KR101666119B1 - 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 구동축에 연결되어 회전되는 로터와 상기 로터와 대향되도록 형성되는 스테이터를 포함하며, 작동 유체의 충진에 따라 제동 토크를 발생시키는 유체식 리타더에 있어서, 상기 로터와 스테이터와의 간격 제어를 통해 유체식 리타더의 제동 토크를 제어할 수 있는 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더에 관한 것이다.

Description

로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더{Rotor-Stator Gap Controllable Hydraulic Retarder}

본 발명은 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 구동축에 연결되어 회전되는 로터와 상기 로터와 대향되도록 형성되는 스테이터를 포함하며, 작동 유체의 충진에 따라 제동 토크를 발생시키는 유체식 리타더에 있어서, 상기 로터와 스테이터와의 간격 제어를 통해 유체식 리타더의 제동 토크를 제어할 수 있는 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더에 관한 것이다.

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.

상기 리타더는 구동축의 중간 부분에 설치되거나, 변속기의 출력단 또는 입력단 등에 연결되어 차량의 구동축에 감속 토크를 발생시킬 수 있도록 구성된다.

아울러, 상기 리타더는 작동 방식에 따라 전자식과 유체식으로 나눌 수 있으며, 상기 유체식 리타더는 고속으로 회전하는 변속기의 회전력을 감소시키기 위하여 작동 유체의 저항을 이용하는 것을 특징으로 한다.

좀 더 상세하게는 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 엔진(10, 또는 구동모터)에 트랜스미션(30)이 연결되고, 트랜스미션(30)은 구동축(60)에 의해 구동 휠(바퀴, 80)에 연결되어 구동력이 전달되도록 구성된다.

그리고 엔진(10)과 트랜스미션(30)을 연결하는 메인 출력 샤프트(20)에 기어로 보조 출력 샤프트(40)가 연결되어 구동되며, 보조 출력 샤프트(40)에는 리타더(50)가 연결된다.

또한, 리타더(50)는 트랜스미션(30)의 하우징 등에 지지부(53)로 견고하게 고정 설치될 수 있으며, 리타더(50)의 로터측인 1차휠(51)이 보조 출력 샤프트(40)에 결합되어 회전되며 스테이터측인 2차휠(52)은 고정된다.

여기에서 리타더(50)는 펌프(91), 라디에이터(92) 및 팬(93)으로 구성되는 냉각회로(90)에 연결되어 냉각수 또는 열교환매체를 작동 유체로 하여 리타더(50) 내부에 작동 유체의 충진량에 따라 감속 토크를 발생시키는 역할을 하도록 구성된다.

즉, 도 1 및 2를 참조하면 리타더(50)의 내부의 작동 챔버(54)에 작동 유체가 일정량 이상 채워지면 1차휠(51)과 2차휠(52)간의 작동 유체의 저항에 의해 감속 토크가 발생하며, 발생된 감속 토크는 보조 출력 샤프트(40), 기어, 메인 출력 샤프트(20), 트랜스미션 입력 샤프트(31) 및 트랜스미션 출력 샤프트(32)를 통해 구동축(60)에 연결된 구동 휠(80)에 작용하여 차량의 정차 시 보조 브레이크 역할을 하게 된다.

반대로 차량의 주행 시에는 리타더(50) 내부의 작동 챔버(54)에 채워진 작동 유체가 일정량 이하로 배출되어 1차휠(51)과 2차휠(52) 사이에 작동 유체의 저항이 작용하지 않으며, 이에 따라 감속 토크를 발생시키지 않게 된다.

그러나 일반적인 유체식 리타더는 내부에 작동 유체가 충진되고 배출되는데 특정 시간을 필요로 하며, 이는 리타더의 작동 및 비 작동 간 전환 시, 신속한 반응이 이루어지지 않아 감속 토크를 발생시키는 반응속도가 느릴 뿐만 아니라, 비 작동 시 드래그 토크가 발생되어 동력 손실이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 리타더(50)에 휠 펌프(55) 및 채널(56)을 이용해 작동 챔버(54) 내에 부압을 형성하는 방법이 있으나, 이 역시 작동 유체를 충진 및 배출하는데 특정한 시간이 소요되므로 반응속도 저하 및 동력 손실이 불가피한 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제2012-7022041호("유체역학적 리타더를 갖는 구동 트레인", 2011.11.15.) 유럽 공개특허공보 제2015972호("HYDRODYNAMIC MACHINE", 2009.01.21.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 구동축에 연결되어 회전되는 로터와 상기 로터와 대향되도록 형성되는 스테이터를 포함하며, 작동 유체의 충진에 따라 제동 토크를 발생시키는 유체식 리타더에 있어서, 상기 로터와 스테이터와의 간격 제어를 통해 유체식 리타더의 제동 토크를 제어할 수 있는 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 차량의 구동축에 연결되며, 작동 유체의 충진에 의해 제동 토크를 발생시키는 유체식 리타더에 있어서, 차량의 구동축과 연결되도록 형성되며, 상기 구동축과 함께 회전되는 로터; 및 상기 로터와 이격되어 대향되도록 형성되는 스테이터;를 포함하되, 상기 로터는 상기 스테이터와의 이격방향으로 이동 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

특히, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 상기 로터와 스테이터와의 이격거리를 제어하도록 상기 로터를 상기 스테이터와의 이격방향으로 이동시키는 이격거리제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이격거리제어부는 압력 제어를 통해 상기 로터를 상기 스테이터와의 이격방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 상기 로터와 스테이터를 연결하도록 형성되는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 연결부는 탄성을 가지는 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 차량의 구동축에 연결되어 회전되는 로터와 상기 로터와 대향되도록 형성되는 스테이터를 포함하며, 작동 유체의 충진에 따라 제동 토크를 발생시키는 유체식 리타더에 있어서, 상기 로터와 스테이터와의 간격 제어를 수행하는 이격거리제어부를 통해 유체식 리타더의 제동 토크를 제어할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 로터와 스테이터 간의 간격 제어를 통해 리타더의 제동 토크를 제어할 수 있으므로, 작동 유체의 충진에 따른 대기 시간이 발생하지 않아, 빠르게 차량의 제동을 제어할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 로터와 스테이터 간의 간격 제어를 통해 리타더의 제동 토크를 제어할 수 있으므로, 충진되기 위한 작동 유체의 양을 제어하기 위한 제어 장치의 구비가 필요하지 않으므로, 리타더의 무게를 감소시킬 뿐만 아니라, 유체식 리타더의 구조가 단순해지는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 충진되기 위한 작동 유체의 양을 제어하기 위한 제어 장치의 구비가 필요하지 않으므로, 리타더의 제조비용이 감소할 뿐만 아니라, 제조 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 리타더가 연결된 구성을 나타낸 도면.
도 2는 종래 리타더의 블레이드 휠과 채널을 이용한 부합형성 구조를 나타낸 도면.
도 3은 종래 유체식 리타더의 작동 유체 충진에 따른 제동 토크의 제어를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더의 제동 토크 제어를 나타낸 도면.

이하, 상기한 바와 같은 특징을 가지는 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이애하여야 한다.

도 1은 종래의 리타더가 연결된 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 리타더의 블레이드 휠과 채널을 이용한 부합형성 구조를 나타낸 도면이며, 도 3은 종래 유체식 리타더의 작동 유체(1) 충진에 따른 제동 토크의 제어를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더의 제동 토크 제어를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 차량의 구동축에 연결되며, 작동 유체(1)의 충진에 따라 제동 토크를 발생시키는 유체식 리타더에 있어서, 로터(100)와 스테이터(200) 간의 간격을 제어할 수 있어, 간격 제어에 따른 제동 토크를 제어할 수 있는 유체식 리타더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적에 의한 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 구동축과 연결되도록 형성되며, 상기 구동축과 함께 회전되는 로터(100) 및 상기 로터(100)와 이격되어 대향되도록 형성되는 스테이터(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더의 로터(100)는 상기 스테이터(200)와의 이격방향으로 이동 가능하게 형성됨으로써, 내부에 작동 유체(1)가 100% 충진되었을 경우, 상기 로터와 스테이터와의 간격 제어만을 통해서도 유체식 리타더에서 발생하는 제동 토크를 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

좀 더 상세하게 설명하자면, 도 3에 도시된 일반적인 유체식 리타더는 비 제동 시에는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 작동 유체(1)를 충진하지 않으며, 약 100%의 제동 토크를 발생시키기 위해서는 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 작동 유체(1)를 가득 충진 시켜 회전에 의한 작동 유체(1)의 저항에 의해 제동 토크를 발생시킨다.

또한, 사용자가 원하는 제동 토크를 발생시키기 위해서는 도 3의 (b)와 같이 충진되는 작동 유체(1)의 양을 제어하여 원하는 제동 토크를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

이에 반해, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 작동 유체(1)가 내부에 충진되었을 경우, 상기 로터(100)와 스테이터(200)의 간격 제어만으로 제동 토크를 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 일반적인 유체식 리타더와는 달리, 제동 토크를 발생시키기 위해 작동 유체(1)가 충진되는 시간을 필요로 하지 않으므로, 빠른 시간에 차량의 제동을 위한 제동 토크를 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라, 원하는 제동 토크를 얻기 위한 제어가 편리한 장점이 있다.

다시 말해, 약 100%의 제동 토크를 발생시키기 위해서는 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 기존의 유체식 리타더에 구비되는 로터(100)와 스테이터(200)와의 간격 거리를 유지하도록 제동 토크를 제어할 수 있으며, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 비 제동 시에는 상기 로터(100)를 상기 스테이터(200)와 멀어지게끔 이동시켜, 상기 로터(100)와 작동 유체(1)에 의한 회전 저항이 거의 발생하지 않도록 함으로써, 이에 대응하여 제동 토크 또한 거의 발생하지 않도록 할 수 있다.

그 외, 원하는 만큼의 제동 토크를 제어하기 위해서는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제동 시와 비 제동 시의 이격 거리 내에서 간격을 제어함으로써, 원하는 제동 토크를 발생시키도록 제어할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 유체식 리타더의 작동 시, 내부에 작동 유체(1)의 충진량이 일정하다면, 상기 로터(100)와 스테이터(200)의 간격 제어만을 통해서도 발생되는 제동 토크를 제어할 수 있는 장점이 있다.

이는 원하는 제동 토크를 발생시키기 위해 충진되는 작동 유체(1)의 유량을 제어하는 제어 장치 등의 구비가 필요하지 않아, 일반적인 유체식 리타더에 비해 구성이 단순해지므로, 무게가 감소하고 제조비용 및 제조시간이 감소하는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어 가능한 유체식 리타더는 상기에 기재된 바와 같이, 상기 로터(100)와 스테이터(200)의 간격 제어에 따른 제동 토크의 제어뿐만 아니라, 기존의 유체식 리타더와 같이 충진되는 작동 유체(1)에 따른 제동 토크의 제어까지 수행할 수 있으므로, 고장 또는 파손에도 대체 효과가 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어 가능한 유체식 리타더는 상기 로터(100)와 스테이터(200)와의 이격거리를 제어하도록 상기 로터(100)를 상기 스테이터(200)와의 이격방향으로 이동시키는 이격거리제어부(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이격거리제어부(300)는 상기 로터(100)를 상기 스테이터(200)와의 이격방향으로 이동시킬 수 있으므로, 본 발명의 목적인 로터(100)와 스테이터(200)와의 간격을 제어할 수 있으며, 이에 대응하여 발생하는 제동 토크 또한 제어할 수 있다.

이 때, 상기 이격거리제어부(300)는 상기 로터(100)의 압력 제어를 통해 상기 로터(100)를 상기 스테이터(200)와의 이격방향으로 이동시켜, 간격을 좁히거나 넓힐 수 있는 것을 특징으로 한다.

다만, 상기 이격거리제어부(300)는 공압 또는 유압에 의한 압력제어, 기계적 제어 등 다양한 제어 방식의 실시예가 가능하므로, 한정하지 않음은 물론이다.

또한, 본 발명에 따른 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는 상기 로터(100)와 스테이터(200)를 연결하도록 형성되는 연결부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 연결부(400)는 탄성을 가지는 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 실시예로서, 상기 연결부(400)를 탄성이 있는 리턴 스프링으로 형성함으로써, 비 제동 시에는 리턴 스프링을 이용하여 상기 로터(100)와 스테이터(200)의 간격을 일정수준(충진된 작동 유체(1)의 의한 저항을 받지 않는 이격 거리)으로 유지하도록 형성시킬 수 있다.

제동 시에는 상기 이격거리제어부(300)를 제어하여 상기 로터(100)를 이동시킴으로써, 상기 로터(100)와 스테이터(200)와의 간격 제어에 의한 제동 토크를 발생시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 로터
200 : 스테이터
300 : 이격거리제어부
400 : 연결부
1 : 작동 유체

Claims (5)

1. 차량의 구동축에 연결되며, 작동 유체(1)의 충진에 의해 제동 토크를 발생시키는 유체식 리타더에 있어서,
   차량의 구동축과 연결되도록 형성되며, 상기 구동축과 함께 회전되는 로터(100); 및
   상기 로터(100)와 이격되어 대향되도록 형성되는 스테이터(200);를 포함하되,
   상기 로터(100)는 상기 스테이터(200)와의 이격방향으로 이동 가능하게 형성되며,
   상기 로터(100)와 스테이터(200)와의 이격거리를 제어하도록 상기 로터(100)를 상기 스테이터(200)와의 이격방향으로 이동시키는 이격거리제어부(300)를 더 포함하여 이루어지며,
   리타더의 내부에 작동 유체가 충진되어 있으며, 상기 충진된 작동 유체의 충진량이 일정하여, 로터(100)와 스테이터(200)의 간격 제어만을 통해서 발생되는 제동토크를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 이격거리제어부(300)는
   압력 제어를 통해 상기 로터(100)를 상기 스테이터(200)와의 이격방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더는
   상기 로터(100)와 스테이터(200)를 연결하도록 형성되는 연결부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 연결부(400)는
   탄성을 가지는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터-스테이터의 간격 제어가 가능한 유체식 리타더.

Images