KR20090053200A

KR20090053200A - 압축기용 모터 및 이를 적용한 왕복동식 압축기

Info

Publication number: KR20090053200A
Application number: KR1020070119903A
Authority: KR
Inventors: 이재헌; 서성훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-05-27

Abstract

본 발명은 압축기용 모터 및 이를 적용한 왕복동식 압축기에서 알루미늄 코일을 적용하는 기술에 관한 것이다. 본 발명에 의한 압축기용 모터 및 이를 적용한 왕복동식 압축기는 알루미늄 코일을 사용하고 메인슬롯부와 서브슬롯부의 단면적과 개수를 사용조건에 맞게 설계함에 따라 압축기용 모터 및 왕복동식 압축기의 재료비용을 크게 절감할 수 있다. 또, 상기 압축기용 모터의 알루미늄 코일을 리드와이어와 용접 결합함에 따라 상기 압축기용 모터의 코일과 리드와이어를 연결하는 중에 발생될 수 있는 알루미늄 코일의 단선을 미연에 방지할 수 있어 압축기용 모터 및 이를 적용한 왕복동식 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

왕복동식 압축기, 압축기용 모터, 고정자, 알루미늄 코일, 터미널

Description

압축기용 모터 및 이를 적용한 왕복동식 압축기{MOTOR FOR COMPRESSOR AND RECIPRO COMPRESSOR HAVING THE SAME}

본 발명은 알루미늄 코일을 적용한 압축기용 모터에서 알루미늄 코일과 리드선을 연결하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 소형 가정용 전기기구인 냉장고, 에어콘 등에는 냉매를 압축하기 위한 압축기가 내장되어 있다. 상기 압축기의 구동원인 압축기용 모터로는 유도 전동기가 널리 알려져 있다. 상기 유도 전동기는 코일이 감기는 고정자와, 농형(籠型) 등으로 된 도체가 구비되어 상기 고정자의 내측에 회전 가능하게 삽입되는 회전자와, 상기 회전자의 중심에 압입되고 상기 고정자의 코일에 흐르는 교번 전류(교류)에 의한 회전 자기장과 상기 회전자에 발생되는 유도 전류와의 상호 작용에 의해 발생되는 회전력을 압축기의 압축부에 전달하는 회전축으로 이루어진다.

상기 고정자와 회전자는 모두 다수 장의 얇은 철심(stator core)을 적층하여 용접 등으로 고정되는 것으로, 상기 고정자은 철심은 대략 환형으로 형성되어 자속의 이동경로를 이루는 요크부(yoke portion)와, 상기 요크부의 내주면에 소정의 간격을 두고 돌출되어 상기 코일이 권선되는 다수 개의 티스부(teeth portion)와, 상 기 티스부 사이에 오목하게 절개 형성되는 슬롯부(slot portion)로 이루어진다.

상기 코일은 통상 도전율이 좋은 구리(Cu)가 널리 사용되고 있다. 상기 도전율은 통상 물질 내에서 전류가 잘 흐르는 정도를 나타낸다. 하지만 도전율이 높다고 하여 흐르는 전자의 수가 더 많다고는 할 수 없다. 전자의 수는 전류에 비례하므로 도전율이 나빠도 전류가 동일하면 전자의 수는 같다라고 할 수 있다. 다만 같은 전류에 대해 도전율이 높을수록 자체에서 발생하는 손실(열)을 줄일 수 있다. 도전율이 가장 높은 금속으로는 은(Ag)으로 알려져 있으나 은의 경우는 가격이 비싸기 때문에 압축기용 모터에 사용되는 코일로는 비교적 값이 싸면서 도전율이 좋은 구리가 널리 사용되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래 압축기용 모터에서는 고정자의 코일에 외부 전원을 연결하기 위하여 그 고정자 코일과 리드와이어(read wire)를 클램핑용 터미널(이하, 클램프로 약칭함)로 연결하고 있었다. 하지만, 상기 클램프에 고정자 코일을 연결할 때 그 고정자 코일의 인장력이 낮은 경우에는 상기 클램프를 조일 때 상기 코일이 쉽게 단선되어 불량을 초래하는 문제점이 있었다. 특히, 고정자 코일로 알루미늄 코일을 이용하는 경우에는 그 알루미늄 코일(인장력:11.4kgf·cm)이 구리 코일(인장력:24.2kgf·cm)에 비해 인장력이 절반 정도에 불과하여 상기와 같은 클램프를 이용하는 경우 단선 불량이 더욱 자주 발생할 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 압축기용 모터의 코일과 리드와이어를 크램프로 연결함에 따른 단선의 문제를 해결한 것으로, 상기 고정자의 코일과 리드와이어를 연결할 때 단선되는 것을 최소화할 수 있는 압축기용 모터 및 이를 적용한 왕복동식 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 자로를 이루도록 환형으로 형성되는 요크부와, 상기 요크부의 내주면에 원주방향을 따라 각각 중심을 향해 소정의 길이 만큼 돌출 형성되는 다수 개의 티스부와, 상기 티스부들 사이에 원주방향을 따라 각각 소정의 단면적 만큼 오목하게 형성되는 다수 개의 슬롯부를 포함하는 고정자; 상기 고정자의 슬롯부와 티스부에 권선되고 적어도 일부는 알루미늄 재질로 된 코일; 상기 고정자의 안쪽에 소정의 간격을 두고 삽입되며 그 내부에 상기 코일의 전자기유도작용에 의해 회전하도록 도체가 구비되는 회전자; 상기 회전자의 중심에 압입되어 회전력을 압축부로 전달하는 회전축; 및 상기 코일에 용접 결합되는 리드와이어가 구비되어 상기 코일을 외부 전원과 연결시키는 터미널;을 포함하는 압축기용 모터가 제공된다.

또, 소정량의 오일이 수용되는 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부에 설치되어 회전력을 발생하는 구동모터; 상기 밀폐용기의 내부에 설치되어 압축공간을 형성하는 실린더블록; 상기 구동모터의 회전축에 일단이 결합되어 회전운동을 직선운동으 로 전환시키는 커넥팅로드; 상기 커넥팅로드의 타단에 결합되어 상기 실린더블록의 압축공간에서 직선운동을 하면서 냉매를 압축하는 피스톤; 및 상기 실린더블록에 결합되어 냉매의 흡입과 토출을 제한하는 밸브조립체;를 포함하고, 상기 구동모터의 고정자에는 알루미늄으로 된 코일이 감기고 그 코일이 리드와이어와 용접 결합되는 왕복동식 압축기가 제공된다.

본 발명에 의한 압축기용 모터 및 이를 적용한 왕복동식 압축기는, 알루미늄 코일을 사용함에 따라 압축기용 모터 및 왕복동식 압축기의 재료비용을 크게 절감할 수 있다. 또, 상기 압축기용 모터의 알루미늄 코일을 리드와이어와 용접 결합함에 따라 상기 압축기용 모터의 코일과 리드와이어를 연결하는 중에 발생될 수 있는 알루미늄 코일의 단선을 미연에 방지할 수 있어 압축기용 모터 및 이를 적용한 왕복동식 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 압축기용 모터 및 이를 적용한 왕복동식 압축기를 첨부도면에 도시된 실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 압축기용 모터(200)는, 압축기의 밀폐용기에 고정되고 코일(240)이 감기는 고정자(210)와, 상기 고정자(210)의 내측에 회전 가능하게 삽입되고 그 내부에 도체(250)가 구비되는 회전자(220)와, 상기 회전자(220)의 중심에 압입되어 회전력을 압축기의 압축부에 전달하는 회전축(230)과, 상기 고정자(210)의 코일(240)에 용접으로 연결되어 외부 전원과 연 결되도록 리드와이어(270)가 구비되는 터미널(260)을 포함한다.

상기 고정자(210)는 다수 장의 철심이 소정의 높이만큼 축방향으로 적층되어 용접 등으로 고정된다. 상기 철심은 그 외주면이 대략 사각형 모양(원형에 가까운 경우도 있슴)으로 형성되고, 그 내주면이 대략 원형을 이루는 회전자 삽입구멍(210a)이 형성된다.

상기 철심은 그 외곽측에 대략 원주방향으로 연결되어 자속의 이동경로를 이루는 요크부(211)가 형성된다. 상기 요크부(211)는 일체로 형성될 수 있으나, 철심의 판금작업 방식에 따라서는 원호형으로 형성되어 서로 요철 결합되거나 용접 결합될 수 있다. 그리고 상기 요크부(211)는 모터의 효율에 큰 영향을 미치는 것으로 그 요크부(211)의 전체 유효면적은 상기 고정자(210)의 내경과 후술할 슬롯부(213)의 전체 면적이 결정되면 그에 따라 적정하게 결정될 수 있다.

상기 철심은 도 3 및 도 4에서와 같이 그 중앙측에 상기 요크부(211)의 내주면에서 소정의 간격을 두고 반경방향으로 돌출되어 상기 코일이 권선되는 다수 개의 티스부(212)가 형성된다. 상기 티스부들(212)은 원주방향을 따라 후술할 슬롯부(213)를 사이에 두고 대략 등간격으로 형성된다. 상기 티스부들(212)은 길이 방향으로 대략 동일한 폭길이(B)로 형성되고, 그 티스부들(212)의 폭길이(B)는 모터의 용량에 따라 다르겠으나 대략 반경방향 길이(L)보다 길지 않게 형성된다. 그리고 상기 티스부들(212)의 외곽측은 이웃하는 티스부와 소정의 곡률(R)을 가지고 서로 곡면지게 연결된다.

상기 티스부들(212)의 폭길이(B)와 상기 티스부들(212) 사이의 곡률(R), 즉 후술할 슬롯부(213)의 곡률(R)과의 비율은 압축기 모터의 효율과 관계가 있다. 즉, 압축기용 모터(200)는 상기 티스부(212)의 폭길이(B) 대비 슬롯부(213)의 곡률(R) 비율(B/R)이 낮을수록 모터의 효율이 상승하며 그 비율(B/R)의 범위는 대략 1.05 보다는 크고 1.15 보다는 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 티스부들(212)의 폭길이(B)와 상기 고정자(210)의 내경(D)의 비율(D/B)도 압축기 모터의 효율과 관계가 있다. 즉, 상기 압축기용 모터(200)는 상기 고정자(210)의 내경(D) 대비 티스부(212)의 폭길이(B) 비율이 높을수록 모터의 효율이 상승하며 그 비율(D/B)의 범위는 대략 13.9 보다는 크고 15.0 보다는 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 티스부들(212)의 중앙측 끝단에는 이웃하는 티스부(212)와 소정의 간격을 가지도록 연장되는 폴부(212a)가 형성된다. 상기 폴부 간격(또는 티스부 간격)(A)은 적어도 상기 코일(240)의 직경(d)보다는 작지 않게 형성되어야 상기 코일(240)의 권선작업이 용이할 수 있다. 그리고 상기 폴부 간격(A)은 모터의 효율에 큰 영향을 미치는 것으로 상기 코일(240)의 재질 및 그에 따른 코일의 직경(d) 그리고 고정자(210)의 슬롯수에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 코일의 직경이 0.5mm일 때, 상기 폴부 간격(A)은 20슬롯 고정자에서는 대략 1.73mm 이하가 되도록 형성되고, 24슬롯 고정자에서는 대략 2.10mm 이하가 되도록 형성되며, 28슬롯 고정자에서는 대략 2.00mm 이하가 되도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

상기 철심은 티스부들(212) 사이에 상기 코일(240)이 삽입되는 공간을 이루도록 오목하게 절개된 슬롯부들(213)이 대략 등간격으로 형성된다. 상기 슬롯부 들(213)은 평면투영시 방사상으로 길게 형성되고, 그 양측면은 중앙측에서 외곽측으로 갈수록 벌어지도록 형성되며, 그 외곽면은 바깥쪽으로 곡면지게 형성된다.

상기 슬롯부(213)는 도 3 및 도 4에서와 같이 메인코일이 권선되는 복수 개의 메인슬롯부들(main slot portions)(213a)과, 서브코일이 권선되는 복수 개의 서브슬롯부들(sub slot portions)(213b)로 이루어진다. 상기 메인슬롯부들(213a)과 서브슬롯부들(213b)은 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 번갈아 형성된다. 예컨대, 도 4에서와 같이 원주방향을 따라 복수 개의 메인슬롯부(213a)가 형성되고, 이어서 복수 개의 서브슬롯부(213b)가 90°의 위상차로 형성되며, 이어서 복수 개의 메인슬롯부(213a)가 90°의 위상차로 형성되고, 다시 복수 개의 서브슬롯부(213b)가 90°의 위상차로 형성될 수 있다.

상기 메인슬롯부들(213a)의 단면적은 서브슬롯부들(213b)의 단면적 보다 크게 형성될 수 있다. 상기 메인슬롯부(213a)와 서브슬롯부(213b)의 단면적은 모터의 생산성을 고려하여 코일의 턴수 대비 적정한 결정될 수 있다. 즉, 상기 메인슬롯부(213a)의 경우는 턴수(N) 대비 슬롯부(213a)의 단면적(S1) 비율(N/S1)이 2.18 이상에서 2.22이하의 범위로 형성되고, 상기 서브슬롯부(213b)의 경우는 상기 비율(N/S2)이1.85 이상에서 1.89 이하의 범위로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 여기서, 상기 메인슬롯부(213a)의 단면적과 서브슬롯부(213b)의 단면적은 그 메인슬롯부(213a)와 서브슬롯부(213b)에 모두 알루미늄 코일을 권선하는 경우는 물론 상기 메인슬롯부(213a)에는 구리 코일을, 서브슬롯부(213b)에는 알루미늄 코일을 권선하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

그리고, 상기 메인슬롯부(213a)와 서브슬롯부(213b)는 그 개별 단면적이나 전체 단면적 그리고 개수가 서로 동일하게 형성될 수도 있고 서로 상이하게 형성될 수 있다. 이는 모터에 감기는 코일의 가격 대비 효율을 고려하여 설계될 수 있다. 예컨대, 상기 코일(240)을 모두 알루미늄 코일로 사용하는 경우에는 상기 메인슬롯부(213a)와 서브슬롯부(213b)의 개별 단면적이나 전체 단면적 그리고 개수가 구리 코일에 비해 확대될 수 있으나 그 상대 비율은 통상적인 모터의 슬롯부 형상과 크게 다르지 않게 형성될 수 있다. 하지만, 상기 메인슬롯부(213a)에는 알루미늄 코일을, 서브슬롯부(213b)에는 구리 코일을 사용하는 경우에는 알루미늄 코일의 직경이 구리 코일의 직경보다 확대됨에 따라 상기 메인슬롯부(213a)의 개별 단면적이나 전체 단면적 그리고 개수가 서브슬롯부(213b)에 비해 상대적으로 증가할 수 있다. 반대로, 상기 메인슬롯부(213a)에는 구리 코일을, 서브슬롯부(213b)에는 알루미늄 코일을 사용하는 경우에는 서브슬롯부(213b)의 개별 단면적이나 전체 단면적 그리고 개수가 메인슬롯부(213a)에 비해 상대적으로 증가할 수 있다.

상기 고정자(210)에 권선되는 코일(240)은 도전율이 구리(도전율은 99.9%) 보다는 낮지만 비교적 도전율이 구리에 비해 크게 낮지 않으며, 특히 가격이 구리 보다 크게 저렴한 알루미늄(도전율은 62.7%) 재질을 사용할 수 있다.

상기 알루미늄 코일은 상기 구리일 경우보다 도전율이 낮아 압축기용 모터(200)의 효율이 저하될 수 있으므로 이를 보상하기 위하여 상기 알루미늄 코일의 직경이 구리일 경우보다 대략 25% 정도 더 두껍게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 알루미늄 코일의 경우는 그 알루미늄의 재질적 특성상 구리에 비해 강성이 낮으므로 상기 알루미늄 코일의 외주면에 절연피복으로 코팅되는 에나멜층의 두께가 적어도 구리 코일의 외주면에 코팅되는 에나멜층의 두께보다는 얇지 않게 하는 것이 코일의 강성을 유지하는데 바람직할 수 있다.

그리고 상기 알루미늄 코일의 경우는 그 알루미늄의 재질적 특성상 구리 코일에 비해 강성이 낮아 댐핑효과(damping effect)가 악화될 수 있다. 이로 인해 특히 저주파 대역에서의 소음이 증가될 수 있으나, 이는 상기 고정자(210)의 내경(D)과 슬롯부(213)의 면적(S)을 최적화하여 해소하거나 또는 상기 고정자(210)의 내경(D)과 하측 엔드코일(242)의 높이를 최적화하여 해소할 수 있다.

상기 터미널(260)은 도 5 및 도 6에서와 같이 도전체이고 그 내부에 리드와이어(270)가 수용될 수 있게 채널 단면 형상으로 된 바디(261)와, 상기 바디(261)의 내부에 길이방향을 따라 수용된 리드와이어(270)의 피복을 박리하여 상기 리드와이어(270)의 동선(271)과 바디(261)가 서로 전기적으로 접속되도록 하는 복수의 박리리브(262)와, 상기 리드와이어(270)의 둘레방향을 따라 소성 변형되어 그 리드와이어(270)와 상기 바디(261)가 일체로 고정되도록 하는 복수의 고정편(263)으로 이루어진다.

상기 바디(261)의 길이방향을 따라 그 일측에는 외부의 전원(미도시)과 연결되는 전원연결부(264)가 형성되고, 상기 바디(261)의 길이방향을 따라 그 타측에는 바디(261)의 함몰 저부로부터 돌출되어 폭방향으로 연장되고 길이방향을 따라 서로 이격되게 형성되는 복수의 박리리브(262)가 형성된다. 그리고 폭방향을 따라 박리리브(262)의 양 측에는 리드와이어(270)의 둘레방향을 따라 소성 변형되어 박리리 브(262)와 동선(271)의 접속상태를 유지시키는 한 쌍의 고정편(263)이 형성된다. 여기서, 상기 터미널(260)은 이 외에도 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 박리리브(262)는 생략되고 고정편(263)이 상기 리드와이어(270)의 피복을 뚫고 동선(271)에 직접 전기적으로 도통되도록 할 수도 있다.

상기 리드와이어(270)의 타단, 즉 상기 터미널(260)에 연결되지 않는 다른 쪽 끝단부에 상기 고정자(210)의 알루미늄 코일(240), 알루미늄 코일의 피복을 벗기고 알루미늄선(243)을 초음파 납땜 등으로 용접 결합할 수 있다. 이를 위해, 상기 리드와이어(271)의 타단을 감싸는 피복을 탈피시켜 동선(271)을 노출시키고, 그 노출된 동선(271)에 상기 권선코일(240)의 알루미늄선(243)을 말아 가결합한 후 초음파 납땜 등으로 용접(W)시킨다. 그리고 상기 용접부위에 열수축 절연튜브(280)와 같은 절연튜브로 감싸 용접부위가 노출되지 않도록 할 수 있다.

이렇게 하여, 상기 왕복동모터의 고정자에 알루미늄 재질로 된 권선코일을 권선하더라도 그 고정자의 권선코일과 연결하여 외부 전원에 연결되도록 하는 리드와이어는 상기 알루미늄보다 인장력이 우수한 구리를 사용하고 그 리드와이어에 알루미늄 코일을 용접 결합함으로써 상기 압축기용 모터의 권선코일로 알루미늄 코일을 사용하더라도 리드와이어는 구리를 사용하게 되어 리드와이어를 터미널에 클램핑할 때 그 조임력에 의해 상기 리드와이어가 절단되거나 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 상기 리드와이어(270)를 구리 재질로 형성하고 그 리드와이어(270)에 상기 고정자(210)의 권선코일(240)을 용접 결합하는 것이었 으나, 본 실시예는 상기 리드와이어(270)를 알루미늄으로 형성하여 상기 터미널에 초음파 납땜 등으로 직접 용접 결합하는 것이다.

예컨대, 도 7에서와 같이 상기 터미널(260)의 바디(261)는 도전체로 형성하고, 그 바디(261)의 일측에는 외부 전원이 연결되는 전원연결부(264)가 형성되고, 그 바디(261)의 타측에는 상기 리드와이어(270)를 용접 결합하기 위한 코일연결부(265)가 연장 형성된다. 이 경우 상기 바디(261)는 박리리브와 고정편이 모두 제거되거나 또는 상기 고정편(263)은 리드와이어(270)의 결합상태를 높이기 위해 그대로 유지하여 상기 리드와이어(270)를 용접(W)한 후에 소성 변형시켜 그 리드와이어(270)를 감싸도록 할 수도 있다. 그리고 상기 바디(261)와 리드와이어(270)의 용접 부위는 열수축 절연튜브(280)와 같은 절연튜브로 감싸 터미널커버(미부호)로 복개하거나 또는 별도의 열수축 절연튜브(280)와 같은 절연튜브를 사용하지 않고 몰딩하여 외부로 노출되지 않도록 할 수도 있다. 여기서도 상기 리드와이어(270)와 상기 고정자(210)의 권선코일(240)은 융착시키거나 초음파 납땜 등으로 용접 결합할 수도 있다.

이에 대한 구성과 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이하므로 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 상기 리드와이어(270)를 알루미늄 재질로 형성하여 상기 터미널(260)의 바디(261)에 직접 용접 결합하는 경우에는 그 리드와이어(270)와 상기 고정자(210)의 코일(240)이 동일한 재질로 형성됨에 따라 용접 작업이 용이하게 될 수 있다.

한편, 상기와 같은 본 발명에 의한 왕복동모터가 적용되는 왕복동식 압축기 는 도 8에 도시된 바와 같다.

즉, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 밀폐용기(210)와, 상기 밀폐용기(100) 내에 설치되는 구동원인 구동모터(200)와, 상기 구동모터(200)의 회전축(230)에 피스톤(320)이 컨넥팅로드(330)로 연결되어 그 피스톤(320)이 밸브조립체(340)가 구비된 실린더블록(310)의 압축공간에서 직선으로 왕복운동하면서 냉매를 압축하는 압축부(300)와, 상기 밀폐용기(100)의 바닥면과 구동모터(200)의 하단면 사이에 설치되어 상기 구동모터(200)와 압축부(300)를 탄력 지지하는 지지부(400)를 포함한다.

상기 구동모터(200)는 앞서 설명된 압축기용 모터, 즉 상기 고정자(210)의 메인슬롯부(213a)와 서브슬롯부(213b)에 모두 알루미늄 코일이 삽입되어 티스부(212)에 감기거나 또는 상기 메인슬롯부(213a)는 구리 코일이 삽입되는 반면 서브슬롯부(213b)에는 알루미늄 코일이 삽입되어 각 티스부(212)에 감긴 유도전동기가 적용된다. 상기 구동모터(200)는 그 고정자(210)의 구성이 전술한 왕복동모터에서 설명된 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

다만, 상기 구동모터(200)는 모터의 효율을 유지하기 위하여 상기 알루미늄 코일의 직경이 통상적인 구리 코일보다 크게 형성되어 상기 고정자(210)의 무게가 상승될 뿐만 아니라, 상기 고정자(210)의 상측 엔드코일(243)과 하측 엔드코일(242)의 높이가 증가하게 됨에 따라 압축부(300)와의 간섭을 고려하여 상기 압축부(300)의 설치위치를 높이고 상기 밀폐용기(100)의 높이를 높일 필요가 있다. 그리고 상기 고정자(210)의 무게가 상승하는 만큼 상기 지지부(400)의 종방향 탄성력 을 높일 필요가 있다. 이를 위해 상기 지지부(400)를 이루는 압축코일스프링의 높이를 낮출 수 있으나, 이 경우 상기 구동모터(200)의 회전축(230) 하단에 설치되는 오일피더(231)가 상기 밀폐용기(100)에 부딪히지 않도록 고려하여야 한다. 그리고 상기 고정자(210)의 무게가 증가하고 압축부(300)의 높이가 높아지는 것을 고려하여 회전자(220) 또는 회전축(230)에 설치되는 편심질량의 무게를 적정하게 조절하여야 상기 구동모터(200)의 고정자(210)와 회전자(220) 사이의 마찰과 이로 인한 소음을 방지할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 상기 구동모터(200)에 전원이 공급되면 상기 회전축(230)이 회전하면서 그 회전동력은 커넥팅로드(330)에 의해 압축부(300)의 직선왕복운동으로 변환되어 전달된다. 그리고, 상기 압축부(300)는 피스톤(320)이 실린더블록(310)의 압축공간에서 직선으로 왕복운동하면서 밸브조립체(340)를 통해 냉매를 흡입하여 압축한 후 냉동시스템으로 토출하는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 구동모터(200)는 고정자(210)에 권선된 메인코일과 보조권선에 외부로부터의 교류전원이 인가되면, 전류에 의한 회전자계의 형성에 의해 메인코일 보다 전기적으로 90°로 극축이 앞선 보조권선이 우선적으로 회전하려는 힘이 작용하게 되고, 상기 보조권선에서는 직렬접속되어 있는 커패시터에 의해 전류위상이 메인코일 보다 앞서게 되기 때문에 고속회전이 이루어지게 된다. 그리고 상기 구동모터(200)가 고속회전을 하면서 그 회전력이 상기 컨넥팅로드(330)를 거쳐 직선운동으로 전환되면서 상기 피스톤(320)에 전달되는 것이다.

이렇게, 상기 알루미늄 코일을 권선한 구동모터가 채용됨에 따라 그만큼 구동모터의 재료비용이 절감되어 구리 코일을 권선한 것과 비교하여 왕복동식 압축기의 효율은 크게 변하지 않으면서도 생산비용은 크게 절감할 수 있다. 그리고 상기 메인슬롯부와 서브슬롯부의 개별 단면적이나 전체 단면적 또는 개수를 적절하게 설계하여 왕복동식 압축기의 가격 대비 효율을 높일 수 있다. 그리고 상기 구동모터를 외주전원과 연결하기 위한 리드와이어를 상기 구동모터의 알루미늄 코일과 용접 결합함에 따라 알루미늄 코일과 리드와이어의 결합시 알루미늄 코일이 단선되는 것을 방지할 수 있어 왕복동식 압축기의 조립 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명의 압축기용 모터는 왕복동식 압축기 외에 다른 압축기에도 동일하게 적용할 수 있다. 다만, 각 부품의 규격은 해당 압축기마다 다소 상이할 수 있다.

도 1은 본 발명 압축기용 모터를 분해하여 보인 사시도,

도 2는 도 1에 따른 압축기용 모터의 평면도,

도 3은 도 1에 따른 압축기용 모터의 고정자를 보인 사시도,

도 4는 도 1에 따른 압축기용 모터의 고정자를 보인 평면도,

도 5는 도 1에 따른 압축기용 모터에서 알루미늄 코일과 리드와이어를 연결한 상태를 보인 평면도,

도 6은 도 5에 따른 알루미늄 코일과 리드와이어의 연결방법에 대한 일실시예를 보인 확대 평면도,

도 7은 도 5에 따른 리드와이어와 터미널의 연결방법에 대한 다른 실시예를 보인 확대 평면도,

도 8은 도 1에 따른 압축기용 모터를 적용한 왕복동식 압축기를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 밀폐용기 200 : 구동모터(압축기용 모터)

210 : 고정자 211 : 요크부

212 : 티스부 212a : 폴부

213 : 슬롯부 213a : 메인슬롯부

213b : 서브슬롯부 240 : 코일(알루미늄 코일)

241,242 : 엔드코일 243 : 알루미늄선

250 : 도체 260 : 터미널

261 : 바디 262 : 박리돌기

263 : 고정편 264 : 전원연결부

265 : 코일연결부 270 : 리드와이어

271 : 동선 280 : 열수축 절연튜브

300 : 압축부 400 : 지지부

Claims

자로를 이루도록 환형으로 형성되는 요크부와, 상기 요크부의 내주면에 원주방향을 따라 각각 중심을 향해 소정의 길이 만큼 돌출 형성되는 다수 개의 티스부와, 상기 티스부들 사이에 원주방향을 따라 각각 소정의 단면적 만큼 오목하게 형성되는 다수 개의 슬롯부를 포함하는 고정자;

상기 고정자의 슬롯부와 티스부에 권선되고 적어도 일부는 알루미늄 재질로 된 코일;

상기 고정자의 안쪽에 소정의 간격을 두고 삽입되며 그 내부에 상기 코일의 전자기유도작용에 의해 회전하도록 도체가 구비되는 회전자;

상기 회전자의 중심에 압입되어 회전력을 압축부로 전달하는 회전축; 및

상기 코일에 용접 결합되는 리드와이어가 구비되어 상기 코일을 외부 전원과 연결시키는 터미널;을 포함하는 압축기용 모터.
제1항에 있어서,

상기 코일과 리드와이어의 용접부위에는 절연튜브로 감싸는 압축기용 모터.
제1항에 있어서,

상기 코일과 리드와이어는 초음파 납땜으로 결합되는 압축기용 모터.
제1항에 있어서,

상기 리드와이어는 구리 재질로 형성되는 압축기용 모터.
제4항에 있어서,

상기 리드와이어는 터미널을 소성변형시켜 그 터미널에 클램핑되도록 하는 압축기용 모터.
제1항에 있어서,

상기 터미널은 상기 코일에 연결되어 그 코일이 외부 전원과 연결되도록 도전체에 리드와이어가 연결되고, 상기 리드와이어는 알루미늄 재질로 형성되어 상기 도전체에 용접 결합되는 압축기용 모터.
제6항에 있어서,

상기 리드와이어와 도전체가 용접되는 부위는 절연튜브 또는 몰딩으로 감싸지는 압축기용 모터.
제6항에 있어서,

상기 고정자에 감긴 코일은 적어도 일부가 알루미늄 재질로 형성되는 압축기용 모터.
제1항에 있어서,

상기 티스부의 내측단 양측면에는 이웃하는 티스부와 적어도 코일의 직경보다는 크지 않은 간격을 두고 폴부가 각각 연장 형성되는 압축기용 모터.
제1항에 있어서,

상기 티스부의 폭길이가 적어도 코일의 직경길이 보다는 작지 않게 형성되는 압축기용 모터.
제1항에 있어서,

상기 티스부의 외곽측 끝단은 이웃하는 티스부와 적어도 코일의 곡률보다 작지 않은 곡면을 가지고 연결되는 압축기용 모터.
제1항에 있어서,

상기 슬롯부는 메인코일이 감기는 메인슬롯부와 서브코일이 감기는 서브슬롯부의 단면적이 서로 상이하게 형성되고, 상기 메인슬롯부와 서브슬롯부가 수개씩 번갈아 배치되는 압축기용 모터.
제12항에 있어서,

상기 메인슬롯부와 서브슬롯부에 삽입되는 코일은 모두 알루미늄 코일인 압축기용 모터.
제12항에 있어서,

상기 메인슬롯부에는 알루미늄 보다 도전율이 우수한 다른 재질의 코일이 권선되고, 상기 서브슬롯부에는 알루미늄 코일이 권선되는 압축기용 모터.
제14항에 있어서,

상기 메인슬롯부의 코일은 구리 코일인 압축기용 모터.
제12항에 있어서,

상기 메인슬롯부에는 알루미늄 코일이 권선되고, 상기 서브슬롯부에는 알루미늄보다 도전율이 우수한 다른 재질의 코일이 권선되는 압축기용 모터.
제16항에 있어서,

상기 서브슬롯부의 코일은 구리 코일인 압축기용 모터.
제1항에 있어서,

상기 슬롯부는 메인코일이 감기는 메인슬롯부의 단면적과 서브코일이 감기는 서브슬롯부의 단면적이 서로 동일하게 형성되고, 상기 메인슬롯부와 서브슬롯부가 수개씩 번갈아 배치되는 압축기용 모터.
제18항에 있어서,

상기 메인슬롯부와 서브슬롯부에 삽입되는 코일은 모두 알루미늄 코일인 압축기용 모터.
제18항에 있어서,

상기 메인슬롯부에는 알루미늄 보다 도전율이 우수한 다른 재질의 코일이 권선되고, 상기 서브슬롯부에는 알루미늄 코일이 권선되는 압축기용 모터.
제20항에 있어서,

상기 메인슬롯부의 코일은 구리 코일인 압축기용 모터.
제18항에 있어서,

상기 메인슬롯부에는 알루미늄 코일이 권선되고, 상기 서브슬롯부에는 알루미늄보다 도전율이 우수한 다른 재질의 코일이 권선되는 압축기용 모터.
제22항에 있어서,

상기 서브슬롯부의 코일은 구리 코일인 압축기용 모터.
제1항에 있어서,

상기 슬롯부는 메인코일이 감기는 메인슬롯부와 서브코일이 감기는 서브슬롯 부의 개수가 서로 상이하게 수개씩 번갈아 배치되는 압축기용 모터.
제24항에 있어서,

상기 메인슬롯부와 서브슬롯부에 삽입되는 코일은 모두 알루미늄 코일인 압축기용 모터.
제24항에 있어서,

상기 메인슬롯부에는 알루미늄 보다 도전율이 우수한 다른 재질의 코일이 권선되고, 상기 서브슬롯부에는 알루미늄 코일이 권선되는 압축기용 모터.
제26항에 있어서,

상기 메인슬롯부의 코일은 구리 코일인 압축기용 모터.
제24항에 있어서,

상기 메인슬롯부에는 알루미늄 코일이 권선되고, 상기 서브슬롯부에는 알루미늄보다 도전율이 우수한 다른 재질의 코일이 권선되는 압축기용 모터.
제28항에 있어서,

상기 서브슬롯부의 코일은 구리 코일인 압축기용 모터.
밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부에 설치되어 회전력을 발생하는 구동모터; 상기 밀폐용기의 내부에 설치되어 압축공간을 형성하는 실린더블록; 상기 구동모터에 결합되어 상기 실린더블록의 압축공간에서 직선운동을 하면서 냉매를 압축하는 피스톤; 및 상기 실린더블록에 결합되어 냉매의 흡입과 토출을 제한하는 밸브조립체;를 포함하고,

상기 구동모터는 상기 제1항 내지 제29항중 어느 한 항의 특징을 가지는 왕복동식 압축기.