KR101792044B1

KR101792044B1 - 전자 제동 장치

Info

Publication number: KR101792044B1
Application number: KR1020160030717A
Authority: KR
Inventors: 이창훈; 노의동; 이지용; 이승범
Original assignee: 주식회사 유니크
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2017-11-01
Also published as: KR20170107602A

Abstract

본 발명은 회전하는 디스크를 제동시키기 위한 장치로, 상기 디스크의 일측에 배치되고 관통공이 형성되며 일면이 개방된 링 형상의 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 외주면에 코일이 감긴 보빈과, 상기 하우징의 개방된 일면을 덮는 커버와, 상기 디스크의 타측에 배치되고 일부가 관통공에 삽입되는 플런저와, 상기 하우징과 상기 플런저 사이에 개재된 링 패드와, 상기 링 패드를 상기 플런저 측으로 탄성 지지하는 스프링을 포함한다. 이때, 상기 하우징과 상기 플런저의 접촉면 중 적어도 하나에 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층은, 이황화텅스텐, 몰리브덴, 테플론 중 적어도 하나의 물질로 이루어진다.

Description

전자 제동 장치{ELECTRO MECHANICAL BRAKE}

본 발명은 전자 제동 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 디스크의 회전을 효과적으로 제동할 수 있는 전자 제동 장치에 관한 것이다.

종래의 철도차량이나 대형차량 등에 제동을 위해 적용되는 제동 시스템에서는, 마찰력의 인가를 위해 공압이나 유압을 이용한 시스템이 적용되어, 공압이나 유압을 제동이 필요한 압력면에 제공하여 마찰재와의 마찰로 제동을 수행하는 구조로 구성된다.

그러나 공압이나 유압을 이용한 제동 시스템의 경우, 공압이나 유압을 발생시키기 위한 별도의 장치들이 필요하며, 특히 공압이나 유압을 순환시켜 제동부로 공급하기 위한 배관, 연결라인 등이 필수적이다. 이에 따라, 제동 시스템에서 공압이나 유압 연결 배관의 설계를 최적화하기 위한 노력이 필요하며, 제동 시스템 및 관련 장치들이 차지하는 공간이 증가하여 전체적인 제동부의 부피가 증가하는 문제가 발생한다.

예를 들어, 대한민국등록특허공보 제10-0287026호(2001.01.19.) 및 대한민국등록특허공보 제10-0757386호(2007.09.04.)에는 유압을 이용한 제동 시스템의 구조에 대하여 개시하고 있으나, 구조가 복잡하여 설계가 용이하지 않으며, 부피가 증가하여 최근 차량의 경량화 및 단순화의 추세와도 맞지 않는 문제가 있다.

대한민국등록특허공보 제10-0287026호(2001.01.19.) 대한민국등록특허공보 제10-0757386호(2007.09.04.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 디스크의 회전을 효과적으로 제동할 수 있는 전자 제동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전자 제동 장치는, 회전하는 디스크를 제동시키기 위한 장치이다. 그 구성을 살펴보면, 상기 디스크의 일측에 배치되고 관통공이 형성되며 일면이 개방된 링 형상의 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 외주면에 코일이 감긴 보빈과, 상기 하우징의 개방된 일면을 덮는 커버와, 상기 디스크의 타측에 배치되고 일부가 관통공에 삽입되는 플런저와, 상기 하우징과 상기 플런저 사이에 개재된 링 패드와, 상기 링 패드를 상기 플런저 측으로 탄성 지지하는 스프링을 포함한다.

상기 하우징과 상기 플런저의 접촉면 중 적어도 하나에 코팅층이 형성될 수 있다. 상기 코팅층은, 이황화텅스텐, 몰리브덴, 테플론 중 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 하우징과 상기 플런저의 접촉면 중 적어도 하나에 홈이 형성되고, 상기 홈에 테플론 필름이 설치될 수 있다. 상기 테플론 필름의 폭은 상기 홈의 폭과 같거나 짧고, 상기 테플론 필름의 두께는 상기 홈의 깊이와 같거나 더 두껍게 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 코일에 전원이 인가될 경우 플런저가 하우징 측으로 이동하며 링 패드를 디스크에 밀착시킴으로써 회전하는 디스크를 효과적으로 제동할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제동 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제동 장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제동 장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제동 장치 중 플런저를 제거한 상태의 도면.
도 5는 도 3의 “A”부분을 확대한 도면.
도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제동 장치 중 코팅층의 변형례를 도시한 도면.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다. 또한, 명세서 상에 기재된 일측은 도면상 우측으로 나타내고, 타측은 도면상 좌측을 나타낸다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 전자 제동 장치(100)는 전원 인가 시 작동하여 회전하는 디스크(200)를 정지시키는 제동수단으로, 디스크(200)의 일측에 배치된 하우징(110)과, 하우징(110)의 내부에 설치된 보빈(120) 및 코일(130)과, 디스크(200)의 타측에 배치된 플런저(140)와, 하우징(110)과 플런저(140) 사이에 개재된 링 패드(160) 및 스프링(도 3의 170)을 포함한다.

도 2 내지 도 3을 참조하여 전자 제동 장치(100)의 각 구성요소(110~170)에 대해 상세히 살펴보도록 한다.

하우징(110)은 중앙에 관통공(112)이 형성된 링 형상이다. 관통공(112)은 플런저(140)의 일부가 삽입되는 부분이며, 내측 표면에는 제1코팅층(154)이 도포된다. 제1코팅층(154)은 플런저(140)의 왕복운동 시 하우징(110)과의 마찰을 저감하기 위한 것이다.

하우징(110)의 일면(도면상 하면)은 개방되고, 개방된 하면에는 커버(114)가 결합된다. 하우징(110)의 타면(도면상 상면)에는 링 패드(160)의 이동(상승 및 하강)을 안내하는 가이드 링(116)이 돌출된다. 가이드 링(116)에는 링 패드(160)의 회전을 방지하는 회전방지홈(118)이 형성되고, 회전방지홈(118)의 바닥에는 스프링(170)이 설치되는 장착홈(119)이 형성된다. 이때, 회전방지홈(118)과 장착홈(119)은 가이드 링(116)의 둘레를 따라 동일한 간격으로 이격된 다수개로 이루어진다.

한편, 하우징(110)의 내부는 중공으로 형성되고, 중공의 내부에는 보빈(120)과 코일(130)이 설치된다.

보빈(120)은 상단 및 하단에 플랜지(122)가 형성된 스풀(spool) 형상이다. 플랜지(122)는 보빈(120)의 외주면에 감긴 코일(130)을 보호함과 동시에 코일(130)이 일정한 두께로 감길 수 있도록 안내하는 역할을 한다.

코일(130)은 보빈(120)의 주위에 자기장을 발생시키는 도선이다. 코일(130)은 보빈(120)의 외주면에 촘촘하고 균일하게 감겨 일정한 두께의 원통 형상을 이룬다. 코일(130)에 전원이 인가될 경우 플런저(140)를 하강시키는 자기장이 발생한다. 이러한 자기장의 세기는 코일(130)을 따라 흐르는 전류의 세기 및 보빈(120)에 감긴 코일(130)의 수에 비례한다. 따라서 코일(130)에 높은 전류를 인가할 경우, 그리고 코일(130)을 많이 감을 경우 강한 자기장을 발생시켜 플런저(140)의 왕복운동을 확실하게 제어할 수 있다.

플런저(140)는 전원 인가 시 코일(130)에서 발생한 자기장에 의해 왕복운동(상승 또는 하강)을 하는 가동철심이다. 이러한 플런저(140)는 일측으로 갈수록 직경이 작아지는 다단의 링 형상이다. 즉, 플런저(140)는 관통공(112)에 삽입되는 소경부(142)를 포함하고, 소경부(142)의 타측에는 소경부(142)보다 큰 직경의 대경부(144)가 형성되며, 대경부(144)의 상단 외주면에는 대경부(144)보다 큰 직경의 플랜지(146)가 형성된다.

소경부(142)는 관통공(112)보다 작은 직경의 원통으로 형성되어, 하우징(110)에 설치된 플런저(140)가 승강 가능하도록 한다. 소경부(142)의 외주면 표면에는 제2코팅층(152)이 도포된다. 제2코팅층(152)은 제1코팅층(154)과 동일한 역할, 즉 플런저(140)의 왕복운동 시 하우징(110)과의 마찰을 저감하는 역할을 한다.

대경부(144)는 소경부(142)보다 큰 직경의 원통으로 형성된다. 대경부(144)의 둘레에는 다수의 오일홀(148)이 방사상으로 형성되고, 대경부(144)의 내주면에는 오일홀(148)과 연결된 오일홈(149)이 형성된다.

오일홀(148)과 오일홈(149)은 전자 제동 장치(100)의 작동 시 마찰을 저감하기 위한 오일의 통로로서, 링 패드(160)와 디스크(200) 사이로 유입된 오일이 플런저(140)의 내측 둘레를 따라 흘러 외부로 배출될 수 있도록 안내한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 제1코팅층(152)과 제2코팅층(154)이 소경부(142)의 외주면과 관통공(112)의 내주면에 각각 도포된 것으로 예시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 소경부(142)의 외주면과 관통공(112)의 내주면 중 어느 하나에만 도포될 수도 있다.

한편, 도 6에 도시된 것처럼 관통공(112)과 소경부(142) 사이에 테프론 필름(158)을 설치하여 마찰을 저감할 수 있다. 즉, 소경부(142)의 둘레를 따라 홈(156)을 형성하고, 홈(156)에 밴드 형상의 테플론 필름(158)을 설치하여 마찰을 저감할 수 있다. 이때, 테플론 필름(158)은 설치 및 교환이 용이하도록 일측에 절개부(159)가 형성된 밴드 형상이다. 또한, 테플론 필름(158)의 폭은 열 등에 의한 신장량을 고려하여 홈(156)의 폭보다 짧은 것이 좋다. 또한, 테플론 필름(158)의 두께는 관통공(112)과 소경부(142)의 접촉을 방지하기 위하여 홈(156)의 깊이보다 더 두꺼운 것이 바람직하다.

링 패드(160)는 하우징(110)과 플런저(140) 사이에 개재되어 플런저(140)의 하강 시 디스크(200)에 직접 접촉되는 부분이다. 링 패드(160)는 가이드 링(116)을 감싸는 링 형상으로 형성되고, 그 내주연에는 회전방지홈(118)에 삽입되는 회전방지돌기(162)가 형성된다. 회전방지돌기(162)는 링 패드(160)의 내주연을 따라 방사상으로 배치된 다수로 이루어진다.

스프링(170)은 회전방지홈(118)의 바닥에 형성된 장착홈(119)에 설치된다. 스프링(170)은 하우징(110)과 링 패드(160) 사이에 위치되어 링 패드(160)를 타측으로 탄성 지지한다. 즉, 코일(130)에 인가된 전원이 차단될 경우 디스크(200)로부터 링 패드(160)와 플런저(140)를 이격시킨다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 전자 제동 장치 110: 하우징
120: 보빈 130: 코일
140: 플런저 160: 링 패드
170: 스프링

Claims

회전하는 디스크를 제동시키기 위한 전자 제동 장치에 있어서,
상기 디스크의 일측에 배치되고 관통공이 형성되며 일면이 개방된 링 형상의 하우징;
상기 하우징의 내부에 설치되고 외주면에 코일이 감긴 보빈;
상기 하우징의 개방된 일면을 덮는 커버;
상기 관통공에 삽입되는 원통형의 소경부와, 상기 소경부의 타측에 형성되고 원통형의 대경부와, 상기 대경부의 외주면에 형성된 플랜지로 이루어진 플런저;
상기 하우징과 상기 플런저 사이에 개재된 링 패드; 및
상기 링 패드를 상기 플런저 측으로 탄성 지지하는 스프링을 포함하고,
상기 코일에 전원이 인가될 경우 상기 플런저가 상기 하우징 측으로 이동하며 상기 링 패드를 상기 디스크에 밀착시킴으로써 제동을 하는 것을 특징으로 하는 전자 제동 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징과 상기 플런저의 접촉면 중 적어도 하나에 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 전자 제동 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 코팅층은, 이황화텅스텐, 몰리브덴, 테플론 중 적어도 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 제동 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징과 상기 플런저의 접촉면 중 적어도 하나에 홈이 형성되고, 상기 홈에 테플론 필름이 설치된 것을 특징으로 하는 전자 제동 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 테플론 필름의 폭은 상기 홈의 폭과 같거나 짧고, 상기 테플론 필름의 두께는 상기 홈의 깊이와 같거나 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 전자 제동 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 하우징의 타면에는 가이드 링이 돌출되고, 상기 링 패드가 상기 가이드 링에 이동 가능하게 설치되며,
상기 가이드 링과 상기 링 패드 중 어느 하나에는 회전방지돌기가 형성되고, 다른 하나에는 회전방지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전자 제동 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 회전방지홈이 상기 가이드링에 형성되고, 상기 스프링이 삽입되는 장착홈이 상기 회전방지홈의 바닥에 형성된 것을 특징으로 하는 전자 제동 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 대경부의 둘레에는 오일홀이 형성되며, 상기 대경부의 내주면에는 오일홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전자 제동 장치.