KR102117546B1 - 전자클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자클러치에 관한 것으로서, 구체적으로 디스크와 풀리간의 슬립(Slip)현상을 방지하여 압축기에 동력을 원활하게 전달하기 위한 전자클러치에 관한 것이다.

Description

전자클러치{ELECTROMAGNETIC CLUTCH}

본 발명은 전자클러치에 관한 것으로서, 구체적으로 디스크와 풀리간의 슬립(Slip)현상을 방지하여 압축기에 동력을 원활하게 전달하기 위한 전자클러치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 실내의 공기조화를 위하여 사용되는 공기조화장치에 있어서, 열교환매체를 고온고압으로 압축시켜 이를 열교환기로 유출시키는 압축기는 자동차의 엔진에 의해 구동된다. 공기조화장치를 사용하지 않는 경우, 압축기가 작동하지 않도록 엔진으로부터의 구동력을 차단하는 전자클러치를 압축기에 설치한다. 압축기는 풀리를 통해 전달되는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의해 선택적으로 전달받아 증발기로부터 공급되는 냉매를 압축하여 응축기로 보내는 장치이다.

압축기로 엔진의 동력전달을 단속하는 전자클러치(1)는 코일(12)의 전자코일에 의해 발생되는 흡인자속에 의해 디스크(20)가 풀리(11)에 흡착된다.

풀리(11)와 디스크(20)의 두 접촉면들에는 각 마찰계수의 크기와 그들 사이의 회전속도차이에 비례하는 크기의 마찰력이 작용하게 된다. 특히, 두 접촉면 사이의 마찰계수는 전자클러치(1)의 동력단속성능에 직접적인 영향을 주기 때문에, 풀리(11) 접촉면에는 그 표면의 마찰계수를 증가시키기 위한 내마모성 소재의 마찰재(14)가 부착된다.

그러나, 상기 마찰재(14)는 시간이 흐르면 마모되어 마찰계수가 감소하여 풀리(11)와 디스크(20)가 서로 헛돌게 되는 슬립(slip) 현상이 발생한다.

또한, 고성능 압축기의 경우 압축기 구동축에 더 큰 힘을 전달하여야 하므로 풀리(11)와 디스크(20)의 접촉 면적을 크게하거나 코일(12)의 흡인력을 증대시켜야 하는데 이경우 전자클러치 패키지의 크기가 커지는 문제가 있다.

한국공개특허공보 제10-2010-0082637호 한국공개특허공보 제1997-0027888호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 풀리와 디스크의 접촉면에 돌출부와 홈부를 형성하여 마찰력이 향상된 전자클러치를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진의 구동력을 제공받아 회전하면서 마찰재가 구비된 접촉면을 갖는 풀리 및 전원 인가에 의해 흡인자속을 발생시키는 코일로 구성된 풀리 조립체와, 상기 코일로부터 발생된 흡인자속에 의해 접촉면이 상기 풀리의 접촉면에 접촉되어 상기 풀리 조립체와 함께 회전되는 디스크와, 상기 디스크와 결합된 상태로 상기 디스크와 함께 회전되면서 압축기의 구동축을 회전시키는 허브 조립체를 포함하는 전자클러치에 있어서, 상기 풀리와 상기 디스크 간의 접촉면 중 적어도 어느 한 접촉면에는 돌출부가 형성되며, 다른 한 접촉면에는 상기 돌출부가 삽입되는 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자클러치에 일 특징이 있다..

이때, 상기 돌출부 또는 홈부는 상기 디스크 또는 풀리의 외주를 따라 환형으로 복수로 형성되는 것도 가능하다.

또한, 상기 돌출부의 면적이 상기 홈부의 면적에 비해 작게 형성되는 것도 가능하다.

또한, 상기 돌출부의 개수는 상기 홈부의 개수에 비해 적게 형성되는 것도 가능하다.

본 발명은 풀리와 디스크의 접착면에 돌출부와 홈부를 형성하여 전자클러치 온(On)시 슬립(Slip) 현상을 억제하는 효과가 있다.

또한, 고성능 압축기의 경우에도 마찰재와 코일의 크기를 최소화하면서 슬립 현상을 방지할 수 있어 전자클러치 패키지가 과도하게 커지는 것을 방지하여 전자클러치 패키지의 소형화 및 경량화가 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래 전자클러치의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자클러치의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자클러치의 디스크, 허브 조립체 및 풀리의 분해 사시도이다.
도 4는 전자클러치 온(On)시 작동 상태의 절단 사시도이다.
도 5는 풀리와 디스크의 접착면에 형성된 돌출부와 홈부의 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 하며,도 2는 본 발명에 따른 전자클러치의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전자클러치는 크게 풀리 조립체(100)와, 디스크(200)와, 허브 조립체(300) 및 풀리 조립체(100)의 풀리(110)와 디스크(200)의 접촉면에 형성되는 돌출부(201)와 홈부(111)를 포함한다.

여기서, 풀리 조립체(100)는 엔진의 구동력을 제공받아 회전하는 풀리(110) 및 전원 인가에 의해 흡인자속을 발생시키는 코일(120)를 포함한다.

코일(120)는 풀리(110)에 삽입 고정되며, 풀리(110)는 압축기를 이루는 전방 하우징(40)의 끝단에 회전 가능하게 설치된다. 이때 풀리(110)와 전방 하우징(40)의 끝단 사이에는 베어링(130)이 설치된다. 이때, 풀리(110)의 일측면(이하, “풀리측 접촉면”이라 함)은 후술될 디스크(200)와의 면접촉이 이루어지며, 상기한 풀리측 접촉면의 표면에는 마찰재(140)가 설치된다. 마찰재(140)는 디스크(200)와의 마찰력을 향상시키기 위한 구성이다.

그리고, 디스크(200)는 풀리(110)의 풀리측 접촉면에 선택적으로 접촉되어 풀리 조립체(100)와 함께 회전하면서 허브 조립체(300)를 회전시킨다.

상기한 디스크(200)는 풀리 조립체(100)와 허브 조립체(300) 사이에 개재되며, 더욱 구체적으로는 허브 조립체(300)에 결합 고정되면서 풀리측 접촉면과 대향되는 면(이하, “디스크측 접촉면”이라 함)은 풀리 조립체(100)의 코일(120)가 흡인자속을 발생시킬 경우 풀리(110)의 풀리측 접촉면에 접촉되면서 서로 간의 마찰력에 의해 허브 조립체(300)를 회전시킨다.

그리고, 상기 허브 조립체(300)는 디스크(200)로부터 회전력을 제공받아 동축(41)을 회전시킨다.

이와 같은 허브 조립체(300)는 압축기의 구동축(41)과 결합되는 허브(310)와, 허브(310)가 결합 고정되는 이너링(320)과, 이너링(320)을 외주면을 감싸는 형태로 형성되어 이너링(320)과 이격 설치되는 아웃터링(330)과, 이너링(320) 및 아웃터링(330) 사이에 몰딩된 상태로 이너링(320) 및 아웃터링(330)을 일체화시킴과 더불어 디스크(200)의 동작에 따라 아웃터링(330)으로부터 이너링(320)으로 전달되는 충격이나 진동을 완화시는 러버(340)로 구성된다.

이때, 디스크(200)는 아웃터링(330)에 결합 고정됨으로써, 풀리 조립체(100)로부터 전달받은 회전력을 허브 조립체(300)로 전달하게 된다.

돌출부(201) 및 홈부(111)는 디스크(200) 흡착시 디스크(200)와 풀리(110)의 접착면간의 마찰력을 향상시켜 디스크(200)의 슬립(Slip) 현상을 방지하기 위한 구성이다.

돌출부(201) 및 홈부(111)는 풀리(110)의 풀리측 접촉면과 디스크(200)의 디스크측 접촉면간의 대향면 중 어느 한 접촉면에 서로 대응하도록 형성된다.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 경우 돌출부(201)가 디스크측 접촉면에 형성되고 홈부(111)가 풀리측 접촉면에 형성되나, 본 실시예와 달리 돌출부(201)가 풀리측 접촉면에 형성되고 홈부(111)가 디스크측 접촉면에 형성되어도 무방하다.

도 4를 참조하면, 돌출부(201)는 디스크측 접촉면에서 풀리측 접촉면 방향으로 돌출 형성되며, 디스크(200) 흡착시 홈부(111)에 삽입되어 돌출부(201)와 홈부(111)의 단차면이 맞물려 디스크(200)의 슬립(Slip)을 억제한다.

이때, 돌출부(201)는 슬립(Slip) 억제 효과를 증가시키기 위해 디스크(200)의 외주를 따라 복수로 형성될 수 있으며, 돌출부(201)는 디스크(200)에 접촉하는 마찰재(140)를 고려하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 외주를 갖도록 원형으로 형성된 디스크(200)에 외주를 따라 0.05mm ~ 0.5mm로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 돌출부(201)는 원형의 디스크(200)의 외주를 따라 형성될 수 있는바, 상기 외주를 따라 형성되는 방향은 원주방향이라 불릴 수 있다.

홈부(111)는 돌출부(201) 삽입시 돌출부(201)와 형합되도록 풀리측 접촉면에 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마찰재(140)는 홈부(111)의 내측에 홈부(111)와 이격되게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 내측은 도 2에 도시된 상기 구동축(41) 측을 의미할 수 있다. 그에 따라, 상기 마찰재(140)는 상기 홈부(111)에서 상기 구동축(41) 측으로 이격되어 배치될 수 있다.

이때, 홈부(111)의 단차면은 디스크(200) 흡착시 돌출부(201)의 삽입이 용이하도록 경사지게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈부(111)는 상기 돌출부(201)와 형합되도록 형성되는바, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(111)는 슬립(Slip) 억제 효과를 증가시키기 위해 원형 또는 환형으로 형성된 풀리(110)의 외주를 따라 상호 이격되게 복수로 형성될 수 있다.

한편, 디스크(200) 흡착시 돌출부(201)의 삽입이 용이하도록 돌출부(201)의 면적은 홈부(111)의 면적에 비해 작게 형성될 수 있으며, 돌출부(201)의 개수는 홈부(111)의 개수에 비해 적게 형성될 수 있다. 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 돌출부(201)의 원주방향 폭은 상기 홈부(111)의 원주방향 폭보다 작게 형성될 수 있다.

도 5는 풀리와 디스크의 접착면에 형성된 돌출부와 홈부의 단면도로서, (a)는 돌출부(201)와 홈부(111)의 단차면이 접촉면에 수직으로 형성되는 경우이고 (b)는 돌출부(201)와 홈부(111)의 단차면이 경사지게 형성되는 경우이다.

(b)의 경우 디스크 흡착시 돌출부(201)의 삽입이 용이하며, (a)의 경우 슬립(Slip) 현상 방지에 효과가 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.

10: 전자클러치 40: 전방 하우징 41: 구동축
100: 풀리 조립체 110: 풀리 111: 홈부
120: 코일 140: 마찰재 200: 디스크
201: 돌출부 300: 허브 조립체 310: 허브
320: 이너링 330: 아웃터링 340: 러버

Claims (4)

1. 엔진의 구동력을 제공받아 회전하면서 접촉면을 갖는 풀리 및 전원 인가에 의해 흡인자속을 발생시키는 코일로 구성된 풀리 조립체와, 상기 코일로부터 발생된 흡인자속에 의해 접촉면이 상기 풀리의 접촉면에 접촉되어 상기 풀리 조립체와 함께 회전되는 디스크와, 상기 디스크와 결합된 상태로 상기 디스크와 함께 회전되면서 압축기의 구동축을 회전시키는 허브 조립체를 포함하는 전자클러치에 있어서,
   외주를 갖도록 환형으로 형성된 상기 풀리와 외주를 갖도록 원형으로 형성된 디스크 간의 접촉면 중 적어도 어느 한 접촉면에는 돌출부가 형성되며, 다른 한 접촉면에는 상기 돌출부가 삽입되는 홈부가 형성되고,
   복수 개의 상기 돌출부 및 상기 홈부 각각은 외주를 따라 상호 이격되게 배치되며,
   상기 돌출부의 원주방향 폭은 상기 홈부의 원주방향 폭보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자클러치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 풀리측 접촉면의 표면에는 마찰재가 설치되며, 상기 마찰재는 상기 디스크와 면접촉하는 것을 특징으로 하는 전자클러치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 홈부는 상기 풀리측 접촉면에 형성되고, 상기 마찰재는 상기 홈부의 내측에 상기 홈부와 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전자클러치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 돌출부의 개수는 상기 홈부의 개수에 비해 적게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자클러치.

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