JP3164796B2 - Linear compressor - Google Patents

Linear compressor

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JP3164796B2
JP3164796B2 JP01491399A JP1491399A JP3164796B2 JP 3164796 B2 JP3164796 B2 JP 3164796B2 JP 01491399 A JP01491399 A JP 01491399A JP 1491399 A JP1491399 A JP 1491399A JP 3164796 B2 JP3164796 B2 JP 3164796B2
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leaf spring
heat
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coil
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健一 奈良
康正 萩原
真一 八束
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株式会社移動体通信先端技術研究所
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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】高温超伝導現象が認められる
温度域(窒素温度:約80°K)に冷凍するためのリニ
アモータを構成要部とする圧縮機に関し、更に詳しく
は、圧縮機の発熱に伴う対策が為され、放熱性が改良さ
れ、しかも組立精度も向上したリニア圧縮機に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressor having a linear motor for refrigeration in a temperature range in which a high-temperature superconductivity phenomenon is observed (nitrogen temperature: about 80 ° K). The present invention relates to a linear compressor having improved heat dissipation and improved assembly accuracy.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】従来技術として図6(a)に
典型的なリニア圧縮機を示す。装置全体が圧力容器6に
覆われた構成であって、コイル1に電流が流れると、マ
グネット7との間に電磁気力が作用し、ピストン3が駆
動する。複数のマグネットは磁気方向が同一方向となる
ように組み合わされているので、交流の電流を流すこと
によって、ピストンはその軸方向において往復運動を行
う。ピストン6はシリンダ4と共に作業ガスを圧縮する
動作を行うが、ピストン自体は板バネ5によって支持さ
れている。従来技術の問題点として、図6(a)に示し
たように、発熱部材であるコイルが内部にあるため放熱
性が悪いこと、また、リード線が可動部に接続されてい
るため耐久性が劣ること、更に、可動部が片持ちであ
り、組付けや駆動に伴う撓みや捻れに対し構造的に弱い
こと、が挙げられる。
2. Description of the Related Art FIG. 6A shows a typical linear compressor as a prior art. The entire device is configured to be covered by a pressure vessel 6, and when a current flows through the coil 1, an electromagnetic force acts between the coil 1 and the magnet 7 to drive the piston 3. Since the plurality of magnets are combined so that the magnetic directions are the same, the piston reciprocates in the axial direction by passing an alternating current. The piston 6 performs an operation of compressing the working gas together with the cylinder 4, and the piston itself is supported by the leaf spring 5. As a problem of the prior art, as shown in FIG. 6A, heat dissipation is poor because a coil as a heating member is inside, and durability is low because a lead wire is connected to a movable portion. In addition, the movable part is cantilevered, and is structurally weak against bending and twisting due to assembly and driving.

【0003】また、組み付け精度を維持するために、部
品の精度、組付けの熟練度が必要という問題もある。
There is also a problem that the accuracy of parts and the skill of assembly are required to maintain the assembly accuracy.

【0004】別に、従来技術として、ムービングマグネ
ット型のリニアモータが特開平6−189518号公報
に開示されている。この開示技術はストローク長が大き
く、放熱性も改良されている。しかしながら、この技術
はスピンドル(ピストン)の構成が特殊であり、板バネ
で支持する構造ではなく、ヨークはバランス型の片持ち
構造である上に、可動部分が重いので、冷凍機用の圧縮
機にはそのまま適用できない。
As another prior art, a moving magnet type linear motor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-189518. The disclosed technology has a large stroke length and improved heat dissipation. However, this technique has a special configuration of a spindle (piston), and is not a structure supported by a leaf spring. The yoke has a balanced cantilever structure and a movable portion is heavy. Cannot be applied as is.

【0005】そこで、本発明者等は冷凍機の圧縮機とし
て使用できる、改良型リニア圧縮機を提供する。
Therefore, the present inventors provide an improved linear compressor which can be used as a compressor of a refrigerator.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】リニア圧縮機を構成す
る電磁気力によって駆動するアクチュエータはコイルに
電流を流すことで力を発生するが、その電流に基づくジ
ュール熱等により発熱し、コイル周辺が高温となる。そ
の高温部分はアクチュエータ内部に存在するため、放熱
が困難であり、ひいては圧縮機自体も高温となる。放熱
が不充分で、装置が高温に至ると、機械の損傷、磁石の
劣化等を惹起し、アクチュエータ更には圧縮機の性能低
下に繋がる。
An actuator which is driven by an electromagnetic force constituting a linear compressor generates a force by applying a current to a coil. However, the actuator generates heat by Joule heat based on the current, and the temperature around the coil becomes high. Becomes Since the high-temperature portion exists inside the actuator, it is difficult to radiate heat, and the compressor itself becomes high in temperature. Insufficient heat radiation and a high temperature of the device may cause damage to the machine, deterioration of the magnet, etc., leading to lower performance of the actuator and the compressor.

【0007】また、リニア圧縮機の稼働の際、ガスの圧
縮熱によりピストン・シリンダ周辺も高温となる。
When the linear compressor is operated, the temperature around the piston and cylinder becomes high due to the heat of gas compression.

【0008】更に、リニア圧縮機を組み付ける場合、上
記のコイル部分やピストン・シリンダ周辺の発熱対策に
加え、組立精度の問題も無視できない。本発明のリニア
圧縮機はピストン・シリンダ間の間隙が僅か数ミクロン
であり、熱膨張や撓み・捻れ、磁石の吸引力による側力
を配慮するとピストンを含む可動部の精度が要求される
ことは説明するまでもないであろう。
Further, when assembling the linear compressor, in addition to the above-mentioned measures against heat generation around the coil portion and around the piston / cylinder, the problem of assembly accuracy cannot be ignored. In the linear compressor of the present invention, the gap between the piston and the cylinder is only a few microns, and the accuracy of the movable part including the piston is required when considering the thermal expansion, bending and twisting, and the side force due to the attractive force of the magnet. Needless to explain.

【0009】可動部分が片持ち構造であると、その重量
によって可動部が撓み等により変位を伴い、精密な組付
けが困難となる。円滑な駆動条件から組付けの精度が要
求されるにも拘わらず、板バネ部と可動部の位置決め、
位置出しが困難となる。また、このリニア圧縮機は組み
付け精度の問題に加えて、駆動時の捻れ力、モーメント
力に対し、変位を生じ易い構造でもある。
If the movable portion has a cantilever structure, the weight causes the movable portion to be displaced due to bending or the like, and it becomes difficult to perform precise assembly. Despite the demand for assembly accuracy from smooth driving conditions, the positioning of the leaf spring and the movable part,
Positioning becomes difficult. In addition, this linear compressor has a structure in which displacement is easily generated with respect to torsional force and moment force during driving, in addition to the problem of assembly accuracy.

【0010】リニア圧縮機の組立に際し、部品数が多く
又接続部分が多いときには、(特に、片側から順次組み
付けて行くような構成では)機械公差の重なりにより、
高い精度が必要な可動部分の組付けが困難となる。従っ
て、このような組み付けに要する部品の数を極力減らす
ことは組み付け精度を保証する上に有効な対策である。
また、リニア圧縮機は、ピストンを多数の板バネに保持
させた構造であるから、板バネの加工精度等の影響を受
け、数μmの精度が要求されるピストンとシリンダの組
み付けも簡単ではない。ピストン組み付け時に板バネに
変形力(応力)が加わり易いこと、ピストン部における
位置出しのための調整代が少ないこと、板バネの構成枚
数が多く、板バネの位置決め、組み付けが困難であり、
ズレ等がバネ定数に影響を与えること等の問題も指摘さ
れている。
When assembling a linear compressor, when the number of parts is large and the number of connection parts is large, the overlapping of mechanical tolerances (especially in a configuration in which the components are sequentially assembled from one side) causes
It becomes difficult to assemble movable parts that require high accuracy. Therefore, minimizing the number of parts required for such assembling is an effective measure for assembling accuracy.
In addition, since the linear compressor has a structure in which the piston is held by a number of leaf springs, it is not easy to assemble the piston and the cylinder, which is required to have an accuracy of several μm due to the processing accuracy of the leaf spring and the like. . Deformation force (stress) is easily applied to the leaf spring at the time of assembling the piston, there is little adjustment allowance for positioning in the piston part, the number of leaf springs is large, and it is difficult to position and assemble the leaf spring.
It has been pointed out that the displacement affects the spring constant.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】放熱性を改良する手段と
して、従来技術において可動部に収められていたコイル
をアクチュエータのハウジングに形成し、ハウジングに
固定されていたマグネットを可動部に移し、発熱体であ
るコイルを外表面に近い位置に置く。更にアクチュエー
タのハウジングを圧縮機のハウジング部材(圧力容器)
として構成し、アクチュエータ自体が放熱機能を備えた
構造とする。また、そのハウジングにフィンのような放
熱部材を形成して一層放熱性を高める。更にまた、要す
ればハウジング部の形状を変えて、熱源であるコイルを
圧力容器から可能な限り外側に出して、さらなる放熱性
の向上を図る。
As means for improving heat dissipation, a coil housed in a movable part in the prior art is formed in a housing of an actuator, and a magnet fixed to the housing is moved to the movable part to generate heat. Place the body coil near the outer surface. Further, the housing of the actuator is connected to the housing member of the compressor (pressure vessel).
And the actuator itself has a structure having a heat radiation function. Further, a heat dissipating member such as a fin is formed on the housing to further enhance the heat dissipating property. Furthermore, if necessary, the shape of the housing portion is changed, and the coil as the heat source is taken out of the pressure vessel as far as possible to further improve the heat dissipation.

【0012】マグネットを可動部に移すことから、可動
部の構成が簡略化され、力が直接働く部材の強度も増
す。シリンダに熱伝導率及び機械的強度が高く、熱膨張
率がピストン材料と同程度の膨張率を有するもの(例え
ば、強力真鍮)を使用し、熱伝導率の高い構成部品と接
触させ外部への放熱を容易にする。
Since the magnet is moved to the movable part, the structure of the movable part is simplified, and the strength of the member on which the force acts directly increases. Use a cylinder with high thermal conductivity and high mechanical strength and a thermal expansion coefficient similar to that of the piston material (for example, strong brass). Makes heat dissipation easier.

【0013】別に、組立とその精度を向上せしめるため
に、ピストンの支持に中空の板バネを使用すると共に、
可動部分の重量を低減した構造(ヨークを可動部から分
離)であるムービングマグネット型アクチュエータを採
用し、可動部を箱形構造にして捻れ力、モーメント力に
強い構造と成し、板バネ部との位置出し、及び可動部の
両側に位置する板バネ部同士の位置出しが容易となるよ
うに精度を向上せしめている。
[0013] Separately, in order to improve the assembly and its accuracy, a hollow leaf spring is used to support the piston,
Adopting a moving magnet type actuator with a structure that reduces the weight of the movable part (the yoke is separated from the movable part), the movable part has a box-shaped structure, and has a structure that is strong against torsional force and moment force. The accuracy is improved so that positioning of the leaf spring portions located on both sides of the movable portion and positioning of the leaf spring portions located on both sides of the movable portion are facilitated.

【0014】更に、板バネ部分をサブアッシ化し、アク
チュエータのヨークを両持ち構造とし、部品点数を少な
くして部品公差による寸法誤差を低減し、組み付け性が
よい上に精度良く組み付けが可能となる構成として改良
する。板バネを載せる受け材に、位置出し用受けと、位
置決め用ピンとを設け、また、ピストンと板バネとが相
互に干渉しない構成にすることも有効である。このよう
に干渉しない構成にすれば、ピストンを可動部に直接接
続することができるうえに、位置出し、組付けが容易と
なる効用がある。シリンダ・ピストン両方での位置出し
調整が可能な構成とも云える。これをピストンの両外部
に設けられる板バネから観ても、当然板バネの位置決め
が容易な構造である。駆動状態に最も影響を与える板バ
ネのサブアッシ化により最終的な組み付け状態で板バネ
の特性を評価でき、バネの弾性力を調整でき、圧縮機の
特性のばらつきが抑えられる。
Further, the plate spring portion is made into a sub-assembly, the yoke of the actuator is made to have a two-sided structure, the number of parts is reduced, the dimensional error due to the tolerance of parts is reduced, and the assembling is good and the assembling can be performed with high accuracy. To improve. It is also effective to provide a positioning member and a positioning pin on a receiving member on which the leaf spring is placed, and to have a configuration in which the piston and the leaf spring do not interfere with each other. With such a configuration that does not interfere, the piston can be directly connected to the movable portion, and the positioning and assembly can be easily performed. It can also be said that the position adjustment can be performed with both the cylinder and the piston. Even if this is viewed from the leaf springs provided on both outer sides of the piston, the positioning of the leaf spring is naturally easy. Sub-assembly of the leaf spring, which most affects the driving state, makes it possible to evaluate the characteristics of the leaf spring in the final assembled state, adjust the elastic force of the spring, and suppress variations in the characteristics of the compressor.

【0015】而して、上記の解決手段によれば、請求項
1のリニア圧縮機は、ハウジングに固定され磁界を誘起
する複数個のコイルと、マグネットと、磁路を形成する
ためのヨークと、シリンダと、往復運動をして作動流体
を膨張圧縮させるピストンと、該ピストンの駆動力及び
剛性を調整する板バネと、磁路を形成し且つ圧力容器と
なるハウジングを含む圧縮機において、アクチュエータ
のハウジング部材にコイルを設置し、該ハウジング部材
を圧縮機の圧力容器として構成し、該アクチュエータ自
体を放熱部と成したことを特徴とする。
According to the above solution, the linear compressor according to the first aspect includes a plurality of coils fixed to the housing for inducing a magnetic field, a magnet, and a yoke for forming a magnetic path. A cylinder, a piston that reciprocates to expand and compress the working fluid, a leaf spring that adjusts the driving force and rigidity of the piston, and a compressor that includes a housing that forms a magnetic path and serves as a pressure vessel. A coil is installed on the housing member, the housing member is configured as a pressure vessel of the compressor, and the actuator itself is configured as a heat radiating section.

【0016】圧縮機が稼働するとき、コイルが著しく発
熱するが、本発明はハウジング部材にコイルを形成して
いるため、放熱が容易に起こり、熱膨張に伴う寸法変化
による摺動抵抗の増加、磁力の低下等々の不都合を回避
できる。
When the compressor operates, the coil generates a considerable amount of heat. However, in the present invention, since the coil is formed in the housing member, heat is easily generated, and the sliding resistance increases due to a dimensional change accompanying thermal expansion. Inconveniences such as a decrease in magnetic force can be avoided.

【0017】請求項2の圧縮機は、ハウジング部材の外
表面に放熱用フィンを設けコイルからの放熱を促すうえ
に、高熱伝導率でありしかもピストン材料と同程度の熱
膨張率を有するシリンダを使用し、該シリンダと熱伝導
率の高い伝熱部材とを接触させて、ガスの圧縮熱を機外
に放出せしめることを特徴とする。この改良によって、
圧縮機が高熱になることを回避する請求項1と同様な効
果も存する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a compressor having a heat radiation fin provided on an outer surface of a housing member to promote heat radiation from a coil and a cylinder having a high thermal conductivity and a thermal expansion coefficient substantially equal to that of a piston material. It is characterized in that the cylinder and the heat transfer member having a high thermal conductivity are brought into contact with each other to release the heat of gas compression to the outside of the machine. With this improvement,
There is the same effect as in claim 1 for preventing the compressor from becoming hot.

【0018】発明は、ハウジングに固定され磁界を誘
起する複数個のコイル部と、可動部を形成する複数個の
マグネットと、往復運動をして作動流体を膨張圧縮させ
るピストンと、シリンダと、前記ピストンの駆動力及び
剛性を調整する中空の板バネと、圧力容器としてのハウ
ジングと、を含む圧縮手段を有し、前記コイル部を固定
し、前記マグネットを可動させること、及び 可動部を
構成する前記マグネットと前記ピストンと前記板バネと
の重量を低減し、駆動周波数の高周波化を可能ならしめ
たことを特徴とするリニア圧縮機である。リニア圧縮機
として、コイルを固定部とし、マグネットを可動部とす
る配置にとし、更に可動部の重量を低減し、駆動周波数
の高周波化を可能にしている。
According to the present invention, there are provided a plurality of coil portions fixed to a housing for inducing a magnetic field, a plurality of magnets forming a movable portion, a piston for reciprocating to expand and compress a working fluid, a cylinder, A compression unit including a hollow leaf spring for adjusting the driving force and rigidity of the piston, and a housing as a pressure vessel, fixing the coil unit, moving the magnet, and configuring a movable unit. A linear compressor characterized in that the weight of the magnet, the piston, and the leaf spring is reduced and the driving frequency can be increased. As a linear compressor, a coil and a fixed part, a magnet and the arrangement of the movable part, further reduces the weight of the movable portion, allowing a high frequency of the drive frequency.

【0019】請求項の発明は、中空の板バネとピスト
ンとを含む可動部箱形構造とし、可動部を成す該ピス
トンとアクチュエータのヨークとを両持ち構造とし、可
動部を構成する部品点数を低減し、該板バネ部分がサブ
アッシ化され、該板バネを載せる受け材に、位置出し用
受けと、位置決め用ピンとを設けたことを特徴とする請
求項1記載のリニア圧縮機である。
According to a third aspect of the present invention, a movable part including a hollow leaf spring and a piston has a box-shaped structure, and the piston constituting the movable part and a yoke of an actuator have a double-ended structure, and a part constituting the movable part. 2. The linear compressor according to claim 1, wherein the number of points is reduced, the leaf spring portion is formed into a sub-assembly, and a receiving member on which the leaf spring is placed is provided with a positioning receiver and a positioning pin. .

【0020】可動部を箱形構造にして捻れ力、モーメン
ト力に対して変位が少なく、すなわち外力に強く、可動
部が両持ち構造であるから、可動部両端に位置する板バ
ネ同士の位置出しが容易な構造となっている。更に、ピ
ストンと可動部との間の部品点数を低減して、ピストン
の位置出しも容易となり、また、板バネのサブアッシ化
もあり、組み付け精度・組み付け性を向上した特徴があ
る。これらの結果、シリンダ・ピストン両方での位置出
し調整、板バネの特性調整が可能な構成でもあると言え
る。
Since the movable portion has a box-shaped structure and has little displacement against torsional force and moment force, that is, is strong against external force, and the movable portion has a two-sided structure, the leaf springs located at both ends of the movable portion are located. Has an easy structure. Further, the number of parts between the piston and the movable portion is reduced, the positioning of the piston is facilitated, and the plate spring is sub-assembled, so that the assembling accuracy and the assembling property are improved. As a result, it can be said that the configuration is also capable of adjusting the position of both the cylinder and the piston and adjusting the characteristics of the leaf spring.

【0021】[0021]

【実施の態様】リニア圧縮機は駆動に伴い種々の原因に
より熱の発生が起こるが、これらの発熱原因のうち、ジ
ュール熱によるコイル発熱とピストン・シリンダ周辺の
ガスの圧縮に伴う発熱とが大部分を占める。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A linear compressor generates heat due to various causes during operation. Among these heat generations, the heat generated by the coil due to Joule heat and the heat generated by the compression of the gas around the piston / cylinder are large. Occupy part.

【0022】そこで、本発明では、リニア圧縮機のコイ
ル発熱及びガス圧縮に伴う発熱をどのように放熱するか
という課題と、放熱対策を含むリニア圧縮機の構成部材
の機能・構造の改良とを以下の手段により解決してい
る。
In the present invention, the problem of how to radiate the heat generated by the coil heat of the linear compressor and the heat generated by the gas compression, and the improvement of the function and structure of the components of the linear compressor, including measures for radiating heat, are provided. The problem is solved by the following means.

【0023】本発明のリニア圧縮機は、特にアクチュエ
ータのハウジング部材にコイルを設置し、該ハウジング
部材を圧縮機の圧力容器として構成し、該アクチュエー
タ自体を放熱部と成したものである。圧縮機が稼働する
とき、コイルが著しく発熱するが、本発明では放熱の容
易な装置の表面に近い位置であるハウジング部材にコイ
ルを形成しているため、放熱が容易に起こり、熱膨張に
伴う寸法変化による摺動抵抗の増加、磁力の低下等々の
不都合を回避できる。
In the linear compressor according to the present invention, a coil is installed on a housing member of an actuator, the housing member is configured as a pressure vessel of the compressor, and the actuator itself is a heat radiation part. When the compressor operates, the coil generates considerable heat. However, in the present invention, the coil is formed on the housing member located at a position close to the surface of the device that easily dissipates heat. Inconveniences such as an increase in sliding resistance and a decrease in magnetic force due to dimensional changes can be avoided.

【0024】次に、請求項2ではハウジング部材の外表
面に放熱用フィンを設けコイルからの放熱を促すうえ
に、高熱伝導率でありしかもピストン材料と同程度の熱
膨張率を有するシリンダを使用し、該シリンダと熱伝導
率の高い伝熱部材とを接触させて、ガスの圧縮熱を機外
に容易に放出せしめる得る。この改良により圧縮機が高
熱になることを回避できる。
In the second aspect of the present invention, a radiating fin is provided on the outer surface of the housing member to promote heat radiation from the coil, and a cylinder having a high thermal conductivity and a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the piston material is used. Then, the cylinder and the heat transfer member having high thermal conductivity are brought into contact with each other, so that the heat of gas compression can be easily discharged to the outside of the machine. This improvement can prevent the compressor from becoming hot.

【0025】また、本発明では、リニア圧縮機として、
可動部が軽量化されているため、中空の板バネの必要径
方向剛性を低減でき、しかも駆動周波数の高周波化を可
能にしている。冷凍機に用いる際、高周波化すると冷凍
効率が高められる利点がある。
Further, in the present invention , as the linear compressor,
Since the weight of the movable portion is reduced, the required radial rigidity of the hollow leaf spring can be reduced, and the driving frequency can be increased. When used for a refrigerator, there is an advantage that the refrigeration efficiency is increased by increasing the frequency.

【0026】更に、請求項では、可動部を箱型・両持
ち構造にして捻れ力、モーメント力に対して変位が少な
く、外力に強い構造とした点に第1の特徴がある。両持
ち構造は片持ち構造に比べ構造的に有利である。第2
に、箱型構造としたことから可動部両端に位置する板バ
ネ同士の位置出しが容易な構造と成る利点がある。第3
の改良は、ピストンと可動部との間の部品点数を減らし
たため組み立て精度が高まり、ピストンの位置出しも容
易となっている。第4の改善は、板バネのサブアッシ化
により板バネのばらつきの調整が容易にできる構造とも
なっている点である。このように、可動部を箱型構造、
両持ち構造として、外力に強く、精度よく組み付け可能
な構造にし、板バネのサブアッシ化、可動部とピストン
間の部品点数の低減により組み付け精度・組み付け性が
一層改善されている。これらの結果、シリンダ・ピスト
ン両方での位置出し調整、板バネの特性調整も容易とな
っている。
Furthermore, in claim 3, twisting force to the movable portion in a box shape, both ends structure, less displaced relative moment force, there is a first feature in that a structure strong against an external force. The two-sided structure is structurally more advantageous than the cantilevered structure. Second
In addition, the box-shaped structure has an advantage that the plate springs located at both ends of the movable portion can be easily positioned. Third
In the improvement of the above, the number of parts between the piston and the movable part was reduced, so that the assembling accuracy was increased and the positioning of the piston was easy. The fourth improvement is that the structure of the plate spring can be easily adjusted by making the plate spring sub-assembly. Thus, the movable part has a box-shaped structure,
As a double-sided structure, the structure is strong against external force and can be assembled with high accuracy. Sub-assembly of the leaf spring and reduction in the number of parts between the movable portion and the piston further improve the assembly accuracy and assemblability. As a result, it is easy to adjust the position of both the cylinder and the piston and adjust the characteristics of the leaf spring.

【0027】[0027]

【実施例】<実施例1>本発明の具体例を図1(a)に
示す。圧縮機として、放熱性と組み付け性(組み付け精
度)とを改良している。先ず、放熱性を改良する手段と
して、コイル1をアクチュエータのハウジング2に形成
し、更にアクチュエータのハウジングを圧縮機のハウジ
ング部材(圧力容器)として構成し、アクチュエータ自
体が放熱機能を備えた構造とする。発熱源となるコイル
を装置の外側近くに配置したので、放熱が容易になって
いる。更に、そのハウジングにフィン8のような放熱部
材を形成し、要すればハウジング部の形状を変えて、熱
源であるコイルを圧力容器から外側に出して、放熱性の
一層の向上を図ることもできる。更に、ピストンと同程
度の熱膨張率を備えたシリンダであって、その材質が高
い熱伝導率を有するものを使用すると作動ガスからの放
熱性も改善される。
<Embodiment 1> A specific example of the present invention is shown in FIG. As a compressor, heat dissipation and assemblability (assembly accuracy) have been improved. First, as a means for improving the heat radiation, the coil 1 is formed in the housing 2 of the actuator, and the housing of the actuator is further configured as a housing member (pressure vessel) of the compressor, so that the actuator itself has a heat radiation function. . Since the heat source coil is disposed near the outside of the device, heat is easily dissipated. Further, a heat dissipating member such as a fin 8 may be formed on the housing, and if necessary, the shape of the housing portion may be changed so that the coil serving as a heat source is drawn out of the pressure vessel to further improve heat dissipating properties. it can. Further, when a cylinder having the same thermal expansion coefficient as the piston and having a high thermal conductivity is used, the heat radiation from the working gas is improved.

【0028】次に、組み付け精度の観点から説明を加え
ると、図1(b)はピストン3、マグネット7及び板バ
ネからなる箱形構造を示す部分図である。既述した従来
技術のコイルを装置内部に擁する片持ちヨークの場合の
図6(b)と対比すれば、両者の構成の相違が明らかと
なろう。この実施例では、両持ちの箱型として、組み付
け時や駆動時のモーメント力及びねじれ力に耐え得るよ
うな構造にしているうえに、箱型構造では両端部に板バ
ネを付けることができる利点があり、重要な可動部前後
の板バネの位置出しが容易に行える。さらに、図1
(b)では、リニア駆動部とピストンとの間に入る部品
を減らして、組み付けにおける作業性を向上せしめ、し
かも組み付け精度をも向上せしめている。また、図面の
場合には、ピストンの位置出しにおける調整代が大きい
構成であり、このこと自体がピストンの位置決めを容易
にする利点となるうえに、ピストンと板バネとが相互に
全く干渉しない構造であるので、ピストンが板バネを変
形させるような応力が加わらない状態にあり、ピストン
の位置出しが容易になる利点もある。しかも、発熱する
コイルは可動部から外されており、コイルが除かれた結
果、リード線が動くことによるリード線の耐久性の問題
もなくなる。
Next, from the viewpoint of assembly accuracy, FIG. 1B is a partial view showing a box-shaped structure including the piston 3, the magnet 7, and a leaf spring. Compared with FIG. 6B in the case of the cantilever yoke in which the above-described prior art coil is held inside the device, the difference between the two configurations will become apparent. In this embodiment, the two-sided box type has a structure capable of withstanding a moment force and a torsion force at the time of assembling and driving. In addition, the box type structure has the advantage that leaf springs can be attached to both ends. The positioning of the leaf spring before and after the important movable part can be easily performed. Further, FIG.
In (b), the number of components between the linear drive unit and the piston is reduced, so that workability in assembling is improved, and assembling accuracy is also improved. Further, in the case of the drawing, the adjustment allowance for positioning the piston is large, which itself has the advantage of facilitating the positioning of the piston, and the piston and the leaf spring do not interfere with each other at all. Therefore, there is also an advantage that the piston is in a state where a stress that deforms the leaf spring is not applied, and the positioning of the piston is facilitated. In addition, the coil that generates heat is removed from the movable part, and as a result of the removal of the coil, the problem of durability of the lead wire due to the movement of the lead wire is eliminated.

【0029】このように、本発明の圧縮機が放熱性の点
で充分の改良が為されていることに加え、片持ちから両
持ち且つ箱形構造として、捻れ力、モーメント力に対し
て変位の少ない形状であり、組み付け性が改良され、そ
の精度が高いことも理解できよう。 <実施例2>本発明の組み付け精度を改良した実施例と
して図2を示した。図2はピストンを短くした例であ
る。ピストンを短くしたことにより、芯出し等組み付け
が一層容易となる利点がある。箱形構造ではこのように
駆動部を小型化することも自在であって、圧縮機をコン
パクトにする必要があれば、そのような設計にも対応可
能である。 <実施例3>本発明の放熱性をさらに改良した実施例と
して図3を示す。図3は、コイルを圧力容器から出し
て、放熱を一段と有利にした構成のリニア圧縮機であ
る。この場合は、図4に示したように、コイルを空気や
水に直接接するようにして冷却できる。ハウジング2に
スリットを設けると、装置に空洞部分を形成でき、貫通
した空洞によって冷却が一層容易になる。 <実施例4>本発明のリニア圧縮機は、ハウジングの内
側又は外側に形成したコイルと、箱型構造を持ち可動部
となしたマグネットと、シリンダと、ピストンと、マグ
ネットとピストンとを支える板バネと、圧力容器として
のハウジングを主要部分とするものであるが、先に述べ
たように、箱形構造にして、組立時はもとより稼働時に
おける捻れや撓みに対抗できる構成上の利点がある。可
動部分の重量を低減して、組立時における組立精度を向
上せしめることも可能となっている。
As described above, the compressor of the present invention has been sufficiently improved in terms of heat dissipation, and has a box-shaped structure from a cantilever to a displaceable with respect to torsional force and moment force. It can be understood that the shape is small, the assemblability is improved, and the accuracy is high. <Embodiment 2> FIG. 2 shows an embodiment in which the assembling accuracy of the present invention is improved. FIG. 2 shows an example in which the piston is shortened. By shortening the piston, there is an advantage that assembly such as centering becomes easier. In the box-shaped structure, the drive unit can be reduced in size as described above, and if it is necessary to make the compressor compact, it is possible to cope with such a design. <Embodiment 3> FIG. 3 shows an embodiment in which the heat radiation of the present invention is further improved. FIG. 3 shows a linear compressor having a configuration in which a coil is taken out of a pressure vessel to make heat radiation more advantageous. In this case, as shown in FIG. 4, the coil can be cooled by being in direct contact with air or water. If the housing 2 is provided with a slit, a cavity can be formed in the device, and the through cavity makes cooling easier. <Embodiment 4> A linear compressor according to the present invention includes a coil formed inside or outside a housing, a magnet having a box-shaped structure and serving as a movable portion, a cylinder, a piston, and a plate supporting the magnet and the piston. Although the main part is a spring and a housing as a pressure vessel, as described above, the box-shaped structure has a structural advantage that can resist torsion and bending during operation as well as during assembly. . It is also possible to reduce the weight of the movable part and improve the assembling accuracy at the time of assembling.

【0030】また、図5に示したように、位置出し用受
け・位置決めピンとを設け、複数のバネをサブアッシ化
して組み付けること、組み付け性を改善でき、バネ定数
等の調整がサブアッシ化単位で行え、かつ容易にでき
る。さらにピストンと板バネとが相互に干渉しない構成
にすることが有効で、ピストンを可動部に直接接続する
ことができる上に、位置出し、組付けが容易となる効用
がある。シリンダ・ピストン両方での位置出し調整が可
能な構成とも云える。
Further, as shown in FIG. 5, a plurality of springs are provided in a sub-assembly manner by providing a receiving member for positioning and a positioning pin, thereby improving the assembling property, and adjusting the spring constant and the like in units of sub-assembly. , And easily. Further, it is effective that the piston and the leaf spring do not interfere with each other, so that the piston can be directly connected to the movable part, and the positioning and the assembly are facilitated. It can also be said that the position adjustment can be performed with both the cylinder and the piston.

【0031】以上述べたように、可動部の軽量化は板バ
ネの径方向の剛性を小さくでき、駆動周波数の調整、高
周波化にも有利となるうえ、箱形構造、両持ち構造の採
用、部品点数を少なくして部品公差による寸法誤差を低
減し、組み付け性がよい上に精度良く組み付けが可能と
なる構成として改良されている。
As described above, reducing the weight of the movable part can reduce the radial rigidity of the leaf spring, which is advantageous for adjusting the driving frequency and increasing the frequency, and adopting a box-shaped structure and a two-sided structure. The number of parts has been reduced to reduce dimensional errors due to component tolerances, and the structure has been improved so that assemblability is good and assembling can be performed with high accuracy.

【0032】[0032]

【発明の効果】請求項1のリニア圧縮機は、アクチュエ
ータのハウジング部材にコイルを設け、該ハウジング部
材を圧縮機の圧力容器(筐体)として構成し、該アクチ
ュエータ自体を放熱部としたので、放熱が容易に起こ
り、熱膨張に伴う寸法変化による摺動抵抗の増加、磁力
の低下等々の不都合を回避できる効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, a coil is provided on a housing member of an actuator, the housing member is configured as a pressure vessel (housing) of the compressor, and the actuator itself is a heat radiating portion. Heat is easily dissipated, and there is an effect that inconveniences such as an increase in sliding resistance and a decrease in magnetic force due to a dimensional change due to thermal expansion can be avoided.

【0033】また、請求項2の圧縮機は、ハウジング部
材の外表面に放熱用フィンを設けコイルからの放熱を促
すうえに、高熱伝導率でありしかもピストン材料と同程
度の熱膨張率を有するシリンダを使用し、該シリンダと
熱伝導率の高い構成部品とを接触させめる構造としたこ
とにより、圧縮機が高熱になることが回避されている。
更に、請求項1又は2の発明は、ムービングマグネット
型のアクチュエータと、中空の板バネと、ピストンと、
シリンダとを含む構成からなる圧縮機であり、可動部分
の重量を低減して組立時における組立精度が改善される
効果がある。具体的に板バネの必要径方向剛性を低減化
する効果がある。
In the compressor according to the present invention, a radiating fin is provided on the outer surface of the housing member to promote heat radiation from the coil, and has a high thermal conductivity and a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the piston material. By using a cylinder and having a structure in which the cylinder and a component having a high thermal conductivity are brought into contact with each other, it is possible to prevent the compressor from becoming hot.
Further, the invention according to claim 1 or 2 is a moving magnet type actuator, a hollow leaf spring, a piston,
This is a compressor having a configuration including a cylinder, and has the effect of reducing the weight of the movable part and improving the assembling accuracy during assembling. Specifically, there is an effect of reducing the required radial rigidity of the leaf spring.

【0034】加えて、請求項の発明は、アクチュエー
タを両持ち構造とし、中空の板バネと、ピストンとを含
む可動部が箱形構造であり、しかも組み付け精度の点、
組み付け性、調整しろ、調整の容易さの点等が改良され
ている。
In addition, according to the invention of claim 3 , the actuator has a double-ended structure, and the movable portion including the hollow leaf spring and the piston has a box-shaped structure.
The assemblability, adjustment margin, ease of adjustment, and the like are improved.

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

【図1】本発明の実施例であるリニア圧縮機の概略図で
ある。(a)は全体を、(b)は部分を示す。
FIG. 1 is a schematic view of a linear compressor according to an embodiment of the present invention. (A) shows the whole and (b) shows the part.

【図2】本発明の実施例であって、短いピストンを用い
た概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of an embodiment of the present invention, using a short piston.

【図3】本発明の実施例で、コイルを圧力容器外に設置
した例を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing an example in which a coil is installed outside a pressure vessel in the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例であるコイルを冷却するために
ハウジングにスリットを設け、外部との間に空洞を形成
した斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view in which a slit is provided in a housing for cooling a coil according to an embodiment of the present invention, and a cavity is formed between the housing and the outside.

【図5】本発明の実施例である板バネ(部品)の外観図
である。
FIG. 5 is an external view of a leaf spring (part) according to an embodiment of the present invention.

【図6】従来のリニア圧縮機の概略図であり、(a)は
全体を、(b)は部分を示す。
FIG. 6 is a schematic view of a conventional linear compressor, in which (a) shows the whole and (b) shows a part.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コイル 2 ハウジング 3 ピストン 4 シリンダ 5 板バネ 6 圧力容器 7 マグネット 8 フィン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coil 2 Housing 3 Piston 4 Cylinder 5 Leaf spring 6 Pressure vessel 7 Magnet 8 Fin

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−209978(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04B 35/04 (56) References JP-A-4-209978 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F04B 35/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ハウジングに固定され磁界を誘起する複数
個のコイルと、複数個のマグネットと、磁路を形成する
ためのヨークと、シリンダと、往復運動をして作動流体
を膨張圧縮させるピストンと、該ピストンの駆動力及び
剛性を調整する板バネと、磁路を形成し且つ圧力容器と
なるハウジングを含む圧縮機において、 アクチュエータのハウジング部材にコイルを設置し、 該ハウジング部材を圧縮機の圧力容器として構成し、 該アクチュエータ自体を放熱部と成したこと、 を特徴とするリニア圧縮機。
1. A plurality of coils fixed to a housing for inducing a magnetic field, a plurality of magnets, a yoke for forming a magnetic path, a cylinder, and a piston for reciprocating to expand and compress a working fluid. And a leaf spring for adjusting the driving force and rigidity of the piston, and a compressor including a housing forming a magnetic path and serving as a pressure vessel, wherein a coil is installed on a housing member of an actuator, and the housing member is mounted on the compressor. A linear compressor configured as a pressure vessel, wherein the actuator itself serves as a heat radiating section.
【請求項2】ハウジング部材の外表面に放熱用フィンを
設けて機外に放熱すること及び/又は高熱伝導率であり
しかもピストン材料と同程度の熱膨張率を有する材料を
シリンダとし、該シリンダと熱伝導率の高い伝熱性部材
とを接触させることにより、ガスの圧縮熱を機外に放出
せしめること、 を特徴とする請求項1に記載のリニア圧縮機。
2. A cylinder made of a material having heat radiating fins on an outer surface of a housing member to radiate heat to the outside of the machine and / or having a high thermal conductivity and a thermal expansion coefficient substantially equal to that of a piston material. 2. The linear compressor according to claim 1, wherein heat of compression of the gas is released to the outside of the machine by contacting the gas with a heat conductive member having high thermal conductivity.
【請求項3】中空の板バネとピストンとを含む可動部を
箱形構造とし、可動部を成す該ピストンとアクチュエー
タのヨークとを両持ち構造とし、可動部を構成する部品
点数を低減し、該板バネ部分がサブアッシ化され、該板
バネを載せる受け材に、位置出し用受けと、位置決め用
ピンとを設けたことを特徴とする請求項1記載のリニア
圧縮機。
3. A movable portion including a hollow leaf spring and a piston is formed in a box-shaped structure, and the piston and the yoke of the actuator are formed as a double-supported structure, thereby reducing the number of parts constituting the movable portion. 2. The linear compressor according to claim 1, wherein said leaf spring portion is formed into a sub-assembly, and a receiving member on which said leaf spring is mounted is provided with a positioning receiving pin and a positioning pin.
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