KR20040105080A

KR20040105080A - 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립 구조

Info

Publication number: KR20040105080A
Application number: KR1020030035932A
Authority: KR
Inventors: 홍언표; 박경배; 곽태희; 최기철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-12-14
Also published as: KR100529902B1

Abstract

본 발명은 코어 블록의 정렬이 용이하고 비용이 저감되는 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립구조에 관한 것으로서, 코일 어셈블리와, 상기 코일 어셈블리의 일부가 수용되는 수용홈이 형성되고 복수개로 분할된 코어 블록으로 구성된 아우터 스테이터를 포함하는 리니어 압축기에 있어서, 상기 복수개의 코어 블록은 일측 코어 블록에 돌기가 돌출되고, 타측 코어 블록에 상기 돌기가 삽입되는 홈이 형성되며, 상기 코일 어셈블리의 일부를 에워싸면서 상기 돌기가 상기 홈에 삽입되어 조립되는 것을 특징으로 한다.

Description

리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립 구조{Outer stator mounting structure of linear compressor}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 아우터 스테이터를 구성하는 코일 어셈블리와 복수개의 코어 블록을 간편하게 조립할 수 있는 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립 구조에 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 압축기가 도시된 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 리니어 압축기는 밀폐용기(1)와, 가스 냉매를 압축시키는 피스톤(2) 및 실린더(3)로 구성된 압축부(4)와, 상기 피스톤(2)을 직선 왕복시키는 리니어 모터(10)로 구성된다.

상기 리니어 모터(10)는 크게 고정자와 가동자로 구성되고, 상기 고정자는 코일 어셈블리(11)와 상기 코일 어셈블리(12)에 방사상으로 배치된 복수개의 코어 블록(14)으로 구성된 아우터 스테이터(17)와, 상기 아우터 스테이터(18)와 일정 공극을 갖는 이너 스테이터(20)로 구성되며, 상기 가동자는 상기 아우터 스테이터(18)와 이너 스테이터(20) 사이에 위치되는 마그네트(22)와, 상기 마그네트(22)의 직선 운동이 상기 피스톤(2)에 전달될 수 있도록 상기 마그네트(22)가 장착되고 상기 피스톤(2)에 고정된 마그네트 프레임(24)을 포함하여 구성된다.

상기 코일 어셈블리(11)는 보빈(12)과, 상기 보빈(12)에 권선된 코일(13)로 구성된다.

상기 코어 블록(14)은 상기 코일 어셈블리(11)의 일부가 수용되게 상기 코일 어셈블리(11)를 에워싸는 제 1,2 코어 블록(15,16)으로 구성된다.

상기 제 1,2 코어 블록(15,16)은 복수개의 강판이 적층되게 이루어진다.

한편, 상기 아우터 스테이터(18)는 상기 코일 어셈블리(11) 및 코어 블록(14)의 외주를 에워싸도록 오버 몰딩에 의해 덮힘되는 플라스틱 수지의 절연부재(19)를 더 포함한다.

미설명부호 30은 상기 피스톤(2)에 형성된 냉매 관통로이고, 미설명 부호 31은 가스 냉매에 의해 작동되어 상기 냉매 관통로(30)를 개폐하는 흡입밸브이고, 미설명부호 32는 가스 냉매에 의해 상기 실린더(3)를 개폐하는 토출밸브이며, 미설명부호 33은 상기 밀폐용기(1)에 연결된 흡입 연결관이다.

상기한 바와 같은 리니어 압축기는 상기 코일(13)에 전압이 인가되면, 상기 리니어 모터(10)는 작동하여 상기 마그네트(22)가 직선 왕복되게 하고, 마그네트(22)의 직선 왕복 운동은 상기 마그네트 프레임(24)을 통해 피스톤(2)에 전달되어 피스톤(2)이 실린더(3)에서 직선 왕복 운동하게 된다.

상기 피스톤(2)이 실린더(3)에서 직선 왕복 운동함과 동시에 상기 토출밸브(32)와 흡입밸브(31)는 개폐되고, 가스 냉매는 상기 흡입 연결관(33)을 통해 밀폐용기(1) 내부로 흡입된 후 상기 피스톤(2)의 냉매 관통로(30)를 통해 실린더(3) 내로 흡입된다.

한편, 상기 실린더(3) 내로 흡입된 가스 냉매는 상기 피스톤(2)에 의해 고압으로 압축되고, 이러한 압축된 가스 냉매는 토출관(미도시)을 통해 밀폐용기(1) 외부로 토출된다.

도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립 구조가 도시된 개략도이고, 도 3은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 아우터 스테이터의 조립된 상태가 도시된 요부 확대 사시도이다.

상기 아우터 스테이터(17)의 조립 과정은 금형을 이용하여 상기 보빈(12)을 성형한 후 상기 보빈(12)에 코일(14)을 감아 코일 어셈블리(11)를 조립한다.

그리고, 복수개의 강판을 적층하여 상기 제 1,2 코어 블록(15,16)의 각각을조립한다.

그런 다음, 상기 제 1,2 코어 블록(15,16)으로 상기 코일 어셈블리(11)를 에워싸도록 한 상태에서, 최종적으로 상기 코일 어셈블리(11) 및 코어 블록(14)을 오버 몰드 금형(미도시) 내에 넣어 상기 코일 어셈블리(11) 및 코어 블록(14)의 외둘레에 플라스틱 수지의 절연부재(19)가 덮히도록 한다.

그러나, 종래 기술에 따른 리니어 압축기는 상기 제 1,2 코어 블록(15,16)이 별도의 고정구조 없이 상기 절연부재(19)에 의해 지지되어 그 형태를 유지하기 때문에, 상기 제 1,2 코어 블록(15,16)의 정렬이 어렵고, 상기 절연부재(19) 및 오버 몰드 과정의 필요에 따라 비용이 증가되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 코어 블록의 정렬이 용이하고 비용이 저감되는 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립 구조가 도시된 개략도,

도 3은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 아우터 스테이터의 조립된 상태가 도시된 요부 확대 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 내부 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 아우터 스테이터 조립 구조가 도시된 개략도,

도 6은 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 아우터 스테이터의 조립된 상태가 도시된 요부 확대 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 밀폐용기 109: 실린더

110: 실린더 블록 120: 백 커버

130: 리니어 모터 131: 코일 어셈블리

132: 보빈 133: 코일

134: 절연부재 135: 코어 블록

136: 제 1 코어 블록 136': 강판

136a: 수용홈 137: 제 2 코어 블록

137': 강판 137a: 수용홈

138: 돌기 139: 홈

142: 이너 스테이터 146: 마그네트

148: 마그네트 프레임 160; 흡입밸브

170: 토출밸브

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립 구조는 코일 어셈블리와, 상기 코일 어셈블리의 일부가 수용되는 수용홈이 형성되고 복수개로 분할된 코어 블록으로 구성된 아우터 스테이터를 포함하는 리니어 압축기에 있어서, 상기 복수개의 코어 블록은 일측 코어 블록에 돌기가 돌출되고, 타측 코어 블록에 상기 돌기가 삽입되는 홈이 형성되며, 상기 코일 어셈블리의 일부를 에워싸면서 상기 돌기가 상기 홈에 삽입되어 조립되는 것을 특징으로 한다.

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

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 내부 구성도이다.

본 실시예에 따른 리니어 압축기는 도 4에 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)이 상기 하부 용기(102)의 일측에 장착된 제 1 댐퍼(106)에 올려져 완충 가능하게 지지되고, 냉매 흡입로(120a)가 구비된 백 커버(120)가 상기 하부 용기(102)의 타측에 장착된 제 2 댐퍼(108)에 올려져 완충 가능하게 지지되며, 상기 실린더 블록(110)과 백 커버(120)의 사이에는 냉매의 압축을 위한 구동력을 발생시키는 리니어 모터(130)가 배치되고, 상기 리니어 모터(130)에는 상기 실린더(109)의 내부로 진퇴되면서 실린더(109) 내부의 냉매를 압축하는 피스톤(150)이 연결된다.

상기 리니어 모터(130)는 고정자와 가동자로 이루어져 상기 고정자에 형성된 자기력에 의해 가동자가 직선 왕복된다.

상기 고정자는 코일 어셈블리(131)와 상기 코일 어셈블리(131)에 방사상으로 배치된 코어 블록(135)으로 구성된 아우터 스테이터(140)와, 상기 아우터스테이터(140)와 일정 공극을 갖는 이너 스테이터(142)로 구성된다.

상기 코일 어셈블리(131)는 중공된 원통 형상의 내주부와 상기 내주부의 양단에서 반경방향으로 외측으로 돌출된 양측부로 이루어진 보빈(132)과, 상기 보빈(132)의 양측부 사이에 배치되도록 보빈의 내주부(132)의 외측에 권선된 코일(133)과, 상기 보빈(133)에 권선된 코일(133)의 최외단을 감싸는 절연부재(134)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 절연부재(134)는 원통 형상의 플라스틱 수지로 이루어져 상기 코일(132)의 최외단을 덮도록 장착되는 것도 가능하고, 실 등의 와이어 부재가 원통 형상으로 촘촘하게 권선되는 것도 가능함은 물론이다.

상기 코어 블록(135)은 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 결합되고, 복수개가 상기 코일 어셈블리(131)의 원주방향으로 이격되게 배치된다.

또한, 상기 코어 블록(135)은 상기 코일 어셈블리(131)의 일부를 에워싸도록 좌우 또는 상하로 분할된 제 1,2 코어 블록(136,137)으로 구성된다.

상기 이너 스테이터(142)는 상기 실린더 블록(110)과 체결부재 등의 체결수단으로 고정 결합된다.

한편, 상기 가동자는 상기 아우터 스테이터(140)와 이너 스테이터(142) 사이에 위치되는 마그네트(146)와, 상기 마그네트(146)의 직선 운동이 상기 피스톤(150)에 전달될 수 있도록 상기 마그네트(146)가 장착되고 상기 피스톤(150)에 고정된 마그네트 프레임(148)을 포함하여 구성된다.

상기 마그네트(146)는 전체적으로 원통 형상으로 이루어지고, 상기 코일(133)에 전압이 인가될 때 흐르는 전류에 의해 상기 코일(133)의 주변에 생성되는 자기력과 상호 작용으로 직선 왕복 운동하게 된다.

상기 마그네트 프레임(148)은 상기 피스톤(150)의 일부 외측을 에워싸는 원통 형상으로 이루어짐과 아울러 상기 피스톤(150)에 체결부재 등의 체결수단으로 고정될 수 있도록 피스톤 고정부(148a)가 반경방향 내측으로 절곡되게 구비된다.

상기 피스톤(150)은 상기 백 커버(120)의 냉매 흡입로(120a)를 통해 흡입된 냉매가 통과할 수 있도록 냉매 관통로(152a)가 형성되고, 상기 마그네트 프레임(148)의 피스톤 고정부(148a)가 체결부재 등의 체결수단으로 고정될 수 있도록 일단에 프레임 고정부(152)가 원주방향으로 돌출되며, 상기 프레임 고정부(152)의 일면과 실린더 블록(110)의 사이에 배치된 제 1 스프링(152b)과, 상기 프레임 고정부(152)의 타면과 백 커버(120)의 사이에 배치된 제 2 스프링(152c)에 의해 상기 실린더 블록(110)과 백 커버(120)에 완충 가능하게 지지된다.

한편, 상기 리니어 압축기는 상기 피스톤(150)에 장착되어 상기 냉매 관통로(152a)를 개폐하는 흡입 밸브(160)와, 상기 실린더 블록(110)에 장착되어 상기 실린더(109)를 개폐함과 아울러 상기 피스톤(150)과의 사이에 압축실(C)을 형성하는 토출밸브(170)를 더 포함하여 구성된다.

상기 흡입 밸브(106)는 일측이 상기 실린더(109)에 고정되고 상기 피스톤(150)의 냉매 관통로(152a)와 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.

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 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 코일(133)에 전압이 인가되면, 상기 코일(133)의 주변에는 자기장이 형성되고, 상기 마그네트(146)는 상기 자기장과의 상호 작용으로 직선 왕복되며, 상기 마그네트 프레임(148)은 상기 마그네트(146)와 함께 직선 왕복되면서 상기 피스톤(150)을 실린더(109) 내부로 직선 왕복시킨다.

이때, 상기 흡입밸브(160)와 토출밸브(170)는 상기 피스톤(150)의 직선 왕복 운동에 따른 가스 냉매의 유동에 의해 개폐 작동되고, 상기 밀폐용기(100)의 내부로는 가스 냉매가 유입되어 상기 백 커버(120)의 냉매 흡입로(120a)와, 상기 피스톤(150)의 관통로(152a)를 차례로 통과한 후 상기 압축실(C) 내로 흡입된다.

상기 압축실(C)로 흡입된 냉매는 상기 피스톤(150)에 의해 압축된 후 상기 토출밸브(170)와 상기 토출 파이프(180)와 루프 파이프(184)와 토출 연결 파이프(186)를 차례로 통과해 밀폐용기(100)의 외부로 토출된다.

한편, 상기와 같은 흡입밸브(160) 및 토출밸브(170)의 개폐 및 가스 냉매의 압축이 진행되는 도중에 가스 냉매 중의 일부는 실린더 블록(110)과 코어 블록(135) 사이의 틈이나, 상기 백 커버(120)와 코어 블록(135) 사이의 틈이나, 코어 블록(135)의 틈을 통해 상기 코일 어셈블리(131) 주변으로 유입되게 되나, 상기 코일(133)은 상기 보빈(132)와 절연선(134)에 의해 밀폐되어 있기 때문에 가스 냉매에 영향 받지 않게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 코어 블록 조립 구조가 도시된 개략도이고, 도 6은 본 발명에 따른 리니어 압축기 일실시예의 아우터 스테이터의 조립된 상태가 도시된 요부 확대 사시도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1,2 코어 블록(136,137)의 각각은 복수개의 강판(136',137')이 적층되게 이루어지고, 상기 코일 어셈블리(131)의 일부가 상기 제 1,2 코어 블록(136,137)에 의해 둘러싸여질 수 있도록 상기 코일 어셈블리(131)의 일부가 수용되는 수용홈(136a,137a)이 대향되게 형성된다.

그리고, 상기 제 1,2 코어 블록(136,137)은 둘 중 어느 하나(136)에 돌기(138)가 돌출되고, 다른 하나(137)에 상기 돌기(138)가 삽입되는 홈(139)이 형성되며, 상기 돌기(138)가 상기 홈(139)에 삽입되어 끼움 조립된다.

또한, 상기 제 1,2 코어 블록(136,137)은 각각의 강판(136',137')에 상기 돌기(138)와 홈(139) 중 어느 하나가 형성된다.

상기 돌기(138) 및 홈(139)은 상기 수용홈(136a,137a)이 형성되지 않는 서로 접촉되는 부위에 대향되게 형성된다.

그리고, 상기 돌기(138)와 홈(139)은 그 삽입시 쉽게 탈거되지 않도록 미세한 공차를 갖는 것이 바람직하고, 체결력의 증대를 위해 사각형으로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 아우터 스테이터(135)의 조립 과정은 금형을 이용하여 상기 보빈(132)을 성형한 후 상기 보빈(132)에 코일(133)을 감고, 상기 코일(133)의 최외단을 상기 절연부재(134)로 감싸서 코일 어셈블리(131)를 조립한다.

그리고, 복수개의 강판(136',137')의 각각을 적층하면서 용접 등의 방법을 이용하여 상기 제 1,2 코어 블록(136,137)의 각각을 조립한다.

그런 다음, 상기 코일 어셈블리(131)의 일부가 상기 수용홈(136a,137a)이 형성하는 공간 내부에 수용될 수 있도록 제 1,2 코어 블록(136,137)으로 상기 코일 어셈블리(131)의 일부를 에워싸면서 상기 돌기(138)를 홈(139)에 삽입하여 끼운다.

이때, 상기 제 1,2 코어 블록(136,137)은 상기 돌기(138)와 홈(139)의 조립에 의해 상호간에 견고하게 고정되면서 상기 코일 어셈블리(131)의 일부 둘레에 배치되게 되고, 상기 아우터 스테이터(140)는 별도의 추가 공정 없이 그 조립 작업이 완료된다.

한편, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고, 상기 코어 블록(135)이 3개 이상으로 분할되는 경우에도 각각의 코어 블록의 대향되는 부위에 상기 돌기(138)와 홈(139)이 형성되어 각각의 코어 블록을 끼움 조립하는 것도 가능함은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립 구조는 복수개로 분할된 코어 블록이 대향되는 부위에 형성된 돌기와 홈에 의해 고정되므로, 코어 블록간의 체결력이 향상되고, 코어 블록의 정렬이 용이한 이점이 있으며, 코어 블록의 형태를 유지하기 위한 별도의 지지 구조물이나 지지 구조물 성형 공정이 불필요한 이점이 있다.

Claims

코일 어셈블리와, 상기 코일 어셈블리의 일부가 수용되는 수용홈이 형성되고 복수개로 분할된 코어 블록으로 구성된 아우터 스테이터를 포함하는 리니어 압축기에 있어서,

상기 복수개의 코어 블록은 일측 코어 블록에 돌기가 돌출되고, 타측 코어 블록에 상기 돌기가 삽입되는 홈이 형성되며, 상기 코일 어셈블리의 일부를 에워싸면서 상기 돌기가 상기 홈에 삽입되어 조립되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 코어 블록의 각각은 복수개의 강판이 적층되고, 각각의 강판에는 상기 돌기와 홈 중 어느 하나가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 돌기 및 홈은 상기 코어 블록이 서로 접촉되는 부위에 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 아우터 스테이터 조립 구조.