KR102630089B1

KR102630089B1 - 모터 브레이크 장치, 이를 이용하는 전자장치 및 제어방법

Info

Publication number: KR102630089B1
Application number: KR1020170022148A
Authority: KR
Inventors: 심재규; 박성진; 조우종; 최희승
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2024-01-29
Also published as: WO2018151413A1; US20190348890A1; KR20180096028A; US11289971B2

Abstract

아웃로터 타입 모터의 원주방향 외주면을 따라 배치되는 솔레노이드 모듈; 상기 모터의 로터의 일면에 상기 모터의 회전축방향을 따라 결합되는 제1마찰부재; 및 상기 로터의 외주면을 따라 배치되고, 상기 솔레노이드 모듈에 의해 선택적으로 상기 제1마찰부재와 접촉 또는 이격되는 제2마찰부재;를 포함하는 모터 브레이크 장치가 소개된다.

Description

모터 브레이크 장치, 이를 이용하는 전자장치 및 제어방법 {BRAKE APPARATUS FOR MOTOR, ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 발명의 실시예는 모터의 구동을 제어하는 브레이크 장치에 관한 것이다.

모터에 전류가 인가되지 않은 상황에서 모터의 로터가 외력에 의해 회전되는 것을 방지하기 위한 브레이크 장치를 포함하는 모터 장치가 사용되고 있다. 브레이크 장치는 모터의 회전축 방향에 대해 적층되어 배치될 수 있다.

모터 브레이크 장치가 모터의 회전축방향에 대하여 적층되는 경우, 전체적인 길이가 길어져 크기가 커질 수 있으며 제품 설계의 자유도가 낮아질 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에서는 모터 브레이크 장치를 모터의 원주 방향으로 배치하여 모터 및 모터 브레이크 장치의 전체적인 길이가 모터 단품에 비하여 증가하는 것을 최소화할 수 있는 모터 브레이크 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은 모터 브레이크 장치가 동작 또는 정지하는 과정에서 발생하는 소음을 최소화 할 수 있는 모터 브레이크 장치의 제어방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치는 모터의 원주방향 외주면을 따라 배치되는 솔레노이드 모듈; 상기 모터의 로터의 일면에 상기 모터의 회전축방향을 따라 결합되는 제1마찰부재; 및 상기 로터의 외주면을 따라 배치되고, 상기 솔레노이드 모듈에 의해 상기 로터의 외주면을 이동축으로 하여 상기 모터의 회전축 방향으로 이동함으로써 상기 제1마찰부재와 접촉 또는 이격되는 제2마찰부재;를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 브레이크 장치를 이용하는 전자장치는 모터; 상기 모터의 원주방향 외주면을 따라 배치되는 솔레노이드 모듈; 상기 솔레노이드 모듈에 의해 작동되고 모터의 축방향 일면에 배치되며 로터의 회전을 구속하거나 해제하는 브레이크 모듈; 및 상기 모터 및 솔레노이드 모듈에 전기적으로 연결된 프로세서;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 제어방법은 모터 구동신호 및 정지신호의 입력여부를 감지하고, 솔레노이드 모듈 및 상기 모터에 공급되는 전류를 제어하는 프로세서를 포함하는 모터 브레이크 장치의 제어방법에 있어서, 상기 프로세서가, 구동신호의 입력여부를 감지하는 동작; 솔레노이드 모듈에 전류를 공급하는 동작; 및 모터에 전류를 공급하는 동작;을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모터 브레이크 장치에 따르면, 모터의 회전방지 효과는 유지하면서도 모터 및 모터 브레이크 장치의 전체적인 길이가 회전축방향으로 증가되는 양을 최소화 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 제어방법에 따르면, 모터 브레이크 장치의 동작 및 정지 과정에서 발생하는 소음을 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 분해도이다.
도 4는 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 완충부재를 포함하는 모터 브레이크 장치의 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 전류 제어 그래프이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.

본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(10)의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(10)가 모터(100)에 결합되어 있는 상태를 나타낸 것이다.

모터의 종류에는 크게 막대 형태의 축이 회전하는 이너로터(inner-Rotor) 타입의 모터와 막대 형태의 축을 중심으로 모터의 하우징 부분이 회전하는 아웃로터(out-Rotor) 타입의 모터로 나뉠 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(10)는 상기 두 가지 타입의 모터를 포함한 다양한 형태의 모터에 적용될 수도 있다, 이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 아웃로터 타입의 모터(100, 도 2참조)에 적용되는 것을 기준으로 설명한다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(10)를 설명함에 있어 '길이'는 모터(100, 도 2참조)의 회전축을 기준으로 하는 축방향의 길이를 의미할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(10)의 분해도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(10)는 솔레노이드 모듈(120), 제1마찰부재(131) 및 제2마찰부재(133)를 포함할 수 있다. 솔레노이드 모듈(120)은 모터(100)의 원주방향 외주면(105)을 따라 배치될 수 있다. 이를 통해 솔레노이드 모듈(120)이 모터(100)의 회전축 방향에 대해서 배치되는 것보다 솔레노이드 모듈(120)의 길이만큼 모터(100) 및 모터 브레이크 장치(10)의 길이가 증가하는 것을 방지할 수 있다.

제1마찰부재(131)는 로터(101)의 일면(103)에 모터(100)의 회전축방향에 대하여 적층될 수 있다. 제2마찰부재(133)는 로터(101)의 외주면(105)을 따라 배치되고 솔레노이드 모듈(120)에 의해 동작할 수 있다. 제2마찰부재(133)가 제1마찰부재(131)와 접촉하여 발생하는 마찰력을 이용하여 모터(100)의 로터(101)가 회전하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(10)는 브레이크 모듈(130) 또는 솔레노이드 모듈(120)을 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 모터 브레이크 장치(10)는 브레이크 모듈(130)을 모터(100)에 결합시키는 형태를 나타낼 수 있다. 브레이크 모듈(130)은 제1마찰부재(131), 제2마찰부재(133), 탄성부재(135), 제3마찰부재(137) 및 로터 패드(139)를 포함할 수 있다.

제1마찰부재(131)는 로터(101) 보다 마찰계수가 높아 마찰력을 크게 발생시킬 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 제1마찰부재(131)는 도 2에 도시된 바와 같은 연속적인 링 형상에 국한되지 않으며, 모터(100)의 회전축을 중심으로 일정 반경 내에 단속적으로 배치되는 형상일 수 있다.

로터 패드(139)는 제1마찰부재(131)와 모터(100)의 로터(101)를 결합시키는 역할을 할 수 있다. 로터 패드(139)의 두께를 조절하여 제1마찰부재(131)와 제2마찰부재(133) 사이의 간극을 조절할 수 있다.

제2마찰부재(133)는 로터(101)의 외주면(105)을 따라 배치되고, 내경이 로터(101)의 직경보다 크게 형성되어 로터(101)를 이동축으로 하여 모터(100)의 회전축 방향으로 왕복운동 할 수 있다. 제2마찰부재(133)가 이동하여 제1마찰부재(131)와 접촉되면, 접촉면에서 발생하는 마찰력에 의해 로터(101)의 회전을 방지할 수 있다.

탄성부재(135)는 로터(101)의 외주면(105)을 따라 배치되고, 제2마찰부재(133)를 제1마찰부재(131) 측으로 이동시킬 수 있다. 탄성부재(135)는 제2마찰부재(133)를 제1마찰부재(131) 측으로 가압하여 마찰력을 발생시키기 위한 수직항력을 제공할 수 있다. 또한 탄성부재(135)는 제2마찰부재(133)와 후술할 솔레노이드 모듈(120)의 요크(yoke, 125)를 연결하여 상호간 회전이 불가하도록 할 수 있다.

탄성부재(135)는 도 2에 도시된 바와 같이 링 형상의 스프링 형태로 배치될 수 있으나 이에 국한되지 않고, 제2마찰부재(133)를 제1마찰부재(131) 측으로 가압할 수 있는 한 다양한 재질과 형상으로 형성될 수 있다.

제3마찰부재(137)는 제1마찰부재(131)와 제2마찰부재(133)가 접촉하는 면에 배치될 수 있으며 제1마찰부재(131)와 제2마찰부재(133) 사이에 발생하는 마찰력을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 구체적으로 제2마찰부재(133) 보다 마찰계수가 높은 재질로 형성될 수 있다. 이는 스티커 형식의 접착 가능한 형태로 배치될 수도 있고, 도포 가능한 형태로 배치될 수도 있다.

솔레노이드 모듈(120)은 보빈(bobbin, 121), 솔레노이드 코일(solenoid coil, 123) 및 요크(yoke, 125)를 포함할 수 있다.

보빈(121)은 내경이 로터(101)의 직경보다 크게 형성될 수 있고, 솔레노이드 코일(123)이 로터(101)와 접촉하지 않으면서 로터(101)의 외주면(105)을 따라 위치하도록 고정할 수 있다. 또한, 상기 탄성부재(135)가 제2마찰부재(133)를 제1마찰부재(131) 측으로 가압하기 위한 지지대 역할을 수행할 수 있다.

솔레노이드 코일(123)은 코일(123)에 전류가 통전시 제2마찰부재(133)를 제1마찰부재(131)와 이격시키는 방향으로 전자기력을 발생시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 보빈(121)에 감기는 형태로 배치되는 것을 기준으로 설명하나 이에 국한되지 않으며, 제2마찰부재(133)를 제1마찰부재(131)와 이격시키는 방향으로 전자기력을 발생시킬 수 있도록 배치된 모든 형태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 소형 솔레노이드 코일(123)을 보빈(121)의 원주방향을 따라 복수개를 배치하는 형태일 수 있다.

요크(125)는 솔레노이드 코일(123)이 노출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1마찰부재(131)와 함께 제2마찰부재(133)의 이동범위를 제한하는 역할을 수행할 수 있다. 자세한 사항은 도 4와 함께 후술한다.

브라켓(107)은 모터(100) 및 모터 브레이크 장치(10)가 안착되는 공간을 제공할 수 있고, 다른 장치에 결합되기 쉽도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(30)의 분해도이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(30)는 브레이크 모듈(330)과 솔레노이드 모듈(320)로 구성될 수 있다.

도 3에 도시된 모터 브레이크 장치(30)는 브레이크 모듈(330)이 모터(300)의 로터(301)와 함께 일체로 생산되는 형태를 나타낼 수 있다.

구체적으로 제1마찰부재(131, 도 2참조)가 모터(100, 도 2참조)의 로터(101, 도 2참조)와 일체형으로 형성되되, 로터(101, 도 2참조)의 일면이 반지름방향으로 연장되어 제1마찰부재(131, 도 2참조)를 형성하는 형상으로 배치될 수 있다. 이하 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(30)의 이해를 돕기 위하여 모터(300)의 로터(301)와 일체로 생산되는 제1마찰부재 부분(331)을 마찰부(331)라 칭한다.

브레이크 모듈(330)은 마찰부(331), 제2마찰부재(333), 탄성부재(335) 및 제3마찰부재(337)를 포함할 수 있다.

마찰부(331)는 도 3에 도시된 바와 같은 링 형상에 국한되지 않으며, 모터(300)의 회전축을 중심으로 일정 반경 내에 단속적으로 배치되는 형상일 수 있다.

제2마찰부재(333)는 로터(301)의 외주면(305)을 따라 배치되고, 내경이 로터(301)의 직경보다 크게 형성되어 로터(301)를 이동축으로 하여 모터(300)의 회전축 방향으로 왕복운동을 할 수 있다. 제2마찰부재(333)가 이동하여 제1마찰부재(331)와 접촉되면, 접촉면에서 발생하는 마찰력에 의해 로터(301)의 회전을 방지할 수 있다.

탄성부재(335)는 로터(301)의 외주면(305)을 따라 배치되고, 제2마찰부재(333)를 마찰부(331) 측으로 이동시킬 수 있다. 탄성부재(335)는 제2마찰부재(333)를 마찰부(331) 측으로 가압하여 마찰력을 발생시키기 위한 수직항력을 제공할 수 있다. 또한 탄성부재(335)는 제2마찰부재(333)와 상술한 솔레노이드 모듈(320)의 요크(325)를 연결하여 상호간 회전이 불가하도록 할 수 있다. 탄성부재(335)는 도 3에 도시된 바와 같이 링 형상의 스프링 형태로 배치될 수 있으나 이에 국한되지 않고, 제2마찰부재(333)를 제1마찰부재(331)측으로 가압할 수 있는 한 다양한 재질과 형상으로 형성될 수 있다.

제3마찰부재(337)는 마찰부(331)와 제2마찰부재(333)가 접촉하는 면에 배치될 수 있으며 마찰부(331)와 제2마찰부재(333) 사이에 발생하는 마찰력을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 구체적으로 제2마찰부재(333) 보다 마찰계수가 높은 재질로 형성될 수 있다. 이는 스티커 형식으로 접착 가능한 형태로 배치될 수도 있고, 도포 가능한 형태로 배치될 수도 있다.

솔레노이드 모듈(320)은 보빈(bobbin, 321), 솔레노이드 코일(solenoid coil, 323) 및 요크(yoke, 325)를 포함할 수 있다.

보빈(321)은 내경이 로터(301)의 직경보다 크게 형성될 수 있고, 솔레노이드 코일(323)이 로터(301)에 접촉하지 않으면서 로터(301)의 외주면(305)을 따라 위치하도록 할 수 있다. 또한, 상기 탄성부재(335)가 제2마찰부재(333)를 마찰부(331) 측으로 가압하기 위한 지지대 역할을 수행할 수 있다.

솔레노이드 코일(323)은 코일(323)에 전류가 통전시 제2마찰부재(333)를 마찰부(331)와 이격시키는 방향으로 전자기력을 발생시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 보빈(321)에 솔레노이드 코일(323)이 감기는 형태로 배치되는 것을 기준으로 설명하나 이에 국한되지 않으며, 제2마찰부재(333)를 마찰부(331)와 이격시키는 방향으로 전자기력을 발생시킬 수 있도록 배치된 모든 형태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 소형 솔레노이드 코일(323)을 보빈(321)의 원주방향을 따라 복수개를 배치하는 형태일 수 있다.

요크(325)는 솔레노이드 코일(323)이 노출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 마찰부(331)와 함께 제2마찰부재(333)의 이동범위를 제한하는 역할을 수행할 수 있다. 자세한 사항은 도 4와 함께 후술한다.

브라켓(307)은 모터(300) 및 모터 브레이크 장치(30)가 안착되는 공간을 제공할 수 있고, 다른 장치에 결합되기 쉽도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

도 4는 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면도이다.

요크(125)는 내륜(127)과 외륜(129)으로 구성될 수 있다. 내륜(127)은 보빈(121)이 로터(101)와 간극을 유지하며 위치할 수 있도록 할 수 있으며 제2마찰부재(133)의 일측 단부(133a)와 접촉하여 이동반경을 제한하는 역할을 할 수 있다. 외륜(129)은 솔레노이드 코일(123)이 노출되는 것을 방지한다.

내륜(127)의 길이는 외륜(129)의 길이보다 낮게 형성될 수 있다. 제2마찰부재(133)가 로터(101)의 외주면(305)을 따라 모터(100)의 회전축방향으로 원활이 이동하기 위해서는 이동방향을 안내할 부품이 필요할 수 있다. 제2마찰부재(133)의 일측 단부(133a)는 일정 길이 이상 형성되어 보빈(121)의 내주면을 따라 제2마찰부재(133)의 이동방향을 안내할 수 있다. 요크의 내륜(127)은 외륜(129)보다 길이가 짧게 형성된 만큼 제2마찰부재(133)의 일측 단부의 길이를 흡수하여 전체적인 모터(100) 및 모터 브레이크 장치(10)의 길이가 늘어나는 것을 방지할 수 있다.

제2마찰부재(133)의 타측 단부(133b)와 요크의 외륜(129) 사이에는 소정의 간극(160)이 형성되도록 배치될 수 있다. 제2마찰부재(133)의 일측 단부 및 내륜(127) 길이의 합이 타측 단부(133b) 및 요크 외륜(129)의 길이의 합과 일치하도록 제작하려면 어려움이 따르는바 소정의 간극(160)을 통해 제작과정에서 발생하는 공차를 흡수하도록 할 수 있다.

도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(10)의 작동원리를 살펴보면 다음과 같다. 탄성부재(135)는 보빈(121)을 지지대로 하여 제2마찰부재(133)를 제1마찰부재(131) 측으로 가압할 수 있다. 탄성력을 수직항력으로 하는 마찰력이 제1마찰부재(131)와 제2마찰부재(133) 사이에 발생할 수 있고, 마찰력에 의해 모터(100)의 로터(101)가 회전하는 것을 방지할 수 있다.

이 마찰력의 크기는, 로터(101)와 연결하여 회동시키고자 하는 대상 물체의 하중에 의한 로터(101)의 회전을 방지하기 위한 정도로 설정될 수 있다. 또는 사용자가 손으로 외력을 가하여 로터(101)를 회동시키고자 할 경우 로터(101)의 회동이 가능할 정도로 설정될 수 있다.

모터(100)에 전류가 공급되어 회동하고자 할 때에는 솔레노이드 코일(123)에도 전류가 공급되도록 할 수 있다. 솔레노이드 코일(123)에 전류가 공급되면 제2마찰부재(133)를 당겨 제1마찰부재(131)와 이격되도록 할 수 있다. 제1마찰부재(131)와 제2마찰부재(133) 사이의 마찰력이 사라지므로 모터(100)가 원활하게 회전할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 완충부재(140)가 배치된 모터 브레이크 장치(10)의 도면이다.

솔레노이드 모듈(120)에 전류가 공급되어 제2마찰부재(133)를 제1마찰부재(131)와 이격시키는 경우 제2마찰부재(133)의 일측 단부(133a)와 요크의 내륜(127)이 접촉하는 부분(예: B부분)에서 소음이 발생할 수 있다.

따라서 도 5에 도시된 바와 같이 소정의 간극(160, 도 4참조)에 완충부재(140)를 배치할 수 있다. 이를 통해 솔레노이드 모듈(120)에 의한 제2마찰부재(133)의 운동에너지를 제2마찰부재(133)의 일측 단부와 요크의 내륜(127)이 충돌하기 직전 완충부재(140)가 흡수하도록 하여 소음의 발생을 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치(10)의 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(150)는 모터(100)의 구동신호 또는 정지신호를 수신하는 동작이나, 모터(100) 및 솔레노이드 모듈(120) 의 구동 또는 정지를 위하여 모터(100) 및 솔레노이드 모듈(120)에 전류를 공급 또는 차단하는 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로 프로세서(150)는 솔레노이드 모듈(120)의 구동을 제어하기 위하여 솔레노이드 드라이버(151)를 사용할 수 있으며, 모터(100)의 구동을 제어하기 위하여 모터 드라이버(153)를 사용할 수 있다. 솔레노이드 드라이버(151) 또는 모터 드라이버(153)는 각각 솔레노이드 모듈(120) 또는 모터(100)와 일체로 형성되거나, 프로세서(150)와 일체로 형성될 수 있다. 솔레노이드 드라이버(151) 또는 모터 드라이버(151)는 별도의 집적회로 형태일 수도 있고, 프로세서(150)에 내장되는 프로그램 형태일 수도 있다.

상기 프로세서(150)는 상기 동작들을 수행하기 위한 전용 프로세서(150)(예: 임베디드 프로세서)일 수도 있으며, 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(150)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

상기 솔레노이드 모듈은 상기 로터의 원주방향 외주면을 따라 배치되되 상기 로터와 반지름방향으로 간극이 형성되도록 배치되는 보빈; 상기 보빈의 원주방향 외주면을 따라 위치하고, 상기 모터의 회전축방향으로 전자기력을 제공하는 솔레노이드 코일; 및 상기 보빈 및 상기 솔레노이드 코일을 감싸는 요크;를 포함할 수 있다.

상기 요크는 상기 로터와 상기 보빈 사이에 위치하는 내륜; 및 상기 보빈 및 상기 솔레노이드 코일을 감싸는 외륜;을 포함할 수 있다.

상기 내륜의 상기 회전축방향 길이는 상기 외륜의 상기 회전축방향 길이보다 짧게 형성될 수 있다.

상기 제2마찰부재와 상기 보빈 사이에 배치되어 상기 제2마찰부재를 상기 제1마찰부재 방향으로 가압하는 탄성부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 솔레노이드 모듈에 전류가 인가되면, 상기 솔레노이드 모듈에 의해 제2마찰부재가 제1마찰부재로부터 이격될 수 있다.

상기 요크의 외륜과 상기 제2마찰부재 사이에 배치된 완충부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 제1마찰부재와 상기 제2마찰부재가 접촉하는 위치에 배치되는 제3마찰부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 제1마찰부재와 상기 모터의 로터가 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치는 모터; 상기 모터의 원주방향 외주면을 따라 배치되는 솔레노이드 모듈; 상기 모터의 로터의 일면에 상기 모터의 회전축방향을 따라 결합되는 제1마찰부재; 및 상기 로터의 외주면을 따라 배치되고, 상기 솔레노이드 모듈에 의해 상기 로터의 외주면을 이동축으로 하여 상기 모터의 회전축 방향으로 이동함으로써 상기 제1마찰부재와 접촉 또는 이격되는 제2마찰부재;를 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 제어방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치는 모터(100, 도 2참조) 및 솔레노이드 모듈(120, 도 2참조)에 전류가 차단된 경우, 상술한 바와 같이 브레이크 모듈(130, 도 2참조)에 의해 로터(101, 도 2참조)가 구속되어 있는 상태일 수 있다. 따라서 프로세서(150, 도 6참조)가 모터의 구동신호를 감지(701)하면 모터의 구동 전에 로터의 구속을 해제할 필요가 있고, 솔레노이드 모듈에 전류를 먼저 공급(703)한 뒤 모터에 전류를 공급(705)할 수 있다.

프로세서가 모터의 정지신호를 감지(707)하면 모터에 공급되는 전류를 차단(709)하여 모터를 정지시키고, 솔레노이드 모듈에 공급되는 전류를 차단(711)하여 최종적으로 로터가 브레이크 모듈에 의해 구속되도록 할 수 있다.

다만, 브레이크 모듈이 로터를 구속하는 과정에서 소음이 발생할 수 있는바, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 제어방법에서는 솔레노이드 모듈에 공급하던 전류를 차단하되 전류의 차단과정을 제어(711)하여 소음의 발생을 줄일 수 있다. 구체적은 제어 내용은 도 8a 내지 도 8b와 함께 후술한다.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 전류 제어 그래프이다.

도 5를 참조 하여 살펴보면, 솔레노이드 모듈과 탄성부재(135)를 이용하여 제2마찰부재(133)를 왕복운동 시키는 과정에서 소음이 발생할 수 있다. 구체적으로 모터 및 솔레노이드 모듈에 전류를 차단하고, 탄성부재(135)를 통해 제2마찰부재(133)가 제1마찰부재(131) 측으로 가압되는 경우 제1마찰부재(131)와 제2마찰부재(133)가 충돌하는 부분(예: C부분)에서 소음이 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모터 브레이크 장치의 제어방법과 같이 모터에 공급하는 전류를 차단하더라도, 솔레노이드 코일에 공급되는 전류를 즉시 차단하는 것이 아니라, 일정 패턴을 가지고 솔레노이드 코일에 공급되는 전류를 차단함으로써 C부분에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.

도 8a를 참조하여 살펴보면, I1은 모터의 구동을 위해 프로세서가 공급하는 전류의 크기를 의미할 수 있고, I2는 탄성부재의 탄성력보다 솔레노이드 모듈에 의한 전자기력이 작아지는 순간의 전류를 의미할 수 있다. T1은 I2의 전류가 흐르는 솔레노이드 모듈에 의한 전자기력이 가해지는 경우 제2마찰부재가 제1마찰부재와 접촉하는데 소요되는 시간을 의미할 수 있다.

즉, 모터에 공급되는 전류를 차단하더라도 솔레노이드 모듈에 공급되는 전류는 일정시간 유지하여 제2마찰부재의 이동속도를 줄여 충격에 의한 소음을 감소시킬 수 있다.

도 8b를 참조하여 살펴보면, I1은 모터의 구동을 위해 프로세서가 공급하는 전류의 크기를 의미할 수 있고, I2는 탄성부재의 탄성력보다 솔레노이드 모듈에 의한 전자기력이 작아지는 순간의 전류를 의미할 수 있다. I3는 I2보다 큰 값일 수 있다. T2는 제2마찰부재가 제1마찰부재와 접촉하는데 소요되는 시간을 의미할 수 있다.

솔레노이드 모듈에 의해 제2마찰부재에 가해지는 전자기력은 제2마찰부재가 솔레노이드 모듈로부터 멀어질수록 약해질 수 있다. 따라서 이를 보상하기 위하여 제2마찰부재가 멀어질수록 솔레노이드 코일에 공급하는 전류를 I2에서 I3로 선형적으로 증가시키고 제2마찰부재의 이동속도를 줄임으로써 충격에 의한 소음을 감소시킬 수 있다.

도 8c는 도 8b의 경우에서 전자기력 보상을 위한 전류공급 방법에 차이가 있는 경우를 의미할 수 있다.

솔레노이드 코일에 공급하는 전류를 I2에서 I3로 선형적으로 증가시키는 것이 아니라 임의의 상수를 갖는 2차 함수 곡선을 따라 증가시켜 보상하는 방법으로 제2마찰부재에 가해지는 전자기력의 크기를 보다 세밀하게 제어하여 제2마찰부재의 이동속도를 줄임으로써 충격에 의한 소음을 감소시킬 수 있다.

도 8d를 참조하여 살펴보면, I1은 모터의 구동을 위해 프로세서가 공급하는 전류의 크기를 의미할 수 있다. T3는 솔레노이드 모듈에 전류를 차단한 경우 제2마찰부재가 제1마찰부재와 충돌하기 직전까지의 시간을 의미할 수 있다. T4는 T3시간 이후 I1 전류를 공급하는 시간을 의미할 수 있다.

모터에 공급하는 전류를 차단하면서 솔레노이드 모듈에 공급하는 전류도 차단하되, 제2마찰부재가 제1마찰부재와 충돌하기 직전에 I1전류를 공급하여 제2마찰부재를 잡아줌으로써 제2마찰부재의 이동속도를 낮추고 충격에 의한 소음을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 모터; 상기 모터의 원주방향 외주면을 따라 배치되는 솔레노이드 모듈; 상기 모터의 로터의 일면에 상기 모터의 회전축 방향을 따라 결합되는 제1마찰부재 및 상기 로터의 외주면을 따라 배치되고, 상기 솔레노이드 모듈에 의해 상기 로터의 외주면을 이동축으로 하여 상기 모터의 회전축 방향으로 이동하여 상기 제1마찰부재와 접촉 또는 이격됨으로써 로터의 회전을 구속하거나 회전 구속을 해제하는 제2마찰부재를 포함하는 브레이크 모듈; 및 상기 모터 및 솔레노이드 모듈의 동작을 제어하는 프로세서;를 포함할 수 있다.

상기 프로세서는 상기 모터의 구동신호의 입력 여부를 감지하고, 상기 모터의 구동신호가 입력된 경우 상기 솔레노이드 모듈에 전류를 공급하여 제2마찰부재를 제1마찰부재로부터 이격시킴으로써 상기 로터의 회전 구속을 해제하며, 상기 모터에 전류를 공급하도록 설정될 수 있다.

상기 프로세서는 상기 모터의 정지신호의 입력 여부를 감지하고, 상기 모터의 정지신호가 입력된 경우 상기 모터에 전류공급을 차단하며, 상기 솔레노이드 모듈에 전류를 차단하여 제2마찰부재를 제1마찰부재와 접촉시킴으로써 상기 로터의 회전을 구속하도록 설정될 수 있다.

상기 프로세서는 상기 모터의 정지신호의 입력 여부를 감지하고, 상기 모터의 정지신호가 입력된 경우 상기 모터에 전류공급을 차단하며, 상기 솔레노이드 모듈에 미리 설정된 T1시간 동안 미리 설정된 I2만큼 전류를 공급한 뒤 상기 솔레노이드 모듈에 공급되는 전류를 차단하도록 설정될 수 있다.

상기 프로세서는 상기 모터의 정지신호의 입력 여부를 감지하고, 상기 모터의 정지신호가 입력된 경우 상기 모터에 전류공급을 차단하며, 상기 솔레노이드 모듈에 미리 설정된 T2시간 동안 미리 설정된 I2 내지 I3 범위 내에서 연속적으로 변화하는 전류를 공급한 뒤 전류를 차단하도록 설정될 수 있다.

상기 프로세서는 상기 모터의 정지신호의 입력 여부를 감지하고, 상기 모터의 정지신호가 입력된 경우 상기 모터에 전류공급을 차단하며, 상기 솔레노이드 모듈에 공급되는 전류를 차단하되, 미리 설정된 T3 시간 후 미리 설정된 I1 크기의 전류를 미리 설정된 T4시간 동안 상기 솔레노이드 모듈에 공급하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 및 솔레노이드 모듈에 의해 구동되는 브레이크 모듈을 포함하는 전자 장치의 제어방법에 있어서, 상기 전자 장치의 프로세서에서 상기 모터의 동작 관련 신호를 수신하는 동작; 상기 수신한 모터의 동작 관련 신호가 모터의 정지 신호인 경우, 상기 솔레노이드 모듈로 공급되는 전류를 차단하여 상기 브레이크 모듈이 상기 모터의 회전을 구속하도록 하는 동작; 및 상기 수신한 모터의 동작 관련 신호가 모터의 구동 신호인 경우, 상기 솔레노이드 모듈로 전류를 공급하여 상기 브레이크 모듈이 상기 모터의 회전 구속을 해제하도록 하는 동작;을 포함할 수 있다.

상기 브레이크 모듈이 상기 모터의 회전을 구속하도록 하는 동작은 상기 솔레노이드 모듈에 미리 설정된 T1시간 동안 미리 설정된 I2만큼 전류를 공급하는 동작; 및 상기 솔레노이드 모듈에 공급되는 전류를 차단하여 상기 브레이크 모듈이 상기 모터의 회전을 구속하도록 하는 동작을 포함할 수 있다.

상기 브레이크 모듈이 상기 모터의 회전을 구속하도록 하는 동작은 상기 솔레노이드 모듈에 미리 설정된 T2시간 동안 미리 설정된 I2 내지 I3 범위 내에서 연속적으로 변화하는 전류를 공급하는 동작; 및 상기 솔레노이드 모듈에 공급되는 전류를 차단하여 상기 브레이크 모듈이 상기 모터의 회전을 구속하도록 하는 동작을 포함할 수 있다.

상기 브레이크 모듈이 상기 모터의 회전을 구속하도록 하는 동작은 미리 설정된 T3 시간 후 미리 설정된 I1 크기의 전류를 미리 설정된 T4시간 동안 상기 솔레노이드 모듈에 공급하는 동작; 및 상기 솔레노이드 모듈에 공급되는 전류를 차단하여 상기 브레이크 모듈이 상기 모터의 회전을 구속하도록 하는 동작을 포함할 수 있다.

100 : 모터 120 : 솔레노이드 모듈
130 : 브레이크 모듈 140 : 완충부재
150 : 프로세서

Claims

모터의 원주 방향 외주면을 따라 배치되는 솔레노이드 모듈;
상기 모터의 로터의 일면에 상기 모터의 회전축 방향을 따라 결합되는 제1마찰부재; 및
상기 로터의 외주면을 따라 배치되고, 상기 솔레노이드 모듈에 의해 상기 로터의 외주면을 이동축으로 하여 상기 모터의 회전축 방향으로 이동함으로써 상기 제1마찰부재와 접촉 또는 이격되는 제2마찰부재;를 포함하며,
상기 솔레노이드 모듈은,
내륜 및 외륜을 포함하는 요크를 포함하며,
상기 요크의 상기 내륜의 상기 회전축 방향 길이는 상기 요크의 상기 외륜의 상기 회전축 방향 길이보다 짧게 형성되며,
상기 요크의 상기 내륜을 향하여 연장되는 상기 제2마찰부재의 일측 단부의 길이는 상기 요크의 상기 외륜을 향하여 연장되는 상기 제2마찰부재의 타측 단부의 길이보다 길게 형성되는 모터 브레이크 장치.
제1항에 있어서,
상기 솔레노이드 모듈은
상기 로터의 원주방향 외주면을 따라 배치되되 상기 로터와 반지름방향으로 간극이 형성되도록 배치되는 보빈; 및
상기 보빈의 원주방향 외주면을 따라 위치하고, 상기 모터의 회전축방향으로 전자기력을 제공하는 솔레노이드 코일을 더 포함하며,
상기 요크는,
상기 보빈 및 상기 솔레노이드 코일을 감싸는 모터 브레이크 장치.
제2항에 있어서,
상기 요크의 상기 내륜은,
상기 로터와 상기 보빈 사이에 위치하며,
상기 요크의 상기 외륜은,
상기 보빈 및 상기 솔레노이드 코일을 감싸는 모터 브레이크 장치.
삭제
제2항에 있어서,
상기 제2마찰부재와 상기 보빈 사이에 배치되어 상기 제2마찰부재를 상기 제1마찰부재 방향으로 가압하는 탄성부재;를 더 포함하는 모터 브레이크 장치.
제5항에 있어서,
상기 솔레노이드 모듈에 전류가 인가되면, 상기 솔레노이드 모듈에 의해 제2마찰부재가 제1마찰부재로부터 이격되는 모터 브레이크 장치.
제3항에 있어서,
상기 요크의 외륜과 상기 제2마찰부재 사이에 배치된 완충부재;를 더 포함하는 모터 브레이크 장치.
◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1항에 있어서,
상기 제1마찰부재와 상기 제2마찰부재가 접촉하는 위치에 배치되는 제3마찰부재;를 더 포함하는 모터 브레이크 장치.
◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1항에 있어서,
상기 제1마찰부재와 상기 모터의 로터가 일체로 형성되는 모터 브레이크 장치.
모터;
상기 모터의 원주방향 외주면을 따라 배치되는 솔레노이드 모듈;
상기 모터의 로터의 일면에 상기 모터의 회전축방향을 따라 결합되는 제1마찰부재; 및
상기 로터의 외주면을 따라 배치되고, 상기 솔레노이드 모듈에 의해 상기 로터의 외주면을 이동축으로 하여 상기 모터의 회전축 방향으로 이동함으로써 상기 제1마찰부재와 접촉 또는 이격되는 제2마찰부재;를 포함하며,
상기 솔레노이드 모듈은,
내륜 및 외륜을 포함하는 요크를 포함하며,
상기 요크의 상기 내륜의 상기 회전축 방향 길이는 상기 요크의 상기 외륜의 상기 회전축 방향 길이보다 짧게 형성되며,
상기 요크의 상기 내륜을 향하여 연장되는 상기 제2마찰부재의 일측 단부의 길이는 상기 요크의 상기 외륜을 향하여 연장되는 상기 제2마찰부재의 타측 단부의 길이보다 길게 형성되는 모터 브레이크 장치.
모터;
상기 모터의 원주방향 외주면을 따라 배치되는 솔레노이드 모듈;
상기 모터의 로터의 일면에 상기 모터의 회전축 방향을 따라 결합되는 제1마찰부재 및 상기 로터의 외주면을 따라 배치되고, 상기 솔레노이드 모듈에 의해 상기 로터의 외주면을 이동축으로 하여 상기 모터의 회전축 방향으로 이동하여 상기 제1마찰부재와 접촉 또는 이격됨으로써 로터의 회전을 구속하거나 회전 구속을 해제하는 제2마찰부재를 포함하는 브레이크 모듈; 및
상기 모터 및 솔레노이드 모듈의 동작을 제어하는 프로세서;를 포함하며,
상기 솔레노이드 모듈은,
내륜 및 외륜을 포함하는 요크를 포함하며,
상기 요크의 상기 내륜의 상기 회전축 방향 길이는 상기 요크의 상기 외륜의 상기 회전축 방향 길이보다 짧게 형성되며,
상기 요크의 상기 내륜을 향하여 연장되는 상기 제2마찰부재의 일측 단부의 길이는 상기 요크의 상기 외륜을 향하여 연장되는 상기 제2마찰부재의 타측 단부의 길이보다 길게 형성되는 전자 장치.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 모터의 구동신호의 입력 여부를 감지하고,
상기 모터의 구동신호가 입력된 경우 상기 솔레노이드 모듈에 전류를 공급하여 제2마찰부재를 제1마찰부재로부터 이격시킴으로써 상기 로터의 회전 구속을 해제하며,
상기 모터에 전류를 공급하도록 설정된 전자 장치.
제12항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 모터의 정지신호의 입력 여부를 감지하고,
상기 모터의 정지신호가 입력된 경우 상기 모터에 전류공급을 차단하며,
상기 솔레노이드 모듈에 전류를 차단하여 제2마찰부재를 제1마찰부재와 접촉시킴으로써 상기 로터의 회전을 구속하도록 설정된 전자 장치.
◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제12항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 모터의 정지신호의 입력 여부를 감지하고,
상기 모터의 정지신호가 입력된 경우 상기 모터에 전류공급을 차단하며,
상기 솔레노이드 모듈에 미리 설정된 T1시간 동안 미리 설정된 I2만큼 전류를 공급한 뒤 상기 솔레노이드 모듈에 공급되는 전류를 차단하도록 설정된 전자 장치.
◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제12항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 모터의 정지신호의 입력 여부를 감지하고,
상기 모터의 정지신호가 입력된 경우 상기 모터에 전류공급을 차단하며,
상기 솔레노이드 모듈에 미리 설정된 T2시간 동안 미리 설정된 I2 내지 I3 범위 내에서 연속적으로 변화하는 전류를 공급한 뒤 전류를 차단하도록 설정된 전자 장치.
◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제12항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 모터의 정지신호의 입력 여부를 감지하고,
상기 모터의 정지신호가 입력된 경우 상기 모터에 전류공급을 차단하며,
상기 솔레노이드 모듈에 공급되는 전류를 차단하되, 미리 설정된 T3 시간 후 미리 설정된 I1 크기의 전류를 미리 설정된 T4시간 동안 상기 솔레노이드 모듈에 공급하도록 설정된 전자 장치.
삭제
삭제
삭제
삭제