KR970006072B1 - 전자식 리타더와 그 전기 공급수단으로 형성된 조립체 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

전자식 리타더와 그 전기 공급수단으로 형성된 조립체

제1도는 본 발명에 따른 차량용 전자식 리타더 및 그 전기여자수단의 조립체의 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 조립체의 부분절단 사시도.

제3도는 차량의 기어박스에 상기 리타더가 조립된 것을 도시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 출력축 2 : 리타더의 회전자

3 : 고정자 4 : 코일

5 : 환상드럼 6 : 액체냉각회로

13 : 교류발전기의 회전자 14 : 유도자극

18 : 정류기 19 : 내측슬리브

22 : 외측슬리브 23 : 편형구조

30 : 기어박스 E,e : 공기갭

본 발명은 차량의 전동축 제동용 전자식 리타더(electromagnetic retarder)와 그 전기 공급수단으로 형성된 조립체에 관한 것으로, 상기 조립체는 상기 전동축이 관통하고 적당한 안내수단에 의해 상기 전동축이 중앙에 위치하는 고정자 및 상기 고정자의 내측원통면에 인접되게 외측원통면을 배치하여 이들 사이에 작은 틈을 갖는 공기갭이 형성되도록 상기 전동축에 고정가능한 회전자로 구성되고, 상기 회전자는 전선코일을 구비하고 전기적으로 여자될 때 전지가 및 관련된 액체냉각회로를 형성하는 상기 고정자의 환상강자성부내에 자계를 발생시킬 수 있는 유도자로 구성되고, 상기 코일용 상기 전기 공급 수단은 다상교류발전기, 특히 그 전기자는 상기 회전자의 일부를 형성하고 또한 상기 회전자의 일부를 형성하는 정류기에 의해 상기 코일에 접속되는 3상교류발전기로 구성되어 있다.

이와같은 조립체는 프랑스특허 제1 467 310호에 기재되어 있다. 이 조립체에서 리타더는 관련된 차량용 전동축의 엔진으로부터 비교적 원거리에 있는 부분에 설치된다. 이 부분은 회전자의 축방단부를 한정하는 두개의 가로 플랜지에 의해 기지되는 두 개의 볼 베어링사이에 원통형 박스의 형태로 설치되고 두개의 호모서네틱 조인트(homocinetic joint)에 의해 축의 나머지 부분에 연결된다.

장치의 회전자는 상기 중앙축 일부에 고정된 경질 코어의 형태이고 작은수(전형적으로 6개)의 유도자 코일에 의해 방사상 외향으로 연장된다.

이와같은 구조는 차량의 기어박스의 출력축상에 직접 캔틸레버식 장착을 제공하지 않고, 고정자는 기어박스의 케이싱상에 캔틸레버식으로 장착되고, 회전자는 상기 기어박스에서 연장된 스터브축상에 캔틸레버식으로 장착되고, 또한 상기 회전자는 전동축의 나머지부에 연결하는 카르단식, 커플링요소로 고정된다.

이와같이 미국특허 제3,496,369호에 기재된 캔틸레버식 장착은 세미-트레일러 트랙터 또는 전위 조종실을 구비한 장거리 버스와 같은 매우 짧은 전동축상에 전자식 리타더를 장착하는데 특히 유용하다.

본 발명의 목적은 이와같은 캔틸레버식 장착을 제공할 수 있는 전술한 종류의 리타더를 제조하는 것이다.

이러한 목적을 위해 본 발명에서는 리타더의 유도자 코일의 수와 교류발전기의 유도자극의 수를 양자가 모두 12개 또는 그 이상이고, 교류발전기의 유도자극에 의해 형성된 고정자링은 작은 틈을 갖고 이 교류발전기의 회전자 전기자를 감싸고 리타더의 유도자코일과 교류발전기의 전기자에 의해 각기 형성된 두개의 회전자링은 가로 연결 플랜지에 의해 내측으로 연장된 비교적 큰 내경의 내측슬리브의 외측면상에 축방으로 나란히 배치된다.

이 플랜지는 차량의 기어박스의 출력축과 카르단식 커플링요소로 플레이트에 직접 연결되어 슬리브내측의 공간에 적어도 부분적으로 수용된다.

고정자 조립체는 비교적 부피가 크고 긴 리타더 유도자 코일로 구성되지 않으므로 비교적 가볍고 기어박스의 케이싱에 캔틸레버식으로 훌륭히 조립된다.

더욱이 상기 장착은 액체에 의해 냉각되는 리타더의 고정자 전기자를 차량의 엔진에 매우 근접 배치할수 있고 특히 차량의 보통용수냉각회로에 근접 배치할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 실시예는 하나 및/또는 다른 다음의 배치를 갖는다.

- 교류발전기의 회전자로부터 가장 멀리 떨어진 리타더의 회전자의 축방단부는 리타더 고정자의 통풍용 핀형 구조에 의해 축방으로 연장된다.

- 액체 냉각 리타더 전기자 및 교류발전기의 유도자극에 의해 각기 형성된 두 개의 고정자링은 내측슬리브와 동축인 원통형 케이싱의 내측원통면상에 축방으로 나란히 배치된다.

- 리타더의 유도자 코일의 수는 18개이고 교류발전기의 유도자극의 수는 24개이다.

본 발명은 이들 주요배치에서 벗어난 다른 배치로 구성될 수 있고 이는 후에 명백히 기술될 것이다.

본 발명의 일실시예는 첨부된 도면을 참고로 하여 이하에 기술되며 이는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.

본 발명의 전자식 리타더는 차량, 특히 중량차의 회전축을 감속하기 위한 것이다.

공지된 바와같이, 본 발명에 따른 감속기는 차량의 기어박스(30)의 출력축(1)가 함께 회전하는 회전자(2) 및 기어박스의 케이싱상에 캔틸레버식으로 장착된 고정자(3)로 구성된다.

그러나 통상적으로 사려되는 것과는 반대로 본 발명에서는 유도자가 회전하고 전기자는 고정된다.

말하자면, 전기권선 또는 코일(4)은 감속기의 여자용 전류를 전도하고, 방사상 코어(41)를 둘러싸고 차례로 교번극성을 갖는 유도자극의 링을 한정하고, 회전자(2)의 일부를 형성하고, 강자성재 환상드럼(5)은 전기자를 형성하고 그 내부에는 고정자의 일부를 제동 및 가열하는 와류가 발생한다.

이 환상드럼(5)은 유도자를 둘러싸는 원통형 드럼에 의해 형성되고 그 사이에는 원통형 공기-갭(E)이 형성된다.

이 환상드럼(5)이 이러한 위치에 고정되므로, 상기 환상드럼은 상대운동하는 두 부분 사이의 연결수준에서 밀봉을 위한 특별한 조인트를 필요로 하지 않으므로 액체 흐름에 의해 용이하게 냉각된다.

이를 위해, 액체냉각회로(6)는 공기갭(E) 반대쪽의 환상드럼(5)의 표면을 따라 연장된 냉각부(7)을 포함한다.

더욱 엄밀히 말하자면, 상기 냉각부(7)는 유입구(8)와 유출구(9)로 두 단부가 종결되는 덕트가 드럼(5)의 둘레에 나선형으로 연장되어 형성된다.

드럼(5)과 덕트로 이루어진 냉각부(7)를 흐르는 액체사이의 열교환을 향상시키기 위해 환상 또는 나사산형상(10)의 냉각핀이 상기 냉각부의 일측벽을 한정하는 드럼의 표면에 제공될 수 있다.

상기 냉각핀은 상기 냉각부의 타측벽에도 제공될 수 있다.

다른 변형된 형태로서, 상기 냉각부(7)는 두개의 가로 와셔에 의해 그 단부에서 서로 결합된 두개의 동축원통벽 및 유입구와 유출구를 분할하는 방사상 종방향 분할벽에 의해 형성된 간단한 혼상물재킷에 의해 형성된다.

액체냉각회로(6)는 냉각부(7)외에 구동펌프(11) 및 유동액에 의해 운반되는 열을 외부로 방출하기 위한 핀형 라지에이터와 같은 외부열교환기(12)로 구성된다.

이 냉각액은 부동액이 첨가된 물인 것이 바람직하다.

펌프(11) 및 열교환기(12)는 차량 엔진의 냉각회로의 일부를 형성하는 물펌프 및 라지에이터인 것이 바람직하다. 사실상은 리타더의 작동중에는 엔진은 열을 거의 방출하지 않으므로 냉각의 필요는 감소된다는 것을 유의해야 한다. 게다가 리타더는 차량의 기어박스상에 설치되므로 상기 냉각회로에 매우 근접한다.

유도자극을 한정하는 코일(4)의 축은 장치의 축둘레를 따라 방사상으로 연장된다.

이 유도자는 회전하므로, 그 코일(4)에 전류를 공급하기 위한 특정수단을 제공하여야 한다.

이를 위하여 리타더의 회전자(2)에는 회전발전기가 사용된다.

사실상, 회전하는 축(1)을 감속할 필요가 있을 때 축의 상기 회전에 대응하는 비사용 에너지 및 이 에너지의 일부는 리타더의 유도자의 이동에 필요한 전류로 변환된다.

따라서 다음과 같은 두가지 장점이 동시에 달성된다.

- 리타더의 유도자에는 매우 적은 외부 전기에너지를 갖는 동력이 공급되고 이 에너지는 발전기의 여자부에 공급하기 위해 필요한 에너지로 제한된다. 본 발명의 차량용 감속기의 경우에 차량의 축전기로부터 인출되는 여자에너지는 통상의 구조내의 리타더 공급에 필요한 에너지의 약 30% 정도이고 심지어 이보다 다소 낮을수도 있다.

- 리타더의 유도자 이동용으로 발생된 전류는 감속될 전동축으로부터 인출된 일정한 기계적 에너지로 소비된다. 그러므로 이러한 에너지의 소비는 상기 축의 제동에 기여한다.

도시된 적합한 실시예에서, 발전기는 이 교류발전기의 전기자를 형성하는 3상 회전자(13), 및 공기갭(e)을 형성하는 작은틈을 두고 상기 회전자(13)를 둘러싸는 복수극을 구비한 유도자 고정자(14)로 구성된 교유발전기이다.

이 회전자(13)와 고정자(14) 사이의 전자식(電磁式) 연결은 링과 브러쉬 형태의 기계적 접촉없이 공기갭(e)을 통하여 전용적으로 이루어진다.

고장자의 복수극은 차량의 축전지와 같은 DC 전원에 접속된 교번극성을 갖는 소형전자식링에 의해 형성된다.

이 연결은 유도자(14)의 여자전류의 강도 조정용 조정회로를 통하여 제공되고 결과적으로 교류발전기에 의해 발생된 전류의 강도가 조정되고 마지막으로 제동 토오크가 리타더의 회전자 및 전동축(1)에 인가된다.

이 조정회로(16)는 수동제어부재(17)로 구성되는 것이 바람직하다.

회전자(13)의 단자에 집적된 교류는 리타더의 코일(4)에 인가되기 전에 적당한 정류기(18)에 의해 정류된다.

물론, 정류기(18)의 조립체는 코일(4)과 전기자(13)와 같이 회전자(2)의 일부를 형성한다.

제2도에 도시한 바와같이, 전기자(13)는 리타더의 코일(4)에 고정되고, 이 요소의 조립체는 고정구멍(21)이 형성되어 있고 플레이트(32)를 전동축(1)에 연결하기 위한 플랜지를 형성하는 가로플랜지(20)에 의해 내측으로 연장된 슬리브(19)상에 장착된다. 이 슬리브(19)는 코어(4')와 플랜지(20)와 일체로된 단일편을 형성한다.

플레이트(32)는 카르단식 커플링의 두개의 조(Jaw)중 한조(33)에 고정되고 다른 조(34)는 전동축의 주요부(1')에 고정된다. 제3도에 도시한 바와같이, 이들 두조는 슬리브(19)에 의해 형성된 관의 내측에 자유롭게 수용된다.

고정자(14)는 상기 덕트로된 냉각부(7)의 외측면을 형성하는 고정슬리브(22) 내측에 설치된다. 상기 슬리브(22)는 아암링과 같은 밸(35,bell) 형상의 천공프레임에 의해 기어박스의 케이싱(31)에 캔틸레버식으로 장착된다.

물론, 기어박스의 출력축(1)은 회전자(2)와 고정자(3)가 서로에 대해 동심으로 배치되고 상기 환상 공기갭(E 및 e)이 그들 사이에 형성되도록 베어링(36,37)에 의해 정확히 그 중앙에 위치한다.

제2도 및 제3도에서, 핀형구조(23)는 전기자(13)으로부터 가장 멀리 떨어진 회전자(2)의 축단부에 고정되어 통풍부를 형성하는 것을 알 수 있다. 상기 구조는 리타더의 코일(4) 사이에 냉각공기의 흐름을 공급 가능하게 하여 드럼(5)에 의해 발생된 열의 제거에 기여한다.

유도자 코일(4)의 수 및 발전기의 극(14)의 수는 기계 내측에 감속할 전동축(1) 통로용 큰 직경의 공간을 자유롭게 하도록 적어도 12개 이상이다. 사실상, 이 수가 많을수록 대응하는 유도자코일 및 발전기의 극에 대해 소형의 방사상 길이를 제공하는 것이 용이하다. 예컨대 상기 실시예에서 이들 두 부재는 각기 18개 및 24개이다.

어떠한 실시예를 채택하던지 전술한 구조와 유사한 구조를 갖는 전자식 리타더가 이루어진다.

이 리타더의 작동은 발전기의 고정 유도자(14)의 간단한 여자에 용이하게 제어되고, 상기 여자는 수동제어부재(17)에 의해 제어되는 것이 바람직하다.

상기 리타더는 이전에 공지된 것에 대해 특히 다음과 같은 장점이 있다.

- 리타더의 기어박스(30)상에 캔틸레버식 장착은 매우 짧은 전동축에도 이용가능하다.

- 액체 흐름에 의한 리타더의 고정전기자(5)의 냉각은 차량의 냉각수회로에 근접해 있으므로 상당히 용이하고 매우 효율적이며 감속토오크가 클수록 전기자의 온도가 낮으므로 순항속도에서 우수한 감속토오크를 얻을 수 있다.

- 축전지(15) 또는 다른 DC 전원에서 인출된 에너지는 발전기의 유도자 이동에 필요한 에너지에 국한되므로 비교적 작고, 리타더 유도자 코일(4)용 전원은 전동축(1)의 회전과 일체로 발생된다. 실제로는, 축전지로부터 인출된 에너지는 일반적으로 회전전기자를 구비한 구조용에 필요한 에너지의 3분의 1 이하이다.

- 리타더의 여자는 점진적이고 연속적이어서, 상기 리타더의 의해 제동될 전동축상에 가해지는 제동토오크도 유사하게 변경된다.

전술한 일실시예는 본 발명의 범위를 제한하지 않는 것은 명백하고 또한 본 발명은 특히, 교류발전기(13,14)는 3상 이외의, 특히 2상 및 6상의 다상교류발전기이고, 내측슬리브(19)의 내측면은 원통형이 아니고 예컨대 기어박스(30)의 반대단부 쪽으로 벌어진 벨(bell)형상이고, 외측슬리브(22)의 외측면의 원통형이 아니고 예컨대 기어박스(30)의 반대단부 쪽으로 집중 또는 확개되고, 두 슬리브(19,20)의 한 슬리브 및/또는 다른 슬리브는 예컨대 제3도에 도시한 바와같이 서로 조립하여 한 스리브상에 다른 슬리브가 축방으로 고정된 다수의 요소로 형성되는 것과 같이 변경될 수 있다.

Claims (4)

1. 회전축(1)이 관통하고 적당한 안내수단에 의해 상기 전동축이 중앙에 위치하는 고정자(3) 및 상기 고정자의 내측원통면에 인접되게 외측원통면을 배치하여 이들 사이에 작은 틈을 갖는 공기갭이 형성되도록 상기 전동축에 고정가능하고 전선코일을 구비하고 전기적으로 여자될 때 전기자 및 관련된 액체냉각회로(6)를 형성하는 상기 고정자의 환상강자성부내에 자계를 발생가능한 유도자로 구성된 회전자(2)로 구성된 전자식 리타더와 다상교류발전기 특히 그 전기자(13)는 상기 회전자(2)의 일부를 형성하고 또한 상기 회전자(2)의 일부를 형성하는 정류기(18)에 의해 상기 코일(4)에 접속된 3상 교류발전기로 이루어진 코일(4)용 전기 공급수단으로 구성된 전동축(1) 제동용 상기 전자식 리타더와 그 전기 공급수단으로 형성된 조립체에 있어서, 리타더의 유도자 코일(4)의 수 및 교류발전기의 유도자극(14)의 수는 모두 12개 또는 그 이상이고, 교류발전기의 유도자극(14)에 의해 형성된 고정자링은 작은틈을 갖는 공기갭(e)이 형성되도록 이 교류발전기의 회전자 전자기를 둘러싸고, 리타더의 유도자코일(4)및 교류발전기의 전기자에 의해 각기 형성된 두개의 회전자링은 가로연결 플랜지(20)에 의해 내측상으로 연장된 비교적 큰 내경의 내측슬리브(19)의 외측면상에 축방으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 전동축(1)제동용 전자식 리타더와 그 전기 공급수단으로 형성된 조립체.
2. 제1항에 있어서, 교류발전기의 회전자(13)로부터 가장 멀리 떨어진 리타더의 회전자(2)의 축방단부는 리타더의 고정자(3)의 통풍용 핀형구조(23)에 의해 축방으로 연장되는 것을 특징으로 하는 조립체.
3. 제1항에 있어서, 액체냉각 리타더 전기자(5) 및 교류 발전기의 유도자극(14)에 의해 각기 형성된 두개의 고정자링은 내측슬리브(19)와 동축인 원통형 케이싱(22)의 내측원통면상에 축방으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 조립체.
4. 제1항에 있어서, 리타더의 유도자코일(4)의 수는 18개이고 교류발전기의 유도자극(14)의 수는 24개인 것을 특징으로 하는 조립체.

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