JP2002155859A - 線形圧縮機のピストン作動部及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】形状公差及び組立公差が改善され耐久性の低下
のない線形圧縮機のピストン作動部を提供する。 【解決手段】本発明の線形圧縮機のピストン作動部は、
ピストンが締結されるピストン締結ボスと、前記ピスト
ン締結ボスと同心線上に置かれるように配されお互い等
間隔で配される複数のマグネット及びピストン締結ボス
と複数のマグネットを連結して一体化させ、樹脂よりな
る連結部材を含んで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁力により線形に
往復動するピストンを利用して冷媒ガスを圧縮させる線
形圧縮機に係り、さらに詳しくは、ピストンを往復動さ
せる線形圧縮機のピストン作動部及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、線形圧縮機は磁場の変化を利用
してピストンの線形往復動を発生させ、これにより冷媒
ガスを圧縮する装置であって、図１ないし図３には従来
の技術による線形圧縮機が示されている。

【０００３】図面を参照すれば、線形圧縮機は外部電源
が引き込まれ、冷媒ガスが入出りするチャンバ１内にシ
リンダ部１０とピストン２０とピストン作動部３０及び
外側ラミネーション部４０が内蔵され構成される。

【０００４】ここで、ピストン作動部３０は、図２に示
したように円筒形であり、外周面を追って貫通孔が等間
隔で形成されたマグネットホルダ３２と、マグネットホ
ルダ３２の貫通孔に取付けられたマグネット３３と、マ
グネットホルダ３２の外周面に押込み固定されて前記マ
グネット３２の離脱を防止するマグネットカバー３５、
及び中央にピストン２０が結合される貫通孔が形成さ
れ、外周面が前記マグネットホルダ３２の一端に結合さ
れる連結部材３１とから構成されている。

【０００５】ピストン２０は中空であり、一端には吸込
辯２５が付着され、他端は前記部ストン作動部３０の連
結部材３１に溶接などの結合方法で締結される。

【０００６】シリンダ部１０は前記ピストン２０が挿入
され往復動するシリンダ１１とシリンダ１１の外周に挿
入された内側ラミネーション１３及び内側ラミネーショ
ン１３の中央に巻線されたコイル１５とから構成されて
いる。

【０００７】外側ラミネーション部４０は内側ラミネー
ション１３に一定間隙を維持して対向する位置に設けら
れる外側ラミネーション４１と外側ラミネーション４１
を支持するハウジング４３とフレーム４２とから構成さ
れる。

【０００８】上記の通り構成された線形圧縮機の作用を
説明すれば次の通りである。

【０００９】まず、内側ラミネーション１３のコイル１
５に交流電源が印加されれば、内側ラミネーション１３
と外側ラミネーション４１との間にN-S極が交差する磁
場が形成される。内側及び外側ラミネーション１３、４
１間に磁場が生じれば、その間に存する永久磁石のマグ
ネット３３にフレミングの左手法則による軸方向の力が
発生してマグネット３３がN-S極の変化によって往復動
するようになり、このようなマグネット３３の往復動は
連結部材３１によりピストン２０の往復動として現れる
ようになる。

【００１０】その後、ピストン２０の往復動により冷媒
が流入チューブ３を介してチャンバ１の内部に流入さ
れ、チャンバ１の内部に流入された冷媒ガスはピストン
２０及び吸込辯２５を介して圧縮室５の内部に流入さ
れ、前記圧縮室５で連続的に圧縮された後吐出チューブ
７を介して排出される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術による線形圧縮機では、ピストン２０と
ピストン作動部３０を一体に動作させるために、それぞ
れの構成要素を押込ばめや溶接のような結合方法で結合
するため、各構成要素に熱変形等による内部応力が生じ
て耐久性が弱まり、組立工程が複雑で組立に長時間かか
り、また組立不良が多数発生して生産性も高くないとい
う問題点があった。

【００１２】例えば、ピストン２０と連結部材３１、そ
して連結部材３１とマグネットホルダ３２は各々お互い
溶接により結合されており、またマグネットホルダ３２
は製作時切断、パンチング及び溶接の工程を経るように
なるので、耐久性が最も脆弱なことと心配される部分で
ある。

【００１３】図３を参照してマグネットホルダ３２の製
作過程をさらに詳細に説明すれば、まず所定の大きさを
有する金属板３２aを準備した後、前記金属板３２aをロ
ーリングし、その両終端を溶接で連結して円形管３２b
を作る。その後、前記円形管３２bの外周面にマグネッ
ト３３が挿入される複数個の貫通孔３２cをパンチング
する。前記円形管３２bに形成された複数の貫通孔３２c
の各々にマグネット３３を挿入し、前記マグネット３３
の離脱が防止されるように前記円形管３２bの外周面に
マグネットカバー３５を押込ばめする。

【００１４】従って、従来の技術はマグネット３３の寸
法の偏差によってマグネットカバー３５の押込、即ち嵌
込ばめが困難なだけでなく、前記マグネット３３の寸法
の偏差にもかかわらずマグネットカバー３５を無理に押
し込もうとする場合、それによって脆性の大きいマグネ
ット３３が破損される問題点があった。

【００１５】また、従来の技術による線形圧縮機のピス
トン作動部３０を組立てる場合、ピストン２０及びマグ
ネットホルダ３２を連結部材３１に溶接して結合する時
発生する同心度不良、マグネットホルダ３２に挿入され
たマグネット３３をマグネットカバー３５で押込組み立
て時生ずる真円度及び同心度不良などが多数発生して生
産性が低下され、多数の構成要素が組み立てられること
で形状公差が悪くなることは勿論、それぞれの構成要素
の個別公差の累積により組立公差が大きくなり、この形
状公差と組立公差が一定値以上になれば不良要因になっ
て線形圧縮機の作動不良を引き起こすという問題点があ
った。

【００１６】そして、従来技術ではマグネット３３の磁
気力漏洩を防止するために前記マグネットホルダ３２の
材質として非磁性体金属を使用しているが、このような
非磁性体金属は伝導性が高くてマグネット３３の磁気力
漏洩を完全に防止できない。従って、マグネット３３の
磁気力漏洩によって線形圧縮機の圧縮効率が落ちるとい
う問題点があった。

【００１７】本発明は前述したような問題点を改善する
ために案出されたことであって、ピストンが締結される
ピストン締結ボスとマグネット及びこのピストン締結ボ
スとマグネットを連結する連結部材が一体に射出成形さ
れ、形状公差及び組立公差が改善され耐久性の低下のな
い線形圧縮機のピストン作動部を提供するところにその
目的がある。

【００１８】また、本発明の他の目的は、製造工程が単
純化して生産性が向上される線形圧縮機のピストン作動
部を製造する製造方法を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記した一つめの目的を
達成するために、請求項１に係る発明は、磁力により線
形に往復動するピストンが冷媒を圧縮させる線形圧縮機
において、前記ピストンが締結されるピストン締結ボス
と、前記ピストン締結ボスと同心線上に置かれるように
配されてお互い等間隔で配される複数のマグネットと、
前記ピストン締結ボスと前記複数のマグネットを連結し
て一体化させ、樹脂よりなる連結部材とを含むことを要
旨とするものである。

【００２０】この場合に、請求項２に記載されるよう
に、前記マグネットは全周にかけて階段状の端部を形成
するとよい。

【００２１】また、上記した二つめの目的を達成するた
めに、請求項３に係る発明は、線形圧縮機のピストン作
動部の製造方法であって、射出成形で一体化させる複数
のマグネットとピストン締結ボスを準備する段階と、前
記複数のマグネットとピストン締結ボスをコア金型に組
立てて射出機に装着する段階と、前記射出機により成形
樹脂を射出して前記複数のマグネットとピストン締結ボ
スが一体化された前記線形圧縮機のピストン作動部を射
出する段階と、前記射出段階で射出が完了した前記線形
圧縮機のピストン作動部を射出する段階と、前記射出段
階で射出済みの前記線形圧縮機のピストン作動部を取出
す段階とを含むことを要旨とするものである。

【００２２】これにより、形状公差及び組立公差が改善
され耐久性の低下のない線形圧縮機のピストン作動部が
提供され、線形圧縮機のピストン作動部の製造工程が単
純化され生産性が向上される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明に係る線形圧縮機のピストン作動部の望ましい実施
例について詳細に説明する。図６は本発明に係るピスト
ン作動部を示す斜視図である。

【００２４】図面に示した通り、本発明に係るピストン
作動部５０は、円筒形の外周面に等間隔で配された複数
のマグネット５１と、円形管の一端の中心部にその先端
が結合された中空のピストン締結ボス５２と、前記マグ
ネット５１とピストン締結ボス５２の端部を連結する連
結部材５３が一体に形成されている。

【００２５】冷媒ガスを圧縮するためにシリンダ内で往
復動するピストンはピストン作動部５０のピストン締結
ボス５２のねじ部５２bに螺合される。ピストン締結ボ
ス５２は、図５に示したように一体成形樹脂を射出して
一体型ピストン作動部材を作る場合、成形樹脂との結合
力を高めるために雌ナットが形成された端部５２bの反
対側に凹凸部５２aが形成されている。また、ピストン
締結ボス５２の材質としては真ちゅうを使用することが
望ましい。

【００２６】線形圧縮機の内側及び外側ラミネーション
１３、４１による磁場の変化によってピストンの往復動
を引き起こすマグネット５１は前周にかけて階段状の端
部を持つ。図４において示した通り、マグネット５１は
一定曲率を有する板状の四角形で向かい合う対辺を'L'
字状になるように加工し、反対面では加工されない両辺
を前記と同じ方法で引っくり返した'L'字状に加工す
る。このようにマグネット５１の全周の端部を'L'字と
逆立した'L'字形で形成することは一体成形樹脂を射出
して一体型ピストン作動部５０を作る場合に成形樹脂と
の結合力を高めるためである。

【００２７】ここで、前記一体成形樹脂は非磁性、非伝
導体の熱硬化性樹脂であって、主原料のポーリエステル
樹脂に強化剤であるガラスファイバ(Glass fiber)が含
まれ、その他フィラー(filler)、触媒剤などが混合され
たBMC(Bulk Moulding Compound)である。

【００２８】上記の通り本発明に係る線形圧縮機のピス
トン作動部５０はピストン締結ボス５２と、複数のマグ
ネット５１が連結部材５３をなす一体成形樹脂に内包さ
れ一体に形成されるため、別途にマグネット５１を組立
てマグネットカバーを押し込む工程が不要になり、ピス
トンはピストン締結ボス５２に螺合することで組立が完
了する。

【００２９】このように一体に形成されたピストン作動
部５０は、このピストン作動部５０に内包されているマ
グネット５１と対応する位置の内側に設けられている内
側ラミネーション１３及びコイルと前記マグネット５１
の外側に設けられている外側ラミネーション４１により
発生する磁場の変化により直線往復動するようになる。
前記ピストン作動部５０が直線往復動すればピストン作
動部５０に螺合されたピストンがシリンダ内で直線往復
動するようになって、圧縮室内に冷媒ガスを吸い込んで
圧縮するようになる。

【００３０】以上で説明した線形圧縮機のピストン作動
部５０を製造する方法の望ましい実施例について添付し
た図面を参照して説明すれば次の通りである。

【００３１】ピストン作動部５０の製造方法は、射出成
形で一体化したピストン作動部５０を製造するのに使用
する複数のマグネット５１とピストン締結ボス５２を準
備する段階(S１００)と、前記複数のマグネット５１と
ピストン締結ボス５２をコア金型６０に組立てて射出機
に装着する段階(S２００)と、前記射出機により成形樹
脂を射出して前記複数のマグネット５１とピストン締結
ボス５２が一体になった線形圧縮機のピストン作動部５
０を射出する段階(S３００)、及び前記射出段階で射出
済み前記線形圧縮機のピストン作動部５０を取出す段階
(S４００)とからなる。

【００３２】射出準備段階(S１００)では別の工程で製
作されたマグネット５１とピストン締結ボス５２をコア
金型６０に組立てられるように準備する。実施例では一
個のピストン作動部５０に八つのマグネット５１が使わ
れるので、八つのマグネット５１と一つのピストン締結
ボス５２を準備する。ここで、マグネット５１はまだ磁
化されない状態で磁力を持っていない。

【００３３】金型装着段階(S２００)ではコア金型６０
に八つのマグネット５１とピストン締結ボス５２を組立
てて射出機に設けられた上型７０と下型８０間に装着す
る。コア金型６０はマグネット５１を等間隔で配置でき
るようにコア金型６０の外周面に軸方向に複数の直線突
起６１が形成されており、非磁性のマグネット５１を固
定するためにコア金型６０の内部に磁石６２が設けられ
ている(図７Ａ及び７Ｂ参照)。また、コア金型６０の中
心部にはピストン締結ボス５２を固定するねじ部が設け
られている。これと共に短いピストン締結ボス５２を射
出成形によって樹脂で固定してピストン作動部５０を形
成するので、長いピストンを直接樹脂で固定してピスト
ン作動部５０を作ることに比べ、同心度などの形状誤差
が精密になる。

【００３４】射出機にコア金型６０を装着した後射出す
れば、図８に示した矢印P方向に成形樹脂が引き込まれ
て金型内の空間(斜線引いた部分)に充満しつつピストン
締結ボス５２とマグネット５１も同時に包まれるので、
一体化したピストン作動部５０を形成するようになる(S
３００)。この際、成形樹脂はコア金型６０に形成され
た複数の突起６１と金型との隙間に流れてマグネット５
１の全周を包むので、マグネット５１と成形樹脂が堅固
に結合される。

【００３５】一定時間が経って成形樹脂が硬化されれ
ば、徐々に冷却させた後射出されたピストン作動部５０
を取出せばピストン作動部５０の製作が完了する(S４０
０)。

【００３６】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明に係る線形圧縮
機のピストン作動部５０によれば、ピストンが締結され
るピストン締結ボス５２とマグネット５１及び該ピスト
ン締結ボス５２とマグネット５１とを連結する連結部材
５３が一体に射出成形されるため、形状公差及び組立公
差が改善され耐久性の低下のない線形圧縮機のピストン
作動部を提供できる。

【００３７】また、本発明に係る線形圧縮機のピストン
作動部の製造方法によれば、ピストン作動部５０を製造
する工程が射出工程に単純になるため、生産性を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な線形圧縮機の構造を簡略に示した構成
図である。

【図２】従来の技術による線形圧縮機のピストン作動部
を概略的に示した断面図である。

【図３】従来の技術によるマグネットホルダの製作過程
を示した図面である。

【図４】本発明に係る線形圧縮機のピストン作動部に用
いられるマグネットの平面図である。

【図５】本発明に係る線形圧縮機のピストン作動部に用
いられるピストン締結ボスの断面図である。

【図６】本発明に係る線形圧縮機のピストン作動部を示
す斜視図である。

【図７Ａ】本発明に係る線形圧縮機のピストン作動部の
製造に用いられるコア金型の平面図である。

【図７Ｂ】図７ＡのI-Iの断面図である。

【図８】本発明に係る線形圧縮機のピストン作動部を製
造する射出機内の金型にコア金型が装着された状態を示
した概略断面図である。

【図９】本発明に係る線形圧縮機のピストン作動部の製
造方法を示す順序図である。

【符号の説明】

１ チャンバ ３ 注入チューブ ５ 圧縮質 ７ 吐出チューブ １０ シリンダ部 ２０ ピストン ３０ ピストン作動部 ４０ 外側ラミネーション部 ５０ ピストン作動部 ５１ マグネット ５２ ピストン締結ボス ５３ 連結部材 ６０ コア金型 ６１ 直線突起 ６２ 磁石 ７０ 上型 ８０ 下型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H076 AA02 BB50 CC04 CC34 CC99 4F206 AA36 AD03 AD18 AD35 AE04 AH81 JA07 JB20 JF05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁力により線形に往復動するピストンが冷
   媒を圧縮させる線形圧縮機において、 前記ピストンが締結されるピストン締結ボスと、 前記ピストン締結ボスと同心線上に置かれるように配さ
   れお互い等間隔で配される複数のマグネットと、 前記ピストン締結ボスと前記複数のマグネットとを連結
   して一体化させ、樹脂よりなる連結部材とを含むことを
   特徴とする線形圧縮機のピストン作動部。
2. 【請求項２】 前記マグネットは、全周にかけて階段状
   の端部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の
   線形圧縮機のピストン作動部。
3. 【請求項３】 磁力により線形に往復動するピストンが
   冷媒を圧縮させる線形圧縮機の請求項１に記載の線形圧
   縮機のピストン作動部を製造する方法において、 射出成形で一体化させる複数のマグネットとピストン締
   結ボスを準備する段階と、 前記複数のマグネットとピストン締結ボスをコア金型に
   組立てて射出機に装着する段階と、 前記射出機により成形樹脂を射出して前記複数のマグネ
   ットとピストン締結ボスが一体になった前記線形圧縮機
   のピストン作動部を射出する段階と、 前記射出段階で射出が完了した前記線形圧縮機のピスト
   ン作動部を取出す段階とを含むことを特徴とする線形圧
   縮機のピストン作動部の製造方法。