JP4890812B2 - リニア圧縮機 - Google Patents
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Description
従来技術によるリニア圧縮機は、図1に示すように、密閉容器2の内部に、シリンダー3が設けられたシリンダーブロック4と、流体吸入口5が穿孔されたバックカバー6とが備えられ、これらシリンダーブロック4とバックカバー6は、第1ダンパー7と第2ダンパー8により密閉容器2の内部に緩衝可能に支持される。
シリンダーブロック4とバックカバー6との間には、流体を圧縮するために駆動力を発生させるリニアモーター10が設置される。
このリニアモーター10は、大きく、固定子と可動子とからなる。固定子は、アウターコア11と、インナーコア12と、磁場を形成するコイル13とからなり、可動子は、コイル13の周辺に形成された磁気力により直線移動するマグネット14と、該マグネット14が固定されるマグネットフレーム15とからなる。
マグネットフレーム15には、マグネット14の直線運動力が伝えられてシリンダー3の内部で直線往復運動しつつ流体を圧縮するピストン16が結合される。
ピストン16の後方には、マグネットフレーム15に固定されるようにフランジ部17が形成され、ピストン16が弾性的に支持されるようにフランジ部17とシリンダーブロック4との間には第1ばね18が配置され、フランジ部17とバックカバー6との間には第2ばね19が配置される。
ピストン16は、後方が開放された円筒形に形成され、内部には流体が流入する吸入流路20が形成され、前面には複数個の吸入口21が形成される。
また、ピストン16の前面には吸入口21を開閉する吸入バルブ22が取り付けられ、該吸入バルブ22は、ピストン16に締付部材で固定され、吸入口21の内外側の圧力差によって弾性的に撓みながら吸入口21を開閉する構造となっている。
そして、シリンダー3の圧縮室Cの前方には、圧縮された流体を吐出させる吐出部30が配置される。
外側吐出カバー35には、圧縮された流体を外部へ排出させるループパイプ36が装着される。
内側吐出カバー32には、吐出ばね33の反復的な荷重に起因する摩耗を防止するためにばねシート37が装着される。
ばねシート37は、内側吐出カバー32に吐出ばね33の端部が触れないように内側吐出カバー32の一面に平板状に装着され、テフロン(登録商標)材質からなる。
吐出ばね33は、吐出バルブ34がシリンダー3の圧縮室Cを閉じる方向に弾性力を与えるように形成された円錐状のコイルばねであり、一側端部がばねシート37に触れ、他側端部は、吐出バルブ34に形成された安着部に固定される。
リニアモーター10が作動すると、マグネット14がコイル13周辺の磁場との相互作用により直線往復運動し、この運動力がマグネットフレーム15を介してピストン16に伝えられ、これにより、ピストン16は、吐出部30の吐出バルブ34とバックカバー6との間で連続して直線往復運動をする。
ピストン16が吐出部30の方に前進すると、吸入バルブ22は、吸入流路20と圧縮室Cの圧力差により閉じる。
また、圧縮室Cの内部に在った流体は、ピストン16の前進によって圧縮された後、吐出ばね33の弾性力を克服し吐出バルブ34を開放させながら内側吐出カバー32の内側に排出された後、外側吐出カバー35を通って外部へ排出される。
一方、ピストン16が後進すると、吸入流路20と圧縮室C間の圧力差により吸入バルブ22が開く。
続いて、ピストン16の吸入流路20上に在った流体は、吸入口21を通って圧縮室C内部に流入し、吐出バルブ34は、吐出ばね33の弾性力により圧縮室Cを閉じるようになる。
上記のように、ピストン16が進退しながら圧縮室C内の流体を圧縮し吐出させる過程が繰り返し行われる。
また、吐出バルブ34の開閉作動が繰り返されることによって吐出ばね33から反復して荷重が加えられるが、このとき、ばねシート37は、吐出ばね33の端部と内側吐出カバー32が触れ合わないようにし、吐出ばね33の反復的な荷重に起因する吐出ばね33と内側吐出カバー32における摩耗及び変形を防止する役割を担う。
また、ばねシート37は平板状に形成され、内側吐出カバー32の一面だけを保護するため、吐出ばね33の外周面と内側吐出カバー32が触れ合う部位において反復的な荷重が加えられることに起因する摩耗及び変形を防止できないという問題点があった。
本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、吐出ばねの外周面と吐出カバーが触れ合う部位において摩耗及び変形が生じるのを防止し、かつ、吐出ばねから加えられる荷重を支えて吐出ばねと吐出カバーの耐久性を向上させられるリニア圧縮機を提供することにある。
また、このばねシートは、キャップ形状に形成されるため、吐出ばねの外周面が内側吐出カバーと触れるのが防止され、吐出ばねと内側吐出カバーにおける摩耗と変形が防止できる効果が得られる。
また、ばねシートは硬度の高い金属材質で表面処理されるため、吐出ばねの反復的な荷重による摩耗及び変形が防止できるだけでなく、吐出ばねの過度な荷重や局所的な荷重に耐えられ、耐久性が向上する効果が得られる。
また、本発明による吐出部構造を有するリニア圧縮機は、内側吐出カバーに備えられて吐出ばねが安着するばねシートと、該ばねシートに装着されて吐出ばねの荷重を支える支持部材とを有するため、吐出ばねから加えられる過度な荷重や局所的な荷重に耐えられ、耐久性が向上する効果が得られる。
また、この支持部材は、金属材質からなり、ばねシートにおいて吐出ばねに向いた面に装着された支持パネルで構成されるため、吐出ばねから加えられる荷重を效果的に支える効果が得られる。
図3は、本発明の第1実施形態によるリニア圧縮機を示す縦断面図であり、図4は、本発明の第1実施形態によるリニア圧縮機の吐出部構造を拡大して示す断面図である。
リニアモーター70は、大きく、固定子と可動子とからなる。固定子は、アウターコア71と、インナーコア72と、磁場を形成するコイル73とからなり、可動子は、コイル73の周辺に形成された磁気力により直線移動するマグネット74と、マグネット74が固定されるマグネットフレーム75とからなる。
そして、ピストン63は、マグネットフレーム75に結合されるように後方にフランジ部68が形成され、ピストン63が弾性的に支持されるようにフランジ部68とシリンダーブロック62との間には第1ばね76が配置され、フランジ部68とバックカバー65との間には第2ばね77が配置される。
また、ばねシート83は、吐出ばね82の反復的な荷重による摩耗を防止するために金属材質からなり、吐出ばね82から加えられる過度な荷重を支えられるように硬度の高い金属材質で表面処理される。
ここで、ばねシート83と内側吐出カバー84は、突起と溝による結合または圧入や接着などの方法で相互固定することが好ましい。
リニアモーター70が駆動すると、ピストン63がシリンダー61の内部で連続して直線往復運動をする。
ピストン63が前進すると、シリンダー61内部で圧縮された流体の圧力により吐出バルブ81が開き、圧縮された流体は内側吐出カバー84の内部に吐出される。
続いて、流体は、内側吐出カバー84の吐出穴88から外側吐出カバー85に排出された後、吐出パイプ89を通って外部に排出される。
さらに、吐出バルブ81の開閉が繰り返されることから吐出ばね82は内側吐出カバー84の方に反復的な荷重を加える。
本発明の第2実施形態によるリニア圧縮機の吐出部構造は、図5に示すように、シリンダー90の開口部から吐出された流体が排出される内側吐出カバー91と、内側吐出カバー91の外側に配置された外側吐出カバー92と、内側吐出カバー91に備えられてシリンダー90の開口部を開閉する吐出バルブ93と、吐出バルブ93を弾性的に支持する吐出ばね94と、内側吐出カバー91に備えられて吐出ばね94が安着するばねシート95と、ばねシート95に設けられて吐出ばね94の荷重を支える支持部材98と、を備える。
ばねシート95は、吐出ばね94の端部が接れる板体部96と、吐出ばね94の外周面が接れるように、板体部96から吐出ばね94の方に突設された円筒部97と、からなる。
ここで、ばねシート95はプラスチック材質からなり、支持部材98は金属材質からなり、特に、過度な荷重に耐えられるようにばね鋼板のような摩耗の少ない材質からなる。
支持部材98は、ばねシート95に圧入または接着などの方法で固定されることが好ましい。
61,90 シリンダー
62 シリンダーブロック
63,99 ピストン
64 流体吸入口
65 バックカバー
66 吸入口
67 吸入バルブ
68 フランジ部
70 リニアモーター
71 アウターコア
72 インナーコア
73 コイル
74 マグネット
75 マグネットフレーム
76 第1ばね
77 第2ばね
80 吐出部
81,93 吐出バルブ
82,94 吐出ばね
83,95 ばねシート
84,91 内側吐出カバー
85,92 外側吐出カバー
86,96 板体部
87,97 円筒部
88 吐出穴
89 吐出パイプ
98 支持部材
Claims (9)
- シリンダーの開口部から吐出された流体が排出される吐出カバーと、
該吐出カバーに取り付けられて前記開口部を開閉する吐出バルブと、
前記吐出バルブを弾性的に支持する吐出ばねと、
前記吐出ばねの端部を取り囲むように形成されて、前記吐出ばねの端部と外周面が前記吐出カバーに触れるのを防止するばねシートと、を含み、
前記ばねシートと前記吐出ばねとの間には、前記吐出ばねの加重を支える支持部材が設けられたことを特徴とするリニア圧縮機。 - 前記ばねシートが、キャップ形状に形成されたことを特徴とする、請求項1に記載のリニア圧縮機。
- 前記ばねシートが、前記吐出カバーにおいて前記吐出ばねに向いた面に設けられたことを特徴とする、請求項2に記載のリニア圧縮機。
- 前記ばねシートが、前記吐出ばねの端部が触れる板体部と、該板体部から前記吐出ばねに向いて突出されて前記吐出ばねの外周面と触れる円筒部と、からなることを特徴とする、請求項3に記載のリニア圧縮機。
- 前記ばねシートが、金属材質からなることを特徴とする、請求項3に記載のリニア圧縮機。
- 前記ばねシートが、表面処理された金属材質からなることを特徴とする、請求項3に記載のリニア圧縮機。
- 前記ばねシートが、プラスチック材質からなることを特徴とする、請求項3に記載のリニア圧縮機。
- 前記支持部材が、金属材質からなることを特徴とする、請求項7に記載のリニア圧縮機。
- 前記支持部材が、前記ばねシートにおいて前記吐出ばねに向いた面に装着された支持パネルであることを特徴とする、請求項1に記載のリニア圧縮機。
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