KR101371573B1

KR101371573B1 - 수동 포지티브 록과 회전 해제 및 자동 리셋 기구를 갖춘 전기구동 방식 축 브레이크

Info

Publication number: KR101371573B1
Application number: KR1020087011674A
Authority: KR
Inventors: 마르코 드아모어; 패트릭 케이. 그리핀
Original assignee: 무그 인코포레이티드
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2014-03-07
Also published as: PT2167835E; JP5180958B2; CA2630644C; US20100038193A1; DK2167835T3; CN101443575B; KR20100021953A; AU2007299926B2; DE602007012776D1; ES2359849T3; WO2008153519A1; CN101443575A; ATE499544T1; JP2009530572A; US8307959B2; EP2167835B1; IL191638A0; IL191638A; AU2007299926A1; SI2167835T1

Abstract

장치(20)는 전기구동 방식의 브레이크(37)와 수동구동 방식의 보조 브레이크(27)를 구비하고 있다. 전기 구동 방식의 브레이크는, 코일(70), 코어(68), 전기자(69), 및 하우징과 전기자 사이에서 압축되도록 배치되어 있으며 교번 방식으로 배치되어 있는 일련의 마찰 패드(74)와 브레이크 디스크(75)를 포함한다. 축 브레이크(27)는 하우징에 장착되어 있는 칼라(22), 축에 장착되는 제1 연동부(110), 축을 둘러싸며 제2 연동부(85)를 구비하는 환상 부재(84) 및 상기 환상 부재를 축을 향해 이동하도록 압박하는 스프링(124)을 포함한다. 제1 연동부와 제2 연동부들이 서로 맞물려 있는 제1 위치(도 14에 도시)와, 제1 연동부와 제2 연동부들이 물리적으로 서로 분리되어 있는 제2 위치(도 13에 도시) 사이에서 칼라가 하우징에 대해 상대적으로 선택적으로 이동할 수 있다. 축은 제1 축부(25)와 제2 축부(26), 및 축부들이 서로에 대해 상대적으로 회전할 때에 제동 기구를 해제하고, 상기 2개의 축부들이 초기의 제로 위치로 되돌아갈 때에 제동 기구를 다시 자동적으로 체결하는 캠 기구를 포함한다.

전기구동 방식 축 브레이크, 코일, 코어, 전기자, 보조 브레이크

Description

수동 포지티브 록과 회전 해제 및 자동 리셋 기구를 갖춘 전기구동 방식 축 브레이크{ELECTRICALLY-OPERATED SHAFT BRAKE WITH MANUAL POSITIVE LOCK AND ROTARY RELEASE AND AUTOMATIC RESET FEATURE}

본 발명은 일반적으로 회전축을 구비하는 기계장치, 특히 그러한 기계장치에 사용되는, 수동 포지티브 록과 회전 해제 및 자동 리셋 기구를 갖춘 개선된 전기구동 방식 축 브레이크에 관한 것이다.

축을 제동하기 위한 브레이크가 제공될 필요가 있다.

일부 경우에 있어서는 브레이크를 전기로 구동하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 전기구동 방식의 브레이크가 제공되고 있다. 이들 브레이크는 일반적으로 하우징 또는 바디와, 하우징 또는 바디에 장착되는 코일과, 상기 코일에 에너지가 인가될 때에 선택적으로 가동되는 전기자를 포함하고 있다. 스프링과 같은 탄성 부재는 상기 전기자가 코일로부터 멀어지도록 편향시키고 있다. 교번하는 일련의 마찰 패드와 브레이크 디스크들이 전기자와 하우징 사이에서 동작하도록 배치되며, 코일에서 에너지가 끊어질 때에 압착하도록 배치된다. 상기 패드와 디스크 중의 하나는 회전축에 연결되고, 패드와 디스크들 중 다른 것은 하우징에 연결된다. 이에 따라, 코일에서 에너지가 끊어질 때에, 스프링이 전기자를 압박하고 마찰 브레이크를 압박하여 축이 정지되도록 한다. 어떤 경우에는, 동력을 사용하지 않고서 수동으로 축을 회전시키거나 축을 구동시킬 필요가 있다.

어떤 경우에는, 축을 하우징에 포지티브 록시키는 보조 브레이크가 제공되는 것이 매우 바람직할 수 있다. 축과 하우징이 실질적으로 진동하고 있더라도 그러한 보조 브레이크는 효과가 있어야 한다. 또한, 동력이 전달되지 않아서 축이 더 이상 회전하지 않는 때에는 기계 손상 또는 파손을 방지하기 위해 축을 자동적으로 고정시킬 필요도 있다. 이에 따라서, 수동 포지티브 록과 회전 해제 및 자동 리셋 기구를 갖춘 전기구동 방식의 축 브레이크에 대한 수요가 오랜 기간 동안 있었다.

발명을 한정하는 것이 아니라 단지 설명을 용이하게 할 목적으로 개시되어 있는 실시예의 대응하는 부품, 부분 또는 표면에 대해 괄호를 사용하는 도면부호를 사용하고 있으며, 본 발명은 일반적으로 하우징(21) 내에서 회전하도록 장착되는 축(24)의 일부를 구비하고 있는 개선된 장치(20)를 제공한다.

상기 개선된 장치는 일반적으로 하우징에 대해 상대적으로 축이 회전하지 않도록 선택적으로 체결되고, 또한 하우징에 대해 상대적으로 축이 회전하도록 선택적으로 체결이 해제될 수 있는 축 브레이크(27)를 포함하고, 상기 브레이크는 그 하우징에 대해 상대적으로 축방향 운동 및 회전 운동을 복합적으로 할 수 있도록 하우징에 장착되는 칼라(22)와; 상기 축에 장착되는 제1 연동부(110)와; 축을 둘러싸고, 축에 대해 상대적으로 회전 운동은 하지 않고 축방향 운동은 하도록 하우징 에 장착되며, 제1 연동부와 대면하도록 배치되는 제2 연동부(85)를 갖추고 있는 환상 부재(84)와; 상기 부재와 축 사이에서 제2 연동부를 제1 연동부를 향해 이동하도록 압박하는 스프링(124)을 포함하고 있고, 제1 연동부와 제2 연동부들이 서로 맞물려서 축이 하우징에 대해 상대적으로 회전하지 않도록 하는 제1 위치(도 14에 도시)와, 제1 연동부와 제2 연동부들이 물리적으로 서로 분리되어서 하우징에 대해 축이 상대적으로 회전할 수 있도록 하는 제2 위치(도 13에 도시) 사이에서 칼라가 하우징에 대해 상대적으로 선택적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다.

제1 연동부와 제2 연동부는 면 스플라인부(face spline portion)일 수 있고, 또는 기타 다른 형태의 기계적 연동 방식을 취할 수도 있다.

상기 칼라는 나선형 결합(helical connection)에 의해 하우징에 장착될 수 있다. 상기 칼라는 파지될 수 있고, 하우징에 대해 상대적으로 수동적으로 이동하여 보조 브레이크를 선택적으로 잠금 또는 해제할 수 있다.

환상 부재(84)는 키 결합 및 스플라인 결합 중 어느 하나에 의해 하우징에 장착될 수 있다. 스프링(124)은 파형 스프링, 벨레빌 스프링 스택(Belleville spring stack), 또는 이와 유사한 것일 수 있다.

삭제

상기 장치는 또한 축과 하우징 사이에서 상대 회전 운동을 하거나 하지 않게 하도록 선택적으로 작동되는 전기 구동 방식의 브레이크(37)를 포함한다. 코어는 제1 인접 표면(47)을 구비하고 하우징은 제2 인접 표면(72)을 구비할 수 있다. 전기 구동 방식의 브레이크는, 하우징에 장착되는 코일(70)과; 하우징의 제1 인접 표면을 향하여 그리고 상기 제1 인접 표면으로부터 멀어지도록 이동할 수 있게 하우징에 장착되는 전기자(69)와; 상기 전기자가 하우징의 제1 인접 표면으로부터 멀어지도록 하우징과 전기자 사이에서 전기자를 압박하는 탄성 부재(73)와; 제1 축부를 둘러싸며 하우징에 장착되고, 하우징에 대해 회전 운동은 하지 않고 축방향 운동은 하도록 장착되는 환상 허브(77)와; 마찰 패드와 브레이크 디스크 중 어느 하나는 허브와 함께 움직이도록 허브에 고정되고, 마찰 패드와 브레이크 디스크 중 다른 하나는, 코일에 에너지가 공급될 때에는 전기자가 하우징의 제1 인접 표면 쪽으로 이동하여 축과 하우징 사이에서 상대 회전하도록 하고, 코일에 에너지가 끊길 때에는 탄성 부재가 팽창하여 교번 방식의 일련의 마찰 패드와 브레이크 디스크를 전기자와 하우징의 제2 인접 표면 사이에서 압박하도록 하우징에 연결되어 있는, 교번 방식으로 배치되어 있는 일련의 마찰 패드(74)와 브레이크 디스크(75)를 구비한다.

축(24)은 제1 축부(25)와 제2 축부(26)를 포함할 수 있다. 제1 연동부(110)는 제1 축부에 장착될 수 있고, 환상 허브(77)는 제2 축부를 둘러쌀 수 있다.

상기 장치는 추가적으로 제1 축부와 제2 축부 사이에서 어느 정도 상대 회전하도록 동작하는 복수의 캠(125)과 종동부(126)를 포함할 수 있다. 코일에 에너지가 끊길 때에, 그리고 축부들이 서로에 대해 상대적으로 움직일 때에, 종동부는 캠을 따라 이동하여 탄성부재(73)가 교번방식으로 배열되어 있는 마찰 패드와 디스크 에 가하는 압축력을 감소시킨다. 이것은 상기 두 개의 축부들이 그들의 상대적인 각도 위치상 제로 위치로 복귀할 때에, 마찰 패드와 디스크가 자동적으로 재결합되도록 한다. 바람직한 형태에서, 제1 축의 끝단부는 육각형 외형으로 되어 있고 코일에 에너지가 끊길 때에 하우징에 대해 상대적으로 수동으로 회전할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일반적인 목적은 수동 축 브레이크 연동 장치를 구비하는 전자기 브레이크를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 개선된 축 브레이크를 제공하는 것이다.

이들 목적 및 기타 다른 목적들과 이점들이 발명의 상세한 설명, 도면, 및 청구범위의 기재로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 수동-조작 보조 브레이크 또는 포지티브 록이 통합되어 있는 제1 형태의 개선된 전기구동 방식 축 브레이크를 분해하여 도시한 등각 투시도.

도 2는 도 1에 도시한 축 브레이크 조립체의 분해 측면도.

도 3은 보조 브레이크의 분리되어 있는 면 스플라인부를 나타내는, 도 2의 라인 3-3을 따르는 부분 횡방향 수직 단면도.

도 4는 도 1에 도시한 조립 장치의 부분 종방향 수직 단면도.

도 5는 도 4의 라인 5-5를 취한 장치의 축방향에서 본 부분 단면도.

도 6은 도 4의 라인 6-6을 취한 장치의 축방향에서 본 부분 단면도.

도 7은 도 4에 도시한 조립 장치의 종방향 수직 단면의 확대도.

도 8은 하우징, 칼라, 보호용 커버 및 부재들을 설명하기 위해 일반적인 결 합체에서 분해한 부분 종방향 수직 단면도.

도 9는 허브의 부분 종방향 수직 단면도.

도 10은 2개의 축부를 나타내는, 축의 부분 종방향 수직 단면도.

도 11은 허브와 제2 축 사이의 스플라인 연결을 나타내고, 또한 편향 부재 스프링이 삭제된 상태에서 제2 축과 관련하여 면 스플라인을 지탱하는 부재를 나타내는, 조립 장치를 부분적으로는 단면을 그리고 부분적으로는 윤곽을 나타내는 등거리 단면도.

도 12는 도 11에 지시된 부분을 나타내는 것으로, 상기 부재를 둘러싸고 있는 구조를 부분적으로는 단면을 그리고 부분적으로는 윤곽을 나타내는 등거리 확대 단면도.

도 13은 보조 브레이크가 고정되지 않았을 때의 장치의 연결을 나타내는 것으로, 도 1에 도시한 장치를 부분적으로는 단면을 그리고 부분적으로는 윤곽을 나타내는 개략도.

도 14는 보조 브레이크가 고정되었을 때의 장치의 연결을 나타내는 것으로, 도 1에 도시한 장치를 부분적으로는 단면을 그리고 부분적으로는 윤곽을 나타내는 도 12와 유사한 개략도.

먼저, 전체 도면에서는 동일한 구조 요소, 부분 또는 표면을 식별하기 위해 일관되게 동일한 도면부호를 사용하고 있고, 또한 명세서 전체에서도 상기 요소, 부분 또는 표면을 설명함에 있어 동일한 도면부호를 사용하고 있음을 명심해야 한 다. 특별하게 달리 지시하고 있지 않은 경우, 도면은 발명의 상세한 설명과 함께 해석되어야 하고(예를 들어, 크로스 해치, 부품의 배치, 비율, 각도 등), 도면은 본 발명의 명세서의 일부로 간주되어야 한다. 이하에서 사용하고 있는 바와 같이, "수평", "수직", "좌", "우", "위", "아래"라는 용어와, 이들로부터 파생된 형용사, 부사어구(예를 들어, "수평으로", "우측으로", "위쪽으로" 등)은 단순히 독자가 보고 있는 특정 도면에서 구조를 설명하기 위한 방향을 나타내기 위한 것이다. 이와 유사하게, "안쪽으로", "바깥쪽으로"라는 용어는 일반적으로 연장축 또는 회전축에 대한 상대적인 면의 방향을 지칭하는 것이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 수동 포지티브 록 또는 보조 브레이크와, 회전 해제 및 자동 리셋 기구를 갖추고 있는 개선된 전기구동 방식의 축 브레이크를 제공한다. 상기 개선된 장치는 일반적으로 도 1, 4, 7, 13 및 14에서 도면부호 20으로 지칭되며, 일반적으로 하우징(21), 칼라(22), 보호캡(23) 및 투피스인 축(24)을 포함하고 있다. 결합된 축은 좌측의 제1 축부(25)와 우측의 제2 축부(26)를 포함하고 있는 것으로 도시하였다.

도 8에 명확하게 도시하고 있는 바와 같이, 하우징은 환상의 수직 좌측 단부면(28)과; 환상의 수직 우측 단부면(29)과; (좌측에서 우측 방향으로) 좌측 단부면(28)의 외곽 가장자리에서부터 우측으로 연장되어 있는 수평 원통형 표면(30), 좌측 지향의 환상 수직 표면(31), 수평 원통형 표면(32), 좌측 지향의 환상 수직 표면(33), 및 계속해서 좌측 지향의 환상 수직 표면에서부터 우측으로 연장되어 우측 단부면(29)의 외곽 가장자리와 연결되어 있는 수평 원통형 표면(34)을 순차적으로 포함하고 있는 외곽 표면을 구비하는, 수평 방향으로 가늘고 긴 특수하게 구성된 튜브형 부재이다. 표면(33, 34, 29)들은, 원주 방향으로 이격(circularly-spaced)되어 있는 다수의 장착공이 형성되어 있는(도 5 내지 도 6), 바깥쪽으로 연장되어 있는 환상 플랜지를 구성한다.

상기 하우징은 (도 8에서 좌측에서 우측으로) 좌측 단부면(28)의 내부 가장자리에서부터 우측으로 연장되어 있는 스플라인 표면(35), 우측 지향 환상 수직 표면(36), 수평 원통형 표면(38), 우측 지향 원통형 수직 표면(39), 수평 원통형 표면(40), 내측 나사부(41), 및 계속해서 우측으로 연장되어서 우측 단부면(29)의 내부 가장자리와 연결되는 수평 원통형 표면(42)을 순차적으로 포함하는 계단형 축 관통공을 포함한다. 원주 방향으로 이격되어 있는 한 쌍의 환상의 요홈들이 원통형 표면(30)에서 하우징 안쪽으로 반경 방향으로 연장되어서, 각각이 도면부호 43으로 지시되는 한 쌍의 베어링을 수용하여 칼라가 하우징에서 활주하면서 회전하도록 장착된다. 하우징의 상기 두 개의 환상의 요홈들 사이에는 개별적으로 도면부호 44로 지시되며, 그 각각이 약 90°의 호 거리를 차지하고 있는 3개의 헬리컬 요홈들이 반경방향으로 이격 분산되어 있다. 도 5에 명확하게 도시하고 있는 바와 같이, 3개의 핀(45)들이 그 핀들의 내부 가장자리 단부가 요홈(44)들 내에 수용되는 방식으로 칼라에 장착된다. 각 핀들은 원통형 슬리브에 의해 둘러싸여 있음을 알 수 있다. 도 1 및 도 2에 명확하게 도시하고 있는 바와 같이, 상기 요홈들은, 칼라가 파지되도록 구성되어 있어 하우징에 대해 상대적으로 회전할 때에, 칼라가 하우징에 대해 회전 운동과 축방향 운동을 복합적으로 할 수 있게 하기 위해 나선형으로 되어 있다.

도 8을 참조하면, 칼라는 환상의 수직 좌측 단부면(46)과; 환상의 수직 우측 단부면(48)과; (좌측에서 우측 방향으로) 좌측 단부면(46)의 내부 가장자리에서부터 우측으로 연장되어 있는 수평 원통형 표면(49), 우측 지향의 환상 수직 표면(50), 및 계속해서 우측 지향의 환상 수직 표면에서부터 우측으로 연장되어 우측 단부면(48)의 내부 가장자리와 연결되어 있는 수평 원통형 표면(51)을 순차적으로 포함하고 있는 내부 표면을 구비하는, 수평 방향으로 가늘고 긴 특수하게 구성된 튜브형 부재로 도시되어 있다. 상기 칼라의 외곽 표면은 (다시 좌측에서 우측 방향으로) 좌측 단부면(46)의 외곽 끝단에서부터 우측으로 연장되어 있는 외부 나선부(52), 좌측 지향의 환상 수직 표면(53), 및 계속해서 좌측 지향의 환상 수직 표면에서부터 우측으로 연장되어 우측 단부면(48)의 외곽 끝단과 연결되어 있는 수평 원통형 표면(54)을 포함하고 있다. 원통형 부재(55)가 표면(54)에 적당하게 고정될 수 있다. 상기 원통형 부재(55)는 칼라의 좌측 단부면(53)의 연장인 것으로 보이는 환상의 수직 좌측 단부면(56), 칼라의 우측 단부면(48)의 연장인 것으로 보이는 환상의 수직 우측 단부면(58), 및 널링 가공된 외곽 표면(59)을 갖추고 있는 것으로 도시된다. 이전에 지적한 바와 같이, 칼라는 나선형 요홈(44) 내에 수용되는 핀(45)에 의해 하우징에 대해 상대적으로 회전 운동 및 축방향 운동을 복합적으로 하도록 장착된다. 칼라와 하우징 사이의 이러한 상대 운동은 베어링(43)에 의해 조정된다.

도 8을 참조하면, 보호커버(23)는 원형의 수직 좌측 단부면(60), 환상의 수직 우측 단부면(61), 좌측 단부면(60)의 외곽 가장자리와 우측 단부면(61)의 외곽 가장자리 사이에 연장되어 있는 외곽 원통형 표면(62), 및 우측 지향 원형의 수직 표면(63)과, 수평 원통 표면(64)과, 계속해서 수평 원통 표면에서부터 우측으로 연장되어 우측 단부면(61)의 내부 가장자리와 연결되는 내부 나선부(65)를 포함하는 내부 표면을 갖추고 있는 컵-모양 부재로 도시되어 있다. 보호캡의 나선부(65)는 하우징의 나선부(52)와 정합되도록 형성된다. 칼라와 보호캡의 우측 단부 사이에는 O-링(66)이 위치한다.

도 7을 참조하면, 브레이크의 전기부는, 하우징에 클램핑 체결되어 있는 환상 코어(68), 환상 판형 전기자(69), 및 상기 코어 내에 배치되어 있는 코일(70)을 포함한다. 상기 코어는 좌측 지향 제1 인접 표면(71)을 구비하고, 칼라는 수평방향으로 이격되어 있으며 상기 제1 인접 표면과 반대쪽에서 마주보며 위치하고 있는 제2 인접 표면(72)을 구비한다. 몇 개가 도면부호 73으로 지시된 복수의 스프링들은 코어와 전기자 사이에서 작용하여 전기자를 조립된 코어와 하우징에 대해 상대적으로 좌측으로 이동하도록 지속적으로 압박하고 있다. 복수의 마찰 패드(74)와 브레이크 디스크(75)들이 전기자와 하우징의 제2 인접 표면(72) 사이에서 동작하도록 배치되어 있다. 마찰 패드(74)들이 환상 허브(77)에 스플라인 연결을 통해 고정되어 있다. 마찰 패드들은 키 또는 스플라인 연결에 의해 러그에 결합될 수 있고, 또는 다각형 외곽 직경부에 유지될 수 있다. 상기 디스크들은 볼트(76)를 통해 하우징에 장착된다(도 11). 이에 따라, 코일에 에너지가 끊어지면, 스프링(73)이 팽창하여 전기자(69)를 압박하여 하우징에 대해 상대적으로 전기자를 좌측으로 이동시키고, 하우징의 제2 인접 표면(72)과 전기자 사이에서 교번 방식의 일련의 마찰 패드와 브레이크 디스크를 압축한다. 그럼으로써, 축(24)의 회전에 제동을 하게 된다. 반대로, 코일에 에너지가 인가되면, 전기자(69)가 하우징에 대해 상대적으로 우측으로 당겨져서 스프링(73)이 압축된다. 이는 전기자와 하우징의 제2 인접 표면 사이에서 마찰 패드 및 브레이크 어셈블리를 떨어뜨려서 축이 하우징에 대해 상대적으로 회전하도록 한다.

도 9를 참조하면, 환상 허브(77)는 환상의 수직 좌측 단부면(78)과; 환상의 수직 우측 단부면(79)과; 좌측 단부면(78)의 외곽 가장자리에서부터 우측으로 연장되어 있는 스플라인부(80), 우측 지향의 환상 수직 표면(81), 및 계속해서 우측 지향의 환상 수직 표면에서부터 우측으로 연장되어 우측 단부면(79)의 외곽 가장자리와 연결되어 있는 수평 원통형 표면(82)을 순차적으로 포함하고 있는 외곽 표면을 구비하는, 수평 방향으로 가늘고 긴 특수하게 구성된 부재로 도시되어 있다. 환상 허브(77)는, 아래에서 설명하고 있는 바와 같이, 제2 축에 대응하는 스플라인부(116)와 정합되는 스플라인 내부 표면(83)을 구비하고 있다. 따라서, 환상 허브(77)는 축에 대해 상대적으로 축 방향으로 활주하도록 장착되지만, 축과 함께 회전 운동하도록 축에 고정된다.

도 8을 참조하면, 환상 부재(84)가 하우징의 좌측 가장자리 단부 내에서 활주 가능하도록 장착된다. 상기 부재는 환상의 수직 좌측 단부면(85)과; 환상의 수직 우측 단부면(86)과; 상기 좌측 단부면과 상기 우측 단부면 사이에서 연장되어 있는 스플라인부(87)를 포함하는 외곽 표면과; 좌측 단부면(85)의 내부 가장자리에서부터 우측으로 연장되어 있는 원통형 표면(88), 우측 지향의 환상 수직 표면(89), 및 계속해서 우측 지향의 환상 수직 표면에서부터 우측으로 연장되어 우측 단부면(86)의 내부 가장자리와 연결되어 있는 수평 원통형 표면(90)을 순차적으로 포함하고 있는 계단형 축 관통공을 구비하는, 수평 방향으로 가늘고 긴 특수하게 구성된 부재로 도시되어 있다.

도 10을 참조하면, 연결축(aggregate shaft)으로서의 축(24)은 좌측 축부 또는 제1 축부(25)와 우측 축부 또는 제2 축부(26)를 구비하고 있는 것으로 도시되어 있다. 이들 두 축부는 x-x 축을 따라 정렬되어 있고, 제2 축부(26)의 좌측 가장자리 단부가 제1 축부의 우측 단부면에서부터 좌측으로 연장되어 있는 요홈 내에 수용되어 있다.

좀 더 상세하게는, 제1 축부(25)는 원형의 수직 좌측 단부면(91)과; 환상의 수직 우측 단부면(92)과; (좌측에서 우측 방향으로) 좌측 단부면(91)의 외곽 가장자리에서부터 우측으로 연장되어 있는 수평 원통형 표면(93), 좌측 지향의 환상 수직 표면(94), 수평 원통형 표면(95), 좌측 지향 환상 수직 표면(96), 수평 원통형 표면(98), 좌측 지향 환상 수직 표면(99), 및 계속해서 좌측 지향의 환상 수직 표면에서부터 우측으로 연장되어 우측 단부면(92)의 외곽 가장자리와 연결되어 있는 수평 원통형 표면(100)을 순차적으로 포함하고 있는 계단형 외곽 표면을 구비하는, 수평 방향으로 가늘고 긴 특수하게 구성된 부재로 도시되어 있다. 계단형 블라인드 축공(axial hole)이 제1 축부(25)의 우측 단부면(92)에서부터 좌측 방향으로 제1 축부(25) 내에서 연장되어 있다. 상기 축공은 실질적으로 우측 단부면(92)의 내부 가장자리에서부터 좌측으로 연장되어 있는 수평 원통형 표면(101), 환상의 수직 표면(102), 및 계속해서 환상 수직 표면에서부터 좌측으로 연장되어 우측 지향 원통의 바닥 표면(104)과 연결되는 수평 원통형 표면(103)에 의해 둘러싸여 있다. 제1 축부(25)는 중실(中實) 부재로 도시되어 있고, 제1 축부(25)에는 축에 환상 앵커 부재(106)를 고정시키는 데에 사용되는 핀(105)을 수용하는 직경방향의 관통공이 있다. 상기 앵커 부재는 환상의 수직 좌측 단부면(108), 외부 지향 수평 원통형 표면(109), 및 환상의 수직 우측 단부면(110)을 구비하고 있는 것으로 도시되어 있다. 앵커 부재의 외부 표면(109)에서부터 부재의 안쪽으로 반경 방향으로 요홈(111)이 연장되어서, 도 7에 도시한 바와 같이 적당한 베어링을 수용한다.

제2 축부(26)는 환상의 수직 좌측 단부면(112)과; (좌측에서 우측 방향으로) 좌측 지향 및 바깥쪽 지향 절두원추체 사면(113), 수평 원통형 표면(114), 좌측 지향 및 바깥쪽 지향 절두원추체 사면(115), 스플라인부(116), 수평 원통형 표면(118), 좌측 지향 및 바깥쪽 지향 절두원추체 사면(119), 및 계속해서 우측으로 연장되어 있는 수평 원통형 표면(120)을 순차적으로 포함하고 있는 외곽 표면을 구비하는, 수평 방향으로 가늘고 긴 특수하게 구성된 중실 부재로 도시되어 있다. 우측 축부(26)의 좌측 가장자리 단부는 슬라이드 베어링(121)에 의해 제1 축부의 블라인드 요홈 내에서 활주 가능하게 수용된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 하우징과 축 외곽 표면(95) 사이에서 베어링 어셈블리(122)가 작동하도록 장치가 조립된다. 상기 베어링의 좌측은 와셔형 부재(123)이다. 전체적으로 도면부호 124로 지칭하고 있는 파형 스프링(또는 선택적으로는 벨레빌 스프링 스택)이 와셔형 부재(123)와 환상 부재(84)의 표면(89) 사이에서 동작하도록 배치된다. 상기 파형 스프링이 압축되어 지속적으로 환상 부재(84)를 하우징에 대해 상대적으로 좌측으로 움직이도록 압박한다.

도 1과 도 11 내지 도 14에 명확하게 도시하고 있는 바와 같이, 환상 부재(84)의 표면(85)과, 앵커 부재(106)의 표면(110) 양쪽에는 면 스플라인의 일부분과 같은 조합 방식의 연동부가 형성되어 있다. 도 10에 명확하게 도시하고 있는 바와 같이, 제1 축부(25)의 우측 단부면(92)은 환상 허브(77)의 좌측 단부면(78)에 인접하도록 배치되어 있다. 도 6에서 도면부호 125로 나타내고 있는 바와 같이 복수의 캠 요홈들이 축 주위에 원주 방향으로 배치되어 있다. 요홈(125)들은 제1 축부와 키 양쪽에 형성되어서 제1 축부와 키 사이에서 각각 도면부호 126으로 지칭되는 복수의 볼들을 수용하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 상대 회전 운동이 일어나는 경우에, 상기 볼들은 각각의 캠들에 올라가서 환상 허브(77)를 우측으로 이동시킴으로써 압박된 마찰 디스크 스택의 부하를 해제하게 된다.

따라서, 본 발명은 일반적으로 하우징 내에서 회전되도록 장착된 축(24)의 일부분을 갖고 있는 장치(20)를 개선한 장치를 제공한다. 일반적으로 이러한 개선된 장치는, 하우징에 대해 상대적으로 축이 회전하지 않도록 선택적으로 체결되고, 또한 하우징에 대해 상대적으로 축이 회전하도록 선택적으로 체결이 해제될 수 있는 축 브레이크(27)를 포함하는 것이다. 상기 브레이크는 일반적으로, 연결된 축에 대해 상대적으로 축방향 운동 및 회전 운동할 수 있도록 연결된 하우징에 장착되는 칼라(22)와; 상기 축에 장착되는 제1 연동부(110)와; 축을 둘러싸고 있으나 축에 대해 상대적으로 회전 운동은 하지 않고 축방향 운동은 하도록 하우징에 장착되며, 제1 연동부와 대면하도록 배치되는 제2 연동부(85)를 갖추고 있는 환상 부재(84)와; 상기 부재와 축 사이에서 제2 연동부를 제1 연동부를 향해 이동하도록 압박하는 스프링(124)을 포함하고 있고, 제1 연동부와 제2 연동부들이 서로 맞물려서 축이 하우징에 대해 상대적으로 회전하지 않도록 하는 제1 위치(도 14에 도시)와, 제1 연동부와 제2 연동부들이 물리적으로 서로 분리되어서 하우징에 대해 축이 상대적으로 회전할 수 있도록 하는 제2 위치(도 13에 도시) 사이에서 칼라가 하우징에 대해 상대적으로 선택적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다. 상기 장치는 별도로 사용되거나 혹은 전기 구동 방식의 브레이크(37)에 연계되어 사용될 수 있다.

변형 실시예

본 발명은 많은 변경과 변형이 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 본 기계식 브레이크는 전기 구동 방식의 브레이크와 연계하여 사용될 수도 있고, 또는 별개로도 사용될 수 있다. 다양한 부품과 표면들의 형태와 구성이 원하는 대로 용이하게 변경될 수도 있다. 장치를 구성하는 재료는 그다지 중요하지 않다. 실제로, 본 명세서에 개시되어 있는 바람직한 실시예들의 상세한 사항은 그 실시예에 특이한 것이고, 또한 변경될 수도 있다. 따라서, 개선된 장치의 바람직한 형태가 개시되어 있고, 장치에 대한 많은 변형이 논의되고 있지만, 당업자라면 청구범위에서 규정하고 있는 본 발명의 사상의 범위에서 일탈하지 않으면서도 용이하게 추가적으로 변경 내지는 변형할 수도 있다.

Claims

하우징 내에서 회전하도록 장착된 축의 일부분을 구비하고, 상기 하우징에는 90°의 호 거리를 차지하고 있는 3개의 헬리컬 요홈들이 반경방향으로 이격 분산되어 설치되어 있고,

하우징에 대해 상대적으로 축이 회전하지 않도록 선택적으로 체결될 수 있고, 하우징에 대해 상대적으로 축이 회전하도록 선택적으로 체결 해제될 수 있는 축 브레이크 장치로서,

상기 축 브레이크는, 하우징에 대해 상대적으로 축방향 운동 및 회전 운동을 복합적으로 하도록 나선형 결합(helical connection)에 의해 하우징에 장착된 칼라와;

상기 축에 장착되는 제1 연동부와;

상기 축을 둘러싸고 하우징에 대해 상대적으로 회전 운동은 하지 않고 축방향 운동은 하도록 상기 하우징에 장착되며, 제1 연동부를 향하도록 배치되는 제2 연동부를 구비하는 환상 부재와;

상기 부재와 상기 축 사이에서 상기 제2 연동부를 제1 연동부를 향해 이동하도록 압박하는 스프링을 포함하며,

제1 연동부와 제2 연동부가 서로 연동되어서 축이 하우징에 대해 상대적으로 회전하지 않도록 하는 제1 위치와, 제1 연동부와 제2 연동부가 물리적으로 서로 분리되어서 축이 하우징에 대해 상대적으로 회전할 수 있는 제2 위치 사이에서 상기 칼라가 상기 하우징에 대해 선택적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 연동부와 제2 연동부는 면 스플라인부인 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 칼라는 파지될 수 있도록 구성되어 있어 상기 하우징에 대해 상대적으로 수동적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제1항에 있어서, 상기 부재는 키 결합 및 스플라인 결합 중 어느 하나의 결합에 의해 상기 하우징에 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제1항에 있어서, 상기 스프링은 파형 스프링 및 벨레빌 스프링 스택(Belleville spring stack) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 축과 상기 하우징 간의 상대 회전을 선택적으로 방지할 수 있도록 구성된 전기 구동 방식의 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제7항에 있어서,

코어는 제1 인접 표면을 구비하고 칼라는 상기 제1 인접 표면과 마주보는 제2 인접 표면을 구비하고,

상기 전기 구동 방식의 브레이크는,

하우징에 장착되는 코일과;

상기 제1 인접 표면에 다가가거나 멀어지는 운동을 하도록 상기 하우징에 장착되는 전기자와;

상기 하우징과 상기 전기자 사이에서 상기 전기자를 하우징의 제1 인접 표면으로부터 멀어지게 이동하도록 압박하는 탄성 부재와;

상기 축을 둘러싸며, 하우징에 대해 상대적으로 회전 운동은 하지 않고 축방향 운동은 하도록 하우징에 장착되는 환상 허브와;

상기 전기자와 상기 하우징 사이에 교번 방식으로 위치하는 일련의 마찰 패드와 브레이크 디스크를 포함하되, 상기 패드와 디스크 중 어느 하나는 상기 허브와 함께 회전하도록 상기 허브에 고정되고, 상기 패드와 디스크 중 다른 하나는, 상기 코일에 에너지가 인가될 때에 상기 전기자가 상기 하우징의 제1 인접 표면을 향해 이동하여 상기 축과 하우징 사이에서 상대 회전을 하도록 하고, 상기 코일에 에너지가 끊길 때에는 상기 탄성 부재가 팽창하여 상기 교번 방식의 일련의 마찰 패드와 브레이크 디스크가 전기자와 하우징의 제2 인접 표면 사이에서 압축되도록 상기 하우징에 고정되는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제8항에 있어서, 상기 축은 제1 축부와 제2 축부를 포함하는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 연동부가 상기 제1 축부에 장착되는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제9항에 있어서, 상기 허브가 상기 제2 축부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 축부와 제2 축부 사이에서 약간의 상대 회전할 수 있도록 동작하는 캠과 종동부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제12항에 있어서, 상기 코일에 에너지가 끊기고 상기 축부들이 서로에 대해 상대적으로 이동할 때에, 상기 종동부가 상기 캠을 따라 이동하여 상기 탄성 부재에 의해 상기 교번 방식의 일련의 마찰 패드와 디스크에 가해지는 압축력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제13항에 있어서, 상기 코일에 에너지가 끊길 때에, 제1 축의 가장자리 단부가 상기 하우징에 대해 상대적으로 수동으로 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.
제12항에 있어서, 상기 축부들이 축부들 사이의 초기 제로 위치로 복귀할 때에 탄성 부재가 다시 압축력을 가하는 것을 특징으로 하는 축 브레이크 장치.