JP2720822B2 - リニアモータ圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スターリング冷凍機に
おいて膨張機に供給する冷媒を圧縮するリニアモータ圧
縮機に関し、特に、圧縮機の駆動部に電流を供給するリ
ード線の配設構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、極低温レベルの寒冷を発生さ
せる小型冷凍機の一種として、例えば特開平６−１７４
３２１号公報に開示されているフリーディスプレーサ型
スターリング冷凍機が知られている。この冷凍機は、冷
媒ガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機から吐出された冷
媒ガスを膨張させる膨張機との組合せで構成される。

【０００３】上記圧縮機の構成について説明すると、図
７に示すように、該圧縮機(a) は、密閉状のケーシング
(b) と、該ケーシング(b) 内に設けられたシリンダ(c)
と、該シリンダ(c) 内に往復動可能に嵌装され、シリン
ダ(c) 内空間に圧縮室(d) を形成する一対のピストン
(e,e) と、該ピストン(e) を往復駆動させる駆動源とし
てのリニアモータ(f) とを備えている。また、上記シリ
ンダ(c) には、該シリンダ(c) の中心と同心の円筒状の
凹陥部(c1)が圧縮室(d) の外周側に形成されている。そ
して、上記リニアモータ(f) は、上記凹陥部(c1)内に配
置された環状の永久磁石(g) を有し、この永久磁石(g)
により上記シリンダ(c) を継鉄部として磁界を発生する
ようになっている。また、上記凹陥部(c1)には中心部に
て上記ピストン(e) に一体固定された略逆カップ状のボ
ビン(h) が往復動可能に配設され、上記凹陥部(c1)内に
位置するボビン(h) の外周部にはドライブコイル(i) が
巻き付けられて、該ドライブコイル(i) が上記永久磁石
(g) と対向して配置されている。また、このドライブコ
イル(i) に電流を供給するためのリード線(k) がボビン
(h) から導出されてケーシング(b) に設けられた電流導
入端子(m) に接続されている。更に、上記ボビン(h) の
底面外側（ピストンと反対側）とケーシング(b) 内底面
との間にはピストン(e) を往復動可能に弾性支持するた
めのコイルばねから成るピストンスプリング(j) が架設
されている。

【０００４】そして、この冷凍機の駆動時には、ドライ
ブコイル(i) にリード線(k) より所定周波数の交流を通
電することで、上記ドライブコイル(i) 周囲に形成され
た磁界との作用によりボビン(h) を駆動してピストン
(e) をシリンダ(c) 内で直線往復移動させ、圧縮室(d)
で所定周期のガス圧を発生させ、この圧縮された冷媒ガ
スを図示しない膨張機に連結管(n) によって送り込み該
膨張機において冷媒ガスを膨張させることによって寒冷
が発生することになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の圧縮
機(a) におけるリード線(k) の配設構造として、該リー
ド線(k) は、ドライブコイル(i) と電流導入端子(m) と
を単に接続するように配設されており、また、ボビン
(h) の往復移動を考慮して僅かな弛みをもたせた状態で
配設されている。つまり、ピストン(e) が圧縮室(d) の
容積を最小にする前進位置に達した状態でリード線(k)
に張力が作用して切断してしまうことを抑制する配設状
態となっている。

【０００６】しかしながら、このようなリード線(k) の
配設状態である場合、ボビン(h) の往復移動によってリ
ード線(k) には繰返し応力が作用して、リード線(k) の
略全体が大きな変形を繰返すことになる。このため、こ
の圧縮機(a) を長期間に亘って使用した場合に、リード
線(k) が断線したり、ドライブコイル(i) 及び電流導入
端子(m) との接続部分が外れたりしてドライブコイル
(i) に対する電流供給が行えなくなる虞れがあった。

【０００７】本発明は、この点に鑑みてなされたもので
あって、ドライブコイルに電流を供給するためのリード
線の配設状態を改良することにより、リード線の断線及
び接続部分の外れを防止することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明が講じた手段は、コイルに繋
るリード線を、ボビンと同心の螺旋状に配置すること
で、ボビンの往復動によりリード線に作用する応力を緩
和するようにした。具体的に請求項１記載の発明は、図
１に示すように、ケーシング(3) 内に配設されたシリン
ダ部材(4) と、該シリンダ部材(4) の内部に、該シリン
ダ部材(4) に対して相対的な往復動が可能に挿通され、
該シリンダ部材(4) との間で圧縮室(7) を形成するピス
トン(6) と、該ピストン(6) をケーシング(3) に対して
往復動可能に支持する弾性手段(14)と、上記シリンダ部
材(4) における圧縮室(7) の外周側に形成された凹陥部
(4d)と、該凹陥部(4d)に配設され、上記シリンダ部材
(4) を継鉄部として磁気回路を形成する磁石(11)と、上
記ピストン(6) に連結されて凹陥部(4d)内に延びる円筒
状のボビン(13)と、該ボビン(13)に設けられ、上記磁気
回路の磁界内に位置されるように磁石(11)と対向して配
置され、リード線(15)から電流が供給されるコイル(12)
とを備え、上記コイル(12)に電流を供給することによっ
てピストン(6) をシリンダ部材(4) に対して相対的に往
復動させて圧縮室(7) 内で流体を圧縮するように構成さ
れたリニアモータ圧縮機を前提としている。そして、上
記リード線(15)の一端を上記コイル(12)に連続させ、他
端を、ボビン(13)の背面側に導出した後、ボビン(13)の
外周縁部に同心の円筒面上をケーシング(3) 外に向って
ボビン(13)と同心の螺旋状に延ばした構成としている。

【０００９】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
のリニアモータ圧縮機において、ボビン(13)の背面に、
その外周縁に沿って延びるリード線装着溝(21f) を形成
し、リード線(15)が、このリード線装着溝(21f) の内部
に保持された保持部(15a) を有する構成としている。

【００１０】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
のリニアモータ圧縮機において、ボビン(13)の背面にピ
ストン挿入用の開口(21a) を形成する一方、ピストン
(6) に、上記開口(21a) に挿入されるピストン本体部(2
2)と、ボビン(13)の背面に当接するフランジ部(23)とを
備えさせ、該フランジ部(23)が、リード線装着溝(21f)
の内部に装着されたリード線(15)の保持部(15a) をボビ
ン(13)の背面側から押え込む構成としている。

【００１１】請求項４記載の発明は、上記請求項１、２
または３記載のリニアモータ圧縮機において、ケーシン
グ(3) とボビン(13)との間に、樹脂製のリード線保持部
材(24)を配設し、リード線(15)が、リード線保持部材(2
4)に埋設され、該リード線保持部材(24)の内部において
ボビン(13)の外周縁部に同心の円筒面上を延びる埋設保
持部(15c) を有する構成としている。

【００１２】請求項５記載の発明は、ボビン(13)の背面
にピストン挿入用の開口(21a) を形成する一方、ピスト
ン(6) に、上記開口(21a) に挿入されるピストン本体部
(22)と、ボビン(13)の背面に当接するフランジ部(23)と
を備えさせ、上記ボビン(13)の背面に、リード線装着溝
(21f) の内部に装着されたリード線(15)の保持部(15a)
をボビン(13)の背面側から押え込む押え板(27)を取付け
た構成としている。

【００１３】

【作用】上記の構成により、本発明では以下のような作
用が得られる。請求項１記載の発明では、圧縮機の駆動
時には、リード線(15)によりコイル(12)に電流を供給す
ることによってピストン(6) がシリンダ部材(4) に対し
て相対的に往復動し、圧縮室(7) 内で流体を圧縮する。
このような圧縮動作において、リード線(15)は、一端が
往復移動側のボビン(13)に設けられたコイル(12)に、ま
た他端はケーシング(3) 等の固定側に夫々連続している
が、該リード線(15)はボビン(13)と略同径の螺旋状に配
設されているので、このリード線(15)に作用する繰返し
応力は小さく、また、局部的に応力が集中することもな
い。このため、圧縮機駆動時に、リード線(15)が断線し
たり、コイル(12)等との接続部分の接続が外れたりして
コイル(12)に対する電流供給が行えなくなるといった状
況の発生が防止される。

【００１４】請求項２記載の発明では、リード線(15)に
おけるコイル(12)に連続する側の保持部(15a) は、ボビ
ン(13)のリード線装着溝(21f) によって保持されてい
る。このため、ピストン(6) の往復移動に伴ってリード
線(15)に作用する応力が、該リード線(15)とコイル(12)
との接続部分にまで達することがない。

【００１５】請求項３記載の発明では、リード線装着溝
(21f) の内部に装着されたリード線(15)の保持部(15a)
は、ピストン(8) に形成されたフランジ部(23)によって
押え込まれ、その装着状態が強固なものとなっている。
つまり、このフランジ部(23)はボビン(13)への取付部と
リード線(5) の押え込み部との両機能を兼ね備えてい
る。また、このような押え込み構造は、ピストン(6) を
ボビン(13)に組付ける動作と同時に得られる。

【００１６】請求項４記載の発明では、リード線(15)に
おけるケーシング(3) 側の埋設保持部(15c) は、樹脂製
のリード線保持部材(24)に埋設されて保持されている。
このため、ピストン(6) の往復移動に伴ってリード線(1
5)に作用する応力は、該リード線(15)のケーシング(3)
側の端部に達することがなく、例えば、この端部をケー
シング(3) に備えた接続端子に接続するような構造であ
る場合には、この接続端子との接続部分が上記応力によ
って外れてしまうことはない。

【００１７】請求項５記載の発明では、リード線装着溝
(21f) の内部に装着されたリード線(15)の保持部(15a)
を押え込む部材として、押え板(27)を設けたために、ボ
ビン(13)の径が大径である場合であっても、その押え込
み構造を容易に得ることができる。つまり、ピストン
(6) のフランジ部(23)によってリード線(15)の保持部(1
5a) を押え込む場合には、該フランジ部(23)が大径にな
ることに伴い、その剛性を確保するために厚さ寸法を大
きくする必要があるが、本発明では、フランジ部(23)を
大型化する必要がなくなる。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１及び図２は本実施例に係るスターリング冷凍機
用の圧縮機(1) 及び膨張機(2) を夫々示している。先
ず、圧縮機(1) について説明する。この圧縮機(1) はピ
ストン対向型の振動式圧縮機で成っており、密閉円筒状
のケーシング(3) を有し、このケーシング(3) の内部
に、シリンダ部材(4) が配設されている。また、上記ケ
ーシング(3) は、両端が開放された円筒体(3a)と、該円
筒体(3a)両端の開放部を閉塞する円板状の閉塞板(3b,3
b) とを備えて成る。また、シリンダ部材(4) は、純鉄
で構成され、ケーシング(3) の内壁に固定された外筒(4
a)と、該外筒(4a)の内側に所定間隔を存した位置に配設
された内筒(4b)とがドーナツ状の連結部(4c)によって連
結されて成っており、この外筒(4a)と内筒(4b)との間に
シリンダ部材(4) の中心と同心の円筒状の凹陥部(4d)が
形成されている。また、上記内筒(4b)は本来のシリンダ
となる部分であって、その中心部がピストン挿通孔(5)
に形成されている。

【００１９】そして、このシリンダ内筒(4b)のピストン
挿通孔(5) には、ピストン(6,6) のピストン本体部(22,
22) が図１における左右両側から夫々挿入され、この両
ピストン本体部(22,22) 間でシリンダ内筒(4b)により囲
まれた部分が圧縮室(7) に形成されている。また、ピス
トン本体部(22)の外径寸法はシリンダ内筒(4b)の内径寸
法よりも僅かに小径に形成されており、この両者間に例
えば１０μｍ程度の小間隙が形成されていて、この小間
隙が図示しないクリアランスシール若しくは流体シール
によってシールされて圧縮室(7) の気密性を確保するよ
うになっている。

【００２０】また、このシリンダ部材(4) にはピストン
挿通孔(5) から半径方向に延びるガス通路(8) が形成さ
れ、該ガス通路(8) の内端は上記圧縮室(7) に開口し、
該ガス通路(8) には結合配管(9) が接続されて該結合配
管(9) を介して圧縮機(1) と上記膨張機(2) とが接続さ
れている。

【００２１】そして、上記各ピストン(6,6) は、該ピス
トン(6,6) を往復駆動する駆動源としてのリニアモータ
(10,10) に駆動連結されている。即ち、この各リニアモ
ータ(10,10) は、永久磁石(11)とコイル(12)とを備えて
成っている。上記永久磁石(11)は、上記シリンダ部材
(4) の内筒(4b)の外周面に外嵌合された円筒状磁石で成
っている。これによって、この永久磁石(11)により純鉄
でなるシリンダ部材(4)を継鉄部として磁気回路が形成
されてその周辺部に所定強度の磁界が形成される。ま
た、上記各ピストン(6) は、略逆カップ状のボビン(13)
に支持されている。このボビン(13)は、外周部における
上記永久磁石(11)と対向した位置に凹陥状のコイル巻付
部(20a) が形成されており、このコイル巻付部(20a) に
上記コイル(12)が巻き付けられて、該コイル(12)が上記
磁気回路の磁界内に位置されている。

【００２２】そして、各ピストン(6,6) の質量や後述の
スプリング(14)のばね定数で決まる固有振動数に対応し
た所定周波数（例えば５０Ｈｚ）の交流電流を両リニア
モータ(10,10) のコイル(12,12) に同期して通電するこ
とにより、両ピストン(6,6)を上記固有振動数で互いに
逆方向に往復動させて、圧縮室(7) で所定周期のガス圧
を発生させるように構成されている。

【００２３】また、上記各ピストン(6) のピストン本体
部(22)の内部には、スプリング取付け座(16a) を有する
スプリング取付け部材(16)が挿入されており、ピストン
(6)の先端部には、該ピストン(6) の軸方向に亘って貫
通孔が、スプリング取付け部材(16)の内部にはメネジが
夫々形成されており、ピストン(6) の先端側からネジ(N
3)が螺合されることによりスプリング取付け部材(16)が
ピストン(6) に一体的に組付けられている。また、ケー
シング(3) の閉塞板(3b)におけるピストン本体部(22)に
対向する中央部分には上記と同形状のスプリング取付け
座(3d)が突設されており、この各スプリング取付け座(1
6a,3d)に亘って、ピストン(6) をシリンダ部材(4) 内で
往復動可能に弾性支持する弾性手段としてのスプリング
(14)が配設されている。

【００２４】次に、本例の特徴とする構成として、リニ
アモータ(10)のコイル(12)に対して電流を供給するため
のリード線(15)の配設構造について図３〜図５を用いて
詳述する。図３は、ピストン(6) 及びボビン(13)周辺部
分の分解斜視図であり、図４は、ピストン(6) とボビン
(13)とが組付けられた状態で図３において上側から見た
図であり、図５は、図４におけるV-V 線に対応した位置
での断面図である。これら各図に示すように、ボビン(1
3)は、円筒状のボビン本体部(20)と、該ボビン本体部(2
0)の一側縁（図３及び図５における上側縁）に設けられ
た円盤状のピストン取付部(21)とを備えている。そし
て、上記ボビン本体部(20)における外周面のうち図３に
おける上端部から所定寸法を存した下側位置と下端との
間に亘って、外径寸法がその他の部分よりも小径とされ
た上記コイル巻付部(20a) が形成され、このコイル巻付
部(20a) にコイル(12)が巻き付けられている。また、ピ
ストン取付部(21)の中央部には、ピストン(6) のピスト
ン本体部(22)を挿入するための開口(21a) が形成され、
該開口(21a) の周囲には、ピストン(6) を取付けるため
のネジ(N1,N1, …) が螺合されるネジ孔(21b,21b, …)
が４箇所に形成されている。更に、このピストン取付部
(21)の外周縁部のうち図３及び図５の右側半周部分には
段部(21c) が形成されて、この部分では、ピストン取付
部(21)の上面の外周縁の径が僅かに小さくなっている。
つまり、この段部(21c) の形成部分は、ピストン取付部
(21)の上面から鉛直下方に延びる鉛直部(21d) と、該鉛
直部(21d) の下端から外周側に延びてボビン本体部(20)
の外周面に繋る水平部(21e) とで成っている。一方、ピ
ストン取付部(21)の外周縁部のうち図３及び図５の左側
半周部分には周方向に亘ってリード線装着溝としての円
弧溝(21f) が形成されている。この円弧溝(21f) はコイ
ル(12)に繋るリード線(15)を収容するためのものであ
る。また、この円弧溝(21f) の延長方向の一端部（図３
における手前側端部）には、この円弧溝(21f) とコイル
巻付部(20a) とを連続させるようにボビン(13)の外周面
において上下方向に延びる案内溝(21g) が形成されてい
る。また、この案内溝(21g) の深さ寸法は、図４に示す
ように、リード線(15)の径寸法に対して同一若しくは僅
かに大きく設定されており、この案内溝(21g) にリード
線(15)が装着された状態で、このリード線(15)がボビン
(13)の外周面から突出しない構成とされている。

【００２５】また、ピストン(6) は、有底円筒状の上記
ピストン本体部(22)と、該ピストン本体部(22)の後端
（図３における上端）から外周側に延びるフランジ部(2
3)とを備えている。このフランジ部(23)は、上記ボビン
(13)のピストン取付部(21)の端面形状に合致するよう
に、図３及び図４の右側半周部分の径が小径に、左側半
周部分の径が大径に夫々形成されている。また、このフ
ランジ部(23)におけるピストン本体部(22)の外周側位置
には、上記ボビン(13)に形成されているネジ孔(21b,21
b, …) と同様のネジ孔(23a,23a, …) が４箇所に形成
されている。

【００２６】そして、このように形成されたボビン(13)
とピストン(6) とが組付けられる際には、コイル巻付部
(20a) から導出されたリード線(15)が、案内溝(21g) を
通った後、ピストン取付部(21)の上面に形成された円弧
溝(21f) に嵌め込まれた状態で、このボビン(13)に対し
てピストン(6) が組付けられる。つまり、ピストン(6)
のピストン本体部(22)がボビン(13)のピストン取付部(2
1)に形成された開口(21a) に挿通された状態で、フラン
ジ部(23)がピストン取付部(21)に重ね合わされ、各ネジ
孔(23a,21b) が位置合せされた状態でネジ(N1,N1, …)
が装着されることにより、ボビン(13)とピストン(6) と
が一体的に組付けられる。そして、このような組付け状
態にあっては、円弧溝(21f) に嵌め込まれたリード線(1
5)はフランジ部(23)によって押え込まれた状態で固定さ
れる（図５参照）。つまり、リード線(15)の一部(15a)
（本発明でいう保持部）は、円弧溝(21f) とフランジ部
(23)との間に形成された空間に収容された状態となる。

【００２７】また、図１及び図３の如く、ピストン(6)
とケーシング(3) の閉塞板(3b)との間には、樹脂製のリ
ード線保持部材(24)が設けられている。このリード線保
持部材(24)は、ドーナツ状の円盤を２分割したような形
状で成り、その内部にリード線(15)の一部(15c) （本発
明でいう埋設保持部）が埋設されている。このリード線
(15)の埋設状態としては、該リード線(15)がリード線保
持部材(24)の外周縁部近傍において該外周縁に沿って円
弧状に配置されている。また、このリード線保持部材(2
4)は、上記ピストン取付部(21)及びフランジ部(23)の外
周縁が大径に形成されている部分に対向して配置され
る。また、このリード線保持部材(24)には２箇所にネジ
孔(24a,24a) が形成されている。そして、このリード線
保持部材(24)の閉塞板(3b)に対する取付け構造として
は、各部材(24,3b) の間に所定高さを有するワッシャ(2
5)が、ネジ孔(24a) に対向した位置で挾み込まれ、リー
ド線保持部材(24)と閉塞板(3b)との間にワッシャ(25)の
高さ分だけの間隔が形成された状態で、ネジ孔(24a) に
ネジ(N2,N2) が装着されている。このように、リード線
保持部材(24)と閉塞板(3b)との間に間隔が形成されてい
ることにより、閉塞板(3b)を円筒体(3a)に溶接(TIG溶
接）する際の熱がリード線保持部材(24)に伝わることを
抑制して該リード線保持部材(24)の変形が防止される。

【００２８】そして、本例の特徴とするリード線配設構
造として、円弧溝(21f) とフランジ部(23)との間に形成
された空間から導出されてリード線保持部材(24)に向っ
て延びるリード線(15)の一部(15b) は、図３及び図４の
如く、ボビン(13)の外周縁に沿って配設されている。つ
まり、リード線(15)のこの部分は、円弧溝(21f) とフラ
ンジ部(23)との間に形成された空間から導出された後、
上記段部(21c) を形成する水平部(21e) の上側を図４に
おいて時計回り方向に、リード線保持部材(24)の端面に
向って延び、このリード線保持部材(24)の端面に向うに
したがって上側に傾斜するように螺旋形状を描く配設状
態とされた螺旋延長部(15b) となっている。また、リー
ド線保持部材(24)の内部を通過し、該リード線保持部材
(24)の他方の端面から導出されたリード線(15)は、ケー
シング(3) の閉塞板(3b)に設けられている電流導入端子
(26,26) に、はんだ付けによって接続されている。この
ようなリード線(15)の配設構造であるために、該リード
線(15)は、コイル(12)との接続部からリード線保持部材
(24)の導出部分に亘って、ボビン(13)の外周縁部に同心
の円筒面上においてケーシング(3) 外側に向って延長さ
れていることになる。

【００２９】次に、膨張機(2) について説明する。この
膨張機(2) は、図２に示すように、円筒状のシリンダ(3
0)と、該シリンダ(30)の内部に往復移動可能に嵌挿され
たフリーディスプレーサ(31)とを備えている。このフリ
ーディスプレーサ(31)は、シリンダ(30)内の空間を膨張
室(30a) と作動室(30b) とに区画している。そして、作
動室(30b) 内にはフリーディスプレーサ(31)をシリンダ
(30)に弾性支持するコイルバネで成るディスプレーサス
プリング(32)が配設されている。また、フリーディスプ
レーサ(31)の内部には金属製の蓄冷材(31a) が充填され
ている。また、フリーディスプレーサ(31)の膨張室(30
a) 側の端部には冷媒ガスを膨張室(30a)との間で流通さ
せる第１連通孔(31b) が設けられている一方、作動室(3
0b) 側の端部には冷媒ガスを作動室(30b) との間で流通
させる第２連通孔(31c) が設けられている。また、上記
作動室(30b) は結合配管(9) を介して上記圧縮機(1) の
圧縮室(7) に連通している。

【００３０】次に、上述の如く構成されたスターリング
冷凍機の運転動作について説明する。この運転時には、
圧縮機(1) における両リニアモータ(10,10) のコイル(1
2,12) に所定周波数（５０Ｈｚ）の交流電流がリード線
(15,15) により同期して通電され、この通電に伴い、永
久磁石(11)及びシリンダ部材(4) に発生する磁界の作用
によりコイル(12,12) 及びピストン(6,6) がそれぞれス
プリング(14)を変形させながら互いに逆向きに往復動
し、この両ピストン(6,6) がシリンダ部材(4) 内で互い
に同期して進退することで圧縮室(7) の容積が増減変化
し、圧縮室(7) 内に所定周期の圧力波が生じる。そし
て、この圧縮室(7) は結合配管(9) を介して膨張機(2)
に連通しているため、膨張機(2) ではフリーディスプレ
ーサ(31)が上記圧縮室(7) の圧力波と同じ周期で往復動
してその膨張室(30a) でのガスの膨張により寒冷が生
じ、このフリーディスプレーサ(31)の往復動の繰返しに
よりシリンダ先端のコールドヘッドが極低温レベルに冷
却されることになる。

【００３１】そして、このような運転動作では、圧縮機
(1) にあっては、ピストン(6,6) 及びボビン(13,13) が
往復動することになるが、この際、この往復動に伴うリ
ード線(15)の配設状態の変化は、円弧溝(21f) とフラン
ジ部(23)との間に形成された空間から導出されてリード
線保持部材(24)に向って延びる略半円周円弧状に配置さ
れた部分（他の部材に保持されないフリーな部分である
螺旋延長部(15b) ）の配設傾斜角度が僅かに変化するだ
けであって（図５の仮想線及び矢印参照）、この部分に
作用する繰返し応力は小さく、また、局部的に応力が集
中することもない。このため、圧縮機駆動時に、リード
線(15)が断線したり、コイル(12)及び電流導入端子(26)
との接続部分の接続が外れたりして電流供給が行えなく
なるといった状況の発生が防止でき、圧縮機(1) の長期
間使用時における故障の発生頻度が低減できる。

【００３２】また、本例では、リード線(15)の一端部分
である保持部(15a) がボビン(13)とピストン(6) のフラ
ンジ部(23)との間に保持され、他端部分である埋設保持
部(15b) がリード線保持部材(24)に埋設されて保持され
ているので、このリード線(15)とコイル(12)及び電流導
入端子(26)との接続部分に上記応力が作用することはな
く、この接続部分の接続状態が応力によって外れてしま
うことが防止されている。

【００３３】また、本例の構成によれば、ピストン(6)
のフランジ部(23)によってリード線(15)を押え込むよう
にしているので、ボビン(13)に対するリード線(15)の装
着を、ピストン(6) のボビン(13)に対するネジ止め動作
と同時に行うことができる。このため、リード線(15)の
ボビン(13)に対する特別な装着動作を必要とせず、組立
て作業性の向上を図ることができる。

【００３４】（変形例）次に、ボビン(13)に対するリー
ド線(15)の装着構造の変形例について説明する。本例
は、特に、ボビン(13)が比較的大径である場合に適用す
るものである。つまり、ボビン(13)が大径である場合、
上述した実施例の構成をそのまま適用すると、ピストン
(6) のフランジ部(23)の径も大きくする必要があり、こ
のフランジ部(23)の剛性を高くする必要から、その板厚
を厚くせねばならず、駆動部の重量増大に繋ってしま
う。このため、本例では、図６に示すように、ピストン
(6) のフランジ部(23)の径をボビン(13)のピストン取付
部(21)の径よりも小径にし、円弧溝(21f) の上側に円弧
状の押え板(27)をネジ止めし、この押え板(27)によって
リード線(15)を押え込む構成とする。

【００３５】このような構成によれば、ピストン(6) の
フランジ部(23)の板厚を厚く設定する必要がないばかり
でなく、このフランジ部(23)の径寸法は、該フランジ部
(23)をボビン(13)に取付けるためのネジ(N1)の頭が当接
する寸法であれば十分であって、このフランジ部(23)を
上述した実施例のものよりも小径にすることも可能とな
る。また、リード線(15)は押え板(27)によって押え込ま
れているので、ボビン(13)に対するリード線(15)の装着
を上述した実施例の場合と同程度に確実に行うことがで
きる。

【００３６】尚、本例では、シリンダ部材(4) とピスト
ン(6) との間に小間隙を存するように設定した非接触タ
イプの圧縮機について述べたが、本発明は、これに限ら
ず、シリンダとピストンとの間に小間隙が形成されない
接触タイプの圧縮機に適用してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、以下に述べるような効果が発揮される。請求項１記
載の発明によれば、コイルに電流を供給するためのリー
ド線をボビンの外周縁部に同心の円筒面上をケーシング
外に向ってボビンと同心の螺旋状に延ばしたことによ
り、ピストンの往復動に伴ってリード線に作用する繰返
し応力は小さく、また、局部的に応力が集中することも
ない。このため、圧縮機駆動時に、リード線が断線した
り、コイル等との接続部分の接続が外れたりしてコイル
に対する電流供給が行えなくなるといった状況の発生が
防止され、圧縮機の長期間使用時における故障の発生頻
度が低減できて、その信頼性の向上を図ることができ
る。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、リード線の
保持部を、ボビン背面に形成したリード線装着溝に保持
させたために、リード線におけるコイルに連続する側が
保持されることになって、ピストンの往復移動に伴って
リード線に作用する応力が、該リード線とコイルとの接
続部分にまで達することがなく、上記応力によってリー
ド線とコイルとの接続部分で断線が発生することが防止
できる。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、リード線装
着溝の内部に装着されたリード線の保持部を、ピストン
のフランジ部によって押え込むようにしたので、リード
線のボビンに対する装着状態を強固なものとすることが
できる。また、ピストンのボビンへの組付けと同時に、
リード線の押え込み構造を得ることができるので、リー
ド線のボビンに対する特別な装着動作を必要とせず、組
立て作業性の向上を図ることができる。

【００４０】請求項４記載の発明によれば、リード線の
埋設保持部を、樹脂製のリード線保持部材に埋設して保
持し、ピストンの往復移動に伴ってリード線に作用する
応力が、該リード線のケーシング側の端部に達しないよ
うにしたために、例えば、この端部をケーシングに備え
た接続端子に接続するような構造である場合、この接続
端子との接続部分が上記応力によって外れてしまうこと
が防止でき、圧縮機の信頼性の向上を図ることができ
る。

【００４１】請求項５記載の発明によれば、ボビンの背
面に、リード線の保持部を押え込む押え板を取付けたた
めに、ボビンの径が大径である場合であっても、リード
線の押え込み状態を確実に得ることができる。このた
め、ピストンのフランジ部によってリード線の保持部を
押え込む場合のように該フランジ部を大径にする必要が
なく、ピストンの小型化に伴って可動部分の軽量化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リニアモータ圧縮機の内部構造を示す断面図で
ある。

【図２】膨張機の内部構造を示す断面図である。

【図３】ピストン及びその周辺部の分解斜視図である。

【図４】ボビンにピストンが組付けられた状態を示す一
部を破断した図である。

【図５】図４のV-V 線に対応した位置における一部を破
断した断面図である。

【図６】変形例における図５相当図である。

【図７】従来のリニアモータ圧縮機を示す図１相当図で
ある。

【符号の説明】

(1) リニアモータ圧縮機 (3) ケーシング (4) シリンダ部材 (4d) 凹陥部 (6) ピストン (7) 圧縮室 (11) 永久磁石 (12) コイル (13) ボビン(14) スプリング（弾性手
段） (15) リード線 (15a) 保持部 (15c) 埋設保持部 (21a) 開口 (21f) 円弧溝（リード線装着溝） (22) ピストン本体部 (23) フランジ部 (24) リード線保持部材 (27) 押え板

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング(3) 内に配設されたシリンダ
   部材(4) と、 該シリンダ部材(4) の内部に、該シリンダ部材(4) に対
   して相対的な往復動が可能に挿通され、該シリンダ部材
   (4) との間で圧縮室(7) を形成するピストン(6) と、 該ピストン(6) をケーシング(3) に対して往復動可能に
   支持する弾性手段(14)と、 上記シリンダ部材(4) における圧縮室(7) の外周側に形
   成された凹陥部(4d)と、 該凹陥部(4d)に配設され、上記シリンダ部材(4) を継鉄
   部として磁気回路を形成する磁石(11)と、 上記ピストン(6) に連結されて凹陥部(4d)内に延びる円
   筒状のボビン(13)と、 該ボビン(13)に設けられ、上記磁気回路の磁界内に位置
   されるように磁石(11)と対向して配置され、リード線(1
   5)から電流が供給されるコイル(12)とを備え、 上記コイル(12)に電流を供給することによってピストン
   (6) をシリンダ部材(4) に対して相対的に往復動させて
   圧縮室(7) 内で流体を圧縮するように構成されたリニア
   モータ圧縮機において、 上記リード線(15)は、一端が上記コイル(12)に連続さ
   れ、他端がボビン(13)の背面側に導出された後、ボビン
   (13)の外周縁部に同心の円筒面上をケーシング(3) 外に
   向ってボビン(13)と同心の螺旋状に延びていることを特
   徴とするリニアモータ圧縮機。
2. 【請求項２】 ボビン(13)の背面には、その外周縁に沿
   って延びるリード線装着溝(21f) が形成されており、 リード線(15)は、このリード線装着溝(21f) の内部に保
   持された保持部(15a)を有していることを特徴とする請
   求項１記載のリニアモータ圧縮機。
3. 【請求項３】 ボビン(13)の背面にはピストン挿入用の
   開口(21a) が形成されている一方、 ピストン(6) は、上記開口(21a) に挿入されるピストン
   本体部(22)と、ボビン(13)の背面に当接するフランジ部
   (23)とを備えており、 該フランジ部(23)は、リード線装着溝(21f) の内部に装
   着されたリード線(15)の保持部(15a) をボビン(13)の背
   面側から押え込むようになっていることを特徴とする請
   求項２記載のリニアモータ圧縮機。
4. 【請求項４】 ケーシング(3) とボビン(13)との間に
   は、樹脂製のリード線保持部材(24)が配設されており、 リード線(15)は、リード線保持部材(24)に埋設され、該
   リード線保持部材(24)の内部においてボビン(13)の外周
   縁部に同心の円筒面上を延びる埋設保持部(15c) を有し
   ていることを特徴とする請求項１、２または３記載のリ
   ニアモータ圧縮機。
5. 【請求項５】 ボビン(13)の背面にはピストン挿入用の
   開口(21a) が形成されている一方、 ピストン(6) は、上記開口(21a) に挿入されるピストン
   本体部(22)と、ボビン(13)の背面に当接するフランジ部
   (23)とを備えており、 上記ボビン(13)の背面には、リード線装着溝(21f) の内
   部に装着されたリード線(15)の保持部(15a) をボビン(1
   3)の背面側から押え込む押え板(27)が取付けられている
   ことを特徴とする請求項２記載のリニアモータ圧縮機。