KR20060022098A

KR20060022098A - 전동기의 밸런스웨이트

Info

Publication number: KR20060022098A
Application number: KR1020040070875A
Authority: KR
Inventors: 김명균; 서정환; 이동수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-03-09
Also published as: KR100575689B1

Abstract

본 발명은 전동기의 밸런스웨이트에 관한 것으로서, 일측에 편심부를 구비한 회전축을 중심으로 회전되는 회전자의 상기 회전축을 사이에 두고 상기 편심부의 대향측에 배치되어 상기 회전자의 회전 시 원심력에 의해 상기 회전자의 반경방향을 따라 무게중심이 이동되게 상기 회전자에 대해 상대 회동되는 회동밸런스웨이트부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 자체의 질량 및 회전축선방향을 따른 길이를 증가시키지 아니하면서 상대적으로 큰 회전평형력을 발생시킬 수 있는 전동기의 밸런스웨이트가 제공된다.

Description

전동기의 밸런스웨이트{BALANCE WEIGHT FOR ELECTRIC MOTOR}

도 1은 종래 전동기의 밸런스웨이트의 사용상태를 설명하기 위한 스크롤 압축기의 단면도,

도 2는 도 1의 상부밸런스웨이트영역의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 전동기의 밸런스웨이트의 사용상태를 도시한 도면,

도 4는 도 3의 밸런스웨이트영역의 확대도,

도 5는 도 3의 밸런스웨이트의 사시도,

도 6은 도 3의 밸런스웨이트의 작용을 설명하기 위한 도면,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기의 밸런스웨이트의 사시도,

도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 단면도,

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동기의 밸런스웨이트의 사시도,

도 10은 도 9의 밸런스웨이트의 평면도,

도 11은 도 9의 밸런스웨이트의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

35 : 회전자 37 : 회전축

53 : 고정밸런스웨이트부 55 : 함몰부

56 : 축공 58 : 회동밸런스웨이트부

59 : 회동축

본 발명은, 전동기의 밸런스웨이트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자체의 질량 및 회전축선방향을 따른 길이를 증가시키지 아니하면서 상대적으로 큰 회전평형력을 발생시킬 수 있도록 한 전동기의 밸런스웨이트에 관한 것이다.

도 1은 종래 전동기의 밸런스웨이트의 사용상태를 설명하기 위한 스크롤 압축기의 단면도이고, 도 2는 도 1의 상부밸런스웨이트영역의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스크롤 압축기는, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내부에 수용되어 냉매를 압축하는 압축부(21)와, 케이싱(11)의 내부에 설치되어 압축부(21)에 구동력을 제공하는 전동기(31)를 구비하고 있다.

케이싱(11)의 일측에는 냉매를 흡입 및 토출할 수 있도록 흡입관(13) 및 토출관(15)이 구비되어 있으며, 케이싱(11)의 내부에는 압축부(21) 및 전동기(31)를 지지할 수 있도록 상하방향을 따라 이격되게 상부프레임(17) 및 하부프레임(19)이 설치되어 있다.

압축부(21)는, 인벌류트형상의 랩(24)을 구비하여 상부프레임(17)에 고정설치되는 고정스크롤(23)과, 인벌류트형상의 랩(26)을 구비하여 고정스크롤(23)에 대해 선회가능하게 결합되는 선회스크롤(25)을 구비하고 있다.

전동기(31)는, 케이싱(11)의 내부에 고정 배치되는 고정자(33)와, 고정자 (33)의 내부에 회전축(37)을 중심으로 회전가능하게 설치되는 회전자(35)로 구성되어 있다.

회전축(37)의 상단에는 선회스크롤(25)이 고정스크롤(23)에 대해 선회할 수 있도록 회전중심으로부터 소정 편심되게 형성되어 선회스크롤(25)의 저부에 상대운동 가능하게 결합되는 편심부(38)가 형성되어 있으며, 상부프레임(17) 및 하부프레임(19)에는 회전축(37)의 상부영역 및 하부영역을 각각 회전가능하게 지지하는 베어링부(18,20)가 각각 형성되어 있다.

한편, 회전축(37)의 축선방향을 따라 회전자(35)의 상단 및 하단에는 회전 시 편심부(38)에 의해 발생되는 회전 불평형을 저감시킬 수 있도록 밸런스웨이트(41)가 각각 형성되어 있다. 회전자(35)의 상단에 형성된 밸런스웨이트(41)는, 회전축(37)을 사이에 두고 편심부(38)의 대향측에 회전 축선방향을 따라 소정 높이(H1)로 호형상으로 연장되는 제1밸런스웨이트부(42a)와, 제1밸런스웨이트부(42a)로부터 회전 축선방향을 따라 소정 높이(H2)로 돌출되고 둘레방향을 따라 제1밸런스웨이트부(42a)에 대해 축소된 길이의 호형상을 가지도록 연장되는 제2밸런스웨이트부(42b)로 구성되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 전동기의 밸런스웨이트에 있어서는, 편심부(38)에 의해 발생되는 회전 불평형이 증가될 경우 회전 축선방향을 따른 밸런스웨이트(41)의 높이(H1,H2)를 증가시켜 대응하도록 되어 있어, 주변 부품, 예를 들면 상단에 형성되는 밸런스웨이트(41)는 상부프레임(17)과의 간섭이 발생되어 대응이 곤란하게 된다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 자체의 질량 및 회전 축선방향을 따른 길이를 증가시키지 아니하면서 상대적으로 큰 회전평형력을 발생시킬 수 있는 전동기의 밸런스웨이트를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 일측에 편심부를 구비한 회전축을 중심으로 회전되는 회전자의 상기 회전축을 사이에 두고 상기 편심부의 대향측에 배치되어 상기 회전자의 회전 시 원심력에 의해 상기 회전자의 반경방향을 따라 무게중심이 이동되게 상기 회전자에 대해 상대 회동되는 회동밸런스웨이트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트에 의해 달성된다.

여기서, 상기 회전축을 사이에 두고 상기 편심부의 대향측에 상기 회전자에 일체로 회전가능하게 형성되는 고정밸런스웨이트부를 더 포함하며, 상기 회동밸런스웨이트부는 상기 고정밸런스웨이트부에 상대 회동가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

상기 회동밸런스웨이트부는 상기 회전축의 축선방향에 가로로 상기 고정밸런스웨이트부에 결합되는 회동축을 중심으로 회동가능하게 결합되는 것이 효과적이다.

상기 회전축은 지면에 대해 수직하게 배치되며, 상기 회동밸런스웨이트부는 상기 회전축의 정지 시 자중에 의해 회동되어 중력방향을 따라 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 회동밸런스웨이트부는 상기 회전축과 나란하게 상기 고정밸런스웨이트부에 결합되는 회동축을 중심으로 회동가능하게 결합되도록 구성하는 것이 효과적이다.

상기 회동밸런스웨이트부가 상기 원심력의 작용방향과 반대로 회동되게 상기 가동 밸런스웨이트부에 탄성력을 가하는 스프링을 더 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 회동밸런스웨이트부에 접촉되어 상기 회동밸런스웨이트부의 회동범위를 제한하는 스톱퍼를 더 포함하는 것이 효과적이다.

상기 스톱퍼는 상기 회동밸런스웨이트부의 회동범위를 조절할 수 있도록 상기 회동밸런스웨이트부에 대해 위치 이동가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

상기 스톱퍼는 나사결합되는 것이 효과적이다.

상기 스톱퍼와 상기 회동밸런스웨이트부의 상호 접촉영역에 개재되는 완충부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 전동기의 밸런스웨이트의 사용상태를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 밸런스웨이트영역의 확대도이며, 도 5는 도 3의 밸런스웨이트의 사시도이고, 도 6은 도 3의 밸런스웨이트의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 설명하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 스크롤 압축기는, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱(11)과, 서로 상대운동가능하게 결합된 고정스크롤 (23) 및 선회스크롤(25)을 구비하여 케이싱(11)의 내부 상부영역에 수용되어 냉매를 압축하는 압축부(21)와, 케이싱(11)의 내부 압축부(21)의 하측에 배치되어 압축부(21)에 구동력을 제공하는 전동기(31)를 구비하고 있다.

전동기(31)는, 케이싱(11)의 내부에 고정 배치되는 고정자(33)와, 고정자(33)의 내부에 회전축(37)을 중심으로 회전가능하게 배치되는 회전자(35)로 구성되어 있으며, 회전축(37)의 상단에는 선회스크롤(25)을 편심구동시킬 수 있도록 편심부(38)가 형성되어 있다.

한편, 회전축(37)의 축선방향을 따라 회전자(35)의 상단에는 회전 불균형을 해소할 수 있도록 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 밸런스웨이트(51)가 일체로 결합되어 있다.

본 전동기의 밸런스웨이트(51)는, 회전자(35)의 상단에 축선방향을 따라 소정 높이로 돌출되고 둘레방향을 따라 호형상을 이루도록 연장되게 형성되는 고정밸런스웨이트부(53)와, 고정밸런스웨이트부(53)에 대해 회동가능하게 배치되어 회전축(37)의 회전 시 원심력의 작용에 의해 무게중심이 회전자(35)의 반경방향을 따라 외측으로 이동되도록 회동밸런스웨이트부(58)를 포함하여 구성되어 있다.

고정밸런스웨이트부(53)는, 회전자(35)의 상단에 소정 높이로 돌출되고 둘레방향을 따라 거의 원둘레의 절반 길이를 가지도록 연장되는 제1밸런스웨이트부(54a)와, 제1밸런스웨이트부(54a)로부터 소정 높이로 돌출되고 둘레방향을 따라 제1밸런스웨이트부(54a)에 대해 축소된 길이를 가지도록 연장되는 제2밸런스웨이트부(54b)를 구비하고 있다.

고정밸런스웨이트부(53)에는 회동밸런스웨이트부(58)를 수용할 수 있도록 회전자(35)의 반경방향을 따라 함몰되게 함몰부(55)가 형성되어 있으며, 함몰부(55)의 양 측 상부영역에는 회전축(37)의 축선방향에 가로로 배치된 회동밸런스웨이트부(58)의 회동축(59)을 수용할 수 있도록 축공(56)이 각각 형성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 회전자(35)의 회전 시 회동밸런스웨이트부(58)는 원심력의 작용에 의해 회동축(59)을 중심으로 상향 회동되어 무게중심이 회전자(35)의 반경방향을 따라 외측으로 이동되도록 함으로써 상대적으로 큰 회전평형력을 발생시키게 된다. 한편, 회전자(35)의 정지 시 회동밸런스웨이트부(58)는 자중에 의해 회동축(59)을 중심으로 하향 회동하여 함몰부(55)의 내부에 중력방향을 따라 배치되도록 수용된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기의 밸런스웨이트의 사시도이고, 도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 전동기의 밸런스웨이트는, 회전축(37)을 사이에 두고 편심부(38)의 대향측에 회전축(37)의 축선방향을 따라 돌출되게 고정 형성되는 고정밸런스웨이트부(63)와, 고정밸런스웨이트부(63)에 대해 상대 회동가능하게 결합되는 회동밸런스웨이트부(69)와, 회동밸런스웨이트부(69)의 회동범위를 제한하는 스톱퍼(73)를 포함하여 구성되어 있다.

회전자(35)의 상단에는 회전축(37)을 사이에 두고 편심부(38)와 대향 배치되도록 고정밸런스웨이트부(63)가 형성되어 있으며, 고정밸런스웨이트부(63)는 회전자(35)에 접촉되게 형성되는 제1밸런스웨이트부(64a)와 축선방향을 따라 제1밸런스 웨이트부(64a)로부터 돌출되게 형성되는 제2밸런스웨이트부(64b)를 구비하고 있다.

고정밸런스웨이트부(63)에는 회동밸런스웨이트부(69)를 수용할 수 있도록 수용부(65)가 형성되어 있으며, 수용부(65)의 양 측 상부영역에는 회동밸런스웨이트부(69)를 회동가능하게 지지하는 회동축(70)이 배치되어 있다. 수용부(65)의 상측에는 회전자(35)의 반경방향을 따라 외측으로 돌출되게 스톱퍼지지부(67)가 형성되어 있으며, 스톱퍼지지부(67)에는 회동밸런스웨이트부(69)에 대해 스톱퍼(73)의 상대 위치를 조절할 수 있게 암나사부(68)가 형성되어 있다. 암나사부(68)에는 볼트형태로 구현된 스톱퍼(73)가 나사결합되어 있으며, 스톱퍼(73)의 말단영역에는 회동밸런스웨이트부(69)와 접촉시 충격을 완화할 수 있도록 완충부재(74)가 구비되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 회전자(35)가 회전되면 회동밸런스웨이트부(69)는 원심력의 작용으로 회동축(70)을 중심으로 상향 회동하여 완충부재(74)와 접촉된 상태로 회전자(35)와 일체로 회전하게 된다. 한편, 변동 요인에 의해 회전 불균형이 발생되어 회동밸런스웨이트부(69)의 회동 범위를 조절하고자 할 때는 스톱퍼(73)를 해당 방향으로 스톱퍼지지부(67)에 대해 적절히 상대 회전시키면 된다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동기의 밸런스웨이트의 사시도이고, 도 10은 도 9의 밸런스웨이트의 평면도이며, 도 11은 도 9의 밸런스웨이트의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 전동기의 밸런스웨이트는, 회전축(37)을 사이에 두고 편심부(38)의 대향측에 회전축(37)의 축선방향을 따라 돌출되게 고정 형성되는 고정밸런스웨이트부(83)와, 고정밸런스웨이 트부(83)에 대해 상대 회동가능하게 결합되는 회동밸런스웨이트부(92)와, 원심력의 작용으로 회동되는 방향의 반대방향으로 회동되도록 회동밸런스웨이트부(92)에 탄성력을 가하는 스프링(97)을 포함하여 구성되어 있다.

회전축(37)의 축선방향을 따라 회전자(35)의 상단에는 회전축(37)을 사이에 두고 편심부(38)에 대향되게 고정밸런스웨이트부(83)가 형성되어 있다. 고정밸런스웨이트부(83)는, 회전자(35)에 접촉되게 형성되는 제1밸런스웨이트부(84a)와, 제1밸런스웨이트부(84a)로부터 돌출 형성되는 제2밸런스웨이트부(84b)를 구비하고 있다.

회전자(35)의 둘레방향을 따라 제2밸런스웨이트부(84b)의 양 측에는 회동밸런스웨이트부(92)가 상대 회동가능하게 각각 배치되어 있으며, 제2밸런스웨이트부(84b)의 양 측 상부영역에는 회동밸런스웨이트부(92)를 회동가능하게 지지할 수 있도록 지지부(85)가 돌출 형성되어 있다. 각 지지부(85)에는 회전축(37)과 나란하게 배치된 회동축(93)을 수용할 수 있도록 축공(86)이 각각 형성되어 있으며, 각 회동밸런스웨이트부(92)의 일측에는 지지부(85)에 대해 상대운동 가능하게 결합되는 결합부(94)가 각각 형성되어 있다.

각 회동밸런스웨이트부(92)의 타측에는 회전자(35)의 회전 시 원심력의 작용으로 회동되는 회동밸런스웨이트부(92)가 반대 방향으로 회동되도록 탄성력을 가하는 스프링(97)이 각각 구비되어 있으며, 각 회동밸런스웨이트부(92)의 측부 및 제1밸런스웨이트부(84a)의 상면에는 각 스프링(97)의 일단이 고정될 수 있도록 스프링고정부(87,95)가 각각 형성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 회전자(35)가 회전축(37)을 중심으로 회전되면 각 회동밸런스웨이트부(92)는 회동축(93)을 중심으로 회동하여 회전자(35)의 반경방향을 따라 외측으로 돌출되어 무게중심이 외측으로 이동되도록 함으로써 상대적으로 큰 회전평형력이 발생되도록 함과 아울러 공기의 유동을 촉진시켜 주변을 냉각시키게 된다. 한편, 회전자(35)의 구동이 중지되면 각 회동밸런스웨이트부(92)는 해당 스프링(97)의 탄성력에 의해 회전자(35)의 둘레방향을 따라 배치되는 초기위치로 복귀하게 된다.

도 3 내지 도 6과 관련하여 전술한 실시예에서는, 회동밸런스웨이트부의 상부영역에 회동축을 배치하여 자중에 의해 초기위치로 복귀되도록 구성하고 있지만 회동밸런스웨이트부가 초기위치로 복귀되도록 탄성력을 가하는 스프링이 구비되도록 구성할 수도 있다. 또한, 회동밸런스웨이트부의 회동축을 하부영역에 배치할 수도 있다.

도 7 및 도 8과 관련하여 전술한 실시예에서는, 스톱퍼를 볼트 형태로 구현하여 회동밸런스웨이트부의 회동 범위를 조절할 수 있도록 구성한 경우를 예를 들고 있지만, 회전축의 축선방향을 따라 슬라이딩되는 슬라이더와, 슬라이더를 고정시키는 고정스크류를 구비하도록 구성할 수도 있다.

도 9 내지 도 11과 관련하여 전술한 실시예에서는 각 회동밸런스웨이트부의 회동 범위를 조절하는 조절수단이 구비되지 아니한 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 제2밸런스웨이트부에 볼트 형태로 스톱퍼를 형성하여 각 회동밸런스웨이트부의 회동 범위를 조절하도록 구성할 수도 있다.

그리고, 전술 및 도시한 실시예에서는 모두 본 발명에 따른 전동기의 밸런스웨이트가 회전자의 상단에 설치된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 회전자의 하단에 적용할 수도 있고, 상단 및 하단에 동시 적용되게 구성할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 회전축을 사이에 두고 편심부의 대향측에 회동가능하게 배치되어 회전축의 회전 시 원심력의 작용에 의해 무게중심이 회전자의 반경방향을 따라 외측으로 이동되도록 회동되는 회동밸런스웨이트부를 포함하도록 함으로써, 자체 질량을 증가시키지 아니하고 회전축의 축선방향을 따른 길이를 증가시키지 아니하고 상대적으로 큰 회전평형력을 얻을 수 있는 전동기의 밸런스웨이트가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상대적으로 큰 회전평형력을 얻을 수 있어 그 만큼 밸런스웨이트의 크기 및/또는 질량을 줄일 수 있어 콤팩트한 구성이 가능한 전동기의 밸런스웨이트가 제공된다.

Claims

일측에 편심부를 구비한 회전축을 중심으로 회전되는 회전자의 상기 회전축을 사이에 두고 상기 편심부의 대향측에 배치되어 상기 회전자의 회전 시 원심력에 의해 상기 회전자의 반경방향을 따라 무게중심이 이동되게 상기 회전자에 대해 상대 회동되는 회동밸런스웨이트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트.
제1항에 있어서,

상기 회전축을 사이에 두고 상기 편심부의 대향측에 상기 회전자에 일체로 회전가능하게 형성되는 고정밸런스웨이트부를 더 포함하며, 상기 회동밸런스웨이트부는 상기 고정밸런스웨이트부에 상대 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트.
제2항에 있어서,

상기 회동밸런스웨이트부는 상기 회전축의 축선방향에 가로로 상기 고정밸런스웨이트부에 결합되는 회동축을 중심으로 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트.
제3항에 있어서,

상기 회전축은 지면에 대해 수직하게 배치되며, 상기 회동밸런스웨이트부는 상기 회전축의 정지 시 자중에 의해 회동되어 중력방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트.
제2항에 있어서,

상기 회동밸런스웨이트부는 상기 회전축과 나란하게 상기 고정밸런스웨이트부에 결합되는 회동축을 중심으로 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트.
제2항에 있어서,

상기 회동밸런스웨이트부가 상기 원심력의 작용방향과 반대로 회동되게 상기 회동밸런스웨이트부에 탄성력을 가하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 회동밸런스웨이트부에 접촉되어 상기 회동밸런스웨이트부의 회동범위를 제한하는 스톱퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트.
제7항에 있어서,

상기 스톱퍼는 상기 회동밸런스웨이트부의 회동범위를 조절할 수 있도록 상 기 회동밸런스웨이트부에 대해 위치 이동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트.
제8항에 있어서,

상기 스톱퍼는 나사결합되는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트.
제7항에 있어서,

상기 스톱퍼와 상기 회동밸런스웨이트부의 상호 접촉영역에 개재되는 완충부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 밸런스웨이트.