KR20030066444A

KR20030066444A - 공기공급장치

Info

Publication number: KR20030066444A
Application number: KR10-2003-0006701A
Authority: KR
Inventors: 사쿠다아쓰시; 사와이기요시; 이이다노보루
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2003-08-09
Also published as: JP2003227476A; EP1333179A2; EP1333179A3; US20030147763A1; US6887051B2; CN1436935A

Abstract

스크롤스프링의 높이치수를 크게 구성할 수 있는 공기공급장치를 제공하는 것.

모터 프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터 샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 모터샤프트의 양 끝단이 제 1 축받이와 제 2 축받이로 회전자유롭게 유지되고, 상기 메카샤프트의 일끝단측이 상기 제 2 축받이로 유지되는 것을 특징으로 하는 공기공급장치.

Description

공기공급장치{AIR SUPPLY APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 엔진의 슈퍼차지나 연료전지의 공기압축기로서 이용되는 공기공급장치에 관한 것이다.

종래부터, 가스압축기로서 몇 가지의 타입이 실현되고 있으며, 스크롤압축기도 그 하나이다.

스크롤압축기는, 그 기구로부터 저진동성이나 저소음성에 뛰어나지만, 토출량을 늘리기 위해서는, 스크롤스프링의 높이치수를 크게 하거나, 지름방향치수를 확대함으로써 압축공간을 확대해야 한다.

그러나, 스크롤스프링을 지름방향으로 확대하면, 회전에 의해서 생기는 원심력이 커져서, 샤프트를 포함한 다른 부재의 대형화를 초래하여 버린다.

그래서 본 발명은, 스크롤스프링의 높이치수를 크게 구성할 수 있는 공기공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 그 때문에, 본 발명은 모터샤프트와 메카샤프트의 센타맞춤이 용이하게 되고, 또한 전달효율의 향상을 꾀할 수 있는 공기공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링과의 빈틈을 소정간격으로 유지할 수가 있는 공기공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 메카샤프트와 선회스크롤과의 사이에서 새는 압축공기의 역류를 방지함으로써, 효율저하를 방지할 수가 있는 공기공급장치를 제공하는 것을목적으로 한다.

또한 본 발명은, 저속시에서의 선회스크롤의 이탈을 억제함과 동시에 진동을 억제할 수 있는 공기공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 선회스크롤스프링이나 고정스크롤스프링의 손상을 방지할 수가 있는 공기공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 오일프리의 공기공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 공기공급장치의 전체구성을 나타내는 측면단면도.

도 2는 본 실시예에 의한 공기공급장치의 샤프트를 나타내는 측면도.

도 3은 본 실시예에 의한 공기공급장치의 선회스크롤을 나타내는 측면단면도.

도 4는 본 실시예에 의한 공기공급장치의 선회스크롤을 나타내는 정면도.

도 5는 본 실시예에 의한 공기공급장치의 선회스크롤을 나타내는 배면도.

도 6은 본 실시예에 의한 공기공급장치의 고정스크롤을 나타내는 측면단면도.

도 7은 본 실시예에 의한 공기공급장치의 고정스크롤을 나타내는 정면도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 샤프트의 측면도.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 샤프트의 측면도.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 샤프트의 측면도.

도 11은 본 실시예에 의한 공기공급장치의 조립상태를 설명하기 위한 측면단면도.

도 12는 본 실시예에 의한 공기공급장치의 조립상태를 설명하기 위한 측면단면도.

도 13은 본 실시예에 의한 선회스크롤의 선회동작에 의해서 형성되는 압축공간을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 모터부11 : 모터프레임

12 : 스테이터13 : 로터

20 : 압축부21 : 선회스크롤

21A : 선회스크롤스프링21B, 22B : 칩시일

21C : 샤프트 관통구멍21D : 보스부

21G : 랩보강부21K : 절결부

22 : 고정스크롤22A : 고정스크롤스프링

22C : 토출포트22L, 22M : 리브

23 : 자전구속부재(크랭크핀)40 : 샤프트

41 : 모터샤프트42 : 메카샤프트

43 : 스냅링44 : 예압스프링

45 : 샤프트시일51 : 제 1 케이싱

52 : 제 2 케이싱71,72 : 축받이

73 : 편심축받이

청구항 1에 기재된 본 발명의 공기공급장치는, 모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 모터샤프트의 양끝단이 제 1 축받이와 제 2 축받이로 회전자유롭게 유지되어, 상기 메카샤프트의 일끝단측이 상기 제 2 축받이로 유지되는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 본 발명의 공기공급장치는, 모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며,상기 모터샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 메카샤프트의 지름을 상기 모터샤프트의 지름의 1.0배에서 1.5배로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 본 발명의 공기공급장치는, 모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 선회스크롤을 2개의 축받이로 상기 메카샤프트에 유지하고, 2개의 상기 축받이의 사이에 샤프트시일을 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 본 발명의 공기공급장치는, 모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 선회스크롤을 축받이로 상기 메카샤프트에유지하고, 상기 선회스크롤을 상기 고정스크롤로부터 이격하는 방향으로, 상기 축받이를 가압하는 예압스프링을 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 본 발명의 공기공급장치는, 모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 선회스크롤의 한쪽 면에는, 선회스크롤스프링이 소정의 높이로 세워 설치되고, 상기 선회스크롤스프링의 중심부에는 보스부가 세워 형성되며, 상기 보스부의 바깥둘레면과 상기 선회스크롤스프링과의 사이에는 랩보강부가 형성되고, 상기 랩보강부는 상기 선회스크롤스프링의 중심측 끝단부로부터 소정의 길이, 상기 선회스크롤스프링보다도 낮은 높이로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재된 본 발명의 공기공급장치는, 모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 고정스크롤의 한쪽 면에는, 고정스크롤스프링이 소정의 높이로 세워 설치되고, 상기 고정스크롤스프링의 바깥둘레측 끝단부와 중심측 끝단부에는 리브를 형성하며, 상기 리브는 상기 고정스크롤스프링을 더욱 연장하여 구성됨과 동시에, 상기 고정스크롤스프링보다도 낮은 높이로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 기재된 본 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6에 기재된 공기공급장치에 있어서, 상기 메카샤프트를 상기 모터샤프트에 대하여 편심시키는 크랭크부에 밸런스 웨이트를 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 8에 기재된 본 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6에 기재된 공기공급장치에 있어서, 상기 메카샤프트와 상기 모터샤프트를 일체로 구성한 것을 특징으로 한다.

청구항 9에 기재된 본 발명은, 청구항 7에 기재된 공기공급장치에 있어서, 상기 밸런스 웨이트와 상기 크랭크부를 일체로 구성한 것을 특징으로 한다.

청구항 10에 기재된 본 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6에 기재된 공기공급장치에 있어서, 상기 선회스크롤에 세워 설치된 선회스크롤스프링의 측면과, 상기 고정스크롤에 세워 설치된 고정스크롤스프링의 측면과는, 서로 접촉하지 않도록 빈틈을 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 11에 기재된 본 발명은, 청구항 10에 기재된 공기공급장치에 있어서, 상기 선회스크롤스프링과 상기 고정스크롤스프링과의 앞 끝단의 끝단면에는, 각각 칩시일이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 12에 기재된 본 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6에 기재된 공기공급장치에 있어서, 상기 자전구속부재를 크랭크핀에 의해서 구성하고, 상기 크랭크핀은, 각각의 축 끝단에 축받이를 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 13에 기재된 본 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6에 기재된 공기공급장치에 있어서, 상기 선회스크롤의 무게중심을 상기 메카샤프트의 축중앙에 맞추기 위해 절결부를, 상기 선회스크롤의 배면에 형성한 것을 특징으로 한다.

청구항 14에 기재된 본 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6에 기재된 공기공급장치에 있어서, 상기 메카샤프트의 양 끝단에 밸런스 웨이트를 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 15에 기재된 본 발명의 공기공급장치의 조립방법은, 원통형상의 모터프레임과, 상기 모터프레임내면에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 상기 모터프레임의 일끝단측 끝단면을 밀봉하는 모터축받이 플레이트를 가지고, 상기 모터축받이 플레이트의 중심부에 구비한 제 1 축받이에 의해서 상기 모터샤프트의 일끝단측 끝단부를 회전자유롭게 유지하여 모터부가 구성되며, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤을 가지고, 상기 선회스크롤에 세워 설치된 선회스크롤스프링과, 상기 고정스크롤에 세워 설치된 고정스크롤스프링이 서로 맞물리도록 배치되어 압축부가 구성되고, 상기 모터프레임의 다른 끝단측 끝단면과 상기 압축부의 일끝단측 끝단면을 밀봉하는 칸막이판을 가지며, 상기 칸막이판의 중심부에 구비한 제 2 축받이에 의해서 상기 모터샤프트의 다른 끝단측끝단부를 회전자유롭게 유지하여 케이싱이 구성되고, 상기 모터샤프트와 상기 메카샤프트가 일체형으로서 샤프트가 구성되는 공기공급장치의 조립방법으로서, 상기 모터부를 미리 조립하여, 상기 샤프트가 상기 제 1 축받이와 상기 제 2 축받이에 의해서 2점 지지된 상태에서, 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 상기 샤프트의 다른 끝단측에서 삽입하여 센타맞추기를 행하는 것을 특징으로 한다.

청구항 16에 기재된 본 발명의 공기공급장치의 조립방법은, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤을 가지고, 상기 선회스크롤에 세워 설치된 선회스크롤스프링과, 상기 고정스크롤에 세워 설치된 고정스크롤스프링이 서로 맞물리도록 배치되어 압축부가 구성되며, 상기 압축부의 일끝단측 끝단면을 밀봉하는 칸막이판을 가지고, 상기 칸막이판의 중심부에 구비한 축받이에 의해서 상기 모터샤프트의 다른 끝단측 끝단부를 회전자유롭게 유지하여 케이싱이 구성되고, 모터샤프트와 상기 메카샤프트가 일체형으로서 샤프트가 구성되는 공기공급장치의 조립방법으로서, 상기 샤프트가 상기 축받이와 상기 모터샤프트의 일끝단측을 유지하는 지그에 의해서 2점 지지된 상태에서, 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 상기 샤프트의 다른 끝단측에서 삽입하여 센타맞추기를 하는 것을 특징으로 한다.

[발명의 실시형태]

본 발명에 의한 제 1 실시형태의 공기공급장치는, 모터샤프트의 양 끝단이 제 1 축받이와 제 2 축받이로 회전자유롭게 유지되고, 메카샤프트의 일끝단측이 제 2 축받이로 유지된 것이다. 본 실시형태는, 모터샤프트와 메카샤프트가 연결되어있고, 메카샤프트가 선회스크롤과 고정스크롤을 관통하여, 선회스크롤의 양 끝단에서 메카샤프트가 유지된 것이기 때문에, 모터샤프트와 메카샤프트로 이루어지는 샤프트는, 3가지의 축받이로 유지되게 되고, 제 2 축받이를 공용하는 형태로 모터샤프트와 메카샤프트는 어느 것이나 양 끝단 유지의 구조가 된다. 본 실시형태에 의하면, 모터샤프트와 메카샤프트 사이에 다른 연결부재나 동력전달기구를 가지지 않은 구조가 되기 때문에, 모터샤프트와 메카샤프트의 센타맞춤이 용이하게 되고, 또한 전달효율의 향상을 꾀할 수 있다. 또한, 모터샤프트와 메카샤프트의 센타맞춤이 용이하게 되어, 샤프트의 기울어짐을 방지할 수 있기 때문에, 선회스크롤의 고정스크롤에 대한 기울어짐을 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링과의 빈틈을 소정간격으로 유지할 수 있기 때문에, 압축효율의 저하나 기기의 손상을 방지할 수가 있다. 또한, 본 실시형태에 의하면, 샤프트는 3가지의 축받이로 지지함과 동시에, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링과의 빈틈을 소정간격으로 유지할 수 있기 때문에, 오일프리의 공기공급장치를 실현할 수가 있다.

본 발명에 의한 제 2 실시형태의 공기공급장치는, 메카샤프트의 지름을 모터샤프트의 지름의 1.0배에서 1.5배로 한 것이다. 본 실시형태는, 메카샤프트의 지름을 모터샤프트의 지름의 1.0배에서 1.5배로 함으로써 선회스크롤이나 샤프트 자체의 원심력에 의한 휘어짐을 저감할 수 있다. 따라서 본 실시형태에 의하면, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링과의 빈틈을 소정간격으로 유지할 수 있기 때문에, 압축효율의 저하나 기기의 손상을 방지할 수가 있다. 또한, 본 실시형태에 의하면, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링과의 빈틈을 소정간격으로 유지할 수 있기 때문에, 오일프리의 공기공급장치를 실현할 수가 있다.

본 발명에 의한 제 3 실시형태의 공기공급장치는, 선회스크롤을 2개의 축받이로 메카샤프트에 유지하고, 2개의 축받이의 사이에 샤프트시일을 설치한 것이다. 본 실시형태는, 메카샤프트가 선회스크롤과 고정스크롤을 관통하여, 선회스크롤의 양 끝단에서 메카샤프트가 유지된 것이기 때문에, 압축공기가 메카샤프트와 선회스크롤과의 사이에 들어가게 된다. 본 실시형태에 의하면, 메카샤프트와 선회스크롤과의 사이에서 새는 압축공기의 역류를 샤프트시일로 방지함으로써, 효율저하를 방지할 수가 있다. 또한, 본 실시형태에 의하면, 축받이내에 봉입된 그리스가 압축공기의 흐름에 의해 새어나가는 것을 방지할 수 있으므로, 선회스크롤을 유지하는 축받이의 기능을 유지할 수가 있어, 오일프리의 공기공급장치를 실현할 수가 있다.

본 발명에 의한 제 4 실시형태의 공기공급장치는, 선회스크롤을 축받이로 메카샤프트에 유지하고, 선회스크롤을 고정스크롤로부터 이격되는 방향으로, 축받이를 가압하는 예압스프링을 설치한 것이다. 본 실시형태는, 예압스프링에 의해서, 선회스크롤을 고정스크롤로부터 이격되는 방향, 즉 스러스트방향으로 가압력을 부여하기 때문에, 저속시에서의 선회스크롤의 이탈을 억제함과 동시에 진동을 억제할 수 있다.

본 발명에 의한 제 5 실시형태의 공기공급장치는, 보스부의 바깥둘레면과 선회스크롤스프링과의 사이에 랩보강부가 형성되고, 랩보강부는 선회스크롤스프링의 중심측 끝단부로부터 소정의 길이, 선회스크롤스프링보다도 낮은 높이로 설치된 것이다. 본 실시형태는, 선회스크롤스프링의 중심측 끝단부로부터 소정의 길이로 랩보강부를 형성함으로써, 특히 고압이 작용하는 부분의 선회스크롤스프링의 강도를 확보하여, 선회스크롤스프링의 손상을 방지할 수가 있다. 또한 랩보강부를 선회스크롤스프링보다도 낮은 높이로 형성함으로써, 압축공기의 토출경로를 확보할 수가 있다.

본 발명에 의한 제 6 실시형태의 공기공급장치는, 고정스크롤의 한쪽 면에 고정스크롤스프링이 소정의 높이로 세워 설치되고, 이 고정스크롤스프링의 바깥둘레측 끝단부와 중심측 끝단부에는 리브를 형성하며, 리브는, 고정스크롤스프링을 더욱 연장하여 구성됨과 동시에, 고정스크롤스프링보다도 낮은 높이로 형성된 것이다. 본 실시형태는, 고정스크롤스프링의 바깥둘레측 끝단부와 중심측 끝단부에 리브를 형성함으로써, 고정스크롤스프링의 강도를 확보할 수 있으므로 스프링높이를 높게 할 수가 있다.

본 발명에 의한 제 7 실시형태는, 제 1 내지 제 6 실시형태에 있어서의 공기공급장치에 있어서, 메카샤프트를 모터샤프트에 대하여 편심시키는 크랭크부에 밸런스 웨이트를 설치한 것이다. 본 실시형태는, 선회스크롤이나 메카샤프트 자체의 원심력에 의한 휘어짐을, 양 끝단 지지구조가 되는 메카샤프트에 밸런스 웨이트를 배치함으로써, 근접한 위치에서 휘어짐을 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 제 8 실시형태는, 제 1 내지 제 6 실시형태에 있어서의 공기공급장치에 있어서, 메카샤프트와 모터샤프트를 일체로 구성한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 메카샤프트와 모터샤프트와의 센타맞춤을 조립시에 행할 필요가 없어전달효율을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 제 9 실시형태는, 제 7 실시형태에 있어서의 공기공급장치에 있어서, 밸런스 웨이트와 크랭크부를 일체로 구성한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 밸런스 웨이트와 크랭크부를 따로따로 절삭제조할 필요가 없어 조립할 때의 밸런스를 고려할 필요도 없다.

본 발명에 의한 제 10 실시형태는, 제 1 내지 제 6 실시형태에 있어서의 공기공급장치에 있어서, 선회스크롤에 세워 설치된 선회스크롤스프링의 측면과, 고정스크롤에 세워 설치된 고정스크롤스프링의 측면이 서로 접촉하지 않도록 빈틈을 형성한 것이다. 본 실시형태는, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링과의 사이에 빈틈을 확보함으로써, 오일프리의 공기공급장치를 실현할 수가 있다.

본 발명에 의한 제 11 실시형태는, 제 10 실시형태에 있어서의 공기공급장치에 있어서, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링과의 앞 끝단의 단면에 각각 칩시일이 설치된 것이다. 본 실시형태에 의하면, 선회스크롤스프링의 앞 끝단부와 고정스크롤은 칩시일을 통해 접촉하고, 또한 고정스크롤스프링의 앞 끝단부와 선회스크롤은 칩시일을 통해 접촉하게 되어, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링이 직접 접하는 일이 없기 때문에, 오일프리의 공기공급장치를 실현할 수가 있다.

본 발명에 의한 제 12 실시형태는, 제 1 내지 제 6 실시형태에 있어서의 공기공급장치에 있어서, 자전구속부재를 크랭크핀에 의해서 구성하고, 크랭크핀은, 각각의 축끝단에 축받이를 구비한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 회전운동에 의한 크랭크핀에 의해서 선회스크롤의 자전을 방지하기 때문에, 샤프트의 회전과 원심력의 방향이 동기(同期)한다. 따라서, 회전밸런스를 잡기 쉽게 된다. 또한 본 실시형태에 의하면, 그리스 봉입 축받이를 사용함으로써, 윤활유를 자전구속부재에 공급할 필요가 없어, 오일프리의 공기공급장치를 실현할 수가 있다.

본 발명에 의한 제 13 실시형태는 제 1 내지 제 6 실시형태에 있어서의 공기공급장치에 있어서, 선회스크롤의 무게중심을 메카샤프트의 축중앙에 맞추기 위해 절결부를, 선회스크롤의 배면에 형성한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 절결부를 선회스크롤의 배면에 형성함으로써, 절결부의 형상이나 크기, 배치의 자유도가 커진다. 그리고 선회스크롤의 무게중심을 이 절결부에 의해서 샤프트의 중앙에 맞추어 원심력을 일정하게 함으로써 회전밸런스를 잡기 쉽게 된다.

본 발명에 의한 제 14 실시형태는, 제 1 내지 제 6 실시형태에 있어서의 공기공급장치에 있어서, 메카샤프트의 양 끝단에 밸런스 웨이트를 설치한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 선회스크롤이나 메카샤프트 자체의 원심력에 의한 휘어짐을, 양 끝단 지지구조가 되는 메카샤프트에 밸런스 웨이트를 배치함으로써, 근접한 위치에서 휘어짐을 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 제 15 실시형태의 공기공급장치의 조립방법은, 모터부를 미리 조립하여, 샤프트가 제 1 축받이와 제 2 축받이에 의해서 2점 지지된 상태에서, 선회스크롤과 고정스크롤을 샤프트의 다른 끝단측에서 삽입하여 센타맞추기를 행하는 것이다. 본 실시형태에 의하면, 모터부를 미리 조립한 상태로 함으로써, 샤프트는 제 1 축받이와 제 2 축받이에 의해서 2점 지지된 상태로 되어 있기 때문에, 샤프트의 기울어짐을 효율적으로 방지할 수가 있다. 따라서, 선회스크롤과 고정스크롤을 부착할 때의 센타맞추기를 하기 쉽게 하여, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링과의 빈틈의 균등화를 꾀할 수 있다.

본 발명에 의한 제 16 실시형태의 공기공급장치의 조립방법은, 샤프트가 축받이와 모터샤프트의 일끝단측을 유지하는 지그에 의해서 2점 지지된 상태에서, 선회스크롤과 고정스크롤을 샤프트의 다른 끝단측에서 삽입하여 센타맞추기를 행하는 것이다. 본 실시형태에 의하면, 샤프트는 축받이와 모터샤프트의 일끝단측을 유지하는 지그에 의해서 2점 지지된 상태로 되어있기 때문에, 샤프트의 기울어짐을 효율적으로 방지할 수가 있다. 따라서, 선회스크롤과 고정스크롤을 부착할 때의 센타맞추기를 행하기 쉽게 하여, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링과의 빈틈의 균등화를 꾀할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명에 따른 공기공급장치의 실시예 1을 도면에 따라서 설명한다.

도 1은 본 실시예에 의한 공기공급장치의 전체구성을 나타내는 측면단면도, 도 2는 본 실시예에 의한 공기공급장치의 샤프트를 나타내는 측면도, 도 3은 본 실시예에 의한 공기공급장치의 선회스크롤을 나타내는 측면단면도, 도 4는 본 실시예에 의한 공기공급장치의 선회스크롤을 나타내는 정면도, 도 5는 본 실시예에 의한 공기공급장치의 선회스크롤을 나타내는 배면도, 도 6은 본 실시예에 의한 공기공급장치의 고정스크롤을 나타내는 측면단면도, 도 7은 본 실시예에 의한 공기공급장치의 고정스크롤을 나타내는 정면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 의한 공기공급장치는, 모터부(10)와압축부(20)를 케이싱(50)에 구비하고 있다.

모터부(10)는 원통형상의 모터프레임(11)과, 이 모터프레임(11) 내면에 고정되는 스테이터(12)와, 모터샤프트(41)에 고정되어 스테이터(12)내에서 회전하는 로터(13)와, 모터프레임(11)의 일끝단측 끝단면을 밀봉하는 모터축받이 플레이트(14)로 구성된다. 모터축받이 플레이트(14)는 플레이트의 바깥둘레부에서 모터프레임 (11)과 볼트 등의 연결부재(61)에 의해서 연결된다. 또한 모터축받이 플레이트 (14)는 플레이트의 중심부에 베어링 등의 축받이(71)를 구비하여, 이 축받이(71)에 의해서 모터샤프트(41)의 일끝단측 끝단부를 회전자유롭게 유지하고 있다.

케이싱(50)은 모터프레임(11)의 다른 끝단측 끝단면을 밀봉함과 동시에 압축부(20)의 일끝단측 끝단면과 바깥둘레부를 덮는 제 1 케이싱(51)과, 압축부(20)의 다른 끝단측 끝단면에 배치되는 제 2 케이싱(52)으로 구성된다.

압축부(20)는 메카샤프트(42)에 의해서 동작하는 선회스크롤(21)과, 선회스크롤(21)과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤(22)과, 선회스크롤(21)을 선회 동작시키는 자전구속부재(23)로 구성된다. 선회스크롤(21)에는 소정의 높이로 세워 설치된 선회스크롤스프링(21A)이, 고정스크롤(22)에는 소정의 높이로 세워 설치된 고정스크롤스프링(22A)이 설치되어 있다. 그리고 선회스크롤스프링(21A)과 고정스크롤스프링(22A)은 서로 맞물리도록 배치되어 있다. 또 선회스크롤스프링 (21A)의 측면과 고정스크롤스프링(22A)의 측면은, 서로 접촉하지 않도록 빈틈을 형성하고 있다. 또한 선회스크롤스프링(21A)과 고정스크롤스프링(22A)과의 앞 끝단의 끝단면에는, 각각 칩시일(21B, 22B)이 형성되어 있다. 따라서 선회스크롤스프링(21A)의 앞 끝단부와 고정스크롤(22)은 칩시일(21B)을 통해 접촉하고, 고정스크롤스프링(22A)의 앞 끝단부와 선회스크롤(21)은, 칩시일(22B)을 통해 접촉한다.

제 1 케이싱(51)은 모터프레임(11)의 다른 끝단측 끝단면과 압축부(20)의 일끝단측 끝단면을 밀봉하는 원반형상의 칸막이판(51A)과, 압축부(20)의 바깥둘레부를 덮는 원통부재(51B)에 의해서 구성된다. 칸막이판(51A)은 판의 바깥둘레부에서 모터프레임(11)과 볼트 등의 연결부재(62)에 의해서 연결된다. 또, 칸막이판(51A)과 모터프레임(11)과의 연결은, 위치결정 플레이트(63)를 통해 행하는 것이 바람직하다. 또한 칸막이판(51A)의 중심부에는 관통구멍(53)이 형성되고, 이 관통구멍 (53)에는 축받이(72)가 설치되어 있다. 모터샤프트(41)의 다른 끝단측 끝단부는 이 축받이(72)에 의해서 회전자유롭게 유지되어 있다. 원통부재(51B)는, 압축부 (20)에 공기를 도입하는 흡입구(24)를 구비하고 있다. 또한 원통부재(51B)의 개방끝단부측은 고정스크롤(22)과 볼트 등의 연결부재(64A)에 의해서 연결된다. 또, 고정스크롤(22)에는 도 7에 나타내는 바와 같이 16개의 볼트구멍을 구비하고 있지만, 원통부재(51B)와 고정스크롤(22)은 8개의 연결부재(64A)를 사용하여 1개씩 건너 뛰어 볼트구멍으로 연결된다.

제 2 케이싱(52)은 원반형상의 플레이트(52A)와, 플레이트(52A)의 바깥둘레 끝단에 연속하는 원통부재(52B)에 의해서 구성된다. 원통부재(52B)의 개방끝단부측은 고정스크롤(22)과 연결부재(64B)에 의해서 연결된다. 원통부재(52B)와 고정스크롤(22)은 8개의 연결부재(64B)를 사용하여 연결된다. 플레이트(52A)의 중심부에는 편심축받이(73)가 설치되어 있다. 메카샤프트(42)의 다른 끝단측 끝단부는이 편심축받이(73)에 의해서 회전자유롭게 유지되어 있다. 또한 플레이트(52A)는 압축부(20)로 압축된 공기를 도출하는 토출구(25)를 구비하고 있다. 또한 이 토출구(25)에는 토출관(65)이 볼트 등의 연결부재(66)에 의해서 연결된다. 또, 메카샤프트(42)와 편심축받이(73)는 볼트 등의 연결부재(67)에 의해서 연결된다.

자전구속부재(23)는, 메카샤프트(42)를 중심으로 하는 선회스크롤(21)의 회전을 구속하고, 선회스크롤(21)이 모터샤프트(41)를 중심으로 하는 선회동작만 하게 한다. 구체적으로는 자전구속부재(23)는, 제 1 케이싱(51)과 선회스크롤(21)과의 사이에 배치되는 크랭크핀에 의해서 구성된다. 이 크랭크핀(23)은, 각각의 축끝단에 베어링 등의 축받이를 구비하고 있다. 이 축받이는 그리스가 봉입된 볼베이링이 바람직하다. 크랭크핀(23)은 칸막이판(51A)과 선회스크롤(21)과의 사이에 3개 설치되며, 각각의 크랭크핀(23)은 메카샤프트(42)로부터 같은 거리이고, 각각 같은 간격으로 설치되어 있다. 또, 크랭크핀(23)은 3개 이상 설치하는 것이 바람직하다.

이하에 샤프트(40)에 관해서 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다.

샤프트(40)는 모터샤프트(41)와 메카샤프트(42)가 일체형으로서 구성되어 있다. 또 샤프트(40)는 일끝단측을 축받이(71), 중간위치를 축받이(72), 다른 끝단측을 편심축받이(73)에 의해서 회전자유롭게 유지되어 있다. 그리고 축받이(71)와 축받이(72)에 의해서 모터샤프트(41)가 유지되고, 축받이(72)와 편심축받이(73)에 의해서 메카샤프트(42)가 유지되어 있기 때문에, 모터샤프트(41)도 메카샤프트(42)도 양끝단 지지의 구성으로 되어있다. 메카샤프트(42)는 크랭크부에서 모터샤프트(41)에 대하여 편심하여 구성되어 있다. 또한, 메카샤프트(42)의 지름은 모터샤프트(41) 지름의 1.0배∼1.5배가 되도록 구성하고 있다. 보다 바람직하게는 1.1∼ 1.4배이다. 또, 본 실시예에서는 모터샤프트(41)와 메카샤프트(42)의 길이치수를, 각각 150mm로 하고, 재료로 철재를 사용하고 있다.

메카샤프트(42)에는, 베어링 등의 축받이(74, 75)가 설치되어 있다. 선회스크롤(21)에는 이 2개의 축받이(74, 75)에 의해서 회전자유롭게 유지되어 있다. 이 때 축받이(74)는 선회스크롤스프링(21A)의 고정부측에, 축받이(75)는 선회스크롤스프링(21A)의 앞 끝단측에 배치되어 있다. 축받이(72, 74, 75), 편심축받이(73)는 그리스가 봉입된 볼베이링으로 구성하는 것이 바람직하다.

또한 메카샤프트(42)에는 스냅링(43)이 설치되어 있다. 이 스냅링(43)은 축받이(75)보다도 편심축받이(73)측의 위치에 설치되어 있다. 예압스프링(44)은 이 스냅프링(43)과 축받이(75)와의 사이에, 압축부하가 가해진 상태로 배치된다. 따라서 예압스프링(44)은 축받이(75)의 내륜측부재를 모터부(10)측으로 가압하고, 축받이(75)의 내륜측부재가 모터부(10)측으로 가압되는 것에 의해 그 가압력은 볼을 통해 축받이(75)의 외륜측부재에 전달되며, 그 결과 선회스크롤(21)을 모터부(10)측으로 가압한다. 이 선회스크롤(21)에 가해지는 가압력은, 크랭크핀(23)이 받게 되며, 저속운전시에서의 선회스크롤(21)의 이탈을 억제하고, 진동을 억제할 수 있다.

또한 메카샤프트(42)에는, 샤프트시일(45)이 설치되어 있다. 이 샤프트시일 (45)은 축받이(74)와 축받이(75) 사이의 위치이고, 축받이(75)의 축받이(74)측 위치에 인접하여 설치되어 있다. 이 샤프트시일(45)에 의해서 압축공기가 축받이 (74)로 새지 않도록 구성되어 있다.

샤프트(40)의 크랭크부에는 밸런스 웨이트(46)가 설치되어 있다. 이 밸런스 웨이트(46)는 도 2에 나타내는 바와 같이 부채형의 형상을 하고, 샤프트(40)와 일체형으로 구성되어 있다.

또한 샤프트(40)의 편심축받이(73) 근방에도, 밸런스 웨이트(46)와 같은 부채형의 형상을 한 밸런스 웨이트(47)가 설치되어 있다.

밸런스 웨이트(46,47)는 선회스크롤(21)이나 메카샤프트(42)에 의해서 발생하는 원심력에 균형이 잡히는 원심력을 작동시킴으로써 회전밸런스를 유지하기 위한 것이다.

이하에 선회스크롤(21)에 대해서 도 3에서 도 5를 사용하여 설명한다.

선회스크롤(21)의 한쪽면에는, 인볼류트곡선 또는 인볼류트곡선에 가까운 곡선으로 구성된 선회스크롤스프링(21A)이 소정의 높이로 세워 설치되어 있다. 이 선회스크롤스프링(21A)의 앞 끝단의 끝단면에는, 홈이 형성되고, 이 홈에는 칩시일 (21B)이 설치되어 있다. 또한 선회스크롤(21)의 중심에는 샤프트 관통구멍(21C)이 형성되고, 선회스크롤(21)의 한쪽면의 중심부에는, 보스부(21D)가 세워 설치되어 있다. 그리고 이 보스부(21D)의 안둘레면에는, 축받이(74)를 배치하는 단부(21E)와, 샤프트시일(45)과 축받이(75)를 배치하는 단부(21F)가 형성되어 있다. 또한 보스부(21D)의 바깥둘레면과 선회스크롤스프링(21A)과의 사이에는, 랩보강부(21G)를 형성하고 있다. 이 랩보강부(21G)는 선회스크롤스프링(21A)의 중심측 끝단부로부터 소정의 길이, 선회스크롤스프링(21A)보다도 낮은 높이로 형성되어 있다. 이 랩보강부(21G)는 샤프트 관통구멍(21C)을 중심으로 하여, 90도에서 180도의 범위로 형성하는 것이 바람직하다.

또한 선회스크롤(21)의 다른쪽 면에는, 샤프트 관통구멍(21C)을 중심으로 하여 원형의 오목부(21H)를 형성하고 있다. 이 오목부(21H)는 밸런스 웨이트(46)의 가장 바깥둘레 끝단부보다도 큰 지름으로 하고, 밸런스 웨이트(46)의 일부가 이 오목부(21H)내에서 회전 가능하게 구성하고 있다. 또한 선회스크롤(21)의 다른쪽 면에는, 샤프트 관통구멍(21C)으로부터 동일 거리이고 서로 동일 간격으로 되는 위치에 크랭크핀용 오목부(21J)를 3개 형성하고 있다. 또한 선회스크롤(21)의 다른쪽 면에는, 임의의 위치에 절결부(21K)를 형성하고 있다. 이 절결부(21K)는 선회스크롤(21)의 무게중심을 샤프트 관통구멍(21C)의 중앙에 맞추기 위해서 형성한다. 선회스크롤(21)의 무게중심을 샤프트 관통구멍(21C)의 중앙에 맞춤으로써, 원심력을 균등하게 발생시킬 수 있어, 회전밸런스를 잡을 수 있다.

또한 선회스크롤스프링(21A)의 바깥둘레측 끝단부에는, 리브(21L)를 형성하고 있다. 이 리브(21L)는 인볼류트곡선 또는 인볼류트곡선에 가까운 곡선으로 선회스크롤스프링(21A)을 더욱 연장하여 구성하고 있지만, 선회스크롤스프링(21A)보다도 낮은 높이로 구성하고 있다.

이하에 고정스크롤(22)에 대해서 도 6과 도 7을 사용하여 설명한다.

고정스크롤(22)의 한쪽 면에는, 인볼류트곡선 또는 인볼류트곡선에 가까운 곡선으로 구성된 고정스크롤스프링(22A)이 소정의 높이로 세워져 설치되어 있다.이 고정스크롤스프링(22A)의 앞끝단의 끝단면에는, 홈이 형성되고, 이 홈에는 칩시일(22B)이 설치되어 있다. 또한 고정스크롤(22)의 중심에는 토출포트(22C)가 형성되어 있다.

고정스크롤스프링(22A)의 바깥둘레측 끝단부에는 리브(22L)를, 고정스크롤스프링(22A)의 중심측 끝단부에는 리브(22M)를 형성하고 있다. 이들의 리브(22L, 22M)는 인볼류트곡선 또는 인볼류트곡선에 가까운 곡선으로 고정스크롤스프링(22A)을 더욱 연장하여 구성하고 있지만, 고정스크롤스프링(22A)보다도 낮은 높이로 구성하고 있다.

이하에, 본 실시예에 의한 공기공급장치의 동작에 대해서 설명한다.

모터부(10)의 회전에 의해서, 샤프트(40)가 회전한다. 메카샤프트(42)는 모터샤프트(41)를 중심으로하여 편심회전한다. 따라서, 메카샤프트(42)에 연이어 접속되어 있는 선회스크롤(21)도, 모터샤프트(41)를 중심으로 하여 편심회전을 한다. 그러나, 선회스크롤(21)은 크랭크핀(23)에 의해서 메카샤프트(42)를 중심으로 한 회전은 구속된다. 따라서, 선회스크롤(21)은, 모터샤프트(41)를 중심으로 한 선회동작만 하게 된다.

이 선회스크롤(21)의 선회동작에 의해서, 고정스크롤(22)과의 사이에서 여러개의 압축공간이 형성된다. 이들의 압축공간은, 바깥둘레부에서 형성된 후, 용적을 좁히면서 중심부로 이동한다.

따라서, 흡입구(24)로부터 흡입된 공기는, 선회스크롤(21)과 고정스크롤(22)과의 사이에서 형성되는 압축공간에 가두어지고, 압축되면서 중심부로 이동하여,토출포트(22C)로부터 제 2 케이싱(52)내의 공간으로 토출되어, 토출구(25)를 거쳐서 토출관(65)에 이른다.

샤프트(40)는, 그 회전에 의해서 휘어짐을 발생한다. 특히 축받이(72)와 편심축받이(73) 사이의 메카샤프트(42)에는 선회스크롤(21)과 메카샤프트(42) 자신에 의해서 한쪽으로 치우친 원심력이 작용한다. 그러나, 밸런스 웨이트(46)와 밸런스 웨이트(47)를, 축받이(72)와 편심축받이(73) 사이의 메카샤프트(42)부에 배치함으로써, 원심력을 일정하게 할 수 있고, 회전밸런스를 잡을 수 있다. 또한 모터샤프트(41)와 메카샤프트(42)를 일체형으로 함으로써, 선회스크롤(21)의 기울어짐을 방지할 수 있다. 따라서, 선회스크롤(21)은 회전밸런스도 기울어짐도 양호하게 방지할 수 있기 때문에, 선회스크롤(21)과 고정스크롤(22)과의 비접촉을 확실하게 확보할 수가 있다.

한편, 회전동작하는 샤프트(40)는 축받이(71,72) 및 편심축받이(73)에 의해서 지지되어 있고, 이들의 축받이(71,72) 및 편심축받이(73)를 그리스 봉입베어링으로 함으로써, 샤프트(40)에는 윤활유의 공급을 필요로 하지 않는다. 또한, 선회스크롤(21)과 고정스크롤(22) 사이도 비접촉으로 하고 있기 때문에, 이들의 부재사이에도 윤활유의 공급을 필요로 하지 않는다. 또한 자전구속부재(23)로서, 각각의 축끝단에 축받이를 구비한 크랭크핀을 채용함으로써, 자전구속부재(23)에 대한 윤활유의 공급을 필요로 하지 않는다.

이상과 같이, 본 실시예에 의한 공기공급장치는, 선회스크롤(21)과 고정스크롤(22)과의 비접촉을 확실히 확보할 수 있음과 동시에, 축받이(71,72,73)나 자전구속부재(23)에는 윤활유를 필요로 하지 않기 때문에, 오일레스의 공기공급장치로 할 수 있다.

또한, 선회스크롤(21)을 양 끝단 지지에 의한 메카샤프트(42)로 유지하는 구성으로 함으로써, 선회스크롤스프링(21A)과 고정스크롤스프링(22A)과의 스프링높이를 높게 할 수가 있다. 또한, 선회스크롤스프링(21A)의 바깥둘레측 끝단부에는 리브(21L)를, 고정스크롤스프링(22A)의 바깥둘레측 끝단부에는 리브(22L)를, 고정스크롤스프링(22A)의 중심측 끝단부에는 리브(22M)를 형성하고 있기 때문에, 선회스크롤스프링(21A)이나 고정스크롤스프링(22A)을 높게 하더라도 파손되는 것을 방지할 수가 있다.

다음에, 다른 실시예에 의한 샤프트에 대해서 도면에 따라서 설명한다.

도 8은 다른 실시예에 의한 샤프트의 측면도이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 의한 샤프트(40A)는, 모터 샤프트 (41A)와 메카샤프트(42A)가 일체형으로서 구성되어 있지만, 샤프트(40A)의 크랭크부에는, 도 2에 나타내는 것과 같은 밸런스 웨이트가 설치되지 않은 것이다. 이와 같이, 밸런스 웨이트는 반드시 크랭크부에 설치하고 있지 않더라도 좋다.

도 9는 또 다른 실시예에 의한 샤프트의 측면도이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 의한 샤프트(40B)는, 모터 샤프트 (41B)와 메카샤프트(42B)가 별도의 부재로서 구성되어 있다. 또 밸런스 웨이트 (46B)는 메카샤프트(42B)와 일체형으로 구성되어 있다. 그리고 밸런스 웨이트 (46B)에는, 모터샤프트(41B)의 끝단부와 끼워맞춤 가능한 오목부를 형성하고 있다.또한 모터샤프트(41B)의 끝단부에는 큰 지름부를 형성하고 있다.

본 실시예에 의한 샤프트(40B)는, 모터샤프트(41B)와 밸런스 웨이트(46B)를 가열하여 끼움으로써 연결한다. 또, 본 실시예에 있어서도 밸런스 웨이트(46B)에 의해서 크랭크부를 구성하고 있다.

도 10은 또 다른 실시예에 의한 샤프트의 측면도이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 의한 샤프트(40)에서는, 모터샤프트(41C)와 메카샤프트(42C)가 별도의 부재로서 구성되어 있다. 또 밸런스 웨이트 (46C)는 모터샤프트(41C)와 일체형으로 구성되어 있다. 그리고 밸런스 웨이트 (46C)에는, 메카샤프트(42C)의 끝단부와 끼워맞춤 가능한 오목부를 형성하고 있다. 또한 메카샤프트(42C)의 끝단부에는 작은 지름부를 형성하고 있다.

본 실시예에 의한 샤프트(40C)는, 메카샤프트(42C)와 밸런스 웨이트(46C)를 가열하여 끼움으로써 연결한다. 또, 본 실시예에 있어서도 밸런스 웨이트(46C)에 의해서 크랭크부를 구성하고 있다.

다음에, 본 실시예에 의한 공기공급장치의 조립방법, 특히 메카부의 센타맞추기 방법에 대해서 설명한다.

도 11 및 도 12는 본 실시예에 의한 공기공급장치의 조립상태를 설명하기 위한 측면단면도이다. 또, 각 부재에 대해서는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.

도 11에서는 선회스크롤(21)이나 고정스크롤(22)이 조립되기 전의 상태를 나타내고 있다.

도면에 나타내는 바와 같이, 모터부(10)에 제 1 케이싱(51)을 설치한 상태에서는, 이미 샤프트(40)를 설치하고 있다. 또, 도시는 하지 않지만, 이 상태에서 모터부(10)나 제 1 케이싱(51)은 지그로 고정되어 있다.

이와 같이, 선회스크롤(21)이나 고정스크롤(22)의 조립전의 상태에 있어서, 모터부(10)를 조립한 상태에서 샤프트(40)를 유지해 둔다. 이와 같이, 모터부(10)를 미리 조립한 상태로 함으로써, 샤프트(40)는 축받이(71)와 축받이(72)에 의해서, 2점 지지된 상태로 되어 있기 때문에, 샤프트(40)의 기울어짐을 효율적으로 방지할 수가 있다.

상기와 같은 상태에 있어서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 선회스크롤(21)을 메카샤프트(42)의 다른 끝단측에서 삽입하고, 또한 고정스크롤(22)을 메카샤프트 (42)의 다른 끝단측에서 삽입함으로써 메카부의 조립을 행한다. 메카부의 센타맞추기는, 샤프트(40)의 지름방향으로부터 고정스크롤(22)에 힘을 작용시킴으로써 행한다. 샤프트(40)의 복수의 지름방향으로부터 힘을 작용시킴으로써, 스프링 빈틈의 균등화를 꾀할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 모터부(10)를 미리 조립한 상태로 함으로써, 샤프트 (40)를 2점 지지된 상태로 하였지만, 모터부(10)를 미리 조립하지 않고, 축받이 (71) 대신에 모터샤프트(41)의 일끝단측을 지그로 고정하더라도 좋다.

도 13은 선회스크롤의 선회동작에 의해서 형성되는 압축공간을 설명하기 위한 도면이다.

도 13(a)은 토출전의 압축공간이 압축완료상태에 있는 것을 나타내고 있고,동 도면(b), 동 도면(c), 동 도면(d), 동 도면(e), 동 도면(f), 동 도면(g), 동 도면(h)은, 동 도면(a)으로부터 차례로 45도씩 선회스크롤(21)이 선회 운동한 상태를 나타내고 있다.

동 도면(a)에 나타내는 토출직전의 압축공간은, 그 후, 동 도면(b),동 도면(c)···에 나타내는 바와 같이, 토출포트(22C)와 연이어 통하여 압축공기를 토출한다.

그러나, 특히 동 도면(e)에 나타내는 상태에서는, 랩보강부(21G) 이외의 장소의 압축공간은, 선회스크롤스프링(21A)과, 고정스크롤스프링(22A)과, 보스부 (21D)에 의해서 토출포트(22C)로부터 격리된 상태가 되어 버린다. 따라서 본 실시예와 같이, 랩보강부(21G)의 높이를, 선회스크롤스프링(21A)보다도 낮은 높이로 함으로써, 압축공기의 토출경로를 확보할 수가 있다.

또, 본 실시예에서는 공기공급장치로서 설명하였지만, 예를 들면 냉동장치의 압축기와 같이, 그 밖의 가스압축장치로서 이용할 수도 있다.

이상의 실시예로부터 명백한 바와 같이 본 발명에 의하면, 모터샤프트와 메카샤프트의 센타맞춤이 용이하게 되고, 또한 전달효율의 향상을 꾀할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 선회스크롤스프링과 고정스크롤스프링과의 빈틈을 소정간격으로 유지할 수가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 메카샤프트와 선회스크롤과의 사이에서 새는 압축공기의 역류를 방지함으로써, 효율저하를 방지할 수가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 저속시에서의 선회스크롤의 이탈을 억제함과 동시에 진동을 억제할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 선회스크롤스프링이나 고정스크롤스프링의 손상을 방지할 수가 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 스크롤스프링의 높이치수를 크게 구성할 수 있는 오일프리의 공기공급장치를 제공할 수 있다.

Claims

모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터 샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 모터샤프트의 양 끝단이 제 1 축받이와 제 2 축받이로 회전자유롭게 유지되고, 상기 메카샤프트의 일끝단측이 상기 제 2 축받이로 유지되는 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터 샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 메카샤프트의 지름을 상기 모터샤프트의 지름의 1.0배에서 1.5배로 한 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터 샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 선회스크롤을 2개의 축받이로 상기 메카샤프트에 유지하고, 2개의 상기 축받이의 사이에 샤프트시일을 설치한 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터 샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 선회스크롤을 축받이로 상기 메카샤프트에 유지하고, 상기 선회스크롤을 상기 고정스크롤로부터 이격하는 방향으로, 상기 축받이를 가압하는 예압스프링을 설치한 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터 샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 선회스크롤의 한쪽 면에는, 선회스크롤스프링이 소정의 높이로 세워 설치되고, 상기 선회스크롤스프링의 중심부에는 보스부가 세워 형성되며, 상기 보스부의 바깥둘레면과 상기 선회스크롤스프링과의 사이에는 랩보강부가 형성되고, 상기 랩보강부는 상기 선회스크롤스프링의 중심측 끝단부로부터 소정의 길이, 상기 선회스크롤스프링보다도 낮은 높이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
모터프레임에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 선회 동작시키는 자전구속부재를 구비하며, 상기 모터 샤프트와 상기 메카샤프트가 연결되고, 상기 메카샤프트가 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 관통하여, 상기 선회스크롤의 양 끝단에서 상기 메카샤프트가 유지되는 공기공급장치로서, 상기 고정스크롤의 한쪽 면에는, 고정스크롤스프링이 소정의 높이로 세워 설치되고, 상기 고정스크롤스프링의 바깥둘레측 끝단부와 중심측 끝단부에는 리브를 형성하며, 상기 리브는 상기 고정스크롤스프링을 더욱 연장하여 구성됨과 동시에, 상기 고정스크롤스프링보다도 낮은 높이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 메카샤프트를 상기 모터샤프트에 대하여 편심시키는 크랭크부에 밸런스 웨이트를 설치한 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 메카샤프트와 상기 모터샤프트를 일체로 구성한 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
제 7 항에 있어서, 상기 밸런스 웨이트와 상기 크랭크부를 일체로 구성한 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 선회스크롤에 세워 설치된 선회스크롤스프링의 측면과, 상기 고정스크롤에 세워 설치된 고정스크롤스프링의 측면과는, 서로 접촉하지 않도록 빈틈을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
제 10 항에 있어서, 상기 선회스크롤스프링과 상기 고정스크롤스프링과의 앞 끝단의 끝단면에는, 각각 칩시일이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 자전구속부재를 크랭크핀에 의해서 구성하고, 상기 크랭크핀은 각각의 축끝단에 축받이를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 선회스크롤의 무게중심을 상기 메카샤프트의 축중앙에 맞추기 위해 절결부를, 상기 선회스크롤의 배면에 형성한 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 메카샤프트의 양 끝단에 밸런스 웨이트를 설치한 것을 특징으로 하는 공기공급장치.
원통형상의 모터프레임와, 상기 모터프레임 내면에 고정되는 스테이터와, 모터샤프트에 고정되어 상기 스테이터내에서 회전하는 로터와, 상기 모터프레임의 일끝단측 끝단면을 밀봉하는 모터축받이 플레이트를 가지고, 상기 모터축받이 플레이트의 중심부에 구비한 제 1 축받이에 의해서 상기 모터샤프트의 일끝단측 끝단부를 회전자유롭게 유지하여 모터부가 구성되고, 메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤을 가지고, 상기 선회스크롤에 세워 설치된 선회스크롤스프링과, 상기 고정스크롤에 세워 설치된 고정스크롤스프링이 서로 맞물리도록 배치되어 압축부가 구성되며, 상기 모터프레임의 다른 끝단측 끝단면과 상기 압축부의 일끝단측 끝단면을 밀봉하는 칸막이판을 가지고, 상기 칸막이판의 중심부에 구비한 제 2 축받이에 의해서 상기 모터샤프트의 다른 끝단측 끝단부를 회전자유롭게 유지하여 케이싱이 구성되며, 상기 모터 샤프트와 상기 메카샤프트가 일체형으로서 샤프트가 구성되는 공기공급장치의 조립방법으로서, 상기 모터부를 미리 조립하여, 상기 샤프트가 상기 제 1 축받이와 상기 제 2 축받이에 의해서 2점 지지된 상태에서, 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 상기 샤프트의 다른 끝단측에서 삽입하여 센타맞추기를 행하는 것을 특징으로 하는 공기공급장치의 조립방법.
메카샤프트에 의해서 동작하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과의 사이에서 압축공간을 형성하는 고정스크롤을 가지고, 상기 선회스크롤에 세워 설치된 선회스크롤스프링과, 상기 고정스크롤에 세워 설치된 고정스크롤스프링이 서로 맞물리도록 배치되어 압축부가 구성되며, 상기 압축부의 일끝단측 끝단면을 밀봉하는 칸막이판을 가지고, 상기 칸막이판의 중심부에 구비한 축받이에 의해서 상기 모터샤프트의 다른 끝단측 끝단부를 회전자유자재로 유지하여 케이싱이 구성되며, 모터샤프트와 상기 메카샤프트가 일체형으로서 샤프트가 구성되는 공기공급장치의 조립방법으로서, 상기 샤프트가 상기 축받이와 상기 모터샤프트의 일끝단측을 유지하는 지그에 의해 2점 지지된 상태에서, 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤을 상기 샤프트의 다른 끝단측에서 삽입하여 센타맞추기를 행하는 것을 특징으로 하는 공기공급장치의 조립방법.