JP2005264923A - リニア圧縮器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ピストンと連動する可動子を進退させるための固定子を具備したリニア圧縮器を提供する。
【解決手段】 本発明による固定子４０は電源を印加されて磁場を形成するコイル体４１と、コイル体４１に設けられて磁束が通過する外側コア４２とを具備する。
コイル体４１は中穴の円筒状で電線４１ａが巻線されて形成されるが、コイル体４１には外側コア４２を支持できるようにコイル体４１の形状を保持させる保形部材４１ｂが設けられる。この際、保形部材４１ｂとしてはワニスなどのような含浸剤が使用され、前記含浸剤が電線４１ａと電線４１ａとの隙間に浸透されて凝固することにより、コイル体４１がその形状を堅固に保持できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、リニア圧縮器に関し、より詳細には、ピストンと連動する可動子を進退させるための固定子を備えたリニア圧縮器に関する。
一般的に、圧縮器は冷媒を媒介体として圧縮、凝縮、膨張、蒸発過程が連続的に行われる冷凍サイクルで冷媒を圧縮して外部に送り出す作用を行い、リニア圧縮器は直線運動力を発揮するリニアモーターがピストンを直線往復運動させて冷媒を圧縮するものである。
かかる機能を持つ従来のリニア圧縮機は密閉容器の内部に冷媒を圧縮する圧縮装置と、前記圧縮装置に動力を提供する駆動装置とから構成される。
圧縮装置は内部に圧縮室の形成されたシリンダーブロックと、圧縮室内を進退しながら冷媒を圧縮するピストンとを具備し、シリンダーブロックの一側には吸入室と吐出室の形成されたシリンダーヘッドが結合される。
駆動装置は電源を印加されて磁場を形成する固定子と、前記固定子と所定距離だけ離隔して配置されて固定子と共に磁束を形成する内側コアと、固定子と内側コアとの間に設けられてピストンを駆動する可動子とを含んで構成される。
従来の圧縮器の固定子をより詳細に説明すると、固定子は円筒状のボビンと、ボビンの外周面に巻線されるコイルとを具備し、ボビンには外側コアが円周方向に設けられる。
この際、ボビンの上下面にはコア装着溝が形成されて、ここに外側コアが嵌合されるようになる。
前記のように構成された従来のリニア圧縮器は、コイルに電源が印加されると外側コアに磁場が形成され、前記磁場と可動子との間の磁気的相互作用により可動子が直線運動を行うようになる。これと同時に、可動子に連結されたピストンが圧縮室を往復運動することにより冷媒が圧縮できるようになる。
しかし、従来の圧縮器の固定子は外側コアがボビンに装着される構造であるため、駆動時に発生する熱によりボビンが変形される場合に外側コアが最初の設置位置から外れるようになる。
従って、可動子と外側コアとの間のギャップが一定に保持できないため、リニアモーターの全体的な効率が落ちる。
かつ、可動子と外側コアが直接ぶつかる場合には圧縮器が損なわれる致命的な問題が発生する。
従って、本発明は、圧縮器の駆動時に発生する熱により固定子が変形されることを防止できるリニア圧縮器を提供することにその目的がある。
上記の目的を達成するために、本発明は、シリンダーの内部を進退して冷媒を圧縮するピストンと、前記ピストンと共に進退する可動子と、前記可動子との電磁気的相互作用により前記可動子を駆動する固定子を具備したリニア圧縮器において、前記固定子は電線が巻線されて形成されたコイル体と；前記コイル体に設けられるコアと；前記コイル体が前記コアを支持できるように前記コイル体の形状を保たせる保形部材とを含むことを特徴とする。
かつ、前記保形部材は前記コイル体を形成する電線と電線との間に浸透される含浸材であることを特徴とする。
かつ、前記コイル体と前記コアは射出成形を通じて前記コイル体と前記コアとの間に充槙された成形物を通じて固定されることを特徴とする。
かつ、前記コイル体は中穴の円筒状からなり、前記コアは前記コイル体の外周面に沿って相互離隔して多数個が設けられ、前記成形物はコアとコアとの間に充槙されたことを特徴とする。
かつ、前記コアは前記可動子との対向側に一対のティース部を具備し、前記成形物は両ティース部間の離隔した空間に充槙されたことを特徴とする。
かつ、前記成形物は樹脂材からなることを特徴とする。
かつ、前記コイル体と前記コアとの間には前記コイル体を保護するための保護部材が設けられたことを特徴とする。
かつ、前記保護部材は紙材質からなることを特徴とする。
本発明によるリニア圧縮器は、コイル体に外側コアが別途のボビン無しに直接固定され、この際に外側コアは射出成形を通じて設けられた成形物を通じてコイル体に堅固に固定されるようになる。
従って、圧縮器の駆動時に発生する熱による固定子の変形が防止できて、可動子と外側コアとの間のギャップが一定に保たれるようになる。よって、最初の可動子と外側コアとの間のギャップを最小限に設定でき、リニアモーターの効率が向上される。
なお、本発明によるリニア圧縮器はボビンが削除されることによりコイル体をなす電線の巻回量が増えて、リニアモーターの出力を増加することができる上に作業工程および生産コストが低減できる効果がある。
以下、本発明に係る好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明によるリニア圧縮器の断面図である。本発明によるリニア圧縮器は密閉容器１０の内部に冷媒を圧縮する圧縮装置２０と、圧縮装置２０を駆動する駆動装置３０とを具備する。
圧縮装置２０は圧縮室２１ａを形成するシリンダーブロック２１と、圧縮室２１ａ内に往復運動可能に設けられたピストン２２とを含み、シリンダーブロック２１の下側には内部に吸入室(図示せず)と吐出室(図示せず)の形成されたシリンダーヘッド２３が結合される。
駆動装置３０はシリンダーブロック２１の外側に設けられる内側コア３１と、内側コア３１の外周面と所定間隔をおいて囲みながら磁場を形成する固定子４０と、内側コア３１と固定子４０との間の磁束により上下往復運動するようにマグネット５１が設けられた可動子５０とを含むリニアモーターからなる。
本発明による固定子４０は電源を印加されて磁場を形成するコイル体４１と、コイル体４１に設けられて磁束が通過する外側コア４２とを具備する。
図２を参照すると、コイル体４１は中穴の円筒状で電線４１ａが巻線されて形成されるが、前記のようなコイル体４１には図３に示したように外側コア４２を支持できるようにコイル体４１の形状を保持させる保形部材４１ｂが設けられる。
この際、保形部材４１ｂとしてはワニスのような含浸剤が使用され、この含浸剤が電線４１ａと電線４１ａとの隙間に浸透されて凝固することにより、コイル体４１がその形状を堅固に保持できるようになる。ここで、ワニスとは天然樹脂や合成樹脂を溶媒に溶かして作ったもので、光沢のある透明な被膜を形成する塗料のことである。
図４に示したように、含浸架空されたコイル体４１にはその外面に沿って外側コア４２が相互離隔して多数個配置される。外側コア４２は上部外側コア４２ａと下部外側コア４２ｂとに区分され、コイル体４１に両外側コア４２ａ、４２ｂが相互対応するように結合される。かつ、外側コア４２ａ、４２ｂは可動子５０との対向側にティース部４２ｃ、４２ｄが設けられるが、ティース部４２ｃ、４２ｄを通じて可動子５０と電磁気的に相互作用する対向面積が増大してピストン２２のストロークを効果的に増やすことができる。
そして、図５に示したように、コイル体４１と外側コア４２は射出成形を通じてコイル体４１と外側コア４２との間に充槙された成形物４３により固定される。成形物４３は樹脂材などが使用されて各外側コア４２の間と、外側コア４２の両ティース部４２ｃ、４２ｄの間の離隔された空間に充槙されてコイル体４１に外側コア４２を堅固に固定させるようになる。
一方、図６を参照すると、本発明による固定子４０はコイル体４１の損傷を防止するためにコイル体４１と外側コア４２との間に設けられてコイル体４１を囲む保護部材４４をさらに含むことができ、保護部材４４はコイル体４１と外側コア４２との間に磁束が円滑に流れるように薄い紙などで設けることが望ましい。
次に、本発明によるリニア圧縮器の動作およびその効果を説明する。
まず、電線４１ａが巻線されたコイル体４１に電源が印加されると、そこで誘起される磁場が可動子５０に設けられたマグネット５１による磁界と相互作用してピストン２２を上下方向に往復運動させて、ピストン２２の往復運動により冷媒が吸入されて圧縮された後に吐き出される。
この際、コイル体４１と外側コア４２は射出成形された樹脂材の成形物４３を通じて堅固に固定されるため、圧縮器の駆動時に発生する振動により外側コア４２がコイル体４１から流動したり離脱したりすることが防止できる。
かつ、本発明による固定子４０は外側コア４２が別途のボビン無しにコイル体４１に直接結合される構造なので、圧縮器の駆動時に発生する熱による固定子４０の変形を防止できる。
以上で説明したように、本発明によるリニア圧縮器はコイル体に外側コアが別途のボビン無しに直接固定され、この際に外側コアは射出成形を通じて設けられた成形物を通じてコイル体に堅固に固定されるようになる。
従って、圧縮器の駆動時に発生する熱による固定子の変形が防止できて、可動子と外側コアとの間のギャップが一定に保たれるようになる。よって、最初の可動子と外側コアとの間のギャップを最小限に設定できて、リニアモーターの効率が向上される。
なお、本発明によるリニア圧縮器はボビンが削除されることによりコイル体をなす電線の巻回量が増えて、リニアモーターの出力を増加することができる上に作業工程および生産コストが低減できる効果がある。
本発明によるリニア圧縮器の断面図である。 本発明によるリニア圧縮器のコイル体を示した斜視図である。 本発明によるリニア圧縮器のコイル体を示した断面図である。 本発明によるリニア圧縮器のコイル体とコアとの結合を示した斜視図である。 本発明によるリニア圧縮器のコイル体とコアが射出物を通じて相互固定された状態を示した斜視図である。 本発明によるリニア圧縮器において、コイル体とコアとの間に保護部材が設けられたことを示した断面図である。
符号の説明
１０ 密閉容器
２０ 圧縮装置
２１ シリンダーブロック
２１ａ 圧縮室
２２ ピストン
２３ シリンダーヘッド
３０ 駆動装置
３１ 内側コア
４０ 固定子
４１ コイル体
４１ａ 電線
４１ｂ 保形部材
４２ 外側コア
４２ａ 上部外側コア
４２ｂ 下部外側コア
４２ｃ、４２ｄ ティース部
４３ 成形物
４４ 保護部材
５０ 可動子
５１ マグネット

Claims (8)

  1. シリンダーの内部を進退して冷媒を圧縮するピストンと、前記ピストンと共に進退する可動子と、前記可動子との電磁気的相互作用により前記可動子を駆動する固定子とを具備したリニアー圧縮器において、
    前記固定子は電線が巻線されて形成されたコイル体と；
    前記コイル体に設けられるコアと；
    前記コイル体が前記コアを支持できるように前記コイル体の形状を保たせる保形部材とを含むことを特徴とするリニア圧縮器。
  2. 前記保形部材は前記コイル体を形成する電線と電線との間に浸透される含浸剤であることを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮器。
  3. 前記コイル体と前記コアは射出成形を通じて前記コイル体と前記コアとの間に充槙された成形物を通じて固定されることを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮器。
  4. 前記コイル体は中穴の円筒状からなり、
    前記コアは前記コイル体の外周面に沿って相互離隔して多数個が設けられ、
    前記成形物はコアとコアとの間に充槙されたことを特徴とする請求項３に記載のリニア圧縮器。
  5. 前記コアは前記可動子との対向側に一対のティース部を具備し、
    前記成形物は両ティース部間の離隔された空間に充槙されたことを特徴とする請求項４に記載のリニア圧縮器。
  6. 前記成形物は樹脂材からなることを特徴とする請求項３に記載のリニア圧縮器。
  7. 前記コイル体と前記コアとの間には前記コイル体を保護するための保護部材が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮器。
  8. 前記保護部材は紙材質からなることを特徴とする請求項７に記載のリニア圧縮器。
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