KR100712920B1 - Linear motor and linear compressor using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 리니어 모터 및 이를 이용한 리니어 압축기는 이너 코어가 피운동체와 함께 직선 왕복될 수 있게 설치되고, 마그네트가 이너 코어에 외주면에 설치됨과 아울러 그 직선 왕복시 단부가 상기 아우터 코어의 양측 폴 중 적어도 하나를 벗어나도록 이루어져, 이너 코어를 중심으로 보내려는 릴럭턴스 힘과 마그네트에 의해 기인되는 릴럭턴스 힘이 서로 반대 방향으로 작용하므로, 서로 상쇄되어 마그네트의 선형성이 증대되고 효율이 증대된다.The linear motor and the linear compressor using the same of the present invention are installed such that the inner core can be linearly reciprocated with the moving object, the magnet is installed on the outer circumferential surface of the inner core, and the ends thereof are at least one of the poles on both sides of the outer core. The reluctance force caused by the magnet and the reluctance force to be sent around the inner core act in opposite directions, so that the linearity of the magnet is increased and the efficiency is increased.

리니어 모터, 리니어 압축기, 아우터 코어, 이너 코어, 마그네트 Linear motor, linear compressor, outer core, inner core, magnet

Description

리니어 모터 및 이를 이용한 리니어 압축기{Linear motor and Linear compressor using the same}Linear motor and linear compressor using the same

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 모터의 주요부 개략 단면도,1 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a linear motor according to the prior art;

도 2는 본 발명에 따른 리니어 모터 일실시예의 마그네트가 최대 전진되었을 때의 단면도,2 is a cross-sectional view when the magnet of the linear motor according to one embodiment of the present invention is advanced;

도 3은 본 발명에 따른 리니어 모터 일실시예의 마그네트가 최대 후퇴되었을 때의 단면도,3 is a cross-sectional view when the magnet of the linear motor one embodiment according to the present invention is retracted at maximum;

도 4는 본 발명에 따른 리니어 모터 일실시예의 릴럭턴스 힘을 종래와 비교한 그래프,Figure 4 is a graph comparing the reluctance force of an embodiment of a linear motor according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 리니어 모터 일실시예가 적용된 리니어 압축기의 종단면도,5 is a longitudinal sectional view of a linear compressor to which an embodiment of the linear motor according to the present invention is applied;

도 6은 본 발명에 따른 리니어 모터 다른 실시예의 마그네트가 최대 전진되었을 때의 단면도,6 is a cross-sectional view when the magnet of another embodiment of the linear motor according to the present invention is fully advanced;

도 7은 본 발명에 따른 리니어 모터 다른 실시예의 마그네트가 최대 후퇴되었을 때의 단면도이다.7 is a sectional view when the magnet of another embodiment of the linear motor according to the present invention is retracted to the maximum.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

1: 리니어 모터 2: 보빈1: linear motor 2: bobbin

10: 코일 20: 아우터 코어10: coil 20: outer core

21: 전방측 폴 22: 후방측 폴21: Front pole 22: Rear pole

30: 피스톤 40: 이너 코어30: piston 40: inner core

50: 마그네트 62: 실린더50: magnet 62: cylinder

72: 제 1 스프링 74: 제 2 스프링72: first spring 74: second spring

76: 스프링 서포터 78: 흡입 밸브76: spring supporter 78: suction valve

80: 토출 밸브 어셈블리 L1: 마그네트의 길이80: discharge valve assembly L1: length of the magnet

L4: 마그네트의 길이L4: length of magnet

본 발명은 리니어 모터 및 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 이너 코어가 마그네트 및 피운동체와 함께 직선 왕복되고, 마그네트의 직선 왕복시 마그네트가 아우터 코어의 폴을 벗어나는 리니어 모터 및 리니어 압축기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to linear motors and linear compressors, and more particularly, to linear motors and linear compressors in which the inner core is linearly reciprocated together with the magnets and the workpiece, and the magnets deviate from the poles of the outer core during linear reciprocation of the magnets.

일반적으로 리니어 모터는 피스톤 등의 직선 왕복 운동 대상물(이하, ‘피운동체’라 칭함)에 직선 왕복 운동력을 발생시키는 것으로서, 크게 코일이 설치된 고정자와, 상기 고정자와의 상호 작용으로 피운동체를 직선 왕복 운동시키는 가동자로 구성된다.In general, a linear motor generates linear reciprocating force on a linear reciprocating object such as a piston (hereinafter referred to as a 'movement body'), and linearly reciprocates a target body by interaction with a stator having a large coil and the stator. It consists of a mover.

최근에는, 냉매 가스 등의 유체를 상기 리니어 모터를 이용하여 압축하는 리 니어 압축기 등이 개발되었다.Recently, a linear compressor or the like for compressing a fluid such as a refrigerant gas by using the linear motor has been developed.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 모터의 주요부 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a linear motor according to the prior art.

종래 기술에 따른 리니어 모터는 도 1에 도시된 바와 같이, 고정자(S)가 보빈(102)과, 상기 보빈(102)에 권선된 코일(110)과, 상기 보빈(102)에 방사상으로 설치된 아우터 코어(120)와, 상기 아우터 코어(120)의 내측에 이격되게 설치된 이너 코어(140)로 구성된다.In the linear motor according to the related art, as illustrated in FIG. 1, an outer stator having a stator S, a coil 110 wound on the bobbin 102, and a radially installed on the bobbin 102 are provided. The core 120 and the inner core 140 spaced apart from the inner core 120 is configured.

상기 아우터 코어(120)는 양측에 폴(121)(122)이 각각 형성된다.The outer core 120 has poles 121 and 122 formed on both sides thereof.

상기 이너 코어(140)는 양측에 폴(141)(142)이 각각 형성된다.The inner core 140 has poles 141 and 142 formed on both sides thereof.

그리고, 상기 가동자(M)는 상기 코일(110)에 전류가 인가될 때 상기 아우터 코어(120)와 이너 코어(140)를 흐르는 자속과의 상호 작용으로 상기 아우터 코어(120)와 이너 코어(140)의 사이를 직선 왕복되는 마그네트(150)와, 상기 마그네트(150)가 설치되고 피운동체(160)와 결합되는 마그네트 프레임(152)을 포함하여 구성된다.In addition, when the current is applied to the coil 110, the mover M may interact with the outer core 120 and the magnetic core flowing through the inner core 140 so that the outer core 120 and the inner core ( The magnet 150 is linearly reciprocated between the 140 and the magnet 150 is installed and is configured to include a magnet frame 152 coupled to the moving object 160.

상기 마그네트(150)는 상기 아우터 코어(120)와 이너 코어(140)의 사이에서 직선 왕복 되도록 아우터 코어(120) 내주면과 외측 공극(g1)을 갖고, 이너 코어(140) 외주면과 내측 공극(g2)을 갖는다.The magnet 150 has an inner circumferential surface of the outer core 120 and an outer gap g1 so as to linearly reciprocate between the outer core 120 and the inner core 140, and an outer circumferential surface of the inner core 140 and an inner gap g2. Has

상기 마그네트(150)는 아우터 코어(120)와 이너 코어(140)의 사이에서 왕복 운동을 하게 되고, 그 왕복 운동 중에 릴럭턴스 힘을 받게 되는데, 이 힘은 아우터 코어(120)의 폴(121)(122)과 이너 코어(140)의 폴(141)(142)을 벗어나는 시점부터 그 값이 바깥쪽 방향으로 점점 커지게 된다.The magnet 150 is reciprocated between the outer core 120 and the inner core 140, and receives a reluctance force during the reciprocating motion, the force of the pole 121 of the outer core 120 From the point of departure from the 122 and the poles 141 and 142 of the inner core 140, the value increases gradually in the outward direction.

그러나, 종래 기술에 따른 리니어 모터는 마그네트(150)의 외측 뿐만 아니라 내측에 공극(g1)(g2)이 존재하여 마그네트(150)가 발생하는 힘을 방해하는 자기 저항이 크게 되므로, 출력 향상을 위해 마그네트(150)의 사용량이 크게 되는 문제점이 있고, 안정적인 모터 성능을 얻기 위해 외측 공극(g1) 뿐만 아니라 내측 공극(g2)도 관리하여야 하므로 양산성이 낮은 문제점이 있다.However, in the linear motor according to the related art, the pores g1 and g2 are present not only on the outside of the magnet 150 but also on the inside thereof, so that the magnetoresistance that interferes with the force generated by the magnet 150 is increased. There is a problem in that the amount of the magnet 150 is increased, and in order to obtain stable motor performance, there is a problem that low mass productivity is required because not only the outer gap g1 but also the inner gap g2 must be managed.

한편, 상기 마그네트(150)의 내측 공극(g2)을 없애기 위해 마그네트(150)를 이너 코어(140)의 외주면에 장착하고, 상기 이너 코어(140)를 피운동체(160)와 일체로 직선 왕복되게 설치하면, 상기 내측 공극(g2)이 없게 되어 상기의 문제점을 해결할 수 있으나, 마그네트(150)와 이너 코어(140)가 함께 직선 왕복되게 되면, 이너 코어(140)를 중심으로 보내려는 릴럭턴스 힘이 존재하게 되어 마그네트(150) 직선 운동의 선형성이 저하되고 리니어 모터의 효율이 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, the magnet 150 is mounted on the outer circumferential surface of the inner core 140 to remove the inner gap (g2) of the magnet 150, and the inner core 140 is linearly reciprocated integrally with the workpiece 160 If installed, there is no inner void (g2) can solve the above problems, but when the magnet 150 and the inner core 140 is linearly reciprocated together, the reluctance force to send around the inner core 140 This is present, there is a problem that the linearity of the linear motion of the magnet 150 is lowered and the efficiency of the linear motor is lowered.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이너 코어를 중심으로 보내려는 릴럭턴스 힘이 마그네트에 기인한 릴럭턴스 힘에 의해 상쇄되게 하여 선형성이 향상됨과 아울러 효율이 향상된 리니어 모터 및 이를 이용한 리니어 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, the linear motor improves linearity by improving the reluctance force to be sent around the inner core by the reluctance force caused by the magnet And a linear compressor using the same.

본 발명의 다른 목적은 마그네트의 길이를 최소화하여 재료비를 저감할 수 있는 리니어 모터 및 이를 이용한 리니어 압축기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a linear motor and a linear compressor using the same that can reduce the material cost by minimizing the length of the magnet.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 모터는 보빈과; 상기 보빈에 권선된 코일과; 상기 보빈에 설치되고 양측에 폴이 형성된 아우터 코어와; 피운동체와 함께 직선 왕복될 수 있게 설치된 이너 코어와; 상기 이너 코어에 외주면에 설치되고, 직선 왕복시 단부가 상기 아우터 코어의 양측 폴 중 적어도 하나를 벗어나는 마그네트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The linear motor according to the present invention for solving the above problems is a bobbin; A coil wound on the bobbin; An outer core installed at the bobbin and having poles formed at both sides thereof; An inner core installed to be linearly reciprocated with the object to be moved; It is installed on the outer circumferential surface of the inner core, characterized in that configured to include a magnet in which the end portion deviates at least one of both poles of the outer core during linear reciprocation.

또한, 상기 마그네트는 전방으로 최대 전진될 때 마그네트의 후단부가 후방측 폴의 선단을 벗어나고, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트의 선단부가 전방측 폴의 후단을 벗어나는 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnet has a length in which the rear end of the magnet is out of the front end of the rear pole when it is fully advanced forward, and the front end of the magnet is out of the rear end of the front pole when it is fully retracted backward.

또한, 상기 마그네트는 전방으로 최대 전진될 때 마그네트의 선단부가 전방측 폴의 선단을 벗어나고, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트의 후단부가 후방측 폴의 후단을 벗어나는 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnet is characterized in that the front end of the magnet is out of the front end of the front pole when the maximum advance forward, the rear end of the magnet has a length that is out of the rear end of the rear pole when the maximum retreat backward.

본 발명에 따른 리니어 압축기는 실린더와; 상기 실린더로 직선 왕복 가능하게 위치된 피스톤과; 보빈과; 상기 보빈에 권선된 코일과; 상기 보빈에 설치되고 양측에 폴이 형성된 아우터 코어와; 상기 피스톤와 함께 직선 왕복될 수 있게 설치된 이너 코어와; 상기 이너 코어에 외주면에 설치되고, 직선 왕복시 단부가 상기 아우터 코어의 양측 폴 중 적어도 하나를 벗어나는 마그네트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The linear compressor according to the present invention includes a cylinder; A piston positioned linearly reciprocating into the cylinder; Bobbin; A coil wound on the bobbin; An outer core installed at the bobbin and having poles formed at both sides thereof; An inner core installed to reciprocate linearly with the piston; It is installed on the outer circumferential surface of the inner core, characterized in that configured to include a magnet in which the end portion deviates at least one of both poles of the outer core during linear reciprocation.

또한, 상기 마그네트는 전방으로 최대 전진될 때 마그네트의 후단부가 후방 측 폴의 선단을 벗어나고, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트의 선단부가 전방측 폴의 후단을 벗어나는 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnet has a length in which the rear end of the magnet is out of the front end of the rear pole when it is advanced forward and the rear end of the magnet is out of the rear end of the front pole when it is fully retracted backward.

또한, 상기 마그네트는 전방으로 최대 전진될 때 마그네트의 선단부가 전방측 폴의 선단을 벗어나고, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트의 후단부가 후방측 폴의 후단을 벗어나는 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnet is characterized in that the front end of the magnet is out of the front end of the front pole when the maximum advance forward, the rear end of the magnet has a length that is out of the rear end of the rear pole when the maximum retreat backward.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 모터 일실시예의 마그네트가 최대 전진되었을 때의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 리니어 모터 일실시예의 마그네트가 최대 후퇴되었을 때의 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view when the magnet of one embodiment of the linear motor according to the present invention is the maximum advance, Figure 3 is a cross-sectional view when the magnet of the linear motor embodiment of the present invention is retracted maximum.

도 2 및 도 3에 도시된 리니어 모터(1)는, 보빈(2)과; 상기 보빈(2)에 권선된 코일(10)과; 상기 보빈(2)에 설치된 아우터 코어(20)와; 피스톤 등의 피운동체(30)를 직선 왕복시키도록 설치된 이너 코어(40)와; 상기 이너 코어(40)의 외주면에 설치된 마그네트(50)를 포함하여 구성된다.The linear motor 1 shown in FIG. 2 and FIG. 3 includes a bobbin 2; A coil 10 wound on the bobbin 2; An outer core 20 installed on the bobbin 2; An inner core 40 provided to linearly reciprocate a moving object 30 such as a piston; It is configured to include a magnet 50 provided on the outer circumferential surface of the inner core 40.

상기 보빈(2)은 전체적으로 원통 형상으로 형성되고 외주면이 개방된다.The bobbin 2 is formed in a cylindrical shape as a whole and its outer circumferential surface is opened.

상기 코일(10)은 상기 보빈(2)의 내부에 권선된다.The coil 10 is wound inside the bobbin 2.

상기 아우터 코어(20)는 상기 코일(10)에 교류 전류가 흐를 때 자속(Flux)의 통로를 형성하는 것으로서, 상기 보빈(2)에 방사상으로 배치된다.The outer core 20 forms a passage of the magnetic flux Flux when an alternating current flows through the coil 10, and is disposed radially on the bobbin 2.

상기 아우터 코어(20)는 상기 보빈(2)의 일부를 에워싸도록 형성되고 복수개가 원주 방향으로 이격되게 배치된다. The outer core 20 is formed to surround a part of the bobbin 2 and a plurality of the outer cores 20 are spaced apart in the circumferential direction.

상기 아우터 코어(20)는 내주측에 전,후 폴(21)(22)이 전,후 이격되게 형성된다.The outer core 20 is formed to be spaced apart before and after the front and rear poles 21 and 22 on the inner circumferential side.

상기 피운동체(30)는 직선 왕복 운동되는 피스톤이나 로드 등으로서, 그 종류에 한정되지 않고, 이하, 피스톤으로 구성된 것으로 한정하여 설명한다.The to-be-moved object 30 is a piston, a rod, etc. which are linearly reciprocated, and is not limited to the kind, It demonstrates only as what consists of a piston below.

상기 이너 코어(40)는 상기 아우터 코어(20)와 함께 자속(Flux)의 통로를 형성하는 것으로서, 상기 피스톤(30)에 직접 결합되어 상기 마그네트(50)의 직선 왕복 운동력을 피스톤(30)으로 직접 전달하는 것도 가능하고, 상기 피스톤(30)과 결합된 별도의 코어 프레임(41)에 설치되어 코어 프레임(41)을 통해 상기 마그네트(50)의 직선 왕복 운동력을 상기 피스톤(30)으로 전달하는 것도 가능하며, 이하, 상기 코어 프레임(41)의 외주면에 설치된 것으로 한정하여 설명한다.The inner core 40 forms a passage of flux along with the outer core 20 and is directly coupled to the piston 30 to convert the linear reciprocating force of the magnet 50 into the piston 30. It is also possible to transfer directly, it is installed in a separate core frame 41 coupled to the piston 30 to transfer the linear reciprocating force of the magnet 50 to the piston 30 through the core frame 41. It is also possible, and it demonstrates only to what was provided in the outer peripheral surface of the said core frame 41 hereafter.

상기 이너 코어(40)는 상기 코어 프레임(41)의 외주면에 접착재로 부착되는 것도 가능하고, 스크류 등의 체결부재로 체결되는 것도 가능하며, 돌기나 홈 등에 의해 걸림되게 설치되는 것도 가능함은 물론이다.The inner core 40 may be attached to an outer circumferential surface of the core frame 41 by an adhesive material, may be fastened by a fastening member such as a screw, or may be installed to be caught by a protrusion or a groove. .

상기 이너 코어(40)는 전,후 양단에 전,후 폴(42a)(42b)이 각각 형성된다.The inner core 40 has front and rear poles 42a and 42b respectively formed at both ends of the inner core 40.

상기 이너 코어(40)는 그 전체 길이가 상기 아우터 코어(20)의 길이와 피운동체(30)의 행정 거리(Stroke)의 합 보다 작게되면, 마그네트(50)의 운동 반대 방향으로 역방향 힘이 커지게 되는 바, 상기 아우터 코어(20)의 길이(L1)와 피운동체(30)의 행정 거리(Stroke)의 합 이상의 길이를 갖는다.When the inner core 40 has a total length less than the sum of the length of the outer core 20 and the stroke distance Stroke of the moving object 30, the reverse force increases in the opposite direction of the movement of the magnet 50. The bar has a length equal to or greater than the sum of the length L1 of the outer core 20 and the stroke distance Stroke of the object 30.

상기 마그네트(50)는 상기 이너 코어(40)의 외주면에 밀착되게 설치되고, 상기 아우터 코어(20)와 공극을 갖는다.The magnet 50 is installed in close contact with the outer circumferential surface of the inner core 40, and has a gap with the outer core 20.

상기 마그네트(50)는 원주 방향으로 자화되어 있으며, 상기 코일(10)에 흐르는 교류 전류의 방향에 의해 아우터 코어(20)와 이너 코어(40)를 통과하는 자속(Flux)의 방향이 바뀌게 되면, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 전,후 직선 왕복되는 힘을 받게 되고, 이 힘은 이너 코어(40)와 코어 프레임(41)을 통해 피운동체(30)로 전달된다.The magnet 50 is magnetized in the circumferential direction, and when the direction of the magnetic flux (Flux) passing through the outer core 20 and the inner core 40 is changed by the direction of the alternating current flowing through the coil 10, Fleming's left-hand law receives a force that is linearly reciprocated before and after, and this force is transmitted to the object 30 through the inner core 40 and the core frame 41.

상기 마그네트(50)는 상기 이너 코어(40)의 외주면에 접착재 등으로 직접 밀착되게 설치되는 것도 가능하고, 카본 필름 등을 테이핑한 후 고온에서 1시간 굳히는 방법에 의해 밀착되게 설치되는 것도 가능하며, 별도의 홀더들(51)(52)에 의해 밀착되게 설치되는 것도 가능함은 물론이다.The magnet 50 may be installed in close contact with the outer circumferential surface of the inner core 40 by an adhesive or the like, or may be installed in close contact with the carbon film by hardening at high temperature for 1 hour. Of course, it is also possible to be installed in close contact by the separate holders (51, 52).

도 4는 본 발명에 따른 리니어 모터 일실시예의 릴럭턴스 힘을 종래와 비교한 그래프이다.Figure 4 is a graph comparing the reluctance force of an embodiment of a linear motor according to the present invention.

상기 리니어 모터는 상기 마그네트(50)가 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이너 코어(40)와 함께 직선 왕복될 경우, 상기 이너 코어(40)를 중심으로 이동시키려는 릴럭턴스 힘(A; reluctance force)이 존재하게 되고, 상기 마그네트(50)가 아우터 코어(20)의 폴(21)(22)을 벗어나게 설계되면, 상기 마그네트(50)에 의해 기인되는 릴럭턴스 힘(B; reluctance force)이 점차 커지게 되며, 이 2개의 릴럭턴스 힘의 방향이 반대되므로 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 상쇄되어 직선 왕복 운동의 선형성이 좋아지고 효율이 상승되게 된다.The linear motor includes a reluctance force A to move about the inner core 40 when the magnet 50 is linearly reciprocated with the inner core 40 as shown in FIGS. 2 and 3; When a reluctance force is present and the magnet 50 is designed to be out of the poles 21 and 22 of the outer core 20, a reluctance force (B) caused by the magnet 50 is obtained. Since the two reluctance forces are opposite to each other, the two reluctance forces are reversed, and as shown in FIG. 4, the linearity of the linear reciprocating motion is improved and the efficiency is increased.

상기 리니어 모터는 상기 마그네트(50)의 그 직선 왕복시 그 선,후 단부(53)(54)가 상기 아우터 코어(20)의 전,후 폴(21)(22) 중 적어도 하나를 벗어나도록 스트로크(Stroke)가 크게 설계되고, 긴 길이(L1)를 갖는다.The linear motor strokes the linear and rear ends 53 and 54 of the magnet 50 to deviate from at least one of the front and rear poles 21 and 22 of the outer core 20. Stroke is designed large and has a long length L1.

좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 마그네트(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전방으로 최대 전진될 때 마그네트(50)의 선단부(53)가 아우터 코어(20)의 전방측 폴(21)의 선단(21a)을 벗어나고, 도 3에 도시된 바와 같이, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트(50)의 후단부(54)가 아우터 코어(20)의 후방측 폴(22)의 후단(22b)을 벗어나도록 비교적 긴 길이(L1)를 갖는다.In more detail, as shown in FIG. 2, the front end pole of the outer core 20 of the front end pole 21 of the outer core 20 has the front end portion 53 of the magnet 50 as it is fully advanced forward. As shown in FIG. 3, the rear end 54 of the magnet 50 lifts the rear end 22b of the rear pole 22 of the outer core 20 when it is out of the front end 21a and is fully retracted backward. It has a relatively long length L1 to deviate.

즉, 상기 마그네트(50)는 상기 이너 코어(40)의 선단측 폴(21) 선단(21a)과 이너 코어(40)의 후단측 폴(22) 선단(22a) 사이의 거리(L2) 뿐만 아니라 상기 이너 코어(40)의 선단측 폴(21) 후단(21b)과 이너 코어의 후단측 폴(22) 후단(22b) 사이의 거리(L3) 보다 더 길게 형성될 수 있다.That is, the magnet 50 is not only the distance L2 between the tip 21a of the tip side pole 21 of the inner core 40 and the tip 22a of the trailing side pole 22 of the inner core 40. The rear end pole 21b of the inner core 40 and the rear end pole 22b of the inner core 40 may be formed longer than the distance L3.

상기와 같이 구성된 리니어 모터의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the linear motor configured as described above are as follows.

먼저, 상기 코일(10)에 교류 전류가 인가되면, 상기 아우터 코어(20)와 이너 코어(40)에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 자속(Flux)이 방향이 바뀌면서 흐르게 된다.First, when an alternating current is applied to the coil 10, magnetic flux Flux flows in the outer core 20 and the inner core 40 as shown in FIGS. 2 and 3.

상기 마그네트(50)에는 자속 방향이 바뀌는 것에 의해 전,후 직선 왕복되는 힘이 발생되고, 상기 마그네트(50)의 직선 왕복 운동은 상기 이너 코어(40)와 코어 프레임(41)을 통해 피스톤(30)으로 전달되고, 상기 마그네트(50)와 이너 코어(40)와 피스톤(30)은 일체로 직선 왕복 운동된다.The magnet 50 has a force to linearly reciprocate before and after by changing the magnetic flux direction, the linear reciprocating motion of the magnet 50 is the piston 30 through the inner core 40 and the core frame 41 ), The magnet 50, the inner core 40 and the piston 30 are integrally linearly reciprocated.

상기 이너 코어(40)의 전진시 상기 이너 코어(40)를 중심으로 이동시키려는 릴럭턴스 힘(A; reluctance force)이 존재하게 되고, 이때, 상기 마그네트(50)의 선단부(53)가 도 2에 도시된 바와 같이, 아우터 코어(20)의 전방측 폴(21)의 선단을 벗어나게 되면, 상기 마그네트(50)에 기인하는 릴럭턴스 힘(B; reluctance force)이 상기 이너 코어(40)를 중심으로 이동시키려는 릴럭턴스 힘(A; reluctance force)과 반대 방향으로 존재하게 되며, 상기 두 릴럭턴스 힘(A,B)은 서로 상쇄되어 결국, 상기 마그네트(50)의 전진시 선형성은 좋게 된다.There is a reluctance force (A; reluctance force) to move around the inner core 40 when the inner core 40 is advanced. At this time, the tip portion 53 of the magnet 50 is shown in FIG. As shown, when it is out of the tip of the front pole 21 of the outer core 20, the reluctance force (B) due to the magnet 50 is centered around the inner core 40 The reluctance force A to be moved is present in the opposite direction, and the two reluctance forces A and B cancel each other, resulting in good linearity when the magnet 50 is advanced.

반면에, 상기 이너 코어(40)의 후퇴시 상기 이너 코어(40)를 중심으로 이동시키려는 릴럭턴스 힘(C; reluctance force)이 존재하게 되고, 이때, 상기 마그네트(50)의 후단부(54)가 도 3에 도시된 바와 같이, 아우터 코어(20)의 후방측 폴(22)의 후단을 벗어나게 되면, 상기 마그네트(50)에 기인하는 릴럭턴스 힘(D; reluctance force)이 상기 이너 코어(40)를 중심으로 이동시키려는 릴럭턴스 힘(C; reluctance force)과 반대 방향으로 존재하게 되며, 상기 두 릴럭턴스 힘(C)(D)은 서로 상쇄되어, 결국, 상기 마그네트(50)의 후퇴시 선형성은 좋게 된다.On the other hand, there is a reluctance force (C) to move about the inner core 40 when the inner core 40 is retracted, and at this time, the rear end portion 54 of the magnet 50 As shown in FIG. 3, when it is out of the rear end of the rear pole 22 of the outer core 20, the reluctance force (D) due to the magnet 50 becomes the inner core 40. ) Will be in the opposite direction to the reluctance force (C) to move around, and the two reluctance forces (C) (D) cancel each other, resulting in linearity upon retraction of the magnet (50) Becomes good.

도 5는 본 발명에 따른 리니어 모터를 이용한 리니어 압축기 일실시예의 종단면도이다.5 is a longitudinal sectional view of an embodiment of a linear compressor using a linear motor according to the present invention.

도 5에 도시된 리니어 압축기는 상기 피스톤(30)에 가스 냉매 등의 유체가 통과하는 유로(31)가 길게 형성된다.In the linear compressor illustrated in FIG. 5, a flow path 31 through which a fluid such as a gas refrigerant passes through the piston 30 is long.

상기 리니어 압축기는 외관을 형성하는 쉘(55)과, 상기 쉘(55)의 내부에 완충 가능하게 설치되고 상기 리니어 모터(1)와 피스톤(30)을 포함하는 리니어 압축 부(60)를 포함하여 구성된다.The linear compressor includes a shell 55 forming an external appearance, and a linear compression unit 60 installed to be buffered inside the shell 55 and including the linear motor 1 and the piston 30. It is composed.

상기 쉘(55)에는 유체가 흡입되기 위한 흡입 파이프(56)가 관통되게 장착되고, 타측에는 리니어 압축부(60)에서 압축된 유체가 토출되는 루프 파이프(57)가 관통되게 장착된다. The shell 55 is mounted to penetrate a suction pipe 56 through which the fluid is sucked, and a loop pipe 57 through which the fluid compressed from the linear compression unit 60 is discharged.

상기 리니어 압축부(60)는, 상기 피스톤(30)이 직선 왕복되게 설치된 실린더(62)와, 상기 실린더(62)의 외부에 설치되고 상기 아우터 코어(30)의 전방에 배치되는 실린더 블록(64)과, 상기 아우터 코어(30)의 후방에 배치되는 아우터 커버(66)와, 상기 아우터 커버(66)에 체결되고 유체 흡입구(68)가 형성된 백 커버(70)와, 상기 피스톤(30)의 후단측에 설치되고 상기 아우터 커버(66)와의 사이에 제 1 스프링(72)이 개재되고 상기 백 커버(70)와의 사이에 제 2 스프링(74)이 개재된 스프링 서포터(76)를 포함하여 구성된다.The linear compression unit 60 includes a cylinder 62 in which the piston 30 is linearly reciprocated, and a cylinder block 64 provided outside the cylinder 62 and disposed in front of the outer core 30. ), An outer cover 66 disposed behind the outer core 30, a back cover 70 fastened to the outer cover 66 and having a fluid inlet 68 formed thereon, and the piston 30. A spring supporter 76 is provided at a rear end side and includes a spring supporter 76 having a first spring 72 interposed between the outer cover 66 and a second spring 74 interposed with the back cover 70. do.

상기 리니어 압축부(60)는 중앙에서 외측 방향으로 피스톤(30), 실린더(62), 코어 프레임(41), 이너 코어(40), 마그네트(50), 아우터 코어과 보빈과 코일의 결합체 순서로 배치된다.The linear compression unit 60 is arranged in the order of the combination of the piston 30, the cylinder 62, the core frame 41, the inner core 40, the magnet 50, the outer core and the bobbin and the coil in the direction from the center to the outside do.

상기 피스톤(30)은 후단측에 상기 코어 프레임(41)과 스프링 서포터(76)가 스크류 등의 체결부재로 체결될 수 있도록 플랜지(32)가 돌출 형성된다.The piston 30 has a flange 32 protruding to the rear end side so that the core frame 41 and the spring supporter 76 can be fastened with a fastening member such as a screw.

한편, 상기 리니어 압축부(60)는 상기 피스톤(30)의 유로(31)를 개폐하도록 상기 피스톤(30)의 전면에 설치된 흡입 밸브(78)와, 상기 피스톤(30)의 맞은편에 위치되게 상기 실린더 블록(64)에 설치되어 상기 피스톤(30)의 내부에 압축실(C)를 형성하고, 상기 압축실(C)의 내부 압력에 의해 상기 실린더(62)의 전방을 개폐하는 토출 밸브 어셈블리(80)를 더 포함하여 구성된다.On the other hand, the linear compression unit 60 is located on the opposite side of the intake valve 78 and the piston 30 provided on the front of the piston 30 to open and close the flow path 31 of the piston 30. Discharge valve assembly is installed in the cylinder block 64 to form a compression chamber (C) in the interior of the piston 30, the opening and closing of the front of the cylinder 62 by the internal pressure of the compression chamber (C) It further comprises 80.

상기 흡입 밸브(78)는 탄성적으로 휘면서 상기 유로(31)를 개폐하는 구조로 이루어지고 상기 피스톤(30)의 전면에 스크류 등으로 체결된다.The intake valve 78 is elastically bent and made of a structure for opening and closing the flow path 31 is fastened with a screw or the like on the front of the piston (30).

상기 토출 밸브 어셈블리(80)는 상기 실린더(62)의 선단을 개폐하기 위한 토출밸브(81)와, 상기 토출밸브(81)를 탄성적으로 지지하는 토출 스프링(82)이 설치된 내측 토출커버(83)와, 상기 내측 토출커버(83)와의 사이에 유로가 형성된 외측 토출커버(84)와, 상기 외측 토출커버(84)에 설치되어 상기 루프 파이프(57)가 연결되는 토출 파이프(85)를 포함하여 구성된다.The discharge valve assembly 80 has an inner discharge cover 83 provided with a discharge valve 81 for opening and closing the front end of the cylinder 62 and a discharge spring 82 elastically supporting the discharge valve 81. ), An outer discharge cover 84 having a flow path formed between the inner discharge cover 83, and a discharge pipe 85 installed on the outer discharge cover 84 and connected to the roof pipe 57. It is configured by.

도 5에 도시된 참조 부호 90은 상기 아우터 커버(66)와 실린더 블록(64)을 차례로 관통하여 체결되는 체결볼트이고, 참조 부호 92는 상기 피스톤(30)의 후단측에 설치된 소음기이다.Reference numeral 90 in FIG. 5 denotes a fastening bolt fastened through the outer cover 66 and the cylinder block 64 in sequence, and reference numeral 92 denotes a silencer installed at the rear end side of the piston 30.

도 5에 도시된 참조 부호 94는 상기 실린더 블록(64)을 상기 쉘(55)에 탄성 지지하는 전방 댐퍼이고, 참조 부호 96은 상기 스프링 서포터(76)를 상기 쉘(55)에 탄성 지지하는 후방 댐퍼이다.Reference numeral 94 in FIG. 5 denotes a front damper for elastically supporting the cylinder block 64 to the shell 55, and reference numeral 96 denotes a rear for elastically supporting the spring supporter 76 to the shell 55. It is a damper.

상기와 같이 구성된 리니어 압축기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the linear compressor configured as described above are as follows.

먼저, 상기 피스톤(30)의 후퇴시 상기 제 1 스프링(72)과 제 2 스프링(74)에 의해 공진,증폭되어 큰 힘이 발생되고, 이때 상기 흡입밸브(78)는 상기 압축실(C)과 피스톤(30) 유로(31)의 압력차에 의해 상기 유로(31)를 개방하게 되고, 상기 유로(31)로 내부에 있던 냉매 가스 등의 유체는 상기 압축실(C)로 흡입된다. First, when the piston 30 is retracted, the first spring 72 and the second spring 74 is resonated and amplified by a large force, and the suction valve 78 is the compression chamber (C) The flow path 31 is opened by the pressure difference between the flow path 31 and the piston 30, and fluid such as refrigerant gas, which is inside the flow path 31, is sucked into the compression chamber C.

상기 피스톤(30)의 전진시 상기 제 1 스프링(72)과 제 2 스프링(74)에 의해 공진,증폭되어 큰 힘이 발생되고, 이때 상기 흡입밸브(78)는 상기 압축실(C)로 흡입된 유체 및 자체 탄성력에 의해 상기 피스톤(30)의 유로(31)를 밀폐하게 되고, 상기 압축실(C)내의 유체는 상기 피스톤(30)과 흡입 밸브(78)에 의해 가압되어 압축되며. 상기 토출밸브 어셈블리(80)와 루프 파이프(57)를 통해 토출된다.When the piston 30 is advanced, the first spring 72 and the second spring 74 are resonated and amplified by a large force, and the suction valve 78 is sucked into the compression chamber C. The fluid 31 and the flow path 31 of the piston 30 are sealed by the elastic fluid, and the fluid in the compression chamber C is pressurized and compressed by the piston 30 and the suction valve 78. Discharges through the discharge valve assembly 80 and the roof pipe 57.

이 때, 상기 쉘(55) 내부의 유체는 상기 피스톤(30)의 유로(31)에 형성된 부압에 의해 상기 백 커버(70)의 유체 흡입구(68)와, 소음기(92)를 통과해 상기 피스톤(30)의 유로(31)로 흡입된다. At this time, the fluid inside the shell 55 passes through the fluid inlet 68 of the back cover 70 and the silencer 92 by the negative pressure formed in the flow path 31 of the piston 30. It is sucked into the flow path 31 of 30.

도 6은 본 발명에 따른 리니어 모터 다른 실시예의 마그네트가 최대 전진되었을 때의 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 리니어 모터 다른 실시예의 마그네트가 최대 후퇴되었을 때의 단면도이다.6 is a cross-sectional view when the magnet of another embodiment of the linear motor according to the present invention is advanced, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the magnet of another embodiment of the linear motor according to the present invention being retracted to the maximum.

본 실시예에 따른 리니어 모터의 마그네트(50′)는 도 6에 도시된 바와 같이, 전방으로 최대 전진될 때 마그네트(50′)의 후단부(54)가 아우터 코어(20)의 후방측 폴(22)의 선단(22a)을 벗어나고, 도 7에 도시된 바와 같이, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트(50′)의 선단부(53)가 아우터 코어(20)의 전방측 폴(21)의 후단(21b)을 벗어나도록 스트로크(Stroke)가 크게 설계되고, 짧은 길이(L4)를 갖는다.As shown in FIG. 6, the magnet 50 'of the linear motor according to the present embodiment has the rear pole 54 of the outer core 20 when the rear end 54 of the magnet 50' is fully advanced forward. As shown in FIG. 7, the tip 53 of the magnet 50 ′ becomes the rear end of the front pole 21 of the outer core 20 when it is out of the tip 22a of 22 and is fully retracted backward. The stroke Stroke is designed to be larger than 21b) and has a short length L4.

즉, 상기 마그네트(50')는 상기 이너 코어(40)의 선단측 폴(21) 선단(21a)과 이너 코어(40)의 후단측 폴(22) 선단(22a) 사이의 거리(L2) 뿐만 아니라 상기 이너 코어(40)의 선단측 폴(21) 후단(21b)과 이너 코어의 후단측 폴(22) 후단(22b) 사이의 거리(L3) 보다 더 짧게 형성될 수 있다.That is, the magnet 50 ′ is a distance L2 between the tip 21a of the tip side pole 21 of the inner core 40 and the tip 22a of the rear end pole 22 of the inner core 40. However, it may be shorter than the distance L3 between the trailing edge 21b of the leading pole 21 of the inner core 40 and the trailing edge 22b of the trailing pole 22 of the inner core.

상기 마그네트(50′)의 길이가 짧은 것 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 일실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Other configurations and operations other than the short length of the magnet 50 'are the same as in the embodiment of the present invention, and the same reference numerals are used and detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고, 마그네트(50)의 전진시 마그네트(50)의 선단부(53)가 전방측 폴(21)의 선단(21a)을 벗어남과 동시에 마그네트(50)의 후단부(54)가 후방측 폴(22)의 선단(22a)를 벗어나고, 마그네트(50)의 후퇴시 마그네트으 선단부(53)과 전방측 홀(21)의 후단(21b)을 벗어남과 동시에 마그네트의 후단부(54)가 후방측 폴(22)의 후단(22b)를 벗어나는 것도 가능함은 물론이며, 이 발명이 속하는 기술적 범주 내에서 그 다양한 실시가 가능함은 물론이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the front end portion 53 of the magnet 50 at the time of advancing the magnet 50 is off the front end 21a of the front pole 21 and at the same time the magnet 50 The rear end portion 54 of the rear pole 22 is out of the front end 22a of the pole 22, and when the magnet 50 is retracted, the magnet front end portion 53 and the rear end 21b of the front side hole 21 are simultaneously removed. Of course, it is also possible that the rear end 54 of the magnet is outside the rear end 22b of the rear pole 22, and various implementations are possible within the technical scope of the present invention.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 리니어 모터 및 이를 이용한 리니어 압축기는 이너 코어가 피운동체와 함께 직선 왕복될 수 있게 설치되고, 마그네트가 이너 코어에 외주면에 설치됨과 아울러 그 직선 왕복시 단부가 상기 아우터 코어의 양측 폴 중 적어도 하나를 벗어나도록 이루어져, 이너 코어를 중심으로 보내려는 릴럭턴스 힘과 마그네트에 의해 기인되는 릴럭턴스 힘이 서로 반대 방향으로 작용하므로, 서로 상쇄되어 마그네트의 선형성이 증대되고 효율이 증대된다.The linear motor of the present invention and the linear compressor using the same are configured such that the inner core can be linearly reciprocated together with the moving object, and the magnet is installed on the outer circumferential surface of the inner core, and the end of the outer core is linearly reciprocated. The reluctance force to be sent around the inner core and the reluctance force caused by the magnet act in opposite directions so that the linearity of the magnet is increased and the efficiency is increased. do.

또한, 상기 마그네트는 전방으로 최대 전진될 때 마그네트의 후단부가 후방 측 폴의 선단을 벗어나고, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트의 선단부가 전방측 폴의 후단을 벗어나는 길이를 가지므로, 마그네트의 길이를 최소화할 수 있고 재료비가 저감되는 이점이 있다.In addition, the magnet has a length in which the rear end of the magnet is out of the front end of the rear pole when it is fully advanced forward, and the front end of the magnet is out of the rear end of the front pole when it is fully retracted backward, thereby minimizing the length of the magnet. There is an advantage that the material cost can be reduced.

Claims (6)

보빈과; Bobbin; 상기 보빈에 권선된 코일과;A coil wound on the bobbin; 상기 보빈에 설치되고 양측에 폴이 형성된 아우터 코어와;An outer core installed at the bobbin and having poles formed at both sides thereof; 피운동체와 함께 직선 왕복될 수 있게 설치된 이너 코어와;An inner core installed to be linearly reciprocated with the object to be moved; 상기 이너 코어에 외주면에 설치되고, 직선 왕복시 단부가 상기 아우터 코어의 양측 폴 중 적어도 하나를 벗어나는 마그네트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터. And a magnet installed on an outer circumferential surface of the inner core and configured to include a magnet having an end portion of the inner core deviating from at least one of both poles of the outer core. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마그네트는 전방으로 최대 전진될 때 마그네트의 선단부가 전방측 폴의 선단을 벗어나고, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트의 후단부가 후방측 폴의 후단을 벗어나는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.And said magnet has a length at which the tip of the magnet is out of the tip of the front pole when it is fully advanced forward and the rear end of the magnet is out of the rear end of the back pole when it is fully retracted backward. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마그네트는 전방으로 최대 전진될 때 마그네트의 후단부가 후방측 폴의 선단을 벗어나고, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트의 선단부가 전방측 폴의 후단을 벗어나는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.And the magnet has a length at which the rear end of the magnet is out of the tip of the rear pole when it is fully advanced forward, and the tip of the magnet is out of the rear end of the front pole when it is fully retracted backward. 실린더와;A cylinder; 상기 실린더로 직선 왕복 가능하게 위치된 피스톤과;A piston positioned linearly reciprocating into the cylinder; 보빈과; Bobbin; 상기 보빈에 권선된 코일과;A coil wound on the bobbin; 상기 보빈에 설치되고 양측에 폴이 형성된 아우터 코어와;An outer core installed at the bobbin and having poles formed at both sides thereof; 상기 피스톤와 함께 직선 왕복될 수 있게 설치된 이너 코어와;An inner core installed to reciprocate linearly with the piston; 상기 이너 코어에 외주면에 설치되고, 직선 왕복시 단부가 상기 아우터 코어의 양측 폴 중 적어도 하나를 벗어나는 마그네트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.And a magnet installed on an outer circumferential surface of the inner core and configured to include a magnet having an end portion of the inner core deviating from at least one of both poles of the outer core. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 마그네트는 전방으로 최대 전진될 때 마그네트의 선단부가 전방측 폴의 선단을 벗어나고, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트의 후단부가 후방측 폴의 후단을 벗어나는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.And said magnet has a length such that the leading end of the magnet is out of the front end of the front pole when it is fully advanced forward and the rear end of the magnet is out of the rear end of the rear pole when it is fully retracted backward. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 마그네트는 전방으로 최대 전진될 때 마그네트의 후단부가 후방측 폴의 선단을 벗어나고, 후방으로 최대 후퇴될 때 마그네트의 선단부가 전방측 폴의 후단을 벗어나는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.And the magnet has a length at which the rear end of the magnet is out of the front end of the rear pole when it is fully advanced forward, and the front end of the magnet is out of the rear end of the front pole when it is fully retracted backward.
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