KR20070075893A - 리니어 압축기의 조립구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본체 프레임에 일단이 고정된 실린더와, 상기 실린더 내측에 압축공간을 형성하도록 일단이 삽입되어 직선 왕복 구동되는 피스톤과, 상기 실린더 외주면에 위치되어 상기 피스톤을 구동시키는 리니어 모터와, 상기 리니어 모터의 타단을 지지한 상태에서 상기 본체 프레임에 고정되어 상기 리니어 모터를 고정시키는 모터 커버와, 상기 피스톤의 타단에 반경방향으로 확장되도록 설치되어 상기 모터 커버와 일면 사이에 복수개의 메인 스프링이 탄성 지지되도록 하는 서포터와, 상기 서포터의 다른 면으로부터 축방향으로 일정 간격 떨어진 위치에 고정되어 상기 서포터의 다른 일면과 사이에 복수개의 메인 스프링이 탄성 지지되도록 하는 본체 커버와, 상기 서포터에 일단이 축방향으로 이동 가능하게 지지되는 동시에 상기 본체 커버에 다른 일단이 코킹 고정되는 체결용 볼트와, 상기 본체 커버와 상기 체결용 볼트의 일단 사이에 형성되어 상기 체결용 볼트가 상기 본체 커버에 대해 회전되지 않도록 하는 회전 방지수단을 포함하여 구성된다.

리니어 압축기, 조립구조, 본체 커버, 서포터, 체결용 볼트, 코킹부

Description

리니어 압축기의 조립구조 {MOUNTING FOR LINEAR COMPRESSOR}

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 일부가 도시된 측단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 조립구조 일부가 도시된 측단면도,

도 3은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 체결용 볼트가 도시된 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 조립구조 일부가 도시된 측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 체결용 볼트가 도시된 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

22 : 모터 커버 42 : 본체 커버

42S : 세레이션 홀 60 : 체결용 볼트

62 : 체결부 64 : 지지부

66 : 코킹부 68 : 세레이션부

본 발명은 리니어 모터가 구동되어 피스톤을 실린더 내부에서 왕복 직선 운동하도록 하여 실린더와 피스톤 사이의 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 하는 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 본체 프레임, 모터 커버, 본체 커버 사이에 실린더 및 피스톤과 리니어 모터를 보다 손쉽게 안정적으로 조립할 수 있는 리니어 압축기의 조립구조에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 일부가 도시된 측단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 조립구조 일부가 도시된 측단면도이며, 도 3은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 체결용 볼트가 도시된 측면도이다.

종래 기술에 따른 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 실린더(2) 내측에 피스톤(4)의 일단이 삽입되어 그 내부에 압축공간(P)을 형성하고, 상기 피스톤(4)이 리니어 모터(10)에 의해 구동됨에 따라 왕복 직선 이동되면서 냉매를 상기 압축공간(P)으로 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 구성되며, 상기 피스톤(4)의 타단에는 반경방향으로 확장된 서포터(20) 양측에 축방향으로 각종 메인 스프링들(S1,S2)이 설치되어 상기 피스톤(4) 및 서포터(20)가 축방향으로 완충 지지되도록 설치된다.

여기서, 상기 실린더(2)는 일단이 본체 프레임(3)에 관통된 상태에서 고정되도록 설치되고, 그 내측에 상기 피스톤(4)의 일단이 삽입되도록 설치되며, 상기 압축공간(P) 양측에 각각 냉매가 유/출입되도록 한다.

이때, 상기 피스톤(4)의 일단에 상기 압축공간(P)으로 냉매가 공급될 수 있 도록 하기 위하여 흡입홀(4h)이 형성되는 동시에 상기 흡입홀(4h)을 개폐시킬 수 있도록 박형의 흡입밸브(6)가 고정 설치된다.

또한, 상기 실린더(2)의 일단에 상기 압축공간(P)에서 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출밸브(8a)가 개폐 가능하게 설치되되, 상기 실린더(2) 일단에 고정된 토출캡(8b) 내측에 나선형의 토출밸브 스프링(8c)에 의해 탄성 지지되도록 설치된다.

다음, 상기 리니어 모터(10)는 복수개의 라미네이션이 원주방향으로 적층되도록 구성된 원통형상의 이너스테이터(12)와, 코일이 원주방향으로 감겨진 코일 권선체에 원주방향으로 일정 간격을 두고 복수개의 라미네이션이 적층된 한 쌍의 코어블록들이 설치된 원통형상의 아우터스테이터(14)와, 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이에 위치되어 상호 전자기력에 의해 왕복 직선 운동하는 영구자석(16)으로 이루어진다.

이때, 상기 이너스테이터(12)는 일단이 상기 본체 프레임(3)에 지지된 상태에서 타단이 고정링(미도시)에 의해 상기 실린더(2) 외주면에 고정되도록 설치되고, 상기 아우터스테이터(14)는 상기 이너스테이터(12)의 외주면에 소정 간격을 두고 위치되어 일단이 역시 상기 본체 프레임(3)에 지지된 상태에서 타단이 모터 커버(30)에 의해 지지되는 동시에 상기 모터 커버(30)가 상기 본체 프레임(3)에 볼트 고정되며, 상기 영구자석(16)은 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이에 축방향으로 이동 가능하게 위치되어 상기 피스톤(4)의 타단과 연결되도록 설치된다.

다음, 상기 서포터(20)는 상기 피스톤(4)의 타단에 반경방향으로 확장될 수 있도록 형성되고, 그 둘레에 각종 메인 스프링들(S1,S2)이 지지되는 흡입 지지단(22A,22B) 및 압축 지지단(24A,24B)이 형성되되, 상기 흡입 지지단(22A,22B)과 압축 지지단(24A,24B)이 축방향으로 일정 간격을 두고 상기 흡입 지지단(22A,22B)이 상기 압축 지지단(24A,24B)보다 상기 피스톤(4)의 타단과 근접하도록 위치되고, 상기 흡입 지지단(22A,22B)과 압축 지지단(24A,24B) 사이에는 축방향으로 서로 연결될 수 있도록 연결부(26A,26B)가 형성된다.

물론, 상기 서포터의 흡입 지지단(22A,22B) 및 압축 지지단(24A,24B)은 각종 메인 스프링들(S1,S2)이 안착될 수 있도록 서로 다른 축방향으로 지지돌기가 돌출되도록 형성된다.

다음, 상기 메인 스프링들(S1,S2)은 축방향으로 탄성력을 부여하는 일종의 코일 스프링이 사용되는데, 냉매를 흡입하여 고압으로 압축시키도록 하는 피스톤(4)을 탄성 지지해야 함으로 탄성계수가 크도록 강성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

구체적으로, 상기 메인 스프링들(S1,S2)은 상기 피스톤(4)의 흡입 행정시 압축되도록 설치되는 흡입완충 스프링(S1)과, 상기 피스톤(4)의 압축 행정시 압축되도록 설치되는 압축완충 스프링(S2)으로 이루어지되, 상기 흡입완충 스프링(S1)은 상기 서포터의 흡입 지지단(22A,22B) 및 이와 소정 간격을 두고 별도로 고정 설치된 본체커버(40) 사이에 설치되고, 상기 압축완충 스프링(S2)은 상기 서포터의 압축 지지단(24A,24B) 및 이와 소정 간격을 두고 위치된 상기 모터 커버(30) 사이에 설치된다.

물론, 상기 서포터의 흡입 지지단(22A,22B)과 서로 대향되는 본체커버(40)의 일부분에는 상기 흡입완충 스프링(S1)이 지지될 수 있도록 흡입 지지단(42A,42B)이 형성되고, 상기 서포터의 압축 지지단(24A,24B)과 서로 대향되는 모터 커버(30)의 일부분에는 상기 압축완충 스프링(S2)이 지지될 수 있도록 압축 지지단(32A,32B)이 형성된다.

이때, 상기 서포터(20)는 상기 모터 커버(30)와 본체 커버(40) 사이에 축방향으로 이동 가능하게 설치되되, 상기 본체 커버(40)가 상기 모터 커버(30)에 고정되는 동시에 상기 서포터(20)가 상기 본체 커버(40)에 체결용 볼트(50)에 의해 축방향으로 이동 가능하도록 설치된다.

구체적으로, 상기 체결용 볼트(50)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 일단에 형성된 체결부(52)가 상기 서포터의 흡입 지지단(22A,22B)에 형성된 홀을 관통하여 너트(N) 고정되고, 다른 일단에 반경방향으로 확장된 지지부(54)가 상기 본체커버의 흡입 지지단(42A,42B)에 형성된 홀에 지지되며, 상기 지지부(54)와 축방향으로 연장된 코킹부(56)가 상기 본체커버의 흡입 지지단(42A,42B)에 형성된 홀을 관통하여 코킹 고정된다.

따라서, 상기 흡입완충 스프링(S1)이 상기 서포터의 흡입 지지단(22A,22B)과 상기 본체커버의 흡입 지지단(42A,42B) 사이에 설치되는 동시에 상기 압축완충 스프링(S2)이 상기 서포터의 압축 지지단(24A,24B)과 상기 모터 커버의 압축 지지단(32A,32B) 사이에 설치되고, 상기 피스톤(4)이 왕복 직선 운동함에 따라 상기 서포 터(20)에 의해 서로 반대방향으로 지지됨에 따라 서로 반대방향으로 탄성력을 부여한다.

즉, 상기 리니어 모터(10)에 의해 상기 피스톤(4)이 왕복 직선하도록 구동되면, 상기 피스톤(4)이 상기 실린더(2) 내부에서 왕복 직선 운동하면서 상기 압축공간(P)으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 과정을 반복하되, 상기 피스톤(4)의 흡입 행정시 상기 피스톤(4) 및 서포터(20)가 상기 본체 커버(40) 측으로 이동되면서 상기 흡입완충 스프링(S1)이 압축되는 반면, 상기 피스톤(4)의 압축 행정시 상기 피스톤(4) 및 서포터(20)가 상기 모터 커버(30) 측으로 이동되면서 상기 압축완충 스프링(S2)이 압축되도록 한다.

그러나, 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 조립구조는 상기 흡입완충 스프링(S1)과 압축완충 스프링(S2)을 설치하기 위하여 상기 본체 커버(40)가 상기 모터 커버(30)에 고정되는 동시에 그 사이에 상기 서포터(20)가 상기 본체 커버(40)에 축방향으로 이동 가능하도록 체결용 볼트(50)로 고정되되, 상기 체결용 볼트의 지지부(54)가 상기 본체 커버(40)에 형성된 홀 일면에 지지되는 동시에 상기 체결용 볼트의 코킹부(56)가 상기 본체 커버(40)의 홀을 관통하여 그 반대면에 코킹 고정되기 때문에 상기 체결용 볼트(50)가 상기 본체 커버(40)의 홀에 축방향으로 구속되더라도 회전되도록 설치됨으로 체결력이 약하여 구성부품이 분해될 수도 있고, 나아가 상기 흡입압축 스프링(S1)이 탈거될 수도 있어 작동 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피스톤과 연결된 서포터를 본체 프레임과 모터 커버 사이에 완충 지지하기 위하여 서포터가 모터 커버에 고정된 본체 프레임 사이에 체결용 볼트에 의해 설치되되, 체결용 볼트가 본체 프레임에 축방향 및 회전방향으로도 고정되도록 하여 체결력을 보다 향상시켜 안정적으로 조립할 수 있는 리니어 압축기의 조립구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 조립구조는 본체 프레임에 일단이 고정된 실린더와, 상기 실린더 내측에 압축공간을 형성하도록 일단이 삽입되어 직선 왕복 구동되는 피스톤과, 상기 실린더 외주면에 위치되어 상기 피스톤을 구동시키는 리니어 모터와, 상기 리니어 모터의 타단을 지지한 상태에서 상기 본체 프레임에 고정되어 상기 리니어 모터를 고정시키는 모터 커버와, 상기 피스톤의 타단에 반경방향으로 확장되도록 설치되어 상기 모터 커버와 일면 사이에 복수개의 메인 스프링이 탄성 지지되도록 하는 서포터와, 상기 서포터의 다른 면으로부터 축방향으로 일정 간격 떨어진 위치에 고정되어 상기 서포터의 다른 일면과 사이에 복수개의 메인 스프링이 탄성 지지되도록 하는 본체 커버와, 상기 서포터에 일단이 축방향으로 이동 가능하게 지지되는 동시에 상기 본체 커버에 다 른 일단이 코킹 고정되는 체결용 볼트와, 상기 본체 커버와 상기 체결용 볼트의 일단 사이에 형성되어 상기 체결용 볼트가 상기 본체 커버에 대해 회전되지 않도록 하는 회전 방지수단으로 구성된다.

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

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 조립구조 일부가 도시된 측단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 체결용 볼트가 도시된 측면도이다.

본 발명에 따른 리니어 압축기의 조립구조는 도 4에 도시된 바와 같이 서포터의 흡입 지지단(22A,22B)이 본체커버의 흡입 지지단(42A,42B)에 체결용 볼트(60)에 의해 축방향으로 이동 가능하게 설치되되, 상기 체결용 볼트(60)는 일단에 형성된 체결부(62)가 상기 서포터(20)에 형성된 홀을 관통하여 너트(N) 조립되어 지지되거나 체결부(62)가 사익 서포트(20)에 나사 체결되고, 다른 일단에 형성된 지지부(64) 및 코킹부(66)가 상기 본체커버(40)에 형성된 홀에 축방향으로 이동되지 않도록 코킹 고정되며, 상기 코킹부(66)가 상기 본체커버(40)에 형성된 홀 사이에 회전 방지수단이 형성되어 상기 체결용 볼트(60)가 상기 본체커버(40)에 대해 회전방향으로 움직이지 않도록 고정된다.

물론, 기존에 실린더(2), 피스톤(4) 및 리니어 모터(10)가 본체 프레임(3), 서포터(20), 모터커버(30) 및 본체커버(40)에 조립되는 구성은 동일함으로 자세한 설명은 생략하고, 상기 서포터(20)가 상기 본체 프레임(3)에 축방향으로 이동 가능하도록 설치된 조립구조에 대해 보다 상세하게 살펴보도록 한다.

보다 상세하게, 상기 체결용 볼트(60)가 설치되도록 하기 위하여 상기 서포터의 흡입 지지단(22A,22B) 중앙에 홀이 형성되는 동시에 이와 대응되도록 상기 본체커버의 흡입 지지단(42A,42B) 중앙에 홀이 형성되되, 상기 서포터 및 본체커버의 각 흡입 지지단(22A,22B,42A,42B) 사이에 상기 흡입압축 스프링(S1)이 탄성 지지되는 동시에 이에 형성된 각 홀 사이에 상기 체결용 볼트(60)가 설치된다.

물론, 상기 서포터의 흡입 지지단(22A,22B)이 상기 본체커버(40)를 향하여 돌출되도록 형성되는 동시에 상기 본체커버의 흡입 지지단(42A,42B)이 상기 서포터(20)를 향하여 돌출되도록 형성된다.

특히, 상기 체결용 볼트(60)를 살펴보면, 상기 체결부(62)는 상기 서포터(20)에 형성된 홀보다 작은 직경을 가지는 동시에 그 외주면에 나사산이 형성되어 상기 서포터(20)에 형성된 홀을 관통하도록 설치되는 반면, 상기 지지부(64)는 상기 본체커버(40)에 형성된 홀보다 더 크게 형성되어 그 일면에 지지되도록 설치되되, 상기 체결부(62)와 지지부(64) 사이에 형성된 부분은 상기 서포터(20)에 형성된 홀보다 직경이 더 작게 형성되어 상기 체결용 볼트(60)가 상기 서포터(20)에 축방향으로 이동 가능하게 설치되도록 한다.

이때, 상기 코킹부(66)는 상기 본체커버(40)에 형성된 홀보다 더 작게 형성되어 관통된 다음, 코킹 고정되도록 하되, 그 축방향 끝단에 중심으로 갈수록 오목하게 홈이 형성되도록 하여 반경방향으로 보다 손쉽게 코킹될 뿐 아니라 직각으로 절곡될 수 있도록 한다.

한편, 상기 회전 방지수단은 상기 지지부(64)와 코킹부(66) 사이의 외주면에 톱니형상이 형성된 세레이션부(68)와, 상기 세레이션부(68)와 맞물리도록 상기 본체커버(40)에 형성된 홀 내주면에 톱니형상이 형성된 세레이션 홀(42S)로 이루어지되, 상기 세레이션부(68)는 외주면 전체에 형성될 수도 있지만, 일부에만 형성되도록 구성할 수도 있다.

이때, 상기 세레이션부(68)의 외경이 상기 세레이션 홀(42S)의 내경보다 더 크게 형성되어 상기 세레이션부(68)가 상기 세레이션 홀(42S)에 억지 끼움되어 보다 그 조립강도를 높일 수 있도록 구성될 수 있다.

나아가, 상기 세레이션부(68)가 확장되어 상기 코킹부(66)를 구성할 수도 있으며, 그 중앙으로 갈수록 역시 오목하게 형성되어 상기 본체커버(40)에 형성된 홀을 관통한 세레이션부(68)가 스피닝 공정을 통하여 보다 수직하게 절곡되도록 함으로 별도의 코킹 공정이 이루어지지 않아도 된다.

이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 조립구조는 피스톤과 연결된 서포터를 본체 프레임과 모터 커버 사이에 완충 지지하기 위하여 서포터가 모터 커버에 고정된 본체 프레임 사이에 체결용 볼트에 의해 설치되되, 체결용 볼트가 본체 프레임에 코킹 연결되어 축방향 고정되는 동시에 세레이션부 및 이에 대응되는 세레이션 홀을 구비하여 회전방향으로도 고정되도록 하여 체결력을 보다 향상시켜 안정적으로 조립할 수 있고, 이로 인하여 다른 구성부품이 분해되는 것을 방지하여 작동의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 본체 프레임에 일단이 고정된 실린더와,

   상기 실린더 내측에 압축공간을 형성하도록 일단이 삽입되어 직선 왕복 구동되는 피스톤과,

   상기 실린더 외주면에 위치되어 상기 피스톤을 구동시키는 리니어 모터와,

   상기 리니어 모터의 타단을 지지한 상태에서 상기 본체 프레임에 고정되어 상기 리니어 모터를 고정시키는 모터 커버와,

   상기 피스톤의 타단에 반경방향으로 확장되도록 설치되어 상기 모터 커버와 일면 사이에 복수개의 메인 스프링이 탄성 지지되도록 하는 서포터와,

   상기 서포터의 다른 면으로부터 축방향으로 일정 간격 떨어진 위치에 고정되어 상기 서포터의 다른 일면과 사이에 복수개의 메인 스프링이 탄성 지지되도록 하는 본체 커버와,

   상기 서포터에 일단이 축방향으로 이동 가능하게 지지되는 동시에 상기 본체 커버에 다른 일단이 코킹 고정되는 체결용 볼트와,

   상기 본체 커버와 상기 체결용 볼트의 일단 사이에 형성되어 상기 체결용 볼트가 상기 본체 커버에 대해 회전되지 않도록 하는 회전 방지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 조립구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 체결용 볼트는 상기 서포터에 형성된 홀을 관통하여 나사 체결되는 체결부와, 상기 체결부의 반대방향 측에 상기 본체 커버에 형성된 홀보다 반경방향으로 더 크게 형성되어 상기 본체 커버의 일면에 지지되는 지지부와, 상기 지지부에 축방향으로 연장되도록 형성되어 상기 본체 커버에 형성된 홀을 관통하여 코킹되는 코킹부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 조립구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 코킹부가 축방향을 중심으로 외경으로부터 중앙으로 갈수록 오목한 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 조립구조.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 회전 방지수단은 상기 지지부와 코킹부 사이에 형성되어 원주방향으로 톱니 모양이 돌출 형성된 세레이션부와, 상기 세레이션부와 맞물리도록 상기 본체 커버에 내주면에 톱니 모양으로 형성된 세레이션 홀로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 조립구조.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 회전 방지수단은 상기 세레이션부가 상기 본체 커버의 세레이션 홀에 억지 끼움되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 조립구조.

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