KR20230142070A - 전동 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 압축기구를 구동시키는 회전축; 상기 회전축이 삽입되기 위한 회전축 관통공이 형성되는 회전자; 상기 회전자의 길이방향 단부를 덮는 커버; 및 상기 회전자의 반경방향 외측에 설치되는 고정자를 포함하고, 상기 회전자에는 영구자석이 삽입되는 복수 개의 슬롯이 원주 방향을 따라 이격 형성되고, 상기 슬롯의 양측 단부에는 냉각홀이 형성되되, 상기 슬롯과 상기 냉각홀은 공간적으로 구분되고, 냉매가 상기 냉각홀로 유동하여 상기 영구자석을 냉각시키는 전동 압축기를 제공한다.
이에 의하여, 회전자의 영구자석 냉각 성능이 향상될 수 있다.

Description

전동 압축기{ELECTRIC COMPRESSOR}

본 발명은 전동 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터로 구동되는 차량용 전동 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioning; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.

차량용 공기조화장치에 적용되는 압축기에는 엔진의 동력을 이용하는 사판식 압축기와, 모터로 압축기구를 구동시키는 전동 압축기 등이 있다.

이 중 전동 압축기는 스크롤과 같은 압축기구를 모터로 구동시켜 냉매를 압축하게 되는데, 모터의 과열을 방지하기 위해 냉매를 모터의 고정자와 회전자 사이로 직접 통과시켜 압축공간으로 흡입하는 방식이 사용된다.

종래 일반적인 전동 압축기의 모터 냉각 구조에 따르면 냉매는 회전자의 외측으로만 통과하므로 회전자의 내측은 충분히 냉각되지 않는다. 특히, 회전자의 내부에 삽입된 영구자석의 냉각 효과가 제한적이다. 영구자석으로 사용되는 네오디뮴 자석은 고온에서 감자현상이 발생할 수 있는데 이는 모터 성능을 저하시키는 문제가 있다. 따라서 회전자, 그 중에서도 영구자석의 충분한 냉각은 필수적이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 전동 압축기의 모터 냉각구조가 갖는 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 영구자석의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 전동 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 고정스크롤 및 상기 고정스크롤과 맞물리게 배치되는 선회스크롤을 포함하는 압축기구; 상기 선회스크롤을 구동시키는 회전축; 상기 회전축이 삽입되기 위한 회전축 관통공이 형성되는 회전자;상기 회전자의 길이방향 단부를 덮는 커버; 및 상기 회전자의 반경방향 외측에 설치되는 고정자를 포함하고, 상기 회전자에는 영구자석이 삽입되는 복수 개의 슬롯이 원주 방향을 따라 형성되고, 상기 슬롯의 양측 단부에는 냉각홀이 형성되되, 상기 슬롯과 상기 냉각홀 사이에는 격벽이 형성되고, 냉매가 상기 냉각홀로 유동할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 커버에는 상기 냉각홀과 연통되는 냉매관통홀이 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 커버에는 밸런스 웨이트가 부착되고, 상기 밸런스 웨이트는 상기 냉매관통홀이 개방되도록 위치될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 냉매관통홀은 상기 커버로부터 돌출 형성된 돌출부에 의해 상기 커버의 원주방향을 따라 경사지게 개방되고, 상기 냉매관통홀은 상기 커버로부터 돌출 형성된 돌출부의 일측이 개방되어 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 냉매관통홀은, 냉매의 회전 방향과 일치하는 방향으로 개방될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 커버에는 밸런스 웨이트가 부착되고, 상기 밸런스 웨이트는 상기 돌출부와의 간섭을 회피하도록, 상기 밸런스 웨이트는 테두리의 일부가 곡선형을 이루는 복수의 금속 층이 결합하여 형성되고, 상기 커버에 인접한 금속 층은 상기 돌출부보다 상기 회전자의 반경방향 내측으로 곡선형의 테두리가 위치하도록 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 밸런스 웨이트는 상기 커버에 인접한 금속 층으로 구성되고 상기 돌출부보다 회전자의 반경방향 내측으로 곡선형의 테두리를 형성하는 제1단; 및 상기 커버의 반대측에서 상기 제1단에 연결되고, 상기 회전자의 반경방향 오측으로 확장되어 상기 커버의 외측면에 대응되도록 곡선형의 테두리를 형성되는 제2단;을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 냉각홀은, 상기 슬롯측에 형성되는 제1벽;

상기 회전자의 원주방향을 따라 형성되는 제2벽; 및 상기 제1벽과 상기 제2벽을 연결하는 제3벽을 포함하고, 상기 제1벽과 상기 슬롯은 이격될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 제2벽과 상기 제3벽이 만나는 모서리가 개방되도록 형성되어, 상기 회전자의 외측에서 유동하는 냉매가 상기 냉각홀로 유입 가능할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 냉각홀은 서로 인접한 두 개의 상기 슬롯 사이에 위치하는 단일 공간으로 형성되어, 상기 냉각홀을 유동하는 냉매가 상기 냉각홀의 양측에 위치하는 상기 영구자석들을 냉각시킬 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 냉각홀은, 인접한 두 개의 슬롯측에 각각 형성되는 제1벽과 제2벽; 상기 제1벽과 상기 제2벽의 일측 끝단을 연결하는 제3벽; 및 상기 제1벽과 상기 제2벽의 타측 끝단을 연결하는 제4벽을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 상기 커버에는 상기 냉각홀과 연통되는 냉매관통홀이 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 영구자석의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

그리고 영구자석의 냉각 효과를 향상함으로써, 영구자석의 과열에 의한 감자현상이 방지될 수 있다. 감자현상이 방지되면 모터의 성능이 저하되지 않고 안정적으로 유지될 수 있어, 전동 압축기의 전체적인 성능 내지 신뢰성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 압축기 구조를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자를 도시한 단면도,
도 3은 도 2를 확대 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자의 커버를 도시한 평면도,
도 5는 도 4에 밸런스 웨이트가 부착된 상태를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 전동 압축기의 자속선도를 종래 전동 압축기의 자속선도와 비교하여 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자의 커버를 도시한 평면도,
도 8은 도 7의 냉매관통홀을 도시한 사시도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전동 압축기에서 냉각홀 및 냉매관통홀을 도시한 절개 사시도,
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자의 커버에 밸런스 웨이트가 부착된 상태를 도시한 사시도,
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자를 도시한 단면도,
도 12는 도 11을 확대 도시한 단면도,
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자를 도시한 사시도,
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자를 도시한 단면도,
도 15는 도 14를 확대 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

우선 도 1을 참고하여, 본 발명이 적용되는 전동 압축기 또는 스크롤 압축기의 구조에 대해 살펴보도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 전동 압축기 또는 스크롤 압축기는, 케이싱(10), 상기 케이싱(10)의 내부에서 구동력을 발생시키는 모터(20), 상기 모터(20)에 의해 회전되는 회전축(30), 상기 회전축(30)에 의해 구동되어 냉매를 압축하는 압축기구(40)를 포함할 수 있다.

상기 케이싱(10)은, 상기 모터(20)를 수용하는 제1 하우징(11), 상기 모터(20)를 제어하는 인버터(50)를 수용하는 제2 하우징(12) 및 상기 압축기구(40)를 수용하는 제3 하우징(13)을 포함할 수 있다.

상기 제1 하우징(11)은, 환형벽(11a), 상기 환형벽(11a)의 일단부를 복개하는 제1 격벽(11b) 및 상기 환형벽(11a)의 타단부를 복개하는 제2 격벽(11c)을 포함하고, 상기 환형벽(11a), 상기 제1 격벽(11b) 및 상기 제2 격벽(11c)이 상기 모터(20)가 수용되는 모터 수용공간을 형성할 수 있다.

상기 제2 하우징(12)은 상기 제1 격벽(11b) 측에 결합되어 상기 인버터(50)가 수용되는 인버터 수용공간을 형성할 수 있다.

상기 제3 하우징(13)은 상기 제2 격벽(11c) 측에 결합되어 상기 압축기구(40)가 수용되는 압축공간을 형성할 수 있다.

여기서, 상기 제2 격벽(11c)은 상기 모터 수용공간과 상기 압축공간을 구획하고, 상기 압축기구(40)를 지지하는 메인 프레임 역할을 수행하며, 그 제2 격벽(11c)의 중심 측에는 상기 모터(20)와 상기 압축기구(40)를 연동시키는 상기 회전축(30)이 관통하는 축수공(14a)이 형성될 수 있다.

한편, 상기 압축기구(40)의 고정 스크롤(41)이 상기 제2 격벽(11c)에 체결되고, 상기 제3 하우징(13)이 그 고정 스크롤(41)에 체결될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제3 하우징(13)이 상기 압축기구(40)를 수용하며 상기 제2 격벽(11c)에 체결될 수도 있다.

상기 모터(20)는 상기 제1 하우징(11)에 고정되는 고정자(21) 및 상기 고정자(21)의 내부에서 상기 고정자(21)와의 상호 작용으로 회전되는 회전자(100)를 포함할 수 있다.

상기 회전축(30)은 상기 회전자(100)의 중심부를 관통하여, 그 회전축(30)의 일단부가 상기 회전자(100)를 기준으로 상기 제1 격벽(11b) 측으로 돌출되고, 그 회전축(30)의 타단부가 상기 회전자(100)를 기준으로 상기 제2 격벽(11c) 측으로 돌출될 수 있다.

상기 회전축(30)의 일단부(30a)는 상기 제1 격벽(11b)의 중심 측에 구비되는 제1 베어링(71)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.

여기서, 상기 제1 격벽(11b)의 중심 측에는 상기 제1 베어링(71) 및 상기 회전축(30)의 일단부가 삽입되는 제1 지지홈(11d)이 형성되고, 상기 제1 베어링(71)은 상기 제1 지지홈(11d)과 상기 회전축(30)의 일단부 사이에 개재될 수 있다.

상기 회전축(30)의 타단부(30b)는 상기 제2 격벽(11c)의 축수공(14a)을 관통하여 상기 압축기구(40)에 연결될 수 있다.

그리고, 상기 회전축(30)의 타단부(30b)는 연결핀(90)에 의해 편심 부시(49)가 연결된다. 상기 편심 부시(49)는 상기 압축기구(40)에 구비되는 제3 베어링(73)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 그리고 제3 베어링(73)과 연계되어 선회 스크롤(42)에 회전력을 전달하게 된다.

여기서, 상기 제2 격벽(11c)의 축수공(14a)에는 상기 제2 베어링(72)이 배치되는 제2 지지홈(14b)이 형성되고, 상기 제2 베어링(72)은 상기 제2 지지홈(14b)과 상기 회전축(30) 사이에 개재될 수 있다.

그리고, 상기 압축기구(40)의 선회 스크롤(42)에는 상기 제3 베어링(73)과 상기 편심 부시(49)가 삽입되는 보스부(42a)가 형성되고, 상기 제3 베어링(73)은 상기 보스부(42a)와 상기 편심 부시(49) 사이에 개재될 수 있다.

상기 압축기구(40)는, 상기 제2 격벽(11c)을 기준으로 상기 모터(20)의 반대측에서 상기 제2 격벽(11c)에 고정 결합되는 고정 스크롤(41) 및 상기 제2 격벽(11c)과 상기 고정 스크롤(41) 사이에 구비되고 상기 고정 스크롤(41)에 치합되어 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하며 상기 회전축(30)에 의해 선회 운동되는 선회 스크롤(42)을 포함할 수 있다.

상기 고정 스크롤(41)은 원판형의 고정 경판부(41a) 및 상기 고정 경판부(41a)의 압축면(41b)으로부터 돌출되어 상기 선회 스크롤(42)에 치합되는 고정 랩(41c)을 포함할 수 있다.

상기 고정 경판부(41a)의 중심 측에는 그 고정 경판부(41a)를 관통하여 상기 압축실에서 압축된 냉매를 토출하는 토출포트(41d)가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 토출포트(41d)는 상기 고정 스크롤(41)과 상기 제3 하우징(13) 사이에 형성되는 토출공간과 연통될 수 있다.

이러한 구성에 따른 스크롤 압축기는, 상기 모터(20)에 전원이 인가되면 상기 회전축(30)이 상기 회전자(100)와 함께 회전을 하면서 상기 선회 스크롤(42)에 회전력을 전달할 수 있다. 그러면, 상기 선회 스크롤(42)은 상기 회전축(30)에 의해 선회 운동을 하게 되어, 상기 압축실은 중심 측을 향해 지속적으로 이동되면서 체적이 감소될 수 있다. 그러면, 냉매는 상기 제1 하우징(11)의 환형벽(11a)에 형성되는 냉매 유입구(미도시)를 통해 상기 모터 수용공간으로 유입될 수 있다. 그리면, 상기 모터 수용공간의 냉매는 상기 제1 하우징(11)의 제2 격벽(11c)에 형성되는 냉매 통과공(미도시)을 통해 상기 압축실로 흡입될 수 있다. 그리면, 상기 압축실로 흡입된 냉매는 상기 압축실의 이동경로를 따라 중심측으로 이동되면서 압축되어 상기 토출포트(41d)를 통해 상기 토출공간으로 토출될 수 있다. 상기 토출공간으로 토출된 냉매는 상기 제3 하우징(13)에 형성되는 냉매 토출구를 통해 상기 스크롤 압축기의 외부로 배출되는 일련의 과정이 반복된다.

이 과정에서, 상기 회전축(30)은 상기 제1 베어링(71) 및 상기 제2 베어링(72)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 상기 선회 스크롤(42)은 상기 제3 베어링(73)에 의해 상기 회전축(30)에 대해 회전 가능하게 지지되는데, 상기 제3 베어링(73)은 그 제3 베어링(73)과 선회 스크롤(42)의 조립체(이하, 선회 운동체)의 무게 및 크기를 감소시키기 위해 상기 제1 베어링(71) 및 상기 제2 베어링(72)과 상이한 베어링(73)으로 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 케이싱(10)에 고정되는 상기 제1 베어링(71)과 상기 제2 베어링(72)은 마찰 손실 최소화를 위해 각각 볼 베어링으로 형성될 수 있다.

반면, 상기 선회 스크롤(42)과 함께 선회 운동됨에 따라 상기 선회 운동체의 무게 및 크기와 비례관계에 있는 상기 제3 베어링(73)은 볼 베어링보다 무게 및 크기가 작고 원가도 저렴한 니들 롤러 베어링(needle roller bearing) 또는 슬라이드 부시(slide bush) 베어링으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제3 베어링(73)은 상기 보스부(423)에 사전에 결정된 압입력으로 압입 체결될 수 있다.

[제1실시예]

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 전동 압축기에 대하여 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자를 도시한 단면도, 도 3은 도 2를 확대 도시한 단면도, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자의 커버를 도시한 평면도, 도 5는 도 4에 밸런스 웨이트가 부착된 상태를 도시한 평면도, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 전동 압축기의 자속선도를 종래 전동 압축기의 자속선도와 비교하여 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전동 압축기는 압축기구(40), 회전축(30), 회전자(100), 커버(200), 고정자(21) 및 밸런스 웨이트(300)를 포함한다.

상기 압축기구(40)는 상술한 바와 같이 고정스크롤(41) 및 고정스크롤(41)과 맞물려 연결되고 선회스크롤(42)이 회전축(30)에 의해 회전하며 냉매를 압축할 수 있다. 자세한 설명은 상술한 내용을 참고한다.

상기 회전자(100)는 중간에 회전축 관통공(102)이 형성되는 도넛 형상으로, 회전자(100)는 복수개의 강판이 적층된 구조로 형성될 수 있다.

상기 회전축(30)이 상기 회전축 관통공(102)을 관통함으로써 상기 회전자(100)와 상기 회전축(30)이 함께 회전한다. 상기 회전자(100)의 반경방향 외측에는 고정자(21)가 설치된다. 상기 회전자(100), 상기 회전자(100)에 결합되는 회전축, 상기 고정자(21)를 통틀어서 모터라고도 지칭한다.

상기 회전자 관통공 주변에는 복수의 체결공(104)이 형성된다. 상기 체결공(104)은 상기 회전자(100)와 상기 커버(200)를 함께 관통 결합하는 체결구가 삽입되는 구멍이다.

상기 회전자(100)에는 원주 방향을 따라 복수의 슬롯(106)이 형성된다. 상기 슬롯(106)은 V자로 형성되며, 서로 다른 상기 슬롯(106)들은 원주 방향을 따라 이격된다. 상기 슬롯(106)에는 영구자석(110)이 삽입된다. 상기 영구자석(110)은 한 쌍이 하나의 슬롯(106)에 V자로 배치된다. 하나의 상기 슬롯(106)에 삽입되는 한 쌍의 영구자석(110)들은 서로 이격된다.

상기 슬롯(106)의 길이 방향 단부는 격벽(112)으로 막혀 있다. 상기 격벽(112)의 반대편에는 냉각홀(120)이 위치된다. 상기 슬롯(106)과 상기 냉각홀(120) 사이에는 격벽(112)이 형성될 수 있다.

상기 냉각홀(120)은 상기 영구자석(110)의 길이 방향을 따라 형성된다. 상기 냉각홀(120)의 위치 및 크기는 상기 영구자석(110)의 자기력선을 고려하여 설계될 수 있다. 상기 슬롯(106)과 상기 냉각홀(120)은 서로 구분되는 공간으로, 상기 냉각홀(120)을 유동하는 냉매는 상기 영구자석(110)에 직접 접촉하지 않는다.

그러나, 상기 냉각홀(120)은 단지 냉각 기능만을 수행하기 위한 것이 아니고, 상기 영구자석(110)의 자속이 흐르는 통로가 되어 자속 누설을 막는 배리어(barrier)의 기능을 수행한다. 상기 영구자석(110)의 일측 단부로부터 발생되는 자속을 차단하지 않으면 고정자(21)에 영향을 미칠 수 있으므로 배리어가 상기 영구자석(110)의 일측 단부에 형성되는 것이고, 상기 냉각홀(120)은 이러한 배리어의 기능을 하기 위해 상기 영구자석(110)의 일측 단부에 형성된 것이다.

종래 전동 압축기는 배리어가 슬롯(106)과 일체로 형성되기도 하였으나, 본 실시예는 이와 달리 슬롯(106)과 상기 냉각홀(120)을 구분하여 상기 영구자석(110)에 대한 냉각 효과는 유지하면서도 냉매에 포함된 불순물들이 상기 영구자석(110)에 부착되는 부작용을 방지하였다. 냉매에 포함될 수 있는 불순물은 압축기 내부에 필연적으로 존재하는 금속성 물질들이므로 이러한 미세 이물질들이 상기 영구자석(110)에 부착되면 상기 영구자석(110)은 정상적인 기능을 할 수 없고 이는 곧 모터 성능을 저하시키는 결과를 초래하기 때문이다. 따라서, 상기 냉각홀(120)을 상기 슬롯(106)과 분리시켜 이 같은 문제점을 방지한 것이다.

도 3에 도시된 것처럼, 상기 냉각홀(120)은 상기 슬롯(106)측에 형성되는 제1벽(120a), 상기 회전자(100)의 원주방향을 따라 형성되는 제2벽(120b), 상기 제1벽(120a)과 상기 제2벽(120b)을 연결하는 제3벽(120c)을 포함한다. 상기 제1벽(120a)과 상기 슬롯(106)은 상기 격벽(112)을 사이에 두고 있다. 상기 제1벽 내지 제3벽(120a, 120b, 120c)은 대략적으로 삼각형을 이루게 된다. 그러나 이 벽들이 반드시 평면으로 형성되는 것은 아니고 곡면을 포함하도록 형성될 수도 있다.

도 6을 참조하면 배리어가 슬롯(106)과 일체로 형성된 구조(a)와 본 실시예(b)를 비교하였을 때 자속선도에 큰 차이가 없는 것을 볼 수 있다. 즉, 상기 격벽(112)으로 인해 상기 냉각홀(120)과 상기 슬롯(106)이 구분되더라도, 상기 영구자석(110)의 자속선도에는 큰 변화가 없으며 상기 냉각홀(120)의 배리어 기능이 유지되는 것을 확인할 수 있다.

상기 커버(200)는 중간에 상기 회전축이 관통되는 회전축 관통공(202)이 형성되고, 상기 회전축 관통공(202)의 반경방향 외측에는 복수의 체결공(204)이 형성된다. 상기 체결공(204)에는 상기 커버(200)와 상기 회전자(100)를 결합시키는 체결구가 삽입된다.

상기 커버(200)에는 상기 냉각홀(120)과 연통되는 냉매관통홀(210)이 형성된다. 상기 냉매관통홀(210)은 상기 냉각홀(120)과 대응되는 형상이다. 상기 커버(200)는 상기 회전자(100)의 양측 단부에 결합되므로 한 쌍의 상기 커버(200) 모두에 상기 냉매관통홀(210)이 형성된다. 상기 냉매관통홀(210)은 상기 냉각홀(120)로 유동하는 냉매의 입구 및 출구 역할을 한다.

상기 커버(200)에는 상기 밸런스 웨이트(300)가 부착된다. 상기 밸런스 웨이트(300)는 상기 회전자(100)의 고속회전에서 중량 편차에 의한 진동을 방지하기 위해 부착된다. 상기 밸런스 웨이트(300)는 상기 회전자(100)의 길이방향 양측 끝단에, 상기 커버(200)의 외측에 부착된다. 다만, 도 5에 도시된 것처럼 상기 밸런스 웨이트(300)에 의해 상기 냉매관통홀(210)이 막히지 않도록 상기 밸런스 웨이트(300)는 상기 냉매관통홀(210)보다 내측에 부착된다.

본 실시예에 따른 전동 압축기는, 냉매가 일측 커버(200)에 형성된 상기 냉매관통홀(210)로 들어가 상기 냉각홀(120)을 통과하여 반대측 커버(200)에 형성된 상기 냉매관통홀(210)로 나온다. 상기 냉각홀(120)이 상기 슬롯(106)의 일측에 형성됨으로써 냉매가 상기 영구자석(110)을 충분히 냉각시킬 수 있다.

상기 냉각홀(120)로 유동하는 냉매 외에, 기본적으로 상기 회전자(100)의 바깥으로 유동하는 냉매 흐름도 존재한다. 본 실시예는 이 같은 기존 냉매 흐름에 더하여 상기 회전자(100)의 내부에 상기 냉각홀(120)을 더 형성함으로써 상기 영구자석(110)을 보다 효과적으로 냉각시키기 위해 도출된 것이다.

상기 냉각홀(120)을 거친 냉매는 압축기구(40)에서 압축된 후 토출실을 거쳐 전동 압축기의 하우징 외부로 토출된다.

[제2실시예]

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 전동 압축기에 대하여 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자의 커버를 도시한 평면도, 도 8은 도 7의 냉매관통홀을 도시한 사시도, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전동 압축기에서 냉각홀 및 냉매관통홀을 도시한 절개 사시도, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자의 커버에 밸런스 웨이트가 부착된 상태를 도시한 사시도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 제2실시예에 따른 전동 압축기의 커버(200`)에는 돌출부(212`)가 형성된다. 상기 돌출부(212`)는 냉매관통홀(210`)이 일측으로 경사지게 개방되도록 한다. 즉, 상기 돌출부(212`)는 상기 냉매관통홀(210`)의 덮개 내지 지붕과 유사한 역할을 한다. 상기 돌출부(212`)는 두 개의 경사면이 서로 만나는 입체적 형상으로서 상기 커버(200`)에 일체로 형성된다.

이때 상기 냉매관통홀(210`)은 상기 커버(200)로부터 돌출 형성된 돌출부(212`)의 일측이 개방되어 형성될 수 있다. 그리고 상기 냉매관통홀(210`)이 개방된 방향은 냉매의 회전 방향과 일치할 수 있다.

압축기 구동 중에 상기 회전자(100)의 일측에서 타측으로 유동하는 냉매는 곧게 흐르는 것이 아니라 일 방향으로 회전하면서 흐른다. 따라서 본 실시예에서는 상기 돌출부(212`)를 형성하여 상기 냉매관통홀(210`)이 상기 커버(200`)의 원주 방향을 따라 비스듬하게 개방되게 함으로써, 냉매가 상기 냉매관통홀(210`)로 유입되기 쉽게 한 것이다. 이로 인해 상기 냉각홀(120)을 통과하는 냉매의 유량이 증대되는 효과를 갖는다.

도 9에 도시된 것처럼, 상기 냉매관통홀(210`)과 상기 냉각홀(120)이 서로 연통되는 것은 앞서 설명한 제1실시예의 경우와 같다. 즉, 상기 냉매관통홀(210`)은 상기 냉각홀(120)의 입구 및 출구 역할을 하여 상기 커버(200`) 외측에 선회 유동하던 냉매가 상기 냉매관통홀(210`)로 유입되면 상기 냉각홀(120)로 유동하여 상기 영구자석(110)을 냉각시키는 것이다.

도 10에 도시된 것처럼, 상기 커버(200`)에는 밸런스 웨이트(300`)가 부착된다. 상기 밸런스 웨이트(300`)는 테두리의 일부가 곡선형을 이루는 복수의 금속 층이 결합하여 형성될 수 있다. 그리고 상기 밸런스 웨이트(300`)에서 상기 커버(200)에 인접한 금속 층은 상기 돌출부(212`)보다 상기 회전자의 반경방향 내측으로 곡선형의 테두리가 위치하도록 형성될 수 있다.

본 실시예에서 상기 밸런스 웨이트(300`)는 2단으로 형성된다.

제1단(310`)은 상기 커버(200)에 인접한 금속 층으로 구성되고 상기 돌출부보다 회전자(100)의 반경방향 내측으로 곡선형의 테두리를 형성할 수 있다.

제2단(320`)은 상기 커버(200)의 반대측에서 상기 제1단(320`)에 연결되고, 상기 회전자(100)의 반경방향 오측으로 확장되어 상기 커버(200)의 외측면에 대응되도록 곡선형의 테두리를 형성할 수 있다.

이때 상기 커버(200`)에 접촉하는 제1단(310`)의 크기가 제2단(320`)의 크기보다 작다. 이는 상기 밸런스 웨이트(300`)와 상기 돌출부의 간섭을 피하기 위함이다. 상기 밸런스 웨이트(300`)는 본래의 기능을 위해서는 적절한 중량을 가져야 하므로 전체적인 크기를 줄이게 되면 중량을 확보하지 못할 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 상기 밸런스 웨이트(300`)의 하단을 깎은 형상과도 같은 2단 구조로서 상기 밸런스 웨이트(300`)의 중량은 유지하면서 상기 돌출부와의 간섭을 회피하여 냉매가 상기 냉매관통홀(210`)로 원활히 유입될 수 있게 한 것이다.

이상에서 설명한 제2실시예에서 상기 커버(200`)를 제외한 상기 회전자(100) 및 상기 회전자(100)에 형성되는 상기 냉각홀(120) 등은 앞서 제1실시예에서 설명한 바와 같다.

[제3실시예]

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 전동 압축기에 대하여 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자를 도시한 단면도, 도 12는 도 11을 확대 도시한 단면도, 도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자를 도시한 사시도이다.

도 11 내지 도 13에 도시된 것처럼, 본 발명의 제3실시예에 따른 전동 압축기는 회전자(100`)에 형성되는 냉각홀(120`)의 일측 모서리에 개구(122`)가 형성되어 상기 회전자(100`)의 외부와 연통된다. 상기 냉각홀(120`)은 앞서 제1실시예에서 설명한 바와 같은 위치에 형성되어 냉매가 유동되는 것은 같으나, 제1실시예와 달리 상기 회전자(100`)의 반경방향 외측을 따라 연장된 개구가 형성된다. 상기 개구는 상기 슬롯(106)측에 위치한 모서리가 아닌 다른 일측 모서리에 형성된다.

상기 개구는 상기 냉각홀(120`)로 유입되는 냉매가 상기 회전자(100`)의 외부 - 반경방향 외측 - 로부터 유입될 수 있게 한다. 기본적으로 냉매는 상기 회전자(100`)와 상기 고정자(21) 사이의 공간을 통과하는데, 이 공간을 통과하는 냉매의 일부가 상기 냉각홀(120`)로 유입되어 상기 영구자석(110)을 냉각할 수 있게 유도한 것이다.

이러한 구조에 따라 냉매는 상기 영구자석(110)에 더 가까운 거리에서 통과할 수 있으며 냉매의 유량을 충분히 확보할 수 있어 상기 영구자석(110)의 냉각 효과가 향상된다. 특히, 도 13을 참조하면 상기 개구는 상기 회전자(100`)의 길이방향을 따라 연장됨을 볼 수 있다. 이로 인해 냉매는 어느 구간에서든지 상기 개구를 통해 상기 냉각홀(120`)로 들어올 수 있고 빠져나갈 수도 있다.

이상에서 설명한 제3실시예에서 상기 회전자(100`)를 제외한 상기 커버(200, 200`) 및 상기 커버(200, 200`)에 형성되는 냉매관통홀(210, 210`) 등은 앞서 제1실시예 또는 제2실시예에서 설명한 바와 같다.

[제4실시예]

이하, 본 발명의 제4실시예에 따른 전동 압축기에 대하여 도 14 내지 도 15를 참조하여 설명한다.

도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 전동 압축기에서 회전자를 도시한 단면도, 도 15는 도 14를 확대 도시한 단면도이다.

도 14 및 도 15에 도시된 것처럼, 본 발명의 제4실시예에 따른 전동 압축기는 회전자(100``)에 형성되는 냉각홀(120``)이 서로 인접한 두 개의 슬롯(106) 사이에 위치하는 단일 공간으로 형성된다. 이에 따라, 상기 냉각홀(120``)을 유동하는 냉매는 두 개의 상기 슬롯(106)에 삽입된 두 개의 영구자석(110)을 냉각시킨다.

구체적으로, 상기 냉각홀(120``)은 인접한 두 개의 슬롯(106)측에 각각 형성되는 제1벽과 제2벽, 상기 제1벽과 상기 제2벽의 일측 끝단을 연결하는 제3벽, 상기 제1벽과 상기 제2벽의 타측 끝단을 연결하는 제4벽을 포함한다. 상기 제3벽의 길이는 상기 제4벽의 길이보다 길다. 상기 제3벽 및 상기 제4벽은 평면으로 형성될 수 있으나, 이와 달리 곡면을 포함하도록 형성될 수도 있다.

상기 냉각홀(120``)은 인접한 두 개의 슬롯(106) 사이에 단일 공간으로 형성되므로 부피가 크다. 큰 부피는 자연히 많은 양의 냉매를 수용할 수 있다. 다시 말하면 본 실시예는 보다 큰 유량의 냉매로 상기 영구자석(110)들을 냉각시킬 수 있다.

또한, 제1실시예 내지 제3실시예와 비교하였을 때 상기 냉각홀(120``)의 개수가 절반으로 줄어들기 때문에 제조 비용 절감 여지가 있고, 상기 냉각홀(120``)의 크기가 크기 때문에 가공의 어려움이 줄어들 수 있다.

이상에서 설명한 제4실시예에서 상기 회전자(100``)를 제외한 상기 커버(200, 200`) 및 상기 커버(200, 200`)에 형성되는 냉매관통홀(210, 210`) 등은 앞서 제1실시예 또는 제2실시예에서 설명한 바와 같다.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 전동 압축기의 작용효과에 대해 설명한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 회전자(100, 100`, 100``)에 형성된 상기 냉각홀(120, 120`, 120``)이 상기 영구자석(110)과 가깝게 형성되어 상기 냉각홀을 유동하는 냉매에 의해 상기 영구자석(110)을 냉각시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 냉각홀(120, 120`, 120``)로 유동하는 냉매의 유량을 크게 확보하여 상기 영구자석(110)의 냉각에 필요한 충분한 양의 냉매를 통과시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 냉매관통홀(210, 210`)을 냉매의 선회방향과 일치하도록 개방시킴으로써 냉매를 상기 냉각홀(120, 120`, 120``)로 보다 효과적으로 유입시킬 수 있다.

이에 따라 상기 영구자석(110)의 냉각 효과가 향상되어 상기 영구자석(110)의 과열에 의한 감자현상이 방지될 수 있다. 감자현상이 방지되면 모터의 성능이 저하되지 않고 안정적으로 유지될 수 있어, 전동 압축기의 전체적인 성능 내지 신뢰성이 향상된다.

100: 회전자 102: 회전축 관통공
104: 체결공 106: 슬롯
110: 영구자석 112: 격벽
120: 냉각홀 120a: 제1벽
120b: 제2벽 120c: 제3벽
200: 커버 202: 회전축 관통공
204: 체결공 210: 냉매관통홀
300: 밸런스 웨이트
200`: 커버 210`: 냉매관통홀
212`: 돌출부 300`: 밸런스 웨이트
310`: 제1단 320`: 제2단
100`: 회전자 120`: 냉각홀
122`: 개구
100``: 회전자 120``: 냉각홀

Claims (12)

1. 고정스크롤 및 상기 고정스크롤과 맞물리게 배치되는 선회스크롤을 포함하는 압축기구;
   상기 선회스크롤을 구동시키는 회전축;
   상기 회전축이 삽입되기 위한 회전축 관통공이 형성되는 회전자;
   상기 회전자의 길이방향 단부를 덮는 커버; 및
   상기 회전자의 반경방향 외측에 설치되는 고정자를 포함하고,
   상기 회전자에는 영구자석이 삽입되는 복수 개의 슬롯이 원주 방향을 따라 형성되고,
   상기 슬롯의 양측 단부에는 냉각홀이 형성되되, 상기 슬롯과 상기 냉각홀 사이에는 격벽이 형성되고,
   냉매가 상기 냉각홀로 유동하는 전동 압축기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 커버에는 상기 냉각홀과 연통되는 냉매관통홀이 형성되는 전동 압축기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 커버에는 밸런스 웨이트가 부착되고,
   상기 밸런스 웨이트는 상기 냉매관통홀이 개방되도록 위치되는 전동 압축기.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 냉매관통홀은 상기 커버로부터 돌출 형성된 돌출부에 의해 상기 커버의 원주방향을 따라 경사지게 개방되고,
   상기 냉매관통홀은 상기 커버로부터 돌출 형성된 돌출부의 일측이 개방되어 형성되는 전동 압축기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 냉매관통홀은, 냉매의 회전 방향과 일치하는 방향으로 개방된 전동 압축기.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 커버에는 밸런스 웨이트가 부착되고,
   상기 밸런스 웨이트는 상기 돌출부와의 간섭을 회피하도록,
   상기 밸런스 웨이트는 테두리의 일부가 곡선형을 이루는 복수의 금속 층이 결합하여 형성되고, 상기 커버에 인접한 금속 층은 상기 돌출부보다 상기 회전자의 반경방향 내측으로 곡선형의 테두리가 위치하도록 형성되는 전동 압축기.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 밸런스 웨이트는
   상기 커버에 인접한 금속 층으로 구성되고 상기 돌출부보다 회전자의 반경방향 내측으로 곡선형의 테두리를 형성하는 제1단; 및
   상기 커버의 반대측에서 상기 제1단에 연결되고, 상기 회전자의 반경방향 오측으로 확장되어 상기 커버의 외측면에 대응되도록 곡선형의 테두리를 형성되는 제2단;을 포함하는 전동 압축기.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 냉각홀은,
   상기 슬롯측에 형성되는 제1벽;
   상기 회전자의 원주방향을 따라 형성되는 제2벽; 및
   상기 제1벽과 상기 제2벽을 연결하는 제3벽을 포함하고,
   상기 제1벽과 상기 슬롯은 이격되는 전동 압축기.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2벽과 상기 제3벽이 만나는 모서리가 개방되도록 형성되어, 상기 회전자의 외측에서 유동하는 냉매가 상기 냉각홀로 유입 가능한 전동 압축기.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 냉각홀은 서로 인접한 두 개의 상기 슬롯 사이에 위치하는 단일 공간으로 형성되어,
    상기 냉각홀을 유동하는 냉매가 상기 냉각홀의 양측에 위치하는 상기 영구자석들을 냉각시키는 전동 압축기.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 냉각홀은, 인접한 두 개의 슬롯측에 각각 형성되는 제1벽과 제2벽;
    상기 제1벽과 상기 제2벽의 일측 끝단을 연결하는 제3벽; 및
    상기 제1벽과 상기 제2벽의 타측 끝단을 연결하는 제4벽을 포함하는 전동 압축기.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 커버에는 상기 냉각홀과 연통되는 냉매관통홀이 형성되는 전동 압축기.
    

Images