KR102083968B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

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KR102083968B1
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유병길
최용규
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것으로 특히, 자전 방지부를 포함하는 스크롤 압축기에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 스크롤 압축기에 있어서, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하는 모터; 상기 모터의 회전자에 결합되어 회전하는 회전축; 상기 모터의 일측에 설치되고 프레임; 상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하는 고정 스크롤; 상기 회전축에 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤에 결합되어 선회운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤의 상기 프레임을 향한 면에 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제1 홈; 상기 프레임의 상기 선회 스크롤을 향한 면에 상기 한 쌍의 제1 홈을 서로 연결하는 방향에 대하여 직각 방향으로 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제2 홈; 및 상기 제1 홈과 상기 제2 홈 사이에서 결합되어 상기 선회 스크롤의 자전을 방지하고, 상기 선회 스크롤의 선회운동 시 상기 제1 홈과 상기 제2 홈 사이에서 구름 마찰을 발생시키도록 결합되는 자전 방지부를 포함할 수 있다.

Description

스크롤 압축기 {Scroll compressor}
본 발명은 압축기에 관한 것으로 특히, 자전 방지부를 포함하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.
스크롤 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부공간에 고정 스크롤이 고정되고, 이 고정 스크롤에 선회 스크롤이 맞물려 선회운동을 하면서 냉매 등의 유체를 압축할 수 있는 압축기의 한 종류이다.
이러한 스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으며, 또한 유체의 흡입, 압축 및 토출 과정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 장점을 가지므로 공조장치 등에서 냉매 압축용으로 널리 사용되고 있다.
이와 같이, 선회 스크롤은 고정 스크롤에 결합되어 선회운동을 하게 되는데, 이때, 선회 스크롤의 자전 운동을 방지하는 자전 방지부가 구비될 수 있다. 이러한 자전 방지부는 보통 프레임과 선회 스크롤 사이에 결합될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 자전 방지부를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 자전 방지부(70)는 링부(71)와, 이 링부(71)에 형성된 제1 결합부(72) 및 제2 결합부(73)를 포함한다.
도시하는 바와 같이, 보통, 제1 결합부(72) 및 제2 결합부(73)는 링부(71)에 일체로 형성된다.
제1 결합부(72)는 링부(71)의 일측면에 서로 마주보는 상태로 형성되고, 제2 결합부(73)는 링부(71) 상에서 제1 결합부(72)와 90도 회전한 위치에서 링부(71)의 타측면에 형성된다.
또한, 제1 결합부(72) 및 제2 결합부(73)는 직육면체 형상으로 형성된다. 이러한 직육면체는 반경 방향이 상대적으로 긴 형상을 가진다.
이때, 제1 결합부(72) 및 제2 결합부(73)는 각각 프레임과 선회 스크롤과 상대운동하면서 미끄럼 마찰이 발생하게 된다. 또한, 이러한 미끄럼 마찰에 의하여 소음과 마모가 발생할 수 있다.
이러한 소음과 마찰은 압축기의 운전속도, 하중에 의한 면압, 제1 결합부(72) 및 제2 결합부(73)의 재질에 의하여 가중될 수 있다. 또한, 제1 결합부(72) 및 제2 결합부(73)는 직육면체 형상을 가지므로 모서리측과 홈 사이의 마찰이 더 가중될 수도 있다.
따라서, 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 자전 방지부가 구름 마찰 동작과 함께 작용할 수 있도록 하는 자전 방지부를 포함하는 스크롤 압축기를 제공하고자 한다.
또한, 자전 방지부가 결합되는 홈의 형상의 길이를 단축할 수 있는 자전 방지부를 포함하는 스크롤 압축기를 제공하고자 한다.
또한, 홈의 위치를 프레임 또는 선회 스크롤 내에서 최대한 외측에 위치하도록 형성할 수 있는 자전 방지부를 포함하는 스크롤 압축기를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1 관점으로서, 본 발명은, 스크롤 압축기에 있어서, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하는 모터; 상기 모터의 회전자에 결합되어 회전하는 회전축; 상기 모터의 일측에 설치되고 프레임; 상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하는 고정 스크롤; 상기 회전축에 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤에 결합되어 선회운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤의 상기 프레임을 향한 면에 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제1 홈; 상기 프레임의 상기 선회 스크롤을 향한 면에 상기 한 쌍의 제1 홈을 서로 연결하는 방향에 대하여 직각 방향으로 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제2 홈; 및 상기 제1 홈과 상기 제2 홈 사이에서 결합되어 상기 선회 스크롤의 자전을 방지하고, 상기 선회 스크롤의 선회운동 시 상기 제1 홈과 상기 제2 홈 사이에서 구름 마찰을 발생시키도록 결합되는 자전 방지부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자전 방지부는, 링 형상의 링부; 상기 링부의 제1 면에 위치하여 상기 제1 홈에 결합되는 제1 결합부; 및 상기 링부의 제2 면에 위치하여 상기 제2 홈에 결합되는 제2 결합부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 결합부 및 제2 결합부는 회전 가능한 원통형 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 결합부 및 제2 결합부는, 상기 링부에 형성된 홀에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 홀은, 상기 제1 결합부 및 제2 결합부가 회전 가능하게 결합되는 제1 홀; 및 상기 제1 홀과 연결되고 상기 제1 홀보다 반경이 작은 제2 홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 홀의 직경은 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 직경보다 커서, 상기 제1 결합부 및 제2 결합부가 회전 가능한 공차를 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 홀의 반경은 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 반경보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 홈 및 제2 홈의 길이방향의 양단은 곡면 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 곡면 형상의 곡률은 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 곡률과 동일할 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1 관점으로서, 본 발명은, 스크롤 압축기에 있어서, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하는 모터; 상기 모터의 회전자에 결합되어 회전하는 회전축; 상기 모터의 일측에 설치되고 프레임; 상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하는 고정 스크롤; 상기 회전축에 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤에 결합되어 선회운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤의 상기 프레임을 향한 면에 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제1 홈; 상기 프레임의 상기 선회 스크롤을 향한 면에 상기 한 쌍의 제1 홈을 서로 연결하는 방향에 대하여 직각 방향으로 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제2 홈; 및 상기 제1 홈과 상기 제2 홈 사이에서 결합되어 상기 선회 스크롤의 자전을 방지하는 것으로서, 상기 제1 홈에 결합되고 회전 가능한 원통형 형상을 가지는 제1 결합부 및 상기 제2 홈에 결합되고 회전 가능한 원통형 형상을 가지는 제2 결합부를 포함하는 자전 방지부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 결합부는 링부의 제1 면에 형성된 홀에 설치되고, 상기 제2 결합부는 상기 링부의 제2면에 형성된 홀에 설치될 수 있다.
또한, 상기 홀은, 상기 제1 결합부 및 제2 결합부가 회전 가능하게 결합되는 제1 홀; 및 상기 제1 홀과 연결되고 상기 제1홀보다 반경이 작은 제2 홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 홀의 반경은 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 반경보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 홈 및 제2 홈의 길이방향의 양단은 곡면 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 곡면 형상의 곡률은 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 곡률과 동일할 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.
먼저, 자전 방지부가 구름 마찰 동작과 함께 작용함으로써 마찰 손실이 저감될 수 있으며, 미끄럼 마찰에 의한 문제점이 해결될 수 있다. 즉, 미끄럼 마찰에 의한 소음 및 마모의 문제가 크게 경감될 수 있는 것이다.
또한, 자전 방지부가 결합되는 홈의 형상의 길이가 단축될 수 있어서, 선회 스크롤의 경우에는 경판 중심부에 배압실 등을 사용할 수 이는 공간을 추가로 확보할 수 있다. 또한, 프레임의 경우에는 배압실, 밸런스 웨이트 등을 사용할 수 있는 공간을 추가로 확보할 수 있다. 이에 더하여, 홈의 반경 방향 길이에 의하여 압축기 프레임의 크기가 커지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 홈의 위치를 프레임 또는 선회 스크롤 내에서 최대한 외측에 위치하도록 형성할 수 있으며, 이에 따라 선회 스크롤의 자전 방지를 위하여 자전 방지부에 결리는 하중을 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 자전 방지부를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 스크롤 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 스크롤 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부의 작동을 나타내는 분해 사시도이다.
도 7a는 종래 기술에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 7b는 도 7a의 부분 확대도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 8b는 도 8a의 부분 확대도이다.
도 9a는 종래 기술에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 부분 확대도이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 부분 확대도이다.
도 10a는 종래 기술에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 부분 확대도이다.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 부분 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 스크롤 압축기를 나타내는 단면도이다. 도 2는 제1 실시예로서 종형 스크롤 압축기를 도시하고 있다.
이러한 종형 스크롤 압축기는, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱(100)을 포함하고, 이러한 케이싱(100) 내에 유체를 압축하기 위한 구성이 설치될 수 있다. 즉, 케이싱(100) 내에, 모터(200), 회전축(300), 서로 맞물리는 고정 스크롤(500) 및 선회 스크롤(600), 그리고 이들 부품이 설치되는 프레임(400)을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하여, 이러한 제1 실시예에 의한 압축기를 설명한다.
먼저, 밀폐공간을 형성하기 위하여, 케이싱(100)은 쉘(101), 상부 캡(102) 및 하부 캡(102)이 결합된 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 케이싱(100)에는 냉매의 출입을 위한 흡입구(104) 및 토출구(105)가 형성될 수 있다.
이러한 케이싱(100)의 내부공간에는 회전력을 발생시키는 모터(200)가 설치될 수 있다. 또한, 이러한 모터(200)의 회전자(201)와 결합되는 회전축(300)이 설치될 수 있다.
회전축(300)은 선회 스크롤(600)에 편심 결합될 수 있다. 즉, 모터(200)는 회전축(300)을 통하여 선회 스크롤(600)이 선회 운동할 수 있는 회전력을 제공할 수 있다.
모터(200)의 일측에는 프레임(400)이 설치될 수 있다. 이러한 프레임(400)은 메인 프레임으로서 주철과 같은 경도가 높은 소재로 형성될 수 있다.
이러한 프레임(400)은 고정 스크롤(500) 및 선회 스크롤(600)이 설치될 수 있는 지지 구조를 제공할 수 있다.
즉, 프레임(400)에는 고정 스크롤(500)이 결합되어 압축 공간을 형성할 수 있다.
또한, 이러한 고정 스크롤(500)에 결합되어 이 고정 스크롤(500)에 대하여 선회 운동을 하는 선회 스크롤(600)이 설치될 수 있다.
이러한 선회 스크롤(600)은 회전축(300)에 연결되며, 회전축(300)의 중심과 편심되게 결합되어 선회 운동이 구현될 수 있다.
이때, 선회 스크롤(600)과 프레임(400) 사이에는 선회 스크롤(600)의 자전을 방지하기 위한 자전 방지부(700)가 설치될 수 있다.
이러한 자전 방지부(700)가 설치되기 위하여, 선회 스크롤(600)의 프레임(400)을 향한 면에는 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제1 홈(601)이 형성될 수 있다.
또한, 프레임(400)의 선회 스크롤(600)을 향한 면에 한 쌍의 제1 홈(601)을 서로 연결하는 방향에 대하여 직각 방향으로 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제2 홈(401; 도 6 참조)이 형성될 수 있다.
따라서, 자전 방지부(700)는 이러한 제1 홈(601)과 제2 홈(401) 사이에서 결합되어 선회 스크롤(600)의 자전을 방지할 수 있다.
이때, 자전 방지부(700)는 제1 홈(601)에 결합되는 제1 결합부(720)와 제2 홈(401)에 결합되는 제2 결합부(730; 도 6 참조)를 포함할 수 있다.
이러한 제1 결합부(720)와 제2 결합부(730)는 각각 제1 홈(601) 및 제2 홈(401)에 결합된 상태에서, 선회 스크롤(600)이 선회 운동함에 따라 제1 홈(601)과 제2 홈(401) 내에서 병진운동을 하게 된다. 이때, 제1 결합부(720)와 제2 결합부(730)는 각각 미끄럼 마찰이 아닌 구름 마찰을 발생시키면서 제1 홈(601)과 제2 홈(401) 내에서 병진운동 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부를 나타내는 분해 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부를 나타내는 사시도이다.
이하, 도 2의 확대도, 도 3 및 도 4를 참조하여 자전 방지부(700)에 대하여 상세히 설명한다.
도면을 참조하면, 자전 방지부(700)의 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)는 링부(710)에 형성된 제1 홀(701)에 회전 가능하게 결합된다.
이때, 제1 홀(701)의 직경은 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)의 직경보다 커서, 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)가 회전 가능한 공차를 가질 수 있다.
즉, 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)는 원통형 형상을 가지며, 제1 홀(701)은 이 원통형 형상보다 크기가 큰 원통형 홈 형상을 가지게 되어 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)는 이 제1 홀(701) 내에서 회전 가능하게 된다.
또한, 제1 홀(701)에는 이 제1 홀(701)보다 반경이 작은 제2 홀(702)이 연결될 수 있다. 또한, 제2 홀(702)의 반경은 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)의 반경보다 작을 수 있다.
이러한 제2 홀(702)은 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)가 링부(710)를 관통하여 이동하는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 또한, 이러한 제2홀은 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)의 회전을 위한 급유홀로 작용할 수 있다.
이와 같이, 제1 결합부(720)와 제2 결합부(730)는 각각 제1 홈(601) 및 제2 홈(401)에 결합된 상태에서 선회 스크롤(600)의 선회 운동과 함께 제1 홈(601) 및 제2 홈(401) 내에서 움직이게 된다.
따라서, 도시하는 바와 같이, 제1 결합부(720)는 링부(710)의 제1 면(703) 상에서 서로 마주보는 방향으로 결합된 두 개의 원통형 형상을 포함하고, 제2 결합부(730)는 제1 결합부(720)로부터 링부(710) 상에서 90도 이동한 위치에서 제2 면(704) 상에서 서로 마주보는 방향으로 결합된 두 개의 원통형 형상을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 스크롤 압축기를 나타내는 단면도이다. 도 5는 제2 실시예로서 횡형 스크롤 압축기를 도시하고 있다.
이러한 횡형 스크롤 압축기는, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱(110)을 포함하고, 이러한 케이싱(110) 내에 유체를 압축하기 위한 구성이 설치될 수 있다. 즉, 케이싱(110) 내에, 모터(210), 회전축(310), 서로 맞물리는 고정 스크롤(510) 및 선회 스크롤(610), 그리고 이들 부품이 설치되는 프레임(410)을 포함할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 이러한 제2 실시예에 의한 압축기를 설명한다.
먼저, 밀폐공간을 형성하기 위한 케이싱(110)은 횡형 실린더 형태로 형성될 수 있다. 이러한 케이싱(110)에는 냉매의 출입을 위한 흡입구(111) 및 토출구(112)가 형성될 수 있다.
이러한 케이싱(110)의 내부공간에는 회전력을 발생시키는 모터(210)가 설치될 수 있다. 또한, 이러한 모터(210)의 회전자(211)와 결합되는 회전축(310)이 설치될 수 있다.
이러한 회전축(310)은 선회 스크롤(610)에 편심 결합될 수 있다. 즉, 모터(210)는 회전축(310)을 통하여 선회 스크롤(610)이 선회 운동할 수 있는 회전력을 제공할 수 있다.
모터(210)의 일측에는 프레임(410)이 설치될 수 있다. 이러한 프레임(410)은 메인 프레임으로서 주철과 같은 경도가 높은 소재로 형성될 수 있다.
이러한 프레임(410)은 고정 스크롤(510) 및 선회 스크롤(610)이 설치될 수 있는 지지 구조를 제공할 수 있다. 즉, 프레임(410)에는 고정 스크롤(510)이 결합되어 압축 공간을 형성할 수 있다.
또한, 프레임(410)의 일측에는 회전축(310)을 회동 가능하게 고정시키면서 압축 공간을 실링하기 위한 실링 구조(320)가 설치될 수 있다. 한편, 케이싱(110)의 내측 단부측에도 베어링(330)이 설치되어 회전축(310)이 원활하게 회전할 수 있도록 도울 수 있다.
고정 스크롤(510)과 프레임(410) 사이에는 고정 스크롤(510)에 결합되어 이 고정 스크롤(510)에 대하여 선회 운동을 하는 선회 스크롤(610)이 설치될 수 있다.
이러한 선회 스크롤(610)은 회전축(310)에 연결되며, 회전축(310)의 중심과 편심되게 결합되어 선회 운동이 구현될 수 있다.
이때, 선회 스크롤(610)과 프레임(410) 사이에는 선회 스크롤(610)의 자전을 방지하기 위한 자전 방지부(700)가 설치될 수 있다. 여기서 본 실시예에 의한 자전 방지부(700)는 위에서 설명한 제1 실시예에 의한 자전 방지부(700)와 실질적으로 동일하므로 동일한 도면 부호를 이용하여 설명한다.
이러한 자전 방지부(700)가 설치되기 위하여, 선회 스크롤(610)의 프레임(410)을 향한 면에는 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제1 홈(611)이 형성될 수 있다.
또한, 프레임(410)의 선회 스크롤(610)을 향한 면에 한 쌍의 제1 홈(611)을 서로 연결하는 방향에 대하여 직각 방향으로 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제2 홈(411; 도 6 참조)이 형성될 수 있다.
따라서, 자전 방지부(700)는 이러한 제1 홈(611)과 제2 홈(411) 사이에서 결합되어 선회 스크롤(610)의 자전을 방지할 수 있다.
이때, 자전 방지부(700)는 제1 홈(611)에 결합되는 제1 결합부(720)와 제2 홈(411)에 결합되는 제2 결합부(730; 도 6 참조)를 포함할 수 있다. 이러한 사항은 위에서 설명한 실시예의 경우와 동일하다.
이러한 제1 결합부(720)와 제2 결합부(730)는 각각 제1 홈(611) 및 제2 홈(411)에 결합된 상태에서, 선회 스크롤(610)이 선회 운동함에 따라 제1 홈(611)과 제2 홈(411) 내에서 병진운동을 하게 된다. 이때, 제1 결합부(720)와 제2 결합부(730)는 각각 구름 마찰을 발생시키면서 제1 홈(611)과 제2 홈(411) 내에서 병진운동 할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 사항이 본 제2 실시예의 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부의 작동을 나타내는 분해 사시도이다.
위에서 설명한 바와 같이, 자전 방지부(700)가 설치되기 위하여, 선회 스크롤(600, 610)의 프레임(400, 410)을 향한 면에는 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제1 홈(601, 611)이 형성될 수 있다.
또한, 프레임(400, 410)의 선회 스크롤(600, 610)을 향한 면에 한 쌍의 제1 홈(601, 611)을 서로 연결하는 방향에 대하여 직각 방향으로 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제2 홈(401, 411)이 형성될 수 있다.
따라서, 자전 방지부(700)는 이러한 제1 홈(601, 611)과 제2 홈(401, 411) 사이에서 회동 가능하게 결합되어 선회 스크롤(600, 610)의 자전을 방지할 수 있다.
선회 스크롤(600, 610)은 프레임(400, 410) 또는 고정 스크롤(500, 510)에 대하여 편심 운동을 하게 되므로, 선회 스크롤(600, 610)의 회전 반경은 한 지점에서 시간적으로 변화한다.
이때, 선회 스크롤(600, 610) 회전 반경의 가로 방향(도 6 상에서)의 변화는 제1 홈(601, 611)의 반경 방향 내에서 이루어지고, 선회 스크롤(600, 610) 회전 반경의 세로 방향(도 6 상에서)의 변화는 제2 홈(401, 411)의 반경 방향 내에서 이루어질 수 있다.
이와 같이, 자전 방지부(700)에 의하여 자전하는 방향의 움직임은 구속되기 때문에 프레임(400, 410) 또는 고정 스크롤(500, 510)에 대하여 선회 운동이 가능해진다.
도 7a는 종래 기술에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 개략도이고, 도 7b는 도 7a의 부분 확대도이다.
또한, 도 8a는 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 개략도이고, 도 8b는 도 8a의 부분 확대도이다.
이하, 도 7a 내지 도 8b를 참조하여, 본 발명에 의한 효과를 종래 기술과 비교하여 상세히 설명한다.
도 7a를 참조하면, 링부(71)와 일체로 형성되고 직육면체 형상을 가지는 제1 결합부(72)는 선회 스크롤(60)에 결합되고, 제2 결합부(73)는 프레임(40)에 결합된다.
이때, 선회 스크롤(60)이 선회 운동함에 따라 제1 결합부(72) 및 제2 결합부(73)는 각각 선회 스크롤(60)과 프레임(40)에 형성된 홈 내에서 실질적으로 왕복운동을 하게 된다.
도 7b를 참조하여 제2 결합부(73)의 운동을 설명하면, 프레임(40)에 형성된 홈(41) 내에 제2 결합부(73)가 결합된 상태로 제2 결합부(73)는 도 7b를 기준으로 상하 방향으로 왕복운동 하게 된다.
이때, 제2 결합부(73)와 홈(41) 사이에는 미끄럼 마찰이 발생하게 된다. 구체적인 일례로, 제2결합부(73)가 도 7b의 상측 방향으로 이동할 때에는 홈(41)의 좌측벽과 마찰이 일어날 수 있고, 도 7b의 하측 방향으로 이동할 때에는 홈(41)의 우측벽과 마찰이 일어날 수 있다.
이러한 제2 결합부(73)와 홈(41) 사이의 미끄럼 마찰에 의하여 소음과 마모가 발생할 수 있다.
이러한 소음과 마찰은 압축기의 운전속도, 하중에 의한 면압, 제2 결합부(73)와 홈(41)의 재질에 의하여 가중될 수 있다. 또한, 제2 결합부(73)는 직육면체 형상을 가지므로 제2 결합부(73)의 모서리측과 홈(41) 사이의 마찰이 더 가중될 수도 있다.
한편, 제1 결합부(72)와 선회 스크롤(60)에 형성된 홈도 이러한 제2 결합부(73)와 홈(41) 사이의 동작과 동일하게 동작한다. 즉, 위와 같은 미끄럼 마찰에 의한 소음과 마모에 대하여 동일한 현상이 발생할 수 있다.
도 8a를 참조하면, 제1 결합부(720)는 선회 스크롤(600, 610)에 결합되고, 제2 결합부(730)는 프레임(400, 410)에 결합된다.
이때, 선회 스크롤(600, 610)이 선회 운동함에 따라 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)는 각각 선회 스크롤(600, 610)과 프레임(400, 410)에 형성된 홈(제1 홈(601, 611) 및 제2 홈(401, 411)) 내에서 실질적으로 왕복운동을 하게 된다.
도 8b를 참조하여 제2 결합부(730)의 운동을 설명하면, 프레임(400, 410)에 형성된 제2 홈(401, 411) 내에 제2 결합부(730)가 결합된 상태로 제2 결합부(730)는 도 8b를 기준으로 상하 방향으로 왕복운동 하게 된다.
이때, 제2 결합부(730)와 제2 홈(401, 411) 사이에는 구름 마찰이 발생하게 된다. 이러한 제2 결합부(730)의 제2 홈(401, 411)과 만나는 면이 곡면이기 때문에 마찰이 상대적으로 크게 감소할 뿐 아니라, 제2 결합부(730)는 회전 가능하므로, 제2 홈(401, 411)과의 마찰이 더 감소하게 된다.
또한, 제1 결합부(720)와 제1 홈(601, 611) 사이에도 동일한 구름 마찰이 발생하고 이로 인한 효과 또한 동일할 수 있다.
이와 같이, 회전 가능한 핀 형상의 제1 결합부(720) 및 제2 결합부(730)는 각각 제1 홈(601, 611) 및 제2 홈(401, 411) 내에서 자유롭게 구르면서 마찰 손실이 저감될 수 있으며, 종래의 경우와 같이, 미끄럼 마찰에 의한 문제점이 해결될 수 있다.
즉, 미끄럼 마찰에 의한 소음 및 마모의 문제가 크게 경감될 수 있는 것이다.
도 9a는 종래 기술에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 부분 확대도이다. 또한, 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 부분 확대도이다.
이하, 도 9a 및 도 9b를 참조하여, 본 발명에 의한 효과의 다른 관점을 설명한다.
도 9a를 참조하면, 프레임(40)에 형성된 홈(41) 내에 제2 결합부(73)가 결합된 상태로 제2 결합부(73)는 도 9a를 기준으로 상하 방향으로 왕복운동 하게 된다.
이때, 홈(41)의 길이방향의 양측의 형상은 둥근 형상, 예를 들면, 반원형 형상을 가진다. 이는 가공에 의한 결과일 수 있다.
즉, 홈(41)의 양측 단부에는 홈 가공 도구 사용에 의한 제1 길이(42, 44)를 가지고, 이 제1 길이(42, 44) 사이에는 제2 결합부(73)의 이동거리 확보를 위한 제2 길이(43)를 가진다.
이때, 제2 결합부(73)의 홈(41) 내에서 이동 거리(A)는 선회 스크롤(40)의 선회 반경의 두 배에 해당할 수 있다.
이와 같이, 홈(41)의 길이방향의 양측의 형상은 가공에 의하여 반원형 형상을 가지므로 제2 결합부(73)의 이동거리 확보를 위하여 홈(41)의 길이는 이동 거리(A)보다 길어진다.
이러한 사항은 제1 결합부(72)와 프레임에 형성된 홈 사이에도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 도 9b를 참조하면, 프레임(400, 410)에 형성된 제2 홈(401, 411) 내에 제2 결합부(730)가 결합된 상태로 제2 결합부(730)는 도 9b를 기준으로 상하 방향으로 왕복운동 하게 된다.
이때, 제2 홈(401, 411)의 길이방향의 양측의 형상은 둥근 형상, 예를 들면, 반원형 형상을 가진다. 이는 가공에 의한 결과일 수 있다.
이때, 제2 결합부(730)의 제2 홈(401, 411) 내에서 이동 거리(B)는 선회 스크롤(40)의 선회 반경의 두 배에 해당할 수 있다.
이와 같이, 제2 홈(401, 411)의 길이방향의 양측의 형상은 가공에 의하여 반원형(곡면) 형상을 가지나, 제2 결합부(730)도 원형 형상(곡면 형상)을 가지므로 제2 결합부(730)의 이동거리 확보를 위한 제2 홈(401, 411)의 길이는 이동 거리(B)보다 크게 길어지지 않는다. 즉, 제2 홈(401, 411)의 길이는 종래의 경우보다 감소하는 것을 알 수 있다.
이때, 도시하는 바와 같이, 제2 홈(401, 411)의 곡면의 곡률은 제2 결합부(730)의 곡면의 곡률과 동일할 수 있다.
이러한 사항은 제1 결합부(720)와 선회 스크롤(600, 610)에 형성된 제1 홈(601, 611) 사이에도 동일하게 적용될 수 있다.
이에 따라, 프레임(400, 410)에 형성되는 제2 홈(401, 411)과 선회 스크롤(600, 610)에 형성되는 제1 홈(601, 611)은 그 위치를 중심으로부터 최대한 외측으로 이동하여 형성될 수 있다.
따라서, 선회 스크롤(600, 610)의 경우에는 경판 중심부에 배압실 등을 사용할 수 이는 공간을 추가로 확보할 수 있다.
또한, 프레임(400, 410)의 경우에는 배압실, 밸런스 웨이트 등을 사용할 수 있는 공간을 추가로 확보할 수 있다. 이에 더하여, 제2 홈(401, 411)의 반경 방향 길이에 의하여 압축기 프레임의 크기가 커지는 것을 방지할 수 있다.
도 10a는 종래 기술에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 부분 확대도이다. 또한, 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 의한 자전 방지부의 동작의 일례를 나타내는 부분 확대도이다.
이하, 도 10a 및 도 10b를 참조하여, 본 발명에 의한 효과의 또 다른 관점을 설명한다.
위에서 설명한 바와 같이, 종래의 경우에는 홈(41)의 길이가 본 발명의 제1 홈(601, 611) 및 제2 홈(401, 411)의 길이보다 상대적으로 길다.
따라서, 도 10a에서 도시하는 바와 같이, 홈(41) 사이의 길이(C)는 본 발명의 경우의 서로 마주보는 제2 홈(401, 411) 사이의 길이(D)보다 짧게 된다.
즉, 본 발명의 경우에는 제2 홈(401, 411)의 위치를 프레임(400, 410) 내에서 최대한 외측에 위치하도록 형성할 수 있으며, 이에 따라 선회 스크롤(600, 610)의 자전 방지를 위하여 제2 결합부(730)에 결리는 하중을 감소시킬 수 있다.
이러한 사항은 제1 결합부(720)와 선회 스크롤(600, 610)에 형성된 제2 홈(601, 611) 사이에도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100, 110: 케이싱
200, 210: 모터
300, 310: 회전축
400, 410: 프레임 401, 411: 제2 홈
500, 510: 고정 스크롤
600, 610: 선회 스크롤 601, 611: 제1 홈
700: 자전 방지부 710: 링부
720: 제1 결합부 730: 제2 결합부

Claims (15)

  1. 스크롤 압축기에 있어서,
    밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱;
    상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하는 모터;
    상기 모터의 회전자에 결합되어 회전하는 회전축;
    상기 모터의 일측에 설치되고 프레임;
    상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하는 고정 스크롤;
    상기 회전축에 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤에 결합되어 선회운동을 하는 선회 스크롤;
    상기 선회 스크롤의 상기 프레임을 향한 면에 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제1 홈;
    상기 프레임의 상기 선회 스크롤을 향한 면에 상기 한 쌍의 제1 홈을 서로 연결하는 방향에 대하여 직각 방향으로 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제2 홈; 및
    상기 제1 홈과 상기 제2 홈 사이에서 결합되어 상기 선회 스크롤의 자전을 방지하고, 상기 선회 스크롤의 선회운동 시 상기 제1 홈과 상기 제2 홈 사이에서 구름 마찰을 발생시키도록 결합되는 자전 방지부를 포함하고,
    상기 제1 홈 및 제2 홈의 길이방향의 양단은 곡면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자전 방지부는,
    링 형상의 링부;
    상기 링부의 제1 면에 위치하여 상기 제1 홈에 결합되는 제1 결합부; 및
    상기 링부의 제2 면에 위치하여 상기 제2 홈에 결합되는 제2 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 결합부 및 제2 결합부는 회전 가능한 원통형 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 결합부 및 제2 결합부는,
    상기 링부에 형성된 홀에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 홀은,
    상기 제1 결합부 및 제2 결합부가 회전 가능하게 결합되는 제1 홀; 및
    상기 제1 홀과 연결되고 상기 제1 홀보다 반경이 작은 제2 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 홀의 직경은 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 직경보다 커서, 상기 제1 결합부 및 제2 결합부가 회전 가능한 공차를 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제2 홀의 반경은 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 반경보다 작은 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  8. 삭제
  9. 제2항에 있어서, 상기 곡면 형상의 곡률은 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 곡률과 동일한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  10. 스크롤 압축기에 있어서,
    밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱;
    상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하는 모터;
    상기 모터의 회전자에 결합되어 회전하는 회전축;
    상기 모터의 일측에 설치되고 프레임;
    상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하는 고정 스크롤;
    상기 회전축에 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤에 결합되어 선회운동을 하는 선회 스크롤;
    상기 선회 스크롤의 상기 프레임을 향한 면에 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제1 홈;
    상기 프레임의 상기 선회 스크롤을 향한 면에 상기 한 쌍의 제1 홈을 서로 연결하는 방향에 대하여 직각 방향으로 형성되고, 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제2 홈; 및
    상기 제1 홈과 상기 제2 홈 사이에서 결합되어 상기 선회 스크롤의 자전을 방지하는 것으로서, 상기 제1 홈에 결합되고 회전 가능한 원통형 형상을 가지는 제1 결합부 및 상기 제2 홈에 결합되고 회전 가능한 원통형 형상을 가지는 제2 결합부를 포함하는 자전 방지부를 포함하고,
    상기 제1 홈 및 제2 홈의 길이방향의 양단은 곡면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 결합부는 링부의 제1 면에 형성된 홀에 설치되고, 상기 제2 결합부는 상기 링부의 제2면에 형성된 홀에 설치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 홀은,
    상기 제1 결합부 및 제2 결합부가 회전 가능하게 결합되는 제1 홀; 및
    상기 제1 홀과 연결되고 상기 제1홀보다 반경이 작은 제2 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 홀의 반경은 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 반경보다 작은 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서, 상기 곡면 형상의 곡률은 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 곡률과 동일한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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