KR100274465B1 - Axial Support Structure of Rotary Compressor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로터리 압축기의 축 지지구조에 관한 것으로서, 특히 압축기의 기동초기 입력손실을 저감함과 동시에 동작 중 마찰 및 마모를 저감하기 위한 구조의 축 지지구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft support structure of a rotary compressor. In particular, an object of the present invention is to provide a shaft support structure of a structure for reducing initial startup loss of a compressor and at the same time reducing friction and wear during operation.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 고정자와 회전자로 구성된 모터의 회전에 따라 회전하는 축과, 상기 축의 하부에서 축과 회전자의 하중을 지지하는 서브 베어링으로 이루어진 로터리 압축기의 축 지지구조에 있어서, 상기 축과 회전자의 하중을 지지시키기 위해 축과 서브 베어링의 사이에 내륜과 외륜으로 이루어진 구면 베어링을 설치하되 상기 내륜은 축에 설치하고 외륜은 서브 베어링에 설치하여 축의 회전에 따른 추력과 방사력을 동시에 지지할 수 있도록 구성한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a shaft supporting structure of a rotary compressor comprising a shaft rotating according to the rotation of a motor composed of a stator and a rotor, and a sub-bearing supporting a load of the shaft and the rotor under the shaft. In order to support the load of the shaft and the rotor, a spherical bearing consisting of an inner ring and an outer ring is installed between the shaft and the sub bearing, wherein the inner ring is installed on the shaft, and the outer ring is installed on the sub bearing. It is configured to support power simultaneously.

Description

로터리 압축기의 축 지지구조Axial Support Structure of Rotary Compressor

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 특히 축과 베어링 간의 마모 및 마찰을 줄이기 위한 축 지지구조에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary compressor, and more particularly, to a shaft support structure for reducing wear and friction between the shaft and the bearing.

종래 로터리 압축기의 압축기구부는 도 1 에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(1) 내에 압축기구부와 이를 구동하는 전동기구부로 구성된다.As shown in FIG. 1, the compression mechanism of the conventional rotary compressor is composed of a compression mechanism and an electric mechanism driving the same.

상기 전동기구부는 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 고정자(2)와, 상기 고정자(2)와의 상호 작용을 통해 발생되는 유도기전력에 의해 회전하는 회전자(3)와, 상기 회전자(3)에 압입되어 회전자(3)의 회전에 따라 회전하는 축(4)으로 구성된다.The electric machine part is a stator (2) for generating a magnetic force when the power is applied, the rotor (3) rotated by the induced electromotive force generated through the interaction with the stator (2), and the rotor (3) It consists of the shaft 4 which is press-fitted and rotates according to the rotation of the rotor 3.

상기 압축기구부는 상기 축(4)의 하부에 편심 축설되어 축(4)의 회전에 따라 일정한 편심궤적을 갖고 회전하면서 냉매를 흡입, 압축, 토출하는 롤러(5)와, 상기 롤러(5)의 작용공간이 되는 실린더(6)와, 상기 실린더(6)의 상, 하부에서 압축기구부를 지지하는 메인 베어링(7) 및 서브 베어링(8)과, 상기 회전자(3)와 축(4)의 하중을 받는 쓰러스트부(축의 하면과 서브 베어링의 상면이 접촉되는 부위)(9)로 구성된다.The compressor mechanism is eccentrically arranged in the lower portion of the shaft (4) and the roller (5) for sucking, compressing, and discharging the refrigerant while rotating with a constant eccentric trace in accordance with the rotation of the shaft (4), Of the cylinder (6) serving as a working space, the main bearing (7) and the sub bearing (8) for supporting the compression mechanism at the upper and lower portions of the cylinder (6), and the rotor (3) and the shaft (4). The thrust part (portion which the lower surface of a shaft and the upper surface of a sub bearing contact | connects) is loaded (9).

이와 같이 구성된 상태에서 전원이 인가되면 고정자(2)와 회전자(3) 사이의 상호 작용으로 유도기전력이 발생되어 회전자(3)가 회전하게 되고, 상기 회전자(3)가 회전하게 되면 상기 회전자(3)에 압입되어 있는 축(4)이 회전하게 되며, 상기 축(4)의 하부에 편심 축설되어 있는 롤러(5)는 축(4)의 회전에 의해 실린더(6)의 내주면을 따라 자전 및 공전하면서 냉매를 흡입, 압축, 토출하게 된다.When power is applied in the state configured as described above, an induction electromotive force is generated by the interaction between the stator 2 and the rotor 3 to rotate the rotor 3, and when the rotor 3 rotates, The shaft 4 press-fitted to the rotor 3 rotates, and the roller 5 eccentrically arranged below the shaft 4 rotates the inner circumferential surface of the cylinder 6 by the rotation of the shaft 4. Accordingly, the refrigerant is sucked, compressed and discharged while rotating and rotating.

상기 축(4)은 메인베어링(7) 및 서브베어링(8)에 접촉하면서 회전하게 되고, 특히 도 2 와 같이 회전자와 축의 하중에 해당하는 만큼 축의 하면과 서브 베어링(8)면과 접촉되어 있으며(쓰러스트부의 공간이 없는 상태), 기동되어지면서 모터의 자기장의 영향에 의하여 축(4)이 상방향으로 힘을 받게 되면 쓰러스트부(9)에 공간이 발생되도록 즉, 상기 축(4)과 서브 베어링(8)이 탈착되면서 운전되도록 설계되어 있다.The shaft 4 is rotated in contact with the main bearing 7 and the sub-bearing 8, in particular in contact with the lower surface of the shaft and the surface of the sub bearing 8 as much as the load of the rotor and shaft as shown in FIG. (The state where there is no space in the thrust portion), and when the shaft 4 is forced upward by the influence of the magnetic field of the motor while being activated, the space is generated in the thrust portion 9, that is, the shaft 4 ) And the sub bearing 8 are designed to be operated while being removed.

여기서, 상기 쓰러스트부(9)의 초기 기동토크 및 마모를 방지하기 위하여 쓰러스트부(9)의 조도가(Rz≤2) 일정 이상으로 관리 되어지고 있다.Here, in order to prevent the initial starting torque and wear of the thrust portion 9, the roughness of the thrust portion 9 is managed at a constant or higher (Rz ≦ 2).

이와 같이 상기 축과 회전자의 자중에 의해 쓰러스트부에 공간이 없으므로 축의 기동시 높은 기동토크 손실과 초기 마모를 발생시켜 로터리 압축기의 신뢰성을 저하시키게 되는데, 통상의 축과 회전자의 무게가 2∼3㎏ 정도로 무겁기 때문에 이러한 자중에 의해 축 기동시 더 많은 기동 토크를 필요로 하게 되었다.Thus, since there is no space in the thrust part due to the weight of the shaft and the rotor, high starting torque loss and initial wear occurs when the shaft is started, thereby lowering the reliability of the rotary compressor. Since it is heavy at about -3 kg, this starting weight requires more starting torque at the time of shaft start.

특히, 정지되어 있는 쓰러스트부에는 축과 회전자의 자중에 의해 공간이 거의 없는 상태이므로 윤활막 형성이 어려워 0.2∼0.3 정도의 초기 정마찰계수를 나타내어 많은 초기 입력 손실이 유발된다.Particularly, since the stationary thrust portion has almost no space due to the weight of the shaft and the rotor, it is difficult to form a lubricating film, resulting in an initial static friction coefficient of about 0.2 to 0.3, which causes a lot of initial input loss.

또한, 축에 서브 베어링 조립시 조립불량이 발생되면 축의 마모가 발생하여 입력상승의 원인이 되므로 서브 베어링 조립시 공차관리가 요구되어 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, when assembling failure occurs when assembling the sub-bearing on the shaft, the wear of the shaft is caused to cause the input rise, there is a problem that the tolerance management is required when assembling the sub-bearing and workability is reduced.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로서, 압축기의 기동초기 입력손실을 저감함과 동시에 동작 중 마찰 및 마모를 저감하기 위한 구조의 축 지지구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in view of this point, and an object thereof is to provide an axial support structure having a structure for reducing initial startup loss of a compressor and at the same time reducing friction and wear during operation.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 고정자와 회전자로 구성된 모터의 회전에 따라 회전하는 축과, 상기 축의 하부에서 축과 회전자의 하중을 지지하는 서브 베어링으로 이루어진 로터리 압축기의 축 지지구조에 있어서, 상기 축과 회전자의 하중을 지지시키기 위해 축과 서브 베어링의 사이에 내륜과 외륜으로 이루어진 구면 베어링을 설치하되 상기 내륜은 축에 설치하고 외륜은 서브 베어링에 설치하여 축의 회전에 따른 추력과 방사력을 동시에 지지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a shaft supporting structure of a rotary compressor comprising a shaft rotating according to the rotation of a motor composed of a stator and a rotor, and a sub-bearing supporting a load of the shaft and the rotor under the shaft. In order to support the load of the shaft and the rotor, a spherical bearing consisting of an inner ring and an outer ring is installed between the shaft and the sub bearing, wherein the inner ring is installed on the shaft, and the outer ring is installed on the sub bearing. Characterized in that configured to support the power at the same time.

도 1 은 종래 로터리 압축기의 구성도.1 is a block diagram of a conventional rotary compressor.

도 2 는 종래 로터리 압축기의 축 지지구성도.Figure 2 is a shaft support configuration of a conventional rotary compressor.

도 3 은 본 발명에 의한 로터리 압축기의 축 지지구성도.Figure 3 is a shaft support configuration of the rotary compressor according to the present invention.

도 4 는 본 발명의 다른 실시 예시도.4 is another exemplary embodiment of the present invention.

도 5 는 도 4의 A부 상세도.FIG. 5 is a detailed view of portion A of FIG. 4; FIG.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

101 : 축 102 : 서브 베어링101: shaft 102: sub bearing

103 : 구면 베어링 103a : 내륜103: spherical bearing 103a: inner ring

103b : 외륜 104 : 내마모 저마찰성 물질103b: outer ring 104: wear-resistant low friction material

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 본 발명에 의한 로터리 압축기의 축 지지구조를 나타낸 것으로, 축(101)과 서브 베어링(102)의 사이에 내륜(103a)과 외륜(103b)으로 구성된 구면 베어링(103)을 적용한 것이다.3 shows the shaft support structure of the rotary compressor according to the present invention, and the spherical bearing 103 composed of the inner ring 103a and the outer ring 103b is applied between the shaft 101 and the sub bearing 102.

즉, 구형의 내륜(103a)을 축(101)의 하부에 설치하고 상기 내륜(103a)과 대응되는 외륜(103b)을 서브 베어링(102)에 설치하여 축(101)의 회전에 따른 추력과 방사력을 동시에 지지할 수 있도록 한 것이다.That is, the spherical inner ring 103a is installed at the lower portion of the shaft 101 and the outer ring 103b corresponding to the inner ring 103a is provided at the sub bearing 102 so that the thrust and the room caused by the rotation of the shaft 101 are prevented. It is to support the power at the same time.

이와 같이 구성하게 되면 축(101)의 하면과 서브 베어링(102)의 상면 사이가 50∼100㎛ 정도 간격을 두고 떨어져 있게 되어 실질적으로 축(101)은 서브 베어링(102)과는 직접적으로 접촉하지 않게 되며, 대신에 축(101)의 하부에 위치한 구면 베어링(103)이 서브 베어링(102)과 쓰러스트부의 역할을 동시에 수행하게 된다. 즉, 서브 베어링(102)의 축 회전자 지지역할과 쓰러스트부의 마모 방지 역할을 동시에 수행할 수 있는 것이다.In this configuration, the lower surface of the shaft 101 and the upper surface of the sub bearing 102 are spaced apart by about 50 to 100 μm so that the shaft 101 does not directly contact the sub bearing 102. Instead, the spherical bearing 103 located below the shaft 101 serves as the sub bearing 102 and the thrust portion at the same time. That is, it is possible to perform the role of preventing the wear of the thrust portion and the shaft rotor support of the sub-bearing 102.

이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.

먼저, 축(101)의 기동이 시작되면 상기 축(101)의 하부에 설치되어 있는 내륜(103a)이 서브 베어링(102)에 설치되어 있는 외륜(103b)과 미끄럼 접촉하면서 초기 기동토크를 감소시키게 되며, 동작중에는 내륜(103a)과 외륜(103b) 사이에 윤활막이 형성되므로 마찰 및 마모 특성을 최저 수준으로 저감시킬 수 있게 된다.First, when the start of the shaft 101 is started, the inner ring 103a provided in the lower portion of the shaft 101 is in sliding contact with the outer ring 103b provided in the sub bearing 102 to reduce the initial starting torque. During operation, a lubricating film is formed between the inner ring 103a and the outer ring 103b, thereby reducing friction and wear characteristics to a minimum level.

이때, 상기 구면 베어링(103)의 내륜(103a)과 외륜(103b)이 서로 미끄럼 접촉하게 되므로 마찰량을 보다 작게 하기 위하여 도 5 와 같이 외륜(103b)의 내륜 접촉부에 내마모 저마찰성을 가진 물질(104)을 코팅하게 되었는데, 주로 MoS2를 코팅하여 기동시 정마찰계수를 낮추어 기동토크를 낮추게 된다.At this time, since the inner ring 103a and the outer ring 103b of the spherical bearing 103 are in sliding contact with each other, a material having low wear resistance at the inner ring contact portion of the outer ring 103b as shown in FIG. Coated (104), mainly MoS 2 is coated to lower the static friction coefficient during starting to lower the starting torque.

상기한 MoS2외에도 내마모 저마찰성을 갖는 물질이면 어떤 것이라도 코팅 가능하다.In addition to the MoS 2 described above, any material having low wear resistance may be coated.

여기서, 로터리 압축기는 특성상 기동되어지면서 모터(고정자, 회전자)의 자기장의 영향으로 축(101)이 윗방향으로 힘을 받아 축(101)과 서브 베어링(102)이 서로 탈착되면서 운전되도록 설계되므로 구면 베어링(103)의 외륜(103b)을 설계함에 있어 도 4 와 같이 외륜(103b)의 단면에서 하부는 내륜(103a)을 받쳐주도록 반원형으로 구성하고, 상부는 내륜(103a)의 윗방향 운동에 간섭되지 않도록 개방된 상태로 설계할 수 있다.Here, the rotary compressor is designed to be operated while being driven by its characteristics, and the shaft 101 and the sub-bearing 102 are detached from each other by being forced upward by the influence of the magnetic field of the motor (stator, rotor). In designing the outer ring 103b of the spherical bearing 103, as shown in FIG. 4, the lower part of the spherical bearing 103 has a semicircular shape so as to support the inner ring 103a, and the upper portion of the spherical bearing 103 moves upward. It can be designed to be open so as not to interfere.

또한, 이와 같이 구성하게 되면 로터리 압축기의 구성시 서브 베어링(102)을 축(101)에 용이하게 조립할 수 있는 잇점이 있게 되며, 만일 약간의 조립 공차가 발생되더라도 구면 베어링(103)의 자동 길들임성에 의해 초기 마찰계수를 낮출 수 있게 된다.In addition, this configuration provides an advantage that the sub-bearing 102 can be easily assembled to the shaft 101 in the configuration of the rotary compressor, and even if a slight assembly tolerance occurs, the automatic taming of the spherical bearing 103 occurs. It is possible to lower the initial friction coefficient.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 축과 서브 베어링의 사이에 구면 베어링을 적용함으로써 동작중 전체적인 마찰력을 낮출 수 있고, 특히 초기 기동토크를 감소시켜 모터의 부하를 낮출 수 있으며, 서브 베어링 조립시 특별한 공차 관리 없이 조립할 수 있어 생산성이 향상되는 효과가 있다.As described above, the present invention can reduce the overall frictional force during operation by applying a spherical bearing between the shaft and the sub bearing, and in particular, can reduce the initial starting torque to lower the load of the motor, and special tolerances when assembling the sub bearing. Can be assembled without management has the effect of improving productivity.

Claims (4)

고정자와 회전자로 구성된 모터의 회전에 따라 회전하는 축과, 상기 축의 하부에서 축과 회전자의 하중을 지지하는 서브 베어링으로 이루어진 로터리 압축기의 축 지지구조에 있어서,In the shaft support structure of the rotary compressor consisting of a shaft that rotates in accordance with the rotation of the motor consisting of the stator and the rotor, and a sub-bearing for supporting the load of the shaft and the rotor below the shaft, 상기 축과 회전자의 하중을 지지시키기 위해 축과 서브 베어링의 사이에 내륜과 외륜으로 이루어진 구면 베어링을 설치하되 상기 내륜은 축에 설치하고 외륜은 서브 베어링에 설치하여 축의 회전에 따른 추력과 방사력을 동시에 지지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 축 지지구조.In order to support the load of the shaft and the rotor, a spherical bearing consisting of an inner ring and an outer ring is installed between the shaft and the sub bearing. A shaft support structure of a rotary compressor, characterized in that configured to support at the same time. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외륜은 그 단면에서 하부는 내륜을 받칠 수 있도록 반원형으로 구성되고 상부는 내륜의 상방향 운동에 간섭되지 않도록 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 축 지지구조.The outer ring is a shaft support structure of the rotary compressor, characterized in that the lower end is configured in a semi-circular shape so as to support the inner ring and the upper part is open so as not to interfere with the upward motion of the inner ring. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외륜의 내륜 접촉부에 서로 간의 마찰량을 줄이기 위한 물질이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 축 지지구조.The shaft support structure of the rotary compressor, characterized in that the coating material for reducing the amount of friction between the inner ring contact portion of the outer ring. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 외륜에 코팅되는 물질은 MoS2인 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 축 지지구조.The material coated on the outer ring is MoS 2 shaft support structure, characterized in that.
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