(57)【要約】【課題】両頭のピストンを採用することによって単位時間当たりの冷媒の圧縮能力を高く維持しながら、各ピストンヘッドとピストンロッドとの間の径方向の位置ずれによる動力損失、耐久性の低下等の不具合を解決可能な高いリニア電動式圧縮機を提供する。【解決手段】本発明のリニア電動式圧縮機１００は、第１、２シリンダブロック１、３、シェル５、センターハウジング７、第１、２エンドプレート１１、１３、弁ユニット２５、ピストン２７、第１、２コイルばね４９、５１、コイル６３ａ、６３ｂ、６５ａ、６５ｂ及び永久磁石３５、３７を備えている。ピストン２７は、ピストンロッド２９と、第１、２ピストンヘッド３１、３３とからなる。シェル５と第１、２シリンダブロック１、３との間にはピストンロッド２７の中心軸と第１、２ピストンヘッド３１、３３の中心軸との位置ずれＧ１、Ｇ２を吸収する第１、２間隙１ｃ、３ｃが確保されている。【選択図】図１
2011052650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向にシリンダボアが貫設されたハウジングと、該ハウジングの両端に接合される一対のエンドプレートと、該シリンダボアと各該エンドプレートとの間に設けられ、該シリンダボア側を圧縮室とし、各該エンドプレート側を吐出室及び／又は吸入室とする一対の弁ユニットと、該シリンダボア内に往復動可能に収容され、各該弁ユニットとの間に該圧縮室を形成するピストンと、該ハウジングに設けられたコイルと、該ピストンに設けられ、該コイルによって生じる電磁力によって該ピストンを往復動させる永久磁石とを備え、
前記ハウジングは、一方側で前記シリンダボアである第１シリンダボアが貫設された第１シリンダブロックと、他方側で該シリンダボアである第２シリンダボアが貫設された第２シリンダブロックとを有し、
前記ピストンは、ピストンロッドと、該ピストンロッドの一端に一体に設けられ、該第１シリンダボア内を摺接する第１ピストンヘッドと、該ピストンロッドの他端に一体に設けられ、該第２シリンダボア内を摺接する第２ピストンヘッドとを有し、
該第１シリンダブロックと該第２シリンダブロックとは、該ピストンロッドの中心軸と該第１ピストンヘッド及び該第２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを組み付け時に吸収するように径方向で相対移動可能に構成されていることを特徴とするリニア電動式圧縮機。
【請求項２】
前記ハウジングは、前記第１シリンダブロック及び前記第２シリンダブロックの径方向外側に設けられ、該第１シリンダブロック及び該第２シリンダブロックとの間に前記コイルを保持するシェルを有し、
前記シェルと前記第１シリンダブロックとは、前記ピストンロッドの中心軸と前記第１ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを組み付け時に吸収するように径方向で相対移動可能に構成され、
前記シェルと前記第２シリンダブロックとは、前記ピストンロッドの中心軸と前記第２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを組み付け時に吸収するように径方向で相対移動可能に構成されている請求項１記載のリニア電動式圧縮機。
【請求項３】
前記シェルと前記第１シリンダブロックとの間には、前記ピストンロッドの中心軸と前記第１ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収する第１間隙が確保され、
該シェルと前記第２シリンダブロックとの間には、該ピストンロッドの中心軸と前記第２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収する第２間隙が確保されている請求項２記載のリニア電動式圧縮機。
【請求項４】
前記第１シリンダブロック及び前記第２シリンダブロックは前記シェルに対して相対回転不能に固定されている請求項２又は３記載のリニア電動式圧縮機。
【請求項５】
前記第１シリンダブロックには前記軸方向に延びる第１ボルト穴が形成され、前記第２シリンダブロックには該軸方向に延びる第２ボルト穴が形成され、該第１ボルト穴及び該第２ボルト穴には該第１シリンダブロック及び該第２シリンダブロックを締結するボルトが挿通され、
該第１ボルト穴と該ボルトとの間には、該ピストンロッドの中心軸と該第１ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収する第１間隙が確保され、
該第２ボルト穴と該ボルトとの間には、該ピストンロッドの中心軸と該第２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収する第２間隙が確保されている請求項１記載のリニア電動式圧縮機。
【請求項６】
前記第１間隙は前記ピストンロッドの中心軸と前記第１ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれよりも大きく、前記第２間隙は該ピストンロッドの中心軸と前記第２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれよりも大きい請求項３又は５記載のリニア電動式圧縮機。
【請求項７】
前記シリンダボア内で前記ピストンを往復動させる付勢力を有する付勢部材を備え、
前記ハウジングは、前記第１シリンダブロックと前記第２シリンダブロックとの間に設けられ、前記ピストンロッド周りにばね座を形成するセンターハウジングを有し、該ばね座と両前記ピストンヘッドとの間に前記付勢部材としてのコイルばねが設けられている請求項１乃至６のいずれか１項記載のリニア電動式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニア電動式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の図７等に従来のリニア電動式圧縮機が開示されている。このリニア電動式圧縮機は、軸方向にシリンダボアが貫設されたハウジングと、ハウジングの両端に接合される一対のエンドプレートと、シリンダボアと各エンドプレートとの間に設けられ、シリンダボア側を圧縮室とし、各エンドプレート側を吐出室及び吸入室とする一対の弁ユニットと、シリンダボア内に往復動可能に収容され、各弁ユニットとの間に圧縮室を形成するピストンと、シリンダボア内でピストンを往復動させる付勢力を有するばねと、ハウジングに設けられたコイルと、ピストンに設けられ、コイルによって生じる電磁力によってばねとともにピストンを往復動させる永久磁石とを備えている。ピストンは、ピストンロッドと、ピストンロッドの両端に一体に設けられ、シリンダボア内を摺接するピストンヘッドとからなる両頭のものである。
【０００３】
このリニア電動式圧縮機では、コイルに周期的な給電を行うことでコイル周りに周期的に変化する電磁力を生じ、ピストンの永久磁石がその電磁力に引き付けられたり、引き離されたりする。このため、ピストンはシリンダボア内で往復動する。この際、ばねの固有振動数による共振によってもピストンが往復動する。このピストンの往復動により、冷媒は、吸入室から圧縮室に吸入され、圧縮室で圧縮された後、吐出室へ吐出される。このため、このリニア電動式圧縮機は、電気制御によって冷媒の圧縮作用を行うことができることから、電気自動車等の空調装置として採用可能であると考えられる。また、このリニア電動式圧縮機では、両頭のピストンが一往復する間に冷媒を２回圧縮することが可能であるため、ピストンの一端のみに圧縮室を形成するリニア電動式圧縮機に比べ、単位時間当たりの冷媒の圧縮能力を高くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９５３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記リニア電動式圧縮機では、両頭のピストンが一体品でなく、ピストンロッドの両端にピストンヘッドを組み付けたものであるため、各ピストンヘッドとピストンロッドとの間で径方向の位置ずれが不可避的に生じる。このため、このピストンはそのままでは単一のシリンダボア内を好適に摺接し難く、摩擦熱による動力損失、摩耗による耐久性の低下等を生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、両頭のピストンを採用することによって単位時間当たりの冷媒の圧縮能力を高く維持しながら、各ピストンヘッドの中心軸とピストンロッドの中心軸との間の径方向の位置ずれによる動力損失、耐久性の低下等の不具合を解決可能なリニア電動式圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のリニア電動式圧縮機は、軸方向にシリンダボアが貫設されたハウジングと、該ハウジングの両端に接合される一対のエンドプレートと、該シリンダボアと各該エンドプレートとの間に設けられ、該シリンダボア側を圧縮室とし、各該エンドプレート側を吐出室及び／又は吸入室とする一対の弁ユニットと、該シリンダボア内に往復動可能に収容され、各該弁ユニットとの間に該圧縮室を形成するピストンと、該ハウジングに設けられたコイルと、該ピストンに設けられ、該コイルによって生じる電磁力によって該ピストンを往復動させる永久磁石とを備え、
前記ハウジングは、一方側で前記シリンダボアである第１シリンダボアが貫設された第１シリンダブロックと、他方側で該シリンダボアである第２シリンダボアが貫設された第２シリンダブロックとを有し、
前記ピストンは、ピストンロッドと、該ピストンロッドの一端に一体に設けられ、該第１シリンダボア内を摺接する第１ピストンヘッドと、該ピストンロッドの他端に一体に設けられ、該第２シリンダボア内を摺接する第２ピストンヘッドとを有し、
該第１シリンダブロックと該第２シリンダブロックとは、該ピストンロッドの中心軸と該第１ピストンヘッド及び該第２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを組み付け時に吸収するように径方向で相対移動可能に構成されていることを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
本発明のリニア電動式圧縮機では、ピストンが第１、２ピストンヘッドを有する両頭のものであり、一往復する間に冷媒を２回圧縮することが可能であるため、単位時間当たりの冷媒の圧縮能力を高くすることができる。
【０００９】
また、このリニア電動式圧縮機では、第１、２ピストンヘッドにそれぞれ対応する第１、２シリンダブロックを有し、第１シリンダブロックに第１シリンダボアが貫設され、第２シリンダブロックに第２シリンダボアが貫設されている。このため、ピストンは、第１ピストンヘッドが第１シリンダボアを摺接し、第２ピストンヘッドが第２シリンダボアを摺接することとなる。このため、第１、２ピストンヘッド間の中心軸の位置ずれは第１、２シリンダブロックが互いに径方向に移動することで吸収される。そして、第１、２シリンダブロックは、組み付け時に径方向で相対移動し、ピストンロッドの中心軸と第１、２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収する。なお、第１シリンダブロックと第２シリンダブロックとは、組み付け後には径方向への相対移動不能になる。このため、このピストンの第１、２ピストンヘッドは第１、２シリンダボア内を好適に摺接し、摩擦熱による動力損失、摩耗による耐久性の低下等を生じ難い。
【００１０】
したがって、このリニア電動式圧縮機は、両頭のピストンを採用することによって単位時間当たりの冷媒の圧縮能力を高く維持しながら、各ピストンヘッドとピストンロッドとの間の径方向の位置ずれによる動力損失、耐久性の低下等の不具合を解決可能である。
【００１１】
また、このリニア電動式圧縮機では、第１、２シリンダブロック、ピストンロッド及び第１、２ピストンヘッドの寸法精度を従来と同等にすることができ、製造コストの上昇を防止できる。
【００１２】
このリニア電動式圧縮機においては、ハウジングは第１シリンダブロック及び第２シリンダブロックの径方向外側に設けられ、第１シリンダブロック及び第２シリンダブロックとの間にコイルを保持するシェルを有し得る。また、シェルと第１シリンダブロックとは、ピストンロッドの中心軸と第１ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを組み付け時に吸収するように径方向で相対移動可能に構成され得る。そして、シェルと第２シリンダブロックとは、ピストンロッドの中心軸と第２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを組み付け時に吸収するように径方向で相対移動可能に構成され得る（請求項２）。
【００１３】
この場合には、シェルと第１、２シリンダブロックとが組み付け時に径方向で相対移動することで、ピストンロッドの中心軸と第１、２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収することができる。なお、シェルと第１、２シリンダブロックとは組み付け後には径方向への相対移動不能となる。
【００１４】
また、この場合のリニア電動式圧縮機において、シェルと第１シリンダブロックとの間には、ピストンロッドの中心軸と第１ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収する第１間隙が確保され得る。また、シェルと第２シリンダブロックとの間には、ピストンロッドの中心軸と第２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収する第２間隙が確保されていることが好ましい（請求項３）。この場合には、第１、２間隙によって、ピストンロッドの中心軸と第１、２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収することができる。そして、シェルと第１、２シリンダブロックとは、組み付け時に第１、２間隙の範囲で径方向に相対移動が可能になる。このため、第１、２間隙の大きさを変更することにより、シェルと第１、２シリンダブロックとが相対移動できる範囲を容易に調整することができる。なお、第１、２間隙は各位置ずれを吸収後に残存するように構成してもよく、残存しないように構成してもよい。
【００１５】
さらに、この場合のリニア電動式圧縮機において、第１シリンダブロック及び第２シリンダブロックはシェルに対して相対回転不能に固定されていることが好ましい（請求項４）。この場合には、ピストンのローリングが防止され、第１、２ピストンヘッドを第１、２シリンダボア内で安定して摺接させることが可能になる。
【００１６】
また、このリニア電動式圧縮機においては、第１シリンダブロックには軸方向に延びる第１ボルト穴が形成され、第２シリンダブロックには軸方向に延びる第２ボルト穴が形成され得る。また、第１ボルト穴及び第２ボルト穴には第１シリンダブロック及び第２シリンダブロックを締結するボルトが挿通され得る。そして、第１ボルト穴とボルトとの間には、ピストンロッドの中心軸と第１ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収する第１間隙が確保され得る。また、第２ボルト穴とボルトとの間には、ピストンロッドの中心軸と第２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれを吸収する第２間隙が確保され得る（請求項５）。
【００１７】
この場合、第１、２シリンダブロックはボルトによって締結される。そして、第１、２シリンダブロックは、第１、２ボルト穴とボルトとの隙間である第１、２隙間の範囲で径方向に相対移動が可能になる。このため、第１、２ボルト穴とボルトとの大きさを変更することで第１、２シリンダブロックが相対移動できる範囲を容易に調整できる。なお、第１、２間隙は各位置ずれを吸収後に残存するように構成してもよく、残存しないように構成してもよい。
【００１８】
このリニア電動式圧縮機において、第１間隙はピストンロッドの中心軸と第１ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれよりも大きく、第２間隙はピストンロッドの中心軸と第２ピストンヘッドの中心軸との径方向の位置ずれよりも大きいことが好ましい（請求項６）。この場合、第１間隙がピストンロッドの中心軸と第１ピストンヘッドの中心軸との位置ずれを完全に吸収し、第２間隙がピストンロッドの中心軸と第２ピストンヘッドの中心軸との位置ずれを完全に吸収する。このため、このピストンの第１、２ピストンヘッドは第１、２シリンダボア内を最も好適に摺接する。このため、摩擦熱による動力損失、摩耗による耐久性の低下等をより生じ難い。
【００１９】
また、このリニア電動式圧縮機では、シリンダボア内でピストンを往復動させる付勢力を有する付勢部材を備え得る。また、ハウジングは、第１シリンダブロックと第２シリンダブロックとの間に設けられ、ピストンロッド周りにばね座を形成するセンターハウジングを有し得る。そして、ばね座と両ピストンヘッドとの間に付勢部材としてのコイルばねが設けられていることが好ましい（請求項７）。この場合には、コイルによって生じた電磁力に加えて、付勢部材の固有振動数による共振によってもピストンを往復動させることが可能である。また、ピストン内に付勢部材としてのコイルばねを設けるため、圧縮室等を大きく確保することができる。このため、リニア電動式圧縮機を小型化しても冷媒の圧縮効率を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１のリニア電動式圧縮機を示す断面図である。
【図２】実施例１のリニア電動式圧縮を用いた車両用空調装置を示す摸式構造図である。
【図３】実施例１のリニア電動式圧縮機の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】実施例１のリニア電動式圧縮機におけるコイル及び永久磁石を示す説明図である。
【図５】実施例１のリニア電動式圧縮機において、ピストンと各シリンダブロックとの位置関係を示す模式断面図である。
【図６】実施例２のリニア電動式圧縮機において、ピストンと各シリンダブロックとの位置関係を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
（実施例１）
図１に示す実施例１のリニア電動式圧縮機１００は、ハイブリッド車や電気自動車等の空調装置として採用されている。このリニア電動式圧縮機１００は、第１、２シリンダブロック１、３、シェル５及びセンターハウジング７によってハウジング９が構成されている。第１シリンダブロック１には軸方向に第１シリンダボア１ａが貫設され、第２シリンダブロック３には軸方向に第２シリンダボア３ａが貫設されている。第１、２シリンダボア１ａ、３ａは設計上は同軸かつ同径にされている。
【００２３】
第１、２シリンダブロック１、３は、第１、２シリンダボア１ａ、３ａ周りにフランジ１ｂ、３ｂを有しており、フランジ１ｂ、３ｂが両端に位置するようにシェル５内に収納されている。この際、第１シリンダブロック１は、図３及び図５に示すように、フランジ１ｂとシェル５との間に第１間隙１ｃが確保されるようにしてシェル５内に収容されている。同様に、第２シリンダブロック３は、フランジ３ｂとシェル５との間に第２間隙３ｃが確保されるようにしてシェル５内に収容されている。
【００２４】
シェル５と第１、２シリンダブロック１、３とは、リニア電動式圧縮機１００として組み付けられる際には径方向に相対移動可能である。また、第１、２シリンダブロック１、３は、リニア電動式圧縮機１００として組み付けられる際には相対回転可能である。一方、シェル５と第１、２シリンダブロック１、３とは、リニア電動式圧縮機１００として組み付けられた後には径方向に相対移動不能である。また、第１、２シリンダブロック１、３は、リニア電動式圧縮機１００として組み付けられれば、シェル５に対して相対回転不能である。
【００２５】
図１に示すように、シェル５内では、第１、２シリンダブロック１、３間にセンターハウジング７が設けられている。センターハウジング７には第１、２シリンダボア１ａ、３ａと設計上同軸かつ同径の収納孔７ａが貫設されている。
【００２６】
シェル５の両端には第１、２ガスケット１０、１２を介して第１、２エンドプレート１１、１３が接合されている。第１、２エンドプレート１１、１３には空間が形成されており、第１ガスケット１０と第１エンドプレート１１との間には第１弁板１５が挟持され、第２ガスケット１２と第２エンドプレート１３との間には第２弁板１７が挟持されている。第１、２エンドプレート１１、１３の空間は第１、２弁板１５、１７によって第１、２吐出室１１ａ、１３ａとされている。第１、２エンドプレート１１、１３には第１、２吐出ポート１１ｂ、１３ｂが貫設されている。第１吐出室１１ａは第１吐出ポート１１ｂによって図２に示す配管１０１に接続され、第２吐出室１３ａは第２吐出ポート１３ｂによって配管１０２に接続されている。
【００２７】
図１に示すように、第１弁板１５には吐出口１５ａが貫設されている。また、第１弁板１５の第１吐出ポート１１ｂ側には、吐出口１５ａを開閉可能なリード式の吐出弁１９と、吐出弁１９の開度を規制するリテーナ２１とがリベット２３によって設けられている。第１弁板１５、吐出弁１９、リテーナ２１及びリベット２３が第１弁ユニット２５である。第２弁板１７側も同様である。
【００２８】
図１に示すように、第１、２シリンダボア１ａ、３ａ及び収納孔７ａ内には往復動可能にピストン２７が収納されている。ピストン２７は、ピストンロッド２９と、このピストンロッド２９の一端に一体に設けられ、第１シリンダボア１ａ内を摺接する第１ピストンヘッド３１と、ピストンロッド２９の他端に一体に設けられ、第２シリンダボア３ａ内を摺接する第２ピストンヘッド３３とからなる。このようにピストン２７は一体品でない。つまり、ピストン２７は、図５に示すように、ピストンロッド２９の両端に第１、２ピストンヘッド３１、３３を組み付けたものであるため、第１ピストンヘッド３１の中心軸とピストンロッド２９の中心軸との間で径方向の位置ずれＧ１が不可避的に生じ、かつ第２ピストンヘッド３３の中心軸とピストンロッド２９の中心軸との間で径方向の位置ずれＧ２が不可避的に生じてしまっている。第１間隙１ｃは位置ずれＧ１よりも大きく、第２間隙３ｃは位置ずれＧ２よりも大きくされている。
【００２９】
第１ピストンヘッド３１は、図３及び図４に示すように、外周面に永久磁石３５、３７を固定するヘッド本体３９と、ヘッド本体３９と一体的に設けられ、第１シリンダボア１ａの内面に対して永久磁石３５、３７の外周面を離間する第１、２スペーサ４１、４３とを有している。
【００３０】
永久磁石３５、３７は筒状をなしている。永久磁石３５、３７は希土類磁石からなる。永久磁石３５は外周面側がＮ極、内周面側がＳ極とされ、永久磁石３７は外周面側がＳ極、内周面側がＮ極とされている。なお、永久磁石３５は外周面側がＳ極、内周面側がＮ極とされ、永久磁石３７は外周面側がＮ極、内周面側がＳ極とされていてもよい。
【００３１】
図３に示すように、ヘッド本体３９に第２スペーサ４３が圧入され、次いで永久磁石３７、３５がヘッド本体３９に挿入され、次いでヘッド本体３９に第１スペーサ４１が圧入されることにより、永久磁石３５、３７はヘッド本体３９上で第１、２スペーサ４１、４３に挟持されている。第１ピストンヘッド３１は第１スペーサ４１側が圧縮室４５とされている。
【００３２】
ヘッド本体３９には内部から圧縮室４５に向かって開く吸入口３９ａが貫設されている。第１スペーサ４１には吸入口３９ａと連通する弁口４１ａが形成されており、弁口４１ａ内にはフロート式の吸入弁４７が収納されている。弁口４１ａは圧縮室４５側に係止片４１ｂを有している。吸入弁４７の外周縁には、吸入口３９ａを開いた時に係止片４１ｂと当接する複数の係止片４７ａが形成されており、各係止片４７ａ間は切欠き４７ｂとされている。
【００３３】
図１に示すように、ピストンロッド２９の両端に第１ピストンヘッド３１と第２ピストンヘッド３３とが圧入されている。ピストンロッド２９は第１、２ピストンヘッド３１、３３よりも小径である。ピストンロッド２９には、中央で径方向に開き、軸方向に延びる吸入通路２９ａが形成されている。吸入通路２９ａは、図４に示すように、第１ピストンヘッド３１の吸入口３９ａと連通している。吸入通路２９ａ、吸入口３９ａ、吸入弁４７及び第１スペーサ４１が吸入弁機構５０を構成している。第２ピストンヘッド３３側も同様である。
【００３４】
図１に示すように、センターハウジング７には、第１、２シリンダブロック１、３の端面から同一の距離をなす中央位置に、ばね座７ｂが収納孔７ａ内に突出する形状で形成されている。収納孔７ａの内面とピストンロッド２９の外周面との間はばね室７ｃとされている。ばね室７ｃ内には付勢部材としての第１、２コイルばね４９、５１が収納されている。
【００３５】
第１コイルばね４９は、予圧縮された状態で、一端がばね座７ｂに当接し、他端が第１ピストンヘッド３１の第２スペーサ４３に当接している。第２コイルばね５１は、同様に予圧縮された状態で、一端がばね座７ｂに当接し、他端が第２ピストンヘッド３３の第２スペーサ（符号なし）に当接している。
【００３６】
センターハウジング７とシェル５との間には中間室５３が形成されている。センターハウジング７には、中間室５３とばね室７ｃとを連通する連通孔７ｄが貫設されている。中間室５３及びばね室７ｃが吸入室５５に相当する。シェル５には吸入ポート５ａが貫設されている。吸入室５５は吸入ポート５ａによって図２に示す配管１０３に接続されている。シェル５には中間室５３を閉鎖するカバー５７も固定されており、カバー５７には後述するコイル６３ａ、６３ｂ、６５ａ、６５ｂと接続される図示しない端子が固定されている。
【００３７】
第１、２シリンダブロック１、３とシェル５との間には第１、２保持部材５９、６１に保持された状態でコイル６３ａ、６３ｂ、６５ａ、６５ｂが設けられている。コイル６３ａ、６３ｂ、６５ａ、６５ｂは第１、２ピストンヘッド３１、３３周りに設けられている。第１、２シリンダブロック１、３及び第１、２保持部材５９、６１は磁性体からなる。第１、２保持部材５９、６１とシェル５との間においても、上記の第１、２間隙１ｃ、３ｃが確保されている。なお、第１、２シリンダブロック１、３を非磁性体で構成することもできる。
【００３８】
このリニア電動式圧縮機１００は、図２に示すように、配管１０１及び配管１０２が配管１０４に接続され、配管１０４は凝縮器１０５に接続されている。凝縮器１０５は配管１０６によって膨張弁１０７及び蒸発器１０８に接続され、蒸発器１０８は配管１０３に接続されている。また、中間室５３内の端子はリード線１０９によって給電装置１１０に接続されている。給電装置１１０は電気制御されるようになっている。
【００３９】
以上のように構成されたリニア電動式圧縮機１００では、給電装置１１０によってコイル６３ａ、６３ｂ、６５ａ、６５ｂに周期的な給電を行うことでコイル６３ａ、６３ｂ、６５ａ、６５ｂ周りに周期的に変化する電磁力を生じる。この際、図４に示すように、コイル６３ａが第１ピストンヘッド３１の永久磁石３５を引き付ければ、コイル６３ｂが第１ピストンヘッド３１の永久磁石３７を引き離そうとする。逆に、コイル６３ａが第１ピストンヘッド３１の永久磁石３５を引き離せば、コイル６３ｂが第１ピストンヘッド３１の永久磁石３７を引き付けようとする。このため、このリニア電動式圧縮機１００では、大きな推力でピストン２７を往復動させることが可能になっている。特に、このリニア電動式圧縮機１００では、永久磁石３５、３７が希土類磁石であるため、小型でありながら推力が大きくなっている。
【００４０】
このため、ピストン２７の永久磁石３５、３７（第１ピストンヘッド３１の永久磁石のみ符号で示す。）が６３ａ、６３ｂ、６５ａ、６５ｂによって生じる電磁力に引き付けられたり、引き離されたりする。このため、ピストン２７は第１、２シリンダボア１ａ、３ａ内で往復動する。この際、第１、２コイルばね４９、５１の固有振動数による共振によってもピストン２７は往復動する。
【００４１】
このピストン２７の往復動により、冷媒の吸入、圧縮及び吐出のそれぞれの行程が行われる。第１ピストンヘッド３１側を例に詳細に説明する。図３に示すように、第１ピストンヘッド側３１が吸入行程にあるとき、圧縮室４５内が低圧となり、吸入弁４７が弁口４１内を移動し、吸入口３９ａが開かれる。このため、吸入室５５内の冷媒は、吸入口３９ａから吸入弁４７の切欠き４７ｂと係止片４１ｂとの間隙を通過して圧縮室４５内へ吸入される。この時、吐出口１５ａは吐出弁１９によって閉じられている。
【００４２】
第１ピストンヘッド側３１が圧縮行程に移行すると、圧縮室４５内の圧力により吸入弁４７が弁口４１ａ内を移動し、吸入口３９ａが閉じられる。そして、圧縮室４５内の圧力が上昇することにより、吐出弁１９が開かれる。すなわち、第１ピストンヘッド側３１が吐出行程に移行する。こうして、圧縮された冷媒は、吐出口１５ａを経て吐出室１１ａへ吐出される。吐出室１１ａ内の冷媒は高温であるが、第１エンドプレート１１と第１シリンダブロック１との間にはガスケット１０が存在し、ピストン２７は吐出室１１ａとは直接接触していない。このため、ピストン２７は吐出室１１ａ、１３ａ内の冷媒によっては加熱され難い。なお、第２ピストンヘッド３３側も同様である。
【００４３】
こうして、冷媒は以下のように循環して車室内の空調を行う。すなわち、蒸発器１０８から配管１０３に出た冷媒は、吸入室５５から圧縮室４５に吸入され、圧縮室４５で圧縮された後、第１、２吐出室１１ａ、１３ａへ吐出される。第１、２吐出室１１ａ、１３ａ内の冷媒は配管１０１、１０２を経て凝縮器１０５、膨張弁１０７及び蒸発器１０８に至る。これらのリニア電動式圧縮機１００は、電気制御によって冷媒の圧縮作用を行うことができることから、電気自動車等の空調装置として好適に空調を行うことが可能である。例えば、車両がハイブリッドエンジンを搭載しており、停車している間にそのエンジンが停止していても、このリニア電動式圧縮機１００によって好適な空調が可能である。
【００４４】
また、このリニア電動式圧縮機１００では、ピストン２７が一往復する間に冷媒を２回圧縮することが可能であるため、ピストンの一端のみに圧縮室を形成するリニア電動式圧縮機に比べ、単位時間当たりの冷媒の圧縮能力を高くすることができる。
【００４５】
このリニア電動式圧縮機１００では、第１、２ピストンヘッド３１、３３にそれぞれ対応する第１、２シリンダブロック１、３を有し、第１シリンダブロック１に第１シリンダボア１ａが貫設され、第２シリンダブロック３に第２シリンダボア３ａが貫設されている。このため、ピストン２７は、第１ピストンヘッド３１が第１シリンダボア１ａを摺接し、第２ピストンヘッド３３が第２シリンダボア３ａを摺接することとなる。このため、第１、２ピストンヘッド３１、３３間の中心軸の径方向の位置ずれ（Ｇ１＋Ｇ２）は第１、２シリンダブロック１、３が互いに径方向に移動することで吸収される。
【００４６】
そして、図５に示すように、このリニア電動式圧縮機１００では、シェル５と第１、２シリンダブロック１、３とは組み付け時に径方向で相対移動し、また、第１、２シリンダブロック１、３とシェル５との間に第１、２間隙１ｃ、３ｃが確保されている。このため、ピストンロッド２９の中心軸と第１ピストンヘッド３１の中心軸との径方向の位置ずれＧ１は、シェル５と第１シリンダブロック１との組み付け時に、第１間隙１ｃに吸収される。また、ピストンロッド２９の中心軸と第２ピストンヘッド３３の中心軸との径方向の位置ずれＧ２は、シェル５と第２シリンダブロック３との組み付け時に、第２間隙３ｃに吸収される。これらのため、ピストン２７の第１、２ピストンヘッド３１、３３は第１、２シリンダボア１ａ、３ａ内を好適に摺接する。
【００４７】
特に、このリニア電動式圧縮機１００では、シェル５と第１、２シリンダブロック１、３とは、組み付け時に第１、２間隙１ｃ、３ｃの範囲で径方向に相対移動が可能になる。このため、第１、２間隙１ｃ、３ｃの大きさを変更することにより、シェル５と第１、２シリンダブロック１、３とが組み付け時に相対移動できる範囲を容易に調整することができる。また、第１間隙１ｃが位置ずれＧ１よりも大きく、第２間隙３ｃが位置ずれＧ２よりも大きいため、第１間隙１ｃが位置ずれＧ１を完全に吸収し、第２間隙３ｃが位置ずれＧ２を完全に吸収する。このため、このピストン２７の第１、２ピストンヘッド３１、３３は第１、２シリンダボア１ａ、３ａ内を最も好適に摺接する。このため、このリニア電動式圧縮機１００は、摩擦熱による動力損失、摩耗による耐久性の低下等を生じ難い。なお、第１、２間隙１ｃ、３ｃが位置ずれＧ１、Ｇ２よりも大きいため、位置ずれＧ１、Ｇ２を吸収した後も第１、２間隙１ｃ、３ｃの一部が残存して存在する。
【００４８】
したがって、このリニア電動式圧縮機１００は、両頭のピストン２７を採用することによって単位時間当たりの冷媒の圧縮能力を高く維持しながら、第１、２ピストンヘッド３１、３３の中心軸とピストンロッド２９の中心軸との間の径方向の位置ずれによる動力損失、耐久性の低下等の不具合を解決可能である。
【００４９】
また、このリニア電動式圧縮機１００では、シェル５、第１、２シリンダブロック１、３、ピストンロッド２９及び第１、２ピストンヘッド３１、３３の寸法精度を従来と同等にすることができ、製造コストの上昇を防止できる。
【００５０】
さらに、このリニア電動式圧縮機１００では、第１、２シリンダブロック１、３がシェル５に対して相対回転不能に固定されている。このため、ピストン２７のローリングが防止され、第１、２ピストンヘッド３１、３３を第１、２シリンダボア１ａ、３ａ内で安定して摺接させることが可能になる。
【００５１】
また、このリニア電動式圧縮機１００では、ハウジング９は、第１シリンダブロック１と第２シリンダブロック３との間に設けられ、ピストンロッド２７周りにばね座７ｃを形成するセンターハウジング７を有している。そして、ばね座７ｃと第１、２ピストンヘッドとの間に付勢部材としての第１、２コイルばね４９、５１が設けられている。このため、ピストン２７内に付勢部材としての第１、２コイルばね４９、５１を設けることができるため、圧縮室４５を大きく確保することができる。このため、このリニア電動式圧縮機１００を小型化しても冷媒の圧縮効率を高く維持することができる。
【００５２】
（実施例２）
図６に示すように、実施例２のリニア電動式圧縮機２００は、第１、２シリンダブロック１ｅ、３ｅが、径方向で互いに相対移動可能に構成されている。なお、図６では、シェル５の図示を省略している。
【００５３】
より詳細に説明すると、第１シリンダブロック１ｅ及び第１エンドプレート１１ａには、軸方向に延びる第１ボルト穴７１が複数箇所形成されている。第２シリンダブロック３ｅ及び第２エンドプレート１３ａには、軸方向に延びる第２ボルト穴７３が複数箇所形成されている。第１、２ボルト穴７１、７３にはそれぞれ通しボルト６７が挿通されている。第１、２シリンダブロック１ｅ、３ｅ及び第１、２エンドプレート１１ａ、１３ａは通しボルト６７によって締結されてリニア電動式圧縮機２００として組み付けられる。第１、２シリンダブロック１ｅ、３ｅは、締結後、すなわち、リニア電動式圧縮機２００として組み付けられた後は、径方向への相対移動不能となっている。
【００５４】
各第１ボルト穴７１と各通しボルト６７との間には第１間隙１ｆが確保されている。各第２ボルト穴７３と各通しボルト６７との間には第２間隙３ｆが確保されている。第１間隙１ｆはピストンロッド２９の中心軸と第１ピストンヘッド３１の中心軸との径方向の位置ずれＧ１より大きく、第２間隙３ｆはピストンロッド２９の中心軸と第２ピストンヘッド３３の中心軸との径方向の位置ずれＧ２より大きい。他の構成は実施例１と同様であり、同一の構成については同一符号を付して構成の詳細な説明は省略する。
【００５５】
このリニア電動式圧縮機２００では、第１、２シリンダブロック１ｅ、３ｅの締結時に、第１、２ピストンヘッド３１、３３間の中心軸の径方向の位置ずれ（Ｇ１＋Ｇ２）が吸収される。このため、このピストン２７の第１、２ピストンヘッド３１、３３は第１、２シリンダボア１ａ、３ａ内を好適に摺接する。
【００５６】
特に、このリニア電動式圧縮２００では、第１シリンダブロック１ｅに第１ボルト穴７１が形成されており、第２シリンダブロック３ｅに第２ボルト穴７３が形成されている。そして、第１、２ボルト穴７１、７３に通しボルト６７が挿通されている。また、第１ボルト７１穴と通しボルト６７との間には第１間隙１ｆが確保され、第２ボルト穴７３と通しボルト６７との間に第２間隙３ｆが確保されている。このため、第１、２シリンダブロック１ｅ、３ｅは通しボルト６７によって締結される際に、第１シリンダブロック１ｅは第１隙間１ｆの範囲で径方向に相対移動が可能になる。同様に、第２シリンダブロック３ｅは第２隙間３ｆの範囲で径方向に相対移動が可能になる。このため、第１シリンダブロック１ｅと第２シリンダブロック３ｅとを締結する際、ピストンロッド２７の中心軸と第１、２ピストンヘッド３１、３３の中心軸との径方向の各位置ずれＧ１、Ｇ２は、それぞれ第１、２間隙１ｆ、３ｆにおいて吸収することができる。これらのため、ピストン２７の第１、２ピストンヘッド３１、３３は第１、２シリンダボア１ａ、３ａ内を好適に摺接する。
【００５７】
このリニア電動式圧縮機２００では、第１、２シリンダブロック１ｅ、３ｅは、第１、２ボルト穴７１、７３と通しボルト６７との隙間である第１、２隙間１ｆ、３ｆの範囲で径方向に相対移動が可能である。このため、第１、２ボルト穴７１、７３と通しボルト６７との大きさを変更することで、第１、２シリンダブロック１ｅ、３ｅが相対移動できる範囲を容易に調整できる。また、第１間隙１ｆは位置ずれＧ１より大きく、第２間隙３ｆは位置ずれＧ２より大きいため、第１間隙１ｆが位置ずれＧ１を完全に吸収し、第２間隙３ｆが位置ずれＧ２を完全に吸収する。このため、このピストン２７の第１、２ピストンヘッド３１、３３は第１、２シリンダボア１ａ、３ａ内を最も好適に摺接する。なお、第１、２間隙１ｆ、３ｆが位置ずれＧ１、Ｇ２よりも大きいため、位置ずれＧ１、Ｇ２を吸収した後も第１、２間隙１ｆ、３ｆの一部が残存して存在する。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００５８】
以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００５９】
例えば、本発明のリニア電動式圧縮機は、単体で用いられる場合の他、他の圧縮機と組み合わせて用いられてもよい。
【００６０】
また、第１、２スペーサ４１、４３はＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなることも可能である。この場合には、ピストン２７が第１、２シリンダボア１ａ、３ａ内で好適に摺動する。
【００６１】
また、吸入弁機構５０は、リード式の吸入弁を採用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、ハイブリッド車の他、電動モータを用いた電気自動車等に搭載可能である。また、エンジンを用いた自動車に搭載可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６３】
１ａ、３ａ…シリンダボア
９…ハウジング（１、１ｅ…第１シリンダブロック、３、３ｅ…第２シリンダブロック、５…シェル、７…センターハウジング）
１１、１１ａ、１３、１３ａ…エンドプレート（１１、１１ａ…第１エンドプレート、１３、１３ａ…第２エンドプレート）
４５…圧縮室
１１ａ、１３ａ…吐出室（１１ａ…第１吐出室、１３ａ…第２吐出室）
５５…吸入室（７ｃ…ばね室、５３…中間室）
２５…弁ユニット
２７…ピストン
６３ａ、６３ｂ、６５ａ、６５ｂ…コイル
３５、３７…永久磁石
２９…ピストンロッド
３１、３３…ピストンヘッド（３１…第１ピストンヘッド、３３…第２ピストンヘッド）
Ｇ１、Ｇ２…位置ずれ
１００、２００…リニア電動式圧縮機
１ｃ…第１間隙
３ｃ…第２間隙
７１…第１ボルト穴
７３…第２ボルト穴
６７…通しボルト
４９、５１…付勢部材（４９…第１コイルばね、５１…第２コイルばね）
７ｂ…ばね座
【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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