KR20210016143A

KR20210016143A - 전동식 압축기

Info

Publication number: KR20210016143A
Application number: KR1020190093415A
Authority: KR
Inventors: 허종태; 박경준; 서범준; 이경범
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2021-02-15

Abstract

본 발명에 따른 전동식 압축기는, 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비된 압축부와 모터부 사이를 연결하는 회전축; 상기 모터부를 중심으로 축방향 일측에서 상기 회전축의 제1 단부를 지지하는 제1 베어링; 및 상기 모터부를 중심으로 축방향 타측에서 상기 회전축의 제2 단부를 지지하도록, 상기 회전축의 제2 단부와 상기 회전축의 제2 단부가 축방향으로 마주보는 상기 하우징의 내측면 사이에 구비되는 제2 베어링;을 포함하고, 상기 제2 베어링은, 상기 회전축의 제2 단부 또는 상기 하우징의 내측면에서 축방향으로 연장되어, 상기 회전축 또는 상기 하우징에 대해 회전 가능하게 축방향으로 삽입될 수 있다. 이에 따라, 회전자의 양측에서 회전축을 지지하면서도 회전축의 길이를 줄여 압축기를 경량화하면서도 부품수를 줄여 제조비용을 낮출 수 있다.

Description

전동식 압축기{MOTOR OPERATED COMPRESSOR}

본 발명은 모터에 의해 구동되는 스크롤 방식의 전동식 압축기에 관한 것이다.

차량용 공조 시스템에 적용되는 압축기는 다양한 형태로 개발되고 있다. 최근에는 자동차 부품의 전장화 추세에 따라 모터를 이용하여 구동되는 전동식 압축기의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

전동식 압축기는 고압축비 운전에 적합한 스크롤 압축 방식이 주로 적용되고 있다. 이러한 스크롤 방식의 전동식 압축기(이하, "전동식 압축기"라 함)는 하우징의 내부에 압축부와 모터부가 설치되고, 압축부와 모터부는 회전축으로 연결된다. 이에 따라, 모터부에서 발생되는 회전력이 회전축을 통해 압축부로 전달되어 그 압축부를 구동시키게 된다.

차량에 장착되는 전동식 압축기는 주로 횡형으로 설치된다. 이러한 횡형 전동식 압축기는 압축부와 모터부 역시 횡방향으로 배치되어 압축부는 회전축의 일단에 결합되며, 모터부는 회전축의 타단에 결합된다. 따라서, 횡형 전동식 압축기는 압축기의 안정성을 고려하여 회전축을 2지점 이상에서 반경방향으로 지지하고 있다.

한국공개특허 제10-2011-00109792호(이하, 선행문헌 1)는 종래의 횡형 전동식 압축기의 일반적인 예를 도시하고 있다. 선행문헌 1은 모터부의 양측에 각각 볼 베어링으로 이루어진 메인 베어링과 서브 베어링이 구비되어 회전축을 지지하고 있다. 메인 베어링과 서브 베어링은 모두 회전축의 반경방향과 축방향을 지지할 수도 있고, 메인 베어링은 반경방향과 축방향을 모두 지지하는 반면 서브 베어링은 반경방향만 지지하도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 볼 베어링은 그 특성상 구름접촉되는 베어링이어서 마찰손실이 적고 고속회전에 유리하며 내구성이 좋다. 하지만, 볼 베어링은 가격이 비싸고 비용이 조립이 곤란하여 압축기의 제조비용을 상승시키는 요인이 되었다.

이에, 한국공개특허 제10-2013-0041740호(이하, 선행문헌 2)는 볼 베어링을 대신하여 부시 베어링이 설치된 예를 도시하고 있다. 선행문헌 2는 메인 베어링과 서브 베어링으로 각각 부시 베어링이 설치되어 있다.

상기와 같은 부시 베어링은 볼 베어링에 비해 가격이 싸고 비교적 조립이 용이할 수 있다. 하지만, 부시 베어링은 미끄럼 접촉되는 베어링이어서 볼 베어링에 비해 마찰면적이 확대되고, 내구성이 상대적으로 취약할 수 있다. 또, 부시 베어링은 반경방향을 지지하는 베어링이어서 별도의 축방향 지지를 위한 구조물이 부가되어야 하는 단점이 있다.

이에, 한국공개특허 제10-2017-0035746호(이하, 선행문헌 3)는 볼 베어링과 부시 베어링이 설치된 예를 도시하고 있다. 선행문헌 3은 메인 베어링은 볼 베어링이, 서브 베어링은 부시 베어링이 설치되어 있다. 이에 따라, 선행문헌 3은 메인 베어링과 서브 베어링에 의해 회전축을 반경방향 및 축방향으로 지지하면서도 서브 베어링이 부시 베어링으로 이루어짐에 따라 제조 비용을 줄일 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 전동식 압축기는, 서브 베어링이 부시 베어링으로 이루어지더라도 회전축이 적어도 회전자보다는 길게 형성되어야 하므로 회전축의 길이를 줄일 수 없고, 이로 인해 회전축을 포함한 회전자의 무게를 줄이는데 한계가 있었다. 이는, 모터 효율이 저하되는 원인 중의 하나가 되고 모터부와 압축부의 불균형을 초래하게 되어, 전체적으로 압축기의 성능을 향상시키는데 불리하게 되는 문제가 있었다. 나아가, 전동식 압축기를 차량에 채용할 때 차량의 무게를 증가시켜 차량의 에너지 효율이 저하되는 문제가 있었다.

또, 종래의 전동식 압축기는, 부시 베어링의 특성상 축방향 지지가 불가능하고 윤활을 위한 냉매 또는 오일이 베어링면으로 공급되어야 하므로, 회전축을 관통하는 급유구멍이 필요하게 되고, 급유구멍의 길이가 길어지면서 그 급유구멍의 가공이 난해하여 회전축의 급유구멍에 별도의 감압장치를 설치하거나 형성하여야 하는 곤란함이 있었다.

선행문헌 1: 한국공개특허 제10-2011-0109792호(공개일: 2011.10.06) 선행문헌 2: 한국공개특허 제10-2013-0041740호(공개일: 2013.04.25.) 선행문헌 3: 한국공개특허 제10-2017-0035746호(공개일: 2017.03.31)

본 발명의 목적은, 회전자의 양측에서 회전축을 지지하면서도 회전축의 길이를 줄여 압축기를 경량화하면서도 부품수를 줄여 제조비용을 낮출 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 본 발명의 목적은, 회전축의 단부면과 이를 마주보는 하우징의 내측면 사이에 베어링면을 가지는 연장부를 형성하여, 회전축의 길이를 줄일 수 있으면서도 그 회전축의 반경방향을 안정적으로 지지할 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

더 나아가, 본 발명의 목적은, 회전축의 단부면과 이를 마주보는 하우징의 내측면 사이에 형성되는 연장부가 간소하면서도 정확하게 조립될 수 있도록 하여 신뢰성을 확보할 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 볼 베어링을 배제하면서도 회전축을 반경방향은 물론 축방향으로도 안정적으로 지지할 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 본 발명의 다른 목적은, 회전축을 지지하는 베어링면에서의 안정적인 윤활특성을 확보할 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

더 나아가, 본 발명의 다른 목적은, 볼 베어링을 배제하면서도 회전축을 포함한 회전자의 반경방향과 축방향을 안정적으로 지지할 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 압축기를 차량에 탑재할 때 차량의 무게를 낮춰 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 본 발명의 다른 목적은, 회전축을 포함한 모터부의 무게를 줄여 압축기의 무게를 낮출 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

더 나아가, 본 발명의 다른 목적은, 회전축의 일단 길이가 회전자보다 길지 않게 형성하여 회전축을 포함한 모터부의 무게를 줄일 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 회전자를 중심으로 회전축의 양쪽이 하우징에 대해 지지되는 전동식 압축기에서, 상기 하우징을 마주보는 상기 회전축의 단부면은 상기 회전자의 단부면보다 짧거나 같게 형성되는 전동식 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 회전축의 일측 단부면과 이를 마주보는 상기 하우징의 내측면 사이에는 베어링부재가 구비되고, 상기 베어링부재의 일단은 상기 회전축과 상기 하우징 중에서 어느 한 쪽에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

그리고, 상기 회전축의 타측 단부는 상기 하우징에 고정된 부재에 회전 가능하게 지지되며, 상기 회전축의 타측 단부와 이를 지지하는 부재 사이에는 상기 회전축을 반경방향 및 축방향으로 지지하는 베어링부재가 구비될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 회전자에 삽입되는 회전축, 상기 회전축의 단부면이 마주보는 하우징, 상기 회전축과 상기 하우징 사이에 구비되어 상기 회전축을 상기 하우징에 대해 지지하는 핀 베어링을 포함하는 전동식 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 회전축의 일측 단부면은 그 회전축의 일측 단부면과 대응하는 회전자의 일측 단부면보다 짧거나 같게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 핀 베어링은 상기 회전축 또는 상기 하우징에 대해 이종 재질로 형성되고, 상기 핀 베어링의 외주면에는 윤활층 또는 윤활부재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 회전축 또는 상기 하우징에는 상기 핀 베어링이 삽입되는 베어링수용홈이 형성되고, 상기 핀 베어링의 단부면을 마주보는 면에는 축방향 지지면이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 하우징의 내측면에는 상기 회전축의 단부면을 향해 연장되는 지지돌부가 형성되고, 상기 핀 베어링은 상기 회전축의 단부면 또는 상기 지지돌부의 단부면에 축방향으로 결합될 수 있다.

그리고, 상기 회전축 또는 상기 하우징에는 상기 핀 베어링이 삽입되는 베어링수용홈이 형성되고, 상기 회전축 또는 상기 하우징에는 상기 베어링수용홈을 외부와 연통시키는 급유구멍이 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 회전축의 단부면에는 제1 홈이 형성되고, 상기 회전축의 단부면이 마주보는 하우징의 내측면에는 제2 홈이 형성되며, 상기 제1 홈과 상기 제2 홈에는 상기 회전축을 상기 하우징에 대해 지지하는 베어링부재의 양단이 각각 삽입되는 전동식 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 제1 홈과 상기 제2 홈 중에서 적어도 어느 한 쪽 홈은 축방향 홈으로 형성되고, 상기 베어링부재는 상기 축방향 홈에 회전 가능하게 삽입될 수 있다.

그리고, 상기 베어링부재는 장봉 형상으로 형성되거나 또는 볼 형상으로 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되며, 고정스크롤과 선회스크롤을 포함하는 압축부; 상기 하우징의 내부에서 상기 압축부에 대해 축방향 일측에 구비되는 모터부; 상기 압축부와 모터부 사이를 연결하는 회전축; 상기 모터부를 중심으로 축방향 일측에서 상기 회전축의 제1 단부를 지지하는 제1 베어링; 및 상기 모터부를 중심으로 축방향 타측에서 상기 회전축의 제2 단부를 지지하도록, 상기 회전축의 제2 단부와 상기 회전축의 제2 단부가 축방향으로 마주보는 상기 하우징의 내측면 사이에 구비되는 제2 베어링;을 포함하고, 상기 제2 베어링은, 상기 회전축의 제2 단부 또는 상기 하우징의 내측면에서 축방향으로 연장되어, 상기 회전축 또는 상기 하우징에 회전 가능하게 축방향으로 삽입되는 전동식 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 하우징의 내측면에는 상기 회전축의 제2 단부를 향해 연장되는 베어링 지지부가 형성되고, 상기 베어링 지지부의 축방향 단부는 상기 회전축의 제2 단부로부터 축방향으로 이격되며, 상기 제2 베어링은 봉 형상으로 형성되어 상기 회전축의 제2 단부와 상기 베어링 지지부의 축방향 단부 사이를 연결할 수 있다.

그리고, 상기 제2 베어링의 일단은 상기 베어링 지지부 또는 상기 회전축에서 연장되고, 상기 제2 베어링의 타단은 상기 베어링 지지부 또는 상기 회전축에 회전 가능하게 삽입될 수 있다.

그리고, 상기 베어링 지지부는 상기 하우징의 내측면쪽 단부의 단면적이 상기 회전축을 마주보는 반대쪽 단부의 단면적에 비해 넓게 형성되고, 상기 제2 베어링은 상기 베어링 지지부에 삽입되어 결합되거나 또는 상기 베어링 지지부에서 단일체로 연장되어 형성될 수 있다.

여기서, 상기 하우징에는 상기 제2 베어링의 제1 부분이 삽입되는 제1 베어링수용홈이 형성되고, 상기 회전축의 제2 단부에는 상기 제2 베어링의 제2 부분이 삽입되는 제2 베어링수용홈이 형성되며, 상기 제1 베어링수용홈과 제2 베어링수용홈 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링수용홈의 내경은 상기 제2 베어링의 외경보다 크게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 베어링은, 상기 제1 베어링수용홈에 삽입되는 제1 부분의 외경이 상기 제2 베어링수용홈에 삽입되는 제2 부분의 외경보다 크게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 베어링의 외주면과 이를 마주보는 상기 제1 베어링수용홈 및 제2 베어링수용홈의 내주면 사이에는 윤활코팅층 또는 윤활부재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제2 베어링의 축방향 단면과 이를 마주보는 상기 제1 베어링수용홈 또는 상기 제2 베어링수용홈의 축방향 측면 사이에는 구형 또는 반구형으로 된 윤활부재가 구비될 수 있다.

여기서, 상기 제2 베어링은 상기 회전축 또는 상기 하우징에 대해 이종 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 베어링은 상기 회전축에 비해 윤활성이 높은 재질로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 회전축의 내부에는 상기 제2 베어링이 회전 가능하게 삽입되는 베어링수용홈이 형성되고, 상기 베어링수용홈의 축방향 내측에는 상기 제2 베어링을 축방향으로 지지하는 축방향 베어링면이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 회전축의 내부에는 상기 축방향 베어링면에서 연장되는 중공부가 형성되고, 상기 중공부의 내경은 상기 제2 베어링의 외경보다 작게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 중공부는 상기 회전축의 제1 단부까지 관통되어 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 베어링의 내부에는 상기 중공부와 연통되는 급유구멍이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 베어링수용홈의 내주면에는 축방향 베어링면이 더 형성되고, 상기 제2 베어링의 외주면에는 상기 베어링수용홈의 내주면에 구비된 축방향 베어링면을 마주보도록 단차면이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 베어링수용홈의 개구단에는 상기 회전축의 제2 단부를 향하는 방향으로 상기 제1 베어링의 내경이 확대되도록 안내면이 형성되거나, 또는 상기 베어링수용홈에 삽입되는 상기 제2 베어링의 단부는 말단으로 갈수록 외경이 작아지도록 안내면이 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 흡입공간을 이루는 모터실이 구비되는 하우징; 상기 하우징의 모터실에 구비되는 모터부; 상기 모터부의 일측에 위치하며, 상기 하우징의 내부에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 고정되는 고정스크롤; 상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 위치하며, 상기 고정스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 압축실을 형성하는 선회스크롤; 일단은 상기 모터부에 결합되고, 타단은 상기 선회스크롤에 결합되며, 상기 모터부의 동력을 상기 선회스크롤에 전달하는 회전축; 상기 프레임에 구비되며, 상기 회전축의 외주면을 감싸 지지하는 제1 지지부재; 및 상기 하우징에서 축방향으로 연장되며, 상기 회전축에 축방향으로 삽입되어 상기 회전축을 지지하는 제2 지지부재;를 포함하는 전동식 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 프레임과 상기 선회스크롤 사이에는 상기 모터실의 압력보다 높은 압력을 가지는 배압실이 형성되고, 상기 회전축의 제1 단부는 상기 배압실의 내부에서 상기 제1 지지부재에 의해 지지되며, 상기 회전축의 제2 단부는 상기 모터실의 내부에서 상기 제2 지지부재에 의해 지지될 수 있다.

여기서, 상기 하우징에는 상기 회전축의 제2 단부를 향해 연장되는 지지돌부가 형성되고, 상기 지지돌부의 단부면에는 상기 제2 지지부재가 결합되며, 상기 지지돌부의 축방향 높이는 상기 지지돌부의 단부면과 이를 마주보는 상기 회전축의 단부면 사이의 간격보다 크게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 회전축의 내부에는 상기 제2 지지부재가 삽입되는 지지홈이 형성되고, 상기 지지홈의 내측단에는 상기 회전축의 제1 단부를 관통하는 급유통로가 형성되며, 상기 급유통로의 내경은 상기 지지홈의 내경보다 작게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 지지부재의 내부에는 상기 급유통로와 연통되도록 구멍이 축방향으로 관통되거나 또는 축방향과 반경방향을 조합하여 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제2 지지부재는 상기 회전축 또는 상기 하우징에 대해 이종재질로 형성되고, 상기 제2 지지부재의 외주면에는 윤활부가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재 중에서 적어도 어느 한쪽 지지부재는 반경방향 지지면 및 축방향 지지면을 가지도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 전동식 압축기는, 하우징의 내측면을 마주보는 회전축의 제2 단부를 지지하는 제2 베어링을 포함하되, 제2 베어링은, 회전축 또는 하우징에 대해 회전 가능하게 축방향으로 삽입될 수 있다. 이에 따라, 회전자의 양측에서 회전축을 지지하면서도 회전축의 길이를 줄여 압축기를 경량화하면서도 부품수를 줄여 제조비용을 낮출 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 제2 베어링은 봉 형상으로 형성되어 회전축의 단부와 이를 마주보는 베어링 지지부의 축방향 단부 사이를 연결할 수 있다. 이에 따라, 회전축의 길이를 최소한으로 줄이면서도 회전축을 안정적으로 지지할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 베어링 지지부는 하우징의 내측면쪽 단부가 반대쪽 단부에 비해 넓게 형성되고, 제2 베어링은 베어링 지지부에 삽입되어 결합되거나 또는 단일체로 연장되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 회전축의 제2 단부를 안정적으로 지지할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 제2 베어링의 외경을 상이하게 형성하되, 베어링 지지부에 삽입되는 쪽의 외경이 회전축에 삽입되는 쪽의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 이를 통해 제2 베어링의 지지강도가 향상되어 회전축을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 제2 베어링의 외주면 또는 이를 마주보는 베어링 수용홈의 내주면에 윤활코팅층 또는 윤활부재가 구비될 수 있다. 이에 따라, 제2 베어링의 외주면과 이를 마주보는 베어링 수용홈 사이에서의 마찰손실을 줄여 압축기 효율을 확보할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 제2 베어링이 회전축 또는 하우징에 대해 이종 재질로 형성되되, 회전축에 비해 윤활성이 높은 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 베어링의 외주면과 이를 마주보는 베어링 수용홈 사이에서의 마찰손실을 줄여 압축기 효율을 확보할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 회전축의 내부에는 제2 베어링을 축방향으로 지지하는 축방향 베어링면이 형성될 수 있다. 이에 따라, 회전축이 제2 베어링에 의해 반경방향 및 축방향으로 지지되어 회전축을 안정적으로 지지할 수 있으며, 다른 쪽 베어링의 하중을 줄여 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 회전축에 중공부가 형성되고, 제2 베어링에는 중공부와 연통되는 급유구멍이 형성될 수 있다. 이에 따라, 회전축의 무게를 줄이는 동시에 제2 베어링의 마찰손실을 더욱 줄일 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 제2 베어링이 삽입되는 회전축의 단부 또는 베어링 지지부의 단부에는 안내면이 형성될 수 있다. 이에 따라 회전축 또는 하우징의 베어링 지지부에 제2 베어링을 용이하게 조립할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전동식 압축기의 일부를 분해하여 보인 사시도,
도 2는 도 1에 따른 전동식 압축기를 조립하여 내부를 보인 단면도,
도 3은 본 실시예에 따른 전동식 압축기에서 회전축을 지지하는 구조를 설명하기 위해 개략적으로 보인 단면도,
도 4는 본 실시예에 따른 전동식 압축기에서 제2 베어링을 회전축과 하우징에서 분리하여 보인 분해 사시도,
도 5는 본 실시예에 따른 제2 베어링을 회전축과 하우징에 조립한 상태를 파단하여 보인 사시도,
도 6은 본 실시예에 따른 제2 베어링을 회전축과 하우징에 조립하여 보인 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 베어링 지지부에 제2 베어링이 결합된 상태를 확대하여 보인 단면도,
도 8a 및 도 8b는 도 7의 "Ⅴ-Ⅴ" 및 "Ⅵ-Ⅵ"선단면도들,
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 제1 베어링수용홈에 대한 다른 실시예를 보인 도면들,
도 10은 본 발명에 따른 핀 베어링에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 제2 베어링홈에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 회전축에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 13a 및 도 13b는 본 발명에 따른 회전축 및 핀 베어링에 대한 각각의 다른 실시예를 보인 단면도들,
도 14a 및 도 14b는 본 발명에 따른 회전축에 대한 다른 실시예들을 보인 단면도들,
도 15는 본 발명에 따른 윤활부재의 일실시예를 보인 단면도,
도 16a 및 도 16b는 본 발명에 따른 윤활부재의 다른 실시예들을 보인 단면도들,
도 17은 본 발명에 따른 서브 베어링에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 18 및 도 19는 본 발명에 따른 서브 베어링에 대한 다른 실시예를 보인 분해 사시도 및 조립 단면도,
도 20 및 도 21은 본 발명에 따른 서브 베어링에 대한 또다른 실시예들을 보인 단면도.

이하, 본 발명에 의한 전동식 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전동식 압축기의 일부를 분해하여 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 전동식 압축기를 조립하여 내부를 보인 단면도이다.

이들 도면에 도시된 전동식 압축기는, 차량에 적용되는 스크롤 방식의 전동식 압축기를 예로 들어 도시한 것으로, 통상적인 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히, 압축부와 모터부가 횡방향으로 배열되는 횡형 스크롤 압축기에는 동일하게 적용될 수 있다.

또, 이들 도면에 도시된 전동식 압축기는, 냉매 134a와 같은 저압 냉매를 사용하는 전동식 압축기를 예로 들어 도시한 것이나, 이산화탄소(CO₂) 냉매와 같은 고압 냉매를 사용하는 전동식 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전동식 압축기는, 하우징(110), 압축부(120), 모터부(130) 및 인버터부(140)를 포함한다.

하우징(110)은 압축기의 외관을 형성하는 것으로, 압축부(120)와 모터부(130)는 하우징(110)의 내부에, 인버터부(140)는 하우징(110)의 외부에 각각 설치된다. 따라서, 인버터부(140)를 이루는 인버터 하우징(141)과 인버터 커버(142)는 실질적으로는 하우징(110)의 일부를 이루게 되나, 편의상 인버터부(140)로 분류하여 설명한다.

또, 하우징(110)은 지면에 대해 횡방향으로 배치된다. 이에 따라, 압축부(120)는 하우징(110)의 후방측에, 모터부(130)는 하우징(110)의 전방측에 각각 설치된다. 편의상 도 2의 좌측을 전방, 우측을 후방으로 정의하여 설명한다.

먼저, 본 실시예에 따른 하우징을 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 실시예에 따른 하우징(110)은, 메인 하우징(111) 및 리어 하우징(112)를 포함한다. 하지만, 하우징(110)이 반드시 메인 하우징(111)과 리어 하우징(112)으로만 구성되지는 않는다.

예를 들어, 하우징(110)은 앞서 설명한 인버터 하우징(141)과 인버터 커버(142)를 더 포함할 수도 있고, 메인 하우징(111)과 리어 하우징(112)의 사이에 후술할 고정스크롤(122) 또는 프레임(121)이 노출되어 하우징을 형성할 수도 있다.

또, 리어 하우징(112)이 배제된 채 메인 하우징(111)과 고정스크롤(122)에 의해서도 하우징(110)이 형성될 수도 있다. 다만, 본 실시예에서는 메인 하우징(111)과 리어 하우징(112)으로 된 하우징(110)을 대표예로 삼아 설명한다.

메인 하우징(111)은 흡입공간을 이루는 모터실(S1)이 내부에 형성되고, 리어 하우징(112)은 토출공간을 이루는 토출실(S2) 및 유분리실(S3)이 내부에 형성된다. 따라서, 메인 하우징(111)의 후방단과 리어 하우징(112)의 전방단은 서로 결합되어 하우징(110)의 내부공간을 형성하게 되고, 이 하우징(110)의 내부공간은 후술할 흡기구(111a)와 배기구(112a)를 제외하고는 밀봉된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 메인 하우징(111)은 전방과 후방이 개구된 개방형 원통 형상으로 형성된다. 하지만, 메인 하우징(111)은 실시예에 따라서는 후방이 개구되고 전방이 막힌 반 개방형 원통 형상으로 형성될 수도 있다.

또, 메인 하우징(111)은 흡기구(111a)가 관통되어 형성되고, 흡기구(111a)는 흡입관(미도시)이 연결되어 그 흡입관이 흡기구(111a)를 통해 모터실(S1)에 연통된다. 냉동사이클을 순환하는 냉매와 오일은 흡기구(111a)를 통해 모터실(S1)로 흡입되고, 이 냉매와 오일은 모터실(S1)을 통과하여 압축실(V)로 흡입되게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 전동식 압축기는 일종의 저압식 압축기를 이루게 된다.

흡기구(111a)는 모터부(130)를 기준으로 압축부(120)의 반대쪽인 메인 하우징(111)의 전방단 부근을 반경방향으로 관통하여 형성된다. 도면에서의 흡기구(111a)는 반경방향으로 관통하여 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 인버터 하우징(141)을 향해 경사지거나 반대로 인버터 하우징(141)을 등지는 방향, 즉 모터부(130)를 향해 경사지게 형성될 수도 있다.

흡기구(111a)가 인버터 하우징(141)을 향해 경사지면 인버터부(140)에 대한 냉각효과를 높일 수 있고, 모터부(130)를 향해 경사지면 모터부(130)에 대한 냉각효과를 높이는 동시에 흡입저항을 줄일 수 있다.

본 실시예에 따른 리어 하우징(112)은 전방단은 개구되고 후방단은 막힌 컵 단면 형상으로 형성된다. 이에 따라, 리어 하우징(112)은 전방단이 메인 하우징(111)의 후방단에 결합되어 하우징(110)의 내부공간인 모터실(S1)을 밀봉하게 된다. 이때, 리어 하우징(112)의 전방단과 메인 하우징(111)의 후방단 사이에는 가스켓 또는 오링과 같은 실링부재(미도시)가 구비될 수 있다.

리어 하우징(112)의 내부공간은 한 개의 공간으로 형성되거나 또는 복수 개의 공간으로 형성된다. 리어 하우징(112)의 내부공간이 한 개의 공간으로 형성되는 경우에는 토출실(S2)과 유분리실(S3)이 동일한 공간에 형성되게 되고, 복수 개의 공간으로 형성되는 경우에는 토출실(S2)과 유분리실(S3)이 분리되어 형성되게 된다. 도 2는 리어 하우징의 내부공간이 토출실과 유분리실로 구분된 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 리어 하우징(112)은 전방측에 토출실(S2)이, 후방측에 유분리실(S3)이 각각 형성된다. 하지만, 이는 설명의 편의를 위해 토출실과 유분리실의 위치를 구분하여 도시한 것으로, 토출실(S2)과 유분리실(S3)이 동일 평면 상에 형성될 수도 있다.

리어 하우징에는 유분리실(S3)에서 분리된 냉매를 응축기(미도시)로 배출하기 위한 배기구(112a)가 형성된다. 이에 따라, 압축실(V)에서 토출실(S2)로 토출되는 냉매에는 오일이 포함되지만, 유분리실(S3)에서 냉매와 오일이 분리되어 냉매는 배기구(112a)를 통해 압축기의 외부로 배출되는 한편, 미스트 상태의 오일은 유분리실(S3)의 하반부에 저장되었다가 후술할 배압실(S4) 또는 각각의 베어링면(미부호)으로 공급되게 된다.

유분리실(S3)에서 분리된 오일이 배압실(S4) 또는 각각의 베어링면으로 이동하여 공급되는 구조는 전동식 압축기에 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 선회스크롤에 배압구멍이 구비되어 배압실의 배압력이 형성되는 예를 도시하여 나중에 설명한다.

다음으로, 본 실시예에 따른 압축부를 설명한다.

본 실시예에 따른 압축부(120)는 프레임(121), 고정스크롤(또는, 비선회 스크롤이라고도 한다)(220), 선회스크롤(123)을 포함한다. 프레임(121), 고정스크롤(122), 선회스크롤은 압축기의 형태에 따라 배열된다. 예를 들어, 전통적인 스크롤 압축기 형태에서는 모터부(130)를 기준으로 프레임(121)-선회스크롤(123)-고정스크롤(122) 순으로 배열된다.

하지만, 리어 하우징(또는 프레임이라고도 할 수 있다)(112)이 배제되는 형태에서는 고정스크롤(122)-선회스크롤(123)-프레임(121)(또는 리어 하우징이라고 할 수 있다) 순으로 배열될 수 있다. 본 실시예는 전자에 따른 배열 형태를 예로 들어 설명하는 것으로, 도 2는 모터부의 일측에서 프레임(121)-선회스크롤(123)-고정스크롤(122) 순으로 배열된 스크롤 압축기를 도시하고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 프레임(121)은 후술할 회전축(135)을 반경방향으로 지지하는 동시에 선회스크롤(123)을 축방향으로 지지하게 된다. 이에 따라, 프레임(121)은 대략 원판 형상으로 형성되어 메인 하우징(111)의 모터실(S1)에 고정 설치된다. 예를 들어, 프레임(121)은 모터부(130)의 후방면을 마주보도록 메인 하우징(111)의 후방단에 인접하도록 구비된다.

또, 프레임(121)은 메인 하우징(111)에 용접되어 고정될 수도 있고, 메인 하우징(111)과 리어 하우징(112)의 사이에서 양쪽 하우징(111)(112) 간의 체결력을 이용하여 고정될 수도 있다. 본 실시예는 프레임(121)이 메인 하우징(111)과 리어 하우징(112)의 체결력에 의해 고정된 예를 도시하였다.

또, 프레임(121)의 후방면 중앙에는 베어링 고정부(1211)가 형성되고, 베어링 고정부(1211)의 중앙에는 축수구멍(1212)이 축방향으로 관통 형성된다. 이에 따라, 후술할 회전축(135)의 제1 단부(1351)는 축수구멍(1212)을 관통하여 베어링 고정부(1211)에 구비된 메인 베어링(171)에 의해 지지된다. 메인 베어링에 대해서는 나중에 회전축과 함께 다시 설명한다.

또, 베어링 고정부(1211)의 후방측에는 밸런스 웨이트(137)가 수용되는 공간부(1213)가 형성되고, 공간부(1213)는 선회스크롤(123)의 선회경판부(1231)와 함께 배압실(S4)을 형성하게 된다. 배압실(S4)은 축수구멍(1212)에 구비되는 실링부재(미부호) 및 프레임(121)과 선회스크롤(123) 사이에 구비되는 실링부재(미부호)에 의해 밀봉되어, 흡입압을 이루는 모터실(S1)에 대해 실링될 수 있다.

또, 프레임(121)의 가장자리에는 메인 하우징(111)의 모터실(S1)로 흡입되는 냉매를 압축부(120)로 안내하는 흡입통공(1214)이 형성된다. 이에 따라, 모터실(S1)로 흡입되는 냉매는 흡입통공(213)을 통해 압축실(V)으로 흡입된다. 흡입통공(1214)은 한 개가 형성될 수도 있지만, 복수 개의 흡입통공(1214)이 프레임(121)의 가장자리에서 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성될 수 있다. 전자는 주로 비대칭 스크롤 방식에 적용되는 반면, 후자는 주로 대칭 스크롤 방식에 적용된다. 본 실시예는 후자를 예로 들어 설명한다.

또, 프레임(121)의 후방면에는 선회스크롤(123)의 자전을 방지하기 위한 자전방지기구(미부호)가 구비된다. 자전방지기구는 도면에서와 같이 핀앤링(pin & ring) 구조가 적용될 수도 있지만, 올담링(Oldham ring) 구조가 적용될 수 있다. 이들 자전방지기구는 스크롤 방식의 압축기에서 이미 알려져 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 고정스크롤(122)은 고정경판부(1221), 고정측벽부(1222) 및 고정랩(1223)을 포함한다.

고정스크롤(122)은 프레임(121)과 리어하우징(120)에 의해 축방향으로 지지되고, 메인 하우징(111)에 의해 반경방향으로 지지될 수 있다. 하지만, 고정스크롤(122)의 고정방식은 이에 한정되지 않고, 압축기의 형태에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

고정경판부(1221)는 대략 원판모양으로 형성되고, 중심 또는 중심부근에는 한 개 또는 복수 개의 토출구(1221a)가 형성된다. 토출구(1221a)의 출구측, 즉 고정경판부(1221)의 후방면에는 토출구(1221a)를 개폐하는 체크밸브(1225)가 설치된다. 체크밸브(1225)는 토출밸브 역할을 한다.

고정측벽부(1222)는 고정경판부(1221)의 전방면 가장자리에서 환형으로 연장되어 형성되고, 고정측벽부(1222)에는 프레임(121)의 흡입통공(1214)과 연통되는 흡입안내홈(1222a)과 흡입구(1222b)가 형성된다.

또, 고정측벽부(1222)의 축방향 높이는 후술할 고정랩(1223)의 축방향 높이보다 높게 형성되고, 고정측벽부(1222)의 내경은 선회경판부(1231)의 외경보다 크게 형성된다. 이에 따라, 선회스크롤(123)은 고정스크롤(122)의 고정측벽부(1222) 안쪽에 삽입되어 선회운동을 하게 된다.

고정랩(1223)은 고정경판부(1221)의 전방면에서 선회스크롤(123)을 향해 일체로 연장되어 형성된다. 고정랩(1223)은 후술할 선회랩(1232)과 같이 인벌류트 형상이나 대수나선 형상 또는 비 인벌류트 형상 등 다양하게 형성될 수 있다. 이는 스크롤 방식의 전동식 압축기에서는 알려져 있는 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 선회스크롤(123)은 선회경판부(1231), 선회랩(1232) 및 선회보스부(1233)을 포함한다. 선회스크롤(123)은 회전축(135)에 결합되어 고정스크롤(122)에 대해 선회운동을 하게 된다. 이에 따라, 선회스크롤(123)은 고정스크롤(122)과 함께 각각 흡입압실, 중간압실, 토출압실로 된 두 개 한 쌍의 압축실(V)을 형성하게 된다.

도 2를 참조하면, 선회경판부(1231)는 대략 원판모양으로 형성된다. 선회경판부(1231)의 외경은 고정측벽부(1222)의 내경보다 작게 형성된다. 이에 따라, 선회스크롤(123)은 고정스크롤(122)의 내부로 삽입된다. 하지만, 이는 압축기의 형태에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 선회경판부(1231)는 고정측벽부(1222)의 내경보다 크게 형성되어 선회경판부(1231)의 가장자리 후방면이 고정측벽부(1222)의 전방면과 스러스트면을 형성할 수도 있다.

또, 선회경판부(1231)의 후방면에는 고정랩(1223)과 맞물리는 선회랩(1232)이 형성된다. 선회경판부(1231)의 후방면은 선회랩(1232)과 함께 압축실(V)을 형성하게 된다. 이에 따라, 압축실(V)은 바깥쪽에서 안쪽으로 말려들어 가면서 흡입압실, 중간압실, 토출압실이 연속으로 이어지도록 형성된다.

또, 선회경판부(1231)의 중앙부 또는 중앙측 선회랩(1232)에는 배압구멍(1231a)으로 형성될 수 있다. 배압구멍(1231a)은 중간압실(압축실의 일부를 이루므로 이하에서는 압축실과 동일한 부호를 기재한다)(V)과 배압실(S4) 사이에 형성된다. 따라서, 이 서로 연통되어 중간압실(V)의 냉매와 오일이 배압실(S4)로 이동하면서 배압력을 형성할 수 있게 된다. 이 경우에는 냉매와 오일이 배압실(S4)의 압력과 중간압실(V)의 압력 간 차이에 따라 배압실(S4)과 중간압실(V) 사이를 능동적으로 이동하게 되므로 배압실의 압력을 압축실(V)의 압력에 대응하여 적정하게 유지할 수 있다.

선회랩(1232)은 선회경판부(1231)의 후방면에서 고정스크롤(122)을 향해 일체로 연장되어 형성된다. 선회랩(1232)은 앞서 설명한 고정랩(1223)과 마찬가지로 인벌류트 형상이나 대수나선 형상, 또는 비 인벌류트 형상 등 압축기의 형태에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 이에 대해서도 고정랩과 마찬가지로 구체적인 설명은 생략한다.

선회보스부(1233)는 선회경판부(1231)의 전방면 중앙에서 프레임(121)을 향해 연장 형성되고, 선회보스부(1233)에는 편심 베어링(173)이 삽입되어 결합된다. 편심 베어링(173)은 메인 베어링(171)과 같이 부시 베어링 또는 볼 베어링이 적용될 수 있다. 본 실시예는 볼 베어링이 적용된 예를 도시하였다.

다음으로, 본 실시예에 따른 모터부를 설명한다.

본 실시예에 따른 모터부(130)는 압축부(120)에 연결되어 그 압축부(120)가 냉매를 압축하기 위한 동력을 제공하게 된다. 이에 따라, 모터부(130)는 통전부(150)에 의해 인버터부(140)에 전기적으로 연결되어, 그 인버터부(140)에서 인가되는 전원에 의해 동작되고 제어신호에 의해 제어된다. .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 모터부(130)는 하우징(110)에 고정되는 고정자(131), 고정자(131)에 회전 가능하게 구비되는 회전자(132)를 포함한다.

고정자(131)는 회전자 수용부(1311)가 중앙에 형성되고, 회전자 수용부(1311)의 둘레를 따라 권선코일(1312)이 감겨진다. 권선코일(1312)은 통전부(150)에 연결되어 인버터부(140)로부터 전원 및 제어신호를 전달받는다. 이에 따라, 고정자(131)는 권선코일(1312)로 인가되는 전원에 의해 전자기장을 형성하게 된다.

회전자(132)는 회전축 수용부(1321)가 중앙에 형성되고, 회전축 수용부(1321)의 둘레를 따라 마그네트(1322)가 배치된다. 이에 따라, 회전자(132)는 고정자(131)에 형성된 전자기장에 의해 유도되어 회전을 하게 된다.

회전자(132)의 회전축 수용부(1321)에는 회전축(135)이 결합되고, 회전축(135)의 타단은 선회스크롤(123)에 결합된다. 회전축(135)은 회전자(132)의 회전축 수용부(1321)에 열간압입되어 긴밀하게 결합된다. 이에 따라, 모터부(130)에서 발생되는 회전력은 회전축(135)을 통해 선회스크롤(123)에 전달되어 냉매를 압축하게 된다.

본 실시예에 따른 회전축(135)은 압축기의 형태에 따라 모터부(130)를 사이에 두고 그 회전축(135)의 양단이 각각 반경방향으로 지지된다. 하지만, 회전축(135)은 모터부(130)의 일측에서 그 회전축(135)의 일단이 반경방향으로 지지될 수 있다. 회전축의 지지구조에 대해서는 나중에 자세하게 설명한다.

다음으로, 본 실시예에 따른 인버터부를 설명한다.

본 실시예에 따른 인버터부(140)는 인버터 하우징(141), 인버터 커버(142) 및 인버터유닛(430)을 포함한다. 본 실시예에 따른 인버터부(140)는 메인 하우징(111)의 전방측에 설치된다.

여기서, 인버터부(140)의 외관을 이루는 인버터 하우징(141)과 인버터 커버(142)는 절연성 재질로 형성될 수 있다. 하지만, 인버터 하우징(141)은 메인 하우징(111)의 전방단이 개구되는 경우 그 메인 하우징(111)의 전방단을 복개하여 하우징(110)의 일부를 이루는 동시에 회전축(135)의 일단을 지지하게 된다. 따라서, 인버터 하우징(141)은 메인 하우징(111)과 동일한 알루미늄(알루미늄 합금)과 같은 금속 재질로 형성되는 것이 강도 측면에서 바람직할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 인버터 하우징(141)은 인버터 커버(142)와 결합되어 인버터부(140)의 외관을 형성한다. 인버터 하우징(141)은 메인 하우징(111)의 전방측에 결합되어 메인 하우징(111)의 전방측을 복개하게 된다.

다만, 인버터 하우징(141)은 메인 하우징(111)의 형상에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 메인 하우징(111)의 전방측이 막힌 구조에서는 인버터 하우징(141)은 별도로 제작되지 않고 메인 하우징(111)의 일부로 대체될 수 있다. 본 실시예는 메인 하우징(111)의 양단이 개구된 원통 형상을 예로 들어 설명하는 것이어서, 도 1 및 도 2는 메인 하우징의 개구단이 인버터 하우징에 의해 복개된 형상을 도시하고 있다.

또, 인버터 하우징(141)의 내측면, 즉 모터부(130)를 마주보는 인버터 하우징(141)의 후방면 중앙에는 베어링 지지부(1411)가 구비되고, 베어링 지지부(1411)에는 후술할 회전축(135)의 제2 단부(1352)를 지지하기 위한 핀 베어링(172)이 삽입되거나 일체로 연장되어 구비될 수 있다. 베어링 지지부에 대하여서는 회전축 지지구조와 함께 나중에 설명한다.

인버터 커버(142)는 인버터 하우징(141)과 결합되어 인버터 커버(142)와 인버터 하우징(141) 사이에 인버터실(S5)이 형성되고, 인버터실(S5)에는 인버터유닛(143)이 수용될 수 있다. 인버터 유닛에 대해서는 인버터 방식으로 제어되는 전동식 압축기에 이미 알려져 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 전동식 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 모터부(120)에 전원이 인가되면, 회전자(132)가 고정자(131)와의 상호 작용에 의해 회전을 하게 된다. 그러면 회전자(132)에 결합된 회전축(135)이 회전을 하게 된다. 회전축(135)이 선회스크롤(123)에 결합됨에 따라 모터부(130)의 회전력은 선회스크롤(123)에 전달되고, 선회스크롤(123)은 자전방지기구(미부호)에 의해 고정스크롤(122)에 대해 선회운동을 하게 된다.

그러면 고정랩(1223)과 선회랩(1232) 사이에 형성된 압축실(V)은 중심을 향해 지속적으로 이동하면서 체적이 감소되고, 냉매는 흡기구(111a)를 통해 모터실(S1)로 흡입되었다가 모터부(130)와 프레임(121), 고정스크롤(122)의 흡입구(1222b)를 통과하여 압축실(V)의 흡입압실로 흡입된다. 이 냉매는 선회스크롤(123)과 고정스크롤(122)에 의해 중간압실로 이동하면서 압축되어 토출압실로 이동한 후 토출구(1221a)를 통해 토출실(S2)로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 토출실(2)로 토출된 냉매는 유분리실(S3)로 이동하여 그 유분리실(S3)에 구비된 유분리기(미도시)에 의해 오일이 냉매로부터 분리되고, 오일이 분리된 냉매는 배기구(112a)를 통해 냉동사이클의 응축기로 배출된다. 반면, 냉매에서 분리된 오일은 별도의 배압통로(미도시)를 통해 배압실로 이동하거나 모터실(S1)로 회수되었다가 압축실(V)을 통해 배압실(S4)로 이동하게 된다.

그러면, 배압실(S4)로 이동하는 오일은 그 배압실(S4)로 이동하는 중에 감압부재(미도시)를 거치면서 토출압에서 중간압으로 감압된다. 이 오일은 배압실(S4)에 수용되어 중간압의 배압력을 형성하고, 이 배압력에 의해 선회스크롤(123)이 고정스크롤(122)로부터 이격되지 않도록 억제되어 선회스크롤(123)과 고정스크롤(122) 사이의 압축실(V)을 실링하게 된다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 스크롤 방식의 전동식 압축기는, 회전축이 회전자와 선회스크롤 사이에 결합되어 회전을 하게 된다. 따라서, 선회스크롤은 물론 회전축의 무게가 가벼울수록 압축기 효율 측면에서 유리하다. 특히, 전동식 압축기가 차량에 적용되는 경우에는 압축기의 무게가 자동차 효율과 연관되므로 차량용 압축기의 무게를 줄이기 위해서라도 회전축의 무게는 가벼울 수록 더욱 좋다.

이에, 전동식 압축기 분야에서는 회전자와 회전축, 그리고 선회스크롤과 같은 회전체의 무게를 경감시키기 위한 다양한 연구가 시도되고 있다. 본 실시예는 회전축의 축길이를 줄여 회전체의 무게를 경감시키면서도 회전축(더 정확하게는 회전자를 포함한 회전체)을 안정적으로 지지할 수 있는 회전축 지지구조를 제공하고, 이를 통해 경량화된 전동식 압축기를 구현하려는데 발명의 주된 목적이 있다.

통상, 횡방향으로 배열되는 전동식 압축기(이하, 횡형 전동식 압축기라고 한다)에서의 회전축의 지지구조는, 그 회전축을 지지하는 위치에 따라, '양단 지지' 또는 '일단 지지'로 구분할 수 있다. '양단 지지'는 회전축을 지지하는 지지점이 회전자를 중심으로 양쪽에 각각 위치하는 구조이고, '일단 지지'는 회전축을 지지점이 회전자를 중심으로 한쪽에만 위치하는 구조이다.

본 실시예와 같은 횡형 전동식 압축기는 양단 지지 구조가 모멘트 길이를 줄일 수 있어 안정성 측면에서 유리하다. 하지만, 양단 지지 구조는 회전자의 양쪽으로 회전축이 연장되어야 하므로 그만큼 회전축의 길이가 길어져 회전축의 무게를 줄이는 측면에서는 불리하다. 반면, 일단 지지 구조는 회전축의 일단이 회전자보다 길어질 필요가 없어 그만큼 회전축의 길이를 줄이는데 유리하다. 하지만, 일단 지지 구조는 회전축이 외팔보 형태를 띄게 되므로, 안정성 측면에서는 불리할 수 있다.

본 실시예는 양단 지지 구조와 일단 지지 구조의 장점만을 취하여 회전축을 지지하는 것으로, 기본적인 지지형태는 일단 지지 구조와 같다. 즉, 본 실시예는 회전축의 일단이 회전자의 일단에서 연장되고 회전축의 타단은 회전축의 타단보다는 연장되지 않게 형성하여 회전축의 길이를 줄이되, 그 회전축의 양단을 각각 지지하는 양단 지지 형태를 취함으로써 회전축을 포함한 회전체의 안정성을 확보하고자 하는 것이다.

도 3은 도 2에 따른 전동식 압축기에서 회전축을 지지하는 구조를 개략적으로 보인 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 회전축(135)은, 회전자(132)가 결합되는 축부(135a), 회전자(132)의 축방향 일측에서 지지되는 메인 베어링부(135b), 회전자(132)의 축방향 타측에서 지지되는 서브 베어링부(135c)를 포함한다. 이에 따라, 회전축(135)은 앞서 설명한 '양단 지지 구조'를 이루게 된다.

축부(135a)는 회전축(135)의 중심부분을 이룬다. 축부(135a)는 회전자(132)의 회전축 수용부(1321)에 열간압입되어 고정 결합된다. 축부(135a)의 축방향 길이(L11)는 회전자의 축방향 길이(L2)와 대략 동일하게 형성된다. 이에 따라, 인버터 하우징(141)을 마주보는 축부(135a)의 전방단(제1 단부면)(1352a)은 회전자(132)의 전방단(132a)과 거의 동일하게 형성된다.

메인 베어링부(135b)는 축부(135a)의 후방단(미부호)에서 연장되어 형성된다. 또, 메인 베어링부(135b)의 일부는 프레임(121)의 축수구멍(1212)을 관통하여 그 프레임(121)과 선회스크롤(123)에 의해 형성되는 배압실(S4)의 내부에서 메인 베어링(171)에 의해 의해 지지된다.

여기서, 메인 베어링(171)은 부시 베어링으로 이루어질 수도 있으나, 본 실시예에서는 도 2 및 도 3과 같이 깊은 홈 볼 베어링으로 이루어질 수 있다. 깊은 홈 볼 베어링은 회전축(135)의 반경방향은 물론 축방향도 지지할 수 있다. 따라서, 후술할 서브 베어링(172)은 회전축(135)을 반경방향으로만 지지하도록 구성될 수도 있다. 이하에서는 서브 베어링은 주로 핀 베어링이라고 하며, 제2 베어링 또는 제2 지지부재라고도 할 수 있다.

서브 베어링부(135c)는 모터실의 내부에서 서브 베어링(172)에 의해 지지된다. 하지만, 본 실시예에서의 서브 베어링부(135c)는 축부(135a)에서 연장되지 않고 축부(135a)의 범위내에서 형성된다.

즉, 본 실시예에 따른 서브 베어링부(135c)는 기능적으로 보면 축부(135a)와 구분되지만, 위치로 보면 축부(135a)의 범위에 속한다. 이에 따라, 회전축(135)은 메인 베어링부(135b)가 형성되는 부분을 제1 단부(1351)로, 서브 베어링부(135c)가 형성되는 부분을 제2 단부(1352)로 각각 정의하여 설명할 수 있다. 이하에서는 제1 단부는 제1 단부의 말단인 제1 단부면을, 제2 단부는 제2 단부의 말단인 제2 단부면을 지칭할 수도 있다.

다시 도 3을 참조하면, 회전축(135)의 제1 단부(1351)는 앞서 설명한 바와 같이, 회전자(132)의 후방측 단면(미부호)보다 길게 연장되며, 프레임(121)의 축수구멍(1212)을 통과하여 그 프레임(121)에 구비된 메인 베어링(171)에 결합된다. 메인 베어링(171)은 제1 베어링 또는 제1 지지부재이라고도 한다.

회전축(135)의 제2 단부(1352)의 말단면은 앞서 설명한 바와 같이, 회전자(132)의 전방면(132a)과 거의 같게 형성되므로, 제2 단부(1352)는 회전자(132)의 전방면(132a)으로부터 거의 돌출되지 않게 된다. 이에 따라, 회전축(135)의 전체 길이(L1)가 짧아지게 되어 그만큼 회전축(135)의 무게를 줄일 수 있다.

상기와 같이 제2 단부(1352)는 회전자(132)의 전방면(132a)으로부터 거의 돌출되지 않게 되면, 제2 단부(1352)는 그 제2 단부(1352)가 마주보는 인버터 하우징(더 정확하게는 후술할 베어링 지지부)(141)의 내측면으로부터 일정 간격만큼 이격되게 된다.

그러면, 제2 단부(1352)는 제1 단부(1351)와 다르게 반경방향 지지점을 형성하지 못하게 되어 양단 지지 구조를 구현하기가 어렵게 된다. 하지만, 본 실시예는 제2 단부(1352)에 후술할 핀 베어링(172)이 축방향으로 삽입되어 회전축(135)의 제2 단부(1352)를 지지함으로써 양단 지지 구조가 가능하게 된다.

예를 들어, 회전축(135)의 제2 단부(1352)에는 단부면(1352a)에서 제2 베어링수용홈(1355)이 형성되고, 이 제2 베어링수용홈(1355)에 핀 베어링(172)이 회전 가능하게 삽입된다. 핀 베어링(172)은 다시 인버터 하우징(141)에 지지된다. 이에 따라, 회전축(135)과 인버터 하우징(141)은 핀 베어링(172)과 함께 서브 베어링을 형성하게 된다. 제2 베어링수용홈은 제2 지지홈이라고도 할 수 있다.

이에 따라, 회전축(135)은 제2 단부(1352)가 회전자(132)의 외부로 돌출되지 않거나 또는 인버터 하우징으로부터 이격될 수 있을 정도로 돌출됨에 따라, 회전축(135)의 길이(L1)가 종래에 비해 짧아지게 된다. 이에 따라 회전축을 포함한 회전체의 무게가 감소되어 모터 효율이 향상될 수 있다.

도 4는 본 실시예에 따른 전동식 압축기에서 제2 베어링을 회전축과 하우징에서 분리하여 보인 분해 사시도이고, 도 5는 본 실시예에 따른 제2 베어링을 회전축과 하우징에 조립한 상태를 파단하여 보인 사시도이며, 도 6은 본 실시예에 따른 제2 베어링을 회전축과 하우징에 조립하여 보인 단면도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 서브 베어링은 일종의 핀 베어링(172)으로 형성될 수 있다. 하지만, 앞서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 핀 베어링(172)은 외팔보 형태를 이룸에 따라, 핀 베어링(172)의 고정점(P1)과 지지점(P2) 사이의 길이로 정의되는 베어링의 지지길이(L31)는 짧을수록 모멘트 길이가 짧아져 안정성 측면에서 유리하다.

다만, 핀 베어링(172)의 지지길이(L31)가 너무 짧으면 모터부(130)와 인버터 하우징(141) 사이의 간격이 좁아지게 되고, 그러면 모터부(130)와 인버터 하우징(141)의 사이에 흡기구(111a)를 형성할 만큼 여유공간이 생기지 않을 수도 있다. 따라서, 핀 베어링(172)의 지지길이(L31)는 메인 하우징(111)에 흡기구(111a)가 형성될 수 있을 만큼의 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 핀 베어링(172)의 지지길이(L31)는 흡기구(111a)의 직경(D1)보다는 크거나 같게 형성될 수 있다.

하지만, 핀 베어링(172)의 지지길이(L31)가 흡기구(111a)의 직경(D1)보다는 크거나 같게 형성될 경우에는 핀 베어링(172)의 지지길이(L31)가 길어지면서 핀 베어링(172)의 강성이 약화될 수 있다. 따라서, 본 실시예는 인버터 하우징(141)의 내측면에서 축방향으로 연장되는 베어링 지지부(1411)를 형성하고, 그 베어링 지지부(1411)에 핀 베어링(172)을 결합할 수 있다. 베어링 지지부는 지지돌부라고도 할 수 있다.

도 4는 본 실시예에 따른 서브 베어링을 분해하여 보인 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 서브 베어링을 조립하여 보인 사시도이며, 도 6는 도 5의 서브 베어링의 조립상태를 설명하기 위해 보인 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 서브 베어링은 핀 베어링(172)으로 이루어진다. 핀 베어링(172)의 일단은 인버터 하우징(141)에 구비된 베어링 지지부(1411)에 고정되고, 핀 베어링(172)의 타단은 회전축(135)의 제2 단부(1352)에 회전 가능하도록 삽입될 수 있다. 이에 따라, 회전축(135)의 제2 단부(1352)는 핀 베어링(172)에 의해 인버터 하우징(141)에 대해 회전 가능하게 지지될 수 있다.

도 3 및 도 6을 참조하면, 베어링 지지부(또는 베어링부재)(1411)의 축중심(O')은 프레임(121)에 구비된 축수구멍(1212)의 축중심(O")과 동축으로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 회전축(135)은 양쪽 지지점(Ps1)(Ps2)이 동축 상에 위치하게 되어 회전축(135)이 안정적으로 회전하게 될 수 있고, 고정자(131)와 회전자(132) 사이의 충돌이 억제될 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 베어링 지지부(1411)는, 인버터 하우징(141)의 내측면에서 회전축(135)을 향하는 방향으로 기설정된 높이만큼 연장되어 형성된다. 베어링 지지부(1411)는 인버터 하우징(141)에 단일체로 형성될 수도 있고, 별도로 제작되어 인버터 하우징(141)에 조립될 수도 있다. 본 실시예는 베어링 지지부(1411)가 인버터 하우징(141)에 단일체로 형성된 예를 중심으로 설명한다.

베어링 지지부(1411)는 후방측에서 정면투영시 원형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베어링 지지부(1411)는 길이방향으로 동일한 외경을 가지도록 형성될 수 있다.

하지만, 베어링 지지부(1411)는 핀 베어링(172)의 지지강성을 충분하게 확보할 수 있는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 베어링 지지부(1411)의 외경(미부호)은 대략 회전축(135)의 외경(D3)보다는 크고 회전자(132)의 외경(D4)보다는 작게 형성될 수 있다.

다만, 베어링 지지부(1411)의 외경이 회전축(135)의 외경(D3)보다 크게 형성되면, 베어링 지지부(1411)가 후술할 제2 베어링수용홈(1355)의 입구를 가려 제2 베어링수용홈(1355)으로의 급유저항이 발생되거나, 또는 회전자가 기울어졌을 때 그 회전자(132)와 베어링 지지부(1411)가 충돌할 수 있다.

따라서, 베어링 지지부(1411)의 외경은 가능한 한 작게 형성하는 것이 급유저항을 낮추고 회전자와의 충돌 가능성을 낮출 수 있다. 하지만, 이는 핀 베어링(172)의 지지강도가 그만큼 약화될 수 있다.

이를 고려하여, 베어링 지지부(1411)의 외주면은 뿌리단(1411a)에서 단부면(1411b)까지 경사진 테이퍼진 단면 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 인버터 하우징(141)에서 연장되는 베어링 지지부(1411)의 뿌리단(1411a)의 외경(D21)은 회전축(135)의 외경(D3)보다 크게 형성되고, 뿌리단(1411a)의 반대쪽인 베어링 지지부(1411)의 단부면(1411b)의 외경(D22)은 회전축(135)의 외경(D3)보다 작게 형성될 수 있다.

이에 따라, 모터실(S1)의 냉매와 오일이 경사진 베어링 지지부(1411)의 외주면을 따라 제2 베어링수용홈(1355)쪽으로 원활하게 안내되어 그 제2 베어링수용홈(1355)과 핀 베어링(172)의 외주면 사이를 효과적으로 윤활할 수 있다.

뿐만 아니라, 회전자(132)의 전방면(또는 전방단)132a)을 마주보는 베어링 지지부(1411)의 단부면(1411b)이 좁아지게 되고, 이로 인해 회전자(132)가 운전중에 미세하게 기울어지더라도 베어링 지지부(1411)와의 충돌 가능성을 낮출 수 있다.

도 7은 본 실시예에 따른 베어링 지지부에 제2 베어링이 결합된 상태를 확대하여 보인 단면도이고, 도 8a 및 도 8b는 도 7의 "Ⅴ-Ⅴ" 및 "Ⅵ-Ⅵ"선단면도들이다.

도 7 내지 도 8b를 참조하면, 본 실시예에 따른 베어링 지지부(1411)의 단부면(1411b)에는 제1 베어링수용홈(1412)이 형성되고, 제1 베어링수용홈(1412)에는 후술할 핀 베어링(172)의 제1 핀부(1721)가 삽입되어 결합된다. 제1 베어링수용홈은 제1 지지홈이라고도 할 수 있다.

제1 베어링수용홈(1412)의 내경(D5)은 핀 베어링(172)의 외경(D6)과 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 핀 베어링(172)은 베어링 지지부(1411)의 제1 베어링수용홈(1412)에 압입되어 고정 결합될 수 있다.

제1 베어링수용홈(1412)의 내경(D5)은 후술할 제2 베어링수용홈(1355)의 내경(D7)과 동일하게 형성될 수 있다. 그러면, 제1 베어링수용홈(1412)에 삽입되는 핀 베어링(172)의 제1 핀부(1721)의 외경(D61)와 제2 베어링수용홈(1355)에 삽입되는 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722)의 외경(D62)가 동일하게 형성되어, 핀 베어링(172)의 조립공정이 용이하게 될 수 있다.

하지만, 제1 베어링수용홈(1412)의 내경(D5)은 제2 베어링수용홈(1355)의 내경(D7)보다 크게 형성될 수 있다. 그러면, 핀 베어링(172)의 제1 핀부(1721)의 외경(D61)이 제2 핀부(1722)의 외경(D62)보다 크게 형성되어, 외팔보 형태인 핀 베어링(172)의 반경방향 하중을 실질적으로 받는 제2 핀부(1722)에 대한 강성이 증가되어 회전축(135)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다. 이에 대해서는 나중에 핀 베어링의 형상을 설명하면서 다시 설명한다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 제1 베어링수용홈에 대한 다른 실시예를 보인 도면들이다.

다시 도 8a를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 베어링수용홈(1412)은 단일 내경을 가지도록 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 핀부(1721) 역시 단일 외경을 가지도록 형성될 수 있다.

하지만, 본 실시예에 따른 제1 베어링수용홈(1412)의 내경은 복수 개의 내경으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 9a와 같이, 제1 베어링수용홈(1412)은 뿌리단 쪽은 소경부(1412a)로, 단부면쪽은 대경부(1412b)를 이루도록 단차지게 형성되고, 핀 베어링(172)의 제1 핀부(1721) 역시 복수 개의 외경을 가지도록 단차지게 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 핀부(1721)와 제2 핀부(1722)의 사이에 환형으로 연장되는 플랜지돌부(1723)가 형성될 수 있다.

이에 따라, 베어링 지지부(1411)와 핀 베어링(172) 사이에서의 축방향 지지면이 확대되어, 핀 베어링(172)이 인버터 하우징(141)을 향하는 방향으로 축방향 하중을 받더라도 이를 효과적으로 지지하여 핀 베어링(172)을 안정적으로 지지할 수 있다.

또, 도 9b와 같이, 제1 베어링수용홈(1412)의 내주면은 각진 단면 형상으로 형성되고, 핀 베어링(172)의 제1 핀부(1721) 역시 제2 베어링수용홈(1355)의 내주면과 대응되도록 각진 단면 형상으로 형성될 수 있다. 그러면, 제1 베어링수용홈(1412)에 핀 베어링(172)을 압입하지 않더라도 핀 베어링(172)을 제1 베어링수용홈(1412)에 고정 결합할 수 있다.

상기와 같이, 핀 베어링(172)의 제1 핀부(1721)가 제1 베어링수용홈(1412)에 고정 결합되는 경우에는 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722)에 회전축(135)의 제1 베어링수용홈(1412)을 용이하게 정렬시킬 수 있다. 이를 통해 서브 베어링인 핀 베어링(172)의 조립작업이 유리할 수 있다.

또, 이 경우에는 회전축(135)의 제2 베어링수용홈(1355)과 이를 마주보는 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722) 사이에서만 베어링면이 형성되므로, 압축기의 운전시 핀 베어링(172)의 거동이 안정되어 마찰소음이 억제될 수 있다.

이어서, 본 실시예에 따른 핀 베어링을 설명한다.

다시 도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 핀 베어링(172)은 속찬 원형 단면을 가지는 봉 형상으로 형성되어, 일단은 인버터 하우징(141)에 고정되고 타단은 회전축(135)에 회전 가능하게 삽입된다. 핀 베어링(172)은 앞서 설명한 바와 같이 인버터 하우징(141)에 고정되는 단부를 제1 핀부(1721), 회전축(135)에 삽입되는 단부를 제2 핀부(1722)라고 정의한다.

제1 핀부(1721)의 외경(D61)은 제1 베어링수용홈(1412)의 내경(D7)과 동일하게 형성된다. 이에 따라, 제1 핀부(1721)는 인버터 하우징(141)의 베어링 지지부(1411)에 구비된 제1 베어링수용홈(1412)에 압입되어 고정될 수도 있다. 물론, 제1 핀부(1721)의 외경(D61)이 제1 베어링수용홈(1412)의 내경보다 작게 형성되는 경우에는 제1 핀부(1721)는 제1 베어링수용홈(1412)에 회전 가능하게 삽입될 수도 있다.

제2 핀부(1722)는 회전축(135)의 제2 단부(1352)에 구비된 제2 베어링수용홈(1355)에 회전 가능하게 삽입된다. 이에 따라, 제2 핀부(1722)의 외경(D62)은 제2 베어링수용홈(1355)의 내경(D7)보다 작게 형성된다. 이에 따라, 핀 베어링(172)은 제2 베어링수용홈(1355)에 회전 가능하게 삽입되어, 회전축(135)의 제2 단부(1352)는 핀 베어링(172)에 지지된 상태로 회전할 수 있다.

또, 핀 베어링(172)은 회전축(135)과의 베어링길이(L32)가 적정한 길이를 유지할 수 있어야 한다. 만약, 베어링길이(L32)가 너무 짧으면 회전축(135)의 회전시 핀 베어링(172)이 이탈될 수 있고, 그러면 회전축(135)의 제2 단부(1352)를 안정적으로 지지할 수 없게 된다. 반면, 베어링길이(L32)가 길면 회전축(135)과 핀 베어링(172) 사이의 마찰면적이 증가하게 되어 그만큼 마찰손실이 증가될 수 있다.

따라서, 회전축(135)의 제2 베어링수용홈(1355)에 삽입된 핀 베어링(172)의 베어링길이(L32)는 회전축(135)을 안정적으로 지지하면서도 마찰손실이 과도하게 증가하지 않는 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 핀 베어링(172)의 베어링길이(L11)는 회전축(135)의 제2 단부면(1352a)과 베어링 지지부(1411)의 단면면(1411b) 사이의 간격(L2) 대비 1.5~2.5배 이내가 되도록 형성될 수 있다.

또, 핀 베어링(172)의 외경(D6)은 회전축(135)의 외경(D3)과 대비하여 적정한 굵기를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 핀 베어링(172)의 외경(D6)이 회전축(135)의 외경(D3)에 비해 너무 얇게 형성되면 충분한 강성을 확보하지 못하여 신뢰성이 저하될 수 있다. 반면, 핀 베어링(172)의 외경(D6)이 너무 크면 그만큼 마찰손실이 증가될 수 있다.

따라서, 핀 베어링(172)은 회전축(135)의 제2 단부(1352)를 안정적으로 지지할 수 있는 정도의 강성을 확보하면서도 회전축(135)과의 마찰손실을 최소화할 수 있는 정도의 외경(D6)은을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 핀 베어링(172)의 외경(D6)은 그 핀 베어링(172)의 소재에 따라 다르지만 주철인 경우를 고려하면 회전축(135)의 외경(D3) 대비 1/3 ~ 1/2배 정도의 크기를 가지도록 형성될 수 있다.

또, 핀 베어링(172)의 소재는 베어링면적을 최소한으로 유지하면서도 회전축(회전자를 포함한)(135)을 안정적으로 지지강도를 확보할 수 있는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

다만, 핀 베어링(172)의 소재는 핀 베어링(172)의 외경(D6)과 베어링길이(L32)에 따라 달라질 수 있지만, 대략 회전축(135)에 버금가는 강성을 가지되 그 회전축(135)과의 마찰을 고려하여 회전축(135)과는 이종재질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 회전축(135)은 탄소강 또는 니켈강이나 크롬강과 같은 특수강으로 이루어지므로, 핀 베어링(172)은 회전축(135)에 비해 상대적으로 윤활성이 좋은 주철로 형성될 수 있다.

나아가, 핀 베어링(172)은 도 4와 같이, 그 외주면에 윤활코팅층(1725)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 윤활코팅층(1725)은 핀 베어링(172)은 주철의 외표면에 윤활을 고려한 루브라이트(Lubrite) 코팅층으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 회전축(135)이 고속으로 회전하더라도 그 회전축(135)과 핀 베어링(172) 사이에서의 마찰손실 및 마찰소음을 줄일 수 있고, 핀 베어링(172)의 마모를 억제하여 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 도 4 내지 도 6과 같이, 본 실시예에 따른 핀 베어링(172)은 단일 외경을 가지도록 형성될 수 있다. 이 경우에는 제1 베어링수용홈(1412)에 삽입되는 제1 핀부(1721)의 외경(D61)은 제2 베어링수용홈(1355)에 삽입되는 제2 핀부(1722)의 외경(D62)과 동일하게 형성되므로, 핀 베어링(172)의 방향성이 없다. 따라서, 핀 베어링(172)의 조립이 용이할 수 있다.

하지만, 핀 베어링(172)의 외경이 복수 개로 형성될 수도 있다. 도 10은 본 실시예에 따른 핀 베어링에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제2 핀부(1722)의 외경(D62)이 제1 핀부(1721)의 외경(D61)보다 크게 형성될 수 있다. 그러면, 회전축(135)를 포함한 회전체의 하중을 더 크게 받는 제1 핀부(1721)에 대한 강도가 증가되어 회전축(135)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

또, 도면으로 도시하지는 않았으나, 핀 베어링 자체가 이종재질로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 핀 베어링은 복층 구조로 이루어져 내부층은 강성을 고려한 제1 부재로 형성되는 반면, 외부층은 윤활 또는 무게 경감을 고려한 제2 부재가 형성될 수도 있다.

이 경우, 제1 부재와 제2 부재는 금형을 이용하여 일체로 형성하거나 또는 후조립하여 형성할 수도 있다. 또, 이 경우에도 제2 부재의 외주면에 윤활코팅층을 형성할 수도 있다.

또, 도면으로 도시하지는 않았으나, 핀 베어링은 강도를 확보할 수 있으면 속빈 봉 형상으로 형성될 수도 있고, 윤활성 재질 또는 오일을 보유할 수 있는 형상 또는 재질로 형성될 수도 있다.

다음으로, 본 실시예에 따른 제2 베어링수용홈을 설명한다.

다시 도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 제2 베어링수용홈(1355)은, 회전축(135)의 제2 단부(1352)에 형성된다. 예를 들어, 제2 베어링수용홈(1355)은 제2 단부(1352)의 축중심에서 제1 단부(1351)쪽으로 기설정된 길이만큼 음형지게 형성된다.

또, 제2 베어링수용홈(1355)의 내경(D7)은 핀 베어링(172)이 삽입되어 회전될 수 있는 정도의 내경을 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 베어링수용홈(1355)의 내경(D7)은 핀 베어링(172)의 외경(D6)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 베어링수용홈(1355)의 내주면과 핀 베어링(172)의 외주면 사이로는 냉매 또는 오일이 유입될 수 있고, 이 냉매 또는 오일이 제2 베어링수용홈(1355)과 핀 베어링(172) 사이를 윤활하게 된다.

또, 본 실시예에 따른 제2 베어링수용홈(1355)은 동일한 내경(D7)을 가지는 진원형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 하지만, 제2 베어링수용홈(1355)은 내경이 상이하거나 복수 개로 형성될 수도 있다. 도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 제2 베어링수용홈에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이다.

도 11a를 참조하면, 제2 베어링수용홈(1355)은 타원 형상으로 형성될 수 있다.

이 경우에는 전동식 압축기가 횡방향으로 배치되는 점을 고려하여 종방향은 단축을, 횡방향은 장축을 가지는 타원 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 단축을 이루는 제2 베어링수용홈(1355)의 종방향 내주면(1355a)은 핀 베어링(172)의 외주면과 함께 베어링면을 형성하게 된다.

반면, 장축을 이루는 제2 베어링수용홈(1355)의 횡방향 내주면(1355b)은 핀 베어링(172)의 외주면으로부터 이격되어 일종의 급유홈을 형성하게 될 수 있다. 그러면, 제2 베어링수용홈(1355)의 내부로 냉매 또는 오일이 원활하게 공급되어 핀 베어링(172)에 대한 윤활특성을 높일 수 있다.

또, 도 11b를 참조하면, 본 실시예에 따른 제2 베어링수용홈(1355)의 내주면에는 복수 개의 급유홈(1355c)이 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성될 수도 있다. 이 경우에도 급유홈(1355c) 사이를 이루는 제1 베어링수용홈(1412)의 내주면은 핀 베어링(172)의 외주면과 함께 베어링면을 형성하는 반면 급유홈(1355c)은 핀 베어링(172)의 외주면으로부터 이격되어 냉매 또는 오일이 공급되는 통로 역할을 하게 될 수 있다.

나아가, 급유홈(1355c)은 후술할 회전축(135)을 양단 사이를 관통하는 급유구멍과 연통되도록 형성될 수 있다. 이 경우에는 회전축(135)의 제1 단부에서 제2 단부(1352)까지 급유통로가 형성되면서 제2 베어링수용홈(1355)과 핀 베어링(172) 사이로 냉매 또는 오일이 더욱 원활하게 공급될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참고하면, 제2 베어링수용홈(1355)의 축방향 길이(L12)는 그 제2 베어링수용홈(1355)에 삽입되는 핀 베어링(172)의 베어링길이(L32)와 거의 동일하게 형성되고, 제2 베어링수용홈(1355)은 후방측면을 이루는 내측면(1355d)의 전체 또는 일부가 막힌 형상으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 제2 베어링수용홈(1355)의 내주면은 핀 베어링(172)의 외주면에 대해 반경방향 베어링면을 형성하는 동시에, 제2 베어링수용홈(1355)의 내측면(1355d)은 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722)에 대해 축방향 베어링면을 형성하게 된다. 이는, 제2 베어링수용홈(1355)의 축방향 길이(L12)가 핀 베어링(172)의 베어링길이(L32)보다 약간 길게 형성되는 경우에도 마찬가지이다.

또, 도 7을 참조하면, 제2 베어링수용홈(1355)은 단일 내경으로 형성될 수도 있다. 이 경우 제2 베어링수용홈(1355)에 삽입되는 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722) 역시 단일 외경을 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 베어링수용홈(1355)과 제2 핀부(1722) 사이에는 한 개의 축방향 베어링면을 형성하게 된다.

하지만, 본 실시예에 따른 제2 베어링수용홈(1355)은 복수 개의 내경을 가지도록 단차지게 형성될 수 있다. 도 12는 본 발명에 따른 회전축에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이다.

도 12를 참조하면, 제2 베어링수용홈(1355)의 내주면 중간에는 축방향 지지면(1355e)이 형성되고, 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722)의 중간에는 제2 베어링수용홈(1355)의 축방향 지지면(1355e)에 대응하도록 단차면(1722b)이 형성될 수 있다.

이 경우, 제2 베어링수용홈(1355)의 내측면(1355d)는 제2 핀부(1722)의 단면(1722a) 사이에는 제1 축방향 베어링면(B1)이, 제2 베어링수용홈(1355)의 축방향 지지면(1355e)과 제2 핀부(1722)의 단차면(1722a) 사이에는 제2 축방향 베어링면(B2)이 각각 형성된다.

제1 축방향 베어링면(B1)과 제2 축방향 베어링면(B2)은 각각 베어링면을 이루는 마주보는 면 사이의 간격이 거의 동일하게 형성된다. 그러면, 핀 베어링(172)과 회전축(135)의 사이에는 복수 개의 축방향 베어링면(B1)(B2)이 형성될 수 있다.

이에 따라, 제2 베어링수용홈(1355)과 제2 핀부(1722) 사이에 형성되는 축방향 베어링면의 전체 면적이 확대될 수 있다. 그러면 회전축(135)의 축방향 하중에 대한 서브 베어링에서의 축방향 지지력을 높일 수 있고, 이를 통해 메인 베어링(171)의 축방향 하중을 줄여 메인 베어링에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.

한편, 본 실시예서는 인버터 하우징을 조립한 상태에서 회전축을 삽입함에 따라, 인버터 하우징에 구비된 핀 베어링이 회전축에 구비된 제2 베어링수용홈에 정확하게 삽입되도록 정렬되어야 한다. 하지만, 제2 베어링수용홈의 내주면과 핀 베어링의 외주면은 베어링면을 이루는 부분이어서 허용오차가 작게 관리될 수 있다. 따라서, 제2 베어링수용홈의 입구 또는 핀 베어링의 단면에는 각각 안내면이 형성될 수 있다.

도 13a 및 도 13b는 본 발명에 따른 회전축 및 핀 베어링에 대한 각각의 다른 실시예를 보인 단면도들이다.

도 13a을 참조하면, 안내면(1355f)은 회전축(135)의 제2 단부면(1355a)에 형성될 수 있다. 이 경우, 안내면(1355f)은 회전축(135)의 제2 단부(1352)쪽으로 갈수록 내경이 확대되는 테이퍼 단면 형상으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 베어링 지지부(1411)에 고정 결합된 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722)를 회전축(135)의 제2 베어링수용홈(1355)에 삽입하여 조립할 때, 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722)가 안내면(1355f)을 따라 안내되어 회전축(135)에 핀 베어링(172)을 용이하면서도 정확하게 조립할 수 있다. 이를 통해, 핀 베어링(172)에 대한 조립성을 높일 수 있다.

나아가, 안내면(1355f)을 통해 모터실(S1)의 냉매와 오일이 제2 베어링수용홈(1355)으로 원활하게 유입됨에 따라, 핀 베어링(172)의 외주면과 회전축(135)의 내주면 사이의 마찰손실을 줄일 수 있다.

도 13b를 참조하면, 안내면(1722c)은 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722)에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 안내면(1722c)은 제2 베어링수용홈(1355)에 삽입되는 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722)에 말단으로 갈수록 외경이 감소되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 회전축(135)의 제2 베어링수용홈(1355)에 핀 베어링(172)을 용이하게 조립할 수 있다.

또, 이 경우에는 제2 베어링수용홈(1355)의 내주면 중간에 축방향 지지면(1355e)이, 제2 핀부(1722)의 외주면 중간에 단차면(1722b)이 각각 형성되어 핀 베어링(1722)과 회전축(135) 사이에서의 축방향 베어링면이 형성되도록 할 수도 있다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 안내면은 제2 베어링수용홈(1355)의 개구단과 이를 마주보는 핀 베어링(172)의 제2 핀부에 각각 형성될 수도 있다. 안내면의 형상은 앞서 설명한 실시예들에서의 안내면과 동일하게 형성될 수 있고, 이에 따라 앞서 설명한 안내면에서와 같은 작용 효과를 기대할 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에서는 제2 베어링수용홈의 내측면이 막힌 형상으로 형성되는 것이나, 본 실시예에서는 제2 베어링수용홈의 내측면이 개구된 형상으로 형성될 수도 있다.

도 14a 및 도 14b는 본 발명에 따른 회전축에 대한 다른 실시예들을 보인 단면도들이다.

도 14a를 참조하면, 본 실시예에 따른 회전축(135)의 내부에는 중공부(1356)가 형성될 수도 있다. 중공부(1356)는 회전축(135)에 구비된 제2 베어링수용홈(1355)의 내측면에서 회전축(135)의 중간까지 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 중공부(1356)는 제2 베어링수용홈(1355)쪽으로는 개구되는 반면 회전축(135)의 제1 단부(1351)쪽으로는 막힌 구조로 형성될 수 있다.

상기와 같이 회전축의 내부에 중공부가 형성됨에 따라, 회전축의 무게가 감소하게 되어 압축기 효율이 향상될 수 있다.

또, 본 실시예 따른 중공부(1356)의 내경(D8)은 제2 베어링수용홈의 내경과 동일하게 형성될 수도 있다. 하지만, 도 14a와 같이 제2 베어링수용홈(1355)의 내경(D7)보다 작게 형성될 수 있다.

이에 따라, 중공부(1356)와 제2 베어링수용홈(1355)이 접하는 제2 베어링수용홈(1355)의 내측면이 단차지게 되고, 그러면 제2 베어링수용홈(1355)의 내측면(1355d)은 핀 베어링(172)의 제2 핀부(1722)에 대해 축방향 베어링면을 형성하게 된다.

도 14b를 참조하면, 본 실시예에 따른 중공부(1356)는 제2 베어링수용홈(1355)의 내측면(1355d)에서 제1 단부면(1351a)까지 관통하여 형성될 수도 있다. 그러면, 중공부(1356)의 일단은 제2 베어링수용홈(1355)에 연통되고, 중공부(1356)의 타단은 배압실(S4)의 내부에 연통되게 된다.

이에 따라, 배압실(S4)에 채워진 냉매 또는 오일이 중공부를 통해 제2 베어링수용홈(1355)의 내부로 유입되어 그 제2 베어링수용홈(1355)의 내주면과 핀 베어링(172)의 외주면 사이를 윤활하게 된다. 그러면, 핀 베어링(172)의 외주면에 별도의 윤활층을 형성하지 않더라도 핀 베어링(172)과 제2 베어링수용홈(1355) 사이를 효과적으로 윤활하여 마찰손실을 억제할 수 있다.

이 경우, 중공부(1356)에 감압핀과 같은 감압장치(미도시)를 설치하여 배압실(S4)의 냉매 또는 오일이 모터실(S1)로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

상기와 같이 회전축(135)의 내부에 중공부(1356)가 관통되어 형성되는 경우에는 그 중공부와 연통되도록 핀 베어링(172)의 내부에는 급유구멍(1726)이 더 형성될 수도 있다.

이 경우, 급유구멍(1726)은 축방향으로 관통될 수도 있지만, 경우에 따라서는 축방향 유로 및 반경방향 유로가 연결되어 형성될 수도 있다. 그러면, 배압실(S4)의 오일이 중공부(1356)를 통과한 후 제2 베어링수용홈(1355)으로 유입되고, 이 오일의 일부는 핀 베어링(172)의 급유구멍(1726)을 통해 베어링 지지부(1411)의 외주면과 제1 베어링수용홈(1412)의 내주면 사이로 공급될 수 있다.

또, 핀 베어링(172)에 급유구멍(1726)이 형성되는 경우에는 그 급유구멍(1726)이 일종의 감압장치 역할을 할 수 있다. 그러면 중공부(1356)에 별도의 감압장치를 설치하지 않더라도 배압실(S4)의 냉매 또는 오일이 모터실(S1)로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 제2 베어링수용홈과 핀 베어링의 사이에는 윤활부재가 더 구비될 수 있다. 도 15는 본 발명에 따른 윤활부재의 일실시예를 보인 단면도이다.

도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 윤활부재(175)는 구 형상으로 형성되어 제2 베어링수용홈(1355)의 내측면(1355d)과 이를 마주보는 핀 베어링(172)의 단면(1722a) 사이에 구비될 수 있다. 윤활부재(175)는 반구 형상으로 형성될 수도 있다.

윤활부재(175)는 그 직경이 핀 베어링(172)의 외경보다 같거나 크게 형성될 수 있다. 또, 윤활부재(175)가 마주보는 제2 베어링수용홈(1355)의 내측면(1355d)은 도면에서와 같이 곡면지게 형성되거나 또는 윤활부재(175)의 외주면과 대응되도록 반구 형상으로 형성될 수도 있다.

이에 따라, 윤활부재(175)의 외주면이 축방향 베어링면을 이루는 제2 베어링수용홈(1355)의 내측면(1355d) 및 반경방향 베어링면을 이루는 제2 베어링수용홈(1355)의 내주면에 구름접촉되거나 미끄럼 접촉되게 된다.

그러면, 회전축(135)이 회전을 할 때, 윤활부재(175)가 핀 베어링(172)에 앞서 베어링면을 형성하거나 또는 핀 베어링(172)과 함께 베어링면을 형성하게 된다. 그러면 회전축(135)과 핀 베어링(172)에 대한 윤활효과를 높일 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 윤활부재는 원통 형상으로 형성될 수도 있다. 도 16a 및 도 16b는 본 발명에 따른 윤활부재의 다른 실시예들을 보인 단면도들이다.

도 16a 및 도 16b를 참조하면, 본 실시예에 따른 윤활부재(176)는 핀 베어링(172)의 외주면에 삽입되거나(도 16a 참조), 또는 제2 베어링수용홈(1355)에 삽입될 수도 있다.(도 16b 참조)

또, 윤활부재(176)는 그 자체가 핀 베어링(172)에 비해 윤활성이 높은 재질로 형성되거나, 또는 윤활부재(176)의 외주면 또는 내주면에 윤활성이 높은 재질로 코팅되어 형성될 수 있다.

또, 윤활부재(176)가 핀 베어링(172)에 삽입되는 경우에 그 윤활부재(176)는 핀 베어링(172)의 외주면에 압입되어 고정될 수도 있고, 핀 베어링(172)에 대해 회전 가능하게 결합될 수도 있다.

이에 따라, 회전축(135)이 회전을 할 때, 윤활부재(176)가 핀 베어링(172)에 앞서 축방향 베어링면과 반경방향 베어링면을 형성하게 되어, 회전축(135)과 핀 베어링(172)에 대한 윤활효과를 더욱 높일 수 있다.

또, 윤활부재(176)가 제2 베어링수용홈(1355)에 삽입되는 경우에도 그 윤활부재(176)는 제2 베어링수용홈(1355)에 압입되어 고정될 수도 있고, 제2 베어링수용홈(1355)에 대해 회전 가능하게 결합될 수도 있다.

다만, 이 경우에는 윤활부재(176)의 일단에는 플랜지 형상으로 된 지지단부(1761)가 형성되고, 이 지지단부(1761)가 제2 베어링수용홈(1355)의 개구단을 이루는 회전축(135)의 제2 단부면(1352a)에 걸려 축방향으로 지지되도록 할 수 있다.

이에 따라, 윤활부재(176)가 핀 베어링(172)에 대해 축방향 지지면을 형성함에 따라 핀 베어링(172)에 대한 윤활효과를 더욱 높일 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 전동식 압축기의 서브 베어링에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 핀 베어링(172)이 베어링 지지부(1411)에 고정 결합되는 것이나, 본 실시예는 핀 베어링(172)이 베어링 지지부(1411)에 대해 회전 가능하게 결합되는 것이다.

도 17은 본 발명에 따른 서브 베어링에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이다.

도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 베어링수용홈(1412)은 내경(D5)이 핀 베어링(172)의 외경(D6)보다 크게 형성되고, 핀 베어링(172)의 제1 핀부(1721)가 제1 베어링수용홈(1412)에 삽입되어 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기와 같이, 핀 베어링(172)의 제1 핀부(1721)가 제1 베어링수용홈(1412)에 회전 가능하게 결합되는 경우에는 제2 베어링수용홈(1355)과 이를 마주보는 제2 핀부(1722) 및 제1 베어링수용홈(1412)과 이를 마주보는 제1 핀부(1721) 사이에서 각각 베어링면이 형성되게 된다. 이에 따라, 압축기의 운전시 양쪽 베어링면에서 받는 하중이 적절하게 분배되어 마찰손실이 감소될 수 있다.

또, 핀 베어링(172)의 제1 핀부(171)가 베어링 지지부(1411)의 제1 베어링수용홈(1412)에 회전 가능하게 결합되는 경우에는 핀 베어링(172)의 외주면과 제1 베어링수용홈(1412)의 내주면 사이를 윤활하는 것이 유리할 수 있다.

이를 위해, 베어링 지지부(1411)의 외주면에서 제1 베어링수용홈(1412)의 내주면으로 관통되는 급유구멍(미도시)이 형성될 수도 있다. 하지만, 도 17과 같이, 핀 베어링(172)의 내부에 급유구멍(1726)을 축방향 관통되도록 형성하여 오일이 핀 베어링(172)의 외주면과 제1 베어링수용홈(1412)의 내주면 사이로 공급되도록 할 수도 있다.

이 경우, 회전축(135)에는 중공부(1356)가 배압실(S4)을 향해 관통되고, 중공부(1356)에는 제2 베어링수용홈(1355)이 연통되어 형성된다. 이에 따라, 배압실(S4)의 오일이 중공부(1356)와 제2 베어링수용홈(1355), 그리고 핀 베어링(172)의 급유구멍(1726)을 통해 베어링 지지부(1411)의 외주면과 제1 베어링수용홈(1412)의 내주면 사이로 공급될 수 있다.

여기서, 핀 베어링(172)의 급유구멍(1726)은 축방향으로 관통될 수도 있지만, 경우에 따라서는 축방향 유로 및 반경방향 유로가 연결되어 형성될 수도 있다.

나아가, 본 실시예에서도 핀 베어링(172)의 외주면에 윤활코팅층(미도시)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 핀 베어링(172)과 제1 베어링수용홈(1412) 사이에서의 마찰손실을 미연에 억제할 수 있다.

그 외에, 베어링 지지부(1411)와 제1 베어링수용홈(1412), 그리고 핀 베어링(172)은 전술한 실시예와 대동소이하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예는 핀 베어링(172)이 제1 베어링수용홈(1412)에 회전 가능하게 결합되어야 하므로, 제1 베어링수용홈(1412)의 내경은 핀 베어링(172)의 외경보다 크게 형성된다.

한편, 본 발명에 의한 서브 베어링에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 베어링 지지부(1411)에 구비된 제1 베어링수용홈(1412)에 핀 베어링(172)이 삽입되어 결합되는 것이나, 본 실시예에서는 핀 베어링이 베어링 지지부에서 단일체로 연장되어 형성되는 것이다.

도 18 및 도 19는 본 발명에 따른 서브 베어링에 대한 다른 실시예를 보인 분해 사시도 및 조립 단면도이다.

도 18 및 도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 베어링 지지부(1411)는 인버터 하우징(141)의 내측면에서 회전축(135)의 제2 단부(1352)를 향해 연장되는 지지부(1415)가 형성되고, 지지부(1415)의 단부면에서 회전축(135)의 제2 베어링수용홈(1355)을 향해 베어링부(1416)가 연장되어 형성될 수 있다.

지지부(1415)는 앞서 설명한 베어링 지지부(1411)와 같이 인버터 하우징(141)을 접하는 쪽이 넓고 반대쪽인 단부쪽의 단면적이 좁게 형성된다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 지지부(1415)는 돔 형상 또는 쐐기 단면 형상으로 형성될 수 있다.

베어링부(1416)는 지지부(1415)의 단부면 중앙에서 축방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 베어링부(1416)의 외경은 앞서 설명한 핀 베어링(172)의 외경과 동일하게 형성되고, 베어링부(1416)가 삽입되는 회전축(135)의 제2 베어링수용홈(1355)은 전술한 실시예들에서의 제2 베어링수용홈(1355)과 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 이들 형상에 대한 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예에 따른 베어링부(1416)는 알루미늄 합금으로 된 인버터 하우징(141)으로부터 연장 형성됨에 따라, 베어링부(1416)의 외주면에는 회전축(135)과의 마찰을 고려하여 윤활층(1416a)을 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

본 실시예에 따른 윤활층(1416a)은 아노다이징 또는 테프론과 같은 윤활 코팅층으로 형성될 수 있다. 하지만, 본 실시예에 따른 윤활층(1416a)은 도 16a 및 도 16b와같이 원통형으로 형성된 윤활부재(미도시)가 베어링부(1416)의 외주면 또는 제2 베어링수용홈(1355)의 내주면에 삽입될 수도 있다. 이에 대한 구성 및 효과는 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에 의한 제2 베어링에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예는 베어링 지지부(1411)에 구비된 핀 베어링(172)이 회전축(135)에 회전 가능하게 삽입되는 것이나, 본 실시예는 회전축(135)에 핀 베어링(172)이 구비되어 베어링 지지부(1411)에 구비된 제1 베어링수용홈(1412)에 회전 가능하게 결합되는 것이다.

도 20 및 도 21은 본 실시예에 따른 서브 베어링에 대한 또다른 실시예를 보인 단면도이다.

도 20을 참조하면, 본 실시예에서는 회전축(135)의 제2 단부(1352)에 앞서 설명한 핀 베어링(172)이 축방향으로 삽입되어 결합되고, 회전축(135)의 제2 단부(1352)가 마주보는 인버터 하우징(141)의 내측면에는 베어링 지지부(1411)가 구비되며, 베어링 지지부(1411)에는 회전축(135)에 구비된 핀 베어링(172)이 회전 가능하게 삽입되도록 제1 베어링수용홈(1412)이 형성될 수 있다.

여기서, 핀 베어링(172)은 회전축(135)의 제2 단부(1352)에 구비된 제2 베어링수용홈(1355)에 압입되어 고정될 수도 있고, 핀 베어링(172)의 외주면과 이에 접하는 제2 베어링수용홈(1355)의 내주면이 서로 각진 형상으로 맞물려 핀 베어링(172)이 고정될 수도 있다.

또, 핀 베어링(172)과 그 핀 베어링(172)이 회전 가능하게 삽입되는 제1 베어링수용홈(1412)의 형상 및 크기는 전술한 실시예들에서의 핀 베어링(172)과 제1 베어링수용홈(1412)의 형상 및 크기와 동일하다. 따라서, 이에 대한 설명은 생략한다.

또, 핀 베어링(172)과 제1 베어링수용홈(1412) 사이에 윤활부재(미도시)가 구비될 수도 있다. 이 윤활부재는 전술한 실시예들에서의 윤활부재의 형상 및 크기와 동일하다. 따라서, 이에 대한 설명은 생략한다.

또, 핀 베어링(172)의 내부에는 도 17의 실시예에서 설명한 급유구멍(1726)이 중공 형상으로 형성될 수 있다. 이는, 전술한 실시예에서의 급유구멍(1726)과 같이 핀 베어링(172)을 축방향으로 관통하거나 또는 축방향 유로와 반경방향 유로가 연결되어 형성될 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 핀 베어링(172)이 회전축(135)의 제2 단부(1352)에 구비된 제1 베어링수용홈(1412)에 삽입되어 결합되는 것이나, 본 실시예에서는 핀 베어링이 회전축의 제2 단부에서 단일체로 형성될 수도 있다.

도 21을 참조하면, 본 실시예에 따른 핀 베어링은 회전축(135)의 제2 단부(1352)에서 베어링 지지부(1411)를 향해 연장되는 베어링돌부(1353)로 이루어질 수 있다. 베어링돌부(1353)는 회전축(135)의 제2 단부(1352)에서 단일체로 연장되어 형성될 수 있다.

이 경우, 핀 베어링(172)의 외주면에는 앞서 설명한 윤활층(미도시)이 코팅 형성되거나 또는 윤활부재(미도시)가 삽입되어 결합될 수도 있다. 하지만, 도 21과 같이 베어링돌부(1353)의 내부에 급유구멍(1353a)이 관통되어 형성될 수도 있다.

여기서, 회전축(135)의 내부에는 앞서 설명한 중공부(1356)가 관통 형성되고, 중공부(1356)는 급유구멍(1353a)의 일단에 연통될 수 있다. 그러면, 배압실(S4)의 오일이 중공부(1356)와 급유구멍(1353a)을 통해 제1 베어링수용홈(1412)으로 공급되어 그 제1 베어링수용홈(1412)의 내주면과 베어링돌부(1353)의 외주면 사이를 원활하게 윤활할 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에서는 회전축이 선회스크롤의 일측면에 결합되는 예를 중심으로 설명하였으나, 회전축이 선회스크롤을 관통하여 편심 결합되는 축관통 스크롤 방식의 전동식 압축기에서도 동일하게 적용될 수 있다. 다만, 이 경우에는 회전축의 제1 단부가 프레임에 지지되는 점에서는 동일하다.

본 실시예에 따른 축관통 스크롤 방식의 전동식 압축기에서 제2 베어링을 이루는 핀 베어링과 그 핀 베어링을 지지하는 기본적인 구성과 그에 따른 작용 효과는 전술한 실시예와 대동소이하므로 이에 대한 설명은 전술한 실시예들에 대한 설명으로 대신한다.

110: 하우징 111: 메인 하우징
111a: 흡기구 112: 리어 하우징
112a: 배기구 120: 압축부
121: 프레임 1211: 베어링 고정부
1212: 축수구멍 1213: 공간부
1214: 흡입통공 122: 고정스크롤
1221: 고정경판부 1221a: 토출구
1222: 고정측벽부 1222a: 흡입안내홈
1222b: 흡입구 1223: 고정랩
1225: 체크밸브 123: 선회스크롤
1231: 선회경판부 1231a: 배압구멍
1232: 선회랩 1233: 선회보스부
130: 모터부 131: 고정자
1311: 회전자 수용부 1312: 권선코일
132: 회전자 132a: 회전자의 전방단
1321: 회전축 수용부 1322: 마그네트
135: 회전축 135a: 축부
135b: 메인 베어링부 135c: 서브 베어링부
1351: 제1 단부 1351a: 제1 단부면
1352: 제2 단부 1352a: 제2 단부면
1353: 베어링돌부 ` 1353a: 급유구멍
1355: 제2 베어링수용홈 1355a: 종방향 내주면
1355b: 횡방향 내주면 1355c: 급유홈
1355d: 내측면 1355e: 축방향 지지면
1355f: 안내면 1356: 중공부
137: 밸런스 웨이트 140: 인버터부
141: 인버터 하우징 1411: 베어링 지지부
1411a: 뿌리단 1411b: 베어링 지지부의 단부면
1411c: 급유구멍 1412: 제1 베어링수용홈
1412a: 소경부 1412b: 대경부
1415: 지지부 1416: 베어링부
1416a: 윤활층 142: 인버터 커버
171: 메인 베어링 172: 핀 베어링(서브 베어링)
1721: 제1 핀부 1722: 제2 핀부
1722a: 단면 1722b: 단차면
1722c: 안내면 1723: 플랜지돌부
1725: 윤활코팅층 175,176: 윤활부재
1761: 지지단부 D1: 흡기구 직경
D21: 베어링 지지부의 뿌리단 외경 D22: 베어링 지지부의 단부면 외경
D3: 회전축의 외경 D4: 회전자의 외경
D5: 제1 베어링수용홈의 내경 D6: 핀 베어링의 외경
D61: 제1 핀부의 외경 D62: 제2 핀부의 외경
D7: 제2 베어링수용홈의 내경 D8: 중공부 내경
L1: 회전축의 전체 길이 L11: 축부의 축방향 길이
L12: 제2 베어링수용홈의 축방향 길이 L2: 회전자의 축방향 길이
L3: 핀 베어링의 길이 L31: 핀베어링의 지지길이
L32: 핀베어링의 베어링길이 P1: 고정점, P2: 지지점,
Ps1: 제1 지지점 Ps2: 제2 지지점
O': 베어링 지지부의 축중심 O": 축수구멍의 축중심

Claims

하우징;
상기 하우징의 내부에 구비되며, 고정스크롤과 선회스크롤을 포함하는 압축부;
상기 하우징의 내부에서 상기 압축부에 대해 축방향 일측에 구비되는 모터부;
상기 압축부와 모터부 사이를 연결하는 회전축;
상기 모터부를 중심으로 축방향 일측에서 상기 회전축의 제1 단부를 지지하는 제1 베어링; 및
상기 모터부를 중심으로 축방향 타측에서 상기 회전축의 제2 단부를 지지하도록, 상기 회전축의 제2 단부와 상기 회전축의 제2 단부가 축방향으로 마주보는 상기 하우징의 내측면 사이에 구비되는 제2 베어링;을 포함하고,
상기 제2 베어링은,
상기 회전축의 제2 단부 또는 상기 하우징의 내측면에서 축방향으로 연장되어, 상기 회전축 또는 상기 하우징에 대해 회전 가능하게 축방향으로 삽입되는 전동식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 내측면에는 상기 회전축의 제2 단부를 향해 연장되는 베어링 지지부가 형성되고, 상기 베어링 지지부의 축방향 단부는 상기 회전축의 제2 단부로부터 축방향으로 이격되며,
상기 제2 베어링은 봉 형상으로 형성되어, 상기 회전축의 제2 단부와 상기 베어링 지지부의 축방향 단부 사이를 연결하는 전동식 압축기.
제2항에 있어서,
상기 제2 베어링의 일단은 상기 베어링 지지부 또는 상기 회전축에서 연장되고, 상기 제2 베어링의 타단은 상기 베어링 지지부 또는 상기 회전축에 회전 가능하게 삽입되는 전동식 압축기.
제2항에 있어서,
상기 베어링 지지부는 상기 하우징의 내측면쪽 단부의 단면적이 상기 회전축을 마주보는 반대쪽 단부의 단면적에 비해 넓게 형성되고,
상기 제2 베어링은 상기 베어링 지지부에 삽입되어 결합되거나 또는 상기 베어링 지지부에서 단일체로 연장되어 형성되는 전동식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 하우징에는 상기 제2 베어링의 제1 부분이 삽입되는 제1 베어링수용홈이 형성되고, 상기 회전축의 제2 단부에는 상기 제2 베어링의 제2 부분이 삽입되는 제2 베어링수용홈이 형성되며,
상기 제1 베어링수용홈과 제2 베어링수용홈 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링수용홈의 내경은 상기 제2 베어링의 외경보다 크게 형성되는 전동식 압축기.
제5항에 있어서,
상기 제2 베어링은, 상기 제1 베어링수용홈에 삽입되는 제1 부분의 외경이 상기 제2 베어링수용홈에 삽입되는 제2 부분의 외경보다 크게 형성되는 전동식 압축기.
제5항에 있어서,
상기 제2 베어링의 외주면과 이를 마주보는 상기 제1 베어링수용홈 및 제2 베어링수용홈의 내주면 사이에는 윤활코팅층 또는 윤활부재가 구비되는 전동식 압축기.
제5항에 있어서,
상기 제2 베어링의 축방향 단면과 이를 마주보는 상기 제1 베어링수용홈 또는 상기 제2 베어링수용홈의 축방향 측면 사이에는 구형 또는 반구형으로 된 윤활부재가 구비되는 전동식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제2 베어링은 상기 회전축 또는 상기 하우징에 대해 이종 재질로 형성되는 전동식 압축기.
제9항에 있어서,
상기 제2 베어링은 상기 회전축에 비해 윤활성이 높은 재질로 형성되는 전동식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 회전축의 내부에는 상기 제2 베어링이 회전 가능하게 삽입되는 베어링수용홈이 형성되고,
상기 베어링수용홈의 축방향 내측에는 상기 제2 베어링을 축방향으로 지지하는 축방향 베어링면이 형성되는 전동식 압축기.
제11항에 있어서,
상기 회전축의 내부에는 상기 축방향 베어링면에서 연장되는 중공부가 형성되고,
상기 중공부의 내경은 상기 제2 베어링의 외경보다 작게 형성되는 전동식 압축기.
제12항에 있어서,
상기 중공부는 상기 회전축의 제1 단부까지 관통되어 형성되는 전동식 압축기.
제13항에 있어서,
상기 제2 베어링의 내부에는 상기 중공부와 연통되는 급유구멍이 형성되는 전동식 압축기.
제11항에 있어서,
상기 베어링수용홈의 내주면에는 축방향 베어링면이 더 형성되고,
상기 제2 베어링의 외주면에는 상기 베어링수용홈의 내주면에 구비된 축방향 베어링면을 마주보도록 단차면이 형성되는 전동식 압축기.
제11항에 있어서,
상기 베어링수용홈의 개구단에는 상기 회전축의 제2 단부를 향하는 방향으로 상기 제1 베어링의 내경이 확대되도록 안내면이 형성되거나, 또는 상기 베어링수용홈에 삽입되는 상기 제2 베어링의 단부는 말단으로 갈수록 외경이 작아지도록 안내면이 형성되는 전동식 압축기.
흡입공간을 이루는 모터실이 구비되어 횡방향으로 배치되는 하우징;
상기 하우징의 모터실에 구비되는 모터부;
상기 모터부의 축방향 일측에 위치하며, 상기 하우징의 내부에 고정되는 프레임;
상기 프레임에 고정되는 고정스크롤;
상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 위치하며, 상기 고정스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 압축실을 형성하는 선회스크롤;
일단은 상기 모터부에 결합되고, 타단은 상기 선회스크롤에 결합되며, 상기 모터부의 동력을 상기 선회스크롤에 전달하는 회전축;
상기 프레임에 구비되며, 상기 회전축의 외주면을 감싸 지지하는 제1 지지부재; 및
상기 하우징에서 축방향으로 연장되며, 상기 회전축에 축방향으로 삽입되어 상기 회전축을 지지하는 제2 지지부재;를 포함하는 전동식 압축기.
제17항에 있어서,
상기 프레임과 상기 선회스크롤 사이에는 상기 모터실의 압력보다 높은 압력을 가지는 배압실이 형성되고,
상기 회전축의 제1 단부는 상기 배압실의 내부에서 상기 제1 지지부재에 의해 지지되며, 상기 회전축의 제2 단부는 상기 모터실의 내부에서 상기 제2 지지부재에 의해 지지되는 전동식 압축기.
제18항에 있어서,
상기 하우징에는 상기 회전축의 제2 단부를 향해 연장되는 지지돌부가 형성되고, 상기 지지돌부의 단부면에는 상기 제2 지지부재가 결합되며,
상기 지지돌부의 축방향 높이는 상기 지지돌부의 단부면과 이를 마주보는 상기 회전축의 단부면 사이의 간격보다 크게 형성되는 전동식 압축기.
제19항에 있어서,
상기 회전축의 내부에는 상기 제2 지지부재가 삽입되는 지지홈이 형성되고,
상기 지지홈의 내측단에는 상기 회전축의 제1 단부를 관통하는 급유통로가 형성되며,
상기 급유통로의 내경은 상기 지지홈의 내경보다 작게 형성되는 전동식 압축기.
제20항에 있어서,
상기 제2 지지부재의 내부에는 상기 급유통로와 연통되도록 구멍이 축방향으로 관통되거나 또는 축방향과 반경방향을 조합하여 형성되는 전동식 압축기.
제19항에 있어서,
상기 제2 지지부재는 상기 회전축 또는 상기 하우징에 대해 이종재질로 형성되고, 상기 제2 지지부재의 외주면에는 윤활부가 형성되는 전동식 압축기.