KR100641112B1 - Reciprocating compressor and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 왕복동식 압축기 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 케이싱의 내부에 설치하는 프레임과; 권선코일을 구비하여 상기 프레임에 고정하는 외측고정자와, 외측고정자의 안쪽에 소정의 공극을 두고 배치하는 내측고정자와, 외측고정자와 내측고정자 사이에 마그네트를 구비하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자로 된 왕복동모터와; 왕복동모터의 내측고정자 안쪽에 배치하여 압축실을 형성하는 실린더와; 실린더의 내주면에 미끄러지게 삽입하여 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 피스톤과; 피스톤과 가동자의 연결부를 탄력 지지하여 상기 피스톤의 공진운동을 유도하는 복수 개의 공진스프링;을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 내측고정자와 실린더는 비자성 분말금속과 자성 분말금속을 섞어 분말야금공법을 통해 일체로 소결하여 형성함으로써, 내측고정자를 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 내측고정자에 의해 실린더가 변형되는 것을 막아 실린더와 피스톤 사이의 마모를 줄여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.The present invention relates to a reciprocating compressor and a method for manufacturing the same, the present invention comprises a frame installed in the casing; An outer stator having a winding coil fixed to the frame, an inner stator arranged with a predetermined gap inside the outer stator, and a magnet between the outer stator and the inner stator to move reciprocally in a straight line. A reciprocating motor; A cylinder arranged inside the stator of the reciprocating motor to form a compression chamber; A piston which slides into the inner circumferential surface of the cylinder and sucks and compresses the refrigerant gas while reciprocating; In the reciprocating compressor including a plurality of resonant springs to elastically support the connection of the piston and the mover to induce the resonant movement of the piston, the inner stator and the cylinder is a powder metallurgy method by mixing a non-magnetic powder metal and magnetic powder metal By integrally sintered through, not only can the inner stator be easily manufactured, but also the deformation of the cylinder by the inner stator can be prevented, thereby reducing the wear between the cylinder and the piston, thereby increasing the reliability of the compressor.
Description
도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 단면도,1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional reciprocating compressor,
도 2 및 도 3은 종래 왕복동모터의 내측고정자에 대한 일례들을 각각 보인 사시도와 정면도,2 and 3 are a perspective view and a front view respectively showing examples of the inner stator of the conventional reciprocating motor,
도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 내측고정자와 실린더를 분해하여 보인 사시도,4 is an exploded perspective view showing an inner stator and a cylinder of the reciprocating compressor according to the present invention;
도 5는 본 발명 왕복동식 압축기의 내측고정자와 실린더에 대한 일례를 보인 단면도,5 is a cross-sectional view showing an example of the inner stator and the cylinder of the reciprocating compressor of the present invention;
도 6은 본 발명 왕복동식 압축기의 내측고정자와 실린더에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,6 is a cross-sectional view showing another embodiment of the inner stator and the cylinder of the present invention reciprocating compressor;
도 7 내지 도 11은 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자와 실린더를 제작하는 과정을 각각 보인 블록도.7 to 11 is a block diagram showing a process of manufacturing the inner stator and the cylinder in the reciprocating compressor of the present invention, respectively.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
110 : 내측고정자 120 : 실린더110: inner stator 120: cylinder
본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 특히 내측고정자와 실린더를 함께 소결 성형하는 왕복동식 압축기 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reciprocating compressor, and more particularly, to a reciprocating compressor for sinter molding a cylinder with an inner stator and a manufacturing method thereof.
일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 가스를 흡입 압축하여 토출하는 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.In general, a reciprocating compressor is a piston in which a piston reciprocates in a straight line inside a cylinder to inhale, compress, and discharge gas. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional reciprocating compressor.
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 피스톤(42)을 연결하여 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 압축유니트(40)와, 왕복동모터(30)를 탄력 지지하여 공진을 유도하는 공진스프링유니트(50)를 포함하고 있다.As shown in the drawing, a conventional reciprocating compressor includes a
프레임유니트(20)는 왕복동모터(30)의 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 일 측을 지지함과 동시에 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 외측고정자(31)를 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 공진스프링유니트(50)를 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어져 있다.The
왕복동모터(30)는 권선코일을 구비하여 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사 이에 고정하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)의 안쪽에 위치하여 후술할 압축유니트(40)의 실린더(41)에 고정하는 내측고정자(32)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 개재하여 플럭스의 방향에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어져 있다.The reciprocating
외측고정자(31)는 다수 장의 스테이터코어를 낱장씩 방사상 적층하하여 형성하거나, 또는 여러 장의 스테이터코어를 "기억자"와 "역기억자" 형상으로 겹치도록 쌓아 수 개의 코어블록을 형성하여 권선코일(31a)의 양측에서 서로 마주보도록 삽입 결합하고 있다.The
내측고정자(32)는 도 2에서와 같이 얇은 스테이터코어(32a)를 직사각판 형상으로 제작하여 방사상으로 적층 형성하거나, 또는 도 3에서와 같이 점적률을 최대로 넓히기 위하여 얇은 스테이터코어(32b)(32c)를 "기억자"와 "역기억자" 형상으로 제작하여 서로 대칭되게 방사상으로 적층하고 있다.The
가동자(33)는 원통모양으로 형성하여 피스톤(42)의 후방단에 체결하는 마그네트프레임(33a)과, 마그네트프레임(33a)의 외주면에 고정하여 상기한 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 개재하는 마그네트(33b)로 이루어져 있다.The
ㄷ의 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 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(45)과, 토출밸브(44)와 밸브스프링(45)을 수용하여 상기한 실린더(41)와 함께 전방프레임(21)에 고정하는 토출커버(46)로 이루어져 있다.A
공진스프링유니트(50)는 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부에 결합하는 스프링지지대(51)와, 스프링지지대(51)를 중심으로 전방측을 지지하는 복수 개의 전방측 공진스프링(52)과, 스프링지지대(51)의 후방측을 지지하는 복수 개의 후방측 공진스프링(53)으로 이루어져 있다.The
도면중 미설명 부호인 32d는 고정링, P는 압축실이다.In the figure,
상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.The conventional reciprocating compressor as described above operates as follows.
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 반복하는 것이었다.That is, when power is applied to the
그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 내측고정자에 있어서는, 교류자속에 의한 철손을 감소시키고 자속이 통과하는 자로면적을 넓히기 위하여 얇은 스테이터코어(32a)을 낱개씩 방사상으로 적층하거나 두 개의 스테이터코어(32b)(32c)를 한 쌍씩 방사상으로 적층하는 것이었으나, 이는 얇은 스테이터코어(32a)((32b)(32c))를 방사상으로 적층하는 것 자체가 난해하여 생산비용이 과중되는 문제점이 있었다.However, in the above-described inner stator of the reciprocating compressor, in order to reduce the iron loss caused by the alternating magnetic flux and to expand the magnetic path through which the magnetic flux passes, the
또, 각 스테이터코어를 낱장으로 제작하여 조립함에 따라 치수관리가 난해하게 되고 이로 인해 외주면이 불규칙한 경우 외측고정자(31)와의 공극이 넓어지는 반면 내주면이 불규칙한 경우 이를 압입하는 실린더(41)의 변형을 초래하는 문제점도 있었다.In addition, as the stator cores are fabricated and assembled in a single sheet, dimensional management becomes difficult. As a result, when the outer peripheral surface is irregular, the air gap with the
본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 내측고정자를 용이하게 제작할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems of the conventional reciprocating compressor, and it is an object of the present invention to provide a reciprocating compressor which can easily manufacture the inner stator.
또, 외주면과 내주면의 치수관리를 정밀하게 할 수 있어 외측고정자와의 공극이 넓어지는 것이나 실린더가 변형되는 것을 미연에 방지할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a reciprocating compressor which can precisely control the dimensions of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface, thereby preventing widening of voids with the outer stator and deformation of the cylinder.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 설치하는 프레임과; 권선코일을 구비하여 상기 프레임에 고정하는 외측고정자와, 외측고정자의 안쪽에 소정의 공극을 두고 배치하는 내측고정자와, 외측고정자와 내측고정자 사이에 마그네트를 구비하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자로 된 왕복동모터와; 왕복동모터의 내측고정자 안쪽에 배치하여 압축실을 형성하는 실린더와; 실린더의 내주면에 미끄러지게 삽입하여 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 피스톤과; 피스톤과 가동자의 연결부를 탄력 지지하여 상기 피스톤의 공진운동을 유도하는 복수 개의 공진스프링;을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 내측고정자와 실린더는 비자성 분말금속과 자성 분말금속을 섞어 분말야금공법을 통해 일체로 소결하여 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the frame installed in the casing; An outer stator having a winding coil fixed to the frame, an inner stator arranged with a predetermined gap inside the outer stator, and a magnet between the outer stator and the inner stator to move reciprocally in a straight line. A reciprocating motor; A cylinder arranged inside the stator of the reciprocating motor to form a compression chamber; A piston which slides into the inner circumferential surface of the cylinder and sucks and compresses the refrigerant gas while reciprocating; In the reciprocating compressor including a plurality of resonant springs to elastically support the connection of the piston and the mover to induce the resonant movement of the piston, the inner stator and the cylinder is a powder metallurgy method by mixing a non-magnetic powder metal and magnetic powder metal It provides a reciprocating compressor, characterized in that formed by sintering integrally through.
또, 1차 분말금속을 금형에 넣고 소정 형상의 실린더를 성형하는 단계와; 상기 금형내의 1차 분말금속을 적정 온도로 가열하면서 1차 소결하여 실린더를 제작하는 단계와; 상기 실린더의 외주부에 2차 분말금속을 넣고 소정 형상의 내측고정자를 성형하는 단계와; 상기 금형내의 2차 분말금속을 적정 온도로 가열하면서 2차 소결하여 내측고정자를 제작하는 단계;로 수행하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 제조 방법을 제공한다.In addition, the step of putting the primary powder metal into a mold and molding a cylinder of a predetermined shape; Manufacturing a cylinder by primary sintering while heating the primary powder metal in the mold to an appropriate temperature; Inserting a secondary powder metal into an outer circumference of the cylinder and forming an inner stator having a predetermined shape; It provides a method for producing a reciprocating compressor characterized in that the step of sintering the secondary powder metal in the mold to a suitable temperature to produce an inner stator.
또, 1차 분말금속과 2차 분말금속을 동일 금형에 넣고 동시에 실린더와 내측고정자를 성형하는 단계와; 성형품의 외부를 이루는 2차 분말금속을 적정 온도로 가열하면서 1차 소결하여 내측고정자를 제작하는 단계와; 성형품의 내주부를 이루는 1차 분말금속을 적정 온도로 국부 가열하면서 2차 소결하여 실린더를 제작하는 단계;로 수행하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 제조 방법을 제공한다.In addition, putting the primary powder metal and the secondary powder metal in the same mold and at the same time forming the cylinder and the inner stator; Preparing an inner stator by primary sintering while heating the secondary powder metal forming the exterior of the molded product to an appropriate temperature; It provides a method for producing a reciprocating compressor, characterized in that the step of producing a cylinder by secondary sintering while locally heating the primary powder metal forming the inner periphery of the molded product to an appropriate temperature.
또, 1차 분말금속과 2차 분말금속을 동일 금형에 넣고 내측고정자와 실린더를 동시에 성형하는 단계와; 성형품의 외주부를 이루는 2차 분말금속과 성형품의 내주부를 이루는 1차 분말금속을 적정 온도로 함께 가열하면서 소결하여 내측고정자를 제작하는 동시에 1차 분말금속은 적정 온도로 국부 가열하면서 소결하여 실린더를 제작하는 단계;로 수행하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 제조 방법을 제공한다.In addition, putting the primary powder metal and the secondary powder metal in the same mold and forming the inner stator and the cylinder at the same time; The secondary powder metal forming the outer circumference of the molded product and the primary powder metal forming the inner circumference of the molded product are sintered by heating together at an appropriate temperature to produce an inner stator, and the primary powder metal is sintered while locally heating to an appropriate temperature to form a cylinder. It provides a method for producing a reciprocating compressor, characterized in that the step;
또, 1차 분말금속을 금형에 넣고 적정 온도로 가열하여 실린더를 소결 제작하는 한편 2차 분말금속을 다른 금형에 넣고 적정 온도로 가열하여 내측고정자를 소결 제작하는 단계와; 상기 실린더의 외주면에 내측고정자를 삽입하여 접합하는 단계;로 수행하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 제조 방법을 제공한다.In addition, the step of putting the primary powder metal in the mold and heated to an appropriate temperature to sinter the cylinder while the secondary powder metal into another mold and heated to an appropriate temperature to sinter the inner stator; And inserting an inner stator into the outer circumferential surface of the cylinder and bonding the inner stator to provide a method of manufacturing a reciprocating compressor.
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이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the reciprocating compressor according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 내측고정자와 실린더를 분해하여 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기의 내측고정자와 실린더에 대한 일례를 보인 단면도이며, 도 6은 본 발명 왕복동식 압축기의 내측고정자와 실린더에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이고, 도 7 내지 도 10은 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자와 실린더를 제작하는 과정을 각각 보인 블록도이다.Figure 4 is an exploded perspective view showing the inner stator and the cylinder of the reciprocating compressor of the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view showing an example of the inner stator and the cylinder of the reciprocating compressor of the present invention, Figure 6 is a reciprocating compressor of the present invention 7 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the inner stator and the cylinder, and FIGS. 7 to 10 are block diagrams illustrating a process of manufacturing the inner stator and the cylinder in the reciprocating compressor according to the present invention.
도 1을 참조하면 본 발명의 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 지 지하여 공진을 유도하는 공진스프링유니트(50)를 포함한다.Referring to Figure 1, the reciprocating compressor of the present invention, the
프레임유니트(20)는 왕복동모터(30)의 외측고정자(31) 일 측을 지지하는 전방프레임(21)과, 왕복동모터(30)를 사이에 두고 전방프레임(21)에 결합하여 상기한 왕복동모터(30)의 외측고정자(31)를 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 공진스프링유니트(50)를 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어진다.The
왕복동모터(30)는 권선코일(31b)을 구비하여 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 고정하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)의 안쪽에 위치하도록 압축유니트(40)의 실린더(120)에 삽입 고정하여 플럭스의 방향에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 내측고정자(110)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(110) 사이에 개재하여 두 고정자(31)(110) 사이의 플럭스 방향을 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(130)로 이루어진다.The reciprocating
외측고정자(31)는 다수 장의 스테이터코어를 낱장씩 방사상 적층하하여 형성하거나, 또는 여러 장의 스테이터코어를 "기억자"와 "역기억자" 형상으로 겹치도록 쌓아 수 개의 코어블록을 형성하여 권선코일(31a)의 양측에서 서로 마주보도록 삽입 결합한다.The
내측고정자(110)는 도 4 및 도 5에서와 같이 일체형의 원통모양으로 형성하되, 그 재질은 분말금속(powder metal)의 일종으로 모터 등의 전자기 시스템에 응용하기 위해 전기적 자기적 특성을 향상시켜 절연코팅재를 입힌 연질자성분말(Soft Magnetic Composite)을 이용하여 분말야금공법으로 형성한다.The
또, 내측고정자(110)는 후술할 압축유니트(40)의 실린더(120)와 함께 일체로 성형하되 내측고정자(110)를 이루는 외부는 자성을 띠도록 소결하는 반면 실린더(120)를 이루는 내부는 내마모성의 특성을 가지도록 소결하여 형성한다. 여기서 내측고정자(110)는 자성 분말금속만으로 제작할 수도 있고 비자성 분말금속과 자성 분말금속을 섞어서 제작할 수도 있다. 이 경우 내측고정자(110)를 이루는 부위에 대한 비자성 분말금속 대비 자성 분말금속의 비율(이하, '분말비율'이라 약칭함)은 실린더(120)의 분말비율 보다 높게 함유되도록 하는 것이 내측고정자(110)의 자력밀도를 높이는데 바람직하다.In addition, the
압축유니트(40)는 연질자성분말을 이용하여 상기한 내측고정자(110)와 함께 일체로 성형하는 실린더(120)와, 실린더(120)의 내부에 미끄러지게 삽입하여 그 내부의 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)의 압축배면을 탄력적으로 지지하도록 압축코일스프링으로 된 밸브스프링(45)과, 토출밸브(44)와 밸브스프링(45)을 수용하여 상기한 실린더(41)의 토출단에 고정하는 토출커버(46)로 이루어진다.The
실린더(120)는 전술한 바와 같이 내측고정자(110)와 동일한 재질, 즉 연질 자성 분말금속 등의 분말금속을 이용한 분말야금공법으로 제작하거나 또는 자성 분말금속과 비자성 분말금속을 혼합하여 분말야금공법으로 제작하거나 또는 생산원가를 고려하여 저렴한 비자성 분말금속을 이용한 분말야금공법으로 제작할 수 있다. 여기서 실린더(120)를 비자성 분말금속과 자성 분말금속을 혼합하여 제작하는 경우에는 분말비율을 내측고정자(110)의 분말비율 보다 낮게 형성하는 것이 비용측면이나 강도측면에서 바람직하다.The
또, 실린더(120)는 그 내주면에 내마모 코팅층을 형성하여 피스톤과의 미끄럼운동시 마모를 줄이는 것이 바람직하고, 그 두께는 강도를 보강할 수 있는 정도로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the
한편, 내측고정자(110)와 실린더(120)를 모두 자성 분말금속을 이용하여 별개로 소결 제작하거나 또는 다른 성질의 분말금속을 이용하여 별개로 소결 제작한 후 확산접합법 등으로 접합할 수도 있다. 예컨대, 도 7에서와 같이 내측고정자(110)는 자성 분말금속을 이용하는 반면 실린더(120)는 동일한 자성 분말금속이나 저렴한 비자성 분말금속을 이용하여 제작한 후 확산접합 등으로 접합하는 것이다. 여기서, 실린더(120)를 자성 분말금속으로 제작하는 경우에는 그 내주면에 내마모 코팅층을 형성하여 신뢰성을 높이는 것이 바람직하고, 실린더(120)를 비자성 분말금속을 이용하여 제작하는 경우에는 비용절감 측면에서 유리하다.On the other hand, both the
공진스프링유니트(50)는 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부에 결합하는 스프링지지대(51)와, 스프링지지대(51)의 전방면과 중간프레임(22)에 각각 고정하여 지지하는 복수 개의 전방측 공진스프링(52)과, 스프링지지대(51)의 후방면과 후방프레임(23)의 내측면에 각각 고정하여 지지하는 복수 개의 후방측 공진스프링(53)으로 이루어진다.The
도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.
도면중 미설명 부호인 P는 압축실이다.P in the drawing, which is not described, is a compression chamber.
상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기는 다음과 같은 작용 효과가 있다.The reciprocating compressor of the present invention as described above has the following effects.
즉, 왕복동모터(30)의 외측고정자(31)에 구비한 권선코일에 전원을 인가하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(110) 사이에 플럭스(flux)가 형성되어 가동자(33)가 피스톤(42)과 함께 플럭스의 방향에 따라 움직이고, 이와 동시에 피스톤(42)이 공진스프링유니트(50)에 의해 직선으로 왕복운동을 하면서 실린더(120)의 압축실(P)에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 상기한 압축실(P)로 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출시키는 일련의 과정을 반복한다.That is, when the power is applied to the winding coil provided in the
여기서, 내측고정자와 실린더는 다음과 같이 제작한다.Here, the inner stator and the cylinder are manufactured as follows.
통상, 자성 분말금속의 입자 경우 가급적 높은 온도(약 1000℃정도)로 가열하는 것이 입자간 결합력을 높여 내마모성을 높일 수는 있으나 상기 자성 분말금속의 입자는 바깥쪽이 접착성을 가지는 물질이 코팅되는 반면 안쪽은 자성을 가지는 물질이 코팅되어 소결시 400℃ 이상의 고온으로 가열하면 입자 안쪽의 자성까지 잃게 될 우려가 있다. 따라서 이를 감안하여 내측고정자(110)는 자성을 잃지 않으면서 실린더는 내마모성을 가지도록 소결하는 것이 중요하다.In general, in the case of particles of magnetic powder metal, heating to as high a temperature as possible (about 1000 ° C.) may increase the bond strength between particles, thereby increasing wear resistance. However, the particles of the magnetic powder metal may be coated with a material having an adhesive property on the outside thereof. On the other hand, when the inside is coated with a magnetic material, there is a concern that the magnetic properties of the inside of the particle may be lost when the material is heated to a high temperature of 400 ° C. or more during sintering. Therefore, in consideration of this, it is important for the
이를 위해, 도 7에서와 같이 1차 분말금속을 금형에 넣어 실린더(120)를 성형하여 가제작 하고, 이후 금형내의 1차 분말금속을 대략 1000℃ 정도의 고온으로 1차 소결하여 실린더(120)의 제작을 완료한다. 다음, 실린더(120)가 소결 제작된 상기 금형에서 실린더(120) 외주면에 2차 분말금속을 넣어 내측고정자(110)를 가제작하고, 이후에 2차 분말금속을 약 400℃ 내외의 온도에서 2차 소결하여 내측고정자(110)의 제작을 완료함으로써 내측고정자(110)와 실린더(120)를 일체로 제작할 수 있다.To this end, as shown in FIG. 7, the primary powder metal is put into a mold, and the
또, 도 8에서와 같이 소정 형상의 금형에 1차 분말금속과 2차 분말금속을 함께 공급하여 내측고정자(110)와 실린더(120)를 일체로 가제작하고, 그 중 내측고정자(110)를 이룰 성형품의 외부를 400℃ 내외의 온도로 가열하여 1차 소결하며, 이 후 실린더(120)를 이룰 성형품의 내부를 1000℃ 정도의 온도로 국부 가열하여 2차 소결함으로써 내측고정자(110)와 실린더(120)를 일체로 제작할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 8, the
또, 도 9에서와 같이 소정 형상의 금형에 1차 분말금속과 2차 분말금속을 함께 공급하여 내측고정자(110)와 실린더(120)를 일체로 가제작하고, 그 중 성형품을 내측고정자(110)가 자성을 유지할 수 있는 온도, 즉 400℃ 내외에서 일괄적으로 소결을 하는 동시에 실린더(120)를 이룰 부위는 국부적으로 1000℃ 내외의 온도로 가열하여 내마모성을 높이도록 소결함으로써 내측고정자(110)와 실린더(120)를 일체로 제작할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 9, the
또, 도 10에서와 같이, 1차 분말금속과 2차 분말금속을 각각 별개의 금형에 공급하고 각각 내측고정자(110)에 필요한 온도(약 400℃)와 실린더(120)에 필요한 온도(약 1000℃)로 가열하면서 소결하여 내측고정자(110)와 실린더(120)를 각각 제작한 후, 실린더(120)의 외주면에 내측고정자(110)를 확산접합 등으로 접합하여 제작할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 10, the primary powder metal and the secondary powder metal are supplied to separate molds, respectively, and the temperature required for the inner stator 110 (about 400 ° C.) and the temperature required for the cylinder 120 (about 1000, respectively). The
또, 도면으로 제시하지는 않았으나, 자성 분말금속으로 소정 형상의 금형에서 내측고정자와 실린더를 함께 성형하고 이를 내측고정자에 필요한 온도(약 400℃)로 가열하면서 소결 제작한 후, 실린더의 내주면에 내마모성 코팅면을 형성할 수도 있다.In addition, although not shown in the drawing, after forming the inner stator and the cylinder together with a magnetic powder metal in a mold having a predetermined shape and sintering them while heating them to a temperature (about 400 ° C.) required for the inner stator, the wear-resistant coating on the inner circumferential surface of the cylinder It can also form a face.
여기서, 내측고정자(110)와 실린더(120)는 전술한 바와 같이 동일한 분말비율의 분말금속을 이용하여 제작하거나 분말비율은 상이하되 내측고정자(110)의 분말비율이 실린더(120)의 분말비율 보다 상대적으로 높게 분배하여 제작할 수도 있고, 내측고정자(110)는 자성 분말금속으로 제작하는 반면 실린더(120)는 비자성 분말금속으로 제작할 수도 있다.Here, the
이렇게 하여, 내측고정자는 수 백장의 얇은 스테이터코어를 낱개씩 방사상 적층하는 것에 비해 내측고정자를 용이하게 제작할 수 있다.In this way, the inner stator can easily manufacture the inner stator as compared with radially stacking hundreds of thin stator cores.
또, 내측고정자와 실린더를 동일한 분말금속으로 소결 제작함에 따라 내측고정자에 의해 실린더가 변형되는 것을 막고 이를 통해 실린더의 변형에 의한 피스톤과의 마모를 미연에 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, by sintering the inner stator and the cylinder with the same powder metal, the cylinder is prevented from being deformed by the inner stator, thereby preventing the wear of the piston due to the deformation of the cylinder, thereby increasing the reliability of the compressor.
본 발명에 의한 왕복동식 압축기 및 그 제조 방법은, 내측고정자와 실린더를 분말금속으로 소결 제작한 후 실린더의 내주면에 내마모 코팅면을 형성함으로써, 내측고정자를 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 내측고정자에 의해 실린더가 변형되는 것을 막아 실린더와 피스톤 사이의 마모를 줄여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.The reciprocating compressor according to the present invention and a method for manufacturing the inner stator and the cylinder are made of powder metal, and then, by forming a wear resistant coating on the inner circumferential surface of the cylinder, the inner stator can be easily manufactured as well as the inner stator. This prevents the cylinder from deforming, reducing wear between the cylinder and the piston, thereby increasing the reliability of the compressor.
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