KR100735969B1

KR100735969B1 - 리니어 압축기용 실린더

Info

Publication number: KR100735969B1
Application number: KR1020060004634A
Authority: KR
Inventors: 강경석; 강양준; 이민우; 노철기
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-01-16
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2007-07-06

Abstract

본 발명은 실린더 내측에 피스톤이 왕복 직선 운동하면서 그 사이에 형성된 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 분말 소결체로 만들어져 별도의 기계가공을 생략할 수 있는 리니어 압축기용 실린더에 관한 것이다.

본 발명은 프레임에 고정된 실린더 내측에 피스톤이 왕복 직선 운동하면서 그 사이에 형성된 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 있어서, 상기 실린더는 상기 피스톤이 삽입되는 원통형 실린더 본체와, 상기 실린더 본체의 일단 외주면에 돌출되어 상기 프레임에 고정된 플랜지부로 이루어지되, 내마모성 분말 소결체로 제작된 것을 특징으로 한다.

리니어 압축기, 실린더, 피스톤, 소결체, 플랜지

Description

리니어 압축기용 실린더 {CYLINDER FOR LINEAR COMPRESSOR}

도 1은 일반적인 리니어 압축기의 일부가 도시된 측단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기용 실린더가 도시된 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기용 실린더가 도시된 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 실린더 52a : 플랜지부

52b : 직선부 52c : 회전방지부

52H : 장착홀

도 1은 일반적인 리니어 압축기의 일부가 도시된 측단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기용 실린더가 도시된 사시도이다.

일반적으로 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 쉘(미도시) 내부의 밀폐된 공간에 실린더(2)의 일단이 본체 프레임(3)에 의해 고정 지지되는 동시에 상기 실린더(3) 내측에 피스톤(4)의 일단이 삽입되어 그 사이에 압축공간(P)이 형성되고, 상기 피스톤(4)은 리니어 모터(10)와 연결되어 축방향으로 왕복 구동됨에 따라 상기 압축공간(P)으로 냉매를 흡입한 다음, 토출시키도록 작동된다.

여기서, 상기 실린더(2)는 일단 내측에 상기 피스톤(4)과 사이에 냉매가 압축되는 압축공간(P)이 형성되되, 상기 피스톤(4) 일단에는 상기 압축공간(P)으로 냉매가 흡입될 수 있도록 축방향으로 관통된 흡입홀(4h)이 형성되는 동시에 상기 흡입홀(4h)을 개폐시키도록 박형의 흡입밸브(6)가 볼트 고정되는 반면, 상기 실린더(2) 일단에는 상기 압축공간(P)에서 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출밸브 어셈블리(8)가 설치된다.

이때, 상기 토출밸브 어셈블리(8)는 상기 실린더(2) 일단을 막아주도록 토출밸브(8a)가 위치되고, 상기 실린더(2) 일단에 압축된 냉매가 외부로 토출되기 전에 일시적으로 저장되는 토출캡(8b)이 고정되며, 상기 토출밸브(8a)가 상기 토출캡(8b) 내측에 나선형 토출밸브 스프링(8c)에 의해 축방향으로 탄성 지지되도록 설치된다.

다음, 상기 리니어 모터(10)는 상기 실린더(2) 외주면에 고정되도록 복수개 의 라미네이션이 원주방향으로 적층된 링 형상의 이너스테이터(12)와, 상기 이너스테이터(12) 외측에 일정 간격을 두고 위치되어 코일이 원주방향으로 권선된 코일 권선체 외측에 복수개의 라미네이션이 역시 원주방향으로 적층된 링 형상의 아우터스테이터(14)와, 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이의 공간에 위치되어 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14)와의 상호 전자기력에 의해 왕복 직선 운동하는 영구자석(16)으로 이루어진다.

이때, 상기 이너스테이터(12)는 상기 본체 프레임(3)에 일단이 지지되는 동시에 상기 실린더(2) 외주면에 타단이 고정링(미도시)에 의해 고정되고, 상기 아우터스테이터(14) 역시 상기 본체 프레임(3)에 일단이 지지되는 동시에 별도의 모터커버(22)에 의해 타단이 지지된 상태에서 상기 모터커버(22)가 상기 본체 프레임(3)에 볼트로 조립 고정되며, 상기 영구자석(16)은 별도의 연결부재(30)에 의해 상기 피스톤(4)의 타단과 연결되도록 설치된다.

따라서, 상기 아우터스테이터(14)에 전류가 공급되면, 상기 영구자석(16)이 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14)와의 상호 전자기력에 의해 왕복 직선 운동함에 따라 상기 피스톤(4)이 상기 실린더(2) 내부에서 왕복 직선 운동하게 되고, 이에 따라 상기 압축공간(P)의 내부압력이 가변됨에 따라 상기 흡입밸브(6) 및 토출밸브(8a)가 개폐되면서 냉매가 흡입되어 압축된 다음, 토출된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 리니어 압축기용 실린더(2)는 비용이 저렴한 스틸로 실물 크기보다 크게 주물 제작된 다음, 그 외주면 및 내주면에 선삭과 연삭 공정 등과 같은 기계 가공을 수행하여 실물 크기와 같이 정련되기 때문에 주물 제 작시 기포 불량이 빈번하게 발생되어 불량률이 높으며, 나아가 상기 실린더(2) 외주면을 기계 가공한 다음, 그 외주면에 상기 프레임(3)이 알루미늄 재질로 다이캐스팅되어 고정되기 때문에 상기 프레임(3)을 다이캐스팅 고정시키기 전에 상기 실린더(2)를 기계 가공하는 가공량이 많아 가공비가 높아질 뿐 아니라 그에 따른 작업성이 크게 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 추가 공정 없이도 설계된 형상 및 크기로 손쉽게 제작할 뿐 아니라 다른 구성부품과 간단하게 조립할 수 있는 리니어 압축기용 실린더를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기용 실린더는 프레임에 고정된 실린더 내측에 피스톤이 왕복 직선 운동하면서 그 사이에 형성된 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 있어서, 상기 실린더가 상기 피스톤이 삽입되는 원통형 실린더 본체와, 상기 실린더 본체의 일단 외주면에 돌출되어 상기 프레임에 고정된 플랜지부로 이루어지되, 분말 소결체로 제작된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 실린더 본체 외주면에, 상기 리니어 모터 중 원통형 이 너스테이터가 조립되더라도 회전을 방지하기 위하여, 적어도 하나 이상의 회전방지부가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 실린더 본체의 일단 또는 상기 플랜지부에, 상기 프레임과의 회전을 방지하기 위하여, 그 측면 일부가 절단된 적어도 하나 이상의 직선부가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 실린더 본체 및 플랜지부가 소결 제작 후, 증기 처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 실린더 본체의 외주면에 구배(Slope)가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더를 제공한다. 이는 이너스테이터와 같은 타부재와의 결합시에 별도의 가공(절삭가공) 없이도 용이하게 타부재를 결합하기 위함이다.

또한 본 발명은 상기 실린더 본체의 외주면에 복수개의 회전방지부가 대칭을 이루며 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더를 제공한다. 이러한 구성을 보다 안정적으로 회전을 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 상기 회전방지부가 상기 실린더 본체에 형성된 오목부인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더를 제공한다. 상기 회전방지부는 바람직하게는 상기 실린더 본체에 돌기 형상으로 형성되지만, 오목부로 형성되어도 좋다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 리니어 압축기용 실린더는 도 3에 도시된 바와 같이 피스톤(4)이 삽입되어 그 사이에 압축공간(P)을 형성하는 원통형 실린더 본체(52) 및 그 일단 외주면에 돌출된 플랜지부(52a)로 이루어지되, 경도가 높을 뿐 아니라 마모 특성이 우수한 재질인 내마모성 분말 소결체로 제작된다.

이때, 미도시된 도면 부호는 도 1을 참조로 한다.

여기서, 상기 실린더 본체(52)는 상기 피스톤(4)의 외경과 맞물리도록 축방향으로 중심을 관통하는 소정의 직경을 가진 장착홀(52H)이 형성되는 동시에 상기 압축공간(P)에서 냉매가 고압으로 압축되더라도 견딜 수 있도록 소정의 두께를 가진 원통형상으로 형성되며, 상기 피스톤(4)이 삽입되는 일단에 상기 플랜지부(52a)가 형성되는 반면, 그 반대방향 측에 상기 압축공간(P)이 형성된다.

이때, 상기 실린더 본체(52)의 외주면에는 상기 플랜지부(52a)를 비롯하여 상기 실린더 본체(52)를 프레임(3)에 고정시키는 직선부(52b) 및 상기 피스톤(4)을 구동시키는 리니어 모터(10) 중에 이너스테이터(12)가 고정되도록 조립되는 회전방지부(52c) 등이 소결 제작시에 일체로 성형된다.

구체적으로, 상기 플랜지부(52a)는 상기 압축공간(P)이 형성된 상기 실린더 본체(52)의 일단과 반대방향 측(타단)의 외주면에 돌출되도록 형성되되, 원주방향으로 따라 돌출된 원판 링 형상으로 형성되며, 상기 실린더 본체(52)의 타단으로부터 소정간격 내측에 위치되도록 형성되는 것이 바람직하다.

다음, 상기 직선부(52b)는 상기 프레임(3)과 맞닿도록 형성되어 상기 실린더 본체(52)가 상기 프레임(3)에 대해 회전하지 못하도록 구속하되, 상기 플랜지부 (52a)의 양측면 일부가 절단된 것과 같이 상기 플랜지부(52a)의 양측면에 직사각 형상으로 한 쌍이 형성되는 것이 바람직하나, 그 형상 및 개수는 다양하게 구성할 수 있다.

특히, 상기 플랜지부(52a)가 상기 실린더 본체(52)의 외주면에 돌출되도록 형성되어 상기 리니어 모터(10)에서 발생되는 전류가 손실되는 일종의 전기 저항으로 작용할 수 있는데, 이와 같이 상기 플랜지부(52a)에 상기 직선부(52b)를 형성함으로 상기 실린더 본체(52) 및 플랜지부(52a)를 대칭 형상으로 형성시킬 뿐 아니라 상기 플랜지부(52a)의 체적을 줄일 수 있어 전류 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

다음, 상기 회전방지부(52c)는 상기 실린더 본체(52)의 일단으로부터 상기 플랜지부(52) 사이의 구간에 해당되는 상기 실린더 본체(52)의 외주면에 축방향으로 길게 형성되되, 축방향으로 일부 구간에만 형성되거나, 원주방향으로 일정 간격을 두고 복수개가 형성되더라도 무방하다.

이때, 상기 실린더 본체(52)의 외경이 원통형상인 상기 이너스테이터(12)의 내경보다 더 작게 형성됨에 따라 상기 이너스테이터(12)가 상기 실린더 본체(52)의 일단으로부터 축방향을 따라 삽입되고, 이에 따라 상기 이너스테이터(12)의 내주면과 상기 회전방지부(52c)가 맞물려 상기 이너스테이터(12)가 상기 실린더 본체(52)에 고정되도록 하여 회전되는 것을 방지한다.

따라서, 상기 회전방지부(52c)가 상기 실린더 본체(52)의 외주면에 하나만 형성되는 것보다 지지력을 균형있게 분배시키기 위하여 상기 실린더 본체(52)의 외 주면 서로 반대방향에 두 개 이상이 형성되도록 하는 것이 더욱 바람직하며, 상기 회전방지부(52c)의 높이가 상기 실린더 본체(52)의 외경과 상기 이너스테이터(12)의 내경 사이에 공차 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 실린더의 제작과정을 살펴보면, 금속 분말 또는 세라믹 분말 등과 같이 비교적 내마모성이 큰 분말에 일종의 접착제인 바인더를 첨가한 다음, 이러한 혼합물을 상기 플랜지부(52a) 및 직선부(52b), 회전방지부(52c) 등을 포함하는 각종 형상을 가진 실린더와 동일한 형상 및 크기의 틀에 삽입한 다음, 서로 고정시킨 상태에서 일정온도 이상에서 구워지도록 하여 분말들의 경계부분이 서로 접착되도록 하여 제작한다.

이후, 상기 플랜지부(52a) 및 직선부(52b), 회전방지부(52c) 등이 상기 프레임(3), 리니어 모터(10) 등과 맞닿더라도 부식을 방지할 뿐 아니라 윤활 특성을 부여할 수 있도록 일종의 보호막인 산화막을 생성하기 위하여 증기 처리를 행하도록 한다.

이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기용 실린더는 다양한 형상 및 크기로 설계되더라도 분말 소결체로 제작되기 때문에 주조보다 정밀한 형상 및 크기로도 성형이 가능함으로 추가적인 기계 가공을 생략할 수 있어 생산공정을 단순화하는 동시에 생산비용을 절감시킬 수 있고, 나아가 프레임 또는 리니어 모터 등과 같은 주변 구성부품과 서로 맞물려 구속되도록 하는 부분을 실린더 소결 제작시 일체로 성형하여 실린더가 주변 구성부품과 서로 맞물리도록 간단하게 조립만 하더라도 서로 구속시킬 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있으며, 경도가 높을 뿐 아니라 마모 특성이 우수한 재질을 분말 소결체로 사용하여 기계적 특성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims

삭제
프레임에 고정된 실린더 내측에 피스톤이 왕복 직선 운동하면서 그 사이에 형성된 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 있어서,

상기 실린더는 분말 소결체로 제작되고, 상기 피스톤이 삽입되는 원통형 실린더 본체와, 상기 실린더 본체의 일단 외주면에 돌출되어 상기 프레임에 고정된 플랜지부로 이루어지며,

상기 실린더 본체 외주면에는, 상기 리니어 모터 중 원통형 이너스테이터가 조립되더라도 회전을 방지하기 위하여, 적어도 하나 이상의 회전방지부가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더.
프레임에 고정된 실린더 내측에 피스톤이 왕복 직선 운동하면서 그 사이에 형성된 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 있어서,

상기 실린더는 분말 소결체로 제작되고, 상기 피스톤이 삽입되는 원통형 실린더 본체와, 상기 실린더 본체의 일단 외주면에 돌출되어 상기 프레임에 고정된 플랜지부로 이루어지며,

상기 실린더 본체의 일단 또는 상기 플랜지부에는, 상기 프레임과의 회전을 방지하기 위하여, 그 측면 일부가 절단된 적어도 하나 이상의 직선부가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더.
제 2 항 및 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실린더 본체 및 플랜지부는 소결 제작 후, 증기 처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더.
프레임에 고정된 실린더 내측에 피스톤이 왕복 직선 운동하면서 그 사이에 형성된 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 있어서,

상기 실린더는 분말 소결체로 제작되고, 상기 피스톤이 삽입되는 원통형 실린더 본체와, 상기 실린더 본체의 일단 외주면에 돌출되어 상기 프레임에 고정된 플랜지부로 이루어지며,

상기 실린더 본체는 그 외주면에 구배(Slope)가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더.
제 2 항에 있어서,

상기 실린더 본체는 그 외주면에 복수개의 회전방지부가 대칭을 이루며 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더.
제 2 항에 있어서,

상기 회전방지부는 상기 실린더 본체에 형성된 오목부인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더.