(57)【要約】【課題】リニアモーターの往復駆動力によりシリンダー内のピストンが往復動しながら前記シリンダー内の冷媒などの作動流体が圧縮されるようにするリニア圧縮機において、吸入弁のストロークを常に一定にし、該吸入弁の応答性及び耐久性を向上させ、かつ、該吸入弁の開閉による振動及び騒音を最小限に抑える。【解決手段】シリンダー７０内で往復運動し、内部に吸入流路８１が形成されたピストン８０と、ピストン８０の吸入流路８１に相対移動可能に結合され、ピストン８０の往復運動時にピストン８０と相対的に動きながら開閉作用を行う吸入弁８４と、を備える。【選択図】図４
2007138920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダー内で往復運動し、内部に吸入流路が形成されたピストンと、
前記ピストンの吸入流路に相対移動可能に結合され、前記ピストンの往復運動時に前記ピストンと相対的に動きながら開閉動作を行う吸入弁と、
を備えることを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項２】
前記吸入弁は、
前記ピストンの往復運動時にピストンの吸入流路に相対移動しながら吸入流路を開閉し、前記ピストンの往復運動方向に長いスロットが形成された吸入弁ボディーと、
前記ピストンに固定され、前記吸入弁ボディーのスロットにはめ込まれて該吸入弁ボディーを相対移動可能に挿入させる吸入弁ガイドピンと、
を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。
【請求項３】
前記吸入弁ボディーは、
前記ピストンの吸入流路の外側に位置しているヘッド部と、
前記ピストンの吸入流路を出入し、作動流体が通過できるように部分的に削除された断面形状を有するボディー部と、
で構成されたことを特徴とする請求項２に記載のリニア圧縮機。
【請求項４】
前記ボディー部は、作動流体が通過可能なようにＤ−カット（D-CUT）形状に形成されたことを特徴とする請求項３に記載のリニア圧縮機。
【請求項５】
前記吸入弁ボディーは、
前記ピストンの吸入流路の外側に位置しているヘッド部と、
前記ピストンの吸入流路よりも小さく形成され、前記ピストンの吸入流路を出入するボディー部と、
からなることを特徴とする請求項２に記載のリニア圧縮機。
【請求項６】
前記吸入弁ボディーは、
前記ピストンの吸入流路の外側に位置しているヘッド部と、
前記ピストンの吸入流路を出入し、作動流体が通過できるように穴が形成されたボディー部と、
からなることを特徴とする請求項２に記載のリニア圧縮機。
【請求項７】
前記ボディー部の穴は、前記吸入弁ボディーのスロットと一体に形成されたことを特徴とする請求項６に記載のリニア圧縮機。
【請求項８】
前記ピストンは、前記吸入弁が完全に挿入されるように吸入弁溝が形成されたことを特徴とする請求項１乃至７に記載のリニア圧縮機。
【請求項９】
前記ピストンは、前記吸入弁が完全に挿入されるように、前記ピストンの吸入流路から前記ピストンの先端に向かって次第に広まる形状の吸入弁溝が形成されたことを特徴とする請求項１乃至７に記載のリニア圧縮機。
【請求項１０】
前記ピストンには、前記吸入弁が完全に挿入され、前記吸入弁と接触する部位が傾斜している吸入弁溝が形成され、
前記吸入弁には、前記吸入弁溝に挿入されて前記吸入弁溝の傾斜した部位と面接されるように傾斜面が形成されたことを特徴とする請求項１乃至７に記載のリニア圧縮機。
【請求項１１】
シリンダー内で往復運動し、内部に吸入流路が形成されたピストンと、
前記ピストンの往復運動時にピストンの吸入流路に相対移動しながら吸入流路を開閉し、前記ピストンの往復運動方向に長いスロットが形成された吸入弁ボディーと、
前記ピストンに固定され、前記吸入弁ボディーのスロットにはめ込まれて前記吸入弁ボディーを相対移動可能に挿入させる吸入弁ガイドピンと、から構成された吸入弁を備え、
前記ピストンには、前記吸入弁が完全に挿入されるように、前記ピストンの吸入流路から前記ピストンの先端に向かって次第に広まる形状の吸入弁溝が形成され、
前記吸入弁には、前記吸入弁溝に挿入されて前記吸入弁溝の傾斜した部位と面接される傾斜面が形成されたことを特徴とするリニア圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニア圧縮機に係り、特に、吸入弁がピストンの往復動時に慣性力により該ピストンと相対的に動きながら開閉動作をするように構成されたリニア圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リニア圧縮機とは、リニアモーターの往復駆動力によりシリンダー内のピストンが往復動しながらそのシリンダー内の冷媒などの作動流体を圧縮させる機器のことで、冷蔵庫などに主として使われる。
【０００３】
図１は、従来の技術に係るリニア圧縮機を示す断面図で、図２は、図１のリニア圧縮機においてピストン前進時の要部構成を示す図で、図３は、図１のリニア圧縮機においてピストン後進時の要部構成を示す図である。
【０００４】
図示の如く、従来の技術に係るリニア圧縮機は、外観をなすシェル２の内部にシリンダーブロック４及びバックカバー６が設けられ、これらシリンダーブロック４とバックカバー６との間に作動流体が所定圧力比に圧縮される圧縮部が配置される。
【０００５】
シェル２には、圧縮される作動流体が圧縮部に吸入されるようにする流体吸入パイプ８と、該圧縮部で圧縮された作動流体がシェル２の外部に吐出されるようにする流体吐出パイプ９とが設けられる。
【０００６】
該圧縮部は、流体吸入パイプ８からの作動流体が圧縮される圧縮室１１を持つシリンダー１０と、シリンダー１０内で往復運動しながらシリンダー１０の圧縮室１１内の作動流体を圧縮するピストン２０と、ピストン２０を往復運動させるリニアモーター３０と、を備える。
【０００７】
シリンダー１０には、シリンダー１０の圧縮室１１で圧縮された作動流体が流体吐出パイプ９に吐出されるようにする吐出弁アセンブリー１２が備えられる。
【０００８】
ピストン２０には、流体吸入パイプ８から作動流体がシリンダー１０に吸入される吸入流路２１が形成され、また、この吸入流路２１を開閉する吸入弁２２が備えられる。
【０００９】
この吸入弁２２は、ピストン２０にボルトＢで固定された弾性体であり、ピストン２０の吸入流路２１とシリンダー１０内部間の圧力差によって弾性変形しながら開閉動作を行う。
【００１０】
リニアモーター３０は、大きく、固定子３２と、ピストン２０と連結され、固定子３２との電磁気的相互作用により往復運動する可動子３４と、からなる。
【００１１】
一方、圧縮部には、ピストン２０が往復運動する際に加振可能なように、ピストン２０の往復運動方向にピストン２０に弾性力を与えるメインスプリングアセンブリー４０が備えられる。
【００１２】
メインスプリングアセンブリー４０は、バックカバー６とピストン２０との間に配置された第１メインスプリング４２と、シリンダー１０とリニアモーター３０との間に配置されて、シリンダーブロック４及びピストン２０に支持されている第２メインスプリング４４と、で構成される。
【００１３】
次に、上記のように構成された従来の技術に係るリニア圧縮機の動作について説明する。
【００１４】
リニアモーター３０が駆動すると、このリニアモーター３０の駆動力によりピストン２０がシリンダー１０内で往復運動するようになる。また、このピストン２０の往復運動と連動して第１及び第２メインスプリング４２，４４が繰返し圧縮及び引張されながらピストン２０を加振させ、吐出弁アセンブリー１２と吸入弁２２が開閉動作を繰返し行う。
【００１５】
こうして作動流体が流体吸入パイプ８からシリンダー１０の圧縮室１１内に吸入され、シリンダー１０の圧縮室１１に吸入された作動流体が、ピストン２０によって高圧に圧縮され、該シリンダー１０で圧縮された作動流体が吐出弁アセンブリー１２と流体吐出パイプ９を通ってシェル２の外部に吐出される。
【００１６】
このような作動流体の吸入、圧縮、吐出過程はリニアモーター３０が作動する間に順番に連続して繰り返される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記の従来の技術に係るリニア圧縮機の吸入弁２２は、弾性力を利用するもので、ピストン２０の吸入流路２１とシリンダー１０内部間の圧力差によって弾性変形率が変わり、圧縮効率が一定でないために信頼性がよくない。
【００１８】
特に、弾性力を利用する吸入弁２２は、ピストン２０の吸入流路２１とシリンダー１０内部間の圧力差が大きいか、液体状態の作動流体が流入する場合、図３に示すように、弾性変形しすぎ、ストレス増加によって塑性変形されたり破損される恐れが高く、経時による耐久性低下によって応答性が低下してしまうという問題点があった。
【００１９】
また、吸入弁２２は、弾性変形しすぎた場合、ピストン２０との衝撃もまた大きくなりストレスが増加することはもちろん、振動及び騒音の側面で不都合が生じるという問題点があった。
【００２０】
しかも、吸入弁２２をピストン２０に固定するボルトＢの頭がシリンダー１０の圧縮室１１に突出されているため、シリンダー１０の圧縮室１１の死体積が大きくなって圧縮効率が低下する問題点と、ボルトＢの頭と吐出弁アセンブリー１２とが直接衝突し損傷、騒音及び振動の増加を招くという問題点があった。
【００２１】
なお、最近では作動流体として高密度の二酸化炭素が多く使用されており、これによりピストン２０の直径も相対的に小さくなっているため、吸入弁２２をボルトＢにて設置し難いだけでなく、流路抵抗が増加するという問題点があった。
【００２２】
本発明は、上記問題点を解決するためのもので、吸入弁を、弾性力でなく慣性力によってピストンの往復運動時にピストンと相対的に動きながら開閉動作を行うように構成することによって、吸入弁の開度ストロークを常に一定にして一定の圧縮効率を得るとともに、変形や破損の格段の低減、応答性及び耐久性の向上、振動及び騒音の最小化が図られるリニア圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明に係るリニア圧縮機は、シリンダー内で往復運動し、内部に吸入流路が形成されたピストンと、前記ピストンの吸入流路に相対移動可能に結合され、前記ピストンの往復運動時に前記ピストンと相対的に動きながら開閉動作を行う吸入弁と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
前記吸入弁は、前記ピストンの往復運動時にピストンの吸入流路に相対移動しながら吸入流路を開閉し、前記ピストンの往復運動方向に長いスロットが形成された吸入弁ボディーと、前記ピストンに固定され、前記吸入弁ボディーのスロットにはめ込まれて前記吸入弁ボディーを相対移動可能に挿入させる吸入弁ガイドピンと、を備えてなることを特徴とする。
【００２５】
前記吸入弁ボディーは、前記ピストンの吸入流路の外側に位置しているヘッド部と、前記ピストンの吸入流路を出入し、作動流体が通過できるように部分的に削除された断面形状を有するボディー部と、で構成されたことを特徴とする。
【００２６】
前記ボディー部は、作動流体が通過可能なようにＤ−カット（D-CUT）形状に形成されたことを特徴とする。
【００２７】
前記吸入弁ボディーは、前記ピストンの吸入流路の外側に位置しているヘッド部と、前記ピストンの吸入流路よりも小さく形成され、前記ピストンの吸入流路を出入するボディー部と、からなることを特徴とする。
【００２８】
前記吸入弁ボディーは、前記ピストンの吸入流路の外側に位置しているヘッド部と、前記ピストンの吸入流路を出入し、作動流体が通過できるように穴が形成されたボディー部と、からなることを特徴とする。
【００２９】
前記ボディー部の穴は、前記吸入弁ボディーのスロットと一体に形成されたことを特徴とする。
【００３０】
前記ピストンは、前記吸入弁が完全に挿入されるように吸入弁溝が形成されたことを特徴とする。
【００３１】
前記ピストンは、前記吸入弁が完全に挿入されるように、前記ピストンの吸入流路から前記ピストンの先端に向かって次第に広まる形状の吸入弁溝が形成されたことを特徴とする。
【００３２】
前記ピストンには、前記吸入弁が完全に挿入され、前記吸入弁と接触する部位が傾斜している吸入弁溝が形成され、前記吸入弁には、前記吸入弁溝に挿入されて前記吸入弁溝の傾斜した部位と面接されるように傾斜面が形成されたことを特徴とする。
【００３３】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るリニア圧縮機は、シリンダー内で往復運動し、内部に吸入流路が形成されたピストンと、前記ピストンの往復運動時にピストンの吸入流路に相対移動しながら吸入流路を開閉し、前記ピストンの往復運動方向に長いスロットが形成された吸入弁ボディーと、前記ピストンに固定され、前記吸入弁ボディーのスロットにはめ込まれて前記吸入弁ボディーを相対移動可能に挿入させる吸入弁ガイドピンと、から構成された吸入弁を備え、前記ピストンには、前記吸入弁が完全に挿入されるように、前記ピストンの吸入流路から前記ピストンの先端に向かって次第に広まる形状の吸入弁溝が形成され、前記吸入弁には、前記吸入弁溝に挿入されて前記吸入弁溝の傾斜した部位と面接される傾斜面が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によるリニア圧縮機は、吸入弁をピストンの吸入流路に相対移動可能に結合し、ピストンの往復運動時に慣性力によりピストンと相対的に動きながら開閉動作を行うように構成したため、吸入弁のストロークが常に一定であるから圧縮効率が一定であり、かつ、吸入弁の過度なストレスによる変形や破損の格段の低減、吸入弁の応答性及び耐久性の向上、吸入弁の開閉による振動及び騒音の最小化が図られる。
【００３５】
また、吸入弁とピストンとを結合させる吸入弁ガイドフィンが、ピストンの内部で該ピストンの半径方向に設けられるため、シリンダーの圧縮室の死体積が最小化でき、ピストンの直径が小さい場合でも吸入弁がピストンに容易に設置されることができ、吸入弁による流路抵抗が最小限に抑えられるという利点が得られる。
【００３６】
また、吸入弁がピストンの吸入流路を閉じる際に、吸入弁がピストンに完全に挿入されるようにピストンに吸入弁溝が形成されるため、シリンダーの圧縮室の死体積が生じないだけでなく、吸入弁と吐出弁アセンブリー間の干渉が防止できるという利点が得られる。
【００３７】
また、吸入弁のヘッド部とピストンの吸入弁溝とが相互に面接できるように、傾斜した構造にしたため、吸入弁がピストンの吸入弁溝を円滑に出入でき、吸入弁、特に吸入弁のヘッド部側の剛性が向上するという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係るリニア圧縮機の好適な実施形態について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３９】
図４は、本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機を示す断面図で、図５は、図１に示すリニア圧縮機において吸入弁とピストンを分解して示す斜視図で、図６は、図１に示すリニア圧縮機のピストン後進時の初期状態を示す図で、図７は、図１に示すリニア圧縮機のピストン後進完了状態を示す図で、図８は、図１に示すリニア圧縮機のピストン前進時の初期状態を示す図で、図９は、図１に示すリニア圧縮機のピストン前進完了状態を示す図である。
【００４０】
本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機は、作動流体が吸入・吐出されるシェル５０と、シェル５０内に設けられたシリンダーブロック６０及びバックカバー６２と、シリンダーブロック６０及びバックカバー６２間に設けられ、シェル５０内に吸入された作動流体が所定圧力比に圧縮後に吐出されるようにする圧縮部Ｐと、で構成される。
【００４１】
シェル５０には、作動流体がシェル５０の外部からシェル５０の内部に吸入されるようにする流体吸入パイプ５２が連結される。また、シェル５０には、圧縮部で圧縮後に吐出された作動流体をシェル５０の外部に導く流体吐出パイプ５４が連結される。
【００４２】
また、シェル５０の内部には、圧縮部Ｐを弾支するダンパー５６が設置される。
【００４３】
また、シェル５０の内部には、シェル５０内の潤滑油Ｇを圧縮部Ｐにポンピングさせる潤滑油ポンピング装置５８が設置される。
【００４４】
バックカバー６２は、シリンダーブロック６０よりも相対的に流体吸入パイプ５２に近接して配置される。
【００４５】
そして、バックカバー６２には、流体吸入パイプ５２から吸入された作動流体の騒音を低減するためにマフラー（図示せず）が設置される。
【００４６】
圧縮部Ｐは、往復駆動力を発生させるリニアモーター９０と、シリンダーブロック６０に固定され、作動流体が圧縮される圧縮室７１を有するシリンダー７０と、シールリーダ７０の圧縮室７１内の作動流体が圧縮されるように、リニアモーター９０の往復駆動力によりシリンダー７０内部で往復運動するピストン８０と、ピストン８０が往復運動する際にピストン８０の往復運動方向にピストン８０を加振させる第１及び第２共振スプリング１１０，１１２と、を備えてなる。
【００４７】
リニアモーター９０は、シリンダー７０の外周に配置され、シリンダーブロック６０及びバックカバー６２によって支持される。
【００４８】
また、リニアモーター９０は、大きく、ピストン８０と連動可能に連結された可動子と、この可動子が往復運動可能なように、該可動子と電磁気的に相互作用する固定子と、からなる。
【００４９】
なお、可動子は、固定子の内部に往復運動可能なように設置されたマグネット９２と、マグネット９２が固定され、ピストン８０と連動するように連結されてピストン８０にリニアモーター９０の往復駆動力を伝達するマグネットフレーム９４と、からなる。
【００５０】
また、固定子は、可動子の外周に設置されたアウターコア９５と、アウターコア９５に設けられて磁場を形成するコイル９６と、可動子の内周に設置されたインナーコア９７と、からなる。
【００５１】
シリンダー７０は、前後方が開口された円筒構造からなる。すなわち、シリンダー７０の開口している後方からピストン８０が挿入される。そして、シリンダー７０の開口している前方からシリンダー７０の圧縮室７１で圧縮された作動流体が吐出される。
【００５２】
シリンダー７０の開口している前方は、シリンダー７０の圧縮室７１で圧縮された作動流体が流体吐出パイプ５４に吐出されるようにする吐出弁アセンブリー７５により覆われる。
【００５３】
吐出弁アセンブリー７５は、シリンダー７０の開口している前方を覆うように設置され、流体吐出パイプ５４と連結された吐出弁カバー７６と、吐出弁カバー７６内でシリンダー７０の開口している前方に進退可能なように設置された吐出弁ボディー７７と、吐出弁ボディー７７を弾支する吐出弁スプリング７８とからなる。
【００５４】
吐出弁カバー７６は、二重構造とすることができる。すなわち、吐出弁カバー７６は、内側に配置され、作動流体の流出が可能なように吐出口７６ａが形成されたインナーカバー７６ｂと、インナーカバー７６ｂの外側に配置され、流体吐出パイプ５４と連結されたアウターカバー７６ｃとからなる。
【００５５】
ピストン８０は、内部に、ピストン８０を前後に貫通するように形成されて流体吸入パイプ５２及びシリンダー７０の圧縮室７１とを連通させる吸入流路８１が形成される。
【００５６】
ピストン８０の吸入流路８１は、ピストン８０の往復運動と連動しながら開閉動作を行う吸入弁８４により、シリンダー７０の圧縮室７１と選択的に通じることができる。
【００５７】
吸入弁８４は、ピストン８０の吸入流路８１に相対移動可能に結合され、ピストン８０の往復運動時に慣性力によってピストン８０と相対的に動きながら開閉動作を行う。
【００５８】
すなわち、吸入弁８４は、ピストン８０の吸入流路８１に相対移動可能に結合され、ピストン８０の往復運動方向に長いスロット８５’が形成された吸入弁ボディー８５と、ピストン８０に固定され、吸入弁ボディー８５のスロット８５’に相対移動可能にはめ込まれた吸入弁ガイドピン８６と、からなる。
【００５９】
吸入弁ボディー８５は、ピストン８０の吸入流路８１の外側に位置しているヘッド部８５ａと、ピストン８０の吸入流路に相対移動可能に挿入されてピストン８０の吸入流路８１を出入するボディー部８５ｂとからなる。
【００６０】
吸入弁ボディー８５のヘッド部８５ａは、ピストン８０の直径よりは小さく、ピストン８０の吸入流路８１の直径よりは大きい円板形となる。
【００６１】
また、吸入弁ボディー８５のヘッド部８５ａは、シリンダー７０の圧縮室７１内の作動流体が均一に圧縮されるように、ピストン８０と対面していない外側の面８５ａ’が平らに形成されることが望ましい。
【００６２】
吸入弁ボディー８５のボディー部８５ｂは、吸入弁８４がピストン８０の吸入流路８１を開く際、作動流体がピストン８０の吸入流路８１と吸入弁ボディー８５のボディー部８５ｂとの間を通過できるようにＤ−カット（D-CUT）形状に形成されることができる。
【００６３】
すなわち、吸入弁ボディー８５のボディー部８５ｂは、ピストン８０の吸入流路８１と略同じ大きさの円の一部が削除されたような断面形状を有する。
【００６４】
そして、吸入弁ボディー８５のボディー部８５ｂには、吸入弁ガイドピン８６が相対移動可能にはめ込まれるようにスロット８５’が形成される。
【００６５】
吸入弁ボディー８５に形成されたスロット８５’は、吸入弁ボディー８５のヘッド部８５ａ側の末端が上死点となり、その反対側の末端が下死点となる。
【００６６】
吸入弁ガイドピン８６は、その直径が吸入弁８４のスロット８５’の長さよりも小さい棒形状に形成される。
【００６７】
吸入弁ガイドピン８６は、ピストン８０に該ピストン８０の半径方向に配置されることができる。
【００６８】
このような吸入弁ガイドピン８６は、ピストン８０に圧入方式で固定されるこどができる。また、吸入弁ガイドピン８６は、その両端がそれぞれピストン８０に跨るように、その長さがピストン８０の直径と略同一に形成される。
【００６９】
一方、吸入弁８４は、ピストン８０の吸入流路８１を閉じる際、ピストン８０の内部に完全に挿入される。
【００７０】
すなわち、ピストン８０の前方には、吸入弁ボディー８５のヘッド部８５ａが挿入可能なように、ピストン８０の吸入流路８１と連結された吸入弁溝８７が形成されている。
【００７１】
ピストン８０に形成された吸入弁溝８７は、ピストン８０の吸入流路８１からピストン８０の前方端に向かって次第に広まる形状となる。
【００７２】
以下、上記のように構成された本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機の動作について説明する。
【００７３】
リニアモーター９０が駆動すると、固定子と可動子間の電磁気的相互作用によりマグネット９２がマグネットフレーム９４と共に往復運動し、リニアモーター９０の往復運動力がマグネットフレーム９４と連結されたピストン８０に伝達される。これにより、ピストン８０がシリンダー７０の内部で往復運動し、第１及び第２メインスプリング１１０，１１２が交互に圧縮・引張されながら、作動流体の吸入、圧縮、吐出過程が順番に繰り返される。
【００７４】
すなわち、図６に示すように、ピストン８０がシリンダー７０の外側に向かって後進移動し始めると、吸入弁８４が慣性力によりピストン８０と相対移動してピストン８０からシリンダー７０の圧縮室７１に向かって突出する。
【００７５】
すなわち、ピストン８０がシリンダー７０外側に向かって後進移動する直前に、吸入弁８４がピストン８０の内部に完全に挿入されており、吸入弁８４の吸入弁ガイドピン８６が吸入弁８４のスロット８５’の上死点に位置している（図４参照）。
【００７６】
したがって、ピストン８０がシリンダー７０の外側に向かって後進移動し始めれば、吸入弁８４は動かないままピストン８０のみ後進移動することによって吸入弁８４がピストン８０から突出する。
【００７７】
このときに、吸入弁ガイドピン８６が吸入弁８４のスロット８５’に沿って吸入弁８４のスロット８５’の上死点から下死点へ相対移動する。
【００７８】
やがて吸入弁ガイドピン８６が吸入弁８４のスロット８５’の下死点に到達したときに、ピストン８０が続けて後進移動すると、図７に示すように、吸入弁ガイドピン８６がピストン８０と共に後進移動しながら吸入弁８４を引くようになる。
【００７９】
こうすると、吸入弁８４がピストン８０から突出した状態でピストン８０と共に後進移動する。
【００８０】
このように吸入弁８４がピストン８０から突出すれば、ピストン８０の吸入流路８１が開き、ピストン８０の吸入流路８１内の作動流体がシリンダー７０の圧縮室７１に吸入される。
【００８１】
この状態でピストン８０がシリンダー７０の内部に向かって前進移動すれば、吸入弁８４が慣性力によりピストン８０と相対移動してピストン８０の内部に挿入される。
【００８２】
すなわち、ピストン８０がシリンダー７０の圧縮室７１に向かって前進移動し始めれば、図８に示すように、ピストン８０が前進移動することによって吸入弁８４に向かって移動し、同時にシリンダー７０の圧縮室７１内の作動流体の圧力により吸入弁８４がピストン８０に向かって後進移動する。したがって、吸入弁８４が迅速にピストン８０の内部に挿入されてピストン８０の吸入流路８１を閉じる。
【００８３】
このときに、吸入弁ガイドピン８６は、吸入弁８４のスロット８５’に沿って吸入弁８４のスロット８５’の下死点から上死点へ相対移動し、吸入弁８４のスロット８５’の上死点に到達した際にピストン８０が続けて前進移動中であれば、吸入弁８４がピストン８０と共に前進移動するようにする。
【００８４】
もちろん、吸入弁８４は、シリンダー７０の圧縮室７１内の作動流体の圧力によりピストン８０に挿入された状態を保持する。
【００８５】
このように吸入弁８４がピストン８０の吸入流路８１を閉じた状態で、ピストン８０が前進移動すれば、シリンダー７０の圧縮室７１内の作動流体が高圧に圧縮される。
【００８６】
シリンダー７０の圧縮室７１内の作動流体が高圧に圧縮されると、図９に示すように、シリンダー７０の圧縮室７１内の作動流体の圧力と吐出弁アセンブリー７５の吐出弁スプリング７８間の力の平衡関係によって吐出弁アセンブリー７５がシリンダー７０の圧縮室７１を開放する。
【００８７】
すると、シリンダー７０の圧縮室７１で圧縮された作動流体が、吐出カバー７６、流体吐出パイプ５４を順番に通ってシェル５０の外部に吐出される。
【００８８】
図１０は、本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機のピストン後進時の状態を示す要部構成図で、図１１は、本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機のピストン前進時の状態を示す要部構成図である。
【００８９】
本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機においては、吸入弁１５０が、ピストン１６０の吸入流路１６１に相対移動可能に結合され、ピストン１６０の往復運動方向に長いスロット１５０’が形成された吸入弁ボディー１５２と、ピストン１６０に固定され、吸入弁ボディー１５２に形成されたスロット１５０’に相対移動可能にはめ込まれる吸入弁ガイドピン１５４とから構成される。
【００９０】
吸入弁ボディー１５２は、ピストン１６０の吸入流路１６１の外側に位置しているヘッド部１５２ａと、ピストン１６０の吸入流路１６１の直径よりも小さい直径を持つように形成され、ピストン１６０の吸入流路１６１を出入するボディー部１５２ｂとからなる。
【００９１】
一方、吸入弁１５０は、ピストン１６０と相対的に動く際に、ピストン１６０との中心が常に一致するようにガイドするガイドがさらに設けられることができる。
【００９２】
このように構成された本発明の第２実施形態は、上記の構成以外は上述の本発明の第１実施形態の構成と同様なので、その説明を省略する。
【００９３】
次に、上記のように構成された本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機において吸入弁１５０の開閉動作について詳細に説明する。
【００９４】
吸入弁１５０は、ピストン１６０の後進移動時にピストン１６０から突出され、吸入弁ボディー１５２のボディー部１５２ｂとピストン１６０の吸入流路１６１との空間を通ってピストン１６０の吸入流路１６１内の作動流体が流れるようになる。
【００９５】
また、吸入弁１５０は、ピストン１６０が前進移動時にピストン１６０の内部に挿入されてピストン１６０の吸入流路１６１を閉じる。
【００９６】
図１２は、本発明の第３実施形態によるリニア圧縮機のピストン後進時の状態を示す要部構成図で、図１３は、本発明の第３実施形態によるリニア圧縮機のピストン前進時の状態を示す要部構成図である。
【００９７】
本発明の第３実施形態によるリニア圧縮機においては、吸入弁２００がピストン２１０の吸入流路２１１に相対移動可能に結合され、ピストン２１０の往復運動方向に長いスロット２００’が形成された吸入弁ボディー２０２と、ピストン２１０に固定され、吸入弁ボディー２０２に形成されたスロット２００’に相対移動可能にはめ込まれた吸入弁ガイドピン２０４とで構成される。
【００９８】
吸入弁ボディー２０２は、ピストン２１０の吸入流路２０１の外側に位置しているヘッド部２０２ａと、ピストン２１０の吸入流路２１１の直径と略同じ大きさで形成されてピストン２１０の吸入流路２１１を出入し、ピストン２１０の吸入流路２１１内の作動流体が通過できるように穴２０２ｃが形成されたボディー部２０２ｂと、からなる。
【００９９】
吸入弁ボディー２０２のボディー部２０２ｂには、吸入弁ボディー２０２の穴２０２ｃとピストン２１０の吸入流路２１１とを連通させる流路２０２ｄが形成される。
【０１００】
吸入弁ボディー２０２の穴２０２ｃは、吸入弁２００のスロット２００’と一体に形成されることができる。
【０１０１】
このように構成された本発明の第３実施形態は、上述した構成以外は上述した本発明の第１実施形態の構成と同様なので、その説明を省略する。
【０１０２】
次に、上記のように構成された本発明の第３実施形態によるリニア圧縮機の吸入弁２００の開閉動作について詳細に説明する。
【０１０３】
吸入弁２００は、ピストン２１０の後進移動時にピストン２１０から突出されて吸入弁ボディー２０２の穴２０２ｃが開き、これにより、ピストン２１０の吸入流路２１１内の作動流体が吸入弁ボディー２０２を通過するようになる。
【０１０４】
また、吸入弁２００は、ピストン２１０が前進移動時にピストン２１０の内部に挿入されてピストン２１０の吸入流路２１１を閉じる。
【０１０５】
図１４は、本発明の第４実施形態によるリニア圧縮機のピストン後進時の状態を示す要部構成図で、図１５は、本発明の第４実施形態によるリニア圧縮機のピストン前進時の状態を示す要部構成図である。
【０１０６】
本発明の第４実施形態によるリニア圧縮機においては、吸入弁２５がピストン２６０の吸入流路２６１に相対移動可能に結合され、ピストン２６０の往復運動方向に長いスロット２５０’が形成された吸入弁ボディー２５２と、ピストン２６０に固定され、吸入弁ボディー２５２に形成されたスロット２５０’に相対移動可能にはめ込まれた吸入弁ガイドピン２５４とから構成される。
【０１０７】
ピストン２６０の前方には、吸入弁ボディー２５２のヘッド部２５２ａが挿入可能なように形成され、また、ピストン２６０の吸入流路２６１と連結された吸入弁溝２６２が形成される。
【０１０８】
ピストン２６０に形成された吸入弁溝２６２は、少なくとも吸入弁２５０と接触する部位を傾斜した構造とすることができる。すなわち、ピストン２６０に形成された吸入弁溝２６２は、ピストン２６０の吸入流路２６１からピストン２６０の前方端に向かって次第に広まる形状とすることができる。
【０１０９】
吸入弁ボディー２５２は、ピストン２６０の吸入流路２６１の外側に位置しているヘッド部２５２ａと、ピストン２６０の吸入流路２６１を出入するＤ−カット（D-CUT）形状のボディー部２５２ｂとからなる。
【０１１０】
吸入弁ボディー２５２のヘッド部２５２ａは、ピストン２６０の吸入弁溝２６２に完全に挿入された状態でピストン２６０の吸入弁溝２６２と面接可能なように、その外側面を傾斜した構造とすることが望ましい。
【０１１１】
このように構成された本発明の第４実施形態は、上記の構成以外は、上述した本発明の第１実施形態の構成と同様なので、その説明を省略する。
【０１１２】
次に、上記のように構成された本発明の第４実施形態によるリニア圧縮機の吸入弁２００の開閉動作について詳細に説明する。
【０１１３】
吸入弁２５０は、ピストン２６０の後進移動時にピストン２６０から突出され、ピストン２６０の吸入流路２６１内の作動流体が吸入弁ボディー２５２を通過するようにする。
【０１１４】
また、吸入弁２５０は、ピストン２６０の前進移動時にピストン２６０の内部に挿入されてピストン２６０の吸入流路２６１を閉じる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】従来の技術に係るニア圧縮機を示す断面図である。
【図２】従来の技術に係るリニア圧縮機のピストン前進時の要部構成を示す図である。
【図３】従来の技術に係るリニア圧縮機のピストン後進時の要部構成を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機を示す断面図である。
【図５】図１のリニア圧縮機において吸入弁とピストンを分解して示す斜視図である。
【図６】図１のリニア圧縮機においてピストン後進時の初期状態を示す図である。
【図７】図１のリニア圧縮機においてピストン後進完了状態を示す図である。
【図８】図１のリニア圧縮機においてピストン前進時の初期状態を示す図である。
【図９】図１のリニア圧縮機においてピストン前進完了状態を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機のピストン後進時の状態を示す要部構成図である。
【図１１】本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機のピストン前進時の状態を示す要部構成図である。
【図１２】本発明の第３実施形態によるリニア圧縮機のピストン後進時の状態を示す要部構成図である。
【図１３】本発明の第３実施形態によるリニア圧縮機のピストン前進時の状態を示す要部構成図である。
【図１４】本発明の第４実施形態によるリニア圧縮機のピストン後進時の状態を示す要部構成図である。
【図１５】本発明の第４実施形態によるリニア圧縮機のピストン前進時の状態を示す要部構成図である。
【符号の説明】
【０１１６】
５０    シェル
５２    流体吸入パイプ
５４    流体吐出パイプ
６０    シリンダーブロック
６２    バックカバー
６４    マフラー
７０    シリンダー
７５    吐出弁アセンブリー
８０    ピストン
８１    吸入流路
８４    吸入弁
８５    吸入弁ボディー
８５’    スロット
８５ａ    ヘッド部
８５ｂ    ボディー部
８６    吸入弁ガイドピン
９０    リニアモーター
９２    マグネット
９４    マグネットフレーム
９５    アウターコア
９６    コイル
９８    インナーコア
１１０    第１共振スプリング
１１２    第２共振スプリング
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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