KR101270952B1 - 인휠 모터용 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠 내부에 모터가 장착되는 인휠 모터의 구동축에 설치되어 구동축의 회전을 신속하게 정지시키는 솔레노이드를 이용한 인휠 모터용 브레이크에 관한 것이다.
본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크는, 상기 모터의 구동축에 결합된 기어; 상기 구동축과 수직방향으로 설치되어, 전원의 인가에 따라 플런저가 작동하도록 된 솔레노이드; 를 포함하여 구성되어, 전원 인가에 따라 상기 플런저가 전진하여 상기 기어의 치(齒) 사이로 삽입되어 기어의 회전을 정지시키는 것을 구성적 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 솔레노이드는, 상기 휠의 전면 커버 외측면에 설치되고, 상기 플런저의 전단부는 상기 기어의 치(齒) 사이에 형성된 홈과 대응하는 형태의 제동부재를 구비하고 있으며, 상기 솔레노이드는, 2 내지 3개가 등간격으로 설치되어 있다.

Description

인휠 모터용 브레이크{BRAKE FOR IN-WHEEL ELECTRIC MOTOR}

본 발명은 인휠 모터용 브레이크에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 노약자나 장애인이 이용하는 전동카 또는 전동 보조기구의 휠 내부에 모터가 장착되는 인휠 모터의 구동축에 설치되어 구동축의 회전을 신속하게 정지시키는 솔레노이드를 이용한 인휠 모터용 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 인휠 모터는 일반적으로 노약자나 장애인이 이용하는 전동카나 전동 보조기구의 휠 내부에 장착되는 모터를 일컫는다.

모터는 전원공급을 공급받아 고정자 내의 회전자를 회전시켜 회전자의 중심축이 회전동력을 생산하는데, 이와 같은 모터는 각종 기계 및 전자장치에 사용하고 있다. 모터의 회전동력을 차단하기 위해서는 모터 구동축의 회전을 정지시켜야 하는데, 이때 모터에 공급되는 전원을 차단함으로써 가능하다. 그러나 전원의 공급이 차단되어도 진행하던 속도가 있기 때문에 구동축이 곧바로 정지하지 않으므로, 신속한 정지를 위하여 별도의 전원을 통하여 구동축에 마찰 접촉하는 디스크를 감싸주고 여기에 소정의 가압수단이 작동하도록 하는 방식의 마그네틱 브레이크장치가 일반적으로 사용되고 있다.

마그네틱 브레이크장치는 전원의 차단과 동시에 마찰디스크를 회전중인 디스크에 접촉시켜 강제 정지시키는 것으로, 전원이 공급되면 디스크를 이격시켜 마찰저항을 제거하여 정상회전이 가능하게 한 것이다. 이와 같은 마그네틱 브레이크장치는 별도 전원을 전달하기 위한 부속장치가 동원되고 그에 따른 부속장치 설계의 복잡성과 제조공정 증가로 인하여 제조단가가 높아 경쟁력이 떨어진다.

상기의 단점을 해결하기 위해 안출된 실용신안 등록 제0216706호의 모터 제동장치는, 구동축(1), 하우징(2), 수동플레이트(4) 및 수동플레이트의 요입부(3)에 장착되는 디스크 부재(6)로 구성되는데, 상기 구동축을 정지시킬 때 수동플레이트에 형성된 걸림부재(5)가 구동축과 연결된 구동플레이트(9)의 외주연에 형성된 걸림턱(8)에 걸리면서 경사진 안내로(7)의 최하단에 위치하면서 모터의 구동축(1)을 정지시키는 구성으로, 이와 같은 구성은 마그네틱 브레이크가 갖는 전자적인 부속장치를 제거하고 기계적 제동수단을 구현하여 마그네틱 브레이크장치가 갖는 단점을 보완하였으나, 본 발명에 따른 인휠 모터에 사용할 경우 바퀴 내부에 추가적인 설치공간이 더 필요하여 전체 시스템의 크기가 커질 수 있으며, 구동축의 구동력에 따른 필요한 정지력을 구현하기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 노약자나 장애인이 이용하는 전동카 등의 휠 내부에 모터가 장착되는 인휠 모터의 구동축에 설치되어 구동축의 회전을 신속하게 정지시키는 솔레노이드를 이용한 인휠 모터용 브레이크를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 문제 해결을 위하여 본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크에 있어서, 상기 브레이크는, 상기 모터의 구동축에 결합된 기어; 상기 구동축과 수직방향으로 설치되어, 전원의 인가에 따라 플런저가 작동하도록 된 솔레노이드; 를 포함하여 구성되어, 전원 인가에 따라 상기 플런저가 전진하여 상기 기어의 치(齒) 사이로 삽입되어 기어의 회전을 정지시키는 것을 구성적 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 솔레노이드는, 상기 휠의 전면 커버 또는 후면 커버 외측면에 설치되고, 상기 플런저의 전단부는 상기 기어의 치(齒) 사이에 형성된 홈과 대응하는 형태의 제동부재를 구비하고 있으며, 상기 솔레노이드는, 2 내지 3개가 등간격으로 설치되어 있다.

이상에서 설명한 것과 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크는, 종래와 같이 회전하고 있는 마찰 디스크를 잡아서 회전을 정지시키는 것이 아니라 회전하는 모터의 구동축에 결합된 기어의 치(齒) 사이에 제동부재를 삽입하여 기어의 회전을 정지시킴으로써 휠을 정지시키기 때문에 사용자가 의도하는 때에 신속하게 정지시킬 수 있을 뿐만 아니라 제동기구의 구성이 간단하고 큰 제동력을 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 모터 제동장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크 및 바퀴의 전체 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크 및 바퀴를 다른 방향에서 도시한 전체 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크와 바퀴가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 따른 인휠 모터용 브레이크와 바퀴가 결합된 상태를 도시한 정면도이다.

본 발명은, 휠 내부에 모터가 장착되는 인휠 모터의 구동축에 설치되어 구동축의 회전을 신속하게 정지시키는 솔레노이드를 이용한 인휠 모터용 브레이크에 관한 것으로, 도 2는 본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크 및 바퀴의 전체 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크 및 바퀴를 다른 방향에서 도시한 전체 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크와 바퀴가 결합된 상태를 도시한 사시도이며, 도 6은 도 5에 따른 인휠 모터용 브레이크와 바퀴가 결합된 상태를 도시한 정면도인데, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 인휠 모터용 브레이크는, 모터(10)의 구동축(11)에 결합된 기어(14); 상기 구동축(11)과 수직방향으로 설치되어, 전원의 인가에 따라 플런저(13,plunger)가 작동하도록 된 솔레노이드(12,solenoide);

를 포함하여 구성되어, 전원 인가에 따라 상기 플런저(13)가 전진하여 상기 기어(14)의 치(齒) 사이로 삽입되어 기어의 회전을 정지시킨다.

상기 모터(10)는 감속기의 내부에 설치되며, 구동축(11)은 전면 휠(16)의 전면 커버(15) 외부로 돌출되게 형성된다. 상기와는 반대로 구동축(11)을 후면 휠(17)의 후면 커버(도면부호 미도시) 외부로 돌출되게 형성할 수도 있다. 상기 솔레노이드(12)는 원통형으로 감겨진 코일에 전원의 인가에 의해 자기장이 형성되며, 이 자기장에 의해 내부에 구성된 철심(플런저)이 전자석이 되어 코일의 원통방향으로 힘을 발생하게 되는데, 전원이 인가되지 않은 상태에서 솔레노이드(12)의 플런저(13)가 원 위치에 있다가, 모터(10)의 구동축(11)의 회전을 정지시킬 때, 솔레노이드(12)에 전원을 인가되어 솔레노이드가 자화되면 내부에 자기장이 형성되어 플런저(13)가 전방으로 전진하여 상기 플런저(13)와 대응하여 기어(14)의 치(齒) 사이에 형성된 ∨자형 홈에 삽입되어 모터 구동축(11)의 회전을 정지시킨다.

상기 솔레노이드(12)는 전면 휠(16)의 전면 커버(15) 외측면에 설치되는데, 상기 솔레노이드(12)가 전면 커버(15)에 설치되므로 외부 물체와의 접촉으로 인한 충격으로부터 발생할 수 있는 손상을 방지하기 위해, 도면에서는 미도시 되었지만 금속재질의 커버 및 강화 플라스틱 등의 보호 커버를 전면 휠(16)에 형성된 개구(161)에 씌우는 것이 바람직하다. 도면부호 17은 후면 휠을 표기한 것으로, 솔레노이드(12)를 후면 휠의 후면 커버(도면부호 미도시) 외측면에 설치할 수 있는데, 전면 커버(15)에 설치되는 방식과 동일하므로 상세 설명은 생략하기로 한다. 또한 도면에는 미도시되어 있지만 솔레노이드는 전동카 및 전동 보조기구 등의 보행수단의 바퀴를 구동시키는 전원공급장치, 즉 밧데리로부터 도선(導線)에 의해 연결되어 전원이 인가되며, 솔레노이드의 구동을 위한 조작 스위치가 도선에 연결된다.

조작 스위치가 온(on)상태에서 밧데리의 전원이 솔레노이드(12)에 인가되어 솔레노이드(12)가 작동되면, 플런저(13)가 전진하여 기어(14)의 치(齒) 사이에 형성된 홈(14)에 삽입되어 기어(14)의 회전이 정지되면, 상기 기어와 결합된 모터 구동축(11)의 회전이 정지된다.

상기 기어(14) 및 플런저(13)는 금속 재질을 사용하고, 플런저(13)의 전단부는, 즉 기어(14)의 치(齒) 사이에 형성된 홈에 직접 삽입되는 부분은, 상기 기어(14)의 치(齒) 사이에 형성된 홈(14)과 대응하는 형태의 제동부재(131)를 구비함으로써, 모터(10)의 구동축(11) 제동시 상기 홈에 정확하게 일치하게 되어 신속한 제동이 이루어진다. 바람직하게는, 상기 플런저(13)의 전단부에는 상기 기어(14)의 홈과 일치하는 제동부재(131)가 구비된다. 또한 모터(10)의 구동축(11)이 정지되어도 모터 자체에는 전원이 공급되어 전류가 계속 흐르게 되므로 모터에 과부하가 걸려 손상이 발생하게 된다. 상기의 현상을 방지하기 위해 모터에 센서(미도시 됨)를 장착하여 모터의 구동축(11)의 회전이 정지되면, 상기 센서에서 정지상태를 센싱하여 제어부(미도시 됨)에 신호를 보내면 제어부가 밧데리에서 모터(10)로 인가되는 전원을 차단시켜서 모터의 작동을 멈추게 하는 것이 바람직한데, 여기에서 제어부는 마이크로프로세서로 구성될 수 있다.

또한 상기 솔레노이드(13)는, 등간격으로 2 내지 3개가 설치되는데, 구동축(11)의 회전력에 대응되게 수량을 조절할 수 있다. 예컨대, 모터(10)의 용량이 커서 구동축(11)의 회전력이 강할 때는 하나의 솔레노이드를 이용한 브레이크로만으로는 충분한 정지력을 얻기 어려우므로, 필요한 정지력을 얻을 수 있도록 복수개의 솔레노이드를 설치하는 것이 바람직하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10.모터 11.구동축
12.솔레노이드 13.플런저
131.제동부재
14.기어 14.홈
15.전면 커버 16.전면 휠
161.개구
17.후면 휠

Claims (4)

1. 휠 내부에 모터가 장착된 인휠 모터의 회전을 정지시키기 위한 인휠 모터의 브레이크에 있어서,
   상기 브레이크는,
   상기 모터의 구동축에 결합된 기어;
   상기 구동축과 수직방향으로 설치되어, 전원의 인가에 따라 플런저가 작동하도록 된 솔레노이드;
   를 포함하여 구성되어, 전원 인가에 따라 상기 플런저가 전진하여 상기 기어의 치(齒) 사이로 삽입되어 기어의 회전을 정지시키고, 상기 솔레노이드는, 상기 휠의 전면 커버 또는 후면 커버 외측면에 설치되며, 상기 플런저의 전단부는 기어의 치(齒) 사이에 형성된 홈과 대응하는 형태의 제동부재를 구비하고, 상기 솔레노이드는, 2 내지 3개가 등간격으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 인휠 모터용 브레이크.
   
   
   
   
   
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