JP3511011B2 - リニア圧縮機のスプリング支持構造 - Google Patents

リニア圧縮機のスプリング支持構造

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JP3511011B2
JP3511011B2 JP2001006665A JP2001006665A JP3511011B2 JP 3511011 B2 JP3511011 B2 JP 3511011B2 JP 2001006665 A JP2001006665 A JP 2001006665A JP 2001006665 A JP2001006665 A JP 2001006665A JP 3511011 B2 JP3511011 B2 JP 3511011B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニア圧縮機に係
るもので、詳しくは、リニアモータの稼動子を弾性支持
する共振スプリングの支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、リニア圧縮機は、クランク軸の
代わりにリニアモータの稼動子を形成するマグネット組
立体にピストンを結合させ、該ピストンを前記マグネッ
ト組立体と一体化させたものであり、図4に示したよう
に、内部底面に所定量のオイルが充填される中空円筒状
の密閉型ケーシングVと、該ケーシングVの内部にスプリ
ング支持構造を備えて軸線方向に設置され、冷媒を吸入
して圧縮及び吐出を行う圧縮ユニットCと、オイルが充
填される前記圧縮ユニットCの外周面側に装着され、圧
縮機の各滑動部にオイルを供給するオイルフィーダーO
と、を備えている。
【０００３】また、リニア圧縮機のスプリング支持構造
を備えた前記圧縮ユニットCにおいては、ほぼ環形のフ
レーム1と、該フレーム1の一方側面に固着された中空円
筒形のカバー2と、前記フレーム1の内部中央に軸線方向
に固着されたシリンダ3と、該シリンダ3の外周面に装着
されて該シリンダ3を支持する内側固定子組立体4A及
び、該内側固定子組立体4Aの外周面に装着されて該内側
固定子組立体4Aと一緒に誘導磁気を形成する外側固定子
組立体4Bと、それら内側及び外側固定子組立体4A、4B間
の間隙に挿入されて直線往復運動を行うマグネットフレ
ーム5aを有したマグネット組立体5と、該マグネット組
立体5に一体に固定され、前記シリンダ3の内部で滑動し
ながら冷媒ガスを吸入及び圧縮させるピストン6と、前
記マグネット組立体5の内部及び前記カバー2の内部に挿
入され、前記マグネット組立体5が前記内側及び外側固
定子組立体4A、4B間の間隙で持続的に共振運動を行うよ
うに誘導する内側及び外側共振スプリング7A、7Bと、を
備えている。
【０００４】さらに、図5に示したように、前記内側及
び外側共振スプリング7A、7Bは、前記マグネットフレー
ム5aの内外両側に、該マグネットフレーム5aの軸線周り
に放射状を成して、前記マグネット組立体5の内部及び
前記カバー2の内部にそれぞれ対向して配置されてい
た。
【０００５】このとき、前記内、外側共振スプリング7
A、7Bの支持構造においては、前記マグネットフレーム5
aの内外両側に、高弾性のコイルスプリングをそれぞれ
１個ずつ配置することもできる。尚、参照番号8は吸入
バルブ、9aは吐出バルブ、9bはバルブスプリング、9cは
吐出カバー、SPは吸入管、DPは吐出管、をそれぞれ示し
たものである。
【０００６】このように構成された従来リニア圧縮機の
動作は以下の通りである。先ず、リニアモータの固定子
である内方及び外方側固定子組立体4A、4Bに電流が印加
されて誘導磁気が発生すると、それらの内方及び外方側
固定子組立体4A、4B間に位置する稼動子のマグネット組
立体5が誘導磁気によって直線往復運動を行い、よっ
て、ピストン6がシリンダ3の内部で直線往復運動を行う
ため、ケーシングVの内部に流入される冷媒ガスは、前
記シリンダ3の内部で圧縮され、吐出バルブ組立体9の吐
出バルブ9aを押して吐出カバー9cの内部に吐出された
後、吐出管DPを通って吐出されるという、一連の過程を
反復して行う。
【０００７】また、このとき、前記内側固定子組立体4A
と外側固定子組立体4Bとの間で誘導磁気によって前記マ
グネット組立体5が軸線方向に直線運動を行うため、該
マグネット組立体5を両方向で支持する前記内側共振ス
プリング7Aと外側共振スプリング7Bとが互いに反対方向
に圧縮及び引張されて、前記マグネット組立体5及びピ
ストン6を往復運動させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、このような従
来リニア圧縮機のスプリング支持構造においては、図5
（A）（B）に示したように、内側及び外側共振スプリン
グ7A、7Bがマグネットフレームの内外両側面に互いに対
向して放射線状に配置されているため、図6に示したよ
うに、圧縮機のスプリング支持構造の軸線方向の長さ
は、内側共振スプリングの長さL1と外側共振スプリング
の長さL2とを合算した全長Lとなり、これによって、圧
縮機全体の軸線方向長さが大きくなって圧縮機の容積が
増大するという不都合があった。
【０００９】本発明は、このような従来の課題に鑑み、
圧縮機の軸線方向の長さを短縮して容積を縮小可能なリ
ニア圧縮機のスプリング支持構造を提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係るリニア圧縮機のスプリング支持構
造は、ケーシングの内部に設置されたフレームと、前記
フレームの内側固定子組立体と外側固定子組立体との間
に挿入されて直線運動を行うマグネット組立体と、前記
フレームの一方側面に固着された中空円筒状のカバー
と、前記マグネット組立体の一方側面に結合されたマグ
ネットフレームと、前記マグネットフレームの一方側面
に結合されて外側共振スプリングの支持部を形成する外
側用スプリング支持体と、前記外側用スプリング支持体
に係合された所定間隔を設けるためのディスクスペーサ
と、前記ディスクスペーサの一方側面に結合されて内側
共振スプリングの支持部を形成する内側用スプリング支
持体とを備え、かつ前記内側共振スプリング及び前記外
側共振スプリングが、圧縮機の軸線方向の長さを短縮す
るために、前記マグネット組立体と前記カバーとの間で
それぞれの前記内側用スプリング支持体及び前記外側用
スプリング支持体の軸線周りに放射状に交互に複数個が
配置され、かつ前記各内側共振スプリングは、隣接する
前記外側共振スプリングの直線状伸縮区間と一部重畳す
るように、即ち一部が重なり合うように配置されている
ことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。本発明の係るリニア圧縮機
のスプリング支持構造おいては、図１に示したように、
ケーシングVの内部に収納設置された弾性フレーム1と、
前記フレーム1の内側固定子組立体4Aと外側固定子組立
体4Bとの間に挿入されて直線運動を行うマグネット組立
体10と、前記フレーム1の一方側面に固着された中空円
筒状のカバー2と、前記マグネット組立体10の一方側面
に結合されたマグネットフレーム11と、前記マグネット
フレーム11の一方側面に結合されて、外側共振スプリン
グ20Bの支持部を形成する外側用スプリング支持体15
と、前記外側用スプリング支持体15に係合されて、所定
間隔を設けるためのディスクスペーサ14と、前記ディス
クスペーサ14の一方側面に結合されて、内側共振スプリ
ング20Aの支持部を形成する内側用スプリング支持体13
と、前記マグネット組立体10と前記カバー2との間で前
記内側用スプリング支持体13及び前記外側用スプリング
支持体15のそれぞれの軸線周りに放射状に互い違いに配
置された複数個の内側共振スプリング20A及び外側共振
スプリング20Bと、を備えている。
【００１２】さらに、前記内側共振スプリング20Aは、
前記内側用スプリング支持体13から突出した内側共振ス
プリング用支持突起11aと前記フレーム1の後側面から突
出した内側共振スプリング用支持突起11aとの間に配置
され、前記外側共振スプリング20Bは、前記外側用スプ
リング支持体15から突出した外側共振スプリング用支持
突起11bと前記カバー2の内側面から突出した外側共振ス
プリング用支持突起11bとの間に配置される。
【００１３】さらに、前記マグネット組立体10の内部中
央にはピストン6が収納され、該ピストン6の後方端に前
記円板型のマグネットフレーム11が結合され、該マグネ
ットフレーム11の外周面にマグネットホールダーが装着
され、かつ該マグネットホールダーに前記各内側及び外
側共振スプリング20A、20Bが配置されている。以下、前
記内側及び外側用スプリング支持体13,15及びディスク
スペーサ14の構成に関して説明する。
【００１４】図2（A）（B）に示したように、前記マグ
ネットフレーム11の一側面に結合される外側用スプリン
グ支持体15は、所定中空状円板15aに形成され、該円板1
5aの外周面には、一定間隔を置いてピストン6側に屈曲
形成された複数個の翼部15bが、前記円板15aと一体形成
され、前記翼部15bの縁部には、外側共振スプリング用
支持突起(11b)がカバー2側に突設されている。
【００１５】同様に、内側用スプリング支持体13は、所
定中空状円板13aに形成され、該円板13aの外周面には、
一定間隔を置いてカバー2側に屈曲形成された複数個の
翼部13bが前記円板13aと一体形成され、前記翼部13bの
縁部には、内側共振スプリング用支持突起11aがピスト
ン6側に突設されている。さらに、前記内側及び外側用
スプリング支持体13,15は、プレス加工を施して一緒に
成形する。
【００１６】また、前記内側及び外側用スプリング支持
体13,15の間には、所定中空状の円板に形成されて、前
記内側及び外側用スプリング支持体13,15の締結を強化
するためのディスクスペーサ14が結合されている。
【００１７】さらに、前記内側及び外側用スプリング支
持体13,15と、フレーム1及びカバー2とに突設される支
持突起11a,11bは、互い違いに配列され、前記各内側共
振スプリング用支持突起11aと各外側共振スプリング用
支持突起11bとは互いに一部の直線状伸縮区間を共有す
るように重畳されて形成される。
【００１８】さらに、前記内側用スプリング支持体13に
突設された内側共振スプリング用支持突起11aと前記フ
レーム1の後側面に突設された内側共振スプリング用支
持突起11aとの間に内側共振スプリング20Aが配置され、
前記外側用スプリング支持体15に突設された外側共振ス
プリング用支持突起11bと前記カバー2の内側面に突設さ
れた外側共振スプリング用支持突起11bとの間に外側共
振スプリング20Bが配置される。
【００１９】このとき、前記内側及び外側共振スプリン
グ20A、20Bは、それぞれ同一弾性を有する圧縮コイルス
プリングを4個ずつ放射状に具備し、各内側共振スプリ
ング20A及び外側共振スプリング20Bは、前記内側及び外
側スプリング支持体13,15の軸線周りに放射状に等間隔
を有して互い違いに配列されて、それら内側及び外側共
振スプリング20A、20Bの弾性伸縮区間の一部が互いに重
畳するように配置されている。
【００２０】参照番号3はシリンダ、6aはガス流路、8は
吸入バルブ、9aは吐出バルブ、9bはバルブスプリング、
9cは吐出カバー、Cは圧縮ユニット、Oはオイルフィーダ
ー、SPは吸入管、DPは吐出管、をそれぞれ示したもので
ある。
【００２１】このように構成された本発明に係るリニア
圧縮機の動作は従来と同様に、リニアモータの固定子で
ある内方及び外方側固定子組立体4A、4Bに電流が印加さ
れて誘導磁気が発生すると、それら内方及び外方側固定
子組立体4A、4B間に挿入されたマグネット組立体10が誘
導磁気によって直線往復運動を行い、よって、ピストン
6がシリンダ3の内部で直線往復運動を行うため、ケーシ
ングVの内部に流入される冷媒ガスは、前記シリンダ3の
内部で圧縮され、吐出バルブ組立体9の吐出バルブ9aを
通って吐出カバー9cの内部に吐出された後、吐出管DPを
介して吐出されるという、一連の過程を反復して行う。
【００２２】このとき、前記内側共振スプリング20Aと
外側共振スプリング20Bとが互い違いに配列され、図3及
び図6に示したように、前記内側共振スプリング20Aの後
方端が前記外側共振スプリング20Bの前方端と一部重畳
して配置されてあるため、前記内側共振スプリング20A
の前方端から前記外側共振スプリング20Bの後方端まで
の長さL'は、前記内側共振スプリング20Aの長さL1と前
記外側共振スプリング20Bの長さL2とを合算した図6の従
来の全体長さLよりも短くなり、そのために、圧縮ユニ
ットの全長が短縮されて、圧縮機ケーシングVの軸線方
向の長さが短縮され、圧縮機の容積を縮小することがで
きる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るリニ
ア圧縮機のスプリング支持構造においては、各3個以上
の内側及び外側共振スプリングを、内側及び外側スプリ
ング支持体の軸線周りに放射状に互い違いに配列し、そ
れら内側及び外側共振スプリングの弾性伸縮区間を隣接
する外側及び内側共振スプリングの弾性伸縮区間と一部
重畳するように配置して、前記内側共振スプリングと外
側共振スプリングとの全長を短縮させる。これによっ
て、圧縮機の軸線方向の長さが短縮され、リニア圧縮機
の容積が縮小されるためにリニア圧縮機の小型化が可能
になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリニア圧縮機の構成を示した縦断
面図である。
【図２】図２（A）は、本発明に係るリニア圧縮機の共
振スプリングの支持状態を示した図２（B）のラインB-B
に沿った断面図である。図２（B）は、本発明に係るリ
ニア圧縮機の共振スプリングの支持状態を示した斜視図
である。
【図３】本発明に係るリニア圧縮機の共振スプリングの
長さを示した略示図である。
【図４】従来リニア圧縮機の構成を示した縦断面図であ
る。
【図５】図５（A）は、従来リニア圧縮機の共振スプリ
ングの支持状態を示した縦断面図である。図５（B）
は、従来のリニア圧縮機の共振スプリングの支持状態を
示した斜視図である。
【図６】従来リニア圧縮機の共振スプリングの長さを示
した略示図である。
【符号の説明】
1…フレーム 2…カバー 4A…内側固定子組立体 4B…外側固定子組立体 6…ピストン 10…マグネット組立体 11…マグネットフレーム 11a…内側共振スプリング用支持突条 11b…外側共振スプリング用支持突条 13…内側用スプリング支持体 14…ディスクスペーサ 15…外側用スプリング支持体 20A…内側共振スプリング 20B…外側共振スプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04B 35/04

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ケーシングの内部に設置されたフレーム
    と、 前記フレームの内側固定子組立体と外側固定子組立体と
    の間に挿入されて直線運動を行うマグネット組立体と、 前記フレームの一方側面に固着された中空円筒状のカバ
    ーと、 前記マグネット組立体の一方側面に結合されたマグネッ
    トフレームと、 前記マグネットフレームの一方側面に結合されて、外側
    共振スプリングの支持部を形成する外側用スプリング支
    持体と、 前記外側用スプリング支持体に係合された、所定間隔を
    設けるためのディスクスペーサと、 前記ディスクスペーサの一方側面に結合されて、内側共
    振スプリングの支持部を形成する内側用スプリング支持
    体とを備え、 前記内側共振スプリング及び前記外側共振スプリング
    は、圧縮機の軸線方向の長さを短縮するために、前記マ
    グネット組立体と前記カバーとの間で、それぞれの前記
    内側用スプリング支持体及び前記外側用スプリング支持
    体の軸線周りに放射状に交互に複数個が配置され、かつ
    前記各内側共振スプリングは、隣接する前記外側共振ス
    プリングの直線状伸縮区間と一部重畳するように配置さ
    れていることを特徴とするリニア圧縮機のスプリング支
    持構造。
  2. 【請求項２】 前記内側及び外側用スプリング支持体の
    外周面には、前記内側及び外側用スプリング支持体の軸
    線周りに、それぞれ放射状に複数個の翼部が形成され、
    該翼部の各縁部には、前記各内側共振スプリング及び外
    側共振スプリングをそれぞれ支持するための複数個の内
    側共振スプリング用支持突起及び外側共振スプリング用
    支持突起が前記各共振スプリングの数だけ突設されてい
    ることを特徴とする請求項１記載のリニア圧縮機のスプ
    リング支持構造。
  3. 【請求項３】 前記内側共振スプリング用支持突起及び
    外側共振スプリング用支持突起は、前記内側及び外側用
    スプリング支持体の軸線周りにそれぞれ放射状に形成さ
    れ、互いに同様な一部重畳する直線状伸縮区間が交互に
    形成されるように配列されていることを特徴とする請求
    項２記載のリニア圧縮機のスプリング支持構造。
  4. 【請求項４】 前記各内側共振スプリング用支持突起
    は、該内側共振スプリング用支持突起同士が同一レベル
    上にそれぞれ形成され、それら内側共振スプリング用支
    持突起と所定のレベル差を有する同一レベル上に前記各
    外側共振スプリング用支持突起がそれぞれ互い違いに形
    成されていることを特徴とする請求項３記載のリニア圧
    縮機のスプリング支持構造。
  5. 【請求項５】 前記内側共振スプリングは、前記内側用
    スプリング支持体から突出した内側共振スプリング用支
    持突起と前記フレームの後側面から突出した内側共振ス
    プリング用支持突起との間に配置され、前記外側共振ス
    プリングは、前記外側用スプリング支持体から突出した
    外側共振スプリング用支持突起と前記カバーの内側面で
    突出した外側共振スプリング用支持突起との間に配置さ
    れていることを特徴とする請求項１記載のリニア圧縮機
    のスプリング支持構造。
  6. 【請求項６】 前記内側共振スプリング及び外側共振ス
    プリングは、それぞれ同様な弾性を有する複数の圧縮コ
    イルスプリングにより構成されていることを特徴とする
    請求項１記載のリニア圧縮機のスプリング支持構造。
  7. 【請求項７】 前記内側共振スプリング及び外側共振ス
    プリングを構成する複数の圧縮コイルスプリングは、そ
    れぞれ４個ずつであることを特徴とする請求項６記載の
    リニア圧縮機のスプリング支持構造。
  8. 【請求項８】 前記複数の内側共振スプリングと外側共
    振スプリングとは、同一レベルの中心上に形成されてい
    ることを特徴とする請求項１記載のリニア圧縮機のスプ
    リング支持構造。
  9. 【請求項９】 前記内側及び外側用スプリング支持体に
    は中空状円板及び翼部がプレス工程により一体化成形さ
    れていることを特徴とする請求項１記載のリニア圧縮機
    のスプリング支持構造。
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