KR101361273B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자전방지장치가 제거된 스크롤 압축기에 관한 것이다. 본 발명은 모터부로부터 발생되는 회전력을 전달받는 회전축(10)과, 상기 회전축(10)과 편심결합되는 제1부시(30)와, 상기 제1부시(30)와 동일 각속도를 가지는 제2부시(40)와, 상기 제1부시(30)에 결합되는 제1베어링(35)과, 상기 제2부시(40)에 결합되는 제2베어링(45), 그리고 상기 제1 및 제2베어링(35,45)이 고정되고 선회운동하는 선회스크롤(60)을 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에서는 동일 각속도를 가지며 선회운동하는 제1 및 제2부시(30,40)가 선회스크롤(60)에 고정됨에 따라 선회스크롤(60)의 선회운동이 가능해지며, 종래의 자전방지장치를 제거할 수 있게 된다. 따라서 압축기의 구성이 간소화되고 작동소음이 감소되는 효과가 있다.

Description

스크롤 압축기{A SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자전방지기구가 제거된 스크롤 압축기에 관한 것이다.
일본 공개특허공보 2010-014108(이하, 참고문헌1)에는 일반적인 차량용 스크롤 압축기가 개시되어 있다. 스크롤 압축기는 한 쌍의 스크롤에 의해 형성되는 압축공간의 체적이 변화함에 따라 압축공간 내의 냉매가 압축되는 방식으로 구성된다. 상기 한 쌍의 스크롤은 압축기에 고정되는 고정스크롤과, 상기 고정스크롤에 대하여 편심 회전하는 선회스크롤로 구성된다.
그리고 상기 선회스크롤을 회전시키기 위한 모터부는 자기장을 발생시키는 고정자와 상기 고정자가 발생시키는 자기장에 의해 회전하는 회전자로 구성된다.
상기 회전축은 상기 회전자에 결합되어 상기 회전자의 회전동력을 전달받는다. 상기 회전축의 일단부, 상기 회전축의 축에서 벗어난 위치에는 편심핀이 돌출된다. 상기 편심핀은 상기 선회스크롤의 배면에 고정되는 편심부시에 결합된다.
상기 고정자의 유도전류에 의해 상기 회전자가 회전하면 상기 회전축도 상기 회전자와 함께 회전하게 되며, 상기 편심부시가 원형궤적을 그리면서 상기 선회스크롤을 공전시키게 된다. 상기 선회스크롤이 공전하면서 상기 고정스크롤과 선회스크롤 사이의 내부공간의 체적이 변화되며, 이와 같은 체적변화에 따라 내부공간의 냉매가 압축된다.
이와 같은 스크롤 압축기에서는 선회스크롤의 공전궤적을 이탈하지 않도록 하기 위한 자전방지장치가 구비된다. 이러한 자전방지장치에는 예를 들어 볼베어링 타입과 핀&링 타입이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2009-0027346(이하, 참고문헌2이라 함)에는 자전방지장치를 가지는 스크롤 압축기에 대해 기재되어 있다. 참고문헌2에 기재된 종래기술에 의하면, 고정스크롤의 둘레에 결합파이프가 복수개 형성되고, 선회스크롤의 둘레에는 외주부에 걸림홈이 형성되는 가이드부가 부착된다. 상기 고정스크롤에 고정 설치된 결합파이프는 상기 가이드에 형성된 걸림홈에 걸어짐으로써, 상기 가이드에 부착된 선회스크롤의 자전을 방지하게 된다. 이를 위해 상기 결합파이프는 원형단면을 가지며, 상기 걸림홈은 원호형으로 이루어져 있고 걸림홈의 곡률반경이 상기 결합파이프의 반경보다 다소 크게 형성되어 있다.
한편, 고정스크롤을 하우징에 결합하기 위해서는 고정스크롤의 결합파이프를 스러스트 플레이트 및 메인프레임을 연속적으로 통과시킨 상태에서 전방하우징과 후방하우징을 맞대고 상기 결합파이프의 중공에 결합볼트를 삽입하여 후방하우징에 나사결합하면 된다.
하지만, 참고문헌2의 자전방지장치에 따르면, 고정스크롤에 결합파이프를 고정 설치해야 하고, 상기 고정스크롤과 하우징과의 결합을 위해 결합파이프가 연속적으로 통과하도록 스러스트 플레이트 및 메인프레임에도 결합공을 형성해야하며, 선회스크롤에도 별도의 가이드를 일체로 형성하거나 가이드를 별도로 제작하여 억지끼워맞춤 해야하는 등, 기존의 스크롤 압축기의 구성부품들에 설계 변경이 대거 요구되고, 구성이 복잡해 조립성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 선회스크롤이 공전하는 과정에서 상기 선회스크롤의 반경방향으로 작용하는 힘이 자전방지장치에 가해짐으로써 소음이 증가하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 종래의 자전방지장치가 제거된 스크롤압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 모터부로부터 발생되는 회전력을 전달받는 회전축과, 상기 회전축과 편심결합되는 제1부시와, 상기 제1부시와 동일 각속도를 가지는 제2부시와, 상기 제1부시에 결합되는 제1베어링과, 상기 제2부시에 결합되는 제2베어링, 그리고 상기 제1 및 제2베어링이 고정되고 선회운동하는 선회스크롤을 포함한다.
상기 제1부시와 제2부시에는 상기 제1부시와 제2부시가 동일 각속도를 가지도록 하기 위한 벨트가 연결됨을 특징으로 한다.
상기 제1부시와 제2부시는 동일 각속도를 가지기 위해 서로 기어로 연결됨을 특징으로 한다.
상기 선회스크롤의 일면에는 상기 제1베어링을 고정하기 위한 제1베어링턱과, 상기 제2베어링을 고정하기 위한 제2베어링턱이 소정 높이 돌출되어 상기 제1 및 제2베어링의 외주면을 지지함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 동일 각속도를 가지며 선회운동하는 제1 및 제2부시가 선회스크롤에 고정되므로 별도의 자전방지장치가 없이도 선회스크롤의 선회운동이 발생한다. 따라서 스크롤 압축기에서 종래의 자전방지장치를 제거할 수 있게 되어 압축기의 구성이 간소화되고 작동소음이 감소되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 요부구성을 보인 분해사시도.
도 2는 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 요부구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 요부구성을 보인 단면도.
이하 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 요부구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
참고로, 도 1 내지 도 3에는 본 발명의 특징적인 구성들만 도시되어 있고, 나머지 스크롤 압축기의 일반적인 구성들은 생략되어 있다. 본 발명의 특징적인 구성을 제외한 스크롤 압축기의 일반적인 구성들에 대해서는 종래기술에서 제시한 참고문헌을 참조하여 설명하기로 한다.
스크롤 압축기는 크게 내부에 모터부가 구비되는 하우징과 상기 하우징의 전방에 구비되어 냉매를 압축하는 압축부로 구성된다.
상기 하우징은 전방하우징과 후방하우징으로 구성되어 있으며, 전방하우징과 후방하우징이 결합됨에 의해 형성되는 내부공간에는 상기 모터부가 설치된다.
상기 모터부는 자기장을 형성하는 고정자와, 상기 고정자에 대하여 회전되는 회전자, 그리고 상기 회전자에 고정되어 회전자와 함께 회전하는 회전축(10)으로 구성된다. 상기 회전축(10)은 상기 압축부에 동력을 전달한다.
한편, 상기 압축부는 고정스크롤과 상기 고정스크롤에 대하여 회전하는 선회스크롤(60)로 구성된다. 그리고 상기 선회스크롤(60)과 마주하는 상기 고정스크롤의 일면에 스크롤 랩이 형성되어 있다.
상기 선회스크롤(60)은 상기 고정스크롤과 마주하게 설치되고, 상기 고정스크롤의 스크롤 랩과 마주하는 면에 스크롤 랩(61)이 형성되어 있다. 서로 마주하는 스크롤 랩의 사이에 냉매 압축공간(62)이 형성된다. 상기 냉매 압축공간(62)은 상기 선회스크롤(60)이 공전운동을 함으로써 그 부피가 연속적으로 변화된다. 상기 냉매 압축공간(62)의 부피가 연속적으로 변화됨으로써 상기 압축공간의 내부에 유입되는 냉매의 압축이 이루어지는 것이다.
이하, 본 발명 실시예에서 상기 선회스크롤(60)의 자전을 방지하면서 공전을 가능하게 하는 구성들에 대해 설명한다.
먼저, 회전축(10)은 상기 모터부의 회전자와 결합되어 상기 회전자와 함께 회전한다. 상기 회전축(10)의 일단부에는 편심핀(12)이 돌출된다. 상기 편심핀(12)은 상기 회전축(10)의 중심축으로부터 벗어난 위치에 있다. 상기 편심핀(12)은 후술할 제1부시(30)의 편심핀공(31)에 삽입된다.
균형추(20)는 상기 제1부시(30)의 회전에 따른 균형을 맞추어주기 위한 것으로, 상기 제1부시(30)에서 돌출되는 부시돌기(34)와 결합된다.
그리고 제1부시(30)는 상기 회전축(10)에 편심결합되어 있다. 즉, 상기 회전축(10)의 편심핀(12)이 상기 제1부시(30)의 편심핀공(31)에 삽입되어 결합된다. 따라서 상기 회전축(10)이 상기 모터부에 의해 회전하면 상기 제1부시(30)는 상기 편심핀(12)이 그리는 궤적을 따라 선회운동을 하게 된다.
제2부시(40)는 상기 제1부시(30)와 동일 각속도를 가진다. 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서는 상기 제1부시(30)와 제2부시(40)가 동일 각속도를 가지도록 하기 위해 상기 제1부시(30)와 제2부시(40)가 벨트(50)로 연결되어 있음을 알 수 있다. 하지만, 상기 제1부시(30)와 제2부시(40)가 기어에 의해 서로 맞물려 있도록 구성될 수도 있다.
한편, 상기 제1부시(30)에는 상기 제1부시(30)의 회전을 가능하게 하는 제1베어링(35)이 결합된다. 상기 제2부시(40)에도 상기 제2부시(40)의 회전을 가능하게 하는 제2베어링(45)이 결합된다.
아울러 상기 선회스크롤(60)의 상기 회전축(10)을 향한 면에는 상기 제1베어링(35)을 고정하기 위한 제1베어링턱(63)과 상기 제2베어링(45)을 고정하기 위한 제2베어링턱(65)이 각각 소정높이 돌출되어 형성된다. 상기 제1 및 제2베어링턱(63,65)은 상기 제1 및 제2베어링(35,45)의 외주면을 각각 지지한다. 상기 제1 및 제2베어링턱(63,65)에 의해 상기 제1 및 제2베어링(35,45)은 일정한 거리를 유지한다.
이와 같이 본 발명에 의하면 동일 각속도를 가지는 제1 및 제2부시(30,40)가 상기 선회스크롤(60)에 일정한 거리를 유지한 상태로 고정되기 때문에, 상기 선회스크롤(60)의 자전이 방지된다. 이에 따라 본 발명에서는 종래의 자전방지장치를 제거할 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기에서 선회스크롤의 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 모터부의 고정자가 형성하는 자기장에 의해 회전자가 회전한다. 이에 따라 상기 회전자에 결합되어 있는 회전축(10)도 회전하게 된다.
상기 회전축(10)이 회전하면, 상기 회전축(10)에 편심결합되어 있는 제1부시(30)가 선회운동을 하게 된다. 그러면 상기 제1부시(30)와 벨트(50)에 의해 연결되어 있는 제2부시(40)가 상기 제1부시(30)와 동일 각속도로 선회운동을 하게 된다.
여기에서 상기 제1부시(30)와 상기 제2부시(40)가 제1 및 제2베어링(35,45)에 의해 지지된 상태이고, 상기 제1 및 제2베어링(35,45)은 제1 및 제2베어링턱(63,65)에 의해 상기 선회스크롤(60)에 일정한 거리를 유지하도록 고정되므로, 상기 선회스크롤(60)은 상기 제1 및 제2부시(30,40)가 그리는 궤적을 따라 선회운동을 하게 된다.
이때, 상기 제1부시(30)와 제2부시(40)가 제1 및 제2베어링턱(63,65)에 의해 선회스크롤(60)에 일정한 거리를 유지한 상태로 고정되므로, 상기 선회스크롤(60)의 자전이 방지된다. 따라서 별도의 자전방지장치가 필요 없게 된다.
상기 선회스크롤(60)이 선회운동을 하게되면, 상기 고정스크롤과의 사이에 압축공간(62)의 부피가 변함으로써 상기 압축공간(62) 내의 냉매가 압축될 수 있다.
본 발명에서는 별도의 자전방지장치가 없이도 선회스크롤이 선회운동을 하게 되므로, 종래의 자전방지장치를 제거할 수 있게 되어 구성이 간소화되며 작동소음이 감소되는 이점이 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10: 회전축 12: 편심핀
20: 균형추 30: 제1부시
31: 편심핀공 34: 부시돌기
35: 제1베어링 40: 제2부시
45: 제2베어링 50: 밸트
60: 선회스크롤 61: 스크롤 랩
63: 제1베어링턱 65: 제2베어링턱

Claims (4)

  1. 모터부로부터 발생되는 회전력을 전달받으며, 단부에 중심축으로부터 편심형성된 편심핀(12)이 돌출되는 회전축(10)과,
    부시돌기(34)가 돌출형성되며, 편심핀공(31)에 의해 상기 회전축(10)의 편심핀(12)과 결합되어 상기 회전축(10)과 편심결합되는 제1부시(30)와,
    상기 제1부시(30)와 회전축(10) 사이에 상기 편심핀(12)이 관통되도록 일정 영역이 중공되고, 상기 부시돌기(34)와 결합되어 고정되며, 상기 제1부시(30)의 회전에 따른 균형을 맞추는 균형추(20)와,
    상기 제1부시(30)와 동일 각속도를 가지는 제2부시(40)와,
    상기 제1부시(30)에 결합되는 제1베어링(35)과,
    상기 제2부시(40)에 결합되는 제2베어링(45)과,
    상기 제1 및 제2베어링(35,45)이 고정되고 선회운동하는 선회스크롤(60), 및
    상기 제1부시(30)와 제2부시(40)에 연결되어 상기 제1부시(30)와 제2부시(40)가 동일 각속도를 가지도록 하기 위한 벨트(50)를 포함하는 스크롤 압축기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 선회스크롤의 일면에는 상기 제1베어링(35)을 고정하기 위한 제1베어링턱(63)과, 상기 제2베어링(45)을 고정하기 위한 제2베어링턱(65)이 소정 높이 돌출되어 상기 제1 및 제2베어링(35,45)의 외주면을 지지함을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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