KR20160074301A - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 프레임과 선회스크롤 사이에 구비되어 상기 선회스크롤의 배면을 가스력으로 지지하는 배압부; 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 배압부의 바깥쪽에 형성되는 실링부; 및 회전축을 중심으로 상기 실링부보다 바깥쪽에 위치하여 프레임과 선회스크롤 사이를 축방향으로 지지하는 스러스트부;를 포함함으로써, 상기 선회스크롤이 기울어지는 것을 최소화할 수 있고, 상기 프레임 또는 선회스크롤 사이의 실링면에서 마모가 발생되는 것을 억제하여 상기 배압실의 냉매가 누설되면서 상기 고정스크롤과 선회스크롤 사이의 축방향 누설을 억제할 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 선회스크롤을 지지하는 스러스트부가 배압실을 형성하는 실링부보다 외곽에 형성되는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매 가스 등의 유체를 압축하는 기기이다. 상기 압축기는 유체를 압축하는 방식에 따라 회전 압축기, 왕복동 압축기, 스크롤 압축기 등으로 분류될 수 있다.

상기 스크롤 압축기는 건물용 공조기 또는 차량용 공조기 분야에 널리 적용하는 고효율 저소음 압축기이다. 상기 스크롤 압축기는 두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 하면서 양쪽 스크롤 사이에 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개의 한 쌍의 압축실을 형성하고, 이 압축실이 지속적으로 중심 방향으로 이동하면서 체적이 작아져 냉매가 연속으로 흡입 압축되며 토출되는 방식이다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 내부를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 스크롤 압축기는, 케이싱(1)의 내부공간에 프레임(2)이 고정 결합되고, 상기 프레임(2)의 일측에는 회전력을 발생시키는 구동모터(3)가 설치되며, 상기 구동모터(3)의 회전자(32) 중심에는 프레임(2)을 통과하며 선회스크롤(6)에 결합되어 상기 구동모터(3)의 회전력을 전달하는 회전축(4)이 결합되어 있다.

상기 케이싱(1)은 상기 구동모터(3)가 설치되고 토출공간(S3)을 형성하는 메인 하우징(11)과, 상기 메인 하우징(11)의 후방측에 결합되어 오일 펌프(45)를 복개하는 후방캡(12)과, 상기 메인 하우징(11)의 전방측을 복개하고 흡입공간(S1)을 형성하는 전방캡(13)과, 상기 전방캡(13)의 전방면에 결합되어 인버터 수용공간(S5)을 형성하는 탑커버(14)로 이루어져 있다. 상기 전방캡(13)에는 흡입구(13a)가 형성되고, 상기 후방캡(12)에는 토출구(12a)가 형성되어 있다.

상기 프레임(2)의 전방측에는 비선회 스크롤(이하, 고정스크롤)(5)이 고정 설치되고, 상기 고정스크롤(5)에는 그 고정스크롤(5)에 맞물리며 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하도록 선회스크롤(6)이 결합되며, 상기 선회스크롤(6)과 프레임(2)의 사이에는 상기 선회스크롤(6)의 자전을 방지하면서 선회시키는 자전 방지 부재(7)이 설치되어 있다. 상기 자전 방지 부재(7)는 핀-링 타입으로 이루어져 있다.

상기 프레임(2)은 원판모양으로 경판부(이하, 제1 경판부)(21)가 형성되고, 상기 제1 경판부(21)의 전방면에는 외주부에서 고정스크롤(5)을 향해 돌출되어 상기 고정스크롤(5)이 결합되는 메인측 측벽부(이하, 제1 측벽부)(22)가 형성되어 있다. 상기 제1 경판부(21)의 중앙에는 회전축(4)의 편심부(41)가 관통되는 축구멍(23)이 형성되고, 상기 축구멍(23)과 상기 제1 측벽부(22)의 내주면 사이에는 상기 선회스크롤(6)이 회전축(4)과 결합되는 보스부(63)가 축방향으로 지지되도록 스러스트면(24)이 형성되어 있다. 그리고 상기 프레임(2)에는 상기 회전축(4)의 일측을 지지하는 메인 베어링(81)이 결합되어 있다.

상기 구동모터(3)는 상기 메인 하우징(11)에 결합되는 고정자(31)와, 상기 고정자(31)에 회전 가능하게 삽입되는 회전자(32)로 이루어져 있다.

상기 회전축(4)은 그 중앙부는 상기 구동모터(3)의 회전자(32)에 결합되고, 상기 회전자(32)를 중심으로 상기 회전축(4)의 전방측은 상기 메인 베어링(81)에 지지되는 반면 후방측은 상기 메인 하우징(11)에 구비된 서브 베어링(82)에 반경방향으로 지지되어 있다.

그리고 상기 회전축(4)의 전방단에는 편심부(41)가 형성되고, 상기 편심부(41)는 상기 선회스크롤(6)의 보스부(63)에 편심 베어링(83)을 사이에 두고 결합되어 있다.

그리고 상기 회전축(4)의 내부에는 오일유로(42)가 관통 형성되고, 상기 회전축(4)의 후방단에는 상기 메인 하우징(11)의 오일을 펌핑하는 오일 펌프(45)가 결합되어 있다.

상기 고정스크롤(5)은 경판부(51)의 일측면에 고정랩(52)이 형성되고, 상기 경판부(51)의 일측에는 흡입포트(53)가 형성되며, 상기 경판부(51)의 중앙에는 토출포트(54)가 형성되어 있다. 상기 토출포트(54)의 주변에는 그 토출포트(54)를 밀봉하여 토출공간(S3)에 연통되도록 중간공간(S2)을 형성하는 토출커버(55)가 설치되고, 상기 토출공간(S3)에는 상기 구동모터(3)가 설치되어 있다.

상기 선회스크롤(6)은 원판모양으로 경판부(이하, 제3 경판부)(61)가 형성되고, 상기 제3 경판부(61)의 전방면에는 상기 고정랩(52)과 치합되는 선회랩(62)이 형성되며, 상기 제3 경판부(61)의 후방면에는 상기 회전축(4)과 결합되어 상기 스러스트면(24)에 지지되는 보스부(63)가 형성되어 있다.

상기 보스부(63)의 선단면에는 상기 스러스트면(24)에 접하여 실링면을 이루도록 실링부재(64)가 삽입되어 결합되고, 상기 실링부재(64)의 바깥쪽에는 핀-링 타입의 자전방지부재(7)가 설치되어 있다.

상기 인버터 수용공간(S5)에는 인버터 제어를 위한 각종 소자(IGBT)(91)가 인버터 기판(92)과 지지판(93)에 결합되어 상기 전방캡(13)의 외측면에 설치되어 있다.

도면중 미설명 부호인 S4는 저유공간이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 구동모터(3)에 전원이 인가되면, 상기 회전축(4)이 구동모터(3)의 회전자(32)와 함께 회전을 하면서 상기 선회스크롤(6)이 자전 방지 부재(7)에 의해 프레임(2)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하고, 이와 함께 상기 고정랩(52)과 선회랩(62)의 사이에서 흡입실, 중간압실, 토출실로 이루어진 두 개 한 쌍의 압축실(P)이 연속하여 형성된다.

그러면, 상기 압축실(P)이 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동되면서 체적이 감소됨에 따라 냉매는 흡입구(13a)를 통해 상기 전방캡(13)의 흡입공간(S1)으로 흡입되고, 이 냉매는 상기 고정스크롤(5)에 구비되는 흡입포트(53)를 통해 압축실(P)로 흡입 압축되어 토출포트(54)를 통해 중간공간(S2)으로 토출되었다가 상기 메인 하우징(11)의 토출공간(S3)을 거쳐 압축기 외부로 배출된다. 이러한 냉매의 흐름은 도 1에 점선 화살표로 도시되어 있다.

이때, 상기 토출포트(54)를 통해 토출되는 냉매에는 오일이 섞여 토출공간(S3)으로 이동을 하게 되고, 이 토출공간(S3)에서 냉매와 오일이 분리되어 냉매는 토출구(12a)를 통해 압축기 외부로 이동을 하는 반면 오일은 토출공간(S3)에 모여 오일 펌프(45)를 통해 습동부로 공급된다.

한편, 상기 토출공간(S3)으로 이동된 냉매의 일부가 상기 메인 베어링(81)의 틈새 등을 통해 상기 보스부(63)의 내부공간(63a)으로 유입된다. 상기 보스부(63)의 내부공간(63a)으로 유입된 토출압의 냉매는 상기 실링부재(64)에 의해 상기 보스부의 내부공간(63a)과 외부공간 사이가 차단된다. 이에 따라, 상기 보스부(63)의 내부공간(63a)에 토출압이 인가되어 상기 보스부(63)의 내부공간(63a)은 상기 선회스크롤(6)을 상기 고정스크롤(5) 측으로 가압하는 배압실로 작용하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스크롤 압축기에 있어서는, 도 2에서와 같이 상기 배압실을 이루는 보스부의 내부공간(63a)의 가스력(F1)과 상기 압축실(P)의 가스력(F2)이 축방향으로 일치하지 않으면서 상기 선회스크롤(6)에 가해지는 전복모멘트가 증가하게 된다. 이로 인해, 도 3에서와 같이, 상기 선회스크롤(6)은 소정의 기울어짐 각(α)만큼 한쪽으로 기울어져 선회운동을 하면서 상기 프레임(2)의 스러스트면(23)과 상기 선회스크롤(6)의 보스부(63) 선단면 사이에는 편마모가 발생되는 문제점이 있었다. 특히, 상기 프레임(2)과 선회스크롤(6)이 알루미늄으로 형성되어 동종 재질인 경우에는 상호 응착에 의해 마모가 더욱 가중되는 문제점이 있었다.

또, 종래의 스크롤 압축기에서는, 상기 스러스트면(23)에 상기 실링부재(64)가 접촉되어 그 스러스트면(23)과 실링면이 동일 부위에 형성됨에 따라 상기 프레임(2)의 스러스트면(23)이 마모되는 경우에는 실링면이 손상되어 배압실을 형성하는 상기 보스부(63)의 내부공간(63a)에 채워진 고압의 냉매가 손상된 실링면을 통해 누설될 수 있고, 이로 인해 상기 배압실의 압력이 불균일하게 되어 상기 선회스크롤(6)을 축방향으로 지지하지 못하면서 압축실(P)에서의 축방향 누설이 증가되는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은, 상기 프레임과 선회스크롤 사이의 스러스트면이 마모되는 것을 줄일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 선회스크롤이 운전 중에 기울어지는 것을 줄일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 선회스크롤을 가스력으로 지지하는 배압실이 형성되도록 하는 실링면과 상기 선회스크롤을 기구적으로 지지하는 스러스트면이 분리되도록 하여, 상기 스러스트면이 마모되더라도 실링면이 손상되는 것을 방지함으로써 상기 배압실의 냉매가 누설되는 것을 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터; 상기 구동모터의 일측에 구비되는 프레임; 상기 프레임에 고정되는 고정스크롤; 상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 구비되어 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤; 상기 구동모터의 회전력을 상기 선회스크롤에 전달하도록 상기 구동모터와 선회스크롤에 결합되는 회전축; 상기 프레임과 선회스크롤 사이에 구비되어 상기 선회스크롤의 배면을 가스력으로 지지하는 배압부; 상기 회전축을 중심으로 상기 배압부의 바깥쪽에서 상기 프레임과 선회스크롤의 사이에 구비되어 상기 배압부가 형성되도록 하는 실링부; 및 상기 회전축을 중심으로 상기 실링부보다 바깥쪽에 위치하여 상기 프레임과 선회스크롤 사이를 축방향으로 지지하는 스러스트부;를 포함하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 프레임과 선회스크롤 사이에는 상기 선회스크롤의 자전을 방지하는 올담링이 구비되고, 상기 선회스크롤과 올담링 사이에 상기 스러스트부가 형성될 수 있다. 이로써, 상기 프레임과 선회스크롤이 축방향으로 접촉되는 것을 방지하여 상기 프레임의 실링면이 마모되는 것을 방지할 수 있다.

이를 위해, 상기 올담링은 환형의 링부 및 그 링부에서 축방향으로 돌출되어 상기 프레임 또는 선회스크롤에 결합되는 키부로 이루어지고, 상기 링부의 축방향 높이는 상기 보스부의 높이보다 높거나 같게 형성되거나 또는 상기 키부의 축방향 일측면과 이에 대응하는 선회스크롤의 일측면 사이의 간격이 상기 보스부의 선단면과 이에 대응하는 프레임의 일측면 사이의 간격보다 작거나 같게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 올담링은 상기 선회스크롤과 다른 재질로 이루어질 수 있다. 이로써, 상기 선회스크롤과 올담링이 축방향으로 접촉을 하더라도 이종 재질로 이루어짐에 따라 상대적으로 마모가 적게 발생할 수 있다. 특히, 상기 올담링이 소결체로 형성되는 경우에는 자기 윤활성이 높아 마모가 더욱 억제될 수 있다.

그리고, 상기 프레임 또는 상기 선회스크롤의 대향면 중에서 적어도 어느 한쪽 대향면에서 상대쪽으로 돌출되어 상기 프레임과 선회스크롤 사이에 상기 스러스트부가 형성될 수 있다. 이로써, 실링면의 마모를 줄이면서도 선회스크롤의 기울어짐 각을 줄일 수 있고 상기 올담링에 스러스트면을 형성하는 것에 비해 스러스트면의 치수 관리가 용이하여 제조 비용의 상승을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 실링부와 스러스트부 사이에는 상기 선회스크롤의 자전을 방지하는 자전방지부재가 구비되고, 상기 스러스트부는 상기 회전축을 중심으로 하여 상기 자전방지부재 보다 바깥쪽에 형성될 수 있다. 이로써, 자전방지부재는 올담링 외에 핀-링 타입을 적용할 수 있어 상기 자전방지부재의 설치가 용이하고 마찰손실을 줄이며 압축기 무게를 줄일 수 있다.

여기서, 상기 선회스크롤에는 그 선회스크롤이 상기 회전축과 결합되도록 돌출되는 보스부가 형성되고, 상기 프레임에 대향하는 상기 보스부의 선단면에는 그 보스부의 내부공간을 외부공간에 대해 분리하여 상기 보스부의 내부공간에 배압부가 형성되도록 하는 실링부재가 구비될 수도 있다. 이로써, 상기 보스부의 내부공간을 배압실로 적용할 수 있어 그만큼 배압실의 면적을 줄여 고속운전시 배압력이 과도하게 상승하는 것을 방지하고 이를 통해 압축기의 마찰손실을 줄일 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터; 상기 구동모터의 일측에 구비되는 프레임; 상기 프레임에 고정되는 고정스크롤; 상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 구비되어 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤; 상기 구동모터의 회전력을 상기 선회스크롤에 전달하도록 상기 구동모터와 선회스크롤에 결합되는 회전축; 및 상기 프레임과 선회스크롤 사이에 구비되어 상기 선회스크롤의 자전을 방지하는 올담링;을 포함하고, 상기 선회스크롤은, 경판부; 및 상기 경판부의 타측면에 형성되어 상기 회전축이 결합되는 보스부;를 포함하며, 상기 보스부의 축방향 높이는 상기 선회스크롤의 경판부와 그 선회스크롤의 경판부에 대응하는 상기 올담링의 일측면 사이의 간격보다 작거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다. 이로써, 상기 보스부가 프레임에 접촉하기 전에 상기 올담링이 선회스크롤과 접촉하여 스러스트면을 형성함에 따라 상기 보스부가 마모되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

여기서, 상기 보스부의 선단면에는 그 보스부와 상기 프레임의 사이를 실링하는 실링부재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 케이싱의 내부공간은 고압부를 이루는 토출공간을 포함하고, 상기 보스부의 내부공간은 상기 토출공간과 연통될 수 있다. 이로써, 별도의 연통유로를 형성하지 않고도 상기 토출공간의 냉매가 보스부로 유입시켜 상기 보스부가 배압실을 형성할 수 있다.

그리고, 상기 선회스크롤 또는 상기 고정스크롤에는 상기 압축실 중 중간압이 인가되는 압축실과 상기 보스부의 외부공간을 연통시키는 연통유로가 형성될 수 있다. 이로써, 상기 보스부의 외부공간에 보조 배압실이 형성되어 상기 선회스크롤에 대한 배압면적을 넓혀 상기 선회스크롤을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 상기 프레임과 선회스크롤 사이의 스러스트부가 상기 프레임과 선회스크롤 사이에 배압실이 형성되도록 하는 실링부보다 외곽에 형성되도록 함으로써, 상기 선회스크롤이 기울어지는 것을 최소화할 수 있고, 상기 프레임 또는 선회스크롤 사이의 실링면에서 마모가 발생되는 것을 억제하여 상기 배압실의 냉매가 누설되면서 상기 고정스크롤과 선회스크롤 사이의 축방향 누설을 억제할 수 있다.

도 1은 종래의 횡형 스크롤 압축기를 보인 단면도,
도 2는 도 1에 따른 압축기에서 선회스크롤에 가해지는 배압력과 압축실의 가스력을 보인 종단면도,
도 3은 도 2에 따른 압축기에서 선회스크롤이 기울어지는 상태를 보인 개략도,
도 4는 본 발명에 의한 횡형 스크롤 압축기를 보인 종단면도,
도 5는 도 4에 따른 압축기에서 메인 하우징과 리어 하우징을 분해하여 보인 사시도,
도 6은 도 4에 따른 압축기에서 프레임과 선회스크롤을 분해하여 보인 사시도,
도 7은 도 4에 따른 압축기에서 올담링의 링부가 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 상태를 설명하기 위해 보인 종단면도,
도 8은 도 7에 따른 압축기에서 올담링의 키부가 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 상태를 설명하기 위해 보인 종단면도,
도 9는 도 7에 따른 압축기에서 선회스크롤이 기울어지는 상태를 보인 개략도,
도 10은 도 4에 따른 압축기에서 선회스크롤이 프레임에 의해 축방향으로 지지되는 다른 실시예를 보인 종단면도,
도 11은 본 발명에 따른 횡형 스크롤 압축기에서 실링부재가 프레임에 설치되는 경우에 올담링이 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 상태를 보인 종단면도,
도 12는 본 발명에 의한 스크롤 압축기에서 보조 배압실을 구비하는 다른 예를 보인 종단면도.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 횡형 스크롤 압축기를 보인 종단면도이고, 도 5는 도 4에 따른 압축기에서 메인 하우징과 리어 하우징을 분해하여 보인 사시도이며, 도 6은 도 4에 따른 압축기에서 프레임과 선회스크롤을 분해하여 보인 사시도이고, 도 7은 도 4에 따른 압축기에서 올담링의 링부가 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 상태를 설명하기 위해 보인 종단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 횡방향으로 길게 형성되는 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110)의 내부에 구비되고 회전력을 발생시키는 구동모터(120)와, 상기 구동모터(120)에 결합되는 회전축(130)과, 상기 구동모터(120)의 전방측에 설치되어 상기 회전축(130)을 지지하는 프레임(140)과, 상기 프레임(140)의 전방측에 고정되는 고정스크롤(150)과, 상기 고정스크롤(150)과 프레임(140) 사이에 구비되고 상기 회전축(130)에 결합되어 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤(150)과 함께 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(160)을 포함할 수 있다.

상기 케이싱(110)은 횡방향으로 길게 형성되는 메인 하우징(111)과, 상기 메인 하우징(111)의 후방측에 결합되는 리어 하우징(112)과, 상기 메인 하우징(111)의 전방측을 복개하여 결합되는 프론트 하우징(113)과, 상기 프론트 하우징(113)의 전방면에 결합되는 인버터 커버(114)를 포함할 수 있다. 상기 인버터 커버(114)의 내측에는 인버터 제어를 위한 소자(191)와 인버터 기판(192)이 장착되는 인버터 수용공간(S5)이 형성될 수 있다.

상기 메인 하우징(111)은 원통모양으로 형성되어 전방측은 개구되는 반면 후방측은 차단부(115)가 막힌 형상으로 형성될 수 있다.

상기 메인 하우징(111)의 내주면 후방측에는 후술할 구동모터(120)의 고정자(121)를 축방향으로 지지하는 고정자 지지면(이하, 제1 지지면)(111a)이 단차지게 형성되고, 상기 메인 하우징(111)의 내주면 전방측에는 프레임(140)의 후방면을 축방향으로 지지하는 프레임 지지면(이하, 제2 지지면)(111b)이 형성될 수 있다.

도 4 및 도 5에서와 같이, 상기 차단부(115)의 중앙에는 회전축(130)의 후방단이 관통되도록 축구멍(115a)이 형성되고, 상기 축구멍(115a) 주변의 전방면에는 후술할 서브 베어링(182)이 장착되는 서브 베어링 삽입부(이하, 제2 삽입부)(115b)가 형성되며, 상기 축구멍(115a) 주변의 후방면에는 후술할 오일 펌프(136)의 외륜(136b)이 삽입되어 결합되는 펌프 삽입홈(115c)이 형성될 수 있다.

그리고 상기 차단부(115)의 상반부에는 상기 압축실(P)에서 토출공간(S3)인 메인 하우징(111)의 내부공간으로 이동하여 오일과 분리되는 냉매가 후술할 리어 하우징(112)의 토출구(110b)로 배출되도록 안내하는 냉매통공(115d)이 형성되고, 상기 차단부(115)의 하반부에는 상기 메인 하우징(111)의 토출공간(S3)에서 냉매와 분리된 오일이 오일 펌프(136)로 안내되도록 오일통공(115d)이 형성되며, 상기 차단부(115)의 후방면과 리어 하우징(112)의 전방면 사이에는 상기 오일통공(115e)을 통해 유입되는 오일이 채워지도록 저유공간(S4)이 형성될 수 있다.

그리고 상기 차단부(115)의 후방면과 상기 리어 하우징(112)의 전방면에는 상기 저유공간(S4)이 후술할 급유안내돌기(115f)를 사이에 두고 양측의 분할되도록 복수 개씩(도면에선 2개씩)의 압력평형홈(115g)으로 각각 분할되고, 상기 압력평형홈(115g)의 사이에는 복수 개의 구획돌기(115h)를 사이에 두고 상기 토출구(110b)가 연통되는 토출안내홈(115j)이 형성될 수 있다. 이로써, 상기 저유공간(S4)으로 유입되는 오일이 냉매와 함께 상기 토출구(110b)로 유출되는 것을 최소화할 수 있다.

그리고 상기 구획돌기(115h)에는 상기 오일통공(115e)을 통해 저유공간(S4)으로 유입되는 냉매를 상기 토출구(110b)쪽으로 배출시키기 위한 연통홈(115i)이 형성될 수 있다. 상기 연통홈(115i)은 상기 리어 하우징(112)쪽 구획돌기(112e)에 형성할 수도 있지만, 가급적이면 후술할 제1 실링부재(116)이 삽입되는 부재에 함께 형성하는 것이 가공성 측면에서 유리할 수 있다.

도 4 및 도 5에서와 같이, 상기 리어 하우징(112)은 원판모양으로 형성되며 외주부에 전방쪽으로 돌출되어 상기 메인 하우징(111)의 후방면에 밀착되는 환형의 체결돌부(112a)가 형성될 수 있다. 상기 리어 하우징(112)의 전방면 중앙에는 상기 오일 펌프(136)의 토출측을 수용하여 펌핑되는 오일을 상기 회전축(130)의 오일통로(135)로 안내하는 급유홈(112b)이 형성되고, 상기 급유홈(112b)에는 상기 저유공간(S4)을 상기 오일 펌프(136)의 흡입측에 연통시키는 급유통로(112c)가 소정의 높이만큼 돌출되어 반경방향(도면에선 상하방향)으로 형성될 수 있다. 상기 급유통로(112c)는 상기 메인 하우징(111)의 차단부(115)에 구비되는 급유안내돌기(115f)에 의해 복개되도록 형성될 수 있다. 상기 급유홈(112b)의 외주면에는 상기 급유통로(112c)를 사이에 두고 양측에 각각 압력평형홈(112d)이 형성되도록 반경방향으로 연장되는 복수 개의 구획돌기(112e)가 형성되고, 상기 양측 압력평형홈(112d)의 사이에는 토출구(110b)와 연통되는 가스안내홈(112f)이 형성될 수 있다. 상기 압력평형홈(112d)은 후술할 메인 하우징(111)의 압력평형홈(115g)과 함께 저유공간(S4)을 형성할 수 있다.

그리고 상기 리어 하우징(112)의 압력평형홈(112d)과 구획돌기(112e) 그리고 토출안내홈(112f)은 각각 상기 메인 하우징(111)의 차단부(115)에 구비되는 압력평형홈(115g)과 구획돌기(115h) 그리고 토출안내홈(115j)에 각각 대응되도록 형성될 수 있다. 다만, 메인 하우징(111)의 차단부(115)에 형성되는 구획돌기(115h)는 리어 하우징(112)의 구획돌기(112e)보다는 얕게 형성될 수 있다.

상기 리어 하우징(112)과 메인 하우징(111)의 사이에는 토출되는 냉매가 누설되는 것을 방지할 수 있도록 오-링과 같은 누설방지용 실링부재(이하, 제1 실링부재)(116)가 구비될 수 있다. 이를 위해, 상기 리어 하우징(112)의 체결돌부(112a) 선단면 또는 이와 대응하는 상기 메인 하우징(111)의 차단부(115) 후측면에는 상기 제1 실링부재(116)가 삽입되도록 실링홈(도면에서는 메인 하우징의 후측면에 형성된 예가 개시됨)(115k)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 실링홈(115k)은 상기 연통홈(115i)이 형성되는 쪽 하우징에 형성하는 것이 한쪽 하우징만 정밀 가공하면서 실링홈(115k)과 연통홈(115i)을 함께 가공할 수 있어 가공성 측면에서 바람직할 수 있다.

도 4에서와 같이, 상기 프론트 하우징(113)은 전후 양측이 개구되는 통 모양으로 형성되고, 상기 프론트 하우징(113)의 중간에는 격벽부(118)가 형성될 수 있다. 상기 격벽부(118)에 의해 후방측은 흡입공간(S1)을 형성하는 반면 전방측은 상기 인버터 수용공간(S5)을 형성할 수 있다. 그리고 상기 격벽부(118)의 전방면에는 압축기의 구동에 필요한 각종 소자(Insulated Gate Bipolar Transistor : IGBT)(191)와 인버터 기판(192)이 설치될 수 있다. 상기 소자(191)는 압축기 구동시 높은 열을 발생하므로 이 열을 방열시키기 위해 상기 격벽부(118)의 전방면에 써멀시트(thermal sheet)와 같은 전열부재(193)를 부착하고, 상기 전열부재(193)의 전방면에 상기 소자(191)를 부착하는 것이 방열효과를 높일 수 있다.

또, 상기 소자(191)는 상기 흡입공간(S1)으로 흡입되는 냉매의 흡입경로 상에 주로 배치되도록 하는 것이 방열효과를 더욱 높일 수 있어 바람직할 수 있다. 예를 들어, 상기 흡입구(110a)가 도면의 우측에 형성되고 압축실(P)의 흡입포트(154)가 도면의 하방에 위치하는 경우 흡입구(110a)를 통과한 냉매는 원심력에 의해 도면의 좌측으로 감아 돌면서 흡입포트(154)를 향해 대략 곡선모양으로 이동을 하게 될 수 있다. 따라서, 상기 흡입구(110a)의 중심에서 진행방향으로 연장되는 제1 가상선(L1)과 만나도록 상기 흡입포트(154)의 중심에서 반경방향으로 제2 가상선(L2)을 연장하는 경우, 상기 소자(191)는 제2 가상선(L2)을 기준으로 흡입구(110a)가 형성되는 영역의 반대쪽 영역에 주로 배열되도록 하는 것이 그 소자(191)와 흡입되는 냉매가 격벽부(118)를 사이에 두고 간접 접촉될 수 있어 바람직할 수 있다.

도 4에서와 같이, 상기 프론트 하우징(113)의 측면에는 흡입관(SP)이 연결되는 흡입구(110a)가 형성되고, 상기 프론트 하우징(113)의 흡입공간측 내주면에는 상기 고정스크롤(150)의 경판부(151) 배면을 축방향으로 지지하는 고정스크롤 지지면(이하, 제3 지지면)(113a)이 단차지게 형성될 수 있다. 이로써, 상기 프레임(140)과 고정스크롤(150)은 상기 제2 지지면(111b)과 제3 지지면(113a) 사이에서 축방향 양쪽으로 지지되어 상기 프레임(140)과 고정스크롤(150)을 포함하는 압축기구부가 축방향으로 움직이는 것을 억제할 수 있다.

도 4에서와 같이, 상기 인버터 커버(114)는 같이 그 표면이 밋밋하게 형성될 수도 있지만, 방열효과를 높이기 위해 외표면에 다수 개의 방열핀(미도시)이 형성될 수도 있다.

도 4에서와 같이, 상기 구동모터(120)는 상기 메인 하우징(111)의 내부에 고정되는 고정자(121)와, 상기 고정자(121)의 내부에 위치하고 상기 고정자(121)와의 상호작용에 의해 회전되는 회전자(122)를 포함할 수 있다.

상기 고정자(121)는 상기 메인 하우징(111)의 내부에 열박음되어 고정되고, 상기 고정자(21)의 후방단은 상기 메인 하우징(111)의 제1 지지면(111a)에 얹혀져 지지될 수 있다. 상기 회전자(122)는 상기 고정자(121)의 내부에 회전 가능하게 삽입될 수 있다.

상기 회전축(130)은 상기 회전자(132)에 결합되는 축부(131)와, 상기 선회스크롤(160)에 구비되는 보스부(163)에 결합되는 편심부(132)를 포함할 수 있다. 상기 축부(131)에는 상기 회전자(122)를 중심으로 전후 양측에 각각 메인 베어링부(133)와 서브 베어링부(134)가 형성되어 후술할 메인 베어링(181)과 서브 베어링(182)에 각각 반경방향으로 지지될 수 있다. 상기 편심부(132)는 후술할 편심 베어링(183)에 삽입되어 상기 회전력을 선회스크롤(160)에 전달할 수 있다.

그리고 상기 회전축(130)의 내부에는 습동부에 오일을 공급하기 위한 오일유로(135)가 형성되고, 상기 오일유로(135)의 후방단에는 상기 메인 하우징(110)의 토출공간(S3)에 고인 오일을 오일유로(135)로 펌핑하기 위한 오일 펌프(136)가 구비될 수 있다. 상기 오일 펌프(136)는 트로코이드 기어 펌프로 이루어져 그 내륜(136a)은 상기 회전축(130)의 서브 베어링부(134)에 결합되는 반면 외륜(136b)은 상기 메인 하우징(110)의 후방측에 구비되는 제2 삽입부(115c)에 삽입되어 결합될 수 있다.

상기 서브 베어링부(134)는 축부(131)에 비해 직경이 작게 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 서브 베어링부(134)와 축부(131) 사이에는 상기 서브 베어링(182)의 내륜(182a)이 축방향으로 지지될 수 있도록 베어링 지지면(134a)이 단차지게 형성될 수 있다.

도 4에서와 같이, 상기 프레임(140)은 상기 메인 하우징(111)의 개구단에 삽입되어 고정 결합될 수 있다. 상기 프레임(140)은 상기 메인 하우징(111)의 전방단 내주면에 구비된 제2 지지면(111b)에 얹혀져 축방향으로 지지될 수 있다.

상기 프레임(140)은 원판 모양으로 경판부(이하, 제1 경판부)(141)가 형성되고, 상기 제1 경판부(141)의 전방면에서 돌출되어 상기 고정스크롤(150)이 결합되는 측벽부(이하, 제1 측벽부)(142)가 형성될 수 있다. 상기 제1 측벽부(142)는 그 외주면이 상기 제1 경판부(141)의 외주면과 일치하도록 형성될 수도 있지만, 상기 제1 측벽부(142)의 외주면이 상기 제1 경판부(141)의 외주면보다는 안쪽에 위치하도록 상기 제1 측벽부(142)의 외주면을 잇는 가상선의 직경이 상기 제1 경판부(141)의 외경보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 경판부(141)의 외주부에는 상기 제1 측벽부(142)의 외주면에서 반경방향으로 연장되고 상기 메인 하우징(111)의 개구단에 압입되어 제2 지지면(111b)에 얹히는 고정돌부(143)가 형성되고, 상기 제1 측벽부(142)의 외주면은 상기 메인 하우징(111)의 내주면으로부터 일정 간격만큼 이격될 수 있다.

상기 고정돌부(143)는 상기 제1 지지면(111a)에 얹혀 축방향으로 지지됨에 따라 적정한 두께를 가져야 하지만, 상기 고정돌부(143)의 두께가 제1 경판부(141)의 두께보다 두꺼운 경우에는 상기 제1 경판부(141)의 중심보다 상기 고정돌부(143)의 중심이 일정 간격(△h)만큼 전방측으로 편심될 수 있다. 이에 따라 상기 고정돌부(143)가 메인 하우징(111)에 압입되는 과정에서 상기 제1 경판부(141)의 중심부가 구동모터(120) 방향으로 휘어지는 현상이 발생될 수 있다. 따라서, 본 실시예와 같이 상기 고정돌부(143)의 축방향 중심(O')이 상기 제1 경판부(141)의 축방향 중심(O)과의 간격(△h)이 제로(zero)가 되도록 양 중심이 일치되는 상태에서 상기 고정돌부(143)의 두께는 상기 제1 경판부(141)의 두께와 동일하게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 상기 제1 측벽부(142)의 내측에는 후술할 올담링(170)이 얹히는 올담링 안착면(이하, 안착면)(144)이 형성될 수 있다. 상기 안착면(144)의 바깥쪽, 즉 상기 보스부(163)의 바깥쪽에는 제3 경판부(161)가 선회운동을 하는 선회공간(145)이 형성되고, 상기 안착면(144)의 중앙부, 즉 상기 보스부(163)의 안쪽에는 회전축(130)을 향해 환형으로 연장되는 실링돌부(146)가 형성될 수 있다.

상기 제1 경판부(141)의 타측면에는 후방측으로 돌출되어 메인 베어링 삽입부(제1 삽입부)(147)가 형성되고, 상기 제1 삽입부(147)에는 상기 구동모터(120)를 기준으로 상기 회전축(130)의 일측을 반경방향으로 지지하는 메인 베어링(181)이 삽입될 수 있다. 상기 메인 베어링(181)은 상기 제1 삽입부(147)와 상기 회전축(130)의 메인 베어링부(133) 사이에 구비되는 볼 베어링으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 메인 하우징(111)의 토출공간(S3)에 채워진 토출압의 냉매가 상기 메인 베어링(181)의 볼들 사이에 형성되는 틈새를 통해 상기 보스부(163)의 내부공간으로 이동할 수 있다.

도 4에서와 같이, 상기 고정스크롤(150)은 원판모양으로 경판부(이하, 제2 경판부)(151)가 형성되고, 상기 제2 경판부(151)의 일측면에는 상기 제1 측벽부(142)를 향해 돌출되는 고정측 측벽부(이하, 제2 측벽부)(152)가 형성되며, 상기 제2 경판부(151)의 중앙부에는 후술할 선회랩(162)과 맞물려 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 고정랩(153)이 형성되고, 상기 제2 경판부(151)의 가장자리에는 흡입공간(S1)과 연통되는 흡입포트(154)가 형성되며, 상기 제2 경판부(151)의 중앙에는 최종 압축실에서 중간공간(S2)으로 연통되는 토출포트(155)가 형성될 수 있다.

상기 제2 경판부(151)는 그 전방면이 상기 프론트 하우징(113)의 제3 지지면(113a)에 안착되어 전방측이 지지되고, 상기 제2 경판부(151)의 외주면에는 상기 프론트 하우징(113)의 내주면과의 사이에 구비되어 상기 흡입공간(S1)과 토출공간(S3)으로 구획하기 위한 고저압 분리용 실링부재(이하, 제3 실링부재)(156)가 삽입되도록 실링홈(151a)이 형성될 수 있다. 상기 실링홈(156a)은 상기 제2 경판부(151)의 전방면에 형성될 수도 있고, 상기 제2 경판부(151)가 접하는 프론트 하우징(113)의 내주면에 형성될 수도 있다.

도 4에서와 같이, 상기 선회스크롤(160)은 원판모양으로 경판부(이하, 제3 경판부)(161)가 형성되고, 상기 제3 경판부(161)의 전방면에는 상기 제2 경판부(151)를 향해 돌출되어 상기 고정랩(153)과 치합되는 선회랩(162)이 형성되며, 상기 제3 경판부(161)의 후방면에는 상기 회전축(130)과 결합되어 상기 프레임의 선회공간(145) 내부에서 선회운동을 하는 보스부(163)가 형성될 수 있다.

상기 보스부(163)의 선단면에는 실링홈(163a)이 형성되고, 상기 실링홈(163a)에는 상기 실링돌부(146)와 접하여 실링면을 형성하는 배압실 형성용 실링부재(이하, 제2 실링부재)(165)가 삽입될 수 있다. 이에 따라 상기 보스부(163)의 내부공간(164)과 선회공간(145)이 분리되어 상기 보스부(163)의 내부공간(164)을 토출압을 이루는 배압실로, 선회공간(145)은 상기 중간압을 가지는 압축실(P)에 연통되는 연통유로를 형성하여 중간압을 이루는 보조 배압실로 작용하도록 할 수 있다.

상기 보스부(163)의 내주면과 상기 회전축(130)의 편심부(132) 사이에는 상기 편심부(132)와 보스부(163) 사이를 윤활하도록 볼 베어링으로 된 편심 베어링(183)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 메인 베어링(181)과 실링돌부(146)를 통과하는 고압의 냉매가 상기 편심 베어링(183)의 볼들 사이에 형성된 틈새를 통해 상기 보스부(163)의 내부공간으로 유입되어 상기 보스부(163)의 내부공간(164)이 전술한 바와 같이 배압실을 형성할 수 있다.

그리고 상기 제2 실링부재(165)의 바깥쪽에는 상기 선회스크롤(160)의 자전을 방지하기 위해 후술할 자전방지부재가 구비될 수 있다. 상기 자전방지부재는 올담링(170)이 적용될 수 있지만, 경우에 따라서는 핀-링 타입으로 된 자전방지부재가 적용될 수도 있다.

한편, 도 4 내지 도 7에서와 같이, 상기 프레임(140)의 안착면(144)과 상기 선회스크롤(160)의 제3 경판부(161) 배면 사이(정확하게는, 상기 제2 실링부재의 바깥쪽에 형성되는 선회공간)에는 상기 선회스크롤(160)의 자전을 방지하는 동시에 상기 선회스크롤(160)을 축방향으로 지지하기 위한 올담링(170)이 설치될 수 있다. 이로써, 상기 스러스트부는 상기 회전축(130)을 중심으로 하여 상기 실링부보다 바깥쪽에 위치하게 될 수 있다. 또, 상기 선회스크롤(160)은 올담링(170)에 의해 자전이 방지되면서도 프레임(140)에 대해 축방향으로 지지될 수 있다.

도 6 및 도 7에서와 같이, 상기 올담링(170)은 환형으로 형성되는 링부(171)와, 상기 링부(171)의 후방면(171a)에 돌출되어 상기 프레임(140)의 경판부(141)에 구비되는 제1 키홈(141a)에 미끄러지게 삽입되는 제1 키부와, 상기 링부(171)의 전방면(171b)에 돌출되어 상기 선회스크롤(160)의 경판부(161) 배면에 형성되는 제2 키홈(161a)에 미끄러지게 결합되는 제2 키부(173)로 이루어질 수 있다.

상기 링부(171)의 내경(D1)은 상기 제2 실링부재(165)의 외경(D2)보다 크게 형성될 수 있다.

상기 링부(171)의 높이(h1)는 그 링부(171)가 상기 선회스크롤(160)에 대해 스러스트면을 이룰 수 있는 축방향 두께, 즉 상기 링부(171)의 후방면(171a)이 상기 프레임(140)의 안착면(144)에 접촉된 상태에서 그 링부(171)의 전방면(171b)과 선회스크롤(160)의 경판부(161) 배면(161b) 사이의 간격(h2=0)이 상기 프레임(140)의 안착면(144)과 상기 보스부(163)의 선단면(163b) 사이의 간격(h3)보다 작거나 같고, 상기 게 형성될 수 있다. 즉, 상기 올담링(170)의 링부(171) 높이(h1)는 상기 보스부(163)의 높이(h4)보다 높거나 같게 형성될 수 있다.

한편, 상기 올담링측 스러스트면, 링부(171)의 전방면(171b)은 제2 키부(173)의 축방향 면(173a)과 키홈(161a)의 축방향 면(161c) 사이에 형성될 수도 있다. 즉, 도 8에서와 같이 상기 링부(171)의 높이(h1)는 그 링부(171)가 스러스트면을 이루지 못하도록 상기 보스부(163)의 높이(h4)보다 낮게 형성되는 반면, 상기 제2 키부(173)와 제2 키홈(161a) 사이의 축방향 간격(h5=0)이 상기 프레임(140)의 안착면(144)과 상기 보스부(163)의 선단면(163b) 사이의 간격(h3)보다 작거나 같게 형성될 수도 있다.

도면중 미설명 부호인 157은 토출커버, 182b는 외륜, 182b는 볼이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기의 조립과정은 다음과 같다.

즉, 상기 메인 하우징(111)에 상기 구동모터(120)의 고정자(121)를 열박음하여 결합한다. 이때, 상기 고정자(121)의 후방단은 상기 메인 하우징(111)의 내주면에 구비된 제1 지지면(111a)에 안착시켜 상기 고정자(121)가 후방단으로 유동하는 것을 억제할 수 있다.

다음, 상기 회전축(130)이 결합된 회전자(122)를 고정자(121)에 삽입한다. 이때, 상기 회전축(130)의 서브 베어링부(134)에는 서브 베어링(182)이 삽입되어 고정된다. 상기 서브 베어링부(134)에는 베어링 지지면(134a)이 단차지게 형성됨에 따라 상기 회전축(130)은 후방측을 향해 축방향으로 유동하는 것이 억제될 수 있다.

다음, 상기 메인 하우징(111)에 프레임(140)의 고정돌부(143)를 압입하여 결합한다. 이때, 상기 메인 하우징(111)에는 제2 지지면(111b)이 구비됨에 따라 상기 제2 지지면(111b)에 프레임(140)의 후방면을 안착시켜 상기 프레임(140)이 축방향으로 유동하는 것이 억제될 수 있다. 또, 상기 프레임(140)은 경판부(141)와 고정돌부(143)의 두께방향 중심(O,O')이 동일 높이에 형성됨에 따라 상기 프레임을 메인 프레임에 압입하는 과정에서 상기 제1 경판부(141)가 메인 하우징(111)으로부터 반경방향의 반발력을 받더라도 그 힘을 상기 제1 경판부(141)가 상쇄시켜 변형되는 것이 억제될 수 있다.

다음, 상기 프레임(140)에 자전방지부재(170)와 선회스크롤(160) 그리고 고정스크롤(150)을 얹은 후 상기 고정스크롤(150)을 프레임(140)에 볼트 결합한다. 그리고 상기 메인 하우징(111)의 전방면에 프론트 하우징(113)을 얹어 볼트 체결한다. 이때, 상기 프론트 하우징(113)의 제3 지지면(113a)으로 상기 고정스크롤(150)의 경판부(151) 전방면을 지지하여 상기 메인 하우징(111) 내부의 토출 압력에 의해 압축기구부가 상기 프론트 하우징(113) 방향으로 밀리는 것을 억제할 수 있다. 또, 상기 고정스크롤(150)의 외주면에 제3 실링부재(156)를 삽입하여 상기 프론트 하우징(113)의 내부공간은 흡입공간(S1)으로, 상기 메인 하우징(111)의 내부공간은 토출공간(S3)으로 분리되도록 한다.

다음, 상기 프론트 하우징(113)의 격벽부(118)에 인버터 제어를 위한 각종 소자(191)가 부착되도록 하여 그 소자(191)들이 결합된 인버터 피시비(192)를 볼트 결합한 상태에서 상기 인버터 커버(114)를 프론트 하우징(113)에 체결함으로써 상기 스크롤 압축기의 조립을 완성한다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기의 작용효과는 다음과 같다.

즉, 상기 구동모터(120)에 전원이 인가되면, 상기 회전축(130)이 상기 구동모터(120)의 회전자(122)와 함께 회전을 하면서 상기 선회스크롤(160)에 회전력을 전달하게 된다.

그러면 상기 선회스크롤(160)은 상기 회전축(130)의 편심부(132)와 상기 자전방지부재(170)에 의해 편심 거리만큼 선회운동을 하게 되어, 상기 압축실(P)은 중심측을 향해 지속적으로 이동되면서 체적이 감소하게 된다.

그러면, 냉매는 화살표와 같이 상기 흡입구(110a)를 통해 상기 흡입공간(S1)으로 유입되고, 상기 흡입공간(S1)으로 유입된 냉매는 상기 흡입포트(154)를 통해 상기 압축실(P)로 흡입된다.

그러면, 상기 압축실(P)로 흡입된 냉매는 상기 압축실(P)의 이동경로를 따라 중심측으로 이동되면서 압축되어 상기 토출포트(155)를 통해 상기 중간공간(S2)으로 토출된다.

그러면, 상기 중간공간(S2)으로 토출된 냉매는 상기 고정스크롤(160)과 상기 프레임(140)의 배기통로(미도시)를 통해 상기 토출공간(S3)으로 이동하였다가 상기 차단부(115)의 냉매구멍(115d)과 상기 리어 하우징(112)의 토출구(110b)를 통해 압축기 외부로 배출되는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 상기 토출공간(S3)에서는 냉매로부터 오일이 분리되어 상기 메인 하우징(111)의 하부에 고이게 되고, 이 오일은 상기 토출공간(S3)의 압력에 의해 상기 차단부(115)의 오일구멍(115e)을 통과하여 상기 메인 하우징(111)과 리어 하우징(112) 사이의 저유공간(S4)으로 이동하게 된다. 이 저유공간(S4)의 오일은 상기 오일 펌프(136)에 의해 펌핑되어 습동부로 순환하게 된다.

한편, 상기 토출공간(S3)으로 이동된 냉매의 일부가 도면의 화살표와 같이 상기 메인 베어링(181)의 틈새를 거쳐 상기 프레임(140)의 실링돌부(146)와 회전축(130) 사이의 틈새, 그리고 상기 편심 베어링(183)의 틈새를 통해 상기 보스부(163)의 내부공간(164)으로 유입된다. 상기 보스부(163)의 내부공간(164)으로 유입된 냉매는 상기 제2 실링부재(165)에 의해 상기 보스부(163)의 외부로 누설되는 것이 차단되면서 상기 보스부(163)의 내부공간(164)에만 토출압이 인가되고, 이에 따라 토출압이 인가된 상기 보스부(163)의 내부공간(164)은 상기 선회스크롤(160)을 상기 고정스크롤(150) 측으로 가압하는 배압실로 작용할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는 상기 보스부(163)의 내부공간(164)만 토출압이 인가되는 배압실로 작용함에 따라, 상기 선회스크롤(160)에 대한 배압력을 적절하게 낮추면서도 상대적으로 압축실의 압력이 높은 중앙부에 상기 배압실이 형성되어 압축실(P)의 축방향 누설을 효과적으로 억제할 수 있다.

하지만, 스크롤 압축기는 그 특성상 최종 압축실의 중심(C1)이 선회스크롤(160)의 기하학적 중심(C2)과 일치하지 않음에 따라 상기 배압실을 이루는 보스부(163)의 내부공간(164)의 배압력(F1)과 압축실의 가스력(F2)이 일종의 우력을 형성하게 된다. 따라서 상기와 같은 우력을 상쇄시키지 못하면 선회스크롤(160)은 더 큰 전복모멘트를 받아 한쪽으로 심하게 기울어진 상태로 선회운동을 하게 되고 이로 인해 상기 프레임(140)의 스러스트면에서 마모가 심하게 발생되거나 또는 상기 압축실(P)에서 축방향 누설이 크게 발생할 수 있다. 특히, 상기 배압실이 보스부(163)의 내부공간(164)에 형성되는 경우에는 배압실의 넓이가 좁아지면서 상기 선회스크롤(160)의 전복모멘트가 더욱 증가할 수 있다.

이를 감안하여, 본 실시예에서는 상기 선회스크롤(160)이 축방향으로 지지되는 스러스트면이 실링면을 이루는 보스부(163)보다 바깥쪽에서 형성되도록 하여 상기 스러스트면이 회전축의 중심으로부터 멀리 위치하면서 상기 선회스크롤의 전복모멘트를 효과적으로 줄일 수 있다. 아울러, 상기 실링면이 스러스트면으로부터 분리되어 형성됨에 따라 상기 스러스트면에 일정 정도의 마모가 발생하더라도 상기 실링면은 마모되지 않도록 할 수 있다.

즉, 도 7에서와 같이 본 실시예에서는 상기 보스부(163)보다 외곽에 위치하는 상기 올담링(170)의 축방향 일측면과 선회스크롤(160)의 경판부(161) 배면(161b)이 서로 스러스트면을 이루도록, 상기 올담링(170)의 링부(171) 높이(h1)가 상기 선회스크롤(160)의 보스부(163) 높이(h4)보다 높게 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 제2 실링부재(165)를 제외한 상기 보스부(163)의 선단면(163b)은 상기 프레임(140)의 실링면(148)으로부터 이격되는 반면, 상기 보스부(63)보다 바깥쪽에 위치하는 선회스크롤(160)의 제3 경판부(161) 배면이 상기 올담링(170)의 링부(171) 전방면(171b)에 접촉되어 스러스트면을 형성함으로써 상기 올담링(170)이 선회스크롤(160)을 축방향으로 지지할 수 있다.

이에 따라, 도 9에서와 같이, 상기 선회스크롤(160)이 전복모멘트를 받아 기울어진 상태로 선회운동을 하는 경우 상기 선회스크롤(160)의 보스부(163)가 프레임(140)에 접촉되는 것을 방지하여 상기 프레임(140)의 실링면(148)이 마모되는 것을 줄일 수 있고, 이를 통해 상기 프레임(140)의 실링면(148) 마모로 인한 냉매누설을 억제하여 상기 배압실에 대한 실링력을 유지하는 동시에 상기 배압실을 이루는 보스부(163)의 내부공간(164)의 배압력을 적절하게 유지함으로써 압축기의 축방향 누설을 억제할 수 있다. 또, 상기 선회스크롤(160)을 축방향으로 지지하는 지점이 회전축(130)으로부터 멀어져 상기 선회스크롤(160)의 기울어짐 각(β)이 감소될 수 있고 이에 따라 압축실(P)에서의 축방향 누설을 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.

또, 상기 프레임(140)과 선회스크롤(160)이 모두 알루미늄과 같은 동일 재질로 형성된 차량용 스크롤 압축기의 경우에 상기 프레임(140)과 선회스크롤(160) 사이에 스러스트면이 형성되도록 하게 되면 동종 금속간 응착이 증가하면서 스러스트면에서의 마모가 더욱 심화될 수 있으나, 본 실시예와 같이 알루미늄으로 된 선회스크롤(160)과 소결체로 된 올담링(170)이 스러스트면을 형성하게 되면 스러스트면이 이종 재질의 접촉으로 형성되어 상기 선회스크롤(160)이나 올담링(170)의 마모를 줄일 수 있다. 더욱이 상기 올담링(170)이 소결체로 형성되는 경우에는 자기 윤활성이 높아져 두 부재 사이의 마모를 더욱 줄일 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 상기 선회스크롤과 올담링 사이에 스러스트면이 형성되도록 하는 것이었으나, 본 실시예에서는 상기 스러스트면이 선회스크롤(160)과 프레임(140) 사이에 형성되도록 할 수도 있다. 다만, 이 경우에도 상기 스러스트면은 선회스크롤(160)과 프레임(140) 사이의 실링면(148)보다 바깥쪽에 위치하도록 별도의 스러스트면을 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

이를 위해, 도 10에서와 같이 상기 올담링(170)의 외주면보다 바깥쪽에 위치하는 제1 측벽부(141)의 내주면에 상기 선회스크롤(160)의 경판부(161) 배면을 지지하여 스러스트면을 이룰 수 있는 단차면(141a)을 형성하거나, 도면으로 도시하지는 않았으나 상기 선회스크롤(160)의 경판부(161) 배면에서 상기 프레임(140)을 향해 돌출되어 그 프레임(140)의 선회공간(145)을 이루는 안착면(144)에 접하여 스러스트면을 이루도록 스러스트돌부(미도시)가 형성될 수도 있다.

이 경우에도 상기 스러스트면이 실링면(148)보다 바깥쪽에 위치함에 따라 상기 선회스크롤(160)의 기울어짐으로 인한 실링면(148)의 마모를 억제하여 배압실에서의 냉매 누설에 따른 압력저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 선회스크롤(160)의 기울어짐 각을 줄여 압축실(P)에서의 축방향 누설을 억제할 수 있다.

또, 상기와 같은 경우에는 상기 선회스크롤(160)의 자전을 방지하는 자전 방지 기구를 올담링이 아닌 핀-링 타입을 적용할 수도 있다.

한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 상기 제2 실링부재가 상기 보스부에 결합되는 것이었으나, 본 실시예에서는 도 11에서와 같이 상기 제2 실링부재(149)가 프레임(140)에 결합될 수도 있다. 이 경우, 상기 보스부(163)는 상기 제2 실링부재의 안쪽에 형성되거나 보스부 없이 선회스크롤의 배면에 회전축 결합부가 형성될 수도 있다.

이 경우에는 상기 제2 실링부재(149)는 상기 보스부(163)보다 바깥쪽에 위치하지만 상기 올담링(170)보다는 안쪽에서 그 올담링(170)이 안착되는 안착면(또는, 실링면)(144)에 설치될 수 있다.

그리고 이 경우에도 상기 올담링(170)의 전방면과 선회스크롤(160)의 경판부(161) 배면 사이에 스러스트면이 형성되도록 할 수 있다. 이에 대해서는 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또, 이 경우에도 상기 올담링(170) 보다 외곽에 위치하는 제1 측벽부(141)의 내주면에 상기 선회스크롤(160)의 경판부(161) 배면을 축방향으로 지지하는 스러스트면이 형성될 수도 있다.

상기와 같이, 상기 스러스트면이 상기 제1 측벽부(141)에 형성되는 경우에는 상기 선회스크롤(160)의 자전을 방지하는 부재로 올담링 외에 핀-링 타입을 적용할 수도 있다. 이에 대해서도 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 본 실시예의 경우 상기 보스부의 외부공간을 중간압이 인가되는 보조 배압실로 활용함으로써 상기 선회스크롤에 대한 배압면적을 확대하여 배압효과를 높일 수도 있다.

예를 들어, 도 12에서와 같이, 상기 고정스크롤(150) 또는 선회스크롤(160)(도면에서는 고정스크롤에 형성된 예가 개시됨)에는 중간압이 인가되는 압축실(P)에 중간압 연통홀(158)의 일단이 연통 형성되고, 상기 중간압 연통홀의 타단은 상기 보스부의 외부공간, 더 정확하게는 보스부(163)의 외주면과 제3 경판부(162)의 외주면, 고정스크롤(150)의 일측면 그리고 프레임(140)의 고정돌부(143)의 내주면 사이에 형성되는 공간에 연통되도록 형성될 수 있다.

여기서, 상기 중간압 연통홀(158)의 입구는 한 쌍의 압축실(P)에 번갈아 연통될 수 있도록 형성되는 것이 한 쌍의 압축실(P) 간 압력 불균형을 억제할 수 있어 바람직할 수 있다.

한편, 본 실시예의 경우 횡형 스크롤 압축기를 예로 들었으나, 종형 스크롤 압축기에도 적용될 수 있다.

110: 케이싱 111 : 메인 하우징
111a : 제1 지지면 111b : 제2 지지면
112 : 리어 하우징 112a : 체결돌부
112c : 급유통로 112d : 압력평형홈
112e : 구획돌기 113 : 프론트 하우징
113a : 제3 지지면 114 : 인버터 커버
115 : 차단부 115a : 축구멍
115b : 서브 베어링 삽입부 115c : 펌프 삽입홈
115d : 냉매통공 115e : 오일통공
115f : 급유안내돌기 115g : 압력평형홈
115h : 구획돌기 115i : 연통홈
115j : 토출안내홈 115k : 실링홈
116 : 제1 실링부재 118 : 격벽부
120 : 구동모터 130 : 회전축
131 : 축부 135 : 오일유로
136 : 오일 펌프 140 : 프레임
141 : 제1 경판부 141a : 제1 키홈
142 : 제1 측벽부 143 : 고정돌부
144 : 올담링 안착면 145 : 선회공간
146 : 제2 실링부재 147 : 메인 베어링 삽입부
150 : 고정스크롤 151 : 제2 경판부
152 : 제2 측벽부 153 : 고정랩
154 : 흡입포트 155 : 토출포트
156 : 제3 실링부재 160: 선회스크롤
161 : 제3 경판부 161a : 키홈
162 : 선회랩 163 : 보스부
163a : 실링홈 164 : 보스부의 내부공간
165 : 제2 실링부재 170 : 자전 방지 부재
171 : 링부 172,173 : 키부
h1 : 링부 높이
h2 : 링부의 전방면과 제3 경판부 배면 간 간격

Claims (12)

1. 케이싱;
   상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터;
   상기 구동모터의 일측에 구비되는 프레임;
   상기 프레임에 고정되는 고정스크롤;
   상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 구비되어 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤;
   상기 구동모터의 회전력을 상기 선회스크롤에 전달하도록 상기 구동모터와 선회스크롤에 결합되는 회전축;
   상기 프레임과 선회스크롤 사이에 구비되어 상기 선회스크롤의 배면을 가스력으로 지지하는 배압부;
   상기 회전축을 중심으로 상기 배압부의 바깥쪽에서 상기 프레임과 선회스크롤의 사이에 구비되어 상기 배압부가 형성되도록 하는 실링부; 및
   상기 회전축을 중심으로 상기 실링부보다 바깥쪽에 위치하여 상기 프레임과 선회스크롤 사이를 축방향으로 지지하는 스러스트부;를 포함하는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 프레임과 선회스크롤 사이에는 상기 선회스크롤의 자전을 방지하는 올담링이 구비되고,
   상기 선회스크롤과 올담링 사이에 상기 스러스트부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 선회스크롤에는 그 선회스크롤이 상기 회전축과 결합되도록 돌출되는 보스부가 형성되고,
   상기 프레임에 대향하는 상기 보스부의 선단면에는 그 보스부의 내부공간을 외부공간에 대해 분리하여 상기 보스부의 내부공간에 상기 배압부가 형성되도록 하는 실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 올담링은 환형의 링부 및 그 링부에서 축방향으로 돌출되어 상기 프레임 또는 선회스크롤에 결합되는 키부로 이루어지고,
   상기 링부의 축방향 높이는 상기 보스부의 높이보다 높거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 제3항에 있어서,
   상기 올담링은 환형의 링부 및 그 링부에서 축방향으로 돌출되어 상기 프레임 또는 선회스크롤에 결합되는 키부로 이루어지고,
   상기 키부의 축방향 일측면과 이에 대응하는 선회스크롤의 일측면 사이의 간격이 상기 보스부의 선단면과 이에 대응하는 프레임의 일측면 사이의 간격보다 작거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
6. 제2항에 있어서,
   상기 올담링은 상기 선회스크롤과 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 프레임 또는 상기 선회스크롤의 대향면 중에서 적어도 어느 한쪽 대향면에서 상대쪽으로 돌출되어 상기 프레임과 선회스크롤 사이에 상기 스러스트부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 실링부와 스러스트부 사이에는 상기 선회스크롤의 자전을 방지하는 자전방지부재가 구비되고,
   상기 스러스트부는 상기 회전축을 중심으로 하여 상기 자전방지부재보다 바깥쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 케이싱;
   상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터;
   상기 구동모터의 일측에 구비되는 프레임;
   상기 프레임에 고정되는 고정스크롤;
   상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 구비되어 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤;
   상기 구동모터의 회전력을 상기 선회스크롤에 전달하도록 상기 구동모터와 선회스크롤에 결합되는 회전축; 및
   상기 프레임과 선회스크롤 사이에 구비되어 상기 선회스크롤의 자전을 방지하는 올담링;을 포함하고, 상기 선회스크롤은,
   경판부;
   상기 경판부의 일측면에 형성되어 상기 회전축이 결합되는 보스부;를 포함하며,
   상기 보스부의 축방향 높이는 상기 선회스크롤의 경판부와 그 선회스크롤의 경판부에 대응하는 상기 올담링의 일측면 사이의 간격보다 작거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 보스부의 선단면에는 그 보스부의 선단면과 상기 프레임 사이를 실링하는 실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
11. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이싱의 내부공간은 고압부를 이루는 토출공간을 포함하고, 상기 보스부의 내부공간은 상기 토출공간과 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 선회스크롤 또는 상기 고정스크롤에는 상기 압축실 중 중간압이 인가되는 압축실과 상기 보스부의 외부공간을 연통시키는 연통유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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