KR20030018248A

KR20030018248A - 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조

Info

Publication number: KR20030018248A
Application number: KR1020010051856A
Authority: KR
Inventors: 구인회; 이동수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2003-03-06
Also published as: US20030039569A1; KR100417425B1; CN1231675C; US6663363B2; CN1401908A

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조에 관한 것으로, 본 발명은 고정스크롤과, 그 고정스크롤에 치합하여 연속적으로 위치를 이동하는 압축실을 형성하도록 선회운동을 하는 선회스크롤과, 그 선회스크롤에 결합하여 구동모터의 회전력을 전달하도록 구동핀부를 구비한 구동축과, 상기 구동축의 구동핀부와 선회스크롤 사이에 개재하는 부시부재를 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 구동핀부의 길이를 부시부재의 길이 보다 짧게 형성함으로써, 구동핀부의 굽힘 모멘트를 줄여 응력집중으로 인한 구동핀부의 파손을 미연에 방지할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조{STRUCTURE FOR REDUCING PIN STRESS OF SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조에 관한 것으로, 특히 선회스크롤에 결합하여 회전력을 전달하는 구동핀부의 응력을 줄일 수 있는 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 통상 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식 그리고 베인식으로 구분한다.

스크롤식 압축기는 피스톤의 직선운동을 이용하는 왕복동식과는 달리 원심식이나 베인식과 같이 회전체를 이용하여 가스를 흡입 압축하여 토출한다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 스크롤 압축기는, 오일을 적정높이까지 채운 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(3)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(3) 사이에 장착하는 고정자(4A) 및 회전자(4B)로 이루어진 구동모터(4)와, 구동모터(4)의 회전자(4B) 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(4)의 회전력을 전달하는 구동축(5)과, 구동축에 결합하여 메인프레임(2)의 상면에 얹히는 선회스크롤(6)과, 선회스크롤(6)에 결합하여 복수 개의 압축실을 형성하도록 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(7)과, 고정스크롤(7)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입압 영역과 토출압 영역으로 구획하는 고저압 분리판(8)과, 고저압 분리판(8)의 상면에결합하여 토출한 가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)를 포함하여 구성되어 있다.

구동축(5)은 도 2에서와 같이 그 선단면에 선회스크롤(6)을 편심 회전시키기 위한 구동핀부(5a)를 편심지게 돌출 형성하고, 구동핀부(5a)에는 선회스크롤(6)의 보스부(6b)에 삽입하는 슬라이드 부시(10)를 삽입하여 이루어져 있다.

또, 슬라이드 부시(10)는 그 중앙부에 상기한 구동핀부(5a)의 슬라이딩면(미도시)과 미끄럼 접촉하도록 내주면 양측에 역시 가이드면(미도시)을 구비한 슬라이딩 구멍(10a)을 평면투영시 장공 모양으로 형성하여 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 6a 및 7a는 선회스크롤 및 고정스크롤의 랩, SP는 흡입관, DP는 토출관이다.

상기와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 인가된 전원에 의해 고정자(4A)의 내측에서 회전자(4B)가 구동축(5)과 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(6)은 고정스크롤(7)과의 랩(6a,7a) 사이에 압축실을 복수 개 형성하며, 이 압축실은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에서는, 전술한 바와 같이 구동핀부(5a)가 슬라이드 부시(10)에 접촉하여 구동모터(4)의 회전력을 선회스크롤(6)에 전달하므로 도 3에서와 같이 구동핀부(5a)가 굽힘 모멘트에 따른 응력을 받고 그 중에서도 특히 구동핀부(5a)의 시작단(M₁)에서 응력이 집중하면서장시간 사용시 구동핀부(5a)가 자칫 피로에 의해 파손할 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 구동축의 구동핀부에 작용하는 굽힘 모멘트를 줄여 응력에 의한 구동축의 파손을 미연에 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 스크롤 압축기에서 부시와 구동핀부의 형상과 조립상태를 보인 종단면도.

도 3은 종래 스크롤 압축기에서 구동핀부의 하중분포를 보인 개략도.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기에서 부시와 구동핀부의 형상과 조립상태를 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 구동핀부의 하중분포를 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

6 : 선회스크롤 6b : 보스부

100 : 구동축 110 : 구동핀부

111 : 슬라이딩면 111a : 단차부

200 : 슬라이드 부시(또는,편심부시) 210 : 슬라이딩 구멍

211 : 가이드면 211a : 단차부

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고정스크롤과, 그 고정스크롤에 치합하여 연속적으로 위치를 이동하는 압축실을 형성하도록 선회운동을 하는 선회스크롤과, 그 선회스크롤에 결합하여 구동모터의 회전력을 전달하도록 구동핀부를 구비한 구동축과, 상기 구동축의 구동핀부와 선회스크롤 사이에 개재하는 부시부재를 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 구동핀부의 길이를 부시부재의 길이 보다 짧게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조를 제공한다.

또, 상기 구동핀부의 외주면에 단차부를 음각지게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조를 제공한다.

또, 상기 구동부재에 대향하는 부시부재의 내주면에 단차부를 음각지게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기에서 부시와 구동핀부의 형상과 조립상태를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 구동핀부의 하중분포를 보인 개략도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조는, 고정스크롤(미도시)과 함께 압축실을 형성하는 선회스크롤(6)의 보스부(6b)에 슬라이드 부시(200)를 개재하여 구동축(100)의 구동핀부(110)를 삽입하되, 구동핀부(110)의 길이를 슬라이드 부시(또는, 편심부시)(200)의 길이에 비해 짧게 형성하여 이루어진다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 구동축(100)은 상단측 선단면에 선회스크롤(6)의 보스부(6b)에 삽입하여 그 선회스크롤(6)을 편심 회전시키기 위한 구동핀부(110)를 편심 형성한다.

구동핀부(110)는 양 측면에 후술할 슬라이드 부시(200)의 가이드면(211)과 미끄럼 접촉하도록 슬라이딩면(111)을 면절삭하여 형성한다.

슬라이드 부시(200)는 구동축(100)의 구동핀부(110)가 미끄러지도록 삽입하는 슬라이딩 구멍(210)을 평면투영시 장공 모양으로 형성하고, 슬라이딩 구멍(210)의 양측면에는 구동핀부(110)의 슬라이딩면(111)에 대응하도록 역시 가이드면(211)을 형성한다.

여기서, 구동핀부(110)는 전술한 같이 그 구동핀부(110)의 길이가 슬라이드 부시(200)의 길이에 비하여 절반 이상이 되도록 짧게 형성하거나, 도 4에서와 같이 구동핀부(110)의 슬라이딩면(111) 길이(l₂)가 슬라이드 부시(200)의 가이드면(211) 길이(L) 보다 짧도록 구동핀부(110)의 슬라이딩면(111) 끝단쪽에 단차부(111a)를음각지게 형성함과 아울러 슬라이드 부시(200)의 가이드면(211) 끝단쪽에 역시 단차부(211a)를 음각지게 형성할 수 있다.

물론, 구동핀부(110)의 슬라이딩면(111)이나 슬라이드 부시(200)의 가이드면(211) 중에서 어느 한쪽 면에만 단차부(111a)(211a)를 형성할 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같이 본 발명 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 구동모터(미도시)의 구동에 의해 구동축(100)이 회전을 하면, 구동축(100)에 편심 결합한 선회스크롤(6)이 일정한 궤적을 따라 선회운동을 하고, 이 과정에서 선회스크롤(6)과 고정스크롤(미도시) 사이에는 압축실이 선회운동의 중심으로 연속적으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하였다가 토출한다.

여기서, 구동모터(미도시)의 회전력은 구동축(100)의 구동핀부(110)를 통해 그 구동핀부(110)가 삽입 결합한 슬라이드 부시(200)에 전달되고, 그 슬라이드 부시(200)가 선회스크롤(6)의 보스부(6b)에 상기한 회전력을 전달하여 결국 선회스크롤(6)이 구동핀부(110)를 중심으로 선회하게 된다.

이때, 도 5에서와 같이 구동핀부(110)의 길이(l₂)가 슬라이드 부시(200)의 길이(L) 보다 짧거나 또는 구동핀부(110)의 끝단 및 슬라이드 부시(200)의 끝단에 단차부(111a)(211a)를 음각지게 형성하는 경우에는 구동핀부(110)와 슬라이드 부시(200) 사이의 접촉면 길이가 짧아져 구동핀부(110)의 굽힘 모멘트가 감소하고이를 통해 구동핀부(110)의 응력집중을 효과적으로 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조는, 구동핀부의 길이를 슬라이드 부시의 길이 보다 짧게 형성하거나 또는 구동핀부와 슬라이드 부시의 접촉면에 단차부를 음각지게 형성함으로써, 구동핀부의 굽힘 모멘트를 줄여 응력집중으로 인한 구동핀부의 파손을 미연에 방지할 수 있다.

Claims

고정스크롤과, 그 고정스크롤에 치합하여 연속적으로 위치를 이동하는 압축실을 형성하도록 선회운동을 하는 선회스크롤과, 그 선회스크롤에 결합하여 구동모터의 회전력을 전달하도록 구동핀부를 구비한 구동축과, 상기 구동축의 구동핀부와 선회스크롤 사이에 개재하는 부시부재를 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 구동핀부의 길이를 부시부재의 길이 보다 짧게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조.
고정스크롤과, 그 고정스크롤에 치합하여 연속적으로 위치를 이동하는 압축실을 형성하도록 선회운동을 하는 선회스크롤과, 그 선회스크롤에 결합하여 구동모터의 회전력을 전달하도록 구동핀부를 구비한 구동축과, 상기 구동축의 구동핀부와 선회스크롤 사이에 개재하는 부시부재를 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 구동핀부의 외주면에 단차부를 음각지게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조.
고정스크롤과, 그 고정스크롤에 치합하여 연속적으로 위치를 이동하는 압축실을 형성하도록 선회운동을 하는 선회스크롤과, 그 선회스크롤에 결합하여 구동모터의 회전력을 전달하도록 구동핀부를 구비한 구동축과, 상기 구동축의 구동핀부와 선회스크롤 사이에 개재하는 부시부재를 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 구동부재에 대향하는 부시부재의 내주면에 단차부를 음각지게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 단차부는 구동핀부의 끝단측에 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조.
제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,

상기 구동핀부와 부시부재 사이의 접촉면 길이는 부시부재의 전체 길이 대비 절반 이상인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 핀응력 저감 구조.