KR102510338B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 올담링은 환형으로 형성되며 적어도 한 개 이상의 키수용홈이 구비되는 링본체(ring body)와, 일단은 상기 키수용홈에 삽입되는 제1키부가 구비되고 타단은 상기 키홈에 삽입되는 제2키부가 구비되는 적어도 한 개 이상의 키(key)를 포함하되, 상기 제1키부는 상기 키수용홈에서 회전 가능하게 삽입될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키가 선회스크롤(또는 프레임)의 키홈에서 힘을 받는 방향으로 회전하면서 키가 키홈에 면접촉을 유지하게 되어 키 또는 키홈의 마찰손실 및 마모를 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다. 또한 올담링의 링본체와 키에 대한 허용오차를 늘려 올담링을 용이하게 제작함으로써 올담링에 대한 제조비용을 낮출수 있다. 또한 올담링의 일부를 가벼운 재질로 형성하여 올담링의 무게를 낮춤으로써 모터효율을 향상시킬 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 올담링 및 이를 구비한 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 한 개 또는 서로 마주보는 두 개의 스크롤이 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 압축실을 형성하는 압축기이다. 스크롤 압축기는 구동모터의 회전력을 전달받는 스크롤(예를 들어 선회스크롤)이 마주보는 다른 스크롤(예를 들어 고정스크롤) 또는 고정프레임에 대해 회전하지 않도록 하는 자정방지부재가 구비될 수 있다.

자전방지부재로는 올담링(Oldham ring) 또는 핀앤랭(pin & ring)이 주로 알려져 있다. 올담링은 핀앤링에 비해 조립성측면에서 유리하다. 최근들어 올담링을 이루는 링본체(ring body)와 키(key)의 재질을 상이하게 하여 필요강성은 확보하면서도 경량화하는 기술이 소개되고 있다.

한편, 올담링은 키의 원주방향 양쪽에 구비되는 측면, 즉 반경방향에 직교하는 횡방향측면(tranverse side surface)과 키홈의 횡방향측면 사이는 서로 이격되어 미끄럼간격이 형성되고, 이 미끄럼간격에 의해 키는 스크롤(또는 프레임)에 구비된 키홈의 내부에서 반경방향으로 미끄러지게 되어 회전축에 결합된 선회스크롤의 회전을 제한하게 된다. 하지만 압축기의 정렬상태(운전전)에서는 키와 키홈 사이에서의 평행상태를 유지하나, 압축기의 운전중에는 상기한 미끄럼간격으로 인해 키와 키홈 사이에서의 평행도가 틀어져 평행상태를 유지하지 못하게 된다. 이로 인해 키의 일측 횡방향측면과 이를 마주보는 키홈의 횡방향측면 사이에서는 선접촉이 발생되고, 이 선접촉으로 인해 키와 키홈 사이에서의 유막형성이 불량하게 되어 이상마모현상이 발생될 수 있다.

특허문헌 1(미국공개특허 2017/0234313 A1)은 링본체와 키를 서로 다른 이종재질로 형성하되, 링본체에 구비된 돌기가 키에 구비된 구멍에 압입 또는 접합되어 결합되는 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 1은 링본체의 돌기와 키의 구멍이 서로 맞물리도록 대응되는 다각형으로 각각 형성됨에 따라, 키는 링본체에 부자유상태로 견고하게 결합되어 링본체에 대해 회전하지 못하게 된다. 이에 따라 특허문헌 1은 압축기의 운전시 앞서 설명한 키와 키홈 사이에서의 선접촉이 강하게 발생되어 이로 인한 마찰손실 및 마모가 가중될 수 있다. 뿐만 아니라, 특허문헌 1은 링본체의 돌기와 키의 구멍이 긴밀하게 삽입되도록 링본체와 키의 가공 및 조립에 대한 허용오차를 최소한으로 유지하여야 한다. 이로 인해 링본체와 키를 포함한 올담링의 제작이 곤란하여 제조비용이 증가할 수 있다.

특허문헌 2(일본공개특허 2017-133466)는 올담링을 이루는 링본체와 키가 단일체로 형성되되, 올담링의 키와 스크롤(또는 프레임)의 키홈 사이에 별도의 마모방지부재가 개재되는 기술을 개시하고 있다. 하지만 특허문헌 2는 별도의 마모방지부재가 추가되어야 함에 따라 재료비용이 증가하는 것은 물론, 마모방지부재와 스크롤(또는 고정프레임) 사이의 열팽창율의 차이로 인해 압축기의 운전중에 마모방지부재가 이탈되거나 또는 압입대가 풀려 진동소음이 발생될 수 있다. 또한, 특허문헌 2는 올담링의 링본체와 키가 일체로 형성됨에 따라 앞서 특허문헌 1에서와 같은 키와 키홈 사이에서의 선접촉으로 인한 마찰손실 및 마모가 동일하게 발생될 수 있다.

특허문헌 3(일본공개특허 2014-202076)은 키의 외측면에 반경방향돌부를 형성하여 그 반경방향돌부가 힘을 받는 방향으로 휘어지면서 키홈의 측면과 면접촉되도록 하는 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 3은 선회스크롤의 회전각에 따라 반경방향돌부의 평행상태가 능동적 또는 탄력적으로 가변되어야 하지만, 실제로는 반경방향돌부의 신뢰성을 확보하면서 그 반경방향돌부가 선회스크롤의 회전각에 따라 적절하게 변형되도록 제작하기가 어렵다. 이로 인해 제조비용이 상승할 뿐만 아니라 실질적인 마찰손실저감 및 마모방지효과가 크지 않다.

미국공개특허 2017/0234313 A1 (공개일: 2017.08.17.) 일본공개특허 2017-133466 (공개일: 2017.08.03.) 일본공개특허 2014-202076 (공개일: 2014.10.27.)

본 발명의 목적은 자전방지기구인 올담링과 이 올담링이 결합되는 부재 사이에서 마찰손실 및 마모를 줄일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 본 발명은 올담링과 그 올담링이 접촉되는 부재 사이에서의 면압을 낮줘 마찰손실 및 마모를 줄일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

더 나아가, 본 발명은 올담링 또는 그 올담링이 결합되는 부재와의 사이에 오일이 원활하게 공급될 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

더 나아가, 본 발명은 올담링 또는 이 올담링이 결합되는 부재 사이에서의 마찰손실 및 마모를 줄이면서도 올담링의 무게를 줄여 모터효율을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 올담링을 용이하게 제작하여 제조비용을 낮추면서도 신뢰성을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 본 발명은 올담링의 링본체와 키의 조립구조에 대한 허용오차를 늘려 올담링을 용이하게 제작할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

더 나아가, 본 발명은 올담링의 링본체와 키를 용이하게 조립하면서도 선회스크롤의 자전을 효과적으로 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

더 나아가, 본 발명은 올담링의 링본체와 키를 용이하게 조립하면서도 키가 링본체에 대해 이탈되는 것을 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 서로 맞물리고, 적어도 어느 한 쪽 스크롤이 회전축에 결합되어 선회운동을 하는 선회스크롤을 포함한 복수 개의 스크롤을 포함할 수 있다. 상기 선회스크롤에 구비된 키홈에 미끄러지게 결합되어, 상기 선회스크롤의 선회운동을 유도하는 올담링을 포함하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다. 상기 올담링은, 환형으로 형성되며, 적어도 한 개 이상의 키수용홈이 구비되는 링본체(ring body)를 포함하고, 일단은 상기 키수용홈에 삽입되는 제1키부가 구비되고, 타단은 상기 키홈에 삽입되는 제2키부가 구비되는 적어도 한 개 이상의 키(key)를 포함할 수 있다. 상기 제1키부는, 상기 키수용홈에서 회전 가능하게 삽입될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키가 선회스크롤(또는 프레임)의 키홈에서 힘을 받는 방향으로 회전하면서 키가 키홈에 면접촉을 유지하게 되어 키 또는 키홈의 마찰손실 및 마모를 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다. 또한 올담링의 링본체와 키에 대한 허용오차를 늘려 올담링을 용이하게 제작함으로써 올담링에 대한 제조비용을 낮출수 있다. 또한 올담링의 일부를 가벼운 재질로 형성하여 올담링의 무게를 낮춤으로써 모터효율을 향상시킬 수 있다.

일례로, 상기 키수용홈의 내주면과 상기 제1키부의 외주면 사이에는 반경방향으로 이격된 회전간격이 구비될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키가 링본체에 대해 자유회전상태로 결합되어 키홈과의 면접촉을 유지할 수 있다.

구체적으로, 상기 제2키부와 상기 키홈 사이에는 횡방향으로 이격된 미끄럼간격이 구비될 수 있다. 상기 회전간격은, 상기 미끄럼간격보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키가 링본체에 대해 자유회전하면서도 키가 선회스크롤의 자전을 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다.

다른 예로, 상기 키수용홈의 내주면과 상기 제1키부의 외주면 중에서 적어도 어느 한쪽은 원형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키가 링본체에 대해 자유회전상태로 결합될 수 있다.

또 다른 예로, 상기 제2키부는 양쪽 횡방향측면이 평행하게 형성될 수 있다. 이를 통해, 제2키부와 이에 접하는 키홈 사이에서의 면접촉을 확보활 수 있다.

예를 들어, 상기 제2키부는 반경방향길이가 횡방향길이보다 긴 직사각형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 제2키부와 이에 접하는 키홈 사이에서의 접촉면적을 넓게 확보할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2키부는 반경방향길이가 횡방향길이보다 작거가 같게 형성될 수 있다. 이를 통해, 제2키부와 이에 접하는 키홈 사이에서의 접촉면적을 넓게 확보하면서도 제2키부의 무게를 줄여 올담링의 전체무게를 낮춤으로써 모터효율을 높일 수 있다.

또 다른 예로, 상기 제1키부와 상기 제2키부는 단일체로 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키를 용이하게 제작할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 제1키부는 상기 제2키부에 삽입되어 결합될 수 있다. 이를 통해, 제1키부와 제2키부의 소재에 대한 선택의 자유도를 높여 올담링의 무게를 낮추거나 제조비용을 절감할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1키부는 상기 제2키부보다 경질소재로 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 무게를 더욱 낮춰 모터효율을 높일 수 있다.

또 다른 예로, 상기 제1키부의 외주면은 평활관 형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 링본체에서 자유회전하는 올담링의 키를 용이하게 제작할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 제1키부의 외주면 또는 내부, 그리고 상기 키수용홈의 내주면 중에서 적어도 어느 한쪽에는 급유통로가 축방향을 따라 직선 또는 사선으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키와 링본체 사이로 오일이 원활하게 급유되도록 하여 키가 링본체에 대해 원활하게 회전함으로써 키가 키홈에 대해 면접촉 상태를 지속적으로 유지할 수 있다.

구체적으로, 상기 제2키부에는 급유통로가 더 구비될 수 있다. 상기 제2키부에 구비되는 급유통로는 상기 키홈과 미끄럼접촉되는 상기 제2키부의 횡방향측면에 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키와 키홈 사이로 오일이 원활하게 급유되도록 하여 마찰손실 및 마모를 더욱 낮출 수 있다.

예를 들어, 상기 제2키부와 상기 제1키부에는 급유통로가 각각 형성될 수 있다. 상기 제2키부의 단부면에는 기설정된 깊이만큼 함몰된 저유홈이 형성될 수 있다. 상기 급유통로는 상기 저유홈과 연통될 수 있다. 이를 통해, 압축기의 운전시 키와 키홈 사이로 적정량의 오일이 공급될 뿐만 아니라 압축기의 정지시에는 저유홈에 일정량의 오링이 저장되었다가 재기동시 키와 키홈 사이로 오일을 신속하게 공급할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 제1키부의 축방향 양단 중에서 상기 제2키부의 반대 단부에는 반경방향으로 연장되는 키구속부가 더 구비될 수 있다. 상기 키구속부는, 상기 키수용홈의 내경보다 크게 형성될 수 있다. 이를 통해, 키가 링본체로부터 이탈되는 것을 억제하여 키와 링본체의 조립을 용이하게 할 뿐만 아니라 키가 링본체로부터 점핑하는 것을 억제하여 마모 또는 이상소음을 억제할 수 있다.

여기서, 상기 링본체는 상기 선회스크롤과 동일 재질로 형성될 수 있다. 상기 키는 상기 링본체와 다른 이종재질로 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 일부를 가벼운 재질로 형성하여 올담링의 무게를 낮춤으로써 모터효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 서로 맞물리고, 적어도 어느 한 쪽 스크롤이 회전축에 결합되어 선회운동을 하는 선회스크롤을 포함한 복수 개의 스크롤이 포함될 수 있다. 상기 선회스크롤에 구비된 키홈에 미끄러지게 결합되어, 상기 선회스크롤의 선회운동을 유도하는 올담링을 포함할 수 있다. 상기 올담링은, 환형으로 형성되는 링본체(ring body)이 포함될 수 있다. 상기 링본체에 회전 가능하게 결합되어 상기 키홈에 미끄러지게 결합되는 키(key)를 포함할 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키가 선회스크롤(또는 프레임)의 키홈에서 힘을 받는 방향으로 회전하면서 키가 키홈에 면접촉을 유지하게 되어 키 또는 키홈의 마찰손실 및 마모를 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다. 또한 올담링의 링본체와 키에 대한 허용오차를 늘려 올담링을 용이하게 제작함으로써 올담링에 대한 제조비용을 낮출수 있다.

일례로, 상기 링본체에는 적어도 한 개 이상의 키수용홈이 구비될 수 있다. 상기 키는, 상기 키수용홈에 회전 가능하게 삽입되는 제1키부가 포함될 수 있다. 상기 제1키부에서 연장되어 상기 키홈에 미끄러지게 삽입되는 제2키부를 포함할 수 있다. 이를 통해, 링본체에 대한 동일 조건에서 제1키부의 직경을 확대하여 키의 신뢰성을 높일 수 있다.

다른 예로, 상기 키는, 상기 링본체에서 축방향으로 연장되는 제1키부를 포함할 수 있다. 상기 키홈에 미끄러지게 결합되고, 상기 제1키부가 회전가능하게 삽입되도록 키수용홈이 구비되는 제2키부를 포함할 수 있다. 이를 통해, 제1키부가 링본체와 같은 경질의 소재로 형성됨에 따라 키를 포함한 올담링의 무게를 낮춰 모터효율을 높일 수 있다.

구체적으로, 상기 제1키부와 상기 키수용홈의 사이에는 회전간격이 형성될 수 있다. 상기 제2키부와 상기 키홈의 사이에는 미끄럼간격이 형성될 수 있다. 상기 회전간격은, 상기 미끄럼간격보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키가 링본체에 대해 자유회전하면서도 키가 선회스크롤의 자전을 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 올담링은 환형으로 형성되며 적어도 한 개 이상의 키수용홈이 구비되는 링본체(ring body)와, 일단은 상기 키수용홈에 삽입되는 제1키부가 구비되고 타단은 상기 키홈에 삽입되는 제2키부가 구비되는 적어도 한 개 이상의 키(key)를 포함하되, 상기 제1키부는 상기 키수용홈에서 회전 가능하게 삽입될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키가 선회스크롤(또는 프레임)의 키홈에서 힘을 받는 방향으로 회전하면서 키가 키홈에 면접촉을 유지하게 되어 키 또는 키홈의 마찰손실 및 마모를 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다. 또한 올담링의 링본체와 키에 대한 허용오차를 늘려 올담링을 용이하게 제작함으로써 올담링에 대한 제조비용을 낮출수 있다. 또한 올담링의 일부를 가벼운 재질로 형성하여 올담링의 무게를 낮춤으로써 모터효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 상기 키수용홈의 내주면과 상기 제1키부의 외주면 사이에는 반경방향으로 이격된 회전간격이 구비되고, 상기 제2키부와 상기 키홈 사이에는 횡방향으로 이격된 미끄럼간격이 구비되며, 상기 회전간격은, 상기 미끄럼간격보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키가 링본체에 대해 자유회전상태로 결합되어 키홈과의 면접촉을 유지하면서도 키가 선회스크롤의 자전을 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 상기 키수용홈의 내주면과 상기 제1키부의 외주면 중에서 적어도 어느 한쪽은 원형 단면 형상으로 형성되고, 상기 제2키부는 양쪽 횡방향측면이 평행하게 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키가 링본체에 대해 자유회전상태로 결합되어 제2키부와 이에 접하는 키홈 사이에서의 면접촉을 확보활 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 상기 제2키부는 반경방향길이가 횡방향길이보다 긴 직사각형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 제2키부와 이에 접하는 키홈 사이에서의 접촉면적을 넓게 확보할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 상기 제2키부는 반경방향길이가 횡방향길이보다 작거가 같게 형성될 수 있다. 이를 통해, 제2키부와 이에 접하는 키홈 사이에서의 접촉면적을 넓게 확보하면서도 제2키부의 무게를 줄여 올담링의 전체무게를 낮춤으로써 모터효율을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 상기 제1키부의 외주면 또는 내부, 그리고 상기 키수용홈의 내주면 중에서 적어도 어느 한쪽에는 제1급유통로가 형성되고, 상기 제2키부에는 제2급유통로가 형성될 수 있다. 이를 통해, 올담링의 키와 링본체 사이로 오일이 원활하게 급유되도록 하여 키가 링본체에 대해 원활하게 회전함으로써 키가 키홈에 대해 면접촉 상태를 지속적으로 유지할 수 있다. 또한 올담링의 키와 키홈 사이로 오일이 원활하게 급유되도록 하여 마찰손실 및 마모를 더욱 낮출 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 상기 제2키부와 상기 제1키부에는 급유통로가 각각 형성되고, 상기 제2키부의 단부면에는 기설정된 깊이만큼 함몰된 저유홈이 형성되며, 상기 급유통로는 상기 저유홈과 연통될 수 있다. 이를 통해, 압축기의 운전시 키와 키홈 사이로 적정량의 오일이 공급될 뿐만 아니라 압축기의 정지시에는 저유홈에 일정량의 오링이 저장되었다가 재기동시 키와 키홈 사이로 오일을 신속하게 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 상기 제1키부의 축방향 양단 중에서 상기 제2키부의 반대 단부에는 반경방향으로 연장되는 키구속부가 구비되고, 상기 키구속부는, 상기 키수용홈의 내경보다 크게 형성될 수 있다. 이를 통해, 키가 링본체로부터 이탈되는 것을 억제하여 키와 링본체의 조립을 용이하게 할 뿐만 아니라 키가 링본체로부터 점핑하는 것을 억제하여 마모 또는 이상소음을 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 상기 키는, 상기 링본체에서 축방향으로 연장되는 제1키부를 포함하되, 상기 키홈에 미끄러지게 결합되고, 상기 제1키부가 회전가능하게 삽입되도록 키수용홈이 구비되는 제2키부를 포함할 수 있다. 이를 통해, 제1키부가 링본체와 같은 경질의 소재로 형성됨에 따라 키를 포함한 올담링의 무게를 낮춰 모터효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기를 보인 단면도,
도 2는 도 1에서 압축부의 일부를 보인 분해사시도,
도 3은 도 2에서 올담링의 일부를 확대하여 보인 사시도,
도 4는 도 3의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도,
도 5는 도 3의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도,
도 6a 및 도 6b는 도 3에서 제2키홈과 제2키의 대응상태를 설명하기 위해 보인 개략도,
도 7은 도 1에서 올담링 주변의 급유상태를 설명하기 위해 보인 단면도,
도 8 및 도 9는 올담링에 대한 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도,
도 10 및 도 11은 올담링의 제2키에 대한 또 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도,
도 12 및 도 13은 올담링의 제2키에 대한 또 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도,
도 14 및 도 15는 올담링의 제2키에 대한 또 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도,
도 16 및 도 17은 올담링의 제2키에 대한 또 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도,
도 18은 올담링의 제2키에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도,
도 19는 올담링의 제2키에 대한 또다른 실시예를 보인 단면도,
도 20 및 도 21은 올담링에 대한 다른 실시예를 보인 분해사시도 및 조립단면도.

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

스크롤 압축기는 케이싱의 내부공간에 구동모터와 압축부가 함께 설치되는지 여부에 따라 밀폐형 또는 개방형으로 구분될 수 있다. 밀폐형은 케이싱의 내부공간에 구동모터와 압축부가 함께 설치되고, 개방형은 구동모터(또는 구동원)가 케이싱의 외부에 설치된다. 본 실시예는 밀폐형 스크롤 압축기를 대표예로 삼아 설명한다. 하지만 개방형 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.

또한, 스크롤 압축기는 고정형 스크롤 압축기와 이동형 스크롤 압축기로 구분될 수 있다. 고정형은 통상 건물 공조용으로 적용되고, 이동형은 차량 공조용으로 적용된다. 본 실시예는 고정형 스크롤 압축기를 대표예로 삼아 설명한다. 하지만 이동형 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.

또한, 스크롤 압축기는 케이싱의 내부공간에 채워진 냉매의 압력에 따라 저압식 또는 고압식으로 구분될 수 있다. 저압식은 케이싱의 내부공간이 흡입압의 냉매로 채워지고, 고압식은 케이싱의 내부공간이 토출압의 냉매로 채워진다. 본 실시예는 고압식 스크롤 압축기를 대표예로 삼아 설명한다. 하지만 저압식 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.

또한, 스크롤 압축기는 압축부의 설치위치에 따라 상부압축식과 하부압축식으로 구분될 수 있다. 상부압축식은 압축부가 구동모터보다 상측에 설치되고, 하부압축식은 압축부가 구동모터보다 하측에 설치된다. 본 실시예는 상부압축식 스크롤 압축기를 대표예로 삼아 설명한다. 하지만 하부압축식 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.

또한, 스크롤 압축기는 스크롤의 회전여부에 따라 편회전 스크롤 압축기와 상호회전 스크롤 압축기로 구분될 수 있다. 편회전 스크롤 압축기는 한쪽 스크롤은 고정 또는 회전운동이 제한되는 반면 다른 쪽 스크롤은 선회운동을 하도록 구성되고, 상호회전 스크롤 압축기는 양쪽 스크롤이 회전하도록 구성된다. 본 실시예는 편회전 스크롤 압축기를 대표예로 삼아 설명한다. 하지만 상호회전 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.

그 외에 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는 올담링이 적용되는 스크롤 압축기 전반에 걸쳐 동일하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기를 보인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱(110)의 하반부에 구동모터(120)가 설치되고, 구동모터(120)의 상측에는 메인프레임(130)이 설치될 수 있다. 메인프레임(130)의 상측에는 압축부가 설치된다. 압축부는 고정스크롤(140)과 선회스크롤(150)을 포함하되, 경우에 따라서는 메인프레임(130)도 압축부에 포함하여 설명될 수 있다.

본 실시예에 따른 케이싱(110)은 원통쉘(111), 상부캡(112), 하부캡(113)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 케이싱(110)의 내부공간(110a)은 냉매의 유동순서를 기준으로 상부캡(112)의 내측에 구비된 상부공간(110b), 원통쉘(111)의 내측에 구비된 중간공간(110c), 하부캡(113)의 내측에 구비된 하부공간(110d)으로 구분될 수 있다. 이하에서 상부공간(110b)은 토출공간으로, 중간공간(110c)은 유분리공간으로, 하부공간(110d)은 저유공간으로 각각 정의될 수 있다.

원통쉘(111)은 상하 양단이 개구된 원통 형상이고, 원통쉘(111)의 내주면에는 구동모터(120)가 하반부에, 메인프레임(130)이 상반부에 각각 압입되어 고정된다.

원통쉘(111)의 중간공간(110c), 구체적으로 구동모터(120)와 메인프레임(130)의 사이에는 냉매토출관(116)이 관통되어 결합된다. 냉매토출관(116)은 원통쉘(111)에 직접 삽입되어 용접될 수도 있지만, 통상 원통쉘(111)과 동일 소재로 된 중간연결관(collar pipe)(미도시)이 원통쉘(111)에 삽입되어 용접되고, 중간연결관에 동관으로 된 냉매토출관(116)이 삽입되어 용접될 수 있다.

상부캡(112)은 원통쉘(111)의 개구된 상단을 복개하도록 결합된다. 상부캡(112)에는 냉매흡입관(115)이 관통하여 결합되고, 냉매흡입관(115)은 케이싱(110)의 상부공간(110b)을 통과하여 후술할 압축부의 흡입실(미부호)에 직접 연결된다. 이에 따라, 냉매는 냉매흡입관(115)을 통해 흡입실로 공급될 수 있다.

하부캡(113)은 원통쉘(111)의 개구된 하단을 복개하도록 결합된다. 하부캡(113)의 하부공간(110d)은 저유공간을 형성하게 되고, 저유공간에는 기설정된 양의 오일이 저장될 수 있다. 저유공간을 이루는 하부공간(110d)은 오일회수통로(미부호)를 통해 케이싱(110)의 상부공간(110b)과 중간공간(110c)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 상부공간(110b)과 중간공간(110c)에서 냉매로부터 분리된 오일과 압축부에 공급되었다가 회수되는 오일은 오일회수통로를 통해 저유공간을 이루는 하부공간(110d)으로 회수되어 저장될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 구동모터(120)는 케이싱(110)의 내부공간(110a)중에서 고압부를 이루는 중간공간(110c)의 하반부에 설치되며, 고정자(121) 및 회전자(122)를 포함한다. 고정자(121)는 원통쉘(111)의 내벽면에 열간압입으로 고정되고, 회전자(122)는 고정자(121)의 내부에 회전 가능하게 구비된다.

고정자(121)는 고정자코어(1211) 및 고정자코일(1212)을 포함한다.

고정자코어(1211)는 원통형상으로 형성되고, 원통쉘(111)의 내주면에 열간압입으로 고정된다. 고정자코일(121a)은 고정자코어(1211)에 권선되고, 케이싱(110)에 관통 결합되는 터미널(미부호)을 통해 외부전원과 전기적으로 연결된다.

회전자(122)는 회전자코어(1221) 및 영구자석(1222)을 포함한다.

회전자코어(1221)는 원통형상으로 형성되고, 고정자코어(1211)의 내부에 기설정된 공극만큼 간격을 두고 회전 가능하게 삽입된다. 영구자석(1222)은 회전자코어(1221)의 내부에 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 매립된다.

회전축(125)은 회전자(122)에 압입되어 결합된다. 회전축(125)의 상단부는 편심부가 구비되어 후술할 메인프레임(130)에 회전 가능하게 반경방향으로 지지되고, 회전축(125)의 하단부는 서브프레임(118)에 회전 가능하게 반경방향 및 축방향으로 지지된다.

또한, 회전축(125)의 내부에는 그 회전축(125)의 양단 사이를 관통하여 급유구멍(1255)이 형성될 수 있다. 급유구멍(1255)은 회전축(125)의 하단에서 편심부(1251)의 바닥면으로 관통되어 형성될 수 있다. 이에 따라 저유공간을 이루는 하부공간(110d)에 저장된 오일은 급유구멍(1255)을 통해 편심부(1251)의 내부로 공급될 수 있다.

또한, 회전축(125)의 하단, 정확하게는 급유구멍(1255)의 하단에는 오일픽업(126)이 설치될 수 있다. 오일픽업(126)은 저유공간(110d)에 저장된 오일에 잠기도록 설치될 수 있다. 이에 따라 저유공간(110d)에 저장된 오일은 오일픽업(126)에 의해 펌핑되어 급유구멍(1255)을 통해 흡상될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 메인프레임(130)은 구동모터(120)의 상측에 설치되고, 원통쉘(111)의 내벽면에 열간압입으로 고정되거나 용접되어 고정된다. 이에 따라 메인프레임(130)은 통상 주철로 형성된다.

메인프레임(130)은 메인플랜지부(131) 및 축지지돌부(132)를 포함한다.

메인플랜지부(131)는 환형으로 형성되어 원통쉘(111)의 중간공간(110c)에 수용된다. 예를 들어 메인플랜지부(131)의 외주면은 원형으로 형성되어 원통쉘(111)의 내주면에 밀착될 수 있다. 이 경우에는 메인플랜지부(131)의 외주면과 내주면 사이에 축방향으로 관통되는 적어도 한 개 이상의 오일회수구멍(미도시)이 형성될 수 있다.

또한, 메인플랜지부(131)의 외주면에는 적어도 한 개 이상의 프레임고정돌부(미부호)가 반경방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 프레임고정돌부의 외주면이 원통쉘(111)의 내주면에 밀착되어 고정될 수 있다. 이 경우 프레임고정돌부는 원주방향으로 이격되어 메인플랜지부(131)의 축방향 양쪽 측면 사이를 관통하는 제2배출통로홈(1421)이 형성될 수 있다. 제2배출통로홈(1421)은 후술할 제1배출통로홈(1421)과 동일축선상에서 서로 연통되도록 형성될 수 있다. 이에 따라 상부공간(110b)과 중간공간(110c)이 서로 연통되어 압축부에서 상부공간(110b)으로 토출된 냉매가 중간공간(110c)으로 이동하여 냉매토출관(116)을 통해 응축기를 향해 배출될 수 있다.

또한, 메인플랜지부(131)의 상면에는 올담링수용부(미부호)가 형성되고, 올담링수용부에는 제1키홈(미도시)이 형성될 수 있다. 제1키홈은 원주방향을 따라 대략 180°의 위상차를 두고 2개가 형성될 수 있다.

제1키홈에는 후술할 올담링(160)의 제1키(162)가 반경방향으로 미끄러지게 삽입될 수 있다. 이 경우 제1키홈에는 마모방지부재를 이루는 라이너(liner)가 삽입되거나 또는 제1키홈에 삽입되는 올담링(160)의 제1키(162)가 그 올담링(160)의 링본체(161)와는 다른 이종재질(이종소재)로 형성될 수 있다.

예를 들어, 메인프레임(130)이 올담링(160)의 제1키(162)와 동일한 재질(소재)로 형성되는 경우에는 메인프레임(130)과 올담링(160) 사이에서의 마모를 억제할 수 있도록 메인프레임(130) 또는 올담링(160)과 다른 이종재질로 된 라이너가 구비될 수 있다. 또는 올담링(160)을 이루는 링본체(161)에 제1키(162)가 후조립되되, 제1키(162)는 메인프레임(130)과 다른 이종재질로 형성될 수 있다. 하지만 본 실시예와 같이 메인프레임(130)과 올담링(160)의 링본체(161)가 서로 다른 이종재질(예를 들어, 메인프레임은 주철, 올담링의 제1키는 알루미늄 소재)로 형성되는 경우에는 제1키홈에 별도의 라이너를 설치할 필요가 없다.

축지지돌부(132)는 메인플랜지부(131)의 중앙에서 구동모터(120)를 향해 연장되되, 축지지돌부(132)의 내측에는 축지지구멍(1321)이 형성된다. 축지지구멍(1321)은 메인플랜지부(131)의 축방향 양쪽 측면을 관통하여 형성될 수 있다. 이에 따라 메인플랜지부(131)는 환형으로 형성될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 고정스크롤(140)은 고정경판부(141), 고정측벽부(142) 및 고정랩(143)을 포함할 수 있다.

고정경판부(141)는 원판 모양으로 형성될 수 있다. 고정경판부(141)의 외주면은 상부공간(110b)을 이루는 상부캡(112)의 내주면과 밀착되도록 형성되거나 또는 상부캡(112)의 내주면으로부터 이격되도록 형성될 수 있다.

또한, 고정경판부(141)의 가장자리에는 축방향으로 관통되어 흡입실(미부호)에 연통되는 흡입구(1411)가 형성되고, 흡입구(1411)에는 케이싱(110)의 상부캡(112)을 관통하는 냉매흡입관(115)이 삽입되어 결합될 수 있다. 이에 따라 냉매흡입관(115)은 케이싱(110)의 상부공간(110b)을 통과하여 고정스크롤(140)의 흡입구(1411)에 직접 연통될 수 있다.

또한, 고정경판부(141)의 중앙에는 토출구(1412)와 바이패스구멍(미도시)이 형성되고, 고정경판부(141)의 상면에는 토출구(1412)를 개폐하는 토출밸브(145)와 바이패스구멍을 개폐하는 바이패스밸브(미도시)가 설치될 수 있다. 이에 따라 압축실(V)에서 압축된 냉매는 고정스크롤(140)의 상측에서 상부캡(112)에 형성되는 상부공간(110b)으로 토출된다.

고정측벽부(142)는 고정경판부(141)의 가장자리에서 메인프레임(130)을 향해 환형으로 연장될 수 있다. 이에 따라 고정측벽부(142)는 하면이 메인프레임(130)의 상면, 즉 메인플랜지부(131)의 상면에 밀착되어 볼트 체결될 수 있다.

고정측벽부(142)의 외주면에는 적어도 한 개 이상의 제1배출통로홈(1421)이 형성될 수 있다. 제1배출통로홈(1421)은 고정스크롤(140)의 외주면에서 함몰되어 고정스크롤(140)의 축방향 양쪽 측면 사이를 연통하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 제1배출통로홈(1421)은 고정경판부(141)의 상면에서 고정측벽부(142)의 하면으로 연통되도록 형성될 수 있다. 이에 따라 제1배출통로홈(1421)의 상단은 상부공간(110b)에 연통되고, 제1배출통로홈(1421)의 하단은 메인프레임(130)에 구비된 제2배출통로홈(1421)(1311)의 상단에 연통될 수 있다.

고정랩(143)은 고정경판부(141)의 하면에서 선회스크롤(150)을 향해 연장될 수 있다. 고정랩(143)은 인벌류트 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 고정랩(143)은 후술할 선회랩(153)과 맞물려 두 개 한 쌍의 압축실(V)을 형성할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 선회스크롤(150)은 선회경판부(151), 회전축결합부(152) 및 선회랩(153)을 포함할 수 있다.

선회경판부(151)는 원판 모양으로 형성되고, 메인프레임(130)에 의해 축방향으로 지지되어 메인프레임(130)과 고정스크롤(140)의 사이에서 선회운동을 하도록 구비된다.

선회경판부(151)의 일측면, 즉 선회랩(153)의 반대쪽 측면에는 후술할 올담링(160)의 제2키(163)가 미끄러지게 삽입되는 제2키홈(1511)이 구비될 수 있다. 제2키홈(1511)은 원주방향을 따라 대략 180°의 위상차를 두고 구비될 수 있다.

제2키홈(1511)은 후술할 올담링(160)의 제2키(163)가 반경방향으로 미끄러지게 삽입되도록 선회경판부(151)의 외주면에서 회전축결합부(152)를 향해 기설정된 길이만큼 함몰지게 형성될 수 있다. 제2키홈(1511)에 대해서는 나중에 올담링(160)과 함께 다시 설명한다.

회전축결합부(152)는 선회스크롤(150)의 기하학적 중심에서 회전축(125)의 편심부(1251)를 향해 연장될 수 있다. 회전축결합부(152)는 회전축(125)의 편심부(1251)에 회전 가능하게 삽입될 수 있다. 이에 따라 선회스크롤(150)은 회전축(125)의 편심부(1251)와 회전축결합부(152)에 의해 선회운동하게 된다.

선회랩(153)은 선회경판부(151)의 상면에서 고정스크롤(140)을 향해 연장될 수 있다. 선회랩(153)은 고정랩(143)과 대응하도록 인벌류트 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

올담링(160)은 메인프레임(130)과 선회스크롤(150)의 사이에 구비될 수 있다. 하지만 경우에 따라서는 올담링(160)은 고정스크롤(140)과 선회스크롤(150)에 구비될 수도 있다. 본 실시예는 올담링(160)이 메인프레임(130)과 선회스크롤(150)의 사이에 구비되는 예를 중심으로 설명한다.

예를 들어, 올담링(160)은 메인프레임(130)과 선회스크롤(150)에 각각 미끄러지게 결합될 수 있다. 이에 따라 올담링(160)은 선회스크롤(150)이 메인프레임(130)에 대해 선회운동을 하도록 선회스크롤(150)의 자전운동을 제한하게 된다. 올담링(160)에 대해서는 나중에 다시 설명한다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 작용효과는 다음과 같다.

즉, 구동모터(120)에 전원이 인가되어 회전력이 발생되면, 회전축(125)에 편심 결합된 선회스크롤(150)이 올담링(160)에 의해 고정스크롤(140)에 대해 선회운동을 하게 된다. 이때 고정스크롤(140)과 선회스크롤(150)의 사이에는 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(V)이 형성된다.

그러면, 압축실(V)은 선회스크롤(150)이 선회운동을 하는 동안 흡입구(또는, 흡입실)(1411)에서 토출구(또는, 토출실)(1412)쪽으로 이동하면서 점차 체적이 좁아지게 된다.

그러면, 냉매는 냉매흡입관(115)을 통하여 고정스크롤(140)의 흡입구(1411)를 통해 압축실(V)로 유입되고, 이 냉매는 선회스크롤(150)에 의해 최종 압축실 방향으로 이동하면서 압축된다. 이 냉매는 최종 압축실에서 고정스크롤(140)의 토출구(1412)를 통해 케이싱(110)의 상부공간(110b)으로 토출되고, 제1배출통로홈(1421)과 제2배출통로홈(1311)으로 된 냉매안내통로를 통해 케이싱(110)의 중간공간(110c) 또는/및 하부공간(110d)으로 이동하게 된다.

그러면, 냉매는 케이싱(110)의 내부공간(110a)을 순환하면서 냉매로부터 오일이 분리되고, 냉매로부터 분리된 오일은 케이싱(110)의 하부공간(110d)을 이루는 저유공간으로 이동하여 저장되었다가 오일픽업(126)과 회전축(125)의 급유구멍(1255)을 통해 압축부로 공급되는 반면, 오일이 분리된 냉매는 냉매토출관(116)을 통해 케이싱(110)의 외부로 배출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 선회스크롤은 올담링에 미끄러지게 결합되어 고정스크롤 또는/및 메인프레임에 대해 선회운동을 하게 된다. 이에 따라 선회스크롤과 올담링은 가능한 한 가벼운 재질로 형성되는 것이 올담링으로 인한 원심력을 낮춰 모터효율을 높이는데 유리하다.

이에, 종래에는 선회스크롤과 올담링을 알루미늄합금소재(이하 알루미늄)로 제작하는 기술이 알려져 있다. 이 경우 올담링의 링본체와 제2키를 서로 다른 이종재질로 형성하되, 링본체는 선회스크롤과 같은 동종재질인 알루미늄소재로 형성하는 반면 제2키는 선회스크롤과 다른 이종재질인 주철 등 철계소재로 형성될 수 있다.

하지만, 앞서 설명한 특허문헌 1과 같이 링본체에 제2키가 압입되어 일체로 결합되거나 또는 특허문헌 2 및 특허문헌 3과 같이 링본체에 제2키가 단일체로 형성되는 경우에는 직선운동을 하려는 키와 회전운동을 하려는 키홈이 선접촉되면서 키와 키홈 사이에서의 이상마모현상이 발생될 수 있다. 또한, 링본체와 제2키를 후조립하는 경우에는 링본체와 제2키 사이의 조립구조를 정밀하게 가공 및 조립하여야 하므로 가공 및 조립에 대한 허용오차가 작아 그만큼 제조비용이 증가할 수 있다.

이에, 본 실시예에서는 올담링의 링본체와 키를 서로 다른 이종재질로 형성하여 후조립하거나 또는 키에 내마모코팅층을 형성하여 후조립하되, 키가 링본체에 대해 자유회전하도록 형성할 수 있다. 이를 통해 키와 키홈이 면접촉되면서 키와 키홈 사이에서의 이상마모현상을 억제하는 동시에 링본체와 키를 포함한 올담링의 가공 및 조립에 대한 허용오차를 낮춰 제조비용을 절감할 수 있다. 이하에서는 올담링을 이루는 링본체와 키가 서로 다른 이종재질로 형성된 예를 중심으로 설명한다.

도 2는 도 1에서 압축부의 일부를 보인 분해사시도이고, 도 3은 도 2에서 올담링의 일부를 확대하여 보인 사시도이며, 도 4는 도 3의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이고, 도 5는 도 3의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 올담링(160)은 링본체(161), 제1키(162) 및 제2키(163)를 포함할 수 있다.

제1키(162)와 제2키(163)는 링본체(161)와는 다른 이종재질로 각각 형성될 수도 있고, 제1키(162)와 제2키(163) 중에서 어느 한쪽 키는 링본체(161)와 같은 동종재질로, 다른쪽 키는 링본체(161)와는 다른 이종재질로 형성될 수 있다. 본 실시예는 제1키(162)는 링본체(161)와 같은 동종재질로, 제2키(163)는 링본체(161)와는 다른 이종재질로 형성된 예를 중심으로 설명한다.

링본체(161)는 선회스크롤(150)과 같은 동종재질, 즉 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 메인프레임(130) 또는 고정스크롤(140)에 사용되는 주철의 비중은 약 785 정도이고, 알루미늄합금의 비중은 28 정도가 된다. 이에 따라 올담링(160)의 링본체(161)가 알루미늄 재질로 형성될 경우 올담링(160)의 무게가 감소하여, 고속운전시 올담링(160)의 왕복운동으로 인한 진동 소음 증가를 억제하는 동시에 올담링(160)에 대한 제조비용을 낮출 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 링본체(161)는 환형으로 형성될 수 있다. 링본체(161)는 진원형상으로 형성될 수 있고, 경우에 따라서는 타원형상으로 형성될 수도 있다. 본 실시예는 링본체(161)가 진원형상으로 형성된 예를 중심으로 설명한다.

링본체(161)는 진원형상으로 형성되되, 원주방향을 따라 적당개소에 확장부(1611)가 형성될 수 있다. 확장부(1611)는 올담링(160)이 메인프레임(130) 및 선회스크롤(150)에 결합되는 부분으로, 대략 90°간격을 두고 형성될 수 있다.

확장부(1611)는 반경방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어 확장부(1611)는 링본체(161)의 외주면에서 반경방향으로 연장될 수도 있고, 경우에 따라서는 링본체(161)의 내주면에서 반경방향으로 연장될 수도 있다. 물론 확장부(1611)는 링본체(161)의 외주면과 내주면에서 각각 반경방향으로 연장될 수도 있다. 본 실시예는 확장부(1611)가 링본체(161)의 외주면에서 반경방향으로 연장되는 예를 중심으로 설명한다.

확장부(1611)는 제1키(162) 또는/및 제2키(163)의 반경방향 길이를 확보할 수 있도록 반경방향으로 길게 연장될 수 있다. 이에 따라 제1키(162)와 제2키(163)가 선회스크롤(150)의 자전운동을 억제할 수 있는 정도의 반경방향길이를 확보하면서도 링본체(161)의 반경방향 폭을 최소화하여 올담링(160)의 무게가 증가하는 것을 억제할 수 있다.

확장부(1611)는 축방향으로도 연장될 수 있다. 예를 들어 확장부(1611)는 링본체(161)의 축방향 일측면 또는 양쪽 측면에서 기설정된 높이만큼 축방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라 링본체(161)는 확장부(1611)에서의 축방향높이(두께)가 확장부(1611) 이외에서의 축방향높이(두께)보다 크게 형성되어, 확장부(1611)를 이루는 부위에서의 축방향측면이 메인프레임(130) 또는 선회스크롤(150)에 접촉되어 축방향으로 지지될 수 있다. 이를 통해 올담링(160)이 메인프레임(130)과 선회스크롤(150) 사이에서 미끄러지게 구비되면서도 올담링(160)의 무게를 줄일 수 있다.

또한, 확장부(1611)의 축방향측면에는 제1키(162)와 제2키(163)가 일체로 연장되거나 후조립될 수 있다. 예를 들어 확장부(1611)는 2개의 제1확장부(1611a)와 2개의 제2확장부(1611b)로 이루어지고, 2개씩의 제1확장부(1611a)와 제2확장부(1611b)는 원주방향을 따라 번갈아 형성될 수 있다.

제1확장부(1611a)는 양쪽 축방향측면이 각각 평평하게 형성되고, 제1확장부(1611a)의 일측면(하면)에서 제1키(162)가 메인프레임(130)의 제1키홈을 향해 축방향으로 연장되어 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라 링본체(161)의 일부를 이루는 제1확장부(1611a)는 제1키(162)와 같은 동종재질로 형성될 수 있다.

제2확장부(1611b)는 양쪽 축방향측면이 각각 평평하게 형성되고, 제2확장부(1611b)의 일측면(상면)에서 타측면(하면)으로 관통되는 키수용홈(1612)이 형성될 수 있다. 키수용홈(1612)에는 선회스크롤(150)에 구비되는 제2키(163)가 회전 가능하게 삽입될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 키수용홈(1612)은 원형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 하지만 키수용홈(1612)은 반드시 원형으로 형성될 필요는 없다. 후술할 제2키(163)의 제1키부(1631)가 키수용홈(1612)에서 회전할 수 있으면 키수용홈(1612)의 형상은 타원형이든 각진형이든 관계없이 적용될 수 있다. 다만 본 실시예에서의 키수용홈(1612)은 원형 단면 형상인 예를 중심으로 설명한다.

키수용홈(1612)은 축방향으로 관통되는 구멍 형상으로 형성될 수 있다. 하지만 키수용홈(1612)은 선회스크롤(150)을 마주보는 면에서 축방향으로 기설정된 깊이만큼 함몰된 홈 형상으로 형성될 수도 있다. 다만 본 실시예에서는 구멍 형상으로 형성되되, 편의상 키수용홈(1612)으로 정의하여 설명한다.

키수용홈(1612)의 내경은 후술할 제2키(163)의 제1키부(1631)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 키수용홈(1612)의 내주면과 제2키(163)의 제1키부(1631)의 외주면 사이에는 반경방향으로 이격된 회전간격(G1)이 형성될 수 있다. 회전간격(G1)은 후술할 미끄럼간격(G2)보다 작거나 같게 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1키(162)는 앞서 설명한 바와 같이 링본체(161)를 이루는 제1확장부(1611a)의 일측면에서 제1키홈(미부호)을 향해 하향 연장될 수 있다. 이에 따라 제1키(162)는 링본체(161)와 같은 동종재질인 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 이는 제1키(162)가 미끄러지게 삽입되는 메인프레임(130)이 올담링(160)과 다른 이종재질, 예를 들어 주철로 형성된 경우에 적용될 수 있다. 만약 메인프레임(130)이 올담링(160)과 같은 동종재질, 즉 알루미늄 재질로 형성되는 경우에는 제1키(162) 역시 후술할 제2키(163)와 마찬가지로 링본체(161)에 후조립될 수 있다. 이 경우에는 링본체(161)에는 제2키(163)가 결합되는 키수용홈(1612)의 원주방향을 따라 양쪽에 또 다른 키수용홈(미도시)이 각각 구비되어 제1키(162)가 회전 가능하게 결합될 수도 있다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 제2키(163)는 링본체(161)의 키수용홈(1612)에 삽입되는 제1키부(1631) 및 선회스크롤(150)의 제2키홈(1511)에 삽입되는 제2키부(1632)를 포함할 수 있다. 제2키(163)는 앞서 설명한 바와 같이 선회스크롤(150)과는 다른 이종재질, 즉 주철 등으로 형성될 수 있다.

제1키부(1631)는 제2키부(1632)에서 축방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어 제1키부(1631)는 링본체(161)를 마주보는 제2키부(1632)의 축방향 일측면에서 링본체(161)의 키수용홈(1612)을 향해 연장되는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 제1키부(1631)의 외주면은 거의 매끈한 평활관 형상으로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1키부(1631)의 외경은 키수용홈(1612)의 내경보다 작게 형성될 수 있다. 예를 들어 제1키부(1631)의 외주면과 키수용홈(1612)의 내주면 사이에는 회전간격(G1)이 형성될 수 있다. 이에 따라 제1키부(1631)는 키수용홈(1612)에 회전 가능한 자유상태로 삽입되어, 제2키(163)는 외력[선회스크롤(150)에 가해지는 회전축(125)의 회전력]에 의해 링본체(161)에 대해 일정범위 내에서 회전을 할 수 있다. 이를 통해 제2키부(1632)의 횡방향측면(1632a)은 제2키홈(1511)의 횡방향측면(1511a)과 거의 항상적으로 면접촉을 하게 되어 키와 키홈 사이에서의 면압을 최소화할 수 있다. 이를 통해 키와 키홈 사이에서의 마찰손실 및 마모를 줄일 수 있다.

회전간격(G1)은 후술할 미끄럼간격(G2)보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 예를 들어 제1키부(1631)의 외주면과 키수용홈(1612)의 내주면 사이의 회전간격(G1)은 제2키부(1632)의 횡방향측면(1632a)과 제2키홈(1511)의 횡방향측면(1511a) 사이의 미끄럼간격(G2)보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 이에 따라 회전운동을 하려는 선회스크롤(150)의 운동방향과 반경방향으로 거의 직선운동을 하려는 올담링(160)의 운동방향이 서로 교차되더라도 제2키(163)가 선회스크롤(150)에 의해 그 선회스크롤(150)의 회전방향으로의 이동을 최소화할 수 있다. 이를 통해 올담링(160)이 선회스크롤(150)의 회전을 적절하게 제한함으로써 압축기 효율을 유지할 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1키부(1631)의 단면적은 제2키부(1632)의 단면적보다 작게 형성될 수 있다. 예를 들어 제1키부(1631)의 직경은 제2키부(1632)의 단축길이, 즉 제2키부(1632)의 양쪽 횡방향측면(1632a) 사이의 간격으로 정의되는 제2키부(1632)의 반경방향측면 길이(L2)보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라 제1키부(1631)의 무게를 최소화하여 올담링(160)의 전체무게를 낮출 수 있다. 하지만 경우에 따라서는 제1키부(1631)의 단면적은 제2키부(1632)의 단면적보다 크거나 같게 형성될 수도 있다. 이 경우는 제2키부(1632)의 반경방향측면 길이(L2)가 작게 형성되거나 또는 제1키부(1631)의 외경이 증가하는 것으로, 전자는 올담링(160)의 무게를 더욱 낮출 수 있고 후자는 제1키부(1631)의 강성을 높여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 제1키부(1631)는 속빈 중공형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우 제2키(163)의 무게를 더욱 낮춰 올담링(160)을 경량화할 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 제2키부(1632)는 반경방향으로 긴 장방형으로 형성될 수 있다. 예를 들어 제2키부(1632)는 전체적으로는 축방향 투영시 직사각형의 상자모양으로 형성되되, 횡방향측면[이하에서는 반경방향에 횡방향으로 직교하는 측면을 횡방향측면(transverse side surface)으로 정의하여 설명한다](1631a)의 길이(L1)가 반경방향측면(1632b)의 길이(L2)보다 길게 형성될 수 있다. 이에 따라 제2키(163)의 제2키부(1632)와 제2키홈(1511) 사이에서의 접촉면적을 넓혀 제2키(163)에서 제2키홈(1511)으로 전달되는 면압을 낮추고, 이를 통해 올담링(160)의 제2키(163) 또는 선회스크롤(150)의 제2키홈(1511)에서의 마모를 억제할 수 있다.

제2키부(1632)의 양쪽 횡방향측면(1632a)은 서로 평행하도록 평면지게 형성되고, 양쪽 반경방향측면(1632b)은 서로 평행하도록 평면지게 형성될 수 있다. 이에 따라 제1키부(1631)를 용이하게 형성하여 제2키부(1632)를 포함한 제2키(163)를 용이하게 제작할 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 제2키부(1632)는 양쪽 횡방향측면(1632a)끼리 및 양쪽 반경방향측면(1632b)끼리 각각 평행하게 형성될 필요는 없다. 예를 들어 압축기의 운전시 제2키홈(1511)의 횡방향측면(1511a)과 접촉하는 제2키부(1632)의 한쪽 횡방향측면(1632a)을 제외한 제2키부(1632)의 다른 측면들은 평면 또는 곡면 등 다양하게 형성될 수도 있다.

제2키부(1632)의 양쪽 횡방향측면(1632a)과 이를 마주보는 제2키홈(1511)의 양쪽 횡방향측면(1511a)은 서로 이격될 수 있다. 예를 들어 제2키부(1632)의 양쪽 횡방향측면(1632a)과 이를 마주보는 제2키홈(1511)의 양쪽 횡방향측면(1511a) 사이에는 기설정된 길이만큼의 미끄럼간격(G2)이 형성될 수 있다. 이에 따라 제2키(163)는 제2키홈(1511)에 대해 반경방향으로 미끄러지게 되어 회전축(125)에 결합된 선회스크롤(150)의 자전을 억제하면서 선회운동을 유도할 수 있다.

미끄럼간격(G2)은 오일이 유입될 수 있는 정도의 넓이, 예를 들어 제2키(163)의 횡방향 폭보다 현저하게 작게 형성될 수 있다. 미끄럼간격(G2)은 앞서 설명한 바와 같이 회전간격(G1)보다는 크거나 같게 형성될 수 있다. 이에 따라 올담링(160)의 제2키(163)는 제2키홈(1511)에서 원활하게 미끄러지면서 선회스크롤(150)의 자전운동을 억제할 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 올담링은 다음과 같은 효과가 있다. 도 6a 및 도 6b는 도 3에서 제2키홈과 제2키의 대응상태를 설명하기 위해 보인 개략도이고, 도 7은 도 1에서 올담링 주변의 급유상태를 설명하기 위해 보인 단면도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 압축기의 운전전에는 올담링(150)의 제2키(정확하게는제2 키부)(163)가 선회스크롤(150)의 제2키홈(1511)에 대해 평행상태를 유지하는 반면, 압축기의 운전중에는 올담링(160)의 제2키(163)를 이루는 제2키부(1632)가 선회스크롤(150)의 제2키홈(1511)과의 평행상태를 유지하지 못하게 된다.

즉, 도 6a를 참조하면 압축기의 운전전에는 제2키부(1632)의 반경방향중심을 지나는 제2반경방향중심선(CL2)이 제2키홈(1511)의 반경방향중심을 지나는 제1반경방향중심선(CL1)과 함께 링본체(161)의 반경방향중심선(CL)에 대해 동일선상에 형성되거나 또는 평행하게 형성될 수 있다.

반면, 도 6b를 참조하면 압축기의 운전중에는 제1반경방향중심선(CL1)과 제2반경방향중심선(CL2)은 거의 동일선상 또는 평행한 상태를 유지하지만, 링본체(161)의 반경방향중심선(CL)에 대해서는 틀어져 교차하게 된다.

다시 말해, 회전축(125)에 편심 결합된 선회스크롤(150)은 회전축(125)의 회전력을 받아 회전하려는 경향을 띄는 반면, 올담링(160)은 제1키(162)가 고정된 메인프레임(130)에, 제2키(163)가 회전운동을 하려는 선회스크롤(150)에 각각 미끄러지게 결합되어 서로 직교하는 방향으로 직선운동을 하려는 경향을 띄게 된다.

이로 인해 선회스크롤(150)의 회전운동방향과 올담링(160)이 직선운동방향이 서로 교차되면서 제2키(163)의 일부를 이루는 제2키부(1632)의 한쪽 횡방향측면(1632a)과 이를 마주보는 제2키홈(1511)의 한쪽 횡방향측면(1511a)은 서로 밀착되게 된다.

이때, 전술한 특허문헌들과 같이 제2키부(1632)를 포함한 제2키(163)가 링본체(161)에 고정된 상태라면 제2키부(1632)의 제2반경방향중심선(CL2)이 제2키홈(1511)의 제1반경방향중심선(CL1)에 교차하도록 제2키부(1632)가 제2키홈(1511)에 대해 틀어지게 된다. 그러면 후술할 제2키부(1632)의 횡방향측면(1632a)과 제2키홈(1511)의 횡방향측면(1511a) 사이에는 선접촉이 발생되게 된다.

하지만, 본 실시예와 같이 제2키(163)의 일부를 이루는 제1키부(1631)가 링본체(161)의 키수용홈(1612)에서 회전 가능하게 삽입된 상태, 즉 제2키(163)가 링본체(161)에 대해 자유상태로 삽입된 상태에서는 선회스크롤(150)의 회전운동을 제2키(163)가 능동적으로 포용하게 된다.

그러면 선회스크롤(150)이 회전하려는 방향을 따라 제2키(163)가 정해진 범위, 즉 제2키부(1632)와 제2키홈(1511) 사이의 미끄럼간격(G2)에 의해 허용된 회전각(α)만큼 회전하게 된다. 그러면 제2키부(1632)의 제2반경방향중심선(CL2)이 링본체(161)의 반경방향중심선(CL)에 대해서는 틀어지더라도 제2키홈(1511)의 제1반경방향중심선(CL1)에 대해서는 평행한 상태를 유지하게 된다.

그러면 제2키(163)는 제2키부(1632)의 한쪽 횡방향측면(1632a)이 이를 마주보는 제2키홈(1511)의 한쪽 횡방향측면(1511a)에 면접촉된 상태를 유지한 상태에서 회전을 하게 된다. 이를 통해 올담링(160)은 선회스크롤(150)의 회전운동을 억제하면서도 제2키(163)와 제2키홈(1511) 사이에서의 마찰손실 및 마모를 미연에 방지할 수 있게 된다.

이렇게 하여, 선회스크롤(150)과 올담링(160)이 같은 동종재질일 경우 그 올담링(160)의 링본체(161)는 선회스크롤(150)과 같은 동종재질로 형성하여 올담링(160)의 무게를 낮추는 한편, 제2키(163)는 링본체(161)와는 다른 이종재질로 형성하여 선회스크롤(150)과 올담링(160) 사이에서의 마찰손실을 억제할 수 있다.

또한, 선회스크롤(150)에 미끄러지게 결합되는 제2키(163)가 링본체(161)에 회전 가능하게 결합됨에 따라, 제2키(163)가 선회스크롤(150)에 조응하여 허용된 범위내에서 회전하면서 제2키(163)의 제2키부(1632)가 선회스크롤(150)의 제2키홈(1511)에 면접촉된 상태를 유지하게 된다. 이를 통해 올담링(160)과 선회스크롤(150) 사이에서의 면압을 낮줘 마찰손실 및 마모를 더욱 줄일 수 있다.

또한, 링본체(161)의 키수용홈(1612)과 제2키(163)의 제1키부(1631) 사이에는 회전간격(G1)이 형성됨에 따라, 올담링(160) 주변의 오일이 회전간격(G1)을 통해 링본체(161)와 제2키(163) 사이로 신속하게 유입될 수 있다. 이에 따라 링본체(161)의 키수용홈(1612)과 제2키(163)의 제1키부(1631) 사이에 유막이 형성되어 링본체와 제2키 사이에서의 마찰손실을 줄이는 동시에, 선회스크롤(150)과 올담링 사이에서의 면압을 낮줘 마찰손실 및 마모를 더욱 줄일 수 있다. (도 7 참조)

또한, 올담링(160)을 이루는 링본체(161)와 제2키(163)를 각각 제작하여 조립하는 경우 링본체(161)와 제2키(163)의 조립구조에 대한 허용오차를 늘려 올담링(160)을 용이하게 제작할 수 있고, 이를 통해 올담링(160)에 대한 제조비용을 낮추면서도 신뢰성을 높일 수 있다.

한편, 올담링에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 제2키를 이루는 제2키부와 제1키부의 외면이 평평하게 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 제2키부와 제1키부의 외면에 급유통로가 형성될 수도 있다.

도 8 및 도 9는 올담링에 대한 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도이고, 도 10 및 도 11은 올담링의 제2키에 대한 또 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도이다.

도 8 내지 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 올담링(160)은 링본체(161), 제1키(162) 및 제2키(163)를 포함할 수 있다. 링본체(161)와 제1키(162)는 전술한 실시예와 거의 동일하게 형성되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.

또한, 제2키(163)는 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)를 포함할 수 있다. 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)는 전체적으로는 전술한 실시예에서의 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)와 유사하다. 예를 들어 본 실시예에 따른 제1키부(1631)는 제2키부(1632)에서 축방향으로 연장되는 원기둥 단면 형상으로 형성되고, 제2키부(1632)는 축방향 투영시 직사각형 단면 형상으로 형성될 수 있다.

다만, 본 실시예에 따른 제2키(163)에는 올담링(160) 주변의 오일을 회전간격(G1) 또는 미끄럼간격(G2)으로 안내하는 급유통로(1635)가 더 형성될 수 있다. 예를 들어 제1키부(1631)에는 제1급유통로(1635a)가 형성되고, 제2키부(1632)에는 제2급유통로(1635b)가 형성될 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 제1급유통로(1635a)는 제1키부(1631)의 외주면에서 기설정된 깊이만큼 함몰진 홈 형상으로 형성될 수 있다. 제1급유통로(1635a)는 제1키부(1631)의 외주면을 따라 축방향이나 나선방향 또는 경사방향으로 연장되어 제1키부(1631)의 하단에서 상단 사이를 종단하도록 형성될 수 있다.

제2급유통로(1635b)는 제2키부(1632)의 외주면, 정확하게는 제2키부(1632)의 횡방향측면(1632a)에서 기설정된 깊이만큼 함몰진 홈 형상으로 형성될 수 있다. 제2급유통로(1635b)는 횡방향측면(1632a)의 반경방향 중간에서 축방향으로 연장되거나 또는 경사방향으로 연장되어 제2키부(1632)의 하단에서 상단 사이를 종단하도록 형성될 수 있다.

제2급유통로(1635b)는 제1급유통로(1635a)에 연결될 수 있다. 다시 말해 제2급유통로(1635b)의 하단은 제1급유통로(1635a)의 상단에 직접 연결될 수도 있고, 약간 간격을 두고 형성될 수도 있다.

예를 들어, 제2키부(1632)의 하단이 제1키부(1631)의 상단보다 넓게 형성되어, 제2키부(1632)의 하단과 제1키부)1631)의 상단 사이에 단차면(미부호)이 형성되는 경우에는 그 단차면에 제2급유통로(1635b)를 제1급유통로(1635a)에 연결하는 연결홈(미도시)이 횡방향으로 연장되어 형성될 수도 있다. 하지만 연결홈을 별도로 형성되지 않도고 제2급유통로(1635b)를 제1급유통로(1635a)에 연결할 수 있다. 본 실시예는 연결홈 없이 제2급유통로를 제1급유통로에 연결한 예를 도시하고 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 제1급유통로(1635a)와 제2급유통로(1635b) 중에서 어느 한쪽의 급유통로만 형성될 수도 있다. 이 경우에도 전술한 실시예에서와 같이 회전간격(G1)과 미끄럼간격(G2)에 일정량의 오일이 공급될 수 있다.

상기와 같이 제1키부(1631)에는 제1급유통로(1635a)가, 제2키부(1632)에는 제2급유통로(1635b)가 각각 형성됨에 따라, 올담링(160) 주변에 고인 오일은 제1키부(1631)와 키수용홈(1612) 사이의 회전간격(G1) 및 제2키홈(1511)과 제2키부(1632) 사이의 미끄럼간격(G2)으로 원활하게 유입될 수 있다.

이에 따라, 회전간격(G1)으로 유입되는 오일은 제1키부(1631)의 외주면과 키수용홈(1612)의 내주면 사이에 유막을 형성하여 제1키부(1631)가 키수용홈(1612)의 내부에서 거의 마찰 없이 회전할 수 있다. 또한 미끄럼간격(G2)으로 유입되는 오일은 제2키부(1632)의 외측면(횡방향측면)과 제2키홈(1511)의 내측면(횡방향측면) 사이에 유막을 형성하여 제2키부(1632)가 제2키홈(1511)의 내부에서 거의 마찰 없이 반경방향으로 직선운동을 할 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 제2급유통로(1635b)는 전술한 실시예와 동일하나, 제1급유통로(1635a)는 제1키부(1631)의 내부를 관통하는 구멍으로 형성될 수도 있다. 이 경우 제1급유통로(1635a)는 양쪽 제1급유통로(1635a)가 서로 교차되도록 경사지게 형성될 수 있다. 도면으로 도시하지는 않았으나, 제1급유통로(1635a)는 축방향으로 형성될 수도 있다.

상기와 같이 제1급유통로(1635a)가 제1키부(1631)의 내부를 관통하는 구멍으로 형성되는 경우에도 그 작용 효과는 전술한 실시예와 같이 제1키부(1631)의 외주면을 통과하는 홈으로 형성되는 경우와 유사할 수 있다. 이 경우에도 올담링(160) 주변이 오일은 제1급유통로(1635a)를 통과한 후 제2급유통로(1635b)로 전달되면서 회전간격(G1)과 미끄럼간격(G2)을 각각 윤활하게 된다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 급유통로(1635)는 제2키(163)가 접하는 상대면에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 키수용홈(1612)의 내주면에 제1급유통로(1635a)가, 제2키홈(1511)의 횡방향측면(1511a)에 제2급유통로(1635b)가 각각 형성될 수 있다. 상기와 같이 제2키(163)가 접하는 상대면에 급유통로(1635)가 형성되는 경우에도 그 작용효과는 전술한 실시예와 유사할 수 있다. 물론 이 경우에도 어느 한쪽의 급유통로만 형성될 수도 있다.

이렇게 하여, 본 실시예에 따른 올담링(160)은 제2키(163)와 그 제2키(163)가 접하는 접촉면 또는 마찰면에 유막이 넓고 두껍게 형성될 수 있고, 이를 통해 상기한 접촉면 또는 마찰면에서의 마찰손실 및 마모를 줄일 수 있다.

한편, 올담링에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 제2키부의 횡방향측면에 제2급유통로가, 제1키부의 외주면에 제1급유통로가 각각 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 급유통로가 제1키부에만 형성될 수도 있다.

도 12 및 도 13은 올담링의 제2키에 대한 또 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 올담링(160)은 링본체(161), 제1키(162) 및 제2키(163)를 포함하고, 링본체(161)와 제1키는 전술한 실시예와 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 제2키(163)는 앞서 설명한 실시예들에서의 제2키(163)와 거의 유사하다. 예를 들어 제2키(163)는 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)를 포함할 수 있다. 다만 본 실시예에서는 제1키부(1631)에만 급유통로가 형성될 수 있다.

구체적으로, 전술한 실시예들에서는 제1키부(1631)에는 제1급유통로(1635a)가, 제2키부(1632)에는 제2급유통로(1635b)가 각각 형성되는 것이나, 본 실시예에서는 제1키부(1631)에는 제1급유통로(1635a)가 형성되나 제2키부(1632)에는 제2급유통로(1635b)가 배제될 수 있다.

이 경우 제1급유통로(1635a)는 제2키부(1632)에 의해 가려지는 부분, 즉 제2키부(1632)가 반경방향으로 연장되는 제1키부(1631)의 반경방향쪽 양측에 디컷(D-Cut)지게 각각 형성될 수 있다.

상기와 같이 제1급유통로(1635a)가 제1키부(1631)의 반경방향쪽 양측에 디컷 모양으로 각각 형성되는 경우에는 제1급유통로와 키수용홈(1612)의 내주면 사이에 일종의 저유공간이 형성될 수 있다. 그러면 올담링(160) 주변의 오일이 제1급유통로(1635a)로 인해 형성된 저유공간으로 유입되어 저장될 수 있다.

또한, 저유공간에 저장된 오일은 압축기의 운전중에 제1키부(1631)와 키수용홈(1612) 사이를 지속적으로 윤활하는 동시에 압축기의 정지시에도 점성에 의해 일정량의 오일을 보유할 수 있다. 그러면 압축기의 재기동시 제1급유통로(1635a)에 저장된 오일이 그 제1키부(1631)와 키수용홈(1612) 사이를 윤활하게 되어 제2키(163)가 링본체(161)에 대해 원활하게 회전할 수 있게 된다. 그러면 압축기의 운전초기에도 제2키(163)의 일부를 이루는 제2키부(1632)의 횡방향측면(1632a)이 선회스크롤(150)에 구비된 제2키홈(1511)의 횡방향측면(1511a)에 면접촉되면서 마찰손실 및 마모를 줄일 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 제1급유통로(1635a)는 제1키부(1631)의 횡방향쪽 면에 형성되거나, 또는 제1키부(1631)의 반경방향쪽 면과 횡방향쪽 면에 각각 형성될 수도 있다.

한편, 올담링에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 제2키부가 속찬 직사각형 막대 형상으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 제2키부의 상면에 함몰진 저유홈이 더 형성될 수도 있다.

도 14 및 도 15는 올담링의 제2키에 대한 또 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 올담링(160)은 링본체(161), 제1키(162) 및 제2키(163)를 포함하고, 링본체(161)와 제1키(162)는 전술한 실시예와 동일하게 형성될 수 있다. 제2키(163)는 앞서 설명한 실시예들에서의 제2키(163)와 거의 유사하다. 예를 들어 제2키(163)는 제2키부(1632) 및 제1키부(1631)를 포함하고, 제1키부(1631)의 외주면에 제1급유통로(1635a)가 제2키부(1632)의 횡방향측면에 제2급유통로(1635b)가 각각 형성될 수 있다.

다만, 본 실시예에 따른 제2키부(1632)의 상면에는 기설정된 깊이를 갖는 저유홈(1636)이 함몰지게 형성될 수 있다. 저유홈(1636)의 단면적은 제2급유통로(1635b)의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.

저유홈(1636)은 제2급유통로(1635b)와 연통될 수 있다. 예를 들어 제2키부(1632)의 상면 테두리에는 연통홈(1636a)이 형성될 수 있다. 연통홈(1636)은 제2급유통로(1635b)와 저유홈(1636) 사이를 연결하는 것으로, 도 14와 같이 제2키부(1632)의 상면 테두리에서 기설정된 깊이만큼 함몰지게 형성되거나 또는 상반부에서 횡방향으로 관통되어 형성될 수도 있다. 하지만 제2키부(1632)의 상면이 제2키홈(1511)의 상면에 접촉되지 않거나 간헐적으로 접촉되는 경우에는 앞서 설명한 연통홈(1636a)은 배제될 수도 있다.

상기와 같이 제2키부(1632)의 상면에 저유홈(1636)이 형성되는 경우에는 압축기의 운전시 올담링(160) 주변의 오일이 제1급유통로(1635a)와 제2급유통로(1635b), 그리고 연통홈(1636a)을 통해 저유홈(1636)으로 유입되어 저장될 수 있다.

저유홈(1636)에 저장된 오일은 압축기의 운전중에 제2키부(1632)의 횡방향측면(1632a)과 이를 마주보는 제2키홈(1511)의 횡방향측면(1511a) 사이로 공급되어 미끄럼간격(G2)을 지속적으로 윤활하는 동시에, 압축기의 정지시에도 일정량의 오일을 보유할 수 있다. 그러면 압축기의 재기동시 저유홈에 저장된 오일이 제2키부(1632)와 키수용홈(1612) 사이로 신속하게 공급되어 미끄럼간격(G2)을 윤활하게 된다. 그러면 압축기의 운전초기에도 제2키부(1632)와 제2키홈(1511) 사이에서의 마찰손실 및 마모를 줄일 수 있다.

한편, 올담링에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 제2키를 링본체에 자유상태로 결합하는 것이나, 경우에 따라서는 제2키를 링본체에 대해 축방향으로 구속할 수도 있다.

도 16 및 도 17은 올담링의 제2키에 대한 또 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 올담링(160)은 링본체(161), 제1키(162) 및 제2키(163)를 포함할 수 있다. 링본체(161)와 제1키(162)는 전술한 실시예와 거의 동일하게 형성되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.

제2키(163)는 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)를 포함할 수 있다. 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)는 전체적으로는 전술한 실시예에서의 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)와 유사하다. 예를 들어 본 실시예에 따른 제1키부(1631)는 제2키부(1632)에서 축방향으로 연장되는 원기둥 단면 형상으로 형성되고, 제2키부(1632)는 축방향 투영시 직사각형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 제2키(163)는 키수용홈(1612)에 회전 가능하게 결합되어 압축기의 운전시 제2키(163)를 이루는 제2키부(1632)가 제1키부(1631)를 중심으로 올담링(160)에 대해 회전하면서 제2키홈(1511)과 면접촉 상태를 유지할 수 있다.

다만, 본 실시예에 따른 제1키부(1631)의 하단, 즉 제2키부(1632)의 반대쪽 단부에는 키구속부(1637)가 더 구비될 수 있다. 예를 들어 키구속부(1637)는 플랜지와 같은 머리부(head portion)를 구비하여 제1키부(1631)에 나사 체결되는 플랜지나사 등으로 이루어질 수 있다.

이 경우 제1키부(1631)의 하단에는 축방향으로 나사체결홈(1631a)이 축방향으로 형성되고, 키수용홈(1612)의 타단에는 키구속부(1637)를 이루는 플랜지나사의 머리부가 축방향으로 지지되는 나사걸림턱(1612a)이 형성될 수 있다.

상기와 같이 제1키부(1631)의 하단에 키구속부(1637)가 구비되는 경우에는 제2키(163)는 링본체(161)에 대해 회전하지만 축방향 이동은 제한될 수 있다. 예를 들어 본 실시예에 따른 제2키(163)는 제1키부(1631)의 상단이 제2키부(1632)에 의해 제1 축방향으로 구속되고, 제1키부(1631)의 하단이 키구속부(1637)에 의해 제2 축방향으로 구속되게 된다. 그러면 올담링(160)의 조립시 제2키(163)가 링본체(161)로부터 이탈되는 것을 억제하여 올담링(160)의 조립이 용이하게 될 수 있다.

뿐만 아니라, 압축기의 운전중에 제2키(163)가 올담링(160)으로부터 점핑하는 것을 억제하여 제2키(163)가 선회스크롤(150)과 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 상대적으로 단단한 재질로 형성된 제2키(163)가 상대적으로 무른 재질로 형성된 선회스크롤(150)과 충돌하여 그 선회스크롤(150)의 제2키홈(1511)이 마모되거나 이상소음이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 키구속부는(1637) 제1키부(1631)의 하단에서 단일체로 연장될 수도 있다. 이 경우 키수용홈(1612)의 하단에는 키지지면이 키수용홈(1612)을 복개하도록 형성되고, 키지지면의 중앙에는 키구속부와 대응되도록 키구속홈이 장방형으로 관통되어 형성될 수 있다. 이에 따라 키구속부(1637)는 키구속홈을 통과한 후 회전하여 키지지면의 반대쪽면에서 걸려 축방향으로 지지될 수 있다. 이 경우에는 키구속부(1637)가 플랜지나사와 같이 별도의 체결부재에 의해 형성되는 것보다 부품수를 줄여 제조비용을 낮출 수 있다.

한편, 올담링에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 제2키부가 반경방향으로 길게 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 반경방향과 횡방향이 동일하거나 또는 횡방향으로 더 길게 형성될 수도 있다.

도 18은 올담링의 제2키에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도이다.

도 18을 참고하면, 본 실시예에 따른 올담링(160)은 링본체(161), 제1키(162) 및 제2키(163)를 포함할 수 있다. 링본체(161)와 제1키(162)는 전술한 실시예들와 거의 동일하게 형성되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.

제2키(163)는 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)를 포함할 수 있다. 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)는 전체적으로는 전술한 실시예에서의 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)와 유사하다. 예를 들어 본 실시예에 따른 제1키부(1631)는 제2키부(1632)에서 축방향으로 연장되는 원기둥 단면 형상으로 형성되고, 제2키부(1632)는 사각형 단면 형상으로 형성될 수 있다.

다만, 본 실시예에 따른 제2키부(1632)는 축방향 투영시 정사각형으로 형성되거나 또는 직사각형으로 형성되되 반경방향길이보다 횡방향길이가 더 길게 형성될 수도 있다. 본 실시예에서는 제2키부(1632)가 정사각형인 예를 중심으로 설명한다.

제1키부(1631)는 제2키부(1632)의 중심에서 축방향으로 연장되어 원기둥 형상으로 형성되고, 제2키부(1632)는 횡방향측면 길이(L1)와 반경방향측면 길이(L2)가 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라 제2키(163)는 키수용홈(1612)에 회전 가능하게 결합되어 압축기의 운전시 제2키(163)를 이루는 제2키부(1632)가 제1키부(1631)를 중심으로 올담링(160)에 대해 회전하면서 제2키홈(1511)과 면접촉 상태를 유지할 수 있다.

상기와 같이 제2키부(1632)가 정사각형으로 형성되는 경우에도 앞서 설명한 바와 같이 그 제2키부(1632)의 횡방형측면이 제2키홈(1511)의 횡방향측면에 면접촉될 수 있다. 이에 따라 제2키와 제2키홈(1511) 사이에서의 마찰손실 및 마모를 줄이면서도 제2키부(1632)의 반경방향길이가 감소하여 제2키(163)를 포함한 올담링(160)의 전체무게를 줄일 수 있다. 이를 통해 올담링(160)을 포함한 선회스크롤(150)의 원심력을 줄여 모터효율을 높일 수 있다.

한편, 올담링에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 제2키가 단일체로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 제2키는 제2키부와 제1키부가 조립되어 일체로 결합될 수도 있다.

도 19는 올담링의 제2키에 대한 또다른 실시예를 보인 단면도이다.

도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 올담링(160)은 링본체(161), 제1키(162) 및 제2키(163)를 포함할 수 있다. 링본체(161)와 제1키(162)는 전술한 실시예들와 거의 동일하게 형성되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.

다만, 제2키(163)는 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)를 포함하되, 제1키부(1631)에 제2키부(1632)가 결합되어 형성될 수 있다. 이 경우에도 제1키부(1631)와 제2키부(1632)는 동종재질로 형성될 수도 있다.

하지만, 본 실시예와 같이 제1키부(1631)와 제2키부(1632)가 조립되는 경우에는 제1키부(1631)와 제2키부(1632)는 서로 다른 이종재질로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어 제1키부(1631)는 선회스크롤(150)과 같은 동종재질, 즉 알루미늄으로 형성되고, 제2키부(1632)는 선회스크롤(150)과 다른 이종재질, 즉 주철로 형성될 수 있다. 이에 따라 제2키(163)는 제1키부(1631)와 제2키부(1632)가 억지끼움되거나 또는 알루미늄 다이캐스팅과 같은 공법을 이용하여 형성될 수 있다.

이 경우에도 제1키부(1631)는 링본체(161)의 키수용홈(1612)에 회전간격(G1)을 두고 회전 가능하게 삽입되어 결합되고, 제2키부(1632)는 선회스크롤(150)의 제2키홈(1511)에 미끄럼간격(G2)을 두고 미끄러지게 삽입되어 결합될 수 있다. 이에 따라 전술한 실시예들과 같이 압축기의 운전시 제2키(163)가 링본체(161)에 대해 회전함에 따라, 제2키(163)를 이루는 제2키부(1632)가 제2키홈(1511)에 면접촉하게 되어 마찰손실 및 마모를 줄일 수 있다.

상기와 같이 제2키(163)를 이루는 제1키부(1631)와 제2키부(1632)가 서로 다른 이종재질로 형성되되, 제1키부(1631)가 알루미늄 소재로 형성됨에 따라 제2키(163)의 무게를 더욱 낮출 수 있다. 이를 통해 올담링(160)의 전체무게가 감소하여 모터효율이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 올담링에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 제2키가 단일체로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 제2키는 제1키부와 제2키부로 분리되어 제2키부가 제1키부에 회전 가능하게 조립될 수도 있다.

도 20 및 도 21은 올담링에 대한 다른 실시예를 보인 분해사시도 및 조립단면도이다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 본 실시예에 따른 올담링(160)은 링본체(161), 제1키(162) 및 제2키(163)를 포함할 수 있다. 링본체(161)와 제1키(162)는 전술한 실시예들와 거의 동일하게 형성되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다. 다만, 제2키(163)는 전술한 실시예들과 달리 일부는 링본체(161)에 일체로 형성되거나 조립될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 제2키(163)는 제1키부(1631) 및 제2키부(1632)를 포함할 수 있다.

제1키부(1631)와 제2키부(1632)는 서로 회전 가능하게 조립될 수 있다. 예를 들어 제1키부(1631)는 외주면이 원형인 원기둥 형상으로 형성되고, 제2키부(1632)는 그 중앙부에 내주면이 원형인 키수용홈(1638)이 구비되어 사각링모양으로 형성될 수 있다.

제1키부(1631)는 링본체(161)의 제2확장부에서 선회스크롤(150)을 향해 단일체로 연장되어 제2키부(1632)의 키수용홈(1638)에 회전 가능하게 결합되는 반면, 제2키부(1632)는 선회스크롤(150)의 제2키홈(1511)에 반경방향으로 미끄러지게 결합될 수 있다.

제1키부(1631)의 외주면과 이를 마주보는 제2키부(1632)의 내주면(즉, 키수용홈의 내주면) 사이에는 회전간격(G1)이 형성되고, 제2키부(1632)의 횡방향측면(1632a)과 제2키홈(1511)의 횡방향측면(1511a) 사이에는 미끄럼간격(G2)이 형성될 수 있다. 회전간격(G1)은 전술한 실시예들과 같이 미끄럼간격(G2)보다 작나 같게 형성될 수 있다.

상기와 같이 제2키(163)를 이루는 제1키부(1631)와 제2키부(1632)가 서로 회전 가능하게 결합되는 경우에도 전술한 실시예들과 같이 압축기의 운전시 제2키(163)를 이루는 제2키부(1632)가 링본체(161)를 이루는 제1키부(1631)에 대해 회전함에 따라, 제2키(163)를 이루는 제2키부(1632)의 횡방향측면(1632a)이 제2키홈(1511)의 횡방향측면(1511a)에 면접촉하게 되어 마찰손실 및 마모를 줄일 수 있다.

나아가, 본 실시예와 같이 제2키(163)를 이루는 제2키부(1632)와 제1키부(1631)가 서로 다른 이종재질로 형성되되, 제1키부(1631)가 알루미늄 소재로 된 링본체(161)에 일체로 형성됨에 따라 제1키부(11631)와 제2키부(1632)를 포함한 제2키(163)의 무게를 더욱 낮출 수 있다. 이를 통해 올담링(160)의 전체무게가 감소하여 모터효율이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에서는 메인프레임(130)이 올담링(160) 또는 선회스크롤(150)과 다른 이종재질로 형성되는 예를 중심으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 메인프레임(130)도 올담링(160) 또는 선회스크롤(150)과 같은 동종재질로 형성될 수도 있다. 이 경우에는 올담링(160)의 제1키(162)는 앞서 설명한 제2키(163)와 같은 방식으로 메인프레임(130)에 결합되어 올담링(160)에 미끄러지게 결합될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 앞서 설명한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.

또한, 올담링(160)이 일체로 형성되는 경우에는 메인프레임(130)의 제1키홈(미도시)에 앞서 설명한 라이너(170)가 삽입될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명도 앞서 설명한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.

110: 케이싱 110a: 내부공간
110b: 상부공간(토출공간) 110c: 중간공간(유분리공간)
110d: 하부공간(저유공간) 111: 원통쉘
112: 상부캡 113: 하부캡
115: 냉매흡입관 116: 냉매토출관
118: 서브프레임 120: 구동모터
121: 고정자 1211: 고정자코어
1212: 고정자코일 122: 회전자
1221: 회전자코어 1222: 영구자석
125: 회전축 1251: 편심부
1255: 급유구멍 126: 오일픽업
130: 메인프레임 131: 메인플랜지부
1311: 제2배출통로홈 132: 축지지돌부
1321: 축지지구멍 140: 고정스크롤
141: 고정경판부 1411: 흡입구
1412: 토출구 142: 고정측벽부
1421: 제1배출통로홈 143: 고정랩
145: 토출밸브 150: 선회스크롤
151: 선회경판부 1511: 제2키홈
1511a: 횡방향측면 152: 회전축결합부
153: 선회랩 160: 올담링
161: 링본체 1611: 확장부
1611a: 제1확장부 1611b: 제2확장부
1612: 키수용홈 1612a: 나사걸림턱
162: 제1키 163: 제2키
1631: 제1키부 1631a: 나사체결홈
1632: 제2키부 1632a: 횡방향측면
1632b: 반경방향측면 1635: 급유통로
1635a: 제1급유통로 1635b: 제2급유통로
1636: 저유홈 1636a: 연통홈
1637: 키구속부 1637a: 플랜지나사
1638: 키수용홈 CL: 링본체의 반경방향중심선
CL1: 제1반경방향중심선 CL2: 제2반경방향중심선
G1: 회전간격 G2: 미끄럼간격
L1: 횡방향측면 길이 L2: 반경방향측면 길이
V: 압축실

Claims (20)

1. 서로 맞물리고, 적어도 어느 한 쪽 스크롤이 회전축에 결합되어 선회운동을 하는 선회스크롤을 포함한 복수 개의 스크롤; 및
   상기 선회스크롤에 구비된 키홈에 미끄러지게 결합되어, 상기 선회스크롤의 선회운동을 유도하는 올담링을 포함하고,
   상기 올담링은,
   환형으로 형성되며, 적어도 한 개 이상의 키수용홈이 구비되는 링본체(ring body); 및
   일단은 상기 키수용홈에 삽입되는 제1키부가 구비되고, 타단은 상기 키홈에 삽입되는 제2키부가 구비되는 적어도 한 개 이상의 키(key)를 포함하며,
   상기 제1키부는,
   상기 키수용홈에서 회전 가능하게 삽입되고,
   상기 제1키부의 외주면 또는 내부, 그리고 상기 키수용홈의 내주면 중에서 적어도 어느 한쪽에는 제1급유통로가 축방향을 따라 직선 또는 사선으로 형성되며,
   상기 키홈과 미끄럼접촉되는 상기 제2키부의 횡방향측면에는 제2급유통로가 형성되고,
   상기 제1급유통로와 상기 제2급유통로는 서로 연통되는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 키수용홈의 내주면과 상기 제1키부의 외주면 사이에는 반경방향으로 이격된 회전간격이 구비되는 스크롤 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2키부와 상기 키홈 사이에는 횡방향으로 이격된 미끄럼간격이 구비되고,
   상기 회전간격은,
   상기 미끄럼간격보다 작거나 같은 스크롤 압축기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 키수용홈의 내주면과 상기 제1키부의 외주면 중에서 적어도 어느 한쪽은 원형 단면 형상으로 형성되는 스크롤 압축기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2키부는 양쪽 횡방향측면이 평행하게 형성되는 스크롤 압축기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2키부는 반경방향길이가 횡방향길이보다 긴 직사각형 단면 형상으로 형성되는 스크롤 압축기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제2키부는 반경방향길이가 횡방향길이보다 작거가 같은 스크롤 압축기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1키부와 상기 제2키부는 단일체로 형성되는 스크롤 압축기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1키부는 상기 제2키부에 삽입되어 결합되는 스크롤 압축기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1키부는 상기 제2키부보다 경질소재로 형성되는 스크롤 압축기.
11. 제1항에 있어서,
    상기 제1키부의 외주면은 평활관 형상으로 형성되는 스크롤 압축기.
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14. 제1항에 있어서,
    상기 제2키부와 상기 제1키부에는 급유통로가 각각 형성되고,
    상기 제2키부의 단부면에는 기설정된 깊이만큼 함몰된 저유홈이 형성되며,
    상기 급유통로는 상기 저유홈과 연통되는 스크롤 압축기.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제1키부의 축방향 양단 중에서 상기 제2키부의 반대 단부에는 반경방향으로 연장되는 키구속부가 더 구비되고,
    상기 키구속부는,
    상기 키수용홈의 내경보다 크게 형성되는 스크롤 압축기.
16. 제1항 내지 제11항, 제14항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링본체는 상기 선회스크롤과 동일 재질로 형성되고,
    상기 키는 상기 링본체와 다른 이종재질로 형성되는 스크롤 압축기.
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