KR101585666B1

KR101585666B1 - Eddy current braking device

Info

Publication number: KR101585666B1
Application number: KR1020130146084A
Authority: KR
Inventors: 김봉주; 정명철; 김선구; 손중락; 이영두; 안성태; 원종대
Original assignee: 한국델파이주식회사
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2016-01-14
Also published as: KR20150061852A

Abstract

와전류 제동 장치는, 드럼, 차체에 고정되는 상태로 상기 드럼 내에 배치되며 일측에 상기 드럼과 마주하게 배치되어 와전류를 유도하는 와전류 스테이터를 구비하고 타측에 양방향 스테이터를 구비하는 고정 멤버, 그리고 상기 양방향 스테이터와 마주하게 배치되는 상태로 구동 샤프트에 연결되며 상기 양방향 스테이터와의 조합에 의해 유도 전동기를 형성하는 양방향 로터를 포함한다.The eddy current braking device includes a fixed member disposed in the drum in a state of being fixed to the drum and the vehicle body and having an eddy current stator disposed on one side thereof facing the drum to induce an eddy current and having a bidirectional stator on the other side, And a bidirectional rotor connected to the drive shaft in a state of being arranged to face the rotor and forming an induction motor by combination with the bidirectional stator.

Description

[0001] Eddy current braking device [

본 발명은 제동 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 와전류(eddy current)를 이용하는 제동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a braking device, and more particularly, to a braking device using an eddy current.

종래의 차량 등에 사용되는 유압식 브레이크는 트럭과 같은 큰 하중을 제동시킬 경우 충분한 제동력 확보가 어렵고 패드의 마모가 빠르게 진행되는 문제가 있었다.A hydraulic brake used in a conventional vehicle or the like is difficult to secure a sufficient braking force when a large load such as a truck is braked and the wear of the pad is rapidly progressed.

이러한 단점을 개선하기 위해 와전류 브레이크 장치(eddy current braking device)가 개발되고 있다. 기존의 와전류 브레이크 장치는 와전류와 와전류를 통과하는 자속 경로(magnetic path)의 상호 작용에 의해 발생되는 힘에 의해 제동력을 얻는다. 와전류 제동 장치는 통상의 제동 장치에 사용되는 마찰재가 필요없는 비 접촉식 방식을 가지기 때문에 마찰재를 사용하는 제동 장치에서 발생할 수 있는 접촉 소음 및 마찰재 마모 등의 문제점을 근원적으로 해소할 수 있는 장점이 있다.An eddy current braking device is being developed to overcome this disadvantage. The conventional eddy current brake device obtains the braking force by the force generated by the interaction between the eddy current and the magnetic path passing through the eddy current. Since the eddy current braking device has a non-contact type method in which a friction material used in a conventional braking device is not required, there is an advantage that the problems such as contact noise and abrasion wear that may occur in a braking device using a friction material can be solved .

그러나 와전류는 속도에 비례하여 생성되므로 저속 구간에서는 기존의 와전류 제동 장치는 제동력을 거의 상실하는 문제점이 있었다.However, since the eddy current is generated in proportion to the speed, the conventional eddy current braking device has a problem that the braking force is almost lost in the low speed section.

한편, 저속 구간에서의 제동력 확보를 위해 한국 등록특허 10-1231056호가 소개된 바 있으나, 이에 소개된 와전류 브레이크 장치는 별도의 영구자석과 자성체를 이용하여 저속 시 와전류 발생을 유도하여 제동력을 확보하는 방식을 가지는데 구조가 복잡하고 자성체의 이동 구조가 안정적이지 못한 문제점이 있다.Meanwhile, Korean Patent No. 10-1231056 has been introduced for securing the braking force in the low speed range. However, the eddy current brake device disclosed in this publication uses a separate permanent magnet and a magnetic body to induce eddy current generation at a low speed to secure the braking force But the structure is complicated and the moving structure of the magnetic body is not stable.

한국 등록특허공보 10-1251056Korean Patent Registration No. 10-1251056

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 도출된 것으로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구조가 간단하고 안정적인 제동이 가능한 와전류 제동 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an eddy current braking device which is simple in structure and capable of stable braking.

본 발명의 실시예에 따른 와전류 제동 장치는, 드럼, 차체에 고정되는 상태로 상기 드럼 내에 배치되며 일측에 상기 드럼과 마주하게 배치되어 와전류를 유도하는 와전류 스테이터를 구비하고 타측에 양방향 스테이터를 구비하는 고정 멤버, 그리고 상기 양방향 스테이터와 마주하게 배치되는 상태로 구동 샤프트에 연결되며 상기 양방향 스테이터와의 조합에 의해 유도 전동기를 형성하는 양방향 로터를 포함한다.The eddy current braking device according to an embodiment of the present invention includes a drum, an eddy current stator disposed in the drum in a state of being fixed to the vehicle body and disposed on one side of the drum to induce an eddy current, and a bidirectional stator And a bidirectional rotor connected to the drive shaft in a state of being arranged to face the bidirectional stator and forming an induction motor by a combination of the bidirectional stator.

본 발명의 다른 실시예에 따른 와전류 제동 장치는 상기 드럼 내면에 설치되는 구리 플레이트를 더 포함할 수 있다.The eddy current braking device according to another embodiment of the present invention may further include a copper plate installed on the inner surface of the drum.

상기 와전류 스테이터는 권선형 스테이터일 수 있다.The eddy current stator may be a wire-wound stator.

상기 와전류 스테이터는 영구 자석형 스테이터일 수 있다.The eddy current stator may be a permanent magnet type stator.

상기 양방향 스테이터와 상기 양방향 로터는 권선형 방식일 수 있고, 양자가 요크를 공유하는 일체형으로 구성될 수 있다.The bidirectional stator and the bidirectional rotor may be of a wire-wound type and may be configured as an integral type in which both share a yoke.

상기 양방향 스테이터와 상기 양방향 로터는 영구 자석형 방식일 수 있다.The bidirectional stator and the bi-directional rotor may be of a permanent magnet type.

차량 속도가 제1 설정 속도 이상인 고속 영역에서는 상기 와전류 스테이터에 의한 와전류만에 의해 감속이 이루어지며, 차량 속도가 제2 설정 속도 이하인 저속 영역에서는 상기 유동 전동기가 상기 구동 샤프트의 구동 방향과 반대 방향의 모터링 동작을 하여 차량을 정지시키고, 차량 속도가 상기 제1 설정 속도와 상기 제2 설정 속도 사이인 중속 영역에서는 상기 와전류와 상기 유도 전동기에 의한 발전 제동력에 의해 차량 감속이 이루어지며, 차량 정지 시에는 상기 유도 전동기의 전기적 락킹(locking)에 의해 차량이 완전히 제동될 수 있다.The deceleration is performed only by the eddy current caused by the eddy current stator in the high speed region where the vehicle speed is equal to or higher than the first set speed and in the low speed region where the vehicle speed is equal to or lower than the second set speed, The vehicle is stopped by the motoring operation, the vehicle is decelerated by the eddy current and the braking force generated by the induction motor in the medium speed range in which the vehicle speed is between the first set speed and the second set speed, The vehicle can be fully braked by the electric locking of the induction motor.

본 발명에 의하면, 고정 멤버의 일측에 와전류 스테이터가 구비되고 타측에 양방향 스테이터가 구비됨으로써, 구조가 간단해진다.According to the present invention, since the eddy current stator is provided on one side of the fixed member and the bidirectional stator is provided on the other side, the structure is simplified.

나아가 와전류 스테이터에 의해 유도되는 와전류에 의한 제동 및 양방향 스테이터와 양방향 로터로 구성되는 유도 전동기의 모터링 작동에 의한 제동의 조합에 의해 효과적인 제동이 가능해진다.Further, effective braking is possible by a combination of braking by an eddy current induced by an eddy current stator, and braking by a motoring operation of an induction motor composed of a bidirectional stator and a bidirectional rotor.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 와전류 제동 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 와전류 제동 장치의 개략적인 구조를 보여주는 도면이다.1 is a schematic perspective view of an eddy current braking device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic structure of an eddy current braking device according to an embodiment of the present invention.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에 따른 와전류 제동 장치는 차량의 제동 장치로 적용될 수 있다.The eddy current braking device according to the embodiment of the present invention can be applied to a braking device of a vehicle.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 와전류 제동 장치는 드럼(10)을 포함할 수 있으며, 드럼(10)은 휠의 일부로서 차륜과 일체로 회전할 수 있도록 차륜(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.1 and 2, an eddy current braking device according to an embodiment of the present invention may include a drum 10, and the drum 10 may include wheels (not shown) Lt; / RTI >

드럼(10)은 와전류가 흐를 수 있는 철과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 드럼(10)의 내면에는 구리 플레이트(11)가 설치될 수 있는데, 구리 플레이트(11)는 전기 전도성이 양호하여 와전류에 의한 제동 성능 향상을 도모할 수 있다.The drum 10 may be formed of a metal such as iron through which an eddy current can flow. On the other hand, a copper plate 11 may be provided on the inner surface of the drum 10, and the copper plate 11 has good electrical conductivity, so that braking performance can be improved by eddy currents.

고정 멤버(20)가 차체(도시되지 않음)에 고정되는 상태로 드럼(10) 내에 배치된다. 고정 멤버(20)의 외측에는 와전류 스테이터(eddy current stator)(21)가 구비되고 내측에는 양방향 스테이터(23)가 구비될 수 있다. 그리고 고정 멤버(20)는 와전류 스테이터(21)와 양방향 스테이터(23)가 각각 고정되는 중공 실린더 형태의 몸체(25)를 포함할 수 있다. 즉, 와전류 스테이터(21)는 드럼(10)의 내면을 마주하도록 중공 실린더 형태의 몸체(25)의 외주면에 고정되고, 양방향 스테이터(23)는 중공 실린더 형태의 몸체(25)의 내주면에 고정된다.The fixed member 20 is disposed in the drum 10 in a state of being fixed to the vehicle body (not shown). An eddy current stator 21 may be provided on the outer side of the fixed member 20 and a bidirectional stator 23 may be provided on the inner side. The fixed member 20 may include a hollow cylinder type body 25 to which the eddy current stator 21 and the bidirectional stator 23 are fixed, respectively. That is, the eddy current stator 21 is fixed to the outer peripheral surface of the hollow cylinder shaped body 25 so as to face the inner surface of the drum 10, and the bidirectional stator 23 is fixed to the inner peripheral surface of the hollow cylinder shaped body 25 .

와전류 스테이터(21)는 권선형 스테이터로 구현될 수 있으며, 예를 들어 요크, 그리고 이에 설치되는 권선 코일(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 한편, 와전류 스테이터(21)는 영구 자석형 스테이터로 구현될 수도 있다.The eddy current stator 21 may be embodied as a wire-wound stator, and may include, for example, a yoke and a winding coil (not shown) installed thereon. On the other hand, the eddy current stator 21 may be realized as a permanent magnet type stator.

이때, 와전류 스테이터(21)와 드럼(10) 내면 또는 구리 플레이트(11)의 내면 사이에는 에어 갭(air gap)(26)이 형성된다.At this time, an air gap 26 is formed between the eddy current stator 21 and the inner surface of the drum 10 or the inner surface of the copper plate 11.

고정 멤버(20)의 내측에는 양방향 로터(27)가 배치되며, 양방향 로터(27)는 구동 샤프트(40)에 연결된다. 구동 샤프트(40)는 드럼(10)과 구동력을 드럼(10)에 전달하여 휠을 구동할 수 있도록 드럼(10)과 함께 회전할 수 있도록 드럼(10)에 연결되며, 양방향 로터(27)는 구동 샤프트(40)와 일체로 회전하도록 연결된다.A bi-directional rotor 27 is disposed inside the fixed member 20, and a bi-directional rotor 27 is connected to the drive shaft 40. The driving shaft 40 is connected to the drum 10 so as to be able to rotate together with the drum 10 so as to transmit the driving force to the drum 10 and to drive the wheel 10. The bidirectional rotor 27 And is connected to rotate integrally with the drive shaft 40.

양방향 로터(27)는 양방향 스테이터(23)와 마주하게 배치되며, 양방향 스테이터(23)와 양방향 로터(27)의 조합에 의해 유도 전동기가 형성된다. 예를 들어, 양방향 로터(27)는 철로 형성되는 원통형 부재(29)의 외면에 형성될 수 있으며, 원통형 부재(29)의 중심부에 구동 샤프트(40)에 연결될 수 있다.The bidirectional rotor 27 is arranged to face the bidirectional stator 23 and the induction motor is formed by the combination of the bidirectional stator 23 and the bidirectional rotor 27. For example, the bi-directional rotor 27 may be formed on the outer surface of a cylindrical member 29 formed of iron and may be connected to the drive shaft 40 at the center of the cylindrical member 29.

양방향 스테이터(23) 및 양방향 로터(27)는 권선형 방식일 수도 있고 영구자석 방식일 수도 있다.The bi-directional stator 23 and the bi-directional rotor 27 may be of a winding type or a permanent magnet type.

이때, 양방향 스테이터(23)와 양방향 로터(27) 사이에도 에어 갭(28)이 형성된다.At this time, an air gap 28 is also formed between the bidirectional stator 23 and the bidirectional rotor 27.

양방향 스테이터(23)와 와전류 스테이터(21)가 권선형 방식인 경우 양자가 요크를 공유하는 일체형으로 형성될 수 있다. 즉, 위에서 설명한 고정 멤버(20)의 몸체(25)가 요크 형태로 형성되며 그 양측에 코일이 권선되어 와전류 스테이터(21)와 양방향 스테이터(23)를 형성할 수 있다.In the case where the bidirectional stator 23 and the eddy current stator 21 are of the winding type, they can be formed integrally with each other to share the yoke. That is, the body 25 of the fixed member 20 described above is formed in the shape of a yoke, and the coils are wound on both sides thereof to form the eddy current stator 21 and the bidirectional stator 23.

양방향 스테이터(23)와 와전류 스테이터(21)가 요크를 공유함으로써 구조가 간단해지고 반경 방향 크기를 크게 줄일 수 있다.The bidirectional stator 23 and the eddy current stator 21 share the yoke, thereby simplifying the structure and greatly reducing the radial size.

한편, 와전류 제동 장치의 제동 작동을 제어하기 위한 컨트롤러(도시되지 않음)가 구비될 수 있으며, 컨트롤러는 와전류 스테이터(21) 및 유도 전동기를 구성하는 양방향 스테이터(23)와 양방향 로터(27)를 제어하여 제동 과정을 제어할 수 있다.A controller (not shown) for controlling the braking operation of the eddy current braking device may be provided. The controller controls the bidirectional stator 23 and the bidirectional rotor 27 constituting the induction motor, So that the braking process can be controlled.

본 발명의 실시예에 따른 와전류 제동 장치에서는, 차량 속도가 제1 설정 속도 이상인 고속 영역에서는 와전류 스테이터(21)에 의한 와전류만에 의해 감속이 이루어질 수 있으며, 차량 속도가 제2 설정 속도 이하인 저속 영역에서는 양방향 스테이터(23)와 양방향 로터(27)로 구성되는 유도 전동기가 구동 샤프트(40)의 구동 방향과 반대 방향의 모터링 동작을 하여 차량을 정지시킬 수 있고, 차량 속도가 제1 설정 속도와 제2 설정 속도 사이인 중속 영역에서는 와전류와 유도 전동기에 의한 발전 제동력에 의해 차량 감속이 이루어질 수 있으며, 차량 정지 시에는 유도 전동기의 전기적 락킹(locking)에 의해 차량이 완전히 제동될 수 있다.In the eddy current braking device according to the embodiment of the present invention, in the high speed region where the vehicle speed is equal to or higher than the first set speed, deceleration can be performed only by the eddy current caused by the eddy current stator 21, The induction motor including the bidirectional stator 23 and the bidirectional rotor 27 can perform the motoring operation in the direction opposite to the driving direction of the drive shaft 40 to stop the vehicle, In the middle speed range between the second set speeds, vehicle deceleration can be achieved by the eddy currents and the braking force generated by the induction motor. When the vehicle is stopped, the vehicle can be completely braked by the electric locking of the induction motor.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes and modifications to the scope of the invention.

10: 드럼
20: 고정 멤버
21: 와전류 스테이터
23: 양방향 스테이터
25: 몸체
27: 양방향 로터
26, 28: 에어 갭
40: 구동 샤프트10: Drums
20: Fixed member
21: Eddy current stator
23: Bi-directional stator
25: Body
27: Bi-directional rotor
26, 28: Air gap
40: drive shaft

Claims

drum,
A stationary member disposed in the drum in a state of being fixed to the vehicle body and having an eddy current stator disposed on one side thereof facing the drum to induce an eddy current and having a bidirectional stator on the other side,
And a bi-directional rotor connected to the drive shaft so as to face the bidirectional stator and forming an induction motor by combination with the bidirectional stator,
The deceleration is performed only by the eddy current caused by the eddy current stator in the high speed region where the vehicle speed is equal to or higher than the first set speed and in the low speed region where the vehicle speed is equal to or lower than the second set speed, The vehicle is stopped by the motoring operation, the vehicle is decelerated by the eddy current and the braking force generated by the induction motor in the medium speed range in which the vehicle speed is between the first set speed and the second set speed, Wherein the vehicle is fully braked by electrical locking of the induction motor.

The method of claim 1,
Further comprising a copper plate provided on the inner surface of the drum.

The method of claim 1,
Wherein the eddy current stator is a wire-wound stator.

The method of claim 1,
Wherein the eddy current stator is a permanent magnet type stator.

The method of claim 1,
Wherein the bidirectional stator and the bidirectional rotor are of a wire-wound type, and both of the bidirectional stator and the bidirectional rotor are integrally formed to share a yoke.

The method of claim 1,
Wherein the bi-directional stator and the bi-directional rotor are of a permanent magnet type.

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