JP4860515B2

JP4860515B2 - リニア駆動式圧縮機

Info

Publication number: JP4860515B2
Application number: JP2007068606A
Authority: JP
Inventors: 稔手塚; 健柳澤
Original assignee: Anest Iwata Corp
Current assignee: Anest Iwata Corp
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: JP2008231936A

Description

本発明は、ピストンがシリンダ内を往復移動することにより、シリンダ内で圧縮された気体を吐出口から吐出するようにしたリニア駆動式圧縮機に関する。

リニア駆動式圧縮機においては、ピストンがシリンダ内を往復移動することにより、シリンダ内で圧縮された気体を吐出口から吐出するようにしている（例えば、特許文献１参照）。このような圧縮機は、吐出口から吐出される気体の圧力が低い低負荷時、例えば、シリンダ内の気体が十分に圧縮されていない状態の運転初期時に、定格負荷時の電圧を印加させると、ピストンの往復運動が過大振幅となり、ピストンの頭部がシリンダヘッドに衝突して、ピストン又はシリンダヘッドの破損を招くおそれがある。この問題を解決するには、吐出口の口径をシリンダ内で圧縮された気体の圧力に応じて手動で変化させる方法、または圧縮機の運転を電気的制御により調節する方法が考えられる。
特開２００６−１０５０８９号公報

しかし、上述における前者の方法においては、吐出口の口径を気体の圧力に応じてその都度調節しなければならず、調節作業が面倒であり、また、吐出口の口径を絞り過ぎると、低負荷時以外のときそれが圧縮機の運転の抵抗となって、駆動効率の低下を招くこととなる。また、後者の方法においては、電気制御が複雑になり、コストアップを招く問題がある。

本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、簡単な構成により、低負荷時でのピストンの過大振幅を防止するとともに、過負荷時での動力の抵抗を緩和することができるようにしたリニア駆動式圧縮機を提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題は次のようにして解決される。
（１）ピストンがシリンダ内を往復移動することにより、前記シリンダ内で圧縮された気体を吐出口から吐出するようにしたリニア駆動式圧縮機において、前記吐出口に通じる部分に、前記気体の圧力に応じて、前記気体が通過する口径が弾性変形により伸縮可能な絞り孔を設ける。

（２）上記(１)項において、前記絞り孔を、前記シリンダとシリンダヘッドとの間をシールする弾性パッキンに設ける。

本発明によると、次のような効果を奏することができる。
請求項１記載の発明によると、低負荷運転時、すなわちシリンダ内で圧縮される気体の圧力が低いときには、絞り孔の口径が小さく保たれて、吐出口から吐出する気体の吐出量を制限し、それが抵抗となってピストンの過大振幅を阻止して、ピストンがシリンダヘッドに衝突することを防止することができる。また、高負荷運転時、すなわちシリンダ内で圧縮された気体の圧力が高くなると、その圧力に応じて、絞り孔が弾性変形してその口径が拡大するため、動力抵抗を緩和することができる。

請求項２の発明によると、絞り孔を設ける弾性パッキンを別途設ける必要が無く、部品数の増加を抑えることができる。

図１は、本発明を適用したリニア駆動式圧縮機の断面図、図２は、同じく要部の分解斜視図である。圧縮機１は、左右１対の円筒状のハウジング２、２と、両ハウジング２間に設けられる磁性体のヨーク３と、両ハウジング２内にあって、ヨーク３の両端部に固定されている左右１対のコイル４と、ヨーク３の内周面に固定されているリング状の永久磁石５と、ハウジング２内に左右方向へ移動可能に支持されている可動鉄心６と、可動鉄心６の中心部に固着され、可動鉄心６と共に左右方向へ移動可能なピストンロッド７と、ハウジング２内に設けられたシリンダ９、９内に往復移動可能に挿入され、ピストンロッド７の両端部に連結された左右のピストン８、８と、シリンダ９、９の外端部に複数のボルト２０により固定されるシリンダヘッド１０、１０とを備えている。

各シリンダ９の外端部は、ハウジング２の外端面と同一面となっている。シリンダ９及びハウジング２の外端部とシリンダヘッド１０との間には、その間をシールするための耐熱性ゴム等からなる弾性パッキン１１が設けられている。

シリンダヘッド１０には、シリンダ９内で圧縮された気体をハウジング２の外部に吐出するための吐出口１２が設けられている。また、弾性パッキン１１における吐出口１２に対向する面には、吐出口１２に通じて、シリンダ９内で圧縮された気体が通過可能な絞り孔１３が穿設されている。絞り孔１３の口径は、常時（弾性変形する前の状態）、吐出口１２の口径よりも小径であるが、シリンダ９内で圧縮された気体の圧力に応じて適正に弾性変形して拡大するようになっている。

本実施例においては、絞り孔１３をシリンダ９の外端部とシリンダヘッド１０との間をシールするための弾性パッキン１１に設けたが、本発明は、これに特定されるものではなく、例えば、絞り孔１３を弾性パッキン１１と別体で形成する弾性パッキンに設けても良い。

上記構成において、コイル４に通電すると、可動鉄心６と共にピストンロッド７は左右方向へ往復運動し、左右のピストン８は、圧縮、吸気工程を繰返す。ピストン８の吸気工程において、シリンダ９内の負圧により、外部の気体は、ハウジング２の側面に設けられた吸気ポート１４からハウジング２の吸気室１５に吸入され、ピストン８に設けられた吸入孔１６及び吸入弁１７を通ってシリンダ９内に流入される。そして、シリンダ９内に吸い込まれた気体は、ピストン８の圧縮工程で圧縮されて、シリンダ９の側面に設けられた吐出孔１８及び吐出弁１９を経て、絞り孔１３を通ってシリンダヘッド１０の吐出口１２からハウジング２の外部へ吐出される。

この場合、低負荷運転時、例えば、シリンダ９内の気体が十分に圧縮されていない状態の運転初期時、シリンダ９内から吐出される気体は低圧であるため、図３に示すように、絞り孔１３の口径は小さく保たれて、吐出口１２から吐出される気体２１の吐出量は制限され、それが抵抗となってピストン８の過大振幅を阻止して、ピストン８がシリンダヘッド１０に衝突することを防止することができる。

また、高負荷運転運転時、例えば、シリンダ９内の気体が十分に圧縮された状態においては、シリンダ９内から吐出される気体が高圧であるため、図４に示すように、絞り孔１３の口径は、シリンダ９内から吐出される気体の圧力に応じて、弾性変形により拡径する。これにより、吐出口１２から吐出される気体２１は、絞り孔１３の抵抗を受けることなく、吐出口１２から外部へ吐出される。この結果、高負荷運転時における動力抵抗を緩和することができる。

本発明におけるリニア駆動式圧縮機の断面図である。同じく要部の分解斜視図である。低負荷時における図１に示すＡ部の拡大図である。高負荷時における図１に示すＡ部の拡大図である。

符号の説明

１リニア駆動式圧縮機
２ハウジング
３ヨーク
４コイル
５永久磁石
６可動鉄心
７ピストンロッド
８ピストン
９シリンダ
１０シリンダヘッド
１１弾性パッキン
１２吐出口
１３絞り孔
１４吸気ポート
１５吸気室
１６吸入口
１７吸入弁
１８吐出口
１９吐出弁
２０ボルト
２１気体

Claims

ピストンがシリンダ内を往復移動することにより、前記シリンダ内で圧縮された気体を吐出口から吐出するようにしたリニア駆動式圧縮機において、
前記吐出口に通じる部分に、前記気体の圧力に応じて、前記気体が通過する口径が弾性変形により伸縮可能な絞り孔を設けたことを特徴とするリニア駆動式圧縮機。
前記絞り孔を、前記シリンダとシリンダヘッドとの間をシールする弾性パッキンに設けたことを特徴とする請求項１記載のリニア駆動式圧縮機。