KR102443952B1 - 전동 압축기 - Google Patents

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KR102443952B1
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타쿠로 야마시타
유야 핫토리
타쿠미 마에다
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

(과제) 소형화를 실현하면서, 내구성 및 작동 효율이 우수한 전동 압축기를 제공한다.
(해결 수단) 본 발명의 압축기는, 하우징(1)과, 고정 블록(3)과, 구동축(5)과, 모터 기구(7)와, 고정 스크롤(9)과, 가동 스크롤(11)을 구비하고 있다. 고정 블록(3)은, 하우징(1)에 고정되어 모터 기구(7)와 가동 스크롤(11)과의 사이에 배치되어 있다. 모터 기구(7)는, 스테이터(7a)와 로터(7b)를 갖고 있고, 로터(7b)에는, 도입 통로로서의 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)가 형성되어 있다. 구동축(5)에는, 밸런스 웨이트(33)가 형성되어 있고, 밸런스 웨이트(33)는, 구동축(5)의 축 방향에서 본 경우, 구동축(5)의 지름 방향에서 적어도 제5 도입 통로(77e)를 덮는 위치까지 연재하고 있다. 제1∼4 도입 통로(77a∼77d)는 제1 통로부(771)로 되어 있고, 제5 도입 통로(77e)는 제2 통로부(772)로 되어 있다.

Description

전동 압축기{ELECTRIC COMPRESSOR}
본 발명은 전동 압축기에 관한 것이다.
특허문헌 1에 종래의 전동 압축기(이하, 간단히 압축기라고 함)가 개시되어 있다. 이 압축기는, 하우징과, 구동축과, 모터 기구와, 고정 스크롤(fixed scroll)과, 가동 스크롤과, 고정 블록을 구비하고 있다.
구동축은, 하우징 내에 형성되어 있고, 구동 축심 둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 모터 기구는, 하우징 내에 형성되어 있고, 구동축을 회전시킨다. 고정 스크롤은, 하우징에 고정되어 있고, 하우징 내에 배치되어 있다. 가동 스크롤은, 하우징 내에 형성되어 있고, 구동축과 접속되어 있다. 가동 스크롤은, 고정 스크롤과 맞물려 있고, 고정 스크롤과의 사이에 압축실을 형성하고 있다. 고정 블록은, 하우징에 고정되어 있고, 가동 스크롤과 모터 기구와의 사이에 배치되어 있다. 고정 블록은, 구동축을 회전 가능하게 지승(支承)하고 있음과 함께, 하우징 내에 모터 기구를 수용하는 모터실을 구획(define)하고 있다.
보다 상세하게는, 하우징에는, 외부로부터 압축실에 냉매를 흡입시키는 흡입구가 형성되어 있다. 모터 기구는, 스테이터(stator)와 로터(rotor)를 갖고 있다. 스테이터는, 하우징의 내벽면에 고정됨으로써, 모터실 내에 고정되어 있다. 로터는, 구동축에 고정되어 스테이터 내에 배치되어 있고, 구동축과 함께 회전 가능하게 되어 있다.
그리고, 이 압축기에서는, 구동축에 밸런스 웨이트가 형성되어 있다. 밸런스 웨이트는, 고정 블록과 로터와의 사이, 즉, 모터실 내에 배치되어 있다. 밸런스 웨이트는, 구동 축심으로부터 떨어지도록 구동축의 지름 방향으로 연재(extend)하고 있다. 보다 상세하게는, 구체적으로는, 밸런스 웨이트는, 구동축의 지름 방향에서 로터를 덮는 위치까지 연재하고 있고, 로터와 대향하고 있다.
이 압축기에서는, 모터 기구가 구동축을 회전시킨다. 이에 따라, 회전하는 구동축에 의해, 가동 스크롤이 공전하고, 흡입구로부터 압축실 내에 흡입된 냉매가 압축된다. 여기에서, 이 압축기에서는, 구동축의 회전에 의해 밸런스 웨이트가 발생시킨 원심력이 구동축에 작용한다. 이렇게 하여, 압축기의 작동 시에 있어서의 구동 축심에 교차하는 방향의 구동축의 흔들림이 억제되고 있다.
일본공개특허공보 2005-140064호
상기 종래의 압축기에서는, 작동 시에 모터 기구, 특히 스테이터에서의 발열량이 많은 점에서, 발열에 의한 내구성의 저하가 우려된다. 이 때문에, 하우징에 대하여, 모터실에 연통하는 위치에 흡입구를 형성함과 함께, 고정 블록에 모터실과 압축실을 연통시키는 흡입 통로를 형성하고, 흡입구로부터 모터실 내에 흡입된 냉매에 의해, 스테이터를 냉각하는 것이 고려된다.
한편, 압축기에서는, 차량 등으로의 탑재성의 향상을 도모하기 위해, 소형화가 요구된다. 이 때문에, 하우징이 소형화됨으로써, 모터실 내에 있어서, 하우징과 스테이터와의 사이, 즉, 스테이터의 외주측에 냉매가 유통하기 위한 도입 통로를 형성하는 것이 곤란해진다.
그래서, 로터에 대하여, 구동축의 축 방향으로 연장되는 도입 통로를 형성하는 것이 고려된다. 그러나, 이 압축기에서는, 모터실 내에서 밸런스 웨이트가 로터와 대향하고 있는 점에서, 도입 통로를 유통하여 흡입 통로를 향하는 냉매가 밸런스 웨이트에 충돌할 수 있다. 이에 따라, 도입 통로로부터 흡입 통로를 거쳐 압축실에 흡입되는 냉매의 압력 손실이 커져, 압축기의 작동 효율이 저하한다. 또한, 로터는, 스테이터 내에 배치되어 있기 때문에, 도입 통로를 유통하는 냉매가 스테이터에 닿기 어려워, 스테이터를 적합하게 냉각하는 것이 어렵다. 이 때문에, 이러한 압축기에서는, 발열에 의한 내구성의 저하의 문제를 충분히는 해결할 수 없다.
본 발명은, 상기 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 소형화를 실현하면서, 내구성 및 작동 효율이 우수한 전동 압축기를 제공하는 것을 해결해야 할 과제로 하고 있다.
본 발명의 전동 압축기는, 하우징과,
상기 하우징 내에 형성되고, 구동 축심 둘레로 회전 가능한 구동축과,
상기 하우징 내에 형성되고, 상기 구동축을 회전시키는 모터 기구와,
상기 하우징에 고정되어 상기 하우징 내에 배치된 고정 스크롤과,
상기 하우징 내에 형성되어 상기 구동축과 접속되고, 회전하는 상기 구동축에 의해 공전하면서, 상기 고정 스크롤과의 사이에 냉매를 압축하는 압축실을 형성하는 가동 스크롤과,
상기 하우징에 고정되어 상기 모터 기구와 상기 가동 스크롤과의 사이에 배치되고, 상기 구동축을 회전 가능하게 지승함과 함께, 상기 하우징 내에 상기 모터 기구를 수용하는 모터실을 구획하는 고정 블록을 구비하고,
상기 하우징에는, 상기 모터실에 냉매를 흡입시키는 흡입구가 형성되고,
상기 모터 기구는, 상기 모터실 내에 고정되는 스테이터와, 상기 구동축에 고정되어 상기 스테이터 내에 배치되고, 상기 구동축과 함께 회전 가능한 로터를 갖고,
상기 로터에는, 상기 구동축의 축 방향으로 상기 로터를 관통하고, 내부를 냉매가 유통 가능한 도입 통로가 형성되고,
상기 구동축에는, 상기 고정 블록과 상기 모터 기구와의 사이에 배치되는 밸런스 웨이트가 형성되고,
상기 밸런스 웨이트는, 구동축의 축 방향에서 본 경우, 상기 구동축의 지름 방향에서 적어도 상기 도입 통로의 일부를 덮는 위치까지 연재하고,
상기 도입 통로는, 상기 로터 및 상기 구동축의 둘레 방향에 있어서 상기 밸런스 웨이트의 외측에 위치하는 제1 통로부와, 상기 밸런스 웨이트와 상기 축 방향에서 대향하는 제2 통로부를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전동 압축기에서는, 하우징에 형성된 흡입구에 의해, 냉매가 모터실 내에 흡입된다. 또한, 로터에 대하여 도입 통로가 형성되어 있고, 모터실 내의 냉매는, 도입 통로를 유통한다. 이와 같이, 이 압축기에서는, 모터실 내에 있어서, 스테이터의 외주측에 도입 통로를 형성하기 위한 스페이스를 확보할 필요가 없고, 그만큼, 하우징을 소형화할 수 있다.
또한, 이 압축기에서는, 구동축에 밸런스 웨이트가 형성되어 있고, 이 밸런스 웨이트는, 고정 블록과 로터(모터)와의 사이, 즉 모터실 내에 배치되어 있다. 그리고, 밸런스 웨이트는, 구동축의 축 방향에서 본 경우, 구동축의 지름 방향에서 적어도 도입 통로의 일부를 덮는 위치까지 연재하고 있다.
여기에서, 도입 통로는, 제1 통로부와 제2 통로부를 갖고 있다. 그리고, 제1 통로부는, 로터 및 구동축의 둘레 방향에 있어서, 밸런스 웨이트의 외측에 위치하고 있다. 이 때문에, 제1 통로부를 유통한 냉매는, 밸런스 웨이트에 충돌하는 일이 없다. 즉, 제1 통로부를 유통한 냉매는, 밸런스 웨이트와의 충돌에 기인하는 압력 손실을 발생시키는 일 없이, 최종적으로 압축실에 흡입된다. 한편, 제2 통로부는, 밸런스 웨이트와 대향하고 있다. 이 때문에, 제2 통로부를 유통한 냉매는, 밸런스 웨이트와 충돌함으로써, 모터실 내를 구동축의 지름 방향의 외측, 즉, 스테이터측을 향하여 유통한다. 이에 따라, 이 압축기에서는, 제2 통로부를 유통한 냉매에 의해, 스테이터를 적합하게 냉각할 수 있다.
이와 같이, 이 압축기에서는, 제2 통로부를 유통하는 냉매에 대해서는, 밸런스 웨이트와의 충돌에 기인하는 압력 손실이 불가피하게 되기는 하지만, 제1 통로부를 유통한 냉매를 포함시키고, 압축실에 흡입되는 냉매 전체로서의 압력 손실을 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명의 전동 압축기는, 소형화를 실현하면서, 내구성 및 작동 효율이 우수하다.
제1 통로부는 복수인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 제1 통로부를 유통하는 냉매의 유량을 많게 할 수 있기 때문에, 압축실에 흡입되는 냉매의 압력 손실을 적합하게 억제할 수 있다. 또한, 제1 통로부를 복수로 함으로써, 제1 통로부를 유통하는 냉매의 유량을 많게 함에 있어서, 도입 통로를 로터에 과도하게 크게 형성할 필요가 없다. 이 때문에, 로터, 나아가서는 모터 기구를 소형화할 수 있기 때문에, 이 점에 있어서도, 압축기의 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 제1 통로부의 통로 면적은, 제2 통로부의 통로 면적보다도 큰 것이 바람직하다. 이 경우에는, 제2 통로부를 유통하는 냉매의 유량에 비해, 제1 통로부를 유통하는 냉매의 유량이 많아지기 때문에, 압축실에 흡입되는 냉매 전체로서의 압력 손실을 보다 적합하게 억제할 수 있다.
스테이터는, 통 형상을 이루는 스테이터 코어와, 스테이터 코어의 축 방향의 단면으로부터 축 방향으로 돌출되는 환 형상의 코일 엔드를 가질 수 있다. 그리고, 밸런스 웨이트는, 코일 엔드의 일부를 지름 방향 및 축 방향으로 덮는 위치까지 연재하고 있는 것이 바람직하다.
스테이터에 있어서, 코일 엔드는 압축기의 작동 시에 보다 발열하기 쉬운 점에서, 코일 엔드에 대한 충분한 냉각이 필요해진다. 이 점, 이 압축기에서는, 밸런스 웨이트가 코일 엔드의 일부를 구동축의 지름 방향으로 덮는 위치까지 연재하고 있다. 이 때문에, 제2 통로부를 유통한 냉매는, 밸런스 웨이트에 의해, 코일 엔드측까지 적합하게 유통한다. 이에 따라, 이 압축기에서는, 제2 통로부를 유통한 냉매에 의해, 코일 엔드, 나아가서는 스테이터를 보다 적합하게 냉각할 수 있다.
또한, 이와 같이 밸런스 웨이트가 코일 엔드의 일부를 구동축의 지름 방향으로 덮는 위치까지 연재함으로써, 밸런스 웨이트는, 압축기의 작동 시에 구동 축심으로부터 충분히 떨어진 위치에서 원심력을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 이 압축기에서는, 밸런스 웨이트를 경량화하면서, 밸런스 웨이트가 발생시킨 원심력에 의해, 구동축의 지름 방향의 흔들림을 적합하게 억제할 수 있다.
또한, 밸런스 웨이트는, 코일 엔드의 일부를 구동축의 축 방향으로도 덮는 점에서, 이 압축기에서는, 밸런스 웨이트를 고정 블록과 모터 기구와의 사이에 배치하면서, 밸런스 웨이트와 코일 엔드를 구동축의 축 방향으로 가급적으로 근접시키는 것이 가능해진다. 이에 따라, 이 압축기에서는, 축길이의 대형화를 억제할 수 있기 때문에, 이 점에 있어서도, 소형화를 실현할 수 있다.
본 발명의 전동 압축기는, 소형화를 실현하면서, 내구성 및 작동 효율이 우수하다.
도 1은, 실시예 1의 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 실시예 1의 압축기에 관한 것으로, 구동축 및 밸런스 웨이트를 나타내는 사시도이다.
도 3은, 실시예 1의 압축기에 관한 것으로, 밸런스 웨이트 및 스테이터 등을 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
도 4는, 실시예 1의 압축기에 관한 것으로, 로터, 구동축 및 밸런스 웨이트를 도 1의 D1 방향으로부터 본 정면도이다.
도 5는, 실시예 2의 압축기에 관한 것으로, 로터, 구동축 및 밸런스 웨이트를 나타내는 도 4와 마찬가지의 정면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명을 구체화한 실시예 1, 2를 도면을 참조하면서 설명한다. 실시예 1, 2의 압축기는, 구체적으로는, 스크롤형 전동 압축기이다. 이들 압축기는, 도시하지 않는 차량에 탑재되어 있고, 차량의 냉동 회로를 구성하고 있다.
(실시예 1)
도 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1의 압축기는, 하우징(1)과, 고정 블록(3)과, 구동축(5)과, 모터 기구(7)와, 고정 스크롤(9)과, 가동 스크롤(11)을 구비하고 있다. 하우징(1)은, 모터 하우징(13)과 컴프레서 하우징(15)으로 구성되어 있다. 또한, 도 1에서는, 설명을 용이하게 하기 위해, 구동축(5)이나 모터 기구(7) 등의 형상을 간략화하여 도시하고 있다. 후술하는 도 3에 대해서도 마찬가지이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서는, 모터 하우징(13)이 위치하는 측을 압축기의 전방측으로 하고, 컴프레서 하우징(15)이 위치하는 측을 압축기의 후방측으로 하여, 압축기의 전후 방향을 규정하고 있다. 또한, 압축기의 상하 방향을 규정하고 있다. 그리고, 도 2 이후에서는, 도 1에 대응하여 전후 방향 및 상하 방향을 규정하고 있다. 또한, 이들 각 방향은 설명의 편의상을 위한 일 예이고, 압축기는, 탑재되는 차량 등에 대응하여, 그의 자세가 적절히 변경된다.
모터 하우징(13)은, 전벽(13a)과 제1 둘레벽(13b)을 갖고 있다. 전벽(13a)은, 모터 하우징(13)의 전단, 즉, 하우징(1)의 전단에 위치하고 있고, 모터 하우징(13)의 지름 방향으로 연장되어 있다. 제1 둘레벽(13b)은, 전벽(13a)과 접속하고 있고, 전벽(13a)으로부터 구동축(5)의 구동 축심(O) 방향에서 후방을 향하여 연장되어 있다. 이들 전벽(13a)과 제1 둘레벽(13b)에 의해, 모터 하우징(13)은, 바닥이 있는 통 형상을 이루고 있다. 그리고, 전벽(13a)과 제1 둘레벽(13b)에 의해, 모터 하우징(13) 내에는, 모터실(17)이 형성되어 있다. 또한, 구동 축심(O)은, 압축기의 전후 방향과 평행하다.
모터 하우징(13)에는, 흡입구(13c)와 지지부(13d)가 형성되어 있다. 흡입구(13c)는, 제1 둘레벽(13b)에 있어서의 전방측에 형성되어 있고, 모터 하우징(13) 내, 즉 후술하는 모터실(17)과 연통하고 있다. 흡입구(13c)는, 도시하지 않는 배관에 의해, 도시하지 않는 증발기와 접속되어 있다. 지지부(13d)는, 전벽(13a)으로부터 모터 하우징(13) 내를 향하여 돌출되어 있다. 지지부(13d)는, 원통 형상을 이루고 있고, 내부에 제1 레이디얼 베어링(19)이 형성되어 있다. 또한, 흡입구(13c)를 전벽(13a)에 형성해도 좋다.
컴프레서 하우징(15)은, 후벽(15a)과 제2 둘레벽(15b)을 갖고 있다. 후벽(15a)은, 컴프레서 하우징(15)의 후단, 즉, 하우징(1)의 후단에 위치하고 있고, 컴프레서 하우징(15)의 지름 방향으로 연장되어 있다. 제2 둘레벽(15b)은, 후벽(15a)과 접속하고 있고, 후벽(15a)으로부터 구동 축심(O) 방향에서 전방을 향하여 연장되어 있다. 이들 후벽(15a)과 제2 둘레벽(15b)에 의해, 컴프레서 하우징(15)도, 바닥이 있는 통 형상을 이루고 있다.
컴프레서 하우징(15)에는, 오일 분리실(15c)과, 제1 오목부(15d)와, 토출 통로(15e)와, 토출구(15f)가 형성되어 있다. 오일 분리실(15c)은, 컴프레서 하우징(15) 내에 있어서 후방측에 위치하고 있고, 컴프레서 하우징(15)의 지름 방향으로 연장되어 있다. 제1 오목부(15d)는, 컴프레서 하우징(15) 내에 있어서, 오일 분리실(15c)보다도 전방측에 위치하고 있고, 오일 분리실(15c)을 향하여 패이는 형상을 이루고 있다. 토출 통로(15e)는, 컴프레서 하우징(15) 내에 있어서 구동 축심(O) 방향으로 연장되어 있고, 오일 분리실(15c)과 제1 오목부(15d)에 접속하고 있다. 토출구(15f)는, 오일 분리실(15c)의 상단과 연통하고 있고, 컴프레서 하우징(15)의 외부를 향하여 개구하고 있다. 토출구(15f)는, 도시하지 않는 배관에 의해, 도시하지 않는 응축기와 접속되어 있다.
오일 분리실(15c) 내에는, 분리통(21)이 고정되어 있다. 분리통(21)은, 원통 형상을 이루는 외주면(21a)을 갖고 있다. 외주면(21a)은, 오일 분리실(15c)의 내주면(150)과 동축을 이루고 있다. 이들 외주면(21a) 및 내주면(150)에 의해, 세퍼레이터가 구성되어 있다. 또한, 오일 분리실(15c) 내에 있어서, 분리통(21)보다도 하방측에는, 필터(23)가 형성되어 있다.
고정 블록(3)은, 모터 하우징(13)과 컴프레서 하우징(15)과의 사이에 형성되어 있다. 그리고, 모터 하우징(13)과 컴프레서 하우징(15)과 고정 블록(3)은, 컴프레서 하우징(15)측으로부터 복수의 볼트(25)에 의해 체결되어 있다. 이렇게 하여, 고정 블록(3)은, 모터 하우징(13)과 컴프레서 하우징(15)에 끼워지지되면서, 모터 하우징(13) 및 컴프레서 하우징(15), 즉 하우징(1)에 고정되어 있다. 이에 따라, 고정 블록(3)은, 하우징(1) 내에 있어서, 모터 기구(7)와 가동 스크롤(11)과의 사이에 배치되어 있다. 또한, 도 1 및 도 3에서는, 복수의 볼트(25) 중 1개만을 도시하고 있다. 또한, 하우징(1)에 대한 고정 블록(3)의 고정 방법은, 적절히 설계 가능하다.
그리고, 고정 블록(3)이 하우징(1)에 고정됨으로써, 고정 블록(3)은, 모터 하우징(13)의 전벽(13a) 및 제1 둘레벽(13b)과 함께, 하우징(1) 내에 모터실(17)을 구획하고 있다. 즉, 모터실(17)은, 모터 하우징(13) 내에 존재하고 있고, 흡입구(13c)와 연통하고 있다. 이에 따라, 흡입구(13c)는, 증발기를 거친 냉매를 모터실(17) 내에 흡입시킨다. 이와 같이, 이 압축기에서는, 모터실(17)이 흡입실을 겸하고 있다.
고정 블록(3)에는, 모터실(17) 내, 나아가서는 모터 기구(7)를 향하여 돌출되는 보스(3a)가 형성되어 있다. 보스(3a)의 선단에는, 삽입 통과 구멍(3b)이 형성되어 있다. 보스(3a) 내에는, 제2 레이디얼 베어링(27)과, 시일재(29)가 형성되어 있다. 보스(3a)의 외경은, 후술하는 코일 엔드(73)의 내경보다도 작게 형성되어 있다. 또한, 고정 블록(3)의 후면측에는, 복수의 자전 저지 핀(31)이 고정되어 있다. 각 자전 저지 핀(31)은, 고정 블록(3)으로부터 후방을 향하여 연장되어 있다. 또한, 도 1 및 도 3에서는, 복수의 자전 저지 핀(31) 중 1개만을 도시하고 있다.
또한, 고정 블록(3)에는, 흡입 통로(3c)가 형성되어 있다. 흡입 통로(3c)는, 고정 블록(3)을 전후 방향, 즉 구동 축심(O) 방향으로 관통하고 있다. 이에 따라, 흡입 통로(3c)는, 모터실(17) 내와, 컴프레서 하우징(15) 내를 연통하고 있다. 여기에서, 흡입 통로(3c)는, 고정 블록(3)에 있어서, 모터 기구(7)보다도 구동축(5)의 지름 방향의 외측, 보다 구체적으로는, 스테이터(7a)보다도 지름 방향의 외측이 되는 위치에 배치되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 구동축(5)은, 구동 축심(O) 방향으로 연장되는 원기둥 형상을 이루고 있다. 구동축(5)은, 소경부(5a)와, 대경부(5b)와, 테이퍼부(5c)로 구성되어 있다. 소경부(5a)는, 구동축(5)의 전단측에 위치하고 있다. 대경부(5b)는, 소경부(5a)보다도 후방측에 위치하고 있다. 대경부(5b)는, 소경부(5a)보다도 대경으로 형성되어 있다. 대경부(5b)의 후단에는, 평면 형상을 이루는 후단면(5d)이 형성되어 있다. 테이퍼부(5c)는, 소경부(5a)와 대경부(5b)와의 사이에 위치하고 있다. 테이퍼부(5c)는 전단에서 소경부(5a)와 접속하고 있다. 그리고, 테이퍼부(5c)는, 후방을 향함에 따라 확경하면서, 후단에서 대경부(5b)에 접속하고 있다.
또한, 대경부(5b)에는, 편심 핀(50)이 고정되어 있다. 편심 핀(50)은, 후단면(5d)에 있어서, 구동 축심(O)으로부터 편심한 위치에 배치되어 있다. 편심 핀(50)은, 구동축(5)보다도 소경을 이루는 원기둥 형상으로 형성되어 있고, 후단면(5d)으로부터 후방을 향하여 연장되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 구동축(5)은, 하우징(1) 내에 형성되어 있다. 그리고, 구동축(5)은, 소경부(5a)가 제1 레이디얼 베어링(19)을 개재하여, 모터 하우징(13)의 지지부(13d)에 회전 가능하게 지승되어 있다. 또한, 대경부(5b)의 후단측 및 편심 핀(50)은, 고정 블록(3)의 삽입 통과 구멍(3b)에 삽입 통과되어, 보스(3a) 내에 진입하고 있다. 그리고, 보스(3a) 내에 있어서, 대경부(5b)의 후단측은, 제2 레이디얼 베어링(27)에 회전 가능하게 지승되어 있다. 이렇게 하여, 구동축(5)은, 하우징(1) 내에서 구동 축심(O) 둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 시일재(29)에 의해, 고정 블록(3)과 구동축(5)과의 사이가 봉지되어 있다. 또한, 편심 핀(50)은, 보스(3a) 내에서 부시(50a)에 끼워맞춤하고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 구동축(5)에 있어서, 대경부(5b)에는, 밸런스 웨이트(33)가 일체로 형성되어 있다. 밸런스 웨이트(33)는, 대경부(5b)에 있어서, 구동 축심(O)으로부터 편심한 위치에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 밸런스 웨이트(33)는, 구동 축심(O)을 사이에 두고 편심 핀(50)의 반대측이 되는 위치에 배치되어 있다.
밸런스 웨이트(33)는, 대략 부채형을 이루는 판 형상으로 형성되어 있다. 밸런스 웨이트(33)는 구동축(5)의 지름 방향에서 대경부(5b)로부터 떨어지는 방향, 즉, 대경부(5b)로부터 모터 하우징(13)의 제1 둘레벽(13b)측을 향하여 연장되어 있다. 밸런스 웨이트(33)는, 기단부(33a)와, 중간부(33b)와, 선단부(33c)로 구성되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 기단부(33a)는, 대경부(5b)와 접속하고 있고, 대경부(5b)로부터 구동축(5)의 지름 방향으로 대략 수직으로 연장되어 있다. 중간부(33b)는, 기단부(33a)와 접속하고 있다. 중간부(33b)는, 기단부(33a)로부터 구동축(5)의 지름 방향으로 연장됨에 따라, 후방측으로 서서히 경사져 있다. 중간부(33b)는, 전면(330)과 후면(331)을 갖고 있다. 전면(330) 및 후면(331)은, 중간부(33b)의 형상과 마찬가지로, 구동축(5)의 지름 방향으로 연장됨에 따라, 후방측으로 서서히 경사져 있다. 선단부(33c)는, 중간부(33b)와 접속하고 있고, 중간부(33b)로부터 구동축(5)의 지름 방향으로 대략 수직으로 연장되어 있다.
밸런스 웨이트(33)는, 구동축(5)이 하우징(1) 내에 형성됨으로써, 모터실(17) 내에 위치하고 있다. 즉, 밸런스 웨이트(33)는, 모터실(17) 내로서, 고정 블록(3)과 모터 기구(7)와의 사이에 위치하고 있다. 이때, 밸런스 웨이트(33), 보다 구체적으로는, 기단부(33a)는, 고정 블록(3)의 보스(3a)로부터 거리(L1)의 길이로 이간하고 있다. 이에 따라, 모터실(17) 내에 있어서, 밸런스 웨이트(33)는 보스(3a)와 비접촉으로 되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 모터 기구(7)는, 모터실(17) 내에 수용되어 있고, 밸런스 웨이트(33)보다도 전방에 위치하고 있다. 모터 기구(7)는, 스테이터(7a)와 로터(7b)를 갖고 있다. 스테이터(7a)는, 로터(7b)의 외주측, 즉, 로터(7b)와 제1 둘레벽(13b)의 내주면과의 사이에 배치되어 있다. 그리고, 스테이터(7a)는, 제1 둘레벽(13b)의 내주면에 고정되어 있다. 이에 따라, 스테이터(7a)는 모터실(17) 내에 고정되어 있다. 모터 기구(7)는, 스테이터(7a)를 통해, 모터 하우징(13)의 외부에 형성된 인버터(도시 생략)와 접속되어 있다.
스테이터(7a)는, 스테이터 코어(71)와 코일 엔드(73)를 갖고 있다. 스테이터 코어(71)는 원통 형상으로 형성되어 있다. 스테이터 코어(71)에는, 코일(75)이 권회되어 있다. 코일 엔드(73)는, 스테이터 코어(71)에 있어서의 축 방향의 단면, 즉, 스테이터 코어(71)의 전단면 및 후단면으로부터, 스테이터 코어(71)의 축 방향으로 돌출되는 환 형상을 이루고 있다. 코일 엔드(73)는, 코일(75)의 일부에 의해 형성되어 있다. 여기에서, 상기와 같이, 보스(3a)의 외경은, 코일 엔드(73)의 내경보다도 작기 때문에, 코일 엔드(73)는, 모터실(17) 내에 있어서, 보스(3a)의 선단을 구동 축심(O) 방향, 즉 구동축(5)의 축 방향으로 덮고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 코일 엔드(73)는, 구동축(5)에 면하는 내주면(73a)을 갖고 있다. 내주면(73a)에 있어서의 후방측, 즉, 고정 블록(3)측은, 고정 블록(3)에 근접함에 따라 구동축(5)의 지름 방향으로 확대되는 형상을 이루고 있다. 보다 구체적으로는, 내주면(73a)의 후방측은, 밸런스 웨이트(33)의 중간부(33b)를 따르면서, 중간부(33b)의 전면(330), 나아가서는 밸런스 웨이트(33)로부터 멀어지도록 경사져 있다. 이러한 내주면(73a)의 형상에 의해, 모터실(17) 내에 있어서, 중간부(33b)와 내주면(73a), 나아가서는, 밸런스 웨이트(33)와 코일 엔드(73)와의 간섭이 회피되어 있다.
이 압축기에서는, 모터실(17) 내에 있어서, 밸런스 웨이트(33)는, 구동축(5)측으로부터, 구동축(5)의 지름 방향에서 로터(7b)를 넘어 스테이터(7a)의 코일 엔드(73)까지 연장되어 있다. 이에 따라, 밸런스 웨이트(33)의 중간부(33b) 및 선단부(33c)는, 구동축(5)의 축 방향에서 본 경우, 코일 엔드(73)의 후방측의 일부를 구동축(5)의 지름 방향 및 축 방향으로 덮고 있다. 이때, 중간부(33b)는, 제1 영역(X1)에 있어서, 코일 엔드(73)의 내주면(73a)의 후방측을 구동축(5)의 지름 방향으로 덮고 있음과 함께, 제2 영역(X2)에 있어서, 내주면(73a)의 후방측을 구동축(5)의 축 방향으로 덮고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 로터(7b)는, 스테이터(7a) 내에 배치되어 있다. 로터(7b)는, 로터 본체(701)와, 제1 보유지지(保持) 플레이트(702)와, 제2 보유지지 플레이트(703)와, 로터 웨이트(704), 복수의 결합 핀(705)과, 도시하지 않는 복수의 마그넷 코어를 갖고 있다.
로터 본체(701)는, 대략 원환 형상으로 형성된 복수매의 강판을 구동 축심(O) 방향으로 적층함으로써 형성되어 있다. 로터 본체(701), 즉 각 강판에는, 구동축(5)을 삽입 통과시키는 축 구멍(701a)이 형성되어 있다. 이에 따라, 로터 본체(701)는, 구동 축심(O) 방향으로 연장되는 대략 원통체를 이루고 있다. 또한, 각 마그넷 코어는, 로터 본체(701)에 형성되어 있다.
제1 보유지지 플레이트(702) 및 제2 보유지지 플레이트(703)는, 원반 형상을 이루는 금속제의 판재에 의해 형성되어 있다. 제1 보유지지 플레이트(702)는, 로터 본체(701)의 전방에 배치되어 있다. 제2 보유지지 플레이트(703)는, 로터 본체(701)의 후방에 배치되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 로터 웨이트(704)는, 대략 반원 형상을 이루는 금속의 판재에 의해 형성되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 로터 웨이트(704)는, 제1, 2 보유지지 플레이트(702, 703)보다도 판두께가 두껍게 설정되어 있다. 또한, 로터 웨이트(704)의 형상이나 판두께는, 적절히 설계 가능하다.
로터(7b)에서는, 구동 축심(O) 방향의 전방측으로부터, 로터 웨이트(704), 제1 보유지지 플레이트(702), 로터 본체(701) 및 제2 보유지지 플레이트(703)가 이 순서로 배치되어 있다. 또한, 로터 웨이트(704), 제1 보유지지 플레이트(702), 로터 본체(701) 및 제2 보유지지 플레이트(703)에 대하여, 복수의 결합 핀(705)이 삽입 통과되어 있다. 그리고, 결합 핀(705)의 전단 및 후단이 코킹됨으로써, 로터 본체(701)가 제1, 2 보유지지 플레이트(702, 703)에 끼워지지되면서, 제1, 2 보유지지 플레이트(702, 703)에 고정되어 있다. 또한, 제1 보유지지 플레이트(702)의 전면에 로터 웨이트(704)가 고정되어 있다. 또한, 각 결합 핀(705)에 의한 로터 본체(701), 제1, 2 보유지지 플레이트(702, 703) 및 로터 웨이트(704)의 고정은 적절히 변경 가능하다.
또한, 로터(7b)에는, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)가 형성되어 있다. 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)는, 본 발명에 있어서의 「도입 통로」의 일 예이다. 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)는, 제1 보유지지 플레이트(702)에서 로터 본체(701)를 거쳐, 제2 보유지지 플레이트(703)까지, 즉, 흡입구(13c)측에서 고정 블록(3)측까지 구동 축심(O) 방향으로 연장되어 있다. 즉, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)는, 로터(7b)를 구동 축심(O) 방향으로 관통하고 있다. 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)는, 모두 동(同) 형상으로 형성되어 있고, 대략 부채 형상을 이루고 있다. 또한, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)의 형상이나 개수는 적절히 설계 가능하다.
제1∼5 도입 통로(77a∼77e)는, 로터(7b)의 둘레 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 여기에서, 상기와 같이, 제1 보유지지 플레이트(702)의 전면에 로터 웨이트(704)가 고정되어 있기 때문에, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e) 중, 제2 도입 통로(77b) 및 제3 도입 통로(77c)는, 로터 웨이트(704)와 대향하고 있다. 이에 따라, 제2 도입 통로(77b) 및 제3 도입 통로(77c)의 각 전단은, 로터 웨이트(704)에 의해 완전하게는 폐쇄되어 있지 않기는 하지만, 대부분이 로터 웨이트(704)에 의해 덮인 상태로 되어 있다. 한편, 제1 도입 통로(77a), 제4 도입 통로(77d) 및 제5 도입 통로(77e)는, 로터 웨이트(704)에 대하여 로터(7b)의 둘레 방향으로 어긋나 있다.
이 압축기에서는, 로터 본체(701)의 축 구멍(701a)에 대하여, 구동축(5)의 대경부(5b)를 수축 끼워맞춤함으로써, 로터(7b)가 구동축(5)에 고정되어 있다. 이때, 밸런스 웨이트(33)에 대하여, 로터 웨이트(704)가 구동 축심(O)을 사이에 둔 반대측에 위치하도록, 로터(7b)와 구동축(5)과의 위치 결정이 행해지고 있다. 또한, 키 결합 등에 의해, 로터(7b)와 구동축(5)과의 고정을 행해도 좋다.
이와 같이, 로터(7b)와 구동축(5)이 고정됨으로써, 이 압축기에서는, 스테이터(7a) 내에서 로터(7b)가 회전함으로써, 모터실(17) 내에 있어서, 로터(7b)와 구동축(5)이 일체로 구동 축심(O) 둘레로 회전한다.
또한, 로터(7b)와 구동축(5)이 고정됨으로써, 밸런스 웨이트(33)가 로터(7b)의 후방에 위치한다. 여기에서, 로터(7b)와 구동축(5)을 고정함에 있어서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 밸런스 웨이트(33)와 로터(7b)와의 사이에 이간 공간(81)이 형성되어 있다. 이 이간 공간(81)에 의해, 밸런스 웨이트(33), 보다 구체적으로는, 기단부(33a)는, 로터(7b)로부터 구동축(5)의 축 방향에서 후방으로 거리(L2)만큼 이간하고 있다. 이 때문에, 밸런스 웨이트(33)와 로터(7b) 모두 비접촉으로 되어 있다. 여기에서, 거리(L2)는, 고정 블록(3)의 보스(3a)에서 밸런스 웨이트(33)까지의 거리(L1)보다도 길게 설정되어 있다. 또한, 밸런스 웨이트(33)에 있어서, 중간부(33b)는, 구동축(5)의 지름 방향으로 연장됨에 따라, 후방측으로 서서히 경사져 있기 때문에, 중간부(33b) 및 선단부(33c)는, 거리(L2)보다도 더욱 후방으로 이간하고 있다. 또한, 로터(7b)와 구동축(5)이 고정되었을 때, 밸런스 웨이트(33)가 로터(7b)와 접촉하지 않으면, 거리(L2)의 길이, 즉 이간 공간(81)의 크기는 적절히 설계 가능하다.
그리고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 압축기에서는, 로터(7b)와 구동축(5)이 고정되었을 때, 밸런스 웨이트(33)는, 제1 도입 통로(77a)와 제4 도입 통로(77d)와의 사이에 위치하고 있다. 그리고, 상기와 같이, 로터(7b)와 구동축(5)은, 일체로 구동 축심(O) 둘레로 회전한다. 이 때문에, 제1∼4 도입 통로(77a∼77d)는, 로터(7b) 및 구동축(5)의 둘레 방향, 즉, 로터(7b) 및 구동축(5)의 회전 방향에 있어서, 밸런스 웨이트(33)의 외측에 항상 위치하게 된다. 한편, 밸런스 웨이트(33), 보다 구체적으로는, 밸런스 웨이트(33)의 기단부(33a)는, 제5 도입 통로(77e)와 구동축(5)의 축 방향에서 항상 대향하는 관계에 있다. 여기에서, 밸런스 웨이트(33)와 로터(7b)와의 사이에 이간 공간(81)이 형성되어 있기 때문에, 제5 도입 통로(77e)를 포함시키고, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)와 밸런스 웨이트(33)는, 구동축(5)의 축 방향으로 거리(L2)로 이간하고 있다.
즉, 이 압축기에서는, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e) 중, 제1∼4 도입 통로(77a∼77d)는, 로터(7b) 및 구동축(5)의 둘레 방향에 있어서, 밸런스 웨이트(33)의 외측에 항상 위치하는 제1 통로부(771)만으로 구성되어 있다. 이에 대하여, 제5 도입 통로(77e)는, 밸런스 웨이트(33)와 구동축(5)의 축 방향에서 대향하는 제2 통로부(772)만으로 구성되어 있다. 이렇게 하여, 이 압축기에서는, 4개의 제1 통로부(771)와, 1개의 제2 통로부(772)가 존재한다. 또한, 제1 통로부(771)의 통로 면적은, 제1∼4 도입 통로(77a∼77d)의 각 통로 면적의 합에 의해 구성되고, 제2 통로부(772)의 통로 면적은, 제5 도입 통로(77e)의 통로 면적에 의해 구성된다. 그리고, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)는, 모두 동일한 형상이기 때문에, 이 압축기에서는, 제1 통로부(771)의 통로 면적이 제2 통로부(772)의 통로 면적보다도 커져 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 고정 스크롤(9)은, 컴프레서 하우징(15)에 고정되어 있고, 컴프레서 하우징(15) 내에 배치되어 있다. 고정 스크롤(9)은, 고정 기판(9a)과, 고정 둘레벽(9b)과, 고정 소용돌이형벽(9c)을 갖고 있다. 고정 기판(9a)은, 고정 스크롤(9)의 후단에 위치하고 있고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 고정 기판(9a)에는, 제2 오목부(9d)와 토출 포트(9e)가 형성되어 있다. 제2 오목부(9d)는, 고정 기판(9a)의 후단면으로부터 전방을 향하여 패이는 형상을 이루고 있다. 제2 오목부(9d)는, 고정 스크롤(9)이 컴프레서 하우징(15)에 고정됨으로써, 제1 오목부(15d)와 대향한다. 이렇게 하여, 제1 오목부(15d)와 제2 오목부(9d)에 의해, 토출실(35)이 형성되어 있다. 토출실(35)은, 토출 통로(15e)를 통해 오일 분리실(15c)과 연통하고 있다. 토출 포트(9e)는, 고정 기판(9a) 내를 구동 축심(O) 방향으로 연장되어 있고, 제2 오목부(9d), 나아가서는, 토출실(35)과 연통하고 있다.
또한, 고정 기판(9a)에는, 핀(37)에 의해, 토출 리드 밸브(39)와 리테이너(41)가 부착되어 있다. 핀(37), 토출 리드 밸브(39) 및 리테이너(41)는, 토출실(35) 내에 배치되어 있다. 토출 리드 밸브(39)는, 탄성 변형함으로써, 토출 포트(9e)의 개폐를 행한다. 리테이너(41)는, 토출 리드 밸브(39)의 탄성 변형량을 규제한다.
고정 둘레벽(9b)은, 고정 기판(9a)의 외주에서 고정 기판(9a)과 접속하고 있고, 전방을 향하여 통 형상으로 연장되어 있다. 고정 둘레벽(9b)에는, 연통 구멍(9f)이 형성되어 있다. 연통 구멍(9f)은, 고정 둘레벽(9b)을 고정 스크롤(9)의 지름 방향으로 관통하고 있고, 컴프레서 하우징(15) 내에 개구하고 있다. 고정 소용돌이형벽(9c)은, 고정 기판(9a)의 전면에 기립되어 있고, 고정 둘레벽(9b)의 내측에서 고정 둘레벽(9b)과 일체를 이루고 있다.
또한, 고정 스크롤(9)에는, 급유 통로(43)가 형성되어 있다. 급유 통로(43)는, 고정 기판(9a) 내 및 고정 둘레벽(9b) 내를 관통하고 있다. 이에 따라, 급유 통로(43)의 후단은 고정 기판(9a)의 후단면에 개구하고 있고, 급유 통로(43)의 전단은 고정 둘레벽(9b)의 전단면에 개구하고 있다. 급유 통로(43)는, 필터(23)를 통해 오일 분리실(15c)과 연통하고 있다. 또한, 급유 통로(43)의 형상은 적절히 설계 가능하다.
가동 스크롤(11)은, 컴프레서 하우징(15) 내에 형성되어 있고, 고정 스크롤(9)과 고정 블록(3)과의 사이에 위치하고 있다. 가동 스크롤(11)은, 가동 기판(11a)과, 가동 소용돌이형벽(11b)을 갖고 있다. 가동 기판(11a)은, 가동 스크롤(11)의 전단에 위치하고 있고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 가동 기판(11a)에는, 제3 레이디얼 베어링(45)을 개재하여 부시(50a)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 이에 따라, 가동 스크롤(11)은, 부시(50a) 및 편심 핀(50)을 통해, 구동 축심(O)으로부터 편심한 위치에서 구동축(5)과 접속되어 있다.
또한, 가동 기판(11a)에는, 각 자전 저지 핀(31)의 선단부를 헐겁게 끼운 상태로 받는 자전 저지 구멍(11c)이 패여 형성되어 있다. 각 자전 저지 구멍(11c)에는 원통 형상의 링(47)이 헐겁게 끼워져 있다.
가동 소용돌이형벽(11b)은, 가동 기판(11a)의 전면에 기립되어 있고, 고정 기판(9a)을 향하여 연장되어 있다. 가동 소용돌이형벽(11b)의 중심 근방에는, 가동 소용돌이형벽(11b)의 전단에 개구하면서, 가동 소용돌이형벽(11b) 내를 전후 방향으로 연장하여 가동 기판(11a)까지 관통하는 급기 구멍(11d)이 관통 형성되어 있다.
고정 스크롤(9)과 가동 스크롤(11)은 서로 맞물려 있다. 이에 따라, 고정 스크롤(9)과 가동 스크롤(11)과의 사이에는, 고정 기판(9a), 고정 소용돌이형벽(9c), 가동 기판(11a) 및 가동 소용돌이형벽(11b)에 의해, 압축실(49)이 형성되어 있다. 압축실(49)은, 고정 둘레벽(9b)의 연통 구멍(9f)을 통해 컴프레서 하우징(15) 내, 나아가서는 흡입 통로(3c)에 연통 가능하게 되어 있다. 또한, 압축실(49)은, 토출 포트(9e)와 연통하고 있다.
고정 스크롤(9) 및 가동 스크롤(11)과, 고정 블록(3)과의 사이에는, 탄성 플레이트(51)가 형성되어 있다. 그리고, 고정 스크롤(9) 및 가동 스크롤(11)은, 탄성 플레이트(51)를 개재하여 고정 블록(3)과 맞닿아 있다. 탄성 플레이트(51)는, 금속제의 박판에 의해 형성되어 있다. 가동 스크롤(11)은, 탄성 플레이트(51)의 탄성 변형 시의 복원력에 의해, 고정 스크롤(9)측으로 탄성 지지되어 있다.
또한, 가동 기판(11a) 및 탄성 플레이트(51)에 의해, 고정 블록(3)의 보스(3a) 내에는, 배압실(53)이 형성되어 있다. 배압실(53)은 급기 구멍(11d)과 연통하고 있다.
이상과 같이 구성된 이 압축기에서는, 도 1 및 도 3의 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 흡입구(13c)로부터 모터실(17) 내의 전방측에 증발기를 거친 저온 저압의 냉매가 흡입된다. 그리고, 이 냉매는, 로터(7b)의 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)를 유통하여 모터실(17) 내의 후방측, 즉, 모터실(17) 내에 있어서의 고정 블록(3)측에 도달하고, 또한, 모터실(17) 내로부터 고정 블록(3)의 흡입 통로(3c)를 유통한다. 또한, 인버터에 의해 제어되면서, 모터 기구(7)가 작동하고, 로터(7b)가 구동 축심(O) 둘레로 회전한다. 이에 따라, 구동축(5)이 구동 축심(O) 둘레로 회전하고, 가동 스크롤(11)이 공전한다. 이 때문에, 가동 기판(11a)이 고정 소용돌이형벽(9c)의 선단을 슬라이딩함과 함께, 고정 소용돌이형벽(9c)과 가동 소용돌이형벽(11b)이 서로 슬라이딩한다. 이때, 각 자전 저지 핀(31)이 링(47)의 내주면을 슬라이딩하면서 전동함으로써, 가동 스크롤(11)은 자전이 규제되어 공전만 가능하게 되어 있다. 이와 같이, 가동 스크롤(11)이 공전함으로써, 흡입 통로(3c)를 유통하는 냉매가 컴프레서 하우징(15) 내로부터 연통 구멍(9f)을 거쳐, 압축실(49) 내에 흡입된다. 그리고, 압축실(49)은, 가동 스크롤(11)의 공전에 의해, 용적을 감소시키면서, 내부의 냉매를 압축한다.
또한, 이 압축기에서는, 가동 스크롤(11)의 공전에 의해, 급기 구멍(11d)이 압축실(49)로 근소하게 열린다. 이에 따라, 압축실(49) 내의 고압의 냉매의 일부가 급기 구멍(11d)을 거쳐 배압실(53) 내에 유입되고, 배압실(53)이 고압이 된다. 이 때문에, 이 압축기에서는, 탄성 플레이트(51) 및 배압실(53)의 압력에 의해, 가동 스크롤(11)이 고정 스크롤(9)측으로 탄성 지지되어, 압축실(49)이 적합하게 봉지된다.
압축실(49)에서 압축된 고압의 냉매는, 토출 포트(9e)로부터 토출실(35)에 토출되고, 또한, 토출실(35)로부터, 토출 통로(15e)를 거쳐 오일 분리실(15c)에 도달한다. 그리고, 이 고압의 냉매는, 분리통(21)의 외주면(21a)과 오일 분리실(15c)의 내주면(150)과의 사이를 주회하는 과정에서 윤활유를 분리하면서, 분리통(21)의 내부를 유통하여 토출구(15f)로부터 토출된다.
한편, 냉매로부터 분리된 윤활유는, 오일 분리실(15c) 내에 저장된다. 그리고, 이 윤활유는, 필터(23)를 거쳐 급유 통로(43)를 유통함으로써, 고정 스크롤(9)과 가동 스크롤(11)과의 슬라이딩 개소에 공급되고, 고정 스크롤(9)과 가동 스크롤(11)과의 슬라이딩 개소를 윤활한다. 또한, 급유 통로(43)를 유통하는 윤활유는, 제2 레이디얼 베어링(27)과 구동축(5)과의 사이 외에, 모터실(17) 내에도 공급된다.
이 압축기에서는, 가동 스크롤(11)이 편심 핀(50) 및 부시(50a)를 통해, 구동축(5)과 접속되어 있다. 이 때문에, 압축기의 작동 시에는, 가동 스크롤(11)의 공전에 수반하는 원심력이 구동축(5)에 작용한다. 한편, 구동축(5)에는 밸런스 웨이트(33)가 형성되어 있는 점에서, 압축기의 작동 시에는, 밸런스 웨이트(33)가 발생시킨 원심력이 구동축(5)에 작용한다. 추가로, 구동축(5)과 로터(7b)는 고정되어 있고, 로터(7b)는, 로터 웨이트(704)를 갖고 있다. 이 때문에, 압축기의 작동 시에는, 로터 웨이트(704)가 발생시킨 원심력도 로터(7b)를 통해 구동축(5)에 작용하게 된다. 이렇게 하여, 이 압축기에서는, 밸런스 웨이트(33)가 발생시킨 원심력 및 로터 웨이트(704)가 발생시킨 원심력에 의해, 구동축(5)에 작용하는 가동 스크롤(11)의 원심력을 적합하게 상쇄하는 것이 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 이 압축기에서는, 작동 시에 있어서의 구동축(5)의 지름 방향의 흔들림을 적합하게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.
그리고, 이 압축기에서는, 로터(7b)에 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)가 형성되어 있기 때문에, 모터실(17) 내에 있어서, 스테이터(7a)의 외주측에 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)를 형성하기 위한 스페이스를 확보할 필요가 없다. 이에 따라, 이 압축기에서는, 모터 하우징(13)의 소형화가 가능하게 되어 있다.
또한, 이 압축기에서는, 모터실(17) 내에 있어서, 밸런스 웨이트(33)가 고정 블록(3)과 로터(7b)(모터(7))와의 사이에 배치되어 있다. 또한, 로터(7b)에 형성된 제1∼5 도입 통로(77a∼77e) 중, 제1∼4 도입 통로(77a∼77d)는, 로터(7b) 및 구동축(5)의 둘레 방향에 있어서, 밸런스 웨이트(33)의 외측에 항상 위치하고 있고, 제5 도입 통로(77e)는, 밸런스 웨이트(33)와 항상 대향하고 있다.
이 때문에, 각 제1 통로부(771), 즉 제1∼4 도입 통로(77a∼77d)를 유통한 냉매는, 밸런스 웨이트(33)에 충돌하는 일 없이, 모터실(17)로부터 흡입 통로(3c)에 도달하고, 흡입 통로(3c)를 거쳐 압축실(49)에 흡입된다. 즉, 각 제1 통로부(771)를 유통한 냉매는, 밸런스 웨이트(33)와의 충돌에 기인하는 압력 손실을 발생시키는 일 없이 압축실(49)에 흡입된다. 또한, 제2, 3 도입 통로(77b, 77c)의 각 전단은, 대부분이 로터 웨이트(704)에 의해 덮인 상태로 되어 있다. 이 때문에, 제1, 4 도입 통로(77a, 77d)에 비해, 제2, 3 도입 통로(77b, 77c)에서는, 냉매가 유통할 때의 저항이 커진다. 이 결과, 제2, 3 도입 통로(77b, 77c)를 유통한 냉매는, 밸런스 웨이트(33)와의 충돌에 기인하는 압력 손실은 발생하지 않기는 하지만, 제1, 4 도입 통로(77a, 77b)를 유통한 냉매에 비해 압력 손실이 커진다.
한편, 제2 통로부(772), 즉 제5 도입 통로(77e)를 유통한 냉매는, 밸런스 웨이트(33)의 기단부(33a)와 충돌함으로써, 모터실(17) 내를 구동축(5)의 지름 방향의 외측, 즉, 스테이터(7a)측을 향하여 유통한다. 이에 따라, 이 압축기에서는, 제2 통로부(772)를 유통한 냉매에 의해, 코일 엔드(73)를 포함시키고, 스테이터(7a)를 적합하게 냉각하는 것이 가능하게 되어 있다.
여기에서, 이 압축기에서는, 구동축(5)의 회전에 의해, 밸런스 웨이트(33)가 구동축(5)과 함께 모터실(17) 내에서 회전한다. 이 때문에, 제5 도입 통로(77e)를 유통하고, 스테이터(7a)의 냉각을 행한 냉매는, 회전하는 밸런스 웨이트(33)에 의해, 모터실(17) 내에서 교반된다. 이 때문에, 제5 도입 통로(77e)를 유통한 냉매는, 모터실(17) 내에서 교반되는 과정에서 제1∼4 도입 통로(77a∼77d)를 유통한 냉매와 혼합된다. 그리고, 밸런스 웨이트(33)에 의해 교반됨으로써, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)를 유통한 냉매는, 모터실(17) 내에 있어서, 스테이터(7a)의 외측, 즉, 모터 기구(7)의 외측을 향하면서, 흡입 통로(3c), 나아가서는 압축실(49) 내에 도달하게 된다(도 1의 파선 화살표 참조).
이와 같이, 이 압축기에서는, 제5 도입 통로(77e)를 유통하는 냉매에 대해서는, 밸런스 웨이트(33)와의 충돌에 기인하는 압력 손실이 불가피하게 되어 있기는 하지만, 제1∼4 도입 통로(77a∼77d)를 유통한 냉매를 포함시키고, 압축실(49)에 흡입되는 냉매 전체로서의 압력 손실을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.
따라서, 실시예 1의 압축기는, 소형화를 실현하면서, 내구성 및 작동 효율이 우수하다.
특히, 이 압축기에서는, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e) 중, 제1∼4 도입 통로(77a∼77d)의 4개가 제1 통로부(771)로 되어 있다. 이 때문에, 이 압축기에서는, 제1 통로부(771)를 유통하는 냉매의 유량을 많게 함에 있어서, 제1∼4 도입 통로(77a∼77d)를 로터(7b)에 과도하게 크게 형성할 필요가 없다. 이 때문에, 로터(7b), 나아가서는 모터 기구(7)를 소형화할 수 있기 때문에, 이 점에 있어서도, 이 압축기에서는 소형화를 실현하고 있다.
또한, 이 압축기에서는, 4개의 제1 통로부(771)가 존재함으로써, 제1 통로부(771) 전체로서의 유로 면적은, 제2 통로부(772)의 유로 면적보다도 커져 있다. 이 때문에, 제2 통로부(772)를 유통하는 냉매의 유량에 비해, 제1 통로부(771)를 유통하는 냉매의 유량이 많아져 있다. 이 때문에, 압축실(49)에 흡입되는 냉매 전체로서의 압력 손실을 적합하게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.
추가로, 이 압축기에서는, 밸런스 웨이트(33)와 로터(7b)와의 사이에는, 이간 공간(81)이 형성되어 있고, 이 이간 공간(81)에 의해, 밸런스 웨이트(33)의 기단부(33a)와 로터(7b), 즉, 기단부(33a)와 제5 도입 통로(77e)는, 거리(L2)만큼 이간하고 있다. 이 때문에, 기단부(33a)와 제5 도입 통로(77e)는, 구동축(5)의 축 방향에서 대향하기는 하지만, 제5 도입 통로(77e)에 있어서의 냉매의 유통이 기단부(33a)에 의해 방해되기 어렵게 되어 있다. 이 때문에, 제1∼4 도입 통로(77a∼77d), 즉 제1 통로부(771)와 마찬가지로, 제2 통로부(772)인 제5 도입 통로(77e)에 있어서도, 냉매가 적합하게 유통 가능하게 되어 있다.
또한, 이 압축기에서는, 밸런스 웨이트(33)가 구동축(5)측으로부터, 구동축(5)의 축 방향에서 본 경우, 구동축(5)의 지름 방향에서 코일 엔드(73)의 일부를 구동축(5) 지름 방향 및 축 방향으로 덮는 위치까지 연장되어 있다. 이 압축기에서는, 작동 시에 스테이터(7a)에 있어서, 코일 엔드(73)가 발열하기 쉽기는 하지만, 제5 도입 통로(77e)를 유통한 냉매는, 밸런스 웨이트(33)에 의해, 코일 엔드(73)측까지 적합하게 유통하게 된다. 또한, 밸런스 웨이트(33)의 중간부(33b)의 전면(330)을 포함시키고, 중간부(33b)는, 기단부(33a)로부터 구동축(5)의 지름 방향으로 연장됨에 따라, 후방측으로 서서히 경사져 있다. 이들에 따라, 이 압축기에서는, 밸런스 웨이트(33)가 제5 도입 통로(77e)를 유통한 냉매를 코일 엔드(73)측까지 적합하게 안내하는 것이 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 제5 도입 통로(77e)를 유통한 냉매에 의해, 코일 엔드(73), 나아가서는 스테이터(7a)를 적합하게 냉각하는 것이 가능하게 되어 있다.
이와 같이, 밸런스 웨이트(33)가, 구동축(5)의 축 방향에서 본 경우, 구동축(5)의 지름 방향에서 코일 엔드(73)의 일부를 구동축(5) 지름 방향으로 덮는 위치까지 연장됨으로써, 압축기의 작동 시에 밸런스 웨이트(33)는, 구동 축심(O)으로부터 충분히 떨어진 위치에서 원심력을 발생시키는 것이 가능하게 되어 있다. 이에 따라, 이 압축기에서는, 밸런스 웨이트(33)의 판두께를 얇게 형성하여 경량화를 도모하면서, 밸런스 웨이트(33)가 발생시키는 원심력을 크게 하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 밸런스 웨이트(33)가 코일 엔드(73)의 일부를 구동축(5)의 축 방향으로도 덮는 점에서, 이 압축기에서는, 밸런스 웨이트(33)를 고정 블록(3)과 모터 기구(7)와의 사이에 배치하고, 또한, 밸런스 웨이트(33)와 로터(7b)와의 사이에 이간 공간(81)을 확보하면서도, 밸런스 웨이트(33)와 코일 엔드(73)를 구동축의 축 방향으로 가급적으로 근접시키는 것이 가능해진다. 이에 따라, 이 압축기에서는, 축 길이의 대형화를 억제할 수 있기 때문에, 이 점에 있어서도, 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 이 압축기에서는, 고정 블록(3)에 형성된 흡입 통로(3c)가 모터 기구(7)보다도 지름 방향의 외측에 배치되어 있다. 이 때문에, 밸런스 웨이트(33)에 의해 교반되어, 모터 기구(7)의 외측을 향하여 유통하는 냉매가 흡입 통로(3c)에 적합하게 유통 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 이 압축기에서는, 모터실(17)로부터 흡입 통로(3c)로 유통하는 과정에 있어서, 냉매의 압력 손실이 발생하기 어렵게 되어 있다.
(실시예 2)
도 5에 나타내는 바와 같이, 실시예 2의 압축기에서는, 실시예 1의 압축기에 비해, 밸런스 웨이트(33)가 둘레 방향으로 대형화되어 있다. 이 때문에, 이 압축기에서는, 로터(7b)와 구동축(5)이 고정되었을 때, 밸런스 웨이트(33)의 기단부(33a)는, 제5 도입 통로(77e)에 더하여, 제1 도입 통로(77a)의 일부와, 제4 도입 통로(77d)의 일부와 항상 대향하는 관계에 있다. 이 결과, 이 압축기에서는, 제1 도입 통로(77a) 및 제4 도입 통로(77d)에 있어서, 가상선으로 둘러싸인 부분은, 로터(7b) 및 구동축(5)의 둘레 방향에 있어서, 밸런스 웨이트(33)의 외측에 항상 위치하기 때문에, 제1 통로부(771)로 되어 있다. 한편, 제1 도입 통로(77a) 및 제4 도입 통로(77d)에 있어서, 가상선으로 둘러싸인 부분 이외는, 밸런스 웨이트(33)의 기단부(33a)에 대향하기 때문에, 제2 통로부(772)로 되어 있다.
이와 같이, 이 압축기에서는, 제5 도입 통로(77e)에 더하여, 제1 도입 통로(77a)의 일부 및 제4 도입 통로(77d)의 일부도 제2 통로부(772)가 되기 때문에, 실시예 1의 압축기에 비해, 제2 통로부(772) 전체로서의 통로 면적이 증대하고 있고, 그만큼, 제1 통로부(771) 전체로서의 통로 면적이 감소하고 있다. 또한, 제1, 4 도입 통로(77a, 77d)에 있어서 가상선으로 둘러싸인 부분 외에, 제2, 3 도입 통로(77b, 77c)는, 제1 통로부(771)가 되기 때문에, 이 압축기에서도, 제1 통로부(771)는 복수 존재하고 있다. 이 압축기에 있어서의 다른 구성은, 실시예 1의 압축기와 마찬가지이고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 구성에 관한 상세한 설명을 생략한다.
이 압축기에서는, 밸런스 웨이트(33)가 대형화됨으로써, 압축기의 작동 중에 밸런스 웨이트(33)가 보다 큰 원심력을 발생시키는 것이 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 고정 스크롤(9) 및 가동 스크롤(11)이 대형화되어, 구동축(5)에 작용하는 가동 스크롤(11)의 원심력이 커지는 경우라도, 구동축(5)의 지름 방향의 흔들림을 적합하게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 이 압축기에서는, 제5 도입 통로(77e)에 더하여, 제1 도입 통로(77a)의 일부 및 제4 도입 통로(77d)의 일부도 제2 통로부(772)가 되기 때문에, 제2 통로부(772)를 유통하는 냉매의 유량이 증대한다. 이 때문에, 이 압축기에서는, 실시예 1의 압축기에 비해, 압축실(49)에 흡입되는 냉매 전체로서의 압력 손실이 불가피적으로 커지기는 하지만, 그만큼, 제2 통로부(772)를 유통한 냉매에 의해, 코일 엔드(73), 나아가서는 스테이터(7a)를 충분히 냉각하는 것이 가능하게 되어 있다. 이 압축기에 있어서의 다른 작용은, 실시예 1의 압축기와 마찬가지이다.
이상에 있어서, 본 발명을 실시예 1, 2에 따라 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예 1, 2에 제한되는 것이 아니고, 그의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경하여 적용할 수 있는 것은 말할 것도 없다.
예를 들면, 실시예 1, 2의 압축기에서는, 구동축(5)에 밸런스 웨이트(33)를 일체로 형성하고 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 구동축(5)과 밸런스 웨이트(33)를 별체(別體)로 형성하고, 압입이나 나사 고정 등에 의해 밸런스 웨이트(33)를 구동축(5)의 대경부(5b)에 고정함으로써, 밸런스 웨이트(33)를 구동축(5)에 형성하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 실시예 1, 2의 압축기에서는, 밸런스 웨이트(33)를 대략 부채형을 이루는 판 형상으로 형성하고 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 기단부(33a), 중간부(33b) 및 선단부(33c)의 각 형상을 포함시키고, 밸런스 웨이트(33)의 형상은, 가동 스크롤(11)의 공전에 수반하는 원심력의 크기에 따라서, 적절히 설계 가능하다.
또한, 실시예 1, 2의 압축기에서는, 밸런스 웨이트(33)가, 구동축(5)의 축 방향에서 본 경우, 구동축(5)의 지름 방향에서 스테이터(7a)의 코일 엔드(73)까지 연장되어 있다. 그러나 이에 한정하지 않고, 밸런스 웨이트(33)는, 구동축(5)의 지름 방향에서 적어도 제5 도입 통로(77e)의 일부를 덮는 위치까지 연장되어 있으면 좋다.
또한, 실시예 1, 2의 압축기에 있어서, 밸런스 웨이트(33)의 중간부(33b)는, 기단부(33a)로부터 구동축(5)의 지름 방향으로 연장됨에 따라, 후방측으로 서서히 경사지는 형상으로 되어 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 중간부(33b)는, 기단부(33a)로부터 구동축(5)의 지름 방향으로 수직으로 연장되는 형상으로 하고, 중간부(33b)의 전면(330)만이 구동축(5)의 지름 방향으로 연장됨에 따라, 후방측으로 서서히 경사지는 형상으로 되어 있어도 좋다.
또한, 실시예 1, 2의 압축기에 있어서, 밸런스 웨이트(33)에 대하여, 냉매를 코일 엔드(73)측에 안내 가능한 핀이나 홈 등의 안내부를 형성해도 좋다.
또한, 실시예 1, 2의 압축기에서는, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)를 동일한 형상으로 형성하고 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 제1∼5 도입 통로(77a∼77e) 중, 제1 통로부(771)가 되는 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)와, 제2 통로부(772)가 되는 제1∼5 도입 통로(77a∼77e)로 상이한 형상으로 형성해도 좋다.
또한, 실시예 1, 2의 압축기에 있어서, 제2, 3 도입 통로(77b, 77c)의 형성을 생략하는 한편, 제1, 4, 5 도입 통로(77a, 77d, 77e)를 일체화하여 1개의 도입 통로를 구성하고, 이 도입 통로에, 제1 통로부(771)와 제2 통로부(772)가 형성되는 구성으로 해도 좋다.
또한, 실시예 1, 2의 압축기에서는, 흡입 통로(3c)를 고정 블록(3)에 형성하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 모터 하우징(13) 등에 흡입 통로(3c)를 형성해도 좋다. 또한, 실시예 1, 2의 압축기에 대해서, 고정 블록(3)이 모터 하우징(13)의 내주면에 대하여, 극간을 일부 형성하면서 끼워맞춤되도록 구성함으로써, 이 극간을 흡입 통로(3c)로 해도 좋다. 즉, 모터 하우징(13)과 고정 블록(3)과의 사이에 흡입 통로(3c)가 형성되어도 좋다.
본 발명은 차량 등의 공조 장치에 이용 가능하다.
1 : 하우징
3 : 고정 블록
3c : 흡입 통로
5 : 구동축
7 : 모터 기구
7a : 스테이터
7b : 로터
9 : 고정 스크롤
11 : 가동 스크롤
13c : 흡입구
33 : 밸런스 웨이트
49 : 압축실
71 : 스테이터 코어
73 : 코일 엔드
77a∼77e : 제1∼5 도입 통로(도입 통로)
O : 구동 축심

Claims (4)

  1. 하우징과,
    상기 하우징 내에 형성되고, 구동 축심 둘레로 회전 가능한 구동축과,
    상기 하우징 내에 형성되고, 상기 구동축을 회전시키는 모터 기구와,
    상기 하우징에 고정되어 상기 하우징 내에 배치된 고정 스크롤과,
    상기 하우징 내에 형성되어 상기 구동축과 접속되고, 회전하는 상기 구동축에 의해 공전하면서, 상기 고정 스크롤과의 사이에 냉매를 압축하는 압축실을 형성하는 가동 스크롤과,
    상기 하우징에 고정되어 상기 모터 기구와 상기 가동 스크롤과의 사이에 배치되고, 상기 구동축을 회전 가능하게 지승(支承)함과 함께, 상기 하우징 내에 상기 모터 기구를 수용하는 모터실을 구획하는 고정 블록을 구비하고,
    상기 하우징에는, 상기 모터실에 냉매를 흡입시키는 흡입구가 형성되고,
    상기 모터 기구는, 상기 모터실 내에 고정되는 스테이터와, 상기 구동축에 고정되어 상기 스테이터 내에 배치되고, 상기 구동축과 함께 회전 가능한 로터를 갖고,
    상기 로터에는, 상기 구동축의 축 방향으로 상기 로터를 관통하고, 내부를 냉매가 유통 가능한 도입 통로가 형성되고,
    상기 구동축에는, 상기 고정 블록과 상기 모터 기구와의 사이에 배치되는 밸런스 웨이트가 형성되고,
    상기 밸런스 웨이트는, 구동축의 축 방향에서 본 경우, 상기 구동축의 지름 방향에서 적어도 상기 도입 통로의 일부를 덮는 위치까지 연재하고,
    상기 도입 통로는, 상기 로터 및 상기 구동축의 둘레 방향에 있어서 상기 밸런스 웨이트의 외측에 위치하는 제1 통로부와, 상기 밸런스 웨이트와 상기 축 방향에서 대향하는 제2 통로부를 갖고 있으며,
    상기 스테이터는, 통 형상을 이루는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 상기 축 방향의 단면으로부터 상기 축 방향으로 돌출되는 환 형상의 코일 엔드를 갖고,
    상기 코일 엔드는, 상기 구동축에 면하는 내주면을 갖고,
    상기 내주면에 있어서의 상기 고정 블록 측은, 상기 고정 블록에 근접함에 따라 상기 구동축의 지름 방향으로 확대되는 형상을 이루고,
    상기 밸런스 웨이트는, 상기 코일 엔드의 일부를 상기 지름 방향 및 상기 축 방향으로 덮는 위치까지 연재하고 있으며,
    상기 밸런스 웨이트는, 기단부와, 상기 기단부와 직접 접속하고, 상기 기단부로부터 상기 구동축의 지름 방향으로 연장됨에 따라, 압축기의 후방 측인 상기 고정 블록 측으로 서서히 경사진 중간부와, 상기 중간부와 직접 접속하는 선단부를 가지며,
    상기 중간부는, 상기 기단부 측으로부터 상기 선단부 측에 걸쳐 연속하여 직선 형상으로 경사져 연장되고, 상기 구동축의 축 방향 및 상기 구동축의 지름 방향에 있어서, 상기 내주면에 있어서의 상기 고정 블록에 근접함에 따라 상기 구동축의 지름 방향으로 확대되는 형상을 이루는 부분과 대향하고,
    상기 밸런스 웨이트는, 상기 축 방향 및 상기 지름 방향에서 상기 압축실측의 상기 구동축을 지지하는 레이디얼 베어링과 대향하고 있으며,
    상기 밸런스 웨이트의 상기 기단부가 상기 축 방향에서, 상기 제2 통로부와 대향하고 있고,
    상기 내주면에 있어서의 상기 고정 블록에 근접함에 따라 상기 구동축의 지름 방향으로 확대되는 부분은, 상기 중간부를 따르면서, 상기 밸런스 웨이트로부터 멀어지도록 직선 형상으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통로부는 복수인 전동 압축기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 통로부의 통로 면적은, 상기 제2 통로부의 통로 면적보다도 큰 전동 압축기.
  4. 삭제
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