KR20000026025A - 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체에 관한 것으로서, 부품수를 줄임으로써 조립공수 및 원가를 줄일 수 있고, 클러치의 작동시의 소음을 줄일 수 있으며, 클러치의 성능을 높여 동력전달손실을 줄임으로써 압축기의 압축성능을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 조립체는, 내주면에 스플라인(11)이 형성되어 압축기의 구동축과 스플라인결합되고 외주면에 플랜지(13)를 가진 허브(1)와; 상기 허브의 플랜지 둘레로 소정의 간격을 두고 설치되는 내부 디스크링(21) 및 상기 내부 디스크링 둘레로 소정의 간격을 두고 설치되는 외부 디스크링(23)을 가진 디스크(2)와; 그리고, 상기 허브 및 디스크의 외면에 걸쳐 설치되는 스파이더 스프링(3)을 포함하여 이루어진다. 스파이더 스프링(3)은 허브의 플랜지 외면에 결합되는 스프링원반(31), 상기 스프링원반의 외주로부터 방사상으로 연장되어 자유단이 외부 디스크링에 결합되는 다수의 제1리프스프링(35) 및 상기 스프링원반의 외주로부터 제1리프스프링들 사이 위치에서 방사상으로 연장되어 자유단이 내부 디스크링에 결합되는 다수의 제2리프스프링(37)을 가진다. 따라서, 스파이더 스프링(3)의 채용에 의하여 부품수가 감소되고, 풀리에 대한 디스크(2)의 밀착 및 이격시 소음이 저감되며, 내,외부 디스크링(21,23)이 서로 분리된 구조에 의하여 자속손실이 발생하지 않는다.

Description

전자클러치용 디스크 및 허브 조립체

본 발명은 자동차용 공기조화기의 일 구성요소인 압축기에 엔진의 동력을 전달하기 위하여 설치되는 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체에 관한 것으로서, 특히 부품수를 줄이고, 부품의 두께를 얇게 함으로써 설치공간을 넓게 확보할 수 있음과 아울러 조립공수를 줄일 수 있고, 또한 소음도 감소할 수 있으며, 자속손실을 방지함으로써 클러치의 성능을 높일 수 있는 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체에 관한 것이다.

자동차의 공기조화기의 일 구성요소인 압축기는 풀리를 통하여 전달되는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받아 증발기로부터 공급되는 냉매를 압축하여 응축기로 보내는 장치이다.

압축기로의 엔진의 동력전달을 단속하는 마찰형 전자클러치는 통상적으로 풀리에 삽입된 형태로 압축기측에 지지되어 전원인가에 따라 흡인자속을 발생하는 전자석과; 허브에 의하여 압축기의 구동축 끝에 스플라인결합되고 상기 전자석의 동작에 따라 이동하여 풀리의 마찰면에 밀착되거나 풀리의 마찰면으로부터 이격됨으로써 엔진의 동력을 압축기의 구동축에 선택적으로 전달하는 디스크 및 허브 조립체를 포함하여 이루어진다.

그리고, 디스크 및 허브 조립체는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 내주면에 스플라인(71)이 형성되어 압축기의 구동축과 작동적으로 스플라인결합되고 외주면에 플랜지(72)를 가진 허브(7)와; 상기 허브(7)의 플랜지(72) 둘레로 서로 소정의 간격을 두고 설치되고 다수의 브릿지(83)에 의하여 서로 연결되는 내부 디스크링(81) 및 외부 디스크링(82)을 가진 디스크(8)와; 상기 외부 디스크링(82) 및 허브(7)의 플랜지(72)에 걸쳐 리벳(91,92)들에 의하여 양단이 고정되는 3개의 리프스프링(leaf spring)(9,9,9)과; 그리고, 상기 리프스프링(9)들을 덮으면서 리프스프링(9)들의 안쪽 단부를 허브(7)의 플랜지(72)에 고정하는 지지판(95)을 가진다.

따라서, 전자석의 여자코일에 전원을 인가하면, 여자코일에 의하여 발생된 자속에 의한 자기흡인력에 의하여 디스크(8)가 엔진의 동력을 벨트를 통하여 전달받는 풀리쪽으로 이동하여 디스크(8)의 마찰면이 풀리의 마찰면에 접촉함으로써 마찰력에 의하여 엔진의 동력이 디스크(8) 및 허브(7)를 통하여 압축기의 구동축에 전달된다. 그리고, 여자코일에 대한 전원인가가 중단되면 리프스프링(9)들의 탄발력에 의하여 디스크(8)가 풀리의 접촉면과는 반대쪽으로 이동하여 디스크(9)의 마찰면과 풀리의 마찰면이 이격됨으로써 압축기의 구동축에는 동력이 전달되지 않는다.

그리나, 상기한 바와 같은 종래 디스크 및 허브 조립체에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 리프스프링(9)이 다수개 필요하고 또한 이 리프스프링(9)들을 지지하는 지지판(95)도 필요하기 때문에 부품수가 많아지고 조립공정도 복잡하여 원가상승 및 생산성 저하를 초래한다.

둘째, 전자석에 의한 자속은 통상적으로 외부 디스크링(82)보다 내부 디스크링(81)에 크게 작용하는 관계를 고려할 때 시간차를 두고 내부 디스크링(81) 및 외부 디스크링(82)이 풀리의 마찰면에 밀착되어야만 큰 노이즈가 발생하지 않지만 외부 디스크링(82)과 내부 디스크링(81)이 브릿지(83)들에 의하여 일체로 연결되어 있어 외부 디스크링(82) 및 내부 디스크링(81)이 동시에 풀리의 마찰면에 밀착됨으로써 노이즈가 크게 발생하고, 풀리에 대한 디스크(8)의 이격시에도 클러치 작동 노이즈가 크게 발생된다. 이 때문에 종래 디스크 및 허브 조립체에는 내부 디스크링(81)의 외면과 지지판(95)에 걸쳐 다수개(통상 3개)의 감쇠범퍼(97)(도 4 참조)를 설치하여 소음을 저감하였으나 이는 부품을 증가시키고 조립공정을 더욱 복잡하게 만드는 요인이 된다.

셋째, 내부 디스크링(81) 및 외부 디스크링(82)이 브릿지(83)들에 의하여 연결됨으로써 브릿지(83)들을 통하여 자속손실이 발생하여 밀착력이 약화되므로 슬립현상에 따른 동력전달손실을 초래하게 된다.

넷째, 디스크(8)의 마찰면과 반대되는 쪽에 리프스프링(9), 지지판(95) 및 감쇠범퍼(97)들이 돌출설치됨으로써 설치공간을 많이 차지하여 엔진룸 레이아웃에 대한 자유도를 저해할 뿐만 아니라 이는 압축기의 설치 및 수리작업을 어렵게 하는 요인이 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제점들을 감안하여 안출된 것으로서, 부품수를 줄임으로써 조립공수 및 원가를 줄일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 클러치의 작동시의 소음을 줄이는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 클러치의 성능을 높여 동력전달손실을 줄임으로써 압축기의 압축성능을 향상시키는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체를 나타내는 평면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체에 의하여 압축기에 동력전달하는 상태를 나타내는 일부 단면도이다.

도 4는 종래 디스크 및 허브 조립체의 예를 나타내는 정면도이다.

도 5는 동 배면도이다.

도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 허브, 2 : 디스크,

3 : 스파이더 스프링, 11 : 허브의 스플라인,

13 : 허브의 플랜지, 21 : 내부 디스크링,

23 : 외부 디스크링, 31 : 스프링원반,

35 : 제1리프스프링, 37 : 제2리프스프링,

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체는, 내주면에 스플라인이 형성되어 압축기의 구동축의 스플라인과 작동적으로 스플라인결합되고 외주면에 플랜지를 가진 허브와; 상기 허브의 플랜지 둘레로 소정의 간격을 두고 설치되는 내부 디스크링 및 상기 내부 디스크링 둘레로 소정의 간격을 두고 설치되는 외부 디스크링을 가진 디스크와; 그리고, 상기 허브의 플랜지 및 디스크의 외면에 걸쳐 설치되는 스파이더 스프링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 스파이더 스프링은, 상기 허브의 플랜지 외면에 결합되는 스프링원반, 상기 스프링원반의 외주로부터 등간격으로 방사상으로 연장되어 자유단이 외부 디스크링에 결합되는 다수의 제1리프스프링 및 상기 스프링원반의 외주로부터 제1리프스프링들 사이 위치에서 방사상으로 연장되어 자유단이 내부 디스크링에 결합되는 다수의 제2리프스프링을 가진다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 디스크 및 허브 조립체에 따르면, 전자석의 여자코일에 전원이 인가되면, 전자석의 여자코일에 의하여 발생된 자속에 의한 자기흡인력에 의하여 디스크가 엔진의 동력을 벨트를 통하여 전달받는 풀리쪽으로 이동하여 디스크의 마찰면이 풀리의 마찰면에 접촉함으로써 마찰력에 의하여 엔진의 동력이 압축기의 구동축에 전달된다. 그리고, 여자코일에 대한 전원인가가 중단되면 스파이더 스프링의 탄발력에 의하여 디스크가 풀리의 마찰면에 대하여 반대쪽으로 이동하여 디스크의 마찰면과 풀리의 마찰면이 이격됨으로써 압축기의 구동축에는 동력이 전달되지 않는다.

디스크가 풀리의 마찰면쪽으로 이동하는 과정에서, 자속에 의한 자기흡입력이 내부 디스크링에 강하게 작용하지만 내부 디스크링을 연결하고 있는 제2리프스프링의 길이가 외부 디스크링을 연결하고 있는 제1리프스프링의 길이보다 짧음에 따른 굽힘모멘트차에 의하여 외부 디스크링이 먼저 풀리의 마찰면에 접촉하고 내부 디스크링은 나중에 풀리의 마찰면에 접촉한다. 이와 같이 시간차를 두고 내부 디스크링 및 내부 디스크링이 풀리의 마찰면에 순차 접촉하게 되면 종래와 같이 동시에 접촉하는 구조에 비하여 디스크 접촉 및 이격시의 클러치 작동 노이즈는 훨씬 저감된다.

또한, 간단한 구조로 이루어진 스파이더 스프링의 채용에 의하여 종래의 디스크 및 허브 조립체에 채용된 감쇠범퍼 및 지지판 등의 별도의 구성요소가 배제되므로 부품수가 줄어 들고 중량이 감소됨은 물론 조립도 간단하게 수행할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체에 있어서는 외부 디스크링과 내부 디스크링이 일체로 연결된 것이 아니라 소정의 간격을 두고 서로 분리되어 있는 관계로 디스크에 작용하는 자속의 손실이 방지되어 풀리의 마찰면에 대한 디스크의 밀착력이 커진다.

본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

도 1에 도시된 참조부호 1은 허브로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내주면에 스플라인(11)이 형성되어 압축기(5)의 구동축(51)에 형성된 스플라인과 작동적으로 스플라인결합된다. 또한 허브(1)는 외주면에 플랜지(13)를 가지고 있다.

그리고, 참조부호 2는 디스크로서, 내부 디스크링(21)과 외부 디스크링(23)을 가진다. 내부 디스크링(21)은 상기 허브(1)의 플랜지(13) 둘레로 소정의 간격을 두고 배치되어 있으며, 외부 디스크링(23)은 내부 디스크링(21)의 둘레로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 즉, 내부 디스크링(21)은 허브(1)와 분리된 상태에 놓여 있으며, 외부 디스크링(23)은 내부 디스크링(21)과 분리된 상태에 놓여 있다.

이와 같은 상태에서는 디스크(2)가 허브(1)에 고정되어 있지 않은 상태이기 때문에 본 발명에 따르면, 디스크(2)가 스파이더 스프링(3)에 의하여 허브(1)에 연결되어 고정된다.

스파이더 스프링(3)은 중앙에 관통공(32)이 형성되고 상기 허브(1)의 플랜지(13) 외면에 결합되는 스프링원반(31)과, 상기 스프링원반(31)의 외주로부터 등간격으로 방사상으로 일체로 연장되어 자유단이 외부 디스크링(23)에 결합되는 다수(여기서는 3개가 예시됨)의 제1리프스프링(35,35,35)과, 그리고 상기 스프링원반(31)의 외주로부터 제1리프스프링(35)들 사이 위치에서 방사상으로 일체로 연장되어 자유단이 내부 디스크링(21)에 결합되는 다수(여기서는 3개가 예시됨) 제2리프스프링(37,37,37)을 가진다. 즉, 제1리프스프링(35)들 및 제2리프스프링(37)들은 스프링원반(31)을 통하여 일체로 연결되어 있다.

스프링원반(31)은 다수의 리벳(33)에 의하여 허브(1)의 플랜지(13)에 고정되는 것이 바람직하고, 제1리프스프링(35)의 자유단 및 제2리프스프링(37)의 자유단은 리벳(39)들에 의하여 각각 외부 디스크링(23) 및 내부 디스크링(21)의 외면에 차례로 고정되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 디스크 및 허브 조립체에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 클러치(6)를 구성하고 압축기(5)측에 고정되어 풀리(53)의 내부에 삽입된 전자석의 여자코일(61)에 전원이 인가되면 전자석의 여자코일(61)에 의하여 발생된 자속에 의한 자기흡입력에 의하여 디스크(2)가 풀리(53)의 마찰면 쪽으로 탄성이동함으로써 디스크의 마찰면이 풀리(53)의 마찰면에 밀착된다. 따라서, 엔진의 동력을 벨트를 통하여 전달받아 회전하는 풀리(53)와 함께 디스크(2)가 회동하고, 이에 따라 디스크(2)와 연결된 허브(1)를 통하여 압축기(5)의 구동축(51)이 회동하여 냉매를 압축하게 된다.

그리고, 여자코일(61)에 대한 전원인가가 중단되면 스파이더 스프링(3)의 축적된 탄발력에 디스크(2)가 풀리(53)의 마찰면과는 반대쪽으로 이동함으로써, 디스크(2)의 마찰면과 풀리(53)의 마찰면이 서로 이격되어 압축기(5)의 구동축(51)에는 동력이 전달되지 않는다.

본 발명에 따르면, 디스크(2)가 풀리(53)의 마찰면쪽으로 이동하는 과정에서, 자속에 의한 자기흡입력이 외부 디스크링(23)보다는 내부 디스크링(21)에 더 강하게 작용하지만 내부 디스크링(21)을 연결하고 있는 제2리프스프링(37)의 길이가 외부 디스크링(23)을 연결하고 있는 제1리프스프링(35)의 길이보다 짧아 제2리프스프링(37)의 굽힘모멘트가 제1리프스프링(35)의 굽힘모멘트보다 큰 관계로 인하여 외부 디스크링(23)이 먼저 풀리(53)의 마찰면에 접촉하고 내부 디스크링(21)은 나중에 풀리(53)의 마찰면에 접촉하게 된다. 이와 같이 외부 디스크링(23)과 내부 디스크링(21)이 시간차를 두고 풀리(53)의 마찰면에 접촉하게 되면 외부 디스크링(23)과 내부 디스크링(21)이 동시에 풀리(53)의 마찰면에 접촉할 때보다 클러치 작동 노이즈가 훨씬 저감될 수 있다. 또한 역으로 디스크(2)가 풀리(53)의 마찰면으로부터 이격될 때의 노이즈도 저감될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 동력전달과정에서 디스크(2)의 내부 디스크링(21)과 외부 디스크링(23)이 서로 분리되어 있기 때문에 자속에 의한 자기흡입력이 작용할 때 자속손실이 발생하지 않아 풀리(53)의 마찰면에 대한 디스크(2)의 밀착력이 커져 풀리(53)의 마찰면에 대한 디스크(2)의 슬립현상이 발생하지 않는다.

그리고, 제1리프스프링(35) 및 제2리프스프링(37)이 스프링원반(31)에 의하여 일체로 연결된 스파이더 스프링(3)이 사용됨에 따라 종래 디스크 및 허브 조립체에 사용되었던 감쇠범퍼 및 지지판 등의 별도의 구성요소가 필요하지 않아 부품수가 줄어들고 중량이 감소됨은 물론 디스크 및 허브 조립체의 조립을 간단하게 수행할 수 있다.

여기서는 바람직한 실시예로서 제1리프스프링(35) 및 제2리프스프링(37)이 각각 교대로 3개씩 형성된 것을 예시하여 설명하였지만, 소음저감효과 및 클러치 작동관계를 고려하여 제1리프스프링(35) 및 제2리프스프링(37)의 개수 및 배열이 본 발명에서와는 다르게 적용된 것도 모두 본 발명의 범위에 포함되어야 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 디스크 및 허브 조립체에 의하면, 풀리(53)의 마찰면에 대한 디스크(2)의 밀착시 외부 디스크링(23)과 내부 디스크링(21)이 시간차를 두고 풀리(53)의 마찰면에 접촉하도록 함으로써 클러치 작동 노이즈를 저감할 수 있으므로 에어콘 가동시 정숙한 주행을 도모할 수 있다.

또한, 디스크(2)의 외부 디스크링(23)과 내부 디스크링(21)이 서로 분리된 구조를 채용하여 자속손실이 발생하지 않도록 하여 풀리(53)의 마찰면에 대한 디스크(2)의 밀착력이 커지도록 하였으므로 동력전달손실이 줄어들고 이에 따라 압축기의 성능향상 및 연료절감을 도모할 수 있다.

또한, 간단한 구조의 스파이더 스프링(3)이 사용됨에 따라 별도의 구성요소가 필요하지 않아 부품수가 줄어들고 중량이 감소됨은 물론 디스크 및 허브 조립체의 조립성이 향상되므로 디스크 및 허브 조립체의 제조원가를 낮출 수 있다.

또한, 디스크 및 허브 조립체의 전체 단면적의 폭이 줄어들어 엔진룸 내의 설치공간을 넓게 확보할 수 있으므로 엔진룸 레이아웃에 대한 자유도를 높일 수 있음과 아울러 수리가 용이하다.

Claims (2)

1. 내주면에 스플라인이 형성되어 압축기의 구동축과 스플라인결합되고 외주면에 플랜지를 가진 허브와;

   상기 허브의 플랜지 둘레로 소정의 간격을 두고 설치되는 내부 디스크링 및 상기 내부 디스크링 둘레로 소정의 간격을 두고 설치되는 외부 디스크링을 가진 디스크와; 그리고,

   상기 허브의 플랜지 및 디스크의 외면에 걸쳐 설치되는 스파이더 스프링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스파이더 스프링은, 상기 허브의 플랜지 외면에 고정되는 스프링원반, 상기 스프링원반의 외주로부터 등간격으로 방사상으로 연장되어 자유단이 상기 외부 디스크링에 결합되는 다수의 제1리프스프링 및 상기 스프링원반의 외주로부터 상기 제1리프스프링들 사이 위치에서 방사상으로 연장되어 자유단이 상기 내부 디스크링에 결합되는 다수의 제2리프스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자클러치용 디스크 및 허브 조립체.