KR100402626B1 - 흡입머플러 및 밀폐형 전동압축기 - Google Patents

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KR100402626B1
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마쓰시타 레키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 열가소성 합성수지를 사출성형하여 형성된 각 구성부분끼리를 유도가열용착에 의해 접합한 흡입머플러 및 그것을 가진 밀폐형 압축기를 제공한다. 이에 따라 종래의 초음파용착 및 진동용착에 의한 접합부를 가지는 흡입머플러보다, 접합부 전체에 있어서의 용착강도의 균일성 및 거스러미가 없는 점이 우수하다.

Description

흡입머플러 및 밀폐형 전동압축기{SUCTION MUFFLER AND CLOSED ELECTRIC COMPRESSOR}
전기냉장고, 에어컨디셔너 등에 있어서의 냉각 원리는, 간단하게 설명하면 이하와 같다. 압축기가 냉매가스를 압축하여 고압으로 한다. 고압의 냉매가스가 냉각되어 액화한다. 액화한 냉매가 증발기내에서 증발하여 기화할 때, 냉장고 내부 또는 실내의 공기로부터 기화열을 빼앗는다. 기화한 냉매가스는 다시 압축기로 보내진다. 이상의 동작이 반복됨으로써, 냉장고 내부 또는 실내의 공기의 온도가 내려간다. 본 발명에서는, 냉매가 압축기로부터 나와서 다시 압축기로 되돌아올 때까지 상기와 같이 변화하는 것을 냉동싸이클이라고 한다.
냉매로서는, 염소를 포함하지 않은 불소탄화수소(HFC)계 또는 탄화수소(HC)계인 것이 사용되고 있다. 이들 냉매는, 오존층 파괴의 원인으로서 금지된 프론계에 대체하여 근래에 자주 사용되고 있다. 특히 HC계 냉매는 온실효과가 낮기 때문에, 그 사용은 지구온난화를 방지하는 목적도 가지고 있다.
종래의 압축기로서는, 예를 들면 일본국 특공평 3-45212호 공보에 기재된 것이 알려져 있다. 이하 이 압축기를 종래예 1의 압축기라고 한다. 도 8은 종래예 1의 압축기의 내부를 나타내는 단면 평면도이다.
밀폐용기(1)는 실질적으로 원통형상이며, 직경과 높이가 거의 동일한 크기이다. 밀폐용기(1)의 윗면 및 아랫면은, 내부의 공간이 밀폐되도록 봉해져 있다. 밀폐용기(1)의 내부에는, 이미 알려져 있는 압축기구(2), 전동기(3) 및 흡입머플러 (18)가 수납되어 있다.
전동기(3)는, 밀폐용기(1) 내부의 바닥에 놓여져 있는 3개의 받침대(13) 상에, 스프링에 의해 탄성적으로 지지되어 있다. 또한 전동기(3)는, 샤프트가 실질적으로 밀폐용기(1)와 동축으로 되도록 설치되어 있다. 전동기(3)는, 터미널(11)을 통해서 외부의 전원과 전기적으로 접속되어 있다.
압축기구(2)는, 실린더(4), 피스톤(5) 및 크랭크부(12)로 이루어지며, 전동기(3)의 상부에 놓여져 있다. 크랭크부(12)는 전동기(3)의 샤프트의 상단에 접속되어 있다. 피스톤(5)은, 크랭크부(12)를 지나 전달되는 전동기(3)의 회전력에 의해, 실린더(4) 내를 수평방향으로 미끄럼동작한다. 피스톤(5)이 미끄럼동작하기 위한 실린더(4) 내의 공간은, 피스톤(5)의 선단과 밸브플레이트(6)에 의해 닫혀져서, 냉매가스용의 압축실을 형성하고 있다. 이들 밸브는 도 8에는 나타나 있지 않다. 밸브플레이트(6)에는, 압축실로 냉매가스를 흡입하기 위한 흡입밸브와, 압축실로부터 냉매가스를 토출하기 위한 토출밸브가 있다. 밸브플레이트(6)를 사이에 두고 압축실의 바깥쪽에 실린더헤드(7)가 있다. 실린더헤드(7)에는 토출파이프(10)가 접속되어, 실린더헤드(7) 내부로부터 밀폐형 용기(1) 외부로 냉매가스를 토출한다.
한편, 압축실의 바깥쪽(18b)에는 흡입머플러(18)가 접속되어 있다. 흡입머플러(18) 내부에는, 압축실의 바깥쪽(18b)에서 흡입구(18a)로 연결되는 공간이 있다. 흡입구(18a)는 흡입파이프(9)의 개구 끝단(9a)과 소정의 간격을 두고 대향하고 있다. 흡입파이프(9)는 밀폐용기(1) 외부로부터 내부로 냉매가스를 흡입한다.
이상과 같은 구조를 가진 종래의 밀폐형 전동압축기는, 이하와 같은 동작에 의해 냉매가스의 압력을 높여, 외부의 냉동싸이클로 고압의 냉매가스를 공급하고 있다.
전동기(3)가 기동하면, 크랭크부(12)에 의해 피스톤(5)이 실린더(4)내를 왕복하여 미끄럼동작하기 시작한다. 이 미끄럼동작에 따라 압축실내의 스페이스가 주기적으로 변화한다. 압축실내의 스페이스가 증가하는 동안에는, 압축실내의 냉매가스의 압력이 내려간다. 이 때 압축실의 바깥쪽(18b)과 압축실 내부의 압력차에 의해 흡입밸브(도시는 생략되어 있음)가 열려, 흡입머플러(18) 내의 냉매가스를 흡입한다. 한편 압축실내의 스페이스가 감소하는 동안에는, 압축실내의 냉매가스의 압력이 올라간다. 이 때 실린더헤드(7)의 내부와 압축실 내부의 압력차에 의해 토출밸브(도시는 생략되어 있음)가 열려, 압축실내의 고압의 냉매가스가 실린더헤드(7) 내로 토출된다. 실런더헤드(7) 내의 고압의 냉매가스는, 토출파이프(10)를 지나,밀폐용기(1)의 외부에 있는 냉동싸이클의 고압측으로 토출된다. 고압의 냉매가스는 냉동싸이클 내에서 압력이 내려간다. 냉동싸이클의 저압측에서 흘러온 냉매가스는, 흡입파이프(9)를 지나, 그 개구끝단(9a)으로부터 밀폐용기(1) 내부로 도입된다. 개구끝단(9a)에서 나온 냉매가스는, 대부분 그대로 흡입머플러(18)의 흡입구(18a)로 들어간다. 이상의 동작을 주기적으로 반복함으로써, 종래예 1의 압축기는 고압의 냉매가스를 냉동싸이클로서 계속 공급한다.
밀폐용기(1)는 내부의 공간을 외부로부터 차단하고 있다. 이에 따라 전동기 (3), 압축기구(2) 및 압축실로 흡입될 때의 냉매가스 등이 내는 소음이, 외부로 새기 어렵다. 또한 밀폐용기(1)는, 전동기(3) 및 압축기구(2)의 각 부를 순환하고 있는 윤활유가 외부로 비산하지 않도록 방지하고 있는 동시에, 윤활유가 외부로 새지 않도록 내부공간의 바닥에 저류시키고 있다.
흡입머플러(18)는, 압축실내로 흡입되는 고속의 냉매가스의 흐름이 내는 소리를 감쇠시키도록 작용한다. 흡입머플러(18) 내로 들어간 냉매가스는, 흡입머플러 (18) 내부의 공간을 따라 전진하고, 실린더(4) 내의 압축실의 바깥쪽(18b)으로부터 압축실내로 흡입된다. 이 통과할 동안에 냉매가스의 흐름 속도가 충분히 저하하도록, 흡입머플러(18) 내의 공간 형상이 고안되어 있다. 예를 들면 흡입머플러(18)가 내벽(도 8에는 나타나지 않음)을 가지며, 그 내벽에 의해 내부의 공간이 몇 개의 방으로 구획되어 있는 경우가 있다. 이 경우, 냉매가스의 흐름은 흡입머플러(18) 내의 방을 차례로 구불구불 돌면서 전진하므로, 흐름 속도가 떨어진다. 그 결과 냉매가스의 흐름이 압축실의 외부(18b) 부근에서 내는 음량이 작아진다.
흡입머플러(18)는, 이하에 설명하는 바와 같이, 흡입머플러(18) 내부의 냉매가스중에 섞여 있는 안개상태의 윤활유를 분리하여, 압축실내로 흡입되지 않도록 작용한다. 냉매가스가 흡입구(18a)를 지나 흡입머플러(18) 내로 흡입될 때에, 밀폐용기(1) 내의 공간에 안개상태로 되어 떠 있는 윤활유도 함께 흡입된다. 안개상태의 윤활유가 그대로 압축실내로 흡입되면, 흡입밸브 또는 토출밸브에 부착하여 기능을 저하시킬 우려가 있다. 또한 토출파이프(1O)를 지나 냉동싸이클 내부로 토출되면, 냉동싸이클내의 여러 장소에 부착하여 냉동능력을 저하시킬 우려도 있다. 그러나 상기한 바와 같이, 흡입머플러(18) 내부의 공간은 복수의 방으로 구획되어 있기 때문에, 냉매가스의 흐름은 각 방을 구불구불 흐르면서 진행된다. 이 때 냉매가스에 섞여 있는 윤활유는, 일반적으로 냉매가스보다도 무겁기 때문에, 흡입머플러 (18) 내부의 공간을 구획하고 있는 벽에 충돌하여 부착하기 쉽다. 그렇게 해서 벽에 부착한 윤활유는 흡입머플러(18) 내부를 아래쪽으로 흘러 떨어지고, 흡입머플러 (18)의 바닥부에 있는 작은 구멍(도시하지 않음)으로부터 밀폐용기(1) 내부의 바닥으로 배출된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 내부를 통과하는 냉매가스의 속도를 충분히 저하시키고, 또한 냉매가스에 섞여 있는 안개상태의 윤활유를 분리하는 목적을 가지기 때문에, 흡입머플러(18)의 형상은 일반적으로 복잡하다.
그에 더하여, 흡입머플러(18)는, 전동기(3)의 고열이 흡입전의 냉매가스에 전달되기 어렵도록 하는 목적을 가진다. 흡입전의 냉매가스의 온도가 상승하면, 냉매가스의 밀도가 저하한다. 그렇게 되면, 압축실내에서 압축된 냉매가스의 압력이소정의 높이까지 달하지 않는 경우가 생긴다. 이것을 피하기 위한 목적이 있기 때문에, 흡입머플러(18)의 열전도율은 낮지 않으면 안된다.
이상의 이유 때문에, 흡입머플러(18)는 일반적으로, 성형성이 좋고 열전도율이 낮은 열가소성 합성수지로 형성된다. 또한 흡입머플러(18)는 복수의 복잡한 구조부분을 서로 접합하여 형성된다. 그렇게 형성된 종래의 흡입머플러(18)의 사시도를 도 9에, 분해사시도를 도 10에 각각 나타낸다. 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 흡입머플러(18)는 2개의 부분(181 및 182)으로 이루어진다. 부분(181 및 182)은 각각, 열가소성 합성수지를 사출성형하여 형성된다. 도 9 및 도 10에서 명백하듯이, 부분(181 및 182)은 각각의 접합면(18c 및 18d)을 서로 접촉시키고 있다. 양 접합면(18c 및 18d)은 종래의 초음파용착에 의해 접합되어 있다.
초음파용착은 다음과 같이 하여 행해졌다. 도 11은 접합면(18c 및 18d) 근방의 확대 종단면도이다. 도 11의 부분 (a)는 용착전, 부분 (b)는 용착시, 그리고 부분 (c)는 용착후, 각각의 시점에 있어서의 부분(181 및 182)의 접합부의 상태를 각각 나타낸다. 도 11의 부분 (a)에 나타나 있는 바와 같이, 접합면(18d)은 돌기 (18g)를, 접합면(18c)은 돌기(18g)와 실질적으로 같은 폭의 홈(18h)을 각각 갖는다. 돌기(18g)를 홈(18h)에 끼워, 접합면(18c 및 18d)의 각각의 뒷편에 있는 플랜지(18e 및 18f) 상으로부터 접합면(18c 및 18d)을, 도 11의 부분 (a)의 화살표가 나타낸 것처럼 수직으로 가압한다. 양 접합면(18c 및 18d)이 실질적으로 빈틈없이 접촉한 상태에서, 초음파를 돌기(18g)의 선단(18i) 근방으로 전달한다. 그렇게 하면, 도 11의 부분 (b)의 화살표로 나타낸 바와 같이, 돌기(18g)의 선단(18i)과 홈(18h)의 바닥(18j)이 진동하여 서로 충돌을 반복한다. 이에 따라 돌기(18g)의 선단 (18i) 및 홈(18h)의 바닥(18j) 근방의 수지가 가열되어 용융한다. 용융한 수지 (18k)가 돌기(18g)와 홈(18h)의 빈틈을 다 채운 시점에서 초음파의 전달을 정지한다. 그렇게 하면, 도 11의 부분 (c)에 나타나 있는 바와 같이, 용융한 수지(18k)가 응고하여, 돌기(18g)와 홈(18h)을 고정시킨다. 이렇게 하여 부분(181 및 182)이 접합된다.
종래예 1과는 다른 종래의 압축기로서, 일본국 특개평 10-252653호에 기재된 것이 알려져 있다. 이하 이 압축기를 종래예 2의 압축기라고 한다. 도 12에 종래예 2의 압축기 내부의 단면평면도를 나타낸다. 종래예 2의 압축기는, 종래예 1과 마찬가지로, 밀폐용기(1) 내에 기밀로 봉해진 전동기(3), 압축기구(2) 및 흡입머플러 (8)로 이루어진다. 종래예 2의 기본적인 구성은 종래예 1과 모두 동일하다. 따라서 동일한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고 그 설명은 생략한다. 종래예 1과 종래예 2의 상이점은, a) 압축기구(2)가 전동기(3)의 아래에 있는 것, b) 흡입머플러 (8)의 흡입구(8a)와 흡입파이프(9)의 개구끝단(9a)이 접속되어 있는 것, 그리고 특히 중요한 상이점은 c) 흡입머플러(8)의 접합면에 대한 용착방법에 있다.
도 14는, 흡입머플러(8)의 사시도를, 도 15는 분해사시도를 각각 나타낸다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 흡입머플러(8)는 2개의 부분(81 및 82)으로 이루어진다. 부분(81 및82)은 각각, 열가소성 합성수지를 사출성형하여 형성된다. 도 14 및 도 15에서 명백하듯이, 부분(81 및 82)은 각각의 접합면(8c 및 8d)을 서로 접촉시키고 있다. 종래예 2에서는 종래예 1과 달리, 양 접합면(8c 및 8d)은 진동용착에의해 접합되어 있다.
종래예 2의 경우, 접합면(8c 및 8d) 각각의 형상으로는, 두 가지의 형태가 있다.
도 16은 하나의 형태에 있어서의 접합면 (8c) 및 (8d)의 근방의 확대종단면도이다. 도 16의 부분 (a)는 용착시, 부분 (b)는 용착후, 각각의 시점에 있어서의 접합부의 모양을 각각 나타낸다. 이 형태에서는, 접합면(8c 및 8d)이 모두 평면이다. 접합면(8c 및 8d) 전체가 접촉하도록 플랜지(8e 및 8f) 양쪽을 가압한 상태에서, 도 16의 부분 (a)의 화살표가 나타낸 바와 같이, 위쪽부분(81)을 아래쪽부분 (82)에 대하여 접합면(18c 및 18d)에 평행하게 진동시킨다. 그렇게 하면, 접합면 (8c 및 8d)끼리가 서로 충돌하여, 그 마찰열에 의해 부분(81 및 82)의 재료인 열가소성 합성수지가 용융하기 시작한다. 접합면(8c 및 8d)으로부터 상하방향으로 소정의 높이만큼 부분(81 및 82)가 용융한 시점에서 진동을 멈춘다. 그렇게 하면 도 16의 부분 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 용융부분(8L)이 차가워져 굳고, 그 결과 부분(81 및 82)이 서로 접합한다.
이 형태에서는, 접합면(8c 및 8d) 전체가 용착하기 때문에 용착강도가 높다. 그러나 그 한편으로, 용착시에 접합면(8c 및 8d)의 사이에서 용융부분이 불거져 나오기 쉽다.
도 17은 또 하나의 형태에 있어서의 접합면(8c 및 8d) 근방의 확대 종단면도이다. 도 17의 부분 (a)는 용착전, 부분 (b)는 용착시, 그리고 부분 (c)는 용착후, 각각의 시점에 있어서의 접합부의 모양을 나타낸다. 이 형태에서는 위쪽의 접합면(8c)에 돌기(8g)가 있고, 아래쪽의 접합면(8d)에 홈(8h)이 있다. 도 17의 부분 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 돌기(8g)의 선단(8i)과 홈(8h)이 바닥(8j)이 접촉하도록 플랜지(8e 및 8f) 양쪽을 가압한 상태에서, 도 17의 부분 (b)의 화살표로 나타낸 바와 같이, 위쪽부분(81)을 아래쪽부분(82)에 대하여 접합면(8c 및 8d)에 평행하게 진동시킨다. 여기서 홈(8h)의 폭은 돌기(8g)보다 진동의 진폭만큼 크게 하여 둔다. 그렇게 하면, 돌기(8g)의 선단(8i) 및 홈(8h)의 바닥(8j)이 서로 마찰하여, 그 마찰열에 의해 돌기(8g)의 선단(8i)의 합성수지가 용융하기 시작한다. 돌기(8g)의 선단(8i)으로부터 소정의 높이만큼 용융한 시점에서 진동을 정지한다. 이 때 용융부분(8L)이 돌기(8g)와 홈(8h)의 빈틈을 채우고, 또한 접합면(8c 및 8d) 전체가 접촉하도록, 돌기(8g)의 길이 및 홈(8h)의 깊이를 설정하여 둔다. 그렇게 하면, 도 17의 부분 (c)에 나타나 있는 바와 같이 용융부분(8L)이 차가워져 굳고, 그 결과 부분(81 및 82)이 서로 접합한다.
이 상태에서는, 용융부분(8L)이 홈(8h) 내의 빈틈을 채우기 때문에, 접합면 (8c 및 8d)의 사이에서 용융부분(8L)이 불거져 나오기 어렵다. 한편 돌기 (8g) 근방에서만 용착하기 때문에, 용착강도가 도 16에 나타나 있는 바와 같은 형태보다 낮다.
종래의 밀폐형 전동압축기에 있어서, 이상 설명한 바와 같은 흡입머플러의 용착방법에는, 다음에 설명하는 바와 같은 문제점이 있다.
종래예 1의 흡입머플러(18)의 조립에 사용되는 초음파용착 및 종래예 2의 흡입머플러(8)의 조립에 사용되는 진동용착은 모두, 접합면의 접촉부분을 진동시켜서가열한다. 그러나 합성수지의 사출성형에 의해 형성된 부분은, 일반적으로 휘어짐이 있다. 휘어짐은 사출압력 또는 금형의 온도 각각의 불균일성에 의해 발생한다. 이러한 휘어짐은, 종래예 1 및 종래예 2의 어떤 접합면이나 일반적으로 있으며, 각각에 요철을 초래한다. 접합면에 요철이 있으면, 접합면 전체가 일정하게 접촉할 수 없고, 그 결과 진동에 의한 가열 정도가 접합면 전체에서 일정하지 않다. 따라서 접합면 전체의 가열온도가 일정하지 않기 때문에, 용융부분의 부피가 접합면의 각 부분마다 다르다. 그 결과 접합면 전체의 용착강도가 불균일하다. 이렇게 용착강도가 불균일하면, 전동기 등의 진동에 의해 흡입머플러의 접합부분에 생기는 응력이 용착강도가 약한 부분에 집중하여, 거기에 빈틈이 생기기 쉽다. 이 빈틈으로부터 흡입머플러 내로 다량의 윤활유가 침입하여 압축실내에 저류된 경우에는, 압축실내의 윤활유가 피스톤의 압력을 과잉하게 전달하여 흡입밸브 및 토출밸브를 파손시킬 우려가 있다. 더욱이 윤활유가 압축기 외부의 냉동싸이클을 순환하여 증발기측에 정체하여, 냉각불량을 일으키는 경우가 있다. 그 외에, 전동기 등의 진동에 의해 접합부분의 빈틈이 넓어져서, 결국에는 흡입머플러를 형성하는 각 부분의 사이에 어긋남이 생긴 경우, 큰 이상음이 발생하는 경우가 있다.
상기와 같이 용착강도가 약한 부분에 응력이 집중하여도 빈틈이 생기지 않는 정도까지 용착강도를 올리는 수단으로서는, 용착시에 접합면에 가해지는 가압력을 크게 하거나, 또는 진동시간을 길게 한다고 하는 방법이 있다. 이들 방법은 모두, 용융되는 수지의 부피를 증가시켜 용착강도를 올리는 것이 목적이다. 그러나 이들 방법에서는 수지의 용융이 과잉하게 되는 부분을 피할 수 없다. 그러한 부분에서는, 용융한 수지가 접합면의 사이에서 외부로 불거져 나오기 쉽다. 이 불거져 나온 용융부분이 차가워지면 소위 '거스러미'가 된다. 거스러미의 파편이 압축기의 구동중에 흡입머플러 내로 떨어져 압축실내에 침입하면, 피스톤과 실린더 내벽의 사이로 들어가 피스톤의 미끄럼동작을 저해하거나, 또는 흡입밸브 혹은 토출밸브에 끼여 들어가 압축실내의 기밀성을 손상시킬 우려가 있다. 이러한 경우 어느 것이나, 냉매가스의 압력이 소정의 높이까지 올라가지 않는다고 하는 문제가 생긴다.
용착시에 있어서의 접합면의 가열온도는, 초음파용착보다 진동용착쪽이 균일하다. 왜냐하면, 초음파용착에 의한 접합면의 진동은 일반적으로 접합면 전체에서 일정하지 않는 한편, 진동용착은 접합면 전체를 일정하게 진동시킬 수 있기 때문이다. 그러나 상기와 같이 진동에 의해 가열하는 이상, 진동용착에서도 접합면의 요철에 의한 가열온도의 불균일을 없앨 수는 없다.
그 외에, 진동용착에는 다음과 같은 문제점이 있다. 진동용착에 있어서는 진동수를 너무 많게 하면, 접합면 전체가 일정하게 진동할 수 없다. 따라서 진동용착에 있어서 충분한 가열온도를 얻기 위해서는, 진동의 진폭이 어느 정도 이상 크지 않으면 안된다. 그러므로, 진동용착에서는 접합면의 진동방향의 폭을 어느 정도 크기보다 작게 할 수 없다. 예를 들면 도 17의 부분 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 접합면(8d)의 홈(8h)의 폭은 접합면(8c)의 돌기(8g)보다 진동의 진폭만큼 넓게 하지 않으면 안된다. 홈(8h)의 폭이 넓기 때문에, 접합부의 강도를 유지하도록, 접합면(8c 및 8d) 전체의 폭이 넓다. 이에 따라 플랜지(8e 및 8f)가 용착에 가압하기 위해서 필요한 폭보다 넓다. 플랜지(8e 및 8f)가 넓은 것은, 흡입머플러(8)를 밀폐용기(1) 내에 콤팩트하게 수납하는 데에는 바람직하지 않다. 또한 홈(8h)과 돌기 (8g)의 빈틈이 넓기 때문에, 그 빈틈을 채우기 위해서 필요한 용융부분의 양이 많다. 그러므로, 용착에 필요한 시간이 길어지고, 또한 그 조절도 어렵다. 즉 용융부분의 양이 많으면 홈(8h)에서 넘치기 쉽고, 한편 용융부분의 양이 작으면, 홈(8h)과 돌기(8g)의 사이에 빈틈이 남아 용착강도가 낮다.
[발명의 개시]
본 발명은, 열가소성 합성수지제의 각 부분을 균일한 용착강도로, 또한 거스러미가 생기지 않도록, 서로 안정적으로 접합하여 조립된 흡입머플러를 가진 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 밀폐형 전동압축기는,
내부의 공간을 기밀로 봉하고 있는 밀폐용기;
상기 밀폐용기내에 탄성지지된 전동기;
상기 전동기에 의해 구동되어, 냉매가스를 압축하여 그 압력을 높이기 위한 압축기구; 및,
a) 열가소성 합성수지로 이루어지며, 유도가열용착에 의해 접합부에서 서로 접합되어 있는 복수의 부분,
b) 상기 부분사이의 상기 접합부를 따라 그 내부에 매립되어 있는 루프형상의 도체를 포함하고, 상기 압축기구로부터 먼저 상기 냉매가스를 내부에 통과시키기 위한 흡입머플러를 가진다.
이에 따라, 본 발명에 의한 흡입머플러는, 접합부내에 매립되어 있는 도체를 사용한 유도가열용착에 의해, 그 구성부분끼리를 접합하고 있다. 도체를 사용한 유도가열에서는 도체 전체의 온도가 일정하기 때문에, 만일 성형시의 휘어짐에 의해 접합부에 요철이 있는 경우에도, 접합부 전체의 온도는 균일하다. 따라서 용융부분의 부피는 접합부 전체에서 균일하며, 그 결과 용착강도도 전체적으로 균일하다. 이렇게 해서, 흡입머플러의 접합부가 안정적이 된다.
상기의 본 발명에 의한 흡입머플러가,
상기 접합부에 있어서, 한쪽의 상기 부분이 돌기를, 다른 쪽의 상기 부분이 상기 돌기를 내부에 끼우기 위한 홈을 각각 포함하고, 상기 돌기의 선단부와 상기 홈의 사이에 배치되어 용착에 의해 고정되어 있는 상기 도체를 포함하여도 좋다.
이에 따라, 용착시에 용융한 부분이 홈속에 저류되어, 돌기와 홈 사이의 빈틈을 채운다. 따라서 용융한 부분이 접합부에서 외부로 불거져 나와 거스러미로 될 우려가 없다.
바람직하게는, 상기 돌기와 상기 홈이 실질적으로 동일한 폭을 가진다.
이에 따라, 홈속에 저류된 용융부분이 홈에서 외부로 불거져 나올 빈틈이 없다. 따라서 용융부분이 거스러미가 될 가능성이 없다. 그러므로 용융부분이 채워야 할 돌기와 홈과의 빈틈의 부피가 작다. 따라서 용착에 필요한 시간이 짧아지는 동시에, 확실하게 용착된다. 그 결과 접합부 전체적으로 일정한 용착강도가 확보된다.
상기와는 다른 관점에서, 바람직하게는, 상기의 본 발명에 의한 흡입머플러에 있어서, 상기 접합부가 실질적으로 다른 높이의 복수의 평면상에 있어도 좋다.
이에 따라, 접합부의 형상이 곡면인 복잡한 부분끼리를 접합하여 흡입머플러를 형성할 수 있다. 그러므로 더욱 음제거효과가 높은 형상을 가진 흡입머플러를 형성할 수 있다.
본 발명에 의한 흡입머플러에 있어서, 하나의 바람직한 형태에서는, 상기 도체의 종단면의 폭 및 두께가 실질적으로 동일하다.
이에 따라, 도체의 종단면적에 대한 종단면의 주위길이의 비율이 작다. 즉 도체에 접촉하는 수지의 면적이 작다. 그러므로 접합부에 대하여 용착부분이 비교적 작기 때문에, 용착시에 접합부로부터 외부로 용융부분이 불거져 나와 거스러미가 형성될 우려가 작다. 또한 상기와 같이 돌기와 홈의 사이에 도체가 고정되는 경우, 용착에 필요한 돌기와 홈의 폭이 좁다. 따라서 접합부의 두께가 충분한 용착강도를 얻기 위해서 필요한 크기 이상으로 크지는 않다.
본 발명에 의한 흡입머플러에 있어서, 바람직한 또 하나의 형태에서는, 상기 도체의 종단면의 폭이 두께보다 실질적으로 크다.
이에 따라, 도체의 두께가 작기 때문에, 용착시에 있어서, 접합부에 있어서의 흡입머플러의 각 부분사이의 거리가 짧다. 따라서 용착에 필요한 시간이 짧고, 또한 용융부분의 부피가 작기 때문에, 용착시에 접합부로부터 외부로 용융부분이 불거져 나와 거스러미를 형성할 우려가 없다.
또 다른 관점에서 바람직한 또 하나의 형태에서는, 상기 도체가 실질적으로 나선형상이다.
이에 따라, 접합부에 있어서 도체의 부피에 대한 용융부분의 부피가 크다. 따라서 용착강도가 크다.
또 다른 관점에서 바람직한 또 하나의 형태에서는, 상기 도체가 길이방향으로 수직인 축을 가진 복수의 구멍을 포함한다.
이에 따라, 구멍이 없는 도체에 의한 용착에 비하여, 구멍 내부의 부피만큼 용융부분의 부피가 크거나, 또는 접합면에 평행한 용융부분의 단면적이 크기 때문에, 용착강도가 크다.
발명의 신규한 특징은 첨부된 청구범위에 특히 기재한 것으로 명백하지만, 구성 및 내용에 쌍방에 관하여 본 발명은, 다른 목적이나 특징과 아울러 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 읽음으로써, 보다 잘 이해되어 평가될 것이다.
본 발명은, 전기냉장고, 에어컨디셔너 등이 가진 밀폐형 전동압축기(이하, 압축기라고 함)에 관한 것으로서, 특히 압축기에 포함되는 흡입머플러에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시예 1에 의한 흡입머플러(8)의 분해사시도이다.
도 2는, 실시예 1의 흡입머플러(8)를 구성하는 위쪽부분(81)과 아래쪽부분 (82)의 접합부 근방에 있어서의 확대 종단면도이다.
도 3은, 실시예 1의 흡입머플러(8)를 유도가열용착하기 위한 장치의 개략을 나타내는 분해사시도이다.
도 4는, 실시예 1의 흡입머플러(8)를 유도가열용착할 때의 접합부 근방을 나타내는 확대 종단면도이다.
도 5는, 실시예 2에 의한 흡입머플러(8)의 분해사시도이다.
도 6은, 실시예 2의 흡입머플러(8)를 구성하는 위쪽부분(81)과 아래쪽부분 (82)의 접합부 근방에 있어서의 확대 종단면도이다.
도 7은, 실시예 2의 흡입머플러(8)를 유도가열용착할 때의 접합부 근방을 나타내는 확대 종단면도이다.
도 8은, 종래예 1의 밀폐형 전동압축기 내부의 단면 평면도이다.
도 9는, 종래예 1의 흡입머플러(18)의 사시도이다.
도 10은, 종래예 1의 흡입머플러(18)의 분해사시도이다.
도 11은, 종래예 1의 흡입머플러(18)를 구성하는 부분(181 및 182)의 접합부 근방을 나타내는 확대 종단면도이다, 여기서 부분 (a)는 초음파용착전, 부분 (b)는 용착시, 그리고 부분 (c)는 용착후, 각각의 시점에 있어서의 접합부 근방을 나타내고 있다.
도 12는, 종래예 2인 동시에 본 발명의 실시예 1이기도 한 밀폐형 전동압축기 내부의 단면 평면도이다.
도 13은, 도 12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선의 위치에 있어서, 실시예 1의 밀폐형 전동압축기 주요부의 종단면도이다.
도 14는, 종래예 2인 동시에 본 발명의 실시예 1이기도 한 흡입머플러(8)의 사시도이다.
도 15는, 종래예 2의 흡입머플러(8)의 분해사시도이다.
도 16은, 하나의 형태에 있어서의 종래예 2의 흡입머플러(8)를 구성하는 위쪽부분(81) 및 아래쪽부분(82)의 접합부 근방의 확대 종단면도이다. 여기서 부분(a)는 진동용착전, 그리고 부분 (b)는 용착후, 각각의 시점에 있어서의 접합부 근방을 나타내고 있다.
도 17은, 또 하나의 형태에 있어서의 종래예 2의 흡입머플러(8)를 구성하는 위쪽부분(81) 및 아래쪽부분(82)의 접합부 근방의 확대 종단면도이다. 여기서 부분 (a)는 진동용착전, 그리고 부분 (b)는 용착시, 그리고 부분 (c)는 용착후, 각각의 시점에 있어서의 접합부 근방을 나타내고 있다.
도면의 일부 또는 전부는, 도시를 목적으로 한 개요적 표현에 의해 묘사되어 있으며, 반드시 여기에 나타낸 요소의 실제의 상대적 크기나 위치를 충실하게 묘사하고 있다고는 할 수 없는 점을 고려해주기 바란다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
본 발명의 압축기로서 가장 바람직한 실시예에 대하여, 이하 설명한다.
(실시예 1)
도 12는 실시예 1의 압축기 내부의 단면 평면도이다. 이 도면이 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1은 종래예 2와 외관적으로는 모두 동일한 구성이다. 도 13은 도 12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선에 있어서 실시예 1의 압축기의 종단면도이다. 단 밸브플레이트(6) 및 실린더 헤드(7)의 일부에 대해서는 단면이 아니라 측면이 나타나 있다.
밀폐용기(1)는 실질적으로 원통형상으로서, 직경과 높이가 모두 약 15∼20cm 정도의 거의 동일한 크기이다. 밀폐용기(1)의 윗면 및 아랫면은, 내부의 공기가 밀폐되도록 봉해져 있다. 밀폐용기(1)의 내부에는, 압축기구(2), 전동기(3) 및 흡입머플러(8)가 수납되어 있다.
전동기(3)는, 밀폐용기(1) 내부의 바닥에 놓여 있는 3개의 받침대(13) 상에, 스프링(14)에 의해 탄성적으로 지지되고 있다. 3개의 받침대(13) 중의 두개는 도 12에, 나머지 하나는 도 13에 각각 나타내고 있다. 이렇게 탄성지지되어 있는 것에 의해, 전동기(3)의 구동시의 진동이 스프링(14)에 흡수되어, 밀폐용기(1) 외부로 전달되기 어렵다. 따라서 전동기(3)의 진동에 의한 소음이 감소한다. 전동기(3)는 샤프트(15)가 실질적으로 밀폐용기(1)의 축과 평행하게 되도록 설치되어 있다. 전동기(3)는 피복도선(16), 더프(17) 및 터미널(11)을 지나 외부의 전원과 전기적으로 접속되어 있다.
압축기구(2)는, 도 13에 나타나 있는 바와 같이, 실린더(4) 및 피스톤(5) 및 크랭크부(12)로 이루어지며, 전동기(3)의 하부에 있는 축받이(19) 등에 대하여 볼트(20) 등으로 고정되어 있다. 크랭크부(12)는 전동기(3)의 샤프트(15)의 하단과 일체로 주조되어 있다. 피스톤(5)은 크랭크부(12)를 지나서 전달되는 전동기(3)의 회전력에 의해, 실린더(4) 내를 수평방향으로 왕복 미끄럼운동한다. 피스톤(5)이 미끄럼동작하기 위한 실린더(4) 내의 공간은, 피스톤(5)의 선단과 밸브플레이트(6)에 의해 닫혀져서, 냉매가스용 압축실(21)을 형성하고 있다. 도 13에는 나타나 있지 않지만, 밸브플레이트(6)에는 압축실(21)로 냉매가스를 흡입하기 위한 흡입밸브와, 압축실(21)로부터 냉매가스를 토출하기 위한 토출밸브가 있다. 밸브플레이트 (6)를 사이에 두고 압축실(21)의 바깥쪽에 실린더헤드(7)가 있다. 실린더헤드(7)에는 토출파이프(10)가 접속되어, 실린더헤드(7) 내부로부터 밀폐용기(1) 외부로 냉매가스를 토출한다.
한편, 압축실의 바깥쪽(22)에는 흡입머플러(8)의 토출구(8b)가 접속되어 있다. 흡입머플러(8) 내부에는, 토출구(8b)로부터 흡입구(8a)로 이어지는 공간이 있다. 흡입구(8a)는 흡입파이프(9)의 개구끝단(9a)에 접속되어 있다. 흡입파이프(9)는 밀폐용기(1) 외부로부터 내부로 냉매가스를 흡입한다.
흡입머플러(8)의 흡입구(8a)와 흡입파이프(9)의 개구끝단(9a)의 접속부분은, 그곳으로부터 밀폐용기(1) 내부로 냉매가스가 소정량 만큼 누설하도록 접속되어 있다. 이에 따라 흡입머플러(8)의 내부에서 냉매가스의 압력에 실질적인 차이가 없어진다. 이렇게 해서, 내외의 냉매가스의 압력차가 흡입머플러(8)를 비뚤어지게 하는 일이 없다. 그와 동시에, 흡입시에 흡입머플러(8) 내의 냉매가스의 압력이 압축실 (21) 내보다 낮아지지 않기 때문에, 충분히 다량의 냉매가스가 압축실(21) 내로 흡입된다.
이상과 같은 구성에 의해, 실시예 1의 압축기는 이하와 같이 냉매가스의 압력을 높여, 외부의 냉동싸이클로 고압의 냉매가스를 공급하고 있다.
전동기(3)가 기동하면, 크랭크부(12)에 의해 피스톤(5)이 실린더(4) 내를 미끄럼동작하기 시작한다. 이 미끄럼동작에 따라서, 실린더(4)의 압축실(21) 내의 스페이스가 주기적으로 변화한다. 압축실(21) 내의 스페이스가 증가하는 동안에는, 압축실(21) 내의 냉매가스의 압력이 내려간다. 이 때 압축실(21)의 바깥쪽(22)과 압축실(21) 내부의 압력차에 의해 흡입밸브가 열리고, 흡입머플러(8) 내로부터 토출구(8b)를 지나 토출되는 냉매가스를 흡입한다. 한편 압축실(21) 내의 스페이스가 감소하는 동안은, 압축실(21)내의 냉매가스의 압력이 올라간다. 이 때 실린더헤드 (7) 내와 압축실(21) 내의 압력차에 의해 토출밸브가 열리고, 압축실(21) 내부의 고압의 냉매가스가 실린더헤드(7) 내로 토출된다. 실린더헤드(7) 내의 고압의 냉매가스는 토출파이프(10)(도 12)를 지나, 밀폐용기(1)의 외부에 있는 냉동싸이클의 고압측으로 토출된다. 고압의 냉매가스는 냉동싸이클내에서 압력을 내린다. 냉동싸이클의 저압측에서 흘러 온 냉매가스는 흡입파이프(9)를 지나, 개구끝단(9a)으로부터 흡입구(8a)를 지나서 흡입머플러(8)내부로 들어간다. 이상의 동작을 주기적으로 반복함으로써, 실시예 1의 압축기는 고압의 냉매가스를 냉동싸이클로 계속 공급한다.
밀폐용기(1)는 내부의 공간을 외부로부터 차단하고 있다. 이에 따라 전동기 (3), 압축기구(2) 및 압축실(21)로 흡입될 때의 냉매가스 등이 내는 소음이 외부로 새기 어렵다. 또한 밀폐용기(1)는, 전동기(3) 및 압축기구(2)의 각 부를 순환하고 있는 윤활유가 외부로 비산하지 않도록 방지하고 있는 동시에, 윤활유를 외부로 새지 않도록 내부공간의 바닥에 저류하고 있다.
밀폐용기(1) 내부의 바닥에 저류된 윤활유(23)는, 크랭크부(12)의 아래에 부착된 급유파이프(24)로부터, 이하와 같이 하여 빨려 올라간다. 급유파이프(24)는, 그 선단(24a)이 샤프트(15)의 중심축상에 배치되도록 구부려져 있다. 그에 따라 크랭크부(12)가 회전하면, 급유파이프(24) 내의 윤활유(23)가 원심력에 의해 크랭크부(12) 내로 빨려 올라간다. 빨려 올라간 윤활유의 일부는, 크랭크부(12)의 작은구멍(12a)에서부터 표면의 홈(12b), 및 피스톤(5)과 크랭크부(12)를 연결하는 연결막대(25) 내부의 공간(25a)을 지나, 피스톤(5)으로 공급된다. 또한 급유파이프(24)로부터 빨려 올라간 윤활유는 크랭크부(12) 내부로부터 샤프트(15) 내로 전진하고, 샤프트(15)의 작은 구멍(15a)으로부터 표면의 홈(15b)을 지나, 샤프트(15)로 공급된다.
흡입머플러(8)는, 압축실(21) 내로 흡입되는 고속의 냉매가스의 흐름이 내는 음을 감쇠시키도록 작용한다. 흡입구(8a)로부터 흡입머플러(8) 내로 들어간 냉매가스는, 흡입머플러(8) 내부의 공간을 따라 전진하고 토출구(8b)로부터 압축실(21)의 바깥쪽(22)을 지나 압축실(21) 내로 흡입된다. 이렇게 통과할 동안에 냉매가스의 흐름 속도가 충분히 떨어지도록, 흡입머플러(8) 내의 공간 형상이 고안되어 있다. 예를 들면 도 12 및 도 13에는 나타내지 않았으나, 흡입머플러(8)가 내벽을 가지며, 그 내벽에 의해 내부의 공간이 몇 개의 방으로 구획되어 있어도 좋다. 이 경우 냉매가스의 흐름은 흡입머플러(8) 내의 방을 차례차례 구불구불 흐르면서 진행하기 때문에, 흐름 속도가 떨어진다. 그 결과 냉매가스의 흐름이 흡입머플러(8)의 토출구(8b), 또는 압축실(21)의 바깥쪽(22)의 부근에서 내는 음량이 작다.
흡입머플러(8)는, 이하에 서술한 바와 같이, 흡입머플러(8) 내부의 냉매가스중에 섞여 있는 안개상태의 윤활유를 분리하여, 압축실내로 흡입되지 않도록 작용한다. 냉매가스가 흡입구(8a)를 지나 흡입머플러(8) 내로 흡입될 때에, 밀폐용기 (1) 내의 공간에 안개상태로 되어 떠 있는 윤활유도 함께 흡입된다. 안개상태의 윤활유가 그대로 압축실내로 흡입되면, 흡입밸브 또는 토출밸브에 부착하여 기능을저하시킬 우려가 있다. 또한 토출파이프(10)를 지나 냉동싸이클내로 토출되면, 냉동싸이클내의 여러 장소에 부착하여 냉동능력을 떨어뜨릴 우려도 있다. 그러나 상기와 같이, 흡입머플러(8) 내부의 공간은 내벽에 의해 복수의 방으로 구획되어 있기 때문에, 냉매가스의 흐름은 각 방을 구불구불 흐르면서 진행한다. 이 때 냉매가스에 섞여 있는 윤활유는, 일반적으로 냉매가스보다도 무겁기 때문에 내벽에 충돌하여 부착하기 쉽다. 내벽에 부착한 윤활유는 흡입머플러(8) 내부를 아래쪽으로 흘러 떨어져, 흡입머플러(8)의 바닥부에 있는 작은 구멍(도시하지 않음)으로부터 밀폐용기(1) 내부의 바닥부로 배출된다.
흡입머플러(8)는 일반적으로, 성형성이 좋고 열전도율이 낮은 열가소성 합성수지, 예를 들면 폴리뷰틸렌테레프탄올(PBT)로 이루어진다. 흡입머플러(8)의 사시도를 도 14에, 분해사시도를 도 1에 각각 나타낸다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 흡입머플러(8)는 2개의 부분(81 및 82), 그리고 양 부분의 사이에 끼워 넣어진 도체(101)(철의 루프)로 이루어진다. 부분(81 및 82)는 각각 PBT를 사출성형하여 형성되고, 실질적으로 폭 약 60mm, 두께 약 25mm, 높이 약 70mm의 사각형상체이다. 도체(101)는 바람직하게는 철 또는 스텐레스로 이루어진다. 이 형상은 위쪽부분 (81)의 접합면(8c) 및 아래쪽부분(82)의 접합면(8d)과 거의 같은 형태로서, 그 보다 폭이 좁은 얇은 판형상의 루프이다. 단 루프란 실질적으로 끝단을 가지지 않고 닫힌 형상을 말하며, 예를 들면 고리, 다각형 등이다. 접합면(8c 및 8d)의 폭이 약 7mm 인데 대하여, 도체(101)의 폭은 약 1∼2mm 이며, 두께는 약 0.2∼0.4mm 이다. 도 14 및 도 1에서 명백하듯이, 부분(81 및 82)은 각각의 접합면(8c 및 8d)의 사이에 도체(101)를 끼워 넣어, 서로 접합되어 있다.
도 2는, 부분(81 및 82)의 접합부 근방을 나타내는 확대 종단면도이다. 부분 (81 및 82)의 접합부에 있는 용착부(8k)의 내부에 도체(101)가 매립되어 있다. 여기에서 용착부란 용착시에 용융한 수지가 응고되어 형성되어 있는 부분을 말한다.
이러한 접합부는 이하와 같은 유도가열용착에 의해 형성된다.
도 3은 흡입머플러(8)에 대하여 유도가열용착을 행하기 위한 장치의 개략을 나타내는 분해사시도이다. 도 4는 흡입머플러(8)를 유도가열용착할 때의 접합부 근방의 모양을 나타내는 확대 종단면도이다.
위쪽 가압부재(51)는, 그 아랫면(51b)의 중앙부에 오목부(51a)를 가진다. 오목부(51a)의 크기는, 흡입머플러(8)의 위쪽부분(81)의 외측면(81a)이 오목부(51a)의 내면과 실질적으로 빈틈없이 접촉하는 정도이다. 따라서 오목부(51a) 내로 위쪽부분(81)을 삽입하면, 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 아랫면(51b)이 오목부(51a)의 바로 바깥쪽에서 위쪽 플랜지(8e)와 접촉한다.
아래쪽 가압부재(52)는, 그 윗면(52b)의 중앙부에 오목부(52a)를 가진다. 오목부(52a)의 크기는, 흡입머플러(8)의 아래쪽부분(82)의 외측면(82a)이 오목부 (52a)의 내면과 실질적으로 빈틈없이 접촉하는 정도이다. 따라서 오목부(52a) 내로 아래쪽부분(82)을 삽입하면, 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 윗면(52b)이 오목부(52a)의 바로 바깥쪽에서 아래쪽 플랜지(8f)와 접촉한다.
도 4에 나타나 있는 바와 같이, 위쪽 가압부재(51)의 아랫면(51b)이 위쪽 플랜지(8e)와, 아래쪽 가압부재(52)의 윗면(52b)이 아래쪽 플랜지(8f)와, 각각 접촉한 상태에서, 위쪽 가압부재(51) 및 아래쪽 가압부재(52)가 서로의 간격을 좁히도록 도 4의 화살표의 방향으로 가압된다. 이에 따라 일반적으로 사출성형시의 휘어짐에 의한 접합면(8c 및 8d) 상의 요철이 변형하여, 접합면(8c 및 8d)과 도체(101)의 양면이 빈틈없이 접촉한다. 실시예 1에서는, 일반적으로 접합면(8c 및 8d) 상의 요철이 약 0.5∼1mm이기 때문에, 그것을 변형시키기 위해서 약 5∼10[N](약 50∼ 100kgf)의 가압력을 사용하고 있다. 이 가압력의 값은, 종래의 진동용착시의 약 10 [N](약 100kgf)에 비하면 작다. 종래의 진동용착에서는 접합면(8c 및 8d) 전체를 빈틈없이 접촉시킬 필요가 있었던데 대하여, 유도가열용착에서는 접합면(8c 및 8d)이 도체(101) 표면에 빈틈없이 접촉하면 충분하다. 즉 접촉면적이 작기 때문에, 유도가열용착의 가압력이 진동용착인 것보다 작다. 가압력은 바람직하게는 플랜지(8e 및 8f) 만에 가해진다. 가압력에 의해 부분(81 및 82)의 접합부 이외의 부분이 변형하는 것을 피하기 위해서이다. 실시예 1에서는, 플랜지(8e 및 8f)의 폭이 약 3mm이고, 두께가 약 2∼4mm이다.
상기와 같이, 위쪽 가압부재(51) 및 아래쪽 가압부재(52)에 대하여 가압하면서, 도체(101)의 주위를 감도록 위쪽 가압부재(51)의 아랫면(51b)과 아래쪽 가압부재(52)의 윗면(52b)과의 사이에 놓여진 코일(53)에 교류전류를 인가한다. 그렇게 하면, 코일(53)이 둘러싸는 면, 즉 도체(101)가 둘러싸는 면을 수직으로 관통하는 교류자장이 발생한다. 그에 따라 도체(101)를 순환하는 유도전류가 발생한다. 이 유도전류가 도체(101) 내에서 쥬울열을 발생시켜, 도체(101) 및 그 주위에 있는 부분(81 및 82)의 온도가 상승한다. 온도가 부분(81 및 82)을 형성하는 열가소성수지PBT의 융점을 넘으면, 도체(101)의 주위에 있는 수지가 용융한다. 용융부분(8k)이 도 2에 나타낸 바와 같이 도체(101), 접합면(8c 및 8d)의 빈틈을 채운 시점에서, 코일(53)의 교류전류를 차단한다. 그렇게 하면, 융융부분(8k)이 차가워져 응고하여, 용착부를 형성한다. 이에 따라 도체(101), 접합면(8c 및 8d)이 일체적으로 고정된다.
실시예 1에서는, 이 교류전류의 주파수는 약 200kHz, 교쥬전류의 실효치는 약 0.3[A], 교류전압의 실효치는 약 1[kV], 소비전력은 약 450[W], 그리고 인가되는 시간은 약 2∼4[sec]이다. 이에 따라 바람직하게는, 도체(101)가 약 220∼230℃로 가열된다. 교류전류를 차단한 후, 약 40[sec] 정도로 그대로 유지하여, 용융부분(8k)을 충분히 고정시킨다. 이렇게 해서, 실시예 1에서는 용착부(8k)의 부피가, 접합면(8c 및 8d)의 사이에서 외부로 불거져 나오지 않는 정도의 양, 즉 용착전의 접합면(8c 및 8d)으로부터 상하방향으로 각각 약 0.3mm의 범위로 조절된다.
실시예 1에서는 도체(101)의 형상이 얇은 판형상의 루프이다. 그 단면형상은 타원 또는 다각형 등이어도 좋다. 또한 도체(101)의 표면이 접합면(8c 및 8d)과 접촉하는 부분에 요철을 가지고 있어도 좋다. 도체(101)의 형상은 그 외에, 폭과 두께의 비가 실질적으로 동일한 정도여도 좋다. 상기의 어느 형상에 있어서도, 유도가열용착시에 용융한 수지가 도체(101)의 표면을 빈틈없이 피복하고, 이에 따라 충분한 용착강도를 얻을 수 있는 것이면 좋다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 실시예 1과 비교하여, 흡입머플러(8)의 접합부분의 형상만이 다르다. 그 외의 구조는 실시예 1과 모두 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
도 5는 실시예 2의 흡입머플러(8)의 분해사시도이다. 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 흡입머플러(8)는 두개의 부분(81 및 82), 그리고 양 부분의 사이에 끼워 넣어진 도체(102)로 이루어진다. 부분(81 및 82)은 각각 PBT를 사출성형하여 형성되고, 실질적으로 폭 약 60mm, 두께 약 25mm, 높이 약 70mm의 사각형상체이다. 위쪽부분의 접합면(8c)의 중앙부를 따라 돌기(8g)가, 한편 아래쪽부분(82)의 접합면 (8d)의 중앙부를 따라 홈(8h)이 각각 형성되어 있다. 돌기(8g) 및 홈(8h)의 종단면형상은, 실질적으로 동일한 크기의 사각형이다. 실시예 2에서 돌기(8g)의 종단면은 폭 약 1mm. 높이 약 1.7mm이고, 홈(8h)의 종단면은 폭 약 1mm, 깊이 2mm이다. 도체 (102)는 바람직하게는 철 또는 스텐레스로 이루어진다. 도체(102)는 위쪽부분(81)의 접합면(8c) 및 아래쪽부분(82)의 접합면(8d)과 실질적으로 동일 길이의 둘레를 가진 루프이며, 그 종단면형상은 직경 약 0.7mm의 원이다. 도체(102)의 종단면적은 실시예 1의 도체(101)와 실질적으로 동일하다.
도 6은 부분(81 및 82)의 접합부 근방을 나타내는 확대 종단면도이다. 위쪽 접합면(8c)의 돌기(8g)와 아래쪽 접합면(8d)의 홈(8h)과의 사이에 용착부(8k)가 있다. 용착부(8k) 내부에 도체(102)가 매립되어 있다. 돌기(8g) 및 홈(8h)은 빈틈없이 밀착하여 끼워 맞춤되어 있다.
이러한 용착부(8k)는 실시예 1과 마찬가지로, 도 3에 나타나 있는 바와 같이 장치에 있어서의 유도가열용착에 의해 형성된다. 이 상세한 설명은 실시예 1과 모두 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.
도 7은, 흡입머플러(8)를 유도가열용착할 때의 접합부 근방의 모양을 나타내는 확대 종단면도이다. 실시예 1과 마찬가지로, 위쪽 가압부재(51)의 아랫면(51b)이 위쪽 플랜지(8e)와, 아래쪽 가압부재(52)의 윗면(52b)이 아래쪽 플랜지(8f)와 각각 접촉한다. 이렇게 접촉한 상태에서, 위쪽 가압부재(51) 및 아래쪽 가압부재 (52)가 서로의 간격을 좁히도록, 도 7의 화살표의 방향으로 가압된다. 위쪽 접합면 (8c)에 있는 돌기(8g)의 선단(8i)과 아래쪽 접합면(8d)에 있는 홈(8h)의 바닥(8j)과의 사이에, 도체(102)가 끼워 넣어져 있다. 위쪽 가압부재(51) 및 아래쪽 가압부재(52)가 상기와 같이 가압되면, 돌기(8g)의 선단(8i) 및 홈(8j)의 바닥(8j)이 각각 변형하고, 도체(102)의 표면과 실질적으로 빈틈없이 접촉한다. 실시예 2에서는 약 5∼10[N](약 50∼100kgf)의 가압력이 사용된다. 실시예 1과 마찬가지로, 이 가압력의 값은 종래의 진동용착시의 것에 비하면 작다. 종래의 진동용착에 비하여, 실시예 2의 유도가열용착에서는, 빈틈없이 접촉시키기 위해 면적이 도체(102)의 표면적정도로 작기 때문이다. 가압력은 실시예 1과 마찬가지로, 바람직하게는 플랜지 (8e 및 8f) 만으로 가해진다. 가압력에 의해서 부분(81 및 82)의 접합부 이외의 것이 변형하는 것을 피하기 위해서이다. 실시예 2에서는, 플랜지(8e 및 8f)의 폭이 약 3mm이고, 두께가 약 2∼4mm이다.
상기와 같이, 위쪽 가압부재(51) 및 아래쪽 가압부재(52)에 대해서 가압한 상태에서, 도체(102)의 주위를 감도록 위쪽 가압부재(51)의 아랫면(51b)과 아래쪽 가압부재(52)의 윗면(52b)과의 사이에 놓여진 코일(53)에 교류전류를 인가한다. 그렇게 하면, 실시예 1과 마찬가지로 도체(102)를 순환하는 유도전류가 발생한다. 이유도전류가 도체(102)내에서 쥬울열을 발생하여, 도체(102), 그것에 접촉하고 있는 돌기(8g)의 선단(8i) 및 홈(8h)의 바닥(8j)의 온도가 상승한다. 온도가 돌기(8g)의 선단(8i) 및 홈(8h)의 바닥(8j)을 형성하는 열가소성수지 PBT의 융점을 넘으면, 도체(102)의 주위에 있는 수지가 용융한다. 용융부분(8k)이 도 6과 같이 도체(102), 돌기(8g) 및 홈(8h)의 빈틈을 채운 시점에서, 코일(53)의 교류전류를 차단한다. 그렇게 하면, 용융부분(8k)이 차가워져 응고하고, 용착부를 형성한다. 그에 따라 도체(102), 돌기(8g) 및 홈(8h)이 일체로 되어 고정된다.
실시예 2에 있어서, 교류전류의 주파수는 약 200kHz, 교류전류의 실효치는 0.3[A], 교류전압의 실효치는 약 1[kV], 소비전력은 약 450[W], 그리고 인가되는 시간은 약 2∼4[sec]이다. 이에 따라 바람직하게는 도체(101)가 약 220∼230℃로 가열된다. 교류전류를 차단한 후, 약 40[sec]정도로 그대로 유지하여, 용융부분 (8k)을 충분히 고정시킨다. 이들의 값이 실시예 1과 마찬가지인 것은, 실시예 2의 도체(102)의 종단면적이 실시예 1의 도체(101)와 실질적으로 같기 때문이다. 이와 같이 하여, 실시예 2에서는 용착부(8k)가 접합면(8c 및 8d)의 사이에서 외부로 불거져 나오지 않는 정도의 크기로 조절된다. 특히 실시예 2에서는, 돌기(8g)와 홈 (8h)이 실질적으로 동일한 폭이며, 빈틈없이 끼워 맞춤하기 때문에, 용착시에 용융한 수지가 누출할 수 있는 빈틈이 없다. 용융부분(8k)은, 용착전의 돌기(8g)의 선단(8i) 및 홈(8h)의 바닥(8j)이 상하방향으로 각각 약 0.3mm의 범위이다.
실시예 2에서는 도체(102)가, 원형의 종단면을 가진 도선의 루프이다. 그러나 그 외에, 종단면형상이 타원 또는 다각형 등이어도 좋다. 또한 도체(103)의 표면이 돌기(8g)의 선단(8i) 및 홈(8h)의 바닥(8j)과 접촉하는 부분에 요철을 가지고 있어도 좋다. 도체(102)의 형상은 그 외에, 실시예 1의 도체(101)와 같은 얇은 판 형상이어도 좋다. 상기의 어느 형상에 있어서도, 유도가열용착시에 용융한 수지가 도체(101)의 표면을 빈틈없이 덮고, 그에 따라 충분한 용착강도를 얻을 수 있는 것이면 좋다.
또한, 실시예 1의 도체(101) 및 실시예 2의 도체(102)는 모두, 코일형상으로 감겨진 나선형이어도, 루프의 곳곳에 루프의 둘레방향에 대하여 수직인 축을 가진 구멍을 가진 형상이어도 좋다. 구멍의 축의 방향은, 상하방향에서도 수평방향에서도 그 어느쪽으로 기울어져 있어도 좋다. 이들 형상이라면 접합면 사이의 용융부분의 부피가 크기 때문에 용착강도가 크다. 단 도체의 형상이 복잡하기 때문에, 유도가열의 효율이 저하하고, 용융시키기 위한 수지의 부피가 크기 때문에, 용착시간도 길다.
실시예 1 및 실시예 2의 어느 접합면도 동일 평면내에 있다. 이 외에 접합면이 곡면 등이고, 전체가 다른 높이의 복수의 평면상에 있는 복잡한 형상의 경우에 대해서도, 유도가열용착은 효과적이다. 따라서 종래의 진동용착에서는 접합할 수 없을 것 같은 복잡한 형상을 접합면이 가진 흡입머플러도, 본 발명에 의하면 형성할 수 있다.
발명을 어느 정도 상세하게 바람직한 형태에 대하여 설명하였으나, 이 바람직한 형태의 현재 개시내용은 구성의 세부에 있어서 변화할 수 있는 것으로, 각 요소의 조합이나 순서의 변화는 청구된 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 실현할수 있는 것이다.
본 발명에 의하면 접합부의 용착강도가 높기 때문에, 밀폐형 전동압축기에 있어서의 흡입머플퍼의 품질이 안정된다. 따라서 본 발명은 산업상의 이용가능성이 있다.

Claims (16)

  1. 내부의 공간을 기밀하게 밀봉하고 있는 밀폐용기,
    상기 밀폐용기 내에 탄성지지된 전동기, 및
    상기 전동기에 의해 구동되며, 냉매가스를 압축하여 그 압력을 높이기 위한 압축기구를 가지는 밀폐형 전동압축기에 있어서,
    상기 압축기구보다 먼저 상기 냉매가스를 내부로 통과시키기 위한 흡입머플러로서,
    a) 열가소성 합성수지로 이루어지며, 접합면에 대한 실질적으로 수직인 하중성분을 포함하는 가압, 과 함께 행하는 유도가열용착에 의해 접합부에서 서로 접합되어 있는 복수의 부분, 및
    b) 상기 복수의 부분의 상기 접합면을 따라 상기 접합부의 내부에 매립되어 있는 루프형상의 도체를 가지는 흡입머플러.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부분의 한쪽이 돌기를, 상기 부분의 다른쪽이 상기 돌기를 내부에 끼우기 위한 홈을 각각 포함하며, 상기 도체가 상기 돌기의 선단부와 상기 홈과의 사이에 배치되어 용착에 의해 고정되어 있는 흡입머플러.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 돌기와 상기 홈이 실질적으로 동일한 폭인 흡입머플러.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 접합부가 실질적으로, 다른 높이의 복수의 평면상에 있는 흡입머플러.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 도체의 종단면의 폭 및 두께가 실질적으로 동일한 흡입머플러.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 도체의 종단면의 폭이 두께보다 실질적으로 큰 흡입머플러.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 도체의 형상이 실질적으로 나선형상인 흡입머플러.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 도체의 형상이 길이방향으로 수직인 축을 가진 복수의 구멍을 포함하는 흡입머플러.
  9. 내부의 공간을 기밀하게 밀봉하고 있는 밀폐용기;
    상기 밀폐용기 내에 탄성지지된 전동기;
    상기 전동기에 의해 구동되며, 냉매가스를 압축하여 그 압력을 높이기 위한 압축기구; 및
    상기 압축기구보다 먼저 상기 냉매가스를 내부로 통과시키기 위한 흡입머플러로서,
    a) 열가소성 합성수지로 이루어지며, 접합면에 대한 실질적으로 수직인 하중성분을 포함하는 가압, 과 함께 행하는 유도가열용착에 의해 접합부에서 서로 접합되어 있는 복수의 부분, 및
    b) 상기 복수의 부분의 상기 접합면을 따라 상기 접합부의 내부에 매립되어 있는 루프형상의 도체를 포함하는 흡입머플러를 가지는 밀폐형 전동압축기.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 흡입머플러의 상기 접합부에 있어서, 상기 부분의 한쪽이 돌기를, 상기 부분의 다른 쪽이 상기 돌기를 내부에 끼우기 위한 홈을 각각 포함하며, 상기 도체가 상기 돌기의 선단부와 상기 홈과의 사이에 배치되어 용착에 의해 고정되어 있는 밀폐형 전동압축기.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 흡입머플러에서는 상기 돌기와 상기 홈이 실질적으로 동일한 폭인 밀폐형 전동압축기.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 흡입머플러의 상기 접합부가 실질적으로, 다른 높이의 복수의 평면상에 있는 밀폐형 전동압축기.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 도체의 종단면의 폭 및 두께가 실질적으로 동일한 밀폐형 전동압축기.
  14. 제 9 항 내지 제 12 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 도체의 종단면의 폭이 두께보다 실질적으로 큰 밀폐형 전동압축기.
  15. 제 9 항 내지 제 12 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 도체의 형상이 실질적으로 나선형상인 밀폐형 전동압축기.
  16. 제 9 항 내지 제 12 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 도체의 형상이 길이방향으로 수직인 축을 가진 복수의 구멍을 포함하는 밀폐형 전동압축기.
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