JPH03290067A - リニア電動機駆動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、ピストンをリニア電動機によって直線往復
運動させることにより、流体を圧縮するリニア電動機駆
動機構に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は、例えば機械設計（ｖｏｌ、２９．ＮＯ，１２
，１９８５、ＰＰ６０〜６５）に示された従来のリニア
電動機駆動圧縮機を示す断面図で、特にピストンが対抗
動作するタイプを示す。

図において、（１）は両端部分が閉じられた２個のシリ
ンダで、端面が接合されて直線状となっている。（２）
はリニア電動機を構成する電磁石で、各シリンダ（１）
における端部を半径方向に貫通して、その先端部分が内
部に多少突出された状態に固定されている。（３）は上
記電磁石（２）と、リニア電動機を構成するアマチャで
ある。このアマチャ（３）は、各シリンダ（１）の内部
に配置され、圧縮スプリング（４）により移動習性が与
えられており、電磁石（２）から発生される磁力に作用
して、シリンダ（１）の内部を圧縮スプリング（４）を
圧縮する方向に移動する。（５）は各シリンダ（１）の
内部にそれぞれ配置されて、　リニア電動機により駆動
、つまりリニア電動機を構成するアマチャ（３）に固定
されて、各シリンダ（１）の内部を直線移動するピスト
ンである。従って、このピストン（５）とシリンダ（１
）の内周面及び閉塞内面によって構成されている。（７
）は圧縮＊（６）の側壁部分に設けられた吸入弁、（８
）は各シリンダ（１）に設けられた吸入弁（７）に連通
ずる吸入口、（９）は各シリンダ（１）における圧縮室
（６）の側壁部分に上記吸入弁（７）に対して対向する
ように設けられた吐出弁、（１０）は各シリンダ（１）
に設けられた吐出弁（７）に連通する吐出口である。こ
のリニア電動機駆動圧縮機は中心線を境として、２組の
リニア電動機駆動圧縮機が直線状に対向する往復式圧縮
機を構成する。

次に動作について説明する。まず、電磁石（２）に駆動
電流が供給されると、この電磁石（２）から発生される
磁力に吸引されて、アマチャ（３）が圧縮スプリング（
４）を圧縮する方向に移動する。ここでアマチャ（３）
にはピストン（５）が固定されていることから、アマチ
ャ（３）の移動に伴ってピストン（５）が中心線から離
れる方向に移動することになる。この結果、シリンダ（
１）とピストン（５）とによって構成される圧縮室（６
）の体積が増加する。

圧縮室（６）の体積が増加すると、その内部圧力が低下
することから、吸入弁（７）が開いて、流体が吸入口（
８）を介して圧縮室（６）内に吸入されることになる。

次に電磁石（２〉に対する駆動電流の供給が絶たれると
、電磁石（２）のアマチャ（３）に対する吸引作用も絶
たれることから、圧縮スプリング（４）の反発力によっ
て、アマチャ（３）がホームポジションとしての中心線
の方向に移動する。この結果、アマチャ（３）に固定さ
れているピストン（５）によって。

圧縮室（６）の体積が縮小すると、その内部圧力が増加
することから、この内部圧力が吐出口（１０）の圧力以
上になると、吐出弁（９）が開いて圧縮室（６）内の流
体がこの吐出口（９）を介して吐出口（１０）から吐き
出される。

このような動作は、中心線の反対に設けているリニア電
動機駆動圧縮機においても、例えば逆位相で行われてい
る。この２つのリニア電動機駆動圧縮機は、吸入口（８
）及び吐出口（］０）によって連通されていることから
、吐き出し流体の脈動が互いに打ち消されて、脈動が少
ない圧縮流体が得られることになる。

［発明が解決しようとする課、ａ］ 従来のリニア電動機駆動圧縮機は以上のように構成され
ているので、吸入口から吐出口へ至る流体の流路が複雑
になるとともに、この流体の流路に対して、ピストンの
移動方向が互いに交差する方向となることから、流体抵
抗が大きくなって。

圧縮機の性能が低下するという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、圧縮流体の流路抵抗を低下させることによ
って圧縮特性を高め、かつ、信頼性の高いリニア電動機
駆動圧縮機を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るリニア電動機駆動圧縮機は、吸入弁と吐
出弁をシリンダ側壁の内部に組み込むことにより、流体
の流路方向の変化を少なくしたものである。

［作用］ この発明におけるリニア電動機駆動圧縮機は、吸入弁と
吐出弁をシリンダ側壁の内部に組み込、ｔだものである
ことから、流体の流路が単純化され流体抵抗が減少して
、圧縮特性が向上する。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１２）は筒状をなした一本のシリンダで
、その中心の側壁部に吸入口（１３）と吐出口（］４）
が設けられており、両端部は壁によって閉塞されている
。（］５）、（１５ａ）は、リニア電動機を構成する電
磁石で、シリンダ（１２）における両端部を半径方向に
貫通して、その先端部部が内部に多少突出された状態に
固定されている。　（Ｉ６）、（１６ａ）は、上記電磁
石（１５）、（１５ａ）とによってリニア電動機を構成
するアマチャである。このアマチャ（１６）及び（１６
ａ）は、シリンダ（］２）の内部における上記電磁石（
１５）、（１５ａ）の近辺に配置されて、圧縮スプリン
グ（１７）、（１７ａ）により移動習性が与えられてお
り、電磁石（１５）、（１５ａ）から発生される磁力に
作用して、シリンダ（Ｊ２）の内部を圧縮スプリング（
１７）、（１７ａ）を圧縮する方向に移動する６（１８
〉、（１８ａ）はリニア電動機による駆動、つまりリニ
ア電動機を構成するアマチャ（１６）及び（１６ａ）に
固定されたピストンである。従ってこのピストン（１８
）、　　（１８ａ）とシリンダ（１２）の内面によって
構成される空間が流体を圧縮する圧縮室（１９）を構成
することになる。（２０）はシリンダの中心線の側壁に
設けられた吸入弁、（２１）はシリンダの中心線の側壁
に設けられた吐出弁、（２２）はリニア電動機駆動圧縮
機を部分する部分を示す中心線である。

次に動作について説明する。まず、電磁石（１５）、（
１５ａ）に駆動電流が供給されると、電磁石（１５）か
ら発生される磁力に吸引されて、アマチャ（１６）が圧
縮スプリング（１７）を圧縮する方向に移動され、また
、電磁石（１５ａ）から発生される磁力に吸引されて、
アマチャ（１６ａ）が圧縮スプリング（１７ａ　）を圧
縮する方向に移動される。つまりアマチャ（１６）、（
１６ａ）が互いに離れる方向に移動することになる。

ここでアマチャ（１６）、（１６ａ）には、ピストン（
１８）、（１８ａ）がそれぞれ固定されていることから
、アマチャ（１６）、（１６ａ）の移動に伴って、ピス
トン（１８）、（１８ａ　）が互いに離れる方向に移動
することになる。

この結果シリンダ（１２）とピストン（１８）、（１８
ａ）とによって構成される圧縮室（１９）の体積が増加
することになる。圧縮室の体積が増加すると、その内部
圧力が低下することから、吸入弁（２０）が開いて、流
体が吸入口（１３）を解して圧縮室（１９）内に吸入さ
れることになる。

次に電磁石（１５）、（１５ａ）に駆動電流の供給が絶
たれると、電磁石（１５）、（１５ａ）のアマチャ（１
６）、（１６ａ）に対する吸引作用も絶たれることから
、圧縮スプリング（１７）、（１７ａ）の反発力によっ
て、アマチャ（１６）、（１６ａ）がホームポジション
としての中心＆Ｉ（２２）の方向に互いに移動すること
になる。

アマチャ（１６）、（１６ａ）には、ピストン（１８）
、（１８ａ）がそれぞれ固定されていることから、アマ
チャ（１６）、（１６ａ）の移動に伴ってピストン（１
８）、（１８ａ）が互いに近づく方向に移動することに
なる。この結果、シリンダ（１２）とピストン（１８）
、（１８ａ）とによって構成される圧縮室（１９）の体
積が減少することになる。圧縮室の体積が減少すると、
その内部圧力が低下することから、この内部圧力が吐出
口（１４）の圧力以上になると、吐出弁（２１）が開い
て流体が吐出口（１４）を介して吐出されることになる
。

このような動作を繰り返すことにより、吸入口（１３）
から吸入され流体は、圧縮された後に吐出口（１４）か
ら連続的に排出されることになる。

なお、ピストン（１８）及びピストン（１８ａ）が互い
に中心線（２２）の部分で衝突しないように調整する。

［発明の効果］ 以にのようにこの発明によれば、シリンダの側壁に吸入
弁と吐出弁を組み込んだものであることから、従来に比
較して流体抵抗が大幅に減少する。

また、弁の数が半分になるので、コストが低下するとと
もに、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるリニア電動機駆動圧縮機の一実
施例を示す断面図、第２図は従来のリニア電動機能動圧
縮機を示す断面図である。 図において（１２）はシリンダ、（１３）は吸入口、（
］４）は吐出口、（１５）、　（１５ａ）は電磁石、（
１６）、　（１６ａ）はアマチャ、（１７）、（１７ａ
）はスプリング、（１８）−（１８ａ）はピストン、（
２０）は吸入弁、（２１）は吐出弁である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筒状体の両端部が閉塞され、この閉塞部に吸入口と吐出
   口が設けられたシリンダと、このシリンダにおける両端
   部に設けられた第１、第２の電磁石と、上記シリンダの
   内部に収容された上記第１、第２の電磁石から発生され
   る磁束に作用して上記シリンダ内を軸方向に移動する第
   １、第２のアマチャと、上記シリンダ内において上記各
   アマチャに連結された第１、第２のピストンと、上記シ
   リンダの側壁に設けられた吸入弁と吐出弁を有すること
   を特徴とするリニア電動機駆動圧縮機。