KR101145011B1 - 전자 클러치용 슬리브 커넥터 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 클러치의 필드 코일 조립체의 작용 중에 발생한 서지 전압 및 유도 자기장을 제거하는 레지스터와 다이오드가 내장된 전자 클러치용 슬리브 커넥터에 관한 발명이다. 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터에 의하면, 제조원가의 상승을 유발하는 에폭시(epoxy) 몰딩 공정을 생략할 수 있으며, 내부에 부품들을 고정하기 위하여 홀더를 사용하여, 플라스틱 몰딩과정에서 발생할 수 있는 틀어짐 또는 위치 이탈을 방지할 수 있다.

레지스터, 다이오드, 압축기, 전자 클러치, 슬리브, 커넥터

Description

전자 클러치용 슬리브 커넥터 및 그 제조방법{SLEEVE CONNECTOR FOR ELECTROMAGNETIC CLUTCH AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SLEEVE CONNECTOR}

도 1은 일반적인 전자 클러치의 단면도.

도 2는 종래의 전자 클러치의 슬리브 커넥터와 필드코일 조립체의 결합관계를 도시하는 분해 사시도.

도 3은 종래의 전자 클러치용 슬리브 커넥터의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터의 중간 조립체의 분해사시도.

도 5a는 레지스터와 다이오드가 장착된 제1홀더와 양 터미널이 장착된 제2홀더의 결합전의 사시도.

도 5b는 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터의 중간 조립체의 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터의 사시도.

<주요 구성요소의 도면부호>

10: 레지스터

20: 다이오드

30: 제1홀더

40: 제2홀더

50, 60: 터미널

본 발명은 자동차 압축기에 결합되는 전자 클러치용 슬리브 커넥터에 관한 것이다. 구체적으로는 자동차 공기 조화기의 전자 클러치용 필드코일 어셈블리의 전원연결부인 슬리브 커넥터에 관한 것이다. 전자 클러치용 슬리브 커넥터는 필드코일 어셈블리에 형성된 접속구에 슬리브 커넥터의 일단이 장착되고, 그 타단에는 전원단자가 삽입된 형태의 전원 연결용 커넥터를 의미한다.

일반적으로, 자동차의 공기조화기용 압축기는 엔진의 구동력에 의해 작동하게 되어 있으며, 냉방이 필요할 경우에만 단속적으로 작동되도록 전자 클러치가 함께 장착되어 있다.

도 1은 일반적인 압축기의 전자클러치의 단면도이다.

도 1을 참조하여 압축기(2) 및 전자클러치의 작동원리를 간략히 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 엔진이 작동중일 경우에는, 상기 엔진(미도시)의 구동축으로부터 벨트(미도시) 등을 통해 연결된 풀리(6)가 회전하게 된다. 그리고, 상기 풀리(6)는 전자 클러치를 경유하여 압축기(2)의 회전축에 연결되어 있다. 통상, 상기 풀리(6)에는 로터(8)가 결합되어 있고, 코일(1-1) 및 코일 하우징(1-2)을 포함하는 전자 클러치용 코일 어셈블리(1)는 상기 로터(8)와 미세한 간격을 두고 배치되어 있다.

또한, 상기 로터(8)는 베어링(7)을 개재(介在)하여 압축기(2)의 회전축과 연결되어 있다.

이 상태에서, 운전자가 에어콘 스위치를 켜면, 전자 클러치용 코일 어셈블리(1)에 전원이 인가되면서 압축기(2)의 회전축에 고정결합된 디스크(2-1)와 풀리(6)에 고정결합된 디스크(6-1)가 맞닿아 마찰력에 의해 함께 회전하게 되어, 압축기(2)가 작동된다.

반대로, 전원연결선(3)(4)을 통해 전자 클러치용 코일 어셈블리(1)에 전원이 인가되지 않으면, 풀리(6)의 디스크(6-1)와 압축기(2)의 디스크(2-1)가 서로 분리되므로, 동력이 차단되고 압축기가 작동하지 않는다.

수동으로 에어콘 스위치를 단속함으로써 전자 클러치용 코일 어셈블리(1)에 전원을 인가해도 좋지만, 도시되지 않은 엔진전자제어장치(ECU)에 연결하여 자동차 실내온도에 따라 자동으로 전원의 인가를 단속할 수도 있다.

그런데, 압축기의 작동 과정에서 상기 전자 클러치로부터 전원공급부를 향해 역방향으로 전달되는 역기전력이 발생할 수 있다. 전류의 흐름에 따라서 유도된 자기장은 다시 그 자기장의 변화에 따라서 전기장을 유도하는 성질이 있으므로 명령추종의 민감도가 확보되어야 하는 전자클러치의 특성상 유도자기장과 유도기전력은 제거되어야 하기 때문에 필드코일 조립체에는 레지스터와 다이오드가 설치된다. 그러나 레지스터와 다이오드를 필드코일 조립체 내부에 설치하면, 필드코일 내부에서 발생하는 열에 의하여 부품들이 손상될 수 있으므로, 다이오드와 레지스터는 필드코일 조립체의 외부에 설치되는 것이 바람직하다.

도 2는 종래의 전자 클러치의 슬리브 커넥터(200)와 필드코일 조립체(300)의 결합관계를 도시하는 분해 사시도이다. 슬리브 커넥터(200)는 전원을 공급하는 전선과의 결합과 필드코일 조립체(300)와의 결합을 위한 터미널(150,160)을 갖는다. 터미널은 전도성 금속으로 이루어지며 상기 슬리브 커넥터 내에 한 쌍이 내장된다. 한 쌍의 터미널은 서로 절연된 상태로 플라스틱 몰딩되어 하우징(180)이 형성된다. 금속틀 내에서 플라스틱 몰딩된 뒤에 다이오드와 레지스터가 내장된 뒤 에폭시(170) 주입과정을 거쳐 제조된다. 필드코일 조립체에는 상기 터미널이 삽입될 수 있는 터미널 삽입홈(220)이 존재한다.

이러한 다이오드와 레지스터는 전자 클러치용 코일 어셈블리의 전원연결부 또는 슬리브 커넥터 등에 내장되는 것이 일반적이다. 다이오드 및 레지스터가 내장되는 위치 또는 방법과 관련된 종래기술을 검토하면 아래와 같다.

종래 선행기술로서 일본공개특허 평성07-127662호(1995. 5. 16 공개)의 경우 커넥터의 내부에 단자와 연결된 다이오드를 배치하여 여자코일로의 통전이 일시 정지되었을 때 발생되는 서지(surge)전압을 흡수하기 위한 서지흡수장치를 개시하고 있다.

또한, PCT WO 2004/067982(2004. 8. 12 공개)는 본 출원인에 의해 출원된 선행기술로서 서지흡수를 위하여 다이오드와 레지스터를 채용하되 필드코일 어셈블리와 별도의 외부 전원 사이를 연결하기 위한 슬리브 커넥터 구조를 구비하고 이를 필드코일 어셈블리에 형성된 접속구에 체결하도록 한 구성이 공지되어 있다.

도 3은 종래의 전자 클러치용 슬리브 커넥터를 도시한다. 도시된 바와 같이, 종래의 전자 클러치용 슬리브 커넥터는 두 개의 터미널(150,160)을 금형에 넣은 상태에서 사출하고, 다이오드(120)와 레지스터(110)를 사출이 완료된 후 적당히 빈공간에 배치한 상태에서 에폭시(170)로 그 상부를 마무리함으로써 완성되었다.

따라서, 위의 에폭시 처리공정의 추가로 인하여 비용상승과 생산성 저하의 문제가 있었다. 그리고 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터와는 달리 홀더를 사용하지 않으므로, 다이오드와 레지스터가 사출공정에서 원래의 위치를 이탈하는 문제점과, 터미널을 금형에 놓은 상태에서 사출하는 경우에도 양 터미널 사이에서 합선이 발생하는 문제점이 존재하였다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 제조비용을 절감하고 생산성을 높일 수 있는 전자 클러치용 슬리브 커넥터를 제공하는데 있다.

따라서, 본 발명의 기술적인 과제는 에폭시 몰딩을 대체하고 제조시의 생산성 및 경제성이 개선된 슬리브 커넥터와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차 압축기에 결합되는 전자 클러치용 슬리브 커넥터에 있어서,

서지 전압을 흡수하기 위한 방전장치;

잔류 자장을 제거하기 위한 상기 방전장치의 일단과 전기적으로 연결된 자장제거장치;

상기 방전장치와 상기 자장제거장치를 안착시키는 제1홀더;

상기 방전장치와 상기 자장제거장치와 각각 전기적으로 연결된 두 개의 터미널;

상기 두 개의 터미널을 절연된 상태로 장착할 수 있는 제2홀더;
를 포함하고,
상기 제1홀더와 제2홀더 중 어느 하나의 홀더 표면에는 고정돌기가 형성되어 있고, 다른 하나의 홀더 표면에는 고정돌기에 대응하는 고정홈이 형성되어 있고,
상기 제1홀더와 제2홀더를 상기 고정돌기와 고정홈에 의해 결합함으로써 방전장치, 제1홀더와 제2홀더, 및 두 개의 터미널을 포함하는 중간조립체를 플라스틱 몰딩하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 방전장치는 다이오드이며, 상기 자장제거장치는 레지스터인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 자동차 압축기에 결합되는 전자 클러치용 슬리브 커넥터의 제조방법에 있어서,
방전장치 및 자장제거장치를 제1홀더에 장착하는 단계;
두 개의 터미널을 제2홀더에 장착하는 단계;
제1홀더와 제2홀더 중 어느 하나의 홀더 표면에 형성된 고정돌기와 다른 하나의 홀더 표면에 형성된 고정홈에 의해 상기 제1홀더와 제2홀더를 결합함과 동시에, 상기 방전장치 및 자장제거장치를 각각의 터미널에 연결하여 중간 조립체를 형성하는 단계; 및
상기 중간 조립체를 플라스틱 몰딩하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 도면과 함께 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터에 대하여 자세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터의 몰딩전의 부품들이 결합관계를 도시한다. 본 발명의 실시예에서 서지 전압을 흡수하기 위한 방전장치는 다이오드가, 자장제거장치는 레지스터가 사용된다.

도 4에 도시된 다이오드(20)는 서지 전압을 흡수하기 위한 방전장치로서 사용되며 레지스터(10)는 자장제거장치로서 사용된다. 상기 다이오드(2)와 레지스터(10)는 용접에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 상기 다이오드(20)와 상기 레지스터(10)는 각각 두 개의 전극을 갖는다. 상기 다이오드(20)와 상기 레지스터(10)의 전극 중 하나가 서로 용접되어 서로 평행하게 배열된다.

전극부가 용접된 상기 다이오드(20)와 상기 레지스터(10)는 제1홀더의 장착 홈에 장착된다. 홀더를 사용하는 이유는 플라스틱 몰딩과정에서 처음의 위치에서 이탈되는 것을 방지하기 위함이다.

이러한 홀더는 다이오드와 레지스터를 고정하기 위한 제1홀더(30) 이외에 두 개의 터미널(50,60)을 절연된 상태로 고정하고 상기 제1홀더(30)와 결합되어 중간조립체(70)를 형성하는 제2홀더(40)가 사용된다. 이 제2홀더(40)는 +극과 -극 간의 합선을 막고 플라스틱 몰딩 과정에서의 안정성을 확보하기 위함이다. 도 2에 도시된 터미널(50,60)은 제2홀더(40)의 상면에 장착되며, 제2홀더(40)의 상면에는 상기 터미널(50,60)의 접촉을 방지할 수 있도록 일정한 간격이 형성되어 돌출된 간극부(43)가 존재한다. 금속 재질의 터미널은 각각 다이오드와 레지스터에 연결되어 필드코일에서 발생하는 서지전압을 흡수하고 자장을 제거하는 역할을 하게 된다.

따라서, 각각의 터미널은 다이오드와 레지스터에 전기적으로 연결되기 위하여 상기 다이오드(20)와 상기 레지스터(10)의 전극에 연결된다. 제1터미널(50)은 레지스터(10)와, 제2터미널(60)은 다이오드와 각각의 터미널에 연결된다.

상기 다이오드(20)와 상기 레지스터(10)를 고정하기 위한 제1홀더(30)가 다이오드와 레지스터의 사이에 위치하므로 각각의 터미널은 다이오드와 레지스터에 연결하기 위하여 다이오드 연결부(62)와 레지스터 연결부(52)가 형성된다.

도 4에 도시된 다이오드 연결부(62)와 레지스터 연결부(52)의 형상은 양 터미널이 서로 접촉되지 않고 제1홀더 상에 장착된 다이오드와 레지스터에 연결될 수 있다면 그 형상은 다양하게 응용될 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터의 중간 조립체의 조립 과정 및 완성 후의 모습을 도시한다.

도 5a는 다이오드와 레지스터가 장착된 제1홀더(30)와 두 개의 터미널(30,50)이 장착된 제2홀더(40)의 결합전의 사시도이다. 제1홀더(30)와 제2홀더(40)의 결합은 제2홀더(40)의 상면에 형성된 고정돌기(45)와 제1홀더의 하면에 형성된 고정홈(미도시)의 결합에 의한다. 도 5b는 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터의 중간 조립체(70)의 완성된 모습을 도시한다. 상기 조립체는 다이오드, 레지스터 그리고 두 개의 터미널이 각각 처음의 장착 위치에서 유지될 수 있다. 완성된 중간 조립체를 플라스틱 몰딩하면, 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터를 완성할 수 있다.

도 6은 플라스틱 몰딩 공정이 완료되어 완성된 본 발명에 따른 전자 클러치용 슬리브 커넥터이다. 도 6에서 점선으로 표시된 부분이 플라스틱 몰딩에 의하여 형성된 하우징(80)이다. 도시된 바와 같이, 홀더(30,40)에 의하여 레지스터(10)와 다이오드(20)가 그 조립시의 위치에서 벗어나지 않고 제자리에 위치될 수 있다. 그리고 홀더는 다이오드와 레지스터를 정해진 위치에서 이탈되지 않도록 하는 역할 이외에, 양 터미널의 합선의 가능성을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 슬리브 커넥터의 방전장치에 적용되는 다양한 방전회로의 종류는 다음과 같다.

배리스터 방식(varistor type)은 가장 일반적인 방전회로이며 커패시터(capacitor)의 용량을 가변하여 정전용량값을 변화시키는 방식이며, 역기전압은 100V 전후로서 흡수효율이 비교적 양호하여 OFF시간이 빠른 특성을 갖는다.

또한, 저항방식(resistor type)은 저항치를 작게 하면 역기전압이 작아지고 OFF시간이 길어지는 특성을 이용한 것으로 저항을 코일 내부저항의 약 10배 정도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 다이오드 방식(diode type)은 역기전압을 완전하게 흡수할 수 있고 OFF시간이 배리스터 방식에 비하여 가장 3~4배 정도 길지만 클러치 사용 시 토크간섭에 주의가 필요하다.

또한, 제노다이오드 방식(zeno diode type)은 제노다이오드를 넣는 것에 따라 다이오드 방식에 비하여 OFF시간을 빠르게 할 수 있고 역기전압은 제노다이오드 전압에 의해 결정되며 소용량 클러치에 주로 사용된다.

마지막으로 CR방식(Capacitor-Resistor type)은 콘덴서와 저항치를 적절하게 선택하는 것에 의해 OFF시간을 빠르게 할 수 있으며 주로 소용량 클러치에 사용된다.

본 발명에 따른 전자클러치용 슬리브 커넥터는 제조공정에서 생산원가를 높이는 에폭시 몰딩공정을 요하지 아니하며, 각각의 부품을 고정하기 위한 홀더를 사용하여, 플라스틱 몰딩과정에서 각각의 부품들이 제 위치에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 자동차 압축기에 결합되는 전자 클러치용 슬리브 커넥터에 있어서,

   서지 전압을 흡수하기 위한 방전장치(20);

   잔류 자장을 제거하기 위한, 상기 방전장치의 일단과 전기적으로 연결된 자장제거장치(10);

   상기 방전장치(20)와 상기 자장제거장치(10)를 안착시키는 제1홀더(30);

   상기 방전장치(20)와 상기 자장제거장치(10)와 각각 전기적으로 연결된 두 개의 터미널(50,60);

   상기 두 개의 터미널을 절연된 상태로 장착할 수 있는 제2홀더(40);

   를 포함하고,

   상기 제1홀더(30)와 제2홀더(40) 중 어느 하나의 홀더 표면에는 고정돌기(45)가 형성되어 있고, 다른 하나의 홀더 표면에는 고정돌기(45)에 대응하는 고정홈이 형성되어 있고,

   상기 제1홀더(30)와 제2홀더(40)를 상기 고정돌기(45)와 고정홈에 의해 결합함으로써 방전장치(20), 제1홀더(30)와 제2홀더(40), 및 두 개의 터미널(50,60)을 포함하는 중간조립체(70)를 플라스틱 몰딩하여 형성한 것을 특징으로 하는 전자클러치용 슬리브 커넥터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 방전장치(20)는 다이오드이며, 상기 자장제거장치(10)는 레지스터인 것을 특징으로 하는 전자클러치용 슬리브 커넥터.
3. 방전장치(20) 및 자장제거장치(10)를 제1홀더(30)에 장착하는 단계;

   두 개의 터미널을 제2홀더(40)에 장착하는 단계;

   제1홀더(30)와 제2홀더(40) 중 어느 하나의 홀더 표면에 형성된 고정돌기(45)와 다른 하나의 홀더 표면에 형성된 고정홈에 의해 상기 제1홀더(30)와 제2홀더(40)를 결합함과 동시에, 상기 방전장치(20) 및 자장제거장치(10)를 각각의 터미널(50,60)에 연결하여 중간 조립체(70)를 형성하는 단계; 및

   상기 중간 조립체(70)를 플라스틱 몰딩하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 전자클러치용 슬리브 커넥터의 제조방법.
4. 삭제

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