(57)【要約】本発明に係る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムは、容器の吸入管及びピストンの内部流路に両端がそれぞれ対向するように設置されて、前記容器の内部に吸入されたガスを前記ピストンの内部流路に案内するガス案内管を具備することで、冷媒ガスが前記ガス案内管を通して前記ピストンの内部流路に円滑に吸入されるため、冷媒ガスの吸入率が高くなって圧縮機の効率が向上され、冷媒ガスの吸入時に発生される騷音及び振動が共鳴空間で減衰及び相殺されるので、騷音及び吸入ガスに対する流路抵抗を減少させて圧縮機の信頼性及び効率を向上し得る。また、前記容器に吸入された冷媒ガスがモータにより予熱されることを遮断することで、冷媒ガスの比体積が増加されることを防止して、圧縮機の効率を向上し得る。
2004522047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入管及び吐出管が連通される容器と、
該容器の内部に所定空隙をおいて固定されるインナーステータ及びアウターステータからなる固定子と、それら両ステータ間の空隙に配置されて往復運動を行う可動子と、からなる往復動式モータと、
該往復動式モータの可動子に結合されて一緒に往復運動を行い、その内部に内部流路が貫通形成されるピストンと、該ピストンが滑り自在に挿入されるように、前記往復動式モータの内側に支持されたシリンダと、からなる圧縮ユニットと、
前記往復動式モータ及び前記圧縮ユニットを支持するフレームユニットと、
前記往復動式モータの可動子を運動方向に弾性支持するバネユニットと、
を包含して構成される往復動式圧縮機であって、
前記吸入管及び前記ピストンの内部流路に両端がそれぞれ対向するように配設されて、前記容器の内部に吸入されたガスを前記ピストンの内部流路に案内するガス案内管を包含して構成されることを特徴とする往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２】
前記ガス案内管は、前記容器の吸入管と同一軸線上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３】
前記ガス案内管は、その全部または一部が前記ピストンの内部流路に挿入されるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項４】
前記ガス案内管は、その端部が前記ピストンの内部流路の内側壁面から離隔される折曲部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項５】
前記ガス案内管は、前記ピストンの内部流路の内側に延長形成される第１案内管と、該第１案内管に連通されるように、前記ピストンと前記吸入管との間に位置したフレーム側に延長形成される第２案内管と、から構成されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項６】
前記第１案内管及び第２案内管中何れか一つの案内管に、直径が拡大された大径管部が形成されることを特徴とする請求項５に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項７】
前記第１案内管及び第２案内管中何れか一つの案内管が他の案内管に挿入されることで、所定区間で重なるように配置されることを特徴とする請求項５に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項８】
前記第１案内管は前記ピストンに固定され、前記第２案内管は前記ピストンと前記吸入管との間のフレームに固定され、前記第１案内管及び第２案内管中何れか一つの案内管が他の案内管に挿入されることで、所定区間で重なるように配置されることを特徴とする請求項５に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項９】
前記第１案内管は、前記第２案内管に内挿されるように形成されることを特徴とする請求項７または８に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項１０】
前記第１案内管及び第２案内管が全て前記ピストンに係合され、
前記第２案内管は、前記ピストンと前記吸入管との間に具備されたフレームを貫通して往復運動を行うように、前記容器の吸入管側に延長形成されることを特徴とする請求項５に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項１１】
前記ピストンと前記吸入管との間に具備されたフレームには、前記第２案内管が貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔の外周には、前記第２案内管の中心軸方向に延長される延長管が更に形成され、前記第２案内管は、前記延長管に内挿されて重なることを特徴とする請求項１０に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項１２】
前記第１案内管及び第２案内管が全て前記ピストンと前記吸入管との間に具備されたフレームに係合され、
前記ピストンの内部流路に延長される前記第１案内管の端部からこれに対抗する前記ピストンの内部流路の内側端部までの距離が、前記ピストンの往復距離の半分より長く形成されることを特徴とする請求項５に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項１３】
前記第１案内管及び第２案内管中何れか一つに、その内部に所定大きさの通孔が穿孔形成されたバッフル部が形成されることを特徴とする請求項５に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項１４】
前記大径管部の内部に所定大きさの通孔が穿孔形成されたバッフル部が形成されることを特徴とする請求項６に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項１５】
前記第１案内管及び第２案内管中、内側に挿入される案内管の外周に隣接すると共に、該挿入された案内管の中心線方向に所定長さの中間案内管が形成されることを特徴とする請求項７に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項１６】
前記中間案内管は、前記第１案内管及び第２案内管中、外側に位置する案内管に一体に形成されて、その内側の案内管と所定区間で重なるように配置されることを特徴とする請求項１５に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項１７】
前記ガス案内管は、前記ピストンの内部流路に連通される第１案内管と、前記ピストンと前記吸入管との間のフレームに形成された貫通孔に連通される第２案内管と、それら第１案内管と第２案内管との間に形成される少なくとも一つ以上の中間案内管と、から構成されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項１８】
前記第１、第２案内管及び中間案内管中、少なくとも何れか一つの案内管には、内径が拡大された大径管部が包含されることを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項１９】
前記第１案内管及び第２案内管中、少なくとも何れか一つの案内管は、他の案内管よりその内径が大きく形成されることを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２０】
前記第１案内管及び第２案内管中何れか一つの案内管は、他の案内管に挿入されるように配置されることを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２１】
前記第１案内管と前記第２案内管とが前記ピストンの往復運動時に所定区間内で重なるように配列されることを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２２】
前記第１案内管及び第２案内管中何れか一つの案内管の内部に、所定大きさの通孔が穿孔形成されたバッフル部が形成されることを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２３】
前記第１、第２案内管及び中間案内管中何れか一つの案内管に、内径が拡大された大径管部が形成され、該大径管部の内部に、通孔が穿孔形成されたバッフル部が形成されることを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２４】
前記バッフル部は、前記第１案内管及び第２案内管中、相対的に直径の大きい案内管に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２５】
前記中間案内管は、前記第１案内管及び第２案内管中、内側に挿入される案内管の外周面に隣接すると共に、該挿入された案内管の中心線方向に所定長さを有して形成されることを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２６】
前記中間案内管は、前記第１案内管及び第２案内管中、外側に位置する案内管に一体に形成されて、その内側の案内管と所定区間で重なるように配置されることを特徴とする請求項２５に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２７】
前記第１、第２案内管及び中間案内管中何れか一つが他の一つの内側に挿入されて重なり、それら重なる二つの案内管中、内側に挿入される案内管が前記ピストンの往復運動によってバッフル部の通孔を貫通し得るように配列されることを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２８】
前記ガス案内管は、複数の管が有機的に連通されるように配列されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項２９】
吸入管及び吐出管が連通される容器と、
該容器の内部に所定空隙をおいて固定されるインナーステータ及びアウターステータからなる固定子と、それら両ステータ間の空隙に配置されて往復運動を行う可動子と、からなる往復動式モータと、
該往復動式モータの可動子に結合されて一緒に往復運動を行い、その内部に内部流路が貫通形成されるピストンと、該ピストンが滑り自在に挿入されるように、前記往復動式モータの内側に支持されるシリンダと、からなる圧縮ユニットと、
前記往復動式モータ及び前記圧縮ユニットを支持するフレームユニットと、
前記往復動式モータの可動子を運動方向に弾性支持するバネユニットと、
を包含して構成される往復動式圧縮機であって、
前記ピストンの内部流路に連通される第１案内管と、
前記フレームユニット中、前記ピストンの内部流路と前記吸入管との間に配設されたフレームの貫通孔に連通される第２案内管と、
を包含して構成されることを特徴とする往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３０】
前記第１、第２案内管及び中間案内管中、少なくとも何れか一つの案内管は、他の一つの案内管の内径よりも大きい径の大径管部を包含して構成されることを特徴とする請求項２９に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３１】
前記第２案内管の一部または全部が前記第１案内管の内側に挿入されて重なるように配置されることを特徴とする請求項２９に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３２】
前記第１案内管は、前記大径管部と、該大径管部に略垂直に連結されて中心に所定大きさの通孔が穿孔形成された連結板部と、を包含して構成され、前記第２案内管は、前記連結板部の通孔を貫通して前記第１案内管の大径管部の内側に挿入されるように配列されることを特徴とする請求項３０に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３３】
前記連結板部の通孔の外周には、前記第１案内管の中心線方向に所定長さを有する中間案内管が形成され、前記第２案内管が前記中間案内管の内側に隣接して重なるように配設されることを特徴とする請求項３２に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３４】
前記大径管部の内部には、所定大きさの通孔が穿孔形成されたバッフル部が更に形成されることを特徴とする請求項３０に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３５】
前記バッフル部の通孔は、その直径が略前記第２案内管の外径と同様に形成されることを特徴とする請求項３４に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３６】
前記大径管部の内径は、前記ピストンの内部流路の内径よりも大きく形成されることを特徴とする請求項３０に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３７】
前記第１案内管及び第２案内管中何れか一つの案内管には、バネユニットを支持するためのフランジ部が形成されることを特徴とする請求項６、８、１０、１２、２７の何れか１項に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３８】
前記第２案内管は、前記吸入管側から前記ピストン方向に緩慢に形成されたラウンド部が形成されることを特徴とする請求項２７に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項３９】
前記第１案内管は、前記第２案内管に内挿されることを特徴とする請求項２９に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項４０】
前記複数の案内管中何れか一つの案内管にフランジ部が形成されて、前記ピストンと前記吸入管との間のフレームまたは前記ピストンに結合され、他の案内管は前記フレームまたはピストンに固定された案内管の中心に固定されることを特徴とする請求項１、５、１７、２９の何れか１項に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項４１】
前記大径管部は、中空円筒状の管部と、該管部の外周両端に連結されて、該管部の内径よりも小さい通孔を有する第１、第２側板部と、から構成され、
それら第１側板部及び第２側板部中何れか一つは、前記管部と一体に成形されることを特徴とする請求項６、１４、２９、３２、３４、３６の何れか１項に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項４２】
前記第１側板部及び第２側板部中何れか一つは、前記管部に超音波融着またはブレージングなどにより結合されることを特徴とする請求項４１に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項４３】
前記大径管部は、前記容器の吸入管に対向するフレームに固定されることを特徴とする請求項６、１４、２９、３２、３４、３６の何れか１項に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【請求項４４】
前記各案内管は、同様な中心軸線に位置するように配置されることを特徴とする請求項１、２、４、５、８、９、１０、１２、１３、１５、１６、１７、１９、２５、２６、２７、２９、３３、３４、３５、３６、３８、４２の何れか１項に記載の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムに係るもので、詳しくは、圧縮ユニットを往復動式モータの内側に設置する場合、吸入ガスを前記圧縮ユニットに円滑に流入させ、吸入騷音を低減し得る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、往復動式圧縮機は、駆動モータの回転運動をピストンの往復運動に転換させることでガスを吸入して圧縮及び吐出させる方式と、駆動モータが直線状に往復運動を行いながらピストンを往復運動させることでガスを吸入して圧縮及び吐出させる方式とに大別される。
【０００３】
図１は、駆動モータが直線状に往復運動を行う往復動式圧縮機の一例を示した縦断面図で、図示されたように、従来の往復動式圧縮機においては、吸入管SP及び吐出管DPが連通される容器(shell)１０と、該容器１０の内部に固定される往復動式モータ２０と、該往復動式モータ２０の内側に配設され、ガスを吸入して圧縮及び吐出させる圧縮ユニット３０と、前記往復動式モータ２０及び前記圧縮ユニット３０を支持するフレームユニット４０と、前記往復動式モータ２０の可動子２２を運動方向に弾性支持して共振を誘導するバネユニット５０と、を包含して構成されている。
【０００４】
また、前記往復動式モータ２０は、インナーステータ(inner  stator)２１A及びアウターステータ(outer  stator)２１Bからなる固定子２１と、それらインナーステータ２１Aとアウターステータ２１B間の空隙に介在されて往復運動を行う可動子２２と、から構成され、前記アウターステータ２１Bには、巻線コイル２１Cが装着されている。
【０００５】
また、前記圧縮ユニット３０は、前記往復動式モータ２０のマグネット支持部材２２Aに結合されて一緒に往復運動を行うピストン３１と、該ピストン３１が滑り自在に挿入されるように後述する前方フレーム４１に固定されて圧縮空間を形成するシリンダ３２と、前記ピストン３１の先端に穿孔形成されたガス通孔３１ｂに装着されて、該ガス通孔３１ｂを開閉することでガスの吸入を制限する吸入弁３３と、前記シリンダ３２の先端面に装着されて、圧縮空間を覆蓋すると共に圧縮されたガスの吐出を制限する吐出弁組立体３４と、から構成されている。
【０００６】
また、前記ピストン３１の内部中央には、吸入管SPと連通される内部流路３１aが横手方向に貫通形成され、該内部流路３１aに、前記ピストン３１のガス通孔３１bが連通されている。
また、前記フレームユニット４０は、前記インナーステータ２１A及び前記アウターステータ２１Bの前方側面を一括支持して前記シリンダ３２が挿入結合された前方フレーム４１と、前記アウターステータ２１Bの後方側面に係合されて該アウターステータ２１Bを支持する中間フレーム４２と、該中間フレーム４２に結合されて後述する後方バネ５２の後方端を支持する後方フレーム４３と、から構成されている。
【０００７】
また、前記バネユニット５０は、前記マグネット支持部材２２Aと前記ピストン３１との結合部の前方面及びこれに対応する前記前方フレーム４１の内側面に、両端がそれぞれ挿合支持された前方バネ５１と、前記マグネット支持部材２２Aと前記ピストン３１との結合部の後方面及びこれに対応する前記後方フレーム４３の前方面に、両端がそれぞれ支持された後方バネ５２と、から構成されている。
図中、未説明符号２２Bはマグネットを示したものである。
【０００８】
以下、このように構成された従来の往復動式圧縮機の動作に対して説明する。
まず、前記往復動式モータ２０のアウターステータ２１Bの巻線コイル２１Cに電源が印加されて、前記インナーステータ２１Aと前記アウターステータ２１B間にフラックス(flux)が形成されると、それらインナーステータ２１Aとアウターステータ２１B間の空隙に位置された前記可動子２２が、前記バネユニット５０によりフラックスの方向に沿って持続的に往復運動を行うと共に、前記可動子２２に結合された前記ピストン３１が、前記シリンダ３２の内部で往復運動を行うことで、圧縮空間の体積が変化して、冷媒ガスが圧縮空間に吸入されて圧縮及び吐出される。
【０００９】
即ち、冷媒ガスは、前記ピストン３１の吸入行程時、前記吸入管SPを通して前記容器１０の内部に吸入された後、前記ピストン３１の内部流路３１a及びガス通孔３１bを経て前記吸入弁３３を開放しながら前記シリンダ３２の圧縮空間に吸入され、前記ピストン３１の圧縮行程時、所定圧力まで圧縮された後、前記吐出弁組立体３４を開放しながら前記吐出管３４を通して吐出される一連の過程を繰り返すようになる。
【００１０】
然るに、このような従来の往復動式圧縮機においては、前記吸入管SPを通して前記容器１０の内部に吸入された冷媒ガスが該容器１０の内部に均等に拡散されて、単位体積当たりの冷媒ガスの密度が低くなることで、前記ピストン３１の往復運動時には実際に圧縮空間に流入される冷媒ガスの量が少ないため、圧縮機の効率が低下されるという不都合な点があった。
また、前記容器１０の内部に流入された冷媒ガスが、該容器１０の内部の往復動式モータ２０に予め接触されて予熱された後圧縮空間に吸入されることで、冷媒ガスの比体積が増加するため、圧縮機の性能が低下されるという不都合な点があった。
【００１１】
また、前記吸入弁３３が開閉されるとき、該吸入弁３３が前記ピストン３１の先端面に衝突しながら発生する衝突騷音が、前記ピストン３１の内部流路３１aを通して前記容器１０の内部全体に伝達されることで、圧縮機の騷音が激しくなるという不都合な点があった。
また、前記吸入弁３３が開閉されるとき、瞬間的に逆流する冷媒ガスが吸入される冷媒ガスと衝突しながら圧力脈動が発生し、この圧力脈動が前記ピストン３１の内部流路３１aを通して前記吸入管SP側に伝達されることで、冷媒ガスを円滑に吸入することができないため、圧縮機の効率が低下されるという不都合な点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、容器の内部に吸入される冷媒ガスが圧縮空間に迅速に流入されるようにして、冷媒ガスの単位体積当たりの密度を増加させることで、圧縮機の効率を向上し得る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、吸入ガスがシリンダの圧縮空間に流入される前に加熱されてガスの比体積が増加することを防止することで、圧縮機の性能を向上し得る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムを提供することにある。
【００１３】
また、本発明の又他の目的は、冷媒ガスが吸入されるとき、吸入弁がピストンの先端面と衝突しながら発生される衝突騷音を相殺することで、圧縮機の騷音を低減し得る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムを提供することにある。
また、本発明のその他の目的は、吸入弁の開閉時に発生される圧力脈動を相殺することで、冷媒ガスを円滑に吸入し得る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するため、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムにおいては、吸入管及び吐出管が連通される容器と、該容器の内部に所定空隙をおいて固定されるインナーステータ及びアウターステータからなる固定子と、それら両ステータ間の空隙(air  gap)に配置されて往復運動を行う可動子と、からなる往復動式モータと、該往復動式モータの可動子に結合されて一緒に往復運動を行い、その内部に内部流路が貫通形成されるピストンと、該ピストンが滑り自在に挿入されて圧縮空間を形成するように、前記往復動式モータの内側に支持されるシリンダと、からなる圧縮ユニットと、前記往復動式モータ及び前記圧縮ユニットを支持するフレームユニットと、前記往復動式モータの可動子を運動方向に弾性支持するバネユニットと、を包含して構成される往復動式圧縮機であって、前記容器の吸入管及び前記ピストンの内部流路に両端がそれぞれ対向されるように配設されて、前記吸入管を通して前記容器の内部に吸入されたガスを前記ピストンの内部流路に案内するガス案内管が具備されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以下に説明するように、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムにおいては、容器の吸入管及びピストンの内部流路にそれぞれ両端が対向するように設置されて、前記吸入管を通して前記容器の内部に吸入されたガスがモータの内側のピストンの内部流路に案内されるように、少なくとも一つ以上組合されたガス案内管が共鳴空間を形成して同一軸線上に装着されることで、冷媒ガスが前記ガス案内管を通して前記ピストンの内部流路に円滑に吸入されるため、冷媒ガスの吸入率が高くなって圧縮機の効率が向上され、冷媒ガスの吸入時に発生される騷音及び振動が前記共鳴空間で減衰及び相殺されるので、騷音及び吸入ガスに対する流路抵抗を減少させて圧縮機の信頼性及び効率を向上し得るという効果がある。
【００１６】
また、容器に吸入される冷媒ガスがモータにより予熱されることを遮断することで、冷媒ガスの比体積が増加されることが防止されるため、圧縮機の効率が向上される。
また、前記ガス案内管が複数の部品に製作されて後組立されることで、該ガス案内管の組立が容易になって生産性が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。
図２に示したように、本発明に係る吸入ガス案内システムが具備された往復動式圧縮機においては、吸入管SP及び吐出管DPが連通された容器１０と、該容器１０の内部に固定される往復動式モータ２０と、該往復動式モータ２０の内側に配設され、ガスを吸入して圧縮及び吐出させる圧縮ユニット３０と、前記往復動式モータ２０及び前記圧縮ユニット３０を支持するフレームユニット４０と、前記往復動式モータ２０の可動子２２を運動方向に弾性支持して共振を誘導するバネユニット５０と、前記圧縮ユニット３０と前記フレームユニット４０との間に装着されて吸入ガスを案内するガス案内ユニット１００と、を包含して構成されている。
【００１８】
また、前記往復動式モータ２０は、インナーステータ(inner  stator)２１A及びアウターステータ(outer  stator)２１Bからなる固定子２１と、それらインナーステータ２１Aとアウターステータ２１B間の空隙に介在されて往復運動を行う可動子２２と、から構成されている。
また、前記圧縮ユニット３０は、前記往復動式モータ２０のマグネット支持部材２２Aに結合されて一緒に往復運動を行うピストン３１と、該ピストン３１が滑り自在に挿入されるように後述する前方フレーム４１に固定されて、前記ピストン３１と一緒に圧縮空間を形成するシリンダ３２と、前記ピストン３１の先端に装着され、後述するピストン３１のガス通孔３１bを開閉することでガスの吸入を制限する吸入弁３３と、前記シリンダ３２の先端面に装着されて、圧縮空間を覆蓋すると共に圧縮されたガスの吐出を制限する吐出弁組立体３４と、から構成される。
【００１９】
また、前記ピストン３１の内部には、吸入管SPと連通される内部流路３１aが所定深さに長く切削形成され、該内部流路３１aに、前記ピストン３１の先端面に貫通されるガス通孔３１bが連通して穿孔形成される。
また、前記フレームユニット４０は、前記インナーステータ２１A及び前記アウターステータ２１Bの前方側面に接触されて一括支持すると共に前記シリンダ３２が挿入されて結合される前方フレーム４１と、前記アウターステータ２１Bの後方側面に接触されて該アウターステータ２１Bを支持する中間フレーム４２と、該中間フレーム４２に結合されて後述する後方バネ５２の後方端を支持する後方フレーム４３と、から構成される。
【００２０】
また、前記バネユニット５０は、前記マグネット支持部材２２Aと前記ピストン３１との結合部の前方面及びこれに対応する前記前方フレーム４１の内側面に、両端がそれぞれ支持される前方バネ５１と、前記マグネット支持部材２２Aと前記ピストン３１との結合部の後方面及びこれに対応する前記後方フレーム４３の前方面に、両端がそれぞれ支持される後方バネ５２と、から構成される。
また、前記ガス案内ユニット１００は、一つの案内管、または二つ以上の案内管が結合されて構成されることができるが、以下、二つの案内管から構成されたガス案内ユニットの場合を説明する。
【００２１】
図３及び図４に示したように、前記ガス案内ユニット１００は、前記ピストン３１の内部流路３１aに挿入して結合される第１案内管１１０と、該第１案内管１１０の内部に前方の所定範囲が常に重なるように挿入されて、同一軸線上に結合される第２案内管１２０と、から構成されている。
且つ、前記第１案内管１１０は、前記マグネット支持部材２２Aに結合されるように、前記ピストン３１の後方端に形成されたフランジ部３１cにボルト(図示せず)により螺合締結され、前記第２案内管１２０は、前記フレームユニット４０の後方フレーム４３の内側面にボルト(図示せず)により螺合締結される。
【００２２】
また、前記第１案内管１１０の外径は、該第１案内管１１０の外周面とこれに対向する前記ピストン３１の内周面との間に所定の第１共鳴空間S１が形成されるように、前記ピストン３１の内部流路３１aの内径よりもある程度小さく形成され、前記第１案内管１１０の後方側端は、前記ピストン３１の後方端に形成されたフランジ部３１cに密着される反面、前方側端は、前記ピストン３１の内部流路３１aの全長よりも短く形成されて連通される。
且つ、前記第１案内管１１０の前方側端には、前記第１共鳴空間S１の入口側に段差が形成されるように、前記内部流路３１aの内周壁側に向かう外向折曲部１１１が突成される。
【００２３】
一方、前記第２案内管１２０は、前記後方フレーム４３に固定される大径管部１２１と、該大径管部１２１の前方に縮小して延長形成されて前記第１案内管１１０の内部に挿入される小径管部１２２と、から構成される。
また、前記大径管部１２１には、その内部を複数の共鳴空間S２、S３に区画するバッフル(baffle)部１２１Aが少なくとも一つ以上(図中には一つを図示)形成されるが、各バッフル部１２１Aは、ガスの流動方向に対し略垂直に形成されることが好ましい。
【００２４】
且つ、前記大径管部１２１は、前記バッフル部１２１Aと、一体に該バッフル部１２１Aの両外側面に中空円筒状に拡張形成されることで、第２、第３共鳴空間S２、S３が形成された第１、第２管部１２１B 、１２１Cと、それら第１、第２管部１２１B 、１２１Cの側面に形成された第１、第２側板部１２１D、１２１Eと、から構成される。
このとき、図３及び図４に示したように、前記第１管部１２１B及び第２管部１２１Cの外径は、前記バッフル部１２１A及び各側板部１２１D、１２１Eの外径と同様に形成され、前記バッフル部１２１A及び各側板部１２１D、１２１Eの中央には、前記吸入管SP、小径管部１２２及び内部流路３１aの中心と同一軸線上に位置する通孔１２１a、１２１d、１２１eがそれぞれ穿孔形成される。
【００２５】
また、前記第１側板部１２１Dは、前記大径管部１２１の前方側に形成され、その通孔１２１dには前記小径管部１２２が延長形成または係合され、前記第２側板部１２１Eには、前記後方フレーム４３に結合されるフランジ部(図示せず)が形成される。
また、前記小径管部１２２の入口端は、その内側角部をラウンド処理して形成することが好ましく、前記第１管部１２１B及び前記第１側板部１２１Dは一体に成形し、他の部材は超音波融着またはブレージング(brazing)により熔接することもできる。
図中、未説明符号２２Bはマグネットを示したもので、従来と同様な部分に対しては同一符号を付与した。
【００２６】
以下、このように構成された本発明に係る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムの第１実施例の作用効果に対して説明する。
まず、前記往復動式モータ２０に電源が印加されて前記インナーステータ２１Aと前記アウターステータ２１B間にフラックスが形成されると、前記バネユニット５０により、前記可動子２２がフラックスの方向に沿って直線に往復運動を行うと共に、前記ピストン３１が前記シリンダ３２の内部で直線に往復運動を行うことで、前記シリンダ３２の圧縮空間に圧力差が発生され、この圧力差により、冷媒ガスが前記ピストン３１の内部流路３１aを通して前記シリンダ３２の圧縮空間に吸入されて圧縮及び吐出される一連の過程が繰り返される。
【００２７】
即ち、図５に示したように、前記ピストン３１の吸入行程時、冷媒ガス(図中、'実線矢印')が前記吸入管SPを通して前記容器１０の内部に吸入されて充填された後、前記ピストン３１の吸入行程時、前記容器１０の内部に充填されていた冷媒ガスが前記第２案内管１２０の大径管部１２１及び小径管部１２２、前記第１案内管１１０、並びに前記ピストン３１の内部流路３１a及びガス通孔３１bをそれぞれ通して前記吸入弁３３を開放しながら前記シリンダ３２の圧縮空間に吸入される。
【００２８】
且つ、このとき、前記ピストン３１の内部流路３１aに誘導された冷媒ガスは、前記ガス通孔３１bを通して直ちに前記吸入弁３３を開放しながら圧縮空間に吸入されることで、冷媒ガスの単位体積当たりの密度が増加されるため、圧縮機の効率が向上される。
また、前記吸入管SPを通して前記容器１０の内部に流入された冷媒ガスは、前記ガス案内ユニット１００を通して前記シリンダ３２の圧縮空間に誘導されることで、モータと直接接触されることが大いに遮断されるため、モータ熱などにより冷媒ガスの比体積が上昇することが抑制されることで、冷媒ガスの吸入量が改善されて圧縮機の効率が向上される。
【００２９】
また、前記ガス案内ユニット１００の第１案内管１１０と第２案内管１２０とが前記ピストン３１の往復運動時に常に重なるように配列されることで、冷媒ガスの吸入時に漏洩されることが防止され、よって、冷媒ガスの吸入率が改善されて圧縮機の効率が向上される。
また、前記吸入管SP、第２案内管１２０及び第１案内管１１０が全て同一軸線上に配置され、特に、前記大径管部１２１が前記第２案内管１２０の吸入側に配置される場合も、前記大径管部１２１と前記小径管部１２２との連結部位がラウンド処理されることで、冷媒ガスが前記吸入管SPを通して直ちに前記シリンダ３２の圧縮空間まで円滑に吸入されるため、冷媒ガスの吸入率が改善されて圧縮機の効率が向上される。
【００３０】
その後、図６に示したように、前記ピストン３１の圧縮行程時、前記シリンダ３２の圧縮空間に吸入された冷媒ガスが圧縮されることで、前記吐出弁３４を開放しながら吐出される。
このとき、冷媒ガスの吸入時に開放された前記吸入弁３３が圧縮時に閉鎖されながら前記ピストン３１の先端面と衝突するようになり、よって、前記吸入弁３３と前記ピストン３１間に騷音(図中、'点線矢印')が発生されて、この騷音が前記ピストン３１の内部流路３１aを通してガスの吸入方向と反対に流れるようになるが、これら衝突騷音のうち、低周波領域の騷音は、前記ピストン３１の内部流路３１aと前記第１案内管１１０との間に形成された第１共鳴空間S１により減衰され、高周波領域の騷音は、前記第２案内管１２０の大径管部１２１に形成された第２共鳴空間S２と第３共鳴空間S３とを順次通りながら漸次減衰されて消滅するため、圧縮機の信頼性が向上される。
【００３１】
また、前記吸入弁３３が開閉されながら吸入された冷媒ガスの一部が逆流されることで、該逆流する冷媒ガスが前記ピストン３１の内部流路３１aを通して吸入される冷媒ガスと衝突しながら圧力脈動を誘発し、よって、該圧力脈動が冷媒ガスの吸入方向と反対方向に流れながら冷媒ガスの新しい流入を妨害するが、このような圧力脈動が前記衝突騷音と一緒に前記第１〜第３共鳴空間S１、S２、S３をそれぞれ経過しながら一部相殺されて、新しく吸入される冷媒ガスの量が増加するため、圧縮機の効率が向上される。
【００３２】
また、前記大径管部１２１が前記後方フレーム４３側に固定されることで、前記ピストン３１の往復運動時に一緒に動かないため、冷媒ガスによる流路抵抗の増加を抑制して、圧縮機の効率を向上させることができる。
また、前記ガス案内ユニット１００の組立時、特に、前記大径管部１２１が、複数の部材に分離成形された後、超音波またはブレージングなどにより組立されることで、前記ガス案内ユニット１００の組立工程が円滑になって生産性が向上される。
【００３３】
以下、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムの第２実施例に対して説明する。
前述したように、本発明の第１実施例においては、第１案内管１１０及び第２案内管１２０がそれぞれピストン３１及び後方フレーム４３に別途に固定されるが、本第２実施例においては、図７に示したように、第１案内管２１０及び第２案内管２２０をピストン３１に全て係合するか、または、図８に示したように、第１案内管３１０及び第２案内管３２０を後方フレーム４３に全て係合する。
【００３４】
図７に示したように、第１案内管２１０及び第２案内管２２０を全てピストン３１に係合する場合、前記第１案内管２１０は、前記ピストン３１の内部流路３１aに挿入されるように前方側に延長形成され、前記第２案内管２２０は、後方フレーム４３に穿孔形成された通孔４３aを通過して圧縮機の後方側に延長形成され、容器１０の吸入管SPに対向するように係合される。
また、前記第１案内管２１０は、前述したように、その外径が前記ピストン３１の内径より小さく形成されることで、前記第１案内管２１０の外周面が前記ピストン３１の内周面と一緒に第１共鳴空間S１を形成し、前記第１案内管２１０の前方側端には外向折曲部２１１が突成される。
【００３５】
且つ、前記第２案内管２２０は、前記ピストン３１の外側に前記第１案内管２１０に連結して形成され、前記第２案内管２２０には、大径管部２２１が形成され、該大径管部２２１は、バッフル部２２１Aと、該バッフル部２２１Aと一体に、該バッフル部２２１Aの両方側面に形成されて、第２及び第３共鳴空間S２、S３を形成する第１及び第２管部２２１B、２２１Cと、それら第１及び第２管部２２１B、２２１Cの両側面に結合された第１及び第２側板部２２１D、２２１Eと、から構成される。
【００３６】
このとき、前記第１案内管２１０の入口端は、その内側方向に緩慢にラウンド処理されることが好ましく、前記第２案内管２２０の大径管部２２１は、前記第２管部２２１Cと第２側板部２２１Eとを一体に成形し、その他を超音波やブレージングにより結合することができる。
このように、第１案内管２１０及び第２案内管２２０をピストン３１に全て係合する場合は、前記第１案内管２１０及び第２案内管２２０が前記ピストン３１の往復運動によって一緒に往復運動を行いながら容器１０に流入される冷媒ガスをシリンダ３２の圧縮空間に案内するようになる。このとき、前記第１案内管２１０及び第２案内管２２０が一緒に係合されることで、冷媒ガスが各案内管２１０、２２０間で漏洩されることがなくなり、吸入量が向上される。
【００３７】
また、本発明の往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムの第３実施例として、図８に示したように、第１案内管３１０及び第２案内管３２０を全て後方フレーム４３に係合する場合、前記第１案内管３１０に前記第２実施例と同様なバッフル部３２１Aが形成された大径管部３２１を形成し、前記第２案内管３２０には、前記後方フレーム４３の通孔４３aに挿入される延長部３３１を形成することもできる。
【００３８】
このとき、前記第１案内管３１０は、前記後方フレーム４３の内側面に固定される大径管部３２１と、該大径管部３２１の前方側に結合されて、ピストン３１の内部流路３１aの内側に深く挿入される小径管部３２２と、から構成される。
且つ、前記第１案内管３１０は、前記ピストン３１の往復運動時に常に前記内部流路３１aの内部に位置されながらも、前記第１案内管３１０が前記ピストン３１と離隔された状態で前記後方フレーム４３に係合されることで、前記ピストン３１の内部流路３１aの端部から前記小径管部３２２の前方端までの距離aは、インナーステータ２１Aの後方側面とこれに対応するマグネット支持部材２２Aの内側面間の距離bよりも長く形成されることが好ましい。
【００３９】
また、前記大径管部３２１は、前記バッフル部３２１Aと、該バッフル部３２１Aと一体をなし、該バッフル部３２１Aの両方側面に中空円筒状に結合されて、第２及び第３共鳴空間S２、S３を形成する第１及び第２管部３２１B、３２１Cと、それら第１及び第２管部３２１B、３２１Cの両側面に結合される第１及び第２側板部３２１D、３２１Eと、から構成される。
且つ、前記第１側板部３２１Dは、前記大径管部３２１の前方側に形成され、その中央に穿孔形成された通孔(図示せず)には前記小径管部３２２が係合され、前記第２側板部３２１Eには、前記後方フレーム４３に結合されるフランジ部(図示せず)が係合される。
【００４０】
且つ、前記第１管部３２１Bと前記第１側板部３２１Dとは一体に成形し、他の部材は超音波融着またはブレージングにより熔接結合することができる。
また、前記小径管部３２２の入口端は、その内側部位をラウンド処理して形成することが好ましい。
一方、前記第２案内管３２０には、前記後方フレーム４３に貫設された延長部３３１が、前記後方フレーム４３に係合されたフランジ部(図示せず)から延長形成されている。
この場合、前記第１案内管３１０及び第２案内管３２０が全て前記後方フレーム４３に係合されることで、移動体の前記ピストン３１の重さが軽減されるため、モータの効率が向上されることはもちろんで、流体抵抗も減少されて、圧縮機の効率がより向上される。
【００４１】
以下、本発明による他の変形例に対して説明する。
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムの第４実施例として、図９に示したように、ピストン３１の後面に中空円筒状の第１案内管４１０が係合され、該第１案内管４１０の後方側横手方向に中間案内管４３０が装着され、該中間案内管４３０の内部に滑り自在に第２案内管４２０が挿入されて、後方フレーム４３に係合されて構成されている。
即ち、前記第１案内管４１０は、前記ピストン３１の後方側から前記後方フレーム４３側に延長形成され、前記第１案内管４１０が前述の大径管部４１１の役割をするように、前記ピストン３１の内部流路３１aよりも直径が大きく形成される。
【００４２】
且つ、前記第１案内管４１０の内部側壁には、該第１案内管４１０の内部を複数の共鳴空間S２、S３に区画するバッフル部４１１Aが形成され、該バッフル部４１１Aの両方側に第１管部４１１B及び第２管部４１１Cがそれぞれ形成され、前記第１管部４１１Bの前方面には第１側板部４１１Dが形成されて、該第１側板部４１１Dが前記ピストン３１の側壁面に係合され、前記第２管部４１Cの後方面には、前記中間案内管４３０をそれぞれ連結支持する連結板部４１１Eが装着されている。
このとき、前記中間案内管４３０は、吸入管SP、第２案内管４２０及びピストン３１の内部流路３１aと同一軸線上に装着される。
【００４３】
且つ、前記中間案内管４３０の内径は、前記第２案内管４２０の外径よりも大きく形成することで、該第２案内管４２０が滑り自在に挿入されるようにする。
また、前記第２案内管４２０は、前記後方フレーム４３の内側面に後方端が固定されて前記ピストン３１方向に延長形成され、その前方端が前記中間案内管４３０に常に重なって挿入されるように配置される。ここで、前記バッフル部４１１Aの通孔(図示せず)は、前記第２案内管４２０の外径よりも大きく形成されることで、前記ピストン３１のオーバーストローク(over  strock)の際、圧縮機の安全を図り得る。
【００４４】
一方、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入ガス案内システムの大径管部を複数形成する方式に対し、図１０及び図１１に示した。
即ち、図１０に示した第５実施例は、図９に示した第４実施例の第２案内管４２０の側方に第２大径管部４２１を形成するが、このとき、該第２大径管部４２１は、前記第１案内管４１０の大径管部４１１と同様に、各バッフル部４２１A、第１、第２管部４２１B、４２１C及び第１、第２側板部４２１D、４２１Eがそれぞれ組立られて構成される。
【００４５】
ここで、前記第２案内管４２０は、第２大径管部４２１と第２小径管部４２２とから形成されるが、前記第２大径管部４２１の第１管部４２１B及び第１側板部４２１Dは一体に成形し、その他は超音波やブレージングにより結合することもできる。且つ、前記第２小径管部４２２の入口端は、ラウンド処理して形成することが好ましい。
また、図１１に示した第６実施例は、第１案内管４１０の前方側に、ピストン３１の内側に深く挿入される第１小径管部４１２を形成し、その他は第５実施例と同様に構成される。
【００４６】
即ち、前記第１小径管部４１２の外周と前記ピストン３１の内部流路３１aとの間に、共鳴空間S１が形成されるように、前記第１小径管部４１２の外径を前記内部流路３１aの内径よりも小さく形成する。
且つ、前記第１小径管部４１２の端部には外向折曲部４１２aを形成することで、前記共鳴空間S１の効率を高めることが好ましい。
このとき、前述した前記中間案内管４３０と前記第２案内管４２０との配置関係を、その逆に構成することもできる。
【００４７】
このような第５及び６実施例は、第１大径管部４１０及び第２大径管部４２１が各周波数の騷音を段階的に複数回減衰させるため、より效果的に騷音を低減することができる。特に、図１１に示したように、小径管部４１２がピストン３１の内部流路３１aに深く挿入されて、該ピストン３１と一緒に共鳴空間S１を形成する場合は、低周波騷音も一緒に減衰することができるため、騷音減衰の効果がより向上される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来の往復動式圧縮機の一例を示した縦断面図である。
【図２】本発明に係る往復動式圧縮機の第１実施例を示した縦断面図である。
【図３】本発明に係る往復動式圧縮機の吸入案内システムの周辺部位を示した縦断面図である。
【図４】本発明に係る往復動式圧縮機の吸入案内システムを示した分解斜視図である。
【図５】本発明に係る往復動式圧縮機の動作を示した縦断面図である。
【図６】本発明に係る往復動式圧縮機の動作を示した縦断面図である。
【図７】本発明に係る往復動式圧縮機の吸入案内システムの第２実施例を示した縦断面図である。
【図８】本発明に係る往復動式圧縮機の吸入案内システムの第３実施例を示した縦断面図である。
【図９】本発明に係る往復動式圧縮機の吸入案内システムの第４実施例を示した縦断面図である。
【図１０】本発明に係る往復動式圧縮機の吸入案内システムの第５実施例を示した縦断面図である。
【図１１】本発明に係る往復動式圧縮機の吸入案内システムの第６実施例を示した縦断面図である。
【国際公開パンフレット】
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2004522047.tif 000004
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【国際調査報告】
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2004522047.tif 000050