(57)【要約】【課題】  本発明は、リニアモータ及びそのリニアモータにより駆動されるリニアコンプレッサに関する。【解決手段】  長手方向軸に沿ってほぼ直線的に延在している、１対の外側ヨーク（４，５）と、少なくとも１のコイル（３）とを備えて構成されている固定子を有するリニアモータであって、前記固定子は、対応する外側ヨーク（４，５）と対向する少なくとも第１及び第２の凹所（１９，２０）を有する内側ヨーク（２）をさらに備えて構成され、前記少なくとも１のコイル（３）は、前記第１及び第２の凹所（１９，２０）内に収容されていることを特徴とするリニアモータ。
2005522175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向軸に沿ってほぼ直線的に延在している、１対の外側ヨーク（４，５）と、少なくとも１のコイル（３）とを備えて構成されている固定子を有するリニアモータであって、
前記固定子は、対応する外側ヨーク（４，５）と対向する少なくとも第１及び第２の凹所（１９，２０）を有する内側ヨーク（２）をさらに備えて構成され、
前記少なくとも１のコイル（３）は、前記第１及び第２の凹所（１９，２０）内に収容されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記内側ヨーク（２）の断面は中心部（１５）を有し、そこから各一対の第１の及び第２の磁極片（１６，１６ａ，１７，１７ａ）が延長しており、それら磁極片は前記中心部（１５）に対してほぼ左右対称に、また、前記第１の凹所（１９）と第２の凹所（２０）それぞれに隣接して配置されることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記コイル（３）は、前記第１及び第２の凹所（１９，２０）に対応して、前記中心部（１５）の周囲に巻回されていることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記内側ヨーク（２）は、複数の薄片（１１）を互いに積層することによって得られるものであって、前記薄片は高透磁性を有し、前記内側ヨーク（２）の断面に対応した形に切断されていることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項５】
各一対の第１と第２の磁極片（１６，１６ａ，１７，１７ａ）は、前記中央部の垂直な正中面（１８）に対して左右対称であることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項６】
第１と第２の凹所（１９，２０）は、対となる第１の磁極片（１６，１６ａ）と、対となる第２の磁極片（１７，１７ａ）とによってそれぞれ画成されることを特徴とする請求項５に記載のリニアモータ。
【請求項７】
前記外側ヨーク（４，５）は、その断面が互いにほぼ矩形であって、前記一対の第１の磁極片と前記一対の第２の磁極片とにそれぞれ対向するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項８】
前記外側ヨーク（４，５）は複数の薄片（１１）を互いに積層することによって得られるものであって、前記薄片は、高透磁性を有し、前記外側ヨーク（４，５）の断面に対応した形に切断されていることを特徴とする請求項７に記載のリニアモータ。
【請求項９】
前記外側ヨーク（４，５）は、第１と第２のエアギャップ（６，７）をそれぞれ画定するように、対応する第１と第２の対となる磁極片（１６，１６ａ，１７，１７ａ）から離して配置されていることを特徴とする請求項７に記載のリニアモータ。
【請求項１０】
前記第１と第２のエアギャップ（６，７）にそれぞれ収容される１対の側脚（８ｂ，８ｃ）を支持する横脚（８ａ）が設けられた可動部（８）を更に備えるリニアモータであって、
更に前記側脚（８ｂ，８ｃ）はそれぞれ、永久磁石（９，１０）を支持していることを特徴とする請求項９に記載のリニアモータ。
【請求項１１】
前記永久磁石（９，１０）はそれぞれ、一つの横断方向に磁化された一体構造で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のリニアモータ。
【請求項１２】
前記可動部（８）は、最適な動作伝達手段を介して、前記モータにより生成される動作をコンプレッサといった機械に伝えるのに適していることを特徴とする請求項１０に記載のリニアモータ。
【請求項１３】
前記第１と第２の対となる磁極片（１６，１６ａ，１７，１７ａ）は、前記内側ヨーク（４，５）の前記断面が本質的にＸの形をした構成となるように中心部（１５）から分岐する向きに方向付けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかあるいはそれらの組合せに記載のリニアモータ。
【請求項１４】
前記断面がＸ形のつながった脚は、外側ヨーク（４，５）に対向する前記第１と第２の凹所（１９，２０）を画定すると共に、横脚（８ａ）と対向する第３の凹所（２１）と前記第３の凹所（２１）に対して反対の方向に方向付けられる第４の凹所（２２）を画定していることを特徴とする請求項１３に記載のリニアモータ。
【請求項１５】
前記コイル（３）は、絶縁材によって形成されて、前記内側ヨーク（２）の中心部（１５）に対して連結されている少なくとも２つの予め成型された部分（２３，２４）によって絶縁されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかあるいはそれらの組合せに記載のリニアモータ。
【請求項１６】
前記予め成型された部分（２３，２４）は、前記内側ヨーク（２）の頭部（２５，２６）に対して前記コイル（３）を支持するのに適していることを特徴とする請求項１５に記載のリニアモータ。
【請求項１７】
前記予め成型された部分（２３，２４）は、コイル（３）をモータから出ている電源線と接続するのに使用される電気接続配線を支持するのに適していることを特徴とする請求項１６に記載のリニアモータ。
【請求項１８】
内側ヨーク（２）と外側ヨーク（４，５）をそれぞれ形成するように前記薄片（１１，１２，１３）を互いに組み立てることは、このような薄片をパンチングして切断するのと同じ段階で、各単一の薄片（１１，１２，１３）に反転操作を行うことによって得られることを特徴とする請求１乃至１７のいずれかあるいはそれらの組合せに記載のリニアモータ。
【請求項１９】
リニアモータで駆動するコンプレッサであることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかあるいはそれらの組合せに記載のコンプレッサ。
【請求項２０】
請求項１２に記載の前記動作伝達手段は、内側ヨーク（２）に適切に設けられる孔（２７）を通って延長するシャフト（２８）によって構成されていることを特徴とする請求項１９に記載のコンプレッサ。
【請求項２１】
前記シャフト（２８）は、その上端部に前記コンプレッサのピストン（２９）を構成する拡大された頭部を有していることを特徴とする請求項２０に記載のコンプレッサ。
【請求項２２】
前記固定子は、上フランジ（３０）と下フランジ（３１）との間に収容されていることを特徴とする請求項１９に記載のコンプレッサ。
【請求項２３】
前記下フランジ（３１）と上フランジ（３０）は、前記第３の凹所（２１）と第４の凹所（２２）内にそれぞれ延長していることを特徴とする請求項２２に記載のコンプレッサ。
【請求項２４】
前記上フランジ（３０）には、前記ピストン（２９）がスライド可能に収容されるシリンダ（３２）が形成されていることを特徴とする請求項２１及び２２に記載のコンプレッサ。
【請求項２５】
前記内側ヨーク（２）の方に向けられている前記ピストンの部分（４３）は、前記ピストン（２９）が、前記シリンダ（３２）内の行程において下死点に到達した時に、前記第４の凹所（２２）に収容可能である態様で、第４の凹所（２２）の形に逆にほぼはまるような形状の２つの平面（４８，４９）を有する円筒状に構成されていることを特徴とする請求項１４に記載のリニアモータにより駆動する請求項２４に記載のコンプレッサ。
【請求項２６】
前記下フランジ（３１）は、前記シャフト（２８）が貫通する孔（３５）を備えるとともに、前記支持部（３８）の下側と前記可動部（８）の上側とに接続された弾性的に変形自在な手段（３９）の支持部（３８）を備えていることを特徴とする請求項２２に記載のコンプレッサ。
【請求項２７】
前記弾性的に変形自在な手段は、所定の湾曲を有する少なくとも２つの弾性的に変形自在な部材（４４，４５）を備える共振ばね（３９）によって構成されており、前記弾性的に変形自在な部材はそれぞれ、３本以上のアーム（４６，４７）を備える１枚以上の弾性片によって構成されていることを特徴とする請求項２６に記載のコンプレッサ。
【請求項２８】
前記弾性的に変形自在な部材（４４，４５）は、その各凹面が互いに対向するように互いに重ねて配置されており、前記アーム（４６，４７）の端部において互いに接合されていることを特徴とする請求項２７に記載のコンプレッサ。
【請求項２９】
前記アーム（４６，４７）は、前記弾性的に変形自在な部材（４４，４５）それぞれについて４本あることを特徴とする請求項２８に記載のコンプレッサ。
【請求項３０】
添付図面を参照しつつ説明および図示された内容を特徴とするリニアモータと、前記モータにより駆動されるコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ及びそのリニアモータにより駆動されるリニアコンプレッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータは一般的に、断面がＣの形をした外側ヨークと、前記外側ヨークと対向し、それから一般にエアギャップとして知られているある距離だけ離れた位置に配置される内側ヨークを備える固定子からなる。Ｃ形の先端にある脚は、内側ヨークと外側ヨークとに形成される磁気回路の磁極片を構成し、その磁極片の間には、例えば銅線といった電気伝導性材料のコイルが巻かれる。エアギャップには、モータの可動部を形成する厚み方向に磁化された永久磁石が配置される。コイルに電流が流れると、永久磁石の磁化方向に直交する力が、前記電流値に比例した強度でモータの前記可動部に対して働き、比例定数はほぼ、磁石、エアギャップ、コイルそれら自体に依存する。
【０００３】
当該技術で現在もっとも使用されているリニアモータの外側ヨークと内側ヨークの形態は、トロイダル構成、すなわち、外側ヨークと永久磁石と内側ヨークを、垂直軸を中心に回転させたとしたときに得られる構成である。いずれにしても、このような構成のリニアモータを製作するにあたっては、渦電流の低減を考慮して磁気回路を積層化しなければならないという点で、相当な問題や困難が生じることが避けられない。
【０００４】
積層化トロイダル構成は、円環の一部を切り取った形状の断面を有する板厚可変の薄片を使用することによって理論的に得ることができる。しかし、この解決方法は、モータの最終コストが非常に高くなるといった相当の設計と製造問題とによって商業的に適用するには実現可能とは言えないことがわかっている。
【０００５】
このような問題の打開策として現在採用されている解決方法では、実際には、磁気回路を複数の薄板薄片で形成される平面な部分に細分化し、それらを所望のトロイダルの輪を形成するように互いに近接配置する。しかし、その結果、このような設計によってもなお非常に複雑となり、理想的な解決策とされる解決方法と比較すると、漏れリアクタンスと薄片の積層率の双方の点から間違いなく悪化する。
【０００６】
さらに、エアギャップの外部にコイルを巻いたトロイダル構成では、ドーナツ状構造の中心軸に磁極片が対向しており、コイルの巻きの平均の長さが相当長いので、それぞれのスロットに適切な導線を挿入配置することができないという欠点がある。
【０００７】
実際にはコイルは型板あるいは模型の上で巻線しなければならず、外側ヨークを形成するＣ型の磁気回路の部分はその上に組みつけられる。一体の円環状に形成するのは困難であるので、永久磁石であっても、円環の一部の形状に形成される。これもまた相当製造が困難であるとともに、利用率が低いという問題を伴う。
【０００８】
前述の種々の欠点に対する解決方法の１つとして、リニアモータあるいはそのようなモータを利用するコンプレッサが特許文献１に開示されていて、その固定子は、対応する外側ヨークと共に、少なくとも２つの内側角柱状のヨークとを備え、双方の種類のヨークは本質的に矩形の複数の薄片を積層することによって形成されている。前記の外側ヨークにはそれぞれ、材料除去加工によって、２つの隣接する磁極片の間にコイルを巻回するスロットを形成している少なくとも３つの磁極片が設けられる。従って、各外側ヨークには、隣接して延在している電極と中心に延在している電極とにより形成される２つのスロットに沿って中央に延在する電極にコイルが巻かれることとなる。内側ヨークと外側ヨークの間には、各エアギャップについて、互いに離隔していると共に、互いに逆の極性で磁化された１対の永久磁石が設けられた可動部が配置される。
【０００９】
いくつかの点においては、構造は確かに簡素化されたが、前述の特許文献の教示により設計および製造されたモータは、実際に満足が得られる程度に前述の欠点や問題をなくすことについては、決して有効ではない。実際には、各磁気回路についてみると高い薄片の積層率が確保されているものの、固定子全体として有効な程度にまで使用可能な体積を利用するには至っていない。一方、全体の構造は、まったく小型化あるいは望ましい形に小型化されておらず、比較的多数の構成要素を含む。実際に、もっとも簡単な実施形態であっても、２本から４本程度のコイルが必要であり、それに応じた内側ヨークと外側ヨークが必要となる。また、スロットの中でのコイル巻き作業の自動化は、設計の観点からはやや困難であり、いずれにしても、外側ヨークの断面がＥ形であるため、比較的低い生産性でのみ実施可能である。断面がこのような形状になっていること、特にコイルが巻かれる中央磁極片が存在することから、複雑な動きをする巻線ニードルを設ける必要があり、実際には前述の問題点と制限を引き起こす。このような巻線作業を容易にすることを考慮すると、中央磁極片の周りにコイルが巻かれたあとに続けて組みつけられるように磁極片を別々にすることが考えられる。しかし、このような解決方法はやはり満足のいくものではない。それは、前述の生産性が低いというデメリットだけでなく、更に製造及び組立工程の双方において作業シーケンスの複雑さが増すとともにコストの増加を伴うためである。
【特許文献１】米国特許第６１８４５９７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の主たる目的は、その構成及び製造の双方の大幅な簡素化を確実にすることを考慮して最適な方法で設計されたリニアモータを提供することによって前述した従来技術の解決方法の欠点全てをなくすことである。
【００１１】
本発明の前述した目的に含まれる主なもの、その構成の簡素化が構成要素とその構成要素を互いに組み付けることの両方を含むリニアモータを提供することである。
【００１２】
本発明の別の主たる目的は、小型化され同時にたいへん効率的な構造であり、それによって、薄片及び巻線に関する限り、最適な積層率の実現を可能とする一方で使用していない空間を最小限に減らすリニアモータを提供することである。特に、このようなモータの特に有利な用途は、スペースが限られている場所、すなわち、動作媒体つまりそこで使用される媒体の圧縮に使用される装置を収容可能な一般的にほんの小さな限られたスペースで、一般に冷蔵、空気調和その他家電製品で使用できるように、コンプレッサを装備したモータでの利用である。
【００１３】
本発明の更なる主たる目的は、隣接する磁極片の間のスロット内のコイルを簡素化することである。
【００１４】
本発明のまた更なる主たる目的は、モータの可動部、特には永久磁石の製造及び組立工程の双方について簡素化することである。
【００１５】
本発明のその他の目的は、低コストで、簡単に入手可能な機械及び技術を利用することによって製造可能な装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によると、後述の説明により明らかになるものに加えて、前述の目的と利益とは、付記された請求項１に記された特徴と特性を採用したリニアモータ、すなわち「長手方向軸に沿ってほぼ直線的に延在している、１対の外側ヨークと、少なくとも１のコイルとを備えて構成されている固定子を有するリニアモータであって、前記固定子は、対応する外側ヨークと対向する少なくとも第１及び第２の凹所を有する内側ヨークをさらに備えて構成され、前記少なくとも１のコイルは、前記第１及び第２の凹所内に収容されていることを特徴とするリニアモータ」によって達することができるのであって、本発明によるリニアモータとそのモータによって駆動するリニアコンプレッサの更なる特徴と特性とは、付記された従属請求項に記載されている。
【００１７】
いずれにしても、本発明の特徴と利益とは、添付図面を参照した制限のない例として図示されるひとつではなく特定の実施形態の後述の説明から、より容易に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
前述の引用および記載される図を参照すると、全体として１に示されるリニアモータは、内側ヨーク２と、前記内側ヨーク２に巻回される少なくとも１のコイル３と、内側ヨーク２から間隔をあけてそれぞれ第１のエアギャップ６と第２のエアギャップ７とを画成するように前記内側ヨーク２の横方向に対面する１対の外側ヨーク４と外側ヨーク５とからおおむね構成される固定子を備える。
【００１９】
リニアモータはさらに、横断面が実質的にＵ字型で、すなわち前記第１のエアギャップ６と第２のエアギャップ７との中にそれぞれ収容される１対の側脚８ｂと８ｃとを支持する横脚８ａ及び８ｂを特徴とする可動部８を備える。前記１対の側脚８ｂ及び８ｃはまた、永久磁石９及び永久磁石１０をそれぞれ支持する。
【００２０】
内側ヨーク２及び外側ヨーク４，５は、コイル３で構成される電気回路を流れる電流と、永久磁石９及び永久磁石１０の存在により磁束を生成する磁気回路を画成する。
【００２１】
内側ヨーク２と、外側ヨーク４及び外側ヨーク５は共に、図２の符号１１，１２及び１３に示すように、それぞれが高透磁性の複数の薄片が互いに積み重ねられてできていて、それは各ヨークの断面に応じた形に切断されている。これについてはより詳細に後述する。薄片１１，１２及び１３の積層は、長手軸１４に沿って直線的に行われるので、基本的に直線的に延在する固定子が画成される。より良い方法では、内側ヨーク２と外側ヨーク４，５をそれぞれ形成するように、薄片１１，１２、１３の組立は、パンチングして切断されるのと同じ段階で個々の薄片を積み重ねることによって行うことができる。
【００２２】
従って、内側ヨーク２を形成する各薄片１１は、長手軸１４に対して中央部１５を備える断面を有し、そこから中央部１５の中央垂直面１８に対してほぼ対称に配置され、外側ヨーク４及び５それぞれに対向する少なくとも１対の第１の磁極片１６，１６ａと第２の磁極片１７，１７ａが横向きに延在している。第１の磁極片１６，１６ａの組合せと、第２の磁極片１７，１７ａの組合せは、第１の凹所１９と第２の凹所２０とをそれぞれ画成する。
【００２３】
電気回路は、軸１４によって画成される内側ヨーク２の長手方向の延長部全体に沿って第１の凹所１９及び第２の凹所２０に対して、中央部１５の周辺に巻回されているコイル３によって構成される。
【００２４】
より良い方法では、対となる磁極片１６，１６ａと磁極片１７，１７ａはそれぞれ、つまりＸの形をした断面を形成するような方法といった、中央部１５から分岐する方向に方向付けられる。この方法によって、Ｘのような脚の間には、外側ヨーク４，５にそれぞれ対向する前述の第１の側面凹所１９と第２の側面凹所２０と、可動部８の横脚８ａに対向する第３の下凹所２１と、第３の凹所２１に対して反対の方向に方向付けられている第４の上凹所と、が設けられる。
【００２５】
電気回路の絶縁性は、絶縁材によって作られた２つの予め成型された部分２３および２４で得られ、中央部１５に対して内側ヨーク２と連結される。これらの予め成型された部分２３及び２４は例えばモールド成形してもよく、頭部２５及び２６に対するコイル３の支持部として作用する。予め成型された部分２３及び２４同様に、コイル３をモータ（図示せず）から出る電源線に接続するのに使用される電気接続の配列のための支持手段として機能させることもできる。
【００２６】
外側ヨーク４及び５、つまり前記ヨークを作る各薄片１２及び１３は断面がほぼ矩形であって、対となる磁極片１６，１６ａと、磁極片１７，１７ａとにそれぞれ対向するように配置されるので、その結果、各薄片１２の形を構成する矩形の主要な側面は、対応する磁極片１６，１６ａを、全体的に覆い、また含むように延長する。そして磁極片１７，１７ａに限っていえば、各薄片１３の主要な側面の場合も同じ方法が行われる。
【００２７】
モータの可動部に限っていえば、可動部８によって支持され、第１のエアギャップ６及び第２のエアギャップ７にそれぞれ収容される永久磁石９，１０はそれぞれ、それぞれのエアギャップについて単一の横断方向に沿って磁化される一体構造で作られている。永久磁石９及び永久磁石１０を支持する可動部８はまた、磁束と電流との相互作用によって生成される運動を、例えば更に詳細に後述するコンプレッサといった稼動装置に伝えるといった意味でも作用する。このような動作伝達は、例えば可動部８に連動し、内側ヨーク２に設けられた孔２７を通るシャフト（図１から図５に図示せず）といった一般的に知られている駆動手段によって発生する。
【００２８】
前述した装置の動作について以下に示す。電流がコイル３に供給されると、反対の極の極性が磁極片１６，１６ａ及び１７，１７ａに発生し、これらの極性は、磁気回路を再度閉じるために、外側ヨーク４，５と共に前記第１のエアギャップ６及び第２のエアギャップ７に対して図５の矢印Ａ，Ｂ，Ａ’，Ｂ’に示す横方向に磁束を生成する。その結果、永久磁石９及び永久磁石１０は、反対の極の磁極片それぞれによって、電流に比例する値の磁力Ｆで引きつけられる。コイル３を交流で励磁することによって、可動部８の往復運動や同期運動が起こる。磁束Ａ，Ｂ，Ａ’，Ｂ’は、薄片１１，１２，１３（図５の薄い層の表面に相当する）の回転する面に並行に走る経路に追従し、低い磁気抵抗を示す。このようにして起きた往復運動は可動部８によって適切な運動伝達あるいは可動手段を介して稼動装置に伝えられる。
【００２９】
従って前述の説明から、本発明のリニアモータは、実際に前述した目的と利点のすべてを達成することが可能であることが容易に理解することができる。実際、リニア方式で開発されるモータの構造や、非常に単純な形状をした薄片１１，１２，１３は、モータの全体的な構造においてかなりの簡素化を達成するといったような、コストの点で明確な利点の中で完全なオートメーション製造を理想的に可能とする。このような簡素化は、モータの個々の構成要素が製造される段階と、構成要素そのものが次に最終製品に組み立てられる段階とで生じる。実際にはこの場合、内側ヨークと外側ヨークは、電気帯鋼板をパンチングする段階において、反転させてから同じ薄片を積み重ねることによって、直接得ることができる。また、孔２７を通る動作伝達手段は、同じパンチング作業によって得ることができる。
【００３０】
断面積が比較的大きく、内側ヨーク２に対して外側に配置されている側凹所１９，２０の構成により、他の作業あるいはより複雑な作業又はそれらの双方を行うことなく、コイル３を同じ凹所に直接巻回することが簡便にできるようになっている。例えば、予め組み立てたコイルを凹所に挿入しなければならないとか、複雑な経路を何回も移動しなければならないとか、後工程のために、ヨークを多数の部分に分けて製作しておかなければならないといった必要がない。
【００３１】
前述の構成のリニアモータは、その全体の大きさがより小型であるとともに、占有され使用される空間全体に対する必要な空間、あるいは稼動空間の割合が比較的高いため、効率が良い。これは、すなわち、
・コイル３を巻き付けやすいような側凹所の構成、つまり、コイルの巻線を容易にすることは、同一のコイルが同一の側凹所で最適な充填率で装填されるようにするだけでなく、コイルの抵抗を軽減することも可能であること、
・内側ヨーク及び外側ヨークが直線的に延長している部分の薄片の積層率が最適化されていること、特にそのＸの形をした内側ヨークの構成は、モータに接続している操作装置の構成要素が下凹所２１及び上凹所２２内に収容可能になっていること
といった、様々な要因によるものである。
【００３２】
本発明が、本発明の要旨を逸脱しない範囲でいくつかの変更例あるいは変形例があってもよく、また、いくつかの異なる応用例の組み合わせで使用されても良いということは、もちろん理解されるであろう。
【００３３】
図６から図９は、本発明のリニアモータをコンプレッサに応用した図である。これらの図では、前述の図で既に説明されたモータの同じ構成要素を示すのに同一の符号を使用している。従って、ここで考慮される図に示されるモータは、内側ヨーク２と、側凹所１９，２０に対応する前記内側ヨーク２の周りに巻回されるコイル３と、前記内側ヨーク２と対向する１対の外側ヨーク４，５と、を備える固定子を含むように示される。可動部８は、内側ヨーク２と外側ヨーク４，５との間に設けられたエアギャップに収容される横脚８ｂ及び８ｃに対応して、１対の永久磁石９，１０を支持する。また横脚８ａに対応して、モータに交流が供給される際、可動部８に伝わる往復運動を伝達する連動手段が存在する。これらの手段は、内側ヨーク２の中央に設けられる孔２７を通るシャフト２８で構成され、シャフト２８は、その上端部にコンプレッサのピストン２９を形成する広がった頭部を有する。
【００３４】
固定子は、上フランジ３０及び下フランジ３１の内側に収容されていて、上フランジ３０には、その中にスライド可能に収容されたピストン２９が入っているシリンダ３２と、モータの動作中、つまり可動部８の往復運動中に対応する脚８ｂ，８ｃとスライド可能に収容するように適合された１対のレセプタクル３３，３４と、が設けられている。下フランジ３１には、シャフト２８が貫通するための開口３５と共に、可動部８の脚８ｂ，８ｃがそこを通るための１対の孔３６，３７が設けられている。さらに下フランジ３１には、弾性的に変形自在な手段３９の支持部３８が設けられていて、これについては詳細に後述するが、またこれは支持部３８の下側と可動部８の上側とに接続する。
【００３５】
その結果、装置は、吐出ダクト及び吸引ダクトの通路のための開口４１，４２が備えられる頭部４０によって上部が閉鎖される。
【００３６】
内側ヨーク２の断面がおおむねＸ形の構成である場合、上フランジ３０とシリンダ３２が内側ヨーク２の上側に設けられている第４の凹所内に延伸可能である。内側ヨーク２に向かって方向づけられるピストン２９の部分４３は、シリンダ３２内のストロークが下死点に到達すると、ピストン２９は前述の第４の凹所２２に受けいれられるように、第４の凹所２２の形状にはまり込むような形状になされた２つの傾斜面４８，４９を持つ円筒状の構成となる。この手段によって、この説明の始めに既に示唆されていたように、コンプレッサの機械部品をそこに収容するようにモータが画成する体積を活用する最適な方法で非常に小型に作られるような装置の構成が可能となる。同様に、下フランジ３１は第３の下凹所２１内にほぼ延在するようにすることが可能である。外側ヨーク４，５と内側ヨーク２には、組立ての際にこれらのフランジの中央あわせを容易にするために、上フランジ３０及び下フランジ３１に設けられる各レセプタクルに対応する突起５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７を備えても良い。
【００３７】
頭部４０のない装置の全体を示す図６から、前述の説明に基づいて製造されたコンプレッサにおける構成の全体的な小型化について明確に推測できる。
【００３８】
この特定の産業分野において一般的に共振ばねと呼ばれる弾性的に変形自在な手段３９は、１つ以上のどんな本質的に公知なタイプのねじりばねで構成してもよい。しかし、本構造の高さ寸法を軽減する目的を満たすことはほとんどないであろう。
【００３９】
この接続を可能にする解決方法は、特に図３２を参照して米国特許第６１８４５９７号明細書に記されている薄板ばねによって得ることができる。しかし、この解決方法では、縦の寸法を確実に縮小するが、可動部８自体が往復運動をすることによって、それが縦軸１８を中心とする回転運動を引き起こすので、最終的に可動部８が固定子との衝突を招くおそれのある好ましくない螺旋運動を観測することとなる。
【００４０】
従ってこういう意味での特に好適な解決方法は、図８に示す共振ばね３９によって表される。このバネ３９は、少なくとも２つの弓形の弾性的に変形自在な部材４６，４７から成り、前記部材はそれぞれ、図８に示す実施例では、各部材は４本であるが、１枚以上の弾性板ばねで構成され、３本以上のアーム４６，４７を備える。これら弾性的に変形自在な部材４４，４５は、そのくぼみが互いに対面して、前記アーム４６，４７の端部に対応して確実に接合するために、このように互いに接して配置される。アーム４６，４７の延長部分に対して垂直に負荷がかかると、弾性的に変形自在な部材４４，４５には曲げ応力が作用し、それによって曲げ変形を受ける。
【００４１】
図７を参照すると、ばね３９の上部は、弾性的に変形自在な部材４４に対応してシャフト２８と同軸に可動部８の横脚８ａに固定され、またばね３９の下部は、弾性的に変形自在な部材４５に対応して下フランジ３１の一部である支持部３８に固定される。このようなばねの取り付けは、例えばねじ、ボルト等の公知の固定手段を利用して行われる。好適には、ねじ本体は可及的に広い範囲で加えられた力を均一に分散させるように設計される。
【００４２】
前述の説明から、本発明に基づいて製造されたリニアモータについて示した利益が、実際にどのようにそういったモータの分野に広がって前述の種類のコンプレッサに有効であるかについて、容易に理解できるであろう。実際、コンプレッサの機械部品を製造する構成要素が占める大きな体積は、実際に収容可能である。すなわち、前述したモータの下凹所２１と上凹所２２に収容される。
【００４３】
さらに、前述の共振ばね３９を使用することによって、装置の高さにおける負担を更に軽減することができるので、可動部８に伝達される回転運動に関係するいかなる問題も持ち込むことなく、コンプレッサ全体の構成をより小型化することができる。これに加えて、弾性的に変形自在な部材４４，４５がほとんど接するようになっているので、ばねの圧縮行程は先行技術の解決方法に対し増加し、それによって利用可能なピストン２９の行程が増える可能性を生み出し、その結果コンプレッサの効率が大幅に向上する。
【００４４】
なお、本発明を実現するために使用される材料ならびに各構成要素の形状及び大きさは、本発明の範囲から外れることなく、最も適切に特定の要求に応じ、あるいは出願に関連する要求に従って選択しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明のリニアモータの略断面図である。
【図２】図２は、図１に示すリニアモータの平面図である。
【図３】図３は、内側ヨークの詳細な斜視図である。
【図４】図４は、モータの主な構成要素の分解斜視図である。
【図５】図５は、本発明のモータの動作を表す図１と同様の図である。
【図６】図６は、本発明のリニアコンプレッサ装置の斜視図である。
【図７】図７は、図６に示すコンプレッサの断面図である。
【図８】図８は、図６に示すコンプレッサのための共振ばねの斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
２        内側ヨーク
３        コイル
４，５    外側ヨーク
１４      長手方向軸
１９      第１の凹所
２０      第２の凹所
【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８】
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【図７】
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【国際調査報告】
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