KR101776606B1 - 전동기 및 이를 구비한 압축기 - Google Patents

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    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]

Abstract

본 발명은, 전동기 및 이를 구비한 압축기에 관한 것이다. 본 발명의 전동기는, 스테이터와 로터를 구비하되, 로터는, 회전축과, 로터코어와, 로터코어에 삽입되는 도체바들과, 반경방향의 두께가 다르게 형성되고 도체바들을 단락시키는 엔드링과, 엔드링의 후육부에 결합되는 밸런스웨이트를 구비하여 구성된다. 이에 의해,밸런스웨이트의 결합을 용이하게 할 수 있다.

Description

전동기 및 이를 구비한 압축기{ELECTRIC MOTOR AND COMPRESSOR HAVING THE SAME}
본 발명은, 전동기 및 이를 구비한 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 밸런스웨이트의 결합을 용이하게 할 수 있도록 한 전동기 및 이를 구비한 압축기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전동기는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다.
전동기는 전원의 종류에 따라 직류전동기와 교류전동기로 분류될 수 있다.
교류전동기는 3상 교류용과 단상 교류용으로 구분되며 각각에 유도전동기와 동기전동기가 있다.
상기 유도전동기는 전원에 바로 연결이 가능하고 구조가 간단하며 튼튼한데 비해 염가이고 취급이 용이하여 널리 이용되고 있다.
상기 유도전동기는, 스테이터와, 상기 스테이터에 대해 소정의 공극을 두고 회전 가능하게 이격배치되는 로터를 구비할 수 있다.
상기 로터는, 회전축과, 상기 회전축에 결합되는 로터코어, 상기 로터코어의 원주를 따라 축방향으로 삽입되는 복수의 도체바와, 상기 도체바를 단락시키는 엔드링을 구비하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 로터에는 회전축의 진동 발생을 줄이기 위해 밸런스웨이트(balance weight)가 결합될 수 있다. 상기 밸런스웨이트는 상기 엔드링의 단부에 결합될 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 전동기에 있어서는, 엔드링의 두께가 일정하게 되어 있어 엔드링의 반경 방향의 두께가 상대적으로 작은 경우, 밸런스웨이트의 취부(결합)가 곤란하게 될 수 있다.
또한, 엔드링의 반경방향의 두께가 얇게 형성될 경우, 밸런스웨이트의 반경방향의 두께가 얇아지므로 동일한 질량을 유지하기 위해서는 상기 밸런스웨이트의 축방향의 두께가 증가할 수 있다. 이에 기인하여 상기 밸런스웨이트를 상기 엔드링에 체결하기 위해 상대적으로 큰 체결력이 필요하게 되어 체결부재의 개수 및 크기가 증가할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 밸런스웨이트의 결합을 용이하게 할 수 있는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 밸런스웨이트의 체결부재의 크기 및/또는 개수를 줄일 수 있는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 밸런스웨이트의 축방향 두께를 줄일 수 있는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 회전가능하게 결합되는 로터;를 포함하고, 상기 로터는: 회전축; 상기 회전축에 결합되는 로터코어; 상기 로터코어에 축선방향으로 삽입되는 복수의 도체바; 반경방향의 두께가 다르게 형성되고 상기 도체바를 단락시키는 엔드링; 및 상기 엔드링의 후육부에 결합되는 밸런스웨이트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기를 제공한다.
여기서, 상기 엔드링의 외면은 동일한 반경의 원호로 형성되게 구성될 수 있다.
상기 엔드링은 상기 회전축의 중심으로부터 상대적으로 긴 길이의 장폭과 상기 장폭에 비해 짧은 길이의 단폭을 구비하게 형성되며, 상기 단폭의 상기 장폭에 대한 비의 값은 0.95로 구성될 수 있다.
상기 로터는 상기 엔드링의 내부에 축선방향으로 삽입되는 복수의 영구자석을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 엔드링의 내면에는 상기 영구자석과 나란하게 배치되는 직선구간부가 형성될 수 있다.
상기 엔드링의 내면은, 상기 회전축의 중심으로부터 동일한 반경을 가지는 원호구간부와, 상기 회전축의 중심으로부터 서로 다른 거리를 가지게 곡선으로 형성되는 곡선구간부를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 밸런스웨이트는: 상기 엔드링의 단부에 배치되는 중량부; 상기 영구자석의 단부에 배치되는 이탈방지부; 및 상기 중량부와 상기 이탈방지부를 연결하는 연결부;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 연결부는 상기 엔드링의 내면에 접촉되게 형성될 수 있다.
상기 밸런스웨이트는 중심선에 대해 대칭으로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 케이스; 상기 케이스의 내부에 배치되는 압축부; 및 상기 케이스의 내부 상기 압축부의 일 측에 배치되어 상기 압축부에 구동력을 제공하는 상기 전동기;를 포함하는 압축기가 제공된다.
여기서, 상기 회전축에는 편심부가 형성되며, 상기 로터코어는 상기 엔드링의 후육부가 상기 회전축의 중심에 대해 상기 편심부의 대향측에 배치되게 상기 회전축에 결합되게 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔드링의 반경방향의 두께를 다르게 형성하고 엔드링의 육후부에 밸런스웨이트가 결합되게 구성함으로써 밸런스웨이트의 결합을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 엔드링의 반경 방향 두께를 다르게 형성하고 엔드링의 육후부에 밸런스웨이트가 결합되도록 함으로써 밸런스웨이트의 축방향 두께를 줄일 수 있다. 이에 의해, 로터의 축선 방향 길이가 증가하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 엔드링의 반경 방향 두께를 다르게 형성하고 엔드링의 육후부에 대응되게 밸런스웨이트를 형성함으로써 밸런스웨이트를 체결하는 체결부재에 작용하는 전단응력의 크기를 줄일 수 있어 체결부재의 크기 및/또는 개수를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기를 구비한 압축기의 단면도,
도 2는 도 1의 요부확대도,
도 3은 도 1의 스테이터코어 및 로터코어의 평면도,
도 4는 도 1의 로터의 측면도,
도 5는 도 4의 측면도,
도 6은 도 5의 밸런스웨이트의 결합전 사시도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터의 밸런스웨이트 결합전 사시도,
도 8은 도 7의 결합후 측면도,
도 9는 도 8의 엔드링의 변형례이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
[1]
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스(110)와, 상기 케이스(110)의 내부에 배치되어 냉매를 압축하는 압축부(120)와, 상기 케이스(110)의 내부에 배치되어 상기 압축부(120)에 구동력을 제공하는 전동기(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 케이스(110)의 일 측에는 냉매를 흡입하는 흡입관(112)이 구비될 수 있다. 상기 흡입관(112)의 상측에는 압축된 냉매를 토출하는 토출관(114)이 구비될 수 있다.
상기 압축부(120)는, 상기 케이스(110)의 내부에 고정배치되는 고정스크롤(122)과, 상기 고정스크롤(122)에 대해 선회 운동하면서 냉매를 압축하는 선회스크롤(125)을 구비할 수 있다.
상기 고정스크롤(122)은 인벌류트 형상의 고정랩(124)이 구비되며, 상기 선회스크롤(125)은 상기 고정랩(124)에 대응되는 인벌류트 형상의 선회랩(127)이 구비될 수 있다. 상기 선회스크롤(125)의 선회운동에 의해 상기 고정랩(124)과 선회랩(127) 사이에 형성되는 압축공간이 변화하면서 냉매가 압축될 수 있다.
상기 케이스(110)의 내부 상부영역에는 메인프레임(116)이 구비될 수 있다. 상기 메인프레임(116)의 상측에는 상기 압축부(120)가 올려 놓여 지지될 수 있다.
상기 압축부(120)의 하측에는 상기 전동기(130)가 구비될 수 있다.
상기 전동기(130)는 상하로 긴 길이를 가지는 회전축(175)을 구비할 수 있다.
상기 회전축(175)의 상단에는 상기 압축부(120)에 연결될 수 있게 편심부가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 회전축(175)의 회전 시 상기 선회스크롤(125)이 상기 고정스크롤(122)에 대해 선회운동하면서 냉매를 압축할 수 있다.
상기 케이스(110)의 내부 하부영역에는 서브프레임(118)이 구비될 수 있다.
상기 회전축(175)의 상단은 상기 메인프레임(116)에 의해 회전 가능하게 지지되게 구성될 수 있다.
상기 회전축(175)의 하단은 상기 서브프레임(118)에 의해 회전 가능하게 지지되게 구성될 수 있다.
상기 메인프레임(116) 및 서브프레임(118)에는 상기 회전축(175)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(117,119)이 구비될 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전동기(130)는, 상기 케이스(110)의 내부에 고정 배치되는 스테이터(140)와, 상기 스테이터(140)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(160)를 구비할 수 있다.
상기 스테이터(140)는, 내부에 상기 로터(160)가 수용될 수 있게 로터수용공(144)이 형성되는 스테이터코어(141)와, 상기 스테이터코어(141)에 권선되는 스테이터코일(151)을 구비할 수 있다.
상기 스테이터코어(141)는, 중앙에 상기 로터수용공(144)이 형성되고 그 둘레에 복수의 슬롯(145) 및 티스(146)가 형성된 복수의 전기강판(142)을 절연 적층하여 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 로터(160)는, 회전축(175); 상기 회전축(175)에 결합되는 로터코어(161); 상기 로터코어(161)에 축선방향으로 삽입되는 복수의 도체바(181); 반경방향의 두께가 다르게 형성되고 상기 도체바(181)를 단락시키는 엔드링(183); 및 상기 엔드링(183)의 후육부(184c)에 결합되는 밸런스웨이트(195);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 로터코어(161)는 중앙에 상기 회전축(175)이 삽입될 수 있게 관통 형성된 축공(164)과, 원주에 근접하여 도체바(181)가 삽입되는 도체바삽입공(166)을 구비할 수 있다.
상기 로터코어(161)는 영구자석(191)이 삽입될 수 있게 축방향으로 관통된 영구자석삽입부(168)를 구비할 수 있다. 상기 각 영구자석삽입부(168)의 양 측에는 플럭스 배리어(171)가 각각 구비될 수 있다. 이에 의해 자속의 누설이 억제될 수 있다. 상기 영구자석삽입부(168)와 상기 플럭스 배리어(171) 사이에는 폭방향으로 돌출된 복수의 돌출부(173)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 영구자석(191)이 상기 플럭스 배리어(171)측으로 이동하는 것이 방지될 수 있다.
상기 로터코어(161)는 복수의 원형 전기강판(162)을 절연 적층하여 형성될 수 있다.
상기 각 전기강판(162)에는 상기 축공(164), 도체바삽입공(166) 및 영구자석삽입부(168)가 각각 관통 형성될 수 있다.
상기 로터코어(161)의 영구자석삽입부(168)의 일 측 단부는 차단되게 구성될 수 있다. 여기서, 상기 로터코어(161)를 형성하는 전기강판(162) 중 어느 일 측의 끝에 배치되는 전기강판(162)에는 영구자석삽입부(168)를 형성하지 아니함으로써 영구자석삽입부(168)는 일 측이 막히게 구성될 수도 있다.
상기 로터코어(161)의 양 단부에는 상기 도체바(181)를 단락시키는 엔드링(183)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 도체바(181) 및 엔드링(183)은 전기 도체인 금속부재(예를 들면 알루미늄(Al))를 다이캐스팅(die casting)하여 구성될 수 있다.
상기 엔드링(183)은 원형으로 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 엔드링(183)의 외곽은 원형으로 형성될 수 있다.
상기 엔드링(183)의 최대 외경은 상기 로터코어(161)의 외경과 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다. 상기 엔드링(183)의 외경은 축방향을 따라 점진적으로 감소되게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 엔드링(183)의 외면은 내측으로 경사지게 구성될 수 있다.
한편, 상기 엔드링(183)은 반경방향의 두께가 다르게 형성될 수 있다.
상기 엔드링(183)은 내면이 상기 회전축(175)의 중심으로부터 서로 다른 거리를 가지게 형성될 수 있다. 즉, 상기 엔드링(183)은 외경은 상기 회전축(175)의 중심으로부터 동일한 거리(반경)을 가지게 형성되고, 내면이 서로 다른 거리를 가지게 형성됨으로써 반경방향의 두께가 주변에 비해 더 두꺼운 후육부(184c)가 형성될 수 있다.
상기 엔드링(183)의 내면은, 상기 회전축(175)의 중심으로부터 동일한 거리(반경)을 가지는 원호구간부(184a)와, 서로 다른 거리를 가지는 곡선구간부(184b)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 원호구간부(184a)의 두께는 동일하고, 상기 곡선구간부(184b)의 두께는 상기 원호구간부(184a)의 두께에 비해 증가될 수 있다. 여기서, 상기 곡선구간부(184b)는 상기 원호구간부(184a)의 반경에 비해 더 큰 반경(곡률반경)을 가지는 원호로 구성될 수 있다.
상기 엔드링(183)은 그 내면이 상기 회전축(175)의 중심으로부터 상대적으로 긴 길이의 장폭(b)과 상기 장폭(b)에 비해 짧은 길이의 단폭(a)을 구비하게 형성될 수 있다. 이때, 상기 엔드링(183)의 외경은 동일하므로 상기 단폭(a)측이 상기 장폭(b)측에 비해 반경 방향의 두께가 증가된 후육부(184c)를 구성할 수 있다. 여기서, 상기 단폭(a)의 상기 장폭(b)에 대한 비의 값(a/b)은 0.95로 구성될 수 있다. 상기 단폭(a) 구간은 실질적으로 상기 곡선구간부(184b)에 대응되고 상기 장폭(b) 구간은 상기 원호구간부(184a)에 대응될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 밸런스웨이트(195)는 엔드링(183)의 두께가 증가된 후육부(184c)에 결합될 수 있다. 이에 의해, 상기 밸런스웨이트(195)의 취부(결합)가 용이하게 될 수 있다.
상기 로터(160)는 2극(pole)으로 구성될 수 있다.
상기 로터(160)는 1극당 2개의 영구자석(191)을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 동일한 극을 형성하는 두 영구자석(191)은 상기 회전축(175)측 내각이 92도 이상 140도 이하 범위를 가지게 배치될 수 있다.
상기 엔드링(183)의 후육부(184c)는 그 중심이 상기 로터(160)의 자극의 중심에 배치되게 구성될 수 있다. 상기 후육부(184c)는 상기 자극중심선(L1)에 대해 대칭으로 구성될 수 있다.
상기 밸런스웨이트(195)는 상기 자극중심선(L1)에 대칭으로 구성될 수 있다.
상기 밸런스웨이트(195)는 그 중심선(L4)이 상기 후육부(184c)의 중심선(L3)과 일치되게 상기 엔드링(183)에 결합되게 구성될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 엔드링(183)의 내면은 원주방향을 따라 원호구간부(184a)가 대략 270도 범위에 걸쳐 형성되고, 곡선구간부(184b)는 대략 90도 정도 범위에 걸쳐 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 로터(160)의 회전시 상기 후육부(184c)는 다른 부분에 비해 질량이 더 크므로 더 큰 원심력이 작용할 수 있다. 이에 의해, 상기 엔드링(183)의 후육부(184c)에 결합되는 밸런스웨이트(195)의 질량을 줄일 수 있다.
상기 엔드링(183)의 단부에는 축방향으로 돌출되게 상기 밸런스웨이트(195)가 결합될 수 있다.
상기 밸런스웨이트(195)는 상기 회전축(175)의 편심부(176)와 대향되게 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 밸런스웨이트(195)의 중심선은 상기 편심부(176)의 중심선과 회전방향을 따라 180도 위상차를 가지게 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 엔드링(183)의 후육부(184c) 및 밸런스웨이트(195)에 작용하는 힘과 상기 편심부(176)에 작용하는 힘이 크기는 같고 방향이 서로 반대가 되어 두 힘이 서로 상쇄됨으로써 상기 회전축(175)의 횡방향 진동 발생이 억제될 수 있다. 이에 의해, 상기 회전축(175)을 지지하는 베어링(117,119)들의 강제마모가 완화될 수 있다.
상기 엔드링(183)의 단부에는 상기 밸런스웨이트(195)를 고정 결합하기 위한 체결부재(185)가 구비될 수 있다.
상기 체결부재(185)는 상기 엔드링(183)의 단부로부터 축방향을 따라 외측으로 돌출된 복수의 보스부 형상으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 체결부재(185)의 크기, 개수 및 위치는 적절하게 조절될 수 있다.
상기 체결부재(185)는 상기 밸런스웨이트(195)를 관통하여 돌출될 수 있는 길이를 가지게 구성될 수 있다.
상기 체결부재(185)는 상기 밸런스웨이트(195)의 결합 후 코킹(caulking)하여 체결부재(185)의 단부영역을 소성 변형시킬 수 있다. 또는 헤딩(heading) 가공 등의 방법으로 확장된 머리부를 형성하여 상기 밸런스웨이트(195)가 엔드링(183)으로부터 불시에 분리되는 것이 방지되게 할 수 있다.
또한, 상기 밸런스웨이트(195)를 체결하기 위한 체결수단을 볼트 또는 스크류로 구성할 수도 있다. 즉 상기 엔드링(183)에는 암나사부를 형성하고 상기 밸런스웨이트(195)에는 삽입공을 형성하여 상기 밸런스웨이트(195)의 삽입공에 삽입된 상기 볼트를 상기 암나사부에 나사결합되게 구성할 수도 있다.
상기 밸런스웨이트(195)는 소정 질량을 가지고, 상기 엔드링(183)의 단부 형상에 대응되게 구성될 수 있다.
상기 밸런스웨이트(195)에는 상기 체결부재(185)가 삽입될 수 있게 삽입공(198)이 관통 형성될 수 있다.
상기 밸런스웨이트(195)는 원호형상으로 형성될 수 있다. 상기 밸런스웨이트(195)는 상기 로터코어(161)의 외경에 대응되는 외경을 가지며, 대략 반원 형상을 가지게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 밸런스웨이트(195)는 상기 로터코어(161)에 편심되게 결합될 수 있다. 여기서, 상기 밸런스웨이트(195)의 양 단부 사이의 내각은 본 실시예에서는 180도를 가지게 구성된 경우를 예를 들고 있으나, 적절히(예를 들면, 양 단부 사이의 내각이 60도, 90도, 120도 등) 조절될 수 있다.
상기 밸런스웨이트(195)는 상기 엔드링(183)의 후육부(184c)에 대응되는 형상을 가지게 구성될 수 있다. 즉 상기 밸런스웨이트(195)의 내면은 상기 엔드링(183)의 후육부(184c)에 대응되게 중앙영역에 형성되는 곡선구간부(196a)와, 상기 곡선구간부(196a)의 양 측에 각각 형성되는 원호구간부(196b)를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 동일 질량을 가지는 밸런스웨이트(195)의 구성 시 반경 방향의 두께가 증가하는 대신 축 방향 두께를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명의 밸런스웨이트(195)는 종래의 밸런스웨이트에 비해 두께는 더 얇고 폭은 더 넓어지게 구성될 수 있다. 이에 의해, 엔드링(183)으로부터 축방향으로 돌출되는 밸런스웨이트(195)의 돌출길이(두께)를 줄일 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 로터코어(161)의 영구자석삽입부(168)에 영구자석(191)이 삽입되면, 상기 밸런스웨이트(195)를 상기 로터코어(161)의 단부에 배치한다. 이때, 상기 로터코어(161)에 구비된 체결부재(185)가 상기 밸런스웨이트(195)의 삽입공(198)에 삽입되게 한다.
상기 체결부재(185)가 상기 삽입공(198)에 삽입되면 상기 삽입공(198)에 삽입되어 돌출된 상기 체결부재(185)의 단부를 코킹(caulking)하거나, 또는 상기 체결부재(185)의 노출 단부를 헤딩(heading) 가공하여 머리부를 형성하여 상기 밸런스웨이트(195)가 상기 엔드링(183)으로부터 불시에 분리되는 것이 방지되도록 한다.
한편, 상기 로터코어(161)의 축공(164)에 상기 회전축(175)이 결합될 수 있다. 이때, 상기 로터코어(161) 및 회전축(175)은 상기 밸런스웨이트(195)의 중심이 상기 회전축(175)의 편심부(176)의 중심과 대향되게 결합되도록 한다. 즉, 상기 밸런스웨이트(195)의 중심과 상기 편심부(176)의 중심은 회전방향에 대해 서로 180도의 위상차를 가지게 결합될 수 있다.
상기 엔드링(183)의 후육부(184c) 및 밸런스웨이트(195)는, 상기 로터(160)의 회전 시, 상기 편심부(176)와 대향된 위치에서 회전하여 상기 편심부(176)에 의해 발생되는 원심력과 반대방향으로 작용하는 원심력을 발생시켜 두 원심력이 서로 상쇄되게 할 수 있다. 이에 의해, 상기 회전축(175)의 횡방향 진동 발생이 억제될 수 있다. 이에 따라, 상기 회전축(175) 및/또는 베어링(117,119)의 강제 마모가 완화(억제)될 수 있다.
[2]
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하기로 한다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의 상 도시를 생략하고, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 전동기(130)는, 스테이터(140); 및 상기 스테이터(140)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(160);를 구비하고, 상기 로터(160)는: 회전축(175); 상기 회전축(175)에 결합되는 로터코어(161); 상기 로터코어(161)에 축선방향으로 삽입되는 복수의 도체바(181); 반경방향의 두께가 다르게 형성되고 상기 도체바(181)를 단락시키는 엔드링(183); 및 상기 엔드링(183)의 후육부(184c)에 결합되는 밸런스웨이트(205);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 로터코어(161)는, 축공, 삽입공 및 영구자석삽입부(168)를 구비할 수 있다.
상기 영구자석삽입부(168)는 상기 축공(164)의 둘레에 거의 사각형 형상으로 배치되게 구성될 수 있다.
상기 로터(160)는 2극으로 구성될 수 있다.
상기 로터(160)는 1극 당 2개의 영구자석(191)이 배치되게 구성될 수 있다.
상기 로터(160)는 동일한 자극을 가지는 두 영구자석(191)의 상기 회전축(175)측 내각이 92도 내지 140도 범위 이내가 되게 구성될 수 있다.
상기 로터(160)는 상기 로터코어(161)의 원주에 근접된 영역에 축방향을 따라 삽입된 복수의 도체바(181)를 구비할 수 있다.
상기 로터(160)는 상기 도체바(181)를 단락시키는 엔드링(183)을 구비할 수 있다.
상기 엔드링(183)은 상기 로터코어(161)의 양 단부에 각각 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 엔드링(183)은 외경이 원형으로 구성될 수 있다.
상기 엔드링(183)은 반경 방향의 두께가 서로 다르게 구성될 수 있다.
그 일예로, 상기 엔드링(183)은 내면이 상기 영구자석삽입부(168)에 근접되게 형성될 수 있다. 이에 의해, 종래 엔드링(183)의 반경방향의 두께가 너무 얇아 밸런스웨이트의 결합이 곤란하게 되던 종래와는 달리 밸런스웨이트(205)의 체결이 용이하게 될 수 있다.
상기 엔드링(183)의 내면은, 상기 회전축(175)의 중심으로부터 동일한 거리를 가지는 원호구간부(184a)와, 상기 회전축(175)의 중심으로부터 서로 다른 거리를 가지는 곡선구간부(184b)를 구비할 수 있다. 상기 곡선구간부(184b)에 의해 반경방향의 두께가 증가된 후육부(184c)가 형성될 수 있다.
상기 엔드링(183)의 후육부(184c)에는 밸런스웨이트(205)가 결합될 수 있다.
상기 엔드링(183)의 단부에는 상기 밸런스웨이트(205)를 체결하기 위한 복수의 체결부재(185)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 밸런스웨이트(205)는, 상기 엔드링(183)의 단부에 배치되는 중량부(206); 상기 영구자석(191)의 단부에 배치되는 이탈방지부(209); 및 상기 중량부(206)와 상기 이탈방지부(209)를 연결하는 연결부(208);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 중량부(206)는 대략 원호형상으로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 중량부(206)는, 상기 로터코어(161)의 외경에 대응되는 외경을 가지며, 대략 반원 형상을 가지게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 밸런스웨이트(205)는 상기 로터코어(161)에 편심되게 결합될 수 있다. 여기서, 상기 밸런스웨이트(205)의 양 단부 사이의 내각은 본 실시예에서는 180도를 가지게 구성된 경우를 예를 들고 있으나, 적절히(예를 들면, 60도, 90도, 120도, 135도 등) 조절될 수 있다.
상기 중량부(206)는 상기 엔드링(183)의 후육부(184c)에 대응되는 형상을 가지게 구성될 수 있다. 즉 상기 중량부(206)는 그 내면이 상기 엔드링(183)의 후육부(184c)에 대응되는 곡선구간부(207a)와, 상기 곡선구간부(207a)의 양 측에 각각 형성되는 원호구간부(207b)를 구비할 수 있다. 이에 의해, 동일 질량을 가지는 밸런스웨이트(205)의 구성 시 반경 방향의 두께가 증가하는 대신 축 방향 두께를 감소시킬 수 있다.
상기 중량부(206)에는 상기 체결부재(185)가 삽입될 수 있게 삽입공(210)이 관통 형성될 수 있다.
상기 밸런스웨이트(205)는 상기 로터코어(161)의 단부, 보다 구체적으로 상기 영구자석삽입부(168)의 입구에 배치되는 이탈방지부(209)를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 영구자석삽입부(168)의 입구가 차단되어 상기 영구자석(191)이 축방향, 즉 삽입 반대 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
상기 이탈방지부(209)는 상기 엔드링(183)의 내면에 삽입될 수 있게 상기 엔드링(183)의 내면 형상에 대응되는 형상을 가지게 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 엔드링(183)의 원호구간부(184a) 및 곡선구간부(184b)에 대응되는 외곽 형상을 가지게 구성되어 있다. 또한, 상기 엔드링(183)의 원형으로 형성되는 경우, 상기 이탈방지부(209)의 외곽 형상은 원형으로 형성될 수도 있다.
상기 이탈방지부(209)에는 상기 회전축(175)이 삽입되는 관통공(211)이 형성될 수 있다. 상기 관통공(211)은 상기 회전축(175)에 비해 큰 크기로 형성될 수 있다. 상기 관통공(211)은 상기 영구자석삽입부(168)의 입구를 차단할 수 있는 한도 내에서 크게 구성할 수 있다.
상기 밸런스웨이트(205)는, 상기 중량부(206) 및 상기 이탈방지부(209)를 연결하는 연결부(208)를 구비할 수 있다. 이에 의해, 밸런스웨이트(205)를 엔드링(183)(183)에 결합하는 동작만으로 영구자석(191)의 이탈이 동시에 방지될 수 있다.
상기 연결부(208)는 상기 엔드링(183)의 내면에 접촉되게 구성될 수 있다. 상기 연결부(208)는 상기 엔드링(183)의 곡선구간부(196a)와 면접촉될 수 있게 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 로터(160)의 회전시 상기 밸런스웨이트(205)가 상기 엔드링(183)에 의해 반경방향으로 지지될 수 있다. 이에 의해, 상기 밸런스웨이트(205)를 상기 로터코어(161)에 체결하는 체결부재(185)의 전단응력을 줄일 수 있어 상기 체결부재(185)의 크기(직경 또는 두께) 및 개수를 줄일 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 엔드링(183)의 내면은 상기 영구자석(191)과 나란하게 배치되는 직선구간부(184d)를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 영구자석(191)의 삽입 시 간섭이 발생하지 아니하면서 상기 엔드링(183)의 반경방향의 두께가 증가될 수 있다.
이에 대응하여, 상기 밸런스웨이트(215)의 내측면은 상기 엔드링(183)의 직선구간부(184d)에 대응되는 직선구간부(216a)와, 상기 엔드링(183)의 원호구간부(184a)에 대응되는 원호구간부(216b)를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의하면, 상기 밸런스웨이트(215)의 반경방향의 두께가 증가할 수 있고, 그만큼 축방향의 두께가 감소할 수 있다.
상기 밸런스웨이트(215)에는 상기 체결부재(185)가 삽입될 수 있게 삽입공(217)이 관통형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 로터코어(161)의 영구자석삽입부(168)에 영구자석(191)이 삽입되면, 상기 밸런스웨이트(205)를 상기 로터코어(161)의 단부에 배치한다. 이때, 상기 로터코어(161)에 구비된 체결부재(185)가 상기 밸런스웨이트(205)의 삽입공(210)에 각각 삽입되도록 한다.
상기 체결부재(185)가 상기 삽입공(210)에 삽입되면 상기 이탈방지부(209)는 상기 엔드링(183)의 내부로 삽입되어 상기 로터코어(161)의 단부에 접촉되어 상기 영구자석삽입부(168)의 입구를 차단하게 된다. 이에 의해, 상기 영구자석(191)이 삽입 방향의 반대로 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
상기 밸런스웨이트(205)의 결합이 완료되면 상기 삽입공(210)에 삽입되어 돌출된 상기 체결부재(185)의 단부를 소성 변형시켜 상기 밸런스웨이트(205)가 상기 엔드링(183)으로부터 불시에 분리되는 것이 방지되도록 한다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110 : 케이스 120 : 압축부
122 : 고정스크롤 125 : 선회스크롤
130 : 전동기 140 : 스테이터
141 : 스테이터코어 151 : 스테이터코일
160 : 로터 161 : 로터코어
166 : 도체바삽입공 168 : 영구자석삽입부
181 : 도체바 183 : 엔드링
184a,196b : 원호구간부 184b,196a : 곡선구간부
184c : 후육부 185 : 체결부재
195 : 밸런스웨이트 198 : 삽입공

Claims (11)

  1. 스테이터; 및
    상기 스테이터에 대해 회전가능하게 결합되는 로터;를 포함하고,
    상기 로터는:
    회전축;
    상기 회전축에 결합되는 로터코어;
    상기 로터코어에 축선방향으로 삽입되는 복수의 도체바;
    반경방향의 두께가 다르게 형성되고 상기 도체바를 단락시키는 엔드링; 및
    상기 엔드링의 후육부에 결합되는 밸런스웨이트;를 구비하고,
    상기 엔드링의 외면은 동일한 반경의 원호로 형성되고,
    상기 엔드링의 내면은 상기 회전축의 중심으로부터 상대적으로 긴 길이의 장폭과 상기 장폭에 비해 짧은 길이의 단폭을 구비하게 형성되며,
    상기 밸런스웨이트는 상기 엔드링의 형상에 대응되게 반경방향의 두께가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 엔드링은 상기 단폭의 상기 장폭에 대한 비의 값은 0.95인 것을 특징으로 하는 전동기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로터는 상기 엔드링의 내부에 축선방향으로 삽입되는 복수의 영구자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 엔드링의 내면에는 상기 영구자석과 나란하게 배치되는 직선구간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 엔드링의 내면은, 상기 회전축의 중심으로부터 동일한 반경을 가지는 원호구간부와, 상기 회전축의 중심으로부터 서로 다른 거리를 가지게 곡선으로 형성되는 곡선구간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸런스웨이트는:
    상기 엔드링의 단부에 배치되는 중량부;
    상기 영구자석의 단부에 배치되는 이탈방지부; 및
    상기 중량부와 상기 이탈방지부를 연결하는 연결부;를 포함하는 전동기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 엔드링의 내면에 접촉되게 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 밸런스웨이트는 중심선에 대해 대칭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  10. 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되는 압축부; 및
    상기 케이스의 내부 상기 압축부의 일 측에 배치되어 상기 압축부에 구동력을 제공하는 제1항의 전동기;를 포함하는 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회전축에는 편심부가 형성되며, 상기 로터코어는 상기 엔드링의 후육부가 상기 회전축의 중심에 대해 상기 편심부의 대향측에 배치되게 상기 회전축에 결합되는 것을 특징으로 하는 압축기.
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