KR20110003828A - 압축기의 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 공조장치에서 사용되는 압축기의 동력전달장치에 관한 것이다. 본 발명 압축기의 동력전달장치는 풀리(10)와 댐퍼(40) 사이에 완충브라켓(30)을 더 포함하며, 상기 완충브라켓(30)은 완충부(35)가 탄성재질로 이루어져 상기 풀리(10)에 고정되고, 링몸체(31)가 상기 풀리(10)로부터 이격된 상태로 상기 댐퍼(40)와 결합된다. 엔진으로부터 풀리(10)로 전달된 회전력은 완충부(35)를 통해 완충브라켓(30)과 결합되어 있는 댐퍼(40)에 전달되며, 상기 댐퍼(40)가 풀리(10)와 함께 회전하게 된다. 이때 상기 완충부(35)에 의해 풀리(10)와 댐퍼(40) 사이의 충격이나 진동이 1차로 완충된다. 또한 상기 완충부(35)를 제외하고는 풀리(10)와 댐퍼(40)가 이격된 상태이므로 이들의 충돌로 인한 마모나 소음이 방지된다.

압축기, 동력전달장치, 댐퍼, 풀리, 완충브라켓

Description

압축기의 동력전달장치{Power transmission apparatus for a compressor}

본 발명은 차량의 공조장치에서 사용되는 압축기에 관한 것으로서, 특히 압축기에 과부하가 발생될 경우 엔진으로부터 압축기로의 동력 전달을 차단할 수 있는 압축기의 동력전달장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 압축기는 엔진의 구동력을 벨트를 통해 전달받아 냉매를 압축하는 것으로, 압축기의 구동이 필요할 때 구동력을 클러치의 단속에 의해 전달 받는다.

최근에는, 냉방상태에 따라 필요한 동력을 조절할 수 있는 가변용량형 압축기(variable compressor)가 많이 사용되고 있는데, 이러한 가변용량형 압축기는 엔진으로부터 압축기로 전달되는 구동력을 단속하는 클러치가 불필요하다.

이와 같이 클러치가 없는 압축기에 있어서, 압축기에 설정치 이상의 부하가 발생할 경우, 즉, 통상의 전달 토크보다 더 큰 과부하 토크가 발생하면, 압축기의 중심축이 회전하지 않아 엔진의 구동력을 받아 회전하는 풀리가 함께 멈추게 되는 상황이 발생하게 된다. 이때, 엔진에 의해 구동되는 벨트는 풀리 위에서 계속 미끄러지게 되므로, 벨트에 마모가 생기고 이때 발생하는 저항열에 의해 벨트가 파단되 는 문제점이 발생하게 된다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 압축기에는 과부하 작용시 동력전달을 차단할 수 있는 동력전달장치가 구비된다.

도 1에는 종래 기술에 의한 압축기의 동력전달장치의 구성이 분해사시도로 도시되어 있다. 풀리(1)는 엔진으로부터 전달된 구동력에 의해 회전되는 것으로, 상기 풀리(1)의 외주면에는 엔진에 의해 구동되는 벨트(미도시)가 연결된다. 상기 풀리(1)의 내주면에는 상기 풀리(1)를 회전가능하도록 지지해주는 역할을 하는 베어링(2)이 설치된다.

그리고 상기 풀리(1)의 내주면에는 리미터(3)가 설치된다. 상기 리미터(3)는 알루미늄 등의 금속재료나 플라스틱 재료로 형성된다. 상기 리미터(3)는 압축기에 설정치 이상의 토크가 발생될 경우에, 그 일부가 파손되어 상기 풀리(1)와 아래에서 설명될 허브(6) 사이의 동력 전달을 차단하는 역할을 한다.

이를 위해 상기 리미터(3)에는 다수개의 파단부(5)가 형성된다. 상기 파단부(6)는 일정 기준 이상의 토크가 작용하게 되면 파단되는 부분이다. 상기 리미터(3)는 리벳(R)에 의해 아래에서 설명될 댐퍼(8)와 연결된다.

상기 리미터(3)는 허브(6)와 결합된다. 상기 허브(6)는 상기 리미터(3)와 결합되어 함께 회전하게 되고, 이와 동시에 상기 허브(6)에는 상기 압축기의 회전축(도시되지 않음)이 결합되어 상기 회전축을 회전시키는 역할을 하게 된다.

상기 풀리(1)에는 댐퍼(8)가 볼트(B)에 의해 체결된다. 상기 댐퍼(8)는 상기 토크의 변화에 따른 충격을 흡수하기 위한 것으로, 도시된 바와 같이 상기 리미 터(3)와 결합되어 함께 회전하게 된다.

이와 같은 구성을 가지는 압축기의 동력전달장치의 동작을 설명한다.

벨트를 통해 엔진의 구동력을 받은 풀리(1)가 회전하게 되면 회전토크가 발생되고, 이러한 회전토크는 댐퍼(8)를 거쳐 상기 리미터(3)로 전달되며, 상기 리미터(3)와 연결된 허브(6)를 통해 압축기의 회전축을 회전시키게 된다.

이때, 압축기에 설정치 이상의 부하가 발생하거나 압축기가 손상되어 회전축의 회전이 멈추게 되면, 상기 리미터(3)에는 엔진으로부터 전달되는 동력에 의해 토크가 발생하게 된다. 그리고 이러한 토크가 일정 기준이상을 초과하는 경우, 상기 리미터(3)의 파단부(5)가 파단된다. 이와 같이 되면, 상기 회전축과 연결된 허브(6)는 회전을 멈추게 되고, 상기 풀리(1)는 허브(6)와 무관하게 엔진의 구동력에 의해 계속 회전을 하게 되므로, 압축기의 동력전달장치의 고장이 방지될 수 있다.

그러나 이와 같은 종래 기술에 의한 압축기의 동력전달장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 댐퍼(8)는 압축기로부터 전달되는 토크의 변화에 따른 충격을 흡수하는 역할을 하게 되는데, 이러한 토크의 변화가 심할 경우에는 댐퍼(8)에 의해 이를 충분히 완충할 수 없는 경우가 발생된다. 그리고, 이와 같이 댐퍼(8)가 토크 변화를 충분히 흡수하지 못한 경우에는 벨트와 풀리(1)가 마찰되는 부분 등에서 소음이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 상기 댐퍼(8)가 볼트에 의해 풀리(1)에 직접 체결되는데, 댐퍼(8)와 풀리(1)가 체결되는 부분에서 마찰이나 소음이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축기의 토크 변화를 보다 효과적으로 흡수할 수 있는 압축기의 동력전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 댐퍼와 풀리 사이의 마모와 소음을 최소화하는 압축기의 동력전달장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 엔진으로부터 전달된 구동력에 의해 회전되는 풀리와, 상기 풀리와 함께 회전하면서 압축기의 회전축으로부터 전달되는 토크변화의 충격을 흡수하는 댐퍼와, 상기 댐퍼에 체결되어 함께 회전되고 압축기에 설정치 이상의 토크가 가해지면 파손되어 상기 엔진의 구동력이 상기 회전축에 전달되는 것을 방지하는 리미터와, 상기 리미터 및 상기 회전축과 연결되어 상기 리미터의 회전력을 상기 회전축에 전달하는 허브를 포함하는 압축기의 동력전달장치에 있어서, 상기 풀리와 댐퍼 사이에 구비되며, 일측이 탄성재질로 이루어져 상기 풀리에 고정되고, 타측이 상기 댐퍼와 결합되는 완충브라켓이 더 포함된다.

상기 완충브라켓은 상기 댐퍼와 결합되고 상기 풀리와 이격되어 위치하는 링몸체, 상기 링몸체의 일측에서 상기 풀리를 향해 연장되고 상기 풀리의 삽입홀에 삽입되는 고정편, 상기 고정편을 둘러 감싸도록 형성되며 상기 삽입홀에 삽입되어 고정되고 탄성재질로 이루어져 충격을 흡수하는 완충부를 포함하여 구성된다.

상기 완충부의 단부에 형성되는 걸림돌기가 상기 삽입홀의 내측에 단차지게 형성되는 걸림턱에 걸어져 상기 완충부의 고정을 견고히 함을 특징으로 한다.

상기 고정편의 단부에는 상기 완충부와의 결합을 견고하게 하기 위한 절곡부(34)가 절곡되어 형성됨을 특징으로 한다.

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

본 발명 압축기의 동력전달장치에는 댐퍼와 풀리를 연결하는 완충브라켓이 더 구비되고 완충브라켓에 의해 댐퍼와 풀리 사이의 충격이 충분히 완충되므로 압축기의 토크 변화를 보다 효과적으로 흡수할 수 있고 압축기의 동력전달장치에서 발생되는 소음을 방지하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 완충브라켓에 의해 댐퍼와 풀리가 서로 이격된 상태를 유지하며, 댐퍼와 풀리의 동력전달은 풀리의 삽입홀에 고정된 완충브라켓의 완충부를 통해 이루어지므로 댐퍼와 풀리 사이의 마모와 소음이 방지되어 압축기 동력전달장치의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

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

도 2에는 본 발명에 의한 압축기의 동력전달장치의 바람직한 실시예의 구성 이 분해사시도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예에 의한 압축기의 동력전달장치의 구성이 단면사시도로 도시되어 있다.

이에 따르면, 압축기의 하우징(미도시)에는 풀리(10)가 회전가능하게 설치된다. 상기 풀리(10)의 외주면에 엔진에 의해 구동되는 벨트(미도시)가 연결되어 상기 풀리(10)가 엔진의 구동력을 받아 회전한다.

상기 풀리(10)에는 후술할 댐퍼(40)가 안착되는 안착부(11)가 요입되어 형성된다. 상기 안착부(11)는 상기 풀리(10)의 중앙에 원형으로 오목하게 형성된다. 상기 안착부(11)의 중앙에는 관통공(12)이 형성되며, 상기 관통공(12)의 내주면에는 아래에서 설명될 베어링(20) 및 허브(60)가 설치된다.

상기 안착부(11)에는 세 개의 삽입홀(15)이 상기 관통공(12)의 가장자리를 둘러 동일한 간격으로 관통되어 형성된다. 상기 삽입홀(15)에는 후술할 완충브라켓(30)의 완충부(35)가 삽입되어 고정된다. 도 3과 같이 상기 삽입홀(15)의 내면 일측에는 상기 완충부(35)의 단부가 걸어지는 걸림턱(16)이 단차지게 형성된다.

한편, 상기 관통공(12)의 내주면에는 원통 형상의 베어링(20)이 설치되어 풀리(10)의 하중을 지지하면서 회전이 원활하게 되도록 한다. 도 3에서 보듯이, 상기 베어링(20)은 원통 형상으로 압축기 하우징(미도시)에 설치되는 이너레이스(21)와 상기 풀리(10)와 함께 회전되는 원통 형상의 아웃레이스(25), 상기 이너레이스(21)와 아웃레이스(25) 사이에 위치되어 이들이 상대회전 할 수 있도록 하는 볼(27)로 구성된다.

완충브라켓(30)은 상기 풀리(10)와 후술할 댐퍼(40)를 연결하는 부재이다. 도 3과 같이 완충브라켓(30)의 링몸체(31)는 링형상으로 형성된다. 상기 댐퍼(40)와 링몸체(31)는 링몸체(31)에 방사상으로 형성되는 세 개의 체결공(32)에 체결되는 볼트(B)에 의해 결합된다. 상기 링몸체(31)의 전면은 댐퍼(40)의 아우터링(45)의 후단에 밀착되며, 상기 링몸체(31)의 배면은 완충브라켓(30)이 풀리(10)에 결합되었을 때 풀리(10)의 선단면(17)과 소정 거리 이격된 상태가 된다.

링몸체(31)의 체결공(32)이 형성된 위치에는 고정편(33)이 상기 풀리(10)를 향하여 돌출되게 형성된다. 상기 고정편(33)은 상기 풀리(10)의 삽입홀(15)에 삽입되는 부분이며, 상기 고정편(33)을 둘러 감싸는 완충부(35)를 지지하는 역할을 한다. 도 3과 같이 상기 고정편(33)의 단부에는 완충부(35)와의 결합상태를 견고하게 유지하기 위한 절곡부(34)가 형성된다. 또한, 상기 절곡부(34)는 풀리(10)의 회전에 따른 링몸체(31)의 접선방향으로 작용하는 힘(도 3에서 상기 고정편(33)의 단면과 수직한 방향으로 작용하는 힘)을 분산시키는 역할도 한다.

본 실시예에서 상기 절곡부(34)는 상기 고정편(33)의 단부가 풀리(10)의 중심을 향하여 절곡되는 형상으로 형성된다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니고 상기 절곡부(34)는 상기 고정편(33)의 단면적을 증가시키는 형상이거나 고정편(33)과 완충부(35)와의 접촉면적을 증가시키는 형상이면 충분하다. 예를 들어 고정편(33)이 물결무늬 형상으로 형성될 수도 있고, 고정편(33)의 단부가 여러번 말아지는 형상이어도 된다.

완충부(35)는 상기 고정편(33)을 둘러 감싸도록 형성되며 상기 삽입홀(15)에 삽입고정되어 풀리(10)와 댐퍼(40) 사이의 충격을 흡수하는 역할을 한다. 본 실시 예에서 상기 완충부(35)는 탄성변형이 가능한 재질로 형성되는데, 예를 들어 고무재질로 형성될 수 있다. 상기 완충부(35)의 단부에는 상기 삽입홀(15)의 걸림턱(16)에 걸어지는 걸림돌기(36)가 형성된다. 상기 걸림돌기(36)가 상기 걸림턱(16)에 걸어짐으로써 상기 완충부(35)가 삽입홀(15) 내에 견고하게 고정된다.

실제로, 상기 완충브라켓(30)은 상기 완충부(35)에 의해 풀리(10)에 고정되며, 완충부(35)를 제외한 부분 즉, 링몸체(31)와 고정편(33)은 풀리(10)와 접촉되지 않는다. 이는 상기 완충브라켓(30)과 체결된 댐퍼(40)와 풀리(10)의 충돌을 방지하기 위한 것이다.

댐퍼(40)는 압축기의 토크 변화에 따른 충격을 흡수하기 위한 것으로, 인너링(41)과 아우터링(45) 그리고, 상기 인너링(41)과 아우터링(45) 사이에 삽입되는 충격흡수부(48)로 구성된다.

상기 인너링(41)은 아래에서 설명될 리미터(50)와 연결되는 것으로, 도 2에 잘 도시된 바와 같이 대략 링 형상으로 형성된다. 상기 인너링(41)에는 결합공(43)이 형성되고, 상기 결합공(43)에는 리벳(R)과 같은 체결구가 통과하여 리미터(50)와 상기 인너링(41)이 결합되도록 한다.

상기 아우터링(45)은 상기 인너링(41)을 소정 거리 이격된 상태로 감싸도록 구비된다. 상기 아우터링(45)은 상기 완충브라켓(30)과 결합되는데, 이를 위해 상기 아우터링(45)에 상기 완충브라켓(30)의 체결공(32)와 대응되는 체결공(46)이 형성되고, 상기 체결공(46)에 볼트(B)와 같은 체결구가 체결된다.

상기 인너링(41)과 아우터링(45) 사이 구비되는 충격흡수부(48)는 고무재질 로서 상기 인너링(41)과 아우터링(45) 사이에 인젝션 몰딩되어 있다. 물론 상기 충격흡수부(48)는 반드시 고무재질로 되어야 하는 것은 아니며, 탄성을 가지는 다른 적합한 재질이라면 어떤 것이라도 상관없다.

상기 댐퍼(40)의 아우터링(45)이 완충브라켓(30)에 결합되면, 도 3과 같이 댐퍼(40)의 후단이 상기 풀리(10)의 안착부(11)와 선단면(17)으로부터 이격되게 위치되며, 댐퍼(40)와 풀리(10)가 직접 접촉되는 부분이 없게 된다.

상기 댐퍼(40)의 인너링(41)에는 리미터(50)가 결합된다. 상기 리미터(50)는 압축기에 설정치 이상의 토크가 발생될 경우에, 파단부(55)가 파손되어 상기 풀리(10)와 아래에서 설명될 허브(60) 사이의 동력 전달을 차단하는 역할을 한다.

한편, 상기 리미터(50)에는 허브(60)가 결합된다. 상기 허브(60)는 상기 풀리(10)의 회전력을 상기 압축기의 회전축에 전달하기 위한 것으로, 상기 리미터(50)와 나사결합될 수 있다.

이하 본 발명에 의한 압축기의 동력전달장치의 작용을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 의한 압축기의 동력전달장치를 구성하는 댐퍼(40), 완충브라켓(30)과 풀리(10)의 결합상태를 설명한다.

본 실시예에서 댐퍼(40)는 아우터링(45)과 완충브라켓(30)의 링몸체(31)에 체결되는 볼트(B)에 의해 완충브라켓(30)과 결합된다. 그리고 완충브라켓(30)의 완충부(35)는 풀리(10)의 삽입홀(15)에 삽입되어 고정된다. 도 3과 같이, 완충브라켓(30)은 완충부(35)를 제외하고 풀리(10)로부터 이격되어 서로 접촉되는 부분이 없는 상태로 고정된다. 이에 따라 상기 풀리(10)의 안착부(11)에 위치하는 댐 퍼(40)의 후단부도 상기 안착부(11)와 이격된 상태가 된다.

다음으로, 이와 같은 구성의 동력전달장치의 동력전달과정을 설명한다.

압축기의 동력전달장치는 차량 엔진으로부터 전달되는 회전력을 압축기로 전달하여 압축기가 구동되도록 한다.

엔진으로부터 풀리(10)로 전달된 회전력은 완충브라켓(30)의 완충부(35)를 통해 링몸체(31)와 결합되어 있는 댐퍼(40)에 전달된다. 그러면 상기 댐퍼(40)가 풀리(10)와 함께 회전하게 된다. 이때 상기 완충부(35)에 의해 풀리(10)와 댐퍼(40) 사이의 충격이나 진동이 1차로 완충된다. 또한 상기 완충부(35)를 제외하고는 풀리(10)와 댐퍼(40)가 이격된 상태이므로 이들의 충돌로 인한 마모나 소음이 방지된다.

상기 댐퍼(40)가 회전됨에 따라 상기 댐퍼(40)와 리벳(R)에 의해 연결되어 있는 리미터(50)가 댐퍼(40)와 함께 회전된다. 상기 리미터(50)가 회전되면, 상기 리미터(50)와 연결된 허브(60) 역시 회전되고, 상기 허브(60)의 회전력은 상기 허브(60)에 연결된 압축기의 회전축(미도시)에 전달되어 압축기가 작동하게 된다.

만약, 압축기의 고착 등으로 인하여 압축기 회전축의 회전이 중지되는 경우, 상기 회전축이 연결된 상기 허브(60)의 회전은 중지되려 하고, 엔진에 의해 회전되고 있는 풀리(10)에 연결된 리미터(50)는 계속하여 회전하려 한다.

즉, 상기 허브(60)에 결합된 리미터(50)가 허브(60)의 동작이 멈춤에 따라 회전될 수 없음에도 불구하고 상기 댐퍼(40)에 연결되어 있으므로 풀리(10)로부터 엔진의 회전력이 계속 전달되어, 상기 리미터(50)는 회전하려 한다. 이에 따라 상 기 리미터(50)에는 풀리(10)의 회전방향과 반대방향으로의 강한 토크가 작용하게 된다.

그리고, 이러한 토크는 상기 리미터(50)를 파단시키고, 이에 따라 상기 리미터(50)와 풀리(10) 사이의 연결이 해제되어 동력전달이 차단되고, 결과적으로 상기 풀리(10)는 상기 허브(60)가 회전되지 않는 것과는 무관하게 회전할 수 있게 되어 엔진과 풀리(10)를 전동 연결하는 벨트의 손상을 방지하게 된다.

이때, 상기 엔진의 토크의 변화는 상기 엔진과 벨트에 의해 연결되는 풀리(10)에 전달되는데, 이러한 토크 변화는 댐퍼(40)와 풀리(10)를 연결하는 완충브라켓(30)의 완충부(35)와 상기 댐퍼(40)의 충격흡수부(48)에 의해 2중으로 완충된다.

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 자명하다.

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

도 2는 본 발명에 의한 압축기의 동력전달장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해사시도.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 압축기의 동력전달장치의 내부 구성을 보인 단면사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 풀리 11: 안착부

12: 관통공 15: 삽입홀

16: 걸림턱 20: 베어링

30: 완충브라켓 31: 링몸체

32: 체결공 33: 고정편

34: 절곡부 35: 완충부

36: 걸림돌기 40: 댐퍼

41: 인너링 43: 결합공

45: 아우터링 46: 체결공

48: 충격흡수부 50: 리미터

60: 허브 B: 볼트

R: 리벳

Claims (4)

1. 엔진으로부터 전달된 구동력에 의해 회전되는 풀리(10)와,

   상기 풀리(10)와 함께 회전하면서 압축기의 회전축으로부터 전달되는 토크변화의 충격을 흡수하는 댐퍼(40)와,

   상기 댐퍼(40)에 체결되어 함께 회전되고 압축기에 설정치 이상의 토크가 가해지면 파손되어 상기 엔진의 구동력이 상기 회전축에 전달되는 것을 방지하는 리미터(50)와,

   상기 리미터(50) 및 상기 회전축과 연결되어 상기 리미터(50)의 회전력을 상기 회전축에 전달하는 허브(60)를 포함하는 압축기의 동력전달장치에 있어서,

   상기 풀리(10)와 댐퍼(40) 사이에 구비되며, 일측이 탄성재질로 이루어져 상기 풀리(10)에 고정되고, 타측이 상기 댐퍼(40)와 결합되는 완충브라켓(30)이 더 포함됨을 특징으로 하는 압축기의 동력전달장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 완충브라켓(30)은,

   상기 댐퍼(40)와 결합되며 상기 풀리(10)와 이격되어 위치하는 링몸체(31),

   상기 링몸체(31)의 일측에서 상기 풀리(10)를 향해 연장되고 상기 풀리(10)의 삽입홀(15)에 삽입되는 고정편(33),

   상기 고정편(33)을 둘러 감싸도록 형성되며 상기 삽입홀(15)에 삽입되어 고정되고 탄성재질로 이루어져 충격을 흡수하는 완충부(35)를 포함하여 구성되는 압 축기의 동력전달장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 완충부(35)의 단부에 형성되는 걸림돌기(36)가 상기 삽입홀(15)의 내측에 단차지게 형성되는 걸림턱(16)에 걸어져 상기 완충부(35)의 고정을 견고히 함을 특징으로 하는 압축기의 동력전달장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 고정편(33)의 단부에는 상기 완충부(35)와의 결합을 견고하게 하기 위한 절곡부(34)가 절곡되어 형성됨을 특징으로 하는 압축기의 동력전달장치.

Images