(57)【要約】【課題】  密閉容器の外部に振動吸収機構を構成することで、密閉容器内部の部品数を減少して圧縮機の小型化を実現し、振動吸収機構が設計自在となって振動吸収効率をも向上できる外部防振構造を有するリニア圧縮機を提供する。【解決手段】  ベースプレート５５と、前記ベースプレート５５の上部に位置し、かつ両側に吸入口５１及び吐出口５３が形成されるとともに内部のリニアモータ６０によりシリンダー８０の内部でピストン７０が直線往復運動しながら流体を圧縮及び吐出する密閉容器５０と、密閉容器５０の外部で吐出口５３前方に設置され、かつ前記シリンダー８０内で圧縮された流体が吐出される吐出部アセンブリー８２と、密閉容器５０の外部でリニアモータ６０の運動方向に連結されて圧縮機の振動を低減する振動吸収機構９０とを含んでリニア圧縮機を構成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートと、
前記ベースプレートの上部に位置し、かつ両側に吸入口及び吐出口が形成されるとともに、内部のリニアモータによりシリンダーの内部でピストンが直線往復運動しながら流体を圧縮及び吐出する密閉容器と、
前記密閉容器の外部の吐出口前方に設置され、かつ前記シリンダー内で圧縮された流体が吐出される吐出部アセンブリーと、
前記密閉容器の外部で前記リニアモータの運動方向に連結されて圧縮機の振動を低減する振動吸収機構と、を含むことを特徴とする外部防振構造を有するリニア圧縮機。
【請求項２】
前記振動吸収機構は前記吐出部アセンブリーに連結されていることを特徴とする請求項１記載の外部防振構造を有するリニア圧縮機。
【請求項３】
前記吐出部アセンブリーには、前記密閉容器の外部に固定され、かつ前記吐出口を通して吐出された流体を緩衝する吐出カバーが装備されていることを特徴とする請求項２記載の外部防振構造を有するリニア圧縮機。
【請求項４】
前記振動吸収機構は前記吐出カバーに連結されていることを特徴とする請求項３記載の外部防振構造を有するリニア圧縮機。
【請求項５】
前記振動吸収機構は、追加マスによって振動を吸収するダイナミックバイブレーションアブソーバであることを特徴とする請求項１記載の外部防振構造を有するリニア圧縮機。
【請求項６】
前記振動吸収機構は、前記密閉容器に連結されるボス部と、前記ボス部の周辺に配置された追加マスと、前記ボス部と追加マスとを連結する板ばねとを含むことを特徴とする請求項１記載の外部防振構造を有するリニア圧縮機。
【請求項７】
前記ボス部は、前記密閉容器と長軸により連結されたことを特徴とする請求項６記載の外部防振構造を有するリニア圧縮機。
【請求項８】
前記追加マスは円型リング構造に形成され、
複数個の前記板ばねが、前記ボス部と前記追加マスの前後面をそれぞれ連結していることを特徴とする請求項６記載の外部防振構造を有するリニア圧縮機。
【請求項９】
前記板ばねは、前記ボス部を中心にして前記追加マス側につながる渦巻状の孔を有することを特徴とする請求項６記載の外部防振構造を有するリニア圧縮機。
【請求項１０】
吸入口及び吐出口が形成された密閉容器と、
前記密閉容器の内部に固定されて直線運動力を発生するリニアモータと、
前記密閉容器の内部の吐出口側に固定されたシリンダーと、
前記密閉容器の外部の吐出口前方に設置され、かつ前記シリンダー内で圧縮された流体が吐出される吐出部アセンブリーと、
前記リニアモータに連結され、かつ前記シリンダーの内部で直線往復運動しながらシリンダー内に吸入された流体を圧縮するピストンと、
前記密閉容器の内部に支持された状態で前記ピストンの前後面側にそれぞれ連結され、かつピストンの往復運動時に加振されるように弾性力を提供する主ばねと、
前記密閉容器の外部で前記吐出部アセンブリーに連結されて圧縮機の振動を低減する振動吸収機構と、を含むことを特徴とする外部防振構造を有するリニア圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニア圧縮機に関し、詳しくは、密閉容器の外部に振動吸収機構を設置することによって、密閉容器の寸法を縮小するとともに、振動低減効率を向上できる外部防振構造を有するリニア圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リニア圧縮機は、リニアモータの直線駆動力によりシリンダーの内部でピストンを直線往復運動させて流体を吸入、圧縮及び吐出する機器である。
【０００３】
図１は、従来のリニア圧縮機を示した縦断面図である。
図１に示すように、従来のリニア圧縮機の密閉容器１０の内部には、シリンダー１３を備えたシリンダーブロック１２と、流体吸入口１６を有するバックカバー１５と、が備わり、これらのシリンダーブロック１２及びバックカバー１５は、密閉容器１０内で第１ダンパー１７及び第２ダンパー１８により緩衝自在に支持される。
【０００４】
また、前記シリンダーブロック１２とバックカバー１５との間には、流体を圧縮するために駆動力を発生するリニアモータ２０が配置される。このリニアモータ２０には、前記シリンダー１３の内部で直線往復運動することによって前記シリンダー１３の内部に吸入された流体を圧縮するピストン３０が連結される。
【０００５】
ここで、前記リニアモータ２０は、固定子及び可動子により構成されるが、固定子は、積層体からなるアウターコア２１と、積層体からなるとともに前記アウターコア２１と所定の空隙を有して配置されるインナーコア２２と、前記アウターコア２１に装着されて磁場を形成するコイル２３と、から構成される。
【０００６】
また、可動子は、前記アウターコア２１とインナーコア２２との間に位置し、前記コイル２３の周辺に形成された磁気力により直線移動するマグネット２５と、前記マグネット２５及びピストン３０を固定し、前記ピストン３０に直線運動力を伝達するマグネットフレーム２７と、から構成される。
【０００７】
また、前記ピストン３０は、前記マグネットフレーム２７に固定されるフランジ部３２が後部に形成され、前記フランジ部３２とシリンダーブロック１２との間に配置された第１ばね２８と、前記フランジ部３２とバックカバー１５との間に配置された第２ばね２９と、により弾性的に支持される。
【０００８】
また、前記ピストン３０は、その内部に流体が流入される吸入流路３３を形成し、閉鎖構造となる前面に複数個の吸入口３４が形成される。また、前記ピストン３０の前面には、前記吸入口３４を開閉する吸入バルブ３５が設けられるが、この吸入バルブ３５は、前記ピストン３０にボルトで固定されたバルブ板３６が両側の圧力差によって弾性的に曲がることによって、前記吸入口３４を開閉するようになっている。
【０００９】
また、吐出部４０は、前記シリンダー１３の圧縮室Ｃの前方でシリンダーブロック１２に固定され、一側に流体吐出孔が形成された内側吐出カバー４１と、前記内側吐出カバー４１にばね４３により支持されて前記シリンダー１３の圧縮室Ｃを開閉するバルブ体４５と、前記内側吐出カバー４１の外側に所定空間を形成して配置された外側吐出カバー４７と、から構成される。
【００１０】
一方、図１の参照符号１は、前記密閉容器１０に貫通連結され、外部からの流体が吸入される吸入連結パイプであり、参照符号２は、前記吐出部４０の外側吐出カバー４７に連結され、吐出部４０を通過した流体が吐出される吐出パイプであり、参照符号４は、前記吐出パイプ４に一端が連結されたループパイプであり、参照符号６は、前記ループパイプ４に一端が連結され、前記密閉容器１０を貫通して外部に延長された吐出連結パイプである。
【００１１】
以下、このように構成された従来のリニア圧縮機の動作を説明する。
まず、前記リニアモータ２０が作動すると、マグネット２５が前記コイル２３の周辺の磁場と相互作用することで直線往復運動し、この運動力は、マグネットフレーム２７を通してピストン３０に伝達され、このピストン３０は、前記吐出部４０のバルブ体４５とバックカバー１５との間で連続的に直線往復運動をする。
【００１２】
次に、前記ピストン３０が前記吐出部４０側に前進すると、前記吸入バルブ３５は前記吸入流路３３と圧縮室Ｃとの圧力差により閉鎖し、前記圧縮室Ｃの内部の流体は圧縮後に吐出部４０を通して吐出され、かつ前記バックカバー１５の外側の流体は前記バックカバー１５の吸入口１６を通して吸入される。
【００１３】
その反対に、前記ピストン３０が後退すると、前記吸入流路３３と圧縮室Ｃとの間の圧力差により前記吸入バルブ３５が開放し、このとき、ピストン３０の吸入流路３３内の流体は吸入口３４を通して圧縮室Ｃの内部に流入する。その後、ピストン３０が前進すると、前記したように、圧縮室Ｃ内の流体が圧縮された後に吐出される過程が反復される。
【００１４】
しかしながら、従来のリニア圧縮機は、密閉容器１０の内部に、流体を圧縮するための運動部品だけでなく、これを支持して振動を低減する部品をも構成するため、圧縮機を小型化するのに限界がある、という問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、従来の問題点を解決するためになされたもので、密閉容器の外部に振動吸収機構を構成することで、密閉容器内部の部品数を減少して圧縮機の小型化を実現し、振動吸収機構が設計自在となって振動吸収効率をも向上できる外部防振構造を有するリニア圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するため、本発明による外部防振構造を有するリニア圧縮機は、ベースプレートと、前記ベースプレートの上部に位置され、かつ両側に吸入口及び吐出口が形成されるとともに、内部のリニアモータによりシリンダーの内部でピストンが直線往復運動しながら流体を圧縮及び吐出する密閉容器と、前記密閉容器の外部の吐出口前方に設置され、かつ前記シリンダー内で圧縮された流体が吐出される吐出部アセンブリーと、前記密閉容器の外部で前記リニアモータの運動方向に連結されて圧縮機の振動を低減する振動吸収機構と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
好適形態において、前記振動吸収機構は前記吐出部アセンブリーに連結される。
【００１８】
好適形態において、前記吐出部アセンブリーには、前記密閉容器の外部に固定され、かつ前記吐出口を通して吐出された流体を緩衝する吐出カバーが装備される。
【００１９】
好適形態において、前記振動吸収機構は前記吐出カバーに連結される。
【００２０】
好適形態において、前記振動吸収機構は、追加マスによって振動を吸収するダイナミックバイブレーションアブソーバである。
【００２１】
好適形態において、前記振動吸収機構は、前記密閉容器に連結されるボス部と、前記ボス部の周辺に配置された追加マスと、前記ボス部と追加マスとを連結する板ばねと、を含む。
【００２２】
好適形態において、前記ボス部は、前記密閉容器と軸により長く連結される。
【００２３】
好適形態において、前記追加マスは円型リング構造に形成され、かつ前記板ばねは前記ボス部と追加マスの前後面をそれぞれ連結するように複数個構成される。
【００２４】
好適形態において、前記板ばねは、前記ボス部を中心にして前記追加マス側につながる渦巻状の孔を有する。
【００２５】
上記目的を達成するための、本発明による他の形態の外部防振構造を有するリニア圧縮機は、吸入口及び吐出口が形成された密閉容器と、前記密閉容器の内部に固定されて直線運動力を発生するリニアモータと、前記密閉容器の内部の吐出口側に固定されたシリンダーと、前記密閉容器の外部の吐出口前方に設置され、かつ前記シリンダー内で圧縮された流体が吐出される吐出部アセンブリーと、前記リニアモータに連結され、かつ前記シリンダーの内部で直線往復運動しながらシリンダー内に吸入された流体を圧縮するピストンと、前記密閉容器の内部に支持された状態で前記ピストンの前後面側にそれぞれ連結され、かつピストンの往復運動時に加振されるように弾性力を提供する主ばねと、前記密閉容器の外部で前記吐出部アセンブリーに連結されて圧縮機の振動を低減する振動吸収機構と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
また、上記目的を達成するための、本発明による外部防振構造を有するリニア圧縮機は、ベースプレートと、前記ベースプレートの上部に位置し、かつ両側に吸入口及び吐出口が形成されるとともに、内部のリニアモータによりシリンダーの内部でピストンが直線往復運動しながら流体を圧縮及び吐出する密閉容器と、前記密閉容器の外部で前記リニアモータの運動方向に連結されて圧縮機の振動を低減する振動吸収機構と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明による外部防振構造を有するリニア圧縮機は、密閉容器の外部に振動吸収機構が構成されるため、密閉容器内部の部品数を減少して圧縮機の小型化を実現でき、かつ、振動吸収機構の設計が自由となって振動吸収効率を向上できる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明による外部防振構造を有するリニア圧縮機の実施形態を説明する。
【００２９】
図２は、本発明による外部防振構造を有するリニア圧縮機を示した縦断面図であり、図３は、本発明による外部防振構造を有するリニア圧縮機の振動吸収機構を示した側面図である。
【００３０】
図２に示すように、本発明による外部防振構造を有するリニア圧縮機は、所定位置に位置決めされるベースプレート５５と、このベースプレート５５の上部に位置し、かつ両側に吸入口５１及び吐出口５３がそれぞれ形成された密閉容器５０と、この密閉容器５０の外部で吐出口５３前方に設置され、かつシリンダー８０で圧縮された流体が吐出される吐出部アセンブリー８２と、前記密閉容器５０の外部に連結されて圧縮機の振動を低減する振動吸収機構９０と、を含んで構成されている。
【００３１】
また、前記密閉容器５０は円筒状に形成されており、その後面に位置する吸入口５１には吸入パイプ７７が貫通設置され、かつその前面には前記吐出部アセンブリー８２が設置される。
【００３２】
また、前記密閉容器５０の内部には、直線運動力を発生するリニアモータ６０と、前記吐出口５３側に固定されたシリンダー８０と、前記リニアモータ６０に連結されて前記シリンダー８０の内部で直線往復運動することによってシリンダー内に吸入された流体を圧縮するピストン７０と、このピストン７０の前後面側にそれぞれ連結され、かつピストンの往復運動時に往復運動力が加振されるように弾性力を提供する主ばね６８，６９と、が装備される。
【００３３】
また、前記リニアモータ６０は、固定子及び可動子により構成されるが、固定子は、積層体からなるアウターコア６１と、積層体からなるとともに前記アウターコア６１と所定の空隙を有して配置されるインナーコア６２と、前記アウターコア６１に装着されて磁場を形成するコイル６３と、から構成される。また、前記可動子は、前記アウターコア６１とインナーコア６２との間に位置決めされ、前記コイル６３の周辺に形成された磁気力により直線移動するマグネット６５と、これらマグネット６５及びピストン７０を固定し、かつ前記ピストン２０に直線運動力を伝達するマグネットフレーム６６と、から構成される。
【００３４】
また、前記ピストン７０の後方には、ばね支持体６７が設置され、かつこのばね支持体６７の前面及び後面で前記ピストン７０の両側に連続された両側の主ばね６８，６９は、加振弾性力を提供する。また、前記ピストン７０の後方には、吸入パイプ７７と連結されて吸入騷音を低減する消音器７８が装備される。
【００３５】
また、前記ピストン７０の前面には、複数個の吸入口７４と、これら吸入口７４を開閉する吸入バルブ７５と、が備わる。
【００３６】
また、前記吐出部アセンブリー８２は、前記密閉容器５０の外部にボルト組立てにより固定され、前記吐出口５３を通して吐出された流体を緩衝して吐出パイプ８６を通して流体を吐出させる吐出カバー８３と、この吐出カバー８３内でシリンダー８０の出口に密着して前記吐出口５３を開閉する吐出バルブ８４と、前記吐出カバー８３に支持された状態で前記吐出バルブ８４に弾性力を提供する吐出ばね８５と、から構成される。
【００３７】
また、前記振動吸収機構９０は、前記密閉容器５０の外部で前記吐出カバー８３に前記リニアモータ６０の運動方向に連結されて圧縮機の振動を低減する。
【００３８】
また、前記振動吸収機構９０は、追加マスによって振動を吸収するダイナミックバイブレーションアブソーバであって、前記密閉容器５０に設置された吐出カバー８３に連結軸９２で連結されるボス部９３と、このボス部９３から所定距離離れて配置された追加マス９７と、これらボス部９３と追加マス９７とを連結する板ばね９５と、から構成される。
【００３９】
また、前記追加マス９７は所定の質量を有する円型リング構造となっており、複数個前記板ばね９５により、前記ボス部９３及び追加マス９７の前後面がそれぞれ連結される。
【００４０】
ここで、前記板ばね９５は、前記ボス部９３及び追加マス９７の前後側にそれぞれ一つのボルト９８で組立てられて構成されることが好ましく、図３に示すように、前記ボス部９３を中心にして、前記追加マス９７側につながる渦巻状の孔９５ａを有して形成されることが好ましい。
【００４１】
以下、このように構成される本発明による外部防振構造を有するリニア圧縮機の作用を説明する。
まず、リニアモータ６０が作動すると、マグネット６５が前記コイル６３の周辺の磁場と相互作用して直線往復運動をし、この運動力は、マグネットフレーム６６を通してピストン７０に伝達され、このピストン７０は、前記シリンダー８０の内部で連続的に直線往復運動することによって、シリンダー８０の内部に吸入された流体を圧縮及び吐出する過程を反復する。
【００４２】
すなわち、前記ピストン７０が前記吐出部アセンブリー８２側に前進すると、前記シリンダー８０の内部で圧縮された流体は、吐出バルブ８４が開放されることによって、吐出カバー８３及び吐出パイプ８６を通して外部に排出され、前記ピストン７０が後退すると、前記吸入バルブ７５が開放することによって、ピストン７０の内部に流入した流体が吸入口７４を通してシリンダー８０の内部に流入する。
【００４３】
また、前記振動吸収機構９０は、前記密閉容器５０の外部に配置され、かつ圧縮機の作動時にリニアモータ６０及びピストン７０の運動方向の振動を吸収する。
【００４４】
ここで、前記振動吸収機構９０の原理を説明すると、ダンピングのないシステムに外部から周期的な力が作用する場合、前記追加マス９７のような質量体を追加的に取り付けると、前記密閉容器５０のようなシステムの固有振動数が二つに増え、これら二つの固有振動数領域の間で振幅が０になる周波数帯が発見される。
【００４５】
すなわち、この周波数で密閉容器５０に振動が加えられるときに、全ての振動を追加的な質量体である追加マス９７が受けることによって、前記密閉容器５０は振動しなくなる。このような原理の振動吸収装置をダイナミックバイブレーションアブソーバといい、これによると、追加マス９７の固有振動数が密閉容器５０などの外部から加えられる振動数と一致することで、作用する全ての振動を追加マス９７が受けるため、振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来のリニア圧縮機を示した縦断面図である。
【図２】本発明による外部防振構造を有するリニア圧縮機を示した縦断面図である。
【図３】本発明による外部防振構造を有するリニア圧縮機の振動吸収機構を示した側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
５０    密閉容器
５１    吸入口
５３    吐出口
６０    リニアモータ
６５    マグネット
６６    マグネットフレーム
６７    ばね支持体
６８，６９    主ばね
７０    ピストン
７５    吸入バルブ
７７    吸入パイプ
７８    消音器
８０    シリンダー
８２    吐出部アセンブリー
８３    吐出カバー
８４    吐出バルブ
８５    吐出ばね
８６    吐出パイプ
９０    振動吸収機構
９２    連結軸
９３    ボス部
９５    板ばね
９５ａ    孔
９７    追加マス
９８    ボルト
【図１】
2005195023.tif 000003
【図２】
2005195023.tif 000004
【図３】
2005195023.tif 000005