JPH11117861A - リニア圧縮機 - Google Patents
リニア圧縮機Info
- Publication number
- JPH11117861A JPH11117861A JP9286446A JP28644697A JPH11117861A JP H11117861 A JPH11117861 A JP H11117861A JP 9286446 A JP9286446 A JP 9286446A JP 28644697 A JP28644697 A JP 28644697A JP H11117861 A JPH11117861 A JP H11117861A
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- JP
- Japan
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- piston
- spring
- center
- spiral
- leaf spring
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- Pending
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リニア圧縮機の可動部材の弾性支持構造にお
いてバネ手段に板バネを用いると、ピストンの直線往復
運動方向への変形量が大きくとれないためにピストンの
ストロークを十分に確保することができず、その結果、
圧縮室の径が大きくなり、圧縮機の小型化が困難とな
る。 【解決手段】 バネ手段として渦巻中央部に形成した中
央取付孔と渦巻外周部に外周部取付孔を形成した渦巻形
状の板バネ１３を複数並設したものをそれぞれ中央取付
孔中心に対して１８０度回転させて配置し、各板バネ１
３を中央取付孔でピストンと連結固定し、外周取付孔で
シリンダーと一体化した枠体に締結固定したものであ
る。したがって、有効バネ長を大きくとれ、バネの許容
変形量を大きくすることができる。
いてバネ手段に板バネを用いると、ピストンの直線往復
運動方向への変形量が大きくとれないためにピストンの
ストロークを十分に確保することができず、その結果、
圧縮室の径が大きくなり、圧縮機の小型化が困難とな
る。 【解決手段】 バネ手段として渦巻中央部に形成した中
央取付孔と渦巻外周部に外周部取付孔を形成した渦巻形
状の板バネ１３を複数並設したものをそれぞれ中央取付
孔中心に対して１８０度回転させて配置し、各板バネ１
３を中央取付孔でピストンと連結固定し、外周取付孔で
シリンダーと一体化した枠体に締結固定したものであ
る。したがって、有効バネ長を大きくとれ、バネの許容
変形量を大きくすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空調用リニア圧縮機
のバネ構成に関するものである。
のバネ構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来例として、空調用のリニア圧縮機の
バネ構造としては特開平４−３４７４６０号公報が開示
されている。そのバネ構成を用いた圧縮機１０１を図６
に示す。圧縮機機構部（リニアモータ１０９、ピストン
１０４、シリンダー１０３、バネ手段１１０）は円筒状
ケーシング１０２に保持されている。シリンダー１０３
の内筒１０３ａ内にピストン１０４が挿入され、ピスト
ン１０４と内筒１０３ａ内で形成される空間を圧縮室１
０５としている。
バネ構造としては特開平４−３４７４６０号公報が開示
されている。そのバネ構成を用いた圧縮機１０１を図６
に示す。圧縮機機構部（リニアモータ１０９、ピストン
１０４、シリンダー１０３、バネ手段１１０）は円筒状
ケーシング１０２に保持されている。シリンダー１０３
の内筒１０３ａ内にピストン１０４が挿入され、ピスト
ン１０４と内筒１０３ａ内で形成される空間を圧縮室１
０５としている。
【０００３】ピストン１０４は前記ピストン１０４を往
復駆動する駆動源としてのリニアモータ１０９に駆動連
結されている。可動コイル１０７を持つリニアモータ１
０９は円筒部材１０６を有し、その外周に永久磁石１０
８を設けている。
復駆動する駆動源としてのリニアモータ１０９に駆動連
結されている。可動コイル１０７を持つリニアモータ１
０９は円筒部材１０６を有し、その外周に永久磁石１０
８を設けている。
【０００４】ピストン１０４の後端部にはピストン１０
４をシリンダー１０３内に対して弾性支持するためのバ
ネ手段１１０が配設され、ピストン１０４中心部には中
心穴１１１の底面から軸方向に向かって延びる連結シャ
フト１１２が設けられ、この連結シャフト１１２に複数
の板バネ１１３が設置されている。図７に板バネ１１３
を示す。薄肉の部材で形成され、中心部にはピストン１
０４の連結シャフト１１２に支持される内周部１１３ａ
が形成され、ケーシング１０２に外周部１１３ｂが支持
されている。内周部１１３ａの中央部には中心取付孔１
１３ｃが形成され、外周部１１３ｂには外周部取付孔１
１３ｄが形成されている。板バネ１１３の内周部１１３
ａと外周部１１３ｄとの間に隣あう複数の変形部１１３
ｅが設けられている。この変形部１１３ｅは直線Ａに対
して線対称に形成されたものを一組として合計４組みが
並設されている。
４をシリンダー１０３内に対して弾性支持するためのバ
ネ手段１１０が配設され、ピストン１０４中心部には中
心穴１１１の底面から軸方向に向かって延びる連結シャ
フト１１２が設けられ、この連結シャフト１１２に複数
の板バネ１１３が設置されている。図７に板バネ１１３
を示す。薄肉の部材で形成され、中心部にはピストン１
０４の連結シャフト１１２に支持される内周部１１３ａ
が形成され、ケーシング１０２に外周部１１３ｂが支持
されている。内周部１１３ａの中央部には中心取付孔１
１３ｃが形成され、外周部１１３ｂには外周部取付孔１
１３ｄが形成されている。板バネ１１３の内周部１１３
ａと外周部１１３ｄとの間に隣あう複数の変形部１１３
ｅが設けられている。この変形部１１３ｅは直線Ａに対
して線対称に形成されたものを一組として合計４組みが
並設されている。
【０００５】ピストン１０４等の質量やバネ手段１１０
及び圧縮室１０５によるガスバネのバネ定数で決まる固
有振動数に対応した運転周波数の交流電流をリニアモー
タ１０９に通電し、固有振動数でピストン１０４を往復
動することにより、圧縮室１０５内のガスを圧縮する。
及び圧縮室１０５によるガスバネのバネ定数で決まる固
有振動数に対応した運転周波数の交流電流をリニアモー
タ１０９に通電し、固有振動数でピストン１０４を往復
動することにより、圧縮室１０５内のガスを圧縮する。
【０００６】上記圧縮機においては板バネ１１３及び圧
縮室１０５のガス圧によるガスバネによるバネ成分とピ
ストン１０４及び板バネ１１３等の可動部分の質量とで
決まる固有振動数をリニアモータ１０９運転周波数に一
致させることにより、共振を利用して同じ加振力でもピ
ストン１０４の振幅は最大となり、リニアモータ１０９
の効率を増大させることが可能となる。
縮室１０５のガス圧によるガスバネによるバネ成分とピ
ストン１０４及び板バネ１１３等の可動部分の質量とで
決まる固有振動数をリニアモータ１０９運転周波数に一
致させることにより、共振を利用して同じ加振力でもピ
ストン１０４の振幅は最大となり、リニアモータ１０９
の効率を増大させることが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなバネ構成では変形部１１３ｅの長さを十分とれ
ず、ピストンの直線往復運動方向への許容変形量も大き
くとれない。結果、ピストンのストロークを十分に確保
することができず、必要な冷媒循環量を得るには、圧縮
室１０５の径を大きくすることが必要、または、バネ形
状の大径化が必要となり、圧縮機の小型化が困難であっ
た。
ようなバネ構成では変形部１１３ｅの長さを十分とれ
ず、ピストンの直線往復運動方向への許容変形量も大き
くとれない。結果、ピストンのストロークを十分に確保
することができず、必要な冷媒循環量を得るには、圧縮
室１０５の径を大きくすることが必要、または、バネ形
状の大径化が必要となり、圧縮機の小型化が困難であっ
た。
【０００８】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、大きな変形量を許容する板バネを提供する
ことを目的とする。
ものであり、大きな変形量を許容する板バネを提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明はバネ手段として渦巻中央部に形成した中央取
付孔と渦巻外周部に外周部取付孔を形成した渦巻形状の
板バネを設け、複数並設したものをそれぞれ中央取付孔
中心に対して１８０度回転させて配置し、各板バネを中
央取付孔でピストンと連結固定し、外周取付孔でシリン
ダーと一体化した枠体に締結固定したものである。
に本発明はバネ手段として渦巻中央部に形成した中央取
付孔と渦巻外周部に外周部取付孔を形成した渦巻形状の
板バネを設け、複数並設したものをそれぞれ中央取付孔
中心に対して１８０度回転させて配置し、各板バネを中
央取付孔でピストンと連結固定し、外周取付孔でシリン
ダーと一体化した枠体に締結固定したものである。
【００１０】上記の板バネ構成により、板バネの内周部
と外周部間の有効バネ長を大きくとれるので板バネの発
生応力を小さくでき、板バネの許容変形量を大きくする
ことができる。
と外周部間の有効バネ長を大きくとれるので板バネの発
生応力を小さくでき、板バネの許容変形量を大きくする
ことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、シリンダーと、シリン
ダー内に設置された圧縮室を形成するピストンと、この
ピストンを往復駆動させるリニアモータと、このピスト
ンをシリンダーに対して弾性支持するバネ手段を備えた
リニア圧縮機において、前記バネ手段として渦巻中央部
に形成した中央取付孔と渦巻外周部に外周部取付孔を形
成した渦巻形状の板バネを設け、この板バネを複数並設
したものをそれぞれ中央取付孔中心に対して１８０度回
転させて配置し、各板バネを中央取付孔でピストンと連
結固定し、外周取付孔でシリンダーと一体化した枠体に
締結固定したものである。
ダー内に設置された圧縮室を形成するピストンと、この
ピストンを往復駆動させるリニアモータと、このピスト
ンをシリンダーに対して弾性支持するバネ手段を備えた
リニア圧縮機において、前記バネ手段として渦巻中央部
に形成した中央取付孔と渦巻外周部に外周部取付孔を形
成した渦巻形状の板バネを設け、この板バネを複数並設
したものをそれぞれ中央取付孔中心に対して１８０度回
転させて配置し、各板バネを中央取付孔でピストンと連
結固定し、外周取付孔でシリンダーと一体化した枠体に
締結固定したものである。
【００１２】このことにより、渦巻形状として有効バネ
長を確保し、板バネの発生応力を小さくするので、バネ
の許容変形量を大きくすることができる。
長を確保し、板バネの発生応力を小さくするので、バネ
の許容変形量を大きくすることができる。
【００１３】また、本発明は、渦巻状のバネ形状をイン
ボリュート曲線としたので、渦巻間の間隙幅が一定間隔
となり、バネ角部のへたりのなく、バネ定数のばらつき
の少ない研削加工を想定した場合においても、フライス
のエンドミル径を渦巻間幅と一致させることで連続加工
が容易となり、加工性が向上し、安価なものとなる。
ボリュート曲線としたので、渦巻間の間隙幅が一定間隔
となり、バネ角部のへたりのなく、バネ定数のばらつき
の少ない研削加工を想定した場合においても、フライス
のエンドミル径を渦巻間幅と一致させることで連続加工
が容易となり、加工性が向上し、安価なものとなる。
【００１４】
【実施例】本発明の第１の技術手段を用いた一実施例と
して、図１にリニア圧縮機の横断面図を示す。また、図
２に板バネの平面図と図３に板バネを組み合わせ平面図
に示す。
して、図１にリニア圧縮機の横断面図を示す。また、図
２に板バネの平面図と図３に板バネを組み合わせ平面図
に示す。
【００１５】図１において圧縮機１はケーシング２内に
保持され、圧縮機機構部（リニアモータ９、ピストン
４、シリンダー３、バネ手段１０）はピストン４振動を
減衰させて外側のケーシング２に伝えないようにダンピ
ングバネ１４によって弾性支持されている。シリンダー
３内の凹面外周にはリニアモータ９の円筒部材６が形成
され、シリンダー３凹面内にはピストン４を挿入し、ピ
ストン４ヘッドとシリンダー内で囲まれる空間を圧縮室
５としている。リニアモータ９はシリンダー３外周面と
バネ手段１０を連結するための枠体１５間で挟持固定さ
れている。
保持され、圧縮機機構部（リニアモータ９、ピストン
４、シリンダー３、バネ手段１０）はピストン４振動を
減衰させて外側のケーシング２に伝えないようにダンピ
ングバネ１４によって弾性支持されている。シリンダー
３内の凹面外周にはリニアモータ９の円筒部材６が形成
され、シリンダー３凹面内にはピストン４を挿入し、ピ
ストン４ヘッドとシリンダー内で囲まれる空間を圧縮室
５としている。リニアモータ９はシリンダー３外周面と
バネ手段１０を連結するための枠体１５間で挟持固定さ
れている。
【００１６】また、ピストン４は永久磁石８を円筒管外
周に張り付けられた薄肉円筒管をピストン４の後端面に
連結することにより、ピストン４部と永久磁石８を一体
構造としている。リニアモータ９のコイル７の内壁面と
円筒部材６の外壁面間の環状の隙間にピストン４と一体
構造とした永久磁石８部は永久磁石８内外壁面から一定
の微小隙間を保持しつつ、リニアモータ９によって往復
運動させられる。
周に張り付けられた薄肉円筒管をピストン４の後端面に
連結することにより、ピストン４部と永久磁石８を一体
構造としている。リニアモータ９のコイル７の内壁面と
円筒部材６の外壁面間の環状の隙間にピストン４と一体
構造とした永久磁石８部は永久磁石８内外壁面から一定
の微小隙間を保持しつつ、リニアモータ９によって往復
運動させられる。
【００１７】また、ピストン４の後端部にはピストン４
をシリンダー３の枠体１５に対して弾性支持するための
バネ手段１０を設け、ピストンの中央穴１１に連結ボル
ト１２を締結することによって板バネ１３の中心部を固
定し、板バネ１３外周でシリンダー３と一体化した枠体
１５に締結固定されている。図２に示すように、板バネ
１３の中央部にはピストン４の連結ボルトに支持される
内周部１３ａ及びシリンダー３と一体となった枠体１５
に支持される板バネ１３の外周部１３ｂとを形成してい
る。内周部１３ａ及び外周部１３ｂにはそれぞれ連結ボ
ルト１２による締結のための中央取付孔１３ｃと外周取
付孔１３ｄを設けている。
をシリンダー３の枠体１５に対して弾性支持するための
バネ手段１０を設け、ピストンの中央穴１１に連結ボル
ト１２を締結することによって板バネ１３の中心部を固
定し、板バネ１３外周でシリンダー３と一体化した枠体
１５に締結固定されている。図２に示すように、板バネ
１３の中央部にはピストン４の連結ボルトに支持される
内周部１３ａ及びシリンダー３と一体となった枠体１５
に支持される板バネ１３の外周部１３ｂとを形成してい
る。内周部１３ａ及び外周部１３ｂにはそれぞれ連結ボ
ルト１２による締結のための中央取付孔１３ｃと外周取
付孔１３ｄを設けている。
【００１８】このように板バネ形状の中心部に始点を内
周部１３ａとし、終点を外周部１３ｂとして一巻の渦巻
形状で構成することで有効バネ長を大きくとることがで
き、ピストン４変位に対するバネ１３の発生応力を小さ
くできる。
周部１３ａとし、終点を外周部１３ｂとして一巻の渦巻
形状で構成することで有効バネ長を大きくとることがで
き、ピストン４変位に対するバネ１３の発生応力を小さ
くできる。
【００１９】また、図３に示すように、この板バネ１３
を複数並設したものをそれぞれ中央取付孔１３ｃ中心に
対して１８０度回転させて配置し、各板バネ１３を中央
取付孔１３ｃとピストン４中心部並びに外周取付孔１３
ｃとシリンダー３と一体化した枠体１５を連結ボルト１
２によって締結固定されている。
を複数並設したものをそれぞれ中央取付孔１３ｃ中心に
対して１８０度回転させて配置し、各板バネ１３を中央
取付孔１３ｃとピストン４中心部並びに外周取付孔１３
ｃとシリンダー３と一体化した枠体１５を連結ボルト１
２によって締結固定されている。
【００２０】このように板バネ１３を１８０度回転させ
て組み合わせるのでバネ手段１０は対称形に形成でき、
中央取付孔１３ｃの中心で板バネ１３によって発生する
ラジアル方向の合力は釣り合う位置関係となるので、ピ
ストン４のラジアル方向や周方向への変形を規制しなが
ら、アキシャル方向へのみ変形し、ピストン４のスムー
ズな動きを確保する。
て組み合わせるのでバネ手段１０は対称形に形成でき、
中央取付孔１３ｃの中心で板バネ１３によって発生する
ラジアル方向の合力は釣り合う位置関係となるので、ピ
ストン４のラジアル方向や周方向への変形を規制しなが
ら、アキシャル方向へのみ変形し、ピストン４のスムー
ズな動きを確保する。
【００２１】なお、板バネ１３のスムーズな動きを実現
するには、他の実施例として図４に示すように中央取付
孔１３ｃに対して同ピッチ角でバネを配置してもよいこ
とは言うまでもない。
するには、他の実施例として図４に示すように中央取付
孔１３ｃに対して同ピッチ角でバネを配置してもよいこ
とは言うまでもない。
【００２２】このリニア圧縮機１のケーシング２内は低
圧であり、ガスの流れは吸入管からケーシング２内に入
ったガスはピストン４の中心部を経て、吸入弁（図示し
ない）を通り、シリンダー内４の圧縮室５で圧縮された
のちに吐出弁（図示しない）を通り、螺旋に巻いた吐出
管を経て吐出される。
圧であり、ガスの流れは吸入管からケーシング２内に入
ったガスはピストン４の中心部を経て、吸入弁（図示し
ない）を通り、シリンダー内４の圧縮室５で圧縮された
のちに吐出弁（図示しない）を通り、螺旋に巻いた吐出
管を経て吐出される。
【００２３】本発明の第２の技術手段を用いた一実施例
として、図４に板バネの平面図を示す。
として、図４に板バネの平面図を示す。
【００２４】板バネ１６の渦巻曲線をインボリュート曲
線１７とし、隣あう渦巻間の隙間の幅を一定幅ｔで構成
することにより、研削加工を想定した場合でもフライス
等の連続加工が可能になり、加工性を良好にする。
線１７とし、隣あう渦巻間の隙間の幅を一定幅ｔで構成
することにより、研削加工を想定した場合でもフライス
等の連続加工が可能になり、加工性を良好にする。
【００２５】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、請求
項１記載の発明によれば、バネ手段として渦巻中央部に
形成した中央取付孔と渦巻外周部に外周部取付孔を形成
した渦巻形状の板バネを設け、この板バネを複数並設し
たものをそれぞれ中央取付孔中心に対して１８０度回転
させて配置し、各板バネを中央取付孔でピストンと連結
固定し、外周取付孔でシリンダーと一体化した枠体に締
結固定したことを配置したので、有効バネ長を大きくと
れる。このため、バネ変形時の板バネの発生応力を小さ
くでき、バネの許容変形量を大きくすることができる。
項１記載の発明によれば、バネ手段として渦巻中央部に
形成した中央取付孔と渦巻外周部に外周部取付孔を形成
した渦巻形状の板バネを設け、この板バネを複数並設し
たものをそれぞれ中央取付孔中心に対して１８０度回転
させて配置し、各板バネを中央取付孔でピストンと連結
固定し、外周取付孔でシリンダーと一体化した枠体に締
結固定したことを配置したので、有効バネ長を大きくと
れる。このため、バネ変形時の板バネの発生応力を小さ
くでき、バネの許容変形量を大きくすることができる。
【００２６】また、請求項２記載の発明のように、板バ
ネ形状をインボリュート曲線とすることで隣あう渦巻間
の幅（間隙幅）が一定幅となり、フライス加工の際、エ
ンドミル径を渦巻間幅にすることでバネ加工の連続加工
が容易となり、加工性が良好となり、安価となる。
ネ形状をインボリュート曲線とすることで隣あう渦巻間
の幅（間隙幅）が一定幅となり、フライス加工の際、エ
ンドミル径を渦巻間幅にすることでバネ加工の連続加工
が容易となり、加工性が良好となり、安価となる。
【図１】本発明の第１の実施例を示すリニア圧縮機の縦
断面図
断面図
【図２】本発明の第１の実施例を示す板バネの平面図
【図３】本発明の第１の実施例を示す組み合わせ板バネ
の平面図
の平面図
【図４】第１の他の実施例を示す組み合わせ板バネの平
面図
面図
【図５】第２の本発明の実施例を示す板バネの平面図
【図６】従来例のリニア圧縮機を示す縦断面図
【図７】従来例のリニア圧縮機の板バネの平面図
１ 圧縮機 ３ シリンダー ４ ピストン ５ 圧縮室 ９ リニアモータ １０ バネ手段 １２ 連結ボルト １３ 板バネ １３ｃ 中央取付孔 １３ｄ 外周部取付孔 １５ 枠体 １６ 第２の実施例の板バネ １７ インボリュート曲線
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダーと、シリンダー内に設置され
た圧縮室を形成するピストンと、このピストンを往復駆
動させるリニアモータと、このピストンをシリンダーに
対して弾性支持するバネ手段を備えたリニア圧縮機にお
いて、前記バネ手段として渦巻中央部に形成した中央取
付孔と渦巻外周部に外周部取付孔を形成した渦巻形状の
板バネを設け、この板バネを複数並設したものをそれぞ
れ中央取付孔中心に対して１８０度回転させて配置し、
各板バネを中央取付孔でピストンと連結固定し、外周取
付孔でシリンダーと一体化した枠体に締結固定したこと
を特徴とするリニア圧縮機。 - 【請求項２】 渦巻形状をインボリュート曲線とした請
求項１記載のリニア圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9286446A JPH11117861A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | リニア圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9286446A JPH11117861A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | リニア圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11117861A true JPH11117861A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17704498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9286446A Pending JPH11117861A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | リニア圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11117861A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001029444A1 (en) * | 1999-10-21 | 2001-04-26 | Fisher & Paykel Appliances Limited | Linear compressor |
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| KR100373099B1 (ko) * | 2001-01-04 | 2003-02-25 | 삼성전자주식회사 | 리니어압축기 |
| US6742998B2 (en) * | 2001-07-19 | 2004-06-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear compressor with vibration canceling spring arrangement |
| WO2006049511A3 (en) * | 2004-11-02 | 2006-06-01 | Fisher & Paykel Appliances Ltd | Suspension spring for linear compressor |
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| US8062005B2 (en) * | 2005-08-17 | 2011-11-22 | Secop Gmbh | Linear compressor with spring arrangement for vibration suppression |
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