(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構部およびリニアモータ部を備えた圧縮機本体を密閉容器内に支持装置を介して収納したリニア圧縮機において、
前記密閉容器は、外部からガスを吸込むための吸込通路と、外部へガスを吐出するための吐出通路とを有し、
前記圧縮機構部は、シリンダ室を有するシリンダと、前記シリンダ室内を往復動するピストンとを備え、
前記リニアモータ部は固定子と前記ピストンを連結して往復動する可動子とを備え、
前記支持装置は前記圧縮機本体を前記ピストンの往復動方向の両側から弾性的に支持する防振ばねを備え、
前記吸込通路および前記吐出通路を構成する部材の少なくとも一方の部材は、その吸込通路または前記吐出通路を前記圧縮機構部の吸込側または吐出側の通路に連通するように、前記圧縮機本体に前記ピストンの往復動方向に摺動可能に結合した
ことを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、前記吸込通路または前記吐出通路と前記圧縮機構部の吸込側または吐出側の通路とを連通するように構成された前記部材と前記圧縮機本体との摺動部にシール部材を設けたことを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項３】
圧縮機構部およびリニアモータ部を備えた圧縮機本体を密閉容器内に支持装置を介して収納したリニア圧縮機において、
前記密閉容器は、外部からガスを吸込むための吸込通路と、外部へガスを吐出するための吐出通路とを有し、
前記圧縮機構部は、シリンダ室を有するシリンダと、前記シリンダ室内を往復動するピストンとを備え、
前記リニアモータ部は固定子と前記ピストンを連結して往復動する可動子とを備え、
前記支持装置は、前記圧縮機本体側の支持部と前記密閉容器側の支持部とを前記ピストンの往復動方向に摺動可能に結合した支持機構と、前記圧縮機本体を前記ピストンの往復動方向の両側から弾性的に支持する防振ばねとを備え、
前記吸込通路および前記吐出通路を構成する部材の少なくとも一方の部材は、その吸込通路または吐出通路を前記圧縮機構部の吸込側または吐出側の通路に連通するように、前記圧縮機本体に前記ピストンの往復動方向に摺動可能に結合した
ことを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項４】
請求項３において、前記圧縮機本体の重心を通るように前記ピストンの往復動の軸心を位置させたことを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項５】
圧縮機構部およびリニアモータ部を備えた圧縮機本体を密閉容器内に支持装置を介して収納したリニア圧縮機において、
前記密閉容器は、外部からガスを吸込むための吸込通路と、外部へガスを吐出するための吐出通路とを有し、
前記圧縮機構部は、シリンダ室を有するシリンダと、前記シリンダ室内を往復動すると共に前記シリンダ室への吸込穴を有するピストンとを備え、
前記リニアモータ部は固定子と前記ピストンを連結して往復動する可動子とを備え、
前記支持装置は、前記圧縮機本体側の支持部と前記密閉容器側の支持部材とを前記ピストンの往復動方向に摺動可能に結合した支持機構と、前記圧縮機本体を前記ピストンの往復動方向の両側から弾性的に支持する防振ばねとを備え、
前記支持部材は、前記吸込通路および前記吐出通路を形成し、その吸込通路および吐出通路が前記圧縮機構部の吸込側または吐出側の通路に連通するように設けた
ことを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項６】
請求項５において、前記支持部材の吸込通路、前記ピストンの吸込穴および前記支持部材の吐出通路を同一軸線上に設けたことを特徴とするリニア圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニア圧縮機に係り、特に空気調和機、冷蔵庫、冷凍機、冷却装置等に用いるリニア圧縮機に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の振動型圧縮機としては、特開昭５９−１９２８７３号公報に示されているように、蓄圧器容器内に圧縮機本体を上下両側から支持スプリングによって支持し、圧縮機本体にはシリンダ内に挿入されて軸方向に振動するピストンを設け、コイル状に形成されて圧縮機本体と蓄圧器容器とに固着された吸入管および吐出管を設けたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の振動型圧縮機では、吸入管および吐出管の両側が圧縮機本体と蓄圧器容器とに直接固着されているため、圧縮機本体の振動が蓄圧器容器に吸込管および吐出管を通して大きく伝わり、騒音および蓄圧器容器の振動が発生するおそれがあると共に、圧縮機本体の振動により吸込管および吐出管に大きな繰り返し応力がかかり、疲労破壊を起こすおそれがある。そこで、蓄圧器容器へ伝わる振動の低減および繰り返し応力の低減を図るために、吸込管および吐出管を大きなコイル状で多数回に巻設することが考えられるが、吸込管および吐出管の収納スペースが大きく必要となり、圧縮機の大型化や原価高を招くという課題が発生する。また、蓄圧器容器へ伝わる振動の低減および繰り返し応力の低減を図るために、吸込管および吐出管を細径化することが考えられるが、吸込ガスおよび吐出ガスの流通抵抗の増大を招き、性能を低下させるという課題が発生する。
【０００４】
また、従来の振動型圧縮機では、蓄圧器容器内に圧縮機本体を上下両側から支持スプリングによって支持しているのみであるため、据付姿勢は縦型に限定される。すなわち、この振動型圧縮機を例えば横型で使用すれば、圧縮機本体の自重により圧縮機本体の位置が下方に変化し、支持スプリング、吸込管および吐出管に下方への余分な応力がかかり、これらの機能を十分に果たすことが難しくなってしまうものである。
【０００５】
本発明の第１の目的は、圧縮機本体から密閉容器への吸込通路または吐出通路を構成する部材に加わる繰り返し応力の低減および圧縮機本体から密閉容器へ伝わる振動の低減を図り、信頼性の高いリニア圧縮機を提供することにある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、圧縮機本体から密閉容器への吸込通路または吐出通路を構成する部材に加わる繰り返し応力の低減および圧縮機本体から密閉容器へ伝わる振動の低減を図り、高い信頼性を維持しつつ、圧縮機の据付姿勢の自由度が高いリニア圧縮機を提供することにある。
【０００７】
本発明の第３の目的は、圧縮機本体から密閉容器への吸込通路または吐出通路を構成する部材に加わる繰り返し応力の低減および圧縮機本体から密閉容器へ伝わる振動の低減を図り、小型で、高い信頼性を維持しつつ、圧縮機の据付姿勢の自由度が高いリニア圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するための本発明の第１の特徴は、圧縮機構部およびリニアモータ部を備えた圧縮機本体を密閉容器内に支持装置を介して収納したリニア圧縮機において、前記密閉容器は、外部からガスを吸込むための吸込通路と、外部へガスを吐出するための吐出通路とを有し、前記圧縮機構部は、シリンダ室を有するシリンダと、前記シリンダ室内を往復動するピストンとを備え、前記リニアモータ部は固定子と前記ピストンを連結して往復動する可動子とを備え、前記支持装置は前記圧縮機本体を前記ピストンの往復動方向の両側から弾性的に支持する防振ばねを備え、前記吸込通路および前記吐出通路を構成する部材の少なくとも一方の部材は、その吸込通路または前記吐出通路を前記圧縮機構部の吸込側または吐出側の通路に連通するように、前記圧縮機本体に前記ピストンの往復動方向に摺動可能に結合したことにある。
【０００９】
上記第２の目的を達成するための本発明の第２の特徴は、圧縮機構部およびリニアモータ部を備えた圧縮機本体を密閉容器内に支持装置を介して収納したリニア圧縮機において、前記密閉容器は、外部からガスを吸込むための吸込通路と、外部へガスを吐出するための吐出通路とを有し、前記圧縮機構部は、シリンダ室を有するシリンダと、前記シリンダ室内を往復動するピストンとを備え、前記リニアモータ部は固定子と前記ピストンを連結して往復動する可動子とを備え、前記支持装置は、前記圧縮機本体側の支持部と前記密閉容器側の支持部とを前記ピストンの往復動方向に摺動可能に結合した支持機構と、前記圧縮機本体を前記ピストンの往復動方向の両側から弾性的に支持する防振ばねとを備え、前記吸込通路および前記吐出通路を構成する部材の少なくとも一方の部材は、その吸込通路または吐出通路を前記圧縮機構部の吸込側または吐出側の通路に連通するように、前記圧縮機本体に前記ピストンの往復動方向に摺動可能に結合したことにある。
【００１０】
上記第３の目的を達成するための本発明の第３の特徴は、圧縮機構部およびリニアモータ部を備えた圧縮機本体を密閉容器内に支持装置を介して収納したリニア圧縮機において、前記密閉容器は、外部からガスを吸込むための吸込通路と、外部へガスを吐出するための吐出通路とを有し、前記圧縮機構部は、シリンダ室を有するシリンダと、前記シリンダ室内を往復動すると共に前記シリンダ室への吸込穴を有するピストンとを備え、前記リニアモータ部は固定子と前記ピストンを連結して往復動する可動子とを備え、前記支持装置は、前記圧縮機本体側の支持部と前記密閉容器側の支持部材とを前記ピストンの往復動方向に摺動可能に結合した支持機構と、前記圧縮機本体を前記ピストンの往復動方向の両側から弾性的に支持する防振ばねとを備え、前記支持部材は、前記吸込通路および前記吐出通路を形成し、その吸込通路および吐出通路が前記圧縮機構部の吸込側または吐出側の通路に連通するように設けたことにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。図１は本発明の一実施例のリニア圧縮機を縦置きにした状態の縦断面図、図２は同圧縮機を横置きにした状態の縦断面図、図３は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１２】
密閉容器３は、両端を開口した円筒状の円筒部３Ａと、この円筒部３Ａの両端開口を密閉するように円筒部３Ａに溶着された蓋部３Ｂ、３Ｃとよりなっている。この蓋部３Ｂ、３Ｃは、円板状部とフランジ部とからなっており、このフランジ部が円筒部３Ａ内に軸方向に嵌入されて溶着されている。
【００１３】
鉄製の支持部材１Ａ、２Ａは、中心部に吸込通路１、吐出通路２を有し、パイプ部１Ａ１，２Ａ１とフランジ部１Ａ２，２Ａ２と容器貫通部１Ａ３，２Ａ３とから構成され、密閉容器３に固着されている。このフランジ部１Ａ２、２Ａ２は蓋部３Ｂ，３Ｃの内面に当接されている。パイプ部１Ａ１，２Ａ１はフランジ部１Ａ２，２Ａ２の中央から密閉容器３の内側中心方向に円筒部３Ａと同軸に突出されている。そして、このパイプ部１Ａ１は、吸込通路１が密閉容器３内の空間に連通して開口するように先端部が形成されている。また、パイプ部１Ａ２は吐出通路２が吐出サイレンサに連通して開口するように先端部が形成されている。容器貫通部１Ａ３，２Ａ３は、フランジ部１Ａ２，２Ａ２の中央から蓋部３Ｂ，３Ｃの中央を貫通して外部へ突出して延びると共に、その外周を蓋部３Ｂ，３Ｃに気密を有するように溶接して固着されている。そして、支持部材１Ａには吸込パイプ１８が吸込通路１に連通するように接続され、支持部材２Ａには吐出パイプ１９が吐出通路２に連通するように接続されている。なお、この圧縮機を冷凍サイクルに適用する場合には、吸込パイプ１８は冷却器に接続され、吐出パイプ１９は凝縮器に接続される。
【００１４】
密閉容器３内には圧縮機本体４が支持装置を介して収納されている。この圧縮機本体４は、密閉容器３内に吸込んだガスを圧縮する圧縮機構部５、この圧縮機構部５を駆動するリニアモータ部６、このリニアモータ部６の可動子６Ｂを可動するためのばね７Ａ、７Ｂ、このばね７Ｂを支持する鉄製のばね押え部材１５等から構成されている。ばね押え部材１５は、その中央部に貫通穴１５ａを円筒部３Ａと同軸に形成しており、この貫通穴１５ａ内に支持部材１Ａのパイプ部１Ａ１を挿入し、このパイプ部１Ａ１に対して摺動可能となっている。このばね押え部材１５および支持部材１Ａは圧縮機本体４の支持装置の一部を構成する。
【００１５】
圧縮機構部５は、中央に円筒状のシリンダ室を円筒部３Ａと同軸に有するシリンダ８、このシリンダ室内で摺動可能な端部を有すると共に中央に貫通して設けられた吸込穴９ａを有するピストン９、このピストン９のシリンダ室側端面に吸込穴９ａを開閉するように設けられた吸込弁１０、シリンダ８のシリンダ室の吐出側を開閉するように設けられた吐出弁１１、シリンダ８の吐出弁側にボルト２２により固定されたヘッド１６およびヘッドカバー１７等から構成されている。圧縮室１２は、吸込弁１０と吐出弁１１との間に位置するシリンダ室により形成される。シリンダ８の吐出側端面に、ヘッド１６およびヘッドカバー１７で囲まれた空間により吐出サイレンサが形成される。ヘッドカバー１７は、その中央部に貫通穴１７ａを円筒部３Ａと同軸に形成しており、この貫通穴１７ａ内にシール部材１４を配置すると共に、その抜け止め用のスリーブ３１を圧入している。このスリーブ３１は円筒部３Ａと同軸に中央穴を形成している。そして、ヘッドカバー１７は、上述した支持部材２Ａのパイプ部２Ａ１を貫通穴１７ａ内に挿入し、シール部材１４でシールすると共に、パイプ部２Ａ１に対してスリーブ３１を介して摺動可能になっている。このスリーブ３１、ヘッドカバー１７および支持部材２Ａは、圧縮機本体４の支持装置の一部を構成する。
【００１６】
リニアモータ部６は、固定子６Ａと可動子６Ｂから成り、固定子６Ａのコイル６Ｃに交番電圧を印加することにより、外周に磁石６Ｄを有する可動子６Ｂに往復動の駆動力が発生する。固定子６Ａは、円筒状に形成され、その両端部にシリンダ８およびばね押え部材１５がボルト２０、２１により固定されている。可動子６Ｂの中央部にはピストン９が圧入等により固定されている。また、可動子６Ｂは、シリンダ８に支持されたばね７Ａとばね押え部材１５に支持されたばね７Ｂとにより軸方向両側から押圧されている。これにより、可動子６Ｂとピストン９の質量と、ばね７Ａ、７Ｂとの振動系にリニアモータ部６の駆動力が作用し、シリンダ８の中をピストン９が往復運動する。この往復運動により圧縮室１２の体積が変化し、吸込通路１を通して吸込まれたガスは、吸込弁１０を通して圧縮室１２に入り、圧縮室１２で圧縮され、吐出弁１１を通して吐出サイレンサ内に吐出され、さらに吐出通路２を通して吐出される。そして、圧縮機本体４のリニアモータ部６側において、ばね押え部材１５と蓋部３Ｃとの間に防振ばね１３Ｂがある程度圧縮された状態で介在されている。また、圧縮機本体４の圧縮機構部５側において、ヘッドカバー１７と蓋部３Ｂとの間に防振ばね１３Ａがある程度圧縮された状態で介在されている。
【００１７】
本実施例においては、吸込通路１を構成する部材である支持部材１Ａは、その吸込通路１を圧縮機構部５の吸込側に連通される貫通穴１５ａに連通するように、圧縮機本体４にピストン９の往復動方向に摺動可能に結合している。また、吐出通路２を構成する部材である支持部材２Ａは、その吐出通路２を圧縮機構部５の吐出側の通路である吐出サイレンサに密閉状態を維持して連通するように、圧縮機本体４にピストン９の往復動方向に摺動可能に結合している。この構成によって、吸込通路１および吐出通路２を圧縮機本体４の吸込側および吐出側に連通する機能は維持しつつ、圧縮機本体４で発生する振動は、支持部材１Ａ、２Ａが圧縮機本体４に対して摺動することにより吸収され、密閉容器３に伝達される振動の大きさが低減されると共に、支持部材１Ａ，２Ａに加わる繰返し応力が低減される。これにより、圧縮機の騒音振動を低減することができると共に、小型で信頼性の向上を図ることができる。
【００１８】
そして、吐出通路２と圧縮機構部５吐出側の通路である吐出サイレンサとを連通するように構成された支持部材２Ａと圧縮機本体４との摺動部にシール部材１４を設けているので、支持部材２Ａと圧縮機本体４との摺動部が圧縮機の運転により往復動しても確実に気密を保持することができる。
【００１９】
また、本実施例においては、圧縮機本体５側の支持部であるばね押え部材１５およびスリーブ３１と密閉容器３側の支持部である支持部材１Ａ，１Ｂとをピストン９の往復動方向に摺動可能に結合した支持機構と、圧縮機本体４をピストン９の往復動方向の両側から弾性的に支持する防振ばね１３Ａ，１３Ｂとにより圧縮機本体４の支持装置を構成しているので、圧縮機を縦置き、横置き、斜め置きにしても、圧縮機本体４の自重による防振ばね１３Ａ，１３Ｂの変形方向がピストン９の往復動方向に規制されると共に、縦置き以外の据付姿勢における圧縮機本体４の自重を支持機構で負担する。これにより、圧縮機を縦置き以外の据付姿勢にしても、防振ばね１３Ａ，１３Ｂに下方への余分な応力が加わらないので、防振ばね１３Ａ，１３Ｂの機能を維持することができる。したがって、信頼性を十分に維持してその置き方の自由度が高いものとすることができる。
【００２０】
本実施例においては、吸込通路１とピストン９と吐出通路２とは同一軸線上に配置されている。また、吸込通路１および吐出通路２は単純な形状である直線状に形成されている。従って、本実施例では、吸込通路１や吐出通路９の省スペース化が図れ、圧縮機全体の小型化が図れる。しかも、圧縮機の運転中におけるガスの流れが吸込側から吐出側へ直線状となるため、流路損失が少なくなり、圧縮機の効率向上も図れる。ただし、本実施例では、ヘッド１６、ヘッドカバー１７に吐出サイレンサを設けて騒音の低減を図っており、この部分のみ直線状の流路ではないが、必要最小限の流路損失にすることができる。
【００２１】
また、本実施例においては、吸込通路１および吐出通路２は圧縮機本体４を密閉容器３内に軸方向可動に支持する支持部材１Ａ、２Ａに設けており、防振ばね１３Ａ、１３Ｂは圧縮機本体４から密閉容器３へ伝わる振動を低減している。従って支持部材１Ａ、２Ａを吸込通路１や吐出通路２と別に設けるよりも構造が簡単で小型化を図れる。
【００２２】
また、本実施例においては、前記同一軸線は圧縮機本体４の重心を通る軸線であり、また密閉容器３および圧縮機本体４の中心軸である。圧縮機本体４の重心を通ることで、どちら向きに横や斜めにしても、重心と支持部材の軸心のずれによって密閉容器３内で圧縮機本体４が回転することがなく、自由な姿勢が得られる。また密閉容器３の中心軸であれば、吸込通路１と吐出通路２の位置合わせが簡単である。
【００２３】
なお、本実施例おいては、密閉容器３内が吸込ガスの圧力であり、吐出通路２と圧縮機本体４の間にシール部材１４が設けられているが、密閉容器３内を吐出ガスの圧力にし吸込通路１と圧縮機本体４の間にシール部材１４を設けるようにしてもよく、或いは、密閉容器３内を吸込ガスと吐出ガスの中間の圧力とし、吐出通路２と吸込通路１の両方において圧縮機本体４との間にシール部材１４を設けるようにしてもよい。
【００２４】
本発明のリニア圧縮機は、圧縮機の小型化により、例えば、空気調和機に用いて、熱交換器を大きくして性能向上を図ったり、冷蔵庫に用いて、庫内容積を増加させることができる。また、近年高密度実装化が進行している電子機器のコンパクトな冷却技術として用いることができる。また、据付姿勢の自由度が高いので、この圧縮機を用いた製品の設計や据付の自由度が増し、また、自動車、列車、飛行機等、移動により姿勢が変化するものへの適用も容易である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、圧縮機本体から密閉容器への吸込通路または吐出通路を構成する部材に加わる繰り返し応力の低減および圧縮機本体から密閉容器へ伝わる振動の低減を図り、信頼性の高いリニア圧縮機を得ることができる。
【００２６】
また、本発明によれば、圧縮機本体から密閉容器への吸込通路または吐出通路を構成する部材に加わる繰り返し応力の低減および圧縮機本体から密閉容器へ伝わる振動の低減を図り、高い信頼性を維持しつつ、圧縮機の据付姿勢の自由度が高いリニア圧縮機を得ることができる。
【００２７】
また、本発明によれば、圧縮機本体から密閉容器への吸込通路または吐出通路を構成する部材に加わる繰り返し応力の低減および圧縮機本体から密閉容器へ伝わる振動の低減を図り、小型で、高い信頼性を維持しつつ、圧縮機の据付姿勢の自由度が高いリニア圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のリニア圧縮機を縦置きにした状態の縦断面図である。
【図２】同圧縮機を横置きにした状態の縦断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視断面図である
【符号の説明】
１…吸込通路、２…吐出通路、１Ａ、２Ａ…支持部材、３…密閉容器、３Ａ…円筒部、３Ｂ、３Ｃ…蓋部、４…圧縮機本体、５…圧縮機構部、６…リニアモータ部、６Ａ…固定子、６Ｂ…可動子、６Ｃ…コイル、６Ｄ…磁石、７Ａ、７Ｂ…ばね、８…シリンダ、９…ピストン、９ａ…吸込穴、１０…吸込弁、１１…吐出弁、１２…圧縮室、１３Ａ、１３Ｂ…防振ばね、１４…シール部材、１５…ばね押え部材、１６…ヘッド、１７…ヘッドカバー、１８…吸込パイプ、１９…吐出パイプ、２０、２１、２２…ボルト、３１…スリーブ。
【図１】
0004246411.tif 000002
【図２】
0004246411.tif 000003
【図３】
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