KR101587653B1 - 압축기의 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기의 동력전달장치에 관한 것이다. 본 발명은 압축기의 일측에 돌출되어 구비되는 풀리축부(14)에 회전가능하게 지지되어 엔진으로부터 전달된 구동력에 의해 회전되는 풀리(16)와, 상기 풀리축부(14)의 축공을 관통하여 설치되는 구동축(13)의 일측을 감싸도록 설치되는 허브(26)와, 상기 허브(26)에 연결되어 압축기의 구동축(13)으로부터 전달되는 토크변화의 충격을 흡수하는 댐퍼(27)와, 상기 댐퍼(27)에 결합되어 상기 풀리(16)와 이격가능하도록 설치되고 상기 풀리(16)에 설치된 필드코일(22)의 흡인자속에 의해 상기 풀리(16)의 마찰면(24)에 선택적으로 밀착되는 디스크(28)를 포함한다. 그리고, 상기 디스크(28) 또는 풀리(16)의 서로 마주보는 면 중 어느 일측에는 타측을 향해 적어도 일부가 돌출됨과 동시에 돌출된 정도가 조절되는 완충수단(30)이 구비되어, 상기 디스크(28)와 상기 풀리(16) 사이의 마찰면적이 시간차를 두고 증가된다.

압축기, 동력전달장치, 디스크, 완충수단

Description

압축기의 동력전달장치{Power transmission apparatus for a compressor}

본 발명은 차량의 공조장치에서 사용되는 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 엔진으로부터 전달받은 회전력을 압축기에 전달하기 위한 압축기의 동력전달장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 압축기는 엔진의 구동력을 동력전달장치에 의해 벨트를 통해 전달받아 냉매를 압축하는 것으로, 압축기의 구동이 필요로 할 때 전자클러치의 단속에 의해 전달받는다.

도 1에는 종래 기술에 의한 압축기의 동력전달장치의 구성이 사시도로 도시되어 있다.

이에 따르면, 압축기의 동력전달장치(1)에는 풀리(2)가 구비된다. 상기 풀리(2)는 압축기(도시되지 않음)의 전방하우징에 회전가능하게 지지되는 것으로, 그 외주면에 감기는 벨트(도시되지 않음)에 의해 엔진으로부터 회전력을 전달받아 회전하게 된다.

도시되지는 않았으나, 상기 풀리(2)에는 필드코일이 내장되어 있다. 상기 필드코일은 전원이 인가되면 흡인자속을 발생시켜 아래에서 설명될 디스크(5)가 상기 풀리(2)의 마찰면에 밀착되게 한다.

한편, 압축기로부터 돌출되는 구동축의 일단부에는 허브(3)가 설치된다. 상기 허브(3)는 상기 구동축의 일단부를 감싸, 상기 구동축과 함께 회전되는 부분이다. 이때, 상기 허브(3)의 외주면은 상기 디스크(5)에 의해 감싸지고, 상기 허브(3)와 상기 디스크(5)는 서로 연결되어 함께 회전된다.

이에 따라 상기 풀리(2)의 회전력은 디스크(5)를 통해 상기 허브(3)에 전달되고, 결과적으로 허브(3)와 함께 구동축이 회전된다.

상기 디스크(5)는 지지플레이트(6)에 의해 지지된다. 그리고 상기 지지플레이트(6)에는 탄성러버(7)가 구비되어 상기 디스크(5)를 지지플레이트(6) 방향으로 당겨주는 역할을 한다.

상기 압축기의 동력전달장치(1)의 작동을 간단히 살펴보면, 상기 필드코일에 전원이 인가되면 상기 필드코일에 의해 흡인자속이 발생되고 이에 따라 디스크(5)가 상기 풀리(2)의 마찰면에 접하여 함께 회전된다.

상기 디스크(5)의 회전에 따라, 상기 디스크(5)와 연결된 허브(3) 역시 회전되고, 상기 허브(3)에 고정된 회전축이 회전함에 따라 상기 압축기가 구동된다.

그리고, 사용자의 작동에 의해 상기 필드코일에 인가되던 전원이 제거되면 상기 탄성러버의 탄성력에 의해 상기 디스크(5)는 상기 풀리(2)의 마찰면으로부터 이격되어 회전을 멈추게 된다. 이에 따라 상기 구동축 역시 회전을 멈추게 되고 결과적으로 압축기의 구동이 정지된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

에어컨을 가동하는 등의 입력신호에 의해 상기 필드코일로부터 흡인자속이 발생되면 상기 디스크(5)는 상기 풀리(2)의 마찰면에 밀착되고, 밀착된 디스크(5)는 풀리(2)와 함께 회전된다.

이때, 상기 디스크(5)가 풀리(2)의 마찰면 사이가 견고하게 밀착되도록 하기 위해 상기 필드코일에 의한 흡인자속이 충분히 공급되는데, 이로 인해 디스크(5)와 풀리(2)의 마찰면이 밀착되는 순간 압축기에 큰 토크가 작용되고, 이러한 토크는 엔진에 전달되어 진동을 발생시키는 문제점이 있다.

또한, 압축기의 가동이 장시간 멈춘 상태에서, 이와 같이 디스크(5)와 풀리(2)의 마찰면이 급격하게 밀착되어 압축기에 순간적으로 큰 토크가 발생되면, 압축기의 고착이나 진동이 발생되는 문제점이 있다.

이는, 압축기의 정지상태가 길어지면 냉매가 액화되어 압축기의 내부에 잔존된 상태이므로 압축기가 바로 작동되기 어렵고, 오일이 중력에 의해 압축기의 일측으로 몰려 있는 상태이므로 부품 사이의 윤활이 충분히 되지 못하기 때문이다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축기의 동력전달장치의 디스크에 완충수단을 구비하여 디스크와 풀리 사이의 마찰면적이 시간차를 두고 증가함으로써 디스크와 풀리 사이가 자연스럽게 밀착되도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 압축기의 일측에 돌출되어 구비되는 풀리축부에 회전가능하게 지지되어 엔진으로부터 전달된 구동력에 의해 회전되는 풀리와, 상기 풀리축부의 축공을 관통하여 설치되는 구동축의 일측을 감싸도록 설치되는 허브와, 상기 허브에 연결되어 압축기의 구동축으로부터 전달되는 토크변화의 충격을 흡수하는 댐퍼와, 상기 댐퍼에 결합되어 상기 풀리와 이격가능하도록 설치되고 상기 풀리에 설치된 필드코일의 흡인자속에 의해 상기 풀리의 마찰면에 선택적으로 밀착되는 디스크를 포함하는 압축기의 동력전달장치에 있어서, 상기 디스크 또는 풀리의 서로 마주보는 면 중 어느 일측에는 타측을 향해 적어도 일부가 돌출됨과 동시에 돌출된 정도가 조절되는 완충수단이 구비되어, 상기 완충수단의 돌출정도가 가변됨에 따라 상기 디스크와 상기 풀리 사이의 마찰면적이 시간차를 두고 증가된다.

상기 완충수단은 상기 디스크 또는 풀리의 서로 마주보는 면에 밀착되는 탄 성부와, 상기 탄성부와 결합되고 상기 디스크 또는 풀리의 외면으로부터 적어도 일부가 돌출되어 구비되는 밀착부로 구성된다.

상기 완충수단은 상기 디스크의 회전중심을 동심을 이루는 링형상으로 구비된다.

본 발명에 의한 압축기의 동력전달장치에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에서는 압축기의 동력전달장치의 디스크에 완충수단을 구비되어 디스크와 풀리 사이의 마찰면적이 시간차를 두고 증가하게 되고, 이에 따라 디스크와 풀리 사이가 자연스럽게 밀착될 수 있다. 따라서, 압축기의 구동초기에 디스크와 풀리 사이가 급격하게 밀착되어 엔진에 진동이 발생되는 것이 방지되는 효과가 있고, 압축기가 차량에 설치된 경우에는 승차감의 향상을 가져올 수 있다.

또한, 압축기의 구동초기에 디스크와 풀리 사이가 급격한 밀착되는 과정에서 발생되는 소음이 방지되고, 압축기가 장시간 가동중지된 상태에서 작동되더라도 압축기의 고착이나 진동이 줄어들게 되는 효과도 있다.

이하 본 발명에 의한 압축기의 동력전달장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 압축기의 동력전달장치의 바람직한 실시예 및 이에 결합된 압축기의 일부구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 디스크 및 이에 결합된 허브의 구성이 사시도로 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 완충수단의 구성이 사시도로 도시되어 있다.

설명의 편의를 위해 압축기의 일부 구성에 대해 먼저 설명하면, 압축기의 외관 일부를 구성하는 전방하우징(10)에는 축공(12)이 관통되게 형성된다. 상기 축공(12)의 내부를 관통하여서는 구동축(13)이 설치된다. 상기 축공(12)은 상기 전방하우징(10)의 선단에 돌출되게 형성된 풀리축부(14)의 내부를 관통하여 전방으로 개구된다.

다음으로 압축기의 동력전달장치를 설명하면, 압축기의 동력전달장치에는 풀리(16)가 구비된다. 상기 풀리(16)는 상기 압축기의 풀리축부(14)에 회전가능하도록 지지되고, 벨트(도시되지 않음)에 의해 자동차의 엔진과 연결되어 회전력을 전달받게 된다.

이때, 상기 풀리(16)와 풀리축부(14) 사이에는 원통형상의 베어링(18)이 설치되어 풀리(16)의 하중을 지지하면서 풀리(16)와 풀리축부(14) 사이의 상대회전을 원활하게 한다.

상기 베어링(18)은 상기 풀리축부(14)의 외주면에 안착되는 원통형상의 인너레이스(19)와 상기 풀리(16)와 함께 회전되는 원통형상의 아웃레이스(20), 상기 인너레이스(19)와 아웃레이스(20) 사이에 위치되어 이들이 상대회전할 수 있도록 하는 볼(21)에 의해 구성된다.

상기 풀리(16)에는 필드코일(22)이 내장되어 있다. 상기 필드코일(22)은 전원이 인가되면 흡인자속을 발생시켜 아래에서 설명될 디스크(28)가 풀리(16)의 마찰면(24)에 밀착되게 한다.

한편, 압축기의 구동축(13)의 일단부에는 허브(26)가 설치되고, 상기 허브(26)에는 댐퍼(27)가 설치된다. 상기 댐퍼(27)는 구동축(13)과 풀리(16)사이의 동력전달시에 발생하는 충격을 흡수하는 것이다.

상기 댐퍼(27)에는 상기 풀리(16)의 마찰면(24)과 마주보는 위치에 디스크(28)가 이동가능하게 설치된다. 상기 디스크(28)는 상기 필드코일(22)의 흡인자속에 의해 상기 풀리(16)의 마찰면(24)에 선택적으로 접하여 풀리(16)와 함께 회전된다.

상기 디스크(28)는 상기 댐퍼(27)에 리벳(28')에 의해 이동가능하게 설치된다. 도 2에는 상기 디스크(28)가 풀리(16)의 마찰면(24)으로부터 소정거리(d) 이격된 상태가 도시되어 있다.

이때, 상기 디스크(28)에는 완충수단(30)이 구비된다. 상기 완충수단(30)은 상기 풀리(16)의 마찰면(24)과 마주보는 상기 디스크(28)의 외면에 설치되는 것으로, 압축기의 작동초기에 마찰면(24)과 디스크(28)가 급격하게 밀착되는 것을 방지하기 위한 것이다.

즉, 상기 완충수단(30)은 상기 풀리(16)의 마찰면(24)과 디스크(28)가 완충을 통해 점진적으로 밀착되도록 하고, 또한 상기 풀리(16)의 마찰면(24)과 디스크(28) 사이의 마찰면적이 시간차를 두고 커지도록 하기 위한 것이다.

이와 같은 완충수단(30)의 구조에 대해 보다 자세히 살펴보면, 도 3 및 도 4에서 보듯이, 상기 완충수단(30)은 대략 링형상으로, 상기 디스크(28)의 회전중심과 동심으로 구비된다.

그리고, 상기 완충수단(30)은 상기 디스크(28)에 안착되는 탄성부(31)와, 상기 탄성부(31)와 결합되고 상기 디스크(28)의 외면으로부터 적어도 일부가 돌출되는 밀착부(32)로 구성된다.

상기 탄성부(31)는 고무와 같은 탄성재질로 만들어져 실질적으로 완충역할을 하고, 상기 밀착부(32)는 압축기의 작동초기에 상기 풀리(16)의 마찰면(24)에 접하게 되는 부분이다. 이는 상기 밀착부(32)가 상기 디스크(28)의 외면으로부터 상기 풀리(16)의 마찰면(24)을 향해 어느 정도 돌출된 상태이기 때문이다.

또한, 상기 탄성부(31)의 탄성에 의해, 상기 밀착부(32)의 돌출 정도가 가변된다. 즉, 상기 밀착부(32)가 풀리(16)의 마찰면(24)에 눌리게 되면, 상기 밀착부(32)는 상기 탄성부(31)를 탄성변형시키면서 돌출된 정도가 점점 줄어들 수 있고, 결과적으로 상기 디스크(28)의 외면의 다른 부분과 평면을 이룰 수 있다.

상기 밀착부(32)가 상기 디스크(28)의 외면으로부터 상기 풀리(16)의 마찰면(24)을 향해 돌출된 정도는 도 2에 도면부호 "H"로 표시되어 있다. 이에 보듯이, 상기 상기 밀착부(32)가 상기 디스크(28)의 외면으로부터 상기 풀리(16)의 마찰면(24)을 향해 돌출된 정도는 압축기의 작동 전에 상기 디스크(28)와 마찰면(24) 사이의 간격보다는 작게 형성된다.

이때, 상기 완충수단(30)은 상기 디스크(28)의 외면 전체에 비해 상대적으로 적은 면적을 가지므로, 상기 압축기의 초기 작동시 디스크(28)의 외면이 마찰면(24)과 직접 접하는 것에 비해 마찰면적이 작아지도록 한다.

한편, 도 3에서 보듯이, 상기 완충수단(30)에는 체결공(35)이 형성되고, 상기 디스크(28)에는 체결구(R)가 구비되어, 상기 완충수단(30)은 압입을 통해 디스크(28)에 고정될 수 있다. 참고로 상기 체결구(R)는 상기 디스크(28)에 일체로 구비되거나 또는 별개물로 조립될 수도 있다. 이 때, 상기 체결공(35)은 내부로 상기 체결구(R)의 머리부가 안착되도록 상기 밀착부(32)의 일정영역이 단차지게 중공되는 제1체결공(35a)과, 상기 탄성부(31)의 일정영역이 중공되는 제2체결공(35b)을 포함한다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 압축기의 동력전달장치의 작용을 상세하게 설명한다.

먼저 압축기의 동력전달장치의 구동과정을 살펴보면, 먼저, 상기 구동축(13)은 상기 풀리(16)가 엔진의 회전력을 벨트를 통해 전달받아 회전됨에 의해 회전된다. 압축기가 구동되도록 하기 위해서는 상기 필드코일(22)에 전원이 인가되어 상기 디스크(28)가 상기 풀리(16)의 마찰면(24)에 밀착되게 한다.

이와 같이 되면, 상기 풀리(16)의 회전이 상기 디스크(28), 댐퍼(27) 및 허브(26)를 통해 구동축(13)으로 전달된다. 이때, 상기 풀리(16)는 상기 전방하우징(120)의 풀리축부(14)에 대해 상기 베어링(18)에 의해 회전가능하게 지지되어 있어 원활하게 회전된다.

이때, 상기 디스크(28)가 상기 풀리(16)의 마찰면(24)에 밀착되는 과정을 보다 상세하게 살펴보면, 먼저 디스크(28)에 구비된 완충수단(30)의 밀착부(32)가 상 기 마찰면(24)에 접하게 된다.

왜냐하면, 상기 완충수단(30)의 밀착부(32)가 상기 디스크(28)의 다른 부분보다 상대적으로 더 돌출된 상태이기 때문이다. 그리고, 상기 밀착부(32)가 상기 풀리(16)의 마찰면(24)에 밀착되면, 그 밀착된 면적이 크지 않으므로 둘 사이에는 슬립현상이 어느 정도 발생된다.

한편, 상기 밀착부(32)가 상기 풀리(16)의 마찰면(24) 접한 상태에서도 상기 필드코일(22)의 흡인자속은 계속 미치게 되므로, 상기 밀착부(32)는 탄성부(31)를 가압하면서 디스크(28)의 외면 방향으로 밀리게 된다.

이에 따라 상기 완충수단(30)의 밀착부(32)가 상기 디스크(28)의 다른 부분보다 상대적으로 더 돌출된 정도가 점점 줄어들고, 결과적으로 상기 디스크(28)의 외면 전체가 상기 풀리(16)의 마찰면(24)과 밀착되고, 풀리(16)와 디스크(28)가 함께 회전된다.

이때, 상기 디스크(28)의 외면 전체가 상기 풀리(16)의 마찰면(24)과 접하게 되므로, 서로 미끌어지지 않고 안정적으로 회전될 수 있다.

이와 같이, 상기 디스크(28)와 풀리(16)가 급격하게 밀착되지 않고, 완충수단(30)을 매개로 하여 마찰면적을 증가시키면서 밀착되므로, 보다 안정적인 구동이 가능해진다.

다음으로 압축기의 구동과정을 살펴보면, 상기 구동축(13)이 회전되면, 사판의 회전을 만들어낸다. 그리고, 상기 사판이 회전하면, 이에 연결된 피스톤이 상기 실린더보어 내에서 직선왕복운동한다.

상기 피스톤의 직선왕복운동에 의해 상기 실린더보어 내에서는 냉매가 압축되고, 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블리의 제어에 의해 상기 토출실로 토출되어 압축기의 외부로 전달된다.

이와 같이 압축기가 구동되는 중에, 사용자의 조작에 의해 동력전달장치에 인가되던 전원이 제거되면, 상기 필드코일(22)에 의해 흡인자속이 없어지게 되고, 이에 따라 상기 디스크(28)는 상기 풀리(16)의 마찰면(24)에 밀착된 상태로부터 해제되어 디스크(28)와 풀리(16)의 마찰면(24) 사이에는 간격(d)이 형성된다.

이렇게 되면, 상기 풀리(16)만이 회전하게 되고, 상기 디스크(28) 및 허브(26), 그리고 이에 연결된 구동축(13)은 회전을 멈추게 되어 결과적으로 압축기이 구동이 중단된다.

이와 같은 상태에서, 상기 압축기나 압축기의 구동장치에 외력이 가해지면, 상기 디스크(28) 및 허브(26), 그리고 이에 연결된 구동축(13)이 상기 간격(d)을 줄이는 방향으로 회동될 수 있으나, 상기 스페이서(70)에 의해 상기 디스크(28)의 일단이 상기 풀리(16)의 마찰면(24)에 접하여 간섭되는 것이 방지된다. 이에 따라, 상기 디스크(28)와 풀리(16) 사이의 채터링현상이 방지된다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하 다.

상기한 실시예에서는 사판의 경사각이 조절되는 가변용량형 압축기를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 사판의 경사각이 일정하게 고정되는 고정용량형 압축기에도 적용될 수 있다.

또한 상기한 실시예에서는 완충수단(30)이 상기 디스크(28)에 설치된 것을 예로 들었으나, 상기 완충수단(30)은 상기 디스크(28)가 아닌 이와 마주보는 상기 풀리(16)의 마찰면(24)에 구비될 수도 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 압축기의 동력전달장치의 구성을 보인 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 압축기의 동력전달장치의 바람직한 실시예 및 이에 결합된 압축기의 일부구성을 보인 단면도.

도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 디스크 및 이에 결합된 허브의 구성을 보인 사시도.

도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 완충수단의 구성을 보인 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 전방하우징 13: 구동축

14: 풀리축부 16: 풀리

18: 베어링 22: 필드코일

24: 마찰면 27: 댐퍼

30: 완충수단 31: 탄성부

32: 밀착부

Claims (3)

1. 압축기의 일측에 돌출되어 구비되는 풀리축부(14)에 회전가능하게 지지되어 엔진으로부터 전달된 구동력에 의해 회전되는 풀리(16)와,

   상기 풀리축부(14)의 축공을 관통하여 설치되는 구동축(13)의 일측을 감싸도록 설치되는 허브(26)와,

   상기 허브(26)에 연결되어 압축기의 구동축(13)으로부터 전달되는 토크변화의 충격을 흡수하는 댐퍼(27)와,

   상기 댐퍼(27)에 결합되어 상기 풀리(16)와 이격가능하도록 설치되고 상기 풀리(16)에 설치된 필드코일(22)의 흡인자속에 의해 상기 풀리(16)의 마찰면(24)에 선택적으로 밀착되는 디스크(28)를 포함하는 압축기의 동력전달장치에 있어서,

   상기 디스크(28) 또는 풀리(16)의 서로 마주보는 면 중 어느 일측에는 타측을 향해 적어도 일부가 돌출되어 밀착되는 탄성부(31)와, 상기 탄성부(31)와 결합되고 상기 디스크(28) 또는 풀리(16)의 외면으로부터 적어도 일부가 돌출되어 구비되는 밀착부(32)로 구성되어 돌출된 정도가 조절되는 완충수단(30)이 구비되어, 상기 완충수단(30)의 돌출정도가 가변됨에 따라 상기 디스크(28)와 상기 풀리(16) 사이의 마찰면적이 시간차를 두고 증가되며,

   상기 완충수단(30)은 상기 디스크(28) 또는 풀리(16)에 압입고정되는 체결구(R)가 관통되는 체결공(35)이 형성되며,

   상기 체결공(35)은 내부로 상기 체결구(R)의 머리부가 안착되도록 상기 밀착부(32)의 일정영역이 단차지게 중공되는 제1체결공(35a)과,

   상기 탄성부(31)의 일정영역이 중공되는 제2체결공(35b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 동력전달장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 완충수단(30)은 상기 디스크(28)의 회전중심을 동심을 이루는 링형상으로 구비됨을 특징으로 하는 압축기의 동력전달장치.

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