KR20040106070A - 전자 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크와 판 스프링의 사이에 탄성부재를 장착함에 있어, 보다 간단하고 저렴하면서 효과적으로 소음을 방지하고, 상기 탄성부재가 디스크와 판 스프링에 접합되어 있지 않은 경우에도, 고속 회전시 탄성부재가 외부로 이탈되지 않으며, 내피로특성이 우수한 판 스프링을 갖는 전자 클러치를 제공하기 위한 것으로, 이러한 목적을 위하여, 전자 코일이 내재되어 전자력을 발생하는 필드 코어 조립체와, 외주부에 풀리가 구비된 풀리 조립체와, 상기 전자 코일의 작용에 의해 풀리의 마찰면에 흡착 또는 이탈되는 중공의 디스크와, 상기 디스크를 관통하여 압축기의 구동축에 연결되는 허브와, 연장부에 의해 연결된 적어도 두 개의 탄성부가 구비되고, 상기 탄성부의 가장자리에는 상기 디스크가 결합되는 디스크 결합부가 구비되며, 상기 연장부에는 상기 허브가 결합되는 허브 결합부가 구비된 것으로, 상기 연장부는 그 너비가 실질적으로 동일하게 형성된 판 스프링과, 상기 디스크와 상기 판 스프링의 사이에 개재되는 것으로, 상기 디스크 결합부와 상기 허브 결합부의 사이에 설치된 탄성부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 클러치를 제공한다.

Description

전자 클러치{Clutch}

본 발명은 차량용 압축기로의 엔진 동력 전달을 단속하기 위한 전자 클러치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 보다 간단한 구조로 소음을 저감시키고, 내구성을 향상시킬 수 있는 전자 클러치에 관한 것이다.

차량의 엔진과 같은 구동원으로부터 회전력을 공급받는 압축기는 엔진에 연결된 풀리를 통하여 전달되는 동력을 전달받으며, 이 엔진의 동력을 전자 클러치를 이용하여 선택적으로 전달받아 증발기로부터 공급되는 냉매를 압축하여 응축기로 전달한다.

이렇게 압축기로의 엔진의 동력전달을 단속하는 전자클러치는 엔진 등의 구동원에 직접 연결되는 풀리 조립체(Pulley Assembly)와, 허브에 의하여 압축기의 구동축 끝에 스플라인 결합되고 상기 풀리의 마찰면에 밀착되거나 풀리의 마찰면으로부터 이격됨으로써 엔진의 동력을 압축기의 구동축에 선택적 전달하는 디스크 및 허브 조립체(Disc & Hub Assembly)와, 전자석이 내장되어 상기 디스크 및 허브 조립체와 풀리 조립체가 연결 및 해제될 수 있도록 하는 필드 코일 조립체(Field Coil Assembly)로 구성된다.

상기 필드 코일 조립체는 상기 풀리 조립체의 풀리 내부에 설치되어 전자석의 작동에 따라 디스크 및 허브 조립체의 디스크를 풀리의 마찰면으로 끌어당기는 기능을 한다. 디스크 및 허브 조립체는 디스크와 허브로 구성되는 데, 디스크는 풀리에 대해 미소 간극을 두고 대향 배치되어 있으며, 허브에는 압축기의 구동축이 결합된다. 이 디스크와 허브의 사이에는 이들 디스크와 허브를 상호 연결시켜주고 상기 필드 코일 조립체의 전자석의 동작이 정지되었을 때 풀리의 마찰면에 부착되어 있던 디스크를 원상으로 회복시켜 상기 디스크가 상기 풀리로부터 분리되도록 하는 탄성구조가 구비된다.

차량용 공조장치의 압축기에 있어서, 디스크 및 허브 조립체는 상기 탄성구조에 따라 여러 가지 형태로 분류된다.

종래에 흔히 사용되는 디스크 및 허브 조립체로는 도 1a 및 도 1b에서 볼 수 있는 바와 같은 라운드 러버(Round Rubber)형 디스크 및 허브 조립체가 있다. 그림에서 볼 수 있듯이, 상기 라운드 러버형 디스크 및 허브 조립체(10)는 구동축에 연결되는 내측 허브(11)와 디스크(12)에 연결되는 외측 허브(13)가 분리되어져 있고, 이 내측 허브(11)와 외측 허브(13)는 고무와 같은 러버 부재(14)에 의해 결합되어진 구조이다. 이러한 라운드 러버형 디스크 및 허브 조립체는 디스크(12)와 내측 허브(11)의 사이를 러버 부재(14)가 완충역할을 해 주므로, 소음을 저감시킬 수 있는 효과를 가지나, 러버 부재(14)가 디스크(12)의 일면과 내측 및 외측 허브(11)(12)에 모두 접합되어야 하므로 조립성이 떨어지고, 무게가 많이 나가는 단점이 있다.

한편, 또 다른 형태의 디스크 및 허브 조립체는 도 2a 및 도 2b에서 볼 수 있듯이, 압축기의 구동축에 연결된 허브(21)와 디스크(22)의 사이에 다수의 리프(leaf) 스프링(23)들을 설치한 것이다. 이러한 리프 스프링 범퍼형 디스크 및 허브 조립체(20)는 길이방향으로 길게 형성된 리프 스프링(23)이 그 일단은 디스크(22)의 가장자리에 리벳(23a)에 의해 고정되고, 타단은 허브(21)의 플랜지(21a)에 고정되어, 필드 코어 조립체의 전자석에 의해 풀리의 마찰면에 부착된 디스크(22)가 상기 전자석의 전자력이 해제될 경우 상기 리프 스프링(23)의 복원력에 의해 원상으로 복원되도록 한 구조이다. 그런데, 이러한 리프 스프링 범퍼형 디스크 및 허브 조립체(20)에서는 디스크(22)의 흡착 및 이격시에 소음이 발생하는 데, 이 소음을 줄이기 위하여 종래에는 디스크(22)와 허브 플랜지(21a)를 범퍼 리벳(26)에 의해 결합하고, 이 범퍼 리벳(26)의 외주면 둘레로 러버재로 이루어진 댐퍼(25)를 설치하여, 이 댐퍼(25)의 플랜지가 디스크(22)와 허브 플랜지(21a)의 사이에 개재되도록 하고, 아울러 범퍼 리벳(26)의 머리에는 소음감소용 범퍼(24)를 설치하였다. 따라서, 차량의 에어컨이 작동되어 필드 코어 조립체에 전원이 인가되면 범퍼(24)의 압축에 의해 리프 스프링(23)의 흡착 소음을 줄이고, 필드 코어 조립체에 전원이 해제되면 댐퍼(25)에 의해 리프 스프링(23)의 이탈 진동이 흡수되는 기능을 하게 된다.

그러나, 이러한 리프 스프링 범퍼형 디스크 및 허브 조립체는 러버재로 구비된 댐퍼와 범퍼가 각각 그 기능을 달리하여 분리된 구조를 취하고 있어 그 조립성이 떨어지는 문제를 가지며, 탄성 구조의 형상 및 구조가 복잡해지는 문제가 있었다. 또한, 이러한 리프 스프링 범퍼형 디스크 및 허브 조립체는 흡진재인 러버부재가 디스크와 허브의 매우 적은 영역에만 설치되어 있어 그 소음을 줄이는 데도 한계가 있게 된다.

한편, 이렇게 댐퍼와 범퍼가 분리된 구조의 탄성 구조에 대하여, 일본 공개 특허 공보 2002-48155호에는 범퍼와 댐퍼의 기능을 겸비한 러버부재가 디스크와 허브의 사이에 개재된 디스크 및 허브 조립체가 개시되어 있다. 개시된 디스크 및 허브 조립체에 의하면, 원판상의 플레이트에 삼각형상의 슬롯이 형성되고, 삼각형의 각 꼭지점 부분은 플레이트에 결합되어 있는 판 스프링이 허브에 연결되고, 이 판스프링의 슬롯 바깥측의 내면은 러버부재가 접합된 상태로 디스크에 접합된 구조를 갖는다. 따라서, 상기 러버부재가 디스크의 흡착 및 이탈에 따른 진동을 흡수하는 기능, 즉, 범퍼와 댐퍼의 기능을 겸비하게 된다. 그러나, 이러한 구조의 디스크 및 허브 조립체는 상기 러버 부재가 판 스프링 및 디스크에 접합된 구조로 이 러버 부재의 몰딩을 위해 많은 비용이 소요되고, 그 설비도 크게 되어 제조상의 문제가 발생한다.

또한, 상기와 같은 구조의 디스크 및 허브 조립체에서, 상기 러버부재를 접합식이 아닌 비접합식으로 조립할 경우에는 고속회전시 러버부재가 이탈되는 문제가 발생한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 2003년 2월 28일자로 대한민국 특허출원 제2003-12695호에 의해 스프링 구조가 개선된 전자 클러치를 출원한 바 있다. 한편, 상기와 같은 전자 클러치는 허브와 리벳팅에 의해 연결된 연장부의 필렛(fillet)부에서 연장부의 너비는 넓어지게 되어, 클러치의 ON/OFF시에 이 부분에 집중적인 피로반복이 발생함에 따라 필렛부가 파단될 염려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디스크와 판 스프링의 사이에 탄성부재를 장착함에 있어, 보다 간단하고 저렴하면서 효과적으로 소음을 방지할 수 있는 전자 클러치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 탄성부재가 디스크와 판 스프링에 접합되어 있지 않은 경우에도, 고속 회전시 탄성부재가 외부로 이탈되지 않도록 할 수 있는 전자 클러치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내피로특성이 우수한 판 스프링을 갖는 전자 클러치를 제공하는 것이다.

도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 라운드 러버(Round Rubber)형 디스크 및 허브 조립체를 도시한 정면도 및 그 A-A'에 대한 단면도,

도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 리프 스프링 범퍼형 디스크 및 허브 조립체를 도시한 정면도 및 그 B-B'에 대한 단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자 클러치를 도시한 단면도,

도 4는 도 3에 도시된 전자 클러치의 디스크 및 허브 조립체의 결합 상태를 도시한 분해 사시도,

도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 클러치의 탄성부재가 결합된 판 스프링을 도시한 정면도,

도 6 내지 도 11은 본 발명의 서로 다른 일 실시예들에 따른 전자 클러치의 탄성부재가 결합된 판 스프링을 도시한 정면도들.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전자 코일이 내재되어 전자력을 발생하는 필드 코어 조립체와, 외주부에 풀리가 구비된 풀리 조립체와, 상기 전자 코일의 작용에 의해 풀리의 마찰면에 흡착 또는 이탈되는 중공의 디스크와, 상기 디스크를 관통하여 압축기의 구동축에 연결되는 허브와, 연장부에 의해 연결된 적어도 두 개의 탄성부가 구비되고, 상기 탄성부의 가장자리에는 상기 디스크가 결합되는 디스크 결합부가 구비되며, 상기 연장부에는 상기 허브가 결합되는 허브 결합부가 구비된 것으로, 상기 연장부는 그 너비가 실질적으로 동일하게 형성된 판 스프링과, 상기 디스크와 상기 판 스프링의 사이에 개재되는 것으로, 상기 디스크 결합부와 상기 허브 결합부의 사이에 설치된 탄성부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 클러치를 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 판 스프링은 중공의 원판형으로 구비되고, 상기 각 탄성부의 사이에는 상기 탄성부에 탄성력을 부여하도록 소정 형상의 슬롯들이 구비되며, 상기 연장부는 상기 슬롯의 형상에 대응되도록 구비될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 판 스프링은 상기 탄성부 및 연장부를 연결한 중공의 판부재로 구비되고, 상기 중공부는 상기 연장부의 형상에 대응되도록 구비되며, 상기 탄성부재는 상기 탄성부로부터 상기 중공부를 향하여 연장된 탄성부재 결합부에 장착될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 판 스프링은 상기 탄성부 및 연장부를 연결한 중공의 판부재로 구비되고, 상기 탄성부재는 상기 판 스프링의 중앙부로부터 상기 탄성부를 향하여 연장된 탄성부재 결합부에 장착되며, 상기 탄성부와 탄성부재 결합부의 사이에는 상기 탄성부재 결합부에 대응되는 슬롯이 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 탄성부는 적어도 세 개 구비되고, 상기 연장부의 굴곡되는 외측 필렛(fillet)부의 모따기 곡률반경은 0mm 초과, 1mm 미만일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 탄성부는 적어도 세 개 구비되고, 상기 허브 결합부는 상기 연장부의 굴곡부에 위치하며, 상기 허브 결합부의 중심으로부터 상기 굴곡부의 외측 필렛부까지의 거리는 상기 연장부 너비의 50% 이상, 70% 이하일 수 있다.

본 발명은 또한 전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 전자 코일이 내재되어 전자력을 발생하는 필드 코어 조립체와, 외주부에 풀리가 구비된 풀리 조립체와, 상기 전자 코일의 작용에 의해 풀리의 마찰면에 흡착 또는 이탈되는 중공의 디스크와, 상기 디스크를 관통하여 압축기의 구동축에 연결되는 허브와, 연장부에 의해 연결된 적어도 두 개의 탄성부가 구비되고, 상기 탄성부의 가장자리에는 상기 디스크가 결합되는 디스크 결합부가 구비되며, 상기 연장부에는 상기 허브가 결합되는 허브 결합부가 구비된 것으로, 상기 연장부의 굴곡되는 외측 필렛(fillet)부의 모따기 곡률반경은 0mm 초과, 1mm 미만이 되도록 형성된 판 스프링과, 상기 디스크와 상기 판 스프링의 사이에 개재되는 것으로, 상기 디스크 결합부와 상기 허브 결합부의 사이에 설치된 탄성부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 클러치를 제공한다.

이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 판 스프링은 중공의 원판형으로 구비되고, 상기 각 탄성부의 사이에는 상기 탄성부에 탄성력을 부여하도록 소정 형상의 슬롯들이 구비되며, 상기 연장부는 상기 슬롯의 형상에 대응되도록 구비될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 판 스프링은 상기 탄성부 및 연장부를 연결한 중공의 판부재로 구비되고, 상기 중공부는 상기 연장부의 형상에 대응되도록 구비되며, 상기 탄성부재는 상기 탄성부로부터 상기 중공부를 향하여 연장된 탄성부재 결합부에 장착될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 판 스프링은 상기 탄성부 및 연장부를 연결한 중공의 판부재로 구비되고, 상기 탄성부재는 상기 판 스프링의 중앙부로부터 상기 탄성부를 향하여 연장된 탄성부재 결합부에 장착되며, 상기 탄성부와 탄성부재 결합부의 사이에는 상기 탄성부재 결합부에 대응되는 슬롯이 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 허브 결합부는 상기 연장부의 굴곡부에 위치하며, 상기 허브 결합부의 중심으로부터 상기 굴곡부의 외측 필렛부까지의 거리는 상기 연장부 너비의 50% 이상, 70% 이하일 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 클러치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명에 따른 전자 클러치는 바람직하게는 차량용 공기조화장치의 압축기용으로 사용될 수 있는 바, 이하 설명하게 될 본 발명의 바람직한 실시예에서는 차량용 압축기의 전자 클러치의 경우에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자 클러치의 종단면도이고, 도 4는 그 중 디스크 및 허브 조립체의 구성을 나타내기 위한 분해 사시도이며, 도 5는 탄성 부재가 장착된 판 스프링의 정면도이다.

먼저, 도 3을 참조하면, 상기 전자 클러치(200)는 압축기 본체(100)의 선단부에 장착되는 것으로, 크게는 전자 코일(224)이 내재되어 전자력을 발생하는 필드 코어 조립체(220)와, 외주부에 풀리(214)가 구비된 풀리 조립체(210)와, 압축기 본체(100)의 구동축(110)에 연결되는 디스크 및 허브 조립체(230)로 구비된다.

필드 코어 조립체(220)는 코일 하우징(222)과 상기 코일 하우징(222) 내에 수납되는 전자 코일(224)로 구비되는 데, 상기 코일 하우징(222)은 철과 같은 자성체로 그 단면이 ??자 형상의 2중 원통형상으로 형성될 수 있다. 이러한 코일 하우징(222)의 내부에는 환상의 전자 코일(224)이 수납되고, 이 전자 코일(224)은 수지재에 의해 절연 고정된다. 상기 수지재로는 에폭시수지, 불포화폴리에스테르수지 등 비교적 저온에서 성형할 수 있는 수지재가 사용될 수 있으며, 이 수지재를 코일 하우징(222)의 내부에 주입하여 성형할 수 있다.

풀리 조립체(210)는 벨트(미도시)에 의해 엔진에 연결되어 엔진의 구동력을 전달받는 것으로, 단면이 ??자 형상의 2중 원통형상으로 형성된 구동측 로터(212)와, 그 외주부에 접합된 풀리(214)로 구비될 수 있다. 상기 풀리(214)의 외주부에는 다단식 V자 홈이 형성되어 엔진에 연결된 벨트가 체결되고, 구동측 로터(212)의 내부 공간에는 코일 하우징(222)이 미세하게 배설된다. 그리고, 이 로터(212)의 내주부에는 베어링(216)이 배설되어, 이 베어링(216)에 의해 로터(212)는 압축기 본체(100)의 프론트 하우징(114)의 원통상 톨출부에 회전가능하도록 지지될 수 있다.

이러한 구조의 필드 코어 조립체(220) 및 풀리 조립체(210)는 도 3에 도시된 것 외에도 다양한 구조의 것이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 필드 코어 조립체(220) 및 풀리 조립체(210)는 이하 설명될 본 발명의 모든 실시예에 동일하게 적용될 수 있다.

한편, 상기 풀리 조립체(210)의 풀리(214)의 상기 압축기 본체(100)와 결합되는 부분의 반대측으로는 상기 풀리(214)의 마찰면과 소정 간격을 유지한 체 디스크 및 허브 조립체(230)가 결합된다. 상기 디스크 및 허브 조립체(230)는 압축기 본체(100)의 구동축(110)에 볼트 부재(112)에 의해 고정되는 허브(231)와, 상기 풀리(214)의 마찰면에 흡착 또는 이탈되는 중공의 디스크(232)와, 상기 허브(231)와 디스크(232)를 서로 연결해 주는 판 스프링(233)과, 상기 디스크(232)와 판 스프링(233)의 사이에 개재되어 완충작용을 하는 탄성부재(234)로 구비된다. 상기 허브(231)는 판 스프링(233)의 중앙부에 허브 리벳(237)에 의해 고정되고, 상기 디스크(232)는 판 스프링(233)의 가장자리에 디스크 리벳(235)에 의해 별도 탄성링(236)을 개재한 체로 고정된다.

상기와 같은 구조의 압축기용 전자 클러치(200)에 있어서, 상기 디스크 및 허브 조립체(230)는 도 4를 통해 그 구조가 보다 명확히 설명될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 디스크(232)는 상술한 바와 같이 풀리와 미소간극을 두고 대향 배치되는 것으로, 철 등의 자성체로 중공의 링 형상으로 형성된다. 또한, 상기 디스크(232)는 도 4에 도시된 바와 같이, 내측 링부(232a)와, 외측 링부(232b)의 사이에 자기 차단용 슬롯(232c)이 형성되고, 내측 링부(232a)와 외측 링부(232b)는 상기 자기 차단용 슬롯(232c)에 형성된 브릿지(232d)에 의해 서로 연결되어 일체로 형성될 수 있다.

상기 허브(231)는 철계 금속에 의해 원통상으로 형성되고, 그 일단에는 플랜지부(231a)가 형성된 것으로, 상기 플랜지부(231a)는 상기 디스크(232)의 중공부(232e)를 관통할 수 있을 정도의 넓이로 형성된다. 그리고, 상기 허브(231)의 내주면에는 스플라인(미도시)이 형성되어 압축기 본체의 구동축과 스플라인결합되도록 한다.

상기 허브(231)는 상기 디스크(232)의 중공부(232e)에 삽입된 체로 판 스프링(233)의 중앙부에 결합되고, 상기 디스크(232)는 탄성부재(234)가 개재된 체로 판 스프링(233)의 가장자리부에 결합된다. 상기 디스크(232)와 허브(231)의 판 스프링(233)에의 결합은 각각 디스크 리벳(235)과, 허브 리벳(231)에 의해 이루어지는 데, 상기 디스크 리벳(235)에는 탄성 링(236)이 더 개재되어 상기 디스크(232)와 판 스프링(233)의 마찰에 따른 소음을 줄이도록 한다.

이상 설명한 바와 같은 디스크(232) 및 허브(231)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 어떠한 구조의 디스크(232) 및 허브(231)도 본 발명에서 적용될 수 있음은 물론이다.

도 5에서 볼 수 있는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 판 스프링(233)은 그 가장자리를 따라 적어도 두 개의 탄성부(233a)가 구비되는 데, 바람직하게는 삼각형상으로 배치된 세 개의 탄성부(233a)가 구비된다. 상기 탄성부(233a)는 연장부(233d)에 의해 서로 연결되어 있다.

상기 판 스프링(233)의 가장자리를 따라서 상기 디스크(232)가 결합되는 디스크 결합부(233e)가 구비되는 데, 본 발명에 따르면, 상기 디스크 결합부(233e)는 상기 탄성부(233a)에 위치하며, 도 4에서 볼 수 있듯이, 디스크 리벳(235)이 체결될 수 있도록 관통공으로 구비된다. 한편, 판 스프링의 중앙부에는 상기 허브(231)가 결합될 수 있도록 허브 결합부(233f)가 구비되는 데, 본 발명에 따르면, 상기 허브 결합부(233f)는 상기 연장부(233d)에 위치하며, 도 4와 같이 허브 리벳(237)이 체결될 수 있도록 관통공으로 구비된다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 판 스프링(233)은 중공의 원판형으로 구비될 수 있고, 상기 각 탄성부(233a)의 사이에는 상기 탄성부(233a)에 탄성력을 부여할 수 있도록 소정 형상의 슬롯(233b)들이 구비될 수 있다. 따라서, 상기 슬롯(233b)들은 소정의 곡률을 갖도록 하는 것이 바람직한 데, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 이중의 곡률을 갖도록 형성하였다. 그리고, 상기 연장부(233d)는 상기 슬롯(233b)의 형상에 대응하도록 형성된다. 따라서, 상기 중공부(233c)도 연장부(233d)와 접하는 면이 상기 슬롯(233b)의 형상에 대응되도록 형성된다. 이러한 슬롯(233b) 및 중공부(233c)에 의해 상기 연장부(233d)는 소정의 탄성을 갖게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 디스크 결합부(233e)는 상기 탄성부(233a)에 위치하고, 상기 허브 결합부(233f)는 상기 연장부(233d)에 위치된다. 이처럼, 상기 탄성부(233a)에 구비된 디스크 결합부(233e)와 상기 연장부(233d)에 구비된 허브 결합부(233f)에 각각 디스크(232) 및 허브(231)가 결합되었을 경우에는 상기 탄성부(233a) 및 연장부(233d)가 소정의 탄성을 구비하므로, 도 3에서 볼 수 있듯이, 차량 공조장치의 압축기를 작동시켜 디스크(232)가 풀리(214)의 마찰면에 흡착되었다가 압축기의 작동이 해제될 때에 원위치로 복원될 수 있는 탄성을 갖게 되는 것이다. 상기 허브 결합부(232f)는 탄성을 받도록 하기 위하여, 상기 연장부(233d)의 중앙의 굴곡된 부분에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 판 스프링(233)에 있어서, 상기 연장부(233d)는 그 너비가 실질적으로 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 이는 압축기의 ON/OFF가 반복됨에 따라 피로반복이 집중되는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 판 스프링(233)의 탄성부(233a)에 실질적으로 탄성을 부여하는 연장부(233d)에서 압축기의 ON/OFF에 따라 일부에라도 그 너비가 두껍게 형성된 부분이 있게 되면, 탄성이 반복됨에 따라 이 부분으로 힘이 집중되게 되고, 결국, 이 부분에서 피로반복에 의한 파열이 발생하게 되는 문제가 생긴다. 따라서, 상기와 같은 연장부(233d)의 너비를 실질적으로 동일하게 할 필요가 있다.

이러한 연장부(233d)의 너비를 실질적으로 동일하게 하는 것은 특히, 도 5에서 볼 수 있듯이, 연장부(233d)의 중심에 허브 결합부(233f)가 설치된 경우에 더욱 실효성이 있다. 즉, 도 5에서 볼 수 있듯이, 연장부(233d)의 중심에 허브 결합부(233f)가 위치하게 되면, 압축기의 ON/OFF 시에 이 허브 결합부(233f) 주변의 연장부가 힘을 많이 받게 된다. 이 때, 이 허브 결합부(233f) 주변의 특정 부분을 그 너비가 두껍게 형성하면, 이 부분으로 힘이 몰리게 되고, 결과적으로 쉽게 피로하게 되어 결국에는 파단되게 된다.

또한, 이렇게 탄성이 부여되는 부분에서의 내피로특성을 향상시키기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 도 5와 같이, 굴곡되는 연장부(233d)의 굴곡된 부분의 외측 필렛부(F)의 모따기 곡률반경(R)을 0mm〈 R〈 1mm 이 되도록 할 수 있다. 이는 도 5와 같이, 연장부(233d)가 이중 곡률을 갖는 형상으로 형성됨에 있어, 굴곡되는 연장부(233d)의 굴곡된 부분의 외측 필렛부(F)의 모따기 곡률반경(R)을 1mm 이상으로 할 경우, 이 부분에서 연장부(233d)의 너비는 넓어지게 되어 전술한 바와 같이, 내피로특성이 저하되기 때문이다.

이에 따라, 판 스프링(233)은 허브 결합부(233f)가 형성되어 있는 부분에서 특별히 연장부(233d)의 너비가 두꺼워지지 않으므로, 이 부분에 피로집중이 발생하지 않게 되고, 결과적으로, 클러치의 ON/OFF 시에도 피로반복에 의한 스프링 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이, 연장부(233d)의 외측 필렛부(F)의 모따기 곡률반경(R)을 조절함에 따라, 이 외측 필렛부(F)와 허브 결합부(233f)의 중심 간의 거리(L)는연장부(233d) 너비의 50% 이상, 70% 이하가 되도록 함이 바람직하다. 이는 전술한 바와 같이, 연장부(233d)의 외측 필렛부(F)에서의 피로집중에 의한 파손을 방지하기 위한 것이다.

한편, 상기와 같이 판 스프링(233)에는 도 4에서 볼 수 있듯이, 탄성부재(234)가 장착된다. 상기 탄성부재(234)는 디스크(232)와 판 스프링(233)의 사이에 개재되는 것으로, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 판 스프링(233)의 상기 디스크(232)를 향한 면에 장착될 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 상기 탄성부재(234)는 디스크 결합부(233e)와 허브 결합부(233f)의 사이에 설치되어 압축기의 고속회전시 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 압축기의 고속 회전에 따라 원심력이 작용할 경우에도 상기 탄성부재(234)가 설치된 외측으로 디스크(232)와 판 스프링(233)이 결합되어 있으므로, 이 결합부에 의해 상기 탄성부재(234)가 외측으로 이탈되는 것을 막아주게 되는 것이다. 이러한 탄성부재(234)는 본 출원인에 의한 대한민국 특허출원 제2003-12695호에 기재된 바와 동일한 탄성부재를 사용할 수 있다. 따라서, 탄성부재(234)에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 판 스프링의 구조는 도 6에서 볼 수 있는 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 판 스프링(243)에도 그대로 적용될 수 있다.

도 6에 도시된 판 스프링(243)은 탄성부(243a)와 연장부(243d)로 구비된 중공의 판부재로 형성되는 데, 탄성부(243a) 및 연장부(243d)가 각각 세 개씩 구비되어 있을 경우에는 그림과 같이 삼각형상을 이루게 된다.

이처럼, 상기 판 스프링(243)은 탄성부(243a)를 꼭지점으로 하여, 이로부터 연장부(243d)가 그 중앙부가 소정 깊이만큼 중심측으로 만입되어 있는 중공의 삼각형상으로 연장되도록 형성된다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 상기 탄성부(243a)에는 디스크가 결합되는 디스크 결합부(243e)가 구비되고, 상기 연장부(243d)에는 허브가 결합될 수 있도록 허브 결합부(243f)가 구비되는 데, 이들 디스크 결합부(243e) 및 허브 결합부(243f)는 전술한 실시예와 같이 각각 리벳이 체결될 수 있도록 관통공으로 구비된다. 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 판 스프링(243)은 이처럼 삼각형상의 연장부로 구비되었으나, 본 발명의 판 스프링의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 연장부는 풀리 조립체와 흡착 및 이탈을 반복하는 디스크에 탄력을 줄 수 있는 것이면 어떠한 형상이든 적용될 수 있다.

한편, 상기 판 스프링(243)은 그 연장부(243d)가 소정의 탄력을 갖도록 구비되며, 각 꼭지점 부근인 디스크 결합부(243e)의 내측으로는 탄성부(243a)가 구비되어, 디스크(242)가 풀리 조립체(210)의 방향으로 끌어당겨질 때에 소정의 탄성을 갖게 한다. 이러한 판 스프링(243)의 탄성기능은 연장부(243d)의 상기 허브 결합부(243f)와 디스크 결합부(243e)의 사이 부분에 의해서도 이루어진다. 즉, 삼각형상의 연장부(243d)의 각 변의 중심에 허브(241)가 고정되어 있고, 각 꼭지점에 디스크(242)가 고정되어 있으므로, 상기 허브(241)가 고정된 각 변의 허브 결합부(243f)를 중심으로 각 꼭지점의 디스크 결합부(243e)는 풀리 조립체(210)의방향으로 소정의 탄성을 갖는 구조가 되는 것이다.

이러한 구조의 판 스프링에 있어서, 상기 디스크 결합부(243e)가 형성된 가장자리부, 즉, 각 꼭지점으로부터 중심측, 즉, 중공부(243c)를 향하여 소정 길이만큼 연장된 부분에 탄성부재(244)가 결합되는 탄성부재 결합부(243g)가 형성된다. 상기 탄성부재 결합부(243g)도 탄성부재(244)가 삽입될 수 있도록 관통공으로 구비되며, 상기 탄성부재(244)는 이 탄성부재 결합부(243g)에 착탈 가능하도록 결합된다. 상기 탄성부재(244)는 전술한 도 3 내지 도 5에 따른 실시예와 동일한 것이 사용될 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기와 같은 판 스프링(243)에 있어서도, 상기 연장부(243d)는 그 너비가 실질적으로 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 도 6과 같이, 굴곡되는 연장부(243d)의 굴곡된 부분의 외측 필렛부(F)의 모따기 곡률반경(R)을 0mm〈 R〈 1mm 이 되도록 할 수 있고, 이에 따라, 이 외측 필렛부(F)와 허브 결합부(243f)의 중심 간의 거리(L)는 연장부(233d) 너비의 50% 이상, 70% 이하가 되도록 함이 바람직하다. 이는 전술한 바와 같이, 연장부(233d)의 피로집중에 의한 파손을 방지하기 위한 것으로, 그 작용은 전술한 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 연장부(243d)의 구조는 도 7에서 볼 수 있듯이, 디스크 결합부(243e)와 탄성부재 결합부(243g)의 사이에 별도의 결합 홀(243h)이 더 형성된 판 스프링에 적용될 수 있음은 물론이고, 도 8에서 볼 수 있듯이, 이 결합 홀(243h)에 탄성부재(244)의 보조 고정부(244f)가 체결될 수 있도록 한 판 스프링에도 그대로 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 탄성부재 결합부(243g)의 주위에 슬롯(243i)이 더 형성되어 탄성부(243a)가 보다 유연한 탄성을 갖도록 하는 판 스프링에도 적용될 수 있음은 물론이다.

한편, 도 10은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 전자 클러치의 판 스프링(253)을 나타낸 것으로, 도 10에 도시된 바와 같은 판 스프링(253)은 전술한 도 6 내지 도 9에 따른 판 스프링과 같이, 탄성부(253a)를 꼭지점으로 하여, 이로부터 연장부(253d)가 그 중앙부가 소정 깊이만큼 중심측으로 만입되어 있는 중공의 삼각형상으로 연장되도록 형성될 수 있다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 상기 탄성부(253a)에는 디스크가 결합되는 디스크 결합부(253e)가 구비되고, 상기 연장부(253d)에는 허브가 결합될 수 있도록 허브 결합부(253f)가 구비되는 데, 이들 디스크 결합부(253e) 및 허브 결합부(253f)는 전술한 실시예들과 같이 각각 리벳이 체결될 수 있도록 관통공으로 구비된다. 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 판 스프링(253)은 이처럼 삼각형상의 연장부로 구비되었으나, 본 발명의 판 스프링의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 연장부는 풀리 조립체와 흡착 및 이탈을 반복하는 디스크에 탄력을 줄 수 있는 것이면 어떠한 형상이든 적용될 수 있다.

상기 판 스프링(253)도 삼각형상의 연장부(253d)의 각 변의 중심에 허브가 고정되어 있고, 각 꼭지점에 디스크가 고정되어 있으므로, 상기 허브가 고정되는 각 변의 허브 결합부(253f)를 중심으로 각 꼭지점의 디스크 결합부(253e)는 풀리 조립체(210)의 방향으로 소정의 탄성을 갖는 구조가 되는 것이다.

한편, 상기 판 스프링(253)은 탄성부재 결합부(253g)가 중공부(253c)가 형성되어 있는 판 스프링(253)의 중앙부로부터 탄성부(253a)를 향하여 연장된 보조 연장부(253i)에 구비된다. 이 보조 연장부(253i)에는 외측으로부터 중심부의 방향으로 탄성부재 결합부(253g)와 보조 결합부(253h)가 구비된다. 이들 탄성부재 결합부(253g)와 보조 결합부(253h)는 모두 관통공으로 구비될 수 있다. 상기 보조 연장부(253i)와 탄성부(253a) 및 연장부(253d)의 사이에 소정의 슬롯이 형성되어 있다.

상기 판 스프링(253)의 보조 연장부(253i)에 체결되는 탄성부재(254)는 도 10에서 볼 수 있는 구조로 형성되며, 이는 본 출원인에 의한 대한민국 특허출원 제2003-12695호에 기재된 탄성부재와 동일할 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

이러한 판 스프링에 있어서도, 상기 연장부(253d)는 그 너비가 실질적으로 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 도 10과 같이, 굴곡되는 연장부(253d)의 굴곡된 부분의 외측 필렛부(F)의 모따기 곡률반경(R)을 0mm〈 R〈 1mm 이 되도록 할 수 있고, 이에 따라, 이 외측 필렛부(F)와 허브 결합부(253f)의 중심 간의 거리(L)는 연장부(253d) 너비의 50% 이상, 70% 이하가 되도록 함이 바람직하다. 이는 전술한 바와 같이, 연장부(253d)의 피로집중에 의한 파손을 방지하기 위한 것으로, 그 작용은 전술한 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

이러한 연장부(253d)의 구조는 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이, 디스크 결합부(253e)가 구비된 연장부(253d)의 각 꼭지점 부분을 보다 넓게 형성하는 등, 그형상을 다양하게 변형한 판 스프링에도 그대로 적용할 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 압축기의 ON시에 디스크가 풀리의 마찰면에 부딪히는 소음을 저감하는 범퍼부와, 압축기의 OFF시에 디스크가 판 스프링에 부딪히는 소음을 저감하는 댐퍼부를 구비한 탄성부재를 사용해 압축기의 ON/OFF 시의 소음을 저감할 수 있다.

둘째, 디스크 및 허브 조립체에 사용되는 탄성부재를 착탈식으로 구비하도록 함으로써 조립성이 우수하고, 디스크 및 허브 조립체에 탄성부재를 직접 몰딩할 필요가 없어 비용이 저감되며, 제조 공정이 간단하게 될 수 있다.

셋째, 탄성부재를 착탈식으로 구비하더라도, 압축기의 고속 회전시에 탄성부재가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

넷째, 압축기의 ON/OFF 가 반복되어도 판 스프링의 내피로특성을 향상시켜 내구성을 높일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

1. 전자 코일이 내재되어 전자력을 발생하는 필드 코어 조립체;

   외주부에 풀리가 구비된 풀리 조립체;

   상기 전자 코일의 작용에 의해 풀리의 마찰면에 흡착 또는 이탈되는 중공의 디스크;

   상기 디스크를 관통하여 압축기의 구동축에 연결되는 허브;

   연장부에 의해 연결된 적어도 두 개의 탄성부가 구비되고, 상기 탄성부의 가장자리에는 상기 디스크가 결합되는 디스크 결합부가 구비되며, 상기 연장부에는 상기 허브가 결합되는 허브 결합부가 구비된 것으로, 상기 연장부는 그 너비가 실질적으로 동일하게 형성된 판 스프링; 및

   상기 디스크와 상기 판 스프링의 사이에 개재되는 것으로, 상기 디스크 결합부와 상기 허브 결합부의 사이에 설치된 탄성부재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 클러치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 판 스프링은 중공의 원판형으로 구비되고, 상기 각 탄성부의 사이에는 상기 탄성부에 탄성력을 부여하도록 소정 형상의 슬롯들이 구비되며, 상기 연장부는 상기 슬롯의 형상에 대응되도록 구비된 것을 특징으로 하는 전자 클러치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 판 스프링은 상기 탄성부 및 연장부를 연결한 중공의 판부재로 구비되고, 상기 중공부는 상기 연장부의 형상에 대응되도록 구비되며, 상기 탄성부재는 상기 탄성부로부터 상기 중공부를 향하여 연장된 탄성부재 결합부에 장착된 것을 특징으로 하는 전자 클러치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 판 스프링은 상기 탄성부 및 연장부를 연결한 중공의 판부재로 구비되고, 상기 탄성부재는 상기 판 스프링의 중앙부로부터 상기 탄성부를 향하여 연장된 탄성부재 결합부에 장착되며, 상기 탄성부와 탄성부재 결합부의 사이에는 상기 탄성부재 결합부에 대응되는 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 전자 클러치.
5. 제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 탄성부는 적어도 세 개 구비되고, 상기 연장부의 굴곡되는 외측 필렛(fillet)부의 모따기 곡률반경은 0mm 초과, 1mm 미만인 것을 특징으로 하는 전자 클러치.
6. 제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 탄성부는 적어도 세 개 구비되고, 상기 허브 결합부는 상기 연장부의 굴곡부에 위치하며, 상기 허브 결합부의 중심으로부터 상기 굴곡부의 외측 필렛부까지의 거리는 상기 연장부 너비의 50% 이상, 70% 이하인 것을 특징으로 하는 전자 클러치.
7. 전자 코일이 내재되어 전자력을 발생하는 필드 코어 조립체;

   외주부에 풀리가 구비된 풀리 조립체;

   상기 전자 코일의 작용에 의해 풀리의 마찰면에 흡착 또는 이탈되는 중공의 디스크;

   상기 디스크를 관통하여 압축기의 구동축에 연결되는 허브;

   연장부에 의해 연결된 적어도 두 개의 탄성부가 구비되고, 상기 탄성부의 가장자리에는 상기 디스크가 결합되는 디스크 결합부가 구비되며, 상기 연장부에는 상기 허브가 결합되는 허브 결합부가 구비된 것으로, 상기 연장부의 굴곡되는 외측 필렛(fillet)부의 모따기 곡률반경은 0mm 초과, 1mm 미만이 되도록 형성된 판 스프링; 및

   상기 디스크와 상기 판 스프링의 사이에 개재되는 것으로, 상기 디스크 결합부와 상기 허브 결합부의 사이에 설치된 탄성부재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 클러치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 판 스프링은 중공의 원판형으로 구비되고, 상기 각 탄성부의 사이에는 상기 탄성부에 탄성력을 부여하도록 소정 형상의 슬롯들이 구비되며, 상기 연장부는 상기 슬롯의 형상에 대응되도록 구비된 것을 특징으로 하는 전자 클러치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 판 스프링은 상기 탄성부 및 연장부를 연결한 중공의 판부재로 구비되고, 상기 중공부는 상기 연장부의 형상에 대응되도록 구비되며, 상기 탄성부재는 상기 탄성부로부터 상기 중공부를 향하여 연장된 탄성부재 결합부에 장착된 것을 특징으로 하는 전자 클러치.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 판 스프링은 상기 탄성부 및 연장부를 연결한 중공의 판부재로 구비되고, 상기 탄성부재는 상기 판 스프링의 중앙부로부터 상기 탄성부를 향하여 연장된 탄성부재 결합부에 장착되며, 상기 탄성부와 탄성부재 결합부의 사이에는 상기 탄성부재 결합부에 대응되는 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 전자 클러치.
11. 제 7 항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 허브 결합부는 상기 연장부의 굴곡부에 위치하며, 상기 허브 결합부의 중심으로부터 상기 굴곡부의 외측 필렛부까지의 거리는 상기 연장부 너비의 50% 이상, 70% 이하인 것을 특징으로 하는 전자 클러치.