KR102535937B1 - 전자기 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

전자기 브레이크 시스템이 개시된다. 본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템은 차륜을 작동시키는 주행모터의 구동축과 함께 회전하는 브레이크 디스크, 상기 브레이크 디스크의 일측면에 밀착 또는 이격되도록 진퇴 가능하게 마련되는 아마츄어 디스크, 상기 아마츄어 디스크를 전진시켜 상기 브레이크 디스크에 밀착시키는 방향으로 탄성 가압하는 탄성부재, 전기적 신호에 의해 상기 아마츄어 디스크를 후퇴시켜 상기 브레이크 디스크로부터 이격시키는 인덕터 및 상기 아마츄어 디스크가 상기 브레이크 디스크에 밀착 시 상기 아마츄어 디스크와 상기 인덕터 사이에는 간극이 형성되되, 상기 브레이크 디스크의 마모에 의해 상기 간극이 증가하는 것을 억제하는 마모보상부를 포함하고, 상기 마모보상부는 상기 인덕터가 축 방향을 따라 이동 가능하게 수용되는 하우징바디와, 상기 인덕터에 밀착하여 상기 인덕터와 함께 전진하도록 상기 하우징바디를 따라 전진 가능하게 마련되는 조정캡을 포함하여 제공될 수 있다.

Description

전자기 브레이크 시스템{ELECTROMAGNETIC BRAKE SYSTEM}

본 발명은 전자기 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기적 신호를 이용하여 차량의 제동을 제어할 수 있는 전자기 브레이크 시스템에 관한 것이다.

승객 또는 화물을 운송하거나 특정 기능을 수행하는 각종 차량에는 제동을 구현하기 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되며, 운전자 및 화물의 안전을 위해 다양한 방식의 브레이크 시스템이 제안되고 있다. 종래에는 브레이크 오일 등의 가압매체를 활용하여 액압을 형성하고 이를 휠 실린더에 전달하여 차량의 제동을 구현하는 유압식 브레이크 시스템이 주로 적용되었으나, 오늘날에는 차량의 운용목적 또는 주행환경 등에 따라 다양한 구조 및 방식으로 이루어지는 브레이크 시스템이 시장에 소개되고 있다.

한편 최근에는 환경오염에 대한 인식이 중대해짐에 따라, 충전이 가능한 배터리로부터 전원을 공급받아 주행용 구동모터를 작동시키고, 구동모터에서 제공되는 동력을 차량의 동력원으로 사용하는 전기차가 각광을 받고 있다. 이러한 차량의 전동화는 승객을 운송하는 승용차량 뿐만 아니라, 각종 건설기계용 차량이나 지게차 등 특정한 목적을 수행하는 여러 종류의 차량에 점차적으로 폭 넓게 적용되고 있다.

그 중에서도 전동 지게차는 좁은 작업공간 내에서 신속하고 정확한 작업을 수행하기 위해 원활한 조향성 및 기동성이 요구되는 바, 좌측의 차륜과 우측의 차륜을 독립적으로 구동시키도록 주행용 구동모터가 차륜에 각각 마련되는 방식이 제안되고 있다. 일반적으로 전동 지게차는 주행용 구동모터에 인가되는 전류의 크기 또는 펄스를 제어하여 모터의 회전속도를 제한하거나, 주행용 구동모터의 구동축과 함께 회전하는 브레이크 디스크를 가압하여 전동 지게차의 제동을 수행하게 된다.

이 때, 지게차의 반복적인 제동에 의해 브레이크 디스크의 마모가 발생하면서 브레이크 디스크와 가압부재 사이에 간극이 점차적으로 증가하게 되는데, 이에 따라 지게차의 제동 시점이 지연되거나 또는 제동감이 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2020-0013544호(2020. 02. 07.)

본 실시 예는 브레이크 디스크가 마모되더라도 제동 성능을 유지할 수 있는 전자기 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 브레이크 디스크의 마모를 용이하게 보상해줄 수 있는 전자기 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 운전자가 느끼는 제동감 저하를 방지하여 제품의 신뢰성을 도모할 수 있는 전자기 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 브레이크 디스크의 교환 주기를 증가시켜 제품의 내구성과 수명을 향상시킬 수 있는 전자기 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 단순한 구조로서 제품의 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 전자기 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 구조를 단순화하여 제품의 제조원가를 절감할 수 있는 전자기 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 전동 지게차 등 다양한 차량의 주차 제동(파킹 브레이크)을 안정적으로 구현할 수 있는 전자기 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 차륜을 작동시키는 주행모터의 구동축과 함께 회전하는 브레이크 디스크; 상기 브레이크 디스크의 일측면에 밀착 또는 이격되도록 진퇴 가능하게 마련되는 아마츄어 디스크; 상기 아마츄어 디스크를 전진시켜 상기 브레이크 디스크에 밀착시키는 방향으로 탄성 가압하는 탄성부재; 전기적 신호에 의해 상기 아마츄어 디스크를 후퇴시켜 상기 브레이크 디스크로부터 이격시키는 인덕터; 및 상기 아마츄어 디스크가 상기 브레이크 디스크에 밀착 시 상기 아마츄어 디스크와 상기 인덕터 사이에는 간극이 형성되되, 상기 브레이크 디스크의 마모에 의해 상기 간극이 증가하는 것을 억제하는 마모보상부;를 포함하고, 상기 마모보상부는 상기 인덕터가 축 방향을 따라 이동 가능하게 수용되는 하우징바디와, 상기 인덕터에 밀착하여 상기 인덕터와 함께 전진하도록 상기 하우징바디를 따라 전진 가능하게 마련되는 조정캡을 포함하여 제공될 수 있다.

상기 하우징바디는 내부가 빈 중공의 원통 형상으로 마련되고, 상기 조정캡은 원판 형상으로 형성되어 상기 인덕터의 외향면에 대향되게 배치되며, 상기 마모보상부는 상기 하우징바디의 내주면에 형성되는 제1 나사산과, 상기 조정캡의 외주면에 형성되되 상기 제1 나사산에 치합하는 제2 나사산을 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 조정캡은 회전공구가 체결되는 체결구를 구비할 수 있다.

상기 주행모터와 상기 인덕터 사이의 간격을 유지하는 스페이서;를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 인덕터는 상기 인덕터의 내향면에 축 방향을 따라 함몰 형성되어 상기 스페이서가 삽입 및 결합되는 제1 수용홈을 포함하여 제공될 수 있다.

상기 스페이서와 상기 제1 수용홈의 결합력은 상기 조정캡에 의한 상기 인덕터를 전진시키는 가압력 보다 작게 마련될 수 있다.

상기 인덕터는 상기 인덕터의 내향면에 함몰 형성되어 상기 탄성부재의 적어도 일부가 삽입 및 수용되는 제2 수용홈을 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 하우징바디는 상기 주행모터의 내향면과 상기 브레이크 디스크의 타측면 사이에 마련되는 플랜지에 지지될 수 있다.

상기 스페이서는 일단이 상기 플랜지에 지지되고 타단이 상기 제1 수용홈에 삽입 및 지지되되, 상기 아마츄어 디스크를 관통하여 마련될 수 있다.

상기 스페이서를 상기 인덕터에 장착하는 체결부재;를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 인덕터의 외주면과 상기 하우징바디의 내주면 사이에 마련되어 상기 인덕터의 축 방향 이동을 안내하는 가이드부;를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 브레이크 디스크는 상기 구동축에 장착되는 튜브부와, 상기 튜브부의 외측 방향으로 확장 형성되어 상기 아마츄어 디스크에 대향하는 플레이트부를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 인덕터는 내측에 상기 구동축 및 상기 튜브부가 수용되는 제1 수용구를 구비할 수 있다.

상기 아마츄어 디스크는 내측에 상기 구동축 및 상기 튜브부가 수용되도록 축 방향을 따라 관통 형성되는 제2 수용구를 구비할 수 있다.

본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템은 브레이크 디스크의 마모에도 불구하고 차량의 제동 성능을 안정적으로 유지하는 효과를 가진다.

본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템은 브레이크 디스크의 마모를 용이하게 보상할 수 있는 효과를 가진다.

본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템은 운전자가 차량의 제동감 저하를 느끼지 않도록 하여 제품의 신뢰성 및 상품성이 향상되는 효과를 가진다.

본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템은 브레이크 디스크의 교환 주기를 증가시켜 제품의 수명과 내구성이 향상되는 효과를 가진다.

본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템은 단순한 구조로서 제품의 조립성 및 생산성이 향상되는 효과를 가진다.

본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템은 구조를 단순화하여 제품의 제조원가를 절감할 수 있는 효과를 가진다.

본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템은 전동 지게차 등 다양한 차량의 주차 제동(파킹 브레이크)을 안정적으로 수행하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템을 나타내는 측방향 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템을 나타내는 다른 방향의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템이 주차 제동을 수행하는 상태를 나타내는 측방향 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템이 주차 제동을 해제한 상태를 나타내는 측방향 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 마모보상부에 의해 브레이크 디스크의 마모에 따른 보상을 수행한 상태를 나타내는 측방향 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템을 나타내는 측방향 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100)을 나타내는 측방향 단면도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100)을 나타내는 서로 다른 방향의 분해 사시도이다.

먼저 주행모터(1)에 대해 간략히 설명하자면, 주행모터(1)는 전동 지게차 등 차량의 차륜(미도시)과 연결되어 차륜을 동작시키기 위한 구동력을 발생 및 제공할 수 있다. 주행모터(1)는 차량에 설치되는 배터리 등 전원장치(미도시)로부터 전기를 공급받아 작동함으로써 구동축(10)의 회전력으로 출력될 수 있으며, 구동축(10)은 차륜과 일체로 회전하도록 연결되어 차량이 주행할 수 있다. 주행모터(1)의 구동축(10)은 후술하는 본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100, 200)이 구조적으로 연결 및 장착될 수 있도록 주행모터(1)의 내향면(11a)(도 1 기준 우측면) 상에 노출될 수 있다.

또한 주행모터(1)의 하우징(11) 내부에는 고정 설치되는 고정자와, 구동축(10)과 함께 회전하도록 연결되는 회전자가 배치될 수 있다. 그러나 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서, 전기를 동력원으로 하여 차륜의 구동을 수행하고, 본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100, 200)에 의해 주차 브레이크 등 차량의 제동을 구현할 수 있다면 다양한 구조 및 작동방식을 갖는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100)은 차륜을 동작시키는 주행모터(1)의 구동축(10)과 함께 회전하는 브레이크 디스크(110), 브레이크 디스크(110)에 밀착 또는 이격되도록 축 방향을 따라 진퇴 가능하게 마련되는 아마츄어 디스크(120), 아마츄어 디스크(120)를 브레이크 디스크(110)에 밀착시키는 전진 방향으로 탄성 가압하는 탄성부재(130), 전기적 신호에 의해 아마츄어 디스크(120)를 후퇴시켜 브레이크 디스크(110)로부터 이격시키는 인덕터(140), 브레이크 디스크(110)의 마모 시 이를 보상하여 제동력 및 제동감을 유지시켜주는 마모보상부(150), 주행모터(1)와 인덕터(140) 사이의 간격을 발생 및 유지하는 스페이서(160), 스페이서(160)를 인덕터(140)에 장착시키는 체결부재(170)를 포함하여 마련될 수 있다.

브레이크 디스크(110)는 주행모터(1)의 구동축(10)에 연결 및 장착되어 구동축(10)과 함께 회전하도록 마련되며, 후술하는 아마츄어 디스크(120)와 접촉 또는 이격됨으로써 차량의 제동 또는 제동해제를 구현할 수 있다.

브레이크 디스크(110)는 주행모터(1)의 구동축(10) 둘레에 설치되는 튜브부(111)와, 튜브부(111)의 외측 방향으로 확장 형성되어 후술하는 아마츄어 디스크(120)와 접촉 가능하게 마련되는 플레이트부(115)를 포함한다. 튜브부(111)와 플레이트부(115)는 일체로 형성됨으로써 브레이크 디스크(110)가 단일의 부재 또는 단일의 부품요소로 마련될 수 있다.

튜브부(111)는 내측에 구동축(10)이 삽입 및 안착되도록 중공의 링 형상으로 마련될 수 있으며, 튜브부(111)의 내주면에는 허브(180)가 개재되어 허브(180)를 매개로 구동축(10)에 체결될 수 있다. 허브(180)는 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 허브(180)의 내주면은 스냅링(미도시)을 통해 구동축(10)과 결속되고, 허브(180)의 외주면은 튜브부(111)의 내주면과 서로 체결 및 결속됨으로써 구동축(10)과 허브(180) 및 튜브부(111)를 구비하는 브레이크 디스크(110)가 일체로 회전할 수 있다. 허브(180)의 외주면과 튜브부(111)의 내주면은 축 방향을 따라 형성되는 복수의 그루브(Groove)를 구비하는 스플라인 구조로 서로 맞물려 결합될 수도 있다.

플레이트부(115)는 튜브부(111)로부터 외경 방향으로 확장 또는 연장되어 원판의 형상으로 마련될 수 있다. 플레이트부(115)는 일측면(도 1 기준 우측면)이 후술하는 아마츄어 디스크(120)의 타측면(도 1 기준 좌측면)에 서로 대향하게 마련된다. 이로써 아마츄어 디스크(120)가 후술하는 탄성부재(130)에 의해 전진(도 1 기준 좌측방향) 가압되어 플레이트부(115)에 밀착됨으로써 제동이 구현되고, 후술하는 인덕터(140)에 의해 후퇴(도 1 기준 우측방향)하여 플레이트부(115)로부터 이격됨으로써 제동해제가 구현될 수 있다. 플레이트부(115)의 타측면(도 1 기준 좌측면)은 주행모터(1)의 내향면(11a) 상에 마련되는 플랜지(190)에 대향될 수 있다. 따라서 차량의 제동 시 필요에 따라 플레이트부(115)의 타측면과 플랜지(190)가 서로 밀착되어 플레이트부(115)의 양측면이 모두 마찰 접촉함으로써 차량의 제동을 보다 안정적으로 구현할 수 있다.

한편, 본 실시 예에서 설명하는 일측면 및 타측면은 특정 방향을 의미하는 것이 아니라, 발명에 대한 설명과 이해를 돕기 위해 부품요소의 상대적인 위치를 지칭하는 것이다. 즉, 본 실시 예에서 설명하는 일측면은 도 1을 기준으로 우측면을 의미하고 타측면은 도 1을 기준으로 좌측면을 의미하는 것으로서, 설명하고자 하는 대상 부위를 명확히 하기 위한 상대적 개념으로 이해되어야 할 것이다.

브레이크 디스크(110)는 후술하는 인덕터(140)에 전류 등의 전기적 신호가 인가되는 경우에도 이에 영향을 받지 않도록 비자성체로 이루어질 수 있다. 또한, 플레이트부(115)의 일측면 및 타측면에는 아마츄어 디스크(120) 또는 주행모터(1)와의 접촉 시 부품요소의 마모를 저감하고 소음을 방지할 수 있도록 고무재질의 라이닝(119)이 배치될 수 있다.

아마츄어 디스크(120)는 후술하는 탄성부재(130) 및 인덕터(140)에 의해 축 방향을 따라 진퇴 이동 가능하게 마련되어 브레이크 디스크(110)의 일측면에 밀착 또는 이격될 수 있다.

아마츄어 디스크(120)는 원판 형상으로 마련되되, 내측 중앙부에 구동축(10)과 허브(180) 및 튜브부(111)가 삽입 및 수용되도록 축 방향을 따라 관통 형성되는 수용구(125)가 마련될 수 있다. 또한, 수용구(125)의 외경 측에는 후술하는 스페이서(160)가 삽입 및 통과하는 복수개의 관통구(121)가 등간격으로 형성될 수 있다. 아마츄어 디스크(120)는 수용구(125)의 내주면이 튜브부(111)의 외주면과 서로 대향되게 배치됨에 따라, 아마츄어 디스크(120)의 축 방향 이동이 안내될 수 있다.

아마츄어 디스크(120)는 후술하는 탄성부재(130)에 의해 브레이크 디스크(110)의 플레이트부(115) 일측면에 밀착되는 전진 방향으로 탄성 지지될 수 있다. 후술하는 인덕터(140)에 전류 등 전기적 신호가 인가되지 않은 경우, 아마츄어 디스크(120)는 탄성부재(130)에 의해 전진하여 브레이크 디스크(110)의 플레이트부(115)에 밀착 및 마찰 접촉함으로써 브레이크 디스크(110) 및 이와 결속된 구동축(10)의 회전이 방지되어 차량의 제동을 구현할 수 있다. 이를 위해, 아마츄어 디스크(120)의 일측면(도 1 기준 우측면)은 탄성부재(130)에 접촉 및 지지될 수 있으며, 아마츄어 디스크(120)의 타측면(도 1 기준 좌측면)은 브레이크 디스크(110)의 플레이트부(115) 일측면(도 1 기준 우측면)에 대향되게 배치될 수 있다.

아마츄어 디스크(120)는 후술하는 인덕터(140)에 전류 등 전기적 신호가 인가될 경우 견인 및 후진(도 1 기준 우측방향)하여 브레이크 디스크(110)의 플레이트부(115)로부터 이격될 수 있다. 이를 위해 아마츄어 디스크(120)는 전자기력에 영향을 받아 변위가 발생될 수 있는 자성체로 이루어질 수 있다. 인덕터(140)의 전기적 신호에 의해 아마츄어 디스크(120)가 후진하여 차량의 제동을 해제하는 작동에 대해서는 후술하도록 한다.

탄성부재(130)는 아마츄어 디스크(120)를 브레이크 디스크(110)의 플레이트부(115) 일측면에 밀착시키는 방향으로 탄성 가압하도록 마련된다. 탄성부재(130)는 아마츄어 디스크(120)의 전 부위가 균일하게 탄성 지지될 수 있도록 복수개가 서로 등간격으로 배치될 수 있다. 탄성부재(130)는 후술하는 인덕터(140)에 축 방향을 따라 함몰 형성되는 수용홈(142)에 삽입 및 수용되어 설치될 수 있으며, 탄성부재(130)의 일단은 수용홈(142)의 내면에 접촉 및 지지되고, 타단은 아마츄어 디스크(120)의 일측면(도 1 기준 우측면)에 접촉 및 지지될 수 있다. 탄성부재(130)는 후술하는 인덕터(140)에 전류 등 전기적 신호가 인가되지 않는 상태에서 팽창 복원력에 의해 아마츄어 디스크(120)를 탄성 가압하여 전진시킴으로써, 아마츄어 디스크(120)가 브레이크 디스크(110)와 밀착 및 마찰 접촉하여 차량의 제동을 수행할 수 있다. 다만, 탄성부재(130)가 아마츄어 디스크(120)를 전진 방향으로 가압하는 탄성 복원력은 후술하는 인덕터(140)에 의해 아마츄어 디스크(120)를 후진시키는 인력보다 작게 형성함으로써 인덕터(140)의 작동 시 탄성부재(130)는 압축될 수 있다.

또한, 탄성부재(130)의 탄성 복원력은 후술하는 마모보상부(150)의 조정캡(152)에 의한 전진 가압력 보다 작게 마련됨으로써, 브레이크 디스크(110)의 마모 시 조정캡(152)의 회전에 의해 인덕터(140)를 전진(도 1 기준 좌측 방향)시킬 수 있다.

탄성부재(130)는 도면에 도시된 바와 같이 코일스프링으로 이루어져 아마츄어 디스크(120)를 탄성 지지할 수 있다. 그러나 해당 구조에 한정되는 것은 아니며 아마츄어 디스크(120)를 브레이크 디스크(110)에 밀착시키는 방향으로 탄성 가압하면서도, 후술하는 인덕터(140)의 전기적 신호에 영향을 받지 않는 비자성체로 이루어진다면 고무 또는 합성수지 등 다양한 구조 및 재질로 이루어지는 경우를 포함한다.

인덕터(140)는 전류 등의 전기적 신호에 의해 아마츄어 디스크(120)를 브레이크 디스크(110)로부터 이격시키도록 마련된다.

인덕터(140)는 내측에 구동축(10)과 허브(180), 브레이크 디스크(110)의 튜브부(111)가 수용되는 수용구(145)가 축 방향을 따라 관통 형성될 수 있으며, 전류나 인가전압 등의 전기적 신호를 전달받는 와이어(미도시)가 전기적으로 연결될 수 있다. 인덕터(140)에는 내측에 후술하는 스페이서(160)가 삽입 및 결합하도록 축 방향을 따라 관통 형성되는 제1 수용홈(141)와, 탄성부재(130)의 일단이 삽입 및 수용되도록 관통 형성되는 제2 수용홈(142)이 각각 복수개 마련될 수 있다. 인덕터(140)는 후술하는 마모보상부(150)의 하우징바디(151)의 내측에 장착 및 수용되되, 후술하는 마모보상부(150)에 의해 브레이크 디스크(110)의 마모를 보상 시 하우징바디(151)의 내측에서 축 방향을 따라 이동 가능하게 수용될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

인덕터(140)는 전류 또는 전압 등의 전기적 신호가 인가되면 전자기력이 발생되면서 자성체인 아마츄어 디스크(120)를 후진(도 1 기준 우측방향)시켜 브레이크 디스크(110)로부터 아마츄어 디스크(120)를 이격시킬 수 있다. 인덕터(140)의 작동에 의해 아마츄어 디스크(120)가 브레이크 디스크(110)로부터 이격되면, 브레이크 디스크(110)와 결속되는 구동축(10)의 회전이 가능해지므로 차량의 제동이 해제될 수 있다. 반대로, 인덕터(140)에 전류 등 전기적 신호가 소거되면 아마츄어 디스크(120)에 작용되는 전자기력이 소멸되고, 아마츄어 디스크(120)는 탄성부재(130)의 탄성 복원력에 의해 전진(도 1 기준 좌측방향)하여 브레이크 디스크(110)의 플레이트부(115)에 밀착됨으로써 차량의 제동이 수행될 수 있다.

마모보상부(150)는 반복적인 제동 작동에 따라 브레이크 디스크(110)의 마모에도 불구하고, 제동 시점이 지연되거나 제동감이 저하되는 것을 방지하도록 마련된다.

아마츄어 디스크(120)가 탄성부재(130)에 의해 탄성 가압되어 브레이크 디스크(110)에 밀착 시, 아마츄어 디스크(120)와 인덕터(140) 사이에는 간극(G)이 형성된다. 간극(G)이 형성됨에 따라 아마츄어 디스크(120)가 전진 및 후퇴할 수 있는 스트로크 영역이 확보됨으로써, 아마츄어 디스크(120)의 전진 시 차량의 제동이 작동되고, 아마츄어 디스크(120)의 후진 시 차량의 제동이 해제될 수 있다.

한편, 반복적인 제동 작동에 따라 브레이크 디스크(110)의 일측면에는 마모가 발생할 수 있으며, 이에 따라 아마츄어 디스크(120)와 인덕터(140) 사이에 형성되는 간극(G)이 점차적으로 증가하게 된다. 간극(G)이 증가한 상태에서 운전자가 제동을 구현하고자 하거나 제동을 해제하고자 하는 경우, 아마츄어 디스크(120)의 전진 및 후퇴하는 스트로크 영역 역시 증가하게 되므로 운전자의 작동 의도시점이 보다 늦어지게 되어 제동감이 저하되는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 간극(G)이 증가함에 따라 제동해제 시 인덕터(140)에서 발생되는 전자기력이 아마츄어 디스크(120)까지 원활하게 전달되지 않아 아마츄어 디스크(120)의 후퇴 작동이 지연되거나, 후퇴 이동이 즉각적으로 이루어지지 않아 제동해제가 신속하게 이루어지지 않는 문제점이 있다. 아울러, 이와 같은 제동시점 지연 또는 제동감 저하를 방지하기 위해 브레이크 디스크(110)의 교체를 수시로 진행할 경우 유지보수에 많은 시간과 비용이 투입되어야 하므로 비효율적이며, 자재의 낭비로 환경적으로 바람직하지 않다는 문제점이 있다.

이에 본 실시 예에 의한 마모보상부(150)는 아마츄어 디스크(120)와 인덕터(140) 사이의 간극(G)이 증가하는 것을 억제함과 동시에 간극(G)의 크기를 일정 범위로 유지해줌으로써, 브레이크 디스크(110)의 마모에 따른 보상을 수행하여 차량의 제동시점 지연, 제동감 저하를 방지하고 운용 및 유지보수의 효율성을 증대시키도록 마련된다.

마모보상부(150)는 내측에 인덕터(140)가 축 방향을 따라 이동 가능하게 수용되는 하우징바디(151)와, 하우징바디(151)를 따라 전진 가능하게 마련되되 인덕터(140)를 전진 방향으로 밀어주는 조정캡(152)와, 하우징바디(151)의 내주면에 형성되는 제1 나사산(151a)과, 조정캡(152)의 외주면에 형성되되 제1 나사산(151a)에 치합되는 제2 나사산(152a)과, 조정캡(152)의 회전을 발생시키는 회전공구(미도시)가 체결되는 체결구(153)을 포함하여 마련될 수 있다.

하우징바디(151)는 내부가 빈 중공의 원통 형상으로 형성되되, 내주면이 인덕터(140)의 외주면에 대향하도록 마련됨으로써 인덕터(140)가 하우징바디(151)의 내부에서 축 방향을 따라 이동할 수 있다. 하우징바디(151)는 지지 가능한 구조체, 일 예로 주행모터(1)의 하우징(11)에 장착되는 플랜지(190)에 내측단(도 1 기준 좌측단)에 설치 및 지지될 수 있으며, 외측단(도 1 기준 우측단)에는 조정캡(152)가 나사 결합될 수 있다.

조정캡(152)는 원판 형상으로 형성되되, 외주면이 하우징바디(151)의 내주면에 치합하도록 마련될 수 있다. 조정캡(152)의 내측면(도 1 기준 좌측면)은 인덕터(140)의 외향면에 밀착될 수 있도록 대향하게 배치될 수 있으며, 조정캡(152)가 전진함에 따라 인덕터(140)도 함께 전진함으로써, 브레이크 디스크(110)의 마모에도 불구하고 아마츄어 디스크(120)와 인덕터(140) 사이의 간극(G)이 일정 범위 내로 유지될 수 있다.

하우징바디(151)의 내주면과 조정캡(152)의 외주면은 서로 나사 결합될 수 있다. 이를 위해, 하우징바디(151)의 외측단 내주면에는 제1 나사산(151a)이 형성될 수 있으며, 조정캡(152)의 외주면은 제1 나사산(151a)에 치합하는 제2 나사산(152a)이 형성될 수 있다. 이로써 조정캡(152)의 회전 시 제2 나사산(152a)이 하우징바디(151)의 제1 나사산(151a)을 따라 이동하면서 조정캡(152)의 전진을 구현할 수 있으며, 조정캡(152)의 전진에 의해 이에 밀착되는 인덕터(140)도 함께 전진하여 간극(G)이 증가하는 것이 억제되고 일정 범위 내로 유지할 수 있다.

조정캡(152)의 일측면(도 1 기준 우측면)에는 조정캡(152)의 회전을 발생시키는 회전공구(미도시)가 체결되는 체결구(153)가 마련될 수 있다. 도 1 내지 도 3에서는 체결구(153)가 육각 단면을 갖는 돌출 구조로 마련된 것으로 도시되어 있으나, 해당 형태에 한정되는 것은 아니며, 회전공구가 안정적으로 체결되어 조정캡(152)의 회전을 도모할 수 있다면 사각 단면, 삼각 단면 등 다양한 단면 형상을 갖거나 함몰 형성되는 체결홈으로 마련되는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.

스페이서(160)는 주행모터(1)와 인덕터(140) 사이의 간격을 유지하도록 주행모터(1)와 인덕터(140) 사이에 개재될 수 있다. 스페이서(160)가 주행모터(1)와 인덕터(140) 사이에 간격을 유지해줌으로써, 아마츄어 디스크(120)가 전진 및 후진할 수 있는 스트로크 영역이 확보될 수 있다. 이를 위해, 스페이서(160)의 일단은 주행모터(1) 하우징(11)에 설치되는 플랜지(190)에 지지되고, 타단은 인덕터(140)의 내향면(140)에 함몰 형성되는 제1 수용홈(141)에 삽입 및 결합될 수 있다. 스페이서(160)는 주행모터(1)와 인덕터(140) 사이의 간격을 균일하고 안정적으로 유지할 수 있도록 복수개가 등간격으로 배치될 수 있다. 스페이서(160)는 앞서 설명한 바와 같이 아마츄어 디스크(120)를 관통하여 마련될 수 있다. 스페이서(160)는 체결부재(170)에 의해 인덕터(140) 상에 장착될 수 있으며, 체결부재(170)는 스페이서(160)를 관통하여 인덕터(140)에 결합됨으로써 스페이서(160)를 안정적으로 지지할 수 있다. 체결부재(170)는 핀 등으로 마련될 수 있다.

스페이서(160)는 제1 수용홈(141)의 내측에 압입되어 결합 및 지지될 수 있으나, 마모 발생 시 조정캡(152)의 전진에 의해 인덕터(140)도 함께 전진할 수 있도록 스페이서(160)와 제1 수용홈(141) 사이의 결합력은 조정캡(152)의 전진 가압력 보다 작게 마련될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100)의 작동에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100)이 제동을 수행하는 상태를 나타내는 측방향 단면도이다.

도 4를 참조하면, 전동 지게차의 운행이 종료되어 차량을 주차하고자 하는 경우, 차량의 시동 또는 전원을 끄게 됨에 따라 인덕터(140)에 인가되는 전기적 신호는 소거된다. 이에 따라 인덕터(140)에 의해 발생되는 전자기력이 제거되므로 아마츄어 디스크(120)에는 탄성부재(130)에 의한 탄성 복원력 만이 제공되어 아마츄어 디스크(120)가 전진(도 4 기준 좌측방향)한다. 아마츄어 디스크(120)가 전진하여 브레이크 디스크(110)의 플레이트부(115)와 밀착하게 되며, 마찰 접촉에 의해 브레이크 디스크(110)의 회전이 제한된다. 브레이크 디스크(110)의 튜브부(111)는 주행모터(1)의 구동축(10)에 체결되어 상호 간 회전운동이 서로 구속되는 바, 브레이크 디스크(110)의 회전 제한에 의해 구동축(10) 역시 회전이 제한됨으로써 차량의 주차 제동을 구현할 수 있다.

이 때, 아마츄어 디스크(120)가 전진함에 따라 브레이크 디스크(110) 역시 소정의 변위만큼 전진하여 브레이크 디스크(110)의 타측면(도 4 기준 좌측면)이 플랜지(190)에 밀착할 수 있으며, 이에 따라 브레이크 디스크(110)의 양측면이 각각 마찰 접촉하게 되는 바, 브레이크 디스크(110)의 회전이 보다 억제되어 차량의 제동 성능이 향상될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100)이 차량의 주차 제동을 해제하는 작동에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100)이 주차 제동을 해제한 상태를 나타내는 측방향 단면도이다.

도 5를 참조하면, 전동 지게차의 운행을 위해 차량의 주차 제동을 해제하고자 하는 경우, 인덕터(140)로 전류 또는 전압 등의 전기적 신호를 인가한다. 전기적 신호를 제공받은 인덕터(140)는 전자기력을 발생시키고, 전자기력에 의해 아마츄어 디스크(120)에 인력이 가해지게 된다. 아마츄어 디스크(120)에 가해지는 인력이 탄성부재(130)의 탄성 복원력 보다 크게 되면 아마츄어 디스크(120)가 후진(도 5 기준 우측 방향)하게 된다. 이에 따라 아마츄어 디스크(120)가 브레이크 디스크(110)의 플레이트부(115)로부터 이격되며, 이로써 아마츄어 디스크(120)가 브레이크 디스크(110) 및 구동축(10)의 회전을 제한하지 않으므로 차량의 주차 제동이 해제될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 마모보상부(150)에 의해 브레이크 디스크(110)의 마모에 따른 보상을 수행하는 작동에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 마모보상부(150) 브레이크 디스크(110)의 마모에 따른 보상을 수행한 상태를 나타내는 측방향 단면도이다.

도 6을 참조하면, 반복적인 제동 작동에 따라 브레이크 디스크(110)에 마모가 발생하게 되면, 탄성부재(130)에 의해 전진 방향(도 6 기준 좌측방향)으로 탄성 가압되는 아마츄어 디스크(120)가 원 위치보다 더욱 전진하게 되고 아마츄어 디스크(120)와 인덕터(140) 사이의 간극(G)이 증가하려는 동작이 발생하게 된다. 이 경우, 감지장치(미도시)가 아마츄어 디스크(120)와 인덕터(140) 사이의 간극(G)이 기 설정된 범위를 초과하는 것으로 감지한 경우 이를 디스플레이(미도시) 또는 경고음을 통해 운전자에게 전달하거나, 운전자가 제동시점 지연 또는 제동감 저하를 느낄 경우 체결구(153)에 회전공구(미도시)를 체결시킨 후 조정캡(152)를 회전시킬 수 있다.

하우징바디(151)와 조정캡(152)가 서로 나사 결합되어 마련되는 바, 조정캡(152)의 회전과 함께 전진하게 되고, 조정캡(152)가 인덕터(140)에 밀착하여 인덕터(140)도 함께 전진하게 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 스페이서(160)는 인덕터(140)의 제1 수용홈(141)에 삽입 및 지지된 상태로 마련되나, 조정캡(152)의 전진 가압력 보다 작은 결합력으로 마련되므로 인덕터(140)는 안정적으로 전진할 수 있다. 브레이크 디스크(110)의 마모에 의해 아마츄어 디스크(120)가 전진하나, 인덕터(140) 역시 조정캡(152)의 전진 가압에 의해 함께 전진하게 되므로, 아마츄어 디스크(120)와 인덕터(140) 사이에 형성되는 간극(G)의 증가가 억제됨과 동시에 일정 범위 내로 유지될 수 있으며, 이로써 제동시점 및 제동감 저하를 방지할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(200)에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(200)을 나타내는 측방향 단면도로서, 도 7을 참조하면 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(200)은 마모보상부(150)의 작동에 따라 인덕터(140)의 전진 시, 인덕터(140)의 이동을 안내하는 가이드부(290)를 더 포함하여 마련될 수 있다.

이하에서 설명하는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(200)에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100)에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.

가이드부(290)는 인덕터(140)의 축 방향 이동을 안내할 수 있도록 인덕터(140)의 외주면과 하우징바디(151)의 내주면 사이에 마련될 수 있다. 가이드부(290)는 인덕터(140)의 외주면 상에 축 방향을 따라 연장 형성되는 적어도 하나의 가이드돌기(291)과, 가이드돌기(291)가 인입될 수 있도록 하우징바디(151)의 내주면 상에 축 방향을 따라 함몰 형성되는 가이드레일(292)을 포함할 수 있다. 인덕터(140)는 하우징바디(151)의 내측에 장착 시, 가이드돌기(291)가 가이드레일(292)에 인입된 상태로 설치될 수 있으며, 이로써 마모보상부(150)에 의해 인덕터(140)의 전진 시 가이드돌기(291)가 가이드레일(292)을 따라 축 방향 이동을 안내함으로써, 인덕터(140)가 안정적으로 이동할 수 있다.

이와 같은 본 실시 예에 의한 전자기 브레이크 시스템(100, 200)은 브레이크 디스크(110)의 마모에도 불구하고, 마모보상부(150)에 의해 아마츄어 디스크(120)와 인덕터(140) 사이의 간극(G)을 일정 범위로 유지할 수 있으므로, 차량의 제동시점 지연이나 제동감 저하를 방지할 수 있으며, 나아가 브레이크 디스크(110)의 사용 연한을 증대시킬 수 있으므로 환경적 측면에서도 바람직하다.

100, 200: 전자기 브레이크 시스템
110: 브레이크 디스크 111: 튜브부
115: 플레이트부 119: 라이닝
120: 아마츄어 디스크 125: 수용구
130: 탄성부재 140: 인덕터
141: 제1 수용홈 142: 제2 수용홈
150: 마모보상부 151: 하우징바디
152: 조정캡 153: 체결구
160: 스페이서 170: 체결부재
180: 허브 290: 가이드부
291: 가이드돌기 292: 가이드레일

Claims (14)

1. 차륜을 작동시키는 주행모터의 구동축과 함께 회전하는 브레이크 디스크;
   상기 브레이크 디스크의 일측면에 밀착 또는 이격되도록 진퇴 가능하게 마련되는 아마츄어 디스크;
   상기 아마츄어 디스크를 전진시켜 상기 브레이크 디스크에 밀착시키는 방향으로 탄성 가압하는 탄성부재;
   전기적 신호에 의해 상기 아마츄어 디스크를 후퇴시켜 상기 브레이크 디스크로부터 이격시키는 인덕터; 및
   상기 아마츄어 디스크가 상기 브레이크 디스크에 밀착 시 상기 아마츄어 디스크와 상기 인덕터 사이에는 간극이 형성되되, 상기 브레이크 디스크의 마모에 의해 상기 간극이 증가하는 것을 억제하는 마모보상부;를 포함하고,
   상기 마모보상부는
   상기 인덕터가 축 방향을 따라 이동 가능하게 수용되는 하우징바디와, 상기 인덕터에 밀착하여 상기 인덕터와 함께 전진하도록 상기 하우징바디를 따라 전진 가능하게 마련되는 조정캡을 포함하고,
   상기 조정캡은
   중앙에 배치되어 회전공구가 체결되는 체결구를 구비하고,
   상기 하우징바디는 내부가 빈 중공의 원통 형상으로 마련되고,
   상기 조정캡은 원판 형상으로 형성되어 상기 인덕터의 외향면에 대향되게 배치되며,
   상기 마모보상부는
   상기 하우징바디의 내주면에 형성되는 제1 나사산과, 상기 조정캡의 외주면에 형성되되 상기 제1 나사산에 치합하는 제2 나사산을 더 포함하고,
   상기 인덕터의 외주면과 상기 하우징바디의 내주면 사이에 마련되어 상기 인덕터의 축 방향 이동을 안내하는 가이드부;를 더 포함하며,
   상기 하우징바디의 내주면에 형성되는 상기 가이드부와 상기 제1 나사산은 축방향을 따라 상호 이격 배치되는 전자기 브레이크 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 주행모터와 상기 인덕터 사이의 간격을 유지하는 스페이서;를 더 포함하는 전자기 브레이크 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 인덕터는
   상기 인덕터의 내향면에 축 방향을 따라 함몰 형성되어 상기 스페이서가 삽입 및 결합되는 제1 수용홈을 포함하는 전자기 브레이크 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 스페이서와 상기 제1 수용홈의 결합력은 상기 조정캡에 의한 상기 인덕터를 전진시키는 가압력 보다 작게 마련되는 전자기 브레이크 시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 인덕터는
   상기 인덕터의 내향면에 함몰 형성되어 상기 탄성부재의 적어도 일부가 삽입 및 수용되는 제2 수용홈을 더 포함하는 전자기 브레이크 시스템.
8. 제5항에 있어서,
   상기 하우징바디는
   상기 주행모터의 내향면과 상기 브레이크 디스크의 타측면 사이에 마련되는 플랜지에 지지되는 전자기 브레이크 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 스페이서는
   일단이 상기 플랜지에 지지되고 타단이 상기 제1 수용홈에 삽입 및 지지되되, 상기 아마츄어 디스크를 관통하여 마련되는 전자기 브레이크 시스템.
10. 제4항에 있어서,
    상기 스페이서를 상기 인덕터에 장착하는 체결부재;를 더 포함하는 전자기 브레이크 시스템.
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크는
    상기 구동축에 장착되는 튜브부와, 상기 튜브부의 외측 방향으로 확장 형성되어 상기 아마츄어 디스크에 대향하는 플레이트부를 포함하는 전자기 브레이크 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 인덕터는
    내측에 상기 구동축 및 상기 튜브부가 수용되는 제1 수용구를 구비하는 전자기 브레이크 시스템.
14. 제13항에 있어서,
    상기 아마츄어 디스크는
    내측에 상기 구동축 및 상기 튜브부가 수용되도록 축 방향을 따라 관통 형성되는 제2 수용구를 구비하는 전자기 브레이크 시스템.
    
    
    

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