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KR100845823B1 - 스크롤 타입 기계 - Google Patents

스크롤 타입 기계 Download PDF

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KR100845823B1
KR100845823B1 KR1020010004828A KR20010004828A KR100845823B1 KR 100845823 B1 KR100845823 B1 KR 100845823B1 KR 1020010004828 A KR1020010004828 A KR 1020010004828A KR 20010004828 A KR20010004828 A KR 20010004828A KR 100845823 B1 KR100845823 B1 KR 100845823B1
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KR
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KR1020010004828A
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KR20010078244A (ko
Inventor
클렌데닌해리
군더만제임즈이.
Original Assignee
에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드
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Publication of KR20010078244A publication Critical patent/KR20010078244A/ko
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • F01C17/066—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with an intermediate piece sliding along perpendicular axes, e.g. Oldham coupling

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Abstract

스크롤 기계용 올덤 커플링은 종래의 4개의 포스트 대신에 2개의 포스트를 가지고 있다. 본 발명의 올덤 커플링의 각각의 포스트는 2개의 키를 형성한다. 하나의 키는 선회 스크롤과의 맞물림을 위한 것이다. 다른 키는 하나의 실시 예에서의 비선회 스크롤과의 맞물림 또는 또 다른 실시예에서의 주 베어링 하우징과의 맞물림을 위한 것이다. 올덤 커플링의 2개의 포스트는 연속적인 링에 의해 연결될 수 있거나 또는 올덤 커플링의 2개의 포스트는 2개의 포스트 사이에 뻗어 있는 연결 부재에 의해 연결될 수 있다.
올덤 커플링, 선회 스크롤 부재, 비선회 스크롤 부재, 스파이럴 스크롤 랩, 시일 어셈블리, 포스트, 키

Description

스크롤 타입 기계{SCROLL TYPE MACHINE}
본 발명을 수행하기 위해서 현재 고안되어 있는 최선의 모드를 도시하는 도면에 있어서:
도 1은 본 발명에 따른 올덤 커플링을 통합하는 스크롤 타입의 냉각 압축기의 세로 단면도;
도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라 취해지는 도 1의 냉각 압축기의 가로 단면도;
도 3은 도 1 및 도 2에 도시되는 올덤 커플링의 평면도;
도 4는 도 3에 도시되는 올덤 커플링의 측면도;
도 5는 도 3 및 도 4에 도시되는 올덤 커플링의 사시도;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 올덤 커플링의 사시도;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 올덤 커플링으로 서로에 연결되는 스크롤 기계의 비선회 스크롤 부재와 고정 구성요소의 개략 사시도;
도 8은 도 7에 도시되는 올덤 커플링의 사시도;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 올덤 커플링의 사시도;
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 올덤 커플링의 사시도.
본 발명은 전체적으로 스크롤 기계에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이런 스크롤 기계에 사용하기 위한 독특한 올덤 커플링 설계에 관한 것이다.
일반적으로 "스크롤" 기계로 알려져 있는 일단의 기계가 종래 기술에 존재하며, 다양한 타입의 유체의 변위를 위해 사용된다. 이러한 기계는 익스팬더(expander), 디스플레이스먼트 엔진(displacement engine), 펌프, 압축기 등으로서 형성되고, 본 발명의 특성은 이런 기계 중 임의의 기계에 적용가능하다. 그러나, 예시의 목적상, 개시되는 실시예는 허메틱(hermetic) 냉각 압축기의 형태이다.
일반적으로, 스크롤 장치는 유사한 구성의 2개의 스파이럴 스크롤 랩으로 구성되며, 각각은 별도의 엔드 플레이트 상에 장착되어 스크롤 부재를 형성한다. 이 2개의 스크롤 부재는 스크롤 랩 중 하나가 다른 랩으로부터 180도 회전하여 변위되어 있는 상태로 함께 상호끼워맞춤된다. 이 기계는 하나의 스크롤 부재(선회 스크롤)를 다른 스크롤 부재(비선회 스크롤)에 대하여 선회시킴으로써 작동하여 각각의 랩의 프랭크 사이에서 이동 라인 접촉을 일으킨다. 이런 이동 라인 접촉은 유체의 격리된 초승달 모양의 이동 포켓을 형성한다. 스파이럴 스크롤 랩은 전체적으로 원의 인벌류트로서 형성된다. 이상적으로, 작동하는 동안에 스크롤 부재 사이에 상대적인 회전은 없으며, 운동은 (보디의 임의의 라인의 회전은 없는) 단지 곡선의 병진운동이다. 전형적으로 스크롤 부재 사이의 상대적인 회전은 올덤 커플링의 사용에 의해 금지된다.
이동 유체 포켓은 유체 입구가 제공되어 있는 스크롤 기계 안의 제 1 구역으로부터 유체 출구가 제공되어 있는 스크롤 기계 안의 제 2 구역까지 처리될 유체를 운송한다. 시일드 포켓(sealed pocket)의 용적은 제 1 구역으로부터 제 2 구역까지 이동함에 따라 변한다. 임의의 순간에, 적어도 한 쌍의 시일드 포켓이 존재하고, 어느 순간에, 여러 쌍의 시일드 포켓이 존재할 때 각각의 쌍은 다른 용적을 가진다. 압축기에서, 제 2 구역은 제 1 구역보다 더 높은 압력 상태에 있고 기계 내부에서 실제로 중심쪽으로 위치하며, 제 1 구역은 장치의 바깥 외주에 위치한다.
스크롤 부재 사이의 상대적인 회전을 금지시키는 올덤 커플링은 다양한 형태를 취하지만 일반적으로 환형의 링으로부터 돌출하는 2 쌍의 키를 통합한다. 한 쌍의 키는 선회 스크롤에 있는 슬롯과 맞물리고 다른 한 쌍의 키는 비선회 스크롤 부재 또는 베어링 하우징과 같은 고정 몸체에 있는 슬롯과 맞물린다.
2 개의 스크롤 부재 사이에 연결되어 있는 이러한 올덤 커플링은 각각의 스크롤 부재 사이의 회전을 방지하는데 효과적인 반면, 스크롤 부재 사이에서의 커플링의 위치에 관하여 설계 및/또는 조립 문제를 드러낸다. 대안적으로, 다른 용도에서는, 추가의 지지 구조 및/또는 크기가 증가된 쉘이 스크롤 부재의 방사상 바깥쪽으로 올덤 커플링을 지지하도록 요구될 수도 있다.
본 발명은, 하나의 실시예에서, 스크롤 부재 사이의 상대적인 회전을 효과적으로 방지하기 위해서 2 개의 스크롤 부재를 직접 상호연결할 수 있는 올덤 커플링을 제공하는 경우 종래의 설계에 의해 드러나는 잠재적인 설계 문제를 회피할 수 있고 또한 요구되어 지는 위치를 정하는 표면의 수를 감소시킬 수 있다. 본 발명은 스크롤 부재와의 맞물림을 위해 단지 한 쌍의 포스트를 가지고 있는 올덤 커플링을 제공한다. 선회 스크롤 부재는 한 쌍의 키의 하부 부분과 접촉하고 비선회 스크롤 부재는 한 쌍의 키의 상부 부분과 접촉한다. 하나의 실시예에서, 한 쌍의 키가 환형의 링에 부착되고 다른 실시예에서는 한 쌍의 키는 키 사이에 뻗어 있는 환형의 링의 아크 세그먼트에 부착된다.
본 발명의 추가의 실시예에서, 올덤 커플링은 선회 스크롤 부재를 주 베어링 하우징과 직접 상호연결하여 선회 스크롤 부재의 회전을 방지한다. 이런 올덤 커플링은 선회 스크롤 부재와 주 베어링 하우징과의 맞물림을 위해 한 쌍의 키를 또한 가지고 있다. 한 쌍의 키는 환형의 링에 연결되거나 환형의 링의 아크 세그먼트에 연결될 수 있다.
본 발명의 스크롤 타입 기계는 제 1 엔드 플레이트로부터 바깥쪽으로 돌출하는 제 1 스파이럴 랩을 가지고 있는 제 1 스크롤 부재; 제 2 엔드 플레이트로부터 바깥쪽으로 돌출하는 제 2 스파이럴 랩을 가지고 있으며, 상기 제 2 스파이럴 랩이 상기 제 1 스파이럴 랩과 상호맞물림하여 제 2 스크롤 부재가 상기 제 1 스크롤 부재에 대하여 선회할 때 랩 사이에 복수의 이동 챔버를 형성하는 제 2 스크롤 부재; 상기 제 1 및 제 2 스크롤 부재를 지지하기 위한 고정 부재; 상기 제 2 스크롤 부재를 상기 제 1 스크롤 부재에 대하여 선회하게 하는 구동 부재; 상기 제 2 스크롤 부재 및 상기 제 1 스크롤 부재와 상기 고정 부재 중 하나의 부재 사이에 배치되며, 상기 제 1 및 제 2 스크롤 부재 사이의 상대적인 회전 운동을 방지하며, 상기 제 2 스크롤 부재와 상기 하나의 부재를 맞물리게 하는 제 1 포스트; 상기 제 2 스크롤 부재와 상기 하나의 부재를 맞물리게 하는 제 2 포스트; 및 상기 제 1 및 제 2 포스트 사이에 배치되는 연결 부재; 로 구성되는 올덤 커플링; 으로 구성된다.
또한, 본 발명의 스크롤 타입의 기계의 상기 연결부재는 환형의 링이고, 상기 제 1 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 하나의 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리고, 상기 제 1 면은 상기 제 2 면에 전체적으로 수직이고, 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 같은쪽 또는 반대쪽에 배치되고, 상기 제 2 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 하나의 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리고, 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 면은 상기 제 1 포스트의 상기 제 2 면에 전체적으로 수직이고 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 면은 상기 제 2 포스트의 상기 제 2 면에 전체적으로 수직이고, 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 및 제 2 면과 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 같은쪽 또는 반대쪽에 배치되고, 상기 하나의 부재는 제 1 스크롤 부재 또는 상기 고정부재이다.
또한, 본 발명의 스크롤 타입의 기계의 상기 제 1 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 제 1 스크롤 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리고, 상기 제 2 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 제 1 스크롤 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리고, 상기 제 1 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 고정 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리고, 상기 제 2 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 고정 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 2 면과 맞물린다.
본 발명의 다른 이점 및 목적은 수반하는 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 도면으로부터 당업자에게 명백해질 것이다.
(바람직한 실시예의 상세한 설명)
비록 본 발명의 원리는 많은 다른 타입의 스크롤 기계에 적용될 수 있지만, 예시의 목적상, 본 발명의 원리는 여기에서는 허메틱 스크롤 압축기, 특히 공기 조화 및 냉각 시스템을 위한 냉각제의 압축에 특별한 용도를 가지도록 되어 있는 것를 실시예로 하여 설명된다.
도면을 살펴보면 도면에 동일한 부재 번호는 동일한 또는 상응하는 부품을 지시하고, 도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 독특한 올덤 커플링이 구체화되어 있고 전체적으로 부재 번호 10으로 지시되는 스크롤 압축기가 도시되어 있다. 스크롤 압축기(10)는 상부 끝에 캡(14)이 용접되어 있고 베이스와 일체로 형성되는 복수의 장착 다리(도시 생략)를 가지고 있는 베이스(16)가 하부 끝에 용접되어 있는 전체적으로 원통모양의 허메틱 쉘(12)로 구성되어 있다. 캡(14)에는 냉각제 배출 피팅(18)이 제공되어 있으며 이 냉각제 배출 피팅(18)은 보통의 배출 밸브를 안에 가지고 있을 수도 있다(도시 생략). 쉘에 부착되어 있는 다른 주요한 요소는 캡(14)이 쉘(12)에 용접되는 지점과 동일한 지점에서 외주 둘레가 용접되는 가로로 뻗어 있는 파티션(22), 쉘(12)에 적당하게 체결되는 주 베어링 하우징(24) 그리고 각각 쉘(12)에 적당하게 체결되며 방사상 바깥쪽으로 뻗어 있는 복수의 다리를 가지고 있는 하부 베어링 하우징(26)을 포함한다. 전체적으로 단면이 사각형이지만 코너가 라운딩된 모터 고정자(28)는 쉘(12)에 압력끼워맞춤된다. 고정자 상의 라운딩된 코너 사이의 평평한 부분은 고정자와 쉘 사이에 통로를 제공하며, 쉘의 정상으로부터 바닥까지 윤활유의 복귀 유동을 용이하게 한다.
상부 끝에 편심 크랭크 핀(32)을 가지고 있는 드라이브 샤프트 또는 크랭크샤프트(30)는 주 베어링 하우징(24)에 있는 베어링(34) 안에 그리고 하부 베어링 하우징(26)에 있는 제 2 베어링(36) 안에 회전가능하게 저널된다. 크랭크샤프트(30)는 하부 끝에 상대적으로 큰 직경의 동심의 보어(38)를 가지고 있으며 이 보어(38)는 크랭크샤프트(30)의 정상으로 보어(38)로부터 위쪽으로 뻗어 있는 방사상 바깥쪽으로 기울어진 작은 직경의 보어(40)와 연통한다. 보어(38) 내부에는 교반기(stirrer)(42)가 배치된다. 쉘(12) 내부의 하부 부분은 오일 섬프(44)를 형성하며 이 오일 섬프(44)는 로터(46)의 하부 끝보다 약간 더 높은 높이까지 윤활유가 채워지고, 보어(38)는 펌프로서 작용하여 윤활 유체를 크랭크샤프트(30)로 그리고 통로(40)로 그리고 최종적으로 윤활을 필요로 하는 압축기의 모든 다양한 부분으로 펌프한다.
크랭크샤프트(30)는 고정자(28), 고정자(28)를 관통하는 와인딩(48) 그리고 크랭크샤프트(30) 상에 압력끼워맞춤되고 상부 및 하부 카운터웨이트(50,52)를 가지고 있는 로터(46)를 각각 포함하는 전기 모터에 의해 회전 가능하게 구동된다.
주 베어링 하우징(24)의 상부 표면에는 평평한 스러스트 베어링 표면(54)이 제공되며 이 스러스트 베어링 표면(54) 상에는 엔드 플레이트(60)으로부터 위쪽으로 뻗어 있는 보통의 스파이럴 베인 또는 랩(58)을 가지고 있는 선회 스크롤 부재(56)가 배치된다. 안에 저널 베어링(62)을 가지고 있고, 안에 크랭크 핀(32)이 구동가능하게 배치되는 내부 보어(66)를 가지고 있는 드라이브 부싱(64)이 안에 회전가능하게 배치되는 원통모양의 허브가 선회 스크롤 부재(56)의 엔드 플레이트(60)의 하부 표면으로부터 아래쪽으로 돌출한다. 크랭크 핀(32)은 보어(66)의 일부분에 형성되는 평평한 표면(도시 생략)과 구동가능하게 맞물리는 하나의 표면 상에 평평한 부분을 가지고 있어서 미국 특허 제 4,877,382 호에 도시되어 있는 것과 같은 방사상으로 유연한 구동 배열을 제공한다. 올덤 커플링(68)은 선회 스크롤 부재(56)와 베어링 하우징(24) 사이에 위치하여 제공되고 선회 스크롤 부재(56)와 비선회 스크롤 부재(70)에 키결합되어 선회 스크롤 부재(56)의 회전 운동을 방지한다.
비선회 스크롤 부재(70)는 엔드 플레이트(74)로부터 아래쪽으로 뻗어 있는 랩(72)을 가지고서 제공되며 이 랩(72)은 선회 스크롤 부재(56)의 랩(58)과 맞물림하여 위치한다. 비선회 스크롤 부재(70)는 중심으로 배치되는 배출 통로(76)를 가지고 있으며 이 배출 통로(76)는 위쪽으로 개방되는 오목부(78)와 연통하며 이 오목부(78)는 캡(14)과 파티션(22)에 의해 형성되는 배출 머플러 챔버(80)와 차례로 유체 연통한다. 환형의 오목부(82)가 비선회 스크롤 부재(70)에 형성되며 오목부(82)의 내부에는 시일 어셈블리(84)가 배치된다. 비선회 스크롤 부재(70) 상에 축방향의 가압력을 가하여 각각의 랩(58,72)의 팁을 엔드 플레이트(74,60)의 대향된 엔드 플레이트 표면과 각각 시일링 맞물림하게 하기 위해서 랩(58,72)에 의해 압축되는 가압 유체를 수용하는 축방향의 압력 가압 챔버를 형성하도록 오목부(78,82)와 시일 어셈블리(84)는 협력한다. 시일 어셈블리(84)는 미국 특허 제 5,156,539 호에 설명되어 있는 타입이 바람직하다. 비선회 스크롤 부재(70)는 상기의 미국 특허 제 4,877,382 호 또는 미국 특허 제 5,102,316 호에 개시되어 있는 것과 같은 적당한 방식으로 베어링 하우징(24)에 장착되도록 설계되며, 그 개시 내용을 인용함으로써 이 명세서에 포함시키고자 한다.
본 발명은 도 3 내지 도 5에 도시되어 있는 독특한 올덤 커플링(68)에 관한 것이다. 올덤 커플링(68)은 2 개의 위쪽으로 돌출하며 직경 방향으로 대향된 일체식 포스트(92)를 가지고 있는 링(90)으로 구성된다. 각각의 포스트(92)는 선회 스크롤 맞물림 키(94)와 비선회 스크롤 맞물림 키(96)를 포함한다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 포스트(92)가 키(94)와의 맞물림을 위해 선회 스크롤 부재에 있는 각각의 슬롯(98)을 통해서 뻗어 있고 키(96)와의 맞물림을 위해 비선회 스크롤 부재(70)에 있는 각각의 슬롯(100)을 통해서 뻗어 있는 상태로 링(90)은 선회 스크롤 부재(56)와 주 베어링 하우징(24) 사이에 배치된다.
4 군데 위치에 4 개의 키를 가지고 있는 종래 기술의 올덤 커플링에서, 4 개의 키의 면은 링에 접하고 4 개의 면은 링에 수직한다. 링에 수직방향인 면은 모두 접촉 표면이다. 그러므로, 4 개의 키가 링 주위에 위치한다는 사실 때문에, (주 베어링 하우징 상의) 비선회 스크롤에 의해 적재되는 2 개의 직경방향에 위치하는 면은 선회 스크롤에 의해 적재되는 2 개의 직경 방향에 위치하는 면에 수직이다.
올덤 커플링(68)은 포스트(92) 그리고 소정의 각도로, 바람직하게는 30도 내지 60도 사이에서 회전되는 키(94,96)를 가지고 있다. 바람직한 실시예에서, 하나의 포스트(92)는 55°회전되고 다른 포스트(92)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 수평축으로부터 57°회전된다. 그러므로, 슬롯(98,100)을 그에 따라서 배열함으로써, 포스트(92)의 4 개의 면 모두는 모멘트에 저항하는데 사용된다. 이것은 비선회 스크롤 부재(70)와 선회 스크롤 부재(56)가 동일한 포스트를 사용하게 한다. 선회 스크롤 부재(56)는 링(90)에 가까운 높이의 키(94)의 2 개의 대향된 면을 이용하는 한편, 비선회 스크롤 부재(70)는 링(90)에 먼 높이의 키(96)에서 키(94)의 2 개의 대향된 면에 수직인 다른 2 개의 대향된 면을 이용한다. 4 개의 키, 즉 2 개의 각각의 키(94,96)는 스크롤 부재(56,70)와의 맞물림을 위해 제공되지만 단지 2 개의 포스트(92)만 요구된다. 이런 설계는 더욱 소형화, 경량화 및 저렴화된 설계이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 올덤 커플링(168)이 도시되어 있다. 올덤 커플링(168)은 구부러진 바(190)의 반대쪽에 위치하는 2 개의 위쪽으로 돌출하는 직경 방향으로 대향하는 일체식 포스트(192)를 가지고 있는 구부러진 바(190)로 구성된다. 각각의 포스트(192)는 선회 스크롤 맞물림 키(194)와 비선회 스크롤 맞물림 키(196)를 포함한다. 포스트(192)가 키(194)와의 맞물림을 위해 선회 스크롤 부재(56)에 있는 슬롯(98)을 통해서 뻗어 있고 키(196)와의 맞물림을 위해 비선회 스크롤 부재(70)에 있는 슬롯(100)을 통해서 뻗어 있는 상태로 구부러진 바(190)는 선회 스크롤 부재(56)와 주 베어링 하우징(24) 사이에 배치되도록 설계된다.
올덤 커플링(168)은 포스트(192) 그리고 키(94,96)와 유사하게 회전되는 키(194,196)를 가지고 있다. 그러므로, 포스트(192)의 4 개의 면 모두는 모멘트에 저항하는데 사용된다. 이것은 비선회 스크롤 부재(70)와 선회 스크롤 부재(56)가 동일한 포스트를 사용하게 한다. 선회 스크롤 부재(56)는 구부러진 바(190)에 가까운 높이의 키(194)의 2 개의 대향된 면을 이용하는 한편, 비선회 스크롤 부재(70)는 구부러진 바(190)에 먼 높이의 키(196)에서 키(194)의 2 개의 대향된 면에 수직인 다른 2 개의 대향된 면을 이용한다. 4 개의 키, 즉 2 개의 각각의 키(194,196)는 스크롤 부재(56,70)와의 맞물림을 위해 제공되지만 단지 2 개의 포스트(192)만 요구된다. 이런 설계는 더욱 소형화, 경량화 및 저렴화된 설계이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 올덤 커플링(268)이 도시되어 있다. 도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 실시예 모두는 비선회 스크롤 및 선회 스크롤에 키결합되는 올덤 커플링을 도시하고 있다. 스크롤 압축기의 설계자에게 유용한 또 다른 옵션은 압축기 보디(즉, 주 베어링 하우징)와 선회 스크롤 사이에 올덤 커플링을 키결합하는 것이다. 올덤 커플링을 위한 이런 설계는 종래 기술에서 잘 알려져 있는 바와 같이 장점과 단점 둘 다를 가지고 있다. 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 주 베어링 하우징(224)은 올덤 커플링(268)과 짝을 이루기에 적합하다.
올덤 커플링(268)은 2 개의 위쪽으로 돌출하는 직경 방향으로 대향된 일체식 포스트(292)를 가지는 링(290)으로 구성된다. 각각의 포스트(292)는 선회 스크롤 맞물림 키(294)와 주 베어링 맞물림 키(296)를 포함한다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 포스트(292)가 링(290)으로부터 먼 지점에서 키(294)와의 맞물림을 위해 선회 스크롤 부재(56)에 있는 각각의 슬롯(98)을 통해서 뻗어 있고 링(290)에 가까운 지점에서 키(296)와의 맞물림을 위해 주 베어링 하우징(224)에 있는 각각의 슬롯(300)을 통해서 뻗어 있는 상태로 링(290)은 선회 스크롤 부재(56)와 주 베어링 하우징(224) 사이에 배치된다.
올덤 커플링(268)은 포스트(292) 그리고 키(94,96)와 유사하게 회전되는 키(294,296)를 가지고 있다. 그러므로, 슬롯(98,300)을 그에 따라서 배열함으로써, 포스트(292)의 4 개의 면 모두는 모멘트에 저항하는데 사용된다. 이것은 주 베어링 하우징(224)와 선회 스크롤 부재(56)가 동일한 포스트를 사용하게 한다. 선회 스크롤 부재(56)는 링(290)에 먼 지점에서 키(294)의 2 개의 대향된 면을 이용하는 한편, 주 베어링 하우징(224)은 링(290)에 가까운 지점에서 키(296)의, 키(294)의 2 개의 대향된 면에 수직인 다른 2 개의 대향된 면을 이용한다. 4 개의 키, 즉 2 개의 각각의 키(294,296)는 스크롤 부재(56)과 주 베어링 하우징(224)과의 맞물림을 위해 제공되지만 단지 2 개의 포스트(292)만 요구된다. 이런 설계는 더욱 소형화, 경량화 및 저렴화된 설계이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 올덤 커플링(368)이 도시되어 있다. 올덤 커플링(368)은 구부러진 바(390)의 반대쪽에 위치하는 2 개의 위쪽으로 돌출하는 직경 방향으로 대향된 일체식 포스트(392)를 가지고 있는 구부러진 바(390)로 구성된다. 각각의 포스트(392)는 선회 스크롤 맞물림 키(394)와 주 베어링 맞물림 키(396)를 포함한다. 포스트(392)가 키(394)와의 맞물림을 위해 선회 스크롤 부재(56)에 있는 슬롯(78)을 통해서 위쪽으로 뻗어 있고 키(396)와의 맞물림을 위해 주 베어링 하우징(224)에 있는 슬롯(300)을 통해서 위쪽으로 뻗어 있는 상태로 구부러진 바(390)는 선회 스크롤 부재(56)와 주 베어링 하우징(224) 사이에 배치되도록 설계된다.
올덤 커플링(368)은 포스트(392) 그리고 키(94,96)와 유사하게 회전되는 키(394,396)를 가진다. 그러므로, 포스트(392)의 4 개의 면 모두는 모멘트에 저항하는데 사용된다. 이것은 주 베어링 하우징(224)과 선회 스크롤 부재(56)가 동일한 포스트를 사용하게 한다. 선회 스크롤 부재(56)는 구부러진 바(390)에 먼 위치의 키(394)의 2 개의 대향된 면을 이용하는 한편, 주 베어링 하우징(224)은 구부러진 바(390)에 가까운 위치의 키(396)에서 키(394)의 2 개의 대향된 면에 수직인 다른 2 개의 대향된 면을 이용한다. 4 개의 키, 즉 2 개의 각각의 키(394,396)는 선회 스크롤 부재(56)와 주 베어링 하우징(224)과의 맞물림을 위해 제공되지만 단지 2 개의 포스트(392)만 요구된다. 이런 설계는 더욱 소형화, 경량화 및 저렴화된 설계이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 올덤 커플링(468)이 도시되어 있다. 올덤 커플링(468)은 주 베어링 하우징(224)과 선회 스크롤 부재(56)에 키결합되도록 설계된다는 점에서 도 7 및 도 8에 도시되는 올덤 커플링(268)과 유사하다. 올덤 커플링(468)은 2 개의 위쪽/아래쪽으로 돌출하는 직경 방향으로 대향된 일체식 포스트(492)를 가지는 링(490)으로 구성된다. 각각의 포스트(492)는 선회 스크롤 맞물림 키(494)와 주 베어링 맞물림 키(496)를 포함한다. 포스트(492)가 키(494)와의 맞물림을 위해 선회 스크롤 부재(56)에 있는 각각의 슬롯(98)을 통해서 위쪽으로 뻗어 있고 포스트(492)가 키(496)와의 맞물림을 위해 주 베어링 하우징(224)에 있는 각각의 슬롯(300)을 통해서 아래쪽으로 뻗어 있는 상태로 링(490)은 선회 스크롤 부재(56)와 주 베어링 하우징(224) 사이에 배치된다.
올덤 커플링(468)은 포스트(492) 그리고 키(94,96)와 유사하게 회전되는 키(494,496)를 가지고 있다. 그러므로, 슬롯(98,300)을 그에 따라서 배열함으로써, 포스트(492)의 4 개의 면 모두는 모멘트에 저항하는데 사용된다. 이것은 주 베어링 하우징(224)과 선회 스크롤 부재(56)가 동일한 포스트를 사용하게 한다. 선회 스크롤 부재(56)는 링(490)의 한 쪽의 위치에서 키(494)의 2 개의 대향된 면을 이용하는 한편, 주 베어링 하우징(224)은 링(490)의 다른 쪽 위치에서 키(496)의, 키(494)의 2 개의 대향된 면에 수직인 다른 2 개의 대향된 면을 이용한다. 4 개의 키, 즉 2 개의 각각의 키(494,496)는 선회 스크롤 부재(56)와 주 베어링 하우징(224)과의 맞물림을 위해 제공되지만 단지 2 개의 포스트(492)만 요구된다. 이런 설계는 더욱 소형화, 경량화 및 저렴화된 설계이다.
상기의 상세한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하지만, 첨부된 특허청구범위의 범위와 적정한 의미를 이탈하지 않으면서 변형, 변화 및 변경이 용인된다는 것을 이해해야 한다.
올덤 커플링이 제공되어 상대적인 회전을 효과적으로 방지하는 한편 2 개의 스크롤 부재를 직접 상호연결할 수 있어서 종래의 설계에 의해 드러나는 잠재적인 설계 문제를 회피하고 요구되어 지는 위치를 정하는 표면의 수를 감소할 수 있다.

Claims (22)

  1. 제 1 엔드 플레이트로부터 바깥쪽으로 돌출하는 제 1 스파이럴 랩을 가지고 있는 제 1 스크롤 부재;
    제 2 엔드 플레이트로부터 바깥쪽으로 돌출하는 제 2 스파이럴 랩을 가지고 있으며, 상기 제 2 스파이럴 랩이 상기 제 1 스파이럴 랩과 상호맞물림하여 제 2 스크롤 부재가 상기 제 1 스크롤 부재에 대하여 선회할 때 랩 사이에 복수의 이동 챔버를 형성하는 제 2 스크롤 부재;
    상기 제 1 및 제 2 스크롤 부재를 지지하기 위한 고정 부재;
    상기 제 2 스크롤 부재를 상기 제 1 스크롤 부재에 대하여 선회하게 하는 구동 부재;
    상기 제 2 스크롤 부재 및 상기 제 1 스크롤 부재와 상기 고정 부재 중 하나의 부재 사이에 배치되며, 상기 제 1 및 제 2 스크롤 부재 사이의 상대적인 회전 운동을 방지하며, 상기 제 2 스크롤 부재 및 상기 하나의 부재와 맞물리는 제 1 포스트; 상기 제 2 스크롤 부재 및 상기 하나의 부재와 맞물리는 제 2 포스트; 및 상기 제 1 및 제 2 포스트 사이에 배치되는 연결 부재; 로 구성되는 올덤 커플링;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부재는 환형의 링인 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 하나의 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 면은 상기 제 2 면에 전체적으로 수직인 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 같은쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 반대쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 하나의 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 면은 상기 제 1 포스트의 상기 제 2 면에 전체적으로 수직이고 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 면은 상기 제 2 포스트의 상기 제 2 면에 전체적으로 수직인 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 및 제 2 면과 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 같은쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 반대쪽에 배치되고 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 반대쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 하나의 부재는 제 1 스크롤 부재인 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 제 1 스크롤 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 같은쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 제 1 스크롤 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 및 제 2 면과 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 같은쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 하나의 부재는 상기 고정 부재인 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 고정 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 1 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  18. 제 12 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 면은 상기 제 2 면에 전체적으로 수직인 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 반대쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 포스트는 제 1 및 제 2 면을 형성하며, 상기 고정 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 면과 맞물리며, 상기 제 2 스크롤 부재는 상기 제 2 포스트의 상기 제 2 면과 맞물리는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  21. 제 14 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 면은 상기 제 1 포스트의 상기 제 2 면에 전체적으로 수직이고 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 면은 상기 제 2 포스트의 상기 제 2 면에 전체적으로 수직인 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 포스트의 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 반대쪽에 배치되고 상기 제 2 포스트의 상기 제 1 및 제 2 면은 상기 연결 부재의 반대쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 타입 기계.
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