KR20090041718A - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉매를 압축하는 압축 공간이 내부에 형성된 실린더; 실린더 내부에서 축방향으로 왕복 직선 운동함에 따라 냉매를 압축하는 피스톤; 피스톤을 축방향으로 탄성 지지하고, 반대로 거동하는 전/후방 메인 스프링; 피스톤의 중심과 일치하는 중심부 및 전/후방 메인 스프링에 각각 지지되도록 피스톤의 반경 방향으로 확장된 전/후방 지지부들을 포함하는 서포터; 그리고, 피스톤과 서포터를 체결하되, 전방 지지부들의 중심을 연결하는 x축과 후방 지지부들의 중심을 연결하는 y축 사이의 사분면에 체결되는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공하기 때문에 피스톤의 체결 변형을 줄일 수 있고, 피스톤과 실린더의 접촉으로 인한 마모도 줄일 수 있으며, 나아가 입력 전원을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.
Figure P1020070107372
리니어 압축기, 실린더, 피스톤, 메인 스프링, 서포터, 볼트

Description

리니어 압축기 {LINEAR COMPRESSOR}
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 피스톤과 서포터의 체결 각도를 조절하여 체결 변형을 저감시킬 수 있는 리니어 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 기술에 따른 리니어 압축기의 일예가 도시된 도면이다. 종래의 리니어 압축기는 쉘(미도시) 내측에 프레임(1), 실린더(2), 피스톤(3), 흡입밸브(4), 토출밸브 어셈블리(5), 리니어 모터(6), 모터 커버(7), 서포터(8), 본체 커버(9), 메인 스프링들(S1,S2), 머플러 어셈블리(10)로 이루어진 구조체가 탄성 지지되도록 설치된다.
실린더(2)가 프레임(1)에 끼움 고정되고, 토출밸브(5a), 토출캡(5b), 토출밸브 스프링(5c)으로 이루어진 토출밸브 어셈블리(5)가 실린더(2)의 일단을 막아주도록 설치되는 반면, 피스톤(3)이 실린더(2) 내측에 삽입되고, 박형의 흡입밸브(4)가 피스톤(2)의 흡입구(3a)를 개폐시키도록 설치된다.
리니어 모터(6)는 이너스테이터(6a)와 아우터스테이터(6b) 사이에 간극을 유지하면서 영구자석(6c)이 왕복 직선 운동 가능하도록 설치되되, 영구자석(6c)이 연결부재(6d)에 의해 피스톤(3)과 연결되도록 설치되고, 이너스테이터(6a)와 아우터스테이터(6b) 및 영구자석(6c) 사이에 상호 전자기력에 의해 영구자석(6c)이 왕복 직선 운동하면서 피스톤(3)을 작동시킨다.
모터 커버(7)는 아우터스테이터(6b)를 고정시키기 위하여 아우터스테이터(6b)를 축방향으로 지지하는 동시에 프레임(1)에 볼트 고정되고, 본체 커버(9)는 모터 커버(7)에 결합되되, 모터 커버(7)와 본체 커버(9) 사이에는 피스톤(3)의 다른 일단과 연결된 서포터(8)가 메인 스프링들(S1,S2)에 의해 축방향으로 탄성 지지되도록 설치되고, 냉매를 흡입시키는 머플러 어셈블리(10) 역시 서포터(8)와 같이 체결된다.
이때, 메인 스프링들(S1,S2)은 서포터(8)를 기준으로 상하 및 좌우 대칭되는 위치에 4개의 전방 스프링(S1) 및 4개의 후방 스프링(S2)을 포함하되, 리니어 모터(6)가 작동됨에 따라 전방 스프링들(S1)과 후방 스프링들(S2)이 반대로 거동하면서 피스톤(3) 및 서포터(8)를 완충시킨다. 그 외에도 압축공간(P) 측의 냉매가 일종의 가스 스프링으로 작용하여 피스톤(3) 및 서포터(8)를 완충시킨다.
따라서, 리니어 모터(6)가 작동되면, 피스톤(3) 및 이와 연결된 머플러 어셈블리(10)가 왕복 직선 운동하게 되고, 압축공간(P)의 압력이 가변됨에 따라 흡입밸브(4) 및 토출밸브 어셈블리(5)의 작동이 자동적으로 조절되며, 이와 같은 작동에 의해 냉매가 쉘 측의 흡입관, 본체 커버(9)의 개구부, 머플러 어셈블리(10), 피스톤(3)의 흡입구들(3a)을 지나 압축공간(P)으로 흡입되어 압축된 다음, 토출캡(5b), 루프 파이프 및 쉘 측의 유출관을 통하여 외부로 빠져나간다.
도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 피스톤-서포터 체결구조 일예가 도시된 도면이다. 종래의 피스톤(3)과 서포터(8)의 체결구조를 살펴보면, 피스톤(3)의 막힌 일단에 흡입구들(3a)이 형성되는 반면, 피스톤(3)의 개방된 다른 일단에 반경방향으로 확장된 플랜지부(3b)가 형성되되, 플랜지부(3b)에는 서포터(8)와 볼트(B) 체결되는 네 개의 볼트홀(3h)이 구비된다. 서포터(8)는 피스톤(3)의 플랜지부(3b)와 볼트(B) 결합되는 중심부(8a) 및 전/후방 메인 스프링들(S1,S2 : 도 1에 도시)을 지지하는 각각 한 쌍의 전/후방 지지부(8b,8c,8d,8e)로 이루어지되, 전/후방 지지부들(8b,8c,8d,8e)이 중심부(8a) 외주면을 따라 번갈아가면서 형성된 다. 이때, 서포터(8)의 전방 지지부들(8b,8c)은 서포터(8)의 중심부(8a)로부터 후방 및 반경 방향으로 연장되도록 형성되는 반면, 서포터(8)의 후방 지지부들(8d,8e)은 서포터(8)의 중심부(8a)로부터 반경 방향으로만 연장되도록 형성된다.
이때, 피스톤(3)의 플랜지부(3b)와 서포터(8)의 중심부(8a)는 서포터(8)의 전/후방 지지부(8b,8c,8d,8e)가 형성된 네 군데의 방향에서 볼트(B) 체결된다. 물론, 피스톤(3), 서포터(8) 이외에도 머플러 어셈블리(10), 질량부재(20)가 한꺼번에 볼트(B) 체결된다.
그러나, 종래의 리니어 압축기는 피스톤의 플랜지부가 서포터의 전/후방 지지부 방향으로 볼트 체결되기 때문에 피스톤 플랜지부의 직경이 커지고, 서포터의 전/후방 지지부들이 서로 반대 방향으로 거동하는 전/후방 메인 스프링들에 의해 지지됨에 따라 서포터의 전/후방 지지부들에 힘이 작용하기 때문에 서포터의 중심부와 맞닿는 피스톤의 플랜지부에서 변형이 발생되는데, 피스톤의 플랜지부는 서포터의 전방 지지부들이 형성된 방향으로 외경이 증대되는 동시에 서포터의 후방 지지부들이 형성된 방향으로 외경이 축소되도록 변형이 발생된다. 이때, 서포터의 후방 지지부들은 서포터의 중심부로부터 비교적 가까운 거리에 형성되는 반면, 서포터의 전방 지지부들은 서포터의 중심부로부터 비교적 먼 거리에 형성됨에 따라 서포터의 전방 지지부들에 작용하는 모멘텀을 증가시키기 때문에 피스톤의 플랜지부 외경이 늘어나는 변형량을 더욱 증대시킨다. 따라서, 실린더와 피스톤 사이의 조립 공차가 줄어듦에 따라 실린더와 피스톤의 접촉으로 인한 마찰/마모를 유발시켜 작동 신뢰성을 떨어뜨릴 뿐 아니라 소음/진동이 크게 발생되며, 입력 전원 역시 커지 는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피스톤 및 서포터에 작용하는 탄성력을 고려하여 피스톤과 서포터의 체결 각도를 설정함으로 체결 변형을 저감시킬 수 있는 리니어 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 냉매를 압축하는 압축 공간이 내부에 형성된 실린더; 실린더 내부에서 축방향으로 왕복 직선 운동함에 따라 냉매를 압축하는 피스톤; 피스톤을 축방향으로 탄성 지지하고, 반대로 거동하는 전/후방 메인 스프링; 피스톤의 중심과 일치하는 중심부 및 전/후방 메인 스프링에 각각 지지되도록 피스톤의 반경 방향으로 확장된 전/후방 지지부들을 포함하는 서포터; 그리고, 피스톤과 서포터를 체결하되, 전방 지지부들의 중심을 연결하는 x축과 후방 지지부들의 중심을 연결하는 y축 사이의 사분면에 체결되는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.
또한, 피스톤은 서포터의 전방 지지부들과 대응되는 방향의 구간이 생략되고, 서포터의 후방 지지부들과 대응되는 방향의 구간이 반경 방향으로 확장된 플랜지부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.
또한, 서포터의 전방 지지부들은 냉매 압축시 압축되는 전방 메인 스프링을 지지하고, 중심부로부터 후방 및 반경 방향으로 확장되도록 이단 절곡되게 형성되며, 서포터의 후방 지지부들은 냉매 압축시 이완되는 후방 메인 스프링을 지지하고, 중심부로부터 반경 방향으로 확장되게 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.
또한, 서포터의 중심부는 후방 지지부들이 형성된 방향보다 전방 지지부들이 형성된 방향으로 더 긴 직사각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.
또한, 상기 수단은 y축에 더 근접한 서포터의 중심부에 체결된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.
또한, 상기 x축과 y축은 직교하고, 상기 수단의 체결 위치는 y축과 이루는 각도가 45° 미만인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.
또한, 상기 수단의 체결 위치는 x축 또는 y축에 대칭되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.
또한, 상기 수단은 체결 볼트인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기는 피스톤 플랜지부와 서포터의 중심부가 볼트 체결되되, 서포터의 전방 지지부들의 중심을 연결하는 x축과 서포터의 후방 지지부들의 중심을 연결하는 y축 사이의 사분면 상에서 체결되기 때문에 피스톤 플랜지부와 서포터의 중심부 체결 시 y축 방향으로 피스톤 플랜지부 의 변형력을 볼트의 체결력과 상쇄시켜 피스톤의 외경이 y축 방향으로 축소되는 것을 방지할 수 있고, 피스톤 플랜지부 중 서포터의 전방 지지부들의 중심을 연결하는 x축 방향으로 일부 구간이 생략되도록 형성되기 때문에 피스톤 플랜지부와 서포터의 중심부 체결 시 x축 방향으로 체결 변형력이 발생되지 않도록 하여 피스톤의 외경이 x축 방향으로 확장되는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과 실린더와 피스톤의 접촉으로 인한 마찰/마모를 방지하여 작동 신뢰성을 높일 수 있을 뿐 아니라 소음/진동 및 입력 전원을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 일예가 도시된 도면이다. 본 발명에 따른 리니어 압축기(100)의 일예는 밀폐 용기인 쉘(110) 내에 실린더(200), 피스톤(300), 이너스테이터(420)와 아우터스테이터(440) 및 영구자석(460)을 포함하는 리니어 모터(400)를 포함하되, 영구자석(460)이 이너스테이터(420) 및 아우터스테이터(440) 사이에서 상호 전자기력에 의해 직선 왕복 운동하면, 영구자석(460)과 연결된 피스톤(300)이 영구자석(460)과 함께 직선 왕복 운동하게 된다.
이너스테이터(420)는 실린더(200)의 외주에 고정되고, 아우터스테이터(440)는 축방향으로 프레임(520)과 모터 커버(540)에 의해 고정되되, 프레임(520)과 모터 커버(540)가 볼트와 같은 체결 부재에 의해 체결되어 서로 결합되어, 프레임(520)과 모터 커버(540) 사이에서 아우터스테이터(440)가 고정된다. 프레임(520)은 실린더(200)와 일체로 형성될 수도 있으며, 실린더(200)와 별도로 제조되어 실 린더(200)와 결합될 수도 있다. 도 3에 도시된 실시예에서는 프레임(520)과 실린더(200)가 일체로 형성된 예가 도시되어 있다.
피스톤(300)의 후방에는 서포터(320)가 연결된다. 네 개의 전방 메인 스프링(820)은 서포터(320)와 모터 커버(540)에 의해 양단이 지지된다. 또한, 네 개의 후방 메인 스프링(840)은 서포터(320)와 백 커버(560)에 의해 양단이 지지되며, 백 커버(560)는 모터 커버(540)의 후방에 결합된다. 피스톤(300)의 후방에는 또한 흡입 머플러(700)가 구비되며, 흡입 머플러(700)를 통해 피스톤(300)으로 냉매가 유입되면서, 냉매 흡입시의 소음을 저감한다.
피스톤(300) 내부는 흡입 머플러(700)를 통해 유입된 냉매가 실린더(200)와 피스톤(300) 사이에 형성되는 압축 공간(P)로 유입되어 압축될 수 있도록 중공되어 있다. 피스톤(300)의 선단에는 흡입밸브(610)가 설치되어 있으며, 흡입밸브(610)는 냉매가 피스톤(300)에서 압축 공간(P)으로 유입되도록 개방되며, 압축 공간(P)에서 다시 피스톤(300)으로 유입되지 않도록 피스톤(300)의 선단을 폐쇄한다.
압축 공간(P)에서 피스톤(300)에 의해 냉매가 소정의 압력 이상으로 압축되면, 실린더(200)의 선단에 위치하는 토출 밸브(620)가 개방된다. 토출 밸브(620)는 실린더(200) 일단에 고정된 지지캡(640) 내측에 나선형의 토출 밸브 스프링(630)에 의해 탄성 지지되도록 설치된다. 압축된 고압의 냉매는 지지캡(640)에 형성된 홀을 통해 토출캡(660) 내로 토출된 뒤, 루프 파이프(L)를 통해 리니어 압축기(100) 외부로 토출되어 냉동 사이클을 순환한다.
상술한 리니어 압축기(100)의 각 부품들은, 조립된 상태에서 전방 지지 스프 링(120) 및 후방 지지 스프링(140)에 의해 지지되며, 쉘(110)의 바닥으로부터 이격되어 있다. 쉘(110)의 바닥에 직접 접촉하고 있지 않으므로, 냉매를 압축하면서 압축기(100)의 각 부품들에서 발생한 진동이 쉘(110)로 직접 전달되지 않는다. 따라서 쉘(100)의 외부로 전달되는 진동 및 쉘(110)의 진동에 의해 발생하는 소음을 저감할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤 일예가 도시된 도면이다. 피스톤(300)의 일예는 막힌 일단(301)에 복수개의 흡입구(302)가 형성되는 반면, 개방된 다른 일단에 반경 방향으로 확장된 두 개의 플랜지부(303,304)가 형성되고, 플랜지부들(303,304)에 네 개의 볼트홀(305a,305b,305c,305d)이 구비된다. 이때, 플랜지부들(303,304)은 하나의 폐쇄 구조로 형성되는 것이 아니라 반경 방향으로 확장된 두 개의 대칭되는 부분으로 형성되는데, 플랜지부들(303,304)은 좌우 방향 즉, 하기의 서포터(320 : 도 5에 도시)의 후방 지지부들(323a,323b : 도 5에 도시)이 형성된 방향과 동일한 방향에 형성된다. 또한, 볼트홀들(305a,305b,305c,305d)은 플랜지부들(303,304)의 양단 부분에 각각 형성되는데, 볼트홀들(305a,305b,305c,305d)은 좌우 방향 즉, 하기의 서포터(320 : 도 5에 도시)의 후방 지지부들(323a,323b : 도 5에 도시)이 형성된 방향으로 대칭되는 동시에 상하 ??향 즉, 하기의 서포터(320 : 도 5에 도시)의 전방 지지부들(322a,322b : 도 5에 도시)이 형성된 방향으로 대칭되도록 형성된다. 특히, 피스톤(300)의 볼트홀들(305a,305b,305c,305d)은 서포터(320 : 도 5에 도시)의 후방 지지부들(323a,323b : 도 5에 도시)과 이루는 각도가 45ㅀ 미만이 되도록 좌우 방향보다 상 하 방향으로 근접하게 형성되고, 좌우 방향 또는 상하 방향에 대칭되도록 형성되는 것이 바람직하다.
그 외에도, 피스톤(300)의 플랜지부들(303,304)에는 피스톤(300), 서포터(320 : 도 3에 도시), 흡입 머플러(700 : 도 3에 도시) 등을 정확한 위치에서 조립하기 위하여 가이드 홀이 구비된다.
도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 서포터 일예가 도시된 도면이다. 서포터(320)의 일예는 피스톤(300 : 도 4에 도시)의 플랜지부(303,304 : 도 4에 도시)와 맞닿는 중심부(321) 및 중심부(321)의 네 면으로부터 확장된 한 쌍의 전/후방 지지부들(322a,322b,323a,323b)이 구비된다. 서포터(320)의 중심부(321)는 후방 지지부들(323a,323b)이 형성된 방향 즉, 후방 지지부들(323a,323b)의 중심을 연결한 y축 방향보다 전방 지지부들(322a,322b)이 형성된 방향 즉, 전방 지지부들(322a,322b)의 중심을 연결한 x축 방향으로 더 긴 직사각형으로 형성되고, x축 방향과 y방향은 서로 직교되도록 형성된다. 서포터(320)의 전방 지지부들(322a,322b)은 서포터(320)의 중심부(321) 상하면에서 후방 및 반경 방향으로 연장되도록 이단 절곡되도록 형성되고, 서포터(320)의 후방 지지부들(323a,323b)은 서포터(320)의 중심부(321) 양측면에서 반경 방향으로 연장되도록 형성된다. 서포터(320)의 중심부(321)가 직사각 형상으로 형성되기 때문에 서포터(320)의 중심부(321)로부터 서포터(320)의 전/후방 지지부들(322a,322b,323a,323b)을 단순히 절곡시킴으로 손쉽게 형성시킬 수 있다. 물론, 서포터(320)의 전/후방 지지부들(322a,322b,323a,323b)은 전/후방 메인 스프링들(820,840 : 도 3에 도시)이 끼 워질 수 있도록 돌기부들을 구비하며, 하나의 지지부(322a,322b,323a,323b)에 두 개의 메인 스프링들(820,840 : 도 3에 도시)이 설치되도록 하여 각각 네 개의 전/후방 메인 스프링(820,840 : 도 3에 도시)이 설치되도록 한다.
특히, 서포터(320)의 중심부(321)에는 서포터(320)의 전/후방 지지부들(322a,322b,323a,323b) 사이에 즉, x축과 y축 사이의 사분면 상에 위치하는 네 개의 볼트홀(324a,324b,324c,324d)을 구비하되, 피스톤(300 : 도 4에 도시)의 볼트홀(305a,305b,305c,305d : 도 4에 도시)과 대응되도록 네 군데의 모서리 부분에 형성된다. 즉, 서포터(320)의 볼트홀들(324a,324b,324c,324d) 위치는 역시 서포터(320)의 후방 지지부들(323a,323b)과 이루는 각도가 45°미만이 되도록 x축 보다 y축에 근접하게 형성되며, x축 또는 y축에 대해 대칭되도록 형성되는 것이 바람직하다.
그 외에도, 서포터(320)의 중심부(321)에는 흡입 머플러(700 : 도 3에 도시)가 관통되는 장착구 및 유동 저항을 줄이기 위한 각종 홀들과 피스톤(300 : 도 4에 도시)의 가이드 홀과 대응되는 가이드 홀이 더 구비된다.
도 6은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤-서포터 체결구조 일예가 도시된 도면이다. 피스톤(300)과 서포터(320)의 체결구조 일예를 살펴보면, 피스톤(300)의 플랜지부들(303,304)과 서포터(320)의 중심부(321)가 서로 맞닿도록 하고, 피스톤(300)과 서포터(320)의 가이드 홀에 가이드 핀이 끼워져 체결 위치가 맞춰지면, 피스톤(300)의 볼트홀들(305a,305b,305c,305d)과 서포터(320)의 볼트홀들(324a,324b,324c,324d)이 서로 볼트(B) 체결된다. 물론, 서포터(320)의 전/후방 지지부들(322a,322b,323a,323b)은 전/후방 메인 스프링들(820,840 : 도 3에 도시)에 의해 탄성 지지되고, 피스톤(300)의 플랜지부들(303,304) 및 서포터(320)의 중심부(321)에 전/후방 메인 스프링들(820,840 : 도 3에 도시)의 탄성력이 작용한다. 종래 기술에서 상기한 바와 같이, 서포터(320)의 후방 지지부들(323a,323b)이 형성된 방향(y 방향)에서 피스톤(300)의 플랜지부들(303,304) 외경이 축소되는 방향으로 변형이 발생되지만, 서포터(320)의 전방 지지부들(322a,322b)이 형성된 방향(x 방향)에서 피스톤(300)의 플랜지부들(303,304) 외경이 증대되는 방향으로 변형이 발생된다.
이때, 피스톤(300)의 플랜지부들(303,304)은 서포터(320)의 전방 지지부들(322a,322b)이 형성된 방향(x 방향)으로 일부 구간이 생략되고, 서포터(320)의 후방 지지부들(323a,323b)이 형성된 방향(y 방향)으로 일부 구간에만 연속적으로 형성되기 때문에 피스톤(300)의 플랜지부들(303,304)은 서포터(320)의 전방 지지부들(322a,322b)이 형성된 방향(x 방향)으로 변형력이 비교적 크게 작용하지 않고, 서포터(320)의 후방 지지부들(323a,323b)이 형성된 방향(y 방향)으로 변형력이 비교적 크게 작용한다. 또한, 피스톤(300)과 서포터(320)가 서포터(320)의 전/후방 지지부들(322a,322b,323a,323b) 사이 즉, x축과 y축 사이의 사분면 사이에서 볼트(B) 체결되기 때문에 일부 서포터(320)의 후방 지지부들(323a,323b)이 형성된 방향(y 방향)으로 변형력과 반대 방향으로 고정력이 작용한다. 따라서, 피스톤(300)의 플랜지부들(303,304)은 서포터(320)의 후방 지지부들(323a,323b)이 형성된 방향(y 방향)에서 외경이 축소되려는 변형력과 볼트(B)의 고정력이 서로 상쇄되면서 체결 변형을 저감시킬 수 있다.
따라서, 피스톤(300)과 서포터(320)의 체결 변형을 최대한 줄이기 위하여, 피스톤(300)의 볼트홀들(305a,305b,305c,305d) 및 서포터(320)의 볼트홀들(324a,324b,324c,324d)은 서포터(320)의 후방 지지부들(323a,323b)과 일치되는 방향(y 방향)으로 두 개만 형성되는 것이 더욱 바람직하나, 피스톤(300)과 서포터(320)의 체결력을 고려하여 피스톤(300)의 볼트홀들(305a,305b,305c,305d) 및 서포터(320)의 볼트홀들(324a,324b,324c,324d)은 서포터(320)의 후방 지지부들(323a,323b)이 형성되는 방향(y 방향)과 근접한 곳에 네 개가 형성되고, 서로 체결되도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤-서포터 체결각도에 따른 피스톤 변형량이 도시된 그래프이다. 상기와 같은 피스톤과 서포터 형상을 가진 리니어 압축기에서, 피스톤과 서포터의 볼트 체결 부분과 서포터의 후방 지지부들이 형성된 방향(y 방향 : 도 5 및 도 6에 도시)과 이루는 각도를 피스톤과 서포터의 체결 각도(θ)라고 정의한다. 피스톤과 서포터의 체결 각도(θ)가 90°에서 체결 변형량(d)이 가장 크게 나타나는 반면, 피스톤과 서포터의 체결 각도(θ)가 줄어들수록 체결 변형량(d)이 줄어들게 되며, 피스톤과 서포터의 체결 각도(θ)가 0°에서 체결 변형량(d)이 최저로 나타난다. 이때, 피스톤과 서포터의 체결 각도(θ)가 90° ~ 45° 범위 내에서 체결 각도의 변화(Δθ)에 따른 피스톤의 변형량 변화(Δd)보다 피스톤과 서포터의 체결 각도(θ)가 45° ~ 0°범위 내에서 체결 각도의 변화(Δθ)에 따른 피스톤의 변형량 변화(Δd)가 더 크게 나타나는 것을 볼 수 있다.
따라서, 피스톤과 서포터의 체결 각도(θ)가 45° 이하 즉, 피스톤과 서포터의 체결 부분이 서포터의 전방 지지부들이 형성된 방향(x 방향 : 도 5 및 도 6에 도시)보다 서포터의 후방 지지부들이 형성된 방향(y 방향 : 도 5 및 도 6에 도시)과 근접하면, 피스톤의 플랜지부 체결 변형량(d)이 비교적 적게 나타나고, 나아가 피스톤과 서포터의 체결 각도(θ)가 0° 즉, 피스톤과 서포터의 체결 부분이 서포터의 후방 지지부들이 형성된 방향(y 방향 : 도 5 및 도 6에 도시)과 일치하면, 피스톤의 플랜지부 체결 변형량(d)이 최저로 나타나는 것을 볼 수 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.
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 일예가 도시된 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 피스톤-서포터 체결구조 일예가 도시된 도면.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 일예가 도시된 도면.
도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤 일예가 도시된 도면.
도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 서포터 일예가 도시된 도면.
도 6은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤-서포터 체결구조 일예가 도시된 도면.
도 7은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤-서포터 체결각도에 따른 피스톤 변형량이 도시된 그래프.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100 : 리니어 압축기 200 : 실린더
300 : 피스톤 320 : 서포터
400 : 리니어 모터 520 : 프레임
540 : 모터 커버

Claims (8)

  1. 냉매를 압축하는 압축 공간이 내부에 형성된 실린더;
    실린더 내부에서 축방향으로 왕복 직선 운동함에 따라 냉매를 압축하는 피스톤;
    피스톤을 축방향으로 탄성 지지하고, 반대로 거동하는 전/후방 메인 스프링;
    피스톤의 중심과 일치하는 중심부 및 전/후방 메인 스프링에 각각 지지되도록 피스톤의 반경 방향으로 확장된 전/후방 지지부들을 포함하는 서포터; 그리고,
    피스톤과 서포터를 체결하되, 전방 지지부들의 중심을 연결하는 x축과 후방 지지부들의 중심을 연결하는 y축 사이의 사분면에 체결되는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    피스톤은 서포터의 전방 지지부들과 대응되는 방향의 구간이 생략되고, 서포터의 후방 지지부들과 대응되는 방향의 구간이 반경 방향으로 확장된 플랜지부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    서포터의 전방 지지부들은 냉매 압축시 압축되는 전방 메인 스프링을 지지하고, 중심부로부터 후방 및 반경 방향으로 확장되도록 이단 절곡되게 형성되며,
    서포터의 후방 지지부들은 냉매 압축시 이완되는 후방 메인 스프링을 지지하고, 중심부로부터 반경 방향으로 확장되게 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    서포터의 중심부는 후방 지지부들이 형성된 방향보다 전방 지지부들이 형성된 방향으로 더 긴 직사각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수단은 y축에 더 근접한 서포터의 중심부에 체결된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 x축과 y축은 직교하고,
    상기 수단의 체결 위치는 y축과 이루는 각도가 45° 미만인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수단의 체결 위치는 x축 또는 y축에 대칭되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수단은 체결 볼트인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
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