KR20190105091A

KR20190105091A - 전자기 코일 연결 조립체 및 관련 방법

Info

Publication number: KR20190105091A
Application number: KR1020197024530A
Authority: KR
Inventors: 로버트 도널드 케이튼; 바스티안 미카엘 호르스트 브란트
Original assignee: 호르톤 인코포레이티드
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2019-09-11
Also published as: US20190355502A1; BR112019015620B1; EP4239653A1; EP3577663B1; EP3577663A4; CA3047602C; BR112019015620A2; AU2018214949A1; JP2020507209A; CN110178192A; CA3047602A1; CN110178192B; US10839999B2; EP3577663A1; ZA201905611B; AU2018214949B2; WO2018144428A1; KR102424078B1; MX2019008912A; JP7299156B2

Abstract

전자기 코일 조립체(34)는 코일 서브-조립체(34C) 및 타워 서브-조립체(34T)를 포함한다. 상기 코일 서브-조립체는 제1 개구(70-4A; 70-4B)를 갖는 코일 하우징(70); 코일 권선(72); 상기 제1 개구에 인접하고 상기 코일 하우징의 제1 표면(70I)을 따라 연장되는 베이스(74-1)를 갖는 타워 장착부(74); 및 상기 베이스에 고정된 제1 장착 부싱(76A; 76B)을 포함한다. 상기 제1 장착 부싱은 상기 코일 권선에 전기적으로 연결된다. 상기 타워 서브-조립체는 상기 제1 표면의 반대쪽에 위치된 상기 코일 하우징의 제2 표면에 위치된 타워 하우징(90); 상기 제1 장착 부싱에 전기적으로 연결된 제1 타워 부싱(96A; 96B); 및 상기 제1 타워 부싱을 상기 제1 장착 부싱에 고정시키는 제1 체결구(98A; 98B)를 포함한다. 상기 제1 체결구는 상기 코일 하우징의 제2 표면에 근접한 곳으로부터 상기 제1 장착 부싱과 맞물릴 수 있다.

Description

전자기 코일 연결 조립체 및 관련 방법

본 발명은 전자기 코일 조립체 및 관련 제조 방법에 관한 것이다.

점성 클러치는 자동차 팬(fan) 구동 응용 및 다른 직업적 및 산업적 응용과 같은 다양한 응용에 사용된다. 이러한 클러치는 전형적으로 2개의 회전 가능한 부품 사이에 토크를 선택적으로 전달하기 위해 상대적으로 두꺼운 실리콘 오일(보다 일반적으로 전단 유체 또는 점성 유체라고도 함)을 사용한다. 클러치의 맞물림과 맞물림 해제는 오일이 선택적으로 입력 부재와 출력 부재 사이에 (예를 들어, 회전자와 하우징 사이에) 위치된 클러치의 작업 영역으로 들어가고 이 작업 영역으로부터 나가는 것에 의해 가능하게 되고, 여기서 점성 전단 커플링은 오일이 입력 부재로부터 출력 부재로 토크를 전달하는 것에 의해 생성될 수 있다. 클러치의 출력 속도는 작업 영역에 존재하는 전단 유체의 부피의 함수로서 입력 속도의 약 0% 내지 약 100% 사이에서 제어 가능하게 변할 수 있다. 밸브는 오일이 작업 영역으로 및/또는 작업 영역 밖으로 흐르는 것을 제어하는 데 사용된다. 밸브의 작동은, 전자기 코일(또는 솔레노이드)에 의해 생성되고 밸브와 코일을 링크(link)시키는 자속 회로를 따라 전달되는 자속에 의해 제어될 수 있다. 이러한 방식으로 출력 토크는 작동 조건에 맞게 시간에 따라 변조될 수 있다. 제어 회로는 원하는 작동 파라미터의 함수로서 전자기 코일 및 밸브 조립체를 포함하는 클러치의 작동을 조절하는 것을 돕기 위해 제공된다.

추가적으로, 점성 클러치는 홀 효과(Hall effect) 센서 또는 다른 적절한 센서를 포함할 수 있다. 이러한 센서는 클러치 출력 속도를 측정하여 제어 회로에 의해 밸브를 용이하게 제어하게 하는데 사용될 수 있다. 센서에 전력을 제공할 뿐만 아니라 센서로부터 신호를 전달하여 센서로부터 원격에 위치된 회로를 제어하는 것이 필요하다. 이러한 센서는 때때로 클러치로부터 돌출되어, 클러치 패키지의 전체 크기를 원치 않게 증가시킬 수 있다.

클러치 조립체의 많은 부분이 작동 중에 회전하지만(즉, 회전 가능하지만), 전자기 코일은 전형적으로 회전 가능하게 고정된다. 일반적으로, 고정된 코일을 사용하면 회전 연결부를 통해 회전 코일에 전기 전력을 전달하는 슬립 링(slip ring), 브러시 또는 유사한 기구의 사용과 종종 관련된 마모 및 신뢰성 문제를 피할 수 있다. 고정 장착 샤프트를 갖는 클러치의 경우, 고정 샤프트에 전자기 코일을 부착하는 것이 가능할 수 있다(예를 들어, PCT 특허 출원 공개 WO2011/062856 참조). 그러나 일부 응용에서는 고정 샤프트가 이용 가능하지 않거나 바람직하지 않고, 또는 주어진 클러치 설계는 전자기 코일이 고정 샤프트로부터 떨어져 위치될 것을 요구하는 자속 회로를 가질 수 있다. 클러치에 회전 입력으로서 기능할 수 있는 회전 가능한 (또는 "라이브(live)"한) 샤프트를 갖는 것과 같은 이들 다른 클러치의 경우, 전자기 코일을 회전 가능하게 고정하는 것은 예를 들어 테더(tether), 스트랩(strap) 또는 다른 회전 고정 메커니즘을 사용하는 것에 의해 일반적으로 다른 방식으로 달성되어야 한다. 회전 가능하게 고정된 전자기 코일을 사용하면 또한 종종 코일 지지 베어링을 요구할 뿐만 아니라 자동차 응용 등에 충분히 견딜 수 있는 기계적 및 전기적 부착물을 모두 사용할 것을 요구한다.

다수의 전기적 및 기계적 부착물을 요구하는 전자기 코일 조립체를 제조/조립하는 것은 어려울 수 있다. 노동 집약적인 솔더링 및 부품 삽입 단계는 제조/조립 공정을 연장시킬 수 있다.

예를 들어, 자동차 클러치 응용에서 전기적 및 기계적 부착물은 또한 심한 진동, 악천후 등을 포함하는 잠재적으로 혹독한 조건을 통해 신뢰성 있게 수행하기 위해 내구성이 있어야 한다. 팬 클러치와 함께 사용되는 코일 조립체는 팬에 의해 생성된 공기 흐름을 받아서 진동 및 다른 응력에 기여할 수 있다. 전자기 코일 조립체 부품이 느슨해지거나, 열화되거나 또는 부식되는 것은 부품 이탈, 전력 또는 센서 신호의 손실, 단락 등으로 인해 야기되는 바람직하지 않은 고장을 일으킬 수 있다.

또한, 전체 클러치 패키지는 비교적 소형하고 질량이 작어야 한다.

따라서 점성 클러치와 같은 클러치와 함께 사용하기에 적합한 대안적인 전자기 코일 조립체를 제공하는 것이 요구된다.

일 양태에서, 전자기 코일 조립체는 코일 서브-조립체 및 타워 서브-조립체(tower sub-assembly)를 포함한다. 상기 코일 서브-조립체는, 제1 개구를 갖고 자속 전도성 재료로 이루어진 코일 하우징; 상기 코일 하우징에 인접하여 위치된 다수의 턴(turn)을 갖는 코일 권선; 상기 제1 개구에 인접하고 상기 코일 하우징의 제1 표면을 따라 연장되는 베이스(base)를 갖는 타워 장착부(tower mount); 및 상기 베이스에 고정된 제1 장착 부싱(mount bushing)으로서, 전기 전도성 재료로 제조된 상기 제1 장착 부싱을 포함한다. 상기 제1 장착 부싱은 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연되고, 상기 코일 권선에 전기적으로 연결된다. 상기 타워 서브-조립체는 상기 코일 하우징의 제2 표면에 위치된 타워 하우징; 상기 제1 장착 부싱과 전기적으로 연결된 제1 타워 부싱; 및 상기 제1 타워 부싱을 상기 제1 장착 부싱에 고정시키는 제1 체결구(fastener)를 포함한다. 상기 제2 표면은 상기 제1 표면의 반대쪽에 위치된다. 상기 제1 체결구는 상기 코일 하우징의 상기 제2 표면에 근접한 곳으로부터 상기 제1 장착 부싱과 맞물릴 수 있다.

다른 양태에서, 본 발명에 따른 전자기 코일 조립체는 코일 서브-조립체 및 타워 서브-조립체를 포함한다. 상기 코일 서브-조립체는 공동(cavity) 및 제1 개구를 갖는 코일 하우징; 상기 코일 하우징의 상기 공동 내에 위치된 다수의 턴을 갖는 코일 권선; 상기 제1 개구에 인접한 공동 내에 위치되고 상기 코일 하우징의 내부 표면을 따라 연장되는 베이스를 갖는 타워 장착부; 및 상기 베이스에 고정된 제1 장착 부싱을 포함한다. 상기 제1 장착 부싱은 전기 전도성 재료로 만들어질 수 있고, 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 제1 장착 부싱은 상기 코일 권선에 전기적으로 연결된다. 상기 코일 하우징은 자속 전도성 재료로 제조된다. 상기 타워 서브-조립체는 상기 코일 하우징의 외부에 위치된 타워 하우징; 상기 제1 장착 부싱과 전기적으로 연결된 제1 타워 부싱; 및 상기 제1 타워 부싱을 상기 제1 장착 부싱에 고정시키는 제1 체결구를 포함한다. 상기 제1 체결구는 상기 코일 하우징의 외부로부터 상기 제1 장착 부싱과 맞물릴 수 있다.

다른 양태에서, 본 발명에 따른 방법은 코일 하우징의 공동 내에 코일 권선의 턴을 위치시키는 단계; 타워 장착부의 베이스가 상기 코일 권선의 턴과 상기 코일 하우징의 벽 사이에 있도록 상기 코일 하우징의 공동 내에 상기 타워 장착부의 베이스를 위치시키는 단계; 상기 코일 하우징의 상기 벽에 있는 개구와 상기 베이스에 고정된 장착 단자를 정렬시키는 단계; 상기 장착 단자를 상기 코일 권선에 전기적으로 연결하는 단계; 상기 타워 장착부의 상기 베이스와는 반대쪽 상기 코일 하우징의 상기 벽 쪽에 타워 단자를 지지하는 타워 하우징을 위치시키는 단계; 및 상기 타워 단자를 상기 장착 단자에 체결구로 연결하는 단계를 포함한다. 상기 체결구로 연결하는 것은 상기 코일 하우징의 상기 벽에 있는 개구를 통한 구조적 기계적 연결 및 전기적 연결을 모두 제공한다.

또 다른 양태에서, 본 발명에 따른 전자기 코일 조립체는 코일 서브-조립체 및 상기 코일 서브-조립체에 제거 가능하게 연결된 타워 서브-조립체를 포함한다. 상기 코일 서브-조립체는, 상기 코일 하우징 내부에 공동을 형성하는 컵 형상의 벽을 갖고 상기 벽을 통해 연장되는 개구를 갖는 코일 하우징; 상기 코일 하우징의 상기 공동 내에 위치된 다수의 턴을 갖는 코일 권선; 베이스 및 보스(boss)를 갖는 타워 장착부; 및 상기 베이스에 고정된 장착 단자를 포함한다. 상기 장착 단자는 상기 보스에 의해 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연되고, 상기 장착 단자는 상기 코일 권선에 전기적으로 연결된다. 상기 베이스는 상기 개구에 인접하여 상기 공동 내에 위치되고 상기 코일 하우징의 상기 벽의 내부 표면을 따라 연장되고, 상기 보스는 상기 베이스로부터 상기 개구를 통해 돌출한다. 상기 코일 하우징의 상기 벽은 자속 전도성 재료로 만들어지고, 상기 장착 단자는 전기 전도성 재료로 만들어진다. 상기 타워 서브-조립체는, 상기 코일 하우징의 외부에 위치되고 상기 코일 하우징의 상기 벽의 외부 표면을 따라 연장되는 타워 하우징; 상기 장착 단자에 전기적으로 연결된 타워 단자; 및 상기 코일 서브-조립체를 상기 타워 서브-조립체에 고정하는 체결구를 포함한다. 상기 체결구는 상기 타워 하우징과 상기 타워 장착부의 상기 베이스 사이에 상기 코일 하우징의 상기 벽을 클램핑(clamp)하고, 상기 타워 단자와 상기 장착 단자 사이에 전기적 연결을 생성한다.

다른 양태에서, 방법은 코일 권선의 턴이 코일 극(coil pole)에 인접하여 위치되도록 상기 코일 극의 제1 측에 타워 장착부의 베이스를 위치시키는 단계; 장착 단자가 상기 베이스에 고정되고 상기 장착 단자가 상기 코일 권선에 전기적으로 연결되도록 상기 코일 극의 개구와 상기 장착 단자를 정렬시키는 단계; 상기 코일 극의 제2 측에 타워 하우징을 위치시키는 단계; 및 타워 단자를 상기 장착 단자에 체결구로 연결하는 단계를 포함하고, 상기 상기 체결구로 연결하는 것은 코일 극의 개구를 통해 구조적 기계적 연결 및 전기적 연결을 모두 제공한다. 상기 제2 측은 상기 제1 측의 반대쪽에 위치되고, 상기 타워 하우징은 상기 타워 단자를 지지한다.

또 다른 양태에서, 전자기 코일 조립체는 다수의 턴을 형성하는 코일 권선; 환형 형상을 갖고 상기 코일 권선에 인접하여 위치된 몰딩된 베이스; 전기 전도성 재료로 제조되고 상기 몰딩된 베이스에 고정된 장착 부싱; 상기 몰딩된 베이스에 인접하여 위치된 타워 하우징; 상기 타워 하우징에 고정된 타워 부싱; 및 상기 타워 부싱을 상기 장착 부싱에 전기적으로 연결하는 체결구를 포함하고, 상기 체결구는 상기 타워 하우징을 상기 몰딩된 베이스에 기계적으로 더 고정시킨다. 상기 코일 권선은 상기 베이스 부싱에 전기적으로 연결된다.

또 다른 양태에서, 전자기 코일 조립체를 제조하는 방법은 중합체 재료로 제조된 베이스에 장착 부싱을 고정하는 단계; 코일 권선의 턴에 인접하여 상기 베이스를 위치시키는 단계; 상기 코일 권선을 상기 장착 부싱에 전기적으로 연결하는 단계; 전기 전도성 타워 부싱을 타워 하우징에 고정하는 단계; 상기 베이스의 반경 방향 외측을 향하는 표면에 인접하여 타워 하우징을 위치시키는 단계; 및 상기 타워 부싱을 상기 장착 부싱에 체결구로 연결하는 단계를 포함한다. 상기 베이스는 환형 형상을 갖고, 상기 장착 부싱은 전기 전도성이다. 상기 체결구로 연결하는 것은 (a) 상기 베이스에서 상기 타워 하우징을 지지하는 구조적 기계적 연결을 생성하고, (b) 상기 장착 부싱과 상기 타워 부싱 사이에 전기적 연결을 생성한다.

본 발명의 전술된 개요는 단지 예시로서 제공되는 것일 뿐, 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아니다. 본 발명의 다른 양태는 청구 범위 및 첨부된 도면을 포함하여 본 명세서 전체를 고려하여 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점성 클러치 및 전자기 코일 조립체의 단면도이다.
도 2는 분리되어 도시된 전자기 코일 조립체의 측면도이다.
도 3은 분리되어 도시된 전자기 코일 조립체의 정면도이다.
도 4는 도 2의 라인 4-4를 따라 절단된 전자기 코일 조립체의 부분 분해 단면도이다.
도 5는 도 3의 라인 5-5를 따라 절단된 전자기 코일 조립체의 단면도이다.
도 6은 분리되어 도시된 전자기 코일 조립체의 타워 서브-조립체의 정면도이다.
도 7은 분리되어 도시된 타워 서브-조립체의 측면도이다.
도 8은 분리되어 도시된 전자기 코일 조립체의 코일 서브-조립체의 부분 정면도이다.
도 9는 분리되어 도시된 코일 서브-조립체의 부분 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 클러치 및 관련 전자기 코일 조립체를 제조하는 방법의 일 실시예의 흐름도이다.
도 11은 본 발명에 따른 전자기 코일 조립체의 다른 실시예의 일부 단면도이다.

상기 식별된 도면은 본 발명의 하나 이상의 실시예를 나타내지만, 본 설명에서 언급된 바와 같이 다른 실시예도 고려될 수 있다. 모든 경우에, 본 명세서는 본 발명을 예시하려고 제공된 것일 뿐 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아니다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원리의 사상 및 범위 내에 있는 수많은 다른 수정 및 실시예를 고안할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 도면은 축척에 맞게 도시된 것은 아닐 수 있으며, 본 발명의 응용 및 실시예는 본 도면에 구체적으로 도시되지 않은 특징, 단계 및/또는 부품을 포함할 수 있다.

일반적으로, 본 발명은 예를 들어 자동차 클러치에 응용하기 위해 제조 및 조립을 용이하게 하는 전자기 코일 조립체 및 관련 방법을 제공하며, 또한 상대적으로 소형이고 질량이 작은 전체 패키지를 촉진한다. 보다 구체적으로, 전자기 코일 조립체는, 코일 권선을 인쇄 회로 기판(printed circuit board: PCB) 및/또는 다른 적절한 제어 회로, 및 전력을 공급하는 케이블에 연결하도록 구성된다. PCB는 민감한 PCB를 보호하는 데 도움이 되는 소형 조립체를 제공하기 위해 기계적 및/또는 전기적 연결에 인접하여 하우징에 포함될 수 있다. 하우징은 다중 부재(multi-piece) 구조를 가져서, 여러 서브-조립체를 제조하고 나서 나중에 편리한 방식으로 함께 조립될 수 있게 한다. 본 발명의 실시예는 또한 조립체의 체결구 및 부싱이 전기적 및 구조적 기계적 연결부로 기능할 수 있게 한다. 예를 들어, 일 예시적인 실시예에서, 각각의 서브-조립체 상의 전기 전도성 부싱은 (또한 전기 전도성일 수 있는) 체결구에 의해 함께 연결되어 이들 부싱을 통해 전기적 연결을 생성할 수 있게 한다. 따라서, 다수의 서브-조립체를 제조하는 능력을 여전히 유지하면서도 특정 부품과 함께 통합할 수 있게 하는 것에 의해, 상대적으로 소형이고, 상대적으로 질량이 작으며, 상대적으로 조립하기 쉬운 전자기 코일 조립체(및 전체 클러치 패키지)가 제공될 수 있다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 도면을 포함하여 본 명세서 전체를 고려하여 본 발명의 다른 특징 및 장점을 이해할 수 있을 것이다.

본 출원은 전체 내용이 본 명세서에 병합된 2017년 2월 1일자로 출원된 미국 가출원 번호 62/453,230의 우선권을 주장한다.

도 1은 샤프트(22), 다중 부품 하우징(또는 하우징 조립체)(24), 회전자(26), 허브(hub)(28), 장착 디스크(mounting disk)(30), 밸브 조립체(32)(도 1에는 부분적으로만 도시됨), 전자기 코일 조립체(34), 저장조(36) 및 작동 챔버(38)를 포함하는 점성 클러치(20)의 일 실시예의 단면도이다. 점성 클러치(20)의 도시된 실시예는 발명의 명칭이 "Live Center Viscous Clutch"인 PCT 특허 출원 공보 WO2017/062328에 개시된 클러치의 것과 유사한 양태를 포함한다. 그러나, 본 발명은 다른 실시예에서 거의 임의의 다른 유형의 점성 클러치에 이용될 수 있으며, 도시된 실시예는 단지 예시적인 것으로 도시된 것일 뿐 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아닌 것으로 이해된다. 예를 들어, 클러치의 유체 회로의 대안적인 구성뿐만 아니라 고정된 (즉, 회전하지 않는) 샤프트를 갖는 점성 클러치도 가능하다.

도시된 실시예에서, 샤프트(22)는 "라이브"한 중심 샤프트인데, 이는 샤프트(22)가 회전 가능하고 회전축에 의해 형성된 클러치(20)의 중심에 위치된다는 것을 의미한다. 샤프트(22)는 내연 엔진과 같은 원동기(도시되지 않음)로부터 클러치(20)에 입력되는 토크를 받을 수 있다. 샤프트(22)는 하우징(24)의 전방 면 또는 그 부근에서 하우징(24)에 회전 가능하게 고정된다. 샤프트(22)는 전체 클러치(20)에 대해 1차 구조적 지지체로서 작용할 수 있으며, 즉 클러치(20)의 질량은 주로 (또는 완전히) 샤프트(22)에 의해 지지될 수 있다. 도시된 실시예에서, 샤프트(22)는 샤프트(22)의 나머지 부분과 일체형으로 그리고 단일체로 형성된 후방 단부에 플랜지(22F)를 포함한다.

도시된 실시예의 하우징(24)은 회전 가능하게 고정된 방식으로 서로 고정된 베이스(24-1) 및 커버(cover)(24-2)를 포함한다. 하우징(24)은 알루미늄 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 냉각 핀(cooling fin)(24-3)은 하우징(24)의 외부 표면 상에, 베이스(24-1) 상에 및/또는 커버(24-2) 상에 제공되어 주위 공기로 방열하는 것을 용이하게 할 수 있다. 하우징(24)은 샤프트(22)에 회전 가능하게 고정되기 때문에, 샤프트(22)가 회전할 때마다 하우징(24)이 회전한다. 샤프트(22)가 클러치(20)에 입력되는 토크를 받으면, 하우징(24)은 입력 부재로서 작용하고, 샤프트(22)에 입력되는 토크의 함수로서 입력 속도로 회전하고, 하우징(24)과 샤프트(22)는 모두 클러치(20)에 입력되는 토크가 존재할 때마다 회전한다.

회전자(26)는 적어도 부분적으로 하우징(24) 내에, 바람직하게는 완전히 하우징(24) 내에 위치되고, 디스크 형상을 가질 수 있다. 회전자(26)는 알루미늄 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 샤프트(22) 및 하우징(24)이 클러치(20)의 입력 부재로서 작용할 때, (허브(28) 및 장착 디스크(30)와 함께) 회전자(26)는 출력 부재로서 작용한다.

작동 챔버(38)는 회전자(26)와 하우징(24) 사이에 형성된다(그리고 작동 가능하게 위치된다). 작동 챔버(38)는 회전자(26)의 양측으로 연장될 수 있다. 이 기술 분야에 알려진 바와 같이, 전단 유체를 작동 챔버(38)에 선택적으로 도입하면 점성 전단 커플링을 생성하는 것에 의해 클러치(20)가 맞물려 하우징(24)과 회전자(26) 사이에 토크를 전달할 수 있고, 토크를 전달하는 정도(및 관련된 출력 슬립 속도)는 작동 챔버(38)에 존재하는 전단 유체의 부피의 함수로서 변할 수 있다. 이 기술 분야에 알려진 바와 같이, 전단 유체가 작동 챔버(38)에 존재할 때 작동 챔버(38)를 따라 표면적을 증가시켜 전단 커플링을 촉진하는 동심 환형 리브, 홈 및/또는 다른 적절한 구조물이 회전자(26) 및 하우징(24) 상에 제공될 수 있다. 회전자(26)는 작동 챔버(38)로부터 저장조(36)로 대체로 반경 방향으로 연장되는 유체 복귀 보어(fluid return bore)(40)를 더 포함할 수 있지만, 대안적인 실시예에서 유체 복귀 보어(40)는 하우징(24) 내에 위치될 수 있거나, 또는 달리 도 1에 도시된 것과 다른 구성을 가질 수 있는 것으로 이해된다.

허브(28)는, 다양한 클러치 부품, 토크 전달 경로, 및 자속 회로의 일부에 대해 구조적 지지를 제공하는 것을 포함하여, 다수의 기능을 제공할 수 있는, 일반적으로 축 방향으로 연장되는 슬리브형 부재이다. 회전자(26)는 허브(28)에 회전 가능하게 고정되고, 허브(28)는 회전자(26) 및 허브(28)와 함께 클러치(20)의 출력으로서 작용할 수 있는 장착 디스크(30)에 추가로 회전 가능하게 고정된다. 허브(28)는 베어링 세트(42)에 의해 샤프트(22) 상에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 도면에 도시되고 전술된 허브(28)의 특정 구성은 단지 예시적인 것으로 제공된 것일 뿐 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아닌 것으로 이해된다. 예를 들어, 허브(30)의 일부는 회전자(26)와 일체로 형성되거나 또는 다른 실시예에서 상이한 (예를 들어, 계단형이 아닌) 형상을 가질 수 있으며, 추가적인 베어링 세트가 회전자(26)에 근접하여 선택적으로 제공될 수 있다. 또한, 클러치(20)의 대안적인 실시예는 허브(28)를 완전히 생략할 수 있다. 허브(28)는 코일 조립체(34)와 밸브 조립체(32)를 링크시키는 자속 회로의 일부로서 기능하기 위해 강철과 같은 강자성 재료와 같은 적절한 자속 전도성 재료로 만들어질 수 있다.

장착 디스크(30)는 허브(28)에 회전 가능하게 고정되어, 회전자(26)와 장착 디스크(30) 사이에 회전 커플링을 제공하여, 장착 디스크(30)가 (예를 들어, 출력 슬립 속도에서) 회전자(26)와 동일한 속도로 함께 회전하도록 한다. 팬과 같은 출력 장치(44)는 클러치(20)의 토크 출력을 받기 위해 장착 디스크(30)에 연결되고 회전 가능하게 고정될 수 있다. 장착 디스크(30)는 하우징(24)의 후방 면에 또는 그 부근에 위치될 수 있고, 장착 디스크(30)의 적어도 일부는 하우징(24) 외부로 연장된다. 장착 디스크(30)의 도시된 구성은 단지 예시로서 도시된 것일 뿐, 다른 구성도 다른 실시예에서 가능하다. 또한, 장착 디스크(30)는 일부 대안적인 실시예에서 완전히 생략될 수 있으며, 출력 장치(44)는 출력 부재로서 기능하는 클러치(20)의 다른 부분에 고정될 수 있다.

클러치(20)의 출력(예를 들어, 회전자(26), 허브(28) 및 장착 디스크(30))은 전자기 코일 조립체(34)를 선택적으로 통전시킴으로써 제어될 수 있는 밸브 조립체(32)를 사용하여 작동 챔버(38)에 존재하는 전단 유체의 부피를 제어함으로써 원하는 슬립 속도에서 입력(예를 들어, 샤프트(22) 및 하우징(24))에 대해 선택적으로 맞물릴 수 있다. 도시된 실시예에서, 밸브 조립체(32)는 하우징(24), 보다 구체적으로는 베이스(24-1)에 장착된다. 밸브 조립체(32)는, 예를 들어, PCT 특허 출원 공보 WO2017/062328에 설명된 것과 같은 구성으로 밸브 요소, 전기자 등을 포함할 수 있다. 다양한 병진, 선회 및 회전 밸브 구성이 점성 클러치에 사용되는 것으로 알려져 있으며, 거의 임의의 적합한 전자기적으로 제어되는 밸브 조립체 구성이 특정 용도를 위해 원하는 대로 구현될 수 있다.

전술된 바와 같이, 밸브 조립체(32)는 전단 유체가 저장조(36)와 작동 챔버(38) 사이에 흐르는 것을 선택적으로 제어한다. 저장조(36)는 하우징(24) 상에 또는 하우징 내에, 보다 구체적으로 하우징(24)의 베이스(24-1)에 제공될 수 있다. 전단 유체는 클러치(20)가 맞물리는데 필요치 않을 때 저장조(36)에 저장될 수 있다. 도시된 실시예에서, 저장조(36)는 하우징(24)에 의해 지지되어, 저장조(36) 및 이 내에 포함된 전단 유체는 모두 하우징(24)과 함께 회전하게 된다. 이러한 방식으로, 샤프트(22) 및 하우징(24)은 클러치(20)에 입력으로서 작용할 때, 클러치(20)에 입력되는 토크가 있을 때마다 저장조(36)는 입력 속도로 회전하여, 하우징에서-지지되는 저장조(36) 내 전단 유체에 운동 에너지를 부여해서, 상대적으로 신속한 클러치 맞물림 응답 시간을 촉진한다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 저장조(36)는 클러치(20) 내의 다른 곳에 위치될 수 있는데, 예를 들어, 회전자(26)에 의해 지지될 수 있다.

클러치(20)의 유체 회로는 저장조(36)로부터 작동 챔버(38)로 연장되는 유체 전달 경로, 및 작동 챔버(38)로부터 다시 저장조(36)로 연장되는 유체 복귀 경로를 제공한다. 유체 복귀 경로는 복귀 보어(40)를 포함한다. 도시된 유체 회로 장치는 단지 예로서 도 1에 도시된 것일 뿐 본 발명을 제한하는 것이 아니고 다른 구성도 대안적인 실시예에서 가능한 것으로 이해된다. 도시된 실시예에서, 밸브 조립체(32)는 전단 유체가 저장조(36)로부터 유체 전달 경로를 따라 작동 챔버(38)로 흐르는 것을 조절하고, 작동 챔버(38)를 따라 펌프 요소는, 이 기술 분야에 알려진 방식으로, 클러치(20)에 입력되는 토크가 있을 때 전단 유체를 다시 유체 복귀 경로를 따라 저장조(36)로 연속적으로 펌핑한다. 다른 실시예에서, 밸브 조립체(32)는 추가적으로 또는 대안적으로 작업 챔버(38)로부터 복귀 경로를 따라 저장조(36)로 전단 유체의 흐름을 조절하도록 위치될 수 있다.

도시된 실시예에서, 전자기 코일 조립체(34)는 하우징(24)의 외측 및 후방 위치에서 베어링 세트(50)에 의해 샤프트(22) 상에 회전 가능하게 장착된다. 전자기 코일 조립체(34)는 회전 가능하게 고정될 수 있고, 베어링 세트(50)는 전자기 코일 조립체(34)가 회전 가능하게 고정 상태로 유지되는 동안 클러치(20)의 샤프트(22) 및 다른 부품이 회전할 수 있게 할 수 있다. 베어링 세트(50)는 전자기 코일 조립체(34)의 일부인 것으로 고려될 수 있다. 테더, 스트랩, 브래킷(bracket) 또는 다른 적합한 장치(도시되지 않음)는 이 기술 분야에 알려진 방식으로 클러치(20)의 장착 위치에 대해 전자기 코일 조립체(34)를 회전 가능하게 고정하는데 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 베어링 세트(50)의 내부 직경과 베어링 세트(50)의 외륜(outer race)을 수용하는 코일 하우징의 베어링 파일럿(bearing pilot)의 내부 직경은 각각 샤프트(22)의 후방 단부에서 플랜지(22F)의 외부 직경보다 더 작다. 따라서, 전자기 코일 조립체(34)는 플랜지(22F) 위를 통과할 수 없으며, 샤프트(22)의 후방 단부로부터 설치되거나 제거될 수 없다. 또한, 하우징(24)(및 회전자(26), 장착 디스크(30) 등)은 샤프트(22)의 전방 단부 상에 또는 그 부근에 위치되고, 반경 방향으로 전자기 코일 조립체(22)보다 훨씬 더 크다. 이것은 전자기 코일 조립체(34)가 플랜지(22F)와 하우징(24) 사이에 "포획(trapped)"되어 있어, 하우징(24) 및 관련 부품이 없는 경우에만 (예를 들어, 하우징(24) 및 관련된 부품이 샤프트(22) 상에 설치되기 이전에 또는 이들 부품이 샤프트(22)로부터 제거된 후에) 전방 단부로부터 샤프트(22) 상에 장착되거나 샤프트(22)로부터 제거될 수 있다. 전자기 코일 조립체(34)의 직경을 증가시키는 것은 일반적으로 바람직하지 않은데, 그 이유는 이러한 더 큰 직경은 전자기 코일 조립체(34)의 질량을 바람직하지 않게 증가시키는 경향이 있고 또한 코일 조립체(34)를 작동시키는 전력 요건을 증가시킬 수 있기 때문이다. 더욱이, 특정 응용은 토크 입력을 받기 위해 플랜지(22F)가 존재할 것을 요구할 수 있으며, 설치 시에 샤프트(22)의 후방 단부가 비교적 접근하기 어려운 특성으로 인해 플랜지(22F)를 샤프트(22)의 나머지 부분으로부터 분리시키는 것이 불가능하지는 않더라도 어려울 수 있다. 이러한 이유로, 종래 기술의 코일 조립체는 하우징(24) 및 관련 부품이 샤프트(22) 상에 설치되기 전에 샤프트(22) 상에 설치될 필요가 있는 경향이 있고, 코일 조립체를 제거하려면 샤프트(22)로부터 하우징(24) 및 관련 부품을 먼저 제거할 것을 요구한다. 그러나, 종래 기술의 코일 조립체는 클러치(20)의 제조를 완료할 때 번거로운 긴 와이어 및/또는 케이블을 갖는 경향이 있으며, 이러한 와이어 및/또는 케이블에 대한 임의의 손상은 (와이어 및/또는 케이블만이 손상된 경우에도) 종래 기술의 전체 코일 조립체를 완전히 교체하기 위해 샤프트(22)로부터 하우징(24) 및 관련 부품을 제거할 것을 필요로 했다. 따라서, 전자기 코일 조립체(34)의 도시된 실시예는 하우징(24) 및 관련 부품들이 샤프트(22) 상에 장착되기 전에 하나 이상의 서브-조립체가 샤프트(22) 상에 장착될 수 있게 하는 한편, 나중에 전자기 코일 조립체(34)의 설치를 완료하기 위해 하나 이상의 추가적인 서브-조립체가 연결될 수 있게 하는 다중 부품 구조를 제공한다. 전자기 코일 조립체(34)의 다양한 특징들은 이하에서 더 논의된다.

도 2 내지 도 5는 분리되어 도시된 전자기 코일 조립체(34)의 여러 도면이다. 도 2는 측면도이고; 도 3은 정면도이고; 도 4는 도 2의 라인 4-4를 따라 절단된 부분 분해 단면도이고; 및 도 5는 도 3의 라인 5-5를 따라 절단된 단면도이다. 전자기 코일 조립체(34)는 코일 서브-조립체(34C) 및 분리 가능한 타워 서브-조립체(24T)를 포함하고, 이 코일 서브-조립체와 타워 서브-조립체는 각각 도 6 내지 도 9에 분리되어 도시되어 있다. 도 6은 타워 서브-조립체(34T)의 정면도이고, 도 7은 타워 서브-조립체(34T)의 측면도이다. 도 8은 코일 서브-조립체(34C)의 부분 정면도이고, 도 9는 코일 서브-조립체(34C)의 부분 측면도이다.

도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 코일 서브-조립체(34C)는 코일 하우징(70), 코일 권선(72), 하나 이상의 장착 단자(예를 들어, 부싱)(76A 및 76B)를 갖는 타워 장착부(74), 및 베어링 세트(50)를 포함할 수 있다.

코일 하우징(70)은 강철과 같은 강자성 재료와 같은 자속 전도성 재료로 제조된 벽(70W)에 의해 형성된 전체 컵 형상을 가질 수 있다. 벽(70W)은 외부 표면(70E) 및 내부 표면(70I)을 갖는다. 일부 실시예에서 벽(70W) 또는 적어도 외부 표면(70E)은 코팅되지 않거나 캡슐화되지 않을 수 있다. 도시된 실시예에서, 코일 하우징(70)의 벽(70W)은 함께 고정되는 내부 극(inner pole)(70-1) 및 외부 극(outer pole)(70-2)을 포함하지만, 대안적인 실시예에서는 벽(70W)은 대신에 단일 일체형 및 단일체 요소일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 코일 하우징(70)은 지지 플랜지 및/또는 다중 층(예를 들어, 내부 코일 하우징을 둘러싸는 외부 코일 하우징)과 같은 추가적인 부재 또는 구조물을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 도시된 내부 극(70-1)은 링 형상(예를 들어, 실질적으로 원통형)의 축 방향으로 연장되는 부분(70-1A) 및 반경 방향 외측으로 연장되는 부분(70-1R)을 갖는다. 외부 극(70-2)은 링 형상(예를 들어, 실질적으로 원통형)의 축 방향으로 연장되는 부분(70-2A)과 반경 방향 내측으로 연장되는 부분(70-2R)을 갖는다. 내부 극(70-1) 및 외부 극(70-2)의 각각의 반경 방향으로 연장되는 부분(70-1R 및 70-2R)은 도시된 실시예(도 5 참조)에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 배플 조인트(shiplap joint)(70-3)를 통해 서로 고정된다. 내부 극(70-1) 및 외부 극(70-2)의 각각의 축 방향으로 연장되는 부분(70-1A 및 70-2A)은 서로 반경 방향으로 이격되어 벽(70W)이 내부 공동(78)을 형성하도록 한다. 코일 권선(72)의 적어도 일부는 코일 하우징(70) 내에 위치된다. 내부 극(70-1)의 축 방향으로 연장되는 부분(70-1A)은 베어링 세트(50)의 외륜을 수용하는 베어링 파일럿을 형성할 수 있다. 코일 권선(72)은 내부 공동(78) 내에 위치된 다수의 턴을 갖는다. 코일 하우징(70)의 컵 형상은 코일 권선(72) 및 타워 장착부(74)의 삽입을 허용하는 개방 면을 제공할 수 있다.

코일 권선(72)은 적절한 캡슐화 재료(80)(예를 들어, 충진 재료(potting material))를 사용하여 코일 하우징(70)의 내부 공동(78) 내에 캡슐화(예를 들어, 충진)될 수 있다. 도면 전체에 걸쳐, 코일 권선(72)은, 단면도로 도시되지는 않았지만, 크로스 해칭(crisscross hatching)으로 개략적으로 도시되어 있다. 캡슐화 물질(80)은 코일 권선(72)을 보호하는 데 도움을 준다. 캡슐화 재료(80)는 또한 코일 서브-조립체(34C)의 제조 동안 및 제조 후에, 특히 코일 서브-조립체(34C)가 타워 서브-조립체(34T)와 맞물리기 전에 타워 장착부(74)를 코일 하우징(70)에 대해 소정의 위치에 유지하는 데 도움을 줄 수 있다. 단순화를 위해 그리고 숨겨진 구조물을 더 잘 드러내기 위해, 캡슐화 물질(80)은 도 3, 도 5 및 도 8에는 도시되어 있지 않다.

추가적으로, 하나 이상의 개구(70-4A 및 70-4B)가 코일 하우징(70)의 벽(70W)을 관통하여 제공된다. 도시된 실시예에서, 2개의 개구(70-4A 및 70-4B)는 각각 원형 둘레를 갖고, 각 개구는 서로 원주 방향으로 이격된 위치에서 외부 극(70-2)의 축 방향으로 연장되는 부분(70-2A)을 통과한다. 개구(70-4A 및 70-4B)는 벽(70W)을 통해 거의 반경 방향으로 통과할 수 있다. 도시된 실시예에서, 개구(70-4A 및 70-4B)는 서로 평행하게 및 반경 방향 라인(그러나 엄밀하게는 반경 방향이 아님)과 평행하게 벽(70W)을 통해 연장된다. 또한, 도시된 실시예에서, 개구(70-4A 및 70-4B)는 코일 하우징(70)의 개방 면보다 반경 방향으로 연장되는 부분(70-1R 및 70-2R)에 더 가깝게 위치된다.

타워 장착부(74)는 베이스(74-1) 및 이 베이스(74-1)로부터 돌출하는 하나 이상의 보스(74-2A 및 74-2B)를 포함할 수 있다. 베이스(74-1)는 일반적으로 코일 하우징(70)의 벽(70W)의 내부 표면(70I)의 형상과 상보적으로 구성된 형상을 갖는다. 도시된 실시예에서, 베이스 부분(74-1)은 원통형 표면의 일부와 유사한 만곡된 형상을 갖고, 보스(74-2A 및 74-2B)는 베이스(74-1)의 곡률에 대해 외측으로 돌출하는 각각 대체로 원통형인 구조물이다. 제조 동안, 타워 장착부(74)는 베이스(74-1)가 개구(70-4A 및 70-4B)에 인접한 공동(78) 내에 위치되도록 및 베이스(74-1)가 코일 하우징(70)의 벽(70W)의 내부 표면(70I)을 따라 연장하도록 코일 하우징(70)에 대해 위치된다. 보스(74-2A 및 74-2B)는 각각 코일 하우징(70)에 있는 개구(70-4A 및 70-4B) 중 대응하는 개구 내로 또는 대응하는 개구를 통과할 수 있다. 베이스(74-1) 및 보스(74-2A 및 74-2B)는 각각 중합체와 같은 전기 절연성 재료로 제조될 수 있다.

장착 단자(76A 및 76B)는 각각 보스(74-2A 및 74-2B) 중 대응하는 보스 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 장착 단자(76A 및 76B)는 보스(74-2A 및 74-2B)의 재료에 의해 부분적으로 오버몰딩되거나, 또는 보스(74-2A 및 74-2B) 내에 부분적으로 매립되거나 회귀(recurred)되어, 일부분이 노출된 상태로 유지되어 전기적 연결을 용이하게 할 수 있다. 장착 단자(76A 및 76B)는 각각 전기 전도성 재료로 제조될 수 있고, 나사산이 형성될 수 있다. 더욱이, 전기적 연결 패드(pad)(76A-1 및 76B-1)(도 3 및 도 8 참조)는 예를 들어 솔더링 또는 다른 적절한 기구를 통해, 코일 권선(72)의 대향 단부(72A 및 72B)에 전기적으로 연결하기 위해, 베이스(74-1)의 면(예를 들어, 내부 면)을 따라 제공될 수 있다. 전기적 연결 패드(76A-1 및 76B-1)는 장착 단자(74-2A 및 74-2B)의 노출된 부분이거나, 또는 대안적으로 장착 단자(74-2A 및 74-2B)에 전기적으로 연결된 별도의 패드 구조물일 수 있다. 도시된 실시예에서, 장착 단자(76A 및 76B)는 각각 서로 실질적으로 동일하게 구성된 암형 나사산 형성된 부싱이고, 각각 대응하는 보스(74-2A 및 74-2B)를 약간 넘어서 돌출한다. 도시된 실시예에서, 장착 단자 부싱(76A 및 76B)은 각각 이하에 더 설명되는 바와 같이 기계적(즉, 구조적) 및 전기적 연결을 동시에 용이하게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 장착 단자(76A 및 76B)는 나사산 형성된 스터드(stud) 등과 같은 다른 유형의 나사산 형성된 기구를 이용하거나, 또는 스냅 끼워 맞춤 기구 등과 같은 나사산 없는 맞물림 수단을 이용할 수 있다.

타워 장착부(74)가 코일 하우징(70)에 조립될 때, 장착 단자(76A 및 76B)는 대응하는 개구(70-4A 및 70-4B) 내로 또는 대응하는 개구를 통해 연장될 수 있는 반면, 대응하는 보스(74-2A 및 74-2B)는 코일 하우징(70)의 벽(70W)으로부터 장착 단자(76A 및 76B)를 전기적으로 절연시킬 수 있다. 코일 권선(72)(및 그 단부(72A 및 72B))은 코일 하우징(70)의 내부 공동(78) 내에 완전히 유지될 수 있는 반면, 장착 단자(예를 들어, 부싱)(76A 및 76B)는 캡슐화 재료(80)가 코일 권선(72) 위에 적용된 후에 코일 하우징(70)의 외부로부터 전기적 연결이 여전히 가능하게 한다. 장착 단자(76A 및 76B)가 나사산 형성된 부싱으로 구성된 실시예에서, 하나의 장점은 이들 부싱과 하나 이상의 체결구를 사용하여 코일 서브-조립체(34C)와 타워 서브-조립체(34T) 사이에 기계적 및 전기적 연결을 모두 함께 수행하여, 견고한 전기적 및 구조적 맞물림을 여전히 제공하는 동시에 제조를 단순화하고 제조 시간을 단축하는 데 도움을 줄 수 있는 능력이 있다는 것이다.

타워 서브-조립체(34T)는 타워 하우징(90), 회로 기판(92)(예를 들어, 인쇄 회로 기판 또는 PCB), 센서 요소(94)(예를 들어, 홀 효과 센서 요소), 하나 이상의 타워 단자(96A 및 96B)(예를 들어, 타워 부싱), 하나 이상의 체결구(98A 및 98B), 및 하나 이상의 연결 케이블(100)을 포함할 수 있다.

타워 하우징(90)은 내부 공간(90-1) 및 맞물림 표면(90-2)을 포함한다. 타워 하우징(90)은 중합체와 같은 비-전기 전도성 재료로 제조된 실질적으로 강성의 구조일 수 있고, 몰딩 또는 다른 적절한 공정에 의해 제조될 수 있다. 내부 공간(90-1)은 회로 기판(92) 및 관련 배선 및 임의의 다른 추가적인 원하는 부품을 수용할 수 있는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 회로 기판(92)(및 센서 요소(94))은 회로 기판(92)에 인접한 캡슐화 재료(102)(예를 들어, 충진 재료)로 내부 공간(90-1) 내에 캡슐화(예를 들어, 충진)될 수 있다. 캡슐화 물질(102)은 환경 조건 등으로부터 타워 하우징(90) 내의 회로 기판(92)을 보호할 수 있다. 내부 공간(90-1)은, 케이블(100)로부터 오는 하나 이상의 와이어가 타워 하우징(90)의 외부로 통과하여 이 와이어가 회로 기판(92)(또는 내부 공간(90-1) 내의 다른 부품)에 전기적으로 연결되고 엔진 제어 유닛(engine control unit: ECU) 및/또는 전력 공급원(104)과 같은 외부 부품에 전기적으로 연결될 수 있게 하는 개구(90-3)를 제외하고는 폐쇄된 공간일 수 있다. 케이블(100)의 개별 와이어는 도 4에만 개략적으로 도시되어 있다. 맞물림 표면(90-2)은 개구(70-4A 및 70-4B)에 근접한 코일 하우징(70)의 외부 표면(70E)의 형상과 상보적인 형상을 갖게 구성되어, 타워 서브-조립체(34T)와 코일 서브-조립체(34C)가 용이하게 맞물릴 수 있게 한다. 도시된 실시예에서, 맞물림 표면(90-2)은 원통형 표면의 일부를 따르도록 만곡된 바닥 표면이다. 타워 하우징(90)은 선택적으로 테더 장착부(90-4)(또는 전자기 코일 조립체(34)를 회전 가능하게 고정하기 위한 다른 적절한 구조물) 및/또는 센서 범프 돌기부(sensor bump-out)(90-5)를 더 포함할 수 있다. 아래에 더 논의된 바와 같이, 타워 하우징(90)은 하나 이상의 체결구 통로(90-6A 및 90-6B) 및 선택적으로 대응하는 캡(cap)(90-7A 및 90-7B)(분해도로 도 4에서만 도시됨)을 더 포함할 수 있다. 체결구 통로(90-6A 및 90-6B)는 타워 하우징(90)을 완전히 관통하여, 체결구 통로(90-6A 및 90-6B)는 대향 단부에서 개방될 수 있다. 체결구 통로(90-6A 및 90-6B) 각각의 직경은 장착 단자(76A 및 76B) 및/또는 보스(74-2A 및 74-2A)의 외부 직경과 적어도 같아서, 타워 서브-조립체(34T)와 코일 서브-조립체(34C)가 서로 맞물릴 때 장착 단자(76A 및 76B) 및/또는 보스(74-2A 및 74-2A)가 체결구 통로(90-6A 및 90-6B) 내로 연장될 수 있게 한다.

타워 단자(96A 및 96B)는 도시된 실시예에서 나사산 없는 부싱으로 각각 구성되고, 각각의 체결구 통로(90-6A 및 90-6B)에서 또는 체결구 통로를 따라 타워 하우징(90)에 고정된다. 타워 단자(96A 및 96B)는 일부 실시예에서 타워 하우징(90)의 재료에 의해 오버몰딩되어, 확실하고 회전 가능하게 고정된 맞물림을 제공할 수 있다. 타워 단자(96A 및 96B)는 각각 전기 전도성 물질로 만들어지고, 각각의 타워 단자(96A 및 96B)의 적어도 일부는 전기적 연결이 가능하도록 노출된다. 도시된 실시예에서, 각각의 타워 단자(96A 및 96B)는 각각 실질적으로 편평할 수 있는 대향하는 상부 표면 및 하부 표면을 가진 링형 부분을 갖고, 상부 표면 및 하부 표면 각각은 체결구 통로(90-6A 및 90-6B)를 통해 노출된다. 체결구(98A 및 98B)는 각각의 타워 단자(96A 및 96B)에 있는 개구 또는 절결부(cutout)(96A-1 및 96B-1)를 각각 통과한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 타워 단자(96A 및 96B)(예를 들어 그 하부 표면)는 각각의 장착 단자(76A 및 76B)의 노출된 표면과 물리적으로 접촉하여, 이들 사이에 전기적 연결을 생성한다. 다른 실시예에서 와셔 또는 다른 전기 전도성 부품이 전기적 연결을 여전히 제공하면서 타워 단자(96A 및 96B)와 각각의 장착 단자(76A 및 76B) 사이에 선택적으로 위치될 수 있다. 대안적으로, 타워 단자(96A 및 96B)는 각각의 장착 단자(76A 및 76B)로부터 이격될 수 있고(즉, 물리적으로 직접 접촉하지 않을 수 있고), 타워 단자(96A 및 96B)와 각각의 장착 단자(76A 및 76B) 사이의 전기적 연결은 간접적으로 체결구(98A 및 98B)를 통해 형성될 수 있다. 타워 단자(96A 및 96B)는 각각 추가적으로 리드(lead)(96A-2 및 96B-2)를 가질 수 있고, 이 리드는 각각 체결구(98A 및 98B) 및 장착 단자(76A 및 76B)로부터 멀리 연장되고 나서 회로 기판(92) 또는 임의의 다른 원하는 부품(예를 들어, 케이블(100)의 와이어)에 전기적으로 연결될 수 있다. 리드(96A-2 및 96B-2)는 각각 타워 하우징(90)의 재료에 의해 부분적으로 오버몰딩될 수 있다.

체결구(98A 및 98B)는 도시된 실시예에서 각각 나사산 형성된 생크(shank)(98A-1 및 98B-1) 및 헤드(98A-2 및 98B-2)를 갖는 나사산 결합된 볼트이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 체결구(98A 및 98B)는 각각 타워 단자(96A 및 96B)에 있는 개구(96A-1 및 96B-1)를 통과하여 장착 단자(76A 및 76B)와 나사산으로 맞물린다. 체결구(98A 및 98B)는 전기 전도성 재료로 만들어질 수 있고, 예를 들어, 타워 단자(96A 및 96B) 및 장착 단자(76A 및 76B)와 물리적으로 접촉하는 것에 의해, 타워 단자(96A 및 96B) 및 장착 단자(76A 및 76B)에 전기적으로 연결될 수 있다. 선택적인 캡(90-7A 및 90-7B)은 타워 하우징(90)과 제거 가능하게 맞물려서 체결구 통로(90-6A 및 90-6B)를 덮고 체결구(98A 및 98B) 및 타워 단자(96A 및 96B)를 보호하는 것을 도울 수 있다.

체결구(98A 및 98B)는 축(106A 및 106B)을 따라 타워 단자(96A 및 96B) 및 장착 단자(76A 및 76B)에 압축 부하 또는 클램핑 부하를 가하여, 기계적(즉, 구조적) 및 전기적 연결을 모두 함께 생성하도록 조여지거나 다른 방식으로 고정될 수 있다. 축(106A 및 106B)은 각각의 체결구 통로(90-6A 및 90-6B), 개구(96A-1 및 96B-1)(및/또는 타워 단자(96A 및 96B)의 다른 구조물), 장착 단자(76A 및 76B), 체결구(98A 및 98B), 및 코일 하우징(70)의 벽(70W)에 있는 개구(70-4A 및 70-4B)를 통과하도록 각각 배열될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 축(106A 및 106B)은 각각 반경 방향 라인과 평행하게 및 서로 평행하게 배열될 수 있지만, 이러한 반경 방향 라인으로부터 오프셋(offset)되어서 순수 반경 방향이 아니게 배열될 수 있다. 체결구(98A 및 98B)는, 맞물리고 조여질 때, 타워 하우징(90)과 타워 장착부(74)의 베이스(74-1) 사이에 코일 하우징(70)의 벽(70W)을 클램핑하고, 타워 단자(96A 및 96B)와 장착 단자(76A 및 76B) 사이에 전기적 연결을 함께 생성한다. 베이스(74-1)는 일반적으로 코일 하우징(70)에 있는 개구(70-4A 및 70-4B) 중 어느 것보다 더 커서, 클램핑 동작을 용이하게 한다. 또한, 체결구(98A 및 98B)는 타워 단자(96A 및 96B)를 장착 단자(76A 및 76B)로 압축하여 유지하거나, 또는 서로 접촉하는 부품들의 스택을 압축하여, 이들 사이에 전기적 연결을 용이하게 할 수 있다. 체결구 통로(90-6A 및 90-6B)는 코일 하우징(70)의 외부로부터 체결구(98A 및 98B)를 설치하거나 또는 제거하기 위해 접근하는 것이 가능한데, 이는 타워 서브-조립체(34T)를 코일 서브-조립체(34C)에 고정시키고 타워 서브-조립체(34T)와 코일 서브-조립체(34C)의 부품을 전기적으로 연결시키기 위해 코일 하우징(70)의 공동(78)에 접근하는 것이 필요치 않다는 것을 의미한다. 전자기 코일 조립체(34)가 완전히 설치되면, 전기 회로에 의해 전기 전력이 커넥터 케이블(들)(100)로부터 회로 기판(92)을 통해 타워 단자(96A 또는 96B), 관련 체결구(98A 또는 98B) 및 장착 단자(76A 또는 76B) 중 한 쪽으로 흐르고 나서, 코일 권선(72)을 통해 장착 단자(76A 또는 76B), 체결구(98A 또는 98B) 및 타워 단자(96A 또는 96B) 중 다른 쪽으로 흐른 후, 마지막으로 다시 회로 기판(92) 및 전기 케이블(들)(100)로 흘러서, 전기 회로가 완성될 수 있다.

도시된 실시예에서, 장착 단자(76A 및 76B)와 체결구(98A 및 98B)는 각각 맞물림을 용이하게 하기 위해 나사산이 형성되지만, 다른 실시예에서 대안적인 나사산 없는 체결구(예를 들어, 스냅 끼워 맞춤 또는 "상어 이빨형(shark bite)" 기구)가 이용될 수 있다. 또한, 대안적인 실시예에서, 장착 단자(76A 및 76B)는 나사산 형성된 스터드일 수 있고, 체결구(98A 및 98B)는 나사산 형성된 너트일 수 있고, 타워 단자(96A 및 96B)는 나사산 형성된 스터드 위에 놓인 부싱이어서, 이에 따라 나사산 형성된 스터드 상에 나사산 형성된 너트를 전기적 및 기계적으로 (즉, 구조적으로) 조이면 타워 부싱과 스터드를 연결할 수 있다.

센서 요소(94)는 선택적으로 제공될 수 있고, 회로 기판(92)에 전기적으로 연결될 수 있다. 도시된 실시예에서, 센서 요소는 내부 공간(90-1)으로 개방된 센서 범프 돌기부(90-5) 내에 위치된다. 센서 요소(94)는 캡슐화 재료(102)로 캡슐화되어, 센서 요소(94)를 보호할 수 있다. 전자기적으로 제어되는 점성 클러치(20)가 적절하게 기능하기 위해, 센서(예를 들어, 홀 효과 센서)로부터의 속도 피드백은 ECU(104) 또는 다른 제어 유닛에 제공될 필요가 있고; 이들 기능은 타워 서브-조립체(34T) 내에 회로 기판(92)으로서 구현될 수 있는 제어기에 의해 관리된다. 센서 요소(94)는 클러치(20)의 출력 부재(예를 들어, 장착 디스크(30)) 상의 타깃과 상호 작용하는 홀 효과 요소일 수 있다. 점성 클러치 속도 감지를 위한 홀 효과 센서의 일반적인 동작은 잘 알려져 있다. 도시된 실시예에 도시된 구성의 하나의 장점은 타워 조립체(34T)를 구조적 및 전기적으로 연결하는 것을 통해 코일 서브-조립체(34C)를 결합시킴과 함께 센서 요소(94)를 작동 위치에 고정시킬 수 있도록 타워 서브-조립체(34T)가 센서 요소(94)를 포함한다는 것이다. 이러한 방식으로, 케이블(들)(100)은 센서 요소(94), 회로 기판(92) 및 코일 권선(72)을 ECU(104)에 작동 가능하게 연결하여, 수립되어야 하는 전기적 및 기계적 연결의 수를 감소시킬 수 있다.

도 10은 클러치(20) 및 전자기 코일 조립체(34)를 제조하는 방법의 일 실시예의 흐름도이다. 코일 서브-조립체(34C)를 제조하기 위해(단계 200), 장착 단자(들)(76A 및 76B)는 타워 장착부(74)로 오버몰딩(단계 202)되거나, 또는 다른 방식으로 함께 매립되거나 연결될 수 있다. 그 다음, 타워 장착부(74)는 베이스(74-1)가 코일 하우징(70)의 공동(78) 내에 있게 위치되고 내부 표면(70I)에 또는 그 부근에 있다(단계 204). 보스(들)(74-2A 및/또는 74-2B) 및/또는 장착 단자(들)(76A 및/또는 76B)는 개구(들)(70-4A 및/또는 70-4B)와 정렬되고, 개구(들)(70-4A 및/또는 70-4B) 내로 또는 이 개구를 통해 더 통과할 수 있다(단계 206). 코일 권선(72)의 턴은 코일 하우징(70)의 공동(78) 내에 위치된다(단계 208). 코일 권선(72)은 원하는 대로 타워 장착부(74)가 위치되기 전 또는 후에 위치될 수 있는 것으로 이해된다. 일단 베이스(74-1)가 코일 권선(72)의 턴과 코일 하우징(70)의 벽(70W) 사이에 있다면, 단부(들)(72A 및/또는 72B)는 예를 들어 솔더링 또는 다른 적절한 공정을 통해 장착 단자(들)(76A) 및/또는 76B)에 (예를 들어, 그 전기적 연결 패드(76A-1 및 76B-1)에) 전기적으로 연결된다(단계 210). 코일 권선(72), 및 공동(78) 내 다른 부품이 캡슐화될 수 있다(단계 212). 코일 서브-조립체(34C)는 적어도 장착 단자(들)(76A 및 76B)가 노출된 상태로 두고 충진, 오버몰딩 또는 다른 적절한 캡슐화 과정에 의해 캡슐화될 수 있다. 코일 서브-조립체(34C)를 제조하는 것은 코일 하우징(70)을 만드는 것을 더 포함할 수 있는데, 이는 코일 하우징(70)의 내부 극(70-1) 및 외부 극(70-2)을 결합하는 것 및 베어링 세트(50)를 코일 하우징(70)에 장착하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로 언급되지 않은 추가적인 단계들이 더 수행될 수 있으며, 구체적으로 언급된 경우를 제외하고, 단계들은 동시에 수행되는 것을 포함하여, 나열된 순서와 다른 순서로 수행될 수 있는 것으로 이해된다. 코일 권선을 캡슐화(단계 212)하는 것과 같은 일부 단계는 일부 실시예에서 생략될 수도 있다.

타워 서브-조립체(34T)를 제조하기 위해(단계 220), 타워 단자(들)(96A 및/또는 96B)는 타워 하우징(90) 내에 오버몰딩(단계 222)되거나 또는 타워 하우징(90) 내에 고정되거나 매립될 수 있다. 회로 기판은 케이블(들)의 와이어(들)에 연결될 수 있고(단계 224), 타워 하우징(90)의 내부 공간(90-1) 내에 배치되어 거기에 고정될 수 있다(단계 226). 그 후, 타워 단자 리드(들)(96A-2 및/또는 96B-2)가 회로 기판(92)에 전기적으로 연결되고(단계 228), 만약 존재한다면, 센서 요소(94)가 또한 회로 기판(92)에 전기적으로 연결된다(단계 230). 그 다음, 타워 하우징(90)의 내부 공간(90-1)은 캡슐물일 수 있다(단계 232). 캡슐물은 타워 하우징(90)의 내부 공간(90-1) 내에 회로 기판(92)을 효과적으로 밀봉하여, 주위 환경에 대해 내부 공간(90-1)으로 가는 모든 개구를 차단할 수 있다. 충진하는 것은 단계(232)에서 캡슐화를 제공하는데 이용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 내부 공간(90-1)은 밀봉되거나 또는 다른 적절한 방식으로 보호될 수 있다. 구체적으로 언급되지 않은 추가적인 단계들이 더 수행될 수 있으며, 구체적으로 언급된 경우를 제외하고, 단계들은 동시에 수행되는 것을 포함하여, 나열된 순서와 다른 순서로 수행될 수 있는 것으로 이해된다. 코일 내부 공간을 캡슐화(단계 232)하는 것과 같은 일부 단계는 일부 실시예에서 생략될 수도 있다. 코일 서브-조립체(34C) 및 타워 서브-조립체(34T)는 아래에서 논의되는 추가적인 단계에 앞서 미리 제조되고 재고로 유지될 수 있다.

전자기 코일 조립체(34)는, 예를 들어, 코일 서브-조립체(34C)를 베어링 세트(50)를 통해 샤프트(22) 상에 장착하는 것에 의해, 코일 서브-조립체(34C)를 클러치(20)에 먼저 장착하는 것에 의해 클러치(20)의 나머지 부분과 조립되고 완료될 수 있다(단계 240). 예를 들어 샤프트(22) 상에 하우징(24) 및 회전자(26)(및 관련 부품)를 장착하는 것에 의해 클러치(20)의 추가적인 부품들이 조립될 수 있다(단계 242). 다음으로, 타워 서브-조립체(34T)는 코일 서브-조립체(34C)와 맞물리도록 위치될 수 있다(단계 244). 단계(244)는 타워 장착부(74)의 베이스(74-1)와는 반대쪽 코일 하우징(70)의 벽(70W) 측에 외부 표면(70E)을 따라 타워 하우징(90)을 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 단계(244)는 보스(들)(74-2A 및/또는 74-2B) 및/또는 장착 단자(들)(76A 및/또는 76B)가 체결구 통로(들)(90-6A 및/또는 90-6B) 내로 연장되도록 타워 하우징(90)을 위치시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 다음으로, 타워 단자(들)(96A 및/또는 96B)를 장착 단자(들)(76A 및/또는 76B)에 연결하도록 체결구(들)(98A 및/또는 98B)로 결합시켜(단계 246) 타워 서브-조립체(34T)와 코일 서브-조립체(34C)를 연결시킨다. 체결구(들)(98A 및/또는 98B)로 연결하는 것은 코일 하우징(70)의 벽(70W)에 있는 개구(들)(70-4A 및/또는 70-4B)를 통해 구조적 기계적 연결 및 전기적 연결을 모두 함께 또는 동시에 제공할 수 있고, 이들 연결은 타워 단자(들)(96A 및/또는 96B) 및 장착 단자(들)(76A 및/또는 76B)를 전기적으로 연결하는 것(단계 248) 및 (예를 들어, 클램핑력(들)을 생성하는 것에 의해) 타워 서브-조립체(34T)를 코일 서브-조립체(34C)에 기계적으로 고정하는 것(단계 250)을 포함할 수 있다. 기계적 고정력(예를 들어, 클램핑력(들))은 체결구(들)(98A 및/또는 98B)를 조여서 기계적 힘 및 전기 전류를 개구(들)(70-4A 및/또는 70-4B)를 통해 전달하도록 축(106A 및/또는 106B)을 따라 생성될 수 있다. 추가적인 클램핑력은 타워 하우징(90) 및 타워 장착부(74)(예를 들어, 베이스(74-1))에 의해 코일 하우징(70)의 벽(70W)에 가해질 수 있다. 체결구(들)(98A 및/또는 98B)가 맞물린 후에 캡(90-7A 및 90-7B)이 타워 하우징(90)에 고정되어 체결구(들)(98A 및/또는 98B)를 보호 및 은폐할 수 있다. 추가적인 단계는 테더, 스트랩, 브래킷 또는 다른 고정 장치를 코일 조립체(34)에 (예를 들어, 테더 장착부(90-4)에) 부착하는 것뿐만 아니라 케이블(100)의 와이어를 ECU/전력 공급원(104)에 전기적으로 연결하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로 언급되지 않은 추가적인 단계들이 더 수행될 수 있으며, 구체적으로 언급된 경우를 제외하고, 단계들은 동시에 수행되는 것을 포함하여, 나열된 순서와 다른 순서로 수행될 수 있는 것으로 이해된다. 테더를 연결하거나 또는 캡을 부착하는 것과 같은 일부 단계는 일부 실시예에서는 생략될 수도 있다.

타워 서브-조립체(34T)는 코일 서브-조립체(34C)를 제 위치에 놓은 상태로 타워 서브-조립체(34T)를 수리 또는 교체하는 것과 같이 나중에 코일 서브-조립체(34C)로부터 제거될 수 있다.

도 11은 전자기 코일 조립체(134)의 코일 서브-조립체(134C)의 다른 실시예의 단면도이다. 코일 서브-조립체(134C)는 단순화를 위해 도 11에는 도시되지 않은 타워 서브-조립체(예를 들어, 타워 서브-조립체(34T)) 및 체결구(예를 들어, 체결구(98A 및 98B))와 함께 이용될 수 있다.

도시된 실시예의 코일 서브-조립체(134C)는 코일 권선(72), 보빈(bobbin)(100), 제1 극(또는 하우징 부재)(170-1), 제2 극(또는 하우징 부재)(170-2), 베어링 하우징(173) 및 타워 장착부(174)를 포함한다. 코일 권선(72)은 몰딩된 중합체 재료와 같은 비-전기 전도성 재료로 제조될 수 있는 보빈(100) 내에 위치된 다수의 턴을 포함한다. 코일 권선(72)은 보빈(100) 내에 캡슐화(예를 들어, 충진)될 수 있다. 제1 극(170-1) 및 제2 극(170-2)은 보빈(100)과 코일 권선(72)에 인접하여 위치되고, 보빈(100)은 제1 극(170-1) 및 제2 극(170-2)과 코일 권선(72) 사이에 위치된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 극(170-1)은 보빈(100)에 축 방향으로 인접하여 위치되고, 대체로 반경 방향으로 연장되는 환형 부재인 반면, 제2 극(170-2)은 보빈(100)에 반경 방향으로 인접하여 (및 보빈의 외측에) 위치되고, 대체로 축 방향으로 연장되는 환형 부재이다. 제1 극(170-1) 및 제2 극(170-2)은 각각 자속 전도성 재료로 이루어진다. 자속 회로를 더 생성하기 위해 추가적인 극 구조물(도시하지 않음)이 제공될 수 있다. 보빈(100) 및 코일 권선(72)은 적어도 제2 극(170-2)에 의해 형성된 공동 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다.

베어링 하우징(173)은 제1 극(170-1)에 인접하여 위치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 베어링 하우징은 코일 권선(72)의 턴 및 보빈(100)과는 반대쪽 제1 극(170-1) 측의 제1 극(170-1)에 축 방향으로 인접하여 위치된다. 베어링 하우징(173)은 환형의 축 방향으로 연장되는 부분(173-1)을 포함하고, 이 환형의 축 방향으로 연장되는 부분은 샤프트 또는 다른 구조물(도시되지 않음) 상에 코일 조립체(134)를 회전 가능하게 지지할 수 있는 코일 베어링(50)과 맞물리도록 반경 방향 내측을 향하는 표면에 베어링 파일럿을 제공할 수 있다. 베어링 하우징(173)은 반경 방향으로 연장되는 부분(173-2)을 더 포함할 수 있다.

타워 장착부(174)는, 중합체 재료로 제조될 수 있고 베어링 하우징(173)의 축 방향으로 연장되는 부분(173-1) 상에 오버몰딩되거나 다른 방식으로 지지될 수 있는 베이스(174-1)를 포함할 수 있다. 베이스(174-1)는 실질적으로 환형 형상을 가질 수 있고, 하나 이상의 외측으로 돌출하는 보스(174-2A)(도 11에는 단 하나만이 도시됨)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 장착 부싱(176A)은 베이스(174-1)에 의해 지지되고, 하나의 장착 부싱(176)은 부싱(76A 및 76B)에 대해 전술된 바와 유사한 방식으로 각각의 보스(174-2) 상에 또는 내에 제공될 수 있다. 도 11의 실시예에 도시된 바와 같이, 베이스(174-1)는 코일 권선(72)에 축 방향으로 인접하고, 반경 방향으로 코일 권선(72)과 오버랩하는 위치에서 코일 베어링(50)의 외측으로 위치된다. 다른 실시예에서, 베이스(174-1)는 보빈(100)과 일체형 그리고 단일체로 형성되거나, 또는 제2 극(170-2) 또는 다른 적절한 지지 구조물 상에 지지(예를 들어, 오버몰딩)될 수 있다.

코일 권선(72)의 단부(72A)는 장착 부싱(176A)에 전기적으로 연결된다. 코일 권선(72)과 장착 부싱(176A) 사이를 전기적으로 연결하기 위해, 단부(72A)는 보빈(100), 제1 극(170-1), 베어링 장착부(173), 및 베이스(174-1) 내의 각각의 개구(100A, 170-1A, 173A 및 174-1A)를 통과할 수 있다. 코일 권선의 다른 단부(도시되지 않음)는 다른 장착 부싱에 연결될 수 있으며, 다른 단부는 단부(72A)와 동일하거나 상이한 개구를 통과할 수 있다.

이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서 전체를 검토한 후 본 발명이 다수의 이익 및 장점을 제공한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 제조/조립 방법은 종래 기술의 방법보다 더 적은 단계 및 (만약 존재한다면) 비교적 적은 솔더링 단계를 포함할 수 있다. 또한, 타워 서브-조립체는 비교적 용이한 방식으로 나중에도 여전히 분리 및/또는 제거될 수 있을 뿐만 아니라 분리 및/또는 제거 후에 재 연결될 수 있다. 전자기 코일 조립체를 완성하는 것은 단계적으로 수행될 수도 있다. 예를 들어, 코일 하우징 조립체는 제조 공정 초기에 조립될 수 있다. 불완전 클러치 조립체는 타워 서브-조립체 없이 및 그리하여 타워 서브-조립체와 관련된 긴 와이어 및/또는 커넥터를 수용할 필요 없이 예를 들어 조립 라인을 따라 생산 설비를 통해 이동할 수 있다. 이를 통해 클러치 조립체/제조 공정 동안 보다 쉽게 취급할 수 있다. 타워 서브-조립체는 전체 클러치 조립체 제조 공정에서 비교적 나중에 코일 서브-조립체에 조립될 수 있다.

또한, 기계적(즉, 구조적) 및 전기적 연결은 동일한 부품, 즉 타워 단자(예를 들어, 부싱), 체결구 및 장착 단자(예를 들어, 부싱)를 통해 달성될 수 있다. 다시 말해, 전기적 및 기계적(즉, 구조적) 연결을 동시에 제공하는 다기능 부품이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 회로 기판 및 연결 케이블(들)을 코일 서브-조립체에 고정하는, 타워 하우징을 기계적으로 연결하는 것은 체결구를 타워 부싱을 통해 나사산 형성된 타워 장착 부싱에 고정하여 코일 하우징 외부 극 내에 위치된 타워 장착부와 맞물리는 것에 의해 달성될 수 있다. 타워 장착부는 장착 단자/부싱들을 링크시키는 몸체 부분을 포함할 수 있으며, 체결구를 통해 타워 장착부와 타워 하우징 사이에 코일 하우징의 (예를 들어, 외부 극의) 벽에 클램핑력을 생성할 수 있다. 타워 장착부의 몸체는 외부 극의 곡률을 따르는 아치형 형상이어서, 코일 권선과의 간섭을 피하고 비교적 작은 크기와 질량을 유지할 수 있다. 일부 실시예에서, 코일 서브-조립체는, 타워 서브-조립체에만 존재할 수 있는, 임의의 외부 와이어 또는 케이블 없이, 암형 장착 부싱만을 노출시킬 수 있다.

다수의 가능한 응용에 있어서, 코일 전압(12V, 24V), 케이블 길이 및 커넥터 유형을 조합하면 통상적으로 (분리형 타워 서브-조립체 없이) 종래 기술의 코일 조립체의 각 버전에 대해 새로운 부품 번호를 요구할 수 있다. 현재 개시된 2-부품 코일 조립체의 경우 재고로 있어야 하는 단지 2개의 코일 하부 조립체(12V, 24V)가 존재한다. 타워 서브-조립체는 코일 서브-조립체와 독립적으로 케이블 길이, 테더 버전 및 커넥터 유형으로 맞춤화될 수 있고, 조립 공정의 단부 또는 그 부근에서 팬 클러치에 부착될 수 있다(부품의 원하는 조합이 미리 결정될 필요는 없다는 것을 의미한다).

기계적 테더 및 전기적 연결부(케이블 및 커넥터)는 일반적인 설치 시에 일반적으로 팬 클러치와 엔진 사이의 노출된 위치에 위치되기 때문에, 이들 부품은 손상될 위험성이 더 높고, 완전한 팬 클러치 조립체를 고장나게 한다. 종래 기술에 따른 일체형 코일 조립체의 경우, 이러한 테더 및/또는 전기적 연결 실패는 완전한 팬 클러치가 교체될 필요가 있다는 것을 의미한다. 이와 대조적으로, 분리 가능한 타워 서브-조립체는, 손상된 경우, 팬 클러치 자체가 제 자리에 머물러 있을 수 있으면서 현장에서 제거되고 새 것으로 교체될 수 있다.

분리 가능한 타워 유닛을 갖는 전자기 코일 조립체는 알려져 있지만, 전자기 코일 조립체는 일반적으로 기계적 커넥터와는 별도로 표준 전기 커넥터, 핀(pin) 및 부싱을 사용하여 일종의 별도의 전기적 연결을 요구한다. 이러한 별도의 전기 커넥터는 팬 클러치가 설치되는 열악한 조건(온도, 진동)으로 인해 성능이 저하되거나 고장날 위험이 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 부싱 및 스크류를 통해 기계적으로 장착하는 것을 이용하면 별도의 전기 커넥터를 생략할 수 있고, 전기 전류를 전달하는데 신뢰성이 높은 기계적 연결을 사용할 수 있다. 현재 개시된 이러한 전기 기계적 연결은 캡, 커버 등을 통해 주변 환경으로부터 보호될 수 있다.

가능한 실시예의 설명

전자기 코일 조립체는 코일 서브-조립체 및 하우징 서브-조립체를 포함할 수 있다. 상기 코일 서브-조립체는, 제1 개구를 갖고 자속 전도성 재료로 제조된 코일 하우징; 상기 코일 하우징에 인접하여 위치된 다수의 턴을 갖는 코일 권선; 상기 제1 개구에 인접하고 상기 코일 하우징의 제1 표면을 따라 연장되는 베이스를 갖는 타워 장착부; 및 상기 베이스에 고정되고 전기 전도성 재료로 제조된 제1 장착 부싱을 포함할 수 있다. 상기 제1 장착 부싱은 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연되고, 상기 제1 장착 부싱은 상기 코일 권선에 전기적으로 연결된다. 상기 타워 서브-조립체는 상기 코일 하우징의 제2 표면에 위치된 타워 하우징으로서, 상기 제2 표면은 상기 제1 표면의 반대쪽에 위치된, 상기 타워 하우징; 상기 제1 장착 부싱에 전기적으로 연결된 제1 타워 부싱; 및 상기 제1 타워 부싱을 상기 제1 장착 부싱에 고정시키는 제1 체결구를 포함할 수 있다. 상기 제1 체결구는 상기 코일 하우징의 상기 제2 표면에 근접한 곳으로부터 상기 제1 장착 부싱과 맞물릴 수 있다.

전술된 단락의 조립체는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 추가적인 부품 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다:

상기 타워 하우징의 내부 공간에 위치되고 상기 제1 타워 부싱에 전기적으로 연결된 회로 기판; 및 상기 회로 기판에 전기적으로 연결되고 상기 타워 하우징 외부로 연장된 와이어;

상기 회로 기판은 상기 타워 하우징의 상기 내부 공간 내에 캡슐화될 수 있다;

상기 타워 하우징은 상기 내부 공간에 인접하여 위치된 제1 체결구 통로를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 체결구 통로는 상기 제1 체결구가 접근 가능하도록 구성될 수 있다;

상기 타워 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치된 홀 효과 센서 요소;

상기 홀 효과 센서는 상기 회로 기판에 전기적으로 연결될 수 있다;

상기 타워 장착부는 상기 베이스로부터 돌출된 제1 보스를 더 포함할 수 있다;

상기 제1 장착 부싱은 적어도 부분적으로 상기 제1 보스 내에 위치될 수 있다;

상기 제1 보스는 상기 코일 하우징의 상기 제1 개구를 통과할 수 있다;

상기 제1 타워 부싱은 상기 제1 장착 부싱과 직접 물리적으로 접촉할 수 있다;

상기 제1 체결구는 상기 제1 타워 부싱을 상기 제1 장착 부싱으로 압축하여 유지할 수 있다;

상기 제1 장착 부싱은 나사산 형성된 암형 부싱일 수 있다;

상기 제1 체결구는 상기 제1 타워 부싱을 통과하는 생크를 갖는 나사산 형성된 체결구일 수 있고, 상기 제1 장착 부싱과는 반대쪽 상기 제1 타워 부싱 측에 위치된 헤드를 더 가질 수 있다;

상기 제1 타워 부싱은 상기 제1 장착 부싱으로부터 멀리 연장되는 리드를 가질 수 있다;

상기 코일 하우징은 링 형상의 축 방향으로 연장되는 부분과 반경 방향으로 연장되는 부분을 갖는 내부 극; 및 링 형상의 축 방향으로 연장되는 부분 및 반경 방향으로 연장되는 부분을 갖는 외부 극을 포함할 수 있다;

상기 내부 극 및 외부 극의 각각의 반경 방향으로 연장되는 부분은 서로 고정될 수 있고, 상기 내부 극 및 외부 극의 각각의 축 방향으로 연장되는 부분은 서로 이격될 수 있다;

상기 코일 하우징은 컵 형상을 가질 수 있다;

상기 코일 권선은 상기 코일 하우징 내에 적어도 부분적으로 캡슐화될 수 있다;

상기 베이스에 고정된 제2 장착 부싱으로서, 전기 전도성 재료로 제조된 상기 제2 장착 부싱;

상기 제2 장착 부싱은 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연될 수 있고, 상기 제1 장착 부싱과는 반대쪽 단부에서 상기 코일 권선에 전기적으로 연결될 수 있다;

상기 제2 장착 부싱에 전기적으로 연결된 제2 타워 부싱;

상기 제1 체결구는 상기 타워 하우징과 상기 타워 장착부의 베이스 사이에 상기 코일 하우징의 벽을 클램핑할 수 있다; 및/또는

상기 제1 장착 부싱 및 상기 제1 체결구 중 적어도 하나는 상기 코일 하우징의 제1 개구를 통과할 수 있다.

점성 클러치 조립체는 입력 부재; 출력 부재; 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에 형성된 작동 챔버; 전단 유체의 공급을 유지하는 저장조로서, 유체 회로에 의해 상기 작동 챔버에 유체적으로 연결되는 상기 저장조; 및 상기 유체 회로를 따라 상기 전단 유체의 흐름을 제어하도록 구성된 밸브를 포함한다. 상기 점성 클러치 조립체는 코일 서브-조립체 및 타워 서브-조립체를 갖는 전자기 코일 조립체를 더 포함할 수 있다. 상기 코일 서브-조립체는 공동 및 제1 개구를 갖는 코일 하우징으로서, 자속 전도성 재료로 제조되는 상기 코일 하우징; 상기 코일 하우징의 상기 공동 내에 위치된 다수의 턴을 갖는 코일 권선; 상기 제1 개구에 인접한 공동 내에 위치되고 상기 코일 하우징의 내부 표면을 따라 연장되는 베이스를 갖는 타워 장착부; 및 상기 베이스에 고정된 제1 장착 부싱을 포함할 수 있다. 상기 제1 장착 부싱은 전기 전도성 재료로 제조될 수 있다. 상기 제1 장착 부싱은 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연되고 상기 코일 권선에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 타워 서브-조립체는 상기 코일 하우징의 외부에 위치된 타워 하우징; 상기 제1 장착 부싱에 전기적으로 연결된 제1 타워 부싱; 및 상기 제1 타워 부싱을 상기 제1 장착 부싱에 고정시키는 제1 체결구를 포함할 수 있다. 상기 제1 체결구는 상기 코일 하우징의 외부로부터 상기 제1 장착 부싱에 맞물리도록 구성될 수 있다. 상기 밸브의 작동은 상기 전자기 코일 조립체에 의해 생성된 자속에 의해 전자기적으로 제어될 수 있다.

전술된 단락의 점성 클러치 조립체는 추가적으로 및/또는 대안적으로 전술된 특징, 구성 및/또는 추가적인 부품 중 임의의 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다.

방법은 코일 하우징의 공동 내에 코일 권선의 턴을 위치시키는 단계; 타워 장착부의 베이스가 상기 코일 권선의 턴과 상기 코일 하우징의 벽 사이에 있도록 상기 코일 하우징의 공동 내에 상기 타워 장착부의 베이스를 위치시키는 단계; 장착 단자가 상기 베이스에 고정되도록 상기 코일 하우징의 벽에 있는 개구와 상기 장착 단자를 정렬시키는 단계; 상기 장착 단자를 상기 코일 권선에 전기적으로 연결하는 단계; 상기 타워 장착부의 상기 베이스와는 반대쪽 상기 코일 하우징의 상기 벽 측에 타워 하우징을 위치시키는 단계로서, 상기 타워 하우징은 타워 단자를 지지하는, 상기 타워 하우징을 위치시키는 단계; 및 상기 타워 단자를 상기 장착 단자에 체결구로 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 체결구로 연결하는 것은 상기 코일 하우징의 벽에 있는 개구를 통해 구조적 기계적 연결 및 전기적 연결을 모두 제공할 수 있다.

전술된 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 추가적인 단계 중 임의의 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

상기 타워 하우징의 내부 공간 내에 회로 기판을 캡슐화하는 단계;

상기 타워 단자로부터 리드를 상기 회로 기판에 전기적으로 연결하는 단계;

적어도 하나의 전기 케이블을 상기 회로 기판에 전기적으로 연결하는 단계로서, 상기 전기 케이블은 상기 타워 하우징의 외부로 연장되는, 상기 적어도 하나의 전기 케이블을 상기 회로 기판에 전기적으로 연결하는 단계;

상기 코일 권선을 상기 코일 하우징 내에 캡슐화하는 단계;

상기 코일 하우징의 벽에 있는 개구를 통과하는 축을 따라 상기 체결구로 클램핑력을 생성하는 단계;

상기 장착 단자 상에 상기 타워 장착부의 베이스를 오버몰딩하는 단계;

상기 타워 단자 상에 상기 타워 하우징을 오버몰딩하는 단계;

점성 클러치의 샤프트 상에 상기 코일 하우징을 장착하는 단계; 및/또는

상기 점성 클러치의 샤프트 상에 상기 코일 하우징을 장착하는 단계는, 상기 타워 장착부의 베이스와는 반대쪽 상기 코일 하우징의 벽 측에 상기 타워 하우징을 위치시키기 전에 및 상기 타워 단자를 상기 장착 단자에 상기 체결구로 연결하기 전에, 그러나, 상기 코일 하우징의 공동 내에 상기 코일 권선의 턴을 위치시킨 후에, 상기 코일 하우징의 공동 내에 상기 타워 장착부의 베이스를 위치시킨 후에, 상기 장착 단자를 상기 코일 하우징의 벽에 있는 개구와 정렬한 후에, 및 상기 장착 단자를 상기 코일 권선에 전기적으로 연결한 후에 발생할 수 있다.

전자기 코일 조립체는 코일 서브-조립체 및 상기 코일 서브-조립체에 제거 가능하게 연결된 타워 서브-조립체를 포함할 수 있다. 상기 코일 서브-조립체는 상기 코일 하우징 내부에 공동을 형성하는 컵 형상의 벽을 갖는 코일 하우징으로서, 상기 벽을 통해 개구가 연장될 수 있고, 상기 코일 하우징의 벽은 자속 전도성 재료로 만들어질 수 있는, 상기 코일 하우징; 상기 코일 하우징의 공동 내에 위치된 다수의 턴을 갖는 코일 권선; 베이스와 보스를 갖는 타워 장착부로서, 상기 베이스는 상기 개구에 인접하여 상기 공동 내에 위치되고 상기 코일 하우징의 벽의 내부 표면을 따라 연장되고, 상기 보스는 상기 베이스로부터 상기 개구를 통해 돌출하는, 상기 타워 장착부; 및 상기 베이스에 고정된 장착 단자로서, 상기 장착 단자는 전기 전도성 재료로 제조될 수 있고, 상기 장착 단자는 상기 보스에 의해 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연될 수 있고, 상기 장착 단자는 상기 코일 권선에 전기적으로 연결될 수 있는, 상기 장착 단자를 포함할 수 있다. 상기 타워 서브-조립체는 상기 코일 하우징의 외부에 위치되고 상기 코일 하우징의 벽의 외부 표면을 따라 연장되는 타워 하우징; 상기 장착 단자에 전기적으로 연결된 타워 단자; 및 상기 코일 서브-조립체를 상기 타워 서브-조립체에 고정시키는 체결구를 포함할 수 있다. 상기 체결구는 상기 타워 하우징과 상기 타워 장착부의 베이스 사이에 상기 코일 하우징의 벽을 클램핑하고, 상기 타워 단자와 상기 장착 단자 사이에 전기적 연결을 생성할 수 있다.

전술된 단락의 조립체는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 추가적인 부품 중 임의의 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

상기 타워 하우징의 내부 공간 내에 둘러싸이고 상기 타워 단자에 전기적으로 연결된 회로 기판; 및

상기 회로 기판에 전기적으로 연결되고 상기 타워 하우징의 외부로 연장되는 와이어.

전자기 코일 조립체는 코일 서브-조립체 및 타워 서브-조립체를 포함할 수 있다. 상기 코일 서브-조립체는 공동 및 제1 개구를 갖는 코일 하우징으로서, 자속 전도성 재료로 제조되는 상기 코일 하우징; 상기 코일 하우징의 공동 내에 위치된 다수의 턴을 갖는 코일 권선; 상기 제1 개구에 인접한 공동 내에 위치되고 상기 코일 하우징의 내부 표면을 따라 연장되는 베이스를 갖는 타워 장착부; 및 상기 베이스에 고정된 제1 장착 부싱을 포함할 수 있다. 상기 제1 장착 부싱은 전기 전도성 재료로 제조될 수 있다. 상기 제1 장착 부싱은 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연되고 상기 코일 권선에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 타워 서브-조립체는 상기 코일 하우징의 외부에 위치된 타워 하우징; 상기 제1 장착 부싱과 전기적으로 연결된 제1 타워 부싱; 및 상기 제1 타워 부싱을 상기 제1 장착 부싱에 고정시키는 제1 체결구를 포함할 수 있다. 상기 제1 체결구는 상기 코일 하우징의 외부로부터 상기 제1 장착 부싱에 맞물리도록 구성될 수 있다.

방법은 코일 극의 제1 측에 타워 장착부의 베이스를 위치시키는 단계로서, 상기 코일 권선의 턴이 상기 코일 극에 인접하여 위치되는, 상기 베이스를 위치시키는 단계; 장착 단자가 상기 베이스에 고정되고 상기 장착 단자가 상기 코일 권선에 전기적으로 연결되도록 상기 코일 극에 있는 개구와 상기 장착 단자를 정렬시키는 단계; 상기 코일 극의 제2 측에서 타워 단자를 지지하는 타워 하우징을 위치시키는 단계로서, 상기 제2 측은 상기 제1 측의 반대쪽에 위치된, 상기 타워 하우징을 위치시키는 단계; 및 상기 타워 단자를 상기 장착 단자에 체결구로 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 체결구로 연결하는 것은 상기 코일 극에 있는 개구를 통해 구조적 기계적 연결 및 전기적 연결을 모두 제공한다.

전술된 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음 특징, 구성 및/또는 추가적인 단계 중 임의의 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

회로 기판을 상기 타워 단자에 전기적으로 연결하는 단계;

상기 회로 기판은 상기 타워 하우징 내에 위치될 수 있다;

센서 요소를 상기 회로 기판에 전기적으로 연결하는 단계로서, 상기 센서 요소는 상기 타워 하우징에 의해 지지되는, 상기 센서 요소를 상기 회로 기판에 전기적으로 연결하는 단계; 및/또는

상기 코일 하우징을 상기 코일 극의 제2 측에 위치시키기 전에 및 상기 타워 단자를 상기 장착 단자에 상기 체결구로 연결하기 전에, 그러나 상기 코일 극의 제1 측에 상기 타워 장착부의 베이스를 위치시킨 후, 그리고 상기 장착 단자를 상기 코일 극에 있는 개구와 정렬시킨 후, 점성 클러치의 샤프트 상에 상기 코일 극을 장착하는 단계.

전자기 코일 조립체는 다수의 턴을 형성하는 코일 권선; 상기 코일 권선에 인접하여 위치되고 환상 형상을 갖는 몰딩된 베이스; 전기 전도성 재료로 제조되고 상기 몰딩된 베이스에 고정된 장착 부싱으로서, 상기 코일 권선은 상기 베이스 부싱에 전기적으로 연결된, 상기 장착 부싱; 상기 몰딩된 베이스에 인접하여 위치된 타워 하우징; 상기 타워 하우징에 고정된 타워 부싱; 및 상기 타워 부싱을 상기 장착 부싱에 전기적으로 연결하는 체결구를 포함할 수 있고, 상기 체결구는 상기 타워 하우징을 상기 몰딩된 베이스에 기계적으로 더 고정시킨다.

비-전기 전도성 재료로 제조된 보빈;

상기 코일 권선의 다수의 턴 중 적어도 일부는 상기 보빈 내에 위치될 수 있다;

자속 전도성 재료로 제조된 코일 극은 상기 코일 권선 및 상기 보빈에 인접하여 위치될 수 있다;

상기 코일 극은 개구를 가질 수 있고, 상기 장착 부싱은 상기 개구를 통해 상기 코일 권선에 전기적으로 연결될 수 있다;

상기 코일 극에 인접하여 위치된 베어링 하우징;

상기 베어링 하우징은 베어링 하우징 개구를 가질 수 있고, 상기 장착 부싱은 상기 베어링 하우징 개구를 통해 상기 코일 권선에 전기적으로 연결될 수 있다;

상기 베어링 하우징은 상기 보빈과는 반대쪽 상기 코일 극 측에 위치된 축 방향으로 연장되는 부분을 포함할 수 있다;

상기 축 방향으로 연장되는 부분의 반경 방향 내측을 향하는 측에 베어링 파일럿이 제공될 수 있으며, 상기 몰딩된 베이스는 상기 축 방향으로 연장되는 부분의 반경 방향 외측을 향하는 측에 위치된다;

상기 체결구는 나사산 형성된 체결구일 수 있고, 상기 나사산 형성된 체결구는 상기 장착 부싱과 나사산으로 맞물릴 수 있다;

상기 장착 부싱은 반경 방향 외측을 향하는 장착 부싱 개구를 포함할 수 있고, 상기 타워 부싱은 타워 부싱 개구를 포함할 수 있다; 및/또는

상기 체결구는 상기 타워 부싱 개구를 통해 상기 장착 부싱 개구 내로 실질적으로 반경 방향으로 연장될 수 있다.

전자기 코일 조립체를 제조하는 방법은 중합체 재료로 제조된 베이스에 장착 부싱을 고정하는 단계로서; 상기 베이스는 환형 형상을 갖고, 상기 장착 부싱은 전기 전도성인, 상기 베이스에 상기 장착 부싱을 고정하는 단계; 상기 코일 권선의 턴에 인접하게 상기 베이스를 위치시키는 단계; 상기 코일 권선을 상기 장착 부싱에 전기적으로 연결하는 단계; 전기 전도성인 타워 부싱을 타워 하우징에 고정시키는 단계; 상기 베이스의 반경 방향 외측을 향하는 표면에 인접하여 타워 하우징을 위치시키는 단계; 및 상기 타워 부싱을 상기 장착 부싱에 체결구로 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 체결구로 연결하는 것은 (a) 상기 베이스 상에 상기 타워 하우징을 지지하는 구조적 기계적 연결을 생성하고, (b) 상기 장착 부싱과 상기 타워 부싱 사이에 전기적 연결을 모두 생성할 수 있다.

상기 베이스에 고정된 추가적인 장착 부싱에 상기 코일 권선을 전기적으로 연결하는 단계;

상기 추가적인 장착 부싱을 추가적인 타워 부싱에 추가적인 체결구로 연결하는 단계로서, 상기 추가적인 타워 부싱은 상기 타워 하우징에 고정되는, 상기 추가적인 장착 부싱을 추가적인 타워 부싱에 연결하는 단계;

상기 추가적인 체결구로 연결하는 것은 (a) 상기 베이스 상에 상기 타워 하우징을 지지하는 추가적인 구조적 기계적 연결을 생성할 수 있고, (b) 상기 추가적인 장착 부싱과 상기 추가적인 타워 부싱 사이에 추가적인 전기적 연결을 모두 생성할 수 있다;

상기 타워 하우징은 상기 체결구 및 상기 추가적인 체결구로만 상기 베이스에 고정되어, 상기 체결구 및 상기 추가적인 체결구는 상기 베이스 상에 상기 타워 하우징을 지지하는 구조적 기계적 연결만을 제공할 수 있다; 및/또는

상기 코일 권선의 턴과 상기 베이스 사이에 위치된 코일 극에 있는 적어도 하나의 개구를 통해 상기 코일 권선의 단부 부분을 통과시키는 단계로서, 상기 코일 극은 자속 전도성 물질로 제조된, 상기 코일 권선의 단부 부분을 통과시키는 단계.

결구

"실질적으로", "본질적으로", "일반적으로", "대략" 등과 같은 본 명세서에 사용된 정도에 관한 임의의 상대적인 용어 또는 용어들은, 본 명세서에 명시적으로 언급된 임의의 적용 가능한 한정 또는 제한에 따라 해석되어야 한다. 모든 경우에, 본 명세서에 사용된 임의의 상대적인 용어 또는 용어들은 임의의 관련 개시된 실시예를 포함할 뿐만 아니라 본 명세서의 전체 내용에 비춰 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 범위 또는 변형을 폭넓게 포함하는 것으로 해석되어야 하는데, 예를 들어, 열적, 회전 또는 진동 작동 조건, 일시적인 신호/전류/전력 변동 등에 의해 유도되는 통상적인 제조 공차 변화, 부수적인 정렬 변화, 일시적인 정렬 또는 형상 변화를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에 사용된 임의의 상대적인 용어 또는 용어들은, 정도에 관한 적합한 상대적인 용어 또는 용어들이 주어진 명세서 또는 설명에 이용되지 않은 것처럼, 변화 없이, 명시된 품질, 특성, 파라미터 또는 값을 명시적으로 포함하는 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

비록 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항이 변할 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

Claims

전자기 코일 조립체로서,
제1 개구를 갖는 코일 하우징으로서, 자속 전도성 재료로 제조된 상기 코일 하우징;
상기 코일 하우징에 인접하여 위치된 다수의 턴(turn)을 갖는 코일 권선;
상기 제1 개구에 인접하고 상기 코일 하우징의 제1 표면을 따라 연장되는 베이스를 갖는 타워 장착부; 및
상기 베이스에 고정되고, 전기 전도성 재료로 제조되고, 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연되고, 상기 코일 권선에 전기적으로 연결되는, 제1 장착 부싱;을 포함하는, 코일 서브-조립체; 및
상기 코일 하우징의 제2 표면에 위치된 타워 하우징으로서, 상기 제2 표면은 상기 제1 표면의 반대쪽에 위치된, 상기 타워 하우징;
상기 제1 장착 부싱에 전기적으로 연결된 제1 타워 부싱; 및
상기 제1 장착 부싱에 상기 제1 타워 부싱을 고정시키고, 상기 코일 하우징의 상기 제2 표면에 근접한 곳으로부터 상기 제1 장착 부싱에 맞물릴 수 있는, 제1 체결구;를 포함하는, 타워 서브-조립체;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제1항에 있어서,
상기 타워 하우징의 내부 공간에 위치되고 상기 제1 타워 부싱에 전기적으로 연결된 회로 기판; 및
상기 회로 기판에 전기적으로 연결되고 상기 타워 하우징의 외부로 연장되는 와이어
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제2항에 있어서,
상기 회로 기판은 상기 타워 하우징의 내부 내에 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제2항에 있어서,
상기 타워 하우징은 상기 내부 공간에 인접하게 위치된 제1 체결구 통로를 더 포함하고, 상기 제1 체결구 통로는 상기 제1 체결구가 접근 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제2항에 있어서,
상기 타워 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치된 홀 효과(Hall effect) 센서 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제1항에 있어서,
상기 타워 장착부는 상기 베이스로부터 돌출하는 제1 보스(boss)를 더 포함하고, 상기 제1 장착 부싱은 상기 제1 보스 내에 적어도 부분적으로 위치되고, 상기 제1 보스는 상기 코일 하우징의 상기 제1 개구를 통과하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 타워 부싱은 상기 제1 장착 부싱과 물리적으로 직접 접촉하고, 상기 제1 체결구는 상기 제1 타워 부싱을 상기 제1 장착 부싱으로 압축하여 유지하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 장착 부싱은 나사산 형성된 암형 부싱이고, 상기 제1 체결구는, 상기 제1 타워 부싱을 통과하는 생크(shank)를 갖고 상기 제1 장착 부싱과는 반대쪽 상기 제1 타워 부싱 측에 위치된 헤드를 더 갖는 나사산 형성된 체결구이고, 상기 제1 타워 부싱은 상기 제1 장착 부싱으로부터 멀리 연장되는 리드(lead)를 갖는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제1항에 있어서,
상기 코일 하우징은,
링 형상의 축 방향으로 연장되는 부분 및 반경 방향으로 연장되는 부분을 갖는 내부 극(inner pole); 및
링 형상의 축 방향으로 연장되는 부분 및 반경 방향으로 연장되는 부분을 갖는 외부 극(outer pole)을 포함하고, 상기 내부 극 및 외부 극의 각각의 반경 방향으로 연장되는 부분은 서로 고정되고, 상기 내부 극 및 외부 극의 각각의 축 방향으로 연장되는 부분은 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제1항에 있어서,
상기 코일 하우징은 컵 형상을 갖고, 상기 코일 권선은 상기 코일 하우징 내에 적어도 부분적으로 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제1항에 있어서,
상기 베이스에 고정된 제2 장착 부싱으로서, 상기 제2 장착 부싱은 전기 전도성 재료로 제조되고, 상기 제2 장착 부싱은 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연되고, 상기 제2 장착 부싱은 상기 제1 장착 부싱과는 반대쪽 단부에서 상기 코일 권선에 전기적으로 연결된, 상기 제2 장착 부싱; 및
상기 제2 장착 부싱에 전기적으로 연결된 제2 타워 부싱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 체결구는 상기 타워 하우징과 상기 타워 장착부의 베이스 사이에 상기 코일 하우징의 벽을 클램핑(clamp)하고, 상기 제1 장착 부싱과 상기 제1 체결구 중 적어도 하나는 상기 코일 하우징의 상기 제1 개구를 통과하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
점성 클러치 조립체로서,
입력 부재, 출력 부재, 및 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에 형성된 작동 챔버, 전단 유체의 공급을 유지하며 유체 회로에 의해 상기 작동 챔버에 유체적으로 연결된 저장조, 및 상기 유체 회로를 따라 상기 전단 유체의 흐름을 제어하도록 구성된 밸브를 포함하고,
상기 점성 클러치 조립체는 제1항의 전자기 코일 조립체를 더 포함하고, 상기 밸브의 작동은 상기 전자기 코일 조립체에 의해 생성된 자속에 의해 전자기적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 점성 클러치 조립체.
코일 하우징의 공동(cavity) 내에 타워 장착부의 베이스를 위치시키는 단계;
상기 베이스에 고정되는 장착 단자를 상기 코일 하우징에 있는 개구와 정렬시키는 단계;
상기 베이스가 코일 권선의 턴과 상기 코일 하우징의 벽 사이에 있도록 상기 코일 하우징의 공동 내에 상기 코일 권선의 턴을 위치시키는 단계;
상기 장착 단자를 상기 코일 권선에 전기적으로 연결하는 단계;
상기 타워 장착부의 베이스와는 반대쪽 상기 코일 하우징의 상기 벽 측에, 타워 단자를 지지하는 타워 하우징을 위치시키는 단계; 및
상기 타워 단자를 상기 장착 단자에 체결구로 연결하는 단계를 포함하고, 상기 체결구로 연결하는 것은 상기 코일 하우징의 벽에 있는 개구를 통해 구조적 기계적 연결 및 전기적 연결을 모두 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 타워 하우징의 내부 공간 내에 회로 기판을 캡슐화하는 단계;
상기 타워 단자로부터 리드를 상기 회로 기판에 전기적으로 연결하는 단계; 및
적어도 하나의 전기 케이블을 상기 회로 기판에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하고, 상기 전기 케이블은 상기 타워 하우징의 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 코일 권선을 상기 코일 하우징 내에 캡슐화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 체결구로 클램핑력을 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 클램핑력은 상기 코일 하우징의 벽에 있는 개구를 통과하는 축을 따라 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 장착 단자 상에 상기 타워 장착부의 베이스를 오버몰딩하는 단계; 및
상기 타워 단자 상에 상기 타워 하우징을 오버몰딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 타워 장착부의 베이스와는 반대쪽 상기 코일 하우징의 상기 벽 측에 상기 타워 하우징을 위치시키기 전에 및 상기 타워 단자를 상기 장착 단자에 상기 체결구로 연결하기 전에, 그러나 상기 코일 하우징의 공동 내에 상기 코일 권선의 턴을 위치시킨 후에, 상기 코일 하우징의 공동 내에 상기 타워 장착부의 베이스를 위치시킨 후에, 상기 코일 하우징의 벽에 있는 개구와 상기 장착 단자를 정렬시킨 후에, 및 상기 장착 단자를 상기 코일 권선에 전기적으로 연결한 후에, 점성 클러치의 샤프트 상에 상기 코일 하우징을 장착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
전자기 코일 조립체로서,
내부에 공동을 형성하는 컵 형상의 벽을 갖고, 상기 벽을 통해 개구가 연장되고, 상기 벽은 자속 전도성 재료로 만들어지는, 코일 하우징;
상기 코일 하우징의 공동 내에 위치된 다수의 턴을 갖는 코일 권선;
베이스와 보스를 갖고, 상기 베이스는 상기 개구에 인접한 공동에 위치되고 상기 코일 하우징의 벽의 내부 표면을 따라 연장되고, 상기 보스는 상기 베이스로부터 상기 개구를 통해 돌출하는, 타워 장착부; 및
상기 베이스에 고정되고, 전기 전도성 재료로 제조되고, 상기 보스에 의해 상기 코일 하우징으로부터 전기적으로 절연되고, 상기 코일 권선에 전기적으로 연결되는, 장착 단자;를 포함하는, 코일 서브-조립체; 및
상기 코일 하우징의 외부에 위치되고 상기 코일 하우징의 벽의 외부 표면을 따라 연장되는 타워 하우징;
상기 장착 단자에 전기적으로 연결된 타워 단자; 및
상기 코일 서브-조립체를 상기 타워 서브-조립체에 고정시키고, 상기 타워 하우징과 상기 타워 장착부의 베이스 사이에 상기 코일 하우징의 벽을 클램핑하고, 상기 타워 단자와 상기 장착 단자 사이에 전기적 연결을 생성하는, 체결구;를 포함하고, 상기 코일 서브-조립체에 제거 가능하게 연결된 타워 서브-조립체;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제20항에 있어서,
상기 타워 하우징의 내부 공간 내에 둘러싸이고 상기 타워 단자와 전기적으로 연결된 회로 기판; 및
상기 회로 기판에 전기적으로 연결되고 상기 타워 하우징의 외부로 연장되는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
코일 극(coil pole)의 제1 측에 타워 장착부의 베이스를 위치시키는 단계로서, 상기 코일 권선의 턴은 상기 코일 극에 인접하여 위치되는, 단계;
상기 코일 극에 있는 개구와 장착 단자를 정렬시키는 단계로서, 상기 장착 단자는 상기 베이스에 고정되고, 상기 장착 단자는 상기 코일 권선에 전기적으로 연결되는, 단계;
상기 코일 극의 제2 측에 상기 타워 하우징을 위치시키는 단계로서, 상기 제2 측은 상기 제1 측의 반대쪽에 위치되고, 상기 타워 하우징은 타워 단자를 지지하는, 단계; 및
상기 타워 단자를 상기 장착 단자에 체결구로 연결하는 단계를 포함하고,
상기 체결구로 연결하는 것은 상기 코일 극에 있는 개구를 통해 구조적 기계적 연결 및 전기적 연결을 모두 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
제22항에 있어서,
상기 타워 하우징 내에 위치된 회로 기판을 상기 타워 단자에 전기적으로 연결하는 단계; 및
상기 타워 하우징에 의해 지지되는 센서 요소를 상기 회로 기판에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제22항에 있어서,
상기 코일 극의 제2 측에 상기 타워 하우징을 위치시키기 전에, 및 상기 타워 단자를 상기 장착 단자에 상기 체결구로 연결하기 전에, 그러나 상기 코일 장착부의 베이스를 상기 코일 극의 제1 측에 위치시킨 후에, 및 상기 장착 단자를 상기 코일 극의 상기 개구와 정렬시킨 후에, 점성 클러치의 샤프트 상에 상기 코일 극을 장착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
전자기 코일 조립체로서,
다수의 턴을 형성하는 코일 권선;
환형 형상을 갖고 상기 코일 권선에 인접하게 위치되는 몰딩된 베이스;
전기 전도성 재료로 만들어지고 상기 몰딩된 베이스에 고정되고, 상기 코일 권선은 상기 베이스 부싱에 전기적으로 연결된, 장착 부싱;
상기 몰딩된 베이스에 인접하여 위치된 타워 하우징;
상기 타워 하우징에 고정된 타워 부싱; 및
상기 타워 부싱을 상기 장착 부싱에 전기적으로 연결하는 체결구를 포함하고, 상기 체결구는 상기 타워 하우징을 상기 몰딩된 베이스에 기계적으로 더 고정하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제25항에 있어서,
비 전기 전도성 재료로 제조된 보빈(bobbin)으로서, 상기 코일 권선의 다수의 턴 중 적어도 일부는 상기 보빈 내에 위치된, 상기 보빈; 및
상기 코일 권선 및 상기 보빈에 인접하여 위치된 자속 전도성 재료로 제조된 코일 극으로서, 상기 코일 극은 개구를 갖고, 상기 장착 부싱은 상기 개구를 통해 상기 코일 권선에 전기적으로 연결되는, 상기 코일 극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제26항에 있어서,
상기 코일 극에 인접하여 위치된 베어링 하우징을 더 포함하고, 상기 베어링 하우징은 베어링 하우징 개구를 갖고, 상기 장착 부싱은 상기 베어링 하우징 개구를 통해 상기 코일 권선에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제27항에 있어서,
상기 베어링 하우징은 상기 보빈과는 반대쪽 상기 코일 극 측에 위치된 축 방향으로 연장되는 부분을 포함하고, 상기 축 방향으로 연장되는 부분의 반경 방향 내측을 향하는 측에 베어링 파일럿(bearing pilot)이 제공되고, 상기 몰딩된 베이스는 상기 축 방향으로 연장되는 부분의 반경 방향 외측을 향하는 측에 위치되는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제25항에 있어서,
상기 체결구는 나사산 형성된 체결구이고, 상기 나사산 형성된 체결구는 상기 장착 부싱과 나사산으로 맞물리는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
제25항에 있어서,
상기 장착 부싱은 반경 방향 외측을 향하는 장착 부싱 개구를 포함하고, 상기 타워 부싱은 타워 부싱 개구를 포함하고, 상기 체결구는 상기 타워 부싱 개구를 통해 상기 장착 부싱 개구 안으로 실질적으로 반경 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체.
전자기 코일 조립체를 제조하는 방법으로서,
중합체 재료로 만들어진 베이스에 장착 부싱을 고정하는 단계로서, 상기 베이스는 환형 형상을 갖고, 상기 장착 부싱은 전기 전도성인, 단계;
상기 베이스를 코일 권선의 턴에 인접하게 위치시키는 단계;
상기 코일 권선을 상기 장착 부싱에 전기적으로 연결하는 단계;
전기 전도성인 타워 부싱을 타워 하우징에 고정하는 단계;
상기 베이스의 반경 방향 외측을 향하는 표면에 인접하여 타워 하우징을 위치시키는 단계; 및
상기 타워 부싱을 상기 장착 부싱에 체결구로 연결하는 단계를 포함하고,
상기 체결구로 연결하는 것은 (a) 상기 베이스 상에 상기 타워 하우징을 지지하는 구조적 기계적 연결을 생성하고, (b) 상기 장착 부싱과 상기 타워 부싱 사이에 전기적 연결을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체를 제조하는 방법.
제31항에 있어서,
상기 코일 권선을 상기 베이스에 고정된 추가적인 장착 부싱에 전기적으로 연결하는 단계; 및
상기 추가적인 장착 부싱을 추가적인 타워 부싱에 추가적인 체결구로 연결하는 단계를 더 포함하고, 상기 추가적인 타워 부싱은 상기 타워 하우징에 고정되고, 상기 추가적인 체결구로 연결하는 것은 (a) 상기 베이스 상에 상기 타워 하우징을 지지하는 추가적인 구조적 기계적 연결을 생성하고, (b) 상기 추가적인 장착 부싱과 상기 추가적인 타워 부싱 사이에 추가적인 전기적 연결을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체를 제조하는 방법.
제32항에 있어서,
상기 타워 하우징은 상기 체결구 및 상기 추가적인 체결구로만 상기 베이스에 고정되어, 상기 체결구 및 상기 추가적인 체결구는 상기 베이스 상에 상기 타워 하우징을 지지하는 유일한 구조적 기계적 연결을 제공하는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체를 제조하는 방법.
제31항에 있어서,
상기 코일 권선의 턴과 상기 베이스 사이에 위치된 코일 극의 적어도 하나의 개구를 통해 상기 코일 권선의 단부 부분을 통과시키는 단계를 더 포함하고, 상기 코일 극은 자속 전도성 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전자기 코일 조립체를 제조하는 방법.