JP6502029B2 - リニア圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、リニア圧縮機に関するものである。

一般に、圧縮機（ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）は電気モータやタービンなどの動力発生装置から動力を伝達されて空気や冷媒又はその他の多様な作動ガスを圧縮して圧力を上げる機械装置であって、冷蔵庫やエアコンなどのような家電機器又は産業全般にわたって広く使用されている。

このような圧縮機を大きく分類すると、ピストン（Ｐｉｓｔｏｎ）とシリンダ（Ｃｙｌｉｎｄｅｒ）との間に作動ガスが吸吐出される圧縮空間が形成されるようにしてピストンがシリンダの内部で直線往復運動をしながら冷媒を圧縮させる往復動式圧縮機（Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｏｇ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）と、編心回転するローラと（Ｒｏｌｌｅｒ）とシリンダとの間に作動ガスが吸吐出される圧縮空間が形成されてローラがシリンダの内壁に沿って編心回転しながら冷媒を圧縮させる回転式圧縮機（Ｒｏｔａｒｙ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）及び旋回スクロール（Ｏｒｂｉｔｉｎｇ ｓｃｒｏｌｌ）と固定スクロール（Ｆｉｘｅｄ ｓｃｒｏｌｌ）との間に作動ガスが吸吐出される圧縮空間が形成されて旋回スクロールが固定スクロールに沿って回転しながら冷媒を圧縮させるスクロール式圧縮機（Ｓｃｒｏｌｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）とで区分される。

最近では、往復動式圧縮機のうち特にピストンが往復直線運動をする駆動モータに直接連結されるようにして運動転換による機械的な損失なしに圧縮効率を向上させ、簡単な構造で構成されるリニア圧縮機が多く開発されている。

普通、リニア圧縮機は密閉されたシェルの内部でピストンがリニアモータによってシリンダの内部で往復直線運動するように動きながら冷媒を吸入して圧縮させた後、吐出するように構成される。

リニアモータはインナーステーター及びアウターステーターとの間に永久磁石が位置するように構成され、永久磁石は永久磁石とインナー（又はアウター）ステーター間の相互電磁力によって直線往復運動するように駆動される。そして、永久磁石がピストンと連結された状態で駆動されることで、ピストンがシリンダの内部で往復直線運動しながら冷媒を吸入して圧縮させてから吐出させるようにする。

従来のリニア圧縮機に関して、本出願人は特許出願（以下、従来出願）を行ったことがある（特許文献１）。

従来出願によるリニア圧縮機には、リニアモータとしてアウターステーター２４０、インナーステーター２２０及び永久磁石２６０が含まれ、ピストン１３０の一端は永久磁石２６０と連結される。

永久磁石２６０と、インナーステーター２２０及びアウターステーター２４０の相互電磁気力によって永久磁石２６０が往復直線運動すると、ピストン１３０は永久磁石２６０と共にシリンダ１３０の内部で往復直線運動する。

このような従来の記述によると、ピストンがシリンダ内部から反復的に移動する過程でシリンダとピストン間に干渉が行われてシリンダ又はピストンに磨耗が発生する恐れがある。

特に、ピストンが周辺構成と締結される過程でピストンに所定の圧力（締結圧力）が作用し、圧力によってピストンに変形が発生する場合、シリンダとピストン間の干渉はより多く発生する。

また、ピストンとシリンダの組立過程で若干の誤差が発生すれば圧縮ガスが外部に漏洩される現象が発生し、それによって磨耗がより多く発生する問題点があった。

このように、シリンダとピストンに干渉が発生することでピストンと連結された永久磁石とインナーステーター及びアウターステーター間に干渉が発生して部品の損傷が発生する問題点があった。

そして、従来のリニア圧縮機の場合、シリンダ又はピストンが磁性体で構成されてリニアモータから発生した磁束（ｆｌｕｘ）がシリンダ又はピストンを介して外部に漏洩される量が多くなり、それによって圧縮機の効率が低下する問題点があった。

公開番号１０−２０１０−００１０４２１

本発明はこのような問題点を解決するために提案されたものであり、ピストンの変形を防止するリニア圧縮機を提供することを目的とする。

本発明の実施例によるリニア圧縮機は、冷媒吸入部が具備されるシェルと、前記シェルの内部に提供されるシリンダと、前記シリンダの内部で往復運動するピストンと、前記ピストンに駆動力を付与し、永久磁石が具備されるモータアセンブリと、前記ピストンの一側端部から半径方向に延長され、前記ピストンの流動空間部に連通される開口部及び前記開口部の外側の結合面を有するフランジ部と、前記フランジ部の結合面に結合されて多数のばねによって支持されるサポータと、前記結合面から突出されて前記フランジ部とサポートの締結過程で前記フランジ部の変形をガイドする補強部材と、を含む。

また、前記補強部材は複数個が提供されることを特徴とする。

また、前記複数個の補強部材は前記開口部の中心に離隔されて前記開口部の外側に位置することを特徴とする。

また、前記複数個の補強部材は前記開口部を中心に対称に配置されることを特徴とする。

また、前記開口部の中心を横切る仮想の第１延長線及び前記第１延長線に垂直の方向に延長される仮想の第２延長線が規定され、前記第１延長線から前記補強部材までの最短距離Ｈ２は、前記第２延長線上で前記開口部の中心から前記補強部材までの最短距離Ｈ１より大きく形成される。

また、前記フランジ部には締結部材によって前記サポータの締結孔に結合される多数の締結孔が形成され、前記補強部材は前記多数の締結孔をカバーする領域に形成されることを特徴とする。

また、前記サポータには前記シェルの内部に存在する冷媒ガスの流動をガイドするサポータの連通孔が形成され、前記フランジ部には前記サポータ連通孔に結合されるフランジ連通孔が形成され、前記補強部材は前記フランジ連通孔をカバーする領域に形成されることを特徴とする。

また、前記ばねは前記サポータの上部側及び下部側に提供される多数の第１ばねと、前記サポータの左側及び右側に提供される多数の第２ばねを含む。

また、前記サポータの一側に提供されて前記多数の第１ばねが結合されるステーターカバーと、前記サポータの他側に提供されて前記多数の第２ばねが結合されるバックカバーと、をさらに含む。

また、前記多数の第１ばねによって前記ステーターカバーから作用する力の方向は、前記多数の第２ばねによって前記バックカバーから作用する力の方向と反対方向であることを特徴とする。

また、前記補強部材は前記サポータの上部側に対応する前記結合面の上部側又は前記サポータの下部側に対応する前記結合面の下部側に配置されることを特徴とする。

また、前記永久磁石に結合される連結部材と、前記連結部材の内側面と前記フランジ部との間に配置されて前記ピストンの振動を低減するピストンガイドと、を更に含む。

また、前記フランジ部、サポータ、連結部材及びピストンガイドは締結部材によって同時に締結されることを特徴とする。

また、前記補強部材は前記ピストンガイドに接するように配置されることを特徴とする。

また、前記ピストンとシリンダはアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されることを特徴とする。

また、前記補強部材は前記フランジ部と一体に形成される。

このような本発明によると、ピストンのフランジ部に補強リブが提供されるためフランジ部がサポータに第１締結される過程で一方向への変形を誘導することができる。そして、サポータに弾性部材が第２締結される過程で他方向への変形が発生する可能性があるため、第１，２締結が完了された後には変形が相殺されてフランジ部の変形を防止することができる長所がある。

フランジ部の変形を防止することができるためピストンに作用する圧力（締結圧力）が小さくなり、それによってピストンの変形を防止することもできる。結局、ピストンの往復運動の間にシリンダとピストンの干渉現象が減少されるため、シリンダ又はピストンの磨耗を減らす効果がある。

また、シリンダとピストンが非磁性体、特にアルミニウム材質で構成されてモータアセンブリで発生した磁束がシリンダの外部に漏洩する現象を防水することができるため、圧縮機の効率を改善することができる長所がある。

また、モータアセンブリに提供される永久磁石を安価なフェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）素材で形成することで、圧縮機の製造コストが節減される長所がある。

本発明の実施例によるリニア圧縮機の内部構成を示す断面図である。 本発明の実施例によるリニア圧縮機の駆動装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施例によるピストンアセンブリの構成を示す図である。 本発明の実施例によるピストンアセンブリの構成を示す図である。 本発明の実施例によるピストンアセンブリの構成を示す図である。 本発明の実施例によるリニア圧縮機の主要構成を示す断面図である。 本発明の実施例によるピストンアセンブリとサポータが結合した様子を示す断面図である。 本発明の実施例によるピストンアセンブリとサポータが結合する際に作用する力の様子を示す断面図である。 図８ａの締結過程において、ピストンアセンブリのフランジ部に作用する変形の様子を示す図である。 本発明の実施例によるサポータにばねが結合される際に作用する力の様子を示す断面図である。 図９ａの締結過程において、ピストンアセンブリのフランジ部に作用する変形の様子を示す図である。 図８ａ及び図９ａの締結が完了した後、ピストンアセンブリのフランジの形状を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施例を説明する。但し、本発明の思想が提示される実施例に制限されることはなく、本発明の思想を理解する当業者は同じ思想の範囲内で他の実施例を容易に提案することができるはずである。

図１は、本発明の実施例によるリニア圧縮機の内部構成を示す断面図である。

図１を参照すると、本発明に実施例によるリニア圧縮機１０はシェル１００の内部に提供されるシリンダ１２０と、シリンダ１２０の内部で往復直線運動するピストン１３０及びピストン１３０に駆動力を付与するモータアセンブリ２００を含む。シェル１００は上部シェル及び下部シェルが結合されて構成される。

シリンダ１２０は非磁性体であるアルミニウム素材（アルミニウム又はアルミニウム合金）で構成される。

シリンダ１２０がアルミニウム素材で構成されることで、モータアセンブリ２００で発生した磁束がシリンダ１２０伝達されてシリンダ１２０の外部に漏洩される現象を防止する。そして、シリンダ１２０は圧出棒加工方法によって形成される。

ピストン１３０は非磁性体であるアルミニウム素材（アルミニウム又はアルミニウム合金）で構成される。ピストン１３０がアルミニウム素材で構成されることで、モータアセンブリ２００で発生した磁束がピストン１３０に伝達されてピストン１３０の外部に漏洩する現象を防止する。そして、ピストン１３０は鍛造方法によって形成される。

そして、シリンダ１２０とピストン１３０の素材構成比、即ち、種類及び成分比は同じであってもよい。ピストン１３０とシリンダ１２０が同じ素材（アルミニウム）で構成されることで熱膨張係数が互いに同じくなる。リニア圧縮機１０の運転の間、シェル１００の内部は高温（約１００℃）の環境が造成されるが、ピストン１３０とシリンダ１２０の熱膨張係数が同じであるためピストン１３０とシリンダ１２０は同じ量だけ熱変形される。

結局、ピストン１３０とシリンダ１２０が互いに異なる大きさ又は方向に熱変形されることでピストン１３０の運動の間にシリンダ１２０と干渉が発生することを防止する。

シェル１１０は、冷媒が流入される吸入部１０１とシリンダ１２０の内部で圧縮された冷媒が排出される吐出部１０５を含む。吸入部１０１を介して吸入された冷媒は吸入マフラー１４０を介してピストン１３０の内部に流動する。冷媒が吸入マフラー１４０を通過する過程でノイズが低減される。

シリンダ１２０の内部にはピストン１３０によって冷媒が圧縮される圧縮空間Ｐが形成される。そして、ピストン１３０には圧縮空間Ｐに冷媒を流入させる吸入孔１３１ａが形成され、吸入孔１３１ａの一側には吸入孔１３１ａを選択的に開放する吸入バルブ１３２が提供される。

圧縮空間Ｐの一側には圧縮空間Ｐで圧縮された冷媒を排出するための吐出バルブアセンブリ１７０，１７２，１７４が提供される。即ち、圧縮空間Ｐはピストン１３０の一側端部と吐出バルブアセンブリ１７０，１７２，１７４との間に形成される空間として理解される。

吐出バルブアセンブリ１７０，１７２，１７４は冷媒の吐出空間を形成する吐出カバー１７２と、圧縮空間Ｐの圧力が吐出圧力以上になると開放されて冷媒を吐出空間に流入させる吐出バルブ１７０及び吐出バルブ１７０と吐出カバー１７２との間に提供されて軸方向に弾性力を付与するバルブばね１７４を含む。ここで、「軸方向」とはピストン１３０が往復運動する方向、即ち、図１の横方向と理解される。

吸入バルブ１３２は圧縮空間Ｐの一側に形成され、吐出バルブ１７０は圧縮空間Ｐの他側、即ち、吸入バルブ１３２の反対側に提供される。

ピストン１３０がシリンダ１２０の内部で往復直線運動をする過程において、圧縮空間Ｐの圧力が吐出圧力より低く吸入圧力以下になると吸入バルブ１３２が開放されて冷媒は圧縮空間Ｐに吸入される。一方、圧縮空間Ｐの圧力が吸入圧力以上になると吸入バルブ１３２が閉まった状態で圧縮空間Ｐの冷媒が圧縮される。

一方、圧縮空間Ｐの圧力が吐出圧力以上になるとバルブばね１７４が変形して吐出バルブ１７０を開放させ、冷媒は圧縮空間Ｐから吐出されて吐出カバー１７２の吐出空間に排出される。

そして、吐出空間の冷媒は吐出マフラー１７６を経てループパイプ１７８に流入される。吐出マフラー１７６は圧縮された冷媒の流動ノイズを低減し、ループパイプ１７６は圧縮された冷媒を吐出部１０５にガイドする。ループパイプ１７８は吐出マフラー１７６に結合されて屈曲して延長され、吐出部１０５に結合される。

リニア圧縮機１０はフレーム１１０を更に含む。フレーム１１０はシリンダ１２０を固定させる構成であり、シリンダ１２０と一体に構成されるか別途の締結部材によって締結される。そして、吐出カバー１７２及び吐出マフラー１７６はフレーム１１０に結合される。

モータアセンブリ２００には、フレーム１００に固定されてシリンダ１２０を囲むように配置されるアウターステーター２１０と、アウターステーター２１０の内側に離隔されて配置されるインナーステーター２２０及びアウターステーター２１０とインナーステーター２２０との間の空間に位置する永久磁石２３０が含まれる。

永久磁石２３０は、アウターステーター２１０及びインナーステーター２２０との相互電磁気力によって直線往復運動するそして、永久磁石２３０は一つの極性を有する単一磁石で構成されか３つの極を有する多数の磁石が結合されて構成される。詳しくは、３つの極を有する磁石で一面がＮ−Ｓ−Ｎ型に分布されれば他面はＳ−Ｎ−Ｓ型に分布される。

そして、永久磁石２３０は相対的に安価なフェライト素材で構成される。

永久磁石２３０は連結部材１３８によってピストン１３０に結合される。連結部材１３８はピストン１３０の一側端部から永久磁石２３０に延長される。永久磁石２３０が直線移動することで、ピストン１３０は永久磁石２３０と共に軸方向に直線往復運動する。

アウターステーター２１０にはコイル巻線体２１３，２１５及びステーターコア２１１が含まれる。

コイル巻線体２１３，２１５は、ボビン２１３及びボビン２１３の円周方向に巻かれたコイル２１５を含む。コイル２１５の断面は多角形状を有し、一例として六角形状を有してもよい。

ステーターコア２１１は複数個のラミネーション（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）が円周方向に積層されて構成され、コイル巻線体２１３，２１５を囲むように配置される。

モータアセンブリ２００に電流が印加されるとコイル２１５に電流が流れ、コイル２１５に流れる電流によってコイル２１５の周辺に磁束（ｆｌｕｘ）が形成され、磁束はアウターステーター２１０及びインナーステーター２２０に沿って閉回路を形成しながら流れる。

アウターステーター２１０とインナーステーター２２０に沿って流れる磁束と永久磁石２３０の磁束が相互作用して永久磁石２３０を移動させる力が発生する。

アウターステーター２１０の一側にはステーターカバー２４０が提供される。アウターステーター２１０の一側端はフレーム１１０によって支持され、他側端はステーターカバー２１０によって支持される。

インナーステーター２２０はシリンダ１２０の外周に固定される。そして、インナーステーター２２０は複数個のラミネーションがシリンダ１２０の外側から円周方向に積層されて構成される。

リニア圧縮機１０は、ピストン１３０を支持するサポータ１３５及びピストン１３０から吸入部１０１に向かって延長されるバックカバー１１５を更に含む。バックカバー１１５は吸入マフラー１４０の少なくとも一部分をカバーするように配置される。

リニア圧縮機１０はピストン１３０が共振運動可能であるように各固有振動数が調節された弾性部材である複数のばね１５１，１５５を含む。

複数のばね１５１，１５５は、サポータ１３５とステーターカバー２４０の間に支持される第１ばね１５１及びサポータ１３５とバックカバー１１５との間に支持される第２ばね１５５を含む。第１ばね１５１及び第２ばね１５５の弾性係数は同じく形成される。

第１ばね１５１はシリンダ１２０又はピストン１３０の上側及び下側に複数個が提供され、第２ばね１５５はシリンダ１２０又はピストン１３０の前方に複数個が提供される。

ここで、「前方」とはピストン１３０から吸入部１０１に向かう方向と理解される。即ち、吸入部１０１から吐出バルブアセンブリ１７０，１７２，１７４に向かう方向は「後方」と理解される。この用語は以下の説明でも同じく使用される。

シェル１００の内部底面には所定のオイルが貯蔵される。そして、シェル１００の下部にはオイルをポップするオイル供給装置１６０が提供される。オイル供給装置１６０は、ピストン１３０が往復運動することで発生する振動によって作動されてオイルを上方にポップする。

リニア圧縮機１０は、オイル供給装置１６０からオイルの流動をガイドするオイル供給管１６５を更に含む。オイル供給管１６５はオイル供給装置１６０からシリンダ１２０とピストン１３０との間の空間まで延長される。

オイル供給装置１６０からポンプされたオイルはオイル供給管１６５を経てシリンダ１２０とピストン１３０との間の空間に供給され、冷却及び潤滑作用を行う。

図２は本発明の実施例によるリニア圧縮機の駆動装置の構成を示す分解斜視図であり、図３乃至図５は本発明の実施例によるピストンアセンブリの構成を示す図であり、図６は本発明の実施例によるリニア圧縮機の主要構成を示す断面図であり、図７は本発明の実施例によるピストンアセンブリとサポータが結合した様子を示す断面図である。

図２乃至図７を一緒に参照すると、本発明に実施例によるリニア圧縮機の駆動装置はシリンダ１２０の内部で往復運動可能に提供されるピストン１３０と、ピストン１３０の端部から永久磁石２３０に向かって延長される連結部材１３８及び連結部材１３８の端部に結合される永久磁石２３０を含む。

そして、駆動装置は永久磁石２３０の外側を囲むように提供されるテーピング部材１３９を含む。テーピング部材１３９はガラス繊維と樹脂（ｒｅｓｉｎ）が混合されて構成される。テーピング部材１３９は永久磁石２３０と連結部材１３８の結合状態を堅固に維持する。

連結部材１３８の内側にはピストン１３０のフランジ部３００（図３を参照）に結合されるピストンガイド３５０（図６を参照）が提供される。ピストンガイド３５０はフランジ部３００と連結部材１３８の内側面との間に介入される。

ピストンガイド３５０はピストン１３０のフランジ部３００を支持し、ピストン１３０又はフランジ部３３０に作用する荷重を減少する機能を行う。ピストン１３０とフランジ部３３０を合わせて「ビストンアセンブリ」と称する。

連結部材１３８の外側、即ち、連結部材１３８の前方にはピストンアセンブリを動作可能に支持するためのサポータ１３５が提供される。サポータはばね１５１，１５５によってリニア圧縮機１０の内側に弾性支持される。

サポータ１３５はばね１５１，１５５が結合される多数のばね安着部１３６，１３７を含む。

詳しくは、多数のばね安着部１３６，１３７は第１ばね１５１の端部が安着される多数の第１ばね安着部１３６を含む。多数の第１ばね安着部１３６はサポータ１３５の上部及び下部にそれぞれ提供される。

一例に、サポータ１３５の上部に２つの第１ばね安着部１３６が提供され、サポータ１３５の下部に２つの第１ばね安着部１３６が提供される。よって、２つの第１ばね１５１の一側端部はサポータ１３５の上部に結合され、他の２つの第１ばね１５１の一側端部はサポータ１３５の下部に結合される。

そして、４つの第１ばね１５１の他側端部はサポータ１３５の上部及び下側に提供されるステーターカバー２４０に結合される。サポータ１３５は多数の第１ばね１５１によってステーターカバー２４０から力又は荷重を受ける（図９ａを参照）。

多数のばね安着部１３６，１３７は第２ばね１５５の端部が安着される多数の第２ばね安着部１３７を含む。多数の第２ばね安着部１３７はサポータ１３５の左側部及び右側部にそれぞれ提供される。

一例に、サポータ１３５の左側部に２つの第２ばね安着部１３７が提供され、サポータ１３５の右側部に２つの第２ばね安着部１３７が提供される。よって、２つの第２ばね１５５の一側端部はサポータ１３５の左側部に結合され、他の２つの第２ばね１５５の一側端部はサポータ１３５の右側部に結合される。

そして、４つの第２ばね１５５の他側端部はピストン１３０の前方に提供されるバックカバー１１５に結合される。サポータ１３５は多数の第２ばね１５５によってバックカバー１５５から後方に向かう力又は荷重を受ける。第１ばね１５１及び第２ばね１５５の弾性係数は同じであるため、４つの第２ばね１５５によって作用する力は４つの第１ばね１５１によって作用する力の大きさと類似する（図９ａを参照）。

サポータ１３５の中心部から第１ばね安着部１３６に向かう方向（上部又は下部）を連結する第１仮想線と、サポータ１３５の中心部から第２ばね安着部１３７に向かう方向（左側部又は右側部）を連結する第２仮想線は大よそ垂直に交差する。

サポータ１３５には締結部材１５８が結合される多数の結合孔１３５ｂ、１３５ｃが形成される。多数の結合孔１３５ｂ，１３５ｃは多数のサポータ締結孔１３５ｂ及び多数のサポータ組立孔１３５ｃを含む。多数のサポータ締結孔１３５ｂはサポータ１３５の上部及び下部に形成され、多数のサポータ組立孔１３５ｃはサポータ１３５の左右両側に形成される。

一例に、サポータ締結孔１３５ｂは上部に２つ、下部に２つが形成され、サポータ組立孔１３５ｃは左側に１つ、右側に１つが形成される。そして、サポータ締結孔１３５ｂとサポータ組立孔１３５ｃは互いに異なる大きさで形成される。

連結部材１３８とピストンガイド３５０及びピストンアセンブリのフランジ部３００には多数の孔１３５ｂ，１３５ｃに対応する結合孔がそれぞれ形成される。締結部材１５８は結合孔を貫通して連結部材１３８、ピストンガイド３５０及びフランジ部３００に結合される。

一例に、連結部材１３８にはサポータ締結孔１３５ｂ及びサポータ組立孔１３５ｃにそれぞれ対応する連結部材締結孔１３８ｂ及び連結部材組立孔１３８ｃが形成される。

フランジ部３００は、締結部材１５８による締結過程で締結荷重又は締結圧力が作用して所定方向に変形される性質を有する。特に、フランジ部３００は柔らかい性質を有するアルミニウム材質で構成されてもよく、それによって変形する量が大きくなる可能性がある。それに関する詳細な説明は後述する。

一方、サポータ１３０にはリニア圧縮機１０の内部に存在するガスの流動抵抗を減少するためのサポータ連通孔１３５ａが形成される。多数のサポータ締結孔１３５ａはサポータ１３５の少なくとも一部分が切開されて形成され、多数のサポータ１３５の上部及び下部にそれぞれ形成される。

そして、連結部材１３８とピストンガイド３５０及びピストンアセンブリのフランジ部３００にはサポータ連通孔１３５ａに対応する連通孔がそれぞれ形成される。一例に、連結部材１３８にはサポータ締結孔１３５ａに対応する連結部材締結孔１３８ａが形成される。ガスが連結部材１３８、ピストンガイド３５０、フランジ部３００及びサポータ１３５に形成された連通孔を介して流動されることで流動抵抗が減少される。

駆動装置は、サポータ１３５に結合されて駆動装置の駆動過程で発生する振動を低減するためのバランスウェイト（ｂａｌａｎｃｅ ｗｅｉｇｈｔ）１４５を含む。バランスウェイと１４５はサポータ１３５の前面に結合される。

バランスウェイト１４５にはサポータ締結孔１３５ｂに対応する多数のウェイト締結孔及びサポータ連通孔１３５ａに対応するウェイと連通孔が形成される。バランスウェイト１４５は締結部材１５８によってサポータ１３５、結合部材１３８及びピストンのフランジ部３００に結合される。

駆動装置は、冷媒の流動ノイズを低減するための吸入マフラー１４０を更に含む。吸入マフラー１４０はサポータ１３５、バランスウェイト１４５、連結部材１３８及びピストンのフランジ部３００を貫通してシリンダ１２０の内部に延長される。そして、吸入マフラー１４０の少なくとも一部分はフランジ部３００とピストンガイド３５０との間に介入されて位置固定される（図６を参照）。

図３を参照してピストンアセンブリ１３０，３００の構造について説明する。

ピストンアセンブリ１３０，３００は、シリンダ１２０の内部に往復運動可能に提供されるピストン１３０及びピストン１３０の一側端部から半径方向に拡張されるフランジ部３００を含む。

ピストン１３０は中空の円筒状を有し、内部には冷媒が流動する流動空間部１３０ａが規定される。吸入部１０１を介してリニア圧縮機１０に流入された冷媒は吸入マフラー１４０を経て流動空間部１３０ａに流動する。

ピストン１３０は圧縮空間Ｐを向かう一面、即ち、圧縮面１３１を含む。圧縮面１３１は圧縮空間Ｐを規定する一面として理解される。圧縮面１３１には冷媒が圧縮空間Ｐに吸入されるようにする吸入孔１３１ａが形成される。

そして、ピストン１３０の圧縮面１３１には動作可能に提供される吸入バルブ１３２が結合される。吸入バルブ１３２は圧縮面１３１に結合されて吸入孔１３１ａを選択的に開放する。

フランジ部３００は、ピストンガイド３５０に結合される結合面３１０及び結合面３１０に結合されてフランジ部３００の変形をガイドする「補強部材」としての補強リブ３２０を含む。

結合面３１０はフラット（ｆｌａｔ）な面を形成する。そして、結合面３１０の内側には流動空間部１３０ａに連通する開口部３０５が形成される。開口部３０５は冷媒が流動空間部１３０ａに流入するための「入口部」として理解され、ピストン１３０の外形に対応して大よそ円形に形成される。

フランジ部３００には締結部材１５８によって結合される多数の結合孔３１１，３１３が形成される。多数の孔３１１，３１３は多数のフランジ組立孔３１１及び多数のフランジ締結孔３１３を含む。

多数のフランジ組立孔３１１はサポータ１３５のサポータ組立孔１３５ｃと対応する位置に形成され、多数のフランジ締結孔３１３はサポータ１３５のサポータ締結孔１３５ｂと対応する位置に形成される。即ち、フランジ組立孔３１１はフランジ部３００の左側部及び右側部に形成され、フランジ締結孔３１３はフランジ部３００の上部及び下部に形成される。

一例に、フランジ組立孔３１１は左側部及び右側部にそれぞれ１つずつ形成され、フランジ締結孔３１３は上部及び下部にそれぞれ２つずつ形成される。

フランジ部３００には多数のフランジ連通孔３１５が形成される。多数のフランジ連通孔３１５はサポータ締結孔１３５ａに対応する位置、即ち、フランジ部２００の上部及び下部に形成される。一例に、フランジ連通孔３１５は上部に２つ、下部に２つ形成される。

補強リブ３２０はフラットな結合面３１０からサポータ１３５又はピストンガイド３５０の方向に突出されるように構成される（図７を参照）。即ち、補強リブ３２０はフランジ部３００の結合面３１０とサポータ１３５との間に介入される。そして、補強リブ３２０は結合面３１０の一部分にのみ具備される。

詳しくは、補強リブ３２０は結合面３１０の上部及び下部にそれぞれ提供される。ここで、結合面３１０の上部及び下部とはサポータ１３５の上部及び下部に対応する領域として理解される。即ち、補強リブ３２０は結合面３１０の全体領域のうち上部及び下部に規定される一部領域をカバーするように配置される。

一例に、補強リブ３２０は結合面３１０のうちフランジ締結孔３１３及びフランジ連通孔３１５が形成される上部及び下部に提供される。即ち、補強リブ３２０はフランジ孔３１３が位置する領域に形成される。

一方、補強リブ３２０は結合面３１０のうちフランジ組立孔３１１が形成される左側部及び右側部には具備されなくてもよい。フランジ部３００のうち補強リブ３２０が提供される部分の強度は補強リブ３２０が提供されない部分の強度に比べて大きい。

即ち、補強リブ３２０は互いに離隔されて複数個が提供される。そして、複数の補強リブ３２０はフランジ部３００の中心、即ち、開口部３０５の中心を基準に対称に配置される。

詳しくは、図５を参照すると、開口部３０５の中心Ｃからフランジ部３００の左側部及び右側部に延長される仮想の第１延長線ｌ１と、フランジ部３００の上部及び下部に延長される第２延長線ｌ２は互いに交差するように位置する。

複数の補強リブ３２０は第１延長線ｌ１を中心に両側に対称に配置され、複数の補強リブ３２０は第１延長線ｌ１から離隔配置される。

第１延長線ｌ１はフランジ組立孔３１１を通るように配置され、第２延長線ｌ２は複数の補強リブ３２０を二分するように配置される。この際、補強リブ３２０は第２延長線ｌ２によって同じ面積に分けられる。

一方、第２延長線ｌ２は複数のフランジ締結孔３１３の間の空間を通り、複数のフランジ連通孔３１５の間の空間を通るように配置される。

第１延長線ｌ１から補強リブ３２０までの最短距離Ｈ２は、第２延長線ｌ２上で開口部３０５の中心から補強リブ３２０までの最短距離Ｈ１より大きく形成される。

前記のような構成によってフランジ部３００がピストンガイド３５０、連結部材１３８及びサポータ１３５によって締結されると、フランジ部３００には締結による荷重又は圧力が結合面３１０に作用する。それによって、結合面３１０の形状に変形が発生する。

特に、フランジ部３００のうち補強リブ３２０が提供される部分に比べて補強リブ３２０が提供されない部分の強度が弱いため、強度が弱い部分の変形量がより大きく現れる。一例に、図５のような様子を基準に、フランジ部３００は横に延長される変形、即ち、横に平たくなる変形が発生する（図８ｂを参照）。

以下、リニア圧縮機１０の組立過程によってフランジ部３００の変形が発生する様子について説明する。

図８ａは本発明の実施例によるピストンアセンブリとサポータが締結する際に作用する力の様子を示す図であり、図８ｂは図８ａの締結過程において、ピストンアセンブリのフランジ部に作用する変形の様子を示す図である。

図６乃至図８ａを一緒に参照すると、本発明の実施例によるピストン１３０がシリンダ１２０の内部に収容された状態で、フランジ部３００の結合面３１０にはピストンガイド３５０が配置される。そして、吸入マフラー１４０はフランジ部３００及びピストンガイド３５０に支持されてピストン１３０の内部に延長されるように配置される。

永久磁石２３０と結合された連結部材１３８の内側にシリンダ１２０、ピストン１３０、フランジ部３００及びピストンガイド３５０が配置される。この際、ピストンガイド３５０の一側にはフランジ部３００の結合面３１０が結合され、他側には連結部材１３８の内側面が結合される。

そして、連結部材１３８の外側面にはサポータ１３５が配置され、締結部材１５８がサポータ１３５に結合される。

この際、締結部材１５８はサポータ１３５、連結部材１３８、ピストンガイド３５０及びフランジ部３００に形成された結合孔及び組立孔を貫通してサポータ１３５、連結部材１３８、ピストンガイド３５０及びフランジ部３００を同時に固定する。ここで、同時に固定された組立体を駆動部アセンブリと称する。

この際、締結部材１５８の締結力Ｆ１によってフランジ部３００に変形が発生する。特に、補強リブ３２０によってフランジ部３００には横に平たい変形が発生する。

詳しくは、図８ｂを参照すると、第１延長線ｌ１は横方向に延長されて右側端部が０°、左側端部が１８０°の方向に位置すると規定され、第２延長線ｌ２は縦方向に延長されて上端部が９０°、下端部が２７０°の方向に位置すると規定される。

フランジ部３００はサポータ１３５に結合される過程で補強リブ３２０が提供されない結合面３１０側に変形量がより大きく発生し、元のフランジ部３００の形状（大よそ円形の点線）に比べて上下部側の長さが短くなって左右側の長さが長くなる平たい楕円形に変形される。

図９ａは本発明の実施例によるサポータにばねを締結する際に作用する力の様子を示す図であり、図９ｂは図９ａの締結過程において、ピストンアセンブリのフランジ部に作用する変形の様子を示す図である。

図６及び図９ａを一緒に参照すると、駆動部アセンブリに第１，２ばね１５１，１５５を結合する。即ち、多数の第１ばね１５１をサポータ１３０とステーターカバー２４０との間に結合させ、多数の第２ばね１５５をサポータ１３５とバックカバー１１５との間に結合させる。

多数の第１ばね１５１はサポータ１３５の上部及び下部に支持され、多数の第２ばね１５５はサポータ１３５の左側部及び右側部に支持される。

第１ばね１５１が結合されるサポータ１３５の上部を「第１側部」、下部を「第２側部」と称し、第２ばね１５５が結合されるサポータ１３５の左側部を「第３側部」、右側部を「第４側部」と称する。この際、第１側部と第２側部を連結する仮想の線は、第３速部と第４速部を連結する仮想の線と垂直に交差する。

そして、補強リブ３２０はサポータ１３５の第１側部及び第２側部に対応するフランジ部３００の上の位置、即ち、フランジ部３００の上部及び下部に配置される。

サポータ１３５は多数の第１ばね１５１を結合すると、ステーターカバー２４０からサポータ１３５に向かって、即ち、前方に力Ｆ２が作用する。そして、サポータ１３５に多数の第２ばね１５５を結合すると、バックカバー１５５からサポータ１３５に向かって、即ち、後方に力Ｆ３が作用する。

これを組み合わせると、サポータ１３５の上部及び下部には第１ばね１５１によって前方に力が作用し、サポータ１３５の左側部及び右側部には第２ばね１５５によって後方に力が作用する。即ち、第１ばね１５１による力の方向と第２ばね１５５による力の方向は反対方向を形成する。

結局、サポータ１３５に結合されたフランジ部３００にも上部及び下部には前方に力が作用し、左側部及び右側部には後方に力が作用する。このような組み合わせられた力の作用によって、フランジ部３００には縦に長い変形が発生する。

詳しくは、図９ｂを参照すると、サポータ１３５に第１，２ばね１５１，１５５が締結されると前方及び後方に作用するばねの弾性力によってもとのフランジ部３００の形状（円形の点線）に比べて左右側の長さが小さくなって上下側の長さが長くなる長い楕円形に変形される。

この際、図９ｂに示されるフランジ部３００の変形様子は図８ｂによるフランジ部の変形様子を考慮しない様子として理解される。

図１０は、図８ａ及び図９ａの締結が完了した後、ピストンアセンブリのフランジの形状を示す図である。

図１０は図８ａ及び図９ａで説明した締結過程を完了した後、図８ｂ及び図９ｂのフランジ部３００の変形様子を組み合わせた結果によるフランジ部３００の様子を示す。

詳しくは、フランジ部３００にピストンガイド３５０、連結部材１３８及びサポータ１３５を締結する過程で横に平たい楕円形に変形（第１変形）が発生する。

次に、サポータ１３５に第１，２ばね１５１，１５５を結合する過程で縦に長い楕円系に変形（第２変形）が発生するため、それらの組立過程を完了した後には第１変形と第２変形が組み合わされておおよそ円状のフランジ部３００の形状を具現する。

要するに、フランジ部３００とサポータ１３５の１次締結過程でフランジ部３００には一方向に平たくなる変形が行われる。そして、サポータ１３５と多数のばね１５１，１５５の２次締結過程でフランジ部３００が他方向に平たくなるように力が作用するため、フランジ部３００には元の形状に戻る変形が行われる。ここで、他方向は一方向の反対方向である。

このように、ピストンアセンブリと周辺構成を組み立てた後でフランジ部３００の変形を防止するため、ピストンの変形を防止しそれによってピストンの往復運動の間に発生し得るシリンダ又はピストンの磨耗を減らす効果がある。

実施例のリニア圧縮機では冷媒をピストンの内部空間を経て圧縮空間に提供しているがそれに限ることはない。圧縮空間に順調に冷媒を提供することができればいかなる形式も制限されない。例えば、従来のリニア圧縮機のようにピストンの内部空間を経ずに圧縮された冷媒を吐出する側と同じ側に位置する冷媒吸入側に冷媒を直接圧縮空間に提供してもよい。

１０ リニア圧縮機
１００ シェル
１１０ フレーム
１１５ バックカバー
１２０ シリンダ
１３０ ピストン
１３５ サポータ
１３８ 連結部材
１４０ 吸入マフラー
１５１，１５５ 第１，２ばね
２００ モータアセンブリ
２３０ 永久磁石
２４０ ステーターカバー
３００ フランジ部
３１０ 結合面
３２０ 補強リブ

Claims (19)

1. 冷媒吸入部が具備されるシェルと、
   前記シェルの内部に提供されるシリンダと、
   前記シリンダの内部で往復運動するピストンと、
   前記ピストンに駆動力を付与し、永久磁石が具備されるモータアセンブリと、
   前記ピストンの一側端部から前記永久磁石の方向に折り曲げられて延長され、前記永久磁石を前記ピストンに連結する連結部材と、
   前記ピストンの一側端部から半径方向に延長され、結合面を有するフランジ部と、
   前記連結部材の外側面に結合され、多数のばねを支持するサポータと、
   前記連結部材の内側面と前記フランジ部の結合面との間に配置されるピストンガイドと、
   前記フランジ部の結合面と前記ピストンガイドとの間に介入する補強部材と、
   を含み、
   前記フランジ部、前記補強部材、前記ピストンガイド、前記連結部材及び前記サポータは、軸方向に順に配列され、
   前記補強部材は、前記結合面から前記ピストンガイドに突出して、前記フランジ部と前記サポータの締結過程で前記フランジ部の半径方向への変形をガイドする、リニア圧縮機。
2. 前記補強部材は複数個が提供される、請求項１に記載のリニア圧縮機。
3. 前記結合面の半径方向内側に位置し、前記ピストンの流動空間部に連通する開口部を更に含み、
   前記複数の補強部材は前記開口部の中心に離隔されて前記開口部の外側に配置される、請求項２に記載のリニア圧縮機。
4. 前記複数の補強部材は前記開口部を中心に対称に配置される、請求項３に記載のリニア圧縮機。
5. 開口部の中心を通る仮想の第１延長線及び前記第１延長線に垂直な方向に延長される仮想の第２延長線が規定され、
   前記第１延長線から前記補強部材までの最短距離は、前記第２延長線上で前記開口部の中心から前記補強部材までの最短距離より小さく形成される、請求項１に記載のリニア圧縮機。
6. 前記フランジ部には、締結部材によって前記サポータの締結孔に結合される多数の締結孔が形成され、
   前記補強部材は、前記多数の締結孔が位置する領域に形成される、請求項１に記載のリニア圧縮機。
7. 前記サポータには前記シェルの内部に存在する冷媒ガスの流動をガイドするサポータの連通孔が形成され、前記フランジ部には前記サポータ連通孔に結合されるフランジ連通孔が形成され、
   前記補強部材は前記フランジ連通孔が位置する領域に形成される、請求項１に記載のリニア圧縮機。
8. 前記ばねは、前記サポータの上部側及び下部側に提供される多数の第１ばねと、
   前記サポータの左側及び右側に提供される多数の第２ばねと、を含む、請求項１に記載のリニア圧縮機。
9. 前記サポータの一側に提供され、前記多数の第１ばねが結合されるステーターカバーと、
   前記サポータの他側に提供され、前記多数の第２ばねが結合されるバックカバーと、を更に含む、請求項８に記載のリニア圧縮機。
10. 前記多数の第１ばねによって前記ステーターカバーから作用する力の方向は、前記多数の第２ばねによって前記バックカバーから作用する力の方向と反対方向である、請求項９に記載のリニア圧縮機。
11. 前記補強部材は、前記サポータの上部側に対応する前記結合面の上部側又は前記サポータの下部側に対応する前記結合面の下部側に配置される、請求項９に記載のリニア圧縮機。
12. 前記フランジ部、サポータ、連結部材及びピストンガイドは締結部材によって同時に締結される、請求項１に記載のリニア圧縮機。
13. 前記補強部材は、前記ピストンガイドに接するように配置される、請求項１に記載のリニア圧縮機。
14. 前記ピストンとシリンダはアルミニウム又はアルミニウム合金で形成される、請求項１に記載のリニア圧縮機。
15. 前記補強部材は前記フランジ部と一体に形成される、請求項１に記載のリニア圧縮機。
16. 冷媒吸入部が具備されるシェルと、
    前記シェルの内部に提供されるシリンダと、
    前記シリンダの内部で往復運動するピストンと、
    前記ピストンに駆動力を付与し、永久磁石が具備されるモータアセンブリと、
    前記ピストンの一側端部から前記永久磁石の方向に折り曲げられて延長され、前記永久磁石を前記ピストンに連結する連結部材と、
    前記ピストンの一側端部から半径方向に延長され、結合面を有するフランジ部と、
    前記連結部材の外側面に結合され、多数のばねを支持するサポータと、
    前記連結部材の内側面と前記フランジ部の結合面との間に配置されるピストンガイドと、
    前記フランジ部の結合面と前記ピストンガイドとの間に介入する補強部材と、
    を含み、
    前記フランジ部、前記補強部材、前記ピストンガイド、前記連結部材及び前記サポータは、軸方向に順に配列され、
    前記補強部材は、前記フランジ部の結合面の一端に配置される第１補強部材、及び前記フランジ部の結合面の中心に対して反対側の一端に配置される第２補強部材を含み、
    前記フランジ部とサポータの締結部材による１次締結過程で、前記補強部材によって前記フランジ部が半径方向のうち前記第１補強部材、前記フランジ部の結合面の中心、及び前記第２補強部材を通る第１方向に収縮する変形が行われ、
    前記サポータと多数のばねの２次締結過程で、前記補強部材によって前記フランジ部が半径方向のうち前記第１方向に垂直な第２方向に収縮する変形が行われるように力が作用する、リニア圧縮機。
17. 冷媒吸入部が具備されるシェルと、
    前記シェルの内部に提供されるシリンダと、
    前記シリンダの内部で往復運動し、内部に冷媒が流動する流動空間部を形成するピストンと、
    前記ピストンに駆動力を付与し、永久磁石が具備されるモータアセンブリと、
    前記ピストンの一側端部から前記永久磁石の方向に折り曲げられて延長され、前記永久磁石を前記ピストンに連結する連結部材と、
    前記ピストンの一側端部から半径方向に延長され、少なくとも一つ以上の第１締結孔が形成される結合面を有するフランジ部と、
    前記連結部材の外側面に結合され、少なくとも一つ以上の第２締結孔が形成されるサポータと、
    前記サポータに締結される多数のばねと、
    前記連結部材の内側面と前記フランジ部の結合面との間に配置されるピストンガイドと、
    前記フランジ部の第１締結孔と前記サポータの第２締結孔に結合される締結部材と、
    前記フランジ部の結合面と前記ピストンガイドとの間に介入する補強リブと、を含み、
    前記フランジ部、前記補強リブ、前記ピストンガイド、前記連結部材及び前記サポータは、軸方向に順に配列され、
    前記補強リブは、前記フランジ部の結合面から前記ピストンガイドに突出して、前記フランジ部と前記サポータの結合による半径方向への変形をガイドする、リニア圧縮機。
18. 前記補強リブは、前記結合面の全体領域のうち一部領域にのみ提供される、請求項１７に記載のリニア圧縮機。
19. 前記多数のばねは、
    前記サポータの上部側及び下部側に提供される多数の第１ばねと、
    前記サポータの左側及び右側に提供される多数の第２ばねと、
    を含む、請求項１７に記載のリニア圧縮機。

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