KR20210019806A - 클러치 및 이를 포함하는 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치 및 이를 포함하는 압축기에 관한 것으로서, 클러치의 축 방향으로 전달되는 진동 중 진폭을 감소시켜 저소음과 저진동으로 작동되는 압축기를 제공하고자 한다.

Description

클러치 및 이를 포함하는 압축기{CLUTCH AND COMPRESSOR INCLUDING THE SAME}

본 발명은 클러치 및 이를 포함하는 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디스크가 풀리와 접촉시 발생되는 흡착 소음을 저감한 클러치 및 이를 포함하는 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioning; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 증발기로부터 공급된 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.

압축기에는 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식과, 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식 등이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.

상기 압축기는 통상적으로 냉매를 압축하는 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축을 포함하고, 상기 압축기의 구동원(예를 들어, 엔진)과 회전축을 선택적으로 연결 및 분리시키는 클러치를 포함하며, 상기 구동원으로부터 동력을 선택적으로 전달받아 작동되도록 구성된다.

압축기는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축기구와, 상기 케이싱의 외부에 구비되는 구동원(예를 들어, 엔진)으로부터 상기 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축 및 상기 구동원과 상기 회전축을 선택적으로 연결 및 분리시키는 클러치를 포함한다.

상기 클러치는 대한민국 등록특허공보 10-1339809호를 참조하면, 회전축에 체결되어 상기 회전축과 함께 회전 가능한 허브와, 상기 허브에 체결되어 상기 허브와 함께 회전 가능한 디스크와, 구동원으로부터 동력을 전달받아 회전되는 풀리가 구비된다.

그리고 상기 허브와 상기 디스크를 체결시키되 상기 디스크가 상기 허브를 기준으로 상기 풀리에 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동 가능하도록 상기 허브와 상기 디스크를 체결하면서 상기 디스크가 상기 풀리로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재가 구비된다.

또한 전원 인가 시 자화되어 상기 디스크를 상기 풀리 측으로 이동시켜 상기 디스크와 풀리를 접촉시키는 필드 코일 조립체를 포함한다.

여기서, 상기 허브와, 상기 탄성부재 및 상기 디스크는 디스크 허브 조립체를 형성하고, 이러한 구성에 따른 압축기는 다음과 같이 작동된다.

상기 풀리는 상기 구동원으로부터 구동력을 전달받아 회전되고, 상기 필드 코일 조립체에 전원이 인가되면, 상기 필드 코일 조립체의 자기유도에 의한 흡인력에 의하여 상기 디스크가 풀리 측으로 이동되어 풀리에 접촉된다.

상기 디스크와 상기 풀리가 결속됨으로써, 상기 구동원의 동력이 상기 풀리와, 디스크와, 탄성부재 및 허브를 통해 회전축에 전달된다.

상기 회전축은 전달받은 동력으로 상기 압축기구를 작동시켜 냉매를 압축한다.

일예로 상기 필드 코일 조립체에 전원 인가가 중단되면, 상기 필드 코일 조립체의 자기유도에 의한 흡인력이 더 이상 발생되지 않고, 상기 탄성부재에 의하여 상기 디스크가 상기 풀리로부터 멀어지는 방향으로 이동되어 상기 풀리와 이격된다.

즉, 상기 구동원으로부터 상기 회전축으로의 동력 전달이 중단되고, 상기 압축기구는 작동이 중단되며, 냉매의 압축이 정지된다.

그러나 이러한 종래의 클러치 및 이를 포함하는 압축기에 있어서 상기 풀리와 상기 디스크 사이 접촉 및 이격에 의한 소음과 진동이 발생되었으나 이를 감쇄하지 못하는 문제점이 있었다.

즉, 상기 풀리와 상기 디스크가 충돌할 때 상당한 소음과 진동이 발생되고, 상기 풀리와 상기 디스크가 접촉된 상태에서 함께 회전될 때 발생되는 소음과 진동이 상기 압축기로 전달되며, 상기 풀리와 상기 디스크의 이격 시 상기 디스크의 반발력에 의해 상당한 소음과 진동이 발생되는 문제점이 있었다.

또한 상기 디스크가 상기 풀리와 접촉된 상태에서 회전될 경우 상기 디스크의 상대면에서 마모가 발생되면서 가루 형태의 이물질이 발생되고, 상기 이물질은 상기 풀리와 접촉되는 디스크의 접촉면적을 감소시키는 문제점이 유발되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.

대한민국 등록특허공보 10-1339809호

본 실시 예는 디스크가 클러치에 접촉시 발생되는 이물질을 포집하여 접촉 면적 감소로 인한 자기력 저하를 예방하여 안정적인 작동을 도모하기 위한 클러치 및 이를 포함하는 압축기를 제공하고자 한다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 클러치는 압축기의 회전축(3)에 축 회전 가능하게 결합되고, 외부 구동원으로부터 동력을 전달받는 풀리(100); 상기 풀리(100)의 내측에 위치되고, 전원의 인가 유무에 따라 발생된 전자기력에 의해 상기 디스크(300)를 상기 풀리(100)를 향해 상대 이동 가능하게 하는 필드 코일 조립체(400); 및 상기 풀리(100)와 축 방향에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 회전축(3)과 함께 회전되는 허브(200)와 결합되며, 상기 풀리(100)에 형성된 마찰면(102)과 마주보는 상대면(302)에 상기 마찰면(102)과 접촉에 따라 발생되는 소음 저감을 위해 중앙을 기준으로 외측 반경 방향을 향해 멀어질수록 내부단면적이 상이한 홈부(310)가 형성된 디스크(300)를 포함한다.

상기 홈부(310)는 상기 디스크(300)의 중앙을 기준으로 반경 방향 외측과 원주 방향에서 다수개가 배치되어 상기 디스크(300)의 상대면(302)이 상기 풀리(100)의 마찰면(102)과 접촉시 발생된 이물질이 유입되는 것을 특징으로 한다.

상기 홈부(310)는 동일 간격으로 서로 간에 이격된다.

상기 홈부(310)는 상기 상대면(302)에서 연직 방향으로 개구된다.

상기 홈부(310)는 상기 상대면(302)에서 상기 디스크(300)의 회전 방향으로 경사지게 개구된다.

상기 홈부(310)는 상기 디스크(300)의 중앙을 기준으로 반경 방향 외측으로 갈수록 상기 상대면(302)의 내측으로 개구된 깊이가 증가하는 것을 특징으로 한다.

상기 홈부(310)에는 상기 디스크(300)의 상대면(302)이 상기 풀리(100)의 마찰면(102)과 접촉시 발생된 이물질이 유입된 이후에 상기 홈부(310)의 외측으로 이동을 최소화하기 위해 내측 원주 방향에서 나선 형태의 나선부(311)가 형성된다.

상기 디스크(300)는 중앙을 기준으로 반경 방향 외측으로 이격된 위치에서 원주 방향을 따라 복수개가 소정의 길이로 연장 배치된 슬롯 홀(s)이 형성되고, 상기 홈부(310)는 상기 슬롯 홀(s)을 기준으로 반경 방향 외측 원주 방향에 배치된다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 클러치는 압축기의 회전축(3)에 축 회전 가능하게 결합되고, 외부 구동원으로부터 동력을 전달받는 풀리(100); 상기 풀리(100)의 내측에 위치되고, 전원의 인가 유무에 따라 발생된 전자기력에 의해 상기 디스크(300)를 상기 풀리(100)를 향해 상대 이동 가능하게 하는 필드 코일 조립체(400); 및 상기 풀리(100)와 축 방향에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 회전축(3)과 함께 회전되는 허브(200)와 결합되며, 상기 풀리(100)에 형성된 마찰면(102)과 마주보는 상대면(302)에 상기 마찰면(102)과 접촉에 따라 발생되는 소음 저감을 위해 슬롯(320)이 형성된 디스크(300)를 포함한다.

상기 슬롯(320)은 상기 디스크(300)의 중앙을 기준으로 반경 방향 외측을 향해 연장되고, 원주 방향에서 다수개가 배치되어 상기 디스크(300)의 상대면(302)이 상기 풀리(100)의 마찰면(102)과 접촉시 발생된 이물질이 유입되는 것을 특징으로 한다.

상기 슬롯(320)은 상기 디스크(300)의 반경 방향 외측으로 갈수록 상대면(302)의 내측을 향해 하향 경사진 깊이가 증가하는 것을 특징으로 한다.

상기 슬롯(320)은 상기 디스크(300)의 상대면(302)이 상기 풀리(100)의 마찰면(102)과 접촉시 내측 바닥면(322)에 가해지는 응력을 지지 분산하기 위해 라운드 부(324)가 형성된다.

상기 슬롯(320)은 상기 디스크(300)의 반경 방향 외측을 향해 일정한 깊이로 연장되되, 상기 상대면(302)을 상측에서 바라볼 때 반경 방향 외측으로 갈수록 폭 방향 길이가 감소되는 것을 특징으로 한다.

상기 슬롯(320)은 응력발생이 감소되도록 반경방향 외측을 향해 경사진다.

본 발명의 제3 실시 예에 의한 클러치는 압축기의 회전축(3)에 축 회전 가능하게 결합되고, 외부 구동원으로부터 동력을 전달받는 풀리(100); 상기 풀리(100)의 내측에 위치되고, 전원의 인가 유무에 따라 발생된 전자기력에 의해 상기 디스크(300)를 상기 풀리(100)를 향해 상대 이동 가능하게 하는 필드 코일 조립체(400); 및 상기 풀리(100)와 축 방향에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 회전축(3)과 함께 회전되는 허브(200)와 결합되며, 상기 풀리(100)에 형성된 마찰면(102)과 마주보는 상대면(302)에 상기 마찰면(102)과 접촉에 따라 발생되는 소음 저감을 위해 중앙을 기준으로 외측 반경 방향을 향해 감소된 홈부(330)가 형성된 디스크(300)를 포함한다.

상기 홈부(330)는 상기 디스크(300)의 중앙을 기준으로 반경 방향 내측에 위치되고, 제1 내경(d1)을 갖는 제1 홈부(332); 상기 제1 홈부(332)를 기준으로 반경 방향 외측으로 이격되어 위치되고, 제2 내경(d2)을 갖는 제2 홈부(334); 상기 제2 홈부(334)를 기준으로 반경 방향 외측으로 이격되어 위치되고, 제3 내경(d3)을 갖는 제3 홈부(336)을 포함한다.

상기 제1 홈부(332)에서 상기 제3 홈부(336)로 갈수록 개구된 내경은 감소하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 실시 예는 케이싱(1); 상기 케이싱(1)의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축기구(2); 상기 케이싱(1)의 외부에 구비되는 구동원으로부터 상기 압축기구(2)로 회전력을 전달하는 회전축(3); 및 상기 회전축(3)을 선택적으로 연결 및 분리시키는 동력전달기구를 포함하고, 상기 동력전달기구는 클러치(4)를 포함하는 압축기를 제공한다.

본 발명의 실시 예들은 디스크가 풀리에 접촉시 발생되는 소음을 감소시키되, 별도의 구성을 추가하지 않고 마찰면에 접촉되는 상대면의 면적을 변화시켜 불필요하게 발생되었던 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 디스크의 상대면이 풀리의 마찰면과 접촉 후 회전되면서 발생되는 이물질이 유입되는 공간을 형성하여 슬립으로 인한 작동 오류를 예방할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 클러치 작동시 발생되는 소음 및 진동을 감소시켜 저소음과 저진동으로 작동되는 압축기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시 예에 의한 클러치를 포함하는 압축기를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 클러치를 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 디스크를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 디스크의 A-A선 종 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 홈부의 다른 실시 예를 도시한 종 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 홈부에 나선부가 형성된 상태를 도시한 종 단면도.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 클러치가 오프 상태일 경우를 도시한 종 단면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 클러치가 온(On) 되는 상태일 경우를 도시한 종 단면도.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 클로치가 온(On) 된 이후 상태를 도시한 종 단면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 의한 디스크를 도시한 도면.
도 11은 도 7의 B-B선 종 단면도.
도 12는 도 7의 변형 실시 예를 도시한 도면.
도 13은 도 9의 C-C선 종 단면도.
도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 디스크를 도시한 도면.
도 15는 도 11에 도시된 홈부의 상세도.
도 16은 본 실시 예에 의한 클러치와 종래의 클러치가 작동시 발생되는 흡착음을 비교 도시한 그래프.

이하, 본 발명에 의한 클러치 및 이를 포함하는 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로 본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

첨부된 도 1은 본 실시 예에 의한 클러치를 포함하는 압축기를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 클러치를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 디스크를 도시한 도면이다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 클러치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 클러치(4)는 압축기의 회전축(3)에 축 회전 가능하게 결합되고, 외부 구동원으로부터 동력을 전달받는 풀리(100)와, 상기 풀리(100)의 내측에 위치되고, 전원의 인가 유무에 따라 발생된 전자기력에 의해 상기 디스크(300)를 상기 풀리(100)를 향해 상대 이동 가능하게 하는 필드 코일 조립체(400) 및 상기 풀리(100)와 축 방향에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 회전축(3)과 함께 회전되는 허브(200)와 결합되며, 상기 풀리(100)에 형성된 마찰면(102)과 마주보는 상대면(302)에 상기 마찰면(102)과 접촉에 따라 발생되는 소음 저감을 위해 중앙을 기준으로 외측 반경 방향을 향해 멀어질수록 내부단면적이 상이한 홈부(310)가 형성된 디스크(300)를 포함한다.

본 실시 예는 차량에서 냉매의 압축을 위해 사용되는 압축기의 동력을 전달받는 클러치(4)로 한정하여 설명하여, 상기 클러치(4)는 압축기를 기준으로 좌측 단부에 결합된다. 참고로 도 1에서는 클러치(4)가 풀리(100)의 내측에 위치된 것으로 설명한다.

이를 위해 본 실시 예는 상기 압축기는 외형을 이루는 케이싱(1)과, 상기 케이싱(1)의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축기구(2)와, 상기 케이싱(1)의 외부에 구비된 구동원(일 예로 엔진)으로부터 상기 압축기구(2)로 회전력을 전달하는 회전축(3) 및 상기 구동원(미도시)과 상기 회전축(3)을 선택적으로 연결 및 분리시키는 동력전달기구를 포함한다.

상기 압축기구(2)는 상기 케이싱(1)의 보어 내부에서 축 방향으로 왕복 운동 가능하게 구비된 피스톤(21)과, 상기 회전축(3)과 함께 회전되며 상기 피스톤(21)을 왕복 운동시키는 사판(22)을 포함한다.

상기 압축기구(2)는 상기 피스톤(21)과 상기 사판(22)을 포함하여 구성되고, 상기 회전축(3)의 회전력을 전달받아 선회 운동되는 선회 스크롤(미도시)과, 상기 선회 스크롤에 치합되는 고정 스크롤(미도시)을 포함하는 스크롤 방식과 같이 다양한 방식으로 구성되는 것도 가능할 수 있다.

상기 회전축(3)은 일단부가 상기 압축기구(2)에 연결되고, 타단부가 도면 기준 좌측으로 연장되어 상기 케이싱(1)을 관통하여 외부로 돌출되며 상기 동력전달기구와 체결된다.

상기 동력전달기구는 전원이 인가되면 자화되어 상기 구동원(미도시)과 상기 회전축(3)을 연결시키고, 전원이 차단되면 소자되어 상기 구동원(미도시)과 상기 회전축(3)을 분리시키는 전자식 클러치(이하, 클러치)(4)로 형성될 수 있다.

상기 클러치(4)는 회전축(3)에 축 회전 가능하게 결합되고, 외부 구동원으로부터 동력을 전달받는 풀리(100)와, 상기 풀리(100)와 축 방향에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 회전축(3)과 함께 회전되는 허브(200)와, 상기 허브(200)와 결합되어 함께 회전되는 디스크(300)와, 상기 풀리(100)의 내측에 위치되고, 전원의 인가 유무에 따라 발생된 전자기력에 의해 상기 디스크(300)를 상기 풀리(100)를 향해 상대 이동 가능하게 하는 필드 코일 조립체(400)를 포함한다.

상기 필드 코일 조립체(400)는 전원 인가 시 자화되어 상기 풀리(100)에 상기 디스크(300) 및 허브(200)를 접촉시킨다.

상기 풀리(100)는 환형으로 형성되고, 외주면에는 상기 구동원(미도시)으로부터 상기 풀리(100)로 구동력을 전달하는 구동벨트(미도시)가 권취되며, 상기 풀리(100)의 내주면과 상기 케이싱(1)의 외측면 사이에는 상기 풀리(100)를 회전 가능하게 지지하는 베어링이 개재될 수 있다.

상기 풀리(100)는 일 측면(도면 기준 상면)에 상기 디스크(300)와 접촉 가능한 마찰면(102)이 형성되고, 상기 풀리(100)의 타 측면(하면)에는 상기 필드 코일 조립체(400)가 삽입되는 수용홈(미도시)이 형성된다.

상기 디스크(300)는 상기 허브(200)와 마주보며 밀착되는 환형의 원판으로 형성되고, 중앙에 소정의 크기로 홀이 개구되어 있어 상기 허브(200)가 중앙에 위치된다.

상기 디스크(300)는 상기 풀리(100)에 접촉될 때 충돌에 의한 소음 및 진동이 발생될 수 있다. 상기 디스크(300)와 상기 풀리(100)가 서로 간에 접촉 및 이격 되면서 발생되는 소음과 진동은 사용자에게 불쾌감을 유발할 뿐만 아니라 압축기의 작동에 영향을 줄 수 있다.

본 실시 예는 압축기가 장기간 정지되었다가 작동될 경우 진동 소음이 증가되므로 이러한 진동 소음을 최소화 하고 안정적으로 압축기가 작동되기 위해 마찰면(102)에 접촉되는 디스크(300)의 상대면(302)에 홈부(310)를 형성하되, 상기 마찰면(102)과 접촉되는 면적 비율을 감소시켜 접촉에 따라 발생되는 진동 소음을 감소시키고자 한다.

이를 위해 본 실시 예는 디스크(300)의 상대면(302)이 상기 마찰면(102)과 접촉 또는 접촉해제 되는데, 상기 상대면(302)에 홈부(310)가 형성되면서 요입된 면적이 상기 상대면(302)의 면적에서 제외된다.

일 예로 상기 상대면(302)은 상기 홈부(310)가 미형성될 경우 전체 면적을 100으로 가정할 때, 상기 홈부(310)가 형성된 이후에 면적은 82이상 유지된다.

상기 상대면(302)은 홈부(310)가 형성된 이후 면적이 82이하가 유지될 경우 상기 풀리(100)의 마찰면(102)과 접촉시 접촉면적 감소로 인한 자기력이 변화되고, 이로 인해 필드 코일 조립체(400)의 자기력 성능이 불안정해질 수 있으므로 전술한 면적이 유지되는 것이 바람직 하다.

상기 홈부(310)는 상기 디스크(300)의 중앙을 기준으로 반경 방향 외측과 원주 방향에서 등간격으로 다수개가 배치되어 상기 디스크(300)의 상대면(302)이 상기 풀리(100)의 마찰면(102)과 접촉시 발생된 이물질이 유입된다.

홈부(310)가 위와 같이 배치될 경우 디스크(300)가 마찰면(102)과 접촉되면서 회전될 때 상대면(302)의 어느 위치에서 이물질이 발생되는 경우에도 상기 홈부(310)의 내측으로 유입이 안정적으로 이루어진다.

상기 이물질은 일 예로 상기 상대면(302)이 상기 마찰면(102)에 접촉된 상태로 회전되면서 표면에서 발생되는 쇳가루로 가정한다. 상기 쇳가루가 상기 상대면(302)에 잔존할 경우 상기 마찰면(102)이 상대면(302)과 밀착되지 못하면서 슬립(slip)이 발생될 수 있다.

본 실시 예는 상기 홈부(310)를 통해 디스크(300)의 상대면(302)에서 접촉 면적 감소로 인해 발생될 수 있는 자기력 저하에 인한 문제점을 예방하고, 이와 동시에 이물질이 상기 홈부(310)로 유입 가능하게 구조를 변경하여 슬립 발생을 최소화 하고자 한다.

본 실시 예에 의한 홈부(310)는 상기 상대면(302)에서 풀리(100)의 반대 방향으로 개구되며, 개구된 면적 비율이 디스크(300)의 반경 방향 외측으로 갈수록 증가될 수 있다.

홈부(310)가 풀리(100)의 반대 방향으로 개구될 경우 작업자가 드릴링 또는 프레스 가공 중의 어느 하나의 방식으로 작업할 때 편리하게 작업을 실시할 수 있어 작업성이 향상된다.

상기 홈부(310)는 A위치에서 B위치로 갈수록 요입된 깊이가 증가되는데, 일 예로 A위치 에서는 0.5mm 깊이로 형성되고, B 위치에서는 1.4mm 깊이로 형성될 수 있다. 참고로 상기 B위치 좌측에 위치된 홈부(310)의 깊이는 0.1mm 깊이로 형성된다.

디스크(300)는 상기 풀리(100)의 마찰면(102)에 접촉될 때 반경 방향을 기준으로 외측 가장자리 부분이 먼저 접촉된 후에 내측 부분이 접촉된다.

상기 마찰면(102)에 상대면(302)이 접촉되면서 발생되는 이물질은 상기 홈부(310) 중 깊이가 가장 깊게 형성된 B위치로 유입되므로 이물질이 상대면(302) 표면에 잔존할 확률이 최소화 된다.

또한 디스크(300)는 풀리(100)와 접촉시 회전이 이루어지므로 반경 방향 외측으로 이물질이 이동되는 원심력이 작용하게 되므로 상기 B위치 또는 B위치와 인접한 위치에 형성된 홈부(310)로 이물질이 안정적으로 유입되어 슬립 발생의 확률을 감소시킨다.

첨부된 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 의한 디스크(300)는 상대면(302)을 해칭으로 도시하였고, 상기 상대면(302)은 클러치가 온(On) 작동될 경우 플리(100)와 접촉이 이루어지는 면적에 해당된다.

상기 디스크(300)에는 상기 상대면(302)의 반경 방향 내측 원주 방향에 소정의 길이로 슬롯 홀(S)이 형성된다. 참고로 상기 상대면(302)은 상기 슬롯 홀(S)의 반경 방향 외측에 해당되고, 상기 홈부(310)가 상기 상대면(302)에 형성되므로 상기 슬롯 홀(S)과는 반경 방향 외측에 배치된 배치 관계가 유지된다.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 홈부(310)는 내부 단면적이 도면에 도시된 바와 같이 디스크(300)의 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하게 구성될 수 있으며, 이는 상기 디스크(300)와 풀리(100)의 의 접촉 위치와 마찰에 기인한다.

상기 디스크(300)는 중앙을 기준으로 반경 방향 외측으로 이격된 위치에서 원주 방향을 따라 복수개가 소정의 길이로 연장 배치된 슬롯 홀(s)이 형성되고, 상기 홈부(310)는 상기 슬롯 홀(s)을 기준으로 반경 방향 외측 원주 방향에 배치된다.

상기 슬롯 홀(s)은 자속 밀도가 증가되도록 하여 풀리(100)와의 흡입 자속을 향상시켜 클러치의 효과적인 작동을 도모하기 위해 형성 된다.

첨부된 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 의한 홈부(310)는 상기 상대면(302)에서 상기 디스크(300)의 회전 방향으로 경사지게 개구된다. 상기 디스크(300)는 화살표 방향으로 회전될 경우 상기 홈부(310)가 디스크(300)의 회전 방향으로 경사지게 형성되어 있어 발생된 이물질이 보다 안정적으로 상기 홈부(310)로 유입된다.

따라서 장기간 압축기가 미 작동 상태가 유지되다가 갑자기 작동될 경우 상대면(302)에 형성된 이물질은 상기 홈부(310)로 대부분 유입되거나, N회 상대면(302)을 따라 이동되다가 상기 홈부(310)의 내측으로 용이하게 유입되므로 마찰면(102)과 상대면(302)이 슬립되는 현상이 최소화 된다.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 의한 홈부(310)에는 상기 디스크(300)의 상대면(302)이 상기 풀리(100)의 마찰면(102)과 접촉시 발생된 이물질이 유입된 이후에 상기 홈부(310)의 외측으로 이동을 최소화하기 위해 내측 원주 방향에서 나선 형태의 나선부(311)가 형성된다.

상기 홈부(310)는 이물질이 유입된 이후에 상대면(310)으로 배출이 최소한으로 발생되는 것이 슬립 발생을 방지하는데 유리할 수 있다.

본 실시 예는 홈부(310)의 내측 전구간 또는 일부 구간에 나선부(311)가 형성되며, 상기 나선부(311)는 나선 형태로 이루어져 이물질과 접촉되는 접촉 면적이 증가한다. 이물질은 상기 홈부(310)의 내측으로 유입될 경우 상기 나선부(311)에 접촉된 상태가 유지되고, 상기 디스크(300)가 회전되면서 발생된 원심력에 의해 상기 나선부(311)에 접촉된 상태가 계속적으로 유지된다.

만약 상기 디스크(300)가 상기 풀리(100)와 결합 해제되는 경우에도 상기 나선부(311)의 나선 형태의 구조로 인해 상대면(302)으로 이동되는 현상이 최소화 되므로 이물질 포집에 유리해 진다.

따라서 디스크(300)는 풀리(100)와 접촉 또는 접촉 해제되며 작동될 때 발생되는 슬립 현상이 예방된다.

첨부된 도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 실시 예는 클러치가 오프 상태일 경우와(도 7 상태), 온(On) 되는 상태일 경우(도 8 상태) 및 클로치가 온(On) 된 이후 상태(도 9 상태)로 풀리(100)와 디스크(300)의 상대 접촉에 따른 이물질의 발생과 홈부(310)로의 유입 상태를 살펴보면 다음과 같다.

일 예로 클러치가 오프(Off) 상태일 경우 풀리(100)와 클러치(300)는 서로 간에 마주보는 상태로 소정의 간격이 유지된다.

상기 상태에서는 상대면(302)이 마찰면(102)과 미 접촉되므로 쇳가루와 같은 이물질이 발생되지 않는다.

상기 클러치가 온(On) 되는 순간 일 때 필드 코일 조립체(400)에서 발생된 자기력에 의해 디스크(300)의 반경 방향을 기준으로 가장 자리 부분이 먼저 접촉된다. 이때 상기 풀리(100)는 엔진에 의해 회전중이고 디스크(300)의 상대면(302)이 마찰면(102)과 접촉되면서 쇳가루와 같은 이물질이 발생하게 된다.

이와 같이 작동되다가 클러치가 온(On)된 이후에는 상기 디스크(300)는 상기 풀리(100)와 전면 접촉된 상태가 유지되고 기 발생된 이물질은 홈부(310)에 위치되므로 불필요하게 자기력 손실 또는 저하가 발생되지 않고 안정적으로 작동된다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 클러치에 대해 도면을 참조하여 설명하며, 전술한 제1 실시 예와 차이점은 디스크(300)의 상대면(302)에 홈부(310)가 아닌 소정의 길이로 연장된 슬롯(320)이 형성되어 이물질이 유입된다.

첨부된 도 1 내지 2 또는 도 10을 참조하면, 본 시시 예는 압축기의 회전축(3)에 축 회전 가능하게 결합되고, 외부 구동원으로부터 동력을 전달받는 풀리(100) 상기 풀리(100)의 내측에 위치되고, 전원의 인가 유무에 따라 발생된 전자기력에 의해 상기 디스크(300)를 상기 풀리(100)를 향해 상대 이동 가능하게 하는 필드 코일 조립체(400) 및 상기 풀리(100)와 축 방향에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 회전축(3)과 함께 회전되는 허브(200)와 결합되며, 상기 풀리(100)에 형성된 마찰면(102)과 마주보는 상대면(302)에 상기 마찰면(102)과 접촉에 따라 발생되는 소음 저감을 위해 슬롯(320)이 형성된 디스크(300)를 포함한다.

상기 슬롯(320)은 상기 디스크(300)의 중앙을 기준으로 반경 방향 외측을 향해 연장되고, 원주 방향에서 등간격으로 다수개가 배치되어 상기 디스크(300)의 상대면(302)이 상기 풀리(100)의 마찰면(102)과 접촉시 발생된 이물질이 유입된다.

상기 디스크(300)는 상기 풀리(100)에 접촉될 때 충돌에 의한 소음 및 진동이 발생될 수 있다. 상기 디스크(300)와 상기 풀리(100)가 서로 간에 접촉 및 이격 되면서 발생되는 소음과 진동은 사용자에게 불쾌감을 유발할 뿐만 아니라 압축기의 작동에 영향을 줄 수 있다.

본 실시 예는 압축기의 디스크(300)의 상대면(302)에서 발생되는 소음 및 진동과 슬립으로 인한 문제점을 최소화 하기 위해 디스크(300)의 상대면(302)에 슬롯(320)를 형성하되, 상기 마찰면(102)과 접촉되는 면적 비율을 감소시켜 접촉에 따라 발생되는 진동 소음을 감소시키고자 한다.

상기 슬롯(320)은 상기 디스크(300)의 반경 방향 외측으로 갈수록 상대면(302)의 내측을 향해 하향 경사진 깊이가 증가한다.

상기 슬롯(320)이 도면에 도시된 바와 같이 형성될 경우 상기 마찰면(102)에 상대면(302)이 접촉되면서 발생되는 이물질은 상기 상대면(302)의 가장자리를 포함한 전 구간에서 발생된다.

본 실시 예는 상기 슬롯(320)이 디스크(300)의 상대면(302)에 형성된 경우에도 접촉 면적 감소로 인한 자기력 약화가 최소화 되는 면적 비율이 유지되므로 안정적인 디스크(300)의 작동을 도모한다.

첨부된 도 11을 참조하면, 슬롯(320)은 상기 디스크(300)의 상대면(302)이 상기 풀리(100)의 마찰면(102)과 접촉시 내측 바닥면(322)에 가해지는 응력을 지지 분산하기 위해 라운드 부(324)가 형성된다.

상기 라운드 부(324)는 내측 바닥면(322)의 특정 위치에 응력 집중이 발생되는 경우에도 주변으로 확산시켜 균열 또는 변형으로 인한 문제점 발생을 최소화 할 수 있어 구조적인 안정성과 고장 및 수리로 인한 압축기의 작동 불능 상태를 유발하지 않고 사용할 수 있다. 따라서 압축기의 온 오프 또는 장기간 사용에 따른 내구성이 향상되므로 품질 향상에 기여할 수 있다.

본 실시 예는 슬롯(320)이 상대면(302)의 반경 방향으로 연장되므로 제1 실시 예와 다르게 다량의 이물질이 유입되는 경우에도 안정적인 유입이 가능해지고, 디스크(300)의 외측으로 배출이 안정적으로 이루어지므로 풀리(100)와 접촉에 따른 소음 감소와 이물질 배출 효율이 향상된다.

상기 슬롯(320)은 응력 발생이 감소되도록 반경방향 외측을 향해 경사지게 연장되므로 특정 위치에 응력이 집중되지 않고 안정적으로 분산된다.

첨부된 도 12 내지 도 13을 참조하면, 본 실시 예에 의한 슬롯(320)은 상기 디스크(300)의 반경 방향 외측을 향해 일정한 깊이로 연장되되, 상기 상대면(302)을 상측에서 바라볼 때 반경 방향 외측으로 갈수록 폭 방향 길이가 감소된다.

본 실시 예는 상기 슬롯(320)이 깊이가 일정하게 유지될 경우 소음 감소 효과가 유지되도록 폭 방향 길이가 반경 방향 외측으로 갈수록 감소시켜 소음 감소 및 이물질 배출 효율을 향상시킬 수 있다. 참고로 상기 슬롯(320)은 디스크(300)의 반경 방향 외측으로 개구되어 있어 이물질 배출이 안정적으로 이루어진다.

상기 슬롯(320)은 디스크(300)를 위에서 바라볼 때 노즐 형태로 형성되므로 상기 디스크(300)가 회전 되면 반경 방향 외측으로 이동되는 속도가 증가하므로 원심력에 의해 외측으로 배출이 보다 용이하게 이루어진다.

상기 디스크(300)는 상기 상대면(302)의 가장 자리 부분 중 상기 슬롯(320)이 형성된 부분은 외측을 향해 개구된 개구부(321)가 형성되어 있고, 상기 슬롯(320)이 미 형성된 부분은 막혀 있어 상기 이물질이 상기 슬롯(320)으로 유입될 경우 디스크(300)의 회전에 의한 원심력에 의해 외측으로 배출이 안정적으로 이루어진다.

따라서 상기 이물질은 상기 슬롯(320)으로 장기간 유입되어 적층되는 경우에도 상기 디스크(300)의 회전되면서 발생되는 원심력으로 자동으로 외부 배출이 이루어지므로 슬립 발생이 발생되지 않고 사용할 수 있다.

본 발명의 제3 실시 예에 의한 클러치에 대해 도면을 참조하여 설명하되, 본 실시 예는 전술한 실시 예와 다르게 디스크(300)의 상대면(302)에 형성된 홈부(330)의 면적 비율이 전술한 제1 실시 예와 상이하게 형성된다.

첨부된 도 1 또는 도 14 내지 도 15를 참조하면, 본 실시 예는 압축기의 회전축(3)에 축 회전 가능하게 결합되고, 외부 구동원으로부터 동력을 전달받는 풀리(100) 상기 풀리(100)의 내측에 위치되고, 전원의 인가 유무에 따라 발생된 전자기력에 의해 상기 디스크(300)를 상기 풀리(100)를 향해 상대 이동 가능하게 하는 필드 코일 조립체(400) 및 상기 풀리(100)와 축 방향에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 회전축(3)과 함께 회전되는 허브(200)와 결합되며, 상기 풀리(100)에 형성된 마찰면(102)과 마주보는 상대면(302)에 상기 마찰면(102)과 접촉에 따라 발생되는 소음 저감을 위해 중앙을 기준으로 외측 반경 방향을 향해 감소된 홈부(330)가 형성된 디스크(300)를 포함한다.

상기 홈부(330)가 위와 같이 배치되는 이유는 상기 디스크(300)의 상대면(302)이 풀리(100)의 마찰면(102)과 최초 접촉될 때 상기 상대면(302)의 가장 자리가 우선적으로 접촉된다.

상기 상대면(302)은 풀리(100)의 마찰면(102)과 접촉될 때 접촉 면적이 감소되지 않아야 자기력 손실이 최소한으로 발생되므로 상기 위치에 배치된 홈부(330)의 면적 비율은 반경 방향 내측 보다 감소되는 것이 유리할 수 있다.

본 실시 예는 홈부(330)의 면적 비율이 반경 방향 내측에서 외측으로 갈수록 감소되는데, 여기서 감소의 의미는 개구된 영역에 해당되는 면적이 상대면(302)의 내측에서 외측으로 갈수록 감소한다는 것이다.

상기 홈부(330)가 위와 같이 형성될 경우 상대면(302)에서의 자기력 손실이 최소화 되고, 마찰면(102)과 접촉에 따른 이물질 포집이 효율적으로 이루어질 수 있어 도면에 도시된 구성으로 실시된다.

상기 홈부(330)는 상기 디스크(300)의 중앙을 기준으로 반경 방향 내측에 위치되고, 제1 내경(d1)을 갖는 제1 홈부(332)와, 상기 제1 홈부(332)를 기준으로 반경 방향 외측으로 이격되어 위치되고, 제2 내경(d2)를 갖는 제2 홈부(334)와, 상기 제2 홈부(334)를 기준으로 반경 방향 외측으로 이격되어 위치되고, 제3 내경(d3)를 갖는 제3 홈부(336)을 포함한다.

상기 제1 내지 제3 내경(d1, d2, d3)에 대해 특별히 한정하지 않으며, 디스크(300)의 상대면(302) 면적에 따라 가변될 수 있다.

상기 제1 홈부(332)는 제1 내경(d1)으로 개구되고, 가장 큰 내경으로 형성되며, 상기 제2 홈부(334)는 상기 제1 홈부(332)를 기준으로 반경 방향 외측으로 이격되어 원주방향을 따라 다수개가 배치된다.

상기 제2 홈부(334)는 제2 내경(d2)으로 개구되고, 상기 제1 홈부(332)를 기준으로 반경 방향 외측을 향해 중첩되지 않고 복수개가 원주 방향에서 마주보며 배치된다.

상기 제2 홈부(334)는 제1 내경(d1) 보다 작은 크기로 개구된 제2 내경(d2)으로 형성되고, 상기 제1 홈부(332)와 같이 상대면(302)에서 발생되는 이물질이 제2 홈부(334)의 내부로 유입된다.

제3 홈부(336)는 제2 홈부(334)와 반경 방향 외측으로 이격되어 위치되고, 상기 이격된 제2 홈부(334) 사이에 복수개가 배치된다. 상기 제3 홈부(336)는 제3 내경(d3)으로 개구되며 전술한 제1,2 내경(d1, d2) 보다 작은 내경으로 개구되며 디스크(300)의 상대면(302)에서 발생되는 이물질이 내부로 유입되므로 슬립으로 인한 작동 에러를 최소화 할 수 있다.

제1 홈부(332)에서 상기 제3 홈부(336)로 갈수록 개구된 내경은 감소하며, 전술한 내경의 차이와 함께 깊이 변화를 통해서도 면적 비율을 변화시킬 수 있다.

본 발명의 제4 실시 예는 외형을 이루는 케이싱(1)과, 상기 케이싱(1)의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축기구(2)와, 상기 케이싱(1)의 외부에 구비된 구동원(일 예로 엔진)으로부터 상기 압축기구(2)로 회전력을 전달하는 회전축(3)이 구비된다.

또한 상기 구동원(미도시)과, 상기 회전축(3)을 선택적으로 연결 및 분리시키는 동력전달기구를 포함하고, 상기 동력전달기구는 전술한 클러치(4)로 형성된 압축기로 구성된다.

상기 압축기는 클러치(4)가 전술한 구성으로 조합될 경우 축 방향으로 전달된 진동으로 인한 진폭을 최대로 감소시킬 수 있어 진폭 감소 효과가 향상되며 차량에 구비된 압축기에 결합시켜 사용할 수 있다.

첨부된 도 16을 참조하면, 전술한 실시 예에 의해 클러치가 작동될 경우 흡착음은 홈부 또는 슬롯이 형성된 본 발명이 종래에 평판 형태로 형성된 디스크에 비해 감소 된다. 참고로 도 16에 도시된 X축은 클러치의 분당 회전수를 나타낸 것이고, Y축은 클러치 작동시 흡착음이 발생되는 소음을 나타낸 것이다.

일 예로 클러치가 800rpm으로 흡착이 이루어질 경우 종래의 클러치와 대비하여 본 발명에 의한 클러치 흡착음은 감소되는 것을 알 수 있다.

또한 클러치가 2000rpm으로 흡착이 이루어질 경우 종래의 클러치와 대비하여 본 발명에 의한 클러치 흡착음은 감소되는 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 클러치의 다양한 작동 범위에서 흡착음이 감소되므로 소음 저감에 기여하는 것을 알 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

1: 케이싱
2: 압축기구
3: 회전축
4: 클러치
100: 풀리
200: 허브
300 :　디스크
302 : 상대면

Claims (13)

1. 압축기의 회전축에 축 회전 가능하게 결합되고, 외부 구동원으로부터 동력을 전달받는 풀리;
   상기 풀리의 내측에 위치되고, 전원의 인가 유무에 따라 발생된 전자기력에 의해 상기 디스크를 상기 풀리를 향해 상대 이동 가능하게 하는 필드 코일 조립체; 및
   상기 풀리와 축 방향에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 회전축과 함께 회전되는 허브와 결합되며, 상기 풀리에 형성된 마찰면과 마주보는 상대면에 상기 마찰면과 접촉에 따라 발생되는 소음 저감을 위해 중앙을 기준으로 외측 반경 방향을 향해 멀어질수록 내부단면적이 상이한 홈부가 형성된 디스크를 포함하는 클러치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 홈부는 상기 디스크의 중앙을 기준으로 반경 방향 외측과 원주 방향에서 다수개가 배치되어 상기 디스크의 상대면이 상기 풀리의 마찰면과 접촉시 발생된 이물질이 유입되는 것을 특징으로 하는 클러치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 홈부는 상기 상대면에서 상기 풀리의 반대 방향으로 개구된 클러치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 홈부는 상기 상대면에서 상기 디스크의 회전 방향으로 경사지게 개구된 클러치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 홈부는 상기 디스크의 중앙을 기준으로 반경 방향 외측으로 갈수록 상기 상대면의 내측으로 개구된 깊이가 증가하는 클러치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 디스크는 중앙을 기준으로 반경 방향 외측으로 이격된 위치에서 원주 방향을 따라 복수개가 소정의 길이로 연장 배치된 슬롯 홀이 형성되고,
   상기 홈부는 상기 슬롯 홀을 기준으로 반경 방향 외측 원주 방향에 배치된 클러치
7. 압축기의 회전축에 축 회전 가능하게 결합되고, 외부 구동원으로부터 동력을 전달받는 풀리;
   상기 풀리의 내측에 위치되고, 전원의 인가 유무에 따라 발생된 전자기력에 의해 상기 디스크를 상기 풀리를 향해 상대 이동 가능하게 하는 필드 코일 조립체; 및
   상기 풀리와 축 방향에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 회전축과 함께 회전되는 허브와 결합되며, 상기 풀리에 형성된 마찰면과 마주보는 상대면에 상기 마찰면과 접촉에 따라 발생되는 소음 저감을 위해 슬롯이 형성된 디스크를 포함하는 클러치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 슬롯은 상기 디스크의 중앙을 기준으로 반경 방향 외측을 향해 연장되고, 원주 방향에서 다수개가 배치되어 상기 디스크의 상대면이 상기 풀리의 마찰면과 접촉시 발생된 이물질이 유입되는 것을 특징으로 하는 클러치.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 슬롯은 상기 디스크의 반경 방향 외측으로 갈수록 상대면의 내측을 향해 하향 경사진 깊이가 증가하는 클러치.
10. 제7 항에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 디스크의 반경 방향 외측을 향해 일정한 깊이로 연장되되,
    상기 상대면을 상측에서 바라볼 때 반경 방향 외측으로 갈수록 폭 방향 길이가 감소되는 클러치.
11. 압축기의 회전축에 축 회전 가능하게 결합되고, 외부 구동원으로부터 동력을 전달받는 풀리;
    상기 풀리의 내측에 위치되고, 전원의 인가 유무에 따라 발생된 전자기력에 의해 상기 디스크를 상기 풀리를 향해 상대 이동 가능하게 하는 필드 코일 조립체; 및
    상기 풀리와 축 방향에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 회전축과 함께 회전되는 허브와 결합되며, 상기 풀리에 형성된 마찰면과 마주보는 상대면에 상기 마찰면과 접촉에 따라 발생되는 소음 저감을 위해 중앙을 기준으로 외측 반경 방향을 향해 감소된 홈부가 형성된 디스크를 포함하는 클러치.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 홈부는 상기 디스크의 중앙을 기준으로 반경 방향 내측에 위치되고, 제1 내경(d1)을 갖는 제1 홈부;
    상기 제1 홈부를 기준으로 반경 방향 외측으로 이격되어 위치되고, 제2 내경(d2)을 갖는 제2 홈부;
    상기 제2 홈부를 기준으로 반경 방향 외측으로 이격되어 위치되고, 제3 내경(d3)을 갖는 제3 홈부을 포함하는 클러치.
13. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축기구;
    상기 케이싱의 외부에 구비되는 구동원으로부터 상기 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축; 및
    상기 회전축을 선택적으로 연결 및 분리시키는 동력전달기구를 포함하고, 상기 동력전달기구는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 클러치를 포함하는 압축기.

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