, 커플링(13)에 결합되고 마찰디스크(21)와 마찰작용하는 라이닝(30)과, 라이닝(30)을 마찰디스크(21) 쪽으로 가압하는 가압디스크(31)와, 에어주입에 따라 피스톤(41)이 작동하여 가압디스크(31)에 가해지는 가압력을 해제하는 실린더(40)와, 가이드볼트(53)로 실린더(40)와 함께 외측부에 고정 설치되는 클램프디스크(50)로 이루어진다.

본 발명의 실시예에서 모터(10)의 구동축(12)은 소정길이로 길쭉하게 제작되어 후단부에 팬(15)이 설치되고, 팬(15)의 안쪽 소정위치에 커플링(13)이 끼워져 키와 볼트로 고정 설치되며, 여기서 커플링(13)은 소정길이를 갖고 외주연이 다각형상으로 형성될 수 있으며, 외주연의 형상이 가능한 6각이나 또는 8각형상으로 형성됨이 바람직하다.

상기 모터(10)에서 케이싱(11)의 후단부에 하우징(20)이 볼트로 고정 결합되고, 상기 하우징(20)과 구동축(12) 사이에 베어링(14)이 장착되어 구동축(12)의 회전이 원활하게 이루어지는 한편 하우징(20)의 후단면 쪽에 원형상의 마찰디스크(21)가 부착되며, 상기 마찰디스크(21)는 중앙부에 커플링(13)의 직경보다 큰 홀(21a)이 형성되어 커플링(13)과 접촉되지 않도록 설치된다.

한편 마찰디스크(21)의 외측부에 위치하도록 커플링(13)의 외주연에 라이닝(30)이 끼워져 이송가능케 결합되는 구조로서, 상기 라이닝(30)은 마찰디스크(21)의 직경보다 비교적 작은 원형상으로 형성되고, 중앙부에 커플링(13)의 외주연 형 상과 동일하게 체결홀(30a)이 형성됨으로써, 커플링(13)의 외주연에 라이닝(30)이 끼워져 결합된다.

따라서, 상기 라이닝(30)은 구동축(12)에 결합된 커플링(13)의 외주연에 끼워져 구동축(12)과 함께 회전하고, 마찰디스크(21)에 밀착되어 마찰작용이 발생하면 커플링(13)을 통하여 구동축(12)에 제동력이 전달된다.

또한 라이닝(30)의 외측부에 가압디스크(31)가 위치하여 라이닝(30)을 마찰디스크(21) 쪽으로 가압하도록 설치되며, 가압디스크(31)는 마찰디스크(21)와 동일한 직경으로 제작될 수 있고, 중앙부에 커플링(13)의 직경보다 큰 홀(31b)이 형성되어 커플링(13)과 접촉되지 않도록 설치된다.

상기에서 가압디스크(31)는 사방향 가장자리에 가이드볼트(53)와 지지홀더(54)가 끼워져 삽입되는 삽입공(31a)이 형성되어 라이닝(30) 쪽으로 이송이 가능하고, 회전되지 않도록 고정 설치된다.

한편 가압디스크(31)의 외측부에 에어주입에 따라 피스톤(41)이 작동하여 가압디스크(31)에 가해지는 가압력을 선택적으로 해제하는 실린더(40)가 설치되는 것으로서, 상기 실린더(40)는 가압디스크(31)의 직경과 동일하게 원형상으로 형성됨이 이상적이고, 내부에 에어주입으로 작동하는 원형상의 피스톤(41)이 내장 설치되며, 외주연 한쪽에 에어가 선택적으로 주입되는 에어주입구(42)가 장착된다.

실린더(40) 내부에 삽입 설치된 피스톤(41)은 가압디스크(31) 쪽으로 단부가 돌출 형성되고, 중앙부에 구동축(12)의 직경보다 큰 홀이 형성되어 구동축(12)과 접촉되지 않도록 설치되며, 실린더(40)와 피스톤(41) 사이에 에어가 주입되는 공간 이 마련되어 에어주입에 따라 피스톤(41)이 가압디스크(31)가 위치한 반대방향으로 작동하도록 구성된다.

상기 실린더(40)는 복수개의 가이드볼트(53)에 끼워져 회전되지 않도록 고정설치되고, 또한 가이드볼트(53)에 끼워져 마찰디스크(21)와 실린더(40) 사이에 위치한 지지홀더(54)에 의해 지지되도록 고정 설치되며, 실린더(40)의 외측부에 원형상의 클램프디스크(50)가 고정 설치된다.

클램프디스크(50)는 실린더(40)와 함께 복수개의 가이드볼트(53)가 끼워져 회전되지 않도록 고정 설치되고, 실린더(40)의 외측면에 밀착 설치하되, 피스톤(41)의 외측 단부와 소정간격이 주어지도록 고정 설치된다.

한편 본 발명의 실시예에서 피스톤(41)에 가압디스크(31)를 라이닝(30) 쪽으로 가압하는 기능의 제동스프링(51)이 내장 설치되는 것으로서, 피스톤(41)의 외측면에서 가압디스크(31)가 위치한 방향으로 복수개의 제동스프링(51)이 내장 설치되고, 이와 일치하는 클램프디스크(50)에 제동스프링(51)의 탄성압력을 조절하는 복수개의 가압볼트(52)가 체결된다.

상기에서 피스톤(41)에 내장 설치되는 복수개의 제동스프링(51)은 원주상에 일정한 간격으로 설치되며, 클램프디스크(50)에 체결된 가압볼트(52)를 풀거나 조임으로서 제동스프링(51)의 탄성압력을 조절하여 가압디스크(31)에 가해지는 가압력을 조절하게 된다.

즉, 제동스프링(51)의 탄성압력이 클램프디스크(50)에 체결된 가압볼트(52)에 지지되어 피스톤(41)에 작용함으로써, 피스톤(41)의 단부가 가압디스크(31)를 라이닝(30) 쪽으로 가압하여 결과적으로 가압디스크(31)가 라이닝(30)을 마찰디스크(21) 쪽으로 가압함에 따라 마찰작용이 발생하므로 커플링(13)을 통해 구동축(12)에 제동력을 가하게 된다.

한편 에어주입구(42)를 통하여 실린더(40) 안에 고압으로 에어가 주입되어 피스톤(41)이 클램프디스크(50) 쪽으로 밀려 작동할 경우 가압디스크(31)를 실린더(40)와 피스톤(41) 쪽으로 이송시켜 원상복귀되도록 지지홀더(54)의 외주연에 텐션스프링(55)이 끼워져 마찰디스크(21)와 가압디스크(31) 사이에 설치된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 작동과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 모터(10)의 구동축(12)에 제동력이 가해지는 작동상태를 살펴보면, 도면에서 도 7과 같이 에어주입이 차단되면 피스톤(41)에 내장 설치된 제동스프링(51)의 탄성압력이 작용하여 피스톤(41)이 가압디스크(31)를 라이닝(30) 쪽으로 가압함에 따라 결과적으로 가압디스크(31)가 라이닝(30)을 마찰디스크(21) 쪽으로 가압함으로써, 마찰디스크(21)와 라이닝(30)과 가압디스크(31) 사이에 마찰작용이 발생하여 커플링(13)을 통해 구동축(12)에 제동력이 가해져 모터(10)가 급제동하게 된다.

다음으로 구동축(12)에 가해지는 제동력이 해제되어 모터(10)의 운전상태를 살펴보면, 도면에서 도 8과 같이 에어주입구(42)를 통해 실린더(40) 안에 제동스프링(51)의 탄성압력보다 강한 고압으로 에어가 주입되면, 피스톤(41)이 클램프디스크(50) 쪽으로 밀려서 가압디스크(31)에 작용했던 가압력이 해제되고, 이와 동시에 지지홀더(54)의 외주연에 설치된 텐션스프링(55)의 탄성이 작용하여 가압디스크(31)를 실린더(40)와 피스톤(41) 쪽으로 이송시켜 원상복귀함으로써, 마찰디스크(21)와 라이닝(30)과 가압디스크(31) 사이에 발생했던 마찰력이 해제되어 구동축(12)에 가해진 제동력이 상실됨에 따라 구동축(12)이 원활하게 회전된다.

이러한 본 발명의 실시예는 모터(10)에 공급되는 전원이 차단됨과 동시에 에어주입이 차단되어 모터(10)가 급제동하고, 또한 모터(10)에 전원이 공급됨과 동시에 에어가 주입되어 모터(10)가 원활하게 작동할 수 있으며, 모터(10)를 신속하게 급제동하므로 모터(10)의 정지시간을 단축시킬 수 있고, 모터(10)의 구동축(12)을 정위치로 급제동하여 정확한 브레이크 작동이 이루어지는 것이다.

또한 본 발명의 실시예는 모터(10)의 케이싱(11) 후방쪽에 브레이크 장치가 일체로 설치됨에 따라 모터에서 산업기계로 전달되는 구동력을 제어하기 위하여 브레이크 장치를 별도로 설치할 필요가 없으므로 설치비용을 절감하는 한편 설치공간을 확보할 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 에어주입 및 차단에 따라 디스크와 라이닝의 마찰작용으로 모터의 구동축에 제동력을 가하거 나 해제함으로써, 모터의 정지시간을 단축시켜 산업기계의 생산성을 높이는 한편 모터의 구동축을 정위치로 급제동하여 정확한 브레이크 작동과 안전장치의 기능을 동시에 수행할 수 있고, 특히 모터에서 산업기계로 전달되는 구동력을 제어하기 위하여 브레이크 장치를 별도로 설치할 필요가 없으므로 설치비용을 절감하는 한편 설치공간을 확보할 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

Claims

삭제
구동축(12)이 일체로 구성되어 회전하는 아마츄어와, 상기 아마츄어에 자기장으로 회전력을 부여하는 스테이터와, 아마츄어와 스테이터가 수납되는 케이싱(11)으로 모터(10)가 구성되고,

상기 구동축(12)에 결합되어 제동력을 전달하는 커플링(13)과; 케이싱(11)의 후단부에 결합되고 마찰디스크(21)가 고정 설치되는 하우징(20)과; 상기 커플링(13)의 외주연에 끼워져 결합되고 마찰디스크(21)에 밀착되어 마찰작용으로 제동력을 가하는 라이닝(30)과; 상기 라이닝(30)을 마찰디스크(21) 쪽으로 가압하여 마찰작용을 부여하는 가압디스크(31)와; 상기 가압디스크(31)의 외측부에 위치하고 에어주입에 따라 피스톤(41)이 작동되어 가압디스크(31)에 가해지는 가압력을 해제하는 실린더(40)와; 상기 실린더(40)의 외측부에 배치되어 복수개의 가이드볼트(53)로 실린더(40)와 함께 고정 설치되는 클램프디스크(50)로 구성되며,

상기 실린더(40)는 복수개의 가이드볼트(53)가 끼워져 회전되지 않도록 고정 설치되고, 가이드볼트(53)에 끼워져 마찰디스크(21)의 사이에 위치한 지지홀더(54)에 지지되도록 고정 설치된 에어 브레이크 모터에 있어서;

상기 커플링(13)은 소정길이를 갖고 외주연이 다각형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 에어 브레이크 모터.
삭제
제2항에 있어서;

지지홀더(54)의 외주연에 텐션스프링(55)이 끼워져 마찰디스크(21)와 가압디스크(31) 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 에어 브레이크 모터.
제2항에 있어서;

피스톤(41)의 외측면에 가압디스크(31)가 위치한 방향으로 복수개의 제동스프링(51)이 내장 설치되고, 이와 일치하는 클램프디스크(50)에 제동스프링(51)의 탄성압력을 조절하는 가압볼트(52)가 체결된 것을 특징으로 하는 에어 브레이크 모터.