JP3499447B2 - リニア圧縮機 - Google Patents
リニア圧縮機Info
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- linear compressor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
- F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
- F04B35/045—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンの往復運
動方向と直交する方向に荷重がほとんど作用しないリニ
ア圧縮機に係り、特に、ピストンの外周にリニアモータ
部が配設され、リニアモータ部の取り付け精度が良く、
かつ取り付けが容易にできるリニア圧縮機に関する。
動方向と直交する方向に荷重がほとんど作用しないリニ
ア圧縮機に係り、特に、ピストンの外周にリニアモータ
部が配設され、リニアモータ部の取り付け精度が良く、
かつ取り付けが容易にできるリニア圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】冷凍サイクルにおいて、Ｒ２２に代表さ
れるＨＣＦＣ系冷媒は、その物性の安定性からオゾン層
を破壊すると言われている。また、近年では、ＨＣＦＣ
系冷媒の代替冷媒としてＨＦＣ系冷媒が利用されている
が、このＨＦＣ系冷媒は温暖化現象を促進する性質を有
している。そのため、最近では、オゾン層の破壊や温暖
化現象に大きな影響を与えないＨＣ系冷媒が採用され始
めている。しかしながら、このＨＣ系冷媒は可燃性のた
め爆発や発火を防止することが安全性確保の面から必要
であり、このためには、冷媒の使用量を極力少なくする
ことが要請される。一方、ＨＣ系冷媒は、冷媒自体とし
て潤滑性がなく、また潤滑剤に溶け込み易い性質を有す
る。以上のことから、ＨＣ系冷媒を使用する場合にはオ
イルレス又はオイルプアの圧縮機が必要となり、ピスト
ンの軸線と直交する方向に荷重がほとんど作用しないリ
ニア圧縮機が有効となる。
れるＨＣＦＣ系冷媒は、その物性の安定性からオゾン層
を破壊すると言われている。また、近年では、ＨＣＦＣ
系冷媒の代替冷媒としてＨＦＣ系冷媒が利用されている
が、このＨＦＣ系冷媒は温暖化現象を促進する性質を有
している。そのため、最近では、オゾン層の破壊や温暖
化現象に大きな影響を与えないＨＣ系冷媒が採用され始
めている。しかしながら、このＨＣ系冷媒は可燃性のた
め爆発や発火を防止することが安全性確保の面から必要
であり、このためには、冷媒の使用量を極力少なくする
ことが要請される。一方、ＨＣ系冷媒は、冷媒自体とし
て潤滑性がなく、また潤滑剤に溶け込み易い性質を有す
る。以上のことから、ＨＣ系冷媒を使用する場合にはオ
イルレス又はオイルプアの圧縮機が必要となり、ピスト
ンの軸線と直交する方向に荷重がほとんど作用しないリ
ニア圧縮機が有効となる。
【０００３】ここで、ピストンの外周にリニアモータ部
が配設されるリニア圧縮機として、例えば特開平８−１
４４９５４号公報、特開平４−３４７６０号公報、米国
特許第５５２５８４５号公報に示されるものがある。
が配設されるリニア圧縮機として、例えば特開平８−１
４４９５４号公報、特開平４−３４７６０号公報、米国
特許第５５２５８４５号公報に示されるものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のも
のは、リニアモータ部の可動部のピストンへの取付を精
度良く容易に取り付けることについて提案されていな
い。なお、特開平４−３４７６０号公報には、ピストン
端部にフランジ部を設けて、このフランジ部に円筒状の
ボビンを同心状に設けることが記載されている。しか
し、どのようにして同心円になるように設けるのかにつ
いては何ら記載されておらず、また、図１に示されるよ
うにフランジ部は単にボビンをねじ止めするために設け
た構成に過ぎない。従って、同公報記載の技術によって
は、ボビンのピストンへの取付精度を高めることはでき
ないものである。
のは、リニアモータ部の可動部のピストンへの取付を精
度良く容易に取り付けることについて提案されていな
い。なお、特開平４−３４７６０号公報には、ピストン
端部にフランジ部を設けて、このフランジ部に円筒状の
ボビンを同心状に設けることが記載されている。しか
し、どのようにして同心円になるように設けるのかにつ
いては何ら記載されておらず、また、図１に示されるよ
うにフランジ部は単にボビンをねじ止めするために設け
た構成に過ぎない。従って、同公報記載の技術によって
は、ボビンのピストンへの取付精度を高めることはでき
ないものである。
【０００５】そこで本発明は、リニアモータ部の可動部
のピストンへの取付を精度良く容易に取り付けることが
できるリニア圧縮機を提供することを目的とする。ま
た、本発明は特に永久磁石を可動部とする場合に、この
永久磁石の取付を精度良く容易に取り付けることができ
るリニア圧縮機を提供することを目的とする。
のピストンへの取付を精度良く容易に取り付けることが
できるリニア圧縮機を提供することを目的とする。ま
た、本発明は特に永久磁石を可動部とする場合に、この
永久磁石の取付を精度良く容易に取り付けることができ
るリニア圧縮機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
のリニア圧縮機は、密閉容器内に支持機構部によって支
持されるシリンダと、前記シリンダと同一の軸心でその
軸線方向に沿って摺動自在に支持されるピストンと、前
記ピストンに固定される永久磁石及び前記シリンダに固
定されるコイルで磁路を形成して推力を発生させるリニ
アモータ部とを備え、前記リニアモータ部を前記ピスト
ンの外周側に設けるリニア圧縮機であって、前記ピスト
ンに固定される円筒保持部材とこれと同心円の筒体とに
より前記永久磁石を挟持固定することを特徴とする。請
求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のリニア圧縮
機において、前記永久磁石を前記円筒保持部材の外周に
設け、前記筒体を前記永久磁石の外周に設けることを特
徴とする。請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載
のリニア圧縮機において、前記円筒保持部材または前記
筒体を金属材料で構成し、前記円筒保持部材または前記
筒体にスリットを設けることを特徴とする。請求項４に
記載の本発明は、請求項１に記載のリニア圧縮機におい
て、前記ピストンの軸心と同心円に形成される側面部を
有するフランジ部を前記ピストンに設け、前記円筒保持
部材を前記フランジ部の前記側面部に外接させて固定す
ることを特徴とする。請求項５に記載の本発明は、請求
項１に記載のリニア圧縮機において、前記ピストンの軸
心と同心円に形成される側面部と前記ピストンの軸心に
対して垂直に形成される端面部を有するフランジ部を前
記ピストンに設け、前記円筒保持部材を前記フランジ部
の前記側面部及び端面部に外接させて固定することを特
徴とする。請求項６に記載の本発明は、請求項１から請
求項５のいずれかに記載のリニア圧縮機において、前記
シリンダに鍔部を設け、前記鍔部を前記シリンダの軸心
と同心円状に形成し、前記リニアモータ部を構成する前
記コイルを円筒状に形成し、前記コイルを前記シリンダ
の前記鍔部に固定することを特徴とする。請求項７に記
載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載
のリニア圧縮機において、前記シリンダの外周面を前記
シリンダの軸心と同心円状に形成し、前記リニアモータ
部を構成する前記コイルを円筒状に形成し、前記コイル
を前記外周面に外接させて前記シリンダに保持させるこ
とを特徴とする。
のリニア圧縮機は、密閉容器内に支持機構部によって支
持されるシリンダと、前記シリンダと同一の軸心でその
軸線方向に沿って摺動自在に支持されるピストンと、前
記ピストンに固定される永久磁石及び前記シリンダに固
定されるコイルで磁路を形成して推力を発生させるリニ
アモータ部とを備え、前記リニアモータ部を前記ピスト
ンの外周側に設けるリニア圧縮機であって、前記ピスト
ンに固定される円筒保持部材とこれと同心円の筒体とに
より前記永久磁石を挟持固定することを特徴とする。請
求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のリニア圧縮
機において、前記永久磁石を前記円筒保持部材の外周に
設け、前記筒体を前記永久磁石の外周に設けることを特
徴とする。請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載
のリニア圧縮機において、前記円筒保持部材または前記
筒体を金属材料で構成し、前記円筒保持部材または前記
筒体にスリットを設けることを特徴とする。請求項４に
記載の本発明は、請求項１に記載のリニア圧縮機におい
て、前記ピストンの軸心と同心円に形成される側面部を
有するフランジ部を前記ピストンに設け、前記円筒保持
部材を前記フランジ部の前記側面部に外接させて固定す
ることを特徴とする。請求項５に記載の本発明は、請求
項１に記載のリニア圧縮機において、前記ピストンの軸
心と同心円に形成される側面部と前記ピストンの軸心に
対して垂直に形成される端面部を有するフランジ部を前
記ピストンに設け、前記円筒保持部材を前記フランジ部
の前記側面部及び端面部に外接させて固定することを特
徴とする。請求項６に記載の本発明は、請求項１から請
求項５のいずれかに記載のリニア圧縮機において、前記
シリンダに鍔部を設け、前記鍔部を前記シリンダの軸心
と同心円状に形成し、前記リニアモータ部を構成する前
記コイルを円筒状に形成し、前記コイルを前記シリンダ
の前記鍔部に固定することを特徴とする。請求項７に記
載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載
のリニア圧縮機において、前記シリンダの外周面を前記
シリンダの軸心と同心円状に形成し、前記リニアモータ
部を構成する前記コイルを円筒状に形成し、前記コイル
を前記外周面に外接させて前記シリンダに保持させるこ
とを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
リニア圧縮機は、可動部の永久磁石を円筒保持部材とこ
れと同心円状に配置される筒体により挟持する構成によ
り、永久磁石とコイルとの隙間を小さく保持することが
でき、取り付けも容易となり、長期間正常に使用でき
る。すなわち、圧縮機の内部は高温状態になるだけでな
く、冷媒や潤滑油等と接触するために、永久磁石の固定
に接着剤を用いると接着力が低下する問題があり、精度
保持が困難となる。また、ねじ止め等によって永久磁石
を固定すると作業がやり難くなり、作業時間が大となる
問題点がある。円筒保持部材と筒体との挟持により以上
の問題点は解消される。
リニア圧縮機は、可動部の永久磁石を円筒保持部材とこ
れと同心円状に配置される筒体により挟持する構成によ
り、永久磁石とコイルとの隙間を小さく保持することが
でき、取り付けも容易となり、長期間正常に使用でき
る。すなわち、圧縮機の内部は高温状態になるだけでな
く、冷媒や潤滑油等と接触するために、永久磁石の固定
に接着剤を用いると接着力が低下する問題があり、精度
保持が困難となる。また、ねじ止め等によって永久磁石
を固定すると作業がやり難くなり、作業時間が大となる
問題点がある。円筒保持部材と筒体との挟持により以上
の問題点は解消される。
【０００８】本発明の第２の実施の形態は、第１の実施
の形態によるリニア圧縮機において、永久磁石を円筒保
持部材の外周に設け、筒体を永久磁石の外周に設けるこ
とによって、永久磁石の円筒保持部材へ嵌め込みを容易
に行うことができる。
の形態によるリニア圧縮機において、永久磁石を円筒保
持部材の外周に設け、筒体を永久磁石の外周に設けるこ
とによって、永久磁石の円筒保持部材へ嵌め込みを容易
に行うことができる。
【０００９】本発明の第３の実施の形態は、第１の実施
の形態によるリニア圧縮機において、円筒保持部材また
は筒体を金属材料で構成することにより、機械的な強度
を十分に確保でき、これらにスリットを設けることによ
り、渦電流の発生を少なくして性能低下を防止すること
ができる。
の形態によるリニア圧縮機において、円筒保持部材また
は筒体を金属材料で構成することにより、機械的な強度
を十分に確保でき、これらにスリットを設けることによ
り、渦電流の発生を少なくして性能低下を防止すること
ができる。
【００１０】本発明の第４の実施の形態は、第１の実施
の形態によるリニア圧縮機において、ピストンの軸心と
同心円に形成される側面部を有するフランジ部をピスト
ンに設け、この円筒保持部材をフランジ部の側面部に外
接させて固定する構成からなる。この側面部はピストン
と同心円状にあるため、円筒保持部材もピストンに対し
同心円状に設けることができる。また、可動部の組み付
けも容易である。更に、ピストンとリニアモータ部を摺
動方向に並べて配置する構成と比べて、摺動部材を構成
する可動部とピストンの全長を短くできるため、ピスト
ンに多少の傾きが生じたとしても、可動部の隙間に与え
る影響が少なくなり、圧縮機の効率向上に寄与する。
の形態によるリニア圧縮機において、ピストンの軸心と
同心円に形成される側面部を有するフランジ部をピスト
ンに設け、この円筒保持部材をフランジ部の側面部に外
接させて固定する構成からなる。この側面部はピストン
と同心円状にあるため、円筒保持部材もピストンに対し
同心円状に設けることができる。また、可動部の組み付
けも容易である。更に、ピストンとリニアモータ部を摺
動方向に並べて配置する構成と比べて、摺動部材を構成
する可動部とピストンの全長を短くできるため、ピスト
ンに多少の傾きが生じたとしても、可動部の隙間に与え
る影響が少なくなり、圧縮機の効率向上に寄与する。
【００１１】本発明の第５の実施の形態は、第１の実施
の形態によるリニア圧縮機において、ピストンに設けた
フランジ部に側面部とこれに直交する端面部とを有し、
円筒保持部材はこれら側面部及び端面部に外接して固定
される。これ等により円筒保持部材はピストンに対して
同心円状に配置される。また、ピストンとリニアモータ
部を摺動方向に並べて配置する構成と比べて、摺動部材
を構成する可動部とピストンの全長を短くできるため、
ピストンに多少の傾きが生じたとしても、可動部の隙間
に与える影響が少なくなり、圧縮機の効率向上に寄与す
る。
の形態によるリニア圧縮機において、ピストンに設けた
フランジ部に側面部とこれに直交する端面部とを有し、
円筒保持部材はこれら側面部及び端面部に外接して固定
される。これ等により円筒保持部材はピストンに対して
同心円状に配置される。また、ピストンとリニアモータ
部を摺動方向に並べて配置する構成と比べて、摺動部材
を構成する可動部とピストンの全長を短くできるため、
ピストンに多少の傾きが生じたとしても、可動部の隙間
に与える影響が少なくなり、圧縮機の効率向上に寄与す
る。
【００１２】本発明の第６の実施の形態は、第１から第
５の実施の形態によるリニア圧縮機において、リニアモ
ータ部のコイルを円筒状に形成し、シリンダの軸心に同
心の鍔部に固定される構造を採用することによりコイル
をシリンダと同心円状に配置でき、ピストンと同心円状
に配置されている可動部とコイルとの位置関係が正確に
保持され、両者間の隙間を小さくすることができる。こ
れにより圧縮機の効率を高めることができる。
５の実施の形態によるリニア圧縮機において、リニアモ
ータ部のコイルを円筒状に形成し、シリンダの軸心に同
心の鍔部に固定される構造を採用することによりコイル
をシリンダと同心円状に配置でき、ピストンと同心円状
に配置されている可動部とコイルとの位置関係が正確に
保持され、両者間の隙間を小さくすることができる。こ
れにより圧縮機の効率を高めることができる。
【００１３】本発明の第７の実施の形態は、第１から第
５の実施の形態によるリニア圧縮機において、可動部を
円筒状に形成し、このコイルをシリンダの外周面に固定
することにより可動部をシリンダの軸心と同心円状に配
設することができる。そのため、可動部とコイルとが同
心円状になり、その寸法隙間を小さくすることが容易に
でき、圧縮機の効率を高めることができる。
５の実施の形態によるリニア圧縮機において、可動部を
円筒状に形成し、このコイルをシリンダの外周面に固定
することにより可動部をシリンダの軸心と同心円状に配
設することができる。そのため、可動部とコイルとが同
心円状になり、その寸法隙間を小さくすることが容易に
でき、圧縮機の効率を高めることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明のリニア圧縮機の一実施例を図
面に基づいて説明する。まず、図１により、本発明のリ
ニア圧縮機の全体構造を説明する。このリニア圧縮機
は、大別してシリンダ部１０と、ピストン部２０と、リ
ニアモータ部を構成する可動部４０及び固定部５０と、
吐出機構部６０と、バネ機構部７０と、密閉容器８０
と、支持機構部９０等とから構成される。
面に基づいて説明する。まず、図１により、本発明のリ
ニア圧縮機の全体構造を説明する。このリニア圧縮機
は、大別してシリンダ部１０と、ピストン部２０と、リ
ニアモータ部を構成する可動部４０及び固定部５０と、
吐出機構部６０と、バネ機構部７０と、密閉容器８０
と、支持機構部９０等とから構成される。
【００１５】シリンダ部１０は、鍔部１１と、鍔部１１
から図の左方（前方）に向かって膨出するボス部１２
と、ピストン部２０を保持する筒体部１３等を一体構造
に形成したものからなる。ボス部１２の内部には、ピス
トン本体２８を配設した圧縮室を形成する空間部１４が
前端側を開口して形成される。また、鍔部１１側に設け
た吸入口１５は空間部１４内に連通する。また、筒体部
１３の内部に形成されたシリンダ孔１６は空間部１４に
連通すると共に後端側を開口する。また、シリンダ孔１
６の内面には薄肉の金属材料等からなるリング体１７が
嵌着される。なお、本実施例ではシリンダ部１０はアル
ミニウム材で構成したもので、このリング体１７は摺動
性向上のために設けている。
から図の左方（前方）に向かって膨出するボス部１２
と、ピストン部２０を保持する筒体部１３等を一体構造
に形成したものからなる。ボス部１２の内部には、ピス
トン本体２８を配設した圧縮室を形成する空間部１４が
前端側を開口して形成される。また、鍔部１１側に設け
た吸入口１５は空間部１４内に連通する。また、筒体部
１３の内部に形成されたシリンダ孔１６は空間部１４に
連通すると共に後端側を開口する。また、シリンダ孔１
６の内面には薄肉の金属材料等からなるリング体１７が
嵌着される。なお、本実施例ではシリンダ部１０はアル
ミニウム材で構成したもので、このリング体１７は摺動
性向上のために設けている。
【００１６】ピストン部２０は、図１乃至図３に示すよ
うに内孔２１を形成する棒体２２とピストン本体２８等
からなり、本実施例ではアルミニウム材から形成され
る。ピストン部２０をアルミニウム材とすることにより
軽量化でき、後に説明するバネ機構部７０の剛性を低く
することができる。なおピストン２０は、耐摩耗性の観
点からアルミニウム材のみで形成されることは難しい。
従って、本実施例ではピストン部２０は棒体２２及びピ
ストン本体２８の外周に鋼鉄製薄肉ライナ２３を嵌着し
たものからなる。なお、鋼鉄製薄肉ライナ２３はシリン
ダ部１０側のリング体１７に摺動自在に保持されるた
め、両者の相性を吟味して摺動抵抗を極力低減すると共
に両者間の焼き付けを防止する材料設定をすることが重
要である。ピストン部２０の後端にはフランジ部２４が
設けられ、前端にはピストン本体２８が設けられる。な
お、ピストン部２０は以上のように軽量に形成されるた
めバネ機構部７０のバネ剛性が低くてもよく、ピストン
部２０等の作動時における発生応力が小さくなり、耐久
性の向上が図られる。フランジ部２４はピストン部２０
を嵌合する穴２４Ａを中央部に形成すると共にピストン
部２０の軸心と同心円状の側面部２４Ｂと、ピストン部
２０の軸線に対して直交し側面部２４Ｂに隣接して形成
される端面部２４Ｃと、バネ機構部７０と連結する連結
軸部２５を有するものからなる。また、フランジ部２４
には端面部２４Ｃに当接するリング体状の押し板２６が
ボルト２７により連結される。
うに内孔２１を形成する棒体２２とピストン本体２８等
からなり、本実施例ではアルミニウム材から形成され
る。ピストン部２０をアルミニウム材とすることにより
軽量化でき、後に説明するバネ機構部７０の剛性を低く
することができる。なおピストン２０は、耐摩耗性の観
点からアルミニウム材のみで形成されることは難しい。
従って、本実施例ではピストン部２０は棒体２２及びピ
ストン本体２８の外周に鋼鉄製薄肉ライナ２３を嵌着し
たものからなる。なお、鋼鉄製薄肉ライナ２３はシリン
ダ部１０側のリング体１７に摺動自在に保持されるた
め、両者の相性を吟味して摺動抵抗を極力低減すると共
に両者間の焼き付けを防止する材料設定をすることが重
要である。ピストン部２０の後端にはフランジ部２４が
設けられ、前端にはピストン本体２８が設けられる。な
お、ピストン部２０は以上のように軽量に形成されるた
めバネ機構部７０のバネ剛性が低くてもよく、ピストン
部２０等の作動時における発生応力が小さくなり、耐久
性の向上が図られる。フランジ部２４はピストン部２０
を嵌合する穴２４Ａを中央部に形成すると共にピストン
部２０の軸心と同心円状の側面部２４Ｂと、ピストン部
２０の軸線に対して直交し側面部２４Ｂに隣接して形成
される端面部２４Ｃと、バネ機構部７０と連結する連結
軸部２５を有するものからなる。また、フランジ部２４
には端面部２４Ｃに当接するリング体状の押し板２６が
ボルト２７により連結される。
【００１７】ピストン本体２８は図５に示すようにピス
トン部２０の前端の開口部側に設けられる開閉バルブ２
９と、開閉バルブ２９を軸線方向に沿って移動可能に支
持すると共に移動量を規制するストッパ部３０を形成す
るストッパ部材３１等とからなる。その前端の開口部側
にはテーパ面３２が形成される。また、吸入冷媒の通る
複数の貫通孔３３が形成され、貫通孔３３は吸入口１５
にそれぞれ連通する。ストッパ部材３１は、ピストン部
２０の内孔２１内に軸部を嵌着して棒体２２の先端に固
定される。一方、開閉バルブ２９は、ピストン本体２８
のテーパ面３２に当接するテーパ部３４を有し、前端側
に平坦面３５を形成するコーン状部材からなり、ピスト
ン部２０の先端に摺動可能に支持される。また、開閉バ
ルブ２９には適宜間隔を介してストッパ部３０に当接す
る段付面３６が形成される。以上の構造により図５
（ａ），（ｂ）に示すように開閉バルブ２９は前記間隔
の分だけピストン部２０の軸線方向に沿って移動可能で
あり、ピストン部２０の冷媒圧縮方向への移動時には開
閉バルブ２９のテーパ部３４がピストン本体２８のテー
パ面３２に当接し貫通孔３３を閉止する。なお本実施例
では、図１に示すように棒体２２とピストン本体２８と
フランジ部２４をそれぞれ別体で構成しているが、棒体
２２とピストン本体２８を、又は棒体２２とフランジ部
２４を一体で形成することもできる。
トン部２０の前端の開口部側に設けられる開閉バルブ２
９と、開閉バルブ２９を軸線方向に沿って移動可能に支
持すると共に移動量を規制するストッパ部３０を形成す
るストッパ部材３１等とからなる。その前端の開口部側
にはテーパ面３２が形成される。また、吸入冷媒の通る
複数の貫通孔３３が形成され、貫通孔３３は吸入口１５
にそれぞれ連通する。ストッパ部材３１は、ピストン部
２０の内孔２１内に軸部を嵌着して棒体２２の先端に固
定される。一方、開閉バルブ２９は、ピストン本体２８
のテーパ面３２に当接するテーパ部３４を有し、前端側
に平坦面３５を形成するコーン状部材からなり、ピスト
ン部２０の先端に摺動可能に支持される。また、開閉バ
ルブ２９には適宜間隔を介してストッパ部３０に当接す
る段付面３６が形成される。以上の構造により図５
（ａ），（ｂ）に示すように開閉バルブ２９は前記間隔
の分だけピストン部２０の軸線方向に沿って移動可能で
あり、ピストン部２０の冷媒圧縮方向への移動時には開
閉バルブ２９のテーパ部３４がピストン本体２８のテー
パ面３２に当接し貫通孔３３を閉止する。なお本実施例
では、図１に示すように棒体２２とピストン本体２８と
フランジ部２４をそれぞれ別体で構成しているが、棒体
２２とピストン本体２８を、又は棒体２２とフランジ部
２４を一体で形成することもできる。
【００１８】次に、リニアモータ部を説明する。前記し
たように、リニアモータ部は、可動部４０と固定部５０
とからなる。まず、可動部４０は、円筒保持部材４１
と、永久磁石４２と、筒体４３等とから構成される。ま
た、固定部５０は、インナヨーク５１、アウタヨーク５
２、コイル５３等とから構成される。
たように、リニアモータ部は、可動部４０と固定部５０
とからなる。まず、可動部４０は、円筒保持部材４１
と、永久磁石４２と、筒体４３等とから構成される。ま
た、固定部５０は、インナヨーク５１、アウタヨーク５
２、コイル５３等とから構成される。
【００１９】図２は可動部４０及び固定部５０の構造を
説明するための要部拡大断面図である。可動部４０の円
筒保持部材４１、永久磁石４２、筒体４３はすべて円筒
体状のものからなり、ピストン部２０と同心円状に配設
される。円筒保持部材４１は薄肉部材からなり、その後
端側はフランジ部２４の側面部２４Ｂに外接した状態で
配設される。なお、円筒保持部材４１はフランジ部２４
に嵌着するか又は図略の固定手段により固持される。以
上により円筒保持部材４１はピストン部２０と同心円状
に配置される。
説明するための要部拡大断面図である。可動部４０の円
筒保持部材４１、永久磁石４２、筒体４３はすべて円筒
体状のものからなり、ピストン部２０と同心円状に配設
される。円筒保持部材４１は薄肉部材からなり、その後
端側はフランジ部２４の側面部２４Ｂに外接した状態で
配設される。なお、円筒保持部材４１はフランジ部２４
に嵌着するか又は図略の固定手段により固持される。以
上により円筒保持部材４１はピストン部２０と同心円状
に配置される。
【００２０】永久磁石４２は円筒保持部材４１に外接し
て配設される。また、筒体４３は永久磁石４２に外接し
て配設される。なお、本実施例では永久磁石４２は円筒
保持部材４１と筒体４３とにより挟持される。以上によ
り、円筒保持部材４１、永久磁石４２、筒体４３はピス
トン部２０に対し同心円状に高精度に配設される。
て配設される。また、筒体４３は永久磁石４２に外接し
て配設される。なお、本実施例では永久磁石４２は円筒
保持部材４１と筒体４３とにより挟持される。以上によ
り、円筒保持部材４１、永久磁石４２、筒体４３はピス
トン部２０に対し同心円状に高精度に配設される。
【００２１】固定部５０は、前記したようにインナヨー
ク５１と、アウタヨーク５２及びコイル５３からなる。
インナヨーク５１は円筒体からなり、本実施例ではシリ
ンダ部１０の筒体部１３に外接され、鍔部１１に固定さ
れる。なお、インナヨーク５１の外周と円筒保持部材４
１との間には微少隙間が形成される。以上により、イン
ナヨーク５１はシリンダ部１０及びピストン部２０と同
心円状に配置される。一方、アウタヨーク５２は、同じ
く円筒体からなり、筒体４３の外周に微少隙間を形成す
るように配設され、シリンダ部１０の鍔部１１に固定さ
れる。以上により、可動部４０と固定部５０とは同心円
状に高精度に保持される。また、本実施例によるリニア
圧縮機は、リニアモータ部を構成する固定部５０や可動
部４０を、シリンダ部１０やピストン部２０の外周に配
置し、ピストン部２０とリニアモータ部を摺動方向に並
べて配置した構成ではない。従って、摺動部材となるピ
ストン部２０と可動部４０の全長は、摺動方向に並べて
配置するものと比べると、短くすることができ、ピスト
ン部２０に多少の傾きが生じても、固定部５０と可動部
４０との微少隙間は安定保持される。また、コイル５３
はアウタヨーク５２に設けられ、可動部４０の外側に配
置されるため、コイル５３への通電のための配線を密閉
容器８０内に引き回す必要がない。また、インナヨーク
５１をシリンダ部１０に固定し、可動部４０としないこ
とで可動部４０の軽量化を図ることができる。
ク５１と、アウタヨーク５２及びコイル５３からなる。
インナヨーク５１は円筒体からなり、本実施例ではシリ
ンダ部１０の筒体部１３に外接され、鍔部１１に固定さ
れる。なお、インナヨーク５１の外周と円筒保持部材４
１との間には微少隙間が形成される。以上により、イン
ナヨーク５１はシリンダ部１０及びピストン部２０と同
心円状に配置される。一方、アウタヨーク５２は、同じ
く円筒体からなり、筒体４３の外周に微少隙間を形成す
るように配設され、シリンダ部１０の鍔部１１に固定さ
れる。以上により、可動部４０と固定部５０とは同心円
状に高精度に保持される。また、本実施例によるリニア
圧縮機は、リニアモータ部を構成する固定部５０や可動
部４０を、シリンダ部１０やピストン部２０の外周に配
置し、ピストン部２０とリニアモータ部を摺動方向に並
べて配置した構成ではない。従って、摺動部材となるピ
ストン部２０と可動部４０の全長は、摺動方向に並べて
配置するものと比べると、短くすることができ、ピスト
ン部２０に多少の傾きが生じても、固定部５０と可動部
４０との微少隙間は安定保持される。また、コイル５３
はアウタヨーク５２に設けられ、可動部４０の外側に配
置されるため、コイル５３への通電のための配線を密閉
容器８０内に引き回す必要がない。また、インナヨーク
５１をシリンダ部１０に固定し、可動部４０としないこ
とで可動部４０の軽量化を図ることができる。
【００２２】以上のように、可動部４０と固定部５０と
は同心円状に高精度に保持され、可動部４０は軽量化を
図っているため、摺動を円滑に行うことができる。ま
た、永久磁石４２は円筒保持部材４１と筒体４３により
挟持して固定されるため接着剤や止めねじ等は一切使用
されない。よって取り付け作業性が良く、かつ長時間の
精度保持ができる。
は同心円状に高精度に保持され、可動部４０は軽量化を
図っているため、摺動を円滑に行うことができる。ま
た、永久磁石４２は円筒保持部材４１と筒体４３により
挟持して固定されるため接着剤や止めねじ等は一切使用
されない。よって取り付け作業性が良く、かつ長時間の
精度保持ができる。
【００２３】図３は、円筒保持部材の他の実施の形態を
示す。この円筒保持部材４１Ａは図２の円筒保持部材４
１の後端にフランジ面４４を一体的に形成したものから
なる。なお、フランジ面４４はピストン部２０の軸線と
直交する方向に配置される。この円筒保持部材４１Ａは
フランジ部２４の側面部２４Ｂと端面部２４Ｃにより保
持されるものである。すなわち、円筒保持部材４１と同
様に側面部２４Ｂに嵌着されると共に端面部２４Ｃにフ
ランジ面４４を当接し、フランジ面４４に押し板を当接
しボルト２７を締め付けることにより円筒保持部材４１
Ａはフランジ部２４に強固に、かつ高精度に保持され
る。なお、図３において他の構成部分は図２の場合と同
様である。
示す。この円筒保持部材４１Ａは図２の円筒保持部材４
１の後端にフランジ面４４を一体的に形成したものから
なる。なお、フランジ面４４はピストン部２０の軸線と
直交する方向に配置される。この円筒保持部材４１Ａは
フランジ部２４の側面部２４Ｂと端面部２４Ｃにより保
持されるものである。すなわち、円筒保持部材４１と同
様に側面部２４Ｂに嵌着されると共に端面部２４Ｃにフ
ランジ面４４を当接し、フランジ面４４に押し板を当接
しボルト２７を締め付けることにより円筒保持部材４１
Ａはフランジ部２４に強固に、かつ高精度に保持され
る。なお、図３において他の構成部分は図２の場合と同
様である。
【００２４】図４は円筒保持部材４１の詳細構造を示す
ものである。円筒保持部材４１は薄肉の円筒体からな
り、その周囲に永久磁石４２を設けている。円筒保持部
材４１は、図示のように多数本のスリット４５をピスト
ン２０の軸線方向に沿って形成している。円筒保持部材
４１は、このスリット４５によって、渦電流の発生を防
止することができる。なお、同様のスリットを筒体４３
に設けても有効である。
ものである。円筒保持部材４１は薄肉の円筒体からな
り、その周囲に永久磁石４２を設けている。円筒保持部
材４１は、図示のように多数本のスリット４５をピスト
ン２０の軸線方向に沿って形成している。円筒保持部材
４１は、このスリット４５によって、渦電流の発生を防
止することができる。なお、同様のスリットを筒体４３
に設けても有効である。
【００２５】次に図６により吐出機構部６０について説
明する。吐出バルブ支持体６１はシリンダ部１０の前端
に固定され、その中心部には吐出孔６２が形成される。
また、吐出孔６２には吐出バルブ６３が設けられる。マ
フラ６４は吐出バルブ支持体６１に固定される。一方、
渦巻状吐出管６５はその基端側をマフラ６４の吐出口６
６に連結すると共に前端側を吐出管６７に連結してい
る。渦巻状吐出管６５は同図に示すように、パイプ材を
渦巻状に曲げたものからなり、その一部分はシリンダ部
１０やマフラ６４の外周空間に巻回される。
明する。吐出バルブ支持体６１はシリンダ部１０の前端
に固定され、その中心部には吐出孔６２が形成される。
また、吐出孔６２には吐出バルブ６３が設けられる。マ
フラ６４は吐出バルブ支持体６１に固定される。一方、
渦巻状吐出管６５はその基端側をマフラ６４の吐出口６
６に連結すると共に前端側を吐出管６７に連結してい
る。渦巻状吐出管６５は同図に示すように、パイプ材を
渦巻状に曲げたものからなり、その一部分はシリンダ部
１０やマフラ６４の外周空間に巻回される。
【００２６】次に、バネ機構部７０、密閉容器８０、支
持機構部９０について、図１に基づいて説明する。バネ
機構部７０は、後方側に配設される平板状のバネ板７
１，７２からなる。図示のように、バネ板７１，７２は
シリンダ部１０とピストン部２０のそれぞれの後端側に
これ等に架設された状態で配設される。
持機構部９０について、図１に基づいて説明する。バネ
機構部７０は、後方側に配設される平板状のバネ板７
１，７２からなる。図示のように、バネ板７１，７２は
シリンダ部１０とピストン部２０のそれぞれの後端側に
これ等に架設された状態で配設される。
【００２７】密閉容器８０は、後端板８１と前端板８２
とこれ等の間に円筒状の胴体８３を固着した筒体状の容
器からなり、内部に空間部８４を形成する。そして空間
部８４に、リニア圧縮機の構成要素が収納される。ま
た、後端板８１には吸入管８５を、前端板８２には吐出
管６７を設けている。
とこれ等の間に円筒状の胴体８３を固着した筒体状の容
器からなり、内部に空間部８４を形成する。そして空間
部８４に、リニア圧縮機の構成要素が収納される。ま
た、後端板８１には吸入管８５を、前端板８２には吐出
管６７を設けている。
【００２８】支持機構部９０は、後方側コイルバネ９１
と前方側コイルバネ９２とからなる。後方側コイルバネ
９１は、架設板９３と密閉容器８０の後端板８１との間
に、前方側コイルバネ９２は、マフラ６４と密閉容器８
０の前端板８２との間に配設される。なお、後方側コイ
ルバネ９１及び前方側コイルバネ９２は、シリンダ部１
０に伝達される振動を密閉容器８０に伝達するのを防止
するものである。
と前方側コイルバネ９２とからなる。後方側コイルバネ
９１は、架設板９３と密閉容器８０の後端板８１との間
に、前方側コイルバネ９２は、マフラ６４と密閉容器８
０の前端板８２との間に配設される。なお、後方側コイ
ルバネ９１及び前方側コイルバネ９２は、シリンダ部１
０に伝達される振動を密閉容器８０に伝達するのを防止
するものである。
【００２９】次に、本実施例のリニア圧縮機の作用を説
明する。まず、固定部５０のコイル５３に通電すると、
可動部４０の永久磁石４２との間にフレミングの左手の
法則によって電流に比例した推力が発生する。この推力
の発生により可動部４０に軸線方向に沿って後退する駆
動力が作用する。可動部４０の円筒保持部材４１，４１
Ａはフランジ部２４に固持され、フランジ部２４はピス
トン部２０に連結されているため、ピストン部２０が後
退する。ピストン部２０は、シリンダ部１０に摺動自在
に支持されているため、その軸線方向に沿って後退す
る。
明する。まず、固定部５０のコイル５３に通電すると、
可動部４０の永久磁石４２との間にフレミングの左手の
法則によって電流に比例した推力が発生する。この推力
の発生により可動部４０に軸線方向に沿って後退する駆
動力が作用する。可動部４０の円筒保持部材４１，４１
Ａはフランジ部２４に固持され、フランジ部２４はピス
トン部２０に連結されているため、ピストン部２０が後
退する。ピストン部２０は、シリンダ部１０に摺動自在
に支持されているため、その軸線方向に沿って後退す
る。
【００３０】一方、ピストン部２０の後退に伴って開閉
バルブ２９はピストン本体２８に自由に支持されている
ため、ピストン部２０の後退によりその間に隙間が生ず
る。 ここで、コイル５３への通電は、正弦波で与えら
れ、リニアモータ部には正逆の推力が交互に発生する。
そしてこの交互に発生する正逆の推力によってピストン
部２０は往復運動を行うことになる。
バルブ２９はピストン本体２８に自由に支持されている
ため、ピストン部２０の後退によりその間に隙間が生ず
る。 ここで、コイル５３への通電は、正弦波で与えら
れ、リニアモータ部には正逆の推力が交互に発生する。
そしてこの交互に発生する正逆の推力によってピストン
部２０は往復運動を行うことになる。
【００３１】冷媒は、吸入管８５から密閉容器８０内に
導入される。この密閉容器８０内に導入された冷媒は、
シリンダ部１０の吸入口１５からシリンダ部１０の空間
部１４内に導入される。そしてこの冷媒は、ピストン部
２０の後退によって、開閉バルブ２９のテーパ部３４と
ピストン本体２８のテーパ面３２との間に生じる隙間か
ら吸入圧縮室６８内に入る。そして、ピストン部２０の
前進によって吸入圧縮室６８内の冷媒を圧縮する。圧縮
された冷媒は、吐出バルブ６３を開放し、吐出バルブ支
持体６１の吐出孔６２を通って、マフラ６４内に入り、
拡散されて消音され、吐出口６６から渦巻状吐出管６５
内に入り、吐出管６７から外方に吐出される。
導入される。この密閉容器８０内に導入された冷媒は、
シリンダ部１０の吸入口１５からシリンダ部１０の空間
部１４内に導入される。そしてこの冷媒は、ピストン部
２０の後退によって、開閉バルブ２９のテーパ部３４と
ピストン本体２８のテーパ面３２との間に生じる隙間か
ら吸入圧縮室６８内に入る。そして、ピストン部２０の
前進によって吸入圧縮室６８内の冷媒を圧縮する。圧縮
された冷媒は、吐出バルブ６３を開放し、吐出バルブ支
持体６１の吐出孔６２を通って、マフラ６４内に入り、
拡散されて消音され、吐出口６６から渦巻状吐出管６５
内に入り、吐出管６７から外方に吐出される。
【００３２】以上のようなピストン部２０の往復動に伴
って生じるシリンダ部１０の振動は、後方側及び前方側
コイルバネ９１，９２により制振される。
って生じるシリンダ部１０の振動は、後方側及び前方側
コイルバネ９１，９２により制振される。
【００３３】以上説明したように、本発明ではリニアモ
ータ部をピストン部２０の外周に配置し、ピストン部２
０とリニアモータ部を摺動方向に並べて配置した構成で
ないため、可動部４０とピストン部２０とからなる摺動
部の全長が、摺動方向に並べて配置するものと比べると
短くなる。従って、ピストン部２０に多少の傾きが生じ
ても可動部４０への傾きの影響は少ない。また、可動部
４０はピストン部２０に同心円状に保持され、ピストン
部２０の移動と共に同心円状の影響を保持したまま円滑
に移動できる。一方、固定部５０はシリンダ部１０側に
固持されているため、可動部４０と固定部５０との間の
微少隙間の変化はほとんどなく、円滑で、かつ効率的な
ピストン部２０の移動ができる。
ータ部をピストン部２０の外周に配置し、ピストン部２
０とリニアモータ部を摺動方向に並べて配置した構成で
ないため、可動部４０とピストン部２０とからなる摺動
部の全長が、摺動方向に並べて配置するものと比べると
短くなる。従って、ピストン部２０に多少の傾きが生じ
ても可動部４０への傾きの影響は少ない。また、可動部
４０はピストン部２０に同心円状に保持され、ピストン
部２０の移動と共に同心円状の影響を保持したまま円滑
に移動できる。一方、固定部５０はシリンダ部１０側に
固持されているため、可動部４０と固定部５０との間の
微少隙間の変化はほとんどなく、円滑で、かつ効率的な
ピストン部２０の移動ができる。
【００３４】また、可動部４０の永久磁石４２は接着剤
やねじ止めによらず円筒保持部材４１，４１Ａと筒体４
３により挟持して固定する構成を採用しているため、永
久磁石４２の取り付け作業は容易であり、常に安定状態
に保持される。また、円筒保持部材４１や筒体４３にス
リット４５を設けることにより渦電流の発生が低減され
性能低下を防止することができる。以上の説明におい
て、リニア圧縮機を図１に示すものとしたが、詳細構造
については図示のものに限定されるものではない。
やねじ止めによらず円筒保持部材４１，４１Ａと筒体４
３により挟持して固定する構成を採用しているため、永
久磁石４２の取り付け作業は容易であり、常に安定状態
に保持される。また、円筒保持部材４１や筒体４３にス
リット４５を設けることにより渦電流の発生が低減され
性能低下を防止することができる。以上の説明におい
て、リニア圧縮機を図１に示すものとしたが、詳細構造
については図示のものに限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、リニアモータ部の可動
部のピストンの取り付け精度が向上でき、かつコイルと
可動部との間の隙間が常時一定の安定状態に保持できる
ため、ピストン及び吸入機構部の往復動が円滑、かつ安
定状態で行われ、圧縮効率を向上することができる。ま
た、可動部の永久磁石の取り付けも容易に、かつ高精度
で行われ、作業性の向上が図れる。
部のピストンの取り付け精度が向上でき、かつコイルと
可動部との間の隙間が常時一定の安定状態に保持できる
ため、ピストン及び吸入機構部の往復動が円滑、かつ安
定状態で行われ、圧縮効率を向上することができる。ま
た、可動部の永久磁石の取り付けも容易に、かつ高精度
で行われ、作業性の向上が図れる。
【図１】本発明の一実施例によるリニア圧縮機の全体構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図２】同リニア圧縮機のリニアモータ部を示す要部拡
大断面図。
大断面図。
【図３】本発明の他の実施例によるリニアモータ部を示
す要部拡大断面図。
す要部拡大断面図。
【図４】本発明の一実施例によるリニアモータ部の可動
部の筒体を示す要部拡大断面図。
部の筒体を示す要部拡大断面図。
【図５】本発明の一実施例による吸入機構部を示す要部
拡大断面図。
拡大断面図。
【図６】本発明の一実施例による吐出機構部を示す要部
拡大断面図。
拡大断面図。
１０ シリンダ部
１１ 鍔部
１２ ボス部
１３ 筒体部
１４ 空間部
１５ 吸入口
１６ シリンダ孔
１７ リング体
２０ ピストン部
２１ 内孔
２２ 棒体
２３ 鋼鉄製薄肉ライナ
２４ フランジ部
２４Ａ 穴
２４Ｂ 側面部
２４Ｃ 端面部
２５ 連結軸部
２６ 押し板
２７ ボルト
２８ ピストン本体
２９ 開閉バルブ
３０ ストッパ部
３１ ストッパ部材
３２ テーパ面
３３ 貫通孔
３４ テーパ部
３５ 平坦面
３６ 段付面
４０ 可動部
４１ 円筒保持部材
４１Ａ 円筒保持部材
４２ 永久磁石
４３ 筒体
４４ フランジ面
４５ スリット
５０ 固定部
５１ インナヨーク
５２ アウタヨーク
５３ コイル
６０ 吐出機構部
６１ 吐出バルブ支持体
６２ 吐出孔
６３ 吐出バルブ
６４ マフラ
６５ 渦巻状吐出管
６６ 吐出口
６７ 吐出管
６８ 吸入圧縮室
７０ バネ機構部
７１ バネ板
７２ バネ板
８０ 密閉容器
８１ 後端板
８２ 前端板
８３ 胴体
８４ 空間部
８５ 吸入管
９０ 支持機構部
９１ 後方側コイルバネ
９２ 前方側コイルバネ
９３ 架設板
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭59−192873（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−323003（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−209922（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−144954（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−238461（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04B 35/04
H02K 41/02
Claims (7)
- 【請求項１】 密閉容器内に支持機構部によって支持さ
れるシリンダと、前記シリンダと同一の軸心でその軸線
方向に沿って摺動自在に支持されるピストンと、前記ピ
ストンに固定される永久磁石及び前記シリンダに固定さ
れるコイルで磁路を形成して推力を発生させるリニアモ
ータ部とを備え、前記リニアモータ部を前記ピストンの
外周に配置するリニア圧縮機であって、前記ピストンに
固定される円筒保持部材とこれと同心円の筒体とにより
前記永久磁石を挟持固定することを特徴とするリニア圧
縮機。 - 【請求項２】 前記永久磁石を前記円筒保持部材の外周
に設け、前記筒体を前記永久磁石の外周に設けることを
特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。 - 【請求項３】 前記円筒保持部材または前記筒体を金属
材料で構成し、前記円筒保持部材または前記筒体にスリ
ットを設けることを特徴とする請求項１に記載のリニア
圧縮機。 - 【請求項４】 前記ピストンの軸心と同心円に形成され
る側面部を有するフランジ部を前記ピストンに設け、前
記円筒保持部材を前記フランジ部の前記側面部に外接さ
せて固定することを特徴とする請求項１に記載のリニア
圧縮機。 - 【請求項５】 前記ピストンの軸心と同心円に形成され
る側面部と前記ピストンの軸心に対して垂直に形成され
る端面部を有するフランジ部を前記ピストンに設け、前
記円筒保持部材を前記フランジ部の前記側面部及び端面
部に外接させて固定することを特徴とする請求項１に記
載のリニア圧縮機。 - 【請求項６】 前記シリンダに鍔部を設け、前記鍔部を
前記シリンダの軸心と同心円状に形成し、前記リニアモ
ータ部を構成する前記コイルを円筒状に形成し、前記コ
イルを前記鍔部に固定することを特徴とする請求項１か
ら請求項５のいずれかに記載のリニア圧縮機。 - 【請求項７】 前記シリンダの外周面を前記シリンダの
軸心と同心円状に形成し、前記リニアモータ部を構成す
る前記コイルを円筒状に形成し、前記コイルを前記外周
面に外接させて前記シリンダに保持させることを特徴と
する請求項１から請求項５のいずれかに記載のリニア圧
縮機。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23949998A JP3499447B2 (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | リニア圧縮機 |
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