KR20000070505A - 압축기용 전기 모터의 로터용 부싱 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동 시스템용 허메틱 압축기에 관한 것으로, 미리 팽창된 튜브형 부싱(10)이 샤프트(6)의 축방향부분 부근에 장착되고 상기 축방향 부분에 장착되고, 상기 튜브형 부싱(10)은 조립되는 샤프트(6)에 장착되고 회전식으로 축방향으로 로터(4) 안쪽에 부착된다.

Description

압축기용 전기 모터의 로터용 부싱{bushing for a rotor of an electric motor for a compressor}

영구 자석을 보유한 로터가 제공된 모터가 산업 용품 및 가정 용품으로 널리 사용되고 있다. 요즘에는, 이러한 모터가 냉장고의 허메틱 압축기에 사용된다.

편심 샤프트에 모터에 의해 발생되는 토크의 전달과, 운반중에 생기는 충격 및 압축기가 작동할 때(압축기의 가열 및 냉각) 발생하는 열 변화로 인한 반응을 저항하도록, 영구 자석을 보유한 로터를 압축기의 편심(eccentric) 샤프트부에 정확하게 장착한다. 또한, 상기 조립은 로터와 샤프트 사이에 갭 발생을 방지하여, 그 사이에서 나타나는 상대 운동을 방지하는데 효과가 있다.

상기 로터에서, 압축기의 작동을 위해 요구되는 기계적인 구조를 로터에 제공하는 기술에 의하여 자석이 로터 코어에 부착된다. 로터 코어에 자석의 화학적 보유(부착) 및 부분적으로 또는 전체적으로 로터 코어상에 자석을 캡슐화하는 방법으로, 예를 들어 열수축성(thermoretractible) 또는 열주사성(thermoinjectable) 막 또는 금속성 커버를 사용함으로써 로터 코어에 자석의 보유가 이루어질 수 있다.

압축기 샤프트에 영구 자석을 갖춘 로터를 부착시키는 공지된 기술중 하나는 상기 로터 속으로 샤프트가 자유롭게 삽입되는 것을 허용하도록, 압축기의 내부 직경이 팽창될 때까지 로터를 가열하는 것이다.

상기 샤프트를 상기 로터 속으로 삽입한 후, 로터를 냉각 및 수축하는 동안에 로터와 샤프트의 부착이 이루어고, 모터 홀의 직경을 감소시킴으로써, 조립 갭을 없애고 샤프트와 로터를 조절하여, 이들 부품들과 함께 나타나는 마멸(attrition)을 방지한다.

자석이 로터 코어 주변에 아교로 부착된 경우에, 압축기 샤프트에서 간섭(interference)에 의해 조립된 로터를 가열하는 기술의 단점은 상기 자석을 순간적으로 분리시키는, 가열 공정 동안 또는 압축기가 작동하는 동안에 사용되는 접착제의 저항성에서 변화를 일으킬 수 있다는 것이다.

열수축성 또는 열주사성 물질로 캡슐화된 로터의 경우에, 동일한 효과가 가능하다. 금속성 커버로 캡슐화된 로터의 경우에, 자석 물질 및 금속성 커버의 열 팽창 계수 사이의 차이에서 생기는 장력에 의해 자석에 결함이 발생할 수 있다.

또다른 단점은 로터에 대해 열 관성(thermal inertia) 및 짧은 시간 간격의 함수로서 조립 라인에 있는, 고전력 오븐 또는 가열 장치를 갖추는 것이 요구된다는 것이다.

샤프트와 로터를 조립하는 또다른 공지된 기술은 이들 부품 사이의 기계적 간섭을 사용하는 것으로 이들의 온도차가 작거나 거의 제로에 가까운 경우 로터 속으로 샤프트를 삽입하는 방법으로 이루어진다. 이 경우에, 간섭 결합은 양쪽 부품(로터 및 샤프트)에 상위 축방향 조립 로드(load)를 적용함으로써 달성된다.

가열이 없는 또는 로터 가열이 거의 없이 조립할 때, 샤프트를 로터의 중심 홀 속으로 삽입하기 어려워, 대부분 조립품의 탄력성 있는 부품 또는 약한(fragile) 부품이 변형되고 로터와 샤프트 사이에 큰 마멸(attrition)로 인해 생성되는 버르(burr) 또는 파편이 생긴다. 또다른 단점은 조립 로드를 제한하는 형태로서, 압축기 샤프트 및 로터의 내부 직경에 대해 요구되는 마무리 톨러런스로 인해, 부품 제작비가 비싸다. 로터 및 샤프트 모두에 대한 정교한 치수를 이루더라도, 그사이를 소망하는 정밀도로 축방향 위치결정을 이루는데는 큰 어려움이 있다.

샤프트를 냉각시키는 또다른 공지된 기술에는 압축기 샤프트 및 로터의 내부 직경에 대해 요구되는 마무리 톨러런스로 인해, 부품의 제작비가 높다는 단점이 있다. 상기 기술의 또다른 단점은 작동을 수행하기 불가능한 값까지 상기 샤프트의 온도가 상승하기 전에, 로터를 샤프트에 장착하는 이용가능한 시간 간격이 짧다는 것이다.

영구 자석을 갖춘 로터와 샤프트 사이의 부착은 접착제 또는 화학적 보유력을 사용함으로써 달성될 수 있고, 로터의 내부 직경과 압축기 샤프트의 외부 직경 사이에 미리 결정된 갭 속으로 접착제가 적용된다. 보유력은 샤프트와 로터 사이에 물질의 증착 또는 증착없는, 용접 방법으로 달성될 수 있다.

로터에 샤프트를 화학적으로 보유하는 기술은 사용되는 접착제가 샤프트 사이에 존재하는 갭을 오염시킬 수 있고 압축기에 제공된 지지 베어링은 이들 부품들을 함께 고정시켜 그사이에 정확한 슬라이딩을 방해하며 심지어 압축기의 작동을 방해한다하는 단점이 있다. 상기 기술의 또다른 단점은, 표면에 접착제를 가하기 전에, 기름으로 압축기 샤프트가 오염될 수 있어 화학적 보유성을 경감시킨다는 것이다.

물질의 증착 또는 증착없는 용접을 할 경우, 용접을 가하기 위해 이용가능한 약간의 공간으로, 스파크, 아크 및/또는 가스 발생이 있다는 단점이 있고, 로터 가열로 코어에 자석을 보유 또는 열수축성 또는 열주사성 커버를 부착하는데 사용되는 접착제가 변형될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 냉동 시스템용 허메틱 압축기, 보다 상세하게는 전기 모터의 로터에 샤프트를 조립하는 시스템에 관한 것으로, 상기 로터는 자석을 보유한 금속성 코어를 포함한다.

도 1은 소형 허메틱 압축기에 사용되는 형태의 전기 모터의 로터에 장착된 샤프트를 개략적으로 수직 단면을 본 것이다 ;

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 구성된 튜브형 부싱으로 제공되어 자석 보유 로터에 장착된 샤프트를 개략적으로 수직 단면을 본 것이다 ;

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 구성된 튜브형 부싱을 보유하고 로터에 장착된 샤프트를 개략적으로 수직 단면을 본 것이다 ;

도 4는 로터에 장착되고 도 3에 도시된 튜브형 부싱을 보유한 샤프트를 개략적으로 가로 단면을 본 것이다 ;

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따라 구성된 튜브형 부싱을 보유하고 로터에 장착된 샤프트를 개략적으로 수직 단면을 본 것이다;

도 6은 도 5에 도시된 튜브형 부시를 보유하고 로터에 장착된 샤프트를 개략적으로 가로 단면을 본 것이다;

도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따라 구성된 튜브형 부싱을 보유하고 로터에 장착된 샤프트를 개략적으로 가로 단면을 본 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 부품들을 손상시킬 수 있는 가열 또는 많은 노력으로 약하거나 또는 열로 영향을 받기 쉬운 부품을 사용하지 않고, 영구 자석을 갖춘 모터 로터속으로 압축기의 모터 사프트를 조립하는, 시스템을 갖춘 영구 자석을 구비한 허메틱 압축기를 제공하는 것으로, 손실을 최소화하여 경제성을 유도하고 산업상 유용하게 하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 샤프트를 미리 냉각할 필요가 없고 상기 부품들 사이에 정확하고 정교한 상대 위치결정을 확보하는, 로터에 부착된 샤프트를 허용하는 앞서 언급된 형태의 허메틱 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 특정한 목적은 간섭 및 아교결합 기술중 하나에 의해 달성되는 상기 조립이 가능한, 로터와 샤프트를 조립하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적들은 전기 모터의 샤프트의 축방향 부분 둘레에 회전식으로 축방향으로 고정된, 로터를 포함하는 전기 모터를 갖춘 냉동 시스템용 허메틱 압축기로서 달성되며, 상기 압축기는 로터 안쪽으로, 샤프트에 위치되고 그 부근에 회전식으로 축방향으로 고정된 튜브형 부싱을 포함한다. 로터 안쪽으로 샤프트의 조립은 샤프트의 축방향 부근 둘레의 튜브형 부싱을 제 1 조립 및 부착하고 난후 로터에 제공된 중심 홀속으로 튜브형 부싱을 보유하는 샤프트를 조립 및 부착함으로써 달성된다.

발명은 첨부된 도면을 참조로 보다 상세히 설명한다.

도 1에 따라, 본 발명은 도시되지 않은 압축기의 실린더 블록(3)에 부착되는 고정자(2)를 갖춘 전기 모터(1), 및 자석을 보유하고 실린더 블록(3)에 의해 지지되는 샤프트(6)의 축대 부분 둘레에 부착되고, 샤프트(6)를 지지하고 실린더 블록(3)의 상부에 한정되고 그 위에 상기 샤프트(6)의 플랜지부(6a)에 위치된 축대 베어링(7) 아래에 위치된 로터(4)를 중심으로 설명한다. 로터-자석 조립품은 예를 들어, 외부 커버(8)를 포함할 수 있다.

로터(4) 속으로의 샤프트(6)의 조립은 그 사이에서의 상대 운동을 피하기 위해서, 갭 없이 정확한 위치결정을 나타내야 한다.

모터 작동을 위해서는, 실린더 블록(3)과 로터(4) 사이에 축방향 갭뿐만 아니라, 축 베어링(7)의 홀과 샤프트(6) 사이의 방사상 갭이 제공되어야 하며, 모터에 고정된 부품들을 기준으로 자유롭게 회전하도록 로터(4) 및 샤프트(6) 양쪽에 허용할 필요가 있다. 그러나, 앞서 설명된 것처럼, 공지된 간섭(interference) 및 아교결합 기술에 의한 로터와 샤프트의 조립은 상기 방사상 및 축방향 갭 제공을 방해할 수 있다.

본 발명에 따라서, 각각 샤프트 사이, 및 로터와 베어링 사이에 상기 방사상 및 축방향 갭을 유지하고, 로터와의 부착을 위한 샤프트(6)의 결정된 축방향 저부를 둘러싸는 연장부가 있고, 축방향 갭 없이, 샤프트(6) 및 로터(4)의 축방향 부분에 회전식으로 축방향으로 부착되는 조립 시스템에 의해 로터와 샤프트의 부착이 이루어진다.

튜브형 부싱(10)은 샤프트(6)에 장착된 후, 로터(4)에 제공된 중심 홀과 거의 동일한 최소치로 샤프트(6)/튜브형 부싱(10) 조립품으로 직경이 결정되어, 예를 들어, 간섭 및/또는 아교결합 방법중 하나로 실온에서 샤프트/로터 조립이 이루어지도록 치수가 결정된다. 튜브형 부싱(10)은 로터(4)에 샤프트(6)를 장착한 후에, 로터(4)의 치수보다 축방향 연장부 치수가 우세하도록 결정된다.

본 발명의 예시된 실시예에 따라, 상단부(11)로부터의 튜브형 부싱(10)은, 로터(4) 속으로 부싱의 삽입을 위한 위치결정 및 제한 부재로서의 역할을 하고, 로터(4) 속으로 샤프트(6)를 삽입하는 지지체로서 역할을 하는 고리모양의 플랜지(12)를 포함한다. 부싱이 로터에 아교 결합된 경우에, 방사상 플랜지(12)는 또한 아교결합 수단용 축방향 보유 수단으로서 역할을 하여, 종래 기술에서 발생하는 것처럼 아교가 베어링에 이르는 것을 방지한다.

샤프트(6)에 튜브형 부싱(10)을 장착한 후에, 로터(4)의 중심홀 안쪽으로 조립품이, 예를 들어 실온에서의 간섭 및 소망하는 예비-설정된 샤프트/로터 위치결정에 따라 장착되며 이는 로터(4)에 정의된 지지 상부면상에 고리모양 플랜지를 위치시킴으로서 확실시된다.

샤프트(6)에 장착된 튜브형 부싱(10)이 간섭 또는 아교결합에 의해 로터(4)에 축방향으로 회전식으로 부착되는 것 외에, 상대 축방향 및 회전 운동에 대해 이들이 고정되도록, 상기 튜브형 부싱(10)과 로터(4) 사이에 제공된 잠금 수단을 사용함으로써 보유가 이루어질 수 있고, 상기 잠금 수단은, 예를 들어서, 상기 부품중 1개 이상에서 돌출되고 상기 다른 부품들 외에 제공된 각각의 그루브(20)에서 작동된다.

도 3 및 도 4에 도시된, 본 발명의 실시예에 따라서, 잠금 수단은 튜브형 부싱(10)의 측표면(13)에서 돌출하는 리브(30)를 포함하고, 직경방향으로 서로 대립되게 위치되고 상기 측표면의 결정된 축방향 연장부에 위치하고 로터(4)의 안쪽 내측면으로부터 제공된 각각의 그루브(20)에서 작동한다. 상기 실시예에서, 각각의 축방향 리브는 튜브형 부싱(10)의 고리모양의 플랜지(12)의 저부면(14)으로부터 연장된다.

도시되지 않았지만, 상기 각각의 리브(30)는 고리모양의 플랜지(12)의 저부면(14)에서의 저부 돌출부로서 제공될 수 있고 로터(4)의 상부면에 제공된 리세스 형상인 그루브(20)에서 작동한다.

도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 또다른 실시예에서, 각각의 리브(30)는 로터(4)의 안쪽 측면으로부터 돌출하고 튜브형 부싱(10)의 측면상에 제공된 해당 그루브(20)에서 작동한다.

도 7에 도시된 것처럼, 또다른 실시예에서, 잠금 장치는 각각 단부가 있는 로드(40)형태로, 튜브형 부싱(10) 및 로터(4)에 의해 한정된 부품중 하나에 각각 제공된 각각의 그루브에 고정된다.

본 발명의 방법은 상기 샤프트를 냉각시키거나 또는 로터를 가열하지 않고 로터와 샤프트가 조립되는 것을 가능케 한다는 장점이 있다. 또한, 샤프트(6) 부근에 위치되는 예열된 튜브형 부싱(10)의 사용은 샤프트 부근에 상기 튜브형 부싱(10)이 정밀하게 부착시켜, 샤프트와 튜브형 부싱의 아교결합을 없앨 수 있다.

뿐만 아니라, 아교결합에 의한 보유가 행해진 경우, 고리모양 플랜지를 갖춘 튜브형 부싱(10)의 제공은 나중에 로터가 조립될 때, 압축기 샤프트에 존재하는 기름이 접착제와 접촉하는 것을 없애, 접착성을 유지한다.

Claims (11)

1. 전기 모터의 샤프트(6)의 축방향 부분에 회전식으로 축방향으로 부착된, 로터(4)를 갖는 전기 모터를 포함하는 냉동 시스템용 허메틱 압축기로서, 로터(4) 안쪽에 상기 샤프트(6)의 상기 축방향 부분을 둘러싸도록, 샤프트(6) 상에 위치되고 회전식으로 축방향으로 부착된 튜브형 부싱(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 튜브형 부싱(10)이 부착되는 주변 샤프트(6)의 상기 축방향 부분의 외부 직경보다 약간 작은 공칭 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.
3. 제 2 항에 있어서, 튜브형 부싱(10)이 열수축에 의해 샤프트(6) 부근에 회전식으로 축방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.
4. 제 1 항에 있어서, 상대 운동에 대해 상기 부품들을 고정시키기 위해서, 튜브형 부싱(10)과 로터(4) 사이에 제공된 잠금 수단(30, 40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.
5. 제 4 항에 있어서, 잠금 수단(30, 40)이 튜브형 부싱(10) 및 로터(4)로 정의된 1개 이상의 부품으로부터 돌출하여, 상기 부품 외에 제공된 각각의 그루브(20)에서 작용하는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.
6. 제 5 항에 있어서, 잠금 수단(30, 40)이 튜브형 부싱(10) 및 로터(4)로 정의된 부품중 하나와 일체화되는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.
7. 제 5 항에 있어서, 잠금 수단이 로드(40) 형상이고, 각각은 튜브형 부싱(10) 및 로터(4)에 의해 정의된 각각의 부품에 제공된, 한쌍의 그루브(20)속에 고정된 단부가 있는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.
8. 제 1 항에 있어서, 튜브형 부싱(10)이 저부면(14)이 로터(4) 상에 위치된 주변 고리모양의 플랜지(12)를 보유한, 상단부(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.
9. 제 8 항에 있어서, 고리모양의 플랜지(12)의 저부면(14) 및 튜브형 부싱(10)의 측표면(13)을 한정하는 1개 이상의 부품으로부터 축방향으로 돌출하는 잠금 수단(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.
10. 제 1 항에 있어서, 샤프트(6)에 장착된 튜브형 부싱(10)이 로터(4)에 아교결합되는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.
11. 제 1 항에 있어서, 샤프트(6)에 장착된 튜브형 부싱(10)이 기계적인 간섭에 의해 로터(4)에 부착되는 것을 특징으로 하는 허메틱 압축기.