KR100386507B1 - 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조에 관한 것으로, 본 발명은 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 프레임의 일단에 수개의 걸림공이 구비되는 연결부가 형성되고 상기 마그네트 프레임에 결합되는 피스톤의 일단에는 상기한 마그네트 프레임의 걸림공에 각각 돌려 끼워져 고정되도록 수개의 걸림돌기가 구비되는 고정부가 형성되어 이루어지거나, 또는 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 프레임의 일단에 수개의 걸림돌기가 구비되는 연결부가 형성되고 상기 마그네트 프레임에 결합되는 피스톤의 일단에는 상기한 마그네트 프레임의 각 걸림돌기에 돌려 끼워져 고정되는 고정부가 형성되어 이루어짐으로써, 상기 체결볼트의 사용개수를 줄여 마그네트 프레임과 피스톤의 결합을 위한 작업공수가 크게 감축되고, 상기 체결볼트에 대한 부품수가 줄어들어 생산비용이 절감된다.

Description

왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조{STRUCTURE FOR FIXING PISTON OF LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조에 관한 것으로, 특히 피스톤을 마그네트 프레임에 용이하게 고정시킬 수 있는 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 크랭크축을 대신하여 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체에 피스톤을 결합시켜 그 피스톤이 마그네트 조립체와 함께 직선으로 왕복운동을 하면서 유체를 흡입 압축하여 토출시키는 압축기로서, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 저면에 윤활유가 채워지는 밀폐용기(V)의 내부에 설치되는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 후방측에 고정 설치되는 백커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)를 지지하는 프레임(1)의 외주면에 고정되어 왕복동식 모터의 고정자를 이루는 내측 고정자 조립체(4A) 및 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 양측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에 개재되어 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체(5)와, 상기 왕복동식 모터의 가동자인 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 실린더(3)의 내부에서 미끄럼운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축시키는 피스톤(6)과, 상기 마그네트 조립체(5)가 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에서 지속적으로 공진운동을 하도록 유도하는 내측 공진스프링(7A) 및 외측 공진스프링(7B)과, 상기 실린더(3)의 선단에 장착되어 피스톤(6)의 왕복운동시 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(8)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 마그네트 조립체(5)는 원통형으로 형성되어 피스톤(6)에 결합되는 마그네트 프레임(5A)과, 상기 마그네트 프레임(5A)의 외주면에 원주방향으로 부착되는 다수개의 마그네트(5B)와, 상기 마그네트(5B)를 감싸도록 마그네트 프레임(5A)에 삽입되는 마그네트 고정링(미도시)으로 이루어져 있다.

상기 마그네트 프레임(5A)은 그 후단이 중심으로 절곡되는 연결부(5a)가 환형으로 형성되고, 그 연결부(5a)에는 후술할 피스톤(6)의 체결공(6b)에 대응되도록 수개(도면에선 4개)의 관통공(5b)이 등간격으로 형성되어 있다.

상기 피스톤(6)은 그 후단에 외곽으로 확장된 플랜지 형상의 고정부(6a)가 형성되고, 그 고정부(6a)에는 상기한 마그네트 프레임(5A)의 관통공(5b)에 대응되도록 수개(도면에선 4개)의 체결공(6b)이 등간격으로 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호인 6a는 가스유로, 9는 흡입밸브, C는 압축유니트, DP는 토출관, SP는 흡입관이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에서 마그네트 프레임과 피스톤을 결합시키는 과정은 다음과 같다.

먼저, 상기 마그네트 프레임(5A)의 연결부(5a)에 형성된 각 관통공(5b)에 피스톤(6)의 고정부(6a)에 형성된 체결공(6b)이 각각 대응되도록 그 피스톤(6)의 고정부(6a)를 마그네트 프레임(5A)의 연결부(5a) 내측면에 밀착시키고, 이 상태에서상기 마그네트 프레임(5A)의 연결부(5a) 외곽에서 각각의 관통공(5b)을 통과하여 피스톤(6)의 체결공(6b)에 나사 체결되는 수개의 체결볼트(B)로 상기한 마그네트 프레임(5A)과 피스톤(6)을 결합시키는 것이었다.

이렇게 결합된 피스톤(6)은 상기 마그네트 프레임(5A)이 내측 고정자 조립체(4A) 및 외측 고정자 조립체(4B) 사이에 형성되는 유도자기와 내측 공진스프링(7A) 및 외측 공진스프링(7B)의 탄성력에 의해 도면의 좌우로 왕복운동을 하게 되면, 이와 함께 피스톤(6)이 실린더(3)의 내부에서 역시 좌우로 왕복운동을 하면서 밀폐용기(V)에 채워져 있던 냉매가스를 압축공간으로 흡입하여 압축 토출시키는 일련의 과정을 반복하게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조에 있어서는, 상기 피스톤(6)이 마그네트 프레임(5A)에 수개의 체결볼트(B)를 이용하여 고정되는 것으로, 이는 각각의 체결볼트(B)를 일일이 체결 고정하여야 하므로 생산성이 저하되는 것은 물론 다수개의 부품을 사용하므로 생산비용도 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 수개의 체결볼트를 사용하지 않고도 피스톤을 마그네트 프레임에 견고하게 결합시킬 수 있는 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 마그네트 프레임과 피스톤을 분해하여 보인 사시도 및 조립하여 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 마그네트 프레임과 피스톤을 분해하여 보인 사시도.

도 4는 본 발명 마그네트 프레임과 피스톤을 조립하여 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 마그네트 프레임과 피스톤의 조립과정을 보인 정면도.

도 6 및 도 7은 본 발명 마그네트 프레임과 피스톤을 다른 실시예로 조립하여 보인 종단면도 및 조립과정을 보인 정면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110A,210A : 마그네트 프레임 120,220 : 피스톤

111,211 : 연결부 111a : 걸림공

121,221 : 고정부 121a : 걸림돌기

211a : 걸림돌기 211b : 관통공

221a : 걸림홈 221b : 체결공

B : 체결볼트

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 프레임의 일단에 수개의 걸림공이 구비되는 연결부가 형성되고, 상기 마그네트 프레임에 결합되는 피스톤의 일단에는 상기한 마그네트 프레임의 걸림공에 각각 돌려 끼워져 고정되도록 수개의 걸림돌기가 구비되는 고정부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조가 제공된다.

또는, 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 프레임의 일단에 수개의 걸림돌기가 구비되는 연결부가 형성되고, 상기 마그네트 프레임에 결합되는 피스톤의 일단에는 상기한 마그네트 프레임의 각 걸림돌기에 돌려 끼워져 고정되는 고정부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 마그네트 프레임과 피스톤을 분해하여 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 마그네트 프레임과 피스톤을 조립하여 보인 종단면도이며, 도 5는 본 발명 마그네트 프레임과 피스톤의 조립과정을 보인 정면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 피스톤 고정구조를 갖는 왕복동식 압축기는, 원통형으로 된 내측 고정자 조립체(도 1에 도시)(4A)와 그 내측 고정자 조립체의 외곽쪽에 소정의 공극을 두고 고정되는 원통형으로 된 외측 고정자 조립체(도 1에 도시)(4B) 사이의 공극에 개재되어 직선으로 왕복운동을 하는 마그네트 조립체(110)와, 그 마그네트 조립체(110)에 결합되어 함께 직선으로 왕복운동을 하면서 실린더(도 1에 도시)(3)의 압축공간으로 냉매가스를 흡입 압축하여 토출시키는 피스톤(120)을 포함하여 구성된다.

상기 마그네트 조립체(110)는 원통형으로 형성되어 피스톤(120)에 결합되는 마그네트 프레임(110A)과, 상기 마그네트 프레임(110A)의 외주면에 원주방향으로 부착되는 다수개의 마그네트(110B)와, 상기 마그네트(110B)를 감싸도록 마그네트 프레임(110A)에 삽입되는 마그네트 고정링(미도시)으로 이루어진다.

상기 마그네트 프레임(110A)은 그 후단이 중심으로 절곡되어 후술할 피스톤(120)의 고정부(121)가 밀착 고정되는 연결부(111)가 환형으로 형성되고, 그 연결부(111)에는 후술할 피스톤(120)의 걸림돌기(121a)가 삽입되는 수개(도면에선 4개)의 걸림공(111a)이 형성된다.

상기 걸림공(111a)은 동일 원주상에 등간격으로 형성되고, 그 각각의 걸림공(111a)은 피스톤(120)의 걸림돌기(121a)가 돌려져 걸리도록 "원호"형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 피스톤(120)은 그 후단에 외곽으로 확장된 플랜지 형상의 고정부(121)가 형성되고, 그 고정부(121)에는 상기한 마그네트 프레임(110A)의 연결부(111)에 구비된 걸림공(111a)에 돌려져 걸리도록 걸림돌기(121a)가 수개(도면에선 3개) 형성된다.

상기 걸림돌기(121a)는 동일 원주상에 "ㄱ"자 단면 형상으로 형성되되, 그 각 걸림돌기(121a)는 마그네트 프레임(110A)의 연결부(111) 두께와 거의 동일한 높이에서 절곡되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피스톤(120)은 걸림공(111a)에 대응되는 위치 중에서 어느 한 위치에는 상기한 걸림공(111a)을 통과하는 체결볼트(B)에 의해 체결되도록 체결공(121b)이 형성되는 것이 체결력을 보강하는데 바람직하다.

또한, 상기 체결볼트(B)를 사용하지 않고 용접으로 어느 한 걸림돌기(121a)와 걸림공(111a)을 결합시킬 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조에서 마그네트 프레임에 피스톤을 결합시키는 과정은 다음과 같다.

먼저, 상기 마그네트 프레임(110A)의 안쪽에 피스톤(120)을 삽입하여 그 피스톤(120)의 고정부(121) 외측면이 마그네트 프레임(110A)의 연결부(111) 내측면에 접촉되도록 한다. 이때, 상기 피스톤(120)의 걸림돌기(121a)가 마그네트 프레임(110A)의 걸림공(111a)에 삽입되도록 한다.

다음, 상기 피스톤(120)을 마그네트 프레임(110A)에 대해 걸림돌기(121a)의 개구쪽으로 회전을 시켜 그 걸림돌기(121a)의 개구부가 마그네트 프레임(110A)의 걸림공(111a) 절개면에 미끄러져 삽입되도록 한다. 이때, 상기 걸림돌기(121a)의 높이가 걸림공(111a)의 두께와 거의 유사한 경우에는 그 걸림돌기(121a)가 걸림공(111a)에 압착되어 견고하게 가결합된다.

다음, 상기 피스톤(120)의 체결공(121a)에 대응되는 마그네트 프레임(110A)의 걸림공(111a)쪽에서 상기한 피스톤(120)의 체결공(121b)쪽으로 관통 체결되는 한 개의 체결볼트(B)를 이용하여 상기한 마그네트 프레임(110A)과 피스톤(120)을최종 결합시킨다.

이렇게 하여, 상기 마그네트 프레임(110A)에 피스톤(120)을 결합시키는 과정이 피스톤(120)의 걸림돌기(121a)를 마그네트 프레임(110A)의 걸림공(111a)에 돌려 결합시키는 가결합단계와 이후 한 개의 체결볼트(B)를 이용하여 최종 결합하는 단계로 진행함에 따라 상기한 체결볼트(B)의 결합을 위한 체결작업이 획기적으로 줄어 들어 작업공수의 감축에 따른 생산성이 향상되는 것은 물론, 상기 체결볼트(B)의 사용개수를 줄여 부품수 절감에 따른 생산비용의 절감효과도 있다.

한편, 본 발명에 의한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 상기 마그네트 프레임(110A)에 걸림공(111a)을 형성하고 이에 대응되도록 피스톤(120)에 걸림돌기(121a)를 형성하여 상기 피스톤(120)의 걸림돌기(121a)가 마그네트 프레임(110A)의 걸림공(111a)에 돌려져 끼워지도록 하는 것이었으나, 본 실시예는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 마그네트 프레임(210A)의 연결부(211)에 내측면쪽으로 돌출되는 "ㄱ"자 단면 형상의 걸림돌기(211a)를 수개(도면에선 3개) 절개하여 형성하고, 그 걸림돌기(211a)에 피스톤(220)의 고정부(221)가 돌려져 끼워지도록 상기한 피스톤(220)의 고정부(221)의 외주면에 반원형 또는 요홈형의 걸림홈(221a)을 형성하며, 상기 마그네트 프레임(210A)의 연결부(211)에 관통공(211b)을 형성함과 아울러 이에 대응되는 피스톤(220)의 고정부(221)에는 체결공(221b)을 형성하여 구성함으로써, 상기 피스톤(220)과 마그네트 프레임(210A)의 결합시 피스톤(220)의 고정부(221)에 형성된 걸림홈(221a)이 마그네트 프레임(210A)의 연결부(211)에 형성된 걸림돌기(211a)에 끼워져 가결합된다.

여기서, 상기 피스톤(220)의 고정부(221)가 마그네트 프레임(210A)의 연결부(211) 내측면에 밀착되도록 하기 위하여는 상기한 마그네트 프레임(210A)으로의 피스톤(220) 삽입시 그 피스톤(220)의 걸림홈(221a)이 마그네트 프레임(210A)의 걸림돌기(211a)에 걸리지 않도록 걸림홈(221a)의 깊이가 걸림돌기(211a)를 완전히 수용할 수 있는 깊이로 음각지게 형성되는 것이 바람직하다.

이후, 전술한 일실시예에서와 같이 상기 마그네트 프레임(210A)의 관통공(211b)을 통과하여 피스톤(220)의 체결공(221b)에 나사 체결되는 별도의 체결볼트(B)로 상기한 마그네트 프레임(210A)과 피스톤(220)을 최종 결합시키게 되는 것이다.

이러한 본 실시예의 피스톤 조립구조는 전술한 일실시예에서의 피스톤 조립구조와 그 작용효과가 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 피스톤 조립구조는, 마그네트 프레임에 걸림공을 형성하고, 상기 피스톤에는 그 마그네트 프레임의 걸림공에 대응되도록 걸림돌기를 형성하여 피스톤과 마그네트 프레임을 끼워 고정시키거나 한 개의 체결볼트를 이용하거나 용접하여 피스톤과 마그네트 프레임을 최종 결합시킴으로써, 상기 체결볼트의 사용개수를 줄여 마그네트 프레임과 피스톤의 결합을 위한 작업공수가 크게 감축되고, 상기 체결볼트에 대한 부품수가 줄어들어 생산비용이 절감된다.

Claims (4)

1. 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 프레임의 일단에 수개의 걸림공이 구비되는 연결부가 형성되고,

   상기 마그네트 프레임에 결합되는 피스톤의 일단에는 상기한 마그네트 프레임의 걸림공에 각각 돌려 끼워져 고정되도록 수개의 걸림돌기가 구비되는 고정부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 마그네트 프레임의 연결부에 관통공이 형성되고, 그 관통공에 대응되도록 피스톤의 고정부에 체결공이 형성되며, 상기 마그네트의 관통공과 피스톤의 체결공이 체결볼트로 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조.
3. 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 프레임의 일단에 수개의 걸림돌기가 구비되는 연결부가 형성되고,

   상기 마그네트 프레임에 결합되는 피스톤의 일단에는 상기한 마그네트 프레임의 각 걸림돌기에 돌려 끼워져 고정되는 고정부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조.
4. 제3항에 있어서, 상기 마그네트 프레임의 연결부에 관통공이 형성되고, 그관통공에 대응되도록 피스톤의 고정부에 체결공이 형성되며, 상기 마그네트의 관통공과 피스톤의 체결공이 체결볼트로 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 피스톤 고정구조.