KR102546891B1 - Hydraulic retarder - Google Patents

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KR102546891B1
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김종원
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현대트랜시스 주식회사
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Abstract

본 발명은 유체식 리타더에 관한 것으로, 차량의 구동축과 연결되고 구동축과 함께 회전되는 로터부와, 로터부와 대향되어 고정 설치되는 스테이터부와, 로터부와 스테이터부 중 어느 하나 이상에 형성되고 작동유체와의 접촉 면적을 증대시켜 제동력을 향상시키는 접촉증대부를 포함하여, 유체식 리타더의 중량을 저감시킬 수 있다.The present invention relates to a fluid type retarder, which is formed on at least one of a rotor part connected to a drive shaft of a vehicle and rotated together with the drive shaft, a stator part fixedly installed opposite to the rotor part, and the rotor part and the stator part. A weight of the fluid type retarder may be reduced by including a contact increasing unit for increasing a contact area with a working fluid to improve braking force.

Description

유체식 리타더{HYDRAULIC RETARDER}Fluid Retarder {HYDRAULIC RETARDER}

본 발명은 유체식 리타더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블레이드 형상을 채택하여 유체와의 마찰 면적 및 지속시간을 증대시켜 제동효율을 향상시키는 유체식 리타더에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid-type retarder, and more particularly, to a fluid-type retarder that improves braking efficiency by adopting a blade shape to increase a friction area and duration of friction with a fluid.

일반적으로 대형 차량에는 구동 휠에 장착되어 바퀴를 직접 제동하는 휠 브레이크 이외에 보조 브레이크가 장착되어 있으며, 이러한 보조 브레이크는 차량의 구동축에 리타더(retarder)가 장착되어 차량의 정차 또는 감속 시, 리타더를 작동시켜 구동축을 제동함으로써, 휠 브레이크의 마모를 감소시킬 뿐만 아니라, 제동력을 향상시킬 수 있다.In general, large vehicles are equipped with auxiliary brakes in addition to wheel brakes that are mounted on driving wheels to directly brake the wheels. By braking the drive shaft by operating the wheel brake, it is possible to improve braking force as well as reduce wear of the wheel brake.

상기 리타더는 구동축의 중간 부분에 설치되거나, 변속기의 출력단 또는 입력단 등에 연결되어 차량의 구동축에 감속 토크를 발생시킬 수 있도록 구성된다.The retarder is installed in the middle of the drive shaft or is connected to an output end or an input end of the transmission to generate deceleration torque on the drive shaft of the vehicle.

아울러, 상기 리타더는 작동 방식에 따라 전자식과 유체식으로 나눌 수 있으며, 유체식 리타더는 고속으로 회전하는 변속기의 회전력을 감소시키기 위하여 작동 유체의 저항을 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the retarder can be divided into an electronic type and a fluid type according to the operation method, and the fluid type retarder is characterized by using the resistance of the working fluid to reduce the rotational force of the transmission rotating at high speed.

좀 더 상세하게는 차량의 엔진 또는 구동모터에 트랜스미션이 연결되고, 트랜스미션은 구동축에 의해 구동 휠에 연결되어 구동력이 전달되도록 구성된다.More specifically, a transmission is connected to an engine or a driving motor of a vehicle, and the transmission is connected to a driving wheel by a driving shaft to transmit driving force.

그리고 엔진과 트랜스미션을 연결하는 메인 출력 샤프트에 기어로 보조 출력 샤프트가 연결되어 구동되며, 보조 출력 샤프트에는 리타더가 연결된다.In addition, an auxiliary output shaft is connected and driven by a gear to the main output shaft connecting the engine and the transmission, and a retarder is connected to the auxiliary output shaft.

또한, 리타더는 트랜스미션의 하우징 등에 지지부로 견고하게 고정 설치될 수 있으며, 리타더의 로터측인 1차휠이 보조 출력 샤프트에 결합되어 회전되며 스테이터측인 2차휠은 고정된다.In addition, the retarder can be firmly fixed to the housing of the transmission as a support, and the primary wheel on the rotor side of the retarder rotates while being coupled to the auxiliary output shaft, and the secondary wheel on the stator side is fixed.

리타더의 내부의 작동 챔버에 작동 유체가 일정량 이상 채워지면 1차휠과 2차휠간의 작동 유체의 저항에 의해 감속 토크가 발생하며, 발생된 감속 토크는 보조 출력 샤프트, 기어, 메인 출력 샤프트, 트랜스미션 입력 샤프트 및 트랜스미션 출력 샤프트를 통해 구동축에 연결된 구동 휠에 작용하여 차량의 정차 시 보조 브레이크 역할을 하게 된다.When the working chamber inside the retarder is filled with a certain amount of working fluid, deceleration torque is generated by the resistance of the working fluid between the primary and secondary wheels, and the generated deceleration torque is applied to the auxiliary output shaft, gear, main output shaft, and transmission input It acts as an auxiliary brake when the vehicle is stopped by acting on the drive wheel connected to the drive shaft through the shaft and the transmission output shaft.

종래 제동력을 발생시켜주는 1차휠과 2차휠은 서로 대칭이 되는 사선형의 블레이드를 갖는 형상을 한다. 이러한 구조를 가진 유체식 리타더의 제동 효율을 높이기 위해 1차휠과 2차휠의 블레이드 개수 및 장착각도 등을 조절하여 유도해석을 통한 제동력을 예측하여 설계한다. 그러나, 이러한 블레이드의 체적이 제한적이므로, 제동효율을 높이는데 한계가 있다는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.Conventionally, the primary wheel and the secondary wheel generating the braking force have oblique blades that are symmetrical to each other. In order to increase the braking efficiency of the fluid retarder with this structure, the number of blades and mounting angle of the primary and secondary wheels are adjusted to predict and design the braking force through induction analysis. However, since the volume of such a blade is limited, there is a problem in that there is a limit to increasing the braking efficiency. Therefore, there is a need to improve this.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1666119호(2016.10.07. 등록, 발명의 명칭 : 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더)에 게시되어 있다.The background art of the present invention is published in Korean Patent Registration No. 10-1666119 (registered on October 7, 2016, title of the invention: a fluid type retarder capable of controlling the gap between rotors and stators).

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 블레이드 형상을 채택하여 유체와의 마찰 면적 및 지속시간을 증대시켜 제동효율을 향상시키는 유체식 리타더를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a fluid type retarder that improves braking efficiency by increasing the friction area and duration of friction with a fluid by adopting a blade shape.

본 발명에 따른 유체식 리타더는: 차량의 구동축과 연결되고, 상기 구동축과 함께 회전되는 로터부; 상기 로터부와 대향되고, 고정 설치되는 스테이터부; 및 상기 로터부와 상기 스테이터부 중 어느 하나 이상에 형성되고, 작동유체와의 접촉 면적을 증대시켜 제동력을 향상시키는 접촉증대부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A fluid type retarder according to the present invention includes: a rotor part connected to a drive shaft of a vehicle and rotated together with the drive shaft; a stator unit facing the rotor unit and fixedly installed; and a contact increasing unit formed on at least one of the rotor unit and the stator unit and increasing a contact area with the working fluid to improve braking force.

상기 접촉증대부는 에어포일 형상을 하는 접촉날개부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The contact increasing unit is characterized in that it includes; a contact wing having an airfoil shape.

상기 접촉증대부는 상기 접촉날개부에 형성되고, 작동유체의 지속시간을 증대시키는 접촉지연부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The contact increasing unit may further include a contact delay unit formed on the contact wing unit and increasing a duration of the working fluid.

상기 접촉지연부는 상기 접촉날개부의 표면에 함몰된 지연홈부인 것을 특징으로 한다.The contact delay part is characterized in that the delay groove part is recessed in the surface of the contact wing part.

상기 접촉지연부는 상기 접촉날개부의 표면에 돌출된 지연돌기부인 것을 특징으로 한다.The contact delay portion is characterized in that the delay protrusion protrudes from the surface of the contact blade.

본 발명에 따른 유체식 리타더는 접촉증대부가 로터부와 스테이터부 중 어느 하나 이상에 구비되어 작동유체와의 마찰면적을 증대시키고 지속시간을 증대시켜 줌으로써, 작은 사이즈의 유체식 리타더를 사용하여 큰 제동효과를 발휘할 수 있다.In the fluid type retarder according to the present invention, the contact increasing unit is provided in at least one of the rotor part and the stator part to increase the friction area with the working fluid and increase the duration, so that a small size fluid type retarder can be used. A great braking effect can be exerted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체식 리타더를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉날개부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예인 접촉지연부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예인 접촉지연부를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing a fluid type retarder according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a contact blade according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically showing a contact delay unit according to a first embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically showing a contact delay unit according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 유체식 리타더의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of a fluid type retarder according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체식 리타더를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체식 리타더(1)는 로터부(10)와, 스테이터부(20)와, 접촉증대부(30)를 포함한다.1 is a diagram schematically showing a fluid type retarder according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , a fluid type retarder 1 according to an embodiment of the present invention includes a rotor unit 10, a stator unit 20, and a contact increasing unit 30.

로터부(10)는 차량의 구동축(100)과 연결되고, 구동축(100)과 함께 회전된다. 일예로, 구동축(100)은 차량의 주행을 위한 동력축과 연계되고, 로터부(10)가 유체 저항에 회전이 저하되면, 구동축(100)과 연계된 동력축에 제동력을 제공할 수 있다.The rotor unit 10 is connected to the driving shaft 100 of the vehicle and rotates together with the driving shaft 100 . For example, the driving shaft 100 is associated with a power shaft for driving the vehicle, and when the rotation of the rotor unit 10 is reduced due to fluid resistance, braking force may be provided to the driving shaft 100 and the associated power shaft.

스테이터부(20)는 로터부(10)와 대향되고, 고정 설치된다. 일예로, 스테이터부(20)는 고정부(200)에 장착되어 로터부(10)와 마주보도록 배치될 수 있다.The stator unit 20 faces the rotor unit 10 and is fixedly installed. For example, the stator unit 20 may be mounted on the fixing unit 200 and disposed to face the rotor unit 10 .

즉, 로터부(10)에 형성되는 로터공간부(11)와, 스테이터부(20)에 형성되는 스테이터공간부(21)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 이러한 로터공간부(11)와 스테이터공간부(21) 사이로 공급된 작동유체가 저장될 수 있다.That is, the rotor space part 11 formed in the rotor part 10 and the stator space part 21 formed in the stator part 20 may be disposed to face each other. The working fluid supplied between the rotor space 11 and the stator space 21 may be stored.

접촉증대부(30)는 로터부(10)와 스테이터부(20) 중 어느 하나 이상에 형성되고, 작동유체와의 접촉 면적을 증대시켜 제동력을 향상시킨다. 일예로, 접촉증대부(30)는 로터공간부(11)에 복수개가 형성되어 로터부(10)가 회전될 때 저항을 유발할 수 있다. 그 외, 접촉증대부(30)는 스테이터공간부(21)에 복수개가 형성되어 로터부(10)가 회전될 때 저항을 유발할 수 있다.The contact increasing unit 30 is formed on at least one of the rotor unit 10 and the stator unit 20, and increases the contact area with the working fluid to improve braking force. For example, a plurality of contact increasing parts 30 are formed in the rotor space part 11 to generate resistance when the rotor part 10 rotates. In addition, a plurality of contact increasing parts 30 are formed in the stator space part 21 to generate resistance when the rotor part 10 rotates.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉날개부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉증대부(30)는 접촉날개부(31)를 포함한다.2 is a view schematically showing a contact blade according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2 , the contact increasing unit 30 according to an embodiment of the present invention includes contact wing units 31 .

접촉날개부(31)는 단면이 에어포일 형상을 한다. 즉, 접촉날개부(31)는 동일한 두께를 갖는 기존 대비 에어포일 형상을 함으로써, 작동유체와의 접촉에 의한 마찰면적과 작동유체의 지속시간을 증대시킬 수 있다. 이로 인해 제동력을 향상시킬 수 있다.The contact wing portion 31 has an airfoil shape in cross section. That is, the contact wing portion 31 can increase the frictional area due to contact with the working fluid and the duration of the working fluid by having an airfoil shape compared to the conventional airfoil having the same thickness. As a result, the braking force can be improved.

도 3은 본 발명의 제1실시예인 접촉지연부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예인 접촉지연부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉증대부(30)는 접촉지연부(32)를 더 포함할 수 있다.3 is a diagram schematically showing a contact delay unit according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic view showing a contact delay unit according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 3 and 4 , the contact increasing unit 30 according to an embodiment of the present invention may further include a contact delay unit 32 .

접촉증대부(32)는 접촉날개부(31)에 형성되고, 작동유체의 지속시간을 증대시킨다. 일예로, 접촉증대부(32)는 접촉날개부(31)의 표면에 하나 이상 형성될 수 있다.The contact increasing portion 32 is formed on the contact wing portion 31 and increases the duration of the working fluid. For example, one or more contact increasing parts 32 may be formed on the surface of the contact wing part 31 .

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉지연부(32)는 접촉날개부(31)의 표면에 함몰된 지연홈부(321)가 될 수 있다. 일예로, 지연홈부(321)는 접촉날개부(31)의 표면에 복수개가 점과 같이 이격되어 배치될 수 있다. 그 외, 지연홈부(321)는 접촉날개부(31)의 표면을 따라 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 지연홈부(321)는 설계 및 실험을 통해 접촉날개부(31)의 길이 방향 또는 폭방향으로 길이를 갖도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the contact delay portion 32 according to an embodiment of the present invention may be a delay groove portion 321 recessed into the surface of the contact wing portion 31 . For example, a plurality of delay grooves 321 may be disposed spaced apart like dots on the surface of the contact blades 31 . In addition, the delay groove portion 321 may be formed to have a length along the surface of the contact wing portion 31 . The delay groove portion 321 may be formed to have a length in the longitudinal direction or width direction of the contact wing portion 31 through design and experimentation.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉지연부(32)는 접촉날개부(31)의 표면에서 돌출된 지연돌기부(322)가 될 수 있다. 일예로, 지연돌기부(322)는 접촉날개부(31)의 표면에 복수개가 점과 같이 이격되어 배치될 수 있다. 그 외, 지연돌기부(322)는 접촉날개부(31)의 표면을 따라 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 지연돌기부(322)는 설계 및 실험을 통해 접촉날개부(31)의 길이 방향 또는 폭방향으로 길이를 갖도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the contact delay portion 32 according to an embodiment of the present invention may be a delay protrusion 322 protruding from the surface of the contact wing portion 31 . For example, a plurality of delay protrusions 322 may be disposed spaced apart like dots on the surface of the contact blades 31 . In addition, the delay protrusion 322 may be formed to have a length along the surface of the contact wing 31 . The delay protrusion 322 may be formed to have a length in the longitudinal direction or the width direction of the contact wing 31 through design and experimentation.

한편, 작동 환경에 따라 접촉지연부(32)는 지연홈부(321)와 지연돌기부(322)가 혼합 배치될 수 있다.On the other hand, depending on the operating environment, the contact delay portion 32 may include a delay groove portion 321 and a delay protrusion portion 322 mixedly arranged.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 유체식 리타더의 작동을 설명하면 다음과 같다.The operation of the fluid type retarder of the present invention having the above structure will be described.

유체식 리타더(1)는 로터부(10)와 스테이터부(20)가 서로 마주보도록 배치되고, 로터부(10)에 형성되는 로터공간부(11)와 스테이터부(20)에 형성되는 스테이터공간부(21)에 작동유체가 일정량 이상 채워지면 작동유체의 저항에 의해 감속 토크가 발생한다. 이로 인해 로터부(10)와 연결된 구동축(100)의 감속을 유도하여 휠의 제동을 보조할 수 있다.In the fluid type retarder 1, the rotor unit 10 and the stator unit 20 are arranged to face each other, and the rotor space unit 11 formed in the rotor unit 10 and the stator unit formed in the stator unit 20 When the space 21 is filled with a certain amount or more of the working fluid, deceleration torque is generated by the resistance of the working fluid. This induces deceleration of the driving shaft 100 connected to the rotor unit 10 to assist braking of the wheel.

반대로 차량의 주행시에는 로터부(10)에 형성되는 로터공간부(11)와 스테이터부(20)에 형성되는 스테이터공간부(21)에 채워진 작동유체가 일정량 이하로 배출되면, 로터부(10)와 스테이터부(20) 사이에 작동유체의 저항이 작용하지 않으므로, 구동축(100)을 통해 감속토크가 전달되지 않아 차량의 정상 주행이 가능하다.Conversely, when the vehicle is running, when the working fluid filled in the rotor space 11 formed in the rotor part 10 and the stator space 21 formed in the stator part 20 is discharged below a certain amount, the rotor part 10 Since the resistance of the working fluid does not act between the stator unit and the stator unit 20 , deceleration torque is not transmitted through the driving shaft 100 , so that the vehicle can be driven normally.

한편, 접촉날개부(31)는 에어포일 형상을 하여 작동유체와의 접촉 면적을 늘리고, 접촉날개부(31)에 형성되는 접촉지연부(32)는 작동유체와의 접촉을 일정시간 지속시켜 줌으로써 마찰저항이 증대될 수 있다.On the other hand, the contact wing portion 31 has an airfoil shape to increase the contact area with the working fluid, and the contact delay portion 32 formed on the contact wing portion 31 maintains contact with the working fluid for a certain period of time. Frictional resistance can be increased.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체식 리타더(1)는 접촉증대부(30)가 로터부(10)와 스테이터부(20) 중 어느 하나 이상에 구비되어 작동유체와의 마찰면적을 증대시키고 지속시간을 증대시켜 줌으로써, 작은 사이즈의 유체식 리타더를 사용하여 큰 제동효과를 발휘할 수 있다.In the fluid type retarder 1 according to an embodiment of the present invention, the contact increasing unit 30 is provided on at least one of the rotor unit 10 and the stator unit 20 to increase the frictional area with the working fluid and sustain By increasing the time, it is possible to exert a large braking effect using a small-sized fluid type retarder.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments. will understand Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the claims below.

10 : 로터부 11 : 로터공간부
20 : 스테이터부 21 : 스테이터공간부
30 : 접촉증대부 31 : 접촉날개부
32 ; 접촉지연부 321 : 지연홈부
32 : 지연돌기부10: rotor part 11: rotor space part
20: stator part 21: stator space part
30: contact increasing part 31: contact wing part
32; Contact delay part 321: delay groove part
32: delay protrusion

Claims (5)

차량의 구동축과 연결되고, 상기 구동축과 함께 회전되는 로터부;
상기 로터부와 대향되고, 고정 설치되는 스테이터부; 및
상기 로터부와 상기 스테이터부 중 어느 하나 이상에 형성되고, 작동유체와의 접촉 면적을 증대시켜 제동력을 향상시키는 접촉증대부;를 포함하고,
상기 접촉증대부는
에어포일 형상을 하는 접촉날개부; 및
상기 접촉날개부에 형성되고, 작동유체의 지속시간을 증대시키는 접촉지연부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체식 리타더.
a rotor unit connected to a drive shaft of a vehicle and rotated together with the drive shaft;
a stator unit facing the rotor unit and fixedly installed; and
A contact increasing unit formed on at least one of the rotor unit and the stator unit and increasing a contact area with a working fluid to improve braking force;
The contact increasing unit
Contact blades in the shape of an airfoil; and
A fluid type retarder comprising a; contact delay portion formed on the contact wing portion and increasing a duration of the working fluid.
 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 접촉지연부는 상기 접촉날개부의 표면에 함몰된 지연홈부인 것을 특징으로 하는 유체식 리타더.
According to claim 1,
The fluid type retarder, characterized in that the contact delay portion is a delay groove recessed in the surface of the contact blade.
 제 1항에 있어서,
상기 접촉지연부는 상기 접촉날개부의 표면에 돌출된 지연돌기부인 것을 특징으로 하는 유체식 리타더.According to claim 1,
The fluid type retarder, characterized in that the contact delay portion is a delay protrusion protruding from the surface of the contact blade.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013521749A (en) * 2010-05-03 2013-06-10 新日鐵住金株式会社 Rotor for permanent magnet retarder
KR101662795B1 (en) * 2015-08-27 2016-10-06 한국파워트레인 주식회사 Fluid retarder

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