KR100963938B1 - 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체에 관한 것으로서, 풀리와, 상기 풀리에 결합되며 구동축에 고정되는 허브 조립체로 구성되되, 상기 풀리와 허브 조립체 사이에는 탄성체가 개재되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 압축기 초기 구동시와 정지시에 풀리의 회전방향 토크변동을 효과적으로 흡수할 수 있고 압축기의 축방향 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다.

압축기, 풀리, 클러치리스, 허브, 금속인서트, 탄성체, 수용홈

Description

압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체{A CLUTCHLESS PULLY-HUB ASSEMBLY FOR COMPRESSOR}

본 발명은 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축기 초기 구동시와 정지시에 풀리의 회전방향 토크변동을 흡수할 수 있고 축방향 진동을 효과적으로 흡수할 수 있는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 공조장치로 사용되는 압축기는, 증발기 내에서 기화된 냉매를 흡입하는 기능, 흡입된 냉매를 압축하는 기능 및, 압축된 냉매를 토출하는 기능을 수행한다.

이러한 압축기의 일 예로서 자동차 엔진의 동력을 연결하고 차단하기 위한 전자클러치가 생략된 풀리조립체를 채용한 클러치리스 압축기가 있다. 풀리조립체에 전자클러치를 생략하게 되면, 전자클러치에 있어서의 단점인 온/오프시의 쇼크에 따른 탑승자의 불쾌감을 없앨 수 있어 유리하다.

통상적으로 클러치리스 압축기는 엔진의 동력을 항상 전달하므로 자동차 공조장치의 냉방부하에 따라 펌핑용량이 가변될 수 있는 방식을 가진다.

이와 같은 클러치리스 풀리가 채택된 압축기의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 도면부호 1은 압축기이고, 2는 클러치리스 풀리이며, 도면부호 3은 구동축과 압축수단을 수용하는 하우징이다.

한편, 도 2와 도 3은 공개특허공보 제2003-0070227호(이하, "종래기술"이라 한다)에 개시된 클러치리스 풀리조립체의 일 예로서 그 구성에 대하여 개략적으로 설명하면 이하와 같다.

도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 클러치리스 풀리조립체는 풀리(11)와, 이 풀리(11)에 고정 결합된 허브 조립체(20)를 구비하고 있으며, 상기 허브 조립체(20)는 압축기의 구동축(14)에 고정 결합되어 있다. 이에 따라, 풀리(11)가 회전하면 그 회전력이 허브 조립체(20)를 경유하여 압축기의 구동축(14)으로 전달되어 압축기가 구동되는 것이다. 그리고, 상기 풀리(11)는 벨트(미도시)를 통해 자동차 엔진으로부터 동력을 전달받게 된다.

도면에서, 상기 허브 조립체(20)는 허브(21)와, 복수개의 리프 스프링(22)들과, 상기 허브(21) 및 리프 스프링(22)들의 일단부를 몰딩하는 몰딩부(24)로 구성된다.

상기 리프 스프링(22)과 풀리(11)는 결합부재(34)에 의해 연결된다.

또한, 상기 풀리(11)에는 압축기의 하우징 단부(15)가 설치되도록 중공이 형성되어 있으며, 상기 풀리의 중공(13) 내면과 하우징 단부(15)의 외주면 사이에는 베어링(31)이 설치되어 있다. 이에 따라, 풀리(11)가 압축기의 하우징 단부(15)에 대하여 회전이 자유롭다. 이때, 상기 풀리(11)의 내면에는 베어링(31)을 삽입 설 치하기 위한 베어링용 금속인서트(32, 베어링 보어)가 설치되어 있다.

플라스틱 소재로 구성된 풀리(11)와 베어링용 금속인서트(32)는 보통 인서트 사출방식 또는 압입에 의해 결합된다.

그러나, 종래기술에 따른 클러치리스 풀리-허브 조립체에 따르면, 엔진으로부터 풀리로 전달된 회전력을 압축부에 전달하는 초기 구동시 및 정지시에 급격한 토크변동이 발생하는데 이를 흡수할 수 있는 기구가 없어 압축부의 내구성이 떨어지는 문제점이 있었으며, 심할 경우 압축부의 파손이 발생하는 경우도 있었다.

또한, 허브(21)가 몰딩부(24)를 통해 풀리(11)와 베어링 보어(32)의 측면에 연결되어 있기 때문에 압축기에서 발생하는 축방향 진동을 흡수하지 못하고 풀리(11)로 직접 전달하게 된다는 단점이 있었다.

이에 따라, 종래기술에는, 풀리(11)에 연결된 벨트(미도시)에서 소음이 크게 발생하고 내구성도 떨어졌다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 압축기 초기 구동시와 정지시에 풀리의 회전방향 토크변동을 흡수하여 압축부의 내구성 향상을 도모할 수 있는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 압축기의 축방향 진동을 효과적으로 흡수할 수 있는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체는 풀리와, 상기 풀리에 결합되며 구동축에 고정되는 허브 조립체로 구성된 것으로서, 상기 풀리와 허브 조립체 사이에는 탄성체가 개재되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 허브 조립체는 허브와 상기 허브에 연결되는 회전전달부를 포함하되, 상기 풀리의 측면에는 둘레방향으로 결합홈이 형성되어 있고, 상기 회전전달부의 둘레에는 상기 결합홈에 결합되는 결합편이 형성되어 있으며, 상기 탄성체는 상기 결합편과 결합홈 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 결합홈은 복수의 격벽들 사이에 형성되어 있으며, 상기 탄성체는 상기 복수의 결합홈에 각각 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 결합편은 각각의 탄성체를 향해 연장되어 있으며, 상기 탄성체에는 상기 결합편을 수용하는 수용홈이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

풀리의 축방향에서 바라볼 때, 상기 탄성체에는 변형구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

풀리의 축방향에서 바라볼 때, 상기 탄성체는 2개의 땅콩모양 지지부 사이에 연결부가 결합된 구성으로 되어 있으며, 상기 2개의 땅콩모양 지지부와 연결부는 상기 수용홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 변형구멍은 상기 땅콩모양 지지부의 머리 중심과 연결부에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 변형구멍은 원형 또는 타원형으로 된 것을 특징으로 한다.

상기 결합편과 회전전달부가 만나는 경계중 둘레방향 양측에는 후육부가 각각 형성되어 있어, 조립시 상기 후육부가 탄성체의 모서리에 접하는 것을 특징으로 한다.

풀리의 축방향에서 바라볼 때, 상기 회전전달부는 원형의 외곽형상을 가지며, 상기 결합편과 결합홈은 각각 회전전달부의 일측면과 풀리의 일측면에 원형 둘레를 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 회전전달부에는 중공이 형성되어 있고, 상기 허브는 상기 회전전달부의 중공 내에 틈을 두고 배치되어 있으며, 상기 회전전달부의 중공 안쪽으로 돌출된 금속인서트연결편에 의해 상기 허브가 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 허브는, 상기 구동축에 상대회전이 없게 결합되는 보스부와, 상기 보스부의 둘레에서 반경방향으로 연장되는 플랜지부를 포함하며, 상기 플랜지부에 금속인서트연결편이 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 금속인서트연결편은 회전전달부의 중공 안쪽으로 돌출되어 연결핀에 의해 상기 허브의 플랜지부와 연결되며, 상기 회전전달부의 중공 테두리로부터 연결핀 사이 부분이 절곡되어 경사진 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 금속인서트연결편은 풀리를 향해 절곡되어 허브 플랜지부의 뒷면에 접하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 풀리와 허브 조립체 사이에는 탄성체가 개재되어 있어 압축기 초기 구동시와 정지시에 풀리의 회전방향 토크변동을 흡수하여 압축부의 내구성 향상을 도모할 수 있다.

또한, 허부 조립체를 구성하는 허브와 회전전달부가 금속인서트연결편에 의해 연결되어 있고 회전전달부의 중공 내면과 허브의 외주 사이에 틈이 형성된 상태로 조립되므로 압축기의 축방향 진동을 추가적으로 흡수할 수 있다.

이하, 첨부된 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세 히 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체(1000)는 풀리(100)와, 상기 풀리(100)에 결합되며 구동축(14)에 고정되는 허브 조립체(200)와, 상기 풀리(100)와 허브 조립체(200) 사이에 설치된 탄성체(400)를 포함한다.

상기 허브 조립체(200)는 전체적으로 허브(210)와 회전전달부(220)가 금속인서트연결편(230)에 의해 연결된 구성으로 되어 있다. 그러나, 허브(210)와 회전전달부(220)가 연결되는 구성은 핀에 의한 직접적인 결합 등 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.

도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 풀리(100)의 측면에는 둘레방향으로 다수의 결합홈(110)이 형성되어 있고, 상기 허브 조립체(200)의 회전전달부(220)에는 상기 결합홈(110)에 결합되는 다수의 결합편(222)이 형성되어 있으며, 상기 탄성체(400)는 상기 결합편(222)과 결합홈(110) 사이에 설치되어 있다. 상기 탄성체는 고무나 스프링으로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 결합홈(110)은 복수의 격벽(111)들 사이에 형성되어 있으며 상기 탄성체(400)는 상기 복수의 결합홈(110)에 각각 결합되어 있다. 즉, 복수의 탄성체(400)가 풀리(100)의 측면 둘레방향을 따라 간격을 두고 설치되어 있다. 그러나, 탄성체(400)가 링 형상의 일체형으로 구성되어 하나의 결합홈에 끼워지는 것도 가능하다.

도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 결합편(222)은 각각의 탄성체(400)를 향해 연장되어 있으며, 상기 탄성체(400)에는 상기 결합편(222)을 수용하기 위한 수용홈(410)이 각각 형성되어 있다. 이에 따라, 상기 결합편(222)이 탄성체(400)의 수용홈(410) 바닥에 접촉하거나 회전전달부(220)의 일측면이 탄성체(400)의 측면 둘레에 탄성적으로 지지될 수 있다.

그러나, 상기 결합편(222)과 회전전달부(220)의 일측면이 만나는 경계부 중에서 둘레방향 양측에는 후육부(222a)를 각각 형성하여, 조립시 상기 후육부(222a)가 탄성체(400)의 모서리에 접하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 풀리(100)의 둘레방향으로 탄성 지지가 가능하여 압축기의 초기 구동 및 정지시에 엔진으로부터 풀리(100)로 전달되는 급격한 토크(torpue) 변동을 흡수함으로써 압축기의 내구성을 향상시킬 수 있다.

더욱이, 상기 결합편(222)의 바닥이 탄성체(400)의 수용홈(410)에 접촉하여 압축기의 축방향 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다.

풀리(100)의 축방향에서 바라볼 때, 상기 탄성체(400)는 2개의 땅콩모양 지지부(430) 사이에 연결부(440)가 결합된 구성으로 되어 있다.

이때, 상기 연결부(440)는 땅콩모양 지지부(430)보다 낮은 높이를 가지고 있어, 상기 2개의 땅콩모양 지지부(430)와 연결부(440)는 상기 수용홈(410)을 형성한다. 즉, 연결부(440)와 수용홈(410)은 서로 인접하여 상보적인 부분이다.

땅콩모양 지지부(430)의 형상적 특성으로 인해 풀리(100)의 회전방향 하중에 대하여 유연하게 변형하면서 회전하중을 효과적으로 흡수한다.

또한, 풀리(100)의 축방향에서 바라볼 때, 상기 땅콩모양 지지부(430)의 머 리 중심과 연결부(440)에는 각각 변형구멍(420)이 관통되게 형성되어 있다. 상기 변형구멍(420)에 의해 한층 유연한 변형이 이루어지고, 이에 따라 풀리(100)의 급격한 토크 변동 흡수효과가 향상된다.

도 8에 도시한 바와 같이, 상기 변형구멍(420)은 원형 또는 타원형으로 된 것이 가장 바람직하며, 기타 각형을 가질 수도 있으나 내구성이 다소 떨어지는 단점이 있다.

한편, 상기 허브 조립체(200)를 구성하는 허브(210)는 구동축(14)에 상대회전이 없게 결합되는 보스부(211)와, 상기 보스부(211)의 둘레에서 반경방향으로 연장되는 플랜지부(212)를 포함한다.

상기 보스부(211)는 구동축(14)이 결합하도록 중공 원통형으로 이루어질 수 있으며 스플라인 결합 등에 의해 상대회전이 방지된다.

또한, 플랜지부(212)는 보스부(211)의 외주로부터 반경방향으로 확장된 플레이트 형상의 구성요소로서 후술하는 금속인서트연결편(230)과 연결된다. 특히, 도시된 바와 같이, 상기 플랜지부(212)는 보스부(211)의 일단에 배치되는 것이 바람직하다.

다음, 상기 회전전달부(220)는 중앙부분에 중공(221)이 형성되어 있으며 상기 풀리(100)의 일측면에 결합하는 부분이다. 이를 위해, 상기 회전전달부(220)의 둘레에는 상기 결합홈(110)을 향해 다수의 결합편(222)이 형성되어 있다. 상기 회전전달부(220)는 수지로 되어 있으며 인서트 사출방식에 의해 후술하는 금속인서트연결편(230)과 견고하게 결합된다.

이에 따라, 손이나 간단한 도구를 이용하여 회전전달부(220)를 풀리(100)의 일측면에 대고 누르면 탄성적으로 넘어가면서 원터치식으로 결합된다. 이 경우, 상기 회전전달부(220)는 풀리(100)의 안쪽으로는 다소간의 이동이 가능한 상태가 되는 한편, 풀리(100)로부터 빠지는 것은 방지되도록 구성되어 있다.

결국, 상기 회전전달부(220)가 탄성체(400)를 경유하여 풀리(100)의 결합홈(110)에 결합되기 때문에 구동축(14)의 축방향 진동을 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.

도면에 나타낸 바와 같이, 상기 금속인서트연결편(230)은 상기 회전전달부(220)에 인서트되되, 회전전달부(220)의 중공(221) 안쪽으로 일부가 돌출되어 있는 구성으로 되어 있다.

상기 풀리(100)의 축방향에서 바라볼 때, 상기 회전전달부(220)는 원형의 외곽형상을 가지고 있으며 중공(221)도 원형으로 되어 있다. 또한, 상기 중공(221)의 둘레를 따라 금속인서트연결편(230)이 3개 등간격으로 형성되어 있다. 그러나, 상기 회전전달부(220)의 외곽형상은 반드시 원형일 필요가 없으며 회전전달부(220)에 형성된 결합홈(110)에 밀착되게 결합할 수 있는 것으로 충분하다. 또한, 상기 금속인서트연결편(230)의 개수도 3개를 초과할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 회전전달부(220)의 중공 안쪽으로 돌출된 금속인서트연결편(230)의 일부분은 연결핀(300)에 의해 상기 허브(210)의 플랜지부(212)에 연결된다. 그리고, 풀리의 축방향에서 바라볼 때 상기 허브(210)는 상기 회전전달부(220)의 중공(221) 내에 틈(225)을 두고 배치되어 있다. 즉, 허 브(210)의 플랜지부(212) 외주와 중공(221)의 내면 사이에는 틈(225)이 형성되어 있다.

이에 따라, 압축기의 구동축(14)이 축방향으로 진동하는 경우, 허브(210)를 통해 금속인서트연결편(230)에 의해 1차로 진동이 흡수되므로 풀리(100)에 직접 진동이 전달되지 않는다. 따라서, 진동에 의해 풀리(100)와 벨트 사이에서 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

특히, 상기 금속인서트연결편(230)이 상기 회전전달부(220)의 중공(221) 테두리로부터 연결핀(300) 사이 부분에서 절곡되어 경사진 절곡부(231)를 포함하면 내구성을 유지하면서도 진동흡수효과가 한층 향상된다.

도면에서, 상기 금속인서트연결편(230)은 풀리(100)를 향해 절곡되어 허브 플랜지부(212)의 뒷면에 접한다. 이에 따라, 금속인서트연결편(230)이 풀리의 측면으로부터 돌출되는 것을 방지할 수 있어 주변구조와의 간섭이 방지된다.

도 1은 종래의 클러치리스 풀리가 장착된 압축기의 외부 형상을 나타내는 사시도.

도 2는 종래기술에 의한 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체의 구성을 나타내는 단면도.

도 3은 도 2에서 클러치리스 풀리-허브 조립체의 구성을 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체의 일 예를 나타내는 정면도.

도 5는 도 4의 분해 사시도.

도 6은 도 4에서 허브 조립체의 일부 구성을 확대하여 나타낸 단면도.

도 7은 도 6에서 탄성체와 회전전달부의 결합구성을 나타내는 도면으로, (a)는 분해 사시도이고, (b)는 단면조립도.

도 8 (a)와 (b)는 도 7에서 탄성체의 축방향 구성을 나타내는 도면.

<주요 구성부호의 설명>

14... 구동축

100... 풀리

110... 결합홈

200... 허브 조립체

210... 허브

211... 보스부

212... 플랜지부

220... 회전전달부

221... 중공

222... 결합편

225... 회전전달부와 허브 사이의 틈

230... 금속인서트연결편

231... 절곡부

300... 연결핀

400... 탄성체

410... 수용홈

420... 변형구멍

1000... 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체

Claims (14)

1. 풀리와, 상기 풀리에 결합되며 구동축에 고정되는 허브 조립체로 구성된 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체에 있어서,

   상기 풀리와 허브 조립체 사이에는 탄성체가 개재되어 있고,

   상기 허브 조립체는 허브와 상기 허브에 연결되는 회전전달부를 포함하되,

   상기 풀리의 측면에는 둘레방향으로 결합홈이 형성되어 있고, 상기 회전전달부의 둘레에는 상기 결합홈에 결합되는 결합편이 형성되어 있으며, 상기 탄성체는 상기 결합편과 결합홈 사이에 설치되어 있고,

   상기 회전전달부에는 중공이 형성되어 있으며, 상기 허브는 상기 회전전달부의 중공 내에 틈을 두고 배치되고, 상기 회전전달부의 중공 안쪽으로 돌출된 금속인서트연결편에 의해 상기 허브가 연결되며,

   상기 허브는, 상기 구동축에 상대회전이 없게 결합되는 보스부와, 상기 보스부의 둘레에서 반경방향으로 연장되는 플랜지부를 포함하며, 상기 플랜지부에 금속인서트연결편이 결합되고,

   상기 금속인서트연결편은 회전전달부의 중공 안쪽으로 돌출되어 연결핀에 의해 상기 허브의 플랜지부와 연결되며, 상기 금속인서트연결편은 상기 회전전달부의 중공 테두리로부터 연결핀 사이 부분이 절곡되어 경사진 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 결합홈은 복수의 격벽들 사이에 형성되어 있으며, 상기 탄성체는 상기 복수의 결합홈에 각각 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체.
4. 제3항에 있어서,

   상기 결합편은 각각의 탄성체를 향해 연장되어 있으며, 상기 탄성체에는 상기 결합편을 수용하는 수용홈이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체.
5. 제4항에 있어서,

   풀리의 축방향에서 바라볼 때, 상기 탄성체는 2개의 땅콩모양 지지부 사이에 연결부가 결합된 구성으로 되어 있으며, 상기 2개의 땅콩모양 지지부와 연결부는 상기 수용홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체.
6. 제5항에 있어서,

   풀리의 축방향에서 바라볼 때, 상기 탄성체에는 변형구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체.
7. 제6항에 있어서,

   상기 변형구멍은 상기 땅콩모양 지지부의 머리 중심과 연결부에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체.
8. 제7항에 있어서,

   상기 변형구멍은 원형 또는 타원형으로 된 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체.
9. 제4항에 있어서,

   상기 결합편과 회전전달부가 만나는 경계중 둘레방향 양측에는 후육부가 각각 형성되어 있어, 조립시 상기 후육부가 탄성체의 모서리에 접하는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체.
10. 제1항 또는 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    풀리의 축방향에서 바라볼 때, 상기 회전전달부는 원형의 외곽형상을 가지며, 상기 결합편과 결합홈은 각각 회전전달부의 일측면과 풀리의 일측면에 원형 둘레를 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 제1항에 있어서,

    상기 금속인서트연결편은 풀리를 향해 절곡되어 허브 플랜지부의 뒷면에 접하는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치리스 풀리-허브 조립체.

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