JP2002317761A - Linear compressor - Google Patents

Linear compressor

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JP2002317761A
JP2002317761A JP2001127434A JP2001127434A JP2002317761A JP 2002317761 A JP2002317761 A JP 2002317761A JP 2001127434 A JP2001127434 A JP 2001127434A JP 2001127434 A JP2001127434 A JP 2001127434A JP 2002317761 A JP2002317761 A JP 2002317761A
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JP
Japan
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piston
spring
coil spring
linear compressor
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001127434A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Hasegawa
寛 長谷川
Fumitoshi Nishiwaki
文俊 西脇
Sadao Kawahara
定夫 河原
Teruyuki Akazawa
輝行 赤澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001127434A priority Critical patent/JP2002317761A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem on a spring to be used for a linear compressor that a great allowable deflection amount and a high spring constant should be achieved in a compact construction and high reliability should be established even in use for a refrigeration cycle with a high differential pressure. SOLUTION: This linear compressor comprises, at least, a cylinder, a piston fitted with the cylinder to form a compression chamber, a linear motor for reciprocating the piston in the axial direction of the cylinder. A plate spring and a coil spring are used for supporting the piston so as to be reciprocative in the axial direction of the cylinder, thereby compatibly achieving a great deflection amount and a high spring constant in a compact construction and establishing high reliability and high efficiency even in use for the refrigeration cycle with a high differential pressure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダ内のピス
トンをリニアモータにより往復運動させ、圧縮ガスを生
成する空調用、冷凍用のリニアコンプレッサに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear compressor for air conditioning and refrigeration which generates a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、冷媒の圧縮ガスを生成する手段と
して、リニアモータによりシリンダ内でピストンを往復
運動させガス圧縮を行うリニアコンプレッサを用いた冷
凍サイクル装置が知られている。具体的な冷凍サイクル
装置の例としては、室温を冷暖房時に快適に保つ空気調
和機や、庫内温度を適正に保つ冷凍冷蔵庫などが考えら
れる。
2. Description of the Related Art Hitherto, as a means for generating compressed gas of a refrigerant, there has been known a refrigeration cycle apparatus using a linear compressor for performing gas compression by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor. Specific examples of the refrigeration cycle device include an air conditioner that keeps room temperature comfortably during cooling and heating, and a refrigerator that keeps the inside temperature of the refrigerator properly.

【0003】以下、従来のリニアコンプレッサについて
図面に基づいて説明する。
Hereinafter, a conventional linear compressor will be described with reference to the drawings.

【0004】図6は従来のリニアコンプレッサの断面図
であり、密閉容器1の内部には圧縮機構部2が防振バネ
3a,3bにより弾性支持されている。圧縮機構部2の
構成は、シリンダ4にピストン5が勘合され、ピストン
5には複数枚の板ばね6a、6b、6cから成る共振ば
ね6が取付けてあり、ピストン5はこれらの共振ばね6
によりシリンダ4の軸方向に往復運動自在に弾性支持さ
れている。
FIG. 6 is a sectional view of a conventional linear compressor, in which a compression mechanism 2 is elastically supported by vibration isolating springs 3a and 3b inside a closed container 1. The structure of the compression mechanism 2 is such that a piston 5 is fitted into a cylinder 4, and a resonance spring 6 composed of a plurality of leaf springs 6a, 6b, 6c is attached to the piston 5.
Thus, it is elastically supported so as to be able to reciprocate in the axial direction of the cylinder 4.

【0005】ピストン5には円筒形状のマグホルダ7が
連結されており、マグホルダ7の円筒面にはマグネット
8が固持されている。また、マグネット8を固持したマ
グホルダ7の円筒面を挟むようにインナーヨーク9およ
びアウターヨーク10が配置されており、インナーヨー
ク9のマグネット8と相対向する位置にはステータコイ
ル11が埋設されている。なお、マグホルダ7、マグネ
ット8、インナーヨーク9、アウターヨーク10、ステ
ータコイル11から成る部分をリニアモータ12と呼
ぶ。
[0005] A cylindrical magnet holder 7 is connected to the piston 5, and a magnet 8 is fixed to the cylindrical surface of the magnet holder 7. An inner yoke 9 and an outer yoke 10 are arranged so as to sandwich the cylindrical surface of the magnet holder 7 holding the magnet 8, and a stator coil 11 is embedded at a position of the inner yoke 9 facing the magnet 8. . The portion composed of the mag holder 7, the magnet 8, the inner yoke 9, the outer yoke 10, and the stator coil 11 is called a linear motor 12.

【0006】アウターヨーク10の下死点側端面は共振
ばね6の台座となっている。また共振ばね6のアウター
ヨーク10と反対側の端面にはベースプレート13が配
置されており、ベースプレート13は防振ばね3a,3
bの台座となっている。シリンダ4の端面にはシリンダ
ヘッド14が備えられ、シリンダ4、ピストン5および
シリンダヘッド14に囲まれる空間が圧縮室15とな
る。
The lower yoke side end surface of the outer yoke 10 is a pedestal for the resonance spring 6. A base plate 13 is disposed on the end surface of the resonance spring 6 on the side opposite to the outer yoke 10, and the base plate 13 is connected to the vibration-proof springs 3a, 3a.
b. A cylinder head 14 is provided on an end surface of the cylinder 4, and a space surrounded by the cylinder 4, the piston 5, and the cylinder head 14 serves as a compression chamber 15.

【0007】密閉容器1には吸入管16が設けられてい
る。シリンダヘッド14の圧縮室15と反対側の面に
は、吸入室17および吐出管18が連結された吐出室1
9を構成するヘッドカバー20が備えられる。シリンダ
ヘッド14には、吸入室17と圧縮室15とを連通する
吸入孔21および圧縮室15と吐出室19とを連通する
吐出孔22とが設けられている。吸入孔21には吸入弁
23が、吐出孔22には吐出弁24が設けられている。
[0007] The closed vessel 1 is provided with a suction pipe 16. On the surface of the cylinder head 14 opposite to the compression chamber 15, a discharge chamber 1 to which a suction chamber 17 and a discharge pipe 18 are connected is provided.
9 is provided. The cylinder head 14 is provided with a suction hole 21 communicating the suction chamber 17 and the compression chamber 15 and a discharge hole 22 communicating the compression chamber 15 and the discharge chamber 19. A suction valve 23 is provided in the suction hole 21, and a discharge valve 24 is provided in the discharge hole 22.

【0008】次に、上記構成からなる従来のリニアコン
プレッサの動作について説明する。
Next, the operation of the conventional linear compressor having the above configuration will be described.

【0009】リニアモータ12のステータコイル11に
モータドライバ(図示せず)を介して通電を行うことに
よりピストン5、マグホルダ7およびマグネット8から
なる可動部25がその軸方向に往復運動を行う。
When a current is supplied to the stator coil 11 of the linear motor 12 via a motor driver (not shown), the movable portion 25 including the piston 5, the mag holder 7 and the magnet 8 reciprocates in the axial direction.

【0010】ピストン5を含む可動部25が上死点側か
ら下死点側へ移動する際、吐出孔22に設けられた吐出
弁24と吸入孔21に設けられた吸入弁23が閉じてお
り圧縮室15内の冷媒が減圧膨張する膨張行程、続いて
圧縮室15の圧力が吸入圧力以下となり吸入孔21に設
けられた吸入弁23が開き圧縮室15の容積の増加に伴
い吸入孔21から冷媒が吸い込まれる吸入行程を行う。
When the movable part 25 including the piston 5 moves from the top dead center side to the bottom dead center side, the discharge valve 24 provided in the discharge hole 22 and the suction valve 23 provided in the suction hole 21 are closed. The expansion process in which the refrigerant in the compression chamber 15 is decompressed and expanded, and then the pressure in the compression chamber 15 becomes equal to or lower than the suction pressure, the suction valve 23 provided in the suction hole 21 is opened, and the capacity of the compression chamber 15 increases. Performs a suction stroke in which the refrigerant is sucked.

【0011】また、ピストン5を含む可動部25が下死
点側から上死点側へ移動する際、吐出孔22に設けられ
た吐出弁24と吸入孔21に設けられた吸入弁23は閉
まり圧縮室15の容積の減少に伴い冷媒が圧縮される圧
縮行程、続いて圧縮室15の圧力が吐出圧力以上となり
吐出孔22に備えられた吐出弁24が開き冷媒が吐出さ
れる吐出行程を行う。
When the movable portion 25 including the piston 5 moves from the bottom dead center side to the top dead center side, the discharge valve 24 provided in the discharge hole 22 and the suction valve 23 provided in the suction hole 21 close. A compression process is performed in which the refrigerant is compressed as the volume of the compression chamber 15 decreases, and then a discharge process in which the pressure in the compression chamber 15 becomes equal to or higher than the discharge pressure and the discharge valve 24 provided in the discharge hole 22 is opened to discharge the refrigerant. .

【0012】次に、冷媒ガスの流れについて説明する。
冷凍サイクル(図示せず)からの冷媒ガスは、吸入管1
6より一旦密閉容器1の内部空間へ開放された後、ヘッ
ドカバー20内の吸入室17に導かれ、シリンダヘッド
14に配設された吸入孔21を介して圧縮室15に至
る。圧縮室15に至った冷媒ガスは、上述したピストン
5を含む可動部25の往復運動により圧縮される。圧縮
された冷媒ガスは、シリンダヘッド14に配設された吐
出孔22を介して一旦ヘッドカバー20内の吐出室19
に吐出された後、吐出管18より冷凍サイクルに吐出さ
れる。
Next, the flow of the refrigerant gas will be described.
The refrigerant gas from the refrigeration cycle (not shown) is supplied to the suction pipe 1
After being once opened to the internal space of the sealed container 1 from 6, the air is guided to the suction chamber 17 in the head cover 20, and reaches the compression chamber 15 via the suction hole 21 provided in the cylinder head 14. The refrigerant gas that has reached the compression chamber 15 is compressed by the reciprocating motion of the movable part 25 including the piston 5 described above. The compressed refrigerant gas is once discharged through a discharge hole 22 provided in the cylinder head 14 to a discharge chamber 19 in the head cover 20.
Is discharged to the refrigeration cycle from the discharge pipe 18.

【0013】次に、共振ばね6の役割について説明す
る。前述のように可動部25はモータドライバ(図示せ
ず)を介してリニアモータ12に通電を行うことにより
駆動され往復運動を行うが、共振ばね6を用いることに
より可動部25の運動エネルギーを共振ばね6の弾性エ
ネルギーへと置き換え、逆向きに運動するときに再び可
動部25の運動エネルギーとして取り出すことができ
る。従って、往復運動に伴い可動部25の運動の向きが
変わる際のエネルギーロスを防止し、効率よく可動部2
5を往復運動させることができる。
Next, the role of the resonance spring 6 will be described. As described above, the movable portion 25 is driven and reciprocated by energizing the linear motor 12 via a motor driver (not shown), but the kinetic energy of the movable portion 25 is resonated by using the resonance spring 6. It can be replaced by the elastic energy of the spring 6 and taken out again as the kinetic energy of the movable part 25 when moving in the opposite direction. Therefore, it is possible to prevent energy loss when the direction of the movement of the movable section 25 is changed due to the reciprocating movement, and efficiently move the movable section 2.
5 can be reciprocated.

【0014】このとき、可動部25の往復運動の周波数
を、可動部25および共振ばね6のばね定数および圧縮
室15のガスばね定数から決まる共振周波数と一致させ
ることにより、より少ないリニアモータ12の推力で、
より大きな可動部25の往復運動のストロークを取るこ
とが可能になり、さらに効率よく可動部25を往復運動
させることができる。
At this time, by making the frequency of the reciprocating motion of the movable portion 25 coincide with the resonance frequency determined by the spring constant of the movable portion 25 and the resonance spring 6 and the gas spring constant of the compression chamber 15, a smaller linear motor 12 With thrust,
It is possible to take a larger stroke of the reciprocating motion of the movable portion 25, and it is possible to make the movable portion 25 reciprocate more efficiently.

【0015】また、ピストン5の上死点側端面には圧縮
室15の圧力が、下死点側端面には密閉容器1の内部圧
力が作用する。時間平均で考えると、圧縮室15の平均
圧力と密閉容器1の内部圧力による差圧が常に作用して
いることになり、この差圧によりピストン5は下死点側
へ差圧力を受けていることになる。共振ばね6を用いる
ことにより、この差圧力と釣り合う弾性力を発生するよ
うに共振ばね6の振動中心位置が自動的にオフセットさ
れるため、見かけ上、前記差圧力を無視することができ
る。従って、リニアモータ12に差圧力による負荷をか
けないので、モータドライバ(図示せず)からステータ
コイル11への通電量を減らすことができ、リニアコン
プレッサの効率を向上させることができる。
The pressure in the compression chamber 15 acts on the end face of the piston 5 on the top dead center side, and the internal pressure of the sealed container 1 acts on the end face on the bottom dead center side. Considering the time average, the differential pressure due to the average pressure of the compression chamber 15 and the internal pressure of the closed vessel 1 is always acting, and the differential pressure causes the piston 5 to receive the differential pressure toward the bottom dead center. Will be. By using the resonance spring 6, the vibration center position of the resonance spring 6 is automatically offset so as to generate an elastic force balanced with the differential pressure, so that the differential pressure can be apparently ignored. Accordingly, since a load due to the differential pressure is not applied to the linear motor 12, the amount of current supplied from the motor driver (not shown) to the stator coil 11 can be reduced, and the efficiency of the linear compressor can be improved.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】以上のような構成を有
する従来のリニアコンプレッサにおいては、差圧の大き
な冷凍サイクル装置、とりわけ、冷媒フロンR410A
や自然冷媒である二酸化炭素を使用した冷凍サイクルで
用いる場合、ピストンに働く差圧力が非常に大きくなる
ために、共振ばねには大きな弾性力が求められる。ま
た、これに加えてピストン、マグホルダ、およびマグネ
ットから構成される可動部の運動エネルギーを弾性力と
して置き換えることが求められる。従って、共振ばねに
は大きな許容たわみ量と、大きなばね定数(単位たわみ
量あたりの弾性力)が必要となる。
In the conventional linear compressor having the above-described structure, a refrigeration cycle apparatus having a large differential pressure, particularly, a refrigerant Freon R410A.
When used in a refrigeration cycle using carbon dioxide, which is a natural refrigerant, the resonance spring requires a large elastic force because the differential pressure acting on the piston becomes extremely large. In addition, it is required to replace the kinetic energy of the movable part composed of the piston, the mag holder, and the magnet as the elastic force. Therefore, the resonance spring requires a large allowable deflection and a large spring constant (elastic force per unit deflection).

【0017】また、従来のリニアコンプレッサでは、共
振ばねとして板ばねが用いられていた。板ばねは、一枚
当たりのばね定数を大きくすると、許容たわみ量が小さ
くなり、逆に、リニアコンプレッサとして必要な許容た
わみ量を確保しようとするとばね定数が小さくなる。従
って、あらかじめ決められた冷凍能力を得るために必要
なピストンのストロークから決まる許容たわみ量を確保
するために、一枚当たりのばね定数を小さくしておき、
リニアコンプレッサに必要とされる弾性力に合わせて複
数枚重ねて使用していた。
In the conventional linear compressor, a leaf spring is used as a resonance spring. As for the leaf spring, when the spring constant per sheet is increased, the allowable deflection decreases, and conversely, when the allowable deflection required as a linear compressor is secured, the spring constant decreases. Therefore, in order to secure an allowable deflection determined by the stroke of the piston necessary to obtain a predetermined refrigeration capacity, the spring constant per piece is reduced,
In order to meet the required elastic force of the linear compressor, multiple sheets were used.

【0018】しかし、突発的に冷凍サイクルの差圧が増
加したような場合、板ばねが許容たわみ量を越えて破断
に至ることがあり、信頼性を確保するのが困難であっ
た。また、このような破断を防ごうとして板ばね一枚当
たりのばね定数をさらに小さくすると、リニアコンプレ
ッサに必要とされる弾性力を得るための板ばねの枚数が
指数関数的に増加し、コンパクトな構成が困難になる。
従って、板ばねのばね定数を下げずに、より大きなピス
トンのストロークが得られ、かつ、板ばねの破断を防ぎ
信頼性を確保することが望まれていた。
However, when the differential pressure of the refrigeration cycle suddenly increases, the leaf spring may exceed the allowable deflection and break, making it difficult to ensure reliability. Further, if the spring constant per leaf spring is further reduced in order to prevent such breakage, the number of leaf springs for obtaining the elastic force required for the linear compressor increases exponentially, resulting in a compact size. Configuration becomes difficult.
Therefore, it has been desired to obtain a larger piston stroke without lowering the spring constant of the leaf spring, and to prevent breakage of the leaf spring to ensure reliability.

【0019】また、共振ばねとしてコイルばねを用いる
場合、コイルばねが軸方向にがたつかないようにするた
めに、2つのコイルばねを組み合わせて互いに圧縮する
予荷重を与え合う構成を用いるが、この場合、板ばねに
比べて軸方向に大きいコイルばねを2つ用いるため、板
ばねを用いた場合に比べるとコンパクトな構成が困難に
なる。また、板ばねは軸に垂直な方向への拘束力を有す
るが、コイルばねは軸に垂直な方向への拘束力が弱く、
圧縮力を受けると側方へ逃げる側力を発生させる。この
ため、共振ばねによって弾性支持されるピストンとシリ
ンダの間の摺動面に側力による摩擦力を発生させること
になり、効率および信頼性の面で不利である。
When a coil spring is used as the resonance spring, a configuration is used in which two coil springs are combined to apply a preload that compresses each other in order to prevent the coil spring from rattling in the axial direction. In this case, since two coil springs that are larger in the axial direction than the leaf spring are used, it is difficult to have a compact configuration as compared with the case where the leaf spring is used. In addition, the leaf spring has a restraining force in a direction perpendicular to the axis, while the coil spring has a weak restraining force in a direction perpendicular to the axis,
When a compressive force is received, a side force that escapes to the side is generated. For this reason, a frictional force is generated by the side force on the sliding surface between the piston and the cylinder elastically supported by the resonance spring, which is disadvantageous in terms of efficiency and reliability.

【0020】そこで本発明は、上記従来の課題を解決す
るもので、コイルばねと板ばねを併用することにより、
従来と同じ板ばねでもより大きなピストンのストローク
が得られるようにし、かつ、コイルばねおよび板ばねが
許容たわみ量を越えてたわむことを防止し、かつ、必要
な弾性力が得られるようにばね定数を確保し、かつ、ピ
ストンとシリンダの間の摺動面に側力を発生させない構
成にすると同時に、これらを従来と変わらないコンパク
トな構成にすることにより、高い信頼性のリニアコンプ
レッサを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and by using a coil spring and a leaf spring together,
A spring constant that enables a larger piston stroke to be obtained with the same leaf spring as before, prevents the coil spring and the leaf spring from bending beyond the allowable deflection amount, and obtains a necessary elastic force. To provide a highly reliable linear compressor by ensuring a stable construction and not generating a side force on the sliding surface between the piston and the cylinder, and at the same time, by making them compact as in the past. With the goal.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、第1の本発明(請求項1に対応)は、シリンダ
と、前記シリンダと勘合され圧縮室を形成するピストン
と、前記ピストンを前記シリンダの軸方向に往復運動さ
せるリニアモータとを少なくとも備え、板ばねおよびコ
イルばねを用いて前記ピストンを前記シリンダの軸方向
に往復運動自在に支持することを特徴とするリニアコン
プレッサである。
In order to solve the above-mentioned problems, a first invention (corresponding to claim 1) comprises a cylinder, a piston which is fitted with the cylinder to form a compression chamber, and a piston. And a linear motor for reciprocating the piston in the axial direction of the cylinder, and supporting the piston reciprocally in the axial direction of the cylinder using a leaf spring and a coil spring.

【0022】また、第2の本発明(請求項2に対応)
は、前記コイルばねは、前記ピストンが下死点側に移動
すると圧縮されるように設置したことを特徴とする第1
の本発明に記載のリニアコンプレッサである。
The second invention (corresponding to claim 2)
Wherein the coil spring is installed so as to be compressed when the piston moves to the bottom dead center side.
Is a linear compressor according to the present invention.

【0023】また、第3の本発明(請求項3に対応)
は、組立時において前記板ばねおよび前記コイルばねが
互いに予荷重を与え合うことを特徴とする第1または第
2の本発明に記載のリニアコンプレッサである。
The third invention (corresponding to claim 3)
Is a linear compressor according to the first or second aspect of the present invention, wherein the leaf spring and the coil spring apply a preload to each other during assembly.

【0024】また、第4の本発明(請求項4に対応)
は、前記コイルばねが密着高さまで圧縮されたときの前
記板ばねのたわみ量が、前記板ばねの許容たわみ量に収
まることを特徴とする第1から第3のいずれかの本発明
に記載のリニアコンプレッサである。
The fourth invention (corresponding to claim 4)
Wherein the amount of deflection of the leaf spring when the coil spring is compressed to a close contact height falls within the allowable deflection of the leaf spring. It is a linear compressor.

【0025】また、第5の本発明(請求項6に対応)
は、前記コイルばねが、前記ピストンの外周側に配置し
たことを特徴とする第1から第4のいずれかの本発明に
記載のリニアコンプレッサである。
The fifth invention (corresponding to claim 6)
Is a linear compressor according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the coil spring is arranged on an outer peripheral side of the piston.

【0026】また、第6の本発明(請求項5に対応)
は、前記コイルばねを、前記ピストンの内部に配置した
ことを特徴とする第1から第4のいずれかの本発明に記
載のリニアコンプレッサである。
The sixth invention (corresponding to claim 5)
Is a linear compressor according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the coil spring is disposed inside the piston.

【0027】また、第7の本発明(請求項7に対応)
は、前記コイルばねを、前記板ばねの前記ピストンと反
対側に配置したことを特徴とする第1から第4のいずれ
かの本発明に記載のリニアコンプレッサである。
The seventh invention (corresponding to claim 7)
Is a linear compressor according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the coil spring is arranged on a side of the plate spring opposite to the piston.

【0028】また、第8の本発明(請求項8に対応)
は、二酸化炭素を主成分とする冷媒を用いて運転するこ
とを特徴とする第1から第7のいずれかの本発明に記載
のリニアコンプレッサである。
The eighth invention (corresponding to claim 8)
Is a linear compressor according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, which operates using a refrigerant containing carbon dioxide as a main component.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】(実施の形態1)図1は、実施の形態1に
おけるリニアコンプレッサの断面図であり、図2は実施
の形態1におけるリニアコンプレッサにおいてピストン
35が最も上死点側に移動した状態の断面図、図3は実
施の形態1におけるリニアコンプレッサにおいて、ピス
トン35が最も下死点側に移動し、コイルばね36が密
着高さまで圧縮された状態の断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of a linear compressor according to Embodiment 1, and FIG. 2 shows a state in which a piston 35 has moved to the top dead center side in the linear compressor according to Embodiment 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of the linear compressor according to Embodiment 1 in a state where the piston 35 has moved to the bottom dead center side and the coil spring 36 has been compressed to the close contact height.

【0031】図1から図3において、密閉容器31の内
部には圧縮機構部32が防振バネ33a,33bにより
弾性支持されている。圧縮機構部32の構成は、シリン
ダ34にはピストン35が勘合され、シリンダ34の内
周側には上死点側を向いた座面34aが、ピストン35
の外周側には下死点側を向いた座面35aが設けられて
おり、その間にはコイルばね36がピストン35の外周
側に配置されている。このように構成することで、ピス
トン35が下死点側へ移動するとコイルばね36が圧縮
されるようにしている。
Referring to FIGS. 1 to 3, a compression mechanism 32 is elastically supported by vibration isolating springs 33a and 33b inside a closed container 31. The configuration of the compression mechanism 32 is such that a piston 35 is fitted into the cylinder 34, and a seat surface 34 a facing the top dead center side is provided on the inner peripheral side of the cylinder 34.
Is provided with a seat surface 35a facing the bottom dead center side, and a coil spring 36 is arranged on the outer peripheral side of the piston 35 therebetween. With such a configuration, when the piston 35 moves to the bottom dead center side, the coil spring 36 is compressed.

【0032】なお、座面34aは組立時にピストン35
およびコイルばね36をシリンダ34の内周側に取付け
ることができるように、シリンダ34に対して脱着可能
な構成とされている。
Incidentally, the seat surface 34a is provided with the piston 35 at the time of assembly.
And the coil spring 36 is detachable from the cylinder 34 so that the coil spring 36 can be attached to the inner peripheral side of the cylinder 34.

【0033】また、ピストン35の下死点側端面には板
ばね37が取付けてあり、ピストン35はコイルばね3
6および板ばね37からなる共振ばね38によりシリン
ダ34の軸方向に往復運動自在に弾性支持されている。
A leaf spring 37 is attached to the bottom end surface of the piston 35 at the bottom dead center side.
6 and a resonating spring 38 composed of a leaf spring 37 is elastically supported so as to reciprocate in the axial direction of the cylinder 34.

【0034】また、組立時において、コイルばね36は
自由長よりも圧縮された状態に、板ばね37は上死点側
へたわんだ状態であり、かつ、コイルばね36と板ばね
37が互いの弾性力による予荷重を与え合うように構成
する。
At the time of assembly, the coil spring 36 is compressed from its free length, the leaf spring 37 is bent toward the top dead center, and the coil spring 36 and the leaf spring 37 are The preload by the elastic force is configured to be applied to each other.

【0035】なお、図2のようにピストン35が上死点
側に移動し、ピストン35の上死点側端面がシリンダヘ
ッド46に接する位置まで移動した場合にでも、依然と
してコイルばね36は圧縮たわみを持つように構成して
おき、かつ、板ばね37の上死点側へのたわみ量が許容
たわみ量の範囲内に収まるように構成している。
Even when the piston 35 moves to the top dead center side as shown in FIG. 2 and the end surface of the piston 35 moves to the position where it comes into contact with the cylinder head 46, the coil spring 36 still has the compression deflection. And the amount of deflection of the leaf spring 37 toward the top dead center is within the range of the allowable amount of deflection.

【0036】また、コイルばね36は、密着高さまで圧
縮されても許容たわみ量の範囲内に収まるように構成し
ておき、図3のようにピストンが下死点側に移動し、コ
イルばね36が着高さまで圧縮された場合でも、板ばね
37の下死点側へのたわみ量は許容たわみ量の範囲内に
収まるように構成している。
The coil spring 36 is configured so as to be within the range of the allowable deflection even when compressed to the close contact height, and the piston moves to the bottom dead center side as shown in FIG. Is configured such that the amount of flexure of the leaf spring 37 toward the bottom dead center falls within the range of the allowable flexure amount even when is compressed to the landing height.

【0037】ピストン35には円筒形状のマグホルダ3
9が連結されており、マグホルダ39の円筒面にはマグ
ネット40が固持されている。また、マグネット40を
固持したマグホルダ39の円筒面を挟むようにインナー
ヨーク41およびアウターヨーク42が配置されてお
り、インナーヨーク41のマグネット40と相対向する
位置にはステータコイル43が埋設されている。なお、
マグホルダ39、マグネット40、インナーヨーク4
1、アウターヨーク42、ステータコイル43から成る
部分をリニアモータ44と呼ぶ。
The piston 35 has a cylindrical mag holder 3
The magnet 9 is fixed to the cylindrical surface of the mag holder 39. An inner yoke 41 and an outer yoke 42 are arranged so as to sandwich the cylindrical surface of the mag holder 39 holding the magnet 40, and a stator coil 43 is embedded at a position of the inner yoke 41 facing the magnet 40. . In addition,
Mag holder 39, magnet 40, inner yoke 4
1, a portion composed of the outer yoke 42 and the stator coil 43 is referred to as a linear motor 44.

【0038】アウターヨーク42の下死点側端面は板ば
ね37の台座となっている。また板ばね37のアウター
ヨーク42と反対側の端面にはベースプレート45が配
置されており、ベースプレート45は防振ばね33a,
33bの台座となっている。
The lower yoke side end surface of the outer yoke 42 is a pedestal for the leaf spring 37. A base plate 45 is disposed on an end surface of the leaf spring 37 on the side opposite to the outer yoke 42.
It is a pedestal of 33b.

【0039】シリンダ34の端面にはシリンダヘッド4
6が備えられ、シリンダ34、ピストン35およびシリ
ンダヘッド46に囲まれる空間が圧縮室47となる。密
閉容器31には吸入管48が設けられている。シリンダ
ヘッド46の圧縮室47と反対側の面には、吸入室49
および吐出管50が連結された吐出室51を構成するヘ
ッドカバー52が備えられる。シリンダヘッド46に
は、吸入室49と圧縮室47とを連通する吸入孔53お
よび圧縮室47と吐出室51とを連通する吐出孔54と
が設けられている。吸入孔53には吸入弁55が、吐出
孔54には吐出弁56が設けられている。
The end face of the cylinder 34 has a cylinder head 4
6 is provided, and a space surrounded by the cylinder 34, the piston 35, and the cylinder head 46 becomes a compression chamber 47. The closed container 31 is provided with a suction pipe 48. A suction chamber 49 is provided on the surface of the cylinder head 46 opposite to the compression chamber 47.
And a head cover 52 forming a discharge chamber 51 to which the discharge pipe 50 is connected. The cylinder head 46 is provided with a suction hole 53 communicating the suction chamber 49 and the compression chamber 47 and a discharge hole 54 communicating the compression chamber 47 and the discharge chamber 51. A suction valve 55 is provided in the suction hole 53, and a discharge valve 56 is provided in the discharge hole 54.

【0040】次に、上記構成からなる本発明のリニアコ
ンプレッサの動作について説明する。
Next, the operation of the linear compressor of the present invention having the above configuration will be described.

【0041】リニアモータ44にモータドライバ(図示
せず)を介して通電を行うことによりピストン35、マ
グホルダ39およびマグネット40からなる可動部57
がその軸方向に往復運動を行う。
When a current is supplied to the linear motor 44 via a motor driver (not shown), a movable portion 57 comprising the piston 35, the mag holder 39 and the magnet 40 is provided.
Reciprocate in the axial direction.

【0042】ピストン35を含む可動部57が上死点側
から下死点側へ移動する際、吐出孔54に設けられた吐
出弁56と吸入孔53に設けられた吸入弁55が閉じて
おり圧縮室47内の冷媒が減圧膨張する膨張行程、続い
て圧縮室47の圧力が吸入圧力以下となり吸入孔53に
設けられた吸入弁55が開き圧縮室47の容積の増加に
伴い吸入孔53から冷媒が吸い込まれる吸入行程を行
う。
When the movable part 57 including the piston 35 moves from the top dead center side to the bottom dead center side, the discharge valve 56 provided in the discharge hole 54 and the suction valve 55 provided in the suction hole 53 are closed. The expansion process in which the refrigerant in the compression chamber 47 is decompressed and expanded, and subsequently the pressure in the compression chamber 47 becomes equal to or lower than the suction pressure, the suction valve 55 provided in the suction hole 53 opens, and the capacity of the compression chamber 47 increases. Performs a suction stroke in which the refrigerant is sucked.

【0043】また、ピストン35を含む可動部57が下
側から上側へ移動する際、吐出孔54に設けられた吐出
弁56と吸入孔53に設けられた吸入弁55は閉まり圧
縮室47の容積の減少に伴い冷媒が圧縮される圧縮行
程、続いて圧縮室47の圧力が吐出圧力以上となり吐出
孔54に備えられた吐出弁56が開き冷媒が吐出される
吐出行程を行う。
When the movable portion 57 including the piston 35 moves from the lower side to the upper side, the discharge valve 56 provided in the discharge hole 54 and the suction valve 55 provided in the suction hole 53 close, and the volume of the compression chamber 47 is reduced. As the pressure decreases, the compression process in which the refrigerant is compressed, and then the pressure in the compression chamber 47 becomes equal to or higher than the discharge pressure, the discharge valve 56 provided in the discharge hole 54 opens, and the discharge process in which the refrigerant is discharged is performed.

【0044】次に、冷媒ガスの流れについて説明する。
冷凍サイクル(図示せず)からの冷媒ガスは、吸入管4
8より一旦密閉容器31の内部空間へ開放された後、ヘ
ッドカバー52内の吸入室49に導かれ、シリンダヘッ
ド46に配設された吸入孔53を介して圧縮室47に至
る。圧縮室47に至った冷媒ガスは、上述したピストン
35を含む可動部57の往復運動により圧縮される。圧
縮された冷媒ガスは、シリンダヘッド46に配設された
吐出孔54を介して一旦ヘッドカバー52内の吐出室5
1に吐出された後、吐出管50より冷凍サイクルに吐出
される。
Next, the flow of the refrigerant gas will be described.
The refrigerant gas from the refrigeration cycle (not shown) is supplied to the suction pipe 4
After being once opened to the internal space of the sealed container 31 from 8, the air is guided to the suction chamber 49 in the head cover 52 and reaches the compression chamber 47 via the suction hole 53 provided in the cylinder head 46. The refrigerant gas that has reached the compression chamber 47 is compressed by the reciprocating motion of the movable portion 57 including the piston 35 described above. The compressed refrigerant gas is temporarily discharged through the discharge holes 54 provided in the cylinder head 46 to the discharge chamber 5 in the head cover 52.
After being discharged to 1, the liquid is discharged from the discharge pipe 50 to the refrigeration cycle.

【0045】次に、コイルばね36と板ばね37からな
る共振ばね38について説明する。これらは図6に示し
た従来のリニアコンプレッサの共振ばね6と同様の役割
を果たす。すなわち、前述のように可動部57はモータ
ドライバ(図示せず)を介してリニアモータ44に通電
を行うことにより駆動され往復運動を行うが、コイルば
ね36と板ばね37を用いることにより可動部57の運
動エネルギーをコイルばね36と板ばね37の弾性エネ
ルギーへと置き換え、逆向きに運動するときに再び可動
部57の運動エネルギーとして取り出すことができる。
従って、往復運動に伴い可動部57の運動の向きが変わ
る際のエネルギーロスを防止し、効率よく可動部57を
往復運動させることができる。
Next, the resonance spring 38 including the coil spring 36 and the leaf spring 37 will be described. These perform the same role as the resonance spring 6 of the conventional linear compressor shown in FIG. That is, as described above, the movable portion 57 is driven and reciprocated by energizing the linear motor 44 via a motor driver (not shown), but the movable portion 57 is moved by using the coil spring 36 and the leaf spring 37. The kinetic energy of 57 can be replaced by the elastic energy of the coil spring 36 and the leaf spring 37, and can be taken out again as the kinetic energy of the movable portion 57 when moving in the opposite direction.
Therefore, it is possible to prevent energy loss when the direction of the movement of the movable part 57 changes with the reciprocating movement, and to make the movable part 57 reciprocate efficiently.

【0046】このとき、可動部57の往復運動の周波数
を、可動部57およびコイルばね36と板ばね37のば
ね定数および圧縮室47のガスばね定数から決まる共振
周波数と一致させることにより、より少ないリニアモー
タ44の推力で、より大きな可動部57の往復運動のス
トロークを取ることが可能になり、さらに効率よく可動
部57を往復運動させることができる。
At this time, the frequency of the reciprocating motion of the movable portion 57 is made smaller by matching the resonance frequency determined by the spring constant of the movable portion 57, the coil spring 36 and the leaf spring 37, and the gas spring constant of the compression chamber 47. With the thrust of the linear motor 44, it is possible to take a larger stroke of the reciprocating motion of the movable portion 57, and it is possible to make the movable portion 57 reciprocate more efficiently.

【0047】また、ピストン35の上死点側端面には圧
縮室47の圧力が、下死点側端面には密閉容器31の内
部圧力が作用する。時間平均的に考えると、圧縮室47
の平均圧力と密閉容器31の内部圧力による差圧が常に
作用していることになり、この差圧によりピストン35
は下死点側へ差圧力を受けていることになる。コイルば
ね36と板ばね37を用いることにより、この差圧力と
釣り合う弾性力を発生するようにコイルばね36と板ば
ね37の振動中心位置が自動的にオフセットされるた
め、見かけ上、前記差圧力を無視することができる。従
って、リニアモータ44に差圧力による負荷をかけない
ので、モータドライバ(図示せず)からステータコイル
43への通電量を減らすことができ、リニアコンプレッ
サの効率を向上させることができる。
The pressure in the compression chamber 47 acts on the end face on the top dead center side of the piston 35, and the internal pressure of the closed vessel 31 acts on the end face on the bottom dead center side. Considering the time average, the compression chamber 47
And the pressure difference between the internal pressure of the closed container 31 and the internal pressure of the closed vessel 31 always acts.
Is receiving a differential pressure toward the bottom dead center. By using the coil spring 36 and the plate spring 37, the vibration center positions of the coil spring 36 and the plate spring 37 are automatically offset so as to generate an elastic force balanced with the differential pressure. Can be ignored. Accordingly, since a load due to the differential pressure is not applied to the linear motor 44, the amount of electricity supplied from the motor driver (not shown) to the stator coil 43 can be reduced, and the efficiency of the linear compressor can be improved.

【0048】本実施の形態では、コイルばね36と板ば
ね37を併用したことにより、各々のばね定数を小さく
して許容たわみ量を大きくしても、コイルばね36と板
ばね37の合計のばね定数を大きくすることが可能であ
り、リニアコンプレッサに必要なばね定数が容易に確保
できる。
In this embodiment, since the coil spring 36 and the leaf spring 37 are used in combination, even if the respective spring constants are reduced and the allowable deflection is increased, the total spring of the coil spring 36 and the leaf spring 37 is increased. The constant can be increased, and the spring constant required for the linear compressor can be easily secured.

【0049】また、コイルばね36のばね定数を板ばね
37のばね定数よりも大きくすることにより、さらに板
ばね37の許容たわみ量を大きくでき、信頼性を向上で
きる。
Further, by making the spring constant of the coil spring 36 larger than the spring constant of the leaf spring 37, the allowable deflection of the leaf spring 37 can be further increased, and the reliability can be improved.

【0050】また、板ばね37の代わりに図6に示す従
来のリニアコンプレッサのように複数枚の板ばね6a、
6b、6cを用いれば、さらに板ばね6a、6b、6c
の許容たわみ量を増やすことができる。
Instead of the leaf spring 37, a plurality of leaf springs 6a, like a conventional linear compressor shown in FIG.
6b, 6c, the leaf springs 6a, 6b, 6c
Can be increased.

【0051】このように、共振ばね38は許容たわみ量
を大きくとりながらばね定数も大きくするという背反す
る要求を満たすことができ、ピストン35のストローク
を大きくすることにより冷媒循環量を大きくする場合に
でも、共振ばね38の信頼性を向上させることができ
る。
As described above, the resonance spring 38 can satisfy the contradictory requirement of increasing the spring constant while increasing the allowable deflection amount. When the stroke of the piston 35 is increased, the amount of circulating refrigerant is increased. However, the reliability of the resonance spring 38 can be improved.

【0052】また、コイルばね36と板ばね37を併用
したことにより、コイルばね36の欠点である軸に垂直
な方向の拘束力の弱さを板ばねによって補うことができ
るので、共振ばね38によって弾性支持されるピストン
35とシリンダ34の間の摺動面に働く側力による摩擦
力を最小にすることができ、効率および信頼性を向上さ
せることができる。
Further, by using the coil spring 36 and the leaf spring 37 together, the weakness of the restraining force in the direction perpendicular to the axis, which is a drawback of the coil spring 36, can be compensated for by the leaf spring. The frictional force due to the side force acting on the sliding surface between the elastically supported piston 35 and the cylinder 34 can be minimized, and the efficiency and reliability can be improved.

【0053】また、コイルばね36と板ばね37と併用
し、コイルばね36はピストン35が下死点側に移動す
ると圧縮されるように取付け、コイルばね36と板ばね
37が組立時に互いに予荷重を与え合うように構成し、
ピストン35の上死点側端面がシリンダヘッド46に接
する位置まで移動した場合にでも、コイルばね36は圧
縮たわみを持つように構成し、かつ、コイルばね36が
密着高さまで圧縮されても許容たわみ量に収まるように
構成したことにより、コイルばね36はピストン35の
上死点から下死点までの可動範囲内で常に許容範囲の圧
縮たわみを受けることになり、片振りで使用することが
できるため、コイルばね36の信頼性を向上させること
ができる。
The coil spring 36 is used together with the leaf spring 37 so that the coil spring 36 is compressed when the piston 35 moves to the bottom dead center side. To give each other,
Even when the top dead center end surface of the piston 35 moves to a position where it comes into contact with the cylinder head 46, the coil spring 36 is configured to have a compression deflection, and even if the coil spring 36 is compressed to the close contact height, the allowable deflection is maintained. With such a configuration, the coil spring 36 always receives an allowable range of compressive deflection within the movable range from the top dead center to the bottom dead center of the piston 35, and can be used with a single swing. Therefore, the reliability of the coil spring 36 can be improved.

【0054】また、コイルばね36と板ばね37と併用
し、コイルばね36はピストン35が下死点側に移動す
ると圧縮されるように取付け、コイルばね36と板ばね
37が組立時に互いに予荷重を与え合うように構成した
ことにより、板ばね37には上死点側へのたわみ量が予
め与えられており、見かけ上、下死点側へのたわみ量が
増える。従って、同じ板ばね37を用いた場合でもピス
トン35の許容ストロークをより大きくとることがで
き、板ばね37の信頼性を向上させることができる。
The coil spring 36 is used together with the leaf spring 37 so that the coil spring 36 is compressed when the piston 35 moves to the bottom dead center side. , The amount of deflection toward the top dead center is given to the leaf spring 37 in advance, and the apparent amount of deflection toward the bottom dead center increases. Therefore, even when the same leaf spring 37 is used, the allowable stroke of the piston 35 can be increased, and the reliability of the leaf spring 37 can be improved.

【0055】また、コイルばね36と板ばね37と併用
し、コイルばね36と板ばね37が組立時に互いに予荷
重を与え合うように構成したことにより、コイルばね3
6とシリンダ34の内周の台座34aおよびピストン3
5の外周の台座35aの密着性をコイルばね37の予荷
重による弾性力で向上させることができ、可動部57が
往復運動する際にコイルばね36は台座34a,35a
から外れないので、コイルばね36が台座34a,35
aから外れた後に再び台座34a,35aに衝突するこ
とを防止でき、コイルばね36と台座34a,35aの
破損を防止して信頼性を向上させることが可能になると
ともに、コイルばね36と台座34a,35aの衝突に
よる騒音振動を防止することが可能になる。
Further, the coil spring 36 and the plate spring 37 are used in combination so that the coil spring 36 and the plate spring 37 apply a preload to each other during assembly.
6 and the pedestal 34a on the inner periphery of the cylinder 34 and the piston 3
5 can be improved by the elastic force due to the preload of the coil spring 37, and when the movable part 57 reciprocates, the coil spring 36 becomes the pedestals 34a, 35a.
From the pedestals 34a, 35
a, it is possible to prevent collision with the pedestals 34a, 35a again, prevent damage to the coil spring 36 and the pedestals 34a, 35a, and improve reliability. , 35a can be prevented.

【0056】また、図2のようにピストン35が最も上
死点側に移動し、ピストン35がシリンダヘッド46に
接する場合にでも、板ばね37は許容たわみ量範囲を越
えず、かつ、図3のようにピストン35が最も下死点側
に移動し、コイルばね36が密着高さまで圧縮された場
合にでも板ばね37は許容たわみ量範囲を越えないこと
により、板ばね37の信頼性を向上させることができ
る。
Further, even when the piston 35 moves to the top dead center side as shown in FIG. 2 and the piston 35 comes into contact with the cylinder head 46, the leaf spring 37 does not exceed the allowable deflection range, and FIG. As described above, even when the piston 35 moves to the bottom dead center side and the coil spring 36 is compressed to the close contact height, the leaf spring 37 does not exceed the allowable deflection range, thereby improving the reliability of the leaf spring 37. Can be done.

【0057】なお、以上述べてきたコイルばね36およ
び板ばね37からなる共振ばね38の信頼性に関する効
果は、冷媒として高圧力差となるフロンR410Aや自
然冷媒である二酸化炭素を用いた場合には共振ばね38
にかかる負荷が大きくなるため、より顕著に現れる。
The effect on the reliability of the resonance spring 38 composed of the coil spring 36 and the leaf spring 37 described above is as follows when Freon R410A having a high pressure difference or carbon dioxide as a natural refrigerant is used as the refrigerant. Resonance spring 38
Is more remarkable because of the increased load on the device.

【0058】また、コイルばね36をピストン35の外
周側に配置したことにより、特別にコイルばね36のス
ペースを必要とすることなく構成することができ、以上
述べてきた効果を従来と同じコンパクトな構成で実現す
ることが可能である。
Further, by disposing the coil spring 36 on the outer peripheral side of the piston 35, the coil spring 36 can be configured without requiring a special space for the coil spring 36. It can be realized by a configuration.

【0059】(実施の形態2)図4は、実施の形態2に
おけるリニアコンプレッサの断面図である。本実施の形
態のリニアコンプレッサは図1で説明した実施の形態1
のリニアコンプレッサとコイルばね61の取付け位置を
除いて概略同様な構成であり、同様な部分については同
一符号を付している。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a sectional view of a linear compressor according to a second embodiment. The linear compressor according to the present embodiment is the first embodiment described with reference to FIG.
Are substantially the same except for the mounting position of the linear compressor and the coil spring 61, and the same parts are denoted by the same reference numerals.

【0060】本実施の形態では、アウターヨーク42の
下死点側端面を覆うベースプレート62の中央部に上死
点側を向いた座面62aが、ピストン63の内部には下
死点側を向いた座面63aが設置されており、その間に
はコイルばね61が配置されている。またピストン63
の下死点側端面には板ばね64a、64bが配置されて
おり、ピストン63はコイルばね61および板ばね64
a、64bからなる共振ばね65により弾性支持されて
いる。その他の構成については図1と同様である。
In the present embodiment, a seat surface 62 a facing the top dead center is provided at the center of the base plate 62 covering the bottom end side end surface of the outer yoke 42, and a bottom dead center is provided inside the piston 63. A seat surface 63a is provided, and a coil spring 61 is disposed therebetween. Also piston 63
The leaf springs 64a and 64b are disposed on the bottom dead center side end surface, and the piston 63 includes a coil spring 61 and a leaf spring 64.
a and 64b are elastically supported by a resonance spring 65. Other configurations are the same as those in FIG.

【0061】コイルばね61と板ばね64a、64bを
併用した効果は実施の形態1と同様である。本実施の形
態では、コイルばね61をピストン63の内部に配置し
たことにより、特別にコイルばね61のスペースを必要
とすることなく構成することができるため、実施の形態
1よりも、コンパクトに同様の効果を得ることが可能で
ある。
The effect of using the coil spring 61 and the leaf springs 64a and 64b together is the same as in the first embodiment. In the present embodiment, since the coil spring 61 is disposed inside the piston 63, the coil spring 61 can be configured without requiring a special space for the coil spring 61. It is possible to obtain the effect of

【0062】また、ピストン63の内部に設けたコイル
ばね61の座面63aの構成が容易となるため、低コス
トに同様の効果が得られる。
Further, since the configuration of the seating surface 63a of the coil spring 61 provided inside the piston 63 becomes easy, the same effect can be obtained at low cost.

【0063】また、コイルばね61をピストン63の内
部に配置したことにより、ピストン63とシリンダ66
の間のシール面67を十分な長さで確保することができ
るようになるため、冷媒の漏れによる損失を防止し、効
率を向上させることができる。
Further, by disposing the coil spring 61 inside the piston 63, the piston 63 and the cylinder 66
The sealing surface 67 between them can be secured with a sufficient length, so that loss due to refrigerant leakage can be prevented and efficiency can be improved.

【0064】(実施の形態3)図5は、実施の形態3に
おけるリニアコンプレッサの断面図である。本実施の形
態のリニアコンプレッサは図1で説明した実施の形態1
のリニアコンプレッサとコイルばね71の取付け位置を
除いて概略同様な構成であり、同様な部分については同
一符号を付している。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a sectional view of a linear compressor according to Embodiment 3. The linear compressor according to the present embodiment is the first embodiment described with reference to FIG.
Are substantially the same except for the mounting position of the linear compressor and the coil spring 71, and the same parts are denoted by the same reference numerals.

【0065】本実施の形態では、アウターヨーク42の
下死点側端面を覆うベースプレート72の中央部に上死
点側を向いた座面72aが、ピストン73の下死点側端
面に配置された板ばね74には下死点側を向いた座面7
4aが設置されており、その間にはコイルばね71が配
置されている。ピストン73はコイルばね71および板
ばね74からなる共振ばね75により弾性支持されてい
る。その他の構成については図1と同様である。
In the present embodiment, a seating surface 72 a facing the top dead center side is provided at the bottom dead center side end surface of the piston 73 at the center of the base plate 72 covering the bottom end surface of the outer yoke 42. The leaf spring 74 has a seat surface 7 facing the bottom dead center side.
4a is installed, and a coil spring 71 is arranged between them. The piston 73 is elastically supported by a resonance spring 75 including a coil spring 71 and a leaf spring 74. Other configurations are the same as those in FIG.

【0066】コイルばね71と板ばね74を併用した効
果は実施の形態1と同様である。本実施の形態では、コ
イルばね71を板ばね74とベースプレート72の間に
配置したことにより、従来の構成にコイルばね71を追
加するだけで特別な構成を必要としないので、実施の形
態1よりも低コストに同様の効果を実現できる。
The effect of using the coil spring 71 and the leaf spring 74 together is the same as in the first embodiment. In the present embodiment, since the coil spring 71 is disposed between the leaf spring 74 and the base plate 72, a special configuration is not required only by adding the coil spring 71 to the conventional configuration. Can achieve the same effect at low cost.

【0067】また、コイルばね71を板ばね74とベー
スプレート72の間に配置したことにより、板ばね74
のみがピストン73を直接支持することになる。従っ
て、コイルばね71と板ばね74の軸、すなわち、コイ
ルばね71と板ばね74の弾性力の作用する軸が僅かに
ずれた場合でも、これら力のずれによるモーメントを板
ばね74が吸収し、ピストン73には作用させない。従
って、このモーメントによりピストン73がシリンダ7
6との隙間の範囲内で傾くためにピストン73とシリン
ダ76の摺動面圧が上昇することを防止でき、ピストン
73とシリンダ76の摺動面の信頼性を向上させること
が可能であるとともに、摺動損失を低減し、効率を向上
させることができる。
Further, since the coil spring 71 is disposed between the leaf spring 74 and the base plate 72,
Only the piston 73 will directly support it. Therefore, even when the axis of the coil spring 71 and the leaf spring 74, that is, the axis on which the elastic force of the coil spring 71 and the leaf spring 74 acts slightly shifts, the leaf spring 74 absorbs the moment due to the shift of these forces, It does not act on the piston 73. Therefore, this moment causes the piston 73 to move the cylinder 7
6, it is possible to prevent the sliding surface pressure between the piston 73 and the cylinder 76 from rising due to the inclination within the range of the gap between the piston 6 and the cylinder 6, thereby improving the reliability of the sliding surface between the piston 73 and the cylinder 76. In addition, the sliding loss can be reduced and the efficiency can be improved.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、コイルばねと板ばねを併用し、コイルばねをピスト
ンの内部あるいはピストンの外周側に構成したことによ
り、従来と同じコンパクトな構成で大きなたわみ量と高
いばね定数を両立させることができるため、高い差圧を
持つ冷凍サイクルで使用した場合でも高い信頼性を確保
することができる。
As described above, according to the present invention, a coil spring and a leaf spring are used together, and the coil spring is formed inside the piston or on the outer peripheral side of the piston. Thus, a large amount of deflection and a high spring constant can be achieved at the same time, so that high reliability can be ensured even when used in a refrigeration cycle having a high differential pressure.

【0069】また、コイルばねと板ばねを併用したこと
により、コイルばねにより発生する側力を板ばねにより
拘束することができ、共振ばねによって弾性支持される
ピストンとシリンダの間の摺動面に発生する側力による
摩擦力を最小にすることができ、効率および信頼性を向
上させることができる。
Further, by using the coil spring and the leaf spring together, the side force generated by the coil spring can be restrained by the leaf spring, and the sliding force between the piston and the cylinder elastically supported by the resonance spring can be reduced. The frictional force due to the generated side force can be minimized, and the efficiency and reliability can be improved.

【0070】また、コイルばねと板ばねとを併用し、コ
イルばねはピストンが下死点側に移動すると圧縮される
ように取付け、コイルばねと板ばねが組立時に互いに予
荷重を与え合うように構成し、コイルばねに組立時から
十分な圧縮たわみ量を与えたことにより、コイルばねは
ピストンの上死点から下死点までの可動範囲内で常に圧
縮たわみを受けることになり、片振りで使用することが
できるため、コイルばねの信頼性を向上させることがで
きる。
A coil spring and a leaf spring are used together, and the coil spring is mounted so as to be compressed when the piston moves to the bottom dead center side, so that the coil spring and the leaf spring apply a preload to each other during assembly. By providing the coil spring with a sufficient amount of compression deflection from the time of assembly, the coil spring will always receive compression deflection within the movable range from the top dead center to the bottom dead center of the piston. Since it can be used, the reliability of the coil spring can be improved.

【0071】また、これと同時に、板ばねには上死点側
のたわみ量が予め与えられており、ピストンがより下死
点側へ移動した場合でも板ばねは許容たわみ量に収ま
る。従って、同じ板ばねを用いた場合でもピストンの許
容ストロークをより大きくとることができ、板ばねの信
頼性を向上させることができる。
At the same time, the amount of deflection at the top dead center side is given to the leaf spring in advance, and the leaf spring falls within the allowable deflection amount even when the piston moves to the lower dead center side. Therefore, even when the same leaf spring is used, the allowable stroke of the piston can be increased, and the reliability of the leaf spring can be improved.

【0072】また、ピストンが下死点側に移動して、コ
イルばねが密着高さまで圧縮された場合にでも板ばねは
許容たわみ量範囲を越えないことにより、板ばねが許容
たわみ量を越えてたわむのを防止することができるた
め、高い差圧を持つ冷凍サイクルで使用した場合でも高
い信頼性を確保することができる。
Further, even when the piston moves to the bottom dead center side and the coil spring is compressed to the close contact height, the leaf spring does not exceed the allowable deflection range, so that the leaf spring exceeds the allowable deflection amount. Since bending can be prevented, high reliability can be ensured even when used in a refrigeration cycle having a high differential pressure.

【0073】また、コイルばねを板ばねの下死点側端面
に配置すれば、従来の構成にコイルばねを追加するだけ
で特別な構成を必要としない簡単な構成により、前述の
効果を得ることができる。同時に、コイルばねと板ばね
の弾性力の作用する軸が僅かにずれた場合でも、これら
力のずれによるモーメントを板ばねが吸収し、ピストン
にはこのモーメントが働かず、ピストンとシリンダの摺
動面圧が上昇することを防止でき、ピストンとシリンダ
の摺動面の信頼性を向上させることが可能であるととも
に、摺動損失を低減し、効率を向上させることができ
る。
Further, if the coil spring is arranged on the bottom end side end face of the leaf spring, the above-described effect can be obtained by a simple configuration that does not require a special configuration by simply adding the coil spring to the conventional configuration. Can be. At the same time, even if the axis on which the elastic force of the coil spring and the leaf spring acts is slightly displaced, the leaf spring absorbs the moment due to the deviation of these forces, this moment does not act on the piston, and the piston and the cylinder slide. An increase in surface pressure can be prevented, the reliability of the sliding surface between the piston and the cylinder can be improved, the sliding loss can be reduced, and the efficiency can be improved.

【0074】以上の効果は、冷媒として特に高差圧であ
るフロンR410Aや自然冷媒である二酸化炭素を用い
た場合に特に有効となる。
The above effects are particularly effective when Freon R410A having a particularly high differential pressure or carbon dioxide as a natural refrigerant is used as the refrigerant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1におけるリニアコンプレ
ッサの断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a linear compressor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同リニアコンプレッサにおいてピストンが最も
上死点側に移動した状態の断面図
FIG. 2 is a cross-sectional view of the linear compressor in a state where a piston is moved to a top dead center side;

【図3】同リニアコンプレッサにおいて、ピストンが最
も下死点側に移動した状態の断面図
FIG. 3 is a cross-sectional view of the linear compressor in a state where a piston has moved to a bottom dead center side;

【図4】本発明の実施の形態2におけるリニアコンプレ
ッサの断面図
FIG. 4 is a sectional view of a linear compressor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態3におけるリニアコンプレ
ッサの断面図
FIG. 5 is a sectional view of a linear compressor according to Embodiment 3 of the present invention.

【図6】従来のリニアコンプレッサの断面図FIG. 6 is a sectional view of a conventional linear compressor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,31 密閉容器 2,32 圧縮機構部 4,34,66,76 シリンダ 5,35,63,73 ピストン 6a,6b,6c,37,64a,64b,74 板ば
ね 36,61,71 コイルばね 15,47 圧縮室
1,31 Closed container 2,32 Compression mechanism 4,34,66,76 Cylinder 5,35,63,73 Piston 6a, 6b, 6c, 37,64a, 64b, 74 Leaf spring 36,61,71 Coil spring 15 , 47 Compression chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河原 定夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 赤澤 輝行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3H076 AA02 BB28 BB31 BB43 CC03 CC28 CC31 5H633 BB03 GG02 GG04 GG09 GG16 HH03 HH07 HH13 JA02 JB05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Sadao Kawahara 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Terms (reference) 3H076 AA02 BB28 BB31 BB43 CC03 CC28 CC31 5H633 BB03 GG02 GG04 GG09 GG16 HH03 HH07 HH13 JA02 JB05

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダと、前記シリンダと勘合され圧
縮室を形成するピストンと、前記ピストンを前記シリン
ダの軸方向に往復運動させるリニアモータとを少なくと
も備え、板ばねおよびコイルばねを用いて前記ピストン
を前記シリンダの軸方向に往復運動自在に支持すること
を特徴とするリニアコンプレッサ。
1. A piston comprising: a cylinder; a piston engaged with the cylinder to form a compression chamber; and a linear motor for reciprocating the piston in an axial direction of the cylinder. , Which are supported so as to be able to reciprocate in the axial direction of the cylinder.
【請求項2】 前記コイルばねは、前記ピストンが下死
点側に移動すると圧縮されるように設置したことを特徴
とする請求項1に記載のリニアコンプレッサ。
2. The linear compressor according to claim 1, wherein the coil spring is installed so as to be compressed when the piston moves to a bottom dead center side.
【請求項3】 組立時において前記板ばねおよび前記コ
イルばねが互いに予荷重を与え合うことを特徴とする請
求項1または2に記載のリニアコンプレッサ。
3. The linear compressor according to claim 1, wherein said leaf spring and said coil spring apply a preload to each other during assembly.
【請求項4】 前記コイルばねが密着高さまで圧縮され
たときの前記板ばねのたわみ量が、前記板ばねの許容た
わみ量に収まることを特徴とする請求項1から3のいず
れかに記載のリニアコンプレッサ。
4. The leaf spring according to claim 1, wherein the amount of deflection of the leaf spring when the coil spring is compressed to the contact height falls within the allowable deflection of the leaf spring. Linear compressor.
【請求項5】 前記コイルばねを、前記ピストンの外周
側に配置したことを特徴とする請求項1から4のいずれ
かに記載のリニアコンプレッサ。
5. The linear compressor according to claim 1, wherein the coil spring is arranged on an outer peripheral side of the piston.
【請求項6】 前記コイルばねを、前記ピストンの内部
に配置したことを特徴とする請求項1から4のいずれか
に記載のリニアコンプレッサ。
6. The linear compressor according to claim 1, wherein said coil spring is disposed inside said piston.
【請求項7】 前記コイルばねを、前記板ばねの前記ピ
ストンと反対側に配置したことを特徴とする請求項1か
ら4のいずれかに記載のリニアコンプレッサ。
7. The linear compressor according to claim 1, wherein the coil spring is arranged on a side of the leaf spring opposite to the piston.
【請求項8】 二酸化炭素を主成分とする冷媒を用いて
運転することを特徴とする請求項1から7のいずれかに
記載のリニアコンプレッサ。
8. The linear compressor according to claim 1, wherein the linear compressor is operated using a refrigerant containing carbon dioxide as a main component.
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