KR20080035748A - 왕복동식 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고정부재, 가동부재 및 리니어 모터로 이루어진 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 특히 리니어 모터의 스테이터를 축방향 및 반경방향으로도 견고하게 고정시킬 수 있는 왕복동식 압축기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 왕복동식 압축기는 압축공간이 내부에 형성된 고정부재; 고정부재 외관에 원주방향으로 배열된 복수개의 코어들을 포함하는 스테이터; 코어들을 축방향으로 고정시키기 위하여 코어들의 양단에 맞닿도록 설치된 커버 및 프레임; 그리고, 코어들을 반경방향으로 고정시키기 위하여 코어들과 커버 양쪽 및 코어들과 프레임 양쪽 중의 적어도 하나에 고정되는 연결부재;를 포함하기 때문에 스테이터를 보다 견고하게 고정시킬 수 있고, 외부에 충격이 가해지더라도 리니어 모터의 작동 신뢰성을 높일 수 있으며, 조립 강도를 보다 높일 수 있다.
Figure P1020060102165
왕복동식 압축기, 고정부재, 가동부재, 리니어 압축기, 스테이터, 모터 커버, 본체 커버, 연결 부재

Description

왕복동식 압축기 {RECIPROCATING COMPRESSOR}
도 1은 종래 기술의 일실시예인 왕복동식 압축기가 도시된 도면.
도 2는 종래 기술의 일실시예인 왕복동식 압축기의 스테이터 고정구조가 도시된 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예인 왕복동식 압축기가 도시된 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예인 왕복동식 압축기의 스테이터 고정구조가 도시된 도면.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
64 : 아우터스테이터 64a : 코일 권선체
64b,64b' : 코어들 64c : 용접 고정부
64h : 홈 70 : 모터 커버
71 : 개구부 72 : 볼트홀들
73 : 홈 74,75 : 제1,2 연결부재
본 발명은 고정부재, 가동부재 및 리니어 모터로 이루어진 왕복동식 압축기 에 관한 것으로서, 특히 리니어 모터의 스테이터를 축방향 및 반경방향으로도 견고하게 고정시킬 수 있는 왕복동식 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키도록 구성된다.
최근에는 왕복동식 압축기는 구동모터의 회전력을 피스톤의 왕복 직선 운동력으로 전환하기 위하여 크랭크 축 등과 같은 구성부품을 포함하기 때문에 운동전환에 의한 기계적인 손실이 크게 발생되는 문제점이 있는데, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 리니어 압축기가 많이 개발되고 있다.
이러한 리니어 압축기는 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 리니어 모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없어 압축효율을 향상시킬 뿐 아니라 구조가 간단하고, 이러한 리니어 모터로 입력되는 전원을 제어하여 그 작동을 제어할 수 있기 때문에 다른 압축기에 비해 소음이 작아 실내에서 사용되는 냉장고 등과 같은 가전기기에 많이 적용된다.
도 1은 종래 기술의 일실시예인 왕복동식 압축기가 도시된 도면이고, 도 2는 종래 기술의 일실시예인 왕복동식 압축기의 스테이터 고정구조가 도시된 도면이다.
종래 기술에 따른 왕복동식 압축기의 일실시예인 리니어 압축기를 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면, 고정부재(2) 내부에 가동부재(4) 일단이 삽입된 압축공간(P)을 형성하고, 가동부재(4)을 리니어 모터(10)가 왕복 직선 운동시키면, 냉매가 압축공간(P)으로 흡입되어 압축된 다음, 토출된다.
물론, 고정부재(2), 가동부재(4) 및 리니어 모터(10)로 이루어진 구조체는 밀폐공간인 쉘(미도시) 내부에 완충 스프링(미도시)에 의해 탄성 지지되도록 설치된다.
여기서, 고정부재(2)의 일단은 본체 프레임(3)에 고정되고, 가동부재(4)의 일단은 고정부재(2) 내부에 삽입되되, 고정부재(2) 내부에 가동부재(4)과 사이에 압축공간(P)을 형성한다.
이때, 가동부재(4)의 일단에 압축공간(P)과 연통되도록 형성된 흡입홀(4h)에 흡입밸브(6)가 설치되는 반면, 고정부재(2)의 일단에 토출밸브(8a)가 개폐 가능하도록 토출공간(D)을 형성하는 토출캡(8b) 내측에 토출밸브 스프링(8c)에 의해 탄성 지지되는 토출밸브 어셈블리(8)가 설치되어 상기 압축공간(P) 내부의 압력에 따라 냉매의 흡/토출을 조절한다.
다음, 리니어 모터(10)는 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이에서 영구자석(16)이 상호 전자기력을 발생시켜 가동부재(4)을 구동시키도록 설치된다.
이때, 이너스테이터(12)는 복수개의 라미네이션이 원주방향으로 적층되도록 구성되되, 일단이 본체 프레임(3)에 지지되는 동시에 다른 일단이 고정부재(2) 외주면에 축방향으로 고정된다.
반면, 아우터스테이터(14)는 코일 권선체(14a)에 복수개의 라미네이션이 원주방향으로 적층된 한 쌍의 코어(14b,14b')이 조립된 다음, 그 외주면을 감싸도록 플라스틱 재질로 사출 성형된 사출 고정부(14c)가 설치되되, 이너스테이터(12)의 외주면에 반경방향으로 일정 간격을 두고 위치되도록 본체 프레임(3) 및 모터 커 버(20) 사이에 축방향으로 서로 볼트 고정되도록 설치된다.
또한, 영구자석(16)은 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이에 반경방향으로 소정의 간극을 두고 위치되도록 가동부재(4)의 다른 일단에 연결되도록 설치되되, 영구자석(16)은 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이에 상호 전자기력이 발생되면, 가동부재(4)의 일단을 압축공간(P) 내부에서 상사점(TDC)과 하사점(BDC) 사이에서 왕복 직선 운동하도록 구동시킨다.
물론, 가동부재(4)는 리니어 모터(10)에 의해 왕복 직선 운동하더라도 축방향으로 탄성 지지되되, 가동부재(4)와 연결된 서포터(미도시)가 모터 커버(20) 및 이와 축방향으로 일부분이 떨어지도록 설치된 본체 커버(미도시)에 복수개의 스프링(미도시)에 의해 탄성 지지된다.
이때, 모터 커버(20)는 중앙에 가동부재(4)가 관통될 수 있도록 개구부(21)가 구비되며, 그 둘레 방향에 서포터와 볼트 결합되는 볼트홀(22) 등이 구비된다.
그러나, 종래 기술에 따른 왕복동식 압축기는 코일 권선체(14a)에 한 쌍의 코어들(14b,14b')을 맞물리도록 한 다음, 그 외주면에 사출 성형된 사출 고정부(14c)에 의해 제작된 아우터스테이터(14)가 적용되기 때문에 사출물의 특성상 온도 변화가 심한 환경에서 오랜 시간이 경과될수록 뒤틀림이 발생되거나, 변형되어 아우터스테이터(4)의 치수 및 설치위치가 변형되고, 그 결과 작동 신뢰성을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.
따라서, 최근에 왕복동식 압축기는 코일 권선체에 한 쌍의 코어들이 맞물리도록 한 다음, 코어들을 서로 축방향으로 용접하고, 코어들을 원주방향의 결합력을 보강하기 위하여 아우터스테이터의 양단에 형성된 홈에 별도의 링이 끼워진 아우터스테이터를 많이 사용한다.
이와 같이, 사출 성형에 의해 코어들이 조립된 아우터스테이터, 용접에 의해 코어들이 조립된 아우터스테이터는 모두 본체 프레임과 본체 커버 사이에 맞닿도록 한 다음, 본체 프레임과 모터 커버가 서로 볼트 조립되도록 고정하기 때문에 아우터스테이터가 외부 충격 등으로 인하여 반경방향으로 이동될 수 있고, 그 결과 영구자석과의 간극을 유지하기 못하여 작동 신뢰성을 떨어뜨릴 뿐 아니라 근접한 부품을 손상시킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스테이터를 축방향 및 반경방향으로도 고정시킬 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 압축공간이 내부에 형성된 고정부재; 고정부재 외관에 원주방향으로 배열된 복수개의 코어들을 포함하는 스테이터; 코어들을 축방향으로 고정시키기 위하여 코어들의 양단에 맞닿도록 설치된 커버 및 프레임; 그리고, 코어들을 반경방향으로 고정시키기 위하여 코어들과 커버 양쪽 및 코어들과 프레임 양쪽 중의 적어도 하나에 고정되는 연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 제공한다.
또한 본 발명은 코어들과 커버 양쪽에 연결부재가 고정되는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 제공한다.
또한 본 발명은 코어들과 프레임 양쪽에 연결부재가 고정되는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 제공한다.
또한 본 발명은 연결부재가 커버 및 프레임의 적어도 하나에 열박음 고정되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 제공한다.
또한 본 발명은 연결부재가 커버 또는 프레임에 열박음되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 제공한다.
또한 본 발명은 연결부재가 엠보싱 처리된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 왕복동식 압축기가 도시된 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예인 왕복동식 압축기의 스테이터 고정구조가 도시된 도면이다.
본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 일실시예인 리니어 압축기는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 고정부재(52), 본체 프레임(53), 가동부재(54), 흡입밸브(56), 토출밸브 어셈블리(58), 이너스테이터(62)와 아우터스테이터(64) 및 영구자석(66)으로 이루어진 리니어 모터(60), 모터 커버(70) 등을 포함하되, 아우터스테이터(64)를 반경방향으로 고정시키기 위하여 아우터스테이터(64)와 모터 커버(70) 양쪽에 모두 고정되는 제1 연결부재(74)를 더 포함하여 구성된다.
물론, 종래 기술에서 언급한 바와 같이 고정부재(52)는 본체 프레임(53)에 고정되고, 가동부재(54)는 일단이 고정부재(52) 내측에 삽입되어 그 사이에 압축공 간(P)을 형성하며, 흡입밸브(56)는 가동부재(54)의 일단에 형성된 흡입홀(54h)를 개폐하도록 설치되는 반면, 토출밸브 어셈블리(58)는 토출밸브(58a), 토출캡(58b) 및 토출밸브 스프링(58c)으로 이루어져 압축공간(P)을 개폐하도록 설치된다.
아울러, 리니어 모터(60)는 이너스테이터(62), 아우터스테이터(64) 및 영구자석(66)으로 이루어지되, 이너스테이터(62) 및 아우터스테이터(64)는 축방향으로 본체 프레임(53)과 모터 커버(70) 사이에 고정되고, 영구자석(66)은 이너스테이터(62)와 아우터스테이터(64) 사이에 위치되어 가동부재(54)의 다른 일단과 연결되도록 설치된다.
이때, 아우터스테이터(64)는 도 4에 도시된 바와 같이 코일이 원주방향으로 여러 번 감겨지도록 구성된 코일 권선체(64a), 코일 권선체(64a)의 원주방향으로 일정 간격을 두고 설치된 축방향으로 서로 맞물리도록 설치된 한 쌍의 블록(64b,64b')으로 이루어지되, 블록들(64b,64b')은 서로 축방향으로 용접 연결되어 외주면에 용접 연결부(64c)가 형성된다.
또한, 코어들(64b,64b')의 양단에는 원주방향으로 연속적인 홈(64h,미도시)이 구비되고, 각 홈(64h)에 제1,2 연결부재(74,75)가 장착되어 코어들(64b,64b')을 원주방향으로 서로 고정시킨다.
이와 같이, 아우터스테이터(64)가 모터 커버(70)와 본체 프레임(53) 사이에 지지되되, 모터 커버(70)는 역시 중앙에 가동부재(54)가 관통될 수 있는 개구부(71)가 구비되고, 개구부(71) 둘레 부분에 본체 프레임(53)과 볼트 조립될 수 있는 복수개의 볼트홀(72)이 구비되며, 개구부(71) 둘레 부분에 아우터스테이터의 일 단과 맞닿는 링 형상의 홈(73)이 구비된다.
특히, 제1 연결부재(74)는 코어들(64b,64b')의 일단 홈(64h)과 모터 커버(70)의 홈(73)에 고정되는데, 일예로 홈들(64h,73)에 열을 가하여 팽창된 상태에서 제1 연결부재(74)가 조립하여 압입 고정되도록 하는 열박음 용접이 적용되는 것이 바람직하나, 다양한 방법으로 고정될 수 있다,
이때, 제1 연결부재(74)는 코어들(64b,64b')의 일단 홈(64h)과 모터 커버(70)의 홈(73)에 보다 견고하게 맞물릴 수 있도록 적어도 하나 이상의 면에 엠보싱된 돌기부(74a)가 구비되고, 제1 연결부재(74)의 돌기부(74a)가 맞물리도록 코어들(64b,64b')의 일단 홈(64h)과 모터 커버(70)의 홈(73)에도 굴곡부(미도시)가 구비되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
물론, 아우터스테이터(64)를 반경방향으로 고정시키기 위하여 상기와 같이 제1 연결부재(74)가 코어들(64b,64b')과 모터 커버(70) 양쪽에 모두 고정되도록 할 수 있지만, 제2 연결부재(75)가 코어들(64b,64b')과 본체 프레임(53) 양쪽에 모두 고정되도록 할 수도 있으며, 서로 맞물리는 면에 엠보싱된 면을 구비하여 결합력을 보다 높게 구성할 수도 있다.
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 왕복동식 압축기는 아우터스테이터의 양단이 각각 맞닿는 모터 커버 또는 본체 프레임와 맞닿도록 하되, 아우터스테이터의 일단과 모터 커버의 양쪽에 연결부재가 고정되도록 하거나, 아우터스테이터의 다른 일단과 본체 프레임의 양쪽에 연결부재가 고정되도록 하기 때문에 아우터스테이터를 축방향 뿐 아니라 반경방향으로도 고정시킬 수 있어 아우터스테이터의 설치위치가 변경되는 것을 방지하고, 그로 인하여 아우터스테이터와 근접한 부품과의 간섭을 방지함으로 부품의 손상을 방지할 뿐 아니라 작동 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 압축공간이 내부에 형성된 고정부재;
    고정부재 외관에 원주방향으로 배열된 복수개의 코어들을 포함하는 스테이터;
    코어들을 축방향으로 고정시키기 위하여 코어들의 양단에 맞닿도록 설치된 커버 및 프레임; 그리고,
    코어들을 반경방향으로 고정시키기 위하여 코어들과 커버 양쪽 및 코어들과 프레임 양쪽 중의 적어도 하나에 고정되는 연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    코어들과 커버 양쪽에 연결부재가 고정되는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    코어들과 프레임 양쪽에 연결부재가 고정되는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    연결부재는 커버 및 프레임의 적어도 하나에 열박음 고정되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    연결부재는 커버 또는 프레임에 열박음되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    연결부재는 엠보싱 처리된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
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