KR20140063432A - 전동 압축기 - Google Patents

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Abstract

전동 압축기는, 압축 유닛, 전동 모터, 모터 구동 회로, 하우징, 및 제 1 단부 플레이트를 포함한다. 전동 모터는, 회전축, 로터 코어를 구비한 로터, 및 스테이터를 포함한다. 스테이터는 스테이터 코어 및 코일을 포함한다. 코일은 제 1 코일 단부 및 제 2 코일 단부를 포함한다. 로터 코어는 압축 유닛 측에서 개방되는 제 1 개구를 갖는 냉매 통로를 포함한다. 제 1 개구는 제 1 반경방향 외측 영역을 포함한다. 하우징의 제 1 및 제 2 영역은 냉매 통로를 통해 연통한다. 제 1 단부 플레이트는 로터 코어의 제 1 영역측 단부에 배치되는 제 1 연통 포트를 포함한다. 제 1 영역과 냉매 통로는 제 1 개구 및 제 1 연통 포트를 통해 연통한다. 제 1 반경방향 외측 영역은 제 1 단부 플레이트에 의해 덮인다.

Description

전동 압축기{MOTOR-DRIVEN COMPRESSOR}
본 발명은, 전동 압축기에 관한 것이다.
전동 압축기는, 폐쇄 단부를 갖는 원통형 모터 하우징, 및 폐쇄 단부를 갖고 모터 하우징의 개방 단부에 커플링되는 원통형 토출 하우징을 포함하는 하우징을 구비한다. 모터 하우징에는 인버터 커버가 커플링된다. 모터 하우징 내에는 회전축이 수용된다. 모터 하우징에는, 냉매를 압축하는 압축실을 구비한 압축 유닛, 및 압축 유닛을 구동하는 전동 모터가 수용된다. 게다가, 모터 하우징과 인버터 커버 사이에 형성되는 구획에는, 전동 모터를 구동하는 모터 구동 회로가 수용된다.
전동 모터는 회전축과 일체로 회전하는 로터 및 로터를 둘러싸는 스테이터를 포함한다. 스테이터는 모터 하우징의 내측면에 고정되고, 환형 스테이터 코어 및 코일을 포함한다. 모터 하우징의 내측면에 고정되어 있는 스테이터 코어로부터 치형부가 연장된다. 코일은 치형부 사이에 규정되는 슬롯 내에 배치된다. 로터는, 회전축에 고정된 로터 코어, 및 로터 코어에 매립된 영구 자석들을 포함한다.
모터 하우징은 흡입 포트를 포함하고, 흡입 포트는 외부 냉매 회로에 접속되어 있다. 모터 하우징과 토출 하우징 사이에는 토출실이 형성된다. 토출 하우징은 토출 포트를 포함하고, 토출 포트는 외부 냉매 회로에 접속되어 있다. 흡입 포트를 통해 모터 하우징 내로 흡입된 냉매는, 스테이터 코어의 외측면과 모터 하우징의 내측면 사이에 형성된 통로를 통해 압축실을 향해 유동한다. 압축실은 냉매를 흡입하여 압축한다. 압축된 냉매는 압축실로부터 토출실 내로 토출된다. 그리고 나서, 냉매는 토출 포트를 통해 토출실에서 유출되어, 외부 냉매 회로에 들어가고, 흡입 포트를 통해 모터 하우징으로 되돌아간다.
스테이터 코어의 외측면과 모터 하우징의 내측면 사이의 통로를 통해 유동하는 냉매는 스테이터 코어를 냉각시킨다. 그러나, 냉매는 스테이터 코어를 충분히 냉각시킬 수 없다. 따라서, 전동 모터 전체가 충분히 냉각될 수 없다.
한국 공개 특허 제 2011-128680 호는 복수의 냉매 통로가 형성된 로터 코어를 포함하는 전동 모터의 일례를 기재하고 있다. 냉매 통로는 로터 코어를 통해 축방향으로 연장된다. 흡입 포트로부터 모터 하우징 내로 흡입된 냉매는 냉매 통로를 통해 유동한다. 각 냉매 통로를 통해 유동하는 냉매가 로터 코어를 냉각시키고, 전동 모터 전체의 냉각 성능을 향상시킨다.
그러나, 한국 공개 특허 제 2011-128680 호에 기재된 전동 모터보다 냉각 성능이 더 향상된 전동 모터에 대한 요구가 존재한다.
본 발명의 목적은, 전동 모터의 냉각 성능을 향상시키는 전동 압축기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태는 압축 유닛, 전동 모터, 모터 구동 회로, 하우징 및 제 1 단부 플레이트를 포함하는 전동 압축기이다. 전동 모터는, 압축 유닛에 커플링되는 회전축, 로터 코어를 포함하고 상기 회전축과 일체로 회전하는 로터, 및 상기 로터를 둘러싸는 스테이터를 포함한다. 상기 회전축이 회전함으로써 상기 압축 유닛이 구동된다. 상기 스테이터는 치형부를 갖는 스테이터 코어, 및 상기 치형부 사이의 슬롯에 배치되는 코일을 포함하고 있다. 상기 코일은 압축 유닛 측에 위치하는 제 1 코일 단부, 및 상기 압축 유닛 측의 반대측에 위치하는 제 2 코일 단부를 포함한다. 상기 로터 코어는 상기 회전축의 축방향을 따라 상기 로터 코어를 통해 연장되는 냉매 통로를 포함한다. 상기 냉매 통로는 상기 압축 유닛 측에서 개방되는 제 1 개구를 포함한다. 상기 제 1 개구는 상기 회전축의 반경 방향에 있어서 상기 제 1 개구의 외측에 위치하는 제 1 반경방향 외측 영역을 포함한다. 모터 구동 회로는 상기 전동 모터를 구동한다. 하우징은 상기 전동 모터 및 상기 압축 유닛을 수용한다. 하우징의 내측면에는 스테이터가 고정된다. 하우징은 제 1 코일 단부가 위치하는 제 1 영역 및 제 2 코일 단부가 위치하는 제 2 영역을 포함하는 내부를 갖고 있다. 제 1 영역과 제 2 영역은 로터 코어의 냉매 통로를 통해 연통한다. 하우징은 외부 냉매 회로에 접속되는 흡입 포트를 포함한다. 흡입 포트는 제 2 영역에서 개방된다. 제 1 단부 플레이트는 로터 코어의 제 1 영역측 단부에 배치된다. 제 1 단부 플레이트는 제 1 연통 포트를 포함한다. 제 1 영역과 냉매 통로는 제 1 개구와 제 1 연통 포트를 통해 연통한다. 제 1 반경방향 외측 영역은 제 1 단부 플레이트로 덮여 있다.
본 발명의 다른 양태 및 이점은, 본 발명의 원리를 예로써 보여주는 첨부도면과 함께 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 발명의 목적 및 이점과 함께, 본 발명은 첨부도면과 함께 현재 바람직한 실시형태에 대한 이하의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전동 압축기의 단면도이다.
도 2 는, 도 1 에서의 선 1-1 을 따른 단면도이다.
도 3 은, 도 1 에서의 선 2-2 를 따른 단면도이다.
이제, 도 1 ~ 3 을 참조하여 본 발명의 일 실시형태를 설명한다.
도 1 을 참조하여 보면, 전동 압축기 (10) 는 원통형 모터 하우징 (12) 및 원통형 토출 하우징 (13) 을 포함하는 하우징 (11) 을 구비하고 있다. 모터 하우징 (12) 은 금속 재료 (본 실시형태에서는 알루미늄) 로부터 형성되고, 단부 벽 (12a) 을 규정하는 폐쇄 단부를 포함한다. 모터 하우징 (12) 의 개방 단부 (도 1 의 좌측 단부) 에 커플링된 토출 하우징 (13) 은 금속 재료 (본 실시형태에서는 알루미늄) 으로부터 형성되고, 폐쇄 단부를 포함한다. 모터 하우징 (12) 과 토출 하우징 (13) 사이에는 토출실 (15) 이 형성되어 있다. 금속 재료 (본 실시형태에서는 알루미늄) 로부터 형성되고 폐쇄 단부를 포함하는 원통형 인버터 커버 (41) 가 모터 하우징 (12) 의 단부 벽 (12a) 에 커플링되어 있다.
모터 하우징 (12) 은 회전축 (23) 을 수용한다. 또한, 모터 하우징 (12) 은 수평방향으로 그리고 회전축 (23) 의 축선 (L) 이 연장되는 방향 (축선 방향) 을 따라 나란히 위치된 압축 유닛 (18) 과 전동 모터 (19) 를 수용한다. 전동 모터 (19) 는, 모터 하우징 (12) 내에 있어서 압축 유닛 (18) 보다 단부 벽 (12a) 에 더 가까이, 즉 도 1 에서 보았을 때 압축 유닛 (18) 의 우측에 배치되어 있다. 모터 하우징 (l2) 의 단부 벽 (12a) 과 인버터 커버 (41) 사이에는 수용 구획 (41a) 이 형성된다. 수용 구획 (41a) 은, 전동 모터 (19) 를 구동하는 모터 구동 회로 (40) (도 1 에서는 2 점 쇄선으로 도시됨) 를 수용하고 있다. 모터 구동 회로 (40) 는 단부 벽 (12a) 에 열적으로 커플링되어서, 모터 구동 회로 (40) 는 단부 벽 (12a) 의 외측 표면과 접촉하고 있다. 본 실시형태에서, 압축 유닛 (18), 전동 모터 (19) 및 모터 구동 회로 (40) 가 기재된 순서대로 회전축 (23) 의 축선 방향을 따라 나란히 배치되어 있다.
압축 유닛 (18) 은, 모터 하우징 (l2) 에 고정된 고정 스크롤 (20), 및 고정 스크롤 (20) 과 맞물리는 가동 스크롤 (21) 을 포함하고 있다. 고정 스크롤 (20) 과 가동 스크롤 (21) 사이에는 가변 용적을 갖는 압축실 (22) 이 형성되어 있다. 회전축 (23) 의 제 1 단부를 지지하기 위해, 모터 하우징 (12) 내에 있어서 전동 모터 (19) 와 압축 유닛 (18) 사이에 원통형 축 지지부 (30) 가 배치되어 있다. 축 지지부 (30) 내에는 베어링 홀더 (30a) 가 배치되어 있다. 베어링 홀더 (30a) 는, 회전축 (23) 의 제 1 단부를 회전가능하게 지지하는 플레인 베어링 (23a) 를 유지한다. 단부 벽 (12a) 은 축 지지부 (121a) 를 또한 포함한다. 축 지지부 (121a) 는, 회전축 (23) 의 제 2 단부를 회전가능하게 지지하는 플레인 베어링 (23b) 를 유지한다. 축 지지부 (30) 및 모터 하우징 (12) 의 단부 벽 (12a) 은, 회전축 (23) 이 회전할 수 있도록, 플레인 베어링 (23a, 23b) 으로 회전축 (23) 을 지지한다.
축 지지부 (30) 의 주변부에는 흡입 포트 (30h) 가 형성되어 있다. 흡입 포트 (30h) 는 가동 스크롤 (21) 의 주변부 외측의 구역, 즉 고정 스크롤 (20) 과 가동 스크롤 (21) 사이의 구역과 연통된다. 따라서, 모터 하우징 (12) 의 내부는, 흡입 포트 (30h) 를 통하여 압축실 (22) 에 연통된다.
모터 하우징 (12) 의 내측면에는 스테이터 (25) 가 고정된다. 스테이터 (25) 는 환형 스테이터 코어 (26), 치형부 (27) (도 2 및 도 3 참조), 및 코일 (29) 을 포함한다. 환형 스테이터 코어 (26) 는 모터 하우징 (12) 의 내측면에 고정된다. 치형부 (27) 는 스테이터 코어 (26) 로부터 연장된다. 코일 (29) 은 치형부 (27) 사이에 규정되는 슬롯 (27s) 에 배치된다. 스테이터 코어 (26) 를 형성하도록 코어 플레이트 (26c) 가 적층된다. 각각의 코어 플레이트 (26c) 는 자성체 (전자 (electromagnetic) 강판) 이다. 스테이터 (25) 의 내측에는 로터 (24) 가 배치된다. 로터 (24) 는, 회전축 (23) 에 고정된 로터 코어 (24a), 및 로터 코어 (24a) 에 매립된 영구 자석 (24b) 을 포함한다. 로터 코어 (24a) 를 형성하도록 코어 플레이트 (24c) 가 적층된다. 각각의 코어 플레이트 (24c) 는 자성체 (전자 강판) 이다.
도 2 및 도 3 을 참조하여 보면, 모터 하우징 (12) 은, 모터 하우징 (12) 의 상측에 위치하는 상측 섹션을 포함한다. 상측 섹션의 일부는, 회전축 (23) 의 반경방향 외측으로 돌출하는 통로 형성부 (12c) 를 규정한다. 통로 형성부 (12c) 는, 회전축 (23) 의 축선방향을 따라 직선으로 연장된다. 통로 형성부 (12c) 와 스테이터 코어 (26) 사이에는, 합성 수지로부터 형성되는 박스 형상의 클러스터 블록 (50) 이 배치된다. 클러스터 블록 (50) 내에는 접속 단자 (50a) 가 배치된다. 클러스터 블록 (50) 은 스테이터 코어 (26) 의 외측면에 합치하는 아치형의 외측 저면 (50c) 을 갖는다. 회측 저면 (50c) 은 스테이터 코어 (26) 의 축선 방향에 평행하게 연장된다.
도 1 을 참조하여 보면, 각각의 코일 (29) 은, 압축 유닛에 더 가까운 측에 위치하는 제 1 코일 단부 (291), 및 압축 유닛 (18) 의 반대 측에 위치하는 제 2 코일 단부 (292) 를 포함한다. 모터 하우징 (12) 의 내부는 제 1 코일 단부 (291) 가 배치되는 제 1 영역 (Z1) 및 제 2 코일 단부 (292) 가 배치되는 제 2 영역 (Z2) 을 포함한다. 통로 형성부 (12c) 와 클러스터 블록 (50) 사이에는, 수지 필터 (51) 가 배치된다. 갭 (gap) 을 통해 제 1 영역 (Z1) 을 제 2 영역 (Z2) 으로부터 분리시키기 위해, 필터 (51) 는 통로 형성부 (12c) 와 클러스터 블록 (50) 사이의 갭을 폐쇄한다.
U 상, V 상 또는 W 상의 리드 선 (lead wire) (29a) 의 시작 단부 (도 1 에서는 1 개만 도시됨) 가 제 1 코일 단부 (291) 로부터 연장된다. 각 리드 선 (29a) 의 시작 단부는, 클러스터 블록 (50) 의 해당 제 1 삽입 구멍 (501) 을 통해 연장되고, 접속 단자들 중 하나의 접속 단자 (50a) 에 전기 접속된다.
모터 하우징 (12) 의 단부 벽 (12a) 을 통해 관통구멍 (12b) 이 연장된다. 관통구멍 (12b) 내에는 밀봉 단자 (42) 가 배치된다. 밀봉 단자 (42) 는, 모터 구동 회로 (40) 에 전기 접속되는 3 개의 금속 단자 (43), 및 금속 단자 (43) 를 단부 벽 (12a) 으로부터 절연시키면서 단부 벽 (12a) 에 금속 단자 (43) 를 고정시키는 3 개의 유리 절연체 (44) 를 포함한다. 도 1 은 금속 단자 (43) 및 절연체 (44) 를 1 개씩만 도시하고 있다. 각각의 금속 단자 (43) 는 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는다. 금속 단자 (43) 의 제 1 단부는 케이블 (45) 에 의해 모터 구동 회로 (40) 에 전기 접속된다. 금속 단자 (43) 의 제 2 단부는, 클러스터 블록 (50) 의 제 2 삽입 구멍 (502) 을 통해 연장되고 접속 단자들 중 하나의 접속 단자 (50a) 에 전기 접속된다.
모터 하우징 (12) 은 흡입 포트 (12h) 를 포함하고, 흡입 포트 (l2h) 는 모터 하우징 (12) 의 제 2 영역 (Z2) 에서 개방되어 있다. 흡입 포트 (12h) 는 외부 냉매 회로 (60) 에 접속된다. 토출 하우징 (13) 의 제 1 폐쇄 단부 (도 1 에서 보았을 때 좌측 단부) 는 외부 냉매 회로 (60) 에 접속되는 토출 포트 (16) 를 포함하는 단부 벽을 규정한다.
도 2 및 도 3 을 참조하여 보면, 회전축 (23) 의 축선 방향으로 로터 코어 (24a) 를 통해, 복수 개 (본 실시형태에서는 6 개) 의 냉매 통로 (70) 가 연장된다. 제 1 영역 (Z1) 및 제 2 영역 (Z2) 은 냉매 통로 (70) 를 통해 연통된다. 각 냉매 통로 (70) 는 제 1 영역 (Z1) 에서 개방되는 제 1 개구 (701), 및 제 2 영역 (Z2) 에서 개방되는 제 2 개구 (702) 를 포함한다. 냉매 통로 (70) 는, 회전축 (23) 의 둘레 방향을 따라 서로 이격되어 배치된다. 각 냉매 통로 (70) 는 회전축 (23) 의 반경 방향으로 냉매 통로 (70) 의 외측에 위치하는 반경 방향 외측 영역을 포함한다. 로터 코어 (24a) 는, 냉매 통로 (70) 의 반경 방향 외측 영역에서 돌출부 (70b) 를 포함한다. 돌출부 (70b) 는 회전축 (23) 의 축선 방향을 따라 연장된다. 각각의 냉매 통로 (70) 는 해당 돌출부 (70b) 의 둘레방향 양측에 위치되는 오목부를 갖는다. 각각의 오목부는 회전축 (23) 의 반경 방향에서 오목부의 최외측에 위치하는 최외측부 (70e) 를 포함한다. 최외측부 (70e) 는 해당 냉매 통로 (70) 의 최외측부에 대응한다.
각각의 코어 플레이트 (24c) 는 펀칭 프로세스를 거쳐서, 냉매 통로 (70) 를 형성한다. 도 3 을 참조하여 보면, 냉매 통로 (70) 는, 냉매 통로 (70) 의 제 1 영역 측에 위치되는 환형 절결부 (70k) 를 포함한다. 각 냉매 통로 (70) 는 절결부 (70k) 를 통해 회전축 (23) 의 둘레 방향에서 인접한 냉매 통로 (70) 와 연통한다. 절결부 (70k) 는 제 1 영역 측에 적층된 코어 플레이트 (24c) 의 내주면을 절결함으로써 형성된다. 절결부 (70k) 의 내주 측은 각 냉매 통로 (70) 의 내주면의 외측에 위치된다.
로터 코어 (24a) 의 제 1 영역측 단부에 원형 제 1 단부 플레이트 (81) 가 커플링된다. 제 1 단부 플레이트 (81) 는 제 1 연통 포트 (81h) 를 형성하는 내주면을 포함한다. 제 1 영역 (Z1) 은 제 1 연통 포트 (81h) 및 제 1 개구 (701) 를 통해 냉매 통로 (70) 와 연통한다. 제 1 단부 플레이트 (81) 는, 각 냉매 통로 (70) 에서 돌출부 (70b) 의 양측에 위치되는 오목부의 최외측부 (70e) 를 따라 놓이는 가상 원 (R1) 의 직경보다 더 작은 내부 직경 (즉, 제 1 연통 포트 (81h) 의 외부 직경) 을 갖는다. 따라서, 제 1 연통 포트 (81h) 를 규정하는 제 1 단부 플레이트 (81) 의 내주부는 회전축 (23) 의 반경 방향에서 가상 원 (R1) 의 내측에 위치된다. 그 결과, 제 1 단부 플레이트 (81) 는 각각의 제 1 개구 (701) 의 반경방향 외측 영역 (제 1 반경방향 외측 영역) 을 덮는다. 제 1 반경방향 외측 영역은 제 1 개구 (701) 에 포함되고, 회전축 (23) 의 반경 방향에서 제 1 개구 (701) 의 외측에 위치된다. 본 실시형태에서, 제 1 단부 플레이트 (81) 의 내부 직경은, 제 1 연통 포트 (81h) 를 규정하는 제 1 단부 플레이트 (81) 의 내주면이 회전축 (23) 의 반경 방향에서 각 돌출부 (70b) 의 내측에 위치되도록 설정된다. 더욱이, 제 1 단부 플레이트 (81) 의 내부 직경은, 축 지지부 (30) 의 베어링 홀더 (30a) 의 외부 직경보다 더 크다.
도 2 를 참조하여 보면, 로터 코어 (24a) 의 제 2 영역측 단부에 원형 제 2 단부 플레이트 (82) 가 커플링된다. 제 2 단부 플레이트 (82) 는 제 2 연통 포트 (82h) 를 형성하는 내주면을 포함한다. 제 2 영역 (Z2) 은 제 2 연통 포트 (82h) 및 제 2 개구 (702) 를 통해 냉매 통로와 연통한다. 제 2 단부 플레이트 (82) 는 각 냉매 통로 (70) 에서 돌출부 (70b) 의 양측에 위치되는 오목부의 최외측부 (70e) 를 따라 놓이는 가상 원 (R1) 의 직경보다 더 작은 내부 직경 (즉, 제 2 연통 포트 (82h) 의 외부 직경) 을 갖는다. 따라서, 제 2 연통 포트 (82h) 를 규정하는 제 2 단부 플레이트 (82) 의 내주부는 회전축 (23) 의 반경 방향에서 가상 원 (R1) 의 내측에 위치된다. 그 결과, 제 2 단부 플레이트 (82) 는 각각의 제 2 개구 (702) 의 반경방향 외측 영역 (제 2 반경방향 외측 영역) 을 덮는다. 제 2 반경방향 외측 영역은 제 2 개구 (702) 에 포함되고, 회전축 (23) 의 반경 방향에서 제 2 개구 (702) 의 외측에 위치된다. 본 실시형태에서, 제 2 단부 플레이트 (82) 의 내부 직경은, 제 2 연통 포트 (82h) 를 규정하는 제 2 단부 플레이트 (82) 의 내주면이 회전축 (23) 의 반경 방향에서 각 돌출부 (70b) 의 내측에 위치되도록 설정된다. 제 1 단부 플레이트 (81) 및 제 2 단부 플레이트 (82) 는 회전축 (23) 의 축선 방향에서 영구 자석 (24b) 이 로터 (24) 로부터 분리되는 것을 방지한다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 축 지지부 (30) 의 베어링 홀더 (30a) 의 일부 (단부 벽 (30e)) 은, 제 1 단부 플레이트 (81) 에 의해 규정되는 제 1 연통 포트 (81h) 를 통해 절결부 (70k) 에 삽입된다. 베어링 홀더 (30a) 의 외측면은, 회전축 (23) 의 반경 방향에서 각 냉매 통로 (70) 의 내측면의 외측에 위치된다. 따라서, 베어링 홀더 (30a) 의 주변부가 각 냉매 통로 (70) 의 반경방향 내측 영역에 위치되도록, 베어링 홀더 (30a) 는 제 1 영역측으로부터 냉매 통로 (70) 에 삽입된다. 반경방향 내측 영역은 냉매 통로 (70) 에 포함되고, 회전축 (23) 의 반경 방향에서 냉매 통로 (70) 의 내측에 위치된다. 베어링 홀더 (30a) 의 단부 벽 (30e) 이 냉매 통로 (70) 의 반경방향 내측 영역에 배치된다. 도 1 에 도시된 것처럼, 베어링 홀더 (30a) 와 회전축 (23) 사이의 클리어런스 (clearance) 는, 냉매 통로 (70) 와 연통한다.
이제, 본 실시형태의 작동에 대해 설명한다.
전동 압축기 (10) 에 있어서, 모터 구동 회로 (4O) 에 의해 조절된 전력이 전동 모터 (19) 에 공급되면, 로터 (24) 가 제어된 회전 속도로 회전축 (23) 과 함께 회전한다. 이로써, 압축 유닛 (18) 에 있어서, 고정 스크롤 (20) 과 가동 스크롤 (21) 사이의 압축실 (22) 의 용적이 감소한다. 그리고, 외부 냉매 회로 (60) 로부터 흡입 포트 (12h) 를 통해 모터 하우징 (12) 내로 냉매가 흡입된다.
필러 (51) 는 통로 형성부 (12c) 와 클러스터 블록 (50) 사이의 갭을 통해 제 1 영역 (Z1) 과 제 2 영역 (Z2) 을 차단한다. 따라서, 흡입 포트 (l2h) 를 통해 모터 하우징 (12) 내로 흡입된 냉매는, 제 2 영역 (Z2) 내로 유동하고, 코일 (2) 의 제 2 코일 단부 (292) 를 냉각시킨다. 또한, 제 2 영역 (Z2) 의 냉매는 단부 벽 (12a) 을 따라 유동한다. 이는 단부 벽 (12a), 및 단부 벽 (12a) 에 열적으로 커플링된 모터 구동 회로 (40) 를 냉각시킨다.
그리고 나서, 제 2 영역 (Z2) 의 냉매는, 제 2 단부 플레이트 (82) 에 의해 규정되는 제 2 연통 포트 (82h), 및 제 2 개구 (702) 를 통해 냉매 통로 (70) 내로 유동한다. 각 냉매 통로 (70) 를 통해 유동하는 냉매가 로터 코어 (24a) 를 냉각시킨다. 더욱이, 로터 (24) 의 회전은 각 냉매 통로 (70) 를 통해 유동하는 냉매를 기체 상의 냉매 및 오일로 원심분리시킨다. 로터 (24) 의 회전에 의해 생성되는 원심력은 분리된 오일에 각 냉매 통로 (70) 의 반경방향 외측 영역을 향하는 힘을 가한다. 각 냉매 통로 (70) 의 반경방향 외측 영역의 오일은, 냉매 통로 (70) 내에서 돌출부 (70b) 의 양측에 형성된 오목부에 수집된다.
제 2 단부 플레이트 (82) 는 각 냉매 통로 (70) 의 반경방향 외측 영역을 덮는다. 따라서, 제 2 단부 플레이트 (82) 로 인해, 로터 (24) 가 회전할 때에 생성되는 원심력에 의해 반경방향 외측 영역으로 힘을 받는 각 냉매 통로 (70) 의 제 2 영역측의 오일은 제 2 영역 (Z2) 으로부터 냉매 통로 (70) 에 진입하는 냉매를 방해 (force away) 하지 않는다. 더욱이, 각 냉매 통로 (70) 에서 돌출부 (70b) 의 양측에 있는 오목부에 수집된 오일은 로터 코어 (24a) 를 효율적으로 냉각시킨다.
제 1 단부 플레이트 (81) 는 각 냉매 통로 (70) 의 제 1 개구 (701) 에서 냉매 통로 (70) 에서의 오일의 유동을 정지시킨다. 이로써, 각 냉매 통로 (70) 의 오일이 해당 제 1 개구 (701) 의 반경방향 외측 영역에 일시적으로 수집된다. 일시적으로 수집된 오일은 로터 코어 (24a) 를 더 효율적으로 냉각시킨다. 또한, 각 냉매 통로 (70) 를 통해 유동하는 냉매는 베어링 홀더 (30a) 의 단부 벽 (30e) 에 충돌한다. 따라서, 본 실시형태에서, 베어링 홀더 (30a) 의 단부 벽 (30e) 은, 냉매 통로 (70) 을 통해 흐르는 냉매가 충돌하는 충돌벽으로서 기능한다. 냉매 통로 (70) 를 통해 흐르는 냉매가 베어링 홀더 (30a) 의 충돌벽 (30a) 에 충돌하면, 로터 (24) 의 회전에 의해 냉매로부터 원심 분리되지 않았던 오일이 냉매로부터 분리될 수도 있다. 분리된 오일은 로터 코어 (24a) 를 더욱 냉각시킨다.
또한, 각 냉매 통로 (70) 의 오일은, 베어링 홀더 (30a) 와 회전축 (23) 사이의 클리어런스에서 유동한다. 베어링 홀더 (30a) 와 회전축 (23) 사이의 클리어런스의 오일은 플레인 베어링 (23a) 을 윤활 및 냉각시킨다.
냉매는 냉매 통로 (70) 로부터, 제 1 개구 (701) 및 제 1 단부 플레이트 (81) 에 의해 규정되는 제 1 연통 포트 (81h) 를 통해 제 l 영역 (Z1) 내로 또한 유동한다. 제 1 영역 (Z1) 의 냉매는 제 1 코일 단부 (291) 를 냉각시킨다. 이런 식으로, 제 1 코일 단부 (291) 및 제 2 코일 단부 (292) 의 냉각은 스테이터 코어 (26) 를 냉각시킨다. 스테이터 코어 (26) 및 로터 코어 (24a) 의 냉각은 전동 모터 (19) 전체를 냉각시킨다.
제 1 영역 (Z1) 의 냉매는, 흡입 포트 (30h) 를 통해 압축실 (22) 에 흡입되어 압축된다. 압축된 냉매는 토출실 (15) 로 토출된다. 그리고, 토출된 냉매는 토출 포트 (l6) 및 외부 냉매 회로 (60) 를 통해 토출실 (15) 로부터 모터 하우징 (l2) 으로 되돌려진다.
이제, 본 실시형태의 이점에 대해 설명한다.
(1) 로터 코어 (24a) 는, 회전축 (23) 의 축선방향으로 로터 코어 (24a) 를 통해 연장되는 냉매 통로 (70) 을 포함한다. 제 1 영역 (Z1) 및 제 2 영역 (Z2) 은 냉매 통로 (70) 을 통해 연통된다. 더욱이, 제 1 연통 포트 (181h) 를 규정하는 제 1 단부 플레이트 (81) 가 로터 코어 (24a) 의 제 1 영역측 단부에 배치된다. 제 1 영역 (Z1) 및 냉매 통로 (70) 는 냉매 통로 (70) 의 제 1 개구 (701) 및 제 1 연통 포트 (81h) 를 통해 서로 연통된다. 제 1 개구 (701) 는 회전축 (23) 의 반경 방향에서 제 1 개구 (701) 의 외측에 위치되는 제 1 반경방향 외측 영역을 포함한다. 제 1 단부 플레이트 (81) 는 제 1 반경방향 외측 영역을 덮는다. 따라서, 제 1 개구 (701) 를 폐쇄하는 제 1 단부 플레이트 (81) 에 의해 냉매 통로 (70) 의 제 1 반경방향 외측 영역에서 냉매 통로 (70) 의 오일이 일시적으로 수집된다. 일시적으로 수집된 오일은 로터 코어 (24a) 를 더 효율적으로 냉각시킨다. 이로써, 전동 모터 (19) 의 냉각 성능이 향상된다.
(2) 로터 코어 (24a) 의 제 2 영역측 단부에, 제 2 연통 포트 (82h) 를 규정하는 제 2 단부 플레이트 (82) 가 배치된다. 제 2 영역 (Z2) 와 각 냉매 통로 (70) 는 냉매 통로 (70) 의 제 2 개구 (702) 및 제 2 연통 포트 (82h) 를 통해 서로 연통된다. 제 2 개구 (702) 는 회전축 (23) 의 반경 방향에서 제 2 개구 (702) 의 외측에 위치되는 제 2 반경방향 외측 영역을 포함한다. 제 2 단부 플레이트 (82) 가 제 2 반경방향 외측 영역을 덮는다. 따라서, 로터 (24) 가 회전할 때에 생성되는 원심력에 의해 제 2 반경방향 외측 영역으로 힘을 받는 오일은 제 2 영역 (Z2) 으로부터 냉매 통로 (70) 에 진입하는 냉매를 방해하지 않는다. 더욱이, 제 2 반경방향 외측 영역으로 힘을 받는 오일은 냉매 통로 (70) 에 용이하게 수집된다. 그 결과, 로터 코어 (24a) 는 오일에 의해 용이하게 냉각되고, 전동 모터 (19) 의 냉각 성능이 더욱 향상된다.
(3) 각 냉매 통로 (70) 는, 회전축 (23) 의 반경 방향에서 냉매 통로 (70) 의 내측에 위치되는 반경방향 내측 영역을 포함한다. 반경방향 내측 영역에 베어링 홀더 (30a) 의 단부 벽 (30e) 이 배치된다. 따라서, 냉매 통로 (70) 를 통해 흐르는 냉매가 베어링 홀더 (30a) 의 단부 벽 (30e) 에 충돌하는 때에, 로터 (24) 의 회전에 의해 냉매로부터 원심분리되지 않았던 오일이 냉매로부터 분리될 수도 있다. 분리된 오일은 로터 코어 (24a) 를 더욱 냉각시키고, 전동 모터 (19) 의 냉각 성능이 더욱 향상된다.
(4) 베어링 홀더 (30a) 의 단부 벽 (30e) 이 충돌벽으로서 이용된다. 베어링 홀더 (30a) 는 전동 압축기 (10) 의 통상적인 구조물이다. 따라서, 충돌벽으로서 기능하는 개별 부품을 사용할 필요가 없고, 구조가 간소화될 수 있다. 또한, 베어링 홀더 (30a) 의 단부 벽 (30e) 이 냉매 통로 (70) 내에 위치된다. 따라서, 베어링 홀더 (30a) 의 단부 벽 (30e) 이 냉매 통로 (70) 외부에 형성되는 경우에 비해, 회전축 (23) 의 축선 방향에서 전동 압축기 (10) 의 크기를 줄일 수 있다.
(5) 베어링 홀더 (30a) 와 회전축 (23) 사이의 클리어런스는, 각 냉매 통로 (70) 와 연통한다. 따라서, 오일은 각 냉매 통로 (70) 로부터 베어링 홀더 (30a) 와 회전축 (23) 사이의 클리어런스로 유동한다. 오일은 플레인 베어링 (23a) 를 윤활 및 냉각시킨다.
(6) 로터 코어 (24a) 는, 회전축 (23) 의 둘레 방향을 따라 배치된 복수의 냉매 통로 (70) 를 포함한다. 이는, 예컨대 단 1 개의 냉매 통로 (70) 가 존재하는 경우에 비해, 전동 모터 (19) 의 냉각 성능을 향상시킨다.
(7) 각 냉매 통로 (70) 는, 회전축 (23) 의 반경 방향에서 냉매 통로 (70) 의 외측에 위치되는 반경방향 외측 영역을 포함한다. 로터 코어 (24a) 는, 각 냉매 통로 (70) 의 반경방향 외측 영역에 돌출부 (70b) 를 포함한다. 돌출부 (70b) 는 회전축 (23) 의 축선 방향을 따라 연장된다. 따라서, 로터 (24) 의 회전에 의해 생성되는 원심력에 의해 각 냉매 통로 (70) 의 반경방향 외측 영역을 향해 힘을 받는 오일은, 냉매 통로 (70) 에서 돌출부 (70b) 의 양측에 형성된 오목부에 수집된다. 이로써, 냉매 통로 (70) 에서의 원신 분리된 오일의 국부적인 수집이 억제되고, 오일이 로터 코어 (24a) 를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
(8) 압축 유닛 (18), 전동 모터 (19) 및 모터 구동 회로 (40) 가 기재된 순서대로 회전축 (23) 의 축선 방향을 따라 나란히 배치된다. 이로써, 모터 구동 회로 (40) 는 흡입 포트 (12h) 를 통해 제 2 영역 (Z2) 에 흡입되는 냉매로 냉각될 수 있다.
(9) 본 실시형태에 의하면, 로터 코어 (24a) 를 효율적으로 냉각시킬 수 있다. 따라서, 로터 코어 (24a) 에 매립된 영구자석 (24b) 의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 영구자석 (24b) 을 내열성의 높은 재료로 형성할 필요가 없다. 이로써, 비용 절감이 가능하다.
(10) 제 1 단부 플레이트 (81) 및 제 2 단부 플레이트 (82) 의 내부 직경은, 제 1 단부 플레이트 (81) 및 제 2 단부 플레이트 (82) 의 내주면이 회전축 (23) 의 반경 방향에서 돌출부 (70b) 의 내측에 위치되도록 설정된다. 이로써, 제 1 단부 플레이트 (81) 및 제 2 단부 플레이트 (82) 의 내주면이 회전축 (23) 의 반경 방향에서 돌출부 (70b) 의 외측에 위치되는 경우에 비해, 제 1 단부 플레이트 (81) 및 제 2 단부 플레이트 (82) 중, 냉매 통로 (70) 내에서의 돌출부 (70b) 의 양측의 오목부에서 오일이 정지되는 면적이 증가한다. 그 결과, 오일은 냉매 통로 (70) 내에서의 돌출부 (70b) 의 양측의 오목부에서 용이하게 수집될 수 있다.
(11) 필러 (51) 는 통로 형성부 (12c) 와 클러스터 블록 (50) 사이의 갭을 폐쇄하여, 갭을 통해 제 1 영역 (Z1) 을 제 2 영역 (Z2) 으로부터 차단한다. 따라서, 흡입 포트 (12h) 를 통해 모터 하우징 (12) 내로 흡입된 냉매는, 제 2 영역 (Z2) 으로 용이하게 유동하고, 모터 구동 회로 (40) 를 효율적으로 냉각시킨다. 또한, 냉매 통로 (70) 로 유동하는 냉매의 양은 가능한 한 많이 증가될 수 있고, 로터 코어 (24a) 는 효율적으로 냉각될 수 있다.
(12) 제 1 단부 플레이트 (81) 및 제 2 단부 플레이트 (82) 는, 또한, 회전축 (23) 의 축선 방향에서 영구 자석 (24b) 이 로터 (24) 로부터 분리되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이로써, 회전축 (23) 의 축선 방향에서 영구 자석 (24b) 이 로터 (24) 로부터 분리되는 것을 방지하는 단부 플레이트와 더불어, 제 1 및 제 2 단부 플레이트가 사용되는 경우에 비해, 부품의 개수를 줄일 수 있다.
본 발명이 본 발명의 정신 또는 범위에서 벗어남이 없이 많은 다른 구체적인 형태로 구현될 수도 있다는 것은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 특히, 본 발명이 이하의 형태로 구현될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
상기 실시형태에 있어서, 제 2 단부 플레이트 (82) 는 생략될 수도 있다. 이 경우, 회전축 (23) 의 축선 방향에서 제 2 영역측을 향해 영구 자석 (24b) 이 로터 (24) 로부터 분리되는 것을 방지하기 위한 개별 단부 플레이트를 사용할 필요가 있다.
상기 실시형태에 있어서, 회전축 (23) 의 축선 방향에서 영구자석 (24b) 이 로터 (24) 로부터 분리되는 것을 방지하는 단부 플레이트와 더불어, 제 1 단부 플레이트 (81) 및 제 2 단부 플레이트 (82) 가 제공될 수도 있다.
상기 실시형태에 있어서, 베어링 홀더 (30a) 의 단부 벽 (30e) 은 냉매 통로 (70) 내에 배치될 필요는 없다.
상기 실시형태에 있어서, 충돌벽으로서 기능하는 개별 부품을 제공할 수도 있다.
상기 실시형태에 있어서, 냉매 통로 (70) 의 개수는 특별히 한정되지 않는다.
상기 실시형태에 있어서, 회전축 (23) 의 축선 방향으로 연장되고 각 냉매 통로 (70) 의 반경방향 외측 영역에 위치되는 2 개 이상의 돌출부 (70b) 가 존재할 수도 있다.
돌출부 (70b) 는 로터 코어 (24a) 와 일체로 또는 로터 코어 (24a) 와 별개로 형성될 수도 있다.
상기 실시형태에 있어서, 로터 코어 (24a) 는 돌출부 (70b) 를 포함할 필요는 없다. 냉매 통로 (70) 는 각각, 예컨대 둥근 단면을 갖는 단순한 보어일 수도 있다.
상기 실시형태에 있어서, 제 1 단부 플레이트 (81) 및 제 2 단부 플레이트 (82) 의 내주면이, 회전축 (23) 의 반경 방향에서 돌출부 (70b) 의 외측에 위치될 수도 있다.
상기 실시형태에 있어서, 제 1 연통 포트 (81h) 및 제 2 연통 포트 (82h) 의 형상은, 제 1 연통 포트 (81h) 를 규정하는 제 1 단부 플레이트 (81) 의 내주부, 또는 제 2 연통 포트 (82h) 를 규정하는 제 2 단부 플레이트 (82) 의 내주부가 회전축 (23) 의 반경 방향에서 가상 원 (R1) 의 내측에 위치되는 한, 특별히 한정되지 않는다. 더욱이, 제 1 개구 (701) 의 반경방향 외측 영역 (제 1 반경방향 외측 영역) 이 제 1 단부 플레이트 (81) 에 의해 덮이고, 제 2 개구 (702) 의 반경방향 외측 영역 (제 2 반경방향 외측 영역) 이 제 2 단부 플레이트 (82) 에 의해 덮이는 것이 단지 요구된다.
상기 실시형태에 있어서, 베어링 홀더 (30a) 와 회전축 (23) 사이의 클리어런스는, 각 냉매 통로 (70) 와 연통할 필요는 없다.
상기 실시형태에 있어서, 필러 (51) 는 생략될 수 있고, 제 1 영역 (Z1) 과 제 2 영역 (Z2) 은 통로 형성부 (12c) 와 클러스터 블록 (50) 사이의 갭을 통해 연통될 수도 있다.
상기 실시형태에 있어서, 압축 유닛 (18), 전동 모터 (19) 및 모터 구동 회로 (40) 는 기재된 순서대로 회전축 (23) 의 축선 방향으로 배치될 필요는 없다. 예컨대, 인버터 커버 (41) 는 모터 하우징 (12) 의 외벽에 고정될 수도 있다. 이 경우, 모터 하우징 (12) 의 외벽과 인버터 커버 (41) 사이에 형성되는 수용 구획에 모터 구동 회로 (40) 가 수용된다.
상기 실시형태에 있어서, 압축 유닛 (18) 은 예컨대 피스톤 타입 또는 베인 (vane) 타입일 수도 있다.
본 예들 및 실시형태들은 설명을 위한 것이고 비제한적인 것으로 간주되어야 하고, 본 발명은 여기서 주어진 상세로 제한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범위 및 균등범위 내에서 수정될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 압축 유닛;
    상기 압축 유닛에 커플링되는 회전축, 상기 회전축과 일체로 회전하고 로터 코어를 포함하는 로터, 및 상기 로터를 둘러싸는 스테이터를 포함하는 전동 모터로서,
    상기 회전축의 회전이 상기 압축 유닛을 구동하고,
    상기 스테이터는 치형부를 구비한 스테이터 코어, 및 상기 치형부 사이의 슬롯에 배치된 코일을 포함하고,
    상기 코일은 압축 유닛 측에 위치되는 제 1 코일 단부, 및 상기 압축 유닛 측의 반대 측에 위치되는 제 2 코일 단부를 포함하고,
    상기 로터 코어는 상기 회전축의 축선 방향을 따라 상기 로터 코어를 통해 연장되는 냉매 통로를 포함하고,
    상기 냉매 통로는 상기 압축 유닛 측에서 개방되는 제 1 개구를 포함하고,
    상기 제 1 개구는 상기 회전축의 반경 방향에서 상기 제 1 개구의 외측에 위치되는 제 1 반경방향 외측 영역을 포함하는, 상기 전동 모터;
    상기 전동 모터를 구동하는 모터 구동 회로;
    상기 전동 모터 및 상기 압축 유닛을 수용하는 하우징으로서,
    상기 스테이터는 상기 하우징의 내측면에 고정되고,
    상기 하우징은, 상기 제 1 코일 단부가 위치되는 제 1 영역 및 상기 제 2 코일 단부가 위치되는 제 2 영역을 포함하는 내부를 갖고,
    상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역은 상기 로터 코어의 상기 냉매 통로를 통해 연통하고,
    상기 하우징은, 외부 냉매 회로에 접속되고 상기 제 2 영역에서 개방되는 흡입 포트를 포함하는, 상기 하우징; 및
    상기 로터 코어의 제 1 영역측 단부에 배치되고 제 1 연통 포트를 포함하는 제 1 단부 플레이트를 포함하는 전동 압축기로서,
    상기 제 1 영역과 상기 냉매 통로는 상기 제 1 개구 및 상기 제 1 연통 포트를 통하여 연통하고,
    상기 제 1 반경방향 외측 영역은 상기 제 1 단부 플레이트에 의해 덮이는, 전동 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전동 압축기는, 상기 로터 코어의 제 2 영역측에 배치되고 제 2 연통 포트를 포함하는 제 2 단부 플레이트를 더 포함하고,
    상기 냉매 통로는 상기 제 1 개구의 반대측에 있는 제 2 개구를 포함하고,
    상기 제 2 개구는 상기 회전축의 반경 방향에서 상기 제 2 개구의 외측에 위치되는 제 2 반경방향 외측 영역을 포함하고,
    상기 제 2 영역과 상기 냉매 통로는 상기 제 2 개구 및 상기 제 2 연통 포트를 통해 연통하고,
    상기 제 2 반경방향 외측 영역은 상기 제 2 단부 플레이트에 의해 덮이는, 전동 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 통로는 상기 회전축의 반경 방향에서 상기 냉매 통로의 내측에 위치되는 반경방향 내측 영역을 포함하고
    상기 반경방향 내측 영역에 충돌벽이 배치되는, 전동 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전동 압축기는,
    상기 회전축을 지지하는 베어링; 및
    상기 베어링을 유지하고 상기 하우징 내에 배치되는 베어링 홀더를 더 포함하고,
    상기 충돌벽은 상기 베어링 홀더의 단부 벽에 의해 형성되는, 전동 압축기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베어링 홀더와 상기 회전축 사이의 클리어런스 (clearance) 는 상기 냉매 통로와 연통하는, 전동 압축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 통로는 상기 회전축의 둘레 방향으로 배치된 복수의 냉매 통로 중 하나인, 전동 압축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 통로는 상기 회전축의 반경 방향에서 상기 냉매 통로의 외측에 위치되는 반경방향 외측 영역을 포함하고,
    상기 로터 코어는 돌출부를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 반경방향 외측 영역에 위치되고 또한 상기 회전축의 축선 방향을 따라 연장되는, 전동 압축기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축 유닛, 상기 전동 모터, 및 상기 모터 구동 회로가 기재된 순서대로 상기 회전축의 축선 방향을 따라 배치되는, 전동 압축기.
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