KR100495075B1 - 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조 - Google Patents

리니어 압축기의 마그네트 조립 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신뢰성이 높고 작업 공정이 간단한 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조에 관한 것으로, 마그네트와; 상기 마그네트가 내삽되고, 내삽되는 마그네트의 일단이 걸림될 수 있도록 일측에 단턱부가 형성되며, 내삽된 마그네트의 타단이 걸림될 수 있도록 타측에 절곡부가 구비된 마그네트 프레임을 포함하여 구성되어, 마그네트가 마그네트 프레임의 내측에 견고하게 고정되고, 마그네트의 이탈을 방지하기 위해 별도의 테이프를 감지 않아도 되는 이점이 있다.

Description

리니어 압축기의 마그네트 조립 구조{Magnet mounting structure of linear compressor}
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 마그네트가 마그네트 프레임 내측에 견고하게 고정되어 신뢰성이 증가되고 비용이 저감되는 리니어 압축기의 마그네트 조립구조에 관한 것이다.
일반적으로 리니어 압축기(Linear compressor)는 리니어 모터의 직선 구동력이 피스톤에 전달되어 피스톤이 실린더 내부에 직선 왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하여 압축한다.
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 내부 구성도이다.
종래의 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(1)의 내부에 소정의 길이를 갖는 원통 형태의 이너 케이스(10)가 설치되고, 상기 이너 케이스(10)의 일측에 냉매 흡입로(18)가 형성된 백 커버(20)가 결합되며, 상기 이너 케이스(10)의 내부에 구동력을 발생하는 구동모터(30)가 장착되고, 상기 구동모터(30)에 냉매 관통로(38)가 형성된 피스톤(40)이 연결되며, 상기 피스톤(40)에 상기 냉매 관통로(38)를 개폐하는 흡입 밸브(50)가 장착되고, 상기 이너 케이스(10)의 타측에 상기 피스톤(40)이 진퇴 가능하게 삽입되는 실린더부(58)가 구비된 실린더 블록(60)이 결합되며, 상기 실린더 블록(60)에 상기 실린더부(58)를 개폐하는 토출밸브(70)가 장착된다.
상기 밀폐용기(1)에는 외부에서 냉매가 흡입되는 흡입관(2)이 상기 백 커버(20)의 냉매 흡입로(18) 옆에 위치되게 연결된다.
상기 구동모터(30)는 원통 형태의 적층체로 이루어지는 아우터 코어(31) 및 그 아우터 코어(31)와 일정 공극을 갖도록 삽입되는 원통형 적층체의 이너 코어(32)로 구성된 스테이터(S)와, 상기 아우터 코어(31)에 권선된 코일(33)과, 상기 아우터 코어(31)와 이너 코어(32)의 사이에 진퇴 가능하게 배치되는 마그네트(34)와, 상기 마그네트(34)가 고정됨과 아울러 상기 마그네트(34)의 진퇴시 상기 피스톤(40)이 진퇴될 수 있도록 상기 피스톤(40)에 연결된 마그네트 프레임(36)을 포함하여 구성된다.
상기 아우터 코어(31)는 상기 이너 케이스(10)에 삽입되어 상기 백커버(20)에 고정 결합된다.
상기 이너 코어(32)는 상기 백커버(20)에 형성된 원통 형태의 결합부(21)에 고정 결합되고, 내부에 냉매가 관통되는 냉매 관통 구멍이 형성된다.
상기 마그네트(34)는 원통체 형상으로 이루어지고, 상기 아우터 코어(31)와 이너 코어(32)의 사이에 배치될 수 있도록 상기 마그네트 프레임(36)의 외주에 고정된다.
상기 마그네트 프레임(36) 및 피스톤(40)은 상기 실린더 블록(60)과의 사이에 배치된 제 1 스프링(37a)과, 상기 이너 코어(32)와의 사이에 배치된 제 2 스프링(37b)에 의해 완충 가능하게 지지된다.
상기 백 커버(20)는 원판 형태의 판체부(22) 가운데 일정 두께를 원통 형태의 결합부(21)가 형성되어 상기 이너 코어(32)가 고정 결합되고, 상기 판체부(22)의 가장자리측에 고정부(23)가 형성되어 상기 아우터 코어(31)가 고정 결합되며, 상기 결합부(21)의 내부에 상기 냉매 흡입로(18)가형성된다.
상기한 바와 같은 리니어 압축기는 상기 코일(33)에 전류가 인가되면, 상기 구동모터(30)가 작동하여 상기 마그네트(34)가 직선 왕복되고, 마그네트(34)의 직선 왕복 운동은 상기 마그네트 프레임(36)을 통해 피스톤(40)에 전달되어 피스톤(40)이 실린더부(58)에서 직선 왕복 운동하게 된다.
상기 피스톤(40)이 실린더부(41)에서 직선 왕복 운동함과 동시에 상기 토출 밸브(70)와 흡입 밸브(50)의 작동에 따라 상기 밀폐용기(1) 내로 유입된 가스 냉매는 백 커버(20)의 냉매 흡입로(18)와 이너 코어(32)의 내부 관통 구멍과 상기 피스톤(40)의 냉매 관통로(38)를 통해 상기 실린더부(58) 내로 흡입되어 압축된 후 토출된다. 상기 토출된 고온 고압 상태의 가스는 토출관(미도시)을 통해 밀폐용기(1) 외부로 토출된다.
도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조가 도시된 확대도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트 프레임(36)의 외주에는 상기 마그네트(36)의 전후 폭 간격을 갖는 걸림턱(36a,36b)이 돌출되고, 상기 마그네트(34)는 상기 걸림턱(36a,36b)의 사이에 개재되어, 그 길이방향 이탈이 제한된다.
그런 다음, 상기 마그네트(34)의 외주에 카본 파이버 등의 테이프(36c)가 감겨지게 되고, 상기 마그네트(34)는 그 반경방향 이탈이 제한되어 상기 마그네트 프레임(36)의 외주에 고정되게 된다.
그러나, 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조는 상기 마그네트(34)를 마그네트 프레임(36)의 외주에 고정시키기 위해 상기 마그네트 프레임(36)의 외주에 걸림턱(36a,36b)을 이격되게 돌출시키고, 걸림턱(36a,36b) 사이에 개제된 마그네트(34)의 외주에 별도의 테이프(36c)를 감아야 하므로, 그 작업 공정이 복잡하고, 상기 마그네트(34)의 진퇴 동작으로 상기 걸림턱(36a,36b)이 손상되거나 파손되는 경우, 마그네트(34)가 마그네트 프레임(36)의 길이방향으로 이탈되게 되어 신뢰성이 낮은 문제점이 있다.
또한, 최근에는 상기 마그네트 프레임(36)을 드로잉 가공으로 성형하는 추세이나, 상기 걸림턱(36a,36b)의 일체 성형을 위해서는 드로잉 가공을 행할 수 없고, 드로잉 가공으로 마그네트 프레임(36)을 가공한 후 상기 걸림턱(36a,36b)을 별도로 부착하는 경우에는 상기 걸림턱(36a,36b)이 분리되기 쉬운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 신뢰성이 높고 작업 공정이 간단한 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조는 마그네트와; 상기 마그네트가 내삽되고, 내삽되는 마그네트의 일단이 걸림될 수 있도록 일측에 단턱부가 형성되며, 내삽된 마그네트의 타단이 걸림될 수 있도록 타측에 절곡부가 구비된 마그네트 프레임을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 내부 구성도이다.
본 실시예에 따른 리니어 압축기는 도 3에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(100)가 상면이 개방된 하부 용기(102)와, 상기 하부 용기(102)의 상면을 덮는 상부 덮개(104)로 구성된다.
상기 밀폐 용기(100)의 내부에는 실린더(109)가 구비된 실린더 블록(110)과, 냉매 흡입로(120a)가 구비된 백 커버(120)가 배치되고, 상기 실린더 블록(110)은 상기 하부 용기(102)의 일측에 장착된 제 1 댐퍼(106)에 올려져 완충 가능하게 지지되며, 상기 백 커버(120)는 상기 하부 용기(102)의 타측에 장착된 제 2 댐퍼(108)에 올려져 완충 가능하게 지지된다.
그리고, 상기 실린더 블록(110)과 백 커버(120)의 사이에는 냉매의 압축을 위한 구동력을 발생시키는 구동모터(130)가 배치되고, 상기 구동모터(130)에는 상기 실린더(109)의 내부로 진퇴되면서 실린더(109) 내부의 냉매를 압축하는 피스톤(140)이 연결된다.
상기 구동모터(130)는 원통 형태의 적층체로 이루어지는 아우터 코어(131) 및 그 아우터 코어(131)와 일정 공극을 갖도록 배치되는 원통 형태의 적층체로 이루어지는 이너 코어(132)로 구성된 스테이터(S)와, 상기 아우터 코어(131)에 장착된 코일(133)과, 상기 코일(133)에 형성된 전자기력에 의해 진퇴되는 마그네트(134)와, 상기 아우터 코어(131)와 이너 코어(132)의 사이에 진퇴 가능하게 배치되어 상기 마그네트(134)가 고정되고 일단이 상기 피스톤(140)과 고정되는 마그네트 프레임(136)을 포함하여 구성된다.
상기 아우터 코어(131)는 상기 실린더 블록(110)과 백 커버(120)의 대향면 사이에 배치되어 상기 실린더 블록(110) 및 백 커버(120)와 체결부재 등의 체결수단으로 고정 결합된다.
상기 이너 코어(132)는 상기 실린더 블록(110)과 체결부재 등의 체결수단으로 고정 결합된다.
상기 마그네트(134)는 상기 마그네트 프레임(136)에 내삽되어 상기 마그네트 프레임(136)의 내주에 걸림되게 고정되고, 상기 이너 코어(132)의 외주와 대향되게 배치된다.
상기 마그네트 프레임(136)은 스레인리스 스틸(SUS) 재질이고, 상기 피스톤(140)의 일부 외측을 에워싸는 원통 형상으로 이루어진다.
상기 피스톤(140)은 상기 백 커버(120)의 냉매 흡입로(120a)를 통해 흡입된 냉매가 통과할 수 있도록 냉매 관통로(140a)가 형성된다.
또한, 상기 피스톤(140)은 상기 마그네트 프레임(136)의 일단이 체결부재 등의 체결수단으로 고정될 수 있도록 일단에 고정부(142)가 원주방향으로 돌출된다.
또한, 상기 피스톤(140)은 상기 고정부(142)의 일면과 실린더 블록(110)의 사이에 배치된 제 1 스프링(144)과, 상기 고정부(142)의 타면과 백 커버(120)의 사이에 배치된 제 2 스프링(146)에 의해 상기 실린더 블록(110)과 백 커버(120)의 사이에 완충 가능하게 지지된다.
한편, 상기 리니어 압축기는 상기 피스톤(140)에 장착되어 상기 냉매 관통로(140a)를 개폐하는 흡입 밸브(160)와, 상기 실린더 블록(110)에 장착되어 상기 실린더(109)를 개폐함과 아울러 상기 피스톤(140)과의 사이에 압축실(C)을 형성하는 토출밸브(170)를 더 포함하여 구성된다.
상기 흡입 밸브(160)는 일측이 상기 피스톤(140)에 고정되고 상기 피스톤(140)의 냉매 관통홀(140a)과 대응되는 부위가 탄성적으로 휘는 구조로 이루어진다.
상기 토출 밸브(170)는 상기 실린더(109)와 연통되도록 실린더 블록(110)에 고정되고 일측에 냉매 토출홀(171)이 형성된 내측 토출 커버(172)와, 상기 내측 토출 커버(172)의 외측에 이격되게 배치되고 일측에 냉매가 토출되는 토출 파이프(180)가 연결된 외측 토출 커버(174)와, 상기 실린더(109)를 개폐하기 위해 상기 내측 토출 커버(172)에 스프링(176)으로 탄지된 밸브체(178)를 포함하여 구성된다.
미설명부호 138c는 상기 마그네트 프레임(136)이 상기 피스톤(140)의 고정부(142)에 체결부재 등의 체결수단으로 고정될 수 있도록 상기 마그네트 프레임(136)에 구비된 피스톤 고정부이고, 미설명부호 138d는 상기 백 커버(120)의 냉매 흡입로(120a)를 통해 흡입된 냉매가 상기 피스톤(140)의 냉매 관통홀(140a)로 흡입되게 함과 아울러 상기 제 2 스프링(146)이 상기 피스톤(140)의 고정부(142)의 타면을 지지할 수 있도록 상기 피스톤 고정부(138c)에 형성된 개구홀이다.
그리고, 미설명부호 182는 상기 밀폐용기(100)에 연결되어 외부에서 냉매가 흡입되는 흡입 연결 파이프이고, 미설명부호 184는 상기 토출 파이프(180)에 일단이 연결된 루프 파이프이며, 미설명부호 186은 상기 루프 파이프(184)에 일단이 연결되고 상기 밀폐용기(100)를 관통하여 밀폐용기(100) 외부로 연장된 토출 연결 파이프이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 리니어 압축기는 상기 코일(133)에 전류가 인가되면, 상기 구동모터(130)가 작동하여 상기 마그네트(134)가 직선 왕복되고, 상기 마그네트(134)가 걸림되게 고정된 마그네트 프레임(136)은 상기 피스톤(140)과 함께 직선 왕복 운동되며, 상기 피스톤(140)이 실린더(109)에서 직선 왕복 운동하게 된다.
한편, 상기 토출 밸브(170)와 흡입 밸브(160)는 상기 피스톤(140)의 직선 왕복 운동에 따라 작동되고, 상기 밀폐용기(100) 내로 유입된 가스 냉매는 백 커버(120)의 냉매 흡입로(120a)와 상기 피스톤(140)의 냉매 관통로(140a)를 통해 상기 실린더(109) 내로 흡입되어 압축된 후 토출된다.
상기와 같이 토출된 고온, 고압 상태의 가스 냉매는 토출 파이프(180)와 루프 파이프(184)와 토출 연결 파이프(186)를 차례로 통해 밀폐용기(100)의 외부로 토출된다.
도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 마그네트가 마그네트 프레임에 조립되기 전의 확대도이고, 도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 마그네트가 마그네트 프레임에 조립된 후의 확대도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트 프레임(136)은 내삽되는 마그네트(134)의 일단(134a)이 걸림될 수 있도록 일측에 단턱부(137)가 형성되고, 내삽된 마그네트(134)의 타단(134b)이 걸림될 수 있도록 타측에 절곡부(138)가 구비된다.
즉, 상기 마그네트 프레임(136)은 상기 마그네트(134)의 외경에 대응되는 내경을 갖고 상기 마그네트(134)와 같은 길이를 갖는 마그네트 삽입부(139)가 다른 부위보다 확관되게 이루어져, 상기 마그네트 삽입부(139)의 내부로 상기 마그네트(134)가 삽입되게 된다.
상기 절곡부(138)의 각각은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트 삽입부(139)의 단부에 돌출된 사다리꼴, 삼각형, 직사각형 등의 형상을 갖는 돌기부(138')가 상기 마그네트(138)의 단부를 둘러싸도록 절곡되는 것으로, 그 각각이 상기 마그네트 프레임(136)의 반경방향 내측으로 절곡된 후 마그네트 프레임(136)의 길이방향 내측으로 절곡된다.
상기 돌기부(138')는 상기 마그네트 프레임(136)의 단부에 길이방향으로 소정 길이를 갖고 돌출되고, 복수개가 원주방향으로 이격되게 배치되며,
한편, 상기와 같은 마그네트 프레임(136)은 상기 마그네트 삽입부(139)가 드로잉 가공에 의해 다른 부위와 단턱지게 형성될 수 있고, 상기 돌기부(138')가 상기 마그네트 프레임(136)의 길이방향으로 돌출되게 성형된 후 절곡되게 되므로, 그 양산성 및 작업성이 높게 된다.
상기와 같은 마그네트 프레임(136)에 상기 마그네트(134)를 조립하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트(134)를 마그네트 삽입부(139)로 내삽시키면, 상기 마그네트(134)는 일단(134a)이 상기 단턱부(137)에 걸림되게 된다.
그런 다음, 상기 돌기부(138')를 내측으로‘ ㄱ’형상으로 절곡시키면, 상기 마그네트(134)의 타단은 상기 마그네트 프레임(136)의 반경방향 내측으로 절곡된 제 1 절곡부(138a)와, 상기 제 1 절곡부(138a)의 단부에서 상기 마그네트 프레임(136)의 길이방향으로 내측으로 절곡된 제 2 절곡부(138b)에 의해 둘러싸이면서 걸림되고, 상기 마그네트(134)는 그 길이방향 및 반경방향의 이탈이 제한된 상태로 상기 마그네트 프레임(136) 내부에 견고하게 고정된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조는 마그네트가 마그네트 프레임에 내삽되고, 마그네트 프레임의 일측에 마그네트의 일단이 걸림되는 단턱부가 형성되며, 마그네트 프레임의 타측에 마그네트의 타단이 걸림되는 절곡부가 형성되어, 마그네트가 마그네트 프레임의 내측에 견고하게 고정되고, 마그네트의 이탈을 방지하기 위해 별도의 테이프를 감지 않아도 되는 이점이 있다.
또한, 상기 마그네트 프레임은 마그네트가 삽입되는 마그네트 삽입부가 드로잉 가공에 의해 다른 부위와 단턱지게 형성될 수 있고, 상기 절곡부를 이루기 위한 돌기부가 상기 마그네트 프레임의 길이방향으로 돌출되게 성형된 후 절곡되므로, 그 양산성 및 작업성이 높은 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 내부 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조가 도시된 확대도,
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 내부 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 마그네트가 마그네트 프레임에 조립되기 전의 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 마그네트가 마그네트 프레임에 조립된 후의 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100: 밀폐용기 109: 실린더
110: 실린더 블록 120: 백 커버
130: 구동모터 131: 아우터 코어
132: 이너 코어 S: 스테이터
133: 코일 134: 마그네트
136: 마그네트 프레임 137: 단턱부
138; 절곡부 138a: 제 1 절곡부
138b: 제 2 절곡부 138c: 피스톤 고정부
138d: 개구홀 140: 피스톤
142: 고정부 160: 흡입밸브
170; 토출밸브

Claims (4)

  1. 마그네트와; 상기 마그네트가 내삽되고, 내삽되는 마그네트의 일단이 걸림될 수 있도록 일측에 단턱부가 형성되며, 내삽된 마그네트의 타단이 걸림될 수 있도록 타측에 절곡부가 구비된 마그네트 프레임을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트 프레임은 상기 마그네트의 외경에 대응되는 내경을 갖고 상기 마그네트와 같은 길이를 갖는 마그네트 삽입부가 확관되게 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절곡부는 상기 마그네트 프레임의 단부에 길이방향으로 돌출된 돌기부가 절곡되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절곡부는 상기 마그네트 프레임의 반경방향 내측으로 절곡된 제 1 절곡부와, 상기 제 1 절곡부의 단부에서 상기 마그네트 프레임의 길이방향으로 내측으로 절곡된 제 2 절곡부로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 마그네트 조립 구조.
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