JP2002235662A

JP2002235662A - 振動式圧縮機

Info

Publication number: JP2002235662A
Application number: JP2001031951A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kobayashi; 正則小林; Ichiro Morita; 一郎森田; Ko Inagaki; 耕稲垣; Makoto Katayama; 誠片山; Akira Hayashi; 陽林
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒サイクル等に使用する振動式圧縮機にお
いて、弾性体のアームの固定端近傍に生じる応力を低減
することにより、疲労破壊の発生を防ぎ信頼性の向上を
図る。【解決手段】弾性体８が、曲面２１ａ，２１ｂ，２１
ｃ，２１ｄを有する固定部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，
２０ｄを介して一部が固定要素１２に固定され一部が可
動要素９に固定されたものであり、アーム変位時の固定
端が固定部材の曲面に沿って変形し、局所的な応力集中
を回避することができ、疲労破壊の発生を防ぎ信頼性の
高い振動式圧縮機を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクル等に
使用する振動式圧縮機の共振弾性体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の振動式圧縮機としては特開平０５
−２８８４１９号公報に記載されているものが知られて
いる。以下図面を参照しながら上記従来の振動式圧縮機
について説明する。

【０００３】従来の構成を図７、図８に示す。図７、図
８において、１は密閉ケーシング、２は本体である。本
体２は、モータ３，シリンダ４，ピストン５，ブロック
６，シリンダヘッド７，弾性体８とから構成されてお
り、サスペンションスプリング（図示せず）により、密
閉ケーシング１内に弾性支持されている。

【０００４】また、モータ３は、固定子３ａとコイルで
形成された可動子３ｂとから構成されており、固定子３
ａには永久磁石３ｃが固定されている。可動子３ｂはピ
ストン５に連結されている。

【０００５】９はピストン５，モータ３の可動子３ｂ，
可動子連結部材１０，可動側固定部材１１などから構成
される可動要素であり、１２はシリンダ４，モータ３の
固定子３ａ，ブロック６，固定側連結部材１３などから
構成される固定要素である。

【０００６】弾性体８は、積み重ねた複数の平板に渦状
のスリット１４を設けることでアーム８ａ，８ｂが形成
されており、弾性体８の内周部が可動側固定部材１１に
挟まれる様に固定され、外周部が固定側連結部材１３に
挟まれる様に固定されており、シリンダ４内に嵌められ
たピストン５を軸方向に摺動可能なように支持してい
る。

【０００７】１６は圧縮室であり、シリンダ４，ピスト
ン５により形成されている。

【０００８】１７は変位検知器であり、ピストン５に取
り付けられている。

【０００９】次に振動式圧縮機の機構について説明す
る。交流電源等によりモータ３の可動子３ｂ（コイル）
に通電すると、この通電により永久磁石３ｃにより発生
する磁界との作用により、可動子３ｂ（コイル）に軸方
向の運動する力が発生する。その力により、可動子連結
部材１０を介して可動子３ｂと連結されたピストン５
は、弾性体８を変形させてその反発力を利用して共振し
ながら軸方向に往復運動を繰り返す。

【００１０】冷却システム（図示せず）からの冷媒ガス
は、吸入管（図示せず）を介してシリンダヘッド７の低
圧室７ａに導かれ、シリンダ４内の圧縮室１６に至る。
圧縮室１６に至った冷媒ガスは、上述したピストン５の
往復運動により圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、シ
リンダヘッド７内に配設された吐出弁（図示せず）を介
して一旦シリンダヘッド７内の高圧室７ｂに吐出された
後、吐出管（図示せず）を介して冷却システムに吐出さ
れる。

【００１１】また、変位検知器１７の出力リード線１８
は、ピストン５から密閉ケーシング１のターミナル１９
に接続されており、変位検知器１７の出力信号を出力し
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成は、ピストン５が往復運動して弾性体８の渦巻形
状のアーム８ａ，８ｂがピストン軸方向の変位を繰り返
す際、アーム８ａ，８ｂが固定部材により挟み込まれて
固定される固定端近傍に応力集中が生じ易い。特に高外
気温度での運転など大きなストロークで長時間運転する
厳しい条件が続くと、アーム８ａ，８ｂの応力の高い固
定端近傍で疲労破壊が生じるとの信頼性低下の可能性が
あった。

【００１３】本発明は従来の課題を解決するもので、ピ
ストンが往復運動して弾性体がピストン軸方向の変位を
繰り返す際に弾性体のアームの固定端近傍に生じる応力
を低減することにより、疲労破壊の発生を防ぎ信頼性の
高い振動式圧縮機を提供することを目的とする。

【００１４】また、上記従来の構成は、圧縮機運転時に
弾性体８のアーム８ａ，８ｂの軸方向変位に伴って固定
部材１３が変形した時や、組立バラツキ等で固定部材の
エッジが僅かにずれて組み立てられた時に、固定部材側
面のエッジ部に応力集中が生じたり、エッジの僅かなず
れに起因する局所摩耗等、信頼性低下の可能性があっ
た。

【００１５】本発明の他の目的は、固定部材が変形した
場合や、組立バラツキ等で固定部材のエッジが僅かにず
れて組み立てられた場合においても、固定部材のエッジ
部の応力集中や、エッジの僅かなずれに起因する局所摩
耗等、信頼性の低下を防止することである。

【００１６】また、上記従来の構成は、圧縮機運転時に
弾性体８の軸方向変位に伴って固定部材が弾性体８に沿
って軸方向に変形した時、弾性体８と固定部材の固定面
に微少な相対ズレが生じる。この相対ズレにより、摩擦
損失が生じて弾性体８のヒステリシス損失が増大して効
率が低下したり、摩擦熱による温度上昇で弾性体８の疲
労限度が低下して疲労破壊が生じ易くなることや局所摩
耗等の信頼性低下の可能性があった。

【００１７】本発明の他の目的は、固定部材の変形を最
小限に抑えて、弾性体と固定部材の微少な相対ズレを防
止し、摩擦損失増大による効率の低下や、摩擦熱による
温度上昇で弾性体の疲労限度が低下して疲労破壊が生じ
易くなること及び局所摩耗等の信頼性低下を防止するこ
とである。

【００１８】また、上記従来の構成は、弾性体８の平板
に設けられた渦状のスリット１４のスリット幅が板厚と
比較して狭い場合には、打ち抜き加工の金型の強度不足
が生じて加工できなかったり、加工できても精度が悪化
すると共に金型の寿命が極端に短くなってしまう。この
時、スリット１４の形状のバラツキからピストン５の往
復軸に軸ずれが生じてピストン５シリンダ４間の摺動損
失が増大したり、バネ定数がばらついて共振周波数がず
れ、所定の冷凍能力を確保できない等の性能低下や、摩
耗が増大する等の信頼性の低下の可能性があった。

【００１９】本発明の他の目的は、スリット幅を板厚と
比較して広くすることにより、ピストンとシリンダ間の
摺動損失の増大や、バネ定数がばらついて共振周波数が
ずれ、所定の冷凍能力を確保できない等の性能低下や、
摩耗が増大する等の信頼性の低下を防止することであ
る。

【００２０】また、上記従来の構成は、弾性体８の平板
に設けられた渦状のスリット１４のスリット端近傍に応
力集中が生じて、疲労破壊が生じ易くなるとの信頼性低
下の可能性があった。

【００２１】本発明の他の目的は、弾性体のスリット端
近傍の応力集中を回避して、疲労破壊等の信頼性低下を
防止することである。

【００２２】また、上記従来の構成は、ピストン５に固
定された変位検知器１７の出力リード線１８が、往復動
する可動要素９から密閉ケーシング１のターミナル１９
に接続されているため、振動で出力リード線１８が擦れ
て接触不良を起したり、疲労で断線する等の信頼性低下
の可能性があった。

【００２３】本発明の他の目的は、変位検知器の出力リ
ード線が、擦れて接触不良を起したり、疲労で断線する
等の信頼性低下を防止することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、弾性体が固定部材の曲面で挟み込むように固
定されている。

【００２５】これにより、弾性体のアームの固定端近傍
に生じる応力を低減することにより、疲労破壊の発生を
防ぎ信頼性の高い振動式圧縮機を提供することができ
る。

【００２６】また、本発明は、固定部材の幅が弾性体の
幅より広くなっている。

【００２７】これにより、固定部材が変形した場合や、
組立バラツキ等で固定部材のエッジが僅かにずれて組み
立てられた場合においても、固定部材のエッジ部の応力
集中や、エッジの僅かなずれに起因する局所摩耗等、信
頼性の低下を防止することができる。

【００２８】また、本発明は、固定部材の板厚が弾性体
の板厚の１．５倍以上となっている。

【００２９】これにより、固定部材の変形を最小限に抑
えて、弾性体と固定部材の微少な相対ズレを防止し、摩
擦損失増大による効率の低下や、摩擦熱による温度上昇
で弾性体の疲労限度が低下して疲労破壊が生じ易くなる
こと及び局所摩耗等の信頼性低下を防止することであ
る。

【００３０】また、本発明は、スリット幅が平板の板厚
の１．２倍以上となっている。

【００３１】これにより、ピストンとシリンダ間の摺動
損失の増大や、バネ定数がばらついて共振周波数がず
れ、所定の冷凍能力を確保できない等の性能低下や、摩
耗が増大する等の信頼性の低下を防止することである。

【００３２】また、本発明は、弾性体のスリット端の曲
線の半径が、前記スリット幅の０．３倍以上となってい
る。

【００３３】これにより、弾性体のスリット端近傍の応
力集中を回避して、疲労破壊等の信頼性低下を防止する
ことができる。

【００３４】また、本発明は、変位検知器から弾性体を
介して密閉ケーシング外へ信号を出力する出力配線を備
えている。

【００３５】これにより、変位検知器の出力リード線
が、擦れて接触不良を起したり、疲労で断線する等の信
頼性低下を防止することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、固定子と可動子とから構成されたモータと、前記固
定子などにより構成された固定要素と、前記可動子など
により構成された可動要素と、曲面を有する固定部材を
介して一部が前記固定要素に固定され一部が前記可動要
素に固定された弾性体とからなり、前記弾性体の固定端
が前記固定部材の曲面で挟み込むように固定されたもの
であり、ピストンが往復運動して弾性体の渦巻形状のア
ームがピストン軸方向の変位を繰り返す際、アームが固
定部材の曲面で挟み込むように固定されているため、ア
ーム変位時の固定端が固定部材の曲面に沿って変形し、
局所的な応力集中を回避することができ、疲労破壊の発
生を防ぎ信頼性の高い振動式圧縮機を提供することがで
きるという作用を有する。

【００３７】本発明の請求項２に記載の発明は、固定子
と可動子とから構成されたモータと、前記固定子などに
より構成された固定要素と、前記可動子などにより構成
された可動要素と、固定部材を介して一部が前記固定要
素に固定され一部が前記可動要素に固定された弾性体と
からなり、前記固定部材の幅が前記弾性体の幅より広い
ものであり、圧縮機運転時に弾性体のアームの軸方向変
位に伴って固定部材が変形した時や、組立バラツキ等で
固定部材のエッジが僅かにずれて組み立てられた場合に
おいても、幅の広い固定部材でアームを固定するため、
固定部材側面のエッジ部に応力集中が生じたり、エッジ
の僅かなずれに起因する局所摩耗等、信頼性の低下を防
止できるという作用を有する。

【００３８】本発明の請求項３に記載の発明は、固定子
と可動子とから構成されたモータと、前記固定子などに
より構成された固定要素と、前記可動子などにより構成
された可動要素と、固定部材を介して一部が前記固定要
素に固定され一部が前記可動要素に固定された弾性体と
からなり、前記固定部材の板厚が前記弾性体の板厚の
１．５倍以上であるものであり、圧縮機運転時に弾性体
が軸方向変位にした場合においても、固定部材の変形を
小さく抑えて、弾性体と固定部材の固定面に生じる微少
な相対ズレを防止し、相対ズレに起因する摩擦損失によ
る効率の低下や、摩擦熱による温度上昇で弾性体の疲労
限度が低下して疲労破壊が生じ易くなることや局所摩耗
等の信頼性低下を防止できるという作用を有する。

【００３９】本発明の請求項４に記載の発明は、固定子
と可動子とから構成されたモータと、前記固定子などに
より構成された固定要素と、前記可動子などにより構成
された可動要素と、平板にスリットを設けて形成され且
つ前記スリット幅が前記平板の板厚の１．２倍以上であ
る弾性体とからなり、前記弾性体の一部が前記固定要素
に固定され一部が前記可動要素に固定されたものであ
り、弾性体の平板に設けられた渦状のスリットのスリッ
ト幅が板厚と比較して広いため、打ち抜き加工の金型の
強度不足が生じることなく加工でき、加工精度の悪化や
金型の寿命が極端に短くなることが無い。従って、スリ
ットの形状のバラツキからピストンの往復軸に軸ずれが
生じてピストンとシリンダ間の摺動損失が増大したり、
バネ定数がばらついて共振周波数がずれ、所定の冷凍能
力を確保できない等の性能低下や、摩耗が増大する等の
信頼性の低下を防止することができるという作用を有す
る。

【００４０】本発明の請求項５に記載の発明は、弾性体
のスリット端の曲線の半径が、前記スリット幅の０．３
倍以上のものであり、弾性体のスリットのスリット端の
曲率半径が大きいため、その近傍に応力が集中すること
を回避でき、疲労破壊が生じ易くなる等の信頼性の低下
を防止できるという作用を有する。

【００４１】本発明の請求項６に記載の発明は、密閉ケ
ーシングと、前記密閉ケーシング内に収納されたシリン
ダと、前記シリンダ内に嵌められたピストンと、固定子
と可動子とから構成されたモータと、前記固定子などに
より構成された固定要素と、前記可動子などにより構成
された可動要素と、一部が前記固定要素に固定され一部
が前記可動要素に固定された弾性体と、前記ピストンに
固定された変位検知器と、前記変位検知器から弾性体を
介して前記密閉ケーシング外へ信号を出力する出力配線
とを備えたものであり、ピストンに固定された変位検知
器の出力配線が、往復動する可動要素から弾性体及び固
定要素を介して振動が非常に小さい部位で出力リード線
と密閉ケーシングのターミナルを接続しているため、振
動で出力リード線１８が擦れて接触不良を起したり、疲
労で断線する等の信頼性低下を防止することができると
いう作用を有する。

【００４２】

【実施例】以下、本発明による振動式圧縮機の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同
一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略
する。

【００４３】（実施例１）図１は本発明の実施例１によ
る振動式圧縮機の縦断面図である。図１において、８は
弾性体であり、ア−ム８ａ，８ｂを有している。２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは固定部材であり、それぞ
れ曲面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを有している。
弾性体８の各アームはそれぞれ、例えばアーム８ａにお
いては、外周部が固定部材２０ａ，２０ｂによって曲面
２１ａ，２１ｂで挟み込むように固定要素１２に固定さ
れ、内周部が固定部材２０ｃ，２０ｄによって曲面２１
ｃ，２１ｄで挟み込むように可動要素９に固定されてい
る。

【００４４】以上のように構成された振動式圧縮機につ
いて、以下その動作を説明する。

【００４５】なお、本実施例に示した振動式圧縮機の圧
縮動作原理は図７の従来の振動式圧縮機と同様であるた
め省略し、ここでは弾性体の動作について説明する。

【００４６】ピストン５が往復運動して弾性体８の渦巻
形状のアーム８ａ，８ｂがピストン５の軸方向の変位を
繰り返す際、各アームはそれぞれ、例えばアーム８ａに
おいては、アーム８ａの両端が固定部材２０ａ，２０
ｂ，２０ｃ，２０ｄの曲面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２
１ｄで挟み込むように固定されているため、アーム８ａ
が圧縮室１６側に変位する場合、アーム８ａの外周側及
び内周側の固定端部が曲面２１ａ，２１ｃに沿って変形
する。この時アーム８ａの固定端部の局所的変形の曲率
は、曲面２１ａ，２１ｃの曲率と同じ大きさで変形する
ため、固定部材２０ａ，２０ｃの曲面２１ａ，２１ｃが
無い場合の折れ曲がり変形と比べて大きな曲率となる。
また、アーム８ａが反圧縮室側に変位する場合も同様に
大きな曲率の変形となる。従って、アーム８ａの固定部
近傍の局所的な応力集中を回避することができ、疲労破
壊の発生を防ぎ信頼性の高い振動式圧縮機を提供するこ
とができる。

【００４７】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、
固定子３ａと可動子３ｂとから構成されたモータ３と、
固定子３ａなどにより構成された固定要素１２と、可動
子３ｂなどにより構成された可動要素９と、曲面２１
ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを有する固定部材２０ａ，
２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを介して一部が固定要素１２に
固定され一部が可動要素９に固定された弾性体８とから
なり、弾性体８の固定端が固定部材２０ａ，２０ｂ，２
０ｃ，２０ｄの曲面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄで
挟み込むように固定されたものであり、アーム変位時の
固定端の曲率を大きくできるため局所的な応力集中を回
避することができ、疲労破壊の発生を防ぎ信頼性の高い
振動式圧縮機を提供することができる。

【００４８】なお、本実施例においては、弾性体が２本
のアームを有して２枚積層したものであるが、他の構成
の弾性体でも良いことはいうまでもない。

【００４９】（実施例２）図２は本発明の実施例２によ
る振動式圧縮機の横断面図である。

【００５０】図２において、８は弾性体であり、ア−ム
８ａ，８ｂを有している。弾性体８のアーム８ａ，８ｂ
は、外周部がア−ム８ａ，８ｂの幅より広い固定部材２
２ａ，２２ｂを介して固定要素１２に固定され、内周部
が固定部材１１を介して可動要素９に固定されている。

【００５１】以上のように構成された振動式圧縮機につ
いて、以下その動作を説明する。

【００５２】ピストン５の往復運動に伴って弾性体８の
渦巻形状のアーム８ａ，８ｂがピストン５の軸方向の変
位を繰り返す際、アーム８ａ，８ｂからばね反力が外周
側の固定部材２２ａ，２２ｂに作用する。このばね反力
によって、固定部材２２ａ，２２ｂが微少に変形し、ア
ーム８ａ，８ｂと固定部材２２ａ，２２ｂの固定面に微
少な相対ズレが生じる。アーム８ａ，８ｂは、湾曲して
おり曲げに加えてねじり変形をするため、特に外周側の
固定部材２２ａ，２２ｂのエッジ部２２ｃ，２２ｄ，２
２ｅ，２２ｆに大きな力が作用し、変形が大きくなるた
め固定面での相対ズレ量が大きくなり、ズレたエッジ部
２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆの角がアーム８ａ，８
ｂの表面に当たると応力集中が生じてしまう可能性があ
る。しかしながら、固定部材２２ａ，２２ｂの幅が弾性
体８のアーム８ａ，８ｂ幅より広いため、変形によりズ
レたエッジ部２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆでの応力
集中や、または組立バラツキ等で固定部材２２ａ，２２
ｂのエッジが僅かにずれて組み立てられた場合における
応力集中を回避でき、疲労破壊やエッジの僅かなずれに
起因する局所摩耗等、信頼性の低下を防止できる。

【００５３】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、
固定子３ａと可動子３ｂとから構成されたモータ３と、
固定子３ａなどにより構成された固定要素１２と、可動
子３ｂなどにより構成された可動要素９と、固定部材２
２ａ，２２ｂを介して一部が固定要素１２に固定され一
部が可動要素９に固定された弾性体８とからなり、固定
部材２２ａ，２２ｂの幅が弾性体８のア−ム８ａ，８ｂ
幅より広いものであり、変形によりズレた固定部材２２
ａ，２２ｂのエッジ部２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ
での応力集中や、または組立バラツキ等で固定部材２２
ａ，２２ｂのエッジが僅かにずれて組み立てられた場合
における応力集中を回避でき、疲労破壊やエッジの僅か
なずれに起因する局所摩耗等、信頼性の低下を防止でき
る。

【００５４】なお、本実施例においては、弾性体８の外
周部で幅の広い固定部材を用いたが、内周部の固定部材
の幅を広くしても同様の効果が得られる。

【００５５】（実施例３）図３は本発明の実施例３によ
る振動式圧縮機の縦断面図である。図３において、８は
弾性体であり、ア−ム８ａ，８ｂを有している。２３
ａ，２３ｂは固定部材であり、板厚が弾性体８の板厚の
１．５倍以上である。弾性体８は、外周部が固定部材２
３ａを介して固定要素１２に固定され、内周部が固定部
材２３ｂを介して可動要素９に固定されている。

【００５６】以上のように構成された振動式圧縮機につ
いて、以下その動作を説明する。

【００５７】ピストン５の往復運動に伴って弾性体８の
渦巻形状のアーム８ａ，８ｂがピストン５の軸方向の変
位を繰り返す際、アーム８ａ，８ｂからばね反力が固定
部材２３ａ，２３ｂに作用する。このばね反力によっ
て、固定部材２３ａ，２３ｂが微少に変形し、アーム８
ａ，８ｂと固定部材２２ａ，２２ｂの固定面に微少な相
対ズレが生じる。この相対ズレのズレ量は、固定部材２
３ａ，２３ｂの軸方向の剛性の大きさによって決まる。
固定部材２３ａ，２３ｂの軸方向の剛性の大きさは、板
厚の３乗に比例して大きくなるが、この板厚が弾性体８
のアーム８ａ，８ｂの板厚の１．５倍以上であるため、
剛性は３．３倍以上となり、発生する相対ズレも極端に
小さくなる。従って、圧縮機運転時に弾性体が軸方向変
位にした場合においても、固定部材の変形を小さく抑え
て、弾性体と固定部材の固定面に生じる微少な相対ズレ
を防止し、相対ズレに起因する摩擦損失による効率の低
下や、摩擦熱による温度上昇で弾性体の疲労限度が低下
して疲労破壊が生じ易くなることや局所摩耗等の信頼性
低下を防止できる。

【００５８】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、
固定子３ａと可動子３ｂとから構成されたモータ３と、
固定子３ａなどにより構成された固定要素１２と、可動
子３ｂなどにより構成された可動要素９と、固定部材２
３ａ，２３ｂを介して一部が固定要素１２に固定され一
部が可動要素９に固定された弾性体８とからなり、固定
部材の板厚が弾性体８の板厚の１．５倍以上であるもの
であり、圧縮機運転時に弾性体が軸方向変位にした場合
においても、固定部材２３ａ，２３ｂの変形を小さく抑
えて、弾性体８と固定部材２３ａ，２３ｂの固定面に生
じる微少な相対ズレを防止し、相対ズレに起因する摩擦
損失による効率の低下や、摩擦熱による温度上昇で弾性
体の疲労限度が低下して疲労破壊が生じ易くなることや
局所摩耗等の信頼性低下を防止できる。

【００５９】（実施例４）図４は本発明の実施例４によ
る振動式圧縮機の横断面図である。図４において、２４
は弾性体であり、平板２５にスリット２６ａ，２６ｂを
設けてアーム２４ａ，２４ｂを形成し、且つスリット２
６ａ，２６ｂの幅が平板２５の板厚の１．２倍以上であ
り、外周部が固定要素１２に固定され、内周部が可動要
素９に固定されている。

【００６０】以上のように構成された振動式圧縮機につ
いて、以下その動作を説明する。

【００６１】ピストン５の往復運動に伴って弾性体２４
の渦巻形状のアーム２４ａ，２４ｂが、ピストン５の軸
方向の変位を所定の共振周波数で繰り返す。この共振周
波数を確保して所定の冷凍能力を確保するためには、弾
性体２４のバネ定数の精度を高める必要がある。即ち、
弾性体２４のスリット２６ａ，２６ｂの加工精度を高め
て形状のバラツキを抑える必要がある。また、弾性体２
４は、複数枚の平板２５を積層して使用することが多い
ため、量産性を高めて安いコストで形成するべく、打ち
抜きプレス加工を行う必要がある。

【００６２】また、板厚ｔ［ｍｍ］の弾性体２４のスリ
ット２６ａ，２６ｂをスリット幅Ｗ［ｍｍ］で精度良
く、且つ量産性を高めて打ち抜き加工を行うための条件
は、打ち抜きパンチと弾性体２４のせん断抵抗の関係か
ら（数１）で表される。

【００６３】

【数１】

【００６４】ここでＳは安全率［−］、τ_Sは弾性体の
せん断抵抗［ｋｇｆ／ｍｍ²］、τ_pは打ち抜きパンチの
せん断抵抗［ｋｇｆ／ｍｍ²］である。弾性体の材質
が、例えばＳＫ材の時、板厚ｔ［ｍｍ］とスリット幅Ｗ
［ｍｍ］の関係は、（数２）で表される。

【００６５】

【数２】

【００６６】従って、弾性体２４のスリット幅Ｗが板厚
ｔの１．２倍以上であるため、打ち抜き加工の金型の強
度不足が生じることなく加工でき、加工精度の悪化や金
型の寿命が極端に短くなることが無い。従って、スリッ
トの形状のバラツキからピストンの往復軸に軸ずれが生
じてピストンとシリンダ間の摺動損失が増大したり、バ
ネ定数がばらついて共振周波数がずれ、所定の冷凍能力
を確保できない等の性能低下や、摩耗が増大する等の信
頼性の低下を防止することができる。

【００６７】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、
固定子３ａと可動子３ｂとから構成されたモータ３と、
固定子３ａなどにより構成された固定要素１２と、可動
子３ｂなどにより構成された可動要素９と、平板２５に
スリット２６ａ，２６ｂを設けて形成され且つスリット
幅が前記平板の板厚の１．２倍以上である弾性体とから
なり、前記弾性体の一部が前記固定要素に固定され一部
が前記可動要素に固定されたものであり、弾性体の平板
に設けられた渦状のスリット２６ａ，２６ｂのスリット
幅が板厚と比較して広いため、打ち抜き加工の金型の強
度不足が生じることなく加工でき、加工精度の悪化や金
型の寿命が極端に短くなることが無い。従って、スリッ
ト２６ａ，２６ｂの形状のバラツキからピストン５の往
復軸に軸ずれが生じてピストン５とシリンダ４間の摺動
損失が増大したり、バネ定数がばらついて共振周波数が
ずれ、所定の冷凍能力を確保できない等の性能低下や、
摩耗が増大する等の信頼性の低下を防止することができ
る。

【００６８】（実施例５）図５は本発明の実施例５によ
る振動式圧縮機の要部拡大図である。図５において、２
７は弾性体であり、平板２８にスリット２９ａ，２９ｂ
を設けてアーム２７ａ，２７ｂを形成し、実施例４と同
様にスリット２９ａ，２９ｂの幅が平板２８の板厚の
１．２倍以上である事に加えて、スリット２９ａ，２９
ｂのスリット端２９ｃ，２９ｄの曲線の曲率半径Ｒが、
スリット幅Ｗの０．３倍以上となっている。

【００６９】以上のように構成された振動式圧縮機につ
いて、以下その動作を説明する。

【００７０】ピストン５の往復運動に伴って弾性体２７
の渦巻形状のアーム２７ａ，２７ｂが、ピストン５の軸
方向に変位を繰り返す。この時、アーム２７ａ，２７ｂ
は、渦巻形状に湾曲しているため曲げねじりの応力が生
じ、スリット端２９ｃ，２９ｄに応力集中が生じ易い。
しかしながら、スリット２９ａ，２９ｂの幅が平板２８
の板厚の１．２倍以上である事に加えて、スリット２９
ａ，２９ｂのスリット端２９ｃ，２９ｄの曲線の曲率半
径Ｒが、スリット幅Ｗの０．３倍以上となっているた
め、打ち抜き加工の金型の強度不足が生じることなく加
工でき、加工精度の悪化や金型の寿命が極端に短くなる
ことがく、スリット２６ａ，２６ｂの形状のバラツキか
らピストン５の往復軸に軸ずれが生じてピストン５とシ
リンダ４間の摺動損失が増大したり、バネ定数がばらつ
いて共振周波数がずれ、所定の冷凍能力を確保できない
等の性能低下や、摩耗が増大する等の信頼性の低下を防
止することができると共に、スリット端２９ｃ，２９ｄ
近傍の応力集中を回避することができる。

【００７１】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、
弾性体２７のスリット端２９ｃ，２９ｄの曲線の半径
が、スリット幅の０．３倍以上のものであり、弾性体２
７のスリット２６ａ，２６ｂのスリット端２９ｃ，２９
ｄの曲率半径が大きいため、打ち抜き加工の金型の強度
不足が生じることなく加工でき、加工精度の悪化や金型
の寿命が極端に短くなることがく、スリット２６ａ，２
６ｂの形状のバラツキからピストン５の往復軸に軸ずれ
が生じてピストン５とシリンダ４間の摺動損失が増大し
たり、バネ定数がばらついて共振周波数がずれ、所定の
冷凍能力を確保できない等の性能低下や、摩耗が増大す
る等の信頼性の低下を防止することができると共に、ス
リット端２９ｃ，２９ｄ近傍の応力集中を回避すること
ができる。

【００７２】（実施例６）図６は本発明の実施例６によ
る振動式圧縮機の縦断面図である。図６において、１７
は変位検知器であり、ピストン５に取り付けられてい
る。３０は出力配線であり、変位検知器１７から弾性体
８，リード線３０ａを介してターミナル３１へ接続さ
れ、密閉ケーシング１外へ信号を出力している。３２
ａ，３２ｂは絶縁体であり、弾性体８を絶縁している。

【００７３】以上のように構成された振動式圧縮機につ
いて、以下その動作を説明する。

【００７４】ピストン５の往復運動に伴ってピストン５
に固定された変位検知器１７も往復運動する。この時、
変位検知器１７の出力信号の配線は、ピストン５内を通
って弾性体８のアーム８ａ，８ｂの内周部に接続され、
外周部からターミナル３１に接続されている。そのた
め、往復動して大きく振動するピストン５からターミナ
ル３１へ直接リード線３０ａを接続すること無く、振動
が非常に小さい弾性体８の外周部からターミナル３１へ
リード線３０ａを接続しているため、振動でリード線３
０ａが擦れて接触不良を起したり、疲労で断線する等の
信頼性低下を防止することができる。

【００７５】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、
密閉ケーシング１と、密閉ケーシング１内に収納された
シリンダ４と、シリンダ４内に嵌められたピストン５
と、固定子３ａと可動子３ｂとから構成されたモータ３
と、固定子３ａなどにより構成された固定要素１２と、
可動子３ｂなどにより構成された可動要素９と、一部が
固定要素１２に固定され一部が可動要素９に固定された
弾性体８と、ピストン５に固定された変位検知器１７
と、変位検知器１７から弾性体８を介して密閉ケーシン
グ１外へ信号を出力する出力配線３０とを備えたもので
あり、ピストン５に固定された変位検知器１７の出力配
線３０が、往復動する可動要素９から弾性体８及び固定
要素１２を介して振動が非常に小さい部位で出力リード
線３０ａと密閉ケーシング１のターミナル３１を接続し
ているため、振動で出力リード線３０ａが擦れて接触不
良を起したり、疲労で断線する等の信頼性低下を防止す
ることができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明は、固定子と可動子とから構成されたモータと、固定
子などにより構成された固定要素と、可動子などにより
構成された可動要素と、曲面を有する固定部材を介して
一部が固定要素に固定され一部が可動要素に固定された
弾性体とからなり、弾性体の固定端が固定部材の曲面で
挟み込むように固定されたものであり、アーム変位時の
固定端の曲率を大きくできるため局所的な応力集中を回
避することができ、疲労破壊の発生を防ぎ信頼性の高い
振動式圧縮機を提供することができる。

【００７７】また、請求項２に記載の発明は、固定子と
可動子とから構成されたモータと、固定子などにより構
成された固定要素と、可動子などにより構成された可動
要素と、固定部材を介して一部が固定要素に固定され一
部が可動要素に固定された弾性体とからなり、固定部材
の幅が弾性体のア−ム幅より広いものであり、変形によ
りズレた固定部材のエッジ部での応力集中や、または、
組立バラツキ等で固定部材のエッジが僅かにずれて組み
立てられた場合における応力集中を回避でき、疲労破壊
やエッジの僅かなずれに起因する局所摩耗等、信頼性の
低下を防止できる。

【００７８】また、請求項３に記載の発明は、固定子と
可動子とから構成されたモータと、固定子などにより構
成された固定要素と、可動子などにより構成された可動
要素と、固定部材を介して一部が固定要素に固定され一
部が可動要素に固定された弾性体とからなり、固定部材
の板厚が弾性体の板厚の１．５倍以上であるものであ
り、圧縮機運転時に弾性体が軸方向変位にした場合にお
いても、固定部材の変形を小さく抑えて、弾性体と固定
部材の固定面に生じる微少な相対ズレを防止し、相対ズ
レに起因する摩擦損失による効率の低下や、摩擦熱によ
る温度上昇で弾性体の疲労限度が低下して疲労破壊が生
じ易くなることや局所摩耗等の信頼性低下を防止でき
る。

【００７９】また、請求項４に記載の発明は、固定子と
可動子とから構成されたモータと、固定子などにより構
成された固定要素と、可動子などにより構成された可動
要素と、平板にスリットを設けて形成され且つスリット
幅が前記平板の板厚の１．２倍以上である弾性体とから
なり、前記弾性体の一部が前記固定要素に固定され一部
が前記可動要素に固定されたものであり、弾性体の平板
に設けられた渦状のスリットのスリット幅が板厚と比較
して広いため、打ち抜き加工の金型の強度不足が生じる
ことなく加工でき、加工精度の悪化や金型の寿命が極端
に短くなることが無い。従って、スリットの形状のバラ
ツキからピストンの往復軸に軸ずれが生じてピストンと
シリンダ間の摺動損失が増大したり、バネ定数がばらつ
いて共振周波数がずれ、所定の冷凍能力を確保できない
等の性能低下や、摩耗が増大する等の信頼性の低下を防
止することができる。

【００８０】また、請求項５に記載の発明は、弾性体の
スリット端の曲線の半径が、スリット幅の０．３倍以上
のものであり、弾性体のスリットのスリット端の曲率半
径が大きいため、打ち抜き加工の金型の強度不足が生じ
ることなく加工でき、加工精度の悪化や金型の寿命が極
端に短くなることがく、スリットの形状のバラツキから
ピストンの往復軸に軸ずれが生じてピストンとシリンダ
間の摺動損失が増大したり、バネ定数がばらついて共振
周波数がずれ、所定の冷凍能力を確保できない等の性能
低下や、摩耗が増大する等の信頼性の低下を防止するこ
とができると共に、スリット端近傍の応力集中を回避す
ることができる。

【００８１】また、請求項６に記載の発明は、密閉ケー
シングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、
シリンダ内に嵌められたピストンと、固定子と可動子と
から構成されたモータと、固定子などにより構成された
固定要素と、可動子などにより構成された可動要素と、
一部が固定要素に固定され一部が可動要素に固定された
弾性体と、ピストンに固定された変位検知器と、変位検
知器から弾性体を介して密閉ケーシング外へ信号を出力
する出力配線とを備えたものであり、ピストンに固定さ
れた変位検知器の出力配線が、往復動する可動要素から
弾性体及び固定要素を介して振動が非常に小さい部位で
出力リード線と密閉ケーシングのターミナルを接続して
いるため、振動で出力リード線が擦れて接触不良を起し
たり、疲労で断線する等の信頼性低下を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による振動式圧縮機の実施例１の縦断面
図

【図２】本発明による振動式圧縮機の実施例２の横断面
図

【図３】本発明による振動式圧縮機の実施例３の縦断面
図

【図４】本発明による振動式圧縮機の実施例４の横断面
図

【図５】本発明による振動式圧縮機の実施例５の要部拡
大図

【図６】本発明による振動式圧縮機の実施例６の縦断面
図

【図７】従来の振動式圧縮機の縦断面図

【図８】図７のＡ−Ａ線断面図

【符号の説明】

１密閉ケーシング３モータ３ａ固定子３ｂ可動子４シリンダ５ピストン８弾性体９可動要素１２固定要素２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ固定部材２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ曲面２２ａ，２２ｂ固定部材２３ａ，２３ｂ固定部材２４弾性体２６ａ，２６ｂスリット２７弾性体２９ａ，２９ｂスリット２９ｃ，２９ｄスリット端３０変位検知器３０ａ出力配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲垣耕大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内 (72)発明者片山誠大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内 (72)発明者林陽大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内Ｆターム(参考） 3H076 AA02 BB26 CC06 CC28 CC31 CC98

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定子と可動子とから構成されたモータ
と、前記固定子などにより構成された固定要素と、前記
可動子などにより構成された可動要素と、曲面を有する
固定部材と共に前記曲面で挟み込むように一部が前記固
定要素に固定され一部が前記可動要素に固定された弾性
体とを備えた振動式圧縮機。
【請求項２】固定子と可動子とから構成されたモータ
と、前記固定子などにより構成された固定要素と、前記
可動子などにより構成された可動要素と、固定部材と共
に一部が前記固定要素に固定され一部が前記可動要素に
固定された弾性体とからなり、前記固定部材の幅が前記
弾性体の幅より広い振動式圧縮機。
【請求項３】固定子と可動子とから構成されたモータ
と、前記固定子などにより構成された固定要素と、前記
可動子などにより構成された可動要素と、固定部材と共
に一部が前記固定要素に固定され一部が前記可動要素に
固定された弾性体とからなり、前記固定部材の板厚が前
記弾性体の板厚の１．５倍以上である振動式圧縮機。
【請求項４】固定子と可動子とから構成されたモータ
と、前記固定子などにより構成された固定要素と、前記
可動子などにより構成された可動要素と、少なくとも１
枚以上の平板に少なくとも１本以上のアームを設けて形
成し一部が前記固定要素に固定され一部が前記可動要素
に固定された弾性体とからなり、前記平板上で隣接する
前記アーム間の距離が前記平板の板厚の１．２倍以上で
ある振動式圧縮機。
【請求項５】平板上で隣接するアームの接続部の形状
が曲線で形成され、且つ前記曲線の曲率半径が前記平板
上で隣接する前記アーム間の距離の０．３倍以上である
請求項４に記載の振動式圧縮機。
【請求項６】密閉ケーシングと、前記密閉ケーシング
内に収納されたシリンダと、前記シリンダ内に嵌められ
たピストンと、固定子と可動子とから構成されたモータ
と、前記固定子などにより構成された固定要素と、前記
可動子などにより構成された可動要素と、一部が前記固
定要素に固定され一部が前記可動要素に固定された弾性
体と、前記ピストンに固定された変位検知器と、前記変
位検知器から前記弾性体を介して前記密閉ケーシング外
へ信号を出力する出力配線とを備えた振動式圧縮機。