JP2007228797A - 往復動式モータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータの信頼性を向上できる往復動式モータを提供する。
【解決手段】本発明は、アウターステータ４と、前記アウターステータ４の内周面に所定エアギャップをおいて配置され、シリンダ１６の外周面に配置されるインナーステータ６と、前記アウターステータ４とインナーステータ６間に直線移動自在に配置されるマグネット１０と、前記インナーステータ６の側面に設置され、前記インナーステータ６の軸方向移動を制限するロック手段と、から構成され、マグネット１０が直線移動される振動によりインナーステータ６が軸方向に移動されることを防止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、往復動式モータに関し、より詳しくは、ステータが軸方向に移動することを防止可能な往復動式モータに関するものである。

一般に、往復動式モータは、互いに所定間隔を隔てて配置されるアウターステータ及びインナーステータと、前記アウターステータとインナーステータ間に配置され、かつマグネットを有するマグネットフレームと、を含み、前記ステータに巻かれた巻線コイルに電源が印加されると、ステータとマグネットとの相互作用により、マグネットフレームが直線往復移動されるモータである。このような往復動モータは、往復動式圧縮機に主に使用され、往復動式圧縮機のピストンとマグネットフレームとが連結されてピストンを往復運動させる。

図１は、従来技術による往復動式モータの断面図で、図２は、図１のII-II線断面図である。
従来の往復動式モータは、複数の薄いラミネーションシートが積層された円筒状をなし、巻線コイル１０２が巻かれるアウターステータ１０４と、前記アウターステータ１０４の内周面と所定エアギャップをおいて配置され、複数の薄いラミネーションシートが積層された円筒状をなすインナーステータ１０６と、前記アウターステータ１０４とインナーステータ１０６間に周方向に配置される複数のマグネット１０８と、前記複数のマグネット１０８が固定され、往復運動させようとするピストン１１８に連結されるマグネットフレーム１１０と、から構成される。

ここで、前記ピストン１１８は、シリンダ１２０の内部に配置されて、前記モータの駆動により直線往復移動させられながら流体を圧縮する作用を行う。
前記アウターステータ１０４は、支持フレーム１２４に支持され、その両側面には、積層されたラミネーションシートの前記の円筒形状を維持するように固定リング１１４が挿入される。
また、前記インナーステータ１０６は、前記シリンダ１２０の外周面に圧入方法または接着剤により固定され、その両側面には、複数のラミネーションシートを支持する固定リング１１６が挿入される。

以下、このように構成される従来の往復動式モータの動作を説明する。
前記巻線コイル１０２に電源が印加されると、前記巻線コイル１０２の周辺に磁束が形成され、前記磁束は、アウターステータ１０４及びインナーステータ１０６に沿って閉ループを形成し、前記アウターステータ１０４とインナーステータ１０６間に形成される磁束と前記マグネット１０８により形成される磁束との相互作用により、前記マグネット１０８が軸方向に直線移動させられる。そして、前記巻線コイル１０２に印加される電流の方向を交互に変えると、前記巻線コイル１０２の磁束方向が変わってマグネット１０８が直線往復運動される。
前記マグネット１０８の移動により、前記マグネット１０８が固定されたマグネットフレーム１１０が直線往復移動させられながら、ピストン１１８を直線往復運動させる。

しかしながら、このように構成される従来技術による往復動式モータにおいては、インナーステータ１０６がシリンダ１２０の外周面に圧入などの方法により固定されるため、マグネット１０８が往復運動する際に発生する振動により、前記インナーステータ１０６が前記マグネット１０８と共に軸方向に動くという問題点が発生する。
また、前記インナーステータ１０６が接着剤などによりシリンダ１２０の外周面に固定される場合は、組立作業が難しいという問題点が発生する。

従って、本発明は、モータを長期間使用することに伴い、直線移動するマグネットによる振動によりインナーステータが軸方向に移動させられることを防止して、モータの信頼性を向上できる往復動式モータを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために本発明では、アウターステータと、前記アウターステータの内周面に所定エアギャップをおいて配置され、シリンダの外周面に取り付けられるインナーステータと、前記アウターステータとインナーステータ間に直線移動可能に配置されるマグネットと、前記インナーステータの側面に設置され、前記インナーステータの軸方向移動を妨ぐロック手段と、を含む往復動式モータが提供される。
前記ロック手段は、前記シリンダの外周面に円周方向に形成されるロック溝と、前記ロック溝に挿入され、前記インナーステータの側面に密着されるロックリングと、を含む。

前記ロック溝は、一側面が直角に形成され、他側面が内側へ行くほどその幅が狭くなる傾斜角を有するように形成される。
前記ロックリングは、内側が前記ロック溝に挿入され、外側が前記インナーステータの側面において支持される。

また、上記目的を達成するために本発明では、アウターステータと、前記アウターステータの内周面に所定エアギャップをおいて配置され、シリンダの外周面に配置されるインナーステータと、前記アウターステータとインナーステータ間に直線移動可能に配置されるマグネットと、前記シリンダの外周面に円周方向に形成されるロック溝、及び前記ロック溝及び前記インナーステータの側面とに弾性的に支持され、前記インナーステータが軸方向に移動させられることを妨ぐロックリングから構成されるロック手段と、を含む往復動式モータが提供される。

以下、添付の図面を参照して、本発明に係る第１の実施例を説明する。
本発明に係る往復動式モータの実施例は複数ありうるが、以下では好適な実施例について説明する。

図３は、本発明に係る往復動式モータの断面図である。
本発明に係る往復動式モータは、支持フレーム２に固定される円筒状のアウターステータ４と、前記アウターステータ４の内周面に所定エアギャップをおいて配置され、前記アウターステータ４との間で磁束を形成するインナーステータ６と、前記アウターステータ４またはインナーステータ６の内部に巻かれる巻線コイル８と、前記アウターステータ４とインナーステータ６間に直線移動可能に配置されるマグネット１０と、前記マグネット１０と往復運動させようとする構成部品との間に連結され、前記マグネット１０の往復運動を構成部品に伝達するマグネットフレーム１２と、前記インナーステータ６が軸方向に移動させられることを防止するロック手段と、から構成される。
ここで、例えば、前記往復動式モータが往復動式圧縮機に適用される場合には、前記構成部品は、圧縮のためにシリンダ１６の内部で直線往復運動させられるピストン１８を意味する。

前記アウターステータ４は、複数のラミネーションシートが円周方向の放射状に積層されて円筒状をなし、支持フレーム２により支持される。
また、前記インナーステータ６は、複数のラミネーションシートが円周方向の放射状に積層されて円筒状をなし、その両側面には、ミネーションシートを支持する固定リング２０が挿入され、前記シリンダ１６の外周面に取り付けられる。
即ち、前記インナーステータ６は、その内周面が前記シリンダ１６の外周面に取り付けられ、その一側面は、前記支持フレーム２またはシリンダ１６から突出される部位に支持され、他側面は、前記インナーステータ６が軸方向に移動させられることを防止するロック手段により支持される。

前記ロック手段は、図４に示すように、前記シリンダ１６の外周面に円周方向に形成されるロック溝３０と、前記ロック溝３０に挿入され、前記インナーステータ６の側面３４に密着されるロックリング３２と、から構成される。
前記ロック溝３０は、前記シリンダ１６の外周面に所定幅及び深さを有して円周方向に形成され、前記ロックリング３２の挿入を容易にするために、前記ロックリング３２の厚さLより大きい幅Nを有する。即ち、ロック溝３０の幅Nは、前記ロックリング３２の厚さLと、前記インナーステータ６の側面３４までの内側方向の幅Mとの合計となる。
ここで、前記ロック溝３０は、図４に示すように、両側面３６及び３８がそれぞれ直角状に形成されるか、または、図５に示すように、一方の側面４０は直角をなし、他方の側面４２は内側へ行くほどロック溝３０の幅が狭くなる傾斜面を有するように傾斜角をもって形成される。

このように、ロック溝３０が前記傾斜面を有する場合、前記ロックリング３２を挿入することが容易であるので、組立が簡便になる。
前記ロックリング３２は、図６に示すように、その内側面は、前記ロック溝３０の側面に密着され、外側面は、前記インナーステータ６の側面３４において支持され、組立が容易なようにその一側に開口部３４が形成され、開く方向に所定の弾性力を有する。即ち、前記ロックリング３２は、組立時に前記開口部３４を広げた後に前記ロック溝３０に挿入する。

前記ロックリングは、前記開口部を中心にその右側部位と左側部位とが非対称になるように形成される。また、前記ロック溝には少なくとも１つのロックリングが配置される。

以下、本発明に係る往復動式モータの動作を説明する。
前記巻線コイル８に電力が印加されると、前記巻線コイル８の周辺に磁束が形成され、前記磁束は、アウターステータ４及びインナーステータ６に沿って閉ループを形成し、前記アウターステータ４とインナーステータ６間に形成される磁束と前記マグネット１０により形成される磁束との相互作用により、前記マグネット１０が軸方向に直線移動させられる。

そして、前記巻線コイル８に印加される電流の方向を交互に変えると、前記巻線コイル８の磁束方向が変わってマグネット１０が直線往復運動させられる。
すると、前記マグネット１０が固定されたマグネットフレーム１２が直線往復移動させられながら、ピストン１８などの構成部品を直線往復運動させる。
ここで、前記マグネット１０の直線往復移動時に発生する振動が、前記シリンダ１６の外周面に装着されたインナーステータ６が軸方向に移動させるが、前記ロック手段がインナーステータ６の軸方向移動を防止する。
即ち、ロックリング３２が前記シリンダ１６の外周面に形成されたロック溝３０に挿入された状態で前記インナーステータ６の側面３４に密着されて、前記インナーステータ６の軸方向移動を抑制する。

図７は、本発明の第２実施例によるロック手段のロックリングの斜視図で、図８は、本発明の第２実施例によるロック手段の断面図である。
第２実施例によるロック手段は、前記シリンダ１６の外周面に円周方向に形成されるロック溝５０と、前記ロック溝５０及び前記インナーステータ６の側面とに弾性的に支持され、前記インナーステータ６が軸方向に移動させられることを防止するロックリング５２と、を含む。

前記ロック溝５０の１つの側面は、前記インナーステータ６の側面３４と同一直線上に位置合わせされ、前記ロック溝５０は、前記ロックリング５２の厚さより大きい幅を有するように形成される。
前記ロックリング５２は、前記インナーステータ６の側面３４に支持され、一側に開口部６２が形成されるリング部５４と、前記リング部５４の内周面から内側方向に延長され、かつ所定間隔をもって設けられ、前記ロック溝５０に弾性的に支持される弾性支持部５６と、から構成される。
ここで、前記弾性支持部５６は、前記リング部５４から内側方向に所定傾斜角を有するように延長される第１支持部５８と、前記第１支持部５８から所定角度で折曲される第２支持部６０と、を含み、前記第１支持部５８と第２支持部６０とを平坦にする方向に弾性力を提供する。

このような第２実施例によるロック手段は、前記支持リング５２のリング部５４がインナーステータ６の側面３４に密着され、前記弾性支持部５６がシリンダ１６のロック溝５０に弾性的に支持されて、前記インナーステータ６が軸方向に移動することを防止する。

以上のように、本発明による、往復動式モータは、シリンダの外周面にロック溝を形成し、前記ロック溝にロックリングを挿入し、このロックリングをインナーステータの側面において支持されるようにして、前記インナーステータが軸方向に移動することを防止することで、モータの信頼性を向上させることができる。

本発明において、その精神又は範囲を逸脱することなく、様々な修正や変更が可能であることが、当業者には明らかである。従って、本発明が、添付する特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内に与えられた、本発明の修正例及び変更例を網羅することを意味する。

従来技術による往復動式モータの断面図である。 図１のII-II線断面図である。 本発明の第１実施例による往復動式モータの断面図である。 本発明の第１実施例によるインナーステータのロック手段を示す図３のA部拡大図である。 本発明によるロック手段のロック溝の他の例を示す断面図である。 本発明の第１実施例によるロックリングの斜視図である。 本発明の第２実施例によるロック手段のロックリングの斜視図である。 本発明の第２実施例によるロック手段の断面図である。

符号の説明

２ 支持フレーム
４ アウターステータ
６ インナーステータ
８ 巻線コイル
１０ マグネット
１２ マグネットフレーム
１６ シリンダ
１８ ピストン
２０ 固定リング

Claims (10)

1. アウターステータと、
   前記アウターステータの内周面と所定のエアギャップをおいて、かつシリンダの外周面に配置されるインナーステータと、
   前記アウターステータとインナーステータ間に直線移動可能に配置されるマグネットと、
   前記インナーステータの側面に設置され、前記インナーステータの軸方向移動を抑制するロック手段と、
   を含む往復動式モータ。
2. 前記ロック手段は、
   前記シリンダの外周面に円周方向に形成されるロック溝と、
   前記ロック溝に挿入され、前記インナーステータの側面に密着されるロックリングと、
   を含む請求項１に記載の往復動式モータ。
3. 前記ロック溝は、その両側面がそれぞれ直角に形成される請求項２に記載の往復動式モータ。
4. 前記ロック溝は、その一つの側面が直角に形成され、他の側面の少なくとも一つが、前記ロック溝が内側へ行くほど狭くなる傾斜面を形成する傾斜角を有するように形成される請求項２に記載の往復動式モータ。
5. 前記ロックリングは、
   前記インナーステータの側面に支持されるリング部と、
   前記リング部の内周面から内側方向に延長され、かつ所定間隔をおいて設けられる弾性支持部と、
   を備える請求項２に記載の往復動式モータ。
6. 前記弾性支持部は、
   前記リング部から内側方向に所定傾斜角を有するように延長される第１支持部と、
   前記第１支持部から所定角度で折曲されて弾性力を発生する第２支持部と、
   を備える請求項５に記載の往復動式モータ。
7. 前記ロックリングは開口部を有し、この開口部を広げたときに所定の弾性力を生じる請求項２に記載の往復動モータ。
8. 前記ロックリングは、前記開口部を中心にその右側部位と左側部位とが非対称になるように形成される請求項７に記載の往復動モータ。
9. 前記ロックリングは、前記開口部から該開口部の反対部分へ向けて進むにつれその厚さが厚くなるように形成される請求項７に記載の往復動モータ。
10. 前記ロックリングの少なくとも１つは、前記ロック溝に配置される請求項２に記載の往復動モータ。

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