(57)【要約】【課題】  ピストンが、その前進ストロークの終端において、シリンダの端面に激しく当衝することなしに、その運動エネルギを、徐ろに、かつ段階的に吸収して、円滑に戻りストロークに移行しうるようにし、もって衝撃を緩和するとともに、騒音の発生を防止する。【解決手段】  シリンダ４の端壁２の内側面に、可撓性材料よりなる環状挟支片１９の内周に、軸線方向を向く逆Ｖ字状断面の環状突起２０を連設してなる緩衝パッキン３を止着し、ピストン９の外端面がこの緩衝パッキン３に当接すると、環状突起２０を押して衝撃を吸収させるとともに、ピストン９の前端面と環状突起２０とシリンダ４の端壁２とで囲まれている空間内の空気を圧縮して衝撃を吸収させ、かつ環状突起２０を押圧して、環状突起２０とシリンダ４の端壁２とで囲まれている環状空間内の空気を圧縮することにより、衝撃を吸収させるようにする。【選択図】  図１
2006105058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁的にリニアに振動しうるようした駆動軸に取付けたピストンをシリンダ内へ嵌合し、前記駆動軸の往復振動に伴い、ピストンの端面がシリンダの端壁に近接離間することにより、気体を吸入して加圧するようにしたリニア振動型圧縮機において、
前記シリンダの端壁の内側面に、可撓性材料よりなる環状挟支片の内周に、軸線方向を向く逆Ｖ字状断面の環状突起を連設してなる緩衝パッキンを止着し、
ピストンの外端面がこの緩衝パッキンに当接すると、前記環状突起を押して衝撃を吸収させるとともに、ピストンの前端面と環状突起とシリンダの端壁とで囲まれている空間内の空気を圧縮して衝撃を吸収させ、かつ環状突起を押圧して、環状突起とシリンダの端壁とで囲まれている環状空間内の空気を圧縮することにより、衝撃を吸収させるようにしたことを特徴とするリニア振動型圧縮機。
【請求項２】
環状突起の内周縁を、環状挟支片の外側面と実質的に同一面上に位置させてなる請求項１記載のリニア振動型圧縮機。
【請求項３】
環状突起の内周縁を、環状挟支片の外側面より内方へ向かって浮上させてなる請求項１記載のリニア振動型圧縮機。
【請求項４】
電磁的にリニアに振動しうるようした駆動軸に取付けたピストンをシリンダ内へ嵌合し、前記駆動軸の往復振動に伴い、ピストンの端面がシリンダの端壁に近接離間することにより、気体を吸入して加圧するようにしたリニア振動型圧縮機において、
前記シリンダの端壁の内側面に、可撓性材料よりなる環状挟支片の内周に、軸線方向を向くパイプ状断面の環状突起を連設してなる緩衝パッキンを止着し、ピストンの外端面がこの緩衝パッキンに当接すると、前記環状突起を押して衝撃を吸収させるとともに、ピストンの前端面と環状突起とシリンダの端壁とで囲まれた空間内の空気を圧縮することにより、衝撃を吸収させるようにしたことを特徴とするリニア振動型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ内でピストンを電磁的に往復振動させるようにしたリニア振動型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、基端をクランクシャフトに枢支した連接棒の先端を、シリンダ内に嵌合されているピストンに枢支し、クランクシャフトの回転に伴い、ピストンを往復運動させて、気体を圧縮するようにした機械的ピストン往復型の圧縮機においては、ピストンの往復摺動範囲は、クランクシャフトと連接棒により、常に正しく一定に規制される。
【０００３】
しかし、電磁作用を利用して、ピストンをリニアに往復運動させるようにしたリニア振動型圧縮機においては、ピストンの運動は機械的に拘束されておらず、その運動範囲は、負荷や電流の変化により変化する。
そのため、負荷や姿勢あるいは作動条件等により、ピストンがシリンダの端壁の内面に衝突して、振動や騒音を発したり、さらには、ピストンやこれに取付けられている弁体を破損したりすることもある。
【０００４】
このような不都合を、電気的制御によって防止することは可能ではあるが、そのためには、制御器が必要であり、またその設置のためのスペースが必要となるとともに高価となる。
【０００５】
そのため従来は、シリンダの端壁とピストンの外面との当接する可能性のある個所に、環状パッキン状の緩衝体を設け、ピストンの端面をこれに衝突させることにより、衝撃を緩衝させるようにしていた（例えば特許文献１、２）。
【０００６】
しかしこの場合、ピストンの緩衝範囲は、緩衝体の厚さ、すなわちそれを全圧縮するまでの行程に限られ、かつその緩衝力は、緩衝体を押圧変形させるのに要する力の範囲内に限られ、しかも緩衝体を圧縮した後には、反発力は急速に大となるため、作動が不円滑となり、必ずしも十分に目的を果たしていなかったのが実情である。
【特許文献１】特開平１０−１３１８５６号公報    図３の緩衝材(14)
【特許文献２】特開２００３−２２７４６５号公報  図２のダンピング部                    材(42)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はピストンのストロークが機械的に規制されていないリニア振動型圧縮機において、ピストンが、その前進ストロークの終端において、シリンダの端面に激しく当衝することなしに、その運動エネルギを、徐ろに、かつ段階的に吸収して、円滑に戻りストロークに移行しうるようにし、もって衝撃を緩和するとともに、騒音の発生を防止し、かつ各部に無理な負荷を与えることなく、長期に亘って円滑に作動しうるようにしたリニア振動型圧縮機を得ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
(１)電磁的にリニアに振動しうるようした駆動軸に取付けたピストンをシリンダ内へ嵌合し、前記駆動軸の往復振動に伴い、ピストンの端面がシリンダの端壁に近接離間することにより、気体を吸入して加圧するようにしたリニア振動型圧縮機において、前記シリンダの端壁の内側面に、可撓性材料よりなる環状挟支片の内周に、軸線方向を向く逆Ｖ字状断面の環状突起を連設してなる緩衝パッキンを止着し、ピストンの外端面がこの緩衝パッキンに当接すると、前記環状突起を押して衝撃を吸収させるとともに、ピストンの前端面と環状突起とシリンダの端壁とで囲まれている空間内の空気を圧縮して衝撃を吸収させ、かつ環状突起を押圧して、環状突起とシリンダの端壁とで囲まれている環状空間内の空気を圧縮することにより、衝撃を吸収させるようにする。
【０００９】
(２)上記(１)項において、環状突起の内周縁を、環状挟支片の外側面と実質的に同一面上に位置させる。
【００１０】
(３)上記(１)項において、環状突起の内周縁を、環状挟支片の外側面より内方へ向かって浮上させる。
【００１１】
(４)電磁的にリニアに振動しうるようした駆動軸に取付けたピストンをシリンダ内へ嵌合し、前記駆動軸の往復振動に伴い、ピストンの端面がシリンダの端壁に近接離間することにより、気体を吸入して加圧するようにしたリニア振動型圧縮機において、前記シリンダの端壁の内側面に、可撓性材料よりなる環状挟支片の内周に、軸線方向を向くパイプ状断面の環状突起を連設してなる緩衝パッキンを止着し、ピストンの外端面がこの緩衝パッキンに当接すると、前記環状突起を押して衝撃を吸収させるとともに、ピストンの前端面と環状突起とシリンダの端壁とで囲まれた空間内の空気を圧縮することにより、衝撃を吸収させるようにする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明：−ピストンの外端面が、まず緩衝パッキンの環状突起に当接して、これを押すと、環状突起を変形させることにより、１次的にエネルギは吸収される。
ピストンがさらに前進すると、ピストンの前端面と環状突起とシリンダの端壁とで囲まれている円板状空間内の空気が圧縮されて、エネルギは２次的に吸収される。
ピストンがさらに前進すると、環状突起は押圧されて、環状突起とシリンダの端壁との間の密閉環状空間内の空気も圧縮され、ピストンの衝突による衝撃は、３次的に吸収緩和される。
【００１３】
請求項２の発明：−ピストンの端面が環状突起の先端を押すのとほぼ同時に、環状突起で囲まれている空間内の空気の圧縮は始まり、ピストンの衝撃は、速やかに吸収される。
【００１４】
請求項３の発明：−ピストンの運動エネルギが小さい場合には、その端面が環状突起の先端へ軽く当接し、そのままの状態でエネルギは軽く吸収され、さらに環状突起を強く当接すると、環状突起の内側方とピストンの端面およびシリンダの端壁とで囲まれる空間内の空気も圧縮されて、大きなエネルギが吸収される。
【００１５】
請求項４の発明：−請求項１の発明と同様の効果を発揮するが、ピストンの端面が巻管状突起を押した際のエネルギの吸収はより大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１、図２に示すように、角筒状をなすハウジング(１)の左右の端壁(２)(２)には、ぞれぞれ緩衝パッキン(３)を介して、シリンダ(４)(４)が、同軸上に対向して設けられている。
【００１７】
ハウジング(１)の上下面の軸線方向の中央部に設けた嵌孔(５)(５)にはそれぞれ、水平のコイル(６)が外嵌された磁性体ヨーク(７)(７)が嵌合固着されている。各ヨーク(７)の内周面には、内向円弧状の永久磁石(８)が固着されている。
【００１８】
各シリンダ(４)(４)に嵌合されているピストン(９)(９)の中心部同士は、駆動軸(10)をもって連結され、駆動軸(10)の中央部には、前記永久磁石(８)の中心部に位置する可動鉄心(11)が固着されている。
【００１９】
各シリンダ(４)には、外側のみに開く板弁(12)付きの吐出孔(13)が設けられている。
【００２０】
また各ピストン(９)には外側のみに開く板弁(14)付きの吸入孔(15)(15)があけられている。
【００２１】
各シリンダ(４)の内端は、ハウジング(１)の内面より突設した内向フランジ(16)に気密的に止着されている。
【００２２】
この内向フランジ(16)の軸線方向の内外側において、ハウジング(１)には、それぞれ入口孔(17)と出口孔(18)があけられている。
【００２３】
本発明においては、上記緩衝パッキン(３)を、従来の単なる平面状のものとは異なり、次のような特徴的なものとしてある。
【００２４】
緩衝パッキン(３)は、ゴムもしくはプラスチック等の可撓性材料よりなり、前記端壁(２)とシリンダ(４)の間に挟支される環状挟支片(19)の内周に、軸線方向を向く逆Ｖ状断面の環状突起(20)を連設したものである。
【００２５】
環状突起(20)の内周縁は、環状挟支片(19)の外側面とほぼ同一面上に位置している（請求項２）。
【００２６】
しかし、図３に示すように、環状突起(20)の内周縁(20a)を、環状挟支片(19)の外側面より内方へ向かって浮上させることもある。
この場合は、ピストン(９)が緩衝パッキン(３)の環状突起(20)を押すと、まずこの環状突起(20)を外側方へ変位させることにより、ピストン(９)のエネルギは吸収され、さらにピストン(９)が余剰エネルギをもって前進すると、環状突起(20)は外側方へ押されて、その内周縁(20a)が端壁(２)の内面に当接することにより、外向Ｖ字状断面の環状密閉空間が形成され、この密閉空間内の空気を加圧することにより、ピストン(９)の有する大きな運動のエネルギも吸収される。
【００２７】
図４は、請求項４記載の本発明のリニア振動型圧縮機における緩衝パッキン(21)を示し、環状挟支片(22)の内周端に、内側方を向く巻管状突起(23)を一体的に設けたものである。巻管状突起(23)の一部に切れ目を入れておくこともある。
【００２８】
このようにしても、請求項１〜３に記載した緩衝パッキン(３)と同様の作用効果が発揮され、かつピストン(９)の端面が巻管状突起(23)に当接した初期段階における衝撃吸収力を大とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断正面図である。
【図２】図１におけるII−II線縦断面図である。
【図３】緩衝パッキンの異なる例を示す縦断面図である。
【図４】緩衝パッキンのさらに異なる例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
(１)ハウジング
(２)端壁
(３)緩衝パッキン
(４)シリンダ
(５)嵌孔
(６)コイル
(７)磁性体ヨーク
(８)永久磁石
(９)ピストン
(10)駆動軸
(11)可動鉄心
(12)板弁
(13)吐出孔
(14)板弁
(15)吸入孔
(16)内向フランジ
(17)入口孔
(18)出口孔
(19)環状挟支片
(20)環状突起
(20a)内周縁
(21)環状パッキン
(22)環状挟支片
(23)巻管状突起
【図１】
2006105058.tif 000003
【図２】
2006105058.tif 000004
【図３】
2006105058.tif 000005
【図４】
2006105058.tif 000006