KR100675609B1 - 와전류 감속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 간소한 구조이면서, 제동 효율이 우수한 와전류 감속 장치를 제공하는 것이다. 또, 전환 스트로크가 작고 고속 전환이 가능한 와전류 감속 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그래서, 본 발명에 관한 와전류 감속 장치는, 회전축(1)에 연결된 제동 디스크(2)와; 자극면이 상기 제동 디스크(2)에 대면하도록 배치된 다수의 영구 자석(7)과; 상기 영구 자석(7)을 상기 제동 디스크(2)에 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 이동시키는 구동 기구를 구비하고 있다. 바람직하게는, 상기 회전축(1)에 연결되지 않은 비회전 구조부에 지지되고, 영구 자석(7)을 지지하는 유지링(4)을 수용하여, 상기 제동 디스크(2)에 대향하여 배치된 안내통(3)을 또한 구비한다. 그리고, 상기 안내통(3)에서, 상기 제동 디스크(2)에 대면하는 위치에 강자성재(8)를 설치한다. 혹은, 상기 안내통(3)의 상기 영구 자석(7)과 대향하는 단면을 포함하는 전체가 비자성재로 구성된다.

Description

와전류 감속 장치{EDDY CURRENT SPEED REDUCER}

본 발명은, 자동차 등에 장비되는 주 브레이크를 보조하는 와전류 감속 장치에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는, 디스크 타입의 제동 부재를 이용한 와전류 감속 장치에 관한 것이다.

트럭이나 버스 등의 자동차용의 제동 장치에는, 주 브레이크인 풋 브레이크, 보조 브레이크인 배기 브레이크 외에 긴 언덕길을 내려오는 등의 경우에 있어서 안정한 감속을 행하고, 또한 풋 브레이크가 소손되는 것을 방지하기 위해서, 와전류 감속 장치가 사용된다.

도 4는, 일본국 특공평 6-81486호 공보에서 제안된 와전류식 감속 장치의 구성을 도시하는 도면으로, 회전 드럼을 이용하여 영구 자석의 극면(자극면)을 제동 부재에 대향시킨 방식의 구성예가 나타나 있다. 본 명세서의 기재에서, 영구 자석의 극면(자극면)을 제동 부재에 대향시킨 방식을 간단히「자석 극면 대향 방식」이라고 기재하는 경우가 있다.

도 4에 나타내는 구성예에서는, 영구 자석(7)을 고리 형상으로 배열하는 유지링(4)과, 유지링(4)을 회전 드럼(11)의 내주면으로 접근시키는 구동 기구(5)를 회전 드럼의 내부에 배치하고 있다. 그리고, 유지링(4)을 회전 드럼(11)의 내주면 으로 접근시킴으로써, 회전 드럼에 제동 토크를 발생시키고 있다.

이 감속 장치의 구체적인 구성은, 회전 드럼(11)의 내부에 비자성 고리(12)가 결합되고, 그 둘레방향으로 다수의 강자성재(8)가 배치된다. 비자성 고리(12)의 내부에 반원호 형상의 유지링(4)이 직경방향으로 이동 가능하게 안내되어 지지되어 있다. 유지링(4)에는, 강자성재(8)에 대향하여 영구 자석(7)이 결합되고, 한 쌍의 유체압 액츄에이터(5)에 장착되어 있는 피스톤 로드(6)에 의해서, 원호 형상의 유지링(4)의 각 단부가 연결된다. 그리고, 상하 한 쌍의 액츄에이터(5)가 작동하면, 영구 자석(7)이 강자성재(8)로 접근하여, 회전 드럼(11)의 내주면에 자력선을 미치게 되어, 제동 토크를 발생한다.

그런데, 도 4에 도시하는 와전류 감속 장치에서는, 많은 문제점을 내포하고 있고, 이들은 회전 드럼을 이용하는 것에 의한 문제점과「자석 극면 대향 방식」을 채용한 것에 의한 문제점으로 구분된다. 우선, 회전 드럼을 이용하는 것에 의한 중요한 문제는, 영구 자석 등을 수용하는 스테이터(안내통)가 회전 드럼의 내주면에 덮여져 있기 때문에, 방열성이 나쁘고, 제동시의 발열에 따라서 팽창이 현저해진다는 것이다. 이 요인에 의한 문제의 상세한 설명에 대해서는, 후술한다.

한편, 「자석 극면 대향 방식」을 채용한 것에 의한 문제로서는, 유체압 액츄에이터를 이용하여 영구 자석을 배열하는 유지링을 회전 드럼의 내주면으로 접근시키는 것에 기인하고 있다. 즉, 제안의 감속 장치에서는, 회전 드럼의 내주의 일부에 영구 자석을 배치할 수 없는 구조이고, 필요한 제동력을 확보하는 것이 곤란하며, 또한, 영구 자석이 형성하는 자기 회로 길이가 길어지거나, 내주면의 일부에 서 자기 회로가 분단되기 때문에, 자기 효율이 저하한다. 또, 회전 드럼에 대해서 영구 자석을 수직으로, 또한 균등하게 격리할 수 있는 기구가 아니기 때문에, 영구 자석을 비제동의 위치까지 후퇴시키기 위해서, 큰 스트로크를 취하지 않으면 안된다.

전술한 바와 같이, 회전 드럼을 채용한 와전류식 감속 장치에서는, 그 구조 상, 제동시에 있어서의 방열성의 문제가 있다. 구체적으로는, 제동시에 회전 드럼이 발열하면 외주부가 팽창한다. 이것을 흡수하기 위해서는, 복잡한 드럼 지지의 설계가 필요해지고, 드럼 구조가 복잡해진다. 또한, 회전 중량이 반경 방향의 외주측에 집중되기 때문에, 회전 밸런스의 조정이 어렵고, 원심력에 의한 과대한 응력에 의해 내구성이 저하하거나, 치수 변동이 생기기 쉽다는 문제가 있다.

그런데, 영구 자석과 회전 드럼 내주면의 거리를 조정함으로써, 제동 토크의 조정이 가능해지지만, 에어 갭을 조정하기 위해서는 회전 드럼의 내경을 확대 및 축소할 필요가 있다. 그렇게 되면, 회전 드럼 구성 부품의 공통화가 손상되어 버린다.

이 때문에, 최근에는, 회전 드럼을 이용한 드럼 타입 대신에, 디스크 타입의 와전류 감속 장치가 다수 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개 2000-35835호 공보, 일본국 특개 2001-28876호 공보).

도 5는, 일본국 특개 2001-28876호 공보에서 제안된 디스크 타입 와전류 감속 장치의 실시예를 도시한다. 동일 도면에 도시하는 바와 같이, 이 감속 장치에서는, 영구 자석(7)을 자석 지지륜(4)의 측면에 배치하고, 그 자극의 방향을 직경 방향을 따르도록 하고 있다. 영구 자석(7)의 외면의 극성은, 둘레방향으로 교대로 다르게 배치된다. 각 영구 자석(7)의 외면과 내면에 한 쌍의 자극 부재(8)의 기단면이 대향되어 있고, 자극 부재(8)의 선단은 비스듬히 굴곡되어, 측면이 제동 디스크(2)에 대향되어 있다. 그리고, 영구 자석(7)으로부터의 자계에 의한 와전류가 제동 디스크(2)에서 발생하여, 제동력이 생긴다. 한편, 비제동시에는, 영구 자석(7)은 후퇴하고, 영구 자석(7)을 사이에 끼우는 단락통(10)의 사이에 단락적 자기 회로가 발생하여, 제동 디스크(2)에는 자계를 미치지 않게 하는 구조로 되어 있다.

그러나, 도 5에 나타내는 와전류 감속 장치에서는, 제동시의 자기 회로가 비스듬하게 되어 있기 때문에, 자기 회로가 길어지고, 자기의 단락도 발생하기 쉽게 된다. 그 결과, 자기 효율이 악화하게 된다. 또한, 영구 자석(7)의 양극면과 대향하는 자극 부재(8)의 사이에 소정의 간극이 필요해져서, 자기 회로 상의 에어 갭이 커지는 동시에, 제동 디스크에 작용하는 자기가 반경 방향으로 분산된다. 이것에 의해서도, 자기 효율이 악화하게 된다.

또한, 상술한 와전류 감속 장치에서는, 비제동시에는, 영구 자석(7)을 단락통(10)까지 후퇴시키고, 자극 부재(8)로부터 완전히 이탈시키지 않으면 안된다. 이 때문에, 큰 제동력을 얻기 위해서 영구 자석의 치수를 크게 한 경우에는, 제동시로부터 비제동시로의 전환시에, 영구 자석을 후퇴시키는 스트로크(이하, 간단히「전환 스트로크」라고 한다)를 크게 할 필요가 있다. 그 결과, 감속 장치 자체가 대형화하는 동시에, 제동의 전환에 장시간을 요하게 된다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 간소한 구 조이면서, 제동 효율이 우수한 와전류 감속 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 전환 스트로크가 작고 고속 전환이 가능한 와전류 감속 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 와전류 감속 장치는, 회전축에 연결된 제동 디스크와; 자극면이 상기 제동 디스크에 대면하도록 배치된 다수의 영구 자석과; 상기 영구 자석을 상기 제동 디스크에 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 이동시키는 구동 기구를 구비하고 있다.

상기한 바와 같이, 영구 자석을 제동 디스크에 대향시켜서 접근시키고, 디스크 자체에 제동 토크를 발생시키는 방식이기 때문에, 영구 자석의 자력선을 짧은 자로 길이로 제동 디스크에 부가할 수 있다. 이것에 의해, 자기 회로의 자기 저항이 작아지고, 제동 토크의 발생 효율이 향상한다. 제동 효율의 향상의 결과로서, 비교적 소형의 영구 자석을 채용할 수 있고, 경량화, 콤팩트화, 또한 저 비용화를 도모할 수 있다.

바람직하게는, 비회전 구조부에 지지되고, 상기 유지링을 수용하여, 상기 제동 디스크에 대향하여 배치된 안내통을 또한 구비한다. 그리고, 안내통에서, 상기 제동 디스크에 대면하는 위치에 강자성재를 설치할 수 있다. 혹은, 상기 안내통의 상기 영구 자석과 대향하는 단면을 포함하는 전체를 비자성재로 구성한다.

드럼 타입 또는 디스크 타입의 감속 장치에 관계없이 여러가지의 검토를 더한 결과, 경량으로 콤팩트한 와전류 감속 장치로서는, 하기의 (a)∼(c)의 지견을 얻었다.

(a) 디스크 타입에서는, 안내통(스테이터)을 발열부인 디스크의 외부에 노출시킨 구조로 할 수 있기 때문에, 방열성이 우수하다. 따라서, 안내통 내의 자석 온도의 상승에 의한 제동력의 저하가 발생하기 어렵다는 이점을 갖는다. 또, 냉각핀도 평판 상의 디스크에 장착되기 때문에, 그 형상 설계도 용이하다.

(b) 제동시에 와전류 감속 장치가 고온으로 된 경우, 드럼 타입에서는 드럼이 반경 방향으로 팽창되고, 영구 자석 또는 강자성재(폴 피스(pole pieces))와 드럼의 거리가 확대된다. 즉, 에어 갭이 확대되고, 그 결과 제동력이 저하한다. 이것에 대해서, 디스크 타입의 와전류 감속 장치는, 디스크가 반경 방향으로 팽창되어도, 에어 갭이 변동하지 않기 때문에, 페이드(fade) 특성(제동 시간에 따라서 제동력이 저하하는 현상)이 우수하다. 또, 초기의 에어 갭의 증감에 의해서 제동력을 조정하는 경우, 드럼식에서는 드럼(drum)의 기계 가공(내경의 확대에 의한 에어 갭의 증가)이나 재제작이 필요하다. 그것에 대해서, 디스크 타입은, 디스크의 회전축 방향의 위치를 조정하는 것 만으로, 에어 갭을 증감할 수 있고, 구성 부품을 거의 변경하지 않고 제동력의 조정이 용이하다.

(c) 디스크는 내구성(내 버스트(burst) 강도)을 갖고, 가열면의 점검, 정비가 용이하며, 메인터넌스성도 우수하다. 즉, 디스크가 피로 등에 의해 보수할 필요가 발생한 경우에도, 간단한 메인터넌스, 예를 들면 디스크면의 면삭(面削) 등에 의해서 재사용이 가능해지는 등, 리사이클성도 우수하다.

그래서, 본 발명의 와전류 감속 장치에서는, 디스크 타입을 채용하는 것으로 하였다. 그것에 의해서 본 발명은, 방열성이 우수한 동시에, 제동 토크의 조정이 간이하고, 메인터넌스성이나 리사이클성에도 우수한 장치 구성으로 할 수 있다.

또, 디스크 타입의 와전류 감속 장치를 대상으로「자석 극면 대향 방식」을 채용하였다. 이것에 의해 본 발명의 장치는, 자석으로부터의 자력선을 짧은 자로 길이로, 직접, 제동 디스크에 부가할 수 있기 때문에, 제동 토크의 발생 효율이 향상한다.

도 3은, 본 발명에서의 제동 디스크의 비회전시(제동시)의 자석 흡인력과 전환 스트로크의 관계를 도시하는 도면이다. 전환 스트로크는, 영구 자석의 제동 디스크에 대면하는 자극면과, 이 자극면에 대향하는 안내통의 단면의 거리로부터 산출하고 있다. 흡인력을 측정하기 위한 로드 셀을, 실린더의 로드 선단부와 자석 유지링의 체결부의 사이에 설치한다. 그리고, 실린더에 심(shim)을 장입하여 상기의 전환 스트로크를 변환하여 상기 로드 셀에서 흡인력을 구하고 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 자석 흡인력은, 상기의 안내통의 단면으로부터의 거리의 (-n)승 곡선에 따라서 감쇠한다. 따라서, 전환 스트로크를 10∼30㎜ 확보하면, 제동시와 비제동시의 전환을 할 수 있다. 바꿔 말하면, 제동시의 흡인력은 약 2000kgf이지만, 전환 스트로크를 10∼30㎜ 확보함으로써, 영구 자석의 자력선이 제동 디스크에 미치지 않게 되는 동시에, 자기 누설이 문제가 되지 않게 된다. 요컨대 본 발명은, 영구 자석을 제동 디스크에 대향 근접시켜서 제동 가능한 위치로부터, 제동 디스크와 이간시켜서 비제동이 되는 위치까지의 전환 스트로크를 짧게 할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 와전류 감속 장치에서는, 전환 스트로크를 10∼30㎜ 정도까지 짧게 할 수 있기 때문에, 이것에 의해 장치의 소형화 및 전환 속도의 고속화를 도모할 수 있다.

그래서, 본 발명의 제1 관점은, 예를 들면 다음과 같은 구성으로 하고 있다. 회전축에 장착된 제동 디스크와, 비회전 부분에 지지되어 상기 제동 디스크의 옆쪽에 배치된 안내통과, 이 안내통의 내부에 수용되어, 회전축 방향으로 이동 가능한 유지링과, 이 유지링의 둘레방향으로 상기 제동 디스크에 대향하여, 인접하는 자극이 서로 반대 방향으로 배치된 다수의 영구 자석과, 이 영구 자석과 대향하도록 상기 안내통의 단면에 배치된 강자성재를 설치하며, 상기 영구 자석을 제동 디스크에 대향 근접시켜서 제동 가능한 위치로부터 제동 디스크와 이간시켜서 비제동이 되는 위치까지 이동을 자유롭게 할 수 있는 구성의 와전류 감속 장치이다.

영구 자석을 이용한 와전류 감속 장치에서도, 안내통이 발열원인 드럼에 덮여진 드럼 타입에 비해서 디스크 타입이면, 안내통을 발열부인 제동 디스크의 외부로 노출한 구조로 할 수 있기 때문에, 안내통 그 자체의 방열성이 우수하다. 즉, 안내통으로의 입열량이 동등하다고 해도, 디스크 타입의 안내통에서는, 외기와 직접 접하는 구조로 할 수 있고, 적극적으로 방랭 가능한 면적을 증가시키고 있기 때문에, 드럼 타입에 비해서 안내통 내의 온도 상승을 억제할 수 있다.

또한, 장치의 구조를 디스크 타입으로 함으로써, 드럼 타입에 비해서, 냉각핀을 장착하는 것이 용이해지고, 발열원인 제동 디스크의 방열 능력을 증대시킬 수 있다. 그래서, 본 발명자들은, 디스크 타입인 「자석 극면 대향 방식」의 안내통을 대상으로 하여, 그 내부에 수용되어 있는 영구 자석 온도의 시간적인 변화에 대 해서 조사하였다.

도 7은, 드럼 타입과 디스크 타입에서의 제동시에 있어서의 안내통 내부에서의 온도의 시간적인 변화를 비교한 도면이다. 온도는, 영구 자석의 드럼 혹은 디스크와 대향하는 면 상에서 측정하였다. 동일 도면의 결과는, 드럼 타입 및 디스크 타입 모두, 동등한 제동 토크, 즉, 동등한 발열량을 갖는 와전류 감속 장치에 대해서 비교한 것이다. 도면 중의 기호는, To : 영구 자석의 초기 온도, T : 영구 자석의 내부 온도, Tdmax : 드럼 타입에서의 영구 자석 최고 온도, t : 제동 시간, 및 tend : 제동 종료 시간을 나타내고 있다.

도 7에 나타내는 결과로부터, 양자의 제동 토크에 차이가 없다고 해도, 디스크 타입의 안내통이면, 외기와 접하여 적극적으로 방랭 가능한 구조를 확보할 수 있기 때문에, 영구 자석의 온도 상승을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 그 결과, 영구 자석과 제동 디스크의 거리를 작게 하는 것이 가능해져서, 강자성체(폴 피스)를 이용하지 않고 자기 회로를 구성하였다고 해도, 충분한 제동 토크를 확보할 수 있다.

그래서 본 발명의 제2 관점은, 예를 들면, 다음과 같은 구조로 하고 있다. 회전축에 장착된 제동 디스크와, 비회전 부분에 지지되어 상기 제동 디스크의 옆쪽에 배치된 안내통과, 이 안내통의 내부에 수용되어, 상기 제동 디스크의 회전축 방향으로 이동 가능한 유지링과, 이 유지링의 둘레방향으로 상기 제동 디스크에 대향하여, 인접하는 자극이 서로 반대 방향으로 배치된 다수의 영구 자석을 설치하고, 이 영구 자석을 회전축 방향으로 이동 자유롭게 한 와전류 감속 장치에 있어서, 상 기 안내통의 영구 자석과 대향하는 단면을 포함하는 전체를 비자성재로 구성하고 있다.

여기에서, 「제동 디스크의 옆쪽에 배치」라는 것은, 「제동 디스크에 대향하여 배치」하는 것과 동일하고, 제동 디스크의 제동면(주면)에 대면하는 상태를 말한다.

본 발명의 제2 양태에 관한 와전류 감속 장치에서는, 영구 자석과 대향하는 단면을 포함하는 안내통에 의해 영구 자석을 덮도록 하고 있기 때문에, 영구 자석의 자극면이 이물질에 의해서 손상되거나, 또는 습기에 의해서 녹이 생길 우려가 없다. 본 발명에서는, 안내통에 이용하는 비자성재로서, 알루미늄, 스테인레스강, 수지(樹脂) 등을 선택할 수 있다.

또한, 본 발명의 와전류 감속 장치에서는, 안내통을 두께가 얇은 재료로 구성해도 좋다. 그것에 의해 안내통 전체의 경량화를 도모할 수 있기 때문에, 소형, 경량형의 장치를 실현할 수 있다. 이 경우, 안내통을 부분적으로 보강하면, 그 강도를 유지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 관한 와전류 감속 장치의 구성을 도시하는 단면도로, 제동시의 상태를 나타낸다.

도 2는, 제1 실시예에 관한 와전류 감속 장치의 구성을 도시하는 단면도로, 비제동시의 상태를 나타낸다.

도 3은, 제동 디스크의 비회전시(제동시)에서의 자석 흡인력과 전환 스트로 크의 관계를 도시하는 도면이다.

도 4는, 선출원의 공보에서 제안된, 회전 드럼을 이용한 「자석 극면 대향 방식」의 와전류식 감속 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

도 5는, 선출원의 공보에서 제안된 디스크 타입 와전류 감속 장치의 실시예를 도시하는 도면이다.

도 6은, 제1 실시예의 주요부의 구조를 도시하는 도면으로, (A)가 평면도(측면도)이고, (B)가 (A)의 A-A' 방향의 단면을 나타낸다.

도 7은, 드럼 타입과 디스크 타입에서의 제동시에 있어서의 안내통 내부에서의 온도 상승 상황을 비교한 도면이다.

도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 관한 와전류 감속 장치를 도시하는 단면도이다.

도 9는, 본 발명의 제3 실시예에 관한 와전류 감속 장치를 도시하는 단면도이다.

도 10은, 본 발명의 제4 실시예에 관한 와전류 감속 장치를 도시하는 단면도이다.

본 발명의 와전류 감속 장치의 구성을, 이하, 도면에 기초하여 설명한다. 도 1 및 도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 관한 와전류 감속 장치를 도시한다. 도 1은, 제동시에 있어서의 와전류 감속 장치의 구성을 도시하는 단면도이고, 도 2는, 비제동시에 있어서의 와전류 감속 장치의 구성을 도시하는 단면도이다.

본 실시예의 와전류 감속 장치에서는, 회전축(1)에 장착된 제동 디스크(2)와, 이 제동 디스크(2)의 옆쪽에 배치된 비자성체로 이루어지는 안내통(3)을 포함한다. 안내통(3)은 차량 등의 비회전 부분에 지지되어 있다. 그 내부에는, 제동 디스크(2)의 제동면에 대해서 수직 방향으로 전후진 가능한, 요컨대 제동 디스크(2)에 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 이동 가능한 강자성체로 이루어지는 유지링(4)이 수용된다. 또한, 안내통(3)에는 유지링(4)을 전후진시키는 실린더(5)가 설치되어 있다. 한편, 안내통(3)의 제동 디스크와 대향하는 단면에는, 강자성체로 이루어지는 폴 피스(8)가 배치된다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 유지링(4)의 제동 디스크(2)와 서로 대향하는 면에는, 다수의 영구 자석(7)이 둘레방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 자석(7)의 자극면은 제동 디스크(2)의 제동면에 대향하고 있다. 인접하는 영구 자극의 자극면의 자극(극성)이 서로 반대 방향이 되도록 배치되어 있다. 각 영구 자석(7)의 자극면에 대향하는 폴 피스(8)는, 둘레방향으로 영구 자석과 쌍을 이루도록 다수 배치된다. 폴 피스의 두께는 특별히 규정되지 않지만, 얇은 쪽이 바람직하고, 예를 들면 폴 피스의 두께를 3㎜로 구성한다. 구체적인 폴 피스의 장착은, 예를 들면, 알루미늄으로 이루어지는 안내통(3)을 주조할 때에, 강자성재를 일체로 주조하여 장착함으로써 가능하다.

영구 자석의 구동 기구로서는, 안내통(3)의 외단벽에는 실린더(5)가 배치된다. 실린더(5)로부터 피스톤 로드(6)가, 안내통(3)의 외단벽을 관통하여 유지링(4)에 결합되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 실린더(5)의 작동에 의해 제동 디 스크(2)에 대해서 수직 방향으로, 유지링(4)을 전후진시킬 수 있다.

다음에, 본 실시예의 와전류 감속 장치의 작동에 대해서 설명한다. 제동시에는, 도 1의 화살표로 나타내는 바와 같이, 실린더(5)의 피스톤 로드(6)가 우측으로 이동하고, 유지링이 제동 디스크(2)에 대해서 수직 방향으로 전진하며, 영구 자석(7)이 제동 디스크에 대향하여 접근한다. 도 1의 구성에서는, 영구 자석(7)과 폴 피스(8)의 간격은 0.5㎜를 상정하고 있다.

이 때, 각 영구 자석(7)이, 폴 피스(8)를 지나서 제동 디스크(2)의 제동면에 자력선을 미치게 한다. 회전하는 제동 디스크(2)가, 이 자력선을 횡단할 때, 자기 유도에 의해 제동 디스크(2)에 와전류가 흘러서, 제동 토크가 발생한다.

비제동으로 전환할 때에는, 실린더(5)의 작동을 전환하고, 도 2의 화살표로 나타내는 바와 같이, 피스톤 로드(6)에 직결된 유지링(4)을 좌측으로 이동시킨다. 영구 자석(7)이 폴 피스(8)로부터 멀어지고, 영구 자석(7)이 제동 디스크(2)로 미치게 하는 자력선은 약해진다. 본 발명의 구성이면, 전환 스트로크(S)를 10∼30㎜ 확보하면, 제동 디스크에는 거의 제동 토크가 발생하지 않고, 또, 자기 누설은 문제가 되지 않는다.

도 1 및 도 2에 나타내는 실시예에서는, 유지링을 실린더로 이동시키는 구조로 하였지만, 본 발명의 장치에서는 이것에 한정되는 것이 아니라, 그 밖에 유지링을 이동 가능한 구동 장치를 이용해도 좋다.

상술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 관한 와전류 감속 장치에 의하면, 디스크 타입의 감속 장치를 대상으로 하여「자석 극면 대향 방식」을 채용하기 때 문에, 직접, 자석으로부터 제동 디스크에 자력선을 부여할 수 있고, 제동 효율이 우수하다. 또, 심플한 구조 설계로부터 부품수가 적어지고, 제조 비용이 저렴해진다. 또한, 전환 스트로크가 작고 고속 전환이 가능하기 때문에, 경량화 및 콤팩트화를 도모할 수 있고, 소형차에도 탑재가 가능하게 된다.

영구 자석은 온도 의존성이 강하고, 일정 온도 이상이 되면 자력이 저하하여, 제동 토크가 저감된다. 그래서, 영구 자석의 승온을 억제하기 위해서, 영구 자석과 발열원인 제동 디스크 사이에 적당한 거리를 형성할 필요가 있다. 그러나, 영구 자석의 자극면과 제동 디스크의 거리가 확대되면 제동 토크가 저하하기 때문에, 강자성재(폴 피스)를 양자의 사이에 개재시켜서, 자기 회로 상의 자기 저항을 작게 하고, 제동 효율을 저하시키지 않도록 조정하는 것이 필요해진다.

영구 자석의 자극면이 노출되어 있으면, 이물질에 의한 손상이나 습기에 의한 녹이 발생할 우려가 있다. 강자성재(폴 피스)는, 영구 자석을 덮고 있기 때문에, 자극면의 손상이나 녹의 발생 등을 배제하고 있다. 이것으로부터, 도 1 및 도 2에 도시하는 와전류 감속 장치에서, 영구 자석과 대향하도록 안내통의 단면에 강자성재(폴 피스)를 설치하고 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대해서 설명한다. 본 실시예는, 영구 자석을 수용하는 안내통의 전체를 비자성재로 구성한다. 본 실시예는, 강자성재(폴 피스)를 설치하지 않아도, 영구 자석으로부터의 자력선을 짧은 자로 길이로, 직접, 제동 디스크에 부가할 수 있기 때문에, 제동 토크의 발생 효율을 향상시킬 수 있다.

도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 관한 와전류 감속 장치의 구성을 설명하는 도면이다. 이 와전류 감속 장치에서는, 회전축(1)에 장착된 제동 디스크(2)와, 이 제동 디스크(2)의 옆쪽에 배치된 비자성체로 이루어지는 안내통(3)을 포함한다. 안내통(3)은 차량 등의 비회전 부분에 지지되어 있다. 그 내부에는, 제동 디스크(2)의 회전축 방향으로 전후진 가능한, 요컨대 제동 디스크(2)에 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 이동 가능한 강자성체로 이루어지는 유지링(4)이 수용된다. 또한, 안내통(3)에는 유지링(4)을 전후진시키는 실린더(5)가 설치되어 있다. 한편, 안내통(3)은 그 제동 디스크와 대향하는 단면에, 강자성체(폴 피스)가 배치되지 않고, 비자성재로 구성되어 있다.

유지링(4)의 제동 디스크(2)와 서로 대향하는 면에는, 다수의 영구 자석(7)이 둘레방향으로 배치되어 있다. 자석(7)의 자극면은 제동 디스크(2)의 제동면에 대향하고 있고, 인접하는 영구 자석의 자극면의 자극(극성)이 서로 반대 방향으로 배치되어 있다. 유지링(4) 및 영구 자석(7)을 수용하는 안내통은, 알루미늄, 스테인레스강, 수지 등 비자성재로 구성된다. 그 두께는 특별히 규정되지 않지만, 안내통의 영구 자석과 대향하는 단면은 얇은 쪽이 바람직하고, 예를 들면 실시예 2에서는 안내통 단면의 두께를 1㎜ 정도로 상정하고 있다.

영구 자석의 구동 기구는, 안내통(3)의 외단벽에 실린더(5)가 배치된다. 실린더(5)로부터 피스톤 로드(6)가, 안내통(3)의 외단벽을 관통하여 유지링(4)에 결합된 것이다. 이와 같이 구성함으로써, 실린더(5)의 작동에 의해 제동 디스크(2)의 회전축 방향으로, 유지링(4)을 전후진시킬 수 있다.

도 9는, 본 발명의 제3 실시예에 관한 와전류 감속 장치를 나타낸다. 장치의 소형, 경량화를 달성하기 위해서, 본 실시예는, 영구 자석(7)과 대향하는 단면에 한정되지 않고, 안내통(3) 전체를 비자성재로 이루어지는 두께가 얇은 재료로 구성하고 있다. 예를 들면, 실시예 2에서는 안내통(3)의 두께를 2㎜ 정도로 상정하고 있다.

제3 실시예에서의 다른 장치 구성 및 작용은, 제2 실시예의 경우와 동일하다. 제3 실시예에서는, 안내통(3) 전체를 두께가 얇은 재료로 구성하였기 때문에, 안내통(3)의 단면 외주부에 보강 부재(3a)를 배치하고, 안내통(3) 전체의 강도를 유지하도록 하고 있다.

도 10은, 본 발명의 제4 실시예에 관한 와전류 감속 장치를 나타낸다. 본 실시예는, 안내통(3) 전체를 두께가 얇은 재료로 구성한다. 그리고, 안내통(3)의 내부에 내부 보강 및 유지링의 가이드를 겸비한 가이드 튜브(3b)를 설치하고, 그것을 2중관 구조로 하고 있다. 이와 같이 안내통을 2중관 구조로 함으로써, 안내통의 두께를 더욱 얇게 하는 것이 가능해져서, 장치의 소형화, 경량화를 달성할 수 있다.

제4 실시예에서도, 안내통(3)의 단면 외주부에 보강 부재(3a)를 배치하고, 안내통(3) 전체의 강도를 유지하도록 해도 좋다.

본 발명에 관한 와전류 감속 장치에서는, 자석과 디스크의 거리를 작게 해도, 영구 자석 온도의 상승을 억제할 수 있다. 또 본 발명은, 영구 자석으로부터 의 자속을 충분히 제동 디스크에 부가할 수 있고, 제동 토크의 발생 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명은, 제동시의 자기 효율을 손상시키지 않기 때문에, 강자성체(폴 피스)를 이용하지 않아도 된다. 이것에 의해, 간이한 구조로, 장치의 소형화, 경량화를 도모할 수 있고, 차량으로의 탑재성 및 경제성이 우수한 와전류 감속 장치를 얻을 수 있다.

Claims (9)

1. 회전축에 연결된 제동 디스크와;

   자극면이 상기 제동 디스크에 대면하는 동시에, 인접하는 자극면의 자극이 반대 방향이 되도록 배치된 복수의 영구 자석과;

   상기 영구 자석을 상기 제동 디스크에 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 이동시키는 구동 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 와전류 감속 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 구동 기구는, 상기 영구 자석을 유지하여 이동 가능한 유지링을 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 감속 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 회전축에 연결되지 않은 비회전 구조부에 지지되고, 상기 유지링을 수용하여, 상기 제동 디스크에 대향하여 배치된 안내통을 또한 구비한 것을 특징으로 하는 와전류 감속 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 안내통에서, 상기 제동 디스크에 대면하는 위치에 강자성재를 설치한 것을 특징으로 하는 와전류 감속 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 안내통의 상기 영구 자석과 대향하는 단면을 포함하는 전체가 비자성재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 와전류 감속 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 안내통은, 알루미늄, 스테인레스강 또는 수지로 성형되는 것을 특징으로 하는 와전류 감속 장치.
8. 회전축에 장착된 제동 디스크와;

   비회전 부분에 지지되어 상기 제동 디스크의 옆쪽에 배치된 안내통과;

   이 안내통의 내부에 수용되어, 회전축 방향으로 이동 가능한 유지링과;

   이 유지링의 둘레방향으로, 자극면이 상기 제동 디스크에 대향하고, 인접하는 자극면의 자극이 서로 반대 방향으로 배치된 복수의 영구 자석과;

   이 영구 자석과 대향하도록 상기 안내통의 단면에 배치된 강자성재를 설치하며,

   상기 영구 자석을 제동 디스크에 대향 근접시켜서 제동 가능한 위치로부터 제동 디스크와 이간시켜서 비제동이 되는 위치까지 이동 자유롭게 하는 것을 특징으로 하는 와전류 감속 장치.
9. 회전축에 장착된 제동 디스크와;

   비회전 부분에 지지되어 상기 제동 디스크의 옆쪽에 배치된 안내통과;

   이 안내통의 내부에 수용되어, 상기 제동 디스크의 회전축 방향으로 이동 가능한 유지링과;

   이 유지링의 둘레방향으로, 자극면이 상기 제동 디스크에 대향하고, 인접하는 자극면의 자극이 서로 반대 방향으로 배치된 복수의 영구 자석을 설치하며,

   이 영구 자석을 회전축 방향으로 이동 자유롭게 한 와전류 감속 장치로서,

   상기 안내통의 영구 자석과 대향하는 단면을 포함하는 전체가 비자성재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 와전류 감속 장치.

Images