KR20120082793A - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동 냉장 공조 시스템 등의 냉매 가스를 압축하는 스크롤 압축기로, 특히 차량 등의 이동체에 탑재되어 과대한 진동 가속도가 가해질 가능성이 있는 압축기에 있어서, 비용이나 성능을 악화시키지 않고, 외적으로 가해지는 진동에 대해, 압축 기구부의 축심의 어긋남을 방지하여 내진 강도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
축심을 맞춘 상태에서 볼트에 의해 체결되어 있는 주베어링 부재와 고정 스크롤의 외주부에 대해, 주베어링 부재의 외주의 밀폐 용기와 접촉하는 외주면보다 내측의 외주 절결부 등에서, 주베어링 부재와 고정 스크롤을 국소적으로 용접한다.

Description

스크롤 압축기 {SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 냉동 공조 기기 등에 사용되는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 맞물리게 하여 압축 기구부를 구성하는 선회 스크롤과 고정 스크롤의 각 축심을 맞추어, 고정 스크롤과 주베어링부를 볼트에 의해 체결하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 압축 기구부의 고정 스크롤과 주베어링 부재의 체결 구조에 관해서는, 예를 들어 특허 문헌 1에 기재되어 있다. 특허 문헌 1에 따르면, 고압 냉매 사용 시의 압축 기구부의 누설을 방지하기 위해, 저열량 용접으로 고정 스크롤과 주베어링 부재를 체결하고 있다.

스크롤 압축기의 압축 기구부를 조립할 때에, 축의 편심부에 헐겁게 맞춘 선회 스크롤과 고정 스크롤의 축심을 맞추기 위해, 주베어링 부재에 대한 고정 스크롤의 위치를 조정하여 볼트에 의해 체결하고 있다. 상기 볼트의 체결력에 의해, 정치하여 운전하는 상태에 있어서는 압축 기구부의 축심은 유지되어 있지만, 과도한 수송에 있어서의 진동이나, 특히 횡형 스크롤 압축기를 차량 등 이동체에 탑재하는 경우에는, JIS-D1601(자동차 부품 진동 시험 방법)에 개시된 바와 같이, 차량 스프링 상에 설치되는 제품의 시험 조건에 있어서, 70m/s²까지의 진동 가속도가 상정되어 있고, 요철이 있는 노면을 주행하는 것 등으로부터 가해지는 과대한 진동 가속도에 의해, 압축 기구부의 축심이 어긋나 버릴 가능성이 있다.

일본 특허 출원 공개 제2009-121380호 공보

압축 기구부의 축심의 어긋남을 방지하기 위해서는, 볼트의 체결력을 증가시키는 것이 생각되지만, 그 경우에는 볼트 직경 확대에 의한 체결면의 확대나 체결되는 부품의 왜곡을 억제하기 위해, 각 부품의 치수가 커져 고비용으로 될 뿐만 아니라, 체결면의 왜곡이 증대되면 누설에 의한 성능의 저하가 우려된다.

본 발명은 냉동 냉장 공조 시스템 등의 냉매 가스를 압축하는 스크롤 압축기로, 특히 차량 등의 이동체에 탑재되어 과대한 진동 가속도가 가해질 가능성이 있는 압축기에 있어서, 외적으로 가해지는 진동에 대해, 압축 기구부의 축심의 어긋남을 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은,

주베어링 부재와 고정 스크롤을 볼트에 의해 체결하여 압축 기구부를 형성하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 주베어링 부재의 외주부와 고정 스크롤의 외주부를 국소적으로 용접하여, 상기 용접 개소가 밀폐 용기와 접하는 주베어링 부재의 외주면보다 내측으로 되고, 상기 용접은 대략 원형상의 용입(penetration)을 가짐으로써 달성된다.

본 발명에 따르면, 압축 기구부의 축심의 어긋남을 방지할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 횡형 스크롤 압축기의 단면도.
도 2는 도 1에 있어서의 압축 기구부 외주부 용접의 확대도.
도 3은 도 1에 있어서의 압축 기구부 외주 모따기부 용접의 확대도.
도 4는 도 1에 있어서의 고정 스크롤 외주를 작게 한 압축 기구부 외주부 용접의 확대도.
도 5는 도 1에 있어서의 압축 기구부 외주부 용접 개소 근방에 홈을 형성한 확대도.

이하, 횡형 밀폐형 스크롤을 예로 들어, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 사용하여 설명한다.

도 1은 본 실시 형태의 횡형 스크롤 압축기의 단면도이다. 도 1에 도시하는 스크롤 압축기는 밀폐 용기(1) 내에, 압축 기구부 및 전동기부가 수납되어 있다. 압축 기구부는 고정 스크롤(2), 선회 스크롤(3), 주베어링 부재(4), 크랭크축(5), 올덤 링(6)을 주요 구성 요소로 하고 있다. 고정 스크롤(2)의 흡입구에는 외부 사이클에 접속하는 흡입 파이프(7)가 압입되어 있다. 전동기부는 고정자(8) 및 회전자(9)로 이루어지고, 고정자(8)는 밀폐 용기(1)에 수축 끼워 맞춤 등에 의해 고정되어 있고, 회전자(9)는 크랭크축(5)에 압입 등에 의해 끼움 부착되어 있다.

주베어링 부재(4)의 외주부는 밀폐 용기(1)에 고정되어 있고, 크랭크축(5)의 회전을 받는 베어링을 구비하고 있다. 크랭크축(5)의 편심부에는 선회 스크롤(3)이 회전 가능하게 설치되고, 선회 스크롤(3)을 고정 스크롤(2)에 대해 자전시키지 않고 선회 운동시키도록 선회 스크롤(3)과 주베어링 부재(4) 사이에서 지지 안내하는 자전 규제 부재로서의 올덤 링(6)을 갖고 있다.

선회 스크롤(3)과 맞물려 압축실을 형성하는 고정 스크롤(2)은 주베어링 부재(4)에 볼트(10)에 의해 체결되어 있다. 크랭크축(5)의 편심부와 반대측의 축 단부는 부베어링(11)으로 지지되어 있고, 부베어링(11)은 밀폐 용기(1)에 고정된 구획판(12)에 설치되어 있다.

크랭크축(5)을 통해 전동기의 회전을 받은 선회 스크롤(3)은 올덤 링(6)에 규제되면서 선회 운동한다. 이 동작에 의해, 흡입 파이프(7)를 통해 고정 스크롤(2)의 흡입구로부터 흡입된 냉매 가스는 압축되고, 토출 구멍(13)으로부터 밀폐 용기(1) 중으로 방출된다. 방출된 냉매 가스는 토출 파이프(14)로부터 외부 사이클로 공급된다.

스크롤 압축기 조립 시에, 고정 스크롤(2)을 주베어링 부재(4)에 볼트(10)에 의해 체결할 때에, 맞물리게 하는 고정 스크롤(2)과 선회 스크롤(3)의 축심을 맞추기 위해, 주베어링 부재(4)에 대한 고정 스크롤(2)의 위치를 조정하여 볼트(10)에 의해 체결된다.

볼트(10)로 체결된 고정 스크롤(2)과 주베어링 부재(4)의 외주부의 밀폐 용기(1)와 접하는 외주면보다 내측의 외주 절결부(15) 등을 국소적으로 1개소 혹은 몇개소, 용입 형상이 대략 원형으로 되는 용접(16)을 행한다. 그 후에, 압축 기구부의 주베어링 부재(4) 외주부와 밀폐 용기(1)를 용접함으로써, 외적으로 가해지는 진동에 대해, 고정 스크롤(2)과 선회 스크롤(3)의 축심이 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

고정 스크롤(2)과 주베어링 부재(4)의 충분한 용접 강도를 얻기 위해서는, 용접에 의한 용접 금속의 보강 높이 H(17)가 0.5 내지 3.0㎜ 정도이다. 이 점에서, 접합되는 주베어링 부재(4)의 외주와 밀폐 용기(1)의 내주의 직경의 차가 0.5㎜ 이하에서 관리되고 있다. 그러나, 용접에 의한 용접 금속의 보강 부분이 주베어링 부재(4)의 외주부의 밀폐 용기(1)와 접하는 외주면에 있으면 주베어링 부재(4)와 밀폐 용기(1)의 접합을 저해하게 되므로, 용접 금속의 보강 높이 관리나 삭제가 필요해진다. 이렇게 되면, 용접 조건 관리의 엄밀화나 삭제된 용접 금속분의 제거 등, 조립성을 악화시킨다. 그것뿐만 아니라, 완전히 제거되지 않은 용접 금속분이 나오게 되어, 압축 기구부나 베어링의 간극에 침입하면 고장의 원인으로 될 수밖에 없다.

따라서, 이 용접부를 밀폐 용기(1)와 접하는 외주면을 보다 내측의 외주 절결부(15)로 함으로써, 고정 스크롤(2)과 주베어링 부재(4)의 외주부의 용접 개소가 밀폐 용기(1)와 간섭하지 않아, 조립성을 손상시키는 경우가 없어진다. 고정 스크롤(2)과 주베어링 부재(4)의 체결력을 향상시켜 축심의 어긋남을 방지할 수 있다.

또한, 고정 스크롤(2)과 주베어링 부재(4)의 외주부의 밀폐 용기(1)와 접하는 외주면보다 내측의 용접 개소에 대해서는, 도 3에 도시한 바와 같이 고정 스크롤(2)과 주베어링 부재(4)의 체결면의 코너부에 모따기부(18)를 실시하여, 모따기부(18)를 용접(16)하는 것이나, 도 4에 도시한 바와 같이 고정 스크롤(2)의 외주원을 주베어링 부재(4)의 밀폐 용기(1)와 접하는 외주면보다 작게 하여, 고정 스크롤(2)의 외주부와 주베어링 부재(4)의 체결면의 코너부를 용접(16)하는 것도 들 수 있다.

또한, 도 5에 있어서는, 고정 스크롤(2) 또는 주베어링 부재(4) 혹은 양쪽의 용접부 근방에 홈 또는 구멍(19)을 형성하고 있으므로, 용접에 의한 체결면의 변형을 더욱 작게 하는 것이 가능해진다. 이 홈 또는 구멍은 용접한 부분과 밀폐 용기의 중심 사이에 위치시킴으로써, 고정 스크롤(2), 주베어링 부재(4), 밀폐 용기의 직경 방향의 변형으로 흡수하므로 가장 효율이 좋다.

압축실을 형성하기 위해, 축심을 맞춘 상태에서 볼트에 의해 체결되어 있는 주베어링 부재와 고정 스크롤의 외주부에 대해, 주베어링 부재의 외주의 밀폐 용기와 접촉하는 외주면보다 내측의 외주 절결부 등에서, 주베어링 부재와 고정 스크롤을 국소적으로 용접한다.

이상의 실시예에서는, 압축 기구부를 볼트에 의해 체결한 후에, 외주부를 국소적으로 용접하고 있다. 이와 같은 구성을 채용하면, 차량 등 이동체에 탑재하는 과대한 진동 가속비가 가해지는 경우라도, 압축 기구부의 축심의 어긋남을 방지할 수 있다. 나아가서는, 내진 강도를 향상시킬 수 있다.

본 실시예는 종형 스크롤 압축기에 있어서도, 열차에 탑재된 경우의 열차 연결 시의 충격 등, 횡방향의 진동 가속도에 대해 유효하다.

특허 문헌 1의 실시예로서 외주부의 저열량 용접에 의한 체결이 있지만, 이 점에 대해서는 고압 냉매 사용 시의 압축 기구부의 시일성을 유지하여, 누설을 방지하는 것이 목적이고, 차량 탑재 등의 과도한 진동 가속도에 대응하는 것은 아니다.

1 : 밀폐 용기
2 : 고정 스크롤
3 : 선회 스크롤
4 : 주베어링 부재
5 : 크랭크축
6 : 올덤 링
7 : 흡입 파이프
8 : 고정자
9 : 회전자
10 : 볼트
11 : 부베어링
12 : 구획판
13 : 토출 구멍
14 : 토출 파이프
15 : 외주 절결부
16 : 고정 스크롤과 주베어링 부재의 용접부
17 : 용접 금속의 보강 높이 H
18 : 모따기부
19 : 용접부 근방의 홈 또는 구멍

Claims (4)

1. 밀폐 용기 내에서 주베어링 부재와 고정 스크롤을 볼트에 의해 체결하여 압축 기구부를 형성하는 스크롤 압축기에 있어서,
   상기 주베어링 부재의 외주부와 상기 고정 스크롤의 외주부의 맞댐면을 상기 밀폐 용기의 내주보다도 소경으로 하고,
   당해 소경으로 한 상기 맞댐면과 상기 밀폐 용기를 국소적으로 용접한 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.
2. 주베어링 부재와 고정 스크롤을 볼트에 의해 체결하여 압축 기구부를 형성하는 스크롤 압축기에 있어서,
   상기 주베어링 부재의 외주부와 상기 고정 스크롤의 외주부를 국소적으로 용접하여, 상기 용접 개소가 밀폐 용기와 접하는 주베어링 부재의 외주면보다 내측으로 되고, 상기 용접은 대략 원형상의 용입을 갖는 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.
3. 제1항에 있어서, 상기 용접한 부분의 근방의 상기 주베어링 부재 및 상기 고정 스크롤에 홈 또는 구멍을 형성한 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.
4. 제3항에 있어서, 상기 홈 또는 구멍은 상기 용접한 부분과 상기 밀폐 용기의 중심 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.

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