JPH10227284A - Linear compressor - Google Patents

Linear compressor

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Publication number
JPH10227284A
JPH10227284A JP3075397A JP3075397A JPH10227284A JP H10227284 A JPH10227284 A JP H10227284A JP 3075397 A JP3075397 A JP 3075397A JP 3075397 A JP3075397 A JP 3075397A JP H10227284 A JPH10227284 A JP H10227284A
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JP
Japan
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piston
gas
cylinder
linear compressor
compression chamber
Prior art date
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Application number
JP3075397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Kuwaki
康之 桑木
Daizo Takaoka
大造 高岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to CN97191217A priority patent/CN1083939C/en
Priority to US09/029,636 priority patent/US6231310B1/en
Priority to EP97929557A priority patent/EP0864750A4/en
Priority to PCT/JP1997/002360 priority patent/WO1998001675A1/en
Publication of JPH10227284A publication Critical patent/JPH10227284A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear compressor which can prevent the wear of a piston part by restricting the shaft swing of a piston and enable the long life of a device. SOLUTION: A coil movable linear compressor having compression chambers 2, 3 in both sides of a housing 1 is provided with a plate-shaped piston spring 20, provided between the housing 1 and piston shaft 12, for elastically supporting first/second pistons 7, 10 so as to be able to reciprocate in first/second cylinders 6, 9 respectively and gas bearings 41, 42 for regulating the position of the axial direction of the first/second pistons 7, 10 by spouting one part of a compressed gas from the compression chamber 2, 3 in the first/second cylinders 6, 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダ内に嵌装
されたピストンをリニアモータによって往復運動させる
ことにより、ガスを圧縮して外部に供給するリニアコン
プレッサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear compressor for compressing gas and supplying the compressed gas to the outside by reciprocating a piston fitted in a cylinder by a linear motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、冷凍システムに於いて、冷媒ガス
を圧縮して供給する機構として、リニアコンプレッサが
開発されている。例えば図4に示す如く、有底円筒体の
ハウジング101と、そのハウジング101の上端開口
部に形成された低炭素鋼からなる磁気枠102と、この
磁気枠102の中心部に形成されたシリンダ103と、
シリンダ103内に往復可能に嵌装され、シリンダ10
3内空間に圧縮室104を区画形成するピストン105
と、ピストン105を往復駆動する駆動源としてのリニ
アモータ106を備えている。
2. Description of the Related Art In recent years, a linear compressor has been developed as a mechanism for compressing and supplying a refrigerant gas in a refrigeration system. For example, as shown in FIG. 4, a housing 101 having a bottomed cylindrical body, a magnetic frame 102 made of low carbon steel formed at an upper end opening of the housing 101, and a cylinder 103 formed at the center of the magnetic frame 102 When,
Reciprocally fitted in the cylinder 103, the cylinder 10
Piston 105 for forming compression chamber 104 in inner space 3
And a linear motor 106 as a drive source for driving the piston 105 back and forth.

【0003】そして、リニアモータ106には、環状の
永久磁石107がシリンダ103の同心外方に配置さ
れ、ハウジング101に固着されている。この磁石10
7及び磁気枠102からなる磁気回路によって、シリン
ダ103の中心と同心の円筒状の間隙108に磁界Bを
発生させる。間隙108には中心部にてピストン105
に一体固定された樹脂からなる有底円筒状の可動体10
9が配設され、可動体109及びピストン105を往復
可能に弾性支持するためのコイルスプリング110がハ
ウジング101に固定されている。
In the linear motor 106, an annular permanent magnet 107 is arranged concentrically outside the cylinder 103 and is fixed to the housing 101. This magnet 10
A magnetic field B is generated in a cylindrical gap 108 concentric with the center of the cylinder 103 by a magnetic circuit including the magnetic frame 7 and the magnetic frame 102. The gap 105 has a piston 105 at the center.
Cylindrical movable body 10 made of resin integrally fixed to
A coil spring 110 for elastically supporting the movable body 109 and the piston 105 so as to reciprocate is fixed to the housing 101.

【0004】この可動体109の外周には、磁石107
と対向する位置に電磁コイル111が巻回されており、
リード線(図示せず)を介して所定周波数の交流電流を
通電することで、間隙108を通る磁界との作用により
コイル111及び可動体109を駆動してピストン10
5をシリンダ103内で往復移動させ、圧縮室104で
所定周期のガス圧を発生させるようになされている。
A magnet 107 is mounted on the outer periphery of the movable body 109.
The electromagnetic coil 111 is wound at a position facing the
By passing an alternating current of a predetermined frequency through a lead wire (not shown), the coil 111 and the movable body 109 are driven by the action of a magnetic field passing through the gap 108, and the piston 10
5 is reciprocated in the cylinder 103 to generate a gas pressure in a predetermined cycle in the compression chamber 104.

【0005】一方、代表的な冷凍システムとして、図5
に示す如く、リニアコンプレッサ121(圧縮機)、凝
縮器122、膨張弁123及び蒸発器124をガス流路
配管125にて接続した密閉式の冷凍システムが知られ
ており、リニアコンプレッサ121は、蒸発器124で
気化した冷媒ガスを、ガス流路配管125を通じて吸入
して高圧に圧縮し、高圧となった冷媒ガスをガス流路配
管125を経て凝縮器122に吐出する装置として使用
されている。
On the other hand, as a typical refrigeration system, FIG.
As shown in FIG. 1, a hermetic refrigeration system in which a linear compressor 121 (compressor), a condenser 122, an expansion valve 123, and an evaporator 124 are connected by a gas flow path pipe 125 is known. The refrigerant gas vaporized by the condenser 124 is sucked through a gas flow pipe 125 and compressed to a high pressure, and the high pressure refrigerant gas is discharged to the condenser 122 through the gas flow pipe 125.

【0006】このため、図4に示すように、圧縮室10
4には、シリンダ103の上端部に設けられた弁機構1
12を介してハウジング101外部のガス流路配管12
5が接続されている。弁機構112は、ガス流路配管1
25を介して蒸発器124からの冷媒ガスの吸入のみを
許容する吸入弁112aと、ガス流路配管125を介し
て凝縮器122への冷媒ガスの吐出のみを許容する吐出
弁112bとから構成される。吸入弁112aは、低圧
側のガス流路配管125と圧縮室104との冷媒ガスの
圧力差によって、圧縮室104方向にガスを流入させる
弁である。又、吐出弁112bは、圧縮室104内の冷
媒ガス圧力が一定圧力以上となると開放するように、圧
縮室104と高圧側のガス流路配管125との冷媒ガス
の圧力差によって、高圧側のガス流路配管125方向に
ガスを流出させる弁である。尚、吸入弁112a及び吐
出弁112bは、ともに板バネによって付勢されている
弁である。
For this reason, as shown in FIG.
4 includes a valve mechanism 1 provided at the upper end of the cylinder 103.
12, a gas flow path pipe 12 outside the housing 101.
5 is connected. The valve mechanism 112 is connected to the gas flow pipe 1
The suction valve 112a allows only the suction of the refrigerant gas from the evaporator 124 through the inlet 25, and the discharge valve 112b allows only the discharge of the refrigerant gas to the condenser 122 through the gas flow pipe 125. You. The suction valve 112 a is a valve that causes a gas to flow in the direction of the compression chamber 104 by a pressure difference between the refrigerant gas in the gas passage pipe 125 on the low pressure side and the compression chamber 104. Further, the discharge valve 112b is opened by the pressure difference of the refrigerant gas between the compression chamber 104 and the gas passage pipe 125 on the high pressure side so that the discharge valve 112b opens when the refrigerant gas pressure in the compression chamber 104 becomes equal to or higher than a predetermined pressure. This is a valve that allows gas to flow out in the direction of the gas flow pipe 125. The suction valve 112a and the discharge valve 112b are both valves that are biased by leaf springs.

【0007】以上の構成により、従来装置では吸入弁1
12aから吸入された冷媒ガスを圧縮室104で高圧に
圧縮した後、吐出弁112bを介して凝縮器122に供
給している。
With the above arrangement, in the conventional apparatus, the suction valve 1
After the refrigerant gas sucked from 12a is compressed to a high pressure in the compression chamber 104, it is supplied to the condenser 122 via the discharge valve 112b.

【0008】また、最近では特開平2−154950号
公報等に開示のように、1個のリニアモータによって、
ハウジング内の両側に圧縮室を設け、交互に2個のピス
トンを動作させて効率を向上させるものが提案されてい
る。
Recently, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-154950, a single linear motor is used.
It has been proposed to provide a compression chamber on both sides in a housing and operate two pistons alternately to improve efficiency.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、斯かる特開平
2−154950号公報等に開示のものは上述した図4
に示すコイル可動型ではなく、磁石可動型のリニアモー
タ駆動方式を採用しているため、ピストン可動方向と垂
直な方向に磁界による力がピストンに加わるため、ピス
トン部分の摩耗が起こりやすく長期使用には不向きであ
るという欠点を有していた。
However, the one disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-154950 or the like is the one disclosed in FIG.
Not a movable coil as shown in the figure above, but a linear motor drive system of a movable magnet type is adopted, so a force due to a magnetic field is applied to the piston in a direction perpendicular to the moving direction of the piston, so the piston part is likely to be worn and prolonged use Had the disadvantage of being unsuitable.

【0010】このため、長期使用のリニアコンプレッサ
においては、リニアモータの駆動方式を、ピストンの可
動方向と同一方向にしかリニアモータの磁界による力が
作用しないコイル可動型に変更することが考えられる
が、この場合にはピストンのストローク中心位置を一定
に制御することが難しく、そのため高効率な運転ができ
ないという問題があった。
For this reason, in a linear compressor that has been used for a long period of time, it is conceivable to change the drive system of the linear motor to a coil movable type in which the force of the magnetic field of the linear motor acts only in the same direction as the piston moves. However, in this case, it is difficult to control the center position of the stroke of the piston to be constant, and therefore, there has been a problem that highly efficient operation cannot be performed.

【0011】また、従来、上記冷凍システムではピスト
ンをシリンダ内で往復動可能にするために、ハウジング
に対して弾性支持する部材としてコイルスプリングを用
いる場合が多いが、近年、その耐久性や可動方向の位置
規制などの点で従来のコイルスプリングに比べて優れた
板状ピストンスプリングが提案され、その改良について
種種の検討が行われている(春山富義他、第48回、1
992年度秋季低温工学・超伝導学会講演概要集B2−
4、P166)。
Conventionally, in the refrigerating system, a coil spring is often used as a member for elastically supporting the housing in order to allow the piston to reciprocate in the cylinder. A plate-shaped piston spring that is superior to the conventional coil spring in terms of position control and the like has been proposed, and various improvements have been studied (Tomiyoshi Haruyama et al., 48th, 1st.
Proceedings of the 1999 Low Temperature Engineering and Superconductivity Society of Japan B2-
4, P166).

【0012】この板状ピストンスプリングは、一般にサ
スペンションスプリングと呼ばれており、その形状は図
6に示すように、円板状の板バネ20aに、中心部に向
かって複数の螺旋状の切り欠き部20bが均等に設けら
れた構成となっている。
This plate-shaped piston spring is generally called a suspension spring, and its shape is, as shown in FIG. 6, formed in a disk-shaped plate spring 20a by a plurality of spiral notches toward the center. The configuration is such that the portions 20b are evenly provided.

【0013】そして、この板状のサスペンションスプリ
ング20を上述のピストンスプリングとして用いことに
より、簡易な構成でピストンのストローク中心位置を一
定にすることが可能であった。
By using the plate-shaped suspension spring 20 as the above-described piston spring, it is possible to make the stroke center position of the piston constant with a simple configuration.

【0014】しかしながら、この板状のサスペンション
スプリング20の場合には、スプリングが延びきるピス
トンの上下死点近傍では、ピストンの軸ぶれを制限する
ことができず、その結果、何らかの原因でピストンがシ
リンダに片当たりしてピストン部分の摩耗を引き起こす
虞れがあった。
However, in the case of the plate-shaped suspension spring 20, it is impossible to limit the axial deflection of the piston in the vicinity of the vertical dead center of the piston where the spring is fully extended. There is a possibility that the piston portion may be worn out by one side.

【0015】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あって、ハウジング内の両側に圧縮室を有し、コイル可
動型リニアモータの駆動によりガスを圧縮して外部に供
給するリニアコンプレッサにおいて、簡易な構成でピス
トンのストローク中心位置を一定にすると共に、ピスト
ンの往復動駆動時におけるピストンの軸ぶれを制限して
ピストン部分の摩耗を防止し、装置の長寿命化を可能と
したリニアコンプレッサを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is directed to a linear compressor having compression chambers on both sides in a housing and compressing gas by driving a coil movable linear motor to supply the gas to the outside. A linear compressor with a simple configuration that keeps the center of the stroke of the piston constant, limits shaft deflection of the piston during reciprocating drive of the piston, prevents wear on the piston, and extends the life of the device. The purpose is to provide.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジング内
の両側に設けられた第1及び第2シリンダと、該第1及
び第2シリンダ内に往復可能に嵌装され、各シリンダ内
に圧縮室をそれぞれ区画形成する第1及び第2ピストン
と、両端部が該第1及び第2ピストンに固着されている
ピストンシャフトと、該ピストンシャフトに一体固定さ
れた有底円筒状の可動体が、磁石及び磁気枠からなる磁
気回路の一部に形成した間隙に配設され、該可動体の外
周に巻回された電磁コイルへの所定周波数の交流の供給
によりピストンを往復駆動するリニアモータと、ハウジ
ング及びピストンシャフト間に設けられ、第1及び第2
ピストンをそれぞれ第1及び第2シリンダ内で往復動可
能に弾性支持する板状ピストンスプリングと、第1及び
第2シリンダ内の圧縮室からの圧縮ガスの一部を噴出せ
しめ、第1及び第2ピストンの軸方向の位置規制を行う
気体軸受部と、を備えているリニアコンプレッサであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there are provided first and second cylinders provided on both sides of a housing, reciprocally fitted in the first and second cylinders, and compressed in each cylinder. First and second pistons that respectively define chambers, piston shafts whose both ends are fixed to the first and second pistons, and a bottomed cylindrical movable body integrally fixed to the piston shafts, A linear motor that is disposed in a gap formed in a part of a magnetic circuit composed of a magnet and a magnetic frame, and that reciprocates a piston by supplying an alternating current of a predetermined frequency to an electromagnetic coil wound around the outer periphery of the movable body; A first and a second member provided between the housing and the piston shaft;
A plate-like piston spring for elastically supporting a piston so as to reciprocate in the first and second cylinders; And a gas bearing part for regulating the axial position of the piston.

【0017】この構成を用いることにより、第1及び第
2ピストンが中立点付近に位置しているときには、板状
ピストンスプリングによって第1及び第2ピストンの軸
方向の位置規制が行われ、一方、第1及び第2ピストン
が上下死点近傍に位置しているときには、気体軸受部に
よって第1及び第2ピストンの軸方向の位置規制が行わ
れる。従って、簡易な構成で第1及び第2ピストンのス
トローク中心位置を一定にすると共に、第1及び第2ピ
ストンの往復動駆動時におけるピストンの軸ぶれを制限
してピストン部分の摩耗を防止し、装置の長寿命化を図
ることができる。
By using this configuration, when the first and second pistons are located near the neutral point, the position of the first and second pistons in the axial direction is regulated by the plate-like piston springs. When the first and second pistons are located in the vicinity of the vertical dead center, the axial position of the first and second pistons is regulated by the gas bearing. Therefore, the stroke center positions of the first and second pistons are made constant with a simple configuration, and the axial movement of the pistons during the reciprocating drive of the first and second pistons is restricted to prevent wear of the piston portions, The life of the device can be extended.

【0018】その具体的構成として、第1シリンダ内の
圧縮室からの圧縮ガスを気体軸受部に供給するための第
1連通路と、第2シリンダ内の圧縮室からの圧縮ガスを
気体軸受部に供給するための第2連通路と、を備えてい
る。
As a specific configuration, a first communication passage for supplying a compressed gas from a compression chamber in a first cylinder to a gas bearing portion, and a compressed gas from a compression chamber in a second cylinder to a gas bearing portion. And a second communication path for supplying the air to the second communication path.

【0019】この構成を用いることにより、圧縮室から
の圧縮ガスの一部を利用して気体軸受部へのガス供給が
なされるため、新たにガス供給のための手段を設ける必
要がなく、装置の小型化を図ることができる。
By using this configuration, a part of the compressed gas from the compression chamber is used to supply the gas to the gas bearing portion. Therefore, it is not necessary to newly provide a means for supplying the gas, and the apparatus is not required. Can be reduced in size.

【0020】更に好ましくは、第1連通路は第1ピスト
ン及びピストンシャフト内に形成され、第2連通路は第
2ピストン及びピストンシャフト内に形成されている。
この構成を用いることにより、ピストンシャフト側から
軸受側にガスを吹きつけるので、その逆の場合に比べて
装置全体の構造を簡略化することができる。
[0020] More preferably, the first communication passage is formed in the first piston and the piston shaft, and the second communication passage is formed in the second piston and the piston shaft.
By using this configuration, gas is blown from the piston shaft side to the bearing side, so that the structure of the entire apparatus can be simplified as compared to the opposite case.

【0021】また、気体軸受部を、第1ピストンの背面
側の第1シリンダに設けられ、該第1ピストンの軸方向
の位置規制を行う第1気体軸受部と、第2ピストンの背
面側の第2シリンダに設けられ、該第2ピストンの軸方
向の位置規制を行う第2気体軸受部とから構成してもよ
い。
Further, a gas bearing portion is provided in the first cylinder on the back side of the first piston to regulate the axial position of the first piston, and a gas bearing portion on the back side of the second piston. The second piston may be provided in the second cylinder, and may control the axial position of the second piston.

【0022】この構成を用いることにより、第1気体軸
受部によって第1ピストンが上下死点近傍に位置してい
る場合の軸ぶれが制限され、第2気体軸受部によって第
1ピストンが上下死点近傍に位置している場合の軸ぶれ
が制限されることになる。
By using this configuration, shaft deflection when the first piston is located in the vicinity of the vertical dead center is limited by the first gas bearing portion, and the first piston is vertically shifted by the second gas bearing portion. Shaking of the shaft when it is located in the vicinity is limited.

【0023】更に、第1及び第2ピストンは、それぞれ
第1及び第2シリンダ内に微小間隙、具体的には10μ
m以下に設定した微小間隙を介して往復可能に遊挿され
る構成にしてもよい。
Further, the first and second pistons have a minute gap, specifically, 10 μm, in the first and second cylinders, respectively.
A configuration may be adopted in which the reciprocation is freely inserted through a minute gap set to be equal to or less than m.

【0024】この構成を用いることにより、ピストンの
往復動に伴いシリンダとの間にガスシールが形成され、
別途ガスシール部材をピストン周側面に設ける必要がな
い。従って、ピストン−シリンダ間に片当たりのないク
リアランスシールを実現することができ、ピストンの往
復動時のピストン−シリンダ間の摩擦損失による運転効
率の低下等を防止できる。
By using this configuration, a gas seal is formed between the piston and the cylinder as the piston reciprocates,
There is no need to separately provide a gas seal member on the peripheral surface of the piston. Therefore, it is possible to realize a clearance seal having no contact between the piston and the cylinder, and it is possible to prevent a decrease in operating efficiency due to a friction loss between the piston and the cylinder when the piston reciprocates.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明のリ
ニアコンプレッサの一実施の形態について説明する。
尚、前述の従来装置と同じ構成については同一符号を付
して示しており、これらの部分の詳細な説明は省略す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the linear compressor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
Note that the same components as those of the above-described conventional device are denoted by the same reference numerals, and detailed description of these portions will be omitted.

【0026】本発明のリニアコンプレッサは、上記した
図5に示す如く、密閉形の冷凍システムの圧縮機として
用いられる。そして、そのリニアコンプレッサとして
は、図1に示す如く、外周が密閉円筒状のハウジング1
によって包囲され、リニアコンプレッサを密閉空間とし
て保持している。このハウジング1は、その上部及び下
部に圧縮室2、3を有している。
As shown in FIG. 5, the linear compressor of the present invention is used as a compressor of a closed type refrigeration system. As a linear compressor, as shown in FIG.
And holds the linear compressor as an enclosed space. The housing 1 has compression chambers 2 and 3 at its upper and lower parts.

【0027】そして、ハウジング1の上部には低炭素鋼
からなる磁気枠(ヨーク)4が形成され、このヨーク4
の中心部には上下方向に延びるシリンダ嵌装孔5が貫通
形成され、このシリンダ嵌装孔5にはステンレス鋼から
なる有底円筒状の第1シリンダ6が嵌合されている。
A magnetic frame (yoke) 4 made of low carbon steel is formed on the upper part of the housing 1.
A cylinder fitting hole 5 extending in the vertical direction is formed through a central portion of the cylinder, and a bottomed cylindrical first cylinder 6 made of stainless steel is fitted into the cylinder fitting hole 5.

【0028】第1シリンダ6内には、第1ピストン7が
微小間隙を介して往復可能に遊挿されており、第1シリ
ンダ6と第1ピストン7により冷媒ガスの圧縮空間とな
る上部圧縮室2が区画形成される。そして、第1シリン
ダ6には外部のガス流路配管125に接続され、蒸発器
124で気化した冷媒ガスを吸入するための第1吸入弁
8aが設けられている。
In the first cylinder 6, a first piston 7 is reciprocally inserted through a small gap so as to reciprocate, and the upper compression chamber, which serves as a compression space for refrigerant gas, by the first cylinder 6 and the first piston 7. 2 are defined. The first cylinder 6 is provided with a first suction valve 8a connected to an external gas flow path pipe 125 for sucking the refrigerant gas vaporized by the evaporator 124.

【0029】一方、第1シリンダ6と反対側のハウジン
グ1の下部には、上下方向に延びる第2シリンダ9が設
けられており、その第2シリンダ9内には第2ピストン
10が微小間隙を介して往復可能に遊挿されており、第
2シリンダ9と第2ピストン10により冷媒ガスの圧縮
空間となる下部圧縮室3が区画形成される。そして、上
部圧縮室2と同様に、第2シリンダ9には外部のガス流
路配管125と接続し、蒸発器124で気化した冷媒ガ
スを吸入するための第2吸入弁11aが設けられてい
る。
On the other hand, a second cylinder 9 extending vertically is provided below the housing 1 on the side opposite to the first cylinder 6, and a second piston 10 has a small gap in the second cylinder 9. The lower compression chamber 3 is formed by the second cylinder 9 and the second piston 10 as a compression space for the refrigerant gas. Similarly to the upper compression chamber 2, the second cylinder 9 is provided with a second suction valve 11a connected to an external gas flow path pipe 125 for sucking the refrigerant gas vaporized by the evaporator 124. .

【0030】そして、第1ピストン7及び第2ピストン
10は、ピストンシャフト12で連結されており、第1
ピストン7側が開放された有底円筒状の可動体(ボビ
ン)13がピストンシャフト12に一体固定されてい
る。
The first piston 7 and the second piston 10 are connected by a piston shaft 12,
A cylindrical movable body (bobbin) 13 with a bottom and an open side of the piston 7 is integrally fixed to the piston shaft 12.

【0031】また、ヨーク4にはシリンダ嵌装孔5と同
心状に配置された環状の凹部15が形成され、この凹部
15の外側側面15aには環状の永久磁石16が内側側
面15bとの間に所定の間隙Sをあけて取り付けられて
おり、この磁石16及びヨーク4によってリニアモータ
17の磁気回路18が構成され、この磁気回路18によ
って磁石16と凹部15内側側面との間の間隙Sに所定
強度の磁界を発生させるようにしている。そして、ボビ
ン13が磁石16及びヨーク4からなる磁気回路18の
一部に形成した間隙Sに配設され、ボビン13の外周に
巻回された電磁コイル19に所定周波数の交流電流を供
給することによって第1ピストン7及び第2ピストン1
0をそれぞれ第1シリンダ6及び第2シリンダ9内で往
復移動させ、上部圧縮室2及び下部圧縮室3において所
定周期のガス圧を発生させるようになされている。
An annular recess 15 is formed in the yoke 4 so as to be concentric with the cylinder fitting hole 5. An annular permanent magnet 16 is provided on the outer side surface 15a of the recess 15 between the yoke 4 and the inner side surface 15b. The magnet 16 and the yoke 4 form a magnetic circuit 18 of a linear motor 17. The magnetic circuit 18 allows the magnetic circuit 18 to attach the magnetic circuit 18 to the gap S between the magnet 16 and the inner side surface of the recess 15. A magnetic field having a predetermined strength is generated. The bobbin 13 is disposed in a gap S formed in a part of a magnetic circuit 18 including the magnet 16 and the yoke 4, and supplies an alternating current of a predetermined frequency to an electromagnetic coil 19 wound around the bobbin 13. The first piston 7 and the second piston 1
0 is reciprocated in the first cylinder 6 and the second cylinder 9, respectively, so as to generate a gas pressure of a predetermined cycle in the upper compression chamber 2 and the lower compression chamber 3.

【0032】また、ピストンシャフト12には、第1ピ
ストン7及び第2ピストン10を往復可能に弾性支持す
るための板状のサスペンションスプリング20が設けら
れている。そして、サスペンションスプリング20は、
その中心部がピストンシャフト12の中心位置に一体固
定され、外周部がハウジング1に固定されて第1ピスト
ン7及び第2ピストン10を往復可能に弾性支持してい
る。尚、サスペンションスプリング20はバネ鋼から構
成されており、その具体的形状については、[従来技
術]の項で記載したものと同じであるためここでは詳細
な説明は省略する。
The piston shaft 12 is provided with a plate-shaped suspension spring 20 for elastically supporting the first piston 7 and the second piston 10 in a reciprocating manner. And the suspension spring 20
The central portion is integrally fixed to the central position of the piston shaft 12, and the outer peripheral portion is fixed to the housing 1 to elastically support the first piston 7 and the second piston 10 so as to be able to reciprocate. The suspension spring 20 is made of spring steel, and its specific shape is the same as that described in the section of [Prior Art], so that the detailed description is omitted here.

【0033】このように、両側に圧縮室2、3を有する
リニアコンプレッサにおいて、ピストンシャフト12の
中心位置にサスペンションスプリング20を配設するこ
とにより、第1及び第2ピストン7、10のストローク
中心位置を一定制御することが容易となる。
As described above, in the linear compressor having the compression chambers 2 and 3 on both sides, by disposing the suspension spring 20 at the center position of the piston shaft 12, the stroke center position of the first and second pistons 7 and 10 is adjusted. Can be easily controlled.

【0034】さらに、上記第1ピストン7及びピストン
シャフト12には、第1シリンダ6内の上部圧縮室2か
らの圧縮ガスを後述する第1気体軸受部41及び第2気
体軸受部42に供給するための第1連通路51が設けら
れており、また、第2ピストン10及びピストンシャフ
ト12には、第2シリンダ9内の下部圧縮室3からの圧
縮ガスを第1気体軸受部41及び第2気体軸受部42に
供給するための第2連通路52が設けられている。
Further, a compressed gas from the upper compression chamber 2 in the first cylinder 6 is supplied to the first piston 7 and the piston shaft 12 to a first gas bearing 41 and a second gas bearing 42 which will be described later. A first communication passage 51 is provided in the second piston 10 and the piston shaft 12 for supplying compressed gas from the lower compression chamber 3 in the second cylinder 9 to the first gas bearing portion 41 and the second A second communication passage 52 for supplying the gas to the gas bearing portion 42 is provided.

【0035】そして、第1気体軸受部41及び第2気体
軸受部42では、第1ピストン7が上死点近傍に位置す
る圧縮行程において、第1シリンダ6内の上部圧縮室2
からの圧縮ガスの一部を第1連通路51を介してピスト
ンシャフト12から軸受側に噴出せしめ、一方、第2ピ
ストン10が上死点近傍に位置する圧縮行程において、
第2シリンダ9内の下部圧縮室3からの圧縮ガスの一部
を第2連通路52を介してピストンシャフト12から軸
受側に噴出せしめる。
In the first gas bearing portion 41 and the second gas bearing portion 42, during the compression stroke in which the first piston 7 is located near the top dead center, the upper compression chamber 2 in the first cylinder 6 is formed.
A part of the compressed gas from the piston is ejected from the piston shaft 12 to the bearing side through the first communication passage 51. On the other hand, in the compression stroke in which the second piston 10 is located near the top dead center,
A part of the compressed gas from the lower compression chamber 3 in the second cylinder 9 is ejected from the piston shaft 12 to the bearing via the second communication passage 52.

【0036】これにより、第1ピストン7及び第2ピス
トン10の上下死点近傍では、サスペンションスプリン
グ20が延びきった状態となるため、サスペンションス
プリング20によってピストンの軸ぶれを充分に制限で
きないが、その代わりに、第1気体軸受部41及び第2
気体軸受部42によって第1ピストン7及び第2ピスト
ン10の軸ぶれを確実に防止することが可能となる。
As a result, the suspension spring 20 is fully extended in the vicinity of the top and bottom dead centers of the first piston 7 and the second piston 10, so that the suspension spring 20 cannot sufficiently restrict the axial movement of the piston. Instead, the first gas bearing part 41 and the second
The gas bearing 42 makes it possible to reliably prevent the first piston 7 and the second piston 10 from running out of shaft.

【0037】以上の構成により、第1ピストン7が上死
点近傍に位置する期間において、上部圧縮室2と気体軸
受部41、42との圧力差が大きくなり、その上部圧縮
室2からの圧縮ガスの一部が第1連通路51を介して第
1気体軸受部41及び第2気体軸受部42に供給され、
ピストンシャフト12から軸受側に圧縮ガスが吹きつけ
られる。
With the above configuration, the pressure difference between the upper compression chamber 2 and the gas bearings 41 and 42 increases during the period when the first piston 7 is located near the top dead center, and the compression from the upper compression chamber 2 Part of the gas is supplied to the first gas bearing 41 and the second gas bearing 42 via the first communication passage 51,
Compressed gas is blown from the piston shaft 12 to the bearing side.

【0038】また、第2ピストン10が上死点近傍に位
置する期間において、下部圧縮室3と気体軸受部41、
42との圧力差が大きくなり、その下部圧縮室3からの
圧縮ガスの一部が第2連通路52を介して第1気体軸受
部41及び第2気体軸受部42に供給され、ピストンシ
ャフト12から軸受側に圧縮ガスが吹きつけられる。
During the period in which the second piston 10 is located near the top dead center, the lower compression chamber 3 and the gas bearing 41,
42, a part of the compressed gas from the lower compression chamber 3 is supplied to the first gas bearing portion 41 and the second gas bearing portion 42 through the second communication passage 52, and the piston shaft 12 Compressed gas is blown to the bearing side from.

【0039】図2及び図3に、上部圧縮室2及び下部圧
縮室3からのガス吐出時における状態をそれぞれ示す断
面図を示す。ここで、図中矢印はピストン7、10の変
位方向と、そのピストン7、10の移動に伴う上部圧縮
室2及び下部圧縮室3の圧縮ガスの流れを示している。
FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing states when gas is discharged from the upper compression chamber 2 and the lower compression chamber 3, respectively. Here, the arrows in the figure indicate the displacement direction of the pistons 7 and 10, and the flow of the compressed gas in the upper compression chamber 2 and the lower compression chamber 3 accompanying the movement of the pistons 7 and 10.

【0040】図からも明らかなように、第1ピストン7
の上死点近傍への移動に伴って、上部圧縮室2の圧縮ガ
スの一部が、第1連通路51を介して第1気体軸受部4
1及び第2気体軸受部42に供給され(図2参照)、逆
に、第2ピストン10の上死点近傍への移動に伴って、
下部圧縮室3の圧縮ガスの一部が、第2連通路52を介
して第1気体軸受部41及び第2気体軸受部42に供給
される(図3参照)。
As is clear from the figure, the first piston 7
Of the compressed gas in the upper compression chamber 2 through the first communication passage 51,
It is supplied to the first and second gas bearing portions 42 (see FIG. 2), and conversely, with the movement of the second piston 10 near the top dead center,
Part of the compressed gas in the lower compression chamber 3 is supplied to the first gas bearing 41 and the second gas bearing 42 via the second communication passage 52 (see FIG. 3).

【0041】また、第1ピストン7及び第2ピストン1
0が中立点付近に位置しているときには、圧縮室2、3
と気体軸受部41、42との圧力差が小さくなるため、
ピストンシャフト12から軸受側に圧縮ガスが吹きつけ
られず、気体軸受部41、42として充分な効果は期待
できないが、この場合には、サスペンションスプリング
12によって第1ピストン7及び第2ピストン10の軸
方向の位置規制が行われることになる。従って、圧縮室
2、3からの圧縮ガス供給に伴う装置の効率低下が極力
抑えることができる。
The first piston 7 and the second piston 1
When 0 is located near the neutral point, the compression chambers 2, 3
The pressure difference between the gas bearings 41 and 42 becomes smaller,
The compressed gas is not blown from the piston shaft 12 to the bearing side, and a sufficient effect cannot be expected as the gas bearing portions 41 and 42. In this case, the suspension spring 12 causes the shafts of the first piston 7 and the second piston 10 to rotate. The position in the direction is regulated. Therefore, a reduction in the efficiency of the apparatus due to the supply of the compressed gas from the compression chambers 2 and 3 can be suppressed as much as possible.

【0042】従って、第1ピストン7及び第2ピストン
10が中立点付近に位置しているときには、サスペンシ
ョンスプリング12によって第1ピストン7及び第2ピ
ストン10の軸方向の位置規制が行われ、一方、第1ピ
ストン7及び第2ピストン10が上下死点近傍に位置し
ているときには、上述の第1気体軸受部41及び第2気
体軸受部42によって第1ピストン7及び第2ピストン
10の軸方向の位置規制が行われることとなり、簡易な
構成でピストン7、10のストローク中心位置を一定に
すると共に、ピストン7、10の往復動駆動時における
ピストン7、10の軸ぶれを制限してピストン部分の摩
耗を防止し、装置の長寿命化が図れる。
Accordingly, when the first piston 7 and the second piston 10 are located near the neutral point, the suspension spring 12 regulates the position of the first piston 7 and the second piston 10 in the axial direction. When the first piston 7 and the second piston 10 are located in the vicinity of the vertical dead center, the first gas bearing 41 and the second gas bearing 42 allow the first piston 7 and the second piston 10 to move in the axial direction. Position regulation is performed, the stroke center positions of the pistons 7 and 10 are kept constant with a simple configuration, and the axial movement of the pistons 7 and 10 at the time of reciprocating driving of the pistons 7 and 10 is restricted to prevent the piston portions from moving. Wear can be prevented and the life of the device can be extended.

【0043】尚、上記実施の形態の説明は、本発明を説
明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発
明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではな
い。又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、
特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可
能であることは勿論である。
The description of the above embodiment is for the purpose of explaining the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof. Also, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment,
It goes without saying that various modifications are possible within the technical scope described in the claims.

【0044】例えば、第1連通路51及び第2連通路5
2を第1ピストン7、第2ピストン10及びピストンシ
ャフト12に設ける場合について説明したが、この他
に、これら連通路51、52を、第1シリンダ6、第2
シリンダ9及びハウジング1内に設け、シリンダ6、9
側からピストンシャフト12側へ圧縮ガスを噴出させる
構成にしても良い。
For example, the first communication passage 51 and the second communication passage 5
2 is provided in the first piston 7, the second piston 10 and the piston shaft 12, but in addition to these, the communication passages 51 and 52 are formed by the first cylinder 6, the second cylinder
Cylinders 6 and 9 are provided in cylinder 9 and housing 1.
The compressed gas may be ejected from the side to the piston shaft 12 side.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、簡易な
構成によりピストンのストローク中心位置を一定制御す
ることができ、リニアコンプレッサの高効率化を図るこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the center position of the stroke of the piston can be controlled with a simple structure, and the efficiency of the linear compressor can be increased.

【0046】また、簡易な構成により第1及び第2ピス
トンの往復動駆動時におけるピストンの軸ぶれを制限し
てピストン部分の摩耗を防止し、装置の長寿命化を図る
ことができる。
Further, with a simple configuration, it is possible to limit the axial deviation of the pistons when the first and second pistons are driven in the reciprocating motion, to prevent wear of the piston portions, and to extend the life of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態を示すリニアコンプレッ
サの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a linear compressor showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1装置での第1ピストン7の上死点近傍への
移動による動作の内容を説明するための断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 1 by moving the first piston 7 to a position near the top dead center.

【図3】図1装置での第2ピストン10の上死点近傍へ
の移動による動作の内容を説明するための断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the contents of the operation of the apparatus shown in FIG. 1 by moving the second piston 10 to a position near top dead center.

【図4】従来のリニアコンプレッサの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional linear compressor.

【図5】密閉型の冷凍システムの構成を示す概念図であ
る。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a configuration of a closed type refrigeration system.

【図6】サスペンションスプリングの形状を示す上面図
である。
FIG. 6 is a top view showing the shape of the suspension spring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハウジング 2 上部圧縮室 3 下部圧縮室 6 第1シリンダ 7 第1ピストン 8 第1弁機構 9 第2シリンダ 10 第2ピストン 11 第2弁機構 12 ピストンシャフト 13 可動体(ボビン) 20 サスペンションスプリング(板状ピストンスプリ
ング) 41 第1気体軸受部 42 第2気体軸受部 51 第1連通路 52 第2連通路
Reference Signs List 1 housing 2 upper compression chamber 3 lower compression chamber 6 first cylinder 7 first piston 8 first valve mechanism 9 second cylinder 10 second piston 11 second valve mechanism 12 piston shaft 13 movable body (bobbin) 20 suspension spring (plate) 41 first gas bearing portion 42 second gas bearing portion 51 first communication passage 52 second communication passage

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮室内でガスを圧縮して外部に供給す
るリニアコンプレッサにおいて、 ハウジング内の両側に設けられた第1及び第2シリンダ
と、 該第1及び第2シリンダ内に往復可能に嵌装され、各シ
リンダ内に圧縮室をそれぞれ区画形成する第1及び第2
ピストンと、 両端部が該第1及び第2ピストンに固着されているピス
トンシャフトと、 該ピストンシャフトに一体固定された有底円筒状の可動
体が、磁石及び磁気枠からなる磁気回路の一部に形成し
た間隙に配設され、該可動体の外周に巻回された電磁コ
イルへの所定周波数の交流の供給によりピストンを往復
駆動するリニアモータと、 ハウジング及びピストンシャフト間に設けられ、第1及
び第2ピストンをそれぞれ第1及び第2シリンダ内で往
復動可能に弾性支持する板状ピストンスプリングと、 第1及び第2シリンダ内の圧縮室からの圧縮ガスの一部
を噴出せしめ、第1及び第2ピストンの軸方向の位置規
制を行う気体軸受部と、を備えていることを特徴とする
リニアコンプレッサ。
1. A linear compressor for compressing gas in a compression chamber and supplying the compressed gas to the outside, comprising: first and second cylinders provided on both sides in a housing; and reciprocally fitted in the first and second cylinders. 1st and 2nd which are respectively mounted and define the compression chamber in each cylinder.
A piston, a piston shaft having both ends fixed to the first and second pistons, and a bottomed cylindrical movable body integrally fixed to the piston shaft, part of a magnetic circuit including a magnet and a magnetic frame A linear motor that is disposed in the gap formed in the housing and that reciprocates the piston by supplying alternating current of a predetermined frequency to an electromagnetic coil wound around the outer periphery of the movable body; A plate-like piston spring elastically supporting the first and second pistons in a reciprocating manner in the first and second cylinders, respectively; And a gas bearing for regulating the position of the second piston in the axial direction.
【請求項2】 第1シリンダ内の圧縮室からの圧縮ガス
を気体軸受部に供給するための第1連通路と、 第2シリンダ内の圧縮室からの圧縮ガスを気体軸受部に
供給するための第2連通路と、を備えていることを特徴
とする請求項1記載のリニアコンプレッサ。
2. A first communication passage for supplying a compressed gas from a compression chamber in a first cylinder to a gas bearing portion, and a first communication passage for supplying a compressed gas from a compression chamber in a second cylinder to the gas bearing portion. 2. The linear compressor according to claim 1, further comprising a second communication path.
【請求項3】 第1連通路は、第1ピストン及びピスト
ンシャフト内に形成され、第2連通路は、第2ピストン
及びピストンシャフト内に形成されていることを特徴と
する請求項2に記載のリニアコンプレッサ。
3. The device according to claim 2, wherein the first communication passage is formed in the first piston and the piston shaft, and the second communication passage is formed in the second piston and the piston shaft. Linear compressor.
【請求項4】 気体軸受部は、第1ピストンの背面側の
第1シリンダに設けられ、該第1ピストンの軸方向の位
置規制を行う第1気体軸受部と、第2ピストンの背面側
の第2シリンダに設けられ、該第2ピストンの軸方向の
位置規制を行う第2気体軸受部とから構成されているこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のリ
ニアコンプレッサ。
4. A gas bearing part is provided in a first cylinder on the back side of the first piston, and controls a position of the first piston in an axial direction, and a gas bearing part on a back side of the second piston. The linear compressor according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second gas bearing portion provided on the second cylinder and configured to regulate a position of the second piston in an axial direction.
【請求項5】 第1及び第2ピストンは、それぞれ第1
及び第2シリンダ内に微小間隙を介して往復可能に遊挿
されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれ
かに記載のリニアコンプレッサ。
5. The first and second pistons each have a first
The linear compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the linear compressor is reciprocally inserted into the second cylinder via a minute gap so as to reciprocate.
【請求項6】 微小間隙は、10μm以下に設定されて
いることを特徴とする請求項5記載のリニアコンプレッ
サ。
6. The linear compressor according to claim 5, wherein the minute gap is set to 10 μm or less.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100851013B1 (en) 2007-04-04 2008-08-12 엘지전자 주식회사 Two stage reciprocating compressor and refrigerator having the same
WO2008117991A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Lg Electronics Inc. Two stage reciprocating compressor and refrigerator having the same
WO2008123688A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-16 Lg Electronics Inc. Two stage reciprocating compressor and refrigerator having the same
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