KR20160124538A

KR20160124538A - 압축기용 클러치

Info

Publication number: KR20160124538A
Application number: KR1020150055329A
Authority: KR
Inventors: 김정기; 김새봄
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2016-10-28
Also published as: KR102170125B1

Abstract

본 발명은 차량용 클러치에 관한 것으로, 차량의 엔진에 연결되어 회전하는 풀리(100)와, 자력에 의해 상기 풀리(100)에 결합되어 회전하는 디스크(200)와, 상기 디스크(200)에 결합되어 상기 디스크(200)에 의해 회전하며, 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(1)의 회전축(3)로 전달하는 허브와, 상기 허브 및 디스크(200)의 사이에 삽입되는 웨지 스토퍼(600)를 포함하며, 상기 디스크(200) 및 웨지 스토퍼(600)는 서로 마주보는 판면에 각각 구비되어 상기 디스크(200)의 회전 시 서로 밀착되어 상기 디스크(200)의 회전력을 상기 웨지 스토퍼(600)로 전달하는 복수의 제1 웨지 탭(210) 및 제2 웨지 탭(610)을 각각 포함하고, 상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 디스크(200)의 회전 방향을 따라 유동 가능하게 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 압축기 샤프트와 연결되는 허브를 지지하는 웨지 스토퍼와 디스크의 접촉면 결합 구조를 개선함으로써 자기 강화 효과를 일으켜 클러치에 소비되는 전력을 감소시키는 효과가 있다. 또한, 웨지 스토퍼와 디스크의 접촉면에 구비된 웨지 탭이 서로 밀착 결합되므로 부품 마모 또는 공차로 인해 일부 웨지 탭이 밀착되지 않는 문제를 해결할 수 있다.

Description

압축기용 클러치{Clutch for compressor}

본 발명은 압축기용 클러치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스크 및 허브의 결합 구조가 개선된 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 풀리와 디스크가 필드코일의 흡착력에만 의존하기 때문에 구동 환경에 따라 종종 디스크와 풀리가 헛도는 현상인 클러치 슬립(clutch slip)이 발생할 수 있다.

이 경우 풀리의 토크가 디스크 및 허브로 제대로 전달되지 못해 압축기의 효율이 저하되거나, 클러치 슬립에 의한 급격한 온도 상승으로 필드코일의 퓨즈가 끊어져 냉방을 작동하더라도 압축기가 작동하지 않는 문제가 발생할 수 있다.

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

본 발명의 목적은 효율적으로 풀리의 회전력을 디스크 및 압축기 샤프트로 전달할 수 있는 디스크 및 허브의 결합 구조가 개선된 압축기용 클러치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 클러치는, 차량의 엔진에 연결되어 회전하는 풀리(100)와, 자력에 의해 상기 풀리(100)에 결합되어 회전하는 디스크(200)와, 상기 디스크(200)에 결합되어 상기 디스크(200)에 의해 회전하며, 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(1)의 회전축(3)로 전달하는 허브와, 상기 허브 및 디스크(200)의 사이에 삽입되는 웨지 스토퍼(600)를 포함하며, 상기 디스크(200) 및 웨지 스토퍼(600)는 서로 마주보는 판면에 각각 구비되어 상기 디스크(200)의 회전 시 서로 밀착되어 상기 디스크(200)의 회전력을 상기 웨지 스토퍼(600)로 전달하는 복수의 제1 웨지 탭(210) 및 제2 웨지 탭(610)을 각각 포함하고, 상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 디스크(200)의 회전 방향을 따라 유동 가능하게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 웨지 탭(210)은 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부에 구비되어 상기 제2 웨지 탭(610)과 접촉되는 제1 경사면(212)과, 상기 웨지 스토퍼(600)에 접촉되는 접촉면(214)을 포함할 수 있다.

상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 제1 경사면(212)에 대응하는 방향 쪽 단부에 구비되어 상기 제1 경사면(212)에 접촉되는 제2 경사면(611)과, 상기 디스크(200)에 접촉되는 디스크 접촉면(613)을 포함할 수 있다.

상기 디스크(200)의 회전 시 상기 제1 경사면(212)와 상기 제2 경사면(611)이 상호 접촉되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 디스크 접촉면(613)의 표면으로부터 단턱지게 요입된 단턱부(614)를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 단턱부(614) 상에 관통 형성된 장공형의 제1 슬릿(615)과, 상기 디스크 접촉면(613)에 대향되는 면에 관통 형성된 장공형의 제2 슬릿(616)과, 상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)을 연통시키는 연통홈(617)을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 웨지 스토퍼(600)에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 슬릿(615)에 삽입되어 상기 웨지 스토퍼(600)에 상기 제2 웨지 탭(610)을 결합시키는 가이드 핀(650)을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 슬릿(615)에 삽입되어 상기 웨지 스토퍼(600)가 상기 디스크(200)의 회전 방향을 따라 유동할 때 상기 웨지 스토퍼(600)의 이동을 정지시키는 볼트(630)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 슬릿(615)은 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부에서 회전 반대 방향 쪽 단부로 갈수록 그 폭이 커지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 슬릿(615)은 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부의 폭이 상기 가이드 핀(650)의 직경에 대응하고, 상기 디스크(200)의 회전 반대 방향 쪽 단부의 폭이 상기 볼트(630)의 직경에 대응하는 것을 특징으로 한다.

상기 단턱부(614)는 상기 볼트(630)의 헤드의 두께에 대응하는 높이로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 웨지 탭(210)은 상기 제1 경사면(212)와 제2 경사면(611)이 접촉될 때 상기 접촉면이 상기 웨지 스토퍼에 접촉되고, 상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 제2 경사면(611)이 상기 제1 경사면(212)에 접촉될 때 상기 디스크 접촉면(613)이 상기 디스크(200)에 접촉될 수 있을 정도의 높이를 갖는 것이 특징이다.

상기 허브는 상기 회전축(3)에 결합되는 이너 허브(400)와, 상기 이너 허브(400)에 결합되어 상기 이너 허브(400)를 외측에서 지지하는 아우터 허브(300)를 포함하며, 상기 이너 허브(400), 상기 웨지 스토퍼(600), 상기 아우터 허브(300) 및 상기 디스크(200)이 순차적으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 웨지 스토퍼(600)와 상기 아우터 허브(300)의 사이에 삽입되어 상기 이너 허브(400), 상기 웨지 스토퍼(600), 상기 아우터 허브(300)와 함께 결합되는 스프링 판부(510)와, 상기 스프링 판부(510)의 외측으로부터 연장되어 상기 디스크(200)에 결합되는 연장 판부(530)가 구비된 판 스프링(500)을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 차량용 클러치는 차량의 엔진에 연결되어 회전하는 풀리(100)와, 자력에 의해 상기 풀리(100)에 결합되어 회전하며, 판면에 돌출 형성된 복수의 제1 웨지 탭(210)이 구비된 디스크(200)와, 상기 디스크(200)에 결합되어 상기 디스크(200)에 의해 회전하며, 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(1)의 회전축(3)로 전달하는 허브와, 상기 허브 및 디스크(200)의 사이에 삽입되며, 판면에 복수의 제2 웨지 탭(610)이 탈착 가능하게 결합된 웨지 스토퍼(600)와, 상기 제1 웨지 탭(210) 또는 제2 웨지 탭(610) 중 적어도 어느 하나에 구비되되 상호 접촉되는 면에 구비되는 패드부를 포함하며, 상기 디스크(200)의 회전 시 상기 제1 웨지 탭(210)이 상기 제2 웨지 탭(610)에 접촉해 상기 제2 웨지 탭(610)을 가압하여 회전시키며, 상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 디스크(200)의 회전 방향을 따라 유동 가능하게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 웨지 탭(210)은 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부에 구비되어 상기 제2 웨지 탭(610)을 가압하는 제1 경사면(212)과, 상기 웨지 스토퍼(600)에 접촉되는 접촉면(214)을 포함하고, 상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 제1 경사면(212)에 대응하는 방향 쪽 단부에 구비되어 상기 디스크(200)의 회전 시 상기 제1 경사면(212)에 의해 가압되는 제2 경사면(611)과, 상기 디스크(200)에 접촉되는 디스크 접촉면(613)을 포함할 수 있다.

상기 패드부는 상기 제1 경사면(212) 또는 제2 경사면(611)에 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 패드부는 탄성 재질인 것이 바람직하다.

상기 제1 슬릿(615)에 삽입되어 상기 제2 슬릿(616)을 관통해 상기 웨지 스토퍼(600)에 삽입되어 상기 제2 웨지 탭(610)을 결합시키는 가이드 핀(650)을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)은 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부에서 회전 반대 방향 쪽 단부로 갈수록 그 폭이 커지는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 핀(650)은 상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)의 일단 쪽에 삽입되되, 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부에 삽입되고, 상기 볼트(630)는 상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)의 타단 쪽에 삽입되되, 상기 디스크(200)의 회전 반대 방향 쪽 단부에 삽입되는 것이 특징이다.

상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)의 양단부 폭은 상기 가이드 핀(650) 및 볼트(630)의 직경에 대응하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 제17항 내지 제28항에 따른 압축기용 클러치를 갖는 차량용 압축기를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기용 클러치는 압축기 샤프트와 연결되는 허브를 지지하는 웨지 스토퍼와 디스크의 접촉면 결합 구조를 개선함으로써 자기 강화 효과를 일으켜 클러치에 소비되는 전력을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 웨지 스토퍼와 디스크의 접촉면에 구비된 웨지 탭이 서로 밀착 결합되므로 부품 마모 또는 공차로 인해 일부 웨지 탭이 밀착되지 않는 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클러치가 설치된 압축기의 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기용 클러치의 결합 사시도,
도 3은 도 2에 따른 압축기용 클러치의 분해 사시도,
도 4는 도 2의 압축기용 클러치에 따른 웨지 스토퍼의 주요 부분을 도시한 사시도,
도 5는 도 2의 압축기용 클러치에 따른 웨지 스토퍼의 주요 부분을 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압축기용 클러치의 웨지 스토퍼를 도시한 단면도이다.

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 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기용 클러치의 결합 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 압축기용 클러치의 분해 사시도이다. 도 4는 도 2의 압축기용 클러치에 따른 웨지 스토퍼의 주요 부분을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 2의 압축기용 클러치에 따른 웨지 스토퍼의 주요 부분을 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기용 클러치(10)은 벨트에 의해 차량의 엔진에 연결되어 회전하는 풀리(100)와, 풀리(100)과 압축기(1) 사이에 위치하며 전원 공급에 따라 자기력을 발생하는 필드코일 어셈블리(미도시)와, 필드코일 어셈블리의 자기력에 의해 풀리(100)에 결합되는 디스크(200)을 포함하여 구성된다. 풀리(100)과 디스크(200)은 동일한 중심 축선을 갖도록 결합되며, 이 중심 축선은 압축기(1)의 회전축(3)이 갖는 중심 축선과 동일하다.

도 2 및 도 3을 참조하여 압축기용 클러치의 세부 구성을 살펴보면 다음과 같다(편의상 도 2를 기준으로 이너 허브의 상측 방향을 상부, 디스크 쪽 방향을 하부로 정의하기로 함).

풀리(100) 및 디스크(200)의 내주면 안쪽에는 압축기(1)의 회전축(3)의 단부에 결합되는 아우터 허브(300)와, 아우터 허브(300)의 내측에 삽입되는 이너 허브(400)와, 아우터 허브(300) 및 이너 허브(400)의 사이에 삽입되는 웨지 스토퍼(600) 및 판 스프링(500)이 구비된다.

풀리(100)은 벨트에 의해 엔진으로부터 회전력을 전달받으며, 원통형의 이너 브리지와 그루브(112)를 갖는 아우터 브리지(110)로 구성된다. 이너 브리지와 아우터 브리지(110)의 사이에 원통형의 공간이 형성되고, 이 공간에 코일이 권선된 후 코일의 내측에 필드코일 어셈블리가 삽입된다.

풀리(100)의 일면은 필드코일 어셈블리에 의해 디스크(200)에 접촉되며, 전술한 디스크(200) 및 허브(300, 400) 등이 차례로 적층되어 회전축(3)에 결합된다.

디스크(200)은 링 형상의 판재로, 하측 판면은 풀리(100)의 일면과 접촉되고 상측 판면은 웨지 스토퍼(600)의 판면에 접촉되되 웨지 탭(210)을 매개로 하여 접촉된다.

디스크(200)의 상면에는 복수의 제1 웨지 탭(210)이 소정의 높이로 상향 돌출 형성되며, 제1 웨지 탭(210)은 디스크(200)의 회전 방향과 반대 방향을 향해 경사진 제1 경사면(212)를 갖는다. 또한, 제1 웨지 탭(210)은 웨지 스토퍼(600)와 접촉되는 접촉면(214)이 구비된다.

클러치(10)의 모든 구성품이 결합된 상태에서 디스크(200)의 제1 웨지 탭(210)과 후술할 웨지 스토퍼(600)의 제2 웨지 탭(610)이 밀착되어야 하므로 제1 웨지 탭(210)의 높이(이너 허브의 상하 방향 폭)는 접촉면(214)이 웨지 스토퍼(600)에 접촉될 수 있을 정도의 높이를 갖는 것이 바람직하다. 아우터 허브(300)의 원판부(310)와 판 스프링(500)이 디스크(200)과 웨지 스토퍼(600)의 사이에 구비되므로, 제1 웨지 탭(210)의 높이는 아우터 허브(300)의 원판부(310) 및 판 스프링(500)의 두께를 더한 것에 대응할 수 있다.

제1 웨지 탭(210)은 디스크(200)의 회전시 후술할 웨지 스토퍼(600)의 제2 웨지 탭(610)을 밀면서 회전하여 제2 웨지 탭(610)과 밀착되고, 접촉면(214)은 웨지 스토퍼(600)와 면접촉된다.

아우터 허브(300) 및 이너 허브(400)는 압축기(1)의 회전축(3)에 결합되어 디스크(200)의 회전력을 압축기(1)의 회전축(3)로 전달하는 역할을 한다. 아우터 허브(300)는 이너 허브(400)의 외측에 결합되며, 이너 허브(400)는 아우터 허브(300)의 내측에 삽입된 상태에서 회전축(3)의 일단에 결합된다.

아우터 허브(300)는 디스크(200)의 상면에 면접촉하는 링 형상의 원판부(310)와, 이너 허브(400)가 삽입되는 원통 형상의 이너 삽입부(330)로 구성되며, 원판부(310)와 이너 삽입부(330)는 일체로 형성된다.

이너 허브(400)는 웨지 스토퍼(600)에 면접촉하는 링 형상의 원판부(310)와, 회전축(3)에 결합되는 원통 형상의 축결합부(430)로 구성되며, 원판부(310)와 축결합부(430)는 일체로 형성된다. 원판부(310)의 하면이 웨지 스토퍼(600)의 상면에 접촉된 상태에서 이너 허브(400)가 아우터 허브(300)의 내주면에 삽입되므로 아우터 허브(300)의 내주면 직경은 이너 허브(400)의 축결합부(430) 외경에 대응하는 것이 바람직하다. 이너 허브(400)와 아우터 허브(300)의 사이, 정확하게는 웨지 스토퍼(600)와 아우터 허브(300)의 사이에는 판 스프링(500)이 구비된다.

판 스프링(500)은 클러치(10)의 중심 축 방향으로의 진동을 댐핑(damping)하는 역할을 하며, 아우터 허브(300)의 원판부(310)에 대응하는 링 형상의 스프링 판부(510)를 갖는다. 또한, 판 스프링(500)은 아우터 허브(300) 뿐만 아니라 디스크(200)에도 결합될 수 있도록 스프링 판부(510)의 외측으로부터 연장 형성된 복수의 연장 판부(530)를 추가로 구비할 수 있다.

웨지 스토퍼(600)는 웨지 탭(610)을 매개로 디스크(200)과 접촉되므로, 디스크(200)의 크기 및 형상에 대응하는 링 형상의 판재 형상을 갖는다. 또한, 웨지 스토퍼(600)는 제1 웨지 탭(210)에 대응하는 경사면(611)을 갖는 복수의 제2 웨지 탭(610)을 갖는다.

제2 웨지 탭(610)은 제1 웨지 탭(210)의 제1 경사면(212)에 접촉하며, 제1 웨지 탭(210)의 제1 경사면(212)에 대응하는 방향으로 경사진 제2 경사면(611)을 갖는다. 또한, 제2 웨지 탭(610)에는 제2 경사면(611)과 연결되며 디스크(200)에 접촉되는 부분에는 디스크 접촉면(613)과, 디스크 접촉면(613)의 판면으로부터 단턱지게 요입된 단턱부(614)가 구비된다. 제2 웨지 탭(610)의 높이(이너 허브의 상하 방향 폭)는 제1 웨지 탭(210)의 높이에 대응하도록 형성된다.

단턱부(614) 상에는 장공 형태의 슬릿(615, 616)이 형성되며, 제1 슬릿(615)은 제2 웨지 탭(610)의 내부로 연통되어 반대쪽 면에도 동일한 형태의 제2 슬릿(616)이 형성된다. 제1 슬릿(615)에는 볼트(630) 및 가이드 핀(650)이 삽입되어 제2 웨지 탭(610)을 웨지 스토퍼(600) 상에 결합시킨다.

도 4를 참조하여 좀더 상세히 설명하면, 제2 웨지 탭(610)은 웨지 스토퍼(600) 상에 볼트(630)에 의해 유동 가능하게 결합되며, 디스크(200)의 상면에 접촉되는 디스크 접촉면(613)과, 디스크(200) 상에 구비된 제1 웨지 탭(210)의 제1 경사면(212)에 접촉되는 제2 경사면(611)을 갖는다.

제2 경사면(611)은 제1 경사면(212)의 경사에 대응하여 반대되는 경사를 갖는다. 제1 경사면(212)가 디스크(200)의 회전 방향쪽 단부가 디스크(200)의 상면과 예각을 이루고 회전 방향에 반대되는 방향을 향해 상향 경사진 형태이므로, 제2 경사면(611)은 이와 반대로 형성된다. 즉, 제2 경사면(611)은 디스크(200)의 회전 반대 방향쪽 단부가 웨지 스토퍼(600)의 하면과 예각을 이루고 회전 방향을 향해 하향 경사진 형태이다.

디스크 접촉면(613)은 제1 경사면(212)와 연결되며, 디스크(200)의 상면에 접촉되는 면으로 웨지 스토퍼(600)의 하면과 수평을 이룬다. 디스크 접촉면(613)의 중앙에는 길이 방향을 따라 단턱부(614)가 요입 형성되며, 단턱부(614) 상에 장공형의 제1 슬릿(615)이 관통 형성된다.

단턱부(614)는 볼트(630)의 헤드(632) 및 가이드 핀(650)의 헤드(652) 두께보다 큰 깊이로 요입되는 것이 바람직하다. 그 이유는 볼트(630) 및 가이드 핀(650)이 제1 슬릿(615)에 삽입된 상태에서 볼트(630)의 헤드(632) 및 가이드 핀(650)의 헤드(652)가 외측으로 돌출되어 디스크(200)의 상면에 걸리지 않도록 하기 위함이다.

제1 슬릿(615)은 장공 형태를 갖되, 제2 경사면(611) 쪽 단부의 폭이 반대편 단부의 폭보다 크게 형성된다. 즉, 제1 슬릿(615)은 일측 단부에서 제2 경사면(611) 쪽 단부로 갈수록 그 폭이 점차 커지는 장공 형태를 갖는다.

제2 슬릿(616)은 제1 슬릿(615)과 동일한 형태를 가지며, 디스크 접촉면(613)과 대향되는 면에 형성된다. 제1 슬릿(615)과 제2 슬릿(616)은 제2 웨지 탭(610)의 내부에 관통 형성된 연통홈(617)에 의해 상호 연통된다.

연통홈(617)은 제1 슬릿(615)과 제2 슬릿(616)을 연장한 형태로 제2 웨지 탭(610)의 내부를 관통하여 형성되며, 후술할 볼트(630) 및 가이드 핀(650)이 삽입되는 공간이 된다.

볼트(630)는 볼트 헤드(632)와 볼트 바디(634)로 구성된다. 볼트 바디(634)는 제1 슬릿(615) 및 연통홈(617), 제2 슬릿(616)을 차례로 관통하여 삽입되며, 그 단부가 웨지 스토퍼(600)의 하면 내측으로 삽입되어 지지된다. 볼트 헤드(632)는 제1 슬릿(615)을 통과하지 못하고 걸림 유지되어야 하므로 제1 슬릿(615)의 가장 넓은 쪽 폭 보다 크게 형성된다. 볼트 바디(634)의 직경은 제2 슬릿(616)의 가장 좁은 쪽 폭 보다는 크고, 가장 넓은 쪽 폭 보다는 작거나 같게 형성되는 것이 바람직하다.

그 이유는 볼트(630)가 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)의 길이 방향을 따라서는 어느 정도 유동이 가능하더라도 폭 방향으로는 유동이 최소화되도록 하기 위함이다. 또한, 제2 웨지 탭(610)이 제1 웨지 탭(210)에 의해 디스크(200)의 회전 방향으로 밀릴 때 볼트(630)가 제2 슬릿(616)의 단부에 걸린 상태로 유지되어 제2 웨지 탭(610)의 제2 경사면(611)과 제1 웨지 탭(210)의 제1 경사면(212)가 접촉 상태를 유지하기 위함이다(이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 함).

가이드 핀(650)은 핀 바디(654)와, 핀 바디(654)의 향단에 구비된 핀 헤드(652)로 구성되며, 핀 헤드(652)는 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)의 외측에 위치하고 핀 바디(654)는 연통홈(617)에 삽입된다. 핀 바디(654)의 직경은 제1 슬릿(615)의 가장 좁은 쪽 폭에 대응하며, 핀 헤드(652)의 직경은 볼트(630)가 제1 슬릿(615)의 가장 넓은 폭을 갖는 부분에 위치한 상태에서 볼트 헤드(632)에 인접했을 때 제1 슬릿(615)으로부터 이탈되지 않을 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다.

가이드 핀(650)의 역할은 제2 웨지 탭(610)이 웨지 스토퍼(600)에 결합된 상태에서 이탈되지 않도록 하고, 제2 웨지 탭(610)이 제1 웨지 탭(210)에 밀려 유동될 때 웨지 스토퍼(600)와 결합된 상태에서 비뚤어지지 않도록 하는 것이다. 따라서 도면에서는 가이드 핀(650)이 한 개인 실시 예에 대해서만 설명하였으나, 가이드 핀(650)이 단턱부(614)의 양측 디스크 접촉면(613) 상에 한 쌍으로 삽입될 수도 있다. 이 경우에도 가이드 핀(650)의 핀 헤드(652)는 디스크 접촉면(613)의 내측으로 요입되어 디스크 접촉면(613)의 슬라이딩 이동을 방해하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기용 클러치의 결합 관계 및 작동 관계에 대해 간단하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 압축기용 클러치(10)은 이너 허브(400)와 웨지 스토퍼(600), 판 스프링(500)과 아우터 허브(300)가 순차적으로 결합된 상태에서 가장 상측에 노출되는 이너 허브(400)의 원판부(310)에서부터 웨지 스토퍼(600), 판 스프링(500)의 스프링 판부(510), 아우터 허브(300)의 원판부(310)까지가 한번에 체결 수단에 의해 결합된다. 체결 수단은 복수의 볼트나 리벳 등이 적용될 수 있으며, 이너 허브(400)와 웨지 스토퍼(600), 판 스프링(500)과 아우터 허브(300)를 결합하고, 판 스프링(500)은 디스크(200)에 다른 볼트로 결합된다. 이 상태에서 최종적으로 이너 허브(400)의 축결합부(430) 내측에 회전축(3)이 삽입된다.

디스크(200)이 자력에 의해 풀리(100)에 결합되면, 도 2의 화살표 방향으로 회전하게 된다. 디스크(200)이 회전하면서 제1 웨지 탭(210)의 제1 경사면(212)가 제2 웨지 탭(610)의 제2 경사면(611)에 접촉한 상태로 디스크(200)의 회전에 따라 제1 웨지 탭(210)이 제2 웨지 탭(610)을 가압하며 회전하게 된다. 따라서 디스크(200)의 회전에 따라 웨지 스토퍼(600)가 회전하고, 웨지 스토퍼(600)에 결합된 아우터 허브(300) 및 이너 허브(400)가 함께 회전하면서 풀리(100)을 통해 디스크(200)로 전달된 회전력이 압축기(1)의 회전축(3)로 전달되어 압축기(1)을 구동시킨다.

장기간 압축기용 클러치를 작동시키게 되면, 제1 웨지 탭(210) 및 제2 웨지 탭(610)이 마모되어 제1 경사면(212) 및 제2 경사면(611)간의 접촉이 원활하지 않을 수 있다. 또는, 제조 시 공차에 의해 복수의 제1 웨지 탭(210)과 제2 웨지 탭(610) 중 일부만 접촉되고 일부는 접촉이 되지 않은 상태로 디스크(200)이 회전할 수 있다. 이렇게 일부의 웨지 탭만이 접촉된 상태에서 압축기용 클러치가 작동되면, 불균형이 발생해 제1 웨지 탭(210) 및 제2 웨지 탭(610)의 내구성이 저하되고 회전력이 제대로 전달되지 못하는 문제가 발생한다.

그러나 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기용 클러치(10)은 제2 웨지 탭(610)이 볼트(630) 및 가이드 핀(650)에 의해 제1 슬릿(615)의 길이 방향, 즉 디스크(200)의 회전 방향으로 유동 가능하게 구현된다. 제2 웨지 탭(610)이 유동하더라도 볼트(630)가 제1 슬릿(615)의 단부에 걸리면 웨지 스토퍼(600)에 결합된 상태로 더이상 유동하거나 밀리지 않게 된다. 따라서 제2 웨지 탭(610)과 제1 웨지 탭(210) 간에 유격이 존재하더라도 디스크(200)이 회전함에 따라 제1 웨지 탭(210)이 제2 웨지 탭(610) 쪽으로 접근하면서 제2 웨지 탭(610)을 밀게 되면 제2 웨지 탭(610)이 볼트(630)에 의해 더 이상 밀리지 않고 고정되므로 제1 웨지 탭(210)과 제2 웨지 탭(610)이 밀착될 수 있다.

한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 제1 경사면(212) 또는 제2 경사면(611)에 탄성 재질의 패드부(미도시)이 구비됨으로써 제1 웨지 탭(210)과 제2 웨지 탭(610)이 접촉될 때 접촉 방향을 따라 가해지는 충격을 완충시킬 수 있다.

패드부는 제1 웨지 탭(210)이 제2 웨지 탭(610)에 접촉하여 제1 경사면(212)이 제2 경사면(611)을 가압할 때 탄성 변형되면서 충격을 흡수하며, 충격에 따른 진동 및 소음을 방지할 수 있다. 또한, 제1 웨지 탭(210)과 제2 웨지 탭(610)의 접촉 충격에 따른 마모를 방지하는 효과도 있다.

패드부는 제1 경사면(212) 또는 제2 경사면(611) 중 어느 하나에만 구비될 수도 있고, 양쪽 모두에 구비될 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압축기용 클러치에 대해 설명하기로 한다(편의상 전술한 실시 예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 하며, 상세한 설명은 생략하기로 한다).

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압축기용 클러치의 웨지 스토퍼를 도시한 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압축기용 클러치(10)은 별도의 볼트나 가이드 핀 없이 제2 웨지 탭(610') 자체가 웨지 스토퍼(600) 상에 결합된 상태에서 디스크(200)의 회전 방향으로 유동하도록 구성될 수 있다.

제2 웨지 탭(610')은 제2 경사면(611')과 디스크 접촉면(613')을 구비하며, 디스크 접촉면(613')과 대향되는 면에 탭 결합부(611')가 구비될 수 있다. 탭 결합부(611')는 연결부(615')에 의해 제2 웨지 탭(610')에 일체로 형성된다. 탭 결합부(611')는 웨지 스토퍼(600)의 하면으로부터 내측으로 요입 형성된 결합홈(600a)에 삽입된다.

탭 결합부(611')는 단면이 타원형 또는 모서리가 날카롭지 않은 직사각형 형상을 가질 수 있으며, 직경이 짧은 쪽이 제2 웨지 탭(610')의 폭 방향이고, 직경이 긴 쪽이 제2 웨지 탭(610')의 길이 방향이다.

탭 결합부(611')가 결합홈(600a)에 삽입된 상태에서 임의로 이탈되지 못하도록 결합홈(600a)의 입구는 탭 결합부(611')의 장축 방향 길이 보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 탭 결합부(611')는 소정의 탄성을 가질 수 있으며, 억지 끼움에 의해 결합홈(600a)에 삽입된 후 원상태로 복원되어 결합홈(600a)에 걸림 상태를 유지할 수 있다.

탭 결합부(611')는 결합홈(600a) 내에서 제2 웨지 탭(610')의 길이 방향인 화살표 방향을 따라 유동이 가능하며, 결합홈(600a)의 길이 이상으로 유동하지 못한다. 따라서 제1 웨지 탭(210)에 의해 제2 경사면(611')이 밀릴 때 탭 결합부(611')의 일단이 결합홈(600a)의 내측 일단에 접촉하게 되면 제2 웨지 탭(610')이 디스크(200)의 회전 방향으로 더이상 밀리지 않게 된다. 따라서 제1 웨지 탭(210)과 제2 웨지 탭(610')이 밀착 상태를 유지할 수 있다.

전술한 실시 예에서 아우터 허브 및 이너 허브가 각각 구비된 것을 예로 하여 설명하였으나, 하나의 허브를 사용해 회전축에 회전력을 전달해도 무방하다.

또한, 제2 웨지 탭이 별도의 볼트나 가이드 핀의 결합 없이 탭 결합부를 구비하여 웨지 스토퍼에 결합되는 것을 예로하여 설명하였으나, 제2 웨지 탭의 폭 방향 유동을 방지하기 위해 추가적인 가이드 핀이나 볼트가 구비될 수 있다.

이러한 구성에 의해 각각의 제1 웨지 탭은 제2 웨지 탭에 밀착된 상태를 유지할 수 있게 되므로 부품 마모 또는 공차로 인해 일부 웨지 탭이 밀착되지 않아 발생되는 웨지 탭의 내구성 저하 문제를 해결할 수 있다. 또한, 디스크와 웨지 스토퍼, 허브 간의 결합력이 향상되므로 클러치에 소비되는 전력을 감소시키는 효과가 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 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.

1: 압축기 3: 회전축
10: 압축기용 클러치 100: 풀리
200: 디스크 210: 제1 웨지 탭
212: 제1 경사면 300: 아우터 허브
400: 이너 허브 500: 판 스프링
600: 웨지 스토퍼 610: 제2 웨지 탭
611: 제2 경사면 614: 단턱부
615a, 615b: 장공형 슬릿
630: 볼트 650: 가이드 핀

Claims

차량의 엔진에 연결되어 회전하는 풀리(100)와,
자력에 의해 상기 풀리(100)에 결합되어 회전하는 디스크(200)와,
상기 디스크(200)에 결합되어 상기 디스크(200)에 의해 회전하며, 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(1)의 회전축(3)로 전달하는 허브와,
상기 허브 및 디스크(200)의 사이에 삽입되는 웨지 스토퍼(600)를 포함하며,
상기 디스크(200) 및 웨지 스토퍼(600)는 서로 마주보는 판면에 각각 구비되어 상기 디스크(200)의 회전 시 서로 밀착되어 상기 디스크(200)의 회전력을 상기 웨지 스토퍼(600)로 전달하는 복수의 제1 웨지 탭(210) 및 제2 웨지 탭(610)을 각각 포함하고,
상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 디스크(200)의 회전 방향을 따라 유동 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제1항에 있어서,
상기 제1 웨지 탭(210)은 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부에 구비되어 상기 제2 웨지 탭(610)과 접촉되는 제1 경사면(212)과, 상기 웨지 스토퍼(600)에 접촉되는 접촉면(214)을 포함하는 압축기용 클러치.
제2항에 있어서,
상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 제1 경사면(212)에 대응하는 방향 쪽 단부에 구비되어 상기 제1 경사면(212)에 접촉되는 제2 경사면(611)과, 상기 디스크(200)에 접촉되는 디스크 접촉면(613)을 포함하는 압축기용 클러치.
제3항에 있어서,
상기 디스크(200)의 회전 시 상기 제1 경사면(212)와 상기 제2 경사면(611)이 상호 접촉되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제4항에 있어서,
상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 디스크 접촉면(613)의 표면으로부터 단턱지게 요입된 단턱부(614)를 더 포함하는 압축기용 클러치.
제5항에 있어서,
상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 단턱부(614) 상에 관통 형성된 장공형의 제1 슬릿(615)과, 상기 디스크 접촉면(613)에 대향되는 면에 관통 형성된 장공형의 제2 슬릿(616)과, 상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)을 연통시키는 연통홈(617)을 더 포함하는 압축기용 클러치.
제6항에 있어서,
상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 웨지 스토퍼(600)에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제7항에 있어서,
상기 제1 슬릿(615)에 삽입되어 상기 웨지 스토퍼(600)에 상기 제2 웨지 탭(610)을 결합시키는 가이드 핀(650)을 더 포함하는 압축기용 클러치.
제8항에 있어서,
상기 제1 슬릿(615)에 삽입되어 상기 웨지 스토퍼(600)가 상기 디스크(200)의 회전 방향을 따라 유동할 때 상기 웨지 스토퍼(600)의 이동을 정지시키는 볼트(630)를 더 포함하는 압축기용 클러치.
제9항에 있어서,
상기 제1 슬릿(615)은 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부에서 회전 반대 방향 쪽 단부로 갈수록 그 폭이 커지는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제10항에 있어서,
상기 제1 슬릿(615)은 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부의 폭이 상기 가이드 핀(650)의 직경에 대응하고, 상기 디스크(200)의 회전 반대 방향 쪽 단부의 폭이 상기 볼트(630)의 직경에 대응하는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제9항에 있어서,
상기 단턱부(614)는 상기 볼트(630)의 헤드의 두께에 대응하는 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제4항에 있어서,
상기 제1 웨지 탭(210)은 상기 제1 경사면(212)와 제2 경사면(611)이 접촉될 때 상기 접촉면이 상기 웨지 스토퍼에 접촉되고, 상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 제2 경사면(611)이 상기 제1 경사면(212)에 접촉될 때 상기 디스크 접촉면(613)이 상기 디스크(200)에 접촉될 수 있을 정도의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제1항에 있어서,
상기 허브는 상기 회전축(3)에 결합되는 이너 허브(400)와, 상기 이너 허브(400)에 결합되어 상기 이너 허브(400)를 외측에서 지지하는 아우터 허브(300)를 포함하며, 상기 이너 허브(400), 상기 웨지 스토퍼(600), 상기 아우터 허브(300) 및 상기 디스크(200)이 순차적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제14항에 있어서,
상기 웨지 스토퍼(600)와 상기 아우터 허브(300)의 사이에 삽입되어 상기 이너 허브(400), 상기 웨지 스토퍼(600), 상기 아우터 허브(300)와 함께 결합되는 스프링 판부(510)와, 상기 스프링 판부(510)의 외측으로부터 연장되어 상기 디스크(200)에 결합되는 연장 판부(530)가 구비된 판 스프링(500)을 더 포함하는 압축기용 클러치.
제1항 내지 제15항에 따른 압축기용 클러치를 갖는 차량용 압축기.
차량의 엔진에 연결되어 회전하는 풀리(100)와,
자력에 의해 상기 풀리(100)에 결합되어 회전하며, 판면에 돌출 형성된 복수의 제1 웨지 탭(210)이 구비된 디스크(200)와,
상기 디스크(200)에 결합되어 상기 디스크(200)에 의해 회전하며, 상기 풀리(100)의 회전력을 압축기(1)의 회전축(3)로 전달하는 허브와,
상기 허브 및 디스크(200)의 사이에 삽입되며, 판면에 복수의 제2 웨지 탭(610)이 탈착 가능하게 결합되고 상기 제1 웨지 탭(210)에 접촉되는 웨지 스토퍼(600)와,
상기 제1 웨지 탭(210) 또는 제2 웨지 탭(610) 중 적어도 어느 하나에 구비되되 상호 접촉되는 면에 구비되는 패드부를 포함하며,
상기 디스크(200)의 회전 시 상기 제1 웨지 탭(210)이 상기 제2 웨지 탭(610)에 접촉해 상기 제2 웨지 탭(610)을 가압하여 회전시키며, 상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 디스크(200)의 회전 방향을 따라 유동 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제16항에 있어서,
상기 제1 웨지 탭(210)은 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부에 구비되어 상기 제2 웨지 탭(610)을 가압하는 제1 경사면(212)과, 상기 웨지 스토퍼(600)에 접촉되는 접촉면(214)을 포함하고,
상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 제1 경사면(212)에 대응하는 방향 쪽 단부에 구비되어 상기 디스크(200)의 회전 시 상기 제1 경사면(212)에 의해 가압되는 제2 경사면(611)과, 상기 디스크(200)에 접촉되는 디스크 접촉면(613)을 포함하는 압축기용 클러치.
제18항에 있어서,
상기 패드부는 상기 제1 경사면(212) 또는 제2 경사면(611)에 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제19항에 있어서,
상기 패드부는 탄성 재질인 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제18항에 있어서,
상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 디스크 접촉면(613)의 표면으로부터 단턱지게 요입된 단턱부(614)를 더 포함하는 압축기용 클러치.
제21항에 있어서,
상기 제2 웨지 탭(610)은 상기 단턱부(614) 상에 관통 형성된 장공형의 제1 슬릿(615)과, 상기 디스크 접촉면(613)에 대향되는 면에 관통 형성된 장공형의 제2 슬릿(616)과, 상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)을 연통시키는 연통홈(617)을 더 포함하는 압축기용 클러치.
제22항에 있어서,
상기 제1 슬릿(615)에 삽입되어 상기 제2 슬릿(616)을 관통해 상기 웨지 스토퍼(600)에 삽입되어 상기 제2 웨지 탭(610)을 결합시키는 가이드 핀(650)을 더 포함하는 압축기용 클러치.
제23항에 있어서,
상기 제1 슬릿(615)에 삽입되어 상기 웨지 스토퍼(600)가 상기 디스크(200)의 회전 방향을 따라 유동할 때 상기 웨지 스토퍼(600)의 이동을 정지시키는 볼트(630)를 더 포함하는 압축기용 클러치.
제24에 있어서,
상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)은 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부에서 회전 반대 방향 쪽 단부로 갈수록 그 폭이 커지는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제25항에 있어서,
상기 가이드 핀(650)은 상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)의 일단 쪽에 삽입되되, 상기 디스크(200)의 회전 방향 쪽 단부에 삽입되고, 상기 볼트(630)는 상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)의 타단 쪽에 삽입되되, 상기 디스크(200)의 회전 반대 방향 쪽 단부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제26항에 있어서,
상기 제1 슬릿(615) 및 제2 슬릿(616)의 양단부 폭은 상기 가이드 핀(650) 및 볼트(630)의 직경에 대응하는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제25항에 있어서,
상기 단턱부(614)는 상기 볼트(630)의 헤드의 두께에 대응하는 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기용 클러치.
제17항 내지 제28항에 따른 압축기용 클러치를 갖는 차량용 압축기.