KR101636214B1 - 허브방식의 오버토크 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트(L)로 동력을 전달하는 계통에 설치되는 오버토크 방지장치에 관련되며, 그 구성의 특징으로서 상기 샤프트(L)의 단부에 삽입하여 장착되고, 외주면에 브라켓(B)과의 결합을 위한 결합공(13)을 지니는 허브(10); 및 상기 샤프트(L)에 연결되어 회전가능하고, 동력을 전달하면서 과부하 발생시 샤프트(L)의 내부나 외부에서 동력을 차단하도록 샤프트(L)의 내부 상에 서로 치합되어 파단되는 차단돌부(23)를 구비하거나, 샤프트(L)의 외부 상에 치합판(11)과 함께 서로 치합되어 부싱(12)으로부터 파단되는 차단돌부(24)를 구비하되, 차단돌부(23)(24)는 그 형상이 삼각형상(25), 사각형상(26), 다각형상(27), 반원형상(28) 중 어느 하나를 택일하여 구비하고, 엔진으로부터 임계토크값을 초과할 시, 차단돌부(23)(24)가 파단되어 샤프트(L)로부터 전달되는 동력을 차단하면서 과부하로 인해 파단된 파단편(29)이 허브(10)의 틈새(14)에 이탈되지 않고 내장되어 압축기(C)를 보호하는 방지수단(20);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 차량용 에어컨 클러치 등에 구성되어 제조에 있어 추가공정이 필요 없어 생산성이 향상되면서 추가비용이 소모되지 않아 제조원가를 절감하고, 사용에 있어 과부하 발생시 순간적으로 부분 파단되어 엔진으로부터 동력을 차단함과 함께 파단품의 이탈로 인해 압축기는 물론 엔진의 손상을 미연에 방지 가능하고, 수리시 파단부위의 구성만을 교체 가능하여 유지보수 측면에서 작업의 편리성과 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

허브방식의 오버토크 방지장치{Apparatus for preventing over torque based on hub means}

본 발명은 동력전달 계통의 토크리미터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량용 에어컨 클러치 등에 구성되어 제조에 있어 추가공정이 필요 없어 생산성이 향상되면서 추가비용이 소모되지 않아 제조원가를 절감하고, 사용에 있어 과부하 발생시 순간적으로 부분 파단되어 엔진으로부터 동력을 차단함과 함께 파단품의 이탈로 인해 압축기는 물론 엔진의 손상을 미연에 방지 가능하고, 수리시 파단부위의 구성만을 교체 가능하여 유지보수 측면에서 작업의 편리성과 비용을 절감할 수 있는 허브방식의 오버토크 방지장치에 관한 것이다.

통상, 차량용 에어컨 장치는 엔진의 동력을 풀리, 플레이트, 플레이트 브라켓을 통하여 압축기에 전달하여 소정의 냉매 사이클을 구성한다. 엔진의 동력은 풀리에서 전자클러치를 통하여 단속적으로 압축기에 전달되며, 이 과정에서 과부하의 전달을 차단하도록 다양한 방식의 토크리미터가 채용된다. 토크리미터는 크게 스프링을 사용하는 방식과 리벳을 사용하는 방식으로 구분되며, 작동성과 내구성을 바탕으로 제조경비와 유지보수비를 절감하는 구조가 선호된다. 이와 관련하여 참조할 수 있는 선행특허로서, 한국 등록특허공보 제10-0636967호, 한국 등록특허공보 제10-0974314호, 한국 공개특허공보 제10-2015-0007101호 등이 알려져 있다.

선행특허의 일예로서, 한국 등록특허공보 제10-0636967호의 기술내용을 살펴보면, 자동차 엔진과 벨트(6) 연결된 풀리(2)의 일측면과, 에어컨 컴프레서의 회전축(41) 끝단에 축삽된 클러치판(3)의 일측면으로 각각 동일 크기의 결합공(11,12)을 일정 등 각도 간격으로 하나 이상 형성하되, 상기 풀리(2)의 결합공(12)과 클러치판(3)의 결합공(13)으로는 하단으로 걸림편(13)을 가지는 탄성리미트부재(1)를 끼움 설치하여 상기 풀리(2)와 클러치판(3)이 상호 결합 될 수 있게 함과 동시에 탄성리미트부재(1)의 외주에 합성수지재의 보강편(14)을 설치하여 탄성리미트부재(1)가 쉽게 찢어지는 것을 예방하는 구성을 제안하고 있다.

선행특허의 다른 예로서, 한국 등록특허공보 제10-0974314호의 기술내용을 살펴보면, 벨트와 접촉하는 외주면에 코팅부(35)를 구비하고, 알루미늄 합금 또는 플라스틱 재질로 성형되는 본체(30); 상기 본체(30)의 내면에 동심상으로 긴밀하게 압입되고, 본체(30)보다 강도가 높은 스틸로 성형되는 부싱(40); 및 상기 드라이브 플레이트(20) 상에 연결되고, 과도한 토크의 전달을 차단하는 리미트허브(50);를 포함하여 이루어지는 구성을 제안하고 있다.

선행특허의 다른 예로서, 한국 공개특허공보 제10-2015-0007101호의 기술내용을 살펴보면, 외부 구동원으로부터 벨트에 의해 동력을 전달받아 축회전하는 풀리기구, 상기 풀리기구의 동력을 전달하는 구동 허브, 상기 구동 허브와 동일한 축상에서 압축기의 구동축과 일체로 축회전 가능하게 구비되는 종동허브, 및 고정수단에 의해 상기 구동 허브 및 종동 허브의 일측에 고정결합되고 상기 구동 허브로부터 종동 허브로 동력을 전달하며 상기 구동 허브에 가해지는 토크량(torgue)에 따라 파단되는 파단부를 구비한 동력차단부재를 포함하는 구성을 제안하고 있다.

그러나 상기의 선행문헌들은 압축기 즉, 풀리 상에 한계토크이상의 부하가 순간적으로 발생하게 되면 탄성리미트부재(리미트허브, 동력차단부재)가 절단이 되어 풀리로부터 압축기로 전달되는 동력은 차단하는 장점이 있는 반면에, 절단된 탄성리미트부재(리미트허브, 동력차단부재)가 공회전되는 풀리의 일면과 정지상태의 클러치면 사이에 끼어 마찰이 일어나 과열 및 소음이 발생한다.

더구나, 회전에 의해 탄성리미트부재(리미트허브, 동력차단부재)의 파편조각이 풀리로부터 이탈하여 압축기 내부 또는 엔진의 상에 침투하여 회복불능의 치명적인 손상을 야기시켜 안전사고는 물론 관련품을 전면교체가 이루어져 하므로 비용의 부담이 현저히 상승되고, 특성상 필요부품이 발생되어 추가비용이 소요되어 원가 상승을 초래하고, 부품 생산 공정상 균일한 품질의 부품 생산이 어렵고, 피로누적에 의한 오작동이 발생될 여지가 있는 단점이 있다.

한국 등록특허공보 제10-0636967호 "자동차용 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 어셈블리"(등록일자: 2006. 10. 13.) 한국 등록특허공보 제10-0974314호 "클러치리스 방식의 풀리"(등록일자: 2010. 07. 30.) 한국 공개특허공보 제10-2015-0007101호 "클러치리스 압축기의 동력차단장치"(공개일자: 2015. 01. 20.)

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 차량용 에어컨 클러치 등에 구성되어 제조에 있어 추가공정이 필요 없어 생산성이 향상되면서 추가비용이 소모되지 않아 제조원가를 절감하고, 사용에 있어 과부하 발생시 순간적으로 부분 파단되어 엔진으로부터 동력을 차단함과 함께 파단품의 이탈로 인해 압축기는 물론 엔진의 손상을 미연에 방지 가능하고, 수리시 파단부위의 구성만을 교체 가능하여 유지보수 측면에서 작업의 편리성과 비용을 절감할 수 있는 허브방식의 오버토크 방지장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 샤프트로 동력을 전달하는 계통에 설치되는 오버토크 방지장치에 있어서: 상기 샤프트의 단부에 삽입하여 장착되고, 외주면에 브라켓과의 결합을 위한 결합공을 지니는 허브; 및 상기 샤프트에 연결되어 회전가능하고, 동력을 전달하면서 과부하 발생시 샤프트의 내부나 외부에서 동력을 차단하도록 샤프트의 내부 상에 서로 치합되어 파단되는 차단돌부를 구비하거나, 샤프트의 외부 상에 치합판과 함께 서로 치합되어 부싱으로부터 파단되는 차단돌부를 구비하되, 차단돌부는 그 형상이 삼각형상, 사각형상, 다각형상, 반원형상 중 어느 하나를 택일하여 구비하고, 엔진으로부터 임계토크값을 초과할 시, 차단돌부가 파단되어 샤프트로부터 전달되는 동력을 차단하면서 과부하로 인해 파단된 파단편이 허브의 틈새에 이탈되지 않고 내장되어 압축기를 보호하는 방지수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 세부 구성으로서, 상기 방지수단의 차단돌부는 그 잇수를 3~10개 중 택일하여 구비하는 것을 특징으로 한다.

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삭제

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 방지수단의 차단돌부는 과부하로 인해 파단된 파단편이 허브의 틈새에 이탈되지 않고 내장되어 압축기를 보호하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 오버토크 방지장치는 차량용 에어컨 클러치 등에 구성되어 제조에 있어 추가공정이 필요 없어 생산성이 향상되면서 추가비용이 소모되지 않아 제조원가를 절감하고, 사용에 있어 과부하 발생시 순간적으로 부분 파단되어 엔진으로부터 동력을 차단함과 함께 파단품의 이탈로 인해 압축기는 물론 엔진의 손상을 미연에 방지 가능하고, 수리시 파단부위의 구성만을 교체 가능하여 유지보수 측면에서 작업의 편리성과 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 장치가 적용되는 차량용 공압기를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 주요부를 결합하여 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 주요부를 분해하여 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 결합하여 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 분해하여 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 변형예에 따른 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 장치에 의해 동력을 차단된 상태를 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 샤프트(L)로 동력을 전달하는 계통에 설치되는 오버토크 방지장치에 관하여 제안되며, 허브(10), 방지수단(20)을 주요 구성으로 한다. 차량용 에어컨 장치의 압축기(C)에 탑재된 샤프트(L)를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 통상 차량의 압축기(C)는 엔진으로부터 시작되고 전자클러치를 통하여 샤프트(L)로 이어지는 동력전달계통에 설치된다. 전자클러치는 전자석(M)에 의하여 샤프트(L)의 동력을 단속하도록 작동되는 방식이다. 이외에 압축기(C)에는 토크리미터와 같은 오버토크를 방지하는 설계요소가 부가된다.

본 발명에 따르면 외주면에 브라켓(B)과의 결합을 위한 결합공(13)을 지니는 허브(10)가 상기 샤프트(L)의 단부에 삽입하여 장착된다. 샤프트(L)의 외단부에 고정되는 허브(10)는 후술하는 풀리(P)로부터 동력을 받는 부분이다. 허브(10)는 차량의 압축기(C)에 개재된 샤프트(L) 상에 삽입하여 장착되는 것으로 허브(10)의 외면에는 풀리를 고정하는 브라켓(B)을 연결하는 결합공(13)을 구비한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 샤프트(L)에 연결되어 회전 가능한 방지수단(20)이 동력을 전달하면서 과부하 발생시 샤프트(L)의 내부나 외부에서 동력을 차단하도록 차단돌부(23)(24)를 구비한다. 방지수단(20)은 상기 차량 압축기(C)의 샤프트(L)에 연결되어 회전 가능하여 동력을 전달함은 물론, 엔진의 동력이 과부하로 인하여 압축기(C)에 필요이상의 동력을 전달할 때에는 샤프트(L)의 내부나 외부에서 동력을 차단하도록 차단돌부(23)(24)를 구비한다.

이때, 본 발명의 세부 구성으로서, 상기 방지수단(20)은 샤프트(L)의 내부 상에 서로 치합되어 파단되는 차단돌부(23)를 구비하거나, 샤프트(L)의 외부 상에 치합판(11)과 함께 서로 치합되어 부싱(12)으로부터 파단되는 차단돌부(24)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 방지수단(20)인 차단돌부(23)(24)는 크게 2가지 방식의 구성으로 이루어지는데, 하나는 압축기의 샤프트(L) 내부 상에 서로 치합되어 파단되게 구비하는 방식도 있으며, 다른 하나는 샤프트(L)의 외부 상에 구비되는 치합판(11)과 함께 서로 치합되는 부싱(12)으로부터 파단되게 구비하는 방식을 사용한다.

즉, 압축기의 샤프트(L)와 직접적으로 치합되면서 파단되도록 허브(10)의 내면에 차단돌부(23)를 구비할 수도 있으며, 샤프트(L) 상에 결합되는 치합판(11)과 치합되는 간접적인 방법으로 파단되도록 부싱(12)의 내면에 차단돌부(24)를 구비할 수도 있다. 쉽게 말해서, 차단돌부(23)(24)를 구비하는 위치를 샤프트(L)을 중심으로 하여 직접적으로 치합 및 파단하는 것인지, 간접적으로 치합 및 파단하는 것인지에 따라 구성 및 작용효과에서 차이점이 발생한다는 것이다.

이러한 샤프트(L)와의 직접적인 치합 및 파단하는 구성은 하나의 허브(10) 내부에 차단돌부(23)를 구비하여 샤프트(L)에 연결되는 반면, 허브(10)를 이분화 하여 샤프트(L)에 연결되는 치합판(11)과 연계되는 부싱(12)에 차단돌부(24)를 구비하여 치합 및 파단한다는 것에서 2가지 방식을 사용한다. 이외에도, 본 발명의 효과를 제공할 수 있는 다른 방식을 적용하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 세부 구성으로서, 상기 방지수단(20)의 차단돌부(23)(24)는 그 잇수를 3~10개 중 택일하여 구비하는 것을 특징으로 한다. 방지수단(20)의 차단돌부(23)(24)는 상기 구성들과의 치합 및 파단을 위하여 차단돌부(23)(24)를 3~10개 중에 적절한 잇수를 택일하여 허브(10) 상에 구비한다. 차단돌부(23)(24)는 동력을 전달하면서 과부하 발생시 샤프트(L)의 내부나 외부에서 동력을 차단하도록 구비하는 것으로 샤프트(L)와 연결되어 회전하기 위하여 차단돌부(23)(24)가 반드시 필요하다. 즉, 샤프트(L)와 직ㅇ간접적으로 치합하여 동력을 전달하면서 과부하시 동력을 차단하는 역할 모두 수행하도록 샤프트(L)과 맞물리는 차단돌부(23)(24)를 방사상으로 3~10개 정도는 구비하는 것이 효과적이라 할 것이다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 방지수단(20)의 차단돌부(23)(24)는 그 형상이 삼각형상(25), 사각형상(26), 다각형상(27), 반원형상(28) 중 어느 하나를 택일하여 구비하는 것을 특징으로 한다. 차단돌부(23)(24)의 형상에 있어서는 샤프트(L)의 형상과 연계하여 동일하거나 유사한 형상으로 구성하는 것이 가장 효과적이다. 즉, 샤프트(L)의 이(齒)가 삼각형상(25), 사각형상(26), 다각형상(27), 반원형상(28) 등의 여러 형상을 가지는 경우에 방지수단(20)의 차단돌부(23)(24) 또한 이와 동일하거나 유사한 형상으로 구비할 수 있다는 것이다. 물론, 상술한 내용은 본 발명의 방지수단(20)인 차단돌부(23)(24)를 나타내는 일부분을 설명한 것이며, 샤프트(L)와 다른 형상으로 구성하는 것도 가능하다 할 것이다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 방지수단(20)의 차단돌부(23)(24)는 엔진으로부터 임계토크값을 초과할 시, 차단돌부(23)(24)가 파단되어 샤프트(L)로부터 전달되는 동력을 차단하는 것을 특징으로 한다. 차단돌부(23)(24)에 의한 동력의 차단방법에 대하여 상세하게 설명하자면, 샤프트(L)와 직ㅇ간접적으로 연결되는 차단돌부(23)(24)가 엔진으로부터 동력을 전달받아 차량용 에어컨 압축기를 작동시키다가 동력이 과부하되는 임계토크값을 초과할 때에는 방지수단(20)인 차단돌부(23)(24)가 샤프트(L)와 대응하여 파단되는 것으로 동력을 차단하여 압축기를 보호할 수 있다.

이때, 본 발명의 세부 구성으로서, 상기 방지수단(20)의 차단돌부(23)(24)는 과부하로 인해 파단된 파단편(29)이 허브(10)의 틈새(14)에 이탈되지 않고 내장되어 압축기를 보호하는 것을 특징으로 한다. 엔진의 과부하로 인하여 차단돌부(23)(24)가 파단되면 파단편(29)이 발생하는데, 이러한 파단편(29)이 차량 내에 엔진이나 압축기 등의 중요장치에 간섭을 주어 차량이 고장나거나 사고가 발생할 수 있는 위험성이 높아지기에 차단돌부(23)(24)가 파단되면서 다른 장치로 이탈하지 못하게 허브(10)의 틈새(14)에 파단편(29)을 내장하여 압축기뿐만 아니라 차량 전체를 보호할 수 있게 구성한다.

이와 같이, 본 발명은 차량용 에어컨 클러치 등에 구성되어 제조에 있어 추가공정이 필요 없어 생산성이 향상되면서 추가비용이 소모되지 않아 제조원가를 절감하고, 사용에 있어 과부하 발생시 순간적으로 부분 파단되어 엔진으로부터 동력을 차단함과 함께 파단품의 이탈로 인해 압축기(C)는 물론 엔진의 손상을 미연에 방지 가능하고, 수리시 파단부위의 구성만을 교체 가능하여 유지보수 측면에서 작업의 편리성과 비용을 절감할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 허브 11: 치합판
12: 부싱 13: 결합공
14: 틈새 20: 방지수단
23: 차단돌부 25: 삼각형상
26: 사각형상 27: 다각형상
28: 반원형상 29: 파단편
C: 압축기 B: 브라켓
L: 샤프트 M: 전자석
P: 풀리

Claims (6)

1. 샤프트(L)로 동력을 전달하는 계통에 설치되는 오버토크 방지장치에 있어서:
   상기 샤프트(L)의 단부에 삽입하여 장착되고, 외주면에 브라켓(B)과의 결합을 위한 결합공(13)을 지니는 허브(10); 및
   상기 샤프트(L)에 연결되어 회전가능하고, 동력을 전달하면서 과부하 발생시 샤프트(L)의 내부나 외부에서 동력을 차단하도록 샤프트(L)의 내부 상에 서로 치합되어 파단되는 차단돌부(23)를 구비하거나, 샤프트(L)의 외부 상에 치합판(11)과 함께 서로 치합되어 부싱(12)으로부터 파단되는 차단돌부(24)를 구비하되, 차단돌부(23)(24)는 그 형상이 삼각형상(25), 사각형상(26), 다각형상(27), 반원형상(28) 중 어느 하나를 택일하여 구비하고, 엔진으로부터 임계토크값을 초과할 시, 차단돌부(23)(24)가 파단되어 샤프트(L)로부터 전달되는 동력을 차단하면서 과부하로 인해 파단된 파단편(29)이 허브(10)의 틈새(14)에 이탈되지 않고 내장되어 압축기(C)를 보호하는 방지수단(20);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허브방식의 오버토크 방지장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 방지수단(20)의 차단돌부(23)(24)는 그 잇수를 3~10개 중 택일하여 구비하는 것을 특징으로 하는 허브방식의 오버토크 방지장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

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