專利名稱：直線壓縮機(jī)活塞操作組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞壓縮制冷劑的直線壓縮機(jī)。具體地講，本發(fā)明涉及直線壓縮機(jī)的活塞操作組件及其制造方法。
一般說來，直線壓縮機(jī)利用變化的磁場(chǎng)而導(dǎo)致活塞的反復(fù)運(yùn)動(dòng)從而壓縮制冷劑。這樣一種壓縮機(jī)顯示于

圖1至3中。
如附圖所示，直線壓縮機(jī)包括一個(gè)缸體部分10、一個(gè)活塞20、一個(gè)活塞操作組件30和一個(gè)外疊片部分40，它們均布置在容腔1中。
如圖2所示，活塞操作組件30包括一個(gè)磁體架32，其為中空?qǐng)A筒，且外圓周上帶有一個(gè)孔；一個(gè)磁體33，其插入磁體架32上的孔中；一個(gè)磁體蓋35，其壓配在磁體架32的外圓周上，以防止磁體33從磁體架32中偶然分離出來；以及一個(gè)接合件31，其具有一個(gè)形成在其中部的孔，用以容納活塞20。接合件31連接在磁體架32的一端上。
活塞20是一個(gè)中空?qǐng)A柱，其一端附著在一個(gè)吸入閥25上，另一端連接著活塞操作組件30的接合件31?；钊?0可以通過多種方法中的一種例如焊接而緊固在接件31上。
缸體部分10包括一個(gè)缸體11，其中容納著用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞20；一個(gè)內(nèi)疊片13，其套在缸體11的外圓周上；以及一個(gè)線圈15，其環(huán)繞著內(nèi)疊片13的中部纏繞。
外疊片部分40包括一個(gè)外疊片41，其形成在距內(nèi)疊片13預(yù)定距離處；一個(gè)外殼43，其用于支撐外疊片41；以及一個(gè)構(gòu)架42。
下面描述具有上述構(gòu)造的直線壓縮機(jī)的操作。
首先，當(dāng)交流(AC)電壓施加到內(nèi)疊片13的線圈15上后，具有N-S極的磁場(chǎng)將產(chǎn)生在內(nèi)外疊片13和41之間。由于有永久磁體33布置在內(nèi)外疊片13和41之間，因此根據(jù)弗萊明左手定則，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軸向力。隨著磁體33的N-S極變化，磁體33將往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此活塞20也往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
接著，制冷劑在活塞20的往復(fù)運(yùn)動(dòng)作用下經(jīng)入口管3進(jìn)入容腔1中。制冷劑流過活塞20和吸入閥25進(jìn)入壓縮室5中。當(dāng)制冷劑在壓縮室5中被壓縮后，制冷劑將從出口管7排出。
然而，傳統(tǒng)直線壓縮機(jī)即有一些缺點(diǎn)。首先，壓縮機(jī)的一些零件需要強(qiáng)制連接方法，例如壓配合、焊接等，以將零件緊固在一起。例如，活塞20和接合件31焊接在一起，而接合件31和磁體架32也焊接在一起。此外，磁體架32必須經(jīng)受諸如切削、沖裁和焊接等處理。結(jié)合處的力和相應(yīng)零件的熱變形將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這會(huì)影響零件的整體性。此外，傳統(tǒng)直線壓縮機(jī)的組裝過程復(fù)雜且漫長(zhǎng)，同時(shí)產(chǎn)生廢品的可能性高。其結(jié)果是，生產(chǎn)率和生產(chǎn)量會(huì)降低。
下面參照?qǐng)D3詳細(xì)描述磁體架32的制造過程。首先，準(zhǔn)備一張預(yù)定尺寸的金屬板32a。之后，對(duì)金屬板32a進(jìn)行滾壓處理。接下來，將金屬板32a的端部焊接在一起，以形成一個(gè)中空?qǐng)A筒32b。中空?qǐng)A筒32b再被沖裁，以在其上形成多個(gè)孔32c。最后，為了防止磁體33從中空?qǐng)A筒32b上偶然分離，磁體蓋35被壓配在中空?qǐng)A筒32b的外圓周上。
在傳統(tǒng)直線壓縮機(jī)中，磁體33的不同尺寸和磁差導(dǎo)致磁體蓋35的壓入配合或壓配合困難。當(dāng)磁體蓋35被強(qiáng)制壓配時(shí)，如果不考慮磁體33的不同尺寸，則那些較脆弱的磁體33可能會(huì)破裂。
另外，根據(jù)直線壓縮機(jī)的活塞操作件30的傳統(tǒng)組裝方法，在活塞20和磁體架32焊接到接合件31上時(shí)，會(huì)出現(xiàn)同軸度誤差，而在將壓配在磁體架32中的磁體33壓配到磁體蓋35中時(shí)，會(huì)出現(xiàn)圓度和同軸度誤差。因此，生產(chǎn)率和生產(chǎn)量會(huì)降低。此外，由于必須將多個(gè)零件裝配到一起，而所有零件均會(huì)影響活塞操作組件30的幾何公差，因此隨著相應(yīng)零件的公差積累，裝配公差將增大。當(dāng)幾何公差和裝配公差超出預(yù)定程度時(shí)，它們將變成不良因素，從而可能產(chǎn)生問題，如直線壓縮機(jī)故障等。
此外，在直線壓縮機(jī)的傳統(tǒng)組裝方法中，要使用非磁性金屬制作磁體架32，以防止從磁體33泄漏磁力。然而，傳統(tǒng)直線壓縮機(jī)中的非磁性金屬具有相對(duì)較高的導(dǎo)電率，這會(huì)對(duì)完全防止磁力從磁體33泄漏出來造成障礙。這樣，由于會(huì)有磁力從磁體33泄漏出來，因此直線壓縮機(jī)的壓縮效率受到負(fù)面影響。
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題而研制的。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種直線壓縮機(jī)活塞操作組件，其具有一個(gè)與活塞、多個(gè)磁體和一個(gè)接合件相連的活塞連接轂。接合件將活塞連接轂與磁體相連，轂和磁體均在接合件的注射成型過程中整體式緊固在接合件上。因此，整體式活塞操作組件具有改進(jìn)的幾何和裝配公差，而且穩(wěn)定性不會(huì)受損。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種直線壓縮機(jī)活塞操作組件制造方法。在本方法中，加工過程被簡(jiǎn)化，同時(shí)又可以提高生產(chǎn)率。
上述目的可以通過這樣一種直線壓縮機(jī)活塞操作組件而實(shí)現(xiàn)，該組件利用在磁場(chǎng)作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞壓縮制冷劑。該活塞操作組件包括一個(gè)活塞連接轂，其用于連接在一個(gè)活塞上；多個(gè)磁體，它們布置成一個(gè)相對(duì)于活塞連接轂同軸的圓筒形結(jié)構(gòu)；以及一個(gè)接合件，其將活塞連接轂與多個(gè)磁體相連并因此使它們形成一體。接合件由注射成型的樹脂制成，而活塞連接轂和磁體在接合件注射成型的同時(shí)連接在接合件上。
每個(gè)磁體分別具有一個(gè)沿其邊界形成的臺(tái)階部分。
上述目的還可以通過這樣一種直線壓縮機(jī)活塞操作組件制造方法而實(shí)現(xiàn)。該方法包括以下步驟準(zhǔn)備多個(gè)磁體和一個(gè)活塞連接轂；將多個(gè)磁體和活塞連接轂組裝到一個(gè)芯模中；以及將芯模安裝到注射成型機(jī)中。該方法還包括將模塑樹脂注射到芯模中，以形成一個(gè)整體式活塞操作組件，其中多個(gè)磁體和活塞連接轂固定在模塑樹脂中。在注射成型完成后，制成的整體式活塞操作組件將從芯模上分離出來。
因此，直線壓縮機(jī)活塞操作組件具有改進(jìn)的幾何和裝配公差以及穩(wěn)定性。此外，這種活塞操作組件的制造方法被極大的簡(jiǎn)化了，從而導(dǎo)致生產(chǎn)率的提高。
參考下面的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖可以使本發(fā)明的上述目的以及其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)更清楚地顯現(xiàn)出來，附圖包括圖1是一種傳統(tǒng)直線壓縮機(jī)的剖視圖；圖2是圖1所示傳統(tǒng)直線壓縮機(jī)的活塞操作組件的剖視圖3中示出了圖1所示傳統(tǒng)直線壓縮機(jī)的磁體架的制造步驟；圖4是根據(jù)本發(fā)明的直線壓縮機(jī)活塞操作組件中所用的多個(gè)磁體的俯視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的直線壓縮機(jī)活塞操作組件中所用的活塞連接轂的剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的直線壓縮機(jī)活塞操作組件的透視圖；圖7A是用于制造圖6所示活塞操作組件的芯模的俯視圖；圖7B是大致沿著圖7A中的I-I線所作的剖視圖；圖8是在圖6所示活塞操作組件的制造過程中圖7A和7B所示芯模安裝在注射成型機(jī)中時(shí)的剖視圖；圖9是圖6所示活塞操作組件的制造方法的各步驟流程圖。
下面參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的直線壓縮機(jī)活塞操作組件50的透視圖。
活塞操作組件50包括多個(gè)磁體51，它們布置成一個(gè)圓筒形結(jié)構(gòu)并且彼此相隔相等的間距；一個(gè)中空活塞連接轂52，其同軸布置在圓筒形結(jié)構(gòu)中；以及一個(gè)接合件53，其用于將圓筒形結(jié)構(gòu)連接到活塞連接轂52的一端。磁體51、活塞連接轂52和接合件53優(yōu)選隨著接合件53的成型而同時(shí)緊固在一起。
為了壓縮制冷劑，活塞在直線壓縮機(jī)的缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。用于帶動(dòng)活塞在壓縮機(jī)缸體中運(yùn)動(dòng)的活塞操作組件包括一個(gè)活塞連接轂52，該轂具有一個(gè)螺紋部分52b(圖5)。螺紋部分52b帶有螺紋，用以嚙合活塞一端上的螺紋。整體式活塞操作組件優(yōu)選利用模塑樹脂注射成型出來。如圖5所示，為了提高活塞連接轂52與模塑樹脂之間的結(jié)合力，一個(gè)陰螺紋部分52b形成在活塞連接轂52的一端，而一個(gè)隆起部分52a形成在相反端。還優(yōu)選活塞連接轂由黃銅制成。
由于磁場(chǎng)在內(nèi)外疊片13和41之間變化，因此磁體51將導(dǎo)致活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)磁體51分別具有一個(gè)環(huán)繞著其邊界形成的臺(tái)階部分。如圖4所示，每個(gè)磁體51分別是正方形板，并帶有預(yù)定的曲率半徑。磁體51的兩個(gè)相反側(cè)被處理而具有L形橫截面，磁體51的另外兩個(gè)相反側(cè)被處理而具有倒置L形橫截面。通過將磁體51的側(cè)面處理成L形橫截面和倒置L形橫截面，當(dāng)活塞操作組件50通過注射成型而形成整體時(shí)，活塞操作組件50與模塑樹脂之間的結(jié)合力可以增大。
模塑樹脂優(yōu)選為非磁性和非導(dǎo)電性熱固性樹脂，例如由作為主料的聚酯以及作為加強(qiáng)材料、填料和催化劑等的玻璃纖維構(gòu)成的模塑化合物散料。
在本發(fā)明的直線壓縮機(jī)活塞操作組件50中，由于活塞連接轂52和多個(gè)磁體51在構(gòu)成接合件53的整體模塑樹脂中形成一體，因此不再需要單獨(dú)的磁體51組裝步驟和磁體蓋35壓配步驟。此外，只需將活塞擰到活塞連接轂52上就完成了活塞的組裝。
整體式活塞操作組件50將隨著磁場(chǎng)變化而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該磁場(chǎng)是由布置在磁體51的圓筒形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的內(nèi)疊片13和線圈15以及布置在磁體51的圓筒形結(jié)構(gòu)外側(cè)的外疊片41產(chǎn)生的。當(dāng)活塞操作組件50往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，與活塞操作組件50相連的活塞也會(huì)在缸體中往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。這樣，制冷劑被抽入壓縮室中并被壓縮。
下面參照?qǐng)D7-9描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的直線壓縮機(jī)活塞操作組件50的制造方法。
如圖9所示，整體式活塞操作組件50的制造方法包括以下步驟準(zhǔn)備多個(gè)磁體51和一個(gè)活塞連接轂52(步驟S100)；將多個(gè)磁體51和活塞連接轂52組裝到一個(gè)芯模60(圖7A和7B)中并將芯模60安裝到注射成型機(jī)中(步驟S200)；將活塞操作組件50整體式注射成型在多個(gè)磁體51和活塞連接轂52上(步驟S300)；之后，在注射過程結(jié)束后將制成的直線壓縮機(jī)活塞操作組件50從芯模60上分離下來(步驟S400)。
在準(zhǔn)備步驟S100中，在單獨(dú)的過程中制成的磁體51和活塞連接轂52被準(zhǔn)備以供組裝到芯模60中。在這個(gè)實(shí)施例中，使用了一個(gè)活塞連接轂52和八個(gè)磁體51。因此，需要準(zhǔn)備八個(gè)磁體51和一個(gè)活塞連接轂52。磁體51在開始時(shí)是未磁化磁體。
在模具組裝步驟S200中，八個(gè)磁體51和活塞連接轂52被組裝到芯模60中。之后芯模60被安裝在注射成型機(jī)的上模70和下模80之間。芯模60具有多個(gè)形成在其外圓周上的平直凸塊61(圖7A和7B)。平直凸塊61平行于芯模60的軸線延伸并且彼此相隔相等的間距，以容納磁體51。為了將未磁化磁體51磁化，附加磁體62布置在芯模60中。此外，一個(gè)螺紋部分形成在芯模60的中央，用以緊固活塞連接轂52。本發(fā)明的活塞操作組件50的幾何誤差較小，例如由于相對(duì)較短的活塞連接轂52通過注射成型而緊固在其上，因此同軸度誤差較小。相反，在傳統(tǒng)活塞操作組件中，需要將較長(zhǎng)的活塞焊接到接合件上。
在將芯模60安裝到注射成型機(jī)中后，可以開始注射過程。模塑樹脂沿著圖8所示箭頭P的方向注射到芯模60中。模塑樹脂填充在芯模中的如圖8中剖面線所示的區(qū)域中，以包圍活塞連接轂52和磁體51。其結(jié)果是，在步驟S300中形成了整體式活塞操作組件50。重力有助于使模塑樹脂向下通過芯模60的多個(gè)凸塊61之間確定的間隙以包圍磁體51，從而利用模塑樹脂牢固地固定磁體51。
在經(jīng)過了一個(gè)預(yù)定時(shí)段后，模塑樹脂會(huì)固化和冷卻。在步驟S400中，制成的活塞操作組件50從注射成型機(jī)的上下模70和80之間取出。
這里的活塞操作組件50制造方法中未采用強(qiáng)制連接方法將活塞連接轂和磁體緊固到接合件上，因而可以改進(jìn)所獲活塞操作組件的幾何公差和裝配公差。磁體51和連接轂52分別在接合件53的注射成型過程中連接在接合件53上。
此外，這里的直線壓縮機(jī)活塞操作組件50的制造方法由于通過注射成型而簡(jiǎn)化了多個(gè)組裝處理步驟，因此可以提高生產(chǎn)率。磁體51的L形橫截面可以將磁體緊固到接合件53上，因此不需要使用單獨(dú)的磁體蓋。此外，通過將活塞一端的螺紋與活塞連接轂52的螺紋部分52b嚙合，可以容易地將活塞連接到活塞操作組件50上。
如前所述，這里顯示和描述了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例被描述，但可以理解，本發(fā)明并不局限于該優(yōu)選實(shí)施例。在不超出附屬權(quán)利要求書中確定的本發(fā)明精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以作出各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種直線壓縮機(jī)活塞操作組件，其包括一個(gè)活塞連接轂，其用于連接在一個(gè)活塞上；多個(gè)磁體，它們布置成一個(gè)相對(duì)于活塞連接轂同軸的圓筒形結(jié)構(gòu)；以及一個(gè)接合件，其將活塞連接轂與多個(gè)磁體相連并因此使它們形成一體，接合件由注射成型的樹脂制成，其中，活塞連接轂和多個(gè)磁體在接合件注射成型的同時(shí)連接在接合件上。
2.如權(quán)利要求1所述的活塞操作組件，其特征在于，每個(gè)磁體分別具有一個(gè)沿其邊界形成的臺(tái)階部分。
3.如權(quán)利要求1所述的活塞操作組件，其特征在于，活塞連接轂由黃銅構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的活塞操作組件，其特征在于，活塞連接轂包括一個(gè)螺紋部分，用以嚙合活塞的螺紋端。
5.一種直線壓縮機(jī)活塞操作組件制造方法，其包括準(zhǔn)備多個(gè)磁體和一個(gè)活塞連接轂；將多個(gè)磁體和活塞連接轂組裝到一個(gè)芯模中；將芯模安裝到注射成型機(jī)中；以及將模塑樹脂注射到芯模中，以形成一個(gè)包括磁體和活塞連接轂在內(nèi)的整體式活塞操作組件。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括將整體式活塞操作組件從芯模中分離出來。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，每個(gè)磁體分別具有一個(gè)沿其邊界形成的臺(tái)階部分，而且模塑樹脂咬合著各磁體的臺(tái)階部分，以將磁體緊固在活塞操作組件中。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，活塞連接轂由黃銅構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，活塞連接轂包括一個(gè)螺紋部分，用以嚙合活塞的螺紋端。
全文摘要
提供了一種直線壓縮機(jī)整體式活塞操作組件及其制造方法。該整體式活塞操作組件包括一個(gè)連接著活塞的活塞連接轂、布置成與活塞連接轂同軸的圓筒形結(jié)構(gòu)的多個(gè)磁體以及一個(gè)由樹脂制成的用于將活塞連接轂與多個(gè)磁體相連并因此使它們形成一體的接合件。磁體和活塞連接轂在接合件注射成型的同時(shí)緊固在接合件上。通過將直線壓縮機(jī)的活塞操作組件成型為一體,可以改進(jìn)幾何和裝配公差,同時(shí)可以防止因加工和組裝過程而導(dǎo)致的穩(wěn)定性受損。
文檔編號(hào)F04B39/12GK1353246SQ0111078
公開日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2001年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月10日
發(fā)明者崔京植, 趙喆紀(jì) 申請(qǐng)人:三星光州電子株式會(huì)社