일반기술

영구자석을 이용한 회전형 MR 브레이크

<기술의 개요>기존의 회전형 MR 브레이크는 코일과 MR 유체로 구성되어 있어서, 코일에 전류를 인가하면, 코일 주위에 자장이 형성되고 이 자장에 의해 MR 유체의 점성을 변화시켜 브레이크로서의 작용을 하게 하였다. 본 연구에서는 기존의 회전형 MR 브레이크와는 달리 영구자석과 스프링, MR유체를 사용하여 브레이크로 또는 감속기로써 작용하게 하였다. 시스템은 MR 유체가 저장되어 있는 브레이크 케이스인 스테이터, 회전 로터, 영구자석, 로터와 영구자석 사이의 스프링으로 구성되어 있다. 회전속도에 따라 영구자석이 반경방향으로 움직이면서, 회전속도가 특정 속도를 넘어서게 되면, 영구자석이 큰 토크가 발생하도록 미리 설계된 영역으로 이동하여, 브레이크의 제동력을 증가시키게 된다. <기술의 특징>로터가 정지 상태일 때에는 스프링의 힘에 의해 자석은 회전축의 중심부인 초기위치에 위치하게 되고, 회전속도가 증가함에 따라 원심력에 의해 자석은 중심에서 바깥 방향으로 움직이게 된다. 이때 특정 속도 이상이 되면, 초기 위치보다 좁게 설계된 영역으로 자석이 이동하게 되고, 이 부분은 자석과 스테이터 간의 공극이 훨씬 작은 브레이크 케이스의 형상에 의해 자석과 스테이터 사이의 공극의 자속밀도가 증가하게 된다. 따라서, 이 영역에서는 초기 위치에 비해 MR 유체의 점성이 급격히 증가하게 되므로 브레이크의 제동력이 증가하게 된다. 본 시스템은 제어전류 없이도, 수동적으로 일정 회전수 이상일 때 브레이크의 제동력이 발생하는 회전형 브레이크이다.<기술의 응용범위>본 기술은 회전을 하는 모든 기계시스템에서 제동력을 발생시키는 장치로 사용될 수 있다. 특히, 기존의 능동형 브레이크에 비해서, 어떠한 제어전류 없이도, 미리 설정된 회전속도 이상에서 자동으로 제동력이 발생하는 특징을 가짐으로써, 회전하는 기계 시스템에서 과속 회전 방지 시스템으로 사용하기에 적당하다.<기술의 사업성>기존의 회전형 브레이크에서 일정속도 이상의 회전수를 제한하기 위해서는 고가의 전류 드라이버와 제어기 등이 필요하였다. 하지만, 본 시스템은 외부 제어 회로 없이, 자체적인 회전수에 따라 움직이는 영구자석에 의해 일정 회전수 이상에서 제동력이 발생하므로, 저가의 시스템을 구성할 수 있으므로, 가격 경쟁력이 있다고 하겠다.