KR100359358B1 - 압축기의 전자 클러치 구조 - Google Patents

압축기의 전자 클러치 구조 Download PDF

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Abstract

얼라이먼트가 작은 경우라도 코일의 외경(外徑)에 제약을 받지 않고 풀리 직경을 소형화할 수 있는 압축기의 전자 클러치 구조를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 하우징내에 수용 설치된 압축기구의 구동축 (107) 을 하우징의 노즈부 (106) 를 관통하여 외부로 돌출시키고, 전자 클러치 (1CL) 의 코일 (143) 을 내장하는 구동로터 (142) 를 노즈부 (106) 의 바깥 둘레에 클러치 베어링 (141) 를 통하여 회전을 자유롭게 지지함과 동시에, 코일 (143) 에 대향하는 아마추어판 (149) 을 구동축 (107) 의 돌출단에 연동 연결하여 이루어진 압축기의 전자 클러치 구조에서 구동로터 (142) 에 고착된 풀리 (161) 를 압축기 본체와 코일 (143) 사이에 배치하였다.

Description

압축기의 전자 클러치 구조{electromagnetic clutch mechanism for compressors}
본 발명은 차량용 공조 장치등에 편입되는 압축기의 전자 클러치 구조에 관한 것이다.
종래의 차량용 공조 장치등에 편입되는 압축기의 전자 클러치로는 예컨대, 일본 공개특허공보 평9-53662호에 개시되어 있는 것이 있고, 이것을 도 2 에 나타내어 간단하게 설명한다.
도 2 에 나타내는 전자 클러치를 갖춘 압축기에서, 도면부호 (1) 은 하우징이고 컵형상 본체 (2) 와 이에 도시하지 않은 볼트에 의해 체결된 프론트 케이스 (4) 로 이루어진다.
하우징 (1) 내에는 고정스크롤 (10) 및 선회스크롤 (14) 로 이루어진 스크롤 압축기구 (C) 가 설치되어 있다.
고정스크롤 (10) 은 단판(端板) (11) 과 그 내면에 세워 설치된 소용돌이형상 랩 (12) 을 갖추고, 이 단판 (11) 은 볼트 (13) 에 의해 컵형상 본체 (2) 에 체결되어 있다. 선회스크롤 (14) 은 단판 (15) 과 그 내면에 입설된 소용돌이형상 랩 (16) 을 갖추고 있다. 선회스크롤 (14) 과 고정스크롤 (10) 은 서로 공전 선회 반경만큼 편심(偏心)하고, 또한 180°만큼 각도를 어긋나게 맞물리게 되어 소용돌이의 중심에 대하여 거의 점대칭을 이루는 복수의 밀폐소실(密閉小室) (19a, 19b) 이 형성되어 있다.
단판 (15) 의 외면 중앙부에 돌출 설치된 원통형상의 보스 (20) 내부에는 드라이브 부시 (21) 가 선회베어링 (23) 을 통하여 회전이 자유롭게 수용되고, 이 드라이브 부시 (21) 에 뚫려 형성된 편심구멍 (24) 내에는 구동축 (7) 의 내단에 돌출 설치된 편심 구동핀 (25) 이 회전운동이 자유롭게 끼워 맞춰져 있다. 이 구동축 (7) 은 프론트 케이스 (4) 의 노즈부 (6) 를 관통하여 외부로 돌출하고, 베어링 (8) 및 (9) 를 통하여 프론트 케이스 (4) 에 축지지되어 있다.
프론트 케이스 (4) 의 노즈부 (6) 의 바깥 둘레에는 클러치 베어링 (41) 을 통하여 구동로터 (42) 가 회전이 자유롭게 지지되고, 이 구동로터 (42) 에는 코일 (43) 이 내장되고, 이 코일 (43) 에 대향하도록 아마추어판 (49) 이 설치되어 있다.
구동축 (7) 의 돌출단에는 허브 (44) 가 너트 (45) 에 의해 고정되고, 이 허브 (44) 에 판용수철 (46) 의 일단이 핀 (47) 에 의해 고정되고, 타단은 핀 (48) 을 사이에 두고 아마추어판 (49) 에 고정되어 있다.
상기 클러치 베어링 (41), 구동로터 (42), 코일 (43), 허브 (44), 판용수철 (46), 핀 (47, 48), 아마추어판 (49) 등에 의해 전자 클러치 (CL) 가 구성되어 있다.
구동로터 (42) 의 바깥 둘레에는 풀리 홈 (61) 이 설치되고, 이에 놓여진 도시하지 않은 V 벨트 등을 사이에 두고 엔진등의 구동원과 연결되어 있기 때문에, 상기 구동로터 (42) 는 엔진등의 구동원의 회전중에는 항상 회전하고 있다.
코일 (43) 에 통전(通電)하면 아마추어판 (49) 이 판용수철 (46) 의 탄발력에 저항하여 구동로터 (42) 에 밀착한다. 이로 인하여, 구동로터 (42) 의 회전은 아마추어판 (49), 핀 (48), 판용수철 (46), 핀 (47), 허브 (44) 를 이 순서에 따라 구동축 (7) 으로 전달되기 때문에 스크롤 압축기구 (C) 의 구동축 (7) 이 회전한다.
이 상태에서 코일 (43) 에 대한 통전을 멈추면 판용수철 (46) 의 복원력에의해 아마추어판 (49) 은 구동로터 (42) 로부터 이간(離間)하고 구동축 (7) 으로의 동력 전달이 차단된다.
구동축 (7) 이 회전하면 편심구동핀 (25), 드라이브 부시 (21), 선회 베어링 (23), 보스 (20) 을 통하여 선회스크롤 (14) 이 구동되고 선회스크롤 (14) 은 자전 저지 기구 (26) 에 의해 그 자전이 저지되면서 원궤도상을 공전 선회 운동한다.
그 결과, 소용돌이형상 랩 (12) 과 (16) 의 선접촉부가 점차 소용돌이의 중심을 향하여 이동하고, 이로 인하여, 밀폐소실 (19a, 19b) 이 용적을 감소하면서, 소용돌이의 중심을 향하여 이동한다. 이에 따라, 도시하지 않은 흡입구를 통하여 흡입실 (28) 로 유입된 가스가 소용돌이형상 랩 (12) 과 (16) 의 외종단 개구부로 부터 밀폐소실 (19a, 19b) 내로 입력되어 압축되면서 중심의 소실 (19c) 에 이르고, 여기에서 고정스크롤 (10) 의 단판 (11) 에 뚫려 형성된 토출포트 (29) 를 통하여 토출밸브 (30) 를 눌러 열어 토출캐비티 (31) 로 토출되고 그곳으로부터 토출구 (37) 를 걸쳐 유출된다.
또한 도면부호 (35) 는 토출 밸브 (30) 의 리테이너, 도면부호 (36) 은 토출밸브 (30) 및 리테이너 (35) 를 체결하기 위한 볼트, 도면부호 (38) 은 축밀봉장치 (shaft seal equipment), 도면부호 (27) 은 드라이브 부시 (21) 에 고정된 균형추, 도면부호 (39) 는 구동축 (7) 에 고정된 균형추, 도면부호 (22) 는 트러스트 베어링이다.
상기 구성의 압축기의 전자 클러치 구조에서는 압축기 본체와 구동로터 (42)까지의 거리 (일반적으로 얼라이먼트라 칭한다.) 를 차량측에서의 다른 부품 배치의 관계상 작게할 필요가 발생한 경우, 코일 (43) 의 바깥 둘레측의 로터측면 (바깥 둘레면) 에 풀리 홈 (61) 을 설치할 필요가 있었다. 이로 인하여, 풀리 홈 (61) 의 직경은 코일 (43) 의 직경에 따라 제약되어 풀리 외경을 작게 할 수 없기 때문에, 압축기의 속도를 증가할 경우는 엔지등의 구동측 풀리를 크게 할 필요가 있다.
그러나, 구동측의 풀리를 크게 하기 위해서는 배치 스페이스의 확보가 곤란하고 또한 중량 증가 및 비용 증가등의 문제도 발생하기 때문에, 결과적으로 압축기의 속도 증가를 할 수 없고, 냉동 능력의 증가가 곤란하게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로 얼라이먼트가 작은 경우라도 코일의 외경에 제약을 받지 않고 풀리 직경을 소형화할 수 있는 압축기의 전자 클러치 구조를 제공하는 것이다.
도 1 은 본발명에 관계되는 압축기의 전자 클러치 구조의 일 실시형태를 나타내는 요부 단면도.
도 2 는 종래 구조의 전자 클러치를 갖춘 압축기의 구성을 나타내는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1CL : 전자 클러치 104 : 프론트 케이스 (압축기 본체)
106 : 노즈부 107 : 구동축
141 : 클러치 베어링 142 : 구동로터 (회전축)
143 : 코일 149 : 아마추어(armature)판
161 : 풀리(pulley) 141c : 클러치 베어링의 폭중심
161c : 풀리 홈의 홈폭중심
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용하였다.
청구항 1 에 기재된 압축기의 전자 클러치 구조는, 하우징내에 수용 설치된 압축기구의 구동축을 상기 하우징의 노즈부를 관통하여 외부로 돌출시키고, 전자 클러치의 코일을 내장하는 구동로터를 상기 노즈부 바깥 둘레에 클러치 베어링를 통하여 회전을 자유롭게 지지함과 동시에, 상기 코일에 대향하는 아마추어판을 상기 구동축의 돌출단에 연동 연속하여 이루어진 압축기의 전자 클러치 구조에 있어서, 상기 구동로터에 고착된 풀리를 압축기 본체와 상기 코일의 사이에 배치한 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 압축기의 전자 클러치 구조에 의하면, 코일의 외경에 의한 제약을 받지 않고 풀리의 직경을 정할 수 있다.
청구항 2 에 기재된 압축기의 전자 클러치 구조는, 하우징내에 수용 설치된 압축기구의 구동축을 상기 하우징의 노즈부를 관통하여 외부로 돌출시키고, 전자 클러치의 코일를 내장하는 구동로터를 상기 노즈부 바깥 둘레에 클러치 베어링을 통하여 회전을 자유롭게 지지함과 동시에, 상기 코일에 대향하는 아마추어판을 상기 구동축의 돌출단에 연동 연결하여 이루어진 압축기의 전자 클러치 구조에 있어서, 상기 구동로터에 고착된 풀리를 압축기 본체와 상기 코일의 사이에 배치함과 동시에 상기 풀리의 외경을 상기 구동로터의 외경보다 작게 한 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 압축기의 전자 클러치 구조에 의하면, 풀리의 외경을 정할 때, 코일의 외경에 의한 제약을 받지 않고 구동로터를 보다 작게 할 수 있기 때문에 풀리 직경을 작게한 부분 만큼 압축기의 속도 증가가 가능해진다.
또한, 상술한 압축기의 전자 클러치 구조에서는, 상기 구동로터에 고착된 풀리의 풀리 홈의 홈폭중심과 상기 클러치 베어링의 폭중심이 동일선상 또는 근접 위치가 되도록 배치하는 것이 바람직하고, 이로 인하여, 클러치 베어링에 작용하는 풀리의 벨트 장력에 따른 하중모멘트를 낮게 억제할 수 있다.
(발명의 실시형태)
이하, 본 발명에 관계되는 압축기의 전자 클러치 구조의 일 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
도 1 은 압축기에 장착된 전자 클러치 단면도이고, 구동축 (107) 은 도시하지 않은 컵형상 본체와 프론트 케이스 (104) 로 구성되는 하우징내의 압축기구를 구동하는 것이고, 이 구동축 (107) 은 프론트 케이스 (104) 의 노즈부 (106) 를 관통하여 외부로 돌출하고 베어링 (108) 을 통하여 노즈부 (106) 에서 축지되어 있다.
노즈부 (106) 의 바깥 둘레에는 클러치 베어링 (141) 을 통하여 구동로터 (142) 가 회전이 자유롭게 지지되고, 이 구동로터 (142) 에 대하여 볼트 (162) 로 고착된 풀리 (161) 가 압축기 본체와 코일 (143) 사이에 배치되어 있다. 이 경우, 풀리 (161) 의 풀리 홈의 홈폭중심 (161c) 과 클러치 베어링 (141) 의 폭중심 (141c) 이 동일선상 또는 근접 위치가 되도록 배치되어 있다
또는, 구동로터 (142) 의 오목부 (142a) 에는 코일 (143) 이 오목부 (142a) 에 접촉되지 않도록 내장되고, 이 코일 (142) 에 대향하도록 구동로터 (142) 를 사이에 끼워 아마추어판 (149) 이 설치되어 있다. 코일 (142) 에는 코일스티 (151) 가 고착되고, 이 코일스티 (151) 는 프론트 케이스 (104) 에 스냅링 (152) 으로 장착된다.
코일스티 (151) 의 프론트 케이스 (104) 에 대한 장착면에는 1 개 이상의 볼록부 (151a) 를 설치하고, 그 볼록부 (151a) 를 지지하기 위한 오목부 (104a) 를 프론트 케이스에 뚫어 형성하고, 볼록부 (151a) 와 오목부 (104a) 를 끼워 맞춰지게 함으로써, 코일스티 (151) 의 위치결정을 행한다.
구동축 (107) 의 돌출단에는 허브 (144) 가 너트 (145) 에 의해 고정되고 이 허브 (144) 에 판용수철 (146) 의 일단이 핀 (147) 에 의해 고정되고 타단은 핀 (148) 을 통하여 아마추어판 (149) 에 고정되어 있다.
이들 클러치 베어링 (141), 구동로터 (142), 코일 (143), 허브 (144), 판용수철 (146), 핀 (147, 148), 아마추어판 (149) 등에 의해 전자 클러치 (1CL) 가 구성된다.
또, 구동로터 (142) 에 고착된 풀리 (161) 는 이에 놓여진 도시하지 않은 V 벨트 등을 통하여 엔진의 구동원과 연결되어 이 구동원의 회전중에는 구동로터 (142) 가 항상 회전하고 있다.
이하, 상술한 전자 클러치 구조의 작용을 설명한다.
구동로터 (142) 는 구동로터 (142) 에 고착된 풀리 (161) 에 놓여진 도시하지 않은 V 벨트 등을 통하여 엔진등의 구동원과 연결되어 엔진등의 구동원이 작동되고 있을 때는 항상 회전하고 있다.
이 상태에서 코일 (143) 에 통전하면 아마추어판 (149) 이 판용수철 (146) 의 탄발력에 저항하여 구동로터 (142) 에 밀착하고, 구동로터 (142) 의 회전은 아마추어판 (149), 핀 (148), 판용수철 (146), 핀 (147), 허브 (144) 를 이 순서에 따라 구동축 (107) 에 전달되어 구동축 (107) 이 회전하고 압축기가 작동한다.
또한 압축기가 작동하고 있는 상태에서 코일 (143) 에 대한 통전을 멈추면 판용수철 (146) 의 복원력에 의해 아마추어판 (149) 은 구동로터 (142) 로부터 이간하고 구동축 (107) 으로의 동력 전달이 차단된다.
본 실시형태에서는 구동로터 (142) 에 고착된 풀리 (161) 가 압축기 본체와 코일 (143) 사이에 설치되어 있기 때문에, 코일 (143) 의 바깥 둘레에 배치된 경우와 마찬가지로 코일 외경에 대한 영향을 받지 않고, 따라서 풀리 (161) 의 외경을 구동로터 (142) 의 외경보다 작게 할 수 있다.
이로 인하여, 엔진등의 구동원측의 풀리 직경을 일정하게 하면, 풀리 (161) 의 외경이 작아진 양만큼 압축기측은 속도가 증가되기 때문에, 압축기에서의 단위 시간당의 냉매압축량이 증가하여 냉동 능력이 향상된다.
또한, 풀리 (161) 의 풀리 홈의 홈폭중심 (161c) 과 클러치 베어링 (141) 의 폭중심 (141c) 이 동일선상 또는 근접위치가 되도록 배치하고 풀리 (161) 는 볼트 (162) 로 구동로터 (142) 에 고착된다.
이로 인하여, 풀리 (161) 의 벨트 장력에 의해 베어링을 사용하고 있는 클러치 베어링 (141) 에 대하여 작용하는 하중 모멘트는 작게 되어 압축기의 내구 수명을 길게 할 수 있다.
상술한 본 발명의 압축기의 전자 클러치 구조에 의하면, 구동로터에 고착된 풀리를 압축기 본체와 상기 코일 사이에 배치하였기 때문에 얼라이먼트가 작은 경우라도 코일의 외경에 제약을 받지 않고 풀리 직경을 결정할 수 있기 때문에 설계의 자유도가 증가되는 효과가 있다.
또한, 풀리의 외경을 구동로터의 외경 보다 작게하면 풀리 직경을 작게한 양만큼 압축기의 속도 증가가 가능해진다. 따라서, 압축기에서의 단위시간당의냉매 압출량이 증가하여 냉동 능력을 증가시킬 수 있고, 이 결과, 차량용 공조 장치등의 성능 향상에 큰 효과를 나타낸다.
또한, 구동로터에 고착된 풀리의 풀리 홈의 홈폭중심과 클러치 베어링의 폭중심이 동일선상 또는 근접 위치가 되도록 배치하였기 때문에, 클러치 베어링에 작용하는 풀리의 벨트 장력에 따른 하중 모멘트를 낮게 억제할 수 있고, 이 결과, 압축기 자체의 내구 수명이 향상하는 효과도 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 하우징내에 수용 설치된 압축기구의 구동축을 상기 하우징의 노즈부를 관통하여 외부로 돌출시키고, 전자 클러치의 코일을 내장하는 구동로터를 상기 노즈부 바깥 둘레에 클러치 베어링을 통하여 회전을 자유롭게 지지함과 동시에 상기 코일에 대향하는 아마추어판을 상기 구동축의 돌출단에 연동 연결하여 이루어진 압축기의 전자 클러치 구조에 있어서,
    상기 구동로터에 고착된 풀리를 압축기 본체와 상기 코일의 사이에 배치한 것을 특징으로 하는 압축기의 전자 클러치 구조.
  2. 하우징내에 수용 설치된 압축기구의 구동축을 상기 하우징의 노즈부를 관통하여 외부로 돌출시키고, 전자 클러치의 코일을 내장하는 구동로터를 상기 노즈부 바깥 둘레에 클러치 베어링을 통하여 회전을 자유롭게 지지함과 동시에 상기 코일에 대향하는 아마추어판을 상기 구동축의 돌출단에 연동 연결하여 이루어진 압축기의 전자 클러치 구조에 있어서,
    상기 구동로터에 고착된 풀리를 압축기 본체와 상기 코일의 사이에 배치함과 동시에 상기 풀리의 외경을 상기 구동로터의 외경보다 작게 한 것을 특징으로 하는 압축기의 전자 클러치 구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구동로터에 고착된 풀리의 풀리 홈의홈폭중심과 상기 클러치 베어링의 폭중심이 동일선상 또는 근접 위치가 되도록 배치한 것을 특징으로 하는 압축기의 전자 클러치 구조.
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