KR101590127B1 - Apparatus for preventing backlashing with shaft formed wedge contact surface and wear plate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과부하상태에서 구동모터로 역회전력이 전달되는 방지할 수 있는 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
효율이 우수한 볼나사를 이용한 기계식 구동기와 같은 구동장치는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 구성된다. A drive device such as a mechanical actuator using a ball screw with high efficiency is generally constructed as shown in Fig.
도 1의 종래 구동기(1)는 부하 작동부에 연결되고 회전운동을 선형운동으로 변환한다. The
감속장치(2)는 구동모터(4)의 속도를 감속하여 구동기(1)의 적절한 속도를 조정하는 기능을 수행한다. The decelerator 2 performs a function of decelerating the speed of the
브레이크(3)는 구동기(1)의 부하단에서 역부하가 작용하면 구동모터(4)에 전달되는 것을 방지하기 위하여 동력을 단절하는 기능을 수행한다. The brake 3 functions to cut off the power to prevent the brake 3 from being transmitted to the
브레이크(3)를 항상 일정한 제동력을 갖도록 설계하면 구동모터(4)에 역부하가 가해지는 것을 방지할 수 있지만 정상적인 구동을 할 경우에도 브레이크(3)의 제동력을 이겨내고 구동을 하여야 하므로 효율이 떨어지는 단점이 있다. If the brakes 3 are designed to have a constant braking force, it is possible to prevent the reverse load from being applied to the
이와 같은 구조는 회전구동을 하는 일반적인 회전장치에도 모두 적용되는 원리이다.Such a structure is a principle which is applied to a general rotating device that performs rotational driving.
또한, 브레이크를 장착한 구동기는 역부하가 작용하는 방향으로 구동하는 경우에는 구동모터를 보호하는 기능은 좋으나, 부하를 밀어내는 방향으로 구동하는 경우에는 부하 구동뿐만 아니라 브레이크 제동력을 이겨내야 하므로 구동토오크가 증가하여 효율이 떨어지는 문제가 있다.In the case of driving in a direction in which a reverse load is applied, the function of protecting the driving motor is good. However, when driving in the direction of pushing the load, not only the load driving but also the brake braking force must be overcome. There is a problem that efficiency is lowered.
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 역부하가 작용하여 구동모터에 영향을 줄 경우에는 브레이크 기능을 수행하고 구동모터가 정상적으로 작동하면 브레이크가 해제되도록 하는 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention, which has been devised in view of the above circumstances, to provide a wedge contact surface shaft and a friction plate, which perform a braking function when the backward load acts on the driving motor, Rotation preventing device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치에 따르면, 홈이 일측단에 형성된 부하축에 고정되되, 부하축의 일측단이 내부로 내삽되 돌출될 수 있는 박스형상으로 형성되며, 내측에 중공된 고정마찰판이 다수개 구비된 하우징과, 하우징 내부에 위치되되, 부하축의 일측단에 끼워진 스프링으로부터 탄성력을 받을 수 있는 밀착부가 구비되며, 스프링의 탄성력에 의해 고정마찰판과 접촉 분리 가능한 회전마찰판이 다수개 구비된 중간축을 포함하며, 중간축의 양단은 홈과 일체화되거나 중간축의 회전에 의해 분리될 수 있는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치를 제공한다.According to the anti-reverse rotation device having the wedge contact surface shaft and the friction plate according to the present invention, the groove is fixed to the load shaft formed at one end, and one end of the load shaft can be inserted and projected into the inside A housing which is formed in a box shape and has a plurality of hollow fixed friction plates and a contact portion which is located inside the housing and receives an elastic force from a spring fitted to one end of the load shaft, Wherein the intermediate shaft includes a plurality of intermediate friction shafts and a plurality of rotary friction plates that are detachably contactable with the friction plate, and both ends of the intermediate shaft are formed in a shape that can be integrated with the groove or separated by rotation of the intermediate shaft, Prevention device.
본 발명의 하나의 측면에 의하면, 부하축과 대칭을 이루도록 중간축에 접촉된 구동축을 더 포함하며, 중간축과 접촉되는 구동축의 일측단에 부하축의 일측단에 형성된 홈과 동일한 형상의 홈이 형성되며, 구동축은 구동모터와 연결될 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a driving device for a vehicle, comprising: a driving shaft contacted with an intermediate shaft so as to be symmetrical with a load shaft, wherein a groove having the same shape as a groove formed at one end of the load shaft is formed at one end of a driving shaft, And the drive shaft can be connected to the drive motor.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 홈과 중간축의 양단은 단면이 '<' 형상을 이루도록 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, both ends of the groove and the intermediate shaft may be formed so as to have a shape of '<' in cross section.
이러한 본 발명에 따른 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치에 의하면, 부하축과 중간축 간의 마찰면, 중간축과 구동축 간의 마찰면 형상과, 중간축과 하우징에 구비된 마찰판을 이용하여 비교적 간단한 구조로 제작되며, 역부하가 작용하는 경우에는 구동모터로 역부하가 전달되는 것을 방지하도록 브레이크 기능이 발생되며, 정상작동상태에서는 브레이크 기능이 해제되는 효과가 있다.According to the anti-reverse rotation device having the wedge contact surface shaft and the friction plate according to the present invention, the frictional surface between the load shaft and the intermediate shaft, the friction surface between the intermediate shaft and the drive shaft, and the friction plate provided on the intermediate shaft and the housing, The brake function is generated to prevent reverse load from being transmitted to the drive motor when the reverse load is applied, and the brake function is released in the normal operation state.
또한, 역부하가 발생되는 회전구동장치의 모터 보호장치 또는 안전장치로 운용될 수 있는 효과가 있다.Further, there is an effect that it can be operated as a motor protection device or a safety device of a rotary drive device in which a reverse load is generated.
도 1은 종래 기계식 구동기의 개요도,
도 2는 본 발명의 일실시예의 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치의 요부 정면도,
도 3은 도 2의 일실시예의 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치의 작동원리를 설명하기 위한 예시도이다.1 is an outline view of a conventional mechanical actuator,
FIG. 2 is a front view of a main portion of a reverse rotation preventing device having a wedge contact surface shaft and a friction plate in an embodiment of the present invention,
3 is an exemplary view for explaining the operation principle of the anti-reverse rotation device having the wedge contact surface shaft and the friction plate of the embodiment of FIG.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The exemplary embodiments of the present invention may be embodied in many different forms without departing from the scope of the present invention. It is not limited to the embodiment.
도 2는 본 발명의 일실시예의 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치의 요부 정면도이다.2 is a front elevation view of a reverse rotation preventing device having a wedge contact surface shaft and a friction plate according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치는, 홈(510)이 일측단에 형성된 부하축(500)에 고정되되, 부하축(500)의 일측단이 내부로 내삽되 돌출될 수 있는 박스형상으로 형성되며, 내측에 중공된 고정마찰판(110)이 다수개 구비된 하우징(100)과, 하우징(100) 내부에 위치되되, 부하축(500)의 일측단에 끼워진 스프링(120)으로부터 탄성력을 받을 수 있는 밀착부(230)가 구비되며, 스프링(120)의 탄성력에 의해 고정마찰판(110)과 접촉 분리 가능한 회전마찰판(210)이 다수개 구비된 중간축(200)을 포함한다.2, the anti-reverse rotation device having the wedge contact surface shaft and the friction plate of the present invention is fixed to a
또한, 부하축(500)과 대칭을 이루도록 중간축(200)에 접촉된 구동축(400)을 더 포함하며, 구동축(400)은 구동모터와 연결되며, 중간축(200)과 접촉되는 구동축(400)의 일측단에 부하축(500)의 일측단에 형성된 홈(510)과 동일한 형상의 홈(410)이 형성된 것을 특징으로 한다.The
또한, 홈(410, 510)과 중간축(200)의 양단(220,220')은 단면이 '<' 형상을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.The
본 발명의 일실시예에서 하우징(100)은, 부하축(500)의 길이방향 중심축에 수직한 원반형상의 제1 측판과 측판의 외주로부터 중간축(200)의 길이방향 중심축을 따라 수평하게 연장된 4개의 연장로드와 상기 중간축(200)의 끝단이 외부로 노출되도록 중공되며, 연장로드가 외주에 고정된 제2 측판으로 형성된다.In one embodiment of the present invention, the
고정마찰판(110)은 중공된 원판체로써 4개의 연장로드에 고정된다.The
위와 같이 구성되는 본 발명의 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.The operation principle of the anti-reverse rotation device having the wedge contact surface shaft and the friction plate of the present invention constructed as above will be described as follows.
구동축(400)은 구동모터에 연결되고, 부하축(500)은 기어박스나 부하단에 연결된다.The
구동축(400)과 부하축(500) 사이에는 중간축(200)이 쇄기접촉면을 갖는 형태로 접촉된다.Between the
하우징(100)과 중간축(200) 사이에는 고정마찰판(110)과 회전마찰판(210)이 교차로 조립되는데, 고정마찰판(110)은 하우징(100) 내부면에 스플라인 형태로 고정되고, 회전마찰판(210)은 중간축(200)의 외부면에 스플라인 형태로 고정된다.A
중간축(200)에 밀착부(230)가 있고, 하우징(100)에 내삽된 스프링(120)에 의해 밀착부(230)가 가압됨으로써, 회전마찰판(210)과 고정마찰판(110)이 밀착된다.The
하우징(100)에 내삽된 스프링(120)에 의해서, 회전마찰판(210)과 고정마찰판(110)의 초기 밀착력을 제공하여 초기 제동력을 제공한다.The initial friction force of the
구동모터 정지 후 역부하 작용시, 부하축(500)과 중간축(200)의 접촉면 형상에 의해 발생되는 반력에 의해서 중간축(200)이 구동축(400)으로 밀려나므로, 회전마찰판(210)과 고정마찰판(110)이 더 견고히 밀착되어 역부하가 구동모터로 전달되는 것이 차단된다.Since the
구동모터의 정상 작동시, 구동축(400)의 회전력에 의해서, 구동축(400)과 중간축(200)의 접촉면 형상에 의해 발생되는 반력에 의해서 중간축(200)이 부하축(500)으로 밀려나므로, 중간축(200)에 구비된 밀착부(230)가 스프링(120)을 가압하게 됨으로써, 회전마찰판(210)과 고정마찰판(110)의 밀착이 해제되고, 이에 따라 구동모터로부터 전달된 회전력이 구동축(400) 및 중간축(200)을 거쳐 부하축(500)으로 전달된다.The
이와 같은 원리로 역부하에 의한 토오크는 구동모터에 전달되지 않고, 구동모터의 회전은 제동토오크의 영향을 받지 않고 운용된다.With this principle, the torque due to the reverse load is not transmitted to the drive motor, and the rotation of the drive motor is operated without being influenced by the braking torque.
부하축(500)과 중간축(200), 중간축(200)과 구동축(400)의 각 접촉면의 역학 관계를 살펴보면 다음과 같다.The dynamics of the contact surfaces of the
부하축(500)에서 부하토오크 가 작용하면 회전마찰판(210)과 고정마찰판(110)에 작용하는 마찰토오크 는 다음과 같이 계산된다.In the
회전마찰판(210)과 고정마찰판(110)에 작용하는 축력의 합은 수학식 1과 같으며, 마찰반경을 , 마찰면이 회전 마찰면당 2개가 있으므로, 마찰판을 개라고 했을 때 마찰토오크는 수학식 2와 같다.The sum of the axial forces acting on the
설계시에 역부하 토오크 에 대하여 마찰토오크 가 적당한 수준의 크기가 되도록 설계하는 것이 바람직하다.Reverse load torque at design Friction torque Is designed to have a suitable level of size.
구동축(400)에서 운용할 때에는 구동축(400)이 중간축(200)을 밀어내어 마찰판의 마찰력을 제거함으로써 브레이크 작동 효과를 발생시키게 된다.When operating the
100: 하우징 110: 고정마찰판 120: 스프링
200: 중간축 210: 회전마찰판 220: 일단
220': 타단 230: 밀착부 400: 구동축
410: 구동축 홈 500: 부하축 510: 부하축 홈100: housing 110: fixed friction plate 120: spring
200: intermediate shaft 210: rotary friction plate 220:
220 ': other end 230: tight contact portion 400: drive shaft
410: drive shaft groove 500: load shaft 510: load shaft groove
Claims (5)
상기 부하축(500)의 일측단이 내부로 내삽되 돌출될 수 있는 박스형상으로 형성되며, 내측에 중공된 고정마찰판(110)이 다수개 구비된 하우징(100);
상기 하우징(100) 내부에 위치되되 상기 부하축(500)의 일측단에 끼워진 스프링(120)으로부터 탄성력을 받을 수 있는 밀착부(230)가 구비되고, 상기 스프링(120)의 탄성력에 의해 상기 고정마찰판(110)과 접촉 분리 가능한 회전마찰판(210)이 다수개 구비되며, 상기 부하축(500)의 일측단과 접촉할 수 있는 중간축(200); 및
구동모터와 연결되며, 상기 중간축(200)과 접촉되는 일측단에 구동축 홈(410)이 형성된 구동축(400);
을 포함하는 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치에 있어서,
상기 중간축(200)의 일단(220)은 상기 부하축 홈(510)을 사이에 두고 상기 부하축(500)과 이격되고, 상기 중간축(200)의 타단(220')은 상기 구동축 홈(410)을 사이에 두고 상기 구동축(400)과 이격되며,
상기 부하축 홈(510) 및 상기 구동축 홈(410)은 직경방향의 중심선을 향해 사선형태로 파여 일단면이 '<' 형상의 쐐기접촉면을 이루는 홈이고,
상기 중간축(200)의 일단(220) 및 상기 중간축(200)의 타단(220')은 직경방향의 중심선을 향해 사선형태로 돌출되어 일단면이 '<' 형상의 쐐기접촉면을 이루도록 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치.A load shaft 500 connected to the gear box or the lower end and having a load shaft groove 510 at one end thereof;
A housing 100 having a box shape in which one end of the load shaft 500 can be inserted and protruded into the interior of the load shaft 500, and a plurality of hollow fixed friction plates 110 disposed inside;
The spring 120 is installed in the housing 100 so as to receive a resilient force from the spring 120. The resilient force of the spring 120 causes the fixing An intermediate shaft 200 having a plurality of rotary friction plates 210 that can be separated from the friction plate 110 and capable of contacting one end of the load shaft 500; And
A drive shaft 400 connected to the drive motor and having a drive shaft groove 410 formed at one end thereof in contact with the intermediate shaft 200;
And a friction plate, wherein the wedge-
One end 220 of the intermediate shaft 200 is spaced apart from the load shaft 500 with the load shaft groove 510 interposed therebetween and the other end 220 ' 410 are spaced apart from the drive shaft 400,
The load shaft groove 510 and the drive shaft groove 410 are grooves formed in a diagonal shape toward a radial center line and having a wedge-shaped contact surface of one end shape of '<'
One end 220 of the intermediate shaft 200 and the other end 220 'of the intermediate shaft 200 are protruded obliquely toward the center line in the radial direction to form a wedge- Wherein the wedge-contact-surface shaft and the friction plate are coupled to each other.
상기 구동모터의 정지 후 역부하 작용시,
상기 부하축(500)이 회전하여 상기 부하축 홈(510)과 상기 중간축(200)의 일단(220)이 접하고,
상기 부하축 홈(510)과 상기 일단(220)의 접촉면 형상에 의해 반력이 발생하여 상기 중간축(200)이 상기 구동축(400) 측으로 밀려나면서 상기 회전마찰판(210)과 상기 고정마찰판(110)이 밀착되며,
역부하로 인한 상기 부하축(500)의 회전력이 상기 회전마찰판(210)과 상기 고정마찰판(110) 사이의 마찰력에 의해 상기 구동축(400)으로 전달되지 않는 것을 특징으로 하는 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치.The method according to claim 1,
During a reverse load operation after the drive motor is stopped,
The load shaft 500 rotates to contact the load shaft groove 510 and one end 220 of the intermediate shaft 200,
A reaction force is generated by the shape of the contact surface between the load shaft groove 510 and the one end 220 so that the intermediate shaft 200 is pushed toward the drive shaft 400 and the rotation friction plate 210 and the stationary friction plate 110, Respectively,
The rotational force of the load shaft (500) due to the reverse load is not transmitted to the drive shaft (400) due to the friction between the rotational friction plate (210) and the fixed friction plate (110) .
상기 구동모터의 작동 시,
상기 구동축(400)이 회전하여 상기 구동축 홈(410)과 상기 중간축(200)의 타단(220')이 접하고,
상기 구동축 홈(410)과 상기 타단(220')의 접촉면 형상에 의해 반력이 발생하여 상기 중간축(200)이 상기 부하축(500) 측으로 밀려나면서 상기 회전마찰판(210)과 상기 고정마찰판(110)의 밀착이 해제되며,
상기 구동모터로부터 전달된 회전력이 상기 구동축(400) 및 상기 중간축(200)을 거쳐 상기 부하축(500)으로 전달되는 것을 특징으로 하는 쐐기접촉면 축과 마찰판을 갖는 역회전방지장치.The method according to claim 1,
In operation of the drive motor,
The driving shaft 400 rotates to contact the driving shaft groove 410 and the other end 220 'of the intermediate shaft 200,
A reaction force is generated by the shape of the contact surface between the drive shaft groove 410 and the other end 220 'so that the intermediate shaft 200 is pushed toward the load shaft 500 and the rotation friction plate 210 and the stationary friction plate 110 ) Is released,
Wherein the rotational force transmitted from the driving motor is transmitted to the load shaft (500) via the driving shaft (400) and the intermediate shaft (200).
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