(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに嵌合すると共に圧縮室（３）を形成する圧縮要素（１，２）と、上記圧縮要素（１，２）のうちの一方を軸方向に駆動するリニアモータ（５）と、上記駆動される圧縮要素（２）の両端を支持する２つのフレクシャベアリング（７，７）とを備える圧縮機において、
上記２つのフレクシャベアリング（７，７）は、上記圧縮要素（２）が軸方向に移動したとき、上記圧縮要素（２）を支持する部分が同じ方向に回転するように同一方向に配置されていることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばパルス管冷凍機に用いられる圧縮機は、互いに嵌合して圧縮室を形成するピストンおよびシリンダと、このシリンダを軸方向に駆動するリニアモータと、上記シリンダの両端を支持する２つのフレクシャベアリングを備える。
【０００３】
上記フレクシャベアリングは、概略円盤状をなし、圧縮機のケーシングに固定された外側支持部と、この外側支持部の径方向内側に形成されて複数の渦状溝を備えるフレクシャ部と、このフレクシャ部の径方向内側に形成されて貫通孔を有する内側支持部とを備える。この内側支持部の貫通穴に、上記シリンダを貫通させて固定している。
【０００４】
上記２つのフレクシャベアリングは、上記渦状溝が渦巻く方向を互いに逆向きにして配置している。これによって、上記シリンダが駆動されて軸方向に移動したとき、上記シリンダの両端に周方向逆向きの力が働くようにして、この周方向逆向きの力によってシリンダのねじれ方向の振動を打ち消して、シリンダの振動、ひいては圧縮機の振動を低減するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の圧縮機は、上記２つのフレクシャベアリングを逆向きに配置しているので、上記ピストンは、上記フレクシャベアリングからの周方向逆向きの力によって、軸がピストンの軸と傾斜しながら移動する。その結果、上記シリンダはピストンに接触し、これによって、圧縮機の振動が生じてしまうという問題がある。また、上記シリンダとピストンの接触によって、このシリンダおよびピストンが摩耗するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、振動が確実に防止でき、シリンダおよびピストンの摩耗が少ない圧縮機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の圧縮機は、互いに嵌合すると共に圧縮室を形成する圧縮要素と、上記圧縮要素のうちの一方を軸方向に駆動するリニアモータと、上記駆動される圧縮要素の両端を支持する２つのフレクシャベアリングとを備える圧縮機において、
上記２つのフレクシャベアリングは、上記圧縮要素が軸方向に移動したとき、上記圧縮要素を支持する部分が同じ方向に回転するように同一方向に配置されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項１の圧縮機によれば、上記圧縮要素がリニアモータによって駆動されて軸方向に移動すると、上記２つのフレクシャベアリングは同一方向に配置されているので、上記２つのフレクシャベアリングの上記圧縮要素を支持する部分が同じ方向に回転する。これによって、上記２つのフレクシャベアリングで支持された一方の圧縮要素は、他方の圧縮要素と接触することなく移動する。したがって、上記圧縮機は、圧縮要素同士の接触に起因する振動が生じない。また、上記２つの圧縮要素は、互いに接触しないから、摩耗が確実に防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態の圧縮機を示す断面図である。この圧縮機は、圧縮要素としてのピストン１とシリンダ２を備え、このピストン１とシリンダ２が互いに嵌合して、圧縮室３を形成している。上記シリンダ２は、連結部材１１を介してコイル部１２に接続し、このコイル部１２を、略円筒形のヨーク１３の一端に開放して形成された空間１４内に挿入していると共に、上記空間１４の径方向内側に配置された永久磁石１５に対向させている。上記コイル部１２、ヨーク１３、および永久磁石１５で、リニアモータ５を構成している。上記ピストン１は、上記シリンダ２と嵌合していない側の端が、図示しないケーシングに固定されている。上記ピストン１の中央には、軸方向に延びるガス通路１７が設けられている。上記シリンダ２の両端には、略円盤状のフレクシャベアリング７，７が連結されている。
【００１１】
図２（ａ）は、上記フレクシャベアリング７を示す図である。このフレクシャベアリング７は、外側支持部２１と、この外側支持部２１の径方向内側に形成された３つの渦状溝２２，２２，２２を備えるフレクシャ部２３と、このフレクシャ部２３の径方向内側に形成されて貫通孔２５を有する内側支持部２６とを備える。この内側支持部の貫通穴２５に、上記シリンダ２を貫通させて固定すると共に、上記外側支持部２１を図示しないケーシングに固定している。上記外側支持部２１と内側支持部２６に挟まれたフレクシャ部２３は、図２（ａ）の紙面の垂直方向には比較的変形し易い一方、フレクシャベアリングの径方向には殆ど変形しない。これによって、上記内側支持部２６で固定するシリンダを、上記外側支持部２１で固定するケーシングに対して、軸方向に移動可能に支持している。
【００１２】
上記２つのフレクシャベアリング７，７は、上記渦状溝２２が渦巻く方向を互いに同じ向きにして、同一方向に配置している。
【００１３】
上記構成の圧縮機を動作すると、上記ヨーク１３と永久磁石１５で形成された磁気回路中に位置する上記コイル部１２に、図示しない配線を介して交番電流が通電される。これによって、上記コイル部１２に軸方向に交番する推力が生じ、このコイル部１２に上記連結部材１１を介して接続するシリンダ２が、軸方向に進退する。これによって、上記シリンダ２とピストン１との間に形成された圧縮室３の容積が減少および増大して、この圧縮室３内のガスに圧力変動が生成される。このガスの圧力変動は、上記ピストンのガス通路１７を経て、この圧縮機に直列接続された図示しない蓄冷器、パルス管、およびバッファタンクに向って送出され、上記バッファタンクによって上記ガスの圧力変動の位相が変換され、上記パルス管の低温端に冷熱が生成される。
【００１４】
上記シリンダ２が軸方向に移動するとき、上記シリンダ２に固定された上記フレクシャベアリングの内側支持部２６もまた、軸方向に移動し、この内側支持部２６に接続するフレクシャ部２３が変形する。上記フレクシャ部２３が変形するとき、上記内側支持部２６は、上記フレクシャ部２３の渦状溝２２が中心から径方向外側に向う方向、すなわち図２（ａ）において左回りに回転する。上記シリンダ２の両端を固定する２つのフレクシャベアリング７，７は、渦状溝２２の方向を同一に配置しているので、上記シリンダ２が軸方向に移動すると、上記２つのフレクシャベアリング７，７の内側支持部２６は、同じ方向に回転する。したがって、上記シリンダ２は、上記ピストン１に対して軸を略一致させて回転する。その結果、上記シリンダ２およびピストン１は、従来におけるように軸がねじれて接触することがないから、シリンダとピストンの接触に起因する振動や摩耗が確実に防止できる。これにより、上記圧縮機の振動が効果的に防止でき、また、圧縮機の耐久性が効果的に向上できる。
【００１５】
図２（ｂ）は、他の実施形態のフレクシャベアリングを示す図である。この実施形態は、フレクシャベアリング以外の構成は、図１の実施形態と同じであるので、図１を代用する。このフレクシャベアリング３１は、概略環状の外側支持部３２と、この外側支持部３２の内面に一端が固定された３つの板バネ３４，３４，３４と、この板バネ３４，３４，３４の他端が固定された概略三角形の内側支持部３５とからなる。上記板バネ３４，３４，３４は、上記外側支持部３２の接線方向を向いている。上記板バネ３４，３４，３４は、複数の鋼板がフレクシャベアリングの軸方向に積層されてなる積層鋼板で形成されている。上記板バネ３４，３４，３４の他端は、上記内側支持部３５の頂点から図２（ｂ）において右回り方向に突出するように形成された鉤部３５ａ，３５ａ，３５ａに固定されている。上記内側支持部３５は、中央に貫通孔３６を備え、この貫通孔３６にシリンダ２を嵌合して固定するようになっている。このシリンダ２の両端に、上記フレクシャベアリングの内側支持部３５を固定して、２つのフレクシャベアリング３１，３１によってシリンダ２を支持している。上記２つのフレクシャベアリング３１，３１は、上記内側支持部の頂点からの鉤部３５ａ，３５ａ，３５ａの突出方向が同じになるようにして、同一方向に配置している。
【００１６】
上記フレクシャベアリング３１を備える圧縮機を駆動すると、上記シリンダ２が軸方向に進退して、このシリンダ２に固定された内側支持部３５が軸方向に進退する。このとき、上記３つの板バネ３４，３４，３４が変形して、この３つの板バネ３４，３４，３４の他端が固定された内側支持部３５が、図２（ｂ）において、フレクシャベアリング３１の右回りに回転する。上記２つのフレクシャベアリング３１，３１は、上記内側支持部の頂点からの鉤部３５ａ，３５ａ，３５ａの突出方向が同じに配置されているので、上記シリンダ２は、両端が同じ方向に回転する。これによって、上記シリンダ２は、上記ピストン１と軸を略一致させて回転するので、上記シリンダ２およびピストン１が、従来におけるように軸がねじれて接触することがない。その結果、シリンダとピストンの接触に起因する振動や摩耗が確実に防止できて、この圧縮機の騒音が効果的に防止でき、また、圧縮機の耐久性が効果的に向上できる。
【００１７】
上記実施形態において、フレクシャベアリング７，３１は、渦状溝２２，２２，２２を備えたフレクシャベアリング７と、板バネ３４，３４，３４を備えたフレクシャベアリング３１であるが、シリンダが移動すると、シリンダとの接続部分が回転するように形成されたフレクシャベアリングであれば、どのようなフレクシャベアリングでもよい。
【００１８】
上記実施形態において、フレクシャベアリング７，３１は、シリンダ２を支持したが、ピストンを支持してもよい。この場合、ピストンがリニアモータによって移動される際に、ピストンとシリンダとの接触が有効に防止される。
【００１９】
上記圧縮機は、パルス管冷凍機に用いたが、例えばスターリング冷凍機などの他の冷凍機に用いてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の圧縮機によれば、互いに嵌合すると共に圧縮室を形成する圧縮要素と、上記圧縮要素のうちの一方を軸方向に駆動するリニアモータと、上記駆動される圧縮要素の両端を支持する２つのフレクシャベアリングとを備える圧縮機において、上記２つのフレクシャベアリングは、上記圧縮要素が軸方向に移動したとき、上記圧縮要素を支持する部分が同じ方向に回転するように同一方向に配置されているので、上記２つのフレクシャベアリングで支持された一方の圧縮要素は、他方の圧縮要素と軸を略一致させて回転するから、上記２つの圧縮要素の接触に起因する圧縮機の振動が効果的に防止でき、さらに、上記圧縮要素の摩耗が効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の圧縮機を示す断面図である。
【図２】  図２（ａ）は、図1の圧縮機が備えるフレクシャベアリングを示す平面図であり、図２（ｂ）は、他の実施形態の圧縮機が備えるフレクシャベアリングを示す平面図である。
【符号の説明】
１  ピストン
２  シリンダ
３  圧縮室
５  リニアモータ
７  フレクシャベアリング
１１  連結部材
１２  コイル
１３  ヨーク
１４  空間
１５  永久磁石
１７  ガス通路
【図１】
0004529328.tif 000002
【図２】
0004529328.tif 000003