KR101176976B1 - 클러치리스 압축기의 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치리스 압축기의 동력전달장치에 관한 것으로서, 그 목적은 압축기의 이상 과부하 발생시 과부하 토오크를 이용하여 압축기의 구동축에 형성된 나사부에 나사결합되어진 리미터를 축방향으로 이동시켜 동력을 차단하도록 함으로서, 리미터 파단의 응답성 및 정확성을 향상시키도록 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치를 제공함에 있다. 이는 내주면에 압축기(40)의 프론트 하우징(41)과 결합되는 베어링(B)이 장착되는 로터부(11)가 형성되고, 외주면에 벨트가 결합되는 결합홈(12)이 형성되어진 풀리(10)와, 압축기(40)의 구동축(42) 단부에 형성된 나사부에 나사결합되어지는 암나사부를 갖는 리미터 허브(21), 상기 리미터 허브(21)의 외측에 설치되고, 상기 풀리(10)에 고정되는 아웃터 허브(22) 및 상기 리미터 허브(21)와 아웃터 허브(22)를 연결하는 부위에 형성된 파단부(23)로 이루어진 리미터(20)와, 상기 압축기(40)의 구동축(42)에 동축 설치되고, 상기 리미터 허브(21)에 의해 지지되며, 일정압력에 의해 파손되는 소성변형 링(30)을 포함하고, 압축기(40)의 과부하시에 상기 리미터 허브(21)가 나사 결합방향으로 이동되면서 상기 소성변형 링(30)이 파손됨과 아울러 파단부(23)가 절단되어 동력전달이 차단되는 것이다.

클러치리스 압축기, 클러치, 동력전달장치, 풀리, 리미터

Description

클러치리스 압축기의 동력전달장치{Power transmit device of clutchless compressor}

도 1은 종래에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치의 일예를 나타낸 도면.

도 2는 종래에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치의 토오크 리미터를 나타낸 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치를 나타낸 분해사시도.

도 4는 본 발명에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치를 나타낸 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치에서 리미터가 파단된 상태를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10: 풀리 11: 로터부

12: 결합홈 13: 원통부

20: 리미터 21: 리미터 허브

21a: 암나사부 22: 아웃터 허브

22a: 돌출부 23: 파단부

30: 지지링 40: 압축기

41: 프론트 하우징 42: 구동축

본 발명은 클러치리스 압축기의 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가변용량형 압축기에서는 동력전달을 하는 풀리에 과도한 토크가 발생될 경우에 압축기로의 동력전달을 차단하도록 하는 클러치리스 압축기의 동력전달장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 냉방 시스템은 냉매의 증발, 압축, 응축, 팽창의 순환사이클에 의해 차내온도를 차외온도에 비해 낮게 유지토록 하는 것으로서, 이러한 냉방 시스템을 가능케 하기 위해 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브를 필수적으로 갖추고 있다.

이 중에서 상기 압축기는 전자클러치의 단속작용에 의하여 엔진의 동력을 선택적으로 전달받는 고정용량형 사판식 압축기와, 상기 전자클러치를 생략하여 항상 엔진의 동력을 전달받는 가변용량형 사판식 압축기가 있다.

상기 가변용량형 사판식 압축기는 전자클러치를 생략함으로서 온/오프시에 발생되는 소음 및 쇼크에 의한 탑승자의 불쾌감을 제거할 수 있는 장점이 있는 반면, 엔진의 동력을 항상 전달받으므로서, 압축기의 이상작동으로 풀리에 과도한 토 오크가 발생하게 되면 이와 연결된 엔진에 악영향을 미칠 수 있으며, 압축기에 갑작스런 로킹(locking)현상이 발생되는 경우에는 압축기의 구동축에 연결된 풀리 또는 압축기가 파손될 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 가변용량형 압축기에서는 동력전달을 하는 풀리에 과도한 토크가 발생될 경우에 압축기로의 동력전달을 차단할 수 있도록 구조의 동력전달장치가 클러치리스 압축기의 동력장치 등의 명칭으로 개발되고 있다.

상기와 같은 클러치리스 압축기의 동력장치의 종래의 예로서는 일본 공개특허 2003-28183호의 "동력전달의 체결구조"에서 찾아 볼수 있다.

도 1 및 도 2는 종래에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치의 일예를 나타낸 도면이다.(이하의 기술 내용은 일본공개특허 2003-28183호의 "동력전달의 체결구조"를 나타내고, 명세서 상의 도면을 그대로 인용함.)

도시한 바와 같이 냉동 사이클을 구성하는 압축기(C)의 하우징(11)에는 로터(12)가 베어링(13)을 이용하여 회전 가능하게 지지받고, 상기 로터(12)는 압축기(C)의 압축기구(미도시)에 연결되는 샤프트로서 구동축(14)에 회전체로서의 토오크 리미터(15)를 이용하여 작동 연결되며, 상기 로터(12)의 외주에는 차량의 주행 구동원인 엔진(E)의 출력축에 연결되는 벨트(16)가 감겨진다.

또한, 압축기(C)의 구동축(14)의 외주에는 엔진(E)에 연결되는 토오크 리미터(15)가 나사 결합되어 있다.

또한, 상기 구동축(14)의 외주면에는 상기 구동축(14)의 토오크 리미터(15)에 대한 접합을 규제하는 테이퍼 모양의 좌면(14b)이 형성되어 있다.

또한, 상기 좌면(14b)과 토오크 리미터(15)와의 사이에는 상기 좌면(14b)에 따르는 테이퍼 모양의 내주면(26a)을 가지는 원통상의 스페이서(26)가 개재되어 있다.

따라서, 상기 구동축(14)과 토오크 리미터(15)와의 나사결합에 의해 상기 토오크 리미터(15)가 구동축(14)의 좌면(14b)에 대하여 스페이서(26)을 끼워 누르는 것으로, 상기 구동축(14)과 토오크 리미터(15)가 동력 전달 가능하게 체결 고정되어 있다.

또한, 상기 토오크 리미터(15)는 외주부(21)와, 상기 외주부(21)의 내측에 배치되는 내주부(22)와, 외주부(21)와 내주부(22)를 다리로 이어지도록 연결하는 연결부(23)와, 내주부(22)의 중심 위치에 돌설되는 통상부(24)로 이루어졌다.

상기와 같이 구성된 종래의 클러치리스 압축기의 동력장치는 압축기(C)에 데드 락(dead lock)이 발생되어 엔진(E)으로부터 구동축(14)에 전달 토오크가 과대해지면 토오크 리미터(15)의 각 연결부(23)에 대하여 외주부(21)과 내주부(22)와의 사이에 작용하는 인장응력도 과대해진다.

따라서, 도 2에 도시한 바와 같이 톱니 모양 점선과 같이 각 연결부(23)은 과대한 응력 집중에 따라서 파단부(25)가 파단되게 된다.

그러나, 상기와 같은 클러치리스 압축기의 동력전달장치는 파단부(25)가 압축기(C)의 구동축(14)의 중심으로부터 멀리 떨어져 있어 응답성 및 정확성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 파단이 이루어진 후에, 토오크 리미터(15)의 내주부(22) 및 외주부 (21)가 계속 간섭되면서 소음을 야기시키는 문제점이 있다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 압축기의 이상 과부하 발생시 과부하 토오크를 이용하여 압축기의 구동축에 형성된 나사부에 나사결합되어진 리미터를 축방향으로 이동시켜 동력을 차단하도록 함으로서, 리미터 파단의 응답성 및 정확성을 향상시키도록 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내주면에 압축기의 프론트 하우징과 결합되는 베어링이 장착되는 로터부가 형성되고, 외주면에 벨트가 결합되는 결합홈이 형성되어진 풀리와, 압축기의 구동축 단부에 형성된 나사부에 나사결합되어지는 암나사부를 갖는 리미터 허브, 상기 리미터 허브의 외측에 설치되고, 상기 풀리에 고정되는 아웃터 허브 및 상기 리미터 허브와 아웃터 허브를 연결하는 부위에 형성된 파단부로 이루어진 리미터와, 상기 압축기의 구동축에 동축 설치되고, 상기 리미터 허브에 의해 지지되며, 일정압력에 의해 파손되는 지지링을 포함하고, 압축기의 과부하시에 상기 리미터 허브가 나사 결합방향으로 이동되면서 상기 지지링이 파손됨과 아울러 파단부가 절단되어 동력전달이 차단되는 것이다.

또한, 상기 파단부에는 원주방향으로 노치가 형성되어 파단이 용이하도록 이루어진 것이다.

또한, 상기 지지링과 리미터 허브의 접촉부위는 경사면으로 이루어진 것이 다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치를 나타낸 도면이다.

도시한 바와 같이 클러치리스 압축기의 동력전달장치는 풀리(10), 리미터(20) 및 지지링(30)을 포함한다.

상기 풀리(10)는 내주면에 압축기(40)의 프론트 하우징(41)과 결합되는 베어링(B)이 장착되는 로터부(11)가 형성되고, 외주면에 벨트가 결합되는 결합홈(12)이 형성되어 차량의 엔진으로부터 동력을 전달받게 된다.

상기 리미터(20)는 압축기(40)의 구동축(42) 단부에 형성된 수나사부(42a)에 나사결합되어지는 암나사부(21a)를 갖는 리미터 허브(21), 상기 리미터 허브(21)의 외측에 설치되고, 상기 풀리(10)에 고정되는 아웃터 허브(22) 및 상기 리미터 허브(21)와 아웃터 허브(22)를 연결하는 부위에 형성된 파단부(23)로 이루어졌다.

또한, 상기 풀리(10)에 아웃터 허브(22)를 고정하는 일예로서는 상기 풀리(10)와 아웃터 허브(22)에 별도의 연결수단(50)을 설치할 수 있다.

상기 연결수단(50)은 풀리(10)의 중앙 일측에 돌출된 링형상 원통부(13)에 결합되어지는 체결부(51)와, 상기 체결부(51)의 외측에 배치되고, 상기 아웃터 허브(22)에 연결되는 연결부(52)로 구성되어 있다.

또한, 상기 연결부(52)의 외측면에는 소정 간격을 두고 안착홈(52a)을 다수 개 형성함과 아울러 이 안착홈(52a)에 의한 결합편(52b)을 형성하며, 상기 결합편(52b)에 끼워져 결합됨과 아울러 상기 안착홈(52a)에 안착되는 댐퍼(53)가 설치되는 것이다.

또한, 상기 댐퍼(53)는 상기 안착홈(52a)에 대응되는 상기 연결부(52)의 바닥면에 접촉되어 지지되는 지지부(53a)와, 상기 결합편(52b)이 끼워지도록 끼움홈이 형성되도록 상기 지지부(53a)의 상면에 이격 형성됨과 아울러 상기 안착홈(52a)의 내면에 접촉되어 안착되는 한쌍의 안착부(53b)로 이루어진 것이다.

또한, 상기 댐퍼(53)의 안착부(53b) 사이에는 상기 아웃터 허브(22)의 내측면에 돌출 형성된 돌출부(22a)가 삽입되어 상기 연결부(52)와 아웃터 허브(22)가 상호 결합되는 것이다.

또한, 상기 파단부(23)에는 원주방향으로 노치가 형성되어 파단이 용이하게 이루어진다.

상기 지지링(30)은 상기 압축기(40)의 구동축(42)의 단부에 설치되고, 상기 리미터 허브(21)에 의해 지지되며, 일정압력에 의해 파손되는 것이다.

또한, 지지링(30)과 리미터 허브(21)의 접촉부위는 경사면으로 이루어진 것이다.

즉, 본 발명은 압축기(40)의 과부하시에 상기 리미터 허브(21)가 나사 결합방향으로 이동되면서 상기 지지링(30)이 파손됨과 아울러 파단부(23)가 절단되어 동력전달이 차단되는 것이다.(도 6의 부호 "h" 만큼 높이차가 발생한다.) 즉, 압축기(40)의 과부하 시 비정상적인 토크에 의해 리미터 허브(21)가 나사 결합 방향, 즉, 축 방향으로 나사산을 따라 이동되고, 이로 인해 리미터 허브(21)와 경사면으로 접촉하고 있는 지지링(30)이 외측으로 소성 변형되며, 이후에 리미터(20)의 파단부(23)가 파손됨으로써 엔진으로부터의 구동력이 차단되는 것이다.

본 발명에 따른 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

자동차 엔진으로부터의 동력은 벨트를 통하여 풀리(10)로 전달받게 되고, 상기 풀리(10)의 동력은 일측에 형성된 리미터(20)를 통해 압축기(40)의 구동축(42)을 회전시켜 압축기(40)를 구동시키게 된다.

상기에서 리미터(20)와 풀리(10)의 사이에는 연결수단(50)에 의해 동력을 전달하게 되며, 리미터(20)의 중심축에 형성된 리미터 허브(21)와 구동축(42)이 나사결합되어져 동력전달이 가능하게 된다.

이때 압축기(40)에 비정상적인 토오크가 발생하게 되면 엔진의 동력은 구동축(42)과 나사 결합되어진 리미터 허브(21)를 축방향으로 이동시키게 되고, 상기 리미터 허브(21)의 내측 단부와 구동축(42) 사이에 결합되어진 지지링(30)이 리미터 허브(21)의 가압력에 의해 파손됨과 아울러 리미터(20)의 파단부(23)가 파손되어 엔진의 구동력을 압축기(40)에 전달되는 것을 차단하게 된다. 이 경우, 리미터 허브(21)의 축 방향 이동으로 인해 리미터 허브(21)와 경사면으로 접촉하고 있는 지지링(30)은 도 6에 쇄선으로 도시된 상태에서 리미터 허브(21)의 하부 방향으로의 이동 및 가압에 의해 외측, 즉, 좌,우 방향으로 벌어지는 변형이 발생된다. 이와 같은 지지링(30)의 변형으로 인해 리미터 허브(21)의 하부를 지지하고 있던 지지링(30)의 지지 상태가 해제되어, 구조적으로 가장 취약한 부위인 리미터(20)의 파단부(23)가 파손되는 것이다.

또한, 상기 지지링(30)의 단부와 리미터 허브(21)의 접촉부위가 경사면으로 이루어져 리미터 허브(21)의 나사의 결합방향으로 이동시 지지링(30)이 적정 압력에 의해 파손되는 것이다.

상기 파단부(23)가 파손된 후에는 리미터 허브(21)와 아웃터 허브(22)의 구동축 길이방향으로의 높이차(h)가 발생하여 간섭되지 않게 되어 소음 발생을 방지하게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 클러치리스 압축기의 동력전달장치는 압축기의 이상 과부하 발생시 과부하 토오크를 이용하여 압축기의 구동축에 나사결합 되어진 리미터를 축방향으로 이동시켜 동력을 차단하도록 함으로서, 리미터 파단의 응답성 및 정확성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 내주면에 압축기(40)의 프론트 하우징(41)에 회전 가능하게 장착되는 로터부(11)가 형성되고, 외주면에 벨트가 결합되는 결합홈(12)이 형성되어진 풀리(10)와,

   압축기(40)의 구동축(42) 단부에 형성되는 수나사부(42a) 및 상기 수나사부(42a)에 나사결합 되도록 암나사부(21a)가 형성되는 리미터 허브(21), 상기 리미터 허브(21)의 외측에 설치되고, 상기 풀리(10)에 고정되는 아웃터 허브(22) 및 상기 리미터 허브(21)와 아웃터 허브(22)를 연결하는 부위에 형성된 파단부(23)로 이루어진 리미터(20)와,

   상기 압축기(40)의 구동축(42) 단부에 상기 리미터 허브(21)를 지지하도록 설치되어 일정압력에 의해 파손되는 지지링(30)을 포함하고,

   압축기(40)의 과부하시에 상기 리미터 허브(21)가 나사 결합방향으로 이동되어 상기 지지링(30)을 파손시킴으로써 상기 파단부(23)를 절단하여 동력전달이 차단되도록 하되,

   상기 지지링(30)과 리미터 허브(21)의 접촉부위는 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 파단부(23)에는 구동축을 중심으로 하여 원주방향으로 노치가 형성된 것을 특징으로 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치.
3. 삭제

Images