KR940002888B1

KR940002888B1 - 전자기 클러치

Info

Publication number: KR940002888B1
Application number: KR1019870002836A
Authority: KR
Inventors: 마쭈시따 다까시
Original assignee: 산덴 가부시끼가이샤; 우시구보 모리지
Priority date: 1986-03-28
Filing date: 1987-03-28
Publication date: 1994-04-06
Also published as: EP0239401A1; JPS62158226U; AU7077887A; CN87102428A; AU588679B2; US4828090A; KR870009152A; CN1008764B

Abstract

내용 없음.

Description

전자기 클러치

제1도는 종래의 전자기 클러치의 횡단면도.

제2도는 또 다른 종래의 전자기 클러치의 횡단면도.

제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 전자기 클러치의 횡단면도.

제4도는 제3도에 도시된 전자기 클러치의 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,14 : 풀리(pully) 2,15 : 베어링

3 : 환형슬릿(slit) 4,13 : 구동축

5,22 : 허브 6,23 : 아마츄어판

7,25 : 리벳 8 : 고정판

9,9' : 고무부재 10 : 압축기

10a : 압축기하우징 11 : 전자기 클러치

12 : 관형연장부 16 : U자형공동

17 : V자형홈 19 : 전자기코일

20 : 코일하우징 21 : 지지판

24 : 고정폴리 26 : 축방향 틈새

27 : 탄성부재 51,51',81,81' : 축방향 플랜지

141 : 바깥쪽 원통부 142 : 안쪽 원통부

143 : 축방향 단부판 221,223,242 : 반경방향 플랜지

222 : 축방향 제2플랜지 241 : 축방향 제1플랜지

243 : 원판부분 271 : (탄성부재의)연장부

272 : 소통공

본 발명은 일반적으로 전자기 클러치에 관한 것이며, 특히 구동장치로부터 생기는 회전력을 피구동장치의 구동축에 전달하기 위한 아마츄어판과 허브(hub) 사이의 개량된 연결구조에 관한 것이다.

압축기의 구동축에 전달된 충격력을 완화시키기 위한 탄성부재를 갖는 종래의 전자기 클러치가 미합중국 특허 제 3,774,795호에 발표되어 있다. 미합중국 특허 제 3,774,739호에 발표된 전자기 클러치는, 제1도에 나타낸 바와 같이 베어링(2) 상에 회전가능하게 지지된 풀리(1)로 구성된다. 풀리(1)는 벨트를 통해서 자동차 엔지에 의하여 회전된다. 풀리(1)는, 다수개의 동심원을 이루는 환형 자극편을 형성하도록, 하나 이상의 동심원을 이루는 궁형 또는 환형 슬릿(slit) (3)이 제공된 자성재료로 이루어져 있다. 압축기의 구동축(4)은 관형 연장부로부터 연장되어 있다. 허브(hub) (5)는 구동축(4)의 터미날 단부상에 고정되어 있다. 지지판(8)은 다수개의 리벳(7)에 의해 아마츄어판(6)의 축방향 바깥쪽 단부면상에 고정되어 있다. 지지판(8)의 안쪽 단부와 허브(5)의 바깥쪽 단부는 둘다 동심원상에 설치되어 있는 원통형상의 축방향 플랜지(51 및 81)를 가지도록 형성되어 있고, 고무부재(9)가 축방향 플랜지(51 및 81)의 사이에 있는 원통형상의 간극내에 설치되어 있다. 따라서, 아마츄어판(6)은 지지판(8)과 고무부재(9)를 통하여 허브(5)에 연결된다. 구동축에 대한 급작스런 회전력의 변화는 고무부재에 의해 완화되고, 이러한 충격력의 완화는 고무부재의 굽힘응력 및 전단응력을 유발시킴으로써 이루어진다. 그러나, 고무부재의 굽힘응력 및 전단응력은 클러치 간헐적인 작동에 따라서 고무부재의 간헐적으로 가해지므로, 고무부재는 자체의 피로현상(fatigues)에 의해서 균열 및 파괴를 일으키게 될 것이다.

상기한 바와 같은 결점을 극복하기 위한 하나의 해결책이 미합중국 특허 제 4,624,354호에 발표되어 있다. 제2도에 나타낸 바와 같이, 상기 특허에서 발표된 전자기 클러치는 동심원상에 다각형의 축방향 플랜지(51' 및 81')가 각각 제공되어 있는 지지판(8')의 안쪽 단부 및 허브(5')의 바깥쪽단부, 그리고 축방향 플랜지(51'와 81') 사이에 설치된 고무부재(9')로 구성되어 있다. 그러므로, 충격력의 완화는 고무부재에 굽힘응력 및 전단응력 뿐만 아니라 이들 응력을 억제시키는 억제력까지 유발시키도록 구성되어 있다. 따라서, 고무부재의 내구성이 개선되는 것이다.

그러나, 종래의 전자기 클러치들에서 사용되는 고무부재는 접착재료에 의하여 축방향 플랜지(51,81)상에 접착되며, 이러한 접착재료의 접착강도는 시간의 경과에 따라 약화되는 것이다. 그 결과, 고무부재가 축방향 플랜지(51,81)의 표면으로부터 분리된다. 또한, 고무부재의 접착부분이 부분적으로 금이 가거나 파손된다.

본 발명의 첫째의 목적은, 구동원으로부터 구동축에 전달되는 충격력을 완화시키기 위한 구조를 갖는 전자기 클러치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 회전력을 전달하기 위하여 구동축을 회전자에 연결해주는 탄성부재가 개선된 내구성을 가지는 전자기 클러치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 횡 방향으로 회전작동하는데 사용될 수 있는 전자기 클러치를 제공하는 것이다.

아울러 저렴한 가격으로 제조되는 전자기 클러치를 제공하는 것도 본 발명의 또 다른 목적인 것이다.

본 발명에 따른 전자기 클러치는 자성재료로 제조된 축방향 단부판을 갖는 제1회전부재 및 허브에 고정된 제2회전부재를 포함한다. 허브는 방사상으로 연장되는 플랜지를 포함한다. 환형의 아마츄어판의 허브의 외주부 둘레로 반경방향으로 틈새를 두고서 동심원상에 설치되어 있다. 아마츄어판이 축방향 공기틈새를 가지며 제1회전부재의 축방향 단부판과 마주하고 있다. 전자기수단이, 제1회전부재의 축방향 단부판으로 아마츄어판을 끌어 잡아당겨주기 위하여 제1회전부재내에 설치된다. 고정 풀리가 아마츄어판의 축방향 단부면상에 고정되어 있으며, 축방향 제1플랜지가 이 고정풀리에 제공되어 있다. 허브의 방사상 플랜지는 축방향으로 뻗은 축방향 제2플랜지와 연결된다. 축방향 제1 빛 제2플랜지를 다각형상을 이루고 있고, 또한 서로간에 반경방향 틈새를 두고서 마주하여 있다. 반경방향 틈새를 채우도록 탄성부재가 이러한 반경방향 틈새에 설치되어 있다. 그러므로, 양쪽의 축방향 플랜지들 사이에 설치되어 있는 탄성부재의 압축변형에 의하여 충격력이 완화된다. 따라서, 탄성부재의 과다한 비틀림 변형이 방지되는 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.

먼저, 제3도 및 제4도를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 전자기 클러치가 도시되어 있는데, 자동차의 공기조화장치 등에 사용되는 압축기(10)내에 전자기 클러치(11)가 설치되어 있다. 압축기하우징(10a)에는, 압축기의 구동축(13)의 연장부를 둘러싸고 외팔보 형태로 지지된 관형 연장부(12)가 제공되어 있다. 구동축(13)은 베어링(15)에 의해서 압축기하우징(10a)내에 회전 가능하게 지지되어 있다.

관형 연장부(12)의 외주면상에 설치된 베어링(15)에 의해서, 풀리(14)가 관형 연장부(12)상에 회전 가능하게 지지되어 있다. 풀리(14)는 강철과 같은 자성재료로 만들어져 있으며, 바깥쪽 원통부(141)와 안쪽 원통부(142), 그리고 축선상의 전방단부에서 이들 바깥쪽 및 안쪽 원통부(141,142)를 연결하는 축방향 단부판(143)으로 구성된다. 환형의 U자형 공동(16)이 이들 세개의 부분들(141, 142, 143)사이에 형성되어 있다. 자동차 엔지(도시하지 않음)의 출력축에 압축기를 연결하기 위해 V 벨트를 수용하여 풀리(14)의 바깥쪽 원통부(141)의 외주면상에는 환형의 V자형 홈(17)이 제공되어 있다.

축방향 단부판(143)은, 하나 이상의 동심원들상에 배열되어 있는 하나 이상의동심원 슬릿(slit) (18)을 포함하고 있어서, 다수개의 환형 또는 궁형 자성편들이 형성되며, 이들 자성편의 자극편 표면이 축방향 단부판(143)의 축방향 단부면상에 놓여진다.

전자기코일(19)이 풀리(14)의 환형공동(16)안에 설치되어 있다. 전자기코일(19)은 U자형 단면을 갖는 환형 자기코일 하우징(20)안에 포함되어 있다. 코일하우징(20)은 압축기하우징(10a)에 고정된 지지판(21)상에 고정되어 있다. 따라서, 코일하우징(20)은 작은 틈새로 인하여 풀리(14)와 접촉되지 않은 상태로 공동(16)안에 보유되어 있다.

허브(hub) (22)가 키와 너트에 의해 구동축(13)의 연장부의 단부에 고정되어 있다. 허브(22)는 반경방향 바깥쪽으로 연장된 반경방향 플랜지(221)를 갖는다. 링판 또는 아파츄어판(23)이, 허브(22)에 대해서 환형의 방사상 틈새를 가지면서 동심원을 이루도록 반경방향 플랜지(221)의 외주면 둘레에 설치된다. 아마츄어판(23)은 소정의 축선방향 공기 틈새를 가지도록 풀리(14)의 축방향 단부판(143)과 마주하여 있다.

이러한 구성에 있어서, 고정풀리(24)가 다수개의 리벳(25)에 의해 아마츄어판(23)의 바깥쪽 축방향 단부면상에 고정된다. 고정풀리(24)에는, 그 안쪽 단부의 축선방향 바깥족에서 연장하여 삼각형(제4도 참조)을 이루고 있는 축방향 제1플랜지(241)가 제공되어 있다. 제4도에 도시된 바와 같이, 원호형의 원판부분(243)이 반경방향 플랜지(242)의 한쪽 측면에서 반경방향 바깥쪽으로 연장하므로, 이 원판부분(243)은 불균형부분으로 사용될 것이다. 삼각형 형상의 반경방향 플랜지(242)의 각각의 세개의 직선부분은 축방향 제1플랜지(241)에 의해서 원호 형상의 모서리 부분을 통해 서로 연결된다. 축방향 제1플랜지(241)의 모양은 다수개의 선과 원호부분들로 구성되어 있다. 제3도에 나타낸 바와 같이, 아마츄어판(23)의 축방향 단부면과 축방향 제1플랜지(241)의 축방향 단부면 사이에 축방향 틈새(26)가 형성되어 있다.

허브(22)는 반경방향 플랜지(221)의 바깥쪽 단부로부터 축방향 바깥쪽으로 연장되어 있는 축방향 제2플랜지(222)를 포함하고 있다. 축방향 제2플랜지(222)는 축방향 제1플랜지(241)의 밀러 상(Miller image)을 형성하고 있으며, 반경방향 틈새를 두고 서로 마주보고 있다.

탄성부재(27), 예컨대 고무부재는 축방향 제1플랜지(241)의 내부면과 축방향 제2플랜지(222)의 외부면 사이에 있는 반경방향 틈새내로 설치된다. 탄성부재(27)의 내부면은 경화에 의하여 허브(22)의 축방향 제2플랜지(222)의 외부면상에 고정되어서, 탄성부재(27)가 축방향 제1플랜지(241)에 의해 반경방향 안쪽으로 밀리도록 그 공간내에 견고하게 설치된다. 이와는 다르게, 탄성부재(27)의 축선방향으로의 이동을 제한하기 위해서 축방향 제1플랜지(241)의 바깥쪽 단부면 및 허브(22)의 반경방향 플랜지(221)의 바깥쪽 단부면상에 각각 제1 및 제2의 고정용 반경방향 플랜지(242,223)를 설치함으로써, 특별한 고정장치를 사용치 않고서도 탄성부재(27)가 각각의 축방향 플랜지들 사이의 반경방향 틈새로 배치될 수도 있을 것이다. 따라서, 정상적인 상태에서는 탄성부재(27)의 복원력에 의해서 아마츄어판(23)이 축방향 단부판(143)과 일정한 공기 틈새를 두고서 마주하는 정적인 상태로 유지된다.

이러한 구조에 있어서, 만일 코일(19)에 전류가 흐르지 않으면, 아마츄어판(23)은 정해진 공기 틈새를 유지하도록 탄성부재(27)의 복원력에 의해 풀리(14)로부터 분리되어 있을 것이다. 그러므로, 단지 풀리(14)만이 자동차 엔진에 의하여 구동되며, 압축기는 가동되지 않는다. 반면에, 만약 코일(19)에 전류가 흐르면, 아마츄어판(23)은 제3도에 점선화살표로 나타낸 바와 같이 코일(19)의 통전에 의해 발생되는 자속에 의하여 풀리(14)쪽으로 끌려지며, 탄성부재(27)가 축방향으로 구부려진다. 따라서, 자동차 엔지의 회전운동은 풀리(14), 아마츄어판(23), 고정풀리(24), 탄성부재(27) 및 허브(22)를 거쳐서 압축기의 구동축(13)에 전달된다.

아마츄어판(23)이 풀리(14)의 축방향 단부판(143)과 접촉하는 순간에 탄성부재(27)는 고정풀리(24)의 회전력에 의해 생기는 충격력을 받게된다. 그러나, 이러한 충격력은 탄성부재(27)의 회전방향으로의 압축변형 및 비틀림변형에 의하여 완화된다. 즉, 축방향 플랜지와의 상대 회전운동이 제한되므로, 고무부재상에 가해지는 과다한 전단응력이 감소되어서 고무부재의 피로에 의한 파괴를 방지하게 된다.

또한, 탄성부재(27)의 각각의 모서리 부분에는 반경방향 안쪽으로 연장한 연장부(271)가 제공되어 있다. 탄성부재(27)의 연장부(271)는, 리벳(25)을 고정시킴으로써 허브(22)의 반경방향 플랜지(221)와 아마츄어판(23)의 바깥쪽 단부면 사이로 단단히 고정된다. 따라서, 탄성부재(27)의 이러한 공간내에서 상대 이동할 수 없는 것이다. 축방향 틈새(26)와 주위공간사이로 공기가 소통될 수 있도록 하기 위하여, 탄성부재(27)의 각각의 모서리 부분에 소통공(272)이 형성되어 있다. 따라서, 탄성부재(27)의 열적피로가 개선되어진다.

본 발명을 가장 바람직한 일실시예에 따라서 상세히 설명하였으나, 이는 단지 예로든것 뿐이며 본 발명이 이에 국한된 것은 아니다. 본 발명의 범위내에서, 다른 변경예가 얼마든지 있을 수 있다는 것은 본 발명의 기술분야에서 숙달된 사람들에게는 쉽사리 이해될 것이다.

Claims

자성재료로 제조된 축방향 단부판을 갖는 제1회전부재와, 종동부재에 연결되는 제2회전부재와, 제한된 축방향 이동을 할 수 있도록 상기 제2회전부재와 결합되며 상기 제1회전부재의 상기 축방향 단부판과 마주하여 축방향 공기 틈새를 유지하고 있으며 자성재료로 제조된 환형 아마츄어판과, 그리고 상기 아마츄어판을 끄어당기기 위해 상기 축방향 단부판과 연관된 전자기 수단으로서 상기 제1회전부재의 회전이 이 전자기 수단의 가동에 의해 상기 아마츄어판을 거쳐 상기 제2회전부재에 전달될 수 있도록 구성된 전자 수단과를 포함하고 있는 전자기 클러치에 있어서, 상기 아마츄어판과 축방향 틈새를 두고서 마주하도록 상기 아마츄어판의 축방향 바깥쪽으로 연장하는 고정풀리를 포함하고 있으며, 상기 고정풀리의 반경방향 안쪽 단부면에는 적어도 하나의 직선부를 포함하는 형상을 가지며 축방향 바깥쪽으로 연장하는 축방향 제1플랜지가 제공되어 있고, 상기 제2회전부재의 반경방향 바깥쪽 단부면에는 축방향 바깥쪽으로 연장하는 축방향 제2플랜지가 제공되어 있으며, 상기 축방향 제1 및 제2플랜지는 유사한 형상을 가지며 반경방향 틈새를 두고서 서로 마주하여 있고, 상기 반경방향 틈새를 채우도록 이 반경방향 틈새에 탄성부재가 설치되어서, 이 탄성부재의 압축에 의해 상기 축방향 제1 및 제2플랜지의 상대운동이 제한되는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
제1항에 있어서, 상기 탄성부재가, 상기 축방향 틈새와 주위공간이 소통되어 공기 유동이 발생되도록, 적어도 하나의 소통공을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
제1항에 있어서, 상기 축방향 제1 및 2플랜지가 삼각형 형상으로 이루어져 있고, 이 삼각형 형상의 플랜지의 각각의 모서리 부분이 원호 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
제1항에 있어서, 상기 고정풀리가 다수개의 유사한 형상을 이루고 있는 부품들로 구성된 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
제4항에 있어서, 상기 축바향 제1플랜지가 각각 원호 형상의 부분과 그리고 상기 원호 형상의 부분의 어느 한 측면상에서 반경방향으로 연장한 직선부분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
제5항에 있어서, 상기 축방향 제1플랜지가 세개의 직선부분들로 이루어져 있고, 두개의 직선부분은 제3의 직선부분의 반대쪽 단부로부터 반경방향으로 연장한 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
제5항에 있어서, 상기 직선부분이 불균형 중량체로서 작용하도록 반경방향 바깥쪽으로 연장된 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
제1항에서, 상기 탄성부재가 상기 축방향 제2플랜지와 상기 아마츄어판과의 사이에서 이들 부품을 고정시키도록 그 각각의 모서리에 다수개의 연장부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.