KR100491768B1

KR100491768B1 - 전자클러치

Info

Publication number: KR100491768B1
Application number: KR10-2003-0011810A
Authority: KR
Inventors: 하야시도시히로
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2005-05-27
Also published as: CN1441177A; FR2836528A1; US6823974B2; FR2836528B1; CN1249362C; JP2003247565A; US20030159901A1; KR20030070849A; JP3912137B2

Abstract

본 발명에 따른 전자클러치는 리프스프링의 스프링력에 적합한 탄성부재들을 이용함으로써 저비용이면서 클러치동작소음을 감소시킨다. 대략 구각형 형태의 리프스프링(61)은 외측링부(61c)와, 허브(6)에 연결된 부착부(61b) 및 연결부(61d)를 구비한다. 상기 외측링부(61c) 아래에 아마추어(5)의 고정부(62)가 배치된다. 제1 탄성부재(67)는 상기 고정부(62)의 중간부위에 배치되고, 제2 탄성부재(66)는 리프스프링(61)과 허브(6) 사이의 간극에 축방향을 따라 배치된다. 전자클러치가 동작될 경우, 상기 리프스프링(61)은 제2 탄성부재(66)를 압축하고, 상기 전자클러치가 정지될 경우, 상기 아마추어(5)는 그의 축방향 위치가 확보되도록 상기 제1 탄성부재(67)에 접촉된다.

Description

전자클러치{Electromagnetic clutch}

본 발명은 회전력을 전달하고 차단하는 전자클러치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 전자클러치의 작동 및 정지시에 발생되는 클러치동작소음을 저감시키는 전자클러치에 관한 것이다.

공지된 일 유형의 전자클러치(electromagnetic cluth)는 일본국 특허공개 제2000-179582호 공보에 개시되어 있다. 상기 특허출원은 전자코일에 의하여 발생된 전자기력에 의해 구동측 회전부재로 흡인(attract)되는 아마추어와, 종동측 회전장치에 연결된 종동측 회전부재 및 상기 종동측 회전부재에 아마추어를 연결하며, 탄성수단과 같은 링형태의 리프(leaf) 판스프링으로 이루어진다.

상기 링형태의 판스프링은 아마추어에 연결된 외측링부와, 상기 외측링부 내측에 배치되며, 상기 종동측 회전부재에 연결되는 부착부와, 상기 외측링부와 부착부 사이를 연결하는 연결부와, 주연방향으로 상기 외측링부의 복수개의 위치에 배치되는 아마추어 고정부 및 상기 링형태의 리프 판스프링에 초기 휨(intial deflection)을 제공하기 위한 휨부가부(deflecton adding portion)를 포함한다. 상기 휨부가부는, 전자클러치의 축방향 치수를 단축하고 전체 구성의 간소화를 도모하도록 주연방향으로 상기 외측링부 사이에 배치된다.

전술한 구성에서 링형태의 판스프링을 이용할 경우, 상기 아마추어의 변위량에 대하여 비선형으로 급증하는 스프링력이 상기 아마추어가 구동측 회전부재와 충돌하기 바로 이전에 상기 아마추어의 이동을 억제하기 때문에, 상기 구동측 회전부재와 아마추어의 충돌력은 상기 전자클러치의 동작소음을 감소하기 위하여 감소된다.

상기 전자클러치의 동작소음을 더 감소시키기 위하여, 상기 아마추어에 리프 판스프링을 고정시키도록 링형태의 판스프링의 외측링부에 배치되는 고정부인 암부(arm portion)를 내측으로 연장하는 연장부와, 상기 암부의 연장부에 대향하는 위치에 배치되는 탄성부가 구비된다. 그러므로, 상기 전자클러치가 온(ON)될 경우, 즉, 상기 전자코일에 의하여 발생된 전자기력이 아마추어를 구동측 회전부재측으로 흡인시킬 경우, 상기 탄성부재는 암부의 변위량을 증가시키도록 탄성적으로 압축되어, 상기 탄성부재는 구동측 회전부재에 대해 아마추어의 흡인시의 충격을 완화시키고, 클러치동작소음을 보다 감소시킨다.

전술한 리프 판스프링은 상기 아마추어에 고정된 외측링부가 탄성적으로 변형될 경우, 스프링으로서 기능을 한다. 그러나, 상기 아마추어의 고정부로부터 암부의 연장부까지의 길이가 길고, 상기 암부의 휨이 크기 때문에, 전술한 링형태의 리프 판스프링은 탄성부재를 변형시키기 위한 충분한 압축력을 갖지 못하는 문제점이 있다. 상기 암부의 길이의 단축을 위하여, 다른 고정부가 내측으로 배치될 수 있지만, 고정부의 개수 증가는 리벳과 같은 별도의 연결수단을 필요로 하기 때문에 추기비용이 발생되는 문제점이 있다.

상기 리프 판스프링의 주연방향으로 복수개, 즉 3개의 암부가 제공되고, 상기 탄성부재는 각 암부에 대향되게 설치된다. 그러므로, 전자클러치는 구성부품수 및 공정수의 증가를 필요로 한다. 또한, 상기 탄성부재는 전자클러치가 온(ON)일 경우에만 클러치동작소음을 감소시킨다. 상기 전자클러치가 오프(OFF)되고, 상기 구동측 회전부재로 흡인된 아마추어가 그로부터 분리되고 그의 원래위치로 복귀될 경우 동작소음을 감소시킬 필요가 있다.

따라서, 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 흡인 및 분리되는 리프스프링의 스프링력에 보다 적절한 탄성부재를 이용함으로써 저비용이면서 동작소음을 감소시킬 수 있는 전자클러치를 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 전자클러치는, 전류가 공급될 경우 전자기력을 발생하기 위한 전자코일(3)과, 구동원에 의하여 회전되는 구동측 회전부재(4)와, 상기 전자코일에 의하여 발생된 전자기력에 대응하여 상기 구동측 회전부재로 흡인되어 상기 구동측 회전부재의 회전을 제공받는 아마추어(5)와, 종동측 장치(7)에 연결되는 종동측 회전부재(6); 및 스프링수단(61)을 포함한다. 상기 스프링수단(61)은 상기 아마추어(5)를 종동측 회전부재(6)에 결합하고, 상기 구동측 회전부재(4)측으로 변위될 수 있도록 상기 아마추어(5)를 지지한다.

상기 전자클러치는 다각형의 리프 판스프링(61)으로 이루어지는 스프링수단(61)을 구비한다. 상기 리프스프링(61)은, 아마추어(5)에 연결되는 외측링부(61c)와, 상기 외측링부(61c) 내측에 위치되고, 상기 종동측 회전부재(6)에 연결되는 부착부(61b)를 포함한다. 연결부(61d)는 상기 외측링부(61c)와 부착부(61b) 사이를 연결하고, 상기 아마추어(5)의 복수개의 고정부(62)는 상기 외측링부(61c)의 주연방향으로 배치된다. 복수개의 제1 탄성부재(67)는 상기 리프스프링(61)에 초기휨을 부여하도록 상기 외측링부(61c)의 주연방향으로 상기 복수개의 고정부(62)의 중간부위에 배치된다.

제2 탄성부재(66)는 상기 리프스프링(61)과 구동측 회전부재(4) 사이에서 축방향으로 배치된다. 상기 전자코일(3)에 의하여 발생된 전자기력이 상기 아마추어(5)를 상기 구동측 회전부재(4)측으로 축방향으로 변위시킬 경우, 상기 제2 탄성부재(66)는 상기 리프스프링(61)과 종동측 회전부재(6) 사이에서 탄성적으로 변형되며, 상기 전자코일(3)에 전류가 공급되지 않고, 상기 아마추어(5)가 원래 위치로 복귀되도록 상기 구동측 회전부재(4)로부터 분리될 경우, 상기 아마추어(5)의 축방향 위치를 결정하기 위하여 상기 아마추어(5)가 상기 제1 탄성부재(67)에 접촉된다.

본 발명의 첫번째 관점에 따르면, 클러치가 동작될 경우, 즉, 상기 아마추어(5)에 연결된 리프스프링(61)이 구동측 회전부재(4)로 축방향으로 변위될 경우, 제2 탄성부재(66)는 리프스프링(61)과 종동측 회전부재(6) 사이에서 탄성적으로 압축되어, 리프스프링(61)의 변위량의 증가에 응하여 제2 탄성부재(66)에 탄성반력이 발생된다. 이러한 탄성반력은 아마추어(5)가 구동측 회전부재(4)로 흡인되기 직전에 급격히 증가되기 때문에, 상기 제2 탄성부재(66)의 탄성반력의 급증가는 상기 아마추어(5)가 구동측 회전부재(4)로 흡인될 경우 발생되는 충격을 완화시키고, 클러치동작소음을 보다 저감시킨다.

한편, 클러치가 오프될 경우, 즉, 상기 아마추어(5)가 리프스프링(61)의 스프링력에 의하여 원래의 분리위치로 복귀될 경우, 상기 아마추어(5)는 제1 탄성부재(67)와 접촉되고, 상기 제1 탄성부재(67) 자체의 진동을 완화시키도록 그의 축방향 위치를 결정하며, 클러치동작소음은 감소된다.

본 발명의 두번째 관점에 따른 리프스프링(61)은, 대략 삼각형 형태로 형성된 부착부(61b)를 구비하고, 상기 외측링부(61c)와 접촉하도록 삼각형 형태의 정점 부근에서 상기 연결부(61d)를 구비한다. 상기 연결부(61d)에 연결된 상기 외측링부(61d)는 다각형 형태로 형성되어 매우 큰 외형치수를 갖는다.

상기 두번째 관점에 따르면, 본 발명의 리프스프링(61)은, 상기 외측링부(61c)가 아마추어(5)에 연결될 경우, 그의 스프링 기능을 실행하고, 상기 연결부(61d)는 탄성적으로 변형된다. 상기 연결부(61d)에 연결된 외측링부(61c)의 외형치수가 최대의 크기로 이루어지도록 상기 리프스프링(61)이 다각형 형태로 형성되기 때문에, 상기 외측링부(61c)의 크기는 커지고, 상기 스프링의 지점간의 거리(스팬(span))는 증가한다. 따라서, 상기 아마추어(5)가 소정량 변위되도록 필요한 스프링력을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 세번째 관점에 따른 리프스프링(61)은 고정부(62)에 인접하게 상기 외측링부(61c)로부터 내측으로 연장하는 암부(61e)를 제공한다. 상기 제2 탄성부재(66)는 상기 암부(61e)와 종동측 회전부재(6) 사이에서 탄성적으로 변형된다.

상기 세번째 관점에 따르면, 상기 제2 탄성부재(66)를 압축하기 위한 암부(61e)는 아마추어(5)에 연결된 복수개의 고정부(62)에 인접하게 제공되어, 스프링력이 고정부(62)로부터 암부(61e)로 확실하게 전달되고, 상기 제2 탄성부재(66)를 압축하기 위한 압축력은 증가한다. 그러므로, 클러치동작소음은 감소된다.

본 발명의 네번째 관점에 따른 리프스프링은, 고정부(62)로부터 암부(61e)의 선단까지의 길이가 소정길이보다 짧다. 상기 네번째 관점에 따르면, 클러치동작소음의 완화효과는 상기 암부(61e)의 압축력에 달려있다. 그러므로, 상기 고정부(62)로부터 암부(61e)의 선단까지의 길이의 제한은 클러치동작소음을 감소시킨다. 상기 길이가 소정길이를 초과할 경우, 암부(61e)의 휨은 증가하여, 압축력이 적합하게 가해지지 않는다.

본 발명의 다섯번째 관점에 따르면, 상기 아마추어(5)는 대략 링형태로 형성되고, 상기 복수개의 고정부(62)는 상기 아마추어의 반경방향 폭의 대략 중간위치에 배치된다. 따라서, 상기 고정부(62)가 아마추어(5)의 반경방향 폭의 대략 중간에 배치되기 때문에, 상기 구동측 회전부재(4)로 흡인되고, 구동측 회전부재(4)로부터 분리되는 아마추어(5)의 변위량은 리프스프링(61)에 확실하게 전달된다. 따라서, 전자기력이 효율적으로 가해질 수 있다.

본 발명의 여섯번째 관점에 따르면, 대략 D자형태의 복수개의 탄성부(66a)를 갖는 상기 제2 탄성부재(66)는 일체로 형성되어 상기 부착플랜지(60b)의 외주연에 끼워 넣어지고, 상기 암부(61e)와 종동측 회전부재(6) 사이에 배치되는 상기 제2 탄성부재(66)는 탄성적으로 변형된다. 따라서, 상기 일체로 형성된 제2 탄성부재(66)는 조립공정에서 부품수 및 공정수를 감소시키고, 그 결과 비용을 절감시킨다.

본 발명의 일곱번째 관점에 따르면, 상기 제2 탄성부재(66)는 주연방향으로 상기 탄성부(66a)의 중간지점에 배치되는 상기 제1 탄성부재(67)와 일체로 형성되고, 상기 리프스프링(61)에 초기휨을 제공한다. 따라서, 상기 제2 탄성부재(66)에 일체로 형성된 제1 탄성부재(67)는 조립공정에서 부품수 및 공정수를 감소시키고, 그 결과 비용을 절감시킨다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

(제1실시예)

본 발명의 제1 실시예에 따른 전자클러치를 도 1 내지 도 8 을 참조하여 설명한다. 도 1 은 차량공조장치의 냉동사이클의 냉매압축기(7)에 제공되는 전자클러치의 종단면도이다. 도 2 는 도 1 의 좌측에서 바라본 전자클러치(1)의 정면도이고, 도 3 은 도 1 의 우측에서 바라본 고정자(2)의 후면도이다. 도 2 에서는 도 1에 도시한 볼트(65)의 결합부가 생략되었다.

도 4 는 도 1 에 도시한 전자클러치(1)의 허브(6)의 종단면도이다. 도 5 는 도 4 에 도시한 리프스프링(61)의 단순화한 형태를 도시한 정면도이고, 도 6 은 도 4 에서 우측에서 바라본 허브(6)의 후면도이다. 도 7a 및 도 7b 는 본 발명의 주요부인 제2 탄성부재(66)의 형태를 도시한 정면도 및 측면도이다.

상기 전자클러치(electromagnetic clutch)(1)는, 도 1 에 도시한 바와 같이, 고정자(2)의 내측에 수용된 전자코일(3)과, 구동원으로서 기능하는 차량엔진(미도시)에 의하여 구동되는 구동측 회전부재인 회전자(4)와, 상기 전자코일(3)에 의하여 발생된 전자기력에 의하여 상기 회전자(4)로 흡인되는 아마추어(5) 및 종동축 회전부재이고, 상기 아마추어(5)에 연결되며, 상기 아마추어(5)와 함께 회전하는 허브(6)를 포함한다. 상기 허브(6)는 회전력을 상기 냉매압축기(7)로 전달하도록 종동측 장치인 냉매압축기(7)의 구동축(8)에 연결된다.

상기 전자코일(3)은 수지류 스풀(spool)(3a) 둘레에 권선되고, 철(iron) 등의 자성재로 형성된 U자형태 단면을 갖는 고정자(2)내에 수용되며, 에폭시수지와 같은 전기절연수지를 몰딩함으로써 상기 고정자(2) 내측에 고정된다. 상기 고정자(2)는 링 형태의 지지부재(9)(도 1 및 도3 참조)를 통해 냉매압축기(7)의 하우징(10)에 고정된다.

상기 회전자(4)는 그의 외주연부의 다단식 V-벨트(multi-stage V-belt)(미도시)에 결합된 풀리(4a)를 구비하고, 상기 V-벨트를 통해 전달된 엔진의 회전력에 의하여 회전된다. 상기 회전자(4)는 철과 같은 자성재로 형성되고, 상기 고정자(2)와의 사이에서 미소간극을 유지하면서 상기 고정자(2)에 수용되도록 U자형 단면을 갖는다. 또한, 상기 회전자(4)는 그의 내주연부에 베어링(11)을 구비한다. 상기 베어링(11)은 냉매압축기(7)의 하우징(10)의 원통형 보스(10a)의 외주면에서 상기 회전자(4)를 회전가능하게 지지한다.

철과 같은 자성재로 링형태(도 6 참조)로 형성될 수 있는 상기 아마추어(5)는 소정미소간극(예를 들면, 0.5mm)을 유지하면서 회전자(4)의 마찰면(4b)에 대향하는 방향에 배치된다. 본 실시예의 아마추어(5)는 아마추어(5)의 폭의 반경방향으로 거의 중간부에 배치된 소정폭을 갖는 세 개의 홈(5a)과, 후술하는 리프스프링(61)에 결합되도록 주연방향으로 배치된 세 개의 리벳홀(5b)이 일체로 형성된다. 따라서, 상기 회전자(4)로의 흡인과 회전자로부터의 분리에 의하여 야기되는 아마추어(5)의 축방향으로의 변위량은 리프스프링(61)으로 균등하게 전달된다.

도 4 를 참조하여 허브(6)를 상세히 설명하면, 상기 허브(6)는 철계금속으로 형성된 원통형 내부허브(60)를 포함한다. 상기 내부허브(60)의 원통부의 내주연부에 형성된 결합끼움부(60a)는 회전축(8)에 회전방향으로 일체로 끼워 넣어진다. 상기 내부허브(60)는 반경방향으로 상기 원통부의 축단부로부터 외측으로 연장하는 일체로 형성된 부착플랜지(60b)를 구비하며, 도 2 의 점선 "a"로 나타낸 대략 육각형의 외측형태를 갖는다. 판 또는 다각형 형태의 리프스프링(61)은 아마추어(5)를 내부허브(60)로 연결하도록 이용된다. 상기 리프스프링(61)은 통상적으로 철을 프레스 가공하고, SK5 또는 S65CM과 같은 철을 포함하는 탄성재 또는 비자성 스테인레스스틸(오스테나이트계 스테인레스강)을 포함하는 탄성재로 이루어지며, 약 0.6mm의 두께를 갖는다.

본 실시예의 리프스프링(61)은, 도 5 에 도시한 바와 같이, 중심공(61a)과, 상기 중심공(61a)의 외주측에 형성된 대략 삼각형 형태의 부착부(61b)와, 외측링부(61c) 및 주연방향으로 상기 외측링부(61c) 내측에 위치된 부착부(61b)의 선단부에 상기 외측링부(61c)를 연결하는 세 개의 연결부(61d)를 포함한다. 상기 리프스프링(61)은 전체적으로 최대 반경을 갖는 연결부(61d)를 구비한 대략 구각형 형태로 형성된다.

또한, 상기 외측링부(61c)의 최소반경부에서 반경방향 내측으로 주연방향을 따라 세 개의 암부(61e)가 돌출한다. 상기 외측링부(61c)의 암부(61e)의 근원부측에 리벳홀(61f)이 제공된다. 리벳(62)이 리벳홀(61f) 및 전술한 리벳홀(5b)을 관통하기 때문에, 상기 리벳홀(61f)은 리프스프링(61)의 외측링부(61c)를 아마추어(5)에 연결하도록 이용된다. 상기 리벳홀(61f)은 본 발명의 고정부이다. 상기 리벳홀(61f)로부터 암부(61e)의 단부까지의 길이는 소정길이보다 짧게 되어, 상기 아마추어가 회전자(4)로 흡인되는 동안, 상기 암부(61e)는 축방향에서 아마추어(5) 측으로 스프링력을 가한다.

상기 리벳홀(61f)로부터 주연방향으로 대략 60°정도 이동된 위치의 부착부(61b)에 세 개의 리벳홀(61g)이 제공된다. 상기 리벳홀(61g)은 리프스프링(61)을 허브(6)에 연결하고, 리벳(63)은 상기 내부허브(60)의 부착플랜지(60b)상으로 부착부(61b)를 서로 고정시킨다.

상기 리프스프링(61)에서, 상기 아마추어(5)와 리프스프링(61) 사이에 배치된 제1 탄성부재(고무댐퍼(67))를 고정하기 위한 두 개의 끼움공(61h)이 주연방향을 따라 상기 연결부(61d)와 외측링부(61c)를 교차하는 세 부위 각각에 제공된다. 도 1 및 도 2 에 도시한 바와 같이, 상기 제1 탄성부재(67)는 반경방향으로 연장하는 타원형태로 형성된 고무와 같은 탄성재질로 이루어지고, 다음의 두 기능을 갖고 상기 아마추어(5)와 리프스프링(61) 사이에 배치된다.

첫째, 상기 제1 탄성부재(67)는 리프스프링(61)의 주연방향으로 다수의 아마추어 고정부(리벳(62) 및 암부(61e))의 중간지점에 위치되어, 상기 아마추어(5)에 인접되기 때문에, 상기 외측링부(61c)는 제1 탄성부재(67)의 두께와 같은 동일 거리로 주연 및 반경방향으로 탄성적으로 변형된다. 따라서, 상기 리프스프링(61)에 주어진 초기휨은 상기 회전자(4)로부터 아마추어(5)를 분리시키는 방향으로 상기 리프스프링(61)의 스프링력을 발생시켜, 클러치가 오프(OFF)될 경우, 상기 발생된 스프링력에 의하여 소정분리위치에서 상기 아마추어(5)를 유지시킬 수 있다. 다시 말해서, 상기 제1 탄성부재(67)는 리프스프링(61)에 초기휨을 부여하는 휨발생부로서 기능을 한다.

둘째, 상기 클러치가 오프(OFF)되고(도 1 에 도시한 바와 같이 회전자(4)의 마찰면(4b)으로부터 아마추어(5)가 분리될 경우), 상기 아마추어(5)가 원래 위치로 빠르게 복귀될 경우, 상기 제1 탄성부재(67)는 아마추어(5)와 리프스프링(61) 사이의 충돌로 인하여 발생된 충격을 완화시켜, 상기 제1 탄성부재(67)는 충돌소음, 즉 클러치동작소음을 감소시킨다.

상기 아마추어(5)의 축방향 위치는 아마추어(5)(클러치의 온/오프)의 축방향변위에 상관없이 소정영역내에서 항상 유지되고 제한된다. 이는 상기 제1 탄성부재(67)가 아마추어(5) 및 내부허브(60)의 부착플랜지(60b)에 대하여 충돌하는 위치 사이의 거리가 특히 내측부, 즉 리벳(63)에 가까운 부위에서 작기 때문이다.

상기 리프스프링(61)은, 리벳(62)의 고정부가 위치되는 외측링부(61c) 뿐만 아니라 연결부(61d)를 탄성적으로 변형시킴으로써 그의 스프링 기능을 실행한다. 본 실시예에서, 상기 외측링부(61c)는 긴 둘레(perimeter)를 갖도록 리프스프링(61)의 외측에 위치되어, 상기 스프링들의 지점들 간의 거리(스팬(span))가 커지게 된다. 따라서, 전자기력을 절약하기 위하여 아마추어(5)를 축방향으로 소정량 변위시키도록 필요한 스프링력을 감소시킬 수 있다.

상기 허브(6)의 부착플랜지(60b)의 외측단부와 아마추어(5)의 내주연부 사이에 제2 탄성부재(66)가 제공된다. 상기 제2 탄성부재(66)는 상기 부착플랜지(60b)의 단면과 외측단부를 덮는 지지부재(64)에 꼭 끼워 넣어지도록 형성된다.

도 7a 및 도 7b 에 도시한 바와 같이, 상기 제2 탄성부재(66)의 외측형태는 대략적으로 원형으로 형성된다. 상기 제2 탄성부재(66)는 내측에 부착플랜지(60b)의 대략 육각형 외측단부와 동일한 형태로 형성된 끼움부(66b)를 구비하고, 주연방향으로 대략 D자형태의 세 개의 탄성부(66a)가 상기 끼움부(66b)와 일체로 형성된다.

상기 제2 탄성부재(66)는, 지지부재(64)에 대략 D자형태의 탄성부(66a)를 끼워 넣으면서 상기 제2 탄성부재(66)의 탄성부(66a)가 리프스프링(61)의 암부(61e)에 접하도록 함으로써, 상기 부착플랜지(60b)의 외측단부와 아마추어(5)의 내주연 사이에 제공된다. 따라서, 상기 클러치가 온되고, 상기 아마추어(5)가 전자코일(5)의 전자기력에 의하여 회전자(4)로 흡인될 경우, 상기 허브(6)의 축방향 위치가 불변하더라도, 상기 리프스프링(61)의 암부(61e)는 아마추어(5)와 함께 축방향으로 회전자(4)측으로 변위된다. 그러므로, 상기 제2 탄성부재(66)는 암부(61e)의 변위량의 증가로 상기 암부(61e)의 선단부와 지지부(64) 사이에서 탄성적으로 압축된다.

따라서, 상기 제2 탄성부재(66)에 탄성반력이 발생하고, 상기 아마추어(5)가 회전자(4)로 흡인되기 직전에, 상기 탄성반력은 급격히 커지게 된다. 상기 제2 탄성부재(2)의 탄성반력에서의 급격한 증가는 회전자(4)의 마찰면(4b)으로의 아마추어(5)의 흡인으로 의하여 발생된 충격을 완화시켜, 클러치동작소음은 보다 감소된다.

상기 원통부의 내면으로부터 내측으로 더 돌출하는 링부(60c)는 내부허브(60)의 부착플랜지(60b)의 내주연에 형성된다. 상기 허브(60)(내부허브(60))는 링부(60c)를 구동축(8)의 선단부에 볼트(65)로 고정함으로써 상기 구동축(8)에 일체로 연결된다.

전술한 구성을 갖는 제1 실시예에 따른 전자클러치(1)의 동작을 설명한다. 전술한 바와 같이, 전자코일(3)에 전류가 공급되지 않을 경우(즉, 클러치가 오프일경우), 제1 탄성부재(67)의 두께 때문에 리프스프링(61)의 외측링부(61c)에 초기휨이 주어진다. 그러므로, 아마추어(5)는 초기휨에 의하여 발생된 스프링력에 의하여 회전자(4)의 마찰면(4b)으로부터 소정간격을 갖고 분리된 위치에서 유지된다.

따라서, 차량엔진(미도시)에 의하여 발생된 회전력이 V-벨트를 통하여 회전자(4)로만 전달되고, 아마추어(5) 및 허브(6)로는 전달되지 않게 되어, 단지 회전자(4)만이 아이들링(idling) 상태로 베어링(11)에서 회전한다. 상기 전자코일(3)에 전류가 공급될 경우, 상기 전자코일(3)에 의하여 발생된 전자기력은 리프스프링(61)의 스프링력에 대항하여 아마추어(5)를 회전자(4)로 흡인시키고, 상기 아마추어(5)는 회전자(4)의 마찰면(4b)으로 흡인된다. 그런 다음, 상기 회전자(4)의 회전은 아마추어(5), 리프스프링(61) 및 내부허브(60)를 통하여 냉매압축기(7)의 구동축(8)으로 전달된다. 그 결과, 냉매압축기(7)는 작동된다.

상기 전자코일(3)의 전류공급이 정지될 경우, 상기 아마추어(5)는 전자기력의 소멸로 인하여 리프스프링(61)의 스프링력에 의하여 원래 분리위치로 복귀되어, 상기 냉매압축기(7)는 정지상태로 복귀된다. 상기 전자코일(3)에 의하여 발생된 전자기력에 의하여 회전자(4)의 마찰면(4b)으로의 아마추어(5)의 흡인과정동안, 축방향 및 주연방향의 두 방향으로 스프링(61)의 외측링부(61b)를 변형시킬 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 리프스프링(61)의 스프링력과 아마추어(5)의 변위량 간의 관계는 도 8 에 도시한 특성 A의 과정, 예를 들면, 아마추어(5)의 변위량 X가 증가하고, 흡인간격 G의 크기에 근접할 경우, 리프스프링(61)의 스프링력은 비선형으로 급속하게 증가되는 과정으로 진행된다.

따라서, 본 실시예에서, 상기 아마추어(5)의 이동은, 아마추어(5)가 회전자(4)의 마찰면(4d)에 충돌하기 바로 직전으로 제한된다. 다시 말해서, 상기 리프스프링(61)의 암부(61e)는, 충돌소음발생을 완화시키기 위하여 아마추어(5)가 상기 회전자(4)의 마찰면(4d)에 충돌하기 바로 직전에 제2 탄성부재(66)을 압축시킨다.

상기 제2 탄성부재(66)를 압축하기 위한 암부(61e)의 선단으로부터 그의 고정부까지의 길이한정이 충돌소음의 완화를 결정한다. 상기 길이가 소정길이보다 길 경우, 상기 암부(61e)의 뒤틀림이 증가하고, 제2 탄성부재(66)의 압축력이 감소되기 때문에, 완화효과를 거의 기대할 수 없다. 따라서, 상기 암부의 선단와 고정부 사이의 길이는 소정압력을 확실하게 보장하도록 소정길이내로 제한되어야만 한다. 상기 전자코일(3)로의 전류가 단속되고, 상기 아마추어(5)가 리프스프링(61)의 스프링력에 의하여 원래분리위치로 복귀될 경우, 상기 아마추어(5)는 축방향위치를 결정하기 위하여 제1 탄성부재(67)와 부딪치게 되어, 클러치작동소음발생도 감소된다.

전술한 제1 실시예의 전자클러치(1)에 따르면, 제2 탄성부재(66)를 압축하기 위한 암부(61e)가 리프스프링(61)을 아마추어(5)에 연결하는 복수개의 고정부(62) 부근에 형성되기 때문에, 클러치가 온(ON)될 경우, 스프링력은 고정부(62)로부터 암부(61e)로 확실하게 전달되고, 제2 탄성부재(66)를 압축하기 위한 압축력은 증가한다. 상기 아마추어(5)가 제1 탄성부재(67)에 충돌하고 그의 축방향위치를 결정하기 때문에, 클러치가 오프되는 경우의 작동소음도 감소될 수 있다.

또한, 상기 리프스프링(61)이 구각형 형태로 형성되어 연결부(61d)에 연결되는 외측링부(61c)의 길이가 커지게 된다. 그러므로, 스프링기능을 갖는 외측링부(61d)는 긴 길이를 가지며, 스프링들의 지점 사이(스팬(span))의 거리가 커지게 된다. 그러므로, 아마추어(5)를 소정량 변위시키도록 필요한 스프링력을 감소시킬 수 있다.

상기 고정부(62)로부터 암부(61e)의 선단까지의 길이가 소정길이를 초과할 경우, 예를 들면, 상기 암부(61e)의 뒤틀림이 증가하고 압축력이 적절하게 가해지지 않기 때문에, 상기 고정부(62)로부터 암부(61e)의 선단까지의 길이는 클러치동작소음을 감소시키기 위하여 소정길이 이내로 제한된다. 상기 제2 탄성부재(66)는 전술한 암부(61e)에 대향하는 일체로 형성된 대략 D자 형태의 세 개의 탄성부(66a)를 제공한다. 따라서, 구성부품수 및 조립공수가 감소되어 제조비용을 감소시킬 수 있다.

(제2 실시예)

전술한 제1 실시예에서, 제1 탄성부재(67)와 제2 탄성부재(66)는 별도의 구성요소이지만, 제1 탄성부재(67)는 제2 탄성부재(66)와 일체로 형성될 수 있다. 제2 실시예를 도 9 내지 도 11 을 참조하여 설명한다. 도 9a 및 도 9b 에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에 따른 제2 탄성부재(66)는 그의 주연방향으로 D자형태의 탄성부재(66a) 사이의 중간지점에 배치되고, 반경방향 외측으로 연장하는 일체로 형성된 세 개의 돌기부(67)를 제공한다.

도 10 및 도 11 에 도시한 바와 같이, 제1 실시예의 제1 탄성부재(67)에 대응하는 리프스프링(61)에 초기휨을 부여하도록 상기 세 개의 돌기부(67)는 아마추어(5)와 리프스프링(61) 사이 및 고정부(62) 사이의 중간지점에 배치된다. 따라서, 구성부품수 및 조립공수가 감소되어 제조비용을 감소시킬 수 있다.

도 12 및 도 13 를 참조해 보면, 반경방향으로 연장하는 타원형으로 형성되는 엠보싱(embossing)부(61i)가 연결부(61d)와 리프스프링(61)의 외측링부(61c) 사이의 세 지점에 제공될 수 있다. 상기 엠보싱부(61i)는 소정높이(예를 들면, 0.8)를 갖도록 리프스프링(61)의 기준판면으로 아마추어(5)측으로 프레스 가공함으로써 형성된다. 상기 엠보싱부(61i)는 제1 실시예에서 설명된 바와 같이 초기휨을 부여하는 휨발생부로서 기능을 한다.

(다른 실시예들)

전술한 실시예에서, 제2 탄성부재(66)는 부착플랜지(60b)의 단면과 외측단부를 덮는 지지부재(64)에 꼭 끼워 넣어지지만, 상기 제2 탄성부재(66)는 지지부재(64)의 제공없이 부착플랜지(60b)에 직접적으로 꼭 끼워 넣어질 수 있다. 도 14 에 도시한 바와 같이, 상기 제2 탄성부재(66)의 D 형태의 탄성부(66a)에 꼭 끼워 넣기 위하여 D 형태의 노치(60d)가 허브(6)의 부착플랜지(60b)에 형성되고, 상기 노치(60d)의 내측에 축방향으로 D 형태의 백플레이트부(60e)가 형성된다. 따라서, 제1 및 제2 실시예에서 별도의 구성부품인 지지부재(64)가 허브(6)에 일체로 형성되기 때문에, 구성부품수가 감소되어 비용절감을 얻을 수 있다.

전술한 실시예들에서, 리프스프링(61)은 대략 구각형 형태로 형성되지만, 상기 리프스프링(61)은 대략적으로 삼각형 또는 육각형 형태와 같은 다각형 형태로 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 흡인 및 분리되는 리프스프링의 스프링력에 보다 적절한 탄성부재를 이용함으로써 전자클러치의 작동 및 정지시에 발생되는 클러치동작소음을 효과적으로 저감시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전자클러치를 구성하는 구성부품수 및 제조공정수를 감소시키며, 이에 따라 제조비용을 절감시키는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자클러치(1)의 전체구성을 도시한 종단면도.

도 2 는 냉매압축기(7)가 전자클러치(1)로부터 분리된 상태를 도시한 전자클러치(1)의 정면도.

도 3 은 도 1 에 도시한 전자클러치(1)의 고정자(2)를 도시한 후면도.

도 4 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 허브의 전체구성을 도시한 종단면도.

도 5 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 리프스프링(61)의 형태를 도시한 정면도.

도 6 은 도 4 의 우측으로부터 바라본 허브의 후면도.

도 7a 는 제2 탄성부재의 형태를 도시한 정면도.

도 7b 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 7a의 측면도.

도 8 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리프스프링(61)의 스프링력과 아마추어의 변위량 X 간의 관계를 도시한 특성도.

도 9a 는 제2 탄성부재의 형태를 도시한 정면도.

도 9b 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 탄성부재의 측면도.

도 10 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자클러치(1)의 구성을 도시한 정면도.

도 11 은 도 10에 도시한 허브의 전체 구성을 도시한 종단면도.

도 12 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자클러치(1)의 구성을 도시한 정면도.

도 13 은 도 12 에 도시한 허브의 전체 구성을 도시한 종단면도.

도 14 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 허브의 전체구성을 도시한 종단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 전자클러치 3: 전자코일

4: 구동측 회전부재 5: 아마추어

6: 리프스프링 7: 냉매압축기

60b: 부착플랜지 61: 리프스프링

61b: 부착부 61c: 외측링부

61d: 연결부 61e: 암부

62: 리벳 66: 제2 탄성부재

66a: 탄성부 재 67: 제1 탄성부재

Claims

전류가 공급될 경우 전자기력을 발생하기 위한 전자코일과, 구동원에 의하여 회전되는 구동측 회전부재와, 상기 전자코일에 의하여 발생된 전자기력에 응하여 상기 구동측 회전부재로 흡인되어 상기 구동측 회전부재의 회전을 제공받는 아마추어와, 종동축 장치에 연결되는 종동측 회전부재; 및 상기 아마추어를 종동측 회전부재에 결합하고, 상기 구동측 회전부재측으로 변위될 수 있도록 상기 아마추어를 지지하는 스프링수단을 포함하되,

상기 스프링 수단은 다각형의 리프 판스프링이며,

상기 아마추어에 연결되는 외측링부;

상기 외측링부 내측에 위치되고, 상기 종동측 회전부재에 연결되는 부착부;

상기 외측링부와 부착부 사이를 연결하는 연결부;

상기 외측링부의 주연방향으로 배치된 상기 아마추어의 복수개의 고정부;

상기 리프스프링에 초기휨을 부여하도록 상기 외측링부의 주연방향으로 상기 복수개의 고정부간의 중간지점에 배치되는 복수개의 제1 탄성부재;

상기 리프스프링과 구동측 회전부재 사이에서 축방향으로 배치되는 제2 탄성부재를 포함하며,

상기 전자코일에 의하여 발생된 전자기력이 상기 아마추어를 상기 구동측 회전부재측으로 축방향으로 변위시킬 경우, 상기 제2 탄성부재는 상기 리프스프링과 종동측 회전부재 사이에서 탄성적으로 변형되며;

상기 전자코일에 전류가 공급되지 않고, 상기 아마추어가 원래 위치로 복귀되도록 상기 구동측 회전부재로부터 분리될 경우, 상기 아마추어의 축방향 위치를 결정하기 위하여 상기 아마추어가 제1 탄성부재에 접촉되는

전자클러치.
제1항에 있어서,

상기 리프스프링에 구비된 상기 부착부는 대략 삼각형 형태로 형성되고, 상기 외측링부와 접촉하도록 상기 삼각형 형태의 정점 부근에서 상기 연결부를 구비하며, 상기 연결부에 연결된 상기 외측링부는 다각형 형태로 형성되는

전자클러치.
제2항에 있어서,

상기 리프스프링은 상기 복수개의 고정부에 인접하게 상기 외측링부로부터 내측으로 연장하는 암부를 제공하고, 상기 제2 탄성부재는 상기 암부와 종동측 회전부재 사이에서 탄성적으로 변형될 수 있는

전자클러치.
제3항에 있어서,

상기 고정부로부터 상기 암부의 선단까지의 거리가 소정길이보다 짧은

전자클러치.
제1항에 있어서,

상기 아마추어는 대략 링형태로 형성되고, 상기 복수개의 고정부는 상기 아마추어의 반경방향 폭의 대략 중간위치에 배치되는

전자클러치.
제3항에 있어서,

상기 제2 탄성부재는 대략 D자형태의 복수개의 탄성부를 구비하며, 상기 부착플랜지의 외주연에 끼워 넣어지도록 일체로 형성되고, 상기 제2 탄성부재는 상기 암부와 종동측 회전부재 사이에 배치되며 탄성적으로 변형가능한

전자클러치.
제6항에 있어서,

상기 제2 탄성부재는 주연방향으로 상기 탄성부의 중간지점에 배치되는 상기 제1 탄성부재와 일체로 형성되고, 상기 리프스프링에 초기휨을 제공하는

전자클러치.
제1항에 있어서,

상기 리프스프링은 상기 복수개의 고정부에 인접하게 상기 외측링부로부터 내측으로 연장하는 암부를 제공하고, 상기 제2 탄성부재는 상기 암부와 종동측 회전부재 사이에서 탄성적으로 변형가능한

전자클러치.