KR100514918B1 - 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체_ - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체에 관한 것으로서, 부품수를 줄임으로써 조립공수 및 원가를 줄일 수 있고, 클러치의 작동시의 소음을 줄일 수 있으며, 클러치의 성능을 높여 동력전달손실을 줄임으로써 압축기의 압축성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 조립체는, 내주면에 스플라인(11)이 형성되고 외주면에 플랜지(13)를 가진 허브(1)와; 상기 허브의 플랜지 둘레로 허브와 일체로 형성되는 합성수지재 스토퍼 플레이트(2)와; 상기 스토퍼 플레이트의 소정의 동심원을 따라 스토퍼 플레이트에 일체로 삽입되어 일단부가 스토퍼 플레이트의 내면으로 돌출되는 코퍼 링(copper ring)(3)과; 그리고, 상기 스토퍼 플레이트의 내면에 코퍼 링을 사이에 두고 배치되어 코퍼 링의 돌출부(31)의 리벳팅에 의하여 고정되는 내부 디스크링(41) 및 외부 디스크링(43)을 가지는 디스크(4)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 풀리(6)의 마찰면에 대한 디스크(4)의 밀착 또는 이간시 합성수지재 스토퍼 플레이트(2)의 완충작용에 의하여 클러치 작동 노이즈를 저감할 수 있다. 또한, 코퍼 링(3)에 의하여 디스크(4)에 작용하는 자속이 손실되지 않아 풀리(6)의 마찰면에 대한 디스크(4)의 밀착력이 커진다. 또 허브(1), 스토퍼 플레이트(2) 및 코퍼 링(3)이 일체로 사출에 의하여 간단하게 형성될 수 있어 생산성 향상이 도모된다.

Description

전자클러치용 디스크 및 허브 조립체

본 발명은 자동차용 공기조화기를 구성하는 압축기에 엔진의 동력을 전달하기 위하여 설치되는 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체에 관한 것으로서, 특히 부품수를 줄임과 아울러 부품의 두께를 얇게 함으로써 설치공간을 넓게 확보할 수 있음과 아울러 조립공수를 줄일 수 있고, 또한 소음도 감소할 수 있으며, 자속손실을 방지함으로써 클러치의 성능을 높일 수 있는 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체에 관한 것이다.

자동차의 공기조화기를 구성하는 압축기는 풀리를 통하여 전달되는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받아 증발기로부터 공급되는 냉매를 압축하여 응축기로 보내는 장치이다.

압축기로의 엔진의 동력전달을 단속하는 전자클러치는 통상적으로 풀리에 삽입된 형태로 압축기측에 지지되어 전원인가에 따라 흡인자속을 발생하는 전자석과; 허브에 의하여 압축기의 구동축 끝에 스플라인결합되고 상기 전자석의 동작에 따라 이동하여 풀리의 마찰면에 밀착되거나 풀리의 마찰면으로부터 이간됨으로써 엔진의 동력을 압축기의 구동축에 선택적으로 전달하는 디스크 및 허브 조립체를 포함하여 이루어진다.

그리고, 디스크 및 허브 조립체는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 내주면에 스플라인(71)이 형성되어 압축기의 구동축과 스플라인결합되고 외주면에 플랜지(73)를 가진 허브(7)와; 상기 허브(7)의 플랜지(73) 둘레로 설치되고 다수개의 브릿지(85)에 의하여 서로 연결되는 내부 디스크링(81) 및 외부 디스크링(83)을 가진 디스크(8)와; 상기 외부 디스크링(83) 및 허브(7)의 플랜지(73)에 걸쳐 리벳(91)들에 의하여 양단이 고정되는 3개의 리프스프링(9,9,9)과; 그리고, 상기 리프스프링(9)들을 덮으면서 리프스프링(9)들의 안쪽 단부를 허브(7)의 플랜지(72)에 고정하는 지지판(95)을 가진다.

따라서, 여자코일에 전원을 인가하면 여자코일에 의하여 발생된 자속에 의한 자기흡인력에 의하여 엔진의 동력을 벨트를 통하여 전달받는 풀리쪽으로 디스크(8)가 이동하여 디스크(8)의 마찰면이 풀리의 마찰면에 접촉함으로써 마찰력에 의하여 엔진의 동력이 압축기의 구동축에 전달된다. 그리고, 여자코일에 대한 전원인가가 중단되면 리프스프링(9)들의 탄발력에 의하여 디스크(8)가 반대쪽으로 이동하여 디스크(8)가 풀리(8)의 마찰면으로부터 이간됨으로써 압축기의 구동축에는 동력이 전달되지 않는다.

그리나, 상기한 바와 같은 종래 디스크 및 허브 조립체에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 리프스프링(9)이 다수개 필요하고 또한 이 리프스프링(8)들을 지지하는 지지판(95)도 필요함과 아울러 조립시 리벳팅공정을 많이 수행해야 하기 때문에 부품수가 많아 조립공정도 복잡하여 원가상승 및 생산성 저하를 초래하게 된다.

둘째, 전자석에 의한 흡인력은 통상적으로 외부 디스크링(83)보다 내부 디스크링(81)에 크게 작용하기 때문에 내부 디스크링(81)과 외부 디스크링(83)은 시간차를 두고 풀리의 마찰면에 밀착되거나 풀리의 마찰면으로부터 이간되어야만 큰 노이즈가 발생하지 않지만 내부 디스크링(81)과 외부 디스크링(83)이 브릿지(85)들에 의하여 연결되어 있어 디스크링들(81,83)이 동시에 풀리의 마찰면에 밀착되거나 풀리의 마찰면으로부터 이간됨으로써 큰 노이즈를 발생시킨다. 이 때문에 종래 디스크 및 허브 조립체에 있어서는, 내부 디스크링(81)의 외면과 지지판(95)에 걸쳐 다수개(통상 3개)의 감쇠범퍼(97)(도 5 참조)를 부가하여 설치함으로써 소음을 저감하였으나 이는 부품의 증가 및 조립공정의 증가를 더욱 심화시키는 요인이 된다.

셋째, 내부 디스크링(81) 및 외부 디스크링(83)이 브릿지(85)들에 의하여 연결됨으로써 브릿지(85)들을 통하여 자속손실이 발생하여 풀리의 밀착면에 대한 디스크(8)의 밀착력이 약화되므로 슬립현상에 따른 동력전달손실을 초래하게 된다.

넷째, 디스크(8)의 마찰면과 반대되는 쪽에 리프스프링(9)들, 지지판(95) 및 감쇠범퍼(97)가 돌출설치됨으로써 설치공간을 많이 차지하는 관계로 인하여 엔진룸의 레이아웃에 대한 자유도를 저해할 뿐만 아니라 이는 압축기의 설치 및 수리작업을 어렵게 하는 요인이 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제점들을 감안하여 안출된 것으로서, 부품수를 줄임으로써 조립공수 및 원가를 줄일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 클러치의 작동시의 소음을 줄이는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 클러치의 성능을 높여 동력전달손실을 줄임으로써 압축기의 압축성능을 향상시키는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체는, 내주면에 스플라인이 형성되어 압축기의 구동축과 스플라인결합되고 외주면에 플랜지를 가진 허브와; 상기 허브의 플랜지 둘레로 허브와 일체로 형성되는 합성수지재 스토퍼 플레이트와; 상기 스토퍼 플레이트의 소정의 동심원을 따라 플레이트와 일체로 삽입되고 일단부가 스토퍼 플레이트의 내면으로 돌출되는 코퍼 링(copper ring)과; 그리고, 상기 스토퍼 플레이트의 내면에 코퍼 링을 사이에 두고 배치되어 코퍼 링의 돌출부의 리벳팅에 의하여 고정되는 내부 디스크링 및 외부 디스크링을 가지는 디스크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 디스크 및 허브 조립체에 따르면, 전자석의 여자코일에 전원이 인가되면 전자석의 여자코일에서 발생된 자속에 의한 자기흡인력에 의하여 벨트를 통하여 엔진의 동력을 전달받는 풀리쪽으로 디스크가 이동하여 디스크의 마찰면이 풀리의 마찰면에 접촉함으로써 엔진의 동력이 압축기의 구동축에 전달된다. 그리고, 여자코일에 대한 전원인가가 중단되면 스토퍼 플레이트의 탄발력 및 원심력에 의하여 디스크가 풀리의 마찰면에 대하여 반대쪽으로 이동하여 디스크의 마찰면과 풀리의 마찰면이 이간됨으로써 압축기의 구동축에는 동력이 전달되지 않는다.

본 발명에 있어서는, 풀리의 마찰면에 대한 디스크의 밀착 및 이간시 스토퍼 플레이트가 합성수지재로 형성됨으로써 소음이 감소될 수 있다. 그리고, 외부 디스크링과 내부 디스크링이 이들 사이에 설치되어 이들을 고정하고 있는 코퍼 링에 의하여 분리되어 있으므로 외부 디스크링과 내부 디스크링에 작용하는 자속이 코퍼 링에 의하여 차단되어 손실되지 않는다.

또한, 본 발명에 있어서는, 허브, 스토퍼 플레이트 및 코퍼 링이 일체로 사출에 의하여 제조될 수 있고, 또한 내부 디스크링 및 외부 디스크링이 코퍼 링에 의한 리벳팅에 의하여 결합될 수 있으므로 별도의 조립공정을 요하지 않고 간단하게 조립될 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 참조부호 1은 허브로서, 내주면에 스플라인(11)이 형성되어 압축기의 구동축과 스플라인결합되고, 외주면에 플랜지(13)(도 2 참조)를 가지고 있다. 상기 플랜지(13)는 제동성 및 후술하는 바와 같이 인서트 사출시 수지재 사출물에서 금속재 허브(1)가 이탈되거나 깨지는 것을 방지하기 위하여 다각형(본 발명에서는 오각형으로 형성된 것이 예시되어 있음)으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 참조부호 2는 스토퍼 플레이트로서 허브(1)의 플랜지(13) 둘레로 이 플랜지(13)와 일체로 형성되며, 합성수지재로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 스토퍼 플레이트(2)의 소정의 동심원을 따라 코퍼 링(3)이 삽입되며, 상기 코퍼 링(3)의 일단부는 도 2에 도시된 바와 같이 스토퍼 플레이트(2)를 관통하여 스토퍼 플레이트(2)의 내면으로 돌출된다. 상기 코퍼 링(3)은 스토퍼 플레이트(2)와 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 따라서 허브(1), 스토퍼 플레이트(2) 및 코퍼 링(3)은 도 2에 도시된 바와 같이 인서트 사출에 의하여 일체로 간단하게 제조될 수 있다.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 코퍼 링(3) 안쪽의 스토퍼 플레이트(2)의 동심원 상에는 다수(여기서는 5개가 예시됨)의 살빼기구멍(21)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 살빼기구멍(21)들은 스토퍼 플레이트(2)의 스프링 상수를 낮추는 역할을 하게 되며, 그 강도를 고려하여 크기, 개수 및 위치가 달라질 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 참조부호 4는 디스크로서, 내부 디스크링(41)과 외부 디스크링(43)을 가진다. 내부 디스크링(41)과 외부 디스크링(43)은 상기 스토퍼 플레이트(2)의 내면으로 돌출된 코퍼 링(3)의 돌출부(31)를 사이에 두고 서로 분리된 상태로 배치되며, 도 3에 확대 도시된 부분과 같이 코퍼 링(3)의 돌출부(31)를 화살표 방향으로 리벳팅하여 돌출부(31)의 끝 부분의 두께를 내외측으로 확대시키면 코퍼 링(3)의 리벳팅부가 서로 대향하고 있는 내부 디스크링(41)의 외주면 및 외부 디스크링(43)의 내주면으로 삽입되어 리벳팅부에 내부 디스크링(41) 및 외부 디스크링(43)이 걸리게 되므로 디스크링들(41,43)이 간단하게 고정될 수 있다.

내부 디스크링(41) 및 외부 디스크링(43)을 조립할 때 디스크링들(41,43)을 지그에 의하여 지지할 수도 있지만 디스크링들(41,43)들을 손쉽게 조립할 수 있도록, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스토퍼 플레이트(2)의 내면에는 내부 디스크링(41)의 내주면을 지지하는 내부 디스크 지지 가이드(23) 및 외부 디스크링(43)의 외주면을 지지하는 외부 디스크 지지 가이드(25)가 각 동심원을 따라 다수개 더 설치될 수 있다. 따라서, 코퍼 링(3)의 돌출부(31)를 리벳팅하여 두께를 확대시킴으로써 내부 디스크링(41) 및 외부 디스크링(43)을 조립할 때 가이드(23,25)들에 의하여 디스크링들(41,43)이 지지되므로 디스크링들(41,43)이 내,외측으로 이탈되는 것이 방지될 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 디스크 및 허브 조립체에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 클러치(5)를 구성하고 압축기측에 지지되어 풀리(6)의 내부에 삽입된 상태의 전자석의 여자코일(51)에 전원이 인가되면 여자코일(51)에 의하여 발생된 자속에 의한 자기흡입력에 의하여 디스크(4)가 풀리(6)의 마찰면 쪽으로 탄성이동함으로써 디스크(4)의 마찰면이 풀리(6)의 마찰면에 밀착된다. 따라서, 엔진의 동력을 벨트를 통하여 전달받아 회전하는 풀리(6)와 함께 디스크(4)가 회동하고, 이에 따라 디스크(4)가 결합된 스토퍼 플레이트(2) 및 허브(1)를 통하여 압축기의 구동축이 회동하여 냉매를 압축하게 된다. 그리고, 여자코일(51)에 대한 전원인가가 중단되면 스토퍼 플레이트(2)의 축적된 탄발력에 의하여 디스크(4)가 풀리(6)의 마찰면과는 반대쪽으로 이동함으로써, 디스크(4)의 마찰면과 풀리(6)의 마찰면이 서로 이간되어 압축기의 구동축에는 동력이 전달되지 않는다.

본 발명에 따르면, 디스크(4)의 내부 디스크링(41) 및 외부 디스크링(43)이 비자성체인 코퍼 링(3)에 의하여 분리된 상태에 놓여 있기 때문에 내부 디스크링(41) 및 외부 디스크링(43)에 작용하는 자속이 코퍼 링(3)에 의하여 차단되어 다른 쪽으로 손실되지 않도록 차단된다. 따라서, 풀리(6)의 마찰면에 대한 밀착력이 커져 풀리(6)의 마찰면에 대한 디스크의 슬립현상을 방지할 수 있다.

그리고, 풀리(6)에 대한 디스크의 밀착 및 이간시 스토퍼 플레이트(2)가 합성수지재로 이루어져 있으므로 종래 디스크 및 허브 조립체에 채용되었던 감쇠범퍼와 같은 별도의 소음저감수단이 제공되지 않아도 스토퍼 플레이트(2)의 완충효과에 의하여 클러치 작동시의 소음이 저감된다.

그리고, 허브(1), 스토퍼 플레이트(2) 및 코퍼 링(3)이 일체로 연결되고, 디스크(4)의 조립도 코퍼 링(3)을 리벳팅하는 것만으로 이루어질 수 있으므로 디스크 및 허브 조립체의 조립을 간단하게 수행할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체에 의하면, 풀리(6)의 마찰면에 대한 디스크(4)의 밀착 또는 이간시 스토퍼 플레이트(2)가 합성수지재로 형성되어 완충기능을 하도록 함으로써 클러치 작동 노이즈를 저감할 수 있으므로 에어콘 가동시 정숙한 주행을 도모할 수 있다.

또한, 디스크(4)의 내부 디스크링(41)과 외부 디스크링(43)이 코퍼 링(3)에 의하여 서로 분리된 구조를 채용하여 자속손실이 발생하지 않도록 함으로써 풀리(6)의 마찰면에 대한 디스크(4)의 밀착력이 커지도록 하였으므로 압축기로의 동력전달손실이 줄어들고 이에 따라 연료절감 및 압축기의 성능향상을 도모할 수 있다.

또한, 허브(1), 스토퍼 플레이트(2) 및 코퍼 링(3)이 일체로 사출에 의하여 간단하게 형성될 수 있을 뿐만 아니라 코퍼 링(3)에 의하여 디스크(4)를 간단하게 결합할 수 있도록 함으로써 종래 조립체를 구성하는 감쇠범퍼나 많은 수의 리벳이 필요하지 않아 부품수가 줄어들고 중량이 감소됨은 물론 조립성이 향상되므로 제조원가를 낮출 수 있다.

더욱이, 디스크 및 허브 조립체의 전체 단면폭이 얇아지므로 엔진룸의 공간을 많이 차지하지 않아 엔진룸의 설치공간을 넓게 확보할 수 있음에 따라 엔진룸의 설치공간에 대한 자유도가 향상됨은 물론 수리에 필요한 공간도 넓게 확보된다.

도 1은 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체의 요부를 나타내는 정면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체의 사용상태를 나타내는 일부 단면도이다.

도 5는 종래 디스크 및 허브 조립체의 예를 나타내는 정면도이다.

도 6은 동 배면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 허브, 2 : 스토퍼 플레이트,

3 : 코퍼 링(copper ring), 4 : 디스크

11 : 스플라인, 13 : 플랜지,

21 : 살빼기구멍, 23, 25 : 디스크 지지 가이드,

31 : 코퍼 링의 돌출부, 41 : 내부 디스크링,

43 : 외부 디스크링

Claims (3)

1. 내주면에 스플라인이 형성되어 압축기의 구동축과 스플라인결합되고 외주면에 플랜지를 가진 허브와;

   상기 허브의 플랜지 둘레로 허브와 일체로 형성되는 합성수지재 스토퍼 플레이트와;

   상기 스토퍼 플레이트의 소정의 동심원을 따라 플레이트와 일체로 삽입되고 일단부가 스토퍼 플레이트의 내면으로 돌출되는 코퍼 링과; 그리고,

   상기 스토퍼 플레이트의 내면에 코퍼 링을 사이에 두고 배치되어 코퍼 링의 돌출부의 리벳팅에 의하여 고정되는 내부 디스크링 및 외부 디스크링을 가지는 디스크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 코퍼 링 안쪽의 스토퍼 플레이트의 동심원 상에는 스토퍼 플레이트의 스프링 상수를 낮추기 위한 다수의 살빼기구멍이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스토퍼 플레이트의 내면에는 내부 디스크링의 내주면을 지지하는 내부 디스크 지지 가이드 및 외부 디스크링의 외주면을 지지하는 외부 디스크 지지 가이드가 각 동심원을 따라 다수개 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체.