KR20090020848A - Electromagnetic clutch for compressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압축기용 전자클러치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차 공기조화시스템의 압축기 구동을 단속하는 전자클러치의 작동 구조가 개선된 압축기용 전자클러치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
자동차의 공기조화시스템 중 압축기의 구동은 차량 엔진의 동력이 압축기의 회전축으로 전달되는 것을 단속하는 전자클러치의 단속 작용에 의해 이루어진다. The driving of the compressor in the air conditioning system of the vehicle is performed by the intermittent action of the electromagnetic clutch which intercepts the transmission of the power of the vehicle engine to the rotating shaft of the compressor.
종래 일반적인 압축기용 전자클러치(101)는 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(103)의 하우징(105)의 일측에 회전 가능하게 설치되어 자동차의 엔진으로부터 전달되는 동력에 의해 회전하는 금속재의 풀리(110)와, 전원 인가에 따라 전자기력을 발생하는 필드코일(120)과, 압축기(103)의 회전축(107)에 결합된 상태에서 필드코일(120)의 전자기력 발생 유무에 따라 풀리(110)에 부착 또는 이격되어 압축기(103)의 구동을 단속하는 디스크허브 조립체(130)로 이루어져 있다. As shown in FIG. 1, a conventional general
이 중 디스크허브 조립체(130)는 압축기(103)의 회전축(107)에 결합되는 허브(131)와, 허브(131)에 결합되는 이너링(132)과, 이너링(132)의 외측 둘레에 댐퍼충전공간을 두고 동심적으로 배치되는 아웃터링(134)과, 풀리(110)와 대향 배치되 도록 아웃터링(134)에 결합되는 자성 금속제의 환형 디스크(133)와, 이너링(132)과 아웃터링(134) 사이의 댐퍼충전공간에 충전(充塡)되어 이너링(132)과 아웃터링(134)을 상호 댐핑 작용 가능하게 연결하는 고무재질의 댐퍼(138)로 구성되어 있다.The
이러한 종래 압축기용 전자클러치(101)는 필드코일(120)에 전원이 인가되면 필드코일(120)로부터 풀리(110)에 걸쳐 형성되는 흡인전자기력에 의해 디스크허브 조립체(130)의 디스크(133)가 풀리(110)에 부착된다. 이에 의해, 압축기(103)의 회전축(107)과 연결된 디스크허브 조립체(130)가 풀리(110)와 함께 회전함으로써 압축기(103)가 구동된다. When the
한편, 필드코일(120)에 인가되던 전원이 차단되면, 흡인전자기력이 사라지면서 디스크허브 조립체(130)의 댐퍼(138) 탄발력에 의해서 디스크(133)가 풀리(110)로부터 이격된다. 이에 의해, 풀리(110)가 회전하여도 압축기(103)의 회전축(107)과 연결되어 있는 디스크허브 조립체(130)는 회전하지 않게 되어 압축기(103)의 구동이 정지된다.On the other hand, when the power applied to the
그런데, 종래의 압축기용 전자클러치에 있어서는 필드코일의 전원을 차단하여 디스크허브 조립체의 댐퍼 탄발력에 의해 디스크가 풀리로부터 이격되는 것에 의해서 압축기가 정지되기 때문에, 디스크허브 조립체의 댐퍼가 파손되거나 변형되면 디스크가 풀리로부터 이격되지 못한다. 이에 의해, 디스크와 풀리 간에 슬 립(Slip)현상이 발생하여 압축기가 안정적으로 정지하지 못하는 문제점이 있었으며, 압축기와 차량 엔진에 손상을 가하는 문제점이 있었다. However, in the conventional electromagnetic clutch for a compressor, the compressor is stopped when the field coil is turned off and the disk is separated from the pulley by the damper repulsive force of the disk hub assembly. Thus, if the damper of the disk hub assembly is damaged or deformed, The disk cannot be spaced from the pulley. As a result, a slip phenomenon occurs between the disk and the pulley, thereby causing the compressor not to stably stop, and there is a problem of damaging the compressor and the vehicle engine.
또한, 풀리와 디스크가 자성 금속체이기 때문에, 전자클러치의 전체적인 중량이 증가하는 문제점이 있었다. In addition, since the pulley and the disk are magnetic metal bodies, there is a problem that the overall weight of the electronic clutch increases.
따라서, 본 발명의 목적은 풀리와 디스크 간의 슬립을 방지하여 압축기가 안정적으로 정지할 수 있으며, 압축기와 차량 엔진의 손상을 방지할 수 있는 압축기용 전자클러치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic clutch for a compressor that can stably stop the compressor by preventing slippage between the pulley and the disk, and can prevent damage to the compressor and the vehicle engine.
또한, 장치의 중량을 경량화할 수 있는 압축기용 전자클러치를 제공하는 것이다. In addition, it is to provide an electromagnetic clutch for a compressor that can reduce the weight of the device.
상기 목적은 본 발명에 따라서, 압축기(3)의 구동을 단속하는 압축기용 전자클러치에 있어서, 상기 압축기(3)의 일 측에 회전 가능하게 설치되며, 코일수용공간(15)과 스토퍼마찰면(17)을 갖는 풀리(10)와; 상기 압축기(3)의 회전축(7)과 연결되고 축선방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 스토퍼마찰면(17)에 대향하는 풀리마찰면(37)을 갖는 스토퍼플레이트(33)와; 상기 스토퍼플레이트(33)에 마련되는 영구자석(35)과; 상기 코일수용공간(15)에 수용되며 상기 영구자석(35)에 인력 또는 척력의 전자기력을 발생하는 필드코일(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기용 전자클러치에 의해 달성된다. According to the present invention, in the electromagnetic clutch for a compressor to control the driving of the compressor (3), it is rotatably installed on one side of the compressor (3), the coil receiving space (15) and the stopper friction surface ( A
여기서, 상기 필드코일(20)은 전류의 방향을 변환하여 전자기력에 의한 인력 또는 척력을 선택하는 것이 바람직하다. Here, the
또는, 상기 필드코일(20)은 어느 하나는 인력을 발생시키고, 다른 하나는 척력을 발생시키는 한 쌍으로 마련되는 것이 효과적이다. Alternatively, the
이때, 상기 풀리(10)와 상기 스토퍼플레이트(33) 중 적어도 어느 하나는 플라스틱으로 형성되는 것이 보다 바람직하다. At this time, at least one of the
이에 의해, 슬립현상이 방지되어 압축기가 안정적으로 정지되며, 압축기와 차량 엔진의 손상이 방지됨과 동시에, 장치의 중량이 경량화된 압축기용 전자클러치가 제공된다. Thereby, the slip phenomenon is prevented, the compressor is stopped stably, and damage to the compressor and the vehicle engine is prevented, and at the same time, an electronic clutch for a compressor having a light weight of the apparatus is provided.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 압축기용 전자클러치의 작동 상태를 나타낸 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기용 전자클러치(1)는 압축기(3)의 하우징(5)에 회전 가능하게 설치되어 자동차의 엔진으로부터 전달되는 동력에 의해 회전하는 풀리(10)와, 전자기력을 발생하는 필드코일(20)과, 압축기(3)의 회전축(7)에 결합되어 필드코일(20)의 전자기력 극성에 따라서 풀리(10)에 부착 또는 이격되는 디스크허브 조립체(30)를 포함한다. 2 and 3 are cross-sectional views showing the operating state of the electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention. As shown in these figures, the
풀리(10)는 자동차 엔진으로부터 동력을 전달받는 풀리본체부(11)와, 필드코일(20)이 수용되는 코일수용공간(15) 및 디스크허브 조립체(30)가 접촉하는 스토퍼마찰면(17)을 형성하는 로터부(13)가 일체로 형성되어 있는 구조를 가지고 있다. 여기서, 풀리본체부(11)와 로터부(13)는 각각 별개의 부품으로 마련된 상태에서 상호 결합된 형태일 수도 있다. The
풀리본체부(11)는 벨트 등의 동력전달부재에 의해 자동차의 엔진과 연결된다. 그리고, 로터부(13)의 코일수용공간(15)은 풀리(10)의 회전에 관계없이 필드코일(20)이 수용되도록 압축기(3)측으로 개방되어 있으며, 스토퍼마찰면(17)은 디스크허브 조립체(30)와 대향 배치되어 있다. 또한, 로터부(13)의 스토퍼마찰면(17)에는 내마모성이 우수한 마찰부재(19)가 원주방향을 따라 마련되어 있다. The
이러한 풀리(10)는 경량이면서 내구성과 강도가 우수하고 전자기력은 통하면서 비자성체인 재질로 제작되는데, 예컨대, 플라스틱 계열의 재료를 이용하여 풀리(10)를 제작하는 것이 바람직하다. 물론, 비교적 중량체인 스틸을 제외하는 범위에서 전자기력은 통하면서 비자성체이고 경량인 금속재를 이용하여 풀리(10)를 제작할 수도 있다. The
필드코일(20)은 고정부재에 의해 압축기(3)의 하우징(5)에 고정된 상태에서 풀리(10)의 코일수용공간(15)에 수용되어 있다. 이 필드코일(20)은 도시않은 제어스위치(예컨대, 자동차 내부의 에어컨 스위치)의 조작에 따라서 전류의 방향이 바뀌면서 전자기력의 극성이 변환된다. The
여기서, 필드코일(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상이한 전류방향에 의해 상호 다른 전자기력의 극성을 갖는 한 쌍으로 마련될 수도 있다. 즉, 양 필드코일(20) 중 어느 하나의 전자기력 극성은 후술할 영구자석(35)의 풀리마찰면(37) 측 의 극성과 반대이고, 다른 하나의 필드코일(20)의 전자기력 극성은 영구자석(35)의 풀리마찰면(37) 측의 극성과 동일하다. Here, the
한편, 디스크허브 조립체(30)는 압축기(3)의 회전축(7)에 결합되는 허브(31)와, 허브(31)에 결합되어 풀리(10)의 스토퍼마찰면(17)에 대향하는 스토퍼플레이트(33)와, 필드코일(20)에 대응하는 영역의 스토퍼플레이트(33)에 마련되는 영구자석(35)을 포함한다. Meanwhile, the
이 디스크허브 조립체(30)는 허브(31)의 중심부분이 압축기(3)의 회전축(7)에 대해 축선방향으로 소폭 왕복이동 가능하면서 회전력을 전달받을 수 있도록 스플라인과 볼트체결 구조로 결합되어 있다. The
스토퍼플레이트(33)는 경량이면서 내구성과 강도가 우수하고 전자기력이 통하면서 비자성체인 플라스틱 재질을 이용하여 환형 디스크 형상을 가진다. 이 스토퍼플레이트(33)는 인서트 사출을 이용하여 허브(31)와 일체로 결합된다. The
그리고, 로터부(13)의 스토퍼마찰면(17)에 대향하는 스토퍼플레이트(33)의 일측면이 풀리마찰면(37)으로 형성되는데, 풀리마찰면(37)에도 내마모성이 우수한 마찰부재(39)가 원주방향을 따라 마련되어 있다. One side of the
여기서, 스토퍼플레이트(33) 역시 전자기력은 통하면서 비자성체이고 경량인 금속재를 이용하여 제작될 수 있음은 물론이다. 이 경우 허브(31)와 스토퍼플레이트(33)는 볼트나 리벳 등의 결합부품을 이용하여 상호 결합된다. Here, the
또한, 스토퍼플레이트(33)와 허브(31)는 플라스틱재료를 이용하여 단일의 부 품으로 사출 성형될 수도 있으며, 비자성체 금속재료를 가공하여 일체로 제작될 수 있다. In addition, the
한편, 영구자석(35)은 스토퍼플레이트(33)가 플라스틱 재료로 마련될 경우에는 인서트사출에 의해서 스토퍼플레이트(33) 내에 결합될 수 있으며, 스토퍼플레이트(33)가 비자성체인 금속재료로 마련될 경우에는 별도의 결합구조를 마련하여 스토퍼플레이트(33)에 영구자석(35)을 결합할 수 있다. Meanwhile, when the
이때, 영구자석(35)은 링 형상의 단일부품으로 마련되어 스토퍼플레이트(33)의 원주방향 전 구간에 걸쳐 배치될 수도 있으며, 복수의 부품으로 마련되어 스토퍼플레이트(33)의 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 배치될 수도 있다. At this time, the
이러한 구성에 의해서 본 발명에 따른 압축기용 전자클러치(1)에 의해 압축기(3)의 구동이 단속되는 과정을 살펴본다. With this configuration, the process of intermittent driving of the
제어스위치의 조작(예컨대 ON 조작)에 의해 필드코일(20)의 전자기력 극성과 영구자석(35)의 풀리마찰면(37) 측의 극성이 상호 반대로 형성되면, 도 2와 같이, 인력이 작용하여 풀리(10)의 로터부(13)에 스토퍼플레이트(33)가 부착된다. 이에 의해, 압축기(3)의 회전축(7)과 연결된 디스크허브 조립체(30)가 풀리(10)와 함께 회전함으로써 압축기(3)가 구동된다.When the polarity of the electromagnetic force of the
한편, 제어스위치의 반대조작(예컨대 OFF 조작)에 의해 필드코일(20)의 전자기력 극성과 영구자석(35)의 풀리마찰면(37) 측의 극성이 상호 동일하게 형성되면, 도 3과 같이, 척력이 작용하여 풀리(10)의 로터부(13)로부터 스토퍼플레이트(33)가 이격된다. 이에 의해, 풀리(10)가 회전하여도 압축기(3)의 회전축(7)과 연결되어 있는 디스크허브 조립체(30)는 회전하지 않게 되어 압축기(3)의 구동이 정지된다.On the other hand, when the polarity of the electromagnetic force of the
여기서, 필드코일(20)이 전술한 바와 같이, 한 쌍의 필드코일(20)로 마련되는 경우에는 양 필드코일(20) 중 어느 하나에 선택적으로 전원을 인가하여 압축기(3)의 구동을 단속할 수 있다. Here, when the
이와 같이, 본 발명에 따른 압축기용 전자클러치(1)는 필드코일(20)과 영구자석(35) 간에 발생하는 척력에 의해 풀리(10)의 로터부(13)로부터 스토퍼플레이트(33)가 이격됨으로써, 별도의 댐퍼(38) 구조 없이도 압축기(3)의 구동이 안정적으로 정지된다. As such, in the
그리고, 척력에 의해 풀리(10)의 로터부(13)로부터 스토퍼플레이트(33)가 이격되기 때문에, 풀리(10)와 디스크허브 조립체(30)의 이격이 확실하게 이루어져 슬립현상이 발생하지 않는다. 이에 의해, 압축기(3)와 차량 엔진의 손상이 방지된다. In addition, since the
또한, 디스크허브 조립체(30)의 구성에서 댐퍼(38)가 마련되지 않아도 되기 때문에, 부품 및 조립공정 절감과 장치의 경량화가 이루어진다. In addition, since the damper 38 does not need to be provided in the configuration of the
또한, 풀리(10)와 스토퍼플레이트(33) 등의 부품을 경량의 플라스틱 재료 등을 이용할 수 있기 때문에, 장치가 현격하게 경량화 된다. In addition, since a lightweight plastic material or the like can be used for parts such as the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 슬립현상이 방지되어 압축기가 안 정적으로 정지되며, 압축기와 차량 엔진의 손상이 방지됨과 동시에, 장치의 중량이 경량화된 압축기용 전자클러치가 제공된다. As described above, according to the present invention, a slip phenomenon is prevented, the compressor is stably stopped, and damage to the compressor and the vehicle engine is prevented, and at the same time, an electronic clutch for a compressor having a light weight of the apparatus is provided.
도 1은 종래 일반적인 전자클러치의 결합상태 단면도, 1 is a cross-sectional view of a conventional general electronic clutch coupled state,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 압축기용 전자클러치의 작동 상태를 나타낸 단면도,2 and 3 are cross-sectional views showing the operating state of the electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 다른 형태의 필드코일을 갖는 압축기용 전자클러치의 단면도.4 is a cross-sectional view of an electromagnetic clutch for a compressor having another form of field coil according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
3 : 압축기 7 : 회전축 3: compressor 7: rotating shaft
10 : 풀리 20 : 필드코일10: pulley 20: field coil
30 : 디스크허브 조립체 33 : 스토퍼플레이트30: disc hub assembly 33: stopper plate
35 : 영구자석 35: permanent magnet
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