KR102582391B1

KR102582391B1 - 압축기

Info

Publication number: KR102582391B1
Application number: KR1020160182913A
Authority: KR
Inventors: 곽정명; 신지 타가미; 백찬호
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2023-09-26
Also published as: KR20180077988A

Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자클러치의 동작(전원인가)을 제어하여 압축부의 동작을 제어하는 압축기에 있어서, 상기 압축부의 외주면에 형성되되 로터의 회전수를 측정하고 전자클러치의 동작을 제어할 수 있는 제어모듈부를 더 포함함으로써, 상기 제어모듈부를 통해 외부의 제어 없이 자체적으로 전자클러치의 동작을 제어할 수 있는 압축기에 관한 것이다.

Description

압축기{Compressor}

자동차의 공조장치에 구비되는 압축기는 일반적으로 엔진의 구동력에 의해 작동하게 되며, 공기조화가 필요할 때에만 단속적으로 작동되도록 전자클러치가 함께 장착된다.

도 1은 종래의 자동차에 구비되는 압축기를 도시한 도면으로, 도 1을 참조하여 압축기의 작동을 설명한다.

압축기는 일반적으로 압축부(10)와, 상기 압축부(10)의 동작을 제어하는 클러치부(20)를 포함할 수 있으며, 엔진이 작동중일 경우에는 엔진의 구동축으로부터 벨트 등을 통해 연결된 클러치부(20)의 풀리(21)가 회전하게 된다.

상기 풀리(21)는 클러치부(20)를 경유하여 압축부(10)의 하우징(11) 내부에 구비되는 회전축(12)에 연결되어 있다.

통상, 상기 클러치부(20)는 상기 풀리(21)에 구동로터(22)가 결합되어 있고, 코일 및 코일 하우징을 포함하는 전자석부(23)는 상기 구동로터(22)와 미세한 간격을 두고 배치될 수 있다.

또한, 상기 구동로터(22)는 베어링(24)을 개재(介在)하여 압축부(10)의 회전축(12)과 연결되어 있다.

이 상태에서 운전자가 에어컨 등의 공조장치를 켜면, 전자석부(23)에 전원이 인가되면서 압축부(10)의 회전축(12)에 고정, 결합된 디스크(13)와 풀리(21)에 고정, 결합된 클러치디스크는 서로간의 흡인력을 통해 함께 회전됨으로써, 엔진으로부터의 회전력을 압축부(10)로 전달할 수 있다.

반대로, 전원연결선을 통해 상기 전자석부(23)에 전원이 인가되지 않으면, 풀리(21)의 클러치디스크(25)와 압축부(10)의 디스크(13)가 서로 분리됨으로써, 동력이 차단되어 압축부(10)로 동력을 전달하지 못함으로써, 압축기가 작동하지 않게 된다.

통상 압축기의 압축부(10)는 회전축(12)의 회전에 따라 회전하는 로터(14)와, 상기 로터(14)와 하우징 내 실린더(16)를 스크로크 구동하는 피스톤(16-1)을 연결하는 사판(15)을 포함하며, 사판(15)은 상기 로터(14)의 회전력을 전달하여 피스톤(16-1)의 스트로크 구동을 수행하게 한다.

이때, 사판(15)이 고착될 시, 파손의 우려에 따른 클러치부(20)의 동작을 멈추어야 하며, 이를 위해 사판(15)의 회전 유무를 측정할 수 있도록 하우징(11) 내부의 로터(14)에 자석(31)을 부착하고, 전자석부(23)에는 자석(31)과의 저항 값의 변화에 의해 로터(14)의 회전 유무를 검출하는 자기센서(32)가 구비될 수 있다.

그러나 종래의 방법은 자석을 하우징(11)의 내부에 장착해야 하므로, 압축기의 제조 공정 및 유지 보수에 있어 불리한 문제점이 있다.

또한, 자기센서(32)의 경우, 자석(31)과의 저항값을 측정해야 하므로, 압축부(10)와 클러치부(20) 사이의 전자석부(23) 측면에 구비되어야 하므로, 제조 공정에 있어 불리한 문제점이 있다.

아울러, 자석(31)과 자기센서(32)에 의해 검출된 정보를 이용하여 공조제어장치에서 이를 제어함으로써, 특정 공조시스템이 아닌 일반적인 공조시스템과는 상호 호환이 불가능한 문제점이 있으며, 공조제어장치에서 제어를 수행하므로 신속한 압축기의 제어가 불가능한 문제점이 있다.

일본 공개특허공보 제2012-031739호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전자클러치의 동작(전원인가)을 제어하여 압축부의 동작을 제어하는 압축기에 있어서, 상기 압축부의 외주면에 형성되되 로터의 회전수를 측정하고 전자클러치의 동작을 제어할 수 있는 제어모듈부를 더 포함함으로써, 상기 제어모듈부를 통해 외부의 제어 없이 자체적으로 전자클러치의 동작을 제어할 수 있는 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 압축기는 하우징과, 상기 하우징 내에 형성되는 회전축과, 상기 회전축과 결합되어 회전하는 로터와, 상기 로터와 결합되는 사판과, 상기 사판의 회전에 따라 상기 하우징 내부의 실린더를 스트로크 구동하는 피스톤을 포함하는 압축부; 및 엔진으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 풀리와, 상기 풀리와 결합되며 내부에 전자석부가 구비되는 구동로터를 포함하며, 상기 전자석부에 전원인가 유무에 따라 상기 회전축에 고정결합된 디스크와 상기 풀리에 고정되는 클러치디스크와의 흡인력을 통해 압축부의 동작을 제어하는 클러치부;를 포함하는 압축기에 있어서, 상기 하우징의 외부면에 구비되어 상기 압축부와 클러치부의 동작을 측정하고 제어하는 제어모듈부;를 포함하되, 상기 제어모듈부는 상기 로터의 회전을 측정하는 센서부와, 상기 센서부로부터 획득된 정보를 이용하여 상기 압축부의 동작 여부를 판단하는 제어부와, 상기 제어부의 명령에 따라 상기 클러치부의 동작을 제어하는 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서부는 상기 로터의 외주면의 절반이 반경방향으로 연장되어 형성되는 연장부의 회전을 통해, 상기 로터의 회전에 따른 거리 변화를 이용하여 회전수를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서부는 자석으로 구성되는 자석부를 포함하며, 상기 로터와 자석부와의 거리에 따른 유도전압, 전류 중 선택되는 어느 하나 이상을 이용하여 상기 로터의 회전수를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압축부는 상기 하우징의 외주면에 상기 제어모듈부가 구비되는 제어홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서부는 상기 로터의 반경방향으로 연장된 선상의 상기 하우징 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어모듈부는 상기 로터의 회전수가 비정상적으로 감소할 경우, 상기 클러치부로 공급되는 전원을 차단하여 압축기의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어모듈부는 상기 센서부가 상기 로터의 회전수를 감지하고, 상기 제어부가 상기 로터의 회전수가 비정상적으로 감소하는지를 판단하며, 상기 스위치부가 상기 로터의 회전수가 비정상적으로 감소할 경우 상기 클러치부로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압축기는 전자클러치의 동작(전원인가)을 제어하여 압축부의 동작을 제어하는 압축기에 있어서, 상기 압축부의 외주면에 형성되되 로터의 회전수를 측정하고 전자클러치의 동작을 제어할 수 있는 제어모듈부를 더 포함함으로써, 상기 제어모듈부를 통해 외부의 제어 없이 자체적으로 전자클러치의 동작을 제어할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 압축기는 로터의 회전수를 측정하고 전자클러치의 동작을 제어할 수 있는 제어모듈부를 일체로 형성함으로써, 신속한 전자클러치의 제어가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 압축기는 자체적으로 동작의 제어가 가능함으로써, 일반적인 공조시스템에 적용, 호환 가능한 장점이 있다.

도 1은 종래의 압축기를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 압축기를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 압축기를 나타낸 또 다른 도면,
도 4는 본 발명에 따른 압축기를 구성하는 제어모듈부의 동작을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 압축기의 동작을 나타낸 도면.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 압축기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 압축기를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 압축기를 나타낸 또 다른 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 압축기를 구성하는 제어모듈부의 동작을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 압축기의 동작을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기는 압축부(100) 및 클러치부(200)를 포함하는 압축기에 있어서, 상기 압축기의 동작 유무를 측정하고, 이를 제어하는 제어모듈부(300)를 더 포함하여 형성된다.

즉, 본 발명에 따른 압축기(1000)는 압축부(100)의 동작 유무를 측정하고, 이가 구비된 공조시스템에서의 동작 여부를 제어하는 종래 압축기와 달리, 압축부(100) 및 클러치부(200)와 함께 구비되는 제어모듈부(300)를 포함함으로써, 자체적인 측정과 압축기의 동작 제어를 수행할 수 있다.

상기 압축부(100)는 크게 하우징(110), 회전축(120), 디스크(130), 로터(140), 사판(150) 및 피스톤(161)을 포함하는 실린더(160) 포함하며, 상기 클러치부(200)는 풀리(210), 구동로터(220), 전자석부(230)를 포함한다.

상술된 구성을 통해 본 발명에 따른 압축기(1000)의 작동을 설명하자면, 상기 클러치부(200)의 풀리(210)는 엔진의 구동축으로부터 벨트 등을 통해 연결되며, 엔진으로부터 전달되는 회전력에 의해 회전 가능하게 형성된다.

상기 풀리(210)는 클러치부(200)를 경유하여 압축부(100)의 상기 회전축(120)과 연결되어 있다.

상기 구동로터(220)는 상기 풀리(210)와 결합되어 형성되며, 상기 전자석부(230)는 상기 구동로터(220)와 미세한 간격을 두고 형성되며, 상기 전자석부(230)는 전압이 인가되어 자로를 형성할 수 있는 코일 및 상기 코일이 구비되는 코일 하우징을 포함한다.

이때, 상기 구동로터(220)는 베어링(240)을 개재하여 압축부(100)의 회전축(120)과 연결되어 형성된다.

상술된 구성을 가지는 클러치부(200)는 탑승자가 에어컨 등의 공조장치를 켜면, 상기 전자석부(230)에 전원이 인가되며, 전원이 인가된 전자석부(230)에 의해 상기 압축부(100)의 회전축(120)에 고정되어 결합된 디스크(130)와, 상기 폴리(210)에 고정되어 결합된 클러치디스크는 서로 간의 흡인력을 통해 함께 회전됨으로써, 엔진으로부터 전닫받은 회전력을 압축부(100)로 전달할 수 있다.

이와 반대로, 상기 전자석부(230)에 전원을 인가하지 않도록 제어하면, 상기 풀리(210)에 고정되어 결합된 클러치디스크(250)와, 압축부(100)의 디스크(130)가 서로 분리됨으로써, 상기 클러치부(200)는 엔진의 회전력을 압축부(100)로 전달하지 못하게 하여 압축기(1000)의 동작을 멈추게 한다.

상기 압축부(100)는 클러치부(200)로부터 전달되는 회전력에 의해 회전되는 회전축(220)과 결합되어 함께 회전하는 원판 형상의 로터(140)를 포함하며, 상기 로터(140)는 일정각도를 가지도록 연결되는 사판(150)을 회전시키고, 상기 사판(150)은 일정각도를 가지도록 회전됨으로써, 이에 연결되는 피스톤(161)을 상기 하우징(110) 내에 구비되는 실린더(160)에서의 스트로크 구동을 가능하게 한다.

다만, 상술된 압축부(100)와 클러치부(200)의 구성 및 동작은 상술된 바에 한정하지 않고, 다양한 구성으로 형성 가능할 뿐만 아니라, 압축부(100)와 동작부(200)를 포함하는 압축기는 공지된 기술로서 상세한 설명은 생략한다.

상기 제어모듈부(300)는 상기 하우징(110)의 외부면에 구비되어 상기 압축부(100)의 동작 유무를 측정하고, 이와 동시에 클러치부(200)의 동작(전자석부(230)로의 전압인가 유무)을 제어한다.

상기 제어모듈부(300)는 크게 센서부(310), 제어부(320) 및 스위치부(330)를 포함한다.

상기 센서부(310)는 상기 압축부(100)에 구비되는 로터(140)의 회전을 측정하며, 상기 제어부(320)는 상기 센서부(310)로부터 획득된 로터(140)의 회전 정보를 이용하여 상기 압축부(100)의 동작 여부를 판단한다.

상기 스위치부(330)는 상기 제어부(320)의 동작에 따라 상기 클러치부(200)의 동작을 제어한다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 센서부(310)는 로터(140)의 회전수를 측정하는 자석부(311)를 포함하며, 상기 자석부(311)는 금속 재질로 형성되는 로터(140)의 회전수를 측정하게 된다.

상기 로터(140)는 외주면의 절반이 반경방향으로 연장되어 형성되는 연장부(141)를 포함하며, 상기 자석부(311)는 상기 연장부(141)를 이용하여 거리 측정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

좀 더 상세하게 설명하자면, 금속 재질의 로터(140)는 일반적으로 회전의 균형을 위해 외주면의 절반이 반경방향으로 연장되어 형성되는 연장부(141)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 로터(140)는 연장부(141)를 포함하여 회전됨으로써, 상기 자석부(311)와의 거리가 지속적으로 달라지게 된다.

상기 자석부(311)를 포함하는 센서부(310)는 로터(140)의 회전에 의한 거리 변화에 따른 유도전압, 전류 중 선택되는 어느 하나 이상을 측정, 해석하고 이를 활용함으로써, 로터(140)의 회전수를 측정할 수 있다.

이를 위해, 상기 센서부(310)는 상기 로터(140)의 반경방향으로 연장된 선상의 상기 하우징(110) 상에 배치되는 것이 바람직하나, 한정하지는 않는다.

도 5를 참조하여 상술된 구성을 가지는 본 발명에 따른 압축기(1000)의 동작을 설명한다.

도 5의 (a)는 일반적인 압축기(1000)의 작동을 위한 것이며, 도 5의 (b)는 사판(15) 등이 고착되어 회전되지 못할 경우, 상기 사판(15)과 연결된 로터(14)의 회전수를 측정하여 클러치부(200)의 동작을 멈추게 하는 것을 나타낸 도면이다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 사판(15) 등이 고착되지 않고, 로터(14)가 정상적으로 회전될 경우에는 상기 센서부(310)를 통해 로터(14)의 회전수를 측정하고, 상기 제어부(320)는 상기 센서부(310)로부터 정보를 획득하여 압축부(100)에서의 정상적인 작동 유무를 판단하여 상기 스위치부(330)로 하여금 클러치부(200)의 동작(전압인가)을 수행하도록 명령하게 된다.

이와 반대로 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 사판(15) 등이 고착되어 로터(14)가 회전되지 않을 경우, 상기 센서부(310)를 통해 로터(14)의 회전수를 측정하고, 상기 제어부(320)는 상기 센서부(320)로부터 정보를 획득하여 압축부(100)에서의 정상적인 작동이 되지 않는 것을 판단하게 되며, 상기 스위치부(330)로 하여금 클러치부(200)의 동작(전압인가)을 멈추게 명령하게 된다.

좀 더 상세하게는 상기 제어모듈부(300)는 상기 로터(140)의 회전수가 선택되는 회전수가 아닌 비정상적으로 감소할 경우, 상기 클러치부(200)로 공급되는 전원을 차단하여 압축기(1000)를 정지시키게 된다.

이때, 상기 센서부(310)는 상기 로터(140)의 회전수를 감지하고, 상기 제어부(320)는 상기 로터(140)의 회전수가 비정상적으로 감소하는지를 판단하며, 상기 스위치부(330)는 상기 로터(140)의 회전수가 비정상적으로 감소할 경우, 상기 클러치부(200)로 공급되는 전원을 차단할 수 있다.

상술된 바와 같이, 상기 제어모듈부(300)는 상기 압축기(1000)의 압축부(100), 클러치부(200)와 함께 일체로 형성되되, 제어모듈부(300)가 자체적으로 작동 유무를 측정하고, 이를 판단하여 제어함으로써, 신속한 압축기(1000)의 동작 제어가 가능한 장점이 있다.

즉, 압축기(1000)가 구비되는 상위의 공조시스템의 제어 없이, 자체적으로 제어 가능하도록 형성됨으로써, 신속한 압축기(1000)의 동작을 제어할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 압축기(1000)는 제어모듈부(300)를 더 포함하여 구성됨으로써, 일반적인 공조시스템에 호환, 적용 가능한 장점이 있어, 생산에 따른 적용 효율이 넓은 장점이 있다.

본 발명에 따른 압축기(1000)는 압축부(100)의 하우징(110) 외주면에 상기 제어모듈부(300)가 구비되는 제어홈(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 제어홈은 상기 제어모듈부(300)를 고정시킬 수 있으므로, 외부의 충격에 의한 압축부(100)로의 이탈을 방지할 수 있다.

다만, 제어홈의 형상 및 제어모듈부(300)를 고정시키기 위한 구성은 한정하지 않고 다양한 실시예가 가능하다.

위와 같이, 본 발명에 따른 압축기(1000)는 제어모듈부(300)를 하우징(110)외 외주면(로터가 위치된 외주면)에 형성하거나, 상술된 제어홈에 고정시켜 구비하며, 제어모듈부(300)를 통해 로터(14)의 회전수 측정 및 이를 통한 클러치부(200)의 동작을 제어하게 된다.

특히, 제어모듈부(300)는 압축기(100)의 외주면에 형성되어 제조 공정 및 유지보수가 수월하며, 하우징(110)에 구비됨으로써, 상기 클러치부(200)의 전자석부(230)와 일정 이격되므로, 전자석부(230)에 의한 소음을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 압축기
100 : 압축부
110 : 하우징 120 : 회전축
130 : 디스크 140 : 로터
141 : 연장부 150 : 사판
160 : 실린더 161 : 피스톤
200 : 클러치부
210 : 풀리 220 : 구동로터
230 : 전자석부 240 : 베어링
300 : 제어모듈부
310 : 센서부 311 : 자석부
320 : 제어부 330 : 스위치부

Claims

하우징(110)과, 상기 하우징(110) 내에 형성되는 회전축(120)과, 상기 회전축(120)과 결합되어 회전하는 로터(140)와, 상기 로터(140)와 결합되는 사판(150)과, 상기 사판(150)의 회전에 따라 상기 하우징(110) 내부의 실린더(160)를 스트로크 구동하는 피스톤(161)을 포함하는 압축부(100); 및 엔진으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 풀리(210)와, 상기 풀리(210)와 결합되며 내부에 전자석부(230)가 구비되는 구동로터(220)를 포함하며, 상기 전자석부(230)에 전원인가 유무에 따라 상기 회전축(120)에 고정결합된 디스크(130)와 상기 풀리(210)에 고정되는 클러치디스크와의 흡인력을 통해 압축부(100)의 동작을 제어하는 클러치부(200);를 포함하는 압축기에 있어서,
상기 하우징(110)의 외부면에 구비되어 상기 압축부(100)의 동작을 측정하고 상기 클러치부(200)의 동작을 제어하는 제어모듈부(300);를 포함하되,
상기 제어모듈부(300)는 상기 로터(140)의 회전을 측정하는 센서부(310)와, 상기 센서부(310)로부터 획득된 정보를 이용하여 상기 압축부(100)의 동작 여부를 판단하는 제어부(320)와, 상기 제어부(320)의 명령에 따라 상기 클러치부(200)의 동작을 제어하는 스위치부(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 센서부(310)는
상기 로터(140)의 외주면의 절반이 반경방향으로 연장되어 형성되는 연장부(141)의 회전을 통해, 상기 로터(140)의 회전에 따른 거리 변화를 이용하여 회전수를 측정하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 2항에 있어서,
상기 센서부(310)는
자석으로 구성되는 자석부(311)를 포함하며, 상기 로터(140)와 자석부(311)와의 거리에 따른 유도전압, 전류 중 선택되는 어느 하나 이상을 이용하여 상기 로터(140)의 회전수를 측정하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 압축부(100)는
상기 하우징(110)의 외주면에 상기 제어모듈부(300)가 구비되는 제어홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 2항에 있어서,
상기 센서부(310)는
상기 로터(140)의 반경방향으로 연장된 선상의 상기 하우징(110) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 제어모듈부(300)는
상기 로터(140)의 회전수가 비정상적으로 감소할 경우, 상기 클러치부(200)로 공급되는 전원을 차단하여 압축기의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 6항에 있어서,
상기 제어모듈부(300)는
상기 센서부(310)가 상기 로터(140)의 회전수를 감지하고,
상기 제어부(320)가 상기 로터(140)의 회전수가 비정상적으로 감소하는지를 판단하며,
상기 스위치부(330)가 상기 로터(140)의 회전수가 비정상적으로 감소할 경우 상기 클러치부(200)로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 압축기.