KR102359453B1 - 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리 - Google Patents

소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리 Download PDF

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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
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Abstract

본 발명은 에어컨 작동 개시 시점과 작동 종료 시점에서만 동력을 소모하도록 하여 소비전력이 저감되도록 한 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리는, 컴프레서(10)의 회전축(11)이 관통하고, 전원으로 구동되는 구동모터(31)에 의해 회전하며, 상기 회전축(11)의 둘레방향을 따라 형성되되 상기 회전축(11)의 축방향을 따라 지그재그형태로 형성되는 프로파일을 갖는 슬릿(33b)이 형성되는 회전 플레이트(33)와, 상기 회전축(11)이 관통하고, 상기 슬릿(33b)의 프로파일에 의해 상기 회전축(11)의 축방향으로 슬라이딩가능하게 설치되는 하우징 플레이트(35)와, 상기 하우징 플레이트(35)의 슬라이딩에 의해 상기 하우징 플레이트(35)가 상기 회전 플레이트(33)와 이격되면 상기 풀리(20)와 상기 회전축(11)에 동시에 접속이 가능하고, 상기 하우징 플레이트(35)가 상기 회전 플레이트(33)에 인접되면 상기 풀리(20)와 상기 회전축(11)으로부터 동시에 분리되도록 설치되는 접촉 플레이트(36)를 포함한다.

Description

소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리{CLUTCH ASSEMBLY FOR COMPRESSOR OF AIR CONDITIONER OF VEHICLE REDUCING POWER CONSUMPTION}
본 발명은 차량의 공조를 위하여 작동하는 에어컨의 작동을 위하여 냉매를 압축하는 컴프레서로 동력을 전달하는 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에어컨 작동 개시 시점과 작동 종료 시점에서만 동력을 소모하도록 하여 소비전력이 저감되도록 한 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에 관한 것이다.
차량의 엔진에서 출력된 구동력은 차량의 주행에 주로 사용되지만, 일부는 상기 차량에 부착된 각종 장치를 구동하는 데에도 사용된다.
그 예의 하나로서, 상기 차량의 실내로 유입되는 공기를 조화하는데 사용되는 에어컨의 냉매를 압축시키는 컴프레서도 상기 엔진의 구동력에 의해 작동한다.
상기 에어컨은 냉방요구가 있을 때에만 작동하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 컴프레서(10)의 회전축(11)은 엔진으로부터 구동력이 입력되는 풀리(20)와 평소에는 기구적으로 연결되지 않은 상태이다. 상기 회전축(11)에는 코일(111)에 의해 사기 회전축(11)에 슬라이딩가능하게 디스크(112)가 설치된다.
상기 에어컨을 작동이 필요하면, 상기 코일(111)에 전원을 인가하여, 자성체로 이루어진 상기 디스크(112)가 상기 코일(111) 쪽으로 이동되게 하여, 상기 디스크(112)와 상기 풀리(20)가 연결되도록 함으로써, 도 1에 화살표로 도시된 바와 같이 엔진의 구동력이 상기 풀리(20), 상기 디스크(112) 및 상기 회전축(11)을 거쳐 상기 컴프레서(10)로 입력된다.
그리고, 상기 에어컨의 작동이 필요없으면, 상기 코일(111)에 인가되는 전원을 차단함으로써, 상기 디스크(112)가 상기 디스크(112) 자체의 탄성력 또는 상기 디스크(112)와 상기 회전축(11) 사이에 설치된 탄성부재 등의 탄성력으로 원래 위치로 복귀하도록 하여, 상기 디스크(112)와 상기 풀리(20)가 분리되도록 함으로써, 상기 엔진의 구동력이 상기 컴프레서(10)로 전달되는 것을 차단한다.
한편, 상기 풀리(20)와 상기 회전축(11) 사이에는 베어링(21)이 설치되어 있어서, 이를 통하여 직접적으로 동력이 전달되지는 않는다.
그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리는 상기 컴프레서가 작동 중일 때에는 상기 디스크(112)가 상기 풀리(20)와 접촉을 유지해야 하므로, 상기 코일(111)에 전원이 지속적으로 인가되어야 하는 문제점이 있었다.
상기 코일(111)에 전원이 인가되어 상기 디스크(112)가 상기 풀리(20)에 밀착되어야 상기 풀리(20)로부터 상기 컴프레서(10)로 동력전달이 가능하기 때문에, 에어컨 작동시에는 상기 디스크(112)를 상기 풀리(20)에 밀착되도록 전원이 지속적으로 인가되어야 하고, 이는 차량의 연비저하를 유발하는 요인이 된다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '에너지 절약형 클러치 어셈블리'에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 10-1204942 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 에어컨의 작동 개시시점과 작동 종료 시점에서만 동력 연결하거나 차단하기 위한 동력이 사용되도록 하여, 컴프레서를 작동시키기 위한 전원을 감소시켜 연비가 향상되도록 한 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리는, 차량의 엔진으로부터 구동력이 입력되는 풀리와 상기 차량의 에어컨의 컴프레서 사이에 설치되어, 상기 에어컨의 작동시에만 상기 엔진의 구동이 상기 컴프레서로 전달되도록 동력을 전달하거나 차단하는 클러치 어셈블리에 있어서, 상기 컴프레서의 회전축이 관통하고, 전원으로 구동되는 구동모터에 의해 회전하며, 상기 회전축의 둘레방향을 따라 형성되되 상기 회전축의 축방향을 따라 지그재그형태로 형성되는 프로파일을 갖는 슬릿이 형성되는 회전 플레이트와, 상기 회전축이 관통하고, 상기 슬릿의 프로파일에 의해 상기 회전축의 축방향으로 슬라이딩가능하게 설치되는 하우징 플레이트와, 상기 하우징 플레이트의 슬라이딩에 의해 상기 하우징 플레이트가 상기 회전 플레이트와 이격되면 상기 풀리와 상기 회전축에 동시에 접속이 가능하고, 상기 하우징 플레이트가 상기 회전 플레이트에 인접되면 상기 풀리와 상기 회전축으로부터 동시에 분리되도록 설치되는 접촉 플레이트를 포함하고, 상기 에어컨의 작동이 요구되거나 상기 에어컨의 작동 중지가 요구되면, 상기 구동모터에 전원을 인가하여 상기 회전 플레이트를 회전시켜 상기 하우징 플레이트를 상기 회전축의 축방향으로 슬라이딩시키는 것을 특징으로 한다.
상기 구동모터는 상기 컴프레서의 외측에 고정되고, 상기 구동모터의 출력축에는 구동기어가 형성되며, 상기 회전 플레이트는 상기 구동기어에 치합되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전 플레이트에 형성되는 슬릿의 프로파일은 상기 회전 플레이트가 정해진 각도만큼씩 회전하면 상기 하우징 플레이트가 상기 회전 플레이트로부터 이격되거나 인접하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전 플레이트에 형성되는 슬릿의 프로파일은 상기 회전 플레이트가 90만큼씩 회전하면, 상기 하우징 플레이트를 상기 회전 플레이트로부터 이격되거나 인접하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전 플레이트에서 상기 회전축에 인접한 내측 둘레는 상기 회전축의 축방향으로 따라 연장되는 연장부가 형성되고, 상기 연장부에 상기 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징 플레이트에서 상기 회전축에 인접한 내측 둘레는 상기 회전축의 축방향을 따라 상기 회전 플레이트 쪽으로 연장되는 연장부가 형성되고, 상기 연장부에 상기 슬릿에 삽입되는 안내돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징 플레이트의 연장부는 상기 회전 플레이트의 연장부보다 외측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전축에서 상기 회전 플레이트, 상기 하우징 플레이트가 위치하는 부위에는, 상기 회전축을 감싸도록 형성되되 내측면이 상기 회전축과 정해진 간극으로 이격되며, 상기 회전 플레이트의 슬라이딩을 가이드하는 슬리브가 구비되고, 상기 하우징 플레이트의 내측 둘레와 상기 접촉 플레이트의 내측둘레는 상기 슬리브에 접하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬리브에서 상기 회전 플레이트에 가까운 단부는 상기 회전축의 반경방향으로 연장되게 플랜지형태로 형성되면서 상기 컴프레서의 하우징에 고정되고, 상기 슬리브와 상기 하우징 플레이트 사이에는 상기 하우징 플레이트의 직선운동을 안내하는 안내수단이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징 플레이트의 외측 둘레는 상기 접촉 플레이트의 외측 둘레를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징 플레이트의 외측 둘레는 상기 접촉 플레이트의 외측 둘레를 감싸도록 상기 하우징 플레이트의 내측을 향하여 절곡된 절곡부가 형성되고, 상기 절곡부와 상기 접촉 플레이트 사이에는 볼베어링이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징 플레이트와 상기 접촉 플레이트 사이에는 상기 접촉 플레이트의 회전시 상기 하우징 플레이트와 상기 접촉 플레이트 사이의 마찰을 저감시키는 니들베어링이 상기 회전축의 둘레방향을 따라 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전축의 단부에는 상기 회전축의 외측에 상기 회전축과 일체로 체결되고, 상기 접촉 플레이트와 인접한 면이 컴프레서 작동시 상기 접촉 플레이트에 접촉되는 접촉부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전 플레이트의 일측면에는 컨택터가 설치되고, 상기 컴프레서의 하우징에는 상기 컨택터가 접근하거나 접하면 상기 구동모터로 인가되는 전원을 차단하는 전원차단 스위치가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 컨택터는 상기 회전 플레이트에 정해진 간격을 두고 상기 컨택터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 컨택터는 상기 회전 플레이트에 상기 회전 플레이트의 회전방향을 따라 90도 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에 따르면, 에어컨이 작동되기 시작하는 시점과 작동이 종료되는 시점에서 일시적으로만 구동모터의 구동에 필요한 전류가 소모됨으로써, 차량용 에어컨의 소비전력을 저감시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 클러치 어셈블리에서 동력전달시 치합을 위해 소모되는 전력을 낮출 수 있으므로, 전력 생산을 위해 소비되는 연료가 감소하여, 상기 차량의 배터리를 충전하기 위한 구동력이 줄어들게 되어 그만큼 엔진의 작동이 줄어들게 되어 연비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에 회전축이 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에서 풀리를 절개한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리의 절개 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리의 요부 확대 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리의 요부 단면도.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에서 접속과정과 분리과정에서 회전 플레이트와 하우징 플레이트의 작동상태를 도시한 요부 확대도.
도 8은 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에서 하우징 플레이트의 회전각도에 따른 풀리와 접촉 플레이트의 거리 사이의 관계를 도시한 그래프.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에서 분리상태에서 풀리, 접촉 플레이트 및 회전축 사이의 상태를 도시한 확대 사시도 및 단면도.
도 10a 및 도 11b는 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에서 접속상태에서 풀리, 접촉 플레이트 및 회전축 사이의 상태를 도시한 확대 사시도 및 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에서 동력 차단 전의 상태를 도시한 요부 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에서 동력 차단 후의 상태를 도시한 요부 사시도.
도 13은 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에서 에어컨 작동시와 작동 중지시의 전력 소모 상태를 도시한 그래프.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리는, 컴프레서(10)의 회전축(11)이 관통하고, 전원으로 구동되는 구동모터(31)에 의해 회전하며, 상기 회전축(11)의 둘레방향을 따라 형성되되 상기 회전축(11)의 축방향을 따라 지그재그형태로 형성되는 프로파일을 갖는 슬릿(33b)이 형성되는 회전 플레이트(33)와, 상기 회전축(11)이 관통하고, 상기 슬릿(33b)의 프로파일에 의해 상기 회전축(11)의 축방향으로 슬라이딩가능하게 설치되는 하우징 플레이트(35)와, 상기 하우징 플레이트(35)의 슬라이딩에 의해 상기 하우징 플레이트(35)가 상기 회전 플레이트(33)와 이격되면 상기 풀리(20)와 상기 회전축(11)에 동시에 접속이 가능하고, 상기 하우징 플레이트(35)가 상기 회전 플레이트(33)에 인접되면 상기 풀리(20)와 상기 회전축(11)으로부터 동시에 분리되도록 설치되는 접촉 플레이트(36)를 포함하고, 상기 에어컨의 작동이 요구되거나 상기 에어컨의 작동 중지가 요구되면, 상기 구동모터(31)에 전원을 인가하여 상기 회전 플레이트(33)를 회전시켜 상기 하우징 플레이트(35)를 상기 회전축(11)의 축방향으로 슬라이딩시킨다.
구동모터(31)는 컴프레서(10)의 하우징 일측에 설치된다. 상기 구동모터(31)는 전원이 인가되는 동안에만 작동하는 바, 에어컨의 작동을 개시하는 시점과 상기 에어컨의 작동을 중지하는 시점에만 작동하도록 전원이 인가된다. 상기 구동모터(31)의 출력축에는 상기 구동모터(31)의 회전력을 전달할 수 있도록 동력전달수단, 예컨대 구동기어(32)가 설치된다.
회전 플레이트(33)는 상기 구동모터(31)에 의해 회전가능하도록 설치되고, 상기 회전 플레이트(33)는 상기 에어컨의 작동 개시와 상기 작동 중지시에만 상기 구동모터(31)에 의해 회전한다.
상기 회전 플레이트(33)는 중간에 상기 컴프레서(10)의 회전축(11)이 관통된다. 상기 회전 플레이트(33)는 상기 컴프레서(10)의 회전축(11)의 외측에 설치되지만, 상기 회전축(11)과는 별도로 회전하도록 상기 회전 플레이트(33)의 내측둘레는 상기 회전축(11)과 이격되게 형성된다.
상기 회전 플레이트(33)는 상기 구동모터(31)에 의해 회전할 수 있도록 상기 회전 플레이트(33)의 둘레를 따라 상기 구동기어(32)에 치합되도록 기어가 형성될 수 있다.
한편, 상기 회전 플레이트(33)의 내측둘레는 상기 회전축(11)의 길이방향을 따라 연장되는 연장부(33a)가 형성된다. 상기 연장부(33a)는 상기 회전 플레이트(33)의 내측둘레에서 풀리(20)쪽으로 연장된다.
상기 연장부(33a)에는 상기 회전 플레이트(33)의 회전에 따라 동력전달이 결정되도록 하는 슬릿(33b)이 형성된다. 상기 슬릿(33b)의 프로파일을 보면, 기본적으로는 상기 회전 플레이트(33)의 둘레방향을 따라 형성되지만, 상기 회전축(11)의 축방향을 따라 지그재그형태로 형성된다. 상기 슬릿(33b)의 프로파일이 상기 회전축(11)의 축방향을 따라 지그재그형태로 형성되기 때문에, 상기 회전축(11)과 상기 풀리(20)가 접속되거나 분리되도록 한다.
하우징 플레이트(35)는 중심에 상기 회전축(11)이 관통하고, 상기 슬릿(33b)의 프로파일에 의해 상기 회전축(11)의 축방향을 따라 슬라이딩가능하도록 설치된다. 이때, 상기 하우징 플레이트(35)는 상기 회전축(11)의 길이방향을 따라 슬라이딩가능하지만, 회전하지는 않는다, 만약, 상기 하우징 플레이트(35)가 회전하면, 상기 회전 플레이트(33)와 함께 회전하면, 상기 안내돌기(35b)가 상기 슬릿(33b)을 따라 이동하지 않아 상기 하우징 플레이트(35)가 슬라이딩할 수 없기 때문이다.
상기 하우징 플레이트(35)는 상기 내측둘레가 상기 회전축(11)의 축방향을 따라 연장되는 연장부(35a)가 형성된다. 상기 하우징 플레이트(35)에 형성되는 연장부(35a)는 상기 회전 플레이트(33)에 형성되는 연장부(33a)와 반대방향으로 형성되어 서로 중첩되게 형성된다. 예를 들어, 상기 하우징 플레이트(35)의 연장부(35a)의 외측에 상기 회전 플레이트(33)의 연장부(33a)가 형성된다.
한편, 상기 하우징 플레이트(35)의 연장부(35a)에는 상기 슬릿(33b)에 삽입되는 안내돌기(35b)가 형성된다. 상기 안내돌기(35b)는 상기 슬릿(33b)에 삽입되어, 상기 회전 플레이트(33)의 회전시, 상기 슬릿(33b)의 프로파일을 따라 상기 하우징 플레이트(35)가 상기 회전축(11)의 축방향을 따라 이동한다.
여기서, 상기 슬릿(33b)의 프로파일을 살펴보면, 상기 회전 플레이트(33)의 둘레방향으로 형성되되 상기 회전축(11)의 축방향으로 따라 지그재그 형태로 형성되는데, 상기 회전 플레이트(33)가 정해진 각도, 예컨대 90도만큼 회전하면, 상기 안내돌기(35b)가 상기 하우징 플레이트(35)와 최대로 인접한 상태에서 최대로 이격된 상태가 되도록 형성된다. 즉, 상기 회전 플레이트(33)가 정해진 각도인 90도만큼 회전하면, 상기 하우징 플레이트(35)는 상기 회전 플레이트(33)에 최대로 인접된 상태에서 상기 회전 플레이트(33)로부터 최대로 이격된 상태가 된다. 다시 90도만큼 더 회전하면, 상기 하우징 플레이트(35)는 상기 회전 플레이트(33)로부터 최대로 이격된 상태에서 상기 회전 플레이트(33)에 최대로 인접된 상태가 된다. 따라서, 상기 하우징 플레이트(35)가 180도를 주기로 상기 회전 플레이트(33)에 인접되거나 이격된다.
상기 하우징 플레이트(35)의 외측둘레는 상기 연장부의 반대방향으로 연장되는 형태로 형성된다. 상기 하우징 플레이트(35)에서 외측둘레에는 상기 접촉 플레이트(36)의 외측 둘레를 구속하기 위해 절곡되게 형성된 절곡부가 형성된다. 상기 절곡부에 의해 상기 접촉 플레이트(36)의 외측둘레를 구속한다.
슬리브(34)는 상기 회전축(11)에서 상기 회전 플레이트(33), 상기 하우징 플레이트(35)이 위치하는 부위에 구비된다.
상기 슬리브(34)는 원통형의 형태로 형성되어, 상기 슬리브(34)의 내측면은 상기 회전축(11)의 외측면과 간극(c)이 형성되도록 한다. 따라서, 회전축(11)의 외측에는 상기 슬리브(34), 상기 회전 플레이트(33)의 연장부(33a) 및 상기 하우징 플레이트(35)의 연장부(35a)가 배치된다.
상기 슬리브(34)는 상기 하우징 플레이트(35)가 상기 회전 플레이트(33)를 따라 회전하지 않고, 상기 회전축(11)의 길이방향을 따라 슬라이딩하도록 안내수단이 형성된다. 예컨대, 상기 슬리브(34)에 상기 슬리브(34)의 길이방향을 따라 가이드홈이 형성되고, 상기 하우징 플레이트(35)의 내측면에 상기 가이드홈에 삽입되는 가이드돌기가 형성된다면, 상기 하우징 플레이트(35)는 회전하지 않고 슬라이딩만 할 수 있다.
또한, 상기 슬리브(34)에서 상기 회전 플레이트(33)에 인접한 단부는 플랜지 형상으로 연장되게 형성되어 상기 컴프레서(10)의 하우징에 체결된다.
따라서, 상기 회전 플레이트(33)가 회전하면, 상기 하우징 플레이트(35)는 상기 슬릿(33b)의 프로파일에 의해 상기 회전축(11)의 길이방향을 따라 슬라이딩할 뿐, 상기 회전축(11)의 둘레방향을 따라 회전하지는 않는다.
접촉 플레이트(36)는 상기 하우징 플레이트(35)의 내부에 설치된다. 상기 접촉 플레이트(36)는 디스크의 형태로 형성되어, 상기 하우징 플레이트(35)가 상기 회전 플레이트(33)와 이격되면, 상기 접촉 플레이트(36)가 상기 풀리(20)와 상기 회전축(11)에 동시에 접촉되어 동력전달이 가능하도록 한다.
상기 접촉 플레이트(36)와 상기 하우징 플레이트(35) 사이에는 상기 접촉 플레이트(36)의 회전시 정지된 상기 하우징 플레이트(35)와 마찰을 감소시키기 위한 니들베어링(37)이 설치된다.
상기 접촉 플레이트(36)의 한쪽면, 도 5 및 도 6에서 좌측면은 동력 전달시 상기 풀리(20)와 상기 회전축(11)에 접촉해야 하므로, 상기 하우징 플레이트(35)는 일측, 즉 상기 접촉 플레이트(36)와 상기 회전축(11)이 접하는 쪽은 개방되도록 형성된다.
볼베어링(38)은 상기 접촉 플레이트(36)의 단부와 상기 하우징 플레이트(35)의 절곡부 사이에 끼워져 마찰이 감소되도록 한다.
한편, 상기 회전 플레이트(33)의 후면에는 상기 회전 플레이트(33)가 정해진 각도만큼 회전하면, 상기 구동모터(31)로 인가되는 전원을 차단되도록 하는 구성이 구비된다.
상기 회전 플레이트(33)의 일측, 바람직하게는 상기 회전 플레이트(33)의 후면에는 컨택터(33c)가 설치되고, 상기 컴프레서(10)의 하우징 일측에는 상기 컨택터(33c)와 접근 또는 접촉되면 상기 구동모터(31)로 인가되는 전원을 차단하는 전원차단 스위치(39)가 설치된다.
이때, 상기 컨택터(33c)는 상기 회전 플레이트(33)의 후면에 정해진 간격을 두고 상기 컨택터(33c)가 설치되는데, 상기 컨택터(33c)가 설치되는 간격을 상기 회전 플레이트(33)의 회전에 의해서 상기 하우징 플레이트(35)가 최대로 이격된 상태에서 최대로 인접한 상태가 되는 각도 또는 상기 하우징 플레이트(35)가 최대로 인접된 상태에서 최대로 이격된 상태가 되는 각도로 형성되는 것이 바람직하다. 앞서, 상기 슬릿(33b)의 프로파일이 180도를 주기로 하여 90도마다 상기 하우징 플레이트(35)가 최대로 인접되거나 이격되도록 하였으므로, 상기 컨택터(33c)도 90도 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 회전축(11)의 단부에는 상기 회전축(11)과 일체로 체결되는 접촉부(11a)가 구비될 수 있다. 상기 회전축(11)의 내측으로 상기 접촉 플레이트(36)를 관통시키면, 상기 회전축(11)과 상기 접촉 플레이트(36)가 접촉할 수 있는 부분이 없으므로, 상기 회전축(11)의 외측에 접촉부(11a)를 삽입하여 상기 접촉부(11a)의 단부가 상기 접촉 플레이트(36)와 접촉가능하도록 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 7a 내지 도 7e를 이용하여, 상기 회전 플레이트(33)와 상기 하우징 플레이트(35)의 관계에 대하여 설명하기로 한다.
도 7a는 상기 에어컨을 작동시키기 전의 상태로 상기 하우징 플레이트(35)는 상기 회전 플레이트(33)에 최대로 인접되어 있는 상태이다. 이 상태에서, 에어컨의 작동을 위하여 상기 구동모터(31)에 전원이 인가되면, 상기 회전 플레이트(33)가 회전하기 시작하고, 본 발명의 클러치 어셈블리의 접촉이 시작된다.
상기 회전 플레이트(33)가 회전하기 시작하면, 상기 안내돌기(35b)는 상기 슬릿(33b)의 프로파일에 의해 상기 회전축(11)의 축방향으로 이동하고, 이에 따라 상기 하우징 플레이트(35)도 상기 회전 플레이트(33)와 이격되기 시작한다(도 7b 참조).
이후 계속해서, 상기 회전 플레이트(33)가 회전하면, 상기 하우징 플레이트(35)는 상기 회전 플레이트(33)로부터 최대로 이격된 상태가 된다(도 7c 참조). 상기 하우징 플레이트(35)가 상기 회전 플레이트(33)에 대하여 최대로 이격되면, 상기 클러치 어셈블리의 접촉은 완료되는 상태가 되어, 상기 컴프레서(10)가 구동하여 에어컨은 작동한다. 이때, 상기 구동모터(31)로 인가되는 전원을 차단하여, 상기 에어컨이 작동중일 때에는 도 7c와 같은 상태를 유지한다.
한편, 상기 에어컨의 작동 중지가 요청되면, 다시 상기 구동모터(31)에 전원이 인가되어, 상기 회전 플레이트(33)를 다시 회전시킨다. 상기 회전 플레이트(33)가 회전하면, 상기 안내돌기(35b)는 상기 클러치 어셈블리의 접촉시와는 반대로 이동하면서 상기 하우징 플레이트(35)가 상기 회전 플레이트(33)로 인접하도록 한다(도 7d 참조).
상기 회전 플레이트(33)가 계속회전하여, 상기 하우징 플레이트(35)가 다시 상기 회전 플레이트(33)에 최대로 인접한 상태가 되면, 상기 클러치 어셈블리의 분리는 완료되는 상태가 되어 상기 에어컨은 작동이 중지된다. 또한, 상기 구동모터(31)로 인가되는 전원을 차단하여, 도 7e의 상태를 계속해서 유지하도록 한다.
한편, 도 9a와 도 9b에는 상기 클러치 어셈블리의 분리상태에서 접촉 플레이트(36)의 접촉관계가 도시되어 있다. 상기 회전 플레이트(33)와 상기 회전 플레이트(33)가 도 7a 또는 도 7e와 같이 최대로 인접한 클러치 어셈블리의 분리상태에서는 상기 접촉 플레이트(36)가 상기 풀리(20) 및 상기 회전축(11)에 동시에 간격을 두고 분리되어 있기 때문에, 상기 풀리(20)는 회전하지만, 상기 풀리(20)의 회전력이 상기 회전축(11)으로 전달되지 못하기 때문에 상기 컴프레서(10)는 구동하지 않는다.
도 10a와 도 10b에는 상기 클러치 어셈블리가 접속상태에서 접촉 플레이트(36)의 접촉상태가 도시되어 있다. 상기 회전 플레이트(33)와 상기 회전 플레이트(33)가 도 7c와 같이, 최대로 이격된 상태에서는 상기 접촉 플레이트(36)가 상기 풀리(20)와 상기 회전축(11)에 동시에 접촉된다. 상기 하우징 플레이트(35)가 상기 회전 플레이트(33)로부터 최대로 이격되면, 상기 하우징 플레이트(35)는 상기 접촉 플레이트(36)를 상기 풀리(20)와 상기 접촉부(11a) 쪽으로 밀어낸다. 상기 접촉 플레이트(36)가 상기 풀리(20)와 상기 접촉부(11a) 쪽으로 밀리면, 상기 접촉 플레이트(36)의 한쪽면이 상기 하우징 플레이트(35)에 지지된 상태에서, 그 반대면이 상기 풀리(20)와 상기 접촉부(11a)에 동시에 접촉하게 된다.
즉, 상기 클러치 어셈블리의 접촉전에는 도 9b의 A, B와 같이, 상기 접촉 플레이트(36)가 상기 풀리(20) 및 상기 회전축(접촉부)에 분리되어 있지만, 상기 하우징 플레이트(35)가 L1에서 L2만큼 이격되어 상기 클러치 어셈블리가 접촉됨으로써, 도 10b의 A', B'와 같이, 상기 접촉 플레이트(36)가 상기 풀리(20) 및 상기 회전축(접촉부)에 동시에 접촉되어 동력전달이 가능해진다.
이에 따라, 상기 풀리(20)가 회전하면, 상기 접촉 플레이트(36)도 회전하고, 상기 접촉 플레이트(36)의 회전에 의해 상기 접촉부(11a)도 회전하게 된다. 따라서, 상기 풀리(20)의 회전력이 상기 접촉 플레이트(36)를 통하여 상기 회전축(11)으로 전달되어 상기 컴프레서(10)가 구동되고, 상기 에어컨이 작동하여 냉방이 가능해진다.
또한, 상기 회전 플레이트(33)에는 컨택터(33c)가 상기 클러치 어셈블리의 접촉-분리각도 마다 형성되어 있어서, 상기 회전 플레이트(33)가 상기 클러치 어셈블리의 접촉 또는 분리가 완료되면, 상기 전원차단 스위치(39)를 작동시켜 상기 구동모터(31)로 전원이 인가되는 것을 차단하게 된다.
본 발명에 따른 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리는 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 에어컨이 작동되기 시작하는 시점과 상기 에어컨의 작동이 중지된는 시점에서만 상기 구동모터(31)를 구동시키기 위한 전원의 공급이 필요하고, 나머지 구간에서는 전원공급이 필요하지 않다. 종래기술에서는 상기 에어컨이 작동중 일 때에는 코일에 전원이 지속적으로 인가되어야 하지만, 본 발명에서는 에어컨의 작동개시 및 작동중지시점에서만 전원이 공급되면 되므로 소비전력이 감소된다.
10 : 컴프레서
11: 컴프레서 회전축
11a : 접촉부
20 : 풀리
21 : 베어링
31 : 구동모터
32 : 구동기어
33 : 회전 플레이트
33a : 연장부
33b : 슬릿
33c : 컨택터
34 : 슬리브
35: 하우징 플레이트
35a : 연장부
35b : 안내돌기
36 : 접촉플레이트
37 : 니들베어링
38 : 볼베어링
39 : 전원차단 스위치
111 : 코일
112 : 디스크

Claims (16)

  1. 차량의 엔진으로부터 구동력이 입력되는 풀리와 상기 차량의 에어컨의 컴프레서 사이에 설치되어, 상기 에어컨의 작동시에만 상기 엔진의 구동이 상기 컴프레서로 전달되도록 동력을 전달하거나 차단하는 클러치 어셈블리에 있어서,
    상기 컴프레서의 회전축이 관통하고, 전원으로 구동되는 구동모터에 의해 회전하며, 상기 회전축의 둘레방향을 따라 형성되되 상기 회전축의 축방향을 따라 지그재그형태로 형성되는 프로파일을 갖는 슬릿이 형성되는 회전 플레이트와,
    상기 회전축이 관통하고, 상기 슬릿의 프로파일에 의해 상기 회전축의 축방향으로 슬라이딩가능하게 설치되는 하우징 플레이트와,
    상기 하우징 플레이트의 슬라이딩에 의해 상기 하우징 플레이트가 상기 회전 플레이트와 이격되면 상기 풀리와 상기 회전축에 동시에 접속이 가능하고, 상기 하우징 플레이트가 상기 회전 플레이트에 인접되면 상기 풀리와 상기 회전축으로부터 동시에 분리되도록 설치되는 접촉 플레이트를 포함하고,
    상기 에어컨의 작동이 요구되거나 상기 에어컨의 작동 중지가 요구되면, 상기 구동모터에 전원을 인가하여 상기 회전 플레이트를 회전시켜 상기 하우징 플레이트를 상기 회전축의 축방향으로 슬라이딩시키는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터는 상기 컴프레서의 외측에 고정되고,
    상기 구동모터의 출력축에는 구동기어가 형성되며,
    상기 회전 플레이트는 상기 구동기어에 치합되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전 플레이트에 형성되는 슬릿의 프로파일은 상기 회전 플레이트가 정해진 각도만큼씩 회전하면 상기 하우징 플레이트가 상기 회전 플레이트로부터 이격되거나 인접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전 플레이트에 형성되는 슬릿의 프로파일은 상기 회전 플레이트가 90만큼씩 회전하면, 상기 하우징 플레이트를 상기 회전 플레이트로부터 이격되거나 인접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전 플레이트에서 상기 회전축에 인접한 내측 둘레는 상기 회전축의 축방향으로 따라 연장되는 연장부가 형성되고,
    상기 연장부에 상기 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하우징 플레이트에서 상기 회전축에 인접한 내측 둘레는 상기 회전축의 축방향을 따라 상기 회전 플레이트 쪽으로 연장되는 연장부가 형성되고,
    상기 연장부에 상기 슬릿에 삽입되는 안내돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하우징 플레이트의 연장부는 상기 회전 플레이트의 연장부보다 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회전축에서 상기 회전 플레이트, 상기 하우징 플레이트가 위치하는 부위에는,
    상기 회전축을 감싸도록 형성되되 내측면이 상기 회전축과 정해진 간극으로 이격되며, 상기 회전 플레이트의 슬라이딩을 가이드하는 슬리브가 구비되고,
    상기 하우징 플레이트의 내측 둘레와 상기 접촉 플레이트의 내측둘레는 상기 슬리브에 접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 슬리브에서 상기 회전 플레이트에 가까운 단부는 상기 회전축의 반경방향으로 연장되게 플랜지형태로 형성되면서 상기 컴프레서의 하우징에 고정되고,
    상기 슬리브와 상기 하우징 플레이트 사이에는 상기 하우징 플레이트의 직선운동을 안내하는 안내수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 플레이트의 외측 둘레는 상기 접촉 플레이트의 외측 둘레를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하우징 플레이트의 외측 둘레는 상기 접촉 플레이트의 외측 둘레를 감싸도록 상기 하우징 플레이트의 내측을 향하여 절곡된 절곡부가 형성되고,
    상기 절곡부와 상기 접촉 플레이트 사이에는 볼베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 하우징 플레이트와 상기 접촉 플레이트 사이에는 상기 접촉 플레이트의 회전시 상기 하우징 플레이트와 상기 접촉 플레이트 사이의 마찰을 저감시키는 니들베어링이 상기 회전축의 둘레방향을 따라 설치되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 회전축의 단부에는 상기 회전축의 외측에 상기 회전축과 일체로 체결되고, 상기 접촉 플레이트와 인접한 면이 컴프레서 작동시 상기 접촉 플레이트에 접촉되는 접촉부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 회전 플레이트의 일측면에는 컨택터가 설치되고,
    상기 컴프레서의 하우징에는 상기 컨택터가 접근하거나 접하면 상기 구동모터로 인가되는 전원을 차단하는 전원차단 스위치가 설치되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컨택터는 상기 회전 플레이트에 정해진 간격을 두고 상기 컨택터가 설치되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 컨택터는 상기 회전 플레이트에 상기 회전 플레이트의 회전방향을 따라 90도 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 소비전력이 저감되는 차량용 에어컨 컴프레서의 클러치 어셈블리.
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