KR101823411B1 - 제동장치 - Google Patents

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KR101823411B1
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Abstract

본 발명은 제동장치에 관한 것으로서, 회전 가능한 드럼의 외측에 배치되는 제동부; 상기 제동부의 일측에 구비되고 상하방향으로 이동 가능한 구동축을 포함하는 구동부; 상기 제동부와 상기 구동축을 회동 가능하게 연결하는 레버; 상기 제동부와 상기 구동부의 사이에서 일측이 상기 레버와 연결되고 상하방향 이동하도록 구비되는 지지부; 및 상기 지지부의 타측에 상기 지지부와 동일한 방향으로 이동 가능하도록 구비되는 비상구동부;를 포함하고, 주행 중 정전이나 시스템 이상으로 기능 상실 시 급제동을 가능한다.

Description

제동장치{A break}
본 발명은 제동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행 중 정전이나 시스템 이상으로 기능 상실 시 급제동을 가능하게 하는 제동장치에 관한 것이다.
일반적으로 크레인, 콘베dl어 벨트 등 산업 현장에서 널리 사용되고 있는 회전을 필요로 하는 산업기계들은 구동하고 있는 도중 필요에 의해 회전을 중단하고자 하는 경우 회전을 하고자 하는 관성력이 매우 크므로 급제동(急制動)이 발생되면 장치 자체의 진동 등에 의한 운동상태의 불량 또는 회전 동력전달 계통의 고장발생이 유발된다.
따라서, 이러한 산업기계들은 회전을 중단하고자 할 때 관성력을 저감시키면서 완제동(緩制動)이 이루어지도록 자체감속을 위해 제동시간 조정이 가능한 제동장치가 사용되고 있다.
제동장치는 비압축성 오일을 이용하는 오일 스러스터(oil thruster) 방식이나 마그네트 스러스터(magnet thruster) 방식이 주로 사용되고 있다. 이러한 제동장치 중 오일 스러스터 방식은 기간 사용하면 오일의 누유가 발생되고, 이물질 유입에 따른 오일의 점성 저하와 변형이 발생되어 주기적인 유지보수를 하여야 하는 번거로움이 있어, 최근에는 마그네트 스러스터 방식이 주로 사용되고 있다.
마그네트 스러스터 방식의 제동장치는 마그네트 코일에 전원을 인가 또는 차단하여 라이닝과 연결되는 링크의 동작을 제어하는 방법이다. 그러나 이러한 마그네트 스러스터 방식의 제동장치는 급제동이 발생하면 관성력을 저감시키는 완제동(緩制動)이 이루어지지 않아 제동과정에서 진동이 발생되고, 소모재인 브레이크 라이닝의 급격한 마모를 초래하게 되어 제동시간의 조절이 어렵게 된다.
KR 0848626 B KR 1046069 B KR 0973284 B
본 발명은 차량의 비상 정지를 가능하게 하는 제동장치를 제공한다.
본 발명은 차량의 제동력을 향상시켜 안전사고의 발생을 방지할 수 있는 제동장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 제동장치는, 회전 가능한 드럼의 외측에 배치되는 제동부; 상기 제동부의 일측에 구비되고 상하방향으로 이동 가능한 구동축을 포함하는 구동부; 상기 제동부와 상기 구동축을 회동 가능하게 연결하는 레버; 상기 제동부와 상기 구동부의 사이에서 일측이 상기 레버와 연결되고 상하방향 이동하도록 구비되는 지지부; 및 상기 지지부의 타측에 상기 지지부와 동일한 방향으로 이동 가능하도록 구비되는 비상구동부;를 포함할 수 있다.
상부에 상기 제동부, 상기 비상구동부 및 상기 구동부를 지지하는 프레임을 포함할 수 있다.
상기 프레임의 하부에는 상기 프레임의 저면을 지면 또는 설치장소로부터 이격시키는 거치대가 구비될 수 있다.
상기 비상구동부의 적어도 일부는 상기 프레임을 관통하며 상하방향으로 이동 가능하도록 구비될 수 있다.
상기 구동부와 상기 비상구동부에 전원 인가 가능한 전원부를 포함하고, 상기 구동부와 상기 비상구동부에 전원이 인가되면, 상기 비상구동부는 상기 구동축을 따라 상승하는 지지부를 전원부로부터 전원이 인가되면 상기 구동축을 따라 상기 지지부를 상승시켜 상기 레버를 상부측으로 가압하고, 상기 전원부로부터 공급되는 전원이 차단되면 상기 지지부를 하강시킬 수 있다.
상기 비상구동부는, 상부가 개방된 중공형의 요크; 상기 요크 내부에 구비되는 코일; 상기 요크의 상부 적어도 일부를 커버하는 덮개; 상기 덮개, 코일 및 요크를 관통하며 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되는 작동로드; 및 상기 작동로드의 하부에 연결되는 작동디스크;를 포함하고, 상기 작동로드는 상기 프레임을 관통하며 상하방향으로 이동 가능하도록 구비될 수 있다.
상기 작동로드는 상기 구동축과 동일한 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명에 따르면, 정전 등과 같은 비상 상황 발생 시 차량을 신속하게 정지시킬 수 있다. 즉, 제동부의 이동 거리 또는 제동력을 증가시켜 회전하는 드럼을 강력하고 신속하게 제동시킬 수 있다. 따라서 강력하게 비상 상황 발생 시 관성에 의해 차량의 주행이 지속되어 발생할 수 있는 추돌 사고 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 제동장치를 보여주는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 비상구동부의 구성을 보여주는 분리사시도.
도 3은 도 2에 도시된 비상구동부의 작동 상태를 보여주는 단면도.
도 4는 종래기술에 따른 제동장치의 사용상태를 보여주는 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제동장치의 사용 상태를 보여주는 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 제동장치를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 비상구동부의 구성을 보여주는 분리사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 비상구동부의 작동 상태를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제동장치는, 회전 가능한 드럼(10)의 외측에 이격되어 구비되는 제동부(120)와, 제동부(120)를 상호 연결하는 타이로드(125)와, 라이닝(122)의 일측에 구비되고 자력의 힘으로 상하방향으로 이동하는 구동축(144)을 포함하는 구동부(140)와, 타이로드(125)의 일측과 구동축(144)에 힌지를 통해 연결되어 타이로드(125)와 구동축(144)을 상호 연결하는 레버(130)와, 일측이 레버(130)와 연결되고 상하방향 이동하도록 구비되는 지지부(150)와, 지지부(150)의 타측에 지지부(150)와 동일한 방향으로 이동하도록 연결되는 비상구동부(160) 및 구동부(140)와 비상구동부(160)에 전원을 인가하는 전원부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 제동장치는 프레임(100)의 상부에 구비될 수 있다. 프레임(100)은 일방향으로 연장되도록 구비될 수 있고, 상부에 제동부(120), 구동부(140), 지지부(150) 및 비상구동부(160)를 지지한다.
드럼(10)은 프레임(100)의 상부에 이격되어 구비될 수 있다. 프레임(100)의 하부에는 소정 높이의 거치대(110)가 구비될 수 있으며, 이에 프레임(100)은 지면 또는 설치장소로부터 소정 거리 이격되도록 구비될 수 있다. 이때, 거치대(110)는 프레임(100)의 양단부 또는 제동부(120)와 구동부(140)가 구비되는 부분에 위치하여, 비상구동부(160)가 구비되는 부분은 지면 또는 설치 장소로부터 소정 거리 이격될 수 있다. 이는 후술하는 비상구동부(160)를 구성하는 작동로드(165)가 프레임(100)을 관통하여 이동할 수 있는 공간을 확보하기 위함이다.
제동부(120)는 프레임(100)의 일측에 구비되며, 드럼(10)을 기준으로 양측에 드럼(10)의 외주면 적어도 일부를 감싸도록 구비될 수 있다. 제동부(120)는 드럼(10)의 외주면에 접촉 가능하도록 구비되는 라이닝(122)과, 라이닝(122)을 파지하는 라이닝슈(121), 일측은 라이닝슈(121)에, 타측은 프레임(100)에 회동 가능하도록 연결되는 제1고정부재(123) 및 일측은 라이닝슈(121)에, 타측은 타이로드(125)에 회동 가능하도록 연결되는 제2고정부재(124)를 포함할 수 있다. 이때, 제1고정부재(123)와 제2고정부재(124)는 고정핀 등을 이용하여 프레임(100), 라이닝슈(121) 및 타이로드(125)에 힌지 결합될 수 있다.
제1고정부재(123)와 제2고정부재(124)는 라이닝슈(121)와 연결되는 부분을 중심으로 서로 반대방향으로 회동하도록 구비될 수 있다. 이에 라이닝슈(121)는 제1고정부재(123)와 제2고정부재(124)의 회동방향에 따라 드럼(10) 측으로 전진하여 라이닝(122)을 드럼(10)의 외주면에 접촉시키거나 드럼(10)으로부터 후퇴시켜 라이닝(122)을 드럼(10)의 외주면으로부터 이격시킬 수 있다.
타이로드(125)는 드럼(10)의 양쪽에 구비되는 제2고정부재(124)의 타측을 상호 연결할 수 있다.
그리고 구동부(140)는 드럼(10)의 일측에 구비되며, 전원을 인가받아 자기력을 발생시키는 구동기(142)와, 구동기(142)에서 발생하는 자기력을 이용하여 상하방향으로 이동하는 구동축(144)을 포함할 수 있다. 구동기(142)는 내부에 코일이 구비되고, 코일에 전원이 인가되면 자력이 발생하여 구동축(144)을 상승시키고 전원이 차단되면 자력이 제거되어 구동축(144)이 하강하는 마그네틱 스러스터일 수 있다. 마그네틱 스러스터는 공지의 기술로서 상세한 설명은 생략한다.
레버(130)는 드럼(10)과 구동부(140) 사이에 구비되고, 일측은 타이로드(125)의 일측에 연결되고, 타측은 구동축(144)에 연결될 수 있다. 이에 레버(130)는 타이로드(125)의 일측과 구동축(144)을 상호 연결하여 구동축(144)의 움직임을 타이로드(125)에 전달할 수 있다. 예컨대 구동축(144)이 상승하면 레버(130)와 연결되는 타이로드(125)의 일측이 상승하고, 구동축(144)이 하강하면 레버(130)와 연결되는 타이로드(125)의 일측이 하강하게 된다.
이와 같이 레버(130)와 연결되는 타이로드(125)이 일측이 상승 또는 하강하면서 레버(130)와 연결되는 제2고정부재(124)의 타측을 회동시켜 라이닝슈(121)를 드럼(10) 측으로 전진 또는 후퇴시켜 차량의 주행 및 제동을 가능하게 할 수 있다.
지지부(150)는 드럼(10)과 구동부(140) 사이에 구비되고, 구동부(140)의 구동축(144)과 나란하게, 즉 상하방향으로 연장되도록 구비될 수 있다. 지지부(150)의 상부는 레버(130)에 연결되고 하부는 후술하는 비상구동부(160)에 연결될 수 있다. 지지부(150)는 레버(130)의 하부에 구비되고 상부가 개방되는 하우징(152)과, 상부는 레버(130)에 연결되고 하부는 하우징(152) 내부에 수용되는 지지축(154)과, 하우징(152) 내부에서 지지축(154)을 지지하는 탄성부재(156)를 포함할 수 있다. 이에 지지축(154)은 탄성부재(156)에 의해 지지되고 레버(130)의 이동방향에 따라 상하방향으로 이동할 수 있다.
이러한 구성을 통해 지지부(150)는 탄성부재(156)의 탄성을 이용하여 레버(130)의 하부에서 레버(130)를 상부측으로 가압함으로써 레버(130)의 이동 상태를 일정하게 유지시켜 줄 수 있다.
비상구동부(160)는 프레임(100)에 의해 지지되며, 지지부(150)의 하부에 구비될 수 있다. 이때, 비상구동부(160)의 적어도 일부는 프레임(100)을 관통하며 상하방향으로 이동 가능하도록 구비될 수 있다.
도 2를 참조하면, 비상구동부(160)는 비상구동부(160)는, 상부가 개방된 중공형의 요크(162)와, 요크(162) 내부에 구비되는 코일(163)과, 요크(162) 상부의 적어도 일부를 커버하는 덮개(164)와, 덮개(164), 코일(163) 및 요크(162)를 상하방향으로 관통하며 구비되는 작동로드(165)와, 작동로드(165)의 하부에 구비되는 작동디스크(166) 및 작동디스크(166) 상부에 작동로드(165)의 적어도 일부를 감싸도록 구비되는 스프링(168)을 포함할 수 있다. 이때, 작동로드(165)의 하부 단부에는 나사산이 형성되고, 작동디스크(166)는 작동로드(165)의 나사산과 치합되는 너트 등의 고정부재(167a, 167b)를 이용하여 작동로드(165)에 연결될 수 있다.
요크(162)와 덮개(164)는 코일(163)에서 발생하는 자력선의 통로로 사용되며, 자성체로 형성될 수 있다. 요크(162)는 프레임(100)과 일체형으로 형성될 수도 있고, 프레임(100) 상부에 설치될 수도 있다.
덮개(164)에는 요크(162) 내부에 수용되는 코일(163)에 전원을 인가하기 위한 플러그(미도시)가 구비될 수 있으며, 이 경우 플러그는 코일(163)과 전기적으로 접속 가능하도록 구비될 수 있다.
덮개(164)에는 작동로드(165)가 삽입될 수 있도록 제1관통구(164a)가 형성될 수 있으며, 요크(162)의 하부에도 제1관통구(164a)에 대응하는 위치에 제2관통구(164b)가 형성될 수 있다.
작동로드(165)는 일측, 예컨대 상부가 지지부(150)의 하우징(152) 하부에 연결된 상태로 덮개(164), 코일(163) 및 요크(162)를 관통하며 상하방향으로 배치될 수 있다. 작동로드(165)는 덮개(164) 및 요크(162) 전체 높이보다 길게 형성되고, 대략 'T'자형으로 형성될 수 있다. 이에 작동로드(165)의 상부는 하우징(152)에 연결된 상태로 덮개(164)에 의해 지지되고, 하부는 고정되지 않고 플로팅된 상태로 배치될 수 있다. 이때, 작동로드(165)의 하부에는 작동디스크(166)가 연결되어 있고, 작동디스크(166)는 요크(162)의 바닥면에 형성되는 제2관통구(164b)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되어 작동로드(165)는 요크(162)에 구속된 상태로 상하방향으로 이동할 수 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, 비상구동부(160)는 플러그를 통해 코일(163)에 전원이 인가되어 코일(163)에 자력이 발생하면 작동디스크(166)가 상승하게 되고, 이에 작동디스크(166)와 연결된 작동로드(165)가 상승하게 된다. 이에 비상구동부(160)는 구동축(144)을 따라 상승한 지지부(150)를 가압하여 작동로드(165)가 상승한 거리만큼 더 상승시킬 수 있다.
그리고 코일(163)에 인가되는 전원이 차단되면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 작동디스크(166)가 하강하고 이에 작동디스크(166)와 연결되어 있는 작동로드(165)도 하강하게 된다.
비상구동부(160)는 지지부(150)의 하부에 구비되어 지지부(150)의 이동 거리, 즉 상하방향으로 이동하는 거리(T1)를 증가시켜 회전하는 드럼(10)을 신속하고 정확하게 제동시킬 수 있다. 다시 말해서 비상구동부(160)는 구동부(140)의 작동에 의한 지지부(150)의 이동 거리(T0)에 비상구동부(160)의 이동 거리, 즉 비상구동부(160)의 작동로드(165)의 이동 거리(T1)만큼 증가시켜 드럼(10)의 외주면에 라이닝(122)을 더욱 강하고 정확하게 접촉시킬 수 있어 제동 시 발생하는 슬립 등을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 제동장치의 작동 방법에 대해서 설명한다.
도 4는 종래기술에 따른 제동장치의 사용상태를 보여주는 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제동장치의 사용 상태를 보여주는 도면이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 종래기술에 따른 제동장치의 지지부(150)는 구동부(140)의 작동에 의해 구동축(144)의 이동 거리(T0) 만큼 상하방향으로 이동할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제동장치의 지지부(150)는 차량 주행 시 구동부(140)와 비상구동부(160)에 전원이 인가되어 구동축(144)과 작동로드(165)은 상승하여 레버(130)를 지지할 수 있다.
이후 제동을 위해 구동부(140)와 비상구동부(160)에 인가되는 전원을 차단하거나, 비상 상황 발생 시 구동부(140)와 비상구동부(160)에 전원이 차단되면, 도 6에 도시된 바와 같이 상승하여 레버(130)를 지지하고 있던 구동축(144)과 작동로드(165)는 하강하게 된다. 이에 레버(130)는 구동축(144)과 함께 일정 거리, 예컨대 구동축(144)의 이동 거리(T0)만큼 하강하게 되고, 이때 레버(130)를 지지하고 있던 지지부(150)는 탄성부재(156)가 수축하면서 레버(130)를 하부로 잡아당기게 된다. 이에 레버(130)와 연결되는 제2고정부재(124) 및 제1고정부재(123)가 회동하면서 라이닝슈(121)를 드럼(10) 측으로 밀어 라이닝(122)을 드럼(10)의 외주면에 접촉시키게 된다.
이와 함께 지지부(150)의 하부에 구비되는 비상구동부(160)에 전원이 차단되어 작동로드(165) 및 작동디스크(166)가 하강하게 되고, 비상구동부(160)에 의해 지지되고 있던 지지부(150)가 작동로드(165)의 이동거리(T1)만큼 하강하게 된다.
이와 같이 지지부(150)의 이동 거리가 증가하면, 레버(130)를 더욱 강력하게 잡아당길 수 있기 때문에 레버(130)에 연결되는 제동 시 타이로드(125)의 변형량을 증가시킬 수 있다. 이를 통해 타이로드(125)와 연결되는 제1고정부재(123) 및 제2고정부재(124)의 회동량을 증가시킬 수 있으므로, 이들과 연결되는 라이닝슈(121)의 이동 거리가 증가 또는 라이닝슈(121)를 강하게 압박하여 라이닝(122)을 드럼(10)의 외주면에 강력하고 정확하게 접촉시켜 제동력을 향상시킬 수 있다. 또한, 타이로드(125)와 힌지 결합되어 있는 레버(130)가 제동시 결합부위를 통해 회동하여 제동력이 상실하는 것을 억제할 수 있어 차량을 안정적으로 제동시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 드럼 100: 프레임
110: 거치대 120: 제동부
130: 레버 140: 구동부
150: 지지부 160: 비상구동부

Claims (7)

  1. 회전 가능한 드럼의 외측에 배치되는 제동부;
    상기 제동부의 일측에 구비되고 상하방향으로 이동 가능한 구동축을 포함하는 구동부;
    상기 제동부와 상기 구동축을 회동 가능하게 연결하는 레버;
    상기 제동부와 상기 구동부의 사이에서 상기 레버의 하부에 구비되고, 상부가 개방되는 하우징과, 상부는 상기 레버에 연결되고 하부는 상기 하우징 내부에 수용되는 지지축과, 상기 하우징 내부에서 상기 지지축을 상하방향으로 이동 가능하도록 지지하는 탄성부재를 포함하는 지지부;
    상기 지지부의 하부에 상기 지지부와 연결되어 상기 지지축과 동일한 방향으로 이동 가능하도록 구비되는 비상구동부;
    상부에 상기 제동부, 상기 비상구동부 및 상기 구동부를 지지하는 프레임; 및
    상기 프레임의 하부에 구비되고, 상기 프레임의 저면을 지면 또는 설치장소로부터 이격시키는 거치대;를 포함하고,
    상기 비상구동부의 적어도 일부는 상기 프레임을 관통하며 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되는 제동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동부와 상기 비상구동부에 전원 인가 가능한 전원부를 포함하고,
    상기 구동부와 상기 비상구동부에 전원이 인가되면,
    상기 비상구동부는 상기 구동축을 따라 상승하는 지지부를 전원부로부터 전원이 인가되면 상기 구동축을 따라 상기 지지부를 상승시켜 상기 레버를 상부측으로 가압하고,
    상기 전원부로부터 공급되는 전원이 차단되면 상기 지지부를 하강시키는 제동장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 비상구동부는,
    상부가 개방된 중공형의 요크;
    상기 요크 내부에 구비되는 코일;
    상기 요크의 상부 적어도 일부를 커버하는 덮개;
    상기 덮개, 코일 및 요크를 관통하며 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되는 작동로드; 및
    상기 작동로드의 하부에 연결되는 작동디스크;
    를 포함하고,
    상기 작동로드는 상기 프레임을 관통하며 상기 하우징과 연결되어 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되는 제동장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 작동로드는 상기 구동축과 동일한 방향으로 이동하는 제동장치.
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