JP4345250B2 - 圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、極低温冷凍機などに用いられる圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の圧縮機については、特許第2522424号公報、特開平5−288419号公報、特開平8−110110号公報などに記載されている。図9は上記特開平8−110110号に係る圧縮機を改めて示す一部分を断面にした側面図、図10はその可動部を取り出して示す縦断面図である。図9及び図10において、円筒空間を有するシリンダ1に隙間2を介してピストン3が挿入され、シリンダヘッド4で閉塞されたシリンダ1の円筒空間内に作動ガスの圧縮空間5が形成されている。ピストン3にはピストン軸6が同軸に固着され、ピストン3はピストン軸6に軸方向に間隔を介して取り付けられた板ばねからなる2個の支持ばね7及び8により、軸方向に往復運動自在に支持されている。
【0003】
ピストン3はリニア駆動部9により軸方向に往復駆動されるが、リニア駆動部9は、ピストン軸6に固着されたコイルボビン10に巻かれた駆動子コイル11と、駆動子コイル11を納める空隙12を有する磁気回路とからなり、磁気回路は環状の永久磁石13と、その両側のつば付き円筒状の継鉄14及び環状の継鉄15とにより形成されている。継鉄14には円筒状のフレーム16が連結され、更にフレーム16には底付き2段円筒状のフレーム17が連結されている。しかして、シリンダヘッド4、シリンダ1、継鉄14及びフレーム16,17は全体としてガス室34を形成する一つの圧力容器を構成し、ガス室34は隙間2を介して圧縮空間5に通じている。
【0004】
ここで、図9の圧縮機の主要部の組立順序を説明すると、次の通りである。すなわち、永久磁石13に継鉄14及び15を接着剤で接着して一体化したものに、フレーム16を嵌合部を介して組み合わせ、図示しないねじで締結する。次に、その継鉄14に図9の上方から支持ばね7を嵌合部を介して組み合わせ、図示しないねじで締結する。次に、支持ばね7の中心穴にピストン3と一体のピストン軸6を上方から差し込み、更にこのピストン軸6に、図10に示すように間隔管18、コイルボビン10、ワッシャ19、スリーブ20及び支持ばね8を下方から順次嵌め込み、その際に同時に支持ばね8を嵌合部を介してフレーム16に組み合わせ、図示しないねじで締結する。
【0005】
また、ピストン軸6上では支持ばね7、間隔管18、コイルボビン10、ワッシャ19、スリーブ20及び支持ばね8をワッシャ21を介してナット22により、ピストン3との間で締め付ける。その後、フレーム17を嵌合部を介してフレーム16に組み合わせ、隅肉溶接により固着する。なお、23a及び23bはピストン3の軸方向変位を検出する変位センサのそれぞれ可動部及び固定部で、可動部23aはナット22の締め付け後にピストン軸6に取り付ける。上述したように一体組立したピストン3、支持ばね7,8、継鉄14,15、フレーム16,17等からなるユニットは、別に組立架台に支持させたシリンダ1に挿入し、ピストン3を慎重に心合わせした上で、継鉄14をシリンダ1にねじ24により締結する。
【0006】
このような圧縮機において、永久磁石13から発生した磁束は、N極面から継鉄15、空隙12、継鉄14を経てS極面に戻る。そこで、駆動子コイル11に周期的に電流を流すと、この電流と空隙12内の磁界との間に生じる電磁力によりピストン3が軸方向に往復運動し、圧縮空間5内の作動ガスを圧縮する。この圧縮ガスの圧力波はシリンダヘッド4のガス流路25を通して図示しない極低温冷凍機などに加えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の圧縮機には、次のような問題があった。
(1)ピストン3にはピストン軸6が固着され、このピストン軸6の半径方向外側にリニア駆動部9が配置されるとともに、リニア駆動部9の軸方向両側に支持ばね7及び8がそれぞれ配置されている。そのため、ピストン3、リニア駆動部9及び複数の支持ばね7,8が軸方向に直列的に配置され、結果として可動部が長くなって圧縮機の長手寸法が大きくなる。
(2)支持ばね7,8の間には、支持ばね7と継鉄14との間、継鉄14とフレーム16との間及びフレーム16と支持ばね8との間にそれぞれ嵌合部があるため、各嵌合部における部品誤差及び組立誤差の集積により、支持ばね7と支持ばね8との間に芯ずれが生じやすい。この芯ずれがあると、ピストン3の軸線がシリンダ1に対して傾き、両者が接触して磨耗が生じる。
(3)リニア駆動部9の軸方向の一方側(図9の上側)から支持ばね7やピストン3を挿入し、その反対側(図9の下側)から間隔管18、コイルボビン10、支持ばね8などを挿入して組み立てるため、リニア駆動部9に対して一方向組立ができず組立作業性が悪い。
【0008】
そこで、この発明の課題は、これらの問題に対処し、圧縮機の小形化、高精度化及び組立性の向上を図ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明は、円筒空間を有するシリンダと、このシリンダにクリアランスシールを形成する隙間を介して挿入され、前記円筒空間内に作動ガスの圧縮空間を形成するピストンと、このピストンを軸方向に往復運動自在に支持する板ばねからなる支持ばねと、前記ピストンを軸方向に往復駆動するリニア駆動部と、前記隙間を介して前記圧縮空間に通じるガス室を形成する圧力容器とを備え、前記リニア駆動部は前記ピストンに連結された駆動子コイルと、この駆動子コイルを納める空隙を有する永久磁石及び継鉄からなる磁気回路とにより形成される圧縮機において、複数の前記支持ばねを反圧縮空間側端部に間隔を介して配置し、かつ該複数の支持ばねの表裏の向きを互いに逆にして設置し、この複数の支持ばねにより前記ピストンを片持ち支持させるとともに、前記ピストンの圧縮空間側端部の半径方向外側に前記リニア駆動部を配置ものとする(請求項1)。
【0010】
この請求項1によれば、ピストンの一端を複数の支持ばねにより片持ち支持させ、他端の半径方向外側にリニア駆動部を配置することにより、可動部がピストンの長さの範囲内に略収まり、圧縮機の長手寸法の縮小が可能になる。また、複数の支持ばねは、リニア駆動部の片側にまとめて配置されるため、圧縮機本体の支持ばね嵌合面を各支持ばねに対して共通にすることが容易で、それにより支持ばね相互間の芯出し精度が高くなり、また複数の支持ばねをリニア駆動部に対して一方向から組み付けることが可能になる。また、前記支持ばねは表裏によるばね特性の相違を完全に解消することが困難であるが、複数の前記支持ばねの表裏の向きを互いに逆にすることにより、それらの相違を相殺し、往復運動時の前記ピストンの先振れと、前記支持ばねの捩れによる前記ピストンの回転とを抑えることができる。
【0011】
その場合、前記リニア駆動部の駆動子コイル、永久磁石及び継鉄を前記ピストンの半径方向に配列するのがよく、これにより前記リニア駆動部自体の軸方向寸法が短縮される(請求項2)。
【0012】
前記シリンダと前記永久磁石の一方側の継鉄とは一体構成するのがよく、これにより前記シリンダと継鉄との間の組立誤差がなくなるとともに部品点数が減る(請求項3)。
【0013】
また、前記永久磁石の他方側の継鉄と前記圧力容器の本体とは一体構成し、この本体に前記支持ばねを支持させるのがよく、これにより前記圧力容器本体と継鉄との間の組立誤差がなくなるとともに部品点数が減る。また、前記ピストンに対して前記コイルボビン及び支持ばねを軸方向の同一側から挿入し、また前記シリンダに対して前記ピストンをそれと同一側から挿入して組み立てるという一方向組立が可能になる(請求項4)。
【0014】
前記支持ばねの間隔は、可動部(前記ピストン、コイルボビン、駆動子コイルなど)の重量、前記支持ばねの剛性及び前記ピストンとシリンダとの間の隙間から構造解析により適正値が求められるが、この適正間隔を維持するために、この間隔を規制する間隔片を支持ばね間に設けるのがよい(請求項5)。
【0015】
前記シリンダの内周面及び前記ピストンの外周面の一方又は双方に前記隙間に相応する厚さの潤滑性の固体皮膜を剥離可能に施し、前記内周面と外周面とのはめあいにより前記ピストンを前記シリンダに挿入するようにするとよい(請求項7)。前記ピストンをはめあいにより前記シリンダに挿入することにより、前記ピストンとシリンダとの心合わせを正確に行うことができる(請求項6)。
【0016】
圧縮機は、一対の前記ピストンをそれらに共通の前記圧縮空間を挟んで対向配置した構成とすることができ、これにより前記ピストンの往復運動による振動を互いに相殺させ、圧縮機全体の振動を抑制することができる(請求項7)。
【0017】
ところで、上記圧縮機において、ピストン側の駆動子コイルへは、圧力容器側に固定された外部接続端子からリード線を介して給電される。ピストンは圧力容器に対して軸方向に往復運動するので、駆動子コイル給電用リード線はピストンの軸方向に対して可動的に構成され、その一端は前記ピストン側に保持され、他端は圧力容器側に保持される。この発明においては、この駆動子コイル給電用リード線は間隔を介して配置された前記支持ばねの間に配置するものとする(請求項9)。これにより、支持ばねの配置スペースを利用して駆動子コイル給電用リード線を配置し、このリード線を支持ばねの軸方向外側に配置する場合に比して、圧縮機の長手方向寸法の縮小を図ることができる。
【0018】
請求項8において、前記ピストン側及び圧力容器側に、前記駆動子コイル給電用リード線と前記駆動子コイル及び外部接続端子との間をそれぞれ中継する中間端子を前記支持ばねを貫通させてそれぞれ設けるとよい(請求項9)これにより、駆動子コイル給電用リード線と駆動子コイル及び外部接続端子との間をそれぞれ接続する電線を支持ばねの穴を潜らせて配線しなくても済むので、配線作業が簡単になる。更に、駆動子コイル給電用リード線と中間端子とを一体的に結合すれば、駆動子コイル給電用リード線と中間端子との間を接続する電線が不要になり、配線作業が一層簡単になる(請求項10)。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図3に基づいて、請求項1〜請求項8に係るこの発明の実施の形態を説明する。ここで、図1は圧縮機の縦断面図、図2は図1の要部の分解斜視図、図3は図1におけるピストン部の縦断面図である。なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用いるものとする。図1〜図3において、図示圧縮機は、円筒状のシリンダ1と、その外側の円筒状の圧力容器本体26と、それらの間を結合する環状のリブ27とからなる2重円筒体としての本体ブロック28が設けられている。本体ブロック28は、例えば構造用鋼などの磁性材から、削り出しにより一体に構成されている。シリンダ1の中心の円筒空間には、例えば10〜15μmの隙間2を介して一対のピストン3が対向して挿入され、その先端間に作動ガスの圧縮空間5が形成されている。ピストン3は、非磁性材、例えばステンレスのパイプの一端に円板が溶接されて中空体として形成されている。
【0020】
ピストン3は、圧縮空間5と反対側の端部で、間隔を介して配置された複数、今の場合、2個の支持ばね7,8により、圧力容器本体26の両端に片持ち支持されている。各支持ばね7,8は、ベリリウム銅板などからなる円形の板ばね29が2枚、間隔を介して平行配置された公知のもので、板ばね29には複数条の渦巻状のスリットが切り込まれ、軸方向に変形しやすくなっている。図3において、板ばね29は、中心部及び周縁部において、黄銅からなる同心のボス30及びリム31により把持されている。ボス30は、つば付きのブッシュ30aとリング板30b及び30cとからなり、2枚の板ばね29は中心の丸穴を介してリング板30b及び30cと交互にブッシュ30aに嵌め込まれ、それらを貫通する図示しないピンのかしめ加工により、互いに一体的に結合されている。
【0021】
また、リム31は3個のリング板31a,31b及び31cからなり、これらは2枚の板ばね29と交互に重ねられ、溶接により互いに一体的に結合されている。ボス30の内周面とリム31の外周面は、研磨により精密に同軸加工されていて、ボス30がピストン3に緊密に嵌合した支持ばね7,8は、リム31が圧力容器本体26の共通の嵌合面に緊密に嵌合する。これにより、支持ばね7,8は、相互の芯出しがきわめて正確に行なわれる。一方、圧力容器本体26の内周面とシリンダ1の内周面も研磨により精密に同軸加工されている。従って、支持ばね7,8を介して圧力容器本体26に支持されたピストン3とシリンダ1とは、上記嵌合によりきわめて正確に芯出しが行われる。支持ばね7と支持ばね8との間には、リング状の間隔片32及び36が介挿され、支持ばね7,8の間隔を規定している。
【0022】
圧力容器本体26の内周面には、ピストン3の圧縮空間側端部の半径方向外側に位置して、半径方向に着磁された円筒状の永久磁石13が嵌合され、接着剤により固着されている。そして、永久磁石13の内周面とシリンダ1の外周面との間の空隙12には、駆動子コイル11が隙間を介して納められている。駆動子コイル11は樹脂成形品あるいはステンレスからなるボビン10に巻かれ、ボビン10はピストン3に嵌め込まれて支持されている。圧力容器本体26の両端は、例えばステンレスからなる浅い底付き円筒状の端板33で閉塞されて圧力容器が構成され、シリンダ1の背後にガス室34が形成されている。隙間2を介して圧縮空間5に通じるガス室34内には、ヘリウムガスなどの作動ガスが充填されている。端板33は嵌合部を介して圧力容器本体26に嵌合し、端面で支持ばね8のリム31を押えている。端板33は、溶接により圧力容器本体26に固着されている。
【0023】
上記した圧縮機の組立順序は下記の通りである。まず、図3に示すピストン部を部分組立してユニット化する。すなわち、駆動子コイル11を巻線したコイルボビン10をピストン3に、その外周面の段差に突き当たるまで挿入し、次に支持ばね7、間隔片32及び支持ばね8を順次挿入し、6角ナット35をピストン端末のねじ溝に螺合させて締め付ける。その際、支持ばね7と8とは、板ばね29のプレスによる打ち抜き方向によって生じる表裏の向きが互いに逆になるように装着する。これにより、支持ばね7,8固有の表裏による特性の相違が互いに相殺され、ピストン3の往復運動の直線性が向上してピストン3の先端の触れが少なくなり、シリンダ内周面との接触によるピストン磨耗が抑えられる。また、支持ばね7,8の捩れによるピストン3の回転も抑えられる。このピストン部は、永久磁石13をすでに固着した本体ブロック28に挿入し、最後に端板33を嵌め込んで溶接固着する。
【0024】
上記ピストン部の本体ブロック28への挿入に先立ち、予め隙間2に相当する膜厚を有するPTFEのような固体潤滑剤あるいはDLCのような潤滑性を有するセラミックコートの被膜をピストン又はシリンダ1の表面に付与しておき、シリンダ1とピストン3とのはめあいによりピストン3をシリンダ1に挿入するようにすれば、ピストン3の心出し精度を一層高めることができる。上記被膜は圧縮機の運転初期に磨耗し、必要な隙間2が精密に確保される。
【0025】
この圧縮機の動作は、従来のものと本質的に同じである。すなわち、図1の上下の各永久磁石13のN極から出た磁束は、圧力容器本体26、リブ27及びシリンダ1を通り、空隙12を経てS極に戻る。そこで、各駆動子コイル11に互いに180度の位相差を持つ交流励磁電流を通流させると、空隙12において磁界と励磁電流との間に働く電磁力により、各ピストン3は軸方向に互いに逆向きに往復運動をし、圧縮空間5の作動ガスを圧縮する。この作動ガスの波動は、本体ブロック28に半径方向にあけられたガス流路25を介して外部の極低温冷凍機などに与えられる。
【0026】
このような図1の圧縮機において、ピストン3は反圧縮空間側の端部に間隔を介して配置された複数の支持ばね7,8により片持ち支持され、ピストン3の圧縮空間側端部の半径方向外側に、リニア駆動部9、つまり永久磁石13、駆動子コイル11及び継鉄の機能を果たす圧力容器本体26、リブ27及びシリンダ1が配置されている。これは、ピストン3の一端を複数の支持ばね7,8により片持ち支持させ、他端の半径方向外側にリニア駆動部9を配置したもので、支持ばね7,8とリニア駆動部9とがピストン3と並列的に配置されたことになり、図1から分る通り、可動部がピストン3の長さの範囲内に略収まる。その結果、ピストン3、支持ばね7,8及びリニア駆動部9が軸方向に直列的に配置された従来構成に比べて可動部の長さが短くなり、結果として圧縮機の長手寸法が縮小されている。特に、図示圧縮機は、リニア駆動部9の駆動子コイル11、永久磁石13及び継鉄26,27,1がピストン3の半径方向に重なるように配列されているので、永久磁石13と継鉄14,15とがピストン3の軸方向に配列された図9の従来構成に比べて、リニア駆動部自体の軸方向寸法が短縮され、従って圧縮機の長手寸法も一層短縮されている。なお、図示実施の形態では支持ばねが2個の例を示したが、ピストン3を片持ち支持させる支持ばねの数は3個、あるいはそれ以上とすることも可能である。
【0027】
次に、図1において、シリンダ1は磁性材により形成され、継鉄の機能を果たしている。そのため、継鉄14がシリンダ1と別体に形成され、ねじ24で締結された図9の従来構成における心ずれ、つまり継鉄14とシリンダ1との心ずれ、ひいては継鉄14を介して支持ばね7に支持されたピストン3とシリンダ1との間の心ずれが生じず、かつ部品点数も少なくなる。
【0028】
また、図1において、磁性材からなる圧力容器本体26は継鉄の機能を果たすとともに、支持ばね7及び8は圧力容器本体26嵌合面に共通に嵌合している。そのため、フレーム16が別体の継鉄14にねじで締結された図9の従来構成における芯ずれ、つまり継鉄14とフレーム16との芯ずれ、ひいては継鉄14に支持された支持ばね7とフレーム16に支持された支持ばね8との間の芯ずれが生じず、従ってピストン3のシリンダ1に対する傾きが生じない。また、部品点数も少なくなる。
【0029】
特に、図示実施の形態においては、シリンダ1と圧力容器本体26とがリブ27を介して一体構成され、全体として磁気回路の継鉄の作用をしている。これにより、シリンダ1や圧力容器本体26が一部品に集約されるとともに、シリンダ1の円筒空間と支持ばね7,8の支持面(圧力容器本体26の両端内周面)とが同軸加工(研磨)が可能であるため、その間の軸心精度はきわめて高いものになる。一方、すでに述べたように、支持ばね7,8におけるボス30とリム31の内外周面も精密に同心研磨されるため、ボス30に嵌合するピストンと支持ばね7,8との軸心精度も高く、結果としてシリンダ1とピストン3との心ずれはきわめて小さいものになる。
【0030】
一方、図示圧縮機の組立作業において、図3に示すピストン部の部分組立においては、ピストン3に一方側(図3の上方側)からコイルボビン10、支持ばね7,間隔片32,支持ばね8を挿入した後、ナット35を締め付け、次にこのピストン部を本体ブロック28に挿入して、端板33を装着・溶接する。この組立作業は常に一方向への部品の組み付けであるため作業性が良好であり、またねじ締め作業が少ないので組立工数が少なくて済む。ここで、間隔片32は支持ばね7,8の間隔を規制するものであるが、この間隔で片持ち支持させたピストン3の先端の振れを許容値以下に抑え、シリンダ1との接触による磨耗を防ぐためには、ピストン3を含む可動部重量と支持ばね7,8の剛性とから支持ばね7,8の間隔を構造解析などにより適正に定める必要があり、間隔片32はこの定められた間隔を維持する役目をする。
【0031】
図示実施の形態では、一対のピストン3をそれらに共通の圧縮空間5を挟んで対向配置した複動式の圧縮機を示した。このような圧縮機はピストン3の往復運動による振動が互いに相殺され、圧縮機全体の振動が抑制されるという利点があるが、この発明に係る圧縮機は必ずしも複動式である必要はない。例えば図1において、本体ブロック28を上下半分にし、その端面に図9の従来構成におけるようなシリンダヘッドを装着して、ピストン3が単一の単動式として構成することも可能である。
【0032】
次に、図4及び図5は、請求項9に係る実施の形態を示し、図9は圧縮機の縦断面図、図5は図4における駆動子コイルリード線の正面図である。図4の圧縮機の構成は図1のものと実質的に同一なので、その全体についての説明は省略する。図4において、駆動子コイル11には、圧力容器側(端板33)に固定された外部接続端子40から、電線41、駆動子コイル給電用リード線(以下、単にリード線という。)42、電線43を経て駆動子コイル11に給電される。ここで、リード線42は、図10に示すように向かい合わせに組み合わされた一対のU字状の導体44からなり、導体44は導電性の薄板、例えばベリリウム銅の薄板からプレスにより打ち抜かれて製作されている。
【0033】
導体44の一端はピストン側の保持板45に絶縁体46を介してねじ接続され、他端は圧力容器側の保持板47に、やはり絶縁体44を介してねじ接続されている。保持板45及び47はいずれも鋼鈑からなり、保持板45はピストン3の外周面に嵌合する環状体の外側に、導体44の一端が接続される一対の接続片が一体に突出形成されている。また、保持板47は、端板33の内周面と嵌合する環状体の内側に、導体44の他端が接続される一対の接続片が一体に突出形成されている。図5に示すように一体接続された導体44と保持板45,47とは、ピストン部の組み立て時に、コイルボビン10、支持ばね7、一方の間隔片32a,36aに続いてピストン3に挿入される。その際、一端が予め駆動子コイル11に接続された電線43の他端が、支持ばね7のボスの穴48を通してリード線42の一端に接続される。次いで、もう一方の間隔片32b、36b、支持ばね8などが挿入され、最後にナット35が締め付けられる。その際、一端が導体44に接続された電線43の他端が支持ばね8のリムの穴49を通して引き出される。この電線43の他端は、ピストン部が本体ブロック28に挿入された後、端板33が装着される際に外部接続端子9に接続される。
【0034】
図4において、リード線42は支持ばね7,8相互間に配置されるため、支持ばね7,8の配置スペースがリード線42の配置スペースに共用され、例えば支持ばね8の外側にリード線42が配置される場合のリード線42の専用スペースが不要であり、それだけ圧縮機の長手寸法が縮小される。
【0035】
図6は、請求項10に係る実施の形態を示す圧縮機の要部縦断面図である。図6において、図4と相違するのは、ピストン側及び圧力容器側に、中間端子50及び51がそれぞれ設けられている点である。中間端子50,51はいずれも絶縁被覆された銅棒からなり、L形に折り曲げ形成されている。これら中継端子50,51は、図6に示すように、図4における電線41,43が通るべき支持ばね7,8の穴48,49に圧入され、その両端が支持ばね7,8の前後に突出している。中間端子50,51はリード線42と駆動子コイル11及び外部接続端子40との間をそれぞれ中継するもので、中間端子50の両端と駆動子コイル11及びリード線42との間は電線43a及び43bでそれぞれ結ばれ、中間端子51の両端と外部接続端子40及びリード線42との間は、電線41a及び41bでそれぞれ結ばれる。この実施の形態によれば、電線42,43を支持ばね7,8の穴48,49を潜らせて引き回す必要がないため配線作業が容易になる。なお、図6では外部接続端子40は2極構造のものが1個設けられているが、図9におけるように単極構造のものを一対設けても同じである。
【0036】
図7及び図8は請求項11に係る実施の形態を示すもので、図7は圧縮機の要部縦断面図、図8はリード線42の正面図である。図7及び図8において、図6と相違するのは、中間端子50,51とリード線42とが一体的に結合されている点である。この場合、中間端子50,51は方形の板材からなる板端子50a,51aと、これに直交するようにかしめ加工などにより結合された棒端子50b,51bとからなり、板端子50a,51aにリード線41の両端がスポット溶接により結合された後、中間端子50,51全体に樹脂のインサート成形により絶縁被覆52が施されている。この中間端子50,51は板端子50a,51aが保持板45,47に図示しないねじにより固定され、棒端子50b,51bが支持ばね7,8の穴48,49に圧入されている。この実施の形態によれば、電線41,43による接続は中間端子50と駆動子コイル11との間及び中間端子51と外部接続端子40との間だけとなり、配線作業が一層簡略になる。
【0037】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、ピストンは一端で複数の支持ばねにより片持ち支持されるとともに、リニア駆動部はピストンの他端の半径方向外側に配置されるため可動部の長手寸法が短縮され、圧縮機の小形化が図れる。また、磁気回路の継鉄とシリンダや圧力容器本体とが一体構成されるため、部品点数が減るとともに、部品誤差や組立誤差が少なくなり、ピストンとシリンダとの間の軸芯精度が向上してクリアランスシールが適正に保たれる。更に、部品の一方向挿入による組立が可能になり、組立作業性が改善されるとともに、部品点数が少ないこととあいまって組立工数が低減する。一方、駆動子コイル給電用リード線を支持ばねの間に配置することにより、支持ばねと駆動子コイル給電用リード線の配置スペースを共用し、圧縮機の長手寸法を一層短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態を示す圧縮機の縦断面図である。
【図2】 図1における要部の分解斜視図である。
【図3】 図1のピストン部の縦断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態を示す圧縮機の縦断面図である。
【図5】 図4における駆動子コイル給電用リード線の正面図である。
【図6】 この発明の実施の形態を示す圧縮機の要部縦断面図である。
【図7】 この発明の実施の形態を示す圧縮機の要部縦断面図である。
【図8】 図7における駆動子コイル給電用リード線の正面図である。
【図9】 従来例を示す圧縮機の縦断面図である。
【図10】 図9におけるピストン部の縦断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダ
2 隙間
3 ピストン
5 圧縮空間
7 支持ばね
8 支持ばね
9 リニア駆動部
10 コイルボビン
11 駆動子コイル
12 空隙
13 永久磁石
18 間隔片
25 ガス流路
26 圧力容器本体
28 本体ブロック
29 板ばね
32 間隔片
36 間隔片
40 外部接続端子
41 電線
42 駆動子コイル給電用リード線
43 電線
44 導体
45 保持板
47 保持板
50 中間端子
51 中間端子
Claims (10)
- 円筒空間を有するシリンダと、このシリンダにクリアランスシールを形成する隙間を介して挿入され、前記円筒空間内に作動ガスの圧縮空間を形成するピストンと、このピストンを軸方向に往復運動自在に支持する板ばねからなる支持ばねと、前記ピストンを軸方向に往復駆動するリニア駆動部と、前記隙間を介して前記圧縮空間に通じるガス室を形成する圧力容器とを備え、前記リニア駆動部は前記ピストンに連結された駆動子コイルと、この駆動子コイルを納める空隙を有する永久磁石及び継鉄からなる磁気回路とにより形成される圧縮機において、
複数の前記支持ばねを反圧縮空間側端部に間隔を介して配置し、かつ該複数の支持ばねの表裏の向きを互いに逆にして設置し、この複数の支持ばねにより前記ピストンを片持ち支持させるとともに、前記ピストンの圧縮空間側端部の半径方向外側に前記リニア駆動部を配置したことを特徴とする圧縮機。 - 前記リニア駆動部の駆動子コイル、永久磁石及び継鉄を前記ピストンの半径方向に配列したことを特徴とする請求項1記載の圧縮機。
- 前記シリンダと前記継鉄とを一体構成したことを特徴とする請求項2記載の圧縮機。
- 前記継鉄と前記圧力容器の本体とを一体構成し、この本体に前記支持ばねを支持させたことを特徴とする請求項3記載の圧縮機。
- 前記支持ばねの間隔を規制する間隔片を設けたことを特徴とする請求項1記載の圧縮機。
- 前記シリンダの内周面及び前記ピストンの外周面の一方又は双方に前記隙間に相応する厚さの潤滑性の固体皮膜を施し、前記内周面と外周面とのはめあいにより前記ピストンを前記シリンダに挿入するようにしたことを特徴とする請求項1記載の圧縮機。
- 一対の前記ピストンをそれらに共通の前記圧縮空間を挟んで対向配置して構成したことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 一端が前記ピストン側に保持され、他端が前記圧力容器側に保持される駆動子コイル給電用リード線を前記支持ばねの間に配置したことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 前記ピストン側及び圧力容器側に、前記駆動子コイル給電用リード線と前記駆動子コイル及び外部接続端子との間をそれぞれ中継する中間端子を前記支持ばねを貫通させてそれぞれ設けたことを特徴とする請求項8記載の圧縮機。
- 前記駆動子コイル給電用リード線と前記中間端子とを一体的に結合したことを特徴とする請求項9記載の圧縮機。
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