JP2002206479A

JP2002206479A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2002206479A
Application number: JP2001254116A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Toyama; 健太郎外山; Yukio Yasukawa; 保川　　幸雄; Keiji Oshima; 恵司大嶋
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2002-07-26
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: JP4345250B2; US6641377B2; US20020057974A1

Abstract

(57)【要約】【課題】振動圧縮機の構造を簡素化して小形化及び組立
精度の向上を図る。【解決手段】駆動子コイル１１とともにリニア駆動部９
を構成する永久磁石１３の磁束を通す継鉄とシリンダ１
及び圧力容器本体２６とを本体ブロック２８として一体
構成するとともに、シリンダ１に挿入するピストン３を
作動ガスの圧縮空間５と反対側の端部で２組の支持ばね
７，８により片持ち支持させ、リニア駆動部９をピスト
ン３の径方向に並列的に配置する。リニア駆動部９がピ
ストンの軸方向に直列的に配列されるものに比べてピス
トン部の長手寸法が縮小され、また複数の部品が本体ブ
ロック２８に集約されるので、部品点数が減って組立精
度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、極低温冷凍機な
どに用いられる圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の圧縮機については、特許第２５
２２４２４号公報、特開平５−２８８４１９号公報、特
開平８−１１０１１０号公報などに記載されている。図
９は上記特開平８−１１０１１０号に係る圧縮機を改め
て示す一部分を断面にした側面図、図１０はその可動部
を取り出して示す縦断面図である。図９及び図１０にお
いて、円筒空間を有するシリンダ１に隙間２を介してピ
ストン３が挿入され、シリンダヘッド４で閉塞されたシ
リンダ１の円筒空間内に作動ガスの圧縮空間５が形成さ
れている。ピストン３にはピストン軸６が同軸に固着さ
れ、ピストン３はピストン軸６に軸方向に間隔を介して
取り付けられた板ばねからなる２個の支持ばね７及び８
により、軸方向に往復運動自在に支持されている。

【０００３】ピストン３はリニア駆動部９により軸方向
に往復駆動されるが、リニア駆動部９は、ピストン軸６
に固着されたコイルボビン１０に巻かれた駆動子コイル
１１と、駆動子コイル１１を納める空隙１２を有する磁
気回路とからなり、磁気回路は環状の永久磁石１３と、
その両側のつば付き円筒状の継鉄１４及び環状の継鉄１
５とにより形成されている。継鉄１４には円筒状のフレ
ーム１６が連結され、更にフレーム１６には底付き２段
円筒状のフレーム１７が連結されている。しかして、シ
リンダヘッド４、シリンダ１、継鉄１４及びフレーム１
６，１７は全体としてガス室３４を形成する一つの圧力
容器を構成し、ガス室３４は隙間２を介して圧縮空間５
に通じている。

【０００４】ここで、図９の圧縮機の主要部の組立順序
を説明すると、次の通りである。すなわち、永久磁石１
３に継鉄１４及び１５を接着剤で接着して一体化したも
のに、フレーム１６を嵌合部を介して組み合わせ、図示
しないねじで締結する。次に、その継鉄１４に図９の上
方から支持ばね７を嵌合部を介して組み合わせ、図示し
ないねじで締結する。次に、支持ばね７の中心穴にピス
トン３と一体のピストン軸６を上方から差し込み、更に
このピストン軸６に、図１０に示すように間隔管１８、
コイルボビン１０、ワッシャ１９、スリーブ２０及び支
持ばね８を下方から順次嵌め込み、その際に同時に支持
ばね８を嵌合部を介してフレーム１６に組み合わせ、図
示しないねじで締結する。

【０００５】また、ピストン軸６上では支持ばね７、間
隔管１８、コイルボビン１０、ワッシャ１９、スリーブ
２０及び支持ばね８をワッシャ２１を介してナット２２
により、ピストン３との間で締め付ける。その後、フレ
ーム１７を嵌合部を介してフレーム１６に組み合わせ、
隅肉溶接により固着する。なお、２３ａ及び２３ｂはピ
ストン３の軸方向変位を検出する変位センサのそれぞれ
可動部及び固定部で、可動部２３ａはナット２２の締め
付け後にピストン軸６に取り付ける。上述したように一
体組立したピストン３、支持ばね７，８、継鉄１４，１
５、フレーム１６，１７等からなるユニットは、別に組
立架台に支持させたシリンダ１に挿入し、ピストン３を
慎重に心合わせした上で、継鉄１４をシリンダ１にねじ
２４により締結する。

【０００６】このような圧縮機において、永久磁石１３
から発生した磁束は、Ｎ極面から継鉄１５、空隙１２、
継鉄１４を経てＳ極面に戻る。そこで、駆動子コイル１
１に周期的に電流を流すと、この電流と空隙１２内の磁
界との間に生じる電磁力によりピストン３が軸方向に往
復運動し、圧縮空間５内の作動ガスを圧縮する。この圧
縮ガスの圧力波はシリンダヘッド４のガス流路２５を通
して図示しない極低温冷凍機などに加えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の圧縮機
には、次のような問題があった。ピストン３にはピストン軸６が固着され、このピスト
ン軸６の半径方向外側にリニア駆動部９が配置されると
ともに、リニア駆動部９の軸方向両側に支持ばね７及び
８がそれぞれ配置されている。そのため、ピストン３、
リニア駆動部９及び複数の支持ばね７,８が軸方向に直
列的に配置され、結果として可動部が長くなって圧縮機
の長手寸法が大きくなる。支持ばね７，８の間には、支持ばね７と継鉄１４との
間、継鉄１４とフレーム１６との間及びフレーム１６と
支持ばね８との間にそれぞれ嵌合部があるため、各嵌合
部における部品誤差及び組立誤差の集積により、支持ば
ね７と支持ばね８との間に芯ずれが生じやすい。この芯
ずれがあると、ピストン３の軸線がシリンダ１に対して
傾き、両者が接触して磨耗が生じる。リニア駆動部９の軸方向の一方側（図９の上側）から
支持ばね７やピストン３を挿入し、その反対側（図９の
下側）から間隔管１８、コイルボビン１０、支持ばね８
などを挿入して組み立てるため、リニア駆動部９に対し
て一方向組立ができず組立作業性が悪い。

【０００８】そこで、この発明の課題は、これらの問題
に対処し、圧縮機の小形化、高精度化及び組立性の向上
を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、円筒空間を
有するシリンダと、このシリンダにクリアランスシール
を形成する隙間を介して挿入され、前記円筒空間内に作
動ガスの圧縮空間を形成するピストンと、このピストン
を軸方向に往復運動自在に支持する板ばねからなる支持
ばねと、前記ピストンを軸方向に往復駆動するリニア駆
動部と、前記隙間を介して前記圧縮空間に通じるガス室
を形成する圧力容器とを備え、前記リニア駆動部は前記
ピストンに連結された駆動子コイルと、この駆動子コイ
ルを納める空隙を有する永久磁石及び継鉄からなる磁気
回路とにより形成される圧縮機において、前記ピストン
をその反圧縮空間側端部に間隔を介して配置した複数の
前記支持ばねにより片持ち支持させるとともに、前記ピ
ストンの圧縮空間側端部の半径方向外側に前記リニア駆
動部を配置ものとする（請求項１）。

【００１０】この請求項1によれば、ピストンの一端を
複数の支持ばねにより片持ち支持させ、他端の半径方向
外側にリニア駆動部を配置することにより、可動部がピ
ストンの長さの範囲内に略収まり、圧縮機の長手寸法の
縮小が可能になる。また、複数の支持ばねは、リニア駆
動部の片側にまとめて配置されるため、圧縮機本体の支
持ばね嵌合面を各支持ばねに対して共通にすることが容
易で、それにより支持ばね相互間の芯出し精度が高くな
り、また複数の支持ばねをリニア駆動部に対して一方向
から組み付けることが可能になる。

【００１１】その場合、前記リニア駆動部の駆動子コイ
ル、永久磁石及び継鉄を前記ピストンの半径方向に配列
するのがよく、これにより前記リニア駆動部自体の軸方
向寸法が短縮される（請求項２）。

【００１２】前記シリンダと前記永久磁石の一方側の継
鉄とは一体構成するのがよく、これにより前記シリンダ
と継鉄との間の組立誤差がなくなるとともに部品点数が
減る（請求項３）。

【００１３】また、前記永久磁石の他方側の継鉄と前記
圧力容器の本体とは一体構成し、この本体に前記支持ば
ねを支持させるのがよく、これにより前記圧力容器本体
と継鉄との間の組立誤差がなくなるとともに部品点数が
減る。また、前記ピストンに対して前記コイルボビン及
び支持ばねを軸方向の同一側から挿入し、また前記シリ
ンダに対して前記ピストンをそれと同一側から挿入して
組み立てるという一方向組立が可能になる（請求項
４）。

【００１４】一方、前記支持ばねは表裏の向きを互いに
逆にして設置するのがよい。前記支持ばねは表裏による
ばね特性の相違を完全に解消することが困難であるが、
複数の前記支持ばねの表裏の向きを互いに逆にすること
により、それらの相違を相殺し、往復運動時の前記ピス
トンの先振れと、前記支持ばねの捩れによる前記ピスト
ンの回転とを抑えることができる（請求項５）。

【００１５】前記支持ばねの間隔は、可動部（前記ピス
トン、コイルボビン、駆動子コイルなど）の重量、前記
支持ばねの剛性及び前記ピストンとシリンダとの間の隙
間から構造解析により適正値が求められるが、この適正
間隔を維持するために、この間隔を規制する間隔片を支
持ばね間に設けるのがよい（請求項６）。

【００１６】前記シリンダの内周面及び前記ピストンの
外周面の一方又は双方に前記隙間に相応する厚さの潤滑
性の固体皮膜を剥離可能に施し、前記内周面と外周面と
のはめあいにより前記ピストンを前記シリンダに挿入す
るようにするとよい（請求項７）。前記ピストンをはめ
あいにより前記シリンダに挿入することにより、前記ピ
ストンとシリンダとの心合わせを正確に行うことができ
る（請求項７）。

【００１７】圧縮機は、一対の前記ピストンをそれらに
共通の前記圧縮空間を挟んで対向配置した構成とするこ
とができ、これにより前記ピストンの往復運動による振
動を互いに相殺させ、圧縮機全体の振動を抑制すること
ができる（請求項８）。

【００１８】ところで、上記圧縮機において、ピストン
側の駆動子コイルへは、圧力容器側に固定された外部接
続端子からリード線を介して給電される。ピストンは圧
力容器に対して軸方向に往復運動するので、駆動子コイ
ル給電用リード線はピストンの軸方向に対して可動的に
構成され、その一端は前記ピストン側に保持され、他端
は圧力容器側に保持される。この発明においては、この
駆動子コイル給電用リード線は間隔を介して配置された
前記支持ばねの間に配置するものとする（請求項９）。
これにより、支持ばねの配置スペースを利用して駆動子
コイル給電用リード線を配置し、このリード線を支持ば
ねの軸方向外側に配置する場合に比して、圧縮機の長手
方向寸法の縮小を図ることができる。

【００１９】請求項９において、前記ピストン側及び圧
力容器側に、前記駆動子コイル給電用リード線と前記駆
動子コイル及び外部接続端子との間をそれぞれ中継する
中間端子を前記支持ばねを貫通させてそれぞれ設けると
よい（請求項１０）これにより、駆動子コイル給電用リ
ード線と駆動子コイル及び外部接続端子との間をそれぞ
れ接続する電線を支持ばねの穴を潜らせて配線しなくて
も済むので、配線作業が簡単になる。更に、駆動子コイ
ル給電用リード線と中間端子とを一体的に結合すれば、
駆動子コイル給電用リード線と中間端子との間を接続す
る電線が不要になり、配線作業が一層簡単になる（請求
項１１）。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３に基づいて、請
求項１〜請求項８に係るこの発明の実施の形態を説明す
る。ここで、図１は圧縮機の縦断面図、図２は図１の要
部の分解斜視図、図３は図１におけるピストン部の縦断
面図である。なお、従来例と対応する部分には同一の符
号を用いるものとする。図１〜図３において、図示圧縮
機は、円筒状のシリンダ１と、その外側の円筒状の圧力
容器本体２６と、それらの間を結合する環状のリブ２７
とからなる２重円筒体としての本体ブロック２８が設け
られている。本体ブロック２８は、例えば構造用鋼など
の磁性材から、削り出しにより一体に構成されている。
シリンダ１の中心の円筒空間には、例えば10〜15μｍの
隙間２を介して一対のピストン３が対向して挿入され、
その先端間に作動ガスの圧縮空間５が形成されている。
ピストン３は、非磁性材、例えばステンレスのパイプの
一端に円板が溶接されて中空体として形成されている。

【００２１】ピストン３は、圧縮空間５と反対側の端部
で、間隔を介して配置された複数、今の場合、２個の支
持ばね７，８により、圧力容器本体２６の両端に片持ち
支持されている。各支持ばね7，８は、ベリリウム銅板
などからなる円形の板ばね２９が２枚、間隔を介して平
行配置された公知のもので、板ばね２９には複数条の渦
巻状のスリットが切り込まれ、軸方向に変形しやすくな
っている。図３において、板ばね２９は、中心部及び周
縁部において、黄銅からなる同心のボス３０及びリム３
１により把持されている。ボス３０は、つば付きのブッ
シュ３０ａとリング板３０ｂ及び３０ｃとからなり、２
枚の板ばね２９は中心の丸穴を介してリング板３０ｂ及
び３０ｃと交互にブッシュ３０ａに嵌め込まれ、それら
を貫通する図示しないピンのかしめ加工により、互いに
一体的に結合されている。

【００２２】また、リム３１は３個のリング板３１ａ，
３１ｂ及び３１ｃからなり、これらは２枚の板ばね２９
と交互に重ねられ、溶接により互いに一体的に結合され
ている。ボス３０の内周面とリム３１の外周面は、研磨
により精密に同軸加工されていて、ボス３０がピストン
３に緊密に嵌合した支持ばね７，８は、リム３１が圧力
容器本体２６の共通の嵌合面に緊密に嵌合する。これに
より、支持ばね７，８は、相互の芯出しがきわめて正確
に行なわれる。一方、圧力容器本体２６の内周面とシリ
ンダ１の内周面も研磨により精密に同軸加工されてい
る。従って、支持ばね７，８を介して圧力容器本体２６
に支持されたピストン３とシリンダ１とは、上記嵌合に
よりきわめて正確に芯出しが行われる。支持ばね７と支
持ばね８との間には、リング状の間隔片３２及び３６が
介挿され、支持ばね７，８の間隔を規定している。

【００２３】圧力容器本体２６の内周面には、ピストン
３の圧縮空間側端部の半径方向外側に位置して、半径方
向に着磁された円筒状の永久磁石１３が嵌合され、接着
剤により固着されている。そして、永久磁石１３の内周
面とシリンダ１の外周面との間の空隙１２には、駆動子
コイル１１が隙間を介して納められている。駆動子コイ
ル１１は樹脂成形品あるいはステンレスからなるボビン
１０に巻かれ、ボビン１０はピストン３に嵌め込まれて
支持されている。圧力容器本体２６の両端は、例えばス
テンレスからなる浅い底付き円筒状の端板３３で閉塞さ
れて圧力容器が構成され、シリンダ１の背後にガス室３
４が形成されている。隙間２を介して圧縮空間５に通じ
るガス室３４内には、ヘリウムガスなどの作動ガスが充
填されている。端板３３は嵌合部を介して圧力容器本体
２６に嵌合し、端面で支持ばね８のリム３１を押えてい
る。端板３３は、溶接により圧力容器本体２６に固着さ
れている。

【００２４】上記した圧縮機の組立順序は下記の通りで
ある。まず、図３に示すピストン部を部分組立してユニ
ット化する。すなわち、駆動子コイル１１を巻線したコ
イルボビン１０をピストン３に、その外周面の段差に突
き当たるまで挿入し、次に支持ばね７、間隔片３２及び
支持ばね８を順次挿入し、６角ナット３５をピストン端
末のねじ溝に螺合させて締め付ける。その際、支持ばね
７と８とは、板ばね２９のプレスによる打ち抜き方向に
よって生じる表裏の向きが互いに逆になるように装着す
る。これにより、支持ばね７，８固有の表裏による特性
の相違が互いに相殺され、ピストン３の往復運動の直線
性が向上してピストン３の先端の触れが少なくなり、シ
リンダ内周面との接触によるピストン磨耗が抑えられ
る。また、支持ばね７，８の捩れによるピストン３の回
転も抑えられる。このピストン部は、永久磁石１３をす
でに固着した本体ブロック２８に挿入し、最後に端板３
３を嵌め込んで溶接固着する。

【００２５】上記ピストン部の本体ブロック２８への挿
入に先立ち、予め隙間２に相当する膜厚を有するＰＴＦ
Ｅのような固体潤滑剤あるいはＤＬＣのような潤滑性を
有するセラミックコートの被膜をピストン又はシリンダ
１の表面に付与しておき、シリンダ１とピストン３との
はめあいによりピストン３をシリンダ１に挿入するよう
にすれば、ピストン３の心出し精度を一層高めることが
できる。上記被膜は圧縮機の運転初期に磨耗し、必要な
隙間２が精密に確保される。

【００２６】この圧縮機の動作は、従来のものと本質的
に同じである。すなわち、図１の上下の各永久磁石１３
のＮ極から出た磁束は、圧力容器本体２６、リブ２７及
びシリンダ１を通り、空隙１２を経てＳ極に戻る。そこ
で、各駆動子コイル１１に互いに１８０度の位相差を持
つ交流励磁電流を通流させると、空隙１２において磁界
と励磁電流との間に働く電磁力により、各ピストン３は
軸方向に互いに逆向きに往復運動をし、圧縮空間５の作
動ガスを圧縮する。この作動ガスの波動は、本体ブロッ
ク２８に半径方向にあけられたガス流路２５を介して外
部の極低温冷凍機などに与えられる。

【００２７】このような図１の圧縮機において、ピスト
ン３は反圧縮空間側の端部に間隔を介して配置された複
数の支持ばね７，８により片持ち支持され、ピストン３
の圧縮空間側端部の半径方向外側に、リニア駆動部９、
つまり永久磁石１３、駆動子コイル１１及び継鉄の機能
を果たす圧力容器本体２６、リブ２７及びシリンダ１が
配置されている。これは、ピストン３の一端を複数の支
持ばね７,８により片持ち支持させ、他端の半径方向外
側にリニア駆動部９を配置したもので、支持ばね７，８
とリニア駆動部９とがピストン３と並列的に配置された
ことになり、図１から分る通り、可動部がピストン３の
長さの範囲内に略収まる。その結果、ピストン３、支持
ばね７，８及びリニア駆動部９が軸方向に直列的に配置
された従来構成に比べて可動部の長さが短くなり、結果
として圧縮機の長手寸法が縮小されている。特に、図示
圧縮機は、リニア駆動部９の駆動子コイル１１、永久磁
石１３及び継鉄２６，２７，１がピストン３の半径方向
に重なるように配列されているので、永久磁石１３と継
鉄１４，１５とがピストン３の軸方向に配列された図９
の従来構成に比べて、リニア駆動部自体の軸方向寸法が
短縮され、従って圧縮機の長手寸法も一層短縮されてい
る。なお、図示実施の形態では支持ばねが２個の例を示
したが、ピストン３を片持ち支持させる支持ばねの数は
３個、あるいはそれ以上とすることも可能である。

【００２８】次に、図１において、シリンダ１は磁性材
により形成され、継鉄の機能を果たしている。そのた
め、継鉄１４がシリンダ１と別体に形成され、ねじ２４
で締結された図９の従来構成における心ずれ、つまり継
鉄１４とシリンダ１との心ずれ、ひいては継鉄１４を介
して支持ばね７に支持されたピストン３とシリンダ１と
の間の心ずれが生じず、かつ部品点数も少なくなる。

【００２９】また、図１において、磁性材からなる圧力
容器本体２６は継鉄の機能を果たすとともに、支持ばね
７及び８は圧力容器本体２６嵌合面に共通に嵌合してい
る。そのため、フレーム１６が別体の継鉄１４にねじで
締結された図９の従来構成における芯ずれ、つまり継鉄
１４とフレーム１６との芯ずれ、ひいては継鉄１４に支
持された支持ばね７とフレーム１６に支持された支持ば
ね８との間の芯ずれが生じず、従ってピストン３のシリ
ンダ１に対する傾きが生じない。また、部品点数も少な
くなる。

【００３０】特に、図示実施の形態においては、シリン
ダ１と圧力容器本体２６とがリブ２７を介して一体構成
され、全体として磁気回路の継鉄の作用をしている。こ
れにより、シリンダ１や圧力容器本体２６が一部品に集
約されるとともに、シリンダ１の円筒空間と支持ばね
７，８の支持面（圧力容器本体２６の両端内周面）とが
同軸加工（研磨）が可能であるため、その間の軸心精度
はきわめて高いものになる。一方、すでに述べたよう
に、支持ばね７，８におけるボス３０とリム３１の内外
周面も精密に同心研磨されるため、ボス３０に嵌合する
ピストンと支持ばね７，８との軸心精度も高く、結果と
してシリンダ１とピストン３との心ずれはきわめて小さ
いものになる。

【００３１】一方、図示圧縮機の組立作業において、図
３に示すピストン部の部分組立においては、ピストン３
に一方側（図３の上方側）からコイルボビン１０、支持
ばね７，間隔片３２，支持ばね８を挿入した後、ナット
３５を締め付け、次にこのピストン部を本体ブロック２
８に挿入して、端板３３を装着・溶接する。この組立作
業は常に一方向への部品の組み付けであるため作業性が
良好であり、またねじ締め作業が少ないので組立工数が
少なくて済む。ここで、間隔片３２は支持ばね７，８の
間隔を規制するものであるが、この間隔で片持ち支持さ
せたピストン３の先端の振れを許容値以下に抑え、シリ
ンダ１との接触による磨耗を防ぐためには、ピストン３
を含む可動部重量と支持ばね７，８の剛性とから支持ば
ね７，８の間隔を構造解析などにより適正に定める必要
があり、間隔片３２はこの定められた間隔を維持する役
目をする。

【００３２】図示実施の形態では、一対のピストン３を
それらに共通の圧縮空間５を挟んで対向配置した複動式
の圧縮機を示した。このような圧縮機はピストン３の往
復運動による振動が互いに相殺され、圧縮機全体の振動
が抑制されるという利点があるが、この発明に係る圧縮
機は必ずしも複動式である必要はない。例えば図１にお
いて、本体ブロック２８を上下半分にし、その端面に図
９の従来構成におけるようなシリンダヘッドを装着し
て、ピストン３が単一の単動式として構成することも可
能である。

【００３３】次に、図４及び図５は、請求項９に係る実
施の形態を示し、図９は圧縮機の縦断面図、図５は図４
における駆動子コイルリード線の正面図である。図４の
圧縮機の構成は図１のものと実質的に同一なので、その
全体についての説明は省略する。図４において、駆動子
コイル１１には、圧力容器側（端板３３）に固定された
外部接続端子４０から、電線４１、駆動子コイル給電用
リード線（以下、単にリード線という。）４２、電線４
３を経て駆動子コイル１１に給電される。ここで、リー
ド線４２は、図１０に示すように向かい合わせに組み合
わされた一対のＵ字状の導体４４からなり、導体４４は
導電性の薄板、例えばベリリウム銅の薄板からプレスに
より打ち抜かれて製作されている。

【００３４】導体４４の一端はピストン側の保持板４５
に絶縁体４６を介してねじ接続され、他端は圧力容器側
の保持板４７に、やはり絶縁体４４を介してねじ接続さ
れている。保持板４５及び４７はいずれも鋼鈑からな
り、保持板４５はピストン３の外周面に嵌合する環状体
の外側に、導体４４の一端が接続される一対の接続片が
一体に突出形成されている。また、保持板４７は、端板
３３の内周面と嵌合する環状体の内側に、導体４４の他
端が接続される一対の接続片が一体に突出形成されてい
る。図５に示すように一体接続された導体４４と保持板
４５,４７とは、ピストン部の組み立て時に、コイルボ
ビン１０、支持ばね７、一方の間隔片３２ａ,３６ａに
続いてピストン３に挿入される。その際、一端が予め駆
動子コイル１１に接続された電線４３の他端が、支持ば
ね７のボスの穴４８を通してリード線４２の一端に接続
される。次いで、もう一方の間隔片３２ｂ、３６ｂ、支
持ばね８などが挿入され、最後にナット３５が締め付け
られる。その際、一端が導体４４に接続された電線４３
の他端が支持ばね８のリムの穴４９を通して引き出され
る。この電線４３の他端は、ピストン部が本体ブロック
２８に挿入された後、端板３３が装着される際に外部接
続端子９に接続される。

【００３５】図４において、リード線４２は支持ばね
７,８相互間に配置されるため、支持ばね７,８の配置ス
ペースがリード線４２の配置スペースに共用され、例え
ば支持ばね８の外側にリード線４２が配置される場合の
リード線４２の専用スペースが不要であり、それだけ圧
縮機の長手寸法が縮小される。

【００３６】図６は、請求項１０に係る実施の形態を示
す圧縮機の要部縦断面図である。図６において、図４と
相違するのは、ピストン側及び圧力容器側に、中間端子
５０及び５１がそれぞれ設けられている点である。中間
端子５０,５１はいずれも絶縁被覆された銅棒からな
り、Ｌ形に折り曲げ形成されている。これら中継端子５
０,５１は、図６に示すように、図４における電線４１,
４３が通るべき支持ばね７,８の穴４８,４９に圧入さ
れ、その両端が支持ばね７,８の前後に突出している。
中間端子５０,５１はリード線４２と駆動子コイル１１
及び外部接続端子４０との間をそれぞれ中継するもの
で、中間端子５０の両端と駆動子コイル１１及びリード
線４２との間は電線４３ａ及び４３ｂでそれぞれ結ば
れ、中間端子５１の両端と外部接続端子４０及びリード
線４２との間は、電線４１ａ及び４１ｂでそれぞれ結ば
れる。この実施の形態によれば、電線４２,４３を支持
ばね７,８の穴４８,４９を潜らせて引き回す必要がない
ため配線作業が容易になる。なお、図６では外部接続端
子４０は２極構造のものが１個設けられているが、図９
におけるように単極構造のものを一対設けても同じであ
る。

【００３７】図７及び図８は請求項１１に係る実施の形
態を示すもので、図７は圧縮機の要部縦断面図、図８は
リード線４２の正面図である。図７及び図８において、
図６と相違するのは、中間端子５０,５１とリード線４
２とが一体的に結合されている点である。この場合、中
間端子５０,５１は方形の板材からなる板端子５０ａ,５
１ａと、これに直交するようにかしめ加工などにより結
合された棒端子５０ｂ，５１ｂとからなり、板端子５０
ａ,５１ａにリード線４１の両端がスポット溶接により
結合された後、中間端子５０,５１全体に樹脂のインサ
ート成形により絶縁被覆５２が施されている。この中間
端子５０,５１は板端子５０ａ,５１ａが保持板４５,４
７に図示しないねじにより固定され、棒端子５０ｂ，５
１ｂが支持ばね７,８の穴４８,４９に圧入されている。
この実施の形態によれば、電線４１,４３による接続は
中間端子５０と駆動子コイル１１との間及び中間端子５
１と外部接続端子４０との間だけとなり、配線作業が一
層簡略になる。

【００３８】

【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、ピスト
ンは一端で複数の支持ばねにより片持ち支持されるとと
もに、リニア駆動部はピストンの他端の半径方向外側に
配置されるため可動部の長手寸法が短縮され、圧縮機の
小形化が図れる。また、磁気回路の継鉄とシリンダや圧
力容器本体とが一体構成されるため、部品点数が減ると
ともに、部品誤差や組立誤差が少なくなり、ピストンと
シリンダとの間の軸芯精度が向上してクリアランスシー
ルが適正に保たれる。更に、部品の一方向挿入による組
立が可能になり、組立作業性が改善されるとともに、部
品点数が少ないこととあいまって組立工数が低減する。
一方、駆動子コイル給電用リード線を支持ばねの間に配
置することにより、支持ばねと駆動子コイル給電用リー
ド線の配置スペースを共用し、圧縮機の長手寸法を一層
短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す圧縮機の縦断面図
である。

【図２】図１における要部の分解斜視図である。

【図３】図１のピストン部の縦断面図である。

【図４】この発明の実施の形態を示す圧縮機の縦断面図
である。

【図５】図４における駆動子コイル給電用リード線の正
面図である。

【図６】この発明の実施の形態を示す圧縮機の要部縦断
面図である。

【図７】この発明の実施の形態を示す圧縮機の要部縦断
面図である。

【図８】図７における駆動子コイル給電用リード線の正
面図である。

【図９】従来例を示す圧縮機の縦断面図である。

【図１０】図９におけるピストン部の縦断面図である。

【符号の説明】１シリンダ２隙間３ピストン５圧縮空間７支持ばね８支持ばね９リニア駆動部１０コイルボビン１１駆動子コイル１２空隙１３永久磁石１８間隔片２５ガス流路２６圧力容器本体２８本体ブロック２９板ばね３２間隔片３６間隔片４０外部接続端子４１電線４２駆動子コイル給電用リード線４３電線４４導体４５保持板４７保持板５０中間端子５１中間端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大嶋恵司神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内Ｆターム(参考） 3H076 AA13 BB38 BB40 BB41 CC06 CC28 CC31 CC46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒空間を有するシリンダと、このシリン
ダにクリアランスシールを形成する隙間を介して挿入さ
れ、前記円筒空間内に作動ガスの圧縮空間を形成するピ
ストンと、このピストンを軸方向に往復運動自在に支持
する板ばねからなる支持ばねと、前記ピストンを軸方向
に往復駆動するリニア駆動部と、前記隙間を介して前記
圧縮空間に通じるガス室を形成する圧力容器とを備え、
前記リニア駆動部は前記ピストンに連結された駆動子コ
イルと、この駆動子コイルを納める空隙を有する永久磁
石及び継鉄からなる磁気回路とにより形成される圧縮機
において、前記ピストンをその反圧縮空間側端部に間隔を介して配
置した複数の前記支持ばねにより片持ち支持させるとと
もに、前記ピストンの圧縮空間側端部の半径方向外側に
前記リニア駆動部を配置したことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】前記リニア駆動部の駆動子コイル、永久磁
石及び継鉄を前記ピストンの半径方向に配列したことを
特徴とする請求項1記載の圧縮機。
【請求項３】前記シリンダと前記継鉄とを一体構成した
ことを特徴とする請求項２記載の圧縮機。
【請求項４】前記継鉄と前記圧力容器の本体とを一体構
成し、この本体に前記支持ばねを支持させたことを特徴
とする請求項３記載の圧縮機。
【請求項５】前記支持ばねの表裏の向きを互いに逆にし
て設置したことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項６】前記支持ばねの間隔を規制する間隔片を設
けたことを特徴とする請求項1記載の圧縮機。
【請求項７】前記シリンダの内周面及び前記ピストンの
外周面の一方又は双方に前記隙間に相応する厚さの潤滑
性の固体皮膜を施し、前記内周面と外周面とのはめあい
により前記ピストンを前記シリンダに挿入するようにし
たことを特徴とする請求項1記載の圧縮機。
【請求項８】一対の前記ピストンをそれらに共通の前記
圧縮空間を挟んで対向配置して構成したことを特徴とす
る請求項１〜請求項７のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項９】一端が前記ピストン側に保持され、他端が
前記圧力容器側に保持される駆動子コイル給電用リード
線を前記支持ばねの間に配置したことを特徴とする請求
項１〜請求項８のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１０】前記ピストン側及び圧力容器側に、前記
駆動子コイル給電用リード線と前記駆動子コイル及び外
部接続端子との間をそれぞれ中継する中間端子を前記支
持ばねを貫通させてそれぞれ設けたことを特徴とする請
求項９記載の圧縮機。
【請求項１１】前記駆動子コイル給電用リード線と前記
中間端子とを一体的に結合したことを特徴とする請求項
１０記載の圧縮機。