KR100273432B1 - 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조에 관한 것으로, 종래에는 모터를 구성하는 마그네트의 직선 왕복운동을 전달받아 실린더의 압축공간내에서 왕복운동하는 피스톤의 행정거리 제어가 전압의 변동이나 냉매의 누설 등으로 제대로 이루어지지 않을 경우 피스톤의 왕복운동시 피스톤이 실린더의 단부에 결합되는 밸브조립체, 실린더, 모터 내측 코어 등의 타부품과 충돌하게 되어 부품을 파손시키게 되는 문제점이 있었는 바, 본 발명은 실린더의 일측에 적층되어 모터를 구성하는 모터 코어를 스프링에 의해 지지,고정하는 스프링베이스의 일측에 피스톤의 충돌시 그 충돌을 완화시키는 완충부를 형성하여, 피스톤의 행정거리 제어가 제대로 이루어지지 않을 경우, 피스톤이 완충부에 의해 그 충격이 타부품에 전가되는 것을 억제할 뿐만 아니라 피스톤이 완충부에 먼저 충돌되도록 함으로써 피스톤이 타부품과 충돌에 의해 발생되는 부품의 파손을 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 특히 피스톤의 행정거리 제어가 제대로 이루어지지 않을 경우 피스톤과 다른 부품의 충돌을 방지할 수 있도록 한 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 저압 상태의 기체를 흡입하여 압축하고 고압 상태의 기체로 토출시키게 된다.

상기 압축기의 일예로 리니어 압축기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 밀폐용기(1)와, 소정의 형상으로 형성되어 상기 밀폐용기(1)내부에 설치되는 프레임(2)과, 상기 프레임(2)의 일측에 결합되는 실린더(3)와, 상기 프레임(2)의 타측에 결합되며 구동력을 발생시키는 모터를 구성하는 외측 코어(4)와, 상기 외측 코어(4)와 소정의 간극을 두고 외측 코어(4)에 삽입되어 상기 실린더(3)에 결합되는 내측 코어(5)와, 상기 외측 코어(4)에 권선되는 권선 코일(6)과, 상기 외측 코어(4)와 내측 코어(5)사이에 삽입되어 모터의 구동시 직선 운동하는 마그네트(7)와, 상기 실린더(3)내부의 압축공간에 삽입되는 피스톤(8)과, 상기 마그네트(7)와 피스톤(8)을 연결하여 마그네트(7)의 직선 운동을 피스톤(8)에 전달시키는 연결부재(9)와, 내부에 소정의 이동 공간을 갖도록 형성되어 상기 프레임(2)의 일측에 결합되며 연결부재(9)를 복개하는 커버(10)와, 상기 연결부재(9)와 실린더(3)사이 그리고 연결부재(9)와 커버(10)사이에 각각 삽입되어 피스톤(8)의 움직임을 탄성적으로 지지함과 더불어 운동에너지를 저장하는 역할을 하는 내,외측 스프링(11)(12)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 실린더(3)의 일측에는 실린더(3)의 압축공간을 복개하는 헤드커버(13)가 결합되고, 상기 헤드커버(13)의 내부에는 압축된 가스가 토출되도록 하는 밸브조립체(14)가 결합되며, 상기 프레임(2)의 하부에는 밀폐용기(1)에 채워지는 오일을 슬라이딩되는 부분에 공급하는 오일피더(15)가 설치된다.

상기 압축기는 모터에 전류가 인가되면 마그네트(7)가 직선 왕복운동하게 되며, 그 직선운동이 연결부재(9)를 통해 피스톤(8)에 전달되어 피스톤(8)이 실린더(3)내부의 압축공간을 직선 왕복운동하게 된다. 상기 피스톤(8)의 직선운동에 의해 밀폐용기(1)내로 유입된 냉매가스가 피스톤(8)내부에 형성된 냉매 흡입유로(F)를 통해 실린더(3)내부로 흡입되어 압축되고 밸브조립체(14) 및 헤드커버(13)를 통해 토출되는 과정을 반복하게 된다. 이때 내측 스프링(11)과 외측 스프링(12)은 모터의 구동력이 전달되어 움직이는 피스톤(8)의 움직임을 탄성적으로 지지함과 더불어 운동에너지를 저장하게 된다.

한편, 상기 구동력을 발생시키는 모터를 구성하는 외측 코어(4)와 내측 코어(5)는 소정의 형상을 갖는 얇은 판인 라미네이션 시트(Lamination sheet)가 원통형을 이루도록 방사상으로 적층되어 형성된다.

상기 내측 코어(5)가 실린더(3)에 결합되는 구조는, 도 2에 도시한 바와 같이, 먼저, 실린더(3)의 몸체(3a)의 일측 외면에 소정의 직경과 폭을 갖는 원통형으로 결합원통부(3b)가 형성되고 그 단부에 이어 직각으로 연장되는 단턱측면부(3c)가 형성된다. 그리고 상기 내측 코어(5)를 구성하는 라미네이션 시트는 얇은 두께를 가지며 사각 형태로 형성되고 그 일측단은 결합부(5a)를 이루며 그 반대편 타측단은 자극을 이루는 폴부(5b)를 이루게 되고, 상기 라미네이션 시트는 결합부(5a)의 일부가 실린더(3)의 결합원통부(3b)의 외주면에 접촉되고 라미네이션 시트의 하측단의 일부가 단턱측면부(3c)에 접촉된 상태로 부착된다. 이와 같은 구조로 다수개의 라미네이션 시트가 결합원통부(3b)의 외주면에 방사상으로 적층되어 내측 코어(5)를 형성하게 된다.

상기한 바와 같이 결합된 내측 코어(5)는 압축기의 장시간 운전으로 내측 코어(5)와 외측 코어(4)사이에 삽입된 가동자인 마그네트(7)가 상호작용력을 받아 축방향으로 지속적인 직선 왕복운동을 할 경우 진동이 발생되어 코어를 구성하는 라미네이션 시트의 결합상태가 견고하지 못하게 된다. 따라서 실린더(3)에 결합된 내측 코어(5)는 운전시 결합상태가 견고하게 유지되도록 하기 위하여 고정되며, 상기 내측 코어(5)를 고정하기 위한 종래 구조는 다음과 같다.

종래 리니어 압축기의 모터 코어 고정구조는, 도 2에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 가지며 내측 코어(5)의 내경과 상응하는 외경을 갖는 원통부(16a)의 상단에 절곡 연장되어 소정의 폭을 갖는 고리 형태의 걸림면부(16b)가 형성되고 상기 원통부(16a)의 하단에 실린더(3)에 삽입되는 관통공(16c)이 형성된 저면부(16d)가 형성되어 이루어진 스프링베이스(16)의 원통부(16a)가 내측 코어(5)의 내경에 삽입됨과 더불어 걸림면부(16b)가 내측 코어(5)의 상면에 접촉되도록 결합된다. 그리고 피스톤(8)을 탄성적으로 지지하는 내측 스프링(11)이 스프링베이스의 원통부(16a)에 삽입되어 내측 스프링(11)의 일측이 저면부(16d)에 지지되고 타측이 피스톤(3) 일측에 지지되도록 결합된 구조로 이루어진다.

상기 모터 코어 고정구조는 내측 스프링(11)이 스프링베이스(16)를 지지하는 탄성력에 의해 내측 코어(5)가 고정된다.

그러나 상기한 바와 같은 구조는 모터를 구성하는 마그네트(7)의 직선 왕복운동을 전달받아 실린더(3)의 압축공간내에서 왕복운동하는 피스톤(8)의 행정거리 제어가 전압의 변동이나 냉매의 누설 등으로 제대로 이루어지지 않을 경우 피스톤(8)의 왕복운동시 피스톤(8)이 실린더(3)의 단부에 결합되는 밸브조립체(14), 실린더(3), 모터 내측 코어(5) 등의 부품과 충돌하게 되어 부품을 파손시킴으로써 신뢰성을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 피스톤의 행정거리 제어가 제대로 이루어지지 않을 경우 피스톤과 다른 부품의 충돌을 방지할 수 있도록 한 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 리이어 압축기의 일예를 도시한 단면도,

도 2는 종래 리니어 압축기 모터 코어의 적층 구조 및 그 고정 구조를 나타낸 부분단면도,

도 3은 본 발명의 리니어 압축기 충돌 충격 저감구조를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 리니어 압축기 충돌 충격 저감구조를 구성하는 완충겸용 스프링베이스의 일예를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 리니어 압축기 충돌 충격 저감구조를 구성하는 완충겸용 스프링베이스의 다른 일예를 도시한 단면도,

도 6은 본 발명의 리니어 압축기 충돌 충격 저감구조를 구성하는 완충겸용 스프링베이스의 또다른 일예를 도시한 단면도,

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

3 ; 실린더 4 ; 모터 외측 코어

5 ; 모터 내측 코어 8 ; 피스톤

11 ; 스프링 17 ; 완충겸용 스프링베이스

17a ; 원통부 17b ; 걸림면부

17d ; 저면부 17e ; 세로판

17f ; 수평판 17g ; 외측 세로판

17h ; 하측 수평판 17k ; 내측 세로판

17m ; 상측 수평판 17n ; 파형면부

D ; 완충부

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 내부에 압축공간이 형성된 실린더와, 상기 실린더의 압축공간에 삽입되어 모터의 구동력을 전달받아 압축공간내를 왕복운동하는 피스톤과, 상기 실린더의 외주면에 라미네이션 시트가 원통형으로 적층되어 형성된 모터 코어와, 상기 모터 코어의 내경에 삽입됨과 더불어 실린더의 일측과 피스톤의 일측에 지지되어 피스톤의 움직임을 탄성적으로 지지하는 스프링을 포함하여 구성되어 모터의 구동력에 의해 피스톤이 실린더 압축공간내부에서 왕복운동하면서 냉매가스를 흡입하여 압축하는 리니어 압축기에 있어서; 상기 스프링의 일측에 지지되면서 모터 코어를 고정함과 더불어 피스톤의 왕복운동시 충돌이 발생할 경우 그 충돌을 완화시키는 완충겸용 스프링베이스가 모터 코어에 삽입됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조가 제공된다.

상기 완충겸용 스프링베이스는 일정 두께를 가지며 상기 모터 코어의 내경에 상응하는 외경을 갖는 원통부와 상기 원통부의 하단 저면을 이루며 스프링의 일측이 지지되는 저면부와 상기 원통부의 상단에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 모터 코어의 내경에 삽입시 모터 코어의 상면에 지지되는 걸림면부와 상기 걸림면부에 절곡 연장된 탄성을 지니는 완충부를 구비하여 형성됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조가 제공된다.

상기 완충겸용 스프링베이스의 완충부는 상기 걸림면부에 소정의 높이로 절곡 연장되어 형성되는 세로판과 상기 세로판의 단부에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 형성되는 수평판으로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조가 제공된다.

상기 완충겸용 스프링베이스의 완충부는 상기 걸림면부에 소정의 높이로 절곡 연장되어 형성되는 외측 세로판과 상기 외측 세로판의 단부에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 형성되는 하측 수평판과 상기 하측 수평판의 단부에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 형성된 내측 세로판과, 상기 내측 세로판의 단부에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 형성된 상측 수평판으로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조가 제공된다.

상기 완충겸용 스프링베이스는 일정 두께를 가지며 상기 모터 코어의 내경에 상응하는 외경을 갖는 원통부와 상기 원통부의 하단 저면을 이루며 스프링의 일측이 지지되는 저면부와 상기 원통부의 상단에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 모터 코어의 내경에 삽입시 모터 코어의 상면에 지지됨과 더불어 충돌에 대한 충격이 완화되도록 파형으로 형성되는 파형면부를 구비하여 형성됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 리니어 압축기 충돌 충격 저감구조는, 도 3에 도시한 바와 같이, 내부에 압축공간이 형성된 실린더(3)와, 상기 실린더(3)의 압축공간에 삽입되어 모터의 구동력을 전달받아 압축공간내를 왕복운동하는 피스톤(8)과, 상기 실린더(3)의 외주면에 라미네이션 시트가 원통형으로 적층되어 형성된 모터 코어(5)와, 상기 모터 코어(5)의 내경에 삽입됨과 더불어 실린더(3)의 일측과 피스톤(8)의 일측에 지지되어 피스톤(8)의 움직임을 탄성적으로 지지하는 스프링(11)을 포함하여 구성되는 리이어 압축기에서, 상기 스프링(11)의 일측에 지지되면서 모터 코어(5)를 고정함과 더불어 피스톤(8)의 왕복운동시 충돌이 발생할 경우 그 충돌을 완화시키는 완충겸용 스프링베이스(17)가 모터 코어(5)에 삽입되어 이루어진다.

상기 완충겸용 스프링베이스(17)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 가지며 상기 모터 코어(5)의 내경에 상응하는 외경을 갖는 원통부(17a)와 상기 원통부(17a)의 하단 저면을 이루며 스프링(11)의 일측이 지지되는 저면부(17d)와 상기 원통부(17a)의 상단에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 모터 코어(5)의 내경에 삽입시 모터 코어(5)의 상면에 지지되는 걸림면부(17b)와 상기 걸림면부(17b)에 절곡 연장된 탄성을 지닌 완충부(D)를 구비하여 형성된다. 상기 원통부(17a)는 소정의 높이를 가지며, 상기 저면부(17d)에는 삽입시 실린더(3)의 일부가 삽입되도록 관통공(17c)이 형성되며, 상기 걸림면부(17b)는 원통부(17a)의 외측방향으로 절곡된다. 상기 완충부(D)는 상기 걸림면부(17a)에 소정의 높이로 절곡 연장되어 형성되는 세로판(17e)과 상기 세로판(17e)의 단부에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 형성되는 수평판(17f)으로 이루어진다.

상기 완충부(D)의 변형예로서, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 걸림면부(17b)에 소정의 높이로 절곡 연장되어 형성되는 외측 세로판(17g)과 상기 외측 세로판(17g)의 단부에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 형성되는 하측 수평판(17h)과 상기 하측 수평판(17h)의 단부에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 형성된 내측 세로판(17k)과, 상기 내측 세로판(17k)의 단부에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 형성된 상측 수평판(17m)으로 이루어진다. 상기 하측 수평판(17h)과 상측 수평판(17m)은 원통부(17a)의 외측 방향으로 위치하도록 절곡된다. 상기 완충부(D)는 탄성을 갖는 유연성 재료로 형성된다.

상기 완충겸용 스프링베이스(17)의 다른 실시예로서, 도 6에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 가지며 상기 모터 코어(5)의 내경에 상응하는 외경을 갖는 원통부(17a)와 상기 원통부(17a)의 하단 저면을 이루며 스프링(11)의 일측이 지지되는 저면부(17d)와 상기 원통부(17a)의 상단에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 모터 코어(5)의 내경에 삽입시 모터 코어(5)의 상면에 지지됨과 더불어 충돌에 대한 충격이 완화되도록 완충역할을 하는 파형으로 형성되는 파형면부(17n)를 구비하여 형성된다. 상기 파형면부(17n)는 탄성을 지니도록 유연성 재료로 형성된다.

이하, 본 발명의 리니어 압축기 충돌 충격 저감구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 리니어 압축기가 운전되면, 모터의 구동력이 피스톤(8)에 전달되며 상기 피스톤(8)이 모터의 구동력을 전달받아 실린더(3)내부의 압축공간을 직선 왕복운동하게 된다.

이과정에서 전압의 변동이나 냉매의 누설 등으로 인하여, 실린더(3)내부의 압축공간을 왕복운동하는 피스톤(8)의 행정거리 제어가 제대로 이루어지지 않을 경우, 피스톤이 일정 행정거리를 벗어나게 된다. 이때 피스톤(8)의 움직임을 탄성적으로 지지하는 스프링(11)의 탄성력에 의해 모터 코어(5)를 고정하는 완충겸용 스프링베이스(17)의 완충부(D)에 피스톤(8) 일측이 충돌하게 되며, 상기 완충부(D)는 절곡된 부분에 의한 탄성에 의해 댐핑 역할을 하게 되므로, 피스톤(8)이 충돌하게 되면 피스톤(8)의 충격이 흡수되어 타부품으로 전가되는 것을 방지하게 되고, 더불어 피스톤(8)이 완충부(D)에 먼저 충돌하게 되어 피스톤(8)이 타부품과 충돌하여 부품이 파손되는 것을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조는 실린더의 압축공간내에서 왕복운동하면서 냉매가스를 압축하는 피스톤의 행정거리 제어가 전압의 변동이나 냉매의 누설 등으로 인하여 제대로 이루어지지 않을 경우, 피스톤이 완충겸용 스프링베이스의 완충부에 충돌하게 되어 그 충격을 흡수하게 됨으로써 그 충격력이 타부품으로 전가되는 것을 억제하게 될 뿐만 아니라 피스톤이 완충부에 먼저 충돌하게 되므로 피스톤이 타부품과 충돌하여 부품이 파손되는 것을 방지하게 되어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 내부에 압축공간이 형성된 실린더와, 상기 실린더의 압축공간에 삽입되어 모터의 구동력을 전달받아 압축공간내를 왕복운동하는 피스톤과, 상기 실린더의 외주면에 라미네이션 시트가 원통형으로 적층되어 형성된 모터 코어와, 상기 모터 코어의 내경에 삽입됨과 더불어 실린더의 일측과 피스톤의 일측에 지지되어 피스톤의 움직임을 탄성적으로 지지하는 스프링을 포함하여 구성되어 모터의 구동력에 의해 피스톤이 실린더 압축공간내부에서 왕복운동하면서 냉매가스를 흡입하여 압축하는 리니어 압축기에 있어서; 상기 스프링의 일측에 지지되면서 모터 코어를 고정함과 더불어 피스톤의 왕복운동시 충돌이 발생할 경우 그 충돌을 완화시키는 완충겸용 스프링베이스가 모터 코어에 삽입됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 완충겸용 스프링베이스는 일정 두께를 가지며 상기 모터 코어의 내경에 상응하는 외경을 갖는 원통부와 상기 원통부의 하단 저면을 이루며 스프링의 일측이 지지되는 저면부와 상기 원통부의 상단에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 모터 코어의 내경에 삽입시 모터 코어의 상면에 지지되는 걸림면부와 상기 걸림면부에 절곡 연장된 탄성을 지니는 완충부를 구비하여 형성됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 완충겸용 스프링베이스의 완충부는 상기 걸림면부에 소정의 높이로 절곡 연장되어 형성되는 세로판과 상기 세로판의 단부에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 형성되는 수평판으로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 완충겸용 스프링베이스는 일정 두께를 가지며 상기 모터 코어의 내경에 상응하는 외경을 갖는 원통부와 상기 원통부의 하단 저면을 이루며 스프링의 일측이 지지되는 저면부와 상기 원통부의 상단에 소정의 폭으로 절곡 연장되어 모터 코어의 내경에 삽입시 모터 코어의 상면에 지지됨과 더불어 충돌에 대한 충격이 완화되도록 파형으로 형성되는 파형면부를 구비하여 형성됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 충돌 충격 저감구조.