KR20020035505A - 자성입자식 제동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자성입자식 제동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자성입자식 제동장치가 작동중에 발생하는 마찰열을 신속하게 외부로 방출시켜 자성입자식 제동장치의 수명을 연장시키고, 마찰열이 일정한계 이상 과열되었을 때 이를 신속하게 감지하여 자성입자식 제동장치의 작동을 정지시킴으로써 과열로 인하여 자성입자식 제동장치가 파손되는 것을 막도록 고안된 것이다. 이를 위하여 본 발명에서는, 코일(2)을 내장한 고정자(1)는 제 1부라켓(3)과 제2부라켓(4)에 의해서 양측면에서 지지되어 연결고착되어있고, 회전축(8)은 제1부라켓(3)과 제2부라켓(4)의 중심부와 베어링(16)(17)(18)에 의해서 축결합되어 있으며, 회전축(8)에는 비자성체의 재료로 제작된 제1연결매체(7)를 통하여 회전자(9)가 그 외주면이 고정자(1)의 내주면을 마주대하도록 고착연결되고, 고정자(1)의 내주면과 회전자(9)의 외주면과의 사이에 제동자(11)가 취설되어 있는데, 그 제동자(11)의 양측면이 제1보호판(5)과 제2보호판(6)에 의해서 지지되어 고정됨과 동시에 제1부라켓(3)과 제2부라켓(4)과 고정자(1)와 제1보호판(5)과 제2보호판(6)과 제동자(11)가 모두 일체로 연결되어 고정되어있으며, 제동자(11)의 내주면과 회전자(9)의 외주면과의 사이의 공간에는 자성입자(12)가 충진되어 있고, 회전자(9)의 한측면에는 열전도성이 우수한 재료로 제작된 제2연결매체(10)가 밀착연결되고, 그 제2연결매체(10)의 외측면에 알미늄의 재료로 제작된 방열판(13)이 고착연결되고, 그 방열판(13)의 외측면은 다수의 방열판날개(15)가 방사방향으로 돌출되어 있으며, 제동자(11)의 한측면에는 온도스위치(25)가 취설되어있고, 제2부라켓(4)의 외부측면에는 송풍기(23)가 취설되어 있다.

Description

자성입자식 제동장치{omitted}

본 발명은 자성입자식 제동장치에 관한 것이다.

종래의 일반적인 자성입자식 제동장치는 도2에 예시한 바와 같이 환형상의 고정자(1)의 내부에 원주방향으로 코일(2)이 내장되어 있고, 고정자(1)는 알루미늄 또는 주철재의 재료로 형성된 원판형상의 제1부라켓(3)과 제4부라켓(32)에 의하여 지지되어 고정되어 있다. 회전축(8)은 베아링(16)(17)에 의하여 지지되어 제1부라켓(3)과 연결되어 있고, 회전자(28)는 그 외주면이 고정자(1)의 내주면과 대향배치되어 회전축(8)의 원주방향으로 제5부라켓(30)을 통하여 회전축(8)과 일체로 고착연결되어 있고, 제4부라켓(32)의 중심부와 고착연결된 제동자(29)는 그 외주면이 회전자(28)의 내주면과 마주대하도록 되어 있어, 제1부라켓(3)과 고정자(1)와 제4부라켓(32)과 제동자(29)는 일체로 연결되어 고정되었으며, 회전자(28)의 내주면과 제동자(29)의 외주면과의 사이의 공간에는 자성입자(12)가 충진되어있고, 회전자(28)의 한 측면에 보호판(31)을 취부 고착하여 자성입자(12)가 회전자(28)의 내주면과 제동자(29)의 외주면과의 미소공간에 봉입되도록 하였으며, 이때 보조판(19)(20)(21)(22)은 봉입된 자성입자(12)가 작동부에서 외부로 빠져나오지 못하도록 막아주기 위한것이다. 온도 스위치(27)는 고정자(1)의 외주면상에 취설 되어 있고 작동부에서 전달되어온 마찰열을 검출한다. 전동기 구동 송풍기(23)는 다수의 공기출입구가 천공된 제4부라켓(32)의 외부 측면에 취설 되어 있으며, 여기에서 고정자(1)와 회전자(26)와 제동자(27)은 자성재료인 탄소강의 연강재질로 되였는데 이것은 코일(2)이 여자되었을 때 자속(24)를 발생시키게 하기 위한 것이다.

위와 같은 구조로 된 종래의 자성입자식 제동장치의 작동에 대해 설명한다.

고정자(1)에 내장된 코일(2)에 전류를 흐르면 코일(2)이 여자되어 자속(24)이 발생한다. 그러면 자성입자(12)는 회전자(28)의 내주면과 제동자(29)의 외주면과의 미소 공간에서 쇄상연결을 하게 되고, 흐르는 전류의 세기에 따라서 쇄상연결의 강도가 변화하게 되며, 이것은 회전축(8)과 함께 회전하는 회전자(28)의 제동상태를 변화시켜 제동되어지면서 회전을 계속하던가 완전제동되어 회전이 정지되어지던가 하게 되고, 흐르는 전류를 차단하면 자속(24)이 없어지고 자성입자(12)의 쇄상연결이 해제되어 회전자(26)는 제동되지 않은 상태에서 자유회전을 하게 되는 것이다. 그리하여 자성입자(12)가 쇄상연결이 된 상태에서 회전자(28)가 회전하게 되면 회전자(28)의 내주면과 제동자(29)의 외주면과 자성입자(12) 사이에서 마찰 현상이 일어나 마찰열이 발생하게 된다. 이 마찰열이 어느 한계치 이상으로 올라가면 자성입자(12)가 산화되어 소결상태가 됨으로써 성능이 저하되고 더 나아가 고정자(1)로 마찰열이 전달되어 코일(2)이 타게되면 자속(24)이 발생하지 않게 되어 제동장치로써의 기능을 상실하게 된다. 이와같은 문제를 해결하게 위하여 제4부라켓(32) 외부 측면에 선풍기(23)를 취설하여 외부공기를 강제로 불어서 제4부라켓(32)과 제3보호판(31)에 전달되어진 마찰열을 방출시키고, 온도 스위치(27)를 고정자(1)의 외주면 상에 취설하여 고정자(1)의 외주면의 온도가 일정한계치에 달하면 코일(2)에 흐르는 전류를 차단시켜 제동장치의 손상을 방지하는 것이다.

종래의 자성입자식 제동장치는 이상에서 본 바와 같이, 회전자(28)가 고정자(1) 의 내주면과 제동자(29)의 외주면과의 사이에 위치하면서 고정자(1)와회전자(28)와 제동자(27)의 동심도가 일치한 상태에서 회전하게 되어 있는데, 일반적인 종래의 자성입자식 제동장치에 있어서는 고정자(1)의 내주면과 회전자(28)의 외주면과의 공간이 0.2mm에서 0.6mm까지의 미소 공간을 형성하게 되어있어, 가공상의 공차로 인하여 동심도가 틀어진 상태에서 제동력이 가해지고 회전을 하게되면 동심도의 틀어짐은 더욱 커지게 되어 일정한 전류를 흘렸을 때의 회전력의 불균일 현상의 발생원인이 되고, 회전자(28)로부터 고정자(1)의 외주면에 취설된 온도 스위치(27)로 전달되는 마찰열의 열량과 그 전달 속도의 불균일 현상의 발생원인이 되어 온도스위치(27)가 오작동을 하게되는 우려가 있게 된다. 또한 고정자(1)의 외주면에 취설된 온도스위치(27)는 마찰열이 발생하는 작동부인 회전자(28)의 내주면과 제동자(29)의 외주면으로부터 떨어져 있고 또한 고정자(1)의 내주면과 회전자(29)의 외주면 사이의 공간을거쳐 마찰열이 전달됨으로써 열의 전달속도가 늦어 정확한 마찰열을 신속하게 감지하지 못한다는 문제가 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써 고정자(1)와 제동자(11)가 동심축상에서 제1부라켓(3)과 제2부라켓(4)과 제1보호판(5)과 제2보호판(6)에 의해서 일체로 연결되어 일정한 동심도상에서 고정되어짐으로써, 일정 전류가 코일(2)에 흘러 자속이 발생하였을 때 균일한 제동력을 얻을수 있도록 하는데 목적이 있으며, 회전축(8)의 한측 끝에 베어링(18)을 취설하여 제2부라켓(4)의 중심부에 축설함으로써 회전자(9)가 베어링(17)과 베어링(18) 사이에 위치하게 되어 제동력이 가해진 상태에서 회전작용을 하더라도 일정한 동심도를 유지하여 일정전류가 흘러 자속(24)이발생하였을 때 균일한 제동력을 얻을수 있도록 하는데 목적이 있으며 , 마찰열을 신속하고 정확하게 검지하도록 온도스위치(27)를 제동자(11)의 한측면에 취설하여 과열로 인한 코일(2)의 손상을 방지하는데 목적이 있으며 또한 작동부에서 발생한 마찰열을 신속히 외부로 전달시켜 방출시킴으로써 자성입자(12)의 산화를 억제하여 자서입자식 제동장치의 성능을 향상시킴과 동시에 수명을 연장시키는데 목적이 있는 것이다.

도1은 자성입자식 제동창치의 단면도

도2는 종래의 자성입자식 제동장치의 단면도

〈도면의 주요 부분에 대항 부호의 설명〉

1 : 고정자 2 : 코일 3 : 제1부라켓

4 : 제2부라켓 5 : 제1보호판 6 : 제2보호판

7 : 제1연결매체 8 : 회전축 9 : 회전자

10 : 제2연결매체 11 : 제동자 12 : 자성입자

13 : 방열판 14 : 돌출판 15 : 방열판날개

16,17,18 : 베어링 19,20,21,22 : 보조판 23: 송풍기

24 : 자속 25 : 온도스위치 26 : 정지고리

27 : 온도스위치 28 : 회전자 29 : 제동자

30 : 제3부라켓 31 : 제3보호판 32 : 제4부라켓

이하 첨부된 도면에 의거 자세히 설명하면 다음과 같다.

코일(2)을 내장한 환형상의 고정자(1)는 제 1부라켓(3)과 제2부라켓(4)에 의해서 양측면에서 지지되어 연결 고착되어있고, 회전축(8)은 제1부라켓(3)과 제2부라켓(4)의 중심부와 베어링(16)(17)(18)에 의해서 축결합되어 있으며, 베어링(17)과 베어링(18)과의 사이의 회전축(8)상에 비자성체의 재료로 제작된 제1연결매체(7)를 통하여 회전자(9)가 그 외주면이 고정자(1)의 내주면을 마주 대하도록 회전축(8)과 고착연결되고, 고정자(1)의 내주면과 회전자(9)의 외주면과의 사이에 제동자(11)가 취설되어 있는데, 그 제동자(11)의 양측면은 알미늄의 재료로 제작된 제1보호판(5)과 제2보호판(6)에 의해서 지지되어 고정됨과 동시에 제1부라켓(3)과 제2부라켓(4)과 고정자(1)와 제1보호판(5)과 제2보호판(6)과 제동자(11)가 모두 일체로 연결되어 고정자(1)와 제동자(11)가 동심축상에서 고정되어있으며, 제동자(11)의 내주면과 회전자(9)의 외주면과의 사이의 공간에는 자성입자(12)가 충진되어 있고, 회전자(9)의 한측면에는 열전도성이 회전자(9)보다 더욱 우수한 재료로 제작된 제2연결매체(10)가 밀착연결되고, 그 제2연결매체(10)의 외측면에 비자성체이며 열전도성이 우수하고 형상가공성이 좋고 가벼우며 내부식성이 강한 알미늄의 재료로 제작된 방열판(13)이 고착연결되고, 그 방열판(13)의 외측면은 다수의 방열판날개(15)가 방사방향으로 돌출되어 있으며, 제동자(11)의 한측면에는 제2부라켓(4)과 제2보호판(6)의 천공된 구멍을 통하여 온도스위치(25)가 취설되어있고 제2부라켓(4)의 외부측면에는 전동기구동 송풍기(23)가 취설되어 있다. 도면중 보조판(19)(20)(21)(22)는 자성입자(12)가 외부로 빠져나가는 것을 막아주는 작용을 하고, 정지고리(26)은 베어링(16)이 회전축(8)으로부터 이탈되는 것을 막아주는 작용을 하는 고리이고 돌출판(14)은 제2부라켓(4)의 외부측 표면에 방사방향으로 돌출형성된 다수의 돌출판이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 종래의 자성입자식 제어장치에서의 회전자(28)는 회전축(8)과 일체로 연결되어 고정자(1)의 내주면과 제동자(29)의 외주면과의 사이에서 회전하였지만 본 발명에서는 고정자(1)와 제1부라켓(3)과 제2부라켓(4)과 제1보호판(5)과 제2보호판(6)을 통하여 고착연결시켜 제동자(11)로서의 역할을 하게 함으로써, 일치된 동심도상에서 고정자(1)의 내주면과 제동자(11)의 외주면 사이 0.2mm ～ 0.6mm의 어느 일정한 미소공간을 정확하게 유지할 수 있게되어 작동 중에 코일(2)에 흐르는 전류에 정확히 대응하는 제동력을 균일하게 얻을 수 있고, 회전축(8)상의 베어링(17)과 베어링(18)사이에 회전자(9)를 설치함으로써 제동력이 가해진 상태에서 회전자(9)가 회전하더라도 고정자(1)와 제동자(11)와 회전자(9)의 동심도가 일치된 상태를 유지시킬수가 있어 작동 중에 코일(2)에 흐르는전류에 정확히 대응하는 제동력을 균일하게 얻을 수 있으며, 회전자(9)와 회전축(8)과의 사이에 비자성체의 재료로 제작된 제1연결매체(7)를 통하여 고착연결시킴으로써 자속(24)이 도면상의 점선 안에 집중되어 자속력이 강해지도록 하였으며, 회전자(9)의 한측면에 회전자(9)보다 더욱 열전도성이 우수하고 또한 비자성체인 제2연결매체(10)를 밀착연결시키고, 제2연결매체(10)의 외측면에 열전도성이 우수하고 가벼우며 내부식성이 강하고 형상가공성이 좋은 알미늄의 재료로 제작된 방열판(13)을 고착연결하고, 방열판(13)의 외부측면은 다수의 방열판날개(15)를 방사방향으로 돌출시키고, 다수의 공기출입구가 천공된 제2부라켓(4)의 의측면에 송풍기를 취설하여, 제동자(11)의 내주면과 회전자(9)의 외주면사이의 작동부에서 발생한 마찰열을 신속하게 방열판으로 이동시키고, 회전축(8)과 동시에 회전하는 방열판날개(15)에 외부의 찬공기를 송풍기(23)에 의하여 불어주어 열을 방출시킴으로써 과열로 인한 자성입자(12)의 산화를 방지하여 수명을 연장시킬 수가 있으며, 제동자(11)의 측면에 온도 스위치(25)를 취부하여 작동부에서 발생한 마찰열을 즉시 정확하게 검출할 수 있게 되어 소정의 한계온도 이상으로 과열되어 제동장치가 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (9)

1. 코일을 내장한 고정자는 제 1부라켓과 제2부라켓에 의해서 양측면에서 각각 지지되어 연결 고착되어있고, 회전축은 제1부라켓과 제2부라켓의 중심부와 각각 베어링에 의해서 축결합되어 있으며, 회전자는 그 외주면이 고정자의 내주면과 마주대하도록 하되 회전축상의 베어링과 베어링과의 사이의 위치에서 회전축과 고착연결되고, 고정자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이에 제동자가 취설되고, 그 제동자의 양측면은 제1보호판과 제2보호판에 의해서 각각 지지되어 고정됨과 동시에 제1부라켓과 제2부라켓과 고정자와 제1보호판과 제2보호판과 제동자가 동심축상에서 모두 일체로 연결되어 고정되어 있으며, 제동자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이의 공간에는 자성입자가 충진되어 있는 자성입자식 제동장치에 있어서, 제동자의 양측면이 제1보호판과 제2보호판에 의하여 각각 지지되어 고정됨과 동시에 제1부라켓과 제2부라켓을 통하여 고정자와 일체로 고착연결되어진 것을 특징으로 하는 자성입자식 제동장치.
2. 청구항 1에 있어서 제1보호판과 제2보호판을 알미늄의 재료로 제작한 것을 특징으로 하는 자성입자식 제동장치.
3. 코일을 내장한 고정자는 제 1부라켓과 제2부라켓에 의해서 양측면에서 각각 지지되어 연결 고착되어있고, 회전축은 제1부라켓과 제2부라켓의 중심부와 각각 베어링에 의해서 축결합되어 있으며, 회전자는 그 외주면이 고정자의 내주면과 마주대하도록 하되 회전축상의 베어링과 베어링과의 사이의 위치에서 회전축과 고착연결되고, 고정자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이에 제동자가 취설되고, 그 제동자의 양측면은 제1보호판과 제2보호판에 의해서 각각 지지되어 고정됨과 동시에 제1부라켓과 제2부라켓과 고정자와 제1보호판과 제2보호판과 제동자가 동심축상에서 모두 일체로 연결되어 고정되어있으며, 제동자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이의 공간에는 자성입자가 충진되어 있는 자성입자식 제동장치에 있어서, 회전자와 회전축이 비자성체의 제1연결매체를 통하여 고착연결되어진 것을 특징으로 하는 자성입자식 제동장치.
4. 코일을 내장한 고정자는 제 1부라켓과 제2부라켓에 의해서 양측면에서 각각 지지되어 연결 고착되어있고, 회전축은 제1부라켓과 제2부라켓의 중심부와 각각 베어링에 의해서 축결합되어 있으며, 회전자는 그 외주면이 고정자의 내주면과 마주대하도록 하되 회전축상의 베어링과 베어링과의 사이의 위치에서 회전축과 고착연결되고, 고정자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이에 제동자가 취설되고, 그 제동자의 양측면은 제1보호판과 제2보호판에 의해서 각각 지지되어 고정됨과 동시에 제1부라켓과 제2부라켓과 고정자와 제1보호판과 제2보호판과 제동자가 동심축상에서 모두 일체로 연결되어 고정되어있으며, 제동자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이의 공간에는 자성입자가 충진되어 있는 자성입자식 제동장치에 있어서, 회전자의 한측면에 열전도성이 회전자보다 우수한 제2연결매체를 밀착시켜 고착 연결시키고 동시에 제2연결매체의 외부측면에 방열판을 고착 연결시킨 것을 특징으로 하는 자성입자식 제동장치.
5. 청구항 4 에 있어서 방열판을 알미늄의 재료로 제작한 것을 특징으로 하는 자성입자식 제동장치.
6. 청구항 4 에서 방열판의 외부측면에 방사방향으로 다수의 방열판날개를 돌출형성시킨 것을 특징으로 하는 자성입자식 제어장치.
7. 코일을 내장한 고정자는 제 1부라켓과 제2부라켓에 의해서 양측면에서 각각 지지되어 연결 고착되어있고, 회전축은 제1부라켓과 제2부라켓의 중심부와 각각 베어링에 의해서 축결합되어 있으며, 회전자는 그 외주면이 고정자의 내주면과 마주대하도록 하되 회전축상의 베어링과 베어링과의 사이의 위치에서 회전축과 고착연결되고, 고정자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이에 제동자가 취설되고, 그 제동자의 양측면은 제1보호판과 제2보호판에 의해서 각각 지지되어 고정됨과 동시에 제1부라켓과 제2부라켓과 고정자와 제1보호판과 제2보호판과 제동자가 동심축상에서 모두 일체로 연결되어 고정되어있으며, 제동자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이의 공간에는 자성입자가 충진되어 있는 자성입자식 제동장치에 있어서, 회전축이 제1부라켓과 제2부라켓과 베어링에 의해서 각각 축설되어진 것을 특징으로 하는 자성입자식 제어장치.
8. 코일을 내장한 고정자는 제 1부라켓과 제2부라켓에 의해서 양측면에서 각각 지지되어 연결 고착되어있고, 회전축은 제1부라켓과 제2부라켓의 중심부와 각각 베어링에 의해서 축결합되어 있으며, 회전자는 그 외주면이 고정자의 내주면과 마주대하도록 하되 회전축상의 베어링과 베어링과의 사이의 위치에서 회전축과 고착연결되고, 고정자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이에 제동자가 취설되고, 그 제동자의 양측면은 제1보호판과 제2보호판에 의해서 각각 지지되어 고정됨과 동시에 제1부라켓과 제2부라켓과 고정자와 제1보호판과 제2보호판과 제동자가 동심축상에서 모두 일체로 연결되어 고정되어있으며, 제동자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이의 공간에는 자성입자가 충진되어 있는 자성입자식 제동장치에 있어서, 고정자의 한측면에 온도스위치를 취설한 것을 특징으로 하는 자성입자식 제동장치.
9. 코일을 내장한 고정자는 제 1부라켓과 제2부라켓에 의해서 양측면에서 각각 지지되어 연결 고착되어있고, 회전축은 제1부라켓과 제2부라켓의 중심부와 각각 베어어링에 의해서 축결합되어 있으며, 회전자는 그 외주면이 고정자의 내주면과 마주 대하도록 하되 회전축상의 베어링과 베어링과의 사이의 위치에서 회전축과 고착연결되고, 고정자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이에 제동자가 취설되고, 그 제동자의 양측면은 제1보호판과 제2보호판에 의해서 각각 지지되어 고정됨과 동시에 제1부라켓과 제2부라켓과 고정자와 제1보호판과 제2보호판과 제동자가 동심축상에서 모두 일체로 연결되어 고정되어있으며, 제동자의 내주면과 회전자의 외주면과의 사이의 공간에는 자성입자가 충진되어 있는 자성입자식 제동장치에 있어서,제2부라켓의 외부측면에 송풍기를 취설한 것을 특징으로 하는 자성입자식 제동장치