KR20070093640A

KR20070093640A - 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치

Info

Publication number: KR20070093640A
Application number: KR1020060023719A
Authority: KR
Inventors: 진홍균; 오해진; 정찬화
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-09-19

Abstract

본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치는, 케이싱에 채워진 오일이 흡상되도록 오일유로가 축방향으로 관통 형성되고, 그 외주면에 내마모 표면 처리되어 구동모터의 회전자에 결합되는 축부; 상기 축부의 오일유로와 연통되도록 오일통구가 관통 형성되어 상기 축부에 고정되고, 상기 케이싱의 오일을 펌핑하는 오일펌프에 결합되어 회전력을 전달하는 펌핑돌부;를 포함함으로써, 상기 축부에 비해 상대적으로 강도가 약한 펌핑돌부는 내마모성 열처리 공정을 생략할 수 있고 이를 통해 상기 펌핑돌부의 변형이나 균열을 방지하여 불량으로 인한 재료비용의 상승이나 양산성 저하를 미연에 방지할 수 있다.

Description

밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치{OIL PUMPING DEVICE FOR ENCLOSED COMPRESSOR}

도 1은 종래 스크롤 압축기를 보인 단면도,

도 2는 종래 구동축의 하반부를 보인 단면도,

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 하반부를 보인 단면도,

도 4는 본 발명 구동축의 하반부를 보인 단면도,

도 5는 도 4의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 6은 본 발명 구동축의 하반부에 대한 변형예를 보인 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

3 : 서브베어링 9 : 오일펌프

9a : 펌프하우징 9b : 펌프커버

9c : 트로코이드 기어 9d : 베어링판

10 : 구동축 11 : 축부

11a : 오일유로 11b : 고정홈

11c : 걸림면 12 : 펌핑돌부

12a : 오일통구 12b : 걸림면

본 발명은 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치에 관한 것으로, 특히 오일펌프를 구비하는 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부에 전동기구부와 압축기구부를 함께 구비하여 전동기구부의 구동력에 의해 압축기구부가 작동하면서 냉매를 흡입 압축하여 토출하도록 구성되는 것이다. 최근 밀폐형 압축기가 적용되는 가전제품의 다기능화에 맞추어 압축기 역시 가변속 운전이 가능하도록 설계되고 있다. 압축기의 가변속 운전시 오일의 공급량이 달라질 우려가 있으므로 통상 구동축의 하단에 일정량의 오일을 펌핑할 수 있는 오일펌프가 적용되고 있다.

도 1은 종래 오일펌프를 적용한 스크롤 압축기의 일례를 보인 단면도이고, 도 2는 종래 구동축의 하반부를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는, 소정 량의 오일이 채워진 케이싱(1)과, 상기 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 고정되는 메인프레임(2) 및 서브프레임(3)과, 상기 메인프레임(2)과 서브프레임(3) 사이에 장착된 구동모터(M)의 회전자(Mr)에 결합하여 회전력을 전달하는 구동축(4)과, 상기 메인프레임(2)에 얹혀지고 상기 구동축(4)에 결합되어 선회운동을 하는 선회스크롤(5)과, 상기 선회스크롤(5)의 랩(5a)에 맞물려 복수의 압축실(P)이 형성되도록 나선형의 랩(6a)이 형성되어 상기한 메인프레임(2)의 상면에 고정되는 고정스크롤(6)과, 상기 선회스크롤(5)과 메인프레임(2) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(5)의 자전을 방지하 면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(7)과, 상기 고정스크롤(6)의 경판부 배면에 결합되어 후술할 토출영역(S2)으로 토출한 압축가스의 역류를 방지하는 역지밸브(8)와, 상기 구동축(4)의 하단에 설치되어 그 구동축(4)의 회전시 용적변화에 의해 상기 케이싱(1)의 오일을 펌핑하는 오일펌프(9)를 포함하고 있다.

상기 케이싱(1)은 그 내부가 상기 고정스크롤(6)의 상면에 고정 설치되는 고저압분리판(1a)에 의해 저압부인 흡입영역(S1)과 고압부인 토출영역(S2)으로 구획되고, 상기 흡입영역(S1)에는 가스흡입관(SP)이 연통 결합되는 반면 상기 토출영역(S2)에는 가스토출관(DP)이 연통 결합되어 있다.

상기 구동축(4)은 회전자(Mr)에 결합되고 상기 메인프레임(2)과 서브프레임(3)에 반경방향으로 지지되는 축부(4a)와, 상기 축부(4a)의 상단에 편심지게 돌출 형성되어 상기 선회스크롤(5)에 결합되는 구동핀부(4b)와, 상기 축부(4a)의 하단 중심에 돌출 형성되어 상기 오일펌프에 결합되는 펌핑돌부(4c)로 이루어져 있다.

상기 축부(4a)와 구동핀부(4b) 그리고 펌핑돌부(4c)의 중심부에는 상기 오일펌프(9)에 의해 펌핑된 오일을 상단으로 안내되도록 하는 오일유로(4d)가 관통 형성되어 있다.

상기 오일펌프(9)는 도 2에서와 같이 서브프레임(3)에 형성하는 펌프하우징(9a)과, 상기 펌프하우징(9a)의 저면에 소정의 펌핑공간이 구비되어 체결 고정되는 펌프커버(9b)와, 상기 펌프커버(9b)의 상면에 얹혀져 상기 구동축(4)의 펌핑돌부(4c)에 결합되어 용적이 가변되면서 케이싱(1) 내부의 오일을 펌핑하는 트로코이드 기어(9c)와, 상기 트로코이드 기어(9c)의 상면과 구동축(4)의 사이를 축방향 미끄 럼 지지하도록 개재하는 베어링판(9d)으로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 5a는 선회스크롤의 랩, 6a는 고정스크롤의 랩, Ms는 고정자이다.

상기와 같은 종래의 고압식 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 상기 구동모터(M)에 전원이 인가되어 구동축(4)이 회전을 하면, 상기 선회스크롤(5)이 메인프레임(2)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하면서 상기 선회스크롤(5)의 랩(5a)과 고정스크롤(6)과의 랩(6a) 사이에 중심을 향해 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)이 형성되고, 이 압축실(P)은 선회스크롤(5)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축한 후 케이싱(1)의 내부공간으로 토출하게 된다.

이와 함께, 오일은 상기 구동축(4)의 고속회전시 오일펌프(9)의 용적변화에 의해 펌핑되어 상기 구동축(4)의 오일유로(4d)를 통해 상단으로 흡상되면서 일부는 상기 메인프레임(2)과 구동축(4)의 사이를 윤활하는 한편 일부는 상기 구동축(4)의 상단에서 비산되어 메인프레임(2)과 선회스크롤(5) 사이를 윤활하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서는, 상기 구동축(4)의 제작시 그 하단에 오일펌프(9)와 결합되는 펌핑돌부(4c)가 축부(4a)의 직경 보다 작게 형성됨에도 불구하고 상기 구동축(4)의 내마모성 향상을 위해 구동축(4) 전체를 침탄 열처리하게 된다. 하지만, 상기 구동축(4)이 열처리되는 과정에서 특히 펌핑돌부(4c)가 변형되는 경우가 자주 발생하고 이를 교정하는 과정에서 상기 펌핑돌부(4c)가 쉽게 균열되어 재료의 손실과 양산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 밀폐형 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 구동축이 열처리 과정에서 균열로 인해 파손되는 것이 미연에 방지될 수 있는 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱에 채워진 오일이 흡상되도록 오일유로가 축방향으로 관통 형성되고, 그 외주면에 내마모 표면 처리되어 구동모터의 회전자에 결합되는 축부; 상기 축부의 오일유로와 연통되도록 오일통구가 관통 형성되어 상기 축부에 고정되고, 상기 케이싱의 오일을 펌핑하는 오일펌프에 결합되어 회전력을 전달하는 펌핑돌부;를 포함한 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 오일 펌핑 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 하반부를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명 구동축의 하반부를 보인 단면도이며, 도 5는 도 4의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이고, 도 6은 본 발명 구동축의 하반부에 대한 변형예를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명 스크롤 압축기는, 소정 량의 오일이 채워진 케이싱(1)과, 상기 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 고정되는 메인프레임(도 1에 도시)(2)과 서브프레임(3)에 지지되고 상기 구동모터(M)의 회전자(Mr)에 결합하여 회전력을 선회스크롤(도 1에 도시)(5)에 전달하는 구동축(10)과, 상기 구동축 (10)의 하단에 설치되어 그 구동축(10)의 회전시 용적변화에 의해 상기 케이싱(1)의 오일을 펌핑하는 오일펌프(9)를 포함한다.

상기 오일펌프(9)는 도 4에서와 같이 서브프레임(3)에 형성하는 펌프하우징(9a)과, 상기 펌프하우징(9a)의 저면에 소정의 펌핑공간이 구비되어 체결 고정되는 펌프커버(9b)와, 상기 펌프커버(9b)의 상면에 얹혀져 상기 구동축(4)의 펌핑돌부(4c)에 결합되어 용적이 가변되면서 케이싱(1) 내부의 오일을 펌핑하는 트로코이드 기어(9c)와, 상기 트로코이드 기어(9c)의 상면과 구동축(4)의 사이를 축방향 미끄럼 지지하도록 개재하는 베어링판(9d)으로 이루어진다.

상기 구동축(10)은 케이싱(1)의 내부에 고정 설치되는 구동모터(M)의 회전자(Mr)에 압입되어 그 구동모터(M)의 회전력을 선회스크롤(도 1에 도시)(5)에 전달하는 축부(11)와, 상기 축부(11)의 상단에 편심지게 돌출 형성되어 상기 선회스크롤(5)의 보스부에 결합되는 구동핀부(미도시)와, 상기 축부(11)와는 독립적으로 제작되어 그 축부(11)에 후조립되고 상기 오일펌프(9)의 트로코이트 기어(9c)에 결합되는 펌핑돌부(12)로 이루어진다.

상기 축부(11)는 그 하단에서 구동핀부(미도시)의 상단까지 축방향으로 관통되어 케이싱(1)의 오일을 각각의 베어링면으로 흡상하여 안내되도록 하는 오일유로(11a)가 형성된다.

또, 상기 축부(11)는 그 외주면이 메인프레임(도 1에 도시)(2)과 서브프레임(3)에 관통 결합되어 반경방향으로 지지되는 베어링면을 이룸에 따라 그 베어링면이 내마모성을 갖도록 침탄 열처리와 같은 표면 처리되어 형성된다.

상기 펌핑돌부(12)는 그 외주면이 베어링면을 형성하지 않음에 따라 별도의 표면 처리 공정을 거치지 않고 제작되어 상기 축부(11)의 오일유로(11a)와 연통되도록 오일통구(12a)가 축방향으로 관통 형성된다.

여기서, 상기 펌핑돌부(12)는 도 4에서와 같이 그 외경이 축부(11)의 오일유로(11a) 내경 보다 크게 단차지도록 형성되어 상기 축부(11)의 오일유로(11a) 하단에 확장된 고정홈(11b)이 압입되거나 또는 도 6에서와 같이 상기 축부(11)의 오일유로(11a) 내경과 동일하게 형성되어 그 오일유로(11a)에 압입될 수 있다.

또, 상기 축부(11)의 고정홈(11b)이나 오일유로(11a) 내주면과 이에 대응되는 펌핑돌부(12)의 외주면이 상호 결합되어 회전을 방지하도록 서로 각지게 형성되거나, 또는 도 5에서와 같이 상기 축부(11)의 고정홈(11b)이나 오일유로(11a) 내주면은 '디컷'지게 외경측 걸림면(11c)이 형성되고, 이에 대응되는 펌핑돌부(12)의 외주면에 상기 외경측 걸림면과 형합되어 펌핑돌부(12)의 회전을 방지하도록 내경측 걸림면(12b)이 형성될 수 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 오일 펌핑 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 상기 구동모터(M)에 전원이 인가되면 상기 구동축(10)이 회전을 하면서 구동력을 선회스크롤(5)에 전달하여 상기 선회스크롤(5)이 편심거리 만큼 선회하게 되고, 상기 선회스크롤(5)의 랩(5a)과 고정스크롤(6)과 랩(6a) 사이에 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(P)이 형성되며, 이 압축실(P)은 상기 선회스크롤(5) 의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 압축한 후 시스템으로 토출하게 된다.

이 과정에서 상기 구동축(10)의 하단에 구비한 오일펌프(9)에 의해 상기 케이싱(1)에 충전되어 있던 오일이 펌핑되고, 이 오일은 상기 펌핑돌부(12)의 오일통구(12a)와 축부(11)의 오일유로(11a)를 통해 각각의 베어링면에 공급되어 베어링면이 마모되는 것을 방지하게 된다.

이때, 상기 구동축(10)을 이루는 축부(11)는 그 외주면이 메인프레임(2)이나 서브프레임(3)에 반경방향으로 지지됨에 따라 특히 초기 기동시와 같이 오일 공급이 원활하지 않은 경우 마모가 발생될 우려가 있으므로 침탄 열처리와 같은 내마모 표면 처리를 실시하게 된다. 하지만, 구동축(10)의 축부(11)는 직경이 커서 상기한 침탄 열처리 공정에서 별다른 변형이나 이로 인한 균열이 발생하지 않게 되나 오일펌프(9)와 결합되는 펌핑돌부(12)의 경우에는 그 직경이 작아 상기 축부(11)와 함께 열처리를 하게 되면 변형이나 균열이 발생될 수 있다. 이를 감안하여 본 발명에서와 같이 상기 축부(11)와 펌핑돌부(12)를 각각 독립적으로 제작하고, 특히 펌핑돌부(12)는 베어링면을 형성하지 않음에 따라 열처리를 하지 않고 상기 축부(11)에 결합함으로써 상기 펌핑돌부(12)의 변형이나 균열 등을 미연에 방지할 수 있다.

또, 상기 펌핑돌부(12)가 축부(11)에 결합될 때 그 펌핑돌부(12)의 압입부위를 노출부위 보다 크게 형성하는 경우에는 프레스 압입 작업이 용이하여 압입 공정에서의 부품 파손을 방지할 수 있다. 또, 상기 펌핑돌부(12)와 축부(11)의 상호 대향면이 각지게 형성되거나 각각 걸림면(11c)(12b)이 형성되는 경우에는 조립후 구 동축(10)의 고속회전시 펌핑돌부(12)가 겉도는 것을 미연에 방지하여 압축기의 성능과 신뢰성을 함께 높일 수 있다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치는, 베어링면이 형성되는 축부와 오일펌프에 결합되는 펌핑돌부를 후조립으로 결합하도록 구성함으로써, 상기 축부에 비해 상대적으로 강도가 약한 펌핑돌부는 내마모성 열처리 공정을 생략할 수 있고 이를 통해 상기 펌핑돌부의 변형이나 균열을 방지하여 불량으로 인한 재료비용의 상승이나 양산성 저하를 미연에 방지할 수 있다.

Claims

케이싱에 채워진 오일이 흡상되도록 오일유로가 축방향으로 관통 형성되고, 그 외주면에 내마모 표면 처리되어 구동모터의 회전자에 결합되는 축부;

상기 축부의 오일유로와 연통되도록 오일통구가 관통 형성되고 상기 축부에 삽입 고정되고, 상기 케이싱의 오일을 펌핑하는 오일펌프에 결합되어 회전력을 전달하는 펌핑돌부;를 포함한 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치.
오일이 채워진 케이싱의 내부에 고정 결합되는 펌프하우징;

상기 펌프하우징의 저면에 소정의 펌핑공간이 구비되어 체결 고정되는 펌프커버;

상기 펌프커버의 상면에 얹혀져 상기 구동축의 펌핑돌부에 결합되어 용적이 가변되면서 케이싱 내부의 오일을 펌핑하는 트로코이드 기어;

상기 트로코이드 기어의 상면과 구동축의 사이를 축방향 미끄럼 지지하도록 개재하는 베어링판; 및

상기 케이싱의 오일이 흡상되도록 오일유로가 축방향으로 관통 형성되고 그 외주면에 내마모 표면 처리되어 구동모터의 회전자에 결합되는 축부와, 상기 축부의 오일유로와 연통되도록 오일통구가 관통 형성되어 상기 축부에 고정되고 상기 트로코이드 기어에 결합되어 구동모터의 회전력을 전달하는 펌핑돌부를 갖는 구동축;을 포함한 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 축부는 오일유로의 끝단에 펌핑돌부가 삽입될 수 있도록 상기 오일유로의 내경보다 넓은 고정홈이 형성되는 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 축부의 오일유로에 펌핑돌부가 삽입되어 고정되도록 그 오일유로의 내경이 펌핑돌부의 외경과 동일하게 형성되는 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 축부의 내주면과 펌핑돌부의 외주면은 상호 형합되도록 각지게 형성되거나 또는 상호 형합되도록 걸림면이 형성되어 상기 펌핑돌부의 회전을 방지하도록 하는 밀폐형 압축기의 오일 펌핑 장치.