KR20070114415A - 밀폐형 압축기 및 그 제작방법 - Google Patents

밀폐형 압축기 및 그 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압축기의 효율을 높일 수 있으며, 회전자의 제작과정에서 불량 발생시에 비용을 절감할 수 있는 밀폐형 압축기 및 그 제작방법을 개시한다.
본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 고정자와, 상기 고정자와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하는 회전자를 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 회전자는 다수매의 철판이 적층되어 형성된 회전자코어와, 상기 회전자코어와 알루미늄 다이캐스팅으로 일체화되는 결합체와, 상기 결합체와 별도로 제작되어 상기 결합체와 결합하는 적어도 하나의 엔드링을 포함한다.

Description

밀폐형 압축기 및 그 제작방법{Hermetic Compressor and Manufacturing Method thereof}
도 1은 종래 밀폐형 압축기의 회전자를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에서 A-A'를 따라 절단한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 단면도.
도 4는 도 3의 밀폐형 압축기에서 회전자의 분해사시도.
도 5은 도 4에서 회전자가 조립되는 모습을 나타낸 사시도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
10: 밀폐용기 30: 구동장치
32: 회전자 40: 회전자코어
45: 결합체 46: 결합돌기
50: 엔드링 51: 삽입홀
52: 걸림턱 55: 코킹부
본 발명은 밀폐형 압축기 및 그 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밀폐형 압축기에 사용되는 회전자 및 그 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로 밀폐형 압축기는 외관을 형성하는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내부에 마련되어 냉매를 압축하는 압축장치와, 상기 압축장치에 구동력을 제공하는 구동장치를 구비한다.
이중 구동장치는 압축장치에 구동력을 제공하는 것으로, 밀폐용기의 내부에 고정된 고정자와 고정자의 내부에 이격 설치되어 고정자와 전자기적으로 상호 작용하는 회전자를 구비한다.
구동장치의 일부를 형성하는 회전자(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 다수매의 철판이 적층되어 형성된 회전자코어(2)와 회전자코어(2)의 상단 및 하단에 각각 마련되는 엔드링(3)을 구비한다. 이와 같은 엔드링(3)은 통상 알루미늄 다이캐스팅을 통해 회전자코어(2)와 일체로 형성된다.
상기 엔드링(3)을 회전자코어(2)와 일체로 형성하기 위해 상부엔드링(3a)과 하부엔드링(3b)의 모양을 가지는 상부금형과 하부금형이 마련된 틀에 회전자코어(2)를 넣는다. 그런 다음 상기 틀에 용융된 알루미늄 용액을 부으면 알루미늄 용액은 회전자코어(2)에 형성된 슬롯(4)의 내측으로 인입되어 경화되고, 알루미늄 용액이 경화되면 회전자코어(2)의 하단에 형성되는 하부엔드링(3b)과, 회전자코어(2)의 바(미도시)와, 회전자코어(2)의 상단에 형성되는 상부엔드링(3a)을 형성하게 된다.
상기와 같이 형성된 회전자(1)를 가지는 밀폐형 압축기에서 고정자(미도시) 에 권취된 코일에 전류가 인가되면 고정자에 자기장이 발생하게 되고, 상기 고정자에 발생된 자기장에 의해 회전자(1)에 기전력이 유도된다. 상기 회전자(1)에 유도된 기전력에 의해 알루미늄으로 이루어진 바(미도시)와 엔드링(3)으로 전류가 흐르게 되고, 상기 전류는 다시 자기장을 형성하게 됨으로써 회전자(1)가 회전하게 된다.
도 2는 상기와 같이 알루미늄 다이캐스팅으로 제작된 엔드링(3)의 단면도인데, 알루미늄 다이캐스팅으로 엔드링(3)을 제작하면 도시된 바와 같이 엔드링(3)의 내부에 기포(5)가 형성된다. 이와 같이 엔드링(3)의 내부에 형성된 기포(5)는 엔드링(3)에 전류가 흐를 때 저항으로 작용하게 되어 압축기의 효율을 저하시키는 주원인이 되었다.
또한, 상기 엔드링(3)의 재질에 따라 전기 전도율이 달라지게 되는데, 다이캐스팅의 주물로 사용되는 알루미늄의 전기 전도율은 구리에 비해 좋지 못하므로 압축기의 효율을 향상시키는데 한계가 있었다.
또한, 회전자코어(2)가 상, 하부 엔드링(3a,3b)과 다이캐스팅으로 일체로 제작됨으로써 다이캐스팅 시에 불량이 발생하게 되면 엔드링(3) 뿐만 아니라 회전자코어(2)까지 전량 폐기해야 하므로 금전적으로 큰 손실이 발생하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 엔드링에 기포가 형성되지 않도록 하여 압축기의 효율을 향상시킬 수 있는 밀폐형 압축기 및 그 제작방법을 제공하는 것이다.
또한, 엔드링의 전기 전도율을 높임으로써 압축기의 효율을 향상시킬 수 있는 밀폐형 압축기 및 그 제작방법을 제공하는 것이다.
또한, 다이캐스팅 시에 불량이 발생하더라도 금전적 손실을 줄일 수 있는 밀폐형 압축기 및 그 제작방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 고정자와, 상기 고정자와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하는 회전자를 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 회전자는 다수매의 철판이 적층되어 형성된 회전자코어와, 상기 회전자코어와 알루미늄 다이캐스팅으로 일체화되는 결합체와, 상기 결합체와 별도로 제작되어 상기 결합체와 결합하는 적어도 하나의 엔드링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합체는 일측으로 돌출한 복수개의 결합돌기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 엔드링은 상기 복수개의 결합돌기가 삽입되는 삽입홀들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합체는 상기 각각의 결합돌기가 삽입된 후 상기 각각의 결합돌기를 타격하였을 때 상기 각각의 결합돌기가 횡방향으로 팽창하면서 걸리는 걸림턱을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 적어도 하나의 엔드링은 단조 가공으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 적어도 하나의 엔드링은 구리로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 제작방법은 다수매의 철판이 적층되어 형성된 회전자코어와 상기 회전자코어와 알루미늄 다이캐스팅으로 일체화된 복수개의 결합돌기가 형성된 결합체를 제작하는 결합체 제작단계와, 구리를 단조 가공하여 적어도 하나의 엔드링을 제작하는 엔드링 제작단계와, 상기 복수개의 결합돌기를 상기 적어도 하나의 엔드링에 삽입하여 가조립하는 가조립단계와, 상기 적어도 하나의 엔드링을 통과한 상기 복수개의 결합돌기를 타격하여 상기 엔드링을 상기 결합체와 결합하는 결합단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 3에 도시된 바와 같이, 하부용기(11)와 상부용기(12)가 결합되어 형성되는 밀폐용기(10)와, 이러한 밀폐용기(10) 내부에 마련되어 냉매를 압축하는 압축장치(20)와, 상기 압축장치(20)에 동력을 제공하는 구동장치(30)를 구비한다.
이 중에서 압축장치(20)는 냉매를 압축하는 압축실(21a)을 형성하는 실린더블록(21)과, 압축실(21a) 내부에서 직선 왕복운동하며 냉매를 압축하는 피스톤(22)과, 압축실(21a)을 밀폐시키도록 실린더블록(21) 일측에 결합되며 흡입실(23a)과 토출실(23b)이 구획 형성된 실린더헤드(23)와, 상기 실린더블록(21)과 실린더헤드(23) 사이에 마련되며 흡입실(23a)로부터 압축실(21a)로 흡입되거나 압축실(21a)로부터 토출실(23b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브장치(26)를 구비 한다.
구동장치(30)는 상기 피스톤(22)이 압축실(21a) 내부에서 왕복운동할 수 있도록 구동력을 제공하는 것으로, 밀폐용기(10)의 내부에 고정되며 코일(31a)이 권취된 고정자(31)와 고정자(31)의 내부에 소정 간격 이격 설치되어 고정자(31)와 전자기적으로 상호 작용하는 회전자(32)를 구비한다. 회전자(32)의 중심에는 회전자(32)와 함께 회전하는 회전축(33)이 마련되고, 회전축(33)의 하부에는 편심 회전하는 편심부(34)가 마련된다. 커넥팅로드(35)는 상기 편심부(34)와 결합되어 편심부(34)의 편심 회전을 피스톤(22)의 직선 왕복운동으로 전환시키게 된다.
이러한 밀폐형 압축기의 고정자(31) 코일(31a)에 전원을 인가하게 되면 고정자(31)와 회전자(32) 간의 전자기적인 상호작용에 의해 회전하는 회전자(32)와 함께 회전축(33)이 회전하게 되고, 편심부(34)와 커넥팅로드(35)를 통해 연결된 피스톤(22)이 압축실(21a) 내부에서 직선 왕복운동을 하게 된다. 이를 통해 밀폐용기(10) 외부 측 냉매는 실린더헤드(23)의 흡입실(23a)로 흡입된 후 압축실(21a)로 전달되어 압축실(21a) 내부에서 압축된다. 압축실(21a)에서 압축된 냉매는 다시 실린더헤드(23)의 토출실(23b)로 토출된 후 밀폐용기(10) 외부로 토출된다.
한편, 구동장치(30) 일부를 형성하는 회전자(32)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 다수매의 철판이 적층되어 형성된 회전자코어(40)와, 회전자코어(40)와 일체로 형성되는 결합체(45)와, 회전자코어(40)와 별도로 제작한 후 회전자코어(40)의 상단 및 하단에 각각 결합되는 엔드링(50)을 구비한다.
이와 같이 엔드링(50)을 알루미늄 다이캐스팅 가공으로 회전자코어(40)와 일 체화되도록 제작하지 않고 별도록 제작한 이유는 엔드링(50) 내부에 기포가 형성되는 것을 방지하기 위함이다.
회전자코어(40)와 별도로 제작되는 엔드링(50)을 회전자코어(40)에 결합하기 위해 회전자코어(40)의 상단 및 하단으로부터 각각 회전자코어(40)의 축방향으로 돌출된 복수개의 결합돌기(46)를 구비하는 결합체(45)가 형성된다. 상기 결합체(45)는 알루미늄 다이캐스팅 가공으로 회전자코어(40)와 일체화된다.
한편, 엔드링(50)을 결합체(45)에 결합할 수 있도록 엔드링(50)은 결합체(45)의 결합돌기(46)가 형성된 위치와 대응되는 위치에 형성되어 결합돌기(46)가 삽입되는 삽입홀(51)과, 각각의 결합돌기(46)가 삽입된 후 각각의 결합돌기(46)를 타격하였을 때 각각의 결합돌기(46)가 횡방향으로 팽창하여 팽창된 결합돌기(46)의 일부가 걸리는 걸림턱(52)을 구비한다.
상기와 같이 결합체(45)에 결합되는 엔드링(50)은 구리를 프레스 등과 같은 단조 가공으로 제작한다. 구리의 고유저항은 1.67로 알루미늄의 고유저항인 2.9보다 훨씬 낮으므로 구리의 전기전도율은 알루미늄의 전기전도율보다 훨씬 높다. 따라서, 엔드링(50)에 많은 전류가 흐를 수 있으며 이에 따라 큰 자기장이 형성되므로 압축기의 효율을 높이 수 있다. 또한, 엔드링(50)이 단조 가공으로 제작되므로 내부에 기포가 발생되지 않는다.
다음으로 상기 밀폐형 압축기에 사용되는 회전자(32)의 제작방법에 대해 설명한다.
우선, 다수매의 철판을 적층하여 회전자코어(40)를 형성한다. 이는 종래의 회전자코어(40)를 형성하는 과정과 동일하다.
상기 회전자코어(40)를 결합체(45) 모양의 금형이 형성된 틀에 넣은 다음, 용융된 알루미늄 용액을 부으면 알루미늄 용액은 회전자코어(40)에 형성된 슬롯(41)을 통해 인입되어 회전자코어(40)와 일체로 형성되며 회전자코어(40)의 상단 및 하단에 각각 결합돌기(46)를 구비하는 결합체(45)가 형성한다.
한편, 구리를 프레스 등으로 단조 가공하여 삽입홀(51) 및 걸림턱(52)을 구비하는 엔드링(50)을 제작한다.
그런 다음, 결합체(45)에 형성된 결합돌기(46)를 엔드링(50)의 삽입홀(51)에 삽입하여 결합체(45)와 엔드링(50)을 가조립한다.
상기와 같이 결합체(45)와 엔드링(50)을 가조립한 상태에서, 삽입홀(51)을 통하여 돌출된 결합돌기(46)를 해머 등으로 타격하면 결합돌기(46)의 단부는 횡방향으로 팽창되고 팽창된 결합돌기(46)의 일부는 걸림턱(52)에 걸리게 되어 코킹부(55)를 형성한다. 이에 따라 결합돌기(46)가 삽입홀(51)에서 빠지지 않게 되어 결합체(45)와 엔드링(50)이 결합된다.
이상에서 상세히 설명한 바와, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기 및 그 제작방법에 의하면 엔드링이 주조가 아닌 단조 가공으로 제작되므로 엔드링 내부에 기포가 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한, 엔드링이 알루미늄보다 전기전도율이 높은 구리로 만들어지므로 압축기의 효율을 높일 수 있다.
또한, 엔드링은 회전자코어와 별도로 제작되므로 다이캐스팅 가공과정에서 불량이 발생하더라도 엔드링은 폐기하지 않아도 된다.

Claims (6)

  1. 고정자와, 상기 고정자와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하는 회전자를 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,
    상기 회전자는 다수매의 철판이 적층되어 형성된 회전자코어와, 상기 회전자코어와 알루미늄 다이캐스팅으로 일체화되는 결합체와, 상기 결합체와 별도로 제작되어 상기 결합체와 결합하는 적어도 하나의 엔드링을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결합체는 일측으로 돌출한 복수개의 결합돌기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 엔드링은 상기 복수개의 결합돌기가 삽입되는 삽입홀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 결합체는 상기 각각의 결합돌기가 삽입된 후 상기 각각의 결합돌기를 타격하였을 때 상기 각각의 결합돌기가 횡방향으로 팽창하면서 걸리는 걸림턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 엔드링은 단조 가공으로 제작되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 엔드링은 구리로 제작되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  6. 다수매의 철판이 적층되어 형성된 회전자코어와 상기 회전자코어와 알루미늄 다이캐스팅으로 일체화된 복수개의 결합돌기가 형성된 결합체를 제작하는 결합체 제작단계와,
    구리를 단조 가공하여 적어도 하나의 엔드링을 제작하는 엔드링 제작단계와,
    상기 복수개의 결합돌기를 상기 적어도 하나의 엔드링에 삽입하여 가조립하는 가조립단계와,
    상기 적어도 하나의 엔드링을 통과한 상기 복수개의 결합돌기를 타격하여 상기 엔드링을 상기 결합체와 결합하는 결합단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 제작방법.
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