KR102554472B1 - 삽입식 밸런스 웨이트 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터의 회전자에 웨이트를 삽입할 수 있는 홀을 마련하고 모터의 운전 환경에 적합하게 밸런스 웨이트를 설치할 수 있는 삽입식 밸런스 웨이트 시스템으로서, 회전축(52); 상기 회전축(52)에 축설되고, 회전축과 나란한 방향으로 복수 개의 홀(531)이 관통 형성된 로터(53); 상기 로터(53)의 축방향 일측 단부와 타측 단부에 각각 고정되고 상기 복수 개의 홀(531) 중 적어도 일부 홀과 매칭되는 삽입홀(55)을 구비하는 엔드플레이트(54); 및 상기 삽입홀(55)에 고정되며 상기 홀(531)에 삽입되는 삽입평형추(60);를 포함한다.

Description

삽입식 밸런스 웨이트 시스템{An Insert Type Balance Weight System}

본 발명은 모터의 회전자에 웨이트를 삽입할 수 있는 홀을 마련하고 모터의 운전 환경에 적합하게 밸런스 웨이트를 설치할 수 있는 삽입식 밸런스 웨이트 시스템에 관한 것이다.

회전축에 축설되어 함께 회전하는 요소의 무게중심에 편심이 있는 경우, 회전축이 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의해, 회전축이 안정적으로 회전하지 못한다. 선회 스크롤 압축기는, 회전축의 일측 단부에 축설된 가동 스크롤이 회전축에 대해 편심을 가지고 있기 때문에, 모터의 회전자를 기준으로 상부와 하부에 소정 중량의 평형추(balance weight)를 부착시킨다.

도 8에 도시된 특허문헌 1의 선회 스크롤 압축기는 선회 스크롤에 평형추를 부착한 구조가 개시되어 있다. 특허문헌 1의 선회 스크롤 압축기에 적용된 평형추(92, 93)는 덩어리 타입의 구조로 이루어져 있다. 또한 이는 모터의 회전축 상에서 회전자의 일측과 타측에 각각 설치된다.

특허문헌 1의 평형추는 회전자의 상부와 하부에 각각 덩어리 형태로 부착되기 때문에 세밀하게 가동 스크롤의 밸런스를 맞추기 어렵다. 또한 평형추가 회전자의 상부와 하부의 공간을 별도로 차지하므로, 압축기의 전체적인 길이가 길어진다는 문제가 있었다.

미국 등록특허공보 US 9,617,997 B2

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 가동 스크롤(선회 스크롤)의 밸런스를 세밀하게 조정할 수 있는 삽입식 밸런스 웨이트 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 밸런스 웨이트가 차지하는 공간을 줄여 전체적으로 컴팩트한 설계가 가능한 삽입식 밸런스 웨이트 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 밸런스 웨이트의 설치가 간편하면서도 견고하게 고정 가능한 삽입식 밸런스 웨이트 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 모터(50)의 회전축(52)에 설치되는 로터(53)에 복수 개의 홀(531)을 마련하고, 상기 홀(531)에 삽입평형추(60)를 삽입하여 밸런스 웨이트를 조절하는 밸런스 웨이트 시스템을 제공한다.

로터(53)는 동일한 형상의 강판이 복수 개 적층된 자심을 구비한다. 자심의 중앙에는 회전축(52)이 삽입되는 회전축 수용부(533)가 구비되고, 회전축 수용부(533)를 중심으로 자심의 바깥 쪽 가장자리에는 영구자석이 삽입되는 자석 수용부(532)가 마련된다. 상기 홀(531)은 상기 자석수용부(532)와 회전축 수용부(533) 사이의 자심 부분에 마련된다. 상기 홀(531)은 회전축과 나란한 방향으로 관통된 형태로 로터(53)의 자심에 구비될 수 있다. 복수 개의 홀(531)은 회전축을 중심으로 균등하게 점대칭으로 배치되어 있어서, 복수 개의 홀(531)이 형성되더라도 로터(53)에 편심이 발생하지 않는다. 또한 상기 홀(531)은 자심에 구성되는 자기회로의 자속의 흐름을 저해하지 않는다.

상기 로터(53)의 홀(531)에 삽입평형추(60)를 삽입하여 고정함에 있어서, 엔드플레이트(54)가 활용될 수 있다. 엔드플레이트(54)는 비자성 금속 평판으로 제작될 수 있다. 엔드플레이트(54)는 자심의 자석수용부(532)에 영구자석(미도시)이 삽입된 상태에서 자심의 일측 단부와 타측 단부에 고정되어 영구자석이 축 방향으로 빠져나오지 않도록 고정한다.

엔드플레이트(54)에는 상기 로터(53)의 회전축 수용부(533)와 대응하는 회전축홀(57)이 마련된다. 또한 엔드플레이트(54)에는 상기 로터(53)의 복수 개의 홀(531) 중 어느 일부와 대응하는 삽입홀(55)과, 상기 로터(53)의 복수 개의 홀(531) 중 다른 일부와 대응하는 고정홀(56)이 마련된다.

고정홀(56) 및 이와 대응하는 홀(531)에는 리벳 등의 체결수단이 체결되고, 이에 따라 로터(53)의 자심과 엔드플레이트(54)는 상호 고정된다. 리벳의 체결 위치는 회전축을 중심으로 균등하게 점대칭으로 배치됨으로써, 편심을 일으키지 않을 수 있다.

삽입홀(55) 역시 회전축을 중심으로 균등하게 점대칭으로 배치됨으로써, 편심을 일으키지 않을 수 있다. 삽입홀(55)의 내주면에는 암나사산(551)이 마련될 수 있다. 그리고 암나사산의 체결 길이를 확보하기 위해, 엔드플레이트(54)에서 상기 삽입홀(55)이 형성된 부분은, 엔드플레이트(54)의 나머지 부분에 비해 더 두꺼운 보강부(552)를 구비할 수 있다.

삽입평형추(60)는 볼트와 같은 형상일 수 있다. 즉 삽입평형추(60)는 상기 삽입홀(55)보다 큰 헤드(61)와, 상기 헤드(61)에서 회전축의 길이방향과 나란한 방향으로 연장되는 삽입바디(62)를 포함할 수 있다.

삽입바디(62)는 상기 삽입홀(55) 및 이와 대응하는 홀(531)에 길이방향으로 끼워질 수 있다. 그리고 삽입바디(62)의 외주면에서, 적어도 상기 삽입홀(55)과 중첩되는 부분에는, 상기 암나사산(551)과 맞물리는 수나사산(63)이 형성될 수 있다.

삽입평형추(60)를 삽입홀(55) 및 이와 대응하는 홀(531)에 삽입하며 수나사산(63)과 암나사산(551)을 나사결합하면, 헤드(61)가 엔드플레이트(54)에 밀착되고, 이에 따라 삽입평형추(60)는 엔드플레이트(54)에 견고하게 고정된다.

삽입평형추(60)는 로터(53)의 자심에 구성되는 자기 회로를 교란하지 않도록 비자성 재질로 제작될 수 있다. 또한 삽입평형추는 강한 나사결합을 견딜 수 있는 강도를 가지는 재질이며, 작은 체적으로도 무게 추의 기능을 할 수 있도록 큰 비중을 가지는 재질일 수 있다.

상기 밸런스 웨이트 시스템은 편심 보상을 위해 밸런스 웨이트를 조절해야 하는 다양한 경우에 적용될 수 있다. 상기 밸런스 웨이트 시스템은, 선회 스크롤 압축기에 적용될 수 있다.

선회 스크롤 압축기의 선회 스크롤(24)은, 모터(50)의 회전축(52)에 의해 선회 가능하게 설치될 수 있다. 선회 스크롤(24)은 모터(50)의 회전축에 대해 편심을 가진다.

로터(53)에서 선회스크롤(24)과 가까운 쪽 단부에 설치된 엔드플레이트(54) 쪽에는, 회전축(52)을 기준으로 상기 선회 스크롤(24)의 편심 위치와 대향하는 위치에 삽입평형추(60)가 설치된다.

반면, 로터(53)에서 선회스크롤(24)로부터 더 먼 쪽 단부에 설치된 엔드플레이트(54) 쪽에는, 회전축(52)을 기준으로 상기 선회 스크롤(24)의 편심 위치와 같은 방향 쪽에 삽입평형추(60)가 설치된다. 즉 로터(53)의 타측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)는, 상기 로터(53)의 일측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)와, 회전축(52)을 기준으로 서로 대향하는 위치에 설치된다.

로터(53)의 일측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)의 무게는, 타측 단부의 삽입평형추(60)의 무게보다 더 무겁게 구성될 수 있다.

이를 위해, 로터(53)의 일측 단부에는, 타측 단부보다 더 많은 삽입평형추(60)가 설치될 수 있다.

또한 이를 위해, 로터(53)의 일측 단부에 설치되는 삽입평형추(60) 하나의 무게는, 타측 단부에 설치되는 삽입평형추(60) 하나의 무게보다 더 무거울 수 있다. 일 예로, 이러한 무게의 차이는 삽입평형추(60)의 삽입바디(62)의 길이의 차이로 구현할 수 있다. 다른 예로서 이러한 무게의 차이는 삽입평형추(60)의 비중의 차이로 구현할 수 있다.

위와 같은 사항들을 반영하여, 구체적으로 본 발명의 밸런스 웨이트 시스템은, 회전축(52); 상기 회전축(52)에 축설되고, 회전축과 나란한 방향으로 복수 개의 홀(531)이 관통 형성된 로터(53); 상기 로터(53)의 축방향 일측 단부와 타측 단부에 각각 고정되고 상기 복수 개의 홀(531) 중 적어도 일부 홀과 매칭되는 삽입홀(55)을 구비하는 엔드플레이트(54); 및 상기 삽입홀(55)에 고정되며 상기 홀(531)에 삽입되는 삽입평형추(60);를 포함한다.

상기 삽입평형추(60)는 비자성체로 구성할 수 있다. 일 예로서, 상기 삽입평형추(60)는 황동 재질일 수 있다.

상기 엔드플레이트(54)의 삽입홀(55)의 내주면에는 암나사산(551)이 마련되고, 상기 삽입평형추(60)의 외주면에는 상기 암나사산(551)과 나사 결합하는 수나사산(63)이 마련되어서, 삽입평형추(60)가 로터(53)에 삽입된 상태에서 엔드플레이트(54)에 견고하게 고정되도록 할 수 있다.

상기 삽입평형추(60)는, 상기 삽입홀(55)의 단면적보다 더 넓은 단면적을 가지는 헤드(61)와, 상기 헤드(61)에서 연장되어 상기 엔드플레이트(54)의 삽입홀(55)과 상기 로터(53)의 홀(531)에 삽입되는 삽입바디(62)를 포함하도록 구성할 수 있다.

상기 수나사산(63)은 삽입바디(62)의 외주면에 마련될 수 있다.

상기 삽입홀(55)이 마련된 엔드플레이트(54) 부위에는 삽입홀(55)의 관통 길이를 연장하는 보강부(552)가 더 구비되어 나사결합 구간 거리를 충분히 확보함으로써, 삽입평형추(60)를 견고하게 지지하는 것이 가능하다.

상기 엔드플레이트(54)에는 상기 복수 개의 홀(531) 중 일부 홀과 매칭되는 고정홀(56)이 더 구비되고, 상기 고정홀(56) 및 이와 매칭되는 홀(531)이 리벳 결합되어 엔드플레이트(54)가 로터(53)에 고정될 수 있다.

본 발명은 상기 밸런스 웨이트 시스템이 적용된 선회 스크롤 압축기를 더 제공한다.

상기 선회 스크롤 압축기에서 편심이 주어지는 선회 스크롤(24)은 회전축(52)의 일측 단부에 설치될 수 있다. 상기 로터(53)의 일측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)는, 상기 회전축(52)을 기준으로 상기 선회 스크롤(24)의 편심이 위치하는 방향과 대향하는 방향에 위치할 수 있다.

상기 로터(53)의 일측 단부에 삽입평형추(60)가 삽입되는 위치와 상기 로터(53)의 타측 단부에 삽입평형추(60)가 삽입되는 위치는 상기 회전축(52)을 기준으로 서로 대향할 수 있다.

상기 로터(53)의 일측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)의 무게의 합이 상기 로터(54)의 타측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)의 무게의 합보다 더 클 수 있다.

상기 로터(53)의 일측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)의 개수가 상기 로터(54)의 타측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)의 개수보다 더 많도록 할 수 있다.

상기 로터(53)의 일측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)의 삽입 길이가 상기 로터(54)의 타측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)의 삽입 길이보다 더 길 수 있다.

본 발명의 밸런스 웨이트 시스템에 의하면, 밸런스 웨이트가 로터에 내장되므로, 밸런스 웨이트 시스템의 설치 공간 확보를 위해 회전축이 길어질 수밖에 없었던 종래 기술의 문제점을 해결함으로써, 편심 요소가 설치되는 회전축의 축방향 길이를 더 단축할 수 있다. 이에 따라, 상기 밸런스 웨이트 시스템이 적용된 선회 스크롤 압축기의 전체적인 길이를 더 컴팩트하게 구성하는 것이 가능하다.

본 발명의 밸런스 웨이트 시스템에 의하면, 삽입평형추(60)의 설치 개수, 길이, 비중 등을 조정함으로써 가동 스크롤의 밸런스를 세밀하게 조정하는 것이 가능하다.

또한 본 발명의 밸런스 웨이트 시스템에 의하면, 밸런스 웨이트(삽입평형추)의 설치가 간편하면서도, 견고한 설치가 가능하다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 밸런스 웨이트 시스템이 적용된 선회 스크롤 압축기의 측면 단면도이다.
도 2는 도 1의 선회 스크롤 압축기에 적용된 밸런스 웨이트 시스템의 제1실시예의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 사시도이다.
도 4는 제2실시예의 밸런스 웨이트 시스템을 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 로터의 평면도이다.
도 6은 엔드플레이트의 측면 단면도이다.
도 7은 엔드플레이트의 다른 실시예의 측면 단면도이다.
도 8은 종래의 선회 스크롤 압축기의 밸런스 웨이트 시스템을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[선회 스크롤 압축기]

본 발명에 따른 밸런스 웨이트 시스템은 선회 스크롤 압축기에 적용될 수 있다. 도 1을 참조하면, 선회 스크롤 압축기(10)의 하우징(20) 내부에는 냉매를 압축하기 위한 모터(50)와 스크롤(22, 24)이 수용되어 있다. 하우징(20)은 그 내부의 공간과 외부의 공간을 격리한다. 하우징(20)의 내부 공간에는 냉매가 존재하고, 하우징(20)의 외부 공간은 대기일 수 있다.

유체(기체 상의 냉매)는 흡입관(32)을 통해 하우징(20)의 내부로 유입되고, 모터(50)와 스크롤(22, 24)에 의해 압축된 후 토출관(72)을 통해 유출된다.

하우징(20)의 내부에는, 모터 수용부(40)가 마련되고, 모터 수용부(40)에는 모터(50)가 설치된다. 모터(50)는 하우징(20)의 내주 벽에 고정된 환 형의 스테이터(51)와, 상기 환 형의 스테이터 내부에 배치되는 로터(53)를 포함한다. 로터(53)는 회전축(52)에 축설되어 회전축(52)과 함께 회전 가능하게 설치된다. 로터(53)는 회전축(52)의 외주면에, 가령 열 박음 방식으로 고정되어 회전축(52)과 일체화될 수 있다.

회전축(52)의 일측 단부(도 1의 도면 상 상단부)에는 선회 스크롤(24)이 설치된다. 선회스크롤(24)은 회전축(52)이 회전함에 따라 선회 운동하도록 상기 회전축(52)에 설치된다. 선회스크롤(24)의 상부에는, 선회 스크롤과 맞물리는 고정 스크롤(22)이 설치된다. 고정 스크롤(22)은 하우징(20)에 고정 설치되고, 고정 스크롤(22)의 하부 공간과, 고정 스크롤의 상부 공간을 구획한다.

고정 스크롤(22)과 선회 스크롤(24)이 마주하는 공간은 압축실(30)을 규정한다. 그리고 고정 스크롤(22)의 상부는 고압실(70)을 구성한다. 압축실(30)과 고압실(70)은 고정 스크롤(22)의 중앙에 마련된 토출구(221)를 통해 연통한다.

모터(50)가 회전하면 선회 스크롤(24)이 선회하고, 이에 따라 흡입관(32)을 통해 하우징(20) 내부로 유입된 냉매는 압축실(30)에서 고정 스크롤(22) 및 이에 대해 선회하는 선회 스크롤(24)에 의해 압축되어 토출구(221)를 통해 고압실(70)로 이동한 뒤 토출관(72)으로 토출된다.

하우징 바닥에 있는 윤활유는 회전축의 내부에 길이방향으로 마련된 급유로를 통해 스크롤(22, 24) 부위에 공급될 수 있다.

상기 선회 스크롤(22)의 무게 중심은 상기 회전축(52)에 대해 편심되어 위치한다. 따라서 회전축(52)에는 상기 선회 스크롤(22)의 편심에 대한 밸런스 웨이트가 설치되어야 한다. 본 발명은, 밸런스 웨이트가 하우징 내부에서 별도의 공간을 차지하지 않도록 하고, 아울러 세밀한 밸런스 조정이 가능한 밸런스 웨이트 시스템을 제공한다.

[밸런스 웨이트 시스템]

이하 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 밸런스 웨이트 시스템의 실시예를 설명한다.

로터(53)는 도 5에 도시된 형상의 강판을 복수 개 적층한 구조의 자심을 구비한다. 상기 자심은 전체적으로 원통의 형상을 구비한다.

로터(53)의 중심에는 회전축(52)이 삽입되는 홀 형태의 회전축 수용부(533)가 마련되어 있다. 그리고 상기 로터(53)의 바깥 쪽 가장자리에는, 상기 회전축 수용부(533)를 중심으로 한 대칭 구조로 자석 수용부(532)가 마련된다. 상기 자석 수용부에는 영구자석이 삽입될 수 있다. 실시예에서는 60도 간격으로 6극의 영구자석이 설치됨이 예시되어 있으나, 90도 간격으로 4극의 영구 자석이 사용되는 것도 가능하다. 즉 자석의 개수는 도시된 개수에 한정되지 않는다. 자석 수용부(532)의 단부에는 쐐기 형상의 자속 배리어가 마련된다. 이웃하는 자속 배리어는 서로 연통하지 않으며, 공간적으로 구분된다.

로터(53)의 자심에서 상기 자석 수용부(532)와 회전축 수용부(533) 사이에는 복수 개의 홀(531)이 마련된다. 복수 개의 홀(531)은 회전축의 길이방향과 나란한 방향으로 마련된다. 복수 개의 홀(531)은 회전축 수용부(533)를 중심으로 점대칭 형태로, 방사상으로 마련된다. 복수 개의 홀(531)은 동일한 직경을 가지는 원기둥 중공 홀 형태일 수 있다. 상기 복수 개의 홀(531)은 밸런스 웨이트를 구성하는 삽입평형추(60)가 수용되는 공간이 된다. 상기 홀(531)의 개수와 위치는 도면에 도시된 개수와 위치에 한정되는 것은 아니며, 다양할 수 있다.

상기 로터(53)의 축방향의 일측 단부와 타측 단부에는 각각 엔드플레이트(54)가 설치된다. 엔드플레이트(54)의 중앙부에는 회전축이 관통하는 회전축홀(57)이 마련된다. 회전축홀(57)은 회전축(52)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 즉 엔드플레이트(54)는, 회전축(52)에 로터(53)가 설치된 이후 로터(53)에 설치될 수 있다.

엔드플레이트(54)에는, 상기 로터(53)의 복수 개의 홀(531)과 대응하는 위치에, 복수 개의 홀들(55, 56)이 구비된다. 상기 홀들은 도시된 바와 같이 모두 내주면에 암나사산(551)이 형성된 동일한 형상일 수 있다.

반면, 비록 도시하지는 아니하였으나, 상기 홀들 중 삽입평형추(60)가 삽입될 홀은 암나사산(551)이 형성된 삽입홀(55)일 수 있고, 상기 홀들 중 리벳 결합이 이루어지는 홀은 암나사산이 형성되지 않은 고정홀(56)일 수 있다.

삽입홀(55)과 고정홀(56)을 모두 동일한 형상으로 마련하고 모두 암나사산(551)이 구비되도록 하면, 엔트플레이트(54)에 방향성이 없게 되는 장점이 있고, 이들 중 리벳 고정이 필요한 홀을 고정홀(56)로 활용하여 리벳 결합할 수 있다.

반면 삽입홀(55)과 고정홀(56)을 구분하여 형성하면, 리벳이 결합되어야 하는 위치와 삽입평형추(60)가 설치되어야 하는 위치가 명확히 구분될 수 있다.

상기 엔드플레이트(54)는, 로터(53)의 자석 수용부(532)에 영구자석이 수용된 상태에서, 상기 로터(53)의 일측 단부와 타측 단부에 결합된다. 로터(53)와 엔드플레이트(54)는 고정홀(56) 및 이와 마주하는 홀(531)에 리벳(미도시) 결합되어 상호 고정될 수 있다. 리벳이 설치되는 위치는, 가령 도 5에 a 로 표시된 위치일 수 있다. 상기 리벳은 회전축을 중심으로 점대칭의 위치에 설치되어 편심을 발생시키지 아니한다.

엔드플레이트(54)는 상기 영구자석에 의해 발생하는 자속이 교란되지 않도록, 비자성 재질로 제작될 수 있다.

엔드플레이트(54)와 로터(53)가 고정된 상태에서, 삽입홀(55)에는 삽입평형추(60)가 삽입될 수 있다.

삽입평형추(60)는 삽입홀(55)보다 큰 단면을 가지는 헤드(61)와, 상기 헤드(61)에서 삽입방향으로 연장되는 삽입바디(62)를 포함한다. 상기 삽입평형추(60)는 비자성체 재질이면서 비중이 높고 나사결합이 가능한 강도를 가지는 재질일 수 있다. 일 예로, 상기 삽입평형추는 황동 재질을 포함할 수 있다.

상기 로터(53)의 홀(531)은 자심의 자속의 저하가 거의 일어나지 않는 위치와 크기로 이루어지고, 상기 삽입평형추(60) 역시 상기 로터(53)에 삽입된 상태에서 자속이 교란되지 않도록 할 수 있다.

상기 삽입바디(62)의 외주면에는, 상기 엔드플레이트(54)의 암나사산(551)과 맞물릴 수 있는 수나사산(63)이 형성될 수 있다. 상기 수나사산(63)은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 삽입바디(62)의 전체 길이에 대해 마련될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 삽입바디(62)의 일부 길이에만 마련될 수도 있다. 상기 수나사산(63)은, 적어도, 상기 삽입평형추(60)가 상기 엔드플레이트(54)에 밀착 고정되기 위해 상기 암나사산(551)과 맞물려야 하는 구간에 마련될 수 있다.

로터(53)는 지속적으로 회전하며, 고속 회전 환경에 놓여질 수도 있다. 따라서 상기 삽입평형추는 엔드플레이트(54)에 단단히 고정되어야 한다. 이를 위해 상기 삽입평형추(60)는 그 헤드(61)부분이 상기 엔드플레이트(54)의 표면에 단단히 압착될 수 있을 정도로 강하게 조여지며 상기 엔드플레이트(54)에 결합될 수 있다.

상기 삽입평형추(60)는 상기 엔드플레이트(54)와만 나사결합되도록 하고 로터(53)와는 나사결합되지 않도록 함으로써, 삽입평형추(60)를 강하게 조일 때 로터(53)가 일부 파손되지 않도록 할 수 있다.

상기 삽입평형추(60)가 삽입될 수 있는 위치는, 가령 도 5에 도시된 b 위치일 수 있다.

상기 엔드플레이트(54)는 상기 삽입평형추(60)와의 견고한 나사결합이 보장되도록, 나사결합되는 삽입홀(55)이 소정의 길이를 확보하는 것이 바람직하다. 도 6에는 엔드플레이트(54)가 상기 소정의 길이에 대응하는 두께로 제작된 구조가 예시되어 있다.

반면 도 7에 도시된 바와 같이 삽입홀(55)이 구비된 위치 주위에만 더 두껍게 보강부(552)를 마련하여, 전체적으로 엔드플레이트(54)의 중량과 부피 증가를 최소화하면서도 삽입홀(55)의 결합 길이를 확보할 수도 있다.

상기 엔드플레이트(54)를 로터(53)에 고정할 때, 상기 보강부(552)가 로터(53)로부터 멀어지는 방향으로 설치될 수도 있고, 반대로 보강부(552)가 로터(53)의 홀(531) 쪽으로 삽입되는 방향으로 설치될 수도 있다.

보강부(552)가 로터(53)로부터 멀어지는 방향으로 설치될 경우에는 그만큼 홀(531)의 직경을 작게 설정하는 것이 가능하다. 반면 보강부(552)가 홀(531)에 삽입되는 방향으로 설치되면, 엔드플레이트의 표면으로부터 삽입평형추(60)의 헤드(61)가 돌출되는 높이를 더 낮출 수 있다.

[밸런스 웨이트 설정]

이하 본 발명에 따른 밸런스 웨이트 시스템을 적용하여 밸런스를 조정하는 방법에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 회전축(52)의 일측 단부, 즉 도면 상 상단부에 설치된 선회 스크롤(24)은, 도면 상 좌측으로 무게 중심이 편심 배치되어 있다. 이에 대응하여 밸런스를 맞추기 위해, 상기 로터(53)의 일측 단부 쪽, 즉 상기 선회 스크롤(24)과 가까운 단부 쪽에는, 상기 회전축(52)을 기준으로 상기 선회 스크롤(24)의 편심 위치의 반대편, 즉 도면 상 우측에 삽입평형추(60)가 설치된다.

또한 상기 로터(53)의 타측 단부, 즉 상기 선회 스크롤(24)로부터 더 멀리 있는 단부 쪽에는, 상기 회전축(52)을 기준으로 상기 선회 스크롤(24)의 편심 위치와 동일한 쪽, 즉 도면 상 좌측에 삽입평형추(60)가 설치된다.

즉 선회 스크롤(24)의 편심과, 로터(53)의 타측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)는, 회전축(52)을 기준으로 같은 방향(제1방향)에 배치되고, 로터(53)의 일측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)는, 회전축(52)을 기준으로 상기 제1방향의 반대 방향(제2방향)에 배치될 수 있다.

한편, 로터(53)의 일측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)의 총 무게는, 로터(53)의 타측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)의 총 무게보다 더 크게 설정된다. 이러한 무게의 차이는, 도 2에 도시된 바와 같이 일측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)의 삽입바디(62)의 길이가, 타측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)의 삽입바디(62)의 길이보다 더 길게 하여 조절할 수 있다.

또한 이러한 무게의 차이는, 도 4에 도시된 바와 같이 일측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)의 개수가, 타측 단부에 설치되는 삽입평형추(60)의 삽입바디(62)의 개수보다 더 많게 하여 조절할 수 있다.

도 2에 도시된 방식과 도 4에 도시된 방식은 함께 적용될 수도 있다.

이처럼 본 발명은, 삽입평형추(60)의 설치 개수와, 삽입평형추(60)의 길이를 달리함으로써, 밸런스를 미세하게 조절하는 것이 가능하다.

물론 도시하지는 아니하였으나, 일측 단부에 삽입되는 삽입평형추의 재질과 타측 단부에 삽입되는 삽입평형추이 서로 다른 비중을 가지는 재질로 구성되도록 할 수도 있다. 일측 단부의 삽입평형추의 재질이 더 무거운 비중을 가지도록 하는 방식도 단독으로, 또는 위 도 2 및 도 4의 방식과 조합하여 사용할 수 있음은 물론이다.

상술한 삽입평형추(60)의 설치 구조에 따르면, 밸런스를 미세하게 조정하는 것이 가능하다.

아울러 이들 삽입평형추(60)는, 도 1에 도시된 바와 같이 삽입평형추(60)가 삽입된 방향의 반대방향으로 더 돌출되지 않으므로, 부피를 차지하지 않고 로터(53)에 내장될 수 있다. 이는 회전축(52)의 길이를 그만큼 짧게 설계할 수 있도록 해주며, 이에 따라 선회 스크롤(24)이 모터에 더 가깝게 설치될 수 있어 모터의 회전 안정성도 더욱 높아진다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 압축기
20: 하우징
30: 압축실
22: 고정스크롤
221: 토출구
24: 선회스크롤
32: 흡입관
40: 모터 수용부
50: 모터
51: 스테이터
52: 회전축
53: 로터
531: 홀
532: 자석 수용부
533: 회전축 수용부
54: 엔드플레이트
55: 삽입홀
551: 암나사산
552: 보강부
56: 고정홀
57: 회전축홀
60: 삽입평형추
61: 헤드
62: 삽입바디
63: 수나사산
70: 고압실
72: 토출관

Claims (10)

1. 회전축(52);
   상기 회전축(52)에 축설되고, 회전축과 나란한 방향으로 복수 개의 홀(531)이 관통 형성된 로터(53);
   상기 로터(53)의 축방향 일측 단부와 타측 단부에 각각 고정되고 상기 복수 개의 홀(531) 중 적어도 일부 홀과 매칭되는 삽입홀(55)을 구비하는 엔드플레이트(54); 및
   상기 삽입홀(55)에 고정되며 상기 홀(531)에 삽입되는 삽입평형추(60);를 포함하고,
   상기 엔드플레이트(54)의 삽입홀(55)의 내주면에는 암나사산(551)이 마련되고,
   상기 삽입평형추(60)는, 상기 삽입홀(55)의 단면적보다 더 넓은 단면적을 가지는 헤드(61)와, 상기 헤드(61)에서 연장되어 상기 엔드플레이트(54)의 삽입홀(55)과 상기 로터(53)의 홀(531)에 삽입되는 삽입바디(62)를 포함하고,
   상기 삽입바디(62)의 외주면에는 상기 엔드플레이트(54)의 삽입홀(55) 내주면의 암나사산(551)과 나사 결합하는 수나사산(63)이 마련되고,
   상기 삽입평형추(60)의 수나사산(63)이 상기 엔드플레이트(54)의 암나사산(551)과 나사 결합되어 상기 삽입평형추(60)의 헤드(61)가 상기 엔드플레이트(54)의 표면에 압착되고,
   상기 삽입홀(55)과 매칭되는 로터(53)의 홀(531)은 상기 삽입바디(62)를 수용하되 상기 삽입바디(62)와 결합되지 않는 밸런스 웨이트 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 삽입평형추(60)는 비자성체인, 밸런스 웨이트 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 삽입평형추(60)는 황동 재질을 포함하는, 밸런스 웨이트 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 로터(53)의 홈(531)에 수용된 삽입바디(62)는, 상기 삽입평형추(60)가 삽입된 방향의 반대 방향으로, 상기 홀(531)보다 더 돌출되지 않는, 밸런스 웨이트 시스템.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 삽입홀(55)이 마련된 엔드플레이트(54) 부위에는 삽입홀(55)의 관통 길이를 연장하는 보강부(552)가 더 구비되는 밸런스 웨이트 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 엔드플레이트(54)에는 상기 복수 개의 홀(531) 중 일부 홀과 매칭되는 고정홀(56)이 더 구비되고,
   상기 고정홀(56) 및 이와 매칭되는 홀(531)이 리벳 결합되는 밸런스 웨이트 시스템.
   
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 밸런스 웨이트 시스템을 구비하는 선회 스크롤 압축기.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 로터(53)의 일측 단부에 삽입평형추(60)가 삽입되는 위치와 상기 로터(53)의 타측 단부에 삽입평형추(60)가 삽입되는 위치는 상기 회전축(52)을 기준으로 서로 대향하는 선회 스크롤 압축기.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 로터(53)의 일측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)의 개수가 상기 로터(53)의 타측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)의 개수보다 더 많은 선회 스크롤 압축기.
   
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 로터(53)의 일측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)의 삽입 길이가 상기 로터(53)의 타측 단부에 삽입되는 삽입평형추(60)의 삽입 길이보다 더 긴 선회 스크롤 압축기.
    

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