KR100229415B1 - 자동차용 에어컨의 압축기 안전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 에어컨용 압축기의 신규한 안전장치를 개시한다.

본 발명은 크랭크케이스의 일단에 고정되며 에어컨의 온/오프에 따라 전원이 선택적으로 인가되는 스테이터와, 크랭크축의 돌출단에 회전 가능하게 결합되며 엔진과 V벨트로 연결되는 로터와, 크랭크축의 선단에 로터와 소정간극으로 고정되는 아마추어판 및 크랭크축과 아마추어판에 공통으로 고정되는 판스프링을 구비하는 자동차 에어컨용 압축기에 있어서, 로터와 아마추어판에 각각 설치되는 제1 및 제2발광체와, 이 제1 및 제2발광체의 회전속도를 감지하여 그 신호를 출력하는 회전속도 감지센서와, 이 회전속도 감지센서로부터 출력된 제1 및 제2발광체의 회전속도를 상호 비교하여 그 차이가 설정된 기준치 이상일 경우 스테이터에 대한 전원을 차단시키는 전원제어부를 구비한다. 이에 따라 여러 가지 요인에 의해 발생되는 아마추어판의 흡착력 저하를 적시에 측정하여 압축기의 구동을 정지시킴으로써 로터와 아마추어판의 고착이나 V벨트의 소손등이 미연에 방지되도록 하였다.

Description

자동차용 에어컨의 압축기 안전장치

본 발명은 자동차용 에어컨(air conditioner)에 관한 것으로서, 더 상세하게는 냉매(冷媒)를 고온, 고압으로 압축하여 소정의 사이클(cycle)로 순환시키는 압축기(compressor)의 안전장치에 관한 것이다.

냉각사이클(cooling cycle)을 이용하여 실내를 냉각시키는데 사용되는 에어컨은 압축기에서 고압으로 압축된 냉매가스를 응축기(condenser)에서 액화시킨 뒤, 팽창밸브(expansion valve)를 통해 증발기(evaporator)에서 기화시킴으로써 흡수되는 냉매의 기화열(氣化熱)에 의해 냉방작용을 수행하는 공기조절장치로, 사회전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.

예를들어 자동차에 있어서도 여름철 차내의 냉방용으로 사용되고 있는데, 이 경우 압축기를 자동차의 엔진(engin)과 벨트(belt)로 연결하여 구동하게 된다. 이에 따라 자동차용 압축기에는 통상 마그넷 클러치(electromagnet clutch)가 함께 구비되어 에어컨의 온(ON)/오프(OFF)에 따라 엔진으로부터의 동력전달을 제어하는 것이 일반적이다.

도 1에는 이러한 자동차 에어컨용 압축기의 마그넷 클러치를 도시하였다. 이것은 크랭크축(crank shaft:2)의 돌출단에 엔진(도시하지 않음)과 V벨트(8)로 연결되는 로터(rotor:3)가 베어링(bearing:4)을 개재하여 회전 가능하게 결합되고, 크랭크케이스(crank case:1)의 일단에는 스테이터(stator:5)가 고정되어 로터(3)의 채널(channel:3a)에 삽입되어 있다. 그리고 로터(3)의 외측으로 크랭크축(2)의 선단에는 아마추어판(amateur plate:6)이 로터(3)와 소정간극 이격되게 고정되고, 이 아마추어판(6)의 외측면에는 판스프링(plate spring:7)이 이와 크랭크축(2)에 공통으로 고정되어 있다.

이에 따라 에어컨이 온되면 스테이터(5)에 전원이 인가됨으로써 그 전자력에 의해 아마추어판(6)이 회전하고 있는 로터(3)에 강하게 흡착되고, 따라서 크랭크축(2)이 로터(3)와 함께 회전되어 압축기가 구동되게 된다. 한편 에어컨이 오프되면 스테이터(5)에 전원이 차단되어 전자력이 상실되고, 따라서 판스프링(7)의 복원력에 의해 아마추어판(6)이 로터(3)로부터 떨어지게 됨으로써 압축기의 구동은 정지되고, 로터(3)만 회전되게 된다.

그런데 이와 같은 마그넷 클러치는 장기간 사용할 경우 로터(3)와 아마추어판(6)간에 이물질침투나 스테이터(5)의 소손 및 부품의 열변형등으로 인해 아마추어판(6)의 흡착력이 저하되게 된다. 이로 인해 로터(3)에 대한 아마추어판(6)의 상대회전속도가 크게 낮아져 압축기의 효율을 저하시키게 되고, 양자간에 심한 마찰이 유발되어 과다한 열이 발생됨으로써 V벨트(8)가 녹아 소손될 뿐 아니라 심한 경우 로터(3)와 아마추어판(6)이 고착(固着)되어 에어컨의 오프신호에도 불구하고 압축기가 정지되지 않는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제들을 감안하여 로터에 대한 아마추어판의 흡착력 저하를 감지하여 압축기의 구동을 정지시킴으로써 마그넷 클러치의 소손을 방지할 수 있는 자동차 에어컨용 압축기의 안전장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 자동차 에어컨용 압축기의 안전장치는, 크랭크케이스의 일단에 고정되며 에어컨의 온/오프에 따라 전원이 선택적으로 인가되는 스테이터와, 크랭크축의 돌출단에 회전 가능하게 결합되며 엔진과 V벨트로 연결되는 로터와, 크랭크축의 선단에 로터와 소정간극으로 고정되는 아마추어판 및 크랭크축과 아마추어판에 공통으로 고정되는 판스프링을 구비하는 자동차 에어컨용 압축기에 있어서, 로터와 아마추어판에 각각 설치되는 제1 및 제2발광체와, 이 제1 및 제2발광체의 회전속도를 감지하여 그 신호를 출력하는 회전속도 감지센서와, 이 회전속도 감지센서로부터 출력된 제1 및 제2발광체의 회전속도를 상호 비교하여 그 차이가 설정된 기준치 이상일 경우 스테이터에 대한 전원을 차단시키는 전원제어부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명은, 로터와 아마추어판의 흡착력 미약으로 발생되는 양자의 고착현상과 압축기의 효율저하를 미연에 방지할 수 있게 되므로 자동차 에어컨용 압축기의 안전성과 신뢰성 향상 등에 크나큰 효과를 발휘하게 된다.

도 1은 종래의 압축기를 보인 부분 절단 측면도,

도 2는 본 고안에 의한 안전장치가 구비된 압축기를 보인 부분 절단 측면도,

도 3은 그 정면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

11 : 크랭크 케이스(crank case) 12 : 크랭크 축(crank shaft)

13 : 로터(rotor) 15 : 스테이터(stator)

16 : 아마추어판(amateur plate) 17 : 판스프링(plate spring)

19, 20 : (로터와 아마추어판에 설치된) 제1 및 제2의 발광체

21 : (로터 및 아마추어판에 대한) 회전속도 감지센서

22 : 전원제어부

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 2 및 도 3에서, 자동차 에어컨용 압축기는 그 한쪽에 에어컨의 온/오프에 따라 자동차 엔진(도시하지 않음)으로부터의 동력전달을 제어하는 마그넷 클러치를 구비하여 구성된다.

이러한 마그넷 클러치는 크랭크케이스(11)의 일측으로 돌출된 크랭크축(12)의 돌출단에 엔진과 V벨트(18)로 연결되는 로터(13)가 베어링(14)을 개재하여 회전 가능하게 결합되고, 크랭크케이스(11)의 일단에는 에어컨의 온/오프 신호에 따라 선택적으로 전원이 인가되는 스테이터(15)가 로터(13)의 채널(13a)에 삽입되도록 고정된다. 그리고 로터(13)의 외측으로 크랭크축(12)의 선단에는 스테이터(15)에 대한 전원의 인가여부에 따라 로터(13)에 선택적으로 흡착되는 아마추어판(16)이 로터(13)와 소정간극 이격되게 고정되고, 이 아마추어판(16)의 외측면에는 에어컨의 오프신호시 아마추어판(16)을 로터(13)와 분리시키는 판스프링(17)이 이와 크랭크축(12)에 공통으로 고정되어 구성된다.

한편 본 발명의 특징에 따라 마그넷 클러치의 로터(13)와 아마추어판(16)의 적정위치, 바람직하기로 외부로 함께 노출되는 외측면에는 제1 및 제2의 발광체(19)(20)가 각각 설치되고, 이들과 대향되는 차체의 소정위치에는 두 발광체(19)(20)의 회전속도를 각각 측정하여 그 신호를 출력하는 회전속도 감지센서(21)가 브래킷(bracket:23)을 통해 설치된다. 이때 제1 및 제2발광체(19)(20)들이 로터(13)와 아마추어판(16)의 반경방향에 대해 동일선상에 위치할 경우, 회전속도 감지센서(21)가 두 발광체(19)(20)의 회전속도를 확실히 구분하여 측정하기 어렵게 되는 바, 본 발명의 제1 및 제2발광체(19)(20)는 그 회전속도의 확실한 측정을 위해 로터(13)와 아마추어판(16)의 원주방향을 따라 적정간격 이격되게 배치되는 것이 바람직하다.

회전속도 감지센서(21)는 이의 출력신호를 토대로 제1 및 제2발광체(19)(20), 즉 로터(13)와 아마추어판(16)의 단위시간당 회전속도를 비교하여 양자간의 회전속도 차이가 소정치 이상일 경우 스테이터(15)에 대한 인가전원을 차단시키는 전원제어부(22)에 연결된다. 이를 위해 전원제어부(22)에는 로터(13)와 아마추어판(16)간의 상대회전속도 차이에 대한 소정의 기준치가 설정되어 입력되게 된다.

이에 따라 에어컨이 온되면, 스테이터(15)에 전원이 인가되어 전자력이 발생됨으로써 아마추어판(16)이 엔진에 의해 회전하고 있는 로터(13)의 외측면에 강하게 흡착되고, 따라서 아마추어판(16)이 고정된 크랭크축(12)이 로터(13)와 함께 회전되어 압축기가 구동되게 된다.

이때 로터(13)와 아마추어판(16)에 설치된 제1 및 제2발광체(19)(20)의 회전속도를 회전속도 감지센서(21)에서 지속적으로 측정하여 그 측정신호를 전원제어부(22)로 출력하게 된다. 그러면 전원제어부(22)는 회전속도 감지센서(21)로부터 공급된 제1 및 제2발광체(19)(20)의 회전속도를 상호 비교하여 양자의 회전속도 차이, 즉 로터(13)에 대한 아마추어판(16)의 상대회전속도 차이를 산출한 뒤, 이 산출치를 기입력되어 있는 기준치와 비교한다.

그 결과 산출치가 기준치보다 작을 경우에는 로터(13)와 아마추어판(16)간에 이물질침투나 스테이터(15)의 열화 및 부품의 열변형등이 없거나 또는 미약한 것으로 판단하여, 스테이터(15)에 대한 전원공급을 차단하지 않는다.

반면 산출치가 기준치 이상일 경우에는 로터(13)와 아마추어판(16)간에 이물질침투나 스테이터(15)의 열화 및 부품의 열변형등이 심해 로터(13)와 아마추어판(16)간에 큰 마찰이 발생하는 것으로 판단하여, 스테이터(15)에 인가되고 있는 전원을 차단시키게 된다. 그러면 스테이터(15)의 전자력이 상실됨으로써 아마추어판(16)이 판스프링(17)의 복원탄성에 의해 로터(13)로부터 떨어지게 되고, 이에 따라 크랭크축(12)이 정지됨으로써 압축기의 구동이 정지되어 종래와 같은 로터(13)와 아마추어판(16)의 고착이나 압축기의 출력저하가 효과적으로 방지되게 된다.

이상에서 살펴본 바와같이 본 발명에 의하면, 여러 가지 요인에 의해 발생되는 로터와 아마추어판의 흡착력 저하를 적시에 판단하여 압축기의 구동을 정지시킬 수 있으며, 이에 따라 종래와 같은 로터와 아마추어판간의 고착이나 V벨트의 소손 및 압축기의 출력감소 등을 미연에 방지할 수 있게 된다. 따라서 본 발명은 자동차 에어컨용 압축기의 안전성과 신뢰성 등을 크게 향상시키는 우수한 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 크랭크케이스의 일단에 고정되며 에어컨의 온/오프에 따라 전원이 선택적으로 인가되는 스테이터와, 크랭크축의 돌출단에 회전 가능하게 결합되며 엔진과 V벨트로 연결되는 로터와, 상기 크랭크축의 선단에 상기 로터와 소정간극으로 고정되는 아마추어판 및 상기 크랭크축과 아마추어판에 공통으로 고정되는 판스프링을 구비하는 자동차 에어컨용 압축기에 있어서,

   상기 로터(13)와 아마추어판(16)에 각각 설치되는 제1 및 제2발광체(19)(20)와,

   상기 제1 및 제2발광체(19)(20)의 회전속도를 감지하여 그 신호를 출력하는 회전속도 감지센서(21)와,

   상기 회전속도 감지센서(21)로부터 출력된 상기 제1 및 제2발광체(19)(20)의 회전속도를 상호 비교하여 그 차이가 설정된 기준치 이상일 경우 상기 스테이터(15)에 대한 전원을 차단시키는 전원제어부(22)를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 에어컨용 압축기의 안전장치.

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