KR20060018365A - 전동 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동 압축기에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 흡입냉매를 모터부로 유도하여 전동모터를 냉각하는 전동 압축기에서 모터실내에 잔존하는 오일을 사판실로 공급함으로서 사판실의 윤활성을 향상하여 전체 내구성을 향상시킨 전동 압축기에 관한 것이다.

이에 본 발명은 내부의 모터실(12)에 구동축(14)을 회전시키는 전동모터(13)가 구비된 모터부(10); 상기 모터부(10)의 일측에 설치되고, 각각 흡입실(31)(61) 및 토출실(32)(62)이 형성된 전,후방하우징(30)(60) 사이에 설치되면서 다수의 보어(41a)(42a)를 갖는 실린더블록(40)과, 상기 실린더블록(40)내의 사판실(43)에 설치되어 상기 구동축(14)과 함께 회전하는 사판(50) 및 상기 사판(50)에 연동하여 상기 보어(41a)(42a) 내부를 왕복운동하는 피스톤(51)으로 이루어진 압축부(20);를 포함하며, 냉매를 모터부(10)로 유도하여 전동모터(13)를 냉각하도록 이루어진 전동압축기에 있어서, 상기 모터실(12)내의 오일이 사판실(43)로 공급될 수 있도록 상기 모터실(12)의 저면과 사판실(43)을 연통하는 오일공급통로(25)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

전동 압축기, 전동모터, 모터실, 사판실, 오일공급통로, 오일저장공간

Description

전동 압축기{Motor driven compressor}

도 1은 본 발명에 따른 전동 압축기를 나타내는 단면도,

도 2는 도 1 에서의 A-A선 단면도,

도 3은 도 1 에서의 B-B선 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1: 전동압축기 10: 모터부

11: 모터하우징 12: 모터실

13: 전동모터 14: 구동축

15: 냉매흡입구 16a,16b: 베어링

20: 압축부 25: 오일공급통로

26,27: 오일저장공간 30: 전방하우징

31,61: 흡입실 32,62: 토출실

33,63: 격벽 34,41c: 냉매공급공

35: 연결통로 40: 실린더블록

41: 전방실린더블록 41a,42a: 보어

41b,42b: 흡입유로 42: 후방실린더블록

43: 사판실 50: 사판

51: 피스톤 52: 슈

53: 트러스트베어링 60: 후방하우징

64: 냉매토출구 70: 밸브유니트

71: 흡입밸브 72: 토출밸브

본 발명은 전동 압축기에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 흡입냉매를 모터부로 유도하여 전동모터를 냉각하는 전동 압축기에서 모터실내에 잔존하는 오일을 사판실로 공급함으로서 사판실의 윤활성을 향상하여 전체 내구성을 향상시킨 전동 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있는 사판식 압축기는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받거나 또는 전동모터로부터 직접 동력을 전달받는 구동축에 경사지게 설치된 디스크 형상의 사판이 구동축과 함께 회전하고, 이 사판의 회전에 의하여 사판의 외주에 슈를 개재하여 설치된 다수의 피스톤들이 실린더블록에 형성된 다수의 보어 내부를 직선 왕복운동함으로써, 증발기로부터 이송된 냉매를 흡입/압축하여 응축기쪽으로 토출하도록 구성된다.

이러한 압축기는 다양한 종류가 있으며 일반적으로 압축방식 및 구조에 따라 크게 왕복식 및 회전식으로 나뉘고, 왕복식인 경우에는 크랭크식, 사판식, 워블 플 레이트식이 있고, 회전식인 경우에는 베인 로터리식 및 스크롤식 등이 있으며, 이들 압축기 중에는 용적을 변화시킬 수 있는 가변용량형 타입도 있다.

또한, 전동모터를 동력으로 구동되는 전동 압축기도 있는데, 이러한 전동 압축기로는 스크롤식이나 사판식 등이 있다.

한편, 상기 사판식 압축기는 피스톤에 의한 압축이 일측에서 이루어지는 경우를 편두 사판식 압축기라 하고, 양측에서 이루어지는 경우를 양두 사판식 압축기라 한다.

이와 같이, 전동모터를 동력원으로 사용하는 전동압축기는 전동모터가 설치된 모터부와 냉매를 압축하는 압축부로 이루어지는데, 상기 모터부는 내부에 구비된 전동모터가 고속으로 회전함에 따른 발열 현상이 발생하게 되고 이에 따라 전동압축기의 전체성능을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 전동압축기의 경우에는 상기 모터부를 냉각하는 것이 중요한 과제이다.

이처럼 전동압축기의 모터부를 냉각하기 위한 기술이 이미 다수 개발되어 있는 바,

먼저, 일본 특허공개공보 특개평9-32729호에는 흡입 냉매가 먼저 모터실을 통과하여 모터를 냉각시킨 후 압축부에서 압축 작용을 받도록 하는 스크롤 식 압축기가 개재되어 있다.

그리고, 편두 피스톤을 채용한 사판식 압축기에 적용되는 방식으로는 흡입 냉매를 모터부로 유도하여 냉각하고 압축기의 저압측을 통해 재압축하는 방식과, 다단 압축 방식을 이용하여 제 1 피스톤에서 압축된 냉매를 모터부로 유도하여 냉 각하고 다시 제 2 피스톤에서 재압축하여 토출하는 방식들을 사용하였다. 상기한 방식은 일본 공개 특허공보 특개2001-200785호에 개시되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 전동 압축기는 냉매를 모터부로 유도하여 전동모터를 냉각함으로서 성능저하를 방지할 수는 있으나, 이 과정에서 냉매에 함유된 오일도 함께 이송되어 모터실을 경유함으로서 오일이 전동모터의 코일, 스테이터, 로터 및 내벽 등에 부착되면서 모터실에 잔존하게 되어 윤활성이 요구되는 압축부에 실제 공급되는 오일양이 상대적으로 부족하게 되는 문제가 있다.

따라서 압축부의 윤활성 및 내구성이 저하됨은 물론 소음발생의 원인이 되고 있다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 흡입냉매를 모터부로 유도하여 전동모터를 냉각함은 물론 모터실내에 잔존하는 오일을 사판실로 공급하여 사판실의 윤활성을 향상함과 아울러 전체 내구성을 향상시킨 전동 압축기를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부의 모터실(12)에 구동축(14)을 회전시키는 전동모터(13)가 구비된 모터부(10); 상기 모터부(10)의 일측에 설치되고, 각각 흡입실 및 토출실이 형성된 전,후방하우징 사이에 설치되면서 다수의 보어를 갖는 실린더블록과, 상기 실린더블록내의 사판실에 설치되어 상기 구동축과 함께 회전하는 사판 및 상기 사판에 연동하여 상기 보어 내부를 왕복운동하는 피스 톤으로 이루어진 압축부;를 포함하며, 냉매를 모터부로 유도하여 전동모터를 냉각하도록 이루어진 전동압축기에 있어서, 상기 모터실내의 오일이 사판실로 공급될 수 있도록 상기 모터실의 저면과 사판실을 연통하는 오일공급통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전동 압축기를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1 에서의 A-A선 단면도이며, 도 3은 도 1 에서의 B-B선 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 전동 압축기(1)는 모터부(10)와 상기 모터부(10)의 일측에 결합되며 상기 모터부(10)로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축부(20)로 구성된다.

먼저, 상기 모터부(10)는 내부에 일정공간의 모터실(12)을 갖는 모터하우징(11)을 구비하고, 상기 모터실(12)에는 구동축(14)을 회전시키는 전동모터(13)가 설치된다.

여기서, 상기 구동축(14)의 일단부는 상기 모터하우징(11)의 내측면에 구비된 베어링(16a)으로 회전가능하게 지지되고 타단부는 아래에서 설명될 후방실린더블록(42)까지 연장되어 역시 베어링(16b)으로 회전가능하게 지지된다.

또한, 상기 모터실(12)에 구비된 전동모터(13)를 냉각하기 위해 상기 모터하우징(11)의 일측에는 외부로부터의 냉매가 상기 모터실(12)로 흡입될 수 있도록 냉매흡입구(15)가 형성된다.

그리고, 상기 압축부(20)는 격벽(33)에 의해 구획되는 내,외측에 각각 토출 실(32)과 흡입실(31)을 갖는 전방하우징(30)과, 다수의 축방향 보어(41a)(42a)가 형성된 전,후방 실린더블록(41)(42)이 결합되어 그 내부에 사판실(43)을 갖는 실린더블록(40)과, 격벽(63)에 의해 구획되는 내,외측에 각각 토출실(62)과 흡입실(61)을 가지며 압축된 냉매가 외부로 토출될 수 있도록 냉매토출구(64)가 형성된 후방하우징(60)이 순차적으로 구성되어 상기 모터부(10)의 일측에 결합된다.

여기서, 상기 격벽(33)(63)의 내측에 흡입실(31)(61)을 형성하고 외측에 토출실(32)(62)을 형성할 수 도 있으며, 상기 냉매토출구(64)는 상기 전방하우징(30)에 형성할 수도 있다.

또한, 상기 실린더블록(40) 내부의 사판실(43)에는 상기 구동축(14)에 소정 각도로 경사지게 결합되어 구동축(14)과 함께 회전운동하는 사판(50)과, 상기 사판(50)의 외주에 슈(52)를 개재하여 장착되고 사판(50)의 회전운동에 연동하여 상기 보어(41a)(42a) 내부를 직선 왕복운동하면서 냉매를 압축하는 다수의 피스톤(51)이 설치된다.

상기 피스톤(51)은 양두피스톤 인것이 바람직하다.

그리고, 상기 전,후방하우징(30)(60)은 상기 실린더블록(40)의 양측을 각각 밀폐하게 되며 이들 사이에는 흡입밸브(71)와 토출밸브(72)를 갖는 밸브유니트(70)가 각각 설치되어 있다.

또한, 상기 압축부(20)에는 상기 모터실(12)로 흡입된 냉매가 전동모터(13)를 냉각시킨 후 사판실(43)로 공급될 수 있도록 상기 모터실(12)과 사판실(43)을 연통시키는 다수개의 냉매공급공(34)(41c)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 냉매공급공(34)(41c)은 상기 전방하우징(30)과 전방실린더블록(41)에 관통 형성되는 것이다.

아울러, 상기 전,후방 실린더블록(41)(42)에는 상기 사판실(43)로 공급된 냉매가 상기 전,후방 하우징(30)(60)의 흡입실(31)(61)로 이송할 수 있도록 상기 사판실(43)과 흡입실(31)(61)을 연통시키는 흡입유로(41b)(42b)가 형성된다.

한편, 상기 전방하우징(30)의 토출실(32)과 상기 후방하우징(60)의 토출실(62)은 상기 실린더블록(40)에 형성된 연결통로(35)에 의해 상호 연통된다,

또한, 상기 사판(50)의 양단은 상기 사판실(43)내에서 트러스트 베어링(53)에 의해 회전가능하게 지지된다.

그리고, 상기 모터부(10)의 냉매흡입구(15)를 통해 흡입된 냉매가 모터실(12)을 경유하여 냉매공급공(34)(41c)을 통해 사판실(43)로 공급되는데, 이 과정에서 냉매에 함유된 오일의 일부가 모터실(12)에 잔존하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 상기 모터실(12)에 잔존하는 오일을 사판실(43)로 공급하여 습동부의 윤활성을 향상 할 수 있도록 상기 모터실(12)의 저면과 사판실(43)을 연통하는 오일공급통로(25)가 형성된다.

여기서, 상기 오일공급통로(25)는 상기 전방하우징(30)과 전방실린더블록(41)을 관통하여 형성되며 적어도 한 개 이상 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 상기 오일공급통로(25)는 모터실(12)측이 높고 사판실(43)측이 낮도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 모터실(12)에 잔존하는 오일은 중력에 의해 모터실(12)의 저면에 고이면서 경사진 오일공급통로(25)를 따라 사판 실(43)로 원활하게 공급될 수 있는 것이다.

또한, 오일의 저유 성능을 향상할 수 있도록 상기 오일공급통로(25)의 양단부측에는 오일저장공간(26)(27)이 오일공급통로(25)와 연통되게 형성된다. 따라서, 모터실(12)측에 형성되는 오일저장공간(26)은 모터실(12)의 저면 보다 더 낮게 형성되고, 사판실(43)측에 형성되는 오일저장공간(27) 역시 사판실(43)의 저면 보다 더 낮게 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 오일공급통로(25)는 전동압축기(1)의 작동중에는 상기 전방하우징(30) 및 전방실린더블록(41)을 관통하여 형성된 냉매공급공(34)(41c)과 같은 역할을 수행함과 동시에 모터실(12)에 오일이 저유되는 동안에는 사판실(43)로의 오일공급통로(25)가 될 수 있는 것이다.

또한, 전동압축기(1)의 정지시에는 중력에 의해 모터실(12)의 저면에 고인 오일을 사판실(43)로 공급하는 역할을 수행함으로서 기동시에 압축부(20)의 습동부 윤활성을 향상시키게 된다.

상기와 같이, 구성된 전동 압축기(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

외부로부터 이송되는 냉매는 상기 모터하우징(11)의 냉매흡입구(15)를 통해 상기 모터실(12) 내부로 유입된다. 유입된 냉매는 상기 전동모터(13)에서 발생한 열을 냉각시키는 작용을 하여 냉매의 과열로 인한 자속 저하를 방지하여 전동모터(13)의 성능을 유지하게 되며, 이후 상기 전방하우징(30) 및 전방실린더블록(41)을 관통하여 형성된 냉매공급공(34)(41c)을 통해 상기 사판실(43) 내부로 공급된다.

여기서, 상기 모터실(12)의 저면과 사판실(43)을 연통하도록 형성된 오일공급통로(25)를 통해서도 모터실(12)의 냉매가 사판실(43)로 공급되며, 이 과정에서 모터실(12)에 잔존하는 오일이 사판실(43)로 공급 될 수 있는 것이다.

상기 사판실(43)로 공급된 냉매는 상기 사판실(43)을 냉각함은 물론 냉매에 일부 함유된 오일이 상기 사판(50), 슈(52), 피스톤(51) 등의 습동부를 윤활하게 되며, 여기서 상기 오일공급통로(25)를 통해 공급되어 사판실(43) 저면의 오일저장공간(27)에 저유된 오일도 사판실(43)의 습동부로 오일을 공급하면서 윤활성을 더욱더 향상시키게 된다.

계속해서, 상기 사판실(43)내의 냉매는 상기 전,후방 실린더블록(41)(42)에 형성된 흡입유로(41b)(42b)를 따라 상기 전,후방 하우징(30)(60)의 흡입실(31)(61)로 각각 이송된다.

그리고, 상기 흡입실(31)(61)의 냉매는 상기 피스톤(51)의 흡입행정시 상기 밸브유니트(70)의 흡입밸브(71)가 열림과 동시에 상기 전,후방 실린더블록(41)(42)의 보어(41a)(42a) 내부로 흡입된다.

이후, 상기 피스톤(51)의 압축행정에 따라 상기 냉매는 고온/고압 상태로 압축되어 상기 밸브유니트(70)의 토출밸브(72)를 통해 상기 전,후방 하우징(30)(60)의 토출실(32)(62)로 각각 토출되는데, 이때 상기 후방하우징(60)의 토출실(62)로 토출된 냉매는 상기 전방하우징(30)의 토출실(32)로부터 상기 연결통로(35)를 따라 이송되어온 냉매와 함께 상기 냉매토출구(64)를 통해 외부로 토출된다.

이와 같이, 외부로부터 이송된 냉매가 상기 모터부(10)의 모터실(12)을 거쳐 압축부(20)의 사판실(43)로 공급되어 압축된 후 토출되는 구성을 통해, 상기 전동모터(13)가 냉각되어 전동모터(13)의 성능 저하가 방지됨에 따라 전동압축기(1)의 전체성능이 향상됨은 물론 상기 사판실(43) 내부의 습동부의 윤활도 동시에 도모할 수 있다.

또한, 이 과정에서 상기 모터실(12)에 잔존하는 오일은 상기 오일공급통로(25)를 통해 사판실(43)로 계속 공급됨으로서 사판실(43)의 습동부 윤활을 더욱더 향상시키게 되어 전체 내구성을 향상시키게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 모터실(12)의 저면과 사판실(43)을 연통하는 오일공급통로(25)를 형성하여 전동압축기(1)의 윤활성 및 내구성을 향상시킨 구성을 양두사판식 전동압축기(1)에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 편두 사판식 압축기 및 워블 플레이트식 압축기 등 다양한 압축기에 동일하게 적용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상기한 본 발명에 따르면, 흡입냉매를 모터부로 유도하여 전동모터를 냉각함으로서 전동모터의 성능 저하를 방지하여 전체성능을 향상함은 물론, 상기 모터실의 저면과 사판실을 연통하는 오일공급통로를 형성함으로서 모터실내에 잔존하는 오일이 사판실로 공급되어 사판실의 습동부 윤활성이 향상됨과 아울러 전체 내구성도 향상된다.

Claims (3)

1. 내부의 모터실(12)에 구동축(14)을 회전시키는 전동모터(13)가 구비된 모터부(10);

   상기 모터부(10)의 일측에 설치되고, 각각 흡입실(31)(61) 및 토출실(32)(62)이 형성된 전,후방하우징(30)(60) 사이에 설치되면서 다수의 보어(41a)(42a)를 갖는 실린더블록(40)과, 상기 실린더블록(40)내의 사판실(43)에 설치되어 상기 구동축(14)과 함께 회전하는 사판(50) 및 상기 사판(50)에 연동하여 상기 보어(41a)(42a) 내부를 왕복운동하는 피스톤(51)으로 이루어진 압축부(20);를 포함하며, 냉매를 모터부(10)로 유도하여 전동모터(13)를 냉각하도록 이루어진 전동압축기에 있어서,

   상기 모터실(12)내의 오일이 사판실(43)로 공급될 수 있도록 상기 모터실(12)의 저면과 사판실(43)을 연통하는 오일공급통로(25)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동압축기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 오일공급통로(25)는 모터실(12)측이 높고 사판실(43)측이 낮도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 전동압축기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 오일공급통로(25)의 양단부측에는 오일저장공간(26)(27)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전동압축기.

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