KR101175827B1 - 클러치리스 압축기의 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 클러치리스 압축기의 동력전달장치가 개시된다. 개시된 클러치리스 압축기의 동력전달장치는, 구동원으로부터 전달된 회전력을 공급받아 회전하는 풀리; 이 풀리의 일측에 배치되며 압축기의 구동축과 결합하는 허브; 풀리의 일측에 착탈가능하게 결합하는 결합부와, 이 결합부와 연결되고 압축기에 설정치 이상의 토크가 발생하면 파단되는 파단부를 포함하는 구동측 결합부재; 및 허브의 일측에 결합하고 파단부와 연결되며, 파단부가 파단된 후에도 잔류하는 잔류 파단부재에 상기 결합부로부터 회전 충격이 가해지면 소성 변형되거나 소성 변형에 의해 파단될 수 있도록 그 외측에 소성변형부를 포함하는 종동측 결합부재 구비한다. 이와 같은 구조의 클러치리스 압축기의 동력전달장치에 의하면, 구동측 결합부재의 파단부가 파단된 다음, 결합부로부터 잔류 파단부재에 가해진 회전 충격에 의해 종동측 결합부재가 소성 변형되거나 파단됨으로써, 추가적인 간섭을 회피할 수 있기 때문에 간섭에 의한 과다한 소음과 엔진벨트의 파손을 방지할 수 있다.

Description

클러치리스 압축기의 동력전달장치{Power transmission device of clutchless compressor}

본 발명은 클러치리스(Clutchless) 압축기의 동력장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진으로부터 압축기로 동력을 전달할 때 압축기에 설정치 이상의 토오크(Torque)가 발생할 경우 풀리 측과 허브 측을 연결하는 파단부가 파단 되면서 엔진벨트의 파손 및 불필요한 소음을 방지하는 클러치리스 압축기의 동력전달장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 냉방시스템은 냉매의 압축, 응축, 팽창, 증발의 순환 사이클에 의해 차내의 온도를 내부의 온도보다 낮게 유지하는 역할을 한다. 이러한 순환 사이클을 이루기 위한 필수적인 구성요소로는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기가 있다.

상기 순환 사이클의 구성요소 중 압축기의 종류는 냉방 상태에 따라 필요한 동력을 조절할 수 있는 가변 용량형 압축기(Variable capacity type compressor)가 있으며, 이 가변용량형 압축기는 최근에 그 수요가 점차 증대 되고 있다. 이러한 가변용량형 압축기는 엔진으로부터 압축기로 전달되는 구동력을 단속하는 클러치가 불필요하게 된다.

그런데, 상기 압축기 구동축에는 그 내부에 시징(seizing)등의 고장으로 인해 정상의 전달 토오크 보다 상당히 큰 과부하 토오크가 발생하는 경우가 있으며, 이 같은 원인으로 인해 풀리가 더 이상 회전하지 못하고 정지하게 되는 상황이 발생할 수가 있다. 이때, 엔진에 의해 구동되는 엔진벨트는 풀리 위에서 계속 미끄러지게 되어 마모되며(벨트슬립), 더 나아가서 상기 엔진벨트는 풀리와의 마찰시 발생하는 마찰열에 의해 끊어지는 문제가 발생하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래기술에 의한 압축기의 동력전달장치와 허브가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다(미국특허 제7,303,477호).

도시된 바와 같이, 종래 압축기의 동력전달장치는, 풀리(10)와, 허브(20)와, 종동축 결합부재(30)와, 구동축 결합부재(40)를 포함한다.

상기 풀리(10)는 압축기(미도시)의 프런트 하우징(미도시)에 돌출 형성된 노우즈부(미도시)에 회전가능하게 설치되어 구동원인 엔진으로부터 전달된 회전력을 공급받아 회전하며, 상기 풀리(10)의 일 측면에는 돌출된 플랜지(12)가 구비된다. 즉, 상기 풀리(10)는 중앙에 형성된 통공(11) 내에 설치된 베어링(13)에 지지됨으로써 상기프런트 하우징의 노우즈부에 회전가능하게 설치되는 것이다. 상기 플랜지(12)는 풀리(10)와 일체로 형성될 수도 있고, 통공(11)에 별도의 베어링보어(14)를 삽입하고, 이 베어링보어(14)의 일단부에 플랜지(12)를 돌출 형성할 수도 있다. 만약 통공(11)내에 베어링보어(14)가 설치될 경우에는 베어링보어(14) 내측에 베어링(13)이 설치된다.

상기 허브(20)는 풀리(10)의 중앙에 형성된 통공(11) 내에 배치되며, 압축기의 구동축(미도시)과 결합되는 허브몸체(21)와, 이 허브몸체(21)의 일측 외주면에 일체로 형성되는 커버플레이트(22)를 구비한다. 상기 허브몸체(21)에는 상기 구동축이 관통 삽입되는 결합공(23)이 형성되어 있다. 또한, 상기 커버플레이트(22)의 가장자리는 풀리(10) 측으로 절곡되어 하기에서 설명될 종동축 결합부재(30)와 구동축 결합부재(40) 전체를 감싸게 된다.

상기 종동축 결합부재(30)는 허브(20)와 결합되는 데, 보다 상세하게는 허브(20)의 커버플레이트(22)와 연결된다. 이를 위해 종동측 결합부재(30)의 외주면에는 다수의 안착홈(32)이 형성되고, 이 안착홈(32)에는 충격을 흡수하도록 댐퍼(50)를 안착하고, 상기 허브(20)의 커버플레이트(22) 내측면으로부터 돌출된 돌출부(24)가 상기 댐퍼(50)와 결합한다. 이러한 댐퍼(50)로는 일반적으로 일정한 탄성력을 갖도록 고무재질로 형성된다.

구동측 결합부재(40)는, 풀리(10)의 일측에 착탈가능하게 결합하는 결합부(41)와, 이 결합부(41)와 종동측 결합부재(30)를 연결하고 압축기에 설정치 이상의 토크가 발생하면 파단되는 파단부(42)를 포함한다.

상기 구동측 결합부재(40)의 결합부(41)는, 그 내주면에 탭(41a)을 형성하여 풀리(10)의 일 측으로 돌출 형성된 플랜지(12)의 외주면과 나사 결합할 수 있다. 다만, 이와 같은 나사결합 이외에도 도면에는 도시하지 않았지만 상기 플랜지(12)를 결합부(41)의 내주면에 강제 압입하여 결합할 수도 있다.

상기 구동측 결합부재(40)의 파단부(42)는 결합부(41)와 종동측 결합부 재(30)를 연결하며, 압축기에 설정 이상의 토오크가 발생할 경우 파단 되면서 구동측 결합부재(40)에서 종동측 결합부재(30)로 연결되는 동력전달 경로를 차단하게 된다.

한편, 상기 구동측 결합부재(40)의 결합부(41)에는 상기 파단부(42)가 파단된 후, 상기 종동측 결합부재(30)에 잔류하면서 간섭을 일으키는 잔류 파단부재(42a)에 회전 충격을 전달할 수 있는 충격제공부(43)가 마련된다.

그러나, 상기 파단부(42)가 파단된 후, 잔류하는 파단부재(42a)는 풀리(10)에 의해 구동측 결합부재(40)의 결합부(41)가 계속 회전하면서 잔류하는 파단부재(42a)와 간섭이 발생하여 소음이 과다하게 발생하는 문제점이 있다.

또한, 상기 판단부분에서 계속 간섭이 발생하면 엔진에 수차례에 걸쳐 충격하중을 주어 결국 엔진벨트가 파손되는 등의 문제도 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 압축기에 설정치 이상의 토오크가 발생할 경우 파단되는 파단부의 잔류하는 파단부재에서 간섭을 일으켜 발생할 수 있는 엔진벨트의 파손 및 불필요한 소음을 방지할 수 있도록 구조를 개선한 클러치리스 압축기의 동력전달 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 클러치리스 압축기의 동력전달 장치는, 구동원으로부터 전달된 회전력을 공급받아 회전하는 풀리; 상기 풀리의 일 측에 배치되며 압축기의 구동축과 결합하는 허브; 상기 풀리의 일측에 착탈가능하게 결합하는 결합부와, 상기 결합부와 연결되고 압축기에 설정치 이상의 토크가 발생하면 파단되는 파단부를 포함하는 구동측 결합부재; 및 상기 허브의 일측에 결합하고 상기 파단부와 연결되며, 상기 파단부가 파단된 후에도 잔류하는 잔류 파단부재에 상기 결합부로부터 회전 충격이 가해지면 소성 변형되거나 소성 변형에 의해 파단될 수 있도록 그 외측에 소성변형부를 포함하는 종동측 결합부재를 구비한다.

여기서 상기 소성변형부는, 상기 종동측 결합부재의 외주부 중에서 상기 구동측 결합부재의 파단부가 연결된 부위에 대응하는 부분에 오목하게 함몰된 함몰부일 수 있다.

또한, 상기 종동측 결합부재는 플라스틱 소재로 만들어진 것이 바람직하다.

아울러, 상기 함몰부는 압축기 측을 향해 단차지도록 일측에 돌기가 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상술한 바와 같은 클러치리스 압축기의 동력전달장치에 의하면, 구동측 결합부재의 파단부가 파단된 다음, 결합부로부터 잔류 파단부재에 가해진 회전 충격에 의해 종동측 결합부재가 소성 변형되거나 파단됨으로써, 추가적인 간섭을 회피할 수 있기 때문에 간섭에 의한 과다한 소음과 엔진벨트의 파손을 방지할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치리스 압축기의 동력전달장치의 풀리, 허브 및 댐퍼는 앞서 설명한 풀리(10), 허브(20) 및 댐퍼(50)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구동측 결합부재의 파단부가 파단되는 과정을 나타낸 도면들이다.

상기 구동측 결합부재(140)의 파단부(142)는 결합부(141)와 종동측 결합부재(130)를 연결하며, 압축기에 설정 이상의 토오크가 발생할 경우 파단 되면서 구동측 결합부재(140)에서 종동측 결합부재(130)로 연결되는 동력전달 경로를 차단하게 된다.

한편, 상기 구동측 결합부재(140)의 결합부(141)에는 상기 파단부(142)가 파 단된 후, 상기 종동측 결합부재(130)에 잔류하면서 간섭을 일으키는 잔류 파단부재(142a)에 회전 충격을 전달할 수 있는 충격제공부(143)가 마련된다.

여기서 상기 구동측 결합부재(140)의 파단부(142)가 파단된 후에도 잔류하는 잔류 파단부재(142a)에 상기 결합부(141), 즉 충격제공부(143)로부터 회전 충격이 가해지면 상기 종동측 결합부재(130)의 외측은 소성 변형되거나 소성 변형에 의해 파단되어야 한다. 이를 위해 상기 종동측 결합부재(130)의 외측은 소성변형부(131)를 구비한다. 또한, 소성변형부(131)의 소성 변형을 위해서 상기 종동측 결합부재(130)는 플라스틱 소재로 만들어질 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 클러치리스 압축기의 동력전달장치의 작용을 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 구동원인 엔진과 연결된 엔진벨트를 통해 전달되는 회전력을 공급받아 풀리가 회전하면 회전토오크는 구동축 결합부재(140)와 종동축 결합부재(130)를 거쳐 허브로 전달되면서 허브에 연결된 압축기의 구동축이 회전하게 된다.

이때, 압축기의 내부에 시징(seizing) 등의 고장이 발생하여 구동축의 회전이 멈추게 되면, 허브에는 회전시 토오크보다 더 큰 토오크가 걸리게 되고 상기 토오크가 설정치를 초과하게 되면 구동축 결합부재(140)의 파단부(142)가 동시에 파단 된다.

다음으로, 상기 구동축 결합부재(140)의 파단부(142)의 파단 후에도 엔진으로부터 회전력을 공급받는 풀리는 계속 회전을 하게 됨에 따라 풀리와 결합된 구동측 결합부재(140)의 결합부(141)도 함께 회전을 하게 된다.

그 다음으로, 상기 결합부(141)에 마련된 충격제공부(143)가 종동측 결합부재(130)에 잔류하고 있는 잔류 파단부재(142a)에 충돌하면서, 잔류 파단부재(142a)는 종동측 결합부재(130)를 소성 변형시킨다. 소성 변형된 종동측 결합부재(130)의 외주면은 부풀어 오르는 상태가 되거나 파단된다(상태 A). 따라서 구동측 결합부재(140)의 결합부(141)는 잔류 파단부재(142a)와의 간섭을 피할 수 있게 된다.

부연 설명하면, 상기 파단부(142)가 파단된 후, 잔류하는 파단부재(142a)는 종동측 결합부재(130)의 소성 변형되어 외주면이 부풀어 오름과 동시에 종동측 결합부재(130) 속으로 밀려들어감으로써, 풀리에 의해 구동측 결합부재(140)의 결합부(141)가 계속 회전하더라도 잔류하는 파단부재(142a)와는 간섭이 발생하지 않아 소음이 발생 하지 않고 엔진벨트의 파손도 방지하게 되는 것이다.

한편, 도 5에는 종동측 결합부재의 다른 실시예를 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5에 나타낸 종동측 결합부재의 정면도가 도시되어 있다. 여기서 앞서 설명한 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성 및 작용을 갖는 동일부재를 나타내므로 반복적인 설명은 생략하도록 한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 종동측 결합부재(230)의 외주부 중에서 상기 구동측 결합부재(140)의 파단부(142)가 연결된 부위에 대응하는 부분에는 오목하게 함몰된 함몰부(231)가 형성되어 있다. 또한, 함몰부(231)는 압축기 측을 향해 단차가 지게 형성되어 종동축 결합부재(230)가 정상 작동할 때 발생할 수 있는 소성 변형을 방지할 수도 있다.

구동측 결합부재(140)의 파단부(142)가 파단된 후, 상기 결합부(141)에 마련 된 충격제공부(143)가 종동측 결합부재(230)에 잔류하고 있는 잔류 파단부재(142a)를 충돌하면서, 잔류 파단부재(142a)가 종동측 결합부재(230)를 소성 변형시킬 때, 소성 변형된 종동측 결합부재(230)의 외주면은 부풀어 올라 허브의 커버플레이트와 간섭될 수 있으나, 상기 함몰부(231)를 둠으로써 소성변형이 용이할 뿐만 아니라, 종동측 결합부재(230)의 외주면이 허브의 커버플레이트 내면과 간섭되는 것을 방지할 수 있다.

도 7 및 도 8은 종동축 결합부재의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종동축 결합부재(230)는 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 함몰부(231)가 압축기 방향을 향해 단차지도록 그 일측에 돌기(232)가 형성될 수 있다. 도 7 및 도 8에서 굵은 화살표는 압축기 쪽 방향(A)을 표시하고 있다. 이처럼 함몰부(231)의 일측에 돌기(232)가 형성되어 압축기 측을 향해 단차가 지게 됨으로써 종동축 결합부재(230)가 정상 작동할 때 발생할 수 있는 소성 변형을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 압축기의 동력전달장치를 나타낸 분해 사시도,

도 2는 도 1에 나타낸 허브를 도시한 정면도,

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구동측 결합부재의 파단부가 파단되는 과정을 나타낸 도면들,

도 5는 종동측 결합부재의 다른 실시예를 나타낸 사시도,

도 6은 도 5에 나타낸 종동측 결합부재의 정면도,

도 7 및 8은 종동축 결합부재의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

100...동력전달장치 110...풀리

120...허브 130,230...종동측 결합부재

131...소성변형부 140...구동측 결합부재

141...결합부 142...파단부

231...함몰부 232...돌기

Claims (4)

1. 구동원으로부터 전달된 회전력을 공급받아 회전하는 풀리(10);

   상기 풀리(10)의 일측에 배치되며 압축기의 구동축과 결합하는 허브(20);

   상기 풀리(10)의 일측에 착탈가능하게 결합하는 결합부(141)와, 상기 결합부(141)와 연결되고 압축기에 설정치 이상의 토크가 발생하면 파단되는 파단부(142)를 포함하는 구동측 결합부재(140); 및

   상기 허브(20)의 일측에 결합되면서 상기 파단부(142)와 연결되며, 상기 파단부(142)가 파단된 후 상기 구동축 결합부재(140)에 잔류하는 잔류 파단부재(142a)로 상기 결합부(141)의 부딪힘에 따른 회전 충격이 가해짐에 따라 소성 변형되거나 소성 변형에 의해 파단되는 소성변형부(131)를 갖는 종동측 결합부재(130)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소성변형부는, 상기 종동측 결합부재(130)의 외주부 중에서 상기 구동측 결합부재(140)의 파단부(142)가 연결된 부위에 대응하는 부분에 오목하게 함몰된 함몰부(231)인 것을 특징으로 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 종동측 결합부재(130)는 플라스틱 소재로 만들어진 것을 특징으로 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 함몰부(231)는 압축기 측을 향해 단차지도록 일측에 돌기(232)가 형성된 것을 특징으로 하는 클러치리스 압축기용 동력전달장치.

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