KR101054429B1 - 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이스 내주면에 고정 설치된 아웃 스테이터와, 상기 아웃 스테이터 내측에 설치된 실린더 외주면에 고정된 이너 스테이터와, 상기 아웃 스테이터와 이너 스테이터 사이에 직선 왕복 운전 가능하게 설치된 자석을 포함하여 이루어진 스터링 냉동기의 리니어 모터에 있어서, 상기 이너 스테이터가 상기 실린더 외주면에 볼트 고정되도록 하여 이너 스테이터를 실린더 외주면에 간단하고 견고하게 장착시킬 수 있다.

극저온 냉동기, 스터링 냉동기, 리니어 모터, 이너 스테이터, 아웃 스테이터, 실린더, 피스톤

Description

스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조 {Stirling refrigerator's Linear motor mounting}

도 1은 종래 기술에 따른 스터링 냉동기가 도시된 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조가 도시된 분해 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 스터링 냉동기가 도시된 단면도,

도 4는 도 3의 A가 확대 도시된 도면,

도 5는 본 발명에 따른 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조가 도기된 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

54 : 실린더 56 : 피스톤

70 : 리니어 모터 72 : 이너 스테이터

74 : 아웃 스테이터 76 : 자석

본 발명은 아웃 스테이터와 이너 스테이터 사이에 자석이 직선 운동 가능하게 설치되는 스터링 냉동기의 리니어 모터에 관한 것으로서, 특히 이너 스테이터를 실린더 외주면에 간단하고 견고하게 장착시킬 수 있는 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조에 관한 것이다.

일반적으로 극저온 냉동기는 소형 전자부품이나 초전도체 등을 냉각하기 위하여 사용되는 저진동 고신뢰성의 냉동기로서, 작동가스를 압축하면서 펌핑시키는 압축부와 그 압축부로부터 펌핑되는 작동가스에 의해 극저온부를 크게 구성되되, 대표적으로 스터링 냉동기와 지엠 냉동기와 같은 열재생식 냉동기가 널리 알려져 있다.

특히, 스터링 냉동기는 스터링 사이클의 역사이클을 이용한 외연기관의 일종으로서, 최근에 이동통신이 발전됨에 따라 이동통신 무선 기지국에서 발생되는 열을 방열시키는데 많이 사용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 스터링 냉동기가 도시된 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 스터링 냉동기의 리니터 모터 장착구조가 도시된 분해 사시도이다.

종래의 스터링 냉동기는 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(2) 내부에 작동가스를 압축 및 팽창시키도록 설치된 실린더(4) 및 피스톤(6)과, 상기 실린더(4) 선단에 연결 설치되어 전/후 측에 각각 팽창공간(E) 및 압축공간(C)이 형성되도록 하여 작동가스의 현열을 저장하는 재생기(8)와, 상기 케이스(2)와 실린더(4) 사이에 설치되어 상기 피스톤(6)을 직선 왕복 운동시키는 리니어 모터(20)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 리니어 모터(20)는 상기 피스톤(6)과 연결되어 상기 피스톤(6)이 상기 실린더(4) 내측에서 직선 왕복 운동되도록 하는데, 구체적으로 상기 케이스(2) 내측에 고정 설치된 아웃 스테이터(22)와, 상기 실린더(4) 외주면에 고정 설치된 이너 스테이터(24)와, 상기 아웃 스테이터(22)와 이너 스테이터(24) 사이에 직선 왕복 운동 가능하게 위치되어 상기 피스톤(6)과 연결되도록 설치된 자석(26)으로 이루어진다.

이때, 상기 아웃 스테이터(22)는 코일(22a)이 감겨진 코일 보빈(22b)에 다수개의 코어(22c)가 원주 방향으로 적층되어 원통형을 이루도록 형성되고, 상기 이너 스테이터(24)는 다수개의 코어(24a)가 원주 방향으로 적층되어 일단과 타단에 고정링(24b,24b')이 각각 끼움되어 원통형을 이루도록 형성된다.

아울러, 상기 이너 스테이터(24)는 도 2에 도시된 바와 같이 그 내주면이 상기 실린더(4) 외주면에 접착제에 의해 부착된다.

따라서, 상기 아웃 스테이터(22)의 코일(22a) 측으로 전류가 흐르면, 상기 코일(22a)에 흐르는 전류와 상기 자석(26)에서 형성되는 자장에 의한 상호 작용력에 의해 상기 자석(26)이 상기 아웃 스테이터(22)와 이너 스테이터(24) 사이에서 직선 운동하게 되되, 상기 코일(22a)에 흐르는 전류의 방향이 변화됨에 따라 상기 자석(26)은 직선 왕복 운동하게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 스터링 냉동기의 리니어 모터는 상기 이너 스테이터(22)가 상기 실린더(4) 외주면에 접착제에 의해 고정되기 때문에 접착제가 굳는 동안 상기 실린더(4)와 이너 스테이터(22)를 지그가 잡아주어야 됨으로 작업성이 떨어질 뿐 아니라 분해가 불가능하여 재생 및 수리가 어렵고, 작동가스와 접착제가 접촉됨에 따라 화학반응을 일으켜 작동가스가 오염될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실린더 외주면에 이너 스테이터를 간단하게 탈착 가능하게 고정시킬 수 있는 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조는 케이스 내주면에 고정 설치된 아웃 스테이터와, 상기 아웃 스테이터 내측에 설치된 실린더 외주면에 고정된 이너 스테이터와, 상기 아웃 스테이터와 이너 스테이터 사이에 직선 왕복 운전 가능하게 설치된 자석을 포함하여 이루어진 스터링 냉동기의 리니어 모터에 있어서, 상기 이너 스테이터는 상기 실린더 외주면에 볼트 고정된다.

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

도 3은 본 발명에 따른 스터링 냉동기가 도시된 단면도이고, 도 4는 도 3의 A가 확대 도시된 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조가 도시된 분해 사시도이다.

상기 본 발명에 따른 스터링 냉동기는 도 3에 도시된 바와 같이 케이스(52) 내부에 작동가스를 압축 및 팽창시키도록 설치된 실린더(54) 및 피스톤(56)과, 상기 실린더(54) 선단에 연결 설치되어 전/후 측에 각각 팽창공간(E) 및 압축공간(C)이 형성되도록 하여 작동가스의 현열을 저장하는 재생기(58)와, 상기 케이스(52)와 실린더(54) 사이에 설치되어 상기 피스톤(56)을 직선 왕복 운동시키도록 상기 케이스(52)의 내주면에 고정 설치된 아웃 스테이터(72) 및 상기 실린더(54) 외주면에 탈착 가능하게 설치된 이너 스테이터(74)와 상기 아웃 스테이터(72)와 이너 스테이터(74) 사이에 직선 운동 가능하게 설치되는 자석(76)으로 이루어진 리니어 모터(70)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 아웃 스테이터(72)는 코일(72a)이 감겨진 코일 보빈(72b)에 다수개의 코어(72c)가 원주방향으로 적층되어 원통형으로 형성되고, 상기 이너 스테이터(74)는 다수개의 코어(74a)가 원주방향으로 적층되어 원통형으로 형성되되, 일단과 타단에 각각 링 형상으로 제1,2고정용 홈(74b,74b')이 형성되고, 상기 제1,2고정용 홈(74b,74b')에 각각 제1,2고정용 링(74c,74c')이 끼움된다.

즉, 상기 이너 스테이터(74)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 일단과 타단에 각각 홈이 형성되도록 제작된 다수개의 코어(74a)가 원주 방향으로 적층될 경우 일단과 타단에 각각 상기 제1고정용 홈(74b)과 제2고정용 홈(74b')이 링 형상으로 형성된다.

이때, 상기 제1,2고정용 홈(74b,74b')과 제1,2고정용 링(74c.74c')은 그 크기가 동일하도록 형성되고, 상기 제1고정용 링(74c)에는 원주방향으로 일정 간격을 두고 다수개의 고정용 볼트홈(74h)이 형성된다.

그리고, 상기 실린더(54)는 상기 이너 스테이터(74)의 일단이 볼트(B) 고정될 수 있도록 일단 외주면에 돌출되도록 고정부(54a)가 형성되고, 상기 고정부(54a)에는 각각의 고정용 볼트홈(74h)과 대응되는 위치에 고정용 볼트홀(54h)이 형성된다.

아울러, 상기 이너 스테이터(74)가 상기 실린더(54)에 조립될 때, 상기 다수개의 고정용 볼트홈(74h) 및 고정용 볼트홀(54h)이 서로 일치된 상태에서 볼트(B) 조립할 수 있도록 상기 이너 스테이터(74)와 실린더(54) 설치 위치를 결정하는 위치결정수단이 형성되되, 상기 위치결정수단은 상기 고정부(54a)에서 상기 다수개의 고정용 볼트홀(54h)이 형성된 원주상에 상기 이너 스테이터(74) 측으로 돌출되도록 형성된 고정돌기(78)와, 상기 고정돌기(78)와 대응되도록 상기 이너 스테이터(74)의 일단에 형성된 고정홈(78h)으로 이루어진다.

물론, 상기 고정홈(78h)은 상기 제1고정용 링(74c)에서 상기 다수개의 고정용 볼트홈(74h)이 형성된 원주상에 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 다수개의 코어(74a)가 원주 방향으로 적층되어 일단과 타단에 제1,2고정용 홈(74b,74b')이 형성되도록 이너 스테이터(74)가 제작되되, 상기 제1,2고정용 홈(74b,74b')에는 각각 상기 제1,2고정용 링(74c,74c')이 끼움되어 원통형상으로 상기 이너 스테이터(74)가 제작된다.

그리고, 상기 이너 스테이터(74)는 상기 고정돌기(78)가 상기 고정홈(78h)에 끼움되도록 상기 실린더의 고정부(54a)에 위치되면, 상기 고정부(54a)에 형성된 다수개의 고정용 볼트홀(54h)과 상기 제1고정용 링(74c)에 형성된 다수개의 고정용 볼트홈(74h)이 일치되고, 서로 대응되는 고정용 볼트홀(54h)과 고정용 볼트홈(74h)에 볼트(B)가 조립되면 상기 이너 스테이터(74)가 상기 실린더(54)에 고정된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조는 이너 스테이터의 일단에 형성된 고정용 볼트홈과 실린더 외주면에 형성된 고정용 볼트홀에 볼트가 조립되어 이너 스테이터가 실린더에 탈착 가능하도록 조립되기 때문에 사용자가 직접 이너 스테이터를 잡고 상기 실린더에 조립함으로 조립 공정이 간단할 뿐 아니라 조립 시간이 단축되고, 상기 이너 스테이터가 상기 실린더에 탈착 가능하여 재생 및 수리가 용이하며, 접착제가 사용되지 않으므로 접착제와 작동가스의 화학 반응으로 인한 작동가스의 오염을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 케이스 내주면에 고정 설치된 아웃 스테이터;

   상기 아웃 스테이터 내측에 설치된 실린더 외주면에 고정되는 이너 스테이터; 및

   상기 아웃 스테이터와 이너 스테이터 사이에 직선 왕복 운전 가능하게 설치된 자석을 포함하여 이루어진 스터링 냉동기의 리니어 모터;

   를 포함하고,

   상기 이너 스테이터는 원주방향으로 적층된 다수개의 코어를 연결하도록 일단에 형성된 고정용 홈에 끼움 설치된 고정용 링에 다수개의 고정용 볼트홈이 형성되어 상기 실린더 외주면에 볼트 고정되는 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더는 일단 외주면에 형성된 고정부에 상기 고정용 볼트홈과 대응되는 다수개의 고정용 볼트홀이 형성되는 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 고정용 볼트홈과 상기 고정용 볼트홀이 일치되도록 상기 이너 스테이터와 상기 실린더 외주면의 사이에는 위치결정수단이 형성되는 스터링 냉동기의 리니어 모터 장착구조.

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