금속분말 스크롤 허브 조인트

申请号 KR1020097000484 申请日 2008-01-22 公开(公告)号 KR1020090113242A 公开(公告)日 2009-10-29
申请人 에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드; 发明人 스토버크리스토퍼; 딜러게리제이; 스캔커렐로마크제이; 케일랫장-룩엠;
摘要 A scroll component including a spiral scroll wrap, a baseplate having a first major surface coupled to the scroll wrap and a second opposing major surface comprising a protruding pilot extending a distance from the baseplate, and a hub fastened to the baseplate adjacent to the protruding pilot. A method of forming a scroll compressor element is also provided.
权利要求
  • 나선형 스크롤 랩;
    서로 반대편 상에 구비된 제1 및 제2 주표면을 가지고, 상기 제1 주표면은 상기 스크롤 랩에 연결된 기초플레이트;
    상기 기초플레이트의 상기 제2 주표면으로부터 연장된 돌출부;
    상기 기초플레이트에 고정되고, 상기 돌출부의 적어도 일부와 맞닿아 있는 허브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제1항에 있어서, 상기 허브와 상기 기초플레이트 간의 납땜 조인트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제1항에 있어서, 상기 스크롤 랩, 상기 기초플레이트, 및 상기 허브 중 적어도 하나 이상은 분말 금속 재료 및 연성재료로 구성된 군에서 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 돌출파이로트, 환형 돌출어깨부, 및/또는 돌출패드 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제1항에 있어서, 상기 기초플레이트는 상기 돌출부 주위에 원주방향으로 위 치하는 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제1항에 있어서, 상기 제2 플레이트부는 상기 돌출부에 인접한 오목파이로트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제1항에 있어서, 상기 허브는 돌출파이로트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제1항에 있어서, 상기 허브 및 상기 돌출부는, 짝지워져 테이퍼된 조인트를 형성하도록 구성된 상보적인 테이퍼된 모서리를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제8항에 있어서, 상기 테이퍼된 조인트의 각도는 대략 0도 내지 약 20도 사이인 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제1항에 있어서, 상기 돌출부의 두께에 대한 상기 기초플레이트의 두께의 비는 대략 5:1 내지 약 20:1 인 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제1항에 따른 스크롤 컴포넌트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴프레서.
  • 제1 기초플레이프부 및 일체형 나선형 스크롤 랩을 가지는 제1 부재;
    제2 기초플레이트부 및 일체형 원통형 허브를 가지는 제2 부재;를 포함하고, 단일한 스크롤 컴포넌트를 형성하도록, 상기 제1 부재는 상기 제2 부재와 결합된 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기초플레이트부 중 적어도 하나는 돌출파이로트 및/또는 오목파이로트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제13항에 있어서, 상기 돌출파이로트는, 상기 허브가 상기 제2 기초플레이트부에 고정된 경우에 상기 허브의 외경 또는 상기 허브의 내경 중 한 곳에 인접하여 위치하는 환형 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제13항에 있어서, 상기 제2 기초플레이트부는 오목파이로트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제15항에 있어서, 상기 오목파이로트는 테이퍼된 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기초플레이트부 중 적어도 하나는 돌출파 이로트를 포함하고, 또한 상기 돌출파이로트의 주위에 위치하는 환형 오목부 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제17항에 있어서, 상기 환형 오목부 영역은 제1 반경에서 제2 표면으로부터 제1 깊이, 및 제2 반경에서 제2 표면으로부터 제2 깊이를 가지고, 상기 제1 깊이는 상기 제2 깊이 보다 큰 값인 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제13항에 있어서, 상기 돌출파이로트는 대체로 원통형상 또는 원뿔형상 중 하나인 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제13항에 있어서, 상기 돌출파이로트는 원뿔형상 파이로트이고, 상기 허브는 상기 제2 기초플레이트부에 납땜되는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 제20항에 있어서, 상기 제2 기초플레이트부는 상기 돌출파이로트를 에워싸는 테이퍼된 환형 오목부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 컴포넌트.
  • 원통형 허브 부재를 기초플레이트의 돌출파이로트와 정렬하는 단계;
    상기 돌출파이로트 및 상기 허브부재 중 적어도 하나에 인접하도록 납땜 재료를 위치시키는 단계; 및
    상기 허브 부재를 상기 기초플레이트에 납땜하는 단계;를 포함하는 것을 특 징으로 하는 방법.
  • 제22항에 있어서, 상기 납땜 재료를 위치시키는 단계는, 납땜 펠렛이 상기 돌출파이로트로부터 상기 허브 부재의 내경으로 굴러가도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  • 说明书全文

    금속분말 스크롤 허브 조인트{POWDER METAL SCROLL HUB JOINT}

    본 발명은 스크롤 기계장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크롤 압축기와 관련있다.

    스크롤-타입 기계장치는 높은 작동 효율로 인해 일반적으로 냉동 및 공기조화 장치에서 압축기로 사용된다. 다수의 이동 부품을 사용하는 왕복운동 기술과는 달리, 일반적인 스크롤 압축기는 매칭되는 비선회 스크롤에 의해 형성되는 경로를 따라 궤적을 선회하는 한개의 스크롤을 가지며, 상기 비선회 스크롤은 압축기 몸체에 부착된다. 궤적 스크롤은 궤적의 크랭크축에 연결되고, 상기 궤적은 두개의 스크롤 사이에서 일련의 움직임 또는 연속적인 가스챔버의 이동을 만들어낸다. 가스가 비선회 스크롤의 중앙 포트를 통해 방출될 때까지 연속적이고, 점점 작아지고, 움직이는 일련의 챔버를 통해 가스가 움직이는 동안, 스크롤의 외부상에서 포켓은 압축된 가스를 흡인한다.

    스크롤 압축기는 이동 챔버를 형성하고 구획하기 위해, 다수의 씰에 의존적이다. 적절하게 작동되도록, 스크롤에서 유체가 누출되어서는 안되고, 마찰에 의한 마모 및 파손되어서는 안된다. 스크롤 자체의 복잡한 모양, 홈을 기계가공하는 작업, 및 상기 컴포넌트를 조립하는데 있어서의 복잡성으로 인해, 기계가공과 관련된 비용은 상당히 높을 수 있다.

    전형적인 분말 금속 스크롤은 일반적으로 두 개의 개별적인 단편, 및 스크롤 랩(wrap)과 허브를 가지는 기초플레이트를 성형하고, 이들을 함께 결합하여 스크롤 컴포넌트를 형성하도록 조립된다. 현재 두 개의 단편을 함께 결합하는 방법 중의 하나는 납땜 과정을 이용하는 것이다. 상기 납땜 과정이 스크롤 컴포넌트를 생산하는데 적절한 방법이기는 하지만, 이 방법은 허브에 가해지는 베어링 하중에 기인하여 한 곳에 높은 스트레스가 집중되면, 납땜 조인트부가 잠재적으로 큰 스트레스 존에 놓이게 되는 결과를 낳는다. 높은 스트레스 존에 위치하는 조인트는 낮은 스트레스 존에 위치하는 조인트와 비교할 때, 보다 쉽게 손상될 가능성이 있다.

    본 발명은 일반적으로 스크롤 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크롤 압축기용 스크롤 컴포넌트의 조인트와 관련있다. 일측면에서, 스크롤 컴포넌트는 나선형 스크롤 랩 및 서로 반대되는 제1 주표면(major surface)과 제2 주표면을 갖는 기초플레이트를 포함한다. 제1 주표면은 스크롤 랩과 연결되어 있고, 제2 주표면은 기초플레이트로부터 일정 높이만큼 돌출되어 있는 돌출어깨부(raised shoulder)를 포함한다. 원통형 허브는 돌출어깨부에 부착되어 조여질 수 있다. 스크롤 컴포넌트의 적어도 하나 이상의 부분이 분말 금속재를 포함할 수 있고, 허브는 돌출어깨부에 남땝될 수 있다.

    본 발명은 또한 제1 기초플레이트 일부 및 일체형 나선형 스크롤 랩을 갖는 제1 부재, 및 제2 기초플레이트 일부 및 일체형 원통형 허브를 갖는 제2 부재를 포함하는 스크롤 컴포넌트를 제공한다. 제1 부재는 단일한 스크롤 컴포넌트를 형성하도록 제2 부재에 연결될 수 있다.

    본 발명은 또한 나선형 스크롤 랩 및 기초플레이트를 포함하는 스크롤 컴포넌트를 제공한다. 기초플레이트는 스크롤 랩에 연결된 제1 주표면, 및 기초플레이트로부터 일정 높이만큼 돌출된 돌출파이로트(protruding pilot)를 포함하는 제2 주표면을 갖는다. 허브는 돌출파이로트와 나란히 정렬될 수 있고, 돌출파이로트에 인접한 기초플레이트에 납땜될 수 있다. 돌출파이로트는 환형벽(annular wall)을 포함할 수 있다.

    본 발명은 또한 스크롤 랩과 연결된 제1 주표면, 및 환형 테이퍼된 오목부를 갖는 제2 주표면을 가지는 기초플레이트를 포함하는 스크롤 컴포넌트를 제공한다. 테이퍼된 모서리를 갖는 원통형 허브는 테이퍼된 오목부에 납땜될 수 있다.

    본 발명은 또한 스크롤 랩에 연결된 제1 주표면, 및 돌출된 원뿔 형태의 중앙 파이로트(cone-shaped center pilot)를 갖는 제2 주표면을 갖는 기초플레이트를 포함하는 스크롤 컴포넌트를 제공한다. 원통형 허브는 기초플레이트에 납땜될 수 있고 중앙파이로트를 에워쌀 수 있다.

    본 발명은 또한 스크롤 압축기 요소를 성형하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 스크롤 랩에 연결된 제1 주표면, 및 돌출파이로트를 갖는 제2 주표면을 갖는 기초플레이트를 제공하는 단계를 포함한다. 원통형 허브 부재는 돌출파이로트와 나란히 정렬된다. 납땜재료는 돌출파이로트와 허브부재 중 적어도 하나 이상에 인접하여 제공된다. 허브부재는 기초플레이트에 납땜된다. 돌출파이로트는 원뿔형태를 포함하고, 납땜재료를 제공하는 단계는 납땜용 펠렛(braze pellet)을 돌출파이로트 상에 위치시키고 상기 펠렛이 허브 부재의 내경으로 굴러가도록 하는 단계를 포함하거나, 또는 납땜 재료의 고리를 기초플레이트 상에 위치시키고, 상기 고리는 허브 부재의 내부에 맞도록 충분한 직경을 가지도록 하거나, 기초플레이트 상에 납땜 페이스트(brazing paste)를 위치시키는 단계를 포함한다.

    본 발명의 다른 실시예는 이후 제공되는 실시예로부터 명확해진다. 실시예 및 구체적인 예들은 설명의 목적으로만 기재된 것이고, 청구항의 범위를 제한하려는 것은 아님을 명심해야 한다.

    본 발명은 실시예 및 첨부된 도면을 통해서 보다 명확하게 이해될 수 있다.

    도1은 본 발명에 따라 스크롤 컴포넌트를 구체화하는 스크롤 타입 냉동 압축기의 중심부를 지나는 수직단면도이다.

    도2는 본 발명에 따른 선회 스크롤 컴포넌트의 분해사시도이다.

    도3A는 도2에 도시된 선회 스크롤 컴포넌트의 조립된 후의 단면도이다.

    도3B는 본 발명의 다른 측면에 따른 선회 스크롤 컴포넌트의 조립된 후의 단면도이다.

    도3C는 도3A의 부분확대도이다.

    도4A는 본 발명의 다른 측면에 따른 선회 스크롤 컴포넌트의 조립된 후의 단면도이다.

    도4B는 돌출파이로트가 도시된 도4A의 선회 스크롤 컴포넌트의 조립된 후의 배면도이다.

    도5는 본 발명의 다른 측면에 따른 선회 스크롤 컴포넌트의 조립된 후의 단면도이다.

    도6은 본 발명에 따른 선회 스크롤 부재의 분해사시도이다.

    도7은 도6의 부분확대도이다.

    도8은 도6의 8-8참조선을 따라 절단한 선회 스크롤 부재의 조립된 후의 단면도이다.

    도9는 도8의 부분확대도이다.

    도10은 도9의 부분확대도이다.

    도11은 도8의 기계가공부를 부분확대한 도면이다.

    도12는 본 발명의 다른 측면에 따른 도8의 부분확대도이다.

    본 실시예에 대한 설명은 단지 예시적인 것이고, 본 발명의 범주 또는 사용예를 한정하려는 것은 아니다.

    도면을 참조하는데 있어서, 동일한 부재번호는 전체 도면에 있어서 동일한 구성요소를 지칭하거나 대응되는 구성요소를 지칭하고, 도1은 본 발명의 실시예에 따른 대표적인 스크롤 컴포넌트를 구체화 할 수 있는 예시적인 스크롤 압축기(10)를 도시한다. 스크롤 압축기(10)는 일반적으로 그 상부 말단에 용접되어 있는 캡(14), 및 선택적으로 복수개의 일체로 형성된 마운팅 핏(mounting feet)(미도시)을 갖는 하부 말단의 베이스(base)(16)를 갖는 원통형 밀봉 셸(12)을 포함한다. 캡(14)은 일반적인 배출밸브(미도시)를 구비할 수 있는 냉각 배출 피팅(18)을 가진다. 셸에 부착된 다른 주요한 구성요소들은 캡(14)이 원통형 밀봉 셸(12)에 용접된 지점 부근에 용접되는 횡축 신장부(22), 원통형 밀봉 셸(12)에 적절하게 고정된 메인 베어링 하우징(24), 및 반지름 방향 외부로 뻗어있고 각각 원통형 밀봉 셸(12)에 적절하게 고정된 복수 개의 다리를 갖는 하부 베어링 하우징(26)을 포함한다. 일반적으로 단면이 예를 들어 사면 내지 육면인 다각형 형상이고 모서리가 둥글게 처리된 모터 스테이터(28)는 원통형 밀봉 셸(12)에 강제끼워맞춤(press-fit) 된다. 스테이터 상의 둥근 모서리 사이의 평면은 스테이터와 셸 간의 통로를 제공하고, 상기 통로는 셸의 상부로부터 하부로의 윤활제 순환을 용이하게 한다.

    그 상부 말단에 편심 크랭크 핀(32)을 갖는 구동샤프트(drive shaft) 또는 크랭크샤프트(30)는 메인 베어링 하우징(24) 내의 베어링(34) 내에서 회전식으로 저널(journaled) 된다. 제2 베어링(36)은 하부 베어링 하우징(26)에 위치한다. 크랭크샤프트(30)는 하부 말단에 비교적 대직경의 동심보어(concentric bore)(38)를 갖고, 상기 보어(38)는 반지름 방향 외부로 경사지고 크랭크샤프트(30) 상부로 향하도록 윗방향으로 뻗어있는 소직경 보어(40)와 연계(communicate)된다. 스티어 러(42)는 보어(38) 내에 위치한다. 내부 셸(12)의 하부는 로터(46)의 하부 말단보다는 약간 낮지만 윈딩(winding)(48)의 하부 말단 굽이의 대부분이 잠기기에 충분히 높은 수위만큼 윤활유가 채워져 있는 오일 썸프(oil sump)(44)를 형성한다. 보어(38)는 윤활유체를 크랭크샤프트(30)로 끌어올리고, 통로(40)로 보낸 후, 최종적으로 윤활유가 필요한 압축기의 모든 다양한 부분에 전달되도록 하는 펌프 역할을 한다.

    크랭크샤프트(30)는 자신을 통과하는 스테이터(28)와 윈딩(48)을 포함하는 전기모터에 의해 회전구동된다. 로터(46)는 크랭크샤프트(30)에 강제끼워맞춤 되고, 각각 상부 및 하부 평형추(50, 52)를 갖는다.

    메인 베어링 하우징(24)의 상부면은, 상기 상부면 상에 일반적인 나선형 날개 또는 랩(58)을 갖는 선회 스크롤 부재(56)가 위치하고, 평평한 스러스트 베어링 표면(54)을 가진다. 원통형 허브(90)는 선회 스크롤 부재(56)의 하부표면으로부터 아래방향으로 돌출되고, 베어링 부싱(bushing)(60)을 갖는다. 구동 부싱(62)은 베어링 부싱(60)에 회전식으로 위치하고, 편심 크랭크 핀(32)이 구동식으로 위치하고 있는 내부 보어(64)를 갖는다. 편심 크랭크 핀(32)은, 본원 명세서에서 참조되는 미국특허 제4,877,382호에 도시된 것과 같이, 반지름 방향으로 순응구동(compliant driving) 배치구성되도록 하기 위해, 보어(64)의 일부분에 형성된 평면을 구동식으로 체결하도록 하는 일측 표면 상에 평면을 가진다. 올덤 커플링(66)은 선회 스크롤 부재(56)와 메인 베어링 하우징(24) 사이에 위치하고, 선회 스크롤 부재(56)의 회전 움직임을 방지하기 위해 선회 스크롤 부재(56) 및 비선회 스크롤 부재(68)에 쐐기로 조여진다. 올덤 커플링(66)은 본원 명세서에서 참조되는 미국특허 제5,320,506호에 개시된 타입일 수 있다.

    비선회 스크롤 부재(68)는 선회 스크롤 부재(56)의 랩(58)과 맞물리는 위치에 있는 랩(70)을 포함한다. 비선회 스크롤 부재(68)는, 캡(14) 및 횡축 신장부(22)에 의해 구획되는 배출 머플러 챔버(76)와 유체연계된 상향 개방 오목부(74)와 연결되며 중앙에 위치한 배출통로(72)를 가진다. 환형 오목부(78)는 씰 조립체(80)가 내부에 위치하는 비선회 스크롤 부재(68)에 형성될 수 있다. 오목부(74, 78) 및 씰 조립체(80)는, 각각의 랩(58, 70)의 말단이 반대편 말단 플레이트 표면에 씰링 결합되도록 하기 위해 비선회 스크롤 부재(68)에 축방향 편향력을 가하도록, 각각의 랩(58, 70)의 말단부에 의해 압축된 가압유체를 수용하기 위한 축방향 압력 편향 챔버(pressure biasing chamber)를 함께 형성한다. 씰 조립체(80)는 본원 명세서에서 참조되는 미국특허 제5,156,539호에 보다 자세히 설명된 타입일 수 있다. 비선회 스크롤 부재(68)는 본원 명세서에서 참조되는 미국특허 제4,877,382호 또는 미국특허 제5,102,316호에 개시된 것과 같은 적절한 방법에 의해, 메인 베어링 하우징(24)에 마운트 되도록 설계될 수 있다.

    도2는 선회 스크롤 부재(56)의 분해사시도이고, 도3A는 도2에 도시된 선회 스크롤 부재의 조립된 후의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 선회 스크롤 부재(56)는, 각각 참조번호 84 및 86으로 표시되며 일반적으로 평면이고 서로 반대방향에 구비된 제1 및 제2 주표면을 가지는 일반적인 원형 기초플레이트(82)를 포함할 수 있다. 제1 주표면(84)은 나선형 스크롤 랩(58)에 연결될 수 있다. 제2 주표면(86) 은 도3A에 도시된 것처럼 환형 돌출어깨부(88)와 같은 돌출부, 또는 도3B에 도시된 것처럼 돌출 원통형 패드(89)를 포함할 수 있고, 이들은 기초플레이트(82)와 일반적으로 수직이 되는 거리만큼 돌출되어 있다. 나선형 스크롤 랩(58) 및 기초플레이트(82)는 본원 명세서에서 참조되는 미국특허 제6,705,848호에 개시된 것과 같은 당업계에서 알려진 기술을 사용하여 분말금속으로부터 형성된 하나의 단일 컴포넌트일 수 있고, 또는 나선형 스크롤 랩(58)을 기초플레이트(82)에 결합시키기 위해 납땜재를 사용하는 것과 같은 방법에 의해 함께 결합된 다수의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 컴포넌트는 분말금속 또는 연성재료(wrought material)로부터 만들어질 수 있다.

    원통형 허브 부재(90)는 제1 및 제2 대항 모서리(92, 94)를 포함할 수 있다. 원통형 허브 부재(90)는 분말금속을 포함한 연성재료를 이용하여 표준 주조 기술 또는 다른 성형 방법을 사용해서 성형될 수 있고, 기초플레이트(82)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 원통형 허브 부재(90)는 조인트부(96)에서, 당업계에 알려진 일반적인 납땜 기술을 사용하여 환형 돌출어깨부(88) 또는 돌출 패드(89)에 납땜 될 수 있다. 이는 또한 분말 금속재에 사용하기에 적합한 방법을 사용하여 납땜될 수 있다. 예를 들어, 분말 금속 컴포넌트가 소결되는 동안, 녹색 컴포넌트는 함께 조립되고 납땜 될 수 있다. 솔리드 허브는 소결 과정 동안 경화되는 이용재료(utilizing material)에 고정될 수 있다.

    도3A를 참조하면, 환형 돌출어깨부(88)(또는 도3B의 원통형 패드(89))는 제2 주표면(86)으로부터 D1 거리만큼 신장될 수 있다. 이 D1은 기초플레이트(82) 두께 에 비해 대략 1/5배 내지 1/20배가 될 수 있다. 허브 모서리(92) 및 돌출 어깨부 모서리(98)는 짝지워져 테이퍼 된 조인트(96)를 형성하도록 구성된 상보적인 테이퍼 각도를 가질 수 있다. 테이퍼 된 표면의 기초플레이트와의 각도는 대략 0도 내지 20도 사이일 수 있다. 도3A(및 그외 도면)에서 도시된 가상선(2점 쇄선)은 필요한 경우 조립되고 소결된 부품을 결합하기 전의 스크롤 컴포넌트의 형상을 도시한다. 조립 후, 선회 스크롤 부재(56)는 도3B에 도시된 최종 형상을 갖도록 될 수 있다. 필요한 경우 원통형 허브 부재(90)가 기초플레이트(82)에 납땜되기에 앞서서, 약간 오목한 환형 그루브 또는 오목한 채널(100)은 초기에 형성되거나 또는 차후에 환형 돌출어깨부(88) 부근 또는 원통형 패드(89) 부근에 설치된다. 채널(100)은 선회 스크롤 부재(56)의 스러스트 표면으로 납땜재가 흐르는 것을 최소화 하는데 도움을 주는 납땜 막(braze dam)으로 활용될 수 있다. 추가로, 원통형 허브 부재(90)의 하부 모서리(94)는 각지거나 또는 라운드 처리된 코너(95)로 가공될 수 있다.

    환형 돌출어깨부(88) 또는 돌출 패드(89)를 사용함으로써, 국지적으로 가장 스트레스를 많이 받는 스트레스존 중의 하나이고 mid-radius 지점 또는 대략 그 부근이며 참조번호 97로 표시되는 지점으로부터 실제 납땜 조인트 위치(96)를 이격시키기게 되어, 선회 스크롤 부재(56)의 전체 강도를 향상시킬 수 있다. 이 영역(97)은 일반적으로 사용중에 가장 큰 베어링 하중이 가해지는 곳이며, 환형 돌출어깨부(88) 또는 돌출 패드(89)를 사용함으로써, 허브 및 기초플레이트 납땜 조인트로부터 다소 이격되게 된다.

    전체 구성요소의 구조를 단순화 하기 위해, 도3B는 원통형 허브 부재(90)에 연결된 기초플레이트(82)의 중심부로부터 완전히 반대방향으로 돌출된 곳에 위치하는 돌출 패드(89) 특징부를 도시한다. 상기한 대로, 원통형 허브 부재(90)는 납땜 과정을 거쳐 기초플레이트(82)에 결합될 수 있다. 납땜 과정 동안, 원통형 허브 부재(90)를 기초플레이트(82)에 대해 의도하는 최종 납땜 위치에 위치하도록 하고 이를 유지할 필요가 있을 수 있고, 강제 조인트(intended joint)(96)로부터 이탈되는 것을 방지 및/또는 최소화 하는 작업이 필요할 수 있다. 본 실시예에서 나타난 바와 같이, 기초플레이트는 일체형 오목파이로트(integral recessed pilot) 또는 날개(101)를 구비할 수 있고, 원통형 허브 부재(90)는 조립전 배치를 유지하고, 원통형 허브 부재(90)와 기초플레이트(82)가 함께 납땜되기 전에, 원통형 허브 부재(90)를 기초플레이트(82) 상으로 정렬시키기 위해 외부 돌출 파이로트(103)를 구비할 수 있다. 도시된 바와 같이, 외부 돌출 파이로트(103)는 실질적으로 직사각형 단면을 가진다. 그러나, 파이로트 단면은 또한 삼각 또는 반원 형태일 수 있음은 당업자가 인지하고 있는 바와 같다.

    도4A는 본 발명의 다른 측면에 따라 도시된 선회 스크롤 부재(56)의 단면도이다. 도3A 및 3B와 유사하게, 기초플레이트(82)는 나선형 스크롤 랩(58)와 연결된 제1 주표면(84), 및 환형 오목부(110)를 가지는 제2 주표면(86)을 가진다. 정렬하기 쉽도록, 기초플레이트(82)의 환형 오목부(110)는 일반적으로 기초플레이트(82)와 수직으로 거리 D2만큼 돌출되어 있는 돌출파이로트(102)를 포함할 수 있다. D2는 대략 기초플레이트의 두께보다 약 1/2 내지 1/20배 일 수 있다. 원통형 허브 부재(90)는 납땜 등의 방법에 의해 돌출파이로트(102)에 인접한 기초플레이트(82)에 고정될 수 있다.

    돌출파이로트(102)는, 고정하는 작업이 수행되는 동안 원통형 허브 부재(90)와 기초플레이트(82) 간의 쉬프팅 발생, 또는 정렬되지 않거나 움직임이 발생하는 것을 최소화 하여, 원통형 허브 부재(90)가 기초플레이트(82)와 정렬하는데 도움이 되도록 환형벽(annular wall)일 수 있다. 환형벽은 연속적인 링형상의 돌출부이거나, 동일한 목적을 수행하도록 구성된 다수의 비연속구간(미도시)을 포함할 수 있다. 돌출파이로트(102)는 일반적으로 중공 원통형 형상을 갖도록 형성되거나, 기초플레이트(82)에 대해 원통형 허브 부재(90)가 과도한 쉬프팅 또는 움직이지 못하도록 하는 각지거나 테이퍼된 측면(104)을 하나 이상 갖도록 형성될 수 있다.

    기초플레이트(82)는 원주방향으로 돌출파이로트(102) 주위에 위치하고, 원통형 허브 부재(90)의 모서리(92)와 결합되도록 구성된 환형 오목부 영역(110)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 초과분의 납땜재를 위한 작은 갭 영역(112)을 제공하도록, 오목부 영역은 원통형 허브 부재(90)의 모서리(92) 보다 근소하게 클 수 있고, 상기 내용은 보다 자세히 하기한다. 오목부 영역(110)은 테이터 될 수 있고, 허브 부재는 기초플레이트 오목부(110)와 부합되고 테이퍼된 조인트(96)를 형성하도록 구성된 상보적 테이터된 모서리를 포함할 수 있다.

    기초플레이트(82)의 중앙부의 부분 하부평면도를 도시한 도4B에 도시된 바와 같이, 돌출파이로트는 최외각 모서리(106)가 원통형 허브 부재(90)의 내경(ID)에 가까이 위치하여 접하도록, 기초플레이트(82) 상에 위치할 수 있다. 다른 측면에서, 돌출파이로트는 상기 돌출파이로트가 원통형 허브 부재(90)를 에워싸고 원통형 허브 부재(90)의 외경(OD)에 인접하는 최내각 모서리(108)를 가질 수 있도록, 기초플레이트(82) 상에 위치할 수 있다.

    도5는 제1 기초플레이트부(118) 및 일체형 스크롤 랩(58)을 포함하는 제1 부재(116)를 포함하는 스크롤 컴포넌트의 단면도이다. 제2 부재는 제2 기초플레이트부(124) 및 일체형 원통형 허브부(126)를 포함할 수 있다. 제1 부재(116)는 단일한 스크롤 컴포넌트(56)를 형성하기 위해, 제1 기초플레이트부를 제2 기초 플레이트부에 납땜하는 것과 같은 방법에 의해서, 조인트(128) 지점에서 제2 부재(120)에 고정될 수 있다.

    도시된 바와 같이, 제1 기초플레이트부(118) 및 제2 기초플레이트부(124)는 동일한 직경을 가지며, 이들 각각은 기초플레이트(82)의 너비 또는 두께의 대략 절반 값을 가진다. 그러나, 기초플레이트부(118, 124) 각각의 넓이는 동일할 필요는 없으며, 본 발명의 범주 내에서 적절한 변형이 가능하다. 적어도 하나 이상의 기초플레이트부(118, 124)는 납땜에 앞서서 제1 및 제2 부재(116, 120)가 동일하고 정확하게 정렬되도록 하기 위해, 돌출파이로트(130)를 포함할 수 있다. 따라서, 적어도 하나 이상의 기초플레이트부(118, 124)는 또한 돌출파이로트(130)와 부합되도록 구성된 내부 또는 오목 파이로트(132)를 포함할 수 있다. 추가로, 원통형 허브 부재(90)의 하부 모서리(94)는 각지거나 라운드 처리된 코너(95)를 가지도록 가공될 수 있다.

    도6은 나선형 스크롤 랩(58)에 연결된 제1 주표면(84) 및 돌출 원뿔형 중앙 파이로트(134)를 가지는 제2 주표면(86)을 가지는 기초플레이트(82)를 포함하는 선 회 스크롤 부재(56)의 분해사시도이다. 도7은 도6의 기초플레이트(82)의 중앙 파이로트(134) 영역의 부분확대 사시도이다. 기초플레이트 표면(86)은 중앙파이로트(134)를 둘러싸는 환형 테이퍼된 오목부(136)가 더 형성될 수 있다. 환형 오목부(136)는 테이퍼된 조인트(96)를 형성하여 원통형 허브 부재(90)의 테이퍼된 모서리(92)와 부합하도록 테이퍼 처리 될 수 있다.

    도8은 도6의 8-8 참조선을 따라 절단한 단면도이다. 도9는 원뿔 형상 파이로트(134)의 중심점(138)을 도시한 도8의 부분확대도이다. 테이퍼 처리되고 원뿔형상의 돌출파이로트(134)는 납땜 과정에 앞서서, 구형 납땜 펠렛이 원통형 허브 부재(90)의 내경으로 굴러가도록 한다. 기초플레이트(82)의 환형 오목부(136)는 도9의 부분확대도인 도10에 잘 도시된 것과 같은 미세 돌출부(148)를 갖도록 하기 위해서, 원통형 허브 부재(90)의 테이퍼된 모서리(92)의 너비보다 약간 큰 너비를 가질 수 있다. 도11은 기계가공 작업 후 조인트(96)의 외부 모서리 영역을 도시한 도9의 변형예이다. 이 점을 고려할 때, 도11은 원통형 허브 부재(90) 상에 형성된 외부 커플링 반경을 나타낸다. 도12는 조인트(96)의 각도가 역전된 경우의 원통형 허브 부재(90)와 기초플레이트(82) 간의 조인트(96)의 다른 방향을 도시한 도면이다.

    도 6, 7, 10, 및 11에 잘 도시된 바와 같이, 환형 오목부(136)는 환형 오목부에 대해 반지름방향으로 위치한 다수의 돌출부(137)를 가질 수 있다. 이 점을 고려할 때, 돌출부(137)는 원통형 허브 부재(90)와 환형 오목부(136) 간의 간극을 제어할 수 있도록 구성된다. 이로 인해 원통형 허브 부재(90)와 환형 오목부(136) 사이에 납땜 재료의 적절한 흐름 및 분배가 가능하게 된다.

    원통형 허브 부재를 스크롤 컴포넌트의 기초플레이트로 결합하는 방법은 스크롤 랩과 연결된 제1 주표면 및 돌출파이로트를 가지는 제2 주표면을 포함하는 기초플레이트를 제공하는 단계를 포함한다. 원통형 허브 부재는 돌출파이로트와 정렬되고, 납땜 페이스트와 같은 납땜 재료 또는 구형 납땜 펠렛은 돌출파이로트와 허브 부재 중 적어도 하나 이상에 인접하여 제공된다. 돌출파이로트는 원뿔형태를 포함할 수 있고, 납땜 재료를 제공하는 단계는 납땜 펠렛을 돌출파이로트 상에 위치시키는 단계 및 납땜 과정 전에 미리 펠렛이 허브 부재의 내경으로 굴러가도록 하는 단계를 포함한다. 다른 측면을 고려할 때, 납땜 재료의 고리는 허브 부재의 내부와 맞춤되기에 충분한 직경을 가지는 기초플레이트 상에 위치한다. 허브 부재는 그 후 기초플레이트에 납땜되고, 스크롤 컴포넌트에 필요한 다른 작업이 수행될 수 있다.

    상기 실시예에 대한 설명은 단지 예시적인 것이 불과할 뿐이며, 그러므로 본 발명의 범주 내에서 다양한 변형예가 가능하다.

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