KR20020022680A - 동력전달기구 - Google Patents
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Abstract
동력 전달 아암 (42) 은 엔진 (E) 측의 풀리 (32) 와 압축기측의 지지 부재 (35) 사이에서의 동력 전달시에, 이 전달 토크에 의거하는 힘을 받아 탄성 변형됨으로써, 지지 부재 (35) 에 대하여 걸어맞춤 오목부 (43) 가 자세 변화하는 것을 허용하여, 동 걸어맞춤 오목부 (43) 내에서의 롤러 (39) 의 접촉 회전에 의한 슬라이딩을 수반하는 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 사이의 소정 각도 범위내에서의 상대 회전을 가능하게 한다.
Description
일본 공개특허공보 평11-30244 호는 이런 종류의 동력전달기구를 개시한다. 이 기구에서는 외부 구동원측의 회전체와 기기측의 회전체가 고무 등의 탄성부재에 의해 동력 전달 가능하도록 연결되어 있다. 외부 구동원에서 기기로의 동력전달시에는 전달 토크에 의거하는 힘을 받아 탄성 부재가 탄성 변형되어 양 회전체 사이에서의 상대 회전이 허용되도록 되어 있다.
따라서 외부 구동원의 출력 토크의 변동이나 동 외부 구동원에 의해 구동되는 기타 기기의 구동 토크의 변동 등에 기인하여 양 회전체 사이의 전달 토크에 변동이 발생하였다고 하여도, 이 전달 토크의 변동은 탄성 부재의 탄성 변형에 의거하는 양 회전체 사이의 상대 회전에 의해 완화되게 된다.
그러나 상기 종래 기술에서는 전달 토크 변동의 완화를 탄성 부재의 탄성 변형에만 의지하고 있다. 따라서 동 전달 토크 변동을 효과적으로 완화시킬 수 있다고 말하기는 어려웠다.
본 발명은 2 개 회전체 사이의 전달 토크의 변동을 완화시킬 수 있는 동력전달기구에 관한 것이다.
도 1 은 본 실시형태의 동력전달기구를 구비한 압축기의 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 동력전달기구 부근의 확대도이고, 도 3 의 A-A 선의 단면도이다.
도 3 은 커버를 절제한 상태의 동력전달기구의 정면도이다.
도 4 는 동력전달기구의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5 는 동력전달기구의 토크 리미트 동작을 설명하는 도면이다.
도 6 은 동력전달기구의 토크 리미트 동작을 설명하는 도면이다.
도 7 은 제 2 실시형태의 동력전달기구를 도시한 단면도이다.
도 8 은 다른 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 목적은 2 개 회전체 사이의 전달 토크의 변동을 효과적으로 완화시킬 수 있는 동력전달기구를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 동력전달기구는, 걸어맞춤 볼록부를 구비한 제 1 회전체와, 제 1 회전체와 동 축 위치에 배치되어 걸어맞춤 오목부를 구비한 제 2 회전체와, 걸어맞춤 볼록부와 걸어맞춤 오목부의 요철 걸어맞춤으로 제 1 회전체와 제 2 회전체는 동력 전달 가능하도록 연결되어 있는 것과, 걸어맞춤 볼록부 및 걸어맞춤 오목부의 적어도 한쪽은 동 걸어맞춤부가 구비되어 있는 회전체에 대하여 자세 변화가 가능하도록 구성되어 있는 것과, 제 1 회전체와 제 2 회전체 사이에서의 동력 전달시에 이 전달 토크에 의거하는 힘을 받아 탄성 변형됨으로써, 상기 걸어맞춤 오목부 및 걸어맞춤 볼록부의 적어도 한쪽이 자세 변화하는 것을 허용하여, 걸어맞춤 오목부내에서의 걸어맞춤 볼록부의 슬라이딩을 수반하는 양 회전체 사이의 소정 각도 범위내에서의 상대 회전을 가능하게 하는 탄성 부재를 구비하고, 상기 걸어맞춤 볼록부는 제 1 회전체에 회전 가능하도록 지지된 전동 소자로 이루어지고, 동 전동 소자는 걸어맞춤 오목부내를 접촉 회전하여 슬라이딩하는 것을 특징으로 한다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
이하에 본 발명의 동력전달기구를 차량용 공조 장치에 사용되는 용량 가변형 사판식 압축기에 적용한 제 1 및 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 또한 제 2 실시형태에서는 제 1 실시형태와의 상이점에 대해서만 설명하고 동일 부재에는 동일 번호를 달아 설명을 생략한다.
도 1 에 도시한 바와 같이 압축기는 실린더 블록 (1) 과, 그 전단에 접합 고정된 프런트 하우징 (2) 과, 실린더 블록 (1) 의 후단에 밸브 플레이트 (3) 를 통하여 접합 고정된 리어 하우징 (4) 을 구비한다. 실린더 블록 (1), 프런트 하우징 (2) 및 리어 하우징 (4) 은 압축기의 하우징을 구성한다.
상기 실린더 블록 (1) 과 프런트 하우징 (2) 으로 둘러싸인 영역에는 크랭크실 (5) 이 구획되어 있다. 크랭크실 (5) 내에는 구동축 (6) 이 회전 가능하게 지지되어 있다. 크랭크실 (5) 에서 구동축 (6) 상에는 러그 플레이트 (11) 가 일체로 회전 가능하게 고정되어 있다.
상기 구동축 (6) 의 전단부는 동력전달기구 (PT) 를 통하여 차량의 엔진 (E)에 작동 연결되어 있다. 동력전달기구 (PT) 는 외부로부터의 전기 제어에 의해 동력의 전달/차단을 선택할 수 있는 클러치 기구 (예컨대 전자 클러치) 이어도 되고, 또는 그와 같은 클러치 기구를 갖지 않은 항상 전달형 클러치리스 기구 (예컨대 벨트/풀리의 조합) 이어도 된다. 또한 본 실시형태에서는 클러치리스 타입의 동력전달기구 (PT) 가 채용되어 있는 것으로 하고, 클러치가 부착된 타입의 것에 대해서는 후술하는 제 2 실시형태에서 상세히 서술한다.
상기 크랭크실 (5) 내에는 사판 (12) 이 수용되어 있다. 사판 (12) 은 구동축 (6) 에 대하여 슬라이딩 가능하면서 경사 구동 가능도록 지지되어 있다. 힌지 기구 (13) 는 러그 플레이트 (11) 와 사판 (12) 사이에 개재되어 있다. 따라서 사판 (12) 은 힌지 기구 (13) 를 통한 러그 플레이트 (11) 사이에서의 힌지 연결과 구동축 (6) 의 지지에 의해 러그 플레이트 (11) 및 구동축 (6) 과 동기 회전 가능함과 동시에 구동축 (6) 의 축선 (L) 방향으로의 슬라이드 이동을 수반하면서 구동축 (6) 에 대하여 경사 구동 가능하게 되어 있다.
복수 (도면에는 하나만을 표시함) 의 실린더 보어 (1a) 는 상기 실린더 블록 (1) 에서 구동축 (6) 을 둘러싸듯이 관통 설치되어 있다. 편두형 피스톤 (20) 은 각 실린더 보어 (1a) 에 왕복 운동 가능하게 수용되어 있다. 실린더 보어 (1a) 의 전후 개구는 밸브 플레이트 (3) 및 피스톤 (20) 으로 폐색되어 있고, 이 실린더 보어 (1a) 내에는 피스톤 (20) 의 왕복 운동에 따라 체적 변화하는 압축실이 구획되어 있다. 각 피스톤 (20) 은 슈 (19) 를 통하여 사판 (12) 의 외주부에 계류되어 있다. 따라서 구동축 (6) 의 회전에 따른 사판 (12) 의 회전운동이 슈 (19) 를 통하여 피스톤 (20) 의 왕복 직선 운동으로 변환된다.
밸브 플레이트 (3) 와 리어 하우징 (4) 사이에는 흡입실 (21) 과 토출실 (22) 이 각각 구획 형성되어 있다. 밸브 플레이트 (3) 에는 각 실린더 보어 (1a) 에 대응하여 흡입 포트 (23) 및 동 포트 (23) 를 개폐하는 흡입 밸브 (24), 그리고 토출 포트 (25) 및 동 포트 (25) 를 개폐하는 토출밸브 (26) 가 형성되어 있다. 흡입 포트 (23) 를 통하여 흡입실 (21) 과 각 실린더 보어 (1a) 가 연이어 통해져 있고, 토출 포트 (25) 를 통하여 각 실린더 보어 (1a) 와 토출실 (22) 이 연이어 통해져 있다.
흡입실 (21) 의 냉매 가스는 각 피스톤 (20) 의 상사점 위치로부터 하사점 위치로의 왕래 운동에 의해 흡입 포트 (23) 및 흡입 밸브 (24) 를 통하여 실린더 보어 (1a) 에 흡입된다. 실린더 보어 (1a) 에 흡입된 냉매가스는 피스톤 (20) 의 하사점 위치로부터 상사점 측으로의 복귀 운동에 의해 소정의 압력으로까지 압축되어 토출 포트 (25) 및 토출 밸브 (26) 를 통하여 토출실 (22) 로 토출된다.
압축기에서는, 전자 제어 밸브 (CV) 를 이용하여 크랭크실 (5) 의 내압을 조절함으로써, 사판 (12) 의 경사각도를 최대 경사각 (도 1 에 나타낸 상태) 과 최소 경사각 사이의 임의의 각도로 설정 가능하게 되어 있다.
크랭크실 (5) 과 흡입실 (21) 은 추기 통로 (27) 를 통하여 접속되어 있음과 동시에, 토출실 (22) 과 크랭크실 (5) 은 급기통로 (28) 를 통하여 접속되고, 동 급기통로 (28) 상에는 전자 제어 밸브 (CV) 가 설치되어 있다. 전자 제어 밸브 (CV) 의 개도를 도시하지 않은 제어 장치에 의해 조절함으로써, 급기 통로 (28) 를통한 토출실 (22) 로부터 크랭크실 (5) 로의 고압인 토출 가스의 도입량이 조절되어 추기 통로 (27) 를 통한 크랭크실 (5) 로부터 흡입실 (21) 로의 가스 도출량과의 밸런스로부터 동 크랭크실 (5) 의 내압이 결정된다. 이 크랭크실 (5) 내압의 변경에 따라 피스톤 (20) 을 통한 크랭크실 (5) 의 내압과 실린더 보어 (1a) 의 내압의 차이가 변경되어 사판 (12) 의 경사각도가 변경되기 때문에, 피스톤 (20) 의 스트로크 즉 토출용량이 조절된다.
도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같이 지지통부 (31) 는 상기 프런트 하우징 (2) 의 외벽면에서 구동축 (6) 의 전단부를 둘러싸듯이 돌출 설치되어 있다. 제 1 회전체로서의 풀리 (32) 는 엔진 (E ; 도 1 참조) 의 출력축으로부터의 벨트 (33) 가 걸리는 원통상의 벨트 걸림부 (32a) 와, 동 벨트 걸림부 (32a) 의 내주면에서 내측을 향하여 연장 형성된 원환상의 지지부 (32b) 로 이루어져 있다. 동 풀리 (32) 는 지지부 (32b) 에 의해 지지통부 (31) 에 베어링 (34) 을 통하여 회전 가능하도록 지지되어 있다. 다시 말하면 풀리 (32) 는 구동축 (6) 과 동일 축선 (L) 상에 배치되어 있음과 동시에, 동 구동축 (6) 과 상대 회전 가능하도록 되어 있다.
제 2 회전체로서의 지지 부재 (35) 는 상기 구동축 (6) 의 전단부에 일체로 회전가능하게 고정되어 있다. 동 지지 부재 (35) 는 구동축 (6) 의 전단부에 외부 끼움고정되는 원통 부재 (35a) 와, 동 원통 부재 (35a) 의 전단에 끼워맞춰지는 원판상의 허브 (35b) 로 이루어져 있다. 도시는 생략되어 있지만, 구동축 (6) 과 원통 부재 (35a) 사이 및 원통 부재 (35a) 와 허브 (35b) 사이는 스플라인걸어맞춤이나 키 구조 등에 의해 구동축 (6) 의 회전방향으로 걸어맞춰져 있다.
상기 허브 (35b) 의 후면 외주부에는 축선 (L) 주위에 소정 간격 (본 실시형태에서는 90°간격) 으로 복수 (본 실시형태에서는 4개) 의 지지핀 (36) 이 고정되어 있다. 각 지지핀 (36) 의 외측에는 원통상의 슬리브 (37) 가 적당한 압력으로 압입 지지되어 있다. 따라서 슬리브 (37) 에 대하여 어느 정도 강한 회전 운동력이 가해지면 동 슬리브 (37) 는 지지핀 (36) 에 대하여 회전 운동된다.
풀리 (32) 에서 지지부 (32b) 의 전면에는 축선 (L) 주위에 소정 간격 (본 실시형태에서는 90°간격) 으로 복수 (본 실시형태에서는 4 개) 의 걸어맞춤 핀 (38) 이 고정되어 있다. 각 걸어맞춤 핀 (38) 에는 걸어맞춤 볼록부 및 전동소자로서의 원통상의 롤러 (39) 가 회전가능하도록 지지되어 있다. 동 롤러 (39) 는 풀리 (32) 에서 슬리브 (37) 보다도 외주측에 배치되어 있다. 동 롤러 (39) 는 금속재료, 수지재료 또는 고무 재료의 어느 것으로 이루어져도 된다. 예컨대 동 롤러 (39) 가 수지재료로 이루어지는 경우에는 내마모성이나 후술하는 걸어맞춤 오목부 (43 ; 슬라이딩면 (43a)) 와의 슬라이딩성 등의 관점에서 그 소재로서 적합한 것은 폴리에테르에테르케톤, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소수지, SK 레진 (상표명 : 스미낑카꼬우가부시키가이샤 제조) 등의 페놀알킬, 폴리아미드이미드, 폴리테르라플루오로에틸렌을 50 중량% 함유한 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌설파이드와 폴리테트라플루오로에틸렌과 카본파이버의 혼합물, 나일론 66 등의 폴라아미드, 아세탈코폴리머 등이다.
풀리 (32) 의 벨트 걸림부 (32a) 의 전단부 내주면에는 원환상으로 끼워맞춤홈 (32c) 이 형성되어 있다. 평판원환상을 이루는 걸림 부재 (40) 는 그 외주 가장자리부에서 끼워맞춤 홈 (32c) 에 끼워 고정되어 있다. 규제 링 (41) 은 원통상을 이루고 있고, 걸림 부재 (40) 의 내주 가장자리부에 의해 풀리 (32) 에 걸려, 동 풀리 (32) 와 동일 축선 (L) 상에서 슬리브 (37) 및 롤러 (39) 를 둘러싸듯이 배치되어 있다. 규제 링 (41) 의 내주면은 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 에 대향하는 중앙부가 내측을 향하여 매끄럽게 팽창되어 규제면 (41a) 을 이루고 있다.
동력 전달 아암 (42) 은 판스프링으로 이루어지고, 각 슬리브 (37) 와 동 슬리브 (37) 에 대응하는 롤러 (39) 사이에 각각 개재되어 있다. 즉 동력 전달 아암 (42) 은 기단측이 지지 핀 (36) 의 슬리브 (37) 에 감겨 고정되어 있다. 동력 전달 아암 (42) 은 내주측에 위치하는 슬리브 (37) 로부터 동 슬리브 (37) 보다도 외주측에서 또한 축선 (L) 을 중심으로 한 도면 시계방향으로 위상이 어긋난 위치 관계에 있는 롤러 (39) 를 향하여 풀리 (32) 의 외주측으로 약간 부풀은 곡선을 그리면서 연이어 있다.
동력 전달 아암 (42) 의 선단부는 걸어맞춤 핀 (38) 의 롤러 (39) 와 규제 링 (41) 의 규제면 (41a) 사이 다시 말하면 풀리 (32) 에서 동 롤러 (39) 보다도 외주측을 경유됨과 동시에, 동 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 을 따르도록 하여 풀리 (32) 의 내주측을 향하여 만곡되어 있다. 따라서 동력 전달 아암 (42) 의 선단부 부근에는 롤러 (39) 를 수납하는 걸어맞춤 오목부 (43) 가 형성되어 있다. 다시 말하면 지지 부재 (35) 측의 동력 전달 아암 (42) 이 그 걸어맞춤 오목부(43) 에 의해 풀리 (32) 측의 롤러 (39) 에 요철 결합되어 있고, 동 지지 부재 (35) 와 풀리 (32) 는 동력 전달 가능하면서 소정 각도 범위내에서의 상대 회전 가능하게 연결되어 있다.
지점부 (44) 는 상기 동력 전달 아암 (42) 에서 규제 링 (41) 의 규제면 (41a) 과 대향하는 배면 (42a) 에 예컨대 고무를 가황 접착으로 고정함으로써 형성되어 있다. 동 지점부 (44) 는 동력 전달 아암 (42) 의 배면 (42a) 과 규제 링 (41) 의 규제면 (41a) 사이에서 압축 상태에 있고, 그 반발력으로 동력 전달 아암 (42) 을 롤러 (39) 에 대하여 밀어붙인다. 이 상태에서 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 은 동력 전달 아암 (42) 에서 걸어맞춤 오목부 (43) 내의 슬라이딩 면 (43a) 에 압접되게 된다. 동 슬라이딩 면 (43a) 은 오목 곡면으로 이루어져 있다. 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 의 곡률은 걸어맞춤 오목부 (43) 내의 슬라이딩 면 (43a) 의 곡률보다 크기 때문에 양자 (39a, 43a) 는 선접촉되어 있다.
걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 은 오목 곡면으로 이루어지기 때문에, 동력 전달 아암 (42) 의 선단측 및 기단측으로 감에 따라 풀리 (32) 의 둘레방향에 대한 경사각도를 서서히 크게 한다. 따라서 도 3 의 상태로부터 롤러 (39) 와 동력 전달 아암 (42) 이 풀리 (32) 의 둘레방향으로 상대 이동하여, 동 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 의 맞닿음 위치가 동력 전달 아암 (42) 의 선단측 또는 기단측에 어긋나면, 동 롤러 (39) 는 동력 전달 아암 (42) 에 대하여 풀리 (32) 의 지름 방향 외측으로의 압출력을 작용시키게 된다.
덮개가 부착된 원통상을 이루는 커버 (45) 는 그 외주면에 형성된 플랜지부 (45a) 에 의해 상기 걸림 부재 (40) 의 외주 가장자리부와 함께 걸어맞춤 홈 (32c) 에 끼워져 고정되어 있다. 동 커버 (45) 는 풀리 (32) 의 전방측을 덮도록 배치되어 있고, 동 커버 (45) 와 풀리 (32) 사이의 공간내에는 상술한 풀리 (32) 와 구동축 (6) 사이의 동력 전달을 달성하는 각 부재 (지지 부재 (35), 지지핀 (36), 걸어맞춤 핀 (38 ; 롤러 (39)), 규제 링 (41) 및 동력 전달 아암 (42) 등) 가 수용되어 있다.
엔진 (E) 의 동력은 벨트 (33) 를 통하여 풀리 (32) 에 전달된다. 풀리 (32) 에 전달된 동력은 동 풀리 (32) 에 구비된 롤러 (39) 및 동 롤러 (39) 에 걸어맞춰진 동력 전달 아암 (42) 을 통하여 지지 부재 (35) 에 전달되어 압축기의 구동축 (6) 에 전달된다. 이 동력 전달에 의해 엔진 (E) 측의 풀리 (32) 와 압축기측의 지지 부재 (35) 사이에 전달 토크가 발생한다. 이 전달 토크는 롤러 (39) 와 동력 전달 아암 (42) 의 상대 이동에 의한 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 의 상대 회전을 발생시킨다.
도 4 에 도시한 바와 같이 풀리 (32) 가 시계방향으로 회전한 경우, 상술한 전달 토크에 의해 지지 부재 (35) 는 풀리 (32) 에 대하여 반시계방향으로 상대 회전한다. 따라서 롤러 (39) 와 동력 전달 아암 (42) 이 풀리 (32) 의 둘레 방향으로 상대 이동하여, 동 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 의 맞닿음 위치가 동력 전달 아암 (42) 의 선단측으로 어긋난다. 따라서 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩면 (43a) 의 맞닿음 위치를 역점으로 하고, 지점부 (44) 와 규제 링 (41) 의 규제면 (41a) 의 압접위치를 지점으로 하여 동력 전달 아암 (42) 에서 지점부 (44) 보다도 선단측이 풀리 (32) 의 지름방향 외측으로 탄성 변형된다. 다시 말하면 동력 전달 아암 (42) 이 전달 토크에 의거하는 힘에 의해 탄성 변형됨으로써, 걸어맞춤 오목부 (43) 의 지지 부재 (35) 에 대한 자세 변화 (슬라이딩 면 (43a) 의 변형) 를 허용하는 탄성 부재를 이루고 있다.
압축기의 토출 용량이 증대되어 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 사이에서의 전달 토크가 커지면, 동력 전달 아암 (42) 의 선단측을 풀리 (32) 의 지름 방향 외측으로 탄성 변형시키려고 하는 힘이 강해진다. 따라서 롤러 (39) 는 동력 전달 아암 (42) 을 더욱 탄성 변형시켜 동 동력 전달 아암 (42) 에 대하여 그 선단측으로 상대이동된다. 그 결과, 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 의 맞닿음 위치가, 동 롤러 (39) 의 접촉회전에 의한 슬라이딩 면 (43a) 과의 슬라이딩을 수반하면서, 동력 전달 아암 (42) 의 선단측으로 더욱 이동된다. 따라서 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 의 상대 회전 각도는 커진다.
반대로 상기 압축기의 토출 용량이 감소되어 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 사이에서의 전달 토크가 작아지면, 동력 전달 아암 (42) 의 선단측을 풀리 (32) 의 지름방향 외측으로 탄성 변형시키려고 하는 힘이 약해진다. 따라서 동력 전달 아암 (42) 의 축적되었던 탄성력의 일부가 해방되어 롤러 (39) 는 동력 전달 아암 (42) 에 대하여 그 기단측으로 상대 이동한다. 그 결과, 롤러 (39) 의 원통면(39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 의 맞닿음 위치가 동 롤러 (39) 의 접촉 회전에 의한 슬라이딩 면 (43a) 과의 슬라이딩을 수반하면서 동력 전달 아암 (42) 의 기단측으로 이동된다. 따라서 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 의 상대 회전 각도는 작아진다.
이상과 같이 압축기의 부하 토크가 엔진 (E) 에 대하여 악영향을 주지 않을 정도의 크기, 다시 말하면 상한 토크 미만이라면 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 의 맞닿음 위치는 동 슬라이딩 면 (43a) 상에 유지된다. 바꿔 말하면 롤러 (39) 와 걸어맞춤 오목부 (43) 의 걸어맞춤은 유지되어 엔진 (E) 으로부터 구동축 (6) 으로의 동력 전달은 게속된다.
그러나 도 5 에 도시한 바와 같이 압축기에 어떤 이상 (예컨대 데드 록) 이 발생하여 그 부하 토크가 상한 토크 이상으로 과대해지면, 동력 전달 아암 (42) 의 탄성력으로는 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 의 맞닿음 위치를 동 슬라이딩 면 (43a) 상에 유지할 수 없게 된다. 따라서 롤러 (39) 가 걸어맞춤 오목부 (43) 와 동력 전달 아암 (42) 의 선단측으로 넘어가 슬라이딩 면 (43a) 에서 벗어나므로, 동 롤러 (39) 와 동력 전달 아암 (42) 사이의 연결이 해제되어 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 사이의 동력 전달이 차단된다. 따라서 압축기의 과대한 부하 토크의 영향이 엔진 (E) 에 파급되는 일은 없다.
롤러 (39) 와 동력 전달 아암 (42) 의 걸어맞춤이 해제되면, 지지 부재 (35) 에 대한 풀리 (32) 의 자유로운 상대 회전에 의해, 동 풀리 (32) 상의 롤러 (39)는 그 이동 궤적 상에 존재하는 동력 전달시에는 인접 위치에 있었던 동력 전달 아암 (42) 의 배면 (42a) 에 맞닿게 된다. 따라서, 도 6 에 도시한 바와 같이 동력 전달 아암 (42) 에는 그 배면 (42a) 에 롤러 (39) 가 맞닿은 것에 기인하여 지지핀 (36) 을 중심으로 한 회전 운동력이 작용되어, 동 아암 (42) 은 이것을 고정 지지하는 슬리브 (37) 와 함께 지지핀 (36) 을 중심으로 도면의 시계방향으로 회전 운동된다. 다시 말하면 롤러 (39) 나 동 롤러 (39) 를 동력 전달 해제후에도 동력 전달 아암 (42) 에 대하여 상대이동시키는 엔진 (E) 등이 이동력 부여 수단을 이루고 있다.
그 결과, 롤러 (39) 에서 벗어난 직후에는 풀리 (32) 의 외주측에 있던 동력 전달 아암 (42) 의 걸어맞춤 오목부 (43) 가 풀리 (32) 의 4 분의 1 회전 정도, 바꿔 말하면 롤러 (39) 가 동력 전달 아암 (42) 에 대하여 1 회 맞닿은 것만으로 구동축 (6) 부근에 가까워지게 된다. 상술한 바와 같이 슬리브 (37) 는 지지핀 (36) 에 적당한 압력으로 압입 지지되어 있기 때문에, 어떠한 외력 (예컨대 차량의 슬라이딩 등에 의거하는 힘) 이 작용하였다고 하여도, 동력 전달 아암 (42) 을 롤러 (39) 로부터의 후퇴 위치 (도 6 의 상태) 에서 확실하게 지지할 수 있다. 따라서, 그 다음 이후에 이동되어 오는 롤러 (39) 가 동력 전달 아암 (42) 에 간섭되는 일이 없이, 양자 (39, 42) 사이에서의 충돌이 반복되는 것에 의한 이상음이나 진동의 발생을 방지할 수 있다.
그리고 실제로 엔진 (E) 이 압축기를 구동시킬 때에는 동 엔진 (E) 의 출력 토크의 변동이나 동 엔진 (E) 에 의해 구동되는 압축기 이외의 보조기 (예컨대 파워 스테어링 장치의 유압 펌프) 의 구동 토크의 변동 등에 기인하여 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 사이에는 전달 토크의 변동이 발생하게 된다. 이와 같은 상황하에서는 상술한 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 의 맞닿음 위치의 변경이 반복된다. 다시 말하면 풀리 (32) 가 지지 부재 (35) 에 대하여 시계방향과 반시계방향의 상대 회전을 소정 각도 범위내에서 번갈아 반복하여, 동 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 사이의 전달 토크의 변동이 완화되게 된다.
상술한 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 의 슬라이딩의 반복은, 양자 (39a, 43a) 사이에 슬라이딩 마찰 저항을 발생시킨다. 이 마찰 저항의 발생에 의해 전달 토크 변동을 더욱 효과적으로 완화시킬 수 있다. 바꿔 말하면 탄성 부재 (42) 의 탄성 변형에 의한 전달 토크 변동의 완화 작용과 함께, 롤러 (39) 와 걸어맞춤 오목부 (43) 사이에 발생하는 마찰 저항에 의해서도 동 변동의 완화 작용이 나타난다.
롤러 (39) 는 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 상을 전동하여 동 슬라이딩 면 (43a) 에 대하여 슬라이딩한다. 따라서 예컨대 걸어맞춤 핀 (38) 이 걸어맞춤 오목부 (43) 내의 슬라이딩 면 (43a) 에 직접 접촉되는 구성과 비교하여, 동 걸어맞춤 핀 (38) 과 슬라이딩 면 (43a) 의 정마찰에 의한 슬라이딩 불량을 저감시킬 수 있어, 전달 토크의 변동에 의해 걸어맞춤 볼록부 (39) 와 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩을 확실하게 실행할 수 있게 된다. 따라서 상술한 전달 토크 변동의 완화 효과를 보다 확실하게 나타낼 수 있게 된다.
걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 은 오목 곡면으로 이루어진다. 따라서 예컨대 풀리 (32) 의 둘레방향에 대한 경사각도가 다른 복수의 평면을 조합하여 슬라이딩 면 (43a) 으로 하는 구성 (이 구성도 본 발명의 취지를 일탈하는 것은 아님) 과 비교하여, 동 슬라이딩 면 (43a) 이 풀리 (32) 의 둘레방향에 대한 경사각도를 서서히 변경하는 구성을 간단히게 실현할 수 있다. 또 동 슬라이딩 면 (43a) 상을 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 을 매끄럽게 슬라이딩할 수 있고, 이것은 풀리 (32) 와의 지지 부재 (35) 와의 매끄러운 상대회전, 나아가서는 전달 토크 변동의 효과적인 완화작용으로 이어진다.
걸어맞춤 오목부 (43) 는 탄성 부재를 겸한 동력 전달 아암 (42) 을 통하여 허브 (35b) 에 구비되어 있고, 동 동력 전달 아암 (42) 의 탄성 변형에 의해 허브 (35b) 에 대한 자세 변화 (슬라이딩 면 (43a) 의 변형) 가 가능하게 구성되어 있다. 다시 말하면 탄성 부재 (42) 를 동력 전달 경로상에 설치하여 동력 전달 부재의 하나로 이용하고 있고, 예컨대 동 탄성 부재를 동력 전달 경로상에 설치하지 않은 구성과 비교하여, 동력 전달 부재를 적게 할 수 있게 된다.
전달 토크의 변동시에는 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 의 맞닿음 위치가 동 슬라이딩 면 (43a) 을 따라 반복 왕복 이동한다. 따라서 동 맞닿음 위치와 동력 전달 아암 (42) 의 변형 지점 (지점부 (44) 와 규제 링 (41) 의 맞닿음 위치) 사이의 거리가 변화된다. 이 거리 변화에 따라 동력 전달 아암 (42) 의 탄성계수가 항상 변화하게 되어, 전달 토크 변동에 의거하는 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 의 상대 회전 진동의 공진을 억제할 수 있다.
동력 전달 아암 (42) 은 판스프링으로 이루어지고, 걸어맞춤 오목부 (43) 는 동 동력 전달 아암 (42) 을 굴곡시킴으로써 형성되어 있다. 따라서 동 걸어맞춤 오목부 (43) 의 형성을 간단하게 실행할 수 있다.
동력 전달 아암 (42) 은 토크 전달시에는 풀리 (32) 의 지름방향으로 탄성 변형 (걸어맞춤 오목부 (43) 가 자세 변화) 됨과 동시에, 토크 전달의 차단시에는 동일하게 풀리 (32) 의 지름방향으로 회전 운동하는 구성이다. 따라서 이 동력 전달 아암 (42) 의 변형 및 회전 운동을 위한 공간을 축선 (L) 방향으로 확보할 필요가 없어 동력전달기구 (PT) 나아가서는 동 동력전달기구 (PT) 를 구비하는 압축기를 축선 (L) 방향으로 소형화할 수 있다. 특히 차량용 공조 장치의 압축기에서는 그것이 설치되는 차량 엔진 룸의 공간 형상의 사정으로, 지름 방향의 대형화보다도 축선 (L) 방향의 대형화가 기피되는 경향이 있다. 따라서 본 실시형태의 동력전달기구 (PT) 는 차량용 공조 장치의 압축기에 적용하는데에 바람직한 구성을 갖고 있다고 할 수 있다. 또, 동력 전달 아암 (42) 의 변형에는 구동축 (6) 의 축선 L 방향으로의 반력 발생을 수반하지 않기 때문에 압축기의 유해한 축선 (L) 방향으로의 외력 발생을 억제할 수 있다.
풀리 (32) 에는 커버 (45) 가 구비되어 있고, 동 커버 (45) 와 풀리 (32) 사이의 공간내에는 동력 전달을 구성하기 위한 각 부재 (지지 부재 (35), 지지핀 (36), 걸어맞춤 핀 (38), 규제 링 (41) 및 동력 전달 아암 (42) 등) 이 수용되어 있다. 따라서 이들 부재에 대하여 차량 엔진 룸 내의 수분이나 유분 또는 먼지등의 이물이 부착되는 것을 방지할 수 있어, 동 부재의 오손 등에 기인한 내구성 저하의 문제를 해소할 수 있다. 또 예컨대 롤러 (39) 와 걸어맞춤 핀 (38) 사이나 동 롤러 (39) 의 원통면 (39a) 과 걸어맞춤 오목부 (43) 의 슬라이딩 면 (43a) 사이에 이물이 끼워지는 것을 방지할 수 있어, 동 롤러 (39) 의 매끄러운 전동을 유지할 수 있다.
이어서 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다.
도 7 에 도시한 바와 같이 본 실시형태에서 풀리 (32) 는 외부로부터의 전기제어에 의해 동력 전달 및 차단의 선택이 가능한 전자 클러치 구성을 갖고 있다. 즉 커버 (45) 는 지지 부재 (35) 에서 허브 (35b) 에 판스프링 (51) 을 통하여 지지되어 있다. 아마추어 (52) 는 커버 (45) 에 고정 지지됨과 동시에, 풀리 (32) 와 규제 링 (41) 사이에 설치되어 있다. 걸어맞춤 핀 (38) 은 아마추어 (52) 에 고정 지지되어 있다. 규제 링 (41) 은 풀리 (32) 에 걸려 있지 않고, 상술한 동력 전달 아암 (42) 군에 대한 외부 끼움에 의해 이들에 지지되어 있다. 프런트 하우징 (2) 에서 풀리 (32) 의 후방측에는 코어 (53) 가 설치되어 있다.
그리고 상기 코어 (53) 가 외부로부터의 통전에 의해 여자되면, 판스프링 (51) 에 대항하여 아마추어 (52) 및 커버 (45) 가 롤러 (39) 등과 함께 풀리 (32) 측으로 흡인된다. 따라서 아마추어 (52) 의 클러치면 (52a) 이 풀리 (32) 의 클러치면 (32d) 에 압접되어 동 풀리 (32) 와 걸어맞춤 핀 (38 ; 롤러 (39)) 사이에서의 동력 전달이 가능해진다.
이 상태로부터 통전 정지에 의해 코어 (53) 가 소자되면, 판스프링 (51) 의탄성력에 의해 아마추어 (52) 및 커버 (45) 가 롤러 (39) 등과 함께 풀리 (32) 로부터 이간된다. 따라서 클러치면 (32d, 52a) 이 이간되어 풀리 (32) 와 걸어맞춤 핀 (38) 사이에서의 동력 전달이 차단된다.
본 실시형태에서는 예컨대 냉방이 불필요할 때에는 외부제어에 의해 압축기의 가동을 정지시키는 것이 가능해져, 엔진 (E) 의 동력 손실을 경감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 취지에서 일탈되지 않는 범위에서 이하의 태양으로도 실시할 수 있다.
예컨대 도 8 에 도시한 바와 같이 제 2 회전체로서의 풀리 (32) 에 걸어맞춤 오목부 (43) 를 구비한 판스프링으로 이루어지는 동력 전달 아암 (61) 을 설치함과 동시에, 제 1 회전체로서의 지지 부재 (35) 에 롤러 (39) 를 설치하는 것이다. 또한 도면의 태양에서는 롤러 (39) 를 회전 운동 가능하게 지지하는 걸어맞춤 부재 (62) 가 지지 부재 (35) 에 형성된 연결 오목부 (63) 에 이탈 가능하게 끼워져 있어, 동 걸어맞춤 부재 (62) 는 탄성 스프링 (64) 에 의해 지지 부재 (35) 로부터 이탈되는 방향으로 탄성 지지되고 있다. 이 걸어맞춤 부재 (62) 와 지지 부재 (35 ; 연결 오목부 (63)) 의 걸어맞춤은 롤러 (39) 와 걸어맞춤 오목부 (43) 의 걸어맞춤에 의해 유지되어 있다. 그리고 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 사이에서의 전달 토크가 과대해져 롤러 (39) 가 걸어맞춤 오목부 (43) 내에서 벗어나면, 걸어맞춤 부재 (62) 는 탄성 스프링 (64) 의 탄성력의 해방에 의해, 지지 부재 (35) 의 연결 오목부 (63) 로부터 이탈되게 된다. 다시 말하면 풀리 (32) 와 지지 부재 (35) 사이에서의 전달 토크가 과대해진 경우에는, 롤러 (39 ; 걸어맞춤 부재(62)) 가 풀리 (32) 및 지지 부재 (35) 의 쌍방으로부터 이탈되기 때문에, 양자 (32, 35) 사이에서의 동력 전달을 차단할 수 있다.
동력 전달 경로상에 탄성 부재를 설치하지 않는다. 다시 말하면 예컨대 상기 실시형태에 있어서 동력 전달 아암 (42) 을 실질적인 강체로 한다. 그리고 규제 링 (41) 을 지름의 확대 축소 방향으로 탄성 변형 가능한 구성으로 함으로써, 롤러 (39) 와 걸어맞춤 오목부 (43) 의 걸어맞춤 상태에서도, 전달 토크에 따라 동력 전달 아암 (42 ; 걸어맞춤 오목부 (43)) 이 지지핀 (36) 을 중심으로 회전 운동함으로써, 지지 부재 (35) 에 대한 걸어맞춤 오목부 (43) 의 자세 변화를 허용하도록 한다.
걸어맞춤 핀 (38 ; 롤러 (39)) 을 풀리 (32) 에 있어서 지지핀 (36) 보다도 내주측에 설치한다. 다시 말하면 걸어맞춤 핀 (38) 과 지지핀 (36) 의 풀리 (36) 에서의 내외관계를 상기 실시형태와는 반대로 한다,
동력 전달 아암 (42) 에 있어서, 배면 (42a) 의 일부를 잘라 세워 지지부 (44) 를 일체로 형성한다.
전동 소자로서 롤러 (39) 대신에 볼을 사용한다.
동력 전달 아암 (42) 이 토크 전달시에는 풀리 (32) 의 축선 (L) 방향으로 탄성 변형됨과 동시에, 토크 전달의 차단시에는 동일하게 풀리 (32) 의 축선 (L) 방향으로 회전 운동하도록, 지지핀 (36) 및 걸어맞춤 핀 (38) 을 축선 (L) 과 수직으로 배치한다.
걸어맞춤 오목부가 아니라 걸어맞춤 볼록부가 이것을 구비하는 회전체에 대하여 자세 변화가 가능해지도록 구성한다. 다시 말하면 예컨대 걸어맞춤 핀 (38) 측에 걸어맞춤 오목부 (43) 를 고정 설치하고, 동력 전달 아암 (42) 의 선단측에 동 걸어맞춤 오목부 (43) 가 요철로 걸어맞춰지는 롤러 (39) 를 설치한다. 이 경우, 풀리 (32) 가 제 2 회전체로 되고, 지지 부재 (35) 가 제 1 회전체로 된다.
걸어맞춤 오목부 (43) 및 걸어맞춤 볼록부 (39) 의 양쪽이 이것을 구비하는 회전체 (32, 35) 에 대하여 자세 변화가 가능해지도록 구성한다.
동력 전달 아암 (42) 과 지지 부재 (35) 사이에 동 동력 전달 아암 (42) 을 풀리 (32) 의 지름 방향 내측으로 탄성 지지되는 스프링을 개재시켜, 동 스프링을 이동력 부여 수단으로 한다. 이 스프링은 예컨대 동력 전달 아암 (42) 을 구동축 (6) 측으로 인장 탄성 지지하는 구성이어도 되고, 지지핀 (36) 과 슬리브 (37) 사이에 개재되어 동 슬리브 (37) 를 회전 운동 탄성 지지하는 구성이어도 된다. 이와 같이 하면, 롤러 (39) 와 동력 전달 아암 (42) 이 이탈되면, 동 동력 전달 아암 (42) 을 롤러 (39) 의 맞닿음 없이 후퇴 위치까지 회전 운동시킬 수 있어, 양자 (42, 39) 의 충격적인 충돌에 의거한 이상음이나 진동의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
제 2 실시형태를 변경하여 지지 부재 (35) 와 구동축 (6) 사이에 전자 클러치 구성을 개재시킨다.
상기 실시형태의 동력전달기구는 엔진 (E) 과 공조용 압축기 사이의 동력 전달에 사용되는 것에 한정되지 않고, 동 엔진 (E) 과 공조용 압축기 이외의 보조기 (예컨대 파워 스테어링 장치의 유압 펌프나 기계식 과급기나 라디에이터의 냉각 팬 등) 사이의 동력 전달에 사용하여도 된다. 또 상기 실시형태의 동력전달기구의 적용은 차량상의 동력 전달 경로에 한정되지 않고, 예컨대 공작기계에 있어서 구동원과 가공구 사이의 동력 전달 경로에 적용하여도 된다. 다시 말하면 상기 실시형태의 동력전달기구는 어느 동력 전달 경로상에서도 적용할 수 있는 범용성을 갖고 있다.
Claims (15)
- 걸어맞춤 볼록부를 구비한 제 1 회전체와,제 1 회전체와 동 축 위치에 배치되어 걸어맞춤 오목부를 구비한 제 2 회전체와,걸어맞춤 볼록부와 걸어맞춤 오목부의 요철 걸어맞춤으로 제 1 회전체와 제 2 회전체는 동력 전달 가능하도록 연결되어 있는 것과,걸어맞춤 볼록부 및 걸어맞춤 오목부의 적어도 한쪽은, 동 걸어맞춤부가 구비되어 있는 회전체에 대하여 자세 변화가 가능하도록 구성되어 있는 것과,제 1 회전체와 제 2 회전체 사이에서의 동력 전달시에 이 전달 토크에 의거하는 힘을 받아 탄성 변형됨으로써, 상기 걸어맞춤 오목부 및 걸어맞춤 볼록부의 적어도 한쪽이 자세 변화를 하는 것을 허용하여, 걸어맞춤 오목부내에서의 걸어맞춤 볼록부의 슬라이딩을 수반하는 양 회전체 사이의 소정 각도 범위내에서의 상대 회전을 가능하게 하는 탄성 부재를 구비하고,상기 걸어맞춤 볼록부는 제 1 회전체에 회전 가능하도록 지지된 전동 소자로 이루어지고, 동 전동 소자는 걸어맞춤 오목부내를 접촉 회전하여 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 동력전달기구.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전동 소자는 롤러로 이루어지는 동력전달기구.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 걸어맞춤 오목부에서 걸어맞춤 볼록부가 슬라이딩하는 슬라이딩 면은 오목 곡면으로 이루어지는 동력전달기구.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 걸어맞춤 오목부 및 걸어맞춤 볼록부 중 적어도 한쪽은 회전체의 지름 방향으로 자세 변화함으로써 양 걸어맞춤부 사이의 슬라이딩을 허용하는 동력전달기구.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 걸어맞춤 볼록부 및 걸어맞춤 오목부 중 적어도 한쪽은 회전체에 탄성 부재를 통하여 구비되어 있음으로써, 동 탄성 부재의 탄성 변형에 의해 회전체에 대한 자세 변화가 가능하도록 구성되어 있는 동력전달기구.
- 제 5 항에 있어서, 상기 걸어맞춤 오목부는 회전체에 탄성 부재를 통하여 구비되어 있고, 동 탄성 부재는 적어도 일단이 회전체에 고정된 판스프링이고, 걸어맞춤 오목부는 동 판스프링을 굴곡시킴으로써 형성되어 있는 동력전달기구.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 부재는 양 회전체 사이의 상대 회전 각도의 변동에 따라 탄성계수를 변화시키는 동력전달기구.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달 토크가 과대해진경우에는, 걸어맞춤 오목부내에서 걸어맞춤 볼록부가 이탈됨으로써, 제 1 회전체와 제 2 회전체 사이에서의 동력 전달이 차단되는 구성인 동력전달기구.
- 제 8 항에 있어서, 상기 회전체에 대한 자세 변화가 가능한 걸어맞춤 볼록부 또는 걸어맞춤 오목부 중 한쪽은 동 회전체에 회전 운동 가능하게 지지된 동력 전달 아암에 구비되고, 동 동력 전달 아암은 걸어맞춤 오목부내에서 걸어맞춤 볼록부가 해제된 경우에는, 이동력 부여 수단으로부터 이동력을 받음으로써 회전 운동하여, 양 회전체 사이의 상대 회전에 의해서도 걸어맞춤 볼록부 또는 걸어멎춤 오목부 중 다른 한쪽에 간섭되지 않는 후퇴 위치로 변위되는 구성인 동력전달기구.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 회전체 또는 제 2 회전체는, 외부로부터의 제어에 의해 동력 전달 및 차단의 선택을 할 수 있는 클러치 구성을 갖고 있는 동력전달기구.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 걸어맞춤 볼록부는 걸어맞춤 오목부 및 탄성 부재를 덮는 커버를 구비한 동력전달기구.
- 제 9 항에 있어서, 상기 동력 전달 아암은 회전체에 대하여 동 회전체의 지름 방향으로 회전 운동 가능하게 지지되어 있는 동력전달기구.
- 제 9 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동력 부여 수단은 걸어맞춤 볼록부 또는 걸어맞춤 오목부 중 다른 한쪽의 걸어맞춤부와, 동 다른 한쪽의 걸어맞춤부를 동력 전달 차단 후에도 동력 전달 아암에 대하여 상대 회전시키는 외부 구동원으로 이루어지는 동력전달기구.
- 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 소자는 볼로 이루어지는 동력전달기구.
- 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 동력전달기구를 외부 구동원과의 사이의 동력 전달 경로상에 구비한 압축기.
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