JP6573786B2 - リニア圧縮機及びリニアモータ - Google Patents

Description

本発明は、リニア圧縮機及びリニアモータに関する。

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の伝達を受けて、空気や冷媒またはその他の多様な作動ガスを圧縮して圧力を高める機械装置であって、冷蔵庫とエアコンなどのような家電機器または産業全般にかけ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れば、ピストン（Ｐｉｓｔｏｎ）とシリンダー（Ｃｙｌｉｎｄｅｒ）との間に作動ガスが吸込及び吐き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ーの内部で直線往復運動しつつ冷媒を圧縮させる往復動式圧縮機（Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）、偏心回転されるローラ（Ｒｏｌｌｅｒ）とシリンダーとの間に作動ガスが吸込及び吐き出される圧縮空間が形成され、ローラがシリンダーの内壁に沿って偏心回転しつつ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込及び吐き出される圧縮空間が形成され、旋回スクロールが固定スクロールに沿って回転しつつ冷媒を圧縮させるスクロール式圧縮機（Ｓｃｒｏｌｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）に区分されることができる。

最近では、往復動式圧縮機の中で、特にピストンが往復直線運動するようにして運動転換による機械的な損失無しで圧縮効率を向上させることができ、簡単な構造から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、密閉されたシェル内部でピストンがリニアモータによりシリンダーの内部で往復直線運動するように動きながら冷媒を吸込して圧縮させた後に吹き出させるように構成される。

本実施の形態は、リニア圧縮機及びリニアモータを提案する。

一側面によるリニアモータは、第１ステーターと、前記第１ステーターと離隔して配置される第２ステーターと、前記第１ステーターと前記第２ステーターとの間に配置される永久磁石とを備え、前記第１ステーターは、コイルが巻かれるボビンと、前記ボビンを取り囲む多数のコアブロックユニットとを備え、前記多数のコアブロックユニットのうち、一つ以上のコアブロックユニットにおいて前記第２ステーターと対向する第１面と、前記第２ステーターにおいて前記第１面と対向する第２面との間の距離は、前記第２ステーターの円周方向に可変する。

他の側面によるリニアモータは、第１ステーターと、前記第１ステーターと離隔して配置される第２ステーターと、前記第１ステーターと前記第２ステーターとの間に配置される永久磁石とを備え、前記第１ステーターは、コイルが巻かれるボビンと、前記ボビンを取り囲む多数のコアブロックユニットとを備え、前記多数のコアブロックユニットのうち、一つ以上のコアブロックユニットにおいて前記第２ステーターと対向する第１面の曲率半径は、円周方向に可変する。

さらに他の側面によるリニア圧縮機は、シリンダーと、前記シリンダーの内部から軸方向へ往復運動可能なピストンと、前記ピストンに動力を提供するリニアモータとを備え、前記リニアモータは、第１ステーターと、前記第１ステーターと離隔して配置される第２ステーターと、前記第１ステーターと前記第２ステーターとの間に移動可能に配置される永久磁石とを備え、前記第１ステーターは、コイルが巻かれるボビンと、前記ボビンを取り囲む多数のコアブロックユニットとを備え、前記多数のコアブロックユニットのうち、一つ以上のコアブロックユニットにおいて前記第２ステーターを対向する面の第１面と、前記第２ステーターにおいて前記第２面と対向する面である第２面との間の距離は、前記第２ステーターの円周方向に可変する。

一つ以上の実施の形態について、添付図面及び以下において詳細に説明される。他の特徴は、詳細な説明及び図面、請求の範囲により明らかになるはずである。

は、本発明の一実施の形態によるリニア圧縮機の構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態によるリニアモータを概略的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態によるリニアモータの斜視図である。 本発明の一実施の形態によるリニアモータの平面図である。 本発明の一実施の形態によるボビンとコアブロックユニットとを示す図である。 従来の第１ステーターと第２ステーターとの間の配置関係を示す図である。 図６ａにおいてコアブロックユニットの大きさを増加させる場合の問題点を示す図である。 図２のＡ−Ａに沿った断面図である。 本発明の他の実施の形態によるリニア圧縮機を概略的に示す図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。下記で本発明を説明するに当たって、関連した公知の機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不明確にする恐れがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であり、これは、ユーザー、操作者の意図又は慣例などによって変わりうる。したがって、その定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて行わなければならない。

図１は、本発明の一実施の形態によるリニア圧縮機の構成を示す断面図で、図２は、本発明の一実施の形態によるリニアモータを概略的に示す断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明の一実施の形態によるリニア圧縮機１００は、略円筒状のシェル１０１、シェル１０１の一方に結合される第１カバー１０２、及び他方に結合される第２カバー１０３を備えることができる。

一例として、リニア圧縮機１００は、横方向に横たわった状態で製品に設置されることができ、第１カバー１０２は、シェル１０１の右側に、第２カバー１０３は、シェル１０１の左側に位置できる。

広い意味で、第１カバー１０２と第２カバー１０３とは、シェル１０１の一構成として理解されることができる。

リニア圧縮機１００は、シェル１０１の内部に提供されるシリンダー１２０と、シリンダー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リニアモータ２００をさらに備えることができる。

リニアモータ２００が駆動すると、ピストン１３０は、高速で往復運動できる。本実施の形態によるリニア圧縮機１００の運転周波数は、略１００Ｈｚを形成する。

詳細に、リニア圧縮機１００は、冷媒が流入する吸い込み部１０４、及びシリンダー１２０の内部で圧縮された冷媒が排出する吐出部１０５をさらに備えることができる。

吸い込み部１０４は、第１カバー１０２に結合され、吐出部１０５は、第２カバー１０３に結合されることができる。

吸い込み部１０４を介して吸い込まれた冷媒は、吸い込みマフラー１５０を経てピストン１３０の内部に流動する。冷媒が吸い込みマフラー１５０を通過する過程において騷音が低減されることができる。吸い込みマフラー１５０は、第１マフラー１５１と、第１マフラー１５１と結合される第２マフラー１５３とを備えることができる。吸い込みマフラー１５０の少なくとも一部分は、ピストン１３０の内部に位置できる。

ピストン１３０は、略円筒状のピストン本体１３１及びピストン本体１３１から半径方向に延びるピストンフランジ部１３２を備えることができる。

ピストン本体１３１は、シリンダー１２０の内部で往復運動し、ピストンフランジ部１３２は、シリンダー１２０の外側で往復運動できる。

ピストン１３０は、非磁性体アルミニウム素材（アルミニウムまたはアルミニウム合金）から構成されることができる。ピストン１３０がアルミニウム素材から構成されることによって、リニアモータ２００から発生した磁束がピストン１３０に伝達されて、ピストン１３０の外部に漏れる現象を防止できる。そして、ピストン１３０は、制約的ではないが、鍛造方法によって形成されることができる。

一方、シリンダー１２０は、非磁性体アルミニウム素材（アルミニウムまたはアルミニウム合金）から構成されることができる。そして、シリンダー１２０とピストン１３０との素材構成比、すなわち種類及び成分比は、同一でありうる。

シリンダー１２０がアルミニウム素材から構成されることによって、リニアモータ２００から発生した磁束がシリンダー１２０に伝達されてシリンダー１２０の外部に漏れる現象を防止できる。そして、シリンダー１２０は、制約的ではないが、圧出棒加工方法によって形成されることができる。

そして、ピストン１３０とシリンダー１２０とが同じ素材（アルミニウム）から構成されることによって、熱膨張係数が互いに同じになる。リニア圧縮機１００が運転する間、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とシリンダー１２０との熱膨張係数が同一なので、ピストン１３０とシリンダー１２０とは、同じ量だけ熱変形できる。

結局、ピストン１３０とシリンダー１２０とが互いに異なる大きさまたは方向に熱変形することで、ピストン１３０が運動する間にシリンダー１２０と干渉が発生するのを防止できる。

シリンダー１２０は、吸い込みマフラー１５０の少なくとも一部分と、ピストン１３０の少なくとも一部分を収容することができる。

シリンダー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が形成されることができる。そして、ピストン１３０の前方部には、圧縮空間Ｐに冷媒を流入させる吸込孔１３３が形成され、吸込孔１３３の前方には、吸込孔１３３を選択的に開放する吸込バルブ１３５が提供される。吸込バルブ１３５の略中心部には、所定の締結部材が結合される締結孔が形成されることができる。

圧縮空間Ｐの前方には、圧縮空間Ｐから排出した冷媒の吐出空間または吐出流路を形成する吐出カバー１６０、及び吐出カバー１６０に結合され、圧縮空間Ｐで圧縮された冷媒を選択的に排出させるための吐出バルブアセンブリー１６１、１６２、１６３が提供されることができる。

吐出バルブアセンブリー１６１、１６２、１６３は、圧縮空間Ｐの圧力が吐出圧力以上になると開放されて、冷媒を吐出カバー１６０の吐出空間に流入させる吐出バルブ１６１、吐出バルブ１６１と吐出カバー１６０との間に提供されて軸方向に弾性力を付与するバルブスプリング１６２、及びバルブスプリング１６２の変形量を制限するストッパー１６３を備えることができる。

ここで、圧縮空間Ｐは、吸込バルブ１３５と吐出バルブ１６１との間に形成される空間である。そして、吸込バルブ１３５は、圧縮空間Ｐの一方に配置され、吐出バルブ１６１は、圧縮空間Ｐの他方、すなわち吸込バルブ１３５の反対側に配置されることができる。そして、吐出バルブ１６１は、シリンダー１２０の前端部に動き可能に配置されることができる。

そして、「軸方向」とは、ピストン１３０が往復運動する方向または「永久磁石」が往復運動する方向と理解されることができる。

そして、「軸方向」の中で、吸い込み部１０４から吐出部１０５に向かう方向、すなわち冷媒が流動する方向を「前方」といい、その反対方向を「後方」と定義する。

これに対し、「半径方向」とは、ピストン１３０が往復運動する方向に垂直な方向と理解されることができる。

ストッパー１６３は、吐出カバー１６０に固着され、バルブスプリング１６２は、ストッパー１６３の後方に固着されることができる。そして、吐出バルブ１６１は、バルブスプリング１６２に結合され、吐出バルブ１６１の後方部または後面は、シリンダー１２０の前面に支持されるように位置する。

バルブスプリング１６２は、一例として板スプリング（ｐｌａｔｅ ｓｐｒｉｎｇ）を備えることができる。

ピストン１３０がシリンダー１２０の内部で往復直線運動する過程において、圧縮空間Ｐの圧力が吐出圧力より低く、吸込圧力以下になると、吸込バルブ１３５が開放されて、冷媒は、圧縮空間Ｐに吸込まれる。これに対し、圧縮空間Ｐの圧力が吸込圧力以上になると、吸込バルブ１３５が閉じられた状態で圧縮空間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、バルブスプリング１６２が変形して吐出バルブ１６１を開放させ、冷媒は、圧縮空間Ｐから吐き出されて、吐出カバー１６０の吐出空間に排出する。

そして、吐出カバー１６０の吐出空間を流動する冷媒は、ループパイプ１６５に流入する。ループパイプ１６５は、吐出カバー１６０に結合されて吐出部１０５に延び、吐出空間の圧縮冷媒を吐出部１０５にガイドする。一例として、ループパイプ１７８は、所定の方向に巻かれた形状を有して丸く延び、吐出部１０５に結合される。

リニア圧縮機１００は、シリンダー１２０の外側に結合されるフレーム１１０をさらに備えることができる。フレーム１１０は、シリンダー１２０を固定させる構成であって、別の締結部材によってシリンダー１２０に締結されることができる。フレーム１１０は、シリンダー１２０を取り囲むように配置される。すなわち、シリンダー１２０は、フレーム１１０の内側に収容されることができる。そして、吐出カバー１６０は、フレーム１１０の前面に結合されることができる。

一方、開放された吐出バルブ１６１を介して排出した高圧のガス冷媒のうち、少なくとも一部のガス冷媒は、シリンダー１２０とフレーム１１０とが結合された部分の空間を介してシリンダー１２０の外周面側に流動できる。

そして、冷媒は、シリンダー１２０に形成されたノズル部１２３を介してシリンダー１２０の内部に流入する。流入した冷媒は、ピストン１３０とシリンダー１２０との間の空間に流動して、ピストン１３０の外周面がシリンダー１２０の内周面から離隔されるようにすることができる。したがって、流入した冷媒は、ピストン１３０が往復運動する間にシリンダー１２０との摩擦を減少させる「ガスベアリング」として機能できる。

リニアモータ２００は、シリンダー１２０を取り囲むように配置される第１ステーター（ｓｔａｔｏｒ）２１０、第１ステーター２１０と離隔して配置される第２ステーター２５０、及び第１ステーター２１０と第２ステーター２５０との間の空間に位置する永久磁石２６０を備えることができる。

本明細書において、第１ステーター２１０と第２ステーター２５０のうちの何れか一つは、アウターステーター（ｏｕｔｅｒ ｓｔａｔｏｒ）であり、残りの一つは、インナーステーター（ｉｎｎｅｒ ｓｔａｔｏｒ）でありうる。

図１には、一例として第１ステーター２１０がアウターステーターで、第２ステーター２５０がインナーステーターであることが示される。

永久磁石２６０は、第１ステーター２１０及び第２ステーター２５０との相互電磁気力によって直線往復運動できる。そして、永久磁石２６０は、１個の極を有する単一磁石から構成されるか、または３個の極を有する磁石から構成されることができる。そして、永久磁石２６０は、第２ステーター２５０の外側に複数提供されることができる。

永久磁石２６０は、接続部材１３８によってピストン１３０に結合されることができる。詳細に、接続部材１３８は、ピストンフランジ部１３２に結合されて永久磁石２６０に向かって折り曲げて延びることができる。永久磁石２６０が往復運動することによって、ピストン１３０は、接続部材１３８によって、永久磁石２６０と共に軸方向に往復運動できる。

そして、リニアモータ２００は、永久磁石２６０を接続部材１３８に固定する固定部材２６２をさらに備えることができる。固定部材２６２は、ガラス繊維または炭素繊維と樹脂（ｒｅｓｉｎ）が混合されて構成されることができる。固定部材２６２は、永久磁石２６０の内側及び外側を取り囲むように提供されて、永久磁石２６０と接続部材１３８との結合状態を堅く維持させることができる。

第１ステーター２１０は、コイル巻線体２４０、２４６、及びコイル巻線体２４０、２４６の円周方向に一定間隔で設置される多数のコアブロックユニット２１１を備えることができる。

そして、多数のコアブロックユニット２１１の各々は、第１コアブロック２１２と第２コアブロック２１３を備えることができる。

各コアブロック２１２、２１３は、複数のラミーネーション（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）が円周方向に積層されて構成され、コイル巻線体２４０、２４６を取り囲むように配置されることができる。

コイル巻線体２４０、２４６は、ボビン２４０及びボビン２４０の円周方向に巻線されたコイル２４６を備えることができる。コイル２４６の断面は、多角形の形状を有することができ、一例として六角形の形状を有することができる。

また、第１ステーター２１０は、コイル巻線体２４０、２４６と多数のコアブロックユニット２１１との間に配置される絶縁層２４８を備えることができる。

絶縁層２４８は、絶縁シートであるか、またはプラスチック材質が射出によって形成されることができる。絶縁シートは、一例としてポリエチレンテレフタルレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）材質から形成されることができる。

コアブロックユニット２１１において第２ステーター２５０と対向する面の内周面２１４（または「第１面」といえる）と、第２ステーター２５０においてコアブロックユニット２１１の内周面２１４と対向する面の外周面２５１（または「第２面」といえる）とは離隔して、空隙（ａｉｒ ｇａｐ）が形成される。

空隙は、コアブロックユニット２１１から発生する磁束と永久磁石２６０の磁束とが会う部分であって、磁束の相互作用によって永久磁石２６０に対した推力が形成されることができる。

永久磁石２６０は、空隙内で往復運動しなければならないので、永久磁石２６０の厚さは、空隙の大きさＧより小さく形成されることができる。

空隙の大きさＧは、軸方向に全体的に均一でありうる。すなわち、図２において第２ステーター２５０の外周面２５１とコアブロックユニット２１１の内周面２１４ａとの間の距離は、軸方向に一定である。

本明細書において空隙の大きさＧは、コアブロックユニット２１１の内周面２１４ａと第２ステーター２５０の外周面２５１との間の距離である。

そして、コアブロックユニット２１１は、コイルカバー部２１７を備え、コイルカバー部２１７は、ボビン２４０またはボビン２４０に巻かれるコイル２４６と離隔することができる。そして、コイルカバー部２１７とコイル２４６との間に絶縁層２４８が位置できる。

一方、リニア圧縮機１００は、ピストン１３０を支持するサポーター１３７、及びサポーター１３７の一側に離隔して配置されサポーター１３７にスプリング結合されるバックカバー１７０をさらに備えることができる。

サポーター１３７は、所定の締結部材によって、ピストンフランジ部１３２及び接続部材１３８に結合されることができる。

バックカバー１７０の前方には、吸込ガイド部１５５が結合される。吸込ガイド部１５５は、吸い込み部１０４を介して吸い込まれた冷媒が吸い込みマフラー１５０に流入するように案内する。

リニア圧縮機１００は、ピストン１３０が共振運動できるように、各固有振動数の調節された多数のスプリング１７６をさらに備えることができる。

多数のスプリング１７６は、サポーター１３７とステーターカバー２７０との間に支持される第１スプリング、及びサポーター１３７とバックカバー１７０との間に支持される第２スプリングを備えることができる。

リニア圧縮機１００は、シェル１０１の両側に提供されて、圧縮機１００の内部部品がシェル１０１に支持されるようにする板スプリング１７２、１７４をさらに備えることができる。

板スプリング１７２、１７４は、第１カバー１０２に結合される第１板スプリング１７２、及び第２カバー１０３に結合される第２板スプリング１７４を備えることができる。一例として、第１板スプリング１７２は、シェル１０１と第１カバー１０２とが結合される部分に挟まれることができ、第２板スプリング１７４は、シェル１０１と第２カバー１０３とが結合される部分に挟まれるように配置されることができる。

図３は、本発明の一実施の形態によるリニアモータの斜視図で、図４は、本発明の一実施の形態によるリニアモータの平面図であり、図５は、本発明の一実施の形態によるボビンとコアブロックユニットとを示す図である。

図２ないし図５に示すように、本実施の形態の第１ステーター２１０は、６個以下のコアブロックユニット２１１を備えることができる。図３には、一例として第１ステーター２１０が６個のコアブロックユニット２１１を備えることが開示される。

そして、第１ステーター２１０は、１２個以下のコアブロック２１２、２１３を備えることができる。すなわち、第１コアブロックが６個以下に備えられることができ、第２コアブロックが６個以下に備えられることができる。

本実施の形態では、第１ステーター２１０が一例として１２個のコアブロックを備えることについて説明するようにする。

多数のコアブロックユニット２１１の個数が減ることに伴って、各コアブロックユニット２１１の間の空間の間隔が増加できる。したがって、ボビン２４０において、隣接する二つのコアブロックユニットの間にコイルの入力端と出力端とが接続できる二つの端子部２４２、２４３が備えられることができる。二つの端子部２４２、２４３は、入力端子部２４２と出力端子部２４３とを備えることができる。

入力端は、入力端子部２４２に挿入装着されることができ、出力端は、出力端子部２４３に挿入装着されることができる。

この場合、二つの端子部２４２、２４３にぞれぞれの入力端と出力端とを接続させることができるので、作業性が向上し、コイルの入力端と出力端とに接続する電線が整理されるという長所がある。

仮に、ボビンにおいて、隣接する二つのコアブロックユニットの間の領域に入力端子部が形成され、隣接する他の二つのコアブロックユニットの間の領域に出力端子部が形成される場合、作業者は、入力端を入力端子部に接続した後に第１ステーターを回転させた後、出力端を出力端子部に結合させなければならないので、作業時間及び工程が増加し、入力端及び出力端に接続するための電源ターミナルもまた二つ備えらなければならないので、絶縁ターミナル構造が複雑であるという問題がある。

二つの端子部２４２、２４３は、一体化して形成されることができる。すなわち、二つの端子部２４２、２４３が一つのボディーに備えられるものの、入力端と出力端とが別に接続されるように構成されることができる。

本実施の形態において各端子部に入力端及び出力端が結合される構造は、公知の構造によって具現化されることができるので、詳細な説明は省略する。

他の例として、各端子部２４２、２４３に入力端と出力端とが接続されずに、各端子部２４２、２４３を貫通した状態で図示されていないターミナルに接続されても良い。

ボビン２４０において直径の最も大きな部分をボビン２４０の外周面２４４と定義することができる。

そして、ボビン２４０の外周面２４４がコアブロックユニット２１１のコイルカバー部２１７と最も近く位置できる。

図６ａは、従来のコアブロックユニット、ボビン及びインナーステーター間の配置関係を示す図であり、図６ｂは、図６ａにおいてコアブロックユニットの大きさを増加させる場合の問題点を示す図であり、図６ｃは、図２のＡ−Ａに沿った断面図である。

図６ａに示すように、従来のコアブロックユニットが１６個のコアブロックを有する場合、コアブロックユニットの内周面とインナーステーター（第２ステーター）の外周面との間の空隙の大きさは、リニアモータの半径方向に均一である。

また、ボビンの外周面（ボビンにおいて直径が最も大きな部分である）と、コアブロックユニットにおいてコイルをカバーする部分（以下、コイルカバー部とする）は、相互干渉を防止するために一定の間隔で離隔される。

図６ａのような構造において、コアブロックの個数を減らす場合、一つのコアブロック自体の面積が増加されなければならない。すなわち、各コアブロックは、複数のラミーネーションが円周方向に積層されて構成されるので、一つのコアブロックの面積が増加されるためには、積層されるラミーネーションの個数が増加されることができる。

図６ｂのように、コアブロックユニットの内周面と第２ステーター（インナーステーター）の外周面との間の空隙の大きさがリニアモータの円周方向に均一になるようにした状態でコアブロックユニットの面積を増加させる場合、コアブロックユニットのコイルカバー部とボビンの外周面との間に干渉が発生する。

この場合、ボビンとコアブロックユニット（コイルカバー部）との干渉を防止するためには、ボビンのサイズを減らさなければならないが、ボビンのサイズが減る場合、ボビンに巻線されるコイルの巻線回数が減るという問題がある。

しかしながら、本発明の場合、図６ｃのようにコアブロックユニット２１１の内周面２１４ａと第２ステーター２５０の外周面２５１との間の距離をリニアモータの円周方向に不均一に形成する場合、コアブロックユニット２１１の大きさが増加されても、コアブロックユニット２１１のコイルカバー部２１７とボビン２４０との間の干渉が防止されることができる。

すなわち、コアブロックユニット２１１の内周面２１４ａと第２ステーター２５０の外周面との間の距離は、第２ステーター２５０の円周方向に可変する。

具体的に、本実施の形態においてコアブロックユニット２１１の内周面２１４ａは、円周方向に一端部である第１地点２１４と、他端部である第２地点２１５と、第１地点２１４と第２地点２１５との間の第３地点２１６を有することができる。

第３地点２１６でのコアブロックユニット２１１の内周面２１４ａと第２ステーター２５０の外周面２５１との間の空隙の大きさＧ３（または距離）は、第１地点２１４でのコアブロックユニット２１１の内周面２１４ａと第２ステーター２５０の外周面２５１との間の空隙の大きさＧ１（または距離）及び第２地点２１５でのコアブロックユニット２１１の内周面２１４ａと第２ステーター２５０の外周面２５１との間の空隙の大きさＧ２（または距離）より小さい。

このとき、第３地点２１６は、第１地点２１４と第２地点２１５との間の中央部分でありうる。すなわち、第３地点２１６は、コアブロックユニット２１１の内周面２１４ａの円周方向への中心でありうる。

そして、第３地点２１６でのコアブロックユニット２１１の内周面２１４ａと第２ステーター２５０の外周面２５１との間の空隙の大きさＧ３は、最小でありうる。

そして、第３地点２１６から第１地点２１４または第２地点２１５へ行くほど、コアブロックユニット２１１と第２ステーター２５０との間の空隙の大きさは大きくなることができる。すなわち、第１地点２１４と第２地点２１５での空隙の大きさが最大で、第１地点２１４と第２地点２１５から互いに近づく方向へ行くほど空隙の大きさが小さくなることができる。

上述のようなコアブロックユニット２１１の形態によれば、コアブロックユニット２１１の内周面２１４ａの半径は一定でなく、円周方向に可変する。したがって、リニアモータ全体で各コアブロックユニット２１１の内周面２１４ａを円周方向に接続する線は、非原型である。また、コアブロックユニット２１１の内周面の曲率半径は、円周方向に可変する。

このとき、第１地点２１４と第２地点２１５でのコアブロックユニット２１１の内周面の曲率半径が最小で、第３地点２１６でのコアブロックユニット２１１の内周面の曲率半径は最大である。

そして、第１地点２１４と第２地点２１５から第３地点２１６へ行くほど、コアブロックユニット２１１の内周面の曲率半径は大きくなることができる。

本実施の形態によれば、第１ステーターと第２ステーターとの間の空隙の大きさを円周方向に不均一に形成することによって、第１ステーターを形成するコアブロックの個数（またはコアブロックユニットの個数）を減らすことができるので、コアブロックの各々を製造するための費用及び時間が減少し、コアブロックをボビンに結合させるための工程が減るという長所がある。

また、コアブロックの個数を減らしても、ボビンの大きさを一定にすることができるので、コイルの巻線回数が減ることが防止されることができる。

また、第１ステーターと第２ステーターとの間で永久磁石が円周方向に動こうとするモーメントが発生できるが、本発明の場合、各コアブロックユニットにおいて中央部分の空隙の大きさが最小であるから、各コアブロックユニットの中央において永久磁石が最も大きな力を受けるので、永久磁石が円周方向に動こうとするモーメントが最小化されることができる。

以上、アウターステーターである第１ステーターの構造について説明したが、これとは異なり、インナーステーターが上述した第１ステーターと同じ構造で形成されても良いことを明らかにする。

また、本発明の思想は、コアブロックユニットの個数に制限がなく、コアブロックユニットの個数を減らしながらボビンの大きさを維持させるための技術にも採用されうることを明らかにする。

図７は、本発明の他の実施の形態によるリニア圧縮機を概略的に示す図である。

本実施の形態は、リニアモータの構造に対しては、以前の実施の形態と同一であり、ただし、ピストンとシリンダーとの間の潤滑方式において差がある。したがって、以下では、本実施の形態の特徴的な部分についてのみ説明する。

図７に示すように、本実施の形態によるリニア圧縮機３００は、シリンダー３２０、ピストン３３０、リニアモータ４００、及びオイル供給装置３６０を備えることができる。

リニア圧縮機３００の外形を形成するシェルには、所定のオイルが保存されることができる。そして、シェルの下部には、オイルをポンピングするオイル供給装置３６０が提供されうる。オイル供給装置３６０は、ピストン３３０が往復直線運動することによって発生する振動によって作動して、オイルを上方へポンピングできる。

リニア圧縮機３００は、オイル供給装置３６０からオイルの流動をガイドするオイル供給管３６５をさらに備えることができる。オイル供給管３６５は、オイル供給装置３６０からシリンダー３２０とピストン３３０との間の空間まで延びることができる。

オイル供給装置３６０からポンピングされたオイルは、オイル供給管３６５を経てシリンダー３２０とピストン３３０との間の空間へ供給されて、冷却及び潤滑作用を行う。

以上、本発明は、限定された実施形態と図面により説明されたが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有した者であればこのような記載から多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態に限定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定められねばならない。

Claims (11)

1. 第１ステーターと、
   前記第１ステーターの内側に離隔して配置される第２ステーターと、
   前記第１ステーターと前記第２ステーターとの間に配置される永久磁石と、
   を備え、
   前記第１ステーターは、コイルが巻かれるボビンと、
   前記ボビンを取り囲む複数のコアブロックユニットと、
   を備え、
   前記複数のコアブロックユニットのうち、一つ以上のコアブロックユニットにおいて、前記第２ステーターと対向する前記第１ステーターの第１面と、前記第２ステーターにおいて前記第１面と対向する第２面との間の距離は、前記第２ステーターの円周方向に可変し、
   前記第２ステーターは、円筒状に形成され、円周方向に半径が一定であり、
   前記第１ステーターの第１面は、前記第２面に沿うように湾曲して形成され、
   前記第１ステーターの第１面は、一端部である第１地点、他端部である第２地点、及び前記第１地点と第２地点との間の地点である第３地点を含み、
   前記第３地点での前記第１面と第２面との間の距離は、前記第１地点及び前記第２地点の各々での第１面と第２面との間の距離より小さい、リニアモータ。
2. 前記第３地点は、前記第１面の中央部分であり、
   前記第３地点での前記第１面と第２面との間の距離が最小である、請求項１に記載のリニアモータ。
3. 前記第３地点から前記第１地点または第２地点へ行くほど、前記第１面と第２面との間の距離は大きくなる、請求項２に記載のリニアモータ。
4. 前記複数のコアブロックユニットの第１面を延長して形成される形状は、非円形である、請求項１に記載のリニアモータ。
5. 前記複数のコアブロックユニットの各々は、第１コアブロックと第２コアブロックとを備え、
   前記第１コアブロックと前記第２コアブロックとの和は、１２個以下である、請求項１に記載のリニアモータ。
6. 前記ボビンにおいて隣接する二つのコアブロックユニット間の領域には、前記コイルの入力端が接続する入力端子部と、前記コイルの出力端が接続する出力端子部とが備えられる、請求項１に記載のリニアモータ。
7. 前記入力端子部と出力端子部とは、一体に形成される、請求項６に記載のリニアモータ。
8. 前記コイルの入力端は、前記入力端子部に挿入装着され、前記出力端は、前記出力端子部に挿入装着される、請求項６または７に記載のリニアモータ。
9. シリンダーと、
   前記シリンダーの内部から軸方向へ往復運動可能なピストンと、
   前記ピストンに動力を提供するリニアモータと、を備え、
   前記リニアモータは、
   第１ステーターと、
   前記第１ステーターの内側に離隔して配置される第２ステーターと、
   前記第１ステーターと前記第２ステーターとの間に移動可能に配置される永久磁石と、を備え、
   前記第１ステーターは、コイルが巻かれるボビンと、
   前記ボビンを取り囲む複数のコアブロックユニットと、を備え、
   前記複数のコアブロックユニットのうち、一つ以上のコアブロックユニットにおいて、前記第２ステーターと対向する面である前記第１ステーターの第１面と、前記第２ステーターにおいて前記第１面と対向する面である第２面との間の距離は、前記第２ステーターの円周方向に可変し、
   前記第２ステーターは、円筒状に形成され、円周方向に半径が一定であり、
   前記第１ステーターの第１面は、前記第２面に沿うように湾曲して形成され、
   前記第１ステーターの第１面は、一端部である第１地点、他端部である第２地点、及び前記第１地点と第２地点との間の地点である第３地点を含み、
   前記第３地点での前記第１面と第２面との間の距離は、前記第１地点及び前記第２地点の各々での第１面と第２面との間の距離より小さい、リニア圧縮機。
10. 前記第３地点は、前記第１地点と前記第２地点との間の中央部分であり、
    前記第３地点での前記第１面と第２面との間の距離が最小である、請求項９に記載のリニア圧縮機。
11. 前記第３地点から前記第１地点または第２地点へ行くほど、前記第１面と第２面との間の距離は大きくなる、請求項９または１０に記載のリニア圧縮機。

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