KR101620498B1 - 사무기기 용지 픽업용 전자클러치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자클러치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 픽업 기어(10); 상기 픽업 기어(10)와 선택적으로 함께 회전되면서 동력축에 끼워져 픽업 기어(10)의 회전력을 전달하는 샤프트(11); 상기 샤프트(11)에 동축적으로 결합되어 상기 픽업 기어(10)의 바깥면과 마주하는 위치에 배치된 로터(12); 이에 마주보는 위치에 동축적으로 픽업기어(10)에 에 결합되어 있는 아마츄어(AM); 상기 샤프트(11)에 회전 가능하도록 동축적으로 결합되어 상기 로터(12)측으로 아마츄어(AM)의 이동을 위한 전자기력을 발생시키는 하우징 보빈 어셈블리(13); 상기 샤프트(11)에 결합되어 상기 픽업 기어(10)와 상기 로터(12)와 상기 샤프트(11) 및 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)의 조립 상태를 유지하는 체결링(20); 상기 체결링(20)의 안쪽면과 바깥면 중에서 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)와 마주하는 안쪽면에서 돌출되어 상기 로터(12)와의 사이에 여유 공간(S)이 확보되도록 하는 리브(22)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사무기기 용지 픽업용 전자클러치{Electronic clutch for office machine paper feeding}
본 발명은 전자클러치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 샤프트의 축방향으로의 이동(유동)을 방지하여 로터의 공간을 확보하고, 축방향 유격(틈)을 확보하여 로터의 원활한 회전을 가능하게 하는 새로운 전자클러치에 관한 것이다.
일반적으로, 현상장치는 복사기, 잉크젯 프린트, 레이저 프린트, 포토 프린트 및 팩시밀리 등이 있으며, 이러한 장치들은 통상 기록용지를 사용하여 복사나 인쇄과정을 진행하게 된다. 이 장치들은 또한 복사나 인쇄과정을 진행하기 위해 다수 매의 용지가 적재된 급지 카세트를 필수적으로 구비하며, 상기 급지 카세트에 구비된 다수 매의 용지를 한 장씩 순차적으로 인출하기 위해 용지급지 장치를 구비한다. 그리고 픽업 롤러(100)를 기준으로 중심축(101)의 일측 단부에는 용지 이송용 전자클러치가 구비된다.
기존의 전자클러치로는 국내등록특허 제10-0570503호(2006.04.06 등록) 등이 있는데, 상기 국내등록특허 제10-0570503호는 외부의 동력원으로부터 동력을 전달받아 회전하며 금속성 플레이트의 부착이 가능하도록 내부에 자성체를 가지는 기어 어세이; 상기 플레이트와 일측이 마주하는 로터; 상기 자성체보다 강한 전자기력을 발생시켜 상기 로터 및 플레이트를 일체로 부착시키도록 상기 로터의 타측에 구비되는 보빈하우징; 및 상기 기어 어세이, 로터 및 보빈하우징의 중앙부에 회동 가능하게 끼워지며, 상기 보빈하우징의 전자기력 발생으로 상기 로터 및 플레이트가 일체로 부착되면 상기 기어 어세이와 연동이 가능하도록 외주면이 상기 로터와 고정되는 샤프트를 포함하며, 상기 보빈하우징의 전자기력이 상실되면 상기 자성체에 의해 상기 플레이트가 상기 로터로부터 이격됨과 동시에 상기 샤프트의 동작이 정지하는 것을 특징으로 하는 사무기기의 용지 이송용 전자클러치이다.
종래의 용지 급지장치에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 최상단의 원고로부터 급지하기 위한 반원통 형상의 픽업 롤러(100)가 중심축(101)에 고정되어 있고, 상기 픽업 롤러(100)의 외주면에는 마찰 러버(102)가 고정되어 있다.
이러한 중심축(101)은 프레임에 회전가능하게 고정된다. 상기 픽업 롤러(100)를 기준으로 한쪽 끝에는 모터 등과 같은 외부의 동력원(미도시)으로부터 전달되는 동력을 전달받아 회전하는 픽업 기어(10), 픽업 기어(10)와 샤프트(11) 사이에 배치되고 전자기력 흡착에 의해 동력을 전달/차단하는 로터(12), 픽업 기어(10)와 선택적으로 함께 회전되면서 동력축에 끼워져 픽업 기어(10)의 회전력을 전달하는 샤프트(11), 샤프트(11)의 주위에 동심원상으로 배치되면서 로터(12)측으로 픽업 기어(10)의 이동을 위한 전자기력을 발생시키는 보빈/하우징(13) 등으로 구성되는 클러치 어셈블리가 조립된다.
위와 같은 구조로 이루어진 종래의 급지장치에서 클러치는 중심축에 의하여 픽업 롤러와 연결되어 있고, 픽업 기어(10)가 회전하면 중심축이 회전하면서 픽업 롤러도 함께 회전함으로써, 용지를 1장씩 급지경로상에 픽업하여 공급하게 된다.
사용자가 복사기의 복사 스위치를 누르거나, 컴퓨터와 연결된 프린터의 경우에 컴퓨터의 프린트 명령을 받는 프린터, 또는 보통용지 팩시밀리의 경우에 전송신호가 팩시밀리에 입력되면, 픽업 기어(10)가 회전하게 되는데, 아마츄어와 로터(12)가 서로 떨어져 있게 되므로 픽업 기어(10)의 회전력은 샤프트(11)에 전달되지 않고, 이에 따라 픽업 롤러는 아직 회전하지 않게 된다.
이와 같은 상태에서 보빈/하우징(13)에 전원이 공급됨에 따라 내부의 마그네틱 와이어(미도시)에 전자기력이 발생되면서 이때의 전자기력은 아마츄어를 통해 로터(12)에 전달되고, 계속해서 로터(12)는 아마츄어를 끌어당겨 일체식으로 결속되므로, 픽업 기어(10)의 구동력이 로터(12)를 거쳐 샤프트(11)에 전달된다.
이렇게 픽업 기어(10)의 구동력에 의해 샤프트(11)가 회전하면, 이때의 구동력은 중심축에 전달되어 중심축의 회전과 함께 픽업 롤러가 구동하게 되므로, 픽업 롤러는 러버를 이용하여 세팅된 용지를 급지경로상으로 이송시킴으로써 1장의 용지를 픽업하게 된다.
1장의 용지를 픽업하여 급지한 후, 픽업 기어(10)의 단속제어를 통해 보빈/하우징(13)으로 공급되는 전원이 제어되면, 전자기력의 소멸과 동시에 아마츄어가 원래의 위치로 복귀되면서 픽업 기어(10)와 샤프트(11) 간의 결속력이 해제되므로, 픽업 기어(10)와 샤프트(11) 간의 동력이 끊어지고, 다음 용지를 위한 급지 세팅상태로 전환된다.
이렇게 전자기력을 이용하는 클러치 방식은 각종 사무기기에서 제조원가의 절감 또는 기기의 소형화 등의 이유로 하나의 구동원에 의하여 여러 부분의 구동부에 구동력을 제공하도록 구성하고 있으며, 이러한 과정에서 구동원의 동력을 선택적으로 수용하기 위하여 입력신호가 있으면 전자기력이 발생되어 동력을 전달하고, 입력신호가 없으면 전자기력이 발생되지 않아 동력을 전달하기 않도록 구성되어 있다. 위와 같은 클러치의 동력전달 원리는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
한편, 상기 전자클러치의 동작 특성 항목중에 연결 시간이라는 것이 있다. 연결 시간은 전자클러치에 전원 전압을 인가한 후, 부하축이 목표 회전수로 따라서 회전하기까지의 반응 시간이다.
프린터 또는 복사기의 인쇄 출력 속도가 증가하면서, 급지 또는 이송 역할 부품(전자플러치)의 반응 시간(연결시간)도 더욱 빠른 성능을 요구받는다. 또한, 생산되는 전자클러치 제품의 반응 시간(연결 시간) 특성 분포 구간도 좁아져서, 요구 공차 범위 내에 들어와 줘야 한다.
이를 위해서, 전자클러치 내부의 부품간의 간격, 특히 연결시간 단축을 위해서는 회전 방향의 여유 각도(틈)가 작아져야 한다. 특히 연결시간 단축을 위해 로터와 샤프트 사이를 틈이 없이 밀착 조립을 하여야 하는데, 로터(Rotor)와 샤프트(Shaft)가 여유 공간(틈)이 없도록, 조립하려면 두 부품은 강제 삽입이 되어야 하고, 이러한 경우 만약 샤프트가 축 방향으로 작용하는 외부의 힘에 의해 이동을 하는 경우, 내부 부품, 다시 말해, 보빈, 하우징 등과의 간섭으로 인하여 로터가 자유로운 회전을 못한다. 이처럼 로터가 보빈, 하우징 등과의 간섭으로 인하여 자유로운 회전을 하지 못하면 급지 또는 이송 역할 부품(전자플러치)의 반응 시간(연결시간)도 느려져서 전자클러지의 더욱 빠른 성능을 발휘하지 못하는 문제가 있으며, 전자클러치 제품의 반응 시간(연결 시간) 특성 분포 구간도 요구 공차 범위 내에 들어와 주지 못하는 문제도 생긴다.
국내등록특허 제10-0570503호(2006.04.06 등록) 국내공개특허 제10-2006-0090538호(2006.08.11 공개) 국내등록실용신안 제20-0306467호(2003.02.24 등록) 국내공개특허 제10-2008-0062870호(2008.07.03 공개)
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 하우징 보빈 어셈블리 등의 주변 부품의 간섭으로 로터가 자유로운 회전을 하지 못하는 경우를 방지하여, 사무기기에서 급지 또는 용지 이송 역할의 반응 시간(연결시간)을 더욱 빠른 성능으로 구현할 수 있는 새로운 사무기기 용지 픽업용 전자클러치를 제공하고자 하는 것이다. 즉, 본 발명은 샤프트가 축방향 외부 힘을 받더라도 로터와 하우징 보빈 등의 주변 부품 사이에 적당한 거리를 유지하게 되어서 로터의 자유로운 회전력을 유지하므로, 사무기기에서 급지 또는 용지 이송 역할의 반응 시간(연결시간)을 더욱 빠르게 할 수 있는 새로운 전자클러치를 제공하는 것이 목적이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 외부의 동력원으로부터 전달되는 동력을 전달받아 회전하는 픽업 기어; 상기 픽업 기어와 선택적으로 함께 회전되면서 동력축에 끼워져 픽업 기어의 회전력을 전달하는 샤프트; 상기 샤프트에 동축적으로 결합되어 상기 픽업 기어의 바깥면과 마주하는 위치에 배치된 로터; 상기 샤프트에 회전 가능하도록 동축적으로 결합되어 상기 로터측으로 픽업 기어의 이동을 위한 전자기력을 발생시키는 하우징 보빈 어셈블리; 상기 샤프트에 결합되어 상기 픽업 기어와 상기 로터와 상기 샤프트 및 상기 하우징 보빈 어셈블리의 조립 상태를 유지하는 체결링; 상기 체결링의 안쪽면과 바깥면 중에서 상기 하우징 보빈 어셈블리와 마주하는 안쪽면에서 돌출되어 상기 로터와의 사이에 여유 공간이 확보되도록 하는 리브;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 사무기기 용지 픽업용 전자클러치가 제공된다.
상기 하우징 보빈 어셈블리에는 축홀이 구비되고, 상기 로터에는 중심부에 축보스가 구비되어, 상기 축보스가 상기 하우징 보빈 어셈블리의 상기 축홀에 끼워진 상태에서 상기 샤프트에 결합된 상기 체결링의 상기 리브가 상기 로터의 상기 축보스의 단부에 접촉되어, 상기 체결링과 상기 하우징 보빈 어셈블리 사이(체결링의 안쪽면과 하우징 보빈 어셈블리의 바깥면 사이)에 여유 공간이 확보되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 샤프트는 한쪽 단부 외주면에 체결링 결합홈이 구비되고, 상기 샤프트의 다른 쪽 단부에는 플랜지부가 구비되어, 상기 샤프트가 상기 픽업 기어의 축삽입홀과 상기 로터의 축보스를 관통하여 상기 하우징 보빈 어셈블리의 축홀에 결합된 상태에서 상기 체결링이 상기 샤프트의 상기 체결링 결합홈에 끼워져서 상기 하우징 보빈 어셈블리의 바깥면에서 일정 간격 이격된 위치에 상기 체결링이 배치되고 상기 샤프트의 다른 쪽 단부에 구비된 상기 플랜지부는 상기 픽업 기어의 바깥면에 접촉되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 체결링을 내주면에서 외주면으로 연통된 절개부를 구비하여, 상기 체결링이 상기 절개부를 기준으로 내경이 벌어질 수 있는 C링 형태이다.
상기 체결링은 상기 절개부를 기준으로 내경이 확장된 상태에서 상기 내경을 벌려주는 힘이 해제될 때에 원래의 내경으로 복귀할 수 있도록 자체 탄성 복원력을 보유한 합성수지로 구성될 수 있다.
본 발명의 전자클러치에 의하면, 샤프트에 하우징 보빈 어셈블리와 로터와 픽업 기어가 결합되고, 샤프트에는 체결링이 결합되어, 상기 체결링과 샤프트에 의해 하우징 보빈 어셈블리와 로터와 픽업 기어가 조립된 상태로 유지되는 구조로서, 상기 체결링의 한쪽 면으로 돌출된 리브가 로터와 닿아서 샤프트가 이동하여도 체결링과 로터 간의 여유 공간(체결링과 하우징 보빈 어셈블리 간의 여유 공간)을 확보하여 사무기기에서 급지 또는 용지 이송 역할의 반응 시간(연결시간)을 더욱 빠르게 구현할 수 있게 된다.
물론, 본 발명은 상기의 효과 이외에 여러 가지 효과가 있으나 상기와 같은 효과는 본 발명의 주요 효과에 해당한다고 할 수 있다.
도 1은 종래 전자클러지를 보여주는 사시도
도 2는 본 발명에 의한 전자클러치의 분해 사시도
도 3은 도 2의 A 방향 사시도
도 4는 본 발명에 의한 전자클러치의 외관 사시도
도 5는 도 4의 B 방향 사시도
도 6은 도 4의 내부 구조를 보여주는 종단면도
도 7은 본 발명의 주요부인 샤프트의 보조 돌기와 로터의 결합 상태를 부분 확대하여 보여주는 종단면도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전자클러치의 분해 사시도
도 9는 도 8의 내부 구조를 보여주는 종단면도
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전자클러치의 분해 사시도
도 11은 도 10의 내부 구조를 보여주는 종단면도
도 12는 본 발명의 주요부인 체결링의 또 다른 변형된 실시예를 보여주는 전자클러치의 분해 사시도
도 13은 도 12의 내부 구조를 보여주는 종단면도
도 14는 본 발명의 주요부인 체결링과 리브가 별체로 구성되고 체결링에 보조 돌기가 형성된 상태를 보여주는 전자클러치의 분해 사시도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 예를 들어, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 전자클러치는 모터 등과 같은 외부의 동력원으로부터 전달되는 동력을 전달받아 회전하는 픽업 기어(10)와, 이 픽업 기어(10)와 선택적으로 함께 회전되면서 동력축에 끼워져 픽업 기어(10)의 회전력을 전달하는 샤프트(11)와, 상기 샤프트(11)에 결합되어 상기 픽업 기어(10)의 바깥면과 마주하는 위치에 배치된 로터(12)와, 상기 샤프트(11)에 동축적으로 결합되어 로터(12)측으로 픽업 기어(10)의 이동을 위한 전자기력을 발생시키는 하우징 보빈 어셈블리(13)와, 샤프트(11)에 결합되어 픽업 기어(10)와 로터(12)와 샤프트(11) 및 하우징 보빈 어셈블리(13)의 조립 상태를 유지하는 체결링(20)과, 이러한 체결링(20)의 안쪽면과 바깥면 중에서 하우징 보빈 어셈블리(13)와 마주하는 안쪽면에서 돌출되어 로터(12)와의 사이에 여유 공간(S)이 확보되도록 하는 리브(22)를 포함한다.
상기 픽업 기어(10)는 바깥면과 안쪽면을 구비하는데, 픽업 기어(10)의 바깥면에는 환형의 링부가 구비되어, 링부의 안쪽에 수용홈이 구비된다. 상기 픽업 기어(10) 바깥면에 형성된 수용홈에 마그넷(10A)이 내장된다. 마그넷(10A)은 중앙부에 구멍이 있는 엽전 형상이다.
상기 샤프트(11)는 픽업 기어(10)와 선택적으로 함께 회전되면서 동력축에 끼워져 픽업 기어(10)의 회전력을 전달하기 위한 것이다. 샤프트(11)는 일단부(바깥면측 단부)의 외주면에 체결링 결합홈(11G)이 구비되고, 샤프트(11)의 타단부(안쪽면측 단부)에 반경 방향 외측으로 확장된 플랜지부(11F)를 구비한다. 샤프트(11)의 플랜지부(11F)에 픽업 기어(10)의 안쪽면이 걸려져서 샤프트(11)에서 픽업 기어(10)가 이탈되는 것이 방지된다. 또한, 샤프트(11)는 일단부측 외주면에 후술할 로터(12)의 축보스(12BO)에 형성된 키이 걸림면(KF)에 맞닿아 결합되는 결합 키이면(CK)을 구비한다. 샤프트(11)의 일단부측 외주면에 서로 대칭되는 한 쌍의 결합 키이면(CK)이 구비된다.
상기 로터(12)는 샤프트(11)의 외주면에 끼워진다. 로터(12)의 중앙부에서 바깥면으로 돌출된 축보스(12BO)가 샤프트(11)의 외주면에 끼워진다. 이때, 로터(12)의 축보스(12BO)에는 적어도 하나의 키이 걸림면(KF)이 구비된다. 두 개의 키이 걸림면(KF)이 로터(12)의 축보스(12BO)에 구비된다. 두 개의 키이 걸림면(KF)이 축보스(12BO)의 중심부를 기준으로 대칭되는 위치에 구비된다. 따라서, 상기 샤프트(11)의 외주면에 로터(12)의 축보스(12BO)가 끼워지면 축보스(12BO)의 키이 걸림면(KF)과 샤프트(11)의 결합 키이면(CK)의 맞결합에 의해 상기 로터(12)와 샤프트(11)가 함께 회전 가능하도록 구성된다. 상기 픽업 기어(10)의 축홀을 기준으로 할 때에 로터(12)와 샤프트(11)가 함께 회전될 수 있다. 상기 로터(12)는 내부에 하우징 보빈 어셈블리(13) 수용홈이 구비된다. 로터(12)의 바깥면에 하우징 보빈 어셈블리(13) 수용홈이 구비된다.
상기 로터(12)의 안쪽면과 픽업 기어(10)의 바깥면 사이에는 아마츄어(AM)가 배치된다. 아마츄어(AM)의 축홀이 샤프트(11)의 외주면에 결합된 상태에서 로터(12)의 안쪽면과 픽업 기어(10)의 바깥면 사이에 배치된다. 상기 로터(12)와 픽업 기어(10) 사이에는 아마츄어(AM)가 개재되고, 상기 아마츄어(AM)는 자성에 의해 끌어당겨지도록 금속재로 구성되며, 상기 픽업 기어(10)에 구비된 마그넷(10A)에 의해 아마츄어(AM)가 픽업 기어(10) 방향으로 당겨지도록 구성된다. 이때, 픽업 기어(10)의 바깥면에 확보된 수용홈의 외곽부를 따라 복수개의 걸림편이 구비되고, 상기 아마츄어(AM)의 둘레부에는 복수개의 걸림홈이 구비되어, 상기 아마츄어(AM)의 각 걸림홈에 픽업 기어(10)의 각 걸림편이 걸려진 상태에서 픽업 기어(10)와 아마츄어(AM)가 함께 회전할 수 있는 상태가 된다. 아마츄어(AM)가 로터(12) 방향으로 당겨진 상태이거나 로터(12) 쪽으로 당겨지지 않은 상태이거나 관계없이 아마츄어(AM)의 둘레부에 구비된 걸림홈이 구비되어, 상기 아마츄어(AM)의 각 걸림홈에 픽업 기어(10)의 각 걸림편이 걸려진 상태에서 픽업 기어(10)와 아마츄어(AM)가 함께 회전할 수 있는 상태가 되는 것이다.
상기 하우징 보빈 어셈블리(13)는 기존의 전자클러치에 들어가는 보빈/하우징과 동일한 구조로서, 하우징 보빈 어셈블리(13)에 전원이 공급됨에 따라 내부의 마그네틱 와이어(미도시)에 전자기력이 발생된다. 하우징 보빈 어셈블리(13)의 중앙부에 형성된 축홀이 샤프트(11)에 끼워진 상태에서 하우징 보빈 어셈블리(13)가 로터(12) 내부의 하우징 보빈 어셈블리(13) 수용홈에 수용된다. 하우징 보빈 어셈블리(13)는 일측으로 튀어나온 유자형 스톱퍼가 미도시된 사무기기의 프레임 등에 고정되어 하우징 보빈 어셈블리(13)는 고정되고 상기 픽업 기어(10)와 샤프트(11)와 로터(12) 및 아마츄어(AM)가 회전되도록 구성된다. 하우징 보빈 어셈블리(13)를 기준으로 픽업 기어(10)와 샤프트(11)와 로터(12) 및 아마츄어(AM)가 회전될 수 있도록 구성된다.
상기 체결링(20)은 샤프트(11)의 일단부측 외주면에 형성된 체결링 결합홈(11G)에 끼워진다. 샤프트(11)의 일단부측의 외주면 일부가 하우징 보빈 어셈블리(13)의 바깥면으로 돌출되어 나오는데, 이러한 샤프트(11)의 일단부측 외주면에 형성된 체결링 결합홈(11G)에 상기 체결링(20)이 끼워진다.
상기 체결링(20)의 바깥면과 안쪽면 중에서 안쪽면이 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)의 바깥면과 마주하도록 배치되는데, 체결링(20)의 안쪽면에는 하우징 보빈 어셈블리(13)의 바깥면 방향으로 돌출된 리브(22)가 구비된다. 즉, 상기 체결링(20)의 안쪽면과 바깥면 중에서 하우징 보빈 어셈블리(13)와 마주하는 안쪽면에서 리브(22)가 돌출되고, 상기 리브(22)는 로터(12)와 접촉(정확하게는, 로터(12)의 축보스(12BO) 단부와 접촉)되어 상기 로터(12)와의 사이에 여유 공간(S)이 확보된다. 이때, 상기 여유 공간(S)은 체결링(20)의 안쪽면과 하우징 보빈 어셈블리(13)의 바깥면 사이에 확보된 공간이다.
한편, 상기 체결링(20)은 내주면에서 외주면으로 개방된 절결부가 구비된다. 즉, 체결링(20)은 내주면에서 외주면으로 연통된 절개부(24)를 구비하여, 상기 체결링(20)이 절개부(24)를 기준으로 내경이 벌어질 수 있는 C링 형태이다. 따라서, 상기 절결부를 기준으로 체결링(20)의 내경을 더 벌린 상태에서 상기 샤프트(11) 외주면의 체결링 결합홈(11G)에 체결링(20)을 끼워주면 된다. 한편, 상기 체결링(20)을 합성수지와 같이 벌어진 상태에서 다시 원래의 내경으로 좁혀질 수 있는 자체 탄성 복원력이 있는 재질로 구성되어, 상기 체결링(20)이 샤프트(11) 외주면의 체결링 결합홈(11G)에 끼워진 상태에서는 체결링(20)이 원래의 내경을 유지하므로, 체결링(20)이 샤프트(11) 외주면의 체결링 결합홈(11G)에서 이탈되는 것이 방지된다.
정리하면, 상기 샤프트(11)는 한쪽 단부 외주면에 체결링 결합홈(11G)이 구비되고, 상기 샤프트(11)의 다른 쪽 단부에는 플랜지부(11F)가 구비되어, 상기 샤프트(11)가 픽업 기어(10)의 축삽입홀과 로터(12)의 축보스(12BO)를 관통하여 하우징 보빈 어셈블리(13)의 축홀에 결합된 상태에서 상기 체결링(20)이 샤프트(11)의 체결링 결합홈(11G)에 끼워져서 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)의 바깥면에서 일정 간격 이격된 위치에 체결링(20)이 배치되고 상기 샤프트(11)의 다른 쪽 단부에 구비된 플랜지부(11F)는 픽업 기어(10)의 바깥면에 접촉되도록 구성되어, 샤프트(11)에 픽업 기어(10)와 아마츄어(AM)와 로터(12) 및 하우징 보빈 어셈블리(13)가 결합되고, 샤프트(11)의 일단부측에 구비된 체결링(20)과 샤프트(11)의 타단부에 구비된 플랜지부(11F)에 의해 상기 픽업 기어(10)와 아마츄어(AM)와 로터(12) 및 하우징 보빈 어셈블리(13)가 샤프트(11)에서 빠지지 않고 조립된 상태로 유지된다. 이때, 상기 체결링(20)은 안쪽면으로 돌출된 리브(22)가 로터(12)의 축보스(12BO) 단부에 접촉되어서 체결링(20)과 로터(12) 사이의 폭이 하우징 보빈 어셈블리(13)의 양면(즉, 바깥면과 안쪽면) 사이의 폭보다 더 크게 구성되어, 상기 체결링(20)과 하우징 보빈 어셈블리(13) 사이에 여유 공간(S)(스페이스)가 확보된다. 체결링(20)의 안쪽면과 하우징 보빈 어셈블리(13)의 바깥면 사이에 여유 공간(S)이 확보된 구성을 취할 수 있다.
상기한 구성의 본 발명에 의한 사무기기 용지 픽업용 전자클러치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
용지의 급지를 위한 픽업 롤러(100)와 이 픽업 롤러의 구동을 위한 중심축(101)이 배치되고, 중심축(101)의 한쪽 옆으로 전자클러치가 위치되면서 중공의 샤프트(11)에 중심축(101)이 일체식으로 조립된다.
따라서, 외부동력원으로부터 동력을 받아 프레임에 회전가능하게 고정되는 중심축(101)에 의해 픽업 롤러(100)가 회전되면서 클러치에 의한 클러치 작용으로 원고를 1장씩 급지할 수 있게 된다.
본 발명에 의한 전자클러치는 샤프트(11)가 중심축에 연결됨으로써 픽업 롤러와 연결되어 있다.
따라서, 픽업 기어(10)가 회전하면, 중심축이 회전하고, 이에 따라 픽업 롤러가 회전함으로써, 용지를 1장씩 급지경로상에 픽업하여 공급하게 된다.
사용자가 복사기의 복사 스위치를 누르거나, 컴퓨터와 연결된 프린터의 경우에 컴퓨터의 프린트 명령을 받는 프린터 또는 보통용지 팩시밀리의 경우에 전송신호가 팩시밀리에 입력되면, 상기 픽업 기어(10)가 회전하게 되는데, 이때에는 픽업 기어(10)와 샤프트(11) 사이에 회전력 전달 매개체도 존재하지 않게 되어서 픽업 기어(10)의 회전력은 샤프트(11)에 전달되지 않으므로, 픽업 롤러는 아직 회전하지 않게 된다.
상기와 같은 상태에서 하우징 보빈 어셈블리(13)에 전원이 공급됨에 따라 그 내부의 마그네틱 와이어에 전자기력이 발생되면서 이때의 전자기력은 아마츄어(AM)를 통해 로터(12)에 전달되고, 계속해서 로터(12)가 아마츄어(AM)를 끌어당기게 됨에 따라 픽업 기어(10)의 회전력은 로터(12)에 전달되어, 픽업 기어(10)의 구동력이 샤프트(11)에 일체로 결속되어 있는 로터(12)를 통해 샤프트(11)에 전달된다.
이처럼 픽업 기어(10)의 구동력에 의해 샤프트(11)가 회전하면, 이때의 구동력은 중심축에 전달되어 중심축의 회전과 함께 픽업 롤러가 구동하게 되므로, 픽업 롤러는 러버를 이용하여 세팅된 용지를 급지경로상으로 이송시킴으로써 1장의 용지를 픽업하게 된다.
1장의 용지를 픽업하여 급지한 후, 픽업 기어(10)의 단속제어를 통해 하우징 보빈 어셈블리(13)로 공급되는 전원이 제어되면, 전자기력의 소멸과 동시에 아마츄어(AM)가 당겨져서 아마츄어(AM)가 원래의 위치로 복원되면서 로터(12)와의 결착관계가 해제되므로, 픽업 기어(10)와 샤프트(11) 간의 동력(회전력 전달)이 끊어지고, 다음 용지를 위한 급지 세팅상태로 전환된다.
이때, 본 발명에서는 샤프트(11)가 축방향 외부 힘을 받더라도 로터(12)와 적당한 거리를 유지하게 되어서, 로터(12)의 자유로운 회전력을 유지하는데 핵심적인 특징이 있다. 이러한 역할을 하는 것이 체결링(20)으로서, 체결링(20)의 한쪽 면으로 돌출된 리브(22)가 로터(12)와 닿아서 샤트프가 이동하여도 체결링(20)과 로터(12)가 여유 공간(S)을 확보하게 된다. 체결링(20)과 로터(12)가 여유 공간(S)을 확보한다는 것은 체결링(20)과 로터(12) 사이의 폭이 하우징 보빈 어셈블리(13)의 양면 사이의 폭(즉, 안쪽면과 바깥면 사이의 폭)보다 더 크게 구성되어, 상기 체결링(20)의 안쪽면과 하우징 보빈 어셈블리(13)의 바깥면 사이에 여유 공간(S)(스페이스)가 확보된 것을 의미할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 샤프트(11)가 축방향 외부 힘을 받더라도 로터(12)와 적당한 거리를 유지하게 되어서, 로터(12)의 자유로운 회전력을 유지한다. 상기 로터(12) 쪽으로 아마츄어(AM)가 당겨져서 픽업 기어(10)와 샤프트(11)가 회전할 때에 샤프트(11)에 축방향으로 밀리는 외부의 힘이 작용하여 샤프트(11)가 축방향으로 밀린다 하더라도 상기 체결링(20)과 로터(12) 사이의 확보된 여유 공간(S)으로 인하여 로터(12)가 다른 부품인 하우징 보빈 어셈블리(13)에 간섭되는 현상(즉, 하우징 보빈 어셈블리(13)에 로터(12)와 샤프트(11)의 체결링(20)이 꽉 끼어서 돌아가지 못하는 잼 현상)이 발생되는 경우가 방지되므로, 샤프트(11)의 축방향으로의 이동(유동)을 방지하여, 로터(12)와 하우징 보빈 어셈블리(13) 사이의 여유 공간(S) 확보(유격 확보)에 의해 로터(12)의 원활한 회전 나아가 샤프트(11)와 픽업 기어(10)의 원활한 회전을 가능하게 한다.
상기와 같은 로터(12)의 원활한 회전과 샤프트(11) 및 픽업 기어(10)의 원활한 회전이 가능하도록 함으로써 전자클러치의 동작 특성 항목 중에 연결 시간(즉, 전자클러치에 전원 전압을 인가한 후, 부하축이 목표 회전수로 따라서 회전하기까지의 반응 시간)에 있어서 더욱 빠른 성능을 유지하게 된다. 전자클러치의 연결 시간에 있어서 더욱 빠른 성능을 유지한다는 것은 프린터나 팩스 등에서 용지를 1장씩 공급할 때에 필요한 시간에 신속하게 용지를 제때 급지함으로써 용지가 제대로 급지되지 못하는 경우를 완전히 방지한다는 것을 의미하며, 본 발명은 이러한 연결 시간에 있어서 더욱 빠른 성능을 유지한다는 점에서 상당히 가치가 있는 것이라 하겠다. 프린터 또는 복사기의 인쇄 출력 속도가 증가하면서, 급지 또는 이송 역할 부품(전자플러치)의 반응 시간(연결시간)도 더욱 빠른 성능을 요구받는데, 본 발명은 이러한 요구 사항을 충분히 만족시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 체결링(20)은 내주면에서 외주면으로 연통된 절개부(24)를 구비하여, 상기 체결링(20)이 절개부(24)를 기준으로 내경이 벌어질 수 있는 C링 형태로 구성되는데, 상기 절개부(24)를 기준으로 체결링(20)이 벌어지면서 내경이 더 커지므로 상기 샤프트(11) 외주면의 체결링 결합홈(11G)에 체결링(20)을 보다 쉽게 결합할 수 있고, 체결링(20)을 샤프트(11)에서 분리할 때에도 절개부(24)를 기준으로 체결링(20)을 벌려서 빼주면 되므로, 체결링(20)을 샤프트(11)에서 분리할 때에도 편리하다. 즉, 체결링(20)과 샤프트(11) 사이의 분해 조립이 보다 용이해지는 것이다.
또한, 상기 로터(12)의 축보스(12BO)는 적어도 하나의 키이 걸림면(KF)을 구비하고, 상기 샤프트(11)에도 결합 키이면(CK)을 구비하여, 상기 키이 걸림면(KF)과 결합 키이면(CK)의 맞결합에 의해 로터(12)와 샤프트(11)가 함께 회전 가능하도록 구성되므로, 로터(12)와 샤프트(11)의 동시 회전 구조의 결합이 보다 쉽고 다른 부품, 다시 말해, 하우징 보빈 어셈블리(13)와 아마츄어(AM) 및 픽업 기어(10)들과의 조립 작업도 보다 쉽게 된다.
그리고, 상기 로터(12)와 상기 픽업 기어(10) 사이에는 아마츄어(AM)가 개재되고, 상기 아마츄어(AM)는 자성에 의해 끌어당겨지도록 금속재로 구성되며, 상기 픽업 기어(10)에 구비된 마그넷(10A)에 의해 아마츄어(AM)가 픽업 기어(10) 방향으로 당겨지도록 구성된다. 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)에 전원이 인가되지 않아서 마그넷(10A)이 아마츄어(AM)를 픽업 기어(10) 방향으로 당겨서 아마츄어(AM)와 로터(12) 사이의 회전력 전달 상태를 확실하게 차단하므로, 샤프트(11)와 로터(12) 및 픽업 기어(10) 사이의 회전력 전달 차단 기능에 있어서 보다 확실한 효과를 가진다.
한편, 도 8과 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 사무기기 용지 픽업용 전자클러치를 보여주는 도면이다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예의 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예의 내부 구조를 보여주는 종단면도이다. 도 8과 도 9에 도시된 다른 실시예는 픽업 기어(10), 샤프트(11), 로터(12), 하우징 보빈 어셈블리(13), 아마츄어(AM)를 구비한 것은 전술한 실시예와 동일하다. 다만, 상기 체결링(20)은 양면이 평평한 형상으로 구성되고, 상기 스페이서(30)는 체결링(20)과는 별체로 구성된다는 것에서 차이점이 있다.
도 9를 참조하면, 상기 체결링(20)과 하우징 보빈 어셈블리(13) 사이에 스페이서(30)가 개재되어 로터(12)와의 사이에 여유 공간(S)이 확보되도록 하는 기능에 있어서는 전술한 실시예와 동일하다. 본 발명의 다른 실시예의 경우 전술한 실시예와 구성에 있어서는 약간 차이가 있지만 그 기능 내지 효과는 전술한 실시예의 기능 내지 효과와 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예의 기능 내지 효과에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 스페이서(30)는 한쪽에 절개부가 형성된 C링 형상이 될 수도 있고 그냥 폐루프형 링 형상이 될 수도 있다. 스페이서(30)에 절개부가 형성되면 결합시 보다 편리하여 더 바람직하다고 할 수 있다. 물론, 상기 스페이서(30)의 절개부는 있어도 되고 없어도 되는 옵션 사항임은 당연하다.
이때, 상기 체결링(20)은 하우징 보빈 어셈블리(13)와 마주하는 면에 보조 돌기(22P)가 구비된다. 리브(22) 주위에 배치되도록 체결링(20)의 한쪽 면에 보조 돌기(22P)가 구비된다. 한편, 상기 보조 돌기(22P)는 체결링(20)의 원주 방향을 따라 복수개의 열로 배치되어 보조 돌기(22P) 그룹을 형성한다. 동시에 보조 돌기(22P) 그룹은 체결링(20)의 중심부를 기준으로 방사 방향으로 복수개의 행으로 구비된다. 보조 돌기(22P) 그룹이 동심원 형태로 배열되어 복수개의 행 배열을 이루는 것이다.
상기 체결링(20)에 보조 돌기(22P)가 더 구비됨으로 인하여 만일 하우징 보빈 어셈블리(13)가 여러 오작동 요인에 의해 체결링(20) 쪽으로 밀리는 경우가 생기더라도 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)에 보조 돌기(22P)의 마루 부분이 점으로 접촉되므로, 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)가 체결링(20)에 꽉 밀착되어 로터(12)가 제대로 돌아가지 않는 현상(잼 현상)이 초래되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 보조 돌기(22P)는 체결링(20)의 외주면에서 체결링(20)의 중심부 방향으로 복수개의 행으로 배치되는데, 도 12와 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 체결링(20)의 외주면에서 중심부 방향으로 갈수록 각 행의 보조 돌기(22P)의 돌출 높이가 점점 줄어들도록 구성된다. 각각의 보조 돌기(22P) 그룹의 보조 돌기(22P)는 체결링(20)의 중심부 방향으로 갈수록 체결링(20)의 표면에서 돌출되는 높이가 점점 낮아지는 것이다. 예를 들어, 최외곽 보조 돌기(22P) 그룹을 제1행 보조 돌기(22P) 그룹이라고 하고 그 다음 행의 보조 돌기(22P) 그룹을 제2행 보조 돌기(22P) 그룹이라 한다면 제2행 보조 돌기(22P) 그룹의 각 보조 돌기(22P)가 체결링(20)의 표면에서 돌출된 높이가 제1행 보조 돌기(22P) 그룹의 각 보조 돌기(22P)가 체결링(20)의 표면에서 돌출된 높이보다 더 낮게 형성된다.
상기 하우징 보빈 어셈블리(13)가 여러 요인(오작동 등의 요인)에 의해 체결링(20) 쪽으로 밀려서 체결링(20)을 가압할 때에 체결링(20)의 중심부쪽 보다 바깥쪽 부분이 더 큰 각도로 휘어지는데, 상기 체결링(20)의 중심부 쪽으로 갈수록 각 행의 보조 돌기(22P) 그룹의 돌출 높이가 낮아지는 구성으로 인하여 최외곽의 보조 돌기(22P) 그룹(예를 들어, 상기 제1행 보조 돌기(22P) 그룹)의 각 보조 돌기(22P)들만이 하우징 보빈 어셈블리(13)에 접촉되어 체결링(20)과 하우징 보빈 어셈블리(13) 사이의 접촉 마찰력을 최대한 작게 할 수 있으며, 이처럼 체결링(20)과 하우징 보빈 어셈블리(13) 사이의 접촉 마찰력의 최소화함으로써 하우징 보빈 어셈블리(13)와 로터(12) 및 픽업 기어가 서로 꽉 끼어서 제대로 돌아가지 못하는 현상(잼 현상)을 더욱 확실하게 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기 샤프트(11)는 로터(12)가 끼워지는 외주면에 인서트 지지돌기(11RB)가 구비되어, 로터(12)를 샤프트(11)에 끼워서 조립하였을 때에 샤프트(11)의 인서트 지지돌기(11RB)가 로터(12)에 가압밀착된다.
따라서, 인서트 지지돌기(11RB)가 로터(12)를 샤프트(11)에 고정되도록 꽉 잡아주기 때문에, 전술한 연결 시간을 단축하는 기능이 보다 확실하게 수행되는 효과가 있다.
또한, 로터(12)를 샤프트(11)에 억지 끼움식으로 밀어넣기만 하면 간단하게 로터(12)와 샤프트(11)를 조립할 수 있는 효과가 있다. 상기 샤프트(11) 외주면에 로터(12)의 축보스(12BO)를 삽입하여 로터(12)와 샤프트(11)를 조립하는데, 상기 로터(12)의 축보스(12BO)를 샤프트(11) 외주면에 먼저 끼우고 로터(12)를 더 밀어넣으면 샤프트(11)의 인서트 지지돌기(11RB)가 로터(12)의 축보스(12BO) 내주면에 가압 밀착되므로 조립성이 좋은 것이다.
그리고, 로터(12)를 샤프트(11)에 밀어 넣은 다음에는 상기 샤프트(11)의 인서트 지지돌기(11RB)가 로터(12)의 축보스(12BO)에 가압되므로 로터(12)를 안정적으로 잡아주는 효과가 있다. 로터(12)를 안정적으로 잡아준다는 것은 로터(12)가 샤프트(11)에서 헛도는 현상을 방지한다는 것을 의미한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
10. 픽업 기어 11. 샤프트
12. 로터 13. 하우징 보빈 어셈블리
20. 체결링 22. 리브
24. 절개부 30. 스페이서

Claims (12)

  1. 픽업 기어(10);
    상기 픽업 기어(10)와 선택적으로 함께 회전되면서 동력축에 끼워져 픽업 기어(10)의 회전력을 전달하는 샤프트(11);
    상기 샤프트(11)에 동축적으로 결합되어 상기 픽업 기어(10)의 바깥면과 마주하는 위치에 배치된 로터(12);
    상기 샤프트(11)에 회전 가능하도록 동축적으로 결합되어 상기 로터(12)측으로 픽업 기어(10)의 회전력을 전달하도록 전자기력을 발생시키는 하우징 보빈 어셈블리(13);
    상기 샤프트(11)에 결합되어 상기 픽업 기어(10)와 상기 로터(12)와 상기 샤프트(11) 및 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)의 조립 상태를 유지하는 체결링(20);
    상기 체결링(20)의 안쪽면에서 돌출된 리브(22);를 포함하며,
    상기 하우징 보빈 어셈블리(13)에는 축홀이 구비되고, 상기 로터(12)에는 중심부에 축보스(12BO)가 구비되어, 상기 축보스(12BO)가 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)의 상기 축홀에 끼워진 상태에서 상기 샤프트(11)에 결합된 상기 체결링(20)의 상기 리브(22)가 상기 로터(12)의 상기 축보스(12BO)의 단부에 접촉되어, 상기 체결링(20)의 안쪽면과 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)의 바깥면 사이에 여유 공간(S)이 확보되도록 구성되며,
    상기 체결링(20)은 내주면에서 외주면으로 연통된 절개부(24)를 구비하여, 상기 체결링(20)이 상기 절개부(24)를 기준으로 내경이 벌어질 수 있는 링 형태로 구성되고,
    상기 체결링(20)은 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)와 마주하는 면에 보조 돌기(22P)가 구비되며,
    상기 보조 돌기(22P)는 상기 체결링(20)의 외주면에서 상기 체결링(20)의 중심부 방향으로 복수개의 행으로 배치되며, 상기 체결링(20)의 외주면에서 중심부 방향으로 갈수록 각 행의 보조 돌기(22P)의 돌출 높이가 점점 줄어들도록 구성된 것을 특징으로 하는 사무기기 용지 픽업용 전자클러치.
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  4. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트(11)는 한쪽 단부 외주면에 체결링 결합홈(11G)이 구비되고, 상기 샤프트(11)의 다른 쪽 단부에는 플랜지부(11F)가 구비되어, 상기 샤프트(11)가 상기 픽업 기어(10)의 축삽입홀과 상기 로터(12)의 축보스(12BO)를 관통하여 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)의 축홀에 결합된 상태에서 상기 체결링(20)이 상기 샤프트(11)의 상기 체결링 결합홈(11G)에 끼워져서 상기 하우징 보빈 어셈블리(13)의 바깥면에서 일정 간격 이격된 위치에 상기 체결링(20)이 배치되고 상기 샤프트(11)의 다른 쪽 단부에 구비된 상기 플랜지부(11F)는 상기 픽업 기어(10)의 바깥면에 접촉되도록 구성된 것을 특징으로 하는 사무기기 용지 픽업용 전자클러치.
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  6. 제1항에 있어서,
    상기 체결링(20)은 상기 절개부(24)를 기준으로 내경이 확장된 상태에서 상기 내경을 벌려주는 힘이 해제될 때에 원래의 내경으로 복귀할 수 있도록 자체 탄성 복원력을 보유한 합성수지로 구성된 것을 특징으로 하는 사무기기 용지 픽업용 전자클러치.
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  9. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트(11)는 상기 로터(12)가 끼워지는 외주면에 인서트 지지돌기(11RB)가 구비되어, 상기 인서트 지지돌기(11RB)가 상기 로터(12)에 가압밀착되어 상기 로터(12)가 상기 샤프트(11)에 끼워진 상태를 견고하게 유지하는 것을 특징으로 하는 사무기기 용지 픽업용 전자클러치.
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