KR20090103772A - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 시동 부하를 억제하면서, 요동 스크롤의 선회 운동을 안정화시키는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의하면, 요동 스크롤(8)을 구동하는 회전축(5)의 편심축(23)에, 압축실(25) 내의 가스의 하중방향에 대해서 소정의 각도를 이루는 슬라이드 면(90)을 가진 슬라이드 부시(27)를 개재시켜, 압축실(25) 내의 가스의 하중이 가해진 때에, 편심축(23)의 편심량이 커지도록 구성해서 이루어진 스크롤 압축기(C)에 있어서, 슬라이드 부시(27)와 편심축(23) 사이에 삽입되어, 상기 편심축(23)의 편심량이 작아지도록 항상 부세하는 스프링 부재(95)를 구비하고, 이 스프링 부재(95)는 편심축(23)을 슬라이드 부시(27)의 슬라이드 면(90)에 압압하도록 부세한다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 고정 스크롤과 이 고정 스크롤에 대해서 선회하는 요동 스크롤의 경판의 서로 마주 향하는 면에 각각 형성된 각 랩을 서로 맞물리게 해서 복수의 압축실을 형성하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

종래부터, 이 종류의 스크롤 압축기는, 고정 스크롤과, 이 고정 스크롤에 대해서 선회하는 요동 스크롤을 지니고, 고정 스크롤과 요동 스크롤의 경판의 서로 마주 향하는 면에 나선형 랩을 각각 형성하여, 각 랩을 서로 맞물리게 해서 복수의 압축실을 형성하도록 구성되어 있다.

상기 요동 스크롤을 구동하는 회전축의 편심축에는 슬라이드 부시가 개재되어 있다. 이 슬라이드 부시는, 압축실 내의 가스의 하중방향에 대해서 소정 각도를 이루는 슬라이드 면을 가지며, 압축실 내의 가스의 하중이 가해진 때에, 편심축의 편심량이 커지도록 구성되어 있다.

이러한 구성에 의하면, 슬라이드 면에 의해서 가스 하중의 분력을 편심량이 증대하도록 작용시킬 수 있으므로, 고정 스크롤과 요동 스크롤과의 양 랩 간의 실링성을 향상시킬 수 있어, 압축기의 성능을 향상시킬 수 있는 것이 공지되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

이러한 스크롤 압축기에서는, 슬라이드 부시와 편심축 사이에 스프링 부재를 삽입하고, 스프링 부재에 의해 편심축을 편심방향으로 밀어붙이고(즉, 압압하고), 시동 시의 편심량을 작게 해서, 시동 시의 부하를 저감하는 것도 개발되어 있다.

구체적으로, 상기 스크롤 압축기는, 스프링 부재에 의해 편심축을 편심방향으로 압압함으로써 정지 시에는 편심량이 작아, 양 랩의 클리어런스가 커지므로, 시동 부하를 작게 할 수 있다.

한편, 가스 하중이 걸리기 시작하면, 스프링 부재의 부세력(付勢力)에 대항해서 슬라이드 부시가 편심축의 편심량이 커지는 방향으로 이동해가므로, 적정한 편심량으로 하는 것이 가능하다고 말할 수 있었다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).

[특허문헌 1] 일본국 공개특허 평7-71386호 공보

[특허문헌 2] 일본국 특허 제3165153호 공보.

그러나, 전술한 바와 같이 스프링 부재에 의해 편심축을 편심방향으로 압압하여, 편심축의 편심량을 가변으로 한 스크롤 압축기에서는, 운전 시 슬라이드 부시의 슬라이드 면과 편심축이 떨어져서 배격(背隔; ガタ)이 생긴다고 하는 문제가 발생하고 있었다.

본 발명은, 이러한 종래의 기술적 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 스크롤 압축기의 시동 부하를 억제하면서, 요동 스크롤의 선회 운동을 안정화시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1측면에 의한 스크롤 압축기는, 고정 스크롤과, 이 고정 스크롤에 대해서 선회하는 요동 스크롤을 가지고, 고정 스크롤과 요동 스크롤의 경판의 서로 마주 향하는 면에 나선형 랩을 각각 형성하여, 각 랩을 서로 맞물리게 해서 복수의 압축실을 형성하는 동시에, 요동 스크롤을 구동하는 회전축의 편심축에, 압축실 내의 가스의 하중방향에 대해서 소정의 각도를 이루는 슬라이드 면을 가진 슬라이드 부시를 개재시켜, 압축실 내의 가스의 하중이 가해진 때에, 편심축의 편심량이 커지도록 구성해서 이루어진 것으로서, 슬라이드 부시와 편심축 사이에 삽입되어, 해당 편심축의 편심량이 작아지도록 항상 부세하는 스프링 부재를 구비하고, 이 스프링 부재는 편심축을 슬라이드 부시의 슬라이드 면에 압압하도록 부세하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2측면에 의한 스크롤 압축기는, 상기 제1측면에 기재된 발명에 있어서, 슬라이드 부시의 내면에 형성되어, 스프링 부재를 수용하는 스프링 수용부를 구비하고, 이 스프링 수용부의 요동 스크롤 측에는 스프링 부재의 이동을 규제하는 폐쇄부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 고정 스크롤과, 이 고정 스크롤에 대해서 선회하는 요동 스크롤을 가지고, 고정 스크롤과 요동 스크롤의 경판의 서로 마주 향하는 면에 나선형 랩을 각각 형성하여, 각 랩을 서로 맞물리게 해서 복수의 압축실을 형성하는 동시에, 요동 스크롤을 구동하는 회전축의 편심축에, 압축실 내의 가스의 하중방향에 대해서 소정의 각도를 이루는 슬라이드 면을 갖는 슬라이드 부시를 개재시켜, 압축실 내의 가스의 하중이 가해진 때에, 편심축의 편심량이 커지도록 구성해서 이루어진 스크롤 압축기에 있어서, 슬라이드 부시와 편심축 사이에 삽입되어, 상기 편심축의 편심량이 작아지도록 항상 부세하는 스프링 부재를 구비하므로, 정지 시의 편심량이 작고, 양 랩 간의 클리어런스가 커져, 시동 시의 부하를 작게 할 수 있다.

또, 스크롤 압축기가 운전을 시작하면, 슬라이드 부시는 슬라이드 면의 가스 하중방향에 대한 소정의 각도에 의해 분력(分力)이 생겨, 편심축의 편심량이 증가하는 방향으로 이동하므로, 적정한 편심량으로 할 수 있다.

또한, 스프링 부재는, 편심축을 슬라이드 부시의 슬라이드 면에 압압하도록 부세하므로, 편심축을 항상 슬라이드 부시의 슬라이드 면에 압압해서, 밀착시킬 수 있다. 이것에 의해, 슬라이드 부시의 슬라이드 면과 편심축이 떨어져서 배격이 생긴다고 하는 문제를 확실하게 해소할 수 있다.

전체적으로, 시동 부하를 억제하면서, 요동 스크롤의 선회 운동을 안정화시키는 것이 가능하게 되어, 스크롤 압축기의 성능의 향상과 신뢰성의 개선을 도모할 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 제2측면의 발명에서는, 상기 제1측면에 기재된 발명에 있어서, 슬라이드 부시의 내면에 형성되어, 스프링 부재를 수용하는 스프링 수용부를 구비하고, 이 스프링 수용부의 요동 스크롤 측에는, 스프링 부재의 이동을 규제하는 폐쇄부가 형성되어 있으므로, 상기 폐쇄 부재에 의해, 스프링 부재가 요동 스크롤 측으로 튀어나오는 문제를 미연에 회피할 수 있다.

도 1은 스크롤 압축기의 일 실시예의 종단 측면도(실시예 1);

도 2는 도 1의 스크롤 압축기의 회전축의 편심축 주변부의 분해도;

도 3은 도 2의 슬라이드 부시의 확대도;

도 4는 본 발명의 스프링 부재를 구비한 편심축의 평단면도(시동 시);

도 5는 도 4의 확대도;

도 6은 본 발명의 스프링 부재를 구비한 편심축의 평단면도(운전 중);

도 7은 도 6의 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

C: 스크롤 압축기 1: 밀폐용기

1A: 용기 본체 1B: 말단 캡

1C: 바닥 캡 2: 압축 요소

3: 전동 요소 4: 지지 프레임

5: 회전축 6: 베어링부

7: 고정 스크롤 8: 요동 스크롤

9: 베어링 10: 칸막이판

10A: 유지 구멍 11: 위쪽 공간

12: 아래쪽 공간 14, 20: 경판

15, 21: 랩 16: 둘레벽

17: 플랜지 18: 토출 구멍

22: 보스 수용부 23: 편심축

24: 보스 25: 압축실

27: 슬라이드 부시 28: 선회 베어링

30: 돌출부 30A: 상부면

32: 토출 밸브 34: 릴리스 밸브

37: 볼트 40: 올담 링

41: 올담 키 42: 키 홈

43: 슬라이딩 공간 50: 고정자

52: 회전자 60: 유로

61: 흡입구 63: 패들

64: 급유구 65: 오일 고임부

67: 냉매 도입관 68: 냉매 토출관

70: 링 홈 72: 트러스트 링

73: 위치결정 핀 75: 배면 공간

78: 연통 구멍 90: 슬라이드 면

91: 도피부 92: 스프링 수용부

93: 폐쇄부 95: 스프링 부재(판 스프링)

97: 스프링 수용부 98: 폐쇄부

본 발명은, 슬라이드 부시와 편심축 사이에 스프링 부재를 삽입하고, 스프링 부재에 의해 편심축을 편심방향으로 압압하고, 편심축의 편심량을 가변으로 한 스크롤 압축기에 있어서, 운전 중에 슬라이드 부시의 슬라이드 면과 편심축이 떨어져서 배격이 생긴다고 하는 요동 스크롤의 선회 운동이 불안정하게 되는 문제를 해소하기 위하여 이루어진 것이다. 이와 같이, 스크롤 압축기의 시동 부하를 억제하면서, 요동 스크롤의 선회 운동을 안정화시킨다고 하는 목적을, 슬라이드 부시와 편심축 사이에, 상기 편심축의 편심량이 작아지도록 항상 부세하고, 또한, 편심축을 슬라이드 부시의 슬라이드 면에 압압하도록 부세하는 스프링 부재를 삽입함으로써 실현하였다. 이하, 도면에 의거해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

[실시예 1]

도 1은 본 발명을 적용한 스크롤 압축기의 일 실시예의 종단 측면도, 도 2은 회전축(5)의 편심축(23) 주변부의 분해도를 나타내고 있다. 도 1에 있어서, (1)은 밀폐용기이다. 이 밀폐용기(1)는, 세로방향으로 긴 원통 형상을 보이는 용기 본체(1A)와, 이 용기 본체(1A)의 양단(상하 양단)에 각각 용접 고정된 대략 주발 형상을 보이는 말단 캡(1B) 및 바닥 캡(1C)으로 구성되어 있다.

그리고, 이 밀폐용기(1) 내의 위쪽에는 해당 밀폐용기(1) 내의 공간을 상하로 칸막이하는 칸막이판(10)이 설치되어 있다. 즉, 밀폐용기(1)의 내부는 칸막이판(10)에 의해서 위쪽 공간(11)과 아래쪽 공간(12)으로 칸막이되어 있다.

상기 밀폐용기(1) 내의 아래쪽 공간(12)에는, 위쪽에 압축 요소(2), 아래쪽에 이 압축 요소(2)를 구동하기 위한 구동 수단으로서의 전동 요소(3)가 각각 수납되어 있다. 또, 아래쪽 공간(12)의 밑부분(즉, 바닥 캡(1C)의 내면)(65)은 압축 요소(2) 등을 윤활시키는 윤활유가 저류(貯留)되는 오일 고임부로 되어 있다. 이 압축 요소(2)와 전동 요소(3) 사이의 밀폐용기(1) 내에는, 지지 프레임(4)이 수납되어 있고, 이 지지 프레임(4)에는 중앙에 베어링부(6)와 보스 수용부(22)가 형성되어 있다. 이 베어링부(6)는 회전축(5)의 선단(상단) 쪽을 축지지하기 위한 것이고, 상기 지지 프레임(4)의 한쪽 면(아래쪽 면)의 중앙으로부터 아래쪽으로 돌출해서 형성되어 있다. 또, 보스 수용부(22)는 후술하는 요동 스크롤(8)의 보스(24)를 수용하기 위한 것으로, 지지 프레임(4)의 다른 쪽 면(위쪽 면)의 중앙을 아래쪽으로 함몰시킴으로써 형성되어 있다.

또, 상기 회전축(5)의 선단(상단)에는 편심축(23)이 형성되어 있다. 이 편심축(23)은, 중심이 회전축(5)의 축심과 편심되어 설치되는 동시에, 슬라이드 부시(27) 및 선회 베어링(28)을 거쳐서, 보스(24)에 선회 구동가능하게 삽입되어 있다.

상기 압축 요소(2)는, 고정 스크롤(7)과 요동 스크롤(8)로 구성되어 있다. 고정 스크롤(7)은, 원판 형상의 경판(鏡板)(14)과, 이 경판(14)의 한쪽 면(아래쪽 표면)에 세워 설치된 인벌루트(involute) 형상 또는 이것과 근사한 곡선으로 이루어진 나선형의 랩(15)과, 이 랩(15)의 주위를 둘러싸도록 세워 설치된 둘레벽(16)과, 이 둘레벽(16)의 주위에 설치되어, 바깥 둘레가 밀폐용기(1)의 용기 본체(1A)의 내면에 달구어 끼워진 플랜지(17)로 구성되어 있다. 고정 스크롤(7)의 경판(14)의 중앙부에는, 상기 칸막이판(10)에 의해 칸막이된 위쪽의 밀폐용기(1) 내의 위쪽 공간(11)에 연통하는 토출 구멍(18)이 형성되어 있다. 그리고, 고정 스크롤(7)은 랩(15)의 돌출 방향을 아래쪽으로 하고 있다.

본 실시예의 구성에서는, 고정 스크롤(7)의 경판(14)은, 해당 경판(14)의 다른 쪽 면(위쪽 면)에 토출하는 동시에, 토출 구멍(18)을 가진 원통 형상의 돌출부(30)를 구비한다. 그리고, 이 돌출부(30)는 상기 칸막이판(10)에 형성된 유지 구멍(10A)에 끼워맞춤되어, 상기 돌출부(30)의 위쪽의 상부면(30A)이 칸막이판(10)의 위쪽 공간(11)을 향하도록 구성되어 있다. 이 돌출부(30)의 상부면(30A)에는, 토출 구멍(18)을 개폐하는 토출 밸브(32)와, 이 토출 밸브(32)에 인접해서 복수의 릴리스 밸브(34)가 설치되어 있다. 상기 릴리스 밸브(34)는 냉매의 과압축을 방지하기 위해서 설치된 것으로, 도시하지 않은 릴리스 포트를 거쳐서 압축 과정의 후술하는 압축 공간(압축실(25))과 연통되어 있다.

구체적으로, 압축 과정의 냉매압력이 토출 구멍(18)에 이르기 이전에 토출압력에 달하면, 릴리스 밸브(34)가 개방되어서, 압축 공간(25) 내의 냉매가 릴리스 포트를 거쳐서 외부에 토출되는 것으로 된다.

한편, 상기 요동 스크롤(8)은, 전술한 고정 스크롤(7)에 대해서 선회하는 스크롤이며, 원판 형상의 경판(20)과, 이 경판(20)의 한쪽 면(위쪽 표면)에 세워 설치된 인벌루트 형상 또는 이것과 근사한 곡선으로 이루어진 나선형의 랩(21)과, 경판(20)의 다른 쪽 면(아래쪽 면)의 중앙에 돌출 형성된 전술한 보스(24)로 구성되어 있다. 그리고, 요동 스크롤(8)은 랩(21)의 돌출 방향을 윗쪽으로 해서, 이 랩(21)이 고정 스크롤(7)의 랩(15)에 180도 회전하여, 대향해서 맞물리도록 배치되어, 내부의 랩(15), (21) 사이에 복수의 압축 공간이 형성되어 있다.

즉, 요동 스크롤(8)의 랩(21)은, 고정 스크롤(7)의 랩(15)과 대향해서, 양쪽랩(21), (15)의 선단면이 상대의 밑면에 접하도록 맞물리고, 또한, 요동 스크롤(8)은 회전축(5)의 축심으로부터 편심해서 설치된 편심축(23)에 끼워맞춤되어 있기 때문에, 2개의 나선형 랩(21), (15)은 서로 편심되어서, 그 편심방향의 선상에서 접해서 구속된 복수개의 공간을 만들어, 이 공간의 각각이 압축실(25)로 된다.

상기 고정 스크롤(7)은, 그 둘레벽(16)의 주위에 설치된 플랜지(17)가 복수의 볼트(37)를 거쳐서 지지 프레임(4)에 고정되어 있다. 또, 요동 스크롤(8)은 올담 링(Oldham ring)(40)을 거쳐서 지지 프레임(4)에 지지되어 있다. 이 올담 링(40)은 요동 스크롤(8)을 고정 스크롤(7)에 대해서 자전하지 않도록 원궤도상을 공전시키기 위한 것으로, 서로 대향하는 위치에 위쪽으로 돌출해서 형성된 1쌍의 올담 키(Oldham's key)(41), (41)를 구비한다.

이들 올담 키(41), (41)는 고정 스크롤(7)의 하부면에 형성된 키 홈(42)에 슬라이딩가능하게 걸어맞춤된다. 이 경우, 올담 링(40)은 요동 스크롤의 선회에 따라 고정 스크롤(7)과 지지 프레임(4) 사이에 형성된 슬라이딩 공간(43) 내를 올담 키(41)의 연장 방향을 따라서 슬라이딩한다.

또, 요동 스크롤(8)은, 고정 스크롤(7)에 대해서 편심해서 공전하기 때문에, 2개의 나선형의 랩의 편심방향과 접촉 위치는 회전하면서 이동하여, 상기 압축실은 바깥쪽으로부터 안쪽의 압축실(25)을 향해서 옮겨지면서 축소해간다. 최초, 바깥쪽의 압축실(25)로부터 들어가서 가두어진 저압의 냉매 가스는, 단열압축되면서 안쪽으로 이동하고, 최후에 중앙부에 도달할 때에는, 고온고압의 냉매 가스로 된다. 이 냉매 가스는 상기 중앙부에 형성된 토출 구멍(18)을 거쳐서 위쪽 공간(11)에 송출된다.

한편, 상기 전동 요소(3)는, 밀폐용기(1)에 고정된 고정자(50)와, 이 고정자(50)의 안쪽에 배치되어, 고정자(50) 내에서 회전하는 회전자(52)로 구성되어 있고, 이 회전자(52)의 중심에 회전축(5)이 끼워맞춤되어 있다. 회전축(5)의 말단(하단)은, 밀폐용기(1)의 밑부분에 배치된 베어링(9)에 축지지되어 있다.

또, 회전축(5)의 내부에는 상기 회전축(5)의 축방향을 따라서 유로(油路)(60)가 형성되어 있다. 이 유로(60)는 회전축(5)의 하단에 위치하는 흡입구(61)와, 이 흡입구(61)의 위쪽에 형성된 패들(63)을 구비한다. 회전축(5)의 하단은 오일 고임부(65)에 저류된 윤활유에 침지되고, 해당 유로(60)의 흡입구(61)가 윤활유 내에서 개구하고 있다. 또한, 유로(60)에는 각 베어링에 대응하는 위치에 윤활유를 급유하는 급유구(64)가 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 회전축(5)이 회전하면, 오일 고임부(65)에 저류된 윤활유가 회전축(5)의 흡입구(61)로부터 유로(60)에 들어가, 이 유로(60)의 패들(63)을 따라서 위쪽으로 퍼올려진다. 그리고, 퍼올려진 윤활유는 각 급유구(64) 등을 거쳐서 각 베어링이나 압축 요소(2)의 슬라이딩부에 공급되는 것으로 된다.

한편, 상기 밀폐용기(1)에는, 상기 밀폐용기(1) 내의 아래쪽 공간(12) 내에 냉매를 도입하기 위한 냉매 도입관(67)과, 압축 요소(2)에 의해서 압축되어, 상기 토출 구멍(18)을 거쳐서 밀폐용기(1) 내의 위쪽 공간(11)에 토출된 냉매를 외부에 토출하기 위한 냉매 토출관(68)이 설치되어 있다. 본 실시예에서는, 냉매 도입관(67)은 밀폐용기(1)의 용기 본체(1A)의 측면에 용접 고정되고, 냉매 토출관(68)은 말단 캡(1B)의 측면에 용접 고정되어 있다.

그리고, 상기 지지 프레임(4)의 상부면에는, 보스 수용부(22)의 주위에 환상의 링 홈(70)이 형성되고, 이 링 홈(70)에는, 철계의 소결 부재로 형성된 트러스트 링(72)이 배치되어 있다. 이 트러스트 링(72)은 요동 스크롤(8)의 경판(20)을 지지하고, 이 요동 스크롤(8)의 선회 시에 있어서 요동 스크롤(8)과 지지 프레임(4)과의 슬라이딩 저항을 경감시키기 위한 것이다. 이 트러스트 링(72)의 하부면에는, 위치결정 핀(73)이 돌출 설치되고, 이 위치결정 핀(73)은 링 홈(70)에 형성된 도시하지 않은 결합 구멍에 삽입되어 있다. 이 때문에, 요동 스크롤(8)이 트러스트 링(72) 위를 선회했을 경우더라도, 트러스트 링(72)은, 위치결정 핀(73)에 의해, 트러스트 링(72)의 회전이 저지된 상태에서 지지 프레임(4)에 위치결정된다.

또한, 본 실시예의 구성에서는, 요동 스크롤(8)은 고정 스크롤(7)을 향해서 축방향으로 이동가능하게 지지되어 있고, 압축 요소(2)의 구동 시, 트러스트 링(72)의 하부면(배면)에 압축 요소(2)에 의한 압축 과정의 냉매를 도입함으로써, 트러스트 링(72)을 거쳐서, 요동 스크롤(8)을 고정 스크롤(7)에 압압하기 가능한 구성으로 하고 있다.

구체적으로, 트러스트 링(72)과 지지 프레임(4)과의 사이에는, 상기 압축 과정의 냉매가 도입되는 배면 공간(75)이 형성되어 있다. 또, 트러스트 링(72)의 안둘레 및 바깥 둘레에는, 배면 공간(75)의 기밀성을 확보하기 위해서 각각 도시하지 않은 O링이 배치되어 있다. 또한, 요동 스크롤(8) 및 트러스트 링(72)에는, 압축실(25)과 배면 공간(75)을 연통하는 연통구멍(78)이 형성되어 있다.

이 연통구멍(78)의 일단(상단)부의 개구부는, 요동 스크롤(8)의 경판(20)의 상부면(랩면)에 있어서, 중간압력의 압축실(25)에 연통하는 위치에 형성되어 있다. 이 중간압력은 흡입압력에 보다 가까운 값으로 설정되어 있다.

한편, 연통구멍(78)의 타단(하단)부의 개구부는, 트러스트 링(72)의 하부면에 형성되어, 배면 공간(75)과 연통하도록 형성되어 있고, 압축 요소(2)의 구동 시 압축실(25)의 중간압력을 배면 공간(75)에 항상 도입 가능하게 구성되어 있다. 이것에 의해, 트러스트 링(72)을 거쳐서 요동 스크롤(8)을 고정 스크롤(7)에 안정적으로 압압할 수 있다.

한편, 상기 회전축(5)의 편심축(23)에는 슬라이드 부시(27)가 개재되어 있다. 이 슬라이드 부시(27)는, 도 2 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 슬라이드 면(90)을 가진다. 해당 슬라이드 면(90)은, 압축실(25) 내의 가스의 하중방향에 대해서 소정의 각도를 이루도록 슬라이드 부시(27)에 형성되어 있다. 구체적으로, 본 실시예에서는, 도 5 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 가스의 하중방향(화살표(D1))과 직교하는 편심방향(화살표(D2))으로부터 소정의 각도(α) 경사지도록 슬라이드 면(90)이 형성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 압축실(25) 내의 가스의 하중이 가해졌을 때에, 슬라이드 면(90)에 의해서 가스 하중의 분력을 편심량이 증대하도록 작용시킬 수 있다. 이것에 의해, 고정 스크롤과 요동 스크롤과의 양 랩 간의 시일성을 향상시킬 수 있고, 스크롤 압축기(C)의 성능을 향상할 수 있다.

또, 도 3은 슬라이드 부시(27)의 확대도, 도 4는 시동 시의 회전축(5)의 상태를 나타낸 평단면도, 도 5는 도 4의 편심축(23)의 평단면도, 도 6은 운전 중의 회전축(5)의 상태를 나타낸 평단면도, 도 7은 도 6의 편심축(23)의 평단면도를 각각 나타내고 있다. 도 2에 있어서, (91)은 편심축(23)에 슬라이드 면(90)을 형성할 때의 가공 잔사를 흡수하기 위해서, 회전축(5)의 편심축(23) 측의 면(5A)에 형성된 도피부이다.

그런데, 이러한 스크롤 압축기에서는, 슬라이드 부시와 편심축 사이에 스프링 부재를 삽입하여, 스프링 부재에 의해 편심축을 편심방향으로 압압하고, 시동 시의 편심량을 작게 해서, 시동 시의 부하를 저감하는 것도 개발되어 있다. 구체적으로, 상기 스크롤 압축기는, 스프링 부재에 의해 편심축을 편심방향으로 압압함으로써, 정지 시에는 편심량이 작고, 양 랩의 클리어런스가 커지므로, 시동 부하를 작게 할 수 있다. 한편, 가스 하중이 가해지기 시작하면, 스프링 부재의 가압력에 저항해서 슬라이드 부시가 편심축의 편심량이 커지는 방향으로 이동해가므로, 적정한 편심량으로 할 수 있다.

그러나, 전술한 바와 같이 스프링 부재에 의해 편심축을 편심방향으로 압압해서, 편심축의 편심량을 가변으로 한 스크롤 압축기에서는, 편심축을 부세하는 방향이 편심축의 편심방향과 일치하고 있어, 편심축을 슬라이드 면에 압압할 수 없었다. 이 때문에, 운전 시 슬라이드 부시의 슬라이드 면과 편심축이 떨어져서 배격이 생긴다고 하는 문제가 발생하고 있었다.

그래서, 이러한 문제를 감안해서, 본 발명에서는 슬라이드 부시(27)와 편심축(23) 사이에 본 발명의 스프링 부재(판 스프링)(95)를 구비하는 것으로 한다. 이 스프링 부재(95)는, 전술한 종래의 스프링 부재와 같이 편심축(23)의 편심량이 작아지도록 편심축(23)을 항상 부세하는 것이다. 그러나, 전술한 종래의 스프링 부재는 편심축을 편심방향, 즉, 가스의 하중방향과 직교하는 방향으로 편심축을 압압하는 것이었던 데 대해서, 본 발명의 스프링 부재(95)는 편심축(23)을 슬라이드 부시(27)의 슬라이드 면(90)에 압압하도록 부세하는 것이다.

여기서, 구체적인 구성을 도 2 내지 도 7을 이용해서 설명한다. 각 도면에 있어서, (95)는 본 발명을 적용한 본 실시예의 스프링 부재이다. 이 스프링 부재(95)는 R형상으로 만곡한 판 스프링으로 구성되어 있다. 또한, (97)은 슬라이드 부시(27)의 내면에 형성된 스프링 수용부, (98)은 스프링 부재(95)의 이동을 규제하기 위한 폐쇄부이다(도 3). 스프링 수용부(97)는 슬라이드 부시(27)의 내면, 즉, 편심축(23)에 인접하는 면의 일부를 축심방향(외주방향)으로 함몰시킴으로써 형성된 것이다. 또, 상기 폐쇄부(98)는, 스프링 수용부(97)의 요동 스크롤(8) 측에 형성되어 있고, 스프링 부재(95)가 스프링 수용부(97)에 수용된 상태로 그 요동 스크롤(8) 측은 폐쇄부(98)에 의해 폐쇄되는 것으로 된다. 이것에 의해, 스프링 부재(95)가 요동 스크롤(8) 측으로 튀어나오는 문제를 미연에 회피할 수 있다.

이 경우, 스프링 부재(95)는, 스프링 수용부(97) 내에 슬라이드 부시(27)를 압압하도록 항상 편심축(23)을 가압가능하게 수용되는 것으로 된다. 특히, 본 발명에서는, 스프링 부재(95)는 편심축(23)을 슬라이드 부시(27)의 슬라이드 면(90)에 압압하도록 부세하도록 설치되어 있다. 본 실시예에서는, 스프링 수용부(97)가 해당 스프링 수용부(97)에 스프링 부재(95)가 수용된 경우에, 편심축(23)을 슬라이드 부시(27)의 슬라이드 면(90)에 압압하도록 부세할 수 있는 바와 같은 위치관계로 슬라이드 부시(27)가 형성되어 있다.

본 실시예의 구성에서는, 스프링 부재(95)가 스프링 수용부(97) 내에 수용되면, 도 5 및 도 7에 나타낸 화살표(D3)의 방향으로 편심축(23)을 압압하는 힘이 작용한다. 이 스프링 부재(95)가 편심축(23)을 압압하는 힘(이하, "부세력"이라 칭함)의 방향(화살표(D3))은 도 5 및 도 7로부터도 명확한 바와 같이 편심방향(D2)과 소정 각도를 이룬다. 이 각도는, 편심축(23)을 항상 슬라이드 부시(27)의 슬라이드 면(90)에 압압하는 방향으로 부여되어 있다. 본 실시예에서는, 이러한 화살표(D3) 방향의 부세력은, 슬라이드 면(90)을 압압하는 방향(도 5 및 도 7에 나타낸 화살표(D4))의 힘과, 편심방향(도 5 및 도 7에 나타낸 화살표(D2))의 힘으로 나뉘어서 작용하는 것으로 된다. 즉, 슬라이드 면(90)을 압압하는 방향(화살표(D4))으로 발생한 분력에 의해, 편심축(23)을 슬라이드 부시(27)의 슬라이드 면(90)을 항상 압압하도록 부세할 수 있는 동시에, 편심방향(화살표(D2))으로 발생한 분력에 의해, 편심축(23)을 상기 편심축(23)의 편심량이 작아지도록 항상 부세할 수 있다.

한편, 상기 스프링 부재(95)는, 스프링 수용부(97)에 수용된 상태에서 스프링 부재(95)의 외주면과 해당 외주면과 대향하는 스프링 수용부(97)의 벽면에 간극이 형성되도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는 스프링 부재(95)가 스프링 수용부(97)에 수용된 상태에서 스프링 부재(95)의 외주면과 해당 외주면과 대향하는 스프링 수용부(97)의 벽면에 간극이 형성되도록 스프링 부재(95) 및 스프링 수용부(97)의 곡률반경이 설정되어 있다.

구체적으로, 스프링 부재(95)가 스프링 수용부(97)에 수용되기 전(판 스프링 개방 시)의 해당 스프링 부재(95)의 곡률반경을 R0로 하는 동시에, 스프링 부재(95)가 스프링 수용부(97)에 수용된 상태에 있어서, 압축실(25) 내의 가스 하중이 스프링 부재(95)에 가해지고 있지 않은 상태, 즉, 스크롤 압축기(C)의 정지 시의 스프링 부재(95)의 곡률반경을 R1, 압축실(25) 내의 가스 하중이 스프링 부재(95)에 가해졌을 때(운전 시)의 스프링 부재(95)의 곡률반경을 R2, 스프링 수용부(97)의 곡률반경을 R3라 하면, R3가 R0, R1 및 R2보다 작게 되도록 미리 설정되어 있다. 즉, 스프링 수용부(97)의 곡률반경(R3)보다 스프링 부재(95)의 곡률반경(R0, R1 및 R2) 쪽이 커지므로, 스프링 수용부(97)에 수용된 상태에서 스프링 수용부(97)와 스프링 부재(95)와의 사이에는 반드시 간극이 구성되는 것으로 된다.

이상의 구성으로, 스크롤 압축기(C)의 정지 시 및 운전 중에 있어서의 스프링 부재(95)의 동작을 설명한다. 우선, 스크롤 압축기(C)의 정지 시(시동 시도 마찬가지)에는, 가스 하중이 가해지고 있지 않으므로, 편심축(23)은 스프링 부재(95)의 부세력에 의해 도 4 및 도 5에 나타낸 상태로 된다. 그리고, 이 상태로부터 스크롤 압축기(C)는 시동하는 것으로 된다. 이러한 배치 관계에서는, 편심축(23)의 편심량이 작아, 양 랩 간의 클리어런스가 크므로, 압축은 거의 이루어지지 않는다. 이것에 의해, 시동 시의 부하를 작게 할 수 있다.

그리고, 스크롤 압축기(C)가 운전을 시작하여, 이 압축실(25) 내의 가스의 하중이 가해지기 시작하면, 슬라이드 부시(27)는 이 슬라이드 면(90)의 가스 하중방향에 대한 소정의 각도에 의해 분력이 생긴다(가스 하중의 분력). 즉, 스크롤 압축기(C)가 운전을 시작하면, 압축실(25) 내의 가스의 하중은 편심방향과는 직교하는 방향에 가해지지만, 이 가스 하중의 방향과 소정 각도를 이루도록 슬라이드 면(90)이 제작되어 있으므로, 슬라이드 부시(27)는 이 슬라이드 면(90)의 가스 하중방향에 대한 소정의 각도에 의해 분력이 생겨서, 스프링 부재(95)의 부세력에 대항해서 편심축(23)의 편심량이 증가하는 방향으로 이동해간다.

이와 같이, 슬라이드 부시(27)가 편심축(23)의 편심량이 증가하는 방향으로 이동하면, 도 6 및 도 7에 나타낸 상태로 된다. 이것에 의해, 운전 중에는 적정한 편심량으로 된다. 이 경우, 스프링 부재(95)는 가스 하중에 의해 스프링 수용부(97) 측으로 밀려서 약간 뻗으므로, 곡률반경(R2)은 정지 시의 곡률반경(R1)보다 작아진다(즉, R0>R1>R2). 그러나, 이 운전 시더라도, 스프링 부재(95)의 곡률반경(R2)은, 스프링 수용부(97)의 곡률반경(R3)보다 크기 때문에(즉, R0>R1>R2>R3의 관계임), 스프링 부재(95)와 스프링 수용부(97)와의 사이에는 간극이 유지된다.

그리고, 이 운전 중에 있어서도(즉, 항상), 편심축(23)은 스프링 부재(95)에 의해 슬라이드 면(90)에 압압되므로, 편심축(23)과 슬라이드 부시(27)의 슬라이드 면(90)과는 밀착한 상태를 유지한다. 이것에 의해, 슬라이드 부시(27)의 슬라이드 면(90)과 편심축(23)이 떨어져서 배격이 생긴다고 하는 문제를 확실히 해소할 수 있다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해 시동 시의 부하를 억제하면서, 요동 스크롤(8)의 선회 운동을 안정화시킬 수 있다. 이것에 의해, 스크롤 압축기(C)의 성능의 향상과 신뢰성의 개선을 도모할 수 있다.

또, 전술한 바와 같이 스프링 수용부(97)의 요동 스크롤(8) 측에 형성된 폐쇄부(98)에 의해, 스프링 부재(95)는, 스프링 수용부(97)에 수용된 상태로 그 요동 스크롤(8) 측이 폐쇄부(98)에 의해 폐쇄되어, 이동이 규제되므로, 스프링 부재(95)가 요동 스크롤(8) 측으로 튀어나오는 문제를 미연에 회피할 수 있다. 이것에 의해, 스크롤 압축기(C)의 신뢰성을 더 한층 높일 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 고정 스크롤과, 해당 고정 스크롤에 대해서 선회하는 요동 스크롤을 가지고, 상기 고정 스크롤과 요동 스크롤의 경판의 서로 마주 향하는 면에 나선형 랩을 각각 형성하여, 각 랩을 서로 맞물리게 해서 복수의 압축실을 형성하는 동시에, 상기 요동 스크롤을 구동하는 회전축의 편심축에, 상기 압축실 내의 가스의 하중방향에 대해서 소정의 각도를 이루는 슬라이드 면을 가진 슬라이드 부시를 개재시켜, 상기 압축실 내의 가스의 하중이 가해진 때에, 상기 편심축의 편심량이 커지도록 구성되어 이루어진 스크롤 압축기에 있어서,

   상기 슬라이드 부시와 상기 편심축 사이에 삽입되어, 해당 편심축의 편심량이 작아지도록 항상 부세(付勢)하는 스프링 부재를 구비하고, 해당 스프링 부재는 상기 편심축을 슬라이드 부시의 슬라이드 면에 압압하도록 부세하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬라이드 부시의 내면에 형성되어, 상기 스프링 부재를 수용하는 스프링 수용부를 구비하고, 해당 스프링 수용부의 상기 요동 스크롤 측에는, 상기 스프링 부재의 이동을 규제하는 폐쇄부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.