KR100380992B1 - 유압브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작용 유체로 채워지기에 적합하고 작용 유체를 배출시키기에 적합한 하우징, 다수의 날개를 갖춘 회전자, 및 다수의 날개를 갖춘 고정자를 포함하는 유압 브레이크를 제공하려는 것이다. 본 발명에 따르면, 회전자 날개의 갯수는 고정자 날개의 갯수보다 약 1.2배 내지 1.5배 많다.

Description

유압 브레이크{HYDRODYNAMIC BRAKE}

본 발명은 유압 브레이크(hydrodynamic brake)에 관한 것이며, 특히 회전자 날개(rotor blade) 및 고정자 날개(stator blade)를 갖춘 유압 브레이크에 관한 것이다.

각각 다수의 날개들을 갖는 회전자와 고정자를 구비한 유체 충전식 유압 브레이크가 해당 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들면, DE 31 13 408호("포겔장(Vogelsang)"에게 허여된 미국 특허 제 4,474,270호)에 이러한 유압 브레이크가 개시되어 있다.

유압 브레이크의 개발은 고밀도의 동력 흡수를 달성하는데 주안점을 두고 있다. 그러므로, 브레이크 부품들(특히, 회전자와 고정자)은 에너지 교환이 가능하도록 설계된다. 또한, 다양한 작동상태에서 바람직한 방식으로 작동될 수 있도록 설계된다.

이와 같은 브레이크에 의해서 달성되는 고밀도의 동력 흡수는 오일 전달에 관련된 부품들에 높은 부하를 가하게 된다. 그 결과, 브레이크는 소음을 발생시켜 대중교통에 바람직하지 않다. 특히, 버스에 사용하는 경우에 소음이 심하다.

이에 따라, 고밀도의 동력 흡수를 유지함과 동시에 브레이크의 작동중에 유발되는 소음을 줄이기 위한 노력이 계속되어 왔다. 그러나, 지금까지는 소음의 발생을 진정시키지 못하였고 단지 소음에 영향을 미치는 부차적인 방법들만이 시도되었다. 예를 들면, 하우징 부분을 두껍게 한다든지 또는 전체 브레이크를 둘러싸는 단열 외장재를 제공하는 등의 시도가 있었다. 이와 같은 방법들은 상당한 조립 작업과 그와 같은 (바람직하지 않은)구조에 필요한 면적의 증가 때문에 비용이 많이 들며 효과적이지도 못하다.

만일 음향 문제만을 고려한다면, 브레이크에서 주기적으로 반복 발생하는 유동충격의 진동수를 감소시켜 브레이크에 의한 소음을 감소시키기 위해 회전자와 고정자의 날개 수를 줄이는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 회전자와 고정자의 날개 수가 감소되면서도, 브레이크의 에너지 밀도(즉, 동력 흡수력)가 감소되지 않는다면, 유동충격의 에너지가 증가되어 오일 유동뿐만 아니라 브레이크 부품들의 강한 들뜸(즉, 진동)을 유발시킨다. 이에 따라, 소음이 더욱 커진다. 그러므로, 이러한 소음의 문제를 직접적으로 해결할 수 있는 방법은 지금까지 존재하지 않았다.

본 발명의 목적은 위에서 언급한 문제점들을 극복하는데 있다. 또한, 본 발명의 목적은 종래의 유압 브레이크에 비해서 소음 수준을 감소시키는 동시에 에너지 밀도를 그대로 유지하는 유압 브레이크를 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 유압 브레이크는 작동 유체로 채워지고 작동 유체를 배출시키는 하우징과, 다수의 날개를 갖는 회전자와, 그리고 다수의 날개를 갖는 고정자를 포함한다. 회전자 날개의 개수는 고정자 날개의 개수보다 약 1.2배 내지 1.5배 많다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명 및 첨부된 특허청구의 범위를 통해서 당업자에게 보다 명백하게 밝혀질 것이다.

본 발명에 있어서는, 유압 브레이크에 의해서 발생하는 소음을 감소시키기 위하여, 브레이크 회전자 날개의 개수를 감소시키지 않고 증가시킨다. 이에 따라, 회전자는 협력하는 고정자보다 많은 수의 날개를 갖는다. 회전자 날개의 개수가 고정자 날개의 개수의 약 1.3배만큼 증가된 경우에 최적의 결과가 얻어진다.

본 발명에 따른 유압 브레이크를 이용한 경우에 에너지 밀도가 완전히 보유된다는 것이 실험을 통하여 입증되었다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

제 1도를 참조하면, 본 발명에 따른 브레이크 또는 감속기는 구동축(1)을 갖추고 있다. 구동축(1)에는 회전자 바퀴(2)가 고정되어 있다. 브레이크는 고정자 바퀴(3)를 포함하는데, 이러한 고정자 바퀴(3)는 하우징(4) 내에서 회전하지 못하게 설치되어 있다. 작동 유체는 제어 장치(도시되지 않음)를 지나는 유입 채널(5)을 거쳐서 브레이크로 유입된다. 유체는 유입 채널(5)로 유입된 후에, 제일 먼저 분배 챔버(6)에 도달한다. 그 후에, 유체는 배출 채널(7)을 통해서 브레이크로부터 배출된다. 회전자 바퀴(2)의 방사상 내부 지역에는 충전용 슬릿(8)이 배치되고, 회전자 바퀴(2)의 방사상 외부 지역에는 배출용 슬릿(9)이 배치된다. 회전자 바퀴(2)와 고정자 바퀴(3) 사이에 배치된 원환(toroidal) 작용 챔버(10)는 충전용 슬릿(8)과 배출용 슬릿(9)을 통해서 각각 충전 및 배출 상태에 놓인다.

제 2도를 참조하면, 본 발명에 따른 브레이크가 구동축(1)과 관련하여 개략적으로 도시되어 있다. 회전자 바퀴(2)가 다수의 날개(Z_R)를 포함하고 고정자 바퀴(3)도 다수의 날개(Z_S)를 포함하며, 브레이크는 프로파일 외부직경(D_A), 및 구동축(1)에 대한 프로파일 내부직경(D_I)을 갖는다. 본 발명에 따르면, 회전자 날개(Z_R)의 개수는 고정자 날개(Z_S)의 개수보다 약 1.2배 내지 1.5배 많으며, 바람직하게는 1.35배 많다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 브레이크는 소음을 줄이기 위해 회전자의 날개 수를 감소시키지 않으며, 고정자의 날개 수보다 회전자의 날개 수를1.2배 내지 1.5배, 바람직하게는 1.35배 증가시켜서, 소음을 감소시키는 동시에 에너지 밀도를 그대로 유지할 수 있다.

지금까지의 설명은 본 발명을 보다 명백하게 이해시키기 위한 것으로서, 본 발명을 이러한 실시예로만 제한하려는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능하다.

제 1도는 본 발명에 따른 유압 브레이크의 개략적인 부분 종단면도.

제 2도는 제 1도에 도시된 유압 브레이크의 개략적인 단면도.

제 3도는 제 1도의 유압 브레이크의 회전자의 부분적으로 개략적인 단면도.

제 4도는 제 1도의 유압 브레이크의 고정자의 부분적으로 개략적인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 구동축 2 : 회전자 바퀴

3 : 고정자 바퀴 4 : 하우징

5 : 유입 채널 6 : 분배 챔버

7 : 배출 채널 8 : 충전용 슬릿

9 : 배출용 슬릿 10 : 작용 챔버

Claims (2)

1. 작동 유체로 채워지며 상기 작동 유체를 배출시킬 수 있는 하우징, 다수의 날개(Z_R)를 갖춘 회전자, 및 다수의 날개(Z_S)를 갖춘 고정자를 구비한 유압 브레이크에 있어서,

   상기 회전자의 날개(Z_R)의 개수가 상기 고정자의 날개(Z_S)의 개수보다 1.2배 내지 1.5배 많음을 특징으로 하는 유압 브레이크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전자의 날개(Z_R)의 개수가 상기 고정자의 날개(Z_S)의 개수보다 약 1.35배 많음을 특징으로 하는 유압 브레이크.