KR20030043020A

KR20030043020A - 밀폐형 압축기의 회전기구부

Info

Publication number: KR20030043020A
Application number: KR1020010073976A
Authority: KR
Inventors: 이신희
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2003-06-02
Also published as: KR100816832B1

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 회전기구부에 관한 것이다. 본 발명에서는 프레임(20)의 상면에 형성되어 크랭크축(30)을 지지하는 트러스트면(24)과 크랭크축(30)의 지지면(38) 사이의 접촉면적을 최소화하였다. 이를 위해 상기 트러스트면(24)은 프레임(20)의 중앙통공(22)을 향해 하향 경사지는 내측경사면(26)과 상기 내측경사면(26)과 반대반향으로 하향 경사지는 외측경사면(25)으로 구성된다. 상기 내측경사면(26)과 외측경사면(25)이 만나는 부분인 봉우리(27)는 상기 중앙통공(22)의 주변부를 둘러 원형으로 형성된다. 상기 트러스트면(24)에는 지지면(38)이 지지된다. 상기 지지면(38)은 크랭크축(30)의 편심핀(34)과 균형추(36)의 하면에 형성되는 것으로 크랭크축(30)의 회전중심을 향해 하향 경사지게 형성된다. 상기 균형추(36)의 상면에서 상기 지지면(38)의 일측까지 관통되어서는 오일홀(37)이 형성되어 있다. 상기 오일홀(37)은 상기 크랭크축(30)의 지지면(38)과 트러스트면(24) 사이에 오일을 공급한다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 크랭크축의 초기구동력이 최소화하고 크랭크축의 회전시에 프레임과의 마찰력이 최소화되는 이점이 있다.

Description

밀폐형 압축기의 회전기구부{Rotating portion for hermetic compressor}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터부의 회전력을 전달받아 회전하여 압축기구부를 동작시키는 회전기구부에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 커넥팅로드 방식의 밀폐형 압축기의 내부 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)의 내부에는 밀폐된 공간이 구비되고, 상기 공간에는 프레임(2)이 설치되어 있다. 상기 프레임(2)에는 아래에서 설명될 회전자(4)와의 전자기적 상호작용에 의해 크랭크축(5)을 회전시켜 주기 위한 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1)의 내부에 지지되어 있다.

그리고, 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되어 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 크랭크축(5)과 함께 회전된다.

상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있다. 그리고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있다. 상기 크랭크축(5)의 하단에는 하부용기(1b)의 저면에 있는 오일(L)을 크랭크축(5)에 형성되어 있는 오일유로(5a)로 빨아 올리기 위한 오일피스(5d)가 설치되어 있다. 여기서 상기 오일유로(5a)는 상기 크랭크축(5)의 회전중심축과 동축으로 형성되어 있다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 피스톤(7)이 설치되어 있는데, 상기 피스톤(7)은 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)에 의해 연결되어 있다. 여기서 상기 편심핀(5b)은 상기 커넥팅로드(8)의 크랭크축연결부(8a)와 연결되고, 피스톤(7)과 커넥팅로드(8)의 피스톤연결부(8b)는 피스톤핀(7')에 의해 연결된다.

그리고 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 작동유체의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 상기 밸브어셈블리(9)에는 헤드커버(10)가 장착되고, 상기 헤드커버(10)의 장착과 함께 흡입머플러(11)가 설치된다. 상기 흡입머플러(11)는 상기 밸브어셈블리(9)를 통해 실린더(6) 내부에 있는 압축실(6')과 연통되어 있다.

도면중 미설명 부호 12는 작동유체를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 작동유체를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.

한편, 도 2에는 크랭크축(5)이 상기 프레임(2)에 회전가능하게 지지된 부분이 상세도로 도시되어 있다. 이에 따르면, 상기 크랭크축(5)의 균형추(5c)와 편심핀(5b)의 하부에 해당되는 지지면(5t)이 상기 프레임(2)의 상면에 형성된 트러스트면(2t)에 안착된 상태로 지지된다. 즉, 상기 크랭크축(5) 자체의 하중과 상기 회전자(4)의 하중은 상기 트러스트면(2t)에 의해 지지된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 크랭크축(5)이 지지되는 프레임(2)의 트러스트면(2t)은 상기 크랭크축(5)의 지지면(5t)과 면접촉을 하게 된다. 따라서 압축기의 초기기동시나 운전정지후 재기동시에 구동부하가 크게 증가한다. 따라서 심한 경우 초기기동시에상기 지지면(5t)과 상기 트러스트면(2t) 사이의 마찰력에 의해 상기 크랭크축(5)이 회전되지 못하는 문제가 발생한다.

또한 상기 크랭크축(5) 내부의 오일유로(5a)를 통해 흡상되어 편심핀(5b)의 상부로 토출되는 오일(L)이 상기 지지면(5t)과 트러스트면(2t) 사이에는 제대로 전달되지 않아 이들 사이의 마찰력이 더욱 크게 되는 문제점이 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크랭크축과 프레임 사이의 접촉면적을 최소화하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 크랭크축과 프레임 사이의 습동부에 상대적으로 많은 오일을 공급할 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 회전기구부의 구성을 보인 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 회전기구부의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 4는 본 발명 실시예에서 오일이 크랭크축의 회전시에 오일이 유동되는 것을 보인 동작상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 프레임22: 중앙통공

24: 트러스트면25: 외측경사면

26: 내측경사면27: 봉우리

30: 크랭크축32: 오일유로

34: 편심핀36: 균형추

37: 오일홀38: 지지면

40: 회전자50: 커넥팅로드

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 상하로 관통하여 중앙통공이 형성되고 상기 중앙통공의 가장자리에 해당되는 상면을 둘러 상기 중앙통공을 향하는 내측경사면과 상기 중앙통공의 원심방향으로 향하는 외측경사면으로 구성되는 트러스트면을 구비하는 프레임과, 회전자의 회전에 의해 회전되고 상기 중앙통공을 관통하여 설치되고 그 지지면이 상기 트러스트면과 선접촉하여 프레임에 회전가능하게 지지되는 크랭크축을 포함하여 구성된다.

상기 크랭크축을 관통하여서는 오일을 흡상시키는 오일유로가 구비되는데, 상기 오일유로를 통해 크랭크축의 상단부로 비산된 오일을 상기 트러스트면으로 안내하는 오일홀이 상기 크랭크축의 균형추를 관통하여 형성된다.

상기 지지면은 상기 크랭크축의 상부에 형성된 균형추와 편심핀의 하부에 형성된 것으로 그 외주에서 상기 크랭크축의 회전중심을 향해 경사지게 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 회전기구부에 의하면 크랭크축과 이를 지지하는 프레임 사이의 접촉면적이 최소화되어 이들 사이의 마찰력이 줄어들게 되므로 크랭크축의 회전이 보다 원활하게 이루어지고 상기 크랭크축과 프레임 사이의 습동부로 오일이 보다 원활하게 전달되는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 회전기구부의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 회전기구부의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 프레임(20)은 밀폐용기의 내부에 안착되는 것으로, 그 중앙을 상하로 관통하여 중앙통공(22)이 형성된다. 상기 중앙통공(22)의 가장자리에 해당되는 프레임(20)의 상면에는 트러스트면(24)이 형성된다. 상기 트러스트면(24)은 아래에서 설명될 크랭크축(30)의 지지를 위한 것으로 상기 중앙통공(22)의 원심방향으로 하향 경사지게 형성되는 외측경사면(25)과 상기 중앙통공(22)의 중심방향으로 하향 경사지게 형성되는 내측경사면(26)으로 이루어진다. 상기 내측경사면(26)과 외측경사면(25)이 서로 만나는 부분인 봉우리(27)는 가장 높이가 높은 부분으로 크랭크축(30)의 지지면(38)과 접촉되는 부분이다. 여기서 상기 봉우리(27)는 상기 프레임(20)을 상부에서 평면도로 보면 원을 이루게 된다.

크랭크축(30)은 상기 프레임(20)의 중앙통공(22)을 관통하여 설치되어 회전되는 것이다. 상기 크랭크축(30)의 회전은 모터부를 구성하는 회전자(40)의 회전에 의해 이루어지는데, 상기 크랭크축(30)의 중간 하부는 회전자(40)를 관통하여 압입되어 있다. 따라서 상기 크랭크축(30)과 회전자(40)는 일체로 회전된다. 상기 크랭크축(30)의 내부를 관통하여서는 오일이 흡상되는 오일유로(32)가 형성되어 있다.

상기 크랭크축(30)의 상단부에는 크랭크축(30)의 회전중심에서 소정 거리 편심되게 편심핀(34)이 형성되어 있다. 따라서 상기 편심핀(34)은 크랭크축(30)의 회전에 의해 소정의 원을 그리면서 회전한다. 상기 편심핀(34)에는 커넥팅로드(50)의 대단부(52)가 연결된다. 상기 커넥팅로드(50)는 크랭크축(30)의 회전운동을 피스톤의 직선왕복운동으로 변환한다.

상기 크랭크축(30)의 상단부에는 상기 편심핀(34)이 편심되게 형성되어 크랭크축(30)의 회전중에 회전불균형이 생기므로 이를 제거하기 위해 균형추(36)가 형성된다. 상기 균형추(36)에는 상기 편심핀(34)을 관통하여 형성된 오일유로(32)에서 비산되는 오일을 상기 트러스트면(24)으로 전달하도록 하는 오일홀(37)이 형성된다. 상기 오일홀(37)은 상기 균형추(36)의 상면에서 하면으로 관통하여 형성된다. 본 실시예에서 상기 오일홀(37)의 천공위치는 상기 트러스트면(24)의 내측경사면(26)과 대응되는 위치이나, 반드시 그러한 것은 아니며 설계조건에 따라서는 상기 외측경사면(25)과 대응되는 위치에 형성할 수도 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 회전기구부의 작용을 상세하게 설명한다.

본 발명에서 상기 크랭크축(30)은 프레임(20)의 중앙통공(22)을 관통하여 설치된다. 상기 크랭크축(30)의 중간하단에는 모터부의 회전자(40)가 일체로 회전되게 설치되고, 상단의 편심핀(34)에는 커넥팅로드(50)의 대단부(52)가 연결된다.

상기 크랭크축(30)의 지지면(38)은 상기 프레임(20)의 트러스트면(24)에 지지된다. 특히 상기 지지면(38)은 상기 트러스트면(24)의 봉우리(27)에 안착되어 지지면(38)과 트러스트면(24)은 선접촉한다. 이와 같이 되면 상기 크랭크축(30)과 트러스트면(24) 사이의 접촉면적이 상대적으로 줄어들게 되고, 상기 크랭크축(30)의 기동에 필요한 힘이 최소화된다. 특히 초기기동에 필요한 힘은 상대적으로 크게 줄어들게 된다.

한편, 상기 크랭크축(30)이 회전하게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 크랭크축(30)의 내부를 관통하여 형성되어 있는 오일유로(32)를 통해 오일이 흡상된다. 상기 오일유로(32)는 일반적으로 크랭크축(30)의 하단부에서는 크랭크축(30)의 내부를 통과하여 형성되고, 상기 프레임(20)과 대응되는 위치에서는 습동부에 오일을 공급하기 위해 크랭크축(30)의 외주면을 따라 형성된다. 그리고 크랭크축(30)의 상단부에서는 오일유로(32)가 상기 편심핀(34)의 내부를 통해 편심핀(34)의 상단 또는 상단 외주면 일측을 관통하여 크랭크축(30)의 상부로 오일을 비산시키도록 형성된다.

따라서 상기 편심핀(34)을 통해 크랭크축(30)의 상부로 비산된 오일중 일부는 상기 균형추(36)의 상면에 낙하되고 상기 오일홀(37)로 전달된다. 상기 오일홀(37)로 전달된 오일은 상기 트러스트면(24)과 지지면(38) 사이로 전달되어 이들 사이의 윤활역할을 한다.

그리고, 상기 트러스트면(24)과 지지면(38) 사이에서 윤활작용을 한 오일은 그 일부가 프레임(20)의 중앙통공(22)으로 전달되어 프레임(20)과 크랭크축(30) 사이에서 윤활작용을 한다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 회전기구부는 회전자의 회전력에 의해 회전하는 크랭크축이 프레임과 접촉하는 면적이 최소화되므로 크랭크축의 기동에 필요한 힘이 줄어들게 되어 압축기의 기동시에 필요한 초기구동력이 크게 줄어들게 된다.

이에 더해, 크랭크축의 지지면과 프레임의 트러스트면 사이에 윤활을 위한 오일을 공급할 수 있어 이들 사이에 윤활이 원활하게 되어 구동부하가 줄어들고 마모가 최소화되어 압축기의 동작신뢰성이 오랜 동안 유지되는 이점이 있다.

Claims

상하로 관통하여 중앙통공이 형성되고 상기 중앙통공의 가장자리에 해당되는 상면을 둘러 상기 중앙통공을 향하는 내측경사면과 상기 중앙통공의 원심방향으로 향하는 외측경사면으로 구성되는 트러스트면을 구비하는 프레임과,

회전자의 회전에 의해 회전되고 상기 중앙통공을 관통하여 설치되고 그 지지면이 상기 트러스트면과 선접촉하여 프레임에 회전가능하게 지지되는 크랭크축을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 회전기구부.
제 1 항에 있어서, 상기 크랭크축을 관통하여서는 오일을 흡상시키는 오일유로가 구비되는데, 상기 오일유로를 통해 크랭크축의 상단부로 비산된 오일을 상기 트러스트면으로 안내하는 오일홀이 상기 크랭크축의 균형추를 관통하여 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 회전기구부.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지면은 상기 크랭크축의 상부에 형성된 균형추와 편심핀의 하부에 형성된 것으로 그 외주에서 상기 크랭크축의 회전중심을 향해 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 회전기구부.