JP2006312926A - リニア圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 リニア圧縮機において、スプリング結合部からシェル結合部に振動が伝えられるのを防止し、シェルを介して外部に騒音が漏れるのを防止する。
【解決手段】 シェルスプリングシートをシェル結合部とスプリング結合部とで構成し、該シェル結合部とスプリング結合部との間に振動を緩衝する緩衝材を設置する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、リニア圧縮機に係り、特に、支持スプリングを固定させるスプリングシートに緩衝材が設けられることによって、スプリングシートで発生した振動がシェルに伝えられるのを防止し、さらにリニア圧縮機の外部に騒音が漏れるのを防止することができるリニア圧縮機に関する。

一般に、リニア圧縮機(Linear compressor)は、リニアモーターの直線駆動力を用いてシリンダー内部でピストンを直線往復運動させながら冷媒ガスなどの流体(以下、‘流体’と略す。)を吸い込み圧縮してから吐出す。

図１は、従来技術によるリニア圧縮機の断面図である。
従来技術によるリニア圧縮機は、図１に示すように、シェル２と、シェル２の内部に配置されて流体を圧縮するリニア圧縮部４と、を備えてなる。

シェル２の一側には、流体が吸入される吸入パイプ６が貫設され、他側には流体が吐出される吐出パイプ８が貫設される。

リニア圧縮部４は、シリンダー１０が設けられたシリンダーブロック１２と、流体吸入口１４が形成されたバックカバー１６と、シリンダー１０の内部で進退可能に配置されたピストン１８と、ピストン１８がシリンダー１０の内部で進退するように駆動力を発生するリニアモーター２０と、シリンダー１０で圧縮された流体を吐出させるようにシリンダー１０の前方に設置された吐出部３０と、を備えてなる。

リニアモーター２０は、大きく、固定子と可動子とからなる。固定子は、アウターステーター２１と、インナーステーター２２と、アウターステーター２１が装着されたボビン２３と、ボビン２３に巻回されて磁場を形成するコイル２４と、からなり、可動子は、コイル２４に形成された磁気力により直線移動するマグネット２５と、マグネット２５が固定されるマグネットフレーム２６と、からなる。

ピストン１８は、マグネット２５の直線運動力が伝達されるようにマグネットフレーム２６に固定され、このため、ピストン１８の後方にはマグネットフレーム２６の前面に固定されるフランジ部２８が形成される。

そして、ピストン１８の直線往復運動を弾性的に支持するようにメインスプリングが装着される。このメインスプリングは、マグネットフレーム２６の後面に固定されたスプリング支持体３２とバックカバー１６との間に設置される第１メインスプリング３４と、アウターステーター２１の後方に固定されたステーターカバー３６とスプリング支持体３２との間に設置される第２メインスプリング３８とから構成される。

一方、リニア圧縮部４を緩衝可能に支持するためにシェル２とリニア圧縮部４との間には複数個の支持スプリング４０が設置される。

支持スプリング４０は、シリンダーブロック１２とシェル２との間に設置された第１支持スプリング４１と、スプリング支持体３２とシェル２との間に設置された第２支持スプリング４２と、からなる。

第１及び第２支持スプリング４１，４２は、一端はシェル２に設置された第１スプリングシート４３に嵌められ、他端はシリンダーブロック１２またはスプリング支持体３２に設置された第２スプリングシート４４に嵌められる。

次に、上記のように構成された従来技術によるリニア圧縮機の作動について説明する。
まず、リニアモーター２０が作動すると、マグネット２５が直線往復運動をし、この直線往復運動がマグネットフレーム２６を介してピストン１８に伝達されることによって、ピストン１８がシリンダー１０の内部で直線往復運動をするようになる。

ピストン１８が直線往復運動をすると、シェル２内部の流体がバックカバー１６の流体吸入口１４から吸入され、シリンダー１０の内部でピストン１８により圧縮された後、吐出部３０と吐出パイプ８を通ってシェル２の外部へ排出される。

このときに、第１及び第２支持スプリング４１，４２がリニア圧縮部４で発生する振動を吸収するようになる。

これにより、リニア圧縮部４で発生する振動はシェル２に伝達されず、リニア圧縮機の騒音が防止される。

しかしながら、従来技術によるリニア圧縮機は、支持スプリング４０の両端が第１及び第２スプリングシート４３，４４に嵌合されるため、リニア圧縮部４の運動が激しいと、支持スプリング４０と第１及び第２スプリングシート４３，４４との間で相対運動が起こって相互間に摩擦振動が生じ、さらにこの摩擦振動がシェル２に伝達され、リニア圧縮機の外部に高周波騒音が漏れる問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、支持スプリングとスプリングシートとの間で起こる相対運動による振動及び騒音を防止することができるリニア圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によるリニア圧縮機は、シェルと、該シェルの内部に配置されてリニアモーターの直線駆動力により流体を圧縮するリニア圧縮部と、前記シェルとリニア圧縮部との間に配置されて前記リニア圧縮部を緩衝可能に支持する支持スプリングと、該支持スプリングの両端を、前記シェルとリニア圧縮部に各々固定するスプリングシートと、該スプリングシートに設けられて前記スプリングシートと支持スプリング間の相対運動による振動を緩衝する緩衝手段と、を備えてなることを特徴とする。

前記スプリングシートは、前記シェルに設けられて前記支持スプリングの一端を固定するシェルスプリングシートと、前記リニア圧縮部に設けられて前記支持スプリングの他端を固定する圧縮部スプリングシートとからなり、前記緩衝手段は、前記シェルスプリングシートに設けられて前記シェルに伝えられる振動を緩衝することを特徴とする。

前記シェルスプリングシートは、前記シェルに結合されるシェル結合部と、前記シェル結合部の外周面に一定間隔離れて配置され、前記支持スプリングが結合されるスプリング結合部と、からなることを特徴とする。

前記緩衝手段は、前記シェル結合部とスプリング結合部との間に介在され、前記スプリング結合部から前記シェル結合部に伝えられる振動を吸収する緩衝材であることを特徴とする。

前記緩衝材は、前記シェル結合部の外周面に嵌まるように形成された円筒部と、前記円筒部の下端において前記シェルに接するように半径方向に延設されたフランジ部と、からなることを特徴とする。

前記円筒部の上端は、前記スプリング結合部の離脱を防止するように半径方向に延設された係止部が形成されたことを特徴とする。

前記緩衝材は、前記シェル結合部の外周面に嵌められるようにリング形状を有する板スプリングであることを特徴とする。

前記板スプリングは、前記シェル結合部の下部に配置されて前記スプリング結合部の下側を弾性的に支持する下部板スプリングと、前記シェル結合部の上部に配置されて前記スプリング結合部の上側を弾性的に支持する上部板スプリングと、からなることを特徴とする。

前記上部及び下部板スプリングはそれぞれ、前記スプリング結合部の上下方向振動を吸収するように傾斜して形成された第１円錐部と、前記第１円錐部の内周面から折り曲げられて前記スプリング結合部の左右方向振動を吸収するように傾斜して形成された第２円錐部とからなることを特徴とする。

前記シェル結合部の上端は、前記緩衝材とスプリング結合部の離脱を防止するように半径方向に延設された係止部が形成されたことを特徴とする。

本発明によるリニア圧縮機は、シェルスプリングシートがシェル結合部とスプリング結合部とからなり、シェル結合部とスプリング結合部との間に振動を緩衝する緩衝材が設けられるため、スプリング結合部からシェル結合部に振動が伝えられず、シェルから外部に騒音が漏れるのを防止することが可能になる。

また、緩衝材は、シェル結合部の外周面に嵌められ、緩衝材の外周面にスプリング結合部が嵌められるように構成されるため、構造が簡単で、組立が簡便になるという効果が得られる。

また、シェル結合部の上端には係止部が圧着成形されるため、緩衝材とスプリング結合部の離脱が防止される効果が得られる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図２は、本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機を示す縦断面図であり、図３は、本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機のスプリングシートを拡大して示す断面図である。

本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機は、図２及び図３に示すように、シェル５０と、シェル５０の内部に配置されてリニアモーター６０の直線駆動力により流体を圧縮するリニア圧縮部５１と、を備えてなる。

シェル５０の一側には流体が吸入される吸入パイプ５２が貫設され、他側には流体が吐出される吐出パイプ５３が貫設される。

リニア圧縮部５１は、シリンダー５４が設けられたシリンダーブロック５５と、吸入パイプ５２と対向する流体吸入口５６が形成されたバックカバー５７と、シリンダー５４の内部で進退可能に配置されたピストン５８と、ピストン５８をシリンダー５４内部で進退させるように駆動力を発生するリニアモーター６０と、シリンダー５４で圧縮された流体が吐出されるようにシリンダー５４の前方に設置された吐出部５９と、から構成される。

リニアモーター６０は、大きく、固定子と可動子とからなる。固定子は、アウターステーター６１と、インナーステーター６２と、磁場を形成するコイル６３とからなり、可動子は、コイル６３に形成された磁気力により直線移動するマグネット６４と、マグネット６４が固定されるマグネットフレーム６５と、からなる。
ここで、アウターステーター６１にはステーターカバー６６が固定される。

ピストン５８は、マグネット６４の直線運動力が伝達されるようにマグネットフレーム６５に固定され、このため、マグネットフレーム６５の前面には、ピストン５８の後方に形成されたピストンフランジ部６７が結合される。また、マグネットフレーム６５の後面にはピストン５８と連動するスプリング支持体６８が結合される。

スプリング支持体６８には、ピストン５８の進退時にピストン５８に弾性力を提供する複数個のメインスプリング６９が装着される。

また、リニア圧縮機は、シェル５０とリニア圧縮部５１との間に配置されてリニア圧縮部５１を緩衝可能に支持する支持スプリング７０と、支持スプリング７０の両端をシェル５０とリニア圧縮部５１に各々固定するスプリングシートと、スプリングシートに設けられてスプリングシートと支持スプリング７０間の相対運動による振動を緩衝する緩衝手段と、をさらに備える。

支持スプリング７０は、複数個が備えられることができ、ここでは、シリンダーブロック５５とシェル５０との間に設置された第１支持スプリング７１と、スプリング支持体６８とシェル５０との間に設置された第２支持スプリング７２とを備えた例に限定して説明する。

スプリングシートは、シェル５０に設けられて支持スプリング７０の一端を固定するシェルスプリングシート７３と、リニア圧縮部５１に設けられて支持スプリング７０の他端を固定する圧縮部スプリングシート７４と、からなる。

すなわち、圧縮部スプリングシート７４は、シリンダーブロック５５やスプリング支持体６８などに配される。

一方、緩衝手段は、シェルスプリングシート７３からシェル５０に伝えられる振動を緩衝するようにシェルスプリングシート７３に配置される。

ここで、シェルスプリングシート７３は、図３に示すように、シェル５０に結合されるシェル結合部７５と、シェル結合部７５の外周面に一定間隔をおいて配置され、支持スプリング７０が結合されるスプリング結合部７６と、からなる。

シェル結合部７５は、円筒形状に形成され、下端がシェル５０に溶接や接着などの方式で固定される。

スプリング結合部７６は、シェル結合部７５の外周面に対向するように形成されて支持スプリング７０の内周面が嵌合される嵌め部７６ａと、嵌め部７６ａの下端において半径方向に延設されて支持スプリング７０の端部が安着される安着部７６ｂと、からなる。

そして、緩衝手段は、シェル結合部７５とスプリング結合部７６との間に介在されてシェル結合部７５とスプリング結合部７６間の振動を吸収する緩衝材８０である。

緩衝材８０は、シェル結合部７５の外周面に嵌められるように形成された円筒部８０ａと、円筒部８０ａの一端からシェル５０に接するように半径方向に延設されたフランジ部８０ｂと、からなる。

スプリング結合部７６は、円筒部８０ａの外周面に嵌合されるので、シェル５０に直接触れずに、フランジ部８０ｂの上面に安着される。

ここで、緩衝材８０は、ゴムなどの弾性材質からなることが好ましい。

そして、シェル結合部７５には、緩衝材８０とスプリング結合部７６が上方に離脱するのを防止する第１係止部７５ａが形成される。
すなわち、第１係止部７５ａは、シェル結合部７５の上端において半径方向に延設される。

第１係止部７５ａは、シェル結合部７５に緩衝材８０とスプリング結合部７６が嵌められた後にシェル結合部７５の上端を圧着して形成する。

また、第１係止部７５ａの成形時に円筒部８０ａの上端も共に圧着されて半径方向に延設され、スプリング結合部７６の離脱を防止する第２係止部８０ｃとなる。

次に、上記のように構成された本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機の動作について詳細に説明する。

まず、リニアモーター６０が作動すると、マグネット６４が直線往復運動をし、この直線往復運動がマグネットフレーム６５を介してピストン５８に伝達されることによって、ピストン５８もシリンダー５４の内部で直線往復運動をするようになる。

ピストン５８が直線往復運動をすると、シェル５０内部の流体がバックカバー５７の流体吸入口５６から吸入され、シリンダー５４の内部でピストン５８により圧縮された後、吐出部５９と吐出パイプ５３を通ってシェル５０の外部に排出される。

このとき、リニア圧縮部５１で発生する振動は、支持スプリング７０に吸収される。
一方、リニア圧縮部５１で発生する振動が激しいと、支持スプリング７０とスプリング結合部７６間で相対運動が起こりながら摩擦振動が生じるが、この振動を緩衝材８０が吸収するので、スプリング結合部７６からシェル結合部７５に振動が伝えられることが防止される。

このように、振動がシェル結合部７５を介してシェル５０に伝えられることが防止され、その結果、リニア圧縮機の外部に騒音が漏れることが防止される。

図４は、本発明の第２実施形態によるスプリングシートを拡大して示す断面図である。
本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機は、緩衝材がシェル結合部７５の外周面に嵌まるようにリング形状からなる板スプリング９０である点を除けば、その他の構成及び作用は第１実施形態と同様であり、したがって、同一の部材には同一の参照符号を付し、重複説明は省略するものとする。

板スプリング９０は、シェル結合部７５の下部に配置されてスプリング結合部７６の下側を弾性的に支持する下部板スプリング９１と、シェル結合部７５の上部に配置されてスプリング結合部７６の上側を弾性的に支持する上部板スプリング９２と、からなる。

下部板スプリング９１は、スプリング結合部７６の上下方向振動を吸収するように傾斜して形成された下部第１円錐部９１ａと、下部第１円錐部９１ａの内周面から折り曲げられてスプリング結合部７６の左右方向振動を吸収するように傾斜して形成された下部第２円錐部９１ｂと、からなる。

下部第１円錐部９１ａは、スプリング結合部７６の下面とシェル５０の上面との間に配置され、下部第２円錐部９１ｂは、シェル結合部７５の外周面とスプリング結合部７６の内周面との間に配置される。

また、上部板スプリング９２は、スプリング結合部７６の上下方向振動を吸収するように傾斜して形成された上部第１円錐部９２ａと、上部第１円錐部９２ａの内周面から折り曲げられてスプリング結合部７６の左右方向振動を吸収するように傾斜して形成された上部第２円錐部９２ｂと、からなる。

上部第１円錐部９２ａは、シェル結合部７５の係止部７５ａとスプリング結合部７６の上面との間に配置され、上部第２円錐部９２ｂは、シェル結合部７５の外周面とスプリング結合部７６の内周面との間に配置される。

従来技術によるリニア圧縮機の断面図である。 本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機を示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態によるリニア圧縮機のスプリングシートを拡大して示す断面図である。 本発明の第２実施形態によるリニア圧縮機のスプリングシートを拡大して示す断面図である。

符号の説明

５０ シェル
５１ リニア圧縮部
６０ リニアモーター
７０ 支持スプリング
７３ シェルスプリングシート
７４ 圧縮部スプリングシート
７５ シェル結合部
７５ａ 第１係止部
７６ スプリング結合部
８０ 緩衝材
８０ａ 円筒部
８０ｂ フランジ部
８０ｃ 第２係止部
９０ 板スプリング
９１ 下部板スプリング
９１ａ 下部第１円錐部
９１ｂ 下部第２円錐部
９２ 上部板スプリング
９２ａ 上部第１円錐部
９２ｂ 上部第２円錐部

Claims (10)

1. シェルと、
   該シェルの内部に配置されてリニアモーターの直線駆動力により流体を圧縮するリニア圧縮部と、
   前記シェルとリニア圧縮部との間に配置されて前記リニア圧縮部を緩衝可能に支持する支持スプリングと、
   該支持スプリングの両端を、前記シェルとリニア圧縮部に各々固定するスプリングシートと、
   該スプリングシートに設けられて前記スプリングシートと支持スプリング間の相対運動による振動を緩衝する緩衝手段と、
   を備えてなることを特徴とするリニア圧縮機。
2. 前記スプリングシートが、前記シェルに設けられて前記支持スプリングの一端を固定するシェルスプリングシートと、前記リニア圧縮部に設けられて前記支持スプリングの他端を固定する圧縮部スプリングシートとからなり、
   前記緩衝手段が、前記シェルスプリングシートに設けられて前記シェルに伝えられる振動を緩衝することを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。
3. 前記シェルスプリングシートが、前記シェルに結合されるシェル結合部と、前記シェル結合部の外周面に一定間隔離れて配置され、前記支持スプリングが結合されるスプリング結合部と、からなることを特徴とする請求項２に記載のリニア圧縮機。
4. 前記緩衝手段が、前記シェル結合部とスプリング結合部との間に介在され、前記スプリング結合部から前記シェル結合部に伝えられる振動を吸収する緩衝材であることを特徴とする請求項３に記載のリニア圧縮機。
5. 前記緩衝材が、前記シェル結合部の外周面に嵌まるように形成された円筒部と、前記円筒部の下端において前記シェルに接するように半径方向に延設されたフランジ部と、からなることを特徴とする請求項４に記載のリニア圧縮機。
6. 前記円筒部の上端は、前記スプリング結合部の離脱を防止するように半径方向に延設された係止部が形成されたことを特徴とする請求項５に記載のリニア圧縮機。
7. 前記緩衝材が、前記シェル結合部の外周面に嵌められるようにリング形状を有する板スプリングであることを特徴とする請求項４に記載のリニア圧縮機。
8. 前記板スプリングが、前記シェル結合部の下部に配置されて前記スプリング結合部の下側を弾性的に支持する下部板スプリングと、前記シェル結合部の上部に配置されて前記スプリング結合部の上側を弾性的に支持する上部板スプリングと、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機。
9. 前記上部及び下部板スプリングはそれぞれ、前記スプリング結合部の上下方向振動を吸収するように傾斜して形成された第１円錐部と、前記第１円錐部の内周面から折り曲げられて前記スプリング結合部の左右方向振動を吸収するように傾斜して形成された第２円錐部と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機。
10. 前記シェル結合部の上端は、前記緩衝材とスプリング結合部の離脱を防止するように半径方向に延設された係止部が形成されたことを特徴とする請求項５に記載のリニア圧縮機。

Images