KR20190085407A - 스크롤 압축기 - Google Patents

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KR20190085407A
KR20190085407A KR1020180003503A KR20180003503A KR20190085407A KR 20190085407 A KR20190085407 A KR 20190085407A KR 1020180003503 A KR1020180003503 A KR 1020180003503A KR 20180003503 A KR20180003503 A KR 20180003503A KR 20190085407 A KR20190085407 A KR 20190085407A
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장기태
성상훈
장진용
허종태
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 스크롤 압축기는 회전축 및 구동 유닛을 수용하는 케이싱; 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 프레임과, 상기 케이싱과 고정되는 제1 스크롤과, 상기 회전축에 연결되고 상기 제1 스크롤과 맞물리는 제2 스크롤을 구비하는 압축 유닛; 및 복수 개의 키부를 구비하여, 상기 제2 스크롤을 선회 운동하도록 가이드하는 올담링을 포함하며, 상기 프레임, 제1 및 제2 스크롤 중 적어도 어느 하나는, 상기 키부를 수용하는 키홈; 및 상기 키부에 접촉되는 상기 키홈의 내면을 덮도록 장착되는 내마모 부재를 포함한다. 이에 의해, 올담링 및 올담링과 접촉하는 구성요소들의 마모 방지가 손쉽게 구현될 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 압축기에 관한 것으로, 특히 고정 스크롤에 대하여 선회 스크롤이 선회 운동되면서 유체를 압축하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 공조시스템에서 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기는 다양한 형태로 개발되어 왔으며, 최근 자동차 부품의 전장화 추세에 따라 모터를 이용하여 전기로 구동되는 전동식 압축기의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
전동식 압축기는 여러 압축 방식 중에서 고압축비 운전에 적합한 스크롤 압축 방식이 주로 적용되고 있다. 이러한 스크롤 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부에 회전모터로 된 모터부가 설치되고, 모터부의 일측에 고정 스크롤과 선회 스크롤로 이루어진 압축부가 설치된다. 그리고, 모터부와 압축부는 회전축으로 연결되어 모터부의 회전력이 압축부로 전달된다. 압축부로 전달되는 회전력은 선회 스크롤을 고정 스크롤에 대해 선회 운동시켜, 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 2개 한 쌍의 압축실을 형성하며, 냉매를 양쪽 압축실로 각각 흡입시켜 압축하고 동시에 토출하게 된다.
스크롤 압축기에서, 고정 스크롤에 대한 선회 스크롤의 선회 운동은, 선회 스크롤에 편심되게 결합되어 회전력을 전달하는 회전축과, 선회 스크롤의 자전을 방지하면서 선회 운동을 가이드하는 올담링(Oldham ring)에 의해 구현될 수 있다.
통상적으로 올담링은, 일 측으로 돌출되는 키부는 선회 스크롤의 키홈에 삽입되고, 타 측으로 돌출되는 키부가 고정 스크롤(또는 프레임)의 키홈 삽입되도록 장착된다. 그리고, 회전축에 의해 선회 스크롤에 편심된 회전력이 전달될 때 선회 스크롤의 회전을 방지하도록 키홈 내에서 키부가 슬라이딩되도록 동작된다.
즉, 키부와 키홈은 서로 슬라이딩되도록 접촉되면서 동작되므로, 스크롤 압축기의 지속적인 운전 시 접촉면의 마모가 문제될 수 있다. 특히, 통상적으로 스크롤이나 프레임, 올담링은 경량화를 위하여 알루미늄 등으로 이루어질 수 있는데, 서로 동일한 재질의 접촉면이 마찰에 취약하여, 신뢰성을 저하시킬 수 있어 문제가 된다.
이에, 올담링의 재질 선택이나 표면 처리를 통하여 내마모성을 향상시키는 종래 기술이 존재하였다. 다만, 강도 높은 재질의 선택이나 추가적인 표면 처리는 올담링의 무게 증가, 제작 비용 증대 등을 초래할 수 있었다.
여기에, 종래 기술인 특허문헌 1은 올담링 내에서도 마모가 심한 표면을 코팅 등으로 가공하거나, 나아가 키부의 재질을 링부보다 고강도의 재질로 제작하는 구조를 제시한 바 있다. 다만, 표면 코팅 공정 추가나 이종 재질 채용에 따른 비용 증대, 그리고, 서로 다른 재질의 키부와 링부의 결합 시 강도 확보 등이 문제될 수 있었다.
따라서, 올담링 자체의 제작 비용을 증대시키지 않으면서도 올담링과 스크롤 구조물 사이의 마모를 완화시킬 수 있는 설계가 도출되는 것이 요구되며, 특히, 종래의 올담링을 그대로 사용하면서 마찰면에 손쉽게 장착될 수 있는 구조가 도출되는 것이 바람직하다.
KR 10-1718045 (2017.03.14. 등록)
본 발명의 일 목적은, 상대적으로 키홈에 밀착되어 키부와 키홈 사이의 마모를 완화하도록 이루어지는 내마모 부재를 구비하는 스크롤 압축기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 키홈에 밀착되어 고정되는 조립 공정이 손쉽게 수행될 수 있어 제작 비용의 증대가 최소화될 수 있도록 형성되는 내마모 부재를 구비하는 스크롤 압축기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스크롤 압축기는 회전축 및 구동 유닛을 수용하는 케이싱; 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 프레임과, 상기 케이싱과 고정되는 제1 스크롤과, 상기 회전축에 연결되고 상기 제1 스크롤과 맞물리는 제2 스크롤을 구비하는 압축 유닛; 및 복수 개의 키부를 구비하여, 상기 제2 스크롤을 선회 운동하도록 가이드하는 올담링을 포함하며, 상기 프레임, 제1 및 제2 스크롤 중 적어도 어느 하나는, 상기 키부를 수용하는 키홈; 및 상기 키부에 접촉되는 상기 키홈의 내면을 덮도록 장착되는 내마모 부재를 포함한다.
본 발명의 다른 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 상기 키홈은 외주 측으로 개방되는 형상으로 상기 제2 스크롤과 상기 프레임이 서로 마주보는 면에서 각각 리세스되고, 상기 내마모 부재는 상기 키홈의 내측면을 덮도록 U자형으로 연장되고, 기설정된 곡률 반경으로 연장되도록 이루어지는 머리부; 및 상기 머리부의 양 단부에 각각 연결되고, 상기 기설정된 곡률 반경의 두 배 이내의 거리로 서로 이격되어 나란하게 연장되는 한 쌍의 다리부를 구비한다.
이상에서 설명한 해결 수단에 의해 구성되는 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 스크롤 압축기는 키홈의 내측면에 장착되는 키부를 구비함으로써, 키부와 키홈이 서로 슬라이딩되는 마찰면이 마모되는 것이 최소화될 수 있다. 특히, 올담링을 별도로 표면 처리하거나, 이종 재질의 결합으로 형성하는 경우에 비하여 제작 및 조립 비용이 절감될 수 있는 이점이 있다. 즉, 별도의 공정을 통하여 다수의 내마모 부재를 대량으로 제작하여 사용할 수 있고, 올담링은 기존의 공정으로 그대로 생산하여 조립될 수 있어, 비용 절감과 생산성 향상 면에서 유리하다.
본 발명의 스크롤 압축기의 내마모성 부재는 키홈에 밀착되도록 삽입되면서 고정될 수 있는 머리부 및 다리부를 구비함으로써, 내마모성 부재의 조립이 손쉽게 수행될 수 있다. 추가적인 결합 구조 없이 내마모성 부재가 키홈에 고정될 수 있으므로, 내마모성 부재의 추가에 따라 조립 공정이 복잡해지는 것이 최소화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기를 보인 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 프레임, 제2 스크롤, 올담링 및 내마모 부재를 보인 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 내마모 부재 및 내마보 부재가 키홈에 삽입된 상태를 보인 개념도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기의 내마모 부재 및 내마모 부재가 키홈에 삽입된 상태를 보인 개념도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기의 내마모 부재 및 내마모 부재가 키홈에 삽입된 상태를 보인 개념도.
이하, 본 발명에 관련된 전동식 압축기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
서로 다른 실시예라고 하더라도, 앞선 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일·유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에 개시된 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예들을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기는 R-134a를 작동 유체로 흡입하여 압축하는 냉동 사이클 장치의 일 구성요소가 될 수 있다. 본 실시예에서는 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)를 보인 단면도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)는, 케이싱(101), 구동 유닛(103) 및 압축 유닛(105)을 포함한다. 대략 원통형의 케이싱(101) 내부에 구동 유닛(103)과 압축 유닛(105)이 위치되고, 후술하는 회전축(133)에 의해 서로 연결되도록 배치될 수 있다.
아울러, 케이싱(101)의 외부 일 단부(전단부)에는 압축기의 운전 속도를 제어하는 인버터 모듈(200)이 결합될 수 있다. 인버터 모듈(200)은 기설정된 체적을 갖도록 형성되는 인버터 하우징(210)과, 인버터 하우징(210) 내부에 수용되는 적어도 한 개 이상의 인버터 소자(220)를 구비할 수 있다.
도 1에 보인 것처럼 케이싱(101)은 메인 하우징(110)과 리어 커버(120)를 구비할 수 있다. 메인 하우징(110)은 후방이 개구된 원통형으로 이루어지며, 내부에는 흡입공간(S1)을 형성할 수 있다. 메인 하우징(110)은 원통부(111)와, 그 전방을 폐쇄하는 밀폐부(112)를 구비할 수 있고, 인버터 모듈(200)을 수용하도록 밀폐부(112)에서 내측으로 리세스되는 인버터 수용부(115)를 더 구비할 수 있다.
흡입공간(S1)은 메인 하우징(110)의 측면을 관통하는 형성되는 흡기구(111a)와 연통될 수 있다. 본 실시예에서, 흡기구(111a)는 인버터 모듈(200)이 장착되는 측 가까이 위치되어, 흡기구(111a)로 유입되는 저온의 흡입 냉매에 의해 인버터 모듈(200)을 방열시키도록 유로가 구성될 수 있다.
리어 커버(120)는 메인 하우징(110)의 개구된 타 단부(후단부)를 덮도록 형성되는 본체(121)를 구비할 수 있다. 리어 커버(120)는 후술하는 제1 스크롤(150)에 밀착되면서 메인 하우징(110)과 결합될 수 있고, 압축 유닛(105)에서 압축되어 토출되는 고압의 냉매를 수용하는 토출공간을 형성할 수 있다.
이때, 토출공간은 토출되는 냉매로부터 오일을 분리하도록 형성되는 유분리부(S21)와, 분리된 오일이 저장되는 저유부(S22)를 구비할 수 있다. 토출공간 중에서 상 측에 유분리부(S21)가 위치되고, 하 측에 저유부(S22)가 위치될 수 있다. 저유부(S22)는 후술하는 회전축(133) 및 압축 유닛(105)으로 오일을 공급하는 급유 유로 구조와 연통되도록 이루어질 수 있다. 리어 커버(120)의 상 단부에는 오일과 분리된 냉매가 외부로 토출되도록 유분리부(S21)와 연통되는 배기구(121a)가 형성될 수 있다.
구동 유닛(103)은 스테이터(131) 및 로터(132)를 구비하여 회전축(133)을 구동시키도록 이루어진다. 본 실시예에서, 스테이터(131)는 메인 하우징(110)의 내주면에 고정되고 내부에 원통형의 공간을 형성하도록 환형으로 이루어질 수 있다. 스테이터(131)의 내부 공간에는 로터(132)가 스테이터(131)와 이격되도록 배치될 수 있다. 로터(132)는 대략 원통형으로 이루어질 수 있고, 그 중심에는 회전축(133)이 결합될 수 있다. 구동 유닛(103)에 전원이 공급되면, 스테이터(131)와 로터(132)의 상호 작용에 의해 로터(132) 및 회전축(133)이 함께 회전될 수 있다.
본 실시예에서 회전축(133)은, 그 중심부가 후술하는 프레임(140)에 의해 지지되도록 이루어질 수 있다. 추가적으로, 회전축(133)의 일 단부(전단부)는 별도로 지지되지 않고, 타 단부(후단부)가 제1 스크롤(150)에 의해 지지될 수 있다. 회전축(133)에는 후술하는 배압공간(S3) 내에서 편심된 질량 중심을 형성하며 회전하도록 이루어지는 밸런스 웨이트(137)가 장착될 수 있다.
압축 유닛(105)은 프레임(140)과, 고정 스크롤인 제1 스크롤(150)과, 선회 스크롤인 제2 스크롤(160)을 포함할 수 있다. 제2 스크롤(160)은 구동 유닛(103)의 로터(132)에 결합된 회전축(133)에 편심 결합되어 제1 스크롤(150)에 대해 선회 운동을 하면서 제1 스크롤(150)과 함께 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개 한 쌍의 압축실(V)을 형성하게 된다.
프레임(140)은 원판형의 프레임 경판부(141) 및 프레임 경판부(141)의 외주 측에서 후방으로 돌출되는 프레임 측벽부(142)를 구비한다. 프레임 측벽부(142)의 내측에는 제2 스크롤(160)이 축방향으로 지지되는 스러스트면(143)이 형성될 수 있다. 또한, 스러스트면(143)의 중앙에는 압축실에서 토출된 냉매의 일부가 오일과 함께 채워져 제2 스크롤(160)의 배면을 지지하는 배압공간(S3)이 형성될 수 있다. 배압공간(S3)의 중심에는 회전축(133)이 관통되어 지지되는 프레임 축구멍(145)이 형성될 수 있다.
제1 스크롤(150)은 원판형으로 이루어지는 고정측 경판부(151)와, 고정측 경판부(151)의 일 측면에 프레임(140)을 향해 돌출되는 고정측 측벽부(152)를 구비할 수 있다. 고정측 측벽부(152)는 프레임 측벽부(142)에 결합되어 지지될 수 있고, 고정측 경판부(151)의 중심부에는 후술할 선회랩(162)과 맞물려 두 개 한 쌍의 압축실(V)을 형성하는 고정랩(153)이 돌출 형성된다.
그리고, 고정측 경판부(151)의 가장자리에는 케이싱(101)의 흡입공간(S1)과 연통되는 흡입유로(154)가 형성되며, 고정측 경판부(151)의 중앙에는 최종 압축실에서 토출공간(S2)으로 연통되는 토출구(155)가 형성될 수 있다.
제2 스크롤(160)은 원판 모양으로 형성되는 선회측 경판부(161)를 구비하고, 선회측 경판부(161)의 후방면에는 고정측 경판부(151)를 향해 돌출되어 고정랩(153)과 맞물리는 선회랩(162)이 형성된다. 제2 스크롤(160)은 회전축(133)에 대해 편심되게 결합되고, 후술하는 올담링(170)에 의해 선회 운동이 구현되도록 이루어질 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)는 축관통 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 선회측 경판부(161)의 중앙 부위에는, 선회랩(162)의 내측 단부를 이루며 회전축(133)이 회전 가능하게 삽입되어 결합되는 회전축 결합부(163)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다. 회전축 결합부(163)의 외주부는 선회랩(162)과 연결되어 압축과정에서 고정랩(153)과 함께 압축실(V)을 형성하는 역할을 하게 된다.
회전축 결합부(163)는 선회랩(162)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이로 형성되어, 회전축(133)이 선회랩(162)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 냉매의 반발력과 압축력이 선회측 경판부(161)를 기준으로 하여 동일 평면에 가해지면서 서로 상쇄되어, 압축력과 반발력의 작용에 의한 제2 스크롤(160)의 기울어짐이 방지될 수 있다.
또한, 회전축 결합부(163)에 삽입되는 회전축(133)은 제2 스크롤(160)을 통과하여 제1 스크롤(150)에 축방향으로 지지될 수 있다. 고정측 경판부(151)의 후방면에는 베어링 수용부(156)가 리어 커버(120)의 내벽면을 향해 돌출 형성될 수 있다. 베어링 수용부(156)는 리어 커버(120)의 내벽면에 밀착될 수도 있고, 소정의 간격만큼 이격될 수도 있다.
아울러, 베어링 수용부(156)에는 토출공간(S2)의 저면을 향해 돌출되는 급유관(157)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 베어링 수용부(156)의 내부공간은 토출공간(S2)의 저유부(S22)에 연결되어, 그 저유부(S22)에 채워진 오일이 압력차에 의해 베어링 수용부(156)의 내부공간으로 유입될 수 있다. 회전축(133)의 내부에는, 베어링 수용부(156)의 내부공간과 연통되도록 관통 형성되는 오일유로(133a)가 형성될 수 있고, 저유부(S22)로부터 오일을 공급 받는 오일유로(133a)의 내부에는 감압부재(134) 등이 장착될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 스크롤 압축기(100)는 다음과 같이 동작된다.
먼저, 구동 유닛(103)에 전원이 인가되면, 회전축(133)이 구동 유닛(103)의 로터(132)와 함께 회전을 하면서 제2 스크롤(160)에 회전력을 전달하게 된다. 그러면, 회전축(133)과 편심되게 연결된 제2 스크롤(160)은 편심된 거리만큼 선회 운동을 하게 되고, 압축실(V)은 회전축(133)의 반경 방향으로 중심 측을 향해 지속적으로 이동되면서 체적이 감소하게 된다.
이에 따라, 냉매는 흡기구(111a)를 통해 흡입공간(S1)으로 유입된다. 흡입공간(S1)으로 유입된 냉매는 인버터 모듈(200), 스테이터(131) 및 로터(132)의 냉각을 수행하고, 흡입유로(154)를 통과하여 압축실(V)로 흡입될 수 있다.
압축실(V)로 흡입된 냉매는 압축실(V)의 이동 경로를 따라 중심 측으로 이동되면서 압축되고, 토출구(155)를 통해 제1 스크롤(150)과 리어 커버(120) 사이에 형성된 토출공간(S2)으로 토출된다.
토출공간(S2)으로 토출된 냉매는, 유분리부(S21)에서 오일 성분이 분리된 뒤 배기구(121a)를 통해 압축기 외부의 냉동 사이클 장치로 배출된다. 분리된 오일은 저유부(S22)에 잔류되었다가, 베어링 수용부(156)의 내부공간 및 오일유로(133a)를 통과하여 베어링의 윤활 및 냉각을 수행하고, 압축실(V) 또는 배압공간(S3)으로 흐를 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 스크롤 압축기(100)의 전반적인 구조 및 동작에 대하여 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 각 실시예에 따라, 올담링(170)의 구조 및 기능에 대하여 자세히 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 프레임(140), 제2 스크롤(160), 올담링(170) 및 내마모 부재(180)를 보인 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 내마모 부재(180) 및 내마모 부재(180)가 키홈(147, 167)에 삽입된 상태를 보인 개념도이다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기(100)는, 제1 스크롤(150) 및 프레임(140)에 대한 제2 스크롤(160)이 선회 운동을 구현하기 위하여 올담링(170)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 올담링(170)은 프레임(140)과 제2 스크롤(160) 사이에 개재될 수 있다. 도 2에 보인 것과 같이, 올담링(170)은 선회측 경판부(161)와 프레임(140) 사이에서 슬라이딩 가능하게 장착될 수 있고, 프레임(140)에 장착되어 배압공간(S3) 및 스러스트면(143)을 둘러싸도록 이루어지는 링부(171)와, 링부(171)의 전방 및 후방 측으로 각각 돌출되도록 형성되는 복수 개의 키부(172)를 구비할 수 있다.
아울러, 키부(172)는 선회측 경판부(161)의 전방면과 프레임(140)의 후방면에서 각각 리세스되도록 형성되는 복수 개의 키홈(147, 167)에 각각 삽입될 수 있다. 키부(172)와 키홈(147, 167)의 삽입 구조에 의해, 프레임(140)에 대해 제2 스크롤(160)은 기설정된 범위에서 병진 운동만 허용되고 회전 운동은 방지될 수 있다. 그에 따라, 회전축(133)에 편심되게 결합되는 제2 스크롤(160)이 회전력을 전달받으면, 제2 스크롤(160)은 프레임(140) 및 제1 스크롤(150)에 대해 선회 운동을 하게 된다.
여기서, 본 실시예는 제2 스크롤(160)과 프레임(140) 사이에 올담링(170)이 개재되는 예를 도시하고 있으나, 올담링(170)은 제1 스크롤(150)과 제2 스크롤(160) 사이에 개재되는 구조로 이루어질 수도 있다.
다만, 제2 스크롤(160)의 선회 운동 시 키부(172)와 키홈(147, 167)은 지속적으로 접촉 및 마찰이 발생된다. 압축기가 장기간 운전될 때 발생되는 지속적인 마찰은, 링부(171) 및 키부(172), 그리고 키홈(147, 167)의 마모를 초래하여 압축기에 신뢰성 문제를 야기할 수 있다. 특히, 올담링(170)과 제2 스크롤(160), 프레임(140)이 서로 동일한 알루미늄 재질로 이루어지는 경우 마찰면에서 소착이 발생될 수 있다. 또한, 내마모성을 높이기 위해 올담링(170)을 철 재질로 제작하는 경우에는 올담링(170)의 무게가 무거워져 효율이 감소될 수 있다. 올담링(170)의 무게 증가를 최소화하도록 마찰 부위만을 표면 가공하거나 이종 재질로 제작하는 경우에도, 그 제작 비용 및 복잡성이 커지는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 일 실시예의 프레임(140), 제1 및 제2 스크롤(150, 160) 중 적어도 어느 하나는 키홈(147, 167)의 내면을 덮도록 형성되는 내마모 부재(180)를 포함할 수 있다. 내마모 부재(180)는 키홈(147, 167)의 내면 중에서도 키부(172)에 접촉되는 내측면을 덮도록 형성될 수 있고, 그 재질은 키부(172) 및 키홈(147, 167)과는 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 스크롤(150) 및 프레임(140)이 알루미늄으로 이루어지는 경우, 내마모 부재(180)는 철로 이루어질 수 있다.
키부(172)와 키홈(147, 167) 사이에 내마모 부재(180)가 개재됨으로써, 본 발명의 스크롤 압축기(100)의 동작 시, 키부(172)와 키홈(147, 167)이 서로 슬라이딩되는 마찰면이 마모되는 것이 최소화될 수 있다. 특히, 올담링(170)을 별도로 표면 처리하거나, 이종 재질의 결합으로 형성하는 경우에 비하여 제작 및 조립 비용이 절감될 수 있는 이점이 있다. 즉, 별도의 공정을 통하여 다수의 내마모 부재(180)를 대량으로 제작하여 사용할 수 있고, 올담링(170)은 기존의 공정으로 그대로 생산하여 조립될 수 있어, 비용 절감과 생산성 향상 면에서 유리하다.
구체적으로, 키홈(147, 167)은 선회측 및 프레임 경판부(161, 141)에 외주면 측으로 개방되는 형상으로, 선회측 경판부(161) 및 프레임 경판부(141)가 서로 마주보는 면에서 각각 리세스되도록 형성될 수 있다. 도시된 것과 같이, 키홈(147, 167)의 내부 공간은 회전축(133)의 반경 방향으로 기설정된 거리만큼 연장될 수 있다. 그리고, 개방된 외주면 측의 반대편인 중심 측 단부는 내측면이 라운드지게 연결되는 형상으로 이루어질 수 있다.
따라서 키홈(147, 167)에는, 서로 마주보면서 회전축(133)의 반경 방향으로 나란하게 연장되는 내측 평면부(167a)와, 내측 평면부(167a)를 서로 연결하도록 곡면으로 연장되는 내측 곡면부(167b)가 형성될 수 있다. 전체적으로, 내측 평면부(167a)와 내측 곡면부(167b)는 U자 형상으로 이어질 수 있다.
아울러, 내마모 부재(180)는 키홈(147, 167)의 내측면을 덮도록 U자형으로 연장되도록 형성될 수 있다. 도 2 및 3에 보인 것과 같이, 내마모 부재(180)는 키홈(147, 167)에 형성되는 U자형의 내측면과 반대 방향으로 삽입될 수 있으나, 경우에 따라 키홈(147, 167)의 U자형 내측면을 모두 덮도록 동일한 방향으로 삽입될 수 있다. 내마모 부재(180)가 키홈(147, 167)에 삽입된 상태에서, 회전축(133)의 축방향으로 내마모 부재(180)의 폭은 키홈(147, 167)의 폭과 동일하거나 그보다 작게 형성될 수 있다.
즉, 내마모 부재(180)는 머리부(181) 및 한 쌍의 다리부(182)를 구비할 수 있다. 머리부(181)는 기설정된 곡률 반경으로 대략 180도 연장되도록 이루어질 수 있다. 또한, 한 쌍의 다리부(182)는 머리부(181)의 양 단부에 연결되어 연장될 수 있다. 한 쌍의 다리부(182)는 키홈(147, 167)의 회전축(133)의 축방향으로의 길이보다 작거나 같도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기(100)는, 내마모 부재(180)를 조립하는 추가적인 공정이 손쉽게 수행될 수 있도록 이루어질 수 있다. 이를 위하여 내마모 부재(180)는 탄성 재질로 이루어질 수 있고, 키홈(147, 167)에 탄성 변형에 의해 삽입 및 고정될 수 있도록 이루어질 수 있다.
본 일 실시예에서는, 한 쌍의 다리부(182)가 머리부(181)의 기설정된 곡률 반경의 두 배 이내의 거리로 서로 이격되도록 이루어질 수 있다. 즉 도시된 것과 같이, 머리부(181)는 다리부(182)의 이격된 간격에 비해 더 돌출되도록 형성될 수 있다.
아울러, 키홈(147, 167)의 내측 곡면부(167b)는 머리부(181)의 외측면 곡률 반경보다 작은 곡률 반경으로 연결될 수 있고, 키홈(147, 167)의 내측 평면부(167a) 사이의 거리는 한 쌍의 다리부(182)의 외측면 사이의 거리보다 큰 폭으로 서로 마주보도록 이루어질 수 있다. 다만, 내마모 부재(180)의 강성에 따라, 키홈(147, 167)의 내측 평면부(167a) 사이의 거리와 한 쌍의 다리부(182)의 외측면 사이의 거리는 서로 동일하게 형성될 수도 있다.
이에 따라, 도시된 것과 같이, 키홈(147, 167)의 개방된 단부에서부터 내마모 부재(180)가 삽입되면서, 머리부(181)는 탄성 변형을 일으키면서 내측 평면부(167a)에 지지되면서 삽입 및 고정될 수 있다. 또한 한 쌍의 다리부(182)는, 머리부(181)의 탄성 변형에 의해 서로 거리가 멀어지도록 변형될 수 있어, 내측 평면부(167a)에 지지되면서 장착될 수 있다.
따라서, 본 발명의 스크롤 압축기(100)의 내마모 부재(180)는 키홈(147, 167)에 밀착되도록 삽입되면서 안정적으로 고정될 수 있다. 결과적으로, 내마모 부재(180)의 조립 및 고정이 손쉽게 수행될 수 있고, 추가적인 결합 구조가 생략될 수 있으므로, 내마모 부재(180)의 추가에 따라 조립 공정이 복잡해지는 것이 최소화될 수 있다.
다만, 내마모 부재(180)는 키홈(147, 167) 내부에 압입 고정되는 것도 가능하므로, 키홈(147, 167)의 규격보다 크게 형성되어, 압입 공정을 통해 삽입 및 고정될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)의 내마모 부재(280) 및 내마모 부재(280)가 키홈(167)에 삽입된 상태를 보인 개념도이다. 이하에서는 앞선 일 실시예와 다른 형상으로 이루어지는 내마모 부재(280)의 다른 실시예를 설명한다.
도 4를 참조하면, 내마모 부재(280)는 앞선 실시예와 마찬가지로 머리부(281) 및 한 쌍의 다리부(282)를 구비할 수 있다. 그리고, 머리부(281)는 기설정된 곡률 반경으로 연장되도록 형성될 수 있다.
다만, 본 실시예의 한 쌍의 다리부(282)는 머리부(281)의 양 단부에서 상호 간 거리가 멀어지도록 각각 연장될 수 있다. 이때, 머리부(281)의 외주면 곡률 반경의 두 배의 값이 키홈(167)의 내측 평면부(167a) 사이의 간격과 동일하게 형성될 수 있다.
본 실시예에서는, 한 쌍의 다리부(282)가 탄성 변형된 상태로 키홈(167)에 삽입될 수 있다. 한 쌍의 다리부(282)는 키홈(167) 내에서 복원력에 의해 내측 평면부(167a)에 가압되어 지지될 수 있다.
아울러, 본 실시예의 내마모 부재(280)는 조립이 보다 용이하도록 머리부(281)부터 키홈(167)의 개방된 단부로 삽입될 수 있다. 이에 따라 내마모 부재(280)는, 내측 곡면부(167b)와 머리부(281)의 외주면이 서로 접촉 및 지지되는 형상으로 결합될 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)의 내마모 부재(380) 및 내마모 부재(380)가 키홈(167)에 삽입된 상태를 보인 개념도이다. 본 발명의 또 다른 실시예 또한 내마모 부재(380)가 키홈(167)에 손쉽게 삽입될 수 있도록 구성되는 예를 보인 것이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 내마모 부재(380)는 환형으로 형성될 수 있다. 내마모 부재(380)는 내측 평면부(167a) 및 곡면부의 축방향 깊이와 동일하거나 그보다 작은 폭의 띠 모양으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시예의 내마모 부재(380)는 탄성 재질로 이루어져, 탄성 변형된 상태로 키홈(167)의 내측면에 삽입될 수 있다. 탄성 변형에 의한 복원력에 의해, 내마모 부내는 키홈(167)의 내측 평면부(167a) 및 곡면부에 지지되어 고정될 수 있다.
이때, 환형의 내마모 부재(380)의 원주 길이는 키홈(167)의 둘레를 고려하여 그보다 작거나 동일하게 형성되어 키홈(167) 내부에서 개방된 단부 측으로 돌출되지 않고 삽입될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전동식 압축기를 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
100: 스크롤 압축기 101: 케이싱
103: 구동 유닛 105: 압축 유닛
110: 메인 하우징 111: 원통부
111a: 흡기구 112: 밀폐부
115: 인버터 수용부 120: 리어 커버
121: 본체 121a: 배기구
131: 스테이터 132: 로터
133: 회전축 133a: 오일유로
134: 감압부재 140: 프레임
141: 프레임 경판부 142: 프레임 측벽부
143: 스러스트면 145: 프레임 축구멍
147, 167: 키홈 150: 제1 스크롤
151: 고정측 경판부 152: 고정측 측벽부
153: 고정랩 154: 흡입유로
155: 토출구 156: 베어링 수용부
157: 급유관 160: 제2 스크롤
161: 선회측 경판부 162: 선회랩
163: 회전축 결합부 167a: 내측 평면부
167b: 내측 곡면부 170: 올담링
171: 링부 172: 키부
180, 280, 380: 내마모 부재 181, 280: 머리부
182, 282: 다리부 200: 인버터 모듈
210: 인버터 하우징 220: 인버터 소자

Claims (8)

  1. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 위치되는 회전축;
    상기 회전축을 회전시키도록 이루어지는 구동 유닛;
    상기 케이싱에 고정되어 상기 회전축을 회전 가능하도록 지지하는 프레임과, 상기 케이싱과 고정되도록 위치되는 제1 스크롤과, 상기 회전축에 연결되고 상기 제1 스크롤과 맞물리도록 이루어지는 제2 스크롤을 구비하는 압축 유닛; 및
    복수 개의 키부를 구비하여, 상기 제2 스크롤을 선회 운동하도록 가이드하는 올담링을 포함하며,
    상기 프레임, 제1 및 제2 스크롤 중 적어도 어느 하나는,
    상기 키부를 수용하도록 형성되는 키홈; 및
    상기 키부에 접촉되는 상기 키홈의 내면을 덮도록 장착되는 내마모 부재를 포함하는 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내마모 부재는 상기 키홈 및 키부와는 서로 다른 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 키홈은 외주 측으로 개방되는 형상으로 상기 제2 스크롤과 상기 프레임이 서로 마주보는 면에서 각각 리세스되도록 이루어지고,
    상기 내마모 부재는 상기 키홈의 내측면을 덮도록 U자형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내마모 부재는,
    기설정된 곡률 반경으로 연장되도록 이루어지는 머리부; 및
    상기 머리부의 양 단부에 각각 연결되고, 상기 기설정된 곡률 반경의 두 배 이내의 거리로 서로 이격되어 나란하게 연장되는 한 쌍의 다리부를 구비하는 스크롤 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 키홈은,
    상기 머리부의 외측면의 곡률 반경보다 작은 곡률 반경을 갖는 곡면으로 형성되는 내측 곡면부; 및
    서로 나란한 상기 다리부의 외측면 사이의 거리보다 큰 폭으로 서로 마주보도록 형성되는 내측 평면부를 구비하는 스크롤 압축기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 내마모 부재는,
    기설정된 곡률 반경으로 연장되도록 이루어지는 머리부; 및
    상기 머리부의 양 단부에서 상호 간의 거리가 멀어지도록 각각 연장되고, 탄성 변형에 의해 상기 키홈의 내측면에 지지되도록 삽입되는 한 쌍의 다리부를 구비하는 스크롤 압축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내마모 부재는 환형으로 형성되고, 상기 키홈의 내측면에 지지되어 삽입되도록 변형되는 탄성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내마모 부재의 원주 길이는 상기 키홈의 둘레 길이보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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