(57)【要約】【課題】ピストンが上死点以上に移動してシリンダヘッドに直接に衝突することを防止すると同時に、このような移動による衝撃を低減させうるようにしたリニア圧縮機を提供する。【解決手段】リニア圧縮機は駆動装置により一定振幅に振動する共振バネと一定間隔に離隔配置される弾性部材と衝撃吸収部材を備えた衝突防止装置を含み、ピストンが上死点以上に移動すれば共振バネが衝撃吸収部材により制限されピストンがシリンダヘッドに衝突することを防止する。本発明の他の実施形態として、衝突防止装置はピストンに形成されたテーパ面と、該テーパ面と対応するようシリンダのスカート部に形成されたテーパ面とを備え、前記テーパ面の作用によりピストンが上死点以上に移動することを制限する。【選択図】      図４
2005320861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形のシリンダ、該シリンダに結合され少なくとも一つのバルブが設けられたシリンダヘッド、該シリンダの内部に配されたピストン、該ピストンを往復動させる駆動装置を備えるリニア圧縮機において、
前記ピストンが前記シリンダの内部で上死点以上に移動して前記バルブとシリンダヘッドに衝突することを防止する衝突防止装置を備えることを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項２】
前記シリンダの端部には前記シリンダから延びたスペーサが設けられその端部に共振バネが横方向に設けられ、前記ピストンの端部には前記ピストンから延びて前記共振バネの中心部に結合され前記駆動装置により往復動する可動部材が設けられ、前記衝突防止装置は前記共振バネと一定間隔離隔され前記スペーサに結合されていることを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。
【請求項３】
前記衝突防止装置は、前記スペーサに結合され中心部に一定サイズの挿入穴が形成された弾性部材と、前記挿入穴に挿着される衝撃吸収部材とを備え、前記衝撃吸収部材の中心部には貫通穴が形成され、前記可動部材が往復動自在に貫通するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のリニア圧縮機。
【請求項４】
前記弾性部材は、高い剛性を有し板状よりなることを特徴とする請求項３に記載のリニア圧縮機。
【請求項５】
前記共振バネと前記衝突防止装置の弾性吸収部材との距離Ｘ２は、停止状態における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの距離Ｘ１から上死点における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの最小間隙距離Ｘｃを差し引いた値とほぼ同一になることを特徴とする請求項３に記載のリニア圧縮機。
【請求項６】
前記衝撃吸収部材の貫通穴は、前記シリンダヘッドに向けて直径が縮小するよう設けられたテーパ面を形成し、前記可動部材の前記共振バネと前記衝突防止装置との間にも前記貫通穴のテーパ面に対応したテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のリニア圧縮機。
【請求項７】
前記弾性吸収部材のテーパ面と前記可動部材のテーパ面との軸方向距離Ｘ３は、停止状態における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの距離Ｘ１から上死点における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの最小間隙距離Ｘｃを差し引いた値とほぼ同一になることを特徴とする請求項６に記載のリニア圧縮機。
【請求項８】
前記衝突防止装置は、前記シリンダヘッドに向けて直径が縮小するよう前記シリンダのスカート部に設けられたテーパ面と、前記シリンダのテーパ面に応じて前記ピストンに設けられたテーパ面とから構成されることを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。
【請求項９】
前記シリンダのテーパ面と前記ピストンのテーパ面との軸方向距離Ｘ４は、停止状態における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの距離Ｘ１から上死点における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの間の最小間隙距離Ｘｃを差し引いた値とほぼ同一になることを特徴とする請求項８に記載のリニア圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷蔵庫と空気調和機などのような冷凍装置と冷房装置に使われるリニア圧縮機に係り、さらに詳しくはピストンが上死点以上に移動することを防止する衝突防止装置を備えたリニア圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機は冷蔵庫や空気調和機のような冷凍サイクルを用いる製品で冷媒を吸引して圧縮する装置であって、この圧縮機はピストンが直線往復動して冷媒を圧縮する往復動型圧縮機と、単一または複数のベーンが回転して冷媒を圧縮する回転型圧縮機とに区別される。リニア圧縮機は往復動型圧縮機の一種であって、リニアモータを用いてピストンを往復動させ冷媒を圧縮させるようにしたものであるが、このようなリニア圧縮機はエネルギー損失が少なくて他の圧縮機に比べて相対的に効率が高まる。
【０００３】
図１及び図２は従来の技術によるリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図であって、図１はピストンが停止状態に置かれている時を、図２はピストンが上死点に置かれている時を示した図である。
【０００４】
同図によれば、従来のリニア圧縮機は密閉容器１の内部に設けられる駆動装置１０と圧縮装置２０とから構成される。駆動装置１０は外部電源を印加され動力を発生する機能を果たし、圧縮装置２０はこの駆動装置１０の動力を用いて冷媒ガスを吸い込んで圧縮するように働く。
【０００５】
圧縮装置２０は、中空状よりなって内部に圧縮室２２を形成するシリンダ２１と、冷媒ガスの吸込と吐出を案内するためにシリンダ２１の一端に結合されたシリンダヘッド２３と、駆動装置１０の動力を伝達されシリンダ２１の内部の圧縮室２２で往復動するピストン２４と、を備える。
【０００６】
駆動装置１０は一種のリニアモータであって、シリンダ２１の外周縁に配されたシリンダ状のバックアイロン組立体１１と、該バックアイロン組立体１１と一定間隔離隔配置され交流電源の印加により磁束を発生するようコイル１３が巻線されたコア１２と、バックアイロン組立体１１とコア１２との間に配され、ピストン２４と共に往復動自在に設けられたマグネット１４と、を備える。
【０００７】
コア１２は多数の電気鋼板を積層して作られたもので、シリンダ２１と固定フレーム２１ａにより支えられる。マグネット１４はピストン２４と一体に結合された可動部材２５に設けられ、コア１２により形成された磁束と相互作用して往復動する。このマグネット１４の往復動によりピストン２４がシリンダ２１内で往復動する。
【０００８】
前述したように構成された駆動装置１０と圧縮装置２０は密閉容器１の下部でシリンダ２１を弾持する複数のコイルバネ２により支えられる。また、シリンダ２１の固定フレーム２１ａの上端には上向きに延びてなされる複数のスぺーサ４が設けられ、該スぺーサ４の上端には一種の板バネで形成された共振バネ３が設けられている。該共振バネ３の中心部には駆動装置１０により往復動し、ピストン２４と一体に形成された可動部材２５の一端が結合されている。該共振バネ３と駆動装置１０によりピストン２４がシリンダ２１の内部で連続的に直線往復動することにより冷媒ガスを密閉容器１の内部に流入させて圧縮した後、再び密閉容器１の外部に排出する。
【０００９】
一方、シリンダヘッド２３には密閉容器１の外部から流入された冷媒ガスを受け入れて圧縮室２２に送るための吸引バルブ５と吸引室６、それから圧縮室２２で圧縮された冷媒ガスを受け入れて密閉容器１の外部に排出させるための吐出バルブ７と吐出室８が設けられている。
【００１０】
従って、駆動装置１０のコイル１３に交流電源が印加され磁束が形成されれば、可動部材２５に設けられたマグネット１４の磁界と相互作用してマグネット１４の設けられた可動部材２５が共振バネ３と共に上下動し、これによりピストン２４がシリンダ２１内で直線往復動する。よって、図１に示した状態でピストン２４が下死点に移動すれば、吸引バルブ５が開放され吸引室６内の冷媒ガスが圧縮室２２に吸い込まれ、図２に示したようにピストン２４が上死点に移動すれば吸引バルブ５が閉まると同時に吐出バルブ７が開放され、圧縮室２２で圧縮された冷媒ガスが吐出室８に排出される。
【００１１】
この際、ピストン２４とマグネット１４及び可動部材２５の質量による共振バネ３の固有振動数は印加される交流電源の周波数にほぼ相応する値になるようにすることにより共振による大きな駆動力が得られる。また、往復動するピストン２４と可動部材２５の振幅は印加される電源の電圧を調節することにより可能になるが、このためピストン２４が定められた所定の振幅を維持しつつ往復動できるように別の制御装置(図示せず)を設けて振幅を安定的に制御するようにする。
【００１２】
前述したように構成された従来のリニア圧縮機において、ピストン２４の上死点とシリンダヘッド２３との最小間隙距離Ｘｃにより形成される間隙体積により圧縮機の体積効率が変化する。すなわち、最小間隙距離Ｘｃが小さいほど圧縮機の高い体積効率が得られるため、特に圧縮機の高い体積効率が要求される状況では前記間隙体積が最小になるようにするためピストン２４がシリンダヘッド２３と吸引バルブ５に極めて近く接近するよう振幅を制御して運転すべきである。
【００１３】
しかし、前述したような従来のリニア圧縮機ではピストンが往復動する際、外部または内部の変動要因、たとえば印加される電圧の急な変動または冷凍サイクルの圧力変動などによりピストンの挙動が不安定になってピストンの振幅が瞬間的に増加する現象が発生する場合がある。このような現象が発生すると、ピストンの先端部が吸引バルブとシリンダヘッドに衝突して騒音が発生するのみならず、シリンダヘッドと該シリンダヘッドに設けられた吸引バルブと吐出バルブ、及びピストンが破損するという問題点がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述した従来の技術の問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、ピストンが上死点以上に移動して吸引バルブとシリンダヘッドに直接に衝突することを防止すると同時に、このような移動による衝撃を低減する衝突防止装置を備えたリニア圧縮機を提供するところにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明は、円筒形のシリンダと、該シリンダに結合され少なくとも一つのバルブが設けられたシリンダヘッドと、該シリンダの内部に配されたピストンと、該ピストンを往復動させる駆動装置とを備えるリニア圧縮機において、前記ピストンが前記シリンダの内部で上死点以上に移動して前記バルブとシリンダヘッドが衝突することを防ぐ衝突防止装置を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１実施形態として、前記シリンダと結合された固定フレームには前記固定フレームから延びたスペーサが設けられその端部に共振バネが横方向に設けられ、前記ピストンの端部には前記ピストンから延びて前記共振バネの中心部に結合され前記駆動装置により往復動する可動部材が設けられ、前記衝突防止装置は前記共振バネと一定間隔離隔され前記スペーサに結合される。
【００１７】
前記衝突防止装置は、前記スペーサに結合され中心部に一定サイズの挿入穴が形成された弾性部材と、前記挿入穴に挿着される衝撃吸収部材とを備え、前記衝撃衝吸収部材の中心部には貫通穴が形成され、前記可動部材が往復動自在に貫通するように構成されている。
【００１８】
望ましくは、前記共振バネと前記衝突防止装置の弾性吸収部材間の距離は、停止状態における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの距離から上死点における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの間の最小間隙距離を差し引いた値とほぼ同一になるようにする。
【００１９】
本発明の第２実施形態として、前記衝撃吸収部材の貫通穴は前記シリンダヘッドに向けて直径が縮小するよう設けられたテーパ面を有し、前記可動部材の前記共振バネと前記衝突防止装置との間にも前記貫通穴のテーパ面に対応したテーパ面が形成されている。
【００２０】
望ましくは、前記弾性吸収部材のテーパ面と前記可動部材のテーパ面との軸方向距離は、停止状態における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの距離から上死点における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの最小間隙距離を差し引いた値とほぼ同一になるようにする。
【００２１】
本発明の第３実施形態として、前記衝突防止装置は前記シリンダヘッドに向けて直径が縮小するよう前記シリンダのスカート部に設けられたテーパ面と、前記シリンダのテーパ面に応じて前記ピストンに設けられたテーパ面とから構成されうる。
【００２２】
望ましくは、前記シリンダのテーパ面と前記ピストンのテーパ面との軸方向距離は、停止状態における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの距離から上死点における前記ピストンと前記シリンダヘッドとの間の最小間隙距離を差し引いた値とほぼ同一になるようにする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明に係る望ましい実施形態について記述する。従来のリニア圧縮機と同一な要素は同一符号を付して説明する。
【００２４】
図３及び図４は本発明の第１実施形態による衝突防止装置を備えたリニア圧縮機を示した図であって、図３はピストンが停止状態に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図であり、図４はピストンが上死点に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【００２５】
同図によれば、本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機は密閉容器１の内部に駆動装置１０と圧縮装置２０を備えて、冷凍サイクルに従って流動する冷媒ガスを吸い込んで圧縮させ排出させる。
【００２６】
圧縮装置２０は、圧縮室２２を形成するシリンダ２１と、シリンダ２１の一端に結合されるシリンダヘッド２３と、シリンダ２１の内部で往復動するピストン２４と、シリンダ２１と結合して設置された固定フレーム２１ａと複数のスペーサ４と、スペーサ４の端部に横方向に結合された共振バネ３と、ピストン２４から延びて共振バネ３の中心部に結合される可動部材２５と、を備えている。
【００２７】
シリンダヘッド２３には密閉容器１の内部に流れ込まれた冷媒ガスを圧縮室２２に案内するための吸引室６と、圧縮された冷媒ガスを密閉容器１の外部に案内するための吐出室８が区画されており、また吸引室６の出口には吸引バルブ５が設けられており、吐出室８の入口には吐出バルブ７が設けられている。
【００２８】
駆動装置１０は、シリンダ２１の外周縁に配されたバックアイロン組立体１１と、バックアイロン組立体１１と一定間隔離隔されシリンダ２１の固定フレーム２１ａに設けられ内部にコイル１３が巻線されているコア１２と、バックアイロン組立体１１とコア１２の間に配された可動部材２５に設けられピストン２４と共に往復動するマグネット１４と、を備えて構成される。
【００２９】
前述したように構成された駆動装置１０と圧縮装置２０は密閉容器１の下部でシリンダ２１を弾持する複数のコイルバネ２により支えられる。
【００３０】
一方、本発明の第１実施形態による衝突防止装置３０は、スペーサ４の端部に横方向に設けられた共振バネ３と一定間隔離隔されスペーサ４に横方向に設けられる弾性部材３１と、該弾性部材３１の中心部に形成された挿入穴３１ａに結合される衝撃吸収部材３２を備えている。
【００３１】
弾性部材３１は共振バネ３と衝突してもその衝撃力に十分耐えられ、微細な弾性変形だけを引き起こす材質、たとえば高剛性の板バネで作られ、スペーサ４の端部から縦方向に押し込まれるボルト９により共振バネ３と共にスペーサ４に結合される。
【００３２】
衝撃吸収部材３２は共振バネ３と衝突する場合に弾性変形されその衝撃を吸収できる材質、たとえばゴムや合成樹脂などで作られる。この衝撃吸収部材３２はその外周縁に挿入溝３４が形成され弾性部材３１の挿入穴３１ａに嵌着され、中央部には貫通穴３３が形成されている。前記衝撃吸収部材３２の貫通穴３３を介して可動部材２５の連接棒２５ａが貫通して共振バネ３とボルト締結させる。
【００３３】
前述したような構成により本発明の第１実施形態による衝突防止装置３０は、共振バネ３と一定間隔離隔されたまま並んでスペーサ４に結合され、可動部材２５の連接棒２５ａは衝撃吸収部材３２の貫通穴３３を貫通して共振バネ３に結合されることにより共振バネ３と可動部材２５は直線往復動が可能になる。
【００３４】
ここで、図３のようにピストン２４が停止状態における衝突防止装置３０の衝撃吸収部材３２と共振バネ３との間の距離Ｘ２は、停止状態に置かれている時のピストン２４の上端面とシリンダヘッド２３との距離Ｘ１から上死点に置かれている時のピストン２４の上端面とシリンダヘッド２３との最小間隙距離Ｘｃ(図４参照)を差し引いた値とほぼ同一になるようにする。前述したようなことから、ピストン２４が上死点を越えて移動すれば、共振バネ３が衝撃吸収部材３２と接触して衝撃が吸収されると同時に、ピストン２４がシリンダヘッド２３と吸引バルブ５に衝突することが防止できる。
【００３５】
前述したように構成された本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機の作動について説明すれば次の通りである。
【００３６】
まず、リニア圧縮機を作動させるために駆動装置１０のコイル１３に交流電源が印加され可動部材２５に設けられたマグネット１４と電磁気的に相互作用すれば、マグネット１４が上下動する力を受けて共振バネ３と共にピストン２４がシリンダ２１内で直線往復動する。これにより、図３に示した状態でピストン２４が下死点に移動すれば、吸引バルブ５が開放され吸引室６内の冷媒ガスが圧縮室２２に吸い込まれ、この位置で共振バネ３は衝撃吸収部材３２と最大の距離(Ｘ２＋膨張変位)を維持する(ここで、膨張変位は初期組立位置からピストンが下死点に移動した距離)。
【００３７】
この状態で図４に示した通りピストン２４が上死点に移動すれば、共振バネ３は衝撃吸収部材３２と微細な距離を隔てて隣接し、かつピストン２４はシリンダヘッド２３と衝突しないようにするための最小間隙距離Ｘｃを維持したままシリンダヘッド２３に近づく。これにより吸引バルブ５が閉まると同時に吐出バルブ７が開放され圧縮室２２で圧縮された冷媒ガスが吐出室８に排出される。前述したような動作が反復されることにより密閉容器１に流れ込まれた冷媒は圧縮され密閉容器１の外部に排出される。
【００３８】
この際、印加される電源の電圧が急に変動したり冷凍サイクルを循環する冷媒の圧力変動、それからその他の原因によりピストン２４が上死点を越えて吸引バルブ５とシリンダヘッド２３にぶつかる状況が発生すれば、図４に示した状態で共振バネ３が先に衝突防止装置３０の衝撃吸収部材３２に接触するようになって衝撃が吸収され、弾性部材３１により共振バネ３がこれ以上シリンダヘッド２３に向けて移動することが制限されピストン２４がシリンダヘッド２３と衝突することが防止され、よってピストン２４の往復動が円滑になされる。共振バネ３が衝撃吸収部材３２にぶつかる時、弾性部材３１も最小間隙距離Ｘｃに影響を与えないほど微細に弾性変形され衝撃を吸収する。
【００３９】
図５及び図６は本発明の第２実施形態による衝突防止装置を備えたリニア圧縮機を示した図であって、図５はピストンが停止状態に置かれている時を、図６はピストンが上死点に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【００４０】
同図によれば、第２実施形態による衝突防止装置３０Ａを備えたリニア圧縮機は、衝突防止装置３０Ａの一部構造を除けば第１実施形態による衝突防止装置３０を備えたリニア圧縮機と同様であり、よって第１実施形態のリニア圧縮機と同一な構成および作用については詳細な説明を省く。
【００４１】
第２実施形態による衝突防止装置３０Ａは、第１実施形態の衝突防止装置３０と同じく共振バネ３と並んで一定間隔離隔されたままスペーサ４に結合された弾性部材３１と、該弾性部材３１の中心部に形成された挿入穴３１ａに結合される衝撃吸収部材３２ａを備えている。
【００４２】
弾性部材３１は共振バネ３と共にスぺーサ４にボルト締結され、衝撃吸収部材３２ａは外周縁に形成された挿入溝３４により弾性部材３１の挿入穴３１ａに嵌着される。ここで、弾性部材３１はボルト締結方式以外の他の方式でもスペーサ４に結合されることもできる。
【００４３】
衝撃吸収部材３２ａの中央部には可動部材２５の連接棒２５ａを貫通させるための貫通穴３３が形成されているが、本実施形態では該衝撃吸収部材３２ａの貫通穴３３がシリンダヘッド２３に向けて直径を縮小させるテーパ面３５をなすようにし、また共振バネ３に隣接した部位の可動部材２５の連接棒２５ａにも前記衝撃吸収部材３２ａのテーパ面３５に対応するテーパ面２５ｂを形成して、共振バネ３がピストン２４の上死点に向けて移動すれば可動部材２５のテーパ面２５ａが衝撃吸収部材３２ａのテーパ面３５に沿って案内されるようにする。
【００４４】
ここで、前記テーパ面２５ｂ、３５は相面する際楔効果による詰まり現象が発生しないように傾斜角度αが通常９０度以上になるよう形成することが望ましい。逆に、楔効果による緩衝作用を用いるために角度を９０度以下にしてもよいが、相面する二つのテーパ面２５ｂ、３５の角度を相違に形成する場合は前記二つのテーパ面２５ｂ、３５の加工精度及び面粗度が精密でなければならない。
【００４５】
前述したような構成により本発明の第２実施形態による衝突防止装置３０Ａは、共振バネ３と一定間隔離隔されたまま並んでスペーサ４に結合され、可動部材２５の連接棒２５ａはテーパ面３５で形成された衝撃吸収部材３２ａの貫通穴３３を貫通して共振バネ３に結合されることにより共振バネ３と可動部材２５は直線往復動が可能になる。図５のように、ピストン２４が停止状態に置かれている時、可動部材２５の連接棒２５ａのテーパ面２５ｂは衝撃吸収部材３２ａのテーパ面３５と一定間隔離隔されたまま向かい合って配される。
【００４６】
ここで、図５のようにピストン２４が停止状態に置かれている時、衝突防止装置３０Ａの衝撃吸収部材３２ａのテーパ面３５とこれに応ずる可動部材２５の連接棒２５ａのテーパ面２５ｂとの同一な直径における軸方向距離Ｘ３は、停止状態に置かれている時のピストン２４とシリンダヘッド２３との距離Ｘ１から上死点に置かれている時のピストン２４とシリンダヘッド２３との最小間隙距離Ｘｃ(図６参照)を差し引いた値とほぼ同一になるようにする。前述したようなことから、ピストン２４が上死点を越えて移動すれば可動部材２５のテーパ面２５ｂが衝撃吸収部材３２のテーパ面３５と接触するようになって衝撃が吸収されると同時に、ピストン２４が吸引バルブ５とシリンダヘッド２３に衝突することが防止される。
【００４７】
この第２実施形態の衝突防止装置３０Ａによれば、テーパ面２５ｂ、３５の作用により第１実施形態の衝突防止装置３０に比べて衝突による衝撃をさらに緩和させることができ、可動部材２５の連接棒２５ａが衝撃吸収部材３２ａと接触する際発生する騒音もさらに低減することができる。
【００４８】
本実施形態において、衝突防止装置３０Ａの作用距離Ｘ３は、対応する直径における可動部材２５と衝撃吸収部材３２ａのテーパ面２５ｂ、３５の間の距離になるが、前述したようにテーパ面２５ｂ、３５の傾斜角度αは同一になるか、あるいは可動部材２５のテーパ面２５ｂの角度が衝撃吸収部材３２ａのテーパ面３５の傾斜角度よりやや小さくなるようすることもできる。
【００４９】
前述したように構成された第２実施形態によるリニア圧縮機の作動は第１実施形態と同様になされるため、これに対する説明は省く。
【００５０】
図７と図８は本発明の第３実施形態による衝突防止装置を備えたリニア圧縮機を示した図であって、図７はピストンが停止状態に置かれている時を、そして図８はピストンが上死点に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【００５１】
同図によれば、第３実施形態による衝突防止装置３０Ｂを備えたリニア圧縮機は、第２実施形態による衝突防止装置３０Ａと同様な方式により一対のテーパ面の作用によりピストン２４が吸引バルブ５とシリンダヘッド２３に衝突することを防止するよう構成される。すなわち、第３実施形態による衝突防止装置３０Ｂはシリンダヘッド２３が結合されるシリンダ２１の頭部２１ｂの反対側に位置したシリンダ２１のスカート部２１ｃに設けられたテーパ面３６と、該シリンダ２１のテーパ面３６と対応するよう可動部材２５と境をなすピストン２４の下端に設けられたテーパ面３７で構成される。このような構成により共振バネ３がピストン２４の上死点に向けて移動すればピストン２４のテーパ面３７がシリンダ２１のテーパ面３６に沿って案内されるようにする。図７に示した通り、ピストン２４が停止状態に置かれている時ピストン２４のテーパ面３７はシリンダ２１のテーパ面３６と一定間隔離隔されたまま向かい合って配される。
【００５２】
ここで、図７に示した通り、ピストン２４が停止状態に置かれるとき、ピストン２４のテーパ面３７とこれに対応するシリンダ２１のテーパ面３６間の同一な直径における軸方向距離Ｘ４は、停止状態に置かれている時のピストン２４とシリンダヘッド２３との距離Ｘ１から上死点に置かれている時のピストン２４とシリンダヘッド２３との間の最小間隙距離Ｘｃを差し引いた値とほぼ同一になるようにする。前述したようなことから、ピストン２４が上死点を越えて移動すれば、ピストン２４のテーパ面３７がシリンダ２１のテーパ面３６と接触するようになってピストン２４が吸引バルブ５とシリンダヘッド２３に衝突することが防止される。
【００５３】
ここで、前記二つのテーパ面３６、３７は金属材料で作られるシリンダ２１とピストン２４に形成されるため、楔効果による詰まり現象が発生して衝撃伝達が大きくなり過ぎることのないように所定角度範囲内で形成されるが、その傾斜角度βは通常６０度以上１２０度以下にすることが望ましく、二つのテーパ面３６、３７の加工精度および粗度は前記ピストン２４の外周面に準ずる加工状態を維持することが要求される。
【００５４】
本第３実施形態の衝突防止装置３０Ｂによれば、第１及び第２実施形態に比べて衝突による衝撃がやや大きくなるが、最小の間隙距離Ｘｃでピストン２４がシリンダヘッド２３に衝突することを制限することが最も容易であり確実になり、構造的に簡単なので作製コストが殆んどアップしないという長所がある。
【００５５】
本第３実施形態によるリニア圧縮機の作動は第１実施形態と同様になされるため、これに対するこれ以上の説明は省く。
【００５６】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明に係る衝突防止装置を備えたリニア圧縮機は、ピストンが所定の上死点を越えて作動してもピストンがシリンダヘッドと吸引バルブに衝突することが防止できてピストンとシリンダヘッド及び吸引バルブが破損されることを防止し、また衝突による衝撃と騒音を大幅に低減できる。
【００５７】
また、従来のリニア圧縮機は安全に作動させるために上死点に置かれている時のピストンとバルブヘッドとの間隙をある程度大きく維持すべきなので圧縮機の体積効率を高めるのに限界があり、よってリニア圧縮機を用いた冷凍サイクルで高い冷凍能力を得るためにはやむをえずリニア圧縮機のサイズが増大し、これによる作製コストがアップする短所があったが、本発明に係る衝突防止装置を備えたリニア圧縮機はいずれの状況でもピストンがシリンダヘッドと吸引バルブに衝突しなくなり、よってピストンとシリンダヘッドとの間隙を最小に維持しつつ作動できるようになることで、圧縮機のサイズを増大させずリニア圧縮機の性能と体積効率を向上させうる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の技術に係るリニア圧縮機を示した図であって、ピストンが停止状態に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【図２】  従来の技術に係るリニア圧縮機を示した図であって、ピストンが上死点に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【図３】  本発明の第１実施形態による衝突防止装置を備えたリニア圧縮機を示した図であって、ピストンが停止状態に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【図４】  本発明の第１実施形態による衝突防止装置を備えたリニア圧縮機を示した図であって、ピストンが上死点に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【図５】  本発明の第２実施形態による衝突防止装置を備えたリニア圧縮機を示した図であって、ピストンが停止状態に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【図６】  本発明の第２実施形態による衝突防止装置を備えたリニア圧縮機を示した図であって、ピストンが上死点に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【図７】  本発明の第３実施形態による衝突防止装置を備えたリニア圧縮機を示した図であって、ピストンが停止状態に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【図８】  本発明の第３実施形態による衝突防止装置を備えたリニア圧縮機を示した図であって、ピストンが上死点に置かれている時のリニア圧縮機の内部構造を示した側断面図である。
【符号の説明】
３: 共振バネ
４: スぺーサ
２１: シリンダ
２３: シリンダヘッド
２４: ピストン
２５: 可動部材
２５ｂ，３５，３６，３７: テーパ面
３０，３０Ａ，３０Ｂ: 衝突防止装置
３１: 弾性部材
３２，３２ａ: 衝撃吸収部材
３３: 貫通穴
【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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