JP2006207472A - リニア圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定子3を、円筒状に形成された複数の電機子コイル23a、23b、23cおよび、円筒状に形成された一つまたは複数の板状強磁性材24a、24bとで構成する。さらに、板状強磁性材24a、24bの両側を電機子コイル23a、23b、23cのうちの2つで挟持する。さらに、板状強磁性材24a、24bを介して隣接する電機子コイルには互いに反対方向に電流を通電する。この結果、板状強磁性材を挟持する電機子コイルまわりでは、磁気回路が密になって磁束密度が高まり、磁力を増すことができるので、磁力を一定として場合にはより電機子コイルの巻数を減少させることができ、リニアモータの小型、軽量化を図れる。
【選択図】図1
Description
前記固定子は、筒状に形成された複数の前記電機子コイルと、筒状に形成された一つまたは複数の板状強磁性材とが、該電機子コイルにより該板状強磁性材の両端面が挟持されるかたちで、前記シリンダーの軸線方向に沿って併設され、該固定子の前記シリンダーの軸線方向における両端部が、前記電機子コイルでそれぞれ構成されており、前記板状強磁性材を介して隣接する前記電機子コイルには、互いに反対方向の電流が通電されるようにしたことである。
図1は、本発明の第1実施形態に係わるリニア圧縮機の全体構成を示す断面図で、図2は、本発明の第1実施形態に係わるリニア圧縮機における固定子の軸線方向における軸心での断面を示す構造断面図である。図1において、リニア圧縮機1は、主枠を形成する密閉容器2内に、リニアモータ部を構成する固定子3および固定子3に発生する磁場と永久磁石との作用によって往復動される可動子4およびバネ機構部5a、5bと、圧縮部を構成するシリンダー部6および該シリンダー部6内に往復動自在に嵌装されて可動子4と一体的になって往復動するようにしたピストン部7とから構成される。
図5は、本発明の第2実施形態例に係わるリニア圧縮機に用いられる固定子の軸線方向における軸心での断面構造図である。つまり、図5に示される固定子3aを例えば図1に示すリニア圧縮機1の固定子3に代えて使用することができる。図5および図1に示す本発明の第2実施形態例においては、リニアモータの固定子3aは、上記の第1実施形態例で説明した固定子3と同じように密閉容器2内周面に嵌着されている。この固定子3aと、該固定子3aに発生する磁場と永久磁石29などとの作用によって往復動される可動子4と、バネ機構部5a、5bとによりリニアモータ部が構成される。該リニアモータ部の固定子3aは、一つの電機子コイル35bを挟持した二つの板状強磁性材36a、36bと、電機子コイル35bを挟持した板状強磁性材36a、36bそれぞれの反対側端面の一方には、同方向に電流を通電して並設する三つの電機子コイル35a1、35a2、35a3を、また他方には、同じく同方向に電流を通電して並設する三つの電機子コイル35c1,35c2,35c3を、それぞれ軸心を同一にして軸線方向に並設して構成されたものからなる。ここで、二つの板状強磁性材36aと36bに挟持された電機子コイル35bに通電される電流の方向は、板状強磁性材36a、36bそれぞれの、電機子コイル35bとは反対側端面に外接して並設する電機子コイル35a1、35a2、35a3および、35c1、35c2、35c3に通電される電流の方向とは、反対方向に電流を通電するように形成されている。つまり、板状強磁性材36a、36bに挟持される中央の電機子コイル35bのみに第1方向に電流が通電され、固定子3aの両端部を構成する電機子コイル35a1、35a2、35a3、及び電機子コイル35c1、35c2、35c3には第1方向とは反対の第2方向に電流が通電される。
図6は、本発明の第3実施形態例に係わるリニア圧縮機に使用される固定子3bの軸線方向における軸心での断面構造図である。図6において固定子3bは、上記の第1実施形態例で説明した固定子3と同じように、密閉容器円筒部8の内周面に嵌着されて、該固定子3bに発生する磁場と永久磁石29などとの作用によって往復動される可動子4および、バネ機構部5a、5bで構成されるリニアモータ部を形成するものである。上記の第1実施形態例および、第2実施形態例で説明した固定子3や固定子3bに対して、本実施形態の固定子3bは、固定子3や固定子3bの円筒内周面側に、さらに該円筒内周面と同一軸心を有して形成された強磁性材37とが、円筒内周面と隙間を有して構成されたものである。強磁性材37としては、中実棒、中空の円筒体、軸線方向と平行に複数の線材や棒を束ねた円筒体、または、径の異なるリング状の円環体を径方向に多層に積層した円筒体からなるものを採用することができる。
図7は、本発明の第3実施形態例に係わるリニア圧縮機の軸線方向における軸心での断面構造図である。図7において、固定子3cは、上記の第3実施形態例で説明した固定子3bと同じように、密閉容器2内周面に嵌着されて、該固定子3bに発生する磁場と永久磁石29などとの作用によって往復動される可動子4および、バネ機構部5a、5bで構成されるリニアモータを形成するものである。上記の第3実施形態例で説明した固定子3bに対して、本実施形態の固定子3cは、固定子3bの円筒外周面側に、さらに円筒状の強磁性材38が配置されてなるものである。強磁性材38は、円筒外周面と同一軸心を有して形成された中空の円筒体、軸線方向と平行に複数の線材や棒を束ねた中空の円筒体、または、径の異なるリング状の円環体を径方向に多層に積層した中空の円筒体等を採用することができる。
図9は、本発明の第5実施形態例に係わるリニア圧縮の全体構成を示す断面図である。なお図9において、第1実施形態例で示した図1と同じ構成の部位については、同じ符号を用いて説明する。図9で示すように、本発明の第5実施形態例において、固定子3dは、上記の第1実施形態例で説明した固定子3に対して、一つの板状強磁性材24aを二つの電機子コイル23aと23bとで挟持した固定子3dを備えたリニア圧縮機20で構成される。
本発明による第6実施形態例は、図9の第5実施形態例に係わるリニア圧縮機において、可動子4の外周面に並設されたリング状の永久磁石41、42の一部を、リング状の他の強磁性材と置き換えて、それぞれを圧入や焼ばめた接着剤などで、可動子4と一体化構造としたものである。このような構成により、比較的高価な永久磁石の材料費を低減できる。
2・・・密閉容器
3・・・固定子
4・・・可動子
5a・・バネ機構部
5b・・バネ機構部
6・・・シリンダー部
7・・・ピストン部
8・・・密閉容器円筒部
9・・・側壁部
10・・シリンダー側側壁部
11・・ピストン孔
12・・ライナー
13・・ピストン本体
14・・ロッド孔
15・・ピストンロッド
16・・ボルト
17・・圧力導波管
23a、23b、23c・・電機子コイル
24a、24b・・板状強磁性材
25・・円形蓋部
26・・鍔部
28・・ヨーク
29・・永久磁石
30・・強磁性材
31・・強磁性材
32a、32b・・コイルスプリング
Claims (7)
- シリンダーと、該シリンダー内に該シリンダーの軸線方向に沿って往復動可能に配置されたピストンと、該ピストンに前記シリンダーの軸線方向に往復動可能なかたちで取り付けられる永久磁石を備えた可動子と、前記可動子の外周面に対向して配置され、前記可動子を覆う筒状の電機子コイルを備えた固定子と、を有し、前記永久磁石と前記電機子コイルとの間の磁場の作用により前記ピストンを前記シリンダーの軸線方向に沿って往復動させるリニア圧縮機において、
前記固定子は、筒状に形成された複数の前記電機子コイルと、筒状に形成された一つまたは複数の板状強磁性材とが、該電機子コイルにより該板状強磁性材の両端面が挟持されるかたちで、前記シリンダーの軸線方向に沿って併設され、該固定子の前記シリンダーの軸線方向における両端部が、前記電機子コイルでそれぞれ構成されており、前記板状強磁性材を介して隣接する前記電機子コイルには、互いに反対方向の電流が通電されるようにしたことを特徴とするリニア圧縮機。 - 請求項1に記載するリニア圧縮機において、前記固定子は、少なくとも2以上の板状強磁性材を有しており、該固定子の両端部を構成する前記電機子コイルの巻数が、該電機子コイルと前記板状強磁性材を介して隣接する電機子コイルの巻数よりも多く設定されていることを特徴とするリニア圧縮機。
- 請求項1又は2に記載するリニア圧縮機において、前記固定子の内周面側には、前記シリンダーの軸線方向と同一軸心を有して形成された棒状の強磁性材が、前記固定子の内周面と隙間を有して設けられていることを特徴とするリニア圧縮機。
- 請求項1ないし3のいずれか1項に記載するリニア圧縮機において、前記固定子は、その外周面に前記シリンダーの軸線方向と同一軸心を有して形成された筒状の強磁性材が配置されてなることを特徴とするリニア圧縮機。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載するリニア圧縮機において、前記板状強磁性材を挟持する前記電機子コイルは、互いに反対方向の電流が通電するように、電源に対して並列に接続されていることを特徴とするリニア圧縮機。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載するリニア圧縮機において、前記固定子の内周面と対向する前記可動子の外周面には、リング状の前記永久磁石が前記可動子の移動方向に複数並設して配置されるとともに、それぞれ隣接する該永久磁石は、移動方向に対して互いに磁極を反対方向にして並設されることを特徴とするリニア圧縮機。
- 請求項6に記載するリニア圧縮機において、前記固定子の内周面と対向する前記可動子の外周面に複数並設して配置されたリング状の永久磁石の一部を、リング状の他の強磁性材で代替したことを特徴とするリニア圧縮機。
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