(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモーター（１０；１００；３００；５００；６００）であって、
軸線方向に露出された少なくとも３つの磁気ギャップを形成する、磁束を発生させる装置（４０，４０’；６２，６２‘；３１５，３１５’，３１６；３１８，３１８‘；３１９，３１９’；５１５ａ−５１５ｃ；５３５，５３５‘；６３５ａ−６３５ｄ）を有するステーターと、
押し引き力によって前記ステーターの前記磁気ギャップと相互に作用する、軸線方向に露出された少なくとも２つの磁気ギャップを形成する、磁束を発生させる装置（５１，５５，５５’；３５２，３５２’，３５４，３５４’；５５２，５５２’，５５４，５５４’；６５１，６５３，６５３’）を有している往復運動部材（５０；１５０；３５０；５５０；６５０）と、
前記ステーター及び／又は往復運動部材を励磁するための手段とを備えるリニアモーターにおいて、
さらに、前記ステータのそれぞれの軸方向端部に設けられた、前記往復運動部材用のサスペンション機構であって、前記ステータの前記軸線方向に露出された磁気ギャップによって形成された磁気ばね装置を有するサスペンション機構を備えていることを特徴とするリニアモーター。
【請求項２】
リニアモーターコンプレッサー（１０；１００；３００；５００；６００）であって、
内側空間を画定するステーターを囲むハウジング（２０；１２０；３１１；５１１；６１１）と、前記内側空間に配置された往復運動部材（５０；１５０；３５０；５５０；６５０）と、前記ステーター及び／又は往復運動部材を励磁するための手段とを備え、
前記ステーターは、軸線方向に露出された少なくとも３つの磁気ギャップを形成する、磁束を発生させる装置（４０，４０’；３１５，３１５’，３１６；３１８，３１８‘；３１９，３１９’；５１５ａ−５１５ｃ；５３５，５３５‘；６３５ａ−６３５ｄ）を有しており、
前記往復運動部材は、押し引き力によって前記ステーターの前記磁気ギャップと相互に作用する、軸線方向に露出された少なくとも２つの磁気ギャップを形成する、磁束を発生させる装置（５１，５５，５５’；３５２，３５２’，３５４，３５４’；５５２，５５２’，５５４，５５４’；６５１，６５３，６５３’）を有しているリニアモーターコンプレッサーにおいて、
さらに、前記内側空間内に及び前記内側空間の外へ、少なくとも１つの流路を形成するためのバルブ手段と、前記ステータのそれぞれの軸方向端部に設けられた、前記往復運動部材用のサスペンション機構であって、前記ステータの前記軸線方向に露出された磁気ギャップによって形成された磁気ばね装置を有するサスペンション機構とを備えていることを特徴とするリニアモーターコンプレッサー。
【請求項３】
請求項１または２に記載のリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサーにおいて、
前記磁気ばね装置は、当該磁気ギばね装置において集中した磁束を形成する、入れ子式におさめられた永久磁石及び／又は電磁石構造体（６２，６２‘；４４，４４’；３１８，３１８‘；３１９，３１９’；５３５，５３５‘；５１８，５１８’）を有していることを特徴とするリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサー。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサーにおいて、
さらに、前記往復運動部材を前記ステーターと同軸に維持するとともに冷却用の流体を循環させる通路を形成するための中心ガイド手段（３０，３０’；１３０；３５６，３５６’；５２０；６５５）を備えていることを特徴とするリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサー。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサーにおいて、
さらに、前記ステーター及び／又は往復運動部材の、前記軸線方向に露出された複数の磁気ギャップの磁束に位相差を発生させるための手段を備えていることを特徴とするリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサー。
【請求項６】
請求項５に記載のリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサーにおいて、
前記位相差を発生させる手段は、容量型、誘導型及び／又は抵抗型のインピーダンス素子であることを特徴とするリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサー。
【請求項７】
請求項２又は請求項２と組み合わせられた請求項３ないし６のいずれか１項に記載のリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサーにおいて、
前記ステーター及び往復運動部材は、少なくとも１つの予圧空間とさらに１つの再圧空間とを形成できるように配列されており、一方向流路が、前記予圧空間と前記再圧空間との間に形成され、それによって、処理流体が、前記予圧空間と前記再圧空間とで次第に圧縮されることを特徴とするリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサー。
【請求項８】
請求項７に記載のリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサーにおいて、
前記再圧空間が、前記ステーターの外側に形成されていることを特徴とするリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサー。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載のリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサーにおいて、
さらに、前記予圧空間と前記再圧空間との間に配列された中間冷却空間を備えていることを特徴とするリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサー。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサーであって、
前記ステーターと往復運動部材の両方が、互いにに対して移動できるように浮遊させられており、その結果、作動時に、前記ステーターと往復運動部材との間の相互作用によって、前記ステーターと往復運動部材とが反対方向に往復運動できることを特徴とするリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサー。
【請求項１１】
請求項１０に記載のリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサーにおいて、
前記ステーターは、前記ハウジングと正確に整合できるように、ディスクばね手段によって浮遊させられていることを特徴とするリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサー。
【請求項１２】
請求項１１に記載のリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサーにおいて、
前記ディスクばね手段は、また、前記ステーターと前記ハウジングとの間の空間を複数のチャンバに分けるダイヤフラム手段として作動しており、その結果、前記ステーターの運動によって、圧縮効果を発生させることを特徴とするリニアモーターまたはリニアモーターコンプレッサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の技術分野
本願発明は、リニアモーターやモーターなどを備えたコンプレッサーに関する。
発明の背景
本願発明は、本願出願人の英国特許第ＧＢ−２２９９７１５−Ｂに開示された発明を改良したものである。
発明の概要
本願発明の目的は、エネルギー効率が改善され、よりコンパクトになり、また、コストが効率的になった構造を備えた、リニアモーター及び／又はコンプレッサーを提供するものである。
【０００２】
本願発明の１つの特徴によれば、下記のようなリニアモーターが提供される。前記リニアモーターは、軸線方向に沿って露出された複数の第１の磁気ギャップを画定している磁石装置を有するステーターと、往復運動（シャットル）部材と、前記ステーター及び／又は往復運動部材を励磁する（換言すれば、通電するまたは付勢する）手段とを備えている。前記往復運動部材は磁石装置を備えており、この磁石装置は、前記ステーターの磁気ギャップと相互に作用する、軸線方向に沿って露出された複数の第２の磁気ギャップを画定している。
【０００３】
本願発明の別の特徴によれば、下記のようなリニアモーターが提供される。
前記リニアモーターは、内側空間を囲むハウジングと、
軸線方向に沿って露出された複数の第１の磁気ギャップを画定する磁石装置を有するステーターと、前記内側空間内に自由ピストンとして配置された往復運動部材と、前記内側空間内側に且つ外側に少なくとも１つの流体通路を形成するためのバルブ手段と、前記ステーター及び／又は往復運動部材を励磁するための手段とを備えている。前記往復運動部材は磁石装置を備えており、この磁石装置は、前記ステーターの磁気ギャップと相互に作用する、軸線方向に沿ってさらされた複数の第２の磁気ギャップを画定している。
【０００４】
前記ステーターと前記シャットルとの間で、前記シャットルの作動軸線に沿って一連の磁気ギャッを配置すると効果的であり、それによって、ステーターとシャットルの直径を小さくすることができる。また、ステーターの磁気ギャップとシャットルの磁気ギャップを、間にはさむ関係になるように配置すると効果的であり、それによって、押し引き駆動力（押す側の駆動力と引く側の駆動力）が改善されるだけでなく、シャットルに設けられた電磁式のサスペンション（緩衝装置）の効率も改善される。そのため、エネルギー効率を改善することができ、また、サスペンションの使用荷重を減少させることができる。ステーターの巻線を２つあるいはそれ以上のグループに分けることが好ましく、また、巻線内の電流に位相差をもたらすことによって、さらに、サスペンションの効率を高めるようにすることが好ましい。
【０００５】
ある特定の用途において、より強い駆動力が要求される場合、それは、ステーターとシャットル構造体に沿ってより多くの磁気ギャップを設けることにより容易に達成することができ、また、それによって、ユニットをより長く且つより強力にすることができる。そのような比較的に薄く長い形状によって、放熱が良くなり、それによって、特に、温度に影響されやすい希土類磁石を使用するとき、パワーの大きいユニットにとって大変に有益となる。
【０００６】
シャットル部材を、中央ガイドによって支持し、これによって、ステーターに対して非接触式に移動できるようにすることが好ましく、また、比接触シール（クリアランスシール）を形成して、潤滑剤がない状態で作動できるようにすることが好ましい。中央ガイドは、中空シャフトとすることができる。この中空シャフトは、往復運動部材を通って伸長し、当該中空シャフトを通って冷却用流体を循環させることができる。あるいは、中央ガイドは、往復運動部材によって担持されたピストンを備えた、同軸に整合した一対のシャフトによって形成される。
【０００７】
コンプレッサー内の空間（スペース）を予圧チャンバと再圧チャンバとに分割することによって、多段コンプレッサー（多段圧縮機）装置を形成し、その結果、処理流体を段階をふんで圧縮できるようにすることが好ましい。中間チャンバを形成し、前記予圧チャンバから、圧縮された流体を受けることができるようにして、中間冷却を行い、前記圧縮された流体を前記再圧チャンバに供給すると効果的である。第２段圧縮チャンバをリニアモーターの外側に配置して、放熱とエネルギー効率を改善すると効果的である。
【０００８】
本願発明の別の目的は、リニアモーター内の往復運動部材用の改善されたサスペンション機構を提供することであり、それによって、リニアモーターの作動をより効率的にし、また、より信頼性を持たせることができる。
【０００９】
本願発明のさらに別の特徴によれば、リニアモーター内の往復運動部材を浮遊させる機構が提供される。前記リニアモーターは、ステーターを有している。そのステーターは、磁極手段を備えている。ステーターの磁極手段は、往復運動部材の磁極手段と相互に作用し、これによって、往復運動部材を２つの端位置の間で往復運動させることができる。前記サスペンション機構は、磁気ばね手段を有している。前記磁気ばね手段は、前記往復運動部材の磁極手段と相互に作用して、各端位置の各々に向いた往復運動部材の運動に応答して、復帰力を発生させることができる。
【００１０】
前記磁気ばね手段は、入れ子式におさめられた永久磁石構造体を備えていることが好ましい。前記永久磁石構造体は、往復運動部材が当該永久磁石構造体内に入ったとき、往復運動部材に作用する集中した内部磁束を形成する。あるいは、前記磁気ばね手段は、往復運動部材と作用する、軸線方向に沿って露出された磁気ギャップを備えた電磁石によって形成される。
【００１１】
本願発明のさらに別の目的は、リニアモーターをより効率的にする磁束スイッチ装置を備えたリニアモーターを提供することである。
【００１２】
本願発明のさらに別の特徴によれば、ステーターを有するリニアモーター用の磁束スイッチ機構が設けられている。前記ステーターは、往復運動部材の磁極手段と相互に作用する複数の磁気ギャップを画定する磁極手段を備えている。前記ステーターの磁極手段は、磁束スイッチ手段を含んでいる。前記磁束スイッチ手段は、ステーターに供給された励磁電流の方向に応じて、１つの軸線方向に向いた磁束を切り換え、これによって、ステーターと往復運動部材との間の磁気的な結合を改善することができる。
【００１３】
前記ステーターの磁極手段は、また、軸線方向に伸長して前記磁気結合をさらに改善する、磁極面伸長パターン部を有している。
【００１４】
本願発明のさらに別の目的は、振動のない状態で作動できるように、サスペンション機構を備えたリニアモーター及び／又はコンプレッサーを提供することである。
【００１５】
本願発明のさらに別の特徴によれば、ステーターと往復運動部材（シャットル部材）とを収容するハウジングを有するリニアモーター及び／又はコンプレッサーが提供される。ステーターと往復運動部材の両方とも、ハウジングに対して移動できるように浮遊しており、その結果、作動時、ステーターと往復運動部材との間の相互作用によって、ステーターと往復運動部材は、反対方向に移動させられる。
【００１６】
ステーターは、円板ばね（ディスクばね）手段によって浮遊させられていることが好ましい。円板ばね手段は、ハウジングと正確に整合させられている。円板ばね手段は、ダイヤフラム手段として作動し、ステーターとハウジングとの間の空間を複数のチャンバに分け、それによって、ステーターの移動が圧縮効果を引き起こすようにすると効果的である。
【００１７】
さらに、本願発明の別の特徴、効果及び詳細は、添付図面に図示された好適な実施例を参照して説明される。
好適な実施例の詳細な説明
この出願において、本願発明は、理解を容易にするためにコンプレッサーとして説明されている。同じコンセプトを用いて、液体のみならずガスに対しても用いることができ、また、真空ポンプに対しても用いることができるということを理解すべきである。そのため、詳細に説明されていない場合でも、文言「コンプレッサー」は、これらの全ての用途をカバーするように解釈すべきである。また、同じコンセプトを用いて、バルブやシール部材を単に取り除くことによって、リニアモーターを構成することもできる。このため、各コンプレッサーをリニアモーターに変更する方法に関する別の説明は必要ない。さらに、この出願において使用されている文言「磁気装置」は、磁束を発生させる任意の装置（例えば、電磁石、永久磁石、又は電磁石と永久磁石の組合せなど）をカバーするように解釈すべきである。作動原理が説明されてしまえば、１つのタイプの「磁気装置」を前記他のタイプに置き換えることや前記両方のタイプを一緒に組み合わせることは、容易であるということを述べる必要はない。最後に、モーターを逆転して作動させることによって、すなわち、機械的な入力を用いて電気的な出力を発生するモーターを駆動させることによって、効率のよいモーター構造を発電機としても用いることができる。
第１の実施例の全体的な構造
図１Ａにおいて、コンプレッサー１０が、ハウジング２０と、ハウジングの２つの端に固定された２つの環状の電磁石４０及び４０’と、各々が１つの電磁石の中心に嵌入されている（破断されていない）２つの短いシャフト３０及び３０’と、短いシャフトによって担持されているシャットル部材５０と、サスペンション機構とを有している。サスペンション機構は、コイルばね（つる巻ばね）６１及び６１’と、衝撃緩和用の磁石６２及び６２’とを有している。２つの環状の電磁石４０及び４０’は、シャットル５０に押し引き力を発生させるための（英国特許ＧＢ−２２９９７１５に開示されているような）同じ態様で配置されている。
【００１８】
コンプレッサー１０は、内部多段コンプレッサー装置を備えた複動ユニットとなっている。内部多段コンプレッサー装置は、シャットル５０と電磁石４０及び４０’との間に形成された３対の隔離されたチャンバを有している。より詳細に説明すると、２つの第１段圧縮チャンバＩ及びＩ’が、シャットル５０の軸線方向の各端と衝撃緩和用の磁石６２又は６２’との間に形成された環状の空間（空間）によって形成されている。処理流体が、コンプレッサーの外側から流路７０及び７０’を介して、第１段圧縮チャンバＩ及びＩ’内に供給される。２つの第２段圧縮チャンバが、シャットル５０内の円筒形の空間ＩＩ及びＩＩ’によって形成されている。処理流体が、第１段圧縮チャンバＩ及びＩ’から流路８０及び８０’を介して第２段圧縮チャンバＩＩ及びＩＩ’内に供給される。さらに、２つのチャンバＧ及びＧ’が、シャットル磁極片５４及び５４’の周囲の環状の空間によって形成されており、それによって、シャットルサスペンション機構の一部として、ガスばねが形成されている。
【００１９】
図２に示されているように、ハウジング２０は、非磁性の円筒形壁２１を有している。非磁性の円筒形壁２１は、多数の外側フィンを備えており、これによって、機械的な強度を向上させ、また、放熱（熱放散）を向上させることができるようになっている。２つの電磁石４０及び４０’は同じであり、そのため、右側の電磁石４０だけを以下説明する。左側の電磁石４０’対応する部品は、アポストロフィ(')を備えた同じ参照符号によって示されている。
【００２０】
電磁石４０は、磁気ベース部材４１を有している。磁気ベース部材４１は、締結手段２３によってハウジング２０に固定されている。その磁気回路は、環状の外側磁極片４２と、同軸の内側磁極片４４とによって形成されている。環状の外側磁極片４２は、磁気部材４３を介して磁気ベース部材４１に連結されている。同軸の内側磁極片４４は、その後方端で磁気ベース部材４１に直接的に連結されている。環状コイル４５が、外側磁極片４２、磁気部材４３、磁気ベース部材４１及び内側磁極片４４によって画定された環状の空間内に嵌入されている。後述するように、軸線方向に露出された磁気ギャップが、シャットルの磁極片と相互に作用できるように、外側磁極片４２と内側磁極片４４との間に形成されている。
【００２１】
分離リング２４が、２つの電磁石４０及び４０’の間にクランプ固定されている。分離リング２４は、真ちゅう（黄銅）やアルミニウムのような非磁性で熱伝導性を有する材料で形成されており、これによって、コンプレッサーの放熱を改善できるようになっている。非磁性のライニング部材２５が、分離リング２４の内側に嵌入されており、２つの電磁石４０及び４０’の磁気ギャップ内に伸長している。すなわち、ライニング部材２５は、シャットル５０の外面に接近して整合できるように、その内面が全体的に滑らかになっている。その結果、ライニング部材２５とシャットル５０との間のクリアランス（隙間）が約１０μmの程度になったとき、ライニング部材２５とシャットル５０とを通るガス漏れを防止するクリアランスシールが形成される。ライニング部材２５の２つの端部は、また、ガスばねチャンバＧ及びＧ’の外壁を画定している。内側磁極片４４の内面には、ライニング部材４６が設けられている。ライニング部材４６は、予圧チャンバＩ及びＩ’の外壁を形成している。
【００２２】
２つのシャフト３０及び３０’は、シャットル５０の移動を案内できるように、軸線方向に整合して配置されている。２つのシャフト３０及び３０’は同じであるので、一方のみ、すなわち右側のシャフト３０のみを説明する。シャフト３０は、管状部分３１と、管状部分３１の一端に嵌合されたピストンヘッド３２と、ピストンヘッド３２に設けられた一方向バルブ（即ち、一方向弁、逆止弁）３４と、ピストンヘッド３２の外面に設けられたシール３３とを有している。シール３３は、潤滑剤がない状態で作動できるように、テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）のような自己潤滑材料から形成されている。
シャットル構造
図３において、シャットル５０は、環状に形成された中央磁石５１を有している。中央磁石５１は、径方向に磁化されている。例えば、中央磁石５１の外側周縁部は、Ｎ極（外極）となっており、その内側周縁部はＳ極（内極）になっている。その結果、中央磁石５１の外面は磁束を径方向に発生させ、前記磁束はその周辺全体にわたって分布し、電磁石４０及び４０’の環状の磁極と作用する。磁気を帯びた管状の部材５２が、環状の中央磁石５１内に嵌入されており、内側の磁極片として作用している。
【００２３】
２つの中間磁極片５４及び５４’が、各々、管状部材５２の一端に嵌合されている。２つの端磁石５５及び５５’が、それらの軸線方向端に嵌合されいる。端磁石５５及び５５’は、軸線方向に磁化されている。端磁石５５及び５５’の極性は、中間磁極片５４又は５４’が中央磁石５１のＳ極と端磁石５５及び５５’のＳ極とに磁気的に連結されるように配列されている。そのため、磁束が非常に集中して、電磁石４０又は４０’と作用できるようになっている。中間磁極片５４又は５４’と中央磁石５１との間の環状の空間には、電磁石と相互に作用する、軸線方向に露出した磁気ギャップが形成されている。その磁気ギャップには、非磁性で軽量の充填材５８又は５８’が充填されている。前記充填材は、発泡プラスチックや樹脂のようなもので形成されている。前記充填材は、非磁性で低摩擦のスリーブ５９によって覆われており、これによって、滑らかな支持面が形成されている。２つの端磁石５５及び５５’は、また、非磁性で低摩擦のスリーブ部材５６及び５６’によって覆われている。
【００２４】
管状の部材５２の内部は、分離部材５３によって、２つの第２段圧縮チャンバＩＩ及びＩＩ’に分けられている。管状の部材５２の内面は、図２に示された２つの短いシャフト３０及び３０’のピストンシール３３と気密状態になっている。多数の流体連通流路８０及び８０’が、管状の部材５２の外面と、磁極片５４及び５４’の内面及び中央磁石５１との間に形成されている。それによって、第１段圧縮チャンバＩ又はＩ’の流体が、端磁石５５又は５５’内に流入し、次いで、流路８０又は８０’の入口孔８１又は８１’内に流入し、第２段圧縮チャンバＩＩ又はＩＩ’の出口孔８２又は８２’から流出する。多数の流路８０及び８０’が管状の部材５２の周縁部に沿って一様に切削して形成されていることから（流路８０及び８０’の各々の１つのみが図示されている）、出口孔８２又は８２’は、ピストンシール３３又は３３’に対し気体軸受（ガスベアリング）としての効果をもたらす。
【００２５】
各端磁石５５又は５５’内で、非磁性のブッシュ５７又は５７’が、管状の部材５２に着座して、図１Ａに示されたサスペンションばね６１又は６１’を支持していると共に、サスペンションばね６１又は６１’から管状の部材５２を磁気的に分離している。組み立てられたとき、小さなギャップ（間隙）が、ブッシュ５７とシャフト３０との間に形成され、これによって、第１段圧縮チャンバＩ内の流体が、流路８０の入口孔８１に入ることができる。
往復運動
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、図１Ａにおいて、シャットル５０は、ニュートラルポジション（中立位置）にある。すなわち、２つの電磁石に電流が流れていないとき、シャットル５０の位置は、２つのサスペンションばね６１及び６１’の偏倚力によって決定する。この位置で、シャットル磁極片５４及び５４’の各々は、対応する電磁石の内側磁極片と外側磁極片との間に、すなわち、その軸線方向に露出された磁気ギャップに、置かれている。同様に、電磁石の外側磁極片４２又は４２’の各々は、中央磁石５１と中間磁極片５４又は５４’の一方との間に、すなわち、その軸線方向に露出された磁気ギャップに、置かれている。この出願において、文言「軸線方向に露出された磁気ギャップ」は、磁気ギャップ構造体を述べるために使用される。その磁気ギャップ構造体において、ギャップを画定する２つの磁極片が、軸線方向の距離を有するように位置決めされており、その結果、前記ギャップを亘る磁束が、ほぼ軸線方向となる。電磁石とシャットルの両方が軸線方向に露出された磁気ギャップを有していることから、電磁石とシャットルのそれぞれの磁極片を、相互に間にはさむまれた関係で位置決めすることができる。そのような相互に間にはさむまれた関係によって、シャットル５０は、当該シャットル５０と電磁石との間の効果的な磁気結合を弱くすることなく、比較的に長いストロークを取ることができ、そのため、作動効率が向上する。
【００２６】
図１Ｂにおいて、電磁石が励磁されており、電磁石の磁極片の極性は、小文字ｎ及びｓによってマークされており、電磁石とシャットルとの間の相互作用を示している。シャットルは、磁力によって左側に駆動されている。より詳細に説明すると、電磁石４０は、外側磁極片４２がｎ極となり、内側磁極片４４がｓ極となる状態になっている。その影響によって、シャットルの中央磁石５１が押し離され、端磁石５５がギャップ内に引かれる。一方、電磁石４０’は、他方の端磁石５５’を押し離し中央磁石５１をギャップに向けて引きつけるような状態になっている。すなわち、端磁石５５は、電磁石４０と中央磁石５１と電磁石４０’とで、閉じた磁気回路を形成している。２つの電磁石を通る電流が逆転させられたとき、シャットルは同様な態様で他端に駆動される。各電磁石はシャットルの磁石の少なくとも１つに常に作用しているので、エネルギー効率は高くなる。
【００２７】
図１Ｂにおいて、端磁石５５’が衝撃緩和用の磁石６２’に接近するとき、強い反発力が端磁石５５’と衝撃緩和用の磁石６２’との間に発生する。この強い衝撃緩和力は、確固不動の長さ近くまで圧縮されるサスペンションばね６１’の影響及び小さな「デッド」スペース（空所）まで減少するチャンバＧ’によって形成されるガスばねの影響共に、十分な保護を提供して、シャットルが内側磁極片４４’に当たるのを防止することができる。サスペンション機構の３つの要素、すなわち、磁気ばねとしてシャットルの端磁石に作用する衝撃緩和用の磁石と、機械的なばねと、ガスばねとを、選択することにより、シャットルの固有振動数をパワーサプライ（電力供給源）の周波数（例えば、５０Ｈｚや６０Ｈｚ）に近づけることができ、その結果、シャットル５０を共鳴振動数で作動させることができる。
【００２８】
作動の間、シャットルは、ピストンヘッドによって正確に整合され、コンプレッサーの他の部品との同軸関係が維持される。シャットルとピストンヘッドとの間の全接触面積は大変に小さいので、摩擦と摩滅もまた小さい。一方、電磁石の磁極面は、概ね環状又は円筒形の形状になっており、シャットルの形状とも整合していることから、シャットルが往復運動する間、側方（横向き）の駆動力を発生することがない。側方の力を発生させる唯一の場所は、コイルばね６１及び６１’である。しかし、コイルばね６１及び６１’による側方への影響は、シャフト３０及び３０’によって制限される。これらの全ての要素によって、シャットルの移動に対する全体の摩擦抵抗は、大変小さくなり、シャットルを潤滑剤がない状態で作動させることができる。
多段コンプレッサー
コンプレッサー１０は、シャットルを反対向きの２つの方向に移動することによって、同じ圧縮効果を発生させる複動式の機械である。処理流体が移動する通路を考慮するとき、相互に分離された２つのガス連通／圧縮ルートがある。１つのルートは、磁気ベース部材４１のガス入口孔７１が設けられた右端から開始し、流路７０を介して予圧チャンバＩに入る。この場合、シャットルが戻るとき、ガスは端磁石５５内に流入し、次いで、流路８０を介して第２段圧縮チャンバＩＩ’内に流入し、最終的に、次のシャットルのストローク（行程）で、ガスは、左端にある短いシャフト３０’を通ってコンプレッサーを離れる。他方のルートは、反対の方向に同じ態様で形成されている。各ガスの流れのルートにおいて、第１の一方向バルブが、流路７０の出口孔７２を開閉するシャットルのシール面（封止面）５６によって形成されており、第２の一方向バルブが、流路８０の出口孔８２’を開閉するピストンシール面３３’によって形成されている。すなわち、流路７０及び８０が開くか閉じるか否かは、シャットル５０の軸線方向位置による。
【００２９】
図１Ａにおいて、シャットル５０は、流路７０、７０’８０及び８０を全て遮断するように位置決めされており、その結果、ガスはコンプレッサー１０内に流入せず、あるいは、コンプレッサー１０内側のチャンバ間に流入しない。図１Ｂにおいて、シャットル５０は左側に移動しており、右側の第１段圧縮チャンバＩ内の空間が膨張し，流路７０が開き、ガスが吸い込まれる。これと同時に、流路８０が遮断され、第２段圧縮チャンバＩＩ’内の空間がゼロまで減少し、それによって、第２段圧縮チャンバＩＩ’内のガスは、ピストン３２’の出口バルブ３４’を通って強制的に追い出される。一方、シャットル５０のこの動きによって、左側の流路７０’が遮断され、第１段圧縮チャンバＩ’内の空間が最小限になるまで減少し、その結果、第１段圧縮チャンバＩ’内のガスは、流路８０’を通ってのみ、ガスを吸い込むように膨張した次の第２段圧縮チャンバＩＩ内に流入する。次のストローク（行程）において、シャットル５０は右側に移動し、前記プロセス（工程）は方向が逆になる。
【００３０】
単一の移動部品によって２段圧縮を行うことの効果に加えて、前記装置は、また、各圧縮作動で漏れを最小限にするという効果を奏する。例えば、シャットル５０が左に移動したとき、左側のチャンバＩ’及びＩＩ’は両方とも圧縮段階となり、その結果、チャンバＩ’及びＩＩ’の内部圧力が同時に増加し、第２段圧縮チャンバＩＩ’から第１段圧縮チャンバＩ’への漏れが減少する。同様に、ガスばねチャンバＧ’の圧力も高くなり、それによって、第１段圧縮チャンバＩ’からの漏れの減少にも役立つ。さらに、シャットルの外側支持面５９とライニング部材２５の内側支持面とを実質的に非接触状態に維持するために、シャットル外側支持面５９とライニング部材内側支持面との間のギャップ（間隙）が大変に小さくなっているが、このギャップは、シャットル５０の外径と比較して、長い漏れルートを形成する。その結果、シャットル５０が高速で往復運動したとき、この長いギャップを通る漏れは無視できることになる。これらの全ての特徴によって、潤滑剤のない作動を実用することができる。といのは、シャットル５０はシール用の潤滑剤にたよっていないからである。このようにして、各チャンバ内へのガス入口孔が、対応する支持面の周囲に配置されているので、ガス入口孔が気体軸受（ガス軸受）を効果的にし摩擦や摩滅を減少させるのに役立っている。
第２実施例の全体的な構造
図４Ａ及び４Ｂにおいて、コンプレッサー１００の全体的な構造とその作動が、第１の実施例と同様に示されている。第２の実施例と第１の実施例は、その中心のガイド（案内）構造と、サスペンション機構と、多段圧縮及び中間冷却装置とにおいて主に相違している。これらの新しい特徴だけを以下に説明する。
【００３１】
図５において、中心ガイド１３０が、各々が電磁石のベースに固定された２つの端セクション１３１及び１３１’と、端セクション１３１及び１３１’の間にに嵌合された中央セクション１３２とを有している。各端セクション１３１及び１３１’は、摺動用のシール面を提供する低摩擦スリーブ１３３又は１３３’によって覆われている。２つのブッシュ１３４と１３４’とが、中央セクション１３２の２つの端に嵌合されており、サスペンションばねを支持できるようになっている。スルーホール（貫通孔）が、中心ガイド１３０の軸線に沿って形成されており、前記スルーホールを用いて、流体を循環させコンプレッサーを冷却することができる。
【００３２】
図６において、シャットル１５０は、内部隆起部１５３を備えた内側磁極片１５２を有している。内部隆起部１５３は、２つのシールリング１５７及び１５７’を支えている。シールリング１５７及び１５７’は、また、サスペンションばね用のブッシュとして機能する。シャットル１５０の他の部分、すなわち、中央磁石、２つの端磁石、及び２つの中間磁極片１５４及び１５４’は、第１の実施例のシャットル５０と同様である。
【００３３】
図４Ａに示されているように、シャットル１５０がコンプレッサー１００に組み付けられたとき、シャットル１５０の２つの端磁石は、中央ガイドの２つの端セクション１３１及び１３１’に摺動可能に嵌合し、２つのシールリング１５７及び１５７’は、中央ガイドの中央セクション１３２に摺動可能に嵌合する。これによって、シャットル１５０は、作動の間、他の部品に対し正確に同軸状態となっている。シールリング１５７及び１５７’は、また、シャットル１５０の内部空間を２つの気密チャンバに分けている。２つの気密チャンバの各々には、サスペンションばね１６１又は１６１’が嵌入されている。その結果、作動時、シャットル１５０は、コイルばねとガスばねの両方の影響によって浮遊している。
【００３４】
中間磁極片１５４又は１５４’の各々と、対応する電磁石の内側磁極片との間の環状の空間によって、第１段圧縮チャンバＩ又はＩ’が形成されている。２つの第２段圧縮チャンバが、シャットルの端磁石とこれらに対応する衝撃緩和用の磁石との間の環状の空間ＩＩ及びＩＩ’によって形成されている。第１段圧縮チャンバＩ及びＩ’において、エラストマーリング１４７が、内側磁極片の磁極面に嵌合されている。エラストマーリング１４７は、シャットル１５０が内側磁極片に直接に当たる際の衝撃を緩和するためのものであり、同時に、第１段圧縮チャンバ内にデッドスペース（空所）が形成されるのを避けるためのものである。同様なリング１６７及び１６７’が、第２段圧縮チャンバＩＩ及びＩＩ’内に設けられている。中間冷却チャンバＣが、２つの電磁石の間に形成されている。中間冷却チャンバＣは、第１段圧縮チャンバＩ及びＩ’から、圧縮されたガスを受けるためのガス連通通路と、その圧縮されたガスを第２段圧縮チャンバＩＩ及びＩＩ’に供給するためのガス連通通路とを有している。これらの全ての通路は、ライニング部材１２５の周囲に形成されている。
【００３５】
コンプレッサー１００に形成されたガス連通ルートを、図５を参照して詳細に説明する。図５では、異なった部品を表すハッチングパターンが省略されており、説明すべきガス通路に陰を付け理解し易いようにしている。ガス入口管路が、ハウジング壁を通過して、中間冷却チャンバＣに入り、コイル状の管路を形成している。コイル状の管路によって、入口管内のガスと入口管外のガスとの間の熱交換を補助して、中間冷却チャンバＣ内を冷却している。
【００３６】
作動時、管２００内のガスは、流路１７０’を介して第１段圧縮チャンバＩ’内に供給される。流路１７０’は、第１段圧縮チャンバＩ’に出口孔１７２’を有している。次いで、同じガスは、シャットルの運動によって、第１段圧縮チャンバＩ’の中から、流路１８０’を通し一方向バルブ１８２’を介して、中間冷却チャンバＣ内に強制的に圧送される。それによって、中間冷却チャンバＣ内の圧力が増大する。同時に、中間冷却チャンバＣ内の高圧ガスは、流路１９０に入る。流路１９０の他端には、第２段圧縮チャンバＩＩに連通する出口孔が形成されている。シャットル１５０がその運動を逆転させたとき、第２段圧縮チャンバＩＩ内のガスは、流路１９５の出口バルブ１９３を介して外に圧送される。別の平行なガス流れルートが、同じ態様で反対方向に配列されている。
【００３７】
なお、中間冷却チャンバＣは、第１段圧縮チャンバＩ及びＩ’の両方から圧縮ガスを受け、その圧縮ガスを第２段圧縮チャンバＩＩ及びＩＩ’の両方に供給する。その結果、両側での作動状態は同じくなる。これによって、両方向に移動するシャットルの複動式作動を安定させるのに役立つ。そのような装置において、コンプレッサーの内側に１つの移動部品のみが設けられているが、それによって、大変に効率のよい態様で、出力圧力と流量とを高めることができる。
第３の実施例の全体的な構造
本願発明の第３の実施例を、図７ないし図９に示されたコンプレッサー３００を参照して説明する。コンプレッサー３００の多くの特徴とその基本的な作動原理は、前記第１の実施例及び第２の実施例のものと同様である。第３の実施例の新しい特徴として、３コイルモーターステーターと、異なったシャットル構造と、修正された中心ガイドと、改善された磁気ばね装置と、異なった多段コンプレッサー（多段圧縮機）と、中間冷却装置とが挙げられる。これら新しい特徴に関して、以下、詳細に説明する。
【００３８】
図７に示されているように、コンプレッサー３００は、ステーター３１０及び磁気を帯びたシャットル３５０とによって形成されたリニアモーターと、一対の第２段圧縮アッセンブリ３３０及び３３０’とを有している。第２段圧縮アッセンブリ３３０及び３３０’の各々は、ステーターの一端に嵌合されている。第２段圧縮アッセンブリ３３０又は３３０’の内側で、ピストン３７０又は３７０’がシャットル３５０に連結され、また、ピストン３７０又は３７０’がシャットル３５０によって駆動される。作動時、処理ガスが、最初に、ステーターの内側にある第１段圧縮チャンバに入り、次いで、ステーターの外側に設けられた中間冷却チャンバ内に流入して、熱を放出する。その後、第２段圧縮アッセンブリ３３０及び３３０’の第２段圧縮チャンバに入って、当該第２段圧縮チャンバ内でさらに圧縮される。第２段圧縮チャンバは、モーターに対して離れて設けられており、その結果、第２段圧縮によって発生した熱は、容易に放散させることができる。ステーター３１０と第２段圧縮アッセンブリ３３０及び３３０’の固定（静止）部品の詳細は、図８に示されている。一方、シャットル部材３５０と、シャットル部材３５０に連結されたピストン３７０又は３７０’の固定（静止）部品の詳細は、図９に示されている。
【００３９】
図８において、ステーター３１０は、ステーターの磁気回路の一部として機能する、磁性材料から形成されたハウジング３１１を有している。ハウジング３１１は、機械的強度を高め且つ放熱を改善できるようにするために、多数の外側フィンを有している。ハウジング３１１の機械的な強度を高めることによって、また、後述するように、正確に整合されている他の固定部品の状態を維持するのに役立つ。ベース部材３１２又は３１２’が、ハウジング３１１の各端に整合されている。ベース部材３１２又は３１２’は、内側磁極片３１３又は３１３’を担持している。３つの巻きコイル３１５、３１６及び３１５’が、ハウジング３１１の内側で軸線方向に配列されており、また、２つの環状の磁極片３１４及び３１４’によって互いから離れて別体になっている。非磁性のシリンダー３１７が、巻きコイルの内側に嵌入され、また、２つの内側磁極片３１３又は３１３’の間にクランプ固定され、これによって、シャットル３５０を収容するための円筒形の内側空間が画定されている。多数のスルーホール３２４及び３２４’が、第１段圧縮チャンバＩ及びＩ’に対するガス入口部として、シリンダー壁に形成されている。この装置においては、４つの磁極片３１３、３１４、３１４’、３１３’によって、これらの間に、軸線方向に露出された３つの環状のギャップ（間隙）が形成されている。３つの環状のギャップの各々がコイルに対応している。それによって、巻きコイル３１５、３１６及び３１５’が励磁されたとき、強い交番磁束が３つの環状のギャップを横切って発生し、これによって、シャットルの往復運動が引き起こされる。モーター構造体に第３のコイルを設けることによって、モーターの直径や容積を変えることなく、シャットルに作用する全駆動力が増大する。これらと対応する変更が、後述するように、シャットルの磁気装置に行われている。
【００４０】
各内側磁極片３１３又は３１３’の後側で、磁気ばねアッセンブリが配列されている。前記磁気ばねは、内側磁石３１９又は３１９’と、後部磁極片３２０又は３２０’と、外側磁石３１８又は３１８’とを有している。図８の磁石の極性によって示されているように、高い磁束の集中が、内側磁石３１９又は３１９’の露出面から、内側磁極片３１３又は３１３’の内側エッジにかけて形成されている。内側磁極片３１３又は３１３’の内側エッジは、基本的に、第１段圧縮チャンバＩ又はＩ’の空間になっている。この装置において、磁気ばねの内側磁極面が、外側磁石の内側に入れ子式におさめられているので、ほとんどの磁束は、ばね構造体の内側で捕捉され、これによって、ばねがより効果的になり且つ強力になる。さらに、外側磁石３１８又は３１８’が内側磁石３１９又は３１９’と比較してより大きな容積を有していることから、ばねアッセンブリにおいて、フェライトのような低コストの材料を使用できる。フェライトは、さらに、渦電流を発生させないという効果を奏し、最大作動温度がより高くなる。
【００４１】
第２段圧縮アッセンブリ３３０及び３３０’の各々は、協働するベース部材３１２又は３１２’に嵌合されており、これによって、磁気ばね装置が封入される。第２段圧縮アッセンブリ３３０と第２段圧縮アッセンブリ３３０’は、その構造において同じであることから、右側の第２段圧縮アッセンブリ３３０のみを詳細に説明する。第２段圧縮アッセンブリ３３０は、概ねカップ形状のケーシング３３１を有している。このケーシング３３１は、非磁性で熱伝導性の材料、例えば、アルミニウムから形成された外部フィン３３２を備えている。ケーシング３３１の左側には、フランジ３３３が設けられている。フランジ３３３は、ハウジング３１１の形状に整合しており、それによって、フランジ３３３とハウジング３１１とが正確に整合して、一緒に固定できる。ケーシング３３１の内側には、第２段シリンダー部材３４０が設けられている。第２段シリンダー部材３４０の一端は、後部磁極片３２０に着座しており、その他端は、ケーシング３３１に嵌入され、シリンダーヘッド部材３４１によって塞がれている。第２段シリンダー部材３４０とシリンダーヘッド部材３４１とによって、第２段圧縮チャンバＩＩが画定されている。第２段圧縮チャンバＩＩは、そのシリンダー壁を貫通するガス入口孔３４３と、シリンダーヘッド部材３４１の中央に形成されたガス出口孔とを有している。そのガス出口孔は出口バルブ３４９によって覆われている。シール３４２が、第２段シリンダー部材３４０とケーシング３３１との間の気密を確保している。他のシール３４５が、後部磁極片３２０に嵌合し、ピストンシャフトを封止している。シール３４５は、また、後述するサスペンションばねを封止している。第２段シリンダー部材３４０とケーシング３３１との間には、環状の空間３４６が設けられている。環状の空間３４６は、後部磁極片３２０の出口バルブ３２６を介して、第１段圧縮チャンバから圧縮ガスを受け、中間冷却チャンバとして作用する。
【００４２】
図９において、シャットル３５０は、中央磁極リング３５１と、２つの中央磁石３５２及び３５２’と、２つの中間磁極片３５３及び３５３’と、２つの端磁石３５４及び３５４’とを有している。これらの全てが、非磁性材料から形成された中心ピン３５５に嵌合されている。中心ピン３５５は、前記磁石と磁極片とを同軸状態に維持する。シャットル３５０によって担持されている全ての磁石は、軸線方向に磁化されている。その結果、シャットル３５０によって担持されている全ての磁石の各々は、その長さ方向に沿って、軸線方向に露出した磁気ギャップを形成している。また、中央磁石３５２及び３５２’の容積が比較的に大きいので、フェライトのような低コストの材料を使用して、シャットルの磁気強度を犠牲にすることなく、シャットルを構成することができる。中央磁石３５２及び３５２’と端磁石３５４及び３５４’との極性は、２つの中央磁石３５２及び３５２’が共通の磁極片３５１に向けて同じ磁極を有しそれによって径方向の磁束が集中して発生するように、配列されている。中央磁石３５２又は３５２’の外面は、シール部材３５７又は３５７’によって覆われて、図８の非磁性のシリンダー３１７の内面と共に作用する摺動シールを形成している。中心ピン３５５の各端には、シャフト３５６又は３５６’が嵌合されている。シャフト３５６又は３５６’は、中心ガイドとして機能し、ステーターベース部材を貫通し、シャットルをステーターと同軸に維持している。各シャフト３５６又は３５６’は、その他端でピストン３７０又は３７０’を担持している。ピストン３７０又は３７０’は、第２段圧縮を行うことができるように、ねじ３７１又は３７１’によって締結されている。
【００４３】
再び図７を参照すると、シャットル３５０は、後部磁極片３２０及び３２０’によって支持されている。後部磁極片３２０及び３２０’は、２つのケーシング３３１によって正確に整合されている。他の全ての固定部材は整合されており、これによって、シャットル３５０と２つのピストン３７０及び３７０’が、作動時、実質的に非接触式に往復運動できることが確保されている。シャットル３５０がステーター３１０内側の中心空間内に嵌入されたとき、シャットル３５０は、その中心空間を２つの第１段圧縮チャンバＩ及びＩ’に分ける。同様に、ピストン３７０又は３７０’が、第２段シリンダー３４０又は３４０’の前記中心空間を、第２段圧縮チャンバＩＩ又はＩＩ’と、サスペンションばね３４８又は３４８’を収容するためのばねチャンバとに分けている。前記ばねチャンバは、孔３４４又は３４４’を介して、中間冷却空間３４６又は３４６’に流体連通している。前記ばねチャンバは、常に、中間冷却空間に流体連通していることから、全中間冷却空間の一部として機能している。
【００４４】
コンプレッサー３００に設けられたガス流れルートが、図７の矢印によって示されている。シャットル３５０が右側端に移動したとき、第１段圧縮チャンバＩ’の容積が膨張し、ガスが、ガス流路を通して吸い込まれる。そのガス流路は、ステーターのハウジング３１１の入口孔３２１’と、内側磁極片に設けられた流路３２２’と、シリンダー３１７を通るスルーホール３２４’とによって形成されている。同時に、第２段圧縮チャンバＩＩ’が、ガス入口孔３４３’を介して中間冷却空間３４６’からガスを吸い込む。シャットル３５０がその運動を逆転させたとき、シャットル３５０はスルーホール３２４’を遮断する。その結果、第１段圧縮チャンバＩ’内のガスは、圧縮され、流路３２５’と出口バルブ３２６’とを通って、中間冷却空間３４６’内に圧送される。一方、第２段圧縮チャンバＩＩ’内のガスも圧縮され、出口バルブ３４９’を介して外側に圧送される。
【００４５】
低温のガスをステーターの中央部分を通してコンプレッサー３００に入ることを許容することによって、コイルやシャットルに対する冷却効果が良好となる。一方、第１段圧縮チャンバＩ又はＩ’から流出する圧縮ガスが、一時的に、中間冷却空間３４６又は３４６’に貯蔵される。中間冷却空間３４６又は３４６’で、圧縮ガスは冷却され、その後、第２段圧縮チャンバＩＩ又はＩＩ’に入る。これによって、プロセス全体がより効率的になる。さらに、第２段圧縮チャンバＩＩ及びＩＩ’は、ステーターとシャットルとからさらに離れて設けられているので、第２段圧縮によって発生した熱は、モーターの作動に影響を与えず、モーターの過熱するを避けることができる。
【００４６】
図１０は、コンプレッサー３００用の制御回路を示している。この回路に示されている重要なコンセプトは、例えば、コンデンサーＣを巻きコイル３１６に並列に接続することによって、位相差が、１つのグループとしての巻きコイル３１５及び３１５’と、他のグループとしての巻きコイル３１６との間で発生するということである。巻きコイル３１５及び３１５’を流れる電流Ｉ1は、巻きコイル３１６を流れる電流Ｉ2と、コンデンサーＣを流れる電流Ｉ3とのフェーザーでの合計である。すなわち、
Ｉ1＝Ｉ2＋Ｉ3である。
コンデンサーＣを流れる電流、すなわち電流Ｉ3は、基本的に誘導部材である巻きコイル３１６を流れる電流Ｉ2より進んでいるので、電流Ｉ1もまた電流Ｉ2より進んでいる。すなわち、同じ電流Ｉ1は、巻きコイル３１５及び３１５’を通ることから、これらの２つのコイルにより磁気駆動力は、互いに同位相なっており、しかも、巻きコイル３１６によって発生した駆動力よりも、コンデンサーＣの値によって検出された位相差だけ進んでいる。作動時、シャットル３５０が、３つのコイルによる結合駆動力の下で軸線方向の端位置に近づくとき、２つの端の巻きコイル３１５及び３１５’は、巻きコイル３１６よりも先に、電流方向を逆転させる。そのため、サスペンションばね装置によって効果を高める有効なサスペンション効果が発生する。この効果は、シャットルがその端位置に近づいたときのみ発生するので、システムの効率にダメージを与えることがなく、むしろ、シャットルの動きをより良好に浮遊させることによって、全体的な効率が改善される。コンデンサーＣの値を適切に選択することによって、前記システムは微細に適合され、特別の用途に合わせることができる。前記回路は、また、始動時でのサージ電流を防止する保護用のサーミスターＲt1と、抵抗Ｒ、サーミスターＲt2、及びリレースイッチＳ2とを有する過熱防止回路とを備えている。保護回路の作動は、通常のものであり、さらなる説明は必要ない。
第４の実施例の全体的な構造
本願発明の第４の実施例を図１１ないし図１５に示されたコンプレッサー５００を参照して説明する。コンプレッサー５００の多くの特徴とその作動原理は、前記第１ないし第４の実施例と同様である。新しい特徴としては、磁束切換装置及び磁極面伸長パターン部を備えた電磁石と、駆動コイルに位相差を発生させるための電気回路装置と、修正されたサスペンション装置とが挙げられる。その新しい特徴に関して以下詳細に説明する
図１１において、コンプレッサー５００は、ステーター５１０と、シャットル５５０と、一対の端アッセンブリ５３０及び５３０’と、ユニット全体を一緒に固定する中心ガイド５２０とを有している。作動時、処理ガスが、ステーターを介してチャンバＩ及びＩ’に入り、次いで、シャットルによって、端アッセンブリ５３０及び５３０’の内側にある中間冷却チャンバＩＩ及びＩＩ’内に入り、次いで、チャンバＩＩＩ及びＩＩＩ’に入ってさらに圧縮され、最終的に、バルブブロック５４０及び５４０’内の出口バルブを通って外に圧送される。
【００４７】
図１２において、中心ガイド５２０とシャットル５５０とが取り除かれて、ステーター５１０と端アッセンブリ５３０及び５３０’との詳細を示している。ステーター５１０は、ステーター磁気回路の一部として機能する磁性材料からなるハウジング５１１を有している。ハウジング５１１の各端は、端磁極片５１２又は５１２’に嵌合されている。３つの巻きコイル５１５ａ、５１５ｂ及び５１５ｃが、ハウジング５１１の内側で同軸に配列されており、２つの環状の磁極片５１３及び５１３’によって互いから離間されている。環状の磁極片５１３及び５１３’は、歯付き磁極面伸長パターン部５１６及び５１６’を有している。歯付き磁極面伸長パターン部５１６及び５１６’は、ステーター磁極面を軸線方向に伸長させることによって、特に電流がその方向を逆転させとき、シャットルとステーターとの間の磁気結合を改善するのを確保している。一方、これと同時に、歯付き磁極面伸長パターン部５１６及び５１６’は、図１２の矢印によって示されるような歯先端間の必要なギャップ長さを維持することによって、ギャップ上の過度の磁束漏れの回避を確保している。前記磁極片は、また、磁石５１４及び５１４’によって形成された磁束切換装置を有している。磁石５１４及び５１４’の作動原理は、図１４Ａないし１４Ｅを参照にして更に説明する。
【００４８】
非磁性のシリンダー５１７が、３つのコイルの内側に嵌入され、２つの端磁極片５１２及び５１２’の間にクランプ固定され、これによって、シャットル５５０用の円筒形の内側空間が画定されている。ガス入口孔５２４及び５２４’が、前記実施例と同様な態様で、シリンダー５１７に形成されている。
【００４９】
端アッセンブリ５３０及び５３０’は、非磁性のケーシング５３１を有している。非磁性のケーシング５３１は、アルミニウムのような熱伝導性材料からなる外部フィン５３２を備えている。ケーシング５３１は、フランジ５３３を有している。フランジ５３３は、ステーターハウジング５１１の対応するフランジに整合しており、これによって、フランジ５３３とステーターハウジング５１１との間の整合が確実に行われている。ケーシング５３１の内側には、第２段シリンダー５３４が設けられている。第２段シリンダー５３４の一端は、端磁極片５１２に着座しており、その他端はバルブブロック５４０に着座している。巻きコイル５３５と磁極片５１８とによって形成された磁気ばねが、第２段シリンダー５３４を囲んでいる。磁気ばねとケーシング５３１との間には、中間冷却チャンバＩＩが設けられている。中間冷却チャンバＩＩは、適切な入口及び出口バルブ装置を備えている。
【００５０】
図１３において、シャットル５５０は、中央磁極リング５５１と、２つの中央磁石５５２及び５５２’とを有している。中央磁石５５２及び５５２’は、非磁性材料から形成された中心管状部材５５５に嵌合している。中間磁極片５５３又は５５３’が、中心管状部材５５５の各端に嵌合している。中間磁極片５５３又は５５３’は、端磁石５５４又は５５４’と、端磁極片５５６又は５５６’とを保持している。端磁石５５４又は５５４’とその端磁極片５５６又は５５６’とは、支持部材５５７又は５５７’に嵌合されている。支持部材５５７又は５５７’は、プラスチック支持材料や複合支持材料から形成されている。支持部材５５７又は５５７’は、ピストン面５５８又は５５８’を形成する環状の端部を有している。作動時、ピストン面５５８又は５５８’は、また、断熱を提供して、磁石が過熱されるのを防止する。また、これら全ての磁石は、軸線方向に磁化されており、それによって、前記磁石の各々は、対応する磁極片の間の長さに沿って、軸線方向に露出した磁気ギャップを形成している。すなわち、シャットル５５０は、ステーターに形成された３つの磁気ギャップと相互に作用する４つの磁気ギャップを有している。以下にさらに説明するように、任意の特定の作動時に、シャットルの３つの磁気ギャップが、ステーターと相互に作用し、一方、他の１つの磁気ギャップは磁気ばねと相互に作用する。
【００５１】
シャットル５５０は、中心シャフト５２０と一対の機械的なばね５２５及び５２５’とによって形成された内部サスペンション機構によって支持されている。中心シャフト５２０は、ばねを支持する中央フランジ５２３を備えたより厚い中央部５２２を有している。中央部５２２の各端には、支持部材５５７又は５５７’を貫通する薄いシャフト部５２１又は５２１’が設けられている。図１１に示されているように、薄いシャフト部５２１又は５２１’の他端は、バルブブロック５４０又は５４０’を通って伸長しており、ユニット全体がボルトによって正確に整合され且つ固定されている。中心シャフト５２０は中空であり、それによって、冷却剤が中心シャフト５２０を通って循環しており、これによって、作動時、ユニット全体、特にシャットル５５０を冷却状態に維持することができる。
【００５２】
図１４Ａないし１４Ｅは、第４の実施例において使用される磁束切換機構の作動原理を示している。図１４Ａにおいて、磁石５１４が環状の磁極片５１３に形成された環状の凹部に嵌入されたとき、磁石５１４によって発生する磁束は、幅が狭い部分５１３ａ及び５１３ｂを通る閉じた回路を形成し、これによって、これらの部分の磁束が磁束飽和状態に近づけられる。図１４Ｂは、巻きコイル５１４ａによって発生した同様の磁束分布を示している。これら２つの実施態様は同様な方法で作動することから、永久磁石５１４を使用する実施態様のみを以下説明する。
【００５３】
図１４Ｃは、シャットルがステーターの内側に嵌合し３つのコイルのどれにも電流が流れていない状態のときの、磁束分布を示している。切換磁石５１４及び５１４’によって発生した磁束と、中央磁石５５２及び５５２’によって発生した磁束とは、互いに相互に作用し、これによって、２つの閉じた磁気回路が形成される。それによって、強い位置合わせ力が発生し、シャットルがそのニュートラル位置にロックされる。そこでは、各回路の磁気抵抗は最小となる。ステーターが励磁されたとき、図１４Ｄに示されるように、磁石５１４及び５５２によって発生された磁束は、巻きコイル５１５ａの磁束と連結し、同様に、磁石５１４’及び５５２’によって発生された磁束は、巻きコイル５１５ｂの磁束と連結し、これによって、図面の底部に大きな矢印で示されているように、結合された駆動力が、右側に向けて発生する。なお、環状の磁極片５１３又は５１３’の各々を通る磁束のほとんどは、伸長された磁極面パターン部の左側半分に切り換えられ、他端側にはほとんど磁束は残らない。図１４Ｅに示されているように、電流が反対方向に流されたとき、磁束は、切換磁石５１４及び５１４’によって環状の磁極片５１３及び５１３’の他端側に切り換えられ、シャットルは反対方向に向けて駆動される。電流方向の変更に応答して、磁極片の一方の半分から他方の半分に磁束を切り換えることによって、ステーターとシャットルとの間の磁気結合が著しく改善され、それによって、高いエネルギー効率の下で、シャットルのストロークを比較的に長くすることができる。
【００５４】
図１５は、第４の実施例の制御回路を示している。この回路において、各磁気ばねコイル５３５又は５３５’は、コンデンサーに直列に接続されている。磁気ばねコイル５３５とコンデンサーはコイル５１５ａに並列に接続されており、磁気ばねコイル５３５’とコンデンサーはコイル５１５ｃに並列に接続されている。そして、磁気ばねコイル５３５、コンデンサー及びコイル５１５ａは、コイル５１５ｂに直列に接続されており、磁気ばねコイル５３５’、コンデンサー及びコイル５１５ｃも、コイル５１５ｂに直列に接続されている。コイル５１５ｂを流れる電流Ｉ1は、コイル５１５ａを流れる電流Ｉ2と、コイル５３５を流れる電流Ｉ3とのフェーザーでの合計に等しい。また、コイル５１５ｂを流れる電流Ｉ1は、コイル５１５ｃを流れる電流Ｉ’2と、コイル５３５’を流れる電流Ｉ’3とのフェーザーでの合計に等しい。
すなわち、
Ｉ1＝Ｉ2＋Ｉ3＝Ｉ’2＋Ｉ’3
この態様において、５つのコイルが、異なる位相差を有する３つのグループに分けられている。そして、コイル５３５と５３５’の位相は、コイル５１５ｂより進んでおり、コイル５１５ｂの位相はコイル５１５ａ及び５１５ｃよりも進んでいる。作動時、シャットル５５０が端位置に近づいたとき、磁気ばねコイル５３５又は５３５’は、既にその電流方向を逆転させて、反発力を発生させている。それは、中央のコイル５１５ｂによって援助され、シャットル５５０は強制的に後方に移動させられる。また、前記システムは、磁気ばねコイル５３５及び５３５’とそれらと協働するコンデンサーの値を適切に選択することによって、微細に調整することができる。
第５実施例の全体的な構造
本願発明の第５実施例を、図１６Ｂないし２０Ｂに示されたコンプレッサー６００を参照して説明する。コンプレッサー６００の多くの特徴とその作動原理は、第１ないし第４実施例のものと同様である。第５実施例の新しい特徴としては、シャットルアッセンブリの構造がよりコンパクトにされ、シャットルアッセンブリが中心ガイドを備えており、その中心ガイドが長さ全体に亘って伸長し、シャットルアッセンブリの部品と正確に整合できるようなっていることが挙げられる。また、第５実施例の新しい特徴としては、浮遊させられたステーターによって、機械の作動に振動がなくなり、前記ステーターに設けられたシリンダーが、正確に整合できるように長さ全体に亘って伸長しており、新規なガス流路とチェックバルブ（逆止弁）とが、前記シャットルの中心ガイドの内側に嵌入されていることが挙げられる。これらの新しい特徴について、以下説明する。
【００５５】
図１６Ａ及び１６Ｂにおいて、コンプレッサー６００は、管状の部材６１１と２つの端アッセンブリ６２０及び６２０’とによって形成されたハウジング６１０と、一対のディスクばね６４０及び６４０’によって浮遊させられたステーター６３０と、ステーターの内側に嵌入されたシャットルアッセンブリ６５０とを有しており、シャットルアッセンブリ６５０の２つの端は、端アッセンブリ６２０及び６２０’の各々内に伸長している。
【００５６】
図１７において、ステーターとシャットルアッセンブリが取り除かれて、ハウジング６１０の詳細を示している。ハウジング６１０の中央セクションは、管状の部材６１１によって形成されており、２つの端は、締結手段６１９によって中央セクションに固定された端アッセンブリ６２０及び６２０’となっている。管状の部材６１１は、外側フィン６１２を有しており、これによって、機械的な強度と放熱とを改善することができるようになっている。管状の部材全体は、磁性材料から形成されており、その結果、ステーターの磁気回路の一部として機能するようになっている。スルーホール（貫通孔）６１３及び６１３’が、ハウジング内のガス入口部を形成している。管状の部材６１１の各端には、フランジ６１４又は６１４’が設けられており、フランジは、端アッセンブリ６２０及び６２０’と正確に整合し端アッセンブリ６２０及び６２０’と締結される。２つの端アッセンブリ６２０及び６２０’は同一であるので、一方の端アッセンブリ６２０のみを以下説明する。端アッセンブリ６２０は、アルミニウム鋳造などによって形成される、非磁性で熱伝導性の本体を有している。前記鋳造によって形成された本体は、円筒形部６２１を有している。円筒形部６２１は、放熱用の外部フィン６２２と、フランジ部６２３とを備えている。フランジ部６２３は、管状の部材６１１の対応するフランジと係合するための伸長リップ部６２４を備えている。エラストマー部材６２５が、伸長リップ部６２４の内側に嵌入され、フランジ部６２３の内面を覆っている。その結果、機械装置が組み立てられたとき、（図１７において図示せず）一対のディスクばね６４０及び６４０’が、エラストマー部材６２５とエラストマーブッシュ６１５との間でクランプ固定され、これによって、気密状態が確保される。エラストマー部材６２５は、ステーターの端部と整合できるように形成された面を有しており、これによって、後述するように、ディスクばねやステーターを衝撃から保護し、また、断熱や遮音を行うことができるようになっている。円筒形部６２１の内側には、シリンダーライナー６２６が設けられている。シリンダーライナー６２６は、バルブブロック６７０と共に、圧縮チャンバを画定している。
【００５７】
図１８は、ステーターと、そのサスペンションばね６４０及び６４０’との構造を図示している。ステーターは、非磁性のシリンダー６３１を有している。非磁性のシリンダー６３１は、その全長に亘って伸長し、シャットルアッセンブリ６５０の中央部分を収容するための円筒形の内側空間を画定している。シリンダー６３１は、自己潤滑材料から形成することができる。自己潤滑材料としては、機械的強度を高め熱伝導性（熱伝導率）を良好にするために、金属やガラス繊維補強材とを備えた複合材料が好ましい。ガス入口流路と孔６３４及び６３４’とが、前記実施例と同様な方法で、磁極片やシリンダー６３１とを通して形成されている。シリンダー６３１の回りには、４つの巻きコイル６３５ａ、６３５ｂ、６３５ｃ及び６３５ｄが嵌合されている。巻きコイル６３５ａ、６３５ｂ、６３５ｃ及び６３５ｄは、中間磁極片６３３ａ、６３３ｂ及び６３３ｃによって互いに離間されており、また、２つの端磁極片６３３及び６３３’によって保持されている。中間磁極片６３３ａ、６３３ｂ及び６３３ｃは、上記実施例と同様の磁束切換磁石を有している。各端磁極片は、磁気ばね６３６又は６３６’と嵌合している。磁気ばね６３６又は６３６’は、シリンダー６３１の一端に固定されており、サスペンションばね６４０又は６４０’に取り付けられている。各磁気ばね６３６又は６３６’の内側には、シャットルシャフトを支持するための摺動支持／シール部材６３８又は６３８’が嵌合されている。ディスクばね６４０及び６４０’は、薄い金属製のシートと非金属製のエラストマーシート（例えば、ゴムやプラスチック）とを積層することによって形成されている。その結果、ばねは、また、ハウジング６１０とステーター６３０との間の空間を、後述する分離された気密チャンバに分けるダイヤフラムとしても機能している。ばね剛性は、ステーターの固有振動数を入力電力の周波数に近づけるように選択される。
【００５８】
図１９において、シャットルアッセンブリ６５０は、薄い壁状の管６５６の形状をしている、非磁性の中心ガイド部材を有している。薄い壁状の管６５６は、全ての他の部品を担持し、また、それらを正確に整合した状態に維持している。薄い壁状の管６５６は、例えば、ステンレススチールやチタンから形成することができる。シャットルの中央部分は、一連の磁石と磁極片とによって形成されている。前記一連の磁石と磁極片は、中央リング磁石６５１と、２つの中央磁極片６５２及び６５２’と、２つの端リング磁石６５３及び６５３’と、２つの端磁極片６５４及び６５４’とを有しており、衝撃から保護できるように、エラストマーブッシュ６５５及び６５５’を担持している。中央部分は、自己潤滑フィルムによって覆われ図１８のシリンダー６３１と比接触シールを形成する、円筒形の外面を有している。管６５６の内側には、多数のロッド状の磁石６５１ａ、６５３ａ及び６５３ａ’と、磁極片６５２ａ、６５２ａ’、６５４ａ及び６５４ａ’とが設けられている。それらは、管６５６の内側の空間を充填し、大変にコンパクトな構造を形成している。管６５６の内側には、また、２つのリードバルブ６６０及び６６０’が嵌入されている。リードバルブ６６０及び６６０’は、一方向にガスを流すために、入口孔６５７及び６５７’と出口孔６５８及び６５８’とを有している。
【００５９】
管６５６の各端は、自在継手を介して、ピストンヘッド６６５又は６６５’と嵌合している。前記自在継手は、ボール形状の部材６６６又は６６６’と継手シート部材６６４又は６６４’によって形成されている。前記自在継手の使用によって、シャットルシャフトとピストンヘッドとの間を動きばめしており、これによって、作動時、ピストンヘッド６６５又は６６５’が横向きの力を確実に受けにくくなり、そのシール面の摩滅が最小限になる。ピストンヘッド６６５又は６６５’を自己潤滑用のプラスチックから形成することによって、潤滑剤がない状態で作動させることができる。プラスチック製のピストンを用いることによって、また、圧縮熱が断熱され、シャットルの磁石に影響を与えなくなるという効果がある。継手シート部材６６４又は６６４’は、リードバルブ６６０及び６６０’の伸長部分になっており、軽い重量で高強度の材料（例えば、エンジニアリングプラスチックや炭素繊維材料）から形成することができる。そのような部材を薄い壁状の管６５６に挿入することによって、シャフトの機械的な強度を著しく改善する。組み立てられたとき、継手シート部材６６４又は６６４’は、また、上記実施例と同様にサスペンションばねを保持する。ピストンヘッドは、また、一方向バルブ６６７又は６６７’を担持し、これによって、ガスが圧縮チャンバ内に流入できるようになっている。
【００６０】
図２０Ａ及び２０Ｂは、リードバルブ６６０又は６６０’の構造を示している。図２０Ａにおいて、リードバルブ６６０は、バルブシート６６１と、バルブリード６６２と、出口部材６６３とによって形成されている。バルブリード６６２が出口部材６６３に取り付けられている。バルブシート６６１と出口部材６６３は、対応する角度が付けられた面を有しており、前記面には、バルブシート６６１と出口部材６６３との間に形成された小さなギャップが設けられている。バルブリード６６２は、その小さなギャップに設けられている。バルブリード６６２は、ステンレス鋼やベリリウム銅シートのような薄い弾性シートから形成されている。バルブリード６６２は、バルブシートの角度の付いた面に沿って曲げられており、その結果、バルブリード６６２はそれ自身の弾性力によって偏倚され、入口ポートを閉鎖している。出口部材６６３の角度の付いた面は、ストッパーとして機能して、バルブリード６６２が過度に曲げられるのを防止している。図２０Ｂは、バルブリード６６２が、ばねストリップ６６２ａと取付けストリップ６６２ｂとを有していることを示している。ばねストリップ６６２ａと取付けストリップ６６２ｂは、信頼性のある取付けを行うことができるように、出口部材６６３の周囲に円を形成している。この構成によって、信頼性のあるリードバルブを、シャットルシャフトの内側の限定された空間内に嵌入させることができる。
【００６１】
コンプレッサー６００の作動を図１６Ａないし１６Ｂを参照して説明する。コンプレッサー６００が組み立てられたとき、ステーター６３０は、２つのディスクばね６４０及び６４０’によって完全に浮遊させられており、その外側の円筒形面は、管状の部材６１１の内面との間にギャップを形成する。そのギャップは、また、ステーター磁気回路の一部として機能する（図１６Ａ及び図１６Ｂにおいて、このギャップは、容易に見ることができるように誇張して表されている）。すなわち、ステーターは、それ自身、ハウジング６１０と物理的な接触をしておらず、自由に振動することができる。作動時、ステーターとシャットルアッセンブリの両方が十分に浮遊させられ、自由に往復運動することができるので、また、ステーターとシャットルアッセンブリとの間の作用力と反作用力とが、大きさが同じで方向が反対になるので、ステーターとシャットルアッセンブリは互いに反対の方向に移動させられ、これによって、互いの振動の影響が相殺される。この態様において、前記機械装置は、全体として、実質的に振動しない。浮遊させられたステーターは、また、ノイズがコンプレッサー６００の外側に漏れ出ることを防止する。その結果、静かになり、振動がない状態で作動可能になる。
【００６２】
コンプレッサー６００は、内部多段コンプレッサー装置を備えた複動式の設計となっている。コンプレッサー６００の各側で、ハウジング６１０、ステーター６３０及びシャットルアッセンブリ６５０の間には、４つのチャンバが形成されている。４つのチャンバは、ステーター６３０とディスクばね６４０又は６４０’との間でハウジング６１０内に画定されたマフラチャンバＩ又はＩ’と、ステーター６３０の内側に画定された第１段圧縮チャンバＩＩ又はＩＩ’と、ディスクばね６４０又は６４０’と端アッセンブリ６２０又は６２０’との間に画定された中間チャンバＩＩＩ又はＩＩＩ’と、各端アッセンブリ６２０又は６２０’の内側に画定された最終段圧縮チャンバＩＶ又はＩＶ’とからなる。図１６Ｂに示されているように、シャットルアッセンブリ６５０は、左側に駆動され、一方、ステーター６３０は反作用力によって右側に駆動される。この位置で、右側のチャンバＩＩ及びＩＶは、チャンバＩ又はＩＩＩからそれぞれガスを吸い込む。一方、左側のチャンバＩＩ’のガスは、リードバルブ６６０’を介してチャンバＩＩＩ’に圧送され、最終段圧縮チャンバＩＶ’のガスは、バルブブロック６７０’を介して外に圧送される。すなわち、振動のない作動に加えて、ステーターの動きは大変小さいが、ガス圧縮工程に対して積極的に貢献している。
【００６３】
最後に、マフラチャンバＩ及びＩ’の入口ガスは巻きコイル及びシャットル磁石を冷却状態に維持するのに役立っているので、また、最終段圧縮チャンバＩＶ及びＩＶ’が、ステーターから離れて設けられ、また、ステーターと断熱されているので、最終段圧縮チャンバＩＶ及びＩＶ’で発生する圧縮熱は、シャットルの永久磁石に影響を及ぼすこてがなく、モーターの効率が高くなる。
産業上の利用可能性
上記説明から、本願発明に係わるリニアモーター及び／又はコンプレッサーは、少なくとも下記の効果を有することを理解するのに困難はない。
ａ）エネルギー効率が高く、構造がコンパクトで、製造コストが低い。
ｂ）圧力が高く及び流量出力が高い。
ｃ）作動の際に、潤滑剤が不要で、漏れがなく、メンテナンス不要で作動できる。
ｄ）ノイズが低く、作動時に振動がない。
ｅ）放熱が良好となる。
ｆ）サスペンションに信頼性があり、耐用年数が長く、故障がない。
【００６４】
最後に、本願の前記実施例は単なる例であり、本願発明の基本コンセプトを理解することによって、当業者は前記実施例に変更を加えることは容易である。例えば、最初の２つの実施例を結合することによって、１ユニット内で３段圧縮を成し遂げることが容易となる。一方、第３及び第４の実施例において、ステーターにより多くのコイルを組み込みシャットルにより多くの磁石を組み込むことが可能であり、これによって、モーターをより強力にすることができ、また、形状を比較的に長く且つ薄くして、放熱を良好にすることができる。さらに、誘導タイプや抵抗タイプのような他のインピーダンスを用いて、巻きコイル間に位相差を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１Ａは、本願発明の第１の好適な実施例に係るコンプレッサーの中心軸線に沿って破断した横断面図である。
図１Ｂは、本願発明の第１の好適な実施例に係るコンプレッサーの中心軸線に沿って破断した横断面図である。
【図２】  図２は、第１の実施例の固定（静止）部品を示す断面図である。
【図３】  図３は、第１の実施例のシャットルの断面図である。
【図４】  図４Ａは、本願発明の第２の好適な実施例に係るコンプレッサーの中心軸線に沿って破断した断面図である。
図４Ｂは、本願発明の第２の好適な実施例に係るコンプレッサーの中心軸線に沿って破断した横断面図である。
【図５】  図５は、第２の実施例の固定（静止）部品を示す断面図である。
【図６】  図６は、第２の実施例のシャットルの断面図である。
【図７】  図７は、本願発明の第３の好適な実施例に係るコンプレッサーの中心軸線に沿って破断した断面図である。
【図８】  図８は、第３の実施例の固定（静止）部品を示す断面図である。
【図９】  図９は、第３の実施例のシャットルアッセンブリの断面図である。
【図１０】  図１０は、第３の実施例用のコントロール回路を示している。
【図１１】  図１１は、本願発明の第４の好適な実施例に係るコンプレッサーの中心軸線に沿って破断した断面図である。
【図１２】  図１２は、第４の実施例の固定（静止）部品を示す断面図である。
【図１３】  図１３は、第４の実施例のシャットルアッセンブリの断面図である。
【図１４】  図１４Ａは、磁束スイッチ機構の作動原理を図示している。
図１４Ｂは、磁束スイッチ機構の作動原理を図示している。
図１４Ｃは、磁束スイッチ機構の作動原理を図示している。
図１４Ｄは、磁束スイッチ機構の作動原理を図示している。
図１４Ｅは、磁束スイッチ機構の作動原理を図示している。
【図１５】  図１５は、本願発明の第４の実施例のコントロール回路である。
【図１６】  図１６Ａは、本願発明の第５の好適な実施例に係るコンプレッサーの中心軸線に沿って破断した断面図である。
図１６Ｂは、本願発明の第５の好適な実施例に係るコンプレッサーの中心軸線に沿って破断した断面図である。
【図１７】  図１７は、第５の実施例のハウジング構造体の断面図である。
【図１８】  図１８は、第５の実施例のステーターの断面図である。
【図１９】  図１９は、第５の実施例のシャットルアセンブリの断面図である。
【図２０】  図２０Ａは、リードバルブ（リード弁）の構造を図示している。
図２０Ｂは、リードバルブ（リード弁）の構造を図示している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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