KR101655417B1 - 마모 보정 구조를 갖는 회전 커플링 장치 - Google Patents

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제임스 에이. 파르디
팬카즈 씨. 모디
챨스 에프. 메이져스
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워너 일렉트릭 테크놀러지 엘엘시
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Abstract

클러치 및/또는 브레이크로 사용되는 회전 커플링 장치(20)는 브레이킹 표면의 마모를 보정하는 구조를 갖는 것으로 제공된다. 장치는 출력 부재(24)에 연결되며, 로터(26) 및 브레이크 플레이트(38)와 결합하는 위치 사이에서 이동할 수 있는 전기자(36)를 포함한다. 브레이크 플레이트는, 전기자 및 브레이크 플레이트에 반대편에 있는 로터의 한 측면에 있는 컨덕터(34)를 수용하는 고정된 필드 셸(32)에 연결된다. 브레이크 플레이트는 필드 셸로부터 축방향으로 이격되며, 분리식 심(42) 또는 조절 가능 스페이서(136)는 브레이크 플레이트 및 필드 셸 사이에 배치된다. 장치의 클러치 및/또는 브레이크 결합 표면의 마모를 보정하도록, 심(shim)의 제거 또는 스페이서의 조절에 의해 브레이크 플레이트를 필드 셸 쪽으로 이동하게 한다.

Description

마모 보정 구조를 갖는 회전 커플링 장치{ROTATIONAL COUPLING DEVICE WITH WEAR COMPENSATION STRUCTURE}
본 발명은 브레이크 및 클러치와 같은 회전 커플링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 장치의 브레이크 표현에 대한 마모를 보정하는 구조를 갖는 회전 커플링 장치에 관한 것이다.
클러치 및 브레이크와 같은 회전 커플링 장치는 회전하는 몸체(body)들 사이의 토크 전달을 제어하기 위해 사용된다. 종래의 회전 커플링 장치의 한 타입이 미국 특허 제5,119,918호, 제5,285,882호 및 제5,971,121호에 개시되어 있다. 상기 회전 커플링 장치는 입력 샤프트와 함께 회전축 둘레로 회전하기 위해 입력 샤프트에 연결되어 있는 로터를 포함하고 있다. 또한 필드 셸(field shell)은 상기 로터의 한 쪽에서 입력 샤프트 근처에 배치되어서 회전하지 않게 고정되어 있다. 상기 필드 셸은 반경방향으로 이격되어 있으며, 축방향으로 뻗어 있는 내측 포울(pole) 및 외측 포울을 형성하며, 상기 내측 포울과 외측 포울 사이에 로터를 대면한 상태로 전기 컨덕터가 배치되어 있다. 브레이크 플레이트는 필드 셸에 연결되어 있으며 필드 셸로부터 축방향으로 이격되어 있다. 브레이크 플레이트는 전기 컨덕터에 대향하여 로터의 한 쪽에 배치되어 있다. 출력 부재에 연결된 전기자(armature)는 로터에서 브레이크 플레이트가 배치되어 있는 쪽과 같은 쪽에 배치되어 있으며 로터와 브레이크 플레이트 사이에서 축방향으로 배치되어 있다. 상기 전기자는 복수개의 판 스프링에 의해 출력 부재에 연결되어 있다. 전기 컨덕터에 전류를 공급하면 필드 셸, 로터 및 전기자에 자기 회로(magnetic circuit)가 형성되고, 이 자기 회로는 전기자를 로터와 결합되게 끌어당기고 입력 샤프트와 출력 부재를 함께 회전하도록 연결시킨다. 전기 컨덕터에 전류를 차단하면, 상기 판 스프링이 전기자를 로터로부터 분리시키고 브레이크 플레이트와 결합되게 끌어당겨서 전기자와 출력 부재에 제동작용을 한다. 또한 브레이크 플레이트에 연결된 영구자석은 전기자와 출력 부재에 제동작용을 하는 판 스프링의 작용을 돕기 위해 브레이크 플레이트, 필드 셸 및 전기자 사이에 다른 자기 회로를 발생시키도록 사용된다.
반복된, 클러칭 결합 동안 로터와의 전기자의 결합 및 제동 동안 브레이크 플레이트와의 전기자의 결합은 전기자, 로터, 및 브레이크 플레이트의 결합 표면의 마모를 발생시킨다. 시간이 흐르면서, 전기자가 브레이크 플레이트와 결합하는 경우의 전기자 및 로터 사이의 공극이 마모에 의해 증가된다. 증가된 공극은 로터와 결합하도록 전기자를 끌어당기고 클러치를 결합하는데 증가된 전류를 필요로 한다. 이러한 전류의 요구는 결국 장치의 서비스 제한 범위를 초과하여, 장치의 사용 수명을 감소시킨다.
본 발명의 발명자는 상기한 단점 중의 하나 이상을 최소화하거나 제거할 수 있는 회전 커플링 장치에 대한 필요성을 인식하고 본 발명을 하였다.
본 발명은 회전 커플링 장치를 제공한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 회전 커플링 장치는 입력 샤프트와 함께 회전하도록 입력 샤프트에 연결된 로터를 포함한다. 입력 샤프트는 회전축 둘레에 배치되며, 로터는 제1 클러치 결합 표면을 형성한다. 필드 셸은 입력 샤프트 둘레에 배치되며 회전하지 않도록 고정된다. 전기 컨덕터는 로터의 제1 측면에 있는 필드 셸 내에 배치된다. 브레이크 플레이트는 필드 셸에서 축방향으로 이격되어 있으며 필드 셸에 연결되어 있다. 브레이크 플레이트는 제1 브레이크 결합 표면을 형성한다. 전기자는 컨넉터의 반대편인 로터의 제2 측면에 로터 및 브레이크 플레이트 사이에서 축방향으로 배치된다. 전기자는 출력 부재에 연결되며, 제2 클러치 결합 표면 및 제2 브레이크 결합 표면을 형성한다. 영구 자석은 브레이크 플레이트 및 전기자 중 하나에 연결되며, 전기자를 브레이크 플레이트와 결합하게 한다. 분리식 심은 브레이크 플레이트 및 필드 셸 사이에서 축방향으로 배치되며, 심의 적어도 일부는 제1 및 제2 클러치 결합 표면과 제1 및 제2 브레이크 결합 표면이 결합하는 동안 마모에 의해 발생하는, 로터, 전기자 및 브레이크 플레이트 중 적어도 하나의 축 치수의 예상 감소량에 거의 같아지도록 구성된 제1 축 치수를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 커플링 장치는 입력 샤프트와 함께 회전하도록 입력 샤프트에 연결된 로터를 포함한다. 입력 샤프트는 회전축 둘레에 배치되며, 로터는 제1 클러치 결합 표면을 형성한다. 필드 셸은 입력 샤프트 둘레에 배치되며, 회전하지 않도록 고정된다. 전기 컨덕터는 로터의 제1 측면에 있는 필드 셸 내에 배치된다. 브레이크 플레이트는 필드 셸에서 축방향으로 이격되어 있으며 필드 셸에 연결되어 있다. 브레이크 플레이트는 제1 브레이크 결합 표면을 형성한다. 전기자는 컨덕터의 반대편인 로터의 제2 측면에 로터 및 브레이크 플레이트 사이에서 축방향으로 배치된다. 전기자는 출력 부재에 연결되며, 제2 클러치 결합 표면 및 제2 브레이크 결합 표면을 형성한다. 영구 자석은 브레이크 플레이트 및 전기자 중 하나에 연결되며, 전기자를 브레이크 플레이트와 결합하게 한다. 조절 가능 스페이서는 브레이크 플레이트 및 필드 셸 사이에 배치된다. 조절 가능 스페이서는, 제1 클러치 결합 표면, 제2 클러치 결합 표면, 제1 브레이크 결합 표면 및 제2 브레이크 결합 표면 중 적어도 하나에서의 마모를 보정하도록, 브레이크 플레이트를 필드 셸 쪽으로 움직이게 한다. 예를 들어 조절 가능 스페이서는 압축성 부재, 변형 가능 부재 또는 나사산이 있는 부싱을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 회전 커플링 장치는 종래 장치보다 향상된 것을 나타낸다. 분리식 심 또는 조절 가능 스페이서는, 브레이크 플레이트가 로터, 전기자, 및 브레이크 플레이트의 결합 표면에 대한 마모를 보정하도록 전기자에 대해 축방향으로 이동할 수 있게 한다. 따라서, 클러치를 겹합하는데 요구되는 전류가 시스템 제한 범위를 넘지 않으며 장치의 서비스 수명을 연장되도록, 비교적 일정한 공극 및 자기 회로가 전기자 및 로터 사이에 유지될 수 있다.
당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 본 발명의 상기와 같은 장점 및 다른 장점은 아래의 상세한 설명과 예시적으로 본 발명의 특징을 나타내는 첨부된 도면에 의해 자명하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 회전 커플링 장치의 부분 단면도이며,
도 2는 도 1의 회전 커플링 장치에 사용되는 분리식 심의 평면도이며,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 커플링 장치의 부분 단면도이며,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 커플링 장치의 부분 단면도이며,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 커플링 장치의 부분 단면도이며,
도 6-7은 도 5에 나타난 커플링 장치의 부분 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 커플링 장치의 부분 단면도이며,
도 9-10은 도 8에 나타난 커플링 장치의 부분 평면도이다.
다수의 도면에서 동일한 구성요소를 나타내기 위해 유사한 참조 번호를 사용하고 있는 도면들을 참고하면, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 회전 커플링 장치(20)를 나타내고 있다. 회전 커플링 장치(20)는 입력 샤프트(22)로부터 출력 부재(24)로 선택적으로 토크를 전달하는 클러치로서 작용한다. 또한 회전 커플링 장치(20)는 토크가 출력 부재(24)로 전달되지 않을 때에는 출력 부재(24)의 브레이크로서 작용한다. 회전 커플링 장치(20)는 승용식 잔디깍기(riding lawnmower)나 이와 유사한 장치에 사용하기 위해 설치될 수 있다. 그러나, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 회전 커플링 장치(20)는 클러치 또는 브레이크를 필요로 하는 광범위한 사용처에 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 회전 커플링 장치(20)는 로터(26), 키(28), 스페이서(30), 필드 셸(32), 전기 전도 조립체(34), 전기자(36), 브레이크 플레이트(38), 하나 이상의 영구자석(40) 및 분리식 심(42)을 포함할 수 있다.
입력 샤프트(22)는 출력 부재(24)를 구동시키기 위한 토크를 제공한다. 입력 샤프트(22)는 종래의 금속 및 금속 합금으로 만들어질 수 있고 중실체(solid) 또는 튜브형으로 될 수 있다. 입력 샤프트(22)는 회전축(44) 둘레로 놓여 있고 엔진, 전기 모터 또는 다른 종래의 동력원에 의해 구동된다. 도시된 실시예에서는, 입력 샤프트(22)가 회전 커플링 장치(20)에서 출력 부재(24)의 반대편에서 회전 커플링 장치(20) 속으로 삽입되어 있다. 그러나, 입력 샤프트(22) 및 스페이서(30)의 방향은 입력 샤프트(22)가 장치(20)에 출력 부재(24)와 동일한 쪽에 삽입되는 것처럼 반대일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 샤프트(22)는 키(28)을 수용하도록 구성된 축방향으로 뻗어있는 키홈(46)을 형성한다.
출력 부재(24)는 잔기깍기 블레이드와 같은 피구동 장치로 토크를 전달한다. 출력 부재(24)는 토크 전달 벨트가 감겨서 피구동 장치에 연결되어 있는 종래의 풀리를 포함할 수 있다.
로터(26)는 입력 샤프트(22)와 출력 부재(24) 사이에서 토크를 전달하기 위해 전기자(36)와 선택적으로 결합되도록 설치되어 있다. 로터(26)는 회전축(44) 둘레로 배치되어 있고 입력 샤프트(22)와 함께 회전하도록 입력 샤프트(22)에 연결되어 있다. 로터(26)는 종래의 금속 및 금속 합금으로 만들어질 수 있고 허브(48) 및 로터 디스크(50)를 포함한다.
허브(48)는 튜브형이며 중심 보어를 형성하고 있고, 상기 중심 보어 속으로 입력 샤프트(22)가 뻗어 있다. 허브(48)는, 키(28)를 수용하도록 구성되며, 키(28)와 상보적인 형상으로 축방향으로 뻗어있는 키홈(52)을 형성한다. 키홈(52)은 샤프트(22)의 키홈(46)에 대향한다. 각각의 축방향 단부에서, 허브(48)는 베어링(54, 56)에 접하며 지지한다. 반경방향 외경에서, 허브(48)는 축방향으로 뻗어있는 내측 로터 포울(58)을 형성한다. 허브(48)는 게다가 본 발명의 목적을 위해 포울(58)의 반경방향 내측에 있는 축방향으로 뻗어있는 리세스(60)를 형성한다.
디스크(50)는 허브(48)로부터 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있다. 디스크(50)는, 예를 들면, 복수개의 상보적인(complementary) 러그와 노치를 포함하는 압력끼워맞춤(press-fit) 관계를 통하여 허브(48)에 연결된다. 당해 기술분야에서 알려진 바와 같이, 디스크(50)는 복수열의 반경방향으로 경사지게 이격된 바나나형상의 슬롯(62)을 포함할 수 있다. 전기 전도 조립체(34)에 전기에너지를 공급하면, 슬롯(62)으로 인해 자속(magnetic flux)이 공극을 가로질러서 디스크(50)와 전기자(36) 사이에서 전후로 이동하게 되어 로터(26)와 전기자(36) 사이에 큰 토크 결합이 이루어질 수 있다. 도시된 실시예에서는, 디스크(50)가 3열의 슬롯(62)을 포함하고 있다. 그러나, 슬롯(62)의 열의 갯수와 임의의 하나의 열에서의 슬롯(62)의 갯수, 슬롯(62)의 크기 및 형상은 변경될 수 있다. 디스크의 외경에서, 디스크(50)는 축방향으로 뻗어 있는 외측 로터 포울(64)을 형성한다. 외측 로터 포울(64)은 내측 로터 포울(58)과 반경방향으로 정렬되어 있으며 내측 로터 포울(58)로부터 반경방향 바깥쪽으로 이격되어 있다.
키(28)는 샤프트(22)와 로터(26)이 회전할 수 있게 연결하도록 제공된다. 키(28)는 종래의 금속 및 금속 합금으로 만들어 질 수 있다. 키(28)는 샤프트(22) 및 로터 허브(48)의 대향하는 각각의 키홈(46, 52) 내에 수용되도록 구성된다. 키(28)는 단면이 대개 정사각형 또는 직사각형일 수 있다. 키홈(52)에 키(28)를 설치한 후에 로터(26)에 대한 키(28)의 반경방향의 내측으로의 움직임이 제한되며, 키(28) 및 키홈(52)은 서로 상보적인 형상일 수 있다. 예를 들어, 키(28)는, 단면이 실질적으로 쐐기돌(keystone) 형상이며, 반경방향의 최외곽 에지에서부터 반경방향 내측으로 이동하게 테이퍼진다(taper). 키(28)는 또한 스페이서(30)에 상보적인 형상일 수 있다. 키(28)는, 쉽게 조립할 수 있게 각각의 단부에서 챔퍼되거나(chamfered) 또는 베벨(bevel)된 에지(66)를 가질 수 있다.
스페이서(30)는 출력 부재(24)를 회전 커플링 장치(20)의 다른 구성요소와 조립된 상태로 지지하기 위해서 설치되어 있으며 분말 금속을 포함하는 종래의 물질로 만들어질 수 있다. 스페이서(30)는 회전축(32) 둘레로 배치되어 있으며 대체로 원통 형상이다. 스페이서(30)는 스페이서(30)를 관통하여 입력 샤프트(22) 속으로 뻗어 있는 체결구(미도시)를 수용하도록 구성되어 있다. 스페이서(30)는 체결구에 토크를 가하는 동안 입력 샤프트(22)를 고정되게 하는 복수개의 평면부(70)를 가지고 있는 축방향 단부에 헤드(68)를 형성할 수 있다. 스페이서(30)는 또한 헤드(68)로부터 축방향으로 뻗어 있는 보디(72)를 형성할 수 있다. 보디(72)는 대체로 원통형 외측면(74)을 가지고 있으며, 상기 원통형 외측면상에서는 베어링(56)이 로터 허브(48)와 스페이서(30)의 대향하는 쇼울더(shoulder)들 사이에서 지지될 수 있다. 스페이서(30)는 키(28)에 대해 상보적인 형상이어서 스페이서(30)에 대한 키(28)의 반경 방향 및 축 방향의 이동을 제한할 수 있을 것이다. 장치 조립체(20)에 관하여, 키(28)의 반경 방향 내측 및 외측으로의 움직임은 스페이서(30)에 대해 제한적이며, 또한 스페이스(30)에 대한 키(28)의 축 방향 움직임은 하나의 축 방향으로(도 1에서 우측으로) 제한된다. 키(28) 및 스페이서(30)은, 키(28) 및 스페이서(30)가 상보적인 형상을 하여 스페이서(30)에 대해 키(28)의 반경 방향 및/또는 축 방향 움직을 제한하는 여러 가지 방식으로 형상될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
필드 셸(32)은 전기 전도 조립체(34)를 수용하기 위해서 제공된다. 또한 필드 셸(32)은 로터(26)와 전기자(36)의 선택적인 결합을 야기하는 자기 회로의 일부분을 형성한다. 필드 셸(32)은 강을 포함하는 종래의 금속 및 금속 합금으로 만들어질 수 있다. 필드 셸(32)은 원통형이며 회전축(44) 둘레로 배치되어 있고 베어링(54)의 외측 레이스(race)상에서 지지되어 있다. 필드 셸(32)은, 예를 들면, 필드 셸(32)에 있는 슬롯(미도시)을 관통하여 뻗어 있는 체결구(미도시)에 의해 회전하지 않도록 고정되어 있다. 필드 셸(32)은 단면이 대체로 U자 형상이고 반경방향 내측 환형 부재(78) 및 반경방향 외측 환형 부재(80)를 포함하고 있다.
내측 부재(78)는 베어링(54)의 외측 레이스 상에 지지되어 있다. 내측 부재(78)는 단면이 대체로 L자 형상이고 축방향으로 뻗어 있는 내측 포울(82)을 형성한다. 내측 포울(82)은 로터(26)의 허브(48)의 리세스(60) 속으로 뻗어 있어서 내측 로터 포울(58)의 반경방향 안쪽에 배치되어 있다. 미국 특허출원 제11/150,671호에 보다 상세하게 개시되어 있는 바와 같이, 포울(58, 82)의 상대적인 배치는 몇 가지 이유에서 유리하다. 첫째로, 로터(26), 필드 셸(32) 및 전기자(36)를 포함하는 자기 회로의 자기 효율(magnetic efficiency)은 자기 회로 내의 자속의 적어도 일부에 대해 공극의 갯수를 감소시킴으로써 향상된다. 둘째로, 전기 전도 조립체(34)가 배치되어 있는 환형 갭(annular gap)이 확대되어 있어서 필드 셸(32) 내에 전기 전도 조립체(34)를 보다 용이하게 삽입하고 고정시킬 수 있다.
외측 부재(80)는 내측 부재(78)에 연결되어 있으며 내측 부재(78)상에 지지되어 있다. 외측 부재(80)는 단부 벽(84), 축방향으로 뻗어 있는 외측 포울(86), 그리고 플랜지(88)를 형성한다. 단부 벽(84)은 내측 부재(78)로부터 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있다. 외측 포울(86)이 단부 벽(84)과 일체로 되어 있으며 단부 벽(84)으로부터 축방향으로 뻗어 있다. 외측 포울(86)은 로터(26)의 포울(64)의 반경방향 바깥쪽에 배치되어 있다. 플랜지(88)는 단부 벽(84)의 반대편의 외측 포울(86)의 한 단부에서 외측 포울(86)과 일체로 되어 있으며 외측 포울(86)로부터 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있다. 플랜지(88)는 외측 포울(86)의 외주부의 적어도 일부분에 걸쳐서 뻗어 있다.
전기 전도 조립체(34)는, 로터(26), 필드 셸(32) 그리고 전기자(36) 사이에 자기 회로를 발생시켜서 전기자(36)를 로터(26)와 결합되게 이동시키고 토크를 입력 샤프트(22)로부터 출력 부재(24)로 전달시키도록 설치되어 있다. 전기 전도 조립체(34)는 대체로 환형상이고 필드 셸(32) 내에서 회전축(44) 둘레로 배치되어 있다. 특히, 전기 전도 조립체(34)는 필드 셸(32)의 내측 포울(82)과 외측 포울(86) 사이에 배치되어 있다. 전기 전도 조립체(34)는 컨덕터(90) 및 셸(92)을 포함하고 있다.
기존의 다른 컨덕터가 대체되어 사용될 수도 있지만 컨덕터(90)는 종래의 구리 코일로 이루어질 수 있다. 컨덕터(90)는 배터리와 같은 전원(미도시)에 전기적으로 접속될 수 있다. 컨덕터(90)에 전기에너지가 공급되면, 로터(26), 필드 셸(32) 및 전기자(36) 사이에 자기 회로가 형성된다. 자속은 필드 셸(32)의 외측 포울(86)로부터 공극을 가로질러서 로터(26)의 외측 포울(64)로 흐른다. 그다음에 자속은 디스크(50)와 전기자(36) 사이의 공극을 가로질러서 디스크(50)와 전기자(36) 사이에서 전후로 이동한다. 그다음에 자속은 로터(26)의 디스크(50)로부터 로터(26)의 허브(48)로 흐른다. 최종적으로, 자속은 로터(26)의 허브(48)로부터 몇 개의 경로를 따라서 필드 셸(32)의 내측 부재(78) 및 외측 부재(80)로 흐른다. 특히, 자속의 일부분은 내측 로터 포울(58)로부터 직접 외측 부재(80)로 흐른다. 자속의 다른 일부분은 외측 부재(80)로 흐르기 전에 내측 부재(78)의 내측 포울(82)을 통하여 허브(48)로 흐른다. 자속의 또 다른 일부분은 허브(48)로부터 지지 허브(94)로 베어링(54)의 반경방향 안쪽으로 흐른 다음 내측 부재(78)와 외측 부재(80)로 흘러서 자속의 일부분이 내측 로터 포울(58)과 내측 필드 셸 포울(82)의 고밀도 구역을 회피하게 하고 자기 회로의 자기 효율도 향상시킨다.
셸(92)은 컨덕터(90)를 수용하기 위해 설치되어 있으며 컨덕터(90)를 필드 셸(92) 내에 장착하기 위해서도 사용된다. 셸(92)은 종래의 플라스틱물질로 성형될 수 있다. 셸(92)은 일체형 단자 커넥터(96)를 포함할 수 있고, 이 일체형 단자 커넥터(integral terminal connector)를 통하여 컨덕터(90)가 전원에 전기적으로 접속될 수 있다. 또한 셸(92)은 전기 전도 조립체(34)의 회전을 방지하기 위하여 필드 셸(32)의 단부 벽(84)의 리세스 내에 수용될 수 있는 크기로 형성된 하나 이상의 러그(미도시)를 형성할 수 있다. 셸(92)은 미국 특허출원 제11/150,670호에 기술되어 있는 바와 같이 필드 셸(32)의 외측 포울(86)에 인접하여 배치되어 있으며 복수개의 지점에서 필드 셸(32)에 부착되어 있는 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있는 플랜지(미도시)를 포함할 수 있다.
전기자(36)는 제동 토크(braking torque)를 출력 부재(24)에 전달하고 구동 토크를 로터(26)로부터 출력 부재(24)로 선택적으로 전달하기 위해서 설치되어 있다. 전기자(36)는 강을 포함하는 다양한 종래의 금속 및 금속 합금으로 만들어질 수 있다. 전기자(36)는 환형상 구조이며 회전축(44) 둘레로 배치되어 있다. 전기자(36)는 공극 간격만큼 로터(26)로부터 축방향으로 이격되어 있다. 로터 디스크(50)와 유사하게, 전기자(36)는 복수열의 반경방향으로 경사지게 이격된 슬롯(98)을 포함하고 있고, 이 복수열의 반경방향으로 경사지게 이격된 슬롯(98)은 전기 전도 조립체(34)에 전기 에너지가 공급될 때 자속이 로터(26)와 전기자(36) 사이에서 전후로 이동하는 것을 촉진시킨다. 도시된 실시예에서는, 전기자(36)가 2 열의 슬롯(98)을 포함하고 있다. 전기자(36)에 있는 슬롯(98)의 열의 갯수, 임의의 한 열에서의 슬롯(98)의 갯수, 그리고 슬롯(98)의 크기 및 형성은 변경될 수 있다. 전기자(36)는 출력 부재(24)에 연결되어 있다. 특히, 전기자(36)는 복수개의 판스프링(100)에 의해 출력 부재(24)에 연결될 수 있다. 판스프링(100)은 구동 토크 및 제동 토크를 전기자(36)로부터 출력 부재(24)로 전달하고 전기자(36)가 로터 디스크(50)로 향하거나 로터 디스크(50)로부터 멀어지게 출력 부재(24)에 대하여 축방향으로 상대이동할 수 있게 한다. 판스프링(100)은 스테인레스 강으로 만들어질 수 있고 리벳, 스크루, 볼트 또는 핀과 같은 종래의 체결구(102)를 이용하여 한 단부에서는 전기자(36)에 연결되어 있으며 반대쪽 단부에서는 출력 부재(24)에 연결되어 있다.
브레이크 플레이트(38)은 출력 부재(24)를 제동하기 위해 전기자(36)와 결합되는 제동면(braking surface)을 제공한다. 또한 브레이크 플레이트(38)은 전기자(36) 및 자석(40)과 함께 자기 회로의 일부분을 형성하며 자석(40)을 수용하기 위한 수단을 제공한다. 브레이크 플레이트(38)은 강과 같은 종래의 금속 및 금속 합금을 포함하는 비교적 낮은 자기 저항(magnetic reluctance)을 가지고 있는 종래의 물질로 만들어질 수 있다. 브레이크 플레이트(38)은 회전 커플링 장치(20)의 외주부의 적어도 일부분의 둘레로 뻗어 있고, 바람직하게는 회전 커플링 장치(20)의 단지 일부분의 둘러레 뻗어 있고, 필드 셸(32)에 연결되어 있다. 특히, 브레이크 플레이트(38)은 하나 이상의 체결구(104)를 이용하여 필드 셸(32)의 플랜지(88)에 연결되어 있다. 브레이크 플레이트(38)과 필드 셸(32) 사이의 자속 이동을 감소시키거나 제거하여 전기 전도 조립체(34)에 전기에너지가 공급될 때 클러치 결합을 용이하게 하기 위해서 체결구(104)는 비교적 큰 자기 저항을 가진 물질로(비자성(non-magnetic) 물질를 포함) 만들어질 수 있다. 본 명세서에서는, 브레이크 플레이트(38) 및 체결구(104) 사이보다 브레이크 플레이트(38) 및 전기자(36) 사이에서 자속 이동이 더 발생하는 것과 같이, "비교적 큰 자기 저항"의 용어는 전기자(36)의 자기 저항보다 더 큰 자기 저항을 의미한다. 브레이크 플레이트(38)는 하나 이상의 스페이서(106)를 이용하여 필드 셸(32)의 플랜지(88)로부터 축방향으로 이격될 수 있다. 스페이서(106)는 체결구(104)가 관통하는 보어(108)를 포함할 수 있다. 마찬가지로 스페이서(106)는, 브레이크 플레이트(38)과 필드 셸(32) 사이의 자속 이동을 감소시키거나 제거하기 위해서 비교적 큰 자기 저항을 가진 물질로(비자성 물질를 포함) 만들어질 수 있다.
자석(40)은 브레이크 플레이트(38)과 전기자(36) 사이에 자기 회로를 발생시켜서 전기자(36)를 브레이크 플레이트(38)과 결합되게 끌어당기고 제동 토크를 출력 부재(24)에 제공하기 위해서 설치되어 있다. 자석(40)은 네오디뮴 철 붕소(neodymium iron boron:Nd-Fe-B)계 자석 또는 다른 공지된 영구자석으로 이루어질 수 있다. 자석(40)은 바람직하게는 장치(20)의 외주면의 단지 일부분 둘레에 배치된다. 미국 특허출원 제11/150,027호에 보다 상세하게 기술되어 있는 바와 같이, 자석(40)은 전기자(36)의 일부분과 축방향으로 정렬되어 있어서 종래의 커플링 장치에 비하여 자기 회로의 공극의 갯수를 감소시키고 자기 효율을 향상시킨다. 자석(40)은 축방향, 반경방향, 또는 원호방향(원주방향)으로 자석(40) 전체에 걸쳐서 자속이 이동하도록 배치될 수 있다. 자석(40)은 브레이크 플레이트(38)에 형성된 포켓(110) 내에 수용될 수 있다. 대체 실시형태로서, 자석(40)은 전기자(36)에 형성된 포켓 내에 수용되고 브레이크 플레이트(38)와 축방향으로 정렬될 수 있다. 자석(40)은 각 자석(40)의 한 면이 브레이크 플레이트(38)(또는 전기자(36))의 한 측면(및 제동면)과 동일한 높이가 되도록 배열될 수 있다. 자석(40)의 한 면이 브레이크 플레이트(38)(또는 전기자(36))의 제동면과 동일한 높이가 되도록 자석(40)을 배치시킴으로써, 자석(40)을 마모 저항을 증가시키는 브레이크 플레이트(38)(또는 전기자(36))의 마모면(wear surface)과 제동면에 부가한다.
심(42)은 각각의 로터(26)와 전기자(36)의 클러치 결합 표면(112, 114)과 각각의 전기자(36) 및 브레이크(38)의 브레이크 결합 표면(116, 118)의 마모에 대한 보정을 위해 브레이크 플레이트(38)의 위치 조정을 하도록 제공된다. 심(42)은 종래의 금속 및 금속 합금을 포함한 다양한 물질로 만들어질 수 있다. 심(42)은 스페이서(106)를 가지며 필드 셸(32) 및 브레이크 플레이트(38) 사이에서 축방향으로 배치된다. 설명된 예시에서, 심(42)은 필드 셸(32) 및 스페이서(106) 사이에서 축방향으로 배치되며, 브레이크 플레이트(38)보다 필드 셸(32)에 더 가까이 위치하며, 그러나, 심(42) 및 스페이서(106)의 위치는 바뀔 수 있음을 이해해야 한다. 심(42)은 브레이크 플레이트(38)와 접촉할 수 있다.
도 2에 따르면, 심(42)은 반경방향 내측 및 외측 에지(120, 122)를 갖는다. 심(42)에는 체결구(104)를 수용하도록 구성된 내측 에지(120)에 한 쌍의 슬롯(124)이 형성된다. 슬롯(124)은 체결구(104)의 형상에 상보적인 형상을 갖는다. 설명된 실시예에서, 각 슬롯(124)은 실질적인 U자 형상이며, 원형의 체결구를 수용하도록 구성된다. 심(42)의 일부(임의의 레그(126, 127, 128)와 같은)가 체결구(104) 보다 더 반경방향 내측에 배치되며(도 1에 가장 잘 나타남), 각 슬롯(124)의 깊이(d1)는 대응하는 체결구(104)의 직경보다 더 클 수 있다.
도 1을 따르면, 심(42)의 적어도 일부(즉 필드 셸(32) 및 스페이서(106) 사이의 일부)는 축 치수(d2)를 가지며, 축 치수(d2)는, 로터(26), 전기자(36) 및 브레이크 플레이트(38) 중 하나 또는 그 이상의 축 치수에서의 클러치 결합 표면(112, 114)의 결합 및 브레이크 결합 표면(116, 118)의 결합에 따른 마모에 의해 발생하는 예상 감소량과 거의 같아지도록 구성된다. 예를 들어, 치수(d2)는, 전기자(36) 및 브레이크 플레이트(38)의 결합에 따른 마모에 의해 발생하는 전기자(36) 및 브레이크 플레이트(38)에서의 축 치수(d3)에서의 감소량과 거의 같아지도록 선택될 수 있다. 장치(20)가 동작하는 동안, 클러치 결합 표면(112, 114) 및 브레이크 결합 표면(116, 118)은 마모되기 시작한다. 따라서, 전기자(36)가 브레이크 플레이트(38)에 결합하는 때에는, 로터(26) 및 전기자(36) 사이에 존재하는 공극은 증가한다. 로터(26) 및 전기자(36) 사이의 자기 회로를 강화하며, 로터(26)와 결합하도록 전기자(36)를 계속 끌어당기는 전도 조립체(34)에서의 전류의 증가가 증가된 공극에 의해 요구된다. 결국, 증가된 전류의 요구는 장치(20)의 서비스 제한을 초과하게 되며, 따라서 장치(20)의 사용 수명을 제한하게 된다. 심(42)은 로터(26), 전기자(36), 및 브레이크 플레이트(38) 중 하나 또는 그 이상의 축 치수의 감소량(즉, 전기자(36) 및 브레이크 플레이트(38)의 축 치수(또는 브레이크 결합 표면(116, 118))의 감소량(d3))과 거의 같아지도록 선택되기 때문에, 심(42)은 장치(20)의 서비스 수명내에 미리 정해진 시간 및/또는 장치(20)의 검사로 로터(26), 전기자(36) 및/또는 브레이크 플레이트(38)에서의 마모에 의해 적절한 제거 시기라는 것을 확인하는 때에 제거될 수 있다. 심(42)를 제거하는 경우, 브레이크 플레이트(38)는 필드 셸(32)의 플랜지(88) 쪽으로 이동할 수 있다. 전기자(36)가 브레이크 플레이트(38)과 결합하는 때에 전기자(36)는 로터(26)로부터 더 멀리 위치하게 되는 전기자(36) 및 브레이크 플레이트(38)의 브레이크 표면(116, 118)과 로터(26) 및 전기자(36)의 클러치 결합 표면(112, 114)의 마모를 보정함으로써, 이러한 이동에 의해 로터(26) 및 전기자(36) 사이의 원래의 공극을 실질적으로 회복하게 된다. 공극을 유지함에 의해, 클러치 결합하는 동안의 증가된 전류 요구는 최소화될 수 있으며, 장치(20)의 서비스 수명이 증가될 수 있다.
심(42)의 반경방향 외축부는 축방향으로 끝을 이루는 립(13)을 형성할 수 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 립(130)은 치수(d2)보다 큰 축 치수(d4)를 가진다. 심(42)을 장치(20)로부터 반경방향 외축으로 이동하도록 힘을 표면(132)에 인가함으로써, 립(130)은 손 또는 도구에 의해 심(42)의 제거를 용이하게 한다.
도 3에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 커플링 장치(134)가 설명된다. 장치(134)는 장치(20)와 유사하다. 따라서, 유사 구조는 동일한 참조 번호로 동일하며, 유사한 구조의 설명은 상기에서 볼 수 있다. 장치(134)가 조절 가능 스페이서(136)를 포함하는 점에 있어서, 장치(134)와 장치(20)가 다르다. 여기에서의 "조절 가능"은 회전 커플링 장치 내에 스페이서의 위치 또는 형상을 조정하는 것에 관련되며, 장치로부터 스페이서(스페이서의 일부)를 간단히 제거하는 것을 배제한다.
스페이서(136)는 클러치 결합 표면(112, 114) 및 브레이크 결합 표면(116, 118) 중 하나 또는 그 이상에서의 마모를 보정하도록 브레이크 플레이크(38)가 전기자(36) 쪽으로 축방향으로 이동할 수 있게 제공된다. 스페이서(136)는, 필드 셸(32)의 플랜지(88) 및 브레이크 플레이트(38) 사이에 배치되며, 플랜지(88)를 통과해 뻗어있는 부싱(bushing)을 포함할 수 있다. 스페이서(136)의 하나의 축방향 단부(138)는 브레이크 플레이트(38)에 인접한다. 스페이서(136)의 반대편의 축방향 단부는 헤드(142)를 형성한다. 스페이서(136)의 반경방향 외측 표면에는 플랜지(88)의 개구(144)에 있는 대응하는 나사산에 결합하도록 구성된 복수의 나사산이 형성된다. 스페이서(136)의 회전은 스페이서(136)를 축(44)에 평행하게 이동시키며 브레이크 플레이트(38)를 대응되게 이동시키며, 따라서 브레이크 플레이트(38)를 축방향으로 다양한 위치로 조정할 수 있다. 스페이서(136)는 체결구(104)를 수용하도록 구성된 보어(146)를 형성한다. 체결구(104)가 플랜지(88), 스페이서(136) 및 브레이크 플레이트(38)의 정렬된 보어를 통과해 뻗어있어 브레이크 플레이트(38)의 위치를 스페이서(136)의 단부(138)에 대해 고정한다. 브레이크 플레이트(38) 및 필드 셸(32) 사이에 자속 이동을 감소시키거나 제거하기 위해, 스페이서(136)는 비교적 높은 자기 저항을 갖는(비자성 물질을 포함) 물질 또는 물질들로 만들어질 수 있다.
도 4에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 커플링 장치(148)가 설명된다. 장치(148)는 또한 장치(20)와 유사하다. 따라서, 유사 구조는 동일한 참조 번호로 동일하며, 유사한 구조의 설명은 상기에서 볼 수 있다. 장치(148)가 조절 가능 스페이서(150)를 포함하는 점에 있어서, 장치(148)와 장치(120)가 다르다.
스페이서(150)는 클러치 결합 표면(112, 114) 및 브레이크 결합 표면(116, 118) 중 하나 또는 그 이상에서의 마모를 보정하도록 브레이크 플레이크(38)가 전기자(36) 쪽으로 축방향으로 이동할 수 있게 또한 제공된다. 스페이서(150)는, 필드 셸(32)의 플랜지(88) 및 브레이크 플레이트(38) 사이에 배치되는 압축성 또는 압궤가능한(crushable) 몸체를 포함할 수 있다. 스페이서(150)의 하나의 축방향 단부(152)는 브레이크 플레이트(38)에 인접하며, 스페이서(150)의 반대편의 축방향 단부(154)는 필드 셸(32)의 플랜지(88)에 인접한다. 스페이서(150)에는 체결구(104)를 수용하도록 구성된 보어(156)가 형성된다. 체결구(104)는 플랜지(88), 스페이서(150) 및 브레이크 플레이트(38)의 정렬된 보어를 통과해 뻗어있다. 스페이서(104)의 회전은 브레이크 플레이트(38)를 플랜지(88) 쪽으로 당기며 스페이서(150)를 압축하여, 따라서 브레이크 플레이트(38)를 축방향으로 다양한 위치로 조정할 수 있다. 브레이크 플레이트(38) 및 필드 셸(32) 사이에 자속 이동을 감소시키거나 제거하기 위해, 스페이서(150)는 비교적 높은 자기 저항을 갖는(비자성 물질을 포함) 물질 또는 물질들로 만들어질 수 있다.
도 5 - 도 7에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 커플링 장치(158)가 설명된다. 장치(158)는 또한 장치(20)와 유사하다. 따라서, 유사 구조는 동일한 참조 번호로 동일하며, 유사한 구조의 설명은 상기에서 볼 수 있다. 장치(158)가 조절 가능 스페이서(160)를 포함하는 점에 있어서, 장치(158)와 장치(20)가 다르다.
스페이서(160)는 클러치 결합 표면(112, 114) 및 브레이크 결합 표면(116, 118) 중 하나 또는 그 이상에서의 마모를 보정하도록 브레이크 플레이크(38)가 전기자(36) 쪽으로 축방향으로 이동할 수 있게 또한 제공된다. 스페이서(150)는, 필드 셸(32)의 플랜지(88) 및 브레이크 플레이트(38) 사이에 배치되는 변형 가능한 몸체를 포함할 수 있다. 특히, 스페이서(160)는 탄성적으로 변형 가능한 몸체를 포함할 수 있다. 설명된 실시예에서 나타난 바와 같이, 스페이서(160)는 브레이크 플레이트(38)를 갖는 단일 구조를 형성할 수 있다. 그러나, 스페이서(160)는 별개의 구성 요소를 형성할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 스페이서(160)가 브레이크 플레이트(38)의 결합 표면(118)보다 플랜지(88)에 더 가까이 배치되며, 스페이서(160)는 브레이크 플레이트(38)에 대해 축방향으로 뻗어있다. 도 6에 따르면, 설명된 실시예에서 스페이서(160)는 넥(162)에서 브레이크 플레이트(38)에 연결된다. 암(164, 166)은 넥(162)의 양쪽으로 축방향 및 원주방향으로 뻗어있다. 암(164, 166)은 각각 리세스(168, 170)를 형성하는 반원의 단부를 포함하며, 각각의 리세스(168, 170)는, 체결구(104)가 통과하여 뻗어있는 브레이크 플레이트(38)에 형성된 대응하는 보스(boss)(172, 174)의 외경의 크기와 거의 동일한 내경을 갖는다. 체결구(104)의 회전은 브레이크 플레이트(38)를 플랜지(88)쪽으로 당기며, 암(164, 166)이 브레이크 플레이트(38) 쪽으로 향하도록 암(164, 166)을 변형하며, 따라서 브레이크 플레이트(38)를 축방향으로 다양한 위치로 조정할 수 있다. 장치(158)는 스페이서(160)의 암(164, 166) 및 플랜지(88) 사이의 체결구(104) 둘레에 배치되는 와셔(washer)(176)를 더 포함할 수 있다. 브레이크 플레이트(38) 및 필드 셸(32) 사이에 자속 이동을 감소시키거나 제거하기 위해, 와셔(176)는 비교적 높은 자기 저항을 갖는(비자성 물질을 포함) 물질 또는 물질들로 만들어질 수 있다.
도 8 - 도 10에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 커플 장치(178)가 설명된다. 장치(178)는 또한 장치(20)와 유사하다. 따라서, 유사 구조는 동일한 참조 번호로 동일하며, 유사한 구조의 설명은 상기에서 볼 수 있다. 장치(178)가 조절 가능 스페이서(180)를 포함하는 점에 있어서, 장치(178)와 장치(20)가 다르다.
스페이서(180)는 클러치 결합 표면(112, 114) 및 브레이크 결합 표면(116, 118) 중 하나 또는 그 이상에서의 마모를 보정하도록 브레이크 플레이크(38)가 전기자(36) 쪽으로 축방향으로 이동할 수 있게 또한 제공된다. 스페이서(180)는 브레이크 플레이트(38)와 마찰 결합하는 몸체를 포함한다. 스페이서(180)는, 세미 피어스 작업(semi-pierce operation)을 통한 브레이크 플레이트(38)와 같이 스탬핑(stmaping)으로부터 형성될 수 있다. 스페이서(180)는 스페이서(180)가 브레이크 플레이트(38)와 단단한 마찰 결합할 수 있는 방식으로 형성된다. 설명된 실시예에서, 스페이서(180)는 각각 리세스(182, 184)를 형성하는 반원의 단부를 포함하며, 각각의 리세스(182, 184)는, 체결구(104)가 통과하여 뻗어있는 브레이크 플레이트(38)에 형성된 대응하는 보스(172, 174)의 외경의 크기와 거의 동일한 내경을 갖는다. 그러나 도 5 - 도 7에 나타난 스페이서(160)에 비교할 때, 스페이서(180)는 도 8에 나타나는 것처럼 브레이크 플레이트(38)의 적어도 일부와 반경방향으로 항상 겹친다. 체결구(104)의 회전은 스페이서(180) 및 브레이크 플레이트(138) 사이의 마찰력에 대하여 브레이크 플레이트(38)를 플랜지(88) 쪽으로 당기며, 스페이서(180) 및 브레이크 플레이트(38) 사이에 추가적인 반경방향 겹침을 발생하며, 따라서 브레이크 플레이트(38)를 축방향으로 다양한 위치로 조절할 수 있다. 이러한 배열은 브레이크 플레이트(38)를 필드 셸(32)의 플랜지(88) 쪽으로 당길때, 반경방향 힘(및 결국 마찰력)의 증가를 초래한다.
본 발명은 하나 또는 그 이상의 특별한 실시예에 관하여 나타나며 설명되지만, 당해 기술 분야의 당업자에 의해 여러 가지의 수정 및 변경이 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않게 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 설명된 실시예에서는 단지 하나의 심이 나타나지만, 더 미세한 보정 조절이 용이하도록 복수의 심이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한 심(42)의 형상은 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 설명된 실시예로부터 차이날 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (18)

  1. 회전축 둘레에 배치되어 있는 입력 샤프트와 함께 회전하도록 상기 입력 샤프트에 연결되며, 제1 클러치 결합 표면을 형성하는 로터;
    상기 입력 샤프트 둘레에 배치되며, 회전하지 않게 고정되는 필드 셸;
    상기 로터의 제1 측면에 있는 상기 필드 셸 내에 배치되는 전기 컨덕터;
    상기 필드 셸에서 축방향으로 이격되어 있으며 상기 필드 셸에 연결되어 있으며, 제1 브레이크 결합 표면을 형성하는 브레이크 플레이트;
    상기 컨덕터의 반대편인 상기 로터의 제2 측면에 상기 로터 및 상기 브레이크 플레이트 사이에서 축방향으로 배치되며, 출력 부재에 연결되며, 제2 클러치 결합 표면 및 제2 브레이크 결합 표면을 형성하는 전기자;
    상기 브레이크 플레이트 및 상기 전기자 중 하나에 연결되며, 상기 전기자를 상기 브레이크 플레이트와 결합하게 하는 영구 자석; 및
    상기 브레이크 플레이트 및 상기 필드 셸 사이에서 축방향으로 배치되는 분리식 심으로서, 상기 심의 적어도 일부는, 상기 제1 및 제2 클러치 결합 표면과 상기 제1 및 제2 브레이크 결합 표면이 결합하는 동안 마모에 의해 발생하는, 상기 로터, 상기 전기자 및 상기 브레이크 플레이트 중 적어도 하나의 축 치수의 예상 감소량과 같도록 구성된 제1 축 치수를 가지는, 상기 분리식 심;을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 심의 반경방향의 외측부는 상기 제1 축 치수보다 큰 제2 축 치수를 갖는 축방향으로 뻗어있는 립을 형성하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 심에 상기 브레이크 플레이트를 상기 필드 셸에 연결하는 체결구를 수용하도록 구성된 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 슬롯은 U자 형상인 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 심의 일부는 상기 체결구보다 더 반경방향 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필드 셸 및 상기 브레이크 플레이트 사이에서 축방향으로 배치되며, 상기 심과 접촉하는 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 필드 셸 및 상기 브레이크 플레이트 사이에서 축방향으로 배치되는 스페이서를 더 포함하며, 상기 심은 상기 스페이서 및 상기 필드 셸 사이에 축방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  8. 회전축 둘레에 배치되어 있는 입력 샤프트와 함께 회전하도록 상기 입력 샤프트에 연결되며, 제1 클러치 결합 표면을 형성하는 로터;
    상기 입력 샤프트 둘레에 배치되며, 회전하지 않게 고정되는 필드 셸;
    상기 로터의 제1 측면에 있는 상기 필드 셸 내에 배치되는 전기 컨덕터;
    상기 필드 셸에서 축방향으로 이격되어 있으며 상기 필드 셸에 연결되어 있으며, 제1 브레이크 결합 표면을 형성하는 브레이크 플레이트;
    상기 컨덕터의 반대편인 상기 로터의 제2 측면에 상기 로터 및 상기 브레이크 플레이트 사이에서 축방향으로 배치되며, 출력 부재에 연결되며, 제2 클러치 결합 표면 및 제2 브레이크 결합 표면을 형성하는 전기자;
    상기 브레이크 플레이트 및 상기 전기자 중 하나에 연결되며, 상기 전기자를 상기 브레이크 플레이트와 결합하게 하는 영구 자석; 및
    상기 브레이크 플레이트 및 상기 필드 셸 사이에 배치되며, 상기 제1 클러치 결합 표면, 상기 제2 클러치 결합 표면, 상기 제1 브레이크 결합 표면 및 상기 제2 브레이크 결합 표면 중 적어도 하나에서의 마모를 보정하도록, 상기 브레이크 플레이트를 상기 필드 셸 쪽으로 움직이게 하는 조절 가능 스페이서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조절 가능 스페이서는, 상기 필드 셸을 통과해 뻗어있고 상기 브레이크 플레이트에 인접하는 부싱을 포함하며, 상기 부싱은 상기 필드 셸과 나사 결합하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 부싱은 상기 전기자의 자기 저항보다 더 큰 자기 저항을 갖는 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 필드 셸, 상기 부싱 및 상기 브레이크 플레이트에 정렬된 보어를 통과해 뻗어있는 체결구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 조절 가능 스페이스는 압축성 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 압축성 몸체는 상기 전기자의 자기 저항보다 더 큰 자기 저항을 갖는 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 필드 셸, 상기 압축성 몸체 및 상기 브레이크 플레이트에 정렬된 보어를 통과해 뻗어있는 체결구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  15. 제8항에 있어서, 상기 조절 가능 스페이서는 변형 가능한 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 브레이크 플레이트 및 상기 변형 가능한 몸체는 단일 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 변형 가능한 몸체는 탄성적으로 변형 가능한 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.
  18. 제8항에 있어서, 상기 조절 가능 스페이서는 상기 브레이크 플레이트와 마찰 결합하는 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링 장치.

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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8499916B2 (en) 2011-07-14 2013-08-06 Warner Electric Technology Llc Rotational coupling device with flux leakage path insulator
US8887890B2 (en) 2011-08-25 2014-11-18 Warner Electric Technology Llc Rotational coupling device with self-contained wet clutch pack
KR101279788B1 (ko) * 2011-09-29 2013-06-28 한국고벨주식회사 브레이크 라이닝 마모자동보상장치
JP6207306B2 (ja) * 2013-08-30 2017-10-04 三星ダイヤモンド工業株式会社 レーザ光によるガラス基板融着方法及びレーザ加工装置
US9989107B2 (en) * 2016-07-13 2018-06-05 Eaton Intelligent Power Limited Hydraulic force transmitting assembly for brakes and clutches
US20190084546A1 (en) * 2017-09-19 2019-03-21 Jiaxing Lupai Brake Co., Ltd. Spring clutch or brake
CN109441972A (zh) * 2018-12-05 2019-03-08 兰州飞行控制有限责任公司 一种磁电离合器
US10883552B2 (en) 2019-04-10 2021-01-05 Warner Electric Technology Llc Rotational coupling device with flux conducting bearing shield
KR102494008B1 (ko) * 2020-11-20 2023-01-31 두산산업차량 주식회사 전자기 브레이크 시스템
FR3125098B1 (fr) * 2021-07-09 2023-07-07 Valeo Otomotiv Sanayi Ve Ticaret A S Ensemble de couvercle pour embrayages a fricti̇on
EP4116597A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-11 Valeo Otomotiv Sanayi ve Ticaret A.S. A cover assembly or flywheel assembly for friction clutches

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060278480A1 (en) 2005-06-10 2006-12-14 Pardee James A Rotational coupling device
US20070227853A1 (en) 2006-04-03 2007-10-04 Pardee James A Rotational Coupling Device
US20080190716A1 (en) 2007-02-12 2008-08-14 Robert Bosco Shim and a subassembly including a shim and backing plate

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2659830A (en) * 1951-12-13 1953-11-17 Warner Electric Brake & Clutch Combined motor and clutch
US3559772A (en) * 1968-09-24 1971-02-02 Nat Machinery Co The Spring applied, fluid pressure released brake
DE1920128A1 (de) * 1969-04-21 1970-11-05 Lenze Kg Maschf Hans Selbsttaetige Nachstellvorrichtung fuer Zweischeibenoder Lamellen-Federkraft-Kupplungen oder -Bremsen mit elektromagnetischer Loesung der Kupplung bzw. Lueftung der Bremse
CH517402A (de) * 1970-12-15 1971-12-31 Delmoran Ag Kupplungsmotor
US3789966A (en) 1971-03-31 1974-02-05 Bendix Corp Self-adjusting electromagnetic disc clutch
US3724619A (en) * 1971-03-31 1973-04-03 Bendix Corp Self-adjusting electromagnetic clutch-brake
US3679034A (en) * 1971-03-31 1972-07-25 Bendix Corp Self-adjusting electromagnetic clutch
US3677377A (en) * 1971-03-31 1972-07-18 Bendix Corp Self-adjusting electromagnetic clutch-brake
US3893191A (en) * 1974-03-14 1975-07-01 Valcor Eng Corp Electromagnetic clutch brake assembly
US3994379A (en) 1975-06-16 1976-11-30 Facet Enterprises, Inc. Motor Components Division Self-adjusting electromagnetic clutch
US4556132A (en) 1981-08-04 1985-12-03 Frankl & Kirchner Gmbh & Co. Adjustable electromagnetic clutch/brake
US4566575A (en) * 1981-12-30 1986-01-28 Facet Enterprises, Inc. Self-adjusting electromagnetic cone brake
JPS58140340U (ja) * 1982-03-18 1983-09-21 トヨタ自動車株式会社 制動装置のシム板
DE8316122U1 (de) 1983-06-01 1983-08-25 Quick-Rotan Elektromotoren GmbH, 6100 Darmstadt Kupplungsmotor
US4496922A (en) 1983-12-05 1985-01-29 Warner Electric Brake & Clutch Company Electromagnetically released coupling
JPS60184443U (ja) * 1984-05-18 1985-12-06 富士電機株式会社 円板ブレ−キ装置
US5033095A (en) 1988-09-30 1991-07-16 Marcantonio Jeffrey J Scanning image analyzer for accumulating quantifiable contaminants of webs
US4966255A (en) * 1988-11-16 1990-10-30 Reliance Electric Industrial Company Automatic wear compensator for electromagnetic brake
ATE75824T1 (de) * 1988-12-14 1992-05-15 Mayr Christian Gmbh & Co Kg Selbsttaetige nachstellvorrichtung fuer elektromagnetisch betaetigte kupplungs- und/oder bremsaggregate.
JP3036821B2 (ja) 1990-11-14 2000-04-24 株式会社甲府明電舎 電磁クラッチ・ブレーキ
US5119918A (en) * 1991-10-11 1992-06-09 Dana Corporation Electromagnetic clutch with permanent magnet brake
US5285882A (en) 1992-12-23 1994-02-15 Dana Corporation Clutch with spacer for supporting a bearing
US5305865A (en) 1993-03-05 1994-04-26 Dana Corporation Rotor for electromagnetic coupling
GB9414848D0 (en) 1994-07-22 1994-09-14 Ti Matrix Eng Ltd Brake device
US5549186A (en) 1994-11-30 1996-08-27 Dana Corporation Clutch/brake assembly
IT1292384B1 (it) * 1997-06-19 1999-02-08 Baruffaldi Spa Dispositivo di trasmissione del moto a frizione elettromagnetica e rotismo epicicloidale per ventole di autoveicolo
US5971121A (en) 1998-04-30 1999-10-26 Pardee; James Alain Mag stop clutch with center pole
US6119825A (en) 1998-08-21 2000-09-19 Reliance Electric Technologies, Llc Motor brake having improved torque adjustment mechanism
JP2000220674A (ja) * 1999-02-01 2000-08-08 Tsubakimoto Chain Co 無励磁作動型電磁ブレーキの消音装置
US6072258A (en) * 1999-08-04 2000-06-06 Magna Force, Inc. Permanent magnet coupler with adjustable air gaps
AU2002317418A1 (en) 2001-07-11 2003-01-29 National Health Laboratory Service Cell enumeration
ITMI20040487A1 (it) * 2004-03-16 2004-06-16 Baruffaldi Spa Dispositvo di trasmissione del moto a ventole di raffreddamento di motori dotato di mezzi di arresto della ventola corrispondente ad una condizione di folle della stessa
US7975818B2 (en) * 2005-06-10 2011-07-12 Warner Electric Technology Llc Rotational coupling device
US7732959B2 (en) 2005-06-10 2010-06-08 Warner Electric Technology, Llc Rotational coupling device
US20070209896A1 (en) * 2006-03-10 2007-09-13 Pardee James A Rotational coupling device
US8844701B2 (en) * 2008-03-14 2014-09-30 Warner Electric Technology Llc Rotational coupling device with improved drive key retention structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060278480A1 (en) 2005-06-10 2006-12-14 Pardee James A Rotational coupling device
US20070227853A1 (en) 2006-04-03 2007-10-04 Pardee James A Rotational Coupling Device
US20080190716A1 (en) 2007-02-12 2008-08-14 Robert Bosco Shim and a subassembly including a shim and backing plate

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US8393451B2 (en) 2013-03-12
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