JP3257283B2 - Reciprocating compressor - Google Patents
Reciprocating compressorInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/001—Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はスターリングサイクル冷
凍機などに用いる往復動圧縮機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reciprocating compressor used for a Stirling cycle refrigerator or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9はこの種の往復動圧縮機の従来例を
示す一部断面を含む側面図である。図9において、往復
動圧縮機はこのフレーム11の内部に形成され、その一
端がシリンダヘッド21によって閉じられたシリンダ2
2と、このシリンダ22の閉じられた側に作動空間23
を残して、このシリンダ22内に収納されたピストン3
1およびこのピストン軸32と、このピストン31を軸
方向に往復動自在に支持する支持ばね33Aおよび33
Bと、フレーム1に結合されピストン軸32を介し、ピ
ストン31を往復駆動するリニア駆動装置4と、このピ
ストン軸32の反ピストン側端部にその可動部51が結
合されピストン31の位置を検出する位置検出器5とか
らなっている。ここで、支持ばね33Aおよび33Bは
それぞれ図10に示すように、例えばベリリウム銅合金
の薄板に渦巻状のスリットを複数条設け、この中心部を
ピストン軸32の両端部に結合し、周辺部をフレーム1
1および後述するリニア駆動装置4のヨーク42に結合
するようにしたものであり、ピストン軸32を軸方向に
は低い剛性で軸と半径方向には高い剛性で支持する。2. Description of the Related Art FIG. 9 is a side view including a partial cross section showing a conventional example of this type of reciprocating compressor. In FIG. 9, a reciprocating compressor is formed inside a frame 11, and one end of the cylinder 2 is closed by a cylinder head 21.
2 and the working space 23 on the closed side of the cylinder 22
And the piston 3 housed in the cylinder 22
1 and the piston shaft 32, and support springs 33A and 33 for supporting the piston 31 so as to be able to reciprocate in the axial direction.
B, a linear drive device 4 coupled to the frame 1 and reciprocatingly driving the piston 31 via the piston shaft 32, and a movable portion 51 coupled to an end of the piston shaft 32 opposite to the piston to detect the position of the piston 31 And a position detector 5 that performs the operation. As shown in FIG. 10, each of the support springs 33A and 33B is provided with a plurality of spiral slits in a thin plate of, for example, a beryllium copper alloy, and its central portion is connected to both ends of the piston shaft 32, and its peripheral portion is formed. Frame 1
1 and a yoke 42 of the linear drive device 4 described later, and supports the piston shaft 32 with low rigidity in the axial direction and high rigidity in the axial direction and the radial direction.
【0003】また、リニア駆動装置4はピストン軸32
に結合されたソレノイドコイル41と、このソレノイド
コイル41を挟んでその内外周に配置されたヨーク4
2,ヨーク43および永久磁石44とから構成され、ソ
レノイドコイルに一方向あるいは逆方向の電流を通電す
ることにより、ピストン軸32を介しピストン31を往
復駆動する。[0003] The linear drive unit 4 includes a piston shaft 32.
And a yoke 4 arranged on the inner and outer circumferences of the solenoid coil 41 with the solenoid coil 41 interposed therebetween.
2, a yoke 43 and a permanent magnet 44. When a current is supplied to the solenoid coil in one direction or the other, the piston 31 is reciprocated through the piston shaft 32.
【0004】また、位置検出器5は円筒形の磁性体から
なる可動部51と、この可動部51を取り囲む図示しな
い第1のコイルおよび第2のコイルを備えた固定部52
とからなり、可動部51を固定部52に挿入することに
よって生じるこの第1のコイルと第2のコイルの磁気結
合の変化からピストン軸32に結合されたピストン31
の位置を検出する。これら各部はフレーム11,フレー
ム12およびフレーム13によって構成される密閉空間
内に収納され、この密閉空間にヘリウムガスなどの作動
ガスが封入される。そして、図8の破線で示すようにリ
ニア駆動装置4のソレノイドコイル41および位置検出
器5の固定部52の第1および第2のコイルから接続リ
ードが気密に引き出され駆動回路6に接続される。The position detector 5 includes a movable portion 51 made of a cylindrical magnetic material, and a fixed portion 52 having a first coil and a second coil (not shown) surrounding the movable portion 51.
The change in magnetic coupling between the first coil and the second coil caused by inserting the movable portion 51 into the fixed portion 52 causes the piston 31 coupled to the piston shaft 32
Detect the position of. These components are accommodated in a sealed space formed by the frame 11, the frame 12, and the frame 13, and a working gas such as helium gas is sealed in the sealed space. Then, as shown by a broken line in FIG. 8, connection leads are pulled out from the solenoid coil 41 of the linear drive device 4 and the first and second coils of the fixed portion 52 of the position detector 5 in an airtight manner and connected to the drive circuit 6. .
【0005】この往復動圧縮機の動作は次の通りであ
る。図9に示す状態で、駆動回路6に電源を投入すると
リニア駆動装置4のソレノイドコイル41に一極性電流
が通電され、ピストン31は右方向に移動する。そして
このピストン31がシリンダ22の右端にくると、位置
検出器5の信号に基づいて駆動回路6はソレノイドコイ
ル41の電流を逆極性に切り換え、ピストン31は左方
向に移動する。そしてこのピストン31がシリンダ22
の左端にくると、駆動回路6は位置検出器5の信号に基
づいてソレノイドコイル41の電流を元の極性に切り換
える。以下この動作を繰り返してピストン31はシリン
ダ22内を往復駆動され、作動空間23で作動ガスの圧
縮または膨張が行われる。この作動空間23は導圧管2
4を通して、例えばスターリングサイクル冷凍機の膨張
機など外部に接続される。The operation of this reciprocating compressor is as follows. In the state shown in FIG. 9, when power is supplied to the drive circuit 6, a unipolar current is supplied to the solenoid coil 41 of the linear drive device 4, and the piston 31 moves rightward. When the piston 31 comes to the right end of the cylinder 22, the drive circuit 6 switches the current of the solenoid coil 41 to the reverse polarity based on the signal of the position detector 5, and the piston 31 moves to the left. And this piston 31 is the cylinder 22
, The drive circuit 6 switches the current of the solenoid coil 41 to the original polarity based on the signal of the position detector 5. Hereinafter, this operation is repeated, so that the piston 31 is reciprocated in the cylinder 22, and the working gas is compressed or expanded in the working space 23. This working space 23 is a pressure guiding tube 2
Through 4, it is connected to the outside such as an expander of a Stirling cycle refrigerator.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、スターリン
グサイクル冷凍機などに用いられるこの種の往復動圧縮
機では、作動ガス中に不純物が混入するのを防ぐため
に、シリンダとピストンとの間は十数μmの微小隙間か
らなるクリアランスシール(図9でPで示す)が用いら
れており、この微小隙間を確保するためシリンダに対す
るピストンの位置を正確に定める必要がある。By the way, in this type of reciprocating compressor used in a Stirling cycle refrigerator or the like, the distance between the cylinder and the piston is more than ten in order to prevent impurities from being mixed into the working gas. A clearance seal (indicated by P in FIG. 9) having a small gap of μm is used, and it is necessary to accurately determine the position of the piston with respect to the cylinder in order to secure the small gap.
【0007】しかしながら、前述の往復動圧縮機では、
組立時に (1)ピストンとピストン軸の同軸誤差 (2)ピストン軸への各支持ばねの中心部の取付誤差 (3)フレームなどへの各支持ばねの周辺部の取付誤差 などの複数の取付誤差が累積し、また組立途中にシリン
ダとピストンの位置精度の測定ができないので、シリン
ダに対するピストンの位置精度が悪くクリアランスシー
ルの微小隙間にばらつきを生じ、往復動圧縮機としての
性能が低下する問題がある。However, in the reciprocating compressor described above,
At the time of assembly (1) Coaxial error between piston and piston shaft (2) Mounting error of center of each support spring on piston shaft (3) Multiple mounting errors such as mounting error of peripheral portion of each support spring on frame etc. Accumulates, and it is not possible to measure the positional accuracy of the cylinder and piston during assembly, resulting in poor positional accuracy of the piston with respect to the cylinder, causing variations in the minute gap of the clearance seal, and lowering the performance as a reciprocating compressor. is there.
【0008】なお、組立時にシリンダヘッド側からオー
トコリメータなどを用いて、最終的にシリンダとピスト
ンの微小隙間を測定してシリンダに対するピストンの位
置を定める方法が考えられるが、シリンダヘッド側の端
面の隙間しか測定できないので、シリンダとピストンと
の間に軸ずれがあるとクリアランスシールの微小隙間に
ばらつきを生じる。[0008] Incidentally, a method of finally measuring the minute gap between the cylinder and the piston by using an autocollimator or the like from the cylinder head side during assembly to determine the position of the piston with respect to the cylinder can be considered. Since only the gap can be measured, if there is an axial misalignment between the cylinder and the piston, the minute gap of the clearance seal varies.
【0009】本発明の目的は、シリンダとピストンの間
がクリアランスシールからなる往復動圧縮機において、
クリアランスシールの微小隙間が正確に定められる往復
動圧縮機を提供することにある。An object of the present invention is to provide a reciprocating compressor having a clearance seal between a cylinder and a piston.
An object of the present invention is to provide a reciprocating compressor in which a minute gap of a clearance seal is accurately determined.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明はフレームの内部に形成さ
れその一端が閉じられたシリンダと、このシリンダの閉
じられた側に作動空間を残し、かつこのシリンダ内にク
リアランスシールを介し挿入されたピストンおよびこの
ピストン軸と、このピストン軸に結合され、前記ピスト
ンを軸方向に往復動自在に支持する支持ばねと、前記ピ
ストン軸を介し前記ピストンを軸方向に往復駆動するリ
ニア駆動装置と、前記ピストン軸の反ピストン側端部に
その可動部が結合された位置検出器とからなる往復動圧
縮機において、フレームの内部に形成されその一端が閉
じられたシリンダからなる第1の構成部と、ピストン,
ピストン軸,支持ばね,リニア駆動装置および位置検出
器の可動部からなる第2の構成部と、位置検出器の固定
部からなる第3の構成部とに分割構成し、第1の構成部
のシリンダはその軸を第2の構成部との結合面を基準面
として垂直に形成し、第2の構成部のピストン,ピスト
ン軸および位置検出器の可動部はその軸を第1の構成部
との結合面を基準面として垂直に形成し、第2の構成部
に位置検出器の可動部の変位検出器を備えた測定用フレ
ームを取り付け、この位置検出器の可動部の位置を測定
して基準位置とし、この第2の構成部を第1の構成部に
それらの結合面を合せて緩く結合してその結合面にそっ
て全周にわたり微動し、位置検出器の可動部の基準位置
のずれのない領域を測定し、この領域の中央部に第2の
構成部を位置させ、第1の構成部に第2の構成部を固く
結合してなるようにする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object, an invention according to claim 1 is provided with a cylinder formed inside a frame and having one end closed, and a cylinder mounted on a closed side of the cylinder. Leaving a space, and a piston inserted into the cylinder via a clearance seal and the piston shaft; a support spring coupled to the piston shaft to support the piston so as to be able to reciprocate in the axial direction; and A reciprocating compressor comprising: a linear drive device for reciprocatingly driving the piston in the axial direction through a piston; and a position detector having a movable portion coupled to an end of the piston shaft opposite to the piston. A first component comprising a cylinder having one end closed, a piston,
It is divided into a second component comprising a piston shaft, a support spring, a linear driving device and a movable portion of a position detector, and a third component comprising a fixed portion of the position detector. The cylinder has its axis formed perpendicularly with the coupling surface with the second component as a reference plane, and the piston, the piston shaft and the movable part of the position detector of the second component have their axes connected to the first component. Is formed vertically with the coupling surface of the position detector as a reference surface, a measurement frame having a displacement detector of the movable part of the position detector is attached to the second component, and the position of the movable part of the position detector is measured. The second component is loosely coupled to the first component with their coupling surfaces aligned and finely moved along the coupling surface to provide a reference position for the reference position of the movable part of the position detector. Measure the area without displacement and position the second component at the center of this area. Set to be in the second component attached firmly to the first component.
【0011】請求項2に記載の発明ではフレームの内部
に形成されその両端が開放されたシリンダと、このシリ
ンダの中央部に作動空間を残し、前記シリンダ内に一方
向からクリアランスシールを介し挿入された第1のピス
トンおよびこの第1のピストン軸と、このシリンダ内に
他方向からクリアランスシールを介し挿入された第2の
ピストンおよびこの第2のピストン軸と、前記第1のピ
ストン軸に結合され、前記第1のピストンを軸方向に往
復動自在に支持する第1の支持ばねと、前記第1のピス
トン軸を介し前記第1のピストンを軸方向に往復駆動す
る第1のリニア駆動装置と、前記第1のピストン軸の反
ピストン側端部にその可動部が結合された第1の位置検
出器と、前記第2のピストン軸に結合され、前記第2の
ピストンを軸方向に往復動自在に支持する第2の支持ば
ねと、前記第2のピストン軸の反ピストン側端部にその
可動部が結合された第2の位置検出器とからなる往復動
圧縮機において、フレームの内部に形成されその両端が
開放されたシリンダからなる第1の構成部と、第1のピ
ストン,第1のピストン軸,第1の支持ばね,第1のリ
ニア駆動装置および第1の位置検出器の可動部からなる
第2の構成部と、第1の位置検出器の固定部からなる第
3の構成部と、第2のピストン,第2のピストン軸,第
2の支持ばね,第2のリニア駆動装置および第2の位置
検出器の可動部からなる第4の構成部と、第2の位置検
出器の固定部からなる第5の構成部とに分割構成し、第
1の構成部のシリンダはその軸を第2および第4の構成
部との結合面を基準面としてそれぞれに垂直に形成し、
第2の構成部の第1のピストン,第1のピストン軸およ
び第1の位置検出器の可動部はその軸を第1の構成部と
の結合面を基準面として垂直に形成し、第4の構成部の
第2のピストン,第2のピストン軸および第2の位置検
出器の可動部はその軸を第1の構成部との結合面を基準
面として垂直に形成し、第2および第4の構成部にそれ
ぞれ位置検出器の可動部の変位検出器を備えた測定用フ
レームを取り付け、これら位置検出器の可動部の位置を
測定して基準位置とし、これら第2および第4の構成部
をそれぞれ第1の構成部にそれらの結合面を合せて緩く
結合してその結合面にそって全周にわたり微動し、位置
検出器の可動部の基準位置のずれのない領域を測定し、
この領域の中央部に第2および第4の構成部を位置さ
せ、第1の構成部に第2および第4の構成部を固く結合
してなるようにする。According to a second aspect of the present invention, a cylinder formed inside the frame and having both ends opened and a working space left in the center of the cylinder and inserted into the cylinder from one direction via a clearance seal. The first piston and the first piston shaft, the second piston and the second piston shaft inserted into the cylinder from the other direction through a clearance seal, and the first piston shaft. A first support spring that supports the first piston so as to be able to reciprocate in the axial direction, and a first linear drive device that drives the first piston to reciprocate in the axial direction via the first piston shaft. A first position detector having a movable portion coupled to the opposite end of the first piston shaft on the opposite side of the piston, and a second piston coupled to the second piston shaft, the second piston being axially moved; In a reciprocating compressor comprising a second support spring for reciprocatingly supporting and a second position detector having a movable portion coupled to an end of the second piston shaft opposite to the piston, A first component formed of a cylinder formed therein and having both ends opened, a first piston, a first piston shaft, a first support spring, a first linear drive device, and a first position detector A second component comprising a movable portion, a third component comprising a fixed portion of the first position detector, a second piston, a second piston shaft, a second support spring, and a second component. A fourth component comprising a linear driving device and a movable portion of a second position detector; and a fifth component comprising a fixed portion of the second position detector. The cylinder has its axis set as a reference plane with respect to the coupling surface with the second and fourth components. Vertically formed in the,
The first piston, the first piston shaft, and the movable portion of the first position detector of the second component have their axes formed perpendicularly with the coupling surface with the first component as a reference plane. The second piston, the second piston shaft, and the movable portion of the second position detector of the component of the above-mentioned components have their axes formed perpendicularly with the coupling surface with the first component as a reference plane. The measuring frame provided with the displacement detector of the movable part of the position detector is attached to each of the constituent parts of the position detector 4, and the positions of the movable parts of these position detectors are measured and set as reference positions. Each part is loosely coupled to the first component part with their coupling surfaces aligned and finely moved along the coupling surface over the entire circumference to measure an area where the reference position of the movable part of the position detector does not deviate,
The second and fourth components are located at the center of this region, and the second and fourth components are firmly connected to the first component.
【0012】請求項3に記載の発明では、これら請求項
1あるいは2のいずれかに記載の発明で、第1の構成部
に第2あるいは第4の構成部をそれらの結合面にそって
全周にわたり微動する微動機構を設ける。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the second component or the fourth component is provided on the first component along the connecting surface thereof. A fine movement mechanism that finely moves over the circumference is provided.
【0013】[0013]
【作用】請求項1に記載の発明では、フレームの内部に
形成されその一端が閉じられたシリンダからなる第1の
構成部と、ピストン,ピストン軸,支持ばね,リニア駆
動装置および位置検出器の可動部からなる第2の構成部
と、位置検出器の固定部からなる第3の構成部とに分割
構成し、第1の構成部のシリンダと第2の構成部のピス
トン,ピストン軸および位置検出器の可動部は、この第
1および第2の構成部の結合面を基準面として三次元測
定器などで検査をしながら垂直に形成したので、製造の
途中段階での精度が管理される。更に測定用フレームを
第2の構成部に取り付けて、第2の構成部の位置検出器
の可動部の位置を測定して基準位置とし、この第2の構
成部を第1の構成部にそれらの結合面を合せて緩く結合
してこの第2の構成部をこの結合面にそって全周にわた
り微動すると、シリンダとピストンが接触したときには
位置検出器の可動部の基準位置がずれるので、この基準
位置のずれのない領域を測定することでシリンダとピス
トンとの間の微小隙間が間接的に測定できる。そしてこ
の領域の中央部に第2の構成部を位置させ、第1の構成
部に第2の構成部を固く結合することにより、シリンダ
とピストンのクリアランスシールの微小隙間が正確に定
められる。According to the first aspect of the present invention, the first component comprising a cylinder formed inside the frame and having one end closed, and the piston, the piston shaft, the support spring, the linear drive device, and the position detector. Divided into a second component comprising a movable component and a third component comprising a fixed component of the position detector, the cylinder of the first component and the piston, piston shaft and position of the second component are divided. Since the movable portion of the detector is formed vertically while inspecting with a three-dimensional measuring device or the like using the coupling surface of the first and second components as a reference surface, the accuracy in the middle of manufacturing is controlled. . Further, the measuring frame is attached to the second component, the position of the movable part of the position detector of the second component is measured and set as a reference position, and the second component is assigned to the first component. When the second component is finely moved over the entire circumference along the coupling surface, the reference position of the movable portion of the position detector is shifted when the cylinder and the piston come into contact with each other. By measuring an area where there is no shift in the reference position, a minute gap between the cylinder and the piston can be indirectly measured. By positioning the second component at the center of this region and firmly connecting the second component to the first component, the minute gap between the cylinder and the piston clearance seal is accurately determined.
【0014】請求項2に記載の発明は、シリンダの一方
および他方からそれぞれピストンが挿入される対向型の
往復動圧縮機の場合を示し、その作用は請求項1と同様
である。請求項3に記載の発明は、請求項1あるいは2
に記載の発明で、第2の構成部あるいは第4の構成部を
微動する微動機構を第1の構成部に設けたものであり、
これら第2あるいは第4の構成部の微動が便になる。The invention described in claim 2 shows a case of a reciprocating compressor of opposed type in which pistons are inserted from one and the other of the cylinder, and the operation is the same as that of claim 1. The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2
Wherein a fine movement mechanism for finely moving the second component or the fourth component is provided in the first component.
Fine movement of these second or fourth components is convenient.
【0015】[0015]
【実施例】図1は本発明の往復動圧縮機の一実施例を示
す一部断面を含む側面図である。図1に示す実施例が図
9に示す従来例と異なるところは、フレーム11に結合
されていた支持ばね33Aの周辺部をリニア駆動装置4
のヨーク42に結合し、フレーム11に結合されていた
フレーム12をリニア駆動装置4のヨーク42に結合
し、リニア駆動装置4のフレーム42に結合されていた
支持ばね33Bの周辺部をフレーム12に結合した点に
ある。そしてフレーム11の内部に形成されその一端が
シリンダヘッド21によって閉じられたシリンダ22か
らなる第1の構成部71と、ピストン31,ピストン軸
32,支持ばね33Aおよび33B,リニア駆動装置
4,フレーム12および位置検出器5の可動部51から
なる第2の構成部72と、位置検出器5の固定部52お
よびフレーム13からなる第3の構成部73とに分割構
成する(図3参照)。ここで、第1の構成部71のシリ
ンダ22の軸は第2の構成部72のリニア駆動装置4の
ヨーク42との結合面Aを基準面として、三次元測定器
などで検査をしながら高精度に垂直に形成する。また、
第2の構成部72のピストン31,ピストン軸32およ
び位置検出器5の可動部51の軸は、このリニア駆動装
置4のヨーク42の第1の構成部71との結合面Bを基
準面として、同様三次元測定器などで検査をしながら高
精度に垂直に形成する。これにより、製造の途中段階で
の精度が管理される。FIG. 1 is a side view including a partial cross section showing an embodiment of a reciprocating compressor according to the present invention. The difference between the embodiment shown in FIG. 1 and the conventional example shown in FIG. 9 is that the periphery of the support spring 33A connected to the frame 11 is
The frame 12 connected to the frame 11 is connected to the yoke 42 of the linear drive device 4, and the peripheral portion of the support spring 33 B connected to the frame 42 of the linear drive device 4 is connected to the frame 12. At the point of joining. A first component 71, which is formed inside the frame 11 and includes a cylinder 22 having one end closed by a cylinder head 21, a piston 31, a piston shaft 32, support springs 33A and 33B, a linear drive unit 4, a frame 12 And a second component 72 composed of the movable part 51 of the position detector 5 and a third component 73 composed of the fixed part 52 and the frame 13 of the position detector 5 (see FIG. 3). Here, the axis of the cylinder 22 of the first component 71 is set high while inspecting with a three-dimensional measuring device or the like using the coupling surface A of the second component 72 with the yoke 42 of the linear drive device 4 as a reference surface. Form perpendicular to accuracy. Also,
The axis of the piston 31, the piston shaft 32 of the second component 72, and the axis of the movable portion 51 of the position detector 5 are set with the coupling surface B of the yoke 42 of the linear drive device 4 with the first component 71 as a reference surface. Similarly, it is formed vertically with high precision while inspecting with a three-dimensional measuring device or the like. Thereby, the accuracy in the middle stage of the manufacturing is managed.
【0016】次に図4に示すように、第2の構成部72
のフレーム12に位置検出器5の可動部51の変位を検
出する変位検出器84を備えた測定用フレーム85をそ
れらの結合面Cと下を合せて取り付ける。図5は変位検
出器84の詳細を示す図4のH−H断面図であり、変位
検出器84はXY軸に配置された2個の変位検出器から
なっている。そして、この第2の構成部の位置検出器5
の可動部51の位置を変位検出器84で測定し、この位
置を検出器5の可動部51の基準位置とする。Next, as shown in FIG.
A frame 85 for measurement provided with a displacement detector 84 for detecting the displacement of the movable part 51 of the position detector 5 is attached to the frame 12 with its coupling surface C facing down. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line HH of FIG. 4 showing details of the displacement detector 84. The displacement detector 84 includes two displacement detectors arranged on the XY axes. And the position detector 5 of this second component
Is measured by the displacement detector 84, and this position is set as the reference position of the movable part 51 of the detector 5.
【0017】次に図6に示すように第1の構成部71を
組立用架台81に取り付け、この第1の構成部71に測
定用フレーム85が結合された第2の構成部72(図4
に示す状態)をこれらの結合面を合せて、すなわちリニ
ア駆動装置4のヨーク42に設けられた結合面Bを第1
の構成部71のフレーム11の結合面Aに合せて、ボル
ト14で軽く締結する。この組立用架台81には第1の
構成部71の結合面Aにそって第2の構成部72を微動
する微動機構82とこの第2の構成部72の変位検出器
83が設けられており、これらを第2の構成部72のリ
ニア駆動装置4のヨーク42の外周に当接させる。図7
は微動機構82と変位検出器83の詳細を示す図6のG
−G断面図であり、微動機構82はXY軸から45°ず
れた周方向4等分個所に配置された4個の微動マイクロ
メータからなる微動機構から構成され、変位検出器83
はXY軸に配置された2個の光学変位計からなる変位検
出器から構成される。Next, as shown in FIG. 6, a first component 71 is attached to an assembling frame 81, and a second component 72 (FIG. 4) in which a measuring frame 85 is connected to the first component 71.
(The state shown in FIG. 2) by combining these connecting surfaces, that is, by connecting the connecting surface B provided on the yoke 42 of the linear drive device 4 to the first position.
Lightly tighten with the bolts 14 in accordance with the connecting surface A of the frame 11 of the component 71 of the above. The assembling base 81 is provided with a fine movement mechanism 82 for finely moving the second component 72 along the coupling surface A of the first component 71, and a displacement detector 83 for the second component 72. These are brought into contact with the outer periphery of the yoke 42 of the linear drive device 4 of the second component 72. FIG.
G in FIG. 6 showing details of the fine movement mechanism 82 and the displacement detector 83.
FIG. 14 is a sectional view taken along the line -G. The fine movement mechanism 82 is constituted by a fine movement mechanism composed of four fine movement micrometers arranged at four equally-spaced parts in the circumferential direction shifted from the XY axes by 45 °.
Is composed of a displacement detector composed of two optical displacement meters arranged on the XY axes.
【0018】第1の構成部71に、測定フレーム85が
結合された第2の構成部72を取り付けたとき、シリン
ダ22の内面にピストン31が接触せずに挿入されたと
きは、ピストン31に外力が加わらないので、位置検出
器5の可動部51は基準位置に維持されるが、シリンダ
22の内面にピストン31が接触するとピストン31に
は外力が加わり位置検出器5の可動部51が基準位置か
らずれるようになる。ここで、組立用架台81の微動機
構82により第2の構成部72を結合面Aにそって全周
にわたり微動し、位置検出器5の可動部51の基準位置
のずれのない領域を測定することでシリンダ22とピス
トン31との間の微小隙間Pが間接的に測定できる。そ
してこの領域の中央部に第2の構成部を位置させ(すな
わち、このときにはピストン31はシリンダ22の中央
に位置する)、ボルト14を強く締結して固定する。When the second component 72 to which the measuring frame 85 is coupled is attached to the first component 71, when the piston 31 is inserted without contacting the inner surface of the cylinder 22, the piston 31 Since no external force is applied, the movable portion 51 of the position detector 5 is maintained at the reference position. However, when the piston 31 comes into contact with the inner surface of the cylinder 22, an external force is applied to the piston 31 and the movable portion 51 of the position detector 5 becomes the reference position. It will shift from the position. Here, the second component 72 is finely moved over the entire circumference along the coupling surface A by the fine movement mechanism 82 of the assembling base 81, and an area where the reference position of the movable part 51 of the position detector 5 is not shifted is measured. Thus, the minute gap P between the cylinder 22 and the piston 31 can be measured indirectly. Then, the second component is located at the center of this region (that is, at this time, the piston 31 is located at the center of the cylinder 22), and the bolt 14 is strongly fastened and fixed.
【0019】その後、フレーム12に取り付けられてい
た測定用フレーム85を取り外して、位置検出器5の固
定部52が設けられた第3の構成部73をそれらの結合
面CとEとを合せて結合し、組立用架台81から取り外
す。このようにして本発明の往復動圧縮機は、組立誤差
を最小限にしてシリンダ22とピストン31の間のクリ
アランスシールPの微小隙間が正確に定められる。After that, the measuring frame 85 attached to the frame 12 is removed, and the third component 73 provided with the fixing portion 52 of the position detector 5 is aligned with the connecting surfaces C and E. Connect and remove from the assembly base 81. Thus, in the reciprocating compressor of the present invention, the minute gap of the clearance seal P between the cylinder 22 and the piston 31 is accurately determined while minimizing the assembly error.
【0020】なお、図7において、微動機構82の微動
マイクロメータは周辺方向4等分個所に4個設けたが、
周辺方向3等分個所に3個設けるようにしてもよい。図
8は図7で82に示される微動機構の異なる例を示し、
この微動機構88は、リニア駆動装置4のヨーク42の
外周面42Aとこの外周面42Aに対向するように設け
られたフレーム11の段差11Aの下面との間に、ねじ
86の締付によって半径方向に微少距離移動するくさび
機構87からなり、ねじ86を調整して第2の構成部7
2を第1の構成部の結合面にそって微動することができ
る。In FIG. 7, four fine movement micrometers of the fine movement mechanism 82 are provided at four equally divided places in the peripheral direction.
Three pieces may be provided at three equally divided parts in the peripheral direction. FIG. 8 shows a different example of the fine movement mechanism shown at 82 in FIG.
The fine movement mechanism 88 is provided between the outer peripheral surface 42A of the yoke 42 of the linear driving device 4 and the lower surface of the step 11A of the frame 11 provided so as to face the outer peripheral surface 42A by tightening a screw 86 in the radial direction. A wedge mechanism 87 that moves a minute distance to the second component 7 by adjusting the screw 86.
2 can be finely moved along the coupling surface of the first component.
【0021】この微動機構88は組立完了後にそのまま
取り付けておいても他に障害を招くことがないので、組
立後取り外す必要がなく便である。図2は本発明の往復
動圧縮機の異なる実施例を示す一部断面を含む側面図で
ある。図2に示す実施例が図1に示す実施例と異なると
ころは、その一端がシリンダヘッド21によって閉じら
れたシリンダ22がその内部に形成されたフレーム11
に変えて、その両端が開放されたシリンダ26がその内
部に形成されたフレーム16が設けられ、このシリンダ
26の中央部に作動空間23を残し両方向から第1およ
び第2のピストンが挿入された点にある。この作動空間
23は導圧管24を通して、例えばスターリングサイク
ル冷凍機の膨張機など外部に接続される。The fine movement mechanism 88 can be conveniently mounted without being disassembled after assembly since there is no other trouble even if the fine movement mechanism 88 is mounted as it is after assembly is completed. FIG. 2 is a side view including a partial cross section showing a different embodiment of the reciprocating compressor of the present invention. The embodiment shown in FIG. 2 differs from the embodiment shown in FIG. 1 in that a cylinder 22 having one end closed by a cylinder head 21 has a frame 11 formed therein.
In place of this, a frame 16 is provided in which a cylinder 26 having both ends opened is formed, and the first and second pistons are inserted from both directions while leaving the working space 23 in the center of the cylinder 26. On the point. The working space 23 is connected to the outside through an impulse line 24, for example, an expander of a Stirling cycle refrigerator.
【0022】そして、フレーム16の内部に形成されそ
の両端が開放されたシリンダ26からなる第1の構成部
71と、第1のピストン31,第1のピストン軸32,
第1の支持ばね33A,33B,第1のリニア駆動装置
4および第1の位置検出器5の可動部51からなる第2
の構成部72と、第1のフレーム12および第1の位置
検出器5の固定部52からなる第3の構成部73と、図
示していないが、第2のピストン,第2のピストン軸,
第2の支持ばね,第2のリニア駆動装置および第2の位
置検出器の可動部からなる第4の構成部74と、第2の
フレームおよび第2の位置検出器の固定部からなる第5
の構成部75とに分割構成する。その他については、図
1に示す往復動圧縮機と同様である。A first component 71 formed of the cylinder 26 formed inside the frame 16 and having both ends opened, a first piston 31, a first piston shaft 32,
A second support unit comprising the first support springs 33A and 33B, the first linear driving device 4 and the movable portion 51 of the first position detector 5.
, A third component 73 composed of the first frame 12 and the fixing portion 52 of the first position detector 5, and a second piston, a second piston shaft (not shown),
A fourth component 74 comprising a movable portion of the second support spring, the second linear drive device and the second position detector, and a fifth component 74 comprising a fixed portion of the second frame and the second position detector.
And the component 75. Others are the same as those of the reciprocating compressor shown in FIG.
【0023】なお、この往復動圧縮機は両方向から対向
して往復駆動されるピストンの振動が互に打ち消し合う
ので振動が低い特徴がある。The reciprocating compressor is characterized in that the vibrations of the pistons reciprocally driven to face each other in both directions cancel each other, so that the vibration is low.
【0024】[0024]
【発明の効果】本発明はシリンダとピストンの間がクリ
アランスシールからなる往復動圧縮機において、クリア
ランスシールの微小隙間が正確に定められるので、高性
能の往復動圧縮機が得られる。According to the present invention, in a reciprocating compressor in which a clearance seal is provided between a cylinder and a piston, a minute gap of the clearance seal is accurately determined, so that a high-performance reciprocating compressor can be obtained.
【図1】本発明の往復動圧縮機の一実施例を示す一部断
面を含む側面図FIG. 1 is a side view including a partial cross section showing an embodiment of a reciprocating compressor according to the present invention.
【図2】本発明の往復動圧縮機の異なる実施例を示す一
部断面を含む側面図FIG. 2 is a side view including a partial cross section showing a different embodiment of the reciprocating compressor of the present invention.
【図3】図1の構成を示す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of FIG. 1;
【図4】図1の組立方法を示す第1の説明図FIG. 4 is a first explanatory view showing the assembling method of FIG. 1;
【図5】図1の組立方法を示す第2の説明図FIG. 5 is a second explanatory view showing the assembling method of FIG. 1;
【図6】図1の組立方法を示す第3の説明図FIG. 6 is a third explanatory view showing the assembling method of FIG. 1;
【図7】図1の組立方法を示す第4の説明図FIG. 7 is a fourth explanatory view showing the assembling method of FIG. 1;
【図8】本発明の往復動圧縮機の更に異なる実施例を示
し、(a)は要部正面図、(b)は(a)の断面図8A and 8B show still another embodiment of the reciprocating compressor of the present invention, wherein FIG. 8A is a front view of a main part, and FIG. 8B is a sectional view of FIG.
【図9】従来の往復動圧縮機の一部断面を含む側面図FIG. 9 is a side view including a partial cross section of a conventional reciprocating compressor.
【図10】図9の支持ばねの正面図FIG. 10 is a front view of the support spring of FIG. 9;
22 シリンダ 23 作動空間 26 シリンダ 31 ピストン 32 ピストン軸 33A 支持ばね 33B 支持ばね 4 リニア駆動装置 51 可動部 5 位置検出器 71 第1の構成部 72 第2の構成部 73 第3の構成部 74 第4の構成部 75 第5の構成部 82 微動機構 83 変位検出器 84 変位検出器 88 微動機構 Reference Signs List 22 cylinder 23 working space 26 cylinder 31 piston 32 piston shaft 33A support spring 33B support spring 4 linear drive device 51 movable portion 5 position detector 71 first component portion 72 second component portion 73 third component portion 74 fourth 75 Fifth component 82 Fine movement mechanism 83 Displacement detector 84 Displacement detector 88 Fine movement mechanism
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 9/14 520 F04B 39/00 104 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F25B 9/14 520 F04B 39/00 104
Claims (3)
られたシリンダと、このシリンダの閉じられた側に作動
空間を残し、かつこのシリンダ内にクリアランスシール
を介し挿入されたピストンおよびこのピストン軸と、こ
のピストン軸に結合され、前記ピストンを軸方向に往復
動自在に支持する支持ばねと、前記ピストン軸を介し前
記ピストンを軸方向に往復駆動するリニア駆動装置と、
前記ピストン軸の反ピストン側端部にその可動部が結合
された位置検出器とからなる往復動圧縮機において、フ
レームの内部に形成されその一端が閉じられたシリンダ
からなる第1の構成部と、ピストン,ピストン軸,支持
ばね,リニア駆動装置および位置検出器の可動部からな
る第2の構成部と、位置検出器の固定部からなる第3の
構成部とに分割構成し、第1の構成部のシリンダはその
軸を第2の構成部との結合面を基準面として垂直に形成
し、第2の構成部のピストン,ピストン軸および位置検
出器の可動部はその軸を第1の構成部との結合面を基準
面として垂直に形成し、第2の構成部に位置検出器の可
動部の変位検出器を備えた測定用フレームを取り付け、
この位置検出器の可動部の位置を測定して基準位置と
し、この第2の構成部を第1の構成部にそれらの結合面
を合せて緩く結合してその結合面にそって全周にわたり
微動し、位置検出器の可動部の基準位置のずれのない領
域を測定し、この領域の中央部に第2の構成部を位置さ
せ、第1の構成部に第2の構成部を固く結合してなるこ
とを特徴とする往復動圧縮機。1. A cylinder formed inside a frame, one end of which is closed, a piston which leaves an operating space on a closed side of the cylinder and is inserted into the cylinder via a clearance seal, and a piston shaft of the piston. A support spring coupled to the piston shaft and supporting the piston so as to be able to reciprocate in the axial direction; and a linear drive device that reciprocates the piston in the axial direction via the piston shaft.
A reciprocating compressor comprising a position detector having a movable part coupled to an end of the piston shaft opposite the piston, a first component comprising a cylinder formed inside a frame and having one end closed; , A second component comprising a movable portion of a piston, a piston shaft, a support spring, a linear drive device and a position detector, and a third component comprising a fixed portion of the position detector. The cylinder of the component has its axis formed perpendicularly with the coupling surface with the second component as a reference plane, and the piston of the second component, the piston shaft and the movable part of the position detector have its axis fixed to the first component. A coupling surface with a component is formed vertically as a reference plane, and a measurement frame having a displacement detector of a movable part of the position detector is attached to the second component,
The position of the movable part of the position detector is measured and set as a reference position, and the second component is loosely coupled to the first component by aligning their coupling surfaces and extending along the entire circumference along the coupling surface. Slightly move, measure the area where the reference position of the movable part of the position detector is not shifted, position the second component at the center of this area, and firmly couple the second component to the first component A reciprocating compressor characterized by being made.
されたシリンダと、このシリンダの中央部に作動空間を
残し、前記シリンダ内に一方向からクリアランスシール
を介し挿入された第1のピストンおよびこの第1のピス
トン軸と、このシリンダ内に他方向からクリアランスシ
ールを介し挿入された第2のピストンおよびこの第2の
ピストン軸と、前記第1のピストン軸に結合され、前記
第1のピストンを軸方向に往復動自在に支持する第1の
支持ばねと、前記第1のピストン軸を介し前記第1のピ
ストンを軸方向に往復駆動する第1のリニア駆動装置
と、前記第1のピストン軸の反ピストン側端部にその可
動部が結合された第1の位置検出器と、前記第2のピス
トン軸に結合され、前記第2のピストンを軸方向に往復
動自在に支持する第2の支持ばねと、前記第2のピスト
ン軸の反ピストン側端部にその可動部が結合された第2
の位置検出器とからなる往復動圧縮機において、フレー
ムの内部に形成されその両端が開放されたシリンダから
なる第1の構成部と、第1のピストン,第1のピストン
軸,第1の支持ばね,第1のリニア駆動装置および第1
の位置検出器の可動部からなる第2の構成部と、第1の
位置検出器の固定部からなる第3の構成部と、第2のピ
ストン,第2のピストン軸,第2の支持ばね,第2のリ
ニア駆動装置および第2の位置検出器の可動部からなる
第4の構成部と、第2の位置検出器の固定部からなる第
5の構成部とに分割構成し、第1の構成部のシリンダは
その軸を第2および第4の構成部との結合面を基準面と
してそれぞれに垂直に形成し、第2の構成部の第1のピ
ストン,第1のピストン軸および第1の位置検出器の可
動部はその軸を第1の構成部との結合面を基準面として
垂直に形成し、第4の構成部の第2のピストン,第2の
ピストン軸および第2の位置検出器の可動部はその軸を
第1の構成部との結合面を基準面として垂直に形成し、
第2および第4の構成部にそれぞれ位置検出器の可動部
の変位検出器を備えた測定用フレームを取り付け、これ
ら位置検出器の可動部の位置を測定して基準位置とし、
これら第2および第4の構成部をそれぞれ第1の構成部
にそれらの結合面を合せて緩く結合してその結合面にそ
って全周にわたり微動し、位置検出器の可動部の基準位
置のずれのない領域を測定し、この領域の中央部に第2
および第4の構成部を位置させ、第1の構成部に第2お
よび第4の構成部を固く結合してなることを特徴とする
往復動圧縮機。2. A cylinder formed inside a frame and having both ends opened, a first piston inserted into the cylinder from one direction through a clearance seal while leaving an operating space in the center of the cylinder, and A first piston shaft, a second piston inserted into the cylinder from another direction through a clearance seal, and the second piston shaft; and the first piston shaft coupled to the first piston shaft. Support spring for reciprocally moving the first piston in the axial direction, a first linear driving device for reciprocatingly driving the first piston in the axial direction via the first piston shaft, and the first piston A first position detector having a movable portion coupled to an end of the shaft opposite the piston, and a first position detector coupled to the second piston shaft and supporting the second piston so as to be able to reciprocate in the axial direction. A support spring, the second to the movable part in the counter-piston side end of the second piston shaft is coupled
Reciprocating compressor comprising: a first component formed of a cylinder formed inside a frame and having both ends opened, a first piston, a first piston shaft, and a first support; Spring, first linear drive and first linear drive
A second component comprising a movable portion of the first position detector, a third component comprising a fixed portion of the first position detector, a second piston, a second piston shaft, and a second support spring. , A fourth component comprising a movable portion of the second linear drive device and the second position detector, and a fifth component comprising a fixed portion of the second position detector. The cylinder of the component has its axis formed perpendicularly to the coupling surface with the second and fourth components, respectively, as a reference plane, and the first piston, the first piston shaft, and the first piston of the second component. The movable part of the first position detector has its axis formed perpendicularly with its coupling surface with the first component as a reference plane, and the second piston, the second piston shaft and the second piston of the fourth component. The movable part of the position detector is formed so that its axis is perpendicular to the coupling plane with the first component part as a reference plane,
A measurement frame provided with a displacement detector of the movable part of the position detector is attached to each of the second and fourth components, and the positions of the movable parts of these position detectors are measured and set as reference positions.
These second and fourth components are loosely coupled to the first component with their coupling surfaces aligned and finely moved along the coupling surface over the entire circumference, and the reference position of the movable portion of the position detector is determined. Measure the area without deviation, and place the second part in the center of this area.
A reciprocating compressor, wherein the second component and the fourth component are firmly connected to the first component with the fourth component and the fourth component positioned.
復動圧縮機において、第1の構成部に第2あるいは第4
の構成部をそれらの結合面にそって全周にわたり微動す
る微動機構を設けたことを特徴とする往復動圧縮機。3. The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the first component comprises a second or fourth component.
A reciprocating compressor provided with a fine movement mechanism for finely moving the constituent parts along the connecting surface over the entire circumference.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24498094A JP3257283B2 (en) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | Reciprocating compressor |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24498094A JP3257283B2 (en) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | Reciprocating compressor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08110110A JPH08110110A (en) | 1996-04-30 |
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ID=17126810
Family Applications (1)
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JP24498094A Expired - Fee Related JP3257283B2 (en) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | Reciprocating compressor |
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JP (1) | JP3257283B2 (en) |
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---|---|---|---|---|
CN103671012B (en) * | 2013-11-21 | 2016-03-30 | 中国科学院上海技术物理研究所 | Adopt opposed type moving-coil linear compressor and the manufacture method of long loop axial charging |
-
1994
- 1994-10-11 JP JP24498094A patent/JP3257283B2/en not_active Expired - Fee Related
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