KR102043155B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 제1 스크롤; 상기 제1 스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 상기 제1 스크롤과의 사이에 압축실을 형성하는 제2 스크롤; 상기 제2 스크롤을 사이에 두고 상기 제1 스크롤의 반대쪽에서 반경방향으로 고정되어, 상기 제2 스크롤을 축방향으로 지지하는 프레임; 및 환형으로 형성되는 링부 및 상기 링부에서 돌출되는 키부를 구비하며, 상기 키부가 상기 프레임 또는 상기 제2 스크롤에 구비되는 키홈에 미끄러지게 결합되어 상기 제2 스크롤을 상기 제1 스크롤에 대해 선회운동시키는 올담링;을 포함하고, 상기 올담링의 키부는 상기 프레임 또는 상기 제2 스크롤과 동종 재질로 형성될 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 특히 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 방식의 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부에 회전모터로 된 전동부가 설치되고, 전동부의 일측에 고정스크롤과 선회스크롤로 이루어진 압축부가 설치되며, 전동부와 압축부는 회전축으로 연결되어 전동부의 회전력이 압축부로 전달된다. 압축부로 전달되는 회전력은 선회스크롤을 고정스크롤에 대해 선회운동을 시켜 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 2개 한 쌍의 압축실을 형성하여, 냉매를 양쪽 압축실로 각각 흡입시켜 압축하고 동시에 토출하는 방식이다.

이러한 스크롤 방식의 압축기는, 선회스크롤의 자전운동을 방지하기 위한 자전방지기구가 구비된다. 자전방지기구는 올담링(Oldham ring)이 적용되거나 또는 핀앤링(pin and ring)이 적용될 수 있다.

핀앤링 방식은 자전방지기구의 내구성 향상으로 인한 신뢰성 향상 및 자전방지기구로 인한 압축기의 무게 증가를 억제할 수 있다는 점에서 올담링 방식에 비해 유리하다. 반면 핀앤링 방식은 복수 개의 핀과 링을 선회스크롤과 이에 접하는 부재에 각각 설치하여야 함에 따라 조립 측면에서 상대적으로 불리하다. 이에 올담링의 재질을 개선하여 핀앤링 방식을 대체하려는 연구가 지속되고 있다.

특히, 스크롤 압축기가 차량용 공조시스템에 적용되는 경우에는, 압축기의 무게 및 가공성 등을 고려하여 올담링은 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 알루미늄을 올담링에 적용할 경우, 올담링의 무게를 낮출 수 있고, 가공성 및 생산성을 높일 수 있어 유리하다.

하지만, 압축기의 무게 등을 고려하면 올담링은 물론 주변의 선회스크롤과 메인프레임, 또는 고정스크롤 역시 알루미늄으로 제작하는 것이 유리한데, 이 경우 알루미늄 올담링과 상대 마찰면의 재질이 동일하기 때문에 마찰 특성이 현저히 나빠지게 된다. 최근에는 올담링의 키부의 마모 신뢰성을 개선하기 위한 기술이 소개되고 있다.

선행기술1(US 2017-0234313 A)은 올담링의 링부와 키부의 재질을 상이하게 형성하여 올담링의 무게를 낮추면서도 내마모성을 높일 수 있는 기술이다. 선행기술2(KR 10-1997-0021751)는 올담링을 표면 처리하여 올담링이 선회스크롤 또는 고정스크롤과 용착되는 것을 억제하는 기술이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는, 압축기의 무게와 신뢰성을 고려하여 올담링의 링부와 키부를 이종 재질로 제작할 경우에는, 링부와 키부를 후조립하여야 하는 제조 공정이 복잡하게 될 수 있었다. 또, 이 경우에는 링부와 키부를 조립하는 부위의 단면적이 축소될 수 있고, 이로 인해 키부에 대한 지지 강도가 약화되어 올담링에 대한 신뢰성이 저하될 수도 있었다. 또, 이 경우에는 링부와 키부의 가공오차 또는 조립오차에 의해 링부와 키부의 결합부위에 유격이 발생되고, 압축기 구동시 키부가 링부에 대해 틀어져 선회스크롤이 원주방향으로 밀려나며, 이로 인해 랩 간 이격이 발생되어 압축손실이 증가할 수 있었다. 또, 링부와 키부의 열팽창율이 상이하여 키부가 링부로부터 이탈되거나 또는 헛도는 현상이 발생될 수도 있었다.

또, 종래의 스크롤 압축기는, 올담링의 표면에 윤활 재질 등으로 코팅층을 형성할 수도 있으나, 이는 별도의 코팅층 형성에 따른 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라 코팅층이 박리되거나 또는 장시간 사용시 마모되어 올담링이 손상되거나 마찰손실이 증가할 수 있었다.

선행기술1: 미국공개특허 US 2017-0234313 A(2017.08.17) 선행기술2: 한국공개특허 제10-1997-0021751호(1997.05.28)

본 발명의 목적은, 올담링이 적용되는 경우 그 올담링의 무게를 낮춰 압축기의 전체 무게를 경감시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 올담링을 그 올담링이 결합되는 프레임이나 선회스크롤 또는 고정스크롤과 동종 재질로 형성할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 올담링이 결합되는 양쪽 부재를 동종 재질로 형성하고, 올담링을 그 올담링이 결합되는 양쪽 부재와 동종 재질로 형성할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 올담링을 이루는 링부와 키부의 재질을 동종 재질로 형성할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 올담링에 대한 가공성 및 생산성을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 올담링의 키부와 그 키부가 결합되는 프레임이나 선회스크롤 또는 고정스크롤의 키홈과의 사이에서 허용치 이상의 유격이 발생되는 것을 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 올담링을 이루는 링부에 대해 키부의 지지강도를 확보하여 신뢰성을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 올담링을 이루는 링부에 대해 키부가 헛도는 것을 억제하여 신뢰성을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 올담링을 이루는 링부와 키부를 단일체로 형성할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 제1 스크롤; 상기 제1 스크롤에 맞물려 선회운동을 하는 제2 스크롤; 및 환형으로 형성되는 링부 및 상기 링부에서 돌출되는 키부를 구비하며, 상기 키부가 상기 제2 스크롤에 구비되는 키홈에 미끄러지게 결합되어 상기 제2 스크롤을 상기 제1 스크롤에 대해 선회운동시키는 올담링;을 포함하고, 상기 올담링의 키부는 상기 제2 스크롤과 동종 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 키부와 키홈의 사이에는 상기 제2 스크롤 또는 상기 올담링과 이종 재질로 된 마모방지부재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 마모방지부재는 상기 키홈에 삽입되어 결합될 수 있다.

그리고, 상기 마모방지부재 및 상기 마모방지부재가 결합되는 부재 사이에는 상기 마모방지부재가 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부가 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 제1 스크롤; 상기 제1 스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 상기 제1 스크롤과의 사이에 압축실을 형성하는 제2 스크롤; 및 환형으로 형성되는 링부 및 상기 링부에서 돌출되는 키부를 구비하며, 상기 키부가 상기 제2 스크롤에 구비되는 키홈에 미끄러지게 결합되어 상기 제2 스크롤을 상기 제1 스크롤에 대해 선회운동시키는 올담링;을 포함하고, 상기 제2 스크롤의 키홈과 상기 올담링의 키부 사이에는 마모방지부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 올담링의 키부는 상기 제2 스크롤과 동종 재질로 형성되며, 상기 마모방지부재는 상기 제2 스크롤의 키홈 또는 상기 올담링의 키부와 이종 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 올담링은 상기 키부와 링부가 동종 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 올담링은 상기 링부와 키부가 단일체로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 마모방지부재는 반경방향으로 평행하게 배열되는 제1 보강면과 제2 보강면, 그리고 상기 제1 보강면과 제2 보강면 사이를 연결하는 연결면을 포함하며, 상기 연결면은 상기 제1 보강면과 제2 보강면의 마주보는 반경방향 일단에서 연장되어 상기 제1 보강면과 제2 보강면을 연결하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 연결면은 상기 제1 보강면과 제2 보강면 사이의 간격보다 원주방향으로 확장되도록 형성되며, 상기 키홈의 일단에는 상기 연결면이 삽입되어 상기 마모방지부재를 반경방향으로 지지하는 이탈방지홈이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 연결면은 상기 제1 보강면과 제2 보강면 사이의 간격과 동일한 직경을 가지도록 형성되며, 상기 키홈의 일단에는 상기 연결면을 반경방향으로 지지하도록 고정핀이 결합될 수 있다.

여기서, 상기 연결면은 상기 제1 보강면과 제2 보강면 사이의 간격과 동일한 직경을 가지도록 형성되며, 상기 키홈에는 상기 마모방지부재의 축방향 일단이 삽입되어 지지되도록 하는 이탈방지홈이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 마모방지부재는, 반경방향으로 평행하게 배열되는 제1 보강면과 제2 보강면, 그리고 상기 제1 보강면과 제2 보강면이 마주보는 축방향 일단에서 원주방향으로 연장되어 상기 제1 보강면과 제2 보강면 사이를 연결하는 제3 보강면을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제1 보강면과 상기 제2 보강면에는 상기 제1 보강면과 제2 보강면의 마주보는 일단에서 각각 연장되어 상기 마모방지부재를 반경방향으로 지지하는 이탈방지면이 더 형성되고, 상기 키홈의 일단에는 상기 키홈의 원주방향 폭보다 확장되어 상기 이탈방지면이 삽입되는 이탈방지홈이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제2 스크롤에는 상기 키홈의 바닥면보다 깊게 저유홈이 형성되고, 상기 저유홈은 상기 키부의 이동범위 밖에서 상기 키홈과 연통되도록 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 고정자는 상기 케이싱의 내부공간에 고정되고, 회전자는 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 구비되는 구동모터; 상기 구동모터의 일측에서 구비되는 제1 스크롤; 상기 제1 스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 상기 제1 스크롤과의 사이에 압축실을 형성하고, 복수 개의 제1 키홈이 구비되는 제2 스크롤; 일단부는 상기 구동모터의 회전자에 결합되고, 타단부는 상기 압축실과 반경방향으로 중첩되도록 상기 제2 스크롤에 편심지게 결합되는 회전축; 상기 제2 스크롤을 사이에 두고 상기 제1 스크롤의 반대쪽에 구비되며, 복수 개의 제2 키홈이 형성되는 프레임; 상기 프레임과 상기 제2 스크롤 사이에 위치하는 링부, 상기 링부에서 돌출되어 상기 제1 키홈과 제2 키홈에 각각 미끄러지게 삽입되는 복수 개의 키부를 가지는 올담링; 및 상기 올담링 또는 상기 제2 스크롤과는 이종 재질로 형성되며, 상기 제1 키홈 또는 상기 제2 키홈과 이에 삽입되는 상기 올담링의 키부 사이에 구비되는 마모방지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 올담링은 상기 제2 스크롤 또는 상기 프레임과 동종 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 올담링의 링부와 키부는 동종 재질로 이루어져 단일체로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 마모방지부재는 상기 제1 키홈 또는 상기 제2 키홈에 삽입되며, 상기 제1 키홈 또는 상기 제2 키홈과 이에 삽입되는 상기 마모방지부재의 사이에는 상기 마모방지부재가 각각의 키홈에서 반경방향으로 이탈되는 것을 억제하도록 이탈방지부가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 올담링의 키부와 그 키부가 삽입되는 프레임이나 선회스크롤 또는 고정스크롤의 키홈 사이에 마모방지부재가 구비됨에 따라, 올담링이 프레임이나 선회스크롤 또는 고정스크롤에 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 올담링을 이루는 링부와 키부를 가벼운 재질인 알루미늄으로 제작할 수 있어, 올담링과 그 올담링이 적용된 압축기의 무게를 경감시킬 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 올담링은, 그 올담링의 키부가 결합되는 프레임이나 선회스크롤 또는 고정스크롤과 동종 재질로 형성하면서도 동종 재질 간의 마찰에 의한 마찰 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 올담링 또는 그 올담링이 결합되는 부재 사이에서의 마찰을 줄여 올담링이나 상대물의 손상을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 마찰손실을 줄여 압축기 효율을 높일 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 올담링은, 그 올담링을 이루는 링부와 키부를 단일체로 형성함에 따라, 올담링의 제작이 용이하게 될 수 있다. 또, 압축기의 구동시 올담링의 키부가 상대물의 키홈에서 틀어지는 현상을 억제할 수 있고, 이를 통해 선회스크롤이 원주방향으로 밀리는 것을 억제하여 랩 간 이격으로 인해 발생되는 압축손실을 줄일 수 있다. 또, 링부에서 돌출되는 키부의 뿌리부분에 대한 강도를 확보할 수 있어 키부가 손상되는 것을 억제하여 신뢰성을 높일 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 올담링은, 그 올담링을 이루는 링부와 키부가 단일체이면서 동종 재질로 형성됨에 따라, 압축기의 구동시 올담링이 열을 받더라도 키부가 과도하게 변형되거나 헛도는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 올담링에 의해 선회스크롤의 거동이 불안정하게 되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 올담링의 키부와 그 키부가 삽입되는 프레임이나 선회스크롤 또는 고정스크롤의 키홈 사이에 마모방지부재가 구비되되, 이 마모방지부재의 일단과 이에 대응하는 키홈 사이에는 이탈방지부를 형성하여 마모방지부재를 고정할 수 있다. 이에 따라, 마모방지부재가 키홈에서 이탈되는 것을 효과적으로 억제하여 신뢰성을 높일 수 있다.

나아가, 이탈방지부는 마모방지부재에 돌기를, 이에 대응하는 키홈에 홈을 각각 형성함에 이탈방지부를 용이하게 형성하거나, 또는 별도의 고정핀을 이용하여 마모방지부재를 고정할 수도 있다. 별도의 고정핀을 이용하여 마모방지부재를 고정하는 경우 이탈방지부를 포함한 키홈의 전체 반경방향 길이를 줄여, 키홈의 내주면에 대한 직경이 커질 수 있다. 이는 올담링의 내측에 형성되는 배압공간의 면적을 넓힐 수 있어 그만큼 선회스크롤을 안정적으로 지지할 수 있다.

나아가, 마모방지부재는 키홈의 원주방향 측면 및 그 양쪽 측면을 연결하는 바닥면에 각각 대응하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 키부와 키홈 사이의 원주방향 양쪽 측면뿐만 아니라 키홈의 바닥면과 대응하는 축방향 일측면까지 키부와 키홈의 접촉을 억제할 수 있게 된다. 그러면 선회스크롤의 거동이 불안정할 경우 킵부와 키홈이 축방향으로 접촉되어 마모가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 일례로서 전동식 압축기의 내부를 보인 단면도,
도 2는 도 1에 따른 압축부에서 프레임과 선회스크롤 사이에 올담링이 결합된 상태를 보인 단면도,
도 3은 도 2에 따른 압축부를 분해하여 보인 사시도,
도 4는 도 3에 따른 압축부에서 선회스크롤로부터 마모방지부재를 분리한 상태를 보인 사시도,
도 5는 도 4에서 선회스크롤에 마모방지부재를 결합한 상태를 보인 평면도,
도 6은 도 5의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도,
도 7 및 도 8에는 도 3에서 프레임과 마모방지부재를 분리한 상태를 보인 사시도 및 결합한 상태를 보인 평면도,
도 9는 본 발명에 따른 선회스크롤의 키홈에서 저유홈이 구비된 예를 보인 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 마모방지부재에서 이탈방지돌부에 대한 다른 실시예를 보인 평면도,
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 마모방지부재의 이탈방지부에 대한 다른 실시예를 분해하여 보인 사시도 및 조립하여 보인 평면도,
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 이탈방지부에 대한 다른 실시예를 분해하여 보인 사시도 및 조립하여 보인 평면도,
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 마모방지부재에 대한 다른 실시예를 분해하여 보인 사시도 및 조립하여 보인 평면도.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 일례로서 전동식 압축기의 내부를 보인 단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 압축부에서 프레임과 선회스크롤 사이에 올담링이 결합된 상태를 보인 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 압축기 케이싱(101)의 내부에 전동부인 구동모터(103) 및 그 구동모터(103)의 회전력을 이용하여 냉매를 압축하는 압축부(105)로 이루어진다.

압축기 케이싱(101)은 흡입관이 연결되는 흡기구(111a) 및 토출관이 연결되는 배기구(121a)가 구비되고, 흡기구(111a)에는 흡입공간(S1)이, 배기구(121a)에는 토출공간(S2)이 각각 연통된다. 흡입공간(S1)에는 구동모터(103)가 설치되어, 본 실시예의 압축기는 저압식 압축기를 이루게 된다.

그리고, 압축기 케이싱(101)은 구동모터(103)가 설치되는 메인 하우징(110)과, 메인 하우징(110)의 개구된 후방단에 결합되는 리어 하우징(120)으로 이루어진다. 메인 하우징(110)의 내부공간은 압축부(105)의 일측면과 함께 흡입공간(S1)을 형성하고, 리어 하우징(120)의 내부공간은 압축부(105)의 타측면과 함께 토출공간(S2)을 형성한다. 리어 하우징(120)에는 앞서 설명한 배기구(121a)가 형성된다.

메인 하우징(110)은 원통모양으로 원통부(111)가 형성되고, 원통부(111)의 전방단은 일체로 연장되어 폐쇄되는 밀폐부(112)가 형성되며, 원통부(111)의 후방단은 개구되어 리어 하우징(120)이 밀봉 결합된다.

한편, 메인 하우징(110)의 내부에는 전동부를 이루는 구동모터(103)가 압입되어 결합된다. 구동모터(103)는 메인 하우징(110)의 내부에 고정되는 고정자(131)와, 고정자(131)의 내부에 위치하고 그 고정자(131)와의 상호작용에 의해 회전되는 회전자(132)를 포함한다.

고정자(131)는 메인 하우징(110)의 내주면에 고정자 코어(미부호)가 열박음되어 고정된다. 회전자(132)는 회전자 코어(미부호)의 내주면에 회전축(133)이 압입되어 결합된다.

회전축(133)은 회전자(132)의 중심에 결합되어 압축부(105)를 향하는 후방단이 후술할 프레임(140)과 고정스크롤(150)에 외팔보 형태로 지지된다.

한편, 압축부(105)는 프레임(140)과, 프레임(140)에 지지되는 고정스크롤(이하, 제1 스크롤)(150)과, 프레임(140)과 제1 스크롤(150) 사이에 구비되어 선회운동을 하는 선회스크롤(이하, 제2 스크롤)(160)을 포함한다.

프레임(140)은 메인 하우징(110)의 전방측 개구단에 결합되고, 제1 스크롤(150)은 프레임(140)의 후방면에 고정 지지되며, 제2 스크롤(160)은 제1 스크롤(150)과 프레임(140) 사이에서 선회운동을 하도록 프레임(140)의 후방면에 선회 가능하게 지지된다. 그리고 제2 스크롤(160)은 구동모터(103)의 회전자(132)에 결합된 회전축(133)에 편심 결합되어, 제1 스크롤(150)에 대해 선회운동을 하면서 그 제1 스크롤(150)과 함께 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개 한 쌍의 압축실(V)을 형성한다.

또, 프레임(140)은 원판 모양으로 프레임 경판부(141)가 형성되고, 프레임 경판부(141)의 후방면에서 제1 스크롤(150)을 향해 돌출되어 후술할 제1 스크롤(150)의 측벽부가(152) 결합되는 프레임 측벽부(142)가 형성된다.

그리고, 프레임 측벽부(142)의 내측에는 제2 스크롤(160)이 얹혀 축방향으로 지지되는 프레임 스러스트면(143)이 형성되고, 프레임 스러스트면(143)의 중앙에는 압축실(V)에서 압축되는 냉매의 일부가 오일과 함께 채워져 제2 스크롤(160)의 배면을 지지하는 배압공간(144)이 형성된다. 이에 따라, 배압공간(144)의 압력은 흡입공간(S1)의 압력과 압축실(V)의 최종 압력(즉, 토출압력) 사이의 중간압력을 이루게 된다.

그리고, 배압공간(144)의 중간에는 회전축(133)이 관통되는 프레임 축구멍(145)이 형성되고, 프레임 축구멍(145)의 내주면에는 제1 베어링(미부호)이 구비된다. 제1 베어링은 부시베어링으로 이루어질 수 있지만, 경우에 따라서는 볼베어링으로 이루어질 수도 있다. 하지만, 부시베어링은 볼베어링에 비해 저렴하여 비용측면에서 유리할 뿐만 아니라, 조립이 용이하고 무게와 소음을 줄일 수 있어 유리할 수 있다.

프레임 스러스트면(143)의 안쪽에는 후술할 올담링(170)의 제2 키부(176)가 미끄러지게 삽입되는 제2 키홈(146)이 형성된다. 제2 키홈(146)은 통상 180°간격을 두고 2개가 형성된다. 제2 키홈에 대해서는 나중에 마찰방지부재와 함께 다시 설명한다.

한편, 제1 스크롤(150)은 프레임(140)에 고정 결합되거나 또는 케이싱(110)에 압입되어 고정될 수 있다.

제1 스크롤(150)은 고정스크롤 경판부(이하, 고정측 경판부)(151)가 대략 원판모양으로 형성되고, 고정측 경판부(151)의 가장자리에는 프레임(140)의 측벽부(142)에 결합되는 고정스크롤 측벽부(이하, 제1 측벽부)(152)가 형성된다. 고정측 경판부(151)의 전방면에는 후술할 선회측 랩(162)과 맞물려 압축실(V)을 이루는 고정측 랩(153)이 형성된다.

제1 측벽부(152)의 일측에는 흡입공간(S1)과 흡입실(미부호)이 연통되도록 흡입유로(미도시)가 형성되고, 고정측 경판부(151)의 중앙부분에는 토출실과 연통되어 압축된 냉매가 토출공간(S2)으로 토출되는 토출구(155)가 형성된다.

한편, 제2 스크롤(160)은 프레임(프레임)과 제1 스크롤(150) 사이에 구비되고, 회전축(133)에 편심지게 결합되어 선회 가능하게 구비될 수 있다.

제2 스크롤(160)은 선회스크롤 경판부(이하, 선회측 경판부)(161)가 대략 원판모양으로 형성되고, 선회측 경판부(161)의 후방면에는 고정측 랩(153)과 맞물려 압축실을 이루는 선회측 랩(162)이 형성된다. 선회측 랩(162)은 고정측 랩(153)과 함께 인볼류트 형상으로 형성될 수 있지만 그 외의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

또, 선회측 경판부(161)의 전방면에는 프레임측 스러스트면(143)과 대응하여 함께 스러스트면을 이루는 스크롤측 스러스트면(165)이 형성된다. 하지만, 압축기의 구동시 제2 스크롤(160)이 프레임(140)에 대해 부상하게 되므로 프레임측 스러스트면(143)과 스크롤측 스러스트면(165)은 실질적으로는 거의 접촉되지 않게 된다. 오히려 프레임(140)과 제2 스크롤(160)은 후술할 올담링(170)의 링부(171)와 스러스트면을 형성하게 된다.

또, 스크롤측 스러스트면(165)의 중간에는 후술할 올담링(170)의 제1 키부(175)가 미끄러지게 삽입되는 제1 키홈(166)이 형성된다. 제1 키홈(166)은 180°만큼 간격을 두고 2개가 형성된다. 축방향 투영시 제1 키홈(166)은 제2 키홈(146)과 대략 90°정도의 위상차를 두고 형성된다. 제1 키홈에 대해서는 나중에 마찰방지부재와 함께 다시 설명한다.

한편, 프레임(140)과 제2 스크롤(160)의 사이에는 제2 스크롤(160)의 회전운동을 방지하는 자전방지기구가 설치된다. 경우에 따라서 자전방지기구는 제1 스크롤(150)과 제2 스크롤(160)의 사이에 설치될 수도 있다. 이하에서는 자전방지기구가 프레임(140)과 제2 스크롤(160)의 사이에 설치되는 경우를 예로 들어 설명한다.

자전방지기구는 앞서 설명한 바와 같이 핀앤링 타입이 적용될 수도 있고, 올담링 타입이 적용될 수 있다. 본 실시예는 올담링 타입이 적용된 경우에 대한 것이다.

올담링(170)은 환형으로 형성되는 링부(171)와, 링부(171)의 축방향 양쪽 측면에서 돌출되어 각각 복수 개씩 형성되는 제1 키부(175) 및 제2 키부(176)를 포함한다. 올담링의 구조에 대해서는 나중에 마찰방지부재와 함께 다시 설명한다.

도면중 미설명 부호인 137은 밸런스 웨이트이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 구동모터(103)에 전원이 인가되면, 회전축(133)이 회전자(132)와 함께 회전을 하면서 제2 스크롤(160)에 회전력을 전달하게 되고, 제2 스크롤(160)은 자전방지기구인 올담링(170)에 의해 선회운동을 하게 되어, 압축실(V)은 중심측을 향해 지속적으로 이동되면서 체적이 감소하게 된다.

그러면, 냉매는 흡기구(111a)를 통해 흡입공간(S1)으로 유입되고, 흡입공간(S1)으로 유입된 냉매는 고정자(131)의 외주면과 메인 하우징(110)의 내주면에 형성되는 유로 또는 고정자(131)와 회전자(132) 사이의 공극을 통과하여 흡입유로(154)를 통해 압축실(V)로 흡입된다.

이때, 흡기구(111a)를 통해 흡입공간(S1)으로 흡입되는 냉매의 일부는 구동모터(103)를 통과하기 전에 메인 하우징(110)의 전방면인 밀폐부(112)와 먼저 접촉하게 된다. 따라서, 밀폐부(112)가 차가운 흡입냉매와 열교환되어 냉각되어, 메인 하우징(110)의 밀폐부(112)에 부착된 인버터 모듈(미도시)을 방열시키게 된다.

한편, 흡입공간(S1)을 거쳐 압축실(V)로 흡입되는 냉매는 제1 스크롤(150)과 제2 스크롤(160)에 의해 압축되어 토출구(155)를 통해 토출공간(S2)으로 토출되고, 이 토출공간(S2)으로 토출되는 냉매는 토출공간(S2)에서 오일이 분리되어, 냉매는 배기구(121a)를 통해 냉동사이클로 배출되는 반면 오일은 토출공간(S2)의 하부에 모였다가 오일유로(미도시)를 통해 각각의 베어링면으로 공급되거나 압축실로 공급게 된다.

이때, 일부 오일이 프레임(140)과 제2 스크롤(160)의 사이로 유입되어, 올담링(170)과 그 올담링(170)이 결합되는 프레임(140) 또는 제2 스크롤(160)과의 사이를 윤활하게 된다.

한편, 상기와 같은 스크롤 압축기는 건물내 공기조화 시스템은 물론 차량내 공기조화 시스템에도 널리 적용되고 있다. 스크롤 압축기는 여타의 압축기와 마찬가지로 운동하는 부재의 무게를 줄여 압축기 효율을 높일 수 있다. 특히, 차량에 설치되는 경우에는 회전하는 부재 뿐만 아니라 압축기 전체의 무게가 차량의 무게와 연관되므로 압축기의 무게를 줄이는 것이 유리하다.

이에, 차량에 적용되는 스크롤 압축기(통상, 전동식 스크롤 압축기라고 한다)에서는 케이싱과 프레임, 그리고 고정스크롤과 선회스크롤은 물론 올담링까지도 알루미늄(알루미늄 합금)과 같은 경량 소재로 제작할 수 있다.

하지만, 앞서 설명한 바와 같이, 올담링을 포함하여 그 올담링과 접촉되는 프레임이나 선회스크롤이 알루미늄 소재로 형성되는 경우에는 주철과 달리 동종 재질에 따른 마찰특성이 매우 불량하게 될 수 있다.

이를 감안하여, 올담링의 링부와 키부를 서로 다른 재질로 형성하여 조립하거나, 또는 올담링 전체를 동종 재질로 형성한 후 그 올담링의 표면에 마찰특성을 개선하기 위한 코팅층을 형성하는 방안을 고려할 수 있다. 하지만, 이러한 방식들은 앞서 설명한 바와 같이 가공성 및 신뢰성 등에서 한계가 있었다.

이에, 본 발명은 올담링 전체를 동종 재질로 형성하여 올담링에 대한 가공성을 높이는 동시에, 그 올담링이 결합되는 프레임이나 선회스크롤을 올담링과 동종 재질로 형성하면서도 동종 재질에 따른 마찰특성이 저하되는 것을 미연에 방지하여 압축기의 신뢰성을 확보하고자 하는 것이다.

도 3은 도 2에 따른 압축부를 분해하여 보인 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 압축부에서 선회스크롤의 키홈으로부터 마모방지부재를 분리한 상태를 보인 사시도이며, 도 5는 도 4에서 선회스크롤의 키홈에 마모방지부재를 결합한 상태를 보인 평면도이고, 도 6은 도 5의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 프레임(140)과 제2 스크롤(160), 그리고 올담링(170)이 모두 주철보다는 가벼운 알루미늄 소재로 형성된다. 주철의 비중은 7.85 정도이고, 알루미늄 합금의 비중은 2.8 정도가 된다. 따라서, 프레임과 제2 스크롤, 그리고 올담링이 모두 알루미늄 소재로 형성될 경우 압축기의 무게를 크게 낮출 수 있다.

올담링(170)은 환형으로 형성되는 링부(171)와, 링부(171)의 축방향 양쪽 측면에서 돌출되는 제1 키부(175) 및 제2 키부(176)로 이루어질 수 있다. 제1 키부(175)는 링부(171)의 축방향 일측면에, 제2 키부(176)는 링부(171)의 축방향 타측면에 각각 복수 개씩 형성된다. 복수 개씩의 제1 키부(175)와 제2 키부(176)는 원주방향을 따라 각각 180°의 간격을 두고 형성되어, 축방향 투영시 제1 키부(175)와 제2 키부(176)는 서로에 대해 각각 90°의 간격을 두고 형성되게 된다.

제1 키부(175)와 제2 키부(176)는 각각 반경방향으로 길게 연장되는 직사각형 단면 형상으로 형성된다. 하지만, 제1 키부(175)와 제2 키부(176)는 경우에 따라서는 정사각형 단면 또는 이와 유사한 정도의 길이를 가지는 형상으로 형성될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 키홈과 함께 다시 설명한다.

링부(171)와 키부들(175)(176)은 단일체로 형성된다. 즉, 제1 키부(175)와 제2 키부(176)는 링부(171)에서 일체로 연장되어 형성된다. 이에 따라, 링부(171)와 키부들(175)(176)은 동종 재질, 즉 올담링 전체가 알루미늄 소재로 형성된다.

한편, 제2 스크롤(160)에는 올담링(170)의 제1 키부(175)와 대응하는 복수 개의 제1 키홈(166)이, 프레임(140)에는 올담링(170)의 제2 키부(176)와 대응하는 복수 개의 제2 키홈(146)이 각각 형성된다. 복수 개씩의 제1 키홈(166)과 제2 키홈(146)은 서로 마주보는 면에 각각 형성된다.

제2 스크롤(160)의 제1 키홈(166)과 프레임(140)의 제2 키홈(146)은 올담링(170)의 제1 키부(175)와 제2 키부(176)에 비해 반경방향으로는 충분히 길게 형성되고, 원주방향으로는 제1 키부(175)와 제2 키부(176)의 측면에 거의 접할 만큼의 폭을 가지도록 형성된다.

이에 따라, 올담링(170)의 제1 키부(175)와 제2 키부(176)는 제2 스크롤(160)의 제1 키홈(166)과 프레임(160)의 제2 키홈(166)에 반경방향으로는 미끄러지는 반면 원주방향으로는 힘을 전달할 수 있게 된다.

따라서, 본 실시예는 제1 키홈(166)의 원주방향 측면과 제1 키부(175)의 원주방향 측면 사이, 제2 키홈(146)의 원주방향 측면과 제2 키부(176)의 원주방향 측면의 사이에는 각각 마찰방지부재(180)(180)가 삽입될 수 있다. 마찰방지부재(180)(180)는 제2 스크롤(160)이나 프레임(140) 또는 올담링(170)보다 높은 강성을 가지는 재질, 즉 제2 스크롤(160)이나 프레임(140) 또는 올담링(170)과 이종 재질로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

그러면, 제1 키부(175)와 제2 키부(176)가 제1 키홈(166)과 제2 키홈(146)에 대해 각각 미끄럼 운동을 할 때 동종 재질인 키부가 키홈에 직접 접촉되는 것을 차단할 수 있다. 그러면, 제2 스크롤(160)이나 프레임(140) 또는 올담링(170)을 모두 가벼운 재질로 제작하면서도 제2 스크롤(160)이나 프레임(140)의 키홈 또는 올담링(170)의 키부가 마모되는 것을 억제할 수 있다.

이하에서는, 마모방지부재 및 그 마모방지부재가 삽입되는 키홈에 대해 구체적으로 살펴본다. 제1 키홈과 제1 키부, 그리고 이들 사이에 구비되는 마찰방지부재는 제2 키홈과 제2 키부, 그리고 이들 사이에 구비되는 마찰방지부재와 각각 동일하다. 따라서, 제1 키홈과 제1 키부, 그리고 제1 키홈과 제1 키부 사이에 삽입되는 마찰방지부재를 중심으로 설명한다.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 키홈(166)은 반경방향으로 소정의 길이를 가지는 슬릿 형상으로 형성된다. 이에 따라, 제1 키홈(166)은 원주방향으로 서로 마주보는 제1 키홈면(166a)과 제2 키홈면(166b)을 가지며, 바닥면을 이루는 축방향으로 전방면은 제3 키홈면(166c)을, 반대쪽인 후방면은 축방향 개방면(166d)을 이루게 된다. 그리고, 외측단에는 제1 키부(175)가 입출될 수 있도록 외측 개구면(166e)이, 내측단에는 후술할 이탈방지홈(167)과 연통되도록 내측 개구면(166f)이 각각 형성된다.

도 5에서와 같이, 제1 키홈면(166a)과 제2 키홈면(166b)은 반경방향으로 평행하게 형성되고, 제1 키홈면(166a)과 제2 키홈면(166b) 사이의 간격(이하, 제1 간격)(L1)은 제1 키홈면(166a)과 제2 키홈면(166b)의 반경방향 길이(이하, 제2 길이)(L2)보다 짧게 형성된다.

내측 개구면(166f)은 제1 키홈면(166a)과 제2 키홈면(166b)의 내측단에서 반원형으로 폐쇄되도록 형성될 수도 있다. 하지만, 본 실시예에서는 내측 개구면(166f)에 마찰방지부재(180)를 고정할 수 있도록 이탈방지홈(167)이 연장되어 형성된다. 이탈방지홈(167)은 후술할 마찰방지부재(180)의 이탈방지돌부(182)와 함께 이탈방지부를 이루게 된다.

이탈방지홈(167)은 제1 키홈면(166a)과 제2 키홈면(166b)의 내측단에서 확장되어 반원형보다는 원형에 더 가깝게 형성된다. 이에 따라, 이탈방지홈(167)의 내경(L3)은 제1 간격(L1)보다 크게 형성되고, 제1 키홈면(166a)에서 이탈방지홈(167)의 일단이 연결되는 부분과 제2 키홈면(166b)에서 이탈방지홈(167)의 타단이 연결되는 부분을 연결하는 가상선의 길이는 이탈방지홈의 반경까지 점점 증가하는 형상으로 형성된다. 다시 말해, 이탈방지홈(167)의 내벽면(167a) 사이의 원주방향 최대 길이(L3)는 제1 간격(L1)보다는 크게 형성된다.

한편, 제1 키부(175)는 제1 키홈면(166a)과 대응하는 제1 키면(175a) 및 제2 키홈면(166b)과 대응하는 제2 키면(175b)을 포함한다. 이에 따라, 제1 키부(175)는 축방향 투영시 정사각형 또는 직사각형 단면 형상으로 형성될 수 있다.

제1 키부(175)가 정사각형(또는 링부의 반경방향 폭과 동일)으로 형성되는 경우에는 제1 키부(175)의 반경방향 길이가 짧아지게 된다. 그러면 제1 키부(175)의 반경방향 길이가 짧아진 만큼 링부(171)의 내경을 확대할 수 있다. 그러면 링부(171)의 안쪽에 형성되는 프레임(140)의 배압공간(144)을 넓힐 수 있다.

반면, 제1 키부(175)가 직사각형(또는 링부의 반경방향 폭보다 크게 형성)으로 형성되는 경우에는 제1 키부(175)의 반경방향 길이가 길어지면서 그만큼 올담링(170)의 요동이 감소되어 압축실에서의 누설을 억제할 수 있다.

또, 제1 키부(175)의 반경방향 길이(L4)는 제2 길이(L2)인 제1 키홈(166)의 반경방향 길이보다는 짧게 형성된다. 이에 따라 제1 키부(175)는 제1 키홈면(166a)과 제2 키홈면(166b) 사이의 공간에서 미끄럼 운동을 하게 되므로, 제1 키부(175)는 이탈방지홈(167)의 안쪽까지 이동하지는 않게 된다. 설사, 제1 키부(175)가 이탈방지홈(167)의 안쪽까지 이동한다고 하더라도 제1 키부(175)의 반경방향 길이(L4) 대비 1/2 미만 만큼만 침투할 수 있도록 이동하는 것이 제1 키부(175)가 안정적으로 지지될 수 있어 바람직하다.

한편, 마찰방지부재(180)는 전체적으로는 유(U)자 형 단면 형상으로 절곡하여 형성하거나 고분자 물질을 성형하여 형성될 수 있다. 즉, 마찰방지부재(180)는 반경방향으로 평행하게 배열되는 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b), 그리고 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b) 사이를 연결하여 이탈방지돌부를 이루는 연결면(182)을 포함할 수 있다.

제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)은 각각 제1 키홈면(166a)과 제2 키홈면(166b)에 밀착되어 제1 보강면(181a)의 내측면과 제2 보강면(181b)의 내측면이 각각 제1 키면(175a)과 제2 키면(175b)에 소정의 윤활간격을 두고 대응할 수 있다.

예를 들어, 도 4 및 도 5와 같이, 연결면(182)은 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)의 마주보는 일단에서 굽혀져 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)을 연결하도록 연장 형성된다. 이에 따라, 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)이 제1 키홈면(166a)과 제2 키홈면(166b)에 밀착될 수 있는 것은 연결면(182)의 탄성력에 의해 가능하게 된다.

연결면(182)의 외측면은 이탈방지홈(167)의 내주면에 밀착될 수 있도록 형성된다. 예를 들어, 연결면(182)이 이루는 원주방향 최대 간격인 내경(L3')은 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)의 각 내측면이 이루는 원주방향 간격(L1')보다 크게 형성된다. 이에 따라, 연결면(182)의 외주면이 이탈방지홈(167)의 내주면에 밀착되면서 마찰방지부재(180)가 제1 키홈(146)의 내측 개구면(166e)을 향하는 방향으로 이탈되는 것이 억제되도록 하는 이탈방지돌부를 이루게 된다.

여기서, 도 6과 같이, 마찰방지부재(180)의 축방향 높이는 적어도 제1 키홈(166)의 깊이와 동일하게 형성될 수 있다. 하지만, 마찰방지부재(180)의 축방향 높이가 제1 키홈(166)의 깊이보다 약간 낮게 형성되더라도 무방하다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제2 프레임에는 올담링의 제2 키부가 미끄러지게 삽입되도록 제2 키홈이 형성될 수 있다. 도 7 및 도 8에는 도 3에서 프레임과 마모방지부재를 분리한 상태를 보인 사시도 및 결합한 상태를 보인 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 프레임(140)의 제2 키홈(146)과 올담링(170)의 제2 키부(176) 역시 전술한 제2 스크롤(160)의 제1 키홈(166) 및 올담링(170)의 제1 키부(175)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다.

다만, 제2 키홈(146)과 제2 키부(176), 그리고 제2 키홈(146)과 제2 키부(176) 사이에 삽입되는 마찰방지부재(180)는 앞서 설명한 제1 키홈(166)과 제1 키부(175), 그리고 제1 키홈(166)과 제1 키부(175) 사이에 삽입되는 마찰방지부재(180)와 비교하여 내측방향과 외측방향만 반대가 될 뿐, 그 형상은 동일하다.

또, 마찰방지부재(180)의 형상 및 그 마찰방지부재(180)의 이탈을 방지하는 이탈방지홈(147)을 비롯한 이탈방지부의 형상 역시 전술한 실시예들과 동일하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기와 같이 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 제1 키홈(166)과 제1 키부(175)의 사이, 제2 키홈(146)과 제2 키부(176)의 사이에 각각 마찰방지부재(180)(180)가 삽입됨에 따라, 올담링(170)의 제1 키부(175)가 제2 스크롤(160)의 제1 키홈(166)에, 올담링(170)의 제2 키부(176)가 프레임(140)의 제2 키홈(146)에 직접 접촉되는 것을 차단할 수 있다.

이에 따라, 제2 스크롤(160)과 프레임(140) 그리고 올담링(170)이 모두 동종 재질, 특히 주철보다 경도가 낮은 알루미늄 재질로 형성되더라도 올담링(170)과 제2 스크롤(160) 사이 및 올담링(170)과 프레임(140) 사이의 마찰 특성이 저하되는 것을 억제할 수 있어 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 제2 스크롤(160)과 프레임(140) 그리고 올담링(170)이 모두 가벼운 알루미늄 재질로 형성됨에 따라 압축기의 무게를 줄일 수 있고, 이를 통해 압축기 효율은 물론 차량과 같이 압축기를 적용한 기기의 효율을 높일 수 있다.

또, 올담링(170)의 링부(171)와 키부(175)(176)가 단일체로 형성됨에 따라, 링부와 키부의 연결부위를 충분하게 보강할 수 있다. 이에 따라, 링부(171)와 키부(175)(176)의 연결부위가 힘을 받아 파손되는 것을 억제할 수 있고, 이를 통해 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 올담링(170)의 링부(171)와 키부(175)(176)가 단일체로 형성됨에 따라, 링부(171)와 키부(175)(176) 사이의 가공오차 또는 키부(175)(176)의 변형을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 압축기의 구동시 키부가 키홈에서 원하지 않는 방향으로 틀어지는 것을 최소화하여 랩 간 이격으로 인한 압축손실을 억제할 수 있다.

또, 올담링(170)의 표면에 별도의 코팅층을 형성하지 않아도 되므로 올담링(170)에 대한 제조 비용을 낮추고 코팅층의 박리로 인한 올담링의 손상 또는 마찰손실을 억제할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 이탈방지홈이 일종의 저유공간을 형성할 수도 있다. 그러면, 압축기의 운전중에는 물론 정지시에도 일정정도의 오일을 담유할 수 있고, 이 담유된 오일이 키홈과 키부 사이, 더 정확하게는 키부와 마찰방지부재의 사이로 흘러 윤활을 할 수 있게 된다. 그러면 키부의 마모를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 이탈방지홈(167)의 바닥면은 제3 키홈면(166c)을 이루는 제1 키홈(166)의 바닥면과 동일한 높이로 형성될 수 있다.

하지만, 도 9와 같이, 경우에 따라서는 이탈방지홈(167)의 바닥면 깊이가 제1 키홈(166)의 바닥면 깊이보다 깊게 형성될 수 있다. 이에 따라, 이탈방지홈(167)의 바닥면에는 저유홈(167b)이 형성되도록 할 수 있다.

저유홈(167b)은 앞서 설명한 바와 같이 이탈방지홈의 바닥면에 형성될 수도 있지만, 반드시 이탈방지홈으로 한정될 필요는 없다. 즉, 저유홈(167b)은 키부가 움직이는 범위 밖에 형성되면 족하다. 예를 들어, 별도의 이탈방지홈이 형성되지 않는 경우라도 키홈의 단부에는 가공상 반원형의 홈이 형성되는데, 이 홈에 저유홈(167b)이 형성될 수 있다.

상기와 같이, 이탈방지홈(147)에 저유홈(147b)이 형성되는 경우에는 제1 키홈(166)으로 유입되는 오일이 저유홈(167b)에 담겨져 있다가, 압축기의 운전시 제1 키홈(166)과 제1 키부(175) 사이로 일정량의 오일을 공급할 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 이탈방지돌부를 이루는 연결면이 원형으로 형성되는 것이나, 도 10과 같이 연결면(182)이 사각형 모양으로 형성될 수도 있다. 이 경우에는 이탈방지홈(167) 역시 연결면(182)과 같은 형상, 즉 사각형 모양으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이탈방지홈(167)과 연결면(182), 즉 이탈방지돌부를 이루는 연결면(182)이 사각형 모양으로 형성됨에 따라, 마찰방지부재(180)에 대한 반경방향으로의 지지력이 더욱 향상될 수 있다. 이로 인해 마찰방지부재(180)가 이탈되는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

또 한편, 본 발명에 의한 마찰방지부재를 고정하는 구조에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 이탈방지홈에 마찰방지부재의 연결면을 삽입하여 고정하는 것이나, 본 실시예에서는 이탈방지홈에 마찰방지부재의 제1 보강면과 제2 보강면을 삽입하여 지지하는 것이다. 도 11은 본 발명에 따른 마모방지부재의 이탈방지부에 대한 다른 실시예를 분해하여 보인 사시도이고, 도 12는 도 11에 따른 키홈의 내경을 설명하기 위해 보인 개략도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 이탈방지홈이 제1 키홈(166)의 외부에 형성되지 않고 제1 키홈(167)의 내부, 즉 바닥면과 수직으로 접하는 제1 키홈면(166a)의 내측에 제1 이탈방지홈(166c1)이, 제2 키홈면(166b)의 내측에 제2 이탈방지홈(166c2)이 각각 형성된다.

제1 이탈방지홈(166c1)과 제2 이탈방지홈(166c2)은 제1 키홈면(166a) 및 제2 키홈면(166b)과 같이 서로 평행하게 형성되며, 제1 이탈방지홈(166c1)의 외측단과 제2 이탈방지홈(166c2)의 외측단은 제1 키홈면(166a) 및 제2 키홈면(166b)의 외측단과 거의 일치하도록 형성된다.

그리고, 제1 키홈(166)의 바닥면과 내측면이 수직으로 접하는 제3 이탈방지홈(166c3)이 형성되고, 제3 이탈방지홈(166c3)은 제1 이탈방지홈(166c1)과 제2 이탈방지홈(166c2)의 내측단을 서로 연결한다. 제3 이탈방지홈(166c3)은 곡면으로 형성되나, 경우에 따라서는 직선면으로 형성될 수 있다.

여기서, 제1 이탈방지홈(166c1)과 제2 이탈방지홈(166c2), 제3 이탈방지홈(166c3)은 동일한 깊이로 형성되되, 마찰방지부재(180)의 축방향 일단이 삽입되어 반경방향으로 지지될 수 있는 정도의 깊이를 가지도록 형성된다.

상기와 같이, 마찰방지부재(180)의 이탈을 방지하는 이탈방지홈(166c1~166c3)이 제1 키홈(166)의 외부에 형성되지 않고 제1 키홈(166)의 내부에 형성되는 경우에도 마찰방지부재(180)의 이탈을 효과적으로 지지할 수 있다.

나아가, 이 경우에는 제2 키홈의 입장에서 보면, 이탈방지홈이 제2 키홈(146)의 반경방향 외측에 형성되지 않음에 따라, 이탈방지홈의 반경만큼 제2 키홈(146)을 바깥쪽으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 올담링(170)의 링부(171)의 내경을 크게 확대하여 배압공간(144)의 내경(D1)을 확대할 수 있다. 이를 통해, 배압공간(144)의 면적을 확대하여 제2 스크롤(160)에 대한 배압력이 미치는 면적을 확대할 수 있고, 제2 스크롤(160)의 거동을 안정시킬 수 있다.

또 한편, 본 발명에 따른 마찰방지부재를 고정하는 구조에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 키홈 주변에 구비되는 이탈방지홈을 이용하여 마찰방지부재를 고정하는 것이나, 본 실시예와 같이 별도의 고정핀으로 마찰방지부재를 고정하는 것이다.

예를 들어, 도 13 및 도 14와 같이, 제1 키홈(166)에서 가장 깊은 쪽, 즉 중심에서 가장 먼 쪽인 마찰방지부재(180)의 연결면(182)의 내측에 고정핀(185)을 압입하여, 그 고정핀(185)으로 마찰방지부재(180)의 연결면(183)을 반경방향으로 지지할 수도 있다.

이 경우에는 제1 키홈(166)의 주변에 별도의 이탈방지홈을 형성할 필요가 없고 마찰방지부재 역시 연결면을 확대하여 형성할 필요가 없다. 따라서, 이 경우에도 키홈의 가공 및 마찰방지부재의 제작이 용이할 수 있다.

나아가, 이 경우에도 앞서 설명한 바와 같이 제2 키홈의 입장에서 보면, 별도의 이탈방지홈을 형성할 필요가 없어 올담링의 내경을 확대할 수 있고, 이를 통해 배압공간의 면적을 확대하여 제2 스크롤의 거동을 안정시킬 수 있다.

또 한편, 본 발명에 따른 마찰방지부재를 고정하는 구조에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 마찰방지부재가 키홈의 양쪽 키홈면에만 구비되는 것이나, 본 실시예는 마찰방지부재가 키홈의 양쪽 키홈면은 물론 바닥면에도 구비되는 것이다. 도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 마모방지부재에 대한 다른 실시예를 분해하여 보인 사시도 및 조립하여 보인 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 마찰방지부재(180)는, 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b), 그리고 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)의 사이에 형성되는 제3 보강면(181c)을 포함할 수 있다.

제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)은 평행하게 형성되고, 제3 보강면(181c)은 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)이 마주보는 축방향 일단에서 원주방향으로 절곡 연장되어 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)의 사이를 연결하게 된다.

또, 제3 보강면(181c)은 제1 키홈(166)의 바닥면에 대응하는 것으로, 이에 따라 마찰방지부재(180)는 개구된 제1 키홈(166)의 축방향 개구면(166d)을 제외하고 제1 키홈(166)의 내측면 전체를 감싸도록 구비될 수 있다.

여기서, 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)에는 제1 보강면(118a)과 제2 보강면(181b)의 마주보는 일단에서 각각 원주방향으로 절곡되어, 마찰방지부재(180)를 반경방향으로 지지하는 이탈방지면(184a)(184b)이 각각 더 형성될 수 있다.

이탈방지면(184a)(184b)은 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)에서 각각 연장되는 원호 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 키홈(166)의 반경방향 내측에는 앞서 설명한 이탈방지홈(167)이 형성되어, 양쪽 이탈방지면(184a)(184b)이 이탈방지홈(167)의 내측면에 밀착될 수 있다.

물론, 이 경우에도 제1 키홈(166)의 바닥면에 이탈방지홈(미도시)을 형성하여 그 이탈방지홈에 제3 보강면(181c)을 삽입할 수도 있고, 제3 보강면(181c)을 이용하여 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b)이 제1 키홈면(166a)과 제2 키홈면(166b)에 탄력적으로 압착되도록 할 수도 있다.

상기와 같이, 마찰방지부재(180)가 제1 보강면(181a)과 제2 보강면(181b), 그리고 제3 보강면(181c)으로 형성되는 경우에는 마찰방지부재(180)가 제1 키부(175)의 제1 키면(175a)과 제2 키면(175b)은 물론 제1 키홈(166)의 바닥면에 대응하는 제3 키면(175c)까지 감싸게 된다. 이를 통해, 선회스크롤인 제2 스크롤(160)이 선회운동을 하는 과정에서 기울어지는 현상이 발생되더라도 그 제1 키홈(166)의 바닥면과 제1 키부(175)의 제3 키면(175c)이 직접 접촉되는 것을 억제할 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에서는 올담링이 프레임과 선회스크롤의 사이에 구비되어 그 프레임과 제2 스크롤에 각각 미끄러게 결합되는 예를 설명하였으나, 올담링은 고정스크롤과 선회스크롤의 사이에서 고정스크롤에 구비되는 키홈과 선회스크롤에 구비되는 키홈에 각각 미끄러지게 결합될 수도 있다.

또, 전술한 실시예들에서는 케이싱이 횡방향으로 설치되는 전동식 스크롤 압축기를 살펴보았으나, 케이싱이 종방향으로 설치되는 일반적인 스크롤에도 동일하게 적용될 수 있다.

또, 전술한 실시예들에서는 케이싱의 내부공간이 흡입공간을 이루는 저압식 스크롤 압축기를 살펴보았으나, 케이싱의 내부공간이 토출공간을 이루는 고압식 슨크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.

Claims (15)

1. 제1 스크롤;
   상기 제1 스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 상기 제1 스크롤과의 사이에 압축실을 형성하는 제2 스크롤;
   환형으로 형성되는 링부 및 상기 링부에서 돌출되는 키부를 구비하며, 상기 키부가 상기 제2 스크롤에 구비되는 키홈에 미끄러지게 결합되어 상기 제2 스크롤을 상기 제1 스크롤에 대해 선회운동시키는 올담링; 및
   상기 제2 스크롤의 키홈과 상기 올담링의 키부 사이에 구비되고, 반경방향으로 평행하게 배열되는 제1 보강면과 제2 보강면, 상기 제1 보강면과 제2 보강면 사이를 연결하는 연결면을 구비하는 마모방지부재;를 포함하고,
   상기 연결면은 상기 제1 보강면과 제2 보강면의 마주보는 반경방향 일단에서 굽어져 연장되어 상기 제1 보강면과 제2 보강면을 연결하도록 형성되며,
   상기 연결면이 이루는 원주방향 최대 간격인 내경(L3')은 제1 보강면과 제2 보강면의 각 내측면이 이루는 원주방향 간격(L1')보다 크게 형성되고,
   상기 키홈의 일단에는 상기 연결면이 삽입되어 상기 마모방지부재를 반경방향으로 지지하는 이탈방지홈이 형성되며, 상기 이탈방지홈의 각 단부면으로부터 서로 마주보는 제1 키홈면 및 제2 키홈면이 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 올담링의 키부는 상기 제2 스크롤과 동종 재질로 형성되며,
   상기 마모방지부재는 상기 제2 스크롤의 키홈 또는 상기 올담링의 키부와 이종 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 올담링은 상기 키부와 링부가 동종 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 올담링은 상기 링부와 키부가 단일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 키홈의 일단에는 상기 연결면을 반경방향으로 지지하도록 고정핀이 결합되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 키홈에는 상기 마모방지부재의 축방향 일단이 삽입되어 지지되도록 하는 이탈방지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 제4항에 있어서,
   상기 마모방지부재는,
   상기 제1 보강면과 제2 보강면이 마주보는 축방향 일단에서 원주방향으로 연장되어 상기 제1 보강면과 제2 보강면 사이를 연결하는 제3 보강면을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 스크롤에는 상기 키홈의 바닥면보다 깊게 저유홈이 형성되고, 상기 저유홈은 상기 키부의 이동범위 밖에서 상기 키홈과 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
12. 케이싱;
    고정자는 상기 케이싱의 내부공간에 고정되고, 회전자는 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 구비되는 구동모터;
    상기 구동모터의 일측에서 구비되는 제1 스크롤;
    상기 제1 스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 상기 제1 스크롤과의 사이에 압축실을 형성하고, 복수 개의 제1 키홈이 구비되는 제2 스크롤;
    일단부는 상기 구동모터의 회전자에 결합되고, 타단부는 상기 압축실과 반경방향으로 중첩되도록 상기 제2 스크롤에 편심지게 결합되는 회전축;
    상기 제2 스크롤을 사이에 두고 상기 제1 스크롤의 반대쪽에 구비되며, 복수 개의 제2 키홈이 형성되는 프레임;
    상기 프레임과 상기 제2 스크롤 사이에 위치하는 링부, 상기 링부에서 돌출되어 상기 제1 키홈과 제2 키홈에 각각 미끄러지게 삽입되는 복수 개의 키부를 가지는 올담링; 및
    상기 올담링 또는 상기 제2 스크롤과는 이종 재질로 형성되며, 상기 제1 키홈 또는 상기 제2 키홈과 이에 삽입되는 상기 올담링의 키부 사이에 구비되는 마모방지부재;를 포함하고,
    상기 마모방지부재는,
    상기 제2 스크롤의 키홈과 상기 올담링의 키부 사이에 구비되고, 반경방향으로 평행하게 배열되는 제1 보강면과 제2 보강면; 및
    상기 제1 보강면과 제2 보강면 사이를 연결하는 연결면을 포함하며,
    상기 연결면은 상기 제1 보강면과 제2 보강면의 마주보는 반경방향 일단에서 굽어져 연장되어 상기 제1 보강면과 제2 보강면을 연결하도록 형성되며,
    상기 연결면이 이루는 원주방향 최대 간격인 내경(L3')은 제1 보강면과 제2 보강면의 각 내측면이 이루는 원주방향 간격(L1')보다 크게 형성되고,
    상기 키홈의 일단에는 상기 연결면이 삽입되어 상기 마모방지부재를 반경방향으로 지지하는 이탈방지홈이 형성되며, 상기 이탈방지홈의 각 단부면으로부터 서로 마주보는 제1 키홈면 및 제2 키홈면이 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 올담링은 상기 제2 스크롤 또는 상기 프레임과 동종 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 올담링의 링부와 키부는 동종 재질로 이루어져 단일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마모방지부재는 상기 제1 키홈 또는 상기 제2 키홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
    

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