KR100854743B1 - 밀폐형 압축기의 크랭크축 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 크랭크축에 관한 것이다. 본 발명의 크랭크축(20)은 축부(30)와 편심핀부(40)로 구성된다. 상기 축부(30)는 파이프재로 구성되는 것으로, 그 내부를 상하로 관통하여 축오일유로(33)가 형성된다. 상기 축부(30)의 외주면중 프레임과 습동되는 부분을 따라서는 오일홈(34)이 형성된다. 상기 오일홈(34)은 상기 상기 축오일유로(33)와 연통공(35,36)을 통해 연통된다. 상기 편심핀부(40)는 단조나 소결작업으로 형성된다. 상기 편심핀부(40)에는 균형추(50)가 일체로 형성된다. 상기 편심핀부(40)를 상하로 관통하여서는 상기 축오일유로(33)와 연통되는 핀오일유로(43)가 형성된다. 상기 축부(30)와 편심핀부(40)는 용접에 의해 체결된다. 이와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축은 그 제조가 보다 용이하면서도 강도가 높아지는 이점을 얻을 수 있다.

밀폐형 압축기, 크랭크축, 축부, 핀부, 균형추

Description

밀폐형 압축기의 크랭크축{Crank-shaft for hermetic compressor}

도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 크랭크축의 구성을 보인 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해 사시도.

도 4는 본 발명 실시예의 구성을 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 크랭크축 30: 축부

33: 축오일유로 34: 축오일홈

35,36: 연통공 40: 편심핀부

43: 핀오일유로 45: 핀오일홈

46: 연통공 50: 균형추

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터부의 회전력 을 압축기구부로 전달하는 밀폐형 압축기의 크랭크축에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 내부구성이 도시되어 있고, 도 2에는 종래 기술에 의한 크랭크축의 구성이 사시도로 도시되어 있다. 이에 따르면, 밀폐용기(1)는 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 구성되고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에 형성된 밀폐공간에는 프레임(2)이 설치되어 있다. 상기 프레임(2)의 하부에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1)의 내부에 지지되어 있다.

그리고, 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크축(5)에는 고정자(3)와 함께 모터부를 구성하는 회전자(4)가 일체로 설치되어 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 크랭크축(5)과 함께 회전된다.

상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있다. 그리고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있고, 상기 크랭크축(5)은 상기 프레임(2)에 회전가능하게 지지되어 있다.

상기 크랭크축(5)의 내부에는 오일유로(5a)가 형성되어 있다. 상기 오일유로(5a)는 상기 크랭크축(5)의 중간정도 위치까지 형성되고, 상기 프레임(2)과 습동되는 위치부터는 상기 크랭크축(5)의 외면을 따라 나선형으로 오일홈(5a')이 형성된다. 상기 오일홈(5a')은 상기 프레임(2)과 습동되는 부분인 크랭크축(5)의 외면을 따라 나선형으로 형성되어 있고, 상기 크랭크축(5)의 상단에서 편심핀(5b)의 내부에 형성되는 오일유로(5a)와 연통된다. 상기 편심핀(5b)의 외면에는 상기 편심핀(5b) 내부의 오일유로(5a)와 연통되는 오일유로(5b')가 편심핀(5b)을 관통하고 상단까지 형성되어 있다. 그리고 상기 크랭크축(5)의 하단부에는 상기 오일(L)을 펌핑하여 상기 오일통로(5a)로 전달하는 펌핑기구(5d)가 설치되어 있다.

다음으로, 상기 프레임(2)에는 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 일체로 성형되어있다. 상기 압축실(6')에는 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결된 피스톤(7)이 설치되어 압축기구부를 형성한다. 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 상기 밸브어셈블리(9) 상에는 헤드커버(10)가 장착되어 있고, 상기 헤드커버(10)에는 흡입머플러(11)가 상기 압축실(6')로 냉매를 전달할 수 있도록 밸브어셈블리(9)와 연결설치되어 있다.

도면중 미설명 부호 12는 냉매를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 냉매를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.

한편, 도 2에 도시된 상기 크랭크축(5)은 다음과 같은 과정을 거쳐 제작된다.

일반적으로 상기 크랭크축(5)은 주물작업을 통해 일체로 만들어진다. 즉, 주물작업을 통해 크랭크축(5)의 외관을 형성하고, 다음으로는 가공작업을 한다. 먼저, 선삭작업을 통해 외관을 가공하고, 상기 오일유로(5a)를 드릴로 형성한다. 그리고 상기 크랭크축(5)의 외면에 형성되는 오일유로(5a',5b')를 형성한다.

다음으로 보다 정밀한 가공이 필요한 부분을 연삭작업을 통해 형성한다. 예를 들면 상기 오일유로(5a')가 형성되는 크랭크축(5)의 외면과 상기 프레임(2)에 지지되는 상기 균형추(5c)의 하면 등을 정밀하게 가공한다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술의 크랭크축에는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 종래 기술에서는 상기 크랭크축(5)을 형성하기 위해 위에서 설명된 바와 같이 많은 가공단계를 거치고 있다. 따라서 크랭크축(5)의 제조원가가 높아지는 문제점이 있다.

그리고, 크랭크축(5)을 다양한 제원을 가진 압축기에 적용하기 위해서는 상기 편심핀(5b)이 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 다양하게 편심되어야 하는데, 종래와 같이 주물작업으로 크랭크축(5)을 일체로 형성하면 편심정도가 다른 각각의 금형이 필요하게 된다.

또한, 상기 크랭크축(5)의 형상을 제작하기 위한 주물작업과정에서 크랭크축(5)의 내부에 기포가 잘 발생한다. 이와 같이 크랭크축(5)의 내부에 기포가 발생하면 크랭크축(5)의 강도가 취약하게 되는 문제점이 발생한다.

한편, 주물작업으로 외관이 형성된 크랭크축(5)의 내부에 다수개의 구멍과 오일유로(5a)를 형성하기 위해서는 드릴을 사용하는데, 특히 오일유로(5a)를 형성하기 위해서는 상대적으로 길이가 긴 드릴을 사용하여야 되므로 드릴이 휘어지는 문제가 발생하고, 상기 편심핀(5b)이 크랭크축(5)의 회전중심에서 벗어나 있어 선삭과 외경연마를 위해 전체 크랭크축(5)을 장비에 장착하여 회전시키기 위해서는 매우 번거로운 준비작업을 거쳐야 되므로 작업성이 떨어지는 문제점도 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제조가 상대적으로 간단한 크랭크축을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 크랭크축의 강도를 상대적으로 높여주는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 편심량을 가진 크랭크축을 용이하게 제작하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 원통형상의 파이프재로 구성되고 그 중심축이 회전중심축이 되는 축부와, 상기 축부의 상단에 체결되는 균형추와 일체로 형성되고 상기 회전중심축에서 소정 거리 편심되게 상기 축부의 길이방향으로 연장되는 편심핀부를 포함하여 구성되며; 상기 편심핀부와 균형추는 소결작업을 통해 일체로 형성된다.

삭제

삭제

상기 축부와 편심핀부의 균형추는 용접에 의해 체결된다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축은 상대적으로 외경면이 매끈한 파이프재를 사용하여 제작된 축부를 편심핀부에 일체로 형성된 균형추에 체결하여 제작하므로 크랭크축의 제조시에 별도의 외경선삭이 필요하지 않게 되고 편심량의 변경이 상대적으로 용이하게 되는 등의 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축의 바람직한 실시예가 분해사시도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 본 실시예의 크랭크축(20)은 크게 축부(30)와 편심핀부(40)의 2부분으로 구성된다. 그리고 상기 편심핀부(40)의 편심을 보정하기 위한 균형추(50)가 상기 편심핀부(40)와 일체로 형성된다.

상기 축부(30)는 파이프재로 구성된다. 상기 축부(30)의 내부에는 윤활과 냉각을 위한 오일이 흡상되는 축오일유로(33)가 형성된다. 상기 축오일유로(33)는 원통형의 파이프재의 구성을 그대로 이용하는 것이다. 상기 축부(30)의 외면에는 축오일홈(34)이 형성된다. 상기 축오일홈(34)은 상기 축오일유로(33)와 연통공(36)을 통해 연통된다. 상기 축오일유로(33)는 프레임과 습동되는 부분을 따라 형성된다. 일반적으로 상기 축오일홈(34)은 나선형으로 형성되고, 축오일유로(33)의 끝부분에서 연통공(36)을 통해 다시 축오일유로(33)와 연통된다.

상기 축부(30)의 상단에는 편심핀부(40)가 체결된다. 이때, 상기 편심핀부(40)는 그 중심축이 상기 축부(30)의 중심축에서 벗어난 위치에 있도록, 즉 편심되게 축부(30)에 체결된다. 상기 축부(30)와 편심핀부(40)의 체결은 용접으로 하는 것이 바람직하나 반드시 그러한 것은 아니며 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.

상기 편심핀부(40)에는 균형추(50)가 일체로 형성된다. 상기 균형추(50)는 상기 편심핀부(40)가 축부(30)에 대해 편심됨에 의해 발생할 수 있는 크랭크축(20)의 회전불균형을 보정하기 위한 것이다.

상기 편심핀부(40)의 내부를 상하로 관통하여서는 핀오일유로(43)가 형성된다. 상기 핀오일유로(43)는 상기 축부(30)의 축오일유로(33)와 연통되어 흡상된 오일을 공급받아 편심핀부(40)의 상방으로 비산시킨다. 상기 편심핀부(40)의 외주면에는 커넥팅로드 측과의 윤활을 위한 핀오일홈(45)이 형성된다. 상기 핀오일홈(45)은 연통공(46)을 통해 상기 핀오일유로(43)와 연통된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축의 작용을 상세하게 설명한다.

상기 축부(30)는 파이프재로 만들어진다. 즉, 원통형의 파이프를 소정의 길이로 절단하고, 별도의 선삭공정 없이 그 외면을 둘러 상기 축오일홈(34)과 연통공(35,36)을 형성한 후, 상기 축오일홈(34)이 형성되는 외주면을 연마하여 매끄럽게 가공한 것이다. 여기서 선삭공정이 삭제되는 것은 파이프재는 그 표면이 이미 어느 정도 매끄럽게 형성되어 있기 때문이고, 상기 축오일홈(34)이 형성되는 외주면을 정밀가공하는 것은 프레임과 습동되는 부분이기 때문이다.

그리고, 상기 편심핀부(40)와 균형추(50)는 단조작업을 통해 형성하거나 소결작업으로 형성한다. 즉, 단조나 소결로 일단 외형과 내부의 핀오일유로(43)를 형성한 후에 핀오일홈(45)과 연통공(46)을 형성한다. 그리고 상기 편심핀부(40)의 외주면과 균형추(50)의 하면중 일부를 매끄럽게 정밀가공한다. 여기서 상기 편심핀부(40)의 외주면은 커넥팅로드의 대단경 내주면 측과 습동되는 부분이므로 정밀가공하고, 상기 균형추(50)의 하면은 프레임에 크랭크축(20)이 지지되어 회전되는 부분이므로 정밀가공한다.

상기와 같이 제작된 축부(30)와 편심핀부(40)의 체결은 용접을 통해 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 브레이징용접이나 마찰용접이 사용될 수 있다.

한편, 상기 편심핀부(40)가 상기 축부(30)에 대해 편심되는 것은 다음과 같은 방식으로 설정될 수 있다. 먼저, 균형추(50)와 일체로 형성된 편심핀부(40)를 편심량에 따라 각각 제작하는 것이다. 그리고, 상기 편심핀부(40)가 상기 축부(30)와 결합되는 위치를 조절함에 의해서도 편심량을 조절할 수도 있다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축은 파이프재로 만들어진 축부와 단조나 소결로 형성된 편심핀부가 별도로 제작되어 체결됨에 의해 만들어지므로 다음과 같은 효과를 가진다.

먼저, 축부가 파이프재에 의해 만들어지므로 상대적으로 표면이 매끄러워 선삭가공을 하지 않아도 되므로 제조공정이 단순화된다.

그리고, 크랭크축의 편심을 조절하기 위해 편심핀부만을 별도로 만들거나 편심핀부와 축부의 체결위치를 조절하면 되므로 다양한 편심량을 가지는 크랭크축을 보다 용이하게 제작할 수 있게 된다.

다음으로, 상기 축부는 파이프재로 만들어지고 편심핀부는 단조나 소결로 만들어지므로 소재의 내부에 기포가 발생할 수 있는 주물작업으로 만든 크랭크축보다 강도가 높은 것을 얻을 수 있다.

또한, 서로 편심되는 부분인 축부와 편심핀부를 별도로 가공하여 체결하므로 각각의 축부와 편심핀부의 가공이 보다 용이하고 정밀하게 이루어질 수 있게 된다. 특히 축부와 편심핀부를 각각 가공함에 의해 편심되지 않은 상태의 회전체를 장비에 장착하여 작업하므로 가공작업이 매우 용이하게 되어 크랭크축의 제조가 보다 용이하게 된다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 원통형상의 파이프재로 구성되고 그 중심축이 회전중심축이 되는 축부와,

   상기 축부의 상단에 체결되는 균형추와 일체로 형성되고 상기 회전중심축에서 소정 거리 편심되게 상기 축부의 길이방향으로 연장되는 편심핀부를 포함하여 구성되며;

   상기 편심핀부와 균형추는 소결작업을 통해 일체로 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 크랭크축.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 축부와 편심핀부의 균형추는 용접에 의해 체결됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 크랭크축.

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