KR101111951B1 - 클러치리스 압축기의 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치리스 압축기의 동력전달장치에 관한 것으로서, 그 목적은 압축기의 구동축에 가하지는 비틀림 모멘트를 인장력으로 변환하여 구동축에 가해지는 인장하중에 의해 동력전달의 차단이 가능하도록 함으로서, 동력 차단의 응답성 및 정확성을 향상시키도록 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치를 제공함에 있다. 이는 벨트에 의해 구동원의 동력을 전달받는 풀리(10)와, 상기 풀리(10)의 일측면에 설치되어 상기 풀리(10)의 동력을 압축기에 전달하도록 상기 압축기의 구동축(30)에 결합되는 이너허브(21)를 갖는 동력전달부재(20)를 포함하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치에 있어서, 상기 압축기의 구동축(30)에 결합부(30a)가 형성되어 상기 동력전달부재(20)의 이너허브(21)와 나사 결합되고, 상기 구동축(30)의 결합부(30a) 일측에 노치부(30b)가 형성되며, 상기 이너허브(21)의 일면이 상기 구동축(30)에 지지되도록 하여 과도한 토오크 발생시 이너허브(21)의 회전력이 구동축(30)을 길이방향으로 인장시켜 상기 노치부(30b)가 파단되도록 하는 것이다.

풀리, 동력전달장치, 구동축, 이너허브, 결합부, 노치부

Description

클러치리스 압축기의 동력전달장치{Power transmit device of clutchless compressor}

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

도 2는 본 발명에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치를 나타낸 단면도.

도 3은 도 2의 "A"부 확대도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10: 풀리 20: 동력전달장치

21: 이너허브 21a: 지지돌기

30: 구동축 30a: 결합부

30b: 노치부

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 전달받게 되어 압축기의 이상작동으로 풀리에 과도한 토오크가 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 하는 구조의 동력전달장치가 클러치리스 압축기의 동력장치 등의 명칭으로 개발되고 있다.

상기와 같은 클러치리스 압축기의 동력장치의 종래의 예로서는 일본 공개특허 2004-239186호의 "냉매압축기"에서 찾아 볼 수 있다.

도 1은 종래에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치의 일예를 나타낸 도 면이다.(이하의 기술 내용은 일본공개특허 2004-239186호의 "냉매압축기"를 나타내고, 명세서 상의 도면을 그대로 인용함.)

도시한 바와 같이 냉매압축기는 구동원과 벨트(B)로 연결됨과 아울러 압축기의 프론트 하우징(1)에 설치되어 회전 가능에게 지지되는 풀리(3)와, 상기 프론트 하우징(1)의 동축상에 배치되는 구동축(2)과, 상기 구동축(2)의 선단부(23)와 상기 풀리(13)를 연결하는 허브(4)을 포함한다.

또한, 상기 구동축(2)의 선단부(23)의 후측에 그 구동축(2)에 소정 값 이상의 과대 토오크가 더해지면 파단되는 파단홈(5)이 설치되어 있다.

또한, 상기 허브(4)는 통상의 보스부(41) 및 그 보스부(41)의 중간 위치의 외주로부터 연장되는 차양부(42)로 이루어진 이너 허브(inner hub)(43)와, 상기 차양부(42)의 외주에 연결되는 환상의 아우터 허브(outer hub)(44)로 구성되며, 상기 아우터 허브(44)의 일측에는 댐퍼 고무(45)가 돌출되어 풀리의 결합홈(37)에 결합되어진다.

또한, 상기 허브(4)와 풀리(2) 사이에는 허브(4)의 탈락을 방지하는 허브 지지수단(7)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 냉매압축기는 구동원인 엔진의 동력이 벨트(B)를 통해 풀리(3)에 전달되고, 상기 풀리(3)의 동력은 허브(4)를 통해 압축기의 구동축(2)을 회전시킴으로서, 냉매의 압축이 가능하게 되어 냉매 사이클를 구성하게 된다.

상기와 같이 작동되는 과정에서 윤활 불량 등의 트러블에 의하여 냉매 압축기에 락킹(locking)이 발생되면, 구동축(2)에는 벨트(B)와 풀리(3)와의 사이에 미 끄럼 마찰에 의하여 통상의 운전시의 정상 토오크에 비교해서 휠씬 큰 과대 토오크가 발생된다.

이때의 발생된 과대 토오크에 의해 단면이 최소인 동시에 응력 집중이 생기는 구동축(2) 상에 형성된 파단홈(5)이 파단되어 동력전달을 차단하게 되어 풀리(3)는 무부하로 회전하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 냉매압축기의 동력전달의 차단은 풀리(3)의 동력이 구동축(2)에 가해지는 비틀림에 의해서만 파단홈(5)이 파단됨으로서, 상기 파단홈(5)의 한계 토오크의 응답성 및 정확성이 저하되는 문제점이 있다.

즉, 구동축(2)이 비틀림 모멘트에 의해서만 전단됨으로서, 최대의 한계 토오크에 정확히 전단되지 않아 압축기의 고착 등에 적절하게 대응하지 못하는 것이다.

또한, 상기와 같은 구조의 경우 외부 충격이나 초기 시동시 충격에 의해 파단될 가능성도 있다.

다시 말해 최대 한계 토오크에 정확히 전단되지 않을 가능성이 높다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 압축기의 구동축에 가하지는 비틀림 모멘트를 인장력으로 변환하여 구동축에 가해지는 인장하중에 의해 동력전달의 차단이 가능하도록 함으로서, 동력 차단의 응답성 및 정확성을 향상시키도록 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 벨트에 의해 구동원의 동력을 전달 받는 풀리와, 상기 풀리의 일측면에 설치되어 상기 풀리의 동력을 압축기에 전달하도록 상기 압축기의 구동축에 결합되는 이너허브를 갖는 동력전달부재를 포함하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치에 있어서, 상기 압축기의 구동축에 결합부가 형성되어 상기 동력전달부재의 이너허브와 나사 결합되고, 상기 구동축의 결합부 일측에 노치부가 형성되며, 상기 이너허브의 일면이 상기 구동축에 지지되도록 하여 과도한 토오크 발생시 이너허브의 회전력이 구동축을 길이방향으로 인장시켜 상기 노치부가 파단되도록 하는 것이다.

또한, 상기 이너허브의 일면에는 상기 노치부의 둘레에 지지돌기를 형성하여 상기 이너허브가 구동축에 지지되도록 한 것이다.

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

도 2는 본 발명에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 "A"부 확대도이다.

도시한 바와 같이 클러치리스 압축기의 동력전달장치는 벨트에 의해 구동원의 동력을 전달받는 풀리(10)와, 상기 풀리(10)의 일측면에 설치되어 상기 풀리(10)의 동력을 압축기에 전달하도록 상기 압축기의 구동축(30)에 결합되는 동력전달부재(20)를 포함한다.

또한, 상기 풀리(10)는 내주면에 압축기의 프론트 하우징(31)과 결합되는 베어링이 장착되는 로터부(11)가 형성되고, 외주면에 벨트가 결합되는 결합홈(12)이 형성되어 구동원 즉, 차량의 엔진으로부터 동력을 전달받게 된다.

또한, 상기 동력전달부재(20)는 압축기의 구동축(30)이 결합되는 이너허브(21)와, 상기 이너허브(21)의 외측에 형성되는 아웃터허브(22)와, 상기 아웃터허브(22)의 일측면, 더욱 상세하게는 풀리(10)에 대응되는 면에 방사상으로 원주방향을 따라 일정간격으로 형성된 돌출부(23)로 구성되어 있다.

또한, 상기 돌출부(23)에는 댐퍼(24)가 결합되어 있으며, 상기 댐퍼(24)는 고무재질의 탄성체로 이루어져 상기 풀리(10)의 일측면에 형성된 삽입홈(13)상에 결합되는 것이다.

즉, 차량의 엔진에서 발생된 동력은 풀리(10)에서 전달받아 동력전달부재(20)를 통해 압축기의 구동축(30)을 회전시켜 압축기를 구동시킴으로서, 냉매 사이클을 구성하게 되는 것이다.

그리고, 본 발명에 적용되는 압축기의 구동축(30)은 선단에 결합부(30a)가 형성되어 상기 동력전달부재(20)의 이너허브(21)와 결합되고, 상기 구동축(30)의 결합부(30a) 일측에 노치부(30b)가 형성되며, 상기 이너허브(21)의 일면이 상기 구동축(30)에 접면되도록 하여 압축기(30)의 고착 등으로 과도한 토오크 발생시 이너허브(21)의 비틀림 모멘트가 구동축(30)에 인장력으로 작용되어 상기 노치부(30b)가 인장하중에 의해 파단되도록 하는 것이다.

또한, 상기 결합부(30a)의 외주면에는 수나사가 형성되어 있어 이너허브(21)와 나사 결합되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 노치부(30b)는 상기 결합부(30a)보다는 단면이 작게 이루어져 응력의 집중이 용이하게 이루어져 과도한 토오크 발생시 노치부(30b)가 파단되는 구조인 것이다.

즉, 종래와 같은 동력전달장치는 본 발명과 같이 구동축(30)에 노치부(30b)가 형성되어 파단되는 구조는 동일하나, 동력의 차단 방식은 풀리(10)의 비틀림 모멘트에 의해 파단됨으로서, 최대 한계 토오크에 정확히 파단되지 않아 압축기의 고착 등에 적정하게 대응하지 못하는 결점에 대해 본 발명의 동력전달장치는 풀리(10)의 동력에 의해 이너허브(21)가 구동축의 결합부(30a)에 의해 결합부(30a)의 진행방향으로 비틀림 모멘트가 발생되고, 이 비틀림 모멘트가 이너허브(21)와 구동축이 접면되어 있어 동력이 구동축(30)에 인장하중으로 작용하여 구동축(30)을 파단시킴으로서, 종래에 비해 한계 토오크의 응답성 및 정확성이 향상되는 것이다.

또한, 상기 압축기(30)의 노치부(30b) 외측에 접면되는 이너허브(21)의 일면에 지지돌기(21a)가 형성되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 이너허브(21)의 지지돌기(21a)를 구동축(30)의 단면과 동일 단면으로 접면되도록 하여 파단효율을 향상시키도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 이너허브(21)는 구동축(30)의 결합부(30a)와 나사결합됨과 아울러 지지돌기(21a)에 의해 구동축(30)에 지지되어 있어, 최대 한계 토오크와 무관한 외부 충격이나 초기 시동시 충격에 의해 파단되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

자동차 엔진으로부터의 동력은 벨트를 통하여 풀리(10)로 전달받게 되고, 상기 풀리(10)의 동력은 동력전달부재(20)의 이너허브(21)를 통해 압축기(30)의 구동축을 회전시켜 압축기를 구동시키게 된다.

상기에서 동력전달부재(20)와 풀리(10)는 아웃터허브(22)에 돌출 형성된 돌출부(23)에 결합되어진 댐퍼(24)가 풀리(10)의 삽입홈(13) 상에 삽입되어 동력전달이 가능하게 되며, 상기 댐퍼(24)에 의해 풀리(10) 및 압축기(30)에서 발생되는 진동 등을 흡수하여 원활한 동력전달이 가능하게 된다.

그러나, 윤활 불량 등의 트러블에 의하여 압축기(30)에 락킹(locking)이 발생되면, 구동축(30)에는 벨트와 풀리(10)와의 사이에 미끄럼 마찰에 의하여 통상의 운전시의 정상 토오크에 비교해서 휠씬 큰 과대 토오크가 발생된다.

상기와 같이 과대 토오크가 발생되면, 구동축(30)과 나사 결합되어진 이너허브(21)가 나사 진행방향으로 비틀림 모멘트가 발생되고, 이너허브(21)의 지지돌기가 구동축(30)에 힘을 가하여 구동축(30)에 인장하중으로 작용하여 구동축(30)을 파단시키게 된다.

또한, 상기 이너허브(21)의 지지돌기(21a)를 구동축(30)의 단면과 동일 단면으로만 접면되도록 하여 파단효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 클러치리스 압축기의 동력전달장치는 압축기의 구동축에 가하지는 비틀림 모멘트를 인장력으로 변환하여 구동축에 가해지는 인장하중에 의해 동력전달의 차단이 가능하도록 함으로서, 동력 차단의 응답성 및 정확성을 향상시킬 수 있다.

또한, 이너허브의 지지돌기를 구동축의 단면과 동일 단면으로 접면되도록 하여 파단효율을 향상시킬 수 있다.

아울러 외부 충격이나 초기 시동시 본 발명의 이너허브는 구동축의 결합부와 나사결합됨과 아울러 지지돌기에 의해 구동축에 지지되어 있어, 최대 한계 토오크와 무관한 외부 충격이나 초기 시동시 충격에 의해 파단되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 벨트에 의해 구동원의 동력을 전달받는 풀리(10)와, 상기 풀리(10)의 일측면에 설치되어 상기 풀리(10)의 동력을 압축기에 전달하도록 상기 압축기의 구동축(30)에 결합되는 이너허브(21)를 갖는 동력전달부재(20)를 포함하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치에 있어서,

   상기 압축기의 구동축(30)에 결합부(30a)가 형성되어 상기 동력전달부재(20)의 이너허브(21)와 나사 결합되고, 상기 구동축(30)의 결합부(30a) 일측에 노치부(30b)가 형성되며, 상기 이너허브(21)의 일면이 상기 구동축(30)에 지지되도록 하여 과도한 토오크 발생시 이너허브(21)의 회전력이 구동축(30)을 길이방향으로 인장시켜 상기 노치부(30b)가 파단되도록 하는 것을 특징으로 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이너허브(21)의 일면에는 상기 노치부(30b)의 둘레에 지지돌기(21a)를 형성하여 상기 이너허브(21)가 구동축에 지지되도록 한 것을 특징으로 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치.

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