KR0156931B1 - 전자기 클러치 - Google Patents

전자기 클러치

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KR0156931B1
KR0156931B1 KR1019900015998A KR900015998A KR0156931B1 KR 0156931 B1 KR0156931 B1 KR 0156931B1 KR 1019900015998 A KR1019900015998 A KR 1019900015998A KR 900015998 A KR900015998 A KR 900015998A KR 0156931 B1 KR0156931 B1 KR 0156931B1
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우시쿠보 마사요시
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Abstract

제1마찰표면을 갖는 로터와 제2마찰표면을 갖는 아마츄어판을 갖는 전자기 클러치. 제1마찰표면과 제2마찰표면은 서로 대향한다. 비자성 재료의 환형마찰부재는 아마츄어판의 제2마찰표면에 형성된 제2환형홈 내에 고정 배치된다. 마찰부재의 최상단부 표면은 아마츄어판의 제2마찰 표면에 대하여 돌출한다. 로터의 제1마찰표면에는 제1환형홈이 제공되어 마찰부재의 돌출부를 수용한다. 그러므로, 제2환형홈의 위치에서 유지되는 아마츄어판의 환형부분을 통하여 반경방향으로 통과하는 자속의 자기선의 갯수가 감소되지 않는다. 따라서, 아마츄어판과 로터사이의 자기 인력이 전자기 클러치의 중량을 증가시키지 않으면서 증가된다.

Description

전자기 클러치
제1도는 종래 기술의 장치에 따른 전자기 클러치의 측단면도.
제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기 클러치의 측단면도.
제3도는 제2도에 도시한 전자기 클러치의 부분 단면도.
제4도는 본 발명의 제2실시예에 따른 전자기 클러치의 부분단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전자기 클러치 13 : 구동 샤프트
15 : 클러치 로터 20 : 전자기 코일
24 : 허브 26 : 전기자판
27 : 판스프링 26a, 153a : 마찰표면
60, 60' : 마찰부재 153c, 600a : 환형홈
600 : 환형마찰부재
본 발명은 자동차 엔진으로부터 자동차 공조 시스템의 냉매 응축기로의 동력 전달을 제어하는데 사용하는 전자기 클러치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전자기 클러치의 마찰 표면에 관한 것이다.
일본국 실용신안 출원공고 번호 제52-151258호의 실시예가 제1도에 도시되어 있다. 전자기 클러치(10')는 자동차 공조 시스템의 냉매 응축기에 연결되도록 의도된다. 응축기 하우징(11)은 응축기의 구동 샤프트(13)의 연장부를 둘러싸는 외팔보 형태의 관형 연장부(12)를 구비한다. 구동 샤프트(13)는 베어링(도시하지 않음)에 의하여 응축기 하우징(11)내에 회전가능하게 지지된다. 축선 X는 수평 축선으로 허브(24), 전기자판(26) 및 클러치 로터가 그 축선 둘레를 회전한다.
클러치 로터(15)는 관형 연장부(12)의 외측 표면에 장착된 베어링(16)에 의하여 관형 연장부(12)에 회전 가능하게 지지된다. 클러치 로터(15)는 강과 같은 자성 재료로 만들어지며, 외측 환형 원통부분(151), 내측 환형 원통부분(152), 및 축방향 전방단부(제1도에서 오른쪽)에서 외측 원통부분(151)과, 원통부분(152)을 연결하는 축방향 단부판 부분(153)으로 구성된다. 환형의 U형 공동(17)은 부분(151, 152, 153)에 의하여 이루어진다. 외측 환형 원통부(151)의 외주면에는 자동차 엔진(도시하지 않음)의 출력부에 응축기를 연결하는 벨트(40)를 수용하는 다수의 V형 홈(18)이 제공된다.
축방향의 단부판 부분(153)은 하나 이상의 동심원 상에 배치된 하나 이상의 동심 슬릿(19)을 갖는다. 이들 슬릿(19)은 축방향 단부 판 부분(153)에 있는 극부의 표면을 갖는 다수의 환형 또는 호형 자석편을 형성한다.
전자기 코일(20)은 클러치 로터(15)의 환형 공동(17)내에 배치되어 로터(15)의 축방향 단부판 부분(153)으로 전기자판(26)을 끌어당기도록 점선 M으로 나타낸 자석을 제공한다. 코일(20)은 U형 단면을 갖는 환형 자성 하우징(21)내에 내재된다. 하우징(21)은 지지판(22)에 고정되며, 지지판(22)은 다수의 리벳(221)에 의하여 응축기 하우징(11)의 축방향 단부에 고정된다. 코일 하우징(21)과 클러치 로터(15)사이에는 작은 공기틈이 유지된다.
허브(24)는 구동 샤프트(13)의 종단부에 배치된다. 허브(24)는 너트(25)에 의하여 구동 샤프트(13)에 고정된다. 허브(24)는 구동축(13)의 종단부에 고정된 관형부재(241)와, 그 관형부재(241)의 축방향 단부로부터 반경방향으로 연장되는 플랜지 부분(242)로 구성된다. 플랜지 부분(242)은 관형부재(241)와 일체로 형성된다. 또한, 플랜지 부분(242)은 관형부재(241)와는 별도로 형성되어 어떤 공지된 고정방법, 예를들면 용접에 의하여 관형부재(241)에 고정된다.
환형 전기자판(26)은 자성재료로 구성되며, 허브(24)와 동심이고 축방향 단부판(253)과 면하여 그 단부판과의 사이에 소정의 축방향 공기틈(ℓ)을 형성한다. 전기자판(26)은 다수의 판스프링(27)에 의하여 허브(24)의 플랜지부분(242)에 탄성적으로 연결된다. 전기자판(26)은 로터(15)의 축방향 단부판 부분(153)의 마찰표면(153a)과 면하는 마찰표면(26a)을 갖는다. 스토퍼판(28)과, 판스프링(27)의 일단부는 리벳(29)에 의하여 이격부재(30)를 통하여 플랜지 부분(242)의 외측 표면에 고정된다. 판스프링(27)의 타단부는 리벳(31)에 의하여 전기자판(26)에 고정되어 판스프링(27)이 편형될 경우에 축방향으로 움직이도록 유연하게 지지한다.
따라서, 전자기 코일(20)이 작동하면, 전기자판(26)이 로터(15)의 축방향 단부판 부분(153)으로 당겨지므로 마찰표면(26a)와 (153a)가 서로 맞물린다. 그후 구동 샤프트(13)는 엔진 출력에 의하여 판스프링(27)과 허브(24)를 통해 로터(15)와 함께 회전한다.
전자기 코일이 작동하지 않으면, 전기자판(26)은 판 스프링(27)의 탄성으로 인해 로터(15)로부터 분리된다. 따라서, 로터(15)는 엔진 출력에 의하여 회전되지만, 응축기는 구동되지 않는다.
로터로부터 전기자판으로 토크전달을 향상시키기 위하여, 전기자판(26)의 마찰표면(26a)의 반경방향 최회측 모서리 근처에 형성된 환형 홈(26b')내에 비자성 재료로 제작된 환형 마찰부재(60')를 고정 배치한다. 마찰부재(60')의 최상부 단부표면(제1도에서 좌측)은 전기자판(26)의 마찰표면(26a)에 대하여 약간 돌출한다. 그러나, 마찰부재(60')의 최상부 단부 표면은 전기자판(26)의 마찰표면(26a)과 실질적으로 동일 평면에 있는 것으로 간주된다.
마찰부재(60')의 강도와 마찰부재(60')의 용이한 성형공정을 고려하여 마찰부재(60')의 두께를 비교적 - 두껍게 할 필요가 있기 때문에, 환형홈(26b')의 깊이는 비교적 깊게 할 필요가 있다. 그러므로, 환형홈(26b')의 위치에 유지된 전기자판(26)의 환형 부분(26c')은 두께가 얇게되어 전기자판(26)의 환형 부분(26c')에서의 자기 저항이 증가된다.
따라서, 전기자판(26)의 환형 부분(26c')을 반경방향으로 관통하는 자속의 자기선의 갯수가 감소하여서, 단일 전력에 의하여 발생된 전자기 인력이 작아지게 되는 상태가 발생한다.
또한, 상기한 결함을 전기자판의 두께를 두껍게하여 해결한다해도 전자기 클러치의 중량이 증가되는 다른 결함이 생긴다.
또한, 이런 종래 기술에서는, 축방향 단부판 부분(153)의 반경방향 외측구역(153b)에서 점선 B로 표시한 누출된 자속의 감소량을 고려하지 않았다.
따라서, 본 발명의 목적은 중량을 증가시키지 않으면서 전기자판을 반경방향으로 관통하는 자속의 자기선의 갯수를 불필요하게 감소시키지 않는 전자기 클러치를 제공하는 것이다.
전자기 클러치는 자성 재료로 제작된 클러치 로터와 같은 제1회전 부재와, 구동 샤프트와 같은 제2회전 부재를 갖는다. 자성재료로 제작된 전기자판은 제2회전 부재에 결합되어 한정된 범위내에서 축방향으로 이동할 수 있다. 전기자판의 마찰 표면은 제1회전 부재의 마찰 표면과 면하여 그 마찰 표면과의 사이에 축방향 공기틈을 형성한다. 비자성 재료로 제작된 환형 마찰부재는 전기자판의 마찰 표면에 고정배치된다.
전자기 장치는 제1회전 부재에 연결되어 전기자판을 제1회전 부재의 마찰표면으로 끌어당겨서 전자기 장치의 작동에 의하여 제1회전 부재의 회전력이 전기자판을 통하여 제2회전 부재에 전달될 수 있다.
환형 마찰부재는 제1회전 부재의 마찰 표면과 면하는 하나의 단부 표면을 갖는다. 환형 마찰부재의 하나의 단부 표면은 충분한 거리를 가지고 전기자판의 마찰 표면으로부터 이격되어 있다.
제1회전 부재는 마찰부재를 수용하기 위하여 그 마찰 표면에 형성된 환형홈을 갖는다.
제2도와 제3도에 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기 클러치(10)가 도시되어 있다. 제2도 및 제3도에서는 제1도에서 도시한 동일한 요소들은 동일 부호로 나타내었으므로 그 설명은 생략한다.
바자성 재료, 예를들면 성형 페놀 수지중 방향성 폴리아미드 수지섬유(상표 : Kevlar)로 제작된 환형 마찰부재(60)가 전기자판(26)의 마찰표면(26a)의 반경방향 최외측 모서리 근처에 형성된 환형 홈(26b)내에 고정배치된다. 마찰부재(60)의 최상단부 표면(제2도와 제3도에서 좌측)은 전기자판(26)의 마찰표면(26a)에 대하여 충분히 돌출한다. 클러치 로터(15)의 축방향 단부판 부분(153)은 반경방향의 외측구역(153b)근방에서 환형 홈(153)을 구비하여, 전기자판(26)의 마찰표면(26a)에 대하여 돌출하는 마찰부재(60)의 최상단부(60a)를 수용한다. 그러므로, 환형홈(26b)의 깊이는 얕게 설계될 수 있으며, 즉 전기자판(26)의 환형부분(26c)의 두께는 마찰부재(60)의 두께가 비교적 두껍더라도 두껍게 설치될 수 있다.
이런 구조에서, 환형 마찰부재(60)의 최상단부 표면과 전기자판(26)의 마찰표면(26a)사이의 거리 t와 환형홈(153c)의 깊이 t' 사이의 관계는 다음식으로 나타낼 수 있다.
t t' (1)
그러므로, 환형 마찰부재(60)의 최상단부 표면은 환형홈(153c)의 바닥면과 충분히 결합하므로 로터로부터 전기자판으로의 토크 전달을 향상시킨다.
또한, 전기자판(26)의 환형부분(26c)의 두께가 두껍게 설계될 수 있기 때문에, 전기자판(26)의 환형부분(26c)에서의 자기 저항이 감소된다. 따라서, 전기자판(26)의 환형부분(26c)를 반경 방향으로 관통하는 자속의 자기선의 갯수가 증가되므로, 단위 전력에 의하여 발생된 전자기 인력이 전기자판(26)의 중량을 증가시키지 않으면서도 커진다.
또한, 환형홈(153c)이 축방향 단부판(153)의 반경방향 외측구역(153b)에 형성되므로, 축방향 단부판(153)의 반경방향 외측구역(153b)에서의 자기 저항이 증가된다. 그러므로 누출 자속 B의 양이 감소된다.
본 발명의 제2실시예를 나타내는 제4도에 있어서, 전기자판(26)은 환형 마찰부재(600)의 바닥 단부 표면 중심부(제4도에서 오른쪽)에 형성된 환형홈(600a)과 결합하도록 전기자판(26)의 마찰표면(26a)의 반경방향 최외측 모서리 근처에 형성된 환형 돌출부(26d)를 구비한다. 이 실시예에서, 환형마찰부재(600)는 전기자판(26)의 환형 돌출부(26d)를 마찰 부재(600)의 환형홈(600a)내로 강제 삽입하여 전기자판(26)의 마찰표면(26a)에 연결 고정된다.
마찰부재(600)의 높이 S와 환형홈(153)의 깊이 S' 사이의 관계는 다음식으로 나타낼 수 있다.
S S' (2)
제2실시예의 효과는 제1실시예의 효과와 실질적으로 비슷하므로 그 설명은 생략한다. 환형 마찰부재로서 마찰부재(60)를 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 환형 마찰부재는 전기자판의 소정의 위치에 배치된 다수의 호형 부분으로 형성될 수도 있다.
바람직한 실시예와 관련하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 이 바람직한 실시예는 예로서 든 것이지 본 발명을 그것으로 한정하는 것은 아니다. 첨부된 특허청구의 범위에서 한정된 본 발명의 범위내에서 다른 변형예와 수정예가 쉽게 만들어질 수 있다는 것을 당업자라면 쉽게 이해될 것이다.

Claims (5)

  1. 자성재료로 구성되며, 제1마찰 표면을 갖는 제1회전 부재와; 제2회전 부재와; 제한된 축방향 이동을 할 수 있도록 상기 제2회전 부재에 연결되며, 제2마찰 표면을 가지며, 상기 제1마찰 표면과 면하여 그 마찰 표면과의 사이에 축방향의 공기 틈을 구비하도록 배치된 환형자성 전기자판과; 상기 제2마찰 표면을 상기 제1마찰 표면으로 잡아 당겨 회전력이 상기 제2회전 부재에 전달되도록 상기 제1회전 부재와 상기 환형 자성 전기자판에 연결된 전자기 수단과; 상기 환형 자성 전기자판의 상기 제2마찰 표면에 고정 배치되며, 상기 제1회전 부재의 상기 제1마찰 표면과 면하는 일 단부표면을 갖는 비자성 재료로 제작된 마찰부재를 구비하며, 상기 마찰 부재의 상기 일 단부 표면은 충분한 거리를 가지고 상기 환형자성 전기자판의 상기 제2마찰 표면으로부터 이격되며, 상기 제1회전 부재는 상기 마찰 부재를 수용하기 위하여 상기 제1마찰 표면에 형성된 제1환형홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 환형 자성 전기자판은 상기 마찰 부재의 일부를 고정배치하기 위하여 상기 제2마찰 표면에 형성된 제2환형 홈을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 마찰부재는 환형 마찰부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 마찰부재와 상기 환형 자성 전기자판은 상기 환형 자성 전기자판의 상기 제2마찰 표면에 형성된 환형 돌출부를 상기 환형 마찰부재의 다른 단부 표면에 형성된 제3환형 홈내로 강제 삽입되어 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 마찰부재는 환형 마찰부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
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