KR102003534B1 - 산업용 롤러 브레이크장치 - Google Patents

Abstract

원재료 롤러가 장착되는 회전축(100)에 구비되어 회전축에 제동력을 부여하는 제동장치에 있어서, 상기 회전축과 연동되어 회동하되, 적어도 일면에 복수개의 자석삽입홈(311)이 형성되고 상기 각각의 요홈에 영구자석이 삽입 고정된 디스크프레임(31); 외주커버(11), 정면커버(12) 및 후면커버(13)를 포함하되, 회동되지 않도록 외부의 기계프레임에 고정되는 하우징(10); 상기 디스크 프레임(31) 요홈에 구비된 자석의 개방면에 소정간격 이격되어 구비되되, 상기 후면커버(13)에 체결되는 강자성의 강판(鋼板)디스크(80); 상기 강판(鋼板)디스크에 대하여 상기 회전축이 자유회전가능하도록 그 사이에 구비된 베어링(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 제동장치.
더 나아가, 상기 디스크프레임(31)의 외주를 감싸도록 밴드브레이크(50)가 더 구비되되, 일단은 정면커버에 고정되고, 타단은 케이블(51)에 의해서 장력이 조절되도록 케이블에 연결되며; 상기 강철밴드안쪽으로 구비된 마찰부재;를 포함하여, 상기 마찰부재가 상기 디스크프레임의 외주면을 가압하면서 발생하는 마찰력에 의해서 디스크프레임에 제동력을 부여하는 것을 특징으로 하는 산업용 제동장치이다.

Description

산업용 롤러 브레이크장치{The brake device for Industrial Rollers}

본 발명은 일정한 제동력을 필요로 하는 산업용 롤러의 브레이크 장치에 관한 것으로서, 자력에 의한 비촉접식 제동력과 밴드브레이크에 의한 접촉식 제동력을 동시에 활용이 가능하도록 한 브레이크 장치이다.

본원 발명과 같은 산업용 롤러 브레이크장치는 다양한 산업분야에서 이용된다. 거대한 롤러에 감겨 있는 원재료를 풀어내어서 제품을 생산하는 생산현장에서는 롤러에 감긴 원재료를 동일한 속도로 풀어내는 것이 필요하다. 즉, 원재료의 섬유원단, 펄프원단, 타이어반제품, 케이블 등을 생산공정을 위하여 풀어내는 경우, 잡아당기는 힘에 의해서 일정하게 풀릴 것이 요구된다.

만약, 너무 과도한 힘에 의해서 조여진 상태를 유지하는 경우 원재료를 풀어내는데에 너무 많은 에너지를 필요로 하게 되고, 만약 너무 쉽게 원재료가 풀리게 되면 원재료를 투입하는 것보다 더 많은 재료가 풀려버리는 문제가 생길 수 있으므로 일정한 장력으로 원재료가 풀릴 수 있도록 원재료를 감고 있는 롤러의 회전을 제어할 필요가 있게 된다.

이러한 브레이크 장치는 원재료를 풀어내는 경우뿐만 아니라, 일정한 속타이어 등을 제조하기 위한 연속물 반제품을 저장하는 랙(Rack) 또는 얼레(Bobbine) 등에 재료를 감는(Winding) 경우에도 필요하고, 반대로 성형을 위해 감겨진 반제품을 풀어낼(Unwinding) 때에 일정한 장력을 부여하기 위해 장착되는 브레이크(Brake)에 적합한 마그네틱 브레이크 장치를 필요로 한다.

이에 문헌 1과 같은 와전류를 이용한 마그네틱 브레이장치가 제안된 바 있다. 즉, 문헌 1의 브레이크장치는 와전류를 얻어낼 수 있도록 철로 된 튜브(1) 내면에 비자성금속체 식입홈을 형성하여 비자성금속체를 식입하고, 상기 튜브에 동심하여 회전하는 회전판을 구비하되 상기 회전판의 외주면에 식입홈을 형성하여 자석(3)이 식입하고, 자석의 수량과 비자성금속체의 수량에 의해서 브레이크력을 조절하는 기술사상이 개시되어 있다.

이러한 문헌 1의 브레이크장치는 회전판이 회전할때 발생하는 와전류현상(전자기 유도현상)으로 말미암아 회전판의 회전력을 방해하는 장력이 발생하게 된다.

하지만 현실적으로 와전류를 이용한 브레이크장치는 이상적이라고 할 수 있지만, 실제 거대한 산업용 롤러의 경우 그 중량이 매우 크기 때문에 적절한 회전력 및 제동력을 부여하도록 하기 위해서는 매우 큰 자력을 가진 자석을 필요로 하지만, 이를 실제적으로 구현하는 것이 어렵다.

이에 본원의 발명자는 현실적으로 구현이 가능하면서도 브레이크 제동력에 있어서 탁월한 성능과 유연성을 발휘할 수 있는 브레이크 장치를 고안하기에 이르렀다.

[문헌 1] 대한민국 특허공개공보 10-2015-0116598 (2015. 10. 16. 공개)

본원 발명은 대용량 제동력을 필요로 하는 산업현장에서 일정한 제동력을 유지하여 일정한 장력하에서 원재료를 공급할 수 있도록 하는 산업용 제동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명은 대용량 제동력을 산업현장의 필요에 따라서 용이하게 조절할 수 있는 조절수단을 구비하는 산업용 제동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본원 발명은

원재료 롤러가 장착되는 회전축(100)에 구비되어 회전축에 제동력을 부여하는 제동장치에 있어서,

상기 회전축과 연동되어 회동하되, 적어도 일면에 복수개의 자석삽입홈(311)이 형성되고 상기 자석삽입홈(311)에 영구자석이 삽입 고정된 디스크프레임(31);

외주커버(11), 정면커버(12) 및 후면커버(13)를 포함하되, 회동되지 않도록 외부의 기계프레임에 고정되는 하우징(10);

상기 디스크 프레임(31) 요홈에 구비된 자석의 개방면에 소정간격 이격되어 구비되되, 상기 후면커버(13)에 체결되는 강자성의 강판(鋼板)디스크(80);

상기 강판(鋼板)디스크에 대하여 상기 회전축이 자유회전가능하도록 그 사이에 구비된 베어링(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 제동장치를 제공한다.

바람직하게

상기 디스크프레임(31)의 외주를 감싸도록 밴드브레이크(50)가 더 구비되되, 상기 밴드브레이크(50)는 강철밴드안쪽에 마찰부재가 구비된 것으로서, 일단은 정면커버에 고정되고, 타단은 케이블(51)에 의해서 장력이 조절되도록 케이블에 연결됨으로써,

상기 마찰부재가 상기 디스크프레임의 외주면을 가압하면서 발생하는 마찰력에 의해서 디스크프레임에 제동력을 부여하는 것이다.

또한, 상기 케이블(51)에 의해서 밴드브레이크의 마찰력을 조절함에 있어서, 조절부(20)를 더 구비하되, 상기 조절부(20)는

상기 정면커버(11)외면에 구비되되, 조절부를 수동으로 회전시킬 손잡이를 구비하고, 상기 손잡이 하부로는 횡방향 중앙부를 상기 케이블이 관통하도록 통공이 형성된 몸체를 포함하는 조절레버(22);

상기 조절레버(22)를 지지하는 다수개의 홈이 원형패턴으로 구비되는 조절디스크(21);

상기 조절디스크(21)에 대해서 상대적으로 회동가능하도록 상기 조절레버(22)의 중심을 관통하도록 연결하는 회동축(23);

상기 회동축(23)에 평행하게 설치되되, 상기 회동축으로부터 반지름방향으로 일정간격 이격된 위치의 조절레버(22)에 관통하도록 설치되는 볼플런저(24);를 구비하되, 상기 볼플런저의 볼이 상기 조절디스크(21)의 홈에 안착되어 설치되도록 한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 강판(鋼板)디스크를 상기 회전축 사이에는 볼베어링이 구비되어 회전축이 강판(鋼板)디스크에 대해서 자유회전가능하도록 하되, 상기 볼베어링은 플랜지(60)의 일측에 견고하게 고정되고, 상기 플랜지의 타측에는 상기 자력디스크가 체결되되, 상기 플랜지와 상기 회전축 사이에는 파워록(40)이 구비되어 파워록의 조절에 의해서 상기 회전축과 상기 플랜지(60) 사이를 연결 또는 해제하여 동력전달을 제어할 수 있는 것이다.

본원 발명은 산업용 롤러 브레이크장치로서, 무동력으로 작동되는 것이므로 전력공급에 문제가 생겼을때 조차도 안정적으로 제동기능이 가능한 것이다.

본원 발명은 자력에 의한 제동효과 뿐만 아니라, 밴드마찰력에 의한 제동효과를 동시에 제공하기 때문에 대용량의 제동력을 필요로 하는 산업용 제동장치에 효율적으로 활용될 수 있다.

본원 발명은 밴드마찰력을 용이하게 조절할 수 있는 조절레버를 구비하여 마찰부재의 마모 및 기타 제동력을 조절할 필요가 있는 경우에 용이하게 제동력 조절이 가능한 것이다.

도 1은 본원 발명의 브레이크장치에 대한 분해사시도
도 2는 본원 발명의 브레이크장치에 대한 파단 분해사시도
도 3은 본원 발명의 브레이크장치에 대한 종방향 단면도
도 4는 본원 발명의 브레이크장치에 대한 횡방향 단면도
도 5는 본원 발명의 브레이크장치에 있어서, 조절레버의 작동기구에 대한 파단 분해사시도

본원 발명은 산업용 제동장치에 관한 것으로서, 구체적으로 산업용 원재료의 풀림을 일정하게 산업용 브레이크장치에 관한 것이다.

첨부된 도면을 참조하여 본원 발명에 따른 산업용 브레이크장치의 바람직한 실시예에 대해서 설명하도록 한다.

도 1, 2는 본원 발명의 브레이크장치에 대한 분해사시도 및 파단면을 함께 보여주는 파단 분해사시도로서,

산업용 원재료가 권취된 롤을 회전축(100)에 결합하는 것으로서, 산업현장에서 롤의 원재료가 풀려짐에 따라서 회전축이 회전하게 된다. 상기 회전축(100)에는 자력디스크(30)가 일체로 결합되어 회전축의 회전과 더불어 자력디스크가 회동되는 것이다.

상기 자력디스크(30)와 회전축을 일체로 고정하기 위해서는 회전축과 자력디스크 사이에 키(key)로서 결합하는 것이 가능하며, 또는 도 1에서 도시된 바와 같이, 파워록(40), 플랜지(60)에 의해서 상기 자력디스크(30)를 회전축에 결합하거나 결합을 해제하는 것이 가능하다. 상기 파워록(40)은 상기 플랜지(60)의 내경과 회전축의 외경 사이에 개재되어 회전축의 회전력을 플랜지에 제공하게 된다.

상기 플랜지(60)는 상기 자력디스크(30)에 구비된 체결공을 통해서 체결되어 플랜지의 회전력이 자력디스크에 전달되어 자력디스크를 회전시키게 된다. 다만, 본원발명에서는 회전디스크의 회전력을 제어하기 위해서 외부에서 제동력을 가하게 된다. 즉, 상기 자력디스크(30)의 적어도 한쪽면에 강판(鋼板)디스크(80)이 배치되되, 상기 강판(鋼板)디스크는 하우징(10)과 일체로 체결되어 외부의 프레임에 고정되게 되므로, 하우징과 강판(鋼板)디스크는 고정된 상태를 유지하게 된다. 이와 같이 고정된 하우징은 내부의 자력디스크의 회동을 억제하게 된다.

바람직하게 상기 하우징(10)은 상기 자력디스크를 감싸는 외주커버(11), 자력디스크의 일측면을 보호하는 정면커버(12)와 상기 자력디스크의 타측면을 보호하는 후면커버(13)를 포함하는 것이다.

상기 하우징은 내부에 마련된 강판(鋼板)디스크(80)과 일체로 형성하기 위해서 상기 후면커버(13)에 나사로서 체결하는 것이 바람직하다. 그럼으로써 상기 자력디스크는 상기 강판(鋼板)디스크(80)에 대해서 인력(引力)를 작용하게 되므로, 자력디스크를 포함하는 회전축의 회동을 억제하게 된다.

상기 자력디스크의 외주에는 밴드브레이크를 부가하는 것이 가능한데, 밴드브레이크(50)는 자력디스크의 외주면과 접촉하는 위치에 마찰부재를 구비하고 밴드를 가압함으로써 마찰부재에 의한 마찰력이 작용하도록 한다. 상기 밴드브레이크의 마찰력은 도 3에 도시된 바와 같은 조절부(20)를 통해서 조절이 가능하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 자력디스크(30)에 작용하는 밴드브레이크의 마찰력은 조절부(20)에 의해서 당겨지는 케이블의 장력으로 조절되게 된다. 즉, 조절부는 사용자의 조작으로 조절레버 및 그의 몸체의 회전이 이뤄지게 되고, 상기 몸체의 회전과 함께 몸체의 횡방향 통공을 관통하는 케이블을 감아내면서 케이블이 밴드브레이크의 밴드를 잡아당기게 됨으로 인해서 밴드브레이크의 마찰부재가 자력디스크의 외주를 감싸 가압하게 되고, 이로 인해서 마찰력이 증가하게 되는 것이다. 또한 이때 일단 조절된 조절레버(22)가 원위치로 복귀되지 않도록 하기 위해서는 조절레버가 조정된 상태를 유지하도록 위치유지수단이 필요한데, 이때 조절레버의 중심축방향과 평행하게 조절레버를 관통하는 볼플런저가 구비되어 맞닿는 조절디스크(21)의 표면에 형성된 동심을 따라서 형성된 복수개의 홈에 안착되어 이러한 기능을 수행하게 된다. 상기 볼플런저(24)는 내부에 볼이 스프링에 의해서 지지된 상태로 결합되어 있어서 탄성적으로 볼이 길이방향으로 왕복 이동하게 된다.

본원 발명의 브레이크장치는 모든 구성들이 결합된 상태에서 도 3의 횡단면도에서 보여지는 바와 같이, 구성될 수 있는 것이다. 즉, 본원발명은 전체가 결합된 상태에서 파워록(40)을 관통하도록 회전축이 삽입되고, 파워록의 조절에 의해서 회전축에 결합되거나 결합이 해제될 수 있는 것이다.

상기 회전축의 회전에 따라서 결합된 파워록이 회전하게 되고 그와 함께 플랜지(60)이 함께 회전하게 된다. 상기 플랜지의 회전과 함께 상기 플랜지에 일체로 체결되는 자력디스크(30)를 함께 회동시키게 된다. 상기 회전축(100)이 강판(鋼板)디스크 및 하우징에 대해서 자유롭게 회동이 가능하도록 플랜지(60)과 강판(鋼板)디스크(80) 사이에 베어링(70)이 개재되는 구조를 가지도록 한다. 그러나 하우징은 외부의 프레임에 고정된 상태를 유지하여 움직일 수 없는 것이므로, 상기 하우징과 함께 체결되는 강판(鋼板)디스크(80)가 자력디스크와의 자력에 의해서 자력디스크의 회동을 억제 하게 된다. 자력디스크의 삽입홈에 안착 고정되는 영구자석은 원통형 영구자석을 이용하되, 네오디늄 자석을 통하여 강력한 자력을 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 밴드브레이크(50)에 의해서 자력디스크의 외주면을 가압하게 됨에 따라서 자력디스크의 회동을 동시에 억제 할 수 있게 된다.

도 4에서 살피는 바와 같이, 조절부(20)의 회동에 의해서 케이블의 감아냄으로써 밴드브레이크가 자력디스크의 외주면에 가하는 가압력을 조절할 수 있고, 이에 따라서 자력디스크의 회동을 제어하는 제동기능을 수행할 수 있게 된다. 특히 산업용 원재료를 풀어내는 수단으로서 브레이크 장치를 활용하는 것이므로, 완전한 제동이 아니라, 적당한 속도와 긴장도를 가지고 원재료를 풀어낼 수 있는 것이 바람직하다.

도 5는 밴드브레이크의 마찰력, 즉 자력디스크의 외주에 대한 마찰력을 조절하기 위해 케이블의 장력을 조절하게 된다. 케이블은 조절레버 몸체(222)를 관통하는 통공에 삽입되어 상기 조절레버의 회전에 의해서 케이블을 몸체(222)에 감을 수 있게 됨에 따라서 밴드디스크의 장력을 조절 할 수 있게 된다. 그리고 조절레버가 저절로 원상태로 복귀되는 것을 방지하기 위해서 조절디스크의 표면상의 원을 따라서 구비된 복수개의 홈에 볼플런저를 안착시킨다. 상기 볼플런저는 상기 조절레버의 중심축으로부터 일정간격 이격된 위치에 2개 이상 구비하도록 한다. 볼플런저는 외주에 수나사산이 구비되고, 상기 조절레버의 안쪽에 형성된 암나사산에 체결되도록 한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 회전축
10 : 하우징
11 : 외주커버
12 : 정면커버
13 : 후면커버
20 : 조절부
21 : 조절디스크
22 : 조절레버
221 : 조절손잡이
222 : 몸체
23 : 회동축
231 : 통공
24 : 볼플런저
241 : 케이스
242 : 볼
243 : 스프링
30 : 자력디스크
31 : 디스크프레임
311 : 자석삽입홈
32 : 영구자석
40 : 파워록
50 : 밴드브레이크
51 : 케이블
52 : 마찰부재
60 : 플랜지
61 : 체결공
70 : 베어링
80 : 강판(鋼板)디스크

Claims (4)

1. 원재료 롤러가 장착되는 회전축(100)에 구비되어 회전축에 제동력을 부여하는 브레이크장치에 있어서,
   상기 회전축과 연동되어 회동하되, 적어도 일면에 복수개의 자석삽입홈(311)이 형성되고 상기 자석삽입홈(311)에 영구자석이 삽입 고정된 디스크프레임(31);
   외주커버(11), 정면커버(12) 및 후면커버(13)를 포함하되, 회동되지 않도록 외부의 기계프레임에 고정되는 하우징(10);
   상기 디스크 프레임(31) 요홈에 구비된 자석의 개방면에 소정간격 이격되어 구비되되, 상기 후면커버(13)에 체결되는 강자성의 강판(鋼板)디스크(80);
   상기 강판(鋼板)디스크에 대하여 상기 회전축이 자유회전가능하도록 그 사이에 구비된 베어링(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 롤러 브레이크장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 디스크프레임(31)의 외주를 감싸도록 밴드브레이크(50)가 더 구비되되, 상기 밴드브레이크(50)는 강철밴드안쪽에 마찰부재가 구비된 것으로서, 일단은 정면커버에 고정되고, 타단은 케이블(51)에 의해서 장력이 조절되도록 케이블에 연결됨으로써,
   상기 마찰부재가 상기 디스크프레임의 외주면을 가압하면서 발생하는 마찰력에 의해서 디스크프레임에 제동력을 부여하는 것을 특징으로 하는 산업용 롤러 브레이크장치
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 케이블(51)에 의해서 밴드브레이크의 마찰력을 조절함에 있어서, 조절부(20)를 더 구비하되,
   상기 조절부(20)는
   상기 정면커버(12)외면에 구비되되, 조절부를 수동으로 회전시킬 손잡이를 구비하고, 상기 손잡이 하부로는 횡방향 중앙부를 상기 케이블이 관통하도록 통공이 형성된 몸체를 포함하는 조절레버(22);
   상기 조절레버(22)를 지지하는 다수개의 홈이 원형패턴으로 구비되는 조절디스크(21);
   상기 조절디스크(21)에 대해서 상대적으로 회동가능하도록 상기 조절레버(22)의 중심을 관통하도록 연결하는 회동축(23);
   상기 회동축(23)에 평행하게 설치되되, 상기 회동축으로부터 반지름방향으로 일정간격 이격된 위치의 조절레버(22)에 관통하도록 설치되는 볼플런저(24);를 구비하되, 상기 볼플런저의 볼이 상기 조절디스크(21)의 홈에 안착되어 설치되도록 한 것을 특징으로 하는 산업용 롤러 브레이크장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 강판(鋼板)디스크를 상기 회전축 사이에는 볼베어링이 구비되어 회전축이 강판(鋼板)디스크에 대해서 자유회전가능하도록 하되, 상기 볼베어링은 플랜지(60)의 일측에 견고하게 고정되고, 상기 플랜지의 타측에는 상기 디스크프레임(31)이 체결되되, 상기 플랜지와 상기 회전축 사이에는 파워록(40)이 구비되어 파워록의 조절에 의해서 상기 회전축과 상기 플랜지(60) 사이를 연결 또는 해제하여 동력전달을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 산업용 롤러 브레이크장치.
   

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