KR100340662B1 - 압축기 전자클러치용 풀리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화장치의 압축기 전자클러치용 풀리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 엔진의 동력으로 회전하면서 내장된 필드 코일이 유도하는 흡인자기력으로 압축기 구동축에 결합된 디스크를 흡착하여 엔진의 동력을 압축기 구동축에 전달하는 압축기 전자클러치용 풀리에 관한 것이다.

본 발명에 따른 압축기 전자클러치용 풀리는, 일측에 필드 코일 수용부(1a)가 형성되고 그 배면에 풀리 마찰면(10)이 형성되며, 베어링(7)을 개재하여 압축기 구동축(6)에 결합되는 원환형 압축기 전자클러치용 풀리(1)에 있어서, 상기 풀리 마찰면(10)은 풀리 중심으로 갈수록 요입되는 요면형으로 형성되되, 그 중앙을 따라 상기 풀리 마찰면 보다 작은 폭의 마찰재(8)가 매립되고 그 마찰재에 의해 내연부(10a)와 외연부(10b)로 분리되어 상기 내연부가 단(D)을 가지고 상기 외연부 보다 더 요입되게 형성되는 것을 특징으로 하며, 이러한 구조의 본 발명에 따른 압축기 전자클러치용 풀리는, 상기 마찰재가 풀리와 디스크 사이의 마찰력을 높여 주고 또 디스크가 토오크가 큰 마찰재의 바깥쪽 외연에서부터 디스크와 흡착되게 하므로 전자클러치의 동력 단속성능과 토오크 전달성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

Description

압축기 전자클러치용 풀리{PULLY FOR ELECTRO MAGNETIC CLUTCH OF COMPRESSOR}

본 발명은 자동차 공기조화장치에 있어서 압축기의 구동축에 설치되어 엔진으로부터 압축기에 전달되는 엔진동력을 단속하는 압축기 전자클러치에 사용되는 압축기 전자클러치용 풀리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 필드 코일을 내장하면서 압축기 구동축에 베어링을 개재하여 끼워지고 구동벨트에 의해 엔진 크랭크축에 동력적으로 연결되어, 상기 필드 코일에 전원이 인가되는 경우, 그 필드 코일이 유도하는 전자력에 의해 이끌리는 디스크를 흡착하여 엔진의 동력을 압축기 구동축에 결합된 상기 디스크를 통해 압축기 구동축에 전달하는 것으로서, 특히 디스크가 흡착되는 풀리 마찰면에 마찰계수를 높이는 마찰재가 부착됨과 아울러 디스크가 흡착될 때 토오크가 큰 외연에서부터 내연측으로 순차적으로 흡착되도록 풀리 마찰면이 형성되어 전자클러치의 성능을 개선할 수 있는 압축기 전자클러치용 풀리에 관한 것이다.

통상의 자동차 공기조화장치의 냉방시스템에 있어서 증발기에서 저압의 상태로 배출되는 기상의 냉매를 액화하기 쉬운 고압의 상태로 압축하여 응축기로 토출하는 냉매가압장치인 통상의 압축기는 그 구동축이 엔진의 크랭크축에 동력적으로 연결되어 있어서 구동축을 통해 전달되어오는 엔진 동력으로 구동하도록 구성된다. 이러한 종류의 압축기는, 통상, 냉방시스템이 온(On) 되는 경우에만 그 구동축을 엔진 크랭크축에 동력적으로 연결하고 냉방시스템 오프(Off)시에는 동력을 차단함으로써, 냉방시스템 오프시 압축기의 불필요한 구동으로 인한 엔진의 동력 소모를 막을 수 있는 전자클러치를 포함한다.

자동차 공기조화장치에 쓰이는 통상의 압축기 전자클러치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기의 입력축인 구동축(6)에 베어링(7)을 개재하고 끼워져 그 외주가 구동벨트(미도시)에 의해 엔진 크랭크축의 구동풀리에 동력적으로 연결되고 일측에는 오목한 필드 코일 수용부(11)를 가지면서 그 배면에 풀리 마찰면(10)이 형성되어 대략 디귿자 단면구조를 가지는 원환형 풀리(1)와; 상기 풀리(1)의 수용부(11)에 수용되어 압축기의 하우징(미도시)에 지지되고, 냉방스위치(미도시)에 전기적으로 접속된 필드 코일(20)을 가지고 냉방스위치를 통한 전원인가로 흡인자속을 발생하는 필드 코일 유닛(2)과; 압축기의 구동축(6)에 결합되는 허브(3)와; 상기 허브(3)에 리프 스프링(4)에 의해 상기 풀리 마찰면(10)과 마주 대하도록 결합되고, 상기 필드 코일 유닛(2)의 필드 코일(20)이 발생하는 흡인자력에 의해 이끌려 풀리 마찰면(10)에 흡착되어 풀리(1)의 회전력을 허브(3)를 통해 압축기 구동축(6)에 전달하는 디스크(5) 등으로 이루어진다.

이러한 구성에 따라, 압축기의 전자클러치는, 냉방스위치(미도시)가 온(On)되는 경우, 냉방스위치를 통한 전원인가로 필드 코일 유닛(2)의 필드 코일(20)이 자기유도에 의한 전자력을 발생하고 그 전자력에 의해 디스크(5)가 엔진의 동력으로 회전하는 풀리(1)쪽으로 이끌려 그 마찰면(50)(이하, 디스크 마찰면)이 풀리(1)의 마찰면(10)(이하, 풀리 마찰면)에 흡착되어 결속됨으로써, 구동벨트(미도시)를 통해 풀리(1)에 전달되어 온 엔진의 동력을 디스크(5) 와 허브(3)를 통해 압축기구동축(6)에 전달한다. 그리고, 냉방스위치가 오프(Off)되어 필드 코일(20)에 대한 전원이 차단되는 경우에는 상기 리프 스프링(4)의 탄성 반발력에 의하여 디스크(5)를 풀리(1)로부터 이간하여 풀리(1)와 디스크(5) 사이의 동력적 결속을 해제함으로써 엔진 동력이 압축기의 구동축(6)에 전달되지 않게 한다. 이와 같이 압축기의 전자클러치는 냉방스위치의 온/오프(On/Off), 즉, 필드 코일(20)에 대한 전원인가 여부에 따라 작동하여 엔진으로부터 압축기에 전달되는 엔진의 동력을 단속(斷續)하는 역할을 한다.

상술한 바와 같은 전자클러치의 압축기에 대한 동력단속작용에 있어서, 풀리(1)와 디스크(5)는 필드 코일(20)의 자기유도에 의해 서로 흡착되거나 또는 이간되면서 압축기 구동축에 대하여 실질적으로 동력을 단속하여 전자클러치의 압축기 구동축에 대한 동력 단속성능과 토오크 전달성능에 직접적으로 영향을 준다. 이에, 풀리(1)는, 그 풀리(1)에 대하여 디스크(5)가 필드 코일(20)에 의해 유도된 자속밀도가 상대적으로 낮아 디스크(5)를 끌어당기는 흡인자력은 작은 반면 회전반경에 비례하는 토오크(torque)가 상대적으로 큰 외연(101)측에서부터 내연(100)측으로 가면서 순차적으로 흡착될 수 있게, 도 2에 도시된 바와 같이, 내,외연(100)(101) 사이의 단차(C)에 따른 기울기를 갖는 요면형(Concavity)의 풀리 마찰면(10)을 갖도록 가공된다. 즉, 풀리(1)는 풀리 마찰면(10)이 풀리(1)의 중심으로 가면서 일정한 비율로 요입되어 풀리 마찰면(10)의 외연(101)측이 내연(100)측보다 디스크(5)측으로 상대적으로 더 돌출되는 요입면(凹入面)의 형태를 가지도록 가공된다. 그와 더불어, 최근에는, 풀리(1)와 디스크(5) 사이의 결속력을 높여 전자클러치의 성능을 개선할 목적으로 풀리(1)와 디스크(5)의 흡착시 디스크(5)에 대하여 풀리 마찰면(10) 보다 먼저 흡착하여 풀리(1)와 디스크(5) 사이의 마찰계수를 높임으로써 또 풀리(1)의 내구성도 개선할 수 있는 내마모성 소재의 마찰재(lining)(8)가 풀리 마찰면(10)의 외연(101)에 대하여 소정의 단(Df)을 두고 그 표면이 돌출되게 매립된 풀리(1)가 개발되어 사용되고 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래 압축기 전자클러치용 풀리(1) 즉 풀리 마찰면(10)이 요면형으로 가공되고 또 그 중앙을 따라 마찰재(8)가 부착된 풀리는 그 풀리 마찰면(10)에 디스크(5)가 흡착될 때 디스크(5)에 대하여 마찰재(8) 안쪽의 내연부(inner rail)(10a)에서 상대적으로 강하게 나타나는 흡인 자기력에 의해 먼저 디스크(5)에 흡착된 마찰재(8)를 축으로 하는 모멘트가 생기게 하여 외연부(outer rail)(10b)와 마주 대하는 디스크(5)의 외연측을 풀리 마찰면(10)으로부터 들뜨게 하므로 디스크(5)와 토오크가 작은 내연부(10a)에서부터 디스크(5)와 흡착하는 문제점을 가지고 있어 전자클러치의 압축기에 대한 동력 단속성능과 토오크 전달성능을 높이는데 한계를 가지고 있었다. 즉, 종래 압축기 전자클러치용 풀리(1)는 그 풀리 마찰면(10)에 내,외연(100)(101) 사이의 단차(C)에 따른 기울기를 주어 외연부에부터 디스크(5)를 흡착하게 하였음에도 불구하고 오히려 토오크가 작은 내연부(10a)가 외연부(10b)에 앞서 디스크(5)를 흡착하기 때문에 마찰재(8)의 역할에도 불구하고 전자클러치의 성능을 향상시키지 못하는 문제점을 가지고 있었다.

이에, 본 발명은, 상기한 바와 같은 종래 압축기 전자클러치용 풀리가 가진 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 디스크의 마찰면과 접하는 풀리 마찰면에 마찰계수를 높이는 마찰재가 매립되고, 그 풀리 마찰면이 외연부와 내연부 사이의 단차에 따라 내연부측으로 갈수록 낮아지는 요면형으로 형성되되 마찰재 내연부와 외연부 사이에 단이 형성되어 풀리 마찰면의 마찰재 안쪽 부분의 내연부가 바깥쪽 외연부에 비해 더 낮게 형성된 2 단의 요면형(Double Concavity)으로 형성됨으로써 디스크가 그 풀리 마찰면에 대하여 토오크가 큰 외연에서부터 내연측으로 순차적으로 흡착되게 하는, 따라서, 전자클러치의 동력 단속성능과 토오크 전달성능을 향상시킬 수 있는 압축기 전자클러치용 풀리를 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 압축기 전자클러치의 구성을 보인 압축기 전자클러치 단면도.

도 2는 종래 종래 압축기 전자클러치용 풀리의 부분 확대단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 전자클러치용 풀리의 부분 확대단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 풀리 10: 풀리 마찰면

11 : 필드 코일 수용부 12 : 벨트홈

2 : 필드 코일 유닛 20 : 필드 코일

3 : 허브 4 : 리프 스프링

5 : 디스크 6 : 구동축

7 : 베어링 8 : 마찰재

C1 : 풀리 마찰면 내연부 단차

C2 : 풀리 마찰면 외연부 단차

D : 마찰재와 풀리 마찰면 내연부 사이의 단

상기와 같은 목적을 가지고 안출된 본 발명에 따른 압축기 전자클러치용 풀리는, 축방향으로 개방된 오목한 필드 코일 수용부(11)가 형성되고 상기 수용부(11)의 배면에 풀리 마찰면(10)이 형성되어 대략 디귿자 단면구조를 가지며, 외주에는 구동벨트(미도시)가 감겨지는 벨트홈(12)이 형성되어, 압축기 구동축에 상기 풀리 마찰면(10)이 상기 구동축(6)에 결합된 디스크(5)의 마찰면(50)과 마주 대하도록 베어링(7)을 개재하여 끼워지는 원환형 압축기 전자클러치용 풀리에 있어서, 상기 풀리 마찰면(10)의 중앙을 따라 상기 풀리 마찰면(10) 보다 작은 폭의 마찰재(8)가 매립되고, 상기 마찰재(8)를 사이에 두고 내외측으로 분리된 상기 풀리 마찰면(10)의 내연부(10a)와 외연부(10b)는 각각 풀리(1)의 중심으로 가면서 일정한 비율로 요입되는 요면형으로 형성되며, 상기 내연부(10a)는 상기 외연부(10b)에대하여 단(D)을 가지고 상기 외연부(10b) 보다 더 요입되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 압축기 전자클러치용 풀리는, 상술한 바와 같은 구성에 있어서, 상기 마찰재의 표면이 상기 외연부와 하나의 요면을 이루는 것을 바람직한 특징으로 한다.

이하, 상술한 바와 같은 구성들로 이루어진 본 발명에 따른 압축기 전자클러치용 풀리의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 전자클러치용 풀리의 구성을 보인 도 1의 확대도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 압축기용 전자클러치는 압축기 하우징(미도시)에 지지되는 베어링(7)을 개재하여 압축기 구동축(6)에 끼워지고 그 외주의 벨트홈(12)에 구동벨트(미도시)가 연결되어 엔진의 크랭크축(미도시)에 동력적으로 연결되는 풀리(1)와, 상기 풀리(1)에 내장되고 압축기 하우징(미도시)에 지지되며, 필드 코일(20)을 가지고 냉방스위치(미도시)를 통해 전원을 인가받아 흡인자속을 유도하는 필드 코일 유닛(2)과, 압축기의 구동축(6)에 결합되는 허브(3)와, 상기 허브(3)에 대하여 리프 스프링(4)에 의해 상기 풀리(1)의 풀리 마찰면(10)과 대치하게 결합되고, 상기 필드 코일(20)에 유도된 흡인자속에 의해 발생하는 전자력에 이끌려 상기 풀리 마찰면(10)에 흡착되어 상기 풀리(1)의 회전력을 압축기 구동축에 전달하는 디스크(5) 등을 포함하여 이루어진다.

이러한 구성에 따라, 전자클러치는, 냉방스위치(미도시)가 온(On)되는 경우,그 냉방스위치를 통해 인가되는 전원에 의해 필드 코일(20)이 자기유도에 의한 전자력을 발생하고 그 전자력에 의해 디스크(5)가 크랭크축에 연결된 벨트에 의해 회전하는 풀리(1)쪽으로 이끌려 풀리(1) 마찰면(10)에 흡착되어 풀리(1)에 결속됨으로써, 구동벨트(미도시)를 통해 풀리(1)에 전달되어 온 엔진의 동력을 디스크(5)와 허브(3)를 통해 압축기 구동축(6)에 전달한다. 이에 냉방스위치 온(On)시 압축기를 엔진 동력으로 구동하게 한다. 그리고, 냉방스위치가 오프(Off)되어 필드 코일(20)에 대한 전원이 차단되면, 필드 코일(20)의 자기유도에 따른 흡인 전자력의 소멸로 풀리(1)에 결속되었던 디스크(5)가 리프 스프링(4)의 탄성 반발력에 의하여 풀리(1)로부터 이간된다. 이에 풀리(1)와 디스크(5) 사이의 동력적 결속을 해제하여 풀리(1)에 전달되어온 엔진의 동력이 압축기의 구동축(6)에 전달되지 않게 한다.

이와 같이, 압축기의 전자클러치는 냉방스위치의 온/오프(On/Off), 즉, 필드 코일(20)에 대한 전원인가 여부에 따라 작동하여 엔진으로부터 압축기에 전달되는 엔진의 동력을 단속함으로써, 엔진 동력의 효율적 이용을 도모한다.

한편, 이상과 같은 동력단속작용에 있어 구동축(6)에 결합된 디스크(5)와 협동하여 엔진의 동력을 실질적으로 단속하는 본 발명에 따른 압축기 전자클러치용 풀리(1)는, 도 1과 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 내장하는 필드 코일 유닛(2)의 필드 코일(20)에 의해 이끌리는 디스크(5)와 결속하여 엔진 동력을 압축기 구동축(6)에 전달하는 대략 'ㄷ'자형의 단면구조를 가지는 원환형 회전체로서, 디스크(5)가 흡착되는 상기 수용부(11)의 배면에는 풀리 마찰면(10)이 형성된다. 그리고 풀리마찰면(10)은 그 마찰면(10) 보다 폭이 작은 마찰재(8)가 매립되어 그 마찰재(8)에 의해 마찰재(8) 안쪽의 내연부(10a)와 바깥쪽의 외연부(10b)로 분할된다.

풀리 마찰면(10)의 내연부(10a)와 외연부(10b)는 각각 각각 풀리(1)의 중심으로 가면서 일정한 비율로 요입되는 요면형으로 형성되는데, 특히, 본 발명에 따르면 상기 내연부(10a)는 상기 외연부(10b)에 대하여 단차(C1+D+C2)을 가지도록 상기 외연부(10b) 보다 더 요입되게 형성되는 바, 바람직하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 마찰재(8)도 그 표면이 외연부(10b)와 단일 요면을 이루도록 가공되는데, 이 때 내연부(10a)는 그 내연과 외연 사이에 단차(C1)를 가지도록 형성된다.

상술한 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 압축기 전자클러치용 풀리(1)는, 그 풀리 마찰면(10)에 디스크(5)가 흡착될 때, 필드 코일(2)에 유도된 자속밀도 차이에 따라 내연부(10a)에서 상대적으로 크게 생기는 흡인자기력으로 디스크(5)에 마찰재(8)를 축으로 하는 모멘트가 발생하여 마찰재(8) 외측의 디스크(5) 외연측이 들뜨게 되는데 이에 대응하여 풀리 마찰면(10)의 외연부(10b)가 내연부(10a)에 비해 상대적으로 디스크(5)측으로 돌출되어 있으므로 디스크(5)를 토오크가 큰 외연부(10b)에서부터 흡착하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 압축기 전자클러치용 풀리는 그 풀리 마찰면(10)에 디스크(5)가 흡착될 때, 마찰재(8)가 풀리(1)와 디스크(5) 사이의 마찰력을 높이고 아울러 디스크(5)가 풀리(1)에 대하여 회전반경이 커서 토오크가 큰 외연부(10b)에서부터 토오크 작은 내연부(10a)까지 순차적으로 결속되게 할 수 있으므로 전자클러치의 성능 즉 동력 단속성능과 토오크 전달성능을 향상시킬 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기 전자클러치용 풀리에 따르면, 전자클러치의 압축기에 대한 동력단속작용에 있어, 풀리 마찰면에 매립된 마찰재가 풀리와 디스크 사이의 마찰력을 높여 주고 풀리와 디스크가 토오크가 큰 마찰재의 바깥쪽 외연에서부터 내연측으로 흡착됨으로써 압축기에 대한 전자클러치의 동력 단속성능과 토오크 전달성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (2)

1. 축방향으로 개방된 오목한 필드 코일 수용부가 형성되고 상기 수용부 배면에 풀리 마찰면이 형성되어 대략 디귿자 단면구조를 가지며, 외주에는 구동벨트가 감겨지는 벨트홈이 형성되어, 압축기 구동축에 상기 풀리 마찰면이 상기 구동축에 결합된 디스크의 마찰면과 마주 대하도록 베어링을 개재하여 끼워지는 원환형 압축기 전자클러치용 풀리에 있어서,

   상기 풀리 마찰면의 중앙을 따라 상기 풀리 마찰면 보다 작은 폭의 마찰재가 매립되고, 상기 마찰재를 사이에 두고 내외측으로 분리된 상기 풀리 마찰면의 내연부와 외연부는 각각 풀리의 중심으로 가면서 일정한 비율로 요입되는 요면형으로 형성되며, 상기 내연부는 상기 외연부에 대하여 단을 가지고 상기 외연부 보다 더 요입되게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기 전자클러치용 풀리.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰재의 표면은 상기 외연부와 하나의 요면을 이루는 것을 특징으로 하는 압축기 전자클러치용 풀리.