KR20000005574U - 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자 구조에 관한 것으로, 종래에는 상,하부 덮개판 및 밸런스 웨이트를 함께 고정시키는 리벳의 길이가 상,하부 덮개판만을 고정시키는 리벳의 길이보다 길게 되어 복수개 이상의 리벳종류가 필요하게 되는 것은 물론, 각 리벳종류에 따라 별도의 전용 지그가 필요하게 되어 리벳 및 그 리베팅을 위한 지그 등의 공용화가 불가능하게 되는 문제점이 있었던 바, 본 발명에서는 수개의 영구자석이 매입됨과 아울러 고정자에 일정간극을 두고 삽입되며 그 중앙에 피스톤을 직선운동시키기 위한 편심축부가 구비된 크랭크축이 일체로 결합되어 회전하는 회전자 몸통과, 그 회전자 몸통의 양단을 복개하여 영구자석의 이탈을 방지하는 덮개판과, 그 덮개판을 회전자 몸통에 고정시키는 수개의 체결부재를 포함하여 이루어지는 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자에 있어서 ; 상기 회전자의 회전시 크랭크축의 편심축부에 의해 발생되는 모멘트를 회전자 몸통의 자체 질량으로 상쇄시키기 위하여 회전자 몸통에 하나 이상의 밸런싱부를 형성함으로써, 각 덮개판을 고정시키기 위한 체결부재 및 그 지그 등의 공용화를 통해 작업시간을 단축시키는 것은 물론 생산비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자 구조

본 고안은 밀폐형 왕복동식 압축기의 밸런싱 장치에 관한 것으로, 특히 자석매립용 회전자의 밸런스 웨이트를 용이하게 변경할 수 있는 밀폐형 왕복동식 압축기의 밸런싱 장치에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 왕복동식 압축기는 소정의 내부체적을 갖는 밀폐용기와, 그 밀폐용기의 내측 하부에 설치되어 외부에서 공급되는 전원에 의해 구동력을 발생시키는 전동기구부와, 상기 밀폐용기의 내측 상부에 설치되어 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 흡입하여 압축시키는 압축기구부로 구성되어 있다.

도 1은 종래 밀폐형 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래 밀폐형 왕복동식 압축기는, 밀폐용기(1)의 중앙에는 프레임(2)이 스프링(3)으로 지지되어 있고, 그 프레임(2)의 하측에는 전동기구부가 설치되어 있으며, 상기 프레임의 상측에는 압축기구부가 설치되어 있다.

상기 전동기구부는 프레임(2)에 체결 지지되는 고정자(stator)(4)와, 그 고정자(4) 내부에 회전가능하게 결합되는 회전자(rotor)(5)와, 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하도록 회전자(5)에 압입되어 전동기구부의 동력을 압축기구부에 전달하는 크랭크축(6)으로 이루어져 있다.

상기 크랭크축(6)은 그 하부에 회전자(5)와 결합되는 회전축부(6a)가 형성된 반면 상부에는 전동기구부의 회전운동을 압축기구부의 직선운동으로 변환시키기 위한 편심축부(6b)가 형성되어 있다.

상기 압축기구부는 소정의 내부체적을 갖고 프레임(2)에 체결되는 실린더(7)와, 그 실린더(7)에 삽입되어 크랭크축(6)에 의해 직선운동을 하면서 냉매가스를 압축/토출하는 피스톤(8)과, 그 피스톤(8)에 미끄러지게 삽입됨과 아울러 크랭크축(6)의 편심축부(6b)에 미끄러지게 결합되어 크랭크축(6)의 회전운동을 피스톤(8)의 직선 왕복운동으로 변환시키는 슬라이더(미부호)와, 상기 실린더(7)의 타단에 장착되어 냉매가스의 흡입/토출을 조절하는 밸브조립체(9)와, 그 밸브조립체(9)의 흡입측 및 토출측에 결합되어 흡입소음 및 토출소음을 저감시키는 흡입/토출소음기(미도시)와, 상기 밸브조립체(9)를 복개하는 헤드케버(10)로 이루어져 있다.

한편, 상기 회전자(5)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 원통형인 회전자 몸통(5a)의 내부에 수개의 영구자석(M)이 축방향으로 길게 삽입 성형되고, 그 영구자석(M)이 축방향으로 이탈하는 것을 방지하기 위하여 상기 회전자 몸통(5a)의 양단면에 환형의 상,하부 덮개판(5b,5c)이 밀착되어 회전자 몸통(5a)을 관통하는 수개의 리벳(5d,5d')으로 고정되어 있다.

상기 리벳(5d,5d')중에서 일부 리벳(5d)는 밸런스 웨이트(12)까지 함께 고정하도록 되어 있다.

도면중 미설명 11은 루프파이프이다.

상기와 같이 구성된 종래 밀폐형 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 전동기구부에 전원이 인가되면, 상기 고정자(4) 및 회전자(5) 사이에 유도전류가 발생되어 회전자(5)가 회전을 하게 되고, 이 회전자(5)의 회전에 의해 크랭크축(6)이 회전을 하게 되며, 이 크랭크축(6)의 회전에 따라 크랭크축(6)의 편심축부(6b)에 결합된 슬라이더(미부호)가 편심축부(6b)의 선회운동을 피스톤(8)의 직선운동으로 전환시켜 피스톤(8)이 실린더(7)내에서 직선 왕복운동을 하게 되고, 이 피스톤(8)의 왕복운동에 의해 냉매가스가 실린더(7)내로 흡입/압축되었다가 토출되는 것이었다.

이때, 상기 크랭크축(6)의 상단에는 편심축부(6b)가 형성되어 편심회전을 하기 때문에 크랭크축(6)의 고속회전시 불균형 질량에 의한 가진력(加振力: exciting force)이 발생되고, 그 가진력에 의해 모멘트가 발생되어 크랭크축(6)이 틀어져 회전하면서 회전자(5)의 외주면이 고정자(4)의 내주면을 긁게 될 우려가 있었는데, 이를 방지하기 위하여 종래에는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 회전자(5)의 양단면에 별도로 가공된 밸런스 웨이트(12)를 리벳(5d)으로 장착하여 크랭크축(6)의 틀어짐을 최소화하고 있었다.

여기서, 상기 밸런스 웨이트(12)를 고정시키는 리벳(5d)은 회전자 몸통(5a)에 상,하부 덮개판(5b,5c)을 결합시키는데 사용되는 리벳을 이용하는 것으로, 예를 들어 4개의 리벳으로 상,하부 덮개판(5b,5c)을 결합시키게 되면, 그 중에서 대각선방향으로 대향되는 2개의 리벳(5d)으로 밸런스 웨이트(12)를 결합 고정시키게 되는 반면, 나머지 2개의 리벳(5d')은 상,하부 덮개판(5b,5c)을 단순 고정시키게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 밀폐형 왕복동식 압축기에서는 상,하부 덮개판(5b,5c) 및 밸런스 웨이트(12)를 함께 고정시키는 리벳(5d)의 길이가 상,하부 덮개판(5b,5c)만을 고정시키는 리벳(5d')의 길이보다 길게 되어 복수개 이상의 리벳종류가 필요하게 되는 것은 물론, 각 리벳종류에 따라 별도의 전용 지그가 필요하게 되어 리벳(13) 및 그 리베팅을 위한 지그(미도시) 등의 공용화가 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래 밀폐형 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 자석매립용 회전자의 각 덮개판을 고정시키기 위한 리벳 및 지그 등의 공용화를 통해 작업시간을 단축시키는 것은 물론 생산비용을 절감시킬 수 있는 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자 구조를 제공하려는데 본 고안의 목적이 있다.

도 1은 종래 밀폐형 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2a는 종래 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자를 보인 정면도.

도 2b는 도 2a의 'A - A' 단면도.

도 3a는 본 발명 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자를 보인 정면도.

도 3b는 도 2a의 'B - B' 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 회전자 110 : 회전자 몸통

111,112 : 밸런싱부 120,130 : 상,하부 덮개판

140 : 체결용 리벳

이와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 수개의 영구자석이 매입됨과 아울러 고정자에 일정간극을 두고 삽입되며 그 중앙에 피스톤을 직선운동시키기 위한 편심축부가 구비된 크랭크축이 일체로 결합되어 회전하는 회전자 몸통과, 그 회전자 몸통의 양단을 복개하여 영구자석의 이탈을 방지하는 덮개판과, 그 덮개판을 회전자 몸통에 고정시키는 수개의 체결부재를 포함하여 이루어지는 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자에 있어서 ; 상기 회전자의 회전시 크랭크축의 편심축부에 의해 발생되는 모멘트를 회전자 몸통의 자체 질량으로 상쇄시키기 위하여 회전자 몸통에 하나 이상의 밸런싱부가 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자 구조가 제공된다.

이하, 본 고안에 의한 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자 구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3a는 본 발명 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자를 보인 정면도이고, 도 3b는 도 2a의 'B - B' 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 고안의 회전자가 구비된 밀폐형 왕복동식 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 소정의 내부체적을 갖는 밀폐용기(1)와, 그 밀폐용기(1)의 내측 하부에 설치되어 외부에서 공급되는 전원에 의해 구동력을 발생시키는 전동기구부와, 상기 밀폐용기의 내측 상부에 설치되어 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 흡입하여 압축시키는 압축기구부로 구성된다.

상기 전동기구부는 스프링(3)에 의해 지지되는 프레임(2)의 하측에 설치되는 반면, 상기 압축기구부는 프레임(2)의 상측에 설치된다.

상기 전동기구부는 프레임(2)에 체결 지지되는 고정자(4)와, 그 고정자(4) 내부에 회전가능하게 결합되는 회전자(100)와, 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하도록 회전자(100)에 압입되어 전동기구부의 동력을 압축기구부에 전달하는 크랭크축(6)으로 이루어진다. 상기 크랭크축(6)은 그 하부에 회전자(100)와 결합되는 회전축부(6a)가 형성된 반면 상부에는 전동기구부의 회전운동을 압축기구부의 직선운동으로 변환시키기 위한 편심축부(6b)가 형성된다.

여기서, 상기 회전자(100)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 수개의 영구자석(M)이 매입됨과 아울러 중앙에 상기한 크랭크축(6)이 일체로 결합되어 회전하는 회전자 몸통(110)과, 그 회전자 몸통(110)의 양단을 복개하여 영구자석(M)의 이탈을 방지하는 상,하부 덮개판(120,130)과, 그 상,하부 덮개판(120,130)을 회전자 몸통(110)에 고정시키는 수개의 체결용 리벳(140)으로 이루어진다.

상기 회전자 몸통(110)은 회전자(100)의 회전시 크랭크축(6)의 편심축부(6b)에 의해 발생되는 모멘트를 회전자 몸통(110)의 자체 질량으로 상쇄시키기 위하여 그 내주면의 상,하단에 각각 밸런싱부(111,112)가 홈파기로 형성된다.

상기 밸런싱부(111,112)는 그 형성위치에 따라 체적을 달리 하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 고안의 회전자가 구비된 밀폐형 왕복동식 압축기의 일반적인 동작은 종래와 동일하다.

즉, 상기 전동기구부에 전원이 인가되면, 상기 고정자(4) 및 회전자(100) 사이에 유도전류가 발생되어 회전자(100)가 회전을 하게 되고, 이 회전자(100)의 회전에 의해 크랭크축(6)이 회전을 하게 되며, 이 크랭크축(6)의 회전에 따라 크랭크축의 편심축부(6b)에 결합된 슬라이더가 편심축부의 선회운동을 피스톤(8)의 직선운동으로 전환시켜 피스톤(8)이 실린더(7)내에서 직선 왕복운동을 하게 되고, 이 피스톤(8)의 왕복운동에 의해 냉매가스가 실린더(7)내로 흡입/압축되었다가 토출된다.

이때, 상기 크랭크축(6)의 상단에는 편심축부(6b)가 형성되어 크랭크축(6)의 고속회전시 불균형 질량에 의한 가진력이 발생되고, 그 가진력에 의해 모멘트가 발생되어 크랭크축(6)이 틀어져 회전을 하게 되나, 이 모멘트는 회전자 몸통(110)의 상,하단간의 질량차에 의해 발생되는 저항 모멘트로 인하여 상쇄되어 크랭크축(6)의 틀어짐이 억제되는 것이다.

이러한 본 고안의 회전자(100)를 조립하기 위하여는 먼저, 회전자 몸통(110)에 수개의 영구자석(M)을 매입시키고, 그 영구자석(M)이 회전자 몸통(110)의 상,하단으로 이탈되지 아니하도록 회전자 몸통(110)의 상,하단을 상,하부 덮개판(120,130)으로 각각 복개시킨 다음에, 동일한 규격의 체결용 리벳(140)를 이용하여 상,하부 덮개판(120,130)을 회전자 몸통(110)에 체결하면 된다.

이렇게, 상기 회전자(100)에 별도의 밸런스 웨이트를 장착하지 않더라도 회전자(100)의 상,하부 질량을 서로 다르게 하여 크랭크축(6)에 의해 발생된 모멘트에 반하는 저항모멘트를 발생시킬 수 있으므로, 압축기의 조립공수가 줄어들게 된다.

또한, 상기 회전자에 별도의 밸런스 웨이트를 장착하게 되는 경우에는 통상 상,하부 덮개판을 고정시키기 위한 체결부재보다 긴 체결부재가 구비되어야 하고, 이 각각의 체결부재를 고정시키기 위하여는 그 체결부재의 규격에 맞는 전용 지그 등이 필요하게 되었으나, 본 고안에서와 같이 별도의 밸런스 웨이트를 장착하지 않는 경우에는 동일한 체결부재를 이용하여 각 덮개판(120,130)을 고정시키므로, 그 각 덮개판(120,130)을 고정시키기 위한 체결부재(140)의 규격이 모두 동일하여 한 종류의 지그로도 회전자(100)를 조립할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자 구조는, 수개의 영구자석이 매입됨과 아울러 고정자에 일정간극을 두고 삽입되며 그 중앙에 피스톤을 직선운동시키기 위한 편심축부가 구비된 크랭크축이 일체로 결합되어 회전하는 회전자 몸통과, 그 회전자 몸통의 양단을 복개하여 영구자석의 이탈을 방지하는 덮개판과, 그 덮개판을 회전자 몸통에 고정시키는 수개의 체결부재를 포함하여 이루어지는 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자에 있어서 ; 상기 회전자의 회전시 크랭크축의 편심축부에 의해 발생되는 모멘트를 회전자 몸통의 자체 질량으로 상쇄시키기 위하여 회전자 몸통에 하나 이상의 밸런싱부를 형성함으로써, 각 덮개판을 고정시키기 위한 체결부재 및 그 지그 등의 공용화를 통해 작업시간을 단축시키는 것은 물론 생산비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 수개의 영구자석이 매입됨과 아울러 고정자에 일정간극을 두고 삽입되며 그 중앙에 피스톤을 직선운동시키기 위한 편심축부가 구비된 크랭크축이 일체로 결합되어 회전하는 회전자 몸통과, 그 회전자 몸통의 양단을 복개하여 영구자석의 이탈을 방지하는 덮개판과, 그 덮개판을 회전자 몸통에 고정시키는 수개의 체결부재를 포함하여 이루어지는 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자에 있어서 ; 상기 회전자의 회전시 크랭크축의 편심축부에 의해 발생되는 모멘트를 회전자 몸통의 자체 질량으로 상쇄시키기 위하여 회전자 몸통에 하나 이상의 밸런싱부가 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸런싱부는 회전자 몸통의 내주면에 홈파기로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 회전자 구조.