KR100337055B1 - 자기히스테리시스슬립클러치가일체화된전자적으로제어되는기어맞물림장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자석 자기 이력 슬립 클러치를 통해 모터(12)로부터 기어열로 토오크를 전달하기 위한 전기 제어식 토오크 전달 장치에 관한 것으로, 이 장치는 모터(12)를 기어열로부터 분리시키기 위한 특징적 구성을 갖는다. 클러치의 컵 요소(43)는 이것의 외측면에 위치한 자석 부재(41)를 구비한다. 전자석(30,31)은 자석 부재의 상호 작용에 의해 맞물리게 될 기어열을 구성하는 기어(58)와 맞물리게 하거나 또는 그 맞물림을 해제시키기 위해, 클러치를 기어열에 연결시키는 구동 기어의 위치를 전이시킨다. 양호한 실시예에 있어서, 컵(43)은 전자석(31)에 동력이 공급되어 자석 부재(41)에 자력에 의한 작용력이 가해질 때 기어와 맞물리도록 당겨지고, 그리고 전자석(31)에 동력 공급이 차단되어 자석 부재(41)에 자력에 의한 작용력이 가해지지 못할 때 다른 위치로 복귀하게 된다.

Description

자기 히스테리시스 슬립 클러치가 일체화된 전자적으로 제어되는 기어 맞물림 장치

모터 샤프트와 액추에이터의 기어열 입력 샤프트 등과 같은 제1 및 제2 동축샤프트 사이에서 토크 제한 커플링과 같은 낮은 토크가 요구되는 상황에 사용되는 슬립 클러치의 일 형태는, 대개 자기 히스테리시스(magnetic hysteresis) 클러치라고 일컫는다. 이러한 클러치는 높은 자기적인 잔류분극(remanence)을 갖는 재료로 형성된 원통형의 전기자(armature)를 구비하며, 상호 교번하는 N-S의 자석 패턴이 그 주변에 영구적으로 형성되어 있다. 상기 전기자는 제1의 샤프트에 회전 가능하게 장착된다. 제1 샤프트와 동일축을 갖는 제2 샤프트에 회전 가능하게 장착된 컵은 전기자 주변의 둘레에 밀접하게 끼워져 있다. 특수한 자기 히스테리시스 층이 상기 컵의 원통형 내면에 존재한다. 상기 전자석이 회전할 때, 전기자의 자장과는 반대의 자장을 히스테리시스 층 중에 생성시킨다. 상기 반대의 자장은 클러치를 통해 어느 한 방향으로 토크를 전달하게 된다. 전기자의 자장의 강도, 컵 및 전기자의 물리적 치수를 적절히 선택함으로써, 클러치가 전달 할 수 있는 최대의 토크를 비교적 정확하게 제어할 수 있다. 액추에이터의 응용에 있어서, 토크는 클러치에 의해 모터로부터 기어열의 입력 기어로 전달된다.

어떤 액추에이터의 설계에 있어 추가적으로 요구되는 것은, 전력 공급의 정지가 발생할 경우 예정된 위치로 제어되는 장치를 복귀시킬 수 있는 능력에 있다. 예컨대, 제어되는 장치가 연료 밸브일 경우, 동력이 차단될 때 그 밸브는 제어 불가능하게 연료가 빠져나가는 것을 방지하도록 즉시 폐쇄되어야 한다. 이러한 동력 차단에 따라 제기능으로 복귀시키는 일반적인 수단으로는, 출력 요소가 예정된 위치로부터 멀어지도록 이동될 때에는 감기거나 계속 감긴 상태로 유지되고, 전력 공급의 정지가 발생할 때에는 상기 기어열에 대체된 토크 공급원을 공급하도록 개방되는 강력한 코일 스프링이 있다. 스프링에 의해 발생된 토크는 상기 예정된 위치로 상기 액추에이터의 출력 요소를 복귀시키기 위해 기어열에 가해지게 된다.

이러한 액추에이터에 종종 사용되고 있는 형태의 모터는, 외부 공급원으로부터 모터 샤프트에 가해진 토크에 저항하는 코깅(cogging) 토크를 지니고 있다. 이러한 모터를 구비하는 액추에이터에 대해 동력 차단시의 복귀 토크를 얻기 위해 코일 스프링이 사용될 경우, 스프링력에 의한 복귀 조작 중에 모터를 기어열로부터 단절시킬 필요가 있다. 만약, 복귀 조작 중에 기어열의 입력에 결합되어 있을 때, 이러한 모터는 스프링이 예정된 위치에 출력 요소를 복귀시키지 못하게 하는 저항 토크를 기어열의 입력 샤프트에 부여하게 된다. 심지어, 모터가 코깅(cogging) 토크를 지니지 않을 경우에도, 기어열의 입력 샤프트에서의 위치는, 그렇지 않으면 필요한 스프링보다도 훨씬 더 큰 스프링을 필요로 하는데 충분한 기계적 드래그(drag)를 제공한다.

따라서, 몇몇 설계에 있어서, 액추에이터의 일부를 형성하는 액추에이터의 기어열 입력 샤프트로부터 구동 모터를 분리시키는 수단을 설치할 필요가 있다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 각종 형태의 동력 조작 클러치는 현재 구입 가능하다. 그러나, 이러한 장치는 비교적 복잡하고 고가이기 때문에, 액추에이터에서 기어열로부터 모터 샤프트를 분리시킬 수 있는 저가이고 간단한 구조를 갖는 수단을 제공하는 것이 요구되어 왔다.

기계적 액추에이터(actuator)는 밸브, 댐퍼, 도어 등과 같은 장치를 작동시키기 위해 각종의 응용에 사용된다. 이러한 액추에이터는 높은 레벨의 토크 혹은 직선적인 작용력을 필요로 하는 응용에 사용된다. 액추에이터는 크랭크 아암 혹은 래크와 피니언 등과 같은 여러 기구에 의해 한 형태의 출력을 다른 형태의 출력으로 전환시키도록 설계되어 있다. 내부적으로, 상기 액추에이터는 요구되는 높은 토크 혹은 작용력의 출력을 제공하도록 감속 기어열을 구동하는 소형의 전기 모터를 전형적으로 포함한다. 전형적인 감속 기어열의 비율은 1000:1 일 수 있다. 출력 토크 혹은 작용력을 한정 혹은 제어하는 작업이 빈번히 필요하게 되는데, 이를 실행하는 한 방법으로는, 모터 출력 샤프트에 토크 제한 혹은 오버라이딩 슬립 클러치(a torque limiting or overriding slip clutch)를 설치하는 것이 있다. 부하가 이러한 클러치의 설계치 이상의 토크 또는 작용력을 필요로 할 때에는, 그 클러치는 간단히 미끄러지게 된다. 대부분의 경우에 있어서, 제어 대상의 장치에 가해지는 부하를 제한하여 그것의 손상을 방지하는 것이 중요하다.

도 1은 본 발명에 따른 액추에이터의 일부의 단면도로서, 모터에 맞물려 있는 기어열을 도시하고 있다.

도 2는 도 1과 유사하며, 본 발명에 따른 액추에이터의 일부의 단면도이며, 모터로부터 분리된 기어열을 도시하고 있다.

도 3은 도 1 및 도 2에 대해 직각 방향으로 본 단면도로서, 전기자와 컵의 공간적인 관계를 도시하고 있다.

도 4는 전기자와 컵 조립체의 장착을 위한 변형례를 도시한 도면이다.

본 발명의 주제는, 하우징 상에서 회전 가능하게 장착된 제1 샤프트와, 하우징에서 회전 가능하게 장착된 제2 샤프트 사이의 자기 히스테리시스 슬립 클러치를 매개로 하여 토크 전달의 전기적 제어를 가능케 하는 데 있다. 전술한 바와 같이, 슬립 클러치는 제1 샤프트에 고정 장착된 자화된 전기자와, 그것에 대해 토크 전달관계를 갖고 상기 자화된 부재를 에워싸는 원통형 컵 내의 자기 히스테리시스 층을 포함한다. 이 컵은 하우징에 대해 그 축을 중심으로 회전 할 수 있게 장착된다.

본 발명은 이러한 유형의 종래 장치에 대한 개량에 관한 것으로, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 상기 컵의 축방향 이동을 가능케 하도록 상기 컵을 장착하는 수단을 포함한다. 상기 제1 샤프트와 동심적으로 있는 제1 기어는, 그것과 함께 축방향으로 이동할 수 있도록 상기 컵에 고정되어, 상기 컵이 제1의 축방향 위치에 있을 때에는 구동 기어와 맞물리고, 상기 컵이 제2의 축방향 위치에 있을 때에는 상기 제2 기어와의 맞물림이 해제된다. 상기 컵은 그것에 외측으로 고정된 자기 부재를 구비한다. 에너지가 공급될 때 상기 자기 부재에 나란히 배치된 전자석은, 외부 자기 부재를 포함하는 자속 경로를 통해 흐르는 자속을 발생한다. 그 자속은, 에너지를 받을 때에 상기 컵을 제1 및 제2의 축방향의 위치 중 어느 한 위치로 강제 이동시키게 된다.

또한, 전자석에 동력이 공급될 때 상기 컵은 제2 기어와 맞물려 있는 제1 기어와 상기 컵으로부터 부분적으로 인출된 상기 전자석과 함께, 제1 위치로 강제 이동 되도록 전자석이 상기 자기 부재에 대해 위치되는 것이 양호하다. 자기를 지니고 있는 상기 전기자는, 자기 부재에 자력을 가하고, 상기 전기자를 더욱 컵으로 위치시키고, 제1 기어가 제2 기어와의 맞물림을 해제하는 제2 위치의 방향으로 상기 컵을 당긴다.

도 1은 액추에이터(10)에 적용한 본 발명의 상세한 구조를 도시하고 있다. 액추에이터(10)의 구성 요소들은 상부 데크(23), 측벽(24) 및 저부 데크(25)를 구비하는 하우징(21)의 상부에 그리고 그 내부에 장착되어 있다. 액추에이터(10)를 작동시켜 부하(도시 생략)를 회전시키기 위한 토크는 모터(12)에 의해 공급된다. 모터(12)는, 이것의 케이스 일부를 형성하는 브래킷(14, 15)에 의해 장착되어 있다. 브래킷(14, 15)은 기계 스크류와 볼트(19, 20)에 의해 하우징(21)의 외면의 상부 데크(23)에 고정되어 있다.

모터(12)는 상부 데크(23)에 있는 개구를 통해 연장하는 샤프트(16)를 구비한다. 샤프트(16)는, 그것의 주변에 교호하는 N극 및 S극을 생성하도록 자화되는 고 잔류 분극의 자기 재료로 되는 원통형의 전기자(18)를 그곳에 고정하고 있다.히스테리시스 컵(43)을 구비하는 전기자(18)는, 전기자(18)로부터 컵(43)으로의 정확하게 제어된 양의 토크의 전달을 가능케 하는 자기 히스테리시스 슬립 클러치를 형성한다. 컵(43)은 환상의 원통형 내면 및 외면을 구비하며, 내면의 직경은 전기자(18)의 직경 보다 약간 크다. 요구되는 형상 및 강성을 갖고 있는 컵(43)의 부품은, 고강도 플라스틱 등의 비자기적인 재료로 형성되어 있다. 컵(43)의 원통형 내면은 일반적인 자기 히스테리시스 층(44)을 구비한다. 이 층(44)은 강도와 극성이 변하는 외부 자장의 영향으로 그 내부에 자기 패턴이 생성되는 자기 히스테리시스 재료로 형성되어 있다. 이러한 패턴이 그 내부에 형성되는 자기 히스테리시스 재료는, 발생 장치가 그 자기 히스테리시스 재료를 따라 이동할 때 그 발생 장치로 당겨지게 된다. 이러한 히스테리시스 재료의 공지된 종류로는, 미국 일리노이주 60152 마렌고 소재의 아놀드 엔지니어링 컴패니(Arnold Engineering Co.)의 "아노크롬(Arnokrome) Ⅲ" 상품명으로 최근 입수 가능한 FeCrCo 합금이 있다. 컵(43)의 또 다른 특징은, 연강 등의 자기 저항이 낮은 자기 재료로 형성된 극편 혹은 극 부재(41)를 구비하는 외면의 원통형 층에 있다. 극편(41)은 예정된 축방향의 치수를 가지며, 컵(43)의 외부 상에서 후술하는 바와 같은 위치에 축방향으로 위치한다.

컵(43)은 바닥 데크(25)에 고정된 샤프트(49) 상에서 회전 가능하게 부착된 허브 부분(51)을 포함하고 있는 저부를 구비한다. 컵(43)은, 이 컵(43)이 도 1에 도시된 바와 같이 점유되는 제1 위치와, 도 2에 도시된 제2 위치 사이에서 샤프트(49) 위를 축방향으로 활주할 수 있다. 또한, 허브 부분(51)은 컵(43)이 에워싸고 있는 공간의 외측에 인접한 허브 부분에 형성된 일체화의 제1 기어(46)를포함한다. 도 1에 도시된 컵(43)의 제1 위치에 있어서, 기어(46)는 액추에이터(10)가 비교적 무거운 부하를 조작하는 것을 가능하게 하는 레벨까지, 모터(12)의 속도를 저감시켜 토크를 증가시키는 기어열의 제1 기어를 형성하는 비교적 큰 제2 기어(58)와 완전히 맞물려 있다. 도 2에 도시된 컵(43)의 제2 위치에 있어서, 제1 기어(46)는 제2 기어(58)와의 맞물림이 완전히 해제되어 있다. 제2 기어(58)는 비교적 작은 제3 기어(60)와 동심으로 있고, 이들 두 기어는 저부 데크(25)에 고정되어 있는 된 샤프트(64)에 회전 가능하게 장착된다. 그 다음, 기어(60)는 소직경 기어(55)와 동축으로 고정된 대직경 기어(72)와 맞물린다. 이들 두 기어(55, 72)는 데크(25)에 고정된 샤프트(53)에서 회전 할 수 있도록 장착된다. 기어(55)는, 해당하는 특정 액추에이터의 설계에 대해 요구되는 토크의 증폭을 제공하기 위해 적당한 수의 스테이지(stage)를 거쳐 기어열을 연속시키는 기어(70)와 맞물린다. 이러한 기어열 중의 최후의 기어는 액추에이터(10)의 출력 샤프트(도시 생략)에 장착된다. 적절한 위치에 배치되는 장치가 출력 샤프트에 고정되어 있다.

환상의 전자석(30)은 동심적으로 컵(43)을 에워싸면서 권선(31)과 외부 코어(33)를 구비한다. 전자석(30)은 하우징(21)의 단부(24)와 내부 부재(27) 사이에 견고하게 장착된다. 비록 도 1 및 도 2에는 전자석(30)이 단면으로 도시되어 있지만 이하의 설명에서는 실물과 동일하게 3차원의 구성 요소로 간주될 것이다. 코어(33)의 단면은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 U자형이며, 전기자(18)와 동일심의 링(34)을 지닌 베이스를 구비한다. 링(34)은, 이 링(34)으로부터 컵(43)을 향하고 대략 직각으로 연장하는 상부 및 저부 환상 플랜지가 고정될 상부 및 저부 가장자리를 구비한다. 상부 플랜지와 저부 플랜지의 내측 가장자리는 컵(43)에 인접하게 대면하는 극 표면(35, 36)을 형성하며, 각 극 표면은 3차원으로 이격된 동심 링을 구비한다. 극 표면(36)은 도 3의 가장자리에서 관찰된다. 권선(31)의 개개의 권선을 통하는 전류는, 코어(33)의 상부 플랜지와 저부 플랜지를 통해 반경 방향으로 그리고 베이스 구역(34)을 통해 축방향으로 흐르는 자속을 발생시킨다.

전자석(30)이 장착되는 위치는, 컵(43)이 제1 위치(도 1에 도시된 위치)에 있을 때, 극편(41)의 상부의 가장자리 및 저부의 가장자리가 극 표면(35 혹은 36)에 대해 인접하면서 나란히 되고, 각각의 극 표면(35 혹은 36)과, 극편(41)의 인접하는 가장자리 사이에 환상의 자속 갭(gap)을 형성하도록 선택되어야 한다. 환상의 자속 갭(39)은 극 표면(36)과 극편(41) 사이에 형성된다. 컵(43)이 제2 위치에 있을 때, 극 표면(35)에 인접하는 자속 갭은 상당히 길어져, 이로 인해 자속은 그 갭을 통해 직접 흐를 수 없게 된다.

액추에이터(10)의 작동은, 동력 연결부(75)로부터 그 자체 및 기계 요소를 위한 조작 전력을 수용하는 제어기(72)에 의해 조정된다. 액추에이터(10)가 일부분을 구성하는 외부 장치는, 특정의 순간에서 액추에이터(10)의 출력 샤프트에 대해 소망하는 위치를 특정하는 위치 신호를 경로(80)를 따라 출력한다. 그 다음, 제어기(72)는 경로(78)를 따라 모터(12)에 구동 전류를 출력한다. 그 구동 전류는, 모터(12), 따라서 출력 샤프트가 회전하는 방향을 제어하는 상기 구동 전류의 극성 및 위상에 의해 모터(12)를 회전시킨다.

또한, 제어기(72)는 전자석(30)의 권선(31)에 DC 동력을 공급한다. 권선(31)이 동력을 받게 되면, 자속은 코어(33)를 통해 흘러, 극편(41)으로 유기되고, 컵(43)을 제1 위치, 즉 코어(33)와 극편(41)을 포함하는 자석 회로를 위한 최소 자기 저항 위치로 강제 이동시킨다. 권선(31)은, 층(44)에 대해 자기적인 전기자(18)의 축방향으로 향하는 인력을 극복하기에 충분한 자속을 발생하여 컵(43)을 그 제1 위치로 끌어당긴다. 가장 효과적인 작동을 위해, 극편(41)은 코어(33)의 상부 플랜지 및 저부 플랜지 사이의 공간과 거의 동일한 축방향의 길이를 구비하여야 한다. 극편(41)의 코어(33)의 상부 플랜지 및 저부 플랜지 사이의 공간과 거의 동일한 축방향의 길이를 갖게 되면, 자석 회로에 대한 최소의 자기 저항 위치는 컵(43)이 제1 위치에 있을 때에만 달성된다. 동력이 권선(31)에 인가될 때, 기어(46)가 제2 기어(58)에 완전히 맞물린 다음 그 위치에서 유지되도록 컵(43)이 그 제1 위치로 신뢰성 있게 당겨지는 것을 보장하기 위해 다수의 설계 선택이 존재한다. 예컨대, 컵(43)을 위한 제1 위치를 형성하여 컵(43)이 최소 자기 저항 위치로 전이하는 것을 방지하는 기계적인 정지 장치를 설치할 수 있다. 그 대신, 이러한 기구는, 단순히 컵(43)의 제1 위치가, 컵(43)이 제2 위치에 있을 때 존재하는 자기 회로의 자기 저항 보다 약간 작은 자기 저항을 갖게 해준다.

일반적으로, 정상적인 작동 중에는, 제어기(72)는 권선(31)에 공급된 동력이 연속되도록 유지시키며, 컵(43)을 제1 위치에, 그리고 제1 기어(46)를 제2 기어(58)와 맞물린 상태로 있게 해준다. 이는, 만약 동적 토크 부하가 출력 샤프트에 존재하더라도, 모터(12)가 출력 샤프트의 운동을 방지하는 브레이크 역할을 가능케 해준다. 이러한 부하의 일례로는 토크가 그 제어 샤프트로부터 없어질 때 중력하에서 폐쇄 위치로 낙하하는 날개를 지닌 공기 덕트 댐퍼를 들 수 있다. 또 다른 형태의 부하의 예로는, 어떤 액추에이터 설계의 일부분을 형성하는 복원 스프링이 있다.

본 발명의 기술적 과제는 어떠한 액추에이터의 복원 스프링의 특징에서 출발한다고 볼 수 있다. 전술한 바와 같이, 동력이 차단될 경우, 대부분의 액추에이터 부하를 소망의 위치에 복귀시킬 필요가 있다. 그러나, 어떤 형태의 모터는 코깅(cogging) 토크를 지니며, 그 샤프트에 가해지는 외부 토크에 저항한다. 만약 출력축에 대한 복원 토크를 제공하기 위해 복원 스프링이 사용될 경우, 모터(12)는 그 복원 토크에 저항하게 될 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 액추에이터는 이러한 단점을 피할 수 있다. 제어기(72)로 공급되는 동력이 차단될 때, 더 이상 권선(31)으로 동력이 공급되지 않으며, 그리고 컵(43)은, 더 이상 기어(46)가 기어(58)와 맞물리게 되는 제1 위치로 끌리지 않게 된다. 그 대신, 전기자(18)와 층(44) 사이에서 축방향으로 향하는 자기 인력이 제2 위치로 컵(43)을 강제 이동시킨다. 제2 위치에서는, 기어(46)가 기어(58)로부터 맞물림이 해제되어 토크가 출력 샤프트에 가해질 때, 기어열이 그곳에 있는 고유 마찰에 따라 자유롭게 회전하는 것을 가능하게 해준다.

도 3은, 모터(12)와 기어(58) 사이의 커플링 요소의 상대적인 형상과 위치를 도시하기 위해 샤프트(16)의 축에 평행하게 관할했을 때의 단면도이다. 그 주변에, N극 및 S극이 상호 교번하는 전기자(18)의 원형을 볼 수 있다. 작은 간극 공간이 전기자(18)의 외측 표면을 히스테리시스 층(44)으로부터 분리시키고 있다. 비자기컵(43)과 자기 극편(41)은 층(44)의 외측에 연속적인 링을 형성하고 있다. 자속 갭(39)은, 극편(41)을 코어(33)의 상부 플랜지의 극 표면(36)으로부터 분리시키고 있다.

도 4는 컵(43)을 지지하기 위해 약간씩 상이한 배치를 도시하고 있다. 이 실시예에 있어서, 도 1 및 도 2의 샤프트(16, 49)는 상부 데크(23)에서 저부 데크(25)로 연장하는 단일의 샤프트(76)로 대체되어 있다. 베어링(48)은 저부 데크(25)에서 회저하도록 샤프트(76)의 단부를 지지한다. 컵(43)은, 그것의 제1 위치와 제2 위치 사이에서의 이동과, 회전 모두가 가능해지도록 샤프트(76)에 유지되어 있다. 이러한 설계는, 베어링에 큰 부하를 가하게 되는 도 1 및 도 2에 도시된 샤프트(16)에 대해 외팔보식 구조를 피할 수 있게 해준다. 샤프트(76)의 최종단에 놓인 베어링(48)의 존재는, 클러치 중의 공극과 기어(58)에 대한 기어(46)의 위치결정에 영향을 미치게 될 반경방향의 이탈을 최소화시킬 수 있다. 더욱이, 그것을 유지하는 샤프트에 대한 컵(43)의 회전의 속도는, 상기 실시예에서 실질적으로 감소된다. 그 이유는, 모터 샤프트가 컵과 동일한 회전 방향으로 회전하기 때문이며, 그리고 상대적인 회전은, 클러치(또는 액추에이터(10))가 과부하로 될 때 제로(zero)로 되는 슬립 속도에만 동등하게 될 것이다.

Claims (14)

1. 자기 히스테리시스(magnetic hysteresis) 슬립 클러치를 통해 하우징에서 회전 가능하도록 장착된 제1 샤프트와 하우징에서 회전 가능하도록 장착된 제2 샤프트 사이에서 선택적으로 토크를 전달하는 전기적으로 제어된 토크 전달 장치로, 상기 슬립 클러치는 상기 제1 샤프트에 고정 장착된 자화된 전기자와, 그것에 대해 토크 전달 관계를 갖고 상기 자화된 부재를 에워싸는 원통형 컵 내의 자기 히스테리시스 층을 포함하며, 상기 컵은 상기 하우징에 대해 그 축을 중심으로 회전 할 수 있게 장착되어 있는 토크 전달 장치로서,

   제1 위치와 제2 위치 사이에서 상기 컵의 축방향 이동을 가능케 하도록 상기 컵을 장착하는 수단과, 상기 제1 샤프트와 동심적으로, 컵과 함께 축방향으로 이동할 수 있도록 상기 컵에 고정되어, 상기 컵이 제1의 축방향 위치에 있을 때에는 구동 기어와 맞물리고, 상기 컵이 제2의 축방향 위치에 있을 때에는 상기 제2 기어와의 맞물림이 해제되는 제1 기어를 포함하며, 상기 컵은 그것에 외측으로 고정된 자기 부재를 구비하며, 상기 토크 전달 장치는 상기 자석 부재에 나란히 배치된 상태에서 에너지가 공급될 때에는 자속 경로를 통해 흐르는 자속을 발생하여 그 자속 경로 중에 외부 자기 부재를 포함하도록 배치된 전자석을 더 포함하며, 상기 자속은 상기 전자석에 에너지가 공급될 때에 상기 컵을 제1 및 제2의 축방향의 위치 중 어느 한 위치로 강제 이동시키는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자석은 제1의 축방향의 위치에 상기 감속 컵을 강제 이동시키는 자속(magnetic flux)을 제공하도록 축방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 자기 부재는 상기 컵의 외면을 동심적으로 에워싸고 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 전자석은 상기 자기 부재를 동심적으로 에워싸고 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 전자석은 환상의 자속 갭(gap)을 구비하며, 상기 전자석은 상기 컵이 제1의 축방향 위치에 있을 때 상기 자기 부재에 인접한 자속 갭을 설치하도록 축방향에 대해 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 전자석은 도넛 형상을 갖고 주위에 감긴 권선을 포함하며, 극편은 내측으로 면하는 그것의 자속 갭을 갖는 상기 권선을 에워싸는 도넛 형상을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 극편과 자기 부재에 의해 생성된 자속 경로는 상기 극편과 상기 자기 부재 사이에 공기 갭을 구비하며, 그 경우 상기 공기 갭의 길이는상기 컵이 제1 위치에 있을 때 보다 제2 위치에 있을 때가 더 크게 되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 전자석은 상기 컵을 동심적으로 에워싸고 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 전자석은 환상의 자속 갭을 갖는 극편을 포함하며, 상기 전자석은 상기 컵이 제1의 축방향 위치에 있을 때, 상기 자기 부재에 인접한 자속 갭을 설치하도록 축방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 전자석은 도넛 형상을 갖고 주위에 감긴 권선을 포함하며, 극편은 상기 제1 샤프트로 면하는 그것의 자속 갭을 갖는 상기 권선을 에워싸는 도넛 형상을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 자기 부재는 제2의 위치로 향해 상기 컵을 강제 이동시키는 것에 대한 자기 인력을 위해 상기 전기자에 관해 위치되어 있고, 상기 전자석은 에너지가 공급될 때 상기 자기 부재를 끌어 당겨 제1 위치로 상기 컵을 강제 이동시키는 자속을 제공하도록 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 자기 부재는 상기 컵이 제1 위치에 있을 때 미리 선택된 작용력에 의해 제2 위치를 향해 상기 컵을 자기적으로 강제 이동시키며, 그 경우 상기 컵과 그곳에 부착된 상기 요소의 중량은 상기 미리 선택된 작용력 보다 적은 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 제1 샤프트는 그것에 대해 상호적인 회전을 위한 상기 컵과 제1 기어를 유지하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 제1 샤프트는 상기 하우징의 제1 패널에 인접하여 회전 가능하도록 장착된 제1 단부와, 상기 제1 패널로부터 이격된 제2 패널에서 회전 가능하게 장착된 제2 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.