KR20130010643A - 회전수 검출센서를 내장한 전자브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터에 결합되는 전자브레이크에 관한 것으로, 상세히는 전자브레이크의 스테이터(Stator)에 모터의 회전수 검출센서인 포토인터럽터를 내장시킨 전자브레이크에 관한 것으로서,

본 발명은 중심에 스프링삽입 홈(31)과 센서삽입 홈(33)을 구비한 관통구가 형성되고, 보빈에 감긴 환형의 코일(4)과 압축스프링(32)을 장착한 스테이터(3)와; 간격링에 결합되는 고정압판(7)과; 스테이터와 고정압판 사이에 설치 결합되는 간격링(6)과; 라이닝과 스테이터의 사이에 설치되는 가압판(5)과; 회전부재로서 고정압판과 가압판 사이에 위치 되도록 모터축(2)에 결합되는 라이닝(8)과; 센서중심축(93)이 스테이터의 중심축과 수직을 이루도록 스테이터에 고정 내장된 포터인터럽터(9)와; 중심축(21)과 동심이 되도록 삽입되어 설치되고, 중심축(21)과 수직을 이루는 광투과홀(22)을 구비한 모터 축(2)으로 구성됨을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 따른 전자브레이크는 브레이크기능과 모터회전수 검출기능이 동시에 구현됨으로서 회전수 검출센서장치와 전자브레이크가 통합되는 효과를 얻을 수 있다.

전자브레이크, 포토인터럽터, 회전수 검출센서, 스테이터, 모터 축

Description

회전수 검출센서를 내장한 전자브레이크{ With built-in rotation sensor magnetic brake }

본 발명은 모터에 결합되는 전자브레이크에 관한 것으로, 상세히는 전자브레이크의 스테이터(Stator)에 모터의 회전수 검출센서인 포토인터럽터를 내장시킨 전자브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 모터를 제어하기 위해서는 모터의 회전수를 검출하는 기능과, 기동중인 모터를 정지시킬 때 정. 역방향으로 미끄러짐이 없이 위치를 고정 시키는 브레이크 기능이 요구된다.

이렇듯이 요구되는 기능을 구현하기 위해서 통상적으로 모터에 결합되는 전자브레이크에 별도의 회전수를 검출하는 센서장치를 부착하여 사용되고 있다.

상기한 전자브레이크는 리드선을 통해 코일에 전원을 공급하면 자력이 발생하여 스테이터와 가압판 간에 발생된 흡착력과 스프링의 탄성력을 이용하여 라이닝과 가압판을 밀착 또는 분리시켜서 모터가 정지할 때 급제동하거나 정.역방향으로 미끄러짐이 없이 위치를 고정시키는 기능을 구현한다.

전자브레이크에 별도로 결합되어 사용되는 모터회전수 검출센서장치는 통상 적으로 빛을 이용한 센서 또는 자계를 이용한 센서 들을 이용한다.

상기의 빛을 이용한 센서를 사용하는 회전수검출센서장치는 센서로서 발광부와 수광부를 일체화한 구조를 갖는 포토인터럽터와; 센서를 고정 결합시키는 하우징과; 모터 축에 결합되며 발광부와 수광부 사이에 개재하여 모터 축의 회전수를 주파수로 변환시키기 위한 슬릿 홈을 구비한 차광원판 으로 구성됨을 특징으로 한다. 그리고 자계를 이용한 센서를 사용한 회전수 검출센서 장치의 경우, 센서를 회전체와 일정한 간격을 유지하도록 결합시키는 하우징과; 모터 축에 결합되고 복수개의 영구자석을 삽입한 회전체와; 영구자석의 자속을 검출하여 펄스로 변환시키는 홀센서로 구성됨을 특징으로 한다.

따라서 별개의 모터회전수 검출센서장치를 결합한 전자브레이크를 모터에 부착시키는 통상적인 구조는 모터의 부피를 중심축 방향으로 증대시키는 문제점과, 모터 축에 결합되는 차광원판과 영구자석이 삽입된 회전체로 인해 구조가 복잡해지고, 조립공정이 까다로워지는 단점이 있다.

또한 홀센서의 경우 스테이터에서 생성되는 자계에 간섭을 받아서 회전수 검출 에러가 발생할 가능성이 있어서 스테이터에 내장시키는 것은 바람직하지 않다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기위한 것으로, 본 발명은 모터의 회전수 검출센서로서 자계에 영향을 받지 않는 포토인터럽터를 스테이터(Stator)에 내장시키고, 모터 축에 결합되고 회전수 검출센서장치의 일 구성요소인 차광원판의 기능을 모터축이 구현하도록 하여, 전자브레이크의 브레이크기능에 모터회전수 검출기능을 추가하여 통합시킨 전자브레이크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기위해 본 발명은

중심에 스프링삽입 홈(31)과 센서삽입 홈(33)을 구비한 관통구가 형성되고, 중심축(21)에 동심을 이루도록 보빈에 감긴 환형 코일(4)과 압축 스프링(32)을 장착한 스테이터(3)와; 비회전부재로서 중심에는 모터축의 삽입구가 형성되고, 스테이터의 중심축(21)과 동심을 이루도록 간격링에 결합되어 마찰면을 제공하는 고정압판(7)과; 중심부는 중공형상이며, 스테이터의 중심축과 동심을 이루도록 스테이터와 고정압판 사이에 설치되어 결합됨으로서, 라이닝과 가압판 삽입공간을 형성하고 가압판(5)과 스테이터의 사이에 일정한 에어 갭을 유지시키는 간격링(6)과; 중심부에 모터축 삽입구가 형성되고 원주면에 간격링의 돌기와 결합되는 홈이 형성된 원판으로서, 압축스프링의 일면과 접촉된 상태로 중심축(21)과 동심을 이루도록 라이닝과 스테이터 사이에 설치되는 가압판(5)과;

회전부재로서 양면이 마찰 면이면서 중심부는 "D" 형상의 구멍을 형성하고, 고정압판과 가압판 사이에 위치 되도록 모터축(2)에 결합되는 라이닝(8)과;

센서 중심축(93)이 스테이터의 중심축(21)과 수직을 이루도록 센서삽입 홈(33)에 삽입되고 결합부재(91)에 의해 고정 내장된 회전수 검출센서인 포터인터럽터(9)와;

스테이터의 관통구와 포토인터럽터의 간격에 삽입되어 설치되고, 모터축의 중심과 수직을 이루면서 센서중심축(93)과도 동심을 이루는 광투과홀(22)을 구비한 모터축(2)으로 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 전자브레이크는 전자브레이크의 브레이크기능과 모터회전수 검출기능이 동시에 구현됨으로서 회전수 검출센서장치와 전자브레이크가 통합되는 효과를 얻을 수 있어서,

모터의 부피를 최소화 시키고, 구조를 단순하게 하며, 이로 인한 조립의 용이성이 제고되어 제조비용을 낮출 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 회전수 검출센서를 내장한 전자브레이크의 단면도이고, 도 2는 도1의 모터축이 라이닝과 결합되고 포토인터럽터의 발광부와 수광부 사이에 삽입된 상태를 도시한 사시도 이다.

도 1에서 도시된바와 같이, 상기 스테이터(3)는 중심부에 스프링삽입 홈(31)과 센서삽입 홈(33)을 구비한 관통구가 형성되고, 관통구의 중심축(21)과 동심을 이루면서 일면이 개방된 환형의 코일삽입 홈과, 스테이터에 내장된 센서에 연결된 전선을 외부로 배출하기위한 전선삽입 홈(35)과, 코일삽입 홈과 전선삽입 홈을 연결하여 관통한 리드선 배출구와, 볼트(34)를 이용하여 모터의 하우징에 스테이터를 체결하기 위해 천공된 볼트삽입구와, 센서결합 부재(91)를 구비하고,

코일삽입 홈에 장착된 코일(4)과 스프링삽입 홈에 압축스프링(32)이 장착됨 을 특징으로 한다.

상기 스테이터의 관통구에 형성된 스프링 삽입홈(31)은 관통구와 동심을 이루면서 가압판이 위치한 방향으로 일면이 개방되고, 반대되는 방향에는 스프링을 지지하는 턱이 형성됨을 특징으로 한다.

상기 스테이터의 관통구에 형성된 센서삽입 홈(33)은 관통구와 동심을 이루면서 스프링삽입 홈과 반대되는 축 방향으로 일면이 개방됨을 특징으로 한다.

상기 결합부재(91)는 중심에 모터축 삽입구가 형성된 프라스틱 캡으로서 센서 삽입 홈의 개방부위에 결합되어 삽입된 포토인터럽터를 고정시키고 이물질 유입을 방지한다.

또한 스테이터의 일면에 형성된 전선삽입 홈(35)은 스테이터의 원주면과 센서 삽입 홈을 연결하면서 리드선 배출구와도 연결된 홈으로서, 센서의 전원선(92)과 리드선(41) 들을 하나의 전선뭉치로 통합처리를 가능하게 한다.

상기 코일(4)는 스테이터와 절연을 시키는 보빈에 감겨 환형을 이루는 코일에 전원을 공급하기 위한 리드선(41)은 배출구를 통해 외부로 배출되고, 코일삽입 홈에 삽입 스테이터와 일체화된 상태로서,

리드선을 통해 전류를 공급하면 자력이 생성되어 스테이터를 자석으로 변환시켜 스프링에 의해 이격된 가압판을 흡착하여 라이닝을 회전이 가능하도록 만든다.

상기 압축 스프링(32)은 모터 축에 끼워진 상태로 일면이 가압판에 접촉된 상태로 스프링삽입 홈에 장착되어서 코일에 전류를 차단하여 자력이 상실될 경우에 탄성력으로 스테이터에 흡착된 가압판을 분리 전진시켜 라이닝에 밀착되도록 함으로서 발생된 마찰력으로 모터 축을 정지시킨다.

상기 고정압판(7)은 중심부에 모터축이 삽입되는 관통구가 형성되고 체결볼트(34)를 삽입 할 수 있는 구멍을 구비한 원형의 철판으로서, 중심축(21)과 동심을 이루도록 간격 링에 결합됨으로서 라이닝과 접촉되는 마찰면을 제공하고, 체결볼트에 의해서 모터의 케이스에 결합된다. 이러한 고정압판은 모터케이스의 재질이 비철인 경우에도 전자브레이크의 기능을 원활히 발휘시킨다.

상기 간격 링(6)은 라이닝과 가압판을 삽입할 수 있는 공간을 형성하고, 가압판이 스테이터의 일면과 일정한 에어 갭을 유지시키고, 라이닝과 밀착되는 가압판의 회전을 방지시키면서 중심축방향으로 직선운동을 할 수 있도록 볼트 삽입구멍과, 중심부에 라이닝과 가압판이 삽입 가능한 중공이 형성되고, 가압판의 회전방지와 직선운동이 가능하도록 가압판이 삽입될 공간에 형성된 복수개의 돌기를 구비함을 특징으로 한다.

상기 가압판(5)은 비회전부재로서, 압축 스프링과 스테이터의 자력에 의해 라이닝의 마찰면에 밀착되거나 분리되어 라이닝과 결합된 모터축의 회전 및 정지 상태를 구현하기위해 중심부에 관통구가 형성되고, 회전을 방지하면서 축 방향으로 직선 운동을 하도록 원주 부위에 간격링의 돌기와 결합되는 홈이 형성된 원판으로서 일면이 스프링과 접촉된 상태로 간격 링에 삽입되어 중심축과 동심을 이루도록 라이닝과 스테이터 사이에 설치됨을 특징으로 한다.

도 1과 도2에서 도시된바와 같이, 상기 라이닝(8)은 재질이 철계소결합금 및 동계소결합금의 회전부재로서 축 방향의 양면이 마찰 면이면서 중심부에는 축 방향으로 이동이 자유로우면서 모터축의 회전력을 전달받기위한 "D" 형상의 구멍이 형성되고, 고정압판과 가압판 사이에 위치하도록 간격링(6)의 중공에 삽입되어, 가압판이 중심축 방향으로 기동함에 따라 마찰력이 소멸 또는 마찰력이 발생함으로서 결합된 모터축을 회전 또는 정지 시키는 역할을 한다.

상기 포토인터럽터(9)는 발광부와 수광부가 일정한 간격을 두고 일체화된 회전수 검출센서로서, 발광부의 빛이 수광부에 조사되는 광의 중심축 즉 센서중심축(93)이 스테이터의 중심축(21)과 수직을 이루고 모터의 축이 발광부와 수광부 사이에 회전이 가능한 상태로 삽입되도록 센서삽입 홈(33)에 내장되고 결합부재(91)에 의해 고정됨을 특징으로 한다.

이러한 포토인터럽터는 발광부와 수광부 사이에 삽입된 모터 축에 형성된 광투과홀(22)의 중심축과 센서의 중심축(93)이 일치할 경우 펄스를 생성한다.

따라서 모터가 일 회전할 때마다 두 개의 펄스를 생성된다.

도1과 도2에서 도시된바와 같이, 상기 모터 축(2)은 결합된 라이닝이 축 방향으로 움직이면서 모터의 회전력을 전달받기위해 라이닝과 결합되는 부위의 원주면에 평면부위(23)를 형성하여 "D" 형상을 만들고, 모터축의 중심과 수직을 이루면서 센서중심축(93)과도 동심을 이루는 광투과홀(22)을 구비함을 특징으로 한다.

이러한 모터축(2)은 모터의 후면케이스에 돌출된 것으로 스테이터의 관통구에 삽입되는 부위는 라이닝이 결합된 부위의 지름보다 작은 지름으로 형성된 축으로서 중심축(21)과 모터축의 중심이 일치하도록 스테이터에 결합된 고정압판과 라 이닝과 가압판 들의 관통구와 포토인터럽터의 발광부와 수광부 사이에 삽입된다.

도 1은 본 발명에 따른 회전수 검출센서를 내장한 전자브레이크의 단면도.

도 2는 도 1의 모터축이 라이닝과 결합되고 포토인터럽터의 발광부와 수광부 사이에 삽입된 상태를 도시한 사시도.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호설명＞

1 : 모터 2: 모터 축

21,93 : 중심축 22: 광투과 홀

3 : 스테이터(Stator) 31: 스프링삽입 홈

32 : 스프링 33 : 센서삽입 홈

4 : 코일 41: 리드선

5 : 가압판 6 : 간격링

7 : 고정압판 8 : 라이닝

9 : 포토인터럽터 91: 결합부재

Claims (1)

1. 중심에 스프링삽입 홈(31)과 센서삽입 홈(33)을 구비한 관통구가 형성되고, 중심축(21)에 동심을 이루도록 보빈에 감긴 환형의 코일(4)과 압축스프링(32)을 장착한 스테이터(3)와;

   중심축(21)과 동심을 이루도록 간격링에 결합되는 고정압판(7)과; 중심부는 중공형상이며, 중심축(21)과 동심을 이루도록 스테이터와 고정압판 사이에 설치 결합되는 간격링(6)과; 중심부에 모터 축 삽입구가 형성되고 중심축(21)과 동심을 이루도록 라이닝과 스테이터의 사이에 설치되는 가압판(5)과; 회전부재로서 고정압판과 가압판 사이에 위치 되도록 모터축(2)에 결합되는 라이닝(8)과;

   센서중심축(93)이 스테이터의 중심축(21)과 수직을 이루도록 센서삽입 홈(33)에 내장되고 결합부재(91)에 의해 스테이터에 고정된 포터인터럽터(9)와;

   스테이터의 관통구와 포토인터럽터의 간격에 삽입되어 설치되고, 모터축의 중심과 수직을 이루면서 센서중심축(93)과도 동심을 이루는 광투과홀(22)을 구비한 모터축(2)으로 구성됨을 특징으로 하는 회전수 검출센서를 내장한 전자브레이크.

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