KR20040105079A - 리니어 압축기의 리니어 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더 내부에 피스톤이 왕복 직선 운동할 수 있도록 구동력을 공급하는 리니어 압축기의 리니어 모터에 관한 것으로서, 특히 별도의 사출 성형이 없더라도 리니어 모터의 부품이 서로 조립되어 고정되도록 하는 리니어 압축기의 리니어 모터에 관한 것이다.

본 발명에 따른 리니어 압축기의 리니어 모터는 보빈 둘레에 코일이 권선된 코일 어셈블리를 감싸도록 다수개의 코어 블록이 방사상으로 배치된 아우터 스테이터에 상기 코일을 상기 보빈에 축방향으로 고정시키는 동시에 상기 코어 블록을 상기 코일 어셈블리에 축방향으로 고정시키는 고정수단이 더 포함되어 구성됨으로 기존의 코어 블록 및 코일 어셈블리를 고정하기 위한 사출 성형이 불필요해짐에 따라 생산비용을 절감시킬 수 있다.

Description

리니어 압축기의 리니어 모터 {The linear motor of a linear compressor}

본 발명은 실린더 내부에 피스톤이 왕복 직선 운동할 수 있도록 구동력을 공급하는 리니어 압축기의 리니어 모터에 관한 것으로서, 특히 별도의 사출 성형이 없더라도 리니어 모터의 부품이 서로 조립되어 고정되도록 하는 리니어 압축기의 리니어 모터에 관한 것이다.

일반적으로 압축기(Compressor)는 공기나 냉매 가스 등의 유체를 압축시키는 기계로써, 일례로 리니어 압축기(Linear compressor)는 모터의 직선 구동력이 피스톤에 전달되어 피스톤이 실린더 내부에 직선 왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하여 압축하게 되는데, 크게 냉매 가스를 압축시키는 압축부와, 상기 압축부에 구동력을 공급하는 구동부로 나뉘어진다.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 리니어 모터의 아우터 스테이터가 도시된 사시도이다.

종래 기술에 따른 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 밀폐용기(1) 내부에 실린더(2a) 및 피스톤(2b)으로 이루어진 압축부(2)와, 상기 피스톤(2b)을 직선 왕복 구동시키는 리니어 모터(10)로 이루어진다.

여기서, 상기 리니어 모터(10)는 코일 어셈블리(12A) 둘레에 다수개의 코어 블록(12B)이 방사상으로 배치된 아우터 스테이터(12)와, 상기 아우터 스테이터(12)내부에 일정 간격을 두고 설치된 이너 스테이터(14)와, 상기 아우터 스테이터(12)와 이너 스테이터(14) 사이에 직선 운동 가능하게 설치된 마그네트(16)로 이루어지며, 상기 마그네트(16)는 마그네트 프레임(18)에 의해 상기 피스톤(2b)과 연결되도록 설치된다.

구체적으로, 상기 아우터 스테이터(12)는 도 2에 도시된 바와 같이 선,후단에 반경방향으로 돌출된 링형의 지지부(12a')가 형성된 원통형의 보빈(12a)에 코일(12b)이 감겨진 코일 어셈블리(12A)와, 상기 코일 어셈블리(12A)의 선,후단을 각각 감싸도록 복수개의 강판이 적층된 제1,2코어 블록(12c,12d)으로 이루어져 상기 코일 어셈블리(12A)의 일부를 수용하도록 설치되는 다수개의 코어 블록(12B)으로 이루어지되, 상기 코일 어셈블리(12A)에서 상기 보빈(12a)에 감겨진 코일(12b)이 풀리지 않도록 하는 동시에 절연시키는 절연부재(14)와 상기 코어 블록(12B)이 상기 코일 어셈블리(12A)에 고정되도록 하기 위하여 상기 코일 어셈블리(12A) 및 코어 블록(12B)의 외주를 감싸도록 오버 몰딩에 의해 덮힘되는 지지부재(16)가 더 포함된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 아우터 스테이터의 조립과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 금형을 이용하여 상기 보빈(12a)을 성형하여 상기 보빈(12a)에 코일(12b)을 감아 코일 어셈블리(12A)를 조립하고, 복수개의 강판을 적층하여 상기 제 1,2 코어 블록(12c,12d)을 각각을 조립한다.

그리고, 상기 제 1,2 코어 블록(12c,12d)으로 상기 코일 어셈블리(12A)를 에워싸도록 한 상태에서 상기 코일 어셈블리(12A) 및 코어 블록(12B)을 오버 몰드 금형(미도시) 내에 넣어 사출 성형함으로 상기 코일 어셈블리(12A)와 코어 블록 사이에 절연부재(14)가 생성되도록 함과 아울러 상기 코어 블록(12B)의 외둘레에 지지부재(16)가 덮혀지도록 제작된다.

그러나, 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 리니어 모터는 상기 보빈(12a)에 코일(12b)이 고정되도록 함과 아울러 절연시키기 위한 절연부재(14)와 상기 코어 블록(12B)을 지지하기 위한 지지부재(16)가 사출 성형에 따라 제작되기 때문에 사출 성형에 따른 치수 변동이 커질 뿐 아니라 수지 및 금형 등으로 인하여 생산비용이 높아지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 코일 어셈블리와 코어 블록을 기구적으로 조립함으로 서로 고정시킬 수 있도록 하여 치수변동을 줄임과 아울러 생산비용을 줄일 수 있는 리니어 압축기의 리니어 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 리니어 모터의 아우터 스테이터가 도시된 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 리니어 모터의 아우터 스테이터가 도시된 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 아우터 스테이터의 보빈이 도시된 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 압축부 52a : 실린더

52b : 피스톤 60 : 리니어 모터

62 : 아우터 스테이터 62a : 보빈

62b : 코일 62c,62d : 제1,2코어 블록

62e,62e' : 제1,2압착돌기 63a : 실린더 프레임

63b : 스테이터 커버 64 : 이너 스테이터

66 : 마그네트

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 리니어 모터는 보빈 둘레에 코일이 권선된 코일 어셈블리와, 상기 코일 어셈블리의 외둘레 일부를 감싸도록 설치되는 아우터 코어 블록과, 상기 코일을 상기 보빈에 축방향으로 고정시키는 동시에 상기 아우터 코어 블록을 상기 코일 어셈블리에 축방향으로 고정시키는 고정수단으로 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 리니어 모터의 아우터 스테이터가 도시된 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 아우터 스테이터의 보빈이 도시된 사시도이다.

상기 본 발명에 따른 리니어 압축기는 도 3에 도시된 바와 같이 밀폐용기(51) 내부에 실린더(52a) 및 피스톤(52b)으로 이루어진 압축부(52)와, 상기 피스톤(52b)을 왕복 직선 구동시키는 리니어 모터(60)로 이루어지되, 상기 리니어 모터(60)는 코일 어셈블리(62A)의 일부를 감싸도록 다수개의 코어 블록(62B)이 방사상으로 배치되어 고정수단(62C)에 의해 고정 설치된 아우터 스테이터(62)와, 상기 아우터 스테이터(62) 내부에 일정 간격을 두고 다수개의 강판이 원주방향으로 적층된 이너 스테이터(64)와, 상기 아우터 스테이터(62)와 이너 스테이터(64) 사이에 왕복 직선 운동 가능하게 설치되는 마그네트(66)로 이루어지며, 상기 마그네트(66)는 마그네트 프레임(68)에 의해 상기 피스톤(52b)과 연결 설치된다.

여기서, 상기 아우터 스테이터(62)는 도 4에 도시된 바와 같이 보빈(62a) 둘레에 코일(62b)이 감겨지도록 형성된 코일 어셈블리(62A)와, 상기 코일어셈블리(62A)의 선,후단 일부를 각각 감싸도록 설치된 제1,2코어 블록(62c,62d)으로 이루어진 코어 블록(62B)과, 상기 코일(62b) 및 제1,2코어 블록(62c,62d)이 상기 보빈(62a)에 축방향으로 고정되도록 하는 고정수단(62C)으로 이루어진다.

물론, 상기 아우터 스테이터(62)는 상기 코일(62b)을 절연시키기 위하여 상기 코일(62b) 둘레에 사출 성형된 플라스틱 재질의 절연부재가 더 설치되거나, 실 등의 절연부재가 감겨질 수도 있다.

구체적으로, 상기 코일 어셈블리(62A)는 원통형의 보빈 본체(62a')의 선,후단에 링 형상의 보빈 스토퍼(62a'')가 반경방향으로 돌출되도록 형성된 보빈(62a)과, 상기 보빈 본체(62a')에 밀착되도록 감겨지는 코일(62b)로 이루어지고, 상기 코어 블록(62B)은 다수개의 강판이 원주방향으로 적층되어 상기 코일 어셈블리(62A)의 선,후단 및 외둘레를 감싸도록 된 제1,2코어 블록(62c,62d)으로 이루어진다.

특히, 상기 고정수단은 상기 보빈 스토퍼(62a'')의 선,후단에 각각 상기 제1코어 블록(62c)의 선단 및 상기 제2코어 블록(62d)의 후단보다 축방향으로 돌출된 다수개의 제1,2압착돌기(62e,62e')와, 상기 제1압착돌기(62e)와 제1코어 블록(62c)의 선단에 수직하게 접촉되도록 상기 실린더(52a) 선단 외주에 고정되도록 설치되는 실린더 프레임(63a)과, 상기 제2압착돌기(62e')와 제2코어 블록(62d)의 후단에 수직하게 접촉되도록 상기 피스톤(62b) 후단 외주에 고정되도록 설치되는 스테이터 커버(63b)와, 상기 실린더 프레임(63a)과 스테이터 커버(63b)에 의해 상기 제1,2압착돌기(62e,62e') 및 제1,2코어 블록(62c,62d)에 축방향의 압축력이 작용되도록 하여 상기 실린더 프레임(63a)과 스테이터 커버(63b)를 축방향으로 고정시키는 고정볼트(B)로 이루어진다.

이때, 상기 실린더 프레임(63a)은 내경이 상기 실린더(52a) 선단 외주에 고정되도록 설치되되, 후단 내측 부분이 상기 피스톤(52b)의 후단 측에 스프링에 의해 지지되도록 설치됨과 아울러 후단 외측 부분이 상기 제1압착돌기(62e) 및 제1코어 블록(62c)과 수직하게 접촉되도록 설치되며, 상기 스테이터 커버(63b)는 상기 피스톤(52b)의 후단을 반경방향으로 소정의 간격을 두고 감싸도록 설치되되, 선단이 상기 제2압착돌기(62e') 및 제2코어 블록(62d)과 수직하게 접촉되도록 설치되어 상기 실린더 프레임(63a)과 스테이터 커버(63b) 사이에 상기 아우터 스테이터(62)가 설치되도록 한다.

그리고, 상기 고정볼트(B)가 상기 실린더 프레임(63a)으로부터 상기 스테이터 커버(63b) 측으로 삽입 설치되도록 상기 실린더 프레임(63a)에는 볼트홀이 형성되고, 상기 스테이터 커버(63b)에는 볼트홈이 형성된다.

한편, 상기 제1,2압착돌기(62e,62e')는 반경방향으로 갈수록 각각 선,후단으로 더 돌출되도록 형성되기 때문에 상기 고정볼트(B)가 체결됨에 따라 상기 제1,2압착돌기(62e,62e')가 상기 실린더 프레임(63a)과 스테이터 커버(63b)에 의해 눌려지게 되고, 이에 따라 상기 제1,2압착돌기(62e,62e')가 상기 보빈 스토퍼(62a'')를 축방향으로 눌러주어 상기 코일(62b)이 상기 보빈 본체(62a')에 고정되도록 함과 아울러 상기 실린더 프레임(63a)과 스테이터 커버(63b)가 상기 제1,2코어 블록(62c,62d)을 축방향으로 눌러주어 상기 제1,2코어 블록(62c,62d)이 상기 보빈본체(62a')에 고정되도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어 압축기의 아우터 스테이터의 조립과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 금형을 이용하여 원통형의 보빈 본체(62a') 및 링 형상의 보빈 스토퍼(62a'')로 이루어진 보빈(62a)을 성형하여 상기 보빈 본체(62a')에 코일(62b)을 감아 코일 어셈블리(62A)를 조립하고, 복수개의 강판을 적층하여 상기 제 1,2 코어 블록(62c,62d)을 각각을 조립한다.

물론, 상기 코일(62b) 외주 측에 절연을 위하여 사출 성형된 플라스틱 재질의 절연부재가 설치되거나, 실 등과 같은 절연부재가 감겨지도록 설치된다.

그리고, 상기 제1,2코어 블록(62c,62d)이 상기 코일 어셈블리(62A)의 선,후단을 에워싸도록 한 상태에서 상기 제1코어 블록(62c)의 선단 측에 상기 실린더 프레임(63a)이 위치되도록 함과 아울러 상기 제2코어 블록(62d)의 후단 측에 상기 스테이터 커버(63b)가 위치되도록 하고, 상기 실린더 프레임(63a)과 스테이터 커버(63b)가 상기 고정볼트(B)에 의해 조립되도록 한다.

이때, 상기 실린더 프레임(63a)과 스테이터 커버(63b)가 상기 고정볼트(B)에 의해 조립됨에 따라 상기 실린더 프레임(63a)과 스테이터 커버(63b) 사이에 압축력이 작용되고, 상기 실린더 프레임(63a)과 스테이터 커버(63b)가 상기 제1,2압착돌기(62e,62e')를 압축함으로 상기 보빈 스토퍼(62a'')가 축방향으로 압축되도록 하여 상기 코일(62b)이 상기 보빈 본체(62a')에 축방향으로 고정되도록 하는 동시에상기 실린더 프레임(63a)과 스테이터 커버(63b)가 상기 제1,2코어 블록(62c,62d)을 압축함으로 상기 제1,2코어 블록(62c,62d)이 상기 보빈 본체(62a')에 축 방향으로 고정되도록 한다.

따라서, 상기 아우터 스테이터(62)를 조립하는 과정에서 상기 코일(62b)이 상기 보빈 본체(62a')에 고정되도록 함과 동시에 상기 제1,2코어 블록(62c,62d)이 상기 보빈 본체(62a')에 고정되도록 하여 별도의 사출 성형 없이 고정시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 리니어 모터는 제1,2압착돌기가 축방향으로 돌출 형성된 보빈에 코일이 감겨져 코일 어셈블리가 조립되고, 상기 코일 어셈블리 둘레에 제1,2코어 블록이 조립된 상태에서 실린더 프레임 및 스테이터 커버가 상기 제1,2압착돌기 및 제1,2코어 블록을 축방향으로 압축하도록 고정볼트에 의해 기구적으로 조립되기 때문에 조립 과정에서 상기 코일 및 제1,2코어 블록이 상기 보빈에 고정됨으로 치수변동을 줄일 수 있고, 별도의 사출 성형 과정이 생략됨에 따라 금형 비용 및 사출수지 비용이 절감되어 생산비용을 대폭 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 보빈 둘레에 코일이 권선된 코일 어셈블리를 감싸도록 다수개의 코어 블록이 방사상으로 배치된 아우터 스테이터와, 상기 아우터 스테이터 내부에 일정 간격을 두고 다수개의 강판이 원주방향으로 적층된 이너 스테이터와, 상기 아우터 스테이터와 이너 스테이터 사이에 피스톤과 연결되어 왕복 직선 운동 가능하게 설치되는 마그네트로 이루어져 상기 피스톤이 내부에 압축공간이 형성된 실린더 내부에 왕복 직선 운동되도록 하는 리니어 압축기의 리니어 모터에 있어서,

   상기 아우터 스테이터는 상기 코일을 상기 보빈에 축방향으로 고정시키는 동시에 상기 코어 블록을 상기 코일 어셈블리에 축방향으로 고정시키는 고정수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 리니어 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보빈은 원통형인 보빈 본체와, 상기 보빈 본체의 선,후단에 반경방향으로 돌출된 링 형상의 보빈 스토퍼로 이루어지고,

   상기 고정수단은 상기 보빈 스토퍼의 선,후단에 각각 상기 코어 블록의 선,후단보다 축방향으로 돌출된 다수개의 제1,2압착돌기와, 상기 제1압착돌기와 코어 블록의 선단에 수직하게 접촉되도록 상기 실린더 선단 외주에 고정 설치된 실린더 프레임과, 상기 제2압착돌기와 코어 블록의 후단에 수직하게 접촉되도록 상기 피스톤 후단 외주에 고정 설치된 스테이터 커버와, 상기 실린더 프레임과 스테이터 커버에 의해 상기 제1,2압착돌기 및 코어 블록에 축방향의 압축력이 작용되도록 상기 실린더 프레임과 스테이터 커버를 축방향으로 고정시키는 고정볼트로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 리니어 모터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1압착돌기는 반경방향으로 갈수록 선단이 더 돌출되도록 형성되고, 상기 제2압착돌기는 반경방향으로 갈수록 후단이 더 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 리니어 모터.