(57)【要約】【課題】  リニア圧縮機の提供。【解決手段】  吐出ばねの端部と外周面が吐出カバーに触れるのを防止するようにばねシートを吐出カバーに装着し、また、ばねシートは硬度の高い金属材質で表面処理することによって、吐出ばねの反復的な荷重による摩耗及び変形を防止するだけでなく、吐出ばねの過度な荷重や局所的な荷重に耐えるようにし、耐久性の向上を図る。【選択図】      図３
2006105128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーの開口部から吐出された流体が排出される吐出カバーと、
該吐出カバーに取り付けられて前記開口部を開閉する吐出バルブと、
前記吐出バルブを弾性的に支持する吐出ばねと、
前記吐出ばねの端部を取り囲むように形成されて、前記吐出ばねの端部と外周面が前記吐出カバーに触れるのを防止するばねシートと、
を備えていることを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項２】
前記ばねシートが、キャップ形状に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のリニア圧縮機。
【請求項３】
前記ばねシートが、前記吐出カバーにおいて前記吐出ばねに向いた面に設けられたことを特徴とする、請求項２に記載のリニア圧縮機。
【請求項４】
前記ばねシートが、前記吐出ばねの端部が触れる板体部と、該板体部から前記吐出ばねに向いて突出されて前記吐出ばねの外周面と触れる円筒部と、からなることを特徴とする、請求項３に記載のリニア圧縮機。
【請求項５】
前記ばねシートが、金属材質からなることを特徴とする、請求項３に記載のリニア圧縮機。
【請求項６】
前記ばねシートが、表面処理された金属材質からなることを特徴とする、請求項３に記載のリニア圧縮機。
【請求項７】
前記ばねシートが、プラスチック材質からなることを特徴とする、請求項３に記載のリニア圧縮機。
【請求項８】
前記ばねシートと吐出ばねとの間には、前記吐出ばねの荷重を支える支持部材が設けられたことを特徴とする、請求項７に記載のリニア圧縮機。
【請求項９】
前記支持部材が、金属材質からなることを特徴とする、請求項８に記載のリニア圧縮機。
【請求項１０】
前記支持部材が、前記ばねシートにおいて前記吐出ばねに向いた面に装着された支持パネルであることを特徴とする、請求項９に記載のリニア圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニア圧縮機に係り、特に、吐出ばねから加えられる荷重に起因する吐出ばねと吐出カバーにおける摩耗及び変形を防止しうるリニア圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リニア圧縮機(Linear compressor)は、リニアモーターの直線駆動力を用いてシリンダーの内部でピストンを直線往復運動させながら流体を吸い込み圧縮してから吐出す。
【０００３】
図１は、従来技術によるリニア圧縮機を示す縦断面図であり、図２は、図１に示すリニア圧縮機における吐出部構造を示す断面図である。
従来技術によるリニア圧縮機は、図１に示すように、密閉容器２の内部に、シリンダー３が設けられたシリンダーブロック４と、流体吸入口５が穿孔されたバックカバー６とが備えられ、これらシリンダーブロック４とバックカバー６は、第１ダンパー７と第２ダンパー８により密閉容器２の内部に緩衝可能に支持される。
シリンダーブロック４とバックカバー６との間には、流体を圧縮するために駆動力を発生させるリニアモーター１０が設置される。
このリニアモーター１０は、大きく、固定子と可動子とからなる。固定子は、アウターコア１１と、インナーコア１２と、磁場を形成するコイル１３とからなり、可動子は、コイル１３の周辺に形成された磁気力により直線移動するマグネット１４と、該マグネット１４が固定されるマグネットフレーム１５とからなる。
マグネットフレーム１５には、マグネット１４の直線運動力が伝えられてシリンダー３の内部で直線往復運動しつつ流体を圧縮するピストン１６が結合される。
ピストン１６の後方には、マグネットフレーム１５に固定されるようにフランジ部１７が形成され、ピストン１６が弾性的に支持されるようにフランジ部１７とシリンダーブロック４との間には第１ばね１８が配置され、フランジ部１７とバックカバー６との間には第２ばね１９が配置される。
ピストン１６は、後方が開放された円筒形に形成され、内部には流体が流入する吸入流路２０が形成され、前面には複数個の吸入口２１が形成される。
また、ピストン１６の前面には吸入口２１を開閉する吸入バルブ２２が取り付けられ、該吸入バルブ２２は、ピストン１６に締付部材で固定され、吸入口２１の内外側の圧力差によって弾性的に撓みながら吸入口２１を開閉する構造となっている。
そして、シリンダー３の圧縮室Ｃの前方には、圧縮された流体を吐出させる吐出部３０が配置される。
【０００４】
図２に示すように、吐出部３０は、シリンダーブロック４に固定され、一側に吐出穴３１が穿孔された内側吐出カバー３２と、内側吐出カバー３２に吐出ばね３３により支持されてシリンダー３の圧縮室Ｃを開閉する吐出バルブ３４と、内側吐出カバー３２の外側に一定の空間を形成するように配置された外側吐出カバー３５と、で構成される。
外側吐出カバー３５には、圧縮された流体を外部へ排出させるループパイプ３６が装着される。
内側吐出カバー３２には、吐出ばね３３の反復的な荷重に起因する摩耗を防止するためにばねシート３７が装着される。
ばねシート３７は、内側吐出カバー３２に吐出ばね３３の端部が触れないように内側吐出カバー３２の一面に平板状に装着され、テフロン（登録商標）材質からなる。
吐出ばね３３は、吐出バルブ３４がシリンダー３の圧縮室Ｃを閉じる方向に弾性力を与えるように形成された円錐状のコイルばねであり、一側端部がばねシート３７に触れ、他側端部は、吐出バルブ３４に形成された安着部に固定される。
【０００５】
次に、上記のように構成された従来技術による吐出部構造を有するリニア圧縮機の作動について説明する。
リニアモーター１０が作動すると、マグネット１４がコイル１３周辺の磁場との相互作用により直線往復運動し、この運動力がマグネットフレーム１５を介してピストン１６に伝えられ、これにより、ピストン１６は、吐出部３０の吐出バルブ３４とバックカバー６との間で連続して直線往復運動をする。
ピストン１６が吐出部３０の方に前進すると、吸入バルブ２２は、吸入流路２０と圧縮室Ｃの圧力差により閉じる。
また、圧縮室Ｃの内部に在った流体は、ピストン１６の前進によって圧縮された後、吐出ばね３３の弾性力を克服し吐出バルブ３４を開放させながら内側吐出カバー３２の内側に排出された後、外側吐出カバー３５を通って外部へ排出される。
一方、ピストン１６が後進すると、吸入流路２０と圧縮室Ｃ間の圧力差により吸入バルブ２２が開く。
続いて、ピストン１６の吸入流路２０上に在った流体は、吸入口２１を通って圧縮室Ｃ内部に流入し、吐出バルブ３４は、吐出ばね３３の弾性力により圧縮室Ｃを閉じるようになる。
上記のように、ピストン１６が進退しながら圧縮室Ｃ内の流体を圧縮し吐出させる過程が繰り返し行われる。
また、吐出バルブ３４の開閉作動が繰り返されることによって吐出ばね３３から反復して荷重が加えられるが、このとき、ばねシート３７は、吐出ばね３３の端部と内側吐出カバー３２が触れ合わないようにし、吐出ばね３３の反復的な荷重に起因する吐出ばね３３と内側吐出カバー３２における摩耗及び変形を防止する役割を担う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術による吐出部構造を有するリニア圧縮機は、ばねシート３７が強度の弱いテフロン（登録商標）材質からなるため、吐出ばね３３から過度な荷重を受ける場合や高温運転条件では変形と摩耗が生じやすいという問題点があった。
また、ばねシート３７は平板状に形成され、内側吐出カバー３２の一面だけを保護するため、吐出ばね３３の外周面と内側吐出カバー３２が触れ合う部位において反復的な荷重が加えられることに起因する摩耗及び変形を防止できないという問題点があった。
本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、吐出ばねの外周面と吐出カバーが触れ合う部位において摩耗及び変形が生じるのを防止し、かつ、吐出ばねから加えられる荷重を支えて吐出ばねと吐出カバーの耐久性を向上させられるリニア圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係るリニア圧縮機は、シリンダーの開口部から吐出された流体が排出される吐出カバーと、該吐出カバーに取り付けられて前記開口部を開閉する吐出バルブと、前記吐出バルブを弾性的に支持する吐出ばねと、前記吐出ばねの端部を取り囲むように形成されて、前記吐出ばねの端部と外周面が前記吐出カバーに触れるのを防止するばねシートと、を備えてなることを特徴とする。
【０００８】
前記ばねシートは、キャップ形状に形成されたことを特徴とする。
【０００９】
前記ばねシートは、前記吐出カバーにおいて前記吐出ばねに向いた面に設けられたことを特徴とする。
【００１０】
前記ばねシートは、前記吐出ばねの端部が触れる板体部と、該板体部から前記吐出ばねに向いて突出されて前記吐出ばねの外周面と触れる円筒部と、からなることを特徴とする。
【００１１】
前記ばねシートは、金属材質からなることを特徴とする。
【００１２】
前記ばねシートは、表面処理された金属材質からなることを特徴とする。
【００１３】
前記ばねシートは、プラスチック材質からなることを特徴とする。
【００１４】
前記ばねシートと吐出ばねとの間には、前記吐出ばねの荷重を支える支持部材が設けられたことを特徴とする。
【００１５】
前記支持部材は、金属材質からなることを特徴とする。
【００１６】
前記支持部材は、前記ばねシートにおいて前記吐出ばねに向いた面に装着された支持パネルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による吐出部構造を有するリニア圧縮機は、吐出ばねの端部と外周面が内側吐出カバーに触れるのを防止するよう、ばねシートが内側吐出カバーに備えられるため、吐出ばねと内側吐出カバーとの接触に起因する吐出ばねと内側吐出カバーの摩耗及び変形が防止され、耐久性が向上する効果が得られる。
また、このばねシートは、キャップ形状に形成されるため、吐出ばねの外周面が内側吐出カバーと触れるのが防止され、吐出ばねと内側吐出カバーにおける摩耗と変形が防止できる効果が得られる。
また、ばねシートは硬度の高い金属材質で表面処理されるため、吐出ばねの反復的な荷重による摩耗及び変形が防止できるだけでなく、吐出ばねの過度な荷重や局所的な荷重に耐えられ、耐久性が向上する効果が得られる。
また、本発明による吐出部構造を有するリニア圧縮機は、内側吐出カバーに備えられて吐出ばねが安着するばねシートと、該ばねシートに装着されて吐出ばねの荷重を支える支持部材とを有するため、吐出ばねから加えられる過度な荷重や局所的な荷重に耐えられ、耐久性が向上する効果が得られる。
また、この支持部材は、金属材質からなり、ばねシートにおいて吐出ばねに向いた面に装着された支持パネルで構成されるため、吐出ばねから加えられる荷重を效果的に支える効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図３は、本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機を示す縦断面図であり、図４は、本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機の吐出部構造を拡大して示す断面図である。
【００１９】
本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機は、図３及び図４に示すように、密閉容器６０と、密閉容器６０の内部に設置されるリニアモーター７０と、リニアモーター７０に装着され、シリンダー６１が設けられたシリンダーブロック６２と、シリンダー６１の内部でリニアモーター７０により直線往復運動するピストン６３と、シリンダー６１の開口部前方に配置されてシリンダー６１で圧縮された流体を排出させる吐出部８０と、を備えてなる。
【００２０】
リニアモーター７０の前方には、シリンダーブロック６２が装着され、後方には流体吸入口６４が穿孔されたバックカバー６５が装着される。
リニアモーター７０は、大きく、固定子と可動子とからなる。固定子は、アウターコア７１と、インナーコア７２と、磁場を形成するコイル７３とからなり、可動子は、コイル７３の周辺に形成された磁気力により直線移動するマグネット７４と、マグネット７４が固定されるマグネットフレーム７５とからなる。
【００２１】
シリンダー６１は、一側からピストン６３が挿入され、他側は、圧縮された流体が吐出されるように両側が開放された円筒構造となり、ピストン６３と吐出部８０により圧縮室Ｃが形成される。
【００２２】
ピストン６３は円筒形状を有し、前面部には、流体が吸入される吸入口６６が形成され、吸入口６６を開閉する吸入バルブ６７がボルトなどの締付部材により固設される。
そして、ピストン６３は、マグネットフレーム７５に結合されるように後方にフランジ部６８が形成され、ピストン６３が弾性的に支持されるようにフランジ部６８とシリンダーブロック６２との間には第１ばね７６が配置され、フランジ部６８とバックカバー６５との間には第２ばね７７が配置される。
【００２３】
一方、吐出部８０は、シリンダー６１の開口部から吐出された流体が排出される吐出カバーと、該吐出カバーに設けられて開口部を開閉する吐出バルブ８１と、吐出バルブ８１を弾性的に支持する吐出ばね８２と、吐出ばね８２の端部を取り囲むように形成され、吐出ばね８２の端部と外周面が吐出カバーに接触し摩耗するのを防止するばねシート８３と、から構成される。
【００２４】
該吐出カバーは、シリンダー６１の開口部前方に設けられた内側吐出カバー８４と、内側吐出カバー８４の外側に配置された外側吐出カバー８５とから構成され、吐出バルブ８１とばねシート８３は、内側吐出カバー８４に設けられる。
【００２５】
吐出ばね８２は、吐出バルブ８１がシリンダー６１の圧縮室Ｃを閉じる方向に弾性力を与えるように形成された円錐状のコイルばねであり、一側は吐出バルブ８１に安着し、他側はばねシート８３に安着する。
【００２６】
ばねシート８３は、キャップ形状に形成され、吐出ばね８２の端部が触れる板体部８６と、吐出ばね８２の外周面が触れるように、板体部８６から吐出ばね８２の方に突設された円筒部８７と、からなる。
また、ばねシート８３は、吐出ばね８２の反復的な荷重による摩耗を防止するために金属材質からなり、吐出ばね８２から加えられる過度な荷重を支えられるように硬度の高い金属材質で表面処理される。
ここで、ばねシート８３と内側吐出カバー８４は、突起と溝による結合または圧入や接着などの方法で相互固定することが好ましい。
【００２７】
内側吐出カバー８４には、流体が外側吐出カバー８５に吐出されるように吐出穴８８が穿孔される。
【００２８】
外側吐出カバー８５は、流体の吐出時に生じる騒音の低減などのために内側吐出カバー８４から所定間隔隔てて一定空間を形成するように配置され、流体が吐出される吐出パイプ８９が連結される。
【００２９】
次に、上記のように構成された本発明の第１実施形態による吐出部構造を有するリニア圧縮機の作動について説明する。
リニアモーター７０が駆動すると、ピストン６３がシリンダー６１の内部で連続して直線往復運動をする。
ピストン６３が前進すると、シリンダー６１内部で圧縮された流体の圧力により吐出バルブ８１が開き、圧縮された流体は内側吐出カバー８４の内部に吐出される。
続いて、流体は、内側吐出カバー８４の吐出穴８８から外側吐出カバー８５に排出された後、吐出パイプ８９を通って外部に排出される。
【００３０】
ここで、吐出バルブ８１は吐出ばね８２により支持されているため、吐出バルブ８１が開きながら吐出ばね８２は圧縮される。
さらに、吐出バルブ８１の開閉が繰り返されることから吐出ばね８２は内側吐出カバー８４の方に反復的な荷重を加える。
【００３１】
このときに、吐出ばね８２の端部はばねシート８３の板体部８６に接れ、吐出ばね８２の外周面はばねシート８３の円筒部８７の内周面に接れるため、吐出ばね８２の反復的な荷重に起因する吐出ばね８２と内側吐出カバー８４における摩耗及び変形が防止される。
【００３２】
また、ばねシート８３が硬度の高い金属材質で表面処理されているため、吐出ばね８２から加えられる過度な荷重や局所的な荷重による変形及び摩耗を防止することができ、さらには高温運転時に生じる変形も防止することができる。
【００３３】
図５は、本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機の吐出部構造を拡大して示す断面図である。
本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機の吐出部構造は、図５に示すように、シリンダー９０の開口部から吐出された流体が排出される内側吐出カバー９１と、内側吐出カバー９１の外側に配置された外側吐出カバー９２と、内側吐出カバー９１に備えられてシリンダー９０の開口部を開閉する吐出バルブ９３と、吐出バルブ９３を弾性的に支持する吐出ばね９４と、内側吐出カバー９１に備えられて吐出ばね９４が安着するばねシート９５と、ばねシート９５に設けられて吐出ばね９４の荷重を支える支持部材９８と、を備える。
【００３４】
ここで、シリンダー９０の内部にはリニアモーター(図示せず)により直線往復運動しながらシリンダー９０内に流入した流体を圧縮するピストン９９が備えられる。
【００３５】
一方、ばねシート９５は、吐出ばね９４の端部と外周面が内側吐出カバー９１に接れるのを防止するようにキャップ状に形成される。
ばねシート９５は、吐出ばね９４の端部が接れる板体部９６と、吐出ばね９４の外周面が接れるように、板体部９６から吐出ばね９４の方に突設された円筒部９７と、からなる。
【００３６】
一方、支持部材９８は、ばねシート９５において吐出ばね９４に向いた面に装着された円板形の支持パネルである。
ここで、ばねシート９５はプラスチック材質からなり、支持部材９８は金属材質からなり、特に、過度な荷重に耐えられるようにばね鋼板のような摩耗の少ない材質からなる。
支持部材９８は、ばねシート９５に圧入または接着などの方法で固定されることが好ましい。
【００３７】
したがって、支持部材９８は、吐出ばね９４から伝えられる過度な荷重や局所的な荷重による変形及び摩耗を防止できるとともに、高温運転条件にも耐えられるし、ばねシート９５は、吐出ばね９４の外周面と内側吐出カバー９１における摩耗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術によるリニア圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すリニア圧縮機の吐出部構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機を示す縦断面図である。
【図４】図３に示すリニア圧縮機の吐出部構造を拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機の吐出部構造を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
６０    密閉容器
６１，９０    シリンダー
６２    シリンダーブロック
６３，９９    ピストン
６４    流体吸入口
６５    バックカバー
６６    吸入口
６７    吸入バルブ
６８    フランジ部
７０    リニアモーター
７１    アウターコア
７２    インナーコア
７３    コイル
７４    マグネット
７５    マグネットフレーム
７６    第１ばね
７７    第２ばね
８０    吐出部
８１，９３    吐出バルブ
８２，９４    吐出ばね
８３，９５    ばねシート
８４，９１    内側吐出カバー
８５，９２    外側吐出カバー
８６，９６    板体部
８７，９７    円筒部
８８    吐出穴
８９    吐出パイプ
９８    支持部材
【図１】
2006105128.tif 000003
【図２】
2006105128.tif 000004
【図３】
2006105128.tif 000005
【図４】
2006105128.tif 000006
【図５】
2006105128.tif 000007