KR101773750B1 - 유체식 감속 장치 - Google Patents

Abstract

이 유체식 감속 장치는, 회전축에 설치된 회전 디스크와; 상기 회전 디스크를 포위하도록, 한 쌍의 원판부 및 이들 원판부들의 외주부를 연결하는 원통부를 갖고, 상기 회전축에 회전 가능하게 지지된 회전 하우징과; 제동시에 상기 회전 하우징에 마찰 부재를 눌러 상기 회전 하우징을 정지시키는 마찰 브레이크를 구비한다. 상기 회전 디스크의 적어도 한쪽의 면에, 그 내주로부터 외주측을 향해 연장되는 디스크 날개가 형성됨과 더불어, 상기 한 쌍의 원판부의 상기 디스크 날개와 대응하는 내면에, 내주로부터 외주를 향해 연장되는 하우징 날개가 형성되어 있다. 그리고 상기 회전 하우징의 내부에 작동 유체가 수용되어 있다.

Description

유체식 감속 장치{FLUID-TYPE DECELERATION DEVICE}

본 발명은, 트럭이나 버스 등의 차량을 비롯한 교통 수단에 보조 브레이크로서 탑재되는 유체식 감속 장치에 관한 것이다.

본원은, 2012년 8월 13일에, 일본에 출원된 특허 출원 2012-179320호에 의거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 채용한다.

일반적으로, 차량의 보조 브레이크에는, 유체식 감속 장치와 와전류식 감속 장치가 있다.

유체식 감속 장치는, 예를 들면 특허 문헌 1, 2에 개시된 바와 같이, 트랜스미션의 후단에 연결된 작동 용기의 내부에, 유체 조인트에서 이용되는 한 쌍의 임펠러가 대향하여 배치된다.

특허 문헌 1, 2에 개시되는 한 쌍의 임펠러는, 모두 방사상으로 연장되는 날개를 갖고, 그 중의 한쪽은, 작동 용기에 고정된 스테이터로서의 고정 임펠러이며, 다른 쪽은, 트랜스미션의 출력축(회전축)에 직접 고정, 또는 증속 톱니바퀴 기구를 통해 고정된 로터로서의 회전 임펠러이다. 이들 고정 임펠러와 회전 임펠러에 의해서 토러스형의 작동실이 형성된다.

이러한 구성에 있어서는, 제동시에는, 유압이나 에어압에 의해서 작동실 내에 작동 유체(기름, 물, 또는 그들의 혼합 유체)가 공급되어 충만된다. 그러면, 회전 임펠러가 회전하고 있는 한편, 고정 임펠러가 정지한 상태에 있으므로, 양자 간에 상대적인 회전 속도차가 발생하여 작동실 내에서, 회전 임펠러와 고정 임펠러 사이를 작동 유체가 순환하여, 작동 유체의 순환류가 일어난다. 이때, 작동 유체가 회전 임펠러의 회전을 방해하는 저항이 되어, 이에 의해 회전 임펠러에 제동력이 발생해, 회전 임펠러를 통해 회전축의 회전을 감속시킬 수 있다.

그때, 제동력의 발생에 수반하여 회전축의 운동 에너지가 열에너지로 변환됨으로써, 작동 유체는 온도가 상승하여 고온이 된다. 이 때문에, 특허 문헌 1에 개시되는 유체식 감속 장치에서는, 고온이 된 작동 유체를 작동 용기의 외부로 배출하여, 열교환기에 의해서 냉각하는 외부 냉각 시스템을 필요로 하고 있다.

이 감속 장치의 경우, 높은 제동력을 안정적으로 장시간 발생시키는 것이 가능한 반면, 제동력의 발생에 직접 기여하는 한 쌍의 임펠러에 추가해, 작동 유체의 공급 및 배출 장치, 또한 열교환기가 불가결해져, 장치 구성이 복잡하고, 장치의 중량이 무거워진다. 또, 차량이 본래 구비하는 냉각수계를 이용한다고 해도, 차량의 대폭적인 개조가 필요하므로, 차량 중량이 비교적 가볍고 컴팩트하며 간편한 장착이 요망되는 중소형의 차량으로의 탑재에는 적합하지 않다.

이에 반해, 특허 문헌 2에 개시되는 유체식 감속 장치에서는, 작동실의 반경방향 외측에 링형상 열교환기를 설치함과 더불어, 전기나 작동 유체의 압력을 이용하여 구동하는 팬을 회전축에 부착한 내부 냉각 시스템을 채용하고 있다. 이 내부 냉각 시스템에서는, 고온이 된 작동 유체를 링형상 열교환기에 도입하고, 이것을 팬에 의한 송풍으로 공랭하고 있다. 이 감속 장치의 경우, 외부의 열교환기를 필요로 하지 않고, 그 외부 열교환기를 연결하는 배관을 생략할 수 있고, 또한, 차량의 냉각수계와는 별개로 독립하고 있기 때문에, 장착성이 우수하다.

그러나 특허 문헌 2에 개시된 유체식 감속 장치는, 특허 문헌 1에 개시된 것과 마찬가지로, 비제동시에는 작동 유체를 작동실로부터 배출하고, 제동시에는 작동 유체를 작동실에 공급할 필요가 있다. 그 때문에, 작동 유체를 작동실에 대해서 공급 및 배출하기 위해서 공기 압력 기구나 유압 펌프나 차폐 밸브 등의 각별한 기구가 불가결하고, 또한 작동 유체를 모아두는 저장 용기도 불가결해진다. 이것은, 보다 한층의 부품 점수의 삭감, 경량화, 컴팩트화가 요망되는 중소형 차량으로의 탑재에는, 큰 장해가 된다. 또, 제동과 비제동의 전환시에, 작동실에 대해 작동 유체를 공급, 배출할 필요가 있기 때문에, 비제동 상태로부터 원하는 제동력을 발휘할 때까지의 동안이나, 제동 상태에서 완전하게 비제동이 될 때까지의 동안에, 어느 정도의 시간을 필요로 해, 응답 지연이 발생한다는 문제도 있다.

한편, 와전류식 감속 장치는, 회전축에 접속한 제동 부재를 갖고, 제동시에, 영구 자석이나 전자석으로부터의 자계의 작용으로, 자석과 대향하는 제동 부재의 표면에 와전류를 발생시키고, 이에 의해, 회전축과 일체로 회전하는 제동 부재에 회전 방향과 역방향의 제동력이 생겨, 회전축의 회전을 감속시키는 것이다(예를 들면 특허 문헌 3~6 참조).

와전류식 감속 장치의 경우, 제동시에 제동 부재에 발생한 와전류에 의해, 회전축의 운동 에너지가 열에너지로 변환되어, 이 열에너지에 의해서 제동 부재가 발열하고, 발생한 열은, 고속으로 회전하는 제동 부재에 설치된 핀에 의해서 방열된다.

그 때문에, 유체식 감속 장치와 같이 작동 유체를 작동실로부터 배출하여, 열교환기로 냉각할 필요가 없고, 장치 구성이 간소하다. 특히, 강력한 영구 자석을 사용한 것은, 같은 자력을 발생하는 전자석에 비해, 매우 작고, 가벼운 영구 자석이면 되므로, 경량화, 컴팩트화를 실현할 수 있어, 대형 차량뿐만 아니라 중소형 차량으로의 적용도 유망하다.

일본국 특허 공개 2002-87222호 공보 국제 공개 WO2006/027056호 팜플렛 일본국 특허 공개 평 1-234043호 공보 일본국 특허 공개 평 1-298948호 공보 일본국 특허 공개 2002-51533호 공보 일본국 특허 공개 2011-97696호 공보

그러나 강력한 자력을 발휘하는 영구 자석은, 네오디뮴 등의 희토류 금속을 많이 함유하므로, 매우 고가이며, 또한 수급 밸런스의 영향에 의한 가격 변동이 크고, 영구 자석을 이용한 와전류식 감속 장치에는, 영구 자석의 사양에 의존하여 비용이 불안정해진다는 문제가 있다.

또, 종래의 와전류식 감속 장치는, 작동 유체를 작동실로부터 배출해, 열교환기로 냉각할 필요는 없지만, 마찰 브레이크로서 구비하는 디스크 브레이크와, 와전류에 의해 제동력을 발생시키는 제동 부재를, 회전축과 동축에 배치하기 위해서, 직렬 배치하므로, 회전축의 축방향을 따른 길이 치수를 짧게 하는 것이 곤란했다.

본 발명은, 상기의 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 장치 구성이 간소하고, 접속되는 회전축의 축방향을 따른 치수를 작게 하여, 경량화, 컴팩트화를 실현하는 것이 가능한 유체식 감속 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 각 양태는, 이하와 같다.

(1) 본 발명의 일 양태는, 회전축에 설치된 회전 디스크와; 상기 회전 디스크를 포위하도록, 한 쌍의 원판부 및 이들 원판부들의 외주부를 연결하는 원통부를 갖고, 상기 회전축에 회전 가능하게 지지된 회전 하우징과; 제동시에 상기 회전 하우징에 마찰 부재를 눌러 상기 회전 하우징을 정지시키는 마찰 브레이크를 구비하고, 상기 회전 디스크의 적어도 한쪽의 면에, 그 내주로부터 외주측을 향해 연장되는 디스크 날개가 형성됨과 더불어, 상기 한 쌍의 원판부의 상기 디스크 날개와 대응하는 내면에, 내주로부터 외주를 향해 연장되는 하우징 날개가 형성되고; 상기 회전 하우징의 내부에 작동 유체가 수용되어 있는 유체식 감속 장치이다.

(2) 상기 (1)에 기재된 유체식 감속 장치는, 상기 회전 디스크의 양면에 상기 디스크 날개가 형성되고; 상기 회전 디스크의 내주부에 관통 구멍이 설치되어 있어도 된다.

(3) 상기 (2)에 기재된 유체식 감속 장치는, 상기 회전 디스크의 양면에 상기 디스크 날개가 형성되고; 상기 회전 디스크의 한쪽의 면에 형성된 상기 디스크 날개의 외주측이 상기 회전 디스크의 회전 방향 후방측을 향해 형성됨과 더불어, 다른 쪽의 면에 형성된 상기 디스크 날개의 외주측이 상기 회전 디스크의 회전 방향 전방측을 향해 형성되어도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 유체식 감속 장치에서는, 상기 회전 하우징을 지지하는 상기 회전축은, 내부에 상기 작동 유체가 수용된 공간을 갖는 관상체이며, 상기 회전 하우징의 내부 공간과 상기 회전축의 내부 공간을 유통 가능하게 하는 연통 구멍을 가져도 된다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 유체식 감속 장치는, 상기 한 쌍의 원판부 각각의 외면에 근접하여 상기 회전축에 설치된 임펠러를 더 구비해도 된다.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 유체식 감속 장치에서는, 상기 마찰 브레이크는, 상기 회전축을 구비하는 차량의 비회전부에 고정되고, 또한, 상기 마찰 부재로서 상기 한 쌍의 원판부를 사이에 끼우는 한 쌍의 브레이크 패드를 구비한 브레이크 캘리퍼와; 이 브레이크 캘리퍼를 구동시켜, 상기 한 쌍의 브레이크 패드를 상기 원판부를 향해서 이동시키는 액츄에이터를 구비해도 된다.

(7) 상기 (6)에 기재된 유체식 감속 장치는, 상기 원판부를 향하는 상기 브레이크 패드의 이동에 연동하여 상기 원판부의 외면에 맞닿아 상기 원판부의 온도를 검출하는 온도 센서와; 이 온도 센서로 검출한 상기 원판부의 온도가 소정의 온도를 넘은 경우에 상기 액츄에이터의 구동을 해제하는 액츄에이터 제어기를 더 구비하고 있어도 된다.

(8) 상기 (6) 또는 (7)에 기재된 유체식 감속 장치는, 상기 원판부를 향하는 상기 브레이크 패드의 이동에 연동하여 상기 원판부의 외면에 맞닿는 냉각 부재를 더 구비해도 된다.

(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에 기재된 유체식 감속 장치에서는, 상기 회전 디스크의 양면 및 외주면 중 적어도 어느 1개의 면에, 복수의 영구 자석과 와전류 발생 부재 중 어느 하나가 형성되고; 상기 회전 하우징을 구성하는 원판부의 내면과 원통부의 내주면 중 상기 회전 디스크에 있어서 상기 복수의 영구 자석이 형성된 면과 대응하는 면에 와전류 발생 부재가 형성되고; 상기 회전 디스크에 있어서 상기 와전류 발생 부재가 형성된 면과 대응하는 면에 복수의 영구 자석이 형성되고; 상기 복수의 영구 자석이, 서로 상이한 자극이 상기 회전 디스크의 둘레방향으로 번갈아 배치되어 있어도 된다.

본 발명의 유체식 감속 장치에 의하면, 그 축방향 치수를 작게 하여 소형화할 수 있다.

또한, 회전 하우징의 내부 공간과 회전축의 내부 공간을 연통시킨 경우에는, 제동시에 고온이 된 작동 유체를 냉각하기 위한 외부 열교환기가 불필요해져, 작동 유체를 작동실에 대해 공급, 배출하는 기구나 작동 유체를 모아두는 저장 용기가 불필요해지므로, 장치 구성이 간소해지고, 또한 경량화, 컴팩트화를 실현할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 일부를 단면으로 나타낸 측면도이다.
도 1b는 이 유체식 감속 장치를 설명하는 도면이며, 도 1a의 IB-IB 단면을 나타내는 도면이다.
도 1c는 이 유체식 감속 장치를 설명하는 도면이며, 도 1a의 IC-IC 단면을 나타내는 도면이다.
도 1d는 이 유체식 감속 장치의 디스크 날개와 하우징 날개의 개략 구성을 설명하는 모식도이며, 디스크 날개와 하우징 날개를 외주측으로부터 본 전개도이다.
도 1e는 이 유체식 감속 장치의 변형예에 따른 디스크 날개와 하우징 날개의 개략 구성을 설명하는 모식도이며, 디스크 날개와 하우징 날개를 외주측으로부터 본 전개도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 일부를 단면으로 나타낸 측면도이다.
도 3a는 본 발명의 제3 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 일부를 단면으로 나타낸 측면도이다.
도 3b는 이 유체식 감속 장치를 설명하는 도면이며, 도 3a의 IIIB-IIIB 단면을 나타내는 도면이다.
도 3c는 이 유체식 감속 장치를 설명하는 도면이며, 도 3a의 IIIC-IIIC 단면을 나타내는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 제4 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 일부를 단면으로 나타낸 측면도이다.
도 4b는 이 유체식 감속 장치를 설명하는 도면이며, 도 4a의 IVB-IVB 단면을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 7a는 본 발명의 제7 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 7b는 이 유체식 감속 장치를 설명하는 도면이며, 도 7a의 VIIB-VIIB 단면을 나타내는 도면이다.

본 발명자들은, 유체식 감속 장치를 채용하는 것을 전제로 하여 예의 검토를 거듭한 결과, 상기 목적을 달성하려면, 회전축에 디스크를 접속하고, 이 회전 디스크의 전체를 포위하도록 한 쌍의 원판부 및 원통부로 이루어지는 하우징을 회전축에 회전 가능하게 지지하고, 회전 하우징의 내부에 작동 유체를 수용하여, 제동시에 그 회전 하우징에 마찰 부재를 직접 눌러 회전 하우징을 정지시키는 마찰 브레이크를 채용하는 것이 유효함을 발견하고, 본 발명을 완성시켰다.

이하에, 본 발명의 유체식 감속 장치의 각 실시형태에 대해서 상술한다.

<제1 실시형태>

이하, 도 1a~도 1e를 참조해, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 유체식 감속 장치를 설명한다.

도 1a는, 본 발명의 제1 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 도 1b는, 도 1a의 IB-IB 단면을, 도 1c는, 도 1a의 IC-IC 단면을, 도 1d는, 제1 실시형태인 유체식 감속 장치의 디스크 날개와 하우징 날개의 개략 구성을 설명하는 모식도이며, 디스크 날개와 하우징 날개를 외주측으로부터 본 전개도이다. 또, 도 1e는, 제1 실시형태인 유체식 감속 장치의 변형예에 따른 디스크 날개와 하우징 날개의 개략 구성을 설명하는 모식도이며, 디스크 날개와 하우징 날개를 외주측으로부터 본 전개도이다.

제1 실시형태의 감속 장치는, 도 1a~도 1d에 나타낸 바와 같이, 회전 디스크(3)와, 이 회전 디스크(3)의 전체를 포위하는 회전 하우징(1)을 구비하고 있다.

제1 실시형태에서는, 회전 디스크(3)는 프로펠러 샤프트 등의 회전축(11)과 일체로 회전하도록 구성된다. 구체적으로는, 관상의 연결축(12)이 회전축(11)과 동축 상에 볼트 등에 의해서 접속되고, 회전 디스크(3)는, 그 연결축(12)에 압입된 슬리브(13)를 통해 연결축(12)에 접속되어 있다. 이에 의해, 회전 디스크(3)는 회전축(11)과 일체로 회전하게 된다.

회전 하우징(1)은, 회전 디스크(3)를 포위하면서, 회전축(11)에 대해 회전 가능하게 구성된다. 구체적으로는, 회전 하우징(1)은, 회전 디스크(3)의 양면 각각과 대향하도록 회전축(11)의 축방향의 전후에 설치된 한 쌍의 도너츠형의 원판부(1a, 1b)와, 원판부(1a, 1b)들의 외주부를 연결하고 또한 회전 디스크(3)의 외주면과 대향하는 원통부(1c)로 구성된다.

각 원판부(1a, 1b)는, 회전축(11)과 일체화된 슬리브(13)에 베어링(15a, 15b)을 통해 지지되고, 이에 의해 회전 하우징(1)은, 한 쌍의 원판부(1a, 1b) 및 원통부(1c)가 일체로, 회전축(11)에 대해 자유롭게 회전이 가능하게 된다. 도 1a의 예에서는, 전측의 원판부(1a)와 원통부(1c)가 일체 성형되고, 이것이 후측의 원판부(1b)와 볼트 등에 의해서 일체화된 양태를 나타내고 있다.

여기서, 제1 실시형태에서는, 회전 디스크(3)의 양면 각각과 원판부(1a, 1b)의 내면 사이의 공간을 작동 유체의 작동실로서 기능시키기 위해서, 각 원판부(1a, 1b)와 대향하는 회전 디스크(3)의 양면 각각에, 내주로부터 외주를 향해 방사상으로 연장되는 디스크 날개(4a, 4b)가 설치되어 있다(도 1a, 도 1c참조).

마찬가지로, 회전 하우징(1)에는, 회전 디스크(3)의 양면의 각각과 대향하는 각 원판부(1a, 1b)의 내면에, 회전 디스크(3)의 양면의 디스크 날개(4a, 4b)와 대응하고, 내주로부터 외주를 향해 방사상으로 연장되는 하우징 날개(5a, 5b)가 설치되어 있다(도 1a, 도 1b 참조).

도 1d에 나타낸 바와 같이, 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b)는, 유체 조인트로서 이용되도록, 회전축(11)의 축방향의 전후의 위치에서 각각이 서로 이웃하는 위치에 쌍을 이루고 배치되어 있다. 그리고 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b)는, 각각의 회전 방향에 대해 직교하는 방향의 면을 갖고 있다. 그들 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b) 사이의 원주 방향에 걸치는 영역에 의해서 전후에 한 쌍의 토러스형의 작동실이 형성된다.

도 1a에서는, 디스크 날개(4a, 4b)는, 임펠러로서 회전 디스크(3)와는 별체로 성형되며, 이것이 회전 디스크(3)에 부착된 양태를 나타내고 있는데, 회전 디스크(3)와 일체 성형된 것이어도 된다. 마찬가지로, 하우징 날개(5a, 5b)는, 임펠러로서 원판부(1a, 1b)와는 별체로 성형되며, 이것이 원판부(1a, 1b)에 부착된 양태를 나타내고 있는데, 원판부(1a, 1b)와 일체 성형된 것이어도 된다.

회전 하우징(1)의 내부에는, 도시하지 않은 작동 유체(기름, 물, 또는 그들의 혼합 유체)가 충만(수용)되어 있다. 이 작동 유체는, 각 원판부(1a, 1b)를 지지하는 베어링(15a, 15b)에 인접하여 배치된 도시하지 않은 링형상의 시일 부재에 의해, 누출이 방지되고 있다. 이렇게 하여, 회전 하우징(1) 내는, 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b) 사이의 작동실을 포함해, 항상 작동 유체로 채워져 있다.

회전 하우징(1)에는, 그 외주에 원통부(1c)와 일체 성형된 방열 핀(2)이 설치된다. 또한, 회전 하우징(1)의 원판부(1a, 1b)에 있어서, 방열 핀(2)은, 후술하는 마찰 브레이크의 마찰 부재의 설치에 지장이 없는 영역, 예를 들면, 외면의 내주부의 영역에 설치해도 된다. 이 방열 핀(2)은, 회전 하우징(1)을 냉각하여, 나아가서는 회전 하우징(1) 내의 작동 유체를 냉각하는 역할을 담당한다.

도 1a에 나타낸 감속 장치는, 제동시에 회전 하우징(1)을 정지시키는 마찰 브레이크를 구비한다. 이 마찰 브레이크는, 회전 하우징(1)의 외주부, 즉 원판부(1a, 1b) 각각의 외면의 외주부를 사이에 끼우는 마찰 부재로서의 브레이크 패드(8a, 8b)를 갖는 브레이크 캘리퍼(7)와, 이 브레이크 캘리퍼(7)를 구동시키는 전동식 직접 구동 액츄에이터(9)를 구비하고 있다.

브레이크 캘리퍼(7)는, 전후로 한 쌍의 브레이크 패드(8a, 8b)를 갖고 있고, 브레이크 패드(8a, 8b) 사이에 회전 하우징(1)을 배치하고, 게다가 소정의 간극을 형성하여 사이에 끼운 상태로, 스프링을 탑재한 볼트 등에 의해 브래킷(17)에 탄성가압 지지된다. 이 브래킷(17)은, 차량의 비회전부에 부착된다.

또, 브래킷(17)은, 회전축(11)과 일체화된 슬리브(13)에 베어링(18)을 통해 회전 가능하게 지지된다. 차량의 트랜스미션의 출력측에 탑재되는 감속 장치의 경우, 트랜스미션 커버가 베어링을 통해 지지되고 있으므로, 브래킷(17)을, 트랜스미션 커버(비회전부)에 고정하여 베어링(18)을 통하지 않고 지지해도 된다.

브레이크 캘리퍼(7)에는, 액츄에이터(9)가 볼트 등으로 고정된다. 액츄에이터(9)는, 예를 들면, 전동 모터(10)에 의해서 구동되고, 전동 모터(10)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 후측의 브레이크 패드(8b)를 후측의 원판부(1b)를 향해서 직선 이동시킨다.

이에 의해, 후측의 브레이크 패드(8b)가 후측의 원판부(1b)를 가압하고, 이에 수반하는 반력의 작용으로, 전측의 브레이크 패드(8a)가 전측의 원판부(1a)를 향해서 이동한다. 그 결과, 회전 하우징(1)을 전후의 브레이크 패드(8a, 8b) 사이에 강력하게 끼워넣는다.

이러한 구성의 제1 실시형태의 감속 장치에서는, 비제동시에는, 마찰 브레이크를 작동시키지 않는 상태에 있다. 이때, 회전 하우징(1)이 회전축(11)에 대해 자유롭게 회전이 허용되고 있으므로, 회전축(11)과 일체로 회전 디스크(3)가 회전한다. 회전 디스크(3)의 회전에 수반해, 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b)가 유체 조인트로서 기능하고, 회전 하우징(1)이 회전 디스크(3)와 동기하여 일체적으로 회전한다. 이 때문에, 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b) 사이에 상대적인 회전 속도차가 발생하는 일이 없고, 제동력은 발생하지 않는다.

한편, 제동시에는, 마찰 브레이크를 작동시켜, 회전 하우징(1)이 마찰 부재인 브레이크 패드(8a, 8b) 사이에 끼워 넣어지고, 이에 의해 회전 하우징(1)의 회전이 정지하여, 멈춘다. 회전 디스크(3)가 회전하고 있을 때에 회전 하우징(1)만이 정지하면, 원판부(1a, 1b)(회전 하우징(1))에 있어서의 하우징 날개(5a, 5b)와, 회전 디스크(3)에 있어서의 디스크 날개(4a, 4b) 사이에 상대적인 회전 속도차가 발생한다. 그 때문에, 작동실 내에서는, 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b) 사이를 작동 유체가 순환하여, 작동 유체의 순환류가 일어난다. 이때, 작동 유체가 디스크 날개(4a, 4b)에 충돌하여, 이것과 일체의 회전 디스크(3)의 회전을 방해하는 저항이 되어, 이에 의해 회전 디스크(3)에 제동력이 발생하여, 회전 디스크(3)를 통해 회전축(11)의 회전을 감속시킬 수 있다.

그때, 제동력의 발생에 수반하여 회전축(11)의 운동 에너지가 열에너지로 변환됨으로써, 작동 유체는 온도가 상승하는데, 그 작동 유체에 부여된 열은 회전 하우징(1)으로 전도되고, 주로 방열 핀(2)을 통해서 방열된다. 또한, 제동시에 발열한 열은, 작동 유체의 온도 상승과 회전 하우징(1)의 온도 상승으로서 어느 정도 축열해 두고, 비제동시에 마찰 브레이크의 작동을 해제함으로써 회전 하우징(1)을 고속 회전시켜, 이에 의해, 방열 핀(2)으로부터 적극적으로 방열한다.

제1 실시형태의 감속 장치에 의하면, 제동시에 고온이 된 작동 유체를 냉각하기 위한 외부 열교환기가 불필요해질 뿐만 아니라, 작동 유체를 작동실에 대해 공급, 배출하기 위한 각별한 기구나 작동 유체를 모아두는 저장 용기도 불필요해지므로, 장치 구성이 간소하고, 경량화, 컴팩트화를 실현할 수 있다. 또한, 제동과 비제동의 전환시에 관계없이, 회전 하우징(1) 내의 작동실이 항상 작동 유체로 채워져 있기 때문에, 작동실에 대해 작동 유체를 공급, 배출할 필요가 없어, 전환의 응답성이 우수하다.

다음에, 도 1e를 참조하여, 제1 실시형태의 변형예에 대해서 설명한다.

도 1e는, 제1 실시형태의 변형예를 나타내는 도면이다. 여기서, 부호 40a, 40b, 및 50a, 50b는, 도 1a~도 1d에 있어서의 부호 4a, 4b, 및 5a, 5b와 대응하고 있다.

제1 실시형태의 변형예는, 도 1e에 나타낸 바와 같이, 디스크 날개(40a, 40b)와 하우징 날개(50a, 50b)는, 유체 조인트로서 이용되도록, 회전축(11)의 축방향의 전후의 위치에서 각각이 서로 이웃하는 위치에 쌍을 이루고 배치되어 있다. 그리고 각각의 디스크 날개(40a, 40b)는, 회전 디스크(3)로부터 하우징 날개(50a, 50b)에 가까워짐에 따라 회전 방향 후방측으로 경사져 있다.

또, 하우징 날개(50a, 50b)는, 각각 디스크 날개(40a, 40b)측으로부터 이격하여 회전 하우징(1) 내면측을 향함에 따라, 회전 방향 후방측으로 경사져 있다. 그 외에는, 제1 실시형태와 동일하므로, 설명을 생략한다.

이와 같이 구성된 제1 실시형태의 변형예에서는, 각각의 디스크 날개(40a, 40b)가, 회전 디스크(3)로부터 하우징 날개(50a, 50b)에 가까워짐에 따라 회전 방향 후방측으로 경사지고, 하우징 날개(50a, 50b)는, 각각 디스크 날개(40a, 40b)측으로부터 이격하여 회전 하우징(1) 내면측을 향함에 따라, 회전 방향 후방측으로 경사져 있으므로, 경사져 있지 않은 경우에 비해 제동력을 크게 할 수 있다.

<제2 실시형태>

이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 유체식 감속 장치를 설명한다.

도 2는, 본 발명의 제2 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 일부를 단면으로 나타낸 측면도를 나타내는 도면이다. 제2 실시형태의 감속 장치는, 제1 실시형태의 감속 장치의 구성을 변경한 것이며, 제1 실시형태와는 이하와 같은 점에서 상이하다.

제2 실시형태의 감속 장치에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전 디스크(3)의 한쪽(회전축(11)의 후측)의 면에 설치된 디스크 날개(4b)와, 회전 하우징(1)의 후측의 원판부(1b)에 설치된 후측의 하우징 날개(5b)를 구비하고 있다. 그리고 제2 실시형태에서는, 회전축(11)의 축방향에 있어서 회전 디스크(3)의 후측에 작동실이 1개만 배치된 구성으로 되어 있다. 그 외에는, 제1 실시형태와 동일하므로, 같은 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 또한, 디스크 날개, 및 하우징 날개를, 도 1d에 나타낸 바와 같이 회전 방향에 대해 직교하는 방향으로 형성할지, 또는, 도 1e에서 나타낸 바와 같이, 회전 방향에 대해 경사진 방향으로 형성할지에 대한 것은, 임의로 설정해도 된다.

이와 같이 구성된 제2 실시형태에서는, 작동실이 1개이므로, 회전축(11)의 축방향 치수를 더욱 작게 할 수 있다.

<제3 실시형태>

이하, 도 3a~도 3c를 참조하여, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 유체식 감속 장치를 설명한다.

도 3a는, 본 발명의 제3 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 일부를 단면으로 나타낸 측면도를, 도 3b는, 도 3a의 IIIB-IIIB 단면을, 도 3c는, 도 3a의 IIIC-IIIC 단면을 나타내는 도면이다. 제3 실시형태의 감속 장치는, 제1 실시형태의 감속 장치의 구성을 변경한 것이며, 제1 실시형태와는 이하와 같은 점에서 상이하다.

제3 실시형태의 감속 장치에서는, 회전 디스크(3)의 양면 각각에 설치된 디스크 날개(4a, 4b) 중, 도 3a, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 회전 하우징(1)의 전측의 원판부(1a)와 대향하는 면에 설치된 전측의 디스크 날개(4a)가, 회전 디스크의 회전 방향(도 3b 중의 흰색 화살표 참조)과 반대 방향으로, 내주로부터 외주를 향해 나선형으로 만곡하여 연장되어 있다. 이에 대해, 도 3a, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 회전 하우징(1)의 후측의 원판부(1b)와 대향하는 면에 설치된 후측의 디스크 날개(4b)가, 회전 디스크(3)의 회전 방향(도 3c 중의 흰색 화살표 참조)으로, 내주로부터 외주를 향해 나선형으로 만곡하여 연장되어 있다.

또한, 회전 디스크(3)의 내주부에는, 원주 방향에 걸쳐 복수의 타원형의 관통 구멍(3a)이 설치되어 있다.

또, 회전축(11)과 일체의 연결축(12)은, 양단이 폐색된 내부 공간을 갖는 관상체이며, 이 내부 공간에도 작동 유체가 충만되어 수용되어 있다. 이 연결축(12) 및 이것에 압입된 슬리브(13)에는, 회전 디스크(3)를 사이에 끼우고 회전축(11)의 축방향의 전후의 위치에, 회전 하우징(1)의 내부 공간과 연결축(12)의 내부 공간을 연결하는 연통 구멍(6a, 6b)이 원주 방향에 걸쳐 복수 설치되어 있다.

이러한 구성의 제3 실시형태의 감속 장치에서는, 회전축(11)과 일체로 회전 디스크(3)(디스크 날개(4a, 4b))가 회전함에 따라, 회전 하우징(1)의 전측의 내부 공간에 있어서, 전측의 디스크 날개(4a)에 의해서, 작동 유체가 내주측으로부터 외주측으로 송출되고, 외주측으로 송출된 작동 유체는, 후측의 내부 공간으로 이송된다(도 3a, 도 3b 중의 실선 오른쪽 화살표 참조). 이와 동시에, 회전 하우징(1)의 후측의 내부 공간에 있어서는, 후측의 디스크 날개(4b)에 의해서, 작동 유체가 외주측으로부터 내주측으로 송출된다(도 3a, 도 3c 중의 파선 하향 화살표 참조). 내주측으로 송출된 작동 유체는, 회전 디스크(3)의 내주부의 관통 구멍(3a)을 통해서, 회전 하우징(1)의 전측의 내부 공간으로 이송된다(도 3a 중의 실선 왼쪽 화살표 참조). 이렇게 하여, 회전 하우징(1) 내를, 작동 유체는, 회전 디스크(3)를 사이에 끼우고 순환하게 된다.

또한, 제3 실시형태에서는, 후측의 디스크 날개(4b)에 의해서 내주측으로 송출된 작동 유체의 일부는, 여기에 개구하는 후측의 연통 구멍(6b)을 통해서, 연결축(12)(회전축(11))의 내부로 이송된다(도 3a, 도 3c 중의 점선 화살표 참조). 연결축(12) 내로 이송된 작동 유체는, 전측의 연통 구멍(6a)을 통해서, 회전 하우징(1)의 전측의 내부 공간으로 이송된다(도 3a, 도 3b 중의 점선 화살표 참조). 이렇게 하여, 연결축(12)(회전축(11))의 내부 공간을 작동 유체의 리졸버 탱크로서 기능시킬 수 있어, 회전 하우징(1) 내의 작동 유체는, 그 연결축(12)의 내부 공간을 포함해 전체가 순환하게 된다.

따라서, 제3 실시형태의 감속 장치에서도, 제1 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.

제3 실시형태에서는, 회전 하우징(1) 내의 작동 유체의 전체가 순환하므로, 작동 유체의 온도가 국소적으로 상승하는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 연결축(12)(회전축(11))의 내부 공간을 리졸버 탱크로서 활용할 수 있으므로, 그 연결축(12)의 내부 공간의 용적분만큼 작동 유체의 열용량이 증가해, 작동 유체의 온도가 단시간에 과대하게 상승하는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다. 그 결과적으로, 제동의 지속 시간을 충분히 확보할 수 있다.

또한, 디스크 날개(4a, 4b)의 배치는, 전후로 반대로 바꿔도 된다.

<제4 실시형태>

이하, 도 4a, 도 4b를 참조하여, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 유체식 감속 장치를 설명한다.

도 4a는, 본 발명의 제4 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 일부를 단면으로 나타낸 측면도를 나타내고, 도 4b는, 도 4a의 IVB-IVB 단면을 나타내는 도면이다. 제4 실시형태의 감속 장치는, 제1 실시형태의 감속 장치의 구성을 변경한 것이다.

실제의 제동시에는, 회전 하우징(1)은, 마찰 브레이크의 마찰 부재와의 슬라이딩에 의해서 발열한다. 회전 하우징(1)에 발생한 열은, 상기한 바와 같이, 주로 방열 핀(2)에 의해 방열된다. 그러나 제동 중에는, 회전 하우징(1)이 정지하고 있으므로, 비제동시와 같이 회전 하우징(1)이 회전 디스크(3)와 동기하여 회전하고 있을 때와 비교해 방열 핀(2)에 의한 냉각 기능이 발휘되기 어렵다. 방열 핀(2)에 의한 냉각 기능이 불충분하면, 회전 하우징(1) 내의 작동 유체의 냉각도 충분히 행할 수 없을 우려가 있다. 이 때문에, 회전 하우징(1)의 온도 상승을 억제하는 연구를 실시하는 것이 바람직하다.

제4 실시형태의 감속 장치는, 그 점에 주목한 것이다. 즉, 도 4a, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 제4 실시형태의 감속 장치는, 회전 하우징(1)을 구성하는 한 쌍의 원판부(1a, 1b) 각각의 외면에 인접하는 임펠러(20a, 20b)를 구비하고 있다. 각 임펠러(20a, 20b)는, 회전축(11)과 일체의 연결축(12)에 압입되어 고정되어 있다.

이러한 구성의 제4 실시형태의 감속 장치에서는, 제동중에 회전축(11)의 회전 속도가 저하해도, 회전축(11)이 회전하고 있는 경우에는, 임펠러(20a, 20b)가 회전한다. 그 때문에, 정지 상태의 회전 하우징(1)을 향해 임펠러(20a, 20b)로부터 송풍하는 것이 가능해진다(도 4a 중의 실선 화살표 참조). 이에 의해 회전 하우징(1)을 강제적으로 냉각하여, 회전 하우징(1)의 온도 상승을 억제할 수 있다.

또한, 이러한 임펠러(20a, 20b)는, 제1 실시형태의 감속 장치뿐만 아니라, 제2 실시형태, 제3 실시형태의 감속 장치에 적용하는 것도 가능하다.

<제5 실시형태>

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 유체식 감속 장치를 설명한다.

도 5는, 본 발명의 제5 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 일부를 단면으로 나타낸 측면도를 나타내고 있다. 제5 실시형태의 감속 장치는, 제4 실시형태와 마찬가지로, 회전 하우징(1)의 온도 상승을 억제하는 점에 주목하여, 제1 실시형태의 감속 장치의 구성을 변경한 것이다.

즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제5 실시형태의 감속 장치는, 시스가 부착된 온도 센서(21)를 구비한다. 이 온도 센서(21)는, 마찰 브레이크의 마찰 부재인 전후로 한 쌍의 브레이크 패드(8a, 8b) 중 한쪽, 예를 들면 후측의 브레이크 패드(8b)와 연동하여 이동하는 온도 센서 홀더(22)에 접속되어 있다. 여기서, 온도 센서(21)는, 온도 센서 홀더(22)에 연결되고, 제동시에 후측의 브레이크 패드(8b)가 후측의 원판부(1b)를 향해 이동하는 것에 연동하여, 온도 센서(21)의 시스의 선단이 그 원판부(1b)의 외면에 맞닿게 되어 있다. 또한, 온도 센서(21)는, 마찰 브레이크의 액츄에이터(9)의 구동을 제어하는 액츄에이터 제어기(23)이 접속되고 있다.

이러한 구성의 제5 실시형태의 감속 장치에서는, 제동 중에, 온도 센서(21)는, 시스의 선단이 후측의 원판부(1b)(회전 하우징(1))에 맞닿아 원판부(1b)의 온도를 상시 검출한다. 그때, 액츄에이터 제어기(23)는, 온도 센서(21)에서 검출되는 원판부(1b)의 온도를 감시하고, 그 온도가 소정의 온도를 넘은 경우, 액츄에이터(9)의 구동을 해제한다. 액츄에이터(9)의 구동을 해제하면, 브레이크 패드(8a, 8b) 및 온도 센서(21)가 원판부(1b)로부터 멀어지고, 비제동 상태로 전환된다. 그 결과, 회전 하우징(1)은 회전축(11)과 함께 회전하고, 회전 하우징(1)은 방열 핀(2)에 의해서 냉각된다. 그리고 액츄에이터 제어기(23)는, 액츄에이터(9)의 구동을 해제하고 나서 소정 시간이 경과한 단계에서 다시 액츄에이터(9)를 구동시켜 제동 부재(1)를 제동한다. 이와 같이 하여, 회전 하우징(1)의 온도 상승을 억제할 수 있다.

액츄에이터(9)의 구동을 해제할 때의 소정의 온도, 및 액츄에이터(9)의 구동을 재개할 때의 소정의 시간은, 회전 하우징(1)의 재질이나 형상 치수, 또한 유체의 사용 상한 온도에 따라 적절히 설정되고, 미리 액츄에이터 제어기(23)에 설정되어 있다. 예를 들면, 소정의 온도는 약 170~180℃이며, 소정의 시간은 약 5~10초이다.

또한, 이러한 온도 센서(21)는, 전측의 브레이크 패드(8a)와 일체로 이동하는 구성이어도 된다. 또, 상기 제1 실시형태의 감속 장치뿐만 아니라, 상기 제2~제4 실시형태의 감속 장치에 적용하는 것도 가능하다.

<제6 실시형태>

이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제6 실시형태에 따른 유체식 감속 장치를 설명한다.

도 6은, 본 발명의 제6 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 일부를 단면으로 나타낸 측면도를 나타내고 있다. 제6 실시형태의 감속 장치는, 제4 실시형태와 마찬가지로, 회전 하우징(1)의 온도 상승을 억제하는 점에 주목하여, 제1 실시형태의 감속 장치의 구성을 변경한 것이다.

즉, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제6 실시형태의 감속 장치는, 수랭체(냉각 부재)(24)를 구비한다. 이 수랭체(24)는, 마찰 브레이크의 마찰 부재인 전후 한 쌍의 브레이크 패드(8a, 8b) 중 한쪽, 예를 들면 후측의 브레이크 패드(8b)와 일체로 이동하는 수랭체 홀더(25)에 연결되어 있다. 그리고 수랭체(24)는, 제동시에 후측의 브레이크 패드(8b)가 회전 하우징(1)의 후측의 원판부(1b)를 향해 이동하는 것에 연동하여, 원판부(1b)의 외면에 맞닿게 되어 있다.

또, 수랭체(24)의 내부에는 통수로(26)가 형성되어 있고, 이 통수로(26)의 출입구에는 도시하지 않은 배관이 접속되고, 이들 배관은 차량의 냉각수계(예를 들면, 라디에이터)에 접속되어 있으며, 내부의 통수로(26)에 냉각수가 순환함으로써, 상시 저온 상태에 있다.

이와 같은 구성의 제6 실시형태의 감속 장치에서는, 제동 중에, 수랭체(24)가 후측의 원판부(1b)(회전 하우징(1))에 맞닿은 상태가 되기 때문에, 그 원판부(1b)가 수랭체(24)와의 열교환에 의해 강제적으로 냉각된다. 이와 같이 하여, 회전 하우징(1)의 온도 상승을 억제할 수 있다.

또한, 이러한 수랭체(24)는, 전측의 브레이크 패드(8a)와 일체로 이동하는 구성이어도 된다. 또, 상기 제1 실시형태의 감속 장치뿐만 아니라, 상기 제2~제5 실시형태의 감속 장치에 적용하는 것도 가능하다. 또한, 수랭체(24)를 대신해, 냉각유 등이 유통하는 냉각 부재를 이용해도 된다.

<제7 실시형태>

이하, 도 7a, 도 7b를 참조하여, 본 발명의 제7 실시형태에 따른 유체식 감속 장치를 설명한다.

도 7a는, 본 발명의 제7 실시형태인 유체식 감속 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이며, 도 7b는, 도 7a의 VIIB-VIIB 단면을 나타내는 도면이다. 제7 실시형태의 감속 장치는, 제1 실시형태의 감속 장치의 구성을 변경하여, 와전류식 감속 장치의 요소를 부가한 것이다.

즉, 도 7a, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 제7 실시형태의 감속 장치는, 작동 유체의 유체 저항을 이용하여 제동력을 얻는 것과 동시에, 자계의 작용으로 발생하는 와전류를 이용하여 제동력을 얻기 위해서, 이하와 같은 구성을 구비한다. 예를 들면, 디스크 날개(4a, 4b)는 회전 디스크(3)의 내주부에만 설치되고, 이것과 쌍을 이루는 하우징 날개(5a, 5b)도 원판부(1a, 1b)의 내주부에만 설치되어 있다.

회전 디스크(3)의 양면 각각의 외주부에는, 둘레방향으로 복수의 영구 자석(30a, 30b)이 배치되어 있다. 영구 자석(30a, 30b)은, 자극(N극, S극)의 방향이 회전축(11)의 축방향, 즉 회전 디스크(3)의 축방향으로 배치되고, 상이한 자극이 원주 방향으로 번갈아 배치된다.

또, 영구 자석(30a, 30b)과 대향하는 각 원판부(1a, 1b)의 내면의 외주부에는, 영구 자석(30a, 30b)과 쌍을 이루는 도너츠형 원판형상의 제동 부재(와전류 발생부)(31a, 31b)가 배치되어 있다. 이 제동 부재(31a, 31b)의 재질은 도전성 재료이며, 그 중에서 철 등의 강자성 재료나, 페라이트계 스테인리스강 등의 약자성 재료, 또한 알루미늄 합금이나 구리합금과 같은 비자성 재료이다. 또한, 제동 부재(31a, 31b)에 있어서, 영구 자석(30a, 30b)과 대향하는 내면의 표층부는, 구리나 구리합금 등의 양(良)도전성 재료인 것이 보다 바람직하다.

이러한 구성의 제7 실시형태의 감속 장치에서는, 비제동시에는, 회전 하우징(1)이 회전축(11)에 대해 자유롭게 회전할 수 있으므로, 회전축(11)과 일체로 회전 디스크(3)가 회전함에 따라, 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b)가 유체 조인트로서 기능한다. 이와 동시에, 회전 하우징(1)의 제동 부재(31a, 31b)에는, 회전 디스크(3)에서 유지하는 영구 자석(30a, 30b)의 자기 흡인력(제동 부재가 자성 재료인 경우), 또는 자계의 작용에 의한 로렌츠력(제동 부재가 비자성 재료인 경우)이 작용한다. 이에 따라, 회전 하우징(1)은 회전 디스크(3)와 동기하여 일체적으로 회전한다. 이 경우, 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b) 사이, 및 영구 자석(30a, 30b)과 제동 부재(31a, 31b) 사이 중 어디에서나, 상대적인 회전 속도차가 실질적으로 발생하지 않으므로, 제동력은 발생하지 않는다.

여기서, 제동 부재(31a, 31b)가 비자성재인 경우에는, 자석(30a, 30b)과 제동 부재(31a, 31b) 사이에 자기 흡인력은 작용하지 않지만, 자석(30a, 30b)이 제동 부재(31a, 31b)에 자계를 미치면서 회전 이동함에 따라, 제동 부재(31a, 31b)에는 자계의 작용에 의해서 제동력이 발생하기 때문에, 제동 부재(31a, 31b)는 자석(30a, 30b)과 같은 방향으로 회전한다. 즉, 제동 부재(31a, 31b)와 자석(30a, 30b) 사이의 상대 회전 속도차에 의해서 발생하는 제동력과, 회전 하우징(1)이 회전함으로써 발생하는 베어링부의 손실이나 회전 하우징(1)의 회전에 의한 공기 저항의 항력이 균형을 이루도록, 회전 하우징(1)은 회전 디스크(3)와 같은 방향으로 근소한 상대 회전 속도차를 발생시키면서 회전한다. 즉, 제동 부재(31a, 31b)가 비자성재인 경우에는, 회전 하우징(1)이 회전 디스크(3)에 완전 동기 회전하는 것은 아니며, 근소한 회전 속도차를 갖고 동반 회전하고 있는데, 실질적으로는 동기하여 회전하고 있으며, 비제동 상태가 유지되고 있다.

한편, 제동시에는, 마찰 브레이크의 작동에 의해 회전 하우징(1)만이 정지한다. 회전 하우징(1)만이 정지하면, 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b) 사이에 상대적인 회전 속도차가 발생하므로, 작동실 내에서 작동 유체의 순환류가 일어나, 회전 디스크(3)(디스크 날개(4a, 4b))의 회전을 방해하는 유체 저항이 발생해, 제동력이 얻어진다. 이와 동시에, 영구 자석(30a, 30b)과 제동 부재(31a, 31b) 사이에 상대적인 회전 속도차가 발생하므로, 제동 부재(31a, 31b)의 내면에 와전류가 발생한다. 그러면, 제동 부재(31a, 31b)의 내면에 발생한 와전류와 영구 자석(30a, 30b)으로부터의 자속밀도의 상호작용에 의해 프레밍의 왼손법칙에 따라, 회전하는 회전 디스크(3)에 회전 방향과 역방향의 제동력이 발생한다. 이와 같이 하여, 작동 유체의 유체 저항에 추가해, 영구 자석(30a, 30b)으로부터의 자계의 작용으로 발생하는 와전류도 이용하여, 유효하게 제동력을 얻을 수 있다.

또한, 쌍을 이루는 영구 자석(30a, 30b)과 제동 부재(31a, 31b), 및 동일하게 쌍을 이루는 디스크 날개(4a, 4b)와 하우징 날개(5a, 5b)의 배치는, 외주부측과 내주부측에서 바꿔도 된다. 또한, 영구 자석(30a, 30b)과 제동 부재(31a, 31b)의 배치는, 쌍을 이루는 범위에 있어서, 회전 디스크(3)측과 회전 하우징(1)측에서 바꿔도 된다. 또, 이러한 영구 자석(30a, 30b)과 제동 부재(31a, 31b)는, 제1 실시형태의 감속 장치에 한정되지 않고, 제2~제6 실시형태의 감속 장치에 적용하는 것도 가능하다.

제7 실시형태의 감속 장치는 영구 자석(30a, 30b)을 구비하고 있지만, 그 양은 순수한 와전류식 감속 장치에 비해서 적어도 된다. 따라서, 영구 자석(30a, 30b)의 비용을 삭감함과 더불어 안정화할 수 있다. 또, 제동 부재(31a, 31b)에 발생한 와전류에 의해서 제동 부재(31a, 31b)가 발열하는데, 그 열은, 회전 하우징(1)으로 전도되고, 방열 핀(2)을 통해서 방열되므로, 발열에 의한 제동 부재(31a, 31b)의 온도 상승을 효율적으로 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 각 실시형태에만 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 변경이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에 있어서는, 회전 디스크(3)의 양측의 면에 디스크 날개(4a, 4b)가 형성되어 있는 경우에 대해서 설명했는데, 예를 들면, 회전 디스크(3)의 한쪽의 면에 디스크 날개를 형성하는 구성으로 해도 된다. 또, 영구 자석(30a, 30b)도, 회전 디스크(3)의 한쪽의 면에만 배치하는 구성으로 해도 된다. 또한, 회전 디스크(3)의 한쪽의 면에만 디스크 날개를 형성하는 경우, 상술한 관통 구멍(3a)은 형성하지 않는 것이 바람직하다.

또, 상기 제3 실시형태에 있어서, 회전 하우징(1)의 내부 공간과, 연결축(12)의 내부 공간 사이를 유통 가능하게 하는 연통 구멍(6a, 6b)이 형성되어 있는 경우에 대해서 설명했는데, 회전 하우징(1)의 내부 공간과 연결축(12)의 내부 공간을 유통 가능하게 할지 어떨지에 대해서는, 임의로 설정할 수 있다.

또, 제동시에 마찰 부재(8a, 8b)를 누르는 원판부(1a, 1b)(회전 하우징(1))의 외면의 외주부에 대해, 그 마모를 저감시키기 위해서, 열처리나 표면 처리를 실시하여 표면 경도를 높이거나, 내마모성이 우수한 강판을 접합하거나 해도 된다. 회전 하우징(1)이 알루미늄 합금인 경우에는, 양극 산화 피막 처리를 실시하여, 내마모성을 향상시켜도 된다.

또, 회전축(11)에 접속된 임펠러(20a, 20b), 한 쌍의 브레이크 패드(8a, 8b)를 원판부(1a, 1b)를 향해 이동시키는 액츄에이터(9), 원판부(1a, 1b)가 소정의 온도를 넘은 경우에 액츄에이터(9)의 구동을 해제하는 액츄에이터 제어기, 원판부(1a, 1b)의 외면에 맞닿는 냉각 부재(수랭체(24) 등)를 설치할지 어떨지에 대해서는 임의로 설정할 수 있다.

또, 상기 제6 실시형태에 있어서는, 회전 디스크(3)의 양측의 면에 영구 자석(30a, 30b)을 배치하고, 원판부(1a, 1b)의 양측의 내면에 와전류 발생부(31a, 31b)를 배치하는 경우에 대해서 설명했는데, 회전 디스크(4)의 회전축(11)과 직교하는 면과 외주면 중, 어느 면에 영구 자석을 배치할지는 임의로 설정할 수 있다. 또, 영구 자석 대신에, 와전류 발생부를 형성해도 된다.

또, 회전 디스크(3)의 원판부(1a, 1b)와 대응하는 면에 영구 자석 또는 와전류 발생부를 형성하는 경우에, 디스크 날개(4a, 4b)의 내주측에 영구 자석 또는 와전류 발생부를 형성해도 된다.

또, 제동시에 제동 부재를 정지시키는 마찰 브레이크로는, 전동식 직접 구동 액츄에이터를 구동원으로 하고, 브레이크 패드를 제동 부재(원판부)의 외면에 가압하는 것에 한정되지 않고, 전자석을 이용한 전자 클러치 기구에 의해서, 클러치판을 마찰 부재로 하여 제동 부재의 외면에 가압하는 것을 사용해도 되고, 드럼 브레이크 기구에 의해서, 브레이크 슈를 마찰 부재로 하여 제동 부재(원통부)의 외주면에 가압하는 구성이어도 된다.

본 발명의 유체식 감속 장치에 의하면, 장치 구성이 간소하고, 접속되는 회전축의 축방향을 따른 치수를 작게 하여, 경량화, 컴팩트화를 실현하는 것이 가능한 유체식 감속 장치를 제공할 수 있다.

1: 회전 하우징 1a, 1b: 원판부
1c: 원통부 2: 방열 핀
3: 회전 디스크 3a: 관통 구멍
4a, 4b, 40a, 40b: 날개(디스크 날개)
5a, 5b, 50a, 50b: 날개(하우징 날개)
6a, 6b: 연통 구멍 7: 브레이크 캘리퍼
8a, 8b: 브레이크 패드 9: 전동식 직접 구동 액츄에이터
10: 전동 모터 11: 회전축
12: 연결축 13: 슬리브
15a, 15b: 베어링 17: 브래킷
18: 베어링 20a, 20b: 임펠러
21: 온도 센서 22: 온도 센서 홀더
23: 액츄에이터 제어기 24: 수랭체(냉각 부재)
25: 수랭체 홀더 26: 통수로
30a, 30b: 영구 자석 31a, 31b: 제동 부재(와전류 발생부)

Claims (10)

1. 회전축에 설치된 회전 디스크와;
   상기 회전 디스크를 포위하도록, 한 쌍의 원판부 및 이들 원판부들의 외주부를 연결하는 원통부를 갖고, 상기 회전축에 회전 가능하게 지지된 회전 하우징과;
   제동시에 상기 회전 하우징에 마찰 부재를 눌러 상기 회전 하우징을 정지시키는 마찰 브레이크를 구비하고,
   상기 회전 디스크의 적어도 한쪽의 면에, 그 내주로부터 외주측을 향해 연장되는 디스크 날개가 형성됨과 더불어, 상기 한 쌍의 원판부의 상기 디스크 날개와 대응하는 내면에, 내주로부터 외주를 향해 연장되는 하우징 날개가 형성되고;
   상기 회전 하우징의 내부에 작동 유체가 수용되고;
   상기 회전 디스크의 양면 및 외주면 중 적어도 어느 1개의 면에, 복수의 영구 자석과 와전류 발생 부재 중 어느 하나가 형성되고;
   상기 회전 하우징을 구성하는 원판부의 내면과 원통부의 내주면 중 상기 회전 디스크에 있어서 상기 복수의 영구 자석이 형성된 면과 대응하는 면에 와전류 발생 부재가 형성되고;
   상기 회전 디스크에 있어서 상기 와전류 발생 부재가 형성된 면과 대응하는 면에 복수의 영구 자석이 형성되고;
   상기 복수의 영구 자석이, 서로 상이한 자극이 상기 회전 디스크의 둘레방향으로 번갈아 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체식 감속 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전 디스크의 양면에 상기 디스크 날개가 형성되고;
   상기 회전 디스크의 내주부에 관통 구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체식 감속 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전 디스크의 양면에 상기 디스크 날개가 형성되고;
   상기 회전 디스크의 한쪽의 면에 형성된 상기 디스크 날개의 외주측이 상기 회전 디스크의 회전 방향 후방측을 향해 형성됨과 더불어, 다른쪽의 면에 형성된 상기 디스크 날개의 외주측이 상기 회전 디스크의 회전 방향 전방측을 향해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체식 감속 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전 하우징을 지지하는 상기 회전축은, 내부에 상기 작동 유체가 수용된 공간을 갖는 관상체이며, 상기 회전 하우징의 내부 공간과 상기 회전축의 내부 공간을 유통 가능하게 하는 연통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 유체식 감속 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 원판부 각각의 외면에 근접하여 상기 회전축에 설치된 임펠러를 더 구비한 것을 특징으로 하는 유체식 감속 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 마찰 브레이크는,
   상기 회전축을 구비하는 차량의 비회전부에 고정되고 또한, 상기 마찰 부재로서 상기 한 쌍의 원판부를 사이에 끼는 한 쌍의 브레이크 패드를 구비한 브레이크 캘리퍼와;
   이 브레이크 캘리퍼를 구동시켜, 상기 한 쌍의 브레이크 패드를 상기 원판부를 향해 이동시키는 액츄에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체식 감속 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 원판부를 향하는 상기 브레이크 패드의 이동에 연동하여 상기 원판부의 외면에 맞닿아 상기 원판부의 온도를 검출하는 온도 센서와;
   이 온도 센서로 검출한 상기 원판부의 온도가 소정의 온도를 넘은 경우에 상기 액츄에이터의 구동을 해제하는 액츄에이터 제어기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 유체식 감속 장치.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 원판부를 향하는 상기 브레이크 패드의 이동에 연동하여 상기 원판부의 외면에 맞닿는 냉각 부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 유체식 감속 장치.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 원판부를 향하는 상기 브레이크 패드의 이동에 연동하여 상기 원판부의 외면에 맞닿는 냉각 부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 유체식 감속 장치.
10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 하우징의 외주에 방열 핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체식 감속 장치.

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