(57)【要約】【課題】  冷媒と潤滑油の混合気体中を高速で移動するリング磁石支持部底面が大きな流体抵抗を受ける事無く、効率の高い冷媒圧縮機を実現する。【解決手段】  リング磁石支持部５５の底面に貫通穴５６を設け、さらには貫通穴の開口縁部を滑らかな曲面とすることで、高密度の冷媒と潤滑油の混合気体は、抵抗を受けることなく貫通穴５６を通過するので、磁石支持部が高密度の冷媒と潤滑油の混合気体中を高速で移動しても大きな流体抵抗が発生しない。【選択図】  図１
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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、リングマグネットと、前記リングマグネットの端面を締結するリングマグネット支持部を備え、前記リングマグネット支持部の底面に複数の貫通穴を設けたリニアーアクチエータ。
【請求項２】
貫通穴の開口端部が、なだらかな曲面で構成されている請求項１記載のリニアアクチエータ。
【請求項３】
貫通穴の開口端部が、開口端に向かって広がるテーパー形状である請求項１記載のリニアアクチエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動磁石型リニアアクチエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のリニアモータは、図５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体１２は、外ヨーク１０と内ヨーク１６との間に形成された間隙１４内に配置され、外ヨー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。磁石支持構造体１２が間隙１４内で往復運動すると、時間的に変化する磁束が磁石支持構造体１２を通過するし、時間的に変化した磁場により磁石支持構造体１２に渦電流が誘導されて大きな損失となる。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ーブが利用され、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ーブを備え、好ましい実施例においては、スリーブは複数のスロットを持つ。磁石は更にスリー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６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ーブ壁２４を持つ。スリーブ壁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、スリーブ壁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、スリーブ壁２４から約９０°の角度でスリーブ壁２４の全周を回って延び、フランジ３２とスリーブ壁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はスリーブ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がスリーブ２２の外面にスリー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、接着剤によりスリーブ壁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の中間でスリーブ壁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、スリーブ壁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、スリーブ壁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。
【特許文献１】特表平１０−５１２４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、スリーブ壁に、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ー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。また磁石保持用のスリー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が発生し効率が低下するという課題も有していた。さらにピストンを固定しているスリーブ底面は鍔状になっており、冷媒とオイルが封入された高温、高圧の密度の高い密閉容器内をピストンとともにスリーブが高速で往復運動すると、スリーブの鍔の部分が高密度の気体の抵抗となり、大きく効率が低下するという課題を有していた。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、効率の高いリニアアクチエータ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】
【０００６】
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、前記リング磁石の端面を締結するリング磁石支持部を備え、前記リング磁石支持部の底面に複数の貫通穴を設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のリニアアクチエータは、上記構成を有し、リング磁石支持部が高速で冷媒、オイル混合気体中を運動しても大きな抵抗を受けることが無く、信頼性が高く効率のよいリニアアクチエータを得ることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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。
【０００９】
（実施の形態１）
図１のリニアーアクチエータにおいて、円筒状の内ヨーク５０と前記内ヨーク５０に巻線を巻回したコイル部５１と、内ヨーク５０に覆うように配置した外ヨーク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磁石部５３と、振動体をリング磁石５３の端面で支持するリング磁石支持部５５とを備える。内ヨーク５０と外ヨーク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のリニアアクチエータを、図４で示す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４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７９と、シリンダー７９に沿って可動自在に支持されるピストン７７と、磁力によりピストン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、リング磁石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磁石５３に、軸線方向に沿って移動する駆動力が作用する。リング磁石５３は、リング磁石支持部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弦波状の電流に応じた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、自動車用カーエアコンに用いると良い。本実施の形態の特徴は、リング磁石支持部５５にある。リニアアクチエータを効率良く振動させるには、外ヨーク５４と内ヨーク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２のリング磁石５３の端面を、図３で示すリング磁石支持部で支持する構成とし、前記リング磁石支持部の底面に冷媒通路用の複数個の貫通穴を設けてある。リニアアクチエータを、図４で示すリニアー圧縮機に用いる場合、リニアモータのコイル部５１に正弦波状の電流を通電すると、リング磁石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推力が発生する。その推力は、リング磁石支持部を介して、ピストンを駆動周
波数に近い速度で往復運動せしめ、冷媒は高温高圧となり密度の高いガスとなる。リング磁石支持部は、高密度なガス雰囲気中を高速で往復運動することになるが、リング磁石支持部底面に複数個の貫通穴を設けてあり、高密度のガスはそこを通過するため大きな抵抗とならず、圧縮機効率の向上が図れる。
【００１０】
さらに、貫通穴の開口端部をなだらかな曲面で構成することにより、貫通穴に流れ込むガスの動きが滑らかになり、乱流による騒音や流体損失の発生を抑制することができる。このことは、開口端端部を開口端に向かって広がるテーパー形状としても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
以上のように、本発明にかかるリニアアクチエータは、リング磁石支持部が高速で冷媒、オイル混合気体中を運動しても大きな抵抗を受けることが無いので、冷媒圧縮機等に使用されるリニアアクチエータとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明一実施の形態を示すリニアアクチエータの断面図
【図２】本発明一実施の形態におけるリング磁石の斜視図
【図３】本発明一実施の形態におけるリング磁石支持部を示す図
【図４】本発明一実施の形態におけるリニア圧縮機の断面図
【図５】従来のリニアアクチチエータを示す図
【図６】従来の磁石固定用のスリーブの断面図
【符号の説明】
【００１３】
５４  固定子鉄心（内ヨーク）
５１  巻線部
５３  リング磁石
５４  固定子鉄心（外ヨーク）
５５  リング磁石支持部
５６  貫通穴
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  シリンダー
【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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