KR20210011229A - 스크롤 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 구동원에 의해 회전되는 샤프트; 상기 샤프트가 삽입되는 리세스부 및 상기 샤프트에 편심되는 편심부를 갖는 편심 부시; 상기 편심부에 연동되어 선회 운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 치합되는 고정 스크롤; 및 상기 샤프트의 외주면과 상기 리세스부의 내주면이 접촉되는 것을 방지하면서 상기 샤프트의 선단면과 상기 리세스부의 기저면이 접촉되는 것을 방지하는 완충부재;를 포함함으로써, 샤프트와 편심 부시 사이 충격음을 방지할 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은, 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 고정 스크롤과 선회 스크롤로 냉매를 압축할 수 있도록 한 스크롤 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioning; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.
압축기에는 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 샤프트으로 전달하는 사판식 등이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.
스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으면서 냉매의 흡입, 압축, 토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 장점 때문에 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 스크롤 압축기에서 샤프트 및 편심 부시를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 스크롤 압축기가 정상 작동 시 샤프트와 편심 부시의 위치 관계를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 편심 부시가 회전 유격에 의해 샤프트를 기준으로 회전된 상태를 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 편심 부시가 회전 유격에 의해 샤프트를 기준으로 더 회전된 상태를 도시한 단면도이다.
첨부된 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 스크롤 압축기는, 회전력을 발생시키는 구동원(200), 상기 구동원(200)에 의해 회전되는 샤프트(300), 상기 샤프트(300)의 일단부(310)가 삽입되는 리세스부(410)와 상기 샤프트(300)에 편심되는 편심부(420)를 갖는 편심 부시(400), 상기 편심부(420)에 연통되어 선회 운동을 하는 선회 스크롤(500) 및 상기 선회 스크롤(500)과 함께 압축실을 형성하는 고정 스크롤(600)을 포함한다.
여기서, 상기 편심 부시(400)는, 예를 들어 초기 구동 시와 같이 액냉매 압축으로 인한 상기 선회 스크롤(500)과 상기 고정 스크롤(600)의 파손을 방지하기 위해, 상기 리세스부(410)의 내주면(412)과 상기 샤프트(300)의 일단부(310)의 외주면 사이에 회전 유격이 존재하도록 형성된다. 즉, 상기 편심 부시(400)는 상기 샤프트(300)의 회전 운동이 즉시 상기 편심 부시(400)로 전달되지 않고 설계된 회전 유격에 따라 완충적으로 전달되도록 형성되어, 스크롤 압축기가 정상 작동 시 도 3에 도시된 바와 같이 상기 리세스부(410)와 상기 샤프트(300)가 동심을 이루는 상태로 상기 샤프트(300)와 함께 회전되나, 예를 들어 초기 구동 시 도 4에 도시된 바와 같이 상기 샤프트(300)에 대해 상대 회전 운동되어 상기 편심부(420)의 선회 반경이 조절된 상태로 상기 샤프트(300)와 함께 회전된다.
그러나, 이러한 종래의 스크롤 압축기에 있어서는, 상기 샤프트(300)와 상기 편심 부시(400) 사이 충격음이 발생되어 압축기의 소음 및 진동이 악화되는 문제점이 있었다. 즉, 예를 들어 압축 반력이 증가되는 경우, 또는 상기 샤프트(300)의 회전 속도가 감속되거나 상기 샤프트(300)의 회전이 중단될 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 회전 유격에 의해 상기 리세스부(410)의 내주면이 상기 샤프트(300)의 외주면을 타격하여, 충격음이 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 공차 및 압축 반력에 의해 상기 리세스부(410)의 기저면이 상기 샤프트(300)의 선단면을 타격하여, 충격음이 발생되는 문제점이 있었다.
일본 공개특허공보 특개2012-67602호
따라서, 본 발명은, 샤프트와 편심 부시 사이 충격음을 방지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 구동원에 의해 회전되는 샤프트; 상기 샤프트가 삽입되는 리세스부 및 상기 샤프트에 편심되는 편심부를 갖는 편심 부시; 상기 편심부에 연동되어 선회 운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 치합되는 고정 스크롤; 및 상기 샤프트의 외주면과 상기 리세스부의 내주면이 접촉되는 것을 방지하면서 상기 샤프트의 선단면과 상기 리세스부의 기저면이 접촉되는 것을 방지하는 완충부재;를 포함하는 스크롤 압축기를 제공한다.
상기 완충부재는, 상기 샤프트의 선단면과 상기 리세스부의 기저면 사이에 개재되는 경판부; 및 상기 경판부로부터 돌출되고 상기 샤프트의 외주면과 상기 리세스부의 내주면 사이에 개재되는 측판부;를 포함할 수 있다.
상기 경판부는 원판형으로 형성될 수 있다.
상기 측판부는, 상기 경판부의 외주부의 일측으로부터 반경방향 및 축방향으로 돌출되는 제1 측판부; 및 상기 경판부의 외주부의 타측으로부터 반경방향 및 축방향으로 돌출되고 상기 제1 측판부에 대향되는 제2 측판부;를 포함할 수 있다.
상기 편심 부시는 힌지 핀에 의해 상기 샤프트와 체결되고, 상기 제1 측판부는 상기 샤프트의 회전축과 상기 힌지 핀의 중심축을 가로지르는 가상의 축을 기준으로 일측에 형성되고, 상기 제2 측판부는 상기 가상의 축을 기준으로 타측에 형성될 수 있다.
상기 경판부는 상기 힌지 핀이 관통하는 힌지 핀 관통공를 포함하고, 상기 힌지 핀 관통공의 중심이 상기 경판부의 중심축으로부터 상기 경판부의 반경방향으로 이격된 위치에 형성될 수 있다.
상기 힌지 핀 관통공의 내경은 상기 힌지 핀의 외경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
상기 힌지 핀 관통공의 내경과 상기 힌지 핀의 외경 사이 차이는 상기 측판부의 외경과 상기 리세스부의 내경 사이 차이보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제1 측판부와 상기 제2 측판부는 각각 상기 샤프트의 외주면을 따라 연장되는 원호형으로 형성될 수 있다.
상기 샤프트는, 상기 제1 측판부와 상기 제2 측판부 사이에 삽입되고 상기 경판부에 대향되는 제1 부위; 및 상기 제1 부위를 기준으로 상기 경판부의 반대측에 위치되는 제2 부위;를 포함하고, 상기 제1 부위의 외경은 상기 제2 부위의 외경보다 작게 형성되어, 상기 제1 부위와 상기 제2 부위 사이에 단턱부가 형성될 수 있다.
상기 리세스부의 내경은 상기 제2 부위의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 측판부의 두께는 상기 단턱부의 높이보다 크게 형성될 수 있다.
상기 측판부의 외경에서 상기 측판부의 내경을 차감한 값의 반이 상기 제2 부위의 외경에서 상기 제1 부위의 외경을 차감한 값의 반보다 크게 형성될 수 있다.
상기 측판부의 내경은 상기 제1 부위의 외경보다 크고 상기 제2 부위의 외경보다 작게 형성될 수 있다.
상기 측판부의 외경은 상기 제2 부위의 외경보다 크고 상기 리세스부의 내경보다 작게 형성될 수 있다.
상기 경판부의 외경은 상기 제1 부위의 외경보다 크고 상기 제2 부위의 외경과 같거나 작게 형성될 수 있다.
상기 경판부의 두께는 상기 샤프트의 선단면과 상기 리세스부의 기저면 사이 거리보다 작게 형성될 수 있다.
상기 경판부는 상기 샤프트의 선단면과 상기 리세스부의 기저면 중 적어도 하나로부터 이격되게 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 구동원에 의해 회전되는 샤프트; 상기 샤프트가 삽입되는 리세스부 및 상기 샤프트에 편심되는 편심부를 갖는 편심 부시; 상기 편심부에 연동되어 선회 운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 치합되는 고정 스크롤; 및 상기 샤프트의 외주면과 상기 리세스부의 내주면이 접촉되는 것을 방지하면서 상기 샤프트의 선단면과 상기 리세스부의 기저면이 접촉되는 것을 방지하는 완충부재;를 포함함으로써, 샤프트와 편심 부시 사이 충격음을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 스크롤 압축기에서 샤프트 및 편심 부시를 도시한 분해 사시도,
도 3은 도 1의 스크롤 압축기가 정상 작동 시 샤프트와 편심 부시의 위치 관계를 도시한 단면도,
도 4는 도 3의 편심 부시가 회전 유격에 의해 샤프트를 기준으로 회전된 상태를 도시한 단면도,
도 5는 도 4의 편심 부시가 회전 유격에 의해 샤프트를 기준으로 더 회전된 상태를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 단면도,
도 7은 도 6의 스크롤 압축기에서 샤프트, 편심 부시 및 완충부재를 도시한 분해 사시도,
도 8은 도 7의 샤프트, 편심 부시 및 완충부재가 조립된 상태를 확대하여 도시한 단면도,
도 9는 도 6의 스크롤 압축기가 정상 작동 시 샤프트, 편심 부시 및 완충부재의 위치 관계를 도시한 단면도,
도 10은 도 9의 편심 부시가 회전 유격에 의해 샤프트를 기준으로 회전된 상태를 도시한 단면도,
도 11은 도 10의 편심 부시가 회전 유격에 의해 샤프트를 기준으로 더 회전된 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6의 스크롤 압축기에서 샤프트, 편심 부시 및 완충부재를 도시한 분해 사시도이고, 도 8은 도 7의 샤프트, 편심 부시 및 완충부재가 조립된 상태를 확대하여 도시한 단면도이고, 도 9는 도 6의 스크롤 압축기가 정상 작동 시 샤프트, 편심 부시 및 완충부재의 위치 관계를 도시한 단면도이고, 도 10은 도 9의 편심 부시가 회전 유격에 의해 샤프트를 기준으로 회전된 상태를 도시한 단면도이며, 도 11은 도 10의 편심 부시가 회전 유격에 의해 샤프트를 기준으로 더 회전된 상태를 도시한 단면도이다.
첨부된 도 6 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱(100), 상기 케이싱(100)의 내부에 구비되고 회전력을 발생시키는 구동원(200), 상기 구동원(200)에 의해 회전되는 샤프트(300), 상기 샤프트(300)의 회전 운동을 편심 회전 운동으로 전환시키는 편심 부시(400), 상기 편심 부시(400)에 연동되어 선회 운동을 하는 선회 스크롤(500) 및 상기 선회 스크롤(500)에 치합되어 상기 선회 스크롤(500)과 함께 압축실을 형성하는 고정 스크롤(600)을 포함할 수 있다.
상기 케이싱(100)은 상기 선회 스크롤(500)을 지지하는 메인 프레임(110)을 포함할 수 있다.
상기 메인 프레임(110)에는 상기 샤프트(300)가 관통하는 축수구멍이 형성될 수 있다.
상기 구동원(200)은 고정자(210) 및 회전자(220)를 갖는 모터로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 구동원(200)은 차량의 엔진과 연동되는 디스크 허브 조립체로 형성될 수도 있다.
상기 샤프트(300)는 일 방향으로 연장되는 원통형으로 형성되고, 상기 샤프트(300)의 일단부(310)에서 상기 편심 부시(400)와 결합되고, 상기 샤프트(300)의 타단부(320)에서 상기 회전자(220)와 결합될 수 있다.
상기 편심 부시(400)는, 상기 샤프트(300)의 일단부(310)가 삽입되는 리세스부(410), 상기 리세스부(410)를 기준으로 상기 샤프트(300)의 일단부(310)의 반대측으로 돌출되고 상기 샤프트(300)에 편심되는 편심부(420) 및 상기 편심 부시(400)의 전체적인 회전 균형을 맞추기 위해 상기 리세스부(410)를 기준으로 상기 편심부(420)의 반대측에 배치되는 밸런스 웨이트(430)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(300)와 상기 편심 부시(400)는, 예를 들어 초기 구동 시와 같이 액냉매 압축에 의한 스크롤의 파손을 방지하기 위해, 상기 리세스부(410)의 내주면(412)과 상기 샤프트(300)의 일단부(310)의 외주면 사이에 회전 유격이 존재하도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 샤프트(300)와 상기 편심 부시(400)는, 상기 샤프트(300)의 회전축으로부터 편심된 위치를 기준으로 서로 상대 회전운동 가능하게 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 샤프트(300)의 일단부(310)는 원통형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 샤프트(300)의 일단부(310)는, 후술할 완충부재(900)의 제1 측판부(922)와 제2 측판부(924) 사이에 삽입되는 제1 부위(312) 및 상기 제1 부위(312)를 기준으로 후술할 완충부재(900)의 경판부(910)의 반대측에 위치되며 후술할 완충부재(900)의 제1 측판부(922)와 제2 측판부(924) 사이에 삽입되지 않는 제2 부위(314)를 포함하고, 상기 제1 부위(312)의 외경은 상기 제2 부위(314)의 외경보다 작게 형성되어, 상기 제1 부위(312)와 상기 제2 부위(314) 사이에 단턱부(316)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 부위(312)는, 후술할 완충부재(900)의 경판부(910)가 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a)과 상기 리세스부(410)의 기저면(414) 사이에 개재될 수 있도록, 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a)과 상기 리세스부(410)의 기저면(414) 사이 축방향 거리가 후술할 완충부재(900)의 경판부(910)의 축방향 두께보다 크게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a)에는 상기 샤프트(300)와 상기 편심 부시(400)를 체결시키기 위한 힌지 핀(800)의 일단부가 삽입되는 힌지 핀 일단부 삽입홈(318)이 형성될 수 있다.
상기 힌지 핀 일단부 삽입홈(318)은, 상기 힌지 핀(800)의 중심축이 상기 샤프트(300)의 회전축에 편심된 위치에 배치되도록, 상기 힌지 핀 일단부 삽입홈(318)의 중심이 상기 샤프트(300)의 회전축으로부터 상기 샤프트(300)의 반경방향으로 이격된 위치에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 상기 힌지 핀(800)은 상기 샤프트(300)의 축방향과 평행한 방향으로 연장되는 원통형으로 형성되는데, 상기 힌지 핀 일단부 삽입홈(318)은 상기 힌지 핀(800)에 대응되도록 상기 힌지 핀(800)의 외경과 동등 수준의 내경을 갖는 원통형으로 음각지게 형성될 수 있다.
상기 편심 부시(400)의 리세스부(410)는 상기 샤프트(300)의 일단부(310)에 대응되게 원통형으로 음각지게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 리세스부(410)는, 상기 편심 부시(400)가 상기 힌지 핀(800)을 중심으로 상기 샤프트(300)에 대해 상대 회전 가능하도록, 상기 리세스부(410)의 내경이 상기 샤프트(300)의 일단부(310)(더욱 정확히는, 제2 부위(314))의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 상기 리세스부(410)의 내주면(412)과 상기 샤프트(300)의 일단부(310)(더욱 정확히는, 제2 부위(314))의 외주면 사이 간극이 영(0)보다 넓게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a)에 대향되는 상기 리세스부(410)의 기저면(414)에는 상기 힌지 핀(800)의 타단부가 삽입되는 힌지 핀 타단부 삽입홈(416)이 형성될 수 있다.
상기 힌지 핀 타단부 삽입홈(416)은, 상기 힌지 핀(800)의 중심축이 상기 리세스부(410)의 중심축에 편심된 위치에 배치되도록, 상기 힌지 핀 타단부 삽입홈(416)의 중심이 상기 리세스부(410)의 중심축으로부터 상기 리세스부(410)의 반경방향으로 이격된 위치에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 힌지 핀 타단부 삽입홈(416)은, 상기 편심 부시(400)가 상기 샤프트(300)에 대해 일 방향 및 그 반대 방향으로 상대 회전 운동 가능하도록, 상기 리세스부(410)가 상기 샤프트(300)의 일단부(310)와 동심을 이루는 위치에 배치될 때 상기 힌지 핀 일단부 삽입홈(318)에 대향되는 위치에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 상기 힌지 핀 타단부 삽입홈(416)은 상기 힌지 핀(800)에 대응되도록 상기 힌지 핀(800)의 외경과 동등 수준의 내경을 갖는 원통형으로 음각지게 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 상기 편심 부시(400)가 상기 샤프트(300)를 타격하여 충격음이 발생되는 것을 방지하도록, 상기 샤프트(300)의 일단부(310)와 상기 리세스부(410) 사이에는 상기 샤프트(300) 및 상기 편심 부시(400)를 이루는 재질보다 탄성계수 및 쇼어 경도가 작은 재질(예를 들어 PTFE, 플라스틱, 고무 등)로 형성되는 완충부재(900)가 개재될 수 있다.
상기 완충부재(900)는 상기 샤프트(300)의 일단부(310)의 외주면(더욱 정확히는, 제1 부위(312)의 외주면 및 제2 부위(314)의 외주면)과 상기 리세스부(410)의 내주면(412)이 접촉되는 것을 방지하면서 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a)과 상기 리세스부(410)의 기저면(414)이 접촉되는 것을 방지하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 완충부재(900)는, 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a)과 상기 리세스부(410)의 기저면(414) 사이에 개재되는 경판부(910) 및 상기 경판부(910)로부터 돌출되고 상기 제1 부위(312)의 외주면과 상기 리세스부(410)의 내주면(412) 사이에 개재되는 측판부(920)를 포함할 수 있다.
상기 경판부(910)는 상기 샤프트(300) 및 상기 리세스부(410)에 대응되도록 원판형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 경판부(910)는, 상기 측판부(920)의 형성을 용이하게 하기 위해, 상기 경판부(910)의 외경이 상기 제1 부위(312)의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 경판부(910)는, 상기 리세스부(410)의 내주면(412)에 접촉되지 않도록, 상기 경판부(910)의 외경이 상기 제2 부위(314)의 외경과 같거나 작게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 경판부(910)는, 상기 경판부(910)와 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a) 사이 마찰 감소 및 상기 경판부(910)와 상기 리세스부(410)의 기저면(414) 사이 마찰 감소를 위해, 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a)과 상기 리세스부(410)의 기저면(414) 중 적어도 하나로부터 이격되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 경판부(910)의 축방향 두께는 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a)과 상기 리세스부(410)의 기저면(414) 사이 거리보다 작게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 경판부(910)는 상기 힌지 핀(800)이 관통하는 힌지 핀 관통공(912)을 포함할 수 있다.
상기 힌지 핀 관통공(912)은 상기 힌지 핀(800) 및 상기 상기 힌지 핀 타단부 삽입홈(416)에 대응되도록, 상기 힌지 핀 관통공(912)의 중심이 상기 경판부(910)의 중심축으로부터 상기 경판부(910)의 반경방향으로 이격된 위치에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 힌지 핀 관통공(912)는 상기 힌지 핀(800)이 삽입 가능하도록 상기 힌지 핀 관통공(912)의 내경이 상기 힌지 핀(800)의 외경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 힌지 핀(800)이 상기 힌지 핀 관통공(912)에 원활히 삽입될 수 있도록, 그리고 상기 힌지 핀(800)이 삽입된 상태에서 상기 완충부재(900)가 원활히 상대운동 가능하도록, 상기 힌지 핀 관통공(912)의 내경이 상기 힌지 핀(800)의 외경보다 크게 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 이때, 상기 측판부(920)가 먼저 충돌되도록, 상기 힌지 핀 관통공(912)의 내경과 상기 힌지 핀(800)의 외경 사이 차이는 상기 측판부(920)의 외경과 상기 리세스부(410)의 내경 사이 차이보다 크게 형성될 수 있다.
상기 측판부(920)는, 상기 경판부(910)의 외주부의 일측으로부터 반경방향 및 축방향으로 돌출되는 제1 측판부(922) 및 상기 경판부(910)의 외주부의 타측으로부터 반경방향 및 축방향으로 돌출되고 상기 제1 측판부(922)에 대향되는 제2 측판부(924)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 측판부(920)는 상기 경판부(910)의 외주부를 따라 연장되는 환형으로 형성될 수도 있지만, 상기 측판부(920)가 상기 샤프트(300)의 외주면과 상기 리세스부(410)의 내주면(412) 사이 충돌을 방지하는 범위 내에서 원가 및 중량을 절감하도록 상기 제1 측판부(922)와 상기 제2 측판부(924)를 포함하고, 상기 제1 측판부(922)는 상기 샤프트(300)의 회전축과 상기 힌지 핀(800)의 중심축을 가로지르는 가상의 축을 기준으로 일측에 형성되고, 상기 제2 측판부(924)는 상기 가상의 축을 기준으로 타측에 형성될 수 있다.
상기 제1 측판부(922)는 상기 제1 부위(312)의 외주면 및 상기 리세스부(410)의 내주면(412)에 대응되도록 상기 제1 부위(312)의 외주면을 따라 연장되는 원호형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 측판부(922)는 상기 제2 부위(314)가 상기 리세스부(410)에 접촉되기 전에 상기 리세스부(410)에 먼저 접촉되도록, 상기 제1 측판부(922)의 외경이 상기 제2 부위(314)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 측판부(922)의 외경은 상기 경판부(910)의 중심으로부터 상기 제1 측판부(922)의 외주면까지의 반경방향 거리이다.
그리고, 상기 제1 측판부(922)는 상기 제1 부위(312)와 상기 리세스부(410)에 모두 접촉되면서 상기 제2 부위(314)가 상기 리세스부(410)에 접촉되는 것을 방지하도록, 상기 제1 측판부(922)의 두께((제1 측판부의 외경-제1 측판부의 내경)/2)가 상기 단턱부(316)의 높이((제2 부위의 외경-제1 부위의 내경)/2)보다 크게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 측판부(922)의 내경은 상기 경판부(910)의 중심으로부터 상기 제1 측판부(922)의 내주면까지의 반경방향 거리이다.
상기 제2 측판부(924)는 상기 제1 측판부(922)와 유사하게 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2 측판부(924)는 상기 제1 부위(312)의 외주면 및 상기 리세스부(410)의 내주면(412)에 대응되도록 상기 제1 부위(312)의 외주면을 따라 연장되는 원호형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제2 측판부(924)는 상기 제2 부위(314)가 상기 리세스부(410)에 접촉되기 전에 상기 리세스부(410)에 먼저 접촉되도록, 상기 제2 측판부(924)의 외경이 상기 제2 부위(314)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제2 측판부(924)의 외경은 상기 경판부(910)의 중심으로부터 상기 제2 측판부(924)의 외주면까지의 반경방향 거리이다.
그리고, 상기 제2 측판부(924)는 상기 제1 부위(312)와 상기 리세스부(410)에 모두 접촉되면서 상기 제2 부위(314)가 상기 리세스부(410)에 접촉되는 것을 방지하도록, 상기 제2 측판부(924)의 두께((제2 측판부의 외경-제2 측판부의 내경)/2)가 상기 단턱부(316)의 높이((제2 부위의 외경-제1 부위의 내경)/2)보다 크게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제2 측판부(924)의 내경은 상기 경판부(910)의 중심으로부터 상기 제2 측판부(924)의 내주면까지의 반경방향 거리이다.
한편, 상기 완충부재(900)는 상기 힌지 핀 관통공(912)을 기준으로 상기 샤프트(300)와 상기 리세스부(410)에 대해 상대운동 가능하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 완충부재(900)는 상기 샤프트(300) 및 상기 리세스부(410)에 모두 고정되지 않게 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 완충부재(900)는 상기 제1 부위(312)에 대해 상대운동 가능하도록 상기 측판부(920)의 내경이 상기 제1 부위(312)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 측판부(922)의 내경이 상기 제1 부위(312)의 외경보다 크게 형성되고, 상기 제2 측판부(924)의 내경이 상기 제1 부위(312)의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 완충부재(900)는 상기 리세스부(410)에 대해 상대운동 가능하도록 상기 측판부(920)의 외경이 상기 리세스부(410)의 내경보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 측판부(922)의 외경이 상기 리세스부(410)의 내경보다 작게 형성되고, 상기 제2 측판부(924)의 외경이 상기 리세스부(410)의 내경보다 작게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 완충부재(900)가 상기 샤프트(300) 및 상기 리세스부(410)에 모두 고정되지 않는데, 상기 측판부(920)의 두께가 상기 제2 부위(314)와 상기 리세스부(410) 사이 간극보다 작을 경우에는 상기 측판부(920)가 상기 제2 부위(314)와 상기 리세스부(410) 사이에 삽입되며 손상될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 실시예의 경우, 상기 샤프트(300)의 일단부(310)가 상기 제1 부위(312)와 상기 제2 부위(314)를 포함하고, 상기 제1 부위(312)와 상기 제2 부위(314) 사이에 상기 단턱부(316)가 형성되고, 상기 측판부(920)가 상기 단턱부(316)에 의해 저지되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 측판부(922)의 내경과 상기 제2 측판부(924)의 내경이 상기 제2 부위(314)의 외경보다 작게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 측판부(922)의 두께와 상기 제2 측판부(924)의 두께가 상기 리세스부(410)와 상기 제2 부위(314) 사이 간극((리세스부의 내경 - 제2 부위의 외경)/2)보다 크게 형성될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 작용효과에 대해 설명한다.
즉, 상기 구동원(200)에 전원이 인가되면, 상기 샤프트(300)가 상기 회전자(220)와 함께 회전되고, 상기 선회 스크롤(500)이 상기 편심 부시(400)를 통해 상기 샤프트(300)에 연동되어 선회 운동되고, 이러한 선회 스크롤(500)의 선회 운동에 의해 냉매는 상기 압축실로 흡입되고, 상기 압축실에서 압축되며, 상기 압축실로부터 토출되는 일련의 과정이 반복될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 상기 샤프트(300)와 상기 편심 부시(400) 사이에 회전 유격이 형성됨에 따라, 스크롤 압축기가 정상 작동 시 도 9에 도시된 바와 같이 상기 리세스부(410)와 상기 샤프트(300)가 동심을 이루는 상태로 상기 편심 부시(400)가 상기 샤프트(300)와 함께 회전되나, 예를 들어 초기 구동 시와 같이 액냉매가 존재할 경우 도 10에 도시된 바와 같이 상기 편심 부시(400)가 상기 샤프트(300)에 대해 상대 회전 운동되어 상기 편심부(420)의 선회 반경이 조절된 상태로 상기 샤프트(300)와 함께 회전될 수 있다. 즉, 상기 샤프트(300)의 회전 운동이 즉시 상기 편심 부시(400)로 전달되지 않고 설계된 회전 유격에 따라 완충적으로 전달될 수 있다. 이에 따라, 액냉매 압축에 의한 스크롤의 파손이 방지될 수 있다.
그리고, 상기 샤프트(300)와 상기 리세스부(410) 사이에 상기 완충부재(900)가 형성됨에 따라, 상기 샤프트(300)와 상기 편심 부시(400) 사이 충격음이 방지될 수 있다. 즉, 상기 편심 부시(400)가 상기 샤프트(300)에 대해 도 10의 상태보다 더 회전될 경우, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 제1 측판부(922) 또는 상기 제2 측판부(924)가 상기 제1 부위(312)의 외주면과 상기 리세스부(410)의 내주면(412)에 접촉되며 상기 리세스부(410)의 내주면(412)이 상기 제1 부위(312)의 외주면 및 상기 제2 부위(314)의 외주면을 타격하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 공차 및 압축 반력에 의해 상기 편심 부시(400)가 상기 샤프트(300) 측으로 축방향 이동될 경우, 상기 경판부(910)가 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a)과 상기 리세스부(410)의 기저면(414)에 접촉되며 상기 리세스부(410)의 기저면(414)이 상기 제1 부위(312)의 선단면(312a)을 타격하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의하여, 상기 샤프트(300)와 상기 편심 부시(400) 사이 충격음이 방지되고, 압축기의 소음 및 진동이 개선될 수 있다.
그리고, 상기 완충부재(900)가 상기 샤프트(300) 및 상기 편심 부시(400)를 이루는 재질보다 탄성계수 및 쇼어 경도가 작은 재질(예를 들어 PTFE, 플라스틱, 고무 등)로 형성됨에 따라, 상기 완충부재(900)가 상기 샤프트(300) 및 상기 리세스부(410)에 충돌되면서 발생되는 소음 및 진동이 감소되고, 상기 완충부재(900), 상기 샤프트(300) 및 상기 리세스부(410)의 손상이 방지될 수 있다.
그리고, 상기 완충부재(900)가 상기 샤프트(300)와 상기 리세스부(410)에 대해 상대운동 가능하게 형성되어, 즉 상기 샤프트(300)와 상기 리세스부(410)에 모두 고정되지 않을 수 있다. 이에 의하여, 회전체의 관성력이 상기 완충부재(900)에 의해 증가되는 것이 방지되어, 구동에 소요되는 동력이 증가되지 않고, 효율 저하가 방지될 수 있다. 또한, 회전체의 불평형력이 상기 완충부재(900)에 의해 증가되는 것이 방지되어, 소음 및 진동 악화가 방지될 수 있다.
200: 구동원 300: 샤프트
312: 제1 부위 314: 제2 부위
316: 단턱부 400: 편심 부시
410: 리세스부 412: 리세스부의 내주면
414: 리세스부의 기저면 420: 편심부
500: 선회 스크롤 600: 고정 스크롤
800: 힌지 핀 900: 완충부재
910: 경판부 920: 측판부
922: 제1 측판부 924: 제2 측판부

Claims (18)

  1. 구동원에 의해 회전되는 샤프트;
    상기 샤프트가 삽입되는 리세스부 및 상기 샤프트에 편심되는 편심부를 갖는 편심 부시;
    상기 편심부에 연동되어 선회 운동을 하는 선회 스크롤;
    상기 선회 스크롤에 치합되는 고정 스크롤; 및
    상기 샤프트의 외주면과 상기 리세스부의 내주면이 접촉되는 것을 방지하면서 상기 샤프트의 선단면과 상기 리세스부의 기저면이 접촉되는 것을 방지하는 완충부재;를 포함하는 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 완충부재는,
    상기 샤프트의 선단면과 상기 리세스부의 기저면 사이에 개재되는 경판부; 및
    상기 경판부로부터 돌출되고 상기 샤프트의 외주면과 상기 리세스부의 내주면 사이에 개재되는 측판부;를 포함하는 스크롤 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 경판부는 원판형으로 형성되는 스크롤 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 측판부는,
    상기 경판부의 외주부의 일측으로부터 반경방향 및 축방향으로 돌출되는 제1 측판부; 및
    상기 경판부의 외주부의 타측으로부터 반경방향 및 축방향으로 돌출되고 상기 제1 측판부에 대향되는 제2 측판부;를 포함하는 스크롤 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 편심 부시는 힌지 핀에 의해 상기 샤프트와 체결되고,
    상기 제1 측판부는 상기 샤프트의 회전축과 상기 힌지 핀의 중심축을 가로지르는 가상의 축을 기준으로 일측에 형성되고,
    상기 제2 측판부는 상기 가상의 축을 기준으로 타측에 형성되는 스크롤 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 경판부는 상기 힌지 핀이 관통하는 힌지 핀 관통공를 포함하고,
    상기 힌지 핀 관통공의 중심이 상기 경판부의 중심축으로부터 상기 경판부의 반경방향으로 이격된 위치에 형성되는 스크롤 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 힌지 핀 관통공의 내경은 상기 힌지 핀의 외경보다 크거나 같게 형성되는 스크롤 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 힌지 핀 관통공의 내경과 상기 힌지 핀의 외경 사이 차이는 상기 측판부의 외경과 상기 리세스부의 내경 사이 차이보다 크게 형성되는 스크롤 압축기.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1 측판부와 상기 제2 측판부는 각각 상기 샤프트의 외주면을 따라 연장되는 원호형으로 형성되는 스크롤 압축기.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 샤프트는,
    상기 제1 측판부와 상기 제2 측판부 사이에 삽입되고 상기 경판부에 대향되는 제1 부위; 및
    상기 제1 부위를 기준으로 상기 경판부의 반대측에 위치되는 제2 부위;를 포함하고,
    상기 제1 부위의 외경은 상기 제2 부위의 외경보다 작게 형성되어, 상기 제1 부위와 상기 제2 부위 사이에 단턱부가 형성되는 스크롤 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 리세스부의 내경은 상기 제2 부위의 외경보다 크게 형성되는 스크롤 압축기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 측판부의 두께는 상기 단턱부의 높이보다 크게 형성되는 스크롤 압축기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측판부의 외경에서 상기 측판부의 내경을 차감한 값의 반이 상기 제2 부위의 외경에서 상기 제1 부위의 외경을 차감한 값의 반보다 크게 형성되는 스크롤 압축기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 측판부의 내경은 상기 제1 부위의 외경보다 크고 상기 제2 부위의 외경보다 작게 형성되는 스크롤 압축기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 측판부의 외경은 상기 제2 부위의 외경보다 크고 상기 리세스부의 내경보다 작게 형성되는 스크롤 압축기.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 경판부의 외경은 상기 제1 부위의 외경보다 크고 상기 제2 부위의 외경과 같거나 작게 형성되는 스크롤 압축기.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 경판부의 두께는 상기 샤프트의 선단면과 상기 리세스부의 기저면 사이 거리보다 작게 형성되는 스크롤 압축기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 경판부는 상기 샤프트의 선단면과 상기 리세스부의 기저면 중 적어도 하나로부터 이격되게 형성되는 스크롤 압축기.
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Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012067602A (ja) 2010-09-21 2012-04-05 Valeo Japan Co Ltd スクロール型圧縮機
JP2014173436A (ja) * 2013-03-06 2014-09-22 Toyota Industries Corp スクロール型圧縮機

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