DE60310191T2 - Linearmotor und diesen verwendender linear-kompressor - Google Patents

Linearmotor und diesen verwendender linear-kompressor Download PDF

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Ko Fujisawa-shi INAGAKI
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Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Linearmotor und einen diesen verwendenden Linearkompressor, der in einem Kältezyklus oder dergleichen verwendet wird.
  • Technischer Hintergrund
  • In den letzten Jahren steigt das Bedürfnis für einen hohen Wirkungsgrad bei Kühlgeräten immer mehr an. Für dieses Bedürfnis wird von einem Kompressor, der einen Linearmotor verwendet, eine drastische Verringerung des Gleitverlusts erwartet, weil er einen einfachen mechanischen Aufbau besitzt. Daher wird der Kompressor breit eingesetzt, um den Wirkungsgrad von Kühlgeräten zu steigern. Ein herkömmlicher Linearkompressor wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
  • 21 ist eine geschnittene Ansicht eines herkömmlichen Linearkompressors. Ein geschlossenes Gehäuse (das als „Gehäuse" bezeichnet werden wird) 1 beherbergt einen Körper 3, der einen Linearmotor 2 besitzt und Schmieröl 4 bereit hält.
  • Der Linearmotor 2 ist aus einem Stator 9 und einem Läufer 12 aufgebaut. Der Stator 9 besteht aus einer ersten Schicht von Siliciumstahlblech (die als „Stahlblechschicht" bezeichnet werden wird) 6 in Gestalt eines Hohlzylinders und einer zweiten Schicht von Siliciumstahlblech (die als „Stahlblechschicht" bezeichnet werden wird) 8 in Gestalt eines Hohlzylinders, die mit einer Spule 7 versehen und in einem vorbestimmten Abstand vom Aussenumfang der Stahlblechschicht 6 ausgebildet ist. Die beiden Stahlblechschichten 6 und 8 werden in einem Rahmen 5 gehalten. Der Läufer 12 ist lose zwischen die Stahlblechschicht 6 und die Stahlblechschicht 8 eingefügt und als Hohlzylinder gestaltet, indem eine Mehrzahl von Magneten 11 am distalen Endabschnitt einer aus einem nicht magnetischen Material bestehenden Magnetkapsel 10 angefügt werden. Hier bestehen die Magneten 11 allgemein aus einem magnetischen Material eines Seltenerdelements wie Neodymium, das ein ferromagnetisches Feld besitzt, und sind in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Hin- und Herbewegung des Läufers 12 magnetisiert.
  • Ein Zylinder 14 mit einer zylindrischen Bohrung und ein Kolben 15, der hin- und herbeweglich in den Zylinder 14 eingesetzt ist, bilden zwischen sich einen Lagerquer schnitt 16. Der Kolben 15 und die Magnetkapsel 10 sind integral in einer koaxialen Gestalt ausgebildet. Ausserdem ist der Zylinder 14 auf der Innenseite der hohlzylindrischen Stahlblechschicht 6 angeordnet, während der Rahmen 5 auf seinem Aussenumfang ausgebildet ist.
  • Der Kolben 15 ist hohlzylindrisch so gestaltet, dass er einen Ansaugkanal (der als „Kanal" bezeichnet werden wird) 17 in seinem Innenraum bildet. Im offenen Ende des Kanals 17 auf der Seite einer Kompressionskammer 18 ist ein Ansaugventil (das als „Ventil" bezeichnet werden wird) 19 angebracht. Ein Ablaufventil (das als „Ventil" bezeichnet werden wird) 20 ist ebenfalls im offenen Ende der Kompressionskammer 18 angeordnet.
  • Der Zylinder 14, der Kolben 15 und die Stahlschichten 6 und 8 haben gemeinsame Achsen. Der Kolben 15 hält den Läufer 12 durch den Lagerquerschnitt 16 zwischen sich und dem Zylinder 14. Im Ergebnis hält der Magnet 11 vorbestimmte Abstände zwischen sich selbst und der Stahlblechschicht 6 bzw. der Stahlblechschicht 8.
  • Eine innere Resonanzfeder (die als „Feder" bezeichnet werden wird) 21 und eine äussere Resonanzfeder (die als „Feder" bezeichnet werden wird) 22 sind beide Spiraldruckfedern. Die Feder 21 ist so angeordnet, dass sie mit der Stahlblechschicht 6 und der Magnetkapsel 10 in Berührung steht, während die Feder 22 so angeordnet ist, dass sie mit der Magnetkapsel 11 und einem äusseren Rahmen 23 in Berührung steht. Beide Federn 21 und 22 sind im zusammengedrückten Zustand eingebaut. Auf der anderen Seite ist eine Ölpumpe 24 im Bodenabschnitt des Körpers 3 ausgebildet und im Schmieröl 4 positioniert.
  • Hier werden die Funktionen des so aufgebauten Linearkompressors beschrieben.
  • Wenn ein elektrischer Strom eingespeist wird, um die Spule 7 zu magnetisieren, wird zuerst eine Schleife aus einer Reihe magnetischer Flüsse erzeugt, um einen Magnetkreis von der Stahlblechschicht 6 zum Luftspalt, zum Magneten 11, zum Luftspalt, zur Stahlblechschicht 8, zum Luftspalt, zum Magneten 11, zum Luftspalt und zur Stahlblechschicht 6 zu bilden. Der Magnet 11 wird durch die Magnetpole angezogen, die durch diese magnetischen Flüsse in der Stahlblechschicht 8 gebildet werden. Wenn der elektrische Strom durch die Spule 7 dann seine Richtung wechselt, bewegt sich der Läufer 12 in 21 waagerecht zwischen der Stahlblechschicht 6 und der Stahlblechschicht 8 hin und her. Im Ergebnis bewegt sich der mit dem Läufer 12 verbundene Kolben 15 im Zylinder 14 hin und her. Durch die Hin- und Herbewegung wird Kühlgas im Raum des Gehäuses 1 über den Kanal 17 aus dem Ventil 19 in die Kompressionskammer 18 gesaugt, so dass es in der Kompressionskammer 18 komprimiert und durch das Ventil 20 ausgestossen wird.
  • Die Feder 21 liegt zwischen dem Zylinder 14 und der Stahlblechschicht 6 und hält federnd die Innenseite des Läufers 12. Die Feder 22 hält federnd die Aussenseite des Läufers 12. Wenn sich der Läufer 12 hin- und herbewegt, wandeln die Federn 21 und 22 die lineare Hin- und Herbewegung des Kolbens 15 um und speichern sie als elastische Energie. Die Feder 21 und die Feder 22 induzieren Resonanzbewegungen, während sie die gespeicherte elastische Energie in lineare Bewegungen umwandeln.
  • Andererseits wird die Ölpumpe 24 veranlasst, durch die Vibrationen des Verdichterkörpers 3 Schmieröl zum Lagerquerschnitt 16 zu fördern. Ein solcher Verdichter wird zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2001-73942 offenbart.
  • In dem oben beschriebenen, herkömmlichen Aufbau bewegt sich aber der Läufer 12 zwischen der Stahlblechschicht 6 und der Stahlblechschicht 8 hin und her. Konkret muss der Läufer 12 daran gehindert werden, die Stahlblechschichten 6 bzw. 8 zu berühren. Aus dieser Notwendigkeit heraus sind Luftspalte zwischen dem Läufer und den Stahlblechschichten 6 bzw. 8 individuell ausgebildet. Diese Luftspalte der beiden Schichten wirken aber als magnetische Widerstände, die die magnetischen Flüsse proportional zu den Abständen verringern. Um den für den Antrieb des Läufers 12 erforderlichen Schub zu erreichen, ist es aber notwendig, den der Spule 7 zuzuführenden elektrischen Strom übermässig zu erhöhen, um die Verringerung der magnetischen Flüsse wegen der beiden Luftspalte zu kompensieren. Im Ergebnis erhöht sich der zuzuführende elektrische Strom, so dass es schwierig wird, den Wirkungsgrad zu erhöhen.
  • Um den für den Antrieb des Läufers 12 erforderlichen Schub zu erreichen, muss andererseits in einem herkömmlichen Linearmotor der Magnet 11 vergrössert werden. Der Magnet 11 verwendet aber als sein Material ein teures Seltenerdelement, so dass die Kosten drastisch auf ein höheres Niveau ansteigen, wenn der Magnet 11 grösser wird.
  • Wenn ein Unterschied in den Abständen zwischen den Luftspalten besteht, die zwischen dem Läufer 12 und den Stahlblechschichten 6 und 8 ausgebildet sind, tritt ausserdem eine Unausgeglichenheit in den magnetischen Anziehungen zwischen dem Magneten 11 und den Stahlblechschichten 6 und 8 auf. Im Ergebnis wird eine Torsionskraft senkrecht zur Richtung der Hin- und Herbewegung des Läufers 12 erzeugt, so dass an dem aus dem Kolben 15 und dem Zylinder 14 bestehenden Lagerquerschnitt 16 ein Gleitverlust auftritt. Wechselweise tritt am Lagerquerschnitt 16 ein abnormaler Verschleiss auf, der die Lebenszeit des Kompressors verkürzt. Andererseits werden durch das Gleiten Geräusche verursacht, wenn die Torsionskraft zwischen dem Kolben 15 und dem Zylinder 14 so hoch ist, dass ein Verschleiss verursacht wird. Daher ist es erwünscht, dass die Luftspalte überall einen gleichen Abstand besitzen.
  • Um diese Störungen zu vermeiden, gibt es ein Verfahren, die Abstände der beiden Luftspalte zu vergrössern und dadurch das Verhältnis der Unterschiede in den Abständen zu verringern. Bei diesem Aufbau ist es aber erforderlich, für den erforderlichen Schub nicht nur die zugeführte Leistung zu erhöhen, sondern auch den Magneten 11 grösser zu machen. Daher ist es üblich, die Funktionsgenauigkeit des die Magnetkapsel 10 enthaltenden Antriebssystems zu erhöhen. Um die Funktionsgenauigkeit zu erhöhen, muss die als bewegtes Teil wirkende Magnetkapsel 10 dicker gemacht werden, um grössere Starrheit zu haben. Im Ergebnis hat das Antriebssystem ein erhöhtes Gewicht. Der für den Antrieb des Läufers 12 erforderliche Schub erhöht sich ebenfalls, so dass es erforderlich wird, den der Spule 7 zugeführten elektrischen Strom zu erhöhen. Ausserdem steigt die durch den Lagerquerschnitt 16 aufzunehmende Belastung, so dass sich der Gleitverlust erhöht.
  • Andererseits sind die Magnetkapsel 10 und der Kolben 15 ausserhalb der Stahlblechschichten 6 und 8 miteinander verbunden, und die Feder 21 ist zwischen der Magnetkapsel 10 und der Stahlblechschicht 6 angeordnet. Daher hat die Magnetkapsel 10 eine axial lange Gestalt. Bei dieser Gestalt besteht die Neigung, dass die Starrheit insbesondere an dem den Magneten 11 tragenden distalen Endabschnitt abnimmt. Um die Genauigkeit zu bewahren, muss daher die Starrheit erhöht werden. Aus dieser Notwendigkeit heraus werden Gegenmassnahmen getroffen, indem das Blech dicker gemacht wird, wodurch das Gewicht weiter ansteigt.
  • Um das Ungleichgewicht der magnetischen Anziehungen zu verringern, ist es ausserdem wesentlich, dass zusätzlich zur Funktionsgenauigkeit die Baugruppe hoch präzise gestaltet wird, um gleichmässige Luftspalte zu haben. Wegen der beiden Luftspalte müssen die Luftspalte innerhalb und ausserhalb der Magnetkapsel 10 beide so gehandhabt werden, dass die Präzision bei der Fertigung streng kontrolliert wird, wodurch die Kosten ansteigen.
  • Wenn die hohlzylindrische Magnetkapsel 10, um geringeres Gewicht zu erreichen, aus dünnem Blech gebildet wird, ist die Starrheit der Magnetkapsel 10 oder ihrer tragenden Struktur ungenügend. Folglich tritt wegen der Unterschiede in der Präzision der Teile oder der Baugruppe bzw. in der Magnetkraft des Magneten 11 ein Ungleichgewicht der magnetischen Anziehungen auf, und die tragende Struktur verformt sich, so dass der Magnet 11 radial angezogen wird. Dann nähern sich der Magnet 11 und die Stahlblechschichten 6 und 8 in den beiden Luftspalten der beiden Schichten und verursachen dadurch den Teufelskreis, durch den die magnetischen Anziehungen weiter intensiviert werden, so dass die Exzentrizität des Magneten 11 weiter ansteigt. Im Ergebnis wird die Magnetkapsel 10 einer ernsten Kraft ausgesetzt, so dass sie verformt wird und Geräusche erzeugt. Im schlimmsten Falle kollidieren die Stahlblechschichten 6 und 8 und der Magnet 11 miteinander und verursachen einen Bruch.
  • Die europäische Patentanmeldung EP 0 864 750 A1 offenbart einen Linearmotor, der einen Stator mit einem ortsfesten Eisenkern sowie einen auf dem ortsfesten Eisenkern gehaltenen Spulendraht; einen auf der Innenseite des Stators angeordneten Läufer mit einem bewegten Eisenkern und einem Magneten; ein plattenförmiges erstes federndes Element, das den Läufer so stützt, dass er sich in den Richtungen seiner Hin- und Herbewegung bewegt; sowie ein plattenförmiges zweites federndes Element umfasst, das den Läufer so stützt, dass er sich in einer zum ersten federnden Element in Richtung seiner Hin- und Herbewegung entgegengesetzten Position in den Richtungen seiner Hin- und Herbewegung bewegt.
  • Die europäische Patentanmeldung EP 1 167 765 A2 offenbart einen Linearmotor, der zwei Federelemente umfasst, die beide spiralförmig sind, an entgegengesetzten Enden des Linearmotors befestigt und bezüglich einer senkrechten Achse zueinander symmetrisch angeordnet sind.
  • Angesichts dieser beiden Offenbarungen ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung zu verhindern, dass während der Hin- und Herbewegung des Läufers eine Belastung am federnden Element auftritt.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Linearmotor der vorliegenden Erfindung hat die Merkmale des Anspruchs 1.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearmotors gemäss einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm, das die relative Lage der Flachfedern im Linearmotor von 1 zeigt.
  • 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Linearmotors von 1.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das das Funktionsprinzip des Linearmotors von 1 zeigt.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm, das den elektrischen Stromfluss im Linearmotor von 1 zeigt.
  • 6 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearkompressors gemäss einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7 ist ein waagerechter Schnitt durch 6.
  • 8 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearkompressors gemäss einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearkompressors gemäss einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearkompressors gemäss einer fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearkompressors gemäss einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearmotors gemäss einer siebenten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 13 ist eine entlang der Linie A-A von 12 gesehene, geschnittene Ansicht.
  • 14 ist eine Draufsicht eines Biegelagers, das im Linearmotor gemäss der siebenten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll.
  • 15 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearmotors gemäss einer achten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 16 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearmotors gemäss einer neunten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 17 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearkompressors gemäss einer zehnten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 18 ist eine geschnittene Ansicht eines wesentlichen Abschnitts eines Linearkompressors gemäss einer elften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 19 ist eine geschnittene Ansicht eines wesentlichen Abschnitts eines Linearkompressors gemäss einer zwölften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 20 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearkompressors gemäss einer dreissigsten beispielhaften Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung.
  • 21 ist eine geschnittene Ansicht eines herkömmlichen Linearkompressors.
  • EINGEHENDE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsformen eines Linearmotors und eines Linearkompressors gemäss der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den einzelnen Ausführungsformen wird hier eine eingehende Beschreibung der Komponenten ähnlichen Aufbaus unterlassen, indem sie durch gemeinsame Bezugszahlen identifiziert werden.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 1)
  • 1 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearmotors gemäss der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist ein schematisches Diagramm, das die relative Lage der Flachfedern zeigt und einen Läufer 31, einen Stator 25 sowie eine Flachfeder 42B von der Seite einer Flachfeder 42A in 3 perspektivisch aufnimmt. 3 ist eine auseinandergezogene, perspektive Ansicht, die den Zusammenbau des Linearmotors zeigt, 4 ist ein schematisches Diagramm, das das Funktionsprinzip des Linearmotors zeigt, und 5 ist ein schematisches Diagramm, das die Richtungen zeigt, in denen der elektrische Strom des Linearmotors fliesst.
  • Der Stator 25 von allgemein zylindrischer Gestalt umfasst zwei ringförmig gewickelte Spulendrähte 26A und 26B, einen ortsfesten Eisenkern 27 und einen Rahmen 28, der den Aussenumfang des ortsfesten Eisenkerns 27 stützt. Der ortsfeste Eisenkern 27 beherbergt die Spulendrähte 26A und 26B und bildet an seinem Innenumfang drei Magnetpole 29A, 29B und 29C.
  • Der ortsfeste Eisenkern 27 wird gebildet, indem (nicht gezeigte) Siliciumstahlbleche, die magnetisch unausgerichtet und hoch durchlässig sind und zum Beispiel durch ein nicht ausgerichtetes elektromagnetisches Stahlband nach JIS C2552 dargestellt werden, bezüglich der Zylinderachse radial angeordnet werden. Der ortsfeste Eisenkern 27 wird zusammengebaut, indem die Magnetpole 29A, 29B und 29C auf dem Innenumfang gebildet und die im Voraus ringförmig gewickelten Spulendrähte 26A und 26B festgeklemmt werden.
  • Die Endabschnitte 26C, 26D, 26E und 26F der Spulen der Spulendrähte 26A und 26B werden aus den Luftspalten der radial angeordneten Stahlbleche des ortsfesten Eisenkerns 27 herausgeführt. Wie in 5 gezeigt, werden die Endabschnitte 26C, 26D, 26E und 26F so verbunden, dass sich die Richtungen der um die Achse herumfliessenden elektrischen Ströme zwischen den Spulendrähten 26A und 26B umkehren. Die Endabschnitte 26G und 26H werden unter Verwendung (nicht gezeigter) elektrisch isolierter Leiter aus dem ortsfesten Eisenkern 27 herausgeführt.
  • Der Läufer 31 ist so zu einer allgemein zylindrischen Gestalt geformt, dass er eine gemeinsame Achse mit dem Stator 25 besitzt, und ist so im Stator 25 untergebracht, dass er sich in den axialen Richtungen hin- und herbewegt. Der Läufer 31 besitzt einen bewegten Eisenkern 34 und Magnete 35A und 35B. Der bewegte Eisenkern 34 wird gebildet, indem eine aus einem Eisenmaterial hergestellte Welle 32 radial auf der Achse mit dünnen Blechabschnitten 33 integriert wird, in denen Siliciumstahlbleche hoher Durchlässigkeit auf dem Aussenumfang der Welle 32 aufgereiht sind. Wie die Siliciumstahlbleche, die den ortsfesten Eisenkern 27 bilden, bestehen die Blechabschnitte 33 aus einem Siliciumstahlblech, das zum Beispiel durch das nicht ausgerichtete elektromagnetische Stahlband von JIS C2552 dargestellt wird. Die Magneten 35A und 35B sind mit einem Kleber in einem vorbestimmten Abstand vom inneren Umfang des Stators 25 am Aussenumfang des bewegten Eisenkerns 34 befestigt, und ist axial in zwei geteilt. Die Magneten 35A und 35B besitzen auf den Hauptseiten, die dem ortsfesten Eisenkern 27 gegenüber stehen, individuell unterschiedliche Magnetpole. Die Magnete 35A und 35B bestehen aus Magneten, die ein Seltenerdelement enthalten, um ein ferromagnetisches Feld zu haben.
  • Die Endplatten 36 sind donutförmige Platten, die an den beiden Endflächen des ortsfesten Eisenkerns 27 des Stators 25 angebracht sind. Diese Endplatten 36 verbessern die Widerstandsfähigkeit der zur Bildung des ortsfesten Eisenkerns 27 radial angeordneten Siliciumstahlbleche. Wenn die Endplatten 36 aus einem nicht magnetischen Material wie rostfreiem Stahl bestehen, wird ausserdem die Streuung der magnetischen Flüsse aus den Siliciumstahlblechen des Stators 25 verhindert, um den Wirkungsgrad des Motors zu verbessern. Der Einfachheit halber werden die Endplatten 36 in 3 nicht explizit gezeigt.
  • Die Flachfedern 42A und 42B sind auf beiden Seiten der axialen Richtung des Läufers 31 angeordnet. Die Flachfedern 42A und 42B besitzen Elastizität und bestehen aus einem Metallblech hoher Biegsamkeit, konkret zum Beispiel aus einem Eisenmaterial wie Federstahl, Werkzeugstahl oder rostfreiem Stahl. Die Flachfedern 42A und 42B sind an drei Abschnitten mit drei durchgehenden Löchern versehen: an einem zentralen Abschnitt 42C und an den distalen Enden 42D und 42E der beiden schraubenförmigen Arme. Der zentrale Abschnitt 42C ist durch einen Bolzen an der Welle 32 des Läufers 31 angestückt, und die distalen Enden 42D und 42D sind durch Bolzen einzeln am Rahmen 28 des Stators 25 angestückt. Die Flachfedern 42A und 42B bilden ein federndes Element.
  • Die Flachfeder 42A ist so angebracht, dass Armabschnitte 42F und 42G, die vom zentralen Abschnitt 42C zu den distalen Enden 42D und 42E führen, im Gegenuhrzeigersinn gewunden sind, wenn von der Seite der Flachfeder 42A der 3 her betrachtet. Die Flachfeder 42B ist auch in ähnlicher Weise angebracht. Wie in 3 gezeigt, ist ausserdem der Befestigungswinkel der Flachfeder 42A am Rahmen 28 um etwa 90 Grad gegenüber dem Anbringungswinkel der Flachfeder 42B am Rahmen 28 gedreht. Im Ergebnis sind die Positionen der Armabschnitte 42F und 42G auf den beiden Seiten eines Linearmotors 43 nicht ausgefluchtet.
  • Durch diese Flachfedern 42A und 42B wird der Läufer 31 so gehalten, dass er sich in der axialen Richtung hin- und herbewegt, während er den Magnetpolen 29A und 29B des Stators 25 über einen vorbestimmten Luftspalt hinweg gegenüber steht. So bilden der Läufer 31, der Stator 25 usw. den Linearmotor 43.
  • Die Funktionen des so aufgebauten Linearmotors 43 werden hauptsächlich unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • Wenn die Spulendrähte 26A und 26B mit dem elektrischen Strom versorgt werden, werden magnetische Flüsse Φ erzeugt, die schleifenförmig zum ortsfesten Eisenkern 27, zum Luftspalt, zum Magneten 35A, zum bewegten Eisenkern 34, zum Magneten 35A, zum Luftspalt und zum ortsfesten Eisenkern 27 führen, wie durch Pfeile angedeutet. Weitere magnetische Flüsse Φ werden erzeugt, die schleifenförmig zum ortsfesten Eisenkern 27, zum Luftspalt, zum Magneten 35B, zum bewegten Eisenkern 34, zum Magneten 35B, zum Luftspalt und zum ortsfesten Eisenkern 27 führen. Durch diese magnetischen Flüsse Φ werden die Magnetpole 29A, 29B und 29C zum N-Pol, S-Pol bzw. N-Pol magnetisiert. Da die Aussenseiten der Magnete 35A und 35B zum S-Pol bzw. N-Pol magnetisiert werden, werden, wie durch leere Pfeile angedeutet, Anziehungs- und Abstossungskräfte zwischen den individuellen Magnetpolen und den individuellen Magneten erzeugt. Folglich wird der Läufer 31 in der Richtung des Pfeils X angetrieben.
  • Wenn die Spulendrähte 26A und 26B als Nächstes in der umgekehrten Richtung mit elektrischem Strom gespeist werden, ergeben sich die gegenüber den vorerwähnten umgekehrten Wirkungen, um den Läufer 31 in der zum Pfeil X entgegengesetzten Richtung anzutreiben. Der Läufer 31 wird hin- und herbewegt, indem Steuerungen erfolgen, um die Richtung und Grösse des elektrischen Stromes zu alternieren.
  • Die Magnete 35A und 35B sind am Aussenumfang des bewegten Eisenkerns 34 befestigt. Im Vergleich zum herkömmlichen Linearmotor mit bewegtem Magneten sind da her die Luftspalte in der magnetischen Flussschleife wegen des Fehlens des Luftspalts zwischen den Magneten 35A und 35B und dem bewegten Eisenkern 34 verringert. Im Ergebnis ist der magnetische Widerstand verringert, so dass die magnetischen Flüsse leichter als im herkömmlichen Linearmotor fliessen können. Daher kann der elektrische Strom, der zur Erzeugung eines vorbestimmten magnetischen Flusses für einen erforderlichen Schub den Spulendrähten 26A und 26B zugeführt werden muss, verringert werden, um den Wirkungsgrad zu verbessern oder die Menge von Magnetismus zu verringern.
  • Da die Magnete 35A und 35B am bewegten Eisenkern 34 anhaften, kann der Läufer 31 einen starken Aufbau besitzen und die Präzision der Grösse des Aussendurchmessers mit Leichtigkeit verbessern. Darüber hinaus wird die Intensität der Magnete, die sonst zerbrechlich sein können, durch sie selbst kompensiert. Im Ergebnis können die aus dem teuren Seltenerdelement hergestellten Magnete dünner gemacht werden, um die Kosten drastisch zu senken, und der bewegte Abschnitt wird leichter, um den Wirkungsgrad zu verbessern.
  • Ausserdem wird der Läufer 31 gegenüber dem Stator 25 durch die Flachfedern 42A und 42B gehalten, und diese Flachfedern 42A und 42B haben eine höhere radiale Starrheit als die Federkonstante in der axialen Richtung. Daher ist die Veränderung im Luftspalt zwischen dem Läufer 31 und dem Stator 25 bemerkenswert gering, selbst wenn ein Ungleichgewicht oder dergleichen in der Belastung des Gewichts des Läufers 31 oder in der magnetischen Anziehung zwischen dem Läufer 31 und dem Stator 25 wirkt. Daher ist es möglich zu verhindern, dass sich der Läufer 31 verformt und Geräusche verursacht oder mit dem Stator 25 kollidiert.
  • Die Flachfedern 42A und 42B haben verhältnismässig längere Armabschnitte als Radien, da sich die Armabschnitte 42F und 42G in der gleichen Richtung gewunden erstrecken. Daher ist die Amplitude der Hin- und Herbewegung innerhalb des elastischen Bereichs so gross, dass die Erhöhung der Spannungen in den Federn aufgefangen wird.
  • Ausserdem sind die beiden Flachfedern 42A und 42B so angebracht, dass sie sich im Gegenuhrzeigersinn winden, wenn von der Seite der Flachfeder 42A der 3 aus betrachtet. Ausserdem haben die Armabschnitte 42F und 42G identische Windungsrichtungen. Folglich sind die Windungsrichtungen, die durch die feine Verdrehung der beiden Federn verursacht werden, die die Hin- und Herbewegung begleitet, ebenfalls identisch. Daher ist es möglich, die Erhöhung der Belastung zu vermeiden, die andernfalls bewirkt werden könnte, wenn die Verdrehung auf die geringfügige Drehung des zylindrisch geformten Läufers 31 beschränkt wird, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird.
  • Wenn der Läufer 31 durch die Flachfedern 42A und 42B relativ zum Stator 25 fixiert werden soll, muss ein gleichmässiger Luftspalt durch Einfügung einer Mehrzahl von Abstandshaltern in Gestalt dünner, schmaler Bleche zwischen den Läufer 31 und den Stator 25 beibehalten werden. Wenn aber die Flachfedern 42A und 42B an den beiden Endflächen des Linearmotors 43 angeordnet werden, ist der Luftspalt zwischen dem Läufer 31 und dem Stator 25 hinter den Flachfedern 42A und 42B verborgen. Folglich ist der offenliegende Luftspalt verringert, wie in 2 gezeigt. In dieser Ausführungsform sind aber die Flachfedern 42A und 42B zu beiden Seiten des Läufers 31 mit Anbringungswinkeln von 90 Grad angeordnet. Folglich können die Abstandshalter über den ganzen Umfang hinweg eingefügt werden, indem sie von beiden Seiten des Motors her eingefügt werden. Daher kann ein gleichmässiger Luftspalt beibehalten werden, indem der Läufer 31 und der Stator 25 nach Einfügen der Abstandshalter durch die Flachfedern 42A und 42B verbunden werden. Im Ergebnis kann die Torsionskraft, die andernfalls wegen des Ungleichgewichts der magnetischen Anziehungen entstehen könnte, verhindert werden, um die Erzeugung von Gleitverlust zu verringern und Verschleiss zu verhindern.
  • Der ortsfeste Eisenkern 27 ist in der axialen Richtung über das Segment, das die Gehäuseabschnitte der Spulendrähte 26A und 26B enthält, in drei Blöcke unterteilt. Daher kann der Zusammenbau erfolgen, indem die im Voraus ringförmig aufgewickelten Spulendrähte 26A und 26B klemmend eingefügt werden, wodurch eine hohe Fertigungsleistung erzielt wird.
  • In dieser Ausführungsform hat der Stator 25 die drei Magnetpole, der Läufer 31 die zwei Magnete in der axialen Richtung angeordnet. Der Motor kann aber auch aufgebaut werden, wenn der Stator zwei Magnetpole oder vier oder mehr Magnetpole besitzt. Kurz gesagt, genügt es, dass der Stator mit einer Mehrzahl von Magnetpolen und der Läufer mit einer Anzahl von Magneten versehen ist, die um eins kleiner als die Anzahl der Magnetpole des Stators ist.
  • Die magnetischen Flüsse im ortsfesten Eisenkern 27 verändern ihre Richtungen zwischen den Magnetpolen 29A, 29B und 29C und dem Aussenumfang der Spulendrähte 26A und 26B um etwa 90 Grad. Der ortsfeste Eisenkern 27 besteht aber aus nicht ausgerichtetem, elektromagnetischem Stahlband. Daher besitzt die Durchlässigkeit keine Orientierung, gleichviel in welcher Richtung die magnetischen Flüsse hereinfliessen. Daher tritt kein ernster Abfall des Wirkungsgrades ein.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 2)
  • 6 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearkompressors gemäss der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 7 ist ein waagerechter Schnitt durch 6. Ein geschlossenes Gehäuse (das als „Gehäuse" bezeichnet werden wird) 41 beherbergt einen Verdichterkörper 53, der den Linearmotor 43 besitzt.
  • In einen mit dem Stator 25 des Linearmotors 43 verbundenen Zylinder 51 ist hin- und herbeweglich ein Kolben 52 eingesetzt, der mit dem Läufer 31 des Linearmotors 43 verbunden ist. An der Endfläche des Zylinders 51 sind ein Zylinderkopf 54 und ein Ansaugdämpfer 55 angebracht. Der Zylinderkopf 54, der Ansaugdämpfer 55, der Zylinder 51, der Stator 25 usw. bilden eine ortsfeste Einheit 57.
  • Eine bewegte Einheit 58 besteht aus dem Kolben 52, dem Läufer 31 usw. Der Kolben 52 ist am distalen Ende der Welle 32 des Läufers 31 angebracht, die Welle 32 und der Kolben 52 sind über ein Kugelgelenk 61 drehbar miteinander verbunden. Die Flachfedern 42A und 42B sind mit ihren zentralen Abschnitten individuell an der bewegten Einheit 58, mit ihren beiden distalen Endabschnitten an der ortsfesten Einheit 57 angebracht, wodurch eine Resonanzfeder 59 aufgebaut wird. Der Zylinder 51 ist am Rahmen 28 des Stators 25 des Linearmotors 43 angebracht, und der Kolben 52 ist hin- und herbeweglich in die Innenseite 51A des rohrartigen Zylinders 51 eingesetzt.
  • Der Verdichterkörper 53 wird von Aufhängungsfedern 64 federnd so gehalten, dass sich der Linearmotor 43 im Wesentlichen waagerecht im Gehäuse 41 hin- und herbewegen kann. Ein Kapillarrohr 66 taucht mit seinem ersten Ende in Schmieröl 44 ein, das im Bodenabschnitt des Gehäuses 41 aufbewahrt wird, und mündet an seinem anderen Ende in einen Rohrabschnitt 55A des Ansaugdämpfers 55.
  • Hier werden die Funktionen des so aufgebauten Linearkompressors beschrieben. Wenn der Linearmotor 43 mit elektrischem Strom versorgt wird, bewegt sich der Läufer 31 hin und her, so dass sich der daran angebrachte Kolben 52 im Zylinder 51 hin- und herbewegt, um als Verdichter zu wirken. Die Frequenz des elektrischen Stromes wird dann in die Nähe der Resonanzfrequenz gelegt, die durch die Masse der ortsfesten Einheit 57 und der bewegten Einheit 58 sowie die Federkonstante der Resonanzfeder 59 bestimmt wird, so dass sich der Linearmotor 43 durch Resonanzwirkungen effizient mit geringem Energieverlust hin- und herbewegt.
  • Wenn das Kühlgas vom Ansaugdämpfer 55 in eine Kompressionskammer 48 angesaugt wird, wird das Schmieröl 44 vom Kapillarrohr 66 zugeführt, um die gleitenden Abschnitte zwischen dem Kolben 52 und dem Zylinder 51 zu schmieren. Die Belastung, die zwischen dem Läufer 31 und dem Stator 25 wirkt, wird von den Flachfedern 42A und 42B aufgenommen, so dass die seitlich gerichtete Kraft kaum auf die gleitenden Abschnitte zwischen dem Kolben 52 und dem Zylinder 51 wirkt. Andererseits sind der Kolben 52 und der Läufer 31 durch das Kugelgelenk 61 miteinander verbunden. Daher dreht sich das Kugelgelenk 61, um eine Verdrehung zwischen dem Kolben 52 und dem Zylinder 51 zu verhindern, selbst wenn zwischen den Richtungen der Hin- und Herbewegung des Linearmotors 43 und der Achse des Zylinders 51 wegen des Einflusses der Präzision in der Teilegrösse oder im Zusammenbau eine kleine Abweichung besteht. Daher ist es möglich, den Abfall im Wirkungsgrad, der andernfalls durch den Anstieg des Gleitverlusts verursacht würde, sowie den Abfall in der Zuverlässigkeit, der andernfalls durch die Reibung verursacht würde, zu verhindern.
  • Im Linearkompressor gemäss dieser Ausführungsform sind der Zylinder 51, die Flachfeder 42B, der Motor 43 und die Flachfeder 42A tandemartig und in der angegebenen Reihenfolge in der axialen Richtung angeordnet. Kurz gesagt, ist der Linearkompressor so aufgebaut, dass die Richtung der Hin- und Herbewegung des Läufers 31 allgemein waagerecht ist. Daher kann der Durchmesser kleiner als der des herkömmlichen Linearkompressors gemacht werden, bei dem der Zylinder im Motor angeordnet ist. Indem dafür gesorgt wird, dass der Linearkompressor eine waagerechte Achse hat, kann die Gesamthöhe kleiner als die des herkömmlichen Kompressors gemacht werden. Im Ergebnis ist das Volumen der mechanischen Kammer für die Unterbringung des Kompressors verringert, wenn der Kompressor in einen Kühlschrank eingebaut wird, so dass das Fassungsvermögen des Kühlschranks vergrössert ist.
  • Ausserdem wird die bewegte Einheit 58 zuverlässig durch die Flachfedern 42A und 42B gehalten, so dass ihr Gewicht nicht als Berührungslast des Zylinders 51 und des Kolbens 52 wirkt, selbst wenn der Kompressor waagerecht liegend angeordnet wird. Daher ist es möglich, den Abfall im Wirkungsgrad, der andernfalls durch den Anstieg des Gleitverlusts verursacht würde, sowie den Abfall in der Zuverlässigkeit, der andernfalls durch die Reibung verursacht würde, zu verhindern.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 3)
  • 8 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearkompressors gemäss der dritten beispielhaften Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. Ein Kolben 71 und der Läufer 31 sind durch einen Federstab (der als „Stab" bezeichnet werden wird) 72 miteinander verbunden. Der übrige Aufbau ist dem der zweiten Ausführungsform ähnlich.
  • Der Stab 72 ist aus einem stabförmigen, federnden Element mit einem so kleinen Radius aufgebaut, dass er transversale Biegsamkeit und Elastizität besitzt, aber Starrheit bewahrt, um eine Belastung in der axialen Richtung aufzufangen. Konkret besteht der Stab 72 aus einem metallischen Material mit einer Elastizität und Starrheit wie rostfreier Stahl oder Federstahl. Der Stab 72 kann sich parallel zur Achse des Kolbens 71 bewegen und ist in der Drehrichtung flexibel. Selbst bei einer kleinen Abweichung zwischen der Welle 32 des Läufers 31 und der Achse des Zylinders 51 wird daher die Torsion zwischen dem Kolben 71 und dem Zylinder 51 verhindert, so dass Reibung und Verschleiss verhindert werden.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 4)
  • 9 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearkompressors gemäss einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Zylinder 81 ist mit einem Gaskanal 81B versehen, der mit einer Hochdruckkammer 54A des Zylinderkopfes 54 und der Innenseite 81A, die dem Kolben 52 gegenüber steht, in Verbindung steht, wodurch ein Gaslager 82 gebildet wird. Ausserdem werden in dieser Ausführungsform das Schmieröl 44 und das Kapillarrohr 66 nicht vorgesehen, weil das Schmieröl nicht erforderlich ist. Der übrige Aufbau ist dem der zweiten Ausführungsform ähnlich, wie er in 6 gezeigt wird.
  • Im Gaslager 82 wird der Kolben 52 durch das Kühlgas hohen Drucks, das von der Hochdruckkammer 54A des Zylinderkopfes 54 zugeführt wird, bezüglich des Zylinders 81 in einem Schwebezustand gehalten. Allgemein hat ein Gaslager eine bemerkenswert geringe Reibung, weil es die Berührung zwischen den festen Körpern verhindert. Um eine starke Belastung auszuhalten, ist es aber erforderlich, eine grosse Gasmenge zuzuführen, und ein Gasleck verursacht einen Verlust, wenn das Gaslager zwischen dem Kolben 52 und dem Zylinder 81 des Kompressors verwendet wird. In dieser Ausführungsform wird der Läufer 31 so von den Flachfedern 42A und 42B gehalten, dass auf das Gaslager 82 nur eine kleine Belastung wirkt. Dadurch genügt es, wenn dem Gaslager 82 eine kleine Gasmenge zugeführt wird. Ausserdem verhindert das Kugelgelenk 61 die Verkippungen des Kolbens 52 und des Zylinders 81. Dadurch verringern sich sowohl der Gleitverlust als auch der Leckverlust. Im Ergebnis ist der Wirkungsgrad des Kompressors verbessert, und ein Verlust an Zuverlässigkeit wegen Reibung wird verhindert.
  • Weil kein Schmieröl verwendet wird, ist die Wärmeübertragungsfläche des Wärmeaustauschers eines Kühlsystems nicht vom Schmieröl benetzt, so dass die Wärmeübertragung zum Kühlmittel verbessert ist, um den Wirkungsgrad des Kühlsystems zu verbessern. Da dementsprechend kein Kühlmittel im Schmieröl aufgelöst wird, kann die im Kühlsystem zu verwendende Kühlmittelmenge verringert werden, so dass nicht nur die Kosten verringert werden, sondern auch der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs im Kühlsystem und dementsprechend der Wirkungsgrad des Kühlsystems als Ganzes verbessert wird. Wenn ein natürliches Kühlmittel oder ein brennbares Kühlmittel verwendet wird, kann ausserdem die Menge des zu verwendenden Kühlmittels verringert werden, so dass die Flammbarkeit und Explosivität des Kühlmittels bei Leckverlusten verringert werden, wodurch die Sicherheit verbessert wird.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 5)
  • 10 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearkompressors gemäss der fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Zylinder 91 besteht aus selbstschmierendem Material. Konkret wird eine diamantartige Kohlenstoffschicht auf die Gleitfläche aufgebracht. In dieser Ausführungsform wird das Gaslager 82 nicht vorgesehen. Der übrige Aufbau ist dem der vierten Ausführungsform von 9 ähnlich.
  • Die gleitenden Abschnitte des Kolbens 52 und des Zylinders 91 tragen eine geringe Belastung. Ausserdem hat die Oberfläche 91A des Zylinders 91 die selbstschmierende Eigenschaft, so dass Verschleiss ohne das Schmieröl vermieden wird, wobei die Zuverlässigkeit der gleitenden Abschnitte bewahrt bleibt. So kann diese Ausführungsform ähnliche Wirkungen wie die vierte Ausführungsform erreichen.
  • In dieser Ausführungsform wird die diamantähnliche Kohlenstoffschicht auf dem Zylinder 91 verwendet, aber ähnliche Wirkungen können auch erreicht werden, wenn ein anderes Material wie ein Material, das eine selbstschmierende Eigenschaft besitzt, wie z.B. Kohlenstoff, hinzugefügt oder ein Material wie z.B. Polytetrafluorethylen verwendet wird.
  • In dieser Ausführungsform wird das selbstschmierende Material im Zylinder 91 verwendet, aber ähnliche Wirkungen können auch erreicht werden, wenn das Material im Kolben 52 verwendet wird.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 6)
  • 11 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearkompressors gemäss der sechsten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Kolben 96 besteht aus einem keramischen Material und ist konkret auf seiner Oberfläche mit einer Schicht aus Wolframcarbid beschichtet. Der übrige Aufbau ist dem der fünften Ausführungsform von 10 ähnlich.
  • Der Kolben 96 ist auf seiner Oberfläche mit einer Wolframcarbidschicht versehen, die eine hohe Verschleissfestigkeit besitzt, so dass sie selbst ohne das Schmieröl daran gehindert wird, Verschleiss zu erleiden, wodurch die Zuverlässigkeit der gleitenden Abschnitte bewahrt bleibt. Ähnliche Wirkungen wie die der fünften Ausführungsform, wie z.B. die Verringerung der inneren Reibung, werden ausserdem erreicht, weil kein Schmieröl verwendet wird.
  • In dieser Ausführungsform wird das Wolframcarbid als das keramische Material verwendet, das für verbesserte Zuverlässigkeit durch ein keramisches Material wie Zirkoniumdioxid ersetzt werden kann.
  • Ähnliche Wirkungen können auch erreicht werden, wenn das keramische Material nicht im Kolben 96, sondern im Zylinder 51 verwendet wird.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 7)
  • 12 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearmotors gemäss der siebenten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 13 ist eine entlang der Linie A-A von 12 gesehene geschnittene Ansicht, und 14 ist eine Draufsicht eines Biegelagers. Ein Läufer 121 dieser Ausführungsform umfasst einen bewegten Eisenkern 124 mit einem Kernabschnitt 121A und einem Blechabschnitt 121B, die miteinander integriert ausgebildet sind, sowie bewegte Wellen 126A und 126B, die im Kernabschnitt 121A befestigt sind und sich in den Richtungen der Hin- und Herbewegung erstrecken. Biegelager 128A und 128B, die individuell auf den beiden Seiten der Richtungen der Hin- und Herbewegung des Läufers 121 angeordnet sind, halten die bewegten Wellen 126A und 126B und stützen den Läufer 121 so, dass er sich in den Richtungen der Hin- und Herbewegung bewegt. Der übrige Aufbau ist dem der ersten Ausführungsform ähnlich. Diese Ausführungsform ist hier nicht mit den Endflächen 36 versehen, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben worden sind, aber kann wie in der ersten Ausführungsform mit den Endplatten 36 versehen werden.
  • Der Kernabschnitt 121A besteht aus einem Eisenmaterial in Gestalt eines Hohlzylinders. Der Blechabschnitt 121B besteht aus Siliciumstahlblechen, die bezüglich der Achse des Läufers 121 radial auf dem Aussenumfang des Kernabschnitts 121A angeordnet sind. Die Siliciumstahlbleche sind hoch durchlässig und werden zum Beispiel durch ein nicht ausgerichtetes elektromagnetisches Stahlband von JIS C2552 dargestellt. Die beiden bewegten Wellen 126A und 126B bestehen aus einem nicht magnetischen Material wie rostfreiem Stahl, der einen genügend höheren elektrischen Widerstand als Eisen besitzt.
  • Jedes der Biegelager 128A und 128B ist mit acht Armen 128C, 128D, 128E, 128F, 128G, 128H, 128J und 128K versehen, die gebildet werden, indem acht dünne Schlitze in das plattenförmige, federnde Material geschnitten werden.
  • Die Biegelager 128A und 128B sind an ihrem Aussenumfang individuell mit dem Rahmen 28 verbunden und daran befestigt, an ihrem inneren Umfang mit der bewegten Welle 126A bzw. 126B. Die Biegelager 128A und 128B bilden federnde Elemente. Diese Biegelager 128A und 128B besitzen äusserst hohe Starrheit in der radialen Richtung, aber sehr viel geringere Starrheit als federnde Elemente in den axialen Richtungen (oder den Richtungen der Hin- und Herbewegung) denn in den radialen Richtungen. Daher wirken die Biegelager 128A und 128B als Lager, die den Läufer hin- und herbeweglich in den axialen Richtungen halten. Die radiale und axiale Starrheit ändert sich mit konstruktiven Faktoren wie der Gestalt, Anordnung, dem Material und der Materialstärke der Arme. Die Biegelager 128A und 128B besitzen eine solche radiale Starrheit, dass sie zumindest die Kraft des Läufers 121 auffangen können, der durch die magnetischen Anziehungen vom Stator 25 angezogen wird, und dass der Läufer 121 und der Stator 25 über den gesamten Umfang hinweg einen vorbestimmten Luftspalt bewahren.
  • Die Magnete 35A und 35B und die Magnetpole 29A, 29B und 29C sind so angeordnet, dass der Magnet 35A den Magnetpolen 29A und 29B gegenüber stehen kann, während der Magnet 35B den Magnetpolen 29B und 29C gegenüber stehen kann, auch wenn sich der Läufer 121 hin- und herbewegt. Ausserdem ist die Länge des Läufers 121 so gewählt, dass er bei der Hin- und Herbewegung nicht aus dem Inneren des Stators 25 heraustritt und dass sein Unterschied von der Länge des Stators 25 im Wesentlichen gleich der maximalen Amplitude des Läufers 121 ist.
  • Hier werden die Funktionen des so aufgebauten Linearmotors beschrieben. Wenn die Spulendrähte 26A und 26B mit dem elektrischen Strom versorgt werden, wird der Läufer 121 wie im Falle der ersten Ausführungsform von 4 angetrieben. Wenn die Richtung des elektrischen Stromes umgekehrt wird, wird der Läufer 121 in der umgekehrten Richtung angetrieben. Der Läufer 121 wird hin- und herbewegt, indem Steuerungen erfolgen, um die Richtung und Grösse des elektrischen Stromes zu alternieren.
  • Wie in der ersten Ausführungsform sind die Magnete 35A und 35B auch in dieser Ausführungsform mit dem bewegten Eisenkern 124 integriert. Folglich ist der in der Schleife des magnetischen Flusses enthaltene Luftspalt verringert, um den magnetischen Widerstand zu verringern. Daher kann die erforderliche magnetische Kraft mit wenigen, kleinen Magneten erzeugt werden, wodurch der Verlust im Haltemechanismus verringert werden kann, um die Torsionskraft und die Erdanziehungskraft senkrecht zu den Richtungen der Hin- und Herbewegung des Läufers 121 aufzufangen.
  • Hier tritt in Übereinstimmung mit der Hin- und Herbewegung des Läufers 121 eine feine Verdrehung in den Biegelagern 128A und 128B auf. Diese Verdrehung wird absorbiert, weil der Läufer 121 und der Stator 25 allgemein zylindrisch ausgebildet sind und in den Richtungen der Hin- und Herbewegung die Achse des Läufers 121 gemeinsam besitzen. Folglich bewahrt der Läufer 121 einen vorbestimmten räumlichen Abstand vom Stator 25, selbst wenn er sich dreht. In anderen Worten ist es möglich, die Probleme verringerten Wirkungsgrades oder erhöhter Geräusche zu vermeiden, die andernfalls durch Berührungen oder Kollisionen zwischen dem Läufer 121 und dem Stator 25 verursacht werden könnten.
  • Für die Lagebeziehung genügt es ausserdem, die Achsen des Läufers 121 und des Stators 25 auszufluchten. In anderen Worten ist der Zusammenbau mit konstant gehaltenem Luftspalt leichter als in dem Fall, wo der Läufer 121 eine flache Oberfläche besitzt. Im Ergebnis weichen die magnetischen Anziehungen durch die Magnete 35A und 35B, die zwischen dem Läufer 121 und dem Stator 25 wirken, kaum voneinander ab, so dass eine geringe Belastung in den radialen Richtungen aufgebaut wird.
  • Die Belastungen in den radialen Richtungen werden ausserdem durch die Biegelager 128A und 128B aufgefangen, so dass der Gleitverlust, der die Hin- und Herbewegungen des Läufers 121 begleitet, weniger auftritt als in dem Fall, wo ein Haltemechanismus wie Gleitlager verwendet wird. Eine geringe Belastung tritt auch in seitlicher Richtung auf. Dadurch verringert sich die Starrheit in den radialen Richtungen der Biegelager 128A und 128B, die gebraucht wird, um den Läufer 121 zu halten. In anderen Worten kann eine Konstruktion mit geringer Starrheit ausgeführt werden, indem die Anzahl und Dicke der Biegelager 128A und 128B sowie die Anzahl der Arme verringert werden. Im Ergebnis kann der Hystereseverlust bei Verformung der Biegelager 128A und 128B in den Richtungen der Hin- und Herbewegung minimiert werden, um einen hohen Wirkungsgrad zu liefern. Hier wird dieser Hystereseverlust beschrieben, indem als Beispiel eine Feder genommen wird. Der Hystereseverlust ist der Verlust, der verursacht wird, wenn die Energie, die durch Zusammendrücken der Feder in der Feder gespeichert wird, nicht voll als abstossende Kraft für die Dehnung der Feder herausgezogen werden kann.
  • Sowohl der bewegte Eisenkern 124 des Läufers 121 als auch der ortsfeste Eisenkern 27 des Stator 25 ist aus den Blechen aufgebaut, die in der axialen Richtung radial angeordnet sind. Daher sind die Richtung, in der sich die Bleche erstrecken, und die Rich tung des magnetischen Flusses identisch, so dass die magnetischen Durchlässigkeiten erhöht werden, um den im Eisenkern zu erzeugenden Induktionsstrom zu unterdrücken und dadurch den Verlust zu verringern.
  • In dieser Ausführungsform bestehen ausserdem die bewegten Wellen 126A und 126B, die den Läufer 121 halten, der Rahmen 28, der den Aussenumfang des Stators 25 hält, und die Biegelager 128A und 128B aus einem nicht magnetischen Material wie rostfreiem Stahl. Daher ist es möglich, die Streuung der magnetischen Flüsse zu verhindern, die vom ortsfesten Eisenkern 27 durch den Rahmen 28 und die Biegelager 128A und 128B an den bewegten Wellen 126A und 126B vorbeigehen. Im Ergebnis kann verhindert werden, dass der durch die Streuung der magnetischen Flüsse verursachte Induktionsstrom den Wirkungsgrad des Motors herabsetzt. Ähnliche Wirkungen können hier auch dadurch erzielt werden, dass ein anderes nicht magnetisches Material als rostfreier Stahl, zum Beispiel ein Kunststoff, für diese Abschnitte verwendet wird.
  • Der bewegte Eisenkern 124 des Läufers 121 wird gebildet, indem die Bleche der gleichen Breite radial um den zylindrischen Kernabschnitt 121A herum angeordnet werden, so dass er leicht zu einer zylindrischen Gestalt geformt werden kann.
  • Da der Kernabschnitt 121A des Läufers 121 aus einem Eisenmaterial besteht, wirkt er als ein Abschnitt des magnetischen Pfades der Schleife des magnetischen Flusses, so dass der Wirkungsgrad verbessert werden kann, während der Läufer 121 leichter gemacht wird.
  • Die Umgebung des Zentrums des Kernabschnitts 121A, die als ein strukturelles Element kaum zur Widerstandsfähigkeit und als Teil der magnetischen Flussschleife kaum zum magnetischen Pfad beiträgt, wird hohl gestaltet, so dass der Läufer 121 leichter gemacht werden kann.
  • Ausserdem ist der Höchstwert des reziproken Abstands des Läufers 121 ungefähr gleich dem Unterschied zwischen den Längen des Läufers 121 und des Stators 25. Im Ergebnis ist es möglich zu verhindern, dass sich der Schub des Motors durch die Wirkungen der magnetischen Anziehungen für die Magneten 35A und 35B des Läufers 121 verringert, wenn sie aus dem Stator 25 heraustreten und in ihn eintreten.
  • Die Biegelager dieser Ausführungsform besitzen die schraubenförmigen Arme im plattenförmigen federnden Element, aber können eine andere Gestalt annehmen.
  • Der Aufbau dieser Ausführungsform wurde als Linearmotor beschrieben, kann aber in dieser Form auch auf einen Generator angewendet werden, der die Hin- und Herbewegung in einen elektrischen Strom umwandelt.
  • Ausserdem sind die ringförmig aufgewickelten Spulendrähte 26A und 26B hintereinander geschaltet, aber sie können auch parallel geschaltet sein.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 8)
  • 15 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearmotors gemäss der achten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Magneten 129A, 129B, 129C und 129D, die eine allgemein bogenförmige Querschnittsform besitzen, sind im bewegten Eisenkern 124 angeordnet und mit dem Läufer 122 integriert. Der übrige Aufbau ist mit dem der siebenten Ausführungsform identisch.
  • Diese Ausführungsform erzielt ähnliche Wirkungen wie die der siebenten Ausführungsform 7. Ausserdem sind die Magnete 129A, 129B, 129C und 129D nicht der Oberfläche des Läufers 122 ausgesetzt, so dass sie kleine Anziehungen mit dem magnetischen Material besitzen. Daher kann die Handhabung erleichtert werden, indem der Zusammenbau mit dem magnetischen Material vereinfacht wird, wodurch die Massenproduktivität oder die Einheitsproduktivität drastisch verbessert werden. Dieser Aufbau kann auch mit der ersten Ausführungsform kombiniert werden.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 9)
  • 16 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearmotors gemäss der neunten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Spiralfedern (die als die „Federn" bezeichnet werden) 130A und 130B werden an ihren ersten Enden durch die bewegten Wellen 126A und 126B gehalten, die mit dem Läufer 121 verbunden sind, an ihren zweiten Enden durch Federhalter (die als die „Halter" bezeichnet werden) 131A und 131B, die am Rahmen 28 befestigt sind. Die Federn 130A und 130B besitzen beim Zusammenbau eine kleinere Länge (L) als ihre natürliche Länge (N), und die Stauchlänge (H – L) ist wenigstens halb so gross wie die Strecke der Hin- und Herbewegung des Läufers 121, d.h. der Hub (S). Kurz gesagt wird der Läufer 121 von seinen beiden Seiten durch die Federn 130A und 130B gedrückt.
  • Die Federn 130A und 130B bestimmten mit den Biegelagern 128A und 128B die Resonanzfrequenz als die Gesamt-Federkonstante. Sie wird in der Massebeziehung zum Läufer 121 bestimmt.
  • Alle Komponenten wie der sich hin- und herbewegende Läufer 121, die bewegten Wellen 126A und 126B, die Federn 130A und 130B, der Stator 25 usw. sind im allgemein geschlossenen Raum (der als der „Raum" bezeichnet werden wird) 131C untergebracht, der aus dem Rahmen 28 und den Haltern 131A und 131B aufgebaut ist.
  • Hier werden die Funktionen des so aufgebauten Linearmotors beschrieben.
  • Wenn die ringförmigen Spulendrähte 26A und 26B mit einem Wechselstrom versorgt werden, bewegt sich der Läufer 121 nach dem gleichen Prinzip wie dem der siebenten Ausführungsform hin und her. Wenn sich der Läufer 121 zum Beispiel in der Richtung des Pfeils Y bewegt, verbiegt sich die Feder 130A und speichert eine erste abstossende Kraft in der Feder 130A. Wenn sich als Nächstes die Richtung des elektrischen Stromflusses verändert, so dass sich der Läufer 121 in der Richtung des Pfeils Z bewegt, wird die erste abstossende Kraft aus der Feder 130A herausgezogen und als Geschwindigkeit des Läufers 121 wiedergewonnen. Gleichzeitig damit verbiegt sich die Feder 130B ihrerseits und speichert eine zweite abstossende Kraft in der Feder 130B. Wenn sich der Läufer 121 wieder in der Richtung des Pfeils Y bewegt, wird die zweite abstossende Kraft aus der Feder 130B herausgezogen und als Geschwindigkeit des Läufers 121 wiedergewonnen.
  • Diese Wirkung ist die sogenannte „Resonanzwirkung", bei der ein abwechselnder, grosser Hub mit einem niedrigeren elektrischen Strom bewirkt werden kann als in dem Falle, wo die Feder 130A und 130B nicht verwendet werden. Die Frequenz der Stromquelle wird dann der Resonanzfrequenz gleich gemacht, die durch die Massen des Läufers 121 und des Stators 25 sowie durch die Federkonstanten der Biegelager 128A und 128B sowie der Federn 130A und 130B bestimmt wird. Dann sind die Beschleunigungen vom Läufer 121 und von den Federn 130A und 130B als Resonanzfedern in ihrer Periode synchronisiert. Im Ergebnis wird der Energieverlust auf ein niedriges Niveau abgesenkt, so dass sich der Läufer 121 mit hohem Wirkungsgrad hin- und herbewegt.
  • Um die Resonanzfrequenz zu erhöhen, ist es erforderlich, das Gewicht des Läufers 121 zu verringern oder die Federkonstanten der Federn 130A und 130B oder der Biegelager 128A und 128B zu erhöhen. Die Konstruktion des Motors ist aber bezüglich einer Verringerung des Gewichts des Läufers 121 begrenzt. Daher ist es praktisch oft leicht, die Federkonstanten zu vergrössern. Wenn die Federkonstanten der Biegelager 128A und 128B erhöht werden, steigt der Hystereseverlust an, so dass der Wirkungsgrad absinkt. Dies wird konkret durch eine Erhöhung der Dicke der Biegelager 128A und 128B oder eine Überlagerung der Biegelager 128A und 128B verursacht. Andererseits besitzen die Federn 130A und 130B im Grunde keinen Hystereseverlust. In einer Auslegung, bei der die Resonanzfrequenz erhöht wird, indem nur die Federkonstanten der Federn 130A und 130B erhöht werden, kann daher der Hystereseverlust verringert werden, so dass ein hoher Wirkungsgrad bewahrt wird.
  • Die Federn 130A und 130B besitzen beim Zusammenbau eine geringere Länge (L) als die natürliche Länge (H), und die Stauchlänge (H – L) beträgt mindestens die Hälfte der Strecke der Hin- und Herbewegung des Läufers 121, d.h. des Hubs (S). Die Länge (Lb) der Feder 130B ist daher kleiner als die natürliche Länge (H), selbst wenn sich der Läufer 121 über die maximale Strecke in der Richtung des Pfeils Y bewegt. Kurz gesagt, ist die Feder 130B gegenüber ihrer natürlichen Länge (H) immer zusammengedrückt. Ebenso ist die Länge (La) der Feder 130A kürzer als die natürliche Länge (H), selbst wenn sich der Läufer 121 über die maximale Strecke in der Richtung des Pfeils Z bewegt. Kurz gesagt, ist die Feder 130A gegenüber der natürlichen Länge (H) immer zusammengedrückt.
  • Selbst wenn sich der Läufer 121 hin- und herbewegt, sind daher die Federn 130A und 130B immer gegenüber der natürlichen Länge zusammengedrückt. Durch die durch diese Verformung gespeicherte Energie werden daher die Federn 130A und 130B zurückgehalten, während sie zwischen den bewegten Wellen 126A und 126B und den Haltern 131A und 131B verbogen werden. Im Ergebnis wiederholt der Linearmotor immer die hoch wirksamen Resonanzbewegungen. Ausserdem kommen die Federn 130A und 130B nicht heraus, selbst wenn kein besonderer Befestigungsabschnitt verwendet wird.
  • Ausserdem sind alle Komponenten einschliesslich des sich hin- und herbewegenden Läufers 121, der bewegten Wellen 126A und 126B, der Federn 130A und 130B, des Stators usw. im Raum 131C untergebracht. Daher sind die Geräusche, die die Bewegungen des Läufers 121, der bewegten Wellen 126A und 126B und der Federn 130A und 130B begleiten, auf den Raum 131C beschränkt. In anderen Worten werden weniger Geräusche nach aussen übertragen, wodurch eine geräusch-isolierende Wirkung erreicht wird.
  • Sowohl der bewegte Eisenkern 124 des Läufers 121 als auch der ortsfeste Eisenkern 27 des Stators 25 ist aus den Blechen aufgebaut, die radial in der axialen Richtung angeordnet sind. Daher können Gerausche durch die vibrierenden Bleche erzeugt werden, wenn die Komponenten vibrieren, aber werden isoliert.
  • In dieser Ausführungsform haben die Federn 130A und 130B die gleichen Federkonstanten, aber die Ausführungsform kann in gleicher Weise hergestellt werden, auch wenn Spiralfedern unterschiedlicher Federkonstanten oder Grössen kombiniert werden. Die Resonanzfedern können auch konstruiert werden, indem der Linearmotor mit Flachfedern gemäss der ersten Ausführungsform und die Spiralfedern in dieser Ausführungsform kombiniert werden.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 10)
  • 17 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearkompressors gemäss der zehnten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Biegelager 128A und 128B sind zwischen die Federhalter (die als die „Halter" bezeichnet werden) 131A und 131B und den den Stator 25 haltenden Rahmen 28 eingeklemmt und mit ihrem Aussenumfang daran befestigt. Andererseits werden die inneren Umfänge der Biegelager 128A und 128B durch die mit dem Läufer 121 verbundenen, bewegten Wellen 126A und 126B und durch Federadapter (die als „Adapter" bezeichnet werden) 132A und 132B gehalten.
  • Die Spiralfedern (die als „Federn" bezeichnet werden) 130A und 130B sind auf der Seite der beiden Endflächen über den aus dem Läufer 121 und dem Stator 25 zusammengesetzten Linearmotor 137 hinweg angeordnet. Ausserdem werden die Federn 130A und 130B in einem gebogenen Zusand zwischen den Adaptern 132A und 132B und den Haltern 131A und 131B gehalten, aber verwenden keine spezielle Befestigungseinheit. Hier sind die aneinander stossenden Flächen der Adapter 132A und 132B und der Halter 131A und 131B gegenüber den dazwischen gelegten Federn 130A und 130B mit flachen Stufen versehen, um die Federn 130A und 130B zurückzuhalten.
  • Der Zylinder 51 ist am Halter 131B befestigt, während ein Zylinderdeckel 134 auf dem Zylinder 51 befestigt ist. Der Adapter 132B ist über das Kugelgelenk 61 mit dem Kolben 52 verbunden. Der Kolben 52 lässt sich bezüglich des Federadapters 132B frei neigen und drehen. Die Kompressionskammer 48 besteht aus dem Kolben 52 und dem Zylinder 51.
  • Die Funktionen des so aufgebauten Linearkompressors werden hier beschrieben.
  • Wenn die Spulendrähte 26A und 26B des Linearmotors 137 mit dem Wechselstrom versorgt werden, bewegt sich der Läufer 121 bezüglich des Stators 25 hin und her. Diese Antriebskraft wird durch die bewegte Welle 126B, den Adapter 132B und das Kugelgelenk 61 zum Kolben 52 übertragen, so dass sich der Kolben 52 mit dem Läufer 121 integriert hin- und herbewegt. Durch diese Hin- und Herbewegung des Kolbens 52 wird das in die Kompressionskammer 48 angesaugte Kühlgas nacheinander komprimiert und zum äusseren Kältezyklus ausgestossen.
  • An diesem Punkt wird bevorzugt, dass die Frequenz der Stromquelle, die an den Linearmotor 137 angelegt wird, der Resonanzfrequenz gleich gemacht wird, die aus den Massen des Läufers 121 und des Stators 25 sowie den Federkonstanten der Federn 130A und 130B sowie der Biegelager 128A und 128B bestimmt wird, wie in der neunten Ausführungsform beschrieben. Folglich werden die Perioden der Beschleunigungen des Läufers 121 und der als die Resonanzfedern wirkenden Federn 130A und 130B synchronisiert. Im Ergebnis wird der Energieverlust auf einen niedrigen Wert herabgedrückt, so dass sich der Läufer 121 mit hohem Wirkungsgrad hin- und herbewegt.
  • Die Biegelager 128A und 128B halten den Läufer 121 auf beiden Seiten, so dass der die Hin- und Herbewegungen des Läufers 121 begleitende Gleitverlust nicht auftritt, im Gegensatz zu dem Fall, wo ein Haltemechanismus wie Gleitlager verwendet wird. Ausserdem ist die Starrheit, die in den radialen Richtungen für die Biegelager 128A und 128B benötigt wird, so niedrig, dass die Konstruktion mit geringer Starrheit ausgeführt werden kann, indem die Anzahl oder Dicke der Biegelager oder die Anzahl der Arme verringert wird. Im Ergebnis kann der Hystereseverlust, der bei Verformung der Biegelager 128A und 128B auftritt, minimiert werden, um einen hohen Wirkungsgrad herzustellen.
  • Ausserdem fangen die Biegelager 128A und 128B voll die magnetischen Anziehungen auf, die auf den beiden Seiten in den radialen Richtungen auf den Läufer 121 wirken. Folglich wirken die magnetischen Anziehungen, die zwischen dem Läufer 121 und dem Stator 25 wirken, nicht als seitliche Drücke zwischen dem Kolben 52 und dem Zylinder 51, wodurch kein Gleitverlust zustande kommt. Diese magnetischen Anziehungen sind die Kräfte, die den Läufer 121 radial zum Stator 25 anziehen. Daher wird der Gleitverlust verringert, so dass der Kompressor hoch wirksam wird und die Zuverlässigkeit des gleitenden Abschnitts drastisch verbessert wird. Ausserdem wird der Kolben 52 gehalten, auch wenn das Kugelgelenk 61 zwischen dem Adapter 132B und dem Kolben 52 angeordnet ist, und die Hin- und Herbewegung des Läufers 121 wird auf den Kolben 52 übertragen. Wenn sich der Kolben 52 im Zylinder hin- und herbewegt, wird daher der Kolben 52 durch das Kugelgelenk 61 so geneigt, dass er sich mit einer geringen axialen Neigung bezüglich des gleitenden Abschnitts des Zylinders 51 hin- und herbewegt.
  • Selbst bei einem Aufbau, wo der Läufer 121 und der Zylinder 51 schlecht ausgefluchtete oder geneigte Achsen besitzen, absorbiert das Kugelgelenk 61 die schlechte axiale Ausrichtung oder Neigung, so dass der Kolben 52 und der Zylinder 51 ausgefluchtet werden können. Ohne jegliche Verbesserung in der Präzision der Teile oder des Zusammenbaus der Teile wird daher der seitliche Druck zwischen dem Zylinder 51 und dem Kolben 52 verringert, um den Gleitverlust zu verringern, so dass ein hoch wirksamer Kompressor zur Verfügung gestellt wird.
  • In dieser Ausführungsform sind die Richtungen der Hin- und Herbewegung des Läufers 121 im Wesentlichen waagerecht ausgerichtet. Wie in der zweiten Ausführungs form wird daher der Durchmesser kleiner als der des herkömmlichen Linearkompressors gemacht, bei dem der Zylinder im Motor angeordnet ist.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 11)
  • 18 ist ein Querschnittsdiagramm eines wesentlichen Abschnitts eines Linearkompressors gemäss der elften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist gegenüber der Auslegung der zehnten Ausführungsform so abgewandelt, dass der Federstab (der als „Stab" bezeichnet werden wird) 72, der in der dritten Ausführungsform beschrieben worden ist, an die Stelle des Kugelgelenks tritt, und dass das in der vierten Ausführungsform beschriebene Gaslager 82 angewendet wird.
  • Vom Standpunkt der Widerstandsfähigkeit her besteht der Stab 72 aus einem Material wie rostfreiem Stahl oder Aluminium und hat einen verhältnismässig dünnen Abschnitt mit kreisförmigem Querschnitt. Dieser dünne Abschnitt ermöglicht es dem Stab 72, in einer gegenüber der axialen Richtung geneigten Richtung in den Bereich elastischer Verformung zu fallen.
  • Das meiste in eine Hochdruckkammer 134A eines Zylinderdeckels 134 ausgetretene Kühlgas wird über eine D-Leitung 141 zur Aussenseite des Kompressors ausgestossen. Der verbleibende Anteil wird über eine Mehrzahl von in einem Zylinder 142A ausgebildeten Gaskanälen 81B zum Gleitabschnitt zwischen einem Kolben 139A und dem Zylinder 142A geleitet, um dadurch das Gaslager 82 zu bilden. Daher wird wie in der vierten Ausführungsform kein Schmieröl verwendet.
  • In der Hochdruckkammer 134A sind ein Ablaufventilmechanismus (der als „Ventil" bezeichnet werden wird) 144 und eine Ablauffeder (die als „Feder" bezeichnet werden wird) 145 angeordnet, um das Ventil 144 auf den Zylinder 142A zu drücken.
  • Ein zweites Ansaugrohr 146 mündet an seinem ersten Ende 146A in der Nähe der entgegengesetzten Seite der Kompressionskammer des Zylinders 142A im Federhalter 131B und an seinem zweiten Ende 146B im geschlossenen Gehäuse 41. Ein Ansaugkanal 139B ist im Kolben 139A ausgebildet, und ein Ansaugventilmechanismus (der als „Ventil" bezeichnet werden wird) 139C ist auf der Seite der Kompressionskammer 48 am Kolben 139A angebracht.
  • Hier werden die Funktionen des so aufgebauten Linearkompressors beschrieben.
  • Die Biegelager 128A und 128B fangen die magnetischen Anziehungen, die auf den beiden Seiten in den radialen Richtungen auf den Läufer 121 wirken, voll auf. Daher braucht das Element, das die Hin- und Herbewegung des Läufers 121 auf den Kolben 139A übertragt, die magnetischen Anziehungen nicht aufzufangen, sondern braucht nur die axiale Starrheit, kann aber eine geringe radiale Starrheit besitzen. Daher kann der Federstab 72 verwendet werden, um den Kolben 139A mit dem Läufer 121 zu verbinden. Folglich ist, selbst wenn der Läufer 121 und der Zylinder 142A axial schlecht aufeinander ausgerichtet oder geneigt sind, der Stab 72 so geneigt oder gebogen, dass der Kolben 139A und der Zylinder 142A ohne jegliche axiale Neigung ausgefluchtet werden können. Daher werden die Nachteile in der Präzision der Teile oder des Teile-Zusammenbaus absorbiert.
  • Ohne eine Verbesserung der Präzision der Teile oder des Teile-Zusammenbaus verringern sich daher die seitlichen Drücke zwischen dem Zylinder 142A und dem Kolben 139A, um den Gleitverlust zu verringern. Folglich ist es möglich, einen hoch wirksamen Kompressor zur Verfügung zu stellen und die Zuverlässigkeit des gleitenden Abschnitts besser zu verbessern.
  • Ausserdem hat der Stab 72 einen einfacheren Aufbau als der Kugelgelenkmechanismus, aber hat im Gegensatz zum Kugelgelenkmechanismus keinen gleitenden Abschnitt, so dass er als Verbindungsmechanismus einen kleinen Gleitverlust und eine hohe Zuverlässigkeit besitzt.
  • Andererseits wird ein Anteil des in die Hochdruckkammer 134A ausgestossenen Kühlgases über die im Zylinder 142A ausgebildeten Gaskanäle 81B zu dem kleinen Luftspalt des gleitenden Abschnitts zwischen dem Kolben 139A und dem Zylinder 142A geleitet. Folglich wird eine Gasschicht ausgebildet, um das Gaslager 82 aufzubauen, wodurch der Kolben 139A und der Zylinder 142A in einen berührungsfreien Zustand gebracht werden.
  • Das Gaslager 82 wird allgemein danach bewertet, mit welcher geringen Gasmenge und bei welchem geringen Gasdruck es den berührungsfreien Zustand realisieren kann. Andererseits ändert sich die Leistung des Gaslagers 82 mit der Gestalt, Grösse und Lage des Gaskanals 81B. Es wird daher gewünscht, dass ein Anteil mit kleinem Querschnitt, der einem Querschnitt mit einem Durchmesser in der Grösse von 30 bis 200 μm entspricht, in einem Abschnitt des Gaskanals 81B angeordnet wird. Wenn bei diesem Aufbau Schmieröl vorhanden ist, wird dieser Abschnitt kleinen Querschnitts mit dem Schmieröl verstopft, so dass das Kühlgas aufgehalten wird und das Gaslager 82 nicht funktioniert. In dieser Ausführungsform wird daher kein Schmieröl, sondern nur das Gaslager 82 verwendet.
  • Der Kolben 139A und der Zylinder 142A können, wie oben beschrieben, in einem berührungsfreien Zustand gehalten werden, der Gleitverlust zwischen dem Kolben 139A und dem Zylinder 142A kann im Wesentlichen auf Null reduziert werden. Ausserdem wird der Verschleiss des gleitenden Abschnitts bemerkenswert verringert, um die Zuverlässigkeit drastisch zu verbessern. Je höher die Lauffrequenz des Kompressors und je grösser der Gleitverlust, desto grösser ist die durch Anwendung dieses Aufbaus erreichte Wirkung.
  • Ausserdem hat diese Ausführungsform den ölfreien Aufbau, der kein Schmieröl verwendet, so dass sie Wirkungen ähnlich denen der vierten Ausführungsform erreichen kann.
  • Wie oben beschrieben, wird der Gleitverlust im Wesentlichen auf Null reduziert. Da das Kühlgas in den gleitenden Abschnitt zwischen dem Kolben 139A und dem Zylinder 142A eingeführt wird, steigt andererseits der Leckverlust des gleitenden Abschnitts. Da komprimiertes Hochdruckgas im Gaslager 82 verwendet wird, steigt auch der Kompressionsverlust. Eine Verringerung dieser Verluste kann aber auf der Grundlage des zuvor erwähnten konstruktiven Know-hows bezüglich des Gaslagers 82 in den konstruktiven Elementen enthalten sein.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 12)
  • 19 ist eine geschnittene Ansicht eines wesentlichen Abschnitts eines Linearkompressors gemäss der zwölften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform wird im Aufbau der elften Ausführungsform so konstruiert, dass das in der fünften Ausführungsform beschriebene Material mit selbstschmierender Eigenschaft und das in der sechsten Ausführungsform beschriebene keramische Material anstelle des Gaslagers für den Kolben bzw. den Zylinder verwendet werden. Konkret besteht ein Kolben 139D aus einem selbstschmierenden Material 147A, und ein Zylinder 142B besteht aus einem keramischen Material 147B. Folglich wird durch die Wirkung der selbstschmierenden Eigenschaft und der Verschleissfestigkeit des keramischen Materials 147B der Verschleiss des gleitenden Abschnitts verhindert, um die Zuverlässigkeit auch ohne die Verwendung eines Schmieröls zu bewahren.
  • Das in das geschlossene Gehäuse 41 eingesaugte Kühlgas wird über das zweite Ansaugrohr 146 in die Nähe der entgegengesetzten Seite der Kompressionskammer des Zylinders 142B geleitet. Das Kühlgas fliesst durch die entgegengesetzte Seite der Kompressionskammer des Zylinders 142B, die entgegengesetzte Seite der Kompressionskammer des Kolbens 139D und den im Kolben 139D vorgesehenen Ansaugkanal 139A sowie den Ansaugventilmechanismus 139B in die Kompressionskammer 48.
  • Das in der Kompressionskammer 48 komprimierte Kühlgas öffnet das Ventil 144 gegen die Andruckkraft der Ablauffeder 145, die den Ablaufventilmechanismus (der als „Ventil" bezeichnet werden wird) 144 zum Zylinder 142B hin drückt, so dass es in die Hochdruckkammer 134A ausgestossen wird.
  • Während der vorübergehenden Arbeit eines Kühlsystems wie eines Kühlschranks schwankt nun der momentane Druck, und der Kolben 139D bewegt sich dann mit einem im Voraus festgelegten Hub hin und her. Wenn andererseits der momentane elektrische Strom oder die momentane Spannung des Kompressors kontrolliert werden, wird der Kolben 139D durch die Steuerpräzision oder die Präzision der Störungshandhabung veranlasst, sich mit einem im Voraus festgelegten Hub hin- und herzubewegen.
  • In dieser Ausführungsform kann sich der Kolben 139D so hin- und herbewegen, dass das Ventil 144 hinausgedrückt wird. Im zuvor erwähnten Fall wird daher die Kollisionseinwirkung des Kolbens 139D mehr gedämpft als der Ablaufventilmechanismus, der nicht in der Lage ist, die Funktion des Hinausdrückens zu leisten. Daher werden die Geräusche zur Zeit der Kollisionen des Kolbens 139D verringert, und die Zuverlässigkeiten des Ventils 144 und des Kolbens 139D sind verbessert.
  • (Beispielhafte Ausführungsform 13)
  • 20 ist eine geschnittene Ansicht eines Linearkompressors gemäss der dreizehnten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Einheit 149 eines Kompressionsmechanismus ist im geschlossenen Gehäuse (das als „Gehäuse" bezeichnet werden wird) 41 stehend so angeordnet, dass die Richtungen der Hin- und Herbewegungen des Läufers 121 mit der Richtung der Schwerkraft identisch sind. Die Einheit 149 des Kompressionsmechanismus ist an einer Mehrheit von Aufhängungsfedern (die als „Federn" bezeichnet werden) 150 und einer Scheitelfeder (die als „Feder" bezeichnet wird) 151 intern aufgehängt und gehalten.
  • Ein dynamischer Absorber 152 besteht aus einem Gewicht 153, einer Feder 154 und einem Halter 155 und ist in einem oberen Raum des Gehäuses 41 ausgebildet. Das Gewicht 153 ist ein- oder mehrteilig und ist entlang der Innenseite des Gehäuses 41 zu einer allgemein ringförmigen oder allgemein gebogenen Gestalt ausgebildet. Die Feder 154 besteht aus Federn 154A und 154B.
  • Im zusammengebauten Zustand oder im angehaltenen Zustand des Linearkompressors sind beide Federn 154A und 154B kürzer als die natürliche Länge und zusammengedrückt. Folglich ist das Gewicht 153 am Halter 155 angebracht, während es durch die Federkräfte der Federn 154A und 154B in den gleichen Richtungen wie die Richtungen der Hin- und Herbewegung des Kolbens 139A eingespannt wird. Der Halter 155 ist ebenfalls in einer allgemein ringförmigen oder allgemein bogenförmigen Gestalt ausgebildet.
  • Während sich das Gewicht 153 bewegt, kann die Feder 154 in den Richtungen der Hin- und Herbewegung des Kolbens 139A elastisch verformt werden. Ausserdem sind das Gewicht des Gewichts 153 und die Summe der Federkonstanten der Feder 154 in den Richtungen der Hin- und Herbewegung des Kolbens 139A so gewählt, dass die dadurch bestimmte Resonanzfrequenz gleich der Arbeitsfrequenz des Linearkompressors ist.
  • Ausserdem ist der Zylinder 142A zumindest teilweise in die Spiralfeder (die als „Feder" bezeichnet werden wird) 130B eingefügt und darin angeordnet.
  • In dieser Ausführungsform ist die stehende Anordnung so gestaltet, dass die Richtungen der Hin- und Herbewegung des Läufers 121 mit der Richtung der Schwerkraft identisch sind. Folglich sind die in den radialen Richtungen des Läufers 121 wirkenden Kräfte die magnetischen Anziehungen durch die Magnete 35A und 35B, die zwischen dem Läufer 121 und dem Stator 25 wirken, aber nicht die Schwerkraft des Läufers 121. Daher können die radialen Starrheiten der Biegelager 128A und 128B, die den Läufer 121 und die magnetischen Anziehungen auffangen, durch die Abwesenheit der Schwerkraft des Läufers 121 verringert werden. Folglich ist es zum Beispiel möglich, billige Materialien auszuwählen, die Blechdicke zu verringern, die Formen zu vereinfachen oder die Grössen zu reduzieren.
  • Desgleichen wirken die seitlichen Drücke wegen der Schwerkraft des Kolbens 139A nicht auf den gleitenden Abschnitt zwischen dem Zylinder 142A und dem Kolben 139A, so dass der Gleitverlust entsprechend verringert ist.
  • Die Verringerung der Vibrationen durch den dynamischen Absorber 152 wird hier beschrieben.
  • In der Einheit 149 des Kompressionsmechanismus bewegt sich der Läufer 121 bezüglich des Stators 25 für Kompressionen hin und her. Dann vibriert der Stator 25 in den Richtungen der Hin- und Herbewegung des Kolbens 139A durch die Reaktionen der Hin- und Herbewegung des Läufers 121. Die Einheit 149 des Kompressionsmechanismus ist durch die Feder 150 im Gehäuse 41 federnd aufgehängt, so dass ihre Vibrationen als erregende Kraft durch die Feder 150 auf das Gehäuse 41 übertragen werden. Durch die so auf das Gehäuse 41 übertragene, erregende Kraft wird die aus dem Gewicht 153 und der Feder 154 zusammengesetzte Resonanzeinheit angeregt, so dass das Gewicht 153 in den Richtungen der Hin- und Herbewegung des Kolbens 139A vibriert. Dann wirken die von der Feder 150 auf das Gehäuse 41 übertragene, erregende Kraft und die durch die Vibration des Gewichts 153 wirkende Kraft in im Wesentlichen gleicher Grösse und entgegengesetzter Phase. Folglich wird die erregende Kraft von der Einheit 149 des Kompressionsmechanismus durch die wirkende Kraft vom dynamischen Absorber 152 aufgehoben.
  • Die Vibrationsfrequenz des Gehäuses 41 ist gleich der Antriebsfrequenz des Linearkompressors. Durch Angleichung der Antriebsfrequenz des Linearkompressors und der Frequenz der Hin- und Herbewegung des Gewichts 153 des dynamischen Absorbers 152 wird daher die Wirkung des dynamischen Absorbers 152 maximiert, um die Vibration des Gehäuses 41 auf ein Minimum zu reduzieren. Die Resonanzfrequenz wird durch die Massen des Gehäuses 41 und des Gewichts 153 und durch die Federkonstante der Feder 154 bestimmt. Indem die Masse des Gewichts 153 und die Federkonstante der Feder 154 selektiv so ausgelegt werden, dass sie der Antriebsfrequenz des Linearkompressors gleich sind, können daher die Vibrationen des Gehäuses 41 auf ein Minimum reduziert werden.
  • Selbst wenn der dynamische Absorber 152 nicht benutzt wird, macht hier die stehende Anordnung sowohl die Richtungen der Hin- und Herbewegung des Läufers 121 als auch die Richtungen der Ausdehnung und Zusammenziehung der Feder 150 mit der Richtung der Schwerkraft identisch. Folglich werden auch die Vibrationsrichtungen des Gehäuses 41 mit der Richtung der Schwerkraft identisch. Durch das einfache Verfahren, die Starrheit der Feder 150 zu verringern, wird daher die Übertragung der Vibrationen der Einheit 149 des Kompressionsmechanismus auf das Gehäuse 41 verringert. In anderen Worten sind die Vibrationen am Gehäuse 41 stärker verringert als im Falle der liegenden Anordnung, bei der die Richtungen der Hin- und Herbewegung des Kolbens 139A waagerecht sind.
  • Der dynamische Absorber 152 ist im oberen Raum des Gehäuses 41 ausgebildet. In der Einheit 149 des Kompressionsmechanismus ist der Linearmotor 137 in den radialen Richtungen am grössten und bestimmt die diametrische Grösse, aber der Linearmotor 137 ist nicht im oberen Raum des Gehäuses 41 angeordnet. Folglich bilden sich Toträume im oberen und unteren bezüglich der radialen Grösse des Gehäuses 41 aus. Durch Anordnung des dynamischen Absorbers 152 in den Toträumen braucht das Gehäuse 41 nicht vergrössert zu werden, sondern kann den dynamischen Absorber 152 kompakt beherbergen und die Vibrationen verringern.
  • Es wird besonders bevorzugt, dass die Gestalt des dynamischen Absorbers 152 wie die kreisförmige Gestalt des Linearmotors 137 oder die ringförmige Gestalt des Gehäuses 41 zu der allgemein ringförmigen Gestalt oder der allgemein bogenförmigen entlang der Innenseite des Gehäuses 41 ausgebildet wird. Folglich wird der dynamische Absorber 152 kompakt untergebracht, ohne das Gehäuse 41 zu vergrössern. Ausserdem kann das Gewicht 153 des dynamischen Absorbers 152 vergrössert oder erhöht werden, um den Bereich der Auslegung der Resonanzfrequenz auszuweiten, die durch die Massen des Gehäuses 41 und des Gewichts 153 sowie durch die Federkonstante der Feder 154 bestimmt ist. Folglich wird der Bereich der Antriebsfrequenz für eine Verringerung der Vibrationen des Gehäuses 41 durch den dynamischen Absorber 152 erweitert, so dass der Bereich von Arbeitsfrequenzen, über den der Linearkompressor mit geringen Vibrationen angetrieben werden kann, erweitert wird.
  • Ausserdem ist der Zylinder 142A zumindest teilweise in die Feder 130B eingesetzt und darin angeordnet. Daher kann die Grösse des Läufers 121 in den Richtungen der Hin- und Herbewegung kleiner gemacht werden als die des Aufbaus, bei dem der Zylinder 142A ausserhalb der Feder 130B angeordnet ist. Folglich kann das Gehäuse 41 insbesondere in den Richtungen der Hin- und Herbewegung des Läufers 121 so klein wie der Linearkompressor gemacht werden.
  • In dieser Ausführungsform ist der dynamische Absorber 152 im oberen Raum des Gehäuses 41 ausgebildet, aber ähnliche Wirkungen können auch erreicht werden, wenn der dynamische Absorber 152 im unteren Raum des Gehäuses 41 ausgebildet ist.
  • In dieser Ausführungsform ist der Linearmotor in Richtung der Schwerkraft nach oben hin angeordnet, aber der Linearmotor kann auch in Richtung der Schwerkraft nach unten hin angeordnet werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Ein Linearmotor der vorliegenden Erfindung besitzt: die Merkmale des Anspruchs 1. Dieser Aufbau eliminiert einen gleitenden Abschnitt, der den Läufer hält, so dass er den Verlust verringern kann, der andernfalls die Hin- und Herbewegung des Läufers begleiten könnte. Ausserdem ist ein diesen Linearmotor verwendender Linearkompressor im Wirkungsgrad und in der Zuverlässigkeit hoch.
    • 1
    geschlossenes Gehäuse (Gehäuse)
    2
    Linearmotor
    3
    Körper
    4
    Schmieröl
    5
    Rahmen
    6
    erste Siliciumstahlblechschicht
    7
    Spule
    8
    zweite Siliciumstahlblechschicht
    9
    Stator
    10
    Magnetkapsel
    11
    Magnet
    12
    Läufer
    14
    Zylinder
    15
    Kolben
    16
    Lagerquerschnitt
    17
    Ansaugkanal
    18
    Kompressionskammer
    19
    Ansaugventil
    20
    Ablaufventil
    21
    innere Resonanzfeder
    22
    äussere Resonanzfeder
    23
    äusserer Rahmen
    24
    Ölpumpe
    25
    Stator
    26A, 26B
    Spulendraht
    27
    ortsfester Eisenkern
    28
    Rahmen
    29A, 29B, 29C
    Magnetpol
    31
    Läufer
    32
    Welle
    33
    Blechabschnitt
    34
    bewegter Eisenkern
    35A, 35B
    Magnet
    36
    Endplatte
    41
    geschlossenes Gehäuse (Gehäuse)
    42A, 42B
    Flachfeder
    42C
    zentraler Abschnitt
    42D, 42E
    distales Ende
    42F, 42G
    Armabschnitt
    43
    Linearmotor
    44
    Schmieröl
    48
    Kompressionskammer
    51
    Zylinder
    51A
    Innenseite
    52
    Kolben
    53
    Verdichterkörper
    54
    Zylinderkopf
    54A
    Hochdruckkammer
    55
    Ansaugdämpfer
    55A
    Rohrabschnitt
    57
    ortsfeste Einheit
    58
    bewegte Einheit
    59
    Resonanzfeder
    61
    Kugelgelenk
    64
    Aufhängungsfeder
    66
    Kapillarrohr
    71
    Kolben
    72
    Federstab
    81
    Zylinder
    81A
    Innenseite
    81B
    Gaskanal
    82
    Gaslager
    91
    Zylinder
    91A
    Oberfläche
    96
    Kolben
    121, 122
    Läufer
    121A
    Kernabschnitt
    121B
    Blechabschnitt
    124
    bewegter Eisenkern
    126A, 126B
    bewegte Welle
    128A, 128B
    Biegelager
    129A, 129B, 129C, 129D
    Magnet
    130A, 130B
    Spiralfeder
    131A, 131B
    Federhalter
    131C
    allgemein geschlossener Raum
    132A, 132B
    Federadapter
    134
    Zylinderdeckel
    137
    Linearmotor
    139A, 139D
    Kolben
    139B
    Ansaugkanal
    139C
    Ansaugventilmechanismus
    141
    D-Leitung
    142, 142A, 142B
    Zylinder
    144
    Ablaufventilmechanismus
    145
    Ablauffeder
    146
    zweites Ansaugrohr
    146A
    erstes Ende
    146B
    anderes Ende
    147A
    selbstschmierendes Material
    147B
    keramisches Material
    149
    Einheit des Kompressionsmechanismus
    150
    Aufhängungsfeder
    151
    Scheitelfeder
    152
    dynamischer Absorber
    153
    Gewicht
    154, 154A, 154B
    Feder
    155
    Halter

Claims (27)

  1. Linearmotor, umfassend: einen Stator (25) mit einem ortsfesten Eisenkern (27) und einem auf dem ortsfesten Eisenkern gehaltenen Spulendraht (26A, 26B); einem auf der Innenseite des Stators (25) sitzenden Läufer (31) mit einem bewegten Eisenkern (34) und einem Magneten (35A, 35B); einem plattenförmigen ersten federnden Element (42A), um den Läufer (31) so zu halten, dass er in sich in den Richtungen seiner Hin- und Herbewegung bewegt; und einem plattenförmigen zweiten federnden Element (42B), um den Läufer (31) so zu halten, dass er sich in einer zum ersten federnden Element (42A) in Richtung seiner Hin- und Herbewegung entgegengesetzten Position in den Richtungen seiner Hin- und Herbewegung bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass: jedes der federnden Elemente eine Flachfeder oder ein Biegelager ist; das erste federnde Element (42A) eine Mehrzahl von ersten Armabschnitten (42F, 42G) besitzt, die sich erstrecken, indem sie sich von der Position, in der die ersten Armabschnitte am Läufer (31) montiert sind, zu der Position, in der die ersten Armabschnitte am Stator (25) montiert sind, in der gleichen Richtung winden; das zweite federnde Element (42B) eine Mehrzahl von zweiten Armabschnitten (42F, 42G) besitzt, die sich erstrecken, indem sie sich von der Position, in der die zweiten Armabschnitte am Läufer (31) montiert sind, zu der Position, in der die zweiten Armabschnitte am Stator (25) montiert sind, in der gleichen Richtung winden; und die ersten Armabschnitte und die zweiten Armabschnitte sich erstrecken, indem sie sich in der gleichen Richtung winden.
  2. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Element den Läufer so hält, dass er dem Stator gegenübersteht und dabei einen vorbestimmten Abstand von den Magnetpolen des Stators einhält.
  3. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite federnde Element aus Flachfedern bestehen.
  4. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite federnde Element in Drehrichtung versetzt montiert sind, so dass die Positionen der ersten Armabschnitte und die Positionen der zweiten Armabschnitte, in der Achsenrichtung des Läufers gesehen, nicht miteinander identisch sind.
  5. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite federnde Element aus Biegelagern bestehen, wobei jedes eine Mehrzahl von Armen besitzt.
  6. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Innenseite des Stators ausgebildeter Magnetpol und ein Aussenumfang des Läufers derart zylindrisch sind, dass sie gemeinsame Achsen mit dem Läufer besitzen.
  7. Linearmotor nach Anspruch 5, weiter umfassend: eine an ihrem einen Ende durch den Läufer gehaltene Spiralfeder; und einen am Stator befestigten Federhalter, um das andere Ende der Spiralfeder zu halten.
  8. Linearmotor nach Anspruch 7, weiter umfassend: eine bewegte Welle, so ausgebildet, dass sie sich in den Richtungen der Hin- und Herbewegung des Läufers erstreckt.
  9. Linearmotor nach Anspruch 5, weiter umfassend: zumindest zwei Spiralfedern, um den Läufer in beide Richtungen seiner Hin- und Herbewegung zu drücken.
  10. Linearmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im stationären Zustand die Spiralfeder eine Stauchlänge von mindestens der halben Strecke der Hin- und Herbewegung des Läufers besitzt.
  11. Linearmotor nach Anspruch 7 oder einem davon abhängigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Federhalter einen umschlossenen Raum besitzt, um darin das federnde Element und die Spiralfedern zu beherbergen.
  12. Linearkompressor, einen Linearmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche umfassend, wobei der Linearkompressor weiter umfasst: einen Zylinder (51) mit einer gemeinsamen Achse in den Richtungen der Hin- und Herbewegung des Läufers (31); und einen hin- und herbeweglich in den Zylinder (51) eingesetzten und mit dem Läufer (31) verbundenen Kolben (52).
  13. Linearkompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz angetrieben wird, die durch die Massen des Stators und des Läufers und eine Federkonstante des federnden Elements bestimmt wird.
  14. Linearkompressor nach Anspruch 12, weiter umfassend: ein Kugelgelenk zur Verbindung von Kolben und Läufer.
  15. Linearkompressor nach Anspruch 12, weiter umfassend: einen aus einem elastischen Material bestehenden Federstab zur Verbindung von Kolben und Läufer.
  16. Linearkompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Läufer in horizontalen Richtungen hin- und herbewegt.
  17. Linearkompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearkompressor schmierölfrei ist.
  18. Linearkompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gleitabschnitt zwischen dem Kolben und dem Zylinder aus einem Gaslager aufgebaut ist.
  19. Linearkompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben und/oder der Zylinder aus einem selbstschmierenden Material bestehen.
  20. Linearkompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben und/oder der Zylinder aus einem keramischen Werkstoff bestehen.
  21. Linearkompressor nach Anspruch 12, sofern von Anspruch 5 abhängend, weiter umfassend: zumindest zwei Spiralfedern, um den Läufer in beide Richtungen seiner Hin- und Herbewegung zu drücken.
  22. Linearkompressor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder zumindest teilweise in eine der Spiralfedern eingesetzt und darin angeordnet ist.
  23. Linearkompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Läufer in Richtungen hin- und herbewegt, die mit der Richtung der Schwerkraft identisch sind.
  24. Linearkompressor nach Anspruch 12, weiter umfassend: ein geschlossenes Gehäuse zur Unterbringung des Linearmotors, des Zylinders und des Kolbens; und einen im geschlossenen Gehäuse montierten dynamischen Aufnehmer mit einer in den Richtungen der Hin- und Herbewegung des Läufers elastisch verformbar gemachten Feder und einem an der Feder angebrachten Gewicht.
  25. Linearkompressor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Aufnehmer in einem oberen und/oder unteren Raum im geschlossenen Gehäuse angeordnet ist.
  26. Linearkompressor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Gehäuse eine allgemein zylindrisch ausgeformte Innenseite besitzt, und dadurch, dass das Gewicht in einer allgemein entweder ring- oder bogenförmigen Gestalt entlang der Innenseite des geschlossenen Gehäuses ausgebildet ist.
  27. Linearmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im stationären Zustand die Spiralfedern eine Stauchlänge von mindestens der halben Strecke der Hin- und Herbewegung des Läufers besitzen.
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