KR100329667B1 - 스크롤형압축기 - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 차량용 공조장치에 사용되는 스크롤형 압축기에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
흡입실로부터 흡입행정중의 유체포켓으로의 유체의 흡입동작을 항상 원활하게 행하고, 흡입압력의 손실을 방지하며, 압축효율을 향상시킬 수 있는 스크롤형 압축기를 제공한다.
3. 발명의 해결방법의 요지
전기한 가동측와권부의 외주면과 하우징의 내주면과의 사이에 형성된 흡입실과 흡인행정중의 전기한 유체포켓등을 흡입압력이 손실이 발생하는 일없이 항상 연결하는 연결로를 전기한 광폭부, 하우징및 가동스크롤기판가운데 적어도 하나의 부재에 설치된 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.

Description

스크롤형압축기
본 발명은 차량용 공조장치에 사용되는 스크롤형 압축기에 관한 것이다.
스크롤형 압축기에서는 기판의 표면에 와권부를 설치한 고정스크롤부재와 같은 형태로 기판의 표면에 와권부를 설치한 가동스크롤부재의 전기한 양와권부를 서로 비스듬히 하면서 동시에 양와권부의 측벽이 접촉하도록 설치하고 있다. 또, 전기한 가동스크롤부재를 원궤도상을 공정운전시켜서 양와권부의 외측에 형성시킨 흡입실의 냉매가스를 유체포켓에 취입하고, 그 유체포켓을 와권부의 외단부로부터 중심부로 이동시킴으로써 유체포켓내의 용적을 축소변화시키며, 압축된 냉매가스를 고정스크롤부재의 기판중심부에 형성된 토출공으로부터 토출실로 토출시키도록 되어 있다. 또, 전기한 고정스크롤부재는 경량화를 위해 예를들면, 알미늄이나 알미늄-니켈합금등의 경량금속에 의해 형성되어 있다. 더우기, 고정스크롤부재를 수용하는 하우징도 경량화를 위해 같은 형태의 경량금속에 의해 형성되어 있다. 전기한 하우징과 고정스크롤부재는 예를들면, 일본국 특개소 61-38189호공보에 개시된 바와같이 별체의 것으로 압축기의 외경을 축소해서 소형.경량화를 도모하기 위해 일본국 특개평3-134287호공보, 일본국 특개평 5-1882호공보에 개시된 바와같이 일체로 형성된 것이다.
전자의 스크롤형 압축기에서는 흡입실로부터 유체포켓으로의 연결로가 충분한 통로면적을 항상 가질 수 있으므로, 냉매가스의 흡입이 항상 정상적으로 수행되며, 흡입압의 손실이 발생하지 않는다.
후자의 스크롤형압축기에서는 고정스크롤부재의 와권부의 강도를 향상시키기 위해 고정측와권부의 외단부가 확대되어서 하우징내주면에서 일체로 형성되며, 광폭부가 형성되어 있다. 즉, 제13도에 도시한 바와같이 원통형의 하우징(1d)와 일체로 형성된 고정측와권부(1b)의 외권부는 그 하우징(1d)의 내벽에 연결되도록 일체로 형성되며, 광폭부(1e)로 되어 있다. 또, 고정측와권부(1b)및 광폭부(1e)와 맞물린 가동스크롤부재(9)는 원통형의 기판(9a)와 그 기판(9a)에 의해 형성되어 있다.
그리고, 전기한 기판(9a)가 고정측와권부(1b)및 광폭부(1e)의 밀폐면(S1)에 미끄럼 접촉함으로써 양와권부(1b),(9b)에 의해 형성된 유체포켓(P)에 의해 형성된 유체포켓(P)가 흡입된 냉매가스가 밀폐된다. 더우기, 가동스크롤부재(9)의 공전위치에 의해 즉, 가동스크롤부재(9)의 와권부(9b)의 외단부(9e)가 하우징(1d)의 내주면(S3)에 가장 가까운 상태에서는 기판(9a)의 바깥가장자리도 그 내주면(S3)에 가깝게 접근하므로 가동측와권부(9b)의 바깥쪽에 형성된 흡입실(12)와 흡입행정중의 유체포켓(Ps)와의 연결로가 전혀 없게 되며, 흡입압의 손실이 발생한다는 문제가 있다. 이 흡입압력의 손실이 발생하면 와권부(1b),(9b)의 외측부에는 2개의 유체포켓이 형성되므로 양 유체포켓(Ps),(Ps)에 압력차가 발생해서 가동스크롤부재(9)에 대해 자전시킨 방향으로의 힘이 작용한다. 이 때문에 가동스크롤부재(9)의 공전동작이 원활하게 행해지며, 유체포켓(P)의 밀폐성이 변동해서 압축효율이 저하함과 동시에 미끄럼접촉부의 마모가 촉진되어서 내구신뢰성이 저하한다는 문제가 있다.
본 발명의 제1의 목적은 종래의 문제점을 해소해서 흡입실로부터 흡입행정 중의 유체포켓으로기 유체의 흡입동작을 항상 원활하게 행하며, 흡입압력의 손실을 방지해서 압축효율및 내구신뢰성을 향상시킬수 있는 스크롤형압축기를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 제2의 목적은 상기한 제1의 목적에 더해서 하우징의 외경을 크게함으로써 흡입실과 흡입행정중의 유체포켓을 연결하는 연결로의 가공을 용이하게 행할 수 있는 스크롤형압축기를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 제3의 목적은 상기한 제2의 목적에 더해서 고정스크롤부재의 와권부의 외단부에 형성된 광폭부의 강도저하를 제어하고, 연결홈의 가공을 더욱 용이하게 할 수 있는 스크롤형압축기를 제공하는 것이다.
더우기, 본 발명의 제4의 목적은 상기한 제1의 목적에 더해서 고정스크롤부재의 광폭부의 강도를 저하하는 일없이, 연결로로서 홈부의 가공을 더욱 용이하게 행할 수 있는 스크롤형압축기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제5의 목적은 상기한 제1의 목적에 더해서 고정스크롤부재의 광폭부의 강도를 저하시키지 않으면서 동시에 하우징의 직경을 증대시키는 일없이 연결로인 홈부의 가공을 더욱 쉽게 할 수 있는 스크롤형압축기를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1의 목적은 하우징의 내부에 고정스크롤부재의 기판을 일체로 형성함과 동시에 그 기판의 표면에 고정측와 권부를 일체로 형성하고 가동스크롤기판의 표면에 가동측와권부를 설치한 가동스크롤부재및 전기한 고정스크롤부재의 양측와권부를 서로 각도를 비스듬하게 함과 동시에 양 와권부측벽이 접촉하도록 설치하고, 전기한 가동스크롤부재를 자전을 저지시킨 상태로 원궤도상을 공전운동시켜서 양와권부사이에 형성된 밀폐된 유체포켓을 와권부의 외단부로부터 중심부로 이동시킴으로써 전기한 유체포켓내의 용적을 축소시키는 스크롤형압축기에 있어서, 전기한 가동측와권부의 외주면과 하우징의 내주면과의 사이에 형성된 흡입실과 흡인행정중의 전기한 유체포켓등을 흡입압력의 손실이 발생하는 일없이 항상 연결하는 연결로를 전기한 광폭부, 하우징및 가동스크롤기판가운데 적어도 하나의 부재에 설치하고 있다.
청구범위 제2항에 기재된 발명은 청구범위 제1항에 있어서 전기한 고정측와권부의 외단부에 형성된 광폭부에 대해서 흡입실과 흡입행정중의 유체포켓을 연결하는 연결홈을 형성하고 있다.
또, 청구범위 제3항의 발명은 청구범위 제2항에 있어서, 전기한 연결홈을 흡입실만큼 얇아지도록 테이퍼형으로 형성하고 있다.
청구범위 제4항의 발명은 청구범위 제1항에 있어서, 전기한 연결로를 전기한 광폭부에 접근해서 하우징의 내주면에 형성된 오목부로 하고 있다.
더우기, 청구범위 제5항에 기재된 발명은 청구범위 제1항에 있어서, 전기한 연결로를 가동스크를기판의 바깥 가장자리에 형성한 오목홈으로 하고 있다. 청구범위 제1항에 기재된 발명은 가동스크롤부재가 공전운전되면 양와권부 및 기판에 의해 형성된 유체포켓내에 흡입실로부터 유체가 유입되며, 그 유체포켓은 와권부의 중심부로 감에 따라서 용적이 감소되며, 압축된 유체는 기판에 형성된 토출구멍으로부터 토출실로 토출된다.
전기한 가동스크롤부재의 공전위치에 의해 흡입실과 흡입행정중의 유체포켓의 유체통로면적이 변화한다. 이 유체통로면적이 최소가 되는 상태에서도 흡입실과 유체포켓은 연결로에 의해 연결되어 있으므로 흡입압력의 손실이 발생하지 않는다. 이때문에 압축효율이 향상된다. 또, 유체포켓은 양와권부의 외주측에 두개로 형성되며, 양유체포켓이 용적이 감소되어서 중심부에서 하나의 유체포켓이 된다. 이 두개의 유체포켓의 압력이 균등하게 되기 때문에 가동스크롤부재를 자전시키도록 하는 힘이 생기지 않으며, 가동스크롤부재의 공전운동이 안정된다.
또, 청구범위 제2항의 발명에서는 고정측와권부의 외단부에 형성된 광폭부에 연결홈이 형성되어 있으므로, 하우징이 외경을 증대시키지 않고, 흡입실과 흡입행정중의 유체포켓등을 연결하는 연결홈의 가공이 쉽게 된다.
또, 청구범위 제3항에 기재된 발명에서는 연결홈이 흡입실측만큼 남게되는 테이퍼형으로 되어 있기 때문에 광폭부의 강도저하가 제어되며, 연결홈의 가공도 용이하게 된다.
또 청구범위 제4항에 기재된 발명에서는 광폭부에 연결로가 형성되어 있지 않으므로, 그 강도의 저하가 없게되며, 하우징의 내주면에 대한 연결로인 오목부의 가공이 용이하게 된다.
또, 청구범위 제5항에 기재된 발명에서는 가동스크롤기판의 바깥 가장자리에 연결로인 오목부를 형성하므로 광폭부의 강도저하는 없으며, 동시에 하우징의 직경을 증대시키지 않으며, 오목부의 가공이 용이하게 된다.
<실시예>
이하 본발명을 구체화한 일실시예를 제1도∼제8도를 바탕으로 설명한다.
제2도에 도시한 바와같이 센터하우징(1d)를 겸하는 고정스크롤부재(1)의 전후양단면에는 전면하우징(2) 및 후부하우징(5)에 의해 회전가능하게 지지되어 있으며, 회전축(4)에는 편심축(6)이 연결되어 있다.
편심축(6)에는 밸런스웨이트(7) 및 부시(8)이 회진가능하게 지지되어 있다. 전기한 부시(8)의 외주면에는 가동스크롤부재(9)의 기판(9a)의 배면중심부에 일체로 형성된 원통형의 보스부(9c)가 레이디얼베어링(10)을 통해서 양스크롤부재(1),(9)의 기판(1a),(9a) 및 와권부(1b),(9b)에 의해 밀폐형의 유체포켓(P)가 형성된다.
제2도에 도시한 바와같이 가동스크롤부재(9)에 대항하는 전면하우징(2)의 고정측수압벽(2a)와 가동스크롤기판(9a)의 배면에 형성된 가동측수압벽(9d)와의 사이에는 공지의 자전저지기구(11)이 삽입되어 있다.(예를들며, 일본국 특개평 2-308990호 공보참조)이 자전저지기구(11)에 의해 가동스크롤부재(9)의 자전을 저지함과 동시에 공전을 허용하고, 압축동작시의 스러스트방향의 압축반력을 고정측수압벽(2a)에 전달한다.
전기한 와권부(1b),(9b)의 외단부측에는 흡입실(12)가 형성되며, 그 흡입실(12)는 도시하지 않은 흡입플랜지를 통해서 냉방장치의 외부흡입관로와 연결되어 있다. 또, 전기한 고정스크롤기판(1a)의 중심부에는 토출구멍(1c)가 형성되며, 전기한 유체포켓(P)와 후부하우징(3)에 형성된 토출실(13)등을 연결가능하다.
또한, 토출실(13)은 도시하지 않은 토출플랜지를 통해서 외부토출관로와 연결되어 있다. (14)는 토출밸브, (15)는 그 토출밸브(14)의 개방위치를 규제하는 리테이너이다. 따라서, 전기한 회전축(4)의 회전에 의한 편심축(6)의 공전에 따라서 가동스크롤부재(9)가 회전축(4)의 축선둘레를 공전하고, 전기한 흡입실(12)내의 냉매가스가 양스크롤부재(1),(9)사이의 유체포켓(Ps)으로 흡입된다. 유체포켓(P)는 제4도에 있어서 가동스크롤부재(9)의 공전에 따라서 외단부로부터 용적이 감소하면서 양와권부(1b),(9b)의 중심부를 향해서 수속되어 온다. 유체포켓(P)의 용적감소에 의해 압축된 냉매가스는 제 2,4도에 도시한 스크롤기판(1a)의 토출구멍(1c)로부터 토출밸브(14)를 밀어 젖히면서 토출실(13)내로 토출된다. 다음으로 본 발명의주요부분인 흡입실(12)와 흡입행정중의 유체포켓(Ps)등을 항상 연결하는 연결홈에 대해서 설명한다.
제1,4도에 도시한 바와같이 고정스크롤부재(1)의 와권부(1b)의 외단부는 센터하우징(1d)의 내주면(S3)와 일체로 밀폐면(S1)을 가진 광폭부(1e)로 되어 있다. 이 광폭부(1e)의 내주면(S4)는 하우징(1d)의 내주면(S3)에서 원활하게 수속되도록 일체화되어 있다. 또, 광폭부(1e)의 흡입실(12)측의 단면(S5)는 곡률이 작은 원호형벽면으로 되어 있다. 이 광폭부(1e)의 밀폐면(S1)에는 가동스크롤기판(9a)의 표면(S5)가 접촉되어서 유체포켓(P)의 밀폐가 행해진다. 전기한 광폭부(1e)가 형성되어 있기 때문에 고정측와권부(1b)의 강도가 확보됨과 동시에 와권부(1b)의 외단부의 가공이 동일폭의 와권부를 하우징(1d)의 내주면(S3)근방까지 형성하는 것과 비교해서 쉽게된다.
제1도,4도에 도시한 바와같이 전기한 광폭부(1e)의 밀폐면(S1)에는 흡입실(12)와 흡입행정중의 유체포켓(Ps)로부터 광폭부(1e)의 도중까지는 원호형이며 앞으로 갈수록 얇아지는 테이퍼형(제3도참조)으로 형성되어 있다.
제2도 및 제4도는 가동스크롤부재(9)가 최하위치이며, 가동측와권부(9b)의 외단부(9e)가 하우징(1d)의 내주면 (S3)로부터 이간되고 있으며, 양와권부(1b),(9b)의 사이에 흡입행정을 개시하는 적은 포켓(Ps)가 형성되어 있다. 이 상태에서는 가동측와권부(9b)의 외단부(9e)가 하우징(1d)의 내주면(S3)로부터 충분히 이간되어 있으므로, 양부재사이의 유체통로(G)에의해 냉매가스의 흡입동작이 행해진다.
제4도의 상태로부터 가동스크롤부재(9)가 시계회전방향으로 90도 회전해서 제5도에 도시한 위치로 이동되면, 가동측와권부(9b)의 외단부(9e)가 내주면(S3)에 접근한다. 이 상태에서는 전기한 유체통로(G)가 약간 좁아지지만 연결홈(1f)의 일부가 뚫려 있으므로, 이곳으로부터도 흡입행정중의 유체포켓(Ps)에 냉매가스가 원활하게 흡입된다. 제6도에 있어서, 가동스크롤부재(9)가 또한 45도 회전되어서 제7도에 도시한 위치로 이동되면, 와권부(9b)의 외단부(9e)보다 약간 중심이 기울은 외주면이 센터하우징(1d)의 내주면에 가장 근접해서 전기한 유체통로(G)의 면적이 최소가 된다. 이 상태에서도 전기한 연결홈(1f)가 가동스크롤기판(9a)에 의해 밀폐되어 있기 때문에 흡입실(12)로부터 그 연결홈(1f)를 통해서 흡입행정중의 유체포켓(Ps)에 냉매가스가 원활하게 흡입된다.
제7도에 있어서 가동스크롤부재(9)가 더욱 90도 회전해서 제8도에 도시한 위치로 이동된 상태에서는 흡입행정이 종료되어 유체포켓(Ps)는 압축행정으로 이행한다. 또한, 제8도에 있어서, 가동스크롤부재(9)가 더욱 90도 회전되면 제4도의 상태가 된다. 이상과 같이 가동스크롤부재(9)의 일회전운전중에 흡입행정중의 유체포켓(Ps)는 연결홈(1f)에 의해 흡입실(12)와 충분한 통로면적으로 항상 연결된다. 이 때문에 흡입압력의 손실이 발생하는 것이 방지되어서 압축기의 압축효율이향상되며, 동력손실을 줄이는 것이 가능하다.
또, 가동측와권부(9b)의 외단부(9e)측에 형성된 유체포켓(Ps)와 광폭부(1e)의 선단부측에 형성된 유체포켓(Ps)와의 내부압력이 균등하게 되므로, 가동스크롤부재(9)를 통해서 자전시키도록 하는 압축반력은 없어지며, 가동스크롤부재(9)의 공전운동을 원활하게 행할 수가 있다.
또한, 본 발명은 전기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 다음과 같이 구체화할 수가 있다.
(1) 제9도에 도시한 바와같이 연결홈(1f)의 깊이를 동일하게 하고, 그 선단부의 형상을 원호형으로 형성하는 것.
(2) 제10도에 도시한 바와같이 전기한 광폭부(1e)의 내부에 연결로(1g)를 형성하는 것.
(3) 제11도에 도시한 바와같이 센터하우징(1d)의 일부을 바깥쪽으로 돌출시켜서 연결로인 오목부(1h)를 형성하는 것. 이 경우에는 광폭부(1e)에 홈(1f)를 가공할 필요가 없으며, 또한 하우징(1d)의 성형시에 오목부(1h)를 동시형성할 수 있으므로, 그 오목부(1h)의 가공이 용이하게 된다. 또, 하우징(1d)의 내주면(S3)에 오목부(9f)를 나중 공정에서 절삭가공해도 좋다.
(4) 제12도에 도시한 바와같이 가동스크롤기판(9a)의 바깥 가장자리에 연결로인 오목부(9f)를 절단형성하는 것. 이 오목부(9f)의 절단위치는 동일 도면에 도시한 바와같이 가동측와권부(9b)의 외단부(9e)가 센터하우징(Id)의 내주면에 가장근접한 위치에서 흡입행정중의 유체포켓(Ps)과 흡입실(12)를 연결하는 위치에 설정하고 있다.
이 개별 장소에는 광폭부(1e)로의 연결홈(1f)의 가공대신에 기판(9a)에 간단히 오목부(9f)만을 형성하기 위해 오목부(9f)를 절단한다는 간단한 작업으로 연결로를 가공할 수 있다. 또, 하우징(1d)의 직경이 제12도에 도시한 다른 것과 비교해서 증대되는 것도 아니다.
(5) 전술한 연결홈(1f), 오목부(1h),(9f)가운데 적어도 2개를 겸용하는 것. 이상 상세히 서술한 바와같이 본 발명은 특허청구의 범위에 기재된 구성을 가지므로 다음과 같은 효과가 있다.
청구범위 제1항에 기재된 발명은 흡입실로부터 흡입행정중의 유체포켓으로의 유체의 흡입동작을 원활하게 행하며, 흡입압력의 손실을 방지하고, 압축효율을 향상시킬 수가 있음과 동시에 가동스크롤부재의 공전운동을 원활하게 행하며, 내구신뢰성을 향상시킬 수가 있다.
청구범위 제2항에 기재된 발명은 하우징의 외경을 증대시키지 않고, 흡입실과 흡입행정중의 유체포켓등을 연결하는 연결홈의 가공을 쉽게 행할 수 있다. 또, 청구범위 제3항에 기재된 발명은 고정스크롤부재의 광폭부의 강도를 저하시키지 않고, 연결로의 가공을 더욱 쉽게 행할 수가 있다.
청구범위 제4항의 발명은 고정스크롤부재의 광폭부의 강도를 저하시킨다거나 하우징의 직경을 증대시키지 않고, 연결로인 오목부의 가공을 더욱 용이하게 행할수가 있다.
제1도는 본발명을 구체화한 스크롤형 압축기의 고정스크롤부재 및 가동스크롤부재의 분해사시도.
제2도는 스크롤형압축기의 중앙종단면도.
제3도는 광폭부에 형성된 연결홈의 단면도.
제4도는 제2도의 A-A선단면도.
제5도는 가동스크롤부재의 공전위치를 변화시킨 제4도에 상당하는 단면도.
제6도는 가동스크롤부재의 공전위치를 변화시킨 제4도에 상당하는 단면도.
제7도는 가동스크롤부재의 공전위치를 변화시킨 제4도에 상당하는 단면도.
제8도는 가동스크롤부재의 공전위치를 변화시킨 제4도에 상당하는 단면도.
제9도는 연결홈의 다른 예를 나타낸 부분단면도.
제10도는 연결로의 다른 예를 나타낸 부분단면도.
제11도는 본 발명의 다른 예를 나타낸 스크롤형 압축기의 횡단면도.
제12도는 본 발명의 다른 예를 나타낸 스크롤형 압축기의 횡단면도.
제13도는 종래의 스크롤형 압축기의 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 - 고정스크롤부재 1a - 기판
1b - 고정측와권부 1d - 센터하우징
1e - 광폭부 1f - 연결로인 연결홈
1g - 연결로 1h - 연결로인 오목부
2 - 전면하우징 4 - 회전축
6 - 편심축 9 - 가동스크롤부재
9a -기판 9b - 가동측와권부
9f - 연결로인 오목부 12 - 흡입실
Ps- 흡입행정중의 유체포켓

Claims (5)

  1. 하우징의 내부에 고정스크롤부재의 기판을 일체로 형성함과 동시에 그 기판의 표면체 고정측와권부를 일체로 형성하고 그 고정스크롤와권부의 외단부를 하우징의 내주면에 연결되도록 일체로 형성해서 광폭부를 형성하고, 가동스크롤기판의 표면에 가동측와권부를 설치한 가동스크롤부재 및 전기한 고정스크롤부재의 양측와권부를 서로 각도를 비스듬하게 함과 동시에 양 와권부측벽이 접촉하도록 설치하고, 전기한 가동스크롤부재를 자전을 저지시킨 상태로 원궤도상을 공전운동시켜서 양와권부사이에 형성된 밀폐된 유체포켓을 와권부의 외단부로부터 중심부로 이동시킴으로써 전기한 유체포켓내의 용적을 축소시키는 스크롤형압축기에 있어서,
    전기한 가동측와권부의 외주면과 하우징의 내주면과의 사이에 형성된 흡입실과 흡입행정중의 전기한 유체포켓등을 흡입압력의 손실이 발생하지 않도록 항상 연결하고 흡입실에 가까운 측면만틈 얇은 연결로가 전기한 광폭부, 하우징 및 가동스크롤기판 가운데 적어도 하나의 부재에 설치된 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    전기한 고정측와권부의 외단부에 형성된 광폭부에 대해서 흡입실과 흡입행정중의 유체포켓을 연결하는 연결홈을 형성한 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    전기한 연결홈은 흡입실만큼 얇아지도록 테이퍼형으로 형성되어 있는 것을 특징으로하는 스크롤형 압축기.
  4. 제1항에 있어서,
    전기한 연결로는 전기한 광폭부에 접근해서 하우징의 내주면에 형성된 오목부인 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
  5. 제1항에 있어서,
    전기한 연결로는 가동스크롤기판의 바깥 가장자리에 형성된 오목홈인 것을 특징으로하는 스크롤형 압축기.
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