KR20040030039A

KR20040030039A - 셀프-언로딩 자성 커플러

Info

Publication number: KR20040030039A
Application number: KR10-2004-7000019A
Authority: KR
Inventors: 킬렌리챠드; 덴스모어부루스디.; 브로크만존엘.; 람브칼제이.; 멀릴토비
Original assignee: 매그너드라이브 코포레이션
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2004-04-08
Also published as: ES2348644T3; BR0210822A; CN1543700A; TW531604B; KR100946946B1; JP2004535147A; US6577037B2; MXPA04000164A; EP1405392B1; AU2002259315B2; ATE473542T1; EP1405392A1; US20030006661A1; CN100568687C; WO2003005539A1; JP4199657B2; CA2452933A1; DE60236934D1

Abstract

자성 커플러에서, 한쌍의 자석 로터는 로드상에 활주가능하게 장착된다. 도전체 로터상의 철함유 재료는 자석 로터의 영구자석을 당긴다. 정상(static) 또는 상대적 정상 상태하에서, 인력은 자석 로터를 도전체 로터를 향해 압박하여 최소 동작 공기 갭을 그 사이에 생성한다. 자석 로터와 도전체 로터 사이에 충분한 상대 회전 속도가 존재할 때, 척력은 로터를 이격 방향으로 압박한다. 시동 동안, 래치 아암은 보다 큰 소프트-스타트 공기 갭 만큼 도전체 로터로부터 자석 로터를 이격 지지한다. 동작 동안 원심력은 래치 아암을 그 활성 위치 외측으로 이동시킨다. 부하 샤프트의 회전 속도가 동작 동안 급속히 감소하는 경우에, 자석 로터는 도전체 로터로부터 보다 매우 큰 완전 분리 공기 갭 만큼 이격 이동된다.

Description

셀프-언로딩 자성 커플러{SELF-UNLOADING MAGNETIC COUPLER}

조절식의, 한 쌍의 도전체 로터가 한 쌍의 자석 로터에 걸쳐져 있는(straddle) 영구 자성 커플러가 공지되어 있다. 도전체 로터는 하나의 샤프트상에서 단일체로서 회전하도록 함께 연결되고, 자석 로터는 제 2 샤프트와 함께 회전하면서, 제 2 샤프트에 대하여 축방향으로 이동할 수 있도록 장착된다. 각 자석 로터는 도전체 로터 중 각각의 하나 상에 장착되어 있는 철-보강 전자도전성 링(ferrous-backed electroconductive ring)으로부터 공기 갭에 의해 이격되어 있는 영구 자석 집단을 갖는다. 두 샤프트 중 하나의 회전은 샤프트 사이의 소정의 직접적인 기계적 연결 없이, 자석 로터와 도전체 로터 사이에 작용하는 자력에 의해 다른 샤프트를 회전시킨다.

자석 로터를 제 2 샤프트에 대하여 축방향으로 이동시킴으로써, 자석 로터와 도전체 로터 사이의 공기 갭이 변경될 수 있다. 공기 갭의 증가는 자석 로터와 도전체 로터를 결합시키는 토크를 감소시킨다. 공기 갭과 결과적인 토크 사이의 관계를 인지함으로써, 기술자는 적절한 간격을 형성하여 특정 유입 회전 속도 및 또는 토크를 원하는 출력 속도 및/또는 토크로 변환시키는 조절식 자석 커플러를 설계할 수 있다.

시동 중 또는 부하축의 충분한 저속시 같은 특정 동작 조건하에서, 자석 로터와 도전체 로터 사이의 상대 회전 속도는 현저히 상이할 수 있다. 높은 슬립 조건하에서, 자석 로터와 도전체 로터 사이에 척력(repulsion force)이 생성된다는 것이 보고되어 왔다. 척력은 상대 이동 슬립의 함수이며, 따라서, 로터가 동일 회전 속도에 접근할 때 감소되게 된다. 상대 정지 상태에서, 어떠한 척력도 존재하지 않는다.

본 발명은 영구 자석 로터 조립체 하나의 샤프트상에 구비하며, 이 영구 자석 로터 조립체가 다른 샤프트상의 도전체 로터 조립체로부터 공기 갭(air gap)에 의해 이격되어 있는 유형의 영구 자성 커플러에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 커플러의 등각도.

도 2는 도 1의 자성 커플러의 회전축을 따른 단부도.

도 3은 정상 구조에서, 단면 3-3을 따라 본, 도 2의 자성 커플러의 직경방향 단면도.

도 4는 정상 구조에서, 단면 4-4를 따라 본, 도 2의 자성 커플러의 직경방향 단면도.

도 5는 소프트-스타트 구조에서, 단면 5-5를 따라 본, 도 2의 자성 커플러의 직경방향 단면도.

도 6은 동작 구조에서, 단면 6-6을 따라 본, 도 2의 자성 커플러의 직경방향 단면도.

도 7은 완전 분리 구조에서, 단면 7-7을 따라 본, 도 2의 자성 커플러의 직경방향 단면도.

도 8은 정상 구조로 도시되어 있는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성 커플러의 부분 단면도.

도 9는 소프트-스타트 구조로 도시되어 있는 도 8의 자성 커플러의 부분 단면도.

도 10은 동작 구조로 도시되어 있는 도 8의 자성 커플러의 부분 단면도.

도 11은 팝-오프(pop-off) 구조로 도시되어 있는 도 8의 자성 커플러의 부분 단면도.

본 발명은 시동 동안 제한된 분리를 허용하도록 구성되지만, 비상 정지시에는 충분한 분리를 허용하지 않도록 구성된 자성 커플러에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 한 쌍의 자석 로터는 두 단부판 사이에서 연장하는 토크 로드상에 활주가능하게 장착된다. 도전체 로터상의 철함유 재료는 자석 로터내의 영구 자석에 자력을 받게 된다. 정지 또는 상대 정지 상태하에서, 인력은 자석 로터를 도전체 로터를 향해 압박한다. 정지부는 원하는 동작 조건에 대하여 선택된 최소 공기 갭 만큼 자석 로터가 도전체 로터로부터 이격되는 것을 유지한다. 특정 실시예에서, 정지부는 최소 공기 갭을 변화시키도록 조절가능하다.

그러나, 시동 또는 비상 정지 동안, 자석 로터와 도전체 사이의 상대 회전 속도는 자석 로터와 도전체 로터 사이의 척력의 증가를 유발한다. 자성 인력은 시동 및 비상 정지 상태 동안 척력에 의해 극복될 수 있기에 충분히 작게 설계된다. 결과적으로, 이런 조건 하에서, 척력은 도전체 로터로부터 자석 로터를 이격 이동시킨다. 시동 동안 자석 로터는 그 사이에 위치된 래치 아암에 대하여 합쳐(collapse)지고, 도전체 로터와 자석 로터 사이의 공기 갭을 최소 공기 갭으로부터 "소프트-스타트(soft-start)" 공기 갭으로 증가시킨다. 소프트-스타트 공기 갭은 부하가 감소된 토크 레벨에서 동작 속도까지 도달할 수 있게 하며, 시동과 연계된 장비에 대한 충격을 감소시킨다. 그 사이의 래치 아암 또는 다른 구조체의 크기는 소프트-스타트 공기 갭을 조절하기 위해 변경될 수 있다.

부하측상의 샤프트가 모터에 연결된 샤프트의 회전 속도에 접근할 때, 척력은 자석 로터와 도전체 로터 사이의 자성 인력에 의해 다시 극복되는 지점까지 감소한다. 이 조건하에서, 자석 로터는 도전체 로터로부터 최소 공기 갭 만큼 이격된, 동작 구조로 복귀하게 된다.

사전 선택된 회전 속도에서, 원심력은 래치 아암을 소프트-스타트 구조로부터 "구동 속도(running speed)" 또는 완전 분리 구조로 이동시킨다. 래치가 구동 속도 구조에 있는 동안 부하 샤프트는 신속히 감속되어야 하며, 자석 로터와 도전체 로터 사이의 차등 회전 속도는 상술한 척력을 초래한다. 그러나, 래치가 이제 구동 속도 구조에 있기 때문에, 자석 로터는 소프트-스타트 공기 갭을 초과하여 합쳐질 수 있다. 자석 로터는 대신 합쳐져서 자석 로터와 도전체 로터 사이에 추가로 최대 공기 갭을 생성하며, 이는 그들 사이의 회전 토크력을 현저히 감소시킨다. 이 완전 분리 구조는 부하가 현저히 저속화 또는 중단된 동안 무한히 구동을 계속할수 있게 하며, 따라서, 장비에 대한 손상을 방지할 수 있다.

궁극적으로, 모터와 부하 양자 모두가 정지되었을 때, 척력은 다시 감소되어 자성 인력이 자석 로터를 최초의 정지 구조로 외측으로 다시 당겨낼 수 있게 한다.

보다 상세히 후술된 바와 같이, 본 발명은 상술한 구조 사이에서 자성 커플러를 자유롭게 이동할 수 있게 하며, 이와 같이, 시스템이 시동, 표준 동작 조건, 비상 정지 및 정상(static) 상태를 위한 다른 구조를 자동으로 취할 수 있게 하는 다수의 구조체에 관한 것이다.

본 발명은 일반적으로, 한 쌍의 도전체 로터가 제 1 샤프트에 고정 부착되고, 한 쌍의 자석 로터가 두 도전체 로터 사이에 배치되어 축방향으로 활주가능하게 제 2 샤프트에 결합되어 있는 자성 커플러에 관한 것이다. 자석 로터는 제한된 거리에 걸쳐 자유롭게 활주할 수 있으며, 정상 상태, 시동 상태, 동작 상태 또는 비상 상태 동안 다수의 사전선택된 구조로 남겨질 수 있도록 구성된다. 본 발명의 특정 실시예의 다수의 특정 세부사항이 이런 실시예에 대한 총체적 이해를 제공하기 위해 하기의 상세한 설명 및 도 1 내지 도 11에 기술되어 있다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자는 본 발명이 부가적인 실시예를 가질 수 있거나, 하기의 설명에 설명된 몇몇 세부 사항 없이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 1 및 도 2는 일반적으로 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 자성 커플러(8)를 예시한다. 예시된 자성 커플러는 일반적으로 한 쌍의 도전체 로터(48) 사이에 배치된 한 쌍의 자석 로터(23, 24)를 포함한다.

도 3에 예시된 바와 같이, 제 1 허브는 자석 로터 조립체에 연결되고, 제 2 허브(12)는 도전체 로터 조립체에 연결된다. 자석 로터 조립체는 두 개의 실질적인 원형 단부판(13, 14)을 포함하며, 이는 이 단부판에 용접 또는 다른 방식으로 강성적으로 연결될 수 있는 스풀(16)에 의해 축방향으로 이격 배치되어 있다. 단부판(13, 14)은 네 개의 평행 토크 로드(22)의 각 단부와 서로 끼워지는 네 개의 구멍(20)을 각각 구비한다. 한 쌍의 자석 로터(23, 24)는 토크 로드(22)상에 활주가능하게 장착된다.

각 자석 로터(23, 24)는 인접 자석이 그 극이 반전되도록 배열될 수 있는 자석(28) 집단을 총체적으로 수용하기 위해 내부에 형성된 직사각형 포켓(26)의 원형 어레이를 구비하는 주 로터(25)를 구비한다. 각 자석 집단은 철함유 재료로 이루어진 링(30)에 의해 보강될 수 있으며, 이는 각 주 로터(25)에 나사결합된다. 주 로터(25)는 스풀(16)과의 간극을 제공하는 중앙 개구(31)를 가지며, 그 외부면에 원형 리세스(32)를 갖는다. 구멍(33)의 제 1 쌍은 각 주 로터(25)내의 리세스(32)로부터 그 대향면으로 연장하여 "부싱 지지기둥(34)"을 수용하며, 이 부싱 지지기둥은 주 로터에 대하여 배치되어 예로서, 소켓 헤드 캡 스크류에 의해 그에 유지되는 플랜지 또는 칼라(35)를 갖는다. 하나의 자석 로터(23)상의 두 부싱 지지기둥(34)은 편위각(α)(도 2 참조) 만큼 다른 자석 로터(24)상의 대응 쌍에 대하여 회전되며, 그래서, 총체적으로, 네 개의 부싱 지지기둥이 네 개의 토크 로드(22)상에 슬리브 결합된다. 구멍(36)의 제 2 쌍은 다른 자석 로터상에 장착된 부싱 지지기둥(34)과 정렬되며, 이 각각은 부싱이 그를 통과할 수 있게 하도록 크기설정된다.

도전체 로터 조립체에 이어서, 허브(12)상에 장착된 하나의 단부 링(40)과, 허브(10) 및 단부판(14)으로부터 간극(42)에 의해 이격된 내경(45)을 가지는 제 2 단부 링(41)을 가지는 것을 볼 수 있다. 단부 링(40, 41)은 볼트(46)에 의해 적소에 고정된 스페이서(44)에 의해 서로 분리되어 있다. 단부 링(40, 41)의 내향 측면상에는 자석 로터(23, 24)로부터 최소 공기 갭(50)만큼 이격 배치된 한 쌍의 도전체 링(48)이 장착되어 있다. 예시된 실시예에서, 도전체 링(48)은 구리이고, 단부 링(40, 41)은 연강이다. 본 발명자는 다른 재료가 그 대신 사용될 수 있다는 것을 인지하고 있다.

도 4에 예시된 바와 같이, 자석 로터(23, 24) 및 도전체 로터(48)는 정상 상태에 있을 때, 자석 로터는 최소 공기 갭(50)만큼 도전체 로터로부터 이격 배치된다. 이 최소 공기 갭(50)은 주 로터(25)내의 나사 구멍을 통과하여 단부판(13, 14)에 접촉하는 다수의 범퍼 또는 고정나사를 조절함으로써 선택된다. 고정나사의 헤드는 자성 커플러(8) 외측으로부터 억세스할 수 있게 이루어질 수 있다. 특정 실시예는 고정스크류 또는 범퍼를 사용하지 않는다.

자석 로터(23, 24)는 그 위에 장착된 래치 아암(58)을 가지며, 이는 대향 자석 로터를 향해 연장하는 활성 위치(도 4에 예시된 바와 같이)와 자석 로터에 관해 반경방향으로 연장하는 비활성 위치(도 6에 예시된 바와 같이) 사이에서 스윙하도록 핀(60)상에 스윙-장착되어 있다. 래치 아암(58)은 스프링(62)에 의해 활성 위치로 압박되고, 자석 로터(23, 24)의 회전에 응답하는 원심력에 의해 비활성 위치로압박된다.

도 4에 예시된 자성 커플러(8)는 정상 구조에 있으며, 자석 로터(23, 24) 및 도전체 로터(48) 어느 쪽도 회전하지 않는다. 이런 상태에서, 래치 아암(58)상에 어떠한 원심력도 작용하지 않는다. 따라서, 스프링(62)은 래치 아암(58)을 비활성 위치로 압박한다. 그러나, 자석 로터(23, 24)가 래치 아암(58)과 접촉하지 않는다. 이는 영구 자석(28)과 단부 링(40, 41)내의 철함유 재료 사이의 자성 인력이 서로 끌어당겨 자석 로터(23, 24)를 서로 이격시키도록 당기기 때문이다. 고정스크류(54)는 단부판(13, 14)에 접촉하여 자석 로터(23, 24)를 최소 공기 갭(50) 만큼 도전체 로터(48)로부터 이격된 상태로 유지한다.

도 5는 시동 상태 동안 자석 로터(8)를 예시한다. 예시된 실시예에서, 시동 상태하에서, 도전체 로터(48)는 구동 모터에 연결되고, 급속히 회전하며, 반면에, 자석 로터(23, 24)는 부하에 부착되며, 막 회전 속도를 얻기 시작한다. 따라서, 자석 로터(23, 24)와 도전체 로터(48) 사이의 상대 회전 속도가 현저하며, 자석 로터와 도전체 로터 사이에 큰 척력을 생성한다. 이 척력의 결과로서, 자석 로터(23, 24)는 하나의 자석 로터상의 이면판(30)이 다른 자석 로터로부터 돌출하는 래치 아암(58)에 접촉할 때까지 서로를 향해 이동한다. 이 구조에서, 자석 로터와 도전체 로터 사이의 공기 갭이 최소 간격(50)에 관하여 시동(소프트-스타트) 간격(64)까지 증가한다. 소프트-스타트 간격(64)이 최소 간격(50)(후술된 바와 같이, 최소 간격은 또한 완전 동작 속도에서의 간격이다) 보다 크기 때문에, 부하에 작용되는 회전 토크력은 동작 상태에 비해 다소 감소된다. 결과적으로, 부하는 모터, 부하 및 그장비에 대한 손상을 감소시킬 수 있는 속도까지 가속되지만, 부하상에 대한 충격 및 다른 쇼크는 감소된다.

도 6은 동작 상태 동안의 자성 커플러(8)를 예시한다. 이 구조에서, 자석 로터(23, 24) 및 도전체 로터(48) 양자 모두는 완전 동작 속도로 회전한다. 결과적으로, 원심력은 래치 아암(58)을 활성 위치로부터 비활성 위치로 이동시킨다. 그럼에도 불구하고, 자석 로터(23, 24)와 도전체 로터(48) 사이의 상대 회전 속도가 최소이기 때문에, 둘 사이에 척력은 거의 없거나 전혀 없다. 따라서, 정상 상태 등에 관하여 상술된 자력은 자석 로터(23, 24)를 도전체 로터(48)를 향해 고정 스크류(54)가 단부판(13, 14)에 접촉할 때까지 이동시킨다. 자석 로터(23, 24)는 이제 도전체 로터(48)로부터 최소 공기 갭(50) 만큼 이격 배치되며, 이는 또한, 동작 공기 갭이라고도 지칭된다. 최소 공기 갭(50)이 시동 구조에서의 공기 갭 보다 작기 때문에, 자석 커플러(8)는 이 구조에서 보다 높은 토크 및 보다 높은 효율로 동작할 수 있다.

도 7은 최대 분리 구조의 자성 커플러(8)를 예시한다. 이 구조는 부하가 출력 샤프트 정지 동안 처럼 예상치 못한 회전 속도의 감소를 받게 되었을 때 유발될 수 있다. 부하 샤프트가 회전 속도가 급속히 감소할 때, 자석 로터(23, 24)와 도전체 로터(48) 사이의 상대 속도는 현저히 커서 시동 구조와 연계하여 상술한 것과 유사하게 척력을 생성한다. 그러나, 이 경우에, 래치 아암(58)은 자석 로터(23, 24)의 회전 속도로 인해 비활성 위치에 있다. 척력이 자석 로터(23, 24)와 단부링(40, 41) 사이의 자력을 극복할 때, 래치 아암(58)은 그들이 시동 구조로 있었기 때문에 자석 로터의 운동을 한정하지 않는다. 대신 자석 로터(23, 24)가 자석 로터와 도전체 로터(48) 사이의 공기 갭이 최대 공기 갭(66)이 되는 지점으로 추가로 합쳐진다. 이 최대 공기 갭(66)은 자석 로터(23, 24)와 도전체 로터(48) 사이의 회전력을 현저히 감소 또는 제거하여 부하상의 토크를 감소 또는 제거한다. 결과적으로, 장비에 대한 손상이 감소 또는 제거된다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예를 예시한다. 도 8은 정상 구조의 한 쌍의 자석 로터(123, 124)를 예시한다. 이 구조에서, 자석 로터(123, 124) 및 도전체 로터(148) 어느 쪽도 회전하지 않는다. 결과적으로, 자석 로터(123, 124)는 도전체 로터(138)에 연결된 이면재료(140, 141)에 흡인되며, 도전체 로터를 향해 이동하여 최소 공기 갭(150)을 생성한다.

예시된 실시예에서, 자석 로터(124) 중 하나는 자석 로터로부터 멀어지는 방향으로 돌출 하는 아암(170)이 그 위에 장착되어 있다. 아암(170)과 정렬된 대향 자석 로터(123)상에는 개구(176)가 존재한다. 정상 구조에서, 셔터(172; shutter)가 개구(176) 위에 위치된다. 스프링(174)은 셔터(172)를 폐쇄 위치에 유지한다.

도 9는 시동 구조의 자석 로터(123, 124)를 도시한다. 이전 실시예와 연계하여 상술한 바와 같이, 시동 동안의 척력은 자석 로터(123, 124)를 서로를 향해 압박한다. 예시된 실시예에서, 셔터(172)는 아암(170)이 개구(176)로 들어가는 것을 방지한다. 아암(170)의 길이 및 셔터(172)의 위치는 자석 로터(123, 124)를 원하는 소프트-스타트 공기 갭(164)을 생성하는 위치에 유지하도록 선택된다.

도 10은 동작 구조의 자석 로터(123, 124)를 예시한다. 자석 로터(123, 124)와 도전체 로터(148)가 동일 속도로 도는 그에 근접한 속도로 이동하기 때문에, 자석 로터는 동작 또는 최소 공기 갭(150)을 생성하도록 외향 이동된다. 또한, 자석 로터가 동작 속도로 회전하는 동안, 셔터(172)는 외측으로 이동하여 원심력하에서 스프링(174)을 압박한다. 결과적으로, 개구(176)가 비폐쇄 상태가 된다.

도 11은 자석 로터(123, 124)가 부하 샤프트에 의한 속도의 급격한 감소에 응답하여 서로에 대해 합쳐진 완전 분리 구조를 예시한다. 속도 감소시 셔터(172)가 개방 위치에 있기 때문에, 아암(170)은 개구(176)로 들어간다. 따라서, 자석 로터(123, 124)는 자석 로터와 도전체 로터(148) 사이에 팝-오프(pop-off) 공기 갭(166)을 생성하는 구조로 합쳐질 수 있다.

상술한 바로부터, 비록 본 발명의 특정 실시예가 예시를 위해 본 명세서에 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims

커플러에 있어서,

회전축을 각각 가지는 제 1 및 제 2 회전 허브와,

각 영구 자석 세트를 각각 포함하는 두 개의 동축 자석 로터와,

상기 자석 세트 중 각각의 하나로부터 공기 갭을 두고 이격 배치된 비철 전자도전성 링을 각각 구비한 두 개의 동축 도전체 로터와,

로드에 의해 연결되며 제 2 허브와 일체 회전하도록 장착되어 있는 두 개의 단부판, 및

상기 도전체 로터와 연계된 자석 유인 재료(magnet attracting material)를 포함하고,

상기 로터 중 최초 두 개는 고정된 축방향 거리로 이격 배치되며, 상기 제 1 허브상에 그와 일체로 회전하도록 단일체로서 장착되며,

상기 로터 중 나머지 두 개는 상기 로터 중 최초 두 개에 관하여 상기 로드상에서 축방향으로 이동할 수 있고,

상기 자석 유인 재료는 상기 영구 자석 세트 각각과 상호작용하도록, 그리고, 상기 로터를 결합 관계로 자성 편의시키도록 크기설정 및 성형되며,

상기 자석 및 도전체 로터 사이에 충분한 슬립에 의해 유발된 커플러의 과부하는 상기 자석 및 도전체 로터를 적어도 부분적으로 결합 관계 외측으로 이동시키기 위한 편의에 대항하는, 그리고, 그를 초과하는 축방향 추력을 초래하는 커플러.
제 1 항에 있어서, 상기 간격을 조절하기 위해 상기 단부판과 상기 로터 중 나머지 두 개 사이에 위치된 조절식 정지부를 추가로 포함하는 커플러.
제 1 항에 있어서, 단일체의 상기 로터 양자 모두는 도전체 로터이고,

상기 나머지 로터는 상기 도전체 로터 사이에 위치된 자석 로터인 커플러.
제 1 항에 있어서, 상기 정지부는 상기 단부판을 통과하여 상기 로터 중 상기 나머지 두 개와 접촉하도록 배열된 고정스크류를 포함하는 커플러.
커플러에 있어서,

회전축을 각각 가지는 제 1 및 제 2 회전 허브와,

각 영구 자석 세트를 각각 포함하는 두 개의 동축 자석 로터와,

상기 자석 세트 중 각각의 하나로부터 공기 갭을 두고 이격 배치된 비철 전자도전성 링을 각각 구비한 두 개의 동축 도전체 로터와,

상기 영구 자석 세트 각각과 상호작용하여 상기 로터를 결합 관계로 자성 편의시키도록 상기 도전체 로터와 연계된 자석 유인 재료, 및

래치 소자를 포함하고,

상기 로터 중 최초 두 개는 고정된 축방향 거리로 이격 배치되며, 상기 제 1 허브상에 그와 일체로 회전하도록 단일체로서 장착되며,

상기 로터 중 나머지 두 개는 제 2 샤프트와 일체로 회전하고, 상기 제 2 축에 관하여 대향 방향의 축방향으로, 그리고, 상기 로터의 최초 두 개와 자성 결합 관계 외측으로 축방향 이동할 수 있도록 장착되며,

슬립 형태의 상기 자석 및 도전체 로터 사이의 상대 회전은 상기 로터를 결합 관계 외측으로 압박하는 편의를 상쇄하는 축방향 힘을 초래하고,

상기 래치 소자는 상기 나머지 로터에 의해 지지되고, 활성 위치에 있을 때, 상기 커플러의 시동 동안의 척력으로 인한 상기 나머지 로터의 축방향 이동을 한정하도록 배열되며,

상기 래치 소자는 원심력에 응답하여 비활성 위치로 이동할 수 있고, 그에 의해, 상기 커플러는 척력 수반 시동으로 인해 완전히 분리될 수 있는 커플러.
제 5 항에 있어서, 상기 간격의 최소 크기를 한정하는, 상기 로터와 연계된 정지부가 존재하는 커플러.
제 6 항에 있어서, 상기 최소 공기 공기 갭은 시동 이후, 과부하 상태로부터의 상기 샤프트 사이의 슬립이 상기 편의를 초과하는 축방향 추력을 유발하여 상기 커플러를 분리시키도록 상기 정지부의 조절에 의해 조절될 수 있는 커플러.
제 5 항에 있어서, 상기 래치 소자 각각은 상기 회전축에 평행한 활성 위치로부터 스윙 축으로부터 반경방향 외향 지향 비활성 위치로 스윙 축상에서 스윙하도록 배열되는 커플러.
제 8 항에 있어서, 상기 래치 소자 각각은 낮은 회전 속도에서 그 활성 위치로부터 벗어나는 방향으로의 그 스윙에 항복가능하게 저항하도록 배열되는 스프링을 구비하는 커플러.
시동 동안 팝-오프(pop-off)를 방지하고, 시동 이후에 팝-오프를 허용하는 자성 커플러에 있어서,

각각 회전축을 가지는 제 1 및 제 2 회전 샤프트와,

각각 영구 자석 세트를 가지는 두 개의 동축 자석 로터와,

상기 각 자석 로터로부터 제 1 간격만큼 이격 배치된 비철, 전자도전성 링을 각각 구비하는, 상기 각 자석 로터에 인접 배치된 두 개의 동축 도전체 로터와,

상기 도전체 로터를 향해 상기 자석 로터를 자성 편의시키고, 상기 로터를 결합 관계로 압박하도록 상기 도전체 로터 각각에 결합된 자석 유인 재료, 및

상기 제 2 샤프트에 의해 지지된 하나 이상의 래치 소자를 포함하고,

상기 로터 중 최초 두 개는 고정된 축방향 거리 만큼 서로 이격 배치되고, 상기 제 1 샤프트상에 그와 일체로 회전하도록 단일체로서 장착되며,

상기 로터 중 나머지 두 개는 상기 제 2 샤프트와 일체로 회전하고, 상기 로터의 상기 최초 2개와 자성 결합 관계로, 그리고, 그 외측으로 상기 제 2 샤프트에 관해 축방향으로 이동될 수 있도록 장착되며,

상기 자석 유인 재료는 상기 자석 로터와 상기 도전체 로터 사이의 충분한 상대 회전에 의해 유발된 척력이 상기 편의를 상쇄하고 상기 로터를 상기 결합 관계 외측으로 압박하기에 충분하도록 크기설정, 성형 및 배치되며,

상기 래치 소자는 하나 이상의 래치 소자가 상기 결합 관계 외측 제 1 거리로의 상기 로터 중 나머지 두 개의 이동을 제한하는 활성 위치와, 상기 하나 이상의 래치 소자가 상기 결합 관계 외측 제 2 거리로의 상기 로터 중 나머지 두 개의 이동을 제한하는 비활성 위치 사이에서 이동할 수 있는 자성 커플러.
제 10 항에 있어서, 상기 하나 이상의 래치 소자는 원심력에 의해 상기 커플러의 시동시의 활성 위치로부터 시동에 이어지는 비활성 위치로 이동할 수 있는 자성 커플러.
제 10 항에 있어서, 상기 제 2 거리는 상기 제 1 거리 보다 큰 자성 커플러.
제 10 항에 있어서, 상기 제 1 거리는 소프트-스타트 특성을 가지는 상기 커플러를 제공하도록 사전결정되는 자성 커플러.
제 10 항에 있어서, 상기 제 2 거리는 무한 구동 특성을 가지는 커플러를 제공하도록 사전결정되는 자성 커플러.
제 10 항에 있어서, 상기 자석 유인 재료는 상기 도전체 로터의 외주 둘레에 분포된 철함유 재료의 형태인 자성 커플러.
제 10 항에 있어서, 상기 자석 유인 재료는 상기 도전체 로터 둘레에 동심으로 배치된 철함유 재료의 링 형태인 자성 커플러.
제 10 항에 있어서, 상기 자성 유인 재료는 상기 도전체 로터 둘레에 동심으로 위치된 철함유 재료의 링 형태이고, 상기 각 자석 로터 반대쪽의 상기 도전체 로터의 표면상에 위치되는 자성 커플러.
제 10 항에 있어서, 상기 하나 이상의 래치 소자는 상기 활성 및 비활성 위치 사이에서 선회할 수 있는 래치 아암을 포함하는 자성 커플러.
제 10 항에 있어서, 상기 하나 이상의 래치 아암은 상기 나머지 두 개의 로터 중 하나로부터 내향 돌출하는 고정 아암과, 상기 나머지 두 개의 로터 중 나머지상의 셔터를 포함하고,

상기 셔터는 상기 고정 아암과 정렬되고, 상기 셔터가 상기 고정 아암의 통로를 막는 활성 위치와, 상기 셔터가 상기 고정 아암이 상기 나머지 두 개의 로터 중 나머지의 개구로 적어도 부분적으로 들어가는 것을 허용하는 비활성 위치 사이에서 이동가능한 자성 커플러.
제 10 항에 있어서, 상기 하나 이상의 래치 소자는 상기 제 1 거리를 변경하도록 조절가능한 자성 커플러.
시동 동안 완전 분리를 방지하고, 시동 이후 완전 분리를 허용하는 자성 커플러에 있어서,

각각 회전축을 가지는 제 1 및 제 2 회전 샤프트와,

영구 자석 세트를 가지는 자석 로터와,

상기 자석 로터에 인접배치되며, 상기 자석 로터로부터 제 1 간격만큼 이격된 비철 전자도전성 링을 구비하는 도전체 로터와,

상기 자석 로터를 상기 도전체 로터를 향해 자성 편의시키고, 상기 로터를 결합 관계로 압박하도록 상기 도전체 로터에 결합된 자성 유인 재료, 및

하나 이상의 래치 소자를 포함하고,

상기 로터 중 첫 번째는 상기 제 1 샤프트상에 그와 일체로 회전하도록 장착되며, 상기 제 1 샤프트에 관하여 축방향으로 고정되고,

상기 로터 중 나머지는 상기 제 2 샤프트와 일체로 회전하며, 상기 첫 번째 로터와 자성 결합 관계로, 그리고, 그 외측으로 상기 제 2 샤프트에 관해 축방향으로 이동가능하며,

상기 자성 유인 재료는 상기 자석 로터와 상기 도전체 로터 사이의 충분한 상대 회전에 의해 유발된 척력이 상기 편의를 상쇄하고 상기 로터를 상기 결합 관계 외측으로 압박하기에 충분하도록 크기설정, 성형 및 배치되며,

상기 하나 이상의 래치 소자는 상기 하나 이상의 래치 소자가 상기 결합 관계 외측 제 1 거리로의 상기 로터 중 나머지의 이동을 제한하는 활성 위치와, 상기 하나 이상의 래치 소자가 상기 결합 관계 외측으로의 상기 제 1 거리 보다 큰 제 2 거리로의 상기 로터 중 나머지의 이동을 제한하는 비활성 위치 사이에서 원심력에 의해 이동할 수 있는 자성 커플러.
시동 동안 자성 커플러의 완전 분리를 방지하고, 동작 동안 완전 분리를 허용하는 방법에 있어서,

제 2 샤프트상의 한 쌍의 도전체 로터와 결합관계로 제 1 샤프트상에 한쌍의 자석 로터를 제공하는 단계와,

상기 로터 쌍 중 하나를 축방향 배열로 고정하는 단계와,

상기 로터 쌍 중 나머지를 상기 로터 쌍 중 상기 하나에 관하여 결합 관계로, 그리고, 그 외측으로 축방향으로 활주할 수 있게 하는 단계와,

상기 로터 쌍 중 상기 나머지를 상기 결합 관계로 편의시키는 단계, 및

상기 로터 쌍 중 나머지를 결합 관계로 유지하도록 구성되는 활성 위치와, 상기 로터 쌍 중 나머지가 적어도 실질적으로 상기 결합 위치 외측으로 이동할 수 있게 하도록 구성된 비활성 위치 사이에서 이동할 수 있는 하나 이상의 래치 메카니즘을 제공하는 단계를 포함하는 방법.