KR100299506B1

KR100299506B1 - 스크롤 유압장치

Info

Publication number: KR100299506B1
Application number: KR1019980002076A
Authority: KR
Inventors: 시게키 미우라; 마코토 다케우치
Original assignee: 마스다 노부유키; 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 2002-01-15
Also published as: CA2227685A1; DE69802119T2; TW347441B; DE69802119D1; AU700167B2; EP0855509A1; CN1192509A; CN1088158C; US6146117A; AU5269798A; KR19980070771A; JPH10205463A; EP0855509B1; CA2227685C

Abstract

윤활유가 소모되었을 때에도 전면 케이스의 키홈이 비정상적으로 마모되는 것을 방지하고, 부품수를 감소시킬 수 있는 스크롤 유압 장치가 제공된다. 스크롤 유압 장치는 고정 스크롤, 고정 스크롤과 맞물려 있는 동안 선회 소용돌이 운동을 수행하는 스월 스크롤, 전면 케이스가 회전되는 것으로부터 스월 스크롤이 회전되는 것을 방지하는 동안 선회 소용돌이 운동내로 스월 스크롤을 이동시키도록 하는 키를 갖는 올드햄 조인트, 케이스 본체의 종단 개구부에 전면 케이스를 부착시켜 형성된 하우징내에 고정 스크롤, 스월 스크롤과, 올드햄 조인트을 수납하는 케이스 본체를 포함한다. 올드햄 조인트의 키가 접합되는 키홈부(50)와 전면 케이스의 스월 스크롤에 작용하는 축방향 응력을 지지하는 부분(51)은 철합금으로 제작되어 있다.

Description

스크롤 유압 장치{SCROLL HYDRAULIC MACHINE}

본 발명은 압축기 또는 팽창 장치로서 사용되는 스크롤 유압 장치에 관한 것이다. 본 출원은 일본 특허 출원 평9-24466호에 기초를 두고 있고, 그 내용이 본 명세서에 참조로 기재되어 있다.

고정 스크롤 및 고정 스크롤과 맞물려서 스월운동을 수행하는 스월 스크롤을 갖는 유압장치에, 스월 스크롤로 하여금 회전운동을 수행하게 하는 반면 스월 스크롤이 회전하는 것을 방지하는 올드햄 조인트(Oldham joint)가 제공된다. 고정 스크롤, 스월 스크롤 및 올드햄 조인트는 다른 부품들과 함께 케이스 본체와 그의 단부의 개구에 부착된 전방 케이스에 의해 형성된 하우징내에 배치된다.

종래의 전방 케이스의 수직 단면도가 도3에 도시되어 있고, 여기서 올드햄 조인트 및 전방 케이스(6)가 올드햄 조인트에 형성된 키와 전방 케이스(6)를 관통하는 키홈(50)에 의해 서로 연결되어 있다. 또한, 스월 스크롤상에 작용하는 스러스트 력을 지지하는 스러스트 베어링(36)은 전방 케이스(6)의 내측 단부면의 주변 가장자리에 배치되어 있다.

상술한 종래의 스크롤 유압 장치에서, 중량을 가볍게 하기 위하여, 케이스 본체, 전방 케이스, 고정 스크롤 및 스월 스크롤이 통상 알루미늄 합금으로 만들어 졌다.

그러나, 올드햄 조인트가 철합금으로 형성되고 그 표면이 열처리에 의해 경화되기 때문에, 윤활유가 흘러나올 때 전방 케이스의 키홈이 비정상적으로 마모되는 문제점이 있었다. 또한, 스러스트 베어링을 제공하는 것이 필요하기 때문에, 부품수가 증가되어 비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 윤활유가 흘러나올때에도 전방 케이스의 키홈이 비정상적으로 마모되는 것을 방지할 수 있도록 구성되고, 부품수가 감소될 수 있는 스크롤 유압 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따라서, 고정 스크롤, 고정 스크롤과 맞물리는 동안 회전 스월 운동을 수행하는 스월 스크롤, 스월 스크롤로 하여금 회전 스월 운동을 수행하게 하는 반면 스월 스크롤이 회전하는 것을 방지하기 위한 키를 가지는 올드햄 조인트, 올드햄 조인트의 키가 설치된 키홈부와 스월 스크롤상에 작용하는 스러스트 력을 지지하는 부분이 철합금으로 만들어 지도록 구성된 전방 케이스, 및 전방 케이스를 그의 단부의 개방부에 부착시킴으로써 형성된 하우징내에 고정 스크롤, 스월 스크롤 및 올드햄 조인트를 수용하는 케이스 본체를 구비하는 스크롤 유압장치가 제공된다.

본 발명에 따라서, 올드햄 조인트의 키가 설치되는 키홈부와 전방 케이스의 스월 스크롤상에 작용하는 스러스트 력을 지지하는 부분이 철합금으로 만들어지므로, 키홈내에 윤활유가 훌륭하게 보존되고, 또한 윤활유가 약간 흘러나올때에도 비정상적인 마모가 발생되지 않게 된다. 또한, 스러스트 베어링이 생략될 수 있으므로, 부품수가 감소되고 이것에 의해 비용이 감소될 수 있다.

본 발명에 따라서, 키홈부와 스월 스크롤상에 작용하는 스러스트 력을 지지하는 부분이 고정 수단을 통해 전방 케이스에 일체로 연결되도록 개별적으로 구성되는 구조가 제공된다. 이 경우, 비용이 더욱 감소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 수직 단면도이다;

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤 압축기의 전면 케이스를 도시한 수직 단면도이다;

도 3은 종래 스크롤 압축기의 전면 케이스를 도시한 수직 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 하우징

2 : 케이스 본체

6: 전방 케이스

7 : 회전 샤프트

10 : 고정 스크롤(fixed scroll)

12 : 나선 랩(spiral wrap)

14 : 스월 스크롤(swirling scroll)

26 : 올드햄 조인트(Oldham joint)

31 : 고압 챔버

50: 키홈

이제 본 발명이 실시예에 의거하여 아래에서 상세히 설명될 것이다.

도1은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 수직 단면도이고, 도2는 본 실시예에 따른 전방 케이스의 수직 단면도이다.

도1에서, 참조 번호 1 은 케이스 본체(2)와 그의 단부의 개구에 부착된 전방 케이스(6)를 구비하는 하우징을 나타낸다.

전방 케이스(6)를 통해 연장하는 회전 샤프트(7)는 베어링(8, 9)을 거쳐 하우징(1)에 회전 가능하게 지지된다.

서로 결합된 고정 스크롤(10)과 스월 스크롤(14)은 하우징(1)내에 배치된다.

고정 스크롤(10)에는 단부판(11)과 그의 내면에 직립상태로 배치된 나선 랩(spiral wrap)(12)이 제공되며, 단부판(11)은 볼트(도시되지 않음)에 의해 케이스 본체(2)에 고정된다.

하우징(1)내의 공간은 단부판(11)의 외주면을 케이스 본체(2)의 내주면에 접촉시킴으로써 분리되고, 따라서 고압 챔버(31)가 단부판(11)의 외측면에 형성되며 저압 챔버(28)는 단부판(11)의 내측면에 형성된다.

또한, 배출 포트(29)는 단부판(11)의 중심을 관통하고, 배출 포트(29)는 배출 밸브(30)에 의해 개폐되는 그러한 방식으로 구성된다.

스월 스크롤(14)에는 단부판(15)과 그의 내면에 직립상태로 배치된 나선 랩(16)이 제공되며, 나선 랩(16)은 실질적으로 고정 스크롤(10)의 나선 랩(12)과 동일한 형상을 가진다.

스월 스크롤(14)과 고정 스크롤(10)이, 그의 중심들이 서로에 대해 스월 반경의 각도로 편심적으로 변위되고 그의 각도가180도로 편심적으로 변위되는 상태에서 도면에 도시된 바와같은 그러한 방식으로 서로 결합될 때, 나선 랩(12)의 전방 단부면상에 매설된 선단 시일(17)은 단부판(15)의 내측면에 밀착되고, 나선 랩(16)의 전방 단부면에 매설된 선단 시일(18)은 단부판(11)의 내측면에 밀착되며, 따라서 나선 랩(12, 16)의 측면이 여러 부분에서 선접촉하고, 이것에 의해 나선 중심에 대해 대칭점을 형성하는 다수의 압축 챔버(19a, 19b)가 형성된다.

구동 부시(21)는, 구동부시(21)를 관통하는 슬라이드 홈(24)내에 슬라이드 가능하게 설치된 편심적으로 변위된 중심을 가지는 그러한 방식으로, 스월 베어링(23)을 통해 돌출하는 방식으로 단부판(15)의 외측면상의 중심부에 제공된 원통형 보스(20)의 내측부와, 회전 샤프트(7)의 내측단부에 제공된 편심적으로 변위된 구동 핀(25)에 회전가능하게 설치된다.

이때, 스월 스크롤(14)의 스월 운동에 기인한 동적 불균형을 안정시키기 위한 평형추(27)가 구동 부시(21)에 장착된다.

이 경우에, 참조 번호 26 은 철 소결 합금(0.2/0.8wt.%Mo를 함유하는 JIS Z 2550 SMF5)만들어진 올드햄 조인트를 가리키며, 여기서 키는 진동 및 슬라이드하도록 단부판(15)의 외측면의 주변 가장자리와 전방 케이스(6)의 내측면의 주변 가장자리를 관통한 키홈속으로 설치되고, 이것에 의해 스월 스크롤(14)의 스월 운동은 허용되지만 그의 회전은 방지된다.

참조 번호 35 는 회전 샤프트(7)에 고정된 평형추를 가리키고, 참조 번호 30 은 고압 챔버(31)내의 가스 압력이 비정상적으로 상승할 때 개방되는 릴리프 밸브를 가리킨다.

따라서, 자동차 엔진(도시되지 않음)으로부터 발생되는 동력은 접점으로서 전자기 클러치(37)를 사용함으로써 벨트(38)와 전자기 클러치(37)를 통해 회전 샤프트(7)에 전달된다.

회전 샤프트(7)가 회전될 때, 스월 스크롤(14)은 편심적으로 변위된 구동핀(25), 슬라이드 홈(24), 구동 부시(21), 스월 베어링(23) 및 보스(20)를 구비하는 스월 반경 변환 기구로서 또한 작용하는 회전 스월 구동 기구를 통해 구동되고, 따라서 스월 스크롤(14)은 회전 샤프트(7)와 편심적으로 변위된 구동 핀(25)과의 사이에 편심변위된 량의 스월 반경을 가지는 원형 트랙상에서 회전 샤프트(7)의 축방향 중심을 통과하는 라인의 주위로 원형 스월 운동을 수행하는 반면 그의 회전은 올드햄 조인트(26)에 의해 방지된다.

이때, 나선 랩(12, 16) 측면들 사이의 라인접촉부는 나선의 중심방향을 향해 점진적으로 이동하고, 그 결과 압축 챔버(19a, 19b)는 나선의 중심방향으로 이동하면서 그의 체적이 감소된다.

이와 대응하여, 흡입 포트(도시되지 않음)로부터 저압 챔버(28)로 흐른 가스는 나선 랩(12, 16)의 외주단부에 형성된 개방부로부터 각각의 압축 챔버(19a,19b)로 도입되고, 압축되는 동안 중심 챔버(22)로 공급되며, 배출 밸브(30)를 가압 및 개방시킴으로써 배출 포트(29)를 통해 이곳으로부터 고압 챔버(31)로 배출되고, 그 다음 배출 파이프(도시되지 않음)를 통해 흘러나간다.

스월 스크롤(14)이 스월 운동을 할 때, 편심적으로 변위된 방향을 향하는 원심력과 각각의 압축 챔버(19a, 19b)내의 압축가스에 기인한 가스 압력은 스월 스크롤(14)상에 작용하고, 따라서 압축 챔버(19a, 19b)내의 가스가 누설하는 것을 방지하도록 스월 스크롤(14)은 그의 스월 반경이 그의 결합력에 기인하여 증가하는 방향으로 가압되고, 나선 랩(16)의 내측면은 고정 스크롤(10)의 나선 랩(12)의 내측면과 밀착한다.

이때, 나선 랩(12)의 측면과 나선 랩(16)의 측면이 서로 밀착된 상태로 슬라이드할 때, 스월 스크롤(14)의 스월 반경이 자동적으로 변하여, 편심적으로 변위된 구동 핀(25)이 슬라이드 홈(24)내에서 슬라이드한다.

전방 케이스(6)는 알루미늄 합금(JIS ADC12)으로 만들어 지고, 그의 내측단부, 즉 적어도 키홈부(50)에 올드햄 조인트(26)의 키가 설치되며, 스월 스크롤(14)상에 작용한 스러스트 력에 대한 지지부(51)는 도2에 도시된 바와 같이 주철 합금으로 만들어 진다. 이 목적에 적합한 주철 합금은 JIS FC 또는 HB200∼250과 200N/mm²또는 그 이상의 장력을 갖는 FCD이다. 이들은 삽입, 용접등에 의해 전방 케이스(6)에 일체로 형성된다.

이 경우에, 지지부(51)는 개별적인 부품으로 구성될 수 있고, 볼트 등(도시되지 않음)과 같은 그러한 패스너를 통해 전방 케이스(6)에 고정될 수 있다.

이 경우, 올드햄 조인트(26)의 키가 설치되어 진동하는 방식으로 슬라이드하는 키홈(50)이 그곳에 오일을 보유하고 고경도의 철합금으로 만들어 지므로, 윤활유가 약간 흘러나올때에도 비정상적인 마모가 발생되지 않는다.

더욱이, 스월 스크롤(14)의 단부판(15)의 외측단부면 외주 가장자리와 밀착하게 됨으로써 스러스트 력을 지지하는 지지부(51)가 내마모성이 우수한 철 재료로 만들이 지므로, 스러스트 베어링(36)이 생략될 수 있고, 이것에 의해 부품수가 감소될 수 있고, 또한 비용이 감소될 수 있다.

본 발명에 따라서, 올드햄 조인트의 키가 설치되는 적어도 키홈부와 전방 케이스의 스월 스크롤상에 작용한 스러스트 력을 지지하는 부분이 철합금으로 만들어 지므로, 키홈은 오일을 보유하며 윤활유가 약간 흘러나올 때에도, 비정상적인 마모가 발생되지 않는다.

더욱이, 스러스트 베어링이 생략될 수 있기 때문에, 부품수가 또한 감소될 수 있고, 그러므로 비용이 감소될 수 있다.

키홈부와 스러스트 력을 지지하는 부분이 개별적인 부품으로 형성되어 패스너를 거쳐 전방 케이스에 일체로 연결될 때, 비용이 더욱 감소될 수 있다.

Claims

고정 스크롤;

회전 스월 운동을 수행하는 한편 고정 스크롤과 결합하는 스월 스크롤;

스월 스크롤을 회전 스월 운동시키는 한편 스월 스크롤이 회전하는 것을 방지하기 위한 키를 갖는 올드햄 조인트;

올드햄 조인트의 키가 설치되는 키홈부와 스월 스크롤상에 작용하는 스러스트 력을 지지하는 부분이 철합금으로 만들어 지도록 구성된 전방 케이스; 및

전방 케이스를 그의 단부의 개방부에 부착시킴으로써 형성된 하우징내에 고정 스크롤, 스월 스크롤 및 올드햄 조인트를 수용하기 위한 케이스 본체를 구비함을 특징으로 하는 스크롤 유압 장치.
제1항에 있어서, 키홈부와 스월 스크롤상에 작용하는 스러스트력을 지지하는 부분이 패스너 수단을 거쳐 전방 케이스에 일체로 연결되도록 개별적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유압 장치.