KR101425882B1 - 브레이크 일체형 모터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴팩트하면서 경량화된 브레이크 일체형 모터 조립체를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체는 모터와 브레이크 장치를 포함한다. 브레이크 장치는 제1 브레이크, 제2 브레이크, 탄성체 및 자력 발생기를 포함한다. 제1 브레이크는 모터의 출력축 방향으로 이동 가능하게 모터의 외측에 설치된다. 제2 브레이크는 제1 브레이크와 마주보게 설치되며, 모터의 일단부로 돌출된 모터의 출력축에 고정 설치된다. 탄성체는 모터의 출력축 방향으로 모터의 외측과 제1 브레이크 사이에 개재되며, 제1 브레이크를 제2 브레이크 쪽으로 이동시켜 맞물리게 한다. 그리고 자력 발생기는 탄성체가 개재되는 모터의 외측에 제1 브레이크의 뒤쪽과 마주보게 설치된다. 이때 자력 발생기에 전원 공급이 차단되면 탄성체의 탄성력에 의해 제1 브레이크가 제2 브레이크에 맞물려 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 수행하고, 전원이 공급되면 자력을 발생시켜 제2 브레이크에서 제1 브레이크를 분리하여 브레이킹을 해제한다.

Description

브레이크 일체형 모터 조립체{MOTOR ASSEMBLY INTEGRATED WITH MOTOR}

본 발명은 모터 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터에 브레이크 장치가 일체로 설치되어 컴팩트 및 경량화가 가능한 브레이크 일체형 모터에 관한 것이다.

브레이크 장치는 이동하는 물체의 가감속을 제어하거나, 정지 물체 또는 순간 동작하는 물체를 정지시키는 용도로 사용되고 있다.

이러한 대부분의 브레이크 장치는 마찰 방식의 브레이크 패드를 이용하여 물체에 대한 브레이킹 동작을 수행한다. 즉 브레이킹 동작이 필요한 물체에 브레이크 패드를 기계적으로 접촉시키고, 이때 발생하는 마찰력을 이용하여 물체에 대한 브레이킹 동작을 수행한다.

그런데 종래의 마찰 방식의 브레이크 장치는 브레이킹을 수행하는 과정에서 미끄러지는 슬립 현상이 발생되기 때문에, 비교적 정확하게 정지력 조절이 필요한 부분, 예컨대 로봇의 1자유도 관절 등에 사용하는 데는 한계가 있다. 이로 인해 기존의 마찰 방식의 브레이크 장치로는 비교적 정확하게 정지력 조절이 필요한 물체에 사용할 수 없는 문제점을 안고 있다.

또한 이러한 종래의 마찰 방식의 브레이크 장치는 브레이킹이 필요한 물체 부분의 외측에 설치되고, 브레이크 장치에 구동 전원을 공급하거나 브레이크 장치를 구성하는 부품을 전기적으로 연결하기 위한 배선 공간이 별도로 필요하기 때문에, 물체를 소형화하는 데 장애 요인으로 작용하고 있다.

더욱이 이러한 종래의 마찰 방식의 브레이크 장치는 브레이킹이 필요한 물체 부분의 외측에 설치되고, 브레이크 패드가 브레이킹 동작을 수행하기 위한 이동 공간이 필요하기 때문에, 물체에서 브레이크 장치가 설치 및 이동 공간을 많이 차지하게 된다. 이로 인해 물체를 소형화하는 데 장애 요인으로 작용하고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 기존의 마찰 방식의 브레이킹 방식에서 탈피하여 비교적 정확하게 정지력을 조절할 수 있는 브레이크 일체형 모터 조립체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 배선과 공간 활용을 극대화할 수 있는 중공홀 구조를 갖는 브레이크 일체형 모터 조립체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 브레이크 장치가 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 컴팩트한 구조의 브레이크 일체형 모터 조립체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 브레이크 장치가 연결된 모터의 무게를 경량화할 수 있는 브레이크 일체형 모터 조립체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 모터와 브레이크 장치의 조립을 간소화할 수 있는 브레이크 일체형 모터 조립체를 제공하는 데 있다.

삭제

일실시예로서, 브레이크 일체형 모터 조립체는 모터 하우징, 상기 모터 하우징의 안쪽에 형성된 고정자, 상기 고정자의 안쪽에 배치되며 중심에 중공이 형성된 출력축이 결합된 모터, 모터의 출력축 방향으로 이동 가능하게 상기 모터 하우징의 외측면에 설치되며, 상기 모터 하우징의 일단부를 향하는 면의 둘레에 제1 치형이 형성된 제1 브레이크, 상기 제1 브레이크의 제1 치형이 형성된 면과 마주보게 설치되며, 상기 제1 브레이크의 제1 치형에 맞물릴 수 있는 제2 치형이 형성되어 있고, 상기 모터 하우징의 일단부로 돌출된 상기 출력축에 고정되는 제2 브레이크, 상기 모터의 출력축 방향으로 상기 모터의 외측과 상기 제1 브레이크 사이에 개재되며, 상기 제1 브레이크를 상기 제2 브레이크 쪽으로 이동시켜 상기 제1 치형이 상기 제2 치형에 맞물리게 하여 상기 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 수행하는 탄성체; 및 상기 탄성체가 개재되는 상기 모터 하우징의 외측에 상기 제1 브레이크의 뒤쪽과 마주보게 설치되며, 전원이 공급되면 자력을 발생시키고, 상기 발생된 자력으로 상기 제2 브레이크에 맞물린 상기 제1 브레이크를 분리하여 상기 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 해제하는 자력 발생기를 포함한다.
본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체에 있어서, 상기 자력 발생기에 의해 발생된 자력에 의해 상기 제2 브레이크에서 제1 브레이크가 분리되면서 상기 탄성체는 수축된다. 이로 인해 상기 자력 발생기에 대한 전원 공급이 중단되면, 상기 탄성체가 복원되면서 상기 제1 브레이크를 상기 제2 브레이크 쪽으로 이동시켜 상기 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 수행한다.

본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체에 있어서, 상기 탄성체와 상기 자력 발생기는 각각 상기 모터의 출력축을 중심으로 상기 모터의 외측 둘레에 복수 개가 설치되며, 상기 모터의 외측 둘레에 교대로 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체는 상기 제1 브레이크와 상기 모터의 외측이 서로 마주보는 면에 설치되어 상기 제1 브레이크의 이동을 가이드하는 가이드부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체에 있어서, 상기 가이드부는 상기 제1 브레이크의 내측면 둘레에 상기 모터의 출력축 방향으로 형성된 복수의 가이드 홈과, 상기 복수의 가이드 홈에 각각 대응되는 상기 모터의 외측에 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1 브레이크의 내측면을 상기 모터의 외측에서 이격시켜 상기 제1 브레이크를 이동시키는 복수의 가이드 볼을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체에 있어서, 상기 복수의 가이드 홈은 상기 모터의 출력축을 중심으로 등간격으로 배치되며, 상기 복수의 가이드 홈에 각각 대응되게 상기 모터의 출력축 방향으로 일정 간격을 두고 복수의 가이드 볼이 상기 모터의 외측에 배치될 수 있다.

삭제

삭제

본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체는 한 쌍의 치형의 브레이크가 맞물려 브레이킹 동작을 수행하기 때문에, 슬립 현상이 거의 발생하지 않아 기존의 마찰 방식과 비교하여 비교적 정확하게 정지력을 조절할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체는 중공형의 출력축을 갖는 모터의 외측에 이동 가능하게 제1 브레이크가 설치되고, 제1 브레이크에 맞물리는 제2 브레이크가 출력축에 결합될 수 있는 중공홀이 형성된 구조를 갖기 때문에, 중공홀을 배선을 위한 공간 뿐만 아니라 다른 공간으로 활용할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체는 출력축을 갖는 모터의 외측에 이동 가능하게 제1 브레이크가 설치되고, 제1 브레이크에 맞물리는 제2 브레이크가 출력축에 결합되어 직렬로 설치된 구조를 갖기 때문에, 브레이크 장치가 차지하는 공간을 최소화하여 모터를 포함한 브레이크 일체형 모터 조립체를 컴팩트하게 제조할 수 있다. 즉 모터의 외측면을 제1 브레이크가 설치될 수 있는 공간으로 활용함으로써, 모터에 브레이크 장치를 일체로 제조가 가능하기 때문에, 본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체를 컴팩트하게 제조할 수 있다. 이로 인해 모터를 포함한 브레이크 장치의 설치 공간이 협소한 부분, 예컨대 로봇의 1자유도 관절 부분에 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체는 모터의 출력축과 결합되는 회전자 및 제2 브레이크는 스플라인 구조를 갖기 때문에, 모터의 출력축을 회전자 및 제2 브레이크에 안정적이면서 쉽게 설치할 수 있다. 이로 인해 모터의 조립 및 모터에 브레이크 장치의 조립하는 공정을 간소화할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체는 탄성체의 탄성력을 이용하여 제1 및 제2 브레이크를 맞물리게 하여 브레이킹 동작을 수행하고, 자력을 이용하여 제2 브레이크에서 제1 브레이크를 분리하여 브레이킹을 해제하는 동작을 수행하고, 제1 브레이크는 모터 하우징와 제1 브레이크 사이에 개재된 가이드 볼과 가이드 홈을 이용하여 부드럽게 이동하기 때문에, 브레이킹 및 브레이킹 해제를 신속하면서 정확하게 수행할 수 있고, 브레이크 장치의 무게를 경량화할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체는 모터의 외측에 제1 브레이크가 설치되고 모터의 출력축에 제2 브레이크가 설치된 구조를 갖고, 자력과 스프링의 탄성력을 이용하여 제1 브레이크를 이동시키는 구조를 갖기 때문에, 크기를 컴팩트화 하면서 무게를 경량화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체를 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합 사시도이다.
도 3은 도 1의 측면도이다.
도 4는 도 1의 모터 하우징에 이동 가능하게 설치된 브레이크 장치를 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 결합 사시도이다.
도 6은 도 4의 측면도이다.
도 7은 도 1의 모터의 출력축에 제2 브레이크가 설치된 상태를 보여주는 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 결합 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체의 브레이킹 동작을 수행 및 해제하는 상태를 보여주는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체를 보여주는 분해 사시도이다.
도 11은 도 10의 결합 사시도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(100)를 보여주는 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 결합 사시도이다. 그리고 도 3은 도 1의 측면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(100)는 모터(10)와 브레이크 장치(50)를 포함한다. 모터(10)는 양쪽으로 중공형의 출력축(40)이 돌출되게 설치되어 있다. 브레이크 장치(50)는 모터(10)의 출력축(40) 방향으로 모터(10)에 직렬로 결합되어 출력축(40)의 구동을 브레이킹하거나 브레이킹을 해제한다.

모터(10)는 회전자(30)의 중심이 중공형으로 형성된 중공형 모터로서, 모터 하우징(20), 모터 하우징(20)의 내부에 설치된 회전자(30), 출력축(40) 및 고정자(25)를 포함한다. 모터 하우징(20)은 안쪽에 고정자(25)가 설치되고, 외측에 탄성체(81) 및 자력 발생기(83)가 설치되는 복수의 포켓(21,23)이 형성되어 있다. 회전자(30)는 모터 하우징(20) 내부의 고정자(25) 안쪽에 설치되며, 회전자(30)의 중심 부분에 출력축(40)이 결합된다. 출력축(40)은 중공형으로 양단부가 모터(10)의 양단으로 돌출된다. 그리고 모터 하우징(20)의 일측에 모터 하우징(20)과 출력축(40)에 연결되게 브레이크 장치(50)가 설치된다.

브레이크 장치(50)는 모터(10)의 출력축(40)에 대한 브레이킹을 수행하며, 제1 브레이크(60), 제2 브레이크(70), 탄성체(81) 및 자력 발생기(83)를 포함한다.

제1 브레이크(60)는 모터(10)의 출력축(40) 방향으로 이동 가능하게 모터(10)의 외측에 설치되며, 모터(10)의 일단부를 향하는 면의 둘레에 제1 치형(63)이 형성되어 있다. 즉 제1 브레이크(60)는 모터 하우징(20)에 설치되어 출력축(40) 방향으로 좌우 방향으로 직선 왕복 운동이 가능하도록 설치된다.

제2 브레이크(70)는 제1 브레이크(60)의 제1 치형(63)이 형성된 면과 마주보게 설치된다. 제2 브레이크(70)는 제1 브레이크(60)의 제1 치형(63)에 맞물릴 수 있는 제2 치형(71)이 형성되어 있고, 모터(10)의 일단부로 돌출된 모터(10)의 출력축(40)에 고정 설치된다. 즉 제2 브레이크(70)는 제1 브레이크(60)와 이격되어 설치되며, 출력축(40) 방향으로 좌우 방향으로 직선 왕복 운동하는 제1 브레이크(60)의 이동에 따라 제1 브레이크(60)에 맞물리거나 분리되어 브레이킹되거나 브레이킹이 해제된다.

탄성체(81)는 모터(10)의 출력축(40) 방향으로 모터(10)의 외측과 제1 브레이크(60) 사이에 개재된다. 탄성체(81)는 제1 브레이크(60)를 제2 브레이크(70) 쪽으로 이동시켜 제1 치형(63)이 제2 치형(71)에 맞물리게 하여 모터(10)의 출력축(40)에 대한 브레이킹을 수행한다.

그리고 자력 발생기(83)는 탄성체(81)가 개재되는 모터(10)의 외측에 제1 브레이크(60)의 뒤쪽과 마주보게 설치된다. 자력 발생기(83)는 전원이 공급되면 자력을 발생시키고, 발생된 자력으로 제2 브레이크(70)에 맞물린 제1 브레이크(60)를 분리하여 모터(10)의 출력축(40)에 대한 브레이킹을 해제한다. 즉 자력 발생기(83)에 전원의 인가 여부에 따라 제1 브레이크(60)를 이동시켜 출력축(40)에 대한 브레이킹을 제어한다.

그 외 브레이크 장치(50)는 제1 브레이크(60)와 모터(10)의 외측이 서로 마주보는 면에 설치되어 제1 브레이크(60)의 안정적인 이동을 안내하는 가이드부(90)를 더 포함할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 브레이크 장치(50)는 치형의 제1 및 제2 브레이크(60,70)가 맞물려 브레이킹 동작을 수행하기 때문에, 슬립 현상이 거의 발생하지 않아 기존의 마찰 방식과 비교하여 비교적 정확하게 정지력을 조절할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 브레이크 장치(50)는 중공형의 출력축(40)을 갖는 모터(10)의 외측에 이동 가능하게 제1 브레이크(60)가 설치되고, 제1 브레이크(60)에 맞물리는 제2 브레이크(70)가 출력축(40)에 결합될 수 있는 중공홀(41)이 형성된 구조를 갖기 때문에, 중공홀(41)을 배선을 위한 공간 뿐만 아니라 다른 공간으로 활용할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 실시예에 따른 브레이크 장치(60)는 출력축(40)을 갖는 모터(10)의 외측에 이동 가능하게 제1 브레이크(60)가 설치되고, 제1 브레이크(60)에 맞물리는 제2 브레이크(70)가 출력축(40)에 결합되어 직렬로 설치된 구조를 갖기 때문에, 브레이크 장치(50)가 차지하는 공간을 최소화하여 모터(10)를 포함한 브레이크 일체형 모터 조립체(100)를 컴팩트하게 제조할 수 있다. 이로 인해 모터(10)를 포함한 브레이크 장치(50)의 설치 공간이 협소한 부분, 예컨대 로봇의 1자유도 관절 부분에 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다. 즉 종래의 경우 모터와는 별도로 제작된 브레이크 장치를 모터의 출력축에 연결하기 때문에, 모터의 길이에 브레이크 장치의 길이가 더해져 전체적인 모터 조립체의 길이가 길어진다. 하지만 본 실시예에 따른 브레이크 장치(60)는 모터 하우징(20)의 외측면을 제1 브레이크(60)가 설치될 수 있는 공간으로 활용함으로써, 모터(10)와 일체로 브레이크 장치(60)를 연결하여 설치할 수 있기 때문에, 본 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(100)의 크기를 컴팩트화할 수 있는 것이다.

이와 같은 본 실시예에 따른 브레이크 장치(50)에 대해서 도 4 내지 도 8을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 실시예에 따른 브레이크 장치(50)에 있어서, 제1 브레이크(60)가 모터(10)에 설치된 구조를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 4는 도 1의 모터 하우징(20)에 이동 가능하게 설치된 브레이크 장치(50)를 보여주는 분해 사시도이다. 도 5는 도 4의 결합 사시도이다. 그리고 도 6은 도 4의 측면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 제1 브레이크(60)는 모터 하우징(20)에 탄성체(81), 자력 발생기(83) 및 가이드부(90)를 매개로 설치된다.

모터 하우징(20)은 출력축(40) 방향으로 외측면 둘레에 탄성체(81) 및 자력 발생기(83)가 삽입 설치될 수 있는 다수의 포켓(21,23)이 형성되어 있다. 물론 다수의 포켓(21,23)은 제1 브레이크(60)가 설치될 모터 하우징(20)의 일단부 쪽에 형성된다. 이러한 다수의 포켓(21,23)은 탄성체(81)가 설치되는 제1 포켓(21)과, 자력 발생기(83)가 설치되는 제2 포켓(23)을 포함한다. 제1 및 제2 포켓(12,23)은 모터(10)의 출력축(40)을 중심으로 모터 하우징(20)의 외측 둘레에 복수 개가 형성되며, 교대로 형성될 수 있다.

제1 브레이크(60)는 브레이크 링(61), 탄성체 구속판(65) 및 자력 고정판(67)을 포함한다.

브레이크 링(61)은 모터 하우징(20)의 외측면에 결합될 수 있도록 관통구멍(69)이 형성된 링 형태를 갖는다. 브레이크 링(61)은 가이드부(90)를 매개로 모터 하우징(20)의 외측면에서 이격되게 설치된다. 브레이크 링(61)은 제2 브레이크(70)와 마주보는 상단면을 따라 복수의 제1 치형(63)이 형성되어 있다. 제1 치형(63)은 브레이크 링(61)의 상단면에서 돌출되게 형성될 수 있다. 예컨대 복수의 제1 치형(63)은 직육면체 형태로 형성될 수 있으며, 브레이크 링(61)의 상단면 둘레에 서로 일정 간격을 두고 형성된다.

탄성체 구속판(65)은 제1 포켓(21)이 형성된 부분에 대응되게 브레이크 링(61)에서 외측으로 돌출되어 형성되며, 제1 포켓(21)을 덮을 수 있도록 돌출되어 있다.

그리고 자력 고정판(67)은 제2 포켓(23)이 형성된 부분에 대응되게 브레이크 링(61)에서 외측으로 돌출되게 형성되며, 제2 포켓(23)을 덮을 수 있도록 돌출되어 있다. 자력 고정판(67)이 자력 발생기(83)에서 발생되는 자력에 의해 자력 발생기(83) 쪽으로 이동할 수 있도록, 제1 브레이크(60)는 자력에 끌리는 금속 소재로 제조될 수 있다.

탄성체(81)는 제1 포켓(21)과 탄성체 구속판(65)에 개재되며, 탄성력으로 제1 브레이크(60)를 제2 브레이크(70) 쪽으로 이동시킨다. 자력 발생기(83)에 전원이 공급되지 않는 경우, 탄성체(81)의 탄성력에 의해 제1 브레이크(60)가 제2 브레이크(70)에 맞물려 출력축(40)에 대한 브레이킹을 수행한다. 탄성체(81)로는 코일 스프링이 사용될 수 있다.

자력 발생기(83)는 제2 포켓(23)에 설치되며, 전자석으로 구현될 수 있다. 자력 발생기(83)에 전원이 공급되면, 자력 발생기(83)는 자력을 발생시키고, 발생된 자력은 제2 브레이크(70)에 맞물린 제1 브레이크(60)를 자력 발생기(83) 쪽으로 끌어당겨 제2 브레이크(70)에서 분리하여 모터(10)의 출력축(40)에 대한 브레이킹을 해제한다. 이때 자력 발생기(83)에서 발생되는 자력으로 제1 브레이크(60)를 제2 브레이크(70)에서 분리할 수 있도록, 자력 발생기(83)는 탄성체(81)의 탄성력과 동일하거나 큰 힘의 자력을 발생시킨다.

한편 자력 발생기(83)에 의해 발생된 자력에 의해 제2 브레이크(70)에서 제1 브레이크(60)가 분리되면서 탄성체(81)는 수축된다. 자력 발생기(83)에 대한 전원 공급이 중단되면, 탄성체(81)가 복원되면서 제1 브레이크(60)를 제2 브레이크(70) 쪽으로 이동시켜 모터(10)의 출력축(40)에 대한 브레이킹을 수행한다.

이때 제1 및 제2 포켓(21,23)은 모터(10)의 출력축(40)을 중심으로 모터 하우징(20)의 외측 둘레에 복수 개가 형성되며, 교대로 형성된다. 따라서 탄성체(81)와 자력 발생기(83) 또한 각각 출력축(40)을 중심으로 모터 하우징(20)의 외측 둘레에 복수 개가 설치되며, 모터 하우징(20)의 외측 둘레에 교대로 설치된다. 이렇게 탄성체(81)와 자력 발생기(83)를 설치하는 이유는, 제1 브레이크(60)를 모터 하우징(20)을 따라서 안정적으로 이동시켜 브레이킹 동작을 수행할 수 있도록 하기 위해서이다.

가이드부(90)는 제1 브레이크(60)가 모터 하우징(20)을 따라서 부드럽게 상하 이동할 수 있도록 안내한다. 이러한 가이드부(90)는 복수의 가이드 홈(91)과, 복수의 가이드 볼(93)을 포함한다. 복수의 가이드 홈(91)은 제1 브레이크(60)의 내측면 둘레에 모터(10)의 출력축(40) 방향으로 형성된다. 그리고 복수의 가이드 볼(93)은 복수의 가이드 홈(91)에 각각 대응되는 모터 하우징(20)의 외측에 회전 가능하게 설치되며, 제1 브레이크(60)의 내측면을 모터 하우징(20)의 외측에서 이격시켜 제1 브레이크(60)를 이동시킨다. 또한 복수의 가이드 볼(93)은 제1 브레이크(60)의 출력축(40) 방향의 상하 이동은 허용하지만, 출력축(40)을 회전축으로 한 제1 브레이크(60)의 회전은 구속하는 기능을 한다. 도면부호 93a는 가이드 볼(93)이 설치되는 홈을 나타낸다.

이때 복수의 가이드 홈(91)은 제1 브레이크(60)의 브레이크 링(61)의 내측면에 형성된다. 복수의 가이드 홈(91)은 출력축(40)을 중심으로 등간격으로 배치되며, 복수의 가이드 홈(91)에 각각 대응되게 출력축(40) 방향으로 일정 간격을 두고 복수의 가이드 볼(93)이 모터 하우징(20)의 외측에 배치된다. 가이드부(90)는 제1 브레이크(60)가 이동이 이루어지는 영역에 설치되기 때문에, 모터 하우징(20)의 포켓(21,23) 보다는 상부에 배치된다.

이와 같이 본 실시예에서는 제1 브레이크(60)의 이동을 안내하는 가이드부(90)로 가이드 홈(91)과 가이드 볼(93)을 사용함으로써, 브레이크 장치(50)의 크기를 컴팩트화 하면서 무게를 경량화 할 수 있다. 이로 인해 궁극적으로는 본 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(100)의 크기를 컴팩트화 하면서 무게를 경량화 할 수 있다.

한편 본 실시예에서는 가이드 홈(91)이 제1 브레이크(60)에 형성되고, 가이드 볼(93)이 모터 하우징(20)에 설치된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 본 실시예와 반대로 제1 브레이크(60)에 가이드 볼(93)이 설치되고, 모터 하우징(20)에 가이드 홈(91)이 형성될 수도 있다.

다음으로 본 실시예에 따른 브레이크 장치(50)에 있어서, 제2 브레이크(70)가 모터(10)에 설치된 구조를 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 7은 도 1의 모터(10)의 출력축(40)에 제2 브레이크(70)가 설치된 상태를 보여주는 분해 사시도이다. 도 8은 도 7의 결합 사시도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 출력축(40)은 중공형으로 중심 부분에 모터의 회전자(30)가 결합되며, 일단부에 제2 브레이크(70)가 결합된다. 출력축(40)에 회전자(30) 및 제2 브레이크(70)의 결합 및 분리를 안정적으로 수행할 수 있도록, 스플라인 구조로 결합된다. 즉 출력축(40)은 축 방향으로 외주면에 복수의 스플라인 홈(43)이 형성되어 있다. 회전자(30)는 출력축(40)이 결합되는 제1 결합 구멍(31)의 내측면에 스플라인 홈(43)에 맞물릴 수 있는 제1 스플라인 돌기(33)가 형성되어 있다. 제2 브레이크(70) 또한 출력축(40)이 결합되는 제2 결합 구멍(73)의 내측면에 스플라인 홈(43)에 맞물릴 수 있는 제2 스플라인 돌기(75)가 형성되어 있다.

이와 같이 스플라인 구조로 출력축(40)에 회전자(30) 및 제2 브레이크(70)가 결합된 구조를 갖기 때문에, 출력축(40)에 대한 회전자(30) 및 제2 브레이크(70)의 조립 및 분해를 용이하게 수행할 수 있다. 또한 출력축(40)은 중공형이기 때문에, 중심을 관통하는 중공홀(41)을 통하여 배선을 위한 공간 뿐만 아니라 다른 공간으로 활용할 수 있다.

출력축(40)에 모터(10)의 회전자(30) 및 제2 브레이크(70)를 결합한 후에, 제2 브레이크(70)의 외측으로 도출된 출력축(40)의 단부에는 제2 브레이크(70)를 고정할 수 있는 브레이크 고정링(49)이 설치된다. 브레이크 고정링(49)은 출력축(40)에 스플라인 구조로 결합되며, 출력축(40)의 축 방향에 수직하거나 수평한 방향으로 체결되는 볼트에 의해 안정적으로 체결될 수 있다.

그리고 출력축(40)은 회전자(30)를 중심으로 양쪽에 출력축(40)을 지지할 수 있는 베어링(45,47)이 설치된다. 이러한 베어링(45,47)은 제2 브레이크(70)가 설치되는 쪽의 반대쪽의 출력축(40)의 단부에 설치되는 제1 베어링(45)과, 회전자(30)와 제2 브레이크(70) 사이에 개재된 제2 베어링(47)을 포함한다. 이때 출력축(40)에 결합된 제1 베어링(45), 회전자(30) 및 제2 베어링(47)은 모터 하우징(20) 내에 설치된다. 출력축(40)에 결합된 제2 브레이크(70)는 모터 하우징(20)의 외측에 설치된다.

제2 브레이크(70)는 중심 부분에 제2 결합 구멍(73)이 형성된 디스크 형태로 구현될 수 있다. 제2 브레이크(70)는 제1 브레이크(60)와 맞물리는 크기로 형성되며, 제1 브레이크(60)의 제1 지형에 대응되게 제2 치형(71)이 형성되어 있다. 이때 제2 치형(71)은 제2 브레이크(70)의 테두리면에서 돌출되게 형성된다. 제2 치형(71)은 제1 치형(63)의 개수에 비해서 적은 수로 형성될 수 있다.

제2 브레이크(70)는 제1 브레이크(60)에 맞물려 브레이킹을 수행할 수 있도록, 제2 치형(71)을 제외한 제2 브레이크(70)는 제1 브레이크(60)의 관통구멍(69) 안쪽에 위치할 수 있는 크기를 갖는다. 제2 브레이크(70)는 변형을 억제하고 브레이킹 동작 중 발생되는 열을 효율적으로 외부로 배출할 수 있도록, 제2 결합 구멍(73)의 둘레에 복수의 슬롯(77)이 방사형으로 형성될 수 있다.

제1 브레이크(60)가 이동하여 제2 브레이크(70)에 맞물리는 경우, 제1 브레이크(60)의 제1 치형(63) 사이에 제2 브레이크(70)의 제2 치형(71)이 삽입됨으로써, 제2 브레이크(70)에 연결된 출력축(40)의 회전을 구속시켜 브레이킹을 수행한다.

이와 같은 본 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(100)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 브레이킹 동작을 수행하거나 브레이킹 해제 동작을 수행한다. 여기서 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(100)의 브레이킹 동작을 수행 및 해제하는 상태를 보여주는 측면도이다.

먼저 본 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(100)는, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 브레이킹 동작을 수행할 수 있다. 즉 자력 발생기(83)에 전원이 공급되지 않으면, 자력 발생기(83)은 자력을 발생하지 않기 때문에, 제1 브레이크(60)를 끌어당기지 못한다. 따라서 탄성체(81)의 탄성력을 구속하는 힘이 없기 때문에, 탄성체(81)의 탄성력에 의해 제1 브레이크(60)는 제2 브레이크(70)에 맞물려 출력축(40)에 대한 브레이킹 동작을 수행한다.

다음으로 브레이크 일체형 모터 조립체(100)는, 도 9의 (b) 도시된 바와 같이, 브레이킹을 해제할 수 있다. 즉 자력 발생기(83)에 전원이 공급되면 자력을 발생시킨다. 발생된 자력은 제2 브레이크(70)에 맞물린 제1 브레이크(60)를 자력 발생기(83) 쪽으로 끌어당겨 제2 브레이크(70)에서 분리한다.

이와 같이 제1 브레이크(60)가 제2 브레이크(70)에서 분리됨으로써, 출력축(40)에 대한 브레이킹이 해제된다. 이때 제1 브레이크(60)는 가이드부(90)에 의해 모터 하우징(20)을 따라서 제2 브레이크(70)에서 분리되어 자력 발생기(83) 쪽으로 부드럽게 이동한다. 출력축(40)에 대한 브레이킹이 해제되었기 때문에, 모터(10)에 전원이 인가될 경우, 출력축(40)은 자유롭게 회전할 수 있다.

한편 자력 발생기(83)에 의해 발생된 자력에 의해 제2 브레이크(70)에서 제1 브레이크(60)가 분리되면서 탄성체(81)는 수축된다. 따라서 자력 발생기(83)에 대한 전원 공급이 중단되면, 탄성체(81)를 수축시켰던 자력이 없어지기 때문에, 탄성체(81)가 복원되면서 제1 브레이크(60)를 제2 브레이크(70) 쪽으로 다시 이동시켜 모터(10)의 출력축(40)에 대한 브레이킹을 수행한다. 이때 제1 브레이크(60)는 가이드부(90)에 의해 모터 하우징(20)을 따라서 자력 발생기(83)에서 분리되어 제2 브레이크(70) 쪽으로 이동하여 맞물림으로써 브레이킹을 수행한다.

이와 같이 본 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(100)는 평상 시에는 탄성체(81)의 탄성력을 이용하여 브레이킹을 수행하고, 출력축(40)의 회전이 필요한 경우에 자력 발생기(83)에 전원을 공급하여 브레이킹을 해제한다. 따라서 본 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(100)는 평상 시 정지 상태를 유지하고, 필요한 경우에 회전 운동을 하는 객체에 활용될 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 브레이크 장치(50)는 탄성체(81)의 탄성력을 이용하여 제1 및 제2 브레이크(60,70)를 맞물리게 하여 브레이킹 동작을 수행한다. 자력을 이용하여 제2 브레이크(70)에서 제1 브레이크(60)를 분리하여 브레이킹을 해제하는 동작을 수행한다. 더불어 제1 브레이크(60)는 모터 하우징(20)와 제1 브레이크(60) 사이에 개재된 가이드부(90)을 이용하여 부드럽게 이동하기 때문에, 브레이킹 및 브레이킹 해제를 신속하면서 정확하게 수행할 수 있다.

한편 본 실시예에서는 제2 치형(71)이 제2 브레이크(70)의 테두리면에 형성된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 치형(71)은 제1 브레이크(60)와 마주보는 제2 브레이크(70)의 면에 형성될 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(200)를 보여주는 분해 사시도이다. 도 11은 도 10의 결합 사시도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체(200)는 모터(10)와 브레이크 장치(50)를 포함한다. 모터(10)는 양쪽으로 중공형의 출력축(40)이 돌출되게 설치되어 있다. 브레이크 장치(50)는 모터(10)의 출력축(40) 방향으로 모터(10)에 직렬로 결합되어 출력축(40)의 구동을 브레이킹하거나 브레이킹을 해제한다.

이때 제2 치형(71)은 제1 브레이크(60)와 마주보는 제2 브레이크(70)의 면에 형성된다. 제2 치형(71)은 제2 브레이크(70)의 면에서 돌출되게 가장자리 둘레를 따라서 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 제2 치형(71)이 돌출형으로 형성된 예를 개시하였지만, 제1 치형(63)이 삽입될 수 있는 홈 형태로 형성될 수 있다.

그 외 구조는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 일체형 모터 조립체와 동일한 구조를 갖기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

10 : 모터 20 : 모터 하우징
21 : 제1 포켓 23 : 제2 포켓
25 : 고정자 30 : 회전자
31 : 제1 결합 구멍 33 : 제1 스플라인 돌기
40 : 출력축 41 : 중공홀
43 : 스플라인 홈 45 : 제1 베어링
47 : 제2 베어링 49 : 브레이크 고정링
50 : 브레이크 장치 60 : 제1 브레이크
61 : 브레이크 링 63 : 제1 치형
65 : 탄성체 구속판 67 : 자력 고정판
69 : 관통구멍 70 : 제2 브레이크
71 : 제2 치형 73 : 제2 결합 구멍
75 : 제2 스플라인 돌기 77 : 슬롯
81 : 탄성체 83 : 자력 발생기
90 : 가이드부 91 : 가이드 홈
93 : 가이드 볼 100 : 브레이크 일체형 모터 조립체

Claims (8)

1. 모터 하우징, 상기 모터 하우징의 안쪽에 형성된 고정자, 상기 고정자의 안쪽에 배치되며 중심에 중공이 형성된 출력축이 결합된 모터;
   모터의 출력축 방향으로 이동 가능하게 상기 모터 하우징의 외측면에 설치되며, 상기 모터 하우징의 일단부를 향하는 면의 둘레에 제1 치형이 형성된 제1 브레이크;
   상기 제1 브레이크의 제1 치형이 형성된 면과 마주보게 설치되며, 상기 제1 브레이크의 제1 치형에 맞물릴 수 있는 제2 치형이 형성되어 있고, 상기 모터 하우징의 일단부로 돌출된 상기 출력축에 고정되는 제2 브레이크;
   상기 모터의 출력축 방향으로 상기 모터의 외측과 상기 제1 브레이크 사이에 개재되며, 상기 제1 브레이크를 상기 제2 브레이크 쪽으로 이동시켜 상기 제1 치형이 상기 제2 치형에 맞물리게 하여 상기 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 수행하는 탄성체; 및
   상기 탄성체가 개재되는 상기 모터 하우징의 외측에 상기 제1 브레이크의 뒤쪽과 마주보게 설치되며, 전원이 공급되면 자력을 발생시키고, 상기 발생된 자력으로 상기 제2 브레이크에 맞물린 상기 제1 브레이크를 분리하여 상기 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 해제하는 자력 발생기;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 일체형 모터 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 자력 발생기에 의해 발생된 자력에 의해 상기 제2 브레이크에서 제1 브레이크가 분리되면서 상기 탄성체는 수축되고,
   상기 자력 발생기에 대한 전원 공급이 중단되면, 상기 탄성체가 복원되면서 상기 제1 브레이크를 상기 제2 브레이크 쪽으로 이동시켜 상기 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 수행하는 것을 특징으로 하는 브레이크 일체형 모터 조립체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 탄성체와 상기 자력 발생기는 각각 상기 모터의 출력축을 중심으로 상기 모터 하우징의 외측 둘레에 복수 개가 설치되며, 상기 모터의 외측 둘레에 교대로 설치되는 것을 특징으로 하는 브레이크 일체형 모터 조립체.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 브레이크와 상기 모터의 외측이 서로 마주보는 면에 설치되어 상기 제1 브레이크의 이동을 가이드하는 가이드부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 일체형 모터 조립체.
5. 제4항에 있어서, 상기 가이드부는,
   상기 제1 브레이크의 내측면 둘레에 상기 모터의 출력축 방향으로 형성된 복수의 가이드 홈;
   상기 복수의 가이드 홈에 각각 대응되는 상기 모터의 외측에 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1 브레이크의 내측면을 상기 모터의 외측에서 이격시켜 상기 제1 브레이크를 이동시키는 복수의 가이드 볼;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 일체형 모터 조립체.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수의 가이드 홈은 상기 모터의 출력축을 중심으로 등간격으로 배치되며, 상기 복수의 가이드 홈에 각각 대응되게 상기 모터의 출력축 방향으로 일정 간격을 두고 복수의 가이드 볼이 상기 모터의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 브레이크 일체형 모터 조립체.
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8. 삭제

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