(57)【要約】【課題】冷凍機用の圧縮機等に用いる場合、密閉容器内が高温、高圧となり、冷媒が接着剤に影響を与えるため、セグメントに分割された磁石がスリ−ブ壁から剥がれ落ち、信頼性の面で大きな課題を有していた。また、高効率化の面では、スリ−ブ壁に磁石を張りつけているため、磁石ヨ−ク間の隙間が広くなり、ギャップ磁束密度が低減し、可動子に発生するトルクが低下することで大きく効率が低下するものである。【解決手段】励磁コイルを有する固定子鉄心と、リング磁石と、前記リング磁石と往復振動体とを支持するリング磁石保持体を備え、前記リング磁石支持体が、少なくとも前記リング磁石の端面を支持する構成とすることで、高効率と信頼性の向上が図れる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルを有する固定子鉄心と、リング磁石と、前記リング磁石と往復振動体とを支持するリング磁石保持体を備え、前記リング磁石保持体が、少なくとも前記リング磁石の端面を支持することを特徴とするリニアアクチエ−タ。
【請求項２】
請求項１記載のリニアアクチュエータを搭載したことを特徴とする冷媒圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、可動磁石型アクチエ−タに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリニアモ−タは、図６に示すように、円形の軸対称であり、円筒状の磁石支持構造１２は、外ヨ−ク１０と内ヨ−ク１６との間に形成された間隙１４内に配置され、外ヨ−クに埋設されてた巻き線に電流を流し、電磁作用により、間隙１４内を長手方向に往復運動する。支持構造体１２が間隙内で往復運動すると、時間的に変化する磁束が支持構造体１２を通過すると時間的に変化した磁場により支持構造体１２に渦電流が誘導され大きな損失となる。その損失は無視できる値でないため、その渦電流を低減させるため磁石保持体は薄肉のスリ−ブが利用され、また磁石保持体は、少なくとも１個のスロットを有する円筒状の金属製支持スリ−ブを備え、好ましい実施例においては、スリ−ブは複数のスロットを持つ。磁石は更にスリ−ブに取りつけられた磁石セグメントを備える。好ましい実施例では同数の磁石セグメントとスロットがある。各磁石セグメントは対にされた同数のスロットとセグメントを形成している組み合わせスロットの少なくとも一部の上を延ばす構造としていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
以下に図７を用いて従来のリニアモータについて説明する。実施例では円筒状であるスリ−ブ壁２４を持つ。スリ−ブ壁２４には、第１の長手方向端部２８の付近から、反対側第２の長手方向端部３０の付近まで長手方向のスロット２６が形成され、円周方向の電流の流れを限定する。スロット２６の長さは、壁２４の長さより短く、壁２４の両端２８および３０においてスロットなしの幅狭の円周方向を残すことが好ましい。スロット２６は、スリ−ブ壁２４の厚さを完全に貫いて延びる。外向きに延びているフランジ３２が第１の長手方向端部２８に形成され、これは、スリ−ブ壁２４から約９０°の角度でスリ−ブ壁２４の全周を回って延び、フランジ３２とスリ−ブ壁２４との間の連結部３４を作る。反対側の第２の長手方向端部３０には。内向きに延びているフランジ３６が形成され。これを連結部３８において壁２４と約９０°の角度で形成する。フランジ３２および３６はスリ−ブ２２に半径方向の剛性を与え、更に例えば磁石体２０を駆動される構造体を取りつけるための取り付け部を提供する。磁石セグメント４０がスリ−ブ２０の外面にスリ−ブ円周方向で等間隔に取りつけられている。これは磁石のセグメントが磁場を提供する。この磁場は磁石を往復させることにより時間的に変化するように作られ、磁石セグメント４０の磁場が巻線において作られる時間的に変化する磁場による影響を受けて磁石体２０を運動させる。磁石セグメント４０は、接着剤によりスリ−ブ壁２４の外面に装着され、これは高透磁率の磁束経路の間隙形成構造のごく近くに置かれる。磁石セグメント４０の長手方向端部は、外向きに延びている中間フランジ４２に押し付けられる。中間フランジ４２は、外向きに延びているフランジ３６の中間でスリ−ブ壁２４の外面に取りつけられる。外向きに延びているフランジ３２と中間フランジ４２とは、スリ−ブ壁２４の直角な接着面の提供に加えて磁石セグメント４０用の長手方向の支持を提供する。フランジ３２および４２とは、スリ−ブ壁２４の直角な接着面と磁石セグメント４０用の長手方向の支持を行なう。
【０００４】
【特許文献１】
特表平１０−５１２４３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、スリ−ブ壁に、複数個の磁石を接着剤により固定するため、冷凍機用の圧縮機等に用いる場合、密閉容器内が高温、高圧となるばかりか、冷媒が接着剤に影響を与えるため、セグメントに分割された磁石がスリ−ブ壁から剥がれ落ち、信頼性の面で大きな課題を有していた。また、高効率化の面では、スリ−ブ壁に磁石を張りつけているため、磁石ヨ−ク間の隙間が広くなり、ギャップ磁束密度が低減し、可動子に発生するトルクが低下することで大きく効率が低下する。また磁石保持用のスリ−ブにスリットを施し、渦電流を低減しているものの依然大きな損失で発生し、さらに効率が低下するとい課題を有していた。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、高効率化と、信頼性向上を両立させたリニアアクチエ−タを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、励磁コイルを有する固定子鉄心と、リング磁石と、前記リング磁石と往復振動体を少なくとも前記リング磁石の端面を支持したものである。
【０００８】
上記のリニアアクチエ−タは、ピストン等の往復運動体と、リング磁石の端面をリング磁石支持部で直接締結したもので、磁石とヨ−クの間に磁石の固定用のスリ−ブが無く、その分磁石とヨ−ク間のギャップ中の磁束密度が向上するばかりでなく、スリ−ブに発生していた渦電流損をなくすことができ、高効率化が図れる。また、セグメントの磁石をスリ−ブに接着するのではなく、一体物のリング磁石を直接往復運動体に磁石支持部で締結するため、磁石が剥がれ落ちることが無く高い信頼性も得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１のリニア−アクチエ−タにおいて、円筒状の内ヨ−ク５０と前記内ヨ−ク５０に巻線を巻回した二つのコイル部５１と、内ヨ−ク５０を覆うように配置した外ヨ−ク５４とのギャップに位置し、コイル部５１が発生する磁束に従い振動するリングマグネット部５３と、振動体をリングマグネット５３の端面で支持するリングマグネット支持部５５とを備える。内ヨ−ク５０と外ヨ−ク５４は、長方形の電磁鋼鈑をラジアル積層したものである。図１のようなリニアアクチエ−タを、図５で示すようなリニア圧縮機に組み込むと、高効率で高信頼性駆動の圧縮機を実現できる。図５を用いリニア圧縮機の構成の一例を説明する。このリニア圧縮機は少なくとも、シリンダー部７９と、シリンダー部７９に沿って可動自在に支持されるピストン部７７と、磁力によりピストン部７７に軸線方向の推力を生じさせるリニアモータ部を備えている。リニアモータのコイル部５１に通電すると、リングマグネット５３との間に、フレミングの左手の法則に従って電流に比例した磁力すなわち推力が発生する。この推力によりリングマグネット５３に、軸線方向に沿って移動する駆動力が作用する。リングマグネット５３は、リングマグネット支持部５５により、ばね機構部７５に連結されているため、ピストン部７７が移動する。ここでコイル５１への通電は交流電流が与えられ、リニアモータ部には正逆の推力が交互に発生する。そしてこの交互に発生する正逆の推力によってピストン部７７は往復運動を行うことになる。リニアモータを外部からインバータにより駆動するとピストンの軸線方向に沿って往復運動し圧縮室７６で圧縮された冷媒は、吐出室７１へ吐出される。このような圧縮機をエアコン、冷蔵庫、自動車用カ−エアコンに用いると良い。  本実施例の特徴は、リングマグネット支持部５５にある。リニアアクチエ−タを効率良く振動させるには、外ヨ−ク５４と内ヨ−ク５０とのギャップ間隔を小さくする必要がある。そのため図４のリングマグネット５３を使用し、図５のリングマグネット支持部５５で、リングマグネット５３の端面に、リングマグネット支持部５５を用い保持し、図５に示すように、リニア圧縮機に用いる場合、ピストン７７とピストンロッド７８を介して、図３に示すリングマグネット支持部の複数個の取り付け穴で締結する。なお、図１のアクチエ−タは、内ヨーク５０に巻線５１を施しているが、図２で示すように外ヨークに巻線を施しても同様である。
【００１１】
【発明の効果】
上記から明らかなように、本発明は、ピストン等の往復運動体と、リング磁石の端面をリング磁石支持部で直接締結するもので、この構成によれば、磁石とヨ−クの間に磁石の固定用のスリ−ブが無く、その分磁石とヨ−ク間のギャップ中の磁束密度が向上するばかりでなく、スリ−ブに発生していた渦電流損をなくすことができ、高効率化が図れる。
【００１２】
また、セグメントの磁石をスリ−ブに接着するのではなく、一体物のリング磁石を直接往復運動体に磁石支持部で締結するため、磁石が剥がれ落ちることが無く、高い信頼性も得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるリニアアクチエ−タの断面図
【図２】本発明の他の実施形態におけるリニアアクチエ−タの断面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるリングマグネット支持部を示す図
【図４】本発明の一実施の形態におけるリングマグネットを示す図
【図５】本発明の一実施の形態におけるリニア圧縮機の断面図
【図６】従来のリニアアクチュエータを示す図
【図７】従来のリニアアクチュエータ磁石固定用スリ−ブの断面図
【符号の説明】
５０  内ヨ−ク
５１  コイル部
５３  リングマグネット
５４  外ヨ−ク
５５  リングマグネット支持部
７１  吐出室
７５  バネ機構部
７６  圧縮室
７７  ピストン部
７８  ピストン支持ロッド
７９  シリンダ−
【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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