(57)【要約】【課題】  中空駆動軸の両端で２段式に気体を圧縮するようにしたリニア振動型２段圧縮機において、１段圧縮されて、中空駆動軸内を送られる気体の温度ができるだけ上昇しないようにする。【解決手段】  中空駆動軸１２の外面に多数の冷却用突起２９を立設することにより、中空駆動軸１２の外側部における空気を撹拌して、中空駆動軸１２とその中を通る気体の熱、および中空駆動軸の周辺の熱を放散させるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧用と高圧用の２個のシリンダを、同軸上に対向配置し、各シリンダ内に嵌合したピストンを駆動軸をもって連結するとともに、この駆動軸を往復振動させることにより、低圧用シリンダ内で圧縮した気体を、高圧用シリンダ内へ導いて、気体を２段式に圧縮するようにしたリニア振動型２段圧縮機において、
前記駆動軸およびピストンを中空として、両シリンダにおける圧縮室を連通させるとともに、低圧用ピストンには圧縮ストローク時にのみ開く弁を、また高圧側ピストンには圧縮ストローク時にのみ閉じる弁を設け、かつこの中空駆動軸の外面に多数の冷却用突起を立設することにより、中空駆動軸の外側部における空気を撹拌して、中空駆動軸とその中を通る気体の熱、および中空駆動軸の周辺の熱を放散させるようにしたことを特徴とするリニア振動型２段圧縮機。
【請求項２】
冷却用突起を、フィン状のものとしてなる請求項１記載のリニア振動型２段圧縮機。
【請求項３】
冷却用突起を、円環状のものとしてなる請求項２記載のリニア振動型２段圧縮機。
【請求項４】
冷却用突起を、円周方向に非連続のものとしてなる請求項２または３記載のリニア振動型２段圧縮機。
【請求項５】
冷却用突起に軸線方向の捩りを付与してなる請求項２〜４のいずれかに記載のリニア振動型２段圧縮機。
【請求項６】
冷却用突起を、可撓性を有するものとしてなる請求項１〜５のいずれかに記載のリニア振動型２段圧縮機。
【請求項７】
冷却用突起を、分離した多数の撹拌用突起としてなる請求項１記載のリニア振動型２段圧縮機。
【請求項８】
冷却用突起を、起風用のものとしてなる請求項１〜７のいずれかに記載のリニア振動型２段圧縮機。
【請求項９】
冷却用突起を、放熱用のものとしてなる請求項１〜８のいずれかに記載のリニア振動型２段圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両端にピストンを備える駆動軸を往復振動させることにより、一方のピストンで圧縮した気体を他方のピストンで再度圧縮して、高圧の気体を得るようにしたリニア振動型２段圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハウジング内に、低圧用と高圧用の２個のシリンダを、同軸上に対向配置し、各シリンダ内に嵌合したピストンを駆動軸をもって連結するとともに、この駆動軸を、例えば電磁的にリニア振動させることにより、低圧用シリンダ内で圧縮した気体を、高圧用シリンダ内へ導いて、気体を２段式に圧縮するようにしたリニア振動型２段圧縮機は公知である（例えば特許文献１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記したようなリニア振動型２段圧縮機においては、低圧用シリンダ内で圧縮されて、温度が上昇している気体を、高圧用シリンダへ送って再圧縮するため、十分に高い圧縮効率を得ることはできないという問題があった。
【特許文献１】特表２０００−５１４１５５号公報    （図１３）
【０００４】
本発明の課題は、きわめて簡単な手段により、上記した諸問題を解決したリニア振動型２段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】
【０００５】
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)低圧用と高圧用の２個のシリンダを、同軸上に対向配置し、各シリンダ内に嵌合したピストンを駆動軸をもって連結するとともに、この駆動軸を往復振動させることにより、低圧用シリンダ内で圧縮した気体を、高圧用シリンダ内へ導いて、気体を２段式に圧縮するようにしたリニア振動型２段圧縮機において、前記駆動軸およびピストンを中空として、両シリンダにおける圧縮室を連通させるとともに、低圧側ピストンには圧縮ストローク時にのみ開く弁を、また高圧側ピストンには圧縮ストローク時にのみ閉じる弁を設け、かつこの中空駆動軸の外面に多数の冷却用突起を立設することにより、中空駆動軸の外側部における空気を撹拌して、中空駆動軸とその中を通る気体の熱、および中空駆動軸の周辺の熱を放散させるようにする。
【０００６】
(２)上記(１)項において、冷却用突起を、フィン状のものとする。
【０００７】
(３)上記(２)項において、冷却用突起を、円環状のものとする。
【０００８】
(４)上記(２)または(３)項において、冷却用突起を、円周方向に非連続のものとする。
【０００９】
(５)上記(２)〜(４)項のいずれかにおいて、冷却用突起に軸線方向の捩りを付与する。
【００１０】
(６)上記(１)〜(５)項のいずれかにおいて、冷却用突起を、可撓性を有するものとする。
【００１１】
(７)上記(１)項において、冷却用突起を、分離した多数の撹拌用突起とする。
【００１２】
(８)上記(１)〜(７)項のいずれかにおいて、冷却用突起を、起風用のものとする。
【００１３】
(９)上記(１)〜(８)項のいずれかにおいて、冷却用突起を、放熱用のものとする。
【発明の効果】
【００１４】
各請求項に記載されている発明の効果は、次のとおりである。
請求項１：−低圧用シリンダ内で圧縮されて温度が上昇した気体は、中空駆動軸内で冷却されてから、高圧用シリンダ内で圧縮されるので、圧縮効率は良い。また、中空駆動軸自体およびその周辺の駆動要素（例えばコイルや鉄心等）も冷却されるので、長期に亘って円滑な作動をさせることができる。
【００１５】
請求項２：−中空駆動軸の放熱は効果的に行われ、かつその周辺の空気も攪拌されて、良好に冷却される。
【００１６】
請求項３：−放熱面積を可及的に大とすることができる。
【００１７】
請求項４：−冷却フィンのまわりの空気は、円周方向にも撹拌されて、良好に放熱される。
【００１８】
請求項５：−冷却フィンのまわりの空気は、その径方向にも撹拌されて、放熱はより良好となる。
【００１９】
請求項６：−冷却用突起が撓むことにより、その周りの空気は大きく撹拌され、かつ冷却用突起とよりよく接触して、良好な放熱効果が得られる。
【００２０】
請求項７：−中空駆動軸の外側部における空気は、よく撹拌されて、中空駆動軸の熱を放散させる。
【００２１】
請求項８：−周囲の空気が強力に撹拌交換される。
【００２２】
請求項９：−駆動軸を経て放熱が効果的に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明のリニア振動型２段圧縮機の一実施形態を示す縦断正面図、図２〜図５は、それぞれ、図１におけるII−II線、III−III線、ＶI−ＶI線、Ｖ−Ｖ線縦断側面図である。
【００２４】
角筒状をなすハウジング(１)の左右の端壁(２)(３)には、それぞれ内方へ向く低圧用シリンダ(４)と高圧用シリンダ(５)が、同軸上に対向して設けられている。
【００２５】
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(1a)(1a)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、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。
【００２６】
低圧用シリンダ(４)と高圧用シリンダ(５)に嵌合された低圧用ピストン(９)と高圧用ピストン(10)の中心部同士は、径方向を向く多数の円環状の冷却フィン(11)が突設された中空駆動軸(２)をもって連結され、中空駆動軸(12)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(13)が固着されている。
【００２７】
左側の端壁(２)と低圧用ピストン(９)の内側面には、それぞれ、内向きのみに
開くリード弁(14)(15)付きの吸入孔(16)(17)があけられている。低圧ピストン(９)の吸入孔(17)のリード弁(15)は、端壁(２)の吸入孔(16)のリード弁(14)よりかなり強力であり、かつ低圧ピストン(９)の吸入孔(17)は、中空駆動軸(12)の内孔と通じている。
【００２８】
右側の端壁(３)と高圧用ピストン(10)には、それぞれ、外向きのみに開くリード弁(18)(19)付きの吐出孔(20)(21)があけられ、高圧用ピストン(10)の吐出孔(21)は、中空駆動軸(12)の内孔と通じている。
【００２９】
ハウジング(１)の適所には、換気孔(22)があけられている。
【００３０】
端壁(２)(３)の外側面には、それぞれ、入口孔(23)を有するカバー(24)と、出口孔(25)を有するカバー(26)が止着されている。
【００３１】
コイル(６)に通電して、可動鉄心(13)とともに中空駆動軸(12)をリニアに振動させると、低圧用ピストン(９)の吸入行程においては、外気は、入口孔(23)および吸入孔(16)を経て、低圧用シリンダ(４)内へ吸引され、吸引された外気は、低圧用ピストン(９)の圧縮行程において、リード弁(15)が開く限度まで圧縮されてから、中空駆動軸(12)内へ送入される。
【００３２】
このようにして、低圧用シリンダ(４)で予備圧縮された圧縮気体は、中空駆動軸(12)内および高圧用ピストン(10)の吐出孔(21)と、そのリード弁(19)を経て、高圧用シリンダ(５)内へ送られ、リード弁(18)が開く限度まで圧縮されてから、吐出孔(20)および出口孔(25)を経て、外部へ供給される。
【００３３】
図１、図３においては、放熱用突起を冷却フィン(11)としたものを示している。図６以下は、請求項３以下に記載した冷却フィンおよび冷却用突起の例を示す。
【００３４】
図６は、請求項４記載の円周方向に分離した非連続冷却フィン(27)の例を示す。
【００３５】
図７は、請求項５記載の軸線方向の捩りを付与した捩り冷却フィン(28)を示す。
【００３６】
図８は、請求項６記載の可撓性放熱用フィン(29)を示す。
可撓性放熱用フィン(29)には、径方向の多数の切込みを入れておくのが望ましい。
【００３７】
図９は、請求項７記載の中空駆動軸(12)上に設けられて分離した多数の冷却用突起(30)を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のリニア振動型２段圧縮機の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】図１におけるIII−III線縦断面図である。
【図４】図１におけるIＶ−IＶ線縦断面図である。
【図５】図１におけるＶ−Ｖ線縦断面図である。
【図６】非連続冷却フィンの一例を示し、(ａ)は正面図、(ｂ)は側面図である。
【図７】軸線方向の捩りを付与した捩り冷却フィンの一例を示し、(ａ)は正面図、(ｂ)は側面図である。
【図８】可撓性冷却フィンの一例を示し、(ａ)は正面図、(ｂ)は側面図である。
【図９】分離した多数の冷却用突起の例を示し、(ａ)は正面図、(ｂ)は側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
(１)ハウジング
(1a)嵌孔
(２)(３)端壁
(４)低圧用シリンダ
(５)高圧用シリンダ
(６)コイル
(７)磁性体ヨーク
(８)永久磁石
(９)低圧用ピストン
(10)高圧用ピストン
(11)冷却フィン
(12)中空駆動軸
(13)可動鉄心
(14)(15)リード弁
(16)(17)吸入孔
(18)(19)リード弁
(20)(21)吐出孔
(22)換気孔
(23)入口孔
(24)カバー
(25)出口孔
(26)カバー
(27)非連続冷却フィン
(28)捩り冷却フィン
(29)可撓性放熱用フィン
(30)冷却用突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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