JP6740343B2 - 車載用圧縮機を搭載した車両 - Google Patents

Description

本発明は、４輪自動車に代表される車両であって、特に車載用圧縮機を搭載した車両に関する。

４輪自動車等の車両に搭載される車載用リニアモータを、超電導モータのコイルを冷却する冷凍機の駆動源として用いることは知られている（例えば、特許文献１参照）。この冷凍機は、冷媒を圧縮する圧縮機のピストンをリニアモータで駆動する構成としている。ここで、リニアモータは、ステータコイル等からなる電機子に対して可動子を相対移動させることにより、前記圧縮機のピストンを駆動する。

特開２０１１−２４０７３１号公報

ところで、車両に発生する振動には、例えば上，下方向の振動と、左，右方向または前，後方向の振動とがある。このうち、上，下方向の振動、つまり上下加速度が最も大きな振動となる。このため、従来技術によるリニアモータは、車両に水平な状態（例えば、横置き状態）で搭載されることにより、可動子の移動方向が車両の振動方向（即ち、上，下方向）と一致するのを避け、共振作用による過大な振動の発生を抑えるようにしている。

しかし、リニアモータの可動子を平板状に延びる平板体として形成した場合、横置き状態のリニアモータは、平板状の可動子と電機子とが上，下方向で対向配置されることがある。このため、車両の上，下方向振動がリニアモータに伝わると、上，下方向で対向した可動子と電機子とが互いに接近，離間し、電機子と可動子との間に設けられる支持部材（軸受）の耐久性、寿命が低下するという懸念がある。

本発明の目的は、車両の上，下方向振動による影響を抑え、耐久性および寿命を向上することができるようにした車載用圧縮機を搭載した車両を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、車載用圧縮機を搭載した車両であって、筒状のケーシングと、該ケーシング内に固定して配置された一対の電機子と、該一対の電機子の各々に対向して前記ケーシング内に移動可能に配置され、平板状に形成された可動子と、前記ケーシング内に配置され、前記可動子が該可動子の長さ方向に移動するように前記可動子を摺動可能に支持する支持部材と、を備え、前記可動子には、該可動子の長さ方向に離間して配置された複数の磁石を備え、前記一対の電機子の各々には、前記可動子と対向する位置に配置された磁極を備え、前記ケーシングは、前記可動子の長さ方向が前記車両の水平方向となるように前記車両に搭載され、かつ、前記可動子は、該可動子の板幅方向が水平面に対して垂直な方向となるように配置される。

本発明によれば、車両の上，下方向振動がケーシングに伝わっても、可動子と電機子とが互いに接近，離間するように振動するのを抑えることができ、耐久性や寿命を向上することができる。

第１の実施の形態によるリニアモータ圧縮機を４輪自動車に搭載した状態を示す一部破断の正面図である。 図１中のリニアモータ圧縮機を拡大して示す縦断面図である。 リニアモータ圧縮機を図２中の矢示III−III方向からみた縦断面図である。 リニアモータ圧縮機の電機子と可動子とを図２中の矢示IV−IV方向からみた断面図である。 リニアモータ圧縮機を用いた車高調整用の空気圧回路図である。 第２の実施の形態によるリニアモータ圧縮機を車載状態で上側からみた断面図である。

以下、本発明の実施の形態による車載用圧縮機を搭載した車両を、リニアモータ圧縮機を搭載した車両として構成した場合を例に挙げ、添付図面の図１ないし図６に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図５は第１の実施の形態を示している。図１において、４輪自動車である車両１は、車体２、車輪３、リニアモータ圧縮機４および後述のエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄ等を備えている。車体２は、車両１のボディを構成している。車体２の床板２Ａ側には、例えば左，右の前輪３Ａと左，右の後輪３Ｂ（総称して車輪３という）との間に位置してリニアモータ圧縮機４が搭載されている。

リニアモータ圧縮機４は、図１中に示すように車両１の前，後方向（即ち、地面に対して水平なＸ軸方向）に延びた状態で、車体２の床板２Ａ上に防振マウント（図示せず）等を介して設置されている。リニアモータ圧縮機４は、リニアモータ５と、シリンダ１２およびピストン１３を有する圧縮部１１と、エアドライヤ１９とを含んで構成されている。リニアモータ５は、電機子７のコイル７Ｂに電流を流すことにより、可動子８を軸方向に往復動させて、圧縮部１１のピストン１３を同方向に駆動し往復動させるものである。

リニアモータ５は、リニアモータ圧縮機４（圧縮部１１）の駆動源として設けられ、車体２の床板２Ａ上に搭載されている。このリニアモータ５は、その外殻を構成するケーシング６と、該ケーシング６内に配設された後述の電機子７、可動子８、支持部材９およびばね１０とを含んで構成されている。リニアモータ５のケーシング６は、図２および図３に示すように、モータケース６Ａとリニアベース６Ｂとにより構成されている。

ここで、モータケース６Ａは、一端側（車両１の前側）が開口し他端側（車両１の後側）が閉塞された有底円筒状の中空容器として形成されている。モータケース６Ａの内部には、電機子７、可動子８、支持部材９およびばね１０が収容されている。モータケース６Ａの一端側には、その開口端を塞ぐようにリニアベース６Ｂが設けられている。該リニアベース６Ｂは、モータケース６Ａの開口端側にネジ止め等の手段で固定されている。リニアベース６Ｂは、圧縮部１１のシリンダ１２をモータケース６Ａ側に着脱可能に固定（設置）するための取付部材を構成している。

リニアモータ５のモータケース６Ａ内には、一対の電機子７と、平板状の可動子８とが設けられている。一対の電機子７は、可動子８を車両１の左，右方向（図３中のＹ軸方向）からサンドイッチ状に挟んで設けられ、モータケース６Ａ内に固定された固定子を構成している。各電機子７は、例えば圧粉磁心や積層された電磁鋼板、磁性体片により形成され、図３中のＸ軸方向（車両１の前，後方向）に離間した複数のコア７Ａと、該各コア７Ａにそれぞれ巻回して設けられた複数のコイル７Ｂと、これらのコア７Ａおよびコイル７Ｂを予備組立て状態で保持する複数の保持体７Ｃとにより構成されている。

一方、可動子８は、一対の電機子７間に挟まれた状態でモータケース６Ａの軸方向（図２中のＸ軸方向であり、車両１の前，後方向）に延びた長方形状の平板体として形成されている。即ち、可動子８は、リニアモータ５の中心軸線に沿ってモータケース６Ａ内を軸方向（Ｘ軸方向）に延び、その左，右両側に一対の電機子７が配置されている。可動子８は、磁性材料を用いて平板状に形成されたヨーク８Ａと、該ヨーク８Ａの表面および裏面に平板状に配置された複数の永久磁石８Ｂとによって構成されている。永久磁石８Ｂは、図２に示すように四角形の板体として形成され、合計３枚の永久磁石８Ｂが可動子８の長さ方向（Ｘ軸方向）に離間して配設されている。

電機子７の各コア７Ａは、図３中のＹ軸方向（左，右方向）で可動子８と対向する端面が磁極７Ｄ（図４参照）となり、各コイル７Ｂへの通電によって励磁される。電機子７の各コア７Ａと可動子８の各永久磁石８Ｂとは、電機子７の各コイル７Ｂへの通電によって両者間に磁気的な吸引力と反発力とが発生し、これにより、平板状の可動子８は、一対の電機子７間でモータケース６Ａ内を長さ方向（Ｘ軸方向）に往復動を繰返すように駆動される。

図２に示すように、リニアモータ５のケーシング６（モータケース６Ａ）は、平板状に形成された可動子８の長さ方向がＸ軸方向となり、可動子８の板幅方向が水平面に対して垂直なＺ軸方向となるように配置されている。可動子８の板厚方向は、Ｘ軸とＺ軸とに対して垂直なＹ軸方向となっている。換言すると、可動子８は、所定の板厚をもって細長く延びる長方形状の平板体からなり、一対の電機子７は、図４に示す如く可動子８を板厚方向（Ｙ軸方向）の両側から挟むように配置され、各電機子７と可動子８との間には、車両１の左，右方向（Ｙ軸方向）に微小な磁気ギャップＧが形成されている。

図３に示すように、電機子７と可動子８との間には、すべり軸受として機能する一対の支持部材９が、例えば電機子７の前，後方向（Ｘ軸方向）に離間して複数組設けられている。各組の支持部材９は、可動子８を左，右方向（Ｙ軸方向）の両側から挟むように各電機子７の保持体７Ｃに取付けられ、可動子８がその長さ方向（Ｘ軸方向）に移動するのを摺動可能に支持している。

ばね１０は、リニアモータ５の他側（後側）に位置して、モータケース６Ａ内に設けられたアシストばねである。該ばね１０は、その一端側が電機子７の他端（後端）側に連結具１０Ａを用いて固定され、ばね１０の他端側は、可動子８の他端（後端）側に連結具１０Ｂを用いて軸方向に移動可能に取付けられている。ばね１０は、例えば圧縮コイルばねにより構成され、可動子８をモータケース６Ａの他端（閉塞端）側に向けて常時付勢している。可動子８がＸ軸方向で往復動するときに、ばね１０は、これに伴って軸方向に伸縮するように弾性的に撓み変形される。

このように、第１の実施の形態によるリニアモータ５は、筒状のケーシング６と、該ケーシング６内に固定して配置された電機子７と、該電機子７に対向してケーシング６内に移動可能に配置され、平板状に形成された可動子８と、該可動子８の長さ方向に離間して可動子８に配置された複数の永久磁石８Ｂと、可動子８が電機子７に対して長さ方向に相対移動するように電機子７に配置された複数の磁極７Ｄ（図４参照）と、電機子７と可動子８との間に設けられ、可動子８がその長さ方向に移動するのを摺動可能に支持する複数の支持部材９とを含んで構成されている。

リニアモータ５のケーシング６（モータケース６Ａ）は、可動子８の移動方向（可動子８の長さ方向）が水平方向となるように車両１に搭載され、かつ電機子７と可動子８とは、車両１の水平方向である左，右方向（図４中のＹ軸方向）で磁気ギャップＧを介して対向するように配置されている。即ち、可動子８は、その長さ方向がＸ軸方向となり、板幅方向が水平面に対して垂直なＺ軸方向となり、可動子８の板厚方向は、Ｘ軸とＺ軸とに対して垂直なＹ軸方向となっている。

リニアモータ圧縮機４の圧縮部１１は、リニアモータ５とエアドライヤ１９との間に挟まれた状態で設けられている。圧縮部１１は、シリンダ１２、ピストン１３、吸気弁１４、弁板１５、シリンダヘッド１７および吐出弁１６等を含んで構成されている。この圧縮部１１は、リニアモータ５の可動子８が往復動することにより、ピストン１３がＸ軸方向で前，後に往復動するように駆動され、これにより、圧縮室１２Ｂ内で空気（外気）を圧縮して圧縮空気（即ち、作動気体）を発生させるものである。

シリンダ１２は、その一端側（Ｘ軸方向の前側）が弁板１５により閉塞され、その他端側（Ｘ軸方向の後側）がリニアベース６Ｂに固定した状態で取付けられている。シリンダ１２は、例えばアルミニウム材料を用いて円筒状に形成され、その内部にはピストン１３が往復動（摺動）可能に挿嵌されている。図２、図３に示す如くシリンダ１２内は、ピストン１３により、モータケース６Ａ内に常時連通する非圧縮室１２Ａと、シリンダヘッド１７側の圧縮室１２Ｂとに画成されている。

ピストン１３は、シリンダ１２内に摺動可能に挿嵌されている。このピストン１３は、シリンダ１２内を非圧縮室１２Ａと圧縮室１２Ｂとに画成する可動隔壁を構成している。ピストン１３は、ピストンピン１３Ａおよび連結具１３Ｂを介して、リニアモータ５の可動子８に回動可能に連結されている。これにより、ピストン１３は、リニアモータ５（モータケース６Ａ）の軸線方向、即ちＸ軸方向で摺動変位するように設けられ、可動子８の往復動に連動してシリンダ１２内を往復動する。換言すると、ピストン１３は、リニアモータ５の可動子８の移動方向（Ｘ軸）の軸線上に配置されている。

ここで、ピストン１３には、非圧縮室１２Ａと圧縮室１２Ｂとを連通させる連通孔１３Ｃ（図３参照）と、該連通孔１３Ｃを開，閉可能に覆う吸気弁１４とが設けられている。この吸気弁１４は、圧縮部１１（ピストン１３）の吸込行程において連通孔１３Ｃを開放し、非圧縮室１２Ａと圧縮室１２Ｂとを連通させる。圧縮部１１（ピストン１３）の圧縮行程では、吸気弁１４が連通孔１３Ｃを閉鎖し、圧縮室１２Ｂは非圧縮室１２Ａに対して遮断される。

弁板１５は、シリンダ１２の一端を閉塞するように該シリンダ１２の一端側に設けられている。該弁板１５には、シリンダ１２の圧縮室１２Ｂと常時連通する吐出孔１５Ａと、該吐出孔１５Ａを開，閉可能に覆う吐出弁１６とが設けられている。吐出弁１６は、圧縮部１１の吸込行程で吐出孔１５Ａを閉鎖して圧縮室１２Ｂをエアドライヤ１９側に対して遮断し、圧縮行程では吐出孔１５Ａを開いて圧縮室１２Ｂ内をエアドライヤ１９に対して連通させる。

シリンダヘッド１７は、弁板１５と一緒にシリンダ１２の一端を閉塞するように該シリンダ１２の一端側に配設されている。シリンダヘッド１７は、圧縮空気が吐出される吐出部としてエアドライヤ１９の他端側に嵌合して設けられ、エアドライヤ１９の他端側開口を閉塞している。また、シリンダヘッド１７とリニアベース６Ｂとの間には、両者間を連結して固定する複数の固定具１８が設けられている。これらの固定具１８は、シリンダ１２の径方向外側で周方向に間隔をもってシリンダヘッド１７とリニアベース６Ｂとの間に配設されている。

エアドライヤ１９は、圧縮部１１の一端側（前側）に位置し、圧縮部１１を挟んでリニアモータ５とは反対側に設けられている。この場合、エアドライヤ１９は、その軸線方向がピストン１３の軸線（Ｘ軸）方向に沿うように直列に配置されている。即ち、エアドライヤ１９の軸線とシリンダ１２（ピストン１３）の軸線とは、ほぼ一直線状をなしてＸ軸方向に延びている。換言すると、エアドライヤ１９は、リニアモータ５の可動子８およびピストン１３の移動方向の軸線（Ｘ軸）上に配置されている。これにより、リニアモータ圧縮機４の径方向寸法を小さく抑えることができ、圧縮機の車両搭載性を高めることができる。

エアドライヤ１９は、その外殻を構成するドライヤケース１９Ａと、該ドライヤケース１９Ａ内に設けられたフィルタ１９Ｂ１，１９Ｂ２、乾燥剤１９Ｃ、スプリング１９Ｄおよび排気パイプ１９Ｅ等とを含んで構成されている。エアドライヤ１９は、圧縮部１１から後述のエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄに向けて供給する圧縮空気を乾燥させ、後述の給排管路２７およびエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄ内が乾燥状態に保たれるのを補償する。

エアドライヤ１９のドライヤケース１９Ａは、例えばアルミニウム材料等の金属材料からなる中空容器として、一端側が閉塞され他端側が開口した有底円筒状に形成されている。ドライヤケース１９Ａの他端側はシリンダヘッド１７に嵌合され、これによりドライヤケース１９Ａの開口端は閉塞されている。ドライヤケース１９Ａ内は、前，後方向に離間したフィルタ１９Ｂ１，１９Ｂ２間に位置して多数の乾燥剤１９Ｃが充填されている。このフィルタ１９Ｂ１，１９Ｂ２は、乾燥剤１９Ｃの一部が外部に流出するのを防止するものである。また、フィルタ１９Ｂ２とシリンダヘッド１７との間には、各乾燥剤１９Ｃがフィルタ１９Ｂ１，１９Ｂ２間でガタ付いたり、振動したりするのを抑えるため、フィルタ１９Ｂ２をシリンダヘッド１７から離れる方向（Ｘ軸方向の前側）に常時付勢するスプリング１９Ｄが設けられている。

排気パイプ１９Ｅは、フィルタ１９Ｂ１，１９Ｂ２を貫通してエアドライヤ１９の前側と後側とを連通させるように、フィルタ１９Ｂ１，１９Ｂ２間に設けられている。この排気パイプ１９Ｅは、その一端側（前側）が後述の排気バルブ２２を介して排気口２１と連通し、排気パイプ１９Ｅの他端側（後側）は、フィルタ１９Ｂ２とシリンダヘッド１７との間の空間に連通している。排気パイプ１９Ｅは、非乾燥状態の圧縮空気（乾燥剤１９Ｃにより水分が吸着されていない圧縮空気で、例えば湿った状態の圧縮空気）を外部の大気中に排気する排気口２１に向けて流通させるものである。

給排口２０は、エアドライヤ１９の一端側（Ｘ軸方向の前側）に位置して、ドライヤケース１９Ａの底部側に設けられている。この給排口２０は、後述の給排管路２７と接続され、エアドライヤ１９とエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄとの間で圧縮空気の給排を行うポートである。シリンダ１２の圧縮室１２Ｂから吐出される圧縮空気は、エアドライヤ１９で乾燥させた状態で、給排口２０からエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄに向けて個別に独立して供給される。

また、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄから排気された乾燥状態の圧縮空気は、給排口２０からエアドライヤ１９のドライヤケース１９Ａ内へと導かれ、排気パイプ１９Ｅから排気口２１を介して外部に排出される。このとき、乾燥状態の圧縮空気は、エアドライヤ１９内を逆流する間に乾燥剤１９Ｃに吸着された水分を奪い取り、この乾燥剤１９Ｃを再生した後に排気口２１から排出される。

排気口２１は、ドライヤケース１９Ａの底部側で給排口２０とは周方向で異なる位置に配置されて、エアドライヤ１９の一端側（Ｘ軸方向の前側）に設けられている。この排気口２１は、排気管路２３と接続され、排気パイプ１９Ｅからの圧縮空気を外部に向けて排気するものである。ここで、排気口２１と排気パイプ１９Ｅとの間には、排気バルブ２２が設けられている。

この排気バルブ２２は、排気管路２３に接続された排気口２１を大気（外気）に対して連通、遮断させる弁である。図５に示すように、排気バルブ２２は、ＯＮ／ＯＦＦ式（開閉式）の電磁弁により構成され、排気口２１を開いて排気パイプ１９Ｅからの圧縮空気の排出を許す開位置（ａ）と、排気口２１を閉じて排気パイプ１９Ｅからの圧縮空気の排出を停止（遮断）させる閉位置（ｂ）とのいずれかに選択的に切換えられる。即ち、排気バルブ２２は、常時は閉弁して排気パイプ１９Ｅを排気口２１に対し遮断している。そして、排気バルブ２２が開弁した場合、排気パイプ１９Ｅを排気口２１に連通させ、排気パイプ１９Ｅ内の圧縮空気を排気口２１、排気管路２３を介して大気中に排出（放出）する。

排気管路２３は、エアドライヤ１９の排気口２１に接続して設けられている。この排気管路２３は、常時大気と連通し、排気バルブ２２が閉位置（ｂ）から開位置（ａ）に切換わって開弁したときに、エアドライヤ１９内の排気パイプ１９Ｅと排気口２１とを排気バルブ２２を介して連通させる。これにより、排気パイプ１９Ｅ内の圧縮空気は、排気バルブ２２を介して排気管路２３から大気中に排出（放出）される。

一方、モータケース６Ａの底部側には、リニアモータ５の他端側（後側）に位置して空気の吸込口２４が設けられている。この吸込口２４は、圧縮部１１の吸込行程において、外部からモータケース６Ａの内部空間、シリンダ１２内の非圧縮室１２Ａおよび吸気弁１４を介して圧縮室１２Ｂ内に空気を吸込ませるものである。吸込口２４は、モータケース６Ａの外部において吸込管路２５に接続されている。吸込管路２５は、圧縮部１１の吸込み側に吸込口２４を介して接続されている。この吸込管路２５は、常時大気と連通し、吸気フィルタ２５Ａから吸込んだ空気を圧縮部１１に対して流入させるものである。

次に、図５を用いて、第１の実施の形態におけるリニアモータ圧縮機４を、４輪自動車に代表される車両１のエアサスペンション装置に適用した場合を例に挙げて説明する。このエアサスペンション装置は、リニアモータ圧縮機４、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄ、給排管路２７および複数の給排気バルブ２８等を含んで構成されている。

エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄは、エアスプリングとして空気圧機器を構成している。ここで、左，右の前輪３Ａ側に配置されるエアサスペンション２６Ａ，２６Ｂは、左，右の前輪３Ａと車体２との間に設けられている。左，右の後輪３Ｂ側に配置されるエアサスペンション２６Ｃ，２６Ｄは、左，右の後輪３Ｂと車体２との間に設けられている。エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄは、車体２を上，下方向に移動可能に支持する車高調整装置を構成している。即ち、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄは、リニアモータ圧縮機４からの圧縮空気が供給または排出されると、このときの給排量（圧縮空気量）に応じて上，下に拡張または縮小して車両１の車高調整を行うものである。これらのエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄは、給排管路２７を介してリニアモータ圧縮機４の圧縮部１１に接続されている。

給排管路２７は、その一方の端部がリニアモータ圧縮機４（圧縮部１１）の給排口２０に接続され、他方の端部側は例えば４本の分岐管部２７Ａ〜２７Ｄに分岐されている。これらの分岐管部２７Ａ〜２７Ｄは、それぞれ給排気バルブ２８を介してエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄに接続されている。給排管路２７の分岐管部２７Ａ〜２７Ｄは、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄに対する圧縮空気の給排を行うものである。

合計４個の給排気バルブ２８は、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄと圧縮部１１との間に位置して、分岐管部２７Ａ〜２７Ｄの途中に設けられている。この給排気バルブ２８は、排気バルブ２２とほぼ同様に、ＯＮ／ＯＦＦ式の電磁弁により構成されている。各給排気バルブ２８は、分岐管部２７Ａ〜２７Ｄを個別に独立して開きエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄに対する圧縮空気の給排を許す開位置（ｃ）と、分岐管部２７Ａ〜２７Ｄを個別に独立して閉じエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄに対する圧縮空気の給排を遮断する閉位置（ｄ）とに選択的に切換えられる。

第１の実施の形態によるリニアモータ圧縮機４は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

まず、リニアモータ５の電機子７のコイル７Ｂに電流を供給（通電）すると、可動子８の永久磁石８Ｂは軸方向に推力を受け、可動子８全体が車両１の前，後方向（Ｘ軸方向）に向けて駆動される。このとき、電機子７の各コア７Ａと可動子８の各永久磁石８Ｂとは、電機子７の各コイル７Ｂへの通電によって両者間に磁気的な吸引力と反発力とが発生し、これにより、平板状の可動子８は、一対の電機子７間でモータケース６Ａ内を長さ方向（Ｘ軸方向）に往復動を繰返すように駆動される。

可動子８の往復動に伴う推力は、圧縮部１１（シリンダ１２）内のピストン１３に連結具１３Ｂを介して伝えられる。ピストン１３は、シリンダ１２内で軸方向に往復動を繰返し、圧縮運転が行われる。即ち、ピストン１３の吸込行程では、シリンダ１２内の圧縮室１２Ｂが負圧傾向になり、これに伴って吸気弁１４が開弁する。これにより、非圧縮室１２Ａと圧縮室１２Ｂとはピストン１３に設けられた連通孔１３Ｃを介して連通する。このため、シリンダ１２内の非圧縮室１２Ａには、外気がモータケース６Ａの吸込口２４からモータケース６Ａ内を介して流入し、この空気はピストン１３の連通孔１３Ｃを介して圧縮室１２Ｂ内に吸込まれる。

一方、ピストン１３の圧縮行程では、吸気弁１４が閉弁してピストン１３の連通孔１３Ｃを塞いだ状態で、シリンダ１２内でのピストン１３の変位により圧縮室１２Ｂ内の圧力が上昇する。そして、圧縮室１２Ｂ内の圧力が吐出弁１６の開弁圧力よりも高くなると、吐出弁１６が開弁する。これにより、圧縮室１２Ｂ内で発生した圧縮空気は、シリンダヘッド１７を介してエアドライヤ１９内に向けて吐出される。エアドライヤ１９は、圧縮空気を乾燥剤１９Ｃに接触させることにより水分を吸着して除去し、乾燥した圧縮空気は、給排口２０、給排管路２７を介して前輪側の左，右のエアサスペンション２６Ａ，２６Ｂと後輪側の左，右のエアサスペンション２６Ｃ，２６Ｄとに供給される。

ここで、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄに圧縮空気を供給して、車体２の車高を上げる場合には、分岐管部２７Ａ〜２７Ｄの途中に設けた各給排気バルブ２８を閉位置（ｄ）から開位置（ｃ）に切換える。この状態でリニアモータ圧縮機４（圧縮部１１）を作動させることより、圧縮部１１で発生した圧縮空気は、給排管路２７の分岐管部２７Ａ〜２７Ｄを介して前，後輪側のエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄに供給される。

車体２側の車高が目標高さに達すると、車高の上げ動作を完了させるため、各給排気バルブ２８を閉位置（ｄ）に戻して分岐管部２７Ａ〜２７Ｄを閉じる。これにより、前，後輪側のエアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄに対する圧縮空気の供給は停止される。この状態で、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄは、伸長状態を保ち、車体２側の車高は目標高さに上げた状態に保持される。

一方、車高を下げる場合には、分岐管部２７Ａ〜２７Ｄの途中で各給排気バルブ２８を開位置（ｃ）に切換えると共に、リニアモータ圧縮機４の排気バルブ２２を閉位置（ｂ）から開位置（ａ）に切換える。これにより、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄ内の圧縮空気は、給排管路２７の分岐管部２７Ａ〜２７Ｄを介してエアドライヤ１９内へと排出される。

このときの圧縮空気は、エアドライヤ１９内を逆流して乾燥剤１９Ｃに吸着された水分を奪い取り、この乾燥剤１９Ｃを再生する。そして、圧縮空気は、排気パイプ１９Ｅ、排気バルブ２２、排気口２１、排気管路２３を通じて外部に排出（放出）される。この結果、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄから圧縮空気が排出され、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄが縮小されることにより、車高を下げることができる。

ところで、リニアモータ５の可動子８を平板状に形成し、リニアモータ圧縮機４（リニアモータ５）を車両１の床板２Ａ上に横置き状態で設置した場合、平板状の可動子８と電機子７とが上，下方向で対向配置されることがある。車両１に発生する振動は、例えば上，下方向の振動と、左，右方向または前，後方向の振動とがあり、このうち、上，下方向の振動が最も大きな振動となる。このため、車両１の上，下方向振動がリニアモータ５に伝わると、上，下方向で対向した電機子７と可動子８とが互いに接近，離間し、電機子７と可動子８との間に設けられる支持部材９の耐久性、寿命が低下するという懸念がある。

そこで、第１の実施の形態によれば、リニアモータ５のケーシング６（モータケース６Ａ）は、可動子８の移動方向（可動子８の長さ方向）が水平方向となるように車両１に搭載され、かつ電機子７と可動子８とは、車両１の水平方向である左，右方向（図４中のＹ軸方向）で磁気ギャップＧを介して対向するように配置されている。即ち、可動子８は、その長さ方向がＸ軸方向となり、板幅方向が水平面に対して垂直なＺ軸方向となり、可動子８の板厚方向は、Ｘ軸とＺ軸とに対して垂直なＹ軸方向となっている。

このため、車両１の振動のうち、最も大きい振動となる上，下方向振動がリニアモータ５に伝わったときでも、左，右方向（図４中のＹ軸方向）で磁気ギャップＧを介して対向する電機子７と可動子８とが、上，下方向の振動で互いに接近，離間するのを抑制することできる。また、電機子７と可動子８との間に設けられる支持部材９にも、上，下方向の振動による悪影響が及ぶのを抑えることができる。

特に、平板状の可動子８は、その板厚方向の剛性が低く変形し易い。しかし、可動子８の板幅方向（Ｚ軸方向）での剛性は高いため、車両１の上，下方向（Ｚ軸方向）の振動に対する可動子８の強度を確保することができ、電機子７、可動子８および支持部材９の耐久性、寿命を高めることができる。この結果、車体２の上，下振動によるリニアモータ５（リニアモータ圧縮機４）の性能低下を抑制することができる。

従って、第１の実施の形態によれば、車両１（車体２）の上，下方向振動、つまり上下加速度がリニアモータ５（リニアモータ圧縮機４）に伝わっても、電機子７と可動子８とが互いに接近，離間するように振動するのを抑えることができ、リニアモータ５の耐久性や寿命を向上することができる。また、電機子７と可動子８とが互いに接近，離間することによる推力変動を抑えることができる。

なお、前記第１の実施の形態では、図１に示すように、リニアモータ圧縮機４（リニアモータ５）が車両１の前，後方向に延び、電機子７と可動子８とが車両１の左，右方向で対向するように搭載する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、リニアモータ５の搭載方向は、図１に示す方向（車両１の前，後方向）以外にも、例えば地面に対して水平な方向に沿うのであれば、その搭載方向を変更することは可能である。

また、リニアモータ圧縮機４（リニアモータ５）を車両１に搭載する場合に、車両１の前，後方向（Ｘ軸方向）とは、必ずしも完全な前，後方向に限られるものではなく、図１に示すＸ軸方向に対して水平な方向で所定角度傾斜している場合も含まれるものとする。但し、この場合の傾斜角度は概ね±３０度以内であることが好ましく、傾斜角度は±１０度以内であることがより好ましい。

次に、図６は第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、車載のリニアモータ圧縮機を車両の左，右方向に延びるように配設する構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

ここで、４輪自動車である車両３１は、第１の実施の形態で述べた車両１とほぼ同様に構成され、車体２、車輪３、エアサスペンション２６Ａ〜２６Ｄおよびリニアモータ圧縮機３２等を備えている。車体２の床板２Ａ側には、例えば左，右の前輪３Ａと左，右の後輪３Ｂ（以下、総称して車輪３という）との間に位置してリニアモータ圧縮機３２が搭載されている。

リニアモータ圧縮機３２は、第１の実施の形態で述べたリニアモータ圧縮機４と同様に構成され、リニアモータ５と、シリンダ１２およびピストン１３を有する圧縮部１１と、エアドライヤ１９とを含んで構成されている。しかし、第２の実施の形態によるリニアモータ圧縮機３２は、図６中に示すように車両３１の左，右方向（即ち、地面に対して水平なＹ軸方向）に延びた状態で、車体２の床板２Ａ上に防振マウント（図示せず）等を介して設置されている。

このため、リニアモータ５のケーシング６は、平板状に形成された可動子８の板厚方向が、車両３１の前，後方向（Ｘ軸方向）となるように配置されている。可動子８の長さ方向は左，右方向（Ｙ軸方向）となり、可動子８の板幅方向は、水平面に対して垂直なＺ軸方向となっている。一対の電機子７は、図６に示す如く可動子８を板厚方向（Ｘ軸方向）の両側から挟むように配置され、各電機子７と可動子８との間には、車両３１の前，後方向（Ｘ軸方向）に微小な磁気ギャップ（図示せず）が形成されている。

かくして、このように構成される第２の実施の形態でも、車両３１の振動のうち、最も大きい振動となる上，下方向振動がリニアモータ５に伝わったときでも、車両３１の前，後方向（Ｘ軸方向）で対向する電機子７と可動子８とが、上，下方向の振動で互いに接近，離間するのを抑制することでき、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記第２の実施の形態では、図６に示すように、リニアモータ圧縮機３２（リニアモータ５）が車両３１の左，右方向に延び、電機子７と可動子８とが車両３１の前，後方向で対向するように搭載する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、リニアモータ５の搭載方向は、図６に示すＹ軸方向（車両３１の左，右方向）以外にも、例えば地面に対して水平な方向に沿うのであれば、その搭載方向を変更することは可能である。

リニアモータ圧縮機３２（リニアモータ５）を車両３１に搭載する場合に、左，右方向（Ｙ軸方向）とは完全なる車両３１の左，右方向に限られるものではなく、図６に示すＹ軸方向に対して水平な方向で所定角度傾斜している場合も含まれるものとする。但し、この場合の傾斜角度は概ね±３０度以内であることが好ましく、傾斜角度は±１０度以内であることがより好ましい。

一方、前記第１の実施の形態では、リニアモータ圧縮機４を、圧縮空気の貯留タンクを使用することなく、圧縮空気を外部に排気するオープンタイプのエアサスペンション装置に用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばクローズドタイプのエアサスペンション装置にリニアモータ圧縮機４を用いる構成としてもよい。この点は第２の実施の形態についても同様である。

また、前記第１の実施の形態では、リニアモータ５の中心軸線と圧縮部１１の中心軸線とエアドライヤ１９の中心軸線が一致するように、それぞれを配置する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば圧縮部の中心軸線とエアドライヤの中心軸線とが、リニアモータの中心軸線に対して僅かにオフセットされた位置に配置される場合を排除するものではない。また、リニアモータの中心軸線とエアドライヤの中心軸線とが、圧縮部の中心軸線に対してオフセットしていてもよいし、リニアモータの中心軸線と圧縮部の中心軸線とが、エアドライヤの中心軸線に対してオフセットしていてもよい。この点は第２の実施の形態についても同様である。

次に、上記実施の形態に含まれる車載用リニアモータとして、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。

車載用リニアモータの第１の態様によれば、車載用リニアモータは、筒状のケーシングと、該ケーシング内に固定して配置された一対の電機子と、該一対の電機子に対向して前記ケーシング内に移動可能に配置され、平板状に形成された可動子と、前記可動子が該可動子の長さ方向に移動するように前記可動子を摺動可能に支持する支持部材と、を備える。前記平板状に形成された可動子は、前記長さ方向に離間して配置された複数の磁石を備える。前記一対の電機子の各々は、前記可動子が前記電機子に対して前記長さ方向に相対移動するように配置された磁極を備える。前記ケーシングは、前記長さ方向が水平方向にとなるように車両に搭載され、かつ、前記可動子と前記電機子とは、前記水平方向において対向するように配置される。

車載用リニアモータの第２の態様としては、前記第１の態様において、前記平板状に形成された可動子は、該可動子の板幅方向が水平面に対して垂直な方向となるように配置されている。車載用リニアモータの第３の態様としては、前記第１の態様において、前記一対の電機子は、前記可動子を前記車両の左，右方向の両側から挟むように配置されている。

車載用リニアモータの第４の態様としては、前記第１の態様において、前記一対の電機子は、前記可動子を前記車両の前，後方向の両側から挟むように配置されている。車載用リニアモータの第５の態様としては、前記第１の態様において、前記可動子は、所定の板厚を有するとともに細長く延びる長方形状の平板体を備え、前記一対の電機子は、前記可動子を板厚方向の両側から挟むように配置され、前記可動子と前記一対の電機子との間には、前記車両の左，右方向または前，後方向に磁気ギャップが形成されている。

車載用リニアモータの第６の態様によれば、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、車載用リニアモータは、前記可動子に接続されて往復動するピストンと、該ピストンを摺動可能に収容し圧縮室を形成するシリンダと、を有する圧縮部と、前記圧縮室の吐出側に接続され、内部に乾燥剤が充填されたエアドライヤと、をさらに備え、前記エアドライヤは、前記可動子および前記ピストンの移動方向の軸線上に配置されている。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明してきたが、上述した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

本願は、２０１６年５月２６日出願の日本特許出願番号２０１６−１０５１２１号に基づく優先権を主張する。２０１６年５月２６日出願の日本特許出願番号２０１６−１０５１２１号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含む全ての開示内容は、参照により全体として本願に組み込まれる。

１，３１ 車両、 ２ 車体、 ４，３２ リニアモータ圧縮機、 ５ リニアモータ、 ６ ケーシング、 ７ 電機子、 ７Ｄ 磁極、 ８ 可動子、 ８Ｂ 永久磁石（磁石）、 ９ 支持部材、 １０ ばね、 １１ 圧縮部、 １２ シリンダ、 １３ ピストン、 １７ シリンダヘッド（吐出部）、 １９ エアドライヤ、 Ｇ 磁気ギャップ

Claims (5)

1. 車載用圧縮機を搭載した車両であって、
   筒状のケーシングと、
   該ケーシング内に固定して配置された一対の電機子と、
   該一対の電機子の各々に対向して前記ケーシング内に移動可能に配置され、平板状に形成された可動子と、
   前記ケーシング内に配置され、前記可動子が該可動子の長さ方向に移動するように前記可動子を摺動可能に支持する支持部材と、
   を備え、
   前記可動子には、該可動子の長さ方向に離間して配置された複数の磁石を備え、
   前記一対の電機子の各々には、前記可動子と対向する位置に配置された磁極を備え、
   前記ケーシングは、前記可動子の長さ方向が前記車両の水平方向となるように前記車両に搭載され、かつ、前記可動子は、該可動子の板幅方向が水平面に対して垂直な方向となるように配置される
   車載用圧縮機を搭載した車両。
2. 請求項１に記載の車載用圧縮機を搭載した車両であって、
   前記一対の電機子は、前記可動子を前記車両の左，右方向の両側から挟むように配置される
   車載用圧縮機を搭載した車両。
3. 請求項１に記載の車載用圧縮機を搭載した車両であって、
   前記一対の電機子は、前記可動子を前記車両の前，後方向の両側から挟むように配置される
   車載用圧縮機を搭載した車両。
4. 請求項１に記載の車載用圧縮機を搭載した車両であって、
   前記可動子は、所定の板厚を有するとともに細長く延びる長方形状の平板状であって、
   前記一対の電機子は、前記可動子を板厚方向の両側から挟むように配置され、
   前記可動子と前記一対の電機子との間には、前記車両の左，右方向または前，後方向に磁気ギャップが形成される
   車載用圧縮機を搭載した車両。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の車載用圧縮機を搭載した車両であって、
   前記可動子に接続されて往復動するピストンと、該ピストンを摺動可能に収容し圧縮室を形成するシリンダと、を有する圧縮部と、
   前記圧縮室の吐出側に接続され、内部に乾燥剤が充填されたエアドライヤと、
   をさらに備え、
   前記エアドライヤは、前記可動子および前記ピストンの移動方向の軸線上に配置される
   車載用圧縮機を搭載した車両。