KR20070075906A - 리니어 압축기의 리니어 모터 - Google Patents

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현성열
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 실린더 내부에 피스톤의 일단이 삽입되어 압축공간을 형성하고, 상기 피스톤을 축방향으로 리니어 모터가 구동시킴으로써 상기 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 상기 피스톤의 다른 일단에 원주방향으로 적층된 라미네이션이 설치되는 이너스테이터와, 상기 이너스테이터의 외둘레에 일정간격을 두고 원주방향으로 적층된 라미네이션이 코일 권선체를 감싸도록 설치된 아우터스테이터와, 상기 아우터스테이터와 소정 간극을 유지하도록 상기 이너스테이터의 외주면에 형성된 안착홈에 안착되는 영구자석과, 상기 영구자석을 상기 이너스테이터의 안착홈에 고정시키는 비자성 재질의 고정부재로 이루어져 보다 손쉽게 영구자석을 이너스테이터에 부착하여 아우터스테이터와 소정 간극을 유지하도록 조립할 수 있는 리니어 압축기의 리니어 모터에 관한 것이다.
리니어 압축기, 리니어 모터, 이너스테이터, 아우터스테이터, 영구자석, 비자성체, 고정부재, 안착홈, 고정홈

Description

리니어 압축기의 리니어 모터 {LINEAR MOTOR FOR LINEAR COMPRESSOR}
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기가 도시된 측단면도,
도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기가 도시된 측단면도,
도 3은 본 발명의 주요부인 영구자석 고정구조가 도시된 측단면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
52 : 쉘 54 : 실린더
56 : 피스톤 57 : 피스톤의 연결부
58a,58b : 스프링 60 : 리니어 모터
62 : 이너스테이터 62H : 안착홈
62h : 고정홈 64 : 아우터스테이터
66 : 영구자석 68 : 고정부재
본 발명은 실린더, 피스톤 및 이를 구동시키는 리니어 모터로 이루어져 피스 톤이 구동됨에 따라 실린더와 피스톤 사이에 형성된 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 영구자석을 이너스테이터에 손쉽게 부착하여 아우터스테이터와 소정 간극을 유지하도록 조립할 수 있는 리니어 압축기의 리니어 모터에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기가 도시된 측단면도이다.
종래의 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 실린더(4) 내부에 상기 피스톤(6)이 삽입되어 압축공간(P)을 형성하며, 상기 이너스테이너(12), 아우터스테이터(14) 및 영구자석(16)으로 이루어진 리니어 모터(10)가 상호 전자기력에 의해 상기 피스톤(6)을 왕복 직선 운동시키고, 그에 따라 냉매가 압축공간(P)으로 흡입되어 압축된 다음, 토출되도록 한다.
여기서, 상기 실린더(4), 피스톤(6) 및 리니어 모터(10)로 이루어진 구조체는 밀폐공간인 쉘(2) 내부에 완충 스프링(29)에 의해 탄성 지지되도록 설치되는 동시에 상기 쉘(2) 일측에 냉매가 유/출입되는 유입관(2a) 및 유출관(2b)이 연결되도록 설치된다.
다음, 상기 실린더(4)는 일단이 본체 프레임(20)에 고정되도록 설치되는 반면, 상기 피스톤(6)은 일단이 상기 실린더(4)에 삽입되어 압축공간(P)을 형성하는 동시에 그 내측에 냉매가 유입되는 연통홀(6h) 및 상기 압축공간(P)과 연통되도록 형성된 흡입홀(미도시)형성된다.
이때, 상기 피스톤(6)의 일단에 박형의 흡입밸브(22)가 설치되며, 상기 실린 더(4) 일단에 토출밸브(24a)가 개폐 가능하도록 토출캡(24b) 내측에 토출밸브 스프링(24c)에 의해 탄성 지지되는 토출밸브 어셈블리(24)가 설치되는 동시에 상기 토출캡에 루프 파이프(28)가 상기 유출관(2b)과 연통되도록 설치되어 상기 압축공간(P) 내부의 압력에 따라 냉매가 흡/토출되도록 한다.
다음, 상기 리니어 모터(10)는 원주방향으로 적층된 라미네이션(12a)으로 이루어진 원통형 이너스테이터(12)와, 상기 이너스테이터(12)의 외둘레에 소정의 간격을 두고 설치되어 코일 권선체(14a)에 원주방향으로 라미네이션(14b)이 적층된 아우터스테이터(14)와, 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이에 간극을 유지하면서 상기 피스톤(6)의 다른 일단과 연결되도록 설치된 영구자석(16)으로 이루어진다.
이때, 상기 이너스테이터(12)가 상기 실린더(4) 외주면에 고정되도록 설치되는 동시에 그 외주면에 소정 간격을 두고 상기 아우터스테이터(14)가 상기 본체 프레임(20) 및 모터 커버(미도시) 사이에 볼트 고정되도록 설치되며, 상기 영구자석(16)이 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이에 간극을 두고 상기 피스톤(6)의 다른 일단과 연결되도록 설치된다.
아울러, 상기 피스톤(6)의 다른 일단이 상기 모터 커버 및 이와 운동방향으로 소정 간격을 두고 설치된 본체 커버(26) 사이에 복수개의 스프링(8a,8b)에 의해 운동방향으로 탄성 지지되도록 설치된다.
물론, 상기 실린더(4) 내부에서 상기 피스톤(6)이 왕복 직선 운동함에 냉매를 흡입하여 압축시키는 동시에 진동이 발생되고, 이러한 진동에 의해 상기 쉘(2) 내부에 저장된 오일을 펌핑하여 상기 실린더(4)와 피스톤(6) 사이로 유동되도록 하는 오일펌핑장치(30)가 상기 본체 프레임(20) 하부에 장착되어 냉각 및 윤활이 이루어지도록 한다.
따라서, 상기 코일 권선체(14a)에 전류가 공급되면, 상기 이너스테이터의 라미네이션(12a)과 상기 아우터스테이터의 라미네이션(14b) 사이에 생성되는 플럭스가 생성되면서 상기 영구자석(16)의 자력과 상호 작용에 의해 상기 영구자석(16)을 구동시키고, 이와 연결된 상기 피스톤(6)이 왕복 직선 운동하면서 상기 압축공간(P) 내부의 압력이 가변됨에 따라 냉매가 상기 압축공간(P)으로 흡입되어 압축된 다음, 토출되도록 한다.
그러나, 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 리니어 모터는 상기 이너스테이터(12)가 상기 피스톤(6)의 외주면에 조립되는 동시에 상기 아우터스테이터(14)가 상기 실린더(4)에 고정되고, 상기 영구자석(16)이 상기 피스톤(6)과 연결된 별도의 연결부재(미도시)에 부착되어 상기 이너스테이터(12)와 상기 아우터스테이터(14) 사이에 반경방향으로 간극을 유지하도록 설치되기 때문에 각 구성부품의 가공 공차 또는 각 구성부품의 조립 공차로 인하여 상기 영구자석(16)이 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14)와 간극을 유지하도록 설치하기 어렵고, 이를 해결하기 위하여 별도의 조립용 지그(미도시)에 의해 각 구성부품을 조립함 조립 공정이 복잡해질 뿐 아니라 나아가 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 영구자석이 이너스테이터에 정확한 위치에 손쉽게 고정되도록 하여 아우터스테이터와 설정된 간극을 유지하도록 조립될 수 있는 리니어 압축기의 리니어 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 리니어 모터는 실린더 내부에 피스톤의 일단이 삽입되어 압축공간을 형성하고, 상기 피스톤을 축방향으로 리니어 모터가 구동시킴으로써 상기 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 사용되는 리니어 압축기의 리니어 모터에 있어서, 상기 피스톤의 다른 일단에 원주방향으로 적층된 라미네이션이 설치되는 이너스테이터와, 상기 이너스테이터의 외둘레에 일정간격을 두고 원주방향으로 적층된 라미네이션이 코일 권선체를 감싸도록 설치된 아우터스테이터와, 상기 아우터스테이터와 소정 간극을 유지하도록 상기 이너스테이터의 외주면에 형성된 안착홈에 안착되는 영구자석과, 상기 영구자석을 상기 이너스테이터의 안착홈에 고정시키는 비자성 재질의 고정부재로 구성된다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기가 도시된 측단면도이고, 도 3은 본 발 명의 주요부인 영구자석 고정구조가 도시된 측단면도이다.
본 발명에 따른 리니어 압축기는 도 2에 도시된 바와 같이 밀폐공간인 쉘(52) 내부에 실린더(54), 피스톤(56) 및 리니어 모터(60)로 이루어진 구조체가 설치되되, 상기 리니어 모터(60)는 이너스테이터(62) 및 아우터스테이터(64) 사이에 반경방향으로 영구자석(66) 간극을 유지하도록 설치하기 위하여 상기 영구자석(66)이 상기 이너스테이터(62)의 외주면에 형성된 안착홈(62H)에 안착되는 동시에 별도의 비자성 재질의 고정부재(68)에 의해 고정되도록 설치되고, 그 결과 상호 전자기력에 의해 상기 영구자석(66)이 왕복 직선 운동하면서 상기 피스톤(56)을 구동시키도록 한다.
여기서, 상기 쉘(52)은 내부에 밀폐공간을 형성하되, 냉매가 유/출입되는 유입관(52a) 및 유출관(52b)이 각각 연결되도록 설치되고, 상기 구조체가 완충 스프링(미도시)에 의해 그 바닥면에 탄성 지지되도록 설치된다.
이때, 상기 실린더(54)와 피스톤(56) 사이로 오일을 공급하여 순환되도록 하여 냉각 및 윤활이 이루어지도록 하기 위하여 상기 쉘(52) 내부에 오일이 저장되고, 상기 실린더(54) 및 피스톤(56)의 진동에 따라 오일을 펌핑하여 순환되도록 하는 오일공급장치(80)가 설치된다.
다음, 상기 실린더(54)는 원통형상으로 그 일단이 반경방향으로 확장되어 본체 프레임(70)을 형성하되, 상기 본체 프레임(70) 하단에 상기 오일공급장치(80)가 설치되는 동시에 상기 본체 프레임(70)의 일면에 상기 피스톤(56)이 탄성 지지되도록 설치된다.
다음, 상기 피스톤(56)은 상기 실린더(54) 내부에 일단이 삽입되어 그 사이에 압축공간을 형성하되, 상기 피스톤(56)은 중앙에 냉매가 유입될 수 있는 연통홀(56a) 및 이와 연통되도록 막힌 일단에 흡입홀(미도시)이 형성된다.
이때, 상기 피스톤(56)의 막힌 일단에 박형의 흡입밸브(72)가 설치되어 상기 압축공간 내부의 압력에 따라 냉매의 흡입을 조절하는 동시에 상기 피스톤(56)의 다른 일단에 확장된 연결부(57)가 형성되어 상기 이너스테이터(62)가 일체로 고정되도록 하되, 상기 피스톤의 연결부(57)는 상기 피스톤(56)의 다른 일단으로부터 반경방향으로 확장되는 동시에 상기 피스톤(56)의 일단을 향하여 축방향으로 확장되도록 형성된다.
반면, 상기 실린더(54)의 일단에 토출밸브(74a), 토출캡(74b), 토출밸브 스프링(74c)으로 이루어진 토출밸브 어셈블리(74)가 설치되어 상기 압축공간 내부의 압력에 따라 냉매의 토출을 조절하되, 상기 토출캡(74b)에 상기 유출관(52b)과 연통되는 루프 파이프(78)를 설치하여 상기 압축공간에서 토출된 냉매는 상기 루프 파이프(78)를 통과하면서 진동 및 소음이 저감된 다음, 상기 유출관(52b)으로 토출되도록 한다.
다음, 상기 리니어 모터(60)는 복수개의 라미네이션(62a)이 원주방향으로 적층된 원통형상으로 형성되어 상기 피스톤(56)에 고정되도록 설치되는 이너스테이터(62)와, 상기 이너스테이터(62)와 반경방향으로 소정 간격을 두고 위치되어 코일 권선체(64a)에 복수개의 라미네이션(64b)이 원주방향으로 적층된 원통형상으로 상기 본체 프레임(70)에 고정되도록 설치되는 아우터스테이터(64)와, 상기 아우터스 테이터(64)와 소정의 간극을 유지하면서 상기 이너스테이터(62)의 외주면에 고정된 영구자석(66)으로 이루어진다.
이때, 상기 아우터스테이터(64)는 축방향의 선후단이 상기 본체 프레임(70) 및 이와 축방향으로 일정 간격 떨어지도록 위치된 본체 커버(76)에 고정되는 반면, 상기 이너스테이터(62) 및 영구자석(66)이 상기 아우터스테이터(64)의 내주면과 소정간극을 유지하도록 상기 피스톤(56)과 연결되도록 설치되어 상기 아우터스테이터(64)와 사이에 상호 전자기력을 발생시킬 수 있도록 한다.
특히, 상기 이너스테이터(62)는 상기 피스톤(56) 및 피스톤의 연결부(57)가 알루미늄 재질로 다이캐스팅 제작시 인서트 몰딩되어 상기 피스톤 연결부(57)에 일체로 고정되고, 상기 영구자석(66)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 이너스테이터(62)의 외주면에 형성된 안착홈(62H)에 안착되는 동시에 상기 영구자석(66)의 탈거를 방지하기 위하여 상기 영구자석(66)을 덮어주도록 상기 고정부재(68)가 설치되되, 상기 고정부재(68)는 상기 이너스테이터(62)의 외주면에 상기 안착홈(62H)과 연통되도록 형성된 고정홈(62h)에 부착되도록 설치된다.
물론, 상기 고정홈(62h)은 상기 고정부재(68)의 넓이 및 두께와 동일하게 형성되되, 상기 안착홈(62H)의 둘레부분에 단차지게 형성된다.
이때, 상기 이너스테이터의 각 라미네이션(62a)은 자성 재질인 스틸로 이루어지기 때문에 상기 영구자석(66)은 별도의 접착제를 사용하지 않더라도 상기 이너스테이터의 안착홈(62H)에 자력에 의해 안착되도록 설치되는 반면, 상기 고정부재(68)는 일종의 비자성 재질로 이루어짐에 따라 별도의 접착제를 사용하여 상기 고 정홈(62h) 및 영구자석(66)에 부착되되, 상기 고정부재(68)는 곡면에도 손쉽게 부착될 수 있도록 유연한 박형으로 형성되는 것이 바람직하다.
예를 들면, 상기 고정부재(68)는 카본 파이버(Carbon Fiber), 글래스 파이버(Glass Fiber), 수축튜브, 폴리염화비닐(PVC : Polyvinyl Chloride) 등과 같은 자성 재질로 이루어질 수 있다.
물론, 상기 안착홈(62H)에는 상기 영구자석(66)이 안착되는 반면, 상기 고정홈(62h)에는 상기 고정부재(68)가 안착되기 때문에 상기 안착홈(62H)은 상기 고정홈(62h)에 비해 그 면적이 더 작게 형성되나, 그 깊이가 더 깊게 형성된다.
따라서, 상기 이너스테이터의 안착홈(62H)에 상기 영구자석(66)이 안착된 다음, 상기 고정부재(68)가 별도의 접착제에 의해 상기 이너스테이터의 고정홈(62h)에 부착되어 상기 영구자석(66)을 덮어주도록 설치되어 상기 영구자석이 상기 이너스테이터의 외주면에 정확한 위치에 고정된다.
이후, 상기 영구자석(66) 및 이너스테이터(62)가 상기 피스톤(56) 및 피스톤의 연결부(57)의 다이캐스팅 제작시 인서트 몰딩되어 상기 피스톤의 연결부(57) 외주면에 일체로 고정되고, 상기 아우터스테이터(64)가 상기 실린더(54)와 일체로 형성된 상기 본체 프레임(70)에 상기 모터 커버에 의해 고정된 다음, 상기 피스톤(56)의 일단이 상기 실린더(54)에 삽입되면, 상기 실린더(54)와 피스톤(56) 사이에 압축공간이 형성되는 동시에 별도의 조립용 기구를 사용하지 않더라도 상기 영구자석(66) 및 이너스테이터(62)가 상기 아우터스테이터(64)의 내측에 반경방향으로 소정 간극을 두고 설치되도록 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 압축기의 리니어 모터는 영구자석이 이너스테이터의 외주면에 형성된 안착홈에 비자성 재질인 고정부재에 의해 고정되도록 설치되되, 영구자석 및 이너스테이터이 외주면에 설치된 피스톤이 아우터스테이터가 외주면에 연결 설치된 실린더에 삽입되는 동시에 영구자석 및 이너스테이터가 아우터스테이터와 반경방향으로 간극을 유지하도록 설치되기 때문에 조립 공정을 단순화하여 생산성을 높일 수 있고, 이너스테이터에 고정된 영구자석이 아우터스테이터와 설정된 간극을 유지하도록 조립됨으로 각 구성부품 사이의 상호 전자기력을 극대화시킬 수 있어 작동 효율을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 실린더 내부에 피스톤의 일단이 삽입되어 압축공간을 형성하고, 상기 피스톤을 축방향으로 리니어 모터가 구동시킴으로써 상기 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 사용되는, 리니어 압축기의 리니어 모터에 있어서,
    상기 피스톤의 다른 일단에 원주방향으로 적층된 라미네이션이 설치되는 이너스테이터와,
    상기 이너스테이터의 외둘레에 일정간격을 두고 원주방향으로 적층된 라미네이션이 코일 권선체를 감싸도록 설치된 아우터스테이터와,
    상기 아우터스테이터와 소정 간극을 유지하도록 상기 이너스테이터의 외주면에 형성된 안착홈에 안착되는 영구자석과,
    상기 영구자석을 상기 이너스테이터의 안착홈에 고정시키는 비자성 재질의 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 리니어 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이너스테이터는 상기 고정부재가 안착될 수 있도록 그 외주면에 상기 안착홈 둘레부분과 단차진 고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 리니어 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정부재는 카본 파이버(Carbon Fiber), 글래스 파이버(Glass Fiber), 수축튜브, 폴리염화비닐(PVC : Polyvinyl Chloride) 등이 박형으로 제작된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 리니어 모터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180000600A (ko) * 2016-06-23 2018-01-03 엘지전자 주식회사 왕복동 모터 및 이를 구비한 왕복동식 압축기

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