KR20110097836A - 전자기 구동식 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 고정되어 있는 제1 부품(2)과 회전 불가능하게 연결되며 제1 마찰면(3) 또는 제1 스퍼 기어부(17)를 포함하는 자성체(1)와, 감속될 제2 부품(11)에 회전 불가능하게 연결된 허브(7)를 포함하는 전자기 구동식 브레이크에 관한 것으로, 상기 허브(7)는 자성체(1)의 마찰면(3) 또는 스퍼 기어부를 향하는 마찰면(13) 또는 스퍼 기어부(16)를 포함하며, 상기 자성체(1)는 허브(7)를 향해 축방향으로 움직일 수 있게 설계된다.

Description

전자기 구동식 브레이크 {ELECTROMAGNETICALLY ACTUATABLE BRAKE}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 전자기 구동식 브레이크에 관한 것이다.

전자기 구동식 브레이크는 그 구조가 간단하고, 필요 설치 공간이 작기 때문에, 기계 및 장비 구조(예: 섬유 기계, 자동차, 공작 기계 등)에서 샤프트 또는 회전 물체(rotating mass)를 감속시키거나 고정하는 데 사용된다. 전자기 구동식 브레이크는 마찰 결합식으로 또는 형상 결합식으로 설계될 수 있다.

그러한 유형의 브레이크는 마찰 브레이크일 경우 통상 1차측 및 2차측에 각각 하나의 마찰면을 가지는데, 상기 마찰면들 중 하나는 아마추어 판에 배치되고, 보통 다이어프램 스프링 또는 환형 스프링으로서 형성되는 리턴 스프링의 힘에 대항하여 자기력에 의해 다른 마찰면 쪽으로 당겨진다. 형상 결합식 브레이크, 예컨대 치형 브레이크에서는 양 측면에 스퍼 기어부가 존재한다. 종래 기술에 따르면 필요한 자기력은 예컨대 전자석에 의해 발생하는데, 이때 자기장이 아마추어 판을 적어도 1회 관류한다.

일반적으로, 상기 유형의 브레이크의 자기 코일 및 상기 자기 코일을 둘러싸는 자성체는 1차측에서 예컨대 하우징부와 같이 고정되어 있는 제1 부품에 고정 배치된다. 자성체는 제1 마찰면 또는 제1 스퍼 기어부를 갖는다. 2차측에서는 자속의 전도를 위해 아마추어 판이 제공되며, 상기 아마추어 판은 자성체에 대해 축방향으로 이격되어 회전할 수 있게 배치되고, 제2 마찰면 또는 제2 스퍼 기어부를 가지며, 감속될 제2 부품과 예컨대 환형 스프링이나 다이어프램 스프링을 통해, 또는 종동 성형부 및 리턴 스프링을 통해 회전 불가능하게, 그러나 축방향으로 움직일 수 있게 연결된다.

이 경우, 코일에 전류가 흐르면 자기장이 형성되고, 그로 인해 아마추어 판에 작용하는 인력이 발생함으로써 양측 마찰면 또는 양측 스퍼 기어부가 서로 압착되어 브레이크가 닫히게 된다. 다이어프램 스프링은 종래 기술에 따라 허브와 연결되며, 상기 허브는 예컨대 외부 콘 및 클램핑 링을 포함하는, 2개의 부품으로 이루어진 클램핑 부재를 통해, 감속될 부품과 회전 불가능하게 연결된다.

또 다른 한 실시예에 따라, 하나 이상의 영구 자석에 의해 인력이 발생할 수 있다. 예컨대 동출원인의 특허출원 제 DE OS 2638944호로부터 공지된, 전자기 코일 및 영구 자석을 구비한 자성체를 포함하는 자기 작동식 마찰 클러치 또는 마찰 브레이크에서는, 분리된 2개의 동심의 링으로 구성된 아마추어 판과, 환형 스프링과, 구동된/구동될 종동부를 포함하는 아마추어와 고정되어 있는 자성체 사이에 가이드판과, 삽입편과, 비자성 라이닝 및 허브를 구비한 클러치-디스크 판이 제공된다.

종래 기술로부터 공지된 전자기 작동식 브레이크들의 경우, 토크 전달을 위해서는 아마추어 판과 다이어프램 스프링이 필요하다. 또한, 다이어프램 스프링-허브 결합체의 구성에 따라 예컨대 허브의 고정에 사용되는 클램핑 부재와 같은 추가의 부품이 필요하다.

본 발명의 과제는, 종래 기술로부터 공지된 구성들에 비해 토크 전달을 위해 필요한 부품 수가 더 적은 전자기 구동식 브레이크를 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징들에 의해 해결된다. 또 다른 장점들 및 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.

본 발명에 따라, 고정되어 있는 제1 부품과 회전 불가능하게 작용 연결되며 제1 마찰면 또는 제1 스퍼 기어부를 가진 자성체와, 감속될 제2 부품에 회전 불가능하게 연결된 허브를 포함하는 전자기 작동식 브레이크가 제안되며, 상기 허브는 자성체의 마찰면 또는 스퍼 기어부를 향하는 마찰면 또는 스퍼 기어를 가지며, 상기 자성체는 축방향으로 움직일 수 있게 형성된다. 자성체는 바람직하게 스프링 부재의 힘에 의해 허브를 향해 움직일 수 있게, 또는 제1 부품과 회전 불가능하게 연결된 종동 성형부 및 리턴 스프링에 의해 축방향으로 움직일 수 있게 형성된다.

이 경우, 허브는 자성체를 위한 자기 요크(magnetic yoke)로서 사용됨에 따라, 자성체에 전류가 흐르면 브레이크가 닫히도록 하기 위해 자성체에 축방향 인력이 작용한다. 브레이크가 닫힌 상태에서는 작용 연결되어 있는 마찰면들에 의해 자성체와 허브 사이에 마찰 결합식 연결이 달성된다.

본 발명에 따른 개념에 의해 바람직하게는 아마추어 판이 불필요하게 되고, 이는 제조 비용 및 조립 비용에 유리하게 작용한다.

본 발명의 한 바람직한 실시예에 따라, 허브가 외부 콘 및 클램핑 링을 포함하는 클램핑 부재에 의해 감속될 제2 부품, 예컨대 샤프트와 회전 불가능하게 연결되는 구성이 제안된다.

또한, 허브가 클램핑 부재의 외부 콘과 일체로 형성됨으로써 바람직하게 1개의 부품이 덜 필요하게 되는 구성도 제공될 수 있다.

마지막으로 본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 브레이크의 개방을 위해 제공된 전자석에 전류가 흐르지 않는 상태에서는 브레이크가 영구 자석에 의해 닫힌 상태로 유지되는 것을 특징으로 한다. 이러한 실시예는, 전원 결함의 발생 시 브레이크가 닫혀야 하는 장치의 경우에 유리할 수 있다.

하기에서는 첨부된 도면들을 토대로 실시예를 통해 본 발명을 더 상세히 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따라 구현된 전자기 구동식 브레이크의 개략도이다.
도 2는 종래 기술에 따라 구현된 또 다른 전자기 구동식 브레이크의 개략도이다.
도 3은 종래 기술에 따라 구현된 제3 전자기 구동식 브레이크의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 전자기 구동식 브레이크의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에 따른 전자기 구동식 브레이크의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 전자기 구동식 브레이크의 개략도이다.

도 1에 도시된 전자기 구동식 브레이크에서, 코일을 포함하는 자성체(1)는 고정되어 있는 제1 부품(2), 예컨대 하우징에 고정되며, 마찰면(3)을 갖는다. 또한, 마찰면(4)을 가지며 축방향으로 움직이는 아마추어 판(5)이 제공되고, 상기 아마추어 판은 다이어프램 스프링(6)을 통해 허브(7)와 연결되며, 상기 허브는 클램핑 부재(8)를 이용하여 감속될 부품, 예컨대 샤프트(11)와 회전 불가능하게 연결된다. 도 1에서 볼 수 있듯이, 클램핑 부재(8)는 나사(12)에 의해 서로 마찰 결합식으로 연결될 수 있는 클램핑 링(10)과 외부 콘(outer cone)(9)을 포함한다.

도 2에는 종래 기술에 따라 구현된 브레이크의 열린 상태가 도시되어 있으며, 상기 열린 상태에서는 아마추어 판(5)이 종동 성형부(14)를 통해, 감속될 샤프트(11)와 연결된 허브(7)와 회전 불가능하게 연결되며, 이때 전류가 통하지 않는 상태에서는 브레이크가 리턴 스프링(15)의 힘에 의해 열려서, 그러한 열린 상태에 유지된다.

도 3에 도시된, 종래 기술에 따른 전자기 구동식 브레이크의 실시예는, 브레이크가 형상 결합식 브레이크로서 구현되고, 이를 위해 아마추어 판(5) 및 자성체(1)가 각각 하나의 스퍼 기어부(16, 17)를 포함하는 점에서 도2에 따른 실시예와 차이가 있다.

도 4와 관련한 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 전자기 구동식 브레이크는 고정되어 있는 제1 부품(2)과 회전 불가능하게 연결된 코일 자성체(1)를 포함하며, 상기 자성체는 제1 마찰면(3)과 허브(7)를 가지며, 상기 허브는 클램핑 링(10) 및 외부 콘(9)을 포함하는 클램핑 부재(8)를 이용하여, 감속될 제2 부품(11)[일반적으로 상기 부품(11)은 감속될 샤프트임]과 회전 불가능하게 연결된다.

이 경우, 허브(7)는 자성체의 마찰면(3)을 향하는 마찰면(13)을 가지며, 자성체(1)는 스프링 부재, 바람직하게는 다이어프램 스프링(6)의 힘에 대항하여 허브(7)를 향해 축방향으로 움직일 수 있게 형성된다. 이 경우, 브레이크가 닫히면 토크가 다이어프램 스프링(6)을 통해, 고정되어 있는 제1 부품(2)(예컨대 하우징)으로 전달된다.

도 4에 도시된 예에서는 허브(7)가 클램핑 부재(8)의 외부 콘(9)과 일체형으로 형성됨에 따라, 바람직하게 1개의 부품이 덜 필요하게 된다.

도 5에 도시된 실시예에서는 감속될 샤프트(11)와 회전 불가능하게, 축방향으로 고정 연결된 허브(7)가 마찰면(13)을 가지며, 이 경우 자성체(1)는 종동 성형부(14))를 통해, 고정되어 있는 제1 부품(2)과 회전 불가능하게 연결되고 축방향으로 움직일 수 있게 배치된다. 이때, 브레이크에 전류가 통하지 않는 상태에서는 리턴 스프링(15)에 의해 브레이크가 열리게 된다.

도 6에 도시된, 본 발명에 따른 전자기 구동식 브레이크의 실시예는, 브레이크가 마찰 결합식 브레이크로서 구현되고, 허브(7)와 자성체(1)가 각각 하나의 스퍼 기어부(16, 17)를 갖는 점에서 도 5에 따른 실시예와 차이가 있다.

자명한 사실로서, 비록 도면 또는 명세서에 명백히 기술되어 있지 않다고 하더라도, 각각의 구조적인 구성, 특히 전자기 구동식 브레이크의 부품들 자체의 또는 상기 부품들 상호 간의 각각의 공간적 배치는, 청구항들에 기술된 브레이크의 기능에 영향을 미치지 않는 한 기술적 의의를 가지며, 본원 청구항들의 보호 범위에 속한다.

1 자성체
2 고정되어 있는 제1 부품
3 마찰면
4 마찰면
5 아마추어 판
6 다이어프램 스프링
7 허브
8 클램핑 부재
9 외부 콘
10 클램핑 링
11 감속될 제2 부품
12 나사
13 마찰면
14 종동 성형부
15 리턴 스프링
16 스퍼 기어부
17 스퍼 기어부

Claims (8)

1. 고정되어 있는 제1 부품(2)과 회전 불가능하게 연결되며 제1 마찰면(3) 또는 제1 스퍼 기어부(17)를 갖는 자성체(1)와, 감속될 제2 부품(11)에 회전 불가능하게 연결된 허브(7)를 포함하는 전자기 구동식 브레이크에 있어서,
   상기 허브(7)는 자성체(1)의 마찰면(3) 또는 스퍼 기어부(17)를 향하는 마찰면(13) 또는 스퍼 기어부(16)를 가지며, 상기 자성체(1)는 허브(7)를 향해 축방향으로 움직일 수 있게 설계되는 것을 특징으로 하는, 전자기 구동식 브레이크.
2. 제1항에 있어서, 자성체(1)는 스프링 부재(6)의 힘에 대항하여 허브(7)를 향해 축방향으로 움직일 수 있게 설계되는 것을 특징으로 하는, 전자기 구동식 브레이크.
3. 제1항에 있어서, 자성체(1)는 종동 성형부(14)를 통해 제1 부품(2)과 회전 불가능하게 연결되고 축방향으로 움직일 수 있게 배치되며, 브레이크에 전류가 통하지 않는 상태에서는 리턴 스프링(15)에 의해 브레이크가 열리게 되는 것을 특징으로 하는, 전자기 구동식 브레이크.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 허브(7)가 자성체(1)를 위한 자기 요크로서 사용됨에 따라, 자성체(1)에 전류가 흐르면 브레이크가 닫히도록 하기 위해 자성체(1)에 축방향 인력이 작용하는 것을 특징으로 하는, 전자기 구동식 브레이크.
5. 제2항에 있어서, 스프링 부재(6)는 다이어프램 스프링으로서 형성된 것을 특징으로 하는, 전자기 구동식 브레이크.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 허브(7)는 외부 콘(9) 및 클램핑 링(10)을 포함하는 클램핑 부재(8)에 의해, 감속될 제2 부품(11)과 회전 불가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 전자기 구동식 브레이크.
7. 제6항에 있어서, 허브(7)는 클램핑 부재(8)의 외부 콘(9)과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는, 전자기 구동식 브레이크.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 브레이크는, 전자석에 전류가 흐르지 않는 상태에서는 영구 자석에 의해 닫힌 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는, 전자기 구동식 브레이크.

Images