KR20210105566A

KR20210105566A - 동력전달장치

Info

Publication number: KR20210105566A
Application number: KR1020200020193A
Authority: KR
Inventors: 김새봄
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2021-08-27

Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전하는 풀리;와, 상기 풀리에 결합되는 댐퍼부;와, 압축기의 구동축에 고정 결합되는 허브; 및 상기 댐퍼부와 상기 허브 사이에 구비되어 상기 엔진의 구동력을 상기 구동축으로 전달 혹은 차단하는 리미터;를 포함하며, 상기 리미터는 디스크 스프링을 포함하고, 상기 리미터에 과부하 토크(over torque) 발생 시 상기 디스크 스프링의 소성 변형(plastic deformation)에 의해 상기 엔진의 구동력이 상기 구동축에 전달되지 않고 차단되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치를 제공한다.

Description

동력전달장치{POWER TRANSMISSION APPARATUS}

본 발명은 동력전달장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기의 이상으로 인해 리미터에 과부하 토크(over torque)가 발생될 경우 엔진으로부터 압축기로 동력이 전달되는 것을 차단할 수 있는 압축기의 동력전달장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 공조장치는 냉매를 이용하여 차 실내의 온도를 외부의 온도보다 낮게 유지하는 장치로서, 냉매의 순환 사이클을 구성하기 위하여 압축기와 응축기 및 증발기를 구비하고 있다. 여기서, 상기 압축기는 냉매를 압축 및 압송하는 장치이며, 엔진의 동력에 의해 구동된다. 통상적으로 공조장치의 냉방능력은 압축기의 냉매 토출량에 의해 결정되므로, 냉매 토출량을 조절하기 위하여 압축기의 구동력을 변화시킬 수 있도록 압축기와 엔진을 연결하는 동력전달구조에는 엔진으로부터의 동력전달을 단속하는 클러치가 구비된다.

그런데, 최근에는 냉방수요에 따라 냉매 토출량을 조절할 수 있는 가변용량형 압축기가 개발되어 사용되고 있는바, 가변용량형 압축기는 상기한 클러치를 구비하지 않더라도 공조장치의 냉방수요에 맞게 압축기를 구동할 수 있다. 이와 같이 클러치를 구비하지 않는 압축기는 항상 엔진에 연결되어 있다.

하지만, 상기한 압축기는 압축기 내부에 씨징 등의 고장 또는 압축기의 고착 등으로 인하여 통상의 전달 토크에 비해 상당히 큰 이상 토크에 의한 과부하가 가해지는 경우, 압축기를 구동하는 풀리의 회전이 멈추게 되는 상황이 발생할 수 있다. 이때에도 엔진으로부터 압축기로 구동력이 전달되고 있으므로, 엔진에 의해 구동되는 벨트가 풀리 위에서 계속 미끄러지는 현상이 야기된다. 이로 인하여 엔진과 압축기를 연결하는 벨트에 마모가 발생하고, 벨트와 풀리의 마찰에 의한 저항열에 의해 벨트가 파단될 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 풀리의 회전력을 압축기의 구동축으로 연결하는 압축기의 동력전달장치에서는 일정 이상의 토크가 발생할 경우 풀리와 압축기의 구동축의 연결을 차단하도록 하고 있다.

종래 기술에 의한 동력전달장치의 구성이 도 1에는 단면도로 도시되며, 도 2에는 분리 사시도로 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 종래 동력전달장치는 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전하는 풀리(20)와, 상기 풀리(20)의 회전력을 압축기의 구동축(11)으로 전달하는 동력전달유닛으로 구성된다.

상기 풀리(20)는 압축기의 외관을 형성하는 하우징(10)과 풀리베어링(25)을 통해 결합되어, 상기 풀리(20)가 회전가능하게 지지된다. 그리고 상기 풀리(20)의 외주면에는 엔진으로부터 동력을 전달받기 위해 벨트(도시되지 않음)가 결합된다.

그리고, 상기 동력전달유닛은, 압축기 내부에 이상원인으로 인해 압축기가 고착되는 경우 엔진으로부터 전달되는 동력을 차단하는 리미터허브(60), 그리고 상기 리미터허브(60)와 상기 풀리(20)를 연결하는 댐퍼부(30)로 이루어진다.

상기 댐퍼부(30)는, 풀리(20)의 내측면에 결합되는 아웃터링(32)과, 상기 아웃터링(32) 내에 댐퍼충진공간을 두고 동심적으로 배치되는 이너링(34)과, 상기 아웃터링(32)과 이너링(34) 사이에 수용되는 댐퍼(36)를 포함한다.

그리고 상기 리미터허브(60)는, 압축기 내부의 구동부(도시되지 않음)에 연결되어 회전하는 구동축(11)과 결합되는 허브(50)와, 상기 허브(50)와 상기 이너링(34)을 연결하며 압축기의 토크가 소정의 토크 이상일 때 파단되는 리미터(40)를 포함하여 구성된다.

상기 리미터허브(60)는 상기 댐퍼부(30)와 복수 개의 리벳에 의해 결합되고, 상기 댐퍼부(30)는 복수 개의 볼트(B)에 의해 상기 풀리(20)와 결합될 수 있다. 따라서, 엔진으로부터 풀리(20)로 전달되는 동력은 상기 댐퍼부(30)를 거쳐, 리미터허브(60)를 통해 구동축(11)으로 전달된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술의 리미터(40)는 대략 원판 형상으로 형성되고, 상기 이너링(34)과 결합되는 외주부(42)와, 상기 허브(50)와 결합되는 내주부(44), 그리고 상기 외주부(42)와 내주부(44)를 연결하는 파단부(46)를 포함하여 구성된다.

상기 파단부(46)는, 압축기의 구동 중 과도한 토크(over torque)가 발생할 경우 파단되어, 상기 이너링(34)과 상기 구동축(11)간의 동력전달통로를 끊어줌으로써, 압축기의 파손을 방지한다.

즉, 압축기 내부가 고착되어 과도한 토크가 발생하면, 상기 허브(50)와 결합되는 리미터(40)의 내주부(44)는 회전하지 않으려 하고, 엔진과 연결되어 회전하는 풀리(20)와 결합되는 외주부(42)는 엔진으로부터 계속하여 동력을 전달받아 회전하려고 한다. 따라서 상기 리미터(40)의 취약부분인 파단부(46)가 파단되고, 이로써 압축기 내부로 전달되는 동력을 차단하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의하면, 압축기의 고착으로 인해 일정토크 이상의 파단토크가 발생하면 상기 파단부(46)가 파단되어야 하나, 상기 리미터(40) 제작시에 발생하는 산포로 인해 리미터의 품질이 균일하지 않아, 상기 파단부(46)가 일정한 파단토크에서 파단되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 상기 리미터(40)는 압축기 구동에 필요한 토크를 전달하게 되는데, 이때 압축기 뿐만 아니라 주동축인 엔진 또한 토크의 변동이 있기 때문에 리미터는 필연적으로 피로하중을 견뎌야 한다. 최근 엔진 개발의 트렌드는 엔진 구동 토크는 낮고 변동 토크는 높게 설계되는데 있어, 리미터의 파단 토크는 높게, 피로 한계 토크는 낮게 설계하는 것이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제2011-0075444호(2011.07.06.공개)

본 발명은 압축기의 이상으로 인해 리미터에 과부하 토크(over torque)가 발생될 경우 엔진으로부터 압축기로 동력이 전달되는 것을 차단할 수 있는 압축기의 동력전달장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전하는 풀리;와, 상기 풀리에 결합되는 댐퍼부;와, 압축기의 구동축에 고정 결합되는 허브; 및 상기 댐퍼부와 상기 허브 사이에 구비되어 상기 엔진의 구동력을 상기 구동축으로 전달 혹은 차단하는 리미터;를 포함하며, 상기 리미터는 디스크 스프링을 포함하고, 상기 리미터에 과부하 토크(over torque) 발생 시 상기 디스크 스프링의 소성 변형(plastic deformation)에 의해 상기 엔진의 구동력이 상기 구동축에 전달되지 않고 차단되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 리미터는, 상기 댐퍼부의 내측에 배치되며 상기 허브에 결합되는 지지 플레이트;를 더 포함하며, 상기 디스크 스프링은 상기 허브와 상기 지지 플레이트 사이에 개재될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스크 스프링은, 상기 댐퍼부와 상기 지지 플레이트에 대해 상기 구동축의 회전 방향으로는 구속되고, 상기 구동축의 축 방향으로는 구속되지 않도록 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스크 스프링은, 상기 리미터에 과부하 토크 발생 시 상기 구동축의 축 방향으로 소성 변형되며 상기 댐퍼부와의 결합이 해제될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 댐퍼부는 상기 디스크 스프링 측으로 돌출되는 제1 돌출부를 포함하고, 상기 지지 플레이트는 상기 디스크 스프링 측으로 돌출되는 제2 돌출부를 포함하며, 상기 디스크 스프링의 외주부에는 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부에 동시에 결합되기 위한 홈부가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스크 스프링은, 상기 홈부가 형성되며, 상기 댐퍼부 및 상기 지지 플레이트와 접촉되는 둘레부; 및 상기 둘레부로부터 반경방향 내측을 향해 경사지게 연장되는 경사부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 허브는, 상기 지지 플레이트를 관통하여 상기 지지 플레이트와 결합되는 몸통부; 및 상기 몸통부보다 큰 직경을 가지며, 상기 디스크 스프링의 위치를 제한하는 머리부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 경사부의 내측단부는 상기 머리부에 안착될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 허브와 상기 지지 플레이트는 나사 결합에 의해 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 댐퍼부는, 상기 풀리의 내측면에 결합되는 아우터링과, 상기 아우터링 내에 배치되는 이너링과, 상기 아우터링과 이너링 사이에 수용되는 고무댐퍼(rubber damper)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 댐퍼부는, 금속(metal) 재질의 플레이트로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 돌출부는, 중심부에 형성되는 1단 돌출부와, 상기 1단 돌출부의 양측에서 상기 1단 돌출부보다 낮은 높이로 형성되는 한 쌍의 2단 돌출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 허브의 몸통부 외주면에는 나사부가 형성되며, 상기 지지 플레이트가 상기 허브에서 이탈 가능하도록 상기 나사부는 상기 머리부로부터 일정 간격을 두고 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 풀리의 토크는 상기 댐퍼부, 상기 디스크 스프링, 상기 지지 플레이트 및 상기 허브를 통해 상기 구동축으로 전달될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 리미터에 과부하 토크 발생 시, 상기 경사부는 상기 지지 플레이트 측으로 압축되어 소성 변형되며, 상기 둘레부는 상기 홈부가 상기 제1 돌출부로부터 이탈되도록 들어올려질 수 있다.

본 발명에 따르면, 압축기의 이상으로 인해 리미터에 과부하 토크(over torque)가 발생될 경우 엔진으로부터 압축기로의 동력 전달이 차단될 수 있다.

또한, 리미터의 파단토크(release torque)를 기준으로 하한의 범위에서는 리미터의 피로 파단의 우려 없이 작동이 가능하고, 상한을 넘어가게 되면 리미터가 쉽게 파단될 수 있다.

또한, 허브와 지지 플레이트가 결합되는 나사의 각도(angle) 또는 피치(pitch)를 조절함에 따라 리미터의 파단토크를 용이하게 설정할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 동력전달장치를 도시한 단면도,
도 2는 종래 기술에 의한 동력전달장치를 도시한 분리 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동력전달장치를 구성별로 분리하여 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동력전달장치를 도시한 단면도.
도 5는 도 4의 정면도.
도 6은 도 3에서 허브와 디스크 스프링이 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 I-I 단면도.
도 8은 도 7의 디스크 스프링이 소성 변형된 후를 도시한 단면도.
도 9는 디스크 스프링의 반력과 축방향 변위의 상관관계를 도시한 그래프.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지지 플레이트를 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 댐퍼부를 도시한 사시도.

이하, 본 발명의 동력전달장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1 내지 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 동력전달장치는 크게 풀리(20)와, 댐퍼부(100)와, 허브(200) 및 리미터(500)를 포함할 수 있다.

상기 풀리(20)는 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전하며, 도 1에 도시된 종래의 풀리(20)와 다르지 않다. 상기 풀리(20)의 내측은 압축기의 외관을 형성하는 하우징(10)과 풀리베어링(25)을 통해 결합되어, 상기 풀리(20)가 회전가능하게 지지된다. 그리고 상기 풀리(20)의 외주면에는 엔진으로부터 동력을 전달받기 위해 벨트(도시되지 않음)가 결합된다.

상기 댐퍼부(100)는 상기 풀리(20)에 결합된다. 구체적으로 본 실시 예에서 상기 댐퍼부(100)는, 상기 풀리(20)의 내측면에 결합되는 아우터링(120)과, 상기 아우터링(120) 내에 배치되는 이너링(140)과, 상기 아우터링(120)과 이너링(140) 사이에 수용되는 고무댐퍼(rubber damper; 160)를 포함할 수 있다. 상기 댐퍼부(100)는 압축기의 진동을 흡수하여 소음(noise)을 줄일 수 있다.

상기 허브(200)는 압축기 내부의 구동부(도시되지 않음)에 연결되어 회전하는 구동축(11)에 고정 결합될 수 있고, 상기 허브(200)는 상기 구동축(11)과 일체로 회전하게 된다.

상기 리미터(500)는 상기 댐퍼부(100)와 상기 허브(200) 사이에 구비되어 상기 엔진의 구동력을 상기 구동축(11)으로 전달 혹은 차단하는 역할을 한다. 즉, 리미터에 설정치 미만의 토크가 발생할 경우에는 상기 리미터(500)를 통해 엔진의 구동력이 상기 허브(200)로 전달되고, 리미터에 설정치 이상의 토크가 발생할 경우에는 상기 리미터(500)가 변형되어 엔진의 구동력이 상기 허브(200)로 전달되지 않는 것이다. 본 발명에 있어서, 상기 리미터(500)에 과부하 토크(over torque) 발생 시에는 후술할 디스크 스프링의 소성 변형(plastic deformation)에 의해 상기 엔진의 구동력이 상기 구동축(11)에 전달되지 않고 차단된다. 이는 아래에서 자세히 살펴보도록 한다.

상기 리미터(500)는, 상기 댐퍼부(100)의 내측에 배치되며 상기 허브(200)에 결합되는 지지 플레이트(300)와, 상기 허브(200)와 상기 지지 플레이트(300) 사이에 개재되는 디스크 스프링(400)을 포함한다.

상기 지지 플레이트(300)는 대략 원판 형상으로 형성되어 상기 댐퍼부의 이너링(140) 내측에 배치되며, 지지 플레이트의 중심부에는 상기 허브(200)가 관통하기 위한 중심홀(310)이 구비된다.

이때 상기 허브(200)는, 상기 지지 플레이트의 중심홀(310)을 관통하여 상기 지지 플레이트(300)와 결합되는 몸통부(220) 및 상기 몸통부(220)보다 큰 직경을 가지며, 상기 디스크 스프링(400)의 위치를 제한하는 머리부(240)를 포함한다.

상기 디스크 스프링(400)은 상기 허브의 머리부(240)와 상기 지지 플레이트(300) 사이에 개재되며, 디스크 스프링의 중심부에는 상기 허브의 몸통부(220)가 관통하기 위한 중심홀(410)이 구비된다.

이에 따라, 상기 허브의 몸통부(220)는 상기 디스크 스프링의 중심홀(410)과 상기 지지 플레이트의 중심홀(310)을 관통하여 상기 지지 플레이트(300)와 결합하게 되고, 상기 디스크 스프링(400)은 상기 허브의 머리부(240)와 상기 지지 플레이트(300) 사이에서 그 위치가 제한된다.

본 실시 예에서, 상기 허브(200)와 상기 지지 플레이트(300)는 나사 결합에 의해 결합될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 허브의 몸통부(220) 외주면과 상기 지지 플레이트의 중심홀(310) 내주면에는 각각 나사부가 형성될 수 있다. 즉, 상기 허브의 몸통부(220) 외주면에는 수나사가, 상기 지지 플레이트의 중심홀(310) 내주면에는 암나사가 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 허브(200)와 지지 플레이트(300)가 결합되는 나사의 각도(angle) 또는 피치(pitch)를 조절함으로써 상기 디스크 스프링(400)에 인가되는 축방향 하중을, 즉 상기 리미터(500)의 파단토크를 용이하게 설정할 수 있다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 몸통부(220) 외주면에 형성되는 나사부는 상기 머리부(240)로부터 일정 간격을 두고 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 디스크 스프링(400)이 개재되는 공간을 제공하고, 상기 지지 플레이트(300)가 상기 허브(200)에서 이탈 가능하도록 하기 위함이다. 예를 들어, 상기 몸통부(220) 외주면에 형성되는 나사부와 상기 머리부(240) 사이에는 상기 나사부의 1 pitch 만큼의 간격을 둘 수 있고, 상기 간격은 상기 나사부의 내경보다 작게 설계할 수 있다.

상기 디스크 스프링(400)은, 상기 댐퍼부(100)와 상기 지지 플레이트(300)에 대해 상기 구동축(11)의 회전 방향으로는 구속되고, 상기 구동축(11)의 축 방향으로는 구속되지 않도록 결합될 수 있다.

이를 위해, 상기 댐퍼부(100)는 상기 디스크 스프링(400) 측으로 돌출되는 제1 돌출부(150)를 포함하고, 상기 지지 플레이트(300)는 상기 디스크 스프링(400) 측으로 돌출되는 제2 돌출부(320)를 포함하며, 상기 디스크 스프링(400)의 외주부에는 상기 제1 돌출부(150)와 상기 제2 돌출부(320)에 동시에 결합되기 위한 홈부(420)가 형성될 수 있다.

본 실시 예에서, 상기 제1 돌출부(150)는 복수 개로 형성되며, 상기 댐퍼부의 이너링(140)에 원주방향을 따라 이격 배치되고 있다. 상기 제2 돌출부(320) 또한 복수 개로 형성되며, 상기 지지 플레이트(300)의 외주부 상에서 상기 제1 돌출부(150)에 대응하는 위치에 배치되고 있다. 상기 홈부(420)는 같은 위치에 대응하는 상기 제1 돌출부(150)와 제2 돌출부(320)를 모두 수용할 수 있도록 상기 디스크 스프링(400)의 외주부로부터 반경방향 내측을 향해 길게 파여있다.

이와 같이, 상기 홈부(420)는 상기 제1 돌출부(150)와 제2 돌출부(320)에 축방향으로 동시에 끼워짐에 따라 상기 댐퍼부(100)와 상기 지지 플레이트(300)에 대해 회전 방향으로는 구속되고, 축 방향으로는 구속되지 않는다. 이로 인해 상기 리미터(500)에 파단토크 미만의 토크가 발생할 경우에는, 상기 홈부(420)가 상기 제1 돌출부(150)와 제2 돌출부(320)에 모두 끼워진 상태가 유지되기 때문에 회전 구속력이 있어, 상기 댐퍼부(100), 상기 디스크 스프링(400) 및 상기 지지 플레이트(300)가 일체로 회전하게 된다. 즉, 상기 풀리(20)의 토크가 상기 댐퍼부(100), 상기 디스크 스프링(400), 상기 지지 플레이트(300) 및 상기 허브(200)를 통해 상기 구동축(11)으로 전달된다. 이 과정에서 상기 디스크 스프링(400)은 축방향의 압축력을 받게되나, 상기 축방향의 압축력은 허브(200)가 감당한다.

하지만, 상기 디스크 스프링(400)은, 상기 리미터(500)에 파단토크 이상의 과부하 토크 발생 시 상기 구동축의 축 방향으로 소성 변형되며 상기 댐퍼부(100)와의 결합이 해제될 수 있다.

이를 위해, 상기 디스크 스프링(400)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(420)가 형성되며, 상기 댐퍼부(100) 및 상기 지지 플레이트(300)와 접촉되는 둘레부(430) 및 상기 둘레부(430)로부터 반경방향 내측을 향해 경사지게 연장되는 경사부(440)를 포함할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 경사부(440)는 상기 지지 플레이트(300)로부터 상기 허브의 머리부(240)를 향해 경사지게 형성되며, 상기 경사부(440)의 내측단부는 상기 머리부(240)에 안착될 수 있다.

상기 리미터(500)에 과부하 토크가 발생하게 되면 상기 디스크 스프링(400)은 축방향으로 더 큰 압축력을 받게되고, 상기 압축력이 최대 인가 가능한 하중을 넘게되면 상기 디스크 스프링(400)이 소성 변형되면서 압축된다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 경사부(440)가 상기 허브의 머리부(240)와 상기 지지 플레이트(300) 사이에서 압축되어 소성 변형됨에 따라, 상기 둘레부(430)는 상기 홈부(420)가 상기 제1 돌출부(150)로부터 이탈되도록 들어올려질 수 있다. 즉, 상기 디스크 스프링(400)은 상기 댐퍼부(100)와 지지 플레이트(300)에 대해 축방향으로는 구속되어 있지 않기 때문에, 상기 지지 플레이트(300)가 상기 디스크 스프링(400)을 위쪽으로 밀어올리며 댐퍼부(100)와의 결합을 해제시킨다.

이때 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 디스크 스프링(400)이 감당할 수 있는 압축력은 소성 변형과 함께 작아지게 되고, 이에 따라 발생하는 과부하 토크보다 계속 작아지게 되면서 소성 변형이 진행된다.

결과적으로, 상기 댐퍼부(100)와 상기 디스크 스프링(400) 사이의 동력 전달 경로가 차단됨에 따라, 상기 풀리(20)의 토크가 상기 구동축(11)으로 전달되지 않고 차단될 수 있다.

다음으로, 도 10을 참고하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지지 플레이트(1300)를 살펴보도록 한다. 본 실시 예에서는, 상기 지지 플레이트(1300)의 상면, 즉 상기 디스크 스프링(400)이 배치되는 면에는 포켓부(1330)가 음각지게 형성되고 있다. 상기 포켓부(1330)에는 상기 디스크 스프링(400)의 소성 변형 과정에서 디스크 스프링의 일부가 안착될 수 있다.

상기 포켓부(1330)는 지지 플레이트의 중심부에 형성되어 상기 허브의 몸통부(220)가 관통하는 중심홀(1310)과 연통된다. 이때, 상기 포켓부(1330)는 상기 중심홀(1310)보다 더 큰 내경을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 포켓부(1330)는 상기 디스크 스프링의 경사부(440)에 대응하는 위치에 형성될 수도 있다.

이때, 상기 제2 돌출부(1320)는 상기 포켓부(1330)가 형성되지 않은 지지 플레이트의 상면으로부터 돌출 형성된다.

다음으로는, 도 11을 참고하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 댐퍼부(1100)를 살펴보도록 한다. 본 실시 예에서, 상기 댐퍼부(1100)는, 금속(metal) 재질의 플레이트로 형성되고 있다.

상기 댐퍼부(1100)는 원형으로 이루어질 수 있으며, 상기 댐퍼부(1100)에서 상기 디스크 스프링(400) 측으로 돌출되는 제1 돌출부(1150)는 원주방향을 따라 복수 개가 형성될 수 있다. 특히, 상기 제1 돌출부(1150)는, 중심부에 형성되는 1단 돌출부(1152)와, 상기 1단 돌출부(1152)의 양측에서 상기 1단 돌출부보다 낮은 높이로 형성되는 한 쌍의 2단 돌출부(1154)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 상기 댐퍼부의 제1 돌출부(1150)가 2단의 돌출 구조를 형성함으로써, 상기 디스크 스프링(400)과의 결합 시 축방향 제작 공차 등에 의한 유격을 흡수할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

10: 하우징 11: 구동축
20: 풀리 25: 풀리베어링
100: 댐퍼부 120: 아우터링
140: 이너링 150: 제1 돌출부
160: 고무댐퍼 200: 허브
220: 몸통부 240: 머리부
300: 지지 플레이트 310: 중심홀
320: 제2 돌출부 400: 디스크 스프링
410: 중심홀 420: 홈부
430: 둘레부 440: 경사부
500: 리미터
1100: 댐퍼부 1150: 제1 돌출부
1152: 1단 돌출부 1154: 2단 돌출부
1300: 지지 플레이트 1310: 중심홀
1320: 제2 돌출부 1330: 포켓부

Claims

엔진으로부터 동력을 전달받아 회전하는 풀리;
상기 풀리에 결합되는 댐퍼부;
압축기의 구동축에 고정 결합되는 허브; 및
상기 댐퍼부와 상기 허브 사이에 구비되어 상기 엔진의 구동력을 상기 구동축으로 전달 혹은 차단하는 리미터;를 포함하며,
상기 리미터는 디스크 스프링을 포함하고, 상기 리미터에 과부하 토크(over torque) 발생 시 상기 디스크 스프링의 소성 변형(plastic deformation)에 의해 상기 엔진의 구동력이 상기 구동축에 전달되지 않고 차단되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 리미터는, 상기 댐퍼부의 내측에 배치되며 상기 허브에 결합되는 지지 플레이트;를 더 포함하며,
상기 디스크 스프링은 상기 허브와 상기 지지 플레이트 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치.
제2항에 있어서,
상기 디스크 스프링은, 상기 댐퍼부와 상기 지지 플레이트에 대해 상기 구동축의 회전 방향으로는 구속되고, 상기 구동축의 축 방향으로는 구속되지 않도록 결합되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치.
제3항에 있어서,
상기 디스크 스프링은, 상기 리미터에 과부하 토크 발생 시 상기 구동축의 축 방향으로 소성 변형되며 상기 댐퍼부와의 결합이 해제되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치.
제4항에 있어서,
상기 댐퍼부는 상기 디스크 스프링 측으로 돌출되는 제1 돌출부를 포함하고,
상기 지지 플레이트는 상기 디스크 스프링 측으로 돌출되는 제2 돌출부를 포함하며,
상기 디스크 스프링의 외주부에는 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부에 동시에 결합되기 위한 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치.
제5항에 있어서,
상기 디스크 스프링은,
상기 홈부가 형성되며, 상기 댐퍼부 및 상기 지지 플레이트와 접촉되는 둘레부; 및
상기 둘레부로부터 반경방향 내측을 향해 경사지게 연장되는 경사부;를 포함하는, 동력전달장치.
제6항에 있어서,
상기 허브는,
상기 지지 플레이트를 관통하여 상기 지지 플레이트와 결합되는 몸통부; 및
상기 몸통부보다 큰 직경을 가지며, 상기 디스크 스프링의 위치를 제한하는 머리부;를 포함하는, 동력전달장치.
제7항에 있어서,
상기 경사부의 내측단부는 상기 머리부에 안착되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치.
제7항에 있어서,
상기 허브와 상기 지지 플레이트는 나사 결합에 의해 결합되는, 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 댐퍼부는,
상기 풀리의 내측면에 결합되는 아우터링과, 상기 아우터링 내에 배치되는 이너링과, 상기 아우터링과 이너링 사이에 수용되는 고무댐퍼(rubber damper)를 포함하는, 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 댐퍼부는, 금속(metal) 재질의 플레이트로 형성되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 돌출부는,
중심부에 형성되는 1단 돌출부와, 상기 1단 돌출부의 양측에서 상기 1단 돌출부보다 낮은 높이로 형성되는 한 쌍의 2단 돌출부를 포함하는, 동력전달장치.
제9항에 있어서,
상기 허브의 몸통부 외주면에는 나사부가 형성되며,
상기 지지 플레이트가 상기 허브에서 이탈 가능하도록 상기 나사부는 상기 머리부로부터 일정 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치.
제5항에 있어서,
상기 풀리의 토크는 상기 댐퍼부, 상기 디스크 스프링, 상기 지지 플레이트 및 상기 허브를 통해 상기 구동축으로 전달되는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치.
제6항에 있어서,
상기 리미터에 과부하 토크 발생 시, 상기 경사부는 상기 지지 플레이트 측으로 압축되어 소성 변형되며, 상기 둘레부는 상기 홈부가 상기 제1 돌출부로부터 이탈되도록 들어올려지는 것을 특징으로 하는, 동력전달장치.