KR100332816B1 - 리니어 압축기의 스프링 지지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 스프링 지지구조에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 프레임이 탄력 설치되고, 그 프레임에 모터의 고정자를 이루는 내측 고정자 조립체 및 외측 고정자 조립체가 고정 장착되며, 그 내측 고정자 조립체와 외측 고정자 조립체 사이에는 모터의 가동자를 이루는 동시에 상기한 실린더에 미끄러지게 삽입되는 피스톤이 일체로 결합되는 마그네트 조립체가 일정 공극을 둔 상태로 개재되고, 그 마그네트 조립체의 전후 양측면에 지지되어 마그네트 조립체가 피스톤과 함께 선형으로 공진운동을 하도록 유도하는 적어도 세개 이상씩의 내측 공진스프링 및 외측 공진스프링이 원주방향으로 서로 교번되게 배열되되, 어느 하나의 내측 공진스프링은 그 이웃하는 외측 공진스프링과 탄성구간이 일부 중첩되도록 배치됨으로써, 상기 내측 공진스프링과 외측 공진스프링을 합한 전체길이가 감축되어 압축기의 횡방향 길이가 감소되는 효과가 있다.

Description

리니어 압축기의 스프링 지지구조{STRUCTURE FOR SUPPORTING SPRING OF LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 특히 리니어 모터의 가동자를 탄력 지지하는 공진스프링의 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기는 크랭크축을 대신하여 리니어 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체에 피스톤을 결합시켜 그 피스톤이 마그네트 조립체에 일체로 고정된 것으로, 그 일례가 도 1에 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 리니어 압축기는 저면에 오일이 채워지는 케이싱(V)의 내부에 횡방향으로 설치되어 냉매를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축 유니트(C)와, 그 압축 유니트(C)의 외부에 고정되어 미끄럼부에 오일을 공급하는 오일피더(O)로 구성되어 있다.

상기 압축 유니트(C)는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 일측면에 고정되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)를 지지하는 프레임(1)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A)와, 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정 설치되어 함께 유도자기를 형성하는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에 개재되어 직선 왕복운동을 하는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 실린더(3)의 내부에서 미끄럼운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축시키는 피스톤(6)과, 상기 마그네트 조립체(5)가 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에서 지속적으로 공진운동을 하도록 유도하는 내측 공진스프링(7A) 및 외측 공진스프링(7B)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 내측 공진스프링(7A) 및 외측 공진스프링(7B)은 모두 압축 코일스프링으로서, 그 중 내측 공진스프링(7A)은 프레임(1)의 후측면과 이에 대응되는 마그네트 조립체(5)의 내측면에 양단이 각각 지지되는 반면, 상기 외측 공진스프링(7B)은 상기한 마그네트 조립체(5)의 외측면과 이에 대응되는 커버(2)의 내측면에 양단이 각각 지지되도록 결합되어 있다.

또한, 상기 내측 공진스프링(7A)과 외측 공진스프링(7B)은 각각 하나씩의 고탄성 코일스프링이 동심상에 배치될 수도 있고, 적어도 세개 이상씩의 상대적 저탄성 코일스프링이 동일원주상에 등간격으로 배치될 수도 있다.(본 발명을 설명함에 있어서는 후자를 인용함)

도면중 미설명 부호인 5a는 마그네트 프레임, 6a는 가스유로, 8은 흡입밸브, 9a는 토출밸브, 9b는 밸브스프링, 9c는 토출커버, SP는 흡입관이다.

상기와 같이 구성된 종래 리니어 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 내측 고정자 조립체(4A)와 외측 고정자 조립체(4B)로 이루어지는 리니어 모터의 고정자에 전류가 인가되어 유도자기가 발생되면, 상기 고정자 사이에 개재되는 가동자인 마그네트 조립체(5)가 유도자기에 의해 직선 왕복운동을 하게 되어 피스톤(6)이 실린더(3)내를 왕복운동하게 되고, 그 피스톤(6)이 실린더(3)내를 왕복운동함에 따라 케이싱(V)으로 유입되는 냉매가스가 실린더(3)의 내부에서 압축되었다가 토출밸브 조립체(9)의 토출밸브(9a)를 밀면서 토출커버(9c)로 토출되며,이 압축가스는 케이싱(V)의 내부로 토출되었다가 토출관(미도시)을 통해 시스템으로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 마그네트 조립체(5)가 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이에서 유도자기에 의해 횡방향으로 선형운동을 하게 되면, 이 마그네트 조립체(5)를 양방향으로 지지하는 내 외측 공진스프링(7A,7B)이 서로 반대방향으로 압축 인장되면서 마그네트 조립체(5)와 피스톤(6)을 공진시키게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 스프링 지지구조에 있어서는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 내측 공진스프링(7A)과 외측 공진스프링(7B)이 마그네트 프레임(5a)을 사이에 두고 일직선상에 배치됨에 따라 압축기의 스프링 지지구조의 횡방향 길이는 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 내측 공진스프링(7A)의 길이(L1)와 외측 공진스프링(7B)의 길이(L2)를 합한 총길이(L)가 되어야 하므로 압축기의 전체길이가 비대하게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 스프링 지지구조가 가지는 단점을 감안하여 안출한 것으로, 압축기의 횡방향 길이를 최소한으로 줄일 수 있는 리니어 압축기의 스프링 지지구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 리니어 압축기에서 공진스프링의 지지상태를 보인 종단면도 및 사시도.

도 3은 종래 리니어 압축기에서 공진스프링의 길이를 보인 개략도.

도 4는 본 발명 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명 리니어 압축기에서 공진스프링의 지지상태를 보인 종단면도 및 사시도.

도 6은 본 발명 리니어 압축기에서 공진스프링의 길이를 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 프레임 2 : 커버

6 : 피스톤 10 : 마그네트 조립체

11 : 마그네트 프레임 11a : 내측 공진스프링용 지지돌부

11b : 외측 공진스프링용 지지돌부 12 : 마그네트 홀더

20A : 내측 공진스프링 20B : 외측 공진스프링

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 프레임이 탄력 설치되고, 그 프레임에 모터의 고정자를 이루는 내측 고정자 조립체 및 외측 고정자 조립체가 고정 장착되며, 그 내측 고정자 조립체와 외측 고정자 조립체 사이에는 모터의가동자를 이루는 동시에 상기한 실린더에 미끄러지게 삽입되는 피스톤이 일체로 결합되는 마그네트 조립체가 일정 공극을 둔 상태로 개재되고,

그 마그네트 조립체의 전후 양측면에 지지되어 마그네트 조립체가 피스톤과 함께 선형으로 공진운동을 하도록 유도하는 적어도 세개 이상씩의 내측 공진스프링 및 외측 공진스프링이 원주방향으로 서로 교번되게 배열되되,

어느 하나의 내측 공진스프링은 그 이웃하는 외측 공진스프링과 탄성구간이 일부 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 스프링 지지구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 스프링 지지구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명 리니어 압축기에서 공진스프링의 지지상태를 보인 종단면도 및 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 스프링 지지구조가 구비된 리니어 압축기는, 소정의 내부체적을 갖고 흡입관(SP)과 토출관(미도시)이 구비되는 케이싱(V)과, 그 케이싱(V)에 탄력 지지되는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 후측면에 고정되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A)와, 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내측 고정자 조립체(4A)와 외측 고정자 조립체(4B) 사이의 공극에 개재되어 직선 왕복운동을 하는 마그네트 조립체(10)와, 그 마그네트 조립체(10)에 일체로 고정되고 실린더(3)에 미끄러지게 삽입되어 상기한 마그네트 조립체(10)와 함께 직선 왕복운동을 하는 피스톤(6)과, 상기 프레임(1)의 후측면과 마그네트 조립체(10)의 내측면 사이에 개재되는 수개의 내측 공진스프링(20A)과, 상기 마그네트 조립체(10)의 외측면과 커버(2)의 내측면 사이에 개재되는 수개의 외측 공진스프링(20B)을 포함하여 구성된다.

상기 마그네트 조립체(10)는 피스톤(6)의 후단에 플랜지 형태로 결합되는 원판형의 마그네트 프레임(11)과, 그 마그네트 프레임(11)의 외주연에 결합되어 내측 및 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이에 개재되는 원통형의 마그네트 홀더(12)와, 그 마그네트 홀더(12)의 외주면에 장착된 다수개의 마그네트(미부호)를 보호하도록 끼워지는 링형상의 마그네트 커버(미도시)로 이루어진다.

상기 마그네트 프레임(11)은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 그 외주면에 내측 공진스프링(7A)과 외측 공진스프링(7B)을 지지하기 위한 지지돌부(11a,11b)가 공진스프링(7A,7B)의 개수만큼 돌출 형성된다. 이 지지돌부는 내측 공진스프링용 지지돌부(11a)와 외측 공진스프링용 지지돌부(11b)가 각각 교번되게 엇갈려 배열되고, 그 각각의 내측 공진스프링용 지지돌부(11a)는 내측 공진스프링용 지지돌부(11a)끼리 동일 원주상에 형성되는 반면 이 내측 공진스프링용 지지돌부(11a)와 일정한 위상차를 두고 상기 외측 공진스프링용 지지돌부(11b)는 외측 공진스프링용 지지돌부(11b)끼리 동일 원주상에 형성된다.

상기 내측 공진스프링(20A)과 외측 공진스프링(20B)은 동일한 탄성을 갖는 압축 코일스프링으로 각각 네 개씩 구비되고, 그 각각의 내측 공진스프링(20A)과 외측 공진스프링(20B)이 원주방향으로 등간격을 갖도록 하여 서로 교번되게 엇갈려 배열된다.

또한, 상기 내측 공진스프링(20A) 또는 외측 공진스프링(20B) 중에서 어느 하나의 내측 또는 외측 공진스프링(20A,20B)은 그 내측 또는 외측 공진스프링(20A,20B)에 이웃하는 외측 또는 내측 공진스프링(20A,20B)의 탄성구간이 일부 중첩되도록 배치된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 6a는 가스유로, 8은 흡입밸브, 9a는 토출밸브, 9b는 밸브스프링, 9c는 토출커버, C는 압축유니트, O는 오일피더, SP는 흡입관이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 리니어 압축기의 일반적인 동작은 종래와 동일하다.

즉, 상기 내측 고정자 조립체(4A)와 외측 고정자 조립체(4B)로 이루어지는 리니어 모터의 고정자에 전류가 인가되어 유도자기가 발생되면, 상기 고정자 사이에 개재되는 가동자인 마그네트 조립체(10)가 유도자기에 의해 직선 왕복운동을 하게 되어 피스톤(6)이 실린더(3)내를 왕복운동하게 되고, 그 피스톤(6)이 실린더(3)내를 왕복운동함에 따라 케이싱(V)으로 유입되는 냉매가스가 실린더(3)의 내부에서 압축되었다가 토출밸브(9a)를 밀면서 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

여기서, 상기 내측 공진스프링(20A)과 외측 공진스프링(20B)이 서로 교번되게 배열되고, 그 중 내측 공진스프링(20A)의 후방단이 도 6에 도시된 바와 같이, 외측공진스프링(20B)의 전방단과 일부 중첩되도록 배치됨에 따라 내측 공진스프링(20A)의 전방단에서 외측 공진스프링(20B)의 후방단까지의 길이(L')가 상기한 내측 공진스프링(7A)의 길이(L1) 및 외측 공진스프링(7B)의 길이(L2)를 합한 전체길이(L) 보다 짧아지게 되면서 결국 압축유니트의 전체 길이가 감축된다. 이를 통해 압축기 케이싱(V)의 횡방향 길이를 줄일 수 있게 됨에 따라 본 발명의 리니어 압축기가 사용되는 갖가지 제품을 소형화하거나 실체적을 증가시킬 수 있게 된다.

참고로, 상기 각 공진스프링은 각각 적어도 세 개 이상씩 등간격으로 배치되면 압축유니트의 공진운동을 원활하게 지지할 수 있다.

본 발명에 의한 리니어 압축기의 스프링 지지구조는, 마그네트 조립체의 전후 양측면에 지지되어 마그네트 조립체가 피스톤과 함께 선형으로 공진운동을 하도록 유도하는 적어도 세개 이상씩의 내측 공진스프링 및 외측 공진스프링이 원주방향으로 서로 교번되게 배열되되, 어느 하나의 내측 공진스프링은 그 이웃하는 외측 공진스프링과 탄성구간이 일부 중첩되도록 배치됨으로써, 상기 내측 공진스프링과 외측 공진스프링을 합한 전체길이가 감축되어 압축기의 횡방향 길이가 감소되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 케이싱의 내부에 프레임이 탄력 설치되고, 그 프레임에 모터의 고정자를 이루는 내측 고정자 조립체 및 외측 고정자 조립체가 고정 장착되며, 그 내측 고정자 조립체와 외측 고정자 조립체 사이에는 모터의 가동자를 이루는 동시에 상기한 실린더에 미끄러지게 삽입되는 피스톤이 일체로 결합되는 마그네트 조립체가 일정 공극을 둔 상태로 개재되고,

   그 마그네트 조립체의 전후 양측면에 지지되어 마그네트 조립체가 피스톤과 함께 선형으로 공진운동을 하도록 유도하는 적어도 세개 이상씩의 내측 공진스프링 및 외측 공진스프링이 원주방향으로 서로 교번되게 배열되되,

   어느 하나의 내측 공진스프링은 그 이웃하는 외측 공진스프링과 탄성구간이 일부 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 스프링 지지구조.