KR20040090821A

KR20040090821A - 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조

Info

Publication number: KR20040090821A
Application number: KR1020030024787A
Authority: KR
Inventors: 홍언표
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2004-10-27
Also published as: JP2004316642A; KR100548270B1; DE102004005608A1; DE102004005608B4; US7385319B2; CN1538067A; US20040208759A1; CN100353065C

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 고정자 결합 구조에 관한 것으로서, 복수개의 프레임과, 상기 프레임 사이에 압착 고정되는 외측 고정자와 그 외측 고정자 내부에 이격 고정되는 내측 고정자 사이에 개재되어 가동자가 직선왕복 운동하는 왕복동식 모터와, 상기 프레임에 고정되는 실린더와, 상기 실린더 내부를 직선왕복 운동하도록 상기 왕복동식 모터의 가동자에 결합되는 피스톤과, 상기 피스톤의 공진 운동을 유도하기 위한 복수개의 공진스프링으로 이루어지는 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 프레임과 상기 외측 고정자가 서로 접하는 적어도 일 측 접합면에 미끄럼 방지부를 구비하여 왕복동식 압축기의 작동 중 발생하는 진동에 의해 외측 고정자가 고정위치에서 이탈하는 것을 방지함으로써 내측 고정자와의 일정 공극을 유지시키고 그 사이에 개재되는 가동자가 원활한 직선왕복 운동이 이루어지도록 한다.

Description

왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조{FIXING STRUCTURE OF STATER FOR LINER COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전방프레임과 중간프레임 사이에 고정되는 외측 고정자가 왕복동식 압축기의 운전 시 발생되는 진동에 의해 고정 위치에서 이탈하는 것을 방지하기 위한 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 왕복동식 압축기는 피스톤이 선형으로 움직이면서 가스를 흡입 압축하는 것으로, 이러한 왕복동식 압축기는 크게 구동모터의 회전운동을 피스톤의 왕복운동으로 전환시켜 가스를 흡입 압축하는 방식과 구동모터가 직선으로 왕복운동을 하면서 피스톤을 왕복 운동시켜 가스를 흡입 압축하는 방식이 있다.

이하, 후 기술된 방식의 종래 왕복동식 모터를 갖는 왕복동식 압축기의 고정자의 결합 구조를 첨부한 도면에 따라 설명하면, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 종단면도이고, 도 2는 종래 왕복동식 압축기의 외측 고정자의 결합 구조를 보인 부분확대 단면도이며, 도 3은 종래 왕복동식 압축기의 외측 고정자의 결합 구조를 보인 분해 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 종래의 왕복동식 압축기가는 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(DP)을 구비하는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하는 프레임유니트(20)와, 상기 프레임유니트(20)에 고정하고 왕복동식모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 가스를 흡입 압축하여 토출하는 압축유니트(40)와, 상기 프레임유니트(20)에 고정하여 가동자(33)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식모터(30)와, 상기 왕복동식모터(20)의 가동자(33)를 압축유니트(40)의 피스톤(42)과 함께 탄력 지지하여 그 가동자(33)와 피스톤(42)의 공진운동을 유도하는 공진스프링유니트(50)로 이루어진다.

상기 프레임유니트(20)는 압축유니트(40)의 실린더(41)를 지지하고 왕복동식모터(30)의 일 측면을 지지하는 전방프레임(21)과, 전방프레임(21)에 결합하여 왕복동식모터(30)의 타측면을 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 공진스프링유니트(50)를 수용하는 후방프레임(23)으로 이루어진다.

상기 압축유니트(40)는 전방프레임(21)을 관통하여 삽입 고정되는 실린더(41)와, 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 실린더(41)의 압축공간(P)에서 왕복운동을 하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단에 장착하여 그 피스톤(42)의 흡입유로(F)를 개폐하면서 냉매가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 토출측에 장착하여 압축공간(P)을 개폐하면서 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(44)로 이루어진다.

상기 왕복동식모터(30)는 프레임유니트의 전방프레임(21)과 그 전방프레임의 일측에 볼트 체결되는 중간프레임(22) 사이에 마찰 고정하는 외측 고정자(Outer Stator)(31)와, 외측 고정자(31)의 내측에 일정 공극을 두고 상기 전방프레임(21)의 외주면에 고정하는 내측 고정자(Inner Stator)(32)와, 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32) 사이의 공극(Air Gap)에 개재하여 압축유니트(40)의 피스톤(42)에 결합하고 그 피스톤(42)과 함께 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어진다.

상기 외측 고정자(31)는 코일(31b)이 권선된 보빈(31a)과 그 보빈(31a)의 원주를 따라 라미네이션 시트(L)가 방사상 배열되도록 이루어지며, 상기 라미네이션 시트(31c)와 그 라미네이션 시트(L)의 일 측면에 접하는 각각의 상기 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이의 접합면 사이의 마찰력에 의해 고정되어 진다.

도면중 미설명 부호 51은 전방측 공진 스프링, 52는 후방측 공진스프링이다.

이와 같은 구성에 의하여, 종래의 왕복동식 압축기의 고정자의 결합 구조에 따른 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 왕복동식 압축기에 전원을 인가하여 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32) 사이에 플럭스(flux)가 형성되면, 상기 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32) 사이의 공극에 놓인 가동자(33)가 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 공진스프링 유니트(50)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 왕복운동을 하면서 압축공간(P)의 체적을 변화시켜 냉매가 압축공간으로 흡입 압축된 후 토출되는 일련의 운전과정이 반복되어진다.

그러나, 상기한 일련의 운전과정을 반복되면서 왕복동식 압축기에서 발생하는 진동에 의해 전방프레임(21)과 그 전방프레임(21)의 일 측에 볼트(24) 체결되는 중간프레임(22) 사이의 체결력에 의하여 마찰 고정된 외측 고정자가 미끄러지며 고정 위치에서 이탈하게 됨에 따라 상기 내측 고정자(32)의 외주면과 이루는 공극이 균일한 진원을 이루지 못하게 되고, 그 공극 내부에 게재되는 가동자(24)의 직선왕복운동을 간섭하거나, 심한 경우 가동자(33)가 직선왕복운동을 하지 못하는 작동불능 상태가 유발시키는 문제점이 발생한다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명에 따르면, 왕복동식 압축기의 각 프레임 사이에 압착 고정되는 외측 고정자가 내측 고정자와의 공극을 일정하게 유지하도록 체결력을 보강하기 위한 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조의 제공을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 종단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기의 외측 고정자의 체결 구조를 보인 요부 확대 단면도,

도 3은 종래 왕복동식 압축기의 외측 고정자의 결합 구조를 보인 분해 사시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기의 종단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기의 고정자의 체결 구조를 보인 요부 확대 단면도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기의 고정자의 체결 구조를 보인 분해 사시도,

도 7은 본 발명의 변형예에 따른 왕복동식 압축기의 고정자의 체결 구조를 보인 요부 확대 단면도,

도 8은 본 발명의 변형예에 따른 왕복동식 압축기의 고정자의 체결 구조를 보인 분해 사시도,

도 9는 본 발명의 다른 변형예에 따른 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조를 보인 요부 확대 단면도,

*도면의 주요부분에 대한 설명*

121, 221, 321: 전방프레임 122, 222, 223: 중간프레임

131, 231, 331; 외측 고정자 170, 270, 370: 미끄럼 방지부

221a, 222a: 수용홈 231d: 고정돌기

321a, 322a: 단차부 331d: 단턱부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 복수개의 프레임과, 상기 프레임 사이에 압착 고정되는 외측 고정자와 그 외측 고정자 내부에 이격 고정되는 내측 고정자 사이에 개재되어 가동자가 직선왕복 운동하는 왕복동식 모터와, 상기 프레임에 고정되는 실린더와, 상기 실린더 내부를 직선왕복 운동하도록 상기 왕복동식 모터의 가동자에 결합되는 피스톤과, 상기 피스톤의 공진 운동을 유도하기 위한 복수개의 공진스프링으로 이루어지는 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 프레임과 상기 외측 고정자가 서로 접하는 적어도 일 측 접합면 상에 미끄럼 방지부가 구비됨을특징으로 하는 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조에 의해 달성된다.

여기서, 상기 미끄럼 방지부는 상기 접합면 상에 서로 형합되는 복수개의 요철로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 미끄럼 방지부는 외측 고정자 또는 프레임 측 접합면중 어느 일측에 고정돌기를 돌출 형성되고 그 대향면에 상기 고정돌기에 형합하는 수용홈이 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 미끄럼 방지부는 외측 고정자 또는 프레임 측 접합면중 어느 일측에 단턱부가 돌출 형성되고 그 대향면에 상기 단턱부에 형합되는 단차부가 형성됨이 바람직하다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 왕복동식 압축기의 외측 고정자의 결합 구조를 첨부한 도면에 따라 그 구성 및 작동을 상세히 설명하면, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 압축기를 도시한 것으로서, 도 4는 왕복동식 압축기의 종단면도이고, 도 5는 왕복동식 압축기의 외측 고정자 체결 구조를 보인 부분확대 단면도이며, 도 6은 왕복동식 압축기의 외측 고정자 체결 구조를 보인 분해 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 왕복동식 압축기는 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(DP)을 구비하는 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110)의 내부에 탄력 지지하는 프레임유니트(120)와, 상기 프레임유니트(120)에 고정하고 왕복동식모터(130)의 가동자(133)에 결합하여 가스를 흡입 압축하여 토출하는 압축유니트(140)와, 상기 프레임유니트(120)에 고정하여 가동자(133)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식모터(130)와, 상기 왕복동식모터(120)의 가동자(133)를 압축유니트(140)의 피스톤(142)과 함께 탄력 지지하여 그 가동자(133)와 피스톤(142)의 공진운동을 유도하는 공진스프링유니트(150)로 이루어진다.

상기 프레임유니트(120)는 압축유니트(140)의 실린더(141)와 피스톤(142)을 함께 지지하고 왕복동식모터(130)의 일 측면을 지지하는 전방프레임(121)과, 전방프레임(121)에 결합하여 왕복동식모터(130)의 타측면을 지지하는 중간프레임(122)과, 중간프레임(122)에 결합하여 공진스프링유니트(150)를 수용하는 후방프레임(123)으로 이루어진다.

상기 압축유니트(140)는 전방프레임(121)에 삽입하여 고정하는 실린더(141)와, 왕복동식 모터(130)의 가동자(133)에 결합하여 실린더(141)의 압축공간(P)에서 왕복운동을 하는 피스톤(142)과, 피스톤(142)의 선단에 장착하여 그 피스톤(142)의 흡입유로(F)를 개폐하면서 냉매가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(143)와, 실린더(141)의 토출측에 장착하여 압축공간(P)을 개폐하면서 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(144)로 이루어진다.

상기 왕복동식모터(130)는 상기 프레임 유니트의 전방프레임(121)과 그 중간프레임(122) 사이에 고정되는 외측 고정자(Outer Stator)(131)와, 외측 고정자(131)의 내측에 일정 공극을 두고 상기 전방프레임(21)의 외주면에 고정하는 내측 고정자(Inner Stator)(132)와, 외측 고정자(131)와 내측 고정자(132) 사이의 공극(Air Gap)에 개재하여 압축유니트(140)의 피스톤(142)에 결합하고 그 피스톤(142)과 함께 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(133)로 이루어진다.

상기 외측 고정자(131)는 코일(131b)이 권선된 보빈(131a)과 그 보빈(131a)의 원주를 따라 소정 형상의 라미네이션 시트(L)가 방사상 적층 결합되어 이루어진다.

상기 외측 고정자(131)와 이를 압착 고정하는 전방프레임(121) 및 중간프레임(122) 사이의 접합면중 적어도 어느 한쪽에는 외측 고정자(131)의 체결력을 증대시키기 위한 미끄럼 방지부(170)가 구비되어 진다.

상기 미끄럼 방지부(170)는 상기 접합면 상에 서로 형합되는 규칙적이거나 불규칙적인 복수개의 요철로 이루어지며, 그 요철의 단면 형상은 삼각형, 사각형, 또는 반원형등 다양한 형태로 실시 가능하다.

또한, 전방프레임(121) 및 중간프레임(122) 측 접합면에 쇄기형의 요철을 형성하고 이에 대향하는 외측 고정자의 일측 접합면 즉, 상대적으로 강도가 약한 각 라미네이션 시트(L)의 일 측부에 상기 쇄기형 요철이 압입되도록 형합시키는 것도 바람직하게 고려해 볼 수 있다.

도면중 미설명 부호 151은 전방측 공진 스프링, 152는 후방측 공진스프링이다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조에 대한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 왕복동식 압축기에 전원을 인가하여 외측 고정자(131)와 내측 고정자(132) 사이에 플럭스(flux)가 형성되면, 상기 외측 고정자(131)와 내측 고정자(132) 사이의 공극에 놓인 가동자(133)가 플럭스의 방향을 따라 움직이면서 공진스프링 유니트(150)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(142)이 실린더(141)의 내부에서 왕복운동을 하면서 압축공간(P)의 체적을 변화시켜 냉매가 압축공간(P)으로 흡입 압축된 후 토출되는 일련의 운전과정을 반복한다.

이때 발생되는 진동에 의하여 외측 고정자(131)가 초기 고정 위치에서 이탈하는 것을 방지하도록 외측 고정자(131)와 이에 대향하는 전방프레임(121) 및 중간프레임(122)의 접합면에 형성된 복수개이 요철이 형합되도록 체결하여 외측 고정자(131)의 마찰에 의한 체결력을 증대시킬 수 있다.

따라서, 상기 외측 고정자(131)의 내주면과 상기 내측 고정자(132)와 외주면 사이의 공극이 일정하게 유지되도록 함에 따라, 그 공극 내부에 개재되어 가동자(133)가 원할하게 직선왕복운동이 이루어지도록 한다.

그리고, 본 발명의 변형예에 따른 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조를 첨부한 도면에 따라 설명하며, 일실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일 참조부호를 설명하고 그 반복적인 설명은 피하기로 한다.

도 7은 본 발명의 변형예에 따른 왕복동식 압축기의 고정자의 체결 구조를 보인 요부 확대 단면도이고, 도 8은 본 발명의 변형예에 따른 왕복동식 압축기의 고정자의 체결 구조를 보인 분해 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 미끄럼 방지부(270)는 상기 외측 고정자(231)의 일 측면 돌출 형성된 고정돌기(231d)와, 그 고정돌기(231d)가 대향하는 전방프레임(221) 및/또는 중간프레임(222)의 접합면에 상기 고정돌기(231d)를 수용하기 위한 수용홈(221a, 222a)으로 이루어진다.

상기 고정돌기(231d)는 복수개의 라미네이션 시트(L)를 소정의 곡률을 갖도록 적층하여 보빈 원주를 따라 방사형으로 배열된 각 단위 적층체(231c)의 일 측에 도출 형성시킴이 바람직하며, 그 돌출 형상은 각 라미네이션 시트(L)의 판금 공정 시 쉽게 구현되어 질 수 있다.

또한, 상기 수용홈(221a, 222a)은 각 고정돌기(231d)에 대응하게 전방프레임(221) 및/또는 중간프레임(222)의 접합면에 형성함이 바람직하나, 작업의 공정의 단순화를 위하여 전방프레임(221) 및/또는 중간프레임(222)의 접합면에 일정 반경과 폭을 갖는 그루브(Groove)를 형성하여 그 기능을 수행하도록 함이 보다 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하여, 상기 외측 고정자(231)의 각 단위 적층체(231c) 측면에 돌출 형성된 고정돌기(231d)가 이에 대향하는 전방프레임(221) 및/또는 중간프레임(222)의 접합면에 수용홈(221a, 222a)에 수용되도록 결합한 후, 상기 전방프레임(221)과 중간프레임(222)을 볼트(24)에 의해 체결되도록 한다.

따라서, 상기 전방프레임(221)과 중간프레임(222) 사이의 압착력에 의하여 외측 고정자(231)가 고정되도록 함으로써 왕복동식 모터의 작동 시 발생하는 진동에 의해 외측 고정자(231)가 고정 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 볼트(24)는 전방프레임(221)과 중간프레임(222)을 체결 시 그 사이에 고정되는 외측 고정자(231)의 각각의 단위 적층체(231c) 사이를 관통하여 체결되도록 함으로써 전방프레임(221)과 중간프레임(222)의 사이즈를 축소시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 변형예에 따른 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조를 첨부도면에 따라 설명하며, 일 실시예 및 변형예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일 참조부호를 사용하고 그 반복적인 설명은 피하기로 한다.

도 9는 본 발명의 다른 변형예에 따른 왕복동식 압축기의 고정자의 체결 구조를 보인 요부 확대 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 미끄럼 방지부(370)는 외측 고정자(331)의 일 측 접합면을 단턱지게 돌출 형성하는 단턱부(331d)와, 그 단턱부(331d)가 대향하는 전방프레임(321) 및/또는 중간프레임(322)의 접합면이 상기 단턱부(331d)가 형합되도록 형성하는 단차부(321a)(322a)로 이루어진다.

이와 같은 구성에 의하여, 상기 외측 고정자(331)의 각 단위 적층체(331c) 측면에 돌출 형성된 단턱부(331d)가 이에 대향하는 전방프레임(321) 및/또는 중간프레임(322)의 접합면에 형성된 단차부(321a)(322a)에 형합되도록 결합한 후, 상기 전방프레임(321)과 중간프레임(322)을 볼트(24)에 의해 외측 고정자(331)가 고정되도록 함으로써 발생 진동에 의해 고정 위치의 이탈을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 외측 고정자의 일 측면과 이에 접하는 프레임의 사이의 접합면에 미끄럼 방지부를 형성하여 왕복동식 압축기의 작동 시 발생하는 진동에 의해 외측 고정자가 고정위치에서 이탈하는 것을 방지하도록 함으로써 내측 고정자와 일정 공극을 유지하고 그 사이에 개재되는 가동자가 원활한 직선왕복 운동이 이루어지도록 한다.

Claims

복수개의 프레임과, 상기 프레임 사이에 압착 고정되는 외측 고정자와 그 외측 고정자 내부에 이격 고정되는 내측 고정자 사이에 개재되어 가동자가 직선왕복 운동하는 왕복동식 모터와, 상기 프레임에 고정되는 실린더와, 상기 실린더 내부를 직선왕복 운동하도록 상기 왕복동식 모터의 가동자에 결합되는 피스톤과, 상기 피스톤의 공진 운동을 유도하기 위한 복수개의 공진스프링으로 이루어지는 왕복동식 압축기에 있어서,

상기 프레임과 상기 외측 고정자가 서로 접하는 적어도 일 측 접합면 상에 미끄럼 방지부가 구비됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조,
제 1항에 있어서,

상기 미끄럼 방지부는 상기 접합면 상에 서로 형합되는 복수개의 요철이 이루어짐을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조.
제 1항에 있어서,

상기 미끄럼 방지부는 상기 접합면의 외측 고정자측 또는 프레임측에 고정돌기를 돌출 형성되고 그 대향면에 상기 고정돌기가 형합되는 수용홈이 형성됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조.
제 1항에 있어서,

상기 미끄럼 방지부는 상기 접합면의 외측 고정자측 또는 프레임측에 단턱부가 형성되고 그 대향면에 상기 단턱부에 형합되는 단차부가 형성됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조.