JP4691237B2 - 振動型圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動型圧縮機、特に密閉容器内に内蔵の有底円筒状の外部鉄心、外部鉄心と共に磁路を構成する内部鉄心（コアポール）、その磁路の内部鉄心に複数個に分割された形態で配設された永久磁石、及び永久磁石と外部鉄心とで形成される環状の間隙に配置され機械的振動系に振動可能に支えられた電磁コイル、電磁コイルに連結されたピストン、およびピストンを収納するシリンダ・ブロックを備え、電磁コイルに交番電流を供給して上記電磁コイルに連結されたピストンを振動させ、密閉容器内に低圧の冷媒を流入し圧縮された高圧の冷媒を吐出する振動型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、密閉容器内に低圧の冷媒を流入し圧縮された高圧の冷媒を吐出する振動型圧縮機は、本願出願人の提案に係る特公昭６３−８３１５号公報などによって既に知られている。
【０００３】
すなわち、図２１に示す如く、いわば可動線輪型のスピーカと同様な原理に基づいて構成され、可動線輪（本願においては電磁コイルと呼ぶ）を支える共振バネ（後に説明する図２３に示されている）と共振する交番電流を供給するようにした振動型圧縮機が公知となっている。なお、図２１における７１は電磁コイル、７２はフェライト磁石、７３は外部鉄心、７４は内部鉄心、７４−１は磁極、７５は環状磁気間隙を表している。
【０００４】
例えば、２個のスイッチング・トランジスタが交互にオンオフを繰り返すことによって生成される図２２（Ａ）図示の如き矩形波交流電圧が、図２１に示された電磁コイル７１に印加されて、当該電磁コイル７１が図２１図示の矢印ａの状態とｂの状態との間を上下に駆動される。但し、上記状態ａは圧縮完了、状態ｂは吸入完了に対応する上記電磁コイル７１を示している。そして、当該電磁コイル７１の駆動電流ｉは２個の上記スイッチング・トランジスタのオンされたコレクタ電流（Ｉｃ）であって図２２（Ｂ）に図示されている。
【０００５】
この様な原理に基づき、機械的振動系（図２３で説明する）を駆動する電磁コイル７１に、当該機械的振動系の固有振動周期に同期する周波数の上記矩形波交流電圧を印加することにより、機械的振動系のピストンを効率良く駆動せしめ、当該ピストンの駆動で密閉容器内に流入された低圧の冷媒を圧縮し、高圧の冷媒として吐出することが可能な振動型圧縮機となる。
【０００６】
図２３は従来の振動型圧縮機の断面図、図２４は図２３図示Ｘ−Ｘにおける断面図である。
【０００７】
図２３，図２４において、符号７１ないし７５は図２１に対応しており、７６，７７は共振バネ、７８はコイル支持体、７９はピストン、８０は吸気弁、８１は圧縮シリンダ、８２は排気弁、８３はシリンダ・ブロック、８４はディスタンス・ケース、８５はスクリュ、８６は吸入口、８６−１は内部吸入パイプ、８７は吐出口、８７−１，８７−２は吐出パイプ、８８はリード端子、８８−１はリード線、８９はハウジングをそれぞれ表している。
【０００８】
フェライト磁石７２は弧状に形成されて壺状の外部鉄心７３の内周面に沿って配置されている。そして、上記フェライト磁石７２は厚み方向、すなわち図２４において放射方向に着磁されている。従って、外部鉄心７３と共に磁気路を形成する内部鉄心７４に、上記フェライト磁石７２の内周面に対向するよう形成されている磁極７４−１と上記フェライト磁石７２との対向する空間に磁気空間、すなわち環状磁気間隙７５が形成されている。
【０００９】
当該環状磁気間隙７５には、相対する一対の共振バネ７６，７７にコイル支持体７８を介して振動可能に支持された電磁コイル７１が配置されている。さらに、ピストン７９は上記コイル支持体７８を介して実質的に上記電磁コイル７１と一体に構成されており、当該電磁コイル７１によって駆動される。また、上記ピストン７９に嵌合する圧縮シリンダ８１を備えているシリンダ・ブロック８３は、ディスタンス・ケース８４を介してシリンダ固定用のスクリュ８５によって外部鉄心７３に固定されている。
【００１０】
この様に構成された振動型圧縮機において、リード端子８８、リード線８８−１を介して上記電磁コイル７１に交番電流が供給されると、当該電磁コイル７１は供給される交番電流の周波数に対応して振動し上記ピストン７９が駆動される。当該ピストン７９の往復運動によって、吸入口８６から流入する冷媒、例えばフレオン・ガスはハウジング８９内を図示矢印（点線）方向に誘導され、更に内部吸入パイプ８６−１内を通過して図示矢印（点線）に示す如く圧縮シリンダ８１内に導入される。
【００１１】
そして、上記ピストン７９によって圧縮された高圧の冷媒は図示矢印（実線）方向に吐出され、吐出パイプ８７−１，８７−２、吐出口８７を介して例えば、冷却システムの凝縮器に噴出される。なお、上記圧縮シリンダ８１における冷媒の吸気・排気は、吸気弁８０と排気弁８２とが、上記ピストン７９の往復運動に対応して交互に開閉することによって行われることは言うまでもない。
【００１２】
ところで、上記電磁コイル７１の巻線は、従来次の様にして製造されていた。図２３に図示された電磁コイル７１の巻線構成を改良した従来の電磁コイル７１の巻線構成を示す図２５を参照しながら説明すると、所定の径を有する巻き治具に電磁コイル７１の一部を内側用として巻き、当該内側用の電磁コイル７１の一部を巻き終えた時点で巻線作業を停止させ、この内側に巻かれた一部の電磁コイル７１に、当該電磁コイル７１で発生した力をピストン７９に伝えるための４本のコイルヨークプレート９５と２本のリードプレート９６とを手作業で位置決めした上で、再び外側用として電磁コイル７１の残りの巻線作業を行い、４本のコイルヨークプレート９５と２本のリードプレート９６とを中にしたサンドイッチ構造で所定の巻き数の電磁コイル７１を巻き、２本のリードプレート９６に電磁コイル７１の巻き始め端と巻き終わり端をそれぞれ巻付け、電気的接続をしていた。
【００１３】
その後、巻き治具から当該電磁コイル７１を外した後ワニス処理で固形化し、電磁コイル７１のコイルヨークプレート９５の各片端にピストン７９の一端を溶接したフランジ部９７をスポット溶接し、ピストン７９と電磁コイル７１とを実質上一体化するようにしていた。
【００１４】
上記図２３で説明の外部鉄心７３とシリンダ・ブロック８３との従来の固定方法は、
〔１〕 外部鉄心７３全体の径を増やしてねじ止めする
〔２〕 図２３図示の如く、外部鉄心７３の下端部に膨らみを持たせ、つまり外部鉄心７３の一部分の径を増やしてねじ止めする
〔３〕 図２７（当該図２７は図２３のものに改良を加えたもので、基本的には同様の機能を備えている）や図２８図示の如く、外部鉄心７３内にねじ取付け幅を確保する別ピースを挿入し、ねじ止めする
のねじ止めが用いられていた。
【００１５】
なお、図２７，図２８において、図２３と同じものは同じ符号が付されており、図２７では外部鉄心７３の内部にねじ孔の切られた環状ピース９８−１をねじ９９で固定してねじ取付け幅を確保しておき、当該環状ピース９８−１に切られたねじ孔にスクリュ８５でシリンダ・ブロック８３を固定する構造のものであり、図２８では外部鉄心７３とシリンダ・ブロック８３との間にねじ取付け幅を確保する固定用ピース９８−２を介して外部鉄心７３とシリンダ・ブロック８３とをねじで固定する構造のものである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の振動型圧縮機に用いられている永久磁石７２（図２３のフェライト磁石７２に該当）はフェライト系磁石に代表される高保持力磁石が用いられていると共に、当該永久磁石７２は外部鉄心７３の内周面に固着されており、当該永久磁石７２と内部鉄心７４との間の環状磁気間隙７５に電磁コイル７１を配置する構造を採用しているため、振動型圧縮機の小型化が阻害されていた。
【００１７】
この振動型圧縮機の小型化と共に、更にその高効率化が求められており、フェライト系磁石より高性能のネオジム磁石若しくは希土類磁石を用いるに当たっても、本願の振動型圧縮機では永久磁石７２は、電磁コイル７１が配置される場所での空隙、すなわち上記環状磁気間隙７５において、その円周全体に放射方向（半径方向）に着磁する必要がある。
【００１８】
ここでの永久磁石７２の最も好ましい形状は、円筒形（環状も含まれる）であるが、ここで使用するネオジム磁石若しくは希土類磁石は高性能であり、高残留磁束密度Ｂｒであるため、磁石を製造するに当たって次のような難点がある。
【００１９】
（１） 全体の結晶粒の配向性を放射方向にするための磁界をかけながら成形する際、磁石内径の断面積が小さいため結晶粒の配向を十分にできず、磁石材料の持っている本来の特性より落ちるものとなる。
【００２０】
（２） 放射方向の磁界をかけるため、成形は１ケ取りしかできない。
【００２１】
（３） 成形焼結後、寸法を出すための研磨をするが、この形状、すなわち円筒形では内径側研磨での寸法が出難く、コスト高となる。
【００２２】
一方、従来の振動型圧縮機に用いられている外部鉄心７３とシリンダ・ブロック８３とのねじ止めを用いた従来の固定方法では、
（４） 外部鉄心本来の機能は磁束を通すことであるが、上記〔１〕，〔２〕の様に径を増やすと必要以上に外部鉄心７３が太くなり、重量および直材費がアップする。
【００２３】
（５） 外部鉄心７３とシリンダ・ブロック８３とに孔やねじ孔を開けることにより加工費がアップする。
【００２４】
（６） 上記〔３〕の様に外部鉄心７３の径を最適にしても、別ピースを用いる分その加工費および直材費がアップする。
【００２５】
（７） シリンダ・ブロック８３を外部鉄心７３にねじ止めする場合、３，４本のねじで均等に締め付けなければならない。それができていない場合、シリンダ・ブロック８３と共振ばね７６，７７が偏当たりし、性能不良となる恐れがあり、組み付けに際しては十分に注意しなければならない。
【００２６】
など、要するに、直材費と加工費とが高くなり、重量が増え、そして組み立て難くなる。
【００２７】
また図２５に示された従来のリードプレート９６は、ストレートな形状であるため、図２６（Ａ）図示の如く、リードプレート９６に電磁コイル７１の端末７１−１を絡めてスポット溶接を行うと、図２６（Ｂ）図示の如く溶接箇所９６−１から電磁コイル７１の端末７１−１が逃げてしまい、溶接が困難であった。
【００２８】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、永久磁石の選択に当たって、当該永久磁石のコストおよびその性能面から、磁気回路としての効率のよい磁石の最適の分割数に選択の上分割して使用すると共に、当該永久磁石を内部鉄心側に固着する構造にし、直材費と加工費とをアップすることなく、また、重量を重くすることなしに、そして大量生産に適した構成部品構造とすると共に、組み立てをも容易にした振動型圧縮機を提供することを目的としている。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するために、本発明の振動型圧縮機は給電端子及び低圧の冷媒が流入する吸入管と圧縮された高圧の冷媒が流出する吐出管とを備えた密閉容器の内部に圧縮機本体が収納され、当該圧縮機本体は、円筒状のヨーク、当該ヨークの一端を閉塞すると共に内部に同軸状に突出した円柱状のコアポールで形成された磁路部材、その磁気路に配置された円筒状の永久磁石、当該磁路部材間の空隙内に機械的振動系に振動可能に支えられて配置されると共に、リードプレートに巻回されその端末が接続処理される構造の電磁コイル、電磁コイルを支持する支持部材、支持部材を介して電磁コイルに連結されたピストン、及び上記円筒状のヨークの他端を閉塞すると共に内部に吸入管に連通した低圧室と吐出管に連通した高圧室と上記ピストンを収納するシリンダ部とが形成されたシリンダ・ブロックを備え、上記電磁コイルに交番電流を供給することによって上記電磁コイルに連結されたピストンを振動させ、圧縮された高圧の冷媒を吐出管から排出する構造の振動型圧縮機において、上記円筒状の永久磁石はネオジム磁石若しくは希土類磁石でなり、かつ、上記円筒状の永久磁石はその軸方向に４分割もしくは５分割され、この分割された磁石は上記円柱状のコアポール側に接着固定されてなることを特徴としている。
【００３０】
そして上記永久磁石がその軸方向に４分割された場合には、その４分割された磁石は、当該４分割された各磁石の弧状両端の軸中心に対する内径角度が８８°以上８９．８°以下に形成され、各磁石の弧状両端が各間隙を持って上記円柱状のコアポール側に接着固定されていることを特徴としている。
【００３１】
また、上記コアポールは、４分割もしくは５分割された磁石が接着される磁石装着溝が形成されると共に、当該磁石がコアポールの所定位置に寸法通り貼り付けられるべく、磁石装着溝の端部に当該磁石装着溝の外径より小さい径の位置決め用の逃げ溝が設けられ、かつコアポールが円筒状のヨークと嵌合する当該コアポールの嵌合部の円周部分に小リブが設けられていることを特徴としている。
【００３２】
また，上記円筒状の永久磁石はネオジム磁石若しくは希土類磁石でなり、かつ、上記円筒状の永久磁石はその軸方向に４分割もしくは５分割され、この分割された各磁石の表面はメッキレスで上記円柱状のコアポール側に接着固定されてなることを特徴としている。
【００３３】
永久磁石をコアポール側に固着する構造を用い、永久磁石をコストとその磁気特性との関係から、永久磁石を４分割もしくは５分割する構造としたので、残留磁束密度Ｂｒの高いネオジム磁石若しくは希土類磁石を効果的に用いることができ、振動型圧縮機の効率を向上させることができる。
【００３４】
上記永久磁石がその軸方向に４分割された場合には、その４分割された磁石は、当該４分割された各磁石の弧状両端の軸中心に対する内径角度が８８°以上８９．８°以下で形成され、各磁石の弧状両端が各間隙を持って上記円柱状のコアポール側に接着固定されているので，各磁石が割れることはない。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る振動型圧縮機の一実施例断面図を示している。
【００３６】
同図において、振動型圧縮機１は、円筒２−１および当該円筒２−１の両開口端を閉塞する蓋２−２，２−３により構成される円筒状の密閉容器２内に圧縮機本体３がバネ４，５などにより弾性的に支持されて構成されている。
【００３７】
圧縮機本体３のケーシング６は、磁路部材７すなわち、外部鉄心たる円筒状のヨーク７−１、ヨーク７−１の一端、すなわち上端を閉塞すると共に内部に同軸状の円柱体が突出したフランジ付の内部鉄心たるコアポール７−２の集合体、および上記磁路部材７の他端、すなわち下端にシリンダ・ブロック８を固定して構成されている。
【００３８】
上記コアポール７−２の上部は、上記ヨーク７−１の内周面に対して垂直に交差する段差部７−３と、当該ヨーク７−１の内周面に嵌合する嵌合部７−４とが形成されている。そして図１に示されている様に、上記嵌合部７−４を上記ヨーク７−１の内周面に嵌合せしめるようにして、上記コアポール７−２とヨーク７−１とをねじ止めや溶接で固定することによって、上記磁路部材７が構成される。
【００３９】
また、上記シリンダ・ブロック８は、基本的に厚肉の円盤状に形成されており、磁路部材７の下端に嵌合されている。そして、上記磁路部材７の下端、すなわちヨーク７−１の先端部分にカシメ部７−５が形成されており、当該カシメ部７−５でヨーク７−１の内径部に嵌め込まれたシリンダ・ブロック８の下端面の全周又は複数箇所がカシメられ、シリンダ・ブロック８が磁路部材７の下端に固定される構造が用いられている。
【００４０】
コアポール７−２の一端は段付小径部となって磁石装着溝１１が形成されており、この環状側部外面、すなわち磁石装着溝１１の外周面に沿って永久磁石１２が固着されている。当該円筒状の永久磁石１２と上記円筒状のヨーク７−１との間には、環状磁気間隙１３が形成されている。上記永久磁石１２にはネオジム磁石若しくは希土類磁石が用いられており、その磁気特性と振動型圧縮機１の外径寸法を小さくするために弧状に形成され、厚み方向すなわち放射方向（半径方向）に着磁される。
【００４１】
当該ネオジム磁石若しくは希土類磁石は高性能磁石であり、高残留磁束密度Ｂｒであるため、電磁コイル１４が配置される場所での空隙、すなわち環状磁気間隙１３の高効率化がはかられ、振動型圧縮機１の高効率が得られる。そして当該永久磁石１２は、後に詳しく説明する様に、４分割された形状のものが用いられている。
【００４２】
上記環状磁気間隙１３には、電磁コイル１４がケーシング６の軸線方向、すなわち上下方向に往復自在に配置されている。この電磁コイル１４は支持部材１５に巻回されており、当該支持部材１５はケーシング６の軸線と同心の円筒状ピストン１６に固着されている。
【００４３】
従って、電磁コイル１４とピストン１６とは実質的に一体化されている。このピストン１６は、ケーシング６内に突入するようにして、シリンダ・ブロック８に一体的に設けられたシリンダ部１７に摺合されている。またコアポール７−２と支持部材１５との間には図１に示された如く、共振バネ１８が介装され、支持部材１５とシリンダ・ブロック８との間にも共振バネ１９が介装されている。従って、ピストン１６は上下一対の共振ばね１８，１９によって支持されることになる。更に、ピストン１６の下端には吸入弁２０が装備されている。
【００４４】
シリンダ・ブロック８の下部には、図示省略したスクリュによって帽状蓋２１が固着されている。この帽状蓋２１とシリンダ・ブロック８との間には、シリンダ部１７内でピストン１６の下方に位置するシリンダ室２２の更に下方に吐出弁室２３が設けられると共に、シリンダ・ブロック８に設けられた孔を帽状蓋２１で塞ぐことにより高圧室２４および低圧室２５が形成されている。
【００４５】
帽状蓋２１には、吐出弁室２３と高圧室２４との間を連通する連通路２６が穿設されている。また、上記高圧室２４に連通する吐出管２７が設けられ、当該吐出管２７は蓋２−３を貫通して外部に引き出され、例えば図示省略した冷蔵庫のコンデンサに接続される。つまり、圧縮機本体３で圧縮された高圧冷媒が当該コンデンサに吐出される。当該圧縮された高圧冷媒はコンデンサその他の機器を経て低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、上記蓋２−３を貫通して設けられている吸入管２８、帽状蓋２１を貫通して低圧室２５に連通するチューブ２８−１、および低圧室２５とケーシング６の内部とを連通するチューブ２８−２を介してケーシング６、すなわち圧縮機本体３の内部に導入される。
【００４６】
吐出弁室２３には、シリンダ室２２の下端においてシリンダ・ブロック８に設けられた弁座２９に着座し得る吐出弁３０と、吐出弁３０を弁座２９に着座する方向に付勢する抑圧バネ３１とが収納されている。
【００４７】
また、蓋２−３には給電端子３２が取り付けられ、当該給電端子３２はケーシング６内に導入され、図１では明示されていないが、電磁コイル１４の一端に接続されている。電磁コイル１４の他端は図示省略のリード線等によって密閉容器２に接続されている。従って、上記給電端子３２と密閉容器２との間に交番電圧を印加することによって、上記電磁コイル１４に交番電流を供給することが可能となっている。
【００４８】
更に、コアポール７−２及び帽状蓋２１には、突起部７−６および２１−１に対応する位置に、例えばゴム等の弾性体によってリング状に形成された緩衝部材３３および３４が設けられている。従って圧縮機本体３の非所望な揺動を当該緩衝部材３３，３４によって最小限度の範囲に抑制できるようになっている。
【００４９】
いま、電磁コイル１４に交番電流が流れると、当該交番電流の極性に応じて、ピストン１６が上記電磁コイル１４と共に上下に振動し、ピストン１６の上下振動は一対の共振バネ１８，１９によって増幅される。増幅された当該ピストン１６の上下振動により、吸入弁２０および吐出弁３０がポンプ作用を行い、当該ポンプ作用により密閉容器２内に導入された冷媒などの流体は、吸入管２８，チューブ２８−１、低圧室２５、チューブ２８−２を介してケーシング６の内部に流入し、ピストン１６、吸入弁２０、シリンダ室２２および吐出弁３０を経て吐出弁室２３に流入し、更に連通路２６、高圧室２４および吐出管２７を介して冷蔵庫のコンデンサなどに吐出される。
【００５０】
ところで、図１のものと従来の図２３のものとでは、図２ないし図６で説明するコアポール７−２の形状や当該コアポール７−２の外周面に設けられた磁石装着溝１１に固着されている永久磁石１２（図１では図２３との相違が表れていない）、図１０で説明するヨーク７−１とシリンダ・ブロック８との固定方法、図１１ないし図１５で説明する電磁コイル１４の端末１４−１をリードプレート３６に電気的接続する当該リードプレート３６の形状の部分（図１では図２３との相違が表れていない）、そして図１６ないし図２０で説明する電磁コイル１４を支持する支持部材１５の構造が異なっている。
【００５１】
図１に示されている円筒状の永久磁石１２は、その軸方向に４分割に分割されており、４分割された永久磁石１２−１ないし１２−４が図６に示されている如く、円筒状に復元された形態でコアポール７−２の外周面に設けられた磁石装着溝１１にそれぞれ固着されている。
【００５２】
上記コアポール７−２には、図２に示されているように、４分割された永久磁石１２−１などが接着される磁石装着溝１１が形成されている。そして当該永久磁石１２−１がコアポール７−２の所定位置に寸法通り貼り付けられるべく、磁石装着溝１１の端部に当該磁石装着溝１１の外径より少し小さい径で凹状の位置決め用の逃げ溝１１−１が、図３図示の如く設けられており、またコアポール７−２の嵌合部７−４の円周部分は、図４図示の如く小リブ７−７が設けられている。
【００５３】
上記４分割された永久磁石１２−１ないし１２−４はコアポール７−２の磁石装着溝１１にそれぞれ固定されるが、この固定に当たって、図５図示のような上下方向の姿勢で、コアポール７−２と永久磁石１２−１ないし１２−４との間に接着剤を流し込み、或いはコアポール７−２の磁石装着溝１１に接着剤を塗布した後に永久磁石１２−１ないし１２−４を貼り付け、加熱して硬化させ、永久磁石１２−１ないし１２−４をコアポール７−２に接着固定する。
【００５４】
このとき接着剤全体が行き渡り、特に逃げ溝１１−１に接着剤の量が部分的に多くなるため、永久磁石１２−１ないし１２−４の端面部の接着力を増大させる。接着剤の量は、部品の寸法バラツキを考慮して決定されるが、磁石装着溝１１に流し込まれた接着剤或いは塗布された接着剤が、逃げ溝１１−１から溢れて直ぐ下のコアポール７−２の外径面を伝わって下りてきても、上記コアポール７−２の嵌合部７−４の円周部分に設けられた小リブ７−７によって、嵌合部７−４にまで流れることが防止される。従って、接着剤量の厳格な管理が不要となる。
【００５５】
振動型圧縮機１の性能をバラツキなく生産するには、当該永久磁石１２−１ないし１２−４をコアポール７−２の所定位置に寸法通り固定することが必要であるが、磁石装着溝１１の外径より少し小さい凹状の位置決め用の逃げ溝１１−１が設けられているので、永久磁石１２−１ないし１２−４の端面部がこの逃げ溝１１−１の突き当て部１１−２に完全に当接することにより、永久磁石１２−１などのコアポール７−２の軸方向に対する接着位置のバラツキを無くすことができる。従って振動型圧縮機１の性能を１００％発揮できる。
【００５６】
軸方向に４分割された永久磁石１２−１ないし１２−４は図５図示の如く、円筒状に復元された形態でコアポール７−２に設けられた磁石装着溝１１にそれぞれ接着固定されるが、この４分割された永久磁石１２−１ないし１２−４は、当該４分割された各永久磁石１２−１ないし１２−４の弧状両端の軸中心に対する内径角度θが８８°以上８９．８°以下で形成され、各永久磁石１２−１ないし１２−４の弧状両端が各間隙３５を持って円筒状に固定される。
【００５７】
この各永久磁石１２−１ないし１２−４の弧状両端に間隙３５を持たすのは、上述したように、永久磁石１２−１ないし１２−４をコアポール７−２の所定の位置に接着剤を用いて固定する際、加熱して硬化させ永久磁石１２−１ないし１２−４とコアポール７−２とを接着させる。つまり接着剤を硬化させるため、常温から硬化温度の、例えば１５０°Ｃ位まで一旦加熱し、その後常温まで冷却する。
【００５８】
ネオジム磁石は一般の金属と異なり、その熱膨脹率は負の値を持つが故、磁性材のコアポール７−２の熱膨脹率と永久磁石１２−１ないし１２−４の熱膨脹率とは相反し、永久磁石１２−１ないし１２−４の相互間に、図６図示の如く間隙３５を設けないと、上記常温から硬化温度や硬化温度から常温への温度変化によって、熱膨脹差が生じ当該永久磁石１２−１ないし１２−４に圧力がかかって割れが生じる。
【００５９】
これを避けるため永久磁石１２−１ないし１２−４の相互間に間隙３５を設けるのであるが、次のような問題が生じる。すなわち振動型圧縮機１では、ラジアル着磁、つまり円筒の内部と外部でＮ極Ｓ極となるので、一般的な回転形のモータの界磁のように、円筒の内部が Ｎ極Ｓ極のように繰り返さない特殊な構造のため、磁石を分割した場合には、反ぱつとともに、境界では起磁力の減衰が生じる。この起磁力の減衰、つまり性能の劣化をできるだけ小さくしつつ、磁石の割れを防止することが望ましい。
【００６０】
図７はネオジム磁石の内径角度とフラックスとの特性の一実施例測定曲線図、図８は温度差と膨脹差との特性の一実施例測定曲線図を示している。
【００６１】
図７から磁石の内径角度が小さくなる程その磁性特性が悪くなること、そして図８の温度差が大きくなる程膨脹差が大きくなることに鑑み、ネオジム磁石を４分割するときには、図６で表された４分割された各永久磁石１２−１ないし１２−４の弧状両端の軸中心に対する内径角度が８８°以上８９．８°以下のとき、もっとも良好な結果が得られることを実験によって得た。
【００６２】
このように永久磁石１２−１ないし１２−４の相互間に間隙３５を設けることにより、永久磁石１２−１ないし１２−４の割れが生じなくなり、例えばエポキシ系やそれ以外の熱硬化性の接着剤の選択の範囲を拡大させることができる。
【００６３】
図９は永久磁石を４分割、３分割、２分割したときの特性比較説明図を示しており、図９（Ａ）は４分割のもの、同図（Ｂ）は３分割のもの、同図（Ｃ）は２分割のものを示している。
【００６４】
円筒状の永久磁石が分割され、分割された各分割永久磁石がコアポール７−２の外周面に固着されるときの、当該３分割、２分割の場合では、成形するとき磁界を図９図示の矢印の方向に平行にかけて着磁するため、端部での円で囲われた部分の結晶粒の配向が、放射方向でなくなってしまう。
【００６５】
これに対し、その４分割の場合には、３分割、２分割のものに比べ、その端部での円で囲われた部分の結晶粒の配向は格段に良好となることが分かる。一方、分割数を増やした場合、磁石と磁石との合わせ目では反発しあい、磁力が無くなってしまう。またコアポール７−２への固着に当たって、その手間が増えることとなる。これらの磁気特性と手間とを総合的に考慮すると４分割が最良の選択と思慮され、５分割が次に続く選択となる。
【００６６】
ここでの４分割された永久磁石１２は、ネオジム磁石若しくは希土類磁石が用いられる。当該ネオジム磁石若しくは希土類磁石は高性能磁石であり、高残留磁束密度Ｂｒであるため、環状磁気間隙１３に電磁コイル１４が配置されるので永久磁石１２の動作点としてＢＨｍａｘ近辺での設計が可能となり、電磁コイル１４に流す交番電流が少なくても動作可能のため高効率化がはかられ、振動型圧縮機の高効率が得られる。
【００６７】
なお、ネオジム磁石は、防錆のためメッキ等の表面処理がなされるが、振動型圧縮機１においては、当該ネオジム磁石の４分割された各永久磁石１２−１ないし１２−４が置かれる環境は密閉容器２内の酸素が無い環境であり、しかも冷媒（例えばＨＦＣ−１３４ａ）とこの冷媒にマッチした専用潤滑油のみであるから、防錆の意味でのメッキ処理はなされない。このメッキレスとしたことは、上記接着剤の選択範囲を広げると共に、コストダウンにも寄与する。
【００６８】
図１０は本発明に係るヨークとシリンダ・ブロックとの一実施例固定説明図を示している。
【００６９】
同図において、図１のものと同じものは同じ符号が付されている。本発明のヨーク７−１の先端部分、すなわち下端部の内側内径はシリンダ・ブロック８が嵌め込まれる形状に切削されると共に、当該ヨーク７−１の先端部分にカシメ部７−５が形成され、当該カシメ部７−５でヨーク７−１に嵌め込まれるシリンダ・ブロック８の端面がカシメられて固定される。このヨーク７−１の先端部分に形成されるカシメ部７−５は少なくとも複数個形成され、シリンダ・ブロック８を部分的にカシメ、或いは当該ヨーク７−１の先端部分全周にカシメ部７−５を形成し、シリンダ・ブロック８の全周がカシメられる構造とされている。
【００７０】
このようにヨーク７−１の先端部分でシリンダ・ブロック８を部分的に或いは全周をカシメるようにしたので、別ピースを用いることなしに最適のヨーク７−１の径を設定できる。またねじを用いないので、ねじの締め付けやねじ切りの加工時間が不要であり、注意が必要だった組み付けも、カシメる方法でシリンダ・ブロック８を均等に容易に固定できる。
【００７１】
また、永久磁石１２、すなわち４分割された永久磁石１２−１ないし１２−４が磁石装着溝１１を介してコアポール７−２側に設けられ、かつヨーク７−１の先端部分に形成されたカシメ部７−５でシリンダ・ブロック８をカシメる構造としたので、ケーシング６の外径を小さくでき、従って振動型圧縮機１の小型化がはかれる。
【００７２】
図１１は本発明に係るリードプレートが用いられている電磁コイルの部分斜視図を示している。
【００７３】
同図において、図１と同じものは同じ符号が付されている。リードプレート３６の両端には、図１２のリードプレートの一実施例部分拡大図に示されている様に、位置をずらして突起部３６−１がそれぞれ設けられている。また当該リードプレート３６の幅の中央位置で、かつ２つの突起部３６−１の中間位置に、図１３図示の如く凸部３６−２が形成されている。なお、図１１において、３５はコイルヨークプレート、３７はフランジ部である。
【００７４】
リードプレート３６が上述の様な形状を有するので、電磁コイル１４の端末１４−１を２つの突起部３６−１を用いて、図１４図示の如く絡ませると、電磁コイル１４の端末１４−１は、凸部３６−２の位置を通過した形態でリードプレート３６に絡ませられる。このとき２つの突起部３６−１で電磁コイル１４の端末１４−１の逃げを防ぐことができ、凸部３６−２の位置で溶接することにより、リードプレート３６と電磁コイル１４の端末１４−１とが溶接箇所３８（図１４参照）で確実に溶接できる。
【００７５】
図１５はリードプレートの他の実施例部分拡大図を示している。
【００７６】
図１５の場合は図１２の突起部３６−１に替え、切欠き３６−３が形成された形状のものである。当該２つの切欠き３６−３によって図１２の突起部３６−１の場合と同様の働きをなすことができる。
【００７７】
図１６ないし図１８はピストンとコイルとの支持部材の部分の従来の構成を説明する図である。
【００７８】
図中の符号１５は支持部材、１６はピストン、４０はフランジ、４１，４２は夫々ターミナル（電磁コイルの）、４３は絶縁体であって樹脂モールドで形成されるもの、４４はカラー、４５は溶接部を夫々表している。
【００７９】
従来の場合、図１６に示す如く、フランジ４０は，絶縁体４３を支える役割をはたすもので、図１７に示す如く、フランジ４０とカラー４４とは金属体で構成される皿状体の一体物であり、当該皿状体の底面に存在する孔を介して絶縁体４３（樹脂）が当該皿状体と機械的に固定されるように一体にモールドされて形成される。そして、図１７に示す絶縁体４３の水平状の面の上面と下面とに、電磁コイルに通電するためのターミナル４１，４２が例えばネジ止めされる。
【００８０】
図１７に示すようにモールドされた状態で、カラー４４が図１６に示すようにピストン１６と溶接部４５において溶接される。また上述のように電磁コイルがターミナル４１，４２と電気的に接続される。即ち，ピストン１６は電磁コイル全体をピストンの動きと共に一緒に上下動させる。
【００８１】
従来の場合、図１６と図１７とを用いて説明したように構成されているが、次の問題が生じていた。即ち、図１８に示す如く、環状のカラー４４の内法（うちのり）側に、絶縁体４３をモールドした際のバリ４６が非所望に形成されることが多い。このために、当該バリ４６を手作業で削り取ることが行なわれて、煩雑であった。
【００８２】
さらに言えば，フランジ（とカラー）の製作工程とモールド工程は、製造機械が全く異なるため、時間的に流通経路が長く、フランジ（とカラー）に錆が発生しやすい。このため、フランジ（とカラー）加工は金属部分を加工してから防錆油を塗布しておく。そして、樹脂モールド工程では、前処理として、防錆油を洗浄し、その後モールドする。この際に上述の如く樹脂モールド時に、フランジ（とカラー）の板厚のバラツキから樹脂ダレが生じることがあるため、ダレによるバリ取りの工程が不可欠となる。これは生産工程の増加とコストアップにつながる。
【００８３】
また、カラーとピストンを溶接する際には、樹脂部分が焼ける虞もある。このためにモールドを行なわずかつ、錆が発生しづらく、バリ除去工程も不要となる手法を講じることが望まれる。また，工程順序の変更で樹脂の焼けも無いようにすることが望まれる。次に説明する支持部材はこれらの短所を改善した構造のものである。
【００８４】
図１９は本発明に用いられる電磁コイルの支持部材の他の実施例取付け説明図、図２０は支持部材の分解説明図を示している。
【００８５】
図１９，図２０において、支持部材１５は、フランジ４０と、互いに同一形状を有する絶縁材でなる２つのベース材４７，４８とで構成されている。フランジ４０はその中心部にピストン１６が嵌入される孔を有する内径ボス部４９と、電磁コイル１４を支持する電磁コイル支持筒５０に嵌入される外径リブ部５１とを備え、この内径ボス部４９と外径リブ部５１とで形成される円板部５２に、上記２つのベース材４７，４８で円板部５２を挟持固定するための孔５３が複数個穿設されている。
【００８６】
同一形状を有する２つのベース材４７，４８は、円板状の絶縁材で形成されており、その中心部にフランジ４０に設けられた内径ボス部４９が嵌入される径を有する内径リブ部５４と、この内径リブ部５４が形成された反対側の面に、フランジ４０の円板部５２に穿設された孔５３に対応した位置に係止用凸部が設けられた係合部材５５と、当該係合部材５５の係止用凸部と係合する係止用凹部が設けられた係合部材５６と、当該係合部材５５，５６が設けられた面の端縁部に少なくとも１つの平らな面を有する突起部５７とがそれぞれ形成されている。
【００８７】
図１９に示された様にピストン１６に支持部材１５を組立てるには、ピストン１６の所定位置にフランジ４０を溶接して取付け、同一形状の２つのベース材４７，４８を図２０図示の如く向け、ベース材４７，４８にそれぞれ設けられている係合部材５５，５６をフランジ４０に穿設されている孔５３に通し、相互に押圧してフランジ４０の円板部５２を２つのベース材４７，４８でサンドイッチ状にして固定する。
【００８８】
この様に図１９，図２０で示される構成の支持部材１５では、モールド成形を行わないため、錆が発生しづらく，バリ除去工程も不要となる。また工程順序の変更、すなわち最初にフランジ４０をピストン１６に溶接して固定するので、ベース材４７，４８の樹脂の焼けが発生することがない。
【００８９】
以上の説明から明らかな様に大量生産に適した支持部材となっていることが理解されよう。
【００９０】
なお、図１９図２０では図示されていないが、２つのベース材４７，４８には電磁コイル１４からのリード線が接続されるターミナルが設けられるようになっている。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、ネオジム磁石もしくは希土類磁石から構成した永久磁石を円柱状コアポール側に配置したので、電磁コイルが配置される磁気間隙の高磁束密度化によって電磁コイルに流れる交番電流が少なくなり効率の高い振動型圧縮機を提供することができる。そして永久磁石をコストとその磁気特性との関係から軸方向に４分割もしくは５分割したので，残留磁束密度Ｂｒの高いネオジム磁石若しくは希土類磁石を効果的に用いることができ、振動型圧縮機の効率を向上させることができる。そして，４分割もしくは５分割された永久磁石間に間隙も設けているので温度変化によっても永久磁石が割れることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る振動型圧縮機の一実施例断面図である。
【図２】 コアーポールの一実施例部分断面図である。
【図３】 図２のＹ部分拡大図である。
【図４】 図２のＺ部分拡大図である。
【図５】 ４分割された永久磁石が固定されたコアーポールの一実施例部分断面図である。
【図６】 ４分割された永久磁石の位置での横断面図である。
【図７】 ネオジム磁石の内径角度とフラックスとの特性の一実施例測定曲線図である。
【図８】 温度差と膨脹差との特性の一実施例測定曲線図である。
【図９】 永久磁石を４分割、３分割、２分割したときの特性比較説明図である。
【図１０】 本発明に係るヨークとシリンダ・ブロックとの一実施例固定説明図である。
【図１１】 本発明に係るリードプレートが用いられている電磁コイルの部分斜視図である。
【図１２】 リードプレートの一実施例部分拡大図である。
【図１３】 図１２の正面図である。
【図１４】 リードプレート部分での電磁コイルの端末の接続処理説明図である。
【図１５】 リードプレートの他の実施例部分拡大図である。
【図１６】 ピストンとコイルとの支持部材の部分の従来の構成を説明する図である。
【図１７】 ピストンとコイルとの支持部材の部分の従来の構成を説明する図である。
【図１８】 ピストンとコイルとの支持部材の部分の従来の構成を説明する図である。
【図１９】 本発明に用いられる電磁コイルの支持部材の他の実施例取付け説明図である。
【図２０】 支持部材の分解説明図である。
【図２１】 従来の振動型圧縮機の原理を説明する部分断面図である。
【図２２】 振動型圧縮機に供給される電圧波形及び電流波形図である。
【図２３】 従来の振動型圧縮機の断面図である。
【図２４】 図２３図示Ｘ−Ｘにおける断面図である。
【図２５】 従来のピストンが連結された電磁コイルの斜視図である。
【図２６】 従来のリードプレート部分での電磁コイルの端末の接続処理説明図である。
【図２７】 従来の内部鉄心とシリンダ・ブロックとの固定説明図である。
【図２８】 従来の内部鉄心とシリンダ・ブロックとの固定分解説明図である。
【符号の説明】
１ 振動型圧縮機
２ 密閉容器
３ 圧縮機本体
７ 磁路部材
７−１ ヨーク（外部鉄心）
７−２ コアポール（内部鉄心）
８ シリンダ・ブロック
１２ 永久磁石
１２−１，１２−２，１２−３，１２−４永久磁石
１３ 環状磁気間隙
１４ 電磁コイル
１６ ピストン
１８，１９ 共振バネ
２４ 高圧室
２５ 低圧室
２７ 吐出管
２８ 吸入管
３２ 給電端子

Claims (4)

1. 給電端子及び低圧の冷媒が流入する吸入管と圧縮された高圧の冷媒が流出する吐出管とを備えた密閉容器の内部に圧縮機本体が収納され、当該圧縮機本体は、円筒状のヨーク、当該ヨークの一端を閉塞すると共に内部に同軸状に突出した円柱状のコアポールで形成された磁路部材、その磁気路に配置された円筒状の永久磁石、当該磁路部材間の空隙内に機械的振動系に振動可能に支えられて配置されると共に、リードプレートに巻回されその端末が接続処理される構造の電磁コイル、電磁コイルを支持する支持部材、支持部材を介して電磁コイルに連結されたピストン、及び上記円筒状のヨークの他端を閉塞すると共に内部に吸入管に連通した低圧室と吐出管に連通した高圧室と上記ピストンを収納するシリンダ部とが形成されたシリンダ・ブロックを備え、上記電磁コイルに交番電流を供給することによって上記電磁コイルに連結されたピストンを振動させ、圧縮された高圧の冷媒を吐出管から排出する構造の振動型圧縮機において、
   上記円筒状の永久磁石はネオジム磁石若しくは希土類磁石でなり、
   かつ、上記円筒状の永久磁石はその軸方向に４分割もしくは５分割され、この分割された磁石は上記円柱状のコアポール側に接着固定されてなること
   を特徴とする振動型圧縮機。
2. 上記円筒状の永久磁石がその軸方向に４分割された場合、その４分割された磁石は、当該４分割された各磁石の弧状両端の軸中心に対する内径角度が８８°以上８９．８°以下で形成され、各磁石の弧状両端が各間隙を持って上記円柱状のコアポール側に接着固定されていることを特徴とする請求項１記載の振動型圧縮機。
3. 上記コアポールは、４分割もしくは５分割された磁石が接着される磁石装着溝が形成されると共に、当該磁石がコアポールの所定位置に寸法通り貼り付けられるべく、磁石装着溝の端部に当該磁石装着溝の外径より小さい径の位置決め用の逃げ溝が設けられ、かつコアポールが円筒状のヨークと嵌合する当該コアポールの嵌合部の円周部分に小リブが設けられていることを特徴とする請求項１記載の振動型圧縮機。
4. 給電端子及び低圧の冷媒が流入する吸入管と圧縮された高圧の冷媒が流出する吐出管とを備えた密閉容器の内部に圧縮機本体が収納され、当該圧縮機本体は、円筒状のヨーク、当該ヨークの一端を閉塞すると共に内部に同軸状に突出した円柱状のコアポールで形成された磁路部材、その磁気路に配置された円筒状の永久磁石、当該磁路部材間の空隙内に機械的振動系に振動可能に支えられて配置されると共に、リードプレートに巻回されその端末が接続処理される構造の電磁コイル、電磁コイルを支持する支持部材、支持部材を介して電磁コイルに連結されたピストン、及び上記円筒状のヨークの他端を閉塞すると共に内部に吸入管に連通した低圧室と吐出管に連通した高圧室と上記ピストンを収納するシリンダ部とが形成されたシリンダ・ブロックを備え、上記電磁コイルに交番電流を供給することによって上記電磁コイルに連結されたピストンを振動させ、圧縮された高圧の冷媒を吐出管から排出する構造の振動型圧縮機において、
   上記円筒状の永久磁石はネオジム磁石若しくは希土類磁石でなり、
   かつ、上記円筒状の永久磁石はその軸方向に４分割もしくは５分割され、この分割された各磁石の表面はメッキレスで上記円柱状のコアポール側に接着固定されてなること
   を特徴とする振動型圧縮機。

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