KR100575825B1

KR100575825B1 - 왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조

Info

Publication number: KR100575825B1
Application number: KR1020030102285A
Authority: KR
Inventors: 이상민
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2006-05-03
Also published as: KR20050071252A

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에서 고정하는 왕복동모터; 상기 왕복동모터의 가동자에 결합하여 상기 프레임에 고정한 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤; 상기 피스톤이 상기 가동자와 함께 직선운동을 하도록 상기 피스톤과 가동자를 탄력 지지하는 공진스프링; 및 압축코일스프링으로 이루어져 그 일단은 상기 프레임에 고정하고 그 타단은 스프링의 길이방향으로 절곡하여 제1 키돌기를 형성하는 제1 스프링과, 압축코일스프링으로 이루어져 그 일단은 상기 케이싱에 고정하고 그 타단은 스프링의 길이방향으로 절곡하여 제2 키돌기를 형성하여 상기한 제1 스프링과 감긴방향이 반대로 배치되는 제2 스프링과, 상기 제1 스프링과 제2 스프링 사이에 배치하여 그 일측면에는 상기 제1 스프링의 제1 키돌기가 삽입되도록 제1 키홈을 형성하고 그 타측면에는 상기 제2 스프링의 제2 키돌기가 삽입되도록 상기 제1 키홈과 평면투영시 대칭되게 제2 키홈을 형성하는 복수의 지지스프링;을 포함함으로써, 지지스프링을 고정할 때 자동화기구나 작업자가 질량체 또는 한 쪽 스프링만을 잡고도 돌려 결합할 수 있어 생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 질량체를 중심으로 양쪽 지지스프링의 끝단이 대칭되게 배치되어 압축코일스프링의 특성상 발생하는 측힘이 상쇄되어 압축기가 더욱 안정적으로 지지될 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조{STRUCTURE FOR FIXING SUPPORTING SPRING OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 고정상태를 보인 정면도,

도 3은 종래 왕복동식 압축기에서 지지스프링을 분해하여 보인 사시도,
도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 고정구조에 대한 일례를 보인 정면도,

도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 일례를 분해하여 보인 사시도,

도 7 및 도 8은 본 발명 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 다른 실시예를 보인 정면도 및 분해사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

20 : 프레임유니트 30 : 왕복동모터

40 : 압축유니트 50 : 공진스프링유니트

110,210 : 전방측 지지스프링 120,220 : 후방측 지지스프링

111,121,211,221 : 제1 스프링 112,122,212,222 : 질량체

112a,122a : 몸체부 112a-1,122a-1 : 제1 스프링걸림홈

112a-2,122a-2 : 제2 스프링걸림홈 112a-3,122a-3 : 제1 걸림턱

112a-4,122a-4 : 제2 걸림턱 211a,221a,213a,223a : 키돌기

212a-1,222a-1,212a-2,222a-2 : 키홈

본 발명은 왕복동식 압축기에서 압축기본체를 탄력적으로 지지하는 지지스프링에 관한 것으로, 특히 조합형 지지스프링의 조립을 자동화할 수 있는 왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 가스를 흡입 압축하여 토출하는 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(DP)을 각각 설치하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하여 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 지지하여 케이싱(10)의 내부에 고정하는 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 연결하여 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 압축유니트(40)와, 왕복동모터(30)를 탄력 지지하여 공진을 유도하는 공진스프링유니트(50)와, 프레임유니트(10)의 저면을 탄력적으로 지지하는 지지스프링유니트(60)를 포함하고 있다.

프레임유니트(20)는 왕복동모터(30)의 고정자(31)(32) 일 측을 지지함과 동 시에 압축유니트(40)의 실린더(41)와 피스톤(42)을 함께 지지하는 전방프레임(21)과, 왕복동모터(30)를 사이에 두고 전방프레임(21)에 결합하여 상기한 왕복동모터(30)의 고정자(31)를 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 공진스프링유니트(50)를 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어져 있다.

왕복동모터(30)는 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 고정하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)의 안쪽에 위치하여 전방프레임(21)에 고정하는 내측 고정자(32)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 개재하여 플럭스의 방향에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어져 있다.

압축유니트(40)는 전방프레임(21)에 삽입 결합하는 실린더(41)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 실린더의 내부에서 왕복운동을 하면서 가스유로(F)를 통해 냉매가스를 흡입 압축하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단면에 장착하여 가스유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 선단면에 착탈 가능하게 설치하여 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브(44)와, 토출밸브(44)를 탄력 지지하는 밸브스프링(45)과, 토출밸브(44)와 밸브스프링(45)을 수용하도록 실린더(41)의 토출측을 복개하여 전방프레임(21)에 고정하는 토출커버(46)로 이루어져 있다.

공진스프링유니트(50)는 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부에 결합하는 스프링지지대(51)와, 스프링지지대(51)를 중심으로 전방측을 지지하는 전방측 공진스프링(52)과, 스프링지지대(51)의 후방측을 지지하는 후방측 공진스프링(53)으로 이루어져 있다.

지지스프링유니트(60)는 전방프레임(21)의 저면 양측과 이에 대응하는 케이싱(10)의 바닥면 양측에 고정하는 전방측 지지스프링(61)과, 후방프레임(23)의 저면 양측과 이에 대응하는 케이싱(10)의 바닥면 양측에 고정하는 후방측 지지스프링(62)으로 이루어져 있다.

전방측 지지스프링(61)과 후방측 지지스프링(62)은 단선의 스프링선재를 일정 간격의 피치(pitch)로 균일하게 감아 형성하는 압축코일스프링을 사용할 수도 있으나, 본 출원인이 선출원한(출원번호;2003-15215호) "왕복동식 압축기의 지지장치"에서는 전방측 지지스프링(61)과 후방측 지지스프링(62)을 복수 개의 압축코일스프링 사이에 질량체(63)(63)를 개재하여 스프링의 강성을 높인 예를 제시하고 있다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 도 2 및 도 3에서와 같이 각각의 지지스프링(61)(62)은 케이싱(10)의 바닥면 고정돌기(10a)에 압입하는 제1 스프링(61A)(62A)과, 제1 스프링(61A)(62A)의 상단에 압입하는 질량체(63)와, 질량체(63)의 상면에 압입하여 프레임유니트(20)의 고정돌기(20a)에 삽입하는 제2 스프링(61B)(62B)으로 이루어져 있다.

질량체(63)는 금속 또는 테프론 재질을 양측면이 편평한 원판모양으로 형성하는 몸체부(63a)와, 몸체부(63a)의 상하 양측면에 각각 돌출 형성하여 상기 제1 스프링(61A)(62A)과 제2 스프링(61B)(62B)에 각각 압입하는 고정돌부(63b)(63c)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 D는 토출실, P는 압축실이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 왕복동모터(30)의 외측고정자(31)에 전원을 인가하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스(flux)가 형성되어 가동자(33)와 피스톤(42)이 함께 플럭스의 방향에 따라 움직이고, 이와 동시에 피스톤(42)이 스프링유니트(50)에 의해 실린더(41)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 그 실린더(41)의 압축실(P)에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 상기한 압축실(P)로 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출시키는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 프레임유니트(20)의 하부에는 전방측 지지스프링(61)과 후방측 지지스프링(62)으로 탄력 지지되어 상기 왕복동모터(30)와 압축유니트(40)에서 발생하여 프레임유니트(20)를 거쳐 케이싱(10)으로 전달되는 진동을 상쇄시키는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 각각의 지지스프링(61)(62)을 조립하여 케이싱(10)에 고정할 때에는 각 지지스프링(61)(62)의 제1 스프링(61A)(62A)과 제2 스프링(61B)(62B)이 각 질량체(63)의 고정돌부(63b)(63c)에서 겉돌 우려가 있어 작업자가 제1 스프링(61A)(62A)을 잡은 상태에서 케이싱(10)의 고정돌기(10a)에 삽입함에 따라 지지스프링(61)(62)의 조립작업이 번거롭고 조립시간이 과다하게 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 각각의 지지스프링을 용이하면서도 신속하게 고정할 수 있어 생산 성을 높일 수 있는 왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에서 가동자가 직선 왕복운동을 하도록 프레임에 고정하는 왕복동모터; 상기 왕복동모터의 가동자에 결합하여 상기 프레임에 고정한 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 피스톤; 상기 피스톤이 상기 가동자와 함께 직선운동을 하도록 상기 피스톤과 가동자를 상기 프레임의 사이에 탄력 지지하는 복수 개의 공진스프링; 및 압축코일스프링으로 이루어져 그 일단은 상기 프레임에 고정하고 그 타단은 스프링의 길이방향으로 절곡하여 제1 키돌기를 형성하는 제1 스프링과, 압축코일스프링으로 이루어져 그 일단은 상기 케이싱에 고정하고 그 타단은 스프링의 길이방향으로 절곡하여 제2 키돌기를 형성하여 상기한 제1 스프링과 감긴방향이 반대로 배치되는 제2 스프링과, 상기 제1 스프링과 제2 스프링 사이에 배치하여 그 일측면에는 상기 제1 스프링의 제1 키돌기가 삽입되도록 제1 키홈을 형성하고 그 타측면에는 상기 제2 스프링의 제2 키돌기가 삽입되도록 상기 제1 키홈과 평면투영시 대칭되게 제2 키홈을 형성하는 복수의 지지스프링;을 포함하는 왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조를 제공한다.

삭제

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 고정구조에 대한 일례를 보인 정면도이며, 도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 일례를 분해하여 보인 사시도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 다른 실시예를 보인 정면도 및 분해사시도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 가동자(33)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터(30)와 이 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 실린더(41)에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤(42)과 이 피스톤(42)의 공진운동을 유도하는 복수 개의 공진스프링(52)(53)을 프레임(21)(22)(23)으로 지지하고, 이 프레임(21)(22)(23)은 복수 개의 전방측 지지스프링(110)과 후방측 지지스프링(120)으로 케이싱(10)의 바닥면에 탄력적 지지하여 고정한다.

여기서, 전방측 지지스프링(110)과 후방측 지지스프링(120)은 도 5에서와 같이 모두 압축코일스프링으로 이루어져 케이싱(10)의 바닥면에 고정하는 제1 스프링(111)(121)과, 제1 스프링(111)(121)의 상단에 고정하는 질량체(112)(122)와, 압축코일스프링으로 이루어져 질량체(112)(122)의 상면에 고정하여 전방프레임(21)과 후방프레임(23)에 각각 고정하는 제2 스프링(113)(123)으로 이루어진다.

케이싱(10)의 바닥면에는 상기한 제1 스프링(111)(121)의 하단을 압입하여 고정하는 고정돌기(10a)를 적당개소에 돌출 형성하고, 전방프레임(21)과 후방프레임(23)에도 각각 제2 스프링(113)(123)의 상단을 삽입하여 고정하는 고정돌기(20a)를 상기한 케이싱(10)의 고정돌기(10a)와 대략 수직선상에 돌출 형성한다.

질량체(112)(122)는 금속 또는 테프론과 같은 비금속 재질을 이용하여 소정의 두께를 가지는 원판모양으로 형성하는 몸체부(112a)(122a)와, 몸체부(112a)(122a)의 상하 양측면 중앙에 돌출 형성하여 제1 스프링(111)(121)의 상단과 제2 스프링(113)(123)의 하단에 각각 삽입 고정하는 제1 고정돌부(112b)(122b)와 제2 고정돌부(112c)(122c)로 이루어진다.

몸체부(112a)(122a)의 양측면, 즉 제1 고정돌부(112b)(122b)와 제2 고정돌부(112c)(122c)의 주변에는 상기한 제1 스프링(111)(121)과 제2 스프링(113)(123)을 소정의 깊이로 삽입하는 제1 스프링걸림홈(112a-1)(122a-1)과 제2 스프링걸림홈(112a-2)(122a-2)을 원호형상으로 형성한다.

제1 스프링걸림홈(112a-1)(122a-1)과 제2 스프링걸림홈(112a-2)(122a-2)의 끝단에는 상기한 제1 스프링(111)과 제2 스프링(113)의 선단면을 감긴방향에 대해 지지하는 제1 걸림턱(112a-3)(122a-3)과 제2 걸림턱(112a-4)(122a-4)을 형성한다.

또, 제1 스프링걸림홈(112a-1)(122a-1)과 제2 스프링걸림홈(112a-2)(122a-2)은 평면투영시 서로 대칭되게 형성하여 제1 걸림턱(112a-3)(122a-3)과 제2 걸림턱(112a-4)(122a-4)이 일직선상에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 D는 토출실, P는 압축실이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 압축기를 조립할 때 왕복동모터(30)와 실리더(41) 그리고 피스톤(42) 등 의 전동기구부와 압축기구부를 각각 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 그리고 후방프레임(23) 등을 이용하여 조립한 후에 이를 전방측 지지스프링(110)과 후방측 지지스프링(120)을 이용하여 케이싱(10)의 바닥면에 탄력적으로 지지하여 고정한다.

여기서, 각각의 지지스프링(110)(120)은 상기한 바와 같이 제1 스프링(111)(121)과 제2 스프링(113)(123)의 양단을 질량체(112)(122)의 고정돌부((112b)(122b))((112c)(122c))에 압입하여 각 지지스프링(110)(120)의 조립을 완성하는데, 제1 스프링(111)(121)과 제2 스프링(113)(123)의 끝단은 질량체(112)(122)의 몸체부(112a)(122a) 양측면에 구비한 제1 스프링걸림홈(112a-1)(122a-1)과 제2 스프링걸림홈(112a-2)(122a-2)에 삽입하여 각 걸림턱((112a-3)(122a-3))((112a-4)(122a-4))으로 감긴방향에 대해 걸려 지지되도록 한다.

이렇게 조립한 각각의 지지스프링((111)(121))((113)(123))을 케이싱(10)의 바닥면에 구비한 고정돌기(10a)에 압입할 때 각 지지스프링((111)(121))((113)123))의 질량체(112)(122) 또는 제2 스프링(113)(123)을 자동화 기구 또는 작업자가 한 손으로 직접 잡아 케이싱(10)의 고정돌기(10a)에 돌려 압입하는 과정에서 제1 스프링(111)(121)이 겉돌지 않게 됨으로써 각각의 지지스프링을 용이하게 고정할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 지지스프링의 질량체 양측면에 스프링의 감긴 방향으로 걸림턱을 가진 스프링걸림홈을 형성하여 지지스프링의 제1 스프링과 제2 스프링의 끝단을 삽입 고정하는 것이었으나, 본 실시예는 도 7 및 도 8에서와 같이 질량체(212)(222)의 양측면에 제1 키홈(212a-1)(222a-1)과 제2 키홈(212a-2)(222a-2)을 180°의 위상차를 가지도록 평면투영시 대칭되게 형성하고 이 각 키홈((212a-1)(222a-1))((212a-2)(222a-2))에 삽입되는 제1 키돌기((211a)(221a))와 제2 키돌기((213a)(223a))를 상기 제1 스프링(211)(221)과 제2 스프링(213)(223)의 선단에 절곡 형성하여 결합함으로써 각 스프링((211)(221))((213)(223))이 질량체에 대해 회전하는 것을 방지하면서도 상기 제1 스프링(211)(221)과 제2 스프링(213)(223)의 끝단이 상기 질량체(212)(222)를 중심으로 감긴방향이 반대가 되도록 배치함에 따라 압축코일스프링의 특성상 발생하는 측힘을 상쇄시켜 압축기를 더욱 안정적으로 지지하게 된다.

이렇게 하여, 전술한 일실시예에서와 같이 각 지지스프링을 케이싱의 바닥면에 고정할 때 자동화 기구나 작업자가 질량체나 제2 스프링 중의 어느 하나만을 잡고도 용이하게 돌려 고정할 수 있다. 또, 질량체를 중심으로 양쪽 지지스프링의 끝단이 대칭되게 배치되어 압축코일스프링의 특성상 발생하는 측힘을 상쇄시켜 압축기를 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조는, 지지스프링의 질량체 양측면에 일직선상으로 걸림턱을 가진 스프링걸림홈을 형성하여 압축코일스프링을 삽입 고정하거나 또는 질량체의 양측면에 키홈을 형성하고 이에 대응하는 양측 압축코일스프링의 선단에 일직선상으로 키돌기를 절곡 형성하여 대칭방향으로 고정함으로써, 지지스프링을 케이싱의 고정돌기에 돌려 압입할 때 자동화기구나 작업자가 질량체 또는 한 쪽 압축코일스프링만을 잡고도 용이하게 돌려 결합할 수 있어 압축기의 생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 질량체를 중심으로 양쪽 지지스프링의 끝단이 대칭되게 배치되어 압축코일스프링의 특성상 발생하는 측힘을 상쇄시켜 압축기를 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

Claims

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케이싱의 내부에서 가동자가 직선 왕복운동을 하도록 프레임에 고정하는 왕복동모터;

상기 왕복동모터의 가동자에 결합하여 상기 프레임에 고정한 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 피스톤;

상기 피스톤이 상기 가동자와 함께 직선운동을 하도록 상기 피스톤과 가동자를 상기 프레임의 사이에 탄력 지지하는 복수 개의 공진스프링; 및

압축코일스프링으로 이루어져 그 일단은 상기 프레임에 고정하고 그 타단은 스프링의 길이방향으로 절곡하여 제1 키돌기를 형성하는 제1 스프링과, 압축코일스프링으로 이루어져 그 일단은 상기 케이싱에 고정하고 그 타단은 스프링의 길이방향으로 절곡하여 제2 키돌기를 형성하여 상기한 제1 스프링과 감긴방향이 반대로 배치되는 제2 스프링과, 상기 제1 스프링과 제2 스프링 사이에 배치하여 그 일측면에는 상기 제1 스프링의 제1 키돌기가 삽입되도록 제1 키홈을 형성하고 그 타측면에는 상기 제2 스프링의 제2 키돌기가 삽입되도록 상기 제1 키홈과 평면투영시 대칭되게 제2 키홈을 형성하는 복수의 지지스프링;을 포함하는 왕복동식 압축기의 지지스프링 고정구조.