KR20160108124A - 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구동모터의 회전축에 선회스크롤을 편심되게 결합시키는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 관한 것으로, 선회스크롤에 회전가능하게 결합됨과 동시에 구동모터의 회전축에 편심축으로 핀결합되는 부쉬몸체를 구비하고, 부쉬몸체에서 회전축의 선단면과 마주보는 면에 그 선단면과 마찰접촉되지 않도록 마찰회피홈이 형성되어, 선반가공시 표면조도가 나쁜 부싱면이 마찰접촉에 의해 슬러지가 발생하여 압축기를 오염시키는 것을 방지할 수 있게 된다.

Description

스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조{ A ECCENTRIC BUSH ASSEMBLING STRUCTURE OF A SCROLL COMPRESSOR }
본 발명은 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동식 스크롤 압축기에서 구동모터의 회전축에 선회스크롤을 편심되게 결합시켜 선회구동시키는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치가 설치되어 있다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.
차량용 냉각시스템에서 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기에는 냉매를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 구동력을, 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 스크롤 압축기(100)는 하우징(200)과, 하우징(200)의 내부에 구비되는 고정스크롤(300)과, 선회스크롤(600)을 구동시키는 구동모터(400)와, 구동모터(400)의 회전축(410)에 결합되는 편심부쉬(500)와, 편심부쉬(500)에 결합되어 고정스크롤(300)에 맞물려 공전하며 압축실을 형성하는 선회스크롤(600)을 포함한다.
선회스크롤(600)은 편심부쉬(500)에 의해 회전축(410)의 편심축(411)에 편심 결합되고, 편심부쉬(500)는 회전축(410)으로부터 회전력을 전달받아 선회스크롤(600)을 선회운동시킨다. 편심부쉬(500)에는 편심회전에 따른 균형을 맞춰주기 위한 밸런스웨이트(550)가 일체로 형성되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 회전축(410)과 편심부쉬(500)가 회전할 때 회전축(410)의 선단면(412)과 편심부쉬(500)의 부싱면(510)이 서로 마찰접촉하게 되는데, 이 부싱면(510), 즉 습동면의 표면조도가 나빠 압축기 구동시 마찰에 의해 슬러지가 발생하여 압축공간을 오염시키는 문제점이 있었다.
즉, 편심부쉬(500)는 단조에 의해 전체적인 형상이 제조되고 치수 정밀도가 필요한 부분을 선반으로 추가 가공하게 되는데 이러한 선반에 의한 절삭공정에서 선반의 회전중심에 위치하는 중심부는 절삭속도가 느리므로 표면이 거칠어지게 되고, 이러한 거친 습동면을 가진 상태로 편심부쉬(500)의 가공을 마무리하게 되면 구동모터(400)의 회전축(410)과의 마찰시 표면이 깍여 나가게 되는 것이다.
일본공개특허공보 특개2012-67602(2012.04.05 공개)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 선반가공시 표면조도가 나쁜 부싱면이 구동모터의 회전축 선단부와 마찰접촉하여 슬러지가 발생하는 것을 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조는, 선회스크롤에 회전가능하게 결합됨과 동시에 상기 구동모터의 회전축에 편심축으로 핀결합되는 부쉬몸체를 구비하고, 상기 부쉬몸체에 상기 회전축의 선단면과 마주보는 부싱면이 구비되며, 상기 부쉬몸체의 부싱면이나 상기 회전축의 선단면 중 적어도 어느 하나에 상기 부쉬몸체와 상기 회전축의 비접촉부분을 형성하는 마찰회피홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 있어서, 상기 마찰회피홈은 원형으로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 마찰회피홈은 원의 중심이 상기 회전축의 회전중심선상에 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 있어서, 상기 부쉬몸체에 상기 편심축이 끼워지는 핀홀이 형성되고, 상기 마찰회피홈은 상기 부쉬몸체의 부싱면에 형성되되 상기 부쉬몸체의 핀홀과 일부 겹쳐지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 있어서, 상기 회전축에 상기 편심축이 끼워지는 핀홀이 형성되고, 상기 마찰회피홈은 상기 회전축의 선단면에 형성되되 상기 회전축의 핀홀과 겹쳐지지 않게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 있어서, 상기 부쉬몸체는 상기 구동모터의 회전축 선단부를 선회가능하게 수용하고 상기 부싱면이 형성되는 회전축수용홈을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 있어서, 상기 마찰회피홈의 면적은 상기 회전축수용홈의 부싱면의 면적의 20~70%가 되게 형성되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 마찰회피홈은 1mm 이하의 깊이를 가지게 형성된다.
바람직하게는, 상기 마찰회피홈은 선반가공시 선반의 회전속도가 3000~4000rpm이고 공구의 절삭속도가 125m/min일 때 그 직경이 9~12mm로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 있어서, 상기 마찰회피홈은 상기 부쉬몸체와 함께 단조에 의해 형성되는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 있어서, 상기 부쉬몸체에 밸런스웨이트가 일체로 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 의하면, 선반가공시 표면조도가 나쁜 부싱면이 구동모터의 회전축 선단부와 마찰접촉되지 않게 함으로써 마찰접촉에 의해 슬러지가 발생하여 압축기를 오염시키는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 통상의 스크롤 압축기를 나타낸 개략적 측단면도,
도 2는 종래의 기술에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 편심부쉬의 결합상태를 나타낸 측단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조를 나타낸 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조의 결합상태를 나타낸 측단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조를 나타낸 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1과 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 편심부쉬는, 구동모터(400)의 회전축(40)에 선회스크롤(600)을 편심되게 결합시키는 부쉬몸체(10)를 구비하고 있다.
상기 부쉬몸체(10)는 일측이 선회스크롤(600)에 회전가능하게 결합됨과 동시에 타측이 구동모터(400)의 회전축(40)에 편심축(45)으로 핀결합된다.
상기 부쉬몸체(10)의 일측에는 상기 구동모터(400)의 회전축(40) 선단부를 선회가능하게 수용하는 회전축수용홈(11)이 형성되어 있고, 상기 회전축수용홈(11)에는 상기 회전축(40)의 선단면(41)과 마찰접촉하는 부싱면(12)이 형성되어 있다. 상기 부싱면(12)은 상기 회전축(40)이 상기 회전축수용홈(11)에 끼워진 상태에서 상기 회전축(40)의 선단면(41)과 마주보면서 마찰접촉하는 면이다.
상기 회전축수용홈(11)의 부싱면(12) 일측에 상기 회전축(40)의 편심축(45)이 끼워지는 핀홀(15)이 형성되어 있다. 상기 핀홀(15)은 상기 회전축(40)의 회전중심선(C)으로부터 소정거리만큼 이격되어 편심된 위치에 형성되어 있다. 따라서, 편심부쉬가 상기 핀홀(15)을 중심으로 상기 회전축(40)에 대하여 소정의 폭만큼 선회할 수 있게 된다. 스크롤 압축기에서 편심부쉬의 선회동작은 공지된 기술이므로 이에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 회전축수용홈(11)의 부싱면(12)에는 핀홀(15)과 인접한 위치에 마찰회피홈(30)이 형성되어 있다.
상기 마찰회피홈(30)은 상기 회전축(40)의 회전중심선(C)상에 형성된다. 즉, 상기 마찰회피홈(30)은 원형으로 형성되고 원의 중심이 회전중심선(C)상에 위치하게 형성되어 있다. 따라서, 상기 회전축(40)에 대하여 편심부쉬가 선회할 때 상기 회전축(40)의 선단면(41)의 일부가 부싱면(12)과 마찰접촉되지 않게 된다. 상기 마찰회피홈(30)이 형성된 부싱면(12)은 편심부쉬의 선반가공시 회전중심에 위치하여 표면조도가 나쁜 부분으로, 이 부분에 마찰회피홈(30)이 함입되어 형성됨으로써 상기 회전축(40)의 선단면(41)과 부쉬몸체(10)의 부싱면(12)이 마찰접촉하여 슬러지가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
즉, 상기 마찰회피홈(30)에서 회전축(40)의 선단면(41)과 부쉬몸체(10)의 부싱면(12)이 마찰접촉되지 않게 함으로써, 상기 회전축(40)과 편심부쉬가 회전하더라도 회전축(40)의 선단면(41)과 부쉬몸체(10)의 부싱면(12)이 마찰접촉에 의해 슬러지가 발생하는 현상을 사전에 차단할 수 있게 되는 것이다.
상기 마찰회피홈(30)은 상기 부싱면(12)의 중앙부에 형성되는데, 마찰회피홈(30)이 형성되지 않은 부싱면(12)의 가장자리부분은 선반가공을 거친 후에도 표면조도가 나쁘지 않아 상기 회전축(40)의 선단면(41)과 마찰접촉하더라도 슬러지가 거의 발생하지 않게 된다.
상기 마찰회피홈(30)은 선반가공에 의해 원형으로 형성될 수 있다. 이때 상기 마찰회피홈(30)의 직경은 선반가공시의 가공조건에 따라 달라질 수 있다. 가령, 선반의 회전속도가 3000~4000rpm이고 공구의 이송속도, 즉 절삭속도는 125m/min일 때 상기 마찰회피홈(30)의 직경은 대략 10mm 정도로 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우 10mm 내의 범위에서 선반가공의 표면조도가 비교적 나쁘게 나타난다.
한편, 상기 마찰회피홈(30)은 단조가공에 의해 형성될 수 있다. 즉, 상기 부쉬몸체(10)의 단조가공시 별도의 선반가공에 의하지 않고 단조에 의해 마찰회피홈(30)을 함께 가공한다.
여기서, 상기 마찰회피홈(30)의 면적은 상기 회전축수용홈(11)의 부싱면(12)의 면적의 20-70%가 되게 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 마찰회피홈(30)의 면적을 S1이라 하고 상기 회전축수용홈(11)의 부싱면(12)의 면적을 S0라 할 때, 아래의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure pat00001
상기 마찰회피홈(30)의 면적(S1)이 상기 부싱면(12)의 면적(S0) 대비 20%보다 작아 지나치게 작게 형성되는 경우 슬러지가 발생할 가능성이 크고, 70%를 초과하여 지나치게 크게 형성된 경우에는 접촉면의 들뜸현상으로 노이즈가 발생할 가능성이 크게 된다.
또한, 마찰회피홈(30)의 깊이는 1mm 이하로 형성하는 것이 바람직하다, 깊이가 1mm 보다 깊은 경우에는 접촉면의 들뜸현상으로 노이즈가 발생할 가능성이 크게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 마찰회피홈(30)이 상기 핀홀(15)과 함께 회전축수용홈(11)의 부싱면(12)에 형성되는 경우, 상기 마찰회피홈(30)과 핀홀(15)은 일부 겹쳐지게 형성될 수 있다. 즉, 상기 마찰회피홈(30)과 핀홀(15)은 각각 원형으로 가공되되 상기 마찰회피홈(30)의 직경과 핀홀(15)의 직경의 합이 상기 마찰회피홈(30)의 중심점과 핀홀(15)의 중심점을 연결하는 직선의 거리보다 크게 형성되어 있다.
상기 마찰회피홈(30)은 상기 회전축(40)의 회전중심선상에 원형으로 형성됨과 동시에 선반가공시 표면조도가 나쁜 부분보다 크게 형성되어야 하고 상기 핀홀(15)의 직경이나 위치도 설계상 특정되어 형성되므로 상기 마찰회피홈(30)이 상기 핀홀(15)과 일부 겹쳐지게 형성되는 것이다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마찰회피홈(30)은 상기 회전축(40)의 선단면(41)에 형성될 수 있다. 상기 회전축(40)의 선단면(41)에는 상기 편심축(45)이 끼워지는 핀홀(42)이 형성되어 있다. 상기 편심축(45)은 상기 부쉬몸체(10)에 형성된 핀홀(15)과 상기 회전축(40)에 형성된 핀홀(42)에 함께 끼워진다.
상기 마찰회피홈(30)은 원형으로 형성되되 상기 회전축(40)의 핀홀(42)과 겹쳐지지 않게 형성되어 있다. 즉, 도 4에 도시된 마찰회피홈(30)의 외경을 이루는 원이 부싱면(12)에 형성된 핀홀(15)과 일부 겹쳐지게 형성되는 반면, 도 6의 다른 실시예에서는 마찰회피홈(30)의 외경을 이루는 원이 회전축(40)에 형성된 핀홀(42)과 겹쳐지지 않게 형성된 것이다. 상기 마찰회피홈(30)이 상기 핀홀(42)과 겹쳐지게 형성될 경우 핀홀(42)의 외벽이 깍여 마모됨으로써 편심축(45)의 핀 지지력이 저하될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 마찰회피홈(30)과 핀홀(42)이 소정간격을 두고 이격되어 서로 겹쳐지지 않게 형성됨으로써 핀홀(42)의 외벽 높이가 전체적으로 동일하게 형성된다. 그로 인해 핀홀(42)의 외벽 전체에 핀 지지력이 균일하게 분포하게 되어 핀 지지력이 저하되지 않게 되는 것이다.
이 경우에도 상기 마찰회피홈(30)의 면적은 부싱면(12)의 면적의 20% 이상으로 형성해야 한다. 여기서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 부쉬몸체(10)의 회전축수용홈(11)에 회전축(40)이 허용공차범위 내에서 끼워지도록 가공되므로 상기 부쉬몸체(10)의 부싱면(12)의 면적은 회전축(40)의 선단면(41) 면적과 동일한 것으로 간주하여도 무방하다.
상기 부쉬몸체(10)에 밸런스웨이트(20)가 일체로 형성되어 있다. 상기 밸런스웨이트(20)는 편심부쉬의 편심회전에 따른 균형을 맞추기 위한 것으로 부쉬몸체(10)의 일측에 원호형상으로 돌출되어 형성되어 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10 : 부쉬몸체
11 : 회전축수용홈
12 : 부싱면
15 : 핀홀
20 : 밸런스웨이트
30 : 마찰회피홈
40 : 회전축
41 : 선단면
42 : 핀홀
45 : 편심축

Claims (11)

  1. 구동모터(400)의 회전축(40)에 선회스크롤(600)을 편심되게 결합시키는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조에 있어서,
    상기 선회스크롤(600)에 회전가능하게 결합됨과 동시에 상기 구동모터(400)의 회전축(40)에 편심축(45)으로 핀결합되는 부쉬몸체(10)를 구비하고, 상기 부쉬몸체(10)에 상기 회전축(40)의 선단면(41)과 마주보는 부싱면(12)이 구비되며,
    상기 부쉬몸체(10)의 부싱면(12)이나 상기 회전축(40)의 선단면(41) 중 적어도 어느 하나에 상기 부쉬몸체(10)와 상기 회전축(40)의 비접촉부분을 형성하는 마찰회피홈(30)이 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마찰회피홈(30)은,
    원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
  3. 제2항에 있어서, 상기 마찰회피홈(30)은,
    원의 중심이 상기 회전축(40)의 회전중심선상에 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부쉬몸체(10)에 상기 편심축(45)이 끼워지는 핀홀(15)이 형성되고,
    상기 마찰회피홈(30)은 상기 부쉬몸체(10)의 부싱면(12)에 형성되되 상기 부쉬몸체(10)의 핀홀(15)과 일부 겹쳐지게 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 회전축(40)에 상기 편심축(45)이 끼워지는 핀홀(42)이 형성되고,
    상기 마찰회피홈(30)은 상기 회전축(40)의 선단면(41)에 형성되되 상기 회전축(40)의 핀홀(42)과 겹쳐지지 않게 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
  6. 제1항에 있어서, 상기 부쉬몸체(10)는,
    상기 구동모터(400)의 회전축(40) 선단부를 선회가능하게 수용하고 상기 부싱면(12)이 형성되는 회전축수용홈(11)을 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마찰회피홈(30)의 면적(S1)은,
    상기 회전축수용홈(11)의 부싱면(12)의 면적(S0)에 대하여
    Figure pat00002
    의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
  8. 제7항에 있어서, 상기 마찰회피홈(30)은,
    1mm 이하의 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
  9. 제2항에 있어서, 상기 마찰회피홈(30)은,
    선반가공시 선반의 회전속도가 3000~4000rpm이고 공구의 절삭속도가 125m/min일 때 그 직경이 9~12mm인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
  10. 제1항에 있어서, 상기 마찰회피홈(30)은,
    상기 부쉬몸체(10)와 함께 단조에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 부쉬몸체(10)에 밸런스웨이트(20)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심부쉬 결합구조.
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