KR200201548Y1 - 마그네트 스러스터 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

오일을 사용하지 않고 전자석의 힘을 이용하여 압상력을 얻도록 함으로서 보다 정확하고 신뢰성 있는 브레이크 동작이 이루어질 수 있도록 하면서, 브레이크 제동력의 완급을 조절할 수 있도록 이루어진 마그네트 스러스터 브레이크장치에 관한 것이다.

이러한 마그네트 스러스터 브레이크장치는 베이스와, 이 베이스에서 회전체를 사이에 두고 서로 대향되는 자세로 힌지 고정되고 내측으로 브레이크 패드가 설치된 제1,2지지대와, 상기 제1지지대와 직교 방향으로 힌지 연결되는 레버와, 이 레버와 제2지지대 사이에 힌지 연결되어 레버와 연동되는 구동부와, 상기 레버와 직교방향으로 연결되어 자력의 힘으로 레버를 승강시키는 스러스터와, 상기 스러스터에 전기적인 제어신호를 가해 구동시키거나 구동해제시키는 제어장치와, 상기 레버와 지지부 사이에 상향 탄발력을 받도록 설치되고, 상기 브레이크 패드를 회전체에 밀착시켜 제동상태를 유지하는 탄성부재를 포함하는 마그네트 스러스터 브레이크장치를 제공한다.

Description

마그네트 스러스터 브레이크 장치{DEVICE OF MAGNETIC THRUSTOR BRAKE}

본 고안은 마그네트 스러스터 브레이크장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오일을 사용하지 않고 전자석의 힘을 이용하여 압상력을 얻도록 함으로서 보다 정확하고 신뢰성 있는 브레이크 동작이 이루어질 수 있도록 하면서, 브레이크 제동력의 완급을 조절할 수 있도록 이루어진 마그네트 스러스터 브레이크장치에 관한 것이다.

일반적으로 스러스터 브레이크(thrustor brake)장치는 천장 크레인 또는 컨베이어 등과 같은 가동중인 산업설비의 동작을 정지시키기 위하여 사용되는 제동장치로서, 회전축과 함께 회전하는 제동용 드럼 또는 디스크에 마찰계수가 높은 패드를 서서히 압박하여 부드럽게 제동하므로서 운반물과 운반설비의 안정을 위하여 완충제동을 하는 브레이크다.

도 4는 종래 기술에 의한 스러스터 브레이크 장치의 측면도로서, 통상적으로 사용되는 스러스터 브레이크 장치는 베이스(52)와, 이 베이스(52)에서 회전체(54)를 사이에 두고 서로 대향되는 자세로 힌지 고정되고 내측으로 브레이크 패드(56)가 설치된 제1,2지지대(58a)(58b)와, 상기 제1지지대(58a)와 직교 방향으로 힌지 연결되는 레버(60)와, 이 레버(60)와 제2지지대(58b) 사이에 힌지 연결되어 상기 레버(60)의 작동과 함께 연동되는 구동부(62)와, 상기 레버(60)와 직교방향으로 연결되어 모터(64)의 구동에 의하여 유압으로 레버(60)를 승강시키는 스러스터(66)와, 상기 레버(60)와 지지부(68) 사이에 상향 탄발력을 받도록 설치되고, 상기 브레이크 패드(56)를 회전체(54)에 밀착시켜 제동상태를 유지하는 탄성부재(70)를 갖는다.

이러한 스러스터 브레이크 장치는 전원을 공급받아 모터(64)가 회전하면, 스러스터(66) 내부의 오일이 이동하면서 레버(60)가 탄성부재(70)의 탄력을 극복하고 탄성부재(70)를 압축하면서 오일의 압력으로 상승된다.

레버(60)가 상승되면 구동부(62)가 도면에서 보아 우측으로 이동하여 제1,2지지대(58a)(58b)를 회전체(54) 외측으로 밀어 제동상태로 유지하고 있던 브레이크패드(56)를 회전체(54)로부터 이완시켜 회전체(54)가 회전 가능한 상태로 된다.

반대로 회전중인 회전체(54)를 정지하려면, 모터(64)에 공급되는 전원을 차단하면 오일공급이 중단되어 레버(60)를 밀어 올리던 오일압력이 서서히 낮아짐과 동시에 압축되었던 탄성부재(70)의 복원력에 의하여 레버(60)가 하강하고, 이에 따라 양쪽으로 벌어진 구동부(62)가 원위치 되면서 브레이크패드(56)가 회전체(54)에 밀착되어 제동을 하게된다.

그러나, 이와 같은 종래의 스러스터 브레이크 장치는 오일압력을 이용하여 회전체(54)를 제동하거나 제동해제 하게되는데, 레버(60)가 상승된 상태 즉, 브레이크가 해제된 상태를 유지하려면 모터(64)는 계속해서 구동해야됨으로 모터(64)의 수명 단축과 소음발생 및 많은 전력이 소모되는 문제점이 있다.

또한 유압용 오일을 사용함으로 장기간 사용하면 스러스터(66)에서 누유가 발생될 수 있고, 이러한 것으로 인하여 주변환경을 오염시킬 뿐만 아니라 적정한 유압력을 얻을 수 없어 제동력이 저하되고 브레이크 패드가 쉽게 마모되거나 고장발생의 원인으로 작용할 수도 있다.

그리고 내부구조가 복잡하여 점검 및 보수가 불편하고, 부품의 소손이나 고장발생의 빈도가 빈번하게 발생된다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 전자석의 힘을 이용하여 압상력을 얻도록 함으로서 보다 정확하고 신뢰성 있는 브레이크 동작이 이루어질 수 있도록 하면서, 브레이크 제동력의 완급을 조절할 수 있는 마그네트 스러스터 브레이크장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 실현하기 위하여, 베이스와, 이 베이스에서 회전체를 사이에 두고 서로 대향되는 자세로 힌지 고정되고 내측으로 브레이크 패드가 설치된 제1,2지지대와, 상기 제1지지대와 직교 방향으로 힌지 연결되는 레버와, 이 레버와 제2지지대 사이에 힌지 연결되어 레버와 연동되는 구동부와, 상기 레버와 직교방향으로 연결되어 자력의 힘으로 레버를 승강시키는 스러스터와, 상기 스러스터에 전기적인 제어신호를 가해 구동시키거나 구동해제시키는 제어장치와, 상기 레버와 지지부 사이에 상향 탄발력을 받도록 설치되고, 상기 브레이크 패드를 회전체에 밀착시켜 제동상태를 유지하는 탄성부재를 포함하는 마그네트 스러스터 브레이크장치를 제공한다.

상기 스러스터는 제어장치에 의하여 전원을 공급받는 고정철심과, 이 고정철심의 내측에 설치되어 자력을 발생시키는 여자코일과, 이 여자코일의 자력에 의하여 승강 작동하는 이동철심과, 상기 이동철심이 작동된 상태를 감지하는 위치센서와, 이동철심의 하강시 충격을 흡수하여 부드러운 제동이 되도록 하는 완충기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 마그네트 스러스터 브레이크장치의 측면도.

도 2는 본 고안에 따른 마그네트 스러스터 브레이크장치의 주요부분 작동상태도.

도 3은 본 고안에 따른 마그네트 스러스터 브레이크장치의 작동상태도.

도 4는 종래 기술에 의한 스러스터 브레이크 장치의 측면도.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 고안에 의한 스러스터 브레이크 장치는, 베이스(2)와, 이 베이스(2)에서 회전체(4)를 사이에 두고 서로 대향되는 자세로 힌지 고정되고 내측으로 브레이크 패드(6)가 설치된 제1,2지지대(8a)(8b)와, 상기 제1지지대(8a)와 직교 방향으로 힌지 연결되는 레버(10)와, 이 레버(10)와 제2지지대(8b) 사이에 힌지 연결되어 레버(10)의 작동과 함께 연동되는 구동부(12)와, 상기 레버(10)와 직교방향으로 연결되어 자력의 힘으로 레버(10)를 승강시키는 스러스터(14)와, 상기 스러스터(14)에 전기적인 제어신호를 가해 스러스터(14)를 구동시키거나 구동해제시키는 제어장치(16)와, 상기 레버(10)와 지지부(18) 사이에 상향 탄발력을 받도록 설치되고, 상기 브레이크 패드(6)를 회전체(4)에 밀착시켜 제동상태를 유지하는 탄성부재(20)를 갖는다.

상기 스러스터(14)는 본 실시예에서는 전자석의 원리를 이용한 마그네트로 이루어지며, 전자석의 기동속도를 높이기 위하여 제어장치(16)의 제어에 의하여 초기 인가전압을 높게 하고 전자석이 작동된 상태가 확인되면 인가전압을 낮추어 소비전력을 최소화하면서 열손실이 적게 발생되도록 하는 것으로서, 상기 제어장치는 이 분야에서 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에 의한 스러스터(14)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 고정철심(22)과, 이 고정철심(22)의 내측에 설치되어 자력을 발생시키는 여자코일(24)과, 이 여자코일(24)의 자력에 의하여 승강 작동하는 이동철심(26)과, 상기 이동철심(26)이 작동된 상태를 감지하는 위치센서(28)와, 이동철심(26)의 하강시 충격을 흡수하여 부드러운 제동이 되도록 하는 완충기(30)를 포함한다.

상기 여자코일(24)의 전원공급 및 차단은 제어장치(16)의 제어에 의하여 이루어지고, 상기 이동철심(26)에는 스러스터(14)의 외측으로 돌출되는 축(32)이 고정되며, 이 축(32)의 타측은 레버(10)에 힌지 고정된다.

상기 축(32)의 외측으로는 스러스터(14)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단하는 방진막(34)이 제공되는데, 이 방진막(34)은 자바라 형태로 이루어져 축(32)의 승강시 펴지거나 접히도록 되어있다.

그리고 상기 완충기(30)는 하우징(36)과, 이 하우징(36)에서 일반적인 기계장치에서 사용되는 유압, 공기압, 스프링 등의 압력으로 승강되는 피스톤(38)으로 이루어지며, 이동철심(26)이 상승할 때 피스톤(38)도 동시에 상승되며, 반대로 상승된 이동철심(26)이 하강할 때 상기 유압, 공기압, 스프링 등의 힘에 의하여 피스톤(38)이 서서히 하강하도록 하여 제동력이 부드럽게 작용할 수 있도록 되어있다.

이러한 완충기(30)에는 설치된 설비에 적합하도록 제동속도를 조절할 수 있는 하강속도 조절기(40)가 장착되어 제동속도를 조절할 수 있도록 되어있다.

이와 같은 구조를 갖는 마그네트 스러스터 브레이크는 장치는, 도 1 및 도 2a의 상태에서 제어장치(16)로부터 코일(24)에 전기적인 제어신호(직류전압)를 인가하면, 상기 코일(24)에 자력이 발생되어 이동철심(26)이 자력에 의하여 상승되고 이와 동시에 축(32)이 상승되면서 레버(10)를 제1지지대(8a)쪽으로 밀어준다.

그러면 도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같이 제어신호가 인가되기 전 까지 탄성부재(20)의 힘에 의해 브레이크 패드(6)가 회전체(4)에 밀착하여 제동 상태로 유지하고 있던 레버(10)가 탄성부재(20)의 탄력을 극복하고 탄성부재(20)를 압축하면서 상승되고, 이때 베이스(2)에 힌지 결합된 제1,2지지대(8a)(8b)가 회전체(4)의 양측으로 벌어지면서 회전체(4)에 밀착되어 있던 브레이크패드(6)를 이완시켜 회전체(4)를 자유롭게 회전할 수 있도록 개방한다.

이러한 동작시 마그네트 브레이크에 사용되고 있는 여자코일(24)은 유도성 부하로서 코일의 전류를 급상승 또는 급하강 시키기가 어려운데, 그 이유는 유도성 부하에 공급 전류에 따라 상응하는 자력을 발생시키지만, 부하측에서는 전자력의 발생에 따라 그 전자력의 변화분만큼 동일 극성의 전압을 발전(發電)하여 전원쪽으로 되돌리려고 하기 때문이다.

즉, 코일(24)에 전압이 인가되어 부하 전류가 흐르기 시작하면, 상기 코일(24)에 전류가 증가하면서 자속도 증가되어 전류의 흐름을 방해하는 방향으로 전압을 유도하여 전류는 급속히 증가하지 못하고 과도현상을 보이며 서서히 증가한다.

따라서 전압을 가해도 부하에서 생기는 유도전압의 반작용으로 전류가 정상치까지 상승하는데는 일정한 시간을 필요로 하며, 이와 같이 초기 기동시 과도현상으로 인한 브레이크의 개방속도가 느려지는데, 이러한 것을 향상시키기 위한 방안이 본 실시예에 제시되어 있다.

그러한 것은 제어장치(16)의 제어에 의하여 코일(24)에 인가되는 초기인가전압을 높게하여 기동속도를 향상시키고, 이동철심(26)이 작동된 상태를 위치센서(28)가 감지하면, 제어장치(16)의 제어에 의하여 인가전압을 낮추어 브레이크가 정확하게 작동되거나 해제될 수 있도록 함으로서 달성될 수 있다.

상기 위치센서(28)의 신호는 제어장치(16) 내부에 있는 계전기 접점신호로 바꾸어 외부에 출력하도록 하여 사용자가 브레이크의 작동상태를 감시할 수 있도록 이루어진다.

즉, 도 2a에서와 같이 스러스터(14)가 제동상태에서 브레이크를 개방하려면 먼저 제어장치(16)에서 여자코일(24)에 높은 초기전압을 인가해준다.

그러면 도 2b에 도시된 바와 같이 이동철심(26)이 도면에서 보아 상부로 이동하고 이동된 신호를 위치센서(28)로부터 검출 받으면, 제어장치(16)는 여자코일(24)에 즉시 낮은 전압을 인가하도록 구성된다.

이러한 것은 기동된 이동철심(26)이 고정철심(22)과 자극간격이 좁아져있는 상태이므로, 여자코일(24)에 낮은 전압을 가하여도 충분한 자력을 유지시켜 이동철심(26)이 상승될 수 있으며, 따라서 적은 전류가 흐르므로 여자코일(24)에서의 열 발생을 최소화할 수 있으며 전력요금이 절감된다.

이와 같이 여자코일(24)에 전압이 인가되면 이동철심(26)이 상승함과 동시에 여기에 연결된 축(32)이 상승되며, 이 축(32)에 힌지 결합된 레버(10)가 탄성부재(20)를 압축하면서 상승하고, 따라서 제1,2지지대(8a)(8b)가 회전체(4)의 양측으로 벌어지면서 회전체(4)에 밀착되어 제동상태로 유지하고 있던 브레이크패드(6)가 회전체(4)로부터 이완되어 회전체(4)는 회전 가능한 상태로 된다.

이러한 작용시 이동철심(26)의 하부와 접촉된 완충기(30)의 피스톤(38)도 동시에 상승하게 된다.

반대로 회전체(4)의 회전을 정지시키려면, 제어장치(16)의 제어에 의하여 여자코일(24)에 역전압을 인가하면 자화상태의 이동철심(26)이 자력을 잃게되며, 이에 따라 압축되었던 탄성부재(20)의 힘에 의하여 레버(10), 축(32), 이동철심(26)이 하강하게되고, 따라서 벌어졌던 제1,2지지대(8a)(8b)가 원위치로 돌아오면서 탄성부재(20)의 탄성력으로 브레이크 패드(6)를 회전체(4)에 밀착하여 제동을 하게된다.

이러한 제동시 이동철심(26)과 같이 상승되었던 완충기(30)의 구성부품인 피스톤(38)이 이동철심(26)을 서서히 하강하도록 하여 줌으로서 부드러운 제동이 될 수 있게된다.

제동속도의 완급을 조절하려면, 완충기(30)에 제공된 하강속도 조절기(40)를 조절하여 피스톤(38)에 작용되는 압력의 강약을 조절하여 이동철심(26)의 하강속도를 조절하면 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 마그네트 스러스터 브레이크장치는, 오일을 사용하지 않고 전자석의 힘을 이용하여 압상력을 얻도록 함으로서 보다 정확하고 신뢰성 있는 브레이크 동작이 이루어질 수 있으며, 구조가 간단하여 점검 및 보수가 간편하다.

또한 브레이크 작동의 완급을 조절할 수 있는 완충기가 제공되어 제동력이 부드럽게 작용됨으로 운반물과 운반설비의 안정을 유지할 수 있다.

Claims (4)

1. 베이스와, 이 베이스에서 회전체를 사이에 두고 서로 대향되는 자세로 힌지 고정되고 내측으로 브레이크 패드가 설치된 제1,2지지대와, 상기 제1지지대와 직교 방향으로 힌지 연결되는 레버와, 이 레버와 제2지지대 사이에 힌지 연결되어 레버와 연동되는 구동부와, 상기 레버와 직교방향으로 연결되어 자력의 힘으로 레버를 승강시키는 스러스터와, 상기 스러스터에 전기적인 제어신호를 가해 구동시키거나 구동해제시키는 제어장치와, 상기 레버와 지지부 사이에 상향 탄발력을 받도록 설치되고, 상기 브레이크 패드를 회전체에 밀착시켜 제동상태를 유지하는 탄성부재를 포함하는 마그네트 스러스터 브레이크장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 스러스터는 제어장치에 의하여 전원을 공급받는 고정철심과, 이 고정철심의 내측에 설치되어 자력을 발생시키는 여자코일과, 이 여자코일의 자력에 의하여 승강 작동하는 이동철심을 포함하고, 상기 이동철심이 작동된 상태를 감지하는 위치센서와, 이동철심의 하강시 충격을 흡수하여 부드러운 제동이 되도록 하는 완충기로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네트 스러스터 브레이크장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 스러스터는 제어장치의 제어에 의하여 여자코일에 인가되는 초기인가전압을 높게하여 기동속도를 향상시키고, 이동철심이 작동된 상태를 위치센서가 감지하면 인가전압을 낮추도록 구성된 것을 특징으로 하는 마그네트 스러스터 브레이크장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 완충기에는 피스톤에 작용되는 압력의 강약을 조절하여 이동철심의 하강속도를 조절할 수 있는 하강속도 조절기가 제공된 것을 특징으로 하는 마그네트 스러스터 브레이크장치.