KR102081342B1 - 전동식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 전동식 압축기는, 내부 공간을 형성하는 케이싱, 및 제1 스크롤과 상기 제1 스크롤과 맞물려 선회운동을 하면서 상기 제1 스크롤과의 사이에 한 쌍의 압축실을 형성하는 제2 스크롤를 포함하는 압축기구부를 포함하며, 상기 제1 스크롤은, 상기 제2 스크롤과 접촉하여 상기 한 쌍의 압축실을 형성하는 접촉부 및 상기 접촉부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되어, 상기 접촉부를 방사 방향으로 지지하는 지지부를 포함하며, 상기 접촉부와 상기 지지부는 서로 다른 재료로 형성될 수 있다.

Description

전동식 압축기{MOTOR OPERATED COMPRESSOR}

본 발명은 전동식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공조시스템에서 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기는 다양한 형태로 개발되어 왔으며, 최근 자동차 부품의 전장화 추세에 따라 모터를 이용하여 전기로 구동되는 전동식 압축기의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

전동식 압축기는 여러 압축 방식 중에서 고압축비 운전에 적합한 스크롤 압축 방식이 주로 적용되고 있다. 이러한 스크롤 방식의 전동식 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부에 회전모터로 된 모터부가 설치되고, 모터부의 일측에 고정 스크롤과 선회 스크롤로 이루어진 압축부가 설치된다. 그리고, 모터부와 압축부는 회전축으로 연결되어 모터부의 회전력이 압축부로 전달된다.

압축부로 전달되는 회전력은 선회 스크롤을 고정 스크롤에 대해 선회 운동시켜, 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 2개 한 쌍의 압축실을 형성하며, 냉매를 양쪽 압축실로 각각 흡입시켜 압축하고 동시에 토출하게 된다.

선회 스크롤이 고정 스크롤에 대해 선회 운동을 하며 냉매를 압축시킴에 따라, 선회 스크롤과 고정 스크롤은 지속적으로 마찰이 이루어지게 된다. 이로 인하여, 선회 스크롤과 고정 스크롤의 접촉하는 부분에서 마찰열이 발생하여 압축 효율이 저하될 수 있다.

나아가, 선회 스크롤과 고정 스크롤의 표면이 마모되어, 칩과 같은 부산물로 발생할 수 있게 된다. 이러한 칩과 같은 부산물 등은 냉매 및 오일 등을 따라 압축기 내부를 순환하며, 압축실을 비롯한 각종 구성들에 손상을 입히게 될 수 있다.

기존의 압축기에 따르면, 이러한 마모특성을 개선하고자 선회스크롤과 고정스크롤 상호간 마찰이 발생하는 영역에 마모 방지 코팅층을 형성하는 방법이 제안되었다.

스크롤 압축기의 스크롤에 마모방지 표면을 형성하기 위하여 NiP코팅, 아노다이징 코팅, 아연코팅, PTFE 코팅 등과 같은 코팅층을 형성하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 이와 같은 방법에 의하면, 코팅층을 형성하기 위한 각종 원재료들과 제작 공정이 추가되어 제작 비용이 지나치게 증가하게 된다.

이와 달리, 공조용 압축기의 경우, 마찰이 발생하는 회전스크롤 및 고정스크롤, 프레임 및 회전축 등을 내마모성이 우수한 합금주철로 형성하여, 마모 특성을 향상시킨다. 그러나, 선회스크롤 또는 고정스크롤 등을 합금주철로 형성하는 경우 압축기의 무게가 지나치게 증가하게 되어 차량에 이용되는 전동식 압축기에는 적합하지 않게 된다.

본 발명의 목적은 전술한 문제를 해소하기 위한 것으로서 압축실을 형성하는 스크롤 중 적어도 하나를 복수의 부재로 형성하여 스크롤의 마모특성을 향상시키면서도 경량화된 전동식 압축기를 제공하는 것에 있다.

나아가, 본 발명의 목적은 압축실을 형성하는 스크롤의 상호 접촉하는 표면에 코팅과 같은 별도의 내마모 처리를 생략하여 제조비용을 감소시킬 수 있는 전동식 압축기의 구조를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 압축기의 소음 및 진동을 저감시킬 수 있도록 압축된 냉매가 토출되는 토출공간이 복수의 공간으로 구획되는 전동식 압축기의 구조를 제공하는 것에 있다.

나아가, 본 발명의 목적은 압축된 냉매가 고정스크롤의 토출홀을 통과하며 발생하는 압력 강하을 저감시킬 수 있는 전동식 압축기의 구조를 제공하는 것에 있다.

본 발명을 따른 전동식 압축기는 내부 공간을 형성하는 케이싱 및 제1 스크롤과 상기 제1 스크롤과 맞물려 선회운동을 하면서 상기 제1 스크롤과의 사이에 한 쌍의 압축실을 형성하는 제2 스크롤를 포함하는 압축부를 포함하며, 상기 제1 스크롤은, 상기 제2 스크롤과 접촉하여 상기 한 쌍의 압축실을 형성하는 접촉부 및 상기 접촉부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되어, 상기 접촉부를 방사 방향으로 지지하는 지지부를 포함하며, 상기 접촉부와 상기 지지부는 서로 다른 재료로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 접촉부는 합금주철을 포함하는 재료로 형성되며, 상기 지지부는 알루미늄(Al) 합금을 포함하는 재료로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 제2 스크롤은 알루미늄(Al) 합금을 포함하는 재료로 형성될 수 잇다.

본 발명을 따르면, 상기 접촉부는 상기 제2 스크롤과 마주하는 제1 면과 상기 제1 면의 반대면인 제2 면을 포함하며, 압축된 냉매가 토출되도록 관통 형성되는 토출홀을 포함하는 고정 경판부 및 상기 제1 면에서 돌출되는 고정랩을 포함하며, 상기 지지부는 상기 접촉부의 외주면을 감싸도록 형성되어 방사방향으로 지지하는 측벽 지지부를 포함할 수 있다.

나아가, 상기 케이싱은, 상기 압축부를 수용하며, 일단이 개방되도록 형성되는 메인 하우징 및 상기 일단을 덮도록 형성되는 리어 하우징을 포함하며, 상기 리어 하우징은 적어도 일부가 상기 메인 하우징의 직경보다 작게 형성되어, 상기 고정 경판부를 지지하는 안착부를 형성하며, 상기 리어 하우징과 상기 고정 경판부는 압축된 냉매가 토출되는 토출공간을 형성할 수 있다.

또한, 상기 제2 스크롤과의 사이에 배압실이 형성되어 상기 배압실의 압력에 의해 상기 제2 스크롤이 상기 제1 스크롤을 향하는 방향으로 지지하도록 형성되는 프레임부를 더 포함하며, 상기 지지부에는 상기 압축실에서 압축되어 토출된 냉매를 상기 배압실로 안내하는 배압유로의 적어도 일부가 형성될 수 있다.

여기서, 지지부에 형성되는 배압유로의 일부는 메인 프레임의 축방향 및 방사방향으로 연장되는 부분과 커버 지지부 또는 접촉부에 형성된 부분과 함께 토출공간을 배압실로 연통시킬 수 있다.

또한, 상기 지지부는 상기 리어 하우징과 상기 제2 스크롤 사이에서 상기 제2 면의 적어도 일부를 덮도록 형성되어 상기 접촉부를 지지하는 커버 지지부를 포함하며, 상기 토출공간은, 상기 고정 경판부와 상기 커버 지지부로 한정되는 제1 토출공간 및 상기 리어 커버와 상기 커버 지지부로 한정되는 제2 토출공간을 포함할 수 있다.

나아가, 상기 배압유로는 상기 배압실과 상기 제1 토출공간을 연통할 수 있다.

또한, 본 발명을 따르는 전동식 압축기는, 회전축, 상기 회전축이 축방향으로 관통하여 편심지게 결합되며, 상기 회전축에 의해 선회운동을 하는 선회 스크롤, 상기 선회 스크롤에 결합되어 그 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하며, 상기 선회 스크롤을 관통하는 회전축이 회전 가능하게 삽입되어 결합되며, 상기 회전축을 반경방향으로 지지하는 고정 스크롤을 포함하며, 상기 고정 스크롤은, 상기 선회 스크롤과 접촉하여 상기 한 쌍의 압축실을 형성하는 접촉부, 상기 접촉부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되어, 상기 접촉부를 방사 방향으로 지지하는 지지부를 포함하며, 상기 지지부와 상기접촉부는 서로 다른 재료로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 접촉부는 합금주철을 포함하는 재료로 형성될 수 있다. 또한, 상기 지지부는 알루미늄(Al) 합금을 포함하는 재료로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 제2 스크롤은 알루미늄(Al) 합금을 포함하는 재료로 형성될 수 있다.

또한, 상기 접촉부는, 상기 선회 스크롤과 마주하는 제1 면과 상기 제1 면의 반대면인 제2 면을 포함하는 고정경판부 및 상기 제1 면에서 돌출되는 고정랩을 포함하며, 상기 지지부는, 상기 접촉부의 외주방향으로 감싸도록 형성되어 방사방향으로 지지하는 측벽 지지부 및 상기 제2 면의 적어도 일부를 덮도록 형성되어 상기 접촉부를 축 방향으로 지지하며, 상기 회전축의 적어도 일부를 수용하는 커버 지지부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명을 따르는 전동식 압축기는 상기 지지부는 상기 한 쌍의 압축실로 유입되는 냉매를 안내하도록 축방향을 따라 관통 형성되는 흡입유로를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르는 전동식 압축기는, 압축실을 이루는 제1 스크롤에 있어서, 제2 스크롤과 지속적인 마찰이 발생하는 부분을 내마모성이 우수한 주철합금으로 형성하므로, 제1 및 제2 스크롤의 상호 접촉하는 면에 코팅과 같은 별도의 내마모 처리를 생략할 수 있어 압축기 제조비용이 절감될 수 있다.

나아가, 제1 스크롤의 제2 스크롤과 접촉하는 접촉부를 지지하는 지지부를 알루미늄과 같은 경금속 재료로 형성함으로써, 차량에 장착되는 전동식 압축기의 경량화에 기여할 수 있다.

또한, 제1 스크롤의 접촉부 및 측벽 지지부를 축 방향으로 지지하는 커버 지지부가 구비됨으로써, 압축된 냉매 및 오일이 토출되는 토출공간이 복수의 공간으로 구획될 수 있다. 이로 인하여, 적어도 하나의 토출공간은 맥동 저감을 위한 공간으로 활용할 수 있어, 압축기의 소음 및 진동을 저감시킬 수 있다.

나아가, 고정스크롤의 고정경판부의 두께를 감소시킬 수 있어, 고정경판부에 형성된 토출홀의 축 방향 길이가 줄어들 수 있다. 이에 따라, 압축된 냉매의 토출홀을 통과하며 발생하는 압력 강하가 줄어들어 압축기의 효율을 개선할 수 있다.

또한, 토출공간과 배압실을 연결하는 배압유로를 별도의 부재에 형성된 부분들의 결합으로 형성할 수 있어, 제작 용이성이 증가될 수 있다.

도 1은 본 발명을 따르는 전동식 압축기의 내부를 보인 단면도.
도 2는 도 1에 따른 전동식 압축기에서 메인 하우징과 메인 프레임을 측면에서 보인 단면도.
도 3은 본 발명을 따르는 전동식 압축기의 회전축 및 그 회전축을 지지하는 베어링을 보인 단면도.
도 4는 본 발명을 따르는 전동식 압축기의 제1 스크롤을 측면에서 보인 단면도.
도 5는 본 발명을 따르는 전동식 압축기에서 비 인벌류트 형상인 선회랩과 고정랩의 결합관계를 설명하기 위해 보인 평면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동식 압축기의 내부를 보인 단면도.
도 7은 도 6의 변형예에 따른 전동식 압축기의 내부를 보인 단면도.

이하, 본 발명에 의한 전동식 압축기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

서로 다른 실시예라고 하더라도, 앞선 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일·유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다

본 명세서에 개시된 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예들을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

단수의 표면은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에 따른 전동식 압축기는 두 개의 스크롤이 맞물려 냉매를 압축하도록 이루어지는 스크롤 압축기일 수 있다. 본 발명에 따른 전동식 압축기는 작동 유체로 냉매를 흡입하여 압축하는 냉동 사이클 장치의 일 구성요소가 될 수 있다. 본 실시예에서는 R-134a를 작동 유체로 사용하는 전동식 스크롤 압축기를 예로 들어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 따르는 전동식 압축기의 내부를 보인 단면도이다.

본 실시예에 따른 스크롤 방식의 전동 저압식 압축기(이하, 전동식 압축기로 약칭함)는, 냉매를 압축하는 압축기 모듈(101)과, 압축기 모듈(101)의 전방측에 결합되어 압축기 모듈(101)의 구동을 제어하는 인버터 모듈(201)로 이루어질 수 있다. 압축기 모듈(101)과 인버터 모듈(201)은 연속으로 조립되거나 또는 각각 독립적으로 제작된 후 조립될 수 있다. 본 실시예는 후자를 대표예로 삼아 설명하지만, 전자와 후자가 혼합된 형태로 압축기 모듈과 인버터 모듈을 독립적으로 제작되되 연속하여 조립될 수도 있다.

압축기 모듈(101)은 내부공간이 모터실(S1)을 이루는 메인 하우징(102), 메인 하우징(102)의 모터실(S1)에 고정되는 구동모터(110), 메인 하우징(102)의 개구단에 결합되어, 외관의 일부를 이루는 메인 프레임(120), 메인 프레임(120)에 지지되며, 구동모터(110)의 회전력을 이용하여 냉매를 압축하는 압축부(105), 메인 하우징(102)의 반대편에서 압축부(105)에 결합되어 유분리실을 형성하는 리어 하우징(160)을 포함할 수 있다.

본 발명을 따르는 압축기는 지면에 대해 횡방향으로 배치됨에 따라, 메인 하우징(102)에 적어도 일부가 수용되는 구동모터(110)와 압축부(105)는 횡방향을 따라 배열되며, 편의상 도 1의 좌측을 전방측, 우측을 후방측으로 지정하여 설명한다.

메인 하우징(102)은, 전방 및 후방단이 모두 개구된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 메인 하우징(102)의 전방단에는 인터버 하우징(202)이 결합되며, 메인 하우징(102)의 후방단에는 압축부(105)를 지지하는 메인 프레임(120)이 결합되어, 내부 공간을 밀봉할 수 있다.

메인 하우징(102)에는 어느 일면을 관통하도록 형성되어 냉매가 유입되는 흡기구(102a)가 형성된다. 흡기구(102a)는 인버터 모듈(201)에 인접하게 형성될 수 있다. 이 경우, 냉매의 압축부(105)로 유입되는 경로 상에 구동모터(110)가 배치되어, 구동시 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다.

한편, 도 2는 도 1에 따른 전동식 압축기에서 메인 하우징과 메인 프레임을 측면에서 보인 단면도이다.

밀봉된 메인 하우징의 내부 공간은 모터실(S1)을 이루며, 모터실(S1)에는 구동모터(110)가 구비된다. 구동모터(110)는 메인 하우징(102)의 내주면에 삽입되어 고정되는 고정자(111)와, 고정자(111)의 내부에 회전 가능하게 구비되어, 고정자(111)와의 상호작용에 의해 회전되는 회전자(112)를 포함한다. 회전자(112)에는 그 회전자(112)와 함께 회전하면서 구동모터(110)의 회전력을 압축부(105)에 전달하는 회전축(130)이 결합된다.

고정자(111)는 메인 하우징(102)의 내주면에 열박음(또는 열간압입)되어 고정된다. 따라서, 고정자(111)는 메인 하우징(102)에서의 삽입 깊이를 작게 하는 것이 조립작업이 용이하게 될 뿐만 아니라, 고정자(111)를 열박음하는 과정에서 고정자(111)의 동심도를 유지하는데 유리할 수 있다.

이를 위해, 도 2에서와 같이, 메인 하우징(102)은 전방 개구단을 제1 단(102a), 메인 프레임(120)이 결합되는 후방단 제2 단(102b)이라고 할 때, 고정자(111)의 축방향의 중심(CL)에서 제1 단(102a)까지의 길이(L1)는 고정자(111)의 축방향의 중심(CL)에서 제2 단(102b)까지의 길이(L2)보다 짧게 형성될 수 있다. 이에 따라, 앞서 설명한 바와 같이 메인 하우징(102)의 모터실(S1)에 고정자(111)를 삽입하는 삽입깊이(L3)가 짧아지게 될 수 있다.

한편, 회전자(112)의 중앙에는 회전축(130)이 열박음(또는 열간압입)으로 결합된다. 회전축(130)은 구동모터(110)를 사이에 두고 양단을 반경방향으로 지지할 수도 있다. 하지만, 본 실시예와 같이 회전축(130)의 일단은 구동모터(110)의 일측, 즉 메인 프레임(120)과 제2 스크롤(150)에서 반경방향으로 2점 지지되는 고정단이 되고, 구동모터(110)의 회전자(112)에 결합되는 회전축(130)의 타단은 반경방향으로 자유단이 될 수 있다.

전술한 바와 같이, 메인 프레임(120)은 제2 단(102b)에 결합된다. 메인 프레임(120)의 중심부분은 전방측을 향하여 돌출 형성되며, 돌출된 부분은 메인 하우징(102)의 내부에 위치하게 된다. 즉, 메인 프레임(120)의 적어도 일부는 메인 하우징(102)의 내부에 배치된다.

메인 프레임(120)의 돌출된 부분에는 회전축을 수용하는 제1 축수부(122)가 형성된다. 제1 축수부(122)는 회전축의 외주면에 대응되도록 원통형상으로 형성되며, 내부에는 부시베어링으로 된 제1 베어링(171)이 삽입되어 결합된다.

또한, 제1 축수부(122)의 후방면에는 후술할 회전축(130)의 쓰러스트부(135)와 함께 쓰러스트면을 이루는 축방향 베어링면(122a)을 형성된다. 여기서, 제1 축수부(122)의 쓰러스트부(135)의 축방향 베어링면(122a) 중 적어도 어느 한 쪽 축방향 베어링면에는 오일통로홈이 형성될 수 있다. 이로써, 배압실(S3)의 오일 또는 냉매가 축방향 베어링면(122a)을 통해 모터실(S1)쪽으로 이동하면서 배압실(S3)은 유동압력을 형성할 수 있게 된다.

한편, 메인 프레임(120)은 전방측을 돌출 형성됨에 따라 후방측은 구동모터(103)를 향하는 방향으로 적어도 2회 이상 단차지도록 함몰지게 형성된다. 메인 프레임(120)의 후방측에는 후술할 제2 스크롤(150, 선회스크롤)의 선회경판부(151)가 삽입되며, 상기 선회경판부(151)를 축방향으로 지지하는 스크롤 안착면(121)이 형성된다.

또한, 스크롤 안착면(121)에는 제2 스크롤(150)의 자전방지기구인 올담링이 안착되는 올담링 안착홈(121a)이 형성될 수 있다. 다만, 이에 한하는 것이 아니며, 스크롤 안착면(121)에는 올담링 안착홈(121a)이 형성되는 것과는 달리 핀앤링 방식을 적용하기 위한 핀 또는 링이 삽입되는 홈이 형성될 수 있다.

아울러, 메인 프레임(120)과 제2 스크롤(150) 사이에는 밸런스 웨이트(138)를 수용하는 밸런스웨이트 수용공간(123)이 형성될 수 있다. 밸런스 웨이트(138)는 선회 스크롤(150)과 편심지게 결합됨에 따라 회전모멘트를 보상하도록 무게 중심이 어느 일측에 치우치도록 형성될 수 있다. 밸런스웨이트 수용공간(123)은 메인 프레임(120), 회전축(130) 및 제2 스크롤(150)에 의해 한정될 수 있다. 밸런스웨이트 수용공간(123)은 제2 스크롤(150)을 후방측으로 압력을 가할 수 있도록 배압이 형성되는 배압실(S3)로 활용될 수 있다.

도면을 참고하면, 메인 프레임(120)은 전동식 압축기의 외관의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 메인 프레임(120)은 메인 하우징(102)의 외경과 실질적으로 동일한 외경을 갖도록 형성되어, 외부에서 전동식 압축기를 바라보는 경우 메인 하우징(102)이 연장되는 것처럼 보이는 외관을 형성할 수 있다.

한편, 메인 프레임(120)의 외측 테두리에는 후방측을 향해 돌출되는 프레임 격벽(124)이 형성될 수 있다. 후방측을 향해 돌출되는 프레임 격벽(124)은 기 설정된 두께로 연장되며, 여기서 기 설정된 두께는 메인 하우징(102)의 두께와 실질적으로 동일한 두께에 해당할 수 있다.

한편, 프레임 격벽(124)은 메인 프레임(120)의 외측 테두리를 따라 형성되며, 후방측을 향해 돌출 및 연장됨에 따라 압축부(105)가 수용되는 공간을 형성한다. 즉, 메인 프레임(120)의 후방측은 원통 형상으로 이루어져, 메인 하우징(102)과 같이 내부에 수용공간을 형성한다. 메인 프레임(120)의 수용공간에는 후술할 압축부(105)가 수용될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따르는 회전축 및 그 회전축을 지지하는 베어링을 보인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 회전축(130)은 회전자(112)에 결합되는 축부(131), 제1 축수부(122)에 회전 가능하게 반경방향으로 지지되는 메인 베어링부(132), 제2 스크롤(150)에 편심지게 결합되는 편심부(133), 제1 스크롤(140)의 제2 축수부(147)에 회전 가능하게 반경방향으로 지지되는 서브 베어링부(134)가 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 축부(131)에는 회전자(112)가 압입되어 결합되며, 고정자(111)의 내부에 수용되어, 구동모터(103)를 이룬다.

메인 베어링부(132)는 후술할 제1 축수부(122)를 관통하여 회전 가능하게 결합된다. 제1 축수부(122)의 내주면에는 후술할 부시 베어링으로 된 제1 베어링(171)이 삽입되어 결합되고, 메인 베어링부(133b)의 외주면은 제1 베어링(171)의 내주면과 함께 제1 반경방향 베어링면을 형성하게 된다.

편심부(133)는 메인 베어링부(132)에서 회전축(130)의 일단부(이하, 제1 단부)쪽으로 연장되어 편심지게 형성되고, 제2 스크롤(150)의 회전축 결합부(153)를 관통하여 결합된다. 회전축 결합부(153)는 선회경판부(151)의 중앙을 관통하여 형성된다. 회전축 결합부(153)의 내주면에는 부시 베어링으로 된 제2 베어링(172)이 삽입되어 결합되고, 제2 베어링(172)의 내주면은 편심부(133)의 외주면과 제2 반경방향 베어링면을 형성하게 된다.

서브 베어링부(134)는 편심부(133)에서 제1 단부쪽으로 더 연장되어 제1 스크롤(140)의 제2 축수부(147)에 회전 가능하게 삽입된다. 제2 축수부(147)의 내주면에는 부시 베어링으로 된 제3 베어링(173)이 삽입되어 결합되고, 서브 베어링(173)_의 내주면은 서브 베어링부(134)의 외주면과 제3 반경방향 베어링면을 형성하게 된다. 다만, 제3 베어링(173)은 부시 베어링에 한정되지 않으며, 니들베어링 역시 본 발명에 적용될 수 있다.

한편, 제2 축수부(147)는 후술할 바와 같이, 고정경판부(142)와 커버 지지부(146)의 결합되어 형성될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 메인 베어링부(132)와 서브 베어링부(134)는 회전축(130)을 각각 반경방향으로 지지하며, 편심부(133)는 구동모터(110)의 회전력을 제2 스크롤(150)에 전달하며, 제2 스크롤(150)이 올담링(180)에 의해 선회운동을 하게 된다.

또한, 회전축(130)의 중간, 즉 메인 베어링부(132)와 편심부(133)의 사이에는 앞서 설명한 쓰러스트부(135)의 축방향 베어링면(135a)은 제1 축수부(122)의 축방향 베어링면(122a)과 함께 쓰러스트면을 이루게 된다. 아울러, 쓰러스트부(135)의 축방향 베어링면(135a)은 제1 축수부(122)의 축방향 베어링면(122a) 사이에는 실링부재(125)가 배치되어, 배압을 형성하는 냉매 및 오일이 모터실(S1)으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 회전축(130)의 내부에는 후방단에서 전방단을 향하는 방향으로 소정의 깊이만큼 관통 형성되는 오일공급유로(136)가 형성될 수 있다. 오일공급유로(136)는 메인 베어링부(132), 편심부(133), 서브 베어링부(134) 각각의 외주면을 향해 축 방향으로 관통 형성되는 제1 내지 제3 급유구멍(137a, 137b, 137c)이 형성된다.

오일공급유로(136)는 회전축(130)의 중간위치까지 형성될 수 있다. 즉, 오일공급유로(136)의 길이 또는 깊이는 후술할 바와 같이 제1 급유구멍(137a) 및 제2 급유구멍(137b)과 모두 연통되어야 하므로, 회전축의 압축부측 단부로부터 상대적으로 먼 편심부측 급유구멍인 제2 급유구멍(137b)보다는 더 길게 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 제1 급유구멍(137a)은 메인 프레임(120)의 제1 축수부(122)와 중첩되는 영역에 형성될 수 있다. 아울러, 제2 급유구멍(137b)은 편심부(133)와 중첩되도록 형성될 수 있다.

한편, 다시 도 1을 참고하면, 압축부(105)는, 앞서 설명한 바와 같이 메인 프레임(120)에 수용될 수 있다. 이러한 압축부(105)는 메인 프레임(120)의 스크롤 안착면(121)과 프레임 격벽(124)에 의해 축방향 및 반경방향으로 지지되는 고정스크롤(이하, 제1 스크롤)(140)과 제1 스크롤(140)과 맞물려 결합되며, 스크롤 안착면(121)에 의해 축방향으로 지지되어 선회운동을 하는 선회스크롤(이하, 제2 스크롤)(150)을 포함한다.

제1 스크롤(140)과 제2 스크롤(150)의 사이에는 제2 스크롤(150)의 선회운동시 두 개 한 쌍의 압축실(V)을 형성하게 된다. 압축실(V_은 선회랩 및 고정랩과 후술한다.

제2 스크롤(150)은 메인 프레임(120)에 의해 축 방향으로 지지되고, 프레임(120)과 제2 스크롤(150)의 사이에는 그 제2 스크롤(150)의 자전을 방지하는 자전방지기구로서 올담링(180)이 구비된다. 자전방지기구는 올담링 뿐만 아니라 핀과 링으로 된 방식이 적용될 수 있다.

또한, 제2 스크롤(150)은 선회스크롤 경판부(이하, 선회경판부)(151)가 대략 원판모양으로 형성되고, 선회경판부(151)의 전방면에는 후술할 고정랩(143)과 맞물려 그 고정랩(143)을 기준으로 내측면과 외측면에 각각 압축실을 이루는 선회랩(152)이 배치될 수 있다.

선회경판부(151)에는 배압실(S3)의 압력과 중간압축실(V)을 연통시키는 배압구멍(151a)이 형성된다. 이에 따라, 배압실(S3)의 압력과 중간압축실(V)의 압력 간 차이에 따라 오일 또는 냉매가 배압실(S3)과 중간압축실(V) 사이를 이동하게 된다.

또한, 선회경판부(151)의 중심에는 회전축(130)의 편심부(133)가 회전 가능하게 결합되는 회전축 결합부(153)가 관통 형성된다. 회전축 결합부(153)는 원통 형상으로 형성되고, 회전축 결합부(153)의 내부에는 회전축(130)의 편심부(133)와 베어링면을 이루는 제3 베어링(173)이 삽입되어 결합된다. 이에 따라, 회전축 결합부(또는 제3 베어링)(153)는 선회랩(152)과 반경방향으로 중첩되도록 형성되고, 회전축 결합부(153)는 가장 안쪽에 형성되는 선회랩(152)의 일부가 된다.

전술한 바와 같이, 제1 스크롤과 제2 스크롤은 결합하여 압축실(V)을 형성하게 된다. 그러나, 제2 스크롤의 반복적인 선회운동에 따라 제1 스크롤과 제2 스크롤은 상호 접촉하는 영역에서 지속적으로 마모가 발생하게 된다. 특히, 차량용으로 사용되는 전동식 압축기의 경우, 무게를 감소시키기 위하여 제1 스크롤 및 제2 스크롤을 알루미늄 합금을 이용하여 제작하게 된다.

이 경우, 서로 간의 마찰에 의해 지속적으로 마모가 발생하게 되어 압력 형성에 실패하거나, 마모에 따라 발생하는 칩과 같은 부산물에 의하여 급유구멍 등의 막아 고장을 유발하게 된다.

이를 방지하기 위하여, 제1 및 제2 스크롤의 접촉하는 면에 내마모 코팅층을 형성할 수 있다. 이러한 내마모 코팅층은 NiP코팅, 아노다이징 코팅, 아연코팅으로 형성될 수 있으나, 전술한 내마모 코팅은 압축기의 제조비용을 증가시키게 된다.

따라서, 제1 스크롤 또는 제2 스크롤 중 어느 하나를 주철합금으로 형성하는 방안이 제안될 수 있다. 다만, 선회운동을 하는 제2 스크롤을 주철합금으로 형성하는 경우, 회전력을 발생시키는 구동모터(110)의 로드가 증가하게 되어 압축기의 전체 효율이 감소하게 되므로, 제2 스크롤이 알루미늄 소재의 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 제2 스크롤 전체가 주철합금으로 형성하는 경우, 압축기의 무게가 지나치게 증가하게 되어 차량에 장착하게 되는 차량용 압축기로서 적합하지 않게 된다. 이하, 본 발명을 따르는 제1 스크롤의 구조를 도면을 참고하여 설명한다.

도 4는 본 발명을 따르는 제1 스크롤을 측면에서 보인 단면도이다.

도 1과 함께 본 도면을 참고하면, 본 발명을 따르는 제1 스크롤(140)은 제2 스크롤(150)과 접촉하여 두 개 한쌍의 압축실(V)을 이루는 접촉부(141)와 상기 접촉부(141)를 축방향 및 방사방향으로 지지하는 지지부(144)를 포함할 수 있다.

여기서, 접촉부(141)와 지지부(144)는 서로 다른 재질을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 접촉부(141)는 내마모성이 우수한 주철합금을 포함하는 재료로 형성될 수 있으며, 지지부(144)는 알루미늄과 같은 경금속 소재의 재료로 형성될 수 있다.

이와 같이, 접촉부(141)는 주철합금을 포함하는 재료로 형성되며, 접촉부(141)를 지지하는 지지부(144)는 알루미늄(Al)과 같은 경금속 소재로 형성됨으로써, 냉매를 압축함에 따라 발생하는 마찰에 의한 마모를 줄이게 함과 동시에, 전동식 압축기의 무게를 경량화할 수 있게 된다.

다만, 본 발명을 따르는 접촉부(141) 및 지지부(144)를 형성하는 재료는 전술한 주철합금을 포함하는 재료 및 알루미늄과 같은 경금속 소재의 재료에 한정되는 것은 아니다. 접촉부(141)는 주철합금이 아닌 내마모성이 우수한 재료로 형성될 수 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 접촉부(141)와 지속적으로 접촉하며 마찰이 발생하는 제2 스크롤 역시 알루미늄과 같은 경금속 소재로 형성되어, 전동식 압축기의 무게를 경량화할 수 있다.

이하, 제1 스크롤(140)의 구조에 대하여 구체적으로 설명한다.

접촉부(141)는 대량 원판모양으로 형성되는 고정스크롤 경판부(고정경판부)(142)와 고정경판부(142)에서 전방측 즉, 제2 스크롤(150)을 향하여 돌출되는 고정랩(143)을 포함한다.

고정경판부(142)는 압축기의 무게를 감소시키도록 축 방향 두께가 기 설정된 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 기 설정된 두께란, 고정경판부(142)가 압축실의 압력에도 변형이 발생하지 않는 강성을 갖는 두께 중 최소 두께일 수 있다.

한편, 고정경판부(142)의 중앙부분에는 최종 압축실(V)을 후술할 토출공간(S2)과 연통시켜 냉매의 토출을 안내하는 토출구(143a)가 형성된다. 토출구(143a)는 압축실(V)에서 토출공간(S2)을 향해 고정경판부(1142)의 축방향 또는 경사진 방향으로 관통 형성될 수 있다.

다시 말해, 고정경판부(142)는 제2 스크롤(150)과 마주하는 제1 면과 상기 제1 면의 반대면인 제2 면을 포함하며, 압축된 냉매가 토출되도록 관통 형성되는 토출홀(143a)을 포함할 수 있다. 고정경판부(142)의 후방면에는 토출홀(142a)을 통해 토출된 냉매의 역류를 방지하는 토출밸브가 구비될 수 있다.

토출홀(142a)은 도 5에서와 같이 후술할 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)에 모두 연통되도록 한 개만 형성될 수도 있고, 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)에 독립적으로 연통될 수 있도록 복수개로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 토출밸브 역시 복수개로 구비될 수 있다.

고정랩(143)은 제2 스크롤(150)의 선회랩(152)과 방사방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 고정랩(143)은 고정경판부(142)와 일체로 성형되어 형성될 수 있다. 제2 스크롤(150)은 반복적으로 선회운동을 하므로 선회랩(152)과 고정랩(143)은 지속적으로 마찰이 발생하게 된다. 구체적인 내용은 도 5를 참고하여 후술한다.

한편, 지지부(144)는 접촉부(141)를 방사방향으로 지지하는 측벽 지지부(145)와 접촉부(141)를 축방향으로 지지하는 커버 지지부(146)를 포함할 수 있다.

측벽 지지부(145)는 접촉부(141)의 반경 방향으로 지지될 수 있도록 원통 형상으로 형성되어, 접촉부(141)의 외주를 감쌀 수 있다. 즉, 측벽 지지부(145)는 중심이 개구된 형상으로 형성되며, 중심에 접촉부(141)이 끼워져 결합될 수 있다.

측벽 지지부(145)에는 모터실에 유입된 냉매를 압축실로 안내하는 흡입유로(145a)가 형성될 수 있다. 흡입유로(145a)는 축방향으로 연장 형성되며, 흡입유로의 일부는 제2 스크롤(150)을 관통하여 모터실(S1)과 연결된다. 즉, 흡입유로(145a)는 모터실(S1)과 압축실(V)을 연통하도록 형성될 수 있다.

아울러, 측벽 지지부(145)에는 고정경판부(142)의 적어도 일부가 수용되는 고정경판부 수용홈(145b)이 형성될 수 있다. 고정경판부 수용홈(145b)은 압축기의 후방측에 치우치게 형성될 수 있으며, 고정경판부(142)는 적어도 일부가 고정경판부 수용홈(145b)에 수용됨므로써, 측벽 지지부(145)와 축 방향 및 방사 방향으로 중첩되게 배치된다. 이 경우, 고정경판부(142)의 전방면과 측면은 측벽 지지부와 접촉하게 되며, 후방면은 후술할 커버 지지부(146)와 접촉하여 고정될 수 있다.

커버 지지부(146)는 제1 스크롤(140)의 후방면의 적어도 일부를 덮도록 형성된다. 즉, 고정경판부(142)의 적어도 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 커버 지지부(146)의 중심부분이 후방을 향하여 돌출되도록 형성되며, 테두리 부분이 상기 고정경판부(142)의 후방면에 접촉하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 커버 지지부(146)의 직경은 메인 프레임(120)의 프레임 격벽(124)의 내경과 대응되게 형성될 수 있다.

커버 지지부(146)의 직경은 고정경판부(142)가 측벽 지지부(145)의 고정경판부 수용홈에 수용된 상태에서, 고정경판부(142)의 중심에서 측벽 지지부(145)의 외경까지의 길이와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 커버 지지부(146)는 측벽 지지부(145)와 고정경판부(142)를 동시에 축 방향으로 지지할 수 있게 된다. 즉, 커버 지지부(146)는 측벽 지지부(145)와 고정경판부(142)를 후방측으로 밀리지 않도록 지지할 수 있다.

한편, 커버 지지부(146)는 전방면의 적어도 일부가 후방을 향해 리세스되도록 커버 지지부(146)의 적어도 일부가 후방측으로 돌출 형성되는 돌출부(146a)를 구비할 수 있다. 돌출부(146a)에 의하여 커버 지지부(146)와 고정경판부(142)로 한정되는 제1 토출공간(S21)이 형성될 수 있다.

다시 말해, 커버 지지부(146)의 후방면은 후방측을 향하여 돌출형성되어 전방면에 고정경판부(142)의 후방면과 함께 후술할 제1 토출공간(S21)을 형성할 수 있다.

여기서, 제1 토출공간(S21)은 고정경판부(142)에서 제1 토출홀(142a)이 구비된 영역에 형성될 수 있다. 즉, 고정경판부(142)에 형성되는 제1 토출홀(142a)은 제1 스크롤(140)의 중심을 기준으로 일정 정도 치우친 상태로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 토출공간(S21)은 제1 토출홀(142a)과 중첩되도록 제1 스크롤(140)의 중심을 기준으로 치우치게 형성될 수 있다. 커버 지지부(146)에 의해 형성되는 제1 토출공간(S21)로 인하여, 제1 토출홀(142a)에서 토출되는 냉매 및 오일의 맥동이 저감될 수 있어, 압축기 전체의 소음 및 진동이 감소될 수 있다. 즉, 제1 토출공간(S21)은 맥동 저감용 공간으로 활용될 수 있다.

또한, 커버 지지부(146)는 리어 하우징(160)에 의해 덮여지며, 커버 지지부(146)와 리어 하우징(160)으로 한정되는 제2 토출공간(S22)이 형성될 수 있다. 여기서, 리어 하우징(160)은 메인 프레임(120)의 후방 개구단에 결합될 수 있다.

한편, 제1 토출공간(S21)과 제2 토출공간(S22)을 연통되도록 커버 지지부(146)에는 제2 토출홀(146b)이 형성될 수 있다. 제2 토출홀(146b)은 커버 지지부(146)의 제1 돌출부(146a)를 관통하여 형성될 수 있다.

압축부(105)에 의해 압축된 냉매는 토출홀(146b)을 통하여 제1 토출공간(S21)으로 토출될 수 있다. 이 경우, 압축된 냉매 및 오일의 적어도 일부는 제1 토출공간(S21)과 배압실(S3)을 연통하도록 형성되는 배압유로(190)에 의해 배압실(S3)로 유입되어 배압실(S3)에 배압을 형성할 수 있다.

아울러, 압축된 냉매 및 오일의 또 다른 일부는 제2 토출홀(146b)을 통과하여 제2 토출공간(S22)으로 유입될 수 있다. 제2 토출공간(S22)에는 유분리기가 구비되어, 압축된 냉매와 오일이 유분리기에 의해 분리될 수 있다. 여기서, 냉매는 리어 하우징(160)에 형성된 배기구(160a)를 통해 압축기에서 토출되며, 오일은 저유조(S23)로 유입된다. 저유조(S23)에 유입된 오일은 전술한 오일공급유로(136)를 통해 제1 내지 제3 베어링면으로 공급될 수 있다.

전술한 바와 같이, 배압유로(190)는 제1 토출공간(S21)과 배압실(S3)을 연통하도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 배압유로(190)는 측벽 지지부(145)에 형성되는 제1 부분(191), 고정경판부(142) 또는 커버 지지부(146)에 형성되는 제2 부분(192) 및 메인 프레임(120)에 형성되는 제3 부분(193)을 포함할 수 있다.

제1 부분(191)은 측벽 지지부(145)의 외주면에서 리세스되어 축 방향을 따라 연장되어, 측벽 지지부(145)의 전방면과 후방면을 연통시킬 수 있다. 이 경우, 제1 부분(191)은 프레임 격벽(124)과 함께 오일 및 냉매 유로를 형성하게 된다. 이와 달리, 제1 부분(191)은 측벽 지지부(145)에서 축방향을 따라 관통 형성되어, 측벽 지지부(145)의 전방면과 후방면을 연통시킬 수 있다. 측벽 지지부(145)의 전방면과 후방면을 연통시킴으로써, 제1 부분(191)의 후방측 개구부는 고정경판부(142) 또는 커버 지지부(146)에 형성된 제2 부분(192)에 접하게 되며, 제1 부분(191)의 전방측 개구부는 메인 하우징(102)에 형성된 제3 부분(193)과 접하게 된다.

제2 부분(192)은 커버 지지부(146)의 전방면 또는 고정경판부(142)의 후방면에서 리세스되어 제1 토출공간과 마주하는 면으로부터 방사방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 즉, 제2 부분(192)은 제1 토출공간(S21)을 제1 부분(192)의 후방측 개구부와 연통시키도록 형성될 수 있다.

또한, 제3 부분(193)은 제1 부분(181)의 전방측 개구부와 접하는 면에서 축방향을 따라 소정의 길이만큼 관통 형성되며, 축방향과 교차하는 방향, 즉, 중심방향을 향해 관통되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 부분(191)의 전방측 개구부는 배압실(S3)과 연결될 수 있다.

즉, 배압유로(190)는 메인 프레임(120), 측벽 지지부(145)에 형성되는 제1 및 제2 부분(191, 192)과 커버 지지부(146)의 전방면 또는 고정경판부(142)의 후방면에 형성되는 제3 부분(193)의 결합에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 압축기의 제작시 배압유로(190)를 형성하기 위한 경로가 단순해져, 압축기의 제작이 용이해질 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 제1 토출공간(S21)에서 제2 토출공간(S22)으로 유입되는 냉매 및 오일은 유분리기(미도시)에 의해 분리된다. 유분리기는 배기구(160a)의 내부 또는 배기구(160a)의 주변에 별도로 형성되거나, 별도의 오일분리기 없이 오링분리부가 형성될 수 있다.

여기서, 제2 토출공간(S22)은 압축실(V)에서 토출되는 냉매로부터 오일을 분리하는 유분리부(미도시)가 상반부에 형성되고, 상기 유분리부에서 분리된 오일을 저장하는 저유조(S23)가 하반부에 형성된다. 저유조(S23)는 후술할 오일안내유로(148)를 통해 압축부(105)에 연통되어 저유조(S23)의 오일이 압축부(105) 또는 회전축(130)으로 공급된다.

다시, 도 1 및 도 3을 참고하면, 제1 스크롤(140)은 회전축(130)의 일부를 수용하는 제2 축수부(147)가 형성될 수 있다. 제2 축수부(147)는 회전축(130)을 반경방향으로 지지할 수 있다. 여기서, 고정경판부(142)와 커버 지지부(146)는 함께 제2 축수부(147)를 형성할 수 있다. 즉, 제2 축수부(147)의 일 부분은 고정경판부(142)의 중심을 관통하여 형성되며, 다른 부분은 커버 지지부(146)에서 후방측으로 돌출되어 전방측에 홈이 형성됨으로써 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제2 축수부(147)의 내주면에는 부시 베어링으로 이루어진 제3 베어링(173)이 열간압입되어 회전축(130)과 제3 베어링면을 형성할 수 있다.

한편, 제2 축수부(147)는 회전축(130)이 수용되는 길이보다 길게 연장되어 오일안내공간(147a)을 형성한다. 오일안내공간(147a)은 제2 축수부(147)의 측면을 관통하도록 구비되는 오일안내유로(148)에 의해 저유조(S23)와 연통된다. 저유조(S23)에 저장되는 오일은 오일안내유로(148)를 통해 오일안내공간으로 유입될 수 있다. 이러한 오일은 전술한 오일공급유로(136)를 통해 제1 내지 제3 베어링 면으로 공급될 수 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 전동식 압축기에서 비 인벌류트 형상인 선회랩과 고정랩의 결합관계를 설명하기 위해 보인 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 선회랩(152)은 직경과 원점이 서로 다른 다수의 원호를 연결한 형태를 가지며, 최외곽의 곡선은 장축과 단축을 갖는 대략 타원형 형태로 형성될 수 있다. 이는 고정랩(143)도 마찬가지로 형성될 수 있다.

선회경판부(151)의 중앙부위에는 선회랩(152)의 내측 단부를 이루며, 회전축(130)의 편심부(133)가 회전가능하게 삽입되어 결합되는 회전축 결합부(153)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다. 회전축 결합부(153)의 내주면에는 부시 베어링으로 된 제2 베어링(172)이 삽입되어 고정될 수 있다. 회전축 결합부(153)의 외주부는 선회랩(152)과 연결되어 압축과정에서 고정랩(143)과 함께 압축실(V)을 형성하는 역할을 하게 된다.

또, 회전축 결합부(153)는 선회랩(152)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이로 형성되어, 회전축(130)의 편심부(133)가 선회랩(152)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 냉매의 반발력과 압축력이 선회경판부를 기준으로 하여 동일 평면에 가해지면서 서로 상쇄되어, 압축력과 반발력의 작용에 의한 제2 스크롤(150)의 기울어짐이 방지될 수 있다.

또, 회전축 결합부(153)는 고정랩(143)의 내측 단부와 대향되는 외주부에 후술할 고정랩(143)의 돌기부(143a)와 맞물리게 되는 오목부(153a)가 형성되고, 이 오목부(153a)의 일측은 압축실(V)의 형성방향을 따라 상류측에 회전축 결합부(153)의 내주부에서 외주부까지의 두께가 증가하는 증가부(153b)가 형성된다. 이는 토출 직전의 제1 압축실(V1)의 압축 경로가 길어져, 결과적으로 제1 압축실(V1)의 압축비를 제2 압축실(V2)의 압축비에 근접하게 높일 수 있게 한다.

오목부(153a)의 타측은 원호 형태를 갖는 원호압축면(153c)이 형성된다. 원호압축면(153c)의 직경은 고정랩(143)의 내측 단부 두께(즉, 토출단의 두께) 및 선회랩(152)의 선회반경에 의해 결정되는데, 고정랩(143)의 내측 단부 두께를 증가시키면 원호압축면(153c)의 직경이 커지게 된다. 이로 인해, 원호압축면(153c) 주위의 선회랩 두께도 증가되어 내구성이 확보될 수 있고, 압축 경로가 길어져서 그만큼 제2 압축실(V2)의 압축비도 증가할 수 있다.

또, 회전축 결합부(153)에 대응하는 고정랩(143)의 내측 단부(흡입단 또는 시작단) 부근에는 회전축 결합부(153)의 외주부를 향해 돌출되는 돌기부(143a)가 형성되는데, 돌기부(143a)에는 그 돌기부로부터 돌출되어 오목부(153a)와 맞물리는 접촉부(143b)가 형성될 수 있다. 즉, 고정랩(143)의 내측 단부는 다른 부분에 비해서 큰 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 고정랩(143) 중에서 가장 큰 압축력을 받게 되는 내측 단부의 랩 강도가 향상되어 내구성이 향상될 수 있다.

한편, 압축실(V)은 고정경판부(142)와 고정랩(143), 그리고 선회랩(152)과 선회경판부(151) 사이에 형성되며, 랩의 진행방향을 따라 흡입실, 중간압실, 유분리실이 연속으로 형성되어 이루어질 수 있다.

압축실(V)은 선회랩(152)의 외측면과 고정랩(143)의 내측면 사이에 형성되는 제1 압축실(V1)과, 선회랩(152)의 내측면과 고정랩(143)의 외측면 사이에 형성되는 제2 압축실(V2)로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 압축실(V1)은 고정랩(143)의 내측면과 선회랩(152)의 외측면이 접촉하여 생기는 두 개의 접촉점(P11, P12) 사이에 형성되는 압축실을 포함하고, 제2 압축실(V2)은 고정랩(143)의 외측면과 선회랩(152)의 내측면이 접촉하여 생기는 두 개의 접촉점(P21, P22) 사이에 형성되는 압축실을 포함한다.

여기서, 토출 직전의 제1 압축실(V1)은 편심부의 중심, 즉 회전축 결합부의 중심(O)과 두 개의 접촉점(P11, P12)을 각각 연결한 두 개의 선이 이루는 각도 중 큰 값을 갖는 각도를 α라 할 때, 적어도 토출 개시 직전에 α < 360°이고, 두 개의 접촉점(P11, P12)에서의 법선 벡터 사이의 거리 ℓ도 0보다 큰 값을 갖게 된다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 고정랩과 선회랩은, 토출 직전의 제1 압축실이 인볼류트 곡선으로 이루어진 고정랩과 선회랩을 갖는 경우에 비해 더 작은 볼륨을 갖게 되므로, 선회랩(152)과 고정랩(143)의 크기를 늘리지 않고도 제1 압축실(V1)의 압축비와 제2 압축실(V2)의 압축비가 모두 향상될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 따르는 전동식 압축기의 측면을 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예의 변형예를 따르는 전동식 압축기의 측면을 나타내는 도면이다.

본 실시예들를 설명함에 있어서, 전술한 실시예와 동일 유사한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

제1 스크롤(340)이 접촉부(341)와 지지부(344)로 이루어지며, 서로 다른 재질로 형성되는 구조는 회전축이 압축부(305) 즉, 제2 스크롤(350)을 관통하지 않는 경우에도 적용할 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 스크롤(340)은 제2 스크롤(350)과 접촉하여 압축실(V)을 이루는 접촉부(341)와 접촉부(341)를 축방향 및 방사방향으로 지지하는 지지부(344)를 구비할 수 있다.

여기서 접촉부(341)와 지지부(344)는 서로 다른 재료로 형성될 수 있다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 접촉부(341)는 내마모성이 우수한 주철합금을 포함하는 재료로 형성될 수 있으며, 지지부(344)는 알루미늄 소재의 경금속 소재로 형성될 수 있다.

여기서, 회전축(130)의 전방측은 메인 하우징의 전방측에 구비되는 회전축 지지부(390)에 의해 지지되며, 회전축(130)의 후방측은 제2 스크롤(350)과 결합되어, 2지점에서 방사방향으로 지지될 수 있다. 회전축 지지부(390)와 회전축(330) 사이에는 전방측 베어링부(371)가 구비될 수 있으며, 회전축(330)과 메인 프레임 사이에는 프레임 베어링부(372)가 구비될 수 잇다.

도시된 바에 따르면, 전방측 및 프레임 베어링부(371, 372)는 볼 베어링으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한하지 않으며, 전방측 및 프레임 베어링부(371, 372)는 부시 베어링 또는 니들 베어링으로 이루어질 수 있다.

회전축(330)의 후방단에는 제2 스크롤(350)의 전방측에 편심지게 결합되는 편심결합부(333)가 구비된다. 편심결합부(333)는 올담링(380)과 함께 제2 스크롤이 선회운동 가능하도록 회전축의 축 방향 중심에서 치우치게 형성될 수 있다. 아울러, 편심결합부(333)에는 밸런스 웨이트(338)가 일체로 형성될 수도 있다.

한편, 도면을 참고하면, 지지부(344)는 측벽 지지부(345)와 커버 지지부(346)를 포함할 수 있다. 측벽 지지부(345)는 전술한 실시예와 같이, 고정경판부(332)를 수용하도록 고정경판부 수용홈(345b)이 형성되어, 축방향 및 방사방향으로 지지할 수 있다.

다만, 전술한 실시예와는 달리, 회전축(330)이 압축부(305)를 관통하지 않으므로, 고정경판부(342)에 형성되는 토출홀(342a)은 치우치지 않고 중심부분에 형성될 수 있다.

또한, 이와 달리, 도 7와 같이 본 발명의 변형예에 따르면, 커버 지지부(346)는 설계 및 용도에 따라 생략될 수 있다. 이 경우, 리어 하우징(460)이 측벽 지지부(445)와 고정경판부(442)를 후방에서 축 방향으로 지지할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전동식 압축기을 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

101: 압축기 모듈 201: 인버터 모듈
102c: 흡기구 105: 압축부
102: 메인 하우징 110: 구동모터
111: 고정자 112: 회전자
120: 메인 프레임 121: 스크롤 안착면
121a: 올담링 안착홈 122: 제1 축수부
122a: 축방향 베어링면 123: 밸런스웨이트 수용공간
124: 프레임 격벽 130: 회전축
131: 축부 132: 메인 베어링부
133: 편심부 134: 서브 베어링부
135: 쓰러스트부 135a: 축방향 베어링면(135a)
136: 오일공급유로 137a-b: 제1 내지 제3 배압구멍
140: 고정스크롤(제1 스크롤) 141: 접촉부
142: 고정경판부 142a: 제1 토출홀
143: 고정랩 144: 지지부
145: 측벽 지지부 145a: 흡입유로
145b: 고정경판부 수용홈 146: 커버 지지부
146a: 돌출부 146b: 제2 토출홀
147: 오일안내유로 147a: 오일안내 공간
147: 제2 축수부 148: 오일안내유로
150: 선회스크롤(제2 스크롤) 151: 선회경판부
152: 선회랩 153: 회전축 결합부
160: 리어 하우징 160a: 토출구
171: 제1 베어링 172: 제2 베어링
173: 제3 베어링 180: 배압유로
S1: 모터실 S21: 제1 토출공간
S22: 제2 토출공간 S23: 저유조
S3: 배압실

Claims (15)

1. 제1 스크롤과 상기 제1 스크롤과 맞물려 선회운동을 하면서 상기 제1 스크롤과의 사이에 한 쌍의 압축실을 형성하는 제2 스크롤;을 포함하는 압축부;
   상기 압축부를 수용하며, 일단이 개방되도록 형성되는 메인 하우징; 및
   상기 일단을 덮도록 형성되는 리어 하우징;을 포함하며,
   상기 제1 스크롤은,
   상기 제2 스크롤과 접촉하여 상기 한 쌍의 압축실을 형성하고, 상기 제2 스크롤과 마주하는 제1 면과 상기 제1 면의 반대면인 제2 면을 포함하며, 압축된 냉매가 토출되도록 관통 형성되는 토출홀을 포함하는 고정 경판부;
   상기 제1 면에서 돌출되는 고정랩을 포함하는 접촉부; 및
   상기 접촉부의 외주면을 감싸도록 형성되어, 상기 접촉부를 방사 방향으로 지지하며, 상기 접촉부와는 다른 재질로 형성되는 지지부를 포함하며,
   상기 지지부는,
   상기 접촉부의 일측면이 얹히도록 단차지게 형성되어 상기 접촉부를 축방향으로 지지하는 측벽 지지부; 및
   상기 리어 하우징과 상기 제1 스크롤 사이에 구비되어 상기 접촉부의 타측면에 밀착되며, 상기 리어 하우징에 의해 축방향으로 지지되어 상기 접촉부를 상기 측벽 지지부와의 사이에서 축방향으로 지지하는 커버 지지부;를 포함하고,
   상기 리어 하우징과 상기 고정 경판부는 압축된 냉매가 토출되는 토출공간을 형성하며,
   상기 토출공간은,
   상기 고정 경판부와 상기 커버 지지부로 한정되는 제1 토출공간; 및
   상기 제1 토출공간과 연통되고 상기 리어 하우징과 상기 커버 지지부로 한정되는 제2 토출공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접촉부는 합금주철을 포함하는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 지지부는 알루미늄(Al) 합금을 포함하는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 스크롤은 알루미늄(Al) 합금을 포함하는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 리어 하우징은 적어도 일부가 상기 메인 하우징의 직경보다 작게 형성되어, 상기 고정 경판부를 지지하는 안착부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 메인 하우징은 상기 제2 스크롤과의 사이에 배압실이 형성되어 상기 배압실의 압력에 의해 상기 제2 스크롤이 상기 제1 스크롤을 향하는 방향으로 지지하도록 형성되는 프레임부를 더 포함하며,
   상기 지지부에는 상기 압축실에서 압축되어 토출된 냉매를 상기 배압실로 안내하는 배압유로의 적어도 일부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,
   상기 배압유로는 상기 배압실과 상기 제1 토출공간을 연통하는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
10. 회전축;
    상기 회전축이 축방향으로 관통하여 편심지게 결합되며, 상기 회전축에 의해 선회운동을 하는 선회 스크롤;
    상기 선회 스크롤에 결합되어 그 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하며, 상기 선회 스크롤을 관통하는 회전축이 회전 가능하게 삽입되어 결합되며, 상기 회전축을 반경방향으로 지지하는 고정 스크롤을 포함하며,
    상기 고정 스크롤은,
    상기 선회 스크롤과 접촉하여 한 쌍의 압축실을 형성하는 접촉부;
    상기 접촉부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되어, 상기 접촉부를 방사 방향으로 지지하는 지지부를 포함하며,
    상기 지지부와 상기 접촉부는 서로 다른 재료로 형성되고,
    상기 접촉부는,
    상기 선회 스크롤과 마주하는 제1 면과 상기 제1 면의 반대면인 제2 면을 포함하는 고정경판부; 및
    상기 제1 면에서 돌출되는 고정랩을 포함하며,
    상기 지지부는,
    상기 고정경판부의 외주면을 감싸도록 형성되어 방사방향으로 지지하며, 상기 고정경판부의 제1 면이 얹히도록 단차지게 형성되어 상기 고정경판부의 제1 면을 축방향으로 지지하는 측벽 지지부; 및
    상기 측벽 지지부와 분리되고, 상기 고정경판부의 제2 면의 적어도 일부를 덮도록 형성되어 상기 고정경판부의 제2 면을 상기 측벽 지지부의 반대쪽 축방향으로 지지하며, 상기 회전축의 적어도 일부를 수용하는 커버 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 접촉부는 합금주철을 포함하는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 지지부는 알루미늄(Al) 합금을 포함하는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 선회 스크롤은 알루미늄(Al) 합금을 포함하는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
14. 삭제
15. 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제7항, 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 한 쌍의 압축실로 유입되는 냉매를 안내하도록 축방향을 따라 관통 형성되는 흡입유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.

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