KR102394233B1

KR102394233B1 - 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102394233B1
Application number: KR1020200084197A
Authority: KR
Inventors: 서정기; 신용길; 김형규; 김보규
Original assignee: (주)제넥
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2022-05-04
Also published as: KR20220006348A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링은, 구동축과 전달축 사이의 전달 토크를 제한하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링에 있어서, 상기 전달축과 연결되고, 외주면에 복수의 영구자석들이 결합되는 내측자속부, 일측은 상기 구동축과 연결되고 타측은 상기 내측자속부를 수용하며, 상기 내측자속부와 동축을 이루며 내주면에 복수의 영구자석들이 결합되는 외측자속부 및 상기 내측자속부와 상기 외측자속부 사이에 배치된 채, 상기 외측자속부에 대한 상기 내측자속부의 슬립(slip) 발생 여부를 감지하는 감지부;를 포함할 수 있다.

Description

토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 및 그 제조방법{TORQUE LIMITER INTEGRATED MAGNETIC COUPLING AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 및 그 제조방법에 관한 것으로 상세하게는 구동축과 전달축 사이의 전달 토크를 제한하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자기기어란, 물리적인 접촉에 의해 동력을 전달하는 접촉식 기어와는 달리 자기력을 이용하여 비접촉식으로 동력을 전달하는 비접촉 기어 장치로서, 접촉식 기어의 단점인 노이즈 및 진동이 적고, 윤활유 주입이나 보수 점검이 불필요하며 기계적인 마찰이 없어 안정성과 내구성이 뛰어난 기어장치이다.

더 나아가, 자기기어는 에너지 손실을 경감할 수 있으므로 접촉식 기어에 비해 고효율 구동이 가능하며, 정확한 피크 토크의 전달이 가능한 기어장치이다.

그리고 종래의 자기기어는, 자기 방식을 이용한 구성이면 다양한 구성이 가능하며, 일예로서, 영구자석이 결합되는 내측로터 및 외측로터와, 자성체가 일정한 간격을 두고 설치되며 내측로터 및 외측로터 사이에 위치하여 자속을 조절함으로써 내측로터 및 외측로터 중 어느 하나의 입력회전에 따른 회전을 통해 다른 하나의 회전을 유도하는 폴피스를 포함하여 구성될 수 있다.

한국등록특허 제10-1457523호

본 발명의 목적은, 내측자속부를 구성하는 내측자석모듈과 외측자속부를 구성하는 외측자석모듈의 개수를 탈착 가능하도록 하여, 구동축과 전달축 사이의 전달 토크를 변화시킬 수 있는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 감지부는, 상기 내측자속부의 외주면을 포위한 채, 상기 내측자속부 내주면의 복수의 영구자석들과의 상대적 위치에 따라 발생된 전류에 따라 슬립 발생을 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 외측자속부는, 상기 구동축과 연결되는 외측바디부 및 상기 외측바디부에 적층되는 복수의 외측커플링부를 포함하며, 상기 외측커플링부는, 환형으로 형성된 외측하우징부, 상기 외측하우징부의 내주면에 장착되는 외측고정링, 상기 외측고정링의 내주면에 장착되는 외측자석모듈 및 상기 외측자석모듈의 내주면에 장착되어 상기 외측자석모듈의 위치 이동을 제한하는 외측케이스부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 외측자석모듈은, 복수의 제1 영구자석이 할박 배열(Halbach array)로 배치되며, 상기 제1 영구자석은, 상기 외측고정링을 대향하는 모서리가 라운드지도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 외측고정링은, 내주면을 따라 일정 간격으로 돌출된 복수의 외측돌기를 구비하며, 상기 복수의 외측돌기는, 이웃한 제1 영구자석 간의 라운드진 모서리에 형성된 공간과 부합하도록 형성되어, 상기 제1 영구자석의 배열 위치를 결정하고, 상기 제1 영구자석의 위치 이동을 제한할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 외측고정링은, 외주면으로부터 돌출된 외측돌출부를 구비하며, 상기 외측하우징부는, 내주면으로부터 함입되되, 상기 외측돌출부와 대응되는 형상으로 형성되는 외측함입부를 구비하고, 상기 외측돌출부는, 상기 외측함입부에 수용되어, 상기 외측고정링의 상기 외측하우징부에 대한 회전이 제한되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 내측자속부는, 상기 전달축과 연결되는 내측바디부 및 상기 내측바디부에 적층되는 복수의 내측커플링부를 포함하며, 상기 내측커플링부는, 원통형으로 형성된 내측하우징부, 상기 내측하우징부의 외주면에 장착되는 내측고정링, 상기 내측고정링의 외주면에 장착되는 내측자석모듈 및 상기 내측자석모듈의 외주면에 장착되는 내측케이스부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 내측자석모듈은, 복수의 제2 영구자석이 할박 배열(Halbach array)로 배치되며, 상기 제2 영구자석은, 상기 내측고정링과 대향하는 모서리가 라운드지도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 내측고정링은, 외주면을 따라 일정 간격으로 돌출된 복수의 내측돌기를 구비하며, 상기 복수의 내측돌기는, 이웃한 제2 영구자석 간의 라운드진 모서리에 형성된 공간과 부합하도록 형성되어, 상기 제2 영구자석의 배열 위치를 결정하고, 상기 제2 영구자석의 위치 이동을 제한할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 내측고정링은, 내주면으로부터 돌출된 내측돌출부를 구비하며, 상기 내측하우징부는, 외주면으로부터 함입되되, 상기 내측돌출부와 대응되는 형상으로 형성되는 내측함입부를 구비하고, 상기 내측돌출부는, 상기 내측함입부에 수용되어, 상기 내측케이스부의 상기 내측하우징부에 대한 회전이 제한되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 감지부는, 상기 외측바디부와 상기 외측자석모듈 사이에 배치되는 감지바디부, 상기 감지바디부의 내주면에 장착되는 전원발생부 및 상기 감지바디부에 내장된 채, 상기 전원발생부와 전기적으로 연결되는 센서부를 구비하며, 상기 전원발생부는, 코일이 권취되는 복수의 권취편이 원주방향으로 배열된 권취부 및 상기 복수이 권취편 각각에 권취되는 코일부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 외측커플링부 및 상기 내측커플링부의 적층된 개수에 따라, 상기 구동축으로부터 상기 전달축으로 전달되는 토크의 값이 상이해질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 상기 외측바디부, 상기 복수의 외측커플링부 및 상기 감지부는, 일체로 형성되고, 상기 내측바디부, 상기 복수의 내측커플링부는, 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링은, 상기 센서부에 의해 감지된 신호를 수신하는 수신부 및 상기 수신부로부터 수신된 신호에 따라 소리 또는 빛을 발생시키는 알람부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 제조방법은, 전달축과 연결되고, 외주면에 복수의 영구자석들이 결합되는 내측자속부, 일측은 상기 구동축과 연결되고 타측은 상기 내측자속부를 수용하며, 상기 내측자속부와 동축을 이루며 내주면에 복수의 영구자석들이 결합되는 외측자속부 및 상기 내측자속부와 상기 외측자속부 사이에 배치된 채, 상기 외측자속부에 대한 상기 내측자속부의 슬립(slip) 발생 여부를 감지하는 감지부를 포함하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링을 제조하는 방법에 있어서, 상기 내측자속부를 구성하며 상기 전달축과 연결되는 내측바디부를 준비하는 제1 단계, 상기 내측자속부를 구성하며 상기 내측바디부에 적층되는 복수의 내측커플링부를 준비하는 제2 단계, 상기 내측바디부와 상기 복수의 내측커플링부를 조립하는 제3 단계, 상기 외측자속부를 구성하며 상기 구동축과 연결되는 외측바디부를 준비하는 제4 단계, 상기 외측자속부를 구성하며 상기 외측바디부에 적층되는 복수의 외측커플링부를 준비하는 제5 단계, 상기 감지부를 준비하는 제6 단계 및 상기 외측바디부, 상기 복수의 외측커플링부 및 상기 감지부를 조립하는 제7 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 제조방법의 상기 제2 단계는, 원통형으로 형성된 내측하우징부를 준비하는 제2-1 단계, 상기 내측하우징부의 외주면에 장착되는 내측고정링을 준비하는 제2-2 단계, 상기 내측고정링의 외주면에 장착되는 내측자석모듈을 준비하는 제2-3 단계, 상기 내측자석모듈의 외주면에 장착되는 내측케이스부를 준비하는 제2-4 단계 및 상기 내측하우징부, 상기 내측고정링, 상기 내측자석모듈 및 상기 내측케이스부를 조립하는 제2-5 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 제조방법의 상기 제5 단계는, 환형으로 형성된 외측하우징부를 준비하는 제5-1 단계, 상기 외측하우징부의 내주면에 장착되는 외측고정링을 준비하는 제5-2 단계, 상기 외측고정링의 내주면에 장착되는 외측자석모듈을 준비하는 제5-3 단계, 상기 외측자석모듈의 내주면에 장착되어 상기 외측자석모듈의 위치 이동을 제한하는 외측케이스부를 준비하는 제5-4 단계 및 상기 외측하우징부, 상기 외측고정링, 상기 외측자석모듈 및 상기 외측케이스부를 조립하는 제5-5 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 제조방법의 상기 제6 단계는, 상기 외측바디부와 상기 외측자석모듈 사이에 배치되는 감지바디부를 준비하는 제6-1 단계, 상기 감지바디부의 내주면에 장착되는 전원발생부를 준비하는 제6-2 단계, 상기 감지바디부에 내장된 채, 상기 전원발생부와 전기적으로 연결되는 센서부를 준비하는 제6-3 단계 및 상기 감지바디부, 상기 전원발생부 및 상기 센서부를 조립하는 제6-4 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 본 발명의 목적은, 내측자속부를 구성하는 내측자석모듈과 외측자속부를 구성하는 외측자석모듈의 개수를 탈착 가능하도록 함으로써, 사용목적 및 필요한 전달 토크 값에 따라 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링을 변경할 수 있어, 호환성을 높였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링을 도시한 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 내측자속부 및 외측자속부를 설명하기 위한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 외측자속부를 분해한 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 외측커플링부를 설명하기 위한 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 감지부를 설명하기 위한 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 내측자속부를 분해한 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 내측커플링부를 설명하기 위한 개략도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링을 설명하기 위한 개략도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 제조방법을 설명하기 위한 순서도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링을 도시한 개략 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 내측자속부 및 외측자속부를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)은 구동축(3)과 전달축(2) 사이의 전달 토크를 제한하는 장치이다.

상기 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)은 내측자속부(10), 외측자속부(20) 및 감지부(30)를 포함할 수 있다.

상기 내측자속부(10)는, 상기 전달축(2)과 연결되고, 외주면에 복수의 영구자석들이 결합될 수 있다.

상기 외측자속부(20)는, 일측은 상기 구동축(3)과 연결되고 타측은 상기 내측자속부(10)를 수용하며, 상기 내측자속부(10)와 동축을 이루며 내주면에 복수의 영구자석들이 결합될 수 있다.

상기 감지부(30)는, 상기 내측자속부(10)와 상기 외측자속부(20) 사이에 배치된 채, 상기 외측자속부(20)에 대한 상기 내측자속의 슬립(slip) 발생 여부를 감지할 수 있다.

구체적으로, 상기 감지부(30)는, 상기 내측자속부(10)의 외주면을 포위한 채, 상기 내측자속부(10) 내주면의 복수의 영구자석들과의 상대적 위치에 따라 발생된 전류에 따라 슬립 발생을 감지할 수 있다.

이하, 본 발명의 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)을 구성하는 구성요소를 도시한 도면을 참조로 각 구성요소에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 외측자속부를 분해한 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 외측커플링부를 설명하기 위한 개략도이다.

또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 감지부를 설명하기 위한 개략도.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)의 외측자속부(20)는, 상기 구동축(3)과 연결되는 외측바디부(21) 및 상기 외측바디부(21)에 적층되는 복수의 외측커플링부(23)를 포함할 수 있다.

상기 외측커플링부(23)는, 상기 외측바디부(21)의 일측으로 연속적으로 적층되며, 적층되는 개수는 상이해질 수 있다.

각각의 외측커플링부(23)는, 이웃한 외측커플링부(23)와 동시에 체결되는 연결핀에 의해 연결될 수 있다.

상기 외측커플링부(23)는 외측하우징부(231), 외측고정링(233), 외측자석모듈(235) 및 외측케이스부(237)를 구비할 수 있다.

상기 외측커플링부(23)를 구성하는 외측하우징부(231), 외측고정링(233), 외측자석모듈(235) 및 외측케이스부(237)는 나열한 순서로 반경방향 외측에서 반경방향 내측으로 장착되는 순서일 수 있다. 구체적으로, 상기 외측하우징부(231)의 내주면에 상기 외측고정링(233)이 장착되고, 상기 외측고정링(233)의 내주면에 상기 외측자석모듈(235)이 장착되며, 상기 외측자석모듈(235)의 내주면에 상기 외측케이스부(237)가 장착될 수 있다.

상기 외측케이스부(237)의 내주면은 상기 내측자속부(10)가 삽입되는 공간을 제공할 수 있다.

상기 외측하우징부(231)는, 환형으로 형성되며 구체적으로 중공이 형성된 원기둥 형상일 수 있다. 이에 따라, 중공을 규정하는 내주면 및 원기둥의 외주면이 형성될 수 있다.

상기 외측고정링(233)은, 상기 외측하우징부(231)의 내주면에 장착될 수 있다.

상기 외측자석모듈(235)은, 상기 외측고정링(233)의 내주면에 장착될 수 있으며, 복수의 제1 영구자석(M1)이 할박 배열(Halbach array)로 배치될 수 있다. 여기서, 할박 배열(할바흐 배열)이란, 제1 영구자석(M1)의 원주방향 배열 시, 일정한 규칙 배열로 영구자석을 배열하는 것을 의미한다. 도 4의 영구자석의 화살표 방향은 N극에서 S극을 향한 방향이다.

상기 제1 영구자석(M1)은, 상기 외측고정링(233)을 대향하는 모서리가 라운드지도록 형성될 수 있다.

상기 외측케이스부(237)는, 상기 외측자석모듈(235)의 내주면에 장착되어 상기 외측자석모듈(235)의 위치 이동을 제한할 수 있다. 구체적으로, 상기 외측자석모듈(235)은 복수의 제1 영구자석(M1) 각각이 원주방향을 따라 배열되며, 각각의 제1 영구자석(M1) 중 어느 하나라도 상기 외측자석모듈(235)로부터 이탈되면, 본 발명의 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)의 기능이 제대로 발현되지 않을 수 있다.

이에 따라, 상기 외측자석모듈(235)의 외주면 측은 상기 외측고정링(233)에 의해 고정되고, 내주면 측은 상기 외측케이스부(237)에 의해 고정되어 기 설정된 자리에 고정될 수 있다.

상기 외측고정링(233)은, 내주면을 따라 일정 간격으로 돌출된 복수의 외측돌기(233a)를 구비할 수 있다.

상기 복수의 외측돌기(233a)는, 이웃한 제1 영구자석(M1) 간의 라운드진 모서리에 형성된 공간과 부합하도록 형성되어, 상기 제1 영구자석(M1)의 배열 위치를 결정하고, 상기 제1 영구자석(M1)의 위치 이동을 제한할 수 있다.

구체적으로, 복수의 제1 영구자석(M1)은 상기 복수의 외측돌기(233a)와 부합하도록 위치하여, 기 설정된 위치로의 장착이 용이할 수 있다.

또한, 제1 영구자석(M1)의 라운드 진 모서리 형태에 따라 이웃한 제1 영구자석(M1) 간의 위치 이동될 수 있는 공간인 빈 공간을 상기 복수의 외측돌기(233a)가 차지하여, 제1 영구자석(M1)의 위치 이동 공간을 폐쇄함으로써, 제1 영구자석(M1)의 위치 이동을 제한할 수 있다.

상기 외측고정링(233)은, 외주면으로부터 돌출된 외측돌출부(233b)를 구비할 수 있다.

상기 외측하우징부(231)는, 내주면으로부터 함입되되, 상기 외측돌출부(233b)와 대응되는 형상으로 형성되는 외측함입부(231a)를 구비할 수 있다.

상기 외측돌출부(233b)는, 상기 외측함입부(231a)에 수용되어, 상기 외측고정링(233)의 상기 외측하우징부(231)에 대한 회전에 제한되도록 할 수 있다.

이에 따라, 상기 외측하우징부(231)는, 상기 외측고정링(233)과의 사이에 회전 슬립(slip)이 발생하지 않으며, 상기 외측고정링(233)에 고정된 상기 외측자석모듈(235) 또한 상기 외측하우징부(231)에 의한 회전과 연동되어 용이하게 회전될 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면 상기 감지부(30)는, 상기 외측바디부(21)와 상기 외측자석모듈(235) 사이에 배치되는 감지바디부(31), 상기 감지바디부(31)의 내주면에 장착되는 전원발생부(33) 및 상기 감지바디부(31)에 내장된 채, 상기 전원발생부(33)와 전기적으로 연결되는 센서부(35, 도 3 참조)를 구비할 수 있다.

상기 전원발생부(33)는, 코일이 권취되는 복수의 권취편이 원주방향으로 배열된 권취부(331) 및 상기 복수의 권취편 각각에 권취되는 코일부(333)를 구비할 수 있다.

상기 코일부(333)는, 상기 외측자속부(20)에 대한 상기 내측자속부(10)의 회전 슬립(slip) 발생 시, 내주면 측에 위치한 채 회전되지 않는 내측자석모듈(135)과의 전자기적 힘에 의해 전류를 발생시킬 수 있으며 이에 따른 전류 발생에 따라 센서부(35)가 이를 감지하도록 할 수 있다.

본 발명의 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)은 수신부(미도시) 및 알람부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 수신부는, 상기 센서부(35)에 의해 감지된 신호를 수신할 수 있으며, 상기 센서부(35)에 의한 무선 송신에 따라 수신된 신호를 기초로 상기 알람부가 작동되도록 할 수 있다.

상기 알람부는, 상기 수신부로부터 수신된 신호에 따라 소리 또는 빛을 발생시켜, 본 발명의 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)가 제대로 작동하지 않음을 사용자가 인지할 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 내측자속부를 분해한 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링의 내측커플링부를 설명하기 위한 개략도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)의 내측자속부(10)는 상기 전달축(2)과 연결되는 내측바디부(11) 및 상기 내측바디부(11)에 적층되는 복수의 내측커플링부(13)를 포함할 수 있다.

상기 내측커플링부(13)는, 상기 내측바디부(11)의 일측으로 연속적으로 적층되며, 적층되는 개수는 상이해질 수 있다.

각각의 내측커플링부(13)는, 이웃한 내측커플링부(13)와 동시에 체결되는 연결핀에 의해 연결될 수 있다.

상기 내측커플링부(13)는 내측하우징부(131), 내측고정링(133), 내측자석모듈(135) 및 내측케이스부(137)를 구비할 수 있다.

상기 내측커플링부(13)를 구성하는 내측하우징부(131), 내측고정링(133), 내측자석모듈(135) 및 내측케이스부(137)는 나열한 순서로 반경방향 내측에서 반경방향 외측으로 장착되는 순서일 수 있다. 구체적으로, 상기 내측하우징부(131)의 외주면에 상기 내측고정링(133)이 장착되고, 상기 내측고정링(133)의 외주면에 상기 내측자석모듈(135)이 장착되며, 상기 내측자석모듈(135)의 외주면에 상기 내측케이스부(137)가 장착될 수 있다.

상기 내측케이스부(137)의 외주면은, 상기 외측자속부(20)에 상기 내측자속부(10)가 삽입된 경우, 상기 외측케이스부(237)와 대향할 수 있다.

상기 내측하우징부(131)는, 원통형으로 형성될 수 있다.

상기 내측고정링(133)은, 상기 내측하우징부(131)의 외주면에 장착될 수 있다. 구체적으로, 상기 내측고정링(133)은 환형으로 형성되어 내주면과 외주면이 형성될 수 있다.

상기 내측자석모듈(135)은, 상기 내측고정링(133)의 외주면에 장착될 수 있으며, 복수의 제2 영구자석(M2)이 할박 배열(Halbach array)로 배치될 수 있다. 여기서, 할박 배열(할바흐 배열)이란, 제2 영구자석(M2)의 원주방향 배열 시, 일정한 규칙 배열로 영구자석을 배열하는 것을 의미한다. 도 7의 영구자석의 화살표 방향은 N극에서 S극을 향한 방향이다.

상기 제2 영구자석(M2)은, 상기 내측고정링(133)을 대향하는 모서리가 라운드지도록 형성될 수 있다.

상기 내측케이스부(137)는, 상기 내측자석모듈(135)의 외주면에 장착되어 상기 내측자석모듈(135)의 위치 이동을 제한할 수 있다. 구체적으로, 상기 내측자석모듈(135)은 복수의 제2 영구자석(M2) 각각이 원주방향을 따라 배열되며, 각각의 제2 영구자석(M2) 중 어느 하나라도 상기 내측자석모듈(135)로부터 이탈되면, 본 발명의 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)의 기능이 제대로 발현되지 않을 수 있다.

이에 따라, 상기 내측자석모듈(135)의 외주면 측은 상기 내측케이스부(137)에 의해 고정되고, 내주면 측은 상기 내측고정링(133)에 의해 고정되어 기 설정된 자리에 고정될 수 있다.

상기 내측고정링(133)은, 외주면을 따라 일정 간격으로 돌출된 복수의 내측돌기(133a)를 구비할 수 있다.

상기 복수의 내측돌기(133a)는, 이웃한 제2 영구자석(M2) 간의 라운드진 모서리에 형성된 공간과 부합하도록 형성되어, 상기 제2 영구자석(M2)의 배열 위치를 결정하고, 상기 제2 영구자석(M2)의 위치 이동을 제한할 수 있다.

구체적으로, 복수의 제2 영구자석(M2)은 상기 복수의 내측돌기(133a)와 부합하도록 위치하여, 기 설정된 위치로의 장착이 용이할 수 있다.

또한, 제2 영구자석(M2)의 라운드 진 모서리 형태에 따라 이웃한 제2 영구자석(M2) 간의 위치 이동될 수 있는 공간인 빈 공간을 상기 복수의 내측돌기(133a)가 차지하여, 제2 영구자석(M2)의 위치 이동 공간을 폐쇄함으로써, 제2 영구자석(M2)의 위치 이동을 제한할 수 있다.

또한, 상기 내측고정링(133)은, 내주면으로부터 돌출된 내측돌출부(133b)를 구비할 수 있다.

상기 내측하우징부(131)는, 외주면으로부터 함입되되, 상기 내측돌출부(133b)와 대응되는 형상으로 형성되는 내측함입부(131a)를 구비할 수 있다.

상기 내측돌출부(133b)는, 상기 내측함입부(131a)에 수용되어, 상기 내측고정링(133)의 상기 내측하우징부(131)에 대한 회전이 제한되도록 할 수 있다.

이에 따라, 상기 내측하우징부(131)는, 상기 내측고정링(133)과의 사이에 회전 슬립(slip)이 발생하지 않으며, 상기 내측고정링(133)에 고정된 상기 내측자석모듈(135) 또한 상기 내측하우징부(131)에 의한 회전과 연동되어 용이하게 회전될 수 있다.

한편, 상기 외측자속부(20) 내로 상기 내측자속부(10)가 삽입된 채, 상호 연결되면 상기 외측커플링부(23)와 상기 내측커플링부(13)는 반경 방향으로 중첩되어 배치될 수 있다.

상기 외측커플링부(23) 및 상기 내측커플링부(13)의 적층된 개수에 따라, 상기 구동축(3)으로부터 상기 전달축(2)으로 전달되는 토크의 값이 상이해질 수 있다.

구체적으로, 상기 외측커플링부(23) 및 상기 내측커플링부(13)의 적층된 개수가 많아질수록 상기 구동축(3)으로부터 상기 전달축(2)으로 전달되는 토크 값이 커질 수 있으며, 반대로 상기 외측커플링부(23) 및 상기 내측커플링부(13)의 적층된 개수가 작아질수록 상기 구동축(3)으로부터 상기 전달축(2)으로 전달되는 토크 값이 작아질 수 있다.

사용자는, 본 발명의 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)의 사용목적 및 필요한 전달토크의 값에 따라 상기 외측커플링부(23)와 상기 내측커플링부(13)의 적층 개수를 달리할 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링을 설명하기 위한 개략도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(100)의 외측자속부(120)는, 외측바디부(미도시), 복수의 외측커플링부 및 감지부가 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(100)는, 상술한 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)와는 달리, 상기 외측바디부에 연결되는 복수의 외측커플링부가 일체로 형성될 수 있다.

구체적으로, 외측커플링부를 구성하는 외측하우징부(1231), 외측고정링(1233), 외측자석모듈(1235) 및 외측케이스부(1237)는 길이방향을 따라 일체로 형성될 수 있다.

또한, 감지부(1300)는, 외측하우징부(1231) 내에서, 외측고정링(1233)과 일체로 형성될 수 있다.

쉽게 말해, 상기 외측바디부에 연결된 채, 일체화되는 외측커플링부는 단수개이다. 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)은 토크 리미터 일체형 토크 가변형 마그네틱 커플링이며, 도 8 및 도 9를 참조로 설명하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(100)는 크 리미터 일체형 토크 고정형 마그네틱 커플링이다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(100)의 내측자속부(110)는, 상기 내측바디부(111), 상기 복수의 내측커플링부가 일체로 형성될 수 있다.

구체적으로, 내측커플링부를 구성하는 내측하우징부(1131), 내측고정링(1133), 내측자석모듈(1135) 및 내측케이스부(1137)가 길이방향을 따라 일체로 형성될 수 있다.

상기 내측바디부(111)에 연결된 채, 일체화되는 내측커플링부는, 단수개이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1) 제조방법은, 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)을 제조하는 방법일 수 있으며, 후술하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)을 각 구성요소에 관한 구체적인 설명은 상술한 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)을 참조한다.

본 발명의 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1) 제조방법은, 제1 단계(S1) 내지 제7 단계(S7)를 포함할 수 있다.

제1 단계(S1)는, 상기 내측자속부(10)를 구성하며 상기 전달축(2)과 연결되는 내측바디부(11)를 준비하는 단계이다.

제2 단계(S2)는, 상기 내측자속부(10)를 구성하며 상기 내측바디부(11)에 적층되는 복수의 내측커플링부(13)를 준비하는 단계이다.

상기 제2 단계(S2)는, 원통형으로 형성된 내측하우징부(131)를 준비하는 제2-1 단계, 상기 내측하우징부(131)의 외주면에 장착되는 내측고정링(133)을 준비하는 제2-2 단계, 상기 내측고정링(133)의 외주면에 장착되는 내측자석모듈(135)을 준비하는 제2-3 단계, 상기 내측자석모듈(135)의 외주면에 장착되는 내측케이스부(137)를 준비하는 제2-4 단계 및 상기 내측하우징부(131), 상기 내측고정링(133), 상기 내측자석모듈(135) 및 상기 내측케이스부(137)를 조립하는 제2-5 단계를 포함한다.

제3 단계(S3)는, 상기 내측바디부(11)와 상기 복수의 내측커플링부(13)를 조립하는 단계이다.

제4 단계(S4)는, 상기 외측자속부(20)를 구성하며 상기 구동축(3)과 연결되는 외측바디부(21)를 준비하는 단계이다.

제5 단계(S5)는, 상기 외측자속부(20)를 구성하며 상기 외측바디부(21)에 적층되는 복수의 외측커플링부(23)를 준비하는 단계이다.

상기 제5 단계(S5)는, 환형으로 형성된 외측하우징부(231)를 준비하는 제5-1 단계, 상기 외측하우징부(231)의 내주면에 장착되는 외측고정링(233)을 준비하는 제5-2 단계, 상기 외측고정링(233)의 내주면에 장착되는 외측자석모듈(235)을 준비하는 제5-3 단계, 상기 외측자석모듈(235)의 내주면에 장착되어 상기 외측자석모듈(235)의 위치 이동을 제한하는 외측케이스부(237)를 준비하는 제5-4 단계 및 상기 외측하우징부(231), 상기 외측고정링(233), 상기 외측자석모듈(235) 및 상기 외측케이스부(237)를 조립하는 제5-5 단계를 포함한다.

제6 단계(S6)는, 상기 감지부(30)를 준비하는 단계이다.

상기 제6 단계(S6)는, 상기 외측바디부(21)와 상기 외측자석모듈(235) 사이에 배치되는 감지바디부(31)를 준비하는 제6-1 단계, 상기 감지바디부(31)의 내주면에 장착되는 전원발생부(33)를 준비하는 제6-2 단계, 상기 감지바디부(31)에 내장된 채, 상기 전원발생부(33)와 전기적으로 연결되는 센서부(35)를 준비하는 제6-3 단계 및 상기 감지바디부(31), 상기 전원발생부(33) 및 상기 센서부(35)를 조립하는 제6-4 단계를 포함한다.

제7 단계(S7)는, 상기 외측바디부(21), 상기 복수의 외측커플링부(23) 및 상기 감지부(30)를 조립하여 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링(1)을 제조하는 단계이다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

1: 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 2: 전달축
3: 구동축 10: 내측자속부
11: 내측바디부 13: 내측커플링부
M2: 제2 영구자석 20: 외측자속부
21: 외측바디부 23: 외측커플링부
M1: 제1 영구자석 30: 감지부
31: 감지바디부 33: 전원발생부
35: 센서부

Claims

구동축과 전달축 사이의 전달 토크를 제한하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링에 있어서,
상기 전달축과 연결되고, 외주면에 복수의 영구자석들이 결합되는 내측자속부;
일측은 상기 구동축과 연결되고 타측은 상기 내측자속부를 수용하며, 상기 내측자속부와 동축을 이루며 내주면에 복수의 영구자석들이 결합되는 외측자속부; 및
상기 내측자속부와 상기 외측자속부 사이에 배치된 채, 상기 외측자속부에 대한 상기 내측자속부의 슬립(slip) 발생 여부를 감지하는 감지부;를 포함하고,
상기 감지부는,
상기 내측자속부의 외주면을 포위한 채, 상기 내측자속부 내주면의 복수의 영구자석들과의 상대적 위치에 따라 발생된 전류에 따라 슬립 발생을 감지하며,
상기 외측자속부는,
상기 구동축과 연결되는 외측바디부 및 상기 외측바디부에 적층되는 복수의 외측커플링부를 포함하며,
상기 외측커플링부는,
환형으로 형성된 외측하우징부, 상기 외측하우징부의 내주면에 장착되는 외측고정링, 상기 외측고정링의 내주면에 장착되는 외측자석모듈 및 상기 외측자석모듈의 내주면에 장착되어 상기 외측자석모듈의 위치 이동을 제한하는 외측케이스부를 구비하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
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삭제
제1항에 있어서,
상기 외측자석모듈은, 복수의 제1 영구자석이 할박 배열(Halbach array)로 배치되며,
상기 제1 영구자석은, 상기 외측고정링을 대향하는 모서리가 라운드지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
제4항에 있어서,
상기 외측고정링은,
내주면을 따라 일정 간격으로 돌출된 복수의 외측돌기를 구비하며,
상기 복수의 외측돌기는,
이웃한 제1 영구자석 간의 라운드진 모서리에 형성된 공간과 부합하도록 형성되어, 상기 제1 영구자석의 배열 위치를 결정하고, 상기 제1 영구자석의 위치 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
제1항에 있어서,
상기 외측고정링은, 외주면으로부터 돌출된 외측돌출부를 구비하며,
상기 외측하우징부는,
내주면으로부터 함입되되, 상기 외측돌출부와 대응되는 형상으로 형성되는 외측함입부를 구비하고,
상기 외측돌출부는,
상기 외측함입부에 수용되어, 상기 외측고정링의 상기 외측하우징부에 대한 회전이 제한되도록 하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
제1항에 있어서,
상기 내측자속부는,
상기 전달축과 연결되는 내측바디부 및 상기 내측바디부에 적층되는 복수의 내측커플링부를 포함하며,
상기 내측커플링부는,
원통형으로 형성된 내측하우징부, 상기 내측하우징부의 외주면에 장착되는 내측고정링, 상기 내측고정링의 외주면에 장착되는 내측자석모듈 및 상기 내측자석모듈의 외주면에 장착되는 내측케이스부를 구비하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
제7항에 있어서,
상기 내측자석모듈은, 복수의 제2 영구자석이 할박 배열(Halbach array)로 배치되며,
상기 제2 영구자석은, 상기 내측고정링과 대향하는 모서리가 라운드지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
제8항에 있어서,
상기 내측고정링은,
외주면을 따라 일정 간격으로 돌출된 복수의 내측돌기를 구비하며,
상기 복수의 내측돌기는,
이웃한 제2 영구자석 간의 라운드진 모서리에 형성된 공간과 부합하도록 형성되어, 상기 제2 영구자석의 배열 위치를 결정하고, 상기 제2 영구자석의 위치 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
제7항에 있어서,
상기 내측고정링은, 내주면으로부터 돌출된 내측돌출부를 구비하며,
상기 내측하우징부는,
외주면으로부터 함입되되, 상기 내측돌출부와 대응되는 형상으로 형성되는 내측함입부를 구비하고,
상기 내측돌출부는,
상기 내측함입부에 수용되어, 상기 내측케이스부의 상기 내측하우징부에 대한 회전이 제한되도록 하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
제7항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 외측바디부와 상기 외측자석모듈 사이에 배치되는 감지바디부, 상기 감지바디부의 내주면에 장착되는 전원발생부 및 상기 감지바디부에 내장된 채, 상기 전원발생부와 전기적으로 연결되는 센서부를 구비하며,
상기 전원발생부는,
코일이 권취되는 복수의 권취편이 원주방향으로 배열된 권취부 및 상기 복수의 권취편 각각에 권취되는 코일부를 구비하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
제7항에 있어서,
상기 외측커플링부 및 상기 내측커플링부의 적층된 개수에 따라, 상기 구동축으로부터 상기 전달축으로 전달되는 토크의 값이 상이해지는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
제11항에 있어서,
상기 외측바디부, 상기 복수의 외측커플링부 및 상기 감지부는, 일체로 형성되고,
상기 내측바디부, 상기 복수의 내측커플링부는, 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
제11항에 있어서,
상기 센서부에 의해 감지된 신호를 수신하는 수신부; 및
상기 수신부로부터 수신된 신호에 따라 소리 또는 빛을 발생시키는 알람부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링.
전달축과 연결되고, 외주면에 복수의 영구자석들이 결합되는 내측자속부, 일측은 구동축과 연결되고 타측은 상기 내측자속부를 수용하며, 상기 내측자속부와 동축을 이루며 내주면에 복수의 영구자석들이 결합되는 외측자속부 및 상기 내측자속부와 상기 외측자속부 사이에 배치된 채, 상기 외측자속부에 대한 상기 내측자속부의 슬립(slip) 발생 여부를 감지하는 감지부를 포함하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링을 제조하는 방법에 있어서,
상기 내측자속부를 구성하며 상기 전달축과 연결되는 내측바디부를 준비하는 제1 단계;
상기 내측자속부를 구성하며 상기 내측바디부에 적층되는 복수의 내측커플링부를 준비하는 제2 단계;
상기 내측바디부와 상기 복수의 내측커플링부를 조립하는 제3 단계;
상기 외측자속부를 구성하며 상기 구동축과 연결되는 외측바디부를 준비하는 제4 단계;
상기 외측자속부를 구성하며 상기 외측바디부에 적층되는 복수의 외측커플링부를 준비하는 제5 단계;
상기 감지부를 준비하는 제6 단계; 및
상기 외측바디부, 상기 복수의 외측커플링부 및 상기 감지부를 조립하는 제7 단계;를 포함하고,
상기 제2 단계는,
원통형으로 형성된 내측하우징부를 준비하는 제2-1 단계,
상기 내측하우징부의 외주면에 장착되는 내측고정링을 준비하는 제2-2 단계,
상기 내측고정링의 외주면에 장착되는 내측자석모듈을 준비하는 제2-3 단계,
상기 내측자석모듈의 외주면에 장착되는 내측케이스부를 준비하는 제2-4 단계 및
상기 내측하우징부, 상기 내측고정링, 상기 내측자석모듈 및 상기 내측케이스부를 조립하는 제2-5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 제조방법.
삭제
제15항에 있어서,
상기 제5 단계는,
환형으로 형성된 외측하우징부를 준비하는 제5-1 단계,
상기 외측하우징부의 내주면에 장착되는 외측고정링을 준비하는 제5-2 단계,
상기 외측고정링의 내주면에 장착되는 외측자석모듈을 준비하는 제5-3 단계,
상기 외측자석모듈의 내주면에 장착되어 상기 외측자석모듈의 위치 이동을 제한하는 외측케이스부를 준비하는 제5-4 단계 및
상기 외측하우징부, 상기 외측고정링, 상기 외측자석모듈 및 상기 외측케이스부를 조립하는 제5-5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 제조방법.
제17항에 있어서,
상기 제6 단계는,
상기 외측바디부와 상기 외측자석모듈 사이에 배치되는 감지바디부를 준비하는 제6-1 단계,
상기 감지바디부의 내주면에 장착되는 전원발생부를 준비하는 제6-2 단계,
상기 감지바디부에 내장된 채, 상기 전원발생부와 전기적으로 연결되는 센서부를 준비하는 제6-3 단계 및
상기 감지바디부, 상기 전원발생부 및 상기 센서부를 조립하는 제6-4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터 일체형 마그네틱 커플링 제조방법.