KR100845261B1 - 압축기용 전자클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기용 전자클러치에 관한 것으로서, 디스크의 흡착 및 이탈시 범퍼에 수평/수직방향으로 작용하는 응력을 효과적으로 흡수할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

개시된 본 발명에 따른 압축기용 전자클러치는, 압축기 회전축(30)에 고정된 허브(70)의 둘레로 배치되어 필드코일 유니트(20)에 의해 풀리(10)의 마찰면(11)에 선택적으로 탈착되는 디스크(40)와, 상기 디스크와 허브를 연결함과 아울러 다수개의 범퍼 하우징(51)이 설치된 스토퍼 플레이트(50)와, 상기 스토퍼 플레이트의 범퍼 하우징에 설치되어 상기 디스크에 복원력을 제공하는 범퍼(60)를 포함하여 이루어진다. 상기 범퍼의 외주면은 직선부(61)와 테이퍼부(62)로 이루어진다. 이에 의하여, 정지 상태의 디스크가 회전 상태의 풀리에 흡착될 때 회전에 의해 범퍼의 일측(회전방향의 반대측)에는 수평방향의 하중이 집중되며, 이때 범퍼의 직선부와 테이퍼부가 시간을 두고 차례로 압축되면서 범퍼 하우징과 접촉면적이 증가함에 따라 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다.

압축기, 전자클러치, 디스크, 범퍼, 풀리

Description

압축기용 전자클러치{ELECTRO-MAGNETIC CLUTCH FOR COMPRESSOR}

도 1은 종래 기술에 따른 전자클러치의 종단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 전자클러치의 평면도.

도 3은 종래 기술에 따른 전자클러치에 적용된 범퍼의 종단면도.

도 4는 본 발명에 따른 전자클러치의 실시예 1의 종단면도.

도 5는 본 발명에 따른 전자클러치의 실시예 1에 적용된 범퍼의 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 전자클러치의 실시예 2의 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 전자클러치의 실시예 3에 적용된 범퍼의 설치 상태를 보인 종단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 풀리, 11 : 마찰면

20 : 필드코일 유니트, 30 : 회전축

40 : 디스크, 50 : 스토퍼 플레이트

51 : 범퍼 하우징, 51a : 개구부

60 : 범퍼, 61 : 직선부

62 : 테이퍼부, 63 : 굴곡부

63a : 산부, 63b : 골부

64 : 제1접촉부, 65 : 제2접촉부

본 발명은 압축기용 전자클러치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디스크의 탈착시 발생되는 진동소음을 저감할 수 있도록 한 압축기용 전자클러치에 관한 것이다.

자동차 공기조화장치를 구성하는 압축기는 풀리를 통하여 전달되는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받아 증발기로부터 공급되는 냉매를 압축하여 응축기로 보내는 장치이다.

도 1에서 보이는 바와 같이, 엔진의 동력을 압축기로 전달하는 것을 단속하는 전자클러치는, 통상적으로 엔진에 의해 회전하는 풀리(1)에 삽입된 형태로 압축기측에 지지되어 전원인가에 따라 흡인자속을 발생하는 필드코일 유니트(2)와, 압축기 회전축(3)의 단부에 볼트(4)로 체결되며 외주면 단부에 외향 플랜지(5a)가 구비된 허브(5)와, 허브(5)의 플랜지(5a)에 내측 단부가 리벳(5b)에 의해 결합되는 스토퍼 플레이트(6)와, 스토퍼 플레이트(6)의 풀리(1)측 면에서 허브(5)의 둘레로 배치되어 스토퍼 플레이트(6)의 외측 단부와 결합되고 필드코일 유니트(2)의 흡인자속에 의해 풀리(1)의 마찰면(1a)에 선택적으로 탈착됨으로써 풀리(1)의 회전력을 압축기 회전축(3)에 전달하는 디스크(7)와, 스토퍼 플레이트(6)를 관통하면서 디스 크(7)에 결합되는 리벳(8a)에 의해 스토퍼 플레이트(6)에 결합되어 필드코일 유니트(2)의 전원 차단시 디스크(7)를 원위치로 복귀시키는 복원력을 제공하는 범퍼(8)를 포함하여 구성된다.

범퍼(8)는 예컨대, 탄성력이 강한 고무, 합성수지 등을 재질로 하며, 도 2에서 보이는 바와 같이, 스토퍼 플레이트(6)에 일정 간격을 두고 복수개가 설치되며, 바람직하게 3개가 설치(소위 3-eye 구조)될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 범퍼(8)는 스토퍼 플레이트(6)의 일면(도면에서 상면)에 설치되는 범퍼 하우징(8b)에 삽입되면서 스토퍼 플레이트(6)와 디스크(7)를 연결하는 리벳(8a)에 의해 고정된다.

이와 같이 구성된 종래의 전자클러치에 따르면, 디스크(7)가 풀리(1)의 마찰면(1a)에 부착되지 않은 상태에서 필드코일 유니트(2)에 전류가 인가되면 이로부터 발생되는 흡인자속에 의해 디스크(7)가 범퍼(8)의 탄성력을 이기고 풀리(1)의 마찰면(1a)에 흡착됨으로써, 자동차의 엔진에 의해 회전하는 풀리(1)의 회전력이 압축기의 회전축(3)에 전달된다.

그리고, 필드코일 유니트(2)에 인가되던 전원이 차단되면 범퍼(8)의 탄발력에 의해 디스크(7)가 풀리(1)의 마찰면(1a)에서 이간되어 압축기의 회전축(3)이 정지된다.

그러나, 종래의 클러치는 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

정지상태인 디스크(7)가 회전 상태인 풀리(1)에 흡착될 때 풀리(1)의 회전에 의해 범퍼(8)의 일측(회전 방향 반대측)에 순간적으로 심한 응력이 발생되어 범퍼(8)가 수평방향으로 압축된다. 즉, 도 2에서 보이는 바와 같이, 풀리(도 1참조)가 A 방향으로 회전할 때 디스크(7)는 풀리(1)에 흡착됨과 동시에 풀리(1)와 함께 A 방향으로 회전하게 되며, 이 때, 디스크(7)가 정지상태에서 회전상태로 바뀌면서 회전방향의 반대측인 B 부분에 심한 응력이 집중된다. 그러나, 범퍼(8)의 외주면이 평면구조이기 때문에 범퍼(8)의 구조상 범퍼(8)의 회전 방향 반대측에 순간적으로 발생되는 충격을 효과적으로 흡수하지 못한다. 결과적으로, 범퍼(8)의 수명이 짧아지는 단점이 있다.

그리고, 범퍼(8)는 그 바닥면이 스토퍼 플레이트(6)에 접촉되어 있으며, 디스크(7)가 풀리(1)에 흡착되면 범퍼(8)가 압축되어 그 반발력에 의해 디스크(7)가 일순간에 흡착되지 않도록 하고 있으나, 범퍼(8)의 수직방향 압축시 범퍼(8)의 구조상 탄성계수의 변화가 없고 탄발력이 약하기 때문에 심한 소음이 발생되는 단점도 있다. 그리고, 범퍼(8)에 의한 탄발력이 변화가 없으며, 이 탄발력은 디스크(7)가 일순간에 흡착되지 않을 정도의 힘을 갖기 때문에 디스크(7)를 흡착하기 위한 필드코일 유니트(2)에 의한 흡인자속이 커야 하므로 필드코일 유니트(2)의 사이즈가 커야 하는 단점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 정지상태의 디스크가 회전중인 풀리에 흡착될 때 범퍼의 일면에 집중되는 응력을 효과적으로 흡수할 수 있도록 한 압축기용 클러치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 디스크가 풀리에 흡착될 때 범퍼에 수직방향으로 작용되는 응력을 흡수하며, 이로 인한 소음을 줄일 수 있도록 하려는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진에 의해 회전하는 풀리와; 상기 풀리에 설치되는 필드코일 유니트와; 압축기 회전축에 결합되는 허브 둘레로 배치되어 상기 필드코일 유니트에 의해 상기 풀리에 선택적으로 탈착되는 디스크와; 상기 디스크와 허브를 연결함과 아울러 일면에 복수의 범퍼 하우징이 설치된 스토퍼 플레이트와; 그리고, 상기 범퍼 하우징에 삽입되어 상기 디스크와 스토퍼 플레이트를 연결하는 리벳에 의해 고정됨으로써 상기 디스크에 복원력을 제공하는 범퍼를 포함하여 이루어진 전자클러치에 있어서,

상기 범퍼에는, 상기 디스크의 흡착시 상기 범퍼 하우징과 상기 범퍼의 접촉 면적을 증가시킴으로써 상기 디스크의 회전에 의한 수평방향 압축력을 흡수하는 비틀림 방지부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 비틀림 방지부는 상기 범퍼의 외주면에 형성되는 직선부와 테이퍼부로 이루어질 수 있다.

상기 비틀림 방지부는 상기 범퍼의 외주면에 굴곡지게 형성되는 굴곡부일 수 있다.

그리고, 본 발명은, 엔진에 의해 회전하는 풀리와; 상기 풀리에 설치되는 필 드코일 유니트와; 압축기 회전축에 결합되는 허브 둘레로 배치되어 상기 필드코일 유니트에 의해 상기 풀리에 선택적으로 흡착되는 디스크와; 상기 디스크와 허브를 연결함과 아울러 일면에 복수의 범퍼 하우징이 설치된 스토퍼 플레이트와; 그리고, 상기 범퍼 하우징에 삽입되어 상기 디스크와 스토퍼 플레이트를 연결하는 리벳에 의해 고정됨으로써 상기 디스크에 복원력을 제공하는 범퍼를 포함하여 이루어진 전자클러치에 있어서,

상기 범퍼는 외경측에서부터 제1접촉부와 이 제1접촉부보다 두꺼운 제2접촉부로 이루어지며, 상기 스토퍼 플레이트의 범퍼 하우징의 바닥부에는 상기 제2접촉부가 상기 스토퍼 플레이트의 표면과 일정 간격을 두고 삽입되도록 개구부가 형성되어 상기 디스크로부터 가해지는 수직방향의 압축력을 다단계로 흡수할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

< 실시예 1 >

도 4는 본 발명에 따른 전자클러치의 실시예 1의 요부 발췌 종단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 전자클러치의 실시예 1에 적용된 범퍼의 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 압축기용 전자클러치는, 엔진에 의해 회전하는 풀리(10)와, 이 풀리(10)에 삽입된 형태로 압축기측에 지지되어 전원인가에 따라 흡인자속을 발생하는 필드코일 유니트(20)와, 압축기 회전축(30)에 결합되는 허브(70)와, 상기 허브(70)의 둘레에 배치되어 필드코일 유니트(20)의 흡인자속에 의해 풀리(10)의 마찰면(11)에 선택적으로 흡착되는 디스크(40)와, 디스크(40)와 허브(70)를 연결하는 스토퍼 플레이트(50)와, 스토퍼 플레이트(50)에 설치되어 디스크(40)에 복원력을 제공하는 범퍼(60)로 이루어지는 것은 종래와 동일하다.

스토퍼 플레이트(50)의 일측면(도면에서 상면)에는 일측 상부가 개구된 범퍼 하우징(51)이 복수개 설치된다.

범퍼(60)는 범퍼 하우징(51)의 내부에 압입되면서 그 내부에 삽입되어 스토퍼 플레이트(50)와 디스크(40)를 연결하는 리벳(67)에 의해 고정된다.

본 실시예에 따르면, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 범퍼(60)의 외주면은 직선부(61)와 테이퍼부(62)로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예 1에 따른 전자클러치의 작용은 다음과 같다.

에어컨이 온 작동되면 필드코일 유니트(20)에 전류가 인가되어 흡인자속이 발생되며, 이 자속에 의해 디스크(40)가 풀리(10)의 마찰면(11)에 흡착된다. 범퍼(60)의 초기 설치 상태는 외주면의 직선부(61)만 범퍼 하우징(51)에 밀착되어 있기 때문에 작은 힘으로도 디스크(40)를 작동할 수 있다.

한편, 디스크(40)는 정지 상태인데 반해 풀리(10)는 회전 상태이기 때문에 디스크(40)가 흡착되면서 회전하게 되어 범퍼(60)가 디스크(40) 회전방향의 반대측으로 밀리게 됨에 따라 이 부분에 큰 하중이 집중되며, 디스크(40)의 흡착시 1차적으로 직선부(61)에서 충격을 흡수하면서 디스크(40)가 풀리(10)측으로 이동하며, 디스크(40)의 이동이 계속되면 범퍼(60)에 가해지는 수평방향 압축력에 의해 직선부(61)가 밀리면서 테이퍼부(62)가 범퍼 하우징(51)에 접촉된다.

즉, 직선부(61)와 테이퍼부(62)가 범퍼 하우징(51)에 차례로 접촉되어 그 접촉면적이 넓어져 범퍼(60)의 탄발력이 점진적으로 증가함에 따라 디스크(40)의 흡착이 지연되고, 충격을 효과적으로 흡수한다.

< 실시예 2 >

도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 전자클러치에 적용된 범퍼의 다른 예시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 전자클러치에 적용되는 범퍼(60)는 그 외주면에 굴곡부(63)가 형성되며, 나머지 구성은 실시예 1과 동일하므로 그 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예 2에 따른 클러치의 범퍼(60)에 의하면, 디스크(40)가 흡착되면서 회전하게 되어 범퍼(60)의 외주면(디스크(40) 회전방향의 반대측 외주면)에는 하중이 집중된다. 범퍼(60)의 초기 설치 상태는 범퍼(60) 외주면의 산부(63a)가 범퍼 하우징(51)에 밀착되어 있기 때문에 작은 힘으로도 디스크(40)를 작동할 수 있으며, 디스크(40)의 흡착시 1차적으로 산부(63a)에서 충격을 흡수하면서 디스크(40)가 풀리(10)측으로 이동하며, 디스크(40)의 이동이 계속되면 범퍼(60)에 가해지는 수평방향 압축력에 의해 산부(63a)가 펼쳐지면서 밀리고, 범퍼(60)의 골부(63b)가 범퍼 하우징(51)에 접촉된다.

즉, 굴곡부(63)의 산부(63a)와 골부(63b)에 의해 실시예 1과 마찬가지로 접촉면적이 넓어지면서 범퍼(60)의 탄발력이 점진적으로 증가함에 따라 디스크(40)의 흡착이 지연되고, 충격을 효과적으로 흡수한다.

< 실시예 3 >

도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 압축기용 전자클러치에 적용된 범퍼의 설치 상태를 도시한 단면도이다.

도 7에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 따른 전자클러치에 적용된 범퍼(60)의 풀리(10)측을 향한 일면에는 외경측에서부터 두께가 다르게 제1접촉부(64)와 제2접촉부(65)가 형성된다. 내경측의 제2접촉부(65)는 제1접촉부(64)보다 스토퍼 플레이트(50)쪽으로 돌출 형성된다.

범퍼(60)가 압입되는 범퍼 하우징(51)의 바닥에는 제2접촉부(65)가 삽입되는 개구부(51a)가 형성된다. 즉, 범퍼(60)가 범퍼 하우징(51)에 압입되면서 리벳팅되면 제2접촉부(65)는 범퍼 하우징(51)의 개구부(51a)에 삽입되어 스토퍼 플레이트(50)의 일면과 일정 간극(a)을 두고 배치되며, 제1접촉부(64)는 범퍼 하우징(51)의 바닥부(50a)에 면 접촉된다.

그 이외의 구성은 실시예 1과 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 클러치에 의하면, 디스크(40)의 흡착 초기시 디스크(40)는 범퍼 하우징(51)의 바닥부(50a)에 접촉된 제1접촉부(64)에 의해 지지된다.

흡착이 계속됨에 따라 디스크(40)가 풀리(10)측으로 이동하고, 디스크(40)의 이동에 의해 범퍼(60)가 일정 거리 이상 이동하게 되면 범퍼(60)의 제2접촉부(65)와 스토퍼 플레이트(50) 사이의 간극(a)이 작아져 제2접촉부(65)가 스토퍼 플레이트(50)에 접촉하여 스프링 레이트가 상승함에 따라 디스크(40)의 이동 속도가 지연된다.

한편, 디스크(40)의 이탈시에는 제1접촉부(64)와 제2접촉부(65)에 의해 강한 스프링 레이트가 동시에 작용되어 디스크(40)가 한번에 이탈되어 풀리(10)에서 미끄러지지 않는다.

전술한 실시예들을 종합적으로 살펴볼 때, 실시예 1 및 실시예 2에 의하면, 정지 상태의 디스크(40)가 회전 상태의 풀리(10)에 흡착될 때 범퍼(60)의 일측(회전방향의 반대측)에 하중이 수평방향으로 집중되어 범퍼(60)가 수평방향으로 압축되며, 이 압축력에 의해 범퍼(60)의 테이퍼부(62)(실시예 1), 굴곡부(63)(실시예 2)가 펼쳐지면서 범퍼(60)의 외주면과 범퍼 하우징(51)간의 접촉면적이 넓어진다.

한편, 실시예 1의 직선부(61) 및 실시예 2의 산부(63a)에 의한 탄발력은 범퍼(60)의 전체 반발력보다 작기 때문에 디스크(40)를 작은 힘으로 작동할 수 있으며, 직선부(61) 및 산부(63a)가 접촉된 이후에는 테이퍼부(62) 및 골부(63b)도 함께 접촉되어 탄발력이 초기보다 커지지만 이미 디스크(40)와 풀리(10) 사이의 간극이 줄어든 상태이므로 추가적인 힘의 보완없이 디스크(40)를 작동할 수 있다.

그리고, 실시예 3에 따르면, 디스크(40)가 풀리에 흡착될 때 범퍼(60)가 수 직방향으로 압축되어 제1 및 제2접촉부(64)(65)가 시간차를 두고 접촉되어 디스크(40)가 일순간에 흡착되지 않으며, 또한, 디스크(40)가 이탈될 때에는 제1 및 제2접촉부(64)(65)에 의해 디스크(40)가 일순간에 이탈되어 디스크(40)가 풀리(10)와 접촉된 상태에서 미끄러지는 현상이 없다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기용 전자클러치에 의하면, 범퍼와 범퍼 하우징간의 접촉면적이 디스크의 흡착시 증가하여 디스크가 풀리에 흡착될 때 수평방향의 압축에 대한 충격을 효과적으로 흡수할 수 있으며, 정지상태에서 범퍼와 범퍼 하우징의 접촉 면적이 작아 작은 힘으로도 디스크를 작동할 수 있으므로 필드코일 유니트의 사이즈를 축소할 수 있다.

그리고, 디스크의 흡착시 범퍼에 수직방향으로 작용하는 압축에 대한 탄발력이 커져 디스크의 흡착시 소음이 저감되고, 또한, 이탈시에는 디스크가 풀리에서 미끄러지지 않고 한번에 이탈되어 역시 디스크의 미끄러짐에 의한 소음이 발생되지 않는 등의 효과가 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 엔진에 의해 회전하는 풀리와; 상기 풀리에 설치되는 필드코일 유니트와; 압축기 회전축에 결합되는 허브 둘레로 배치되어 상기 필드코일 유니트에 의해 상기 풀리에 선택적으로 탈착되는 디스크와; 상기 디스크와 허브를 연결함과 아울러 일면에 복수의 범퍼 하우징이 설치된 스토퍼 플레이트와; 그리고, 상기 범퍼 하우징에 삽입되어 상기 디스크와 스토퍼 플레이트를 연결하는 리벳에 의해 고정됨으로써 상기 디스크에 복원력을 제공하는 범퍼를 포함하여 이루어진 전자클러치에 있어서,

   상기 범퍼에는, 상기 디스크의 흡착시 상기 범퍼 하우징과 상기 범퍼의 접촉 면적을 증가시킴으로써 상기 디스크의 회전에 의한 수평방향 압축력을 흡수하는 비틀림 방지부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 압축기용 전자클러치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 비틀림 방지부는,

   상기 범퍼의 외주면에 형성되는 직선부와 테이퍼부로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기용 전자클러치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 비틀림 방지부는,

   상기 범퍼의 외주면에 굴곡지게 형성되는 굴곡부인 것을 특징으로 하는 압축기용 전자클러치.
4. 삭제

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