WO2011083906A2 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

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WO2011083906A2
WO2011083906A2 PCT/KR2010/007808 KR2010007808W WO2011083906A2 WO 2011083906 A2 WO2011083906 A2 WO 2011083906A2 KR 2010007808 W KR2010007808 W KR 2010007808W WO 2011083906 A2 WO2011083906 A2 WO 2011083906A2
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김용연
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삼성전자 주식회사
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B39/14—Provisions for readily assembling or disassembling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B39/0022—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons piston rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/121—Casings

Definitions

  • the present invention relates to a hermetic compressor, and more particularly, to a hermetic compressor provided to improve the compression efficiency and reduce the amount of coils installed in the stator core by placing the rotor of the motor outside the stator.
  • a hermetic compressor is adopted in a refrigeration cycle of a refrigerator or an air conditioner to compress a refrigerant, and includes a compression unit that performs a compression operation of the refrigerant, a motor that provides a compression driving force of the refrigerant, and a compression unit and a motor.
  • the configuration of the hermetic compressor including a is all contained within the hermetic container.
  • the dual compression unit may be configured to include a piston for compressing the refrigerant through a linear reciprocating motion.
  • the motor is generally configured to include a stator and a rotor provided to rotate by electromagnetic interaction with the stator when a current is applied to the stator.
  • a frame for installing a compression unit and a motor is installed.
  • the rotor is rotatably supported by a journal bearing installed inside the upper part of the frame, and the stator is fixed to the outer side of the upper part of the frame to surround the rotor. .
  • the driving force of such a motor is transmitted to the compression unit through the rotating shaft.
  • One end of the rotating shaft is coupled to be pressed into the center of the rotor so that the rotating shaft rotates together when the rotor rotates, and the other end of the rotating shaft extends through the journal bearing in a rotatable state and extends to the lower part of the frame.
  • An eccentric shaft is provided at the end of the rotating shaft extending to the lower part of the frame to eccentrically rotate the rotating shaft, and a connecting rod is installed between the eccentric shaft and the piston to switch the reciprocating rotational movement of the eccentric shaft to the linear reciprocating movement of the piston.
  • the driving force of is transmitted to the compression unit through the rotating shaft.
  • the conventional hermetic compressor in which the rotor is provided inside the stator has a limitation in that the rotor exerts a large torque as the diameter of the rotor rotating together with the rotating shaft is formed to be relatively smaller than that of the stator.
  • the conventional hermetic compressor in which the stator provided on the outer side of the rotor is relatively larger than that of the rotor, is not economical in terms of material usage as the amount of coils wound around the stator increases.
  • the present invention is to solve this problem, it is an object of the present invention to provide a hermetic compressor that is provided so that the rotor of the motor is disposed outside the stator and can easily install the stator and the rotor.
  • a hermetic compressor includes a compression unit for compressing a refrigerant, a motor providing a compression driving force of the refrigerant, a frame for installing the compression unit and the motor, and a driving force of the motor as a compression unit. And a journal bearing provided on the frame to allow the rotation shaft to pass therethrough, the journal bearing rotatably supporting the rotation shaft, wherein the motor includes a stator core and an stator fixed to the outside of the journal bearing.
  • stator core is coupled to the journal bearing to prevent relative rotation, the journal bearing Fixing the stator core in a state in which axial flow is prevented It characterized in that the fixing member for Pointing fastened.
  • a through hole is formed in the center of the stator core, and the stator core is coupled to the journal bearing in the axial direction of the journal bearing so that at least a portion of the journal bearing is fitted into the through hole, and the journal bearing inserted into the through hole.
  • Sliding tolerance is formed between the outer circumference and the inner circumference of the through hole, the stator core and the journal bearing in a state in which the stator core is slidingly coupled to the journal bearing while allowing a sliding operation of the stator core coupled to the journal bearing.
  • One of the journal bearing outer circumference and the through hole inner circumference is formed to prevent relative rotation therebetween, and the other side is provided with a rotation preventing protrusion to be fitted to the rotation preventing groove.
  • a through hole is formed in the center of the stator core, and the stator core is coupled to the journal bearing in the axial direction of the journal bearing so that at least a portion of the journal bearing is fitted into the through hole, and the journal bearing inserted into the through hole.
  • Sliding tolerance is formed between the outer circumference and the inner circumference of the through hole
  • the fixing member is provided in an annular shape open between both ends so as to have elasticity, the outer circumferential direction of the journal bearing for the fastening of the fixing member It is formed along the, characterized in that the support jaw is provided in the through hole of the journal bearing in order to prevent the axial flow of the stator core is caught by the fixing member fastened to the fastening groove.
  • the stator core is coupled to the journal bearing from an upper portion of the journal bearing, and the through hole has a lower small diameter portion provided to support the outer surface of the journal bearing with sliding tolerance, and an inner diameter larger than the small diameter portion on the small diameter portion. It includes a large diameter portion provided to have, the upper end of the journal bearing penetrates the small diameter portion, the support jaw is formed on the upper end of the small diameter portion, the fastening groove is supported by the fastening member is the large diameter portion It characterized in that provided in the outer periphery of the journal bearing corresponding to the lower end.
  • the hermetic compressor according to the present invention can easily fix the stator inside the rotor to the journal bearing through a simple configuration such as the anti-rotation protrusion, the anti-rotation groove and the fixing member while the rotor is disposed outside the stator.
  • the hermetic compressor according to the present invention can increase the torque of the rotor and reduce the amount of coils wound around the stator core, and of course, it is possible to simply install a motor whose structure is changed compared to the conventional one.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall structure of a hermetic compressor according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing the journal bearing and the stator core in the hermetic compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a plan view of a stator core in a hermetic compressor according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a plan view showing a state in which the stator core is fitted to the journal bearing in the hermetic compressor according to the preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a side cross-sectional view showing a state in which the stator core is fitted to the journal bearing in the hermetic compressor according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a side cross-sectional view showing a state in which the fixing member is fastened to the journal bearing in the state of FIG.
  • the hermetic compressor includes a compression unit 1 performing a compression action of a refrigerant, a motor 2 providing a compression driving force of the refrigerant, and a motor 2. It is provided with a rotating shaft (3) provided to transmit the driving force of the compression unit (1).
  • the components of the hermetic compressor are accommodated in a hermetically sealed state in the hermetic container 4 forming the exterior of the hermetic compressor, and the compression unit 1 and the motor 2 are provided in the hermetic container 4. It is installed through.
  • the sealed container 4 includes a suction guide tube 4a for guiding the refrigerant passing through the evaporator of the refrigeration cycle into the sealed container 4 and a discharge for guiding the refrigerant compressed in the sealed container 4 to the condenser of the refrigeration cycle.
  • the guide tube 4b is connected, and the frame 5 is fixed in the state of being elastically supported in the sealed container 4 through the shock absorber 6 installed between the bottom of the sealed container 4.
  • the compression unit 1 is formed on the lower side of the frame 5 integrally with the frame 5, the inner space of the cylinder 11 and the compression chamber 11a to form a compression chamber (11a) Piston 12 and the cylinder head 13 is coupled to one end of the cylinder 11 to seal the compression chamber (11a) to the linear reciprocating movement inside the cylinder head 13 is to be partitioned
  • the refrigerant suction chamber 13a and the refrigerant discharge chamber 13b provided are provided.
  • the dual refrigerant suction chamber 13a is connected to the suction guide tube 4a to guide the refrigerant to the compression chamber 11a, and the refrigerant discharge chamber 13b is connected to the discharge guide tube 4b to the compression chamber 11a.
  • the refrigerant compressed in the guide to the discharge guide pipe (4b), between the cylinder head 13 and the cylinder 11 is sucked into the compression chamber (11a) from the refrigerant suction chamber (13a) or the compression chamber (11a)
  • a valve device 14 for controlling the flow of the coolant discharged from the coolant discharge chamber 13b is provided.
  • the motor 2 includes a stator 20 and a rotor 30 provided to rotate by electromagnetic interaction with the stator 20.
  • the stator 20 includes a stator core 21 and a coil 22 wound around the stator core 21, and when the power source is applied to the coil 22, the rotor 30 rotates with the stator 20. The electromagnetic interaction between the electrons 30 is rotated.
  • the rotating shaft 3 is provided to penetrate the frame 5.
  • the lower end of the rotating shaft 3 on the lower side of the frame 5 forms an eccentric shaft 3a which rotates eccentrically when the rotating shaft 3 is rotated so that the rotating motion of the rotating shaft 3 is transmitted to the compression unit 1, and the eccentric shaft A connecting rod 15 for connecting the eccentric rotational movement of the eccentric shaft 3a to the linear reciprocating movement of the piston 12 is connected between the piston 12 and the piston 12.
  • the hermetic compressor according to the present embodiment performs the compression action of the refrigerant while the piston 12 performs the linear reciprocating motion in the compression chamber 11a during the rotation operation of the rotation shaft 3 according to the driving of the motor 2. Done.
  • the rotor 30 of the motor 2 is provided to have a body portion 31 disposed to surround the stator 20 outside the stator 20.
  • the stator core 21 is not only effective in exerting a large torque of the rotor 30. It is possible to reduce the usage of the coil 22 wound on.
  • the hermetic compressor according to the present embodiment further includes a structure for easily installing the motor 2 having a different structure on the frame 5 such that the rotor 30 is disposed outside the stator 20. This will be described in detail below.
  • journal bearing 40 is installed to rotatably support a rotating shaft 3 penetrating the center of the frame 5 toward the upper portion of the center of the frame 5, and the journal bearing ( 40 is provided in a hollow cylindrical shape.
  • the journal bearing 40 has an upper insertion portion 41 and a lower end of the stator core 21 provided to be inserted into the through hole 23 formed in the center of the stator core 21 for coupling with the stator core 21. It is divided into a support 42 provided in the lower portion of the insertion portion 41 to have a larger outer diameter than the insertion portion 41 to support the.
  • the inner diameter of the journal bearing 40 is provided to have a predetermined size along the longitudinal direction so as to rotatably support the rotating shaft (3), the outer diameter of the journal bearing 40 is the support portion 42 side inserting portion 41 side Larger than
  • This journal bearing 40 is fixed to the frame 5 via bolts 5a which are fastened to an extension 43 extending radially around the bottom of the support 42.
  • Reference numeral 43a denotes a fastening hole for fastening the bolt 5a.
  • the stator core 21 is formed by stacking a plurality of electrical steel plates 20a and includes the through hole 23 at the center thereof so as to be fitted around the insertion portion 41 of the journal bearing 40.
  • the through hole 23 has a lower small diameter portion 23A provided to support the outer surface of the insertion portion 41 of the journal bearing 40 with sliding tolerance, and an inner diameter larger than the small diameter portion 23A on the small diameter portion 23A. It includes a large diameter portion 23B provided to have a plurality of slots 24 are radially formed on the outer surface of the stator core around the through hole 23 for the winding of the coil 22. Each slot 24 is opened toward the outer diameter of the stator core 21 to facilitate the winding of the coil 22.
  • the stator 20 is inserted into the insertion portion 41 of the journal bearing 40 from the upper side of the journal bearing 40 through the through hole 23, and at this time, the small hole 23A side through hole 23.
  • the stator 20 is easily fitted to the insertion part 41 through a sliding tolerance formed between the inner diameter and the outer diameter of the journal bearing 40 toward the insertion part 41, and in this case, the through hole 23 of the stator core 21. There is no risk of damaging the side or the insertion section 41 of the journal bearing 40.
  • the lower end of the stator core 21 inserted into the insertion part 41 is supported by the upper end of the support part 42, and the length of the insertion part 41 is shorter than the length of the stator core 21.
  • stator 20 should be fixed to the frame 5, but in the state where the stator core 21 is fitted into the insertion portion 41 of the journal bearing 40 through the through hole 23, the stator core 41 ) Is rotated relative to the journal bearing 40, so that the stator core 21 is coupled to the journal bearing 40 to prevent relative rotation.
  • an anti-rotation groove 41a is formed at the outer circumference of the insertion portion 41 of the journal bearing 40, and an anti-rotation groove 41a is formed at the inner stator core 21 of the small diameter portion 23A.
  • the anti-rotation protrusion 25 is provided to be coupled to.
  • the anti-rotation protrusion 25 is formed along the axial direction of the rotation shaft 3 so as to protrude from the inner circumference of the small diameter portion 23A toward the center of the through hole 23, and the anti-rotation groove 41a is formed on the outer circumference of the insertion portion 41.
  • a sliding tolerance is formed between the anti-rotation protrusion 25 and the anti-rotation groove 41a to allow a sliding operation of the stator core 21 coupled to the journal bearing 40. Is formed.
  • the anti-rotation protrusion 25 is slid to the anti-rotation groove 41a in the process of slidingly engaging the small diameter portion 23A of the stator core 21 through hole 23 to the outer circumference of the journal bearing 40 insertion portion 41. In this state, the anti-rotation protrusion 25 is caught in the anti-rotation groove 24a to prevent relative rotation between the stator core 21 and the journal bearing 40.
  • the anti-rotation groove 41a and the anti-rotation protrusion 25 may have the anti-rotation groove 41a formed on the stator core 21 and the anti-rotation protrusion 25 formed on the journal bearing 40.
  • the anti-rotation groove 41a and the anti-rotation protrusion 25 allow the stator core 21 to be slid to the journal bearing 40 while the stator core 21 is slid to the journal bearing 40.
  • the position and shape of the stator core 21 and the journal bearing 40 can be freely deformed within the range to prevent relative rotation between the stator core 21 and the journal bearing 40.
  • FIG 4 and 5 illustrate a structure in which the anti-rotation protrusion 25 is coupled to the anti-rotation groove 41a.
  • the relative rotation between the stator core 21 and the journal bearing 40 is prevented, but there is a fear that the stator core 21 flows along the axial direction to the upper side of the journal bearing 40.
  • journal member 40 is fastened to the fixing member 50 for preventing the axial flow of the stator core 21.
  • Fixing member 50 is provided in a "C" shaped ring shape is opened between both ends to have an elasticity.
  • a fastening groove 41b for fastening the fixing member 50 is formed along the circumferential direction.
  • the elastic member 50 is formed so that the inner diameter of the elastic member 50 is smaller than the outer diameter of the insertion portion 41 so that the elastic member 50 is elastically fastened to the fastening groove 41b.
  • the upper end of the small diameter portion 23A corresponding to the boundary between the large diameter portion 23B and the small diameter portion 23A in the through hole 23 is caught by the fixing member 50 fastened to the fastening groove 41b.
  • the support jaw 26 is formed.
  • the fastening groove 41b is formed on the outer circumference of the insertion portion 41 of the journal bearing 40 corresponding to the lower end of the large diameter portion 23B of the through hole 23 so as to be caught and supported by the fixing member 50 to prevent rotation. It is provided to intersect with the groove 41a.
  • the stator core 21 is fitted into the insertion portion 41 of the journal bearing 40 so that the anti-rotation protrusion 25 is coupled to the anti-rotation groove 41a.
  • the fixing member 50 is inserted into the large-diameter portion 23B from the top and is spaced between both ends of the fixing member 50 to fasten the fixing member 50 to the fastening groove 41b, as shown in FIG. 6.
  • the stator core 21 has a journal in a state in which axial flow is prevented as well as relative rotation with the journal bearing 40. It becomes the state fixed to the bearing 40 stably.
  • the inner diameter of the large diameter portion 23B is formed larger than the outer diameter of the fixing member 50 in the open state so as to secure a working space for fastening the fixing member 50 to be larger than the outer diameter of the inserting portion 41. It is desirable to be.
  • the rotor 30 is installed in the state in which the rotating shaft 3 is inserted into the journal bearing 40.
  • the rotor 30 has an upper portion of the journal bearing 40 such that the body part 31 located outside the stator 20 and the rotor 30 rotate together with the rotation shaft 3. It comprises a shaft coupling portion 32 is coupled to the outer side of the rotating shaft 3, and a connecting portion 33 for connecting between the body portion 31 and the shaft coupling portion (32).
  • Body portion 31 is provided in a cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the stator 20 is located outside the stator 20, the induction current from the stator 20 can flow smoothly to the inner diameter side of the body portion 31
  • An aluminum bar 31a is installed. A predetermined gap is maintained between the aluminum bar 31a and the outer diameter of the stator 20.
  • the shaft coupling portion 32 is provided in a cylindrical shape and press-fitted into the outer diameter of the rotary shaft 3 toward the upper side of the journal bearing 40 through an inner diameter so that the bottom portion enters the large diameter portion 23B of the through hole 23.
  • the connection part 33 is integrally connected to the upper end of the body part 31 and the upper end of the shaft coupling part 32 so that interference with the stator 20 does not occur during the rotation operation of the rotor 30.
  • the outer diameter of the shaft coupling portion 32 is preferably smaller than the inner diameter of the large diameter portion 23B.
  • the rotor 30 is fixed to the rotating shaft 3 such that the body portion 31 is positioned outside the stator 20 as the shaft coupling part 32 is pressed into the rotating shaft 3.
  • the load of the rotor 30 and the rotating shaft 3 is transmitted to the journal bearing 40 through the shaft coupling portion 32, when the rotor 30 is rotated together with the rotating shaft 3
  • the shaft coupling portion 32 and the insertion portion in the rotation operation of the rotation shaft 3 around the rotation shaft 3 between the shaft coupling portion 32 and the insertion portion 41 of the journal bearing 40.
  • a bearing member 60 is provided for suppressing the friction between 41).
  • the hermetic compressor according to the present embodiment configured as described above may increase the torque of the rotor 30 and reduce the amount of use of the coil 22 installed in the stator 20 and the stator 20 of the motor 2.
  • the position of the rotor 30 is changed from the conventional method, the motor 2 can be simply installed on the frame 5, and the rotational operation of the rotor 30 is also smoothly performed.

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Abstract

냉매를 압축하기 위한 압축유닛과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 모터와, 상기 압축유닛과 모터의 설치를 위한 프레임과, 상기 모터의 구동력을 압축유닛으로 전달하는 회전축과, 상기 회전축이 관통되도록 상기 프레임에 마련되어 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 저널베어링을 구비하되, 상기 모터는 고정자코어를 포함하여 상기 저널베어링 외측에 고정되는 고정자와 상기 고정자와의 전자기적인 상호작용에 의해 상기 회전축과 함께 회전하도록 상기 고정자 외측에 마련된 몸체부를 포함하여 회전 가능하게 설치된 회전자를 포함하고, 상기 고정자코어는 상기 저널베어링에 상대회전이 방지되도록 결합되며, 상기 저널베어링에는 상기 고정자코어를 축방향 유동이 방지된 상태로 고정시키기 위한 고정부재가 체결되도록 마련되어 모터의 회전자가 고정자 외측에 배치되도록 하면서도 고정자와 회전자를 간편하게 설치할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기가 개시된다.

Description

밀폐형 압축기
본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 회전자를 고정자 외측에 배치하여 압축효율을 향상시키고 고정자코어에 설치되는 코일의 사용량을 줄일 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 밀폐형 압축기는 냉장고나 공기조화기의 냉동사이클에 채용되어 냉매를 압축하도록 마련된 것으로, 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 모터를 구비하며, 압축유닛과 모터를 포함하는 밀폐형 압축기의 구성은 모두 밀폐용기 내부에 수용된다.
이중 압축유닛은 직선왕복운동을 통해 냉매를 압축하는 피스톤을 포함하도록 구성될 수 있다. 그리고 모터는 고정자와, 고정자에 전류가 인가될 경우 고정자와의 전자기적인 상호작용에 의해 회전하도록 마련된 회전자를 포함하여 구성되는 것이 일반적이다.
밀폐용기 내부에는 압축유닛과 모터의 설치를 위한 프레임이 설치되는데, 통상 회전자는 프레임 상부 안쪽에 설치되는 저널베어링에 회전 가능하게 지지되도록 설치되고, 고정자는 회전자를 감싸도록 프레임 상부 외곽 쪽에 고정된다.
이러한 모터의 구동력은 회전축을 통해 압축유닛으로 전달된다. 회전자의 회전시 회전축이 함께 회전하도록 회전축의 일단부는 회전자 중앙에 압입되도록 결합되고, 회전축의 타단부는 저널베어링을 회전 가능한 상태로 관통하여 프레임 하부로 연장된다.
프레임 하부로 연장되는 회전축의 끝단에는 회전축의 회전시 편심하도록 편심축이 마련되고, 편심축과 피스톤 사이에는 편심축의 편심회전운동을 피스톤의 직선왕복운동을 전환시키는 커넥팅로드가 설치되며, 이에 따라 모터의 구동력은 회전축을 통해 압축유닛으로 전달된다.
그러나 이러한 종래 밀폐형 압축기는 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다.
즉, 회전자가 고정자 내부에 마련되는 종래 밀폐형 압축기는 회전축과 함께 회전하는 회전자 직경이 고정자에 비해 상대적으로 작게 형성되는 만큼 회전자가 큰 토크를 발휘하는데 한계가 있었다.
또 회전자 외측에 마련되는 고정자가 회전자에 비해 상대적으로 크게 마련되는 종래 밀폐형 압축기는 고정자에 권선되는 코일의 사용량도 증대되면서 재료사용량 측면에서도 경제적이지 못했다.
따라서 근래에는 회전자의 직경을 크게하고 고정자에 권선되는 코일의 사용량을 줄이기 위해 회전자를 고정자 외측에 설치한 타입의 모터를 밀폐형 압축기의 모터로서 채용하고자 하는 노력이 이루어지고 있다.
그러나 이와 같이 회전자를 고정자 외측에 배치시키기 위해서는 고정자와 회전자의 새로운 설치구조가 마련되어야 하는데, 아직까지 종래에는 회전자가 고정자 외측에 배치되도록 하면서도 회전자와 고정자를 간편하게 설치할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기가 개발되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 모터의 회전자가 고정자 외측에 배치되도록 하면서도 고정자와 회전자를 간편하게 설치할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.
이를 해결하기 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 냉매를 압축하기 위한 압축유닛과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 모터와, 상기 압축유닛과 모터의 설치를 위한 프레임과, 상기 모터의 구동력을 압축유닛으로 전달하는 회전축과, 상기 회전축이 관통되도록 상기 프레임에 마련되어 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 저널베어링을 구비하되, 상기 모터는 고정자코어를 포함하여 상기 저널베어링 외측에 고정되는 고정자와 상기 고정자와의 전자기적인 상호작용에 의해 상기 회전축과 함께 회전하도록 상기 고정자 외측에 마련된 몸체부를 포함하여 회전 가능하게 설치된 회전자를 포함하고, 상기 고정자코어는 상기 저널베어링에 상대회전이 방지되도록 결합되며, 상기 저널베어링에는 상기 고정자코어를 축방향 유동이 방지된 상태로 고정시키기 위한 고정부재가 체결된 것을 특징으로 한다.
상기 고정자코어 중앙에는 관통공이 형성되고, 상기 고정자코어는 상기 저널베어링의 적어도 일부가 상기 관통공에 끼워지도록 상기 저널베어링의 축방향으로 상기 저널베어링에 결합되며, 상기 관통공에 끼워지는 상기 저널베어링 외주와 상기 관통공 내주 사이에는 슬라딩공차가 형성되고, 상기 저널베어링에 결합되는 상기 고정자코어의 슬라이딩동작을 허용하면서도 상기 고정자코어가 상기 저널베어링에 슬라이딩 결합된 상태에서 상기 고정자코어와 상기 저널베어링 간의 상대회전이 방지되도록 상기 저널베어링 외주와 상기 관통공 내주 중 어느 하나에는 회전방지홈이 형성되고 나머지 다른 하나에는 상기 회전방지홈에 끼워지도록 회전방지돌기가 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 고정자코어 중앙에는 관통공이 형성되고, 상기 고정자코어는 상기 저널베어링의 적어도 일부가 상기 관통공에 끼워지도록 상기 저널베어링의 축방향으로 상기 저널베어링에 결합되며, 상기 관통공에 끼워지는 상기 저널베어링 외주와 상기 관통공 내주 사이에는 슬라딩공차가 형성되되, 상기 고정부재는 탄성을 갖도록 양단 사이가 개방된 고리 형상으로 마련되고, 상기 저널베어링 외주에는 상기 고정부재의 체결을 위한 체결홈이 원주방향을 따라 형성되며, 상기 고정자코어의 축방향 유동을 방지하기 위해 상기 저널베어링의 관통공에는 상기 체결홈에 체결된 고정부재에 걸려 지지되도록 지지턱이 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 고정자코어는 상기 저널베어링 상부로부터 상기 저널베어링에 결합되고, 상기 관통공은 상기 저널베어링의 외면을 슬라이딩공차를 두고 지지하도록 마련된 하부 쪽 소경부와, 상기 소경부 상부에 상기 소경부보다 큰 내경을 갖도록 마련된 대경부를 포함하되, 상기 저널베어링의 상단은 상기 소경부를 관통하고, 상기 지지턱은 상기 소경부 상단에 형성되며, 상기 지지턱이 상기 고정부재에 걸려 지지되도록 상기 체결홈은 상기 대경부 하단에 대응하는 상기 저널베어링 외주에 마련된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 회전자를 고정자 외측에 배치하면서도 상기 회전방지돌기와 회전방지홈 및 고정부재와 같은 간단한 구성을 통해 회전자 내측의 고정자를 저널베어링에 간편하게 고정시킬 수 있게 된다.
따라서 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 회전자의 토크를 증대시키고 고정자코어에 권선되는 코일의 사용량을 줄일 수 있게 됨은 물론 종래에 비해 구조가 변경된 모터를 프레임 상에 간단히 설치할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 전체적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 저널베어링과 고정자코어를 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 고정자코어의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 저널베어링에 고정자코어가 끼워진 상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀페형 압축기에 있어서, 저널베어링에 고정자코어가 끼워진 상태를 도시한 측단면도이다.
도 6은 도 5의 상태에서 저널베어링에 고정부재가 체결된 상태를 도시한 측단면도이다.
다음은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛(1)과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 모터(2)와, 모터(2)의 구동력을 압축유닛(1)으로 전달하도록 마련된 회전축(3)을 구비한다.
이러한 밀폐형 압축기의 구성들은 밀폐형 압축기의 외관을 이루는 밀폐용기(4) 내부에 밀폐된 상태로 수용되며, 압축유닛(1)과 모터(2)는 밀폐용기(4) 내부에 마련되는 프레임(5)을 통해 설치된다.
밀폐용기(4)에는 냉동사이클의 증발기를 거친 냉매를 밀폐용기(4) 내부로 안내하는 흡입안내관(4a)과, 밀폐용기(4) 내부에서 압축된 냉매를 냉동사이클의 응축기로 안내하는 토출안내관(4b)이 연결되며, 프레임(5)은 밀폐용기(4) 바닥과의 사이에 설치되는 완충장치(6)를 통해 밀폐용기(4) 내부에 탄성 지지된 상태로 고정된다.
보다 구체적으로 살펴보자면, 압축유닛(1)은 프레임(5)의 하부 일측에 프레임(5)과 일체로 형성되어 내부공간이 압축실(11a)을 형성하는 실린더(11)와, 압축실(11a) 내부에 직선왕복운동 가능하도록 설치된 피스톤(12)과, 압축실(11a)을 밀폐시키도록 실린더(11) 일단에 결합되는 실린더헤드(13)를 구비하고, 실린더헤드(13)는 상호 구획되도록 마련된 냉매흡입실(13a)과 냉매토출실(13b)을 구비한다. 이중 냉매흡입실(13a)은 상기 흡입안내관(4a)과 연계되어 압축실(11a)로 냉매를 안내하고, 상기 냉매토출실(13b)은 토출안내관(4b)과 연계되어 압축실(11a)에서 압축된 냉매를 토출안내관(4b)으로 안내하게 되며, 상기 실린더헤드(13)와 실린더(11) 사이에는 냉매흡입실(13a)로부터 압축실(11a)로 흡입되거나 압축실(11a)로부터 냉매토출실(13b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브장치(14)가 마련된다.
그리고 모터(2)는 고정자(20)와, 고정자(20)와의 전자기적인 상호작용에 의해 회전하도록 마련된 회전자(30)를 포함하여 구성된다. 고정자(20)는 고정자코어(21)와 고정자코어(21)에 권선되는 코일(22)을 구비하며, 이러한 코일(22)에 전원인 인가될 경우 회전자(30)는 고정자(20)와 회전자(30) 간의 전자기적인 상호작용으로 회전하게 된다.
회전축(3)은 프레임(5)을 관통하도록 마련된다. 회전축(3)의 회전운동이 압축유닛(1)으로 전달되도록 프레임(5) 하부 쪽 회전축(3)의 하단은 회전축(3)의 회전시 편심회전하는 편심축(3a)을 형성하고, 편심축(3a)과 피스톤(12) 사이에는 편심축(3a)의 편심 회전운동을 피스톤(12)의 직선왕복운동으로 전환시키기 위한 커넥팅로드(15)가 연결된다.
따라서 본 실시예에 따른 밀페형 압축기는 모터(2)의 구동에 따른 회전축(3)의 회전동작시 피스톤(12)이 압축실(11a) 내부에서 직선왕복운동을 수행하면서 냉매의 압축작용을 수행하게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서 이러한 모터(2)의 회전자(30)는 고정자(20) 외측에 고정자(20)를 감싸도록 배치되는 몸체부(31)를 구비하도록 마련된다.
이와 같이 몸체부(31)를 통해 회전자(30)의 직경을 고정자(20)보다 상대적으로 크게 형성하게 되면, 회전자(30)가 큰 토크를 발휘하는데 있어서도 효과적일 뿐만 아니라 고정자코어(21)에 권선되는 코일(22)의 사용량을 줄일 수 있게 된다.
또 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 회전자(30)가 고정자(20) 외측에 배치되도록 구조가 달라진 모터(2)를 프레임(5) 상에 간단히 설치할 수 있도록 하는 구조를 더 구비한다. 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2와 도 3을 더 참고하면, 먼저 프레임(5) 중앙의 상부 쪽으로는 프레임(5) 중앙을 관통하는 회전축(3)을 회전 가능하게 지지하도록 저널베어링(40)이 설치되며, 저널베어링(40)은 중공의 원통형상으로 마련된다.
이러한 저널베어링(40)은 고정자코어(21)와의 결합을 위해 고정자코어(21) 중앙에 형성된 관통공(23) 내부로 삽입되게 마련된 상부 쪽 삽입부(41)와, 고정자코어(21)의 하단을 지지하기 위해 삽입부(41)보다 큰 외경을 갖도록 삽입부(41) 하부 쪽에 마련된 지지부(42)로 구분된다.
따라서 저널베어링(40)의 내경은 회전축(3)을 회전 가능하게 지지하도록 길이방향을 따라 일정한 크기를 갖도록 마련되며, 저널베어링(40)의 외경은 지지부(42) 쪽이 삽입부(41) 쪽보다 더 크게 형성된다.
이러한 저널베어링(40)은 지지부(42) 하부 둘레에 반경방향으로 연장된 연장부(43)에 체결되는 볼트(5a)를 통해 프레임(5)에 고정된다. 미설명 부호 43a는 볼트(5a)의 체결을 위한 체결홀이다.
그리고 고정자코어(21)는 복수개의 전기강판(20a)이 적층되어 형성되는 것으로, 저널베어링(40)의 삽입부(41) 둘레에 끼워질 수 있도록 중앙에 상기 관통공(23)을 구비한다.
관통공(23)은 저널베어링(40)의 삽입부(41) 외면을 슬라이딩공차를 두고 지지하도록 마련된 하부 쪽 소경부(23A)와, 소경부(23A) 상부에 소경부(23A)보다 큰 내경을 갖도록 마련된 대경부(23B)를 포함하며, 관통공(23) 둘레의 고정자코어 외면에는 코일(22)의 권선을 위해 복수개의 슬롯(24)이 방사상으로 형성된다. 각 슬롯(24)은 코일(22)의 권선작업이 용이하도록 고정자코어(21)의 외경 쪽으로 개방된다.
따라서 고정자(20)는 관통공(23)을 통해 저널베어링(40) 상부 쪽으로부터 저널베어링(40)의 삽입부(41) 외측에 끼워지게 되며, 이때 소경부(23A) 쪽 관통공(23) 내경과 삽입부(41) 쪽 저널베어링(40) 외경 사이에 형성되는 슬라이딩공차를 통해 고정자(20)는 삽입부(41)에 쉽게 끼워지게 되며, 이때는 고정자코어(21)의 관통공(23) 쪽이나 저널베어링(40)의 삽입부(41) 쪽이 손상될 우려가 없게 된다. 삽입부(41)에 끼워진 상태의 고정자코어(21) 하단은 상기 지지부(42) 상단에 지지되며, 삽입부(41)의 길이는 고정자코어(21) 길이보다 짧게 형성된다.
또 고정자(20)는 프레임(5)에 고정된 상태가 되어야 하는데, 고정자코어(21)가 관통공(23)을 통해 저널베어링(40)의 삽입부(41)에 끼워진 상태에서는 고정자코어(41)가 저널베어링(40)에 대하여 회전 될 우려가 있으므로, 이를 방지하도록 고정자코어(21)는 저널베어링(40)에 상대회전이 방지되게 결합된다.
이를 위해 본 실시예에 있어서 저널베어링(40)의 삽입부(41) 외주에는 회전방지홈(41a)이 형성되고, 상기 소경부(23A) 내주 쪽 고정자코어(21)에는 회전방지홈(41a)에 결합되도록 회전방지돌기(25)가 마련된다.
회전방지돌기(25)는 소경부(23A) 내주로부터 관통공(23) 중심 쪽으로 돌출되도록 회전축(3)의 축방향을 따라 형성되고, 회전방지홈(41a)은 삽입부(41) 외주에 회전축(3)의 축방향을 따라 형성되며, 저널베어링(40)에 결합되는 상기 고정자코어(21)의 슬라이딩동작을 허용하도록 이러한 회전방지돌기(25)와 회전방지홈(41a) 사이에도 슬라이딩공차가 형성된다.
따라서 회전방지돌기(25)는 고정자코어(21) 관통공(23)의 소경부(23A)를 저널베어링(40) 삽입부(41) 외주에 슬라이딩 결합시키는 과정에서 회전방지홈(41a)에 슬라이딩 결합되며, 이 상태에서는 회전방지돌기(25)가 회전방지홈(24a)에 걸리게 되어 고정자코어(21)와 저널베어링(40) 간의 상대회전이 방지된다.
회전방지홈(41a)과 회전방지돌기(25)는 본 실시예와 달리 회전방지홈(41a)이 고정자코어(21) 쪽에 형성되고 회전방지돌기(25)가 저널베어링(40) 쪽에 형성되어도 무방하다. 즉 회전방지홈(41a)과 회전방지돌기(25)는 저널베어링(40)에 결합되는 상기 고정자코어(21)의 슬라이딩동작을 허용하면서도 고정자코어(21)가 상기 저널베어링(40)에 슬라이딩 결합된 상태에서 상기 고정자코어(21)와 저널베어링(40) 간의 상대회전이 방지되도록 하는 범위 내에서 그 위치 및 형태를 자유롭게 변형할 수 있다.
도 4와 도 5에는 회전방지돌기(25)가 회전방지홈(41a)에 결합된 상태의 구조가 도시된다. 그리고 이 상태에서는 고정자코어(21)와 저널베어링(40) 간의 상대회전은 방지되지만, 고정자코어(21)가 저널베어링(40) 상부로 축방향을 따라 유동될 우려가 있다.
따라서 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서 저널베어링(40)에는 고정자코어(21)의 축방향 유동을 방지하기 위한 고정부재(50)가 체결된다.
고정부재(50)는 탄성을 갖도록 양단 사이가 개방된 "C"자 형 고리 형상으로 마련된다. 저널베어링(40) 외주에는 고정부재(50)의 체결을 위한 체결홈(41b)이 원주방향을 따라 형성된다. 여기서 탄성부재(50)가 체결홈(41b)에 탄력적으로 체결될 수 있도록 탄성부재(50)는 외력을 제거한 상태에서 그 내경이 삽입부(41) 외경보다 작게 형성된다. 또 상기 관통공(23)에 있어서 대경부(23B)와 소경부(23A) 사이의 경계가 해당하는 소경부(23A)의 상단은 체결홈(41b)에 체결된 고정부재(50)에 걸려 지지되는 지지턱(26)을 형성하게 된다.
도면에 도시된 바와 같이, 고정자코어(21)가 끼워진 상태에서 저널베어링(40)의 삽입부(41) 상단은 관통공(23)의 소경부(23A)를 관통하게 되는데, 지지턱(26)이 고정부재(50)에 걸려 지지될 수 있도록 체결홈(41b)은 관통공(23)의 대경부(23B) 하단에 대응하는 저널베어링(40)의 삽입부(41) 외주에 형성되어 회전방지홈(41a)과 교차되도록 마련된다.
따라서 도 4 및 도 5와 같이 고정자코어(21)가 저널베어링(40)의 삽입부(41)에 끼워져 회전방지돌기(25)가 회전방지홈(41a)에 결합된 상태에서 고정자코어(21) 상부로부터 대경부(23B) 안쪽으로 고정부재(50)를 집어넣고 고정부재(50)의 양단 사이를 벌려서 고정부재(50)를 체결홈(41b)에 체결하게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이 체결홈(41b)에 체결된 고정부재(50)에 상기 지지턱(26)이 걸려 지지되면서 고정자코어(21)는 저널베어링(40)과의 상대회전은 물론 축방향 유동이 방지된 상태로 저널베어링(40)에 안정적으로 고정된 상태가 된다.
이때 고정부재(50)의 체결을 위한 작업공간을 충분히 확보할 수 있도록 상기 대경부(23B)의 내경 크기는 삽입부(41)의 외경보다 커지도록 벌어진 상태의 고정부재(50) 외경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 이와 같이 고정자(20)가 저널베어링(40)에 고정된 상태에서는 회전축(3)을 저널베어링(40)에 끼운 상태에서 회전자(30)가 설치된다.
다시 도 1을 참고하면, 회전자(30)는 고정자(20) 외측에 위치되는 상기 몸체부(31)와, 회전자(30)가 회전축(3)과 함께 회전하도록 상기 저널베어링(40) 상부 쪽 회전축(3) 외면에 결합되는 축결합부(32)와, 몸체부(31)와 축결합부(32) 사이를 연결하는 연결부(33)를 포함하여 구성된다.
몸체부(31)는 고정자(20) 외경보다 큰 내경을 구비하는 원통형상으로 마련되어 고정자(20) 외측에 위치되며, 몸체부(31) 내경 쪽에는 고정자(20)로부터의 유도전류가 원활히 흐를 수 있도록 하는 알루미늄바(31a)가 설치된다. 알루미늄바(31a)와 고정자(20) 외경 사이에는 소정공극이 유지된다.
그리고 축결합부(32)는 원통형상으로 마련되고 내경을 통해 저널베어링(40) 상부 쪽 회전축(3) 외경에 압입되어 저부가 상기 관통공(23)의 대경부(23B) 내부로 진입되도록 마련되며, 연결부(33)는 회전자(30)의 회전동작시 고정자(20)와의 간섭이 생기지 않도록 몸체부(31) 상단과 축결합부(32) 상단을 일체로 연결하게 된다.
축결합부(32)를 회전축(3)에 압입할 때나 회전자(30)가 회전할 때 축결합부(32) 외경과 관통공(23)의 대경부(23B) 내경 사이의 간섭이 발생하지 않도록 축결합부(32) 외경은 대경부(23B) 내경보다 작게 작게 마련되는 것이 바람직하다.
이러한 구조를 통해 회전자(30)는 축결합부(32)를 회전축(3)에 압입시킴에 따라 상기 몸체부(31)가 고정자(20) 외측에 위치된 상태가 되도록 회전축(3)에 고정되는데, 이 상태에서는 회전자(30)와 회전축(3)의 하중이 축결합부(32)를 통해 저널베어링(40)으로 전달되므로, 회전축(3)과 함께 회전자(30)가 회전될 경우 축결합부(32)와 저널베어링(40)의 삽입부(41) 상단 사이가 과도하게 마찰되면서 회전자(30)가 원활하게 회전되지 못할 우려가 있다. 따라서 이를 해결하기 위해 상기 축결합부(32)와 저널베어링(40)의 삽입부(41) 사이의 회전축(3) 둘레에는 회전축(3)의 회전동작시 축결합부(32)와 삽입부(41) 사이의 마찰을 억제하기 위한 베어링부재(60)가 설치되는 것이 바람직하다.
따라서 이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 회전자(30)의 토크를 증대시키고 고정자(20)에 설치되는 코일(22)의 사용량을 줄일 수 있도록 모터(2)의 고정자(20)와 회전자(30)의 위치가 종래와 다르게 변경됨에도 불구하고 모터(2)를 프레임(5) 상에 간단히 설치할 수 있게 되고, 회전자(30)의 회전동작도 원활하게 이루어지게 된다.

Claims (4)

  1. 냉매를 압축하기 위한 압축유닛과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 모터와, 상기 압축유닛과 모터의 설치를 위한 프레임과, 상기 모터의 구동력을 압축유닛으로 전달하는 회전축과, 상기 회전축이 관통되도록 상기 프레임에 마련되어 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 저널베어링을 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,
    상기 모터는 고정자코어를 포함하여 상기 저널베어링 외측에 고정되는 고정자와, 상기 고정자와의 전자기적인 상호작용에 의해 상기 회전축과 함께 회전하도록 상기 고정자 외측에 마련된 몸체부를 포함하여 회전 가능하게 설치된 회전자를 포함하고,
    상기 고정자코어는 상기 저널베어링에 상대회전이 방지되도록 결합되며,
    상기 저널베어링에는 상기 고정자코어를 축방향 유동이 방지된 상태로 고정시키기 위한 고정부재가 체결된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정자코어 중앙에는 관통공이 형성되고, 상기 고정자코어는 상기 저널베어링의 적어도 일부가 상기 관통공에 끼워지도록 상기 저널베어링의 축방향으로 상기 저널베어링에 결합되며,
    상기 관통공에 끼워지는 상기 저널베어링 외주와 상기 관통공 내주 사이에는 슬라딩공차가 형성되고,
    상기 저널베어링에 결합되는 상기 고정자코어의 슬라이딩동작을 허용하면서도 상기 고정자코어가 상기 저널베어링에 슬라이딩 결합된 상태에서 상기 고정자코어와 상기 저널베어링 간의 상대회전이 방지되도록 상기 저널베어링 외주와 상기 관통공 내주 중 어느 하나에는 회전방지홈이 형성되고 나머지 다른 하나에는 상기 회전방지홈에 끼워지도록 회전방지돌기가 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정자코어 중앙에는 관통공이 형성되고, 상기 고정자코어는 상기 저널베어링의 적어도 일부가 상기 관통공에 끼워지도록 상기 저널베어링의 축방향으로 상기 저널베어링에 결합되며,
    상기 관통공에 끼워지는 상기 저널베어링 외주와 상기 관통공 내주 사이에는 슬라딩공차가 형성되되,
    상기 고정부재는 탄성을 갖도록 양단 사이가 개방된 고리 형상으로 마련되고,
    상기 저널베어링 외주에는 상기 고정부재의 체결을 위한 체결홈이 원주방향을 따라 형성되며,
    상기 고정자코어의 축방향 유동을 방지하기 위해 상기 저널베어링의 관통공에는 상기 체결홈에 체결된 고정부재에 걸려 지지되도록 지지턱이 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 고정자코어는 상기 저널베어링 상부로부터 상기 저널베어링에 결합되고,
    상기 관통공은 상기 저널베어링의 외면을 슬라이딩공차를 두고 지지하도록 마련된 하부 쪽 소경부와, 상기 소경부 상부에 상기 소경부보다 큰 내경을 갖도록 마련된 대경부를 포함하되,
    상기 저널베어링의 상단은 상기 소경부를 관통하고,
    상기 지지턱은 상기 소경부 상단에 형성되며,
    상기 지지턱이 상기 고정부재에 걸려 지지되도록 상기 체결홈은 상기 대경부 하단에 대응하는 상기 저널베어링 외주에 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
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