KR20050111097A - 센서를 갖는 리니어압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피스톤의 위치를 검출하기 위한 센서를 구비한 리니어압축기에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 센서 자체의 높이를 조절하기 위해 와셔를 사용하지 않고, 센서코어를 코어지지부재에 높이 조절가능하도록 결합함으로써 생산성을 향상시키고, 부품비를 절감토록 하는 것이다. 본 발명에 의한 리니어압축기는, 피스톤과 함께 운동하며 위치 조절이 가능하도록 설치되는 센서코어; 상기 센서코어가 내부에 위치하도록 감지공이 형성되어 상기 센서코어의 위치를 감지하며, 고정프레임에 설치되는 센서;를 포함하는 피스톤위치감지부를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

센서를 갖는 리니어압축기{LINEAR COMPRESSOR HAVING A SENSOR}
본 발명은 리니어압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤의 위치를 검출하기 위한 센서를 구비한 리니어압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 공기조화기나 냉동기에 사용되어 냉매의 순환에 의한 조화공기를 생성하는 냉동사이클의 일 구성요소로서 냉매를 고온, 고압으로 압축하여 토출하는 장치이다. 이러한 압축기중의 하나의 종류로 리니어압축기가 있는데, 이 리니어압축기는 자속의 방향변화에 의한 상호작용으로 구동하는 선형모터를 구비하여 피스톤을 직선왕복 운동시키는 것이다.
도 6은 이러한 종래의 리니어압축기 종단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 종래 리니어압축기는, 밀폐용기(101)과, 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 압축부(103), 그리고 동력을 발생시키는 구동부(105)로 구성되어 있다.
압축부(103)는 압축실(112)을 형성하는 실린더블럭(111)과, 압축실(112)내에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤(110)과, 실린더블럭(111)의 하부영역에 마련되며 냉매의 흡입실(미도시)과 토출실(미도시)이 형성되어 있는 실린더헤드(113)를 갖는다. 실린더블럭(111)과 실린더헤드(113) 사이에는 밸브가스켓(114)이 설치되어 냉매누설을 방지한다.
구동부(105)는 실린더블럭(111)의 외측을 둘러싸도록 마련되는 내측코어(115)와, 내측코어(115)의 외주면을 소정간격을 두고 둘러싸도록 고정프레임(117)에 고정 설치되며 내부에 코일(145)이 권선되어 있는 외측코어(119), 그리고, 내측 및 외측코어(115,119)의 사이에 개재되어 내측 및 외측코어(115,119)의 자장과 전자기적으로 상호 작용하여 상하 왕복운동하는 영구자석(118)으로 구성되어 있다.
압축부(103)의 피스톤(110) 상단부에는 일영역이 구동부(105)의 내측 및 외측코어(115,119)의 사이에 개재되어 영구자석(118)을 지지고정하는 가동자(123)가 결합되어 있다. 이 가동자(123)는 전술한 영구자석(118)의 상하왕복운동에 연동되며, 이에 의해, 피스톤(110)이 압축실(112)내에서 상하왕복운동을 행하게 된다.
그리고, 구동부(105)의 외측코어(119)를 고정하고 있는 고정프레임(117)의 상부영역에는 피스톤(110)의 상하왕복운동력을 배가시키는 판스프링(140)이 설치되어 있다.
한편, 가동자(123)와 근접한 고정프레임(117)의 일영역에는 피스톤(110)의 왕복운동을 감지하기 위한 센서(130)가 설치되어 있다. 이 센서(130)는 피스톤(110)과 일체로 결합되어 있는 가동자(123)의 상하왕복운동을 감지함으로써, 피스톤(110)의 위치 및 행정량을 파악하여 압축기의 성능을 확인할 수 있으며, 이에 의해, 피스톤(110)의 행정량을 조정하여 냉매의 토출량을 조절할 수 있다.
센서(130)는 센서지지부재(131)에 센서체결부재(132)에 의해 고정된다. 센서(130)와 센서지지부재(131) 사이에는 와셔(135)가 개재된다. 센서(130)의 상단부는 원통형으로 형성되며, 수직방향으로 감지공(133)이 형성된다. 이 감지공(133) 내부에 가동자(123)에 고정되는 센서코어(120)가 위치하게 된다. 센서코어(120)는 코어지지부재(121)에 의해 지지되며, 중공된 센서코어(120)를 코어지지부재(121)에 압입하여 고정한다.
가동자(123)가 왕복운동하면, 이에 고정된 센서코어(120)가 감지공(133) 내부에서 연동하며, 이러한 왕복운동에 의해 센서(130)내부에 형성된 코일(미도시)에 교류전압이 발생한다. 이 전압치에 의해 피스톤(110)의 위치를 추정할 수 있게되는 것이다.
한편, 이러한 구조를 갖는 리니어압축기를 조립할 때 피스톤(110)의 위치에 따라 센서코어(120)가 감지공(133) 내부에 적정한 지점에 위치할 수 있도록 센서(130)와 센서지지부재(131) 사이에 개재되는 와셔(135)의 개수를 조절하여 센서(130)의 높낮이를 조절한다.
그러나, 이러한 종래의 기술에 의한 리니어압축기에 따르면, 압축기를 완전 조립한 상태에서 필요한 와셔(135)의 개수를 결정한 후 와셔(135)를 설치하기 위해서 다시 센서(130)를 분해해야 하므로 조립에 걸리는 시간이 지연되고, 와셔(135)를 추가함에 따라 부품비가 상승하는 문제점이 있었다.
또한, 와셔(135)를 다수개 체결할 경우에는 센서(130)의 지지가 약해짐으로써 센서(130)가 한쪽으로 쏠려 위치 측정이 부정확하게 될 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 센서코어(120)를 코어지지부재(121)에 압입하여 고정하므로 제조과정 중 코어지지부재(121)가 휘거나, 센서코어(120)를 코어지지부재(121)의 일정한 위치에 고정하기가 용이하지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 센서 자체의 높이를 조절하기 위해 와셔를 사용하지 않고, 센서코어를 코어지지부재에 높이 조절가능하도록 결합함으로써 생산성을 향상시키고, 부품비를 절감토록 하는 것이다.
또한, 센서코어를 코어지지부재에 압입결합하지 않고 나사결합함으로써 코어지지부재의 변형을 방지하고, 코어지지부재가 일정한 위치에 고정될 수 있도록 한 리니어압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 리니어압축기는, 피스톤과 함께 운동하며 위치 조절이 가능하도록 설치되는 센서코어; 상기 센서코어가 내부에 위치하도록 감지공이 형성되어 상기 센서코어의 위치를 감지하며, 고정프레임에 설치되는 센서;를 포함하는 피스톤위치감지부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피스톤을 직선 왕복운동시키는 가동자; 일단은 상기 가동자에 고정되고 타단에는 상기 센서코어가 설치되는 코어지지부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서코어와 상기 코어지지부재는 나사결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서코어에는 암나사부가 형성되고, 상기 코어지지부재에는 상기 암나사부에 결합되는 수나사부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서코어에는, 공구를 이용하여 상기 센서코어를 용이하게 회전시킬 수 있도록 체결홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결홈은 상기 센서코어의 상면에 직선상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서코어에는, 상기 센서코어가 상기 코어지지부재에 일정거리 이상 삽입되지 않도록 저지하는 멈춤벽이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 상세히 설명한다.
도 1은 본발명에 의한 리니어압축기 종단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 리니어압축기는, 밀폐용기(1)과, 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 압축부(3), 그리고 동력을 발생시키는 구동부(5)로 구성되어 있다.
압축부(3)는 압축실(12)을 형성하는 실린더블럭(11)과, 압축실(12)내에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤(10)과, 실린더블럭(11)의 하부영역에 마련되며 냉매의 흡입실(미도시)과 토출실(미도시)이 형성되어 있는 실린더헤드(13)를 갖는다. 실린더블럭(11)과 실린더헤드(13) 사이에는 밸브가스켓(14)이 설치되어 냉매누설을 방지한다.
구동부(5)는 실린더블럭(11)의 외측을 둘러싸도록 마련되는 내측코어(15)와, 내측코어(15)의 외주면을 소정간격을 두고 둘러싸도록 고정프레임(17)에 고정 설치되며 내부에 코일(45)이 권선되어 있는 외측코어(19), 그리고, 내측 및 외측코어(15,19)의 사이에 개재되어 내측 및 외측코어(15,19)의 자장과 전자기적으로 상호 작용하여 상하 왕복운동하는 영구자석(18)으로 구성되어 있다.
압축부(3)의 피스톤(10) 상단부에는 일영역이 구동부(5)의 내측 및 외측코어(15,19)의 사이에 개재되어 영구자석(18)을 지지고정하는 가동자(23)가 결합되어 있다. 이 가동자(23)는 전술한 영구자석(18)의 상하왕복운동에 연동되며, 이에 의해, 피스톤(10)이 압축실(12)내에서 상하왕복운동을 행하게 된다.
그리고, 구동부(5)의 외측코어(19)를 고정하고 있는 고정프레임(17)의 상부영역에는 피스톤(10)의 상하왕복운동력을 배가시키는 판스프링(40)이 설치되어 있다. 이 판스프링(40)은 고정프레임(17)의 상단부에 기립설치되어 있는 스프링스페이서(41)에 의해 지지되어 있으며, 가동자(23)와 고정축(25)으로 연결되어 있다.
한편, 가동자(23)와 근접한 고정프레임(17)의 일영역에는 피스톤(10)의 왕복운동을 감지하기 위한 센서(30)가 설치되어 있다. 이 센서(30)는 피스톤(10)과 일체로 결합되어 있는 가동자(23)의 상하왕복운동을 감지함으로써, 피스톤(10)의 위치 및 행정량을 파악하여 압축기의 성능을 확인할 수 있으며, 이에 의해, 피스톤(10)의 행정량을 조정하여 냉매의 토출량을 조절할 수 있다.
센서(30)는 센서지지부재(31)에 센서체결부재(32)에 의해 고정된다. 센서(30)의 상단부는 원통형으로 형성되며, 수직방향으로 감지공(33)이 형성된다. 이 감지공(33) 내부에 가동자(23)에 고정되는 센서코어(60)가 위치하게 된다. 센서코어(60)는 코어지지부재(50)에 의해 지지된다.
가동자(23)가 왕복운동하면, 이에 고정된 센서코어(60)가 감지공(33) 내부에서 연동하며, 이러한 왕복운동에 의해 센서(30)내부에 형성된 코일(미도시)에 교류전압이 발생한다. 이 전압치에 의해 피스톤(10)의 위치를 추정할 수 있게되는 것이다.
코어지지부재(50)와 센서코어(60)의 상세한 구조는 도 2 내지 도 5에 도시된다.
도 2를 참조하면, 원통형으로 형성되는 코어지지부재(50)의 상단에는 테두리를 따라 소정 높이(d1)만큼 나사산이 형성된 수나사부(55)가 형성되며, 하단에는 가동자(23)에 고정되는 고정부(51)가 형성된다. 수나사부(55)와 고정부(51)는 봉상의 지지부(52)에 의해 연결된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 센서코어(60)는 중심에 개구(65)가 형성된 원통형상으로 마련되며, 상단 표면에는 일직선상으로 수평하게 소정깊이(d2)의 체결홈(61)이 형성된다. 개구(65)는 코어지지부재(50)의 수나사부(55)가 삽입될 수 있도록 적정한 크기의 원형으로 형성된다. 체결홈(61)이 형성되는 부위로부터 센서코어(60)의 하단까지의 개구(65)가 형성된 센서코어(60)의 내부에는 소정 높이(d2)의 암나사부(63)가 형성된다.
이러한 센서코어(60)가 코어지지부재(50)에 체결되는 체결구조에 대하여는 도 5를 참조하여 더욱 자세하게 설명한다. 도 5를 참조하면, 센서코어(60)와 코어지지부재(60)는 센서코어(60)의 암나사부(63)를 코어지지부재(50)의 수나사부(55)에 나사결합함으로써 체결된다.
이 때, 체결홈(61)에 드라이버등을 삽입하여 적정한 위치에 도달할 때까지 센서코어(60)를 회전시킨다. 센서코어(60)를 회전시키면 나사산에 의해 센서코어(60)가 코어지지부재(50)를 타고 상하로 이동하므로, 적정한 위치에 도달하면 회전을 멈춘다.
한편, 암나사부(63)의 상부인 센서코어(60) 내면의 최상부에는 나사산이 형성되지 않는 멈춤부(67)가 형성되므로 센서코어(60)를 회전시켜 코어지지부재(50)에 삽입시키더라도 일정 높이 이하로는 삽입되지 않는다. 따라서, 센서코어(60)가 지나치게 낮은 위치에 체결되는 것이 방지된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어압축기에 의하면, 센서 자체의 높이를 조절하지 않고, 센서코어를 코어지지부재에 높이 조절가능하도록 결합함으로써 제조과정이 단순해지며 부품비가 절감되어 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 센서코어를 코어지지부재에 압입결합하지 않고 나사결합함으로써 코어지지부재의 변형이 방지되고, 원하는 위치에 센서코어를 고정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 리니어압축기를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 리니어압축기의 코어지지부재를 보인 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 리니어압축기의 센서코어를 보인 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 리니어압축기의 센서코어를 보인 단면도로 도 3의 IV-IV선에 따른 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 리니어압축기의 센서코어와 코어지지부재가 결합된 상태를 보인 부분단면도이다.
도 6은 종래의 기술에 의한 리니어압축기를 보인 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
50: 코어지지부재, 51: 고정부,
52: 지지부, 55: 수나사부,
60: 센서코어, 61: 체결홈,
63: 암나사부, 65: 개구.

Claims (7)

  1. 피스톤과 함께 운동하며 위치 조절이 가능하도록 설치되는 센서코어;
    상기 센서코어가 내부에 위치하도록 감지공이 형성되어 상기 센서코어의 위치를 감지하며, 고정프레임에 설치되는 센서;를 포함하는 피스톤위치감지부를 갖는 리니어압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤을 직선 왕복운동시키는 가동자;
    일단은 상기 가동자에 고정되고 타단에는 상기 센서코어가 설치되는 코어지지부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서코어와 상기 코어지지부재는 나사결합되는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서코어에는 암나사부가 형성되고,
    상기 코어지지부재에는 상기 암나사부에 결합되는 수나사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서코어에는, 공구를 이용하여 상기 센서코어를 용이하게 회전시킬 수 있도록 체결홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 체결홈은 상기 센서코어의 상면에 직선상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 센서코어에는, 상기 센서코어가 상기 코어지지부재에 일정거리 이상 삽입되지 않도록 저지하는 멈춤벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
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