KR20160107860A - 압축기용 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기용 클러치에 관한 것으로, 차량의 엔진에 연결된 벨트에 의해 회전하며, 원통형의 이너 브리지(102) 및 외주면에 그루브(104a)가 형성된 아우터 브리지(104)가 구비되는 풀리(100)와, 상기 이너 브리지(102) 및 아우터 브리지(104)의 사이에 삽입되며 외부 전원에 의해 자기력을 발생시키는 필드코일 어셈블리(200)와, 상기 필드코일 어셈블리(200)에 의해 발생되는 자기력에 의해 상기 풀리(100)의 일측면에 밀착 또는 이격되며, 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(30)로 전달하는 디스크(400)와, 상기 디스크(400)에 결합되어 상기 디스크(400)와 풀리(100)가 접촉된 상태에서 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(30)로 전달하는 허브(500)를 포함하며, 상기 풀리(100)가 상기 디스크(400)에 접촉되는 디스크 접촉면(110)은 상기 풀리(100)의 일측면으로부터 상기 압축기(30)의 방향을 항해 내측으로 요입 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 허브의 결합 구조를 변경함으로써 풀리의 그루브 및 베어링을 디스크 마찰면 측으로 이동시킴으로써 베어링의 작동 소음을 증가시키지 않으면서도 풀리의 강도를 향상시키는 효과가 있다.

Description

압축기용 클러치{Clutch for compressor}

본 발명은 압축기용 클러치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풀리의 내구성이 향상된 압축기용 클러치에 관한 것이다.

압축기는 건물이나 차량 등에 설치되는 공기조화장치의 냉방 사이클을 구성하는 것으로, 차량의 경우 엔진의 동력을 전달받아 증발기로부터 공급되는 냉매를 압축해 응축기로 보내는 역할을 한다.

일반적인 차량용 압축기는 한국특허공개 2009-0018475호에 개시되어 있으며, 엔진에 연결되어 회전하는 풀리(56)와, 풀리 및 압축기의 사이에 위치하고 전원 공급에 따라 자기력을 발생하는 필드코일 어셈블리(62)와, 필드코일 어셈블리(62)에 의해 풀리(56)에 마찰 결합되는 디스크(68)로 구성된다.

풀리는 벨트를 통해 엔진으로부터 회전력을 전달받는 부품으로, 필드코일에 전원이 인가되면 자기력이 발생하면 디스크를 흡인하여 풀리와 디스크가 접촉되어 디스크가 풀리와 함께 회전된다. 디스크의 회전력은 허브 등을 통해 압축기의 구동축으로 전달되어 냉매를 압축하게 된다. 필드코일에 전원이 차단되면 자기력이 없어지므로 디스크와 풀리가 이격되어 압축기 역시 정지되고, 풀리만 벨트 및 각종 보기류와 연결되어 회전 운동을 한다.

이러한 종래의 압축기는 풀리의 내측 이너 브리지가 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 베어링의 내구성에 가장 중요한 영향을 미치는 치수는 베어링 오프셋(offset)이며, 베어링 오프셋은 베어링의 중심부터 풀리 외주면에 형성된 그루브의 중심까지의 거리를 말한다. 또한, 풀리의 내구성에 가장 영향을 미치는 치수는 디스크와 마찰되는 마찰면으로부터 풀리 외주면에 형성된 그루브의 중심까지의 거리이다.

전술한 베어링 오프셋이 클수록 베어링의 작동 소음에 악영향을 주고, 마찰면과 그루브의 거리가 클수록 풀리의 강도가 약해지는 문제가 있다. 그러나 일반적으로 디스크에 결합되는 허브와의 간섭 때문에 베어링을 마찰면 가까이로 옮길 수 없어 소음 개선 및 풀리의 강도 개선이 어려운 문제가 있다.

한국특허공개 2009-0018475호(공개일 2009. 02. 20)

본 발명의 목적은 풀리의 내구성이 향상된 압축기용 클러치를 제공하는 것이다.

본 발명의 압축기용 클러치는 차량의 엔진에 연결된 벨트에 의해 회전하며, 원통형의 이너 브리지(102) 및 외주면에 그루브(104a)가 형성된 아우터 브리지(104)가 구비되는 풀리(100)와, 상기 이너 브리지(102) 및 아우터 브리지(104)의 사이에 삽입되며 외부 전원에 의해 자기력을 발생시키는 필드코일 어셈블리(200)와, 상기 필드코일 어셈블리(200)에 의해 발생되는 자기력에 의해 상기 풀리(100)의 일측면에 밀착 또는 이격되며, 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(30)로 전달하는 디스크(400)와, 상기 디스크(400)에 결합되어 상기 디스크(400)와 풀리(100)가 접촉된 상태에서 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(30)로 전달하는 허브(500)를 포함하며, 상기 풀리(100)가 상기 디스크(400)에 접촉되는 디스크 접촉면(110)은 상기 풀리(100)의 일측면으로부터 상기 압축기(30)의 방향을 항해 내측으로 요입 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 디스크(400) 및 허브(500)에 결합되는 이너 링 플레이트(600)를 더 포함하며, 상기허브(500)는 상기 이너 링 플레이트(600)에 결합되는 판면부(510)와, 상기 판면부(510)로부터 돌출 형성되어 상기 이너 링 플레이트(600) 및 상기 디스크(400)를 관통하여 상기 압축기(30)의 회전축(32)에 결합도는 축 결합부(530)를 포함할 수 있다.

상기 판면부(510)는 상기 이너 링 플레이트(600)의 상기 풀리(100)의 반대쪽 면에 결합되는 것이 특징이다.

상기 이너 브리지(02)의 내주면에 접촉하도록 삽입되어 상기 풀리(100)를 회전 가능하게 지지하는 베어링 어셈블리(300)를 더 포함하며, 상기 베어링 어셈블리(300)의 일단은 상기 디스크 접촉면(110)보다 상기 디스크 방향으로 돌출되도록 배치되는 것이 특징이다.

상기 이너 브리지(02)의 내주면 일측에는 상기 베어링 어셈블리(300)의 일단을 지지하는 베어링 걸림턱(102a)이 돌출 형성되고, 타측에는 상기 베어링 어셈블리(300)의 타단을 지지하는 돌기부(102b)가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 돌기부(102b)는 상기 이너 브리지(02)의 복수 개소를 코킹(caulking)해 형성될 수 있다.

상기 베어링 걸림턱(102a) 및 돌기부(102b)는 상기 베어링 어셈블리(300)의 삽입 방향에 따라 위치가 반대로 형성될 수 있다.

상기 아우터 브리지(104)의 외주면 일측에는 상기 그루브(104a)가 형성되고, 상기 아우터 브리지(104)의 외주면 타측은 그루브(104a)가 없는 연결면(104b)으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 그루브(104a)는 상기 디스크(400) 쪽으로 치우쳐 형성된 것이 특징이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기용 클러치는 허브의 결합 구조를 변경함으로써 풀리의 그루브 및 베어링을 디스크 마찰면 측으로 이동시킴으로써 베어링의 작동 소음을 증가시키지 않으면서도 풀리의 강도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, 디스크 및 허브의 기능에 영향을 주지 않고 풀리의 그루브 위치를 변경함으로써 클러치 및 압축기의 축 방향 사이즈를 줄이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클러치가 설치된 압축기의 단면도,
도 2는 도 1의 압축기용 클러치에 따른 디스크와 풀리의 결합구조를 도시한 단면도,
도 3은 도 2의 압축기용 클러치에 따른 디스크와 허브를 도시한 사시도,
도 4는 도 2의 압축기용 클러치에 따른 풀리를 도시한 사시도이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기용 클러치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클러치가 설치된 압축기의 단면도이고, 도 2는 도 1의 압축기용 클러치에 따른 디스크와 풀리의 결합구조를 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2의 압축기용 클러치에 따른 디스크와 허브를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 2의 압축기용 클러치에 따른 풀리를 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기용 클러치(10)는 벨트에 의해 차량의 엔진에 연결되어 회전하는 풀리(100)와, 풀리(100)와 압축기(30) 사이에 위치하며 전원 공급에 따라 자기력을 발생하는 필드코일 어셈블리(200)와, 필드코일 어셈블리(200)의 자기력에 의해 풀리(100)에 결합되는 디스크(400)를 포함하여 구성된다. 풀리(100)와 디스크(400)는 동일한 중심 축선을 갖도록 결합된다.

풀리(100)는 벨트를 통해 엔진으로부터 회전력을 전달받으며, 원통형의 이너 브리지(102) 및 아우터 브리지(104)가 구비된다. 이너 브리지(102)와 아우터 브리지(104)의 사이에 원통형의 공간이 형성되며, 이 설치 공간에 코일이 권선되고 그 내측에 필드코일 어셈블리(200)가 삽입된다. 아우터 브리지(104)의 외주면에는 복수의 오목부와 볼록부가 교대로 형성된 그루브(104a)가 구비된다. 아우터 브리지(104)의 내주면에는 베어링 어셈블리(300)가 삽입되어 풀리(100)를 회전 가능하게 지지한다.

풀리(100)의 일측에는 필드코일 어셈블리(200)에 의해 디스크(400)에 접촉되는 디스크 접촉면(110)이 형성되고, 풀리(100)의 타측은 디스크(400)에 결합된 허브(500)에 의해 압축기(30)의 회전축(32)에 결합된다.

디스크(400)의 일측에는 압축기(30)의 회전축(32)에 결합되는 허브(500)가 결합되며, 허브(500)는 디스크(400)의 중앙을 관통하여 풀리(100) 측을 향해 돌출된다. 허브(500)의 돌출된 부분이 풀리(100)의 내측에 삽입되고, 압축기(30)의 회전축(32)에 결합되어 디스크(400)의 회전력을 회전축(32)에 전달한다.

필드코일 어셈블리(200)에 전원이 인가되면 자기력이 발생되어 디스크(400)를 잡아당기게 되고, 디스크(400)는 디스크 접촉면(110)에 밀착되어 풀리(100)와 함께 회전하게 된다. 디스크(400)는 허브(500)에 결합되므로, 디스크(400)의 회전력은 허브(500)를 통해 압축기(30)의 회전축(32)으로 전달되어 압축기(30)를 구동시킨다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 풀리와 디스크 및 허브의 세부 구조 및 결합 구조를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다(편의상 디스크 측을 상측, 압축기 측을 하측으로 정의하고 설명하기로 함).

풀리(100)는 아우터 브리지(104)의 외주면 일측에 그루브(104a)가 형성되고, 외주면 타측은 그루브(104a)가 없는 형태를 갖는다. 즉, 아우터 브리지(104)의 상측에는 그루브(104a)가 형성되고 하측에는 그루브(104a)가 없는 연결면(104b)으로 형성된다.

풀리(100)의 디스크 접촉면(110)은 풀리(100)의 상단부로부터 압축기(30) 방향을 향해 내측으로 요입되어 형성된다.

베어링 어셈블리(300)는 풀리(100)의 이너 브리지(02) 내주면에 접촉하도록 결합되며, 풀리(100)를 지지하는 내부 구조물과의 사이에 압입된다. 이 때, 베어링 어셈블리(300)의 상단부는 디스크 접촉면(110)의 높이보다 디스크(400) 방향으로 돌출되는 위치에 배치된다.

원판형의 디스크(400)는 풀리(100)와 반대쪽 면에 이너 링 플레이트(600)가 결합되며, 이너 링 플레이트(600)의 외측에 허브(500)가 삽입되어 이너 링 플레이트(600) 및 디스크(400)를 관통한다.

허브(500)는 이너 링 플레이트(600)에 결합되는 판면부(510)와, 판면부(510)로부터 돌출 형성되어 이너 링 플레이트(600) 및 디스크(400)를 관통하는 축 결합부(530)로 구성된다. 축 결합부(530)는 원통형으로 형성되며, 내부에 압축기(30)의 회전축(32)이 삽입된다. 디스크(400)와 허브(500)는 리벳에 의해 이너 링 플레이트(600)에 결합된다.

종래의 클러치는 허브의 판면부가 이너 링 플레이트의 하측인 풀리쪽 면에 결합되었으나, 본 발명의 클러치는 허브의 판면부가 이너 링 플레이트의 상측인 풀리와 반대쪽 면에 결합된다. 이에 따라, 베어링 어셈블리(300)와 이격 간격이 생겨 베어링 어셈블리(300)의 설치 위치를 디스크(400) 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서 전술한 바와 같이, 베어링 어셈블리(300)의 상단부는 디스크 접촉면(110)의 높이보다 디스크(400) 방향으로 돌출되는 위치에 배치시킬 수 있다.

압축기(30)의 회전축(32)에 수직하며 그루브(104a)의 중심 부분을 가로지르는 가상의축선을 A, 베어링 어셈블리(300)의 일단부를 연장한 가상의 축선을 B, 디스크 접촉면(110)을 연장한 가상의 축선을 C, 베어링 어셈블리(300)의 중심부를 연장한 가상의 축선을 D라고 정의한다.

A-D는 미리 설정된 최소값 이하로 유지가 되어야 베어링 어셈블리(300)의 작동 소음에 영향을 주지 않는다. 베어링 어셈블리(300)의 설치 위치가 기존과 동일한 상태에서 풀리(100)의 그루브(104a) 위치만 디스크(400) 쪽으로 이동시킨다면 A-D가 4mm 이상이 되므로 베어링 어셈블리(300)의 작동 소음이 증가될 것이다. 그러나 본 발명에서는 허브(500)의 장착 구조를 변경함으로써 베어링 어셈블리(300)를 동시에 디스크(400) 쪽으로 이동시킬 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 따라서 풀리(100)의 그루브(104a) 및 베어링 어셈블리(300)를 동시에 이동시킴으로써 A-D를 4mm 이하로 유지할 수 있으므로 베어링 어셈블리(300)의 작동 소음이 증가되지 않고 성능을 유지할 수 있다.

압축기(30)의 단부로부터 A까지의 거리는 사실상 거의 정해져 있으므로, 클러치(10)를 포함하는 압축기(30) 패키지의 사이즈를 줄이기 위해서는 클러치(10) 쪽의 사이즈가 줄어야 한다.

이를 위해, 풀리(100)의 그루브(104a)를 디스크(400) 쪽으로 이동시키면서 기존과 동일하게 디스크 접촉면(110)을 풀리(100)의 일측면으로 유지하지 않고, 디스크 접촉면(110)을 풀리(100)의 내측으로 이동시킴으로써 클러치(10)의 사이즈가 압축기(30)의 회전축(32) 방향으로 증가하지 않도록 하였다.

따라서 디스크 접촉면(110)의 위치 C보다 베어링 어셈블리(300)의 일단부 위치 B가 더 디스크(400) 방향으로 돌출되는 형상이 되므로 베어링 어셈블리(300)를 고정하는 구조가 필요하게 되었다.

베어링 어셈블리(300)를 디스크(400) 쪽에서 압축기(30) 쪽으로 조립하는 경우에는 베어링 어셈블리(300)의 일단 B와 대향되는 반대쪽 단부를 지지하도록 풀리(100)의 이너 브리지(02)의 내주면에 베어링 걸림턱(102a)이 돌출 형성되도록 한다. 그 후 베어링 어셈블리(300)의 일단 B가 디스크(400) 쪽으로 이탈되지 않도록 이너 브리지(02)의 복수 개소를 코킹(caulking)해 돌기부(102b)를 형성함으로써 베어링 어셈블리(300)를 지지한다.

그러나 베어링 어셈블리(300)를 압축기(30) 쪽에서 디스크(400) 쪽으로 삽입하는 경우 베어링 걸림턱과 돌기부의 위치가 반대로 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 허브의 결합 구조를 변경함으로써 풀리의 그루브 및 베어링을 디스크 마찰면 측으로 이동시킴으로써 베어링의 작동 소음을 증가시키지 않으면서도 풀리의 강도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, 디스크 및 허브의 기능에 영향을 주지 않고 풀리의 그루브 위치를 변경함으로써 클러치 및 압축기의 축 방향 사이즈를 줄이는 효과가 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.

10: 클러치 30: 압축기
32: 회전축 100: 풀리
102: 이너 브리지 102a: 베어링 걸림턱
102b: 돌기부 104: 아우터 브리지
104a: 그루브 104b: 연결면
110: 디스크 접촉면 200: 필드코일 어셈블리
300: 베어링 어셈블리 400: 디스크
500: 허브 600: 이너 링 플레이트

Claims (9)

1. 차량의 엔진에 연결된 벨트에 의해 회전하며, 원통형의 이너 브리지(102) 및 외주면에 그루브(104a)가 형성된 아우터 브리지(104)가 구비되는 풀리(100)와,
   상기 이너 브리지(102) 및 아우터 브리지(104)의 사이에 삽입되며 외부 전원에 의해 자기력을 발생시키는 필드코일 어셈블리(200)와,
   상기 필드코일 어셈블리(200)에 의해 발생되는 자기력에 의해 상기 풀리(100)의 일측면에 밀착 또는 이격되며, 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(30)로 전달하는 디스크(400)와,
   상기 디스크(400)에 결합되어 상기 디스크(400)와 풀리(100)가 접촉된 상태에서 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(30)로 전달하는 허브(500)를 포함하며,
   상기 풀리(100)가 상기 디스크(400)에 접촉되는 디스크 접촉면(110)은 상기 풀리(100)의 일측면으로부터 상기 압축기(30)의 방향을 항해 내측으로 요입 형성된 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 디스크(400) 및 허브(500)에 결합되는 이너 링 플레이트(600)를 더 포함하며, 상기허브(500)는 상기 이너 링 플레이트(600)에 결합되는 판면부(510)와, 상기 판면부(510)로부터 돌출 형성되어 상기 이너 링 플레이트(600) 및 상기 디스크(400)를 관통하여 상기 압축기(30)의 회전축(32)에 결합도는 축 결합부(530)를 포함하는 압축기용 클러치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 판면부(510)는 상기 이너 링 플레이트(600)의 상기 풀리(100)의 반대쪽 면에 결합되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 이너 브리지(02)의 내주면에 접촉하도록 삽입되어 상기 풀리(100)를 회전 가능하게 지지하는 베어링 어셈블리(300)를 더 포함하며, 상기 베어링 어셈블리(300)의 일단은 상기 디스크 접촉면(110)보다 상기 디스크 방향으로 돌출되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 이너 브리지(02)의 내주면 일측에는 상기 베어링 어셈블리(300)의 일단을 지지하는 베어링 걸림턱(102a)이 돌출 형성되고, 타측에는 상기 베어링 어셈블리(300)의 타단을 지지하는 돌기부(102b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 돌기부(102b)는 상기 이너 브리지(02)의 복수 개소를 코킹(caulking)해 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 베어링 걸림턱(102a) 및 돌기부(102b)는 상기 베어링 어셈블리(300)의 삽입 방향에 따라 위치가 반대로 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 아우터 브리지(104)의 외주면 일측에는 상기 그루브(104a)가 형성되고, 상기 아우터 브리지(104)의 외주면 타측은 그루브(104a)가 없는 연결면(104b)으로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 그루브(104a)는 상기 디스크(400) 쪽으로 치우쳐 형성된 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.

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