KR20050046528A - 자동차용 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 에어컨 컴프레서의 이상으로 동력전달용 풀리에 과부하가 발생할 경우 그 이상유무를 정확하게 감지한 후 한계토크이상이 되면 풀리에서 컴프레서로 인가되는 동력을 자동으로 즉시 차단하여 벨트 파손 및 엔진 동력 손실 방지는 물론 저소음 및 기타 안전을 도모할 수 있는 자동차용 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 어셈블리에 관한 것이다.

즉, 자동차의 엔진에서 벨트(400)를 통하여 회전 구동되는 풀리(200)의 일측면에 리미트부재 외측 지지편(210)을 일정 등 각도 간격으로 하나이상 돌출 형성시키는 한편, 에어컨 컴프레서(300)의 회전축(310) 끝단에 축삽되는 클러치판(100)의 일측면에는 상기 토크 리미트부재 외측 지지편(210)과 대응하는 리미트부재 내측 지지편(110)을 동일 등 각도 간격으로 하나 이상 돌출 구비시킨 다음 그 각각의 내, 외측 지지편(110, 210) 사이에 일정 한계토크를 가진 탄성 리미트부재(10)를 끼워 설치한 것이다.

Description

자동차용 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 어셈블리{COILLESS CLUTCH ASSEMBLY IN AIR CONDITIONER COMPRESSOR FOR AUTOMOBILE}

본 발명은 자동차용 에어컨 컴프레서의 이상으로 동력전달용 풀리에 과부하가 발생할 경우 그 이상유무를 정확하게 감지한 후 한계토크이상이 되면 풀리에서 컴프레서로 인가되는 동력을 즉시 자동으로 차단하여 벨트파손 및 엔진동력손실방지는 물론 저소음 및 기타 안전을 도모할 수 있도록 하는 자동차용 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 어셈블리에 관한 것이다.

통상 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 장치는 평상시에는 자동차 엔진에서 벨트와 풀리를 통하여 전달되는 회전동력을 에어컨 컴프레서에 그 동력을 연결시켜 원활한 컴프레서 작동이 이루어질 수 있도록 동력연결용 클러치 역할을 하지만,

그 컴프레서에서 회복불능의 치명적인 이상(고장 등)이 발생해 컴프레서 축이 회전정지되는 등 한계토크이상의 과부하가 걸릴 경우 그 풀리와 컴프레서간 연결된 동력을 즉각적이고 완전하게 자동 차단시켜 차량엔진과 풀리간 연결된 벨트의 파손을 방지함은 물론 차량 엔진동력의 손실을 방지하고, 나아가 기타 기기의 안전을 도모할 수 있도록 비상작동하는 안전장치이다.

즉, 회복불능의 치명적인 이상(고장) 등으로 에어컨 컴프레서와 그 컴프레서에 축연결된 풀리가 각각 회전동작이 전면 정지됨에 따라서 벨트에 한계토크 이상의 과부하가 걸림에도 불구하고, 그대로 동력이 전달될 경우 벨트는 멈추어선 풀리상에서 계속 미끄럼회전될 수 밖에 없고, 결국 과열로 벨트가 끊어져 부품 및 동력손실, 안전사고 등을 피할 수 없다.

이를 방지하기 위한 코일리스 클러치장치는 현재까지 다양한 방법들이 제시되고 있다.

예컨데, 풀리의 일측면과 클러치판 사이에 한계토크 이상의 부하가 걸릴 경우 자동으로 절단될 수 있는 금속재 바, 리벳 등을 구비시킨 것도 있고,

또, "V"자형 노칭 홈에 볼이 걸림되게 한 후 한계토크 이상의 부하가 걸릴 경우 그 걸림상태가 해제됨으로서 동력을 차단하는 구조 등.

그러나 상기한 종래 클러치 리스장치는 대부분 금속재의 토크 리미트를 이용한 동력 차단 구조임에 따라 민감하여 오작동의 우려가 높은 문제점이 있다.

즉, 치명적 이상이 아닌 회복 가능한 액냉매 등 시스템 상의 문제로 한계토크이상의 부하가 순간적으로 발생하는 경우에도 여지없이 동력을 차단 작동해 버려 불필요하게 큰 손실을 야기시키는 경우가 많았다.

뿐만 아니라 더 큰 문제는 절단된 금속조각이 공회전되는 풀리의 일면과 정지상태의 클러치면 사이에 끼어 마찰이 일어나 과열 및 소음이 발생함에 따라서 이를 수리하기 전까지의 운전자에게 불쾌감과 불안소요를 제공하는 등 안전운전을 방해하는 원인으로 작용하기도 하였다.

아울러 컴프레서의 용량 차이 등으로 한계토크 값의 변경 세팅 시 그 한계토크에 맞는 새로운 코일리스 클러치 장치로 전면 교체해야 하는 복잡한 문제점도 있다.

또, 상기한 종래 코일리스 클러치 장치는 풀리의 일측면에 부착된 상태로 컴프레서 축에 조립하기 때문에 그 컴프레서 축에 각각 조립되는 클러치 축홈과 풀리의 베어링홈의 센터가 정확하게 일치하지 않으면 조립이 불가능한 조립상의 난점도 가지고 있다.

이를 회피하여 풀리체를 컴프레서 축에 먼저 조립한 다음 후공정을 통하여 클러치판을 조립하는 기술도 있으나 이는 조립공 수를 증가시켜 원가를 상승시킴으로 좋지 않다.

또, 그 구조가 복잡하고 제작 공정이 많이 소요될 뿐 아니라 생산성이 저하됨은 물론 고장이 잦은 문제점까지 수반되는 등 이 분야에서 시급한 해결이 요구된다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 일소하기 위해 발명한 것으로서, 구조가 아주 간단할 뿐 아니라 원터치 축삽입만으로 조립이 완료되도록 함은 물론 무엇보다 일시적인 순간 토크 상승시에 완충작용하여 불필요한 오작동을 줄이고, 안전운전의 장해요소인 소음을 최소화하고, 나아가 한계토크 변경시에도 아주 간단하게 변경 가능한 코일리스 클러치 어셈블리를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 본 발명을 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 첨부된 각 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 1에서 도시된 바와 같이 자동차의 엔진(미도시)에서 벨트(400)를 통하여 회전 구동되는 풀리(200)의 일측면에 리미트부재(10) 외측 지지편(210)을 일정 등각도 간격으로 하나 이상 돌출 형성시키는 한편,

에어컨 컴프레서(300)의 회전축(310) 끝단에 축삽되는 클러치판(100)의 일측면에는 상기 토크 리미트부재(10) 외측 지지편(210)과 대응하는 토크 리미트부재 내측 지지편(110) 또한 동일 등각도 간격으로 하나이상 돌출 구비시킨 후,

그 각각의 사이에 일정 한계토크를 가진 탄성 토크 리미트부재(10)를 끼워 설치한 것으로서,

이러한 구성은 평시에는 지동차 엔진에서 풀리(200)에 전달된 회전동력을 에어컨 컴프레서(300)로 그 회전동력을 정상적으로 연결 인가해 주는 클러치 역할을 담당하다가 컴프레서(300)에서 회복불능의 치명적인 이상 등으로 인하여 한계토크이상의 과부하가 발생할 경우 그 토크 리미트부재(10)를 상기 리미트부재 내, 외측 지지편(110, 210)의 상호 비틀림 현상으로 절단해 연결된 동력을 자동으로 차단할 수 있도록 하여서 된 것이다.

그리고 상기한 토크 리미트부재(10)와 그 리미트부재(10)의 내, 외측 지지편(110,210)은 상기 원형 풀리(200) 및 클러치판(100)의 중심점에서 직각상태로 형성되는 것이 아니라 절단작용의 효율성을 감안해 대략 10˚~ 20˚정도 기울어지게 설치된다.

또, 상기 탄성 리미트부재(10)는 요구되는 한계토크 값에 따라 그 강도 및 크기가 결정될 수 있는 것임으로 탄성고무 재질에 강성보강을 위한 기타 보강재가 함유된 합성 고무재가 사용될 수 있고, 또 크기와 형태는 다변화 가능하다.

또, 상기 풀리(200)측과 클러치판(100)에 각각 돌출 형성되는 내, 외측 지지편(110,210)은 작업의 편의성을 감안하여 도시된 바와 같이 금속판 플레이트(120, 220)에 프레싱 절곡방법으로 돌출시킨 후 리벳, 볼트 등의 고정수단(130, 230)으로 고정 설치할 수 있다.

또 상기 내, 외측 지지편(110,210)의 일측부로 각각 대칭되는 보강편(210')을 마련하여 리미트부재(10)의 결속력을 증가시켜 줌과 동시에 토크 발생시 충격흡수 기능을 보강하여 줄 수 있도록 하였으며, 아울러 상기 보강편(210')의 형상을 첨부된 도면 도5 와 같이 보강편(210')과 돌출편(210a)으로 필요에 따라 구분 형성하여 한계토크의 변화시 적절하게 그 충격흡수 기능을 조절하여 줄 수 있다.

이와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 코일리스 클러치 어셈블리는 평상시에는 엔진에서 전달된 동력이 벨트(400)를 통한 풀리(200)의 회전동력을 컴프레서(300)에 전달하여 정상적인 차량 에어컨운전이 가능토록 그 동력연결용 클러치 역할을 수행하지만,

사용 중 컴프레서(300)의 이상 등으로 상기 컴프레서(300)와 그 컴프레서 축(310)의 끝단에 축 연결된 클러치판(100)이 동작을 멈추거나 정상 이하로 저속 회전하는 등 한계토크이상의 큰 부하가 걸릴 경우,

상기 외측 지지편(210)과 내측 지지편(110)의 상호 역방향 회전 작용에 의해 그 사이의 탄성 리미트부재(10)가 절단되어 풀리(200)에서 컴프레서로 연결된 회전동력을 완전 차단하고, 풀리(200)는 공회전되도록 한다.

이때 상기 리미트부재(10)는 클러치판(100)과 풀리(200)상에 각각 대응 돌출 형성된 내, 외측 지지편(110,210)의 역방향 회전에 더하여 중심점을 기준으로 직각으로 구성되는 것이 아니라 약 10° ~20° 정도의 경사각으로 구성됨에 따라 내외측 지지편(110,210) 끝점 간 비틀림 가압과 이로 인한 전단력 작용으로 대각선 절단이 이루어지도록 한다.

또, 상기 리미트부재 내, 외측 지지편(110,210)은 도면에 도시된 바와 같이 소정의 굽힘 능력을 가진 상태로 절곡 돌출됨에 따라서 소정의 충격흡수 기능을 가짐에 따라 순간 토크 발생시 1차적인 충격흡수 기능을 함과 동시에 탄성력을 가진 리미트부재(10)에 의해 2차적인 충격흡수 작용을 하는 등 2단계로 충격을 흡수하기 때문에 회복할 수 없는 치명적인 이상 이외 회복가능한 순간적인 토크 상승에는 불필요하게 상기 리미트부재(10)를 절단 작동하지 않고, 꼭 필요한 경우에만 작동되도록 한다.

그리고 상기 풀리(200)의 일측면에 위치하면서 컴프레서(300)의 축(310) 끝에 연결되는 클러치판(100)을 삽입 조립시킬 때 그 클러치판(100)상의 내측 지지편(110)을 풀리(200)상의 외측 지지편(210)의 대응위치에 정확하게 맞추지 않더라도 풀리(200)가 회전 구동되면 자연적으로 상호 대응하여 맞추어짐에 따라 아주 쉽게 조립할 수 있을 뿐만 아니라,

그 풀리(200)와 함께 컴프레서 축(310)에 하나의 공정으로 조립되는 가운데 풀리(200)와 분리된 상태로 조립될 수 있는 바 클러치(100)와 풀리(200)의 센터가 정확히 일치해야 하는 종래와는 달리 그 조립이 더더욱 쉽다.

아울러 컴프레서(300)의 용량차이 등으로 한계토크 값의 변경시에는 그 변경된 토크 값에 맞는 새로운 전체 코일리스 클러치 어셈블리를 전면 교체해야 하는 종래와는 달리 본원에서는 변경 값에 해당되는 리미트부재(10)만을 교체하면 간단히 해결될 수 있음은 물론 그 변경된 토크 값에 해당되는 리미트부재(10)의 높이를 간단히 잘라 사용하면 아주 편리하다.

한편, 상기 리미트부재(10)는 주시된 바와 같이 탄성 고무재질임에 따라서 절단될 때는 물론 절단된 후에도 소음 및 과열이 거의 발생되지 않거나 최소화될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서 제시하는 자동차용 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 어셈블리는 구조가 아주 간단하면서도 조립성이 아주 우수하여 제조원가 절감은 물론 생산성 향상에도 크게 기여함가 동시에 특히 회복불능의 치명적인 이상이 아닌 순간적인 토크 상승시에는 불필요하게 작동되지 않고, 한계토크 이상의 과부하가 지속됨으로서 응급조치가 실제로 필요한 경우에만 리미트부재를 파손시켜 동력을 차단케 하여 오동작 및 낭비를 방지하며, 또 리미트부재가 마찰개수가 적은 탄성고무 재질임에 따라 과열 및 소음이 거의 발생되지 않거나 최소화되는 등 운전자의 안전운전에도 도움을 줄 뿐 아니라 한계토크 변경시 상기 리미트부재만을 간단하게 교체하거나 그 리미트부재의 높이를 간단히 잘라 줄이는 것만으로도 대응이 가능하는 등 그 기대되는 바가 실로 대단한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 단면도

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 평단면도

도 3는 본 발명의 요부를 발췌한 확대 단면 예시도

도 4는 본 발명에 속하는 내,외측 지지편의 또 따른 실시예시도

⊙ 도면의 주요부분에 사용된 주요부호의 설명 ⊙

10:탄성 리미트부재 100:클러치판

110:내측 지지편 120,220:금속판 플레이트

130,230:고정수단 400:벨트

200:풀리 210:외측 지지편

210' : 보강편 300:에어컨 컴프레서

310:컴프레서 회전축

Claims (4)

1. 자동차의 엔진에서 벨트(400)를 통하여 회전 구동되는 풀리(200)의 일측면에 리미트부재 외측 지지편(210)을 일정 등 각도 간격으로 하나 이상 돌출 형성시키는 한편,

   에어컨 컴프레서(300)의 회전축(310) 끝단에 축삽되는 클러치판(100)의 일측면에는 상기 토크 리미트부재 외측 지지편(210)과 대응하는 리미트부재 내측 지지편(110)을 동일 등각도 간격으로 하나 이상 돌출 구비시킨 다음,

   그 각각의 내, 외측 지지편(110, 210) 사이에 일정 한계토크를 가진 탄성 리미트부재(10)를 끼워 설치한 것을 특징으로 한 자동차용 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 어셈블리.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 리미트부재(10)와 그 리미트부재(10)의 내, 외측 지지편(110,210)은 풀리(200) 및 클러치판(100)의 중심점에서 10°~20° 경사지게 설치하여 한계토크이상의 부하발생시 상호 역방향 회전에 따른 비틀림 전단작용이 일어날 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 어셈블리.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 내, 외측 지지편(110,210)은 프레싱 가공방법으로 별도의 금속판 플레이트(120,220)에 프레싱 절곡 형성시킨 후 이를 리벳, 볼트 등의 고정수단(130, 230)으로 상기 클러치판(100)과 풀리(200)에 각각 대응 형성될 수 있도록 한 것을 특징으로 한 자동차용 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 어셈블리.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 내, 외측 지지편(110,210)의 일측부로 각각 대칭되는 보강편(210')을 마련하여서 됨을 특징으로 하는 자동차용 에어컨 컴프레서 코일리스 클러치 어셈블리