KR20050001813A - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 리니어 압축기에 적용된 센서(80)는 상부가 개구되어 센서코일(84)이 장착되는 센서케이스(81)와, 센서케이스(81) 일측에 형성되며 센서코일(84)과 연결되게 와이어(90)가 배치되는 와이어결합부(85)와, 센서케이스(81) 및 와이어결합부(85)를 밀폐하는 센서커버(87)를 포함하여 구성되며, 센서케이스(81) 및 와이어결합부(85) 내부에는 센서코일(84) 및 와이어(90)와 함께 센서커버(87)를 일체로 몰딩시키는 수지재(100)가 채워지게 된다.

이와 같이 센서(80)와 와이어(90)가 일체로 몰딩 고정되므로 압축기의 진동에 의해 센서(80)로부터 와이어(90)가 단락되는 것을 방지할 수 있게 된다.

Description

리니어 압축기{Linear compressor}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤의 구조를개선한 리니어 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기는 냉장고나 공기조화기와 같은 냉각장치의 냉매 압축용으로 사용되는 것으로, 통상 피스톤의 진퇴동작을 위한 구동수단으로 직선 왕복운동을 하는 리니어모터가 채용된 것을 말한다.

이러한 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 압축실이 형성된 실린더블록과, 실린더블록의 압축실내에 진퇴 가능하게 설치된 피스톤과, 냉매의 흡입 및 토출이 이루어지도록 흡입구와 토출구가 각각 형성된 실린더헤드를 포함한다. 그리고 흡입구와 토출구에는 피스톤의 진퇴에 따라 개폐되는 흡입밸브와 토출밸브가 각각 마련된다.

또 피스톤을 진퇴시키는 구동장치로 일측이 피스톤과 결합되며 실린더블록의 둘레를 감싸는 원통형의 마그네트가 일체로 된 가동자와, 가동자의 내.외부에 각각 고정된 상태로 배치되는 내측고정자와 외측고정자로 된 리니어모터를 구비한다.

또한 외측 고정자를 고정하는 고정프레임의 상부에는 탄성을 통해 피스톤의 운동력을 배가시키는 겹 층의 판스프링이 장착되고, 판스프링의 상부 일측에는 피스톤의 진퇴동작을 감지하는 감지장치로 가동자와 함께 진퇴하는 봉 형상의 센서코어와, 이 센서코어의 진퇴동작을 감지하는 원통형 센서가 설치된다.

즉, 센서코어의 진퇴동작을 센서가 감지하여 피스톤의 위치와 진폭을 검출하고 이를 토대로 제어부에서 리니어 압축기에 인가되는 전압을 적절히 조정하게 되는데, 센서와 제어부 간의 전기적 연결을 위해 센서에는 터미널삽입부가 마련되며, 터미널삽입부에는 다수개의 와이어가 결합된 터미널이 삽입 고정되게 된다.

그러나, 종래 리니어 압축기는 피스톤의 진퇴동작 및 고속으로 흡입 토출 되는 냉매의 유동 등에 의해 진동이 발생하게 되며, 이때 이러한 진동에 의해 터미널이 터미널삽입부에서 이탈되므로 피스톤의 동작을 제대로 제어하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 리니어 압축기의 센서와 와이어 간의 접속구조를 개선하여 센서에 와이어를 견고히 고정할 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 센서 구조를 도시한 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 센서 구조를 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

31 : 실린더블록, 32 : 피스톤,

33: 압축실, 36 : 실린더헤드,

41 : 가동자, 70 : 센서코어,

80 : 센서, 81 : 센서케이스,

84 : 센서코일, 85 : 와이어결합부,

87 : 센서커버, 90 : 와이어,

100 : 수지재.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 동력을 발생시키는 구동부와, 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 진퇴하는 피스톤과, 상기 피스톤에 의해 냉매가 압축되는 압축실과, 상기 피스톤의 동작을 감지하는 센서와, 상기 피스톤의 동작을 제어하는 제어부와, 상기 구동부와 상기 제어부 사이를 전기적으로 연결하는 와이어를 구비한 리니어 압축기에 있어서, 상기 와이어는 상기 센서에 일체로 몰딩된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 센서는 상부가 개구되어 센서코일이 장착되는 센서케이스와, 상기 센서케이스 일측에 형성되며 상기 센서코일과 연결되게 상기 와이어가 배치되는 와이어결합부와, 상기 센서케이스 및 상기 와이어결합부를 밀폐하는 센서커버를 포함하며, 상기 센서케이스 및 상기 와이어결합부 내부에는 상기 센서코일 및 상기 와이어와 함께 상기 센서커버를 일체로 몰딩시키는 수지재가 채워진 것을 특징으로한다.

또한 상기 와이어결합부에는 상기 와이어가 안착되도록 안착홈이 형성되며, 상기 센서커버에는 상기 와이어와 대응되는 형상의 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 피스톤과 함께 동작하는 센서코어가 상기 센서코일을 관통하여 진퇴 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 리니어 압축기는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부용기(21)와 하부용기(22)의 결합을 통해 밀폐구조를 이루도록 설치되는 케이스(20)와, 냉매를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축부(30)와, 압축부(30)를 구동하는 구동부(40)를 구비한다.

압축부(30)는 냉매가 압축되도록 압축실(33)이 마련된 실린더블록(31)과, 압축실(33) 내에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤(32)과, 냉매의 흡입 및 토출이 이루어지는 실린더헤드(36)를 포함한다.

실린더블록(31)은 압축실(33)을 형성하도록 실린더부(31a)가 형성되며, 이 실린더부(31a)는 하측 둘레로부터 외측으로 확장되어 후술할 구동부(40)의 외측고정자(43)를 지지하는 지지부(31b)를 형성한다. 실린더블록(31)은 지지부(31b)의 하단이 복수의 완충부재(34)를 통해 하부용기(22)의 내면에 지지됨으로써 케이스(20)와 이격된 상태가 된다.

실린더헤드(36)는 피스톤(32)이 진퇴할 때 냉매의 흡입과 가압토출이 이루어지도록 압축실(33)과 연계되는 흡입실(37)과 토출실(38)이 각각 마련된다. 흡입실(37)에는 흡입관(61)과 흡입실(37)의 입구(37a)를 통해 흡입실(37) 내부로 유입된 냉매가 압축실(33)로 흐르도록 압축실(33)과 연통되는 흡입구(37b)가 형성되고, 이 흡입구(37b)에는 피스톤(32)의 진퇴에 따라 흡입구(37b)가 개폐되도록 하는 흡입밸브(37c)가 설치된다. 토출실(38)에는 토출실(38)과 압축실(33)이 연통하는 토출구(38a)가 형성되며, 이 토출구(38a)에도 역시 피스톤(32)의 진퇴에 따라 토출구(38a)가 개폐되도록 하는 토출밸브(38b)가 설치된다. 그리고 토출실(38)에는 압축된 냉매를 외부로 안내하는 토출관(62)이 연결된다.

구동부(40)는 피스톤(32)과 함께 왕복운동하는 가동자(41)와, 가동자(41)를 지지하는 내.외측 고정자(42,43)를 포함하는 리니어모터로 마련된다.

가동자(41)는 원통형으로 마련되며 실린더부(31a)의 상부로부터 실린더부(31a)의 외부를 감싸도록 설치된다. 그리고 가동자(41)의 상측 고정부(41a)는 피스톤(32)과 함께 상하로 진퇴하도록 피스톤(32) 상단에 마련된 연결축(32a)과 동일 축선을 이루도록 결합된다. 또 가동자(41)의 원통부(41b)에는 외측고정자(43)와 전자기적 상호작용을 통해 가동자(41)의 진퇴가 이루어지도록 하는 착자형 마그네트(44)가 일체로 결합된다.

내측고정자(42)와 외측고정자(43)는 가동자(41)의 원통부(41b) 내측과 외측게 각각 배치된다. 이때 내측고정자(42)는 원통형상으로 마련되어 실린더부(31a)의 외면에 고정됨으로써 가동자(41)의 상하 진퇴운동을 안내함과 동시에외측고정자(43)로부터 가동자(41)의 마그네트(44)를 통하는 자속의 흐름이 원활하도록 하는 기능을 한다. 그리고 외측고정자(43)는 가동자(41)의 마그네트(44)와 전자기석 상호작용을 통해 가동자(41)를 진퇴시키는 여자코일(45)이 권선된 것으로, 하단이 실린더블록(31)의 지지부(31b)에 지지되고 상단이 별도의 고정프레임(50)을 통해 지지됨으로써 실린더블록(31)에 고정된다. 외측고정자(43)를 고정하는 고정프레임(50)의 상부에는 탄성을 통해 피스톤(32)의 운동력을 배가시키는 겹 층의 판스프링(51)이 설치되고, 판스프링(51)의 상부 일측에는 피스톤(32)의 진퇴동작을 감지하는 감지장치로 가동자(41)와 함께 진퇴하는 봉 형상의 센서코어(70)와, 이 센서코어(70)의 진퇴동작을 감지하는 센서(80)가 설치된다.

이러한 센서(80)는 센서코일(도2참조,84)이 수납되며 중공부(82)가 형성된 센서케이스(81)와, 고정프레임(50)에서 상부로 연장된 센서지지부재(52)에 고정되도록 센서케이스(81) 하부에 마련되는 고정부(83)를 포함하여 구성되며, 센서코어(70)는 센서케이스(81)의 중공부(82)로 진입되어 진퇴하도록 설치된다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 센서(80)의 구조에 대해 보다 상세히 설명하면, 센서케이스(81)는 중공(82)의 원통을 이루며 상부가 개방된 형상을 갖는 것으로, 그 내부에 센서코일(84)이 장착되게 된다. 그리고 센서코일(84)은 내부에 도선(91)이 삽입된 와이어(90)를 통해 피스톤(도1참조,32)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)와 전기적으로 접속하게 되는데, 센서케이스(81) 일측에는 와이어(90)와 접속되도록 센서케이스(81)와 일체로 마련되는 와이어결합부(85)가 형성되며, 이러한 와이어결합부(85) 저면에는 안착홈(86)이 다수개 형성되어 와이어(90)가 각각 안착되게 된다.

또한 센서케이스(81)의 개구된 상부는 센서케이스(81)와 대응되는 형상을 갖는 센서커버(87)에 의해 밀폐되게 되며, 이러한 센서커버(87)에는 센서코어(도1참조,70)가 진퇴할 수 있도록 중공(88)이 형성되고, 와이어(90)가 설치될 수 있도록 와이어(90)와 대응되는 형상의 삽입홈(89)이 마련된다.

한편, 센서케이스(81)의 개구부를 센서커버(87)에 의해 밀폐시, 센서케이스(81)와 와이어결합부(85) 내부에는 수지재(100)가 그 상단까지 채워져 센서케이스(81)와 센서커버(87)를 일체로 몰딩시키게 된다.

이러한 수지재(100)는 용융된 상태로 삽입 되거나 또는 응고된 상태로 삽입될 수 있으며, 수지재(100)가 삽입된 센서케이스(81) 및 센서커버(87) 결합체를 가열한 후 냉각시키므로 센서케이스(81), 센서커버(87), 코일(84), 와이어(90)가 일체로 몰딩되게 된다.

다음은 이러한 구성의 본 발명에 따른 리니어 압축기의 전체적인 동작 및 이에 따른 효과를 설명한다.

외측고정자(43)의 여자코일(45)에 교류전원이 인가되면 외측고정자(43)에 자장이 형성되고, 교류전원의 특성상 그 자장의 극성이 주기적으로 변화하게 되므로 마그네트(44)가 결합된 가동자(41)의 상하 진퇴가 이루어진다. 그리고 가동자(41)가 진퇴함에 따라 가동자(41)와 결합된 피스톤(32)의 진퇴가 이루어지고, 피스톤(32)의 진퇴동작에 의해 압축실(33)의 내부용적이 변하면서 냉매의 흡입과 가압토출이 이루어진다.

이때 센서코어(70)의 진퇴동작을 센서(80)가 감지하여 피스톤(32)의 위치와 진폭을 검출하고 이를 토대로 리니어 압축기에 인가되는 전압을 적절히 조정함으로써 리니어 압축기의 가동조건을 최적화 하게 된다.

한편, 이처럼 리니어 압축기가 냉매를 압축하는 동안, 피스톤(32)의 진퇴동작 및 고속으로 흡입 토출 되는 냉매의 유동 등에 의해 압축기에는 진동이 발생하게 되는데, 이때 와이어(90)가 센서케이스(81)에 일체로 몰딩된 상태로 견고히 고정되어 있으므로 센서케이스(81)로부터 와이어(90)가 단락되는 것이 방지된다.

이상에서 상세히 설명한 바와, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 피스톤의 진폭을 검출하는 센서와 제어부 사이를 연결하는 와이어가 센서에 일체로 몰딩 고정되므로 리니어 압축기의 진동에 의해 센서로부터 와이어가 단락되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이에 따라 피스톤의 작동을 안정적으로 제어할 수 있게 되어 리니어 압축기의 운전을 원활히 이룰 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 동력을 발생시키는 구동부와, 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 진퇴하는 피스톤과, 상기 피스톤에 의해 냉매가 압축되는 압축실과, 상기 피스톤의 동작을 감지하는 센서와, 상기 피스톤의 동작을 제어하는 제어부와, 상기 구동부와 상기 제어부 사이를 전기적으로 연결하는 와이어를 구비한 리니어 압축기에 있어서,

   상기 와이어는 상기 센서에 일체로 몰딩된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 센서는 상부가 개구되어 센서코일이 장착되는 센서케이스와, 상기 센서케이스 일측에 형성되며 상기 센서코일과 연결되게 상기 와이어가 배치되는 와이어결합부와, 상기 센서케이스 및 상기 와이어결합부를 밀폐하는 센서커버를 포함하며,

   상기 센서케이스 및 상기 와이어결합부 내부에는 상기 센서코일 및 상기 와이어와 함께 상기 센서커버를 일체로 몰딩시키는 수지재가 채워진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 와이어결합부에는 상기 와이어가 안착되도록 안착홈이 형성되며, 상기센서커버에는 상기 와이어와 대응되는 형상의 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 피스톤과 함께 동작하는 센서코어가 상기 센서코일을 관통하여 진퇴 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.