KR20090006554A

KR20090006554A - Breaker system using magnetic force

Info

Publication number: KR20090006554A
Application number: KR1020070069997A
Authority: KR
Inventors: 지인호
Original assignee: 주식회사 엠티아이; 태창엔이티 주식회사
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2009-01-15
Also published as: KR100914168B1

Abstract

A magnetic braking apparatus is provided that the magnet disc which arranges to face magnet is set up at the top and bottom of rotary disk. A magnetic braking apparatus comprises a rotating disc(20) which is made of the non-ferrous metal and is fixed to the axis of rotation(10), first and second magnet discs(30,40) which moves along the axis of rotation, and in which magnet is arranged to be faced to each other, a brake actuating means which nears and isolates the interval of the first and second magnet disc.

Description

Magnetic brake device {BREAKER SYSTEM USING MAGNETIC FORCE}

본 발명은 자기 브레이크 장치에 관한 것으로서, 특히 비철금속이 자석의 자기력선 노출되면 와전류 현상에 의해 제동 토오크가 발생되는 점을 이용하여 회전축을 제동시킬 수 있도록 한 자기 브레이크 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic brake device, and more particularly, to a magnetic brake device capable of braking a rotating shaft using a point where braking torque is generated by an eddy current phenomenon when a non-ferrous metal is exposed to a magnetic field line of a magnet.

회전동력을 정지시킬 목적으로 설치되는 브레이크 장치는, 브레이크 패드를 이용하여 회전체에 접촉시켜 마찰력에 의해 정지시키는 접촉식 브레이크 장치가 가장 널리 이용되고 있다. 이러한 통상의 접촉식 브레이크 장치는 브레이크 패드를 이용하여 강제로 회전체에 접촉되면서 제동시키기 때문에 강한 힘이 필요하고 소음과 접촉열이 발생됨과 아울러 마모로 인하여 적정 주기마다 교체해주어야 한다.As the brake device provided for the purpose of stopping the rotational power, the contact brake device which contacts with the rotating body using a brake pad and stops by a frictional force is the most widely used. Since the conventional contact brake device brakes by forcibly contacting the rotating body by using a brake pad, strong force is required, noise and heat of contact are generated, and wear and replacement of the brake device should be performed at appropriate intervals.

한편 비접촉식 브레이크 장치로는 자석을 이용하는 방법이 있는데, 자석을 이용하여 역기전력을 발생시켜 회전체의 감속 및 정지를 시키도록 이루어진다.On the other hand, there is a method using a magnet as a non-contact brake device, it is made to generate a counter electromotive force by using a magnet to decelerate and stop the rotating body.

그런데, 자석을 이용한 브레이크 장치는 모터나 발전기와 같은 구조의 구성에서 전자석에 역방향으로 전류를 흐르게하여 역기전력에 의해 감속 및 제동시키는 구성인데, 이러한 구성은 회전체 자체에 자석을 배열설치하거나 전자석을 설치하고 대응되는 고정자에 전자석 또는 자석을 배열설치하여 전자석에 역방향 전류를 흐르 게 함으로써 역방향 토오크가 발생되도록 하는 방법으로 브레이크 장치를 구현하고 있다.By the way, the brake device using a magnet is configured to decelerate and brake by reverse electromotive force by flowing a current in the reverse direction in the configuration of a motor or generator, such as a magnet arranged on the rotating body itself or install an electromagnet And by installing the electromagnets or magnets in the corresponding stator to the reverse current flows to the electromagnet by implementing a brake device in a way to generate a reverse torque.

그러나, 종래의 자석을 이용한 브레이크장치는 구성 및 제어방법이 복잡하고 정지시점에 대한 제어가 어려우며, 주로 소형 장치에서 브레이크 패드를 이용한 브레이크장치의 보완을 위하여 이용되는 경우가 많았다.However, the conventional brake device using a magnet is complicated in configuration and control method, difficult to control the stop point, and is often used to supplement the brake device using a brake pad in a small device.

한편, 풍력발전기는 바람의 힘으로 날개를 회전시키고, 날개의 회전력을 발전기에 전달하여 전기를 생산하는 장치이다. 그런데 바람의 세기가 너무 강하게 되면 발전기에 전달되는 회전력이 발전기의 용량을 초과하게 되고, 발전기의 코일에 열이 발생되어 손상되는 문제점이 있었다. 이에 따라 바람의 세기가 일정속도 이상이 되면 날개의 회전력이 발전기에 전달되지 못하게 하거나, 발전기의 용량에 따라 감당할 수 있는 회전 속도로 감속시켜 전달할 필요가 있다.On the other hand, the wind turbine is a device for producing electricity by rotating the blades by the force of the wind, by transmitting the rotational force of the blades to the generator. However, if the wind strength is too strong, the rotational force transmitted to the generator exceeds the capacity of the generator, there was a problem that the heat generated in the coil of the generator is damaged. Accordingly, if the wind strength exceeds a certain speed, it is necessary to prevent the rotational force of the wing from being transmitted to the generator or to reduce the transmission speed to a rotational speed that can be handled according to the capacity of the generator.

종래와 같은 브레이크 패드를 이용한 브레이크 장치는 직접 접촉식이기 때문에 감속운전이 어렵고, 패드의 마모로 인한 수명이 짧아서 현실적으로 이용하기 어려운 단점이 있다. 또한, 자석을 이용한 브레이크 장치를 풍력발전기의 브레이크 장치로 적용하기에는 회전축 자체에 자석을 배열설치하고 대응해서 고정자에 전자석을 배열설치하여 자석 브레이크장치를 구현하는 경우 그 구성이 매우 복잡하고 충분한 감속 또는 제동력을 얻을 수가 없다는 단점이 있었다.The brake device using a brake pad as in the related art has a disadvantage in that it is difficult to decelerate operation because it is a direct contact type, and it is difficult to use practically due to a short life due to abrasion of the pad. In addition, in order to apply a brake device using a magnet as a brake device of a wind power generator, when a magnet brake device is implemented by arranging magnets on the rotating shaft itself and correspondingly by installing electromagnets on the stator, the configuration is very complicated and sufficient deceleration or braking force is required. There was a downside to not getting it.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 고속 회전되는 회전축의 감속 및 제동이 가능한 자기 브레이크 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a magnetic brake device capable of decelerating and braking a rotating shaft that is rotated at a high speed in view of the above conventional problems.

본 발명은 자석을 이용한 브레이크 기능으로 감속운전이 가능하게 하고 더불어 브레이크 패드에 의해 완전 정지 제어를 할 수 있도록 한 자기 브레이크 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a magnetic brake device that allows the deceleration operation by the brake function using a magnet and also allows complete stop control by the brake pad.

본 발명은 비철금속판의 상하에 자석을 배열하여 근접시키면 비철금속에 와전류 현상이 발생되어 제동토오크가 발생된다는 점을 이용하여 자기 브레이크를 구현하도록 한 것이다.The present invention is to implement a magnetic brake using the fact that when the magnets are arranged above and below the nonferrous metal plate, an eddy current phenomenon occurs in the nonferrous metal to generate a braking torque.

또한, 본 발명은 풍력발전기 중에서도 다단의 날개를 설치한 대용량 풍력발전기의 회전축을 감속 또는 정지 제어를 할 수 있도록 한 자기 브레이크 장치를 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention is to provide a magnetic brake device that can reduce or stop the rotation axis of the large-capacity wind power generator having a multi-stage wing among the wind power generator.

본 발명에 의한 자기 브레이크 장치는,Magnetic brake device according to the present invention,

비철금속으로 이루어져 회전축에 고정된 회전원판과;A rotating disc made of non-ferrous metal and fixed to the rotating shaft;

상기 회전원판을 가운데에 두고 상하에서 대향하게 원호상으로 자석이 배열설치되고, 상기 회전축에 대해 상하 이동이 가능하게 설치되는 제1,제2자석디스크와;First and second magnetic disks having magnets arranged in an arc shape so as to face each other in the upper and lower sides with the rotation disk in the center, and being movable up and down with respect to the rotation shaft;

상기 회전축을 제동시키기 위하여 제1,제2자석 디스크의 간격을 근접시키는 방향으로 이동시키거나 이격되는 방향으로 이동시키는 브레이크 작동 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And brake operation means for moving the space between the first and second magnet disks in a direction of approaching or spaced apart from each other in order to brake the rotary shaft.

상기 제1,제2자석 디스크와 상기 회전원판에는 각각 서로 대응되는 위치에 브레이크 패드가 부착 설치된 것을 특징으로 한다.The first and second magnet disks and the rotating disk is characterized in that the brake pads are installed at positions corresponding to each other.

상기 브레이크 작동 수단은, 상기 제1,제2자석 디스크의 외측에 돌출된 안내부에 형성된 나사결합부와, 상기 제1,제2자석 디스크의 나사결합부에 결합되는 나사의 방향이 서로 반대방향이 되도록 나사부가 형성되어 상기 제1,제2나사 결합부에 삽입 설치되는 이송볼트와, 상기 이송볼트를 정방향 또는 역방향으로 선택 회전시켜 상기 제1,제2자석 디스크를 서로 근접하는 방향으로 또는 서로 멀어지는 방향으로 이동시키기 위한 간격 구동수단으로 구성됨을 특징으로 한다. The brake actuating means may include a screw engaging portion formed on a guide portion protruding from the outside of the first and second magnetic disks, and a direction of a screw coupled to the screw engaging portions of the first and second magnetic disks opposite to each other. The screw part is formed so that the transfer bolt inserted into the first and second screw coupling portions and the rotation bolt are selectively rotated in the forward or reverse direction so that the first and second magnet disks are close to each other or to each other. Characterized in that it comprises a gap driving means for moving in a direction away.

상기 간격 구동수단은, 상기 이송볼트의 중간부에 설치되는 이송볼트 스프라켓과, 외부의 브레이크 제어신호에 의거하여 정방향 또는 역방향 회전으로 구동이되는 모터와; 상기 모터의 회전동력을 감속시켜 상기 이송볼트 스프라켓을 정/역방향 회전시키는 모터 스프라켓으로 구성됨을 특징으로 한다.The gap driving means includes a transfer bolt sprocket installed at an intermediate portion of the transfer bolt, and a motor driven in a forward or reverse rotation based on an external brake control signal; It is characterized by consisting of a motor sprocket for rotating the transfer bolt sprocket forward / reverse by reducing the rotational power of the motor.

상기 브레이크 작동 수단은, 상기 제1,제2자석 디스크의 안내부가 등간격의 3위치에 돌출형성되어 각각 나사 결합부가 형성되고, 각각 이송볼트가 결합 설치되며, 상기 간격 구동수단은, 상기 각 이송볼트의 중간부에 각각 이송볼트 스프라켓이 설치되고, 상기 모터에 모터 스프라켓이 설치되어 상기 3개의 이송볼트에 설치된 이송볼트 스프라켓과 상기 모터 스프라켓에 하나의 체인이 결합 설치되어 구성된다.The brake actuating means may include guide portions of the first and second magnetic disks protruding at three positions at equal intervals so that screw coupling portions are formed, respectively, and the transfer bolts are coupled to each other. Transfer bolt sprockets are respectively installed in the middle portion of the bolt, and a motor sprocket is installed in the motor, and the chain is configured to couple the transfer bolt sprockets and the motor sprockets installed in the three transfer bolts.

상기 이송볼트 스프라켓의 양측에는 상기 체인이 상기 이송볼트 스프라켓에서 이탈되는 것을 방지하도록 안내하는 안내 스프라켓이 각 이송볼트 스프라켓 마다 각각 2개씩 설치되어 구성된 것을 특징으로 한다.On both sides of the conveying bolt sprocket is characterized in that the guide sprocket for guiding the chain from being separated from the conveying bolt sprocket is provided with two each for each conveying bolt sprocket.

또한, 본 발명은 상기 자기 브레이크 장치를 감싸고서 상기 회전축에 대해 베어링 결합 설치되는 브라켓을 포함하며, 상기 이송볼트는 상하단이 상기 브라켓의 상하면에 회전가능하게 베어링으로 결합되어 지지되도록 구성됨을 특징으로 한다.In addition, the present invention includes a bracket surrounding the magnetic brake device is installed in the bearing coupling to the rotating shaft, the conveying bolt is characterized in that the upper and lower ends are configured to be coupled to the bearing rotatably supported on the upper and lower surfaces of the bracket. .

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 회전축에 비철금속으로 이루어진 회전원판을 설치하고 그 상하부에 자석을 대향하게 배열설치한 자석 디스크를 설치하여 자석 디스크를 접근시키는 방법으로 회전원판에 제동 토오크가 발생되도록 함으로써 비접촉식으로 회전축의 회전속도를 감속시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention provides a braking torque to the rotating disk by installing a rotating disk made of non-ferrous metal on the rotating shaft, and installing a magnetic disk arranged to face the upper and lower magnets to approach the magnetic disk. As a result, it is possible to reduce the rotation speed of the rotating shaft in a non-contact manner.

본 발명은 브레이크 패드를 더 포함시켜 설치하여 브레이크 패드까지 접촉되어 완전 정지되도록 함으로써 감속뿐만 아니라 정지 제어를 할 수 있는 효과가 있다. The present invention further includes a brake pad to be in contact with the brake pad to be completely stopped, thereby reducing the speed as well as stopping the control.

본 발명은 회전축을 이용한 회전동력 전달장치에서 자석과 비철금속간의 와전류 현상을 이용하여 감속 및 제동을 위한 브레이크 장치를 제공할 수 있게되므로, 풍력발전기의 회전축이나, 운송기계의 회전축, 엘리베이터의 동력 전달용 회전축 등등 회전축을 이용한 동력 전달 장치에 감속 및 제동 장치로서 모두 적용이 가능하다.The present invention can provide a brake device for deceleration and braking by using the eddy current phenomenon between the magnet and the non-ferrous metal in the rotary power transmission device using a rotating shaft, the rotation shaft of the wind turbine, the rotating shaft of the transport machine, for power transmission of the elevator It can be applied as both a deceleration and braking device to a power transmission device using a rotating shaft and the like.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 자기 브레이크 장치의 단면도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 자기 브레이크 장치의 브레이크 작동 수단의 구성 설명을 위한 도면이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 자기 브레이크 장치의 측 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a magnetic brake device according to the present invention, Figures 2a and 2b is a view for explaining the configuration of the brake operating means of the magnetic brake device according to the present invention, Figures 3a and 3b is a magnetic Side sectional view of the brake device.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명은 동력 전달용 회전축(10)의 감속 또는 제동을 위한 브레이크 장치이다. 상기 회전축(10)에는 비철금속으로 이루어진 회전 원판(20)이 용접되어 고정 설치된다. 여기서 상기 회전원판은 알루미늄 등을 이용할 수 있다.As shown therein, the present invention is a brake device for deceleration or braking of the rotating shaft 10 for power transmission. The rotating disk 20 is made of a non-ferrous metal welded to the rotary shaft 10 is fixed. Here, the rotating disc may use aluminum or the like.

상기 회전원판(20)을 가운데에 두고 상하에서 대향하게 원호상으로 자석(31,41)이 배열 설치되고, 베어링(33)(43)에 의해 회전축(20)에 대해 상하 이동이 가능하게 설치되는 제1,제2자석디스크(30, 40)가 설치된다. 상기 제1,제2자석 디스크(30)(40)에 설치되는 베어링(33)(43)은 슬라이드베어링(slid bearing)을 설치하여 회전축(10)의 회전력이 전달되지 않게 함과 아울러 회전축(10)에 대해 상하로 이동이 가능하도록 구성된다.The magnets 31 and 41 are arranged in an arc shape so as to face up and down with the rotation disc 20 in the center, and the bearings 33 and 43 are installed to enable the vertical movement with respect to the rotation shaft 20. First and second magnetic disks 30 and 40 are installed. The bearings 33 and 43 installed on the first and second magnet disks 30 and 40 are provided with slide bearings so that the rotational force of the rotary shaft 10 is not transmitted and the rotary shaft 10 It is configured to be able to move up and down with respect to).

상기 자석 디스크(30,40)는 동일한 구성으로서 자석(31,41)이 설치된 면이 상기 회전원판(20)을 향하도록 설치된다. 자석(31)(41)들은 마주보는 자석(31)(41)의 자극이 대응되게 배열설치된다. 자석(31)(41)이 설치된 내측에 이격되어 접촉용 브레이크 패드(32)(42)가 각각 부착되며, 상기 회전원판(20)에는 상기 제1,제2자석 디스크(30)(40)에 부착된 브레이크 패드(32)(42)와 각각 접촉되어 브레이크 기능을 하기 위한 브레이크 패드(21)(22)가 상하면에 부착되어 구성된다.The magnet disks 30 and 40 have the same configuration, and are installed such that the surface on which the magnets 31 and 41 are installed faces the rotation disc 20. The magnets 31 and 41 are arranged to correspond to the magnetic poles of the magnets 31 and 41 facing each other. The contact brake pads 32 and 42 are attached to the inner side where the magnets 31 and 41 are installed, respectively, and the rotating disc 20 is attached to the first and second magnetic disks 30 and 40. Brake pads 21 and 22 for contact with the attached brake pads 32 and 42, respectively, and function as brakes are attached to the upper and lower surfaces.

그리고, 상기 제1,제2자석 디스크(30)(40)를 서로 근접되는 방향 또는 서로 이격되는 방향으로 이동시켜 브레이크 구동을 제어하기 위한 브레이크 작동 수단(50)이 설치되며, 상기 자기 브레이크 장치를 감싸고서 상기 회전축(10)에 대해 베어링(61)으로 결합되는 브라켓(60)을 설치된다.Then, the brake operating means 50 for controlling the brake drive by moving the first and second magnetic disks 30 and 40 in a direction close to each other or spaced from each other is provided, the magnetic brake device Wrapping is installed bracket 60 is coupled to the bearing 61 with respect to the rotary shaft 10.

상기 회전축(10)을 제동시키기 위하여 제1,제2자석 디스크(30)(40)의 간격을 근접시키는 방향으로 이동시키거나 이격되는 방향으로 이동시키는 브레이크 작동 수단을 포함하여 구성된다.In order to brake the rotary shaft 10 is configured to include a brake actuating means for moving in the direction in which the distance between the first and second magnetic disks 30, 40 close to or spaced apart.

상기 브레이크 작동 수단은, 상기 제1,제2자석 디스크(30)(40)의 외측에 돌출된 안내부에 형성된 나사결합부(34)(44)와, 상기 제1,제2자석 디스크(30)(40)의 나사결합부(34)(44)에 결합되는 나사의 방향이 서로 반대방향이 되도록 나사부(55a, 55b)가 형성되어 상기 제1,제2나사 결합부(34)(44)에 삽입 설치되는 이송볼트(51)와, 상기 이송볼트(51)를 정방향 또는 역방향으로 선택 회전시켜 상기 제1,제2자석 디스크(30)(40)를 서로 근접하는 방향으로 또는 서로 멀어지는 방향으로 이동시키기 위한 간격 구동수단(50)으로 구성됨을 특징으로 한다.The brake actuating means may include screwing portions 34 and 44 formed on guide portions protruding from the outside of the first and second magnetic disks 30 and 40, and the first and second magnetic disks 30. Threads 55a and 55b are formed so that the directions of the screws coupled to the screw coupling parts 34 and 44 of the head 40 are opposite to each other, so that the first and second screw coupling parts 34 and 44 are formed. Selective rotation of the transfer bolt 51 and the transfer bolt 51 to be installed in the forward or reverse direction to the first, second magnetic disks 30, 40 in the direction of approaching or away from each other. Characterized in that it consists of a gap driving means 50 for moving.

상기 간격 구동수단(50)은, 상기 이송볼트(51)의 단부에 설치되는 이송볼트 스프라켓(52)과, 외부의 브레이크 제어신호에 의거하여 정방향 또는 역방향 회전으로 구동이 되는 모터(53)와; 상기 모터(53)의 회전동력을 감속시켜 상기 이송볼트 스프라켓(52)을 정/역방향 회전시키는 모터 스프라켓(53a)으로 구성된다. 상기 모터(53)는 D.C모터를 이용할 수 있으며, 본 발명의 자기 브레이크 장치를 풍력발전기에 설치한 경우에는 미리 설정한 풍속 이상인 경우에 모터를 구동시켜 감속 도는 정지 제어를 하게 된다. The gap driving means 50 includes a transfer bolt sprocket 52 installed at an end of the transfer bolt 51 and a motor 53 driven in a forward or reverse rotation based on an external brake control signal; It is composed of a motor sprocket (53a) for rotating the transfer bolt sprocket 52 forward / reverse by reducing the rotational power of the motor (53). The motor 53 may use a D.C motor, and when the magnetic brake apparatus of the present invention is installed in a wind turbine, the motor is driven when the wind speed is higher than or equal to a preset wind speed to perform deceleration or stop control.

상기 브레이크 작동 수단은, 상기 제1,제2자석 디스크(30)(40)의 안내부가 등간격의 3위치에 돌출형성되어 각각 나사 결합부(34)(44)가 형성되고, 각각 이송볼트(51)가 결합 설치되며, 상기 간격 구동수단(50)은, 상기 각 이송볼트(51)의 단부에 각각 이송볼트 스프라켓(52)이 설치되고, 상기 모터(53)에 모터 스프라켓(53a)이 설치되어 상기 3개의 이송볼트(51)에 형성된 이송볼트 스프라켓(52)과 상기 모터 스프라켓(53a)에 하나의 체인(54)이 결합 설치되어 구성된다.The brake actuating means, the guide portions of the first and second magnetic disks 30 and 40 are formed to protrude at three positions at equal intervals, so that the screw coupling portions 34 and 44 are formed, respectively, and the transfer bolt ( 51 is coupled and installed, the gap driving means 50, the transfer bolt sprocket 52 is installed at each end of the transfer bolt 51, the motor sprocket 53a is installed on the motor 53 One chain 54 is coupled to the transfer bolt sprocket 52 and the motor sprocket 53a formed on the three transfer bolts 51.

상기 이송볼트 스프라켓(52)의 양측에는 상기 체인(54)이 상기 이송볼트 스프라켓(52)에서 이탈되는 것을 방지하도록 안내하는 안내 스프라켓(57)이 각 이송볼트 스프라켓(52) 마다 각각 2개씩 설치되어 구성된다.On both sides of the conveying bolt sprocket 52, two guide sprockets 57 for guiding the chain 54 from being separated from the conveying bolt sprocket 52 are provided for each conveying bolt sprocket 52, respectively. It is composed.

또한 상기 이송볼트(51)는 상하단이 상기 브라켓(60)의 상하면에 회전가능하게 베어링(56)으로 결합되어 지지되도록 구성된다.In addition, the transfer bolt 51 is configured such that the upper and lower ends are coupled to and supported by the bearing 56 so as to be rotatable on the upper and lower surfaces of the bracket 60.

본 발명에 의한 자기 브레이크 장치는, 제1,제2 자석 디스크(30)(40)에 배열 설치된 자석(31)(41)과 그 자석(31)(41)들의 사이에 배치되는 회전원판(20)의 사이에서 작용되는 와전류에 의해 제동 토오크를 발생시켜 회전축(10)에 대한 감속 및 제동 기능을 구현한 것이다. 즉, 제1,제2 자석 디스크(30)(40)에는 원호형으로 다수의 자석(31)(41)들이 배열설치되되, 제1,제2 자석디스크(30)(40)의 자석(31)(41) 들이 수직으로 동일 위치에 배열된 자석이 상호 대응되는 극성으로 가지도록 설치함으로써 그 자석(31)(41)들 사이에 위치되는 회전원판(20)에 와전류 현상이 발생되면서 제동 토오크가 발생되는 것이다. 상기 회전원판(20)은 비철금속으로 이루어진 것으로서 자석(31)(41)의 자기력에 의해 부착되지 아니하나, 내부에 자기장에 의한 와전류 현상이 발생하게 되면서 제동 토오크가 발생된다. In the magnetic brake apparatus according to the present invention, the rotation disc 20 disposed between the magnets 31 and 41 arranged in the first and second magnet disks 30 and 40 and the magnets 31 and 41. The braking torque is generated by the eddy current acting between) to implement the deceleration and braking function for the rotating shaft 10. That is, a plurality of magnets 31 and 41 are arranged in an arc shape on the first and second magnet disks 30 and 40, and the magnets 31 of the first and second magnet disks 30 and 40 are arranged. (41) are installed so that the magnets arranged at the same position vertically have a polarity corresponding to each other, so that an eddy current phenomenon occurs in the rotational disc 20 positioned between the magnets 31 and 41, and the braking torque It happens. The rotating disc 20 is made of a non-ferrous metal, but is not attached by the magnetic force of the magnets 31 and 41, but an eddy current phenomenon occurs due to a magnetic field therein, and a braking torque is generated.

따라서 본 발명에 의한 자기 브레이크 장치는, 제1,제2자석 디스크(30)(40)를 브레이크 작동 수단을 이용하여 근접시키면 자석(31)(41)의 자기장에 의해 회전원판(20)에 와전류 현상이 발생되면서 제동토오크가 발생되며, 제1,제2자석 디스크(30)(40)의 간격에 의해 제동 토오크의 크기가 달라지게 되어 제동력이 달라진다. 즉, 제1,제2자석 디스크(30)(40)의 간격이 좁아지면 좁아질수록 제동력이 커져 브레이크 기능을 수행하고, 일정한 간격 이상으로 떨어지면 자기장의 영향에서 벗어나서 제동 토오크가 발생되지 않아 브레이크 기능이 해제된다.Therefore, in the magnetic brake apparatus according to the present invention, when the first and second magnetic disks 30 and 40 are brought close by the brake operating means, the eddy current is caused to the rotating disc 20 by the magnetic field of the magnets 31 and 41. As the phenomenon occurs, the braking torque is generated, and the braking torque is changed by the interval between the first and second magnet disks 30 and 40, and the braking force is changed. That is, when the gap between the first and second magnet disks 30 and 40 becomes narrower, the braking force becomes larger as the width becomes narrower, and when it falls beyond a predetermined distance, the brake function is not generated because the braking torque is not generated because it is out of the influence of the magnetic field. Is released.

상기와 같은 브레이크 기능을 작동시키기 위해서 상기 제1,제2자석 디스크(30)(40)를 서로 접근되는 방향으로 또는 멀어지는 방향으로 이동시키는 브레이크 작동 수단이 설치된다.In order to operate the brake function as described above, brake actuation means for moving the first and second magnet disks 30 and 40 in a direction approaching or away from each other is provided.

상기 브레이크 작동 수단은, 상기 제1,제2자석 디스크(30)의 외주면에 각각 등간격의 3위치에 안내부를 돌설시키고 안내부에 관통되는 홈을 형성하여 홈내벽에 나사결합부(34)(44)를 형성한다. 상기 나사 결합부(34)(44)에 각각 나사부(55a)(55b)가 결합되는 이송볼트(51)를 설치한다. 이송볼트(51)의 나사부(55a)(55b)는 제1,제2자석 디스크(30)(40)의 각 나사결합부(34)(44)에 결합되는 나사의 방향이 서로 반대 방향이 되도록 나사산이 형성된다. 그리고 이송볼트(51)의 상하 단부는 브라켓(60)에 베어링(61)에 의해 결합된다. 따라서 이송볼트(51)는 브라켓(60)에 결합된 위치에서 자전 회전이 가능해진다.The brake actuating means may include a screw engaging portion 34 on the inner wall of the groove by forming a groove penetrating the guide portion at three positions at equal intervals on the outer circumferential surfaces of the first and second magnetic disks 30, respectively. 44). The screw coupling portion (34) (44) is provided with a transfer bolt (51) to which the screw portion (55a, 55b) is coupled, respectively. The threaded portions 55a and 55b of the transfer bolt 51 are arranged so that the directions of the screws coupled to the screwed portions 34 and 44 of the first and second magnetic disks 30 and 40 are opposite to each other. Threads are formed. And the upper and lower ends of the transfer bolt 51 is coupled to the bracket 60 by the bearing 61. Therefore, the transfer bolt 51 is capable of rotating the rotation in the position coupled to the bracket (60).

그러므로, 상기 이송볼트(51)를 회전시키면, 그 회전방향에 따라 제1,제2자석 디스크(30)(40)는 간격이 좁아지는 방향으로 이동되거나, 또는 멀어지는 방향으로 이동된다. 이는 나사부(55a)(55b)의 나사산이 서로 반대방향으로 형성되어 있으므로 나사결합부(34)(44)와 결합 되었을 때 이송볼트(51)의 회전방향에 따라 제1,제2자석 디스크(30)(40)가 접근 또는 이격되는 방향으로 이동되는 것이다. 이때 제1,제2자석 디스크(30)(40)는 베어링(33)(43)에 의해 회전축(10)과 결합되어 있으므로 상하 슬라이드가 가능하다.Therefore, when the conveying bolt 51 is rotated, the first and second magnet disks 30 and 40 are moved in the direction of narrowing or moving away from each other according to the rotation direction. This is because the threads of the threaded portions 55a and 55b are formed in opposite directions to each other, so that the first and second magnetic disks 30 may depend on the rotational direction of the transfer bolt 51 when the screwed portions 34 and 44 are coupled to each other. 40 is moved in the direction of approach or space. At this time, since the first and second magnet disks 30 and 40 are coupled to the rotating shaft 10 by the bearings 33 and 43, the upper and lower slides are possible.

상기 이송볼트(51)를 회전시키기 위한 간격구동수단(50)은, 상기 제2자석 디스크(40)의 하부 위치에서 3개의 이송볼트(51)에 각각 이송볼트 스프라켓(52)을 형성하고, 브라켓(60)에 고정설치되는 모터(53)에 모터 스프라켓(53a)을 설치하여 각 스프라켓들을 하나의 체인(54)으로 결합한다. 따라서 모터(53)를 구동시키면 모터스프라켓(53a)이 회전되면서 체인이 회전되고, 각 이송볼트 스프라켓(52)이 회전되어 이송볼트(51)를 회전시키게 된다.The interval driving means 50 for rotating the transfer bolt 51 forms a transfer bolt sprocket 52 at each of the three transfer bolts 51 at the lower position of the second magnetic disk 40, and the bracket The motor sprocket 53a is installed on the motor 53 fixedly installed at 60 to couple each sprocket into one chain 54. Accordingly, when the motor 53 is driven, the chain is rotated while the motor sprocket 53a is rotated, and each conveying bolt sprocket 52 is rotated to rotate the conveying bolt 51.

따라서 모터(53)를 정/역방향으로 구동시키면, 이송볼트(51)를 정/역방향으로 회전시킬 수 있고, 이송볼트(51)의 정/역방향회전에 의해 제1,제2자석 디스크(30)(40)를 서로 접근시키는 방향 또는 서로 떨어지는 방향으로 이동이 가능해진다. 제1,제2자석 디스크(30)(40)의 간격이 좁아지게 되면 제동토오크가 발생되어 브레이크 기능이 구현되고, 간격이 넓어지면 제동토오크가 줄어들면서 브레이크 기능이 해제된다. 그러므로 상기 모터(53)의 구동방향과 구동량을 조절하여 브레이크의 기능을 제어할 수 있고 감속량도 조절할 수 있게 된다.Therefore, when the motor 53 is driven in the forward / reverse direction, the transfer bolt 51 can be rotated in the forward / reverse direction, and the first and second magnet discs 30 are rotated by the forward / reverse rotation of the transfer bolt 51. It is possible to move the 40 in a direction of approaching or away from each other. When the interval between the first and second magnet disks 30 and 40 is narrowed, a braking torque is generated, and a brake function is realized. When the interval is widened, the brake torque is reduced and the brake function is released. Therefore, by controlling the driving direction and the driving amount of the motor 53 it is possible to control the function of the brake and to control the deceleration amount.

한편, 제1,제2자석 디스크(30)(40)가 서로 접근되는 방향으로 계속 이동되면, 도 3b 와 같이, 제1,제2자석 디스크(30)(40)에 부착된 브레이크 패드(32)(42)와 상기 회전원판(20)에 부착된 브레이크 패드(21)(22)가 접촉되어 브레이킹 작용을 하게 된다. 이때 브레이크 패드가 서로 접촉하여 제동토오크를 발생할 때에는 자석(31)(41)에 의해 회전원판(20)에는 이미 제동토오크가 발생되어 어느정도 제동된 상태에서 브레이크 패드들이 접촉된다. 그러므로 브레이크 패드들에 의해서만 정지시키는 것이 아니기 때문에 마모나 소음도 줄일 수 있게 된다.Meanwhile, when the first and second magnetic disks 30 and 40 continue to move in a direction approaching each other, as shown in FIG. 3B, the brake pads 32 attached to the first and second magnetic disks 30 and 40 are displayed. ) 42 and the brake pads 21 and 22 attached to the rotating disc 20 are in contact with each other to perform a braking action. At this time, when the brake pads are in contact with each other to generate a braking torque, the brake discs are contacted in a state in which the braking torque has already been generated by the magnets 31 and 41 and the braking torque has already been braked to some extent. Therefore, it is not only stopped by the brake pads, thereby reducing wear and noise.

또한, 본 발명에서는 상기 모터(53)의 구동을 제어하기 위하여 복수개의 위치검출센서(리미트 스위치)(70)를 설치한다. 위치검출 센서(70)는 제1,제2자석 디스크(30)(40)중 어느 하나의 자석 디스크의 이동 위치를 검출하는 것으로서, 리미트 스위치를 이용할 수 있다. 자석(31)(42)의 자기력에 의해 회전원판(20)에 제동토오크가 걸리지 않는 위치 즉, 제동력이 전혀 걸리지 않은 상태인 간격이 가장 멀리 떨어진 제1위치와, 제1,제2자석 디스크(30)(40)가 접근하여 브레이크 패드들이 접촉되기 전의 감속 제동 위치인 제2위치와, 브레이크 패드들이 접촉되어 완전 정지를 위한 정지 위치인 제3위치를 검출하도록 복수의 위치검출센서(70)를 설치하고, 각 위치 검출센서(70)에 의해 검출되는 위치정보를 이용하여 모터(53)의 구동을 제어함으로써 브레이크 상태를 제어하게 된다.In addition, in the present invention, a plurality of position detection sensors (limit switches) 70 are provided to control the driving of the motor 53. The position detection sensor 70 detects a moving position of any one of the first and second magnetic disks 30 and 40, and may use a limit switch. The first position and the first and second magnetic disks having the farthest position where the braking torque is not applied to the rotating disc 20 by the magnetic force of the magnets 31 and 42, that is, the braking force is not applied at all. 30) 40 approach the plurality of position detection sensors 70 to detect the second position which is the deceleration braking position before the brake pads contact and the third position which is the stop position for complete stop by contacting the brake pads. The brake state is controlled by controlling the driving of the motor 53 by using the position information detected by each position detection sensor 70.

상기 간격 구동수단은 도 2a에 도시된 바와 같이 모터 스프라켓(53a)이 체인(54)을 회전시키도록 설치되고, 각 이송볼트 스프라켓(51)에 각각 2개씩의 안내 스프라켓(57)을 설치하여 체인의 장력유지 및 이탈 방지를 할 수 있도록 구성된다. 또한, 도 2b에 도시된 바와 같이 안내 스프라켓(57)을 설치하지 않고 구성할 수도 있다.The spacing drive means is installed so that the motor sprocket 53a rotates the chain 54, as shown in FIG. 2A, and installs two guide sprockets 57 on each of the transfer bolt sprockets 51, respectively. It is configured to prevent the tension maintenance and separation. Also, as shown in FIG. 2B, the sprocket 57 may be configured without installing the guide sprocket 57.

따라서, 본 발명은 회전축을 이용한 회전동력 전달장치에서 자석과 비철금속간의 와전류 현상을 이용하여 감속 및 제동을 위한 브레이크 장치를 제공할 수 있으며, 풍력발전기의 회전축이나, 운송기계의 회전축, 엘리베이터의 동력 전달용 회전축등등 회전축을 이용한 동력 전달 장치에 감속 및 제동 장치로서 모두 적용이 가능하다.Accordingly, the present invention can provide a brake device for deceleration and braking by using the eddy current phenomenon between the magnet and the non-ferrous metal in the rotating power transmission device using the rotating shaft, the rotating shaft of the wind turbine, the rotating shaft of the transport machine, the power transmission of the elevator It can be applied as both a deceleration and braking device to a power transmission device using a rotating shaft such as a rotating shaft.

도 1은 본 발명에 의한 자기 브레이크 장치의 단면도1 is a cross-sectional view of a magnetic brake device according to the present invention

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 자기 브레이크 장치의 브레이크 작동 수단의 구성 설명을 위한 도면2a and 2b are views for explaining the configuration of the brake operating means of the magnetic brake device according to the present invention;

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 자기 브레이크 장치의 측 단면도3A and 3B are side cross-sectional views of the magnetic brake device according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 회전축 20 : 회전원판10: rotation axis 20: rotation disc

21, 22 : 브레이크 패드 30, 40 : 제1,제2자석 디스크21, 22: Brake pads 30, 40: First and second magnet disks

31, 41 : 자석 32, 42 : 브레이크 패드31, 41: magnet 32, 42: brake pad

33, 43 : 베어링 34, 44 : 나사결합부33, 43: bearing 34, 44: screw connection

50 : 간격구동수단 51 : 이송볼트50: interval driving means 51: transfer bolt

52 : 이송볼트 스프라켓 53 : 모터52: feed bolt sprocket 53: motor

53a : 모터 스프라켓 54 : 체인53a: Motor Sprocket 54: Chain

55a, 55b : 나사부 56 : 베어링55a, 55b: thread portion 56: bearing

57 : 안내 스프라켓 60 : 브라켓57: guide sprocket 60: bracket

61 : 베어링 70 : 위치검출센서61: bearing 70: position detection sensor

Claims

A brake device for deceleration and braking of a rotating shaft that transmits rotating power,

A rotating disc made of non-ferrous metal and fixed to the rotating shaft;

First and second magnetic disks having magnets arranged in an arc shape so as to face each other in the upper and lower sides with the rotation disk in the center, and being movable up and down with respect to the rotation shaft;

And brake operation means for moving the first and second magnet disks in a direction of approaching or spaced apart from each other to brake the rotary shaft.

The magnetic brake apparatus of claim 1, wherein brake pads are attached to the first and second magnetic disks and the rotating disc to face each other.

The method of claim 1, wherein the brake actuation means,

A screw engaging portion formed on a guide portion protruding from the outside of the first and second magnetic disks;

A transfer bolt inserted in the first and second screw coupling parts so that a screw is formed so that directions of the screws coupled to the screw coupling parts of the first and second magnetic disks are opposite to each other;

And a gap driving means for moving the first and second magnet disks in a direction close to each other or in a direction away from each other by selectively rotating the conveying bolt in a forward or reverse direction.

4. The magnetic brake device of claim 3 wherein

It further includes a bracket surrounding the entire magnetic brake device and coupled to the rotating shaft as a bearing,

The transfer bolt is a magnetic brake device, characterized in that the upper and lower ends are configured to be coupled to the upper and lower surfaces of the bracket rotatably supported by a bearing.

The method of claim 3, wherein the gap driving means,

A transfer bolt sprocket installed at an intermediate portion of the transfer bolt, and a motor driven in a forward or reverse rotation based on an external brake control signal; And a motor sprocket configured to reduce the rotational power of the motor to rotate the transfer bolt sprocket forward / backward.

The brake actuating means according to any one of claims 3 to 5,

Guide portions of the first and second magnet disks are formed to protrude at three positions at equal intervals so that screw coupling portions are formed, and transfer bolts are coupled to each other.

The spacing drive means, each of the transfer bolt sprocket is installed in the middle portion of each of the transfer bolts, the motor sprocket is installed in the motor is coupled to the transfer bolt sprocket formed on the three transfer bolts and the motor sprocket and one chain Magnetic brake device, characterized in that the installation is configured.

6. The magnetic brake apparatus according to claim 5, wherein two guide sprockets are provided on both sides of the transfer bolt sprockets to prevent the chain from being separated from the transfer bolt sprockets.