KR100498364B1 - 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조에 관한 것으로, 본 발명은 다수 개의 마그네트를 외주면에 장착하여 원통형의 외측 고정자와 내측 고정자 사이에 개재하는 마그네트 지지부와, 마그네트 지지부의 일단에 결합하고 끝단에 반경방향으로 연결플랜지를 절곡 형성하여 이 연결플랜지의 바깥면 또는 안쪽면에 피스톤플랜지를 대고 연결하는 피스톤 연결부로 이루어지는 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임에 있어서, 연결플랜지는 피스톤플랜지에 밀착하여 결합하도록 결합부를 형성하고, 결합부의 내주에 반경방향으로 굴곡지게 연장하여 보강부를 형성함으로써, 마그네트 프레임과 피스톤의 체결시 얇은 마그네트 프레임의 뒤틀림을 줄여 평탄도를 유지하도록 하고 이를 통해 피스톤의 동심도를 높여 피스톤과 실린더 사이의 마모를 미연에 방지할 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조{MAGNET FRAME STRUCTURE FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조에 관한 것으로, 특히 피스톤플랜지와 체결하는 피스톤 연결부의 뒤틀림을 방지하여 피스톤의 동심도를 유지할 수 있는 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 가스를 흡입 압축하여 토출하는 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(DP)을 연통하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하여 설치하는 프레임 유니트(20)와, 프레임 유니트(20)에 지지하여 케이싱(10)의 내부에 고정하는 왕복동식 모터(30)와, 왕복동식 모터(30)에 기구적으로 연결하여 프레임 유니트(20)에 지지하는 압축 유니트(40)와, 왕복동식 모터(30)를 탄력 지지하여 공진을 유도하는 공진스프링 유니트(50)를 포함하고 있다.

프레임 유니트(20)는 왕복동식 모터(30)의 고정자(31)(32) 일측을 지지함과 동시에 압축 유니트(40)의 실린더(41)와 피스톤(42)을 함께 지지하는 전방프레임(21)과, 왕복동식 모터(30)를 사이에 두고 전방프레임(21)에 결합하여 상기한 왕복동식 모터(30)의 고정자(31)를 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 공진스프링 유니트(50)를 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어져 있다.

왕복동식 모터(30)는 중간프레임(22)과 후방프레임(23) 사이에 고정하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)의 안쪽에 위치하여 후방프레임(23)에 삽입 고정하는 내측 고정자(32)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 개재하여 플럭스의 방향에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(35)로 이루어져 있다.

가동자(35)는 도 2 및 도 3에서와 같이 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하여 압축 유니트(40)의 피스톤(42)에 연결하는 마그네트 프레임(36)과, 외측 고정자(31)에 고정한 권선코일(C)에 대응하도록 상기한 마그네트 프레임(36)의 외주면에 등간격으로 장착하는 마그네트(M)들로 이루어져 있다.

마그네트 프레임(36)은 피스톤(42)에 연결하는 피스톤 연결부(37)와, 이 피스톤 연결부(37)에 결합하고 그 외주면에 상기한 마그네트(M)들을 등간격으로 고정하는 마그네트 지지부(38)로 이루어져 있다.

피스톤 연결부(37)는 원통형으로 형성하는 연결부몸체(37A)와, 연결부몸체(37A)의 일단에 절곡 형성하여 피스톤(42)의 플랜지부(42B)에 볼트로 체결하는 연결플랜지(37B)로 이루어져 있다. 연결부몸체(37A)에는 가동자(35)를 비롯한 피스톤(42)의 왕복운동시 마그네트 프레임(36)의 내 외측간 공기유통을 위한 통풍구(37a)를 형성하고, 연결플랜지(37B)는 편평한 원판 모양으로 형성하여 그 중앙에는 피스톤 관통구멍(37b)을 형성하며 피스톤 관통구멍(37b)을 중심으로 원주방향으로는 체결볼트(B)로 피스톤(42)과 체결하기 위한 체결구멍(37c)을 형성하고 있다.

압축 유니트(40)는 전방프레임(21)에 삽입 결합하는 실린더(41)와, 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 실린더의 내부에서 왕복운동을 하면서 가스유로(F)를 통해 냉매가스를 흡입 압축하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단면에 장착하여 가스유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 선단면에 착탈 가능하게 설치하여 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(44)로 이루어져 있다.

피스톤(42)은 원기둥 모양으로 형성하여 피스톤 연결부(37)의 피스톤 관통구멍(37b)을 통해 실린더(41)의 내부에 미끄러지게 삽입하는 피스톤몸체(42A)와, 피스톤몸체(42A)의 후단에 원판 모양으로 확장 형성하여 상기한 마그네트 프레임(36)의 피스톤 연결부(37)에 결합하는 피스톤 플랜지(42B)로 이루어져 있다. 피스톤 플랜지(42B)에는 상기한 피스톤 연결부(37)의 체결구멍(37c)과 일치하도록 역시 체결구멍(42a)을 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 38a는 마그네트장착홈, 51 및 52는 전방측 및 후방측 공진스프링이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 왕복동식 모터(30)의 외측고정자(31)에 전원을 인가하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스(flux)가 형성되어 가동자(33)와 피스톤(42)이 함께 플럭스의 방향에 따라 움직이고, 이와 동시에 피스톤(42)이 스프링 유니트(50)에 의해 실린더(41)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 실린더(41)의 압축공간(P)에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 상기한 압축공간(P)으로 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출시키는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 피스톤(42)의 플랜지부(42B)를 마그네트 프레임(36)의 피스톤 연결부(37)의 연결플랜지(37B)에 대고 체결볼트(B)로 피스톤(42)의 플랜지부(42B) 체결구멍(42a)과 연결플랜지(37B)의 체결구멍(37c)을 통과시켜 타단에서 체결너트(미부호)로 조여 상기한 마그네트 프레임(37)과 피스톤(42)을 체결하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임에 있어서는, 체결볼트(B)를 이용하여 연결플랜지(37B)와 피스톤(42)의 플랜지부(42B)를 압착 체결하고 있으나 통상 연결플랜지(37B)의 두께가 얇아 체결과정에서 뒤틀림이 발생할 우려가 있고 이 경우 마그네트 프레임(37)의 중심과 피스톤(42)의 중심이 틀어지면서 결국 피스톤(42)과 실린더(41) 사이에 심한 마모를 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 마그네트 프레임의 두께를 증가하지 않고도 마그네트 프레임의 연결플랜지의 강성을 높여 피스톤플랜지와의 체결중에 뒤틀리는 것을 방지할 수 있는 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 다수 개의 마그네트를 외주면에 장착하여 외측 고정자와 내측 고정자 사이에 개재하도록 원통모양으로 형성하는 마그네트 지지부와, 마그네트 지지부의 일단에 결합하여 고정하고 그 끝단부를 반경방향으로 절곡하여 연결플랜지를 환형으로 형성하며 이 연결플랜지의 바깥면 또는 안쪽면에 피스톤플랜지를 고정 결합하여 연결하는 피스톤 연결부로 된 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임에 있어서, 연결플랜지는 피스톤플랜지에 밀착하여 결합하도록 편평하게 절곡하여 결합부를 형성하고, 결합부의 내주측에는 반경방향으로 곡면지게 연장하여 보강부를 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 마그네트 프레임을 보인 사시도이고, 도 5는 도 4의 "Ⅱ-Ⅱ"선단면도이며, 도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 마그네트 프레임과 피스톤의 결합상태를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 왕복동식 모터는, 프레임 유니트(도 1에 도시)(20)에 고정하는 고정자(도 1에 도시)(31)(32)와, 프레임 유니트로 지지하는 압축 유니트(도 1에 도시)(40)의 피스톤(42)에 결합하여 고정자의 플럭스에 따라 함께 왕복운동을 하는 가동자(100)로 구성한다.

가동자(100)는 외측 고정자(도 1에 도시)(31)와 내측 고정자(도 1에 도시)(32) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하여 압축 유니트의 피스톤(42)에 연결하는 마그네트 프레임(110)과, 외측 고정자에 고정한 권선코일(도 1에 도시)(C)에 대응하도록 상기한 마그네트 프레임(110)의 외주면에 등간격으로 장착하는 마그네트(120)들로 이루어진다.

마그네트 프레임(110)은 피스톤(42)에 연결하는 피스톤 연결부(111)와, 이 피스톤 연결부(111)에 결합하고 그 외주면에 상기한 마그네트(120)들을 등간격으로 고정하는 마그네트 지지부(115)로 이루어진다.

피스톤 연결부(111)는 원통형으로 형성하는 연결부몸체(112)와, 연결부몸체(112)의 일단에 절곡 형성하여 피스톤플랜지(42B)에 볼트(B)로 체결하는 연결플랜지(113)로 이루어진다.

연결부몸체(112)에는 가동자(100)를 비롯한 피스톤(42)의 왕복운동시 마그네트 프레임(110)의 내 외측간 공기유통을 위한 통풍구(111a)를 형성한다.

연결플랜지(113)는 피스톤플랜지(42B)에 밀착하도록 편평한 원판 모양으로 결합부(113a)를 형성하고, 그 결합부(113a)의 내주측에 연이어서 적어도 한 번 이상 곡면진 보강부(113b)를 연장 형성한다.

결합부(113a)에는 체결볼트(B)를 이용하여 피스톤(42)과 체결하기 위한 체결구멍(111b)을 원주방향으로 형성하고, 보강부(113b)의 내주면은 피스톤(42)을 삽입하기 위한 피스톤 관통구멍(111c)을 형성한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 42A는 피스톤몸체, 110a 및 110b는 상호 대응하는 단차부, 115a는 마그네트 장착홈이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 가동자(100)를 조립하는 과정은 먼저 마그네트 지지부(115)의 외주면에 마그네트(120)를 등간격으로 배열한 상태에서 비자성체이면서 비전도성인 유리섬유 소재를 이용하여 마그네트(120)를 감아 상기한 마그네트 지지부(115)에 고정한다. 이때 마그네트 지지부(115) 역시 알려진 바와 같이 상기한 유리섬유를 이용하여 형성할 수 있다.

다음, 마그네트 지지부(115)를 피스톤 연결부(111)에 결합하는데 두 부재의 연결단에는 서로 형합할 수 있도록 단차부(110a)(110b)를 형성하므로 그 단차부(110a)(110b)가 서로 엇갈려 결합되도록 한다. 이 후에도 이 단차부(110a)(110b)를 상기한 유리섬유로 마그네트(120)를 감을 때 함께 감아 고정하는 것이 바람직하다.

다음, 피스톤 연결부(111)를 피스톤(42)의 플랜지(42B)에 결합한다. 피스톤 연결부(111)의 연결플랜지(113)와 피스톤플랜지(42B)에 구비한 각각의 체결구멍(42a)(111b)을 서로 일치시킨 상태에 체결볼트(B)를 끼우고 맞은 편에서 체결너트(미부호)로 조여 상기한 연결플랜지(113)와 피스톤플랜지(42B)를 압착하여 체결한다.

이때, 체결볼트(B)를 조이는 과정에서 뒤틀림 모멘트가 발생하고 이 모멘트에 의해 피스톤 연결부(111)의 연결플랜지(113)가 뒤틀릴 우려가 있으나 이 연결플랜지(113)를 굴곡부를 사이에 두는 결합부(113a)와 보강부(113b)로 형성함에 따라 체결구멍(111b)이 형성된 결합부(113a)에서의 뒤틀림이 굴곡진 보강부(113b)에서 차단되어 결국 뒤틀림 정도를 줄일 수 있고 이를 통해 연결플랜지(113)와 피스톤플랜지(42B) 사이의 밀착정도를 높여 피스톤(42)의 동심도를 효과적으로 유지시킬 수 있다.

이렇게 하여, 실린더와 피스톤의 중심을 일치시켜 피스톤의 왕복운동시 실린더의 내주면과 피스톤의 외주면 사이에서의 마모를 미연에 방지하여 압축기 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조는, 피스톤 플랜지와 접하는 부위에 굴곡부를 형성하여 마그네트 프레임과 피스톤의 체결시 얇은 마그네트 프레임의 뒤틀림을 줄여 평탄도를 유지하도록 하고 이를 통해 피스톤의 동심도를 높여 피스톤과 실린더 사이의 마모를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 마그네트 프레임을 보인 사시도,

도 3은 도 2의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 마그네트 프레임을 보인 사시도,

도 5는 도 4의 "Ⅱ-Ⅱ"선단면도,

도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 마그네트 프레임과 피스톤의 결합상태를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

42 : 피스톤 42B : 플랜지부

100 : 가동자 110 : 마그네트 프레임

111 : 피스톤 연결부 111a : 통기구

111b : 체결구멍 111c : 피스톤 관통구멍

112 : 연결부몸체 113 : 연결플랜지

113a : 결합부 113b : 보강부

115 : 마그네트 지지부 120 : 마그네트

Claims (2)

1. 다수 개의 마그네트를 외주면에 장착하여 외측 고정자와 내측 고정자 사이에 개재하도록 원통모양으로 형성하는 마그네트 지지부와, 마그네트 지지부의 일단에 결합하여 고정하고 그 끝단부를 반경방향으로 절곡하여 연결플랜지를 환형으로 형성하며 이 연결플랜지의 바깥면 또는 안쪽면에 피스톤플랜지를 고정 결합하여 연결하는 피스톤 연결부로 된 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임에 있어서,

   연결플랜지는 피스톤플랜지에 밀착하여 결합하도록 편평하게 절곡하여 결합부를 형성하고, 결합부의 내주측에는 반경방향으로 곡면지게 연장하여 보강부를 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조.
2. 제1항에 있어서,

   결합부에는 피스톤플랜지에 구비한 체결구멍과 각각 피스톤 방향으로 일치하도록 복수 개의 체결구멍을 원주방향으로 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 마그네트 프레임 구조.