(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入管(31)及び吐出管が結合された密閉容器(30)と、
該密閉容器(30)の内部に弾性体により支持されて装着され、円板状のベース部(43)と該ベース部(43)の一端から所定高さを有するように延長形成された固定アーム(45)とを備える基準フレーム(40)と、
前記固定アーム(45)に結合されて、中央にシリンダー挿入孔(71)が穿孔形成された前面フレーム(70)と、
該前面フレーム(70)の前記シリンダー挿入孔(71)に挿入されたシリンダー(80)と、
前記基準フレーム(40)のベース部(43)により、前記シリンダー(80)が設置された空間から隔離されるように、前記ベース部(43)の他端に装着されて直線往復駆動力を発生する駆動モータ(50)と、
前記シリンダー(80)の内部に挿入されて、冷媒ガスを吸入圧縮して吐出させるピストン(100)と、
前記基準フレーム(40)のベース部(43)を貫通するように設けられた連結型磁石ホールダー(60)と、
該連結型磁石ホールダー(60)と前記ピストン(100)とを締結する締結手段と、
前記基準フレーム(40)のベース部(43)と前記前面フレーム(70)との間に位置するように、前記ピストン(100)の左右両方側に夫々配置されて、前記ピストンの運動を弾性的に支持するスプリング(120)と、
前記シリンダー(80)の内部に形成された圧縮空間(81)を蓋状に覆うように形成されて、ガスを吐出させる吐出バルブ組立体(90)と、
前記ピストン(100)の端部に設けられて冷媒吸入流路(101)を開閉する吸入バルブ(104)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。
【請求項２】
上記基準フレーム(40)には、円板状のベース部(43)が形成され、該ベース部(43)の中央に連通孔(41)が穿孔形成され、該連通孔(41)の外周面と所定間隔を置いて複数の連結孔(42)が放射状に穿孔形成され、前記ベース部(43)の他端にはモータ装着部(44)が形成され、前記ベース部(43)の一端から所定幅及び高さを有する複数の固定アーム(45)が一体に夫々突設されて、前記固定アーム(45)の先方端を覆うように前記前面フレーム(70)が前記固定アーム(45)に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項３】
上記モータ装着部(44)は、
前記基準フレーム(40)の中央の前記連通孔(41)と所定距離離れた位置に所定深さに陥没された外側モータ装着部(44a)と、
中央部である上記連通孔(41)と連結孔(42)との間において前記外側モータ装着部(44a)の陥没された面と平行に所定高さに突設された内側モータ装着部(44b)と、を包含して構成されることを特徴とする請求項２記載の往復動式圧縮機。
【請求項４】
上記連結型磁石ホールダー(60)は、一方側に永久磁石装着部(61)が設けられて、他方側には、上記連結孔(42)に対応して切欠きにより残された複数の連結フート(62)が夫々形成されることを特徴とする請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項５】
上記締結手段は、上記ピストン(100)の本体の外周面から半径方向に延長形成された円板状のフランジ結合部(103)と、
該フランジ結合部(103)の外周面に当接される前記連結型磁石ホールダー(60)の前記連結フート(62)と、
該連結型磁石ホールダー(60)の前記連結フート(62)及び前記フランジ結合部(103)の一方面を覆う結合カバー(111)と、
を締結する締結螺子(112)を包含して構成されることを特徴とする請求項１記載の往復動式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動式圧縮機に係るもので、詳しくは、動力損失を最小化させるだけでなく発生騒音を減少させて、且つ構造を簡単にして組立精密度を向上し得る往復動式圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮機、膨張手段及び蒸発器などの構成要素が順次的に連結管により連結されることで構成される。
この中で、上記圧縮機は、冷媒ガスを吸入圧縮して吐出させるが、通常、ガスを圧縮する方式によって、回転式圧縮機(Rotary  Compressor)、往復動式圧縮機(Reciprocating  Compressor)及びスクロール圧縮機(Scroll  Compressor)などに分類される。
【０００３】
上記のような圧縮機は、所定の内部空間を有する密閉容器及び該密閉容器の内部に装着されて駆動力を発生する電動機構部と、該電動機構部の駆動力の伝達を受けてガスを圧縮する圧縮機構部と、を包含して構成される。
【０００４】
上記回転式圧縮機は、図4に示したように、先ず、密閉容器1の内部に装着された電動機構部Mの回転子2が回転することで、該回転子2の内部に嵌合された回転軸3が回転する。
【０００５】
次いで、上記回転軸3の回転によって、シリンダー4の圧縮空間P内に位置する前記回転軸3の偏心部3a回りに挿入されたローリングピストン5がシリンダー4の圧縮空間Pの内周面に沿って揺動しながら該圧縮空間Pをベイン（図示せず）が線接触して高圧部と低圧部とに区画する。
【０００６】
この回転過程において、上記シリンダー4の一方側に形成された吸入口4aに冷媒ガスが流入され、この冷媒ガスは上記圧縮空間Pで圧縮された後に、前記圧縮機の上方側に装着された吐出口4bを通して吐出される。この一連の過程が反復される。
【０００７】
又、上記往復動式圧縮機は、図5に示したように、密閉容器11の内部に装着された電動機構部Mの回転子12が回転することで、該回転子12の内部に嵌合されたクランク軸13が回転して、該クランク軸13の回転によりクランク軸13の偏心部13aに結合されたピストン14がシリンダー15の圧縮空間Pの内部で直線往復運動しながら該シリンダー15に螺合されたバルブ組立体16を通して吸入される冷媒ガスを圧縮した後、該バルブ組立体16から吐出させる過程を反復するように構成されている。
【０００８】
上記スクロール圧縮機は、図6に示したように、密閉容器21の内部に装着された電動機構部Mの回転子22が回転することで、回転子22に嵌合された偏心部23aを有する回転軸23が回転し、該回転軸23の回転により回転軸23の偏心部23aに連結された旋回スクロール24が固定スクロール25と噛み合って旋回運動しながら旋回スクロール24及び固定スクロール25に夫々形成されたインボリュート曲線状のラップ24a、25aにより形成された複数個の圧縮ポケットが小さくなるにつれて持続的に冷媒ガスを吸入して圧縮吐出させる過程が反復されるように構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来圧縮機において、前述の回転式圧縮機の場合では、駆動時に偏心部3aが備えられた回転軸3及び前記偏心部3aに嵌合されるローリングピストン5と、前記偏心部3aの回転均衡を合わせるために回転子2に結合される複数個のバランス錘6とを使用することによって構成部品が多くなって構造が複雑になるという不都合な点があった。且つ、滑り接触部分が広くてオイルの使用量が増加するという不都合な点があった。
【００１０】
又、上記シリンダー4の圧縮空間Pの内部に回転軸3の偏心部3a及び該偏心部3aに挿入されたローリングピストン5が挿入されるために、圧縮機構部の大きさに比べて圧縮容積が小さいだけでなく、回転軸3が1回転する時に、一回の圧縮行程しか行われないために、圧縮性能が低下するという不都合な点があった。
又、複数個のバランス錘6を付着することで、回転トルクが大きくなって動力の損失が大きいという不都合な点があった。
又、回転軸3に形成された偏心部3a及びローリングピストン5が偏心回転することで回転時に振動騒音が発生するという不都合な点があった。
【００１１】
又、前述の往復動式圧縮機場合は、偏心部13aが備えられたクランク軸13及び該クランク軸13に係合されるピストン14と前記クランク軸13に形成された偏心部13aとの回転均衡を合わせるためのバランス錘13bが使用されることによって、構成部品が増加して構造が複雑になるという不都合な点があった。又、滑り接触部分が広くてオイルの使用量が増加されるという不都合な点があった。
【００１２】
又、ピストン14がシリンダー15に形成された圧縮空間Pを直線往復運動しながらガスを圧縮することで、クランク軸13の1回転時の圧縮吐出量が多少多いこともあるが、クランク軸13の1回転で一回の圧縮行程しか行われないために、非効率的であるという不都合な点があった。且つ、クランク軸13の偏心部13a及びバランス錘13bにより回転トルクが大きくなるために、動力の損失が大きいという不都合な点があった。
又、クランク軸13に形成された偏心部13aが偏心回転するために、振動騒音を発生するだけでなく、吸入及び吐出時にバルブ組立体16が動作するために、吸吐出騒音が大きくなるという不都合な点があった。
【００１３】
又、前述のスクロール圧縮機の場合は、偏心部23aが備えられた回転軸23とインボリュート曲線状のラップが形成された旋回スクロール24及び固定スクロール25と前記偏心部23aの回転均衡を合わせるためのバランス錘26が使用されるために、部品数が多くなって、構造が複雑になるだけでなく旋回スクロール24及び固定スクロール25の加工が非常に難しいという不都合な点があった。
【００１４】
且つ、旋回スクロール24のラップ24a及び固定スクロール25のラップ25aにより形成された複数個の圧縮ポケットが持続的に冷媒ガスを圧縮するので、圧縮性能は良くなるが、旋回スクロールの旋回運動及び回転軸23の偏心部23aにもたらされる偏心運動によって振動騒音が発生するという不都合な点があった。
【００１５】
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、動力損失を最小化するだけでなく、発生騒音を減少させて、且つ、構造を簡単にするだけでなく組立精度を向上し得る往復動式圧縮機を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
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においては、吸入管及び吐出管が結合された密閉容器と、該密閉容器の内部に弾性体により支持されて装着され、円板状のベース部と該ベース部の一端から所定高さを有するように延長形成された固定アームとを備える基準フレームと、前記固定アームに結合されて、中央にシリンダー挿入孔が設けられた前面フレームと、該前面フレームの中央部に形成されたシリンダーの挿入孔に挿入されるシリンダーと、前記基準フレームのベース部により、前記シリンダーが設置された空間から隔離されるように、前記ベース部の他端に装着されて直線往復駆動力を発生する駆動モータと、前記シリンダーの内部に挿入されて冷媒ガスを吸入圧縮して吐出させるピストンと、前記基準フレームのベース部を貫通するように位置する連結型磁石ホールダーと、該連結型磁石ホールダーと前記ピストンとを締結する締結手段と、前記基準フレームのベース部と前記前面フレームとの間に位置するように、前記ピストンの左右両方側に夫々配置されてピストンの運動を弾性的に支持するスプリングと、前記シリンダーの内部に形成された圧縮空間を蓋状に覆うように形成されて、ガスを吐出させる吐出バルブ組立体と、前記ピストンの端部に設けられて、冷媒吸入流路を開閉する吸入バルブと、を包含して構成されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
本発明に係る往復動式圧縮機においては、図1に示したように、中空円筒状に形成された密閉容器30に吸入管31及び吐出管(図示せず）が結合されている。
且つ、上記密閉容器30の内部に、所定形状の基準フレーム40が弾性体によって支持されている。
【００１８】
又、上記基準フレーム40には、図2に示したように、円板状のベース部43が形成されて、該ベース部43の中央部に連通孔41が穿孔形成されて、該連通孔41の外周面と所定間隔を置いて複数個の連結孔42が穿孔形成されることで円板状のモータ装着部44が形成され、該モータ装着部44の該外周縁から所定幅及び高さを有する複数の固定アーム45が一体に夫々突設されている。
【００１９】
且つ、上記モータ装着部44には、上記基準フレーム40の底面の役割をして中心の前記連通孔と所定間隔離れた位置に陥没された外側モータ装着部44aと、中央部である前記連通孔41と連結孔42との間に前記外側モータ装着部44aの陥没された面と平行に所定高さに突設された内側モータ装着部44bと、が夫々形成されている。
【００２０】
又、上記基準フレーム40の外側モータ装着部44aには、環状のアウトコア51が係合されて、該アウトコア51の内部に環状のインナーコア52が挿入される。インナーコア52は、インナーコア52の中部空間が上記ベース部43の連通孔41に連通されるように前記内側モータ装着部44bに係合される。
【００２１】
又、上記アウトコア51及びインナーコア52と、前記アウトコア51の内部に巻回された巻線コイル53と、が固定子Sを構成して、該固定子Sを構成するアウトコア51とインナーコア52との間の隙間に連結型磁石ホールダー60が可動子として挿入され、上記固定子S及び可動子の連結型磁石ホールダー60が駆動モータ50を構成している。
【００２２】
又、可動子の上記連結型磁石ホールダー60は、図3に示したように、ほぼ中空円筒状に形成されて、側壁の一方側には永久磁石装着部61が形成され、側壁の他側端には、前記連結孔42の各位置に対して切欠きにより残された複数の連結フート62が夫々形成される。前記連結型磁石ホールダー60の永久磁石装着部61は上記アウトコア51とインナーコア52との間の隙間に挿入されて、上記各連結フート62は、上記基準フレーム40のモータ装着部44の各連結孔42を貫通して挿入されるようになっている。
【００２３】
且つ、上記永久磁石装着部61の外周面には接着又は嵌合することで永久磁石54が取付けられる。
又、上記基準フレーム40の各固定アーム45の前面は、中央にシリンダー挿入孔71が穿孔形成されたほぼ円板状の前面フレーム70により覆われ、前記シリンダー挿入孔71に圧縮空間81を有するシリンダー80が軸線方向に挿入され、前記シリンダー80の端部に該シリンダー80の圧縮空間81を開閉する吐出バルブ組立体90が装着されている。
【００２４】
又、前記シリンダー80の圧縮空間81には前記基準フレーム40の連通孔41に挿入されるピストン100が挿入されている。
該ピストン100は、棒状に形成されたピストン本体102と、該ピストン本体102の内部に貫通形成されて、冷媒ガスが流動する冷媒吸入流路101と、前記ピストン本体102の外周面から半径方向に延長形成されたフランジ結合部103と、を包含して構成され、上記ピストン100の後方側の上記フランジ結合部103に上記連結型磁石ホールダー60の連結フート62が締結手段により締結され、ピストン100の前端には、上記ピストン100の冷媒吸入流路101を開閉する吸入バルブ104が設けられている。
【００２５】
且つ、上記締結手段は、前記フランジ結合部103の外周面に当接される前記連結型磁石ホールダー60の連結フート62の外周面を覆う結合カバー111と、該結合カバー111及び連結フート62を一緒に前記フランジ結合部103に締結する締結螺子112と、から構成される。
又、結合カバー111の端面にはスプリング支持部121が屈曲して形成され、該スプリング支持部121の両面には、上記基準フレーム40のベース部43の内面と、前記前面フレーム70の内面との間に、それぞれ、上記ピストン100の直線往復運動を弾性的に支持するスプリング120が配置されている。こうして、ピストン100は、２つのスプリング120によって、運動方向において基準フレーム40及び前面フレーム70のような不動部材に対し弾性的に支持されている。
【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動作に対関して、説明する。
先ず、電圧が印加されて上記駆動モータ50の巻線コイル53に電流が流れると、前記巻線コイル53に流れる電流により固定子Sにフラックス(Flux)が形成されて、該フラックスと可動子に付着された永久磁石54との相互作用により可動子が直線運動を行う。巻線コイル53を流れる電流の方向を逆転することにより、可動子は直線往復運動を行う。
【００２７】
次いで、この運動は、可動子の連結型磁石ホールダー60を介して上記ピストン100に伝達され、該ピストン100が上記シリンダー80の圧縮空間81の内部で直線往復運動を行い、上記シリンダー80の圧縮空間81の内部圧力差よってバルブが動作して、冷媒ガスが前記シリンダー80の圧縮空間81に吸入圧縮されて吐出される。
【００２８】
この時、上記ピストン100に作用する各スプリング120は、前記ピストン100の直線往復運動によって伸長及び収縮されながら運動エネルギーを弾性エネルギーに貯蔵して放出すると同時に運転周波数により共振される。
【００２９】
このように構成された本発明に係る往復動式圧縮機においては、上記駆動モータ50の直線往復駆動力の伝達を受けて、上記シリンダー80の圧縮空間81で上記ピストン100が直線往復運動しながら冷媒ガスを吸入圧縮して吐出させることにより、動作メカニズムが安定し、又部品間の相対運動としての滑り接触する部分が少ないために、摩擦損失及び駆動による損失が減少するだけでなく、発生騒音が減少して静粛な運転が可能になる。
【００３０】
又、従来に比べて構成部品の数が少なくなって、コンパクトになる。特に、上記基準フレーム40の前後両方側に、駆動モータ50及び前面フレーム70が装着されるので、構造が簡単になるだけでなく各部品の組立精度が向上する。即ち、上記基準フレーム40を基準にして、前後両方側に駆動モータ50、前面フレーム70、シリンダー80及びピストン100を結合させるので、累積公差が減少して組立精度が向上する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る往復動式圧縮機においては、冷媒ガスを吸入圧縮して吐出させるための動力損失が少なくなるために、電力消費量が減少される。又、累積公差の減少によって組立精度が向上して駆動が安定する。又、摩擦が減少することで、発生騒音が減少して製品の信頼性が向上する。又、構造が簡単になることで、組立生産性が向上するという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る往復動式圧縮機を図示した断面構成図である。
【図２】本発明に係る往復動式圧縮機の基準フレームを示した斜視図である。
【図３】本発明に係る往復動式圧縮機の連結型磁石ホールダーを示した斜視図である。
【図４】従来回転式圧縮機を示した断面構成図である。
【図５】従来往復動式圧縮機を示した断面構成図である。
【図６】従来スクロール圧縮機を示した断面構成図である。
【符号の説明】
30…密閉容器
31…吸入管
40…基準フレーム
41…連通孔
42…連結孔
43…ベース部
44…モータ装着部
45…固定アーム
50…駆動モータ
60…連結型磁石ホールダー
61…装着部
62…連結アーム
70…前面フレーム
71…シリンダー挿入孔
80…シリンダー
81…圧縮空間
90…吐出バルブ組立体
100…ピストン
101…冷媒吸入流路
102…ピストン本体
103…結合部
104…吸入バルブ
111…結合カバー
112…締結螺子
120…スプリング
【図１】
0003787094.tif 000002
【図２】
0003787094.tif 000003
【図３】
0003787094.tif 000004
【図４】
0003787094.tif 000005
【図５】
0003787094.tif 000006
【図６】
0003787094.tif 000007