(57)【要約】  回転体の制動時にディスク部とパッド部との間に発生する摩擦力を段階的に増加させて前記回転体に加えられる制動衝撃を最小化させると同時に前記回転体を滑らかに停止させることができるマグネチックブレーキが開示される。前記マグネチックブレーキは、非常にシンプルで且つコンパクトな構造であり、回転体に加えられる制動衝撃を最小化させると共に、前記回転体を徐々に滑らかに停止させることができるため、精密な制御を必要とするロボットアームの関節部位に適用されて有用に使用され得、シンプルで且つコンパクトな構造に製作されて設置空間の制約を最小化することができるだけでなく、マグネチックブレーキが適用される各種の装置を小型・軽量化させることができる効果がある。
2016507040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に設けられて前記回転体と連動して回転するディスク部と、
前記ディスク部と所定の間隔を置いて離隔されるように配置され、電圧調節が可能な電磁石からなり、電圧が印加されれば、前記ディスク部が牽引されて密着するようにすることにより、摩擦力が発生して前記回転体を停止させるパッド部と、
前記ディスク部が前記パッド部に密着する時に前記ディスク部と前記パッド部の密着面積を徐々に増加させて前記ディスク部と前記パッド部との間の摩擦力を徐々に増加させることにより、前記回転体を滑らかに停止させる緩衝手段と
を含むマグネチックブレーキ。
【請求項２】
前記緩衝手段は、前記ディスク部または前記パッド部に設けられて前記ディスク部が前記パッド部と密着する時に中央部から外側方向に徐々に密着面積が増加するアーク形状の緩衝パッドであることを特徴とする請求項１に記載のマグネチックブレーキ。
【請求項３】
前記緩衝手段は、前記ディスク部と前記パッド部との間に弾性的に介在されて前記ディスク部が前記パッド部と密着する時に前記ディスク部と前記パッド部により加圧されて徐々に密着面積が増加する板ばねであることを特徴とする請求項１に記載のマグネチックブレーキ。
【請求項４】
前記ディスク部は前記パッド部と互いに異なる極が向き合うように配置された電圧調節が可能な電磁石からなることを特徴とする請求項１に記載のマグネチックブレーキ。
【請求項５】
回転体に設けられて前記回転体と連動して回転するディスク部と、
個別に電圧調節が可能な少なくとも２つの電磁石が同心円をなすように配置されて形成され、前記ディスク部と所定の間隔を置いて離隔されるように配置され、前記それぞれの電磁石に電圧が所定の間隔を置いて印加されて前記ディスク部に前記それぞれの電磁石が所定の間隔を置いて段階的に密着するようにして前記ディスク部との間に摩擦力が段階的に増加するようにすることにより前記回転体を滑らかに停止させるパッド部と
を含むマグネチックブレーキ。
【請求項６】
前記パッド部は、前記パッド部のセンターに位置する電磁石から最外郭に位置する電磁石の方向に前記ディスク部と段階的に密着するように前記パッド部のセンターに位置する電磁石から最外郭に位置する電磁石の方向に電圧が段階的に印加されることを特徴とする請求項５に記載のマグネチックブレーキ。
【請求項７】
前記パッド部は、前記パッド部の最外郭に位置する電磁石からセンターに位置する電磁石の方向に前記ディスク部と段階的に密着するように前記パッド部の最外郭に位置する電磁石からセンターに位置する電磁石の方向に電圧が段階的に印加されることを特徴とする請求項５に記載のマグネチックブレーキ。
【請求項８】
前記パッド部をなす前記それぞれの電磁石にはそれぞれ互いに異なる電圧が印加されることを特徴とする請求項５に記載のマグネチックブレーキ。
【請求項９】
前記パッド部のセンターに位置する電磁石から最外郭に位置する電磁石の方向に行くほど前記電磁石に印加される電圧はその大きさが徐々に増加することを特徴とする請求項８に記載のマグネチックブレーキ。
【請求項１０】
前記パッド部の最外郭に位置する電磁石からセンターに位置する電磁石の方向に行くほど前記電磁石に印加される電圧はその大きさが徐々に増加することを特徴とする請求項８に記載のマグネチックブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネチックブレーキに関し、より具体的には、回転体を制動させることができるマグネチックブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に回転体の回転動力を制動させる目的で用いられるブレーキとしては、ブレーキパッドを機械的な構造で回転体に接触させることにより、摩擦力によって回転運動を停止させる機械式ブレーキと、マグネチックを用いた磁力でブレーキパッドを回転体に接触させることにより、摩擦力によって回転運動を停止させるマグネチックブレーキが最も広く用いられている。
【０００３】
前記マグネチックブレーキは、回転体に設けられるディスク部が電磁石で形成されたパッド部に電圧が印加されれば、前記パッド部側に移動して前記パッド部にディスク部が密着して前記パッド部とディスク部との間に摩擦力が発生し、前記回転体の回転運動を停止させる。
【０００４】
しかし、上述したような従来のマグネチックブレーキは、電磁石で形成されたパッド部に電圧が印加されれば、前記パッド部の全面とディスク部の全面が同時に一括的に密着して前記パッド部とディスク部との間に非常に大きい摩擦力が瞬間的に発生することにより、制動時に前記回転体に非常に大きい制動衝撃が加えられるだけでなく、前記回転体が徐々に滑らかに停止せず、急制動を行うという問題点があった。
【０００５】
従って、上述したような従来の一般的なマグネチックブレーキは、精密な制御を必要とする産業用ロボットアームや、より精密な制御を必要とする手術用ロボットアームなどに適用して使用するということが事実上不可能であるという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、回転体の制動時にディスク部とパッド部との間に発生する摩擦力を段階的に増加させて前記回転体に加えられる制動衝撃を最小化させると共に、前記回転体を滑らかに停止させることができるマグネチックブレーキを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例によるマグネチックブレーキは、回転体に設けられて前記回転体と連動して回転するディスク部と、前記ディスク部と所定の間隔を置いて離隔されるように配置され、電圧調節が可能な電磁石からなり、電圧が印加されれば、前記ディスク部が牽引されて密着するようにすることにより、摩擦力が発生して前記回転体を停止させるパッド部と、前記ディスク部が前記パッド部に密着する時に前記ディスク部と前記パッド部の密着面積を徐々に増加させて前記ディスク部と前記パッド部との間の摩擦力を徐々に増加させることにより、前記回転体を滑らかに停止させる緩衝手段を含む
【０００８】
一実施例によれば、前記緩衝手段は、前記ディスク部または前記パッド部に設けられて前記ディスク部が前記パッド部と密着する時に中央部から外側方向に徐々に密着面積が増加するアーク形状の緩衝パッドであり得る。
【０００９】
他の実施例によれば、前記緩衝手段は、前記ディスク部と前記パッド部との間に弾性的に介在されて前記ディスク部が前記パッド部と密着する時に前記ディスク部と前記パッド部により加圧されて徐々に密着面積が増加する板ばねであり得る。
【００１０】
一方、前記ディスク部は、前記パッド部と互いに異なる極が向き合うように配置された電圧調節が可能な電磁石からなることもできる。
【００１１】
本発明の他の実施例によるマグネチックブレーキは、回転体に設けられて前記回転体と連動して回転するディスク部と、個別に電圧調節が可能な少なくとも２つの電磁石が同心円をなすように配置されて形成され、前記ディスク部と所定の間隔を置いて離隔されるように配置され、前記それぞれの電磁石に電圧が所定の間隔を置いて印加されて前記ディスク部に前記それぞれの電磁石が所定の間隔を置いて段階的に密着するようにして前記ディスク部との間に摩擦力が段階的に増加するようにすることにより、前記回転体を滑らかに停止させるパッド部を含むことができる。
【００１２】
一実施例によれば、前記パッド部は、前記パッド部のセンターに位置する電磁石から最外郭に位置する電磁石の方向に前記ディスク部と段階的に密着するように、前記パッド部のセンターに位置する電磁石から最外郭に位置する電磁石の方向に電圧が段階的に印加されることができる。
【００１３】
他の実施例によれば、前記パッド部は、前記パッド部の最外郭に位置する電磁石からセンターに位置する電磁石の方向に前記ディスク部と段階的に密着するように、前記パッド部の最外郭に位置する電磁石からセンターに位置する電磁石の方向に電圧が段階的に印加されることもできる。
【００１４】
一方、前記パッド部をなす前記それぞれの電磁石にはそれぞれ互いに異なる電圧が印加されることができる。
【００１５】
一実施例によれば、前記パッド部のセンターに位置する電磁石から最外郭に位置する電磁石の方向に行くほど前記電磁石に印加される電圧はその大きさが徐々に増加することができる。
【００１６】
他の実施例によれば、前記パッド部の最外郭に位置する電磁石からセンターに位置する電磁石の方向に行くほど前記電磁石に印加される電圧はその大きさが徐々に増加することができる。
【発明の効果】
【００１７】
このように本発明によるマグネチックブレーキは、非常にシンプルな構造の緩衝手段によってパッド部とディスク部の密着面積を段階的に増加させて、前記パッド部とディスク部との間に発生する摩擦力を段階的に増加させられるようにしたり、別途の追加の構成なしに個別的に電圧調節が可能な少なくとも２つの電磁石を同心円をなすように配置してパッド部を形成した後、前記それぞれの電磁石に電圧が所定の間隔を置いて印加されるようにして前記ディスク部にそれぞれの電磁石が所定の間隔を置いて段階的に密着するようにすることにより、前記ディスク部とパッド部との間に摩擦力が段階的に増加するようにする。
【００１８】
従って、本発明によるマグネチックブレーキは、回転体に加えられる制動衝撃を最小化させながら前記回転体を徐々に滑らかに停止させることができるため、精密な制御を必要とするロボットアームの関節部位に適用して有用に用いることができ、シンプルで且つコンパクトな構造に製作されることにより、設置空間の制約を最小化できるだけでなく、マグネチックブレーキが適用される各種の装置を小型・軽量化させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施例によるマグネチックブレーキの概略図。
【図２】本発明の第１実施例によるマグネチックブレーキの他の概略図。
【図３】本発明の第２実施例によるマグネチックブレーキの概略図。
【図４】本発明の第２実施例によるマグネチックブレーキの他の概略図。
【図５】本発明の第３実施例によるマグネチックブレーキの概略図。
【図６】パッド部の構成を説明するための正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、多様な変更を加えることができ、また、様々な形態を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示して本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態について限定しようとするのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されるべきである。
【００２１】
第１、第２等の用語は多様な構成要素を説明するのに用いられるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱せずに第１の構成要素は第２の構成要素と呼ばれることができ、同様に第２の構成要素は第１の構成要素と呼ばれることができる。
【００２２】
本出願で使用する用語は単に特定の実施例を説明するために使用しており、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」等の用語は明細書に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであり、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたもの等の存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。
【００２３】
異なって定義しない限り、技術的であったり科学的である用語を含めてここで使用される全ての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般に理解されるものと同一の意味を有する。
【００２４】
一般に使用される辞典に定義されている用語は関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的であったり過度に形式的な意味で解釈されない。
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の望ましい実施例をより詳細に説明する。
【００２６】
＜実施例１＞
【００２７】
図１を参照して本発明の第１実施例によるマグネチックブレーキについて説明する。
【００２８】
図１は本発明の第１実施例によるマグネチックブレーキの概略図であり、図２は本発明の第１実施例によるマグネチックブレーキの他の概略図である。
【００２９】
図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施例によるマグネチックブレーキ１００は、ディスク部１１０、パッド部１２０、緩衝手段１３０を含む。
【００３０】
前記ディスク部１１０は、前記回転体１４０と連動して回転できるように前記回転体１４０に軸設される。ここで、前記ディスク部１１０は、前記パッド部１２０に電源が印加される時に前記回転体１４０に沿ってパッド部１２０側に移動して前記パッド部１２０と密着できるように前記回転体１４０にスライディング可能に軸設されるのが望ましい。
【００３１】
前記ディスク部１１０は、前記回転体１４０の軸方向に沿ってスライディング可能に前記回転体１４０に軸設されるディスク１１１と、前記パッド部１２０と向き合うように前記ディスク１１１に設けられるディスクパッド１１２を含む。ここで、前記ディスクパッド１１２は、一定時間以上使用して前記ディスクパッド１１２が使用限度以上に摩耗した時に取替え可能であるように前記ディスク１１１に設けられるのが望ましい。
【００３２】
前記パッド部１２０は、前記ディスク部１１０と所定の間隔を置いて離隔されるように配置される。このような前記パッド部１２０は、電圧調節が可能な電磁石で形成される。よって、前記パッド部１２０に電圧が印加されれば、前記ディスク部１１０が回転体１４０に沿ってパッド部１２０側にスライディング移動して前記パッド部１２０と密着して摩擦力が発生するようにすることにより、前記回転体１４０を停止させることができる。例えば、電磁石からなる前記パッド部１２０は、５Ｖ〜１０Ｖ間で電圧を可変させて調節できるようにすることにより、電圧調節を通じて前記ディスク部１１０との間に発生する摩擦力を調節することもできる。
【００３３】
前記緩衝手段１３０は、前記ディスク部１１０が前記パッド部１２０に密着する時、前記ディスク部１１０と前記パッド部１２０の密着面積を徐々に増加させて前記ディスク部１１０と前記パッド部１２０との間の摩擦力を徐々に増加させることにより、前記回転体１４０を停止させることができる。すなわち、前記緩衝手段１３０は、前記回転体１４０の制動時に、前記ディスク部１１０と前記パッド部１２０との間に発生する摩擦力を徐々に増加させて前記回転体１４０の回転速度を徐々に減少させることができるため、前記回転体１４０の制動衝撃を緩衝させて前記回転体１４０を滑らかに停止させることができる。
【００３４】
例えば、前記緩衝手段１３０としては、図１に示すように、前記ディスク部１１０または前記パッド部１２０に設けられるアーク形状の緩衝パッドを用いることができる。一方、前記緩衝手段１３０として用いられる緩衝パッドは、一定時間以上用いて前記緩衝パッドが使用限度以上に摩耗した時に取替え可能であるように前記ディスク部１１０または前記パッド部１２０に設けられるのが望ましい。前記緩衝手段１３０として用いられる緩衝パッドは、アーク形態に形成されることにより、ディスク部１１０が前記パッド部１２０に密着する初期には膨らんで形成されたセンター部のみが前記ディスク部１１０または前記パッド部１２０に密着した後、前記ディスク部１１０が徐々にパッド部１２０側に移動するほど前記ディスク部１１０及びパッド部１２０により加圧されて形態が変形しながら、前記緩衝パッドのセンター部から最外郭部の方向に順次前記ディスク部１１０またはパッド部１２０に密着して密着面積を増加させることにより、前記ディスク部１１０と前記パッド部１２０との間に発生する摩擦力を徐々に増加させる。よって、前記回転体１４０の回転速度を徐々に減少させることができるので、前記回転体１４０の制動衝撃を緩衝させて前記回転体１４０を滑らかに停止させることができるようにする。ここで、前記緩衝手段１３０として用いられる前記緩衝パッドは、前記ディスク部１１０よりは前記パッド部１２０に設けられるのが望ましい。
【００３５】
他の例として、前記緩衝手段１３０としては、図２に示すように、前記ディスク部１１０と前記パッド部１２０との間に弾性的に介在する板ばねを用いることができる。前記緩衝手段１３０として用いられる板ばねは、前記ディスク部１１０が前記パッド部１２０と密着する時に前記ディスク部１１０と前記パッド部１２０により加圧されて徐々に密着面積が増加することにより、前記ディスク部１１０と前記パッド部１２０との間に発生する摩擦力を徐々に増加させる。よって、前記回転体１４０の回転速度を徐々に減少させることができるため、前記回転体１４０の制動衝撃を緩衝させて前記回転体１４０を滑らかに停止させることができる。
【００３６】
再度図１及び図２を参照して、本発明の第１実施例によるマグネチックブレーキの作動過程及び作用効果について説明する。
【００３７】
図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施例によるマグネチックブレーキ１００を用いて回転体１４０を制動させるためには、まず電磁石からなる前記パッド部１２０に電圧を印加する。
【００３８】
前記パッド部１２０に電圧が印加されれば、前記パッド部１２０とディスク部１１０との間に引力が発生することにより、前記パッド部１２０と所定の間隔を置いて離隔されるように配置されたディスク部１１０が前記パッド部１２０により牽引されて前記回転体１４０に沿って前記パッド部１２０側にスライディング移動する。
【００３９】
前記ディスク部１１０が前記回転体１４０に沿って前記パッド部１２０側に一定の距離だけスライディング移動した密着初期には前記ディスク部１１０またはパッド部１２０に設けられた緩衝手段１３０の一部分のみが前記パッド部１２０またはディスク部１１０に密着する。
【００４０】
その後、前記ディスク部１１０がパッド部１２０との間で発生する引力により前記パッド部１２０側にさらに移動すると、前記ディスク部１１０とパッド部１２０により前記緩衝手段１３０が加圧されて形態が変形することにより、前記緩衝手段１３０と前記ディスク部１１０またはパッド部１２０との密着面積が徐々に増加して前記ディスク部１１０と前記パッド部１２０との間に発生する摩擦力が徐々に増加することにより、前記回転体１４０の回転速度を徐々に減少させて制動衝撃を最小化させることができるため、前記回転体１４０を滑らかに停止させることができる利点がある。
【００４１】
＜実施例２＞
【００４２】
図３及び図４を参照して、本発明の第２実施例によるマグネチックブレーキについて説明する。
【００４３】
図３は本発明の第２実施例によるマグネチックブレーキの概略図であり、図４は本発明の第２実施例によるマグネチックブレーキの他の概略図である。
【００４４】
本実施例によるマグネチックブレーキは、ディスク部の一部の内容を除けば、第１実施例によるマグネチックブレーキと同一であるため、前記ディスク部の一部内容を除いた他の構成要素に関する詳細な説明は省略する。
【００４５】
図３及び図４を参照すると、本発明の第２実施例によるマグネチックブレーキ２００のディスク部２１０は、前記回転体（図示せず）と連動して回転できるように前記回転体に軸設される。本実施例によるマグネチックブレーキ２００の前記ディスク部２１０は、本発明の第１実施例によるマグネチックブレーキ１００のパッド部１２０と同様に電圧調節が可能な電磁石からなり得る。すなわち、本実施例によるマグネチックブレーキ２００は、ディスク部２１０とパッド部２２０がいずれも電圧調節が可能な電磁石からなり得る。例えば、電磁石からなる前記ディスク部２１０は、５Ｖ〜１０Ｖ間で電圧を可変させて調節できるようにすることにより、パッド部２２０と共に電圧調節を通じて前記ディスク部２１０とパッド部２２０との間に発生する摩擦力を調節できるようにする。
【００４６】
ここで、前記ディスク部２１０は、前記回転体に沿ってパッド部２２０側に移動して前記パッド部２２０と密着できるように前記回転体にスライディング可能に軸設されるのが望ましい。
【００４７】
一方、前記ディスク部２１０は、前記パッド部２２０とディスク部２１０に電源が印加されると、前記パッド部２２０とディスク部２１０との間に引力が発生するように前記パッド部２２０と互いに異なる極が向き合うように配置され得る。例えば、図３に示すように、パッド部２２０が左側にＳ極が位置し右側にＮ極が位置するように配置されれば、前記ディスク部２１０は、前記パッド部２２０の左側と向き合う右側にＮ極が位置するように配置されるのが望ましい。一方、図４に示すように、前記パッド部２２０が左側にＮ極が位置し右側にＳ極が位置するように配置されれば、前記ディスク部２１０は、前記パッド部２２０の左側と向き合う右側にＳ極が位置するように配置されるのが望ましい。
【００４８】
一方、前記ディスク部２１０は、前記回転体の軸方向に沿ってスライディング可能に前記回転体に軸設されるディスク２１１と、前記パッド部２２０と向き合うように前記ディスク２１１に設けられるディスクパッド２１２を含む。ここで、前記ディスクパッド２１２は、一定時間以上用いて前記ディスクパッド２１２が使用限度以上に摩耗した時に取替え可能であるように前記ディスク２１１に設けられるのが望ましい。
【００４９】
再度図３及び図４を参照して、本発明の第２実施例によるマグネチックブレーキの作動過程及び作用効果について説明する。
【００５０】
図３及び図４を参照すると、本発明の第２実施例によるマグネチックブレーキ２００を用いて回転体（図示せず）を制動させるためには、まず電磁石からなる前記パッド部２２０とディスク部２１０に電圧を印加する。
【００５１】
前記パッド部２２０とディスク部２１０は互いに異なる極が向き合うように配置されているため、前記パッド部２２０と前記ディスク部２１０に電圧が印加されれば、前記パッド部２２０とディスク部２１０との間に引力が発生することにより、前記パッド部２２０と所定の間隔を置いて離隔されるように配置されたディスク部２１０が前記回転体に沿って前記パッド部２２０側にスライディング移動する。
【００５２】
前記ディスク部２１０が前記回転体に沿って前記パッド部２２０側に一定の距離だけスライディング移動した密着初期には、前記ディスク部２１０またはパッド部２２０に設けられた緩衝手段２３０の一部分のみが前記パッド部２２０またはディスク部２１０に密着する。
【００５３】
その後、前記ディスク部２１０がパッド部２２０で発生する引力によって前記パッド部２２０側にさらに移動すると、前記ディスク部２１０とパッド部２２０により前記緩衝手段２３０が加圧されて形態が変形することにより、前記緩衝手段２３０と前記ディスク部２１０またはパッド部２２０との密着面積が徐々に増加して前記ディスク部２１０と前記パッド部２２０との間に発生する摩擦力が徐々に増加することにより、前記回転体の回転速度を徐々に減少させて制動衝撃を最小化させることができるため、前記回転体を滑らかに停止させることができる利点がある。
【００５４】
＜実施例３＞
【００５５】
図５及び図６を参照して、本発明の第３実施例によるマグネチックブレーキについて説明する。
【００５６】
図５は本発明の第３実施例によるマグネチックブレーキの概略図であり、図６はパッド部の構成を説明するための正面図である。
【００５７】
本実施例によるマグネチックブレーキは、パッド部の一部内容を除けば、第１実施例によるマグネチックブレーキと同一であるため、前記パッド部の一部内容を除いた他の構成要素に関する詳細な説明は省略し、第１実施例と同一／類似の構成要素については同一の図面符号を付与する。一方、本実施例は第１実施例に開示された緩衝手段を含めないことがある。
【００５８】
図３を参照すると、本発明の第３実施例によるマグネチックブレーキ３００のパッド部３２０は、個別的に電圧調節が可能な少なくとも２つの電磁石３２１、３２２、３２３が同心円をなすように配置されて形成される。また、前記パッド部３２０は、ディスク部３１０と所定の間隔を置いて離隔されるように配置される。ここで、前記パッド部３２０を形成するそれぞれの電磁石３２１、３２２、３２３には、電圧が所定の間隔を置いて印加されて前記ディスク部３１０に前記それぞれの電磁石３２１、３２２、３２３が所定の間隔を置いて段階的に密着するようにして前記ディスク部３１０との間に摩擦力が段階的に増加するようにすることにより、回転体（図示せず）を滑らかに停止させることができる。
【００５９】
例えば、前記パッド部３２０のセンターには第１電磁石３２１が配置され、前記第１電磁石３２１の外側には前記第１電磁石３２１と同心円をなすように第２電磁石３２２が配置され、前記第２電磁石３２２の外側には前記第１及び第２電磁石３２１、３２２と同心円をなすように第３電磁石３２３が配置され得る。
【００６０】
上記のようにパッド部３２０のセンターから最外郭の方向に配置された前記第１〜第３電磁石３２１、３２２、３２３には、電圧が所定の間隔を置いて印加されて前記第１〜第３電磁石３２１、３２２、３２３が前記ディスク部３１０に所定の間隔を置いて段階的に密着して前記ディスク部３１０との密着面積を段階的に増加させ、前記パッド部３２０とディスク部３１０との間に摩擦力が段階的に増加するようにすることにより、回転体を滑らかに停止させることができる。
【００６１】
例えば、前記パッド部３２０の第１電磁石３２１に一番最初に電圧が印加され、一定時間後、前記第２電磁石３２２に電圧が印加され、その後第３電磁石３２３に電圧が印加されるようにして、前記第１〜第３電磁石３２１、３２２、３２３が順次所定の間隔を置いて段階的にディスク部３１０に密着してディスク部３１０とパッド部３２０の密着面積を段階的に増加させ、前記ディスク部３１０とパッド部３２０との間に発生する摩擦力を段階的に増加させることができる。
【００６２】
これとは異なって、前記パッド部３２０の第３電磁石３２３に一番最初に電圧が印加され、一定時間後、前記第２電磁石３２２に電圧が印加され、その後第１電磁石３２１に電圧が印加されるようにして第３〜第１電磁石３２３、３２２、３２１が順次所定の間隔を置いて段階的にディスク部３１０に密着してディスク部３１０とパッド部３２０の密着面積を段階的に増加させ、前記ディスク部３１０とパッド部３２０との間に発生する摩擦力を段階的に増加させることもできる。
【００６３】
一方、前記パッド部３２０の第１〜第３電磁石３２１、３２２、３２３にはそれぞれ互いに異なる電圧が印加され得る。
【００６４】
例えば、前記パッド部３２０のセンターに位置する第１電磁石３２１から前記パッド部３２０の最外郭に位置する第３電磁石３２３の方向に行くほど徐々に大きい電圧が印加され得る。すなわち、前記第１電磁石３２１に５Ｖの電圧が印加されれば、前記第２電磁石３２２には１０Ｖの電圧が印加され、前記第３電磁石３２３には１５Ｖの電圧が印加され得る。
【００６５】
これとは異なって、前記パッド部３２０の最外郭に位置する第３電磁石３２３から前記パッド部３２０のセンターに位置する第１電磁石３２１の方向に行くほど徐々に大きい電圧が印加され得る。すなわち、前記第３電磁石３２３に５Ｖの電圧が印加されれば、前記第２電磁石３２２には１０Ｖの電圧が印加され、前記第１電磁石３２１には１５Ｖの電圧が印加され得る。
【００６６】
言い換えれば、前記パッド部３２０をなす第１〜第３電磁石３２１、３２２、３２３のうち、前記ディスク部３１０と一番最初に密着する電磁石に最も低い電圧が印加され、最後に密着する電磁石に最も高い電圧が印加され得る。
【００６７】
再度図５及び図６を参照して、本発明の第３実施例によるマグネチックブレーキの作動過程及び作用効果について説明する。
【００６８】
図５及び図６を参照すると、本発明の第３実施例によるマグネチックブレーキ３００を用いて回転体（図示せず）を制動させるためには、まず前記パッド部３２０の第１電磁石３２１に電圧を印加する。
【００６９】
前記第１電磁石３２１に電圧が印加されれば、前記パッド部３２０に引力が発生することにより、前記パッド部３２０と所定の間隔を置いて離隔されるように配置されたディスク部３１０が前記パッド部３２０により牽引されて前記回転体に沿って前記パッド部３２０側にスライディング移動する。
【００７０】
この時、前記第１電磁石３２１はディスク部３１０と完全に密着した状態になり、第２及び第３電磁石３２２、３２３は前記ディスク部３１０と密着せず、単に接触した状態のみ維持する。
【００７１】
上記のように第１電磁石３２１のみが前記ディスク部３１０と密着した状態を一定時間維持すれば、前記第１電磁石３２１とディスク部３１０との間に発生する摩擦力によって回転体の回転力が一定速度以下に低下する。
【００７２】
その後、前記第２電磁石３２２にも電圧を印加して前記第１電磁石３２１だけでなく第２電磁石３２２も前記ディスク部３１０と密着した状態を維持できるようにして前記パッド部３２０とディスク部３１０との間に発生する摩擦力を増加させて前記回転体の回転力をさらに低下させる。
【００７３】
上記のように第１及び第２電磁石３２１、３２２が前記ディスク部３１０と一定時間密着した状態を維持した後、第３電磁石３２３にも電圧を印加して前記第１〜第３電磁石３２１、３２２、３２３の全てがディスク部３１０と密着した状態を維持させ、前記パッド部３２０とディスク部３１０との間に発生する摩擦力をさらに増加させて前記回転体を停止させる。
【００７４】
一方、第３電磁石３２３が前記ディスク部３１０に一番最初に密着し、第１電磁石３２１が最後に前記ディスク部３１０に密着する場合は、上述した第１電磁石３２１が一番最初に前記ディスク部３１０に密着し、第３電磁石３２３が最後に前記ディスク部３１０に密着する場合と、第１〜第３電磁石３２１、３２２、３２３が密着する順序のみ異なるため、これに関する詳細な説明は省略する。
【００７５】
上述したように本発明の第３実施例によるマグネチックブレーキ３００は、パッド部３２０をなすそれぞれの電磁石３２１、３２２、３２３に電圧が所定の間隔を置いて印加されてディスク部３１０に前記それぞれの電磁石３２１、３２２、３２３が所定の間隔を置いて段階的に密着するようにして、前記ディスク部３１０とパッド部３２０との間に摩擦力が段階的に増加するようにすることにより、回転体の回転速度を徐々に減少させて制動衝撃を最小化させることができるため、前記回転体を滑らかに停止させることができる利点がある。
【００７６】
このように本発明によるマグネチックブレーキは、非常にシンプルな構造の緩衝手段によりパッド部とディスク部の密着面積を段階的に増加させて前記パッド部とディスク部との間に発生する摩擦力を段階的に増加させられるようにしたり、別途の追加の構成なしに個別的に電圧調節が可能な少なくとも２つの電磁石を同心円をなすように配置してパッド部を形成した後、前記それぞれの電磁石に電圧が所定の間隔を置いて印加されるようにして前記ディスク部にそれぞれの電磁石が所定の間隔を置いて段階的に密着するようにすることにより、前記ディスク部とパッド部との間に摩擦力が段階的に増加するようにする。
【００７７】
従って、本発明によるマグネチックブレーキは、回転体に加えられる制動衝撃を最小化させながら前記回転体を徐々に滑らかに停止させることができるため、精密な制御を必要とする各種の産業用ロボットアームや、さらに精密な制御を必要とする各種の手術用ロボットアームの関節部位に適用して有用に使用され得る。
【００７８】
また、本発明によるマグネチックブレーキは、さらに精密に回転体を制動させることができるにもかかわらず、シンプルで且つコンパクトな構造に製作されることにより、設置空間の制約を最小化することができ、マグネチックブレーキが適用される各種の装置を小型・軽量化させることができる利点がある。
【００７９】
上述した本発明の詳細な説明では本発明の望ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者または該当技術分野に通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させられることを理解できるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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