JP4017694B2 - 振動式圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍サイクル等に使用する振動式圧縮機に関し、特に摺動損失の低減、信頼性の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の振動式圧縮機としては、特開平０４−３４７４６０号公報に示されているものがある。以下、図面を参照しながら上記従来の振動式圧縮機の一例を説明する。
【０００３】
従来の構成を図５に示す。図５において、１は密閉ケーシング、２は本体である。本体２は、モーター３、シリンダ４、ピストン５、ブロック６、シリンダヘッド７、共振スプリング８とから構成されており、サスペンションスプリング（図示せず）により、密閉ケーシング１内に弾性支持されている。
【０００４】
またモーター３は、鈍鉄で形成された固定子３ａとコイルで形成された可動子３ｂとから構成されており、固定子３ａには永久磁石３ｃが固定されている。可動子３ｂは可動子連結部材９を介してピストン５に連結固定されている。
【０００５】
１１はピストン５，モーター３の可動子３ｂ，可動子連結部材９とから構成される可動要素であり、１２はシリンダ４，モーター３の固定子３ａ，ブロック６とから構成される固定要素である。
【０００６】
共振スプリング８は、内周部がピストン５に固定され、外周部がブロック６、モーター３の固定子３ａ固定されており、シリンダ４と共振スプリング８により、ピストン５は軸方向に摺動可能なように支持されている。
【０００７】
１０は圧縮室であり、シリンダ４、ピストン５により形成されている。
次に、振動式圧縮機の機構について説明する。交流電源によりモーター３の可動子３ｂ（コイル）に通電すると、この通電により永久磁石３ｃにより発生する磁界との作用により、可動子３ｂ（コイル）に軸方向の往復運動する力が発生する。その力により、可動子３ｂと可動子連結部材９を介して連結固定されたピストン５は、共振スプリング８を変形させながら軸方向に往復運動を繰り返す。
【０００８】
冷却システム（図示せず）からの冷媒ガスは、吸入管（図示せず）を介して、一部の冷媒ガスは密閉ケーシング１内に放出されるが、大部分の冷媒ガスはシリンダヘッド７の低圧室７ａに導かれ、シリンダ４内の圧縮室１０に至る。圧縮室１０に至った冷媒ガスは、上述したピストン５の往復運動により圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、シリンダヘッド７内に配設されている吐出弁（図示せず）を介して一旦シリンダヘッド７内の高圧室７ｂに吐出された後、吐出管（図示せず）を介して冷却システムに吐出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のような構成では、シリンダ４，ピストン５，共振スプリング８の軸心がずれて加工・組み立てされた時には、ピストン５とシリンダ４の摺動部において、局所的な摺動やこじりが発生し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下の可能性があった。
【００１０】
また、ピストン５が固定された共振スプリング８の内周部において、共振スプリング８の半径方向の過大な変形が引き起こされ、共振スプリング８に過大な応力が発生し、共振スプリング８の疲労や破壊といった信頼性低下の可能性があった。
【００１１】
また、上記の可能性を回避するために、部品の加工精度や組立精度を向上させると、部品や圧縮機のコストが高くなる可能性があった。
【００１２】
本発明は、従来の過大を解決するもので、シリンダ，ピストン，共振スプリングの軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止する。また、ピストンが固定された共振スプリングの内周部において、共振スプリングの半径方向の過大な変形を防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止する。
【００１３】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記従来の課題を解決することができる。
【００１４】
また、上記従来のような構成では、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストン５のストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突した際に、ピストン５，シリンダヘッド７，共振スプリング８に過大な衝撃力が作用し、その衝撃力によるピストン５，シリンダヘッド７，共振スプリング８の疲労や破壊といった信頼性低下、及び衝撃力による騒音の増大の可能性があった。
【００１５】
本発明は、従来の課題を解決するもので、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力による共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下、及び衝撃力による騒音の増大を防止する。
【００１６】
また、上記従来のような構成では、シリンダ４，ピストン５，共振スプリング８が傾いて加工・組み立てされた時には、ピストン５とシリンダ４の摺動部において、局所的な摺動やこじりが発生し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下の可能性があった。
【００１７】
また、ピストン５が固定された共振スプリング８が軸方向に対して傾いて変形するため、共振スプリング８に過大な応力が発生し、共振スプリング８の疲労や破壊といった信頼性低下の可能性があった。
【００１８】
また、上記の可能性を回避するために、部品の加工精度や組立精度を向上させると、部品や圧縮機のコストが高くなる可能性があった。
【００１９】
本発明は、従来の課題を解決するもので、シリンダ，ピストン，共振スプリングが傾いて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止する。また、ピストンが固定された共振スプリングが軸方向に傾いて変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止する。
【００２０】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記従来の課題を解決することができる。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明の振動式圧縮機は、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、シリンダとともに圧縮室を形成するピストンと、ピストンと軸方向に連結されたシャフトと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子，ピストン，シャフトなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部が固定要素に固定された共振スプリングとを備え、ピストンは反圧縮室側に凸部を有し、凸部によりピストンとシャフトとが軸方向に連結され、凸部とシャフトとの間には半径方向に隙間を備えるとともに、ピストンとシャフトの連結部における、ピストンの反圧縮室側端面とシャフトの圧縮室側端面の間に、緩衝材を備えた構成である。
【００２２】
これにより、シリンダ，ピストン，共振スプリングの軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止する。また、ピストンが固定された共振スプリングの内周部において、共振スプリングの半径方向の過大な変形を防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止する。
【００２３】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【００２４】
さらに、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力による共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下、及び衝撃力による騒音の増大を防止する。
【００２５】
また、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、シリンダとともに圧縮室を形成し、モーターの可動子が連結されたピストンと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子やピストンなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部に曲率を有するバネ固定部材に固定された共振スプリングと、内周部にバネ固定部材と、同じ又は僅かに大きい曲率半径を有し、バネ固定部材に嵌められて固定要素に固定された曲率部材とから構成されている。
【００２６】
これにより、シリンダ，ピストン，共振スプリングが傾いて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止する。また、ピストンが固定された共振スプリングが軸方向に傾いて変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止する。
【００２７】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、シリンダとともに圧縮室を形成するピストンと、ピストンと軸方向に連結されたシャフトと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子，ピストン，シャフトなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部が固定要素に固定された共振スプリングを備え、ピストンは反圧縮室側に凸部を有し、凸部によりピストンとシャフトとが軸方向に連結され、凸部とシャフトとの間には半径方向に隙間を備えるとともに、ピストンとシャフトの連結部における、ピストンの反圧縮室側端面と、シャフトの圧縮室側端面の間に、緩衝材を備えたものであり、シリンダ，ピストン，共振スプリングの軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止するという作用を有する。
【００２９】
また、ピストンが固定された共振スプリングの内周部において、共振スプリングの半径方向の過大な変形を防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止するという作用を有する。
【００３０】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができるという作用を有する。
【００３１】
さらに、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力によるピストン，シリンダヘッド，共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下を防止し、衝撃による騒音の増大を防止するという作用を有する。
【００３２】
請求項２記載の発明は、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、シリンダとともに圧縮室を形成し、モーターの可動子が連結されたピストンと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子やピストンなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部に曲率を有するバネ固定部材に固定された共振スプリングと、内周部にバネ固定部材と同じ又は僅かに大きい曲率半径を有し、バネ固定部材に嵌められて固定要素に固定された曲率部材を備えたものであり、シリンダ，ピストン，共振スプリングが傾いて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止する。また、ピストンが固定された共振スプリングが軸方向に傾いて変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止するという作用を有する。
【００３３】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができるという作用を有する。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。尚、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
（実施例の形態１）
本発明の実施の形態１について説明する。図１は本発明の実施の形態１による振動式圧縮機の縦断面図であり、図２は図１の要部断面図である。
【００３６】
図１，図２において、１３はシャフトであり、ピストン５の凸部５ａにより軸方向に連結されており、また共振スプリング８の内周部と固定されている。また、ピストン５の凸部５ａはシャフト１３に対して半径方向に隙間を備えている。
【００３７】
以上のように構成された振動式圧縮機において、以下その動作を説明する。
まず、圧縮機運転中の圧縮工程について説明する。可動子３ｂ（コイル）に発生した圧縮室１０側への推力は、可動子連結部材９を介してシャフト１３に伝えられ、シャフト１３の圧縮室１０側の端面１３ａとピストン５の反圧縮室１０側の端面５ｂとが緩衝材１４を介して当接する。
【００３８】
この時、ピストン５の圧縮室１０側はシリンダ４内に嵌められ、またピストン５の凸部５ａはシャフト１３に対して半径方向に隙間を備えているため、ピストン５は、シリンダ４との軸心が一致するようにその凸部５ａが半径方向に可動する。そして、その状態のままピストン５はさらに圧縮室１０側へ可動しながら冷媒ガスを圧縮する。
【００３９】
従って、シリンダ４，ピストン５の軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止できると共に、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００４０】
また、吸入行程時の可動子３ｂ，可動子連結部材９，シャフト１３の反圧縮室１０側への可動により共振スプリング８に蓄えられていた反発力により、シャフト１３に共振スプリング８のたわみ方向に可動する力が作用する。この時も、ピストン５の圧縮室１０側はシリンダ４内に嵌められ、またピストン５の凸部５ａはシャフト１３に対して半径方向に隙間を備えているため、ピストン５は、シリンダ４との軸心が一致するようにその凸部５ａが半径方向に可動する。
【００４１】
従って、シリンダ４，ピストン５，共振スプリング８の軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止できると共に、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００４２】
さらに、共振スプリング８はシャフト１３の軸方向にたわみ、半径方向に過大に変形することもない。そのため、共振スプリング８において、半径方向に過大に変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００４３】
次に、圧縮機運転中の吸入行程について説明する。可動子３ｂ（コイル）に発生した反圧縮室１０側への推力は、可動子連結部材９を介してシャフト１３に伝えられ、シャフト１３の凸部１３ｂとピストン５の凸部５ａの端面５ｃとが当接する。
【００４４】
この時も、ピストン５の圧縮室１０側はシリンダ４内に嵌められ、またピストン５の凸部５ａはシャフト１３に対して半径方向に隙間を備えているため、ピストン５は、シリンダ４との軸心が一致するようにその凸部５ａが半径方向に可動する。そして、その状態のままピストン５はさらに反圧縮室１０側へ可動し、冷媒ガスは圧縮室１０内へ吸入される。
【００４５】
従って、シリンダ４，ピストン５の軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止できると共に、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００４６】
また、圧縮行程時の可動子３ｂ，可動子連結部材９，シャフト１３の圧縮室１０側への可動により共振スプリング８に蓄えられていた反発力により、シャフト１３に共振スプリング８のたわみ方向に可動する力が作用する。この時も、ピストン５の圧縮室１０側はシリンダ４内に嵌められ、またピストン５の凸部５ａはシャフト１３に対して半径方向に隙間を備えているため、ピストン５は、シリンダ４との軸心が一致するようにその凸部５ａが半径方向に可動する。
【００４７】
従って、シリンダ４，ピストン５，共振スプリング８の軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止できると共に、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００４８】
さらに、共振スプリング８はシャフト１３の軸方向にたわみ、半径方向に過大に変形することもない。そのため、共振スプリング８において、半径方向に過大に変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００４９】
さらに、上記の効果は、部品の加工精度や組立精度の向上などによって得ることができるものの、その時には部品や圧縮機のコストが大幅にアップするため、本発明は部品や圧縮機のコストが大幅にアップすることなく上記の効果を得ることができる。
【００５０】
以上のように、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、シリンダとともに圧縮室を形成するピストンと、ピストンと軸方向に連結されたシャフトと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子，ピストン，シャフトなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部が固定要素に固定された共振スプリングとを備え、ピストンは反圧縮室側に凸部を有し、凸部によりピストンとシャフトとが軸方向に連結され、凸部とシャフトとの間には半径方向に隙間を備えたものであるから、これにより、シリンダ，ピストン，共振スプリングの軸心がずれて加工・組み立てされても、圧縮行程および吸入行程の全行程において、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動部やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００５１】
また、ピストンが固定された共振スプリングの内周部において、共振スプリングの半径方向の過大な変形を防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００５２】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【００５３】
尚、本実施例においては、モーター３は永久磁石３ｃ、コイルを用いた可動子３ｂで構成されているが、往復運動を行うモーター構成であれば他の構成のモーターであっても同様に実施可能である。
【００５４】
また本実施例では、可動子連結部材９をシャフト１３に固定しているが、ピストン５に連結固定した構成でも同様に実施可能である。
【００５５】
また本実施例では、共振スプリング８の外周部をブロック６、モーター３の固定子３ａに固定しているが、他の固定要素１２に固定した構成でも同様に実施可能である。
【００５６】
さらに、１４は緩衝材であり、シャフト１３の圧縮室１０側の端面１３ａとピストン５の反圧縮室１０側の端面５ｂとの間に配設されている。
【００５７】
以上のように構成された振動式圧縮機において、以下その動作を説明する。
圧縮機の運転時において、圧縮機の運転圧力条件が変化、例えば高圧圧力や低圧圧力が低下した時など、ピストン５の圧縮室１０側の端面に作用するガス圧荷重が低下し、ピストン５のストローク中心位置が圧縮室１０側へ移動し、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突する。
【００５８】
また、ピストン５のストロークを制御する機構を備えている時など、その運転圧力条件等の変化に対する制御遅れ、又は制御誤りが発生すると、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突する。
【００５９】
以上のようにピストン５がシリンダヘッド７に衝突した際に、ピストン５，シャフト１３を介して、共振スプリング１３に衝撃力が伝搬する。共振スプリング１３は、薄い金属板である板バネが使用されており、衝撃力に対して非常に弱いものである。
【００６０】
しかしながら、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突した際に、ピストン５の反圧縮室１０側の端面５ｂとシャフト１３の圧縮室１０側の端面１３ａ間に緩衝材１４が配設されているため、ピストン５とシリンダヘッド７の衝突により発生する衝撃力はこの緩衝材１４により一部が吸収され、共振スプリング１４に伝搬する衝撃力が弱められる。
【００６１】
また同様に、ピストン５とシリンダヘッド７に作用する衝撃力も弱められる。
従って、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力によるピストン，シリンダヘッド，共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下を防止し、衝撃による騒音の増大を防止することができる。
【００６２】
以上のように、ピストンとシャフトの連結部における、ピストンの反圧縮室側端面とシャフトの圧縮室側端面の間に、緩衝材を備えたものであるから、これにより、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力によるピストン，シリンダヘッド，共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下を防止し、衝撃による騒音の増大を防止することができる。
【００６３】
（実施例の形態２）
本発明の実施の形態２について説明する。図３は本発明の実施の形態２による振動式圧縮機の縦断面図であり、図４は図３の要部拡大図である。
【００６４】
８は共振スプリングであり、板バネ８ａ，バネスペーサー８ｂ，バネ固定部材８ｃとから構成され固定されている。バネ固定部材８ｃは、外周部に曲率部８ｄを備えており、その曲率（Ｒ）の中心は共振スプリング８の中心，即ちピストン５の軸中心とほぼ一致している。
【００６５】
１５は曲率部材であり、固定要素１２であるモーター３の固定子３ａに固定されている。また、その内周部にバネ固定部材８ｃの曲率部８ｄと同じまたは僅かに大きい曲率半径の曲率部１５ａを備えており、バネ固定部材８ｃの曲率部８ｄに嵌められている。
【００６６】
以上のように構成された振動式圧縮機において、以下その動作を説明する。
共振スプリング８は、その外周部の曲率部８ｄと曲率部材１５の曲率部１５ａが嵌められているため、共振スプリング８の中央部を中心として、自由に傾くことができる。そのため、共振スプリング８の中央部で固定されたピストン５もシリンダ４に対して自由に傾くことができる。
【００６７】
そして、共振スプリング８が固定されたピストン５がシリンダ４に対して傾いて組み立てられて運転された時や、圧縮機の運転時においてピストン５とシリンダ４が傾いて摺動しようとした時において、ピストン５と連結固定された共振スプリング８は、シリンダ４に対してピストン５が傾かずに摺動するように曲率部８ｄがその曲率に沿って回転する。
【００６８】
そのため、シリンダ４，ピストン５が相対的に傾斜するように加工・組み立てされたり、何らかの要因により圧縮機の運転中に、シリンダ４に対してピストン５が傾斜しようとしても、ピストン５とシリンダ４に対してピストン５は常に傾斜することなく摺動する。
【００６９】
従って、ピストン５とシリンダ４の摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止できると共に、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００７０】
また逆に、ピストン５がシリンダ４に対して傾かずに摺動しようとすると、ピストン５が固定された共振スプリング８が軸方向対して傾いた変形をしようとする。しかしその時も、ピストン５と連結固定された共振スプリング８は、シリンダ４に対してピストン５が傾かずに摺動するように曲率部８ｄがその曲率に沿って回転し、共振スプリング８は常に軸方向に変形する。
【００７１】
そのため、共振スプリング８が軸方向に対して傾いて変形することによる過大な応力が発生することを防止することができ、共振スプリング８の疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００７２】
さらに、上記の効果は、部品の加工精度や組立精度の向上などによって得ることができるものの、その時には部品や圧縮機のコストが大幅にアップするため、本発明は部品や圧縮機のコストが大幅にアップすることなく上記の効果を得ることができる。
【００７３】
以上のように、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、シリンダとともに圧縮室を形成し、モーターの可動子が連結されたピストンと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子やピストンなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部に曲率を有するバネ固定部材に固定された共振スプリングと、内周部にバネ固定部材と同じ又は僅かに大きい曲率半径を有し、バネ固定部材に嵌められて固定要素に固定された曲率部材を備えたものであり、シリンダ，ピストン，共振スプリングが傾いて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００７４】
また、ピストンが固定された共振スプリングが軸方向に傾いて変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００７５】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【００７６】
尚、本実施例においては、曲率部材１５をモーター３の固定子３ａに固定した構成であるが、他の固定要素１２に固定しても同様に実施可能である。
【００７７】
また、本実施例においては、モーター３は永久磁石３ｃ、コイルを用いた可動子３ｂで構成されているが、往復運動を行うモーター構成であれば他の構成のモーターであっても同様に実施可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、シリンダとともに圧縮室を形成するピストンと、ピストンと軸方向に連結されたシャフトと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素とモーターの可動子，ピストン，シャフトなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部が固定要素に固定された共振スプリングとを備え、ピストンは反圧縮室側に凸部を有し、凸部によりピストンとシャフトとが軸方向に連結され、凸部とシャフトとの間には半径方向に隙間を備えるとともに、ピストンとシャフトの連結部における、ピストンの反圧縮室側端面と、シャフトの圧縮室側端面の間に、緩衝材を備えたものであるから、これにより、シリンダ，ピストン，共振スプリングの軸心がずれて加工・組み立てされても、圧縮行程及び吸入行程の全行程において、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００７９】
また、ピストンが固定された共振スプリングの内周部において、共振スプリングの半径方向の過大な変形を防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００８０】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【００８１】
さらに、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力によるピストン，シリンダヘッド，共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下を防止し、衝撃による騒音の増大を防止することができる。
【００８２】
また、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、シリンダとともに圧縮室を形成し、モーターの可動子が連結されたピストンと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子やピストンなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部に曲率を有するバネ固定部材に固定された共振スプリングと、内周部にバネ固定部材と同じ又は僅かに大きい曲率半径を有し、バネ固定部材に嵌められて固定要素に固定された曲率部材を備えたものであり、シリンダ，ピストン，共振スプリングが傾いて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００８３】
また、ピストンが固定された共振スプリングが軸方向に傾いて変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００８４】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による振動式圧縮機の縦断面図
【図２】 図１の要部断面図
【図３】 本発明の実施の形態２による振動式圧縮機の縦断面図
【図４】 図３の要部拡大図
【図５】 従来の振動式圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
１ 密閉ケーシング
３ モーター
３ａ 固定子
３ｂ 可動子
４ シリンダ
５ ピストン
５ａ 凸部
５ｂ 反圧縮室側端面
８ 共振スプリング
８ｃ バネ固定部材
１０ 圧縮室
１１ 可動要素
１２ 固定要素
１３ シャフト
１３ａ 圧縮室側端面
１４ 緩衝材
１５ 曲率部材
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍サイクル等に使用する振動式圧縮機に関し、特に摺動損失の低減、信頼性の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の振動式圧縮機としては、特開平０４−３４７４６０号公報に示されているものがある。以下、図面を参照しながら上記従来の振動式圧縮機の一例を説明する。
【０００３】
従来の構成を図５に示す。図５において、１は密閉ケーシング、２は本体である。本体２は、モーター３、シリンダ４、ピストン５、ブロック６、シリンダヘッド７、共振スプリング８とから構成されており、サスペンションスプリング（図示せず）により、密閉ケーシング１内に弾性支持されている。
【０００４】
またモーター３は、鈍鉄で形成された固定子３ａとコイルで形成された可動子３ｂとから構成されており、固定子３ａには永久磁石３ｃが固定されている。可動子３ｂは可動子連結部材９を介してピストン５に連結固定されている。
【０００５】
１１はピストン５，モーター３の可動子３ｂ，可動子連結部材９とから構成される可動要素であり、１２はシリンダ４，モーター３の固定子３ａ，ブロック６とから構成される固定要素である。
【０００６】
共振スプリング８は、内周部がピストン５に固定され、外周部がブロック６、モーター３の固定子３ａ固定されており、シリンダ４と共振スプリング８により、ピストン５は軸方向に摺動可能なように支持されている。
【０００７】
１０は圧縮室であり、シリンダ４、ピストン５により形成されている。
次に、振動式圧縮機の機構について説明する。交流電源によりモーター３の可動子３ｂ（コイル）に通電すると、この通電により永久磁石３ｃにより発生する磁界との作用により、可動子３ｂ（コイル）に軸方向の往復運動する力が発生する。その力により、可動子３ｂと可動子連結部材９を介して連結固定されたピストン５は、共振スプリング８を変形させながら軸方向に往復運動を繰り返す。
【０００８】
冷却システム（図示せず）からの冷媒ガスは、吸入管（図示せず）を介して、一部の冷媒ガスは密閉ケーシング１内に放出されるが、大部分の冷媒ガスはシリンダヘッド７の低圧室７ａに導かれ、シリンダ４内の圧縮室１０に至る。圧縮室１０に至った冷媒ガスは、上述したピストン５の往復運動により圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、シリンダヘッド７内に配設されている吐出弁（図示せず）を介して一旦シリンダヘッド７内の高圧室７ｂに吐出された後、吐出管（図示せず）を介して冷却システムに吐出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のような構成では、シリンダ４，ピストン５，共振スプリング８の軸心がずれて加工・組み立てされた時には、ピストン５とシリンダ４の摺動部において、局所的な摺動やこじりが発生し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下の可能性があった。
【００１０】
また、ピストン５が固定された共振スプリング８の内周部において、共振スプリング８の半径方向の過大な変形が引き起こされ、共振スプリング８に過大な応力が発生し、共振スプリング８の疲労や破壊といった信頼性低下の可能性があった。
【００１１】
また、上記の可能性を回避するために、部品の加工精度や組立精度を向上させると、部品や圧縮機のコストが高くなる可能性があった。
【００１２】
本発明は、従来の過大を解決するもので、シリンダ，ピストン，共振スプリングの軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止する。また、ピストンが固定された共振スプリングの内周部において、共振スプリングの半径方向の過大な変形を防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止する。
【００１３】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記従来の課題を解決することができる。
【００１４】
また、上記従来のような構成では、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストン５のストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突した際に、ピストン５，シリンダヘッド７，共振スプリング８に過大な衝撃力が作用し、その衝撃力によるピストン５，シリンダヘッド７，共振スプリング８の疲労や破壊といった信頼性低下、及び衝撃力による騒音の増大の可能性があった。
【００１５】
本発明は、従来の課題を解決するもので、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力による共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下、及び衝撃力による騒音の増大を防止する。
【００１６】
また、上記従来のような構成では、シリンダ４，ピストン５，共振スプリング８が傾いて加工・組み立てされた時には、ピストン５とシリンダ４の摺動部において、局所的な摺動やこじりが発生し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下の可能性があった。
【００１７】
また、ピストン５が固定された共振スプリング８が軸方向に対して傾いて変形するため、共振スプリング８に過大な応力が発生し、共振スプリング８の疲労や破壊といった信頼性低下の可能性があった。
【００１８】
また、上記の可能性を回避するために、部品の加工精度や組立精度を向上させると、部品や圧縮機のコストが高くなる可能性があった。
【００１９】
本発明は、従来の課題を解決するもので、シリンダ，ピストン，共振スプリングが傾いて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止する。また、ピストンが固定された共振スプリングが軸方向に傾いて変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止する。
【００２０】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記従来の課題を解決することができる。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明の振動式圧縮機は、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、シリンダとともに圧縮室を形成するピストンと、ピストンと軸方向に連結されたシャフトと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子，ピストン，シャフトなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部が固定要素に固定された共振スプリングとを備え、ピストンは反圧縮室側に凸部を有し、凸部によりピストンとシャフトとが軸方向に連結され、凸部とシャフトとの間には半径方向に隙間を備えるとともに、ピストンとシャフトの連結部における、ピストンの反圧縮室側端面とシャフトの圧縮室側端面の間に、緩衝材を備えた構成である。
【００２２】
これにより、シリンダ，ピストン，共振スプリングの軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止する。また、ピストンが固定された共振スプリングの内周部において、共振スプリングの半径方向の過大な変形を防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止する。
【００２３】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【００２４】
さらに、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力による共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下、及び衝撃力による騒音の増大を防止する。
【００２５】
また、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、シリンダとともに圧縮室を形成し、モーターの可動子が連結されたピストンと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子やピストンなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部に曲率を有するバネ固定部材に固定された共振スプリングと、内周部にバネ固定部材と、同じ又は僅かに大きい曲率半径を有し、バネ固定部材に嵌められて固定要素に固定された曲率部材とから構成されている。
【００２６】
これにより、シリンダ，ピストン，共振スプリングが傾いて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止する。また、ピストンが固定された共振スプリングが軸方向に傾いて変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止する。
【００２７】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、シリンダとともに圧縮室を形成するピストンと、ピストンと軸方向に連結されたシャフトと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子，ピストン，シャフトなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部が固定要素に固定された共振スプリングを備え、ピストンは反圧縮室側に凸部を有し、凸部によりピストンとシャフトとが軸方向に連結され、凸部とシャフトとの間には半径方向に隙間を備えるとともに、ピストンとシャフトの連結部における、ピストンの反圧縮室側端面と、シャフトの圧縮室側端面の間に、緩衝材を備えたものであり、シリンダ，ピストン，共振スプリングの軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止するという作用を有する。
【００２９】
また、ピストンが固定された共振スプリングの内周部において、共振スプリングの半径方向の過大な変形を防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止するという作用を有する。
【００３０】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができるという作用を有する。
【００３１】
さらに、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力によるピストン，シリンダヘッド，共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下を防止し、衝撃による騒音の増大を防止するという作用を有する。
【００３２】
請求項２記載の発明は、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、シリンダとともに圧縮室を形成し、モーターの可動子が連結されたピストンと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子やピストンなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部に曲率を有するバネ固定部材に固定された共振スプリングと、内周部にバネ固定部材と同じ又は僅かに大きい曲率半径を有し、バネ固定部材に嵌められて固定要素に固定された曲率部材を備えたものであり、シリンダ，ピストン，共振スプリングが傾いて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止する。また、ピストンが固定された共振スプリングが軸方向に傾いて変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止するという作用を有する。
【００３３】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができるという作用を有する。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。尚、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
（実施例の形態１）
本発明の実施の形態１について説明する。図１は本発明の実施の形態１による振動式圧縮機の縦断面図であり、図２は図１の要部断面図である。
【００３６】
図１，図２において、１３はシャフトであり、ピストン５の凸部５ａにより軸方向に連結されており、また共振スプリング８の内周部と固定されている。また、ピストン５の凸部５ａはシャフト１３に対して半径方向に隙間を備えている。
【００３７】
以上のように構成された振動式圧縮機において、以下その動作を説明する。
まず、圧縮機運転中の圧縮工程について説明する。可動子３ｂ（コイル）に発生した圧縮室１０側への推力は、可動子連結部材９を介してシャフト１３に伝えられ、シャフト１３の圧縮室１０側の端面１３ａとピストン５の反圧縮室１０側の端面５ｂとが緩衝材１４を介して当接する。
【００３８】
この時、ピストン５の圧縮室１０側はシリンダ４内に嵌められ、またピストン５の凸部５ａはシャフト１３に対して半径方向に隙間を備えているため、ピストン５は、シリンダ４との軸心が一致するようにその凸部５ａが半径方向に可動する。そして、その状態のままピストン５はさらに圧縮室１０側へ可動しながら冷媒ガスを圧縮する。
【００３９】
従って、シリンダ４，ピストン５の軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止できると共に、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００４０】
また、吸入行程時の可動子３ｂ，可動子連結部材９，シャフト１３の反圧縮室１０側への可動により共振スプリング８に蓄えられていた反発力により、シャフト１３に共振スプリング８のたわみ方向に可動する力が作用する。この時も、ピストン５の圧縮室１０側はシリンダ４内に嵌められ、またピストン５の凸部５ａはシャフト１３に対して半径方向に隙間を備えているため、ピストン５は、シリンダ４との軸心が一致するようにその凸部５ａが半径方向に可動する。
【００４１】
従って、シリンダ４，ピストン５，共振スプリング８の軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止できると共に、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００４２】
さらに、共振スプリング８はシャフト１３の軸方向にたわみ、半径方向に過大に変形することもない。そのため、共振スプリング８において、半径方向に過大に変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００４３】
次に、圧縮機運転中の吸入行程について説明する。可動子３ｂ（コイル）に発生した反圧縮室１０側への推力は、可動子連結部材９を介してシャフト１３に伝えられ、シャフト１３の凸部１３ｂとピストン５の凸部５ａの端面５ｃとが当接する。
【００４４】
この時も、ピストン５の圧縮室１０側はシリンダ４内に嵌められ、またピストン５の凸部５ａはシャフト１３に対して半径方向に隙間を備えているため、ピストン５は、シリンダ４との軸心が一致するようにその凸部５ａが半径方向に可動する。そして、その状態のままピストン５はさらに反圧縮室１０側へ可動し、冷媒ガスは圧縮室１０内へ吸入される。
【００４５】
従って、シリンダ４，ピストン５の軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止できると共に、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００４６】
また、圧縮行程時の可動子３ｂ，可動子連結部材９，シャフト１３の圧縮室１０側への可動により共振スプリング８に蓄えられていた反発力により、シャフト１３に共振スプリング８のたわみ方向に可動する力が作用する。この時も、ピストン５の圧縮室１０側はシリンダ４内に嵌められ、またピストン５の凸部５ａはシャフト１３に対して半径方向に隙間を備えているため、ピストン５は、シリンダ４との軸心が一致するようにその凸部５ａが半径方向に可動する。
【００４７】
従って、シリンダ４，ピストン５，共振スプリング８の軸心がずれて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止できると共に、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００４８】
さらに、共振スプリング８はシャフト１３の軸方向にたわみ、半径方向に過大に変形することもない。そのため、共振スプリング８において、半径方向に過大に変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００４９】
さらに、上記の効果は、部品の加工精度や組立精度の向上などによって得ることができるものの、その時には部品や圧縮機のコストが大幅にアップするため、本発明は部品や圧縮機のコストが大幅にアップすることなく上記の効果を得ることができる。
【００５０】
以上のように、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、シリンダとともに圧縮室を形成するピストンと、ピストンと軸方向に連結されたシャフトと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子，ピストン，シャフトなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部が固定要素に固定された共振スプリングとを備え、ピストンは反圧縮室側に凸部を有し、凸部によりピストンとシャフトとが軸方向に連結され、凸部とシャフトとの間には半径方向に隙間を備えたものであるから、これにより、シリンダ，ピストン，共振スプリングの軸心がずれて加工・組み立てされても、圧縮行程および吸入行程の全行程において、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動部やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００５１】
また、ピストンが固定された共振スプリングの内周部において、共振スプリングの半径方向の過大な変形を防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００５２】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【００５３】
尚、本実施例においては、モーター３は永久磁石３ｃ、コイルを用いた可動子３ｂで構成されているが、往復運動を行うモーター構成であれば他の構成のモーターであっても同様に実施可能である。
【００５４】
また本実施例では、可動子連結部材９をシャフト１３に固定しているが、ピストン５に連結固定した構成でも同様に実施可能である。
【００５５】
また本実施例では、共振スプリング８の外周部をブロック６、モーター３の固定子３ａに固定しているが、他の固定要素１２に固定した構成でも同様に実施可能である。
【００５６】
さらに、１４は緩衝材であり、シャフト１３の圧縮室１０側の端面１３ａとピストン５の反圧縮室１０側の端面５ｂとの間に配設されている。
【００５７】
以上のように構成された振動式圧縮機において、以下その動作を説明する。
圧縮機の運転時において、圧縮機の運転圧力条件が変化、例えば高圧圧力や低圧圧力が低下した時など、ピストン５の圧縮室１０側の端面に作用するガス圧荷重が低下し、ピストン５のストローク中心位置が圧縮室１０側へ移動し、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突する。
【００５８】
また、ピストン５のストロークを制御する機構を備えている時など、その運転圧力条件等の変化に対する制御遅れ、又は制御誤りが発生すると、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突する。
【００５９】
以上のようにピストン５がシリンダヘッド７に衝突した際に、ピストン５，シャフト１３を介して、共振スプリング１３に衝撃力が伝搬する。共振スプリング１３は、薄い金属板である板バネが使用されており、衝撃力に対して非常に弱いものである。
【００６０】
しかしながら、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突した際に、ピストン５の反圧縮室１０側の端面５ｂとシャフト１３の圧縮室１０側の端面１３ａ間に緩衝材１４が配設されているため、ピストン５とシリンダヘッド７の衝突により発生する衝撃力はこの緩衝材１４により一部が吸収され、共振スプリング１４に伝搬する衝撃力が弱められる。
【００６１】
また同様に、ピストン５とシリンダヘッド７に作用する衝撃力も弱められる。
従って、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力によるピストン，シリンダヘッド，共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下を防止し、衝撃による騒音の増大を防止することができる。
【００６２】
以上のように、ピストンとシャフトの連結部における、ピストンの反圧縮室側端面とシャフトの圧縮室側端面の間に、緩衝材を備えたものであるから、これにより、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力によるピストン，シリンダヘッド，共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下を防止し、衝撃による騒音の増大を防止することができる。
【００６３】
（実施例の形態２）
本発明の実施の形態２について説明する。図３は本発明の実施の形態２による振動式圧縮機の縦断面図であり、図４は図３の要部拡大図である。
【００６４】
８は共振スプリングであり、板バネ８ａ，バネスペーサー８ｂ，バネ固定部材８ｃとから構成され固定されている。バネ固定部材８ｃは、外周部に曲率部８ｄを備えており、その曲率（Ｒ）の中心は共振スプリング８の中心，即ちピストン５の軸中心とほぼ一致している。
【００６５】
１５は曲率部材であり、固定要素１２であるモーター３の固定子３ａに固定されている。また、その内周部にバネ固定部材８ｃの曲率部８ｄと同じまたは僅かに大きい曲率半径の曲率部１５ａを備えており、バネ固定部材８ｃの曲率部８ｄに嵌められている。
【００６６】
以上のように構成された振動式圧縮機において、以下その動作を説明する。
共振スプリング８は、その外周部の曲率部８ｄと曲率部材１５の曲率部１５ａが嵌められているため、共振スプリング８の中央部を中心として、自由に傾くことができる。そのため、共振スプリング８の中央部で固定されたピストン５もシリンダ４に対して自由に傾くことができる。
【００６７】
そして、共振スプリング８が固定されたピストン５がシリンダ４に対して傾いて組み立てられて運転された時や、圧縮機の運転時においてピストン５とシリンダ４が傾いて摺動しようとした時において、ピストン５と連結固定された共振スプリング８は、シリンダ４に対してピストン５が傾かずに摺動するように曲率部８ｄがその曲率に沿って回転する。
【００６８】
そのため、シリンダ４，ピストン５が相対的に傾斜するように加工・組み立てされたり、何らかの要因により圧縮機の運転中に、シリンダ４に対してピストン５が傾斜しようとしても、ピストン５とシリンダ４に対してピストン５は常に傾斜することなく摺動する。
【００６９】
従って、ピストン５とシリンダ４の摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止できると共に、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００７０】
また逆に、ピストン５がシリンダ４に対して傾かずに摺動しようとすると、ピストン５が固定された共振スプリング８が軸方向対して傾いた変形をしようとする。しかしその時も、ピストン５と連結固定された共振スプリング８は、シリンダ４に対してピストン５が傾かずに摺動するように曲率部８ｄがその曲率に沿って回転し、共振スプリング８は常に軸方向に変形する。
【００７１】
そのため、共振スプリング８が軸方向に対して傾いて変形することによる過大な応力が発生することを防止することができ、共振スプリング８の疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００７２】
さらに、上記の効果は、部品の加工精度や組立精度の向上などによって得ることができるものの、その時には部品や圧縮機のコストが大幅にアップするため、本発明は部品や圧縮機のコストが大幅にアップすることなく上記の効果を得ることができる。
【００７３】
以上のように、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、シリンダとともに圧縮室を形成し、モーターの可動子が連結されたピストンと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子やピストンなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部に曲率を有するバネ固定部材に固定された共振スプリングと、内周部にバネ固定部材と同じ又は僅かに大きい曲率半径を有し、バネ固定部材に嵌められて固定要素に固定された曲率部材を備えたものであり、シリンダ，ピストン，共振スプリングが傾いて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００７４】
また、ピストンが固定された共振スプリングが軸方向に傾いて変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００７５】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【００７６】
尚、本実施例においては、曲率部材１５をモーター３の固定子３ａに固定した構成であるが、他の固定要素１２に固定しても同様に実施可能である。
【００７７】
また、本実施例においては、モーター３は永久磁石３ｃ、コイルを用いた可動子３ｂで構成されているが、往復運動を行うモーター構成であれば他の構成のモーターであっても同様に実施可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、シリンダとともに圧縮室を形成するピストンと、ピストンと軸方向に連結されたシャフトと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素とモーターの可動子，ピストン，シャフトなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部が固定要素に固定された共振スプリングとを備え、ピストンは反圧縮室側に凸部を有し、凸部によりピストンとシャフトとが軸方向に連結され、凸部とシャフトとの間には半径方向に隙間を備えるとともに、ピストンとシャフトの連結部における、ピストンの反圧縮室側端面と、シャフトの圧縮室側端面の間に、緩衝材を備えたものであるから、これにより、シリンダ，ピストン，共振スプリングの軸心がずれて加工・組み立てされても、圧縮行程及び吸入行程の全行程において、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００７９】
また、ピストンが固定された共振スプリングの内周部において、共振スプリングの半径方向の過大な変形を防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００８０】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【００８１】
さらに、圧縮機の運転圧力条件の変化や、ピストンのストローク制御時などにおける制御遅れ，制御誤りが発生し、ピストンがシリンダヘッドに衝突した際に、ピストン，シリンダヘッド，共振スプリングに過大な衝撃力が作用することを防止し、その衝撃力によるピストン，シリンダヘッド，共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性の低下を防止し、衝撃による騒音の増大を防止することができる。
【００８２】
また、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、シリンダとともに圧縮室を形成し、モーターの可動子が連結されたピストンと、シリンダやモーターの固定子などにより構成された固定要素と、モーターの可動子やピストンなどにより構成された可動要素と、内周部が可動要素に固定され、外周部に曲率を有するバネ固定部材に固定された共振スプリングと、内周部にバネ固定部材と同じ又は僅かに大きい曲率半径を有し、バネ固定部材に嵌められて固定要素に固定された曲率部材を備えたものであり、シリンダ，ピストン，共振スプリングが傾いて加工・組み立てされても、ピストンとシリンダの摺動部における局所的な摺動やこじりの発生を防止し、摺動損失の増大による圧縮機の効率低下や、摺動部の摩耗といった信頼性低下を防止することができる。
【００８３】
また、ピストンが固定された共振スプリングが軸方向に傾いて変形することを防止し、共振スプリングに過大な応力が発生することを防止することにより、共振スプリングの疲労や破壊といった信頼性低下を防止することができる。
【００８４】
さらに、部品の加工精度や組立精度の向上により大幅にコストアップすることなく、上記の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による振動式圧縮機の縦断面図
【図２】 図１の要部断面図
【図３】 本発明の実施の形態２による振動式圧縮機の縦断面図
【図４】 図３の要部拡大図
【図５】 従来の振動式圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
１ 密閉ケーシング
３ モーター
３ａ 固定子
３ｂ 可動子
４ シリンダ
５ ピストン
５ａ 凸部
５ｂ 反圧縮室側端面
８ 共振スプリング
８ｃ バネ固定部材
１０ 圧縮室
１１ 可動要素
１２ 固定要素
１３ シャフト
１３ａ 圧縮室側端面
１４ 緩衝材
１５ 曲率部材
Claims (2)
- 密閉ケーシングと、前記密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、前記シリンダとともに圧縮室を形成するピストンと、前記ピストンと軸方向に連結されたシャフトと、前記シリンダや前記モーターの固定子などにより構成された固定要素と、前記モーターの可動子，前記ピストン，前記シャフトなどにより構成された可動要素と、内周部が前記可動要素に固定され、外周部が前記固定要素に固定された共振スプリングとを備え、前記ピストンは反圧縮室側に凸部を有し、前記凸部により前記ピストンと前記シャフトとが軸方向に連結され、前記凸部と前記シャフトとの間には半径方向に隙間を備えるとともに、ピストンとシャフトの連結部における、前記ピストンの反圧縮室側端面と、前記シャフトの圧縮室側端面の間に、緩衝材を備えた振動式圧縮機。
- 密閉ケーシングと、前記密閉ケーシング内に収納されたシリンダと、前記シリンダとともに圧縮室を形成し、前記モーターの可動子が連結されたピストンと、前記シリンダや前記モーターの固定子などにより構成された固定要素と、前記モーターの可動子や前記ピストンなどにより構成された可動要素と、内周部が前記可動要素に固定され、外周部に曲率を有するバネ固定部材に固定された共振スプリングと、内周部に前記バネ固定部材と同じ又は僅かに大きい曲率半径を有し、前記バネ固定部材に嵌められて前記固定要素に固定された曲率部材とからなる振動式圧縮機。
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