KR100355671B1

KR100355671B1 - 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 구조와 결합방법

Info

Publication number: KR100355671B1
Application number: KR1019990023654A
Authority: KR
Inventors: 이성재
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2002-10-09
Also published as: KR20000016887A

Abstract

본 발명은 내측코어를 용이하게 적층하고, 내측코어와 실린더블록을 별도의 취부부재없이 결합함으로써 내측코어의 조립공정을 단순화하고 생산성의 향상 및 제조비용의 감소를 도모할 수 있도록 한 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 구조와 결합방법을 제공한다.

본 발명은 실린더블록이 이웃하는 전기강판사이에 채워져 내측코어와 일체로 형성된 것을 특징으로 한다. 더욱이, 전기강판은 실린더블록을 향해 일측면에 돌출된 삽입돌기와, 삽입돌기에서 상하측으로 연장된 삽입턱을 구비하여 일측면과 삽입턱사이에 요부를 형성하고, 실린더블록은 요부에 채워져 내측코어와 일체로 형성된다. 또한, 본 발명은 다수의 전기강판을 타발하는 단계, 타발단계를 거친 전기강판을 방사상으로 적층하는 단계, 적층단계에서 방사상으로 배열된 전기강판을 용접하여 내측코어를 형성하는 단계, 용접단계를 거친 내측코어를 실린더블록을 주조하기 위한 금형내부에 인서팅시킨 후, 주물을 금형의 내부로 주입하고 압력을 가함으로써 주물이 이웃하는 전기강판 사이에 채워져 내측코어와 실린더블록이 일체로 형성되도록 실린더블록을 주조하는 다이캐스팅단계를 포함한다.

Description

리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 구조와 결합방법{Inner core/cylinder block assembly for linear compressor and method for assembling the same}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자속을 안내하도록 리니어 압축기의 내부에 설치되는 내측코어와 실린더블록의 구조와 결합방법에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기는 작동유체인 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발과정을 연속적으로 겪게 하여 냉동에너지를 제공하는 냉동장치에 사용되며, 자속의 교번적인 방향변화에 의해 발생하는 전자기력에 의해 구동하는 리니어 모터를 구비하여 냉매를 고온고압으로 압축시키는 장치이다.

도 1 은 종래의 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도이고, 도 2 는 종래의 리니어 압축기의 내측코어의 적층구조를 보인 사시도이다.

이들에 도시된 바와 같이, 종래의 리니어 압축기는 밀폐용기 10 와, 밀폐용기 10 의 내부에 마련되어 동력을 발생하는 구동부와, 구동부로부터 동력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축한 후 토출하는 압축부로 구성된다.

압축부는 피스톤 11 과, 피스톤 11 이 내설되어 직선왕복운동하도록 안내하는 압축실 12 이 형성된 실린더블럭 13 으로 구성된다. 실린더블럭 13 의 상단에는냉매가 압축실 12 의 내외부로 유출입하도록 안내하는 흡입실 14 과 토출실 15 이 형성된 실린더헤드 16 가 설치된다.

구동부는 실린더블럭 13 의 외측에 결합된 내측코어 20 와, 내측코어 20 와 소정간격 이격되어 마련되는 고정자 30 와, 내측코어 20 와 고정자 30 사이에 마련되어 고정자 30 에 의해 형성된 전기장과 상호작용하는 영구자석 22 으로 구성된다.

상기 고정자 30 는 원통형상의 보빈 31 과, 상기 보빈 31 에 권선되는 코일 32 과, 상기 코일 32 이 권선된 보빈 31 에 삽입설치되는 다수의 외측코어 33 로 구성된다.

또한, 피스톤 11 의 하단에는 상기 영구자석 22 을 고정지지하는 프레임 40 과 함께 결합축 11a 이 마련되며, 상기 결합축 11a 의 하단에는 피스톤 11 을 탄성적으로 지지하여 피스톤 11 의 압축력을 보다 증진시킬 수 있도록 하는 공진스프링 41 이 결합된다.

한편, 상기 내측코어 20 는 사각판형상의 얇은 전기강판 21 이 다수 적층되어 원통형상을 이루는 것으로, 실린더블록 13 의 외측에 설치되는데, 이와 같은 종래의 내측코어 20 의 적층방법 및 내측코어 20 와 실린더블록 13 의 결합방법은 한국공개특허 96-39553 에 개시되어 있으며, 도 2 를 참조하여 이를 설명한다.

한국공개특허 96-39553 에 의하면, 내측코어 20 를 이루는 다수의 전기강판 21 을 적층시키기 위해, 우선 전자석 등의 자속발생장치(미도시)를 사용하여 자속을 전기강판 21 에 통과시켜 전기강판 21 에 자성을 부여하고, 상기 자성이 부여된각각의 전기강판 21 을 홀더 50 를 중심으로 서로의 반발력으로 360˚원주상의 방사형 배열을 가지도록 배치한다.

한편, 상기 홀더 50 는 원통형상의 본체 51 와, 본체 51 의 하단에서 내외측으로 절곡되어 연장된 내측연장부 52 와 외측연장부 53 를 포함하는데, 내측연장부 52 에는 홀더 50 가 실린더블록 13 의 하단부에 나사 54 에 의해 결합되도록 다수의 나사공 52a 이 천공되어 있고, 외측연장부 53 에는 각 전기강판 21 이 안착되게 된다.

이 후, 홀더 50 에 배치된 전기강판 21 은 홀더 50 에 접착제로 고정됨으로써 방사형의 적층구조를 가지는 내측코어 20 를 형성하게 되는 것이다.

상기와 같이, 홀더 50 에 전기강판 21 을 적층하여 내측코어 20 를 형성한 후에는 홀더 50 의 내측연장부 52 에 형성된 나사공 52a 을 통해 홀더 50 와 실린더블록 13 의 하단부를 나사 54 로 체결하면 홀더 50 는 실린더블록 13 에 결합된다.

그러나, 이러한 종래의 리니어 압축기에 있어서, 전기강판 21 을 홀더 50 에 배치시키기 위해 상술한 바와 같이 전자석 등의 자속발생장치와 같은 별도의 장치를 구비하여야 하고, 작업자가 전기강판 21 을 한번에 원통형상으로 적층해야 하기 때문에 제조공정이 매우 번거로운 문제점이 있었다. 또한, 홀더 50 의 외주면을 따라 적층되어 배치된 전기강판 21 이 접착제로 고정되므로, 접착력이 약해진 전기강판 21 이 적층구조에서 이탈되어 리니어 압축기의 작동에 악영향을 끼칠 우려가 있으며, 더욱이 내측코어 20 를 실린더블록 13 에 설치시키기 위해서는 홀더 50 및나사 54 와 같은 별도의 취부부재가 구비되어야 하므로 많은 작업공정이 요구되어 생산성이 저하되고 제조비용이 높아지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 내측코어를 용이하게 적층하고, 내측코어와 실린더블록을 별도의 취부부재없이 결합함으로써 내측코어의 제조공정을 단순화하고 압축기의 생산성의 향상 및 제조비용의 감소를 도모할 수 있도록 한 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 구조와 결합방법을 제공하는 것이다.

도 1 은 종래의 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도이다.

도 2 는 종래의 리니어 압축기의 내측코어의 적층구조를 보인 사시도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 내측코어의 타발단계를 보인 사시도이다.

도 5 는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 내측코어의 적층단계를 보인 사시도이다.

도 6 은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 내측코어의 용접단계를 보인 측면도이다.

도 7 은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록을 결합시키는 다이캐스팅단계를 개략적으로 보인 단면도이다.

도 8 은 도 7 의 선 A-A 의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

103: 실린더블록 110: 내측코어 111: 전기강판

112: 삽입돌기 113: 삽입턱 114: 요부

210: 상측지그 211: 삽입홈 220: 하측지그

221: 삽입홈 300: 금형

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 구조는 내부에 압축실이 형성되는 실린더블록, 상기 실린더블록을 감싸도록 다수의 전기강판이 방사상으로 적층되어 형성되는 내측코어를 구비한 리니어 압축기에 있어서, 상기 실린더블록은 상기 이웃하는 전기강판사이에 채워져 상기 내측코어와 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 전기강판은 상기 실린더블록을 향해 일측면에 돌출된 삽입돌기와, 상기 삽입돌기에서 상하측으로 연장된 삽입턱을 구비하여 상기 일측면과 상기 삽입턱사이에 요부를 형성하고, 상기 실린더블록은 상기 요부에 채워져 상기 내측코어와 일체로 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 결합방법은 다수의 전기강판을 타발하는 단계, 상기 타발단계를 거친 상기 전기강판을 방사상으로 적층하는 단계, 상기 적층단계에서 방사상으로 배열된 상기 전기강판을 용접하여 상기 내측코어를 형성하는 단계, 상기 용접단계를 거친 상기 내측코어를 상기 실린더블록을 주조하기 위한 금형내부에 인서팅시킨 후, 주물을 상기 금형의 내부로 주입하고 압력을 가함으로써 상기 주물이 상기 이웃하는 전기강판 사이에 채워져 상기 내측코어와 상기 실린더블록이 일체로 형성되도록 상기 실린더블록을 주조하는 다이캐스팅단계를 포함한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3 은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 외관을 이루는 밀폐용기 100 와, 밀폐용기 100 의 내부에 마련되어 동력을 발생하는 구동부와, 구동부로부터 동력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축한 후 토출하는 압축부로 구성된다.

압축부는 피스톤 101 과, 피스톤 101 이 내설되어 직선왕복운동하도록 안내하는 압축실 102 이 형성된 실린더블럭 103 으로 구성된다. 실린더블럭 103 의 상단에는 냉매가 압축실 102 의 내외부로 유출입하도록 안내하는 흡입실 104 과 토출실 105 이 형성된 실린더헤드 106 가 설치된다. 실린더블럭 103 과 실린더헤드 106 사이에는 흡입실 104 과 토출실 105 을 각각 개폐하기 위한 흡입밸브 104a 와 토출밸브 105a 가 설치된 밸브플레이트 107 가 마련된다.

구동부는 실린더블럭 103 의 외주면에 결합된 내측코어 110 와, 내측코어 110 와 소정간격 이격되어 마련되는 고정자 120 와, 내측코어 110 와 고정자 120사이에 마련되어 고정자 120 에 의해 형성된 전기장과 상호작용하는 영구자석 115 으로 구성된다.

본 발명의 특징적인 요소로서, 상기 내측코어 110 는 별도의 취부부재없이 실린더블록 103 과 일체로 결합되어 형성되는데, 이는 후술하기로 한다.

한편, 상기 고정자 120 는 외주면에 코일권선홈을 가지는 원통형상의 보빈 121 과, 상기 보빈 121 의 코일권선홈에 권선되는 코일 122 과, 상기 코일 122 이 권선된 보빈 121 에 삽입설치되는 다수의 외측코어 123 로 구성된다.

피스톤 101 의 하단에 마련된 결합축 101a 에는 상기 영구자석 115 을 고정지지하는 프레임 140 이 고정되며, 상기 결합축 101a 의 하단에는 피스톤 101 을 탄성적으로 지지하여 피스톤 101 의 압축력을 보다 증진시킬 수 있도록 하는 공진스프링 141 이 나사 142 에 의해 결합된다.

도 4 는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 내측코어의 타발단계를 보인 사시도이고, 도 5 는 내측코어의 적층단계를 보인 사시도이고, 도 6 은 내측코어의 용접단계를 보인 측면도이고, 도 7 은 내측코어와 실린더블록을 결합시키는 다이캐스팅단계를 개략적으로 보인 단면도로서, 이들을 참조하여 본 발명에 따른 리니어 압축기의 내측코어 110 와 실린더블록 103 의 구조와 결합방법을 상세히 설명하기로 한다.

일반적으로 리니어 압축기의 내측코어 110 는 사각판형상의 전기강판이 방사상으로 다수 적층되어 이루어지는 것으로, 본 발명에 따른 전기강판 111 은 도 4 에 도시된 바와 같이, 전기강판 111 의 모판(母板) 111a 이 이송장치(미도시)에 의해 이송됨과 동시에 프레스 150 에 의해 모판 111a 에서 절단되는 타발(punching)단계를 거쳐 형성된다. 상기 타발단계에서 전기강판 111 은 도 5 에 도시된 바와 같이, 일측면에 수평방향으로 돌출된 삽입돌기 112 와, 삽입돌기 112 의 단부에서 상하측으로 연장된 삽입턱 113 이 형성되어 상기 일측면과 상기 삽입턱 113 사이에 요부(凹部) 114 가 구비되도록 모판 111a 에서 절단된다.

상기와 같이 타발된 각각의 전기강판 111 은 내측코어 110 를 형성하기 위해 적층단계를 거쳐야 하는데, 이 때 전기강판 111 의 적층을 안내하는 반원통형상의 지그 210, 220 가 구비된다. 이를 상세히 설명하면, 상기 지그 210, 220 는 상하측으로 분리되어 있으며, 상측지그 210 의 하단부와 하측지그 220 의 상단부에는 각각 전기강판 111 의 삽입턱 113 이 삽입되는 삽입홈 211, 221 이 원주방향을 따라 형성되어 있다. 즉, 상측지그 210 의 삽입홈 211 과 하측지그 220 의 삽입홈 221 을 상호 대향시킨 상태에서 전기강판 111 의 삽입턱 113 을 삽입홈 211, 221 에 삽입시킴으로써 전기강판 111 은 지그 210, 220 의 형상을 따라 용이하게 반원통형상으로 적층되어 내측코어 110 를 형성하는 것이다.

한편, 상기 지그 210, 220 는 상술한 바대로 반원통형상으로 형성되어 있는데, 이는 상기 적층단계가 완료된 상태에서, 적층된 각 전기강판 111 을 고정시키기 위해 도 6 에 도시된 바와 같이 각 삽입턱 113 의 중앙부 113a 를 따라 용접하는 용접단계를 행하기 위한 것이다. 이 때 삽입턱 113 의 길이 L 는 상측지그 210 의 삽입홈 211 의 깊이 D₁와 하측지그 220 의 삽입홈 221 의 깊이 D₂를 합한 것보다 크게 형성되어야 하며, 이에 의해 삽입턱 113 의 중앙부 113a 를 따라 전기강판 111 을 용접할 수 있는 공간을 확보하게 되는 것이다.

또한, 지그 210, 220 를 반원통형상으로 형성하게 되면, 작업자가 전기강판 111 을 한번에 원통형상으로 적층해야 하는 종래의 방법보다 전기강판 111 의 적층 및 용접공정이 단순화되기 때문에 작업효율이 향상되는 이점이 있다.

상기와 같은 용접단계에 의해 각 전기강판 111 은 견고히 결합되어 적층구조에서 이탈되지 않게 되고, 용접단계가 완료된 후 상하측 지그 210, 220 를 분리시키면 반원통형상의 내측코어 110 가 완성되는 것이다.

이 후, 실린더블록 103 을 제조하고 이 실린더블록 103 과 내측코어 110 를 결합시키기 위한 단계가 이루어져야 하는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 실린더블록 103 은 일반적으로 비자성 재질로 이루어지고, 다이캐스팅공정을 통해 제조된다. 이를 위해, 도 7 에 도시된 바와 같이, 실린더블록 103 을 주조하기 위한 금형 300 이 마련되고, 이 금형 300 내부에 비자성 재질의 주물을 주입하게 되는데, 이 때 주물을 주입하기 전, 상기 적층단계와 용접단계를 거쳐 완성된 반원통형상의 내측코어 110 를 2개를 한 쌍으로 하여 상기 삽입턱 113 이 금형 300 의 중심부를 향하도록 금형 300 내부에 인서팅시켜 완전한 원통형상이 이루어지도록 한다.

이 후, 실린더블록 103 을 이루게 되는 주물을 금형 300 내부로 주입하고 압력을 가하게 되는데, 이 때 상기 주물은 도 8 에 도시된 바와 같이 상호 이웃하는 전기강판 111 사이와 각 전기강판 111 에 형성된 요부 114 에 유입되어 채워지게된다. 다시 말해서, 실린더블록 103 의 주조시 내측코어 110 가 실린더블록 103 의 내측으로 완전히 함입되어 실린더블록 103 과 일체로 형성되어 결합되는 것으로, 본 발명에서는 이를 다이캐스팅단계로 칭하기로 한다.

상기와 같은 다이캐스팅단계에 의해 내측코어 110 와 실린더블록 103 은 별도의 취부부재없이 결합이 이루어지게 되는 것이다. 바람직하게는, 실린더블록 103 을 주조하기 위한 주물의 재질은 알루미늄으로 한다.

그리고, 상기 다이캐스팅단계시 금형 300 의 중심부에 원통형상의 코어 301 를 설치하여 실린더블럭 103 에 압축실 102 (도 3 참조) 이 형성되도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 압축기에서는 전기강판을 지그를 사용하여 적층함으로써 그 제조공정이 단순해질 뿐만 아니라 각 전기강판사이의 간격이 균일하게 되고, 또한 적층된 전기강판을 용접으로 결합하여 내측코어를 견고히 형성한 후 이 내측코어를 실린더블록의 주조시 금형내부에 인서팅시켜 내측코어와 실린더블록을 일체로 결합시킴으로써 종래의 홀더 및 나사와 같은 별도의 취부부재 및 이들의 조립공정이 삭제되어 생산성이 향상되고 제조비용이 감소되는 효과가 있다.

Claims

내부에 압축실이 형성되는 실린더블록, 상기 실린더블록을 감싸도록 다수의 전기강판이 방사상으로 적층되어 형성되는 내측코어를 구비한 리니어 압축기에 있어서,

상기 전기강판은 상기 실린더블록을 향해 일측면으로부터 돌출된 삽입돌기와, 상기 삽입돌기에서 상하측으로 연장된 삽입턱을 구비하여 상기 일측면과 상기 삽입턱 사이에 요부를 형성하고, 상기 실린더블록은 상기 요부에 채워져서 상기 내측코어와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 구조.
삭제
내부에 압축실이 형성되는 실린더블록, 상기 실린더블록을 감싸도록 다수의 전기강판이 방사상으로 적층되어 형성되는 내측코어를 구비한 리니어 압축기에 있어서,

상기 다수의 전기강판을 타발하는 단계;

상기 타발단계를 거친 상기 전기강판을 방사상으로 적층하는 단계;

상기 적층단계에서 방사상으로 배열된 상기 전기강판을 용접하여 상기 내측코어를 형성하는 단계;

상기 용접단계를 거친 상기 내측코어를 상기 실린더블록을 주조하기 위한 금형내부에 인서팅시킨 후, 주물을 상기 금형의 내부로 주입하고 압력을 가함으로써 상기 주물이 상기 이웃하는 전기강판 사이에 채워져 상기 내측코어와 상기 실린더블록이 일체로 형성되도록 상기 실린더블록을 주조하는 다이캐스팅단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 결합방법.
제 3 항에 있어서, 상기 타발단계에서는 상기 전기강판의 일측면에 수평방향으로 돌출된 삽입돌기와, 상기 삽입돌기의 단부에서 상하측으로 연장된 삽입턱을 형성시키고, 상기 적층단계에서는 상기 전기강판의 삽입턱이 삽입될 수 있는 삽입홈이 형성된 지그를 마련하여 상기 삽입턱을 상기 삽입홈에 삽입시킴으로써 상기 전기강판을 적층하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 결합방법.
제 4 항에 있어서, 상기 적층단계에서 상기 지그는 상하측으로 분리된 반원통형상으로 형성되고, 상기 삽입홈은 상기 상측지그의 하단부와 상기 하측지그의 상단부에 원주방향을 따라 형성되어 상기 전기강판은 상기 지그를 따라 반원통형상으로 적층되며, 상기 용접단계에서는 적층된 상기 전기강판의 삽입턱을 따라 용접하고, 상기 용접단계를 거친 상기 반원통형상의 내측코어는 상기 다이캐스팅단계시원통형상을 이루도록 2개가 한 쌍이 되어 상기 금형의 내부에 인서팅되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 결합방법.
제 3 항에 있어서, 상기 타발단계에서는 상기 전기강판의 일측면에 수평방향으로 돌출된 삽입돌기와, 상기 삽입돌기에서 상하측으로 연장된 삽입턱을 형성시켜 상기 일측면과 상기 삽입턱사이에 요부를 구비하고, 상기 다이캐스팅단계에서는 상기 주물이 상기 전기강판의 요부에 채워져 상기 내측코어와 상기 실린더블록이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 내측코어와 실린더블록의 결합방법.