JP2005532500A - Resonator for linear compressor - Google Patents
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Abstract
モータおよびシリンダ(1)により形成された非共振アセンブリと、シリンダ(1)内で往復運動するピストン(2)により形成された共振アセンブリと、ピストン(2)をモータに対して作動的に連結する作動手段(3)とを備えるリニアコンプレッサ用の共振装置であって、少なくとも1つのばね手段が、ピストン(2)の軸に対して同軸で、作動手段(3)および非共振アセンブリに対して作動的に連結される長形の管状体(50)を呈し、この管状体(50)が、周方向区域(53)で折りたたまれた延長部の少なくとも一部を有し、各周方向区域(53)がピストン(2)の移動後に軸方向に弾性変形する、装置。The non-resonant assembly formed by the motor and the cylinder (1), the resonant assembly formed by the piston (2) reciprocating in the cylinder (1), and the piston (2) are operatively connected to the motor. Resonating device for a linear compressor comprising actuating means (3), wherein at least one spring means is coaxial to the axis of the piston (2) and actuates against the actuating means (3) and the non-resonant assembly In the form of an elongated tubular body (50) that is connected in a general manner, the tubular body (50) having at least a portion of an extension folded in a circumferential section (53), each circumferential section (53 ) Elastically deforms axially after movement of the piston (2).
Description
本発明は概して、冷却(冷凍)システムで適用され、シリンダ内でピストンを往復運動させる、リニアモータ駆動タイプの共振コンプレッサ用の構造配置に関する。 The present invention generally relates to a structural arrangement for a linear motor driven type resonant compressor that is applied in a cooling (refrigeration) system and reciprocates a piston in a cylinder.
リニアモータにより駆動される往復式コンプレッサでは、ガス吸引動作およびガス圧縮動作が、シリンダ内のピストンの往復軸方向運動により行われ、シリンダはシリンダヘッドにより閉鎖されて密閉シェル内に取り付けられ、シリンダに対してガスの吸気および排気を制御する吸気弁と吐出弁がシリンダヘッドに配置されている。ピストンは、コンプレッサのシェルに固定されるリニアモータによって駆動される磁気部品を支持する作動手段により駆動される。 In a reciprocating compressor driven by a linear motor, a gas suction operation and a gas compression operation are performed by a reciprocating axial movement of a piston in the cylinder, the cylinder is closed by a cylinder head and mounted in a sealed shell, On the other hand, an intake valve and a discharge valve that control intake and exhaust of gas are arranged in the cylinder head. The piston is driven by an actuating means that supports a magnetic component that is driven by a linear motor fixed to the compressor shell.
いくつかの構造では、ピストンが、ピストンの軸方向移動のガイドとして動作し、アセンブリ全体を所定周波数で共鳴させる、コンプレッサの密閉シェルに固定された、板ばねアセンブリの形態の共振ばね手段に取り付けられ、それによってリニアモータは、運転時、コンプレッサに継続的にエネルギーを供給するのに十分な大きさをとることができる。 In some constructions, the piston is attached to a resonant spring means in the form of a leaf spring assembly fixed to the compressor's hermetic shell that acts as a guide for the axial movement of the piston and resonates the entire assembly at a predetermined frequency. This allows the linear motor to be large enough to continuously supply energy to the compressor during operation.
ピストンは、可撓性ロッドによりばねアセンブリに取り付けられ、このばねアセンブリはシリンダに固着され、ピストン、アクチュエータ、磁気部品、可撓性ロッド、および板ばねのアセンブリは、ともにコンプレッサの共振アセンブリを形成する。 The piston is attached to a spring assembly by a flexible rod, which is secured to the cylinder, and the piston, actuator, magnetic component, flexible rod, and leaf spring assembly together form a resonant assembly of the compressor. .
この構造では、部品の製造および組立中に発生する誤差から生じる力を無力化(中和)する機能を有して、その力の全部がピストンに伝わらないようにし、シリンダに対してピストンが損耗するのを防ぐところの、可撓性ロッドを介して、ピストンがばね鋼板製の板ばねのアセンブリに取り付けられる。 This structure has a function to neutralize (neutralize) the force that arises from errors that occur during the manufacture and assembly of parts, so that the entire force is not transmitted to the piston, and the piston is worn out against the cylinder. The piston is attached to a leaf spring assembly made of a spring steel plate via a flexible rod, which prevents this.
この構造には、部品の製造および組立中に発生する誤差から生じる力を無力化する可撓性ロッドを設ける必要性があるなどのいくつかの欠点がある。さらに、この可撓性ロッドは、特別な材料で製造しなければならないため、比較的入手しづらい部品である。また、このような板ばねは、非常に高度な切断および仕上げ処理を要するため、大変高価である。 This construction has several drawbacks, such as the need to provide a flexible rod that neutralizes the forces resulting from errors that occur during the manufacture and assembly of the parts. In addition, the flexible rod is a relatively inaccessible part because it must be made of a special material. Also, such a leaf spring is very expensive because it requires a very advanced cutting and finishing process.
別の既知の構造では、板ばねのアセンブリは、第1のコイルばねが作動手段およびシリンダ間に取り付けられ、第2のコイルばねが作動手段とコンプレッサのシェルのと間に取り付けられた、コイルばねのシステムに置き換えられ、この構造では、コンプレッサの共振アセンブリは、ピストン、作動手段、磁石およびコイルばねにより形成される。 In another known construction, the leaf spring assembly comprises a coil spring in which a first coil spring is mounted between the actuating means and the cylinder and a second coil spring is mounted between the actuating means and the compressor shell. In this structure, the resonant assembly of the compressor is formed by a piston, actuating means, a magnet and a coil spring.
この構造は、一対のコイルばねを使用する必要性から、より大きな寸法のコンプレッサを必要とし、牽引力を受け入れるように適切に固定できないという欠点も有する。 This structure also has the disadvantage that it requires a larger size compressor due to the need to use a pair of coil springs and cannot be properly secured to accept traction.
さらに、コイルばねは、取り付けられる表面に偏心したせん断力を生じさせ、コンプレッサのピストンのベアリング上で力を誘発し、騒音および損耗を引き起こし、コンプレッサの寿命を低減させるという特徴を有する。 In addition, the coil spring has the characteristics of creating an eccentric shear force on the surface to which it is attached, inducing a force on the compressor piston bearing, causing noise and wear, and reducing the life of the compressor.
したがって、本発明の目的は、組立および固定が簡単かつ確実で、取り付けられた部品に対する位置を損なうことがなく、又、ピストンに径方向の力を生じさせる可能性のあるピストン運動中の径方向および横方向の力の成分をもたらすことなく、コンプレッサの運転中、共振システムが牽引力および圧縮力を受けることができる、リニアコンプレッサ用共振システムを提供することである。 Accordingly, it is an object of the present invention to be simple and reliable to assemble and secure, without losing position with respect to the mounted part, and to produce a radial force on the piston in the radial direction during piston movement. And providing a resonant system for a linear compressor that allows the resonant system to receive traction and compression forces during compressor operation without introducing a component of lateral force.
本発明のさらなる目的は、低コストで、可撓性ロッドおよび板ばねまたはコイルばねを使用せずにすむ共振システムを提供することである。 It is a further object of the present invention to provide a resonant system that is inexpensive and eliminates the use of flexible rods and leaf or coil springs.
これらのおよびその他の目的は、モータおよびシリンダにより形成される非共振アセンブリと、シリンダ内で往復運動するピストンにより形成される共振アセンブリと、ピストンおよびモータを作動的に連結する作動手段と、長形の管状体を呈し、ピストンの軸と同軸で、作動手段および非共振アセンブリに対して作動的に連結される少なくとも1つのばね手段とを備え、前記管状体が周方向区域で折りたたまれた(folded)延長部の少なくとも一部を有し、各周方向区域がピストンの移動時、軸方向に弾性変形する、リニアコンプレッサ用共振装置を通じて達成される。 These and other objects include a non-resonant assembly formed by a motor and a cylinder, a resonant assembly formed by a piston reciprocating within the cylinder, an actuating means for operatively coupling the piston and motor, and an elongated shape. And at least one spring means that is coaxial with the axis of the piston and operatively connected to the actuating means and the non-resonant assembly, the tubular body being folded in the circumferential section. This is achieved through a linear compressor resonance device that has at least a portion of the extension and each circumferential section elastically deforms axially as the piston moves.
本発明を、添付図面を参照しながら以下に説明する。 The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
冷却(冷凍)システムで使用されるタイプのリニアモータによって駆動され、リニアモータおよびシリンダ1により形成される非共振アセンブリを含むモータ−コンプレッサアセンブリと、シリンダ1内で往復運動するピストン2により形成される共振アセンブリと、シリンダ1の外部で、リニアモータの通電後に軸方向に推進される磁石4を有する作動手段3とを備える、往復式コンプレッサに関して本発明を説明する。作動手段3は、ピストン2をリニアモータに対して作動的に(それと連動するように、operatively)連結する。
Driven by a linear motor of the type used in a cooling (refrigeration) system, formed by a motor-compressor assembly including a non-resonant assembly formed by a linear motor and a cylinder 1, and a
図1および図2に示される従来技術の構造によると、上記の部品は、密閉シェル10内に取り付けられる。
According to the prior art structure shown in FIGS. 1 and 2, the above components are mounted in a
添付図面に示されるように、リニアモータは、シリンダ1およびピストン2の周りに取り付けられ、その中に挿入されたコイル6を持つ内側薄板(ラミネ−ション)積層体(スタック)5、および外側薄板積層体7を備える。
As shown in the accompanying drawings, a linear motor is mounted around a cylinder 1 and a
図1および図2に示される構造では、コンプレッサはさらに、共振アセンブリおよび非共振アセンブリに常時圧縮されて取り付けられ、ピストン2の移動方向に弾性的かつ軸方向に変形可能な従来の共振ばね手段も含む。
In the structure shown in FIGS. 1 and 2, the compressor further includes a conventional resonant spring means that is always compressed and attached to the resonant assembly and the non-resonant assembly, and is elastically and axially deformable in the direction of movement of the
図1の構造では、コンプレッサは、ばね鋼板製で、可撓性ロッド8によりピストン2に取り付けられる板ばね(フラットスプリング)10のアセンブリの形態である、ばね手段を備える。
In the structure of FIG. 1, the compressor comprises spring means, which are made of a spring steel plate and are in the form of an assembly of a leaf spring (flat spring) 10 that is attached to the
図2の実施形態では、コンプレッサは、例えば、作動手段3とシリンダ1との間に取り付けられた第1のコイルばね20、ならびに、作動手段3とコンプレッサのシェル10との間に取り付けられた第2のコイルばね20からなる、一対のコイルばね20を備える。
In the embodiment of FIG. 2, the compressor is, for example, a
図によると、シリンダ1は、吸気弁31および吐出弁32を具備する弁板30により閉鎖される端部を有し、ピストン2の上部と弁板30との間に画定される圧縮チャンバ9と、コンプレッサが連結される冷却システムの低圧側および高圧側との流体連通状態をそれぞれ維持するシリンダヘッド40の各内部との間の、選択的流体連通を可能とする。
According to the figure, the cylinder 1 has an end closed by a
これらの構造は、上述したような欠点を備えている。 These structures have the disadvantages described above.
本発明によると、従来技術の欠点は、長形の管状体50を呈し、ピストン2の軸と同軸であり、作動手段3に対して作動的に連結された端部51を有する少なくとも1つのばね手段と、非共振アセンブリに対して作動的に連結された反対側の端部52とを備え、管状体50が、この管状体50の軸に関して対称な、例えば、ピストン2の軸に直交する周方向区域(セクタ)53で折りたたまれた延長部の少なくとも一部を有し、各周方向区域53がピストン2の移動後に軸方向に弾性変形する、リニアコンプレッサ用共振装置によって回避される。
According to the present invention, the disadvantage of the prior art is that at least one spring presenting an elongated
本発明を実行する方法によると、周方向区域53は、同じ断面形状、例えば、図5に示されるようなほぼ「V」字状の断面、またはほぼ「U」字状の断面を呈する。 According to the method of practicing the present invention, circumferential section 53 exhibits the same cross-sectional shape, for example, a substantially “V” -shaped cross-section as shown in FIG. 5 or a substantially “U” -shaped cross-section.
周方向区域53が「V」字状の断面を有する図示された構造では、ピストンの移動後、各周方向区域53の弾性変形が、それぞれの上反角の変化により生じる。 In the illustrated structure in which the circumferential section 53 has a “V” -shaped cross section, after the movement of the piston, the elastic deformation of each circumferential section 53 occurs due to the change of the respective varus.
図示された構造上の代替例では、周方向区域53が同じ上反角を示すが、周方向区域53が管状体50の縦(長手)方向の延長に沿って異なる断面形状と、周方向区域53への異なる上反角とを提供する解決策も可能であることを認識しておくべきである。
In the illustrated structural alternative, the circumferential section 53 exhibits the same dihedral angle, but the circumferential section 53 differs in cross-sectional shape along the longitudinal (longitudinal) extension of the
本発明を実行する方法によると、管状体は中空であるため、圧縮チャンバ9とシェル10の内部との流体連通を可能とし、この場合は従来の密封性のタイプである。
According to the method of practicing the present invention, the tubular body is hollow, allowing fluid communication between the
図示されるように、本発明の実施形態では、管状体50は、非中空の側面54を有する。この場合、管状体50の端部51がシリンダ1に密封するように固定され、反対の端部52が作動手段3に密封するように固定されるため、管状体50は、ピストン2とシリンダ1と間に存在する間隙を通る、圧縮チャンバ9とシリンダ1の外部との間の流体連通を阻止する。この構造では、圧縮チャンバ9とシェルの内部との間の封止は管状体50によって得られるため、コンプレッサのシェルが設けられた場合、これを密封する必要はない。
As shown, in an embodiment of the present invention, the
図3の例示によると、コンプレッサは、管状体50の形状で、作動手段3に固定される一方の端部51とシェル10に固定される他方の端部52とを有する別のばね手段をさらに提供する。各管状体50の各端部51、52の、シリンダ1、作動手段3およびシェル10により画定される各部分への固定は、例えば、溶接、接着、またはねじ留めのいずれかの方法により達成される。
According to the illustration of FIG. 3, the compressor further comprises another spring means in the form of a
本発明を実行する一形態では、各管状体50の端部51、52のそれぞれが、周方向区域53を呈せず、固定されるそれぞれの部分への取付具(フィッティング)を提供するように寸法づけられた、各管状延長部により画定される。しかしながら、ピストン2の軸に直交して固定される径方向の突起のような、端部51、52の別の構造上の形態も可能である。
In one form of carrying out the present invention, each end 51, 52 of each
図示された構造では、管状体50の隣接端部51、52が固定される各部分には、この各端部51、52を嵌合するために、ピストン2の軸と同軸の少なくとも1つの周方向歯が設けられる。
In the structure shown in the drawing, each portion to which the adjacent end portions 51 and 52 of the
図3の例示によると、シリンダ1の下端部には、管状体50の隣接端部51を固定するための歯を画定する環状切抜き(カッティング)1aが設けられ、作動手段3には、シリンダ1に対面し、管状体50の他方の端部52を固定する第1の環状歯3aが設けられる。
According to the illustration of FIG. 3, the lower end portion of the cylinder 1 is provided with an annular cutout (a cutting) 1 a that defines teeth for fixing the adjacent end portion 51 of the
図4に示されるような2つのばね手段を示す構造では、作動手段3に、他方の管状体50の端部51を固定するため、シェル10の下部に対向する第2の環状歯3bがさらに設けられる。この構造では、シェル10が、管状体50の他方の端部52を固定する作動手段3の第2の歯3bに対して同軸で整列された環状の突起を有する。この図示された構造では、周方向の歯が連続し、互いに同軸で軸方向に整列している。
In the structure showing two spring means as shown in FIG. 4, in order to fix the end 51 of the other
Claims (12)
前記ばね手段が、ピストン(2)の軸に同軸で、作動手段(3)に対して作動的に連結される一方の端部(51)と非共振アセンブリに対して作動的に連結される他方の端部(52)とを有する長形の管状体(50)であり、前記管状体(50)は、前記管状体(50)の軸に関して対称な周方向区域(53)で折りたたまれた延長部の少なくとも一部を有し、各周方向区域(53)が、ピストン(2)の移動後に軸方向に弾性変形することを特徴とする、装置。 The non-resonant assembly formed by the motor and the cylinder (1), the resonant assembly formed by the piston (2) reciprocating in the cylinder (1), and the piston (2) are operatively connected to the motor. A resonant device for a linear compressor comprising actuating means (3) and at least one spring means attached to the resonant assembly and elastically axially deforming towards the movement of the piston (2),
The spring means is coaxial with the axis of the piston (2) and is operatively connected to the actuating means (3) and one end (51) and the other operatively connected to the non-resonant assembly. An elongated tubular body (50) having an end (52), the tubular body (50) being folded at a circumferential section (53) symmetrical about the axis of the tubular body (50) Device, characterized in that it has at least part of the part and each circumferential section (53) is elastically deformed axially after movement of the piston (2).
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