KR100637280B1 - 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클러치의 ON/OFF시 소음 및 충격을 감소하기 위해 디스크와 판스프링 사이에 범퍼를 개재함과 동시에 상기 범퍼가 원심력에 의해 이탈하거나 찢기는 등의 파손을 방지하여 내구성을 향상하고 소음 감소효과를 더욱 향상시킨 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체에 관한 것이다.
이에 본 발명은 전자코일의 작용에 의해 풀리의 마찰면에 흡착 또는 이탈되는 디스크(120); 압축기의 구동축과 결합되어 상기 디스크(120)를 관통하고 외주면에 플랜지(112)가 형성된 허브(110); 상기 디스크(120)의 일측면에 결합되는 판부(131)와, 상기 판부(131)의 내주면에서 사선방향으로 각각 연장형성되어 상기 허브(110)의 플랜지(112)와 결합되고 그 단부(137)는 디스크(120)측으로 절곡형성된 다수의 리프스프링부(135)와, 상기 리프스프링부(135)의 단부에 결합되는 댐퍼(160)로 구성된 판스프링(130); 상기 디스크(120)와 판부(131) 사이에 개재되어 클러치의 ON/OFF시 소음 및 충격을 감소시키는 완충수단(140); 상기 디스크(120)의 회전시 원심력에 의한 완충수단(140)의 이탈을 방지할 수 있도록 완충수단(140)의 외주측 방향에 구비된 이탈방지수단(150)(170)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
전자클러치, 디스크, 허브, 판부, 리프스프링부, 댐퍼, 범퍼, 엠보

Description

압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체{Disc and hub assembly for electromagnetic clutch in compressor}
도 1은 종래의 디스크 및 허브 조립체를 나타내는 분해 사시도,
도 2는 종래의 디스크 및 허브 조립체를 나타내는 결합 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스크 및 허브조립체를 나타내는 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스크 및 허브조립체를 나타내는 결합 사시도,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스크 및 허브조립체를 나타내는 분해 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 디스크 및 허브조립체 101,102: 리벳
110: 허브 111: 허브몸체
111a: 결합공 112: 플랜지
112a,125: 리벳결합공
120: 디스크 121: 아웃터링
122: 이너링 122a: 통공
123: 브릿지부 124: 슬롯
130: 판스프링 131: 판부
132: 확장면 133: 범퍼결합공
135: 리프스프링부 136: 시작부
136a,138a: 리벳삽입공 137: 단부
137a: 댐퍼결합공 138: 절곡부
140: 완충수단 141: 범퍼
142: 체결후크 150,170: 이탈방지수단
151: 엠보 160: 댐퍼
165: 스페이서 171: 돌출턱
본 발명은 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클러치의 ON/OFF시 소음 및 충격을 감소하기 위해 디스크와 판스프링 사이에 범퍼를 개재함과 동시에 상기 범퍼가 원심력에 의해 이탈하거나 찢기는 등의 파손을 방지하여 내구성을 향상하고 소음 감소효과를 더욱 향상시킨 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체에 관한 것이다.
자동차의 공조시스템의 일부 구성인 압축기는 풀리를 통하여 전달되는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속 작용에 의하여 선택적으로 전달받아 증발기로부터 공 급되는 냉매를 압축하여 응축기로 보내는 장치이다.
상기 압축기로 엔진의 동력을 전달하는 전자클러치는, 압축기에 베어링을 매개로 회전 가능하게 설치되는 풀리 및 상기 풀리에 삽입된 형태로 압축기측에 지지되어 전원 인가에 따라 흡인자속을 발생하는 필드 코어 유니트와; 허브를 통해 압축기의 구동축과 연결되고 상기 필드 코어 유니트의 전자코일에서 발생하는 흡인자속에 의하여 디스크가 풀리의 마찰면에 흡착되거나 마찰면으로부터 이간됨으로써 엔진의 동력을 압축기의 구동축에 선택적으로 전달하는 디스크 및 허브 조립체를 포함하여 이루어져 있다.
도 1 및 도 2는 상기한 전자클러치의 구성 중 다수의 리프스프링을 사용한 디스크 및 허브 조립체의 일예를 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이, 허브(10)와 디스크(20) 및 리프스프링(30)으로 구성되어 있다.
먼저, 허브(10)는 압축기의 구동축(미도시)과 스플라인 결합되도록 스플라인(미도시)이 형성된 결합공(11a)을 갖는 허브 몸체(11)와, 이 허브 몸체(11)의 단부측 외주면 둘레로 형성된 플랜지(12)로 이루어져 있다.
상기 허브(10)의 플랜지(12)에는 리벳결합공(12a;도면상에서는 3개 예시)이 형성되어 있다.
다음으로, 상기 디스크(20)는 중앙에 상기 허브(10)의 플랜지(12) 직경보다 큰 직경을 갖는 통공(22a)이 형성되어 있다.
좀더 상세하게 상기 디스크(20)는 아웃터링(21)과, 이 아웃터링(21)의 내부에 일정한 간극을 유지하도록 위치됨과 아울러 상기 허브(10)의 플랜지(12)와 일정 한 간극을 유지하도록 위치되는 이너링(22)과, 상기 아웃터링(21)과 이너링(22)을 연결하여 호형의 슬롯(24)을 형성하는 브릿지부(23)로 이루어져 있다.
상기 아웃터링(21)상에는 다수(여기서는 3개가 도시됨)의 리벳결합공(25)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 디스크(20)의 통공(22a)에는 상기 허브(10)의 플랜지(12)가 삽입된 상태로 위치되어 있다.
한편, 상기 리프스프링(30)은 일정한 각도로 절곡된 형상을 갖는 것으로, 각 단부(31)(33) 및 절곡부(32)에는 각각 구멍(31a)(33a)(32a)이 관통 형성되어 있다.
따라서, 상기 리프스프링(30)의 일단부(31)는 아웃터링(21)의 리벳결합공(25)에 리벳(55)을 매개로 결합되고, 타단부(33)에 형성된 구멍(33a)에는 고무 재질의 댐퍼(40)가 결합되어 이너링(22)을 밀착 지지함으로서 상기 리프스프링(30)의 타단부(33)와 이너링(22) 사이를 일정 간격 이격시키게 된다.
또한, 상기 절곡부(32)에 형성된 구멍(32a)은 상기 허브(10)의 플랜지(12)에 형성된 리벳결합공(12a)과 리벳(50)을 매개로 결합된다.
상기와 같이 구성된 종래의 디스크 및 허브 조립체(1)는, 필드 코어 유니트(미도시)의 전자코일에 전원을 인가하면, 전자코일의 자속 흡인력에 의하여 디스크(20)가 엔진의 동력을 전달받아 회전하는 풀리(미도시)쪽으로 이동하여 풀리의 마찰면에 흡착됨으로써, 이때의 마찰력에 의하여 엔진의 동력이 디스크(20) 및 허브(10)를 통하여 압축기의 구동축에 전달되는 것이다.
그리고, 전자코일에 대한 전원 인가가 중단되면, 상기 리프스프링(30)의 탄 성 복원력에 의하여 디스크(20)가 풀리의 마찰면으로부터 이간됨으로써 압축기의 구동축으로 전달되는 동력이 차단된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 디스크 및 허브 조립체(1)는 전자클러치의 ON/OFF 작동시 구조적으로 노이즈가 크게 발생하여 제품 적용에 문제가 있었다.
즉, 상기 전자코일에 전원이 인가되면 상기 디스크(20)가 풀리의 마찰면으로 흡착되게 되는데, 이때 디스크(20)와 풀리간에 금속 타격음이 발생하여 노이즈를 발생시키고 이러한 노이즈가 차실내로 전달 될 경우 운전자에게 불쾌감을 주는 등의 문제가 있다.
또한, 상기 디스크(20)에 형성된 호형상의 슬롯(24)이 외부에 노출된 상태이기 때문에 먼지나 이물질이 상기 슬롯(24)을 통해 풀리의 마찰면측으로 유입되어 상기 풀리와 디스크(20)간에 마찰력을 저하시켜 동력전달 효율이 감소되고, 디스크(20) 또는 풀리의 마찰면이 손상되는 문제점도 있었다.
그리고, 상기 리프스프링(30)의 내구성에도 문제가 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 디스크와 판스프링 사이에 복수개로 분리된 범퍼를 각각 결합하고 상기 범퍼의 외주측 방향에 엠보를 형성하여 전자클러치의 ON/OFF시 소음 및 충격을 감소함과 동시에 상기 범퍼가 원심력에 의해 이탈하거나 찢기는 등의 파손을 방지하여 내구성을 향상하고 소음 감소효과를 더욱 향상시킨 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체를 제공하는데 있다.
또한, 상기 판스프링에 의해 디스크와 풀리 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하여 동력전달 효율을 향상함과 아울러 디스크와 풀리의 마찰면 손상을 방지한 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전자코일의 작용에 의해 풀리의 마찰면에 흡착 또는 이탈되는 디스크; 압축기의 구동축과 결합되어 상기 디스크를 관통하고 외주면에 플랜지가 형성된 허브; 상기 디스크의 일측면에 결합되는 판부와, 상기 판부의 내주면에서 사선방향으로 각각 연장형성되어 상기 허브의 플랜지와 결합되고 그 단부는 디스크측으로 절곡형성된 다수의 리프스프링부와, 상기 리프스프링부의 단부에 결합되는 댐퍼로 구성된 판스프링; 상기 디스크와 판부 사이에 개재되어 클러치의 ON/OFF시 소음 및 충격을 감소시키는 완충수단; 상기 디스크의 회전시 원심력에 의한 완충수단의 이탈을 방지할 수 있도록 완충수단의 외주측 방향에 구비된 이탈방지수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
종래에 있어서와 동일한 부분에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스크 및 허브조립체를 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스크 및 허브조립체를 나타내는 결합 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체(100)는 허브(110), 디스크(120), 판스프링(130), 완충수단(140), 이탈방지수단(150)을 포 함하여 구성된다.
먼저, 상기 허브(110)는 압축기(미도시)의 구동축(미도시)과 스플라인 결합되도록 결합공(111a)을 갖는 허브몸체(111)가 형성되고, 상기 허브몸체(111)의 일측 외주면에는 플랜지(112)가 형성된다. 상기 플랜지(112)에는 아래에서 설명될 판스프링(130)의 리프스프링부(135)와 결합을 위해 다수개의 리벳결합공(112a)이 일정간격으로 형성된다.
그리고, 상기 디스크(120)는 아웃터링(121)과, 상기 아웃터링(121)의 내측에 일정 간격을 두고 위치하며 상기 허브(110)의 플랜지(112)를 수용하도록 중앙에 통공(122a)을 갖는 이너링(122)과, 상기 아웃터링(121)과 이너링(122)을 연결하여 원주방향으로 다수의 슬롯(124)을 형성하는 다수의 브릿지부(123)로 이루어져 있다.
여기서, 상기 아웃터링(121)상에는 상기 판스프링(130)이 결합될 수 있도록 다수개(도면에서는 3개가 도시됨)의 리벳결합공(125)이 일정간격으로 형성된다.
그리고, 상기 판스프링(130)은 상기 디스크(120)의 일측면에 결합되는 판부(131)와, 상기 판부(131)의 내주면에서 상기 허브(110)의 플랜지(112)를 향해 사선방향으로 각각 일정길이 연장형성되고 그 단부(137)는 다시 디스크(120)측으로 일정길이 절곡형성된 다수의 리프스프링부(135)와, 상기 리프스프링부(135)의 단부(137)에 결합되는 댐퍼(160)로 구성된다.
여기서, 상기 리프스프링부(135)는 일정한 탄성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 판부(131)에는 각 리프스프링부(135)의 절곡된 형상을 따라 확장형성된 확장면(132)이 형성되고, 이 확장면(132)에는 아래에서 설명될 범퍼(141)가 결합될 수 있도록 범퍼결합공(133)이 형성된다.
그리고, 상기 리프스프링부(135)의 시작부(136)에는 판스프링(130)이 상기 디스크(120)에 형성된 리벳결합공(125)에 리벳(101)으로 결합될 수 있도록 리벳삽입공(136a)이 각각 형성되고, 상기 리프스프링부(135)의 절곡부(138)에는 상기 허브(110)의 플랜지(112)에 형성된 리벳결합공(112a)에 리벳(102)으로 결합될 수 있도록 리벳삽입공(138a)이 각각 형성된다.
즉, 상기 디스크(120)와 허브(110)의 플랜지(112)가 일정한 탄성을 갖는 상기 리프스프링부(135)에 의해 탄력적으로 연결/결합됨으로서, 압축기의 구동축에 결합되어 위치가 고정된 상기 허브(110)의 플랜지(112)를 기점으로 상기 디스크(120)는 전,후방향으로 탄력적인 운동을 할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 상기 리프스프링부(135)의 단부(137)에는 댐퍼결합공(137a)이 형성되고 이 댐퍼결합공(137a)에는 고무재질의 댐퍼(160)가 결합되되 상기 디스크(120)측 방향으로 결합되어 디스크(120)의 이너링(122)을 밀착 지지하게 된다.
따라서, 전자클러치의 ON시 상기 디스크(120)가 댐퍼(160)로부터 이격되어 풀리의 마찰면에 흡착되고, OFF시에는 상기 디스크(120)가 리프스프링부(135)의 탄성복원력에 의해 다시 초기위치로 복귀하면서 상기 댐퍼(160)에 부딪치게 되는데, 이때의 충격을 상기 댐퍼(160)가 흡수하여 완충함으로서 소음을 감소하게 된다.
한편, 상기 디스크(120)와 판스프링(130)의 리벳(101)결합부측에는 디스크(120)와 판스프링(130) 사이에 스페이서(165)가 개재된다.
그리고, 상기 디스크(120)와 판스프링(135)의 판부(131) 사이에는 전자클러 치의 ON/OFF시 소음 및 충격을 감소시킬 수 있도록 완충수단(140)이 설치된다.
상기 완충수단(140)은 상기 판부(131)의 각 확장면(132)측에 고무재질의 범퍼(141)가 결합되어 이루어진다.
여기서, 상기 범퍼(141)는 상기 각 확장면(132)측에 형성된 범퍼결합공(133)에 복수개(도면에서는 두 개를 도시)로 분리되어 결합되는 것이 바람직하지만, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니며 상기 범퍼(141)를 일체로 형성하여 각 확장면(132)측에 한 개씩 결합 할 수도 있다.
본 발명에서는 상기 범퍼(141)를 두 개로 분리하여 각 확장면(132)측에 결합하였으며, 이는 범퍼(141)를 일체형으로 형성하여 한 개씩 결합하는 경우 보다 범퍼(141)의 무게 및 체적을 줄임으로서 상기 디스크(120)의 고속 회전시 원심력에 의한 압력을 적게 받게되어 범퍼(141)가 이탈하거나 찢기는 등의 파손을 방지 할 수 있고 원가절감도 이룰 수 있다.
한편, 상기 범퍼(141)에는 상기 범퍼결합공(133)에 결합될 수 있도록 체결 후크(142)가 일체로 형성되어 있다.
이러한 상기 범퍼(141)는 전자클러치의 ON/OFF시 소음 및 충격을 흡수/완충하여 소음 감소효과를 더욱 향상시키게 되는데, 특히 전자클러치의 ON시 상기 디스크(120)가 풀리의 마찰면에 흡착되면서 발생하는 금속 타격음을 흡수하여 노이즈를 방지함으로서 운전자에게 불쾌감을 주지 않는다.
그리고, 상기 디스크(120)의 고속 회전시 계속되는 원심력에 의한 범퍼(141)의 이탈을 방지할 수 있도록 범퍼(141)의 외주측 방향에는 이탈방지수단(150)이 구 비된다.
상기 이탈방지수단(150)은 상기 완충수단(140)의 외주측방향에 해당하는 상기 판부(131)에 엠보(151)가 돌출 형성되어 이루어진다.
즉, 상기 엠보(151)는 프레싱가공으로 상기 디스크(120)측 방향으로 돌출 형성되어 상기 범퍼(141)의 외주측을 감싸는 형태로 지지하면서 강한 원심력이 작용하더라도 범퍼(141)의 이탈을 방지하게 되는 것이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스크 및 허브조립체를 나타내는 분해 사시도로서, 상기한 제 1 실시예와 다른 부분에 대해서만 설명하고 반복되는 설명은 생략한다.
도시된 바와 같이, 제 2 실시예에서는 상기 제 1 실시예의 이탈방지수단(150)을 다르게 한것으로서, 제 2 실시예의 이탈방지수단(170)은 상기 완충수단(140)인 범퍼(141)의 외주측 방향에 해당하는 상기 디스크(120)에 돌출턱(171)이 형성되어 이루어진 것이다.
즉, 상기 돌출턱(171)이 상기 판부(131)측 방향으로 돌출되어 상기 범퍼(141)의 외주측을 감싸는 형태로 지지하면서 범퍼(141)의 이탈을 방지하게 되는 것이다.
이하, 상기 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체(100)의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 필드 코어 유니트(미도시)의 전자코일에 전원이 인가되면, 전자코일에 의한 자속 흡인력에 의하여 상기 디스크(120)가 엔진의 동력을 전달받아 회전하는 풀리(미도시)측으로 이동하여 풀리의 마찰면에 흡착된다.
이때 상기 디스크(120)와 풀리간의 마찰력에 의해 엔진의 동력이 상기 디스크(120)와 판스프링(130)의 리프스프링부(135) 및 허브(110)를 통해 압축기의 구동축에 전달된다.
그리고, 전자코일에 전원 공급이 중단되면, 상기 리프스프링부(135)의 탄성 복원력에 의해 상기 디스크(120)가 풀리의 마찰면으로 부터 이간됨으로서 압축기의 구동축으로 전달되던 동력이 차단된다.
즉, 상기 디스크(120)가 풀리측으로 흡착된 상태에서는 상기 리프스프링부(135)가 탄성변형된 상태가 되며, 이런 상태에서 전자코일에 전원공급이 중단되어 자속에 의한 흡인력이 소멸하게 되면 상기 리프스프링부(135)의 탄성복원력에 의해 상기 디스크(120)가 풀리측으로부터 이간되어 초기상태로 복귀되는 것이다.
이 과정에서 상기 디스크(120)가 풀리측으로 흡착되면서 발생하는 금속 타격음은 상기 범퍼(141)에 의해 흡수되고, 상기 리프스프링부(135)의 복원력에 의해 상기 디스크(120)가 초기위치로 복귀하면서 리프스프링부(135)와 충돌하여 발생하는 소음은 상기 댐퍼(160)에 의해 1차적으로 흡수됨과 동시에 상기 범퍼(141)에 의해 2차적으로 흡수되어 소음이 대폭 감소된다.
그리고, 상기 디스크(120)의 고속회전시에 강한 원심력이 작용하더라도 상기 판스프링(130)의 판부(131)에 형성된 엠보(151)에 의해 상기 범퍼(141)의 이탈이 방지되어 범퍼(141)의 내구성 향상 및 변형이 방지되어 소음 감소효과를 극대화 할 수 있다.
한편, 상기 판부(131)의 각 확장면(132)이 상기 리프스프링부(135)과 함께 상기 디스크(120)의 슬롯(124) 부분으로 커버하고 있기 때문에 외부로부터 먼지나 이물질이 상기 디스크(120)의 슬롯(124)을 통하여 풀리의 마찰면측으로 유입되는 것이 방지되어 상기 디스크(120)와 풀리간의 마찰력을 향상시킴은 물론 이들 마찰면이 손상되는 문제도 해결됨에 따라 동력전달 효율이 향상되는 것이다.
상기한 본 발명에 따르면, 상기 디스크와 판스프링 사이에 복수개로 분리된 범퍼를 각각 결합하고 상기 범퍼의 외주측 방향에 해당하는 판부에는 엠보를 형성함으로서, 전자클러치의 ON/OFF시 소음이 감소되고 상기 범퍼가 원심력에 의해 이탈하거나 찢기는 등의 파손이 방지되어 원가절감 및 내구성이 향상됨과 동시에 소음 감소효과가 더욱 향상된다.
그리고, 상기 디스크와 풀리 사이의 마찰면으로 이물질의 유입이 방지되어 마찰면의 손상이 방지됨은 물론 동력전달 효율이 향상된다.

Claims (4)

  1. 전자코일의 작용에 의해 풀리의 마찰면에 흡착 또는 이탈되는 디스크(120);
    압축기의 구동축과 결합되어 상기 디스크(120)를 관통하고 외주면에 플랜지(112)가 형성된 허브(110);
    상기 디스크(120)의 일측면에 결합되는 판부(131)와, 상기 판부(131)의 내주면에서 사선방향으로 각각 연장형성되어 상기 허브(110)의 플랜지(112)와 결합되고 그 단부(137)는 디스크(120)측으로 절곡형성된 다수의 리프스프링부(135)와, 상기 리프스프링부(135)의 단부에 결합되는 댐퍼(160)로 구성된 판스프링(130);
    상기 디스크(120)와 판부(131) 사이에 개재되어 클러치의 ON/OFF시 소음 및 충격을 감소시키는 완충수단(140);
    상기 디스크(120)의 회전시 원심력에 의한 완충수단(140)의 이탈을 방지할 수 있도록 완충수단(140)의 외주측 방향에 구비된 이탈방지수단(150)(170)
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충수단(140)은 상기 판부(131)의 각 확장면(132)측에 복수개로 분리된 범퍼(141)가 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이탈방지수단(150)은 상기 완충수단(140)의 외주측 방향에 해당하는 상기 판부(131)에 엠보(151)가 돌출 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이탈방지수단(170)은 상기 완충수단(140)의 외주측 방향에 해당하는 상기 디스크(120)에 돌출턱(171)이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기의 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체.
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