线性压缩机的制作方法

专利名称：线性压缩机的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种线性压缩机，更特别地，涉及一种设有三个主弹簧的线性压 缩机，所述主弹簧的共振频率与操作频率同步，其中，尽管可能会增加额外的质量构件，但 也能够在不改变主弹簧的初始位置的情况下调节共振频率。此外，本发明涉及一种设有三个主弹簧的线性压缩机，所述主弹簧的共振频率与 线性压缩机的操作频率同步，并且后主弹簧是以稳定方式安装的。
背景技术：
通常，往复式压缩机被设计为形成一压缩空间，操作气体从活塞和汽缸之间吸入 到压缩空间/从压缩空间排放到活塞和汽缸之间，且活塞在汽缸内线性往复运动以压缩制 冷剂。如今的大多数往复式压缩机具有类似曲轴的部件，以将驱动电机的旋转力转化为 用于活塞的线性往复驱动力，但是这产生了由于此运动转换导致大量机械损失的问题。因 此，开发了许多线性压缩机。线性压缩机具有直接连接于线性往复运动的线性电机的活塞，因此，不具有由于 运动转换产生的机械损失，从而不仅增强了压缩效率，而且简化了整体结构。此外，由于通 过控制对线性电机的输入能量来控制它们的操作，所以，它们的噪音要比其他压缩机小得 多，因此，线性压缩机被广泛地应用于诸如冰箱之类的室内家用电器中。图1示出了根据现有技术的线性压缩机的一个实例。传统的线性压缩机的壳体内 具有弹性支撑结构(未示出)，该结构包括框架1、汽缸2、活塞3、吸入阀4、排放阀组件5、 线性电机6、电机盖7、支撑件8、本体盖9、主弹簧Si、S2、消声器组件10及供油器20。汽缸2插入固定于框架1，且由排放阀5a、排放罩5b及排放阀弹簧5c构成的排放 组件5安装为覆盖汽缸2的一端。活塞3插入汽缸2内，且非常薄的吸入阀4被安装为打 开或关闭活塞2的吸入口 3a。线性电机6以这样的方式安装，即，永磁体6c在保持内定子6a与外定子6b之间 的气隙的同时线性往复运动。更具体地说，永磁体6c通过连接构件6d连接于活塞3，且内 定子6a、外定子6b及永磁体6c之间的相互电磁力使得永磁体6c线性往复运动，以致动活
^^ 3 ο电机盖7沿轴向支撑外定子6b以固定外定子6b，且电机盖7螺固于框架1。本体 盖9结合于电机盖7，且在电机盖7与本体盖9之间具有支撑件8，该支撑件8连接于活塞 3的另一端，同时由主弹簧Sl和S2沿轴向弹性地支撑。用于吸入制冷剂的消声器组件10 也紧固于支撑件8。这里，主弹簧Sl和S2由设置在关于支撑件8水平和竖直对称的位置上的四个前 弹簧Sl和四个后弹簧S2构成。当线性电机6开始运行时，前弹簧Sl和后弹簧S2沿相反 方向移动，并缓冲活塞3和支撑件8。除这些弹簧之外，压缩空间P内的制冷剂在一定程度 上起到气弹簧的作用，以缓冲活塞3和支撑件8。
因此，当线性电机6开始运行时，连接于线性电机6的活塞和消声器组件10沿线 性往复方向移动，并且，利用压缩空间P内的变化压力，可自动地调节吸入阀4和排放阀组 件5的操作。在此机制下，制冷剂经由壳体一侧上的吸入管、本体盖9的开口、消声器组件 10及活塞3的吸入口 3a流动，直到制冷剂被吸入到压缩空间P内并被压缩。被压缩的制冷 剂随后通过排放罩5b、壳体一侧上的环形管以及出口管道排放到外部。线性压缩机具有多达8个主弹簧Sl和S2，目前该线性压缩机不仅面临弹簧数量多 的问题，而且面临具有许多需要控制以在活塞3运动(例如抽吸行程(pumping stroke)) 期间保持平衡的变量。这些引发了诸如制造工序复杂、冗长，且制造成本增加的问题。
此外，传统的线性压缩机以这样的方式设计，其共振频率与线性电机6的操作频 率同步，以提高压缩效率。这里，通过以下许多因素来改变共振频率，例如主弹簧Sl和S2 的刚度、气弹簧的刚度、包括汽缸的不可动构件(以下将它们称为固定构件)的总质量、以 及与活塞3操作地结合的构件(以下将它们称为可动构件)的总质量，因此，通过简单地增 加可动构件的质量就能够容易地使共振频率与操作频率同步。增加可动构件的质量的一个 典型的方法为在支撑件8的一侧上将质量构件(未示出)紧固于活塞3以及连接构件6d， 但是，由于新增了质量构件，因此，前、后弹簧Si、S2的初始位置变动，而且活塞3相对于汽 缸2的初始位置也变动。从而，压缩空间的体积改变，由此同时改变了气弹簧的刚度。艮口， 当有人改变可动构件的总质量，试图将共振频率与操作频率同步时，不管是否有此意向，气 弹簧的刚度都会发生改变，这反过来导致难以使共振频率与操作频率同步。因此，出现了这 样的问题状况难以尽可能有效地管理线性压缩机的运行状态，压缩效率降低，由于在设计 时必须进行额外的改变，所以制造工序变得更加复杂，并且活塞3的较短的行程长度也使 得整体压缩效率降低。图2为传统的线性压缩机的侧剖视图，以及图3为图2的纵向剖视图。参照图2，传统的线性压缩机1配置为其内部具有密闭壳体10和活塞30，活塞30 由线性电机40驱动，在汽缸20内线性往复运动，以吸入、压缩及排放制冷剂。线性电机40 包括内定子42、外定子44及位于内定子42与外定子44之间的永磁体46。这里，永磁体46 由相互的电磁力驱动，以进行线性往复运动。由于永磁体46在连接于活塞30的同时进行 运动，因而活塞30也在汽缸20内进行线性往复运动，由此吸入、压缩及排放制冷剂。线性压缩机1还包括框架52、定子盖54及后盖56。对于该线性压缩机来说，汽缸 20可紧固于框架52，或者汽缸20和框架52也可一体地形成。在汽缸20的前部设有一排 放阀62，其由弹性构件弹性地支撑，并通过汽缸内制冷剂的压力而选择性地转到打开位置 或关闭位置。此外，位于排放阀62的前部的排放罩64及排放消声器66紧固于框架52。内 定子42的一端及外定子44的一端也支撑在框架52上。内定子42的另一端由诸如0形环 的独立构件或汽缸20上的固定爪支撑，而外定子44的另一端由定子盖54支撑。后盖56 位于定子盖54上，且吸入消声器70位于后盖56与定子盖54之间。支撑件32结合于活塞30的后侧。支撑件32设有多个主弹簧80，各主弹簧具有固 有频率，以助于活塞30共振。主弹簧80被分成两端分别支撑在支撑件32和定子盖上的前 弹簧82，以及两端分别支撑在支撑件32和后盖56上的后弹簧84。图3示出了四个前弹簧82和四个后弹簧84彼此面对地设置。详言之，前弹簧82 具有位于顶部上的两个弹簧以及位于底部上的两个弹簧，它们彼此面对；且后弹簧84具有位于左侧上的两个弹簧以及位于右侧上的两个弹簧，它们彼此面对。前弹簧82可支撑地安 装在支撑件32与定子盖54之间，后弹簧84可支撑地安装在支撑件32与后盖56之间。如前所述，具有大量的主弹簧80意味着需要控制大量的位置变量，以在活塞3运 动的过程中保持平衡。由此，整个制造工序变得复杂、冗长，且制造成本增加。同时，如果吸入消声器70借助于紧固构件固定于支撑件32，则无法为紧固构件提 供脱离结构(escape structure) 0这实际上会导致主弹簧多余的干扰或摩擦，从而带来例 如主弹簧的噪音和损坏的问题。因此，需要为主弹簧的精确的(elaborate)弹性运动开发 出一种解决办法。

发明内容
技术问题本发明被构思为解决现有技术中出现的上述问题。本发明的一目的在 于提供一种 线性压缩机，其具有弹簧的使用量少的特征。本发明的另一目的在于提供一种线性压缩机，其具有可动构件，以在被多个主弹 簧支撑的同时，通过线性电机进行线性往复运动，其中，即使在将多个质量构件附加到可动 构件之后，主弹簧仍保持在其初始位置。本发明的又一目的在于提供一种线性压缩机，其具有两个主弹簧和一个后主弹 簧，且该后主弹簧被稳定地安装在具有多个凹槽的保持件中，各个凹槽为紧固螺栓提供了 脱离结构。技术方案根据本发明的方案，提供一种线性压缩机，其包括固定构件，包括用于提供制冷 剂压缩空间的汽缸；可动构件，包括用于压缩该汽缸内的制冷剂的活塞、中心部以及支撑 件，该支撑件自该中心部沿该活塞的径向延伸，并且可动构件关于该固定构件进行线性往 复运动；多个前主弹簧，各个前主弹簧的一端被支撑在该支撑件的支撑部的前侧上，另一端 被支撑在该固定构件上，且所述前主弹簧关于该活塞对称地设置；单个后主弹簧，其一端被 支撑在该支撑件的支撑部的后侧上，且另一端被支撑在该固定构件上；及多个质量构件，其 结合于该支撑件的后侧，与该后主弹簧的外径具有预定距离。为了改变由机械弹簧的刚度、 气弹簧的刚度、以及质量构件的质量所决定的共振频率，将质量构件附加到活塞上，以增加 活塞的总质量，且质量构件被放置在精心确定的安装位置上，不使机械弹簧从自身的初始 位置移位，因而不会对气弹簧的刚度有影响，从而获得准确的共振设计。在一个实施例中，所述质量构件关于该支撑件的中心部对称地结合。因此，尽管质 量构件被附加到活塞上，也能够在活塞的抽吸行程的过程中控制质量失衡，从而使得线性 压缩机有稳定的性能。在一个实施例中，线性压缩机还包括设于该支撑件与该后主弹簧之间的弹簧引 导件，其用于支撑该后主弹簧的一端。在一个实施例中，该弹簧引导件安装在该支撑件的中心部的后侧，从而被设置在 该支撑件与该后主弹簧之间，并且，所述质量构件关于该支撑件的中心部对称地结合于该 弹簧引导件。因此，在存在弹簧引导件的情况下，可以更稳定地支撑单个后主弹簧。并且， 即使弹簧引导件和质量构件被附加到活塞上，也能够在活塞的抽吸行程的过程中控制质量失衡，从而使得线性压缩机能够有稳定的性能。在一个实施例中，线性压缩机还包括位于该活塞和该后主弹簧的内部的吸入消 声器，用以将制冷剂引导到该活塞内，且该吸入消声器的延伸部、该弹簧引导件以及所述质 量构件被紧固到该支撑件的后侧。尽管除了质量构件以外，还可能有其他部件被附加到活 塞上，但仍能通过两次紧固所述部件而保持稳定的紧固状态。本发明的另一方案提供了一种线性压缩机，包括固定构件，其包括用于提供制冷 剂压缩空间的汽缸；可动构件，其包括具有中心部和延伸部的支撑件，该中心部与该活塞的 中心重合，该延伸部连接于该活塞并沿该活塞的径向延伸，且该可动构件关于该固定构件 进行线性往复运动；多个前主弹簧，各个前主弹簧的一端被支撑在该支撑件的支撑部的前 侧上，另一端被支撑在该固定构件上，且所述前主弹簧关于该活塞的中心以及该支撑件的 中心对称地设置；单个后主弹簧，其一端被支撑在该支撑件上，该后主弹簧被设置在与该活 塞不同的一侧上；吸入消声器，其与该可动构件接合地进行线性往复运动从而为引导制冷 剂提供通道，且减小噪音；及设于该支撑件与该后主弹簧之间的弹簧引导件，其支撑该后主 弹簧的一端并具有位于周边上的多个凹槽。在一个实施例中，该弹簧引导件包括保持件，该保持件至少 与该后主弹簧接触，且 其硬度大于该后主弹簧的硬度。在一个实施例中，该弹簧引导件具有阶梯部，该后主弹簧的一端可插入地装配于 该阶梯部内。有益效果本发明的具有上述结构的线性压缩机的特点在于，它的线性往复运动的可动构件 的两端由多个前弹簧和一单个的后弹簧弹性地支撑。即，该线性压缩机中使用的主弹簧的 数量减小，因此有助于降低部件生产的整体成本，并简化安装工序。在本发明的线性压缩机中，被附加了独立的质量构件的、线性往复运动的可动构 件被安装为与主弹簧的外径具有预定距离，从而不会与主弹簧发生干扰/重叠。因此，尽管 质量构件可能被附加到可动构件上，主弹簧也不会从自身的初始位置移位。由于共振频率 易于与线性电机的操作频率同步，因此，能够尽可能有效地管理线性压缩机的运行状态，减 小在设计时，为了使共振频率与操作频率同步而进行额外的变化/改动带来的不便，并增 加活塞的行程长度，以提高压缩效率。此外，线性压缩机的弹簧引导件具有包括多个凹槽的保持件，每个凹槽为紧固螺 栓提供了脱离结构，因此，后主弹簧能够以稳定的方式安装。


图1示出了根据现有技术的线性压缩机的一个实例；图2示出了传统的线性压缩机；图3为图2的纵向剖视图；图4示出了根据本发明的一个实施例的线性压缩机；图5示出了适用于图4的电机盖的一个实例；图6示出了适用于图4的支撑件的一个实例；图7示出了适用于图4的弹簧引导件的一个实例；
图8示出了适用于图4的质量构件的一个实例；图9至图11概略示出根据本发明的线性压缩机中的可动构件的组装顺序；图12示出了根据本发明的线性压缩机；图13示出了根据本发明的线性压缩机中的主弹簧部分；图14示出了根据本发明的线性压缩机中的后主弹簧部分；图15为图14的前视图；图16示出了根据本发明的线性压缩机中的弹簧引导件；图17示出了不具有弹簧引导件的线性压缩机的比较实例；图18示出了不具有弹簧引导件的主弹簧部分的比较实例；图19示出了不具有弹簧引导件的后主弹簧部分的比较实例；及图20为图19的前视图。
具体实施例方式以下，将参考附图详细说明本发明的优选实施例。图4示出了根据本发明的一个实施例的线性压缩机。根据本发明的线性压缩机的一个实施例100包括汽缸200、活塞300、设有内定子 420、外定子440及永磁体460的线性电机400、及多个质量构件900，各部件均容置于作为 密闭外壳的壳体110内。当永磁体460由于内定子420与外定子440之间的相互电磁力而 线性往复运动时，连接于永磁体460的活塞300沿着永磁体460接合地运动，从而进行线性 往复运动。内定子420固定于汽缸200的外围，且外定子440通过框架520和电机盖540轴 向地固定。框架520和电机盖540通过诸如螺栓之类的紧固构件结合在一起，且外定子440 固定于框架520与电机盖540之间。框架520可与汽缸200 —体地形成，或者框架520可 被独立地制造，然后再与汽缸200结合。图4中的实施例示出了框架520与汽缸200整合 为一体的实例。支撑件320连接于活塞300的后侧。两个前主弹簧820的两端由支撑件320和电 机盖540支撑。并且，一个后主弹簧840的两端由支撑件320和后盖560支撑，且后盖560 结合于电机盖540的后侧。支撑件320设有弹簧引导件900，以便防止支撑件320磨损，并 增加后主弹簧840的支撑强度。除了支撑后主弹簧840以外，弹簧引导件900还引导后主弹 簧840，以与活塞300同心。吸入消声器700设于活塞300的后侧，制冷剂通过吸入消声器 700流入活塞300中，因此在吸入供给的过程中产生的噪音较少。详言之，吸入消声器700 位于后主弹簧840的内部。活塞300的内部被挖空，以将通过吸入消声器700供给的制冷剂引导至限定于汽 缸200与活塞300之间的压缩空间P内，并进行压缩。吸入阀310位于活塞300的前端。处 于打开位置的吸入阀310允许制冷剂从活塞300流入压缩空间P内，且其关闭活塞300的 前端，以防止制冷剂从压缩空间P回流至活塞300。当压缩空间P内的制冷剂被压缩到预定水平或更高时，这使得位于汽缸200的前 端的排放阀620打开。排放阀620由螺旋式排放阀弹簧630弹性地支撑在固定于汽缸200 的一端的支撑罩640内。高压的被压缩制冷剂随后经由形成在支撑罩640内的孔被排放至排放罩660内，然后经由环形管L从线性压缩机110排出从而循环，以此进行制冷剂循环操作。在组装状态下，上述线性压缩机100的所有部件都由前、后支撑弹簧120、140支 撑，并与壳体110的底部保持一定距离。由于它们与壳体110的底部不直接接触，因此，壳 体110不受压缩制冷剂时，由压缩机100的各个部件产生的振动的影响。从而，传递到壳体 110的外部的振动较少，因此，由于壳体110的振动而产生的噪音较小。线性压缩机100由不可动的固定构件(例如汽缸200)以及包括进行线性往复运 动的活塞300的可动构件组成。同时，共振系统以这样的方式设计，即，系统的共振频率 (fm)与线性电机400的操作频率(fo)同步。尽管系统的共振频率可能根据前/后支撑弹 簧120、140、前/后主弹簧820、840、气弹簧、固定构件及可动构件发生变化，但考虑到它们 沿轴向的线性往复运动，可以忽略前/后支撑弹簧120、140的影响。(公式)
<formula>formula see original document page 9</formula>可以从该公式中看出，系统的共振频率(fm)根据前/后主弹簧820、840的刚度 (Km)、气弹簧的刚度(Kg)、固定构件的质量(Ms)、及可变构件的质量(Mm)而改变。尽管固 定构件的质量(Ms)为设定的恒量，但是前/后主弹簧820、840的刚度(Km)有一定程度的 偏差，并且气弹簧的刚度(Ks)也根据前/后主弹簧820、840的初始位置和负载情况而改 变。因此，应当在通过为可动构件增加预定数量的质量构件1000而改变可变构件的质量 (Mm)的同时，使系统的共振频率(fm)与线性电机的操作频率(fo)同步。为使前/后主弹 簧820、840保持在其初始位置，将质量构件1000与支撑件320的、不与前/后主弹簧820、 840轴向重叠的两侧结合。图5示出了适用于图4的电机盖的一个实例。电机盖540为近似环状的本体541， 且在中心具有孔541h，以供由形成为一个整体单元的活塞300(见图4)、永磁体460 (见图 4)、支撑件320 (见图4)及消声器700 (见图4)组成的可动构件穿过并继续线性往复运动。 还设有沿着电机盖540的周边向后弯曲的弯曲部542。该弯曲部542用于增大电机盖540 的支撑强度。电机盖540的中心与活塞320 (见图4)的中心重合，且在对应于中心的位置形成 两个向后突出的支撑突起534和544，以支撑前主弹簧820 (见图4)。支撑突起534和544 与支撑件320 (见图4) 一起支撑前主弹簧820 (见图4)的两端。详言之，支撑件320 (见图 4)支撑前主弹簧820 (见图4)的后端(一端)，且支撑突起534和544支撑前主弹簧820 (见 图4)的前端(另一端)。并且，电机盖540的两侧设有多个螺栓孔545，以容置用于将电机盖540紧固于后 盖560 (见图4)的螺栓，还设有多个螺栓孔546，以容置用于将电机盖540紧固于框架520 的螺栓。图6示出了适用于图4的支撑件的一个实例。支撑件320与活塞300(见图4)的后侧结合，并将来自主弹簧820、840 (见图4)的力传递至活塞300 (见图4)，以助于活塞 300 (见图4)在共振状态下进行线性往复运动。支撑件320具有多个螺栓孔323，支撑件 320和活塞300 (见图4)通过螺栓孔323栓接在一起。支撑件320以自身的中心与活塞300(见图4)的中心重合的方式设置。为了便于 中心对准，活塞300 (见图4)的后端具有阶梯面。支撑件320具有近似环状的本体321，该 本体321具有位于中心的供部分消声器700 (见图4)通过的孔321h、位于两侧上的引导件 323和324、及位于顶部和底部上的支撑部327和328。当然，围绕本体321的孔321h形成 有多个螺栓孔322，消声器700 (见图4)通过螺栓孔322被直接地栓接于支撑件320的本 体321的后侧。同时，后主弹簧840(见图4)的前端由位于支撑件320的本体321的后侧 上的弹簧引导件900 (见图4)支撑，且后主弹簧840 (见图4)的后端被支撑在后盖560 (见 图4)的前侧上。消声器700(见图4)安装于后主弹簧840 (见图4)的内部。支撑件320的引导件323和324为自支撑件320的本体321沿 横向扩展的部分。 各引导件323和324均具有两个引导孔325和一个位于所述引导孔325之间的螺栓孔326， 其中，引导孔325用于使弹簧引导件900(见图4)的中心与活塞300 (见图4)的中心对准， 且螺栓孔326用于引导件与弹簧引导件900 (见图4)之间的螺栓联接。支撑件320的支撑部327、328形成在本体321的顶部和底部上，即，支撑件327、 328关于支撑件320的中心竖直地对称，并且支撑件327、328自本体321弯曲两次。即，支撑 件327、328自本体321向后第一次弯曲，再从后侧分别向上和向下弯曲。前主弹簧820 (见 图4)的后端(一端)支撑在支撑件320的支撑部327、328的前侧上，且前主弹簧820 (见 图4)的前端(另一端)支撑在电机盖540 (见图4)的后侧上。通过使用少量的前、后主弹簧，即，两个前主弹簧820(见图4)和一个后主弹簧 840 (见图4)，使共振系统中整体的弹簧刚度削弱。显然，使用少量的前、后主弹簧还有助于 降低制造成本。由于前、后主弹簧820、840(见图4)的刚度被削弱，因此，应当减小诸如活塞 300 (见图4)、支撑件320及永磁体460 (见图4)之类的驱动机构的总质量，以使驱动机构 能够在共振状态下工作。由此，支撑件320由密度比铁类金属相对较低的非铁金属制成，而 非铁类金属。通过此方式，能够减小驱动机构的质量，这与前弹簧820 (见图4)和后主弹簧 840(见图4)的削弱的弹簧刚度相反，因此，可在共振频率下驱动该驱动机构。例如，如果 支撑件320由例如铝的非铁金属制成，则尽管活塞300(见图4)可由金属制成，支撑件320 也不会受到永磁体460 (见图4)的影响。这样使得活塞300 (见图4)易于与支撑件320结
I=I O如上所述，由低密度的非铁金属制造支撑件320的优点在于满足了共振状态，且 支撑件320与活塞300 (见图4)更易于结合。相反地，支撑件320与前主弹簧820 (见图4) 之间的接触区域327S可能会在操作过程中由于前主弹簧820的摩擦而被磨损。当支撑件 320磨损时，其磨损粉末在制冷剂中浮动，并沿着制冷循环而循环，由此损坏制冷循环内的 设备。为防止此现象发生，对支撑件320与前主弹簧820 (见图4)之间的接触区域327S进 行表面处理。例如，对支撑件320与前主弹簧820 (见图4)接触的接触区域327S进行NIP 涂覆或阳极处理，这样，其表面硬度至少大于前主弹簧820 (见图4)的硬度。通过此结构方 案，能够防止支撑件320被前主弹簧820 (见图4)磨损以及产生磨损粉末。
图7示出了适用于图4的弹簧引导件的一个实例。弹簧引导件900包括近似环状的本体910、位于本体910的中心用于支撑后主弹簧840 (见图4)的支撑部920、及自本体 910的两侧扩展的引导件930、940。弹簧引导件900的本体910的中心具有用于容置消声器700(见图4)的通孔910h， 以及围绕通孔910h形成的多个螺栓孔911，这些螺栓孔911容置用于将消声器700 (见图4) 与活塞300(见图4)紧固在一起的螺栓。支撑部920沿着孔910h的周边向后突出。支撑 件920为其中插入有后主弹簧840 (见图4)的部件。后主弹簧840 (见图4)与孔910h的周 围区域以及弹簧引导件900的本体910处的支撑件920接触。从而，弹簧引导件900与后 主弹簧840 (见图4)接触的区域可能由于后主弹簧840 (见图4)的连续伸展-回缩运动而 被磨损。因而，来自弹簧引导件900的磨损粉末会在制冷剂周围流动，并损坏制冷剂循环内 的、包括线性压缩机100 (见图4)的设备。为此，对弹簧引导件900与后主弹簧840 (见图 4)接触的接触区域进行表面处理，以防止后主弹簧840 (见图4)被磨损。这里，优选地，弹 簧引导件900的表面硬度大于后主弹簧840 (见图4)的表面硬度。因此，与支撑件320 (见 图6)类似，也对弹簧引导件900应用NIP涂覆或阳极处理，以进行表面处理。弹簧引导件900的弓I导件930、940均具有两个弓|导孔950和一个位于所述弓I导孔 950之间的螺栓孔960，其中，引导孔950用于弹簧引导件900与活塞300 (见图4)之间的 中心对准，且螺栓孔960用于弹簧引导件900与支撑件320(见图6)之间的螺栓联接。引 导孔950和螺栓孔960形成在对应于支撑件320 (见图6)的引导孔325(见图6)和螺栓 孔326 (见图6)的位置上。通过使支撑件320 (见图6)的引导孔325 (见图6)与弹簧引导 件900的引导孔950对准，由弹簧引导件900支撑的后主弹簧840 (见图4)的中心与活塞 300(见图4)的中心重合，支撑件320(见图6)和弹簧引导件900设置在准确的紧固位置 上，且支撑件320 (见图6)和弹簧引导件900能够通过将螺栓拧入支撑件320(见图6)的 各个螺栓孔326 (见图6)中以及弹簧引导件900的各个螺栓孔960中而立即栓接在一起。图8示出了适用于图4的质量构件的一个实例。实质上，在对应于支撑件320 (见 图6)的引导件323、324(见图6)以及弹簧引导件900 (见图7)的引导件930、940 (见图7) 的位置上安装多个质量构件1000，并且质量构件1000的尺寸与支撑件320 (见图6)的引导 件323、324(见图6)和弹簧引导件900 (见图7)的引导件930、940 (见图7)的尺寸相等或 者更小。优选地，各个质量构件1000的内端弯曲，因此，其可以不与支撑件320(见图6)的 本体321 (见图6)或者弹簧引导件900 (见图7)的本体910 (见图7)重叠。以此方式，这 些质量构件1000不与后主弹簧840 (见图4)重叠。质量构件1000安装在关于可动构件的中心对称的位置上，以提升稳定操作，所述 可动构件包括进行线性往复运动的活塞300(见图4)，必要的话，可将两个以上的质量构件 沿轴向堆叠。同时，各质量构件1000被精心地放置，以使它的引导孔1001和螺栓孔1002与 支撑件320(见图6)的引导孔325(见图6)和螺栓孔326(见图6)或是弹簧引导件900(见 图7)的引导孔950 (见图7)和螺栓孔960 (见图7)对准。通过使质量构件1000的引导孔 1001与支撑件320 (见图6)的引导孔325(见图6)以及弹簧引导件900 (见图7)的引导 孔950 (见图7)对准，能够确保支撑件320 (见图6)、弹簧引导件900 (见图7)及质量构件 1000 (该质量构件1000设置在关于活塞300 (见图4)的中心对称的位置上)设置在准确的 紧固位置上。因此，支撑件320(见图6)、弹簧引导件900(见图7)及质量构件1000能够通过将螺栓拧入支撑件320 (见图6)的螺栓孔326(见图6)、弹簧引导件900(见图7)的螺栓 孔960 (见图7)以及质量构件1000的螺栓孔1002中而立即栓接在一起。
图9至图11概略示出根据本发明的线性压缩机中的可动构件的组装顺序。以下 将详细介绍线性压缩机中的可动构件的组装顺序。参照图9，活塞300(见图4)和支撑件320(见图6)以这样的方式设置，即，活塞 300 (见图4)的中心与支撑件320 (见图6)的中心重合，从而允许支撑件320的本体321支 撑在活塞300 (见图4)的后端上，且部分消声器700穿过形成在支撑件320的本体321中 的孔321h，从而安装在支撑件320的本体321的后侧。显然，优选地，使形成在支撑件320 的本体321中的螺栓孔322与形成在消声器700中的螺栓孔700h对准。参照图10，弹簧引导件900被组装在支撑件320和消声器700的后侧，且消声器 700穿过形成在弹簧引导件900的本体910中的孔901h。同时，支撑件320的引导孔325 (见 图6)与弹簧引导件900的引导孔950对准。在此操作下，弹簧引导件900的中心与活塞 300 (见图4)的中心以及支撑件320的中心对准。一旦多个部件分别位于准确的紧固位置， 螺栓Bl随后被连续(in a row)拧入形成在支撑件320的本体321中的螺栓孔322内、形成 在消声器700中的螺栓孔700h内、以及形成在弹簧引导件900的本体910中的螺栓孔910h 内，从而将支撑件320、消声器700及弹簧引导件900与活塞300紧固在一起。参照图10和图11，质量构件1000轴向地堆叠在支撑件320的螺栓孔323、324上， 以及弹簧引导件900的引导件930、940上，且质量构件1000的引导孔1001也与支撑件320 的引导孔325、以及弹簧引导件900的引导孔950对准。一旦多个部件分别位于准确的紧固 位置，螺栓B2随后被连续拧入形成在质量构件1000中的螺栓孔1002内、形成在支撑件320 的引导件323、324中的螺栓孔326内、以及形成在弹簧引导件900的引导件930、940中的 螺栓孔960内，从而将质量构件1000与支撑件320的引导件323、324以及弹簧引导件900 的引导件930、940紧固在一起。因此，在活塞300 (见图4)、消声器700、支撑件320、弹簧引导件900及质量构件 1000组装之后，如图4至图8所示，借助于插入到支撑件320的支撑部327、328和电机盖 540的支撑突起543、544之间的前主弹簧820，并借助于插入到弹簧引导件900的支撑部 920与后盖560之间的后主弹簧840，来获得弹性支撑。由于结合于弹簧引导件900的质量 构件1000与后主弹簧840的外径保持一定的空间，因此，如果质量构件1000不使前/后主 弹簧820、840从其初始位置移位，则可将质量构件1000添加到可动构件。所以，使得线性 压缩机400的共振频率与操作频率同步变得更加容易，由此，能够减少设计上的例如进行 改变方面的不便，并能大幅提高压缩效率。参照附图，以下将对用于稳定地连接至后主弹簧的支撑件320的应用实施例进行 详细说明。图12为根据本发明的线性压缩机的侧剖视图，图13为根据本发明的线性压缩机 中的主弹簧部分。线性压缩机100还包括框架520、定子盖540及后盖560。对于该线性压缩机来 说，汽缸200可紧固于框架520，或者汽缸200也可与框架520 —体地形成。在汽缸200的 前部设有一排放阀620，其由弹性构件弹性地支撑，并通过汽缸200内制冷剂的压力而选择 性地转至打开位置或关闭位置。此外，位于排放阀620的前部的排放罩640及排放消声器660紧固于框架520。内定子420的一端及外定子440的一端也支撑在框架520上。内定 子420的另一端由诸如O形环的独立构件或汽缸200上的固定爪支撑，而外定子440的另 一端由定子盖540支撑。后盖560位于定子盖540上，且吸入消声器700位于后盖560与 定子盖540之间。支撑件320结合于活塞300的后侧。支撑件320设有多个主弹簧800，各主弹簧 800具有固有频率，以助于活塞300的共振。主弹簧800被分成两端分别支撑在支撑件320 和定子盖上的前弹簧820，以及两端分别支撑在支撑件320和后盖560上的后弹簧840。这 里，后主弹簧840的中心与活塞300的中心重合。吸入消声器700安装在后主弹簧840的 内部，并与活塞300和支撑件320的至少其中之一连接，以将制冷剂引导至活塞300中。支撑件320和弹簧引导件900在彼此相对应的位置上均具有一引导孔，从而引导 活塞300与后主弹簧840彼此同心地结合。图13用于帮助理解根据本发明的线性压缩机中的主弹簧部分的结构。首先，后主 弹簧的两侧由弹簧引导件900和后盖560支撑，以获得稳定的连接。关于此结构的细节，弹簧引导件900有助于使紧固螺栓340不与后主弹簧840直 接地接触。用于将活塞300与支撑件320紧固在一起的紧固螺栓340可以在沿着弹簧引导 件900的周边形成的凹槽(cavity)中具有脱离结构。前主弹簧820可支撑地保持在支撑 件320与电机盖540之间。并且，吸入消声器700穿过弹簧引导件900，从而进入到后主弹 簧840的外壳(housing)内。图14为根据本发明的线性压缩机中的后主弹簧部分的立体图，图15为图14的前 视图，图16为根据本发明的线性压缩机中的弹簧引导件的立体图。图14清楚地示出了紧固螺栓340被拧入弹簧引导件900的周边部分。由于后主 弹簧840被弹簧引导件900可支撑地保持，因此其不与紧固螺栓340直接地接触。紧固螺 栓340用于将吸入消声器的延伸部与支撑件340紧固在一起。由于弹簧引导件900比紧固 螺栓340的头部厚，因此，其为紧固螺栓340提供了脱离结构，同时后主弹簧840在结构上 不会与紧固螺栓340接触。这里，弹簧引导件900由多个紧固螺栓340固定。因此，当吸入消声器700紧固在支撑件320上时，吸入消声器的延伸部720由紧固 螺栓340固接于支撑件320。具有多个凹槽的弹簧引导件900位于吸入消声器的延伸部720 上，每个凹槽均为单独的紧固螺栓340形成脱离结构。同时，各个紧固螺栓340的头部小于 形成在弹簧引导件900中的凹槽的深度，因此，后主弹簧840与紧固螺栓340之间不存在直 接的接触。图15描述了后主弹簧840稳定地固接于弹簧引导件900。如图所示，弹簧引导件900具有沿周向形成的多个凹槽，且每个凹槽的厚度大于紧固螺栓340的头部的厚度。由 此，为各个紧固螺栓340建立了脱离结构，且后主弹簧840完全不会与紧固螺栓340直接接 触。同时，后主弹簧840被允许进行稳定的弹性运动。这里，紧固螺栓340用于将吸入消声 器的延伸部720与支撑件320接合在一起。图16提供了弹簧引导件900的详细示意图。弹簧引导件900的阶梯部920被插 入地装配到后主弹簧840内。形成在弹簧引导件的周边内的多个凹槽940的深度大于紧固 螺栓340的头部。并且，多个凹槽940中的每一个作为用于每个紧固螺栓340的脱离结构 使用，且后主弹簧840不会与紧固螺栓340直接接触。
这里，弹簧引导保持件960为后主弹簧840提供了较大的支座。该保持件960提高 了后主弹簧840的安装安全性，并确保后主弹簧840不会向一侧倾斜。借助于保持件960， 后主弹簧840能够具有精确的弹性运动。同时，通过表面处理，弹簧引导保持件960的硬度大于后主弹簧840的硬度。这样 能够防止由于位于弹簧引导保持件960内的后主弹簧840的磨损而产生杂质(例如磨损灰 尘)。图15至图18分别示出了在无弹簧引导件900的情况下的比较例，即，无法可靠地 安装后主弹簧840的结构。图17为作为比较例的在无弹簧引导件的情况下的线性压缩机的侧视图，图18为 作为另一比较例的在无弹簧引导件的情况下的主弹簧部分的侧视图，图19为作为又一比 较例的在无弹簧引导件的情况下的后主弹簧部分的立体图，图20为图19的前视图。图17示出了在没有弹簧引导件时，后主弹簧840与紧固螺栓340直接接触。此结 构会带来导致后主弹簧830不稳定弹性运动的危险因素。图18示出了在没有弹簧引导件时，后主弹簧840直接设于紧固螺栓340的头部 上。这里，紧固螺栓340用于将活塞300与支撑件320接合在一起，因此，如果后主弹簧840 直接安装于紧固螺栓340的头部上，则后主弹簧840可能向一侧倾斜，从而导致后主弹簧 830进行不稳定的弹性运动。另一方面，前主弹簧820可支撑地固接于支撑件320与电机盖 540之间。图19示出了不稳定的结构，其中，在没有弹簧引导件时，后主弹簧840仅位于各紧 固螺栓340的头部的一部分上。尽管紧固螺栓340将吸入消声器的延伸部720与支撑件 320接合在一起，但吸入消声器的支撑构件的一部分仍然在后主弹簧840的下面暴露出来。图20示出了另一种不稳定的结构，其中，在没有弹簧引导件时，后主弹簧840仅位 于各紧固螺栓340的头部的一部分上。这种不稳定的结构会妨碍精确的弹性运动，或者会 损坏或磨损后主弹簧840，从而产生杂质。同时，本发明的线性压缩机中的弹簧引导件900为紧固螺栓提供了具有多个作为 脱离结构的凹槽的保持件，因此，这有助于后主弹簧840保持稳定的、精确的弹性运动。这 样，能够实现线性压缩机的性能的改进以及防止噪音。通过使用少量的主弹簧，根据本发明的线性压缩机有助于降低生产成本。上面已参考实施例和附图对本发明进行了详细的描述。但是，本发明的范围不限 于这些实施例和附图，而应由所附权利要求书进行限定。
权利要求
一种线性压缩机，包括固定构件，包括用于提供制冷剂压缩空间的汽缸；可动构件，包括用于压缩该汽缸内的制冷剂的活塞、中心部以及自该中心部沿该活塞的径向延伸的支撑件，并关于该固定构件进行线性往复运动；多个前主弹簧，各前主弹簧的一端被支撑在该支撑件的支撑部的前侧上，另一端被支撑在该固定构件上，且所述前主弹簧关于该活塞对称地设置；单个后主弹簧，一端被支撑在该支撑件的支撑部的后侧上，且另一端被支撑在该固定构件上；及多个质量构件，结合于该支撑件的后侧，与该后主弹簧的外径具有预定距离。
2.如权利要求1所述的线性压缩机，其中，所述质量构件关于该支撑件的中心部对称 地结合。
3.如权利要求1或2所述的线性压缩机，还包括位于该支撑件与该后主弹簧之间的弹簧引导件，用于支撑该后主弹簧的一端。
4.如权利要求3所述的线性压缩机，其中，该弹簧引导件安装在该支撑件的中心部的 后侧，从而被设置在该支撑件与该后主弹簧之间。
5.如权利要求3或4所述的线性压缩机，其中，该弹簧引导件的周边上具有多个凹槽。
6.如权利要求3至5中任一项所述的线性压缩机，其中，所述质量构件关于该弹簧引导 件的中心部对称地结合到该弹簧引导件。
7.如权利要求3至6中任一项所述的线性压缩机，还包括设于该活塞和该后主弹簧的内部的吸入消声器，用以将制冷剂引导到该活塞内，其中，该吸入消声器的延伸部、该弹簧引导件以及所述质量构件被紧固到该支撑件的 后侧。
8.—种线性压缩机，包括固定构件，包括用于提供制冷剂压缩空间的汽缸；可动构件，包括用于压缩该汽缸内的制冷剂的活塞以及具有中心部和延伸部的支撑 件，并关于该固定构件进行线性往复运动，该中心部与该活塞的中心重合，该延伸部连接到 该活塞并沿该活塞的径向延伸；多个前主弹簧，各前主弹簧的一端被支撑在该支撑件的支撑部的前侧上，另一端被支 撑在该固定构件上，且所述前主弹簧关于该活塞的中心以及该支撑件的中心对称地设置；单个后主弹簧，一端被支撑在该支撑件上，且该后主弹簧设置在与该活塞不同的一侧上；吸入消声器，与该可动构件接合地线性往复运动从而提供用于引导制冷剂的通道，且 减小噪音；及多个质量构件，结合到该支撑件的后侧，与该后主弹簧的外径具有预定距离。
9.如权利要求8所述的线性压缩机，还包括设于该支撑件与该后主弹簧之间的弹簧引导件，用于支撑该后主弹簧的一端。
10.如权利要求9所述的线性压缩机，其中，该弹簧引导件的周边上具有多个凹槽。
11.如权利要求10所述的线性压缩机，其中，该弹簧引导件的凹槽以这样的方式形成， 即，沿着用于紧固该支撑件和该吸入消声器的紧固构件的深度方向的端部不从所述凹槽露出来。
12.如权利要求9至11中任一项所述的线性压缩机，其中，该弹簧引导件包括保持件， 该保持件至少与该后主弹簧接触，且该保持件的硬度大于该后主弹簧的硬度。
13.如权利要求9至12中任一项所述的线性压缩机，其中，该弹簧引导件具有阶梯部， 该后主弹簧的一端插入装配于该阶梯部内。
14.如权利要求9至13中任一项所述的线性压缩机，其中，所述质量构件关于该弹簧引 导件的中心部对称地结合到该弹簧引导件。
15.如权利要求8至14中任一项所述的线性压缩机，其中，所述质量构件关于该支撑件 的中心部对称地结合到该弹簧引导件。
16.如权利要求9至15中任一项所述的线性压缩机，其中，该支撑件和该弹簧引导件均 具有用于将该支撑件和该弹簧引导件引导至准确的紧固位置的引导孔，所述引导孔位于彼 此相对应的位置上。
17.如权利要求8至16中任一项所述的线性压缩机，该支撑件包括保持件，该保持件引 导吸入消声器本体以相对于该支撑件对齐。
18.如权利要求8至17中任一项所述的线性压缩机，其中，该吸入消声器由射出成型材 料制成。
19.如权利要求1至18中任一项所述的线性压缩机，还包括后盖，具有多个弯曲部和多个突出部的其中之一，以固定该后主弹簧。
20.如权利要求1至19中任一项所述的线性压缩机，其中，所述前主弹簧和后主弹簧均 具有与该活塞的共振频率近似同步的固有频率。
全文摘要
本发明涉及一种线性压缩机(100)，并特别涉及一种线性压缩机(100)，其设有共振频率与操作频率同步的三个主弹簧(820，840)，其中，尽管可能会增加额外的质量构件(1000)，但也能够在不改变主弹簧(820，840)的初始位置的情况下调节共振频率。线性压缩机(100)包括固定构件，包括用于提供制冷剂压缩空间的汽缸(200)；可动构件，包括用于压缩汽缸(200)内的制冷剂的活塞(300)、与活塞(300)的中心重合的中心部以及沿活塞(300)的径向延伸的支撑件，并关于固定构件进行线性往复运动；多个前主弹簧(820)，各前主弹簧的一端支撑在支撑件(320)的支撑部的前侧上，另一端支撑在固定构件上，且前主弹簧设置为关于活塞(300)的中心对称；单个后主弹簧(840)，一端支撑在支撑件(320)的后侧上，另一端支撑在固定构件上；及多个质量构件(1000)，结合于支撑件(320)的后侧，与后主弹簧(840)的外径具有预定距离。
文档编号F04B17/04GK101835976SQ200880112537
公开日2010年9月15日 申请日期2008年10月9日 优先权日2007年10月24日
发明者全永焕, 姜亮俊 申请人:Lg电子株式会社