자동차 가변용량 압축기의 구동러그 장착샤프트

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개실용신안공보(U)
(51) Int. Cl.
6
F04B 27/08
(11) 공개번호 실1998-055284
(43) 공개일자 1998년10월07일
(21) 출원번호 실1996-068485
(22) 출원일자 1996년12월26일
(71) 출원인 대우기전공업 주식회사 김욱한
대구광역시 달성군 논공면 북리 580-1번지
(72) 고안자 임상원
대구광역시 수성구 상동 247번지 상동청구타운 102동 608호
(74) 대리인 최경수
심사청구 : 없음
(54) 자동차 가변용량 압축기의 구동러그 장착샤프트
요약
본고안은 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트에 관한 것으로서,
샤프트(3)에 직각으로 천공된 덴트홀에 압입되어 웨블플레이트(4)를 경사각 구동하는 구동러그(8)를 가
지고, 양단에서 트러스트베어링(12,13)에 의하여 실린더하우징(2) 내방에서 지지되는 상기 샤프트(3)를
표면경화하기 위하여 상기 샤프트(3)의 상기 덴트홀(30)부위(K)와, 상기 덴트홀(30)로부터 소정간극 이
격되어 인접한 축부(G)만을 표면경화처리하는 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트에 있어서; 상
기 샤프트(3)의 구동러그(8)가 압입하여 고정되는 덴트홀(30)로부터 트러스트베어링(13)이 면접속하는
단부면(32) 까지의 샤프트(3) 표면을 일부 절삭하여 열전도차단면부(4)를 더 구비하여 상기한 표면경화
를 수행하되, 상기 열전도차단면부(40)의 두께는 표면경화깊이(T)인 것을 특징으로 하여;
본고안의 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트는 표면경화를 의도적으로 수행하지 않게 하는 가
공구성을 가짐으로서 샤프트의 구성상 강도가 취약한 언더컷을 가지는 단부에서의 연성강도를 유지하게
하여 내인장성을 부여함으로서 압축기의 수명을 증대하는 것을 목적으로 한다.
대표도
명세서
도면의 간단한 설명
제 1 도는 일반적인 구성의 자동차 가변용량 압축기의 구동러그장착샤프트를 도시하는 압축기의 단면도.
4-1
공개실용신안실1998-055284
제 2 도는 통상적인 구성의 구동러그장착샤프트가 구형되는 샤프트의 측면도 및 고주파소입열처리를 도
시하는 설명도.
제 3 도 A, B 는 종래의 자동차 가변용량 압축기의 구동러그장착샤프트의 열처리부만을 도시하는 단면도
및 표면열처리상태도.
제 4 도 A, B 는 본고안의 자동차 가변용량 압축기의 구동러그장착샤프트의 구성 및 열처리부만을 도시
하는 단면도 및 표면열처리상태도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
2: 실린더하우징
3: 샤프트
4: 웨블플레이트
8: 구동러그
12,13: 트러스트베어링
30: 덴트홀
40: 열전도차단부
[고안의 상세한 설명]
본고안은 자동차 가변용량 압축기의 구동러그( Driving Lug ) 장착샤프트에 관한 것으로서, 더욱 상세히
는 공조장치의 냉매압축동력원에서 경사진 사판을 구동하는 동력부재로서의 구동러그가 장착되는 샤프트
의 구성 및 열처리방식의 개선으로서 샤프트의 강도를 증대한 것에 관한 것이다.
자동차공조장치에 널리 채용되는 가변용량압축기는 압축비에 따라서 가변하는 각도의 회동하는 요동사판
인 웨블플레이트와 연동하여 구동되는 볼링크된 피스톤-실린더 구성을 구비한다.
상기의 피스톤-실린더어셈블리내방의 압축유체는 콘트롤밸브와 클러치의 선택적인 작동에 의하여 웨블플
레이트의 배면압에 대한 반력으로서 작용하고 상호간의 힘의 균형에 의하여 웨블플레이트를 경사각이 변
동한다.
경사각이 변동된 상태에서 웨블플레이트에 저널베어링을 개재하여 압력을 가하는 부재는 샤프트에 압입
고정되는 캔틸레버형상의 구동러그(Lug)부재이다.
상기의 구동러그는 샤프트에 직립하여 끼워지는 캔틸레버의 바아형상이며 샤프트상에는 구동러그 단부가
삽입되는 덴트홀(Dent Hole)이 천공되고,
인접하여 트러스트베어링을 그 단부(段部)이 지지하도록 단이져있는 형상으로 구성되는 샤프트는 다양한
직경의 축상부재로서 구성된다.
따라서, 구동러그가 고정되는 덴트홀과 트러스트베어링이 장착되는 단부인 언더컷부는 근접하여 위치하
게 되고 또한, 대부분의 구동력은 구동러그에 가해지므로 구동러그의 길이와 언더컷점에는 회전모우먼트
가 집중되어 샤프트의 균열 및 균열의 진행으로 인한 파손을 가져옴으로서 과도한 압축부하시의 작동성
을 저해하고 고장을 유발하는 요인이 되고 있다.
상기한 샤프트-구동러그장착구성에서, 특히, 샤프트는 고주파소입열처리수단으로서 표면을 경화시키고
있으나, 언더컷부가 축소직경부임을 감안하여 언더컷부인접부에서는 표면강화르 수행하고 있지않음에도
불구하고 표면경화시에 덴트홀 주위로 열이 전도되어 경화되어 버림으로서 언더컷부에 과도한 응력이 집
중되어 상술하는 문제점이 유발되는 것으로 보여진다.
상기의 종래의 가변용량압축기의 구동연결부의 문제점을 감안하여, 본고안의 자동차가변용량압축기의 구
동러그장착샤프트는, 샤프트를 표면경화처리함에 있어서 응력집중이 유발되는 부위에서의 경화를 방지함
으로서 샤프트의 수명을 증대하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본고안의 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트는;
샤프트에 직각으로 천공된 덴트홀에 압입되어 웨블플레이트를 경사각 구동하는 구동러그를 가지고, 양단
에서 트러스트베어링에 의하여 실린더하우징 내방에서 지지되는 상기 샤프트를 표면경화하기 위하여 상
기 샤프트에 상기 덴트홀부위와, 상기 덴트홀부터 인접한 축부만을 표면경화처리하는 자동차가변용량압
축기의 구동러그장착샤프트에 있어서;
상기 샤프트의 구동러그가 압입하여 고정되는 덴트홀로부터 트러스트베어링이 면접속하는 단부면 까지의
샤프트 표면을 일부 절삭하여 열전도차단면부를 더 구비하여 상기한 표면경화를 수행하는 것을 특징으로
한다.
이하의 부수된 도면과 함께 본고안의 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트를 종래의 구성과 비교
하여 더욱 상세하게 설명한다.
제 1 도는 일반적인 구성의 자동차가변용량압축기에서의 구동러그장착샤프트를 도시하는 압축기의 단면
도, 제 2 도는 통상적인 구성의 구동러그장착샤프트가 구형되는 샤프트의 측면도 및 고주파소입열처리를
도시하는 설명도, 제 3 도 A, B 종래의 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트의 열처리부만을 도
시하는 단면도 및 표면열처리상태도, 제 4 도 A, B 는 본고안의 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤
프트의 구성 및 열처리부만을 도시하는 단면도 및 표면열처리상태도이다.
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본고안의 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트가 적용되는 가변용량압축기의 단면도를 제 1 도로
서 설명한다.
리어하우징(1)의 단부로부터 연장되어 실린더하우징(2)을 가로질러 설치되는 샤프트(3) 상에는 동축의
웨블플레이트(4)가 삽입되고 이 웨블플레이트(4)에는 볼링크기구(5)로서 연결된 방사상의 다수의
실린더(6)내의 피스톤(7)이 연결되어 구동부를 형성하고 있다.
웨블플레이트(4)의 축내방에는 슬리브(10)를 개재하여 직립한 구동러그(8)가 샤프트(3)상에 장착되고 웨
블플레이트(4)의 후방에는 트러스트베어링(11)으로 접속지지되는 저널플레이트(9)가 구동러그(8)에 의하
여 압압구공된다. 샤프트(3)의 양단지지측에는 트러스트베어링(12,13)이 삽입되어 지지된다.
리어하우징(1)내방의 흡입실(20) 및 토출실(21)과 콘트롤밸브(22)의 작동으로서 웨블플레이트(4)는 샤프
트(3)에 대하여 소정각도로서 경사져 구동됨으로서 압축량이 조절되는 통상적인 구성이다.
상기한 구성에서 샤프트(3)만을 도시하는 것이 제 2 도이다.
샤프트(3)네는 구동러그(8)를 압입하여 고정하는 덴트홀(30)을 가지게 되고 양단부에는
트러스트베어링(12,13)의 일단부를 면접속하는 단부면(31,32)을 가지고 이 단부면에서 작동부의 분리구
성을 위하여 축소된 직경의 언더컷(33,34)을 구비한다.
종래에는 상기한 샤프트(3)를 구성함에 있어서 고주파소입열처리장치의 가열프루브(P)를 샤프트(3)를 가
로질러 지나면서 필요부위에서 통전함으로서 표면열처리를 수행하고 있다.
종래의 구성에서는 제 3 도 A, B 에서와 같이,
샤프트(3)의 덴트홀(30)부위(K)와, 소정간극(D)을 두고 이격한 인접한 축부(G)는 표면경화처리(S)를 수
행하지만, 트러스트베어링(13)이 접속하는 단부면(32)의 인더컷(34)의 부위(D)는 표면경화를 수행하지
아니한다.
이는 표면경화처리된면 강도는 증대되지만, 연성은 저하되므로 구동러그(8)에 가해지는 구동력이
언터컷(34)의 일점(H)을 지점으로 하여 최대 회전모우먼트(M)가 인가될 때의 내구성을 위하여 인장력을
보장하기 위한 것이다.
그러나, 상기한 덴트홀(30) 부위(K)만의 표면경화처리시에도 표면의 소정두께(T)만이 경화되는 표면경화
처리에서 덴트홀(30) 주변으로 열이 전도되어 희망하지 아니한 부위인 언더컷(34) 부위(D)에서도
경화면(S)이 수행되어 버림으로서 그 원래의 목적을 달성하기 어려운 상술하는 문제점을 가지는 것이다.
이는 주로 열전도와 덴트홀(30) 가동부의 기계적인 가공에 의한 소재물성의 열화와 표면 열전도에 기인
하는 것으로 보여진다.
상기의 종래 구성의 문제점을 감안하여 안출된 본고안의 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트의
구성 및 처리방법을 설명한다.
본고안에서는 샤프트(3)의 구동러그(8)를 압입하여 고정하는 덴트홀(30)로부터 트러스트베어링(13)이 면
접속하는 단부면(32) 까지의 샤프트(3) 표면을 표면경화깊이(T) 만큼 절삭하여 열전도차단면부(40)를 구
성한다.
상기와 같이 함으로서 열전도차단면부(40)의 구성으로서 덴트홀(30)로부터 트러스트베어링(13)이 면접속
하는 단부면(32) 까지의 샤프트(3) 표면의 덴트홀(30)의 가공에 따른 소재의 물성의 변화영역을 제거할
수있고, 표면경화시에 가열프루브(P)로부터의 거리가 멀어 표면경화가 수행되지 아니하게 되어 표면경화
처리가 이루어지지 아니한 채로 잔류하게 된다.
따라서, 집중응력이 인간되는 언더컷(34)부는 고인장강도를 가지게 됨으로서 기계적인 충격에 대한 내구
성을 가지게 되는 것이다.
이상과 같은 본고안의 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트는 표면경화를 의도적으로 수행하지
않게 하는 가공구성을 가짐으로서 샤프트의 구성상 강도가 취약한 언더컷을 가지는 단부에서의 연성강도
를 유지하게 하여 내인장성을 부여함으로서 압축기의 수명을 증대하는 유용성을 가진다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
샤프트(3)에 직각으로 천공된 덴트홀에 압입되어 웨블플레이트(4)를 경사각 구동하는 구동러그(8)를 가
지고, 양단에서 트러스트베어링(12,13)에 의하여 실린더하우징(2) 내방에서 지지되는 상기 샤프트(3)를
표면경화하기 위하여 상기 샤프트(3)의 상기 덴트홀(30)부위(K)와, 상기 덴트홀(30)로부터 소정간극 이
격되어 인접한 축부(G)만을 표면경화처리하는 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트에 있어서;
상기 샤프트(3)의 구동러그(8)가 압입하여 고정되는 덴트홀(30)로부터 트러스트베어링(13)이 면접속하는
단부면(32) 까지의 샤프트(3) 표면을 일부 절삭하여 열전도차단면부(40)를 더 구비하여 상기한 표면경화
를 수행하는 것을 특징으로 하는 자동차가변용량압축기의 구동러그장착샤프트.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 열전도차단면부(40)의 두께는 표면경화깊이(T)인 것을 특징으로 하는 자동차가변용량압축기의 구동
러그장착샤프트.
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도면
도면1
도면2
도면3
도면4
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