(57)【要約】  本発明は、気体圧縮機４のピストン２とシリンダ３との間のベアリング形成に使用するための制流体１に関する。この気体圧縮機４は、シリンダ３外部を取り囲む少なくとも１つの保護パッド５を備える。更に、気体圧縮機４は、保護パッド５とシリンダ３との間に配設され、シリンダ３内においてピストン２によって与えられる圧縮運動からの排気流による流体供給を受ける少なくとも１つの内側空洞６を備える。更に、気体圧縮機４は、ピストン２外壁とシリンダ３内壁とを分離する少なくとも１つのベアリング形成空隙７を備える。更に、気体圧縮機４は、内側空洞６をベアリング形成空隙７に流動的に結合するハウジング１２を備える少なくとも１つの制流体１を備える。制流体１は、ハウジング１２と結合されかつ内側空洞６からベアリング形成空隙７へ流れる気体の流れを制限する大きさの断面を持つ少なくとも１つの抑制部を備える少なくとも１つの制限チューブ８を備える。本発明は、更に、上記の制流体１を備える気体圧縮機４に関する。
2015501898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体圧縮機（４）のピストン（２）とシリンダ（３）との間のベアリング形成に使用するための制流体（１）であって、
前記気体圧縮機（４）が、少なくとも、
−  前記シリンダ（３）を外部で取り囲む保護パッド（５）と、
−  前記保護パッド（５）と前記シリンダ（３）との間に配置された内側空洞（６）であって、前記シリンダ（３）内において前記ピストン（２）によって与えられた圧縮運動からの排気流による流体供給を受ける内側空洞（６）と、
−  前記ピストン（２）の外壁と前記シリンダ（３）の内壁とを分離するベアリング形成空隙（７）と、
−  前記内側空洞（６）を前記ベアリング形成空隙（７）に流動的に結合するハウジング（１２）を備える制流体（１）と、
を備える、
前記制流体において、
前記制流体（１）が、前記ハウジング（１２）と結合された少なくとも１つの制限チューブ（８）を備え、
前記制限チューブ（８）が、前記内側空洞（６）から前記ベアリング形成空隙（７）へ流れる気体の流れを制限する大きさの断面を備える少なくとも１つの抑制部を備える
ことを特徴とする、
制流体（１）。
【請求項２】
前記抑制部が前記ハウジング（１２）内に配置されることを特徴とする、
請求項１に記載の制流体。
【請求項３】
前記抑制部の断面が実質的に円形であり、前記実質的に円形断面の内径が３０〜２００μｍであることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の制流体。
【請求項４】
前記制限チューブ（８）が実質的に円筒形であることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項５】
前記制限チューブ（８）が実質的にＩ字形輪郭を有することを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項６】
前記制限チューブ（８）が実質的にＬ字形輪郭を有することを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項７】
前記制限チューブ（８）が前記ハウジング（１２）から半径方向へ延びて、前記シリンダ（３）の外壁に接することを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項８】
前記制限チューブ（８）が実質的に円錐形に構成された１つの端部（２３）を備え、
前記端部（２３）が前記ハウジング（１２）に挿入可能であることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項９】
前記制限チューブ（８）が締り嵌めによって前記ハウジング（１２）と結合されることを特徴とする、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１０】
前記制限チューブ（８）が糊付け又ははんだ付けにより前記ハウジング（１２）に固定され、前記糊付け又ははんだ付けが前記制限チューブ（８）と前記ハウジング（１２）との間の空間を充填できることを特徴とする、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１１】
前記制限チューブ（８）が実質的にＬ字形輪郭を有するコネクタ（９）によって前記ハウジング（１２）に結合され、
前記コネクタ（９）の第一端部が前記ハウジング（１２）と結合され、かつ前記コネクタ（９）の第二端部が前記制限チューブ（８）と結合されることを特徴とする、
請求項１に記載の制流体。
【請求項１２】
前記制流体が、前記ハウジング（１２）内に配置された少なくとも１つのシールリング（１０）を備え、
前記前記シールリング（１０）が、前記制限チューブ（８）の少なくとも一部を半径方向に取り囲むことを特徴とする、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１３】
前記制流体が、前記ハウジング（１２）内に配置されたシールブッシュ（１１）を備え、
前記シールブッシュ（１１）が前記制限チューブ（８）を長手方向に取り囲むことを特徴とする、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１４】
前記シールブッシュ（１１）が実質的に円錐形であることを特徴とする、
請求項１３に記載の制流体。
【請求項１５】
前記ハウジング（１２）が実質的に円筒形であることを特徴とする、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１６】
前記ハウジング（１２）が実質的に円錐形であることを特徴とする、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１７】
前記ハウジング（１２）が、前記内側空洞に対面する面取り端部を有することを特徴とする、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１８】
気体圧縮体のピストン（２）とシリンダ（３）との間の空気静力学的ベアリング形成に使用するための制流体であって、
前記気体圧縮機が、少なくとも、
−  前記シリンダ（３）を外部で取り囲む保護パッド（５）と、
−  前記パッド（５）と前記シリンダ（３）との間に配置された内側空洞（６）であって、前記シリンダ（３）内において前記ピストン（２）によって与えられた圧縮運動からの排気流による流体供給を受ける内側空洞（６）と、
−  前記ピストン（２）の外壁と前記シリンダ（３）の内壁とを分離するベアリング形成空隙（７）と、
−  前記内側空洞（６）を前記ベアリング形成空隙（７）に流動的に結合するハウジング（１２）を備える制流体（１）と、
を備える、
前記制流体において、
前記制流体（１）が、前記ハウジング（１２）と結合された少なくとも１つの制限チューブ（８）を備え、
前記制限チューブ（８）が予め設定された面積の断面を備える少なくとも１つの抑制部を備え、
前記制限チューブ（８）が予め設定された長さを有し、
前記抑制部の前記断面積と前記制限チューブ（８）の前記長さとの間の関係が、前記内側空洞（６）から前記ベアリング形成空隙（７）へ最適に流れる気体の流れを制限するように構成されることを特徴とする、
制流体。
【請求項１９】
−  シリンダ（３）と、
−  前記シリンダ（３）内で往復移動可能なピストン（２）と、
−  前記シリンダ（３）を外部で取り囲む保護パッド（５）と、
−  前記保護パッド（５）と前記シリンダ（３）との間に配置された内側空洞（６）であって、前記シリンダ（３）内において前記ピストン（２）によって与えられた圧縮運動からの排気流による流体供給を受ける内側空洞（６）と、
−  前記ピストン（２）の外壁と前記シリンダ（３）の内壁とを分離するベアリング形成空隙（７）と、
−  前記内側空洞（６）を前記ベアリング形成空隙（７）に流動的に結合するハウジング（１２）を備える制流体（１）と、
を少なくとも備える、
気体圧縮機（４）であって、
前記制流体（１）が前記ハウジング（１２）と結合された少なくとも１つの制限チューブ（８）を備え、
前記制限チューブ（８）が、前記内側空洞（６）から前記ベアリング形成空隙（７）へ流れる気体の流れを制限する大きさの断面を備える少なくとも１つの抑制部を備えることを特徴とする、
気体圧縮機（４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体圧縮機のピストンとシリンダとの間のベアリング形成に使用される気体の流れに制限及び／又は制御を与えるように構成された制流体（flow restrictor）に関する。
【０００２】
また、本発明は、上記の制流体を少なくとも１つ備える気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、家庭用／商業用／工業用冷蔵庫、冷凍庫及びエアコンなどの気体圧縮機及び冷却設備に使用するために電動モーターによって駆動されるピストン（プランジャ集合体）とシリンダとを使用するのは、ごく一般的である。
【０００４】
この形式の圧縮機において、電動モーターはピストンを駆動し、ピストンはシリンダ内部で軸方向に往復運動して、気体を圧縮する。通常、このシリンダヘッドにおいて、気体吸込み及び吐出し弁が設置されて、それぞれシリンダ内の低圧力吸気及び高圧力排気を調節する。このようにして、圧縮機のシリンダ内におけるピストンの軸方向移動は、吸込み弁によって取り入れられた気体を圧縮し、その圧力を増大して、吐出し弁を通過する高圧領域への気体の流れの方向を与える。
【０００５】
この形式の気体圧縮機において技術的課題の１つは、ピストンとシリンダとの間の直接接触を防止することである。従って、ピストンとシリンダとの間の相対的運動によって、この２つの部品の間の空隙に位置する流体によりピストンのベアリングを形成して、２つの部品の早期の摩耗を防止する必要がある。ピストンとシリンダとの間に流体が存在することにより、この２つの部品の間の摩擦も減少し、圧縮機の機械的損失を抑えることができる。
【０００６】
直線型圧縮機は、気体静力学的ベアリング形成として知られる形式のベアリング形成を使用することが多い。このベアリング形成は、ピストンとシリンダとの間にガスクッションを形成して、ピストンとシリンダとの間の接触を防止する。気体静力学的ベアリング形成の使用は、気体の粘性摩擦係数がオイルより低いことを考慮すると、ベアリング形成のために放散されるエネルギーがより小さく、それによって圧縮機の効率がより良くなるので、他の形式のベアリング形成に比べて有利である。潤滑剤として気体自体を使用することの別の利点は、オイルポンプ装置を使用する必要がないことである。
【０００７】
ベアリング形成に使用される気体は、圧縮機によって吸い込まれ冷却設備に使用される気体自体の一部から構成でき、圧縮後に、気体はピストンとシリンダとの間に存在する空隙へ迂回されて、ピストンとシリンダとの間の接触を防止するガスクッションを形成することに留意されたい。このように、圧縮気体の主要な機能は、冷気を発生するために冷却設備において直接応用することなので、ベアリング形成において使用される気体は全て、圧縮機の効率の損失を意味する。従って、ベアリング形成のために迂回される気体体積の部分は、圧縮機の効率を著しく損ねないように、最小限に維持しなければならない。
【０００８】
典型的には、気体静力学的ベアリングが効率的に作用するためには、ピストンとシリンダとの間の空隙に存在する気体圧力が小さくなり応用に適するように、圧縮機の高圧領域から生じる圧縮気体の流れを制限できる制流体を使用する必要がある。言い換えると、この制限の目的は、圧縮機の高圧領域から生じる圧縮気体の流れを制限することによってベアリング形成領域における圧力を減少または制御できるようにすることである。
【０００９】
ベアリング形成領域における圧力を減少する制流体を実現できるようにするために、いくつかの構成形態がすでに開発されている。
【００１０】
例えば、特許文献１は、多孔性媒体を備える制流体について説明する。制流体において、多孔性ストリップが圧縮リングと一緒に使用される。この形式の形態の欠点は、圧縮リングを作る際に精度が必要とされることであるが、これは、寸法制御が困難であることに加えて生産工程のコストを増大させる。
【００１１】
特許文献２は、シリンダ外壁に沿って配置された微小流路によって形成された制流体を開示する。外壁は、中にシリンダが挿入されるスリーブと一緒に、閉鎖され隔離された流路を形成して、複数の制流体を生成する。前述の特許と同様、この形式の形態の欠点は、スリーブの製造に精度を必要とすることであり、それによって製造コストを増大する。
【００１２】
特許文献３は、シリンダ壁に配設されレーザーを使用して製造された微小孔から成る制流体について説明する。この場合にも、微小孔の製造は、高い精度を必要とし、競争可能なコストでの圧縮機生産を妨害する。
【００１３】
従って、気体圧縮機のピストンとシリンダとの間のベアリング形成に使用される気体の流れに制限を与えるための、優れた信頼性及び性能を示しかつ低コストの満足できる効率的な解決法は、まだ公知ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４０１５４４６８号明細書
【特許文献２】米国特許第６２９３６８４号明細書
【特許文献３】国際公開第２００８／０５５８０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の第１の目的は、気体圧縮機のピストンとシリンダとの間のベアリング形成に使用される気体流量及び圧力の制限及び／又は制御を可能にするように構成された低コストの制流体を提供し、気体圧縮機の効率損失を減少または防止して、最適の性能及び作用を得ることである。
【００１６】
本発明の第２の目的は、気体圧縮機の効率を著しく損なうことなく、ピストンとシリンダとの間のベアリング形成領域のために気体圧縮機を通過する圧縮気体の流れの少なくとも一部を迂回できるようにする制流体を提供することである。
【００１７】
本発明の第３の目的は、気体圧縮機のピストンとシリンダとの間ベアリング形成に使用される気体の流れを制限できるようにする制流体を提供することである。
【００１８】
本発明の第４の目的は、上記の目的のいずれか又はその組合せに従った制流体を備える気体圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１、第２及び／又は第３の目的を達成するための第１の様式は、気体圧縮機のピストンとシリンダとの間のベアリング形成に使用するための制流体を提供することである。気体圧縮機は、少なくともシリンダ外部を取り囲む保護パッドを備える。更に、気体圧縮機は、シリンダ内においてピストンによって加えられた圧縮運動から生じる排気流による流体供給を受ける、保護パッドとシリンダとの間に配置された少なくとも１つの内側空洞も備える。さらに、気体圧縮機は、ピストン外壁とシリンダ内壁を分離する少なくとも１つのベアリング形成空隙を備える。更に、気体圧縮機は、内側空洞をベアリング形成空隙に流動的に連結するハウジングを備える少なくとも１つの制流体を含む。この制流体は、少なくとも、ハウジングに結合されかつ内側空洞からベアリング形成空隙へ流れる気体の流れを制限するサイズの断面を有する少なくとも１つの抑制部を備える制限チューブを備える。
【００２０】
本発明の第１、第２及び／又は第３の目的を達成する第２の様式は、気体圧縮機のピストンとシリンダとの間のベアリング形成に使用するための制流体を提供することである。この気体圧縮機は、シリンダ外部を取り囲む少なくとも１つの保護パッドを備える。更に、気体圧縮機は、シリンダ内においてピストンによって加えられた圧縮運動から生じる排気流の流体供給を受ける、保護パッドとシリンダとの間に配置された少なくとも１つの内側空洞を備える。更に、気体圧縮機は、ピストン外壁とシリンダ内壁を分離する少なくとも１つのベアリング形成空隙を備える。更に、気体圧縮機は、内側空洞をベアリング形成空隙に流動的に結合するハウジングを備える少なくとも１つの制流体も備える。制流体は、少なくとも、ハウジングに結合されかつ予備設定された面積を有する断面を持つ少なくとも１つの抑制部を有する制限チューブを備える。制限チューブは予備設定された長さを有し、抑制部の断面積と制限チューブの長さとの間の関係は、内側空隙からベアリング形成空隙へ流れる気体の流れを最適に制限するように構成される。
【００２１】
本発明の第４の目的は、シリンダと、シリンダ内において往復運動可能なピストンと、上記の第１又は第２の様式に従った制流体とを備える気体圧縮機を提供することによって達成される。
【００２２】
本発明について、添付図面を参照しながら、更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る気体圧縮機の側面断面図であり、当該圧縮機は、同じく本発明の対象である制流体の第１の好ましい実施形態を備え、その吸込み弁は開放状態である。
【図２】吸込み弁が閉鎖状態のときの図１の気体圧縮機の側面断面図である。
【図３】図２の第１詳細図である。
【図４】図２の第２詳細図である。
【図５Ａ】本発明の制流体の第１の好ましい実施形態の側面断面図である。
【図５Ｂ】本発明の制流体の第２の好ましい実施形態の側面断面図である。
【図５Ｃ】本発明の制流体の第３の好ましい実施形態の側面断面図である。
【図５Ｄ】本発明の制流体の第４の好ましい実施形態の側面断面図である。
【図６】本発明の制流体の第５の好ましい実施形態の前面断面図である。
【図７Ａ】本発明の制流体の第６の好ましい実施形態の側面断面図である。
【図７Ｂ】本発明の制流体の第７の好ましい実施形態の側面断面図である。
【図７Ｃ】本発明の制流体の第８の好ましい実施形態の側面断面図である。
【図７Ｄ】本発明の制流体の第９の好ましい実施形態の側面断面図である。
【図７Ｅ】本発明の制流体の第１０の好ましい実施形態の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本発明の好ましい実施形態に従った直線型気体圧縮機４を図解する。
【００２５】
この種の気体圧縮機４は、少なくとも、ピストン２と、シリンダ３と、ピストン２及びシリンダ３と共に圧縮室１６を形成するシリンダの上部又は頂部に位置するシリンダヘッド１３とを備え、シリンダ３内におけるピストンの軸方向の揺動的運動は、圧縮室１６内で気体を圧縮する。
【００２６】
図１に示すように、気体圧縮機４は、シリンダヘッド１３に配置された少なくとも１つの吸込み弁１４と１つの吐出し弁１５とを備え、弁は、圧縮室１６の吸気及び排気を調節する。また、気体圧縮機４は、リニアモーターと結合されてピストン２を作動させることができるアクチュエータ１７も備える。
【００２７】
言い換えると、前記リニアモーターによって駆動されるピストン２は、別の直線運動を展開する機能を有し、シリンダ３内でのピストン２の運動を可能にして、吸込み弁１４によって取り入れられた気体に、吐出し弁１５から高圧側へ吐き出せるところまで圧縮作用を与えられるようにする。
【００２８】
また、気体圧縮機４は、キャップ１８に配置された吐出し通路２０と吸込み通路１９とを備える。キャップ１８は、気体圧縮機４を冷却設備の他の部品、部分及び要素と接続する。
【００２９】
更に、気体圧縮機４は、シリンダ３を外部で取り囲む少なくとも１つの保護パッド５を備える。
【００３０】
更に、気体圧縮機４は、シリンダ３内においてピストン２によって与えられた圧縮運動から生じる排気流による流体供給を受ける、保護パッド５とシリンダ３との間に配置された少なくとも１つの内側空洞６を備える。内側空洞６は、シリンダ３の外径と保護パッド５の内径によって形成される。
【００３１】
更に、気体圧縮機４は、図１に示すように、ピストン２外壁とシリンダ３内壁を分離する少なくとも１つのベアリング形成空隙７を備える。ベアリング形成に使用される気体は、気体圧縮機４によって吸い込まれて冷却装置に使用される気体自体から成ることが好ましい。圧縮された気体は、排気室２１から接続流路２２を通過して内側空洞６へ迂回される。
【００３２】
気体圧縮機４は、同じく本発明の対象である少なくとも１つの制流体１を備え、制流体は、内側空洞６をベアリング形成空隙７へ流動的に結合するハウジング１２を備える。ハウジング１２の形状は、実質的に円筒形または実質的に円錐形とすることができる。
【００３３】
上述のように、制流体１の機能は、気体圧縮機４のピストン２とシリンダ３との間にベアリング形成を与えることである。言い換えると、内側空洞６（高圧領域）とベアリング形成空隙７との間に配設された制流体１は、ベアリング形成領域内の圧力を制御し気体の流れを制限できる。
【００３４】
図２、３及び４から、本発明の空気静力学的ベアリングの作用が分かる。接続流路２２を介して排気室２１に接続された内側空洞６は、気体に排出圧力Ｐｄを与え、これが制流体１へ供給される。この気体は、制流体１を通過するとき圧力を失い、ベアリング形成空隙７において中間圧力Ｐｉのガスクッションを形成する。これは、ピストン２を支持する圧力であり、ピストン２がシリンダ３内壁に接触しないようにする。最後に、気体は、ベアリング形成空隙７から流出して、気体圧縮機４の吸込み圧力Ｐｓに一致する低圧力に達する。
【００３５】
ピストン２が、シリンダ壁３へ、結果として制流体１へ接近するようにある軸方向の力を受けたとき、この領域のベアリング形成空隙７が収縮する（図３：細部Ａ）。ベアリング形成空隙７が収縮すると、気体がピストン２とシリンダ３との間を流れる領域における気体の流れの負荷損（load loss）が増大する。この負荷損の増大は、制流体１及び制流体１に隣接する領域のベアリング形成空隙７を通過する気体の流量の減少を引き起こす。流量の減少の結果、気体流速が低下する。これが、制流体１における負荷損の減少を引き起こす。制流体１を通過する気体の流れの負荷損の減少は、制流体１の領域においてベアリング形成空隙７に到達する気体が中間圧力Ｐｉより高い圧力Ｐｉ’に到達できるようにする。この圧力の増大は、ピストン２を制流体１の領域においてそれ以上シリンダ壁３へ接近させないように作用して、ピストン２とシリンダ３との間の接触を防止する。
【００３６】
一方、ベアリング形成空隙の対向する領域７（図４：細部Ｂ）において、ピストン２は、シリンダ壁３から及び制流体１から離れるように移動する。ベアリング形成空隙７が増大すると、空隙領域における気体の流れの負荷損が減少し、空隙及び制流体１を通過する空気の流れが増大する。気体流速の上昇は、制流体１における流れの負荷損を増大させ、それによって、気体は、中間圧力Ｐｉより低い圧力Ｐｉ”で制流体１の領域のベアリング形成空隙７に到達する。制流体１の領域におけるこの中間圧力の減少は、ベアリングの力の均衡を再確立する作用を果たして、ピストン２がシリンダ３の対向する領域の壁にぶつかるのを防止する。
【００３７】
制流体１は、ハウジング１２に結合されかつ内側空洞６からベアリング形成空隙７へ流れる気体の流れを制限する大きさの断面を持つ少なくとも１つの抑制部を備える少なくとも１つの制限チューブ（又はマイクロチューブ）８を備える。好ましくは、抑制部はハウジング１２内に配置される。このようにして、気体はベアリング形成空隙７へ向かって制限チューブ８（又は、マイクロチューブ）を通過して流れ、ガスクッションを形成して、ピストン２とシリンダ３との間の接触を防止する。図５Ｃ（第３の好ましい実施形態）、６（第６の好ましい実施形態）、７Ａ（第７の好ましい実施形態）及び７Ｅ（第１０の好ましい実施形態）に示す好ましい実施形態から分かるように、ハウジング１２は、内側空洞６に面する面取り端部を持つことができ、制限チューブ８の挿入を容易にする。
【００３８】
気体の主要な役割は、冷却装置に送られて温度を下げることなので、ベアリング形成に使用された気体は全て、圧縮機の効率損失を表す。従って、ベアリング形成のために迂回される気体は、圧縮機の効率を損なわないように最小限に抑えられなければならない。そのために、制限チューブ８の抑制部の断面は予備設定された面積を持つように設計され、更に、制限チューブ８は、予備設定された長さを持つように設計された。抑制部の断面積と制限チューブ８の長さとの間の関係は、内側空洞６からベアリング形成空隙７へ流れる気体の流れを最適に制限するように構成される。好ましくは、実質的に円形の断面は、３０〜２００μｍの内径を持つ。制限チューブ８の長さは、図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ及び６から分かるように、実施される好ましい実施形態によって変更できる。
【００３９】
言い換えると、制限チューブ８を通過する気体流量に課せられる負荷損が制限チューブの長さ及び孔の直径に比例することを考慮すると、これらの２つの値を変えることによって制限チューブ８のサイズを定めることができる。所与の長さの場合、気体流量に対する断面が大きければ（即ち、内径が大きければ）、流れに課せられる制限は低くなる。所与の内径の場合、長さが大きくなると、気体の流れに対する制限は大きくなる。これら２つの変数、即ち流量に対する横断面積及び長さから、気体圧縮機４のどのようなベアリングについても必要な負荷損を得ることができる。
【００４０】
例えば、ピストン２が、圧縮室１６内が高圧であることに起因して上死点にあるときに支持の損失を受けることを考慮すると、シリンダ３のこの領域のベアリングは、シリンダ３の内側部分に在るベアリングより大きい気体の流れを与えることが望ましい。この場合、吸込み弁１４及び吐出し弁１５に最も近い領域に取り付けられた制流体１においてより大きな流量が得られるように、上記の変数のうちの１つを操作できる。
【００４１】
制限チューブ８は、例えば、皮下注射針の製造に使用されるマイクロチューブ、または貫通による放電加工（ＥＤＭ）工程の電極として使用されるマイクロチューブで構成できる。さらに、制限チューブ８は、ステンレス鋼（皮下注射針）、真鍮又は銅（ＥＤＭツール）などの金属で作られることが好ましい。
【００４２】
制限チューブ８は、締り嵌めによってハウジング１２と結合できる。好ましくは、制限チューブ８は、制限チューブ８とハウジング１２との間の空間を充填できる接着剤又ははんだ付けによってハウジング１２に締結される。
【００４３】
好ましくは、シリンダ３の所定の区画において少なくとも３つの制流体１及びシリンダ３の少なくとの２つの制流体１の区画を、気体圧縮機４に配置して、シリンダ３内におけるピストン２のバランスを維持する。更に、制流体１は、ピストン２が揺動運動しても制流体がむき出しにならない、即ちピストン２が制流体１の作動エリアから去らないように、位置付けられる。
【００４４】
好ましくは、制限チューブ８は、実質的に円筒形であり、実質的に円形の断面を有する。なぜなら、この場合、ハウジング１２は、穿孔などの単純でコスト安の工程によって作成でき、更に、工業的に製造されるマイクロチューブは概ね円筒形である。当然、制限チューブ８は、他の断面形状を持つことができる。
【００４５】
さらに好ましくは（それぞれ図５Ａ、５Ｂ、７Ａ、７Ｃ、７Ｄ及び７Ｅに示す第１、第２、第６、第８、第９及び第１０の好ましい実施形態）、制限チューブ８は、実質的にＩ字形輪郭を有する。
【００４６】
あるいは、本発明の第３の好ましい実施形態によれば、図５Ｃに示すように、制限チューブ８は、実質的にＬ字形輪郭を有する。
【００４７】
図５Ｄに示す本発明の第４の好ましい実施形態によれば、制限チューブ８は、実質的にＬ字形輪郭を有するコネクタ９によってハウジング１２に結合され、コネクタ９の第一端部はハウジング１２と結合され、コネクタ９の第二端部は制限チューブ８と結合される。
【００４８】
本発明の第５の好ましい実施形態によれば、制限チューブ８は、図６に示すようにハウジング１２から半径方向に延びて、シリンダ３の外壁に接する。
【００４９】
本発明の第７の好ましい実施形態によれば、制限チューブ８は、図７Ｂに示すように、実質的に円錐形に構成された端部２３を備え、端部２３はハウジング１２に挿入可能である。このような円錐形状は、制流体１の挿入を容易にし、シールを容易にする。
【００５０】
図７Ｃに示す本発明の第８の好ましい実施形態によれば、制限チューブ８は、制限チューブ８を覆うプラスチック部品２４又はプラスチックカプセルに挿入される。その後、この集合体（制限チューブ８とプラスチック部品２４）は、制流体１に挿入される。
【００５１】
図７Ｄに示す本発明の第９の好ましい実施形態によれば、制流体１は、ハウジング１２内に配置され制限チューブ８を長手方向に取り囲むシールブッシュ１１を備える。好ましくは、シールブッシュ１１は、実質的に円錐形であり、ゴム、プラスチック及び熱収縮プラスチックで作られる。シールブッシュ１１は、ハウジング内に糊付け又は締め嵌めすることによってシリンダ３と結合される。
【００５２】
図７Ｅに示す本発明の第１０の好ましい実施形態によれば、制流体１は、ハウジング１２内に配置されたシールリング１０を備え、シールリングは、制限チューブ８の少なくとも一部を半径方向に取り囲む。好ましくは、シールリング１０はＯリングから成る。
【００５３】
従って、制限チューブ８は、壁厚みと同じ程度の長さを持つことができるが、これより短くても長くても良く、また、図５Ａに示す本発明の制流体１の第１の実施形態に従いディスク形状を取る場合、外径より小さい長さを持つことも可能である。
【００５４】
従って、本発明は、前記制限チューブ８の外径とハウジング１２の内径との間を確実にシールするように制限チューブ８を固定し、気体が制限チューブ８の孔を通過して、空気静力学的ベアリングの作用に必要とされる圧力低下を受けるようにするためのいくつかの様式を提供する。言い換えると、本発明は、制限チューブ８とシリンダ壁３との間に偶然出来た空隙を気体が通過しないようにする。要するに、図７Ａ〜７Ｅに示し上に説明した好ましい実施形態は、ハウジングにおいて制限チューブ８を確実に固定しシールするための様々な様式を示し、こられの様式は、上述の好ましい実施形態のいずれか１つ又はその任意の組合せによって実施できる。
【００５５】
好ましい実施形態の実施例について説明したが、本発明の範囲は、他の可能な変形を含み、特許請求の範囲の本質によってのみ制限され、可能な同等物が含まれるものとする。
【図１】
2015501898.tif 000003
【図２】
2015501898.tif 000004
【図３】
2015501898.tif 000005
【図４】
2015501898.tif 000006
【図５Ａ−５Ｄ】
2015501898.tif 000007
【図６】
2015501898.tif 000008
【図７Ａ−７Ｅ】
2015501898.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月8日(2013.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体圧縮機（４）のピストン（２）とシリンダ（３）との間のベアリング形成に使用するための制流体（１）であって、
前記気体圧縮機（４）が、
−  前記シリンダ（３）を外部で取り囲む保護パッド（５）と、
−  前記保護パッド（５）と前記シリンダ（３）との間に配置された内側空洞（６）であって、前記シリンダ（３）内において前記ピストン（２）によって与えられた圧縮運動からの排気流による流体供給を受ける内側空洞（６）と、
−  前記ピストン（２）の外壁と前記シリンダ（３）の内壁とを分離するベアリング形成空隙（７）と、
−  前記内側空洞（６）を前記ベアリング形成空隙（７）に流動的に結合するハウジング（１２）を備える制流体（１）と、
を備える、
前記制流体において、
前記制流体（１）が、前記ハウジング（１２）内に配置された１つの金属の制限チューブ（８）を備えて、前記制限チューブ（８）の外壁と前記ハウジング（１２）の内壁との間のシールを確実にし、
前記制限チューブ（８）が、前記内側空洞（６）から前記ベアリング形成空隙（７）へ流れる気体の流れを制限する断面を持つ少なくとも１つの抑制部を備える
ことを特徴とする、
制流体（１）。
【請求項２】
前記抑制部が前記ハウジング（１２）内に配置されることを特徴とする、
請求項１に記載の制流体。
【請求項３】
前記抑制部の断面が円形であり、前記円形断面の内径が３０〜２００μｍであることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の制流体。
【請求項４】
前記制限チューブ（８）が円筒形であることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項５】
前記制限チューブ（８）がＩ字形輪郭を有することを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項６】
前記制限チューブ（８）がＬ字形輪郭を有することを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項７】
前記制限チューブ（８）が前記ハウジング（１２）から半径方向へ延びて、前記シリンダ（３）の外壁に接することを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項８】
前記制限チューブ（８）が円錐形に構成された１つの端部（２３）を備え、
前記端部（２３）が前記ハウジング（１２）に挿入可能であることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項９】
前記制限チューブ（８）が締り嵌めによって前記ハウジング（１２）に配置されることを特徴とする、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１０】
前記制限チューブ（８）が糊付け又ははんだ付けにより前記ハウジング（１２）に固定され、前記糊付け又ははんだ付けが前記制限チューブ（８）と前記ハウジング（１２）との間の空間を充填できることを特徴とする、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１１】
前記制限チューブ（８）がＬ字形輪郭を有するコネクタ（９）によって前記ハウジング（１２）に配置され、
前記コネクタ（９）の第一端部が前記ハウジング（１２）と結合され、かつ前記コネクタ（９）の第二端部が前記制限チューブ（８）と結合されることを特徴とする、
請求項１に記載の制流体。
【請求項１２】
前記制流体が、前記ハウジング（１２）内に配置された少なくとも１つのシールリング（１０）を備え、
前記前記シールリング（１０）が、前記制限チューブ（８）の少なくとも一部を半径方向に取り囲むことを特徴とする、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１３】
前記制流体が、前記ハウジング（１２）内に配置されたシールブッシュ（１１）を備え、
前記シールブッシュ（１１）が前記制限チューブ（８）を長手方向に取り囲むことを特徴とする、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１４】
前記シールブッシュ（１１）が円錐形であることを特徴とする、
請求項１３に記載の制流体。
【請求項１５】
前記ハウジング（１２）が円筒形であることを特徴とする、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１６】
前記ハウジング（１２）が円錐形であることを特徴とする、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１７】
前記ハウジング（１２）が、前記内側空洞に対面する面取り端部を有することを特徴とする、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の制流体。
【請求項１８】
気体圧縮体のピストン（２）とシリンダ（３）との間の空気静力学的ベアリング形成に使用するための制流体であって、
前記気体圧縮機が、
−  前記シリンダ（３）を外部で取り囲む保護パッド（５）と、
−  前記パッド（５）と前記シリンダ（３）との間に配置された内側空洞（６）であって、前記シリンダ（３）内において前記ピストン（２）によって与えられた圧縮運動からの排気流による流体供給を受ける内側空洞（６）と、
−  前記ピストン（２）の外壁と前記シリンダ（３）の内壁とを分離するベアリング形成空隙（７）と、
−  前記内側空洞（６）を前記ベアリング形成空隙（７）に流動的に結合するハウジング（１２）を備える制流体（１）と、
を備える、
前記制流体において、
前記制流体（１）が、前記ハウジング（１２）内に配置された少なくとも１つの金属の制限チューブ（８）を備えて、前記制限チューブの外壁と前記ハウジングの内壁との間のシールを確実にし、
前記制限チューブ（８）が予め設定された面積の断面を持つ抑制部を備え、
前記制限チューブ（８）が予め設定された長さを有し、
前記抑制部の前記断面積と前記制限チューブ（８）の前記長さとの間の関係が、前記内側空洞（６）から前記ベアリング形成空隙（７）へ最適に流れる気体の流れを制限するように構成されることを特徴とする、
制流体。
【請求項１９】
−  シリンダ（３）と、
−  前記シリンダ（３）内で往復移動可能なピストン（２）と、
−  前記シリンダ（３）を外部で取り囲む保護パッド（５）と、
−  前記保護パッド（５）と前記シリンダ（３）との間に配置された内側空洞（６）であって、前記シリンダ（３）内において前記ピストン（２）によって与えられた圧縮運動からの排気流による流体供給を受ける内側空洞（６）と、
−  前記ピストン（２）の外壁と前記シリンダ（３）の内壁とを分離するベアリング形成空隙（７）と、
−  前記内側空洞（６）を前記ベアリング形成空隙（７）に流動的に結合するハウジング（１２）を備える制流体（１）と、
を備える、
気体圧縮機（４）であって、
前記制流体（１）が前記ハウジング（１２）内に配置された１つの金属の制限チューブ（８）を備えて、前記制限チューブ（８）の外壁と前記ハウジング（１２）の内壁との間のシールを確実にし、
前記制限チューブ（８）が、前記内側空洞（６）から前記ベアリング形成空隙（７）へ流れる気体の流れを制限する断面を持つ少なくとも１つの抑制部を備えることを特徴とする、
気体圧縮機（４）。
【国際調査報告】
2015501898.tif 000010
2015501898.tif 000011
2015501898.tif 000012