JP4015131B2

JP4015131B2 - リニア圧縮機

Info

Publication number: JP4015131B2
Application number: JP2004107213A
Authority: JP
Inventors: 槿植張; 弼洙張
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2005009484A; EP1489305A3; EP1489305A2; US20040258540A1; KR100520072B1; US7348692B2; KR20040110373A; CN1573096A

Description

本発明は、リニア圧縮機にかかり、特に、内側コア組立体の組立構造を改善したリニア圧縮機に関する。

一般に、リニア圧縮機は、ケーシングと、ケーシング内に設けられて外側コア及び内側コアの相互作用により、往復移動する可動子と、冷媒を吸入及び圧縮して吐出す圧縮部と、外側コア及び内側コアを含んで動力を発生させるリニアモーターとを有する。

このような構成を有する従来のリニア圧縮機の作動過程は、次の通りである。

まず、停止状態の圧縮機に電源が供給され、供給された電源により外側コアの開口部に巻き取られているコイルに電流が印加されると、外側コア及び内側コアに旋回磁速が発生し、その磁速がマグネットによる磁界と相互作用することにより、ピストンが軸方向（上下方向）に往復移動しながら圧縮室内の冷媒を吸入し圧縮して吐出す。

また、このような従来のリニア圧縮機において、動力を発生するリニアモーターの一例として、韓国登録特許第０３７４８３７号には、アウターコア及びそのアウターコアの内部に挿入されるように円筒状に形成されたイナーコアからなる固定子と、前記アウターコアまたはイナーコアの内部に結合される巻線コイルと、永久磁石が備えられて前記アウターコアとイナーコアとの間に動くことができるように挿入される可動子を含むリニアモーターが開示されている。

前記リニアモーターの固定子を構成するアウターコアは、所定の形状に複数のラミネーションシートが積層されて、一定の厚さの単位積層体と設けられて、射出絶縁物によりコイルが捲線された環形のボビンに結合されている。

ところが、このように、従来のリニアモーターにおいて、イナーコア及び単位積層体からなったアウターコアをさらに堅固に固定することができ、構造が簡単で、加工が容易で、製造コストをダウンさせることができる固定手段が設けられたら好ましいだろう。

また、イナーコアの場合、電気比抵抗が低い材質からなる場合に発生する渦電流（ＥｄｄｙＣｕｒｒｅｎｔ）の損失により、リニアモーターの効率が低下されることを防止することができる手段が設けられたらさらに好ましいだろう。

本発明の目的は、内側コア組立体の組立作業が簡便に行われることにより、生産性が向上され、製造コストがダウンされるリニア圧縮機を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明は、リニア圧縮機において、圧縮室を形成する外部ケーシングと、前記外部ケーシング内に配置される外側コアと、前記外側コアの内側に配置される内側コア組立体と、を含み、前記内側コア組立体は、前記外側コアと互いに作用する内側コアと前記内側コアの上側に結合される上部カバーと前記内側コアの下側に結合される下部支持部とを含むことを特徴とする。

ここで、前記内側コアは、薄い鋼板をパンチングして設けられる複数のコア鋼板からなる複数のコアブロックを含み、前記複数のコアブロックは、所定の離隔間隔をおいて周り方向に沿って放射状に配置されていることができる。

また、前記各コア鋼板の上端部には、上向き突出された上部係止突起が設けられており、前記各コア鋼板の下端部には、下向き突出された下部係止突起が設けられているが、前記上部カバーには、前記上部係止突起に係止される上部係止部が形成されており、前記下部支持部には、前記下部係止突起に係止される下部係止部が形成されていることが好ましい。

また、前記上部カバー及び前記下部支持部は、前記下部支持部に対して垂直方向に設けられる締結部材により互いに締結されることが好ましい。また、前記締結部材は、前記複数のコアブロックの間に配置されるボルト、リベットの中でいずれか一つであることが好ましい。

また、前記上部カバー及び前記下部支持部は、一体に設けられ、前記複数のコアブロックの間には、前記下部支持部に対する垂直方向に向いて前記上部カバー及び前記下部支持部と一体に設けられた連結支持部が介されることができる。

また、前記内側コアは、薄い鋼板をパンチングして設けられる複数のコア鋼板を積層したことが好ましい。

また、前記各コア鋼板の上端部には、上向き突出された上部係止突起が設けられており、前記各コア鋼板の下端部には、下向き突出された下部係止突起が設けられているが、前記上部カバーには、前記上部係止突起に係止される上部係止部が形成されており、前記下部支持部には、前記下部係止突起に係止される下部係止部が形成されており、前記上部係止突起と前記上部係止部との係止領域及び前記下部係止突起と前記下部係止部との間の係止領域は、溶接により固定されることが好ましい。

上述したように、本発明によれば、内側コア組立体の組立作業が簡便に行われることにより、生産性が向上されるだけでなく、製造コストをダウンすることができるリニア圧縮機を提供することができる。

また、渦電流（ＥｄｄｙＣｕｒｒｅｎｔ）の損失を最小化することにより、リニアモーターの効率が向上されたリニア圧縮機を提供することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明に対して詳細に説明する。

本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機は、図１に示すように、外部ケーシング１０と、外部ケーシング１０内に設けられて、後述する外側コア４０及び内側６１の相互作用により往復移動する可動子２０と、冷媒を吸入及び圧縮して吐出す圧縮部３０を有する。

外部ケーシング１０は、内部が密閉されている。このため、外部ケーシング１０は、上部ケーシング部１１と下部ケーシング部１２とが結合された状態で、各端部が溶接されている。図１のリニア圧縮機は、下部ケーシング部１２の端部が上部ケーシング部１１の端部を覆う状態で溶接されている。

可動子２０は、本体フレーム２２と、本体フレーム２２の内側に配置される内側コア組立体６０と、内側コア組立体６０の開口部の中心領域に円筒形状に配置されるマグネット２６と、を含む。内側コア組立体６０の内側コア６１は、本体フレーム２２の内周面に放射状に配置される。

図２乃至図４に示すように、内側コア組立体６０は、円筒形状の内側コア６１と、内側コア６１の上側に結合される上部カバー７０と、内側コア６１の下側に結合されて支持する下部支持部８０とを含み、上部カバー７０及び下部支持部８０は、締結部材９０により締結される。

内側コア６１は、円筒形状になるように複数のコアブロック６２の周り方向に沿って所定の離隔間隔をおいて放射状に配置されており、各コアブロック６２は、薄い鋼板をパンチングして設けた複数のコア鋼板６３を積層及び溶接して設けられる。

また、一つのコアブロック６２を構成する複数のコア鋼板６３の上端部には、上部カバー７０との結合のための上部係止突起６４が上向き突出形成されており、複数のコア鋼板６３の下端部には、下部支持部８０との結合のための下部係止突起６５が下向き突出形成されている。

上部カバー７０には、内側コア６１の上端部に形成された上部係止突起６４と係止される上部係止部７１が形成されており、上部係止突起６４と上部係止部７１との結合により上部カバー７０は内側コア６１の上側に結合されて内側コア６１の上側を支持する。

また、上部カバー７０には、上部カバー７０と下部支持部８０とを連結する締結部材９０が挿入される第１締結孔７２が周り方向に沿って複数個が設けられている。

下部支持部８０には、内側コア６１の下端部に形成された下部係止突起６５と係止される下部係止部８１が形成されており、下部係止突起６５と下部係止部８１との結合により下部支持部８０は内側コア６１の下側に結合されて内側コア６１の下側を支持する。

また、下部支持部８０には、上部カバー７０と下部支持部８０とを連結する締結部材９０が挿入される第２締結孔８２が周り方向に沿って複数個が設けられている。

また、締結部材９０はボルトまたはリベットであることができ、この締結部材９０は上部カバー７０の第１締結孔７２を通過して複数のコアブロック６２の間に形成される離隔間隔に挿入されて最終的に下部支持部８０の第２締結孔８２に締結されることにより、上部カバー７０と下部支持部８０とを連結する。これにより、締結部材９０は、下部支持部８０に対して垂直方向に配置される。

圧縮部３０は、外側コア４０の下端を支持し、圧縮室３２を形成するシリンダーブロック３４と、圧縮室３４内で往復運動できるように配置されるピストン３６と、シリンダーブロック３４の下部領域に設けられ、冷媒を吸入する各種の弁が形成されたシリンダーヘッド３８とを含む。

可動子２０の半径方向の外側には、マグネット２６と所定の空隙を有し、円筒形状に配置される外側コア４０が設けられている。多くのコア鋼板（図示せず）が積層された構造を有する外側コア４０の開口部には、環形状に複数回が巻き取られたコイル４２が設けられている。

このような外側コア４０は、その下端が前述したシリンダーブロック３４により支持されており、上端は支持ブロック４４に支持されている。支持ブロック４４の上端には、ピストン３６の上下往復運動を倍加する共振スプリング５０が複数の軸部材５２により結合されている。

このような構成を有する本発明によるリニア圧縮機の作動過程は以下の通りである。

まず、停止状態の圧縮機に電源が供給される。供給された電源により外側コア４０の開口部に巻き取られているコイル４２に電流が印加されると、外側コア４０及び内側コア６１に旋回磁速が発生し、その磁速がマグネット２６による磁界と相互作用することにより、ピストンが軸方向（上下方向）に往復しながら圧縮室３２内の冷媒を吸入及び圧縮して吐出す。

また、前述した第１実施形態では、上部カバー７０と下部支持部８０とを別に製作し、上部カバー７０と下部支持部８０とを締結部材９０で連結したが、図５及び図６に示すように、第２実施形態では、上部カバー７０ａと下部支持部８０ａ自体をアルミニウム・ダイカスティングまたは樹脂系列の射出物で一体を形成して設けることもできる。このように、上部カバー７０ａと下部支持部８０ａを射出物で一体に形成すると、前述した第１実施形態での複数のコアブロック６２の間に締結部材９０が介されることに代えて、図５に示すように、複数のコアブロック６２ａの間には下部支持部８０ａに対する垂直方向に向いて上部カバー７０ａと下部支持部８０ａと一体である連結支持部９５が設けられる。

また、前述の第１及び第２実施形態において、内側コア６１は複数のコアブロック６２、６２ａから構成されているが、図７及び図８に示すように第３実施形態では薄い鋼板をパンチングされたコア鋼板６３ａを放射状に積層して内側コア６１ｂを設け、このような内側コア６１ｂの上側に上部カバー７０ｂを結合させ、下側に下部支持部８０ｂを結合させることもできる。即ち、内側コア６１ｂを構成する複数のコア鋼板６３ａに形成された上部係止突起６４ｂと上部カバー７０ｂの上部係止部７１ｂとが係止されることにより、上部カバー７０ｂが内側コア６１ｂの上側に結合され、複数のコア鋼板６３ｂに形成された下部係止突起６５ｂと下部支持部８０ｂの下部係止部８１ｂが係止されることにより下部支持部８０ｂが内側コア６１ｂの下側に結合される。

本発明の第３実施形態では、前述の第１及び第２実施形態とは異なり、上部係止突起６４ｂと上部係止部７１ｂの係止領域を溶接で固定し、下部係止突起６５ｂと下部係止部８１ｂの係止領域を溶接で固定する。

このように、本発明によるリニア圧縮機は、内側コア組立体６０を構成する部品の製作が簡便で、製造コストを減少することができ、各部品を組立てる組立過程が簡素化されるので、生産性が向上される。

また、このような組立構造を有する内側コア組立体６０によって、渦電流の損失を最小化することができるので、リニアモーターの効率を向上させることができる。

本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機の断面図である。図１に示すリニア圧縮機の内側コア組立体の上部平面図である。図２のIII−III線による内側コア組立体の断面図である。図２に示す内側コア組立体の上部カバーが除去された上部平面図である。本発明の第２実施形態による内側コア組立体の上部平面図である。図５のVI−VI線による内側コア組立体の断面図である。本発明の第３実施形態による内側コア組立体の上部平面図である。図７のVIII−VIII線による内側コア組立体の断面図である。

符号の説明

１外部ケーシング
２０可動子
２２本体フレーム
２２ａコア支持フレーム
３０圧縮部
３６ピストン
４０外側コア
４２コイル
４４支持ブロック
５０共振スプリング
５２軸部材
６０内側コア組立体
７０上部カバー
８０下部支持部

Claims

リニア圧縮機において、
圧縮室を形成する外部ケーシングと、
前記外部ケーシング内に配置される外側コアと、
前記外側コアの内側に配置される内側コア組立体と、を含み、
前記内側コア組立体は、前記外側コアと互いに作用する内側コアと、前記内側コアの上側に結合される上部カバーと、前記内側コアの下側に結合される下部支持部とを含み、
前記内側コアは、薄い鋼板をパンチングして設けられる複数のコア鋼板からなる複数のコアブロックを含み、前記複数のコアブロックが、所定の離隔間隔をおいて周り方向に沿って放射状に配置されてなる構成であり、
前記各コア鋼板の上端部には、上向き突出された上部係止突起が設けられており、前記各コア鋼板の下端部には、下向き突出された下部係止突起が設けられており、
前記上部カバーには、前記上部係止突起に係止される上部係止部が形成されており、前記下部支持部には、前記下部係止突起に係止される下部係止部が形成されており、
前記上部係止突起と前記上部係止部とが結合し、且つ前記下部係止突起と前記下部係止部とが結合した構成のリニア圧縮機。
前記上部カバー及び前記下部支持部は、前記下部支持部に対して垂直方向に設けられる締結部材により互いに締結されることを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。
前記締結部材は、前記複数のコアブロックの間に配置されるボルト、リベットの中でいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。
前記上部カバー及び前記下部支持部は、一体に設けられ、前記複数のコアブロックの間には、前記下部支持部に対する垂直方向に向いて前記上部カバー及び前記下部支持部と一体に設けられた連結支持部が介されることを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。
前記上部係止突起と前記上部係止部との係止領域及び前記下部係止突起と前記下部係止部との間の係止領域は、溶接により固定されることを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。