KR100519028B1

KR100519028B1 - 전자석 커플링용 음향 감쇠 전기자 조립체

Info

Publication number: KR100519028B1
Application number: KR10-1999-0006203A
Authority: KR
Inventors: 제임스엠. 하임; 드위트이. 부쓰; 제임스에이. 리카리
Original assignee: 워너 일렉트릭 테크놀러지 인코포레이티드
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2005-10-05
Also published as: FR2775503A1; GB2339861B; KR19990072921A; US6194803B1; FR2775503B1; GB9904390D0; GB2339861A; JPH11280794A; US6591477B1; DE19908439A1

Abstract

본원은, 전기자 디스크와 허브 조립체 사이에 특히 그 웨브 부분 사이에 샌드위치되는 음향 감쇠재료로 이루어진 환형부가 있는 전자석 클러치에 관한 것이다. 환형부와 웨브는 함께 작동하여, 전기자 디스크가 클러치의 회전자와 스넵결합 할 시에, 전기자가 회전자에 자기적으로 결합하는 동안에, 결합에 앞서 미끄러질 때에, 그리고 또한 미끄럼 동작 및 전기자 디스크의 결합해제 동안에 발생하는 노이즈를 감소시키는 억지-층 감쇠 시스템을 형성하는 것이다. 이러한 설계는 억지-층 기술이 포함된 종래 전기자 조립체에 대한 감소된 축방향 신장 팩키지를 제공하는 것이다.

Description

전자석 커플링용 음향 감쇠 전기자 조립체{SOUND DAMPING ARMATURE ASSEMBLY FOR AN ELECTROMAGNETIC COUPLING}

본 발명은 전자석 클러치 또는 브레이크와 같이 선택적으로 결합 및 결합해제가 가능한 커플링용 전기자 조립체에 관한 것이다.

본원에 참고로서 언급된 뉴우톤(Newton)의 미국 특허 제 4,493,407호는 장착 판에 의해 구동 허브에 슬롯 전기자 디스크가 접속되어 전자석이 에너지를 받으면 구동 회전자와 결합되도록 끌어당겨지게 되는 일반적인 전자석 클러치를 개시하고 있다. 상기 전자석 클러치는, 전자석이 에너지를 받거나 에너지를 잃게 되면 전기자 디스크가 회전자 방향으로 이격지는 이동을 허용함과 동시에 일체 회전을 위해 장착 판에 전기자 디스크와 결합하는 일련의 판 스프링으로 장착 판에 전기자 디스크가 접속되는 것이다.

본원에 참고로서 언급된 부쓰(Booth)의 미국 특허 제 5,150,779호는 다른 타입의 전기자 조립체를 개시하고 있다. 상기 전기자 조립체에서는, 탄성적 항복성이 있는 플라스틱 웨브(resiliently yieldable plastic web)가 구동 허브와 회전용 저 자기저항 전기자 디스크(low magnetic reluctance armature disc)와 접속하도록 동작한다. 클러치의 결합 및 결합해제 시에, 웨브는 전기자 디스크가 회전자를 향하는 방향으로 이격지도록 축선 방향으로 수축되는 것이다.

그런데, 일 문제는 전기자 디스크가 회전자와 초기에 스넵 결합 할 때에 충격 노이즈가 발생되는 것이다. 또한, 노이즈는 전기자 디스크가 미끄러지는 동안에 발생하는 진동으로도 발생되고 그리고 디스크가 회전자로부터 결합해제될 때에도 발생되는 것이다.

참고로서 본원에 기재된 얀 라닝햄 등(Van Laningham, et al.,)의 미국 특허 제 5,372,228호는 음향 감쇠 재료로 이루어진 환형부가 전기자 디스크 와 배면 링(backing ring)과의 사이에 샌드위치된 전자석 클러치를 개시하고 있다. 환형부 및 배면 링은 전기자 디스크가 클러치의 회전자와 스넵결합될 때에 또한 전기자 디스크가 미끄러지는 동안에 그리고 결합 해제 중에 노이즈를 감소시키는 억지-층 감쇠 시스템(constrained-layer damping system)을 형성시키도록 함께 동작한다. 그런데, 이러한 접근 방식으로는 전자석 커플링의 축 방향 길이가 증가되며 그리고 배면 디스크로 인해 전체 장치에 중량을 더해지게 된다.

따라서, 상술된 문제를 해결 또는 최소화 시키는 개량된 전자석 커플링을 제공할 필요가 있어 왔다.

본 발명의 목적은 전기자의 초기 결합 중에 그리고 미끄럼 중에 그리고 결합해제에 의해 발생되는 노이즈의 정도를 경감시키는 신규하고 개량된 전기자 조립체를 제공하는 것이다.

상기 목적 및 그외 다른 목적은 음향 감쇠 재료로 이루어진 환형부가 전기자 디스크와 허브 조립체의 웨브 부분 과의 사이에 샌드위치 되어 압축을 받는 전기자 조립체에 의해 달성되고, 웨브 부분은 대체로 경성인 것이지만 허브 조립체의 허브에 대하여 축방향으로 이동할 수 있는 것이다. 웨브는 억지-층으로서 역활을 하여 감쇠재에서 시어 스트레인(sheer strains)이 발전되게 하며 그리고 감쇠재의 시어 변형으로 인해서 노이즈가 분산되게 하는 것이다.

본 발명의 전기자 조립체는 또한 억지-층 감쇠 기술이 이용된 종래 전기자 조립체와 관련하여 감소된 축 방향 길이를 가지는 잇점을 가지는 것이다. 또한, 본 발명에 따르는 전기자 조립체에는 배면 판이 사용되지 않으므로, 억지-층 감쇠 기술을 이용하는 종래 전기자 조립체에 비하여 중량이 감소되는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 잇점 및 특징을, 첨부 도면을 참고로 예를 들어 이하에 설명한다.

도 1은 브레이크에 있는 것이지만 여기서는 전자석 클러치(10)의 형태로 있는 전자석 커플링(10)을 나타내는 도면이다.

도 2는 클러치 장착을 위한 환형상 노이즈 부분(12)을 구비하고 부가로 노이즈를 통해 연장되는 구동 축(13)을 가진 자동차 과급기(過給器)(11)가 될 수 있는 구동 부품과 관련하여 사용되는 클러치(10)를 나타낸 도면이다.

클러치(10)는 반경 단면이 L형상이고 내부 폴 링(16)과 반경방향 외부 연장 폴 레그(18)를 가지는(도 1에 가장 양호하게 도시) 일 피스 환형상 필드 셀(14)에 의해 부분적으로 형성된 전자석을 구비하는 것이다. 또한, 과급기(11)에는 커플링(10) 고정용으로 필드 어댑터(19)가 설치될 수 있다. 다수 전환 권취부(20)는 환형상 권취 케이싱(24) 내에 고정된다. 폴 레그(18)는 회전자 플리의 내부 원주 둘레부(예를 들어, 구성 실시예에서 대략적으로 0.5mm간극)용 회전자 플리의 내부 면으로 이어지는 말단면을 가진다. 그런데, 레그(18)의 반경 높이는 상기 원주둘레의 미리 정해진 구역을 통해 감소되어 권취부(20)용 전기 컨덕터의 유입을 허용하는 것이다. 상술된 구조가 본원의 전기자 조립체에 사용될 수 있는 일 구조인 것이다. 본 발명에 따르는 전기자 조립체는 전자석을 이용하는 다른 구조를 가진 다른 회전자 조립체에 사용될 수 있는 것이다. 예를 들면, 변경 가능한 전자석 구조를 상세하게 개재하고 있는 뉴우톤 등(Newton, et al.,)의 미국 특허 제 4,160,498호에 제조될 수 있는 것이다.

환형상 회전자(26)는 베어링(28)에 의해 과급기(11)의 노이즈(12)에 회전가능하게 저어널 되고 무단 벨트(30)에 의해 자동차 엔진으로부터 구동되도록 채택되는 것이다. 회전자(26)는 반경 단면이 U형상인 것이며 저 자기저항(low magnetic reluctance)을 가진 강철로 제조된 내부 및 외부 동심(同心) 환형 폴 피스(32, 34)를 구비하며, 내부 폴 피스는 베어링 외륜부에 고정된 것이다. 복수개의 축방향 이격 홈은 외부 폴 피스(34)의 외측부 주위에서 원주 둘레방향으로 연장 형성되고 구동 벨트(30)의 내측부에 보완 리브에 중간설치 된다. 따라서, 외부 폴 피스는 벨트(30)용 풀리를 형성시키는 것이다.

회전자(26)의 내부 폴 피스(32)는 필드 셀(14)의 폴 링(16)의 내부 방향으로 이격지고 반면에 회전자의 외부 폴 피스(34)는 권취부(20) 와 케이싱(24)으로부터 이격진 것이다. 권취부(20)가 전압원(voltage source)에 의해 여자(勵磁)되면, 자속(magnetic flux)이 발생되여 코어와 회전자를 통하고 폴 링과 폴 피스 사이에 다양한 간극을 횡단하여 나아간다. 코어와 회전자 사이에 제어된 자속 전달 성질은 상기 뉴우톤 등의 특허에서 상세하게 기술된 것과 같이 당 분야에서는 용이하게 이해 되는 것이다.

멀티플 자극(磁極)을 형성하기 위해서 종래 방식으로 원주 둘레 방향으로 홈(도시 않음)을 형성하는 축 방향 대향 마찰 면(36)이, 회전자(26)의 폴 피스(32, 34) 사이에 연결 연장된다. 구성 실시예에서, 면(36)에는 3개의 반경방향으로 이격지고 원주 둘레방향으로 연장되는 일정 각도 이격진 홈으로 이루어진 열(rows)이 형성된다. 상기 홈은 전기자 디스크의 2개의 반경방향 이격진 홈으로 이루어진 열과 상쇄되는 것이다. 홈은 회전자(26)의 면(36)의 폴과 함께 동작하는 자극을 전기자 디스크가 가지도록 하는 것이다. 권취부(20)가 에너지를 받으면, 마찰 면은 회전성 자계(磁界) 부재를 형성하는 것이다.

전기자 조립체(38)는 회전자 면(36)에 대하여 반대되도록 배치된다. 권취부(20)가 여자되면, 자속은 일체 회전을 위해 회전자와 전기자 조립체가 결합하도록 회전자 면(36)과의 마찰 결합부로 전기자 조립체 부품을 견인한다. 전기자 조립체(38)의 회전은 과급기(11)를 구동하도록 축(13)에 전달된다.

도 3은 본 발명에 따르는 전기자 조립체(38)의 분해 사시도이다. 일반적으로, 전기자 조립체(38)는 부쓰의 미국 특허 제 5,150,779호 또는 얀 라닝햄 등의 미국 특허 제 5,372,228호에 개재된 것과 유사한 것일 수 있는 것이다. 그리고 이하에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 전기자 조립체(38)는 상기 전기자 조립체에 비해 일 층 개량된 것이다. 특히, 전기자 조립체(38)는 허브 조립체(40), 전기자 디스크(42), 및 디스크(42)와 허브 조립체(40)의 웨브 부분 사이에 압축 개재된 음향 감쇠재로 이루어진 엘라스토머성 환형부(44)를 구비하는 것이다.

도 4에 도시되고 도 5에 양호하게 나타낸 바와 같이, 허브 조립체(40)는 중심 축을 가진 관형 허브(46)와 스파이더(spider)(48)를 구비하는 것이다. 관형 허브(46)는 분말 야금으로 제조되며 조립상태에서 축(13)에 신축자재하게 설치되는 것이 양호하나 필수적이지는 않은 것이다. 일 실시예에서, 축(13)에는 외부 나선형 스플라인 치형부가 설치되고, 반면에 허브(46)의 내측 직경부에는 대응하는 내부 나선형 스플라인 치형부를 구비하며, 여기서 허브는 축(13)에 스플라인 된다. 허브(46)는 축(13)의 자유 단부 부분에서 나사쳐진 너트(50)(도 2에 양호하게 도시)에 의해 축(13)에 있는 축방향 고정 위치에 클램프 될 수 있는 것이다. 도 6에서 볼 수 있는 바로서, 허브(46)에는 이하에 기술되는 목적을위해 반경방향으로 연장하며 각이지게 이격진 러그(52)가 형성된다.

스파이더(48)는 플라스틱과 같은 탄성 항복성 재료로 사출성형될 수 있는 것이다. 스파이더(spider)용으로 적절한 재료에는 듀퐁 사의 지텔(ZYTEL:등록상표) 8018HS BKBO85 또는 그 유사물이 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 스파이더(48)는 허브(46)의 전진방향 단부 부분을 에워싸는 중앙 슬리브(54)를 구비한다. 허브(46)는 양호하게, 스파이더 성형시에 제 위치에 삽입 성형되어, 슬리브(54)의 플라스틱이 허브의 외부 단부 부분에 접합되어 에워싸게 하는 것이다. 러그(52)는 일체 회전을 위해 슬리브(54)와 허브(46)를 결합시키는 기능을 한다. 즉, 스파이더(48) 성형 시에, 플라스틱이 러그(52) 사이에 공간으로 흘러가 공간을 채우므로, 허브(46)와 슬리브(54) 사이에 상대적 회전을 방지하는 것이다. 또한, 각각의 러그(52)는 대향 축방향으로 대면하고 허브(46)에서 축선 방향으로 슬리브(54)를 포획하도록 슬리브(54)의 플라스틱에 의해 결합되는 2개 견부를 형성하기도 한다. 참고로 러그(52)를 보다 상세하게 기재하고 있는 부쓰 등의 미국 특허 제 5,036,964호의 것으로 러그를 제조할 수도 있는 것이다.

스파이더(48)는 부가로 슬리브(54)로부터 반경방향으로 일체로 연장 성형되는 웨브 부분(56)을 구비하는 것이다. 웨브(56)는 양호하게 원형인 것이고 그리고 축선 방향으로는 상당히 얇은 것이다. 플라스틱이 상대적으로 가요성이 있기 때문에, 웨브 부분(56)은 슬리브가 웨브(56)의 접합부에서 형성되는 도 5에서 "58"로 지시된 힌지 동작부에서 슬리브(54)에 대한 축선방향으로의 유연성이 있는 것이다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 스파이더(48)에는 3개의 각이지게 이격진 패드 또는 보스(60)가 성형된다. 패드(60)는 웨브(56)의 후방 측과 일체로 형성되고 스파이더(48)에 형성된 홀(62)에 인접하여 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 패드(60)는 웨브(56)의 후방 측으로부터 축선 후방 방향으로 돌출되고 디스크의 외부 둘레부에 인접한 3개의 각이지게 이격진 구역에서 전기자 디스크(42)의 전진방향 측과 결합되는 것이다. T₁으로 나타낸 축방향 간극은 구성 실시예에서 대략 0.023인치(+0.005, -0.004인치)로 웨브(56)와 전기자 디스크(42)와의 사이에 형성되는 것이다. 다른 간극 과 두께는 적절한 환형부의 압축이 얻어질 때 적용 가능한 것으로 이해한다. 또한, 도 6에 양호하게 나타낸 바와 같이, 스파이더(48)에는 3개의 각지게 이격진 후방 방향 돌출 탭(63)도 형성될 수 있다. 탭(63)의 설치 목적은 이하에서 상세하게 기술한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 전기자 디스크(42)는 AISI 1010 강철과 같은 저 자기저항 재료로 형성될 수 있는 것이다. 전기자 디스크(42)에는 부가적으로 일정 각으로 이격진 홈이 2개의 반경 방향으로 이격지고 원주 둘레 방향으로 이어진 열(64, 66)로 형성된다. 홈에 의해 전기자 디스크(42)는 회전자(26)의 면(36)의 폴 과 함께 동작하는 자극을 가지게 된다. 권취부(20)가 에너지를 잃으면(예를 들면, 비에너지 상태), 전기자 디스크(42)의 폭 면 과 회전자(26)의 폴 면 과의 사이에 협폭 축선 공기 간극(68)(도 2)이 존재한다. 권취부(20)가 에너지를 받으면, 자속이 간극(68)을 횡방향으로 절단하여 종래의 공지된 방식으로 마찰 면(36)과 전기자 디스크(42)의 폴을 통하여 전후방향으로 나사 동작시키어, 회전자와의 마찰식 결합부 내로 전기자 디스크를 견인하여 회전자(26)와 일체로 회전하도록 전기자 디스크와 결합하게 된다.

충격 노이즈는 강철 전기자 디스크(42)가 강철 회전자(26)와 스넵 결합할 시에 발생될 수 있는 것이다. 노이즈는 또한 전기자 디스크(42)의 결합 해제 및 미끄럼 중에도 발생되는 것이다. 본 발명에 따라서, 상기 노이즈는 음향 감쇠재를 구비하고 있는 억지-층 감쇠 샌드위치로서 전기자 조립체(38)의 외부 둘레부분을 속박하여 감소되는 것이다.

특히, 그리고 도 8을 참고로 하여, 음향 감쇠재로 이루어진 엘라스토머성 환형부(44)가 전기자 조립체(38)에 구비되어 노이즈를 최소로 한다. 도 8에 도시된 제 1 실시예는 필요 불가한 것은 아니지만, 압축성 음향 감쇠재를 포함할 수 있는 것이다. 이러한 재료는 강화 섬유, 양호하게는 유리섬유 메시(mesh)로 이루어진 스트랜드(strand)를 가진 실리콘 합성 캐스트(silicone composite cast)를 포함하며, 그 예로는 상표명 포론(등록상표: PORON) HT 1500으로 미국 일리노이 엘크 그로브 빌리지에 소재하는 로저스 코포레이션(Rogers Corporation)에서 시판하는 것이 있다. "메시"는 예를 들어 의류와 유사한 방식으로 제직된 섬유 스트랜드를 의미하거나 또는, 임의 방식의 섬유 스트랜드가 서로 지지되는 것만을 의미 할 수도 있는 것이다. 제 1 실시예에서는 다음과 같은 성질의 엘라스토머성 환형부(44)를 적용한다:

아이템	값	per
메시를 제외한 듀로미터(쇼어 "A")	40-75양호하게는 6-75 가장 양호하게는 75	ASTM D-2240
와프 제동 세기(Breaking Strength Warp)	250 최소 PPI	ASTM D-751
압축 세트	35% 최대	ASTM D-395 방법B
온도 범위	-65℉ 내지 +400℉

환형부(44)는 시트재(예를 들면, 시트재 포론(PORON:등록상표) HT-1500)를 절결한 것이다. 다른 제조 방법에서는, 환형부(44)가 상술된 바와 같은 매개변수를 가진 스톡 실리콘과 섬유 스트랜드(strands of fiber), 양호하게는 메시 형태이며, 보다 양호하게는 유리섬유 메시를 가공하여 성형되는 것이다. 그리고, 폴리에스테르 재료로 또는 무(無)섬유와 같은 재료로 형성되는 메시 및/또는 섬유의 다른 형태의 것이 임의적으로 특별한 커플링(10) 적용에 필요한 강도에 따라서 적절한 것일 수도 있는 것이다. 예를 들면, 환형부(44)(예를 들면, 기본적으로 특정한 듀로미터 실리콘으로 이루어진 환형부)에서 함께하는 섬유 스트랜드를 누락하는 것이 연속적 회전 속도를 적절하게 제공할 수 있거나 또는 전기자 조립체(38)가 6,000 - 7,000rpm을 초과 하는 것을 기대할 수 없게 하는 것이다.

환형부(44)의 제 1 실시예는 3개 패드(60)를 수용하는 크기와 형태에 대응하는 3개의 일정 각으로 이격진 노치(70)를 구비하는 것이다. 또한, 환형부(44)는 그 사이에 3개 대응 홈(73)을 형성하는 3개의 일정 각으로 이격진 설부(72)를 구비하도록 형성될 수 있는 것이다. 설부(72)는 개별적인 원호형 탭(63)의 하나가 설부(72) 사이에 개별적인 홈(73)의 하나에 수용될 수 있는 크기와 형태의 것으로 채택된다.

환형부(44)는 음향 감쇠재용 억지-층을 형성하는 전기자 디스크(42)와 웨브(56) 사이에 양호하게 샌드위치 된다. 환형부(44)는 양호하게 전기자 조립체(38)의 조립이 완성된 후에 전기자 디스크(42)와 웨브(56)와의 사이에 압축을 유지시킨다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전기자 디스크(42)와 웨브(56) 사이에 간극은 대략 T1이다. 환형부(44)의 두께는 상기 간극 보다 더 크게 선택되며, 상기 두께는 대략 T2로 나타낸 정도의 것이다. 음향 감쇠 환형부(44)는 전기자 디스크(42)와 스파이더(48)가 서로 고정되도록 리벳(74)과 같은 수단으로 디스크(42)와 웨브(56) 사이에 압축시키어 유지되는 것이다. 상기와 동일한 효과를 발휘하는데 사용될 수 있는 다른 것으로는 볼트, 나사, 핀, 몰딩, 또는 그와 같은 류의 것이 있다. 리벳(74)은 디스크(42)와 웨브(56)에 축방향으로 정렬된 홀을 통해 연장되는 생크를 가진 일반적인 것이다. 리벳의 헤드는 웨브(56)의 전진방향 면에 인접하여 배치되고 반면에 리벳의 변형 단부는 전기자 디스크(42)의 작업 면에 형성된 역-보어(counter-bores)에 수용되는 것이다. 구성 실시예에서, 역-보어는 누락되어져 있다. 리벳이 변형을 받으면, 감쇠 환형부(44)는 전기자 디스크(42)와 웨브(56)와의 사이에서 압축된다. 구성 실시예에서는 간극(T1)이 대략 0.023인치이고 반면에 환형부(44)는 대략 0.031인치 두께이어서, 조립 시에 환형부(44)가 압축되는 것을 보장하게 된다. 음향 감쇠 효능은 만일 환형부(44)가 압축으로 유지되지 않는 다면 감소되는 것이다.

예1

구성 실시예에서 음향 감쇠 환형부(44)는 다음과 같은 특정한 성질을 가지는 실리콘 고무가 강화된 로저스 포론 HT-1500으로부터 절결된 두께(비압축)로 대략 0.0031인치(+/- 0.005인치)인 것이다: 듀로미터 = 75(쇼어"A"); 제동 강도 = 250ppi(pounds per inch); 인열(Tear) 강도 = 70ppi; 압축 세트 = 35% 최대; 중량 손실 < 1%; "위핑(Weeping)발생 전 시간 = 24시간 최소; 그리고 방사 열에 대한 내성 500F. 형상 구조는 대체로 도 8에 나타낸 바와 같다. 커플링은 환형부(44)에서의 압축 손실이 없이 다음의 임계치를 만족하는 구조로 이루어진 환형부(44)를 가진 전기자 조립체를 내재하여서, 노이즈 감쇠 동작에 유효성을 유지하는 것이다:

(i)2시간 동안 250℉에서 13,500rpm.

(ii)509시간 동안 250℉에서 12,250 sowl 4,000rpm 사이클링 시험.

예2

제 2 구성 실시예는, 약 40-60(쇼어 "A")사이에 듀로미터를 가지는 실리콘 재료를 포함하여 성형되고, 풀린 제직사(예를 들어, 대략 1/16 인치 이격된 스트랜드 즉, 16스트랜드/인치)를 가진 폴리에스테르 메시를 구비하는 두께(비압축)가 대략 0.031인치(+/- 0.005인치)인 것이다. 스트랜드는 약 45도 각도로 제 2 세트의 스트랜드(서로 모두 평행함)가 상호 교차하는 일 세트의 스트랜드(서로 모두 평행함)를 가지는 교차 메시로 형성되는 것이다. 이러한 구조의 형태는 그 내경에 형성된 설부(72)를 제외하고는 도 8에 도시된 것과 유사한 것이다. 감쇠 재료로 이루어진 이러한 구조의 환형부를 가지는 전기자 조립체는 약 10,000rpm에 이르는 노이즈 감소 효과를 나타내는 것이다.

본 발명에 따르는 전기자 조립체(38)는 미국 특허 제 5,372,228호에 개시된 전기자 조립체에 비해서 축선 방향으로 보다 콤팩트하고 상기 특허에 개시된 바와 같은 강철 후판을 필요로 하지 않으므로 보다 경량인 것으로서 상기 특허를 일층 개량시킨 것이다. 또한, 환형부(44)에 포함된 강화 섬유 스트랜드에 의해 제공되는 더해진 강도는 (i)반경방향으로는 경성이면서 축선 방향으로는 유연한 웨브(56)가 억지-층 감쇠 시스템에서 억지 층으로 동작하게 하고, (ii)환형부(44)의 압축을 유지하면서 상당히 빠른 회전속도를 허용하는 것이다.

도 9는 3개의 일정 각으로 이격진 원호형 탭(63)에 대한 크기 및 형태에 대응하는 세개의 일정 각도로 이격진 원호형 그루브(76)를 구비하는 환형부(44A)를 나타내는 제 2 실시예이다. 따라서, 환형부(44A)는 전기자 디스크 클램핑 힘과 무관하게 제위치에서 자체적으로 정렬 결합되는 능력을 가진 것이다. 또한, 반경 단면은, (i)축선 방향 두께의 증가와 (ii)조립체의 탄성율의 현저한 증가 없이, 파열 강도를 향상하는 실시예에서 증가되는 것이다. 또한, 원호형 그루브(76)와 조합된 원호형 탭(63)에 의해 제공된 적극적 정렬 배치는 조립 동안에 패드 또는 보스(60)를 이탈하는 환형부를 유지시키는 것이다.

도 10은 제 3 실시예, 즉 음향 감쇠 환형부(44B)를 나타낸 도면이다. 커플링(10)이 동작하는 중에 특히, 전기자 조립체(38)의 고속 회전 속도 중에 반경방향 힘은, 환형부의 내측 직경부와 외측 직경부가 반경 외부방향으로 팽창을 일으키게 한다. 환형부가 반경방향 힘으로 인하여 얇게 팽창하여, 얇아지는 행위는 환형부에서 압축 손실을 발생 시킬 수 있으며, 차례로 음향 감쇠와 같은 환형부(44)의 효능을 저하시키는 것이다. 원심력의 영향이 작아지도록, 제 3 실시예(44B)는 환형부(44B)의 내측 직경부(또는 선택적으로는 외측 직경부--도시 않음)에 성형되는 또는 부착되는 링(78)을 구비한다. 링은 반경방향 힘에 저항하도록 환형부(44B)를 보강하며, 따라서 고속도 회전 중에 환형부(44B)의 "얇아지는 행위(thinning)"에 저항 또는 반대로 작용하게 된다. 따라서, 압축이 유지되는 것이다.

도 11 및 도 12는 환형부(44), 즉 환형부(44C) 및 환형부(44D) 각각의 제 4 및 제 5 실시예를 나타낸 도면이다. 환형부(44C)에는 그 내측 직경부에서 상당히 두터운 두께의 레그(80)가 성형된다. 이러한 실시예에서는 허브 조립체(40), 특히 스파이더(48)가 원호형 탭(63) 없이 형성되는 것이다. 유효하게, 두터운 내부 성형 레그(80)가 원호형 탭(63)의 기능을 대체한다. 환형부(44C)의 구조는 축방향으로의 두께의 증가 없이 그리고 조립체의 탄성율을 증가하지 않고 자체 파열 강도를 증가하는 구조이다.

도 12에 도시된 환형부(44D)는 그 내측 직경부에 형성된 상당히 얇은 레그(82)가 형성되어진 것을 제외하고는 도 11에 도시된 환형부(44C)와 유사한 것이다. 이러한 실시예에서는 3개의 원호형 탭(63)이 연속성 원형 리브를 형성하도록 다른 하나의 방향으로 연장 형성되고, 얇은 레그(82)는 조립 시에 전기자 디스크(42)의 내측 직경과 리브 사이에 설치되는 크기의 것이다. 도 11에 도시된 실시예에서는 환형부(44D)가 축선 방향으로의 길이 증가 없이 또는 축선방향 팩키지의 증가 없이 강력하게 되고, 또한 성형 레그(82)는 환형부(44D)가 압출 손실을 초래하는 하이 RPM 압출을 억지하여 음향 감쇠 효과가 있는 것이다.

도 13은 환형부(44), 즉 환형부(44E)의 다른 제 6 실시예를 나타낸 도면이다. 이번 실시예에서는 성형 메시 탭(84)이 환형부(44E) 제조 시에 형성되는 것이다. 즉, 환형부(44E)는 예를 들어 유리섬유의 메시 탭이 환형부 자체의 면 너머로 이어지도록 성형된다. 환형부(44E)는 개량된 전기자 조립체 제조 방법이 가능하게 하는 것이다. 특정하게, 성형 메시 탭이 형성된 환형부(44E)는 스파이더(48)가 관형 허브(46)에 성형되는 사출성형 공동에 배치될 수 있는 것이다. 플라스틱(예를 들면, 스파이더가 형성되는 재료)이 연장 탭(84)주위로 흘러가, 허브 조립체(40)에 특히 스파이더(48)의 웨브(56)에 환형부(44E)를 고정 시킨다. 허브(46), 스파이더(48), 및 음향 감쇠 환형부(44E)를 포함하는 이러한 보조 조립체는 다음 예를 들어 리벳 지역에 적재되어 제조량을 저하시키지 않고 전기자 디스크(42)에 고정되는 것이다. 부가적인 잇점으로서, 음향 감쇠 재료로 이루어진 환형부(44E)는 조립 동안에 올바른 각도 방향을 유지하는 것이다. 상기 실시예는 조립 공정을 간략하게 할 수 있는 것이며 그리고 환형부(44)가 허브 조립체(40)로 향하는 방향과 관련된 서행(slow-down)을 최소화 하는 것과 같이, 제조 동안에 음향 감쇠 환형부(44E)의 올바른 위치 설정을 보장하는 것이다.

도 14는 그 일 측부에 접착부(86) 층을 가진 환형부(44) 즉, 환형부(44F)의 부가적인 실시예를 나타낸 도면이다. 상기 실시예는 또한 향상된 전기자 조립체를 제조하는 방법을 허용하며, 환형부(44F)에는 스파이더(48)의 내부 방향측과 대면하는 접착측이 배치된다. 또한, 접착부가 환형부(44E)의 전기자 측에 적용될 수도 있는 것이다.(도시 않음) 또한, 접착부가 동일한 효과로 스파이더(48) 및/또는 전기자(42)에 적용될 수 있는 것이다. 다시, 이러한 보조 조립체는 예를 들어 리벳작업 지대에 적재되고 그리고 생산량의 저하 또는 서행 동작 없이 전기자 디스크(42)에 고정된다. 다시, 환형부(44F)는 조립에 적정한 허브 조립체(40)의 스파이더에 대한 올바르고 필요한 각도 위치를 유지시킨다.

본 발명의 전기자 조립체는 또한 억지-층 감쇠 기술이 이용된 종래 전기자 조립체와 관련하여 감소된 축 방향 길이를 가지는 잇점을 가지는 것이다. 또한, 본 발명에 따르는 전기자 조립체는 배면 판이 사용되지 않으므로, 억지-층 감쇠 기술을 이용하는 종래 전기자 조립체와 상관하여 감소된 중량을 가지는 것이다.

본 발명이 특정 실시예를 통해 설명되어졌지만, 상기 본원에 관한 한의 설명은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 설명된 것으로서 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 한정 받는 것으로서, 본 발명의 정신 및 범위 내에서의 당 분야의 기술인에 의한 변경 및 보정이 가능한 것이다.

도 1은 본 발명에 따르는 전자석 커플링의 부분 단면 확대 사시도.

도 2는 본 발명의 특징적 기술 내용이 합치된 전기자 조립체를 가진 도 1의 전자석 커플링의 2-2선을 따라 절취된 부분 단면도.

도 3은 전기자 조립체를 분해하여 나타낸 사시도.

도 4는 도 2의 4-4선을 따라 절취된 단면도.

도 5는 도 4의 5-5선을 따라 절취된 단면도.

도 6은 본 발명의 전기자 조립체의 허브 조립체 부분의 측면을 나타낸 평면도.

도 7은 도 5에 도시된 전기자 조립체의 일 부분을 확대하여 나타낸 도면.

도 8은 음향 감쇠재로 이루어진 환형부의 제 1 실시예의 단부도.

도 9는 음향 감쇠재로 이루어진 환형부의 제 2 실시예를 나타낸 도면.

도 10은 음향 감쇠재로 이루어진 환형부의 제 3 실시예를 나타낸 도면.

도 11 및 도 12는 음향 감쇠재로 이루어진 환형부의 제 4 및 제 5 실시예를 나타낸 도면.

도 13은 성형 메시 탭이 합체된 음향 감쇠재로 이루어진 환형부의 제 6 실시예를 나타낸 도면.

도 14는 환형부의 외부 면과 일체성 접착부를 가진 음향 감쇠재로 이루어진 환형부의 제 7 실시예를 나타낸 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 클러치 11: 과급기

13: 구동 축 14: 일 피스 환형상 필드 셀

16: 링 18: 레그

20: 권취부 26: 회전자

30: 구동 벨트 36: 회전자 면(rotor face)

38: 전기자(armature) 조립체 40: 허브 조립체

42: 디스크 44: 엘라스토머성 환형부

46: 허브 48: 스파이더(spider)

52: 러그(lug) 56: 웨브(web) 부분

70: 노치(notch) 72: 설부(tongues)

Claims

선택적으로 결합 및 결합해제 가능한 전자석 커플링용 전기자 조립체에 있어서, 상기 전기자 조립체는:

중심 축선이 있는 허브와;

슬리브 부분과, 웨브 부분과, 슬리브에 대한 축선 전후방향으로 웨브 부분을 유연하게 하는 슬리브 부분과 웨브 부분과 일체적인 힌지 수단을 가지는 탄성 항복성 플라스틱으로 제조된 스파이더와;

상대적 저 자기저항을 가진 재료로 제조되고 웨브 부분으로부터 축선 방향으로 이격진 환형상 전기자 디스크와;

섬유 스트랜드를 구비하고, 스파이더의 웨브 부분과 전기자 디스크와의 사이에 샌드위치되는 압축성 음향 감쇠 재료로 이루어진 환형부 및;

디스크와 웨브 부분 사이에 일정한 축선 방향 압축부에 환형부를 배치하면서 전기자 디스크와 스파이더를 서로 고정시키는 수단을 포함하며;

상기 슬리브 부분은 허브 위에서 신축자재하며 허브에 대한 회전 및 축선 방향 운동이 포획되며, 상기 웨브 부분은 슬리브로부터 반경방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 환형부는 엘라스토머성 재료를 포함하고 그리고 상기 스트랜드는 폴리에스테르 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
제 2 항에 있어서, 폴리에스테르로 이루어진 스트랜드는 폴리에스테르 메시를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
제 3 항에 있어서, 상기 스트랜드는 약 45도의 각도로 교차하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 환형부는 엘라스토머성 재료를 포함하고 그리고 상기 스트랜드는 유리섬유 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
제 5 항에 있어서, 상기 유리섬유 스트랜드는 유리섬유 메시를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
제 6 항에 있어서, 상기 웨브 부분은 다수개의 일정 각도로 이격진 탭을 구비하고, 상기 환형부는 탭을 개별적으로 수용하는 크기로 형성된 홈을 한정하는 대응적 다수개로 일정 각도로 이격진 설부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 웨브 부분은 다수개의 일정 각도로 이격진 탭을 구비하고 그리고, 상기 환형부는 엘라스토머성 재료를 포함하고 상기 탭을 개별적으로 수용하는 크기로 형성된 대응적 다수개로 일정 각도로 이격진 그루브를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 웨브 부분은 원형 리브를 구비하고 그리고, 상기 환형부는 엘라스토머성 재료를 포함하고 그리고 외측 직경부와 내측 직경부를 구비하며, 여기서 상기 환형부는 부가로 그 반경방향 연장부와의 대면 동작을 위해 외측 직경부와 내측 직경부의 적어도 하나로 부터 연장되는 링을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 환형부는 엘라스토머성 재료를 포함하고 그리고 내부 직경부와 외부 직경부를 구비하고, 상기 내부 직경부는 반경 축선방향으로 연장되어 전기자 디스크의 내측 직경부와 슬리브 사이에서 반경방향으로 연장되는 레그를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 웨브 부분은 원형 리브를 구비하고 그리고, 상기 환형부는 엘라스토머성 재료를 포함하고 그리고 내부 직경부와 외부 직경부를 구비하고, 상기 내부 직경부는 축선 방향으로 연장되어 전기자 디스크의 내측 직경부와 리브 사이에서 반경방향으로 연장되는 레그를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체.
전기자 디스크와, 음향 감쇠 재료로 이루어진 환형부 및, 웨브 부분을 가지는 허브 조립체를 구비하는 전기자 조립체 제조 방법에 있어서, 상기 전기자 조립체 제조 방법은:

(A)일체형 부착 수단으로 음향 감쇠 재료로 이루어진 환형부를 형성하는 단계와;

(B)부착 수단을 사용하는 허브 조립체의 웨브 부분에 환형부를 고착시키는 단계와;

(C)상기 전기자 디스크를 허브 조립체의 웨브 부분에 고정시키어 환형부를 압축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체 제조 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 (A)단계는:

부착 수단을 형성하는 성형 탭이 돌출된 유리섬유 메시와 폴리에스테르 메시의 하나를 형성하는 단계와;

제 1 몰드에 상기 하나의 메시를 배치하는 단계 및;

상기 제 1 몰드에 엘라스토머성 재료를 유입하여 환형부를 형성하는 단계로 이행되는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체 제조 방법.
제 13 항에 있어서, (B)단계는:

성형 탭이 제 2 몰드의 영역 내로 연장되어 웨브 부분을 형성하도록 허브 조립체를 생산하는 구조로 된 제 2 몰드 내에 환형부를 배치하는 단계와;

제 2 몰드 내로 플라스틱을 유입시키어 허브 조립체를 형성하는 단계로 이행되며;

성형 탭은 환형부를 웨브 부분에 고정하는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체 제조 방법.
제 12 항에 있어서, (C)단계는:

허브 조립체의 웨브 부분에 전기자 디스크를 고정하는 단계로 이행되는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체 제조 방법.
제 12 항에 있어서, (A)단계는 환형부의 일 측부에 부착 메시를 한정하는 접착체를 적용하여 이행되는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체 제조 방법.
제 16 항에 있어서, (B)단계는:

웨브 부분을 향하는 방향으로 접착측을 가진 웨브 부분에 대한 필요한 각도 방향으로 환형부를 위치 설정하는 단계와;

상기 접착측에 반대 측에 있는 환형부의 일 측부에 접착력을 가하여 전기자와 웨브 부분의 하나에 상기 환형부를 고착시키는 단계로 이행되는 것을 특징으로 하는 전기자 조립체 제조 방법.