KR100565264B1

KR100565264B1 - 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치

Info

Publication number: KR100565264B1
Application number: KR1020050003405A
Authority: KR
Inventors: 정상섭; 오원식; 이혁
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2006-03-30
Also published as: US7659642B2; JP2006194236A; EP1681756A1; CN1805243A; US20060152102A1; CN100563081C; EP1681756B1

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치에 관한 것으로, 다수 장의 스테이터코어를 적층하여서 된 제1 코어블록이 환형으로 형성한 보빈체의 일측면에 결합하도록 방사상으로 용접 결합하는 제1 프레임과, 다수 장의 스테이터코어를 적층하여서 된 제2 코어블록이 상기한 보빈체의 타측면에 결합하도록 방사상으로 용접 결합하는 제2 프레임과, 제1 코어블록과 제2 코어블록이 상호 접하여 상기 보빈체의 양측에 밀착하도록 상기한 제1 프레임과 제2 프레임을 체결하여 복수 개의 체결부재를 포함함으로써, 외측고정자의 조립시 발생할 수 있는 변형을 미연에 방지하고 보빈체의 개구상태를 유지하여 안정성과 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 조립공정을 간소화하여 생산비용과 생산성을 높일 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치{OUTER STATOR FIXING APPARATUS FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 외측고정자의 고정장치를 분해하여 보인 사시도,

도 3은 종래 왕복동식 압축기에서 외측고정자의 고정상태를 보인 정면도,

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 외측고정자의 고정장치를 분해하여 보인 사시도,

도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 외측고정자의 고정상태를 보인 정면도,

도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 외측고정자의 고정상태를 측면에서 보인 단면도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

100 : 외측고정자 110 : 보빈체

121,122 : 제1,제2 코어블록 W : 용접

본 발명은 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치에 관한 것으로, 특히 외측고정자를 조립할 때 고정자가 변형되는 것을 방지할 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것이다.

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

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하여 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 지지하여 가동자(33)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)에 연결하여 프레임유니트(20)에 지지하는 압축유니트(40)와, 왕복동모터(30)를 탄력 지지하여 공진운동을 유도하는 공진스프링유니트(50)로 구성하고 있다.

프레임유니트(20)는 왕복동모터의 전방측을 지지하는 전방프레임(21)과, 전방프레임(21)에 결합하여 왕복동모터(30)의 후방측을 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 공진스프링유니트(50)를 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어져 있다.

왕복동모터(30)는 권선코일(C)을 구비하여 전방프레임(21)에 고정하는 외측고정자(31)와, 외측고정자의 내측에 소정의 공극을 두고 실린더에 삽입 고정하는 내측고정자(32)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이의 공극(air gap)에 개재하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어져 있다.

외측고정자(31)는 그 내부에 권선코일을 삽입하는 보빈체(31a)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어를 원호형상으로 적층하여 상기한 보빈체(31a)의 양측에 끼워 결합하는 수 개의 코어블록(31b)과, 코어블록(31b)의 연결부를 몰딩하여 보빈체(31a)에 고정하는 몰딩체(31c)로 이루어져 있다. 몰딩체(31c)는 에폭시와 같은 절연물로 이루어져 보빈체(31a)의 외주면과 코어블록(31b)의 연결부를 연속하여 함께 고정하고 있다.

압축유니트(40)는 전방프레임(21)에 고정하는 실린더(41)와, 실린더(41)에 미끄러지게 삽입하고 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 상하로 왕복운동을 하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단면에 장착하여 흡입유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 토출측에 장착하여 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브(44)와, 토출밸브(44)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(45)과, 토출밸브(44)와 밸브스프링(45)을 함께 수용하여 실린더(41)의 토출측을 전방프레임(21)에 눌러 지지하면서 복개하는 토출커버(46)로 이루어져 있다.

공진스프링유니트(50)는 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부에 결합하는 스프링지지대(51)와, 스프링지지대(51)의 상하 양측에 배치하여 가동자(33)와 피스톤(42)을 탄력적으로 지지하도록 압축코일스프링으로 형성한 제1 공진스프링(52)과 제2 공진스프링(53)으로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 M은 마그네트, P는 압축공간이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 왕복동모터(30)의 외측고정자(31)에 전원을 인가하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스가 형성되어 가동자(33)와 피스톤(42)이 함께 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 공진스프링유니트(50)에 의해 직선으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 실린더(41)의 압축공간(P)에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출시키는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 왕복동식 압축기를 조립하기 위하여는 먼저 강판에서 "기억자"모양의 스테이터코어(S)를 다수 장 타발한 후 이를 "기억자" 또는 "역기억자"모양으로 코어블록(31b)을 적층하고, 이 코어블록(31b)을 소정의 금형에서 권선코일이 구비된 보빈체(31a)의 외측면에 삽입한 후 보빈체(31a)의 외주면과 코어블록(31b)의 연결부위 그리고 보빈체(31a)의 외주면과 코어블록(31b)의 내주면 사이를 몰딩하여 몰딩체(31c)가 형성되도록 함으로써 외측고정자를 제작한다. 이후, 외측고정자(31)를 금형에서 분리하여 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 내측고정자(32)와 함께 놓고 체결볼트(24)와 체결너트(25)로 조여 상기한 프레임유니트(20)에 고정 결합하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 왕복동모터(30)의 외측고정자(31)를 제작하는 과정에서 몰딩재를 주입할 때 발생하는 몰딩압이나 또는 몰딩재가 경화되면서 발생하는 수축력에 의해 코어블록(31b)의 일부가 눌려 변형되면서 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이의 코어간 거리가 좁아지고 이로 인해 외측고정자(31)와 내측고정자(32)가 적정 공극을 유지하지 못하면서 압축기의 효율과 신뢰성이 저하될 우려가 있었다.

또, 외측고정자(31)의 사출 초기 셋팅시 몰딩재의 온도 및 압력 조건을 맞추 기 위해 초기 손실이 발생할 뿐만 아니라 사출 금형 온도에 따라 제품이 불균일해지면서 불량율이 증가할 우려가 있었다.

또, 외측고정자(31)를 사출하여 조립할 때 오버 몰딩 구조의 경우 도 3에서와 같이 반밀폐형이므로 권선코일에서의 열과 수분 방출이 난해하여 모터 효율이 저하될 우려도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 외측고정자의 제작시 몰딩재에 의해 본래의 형상이 틀어지거나 불량율이 증가하는 것을 방지할 수 있고 열과 수분의 방출이 용이하여 모터 효율을 향상시킬 수 있는 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 다수 장의 스테이터코어를 적층하여서 된 제1 코어블록이 환형으로 형성한 보빈체의 일측면에 결합하도록 방사상으로 용접 결합하는 제1 프레임과, 다수 장의 스테이터코어를 적층하여서 된 제2 코어블록이 상기한 보빈체의 타측면에 결합하도록 방사상으로 용접 결합하는 제2 프레임과, 제1 코어블록과 제2 코어블록이 상호 접하여 상기 보빈체의 양측에 밀착하도록 상기한 제1 프레임과 제2 프레임을 체결하여 복수 개의 체결부재를 포함한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치를 첨부도면에 도시 한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 외측고정자의 고정장치를 분해하여 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 외측고정자의 고정상태를 보인 정면도이며, 도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 외측고정자의 고정상태를 측면에서 보인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 케이싱(10)의 내부에 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 그리고 후방프레임(23)을 결합하여 탄력 설치하고, 전방프레임(21)과 중간프레임(22)의 사이에는 가동자(33)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터(30)를 고정 설치하며, 중간프레임(22)과 후방프레임(23)에는 후술할 피스톤(42)의 공진운동을 유도하도록 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)을 결합하여 설치한다.

여기서, 전방프레임(21)에는 그 중앙에 실린더(41)를 삽입하여 고정 설치하고, 실린더(41)의 외주면에는 상기한 내측고정자(32)를 삽입하여 고정 설치한다. 또, 중간프레임(22)의 이면에는 상기한 실린더(41)의 내부에 삽입하여 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤(42)이 지속적으로 공진운동을 하도록 유도하는 전방측 공진스프링(52)을 고정 설치한다.

왕복동모터(30)는 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 고정하는 외측고정자(100)와, 외측고정자(100)의 안쪽에 소정의 공극을 두고 삽입하여 상기한 전방프레임(21)에 지지 고정하는 내측고정자(32)와, 외측고정자(100)와 내측고정자(32) 사이에 개재하여 플럭스의 방향에 따라 전후 양방향으로 직선 왕복운동을 하는 가 동자(33)로 이루어진다.

외측고정자(100)는 그 내부에 권선코일을 삽입하는 보빈체(110)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어를 원호형상으로 적층하여 상기한 보빈체(110)의 양측에 끼워 결합하는 수 개의 코어블록(120)으로 이루어진다.

보빈체(110)는 플라스틱과 같은 수지를 "디귿자" 단면 모양이 되도록 외주면이 개구된 상태로 몰딩 형성하고, 그 보빈체(110)의 개구된 외주면에서 안쪽으로 상기한 권선코일(C)을 감아 형성한다.

코어블록(120)은 도 4에서와 같이 정면투영시 "기억자"모양(편의상, 제1 코어블록(121))과 "역기억자"모양(편의상, 제2 코어블록(122))으로 형성하여 각각의 바깥쪽 수직면을 상기한 전방프레임(21)의 대향면과 중간프레임(22)의 대향면에 용접하여 고정한다. 즉, 도 5에서와 같이 제1 코어블록(121)과 제2 코어블록(122)은 각각의 프레임(21)(22)과 접하는 모서리면, 보다 정확하게는 각 코어블록(121)(122)의 외주면과 이에 접하는 각 프레임(21)(22) 사이의 모서리면을 용접하거나 각 코어블록(121)(122)의 측면과 이에 접하는 각 프레임(21)(22) 사이의 모서리면을 용접(W)하여 고정하는 것이 바람직하다.

여기서, 제1 코어블록(121)과 제2 코어블록(122)은 그 접점부위를 용접(W)하여 결합할 수도 있으나, 두 코어블록(121)(122)간 용접(W)만으로는 결합력이 약함에 따라 각각의 코어블록(121)(122)에 용접 결합한 전방프레임(21)과 중간프레임(22)을 긴 체결볼트(24)와 체결너트(25)로 조여 견고하게 고정하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치는 다음과 같은 작용 효과를 가진다.

즉, 외측고정자(100)를 조립하기 위하여는 먼저 보빈체(110)에 권선코일(C)을 감아 권취하고, 다수 장의 스테이터코어를 적정 형상으로 타발한 후 적층하여 원호 형상의 제1 코어블록(121)과 제2 코어블록(122)을 제작한다.

다음, 제1 코어블록(121)과 제2 코어블록(122)을 각각 전방프레임(21)과 중간프레임(22)의 대향면에 방사상으로 위치시킨 후 그 각각의 코어블록(121)(122)과 프레임(21)(22)이 접하는 경계선을 용접(W)하여 상기한 제1 코어블록(121)과 전방프레임(21) 그리고 제2 코어블록(122)과 중간프레임(22)을 결합한다.

다음, 전방프레임(21)에 실린더(41)와 내측고정자(32)를 결합한 후 상기한 제1 코어블록(121)과 제2 코어블록(122)이 보빈체(110)의 양측면에 결합하면서 서로 접하도록 한 상태에서 상기 전방프레임(21)과 중간프레임(22)을 체결볼트(24)와 체결너트(25)로 조여 견고하게 결합되도록 한다. 이 경우 제1 코어블록(121)과 제2 코어블록(122)이 서로 틀어지는 것을 방지하도록 두 코어블록(121)(122)의 접점부위를 용접(W)하여 결합하는 것이 바람직하다.

이렇게 하여, 환형의 보빈체에 좌우 양측에서 코어블록을 맞대기 조립할 때 이 양측 코어블록의 이음부를 몰딩재로 고정하지 않고 각각의 코어블록을 실린더를 지지하는 전방프레임과 전방측 공진스프링을 지지하는 중간프레임에 각각 용접 결합한 후 상기한 전방프레임과 중간프레임을 체결볼트로 조여 결합함에 따라 몰딩재 의 주입시 발생하는 몰딩재의 주입압으로 인한 외측고정자의 변형을 미연에 방지할 수 있고 이를 통해 외측고정자와 내측고정자 사이의 간극을 일정하게 유지하여 왕복동식 압축기의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 코어블록을 용접 결합함에 따라 외측고정자의 조립공정을 간소화하여 생산비용을 절감하고 생산성을 높일 수 있다.

또, 보빈체의 개구측을 몰딩재로 밀봉하지 않아 권선코일에서 발생하는 열을 용이하게 방출할 수 있을 뿐만 아니라 그 보빈체의 내부에 수분이 맺히는 것을 방지하여 왕복동모터의 효율과 신뢰성을 함께 높일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치는, 복수 개의 코어블록을 전방프레임과 중간프레임에 용접 고정한 후 두 프레임을 체결볼트로 잡아 고정함으로써, 외측고정자의 조립시 발생할 수 있는 변형을 미연에 방지하고 보빈체의 개구상태를 유지하여 안정성과 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 조립공정을 간소화하여 생산비용과 생산성을 높일 수 있다.

Claims

다수 장의 스테이터코어를 적층하여서 된 제1 코어블록이 환형으로 형성한 보빈체의 일측면에 결합하도록 방사상으로 용접 결합하는 제1 프레임과,

다수 장의 스테이터코어를 적층하여서 된 제2 코어블록이 상기한 보빈체의 타측면에 결합하도록 방사상으로 용접 결합하는 제2 프레임과,

제1 코어블록과 제2 코어블록이 상호 접하여 상기 보빈체의 양측에 밀착하도록 상기한 제1 프레임과 제2 프레임을 체결하는 복수 개의 체결부재를 포함한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치.
제1항에 있어서,

제1 프레임에는 피스톤이 직선으로 왕복운동을 하도록 실린더를 결합하고, 제2 프레임의 이면에는 상기 피스톤의 공진운동을 안내하기 위한 공진스프링을 고정하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치.
제1항에 있어서,

제1 코어블록과 제2 코어블록은 각 프레임과 접하는 모서리면을 각각의 프레임에 용접 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치.
제1항에 있어서,

제1 코어블록과 제2 코어블록의 접점부위를 상호 용접하여 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치.
제3항에 있어서,

각 코어블록의 외주면과 각 프레임이 접하는 모서리면을 용접 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치.
제3항 또는 제5항에 있어서,

각 코어블록의 측면과 각 프레임이 접하는 모서리면을 용접 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치.