具有疲劳破坏防护结构的无线圈式离合器扭矩环的制作方法

本发明涉及一种具有疲劳破坏防护结构的无线圈式离合器扭矩环，更具体地，涉及一种具有这样的疲劳破坏防护结构的无线圈式离合器扭矩环，该疲劳破坏防护结构分散并吸收出现在扭矩环的动力连接部分的起始点处的弯曲应力，以解决无线圈式离合器扭矩环可能由于疲劳而断开的问题，无线圈式离合器安装在借助于车辆发动机的动力而旋转的滑轮与用于驱动空气调节器的压缩机的驱动轴之间，以在滑轮与驱动轴之间进行动力传递期间在压缩机中生成异常扭矩时阻止动力传递。

背景技术：

一般而言，在车用空气调节器的压缩机的情况下，滑轮通过发动机的动力来操作，并且压缩机通过滑轮的操作来驱动。压缩机需要在滑轮与压缩机的驱动轴之间采用扭矩限制器，其作为无线圈式离合器来代替电子离合器以传递或阻止车辆发动机的动力。

一般而言，扭矩限制器将发动机的动力传递到空气调节器的压缩机的驱动轴以正常驱动压缩机。然而，如果由于空气调节器的压缩机的不可恢复的故障而在滑轮中发生过载，则扭矩限制器需要防止发动机的动力传递到压缩机，从而防止发动机与压缩机之间的动力传递装置受损或者防止噪声或发动机动力损失。

此外，车辆或发动机要求在驱动车辆期间既不具有异常操作也不具有扭矩限制器的性能下降，这可能是因预定水平的冲击和振动或从其内侧或外侧的较少转移或引入了根据驾驶条件引入到驱动部分中的异物等引起的。为了满足这样的要求，需要这样的装置或技术，即，允许扭矩限制器本身吸收并承受内部和外部因素并由此能防止扭矩限制器由于内部和外部因素的异常操作。

因此，常规上，已经研发了作为韩国专利特开10-2005-0074933和韩国专利特开10-2006-0031529而出版的技术。

除扭矩限制器组件之外，上述常规技术需要包括冲击吸收装置的元件的分离组件。分离的冲击吸收装置增加了总零件数、重量和组装过程的步骤数，从而增加了其主要成本。此外，冲击吸收装置不能与扭矩限制器一体地构造。当弹性构件由于扭矩超过极限扭矩而从用于保持弹性构件的部分中排出时，弹性构件在垂直于滑轮的旋转方向的轴向方向上操作以具有集中的应力和施加到其弯曲部分的负载，这样难以不断地管理扭矩限制器的极限扭矩。此外，为了防止在扭矩限制器的弹性构件操作并弹性地返回至轴向下端之后在滑轮与扭矩限制器之间发生碰撞，需要用于防止碰撞的空间。为此，压缩机总体更高并且组装面积更大。此外，扭矩限制器组件与滑轮连接表面之间的部分是敞开的。因此，异物(灰尘、湿气碎片，等)可能从外侧容易地引入到滑轮旋转部分轴承、驱动轴、轮毂等之中，引起驱动部分的性能下降、驱动部分的腐蚀等。

同时，存在断开扭矩限制器而不是分离扭矩限制器的常规技术。在断开扭矩限制器以释放异常扭矩的方法中，扭矩限制器的断开部的碎片可能在断开扭矩限制器期间被散射并且可能影响另一装置。另外，难以通过异常扭矩将断开预定部的断开控制在预定范围内，并且断开可能具有较大的偏差。此外，可能在组装扭矩限制器期间生成内部裂纹，或者扭矩限制器的待断开部可能断开，甚至由于在驱动车辆期间因外部振动或冲击造成的疲劳应力累积而没有出现异常扭矩。因此，难以或者不可能将该技术应用于具有特别大的振动的柴油发动机，等。

为了解决以上问题，已经提交了申请号为10-2012-0121745的车用空气调节器的压缩机的无线圈式离合器的申请。

以上技术被构造成：精确而准确地设定离合器的极限扭矩操作范围以操作离合器；能够容易地组装离合器；根据是否要求应用冲击吸收装置而应用不同的扭矩控制组件设计，并由此具有能根据用户要求而选择性地应用的新的无线圈式离合器元件；使扭矩控制组件和冲击吸收装置通过选择性应用而容易地分离或集成；当传递或阻止动力时，在与滑轮和空气调节器的压缩机的驱动轴的旋转方向相同的方向上传递和阻止动力，而不是在垂直于滑轮的驱动方向的方向上阻止动力；减少构成部件的数量并减轻重量以容易降低成本；阻止异物(灰尘、湿气碎片，等)从离合器的外侧引入到滑轮驱动部分中，从而防止其性能下降；以及克服扭矩限制器针对外部振动和冲击的脆弱性(这是断开方案的问题)，从而在滑轮与空气调节器的压缩机的驱动轴之间容易地传递动力并且依据压缩机的故障快速地阻止动力传递。

如图1至图6中示出的，上述常规无线圈式离合器包括：扭矩环10；轮毂30，轮毂30固定并安装到压缩机的驱动轴2；以及盖环20，盖环20固定并安装到轮毂，扭矩环10包括：基部表面11；周向表面12，这些周向表面垂直于基部表面11以预定间隔形成；动力连接部分12-1，其形成在每个周向表面12的一个侧端处；突起13，其从动力连接部分12-1的一侧向外突出并且当动力连接部分12-1弹性地向内进入而穿过盖环20的插入部分22时联接到周向表面26的孔23；以及凸缘部分14，其形成在扭矩环10的基部表面11上并且固定至滑轮1，其中防干涉突起15从动力连接部分12-1的形成有扭矩环10的突起13的下端向外突出，并且盖环20的周向表面26的端部能与防干涉突起15接触并由此防止扭矩环10在插入轮毂30期间与轮毂30一起移动，从而保持盖环与扭矩环之间的间隙。

上述结构的问题在于，当动力连接部分12-1弹性变形并固定时，应力集中在动力连接部分12-1的起始点上。此外，由于由汽车发动机生成的振动和旋转扭矩，不仅在动力连接部分的起始点处集中地生成裂纹，而且动力连接部分无法承受疲劳极限并由此破裂。

如图6中示出的上述扭矩环的问题在于，当扭矩限制器在向前旋转方向或向后方向上操作时，弯曲应力重复地生成在基部表面11上的动力连接部分12-1的起始部处，并且在这种情况下，生成的应力和振动不会分散并且疲劳应力由此集中在其上。

此外，特别地，关于柴油发动机的特征，在突然加速和减速期间在扭矩限制器的向前旋转方向相反的方向上生成扭矩。在此，旋转扭矩和应力重复地集中在应力集中部分(a)上，从而容易地导致其中的裂纹或其疲劳破坏。

此外，常规扭矩环的问题在于，因为其凸缘部分14具有较小面积，所以扭矩环在轴向方向上扭曲，并由此增加其变形和噪声。

技术实现要素：

技术问题

本发明是为了解决上述问题，并且构造扭矩环来克服由于由集中在其一部分上的应力引起的疲劳而容易断开的该部分上的应力集中现象。

为此，本发明的一个方面是构造待组装的动力连接部分而不发生弹性变形，并且增加用于将应力分散到应力集中部分的结构。

此外，本发明的另一方面是减少扭矩环的轴向方向扭曲变形的发生。

技术方案

为了实现上述方面，本发明可提供一种无线圈式离合器的扭矩环，该扭矩环具有疲劳破坏防护结构，所述无线圈式离合器包括盖环、扭矩环和轮毂，所述盖环、扭矩环和轮毂安装在借助于车辆发动机的动力而旋转的滑轮与用于驱动空气调节器的压缩机的驱动轴之间并被构造成当在所述滑轮与所述驱动轴之间进行动力传递期间在所述压缩机中生成异常扭矩时阻止所述动力传递，其中所述扭矩环的一个侧部联接到所述盖环和所述轮毂，所述扭矩环的相对的侧部联接到所述滑轮，所述扭矩环包括基部表面以及垂直于所述基部表面以预定的间隔形成的周向表面，并且这些周向表面中的每个周向表面的一个侧端形成为动力连接部分并且经由所述盖环的插入部分联接到所述盖环，所述扭矩环(100)包括：所述扭矩环(100)的动力连接部分(121)，该动力连接部分以直线的形状形成；弯曲部分(122)，该弯曲部分在所述动力连接部分(121)的起始点处以预定的角度沿周向向内形成并且被插入到盖环(20)的插入部分(22)中而不发生弹性变形；分散孔(160)，该分散孔形成为贯穿基部表面(110)的一部分，所述动力连接部分(121)从这一部分起始；以及连接表面(161)，该连接表面形成在与所述动力连接部分(121)的线相同的线上以允许拉伸应力被施加到所述动力连接部分(121)，所述分散孔(160)从所述连接表面(161)起始，其中所述动力连接部分(121)形成为长度短于周向表面(120)的长度以允许待形成的凸缘部分(140)宽于所述基部表面(110)上的槽部分(150)。

有利效果

本发明能形成贯穿动力连接部分的起始部分(即，扭矩环的由于集中在其上的应力引起的疲劳而容易断开的部分)的分散孔，并且消除或分散应力，由此防止疲劳破坏。

此外，根据本发明，动力连接部分以直线的形状形成并由此无弹性变形地组装。因此，本发明不仅能防止应力集中在动力连接部分的起始点上，而且能实现动力连接部分的简单组装。

本发明能形成扭矩环的基部表面和凸缘部分以增加面积，从而最小化扭曲变形并减少噪声。

附图说明

图1是示出常规无线圈式离合器的立体图。

图2是示出常规无线圈式离合器的正视图。

图3是沿着图2的线a-a截取的示出常规无线圈式离合器的剖视图。

图4是示出常规无线圈式离合器的分解立体图。

图5是示出常规无线圈式离合器的扭矩环的立体图。

图6是示出常规无线圈式离合器的扭矩环的俯视平面图。

图7示出了施加到常规无线圈式离合器的扭矩环的应力分布；

图8是示出具有本发明的疲劳破坏防护结构的无线圈式离合器的扭矩环的立体图；

图9是示出具有本发明的疲劳破坏防护结构的无线圈式离合器的扭矩环的俯视平面图；以及

图10示出了施加到具有本发明的疲劳破坏防护结构的无线圈式离合器的扭矩环的应力分布。

具体实施方式

下文中，将参考所附附图详细描述本发明的构造。

本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应该被解释为限于公认的含义或字典定义，并且应该被解释为在发明人能正确定义术语的概念以便以最佳的方式说明她/他自己的发明的原理的基础上对应于本发明的技术思想的含义和概念。

在本发明中，无线圈式离合器的除扭矩环100之外的元件与常规元件相同，并将使用常规附图和附图标记进行描述。

本发明应用于这样的结构，即：车用空气调节器的压缩机的无线圈式离合器经由连接到车辆发动机(未示出)的带(未示出)联接到滑轮1和驱动轴2，以通过发动机动力来驱动压缩机，驱动轴2驱动空气调节器的压缩机。本发明是要在将扭矩环100安装在滑轮1与压缩机的驱动轴2之间以在压缩机中生成异常扭矩时阻止滑轮1与驱动轴2之间的动力传递的结构中分散出现在扭矩环100中的应力并由此减少扭矩环100的疲劳破坏。

车用空气调节器的压缩机的上述无线圈式离合器可被称为施加到滑轮的扭矩限制器。

如同常规的方式，本发明具有这样的结构，即：盖环20固定并安装到轮毂30，轮毂30固定并安装到压缩机的驱动轴2，并且扭矩环100的动力连接部分121切换轮毂30的周向表面32与盖环20的分割周向表面26间的插入部分22的内侧之间的连接，以转移或阻止滑轮1到驱动轴2的旋转力。

在扭矩环100旋转时，盖环20和轮毂30旋转并且压缩机的驱动轴2由此同时旋转。在该状态下，当由于压缩机故障而在压缩机中发生过载时，生成防止驱动轴2旋转的力，并由此生成防止盖环20和轮毂30旋转的力。

因此，盖环20和扭矩环100通过其联接力直到预定扭矩来承受扭矩，但当扭矩超过极限扭矩时，扭矩环100的突起130从盖环20的孔23和扭矩环100的动力连接部分121排出，由此从盖环20的插入部分22排出。因此，即使扭矩环100与滑轮1一起旋转，盖环20也停止。

在上述的结构中，常规扭矩环10弹性变形并插入盖环20的插入部分22中。此外，当预定负载以上的扭矩出现在扭矩环10中时，盖环20与之分离以打断连接有驱动轴的轮毂与连接有压缩机的扭矩环之间的动力传递。然而，由于弹性变形产生的应力总是集中在扭矩环10的动力连接部分121的起始点上并由此使动力连接部分121频繁地破裂。

在本发明中，动力连接部分121以直线的形状形成，使得扭矩环100在扭矩环100未弹性变形的状态下插入盖环的插入部分中。

在此，因为动力连接部分121不需要弹性变形，所以动力连接部分121可形成为具有较短长度。因此，槽部分150可形成为使面积小于常规槽部分的面积，并且凸缘部分140可形成为具有较大的面积。

换句话说，动力连接部分121被构造成长度短于周向表面120的长度，使得凸缘部分140比槽部分150更宽地形成在基部表面110上。

因为固定到滑轮1的凸缘部分14的面积较大，所以减少发生在轴向方向上的扭曲变形并由此减少噪声。

突起130从扭矩环100的动力连接部分121的一侧向外突出，插入形成在上述盖环20的周向表面26上的孔23中，并由此保持联接力。

为此，常规上，由于弹性变形产生的弯曲应力施加到扭矩环的动力连接部分，并且应力集中部分(a)形成在动力连接部分的起始点处。然而，本发明形成用于分散应力的分散孔160以防止生成上述应力集中部分(a)。

为此，扭矩环100的动力连接部分121以直线的形状形成，并且弯曲部分122在动力连接部分121的起始点处以预定的角度沿周向向内形成并且插入盖环20的插入部分22中而不发生弹性变形。

分散孔160形成为贯穿动力连接部分121从其起始的基部表面110，并且分散孔160从其起始的连接表面161形成在与动力连接部分121的线相同的线上。

因此，拉伸应力被施加到以直线的形状形成的动力连接部分121，在扭矩限制器向前或向后旋转期间出现的应力经由分散孔160分散和消除，并由此防止疲劳破坏。

图10示出了本发明的扭矩环的应力分布的解释。可以理解，将应力集中在其上的动力连接部分的起始部的应力显著降低，并且应力集中部分移向突起130。结果，本发明能防止动力连接部分由于应力集中而疲劳断开。此外，突起130具有能够相对容易承受集中在其上的应力的半球结构，并由此解决其疲劳破坏的问题。