(57)【要約】【課題】  無通電状態で行う運搬時に振動や衝撃などによって可動部が動くことを抑制することによって、可動部の損傷を防止すると共に、その損傷時の金属片が圧縮機内部に残留することによる圧縮機作動時の故障を防止すること。【解決手段】  円筒空間を有するシリンダ２と、このシリンダ２にクリアランスシール１５を形成する隙間を介して挿入され、円筒空間内に作動ガスの圧縮空間６を形成するピストン５と、このピストン５を軸方向に往復運動自在に支持する板ばねからなる支持ばね８と、ピストン５を軸方向に往復駆動するリニア駆動部と、上記の隙間を介して圧縮空間６に通じるガス室を形成する圧力容器とを備え、リニア駆動部が、ピストン５に連結された駆動子コイル７を納める空隙を有する永久磁石１４及び継鉄１からなる磁気回路により形成される圧縮機３０において、無通電時に駆動子コイル７の両端を電気的に短絡する短絡手段３１，３２を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒空間を有するシリンダと、このシリンダにクリアランスシールを形成する隙間を介して挿入され、前記円筒空間内に作動ガスの圧縮空間を形成するピストンと、このピストンを軸方向に往復運動自在に支持する板ばねからなる支持ばねと、前記ピストンを軸方向に往復駆動するリニア駆動部と、前記隙間を介して前記圧縮空間に通じるガス室を形成する圧力容器とを備え、前記リニア駆動部が、前記ピストンに連結された駆動子コイルと、この駆動子コイルを納める空隙を有する永久磁石及び継鉄からなる磁気回路とにより形成される圧縮機において、
無通電時に前記駆動子コイルの両端を電気的に短絡する短絡手段
を備えたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記短絡手段は、前記駆動子コイルへの電源の通電／無通電をスイッチングするスイッチに、当該スイッチによる無通電時に前記駆動子コイルの両端が電気的に短絡され、通電時に前記短絡が解除されるように組み込まれている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
円筒空間を有するシリンダと、このシリンダにクリアランスシールを形成する隙間を介して挿入され、前記円筒空間内に作動ガスの圧縮空間を形成するピストンと、このピストンを軸方向に往復運動自在に支持する板ばねからなる支持ばねと、前記ピストンを軸方向に往復駆動するリニア駆動部と、前記隙間を介して前記圧縮空間に通じるガス室を形成する圧力容器とを備え、前記リニア駆動部が、前記ピストンに連結された駆動子コイルと、この駆動子コイルを納める空隙を有する永久磁石及び継鉄からなる磁気回路とにより形成される圧縮機の運搬方法において、
当該圧縮機を運搬する際に、前記駆動子コイルへの通電を無通電状態とした後、前記駆動子コイルの両端を電気的に短絡するステップ
を含むことを特徴とする圧縮機の運搬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温冷凍機などに用いられる圧縮機及び圧縮機の運搬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の圧縮機の断面構成及び電気配線を示す図である。図５は、図４に示す圧縮機の構成を補助的に説明するための斜視図である。これらの図に示す圧縮機は、継鉄１によって形成された円筒空間を有するシリンダ２の上下に、リング３を介して円筒形状のケース４が嵌合されてガス室を形成する圧力容器を成している。シリンダ２の円筒空間には、上下からピストン５が圧縮空間６を形成するように挿入されており、そのピストン５が、当該ピストン５に連結された駆動子コイル７と共に支持ばね８によって支えられている。
【０００３】
駆動子コイル７は、リード線９によってケース４の内部から外部に突き出して固定された電流端子１０，１１，１２，１３に接続されている。継鉄１の内部には、永久磁石１４が組み込まれており、この永久磁石１４による磁束を横切るように駆動子コイル７が上下動自在に組み込まれている。
【０００４】
ピストン５とシリンダ２との間には、隙間によるクリアランスシール１５が形成されており、通常はピストン５とシリンダ２が接触しないように支持されている。また、円筒形状の圧力容器には、圧縮空間６と図示せぬ極低温冷凍機とを接続する貫通穴によるガス流路１６が、半径方向に形成されている。
【０００５】
更に、各電流端子１０〜１３には、駆動子コイル７に交流励磁電流を供給するための電源２０がスイッチ２１を介して配線接続されている。スイッチ２１は、可動子２１ａが端子２１ｂに接続されたＯＮの場合に、電源２０から駆動子コイル７へ交流励磁電流が供給され、端子２１ｃに切り替えられたＯＦＦの場合、その供給が遮断されるようになっている。
【０００６】
このような構成の圧縮機において、スイッチ２１を図示するようにＯＮとすると、電源２０から互いに１８０度の位相差を持つ交流励磁電流が駆動子コイル７に供給され、空隙１７において磁界と励磁電流との間に働く電磁力により、駆動子コイル７と共に各ピストン５が、ピストン５の挿入方向に沿った軸方向に互いに逆向きに往復運動し、圧縮空間６の作動ガスを圧縮する。この作動ガスの波動は、ガス流路１６を介して外部の極低温冷凍機に与えられる。
【０００７】
このような圧縮機の動作原理は周知であり、駆動子コイル７やピストン４の質量と、支持ばね８及び作動媒体の圧力などのバネ常数で決まる固有振動数と駆動周波数とを一致させることで、効率のよい運転を行なうことができる。
【０００８】
この種の従来の圧縮機として、例えば特許文献１に記載のものがある。
【特許文献１】特開２００２−２０６４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、従来の圧縮機においては、ピストン５及び駆動子コイル７の双方の可動部は、支持ばね８で支持し、継鉄１の壁面との間に所定のクリアランスを保持することによって、容易に動くようになっている。このため、駆動子コイル７に電流が供給されている場合は、電磁気回路により制御されるため、可動部は、継鉄１の壁面に接触しないように所定範囲で軸方向に往復動作する。
【００１０】
また、スイッチ２１がＯＦＦとされることにより電流が供給されていない停止状態の場合にも、圧縮機を傾けたり、振動や衝撃が加わったりすると、可動部が容易に動いてしまい、継鉄１の内壁と接触することもある。これを防止するため、上述したクリアランスが可動部と継鉄１の壁面との接触を避けるためのストッパの役割を果たすように設けられている。
【００１１】
しかし、圧縮機を運搬する場合、大きな振動や衝撃が発生しやすいので、可動部が、より大きく動き、この結果、継鉄１の壁面と強く接触して損傷したり、この際の金属片が圧縮機内部に残留して圧縮機の作動時に故障の原因となったりするという問題がある。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、無通電状態で行う運搬時に振動や衝撃などによって可動部が動くことを抑制することによって、可動部の損傷を防止すると共に、その損傷時の金属片が圧縮機内部に残留することによる圧縮機作動時の故障を防止することができる圧縮機及び圧縮機の運搬方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１による圧縮機は、円筒空間を有するシリンダと、このシリンダにクリアランスシールを形成する隙間を介して挿入され、前記円筒空間内に作動ガスの圧縮空間を形成するピストンと、このピストンを軸方向に往復運動自在に支持する板ばねからなる支持ばねと、前記ピストンを軸方向に往復駆動するリニア駆動部と、前記隙間を介して前記圧縮空間に通じるガス室を形成する圧力容器とを備え、前記リニア駆動部が、前記ピストンに連結された駆動子コイルと、この駆動子コイルを納める空隙を有する永久磁石及び継鉄からなる磁気回路とにより形成される圧縮機において、無通電時に前記駆動子コイルの両端を電気的に短絡する短絡手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、無通電時に駆動子コイルの両端を短絡手段で電気的に短絡するようにしたので、例えば圧縮機に振動又は衝撃が発生し、これによって、駆動子コイルがピストンと共に軸方向に移動した場合、駆動子コイルの移動に応じて励磁電流が流れる。この励磁電流が流れると、駆動子コイルには、フレミングの法則から明らかなように、先の移動方向と逆方向に電磁力が働く。これによって、駆動子コイルの先の移動が、逆方向の電磁力によって抑制されるので、結果的に、駆動子コイルの振動又は衝撃による動きが抑制される。従って、駆動子コイルに連結されたピストンの動きも同様に抑制される。
【００１５】
また、本発明の請求項２による圧縮機は、請求項１において、前記短絡手段は、前記駆動子コイルへの電源の通電／無通電をスイッチングするスイッチに、当該スイッチによる無通電時に前記駆動子コイルの両端が電気的に短絡され、通電時に前記短絡が解除されるように組み込まれていることを特徴としている。
【００１６】
この構成によれば、上記請求項１と同様な作用効果が得られ、また、電源のスイッチに短絡手段を組み込んだので、より簡単な構成で短絡手段を実現することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項３による圧縮機の運搬方法は、円筒空間を有するシリンダと、このシリンダにクリアランスシールを形成する隙間を介して挿入され、前記円筒空間内に作動ガスの圧縮空間を形成するピストンと、このピストンを軸方向に往復運動自在に支持する板ばねからなる支持ばねと、前記ピストンを軸方向に往復駆動するリニア駆動部と、前記隙間を介して前記圧縮空間に通じるガス室を形成する圧力容器とを備え、前記リニア駆動部が、前記ピストンに連結された駆動子コイルと、この駆動子コイルを納める空隙を有する永久磁石及び継鉄からなる磁気回路とにより形成される圧縮機の運搬方法において、当該圧縮機を運搬する際に、前記駆動子コイルへの通電を無通電状態とした後、前記駆動子コイルの両端を電気的に短絡するステップを含むことを特徴としている。
【００１８】
この方法によれば、圧縮機を運搬する際に、無通電状態とした駆動子コイルの両端を電気的に短絡するようにしたので、例えば運搬時に圧縮機に振動又は衝撃が発生し、これによって、駆動子コイルがピストンと共に軸方向に移動した場合、駆動子コイルの移動に応じて励磁電流が流れる。この励磁電流が流れると、駆動子コイルには、フレミングの法則から明らかなように、先の移動方向と逆方向に電磁力が働く。これによって、駆動子コイルの先の移動が、逆方向の電磁力によって抑制されるので、結果的に、駆動子コイルの振動又は衝撃による動きが抑制される。従って、駆動子コイルに連結されたピストンの動きも同様に抑制される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明は、シリンダに隙間を介して挿入されたピストンと、このピストンを軸方向に往復運動させるために連結された駆動子コイルとを有する圧縮機において、無通電時に駆動子コイルの両端を電気的に短絡する短絡手段を備えたので、例えば圧縮機に振動又は衝撃が発生し、これによって、駆動子コイルがピストンと共に軸方向に移動した場合、駆動子コイルの移動に応じて励磁電流が流れる。この励磁電流が流れると、駆動子コイルには、フレミングの法則から明らかなように、先の移動方向と逆方向に電磁力が働く。これによって、駆動子コイルの先の移動が、逆方向の電磁力によって抑制されるので、結果的に、駆動子コイルの振動又は衝撃による動きが抑制される。つまり、駆動子コイルに連結されたピストンの動きも同様に抑制される。
【００２０】
従って、無通電状態で行う運搬時に振動や衝撃などによって可動部が動くことを抑制することによって、可動部の損傷を防止すると共に、その損傷時の金属片が圧縮機内部に残留することによる圧縮機作動時の故障を防止することが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】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る圧縮機の断面構成及び電気配線を示す図である。但し、図１に示す第１の実施の形態において、図４及び図５に示した従来例の各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２２】
図１に示す第１の実施の形態の圧縮機３０が、従来例の圧縮機と異なる点は、図４に示したスイッチ２１と各電流端子１０〜１３との間に、中継端子３１を接続して設け、スイッチ２１をＯＦＦとした無通電時に中継端子３１に短絡片３２を接続して、駆動子コイル７の両端を電気的に短絡するようにしたことにある。
【００２３】
この短絡時の圧縮機３０におけるピストン５及び駆動子コイル７の動作を、図２の等価図を参照して説明する。但し、ピストン５は、連結された駆動子コイル７と伴に動くので、ここでは、駆動子コイル７の動作を代表して説明する。
【００２４】
例えば圧縮機３０を運搬する場合、スイッチ２１をＯＦＦとして電源２０から配線接続を切り離す。この後、中継端子３１に短絡片３２を接続して、駆動子コイル７の両端を電気的に短絡してから、圧縮機３０を運搬する。
【００２５】
この際、圧縮機３０に振動又は衝撃が発生し、これによって、駆動子コイル７が一対の矢印Ｙ１で示す軸方向に移動したとする。この場合、駆動子コイル７の両端は短絡片３２によって短絡されているので、駆動子コイル７の移動に応じて励磁電流が流れる。この励磁電流が流れると、駆動子コイル７には、フレミングの法則から明らかなように、先の移動方向Ｙ１と逆方向Ｙ２に電磁力が働く。これによって、駆動子コイル７の矢印Ｙ１方向への移動が、矢印Ｙ２方向への電磁力によって抑制されるので、結果的に、駆動子コイル７の振動又は衝撃による動きが抑制される。従って、駆動子コイル７に連結されたピストン５の動きも同様に抑制される。
【００２６】
このように、第１の実施の形態の圧縮機によれば、無通電状態で行う運搬時に、中継端子３１において短絡片３２で駆動子コイル７の両端を短絡することによって、運搬時の振動や衝撃などによるピストン５及び駆動子コイル７の可動部の動きを抑制することができるので、可動部の損傷を防止することができる。また、その損傷時の金属片が圧縮機３０の内部に残留することによる圧縮機作動時の故障を防止することができる。
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る圧縮機の可動部の動作を説明するための等価図である。但し、図３に示す第２の実施の形態において、図２に示した第１の実施の形態の各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２７】
第２の実施の形態が、従来例と異なる点は、既に従来技術で説明した図４に示すスイッチ２１の電源ＯＦＦ側の端子２１ｃに、図３に示すように、短絡片３４を接続してスイッチ３５を構成したことにある。
【００２８】
即ち、スイッチ３５をＯＦＦとすることによって、駆動子コイル７の両端を電気的に短絡するようにしたことにある。
【００２９】
この構成の場合に圧縮機３０の運搬する場合、スイッチ３５をＯＦＦとして電源２０から配線接続を切り離してから、圧縮機３０を運搬する。この際、圧縮機３０に振動又は衝撃が発生した場合の駆動子コイル７の動作は、上記第１の実施の形態と同様となる。つまり、駆動子コイル７の矢印Ｙ１方向への移動が、矢印Ｙ２方向への電磁力によって抑制され、結果的に、駆動子コイル７の振動又は衝撃による動きが抑制される。
【００３０】
このように、第２の実施の形態の圧縮機によれば、無通電状態で行う運搬時に、スイッチ３５で駆動子コイル７の両端を短絡することによって、運搬時の振動や衝撃などによるピストン５及び駆動子コイル７の可動部の動きを抑制することができるので、可動部の損傷を防止することができる。また、その損傷時の金属片が圧縮機３０の内部に残留することによる圧縮機作動時の故障を防止することができる。
【００３１】
また、第１の実施の形態に比べ、中継端子３１を設けなくてもよいので、より簡単な構成で短絡回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る圧縮機の断面構成及び電気配線を示す図である。
【図２】上記第１の実施の形態に係る圧縮機の可動部の動作を説明するための等価図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る圧縮機の可動部の動作を説明するための等価図である。
【図４】従来の圧縮機の断面構成及び電気配線を示す図である。
【図５】従来の圧縮機の構成を補助的に説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  継鉄
２  シリンダ
３  リング
４  ケース
５  ピストン
６  圧縮空間
７  駆動子コイル
８  支持ばね
９  リード線
１０，１１，１２，１３  電流端子
１４  永久磁石
１５  クリアランスシール
１６  ガス流路
２０  電源
２１，３５  スイッチ
２１ａ  スイッチの可動子
２１ｂ  スイッチの電源ＯＮ側の端子
２１ｃ  スイッチの電源ＯＦＦ側の端子
３０  圧縮機
３１  中継端子
３２，３４  短絡片
Ｙ１  無通電時の振動や衝撃等による駆動子コイルの移動方向
Ｙ２  移動方向Ｙ１の動きに応じて生じる起電力の働く方向
【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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