JP2009030461A - Moving magnet type linear compressor - Google Patents
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Abstract
【課題】機構系を工夫することで構造の簡素化、コンパクト化および効率の向上を共に実現する可動磁石型リニア圧縮機を提供する。
【解決手段】有底円筒体であってサスペンション32により移動可能に支持される可動シリンダ36と、略円筒体であって可動シリンダ36の中心軸と同軸となるように可動シリンダ36内に位置する固定ピストン20と、を備える可動磁石型リニア圧縮機1とした。これにより、固定ピストン20の半径方向および軸方向で構成を減らしてコンパクト化を実現し、またクリアランスシール50を高精度加工が可能な固定ピストン20と可動シリンダ36とにより形成するため、機械組立精度を向上させて高効率化を実現した。
【選択図】図1Provided is a movable magnet type linear compressor that can be simplified in structure, compact, and improved in efficiency by devising a mechanism system.
A movable cylinder 36 that is a bottomed cylindrical body that is movably supported by a suspension 32 and a substantially cylindrical body that is positioned in the movable cylinder 36 so as to be coaxial with the central axis of the movable cylinder 36. A movable magnet type linear compressor 1 including a fixed piston 20 is provided. This reduces the configuration in the radial direction and the axial direction of the fixed piston 20 and realizes compactness, and the clearance seal 50 is formed by the fixed piston 20 and the movable cylinder 36 that can be processed with high accuracy. To improve efficiency.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、パルスチューブ冷凍機などの往復動圧縮機に用いられる可動磁石型リニア圧縮機に関する。 The present invention relates to a movable magnet type linear compressor used in a reciprocating compressor such as a pulse tube refrigerator.
従来技術による可動磁石型リニア圧縮機について図を参照しつつ説明する。図4は、従来技術による可動磁石型リニア圧縮機の断面図である。この可動磁石型リニア圧縮機100は左右に一対の圧縮部を備える構成であり、図4では右側の圧縮部のみ図示している。従来技術では右側の圧縮部のみ説明し、重複する左側の圧縮部の構成の説明については重複する説明を省略する。 A movable magnet type linear compressor according to the prior art will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional movable magnet type linear compressor. This movable magnet type linear compressor 100 is configured to include a pair of compression units on the left and right, and only the compression unit on the right side is shown in FIG. In the prior art, only the right compression unit will be described, and the description of the overlapping left compression unit will be omitted.
可動磁石型リニア圧縮機100は、圧縮機ケース110、ピストン120、リニアモータ130を備える。
圧縮機ケース110は、さらにケース本体111、吐出口112、圧縮室113、収容空間114を備える。
ピストン120は、ピストンヘッド121、ピストン軸122を備える。
リニアモータ130は、リング体131、サスペンション132、支軸部133、内側ヨークホルダ134、内側ヨーク135、外側ヨーク136、コイル137、磁石138、磁石ホルダ139を備える。
The movable magnet type linear compressor 100 includes a compressor case 110, a piston 120, and a linear motor 130.
The compressor case 110 further includes a case main body 111, a discharge port 112, a compression chamber 113, and a storage space 114.
The piston 120 includes a piston head 121 and a piston shaft 122.
The linear motor 130 includes a ring body 131, a suspension 132, a support shaft 133, an inner yoke holder 134, an inner yoke 135, an outer yoke 136, a coil 137, a magnet 138, and a magnet holder 139.
リニアモータ130は、内側ヨークホルダ134に取り付けられた内側ヨーク135と、薄い珪素鋼鈑を放射状に積層した外側ヨーク136と、外側ヨーク136が内蔵するコイル137と、磁石ホルダ139に取り付けられた磁石138と、で構成されている。リニアモータ130の磁石138と磁石ホルダ139はピストン軸122を介して、数条のスリットを入れた薄板を積層したサスペンション132で支持されており、半径方向のばね定数を大きくすることにより、ピストン120と圧縮室113の内壁との間の10数μmのクリアランスシール115を確保している。
このような可動磁石型リニア圧縮機100は、ピストン120が軸方向に往復動してピストンヘッド121が圧縮室113内の作動ガスを圧縮・膨張させるというものである。
The linear motor 130 includes an inner yoke 135 attached to the inner yoke holder 134, an outer yoke 136 in which thin silicon steel plates are radially stacked, a coil 137 built in the outer yoke 136, and a magnet 138 attached to the magnet holder 139. And is composed of. The magnet 138 and the magnet holder 139 of the linear motor 130 are supported by a suspension 132 in which thin plates with several slits are stacked via a piston shaft 122, and the piston 120 is increased by increasing the spring constant in the radial direction. And a clearance seal 115 of several tens of μm between the inner wall of the compression chamber 113 is secured.
In such a movable magnet type linear compressor 100, the piston 120 reciprocates in the axial direction, and the piston head 121 compresses and expands the working gas in the compression chamber 113.
この可動磁石型リニア圧縮機100は、可動部に摺動部を持たないため、スターリング冷凍機やスターリングパルスチューブ冷凍機のリニア駆動往復動圧縮機として使用されている。この種の圧縮機は、内側ヨーク135で発生する渦電流防止のため、内側ヨーク135に半径方向に放射状にスリットを形成して高効率化を図っている。 Since this movable magnet type linear compressor 100 does not have a sliding part in a movable part, it is used as a linear drive reciprocating compressor of a Stirling refrigerator or a Stirling pulse tube refrigerator. In this type of compressor, in order to prevent eddy currents generated in the inner yoke 135, radial slits are formed radially in the inner yoke 135 in order to improve efficiency.
また、このような可動磁石型リニア圧縮機に係る従来技術としては、例えば、特許文献1(特開2001−90660号公報,発明の名称:リニア圧縮機)、特許文献2(特開2004−19489号公報,発明の名称:リニア圧縮機)、特許文献3(特開2004−364495号公報,発明の名称:リニアモーターとその制御方法及びこれを用いたリニア圧縮機)に記載されたものが知られている。 Moreover, as a prior art which concerns on such a movable magnet type linear compressor, patent document 1 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-90660, title of invention: linear compressor), patent document 2 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-19489), for example. No., title of invention: linear compressor), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-364495, title of invention: linear motor, control method thereof, and linear compressor using the same) are known. It has been.
図4に示した従来技術の可動磁石型リニア圧縮機100は、棒状のピストン120を往復動させてピストンヘッド121が圧縮室(シリンダ)113内の作動ガスを圧縮・膨張させるというものであり、特許文献1,2,3に記載の従来技術の圧縮機も基本的に同様の構成を採用するものであった。 The prior art movable magnet type linear compressor 100 shown in FIG. 4 reciprocates a rod-shaped piston 120 so that the piston head 121 compresses and expands the working gas in the compression chamber (cylinder) 113. The prior art compressors described in Patent Documents 1, 2, and 3 basically adopt the same configuration.
これらは圧縮室(シリンダ)とリニアモータとがピストン軸方向に直列に並ぶ構成であるため、従来技術の可動磁石型リニア圧縮機ではピストン軸の軸方向に長いという問題があった。
また、ピストン軸を中心に、内側ヨーク、磁石ホルダ、外側ヨークを同心円上に配置する構造であるため、従来技術の可動磁石型リニア圧縮機ではピストン軸の半径方向にも長い構造となっていた。
ピストン軸の軸方向および半径方向にコンパクトな構造の可動磁石型リニア圧縮機が求められていた。
Since these have a configuration in which the compression chamber (cylinder) and the linear motor are arranged in series in the piston axial direction, the conventional movable magnet type linear compressor has a problem that it is long in the axial direction of the piston shaft.
In addition, since the inner yoke, the magnet holder, and the outer yoke are arranged concentrically around the piston shaft, the movable magnet type linear compressor of the prior art has a long structure in the radial direction of the piston shaft. .
There has been a demand for a movable magnet type linear compressor having a compact structure in the axial direction and the radial direction of the piston shaft.
さらにまた、図4に記載の可動磁石型リニア圧縮機100は、機構的には磁石138を保持する磁石ホルダ139とピストン120とを一体に可動させる構造であるが、ピストン軸122と内側ヨーク135の間、内側ヨーク135と磁石ホルダ138・磁石139との間、磁石ホルダ138と外側ヨーク136・コイル137との間に何れも隙間を設け、さらに圧縮室113の内壁とピストンヘッド121の外壁との間に微小すきまであるクリアランスシール115を形成するというものであり、位置決めを確保できるようにサスペンション132等を高精度な機構とする必要が生じるため、コスト上昇や組立作業性悪化の一因ともなっていた。 Furthermore, although the movable magnet type linear compressor 100 shown in FIG. 4 has a structure in which the magnet holder 139 holding the magnet 138 and the piston 120 are moved integrally, the piston shaft 122 and the inner yoke 135 are mechanically moved. Between the inner yoke 135 and the magnet holder 138 / magnet 139, and between the magnet holder 138 and the outer yoke 136 / coil 137, and the inner wall of the compression chamber 113 and the outer wall of the piston head 121 A clearance seal 115 having a minute gap is formed between them, and the suspension 132 or the like needs to be a highly accurate mechanism so that positioning can be ensured, which causes an increase in cost and deterioration in assembly workability. It was.
そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、機構系を工夫することで構造の簡素化、コンパクト化および効率の向上を共に実現する可動磁石型リニア圧縮機を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a movable magnet type linear compressor that realizes both simplification of structure, compactness, and improvement of efficiency by devising a mechanism system. It is to provide.
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る発明の可動磁石型リニア圧縮機は、
内部に収容空間を有する圧縮機ケースと、
略円筒体であって、圧縮機ケースの収容空間内に固定される外側ヨークと、
略円筒体であって、外側ヨークが保持するコイルと、
圧縮機ケースの収容空間内に固定されるサスペンションと、
有底円筒体であって、外側ヨークの中心軸と同軸であって外側ヨーク内に位置するとともに外側ヨークの中心軸と同軸方向に移動するようにサスペンションにより支持される可動シリンダと、
略円筒体であって、外側ヨークのコイルと対向する位置となるように可動シリンダが保持する磁石と、
略円筒体であって、可動シリンダの中心軸と同軸となるように可動シリンダ内に位置し、吐出口まで連通する吐出流路が設けられる固定ピストンと、
略円筒体であって、外側ヨークのコイルと対向する位置となるように固定ピストンが保持する内側ヨークと、
可動シリンダの底面および内壁面、並びに、可動シリンダの筒内に配置される固定ピストンの先端面、により仕切られる空間である圧縮室と、
前記圧縮室と連通し、可動シリンダの内壁面と固定ピストンの外壁面の間に形成される隙間であるクリアランスシールと、
を備え、
前記可動シリンダに供給されるピストン駆動力により前記可動シリンダを一軸方向にピストン移動させ、前記圧縮室内の作動ガスを圧縮して吐出口から出力することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a movable magnet type linear compressor according to claim 1 of the present invention provides:
A compressor case having an accommodating space therein;
An outer yoke that is substantially cylindrical and is fixed in the accommodating space of the compressor case;
A substantially cylindrical body, and a coil held by the outer yoke;
A suspension fixed in the housing space of the compressor case;
A movable cylinder that is a bottomed cylindrical body, is coaxial with the central axis of the outer yoke, is located in the outer yoke, and is supported by the suspension so as to move in the same direction as the central axis of the outer yoke;
A magnet that is a substantially cylindrical body and is held by a movable cylinder so as to be opposed to a coil of an outer yoke;
A fixed piston, which is a substantially cylindrical body, is located in the movable cylinder so as to be coaxial with the central axis of the movable cylinder, and is provided with a discharge passage communicating with the discharge port;
An inner cylinder that is a substantially cylindrical body and is held by a fixed piston so as to be opposed to a coil of the outer yoke;
A compression chamber which is a space partitioned by a bottom surface and an inner wall surface of the movable cylinder, and a front end surface of a fixed piston disposed in a cylinder of the movable cylinder;
A clearance seal that communicates with the compression chamber and is a gap formed between the inner wall surface of the movable cylinder and the outer wall surface of the fixed piston;
With
The movable cylinder is moved in a uniaxial direction by a piston driving force supplied to the movable cylinder, and the working gas in the compression chamber is compressed and output from a discharge port.
また、本発明の請求項2に係る発明の可動磁石型リニア圧縮機は、
請求項1に記載の可動磁石型リニア圧縮機において、
前記固定ピストンは、前記圧縮機ケースの収容空間内で前記圧縮機ケースから突出する円筒体であるピストン本体を備え、
ピストン本体と内径および外径が略等しい円筒体である内側ヨークをピストン本体の先端に固定した構造体であることを特徴とする。
Moreover, the movable magnet type linear compressor of the invention according to claim 2 of the present invention is
The movable magnet type linear compressor according to claim 1,
The fixed piston includes a piston body that is a cylindrical body protruding from the compressor case in a housing space of the compressor case,
It is a structure in which an inner yoke, which is a cylindrical body having substantially the same inner diameter and outer diameter as the piston body, is fixed to the tip of the piston body.
また、本発明の請求項3に係る発明の可動磁石型リニア圧縮機は、
請求項1に記載の可動磁石型リニア圧縮機において、
前記固定ピストンは、前記圧縮機ケースの収容空間内で前記圧縮機ケースから突出する円筒体であって筒内の先端側の大径穴とケース側の小径穴とによる多段穴が形成されるピストン本体を備え、
ピストン本体の大径穴と外径が略等しく、かつピストン本体の小径穴と内径が略等しい筒体である内側ヨークを大径穴に嵌め込んで一体に内蔵した構造体であることを特徴とする。
Moreover, the movable magnet type linear compressor of the invention according to claim 3 of the present invention is
The movable magnet type linear compressor according to claim 1,
The fixed piston is a cylindrical body that protrudes from the compressor case in a housing space of the compressor case, and is a piston in which a multistage hole is formed by a large-diameter hole on the tip side in the cylinder and a small-diameter hole on the case side. With a body,
It is a structure in which an inner yoke, which is a cylindrical body having substantially the same outer diameter as the large-diameter hole of the piston main body and whose inner diameter is substantially the same as the small-diameter hole of the piston main body, is fitted into the large-diameter hole and integrated. To do.
また、本発明の請求項4に係る発明の可動磁石型リニア圧縮機は、
請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の可動磁石型リニア圧縮機において、
前記内側ヨークは、軟磁性材料の円筒体に放射状に複数個のスリットを形成し、そのスリットに透磁率の低い非磁性部材を介在させた筒体であることを特徴とする。
Moreover, the movable magnet type linear compressor of the invention according to claim 4 of the present invention is
In the movable magnet type linear compressor according to any one of claims 1 to 3,
The inner yoke is a cylindrical body in which a plurality of slits are radially formed in a cylindrical body of a soft magnetic material, and a nonmagnetic member having a low magnetic permeability is interposed in the slits.
また、本発明の請求項5に係る発明の可動磁石型リニア圧縮機は、
請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の可動磁石型リニア圧縮機において、
前記内側ヨークは、軟磁性材料の円筒体を放射状に複数個分割して形成した分割体であって、二個の分割体の間に透磁率の低い非磁性部材を介在させた筒体であることを特徴とする。
Moreover, the movable magnet type linear compressor of the invention according to claim 5 of the present invention is
In the movable magnet type linear compressor according to any one of claims 1 to 3,
The inner yoke is a divided body formed by dividing a cylindrical body of a soft magnetic material into a plurality of radial shapes, and is a cylindrical body in which a nonmagnetic member having a low magnetic permeability is interposed between the two divided bodies. It is characterized by that.
また、本発明の請求項6に係る発明の可動磁石型リニア圧縮機は、
請求項4または請求項5に記載の可動磁石型リニア圧縮機において、
前記非磁性部材は、エポキシ樹脂接着剤を充填して硬化させた部材であることを特徴とする。
Moreover, the movable magnet type linear compressor of the invention according to claim 6 of the present invention is
In the movable magnet type linear compressor according to claim 4 or 5,
The non-magnetic member is a member filled with an epoxy resin adhesive and cured.
また、本発明の請求項7に係る発明の可動磁石型リニア圧縮機は、
請求項1〜請求項6の何れか一項に記載の可動磁石型リニア圧縮機において、
前記外側ヨークは、材料を珪素鋼積層板で構成したことを特徴とする。
Moreover, the movable magnet type linear compressor of the invention according to claim 7 of the present invention is
In the movable magnet type linear compressor according to any one of claims 1 to 6,
The outer yoke is made of a silicon steel laminate.
以上のような本発明によれば、機構系を工夫することで構造の簡素化、コンパクト化および効率の向上を共に実現する可動磁石型リニア圧縮機を提供することができる。 According to the present invention as described above, it is possible to provide a movable magnet type linear compressor that realizes both simplification of structure, compactness, and improvement of efficiency by devising a mechanism system.
続いて、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しつつ説明する。図1は本形態の可動磁石型リニア圧縮機の断面構成図であり、図1(a)は縦断面図、図1(b)はA−A線断面図である。図2は内側ヨークの説明図であり、図2(a)は第1の内側ヨークの斜視構成図、図2(b)は第2の内側ヨークの斜視構成図である。本形態の可動磁石型リニア圧縮機1は左右に一対の圧縮部を備える構成であり、図1では右側のみ図示している。本形態の説明では右側の圧縮部のみ説明し、左側の構成の説明については同じであるものとして重複する説明を省略する。
この可動磁石型リニア圧縮機1は、圧縮機ケース10、固定ピストン20、リニアモータ30を備えている。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a movable magnet type linear compressor according to the present embodiment. FIG. 1A is a vertical cross-sectional view, and FIG. FIG. 2 is an explanatory view of the inner yoke, FIG. 2 (a) is a perspective configuration diagram of the first inner yoke, and FIG. 2 (b) is a perspective configuration diagram of the second inner yoke. The movable magnet type linear compressor 1 of this embodiment is configured to include a pair of compression units on the left and right, and only the right side is shown in FIG. In the description of this embodiment, only the right side compression unit will be described, and the description of the left side configuration will be the same, and redundant description will be omitted.
The movable magnet type linear compressor 1 includes a compressor case 10, a fixed piston 20, and a linear motor 30.
続いて各部の詳細について説明する。
圧縮機ケース10は、さらにケース本体11、吐出口12、吐出流路13、収容空間14を備える。ケース本体11の内部には吐出口12、吐出流路13、収容空間14が形成されている。吐出口12に吐出流路13が連通している。収容空間14内に固定ピストン20とリニアモータ30とを組み立てた後に、蓋(図示せず)を溶接継手等の手段により締結し、密封された圧力容器である収容空間14が形成される。このような圧縮機ケース10は各種構成が可能であるが、上記のように固定ピストン20とリニアモータ30とを収容した後に封止固定できるものであれば良い。
Next, details of each unit will be described.
The compressor case 10 further includes a case
固定ピストン20は、ピストン本体21、内側ヨーク22、非磁性体(スリット)23を備える。固定ピストン20は、ピストン本体21と内径および外径が略等しい円筒体である内側ヨーク22をピストン本体21の先端に固着して形成した構造体である。このように固定ピストン20は内側ヨークとしての機能を兼ねているため、構成を簡素化している。
The fixed piston 20 includes a piston
ピストン本体21は、圧縮機ケース10のケース本体11と一体に構成され、ケース本体11から突出する円筒体である。
内側ヨーク22はピストン本体21と内径および外径が略等しい円筒体である。内側の孔は吐出流路13であり、吐出口12まで連通している。この内側ヨーク22は、図2(a)に示すように、磁性熱処理したS15Cなどの軟磁性材料の円筒体に対し、円周方向に放射状に複数個のスリット23を設ける。このスリット23は全て切れ目を入れないで環状の根元部24を残す。そして、このスリット23にエポキシ樹脂などの透磁率の小さい非磁性部材23を充填介在させて渦電流を低減させる筒体である。
The
The
この図2(a)で示すような内側ヨーク22の製造方法としては、例えば、予め設計された外径寸法となるように内側ヨーク22の外形面を仕上げた後に、ワイヤーカットなどの加工法でスリット23を入れ、その後にスリット23にエポキシ樹脂を充填して非磁性部材23を形成する方法や、または、予め設計された外径寸法よりも少し大きい外形寸法の円筒体を製作してスリット23を形成し、このスリット23にエポキシ樹脂充填硬化させて非磁性部材23を形成した後に予め設計された外径寸法となるように内側ヨーク22の外形面を仕上げ加工しても良い。
As a manufacturing method of the
また、先の説明では内側ヨーク22は、図2(a)で示すように、根元部24を残してスリット23を形成していた。しかしながら、図2(b)で示すように全てスリット23を形成するような構成としても良い。このような内側ヨーク22は、軟磁性材料の円筒体を放射状に複数個分割して形成した分割体25であって、二個の分割体25の間に透磁率の低い非磁性部材23を介在させた筒体としても良い。
In the above description, as shown in FIG. 2A, the
この図2(b)で示すような内側ヨーク22の製造方法も、例えば、予め設計された外径寸法となるように内側ヨーク22の外形面を仕上げた後に、ワイヤーカットなどの加工法でスリット23を入れ、エポキシ樹脂を充填して非磁性部材23を形成しつつ組立固定する方法や、または、予め設計された外径寸法よりも少し大きい外形寸法の円筒体を製作してスリット23を形成し、このスリット23にエポキシ樹脂充填硬化させて非磁性部材23を形成しつつ組立固定した後に予め設計された外径寸法となるように内側ヨーク22の外形面を仕上げ加工しても良い。
The manufacturing method of the
リニアモータ30は、図1(a),(b)に示すように、リング体31、サスペンション32、支軸部33、外側ヨーク34、コイル35、可動シリンダ36、磁石37を備える。
リング体31は、外側ヨーク34の左側(吐出口側)、および、外側ヨーク34の右側(圧縮室側)に配置される。例えば、リング体31と外側ヨーク34との間に、弾性体などを入れて寸法のずれを吸収することができる。図1(a)で左側のリング体31は圧縮機ケース11に固着される。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the linear motor 30 includes a
The
サスペンション32は、圧縮機ケース10の収容空間14内であって、左右両側のリング体31の内周壁にそれぞれ固定されている。
支軸部33は、左右両側のサスペンション32の中央に固定され、さらに可動シリンダ36を左右両側で支持している。これら左右両側のサスペンション32により可動シリンダ36はその半径方向には移動できないが、軸方向(図1(a)中の左右方向)に移動可能となるように支持されている。
The
The
外側ヨーク34は、図1(b)で示すように、複数個の継鉄を放射状に8等分に配置したものであり、全体として略円筒体に形成されたものである。継鉄は、断面コ字状の珪素鋼板等の磁性材料の板を多数毎積層して形成したものである。外側ヨーク34は、圧縮機ケース10の収容空間14内でリング体31に左右両側で挟まれた状態で固定される。外側ヨーク34の内側の溝には、コイル35がはめ込まれる。
コイル35は、例えば断面コ字状のボビン(図示せず)に導線が巻回され、円環状に形成される。コイル35は、外側ヨーク34により保持される。
As shown in FIG. 1B, the
The
可動シリンダ36は、筒部361、底部362を備え、筒部361に底部362が固着された有底円筒体である。
磁石37は、円筒体であり、可動シリンダ36に固定されている。
The
The
このような可動磁石型リニア圧縮機1では次のような位置関係を有する。
固定ピストン20が保持する内側ヨーク22の外周側に、可動シリンダ36が保持する磁石37が位置している。さらに、可動シリンダ36が保持する磁石37の外周側に、外側ヨーク34のコイル35が位置している。そして、周知の原理により磁石37に駆動力が加わり、この磁石37の移動に応じて可動シリンダ36も移動するようになされている。リニアモータ30はこのように構成される。
Such a movable magnet type linear compressor 1 has the following positional relationship.
A
圧縮室40は、固定ピストン20の先端面と可動シリンダ36の内壁面および筒内底面とにより仕切られた空間である。圧縮室40には吐出流路13が連通し、吐出口12まで連通している。
クリアランスシール50は、固定ピストン20の外壁面と可動シリンダ36の内壁面により仕切られる空間である。固定ピストン20と可動シリンダ36とによるクリアランスシール50は、図1(a)の左右両側のサスペンション32の半径方向の剛性により、磁石のアンバランス力に打ち勝つように構成し、通常の往復動での圧縮仕事時には、固定ピストン20と可動シリンダ36とが非接触となるように機能している。
The
The
ここに可動シリンダ36の内壁面に摺動特性の良いコーティング層、例えば、テフロン(登録商標)−ポリイミド系の樹脂コーティングによるコーティング層を設けることによって組立時の固定ピストン20と可動シリンダ36内面の接触によるかじりを防止するようにしておくと良い。
Here, a coating layer having good sliding characteristics, for example, a coating layer made of Teflon (registered trademark) -polyimide resin coating, is provided on the inner wall surface of the
動作について説明する。リニアモータ30により可動シリンダ36が軸方向に往復動すると、可動シリンダ36の筒内底面が固定ピストン20の先端面へ近づいて圧縮室40内の空間が小さくなったり、また、可動シリンダ36の筒内底面が固定ピストン20の先端面から遠ざかって圧縮室40内の空間が大きくなったりして、圧縮室40内の作動ガスは圧縮と膨張を繰り返す。このとき、クリアランスシール50へは作動ガスは漏れることなく、吐出流路13を通じて作動ガスが移動し、吐出口12から作動ガスが排出される。可動磁石型リニア圧縮機1の動作はこのようなものである。
The operation will be described. When the
以上説明した図1,図2で示した形態の可動磁石型リニア圧縮機1によれば、固定ピストン20は内側ヨーク22を兼ねる構成としたため、内側ヨーク22を含む固定ピストン20、磁石37を含む可動シリンダ36、外側ヨーク34という三重の同心円体となっており、図4で示したような従来技術の可動磁石型リニア圧縮機100のピストン、内側ヨーク、磁石、外側ヨークという四重の同心円体と比較しても、構造を簡素化しており、半径方向の寸法を短くすることができる。
さらに、圧縮室40を可動シリンダ36内に形成する構成としたため、軸方向では圧縮機ケースの圧縮室を不要とし、軸方向でも寸法を短くしている。
このように半径方向・軸方向ともに寸法を短縮でき、全体としてコンパクトな構成とすることができる。
According to the movable magnet type linear compressor 1 of the form shown in FIGS. 1 and 2 described above, the fixed piston 20 also serves as the
Further, since the
Thus, the dimensions can be shortened both in the radial direction and in the axial direction, and the overall configuration can be made compact.
また、内側ヨーク22はスリット23内に非磁性体23を介在させており、渦電流の発生を抑制する機能を有している。これにより、交番磁界に対して渦電流損失を小さくすることができるため、消費電力の小さな可動磁石型リニア圧縮機1を提供できる。特に、図2(b)に示す内側ヨーク22は渦電流が発生する根元部25もなくしたため、内側ヨーク22の渦電流損失をさらに小さくすることができ、消費電力のより小さな可動磁石型リニア圧縮機1を提供できる。
The
また、スリット23の内部に一体的に設ける非磁性体23として、エポキシ樹脂接着剤を採用した。エポキシ樹脂接着剤は、安価で一般的に用いられる接着材であり、コスト上昇を抑える。
さらにまた、内側ヨーク22の外壁面がクリアランスシール50を決定する、すなわちスリット23に介在する非磁性体23もクリアランスシール50を決定することになるが、エポキシ樹脂接着剤は硬化後に追加工することができるため、固定ピストン20の外径寸法を容易に、かつ、高精度に加工できる。
この結果、固定ピストン20の内側ヨーク22の外壁面と、可動シリンダ36の内壁面とにより構成される隙間であるクリアランスシール50の間隔を一定に保つことができ、その結果、圧縮機の効率を高くしている。
In addition, an epoxy resin adhesive is employed as the
Furthermore, the outer wall surface of the
As a result, the distance between the
また、外側ヨーク34を珪素鋼積層板で構成した。これにより、交番磁界に対して渦電流損失を小さくすることができるため、消費電力の小さな冷凍機を提供できる。
The
続いて、本発明を実施する他の形態について、図を参照しつつ説明する。図3は他の形態の可動磁石型リニア圧縮機の断面構成図であり、図3(a)は縦断面図、図3(b)はB−B線断面図である。この可動磁石型リニア圧縮機2も左右に一対の圧縮部を備える構成であり、図では右側のみ図示している。本形態の説明では右側の圧縮部のみ説明し、重複する左側の構成の説明については同じであるものとして重複する説明を省略する。 Next, another embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of another embodiment of a movable magnet type linear compressor. FIG. 3A is a vertical cross-sectional view, and FIG. 3B is a cross-sectional view along line BB. This movable magnet type linear compressor 2 is also provided with a pair of compression parts on the left and right, and only the right side is shown in the figure. In the description of the present embodiment, only the right-side compression unit will be described, and the description of the overlapping left side configuration will be the same, and the overlapping description will be omitted.
この可動磁石型リニア圧縮機1は、圧縮機ケース10、固定ピストン60、リニアモータ30を備えている。ここに先の形態と比較すると固定ピストン60の構成が異なる以外は圧縮機ケース10、リニアモータ30ともに同様の構成を採用するものであり、圧縮機ケース10、リニアモータ30については重複する説明を省略する。 The movable magnet type linear compressor 1 includes a compressor case 10, a fixed piston 60, and a linear motor 30. Here, the same configuration is adopted for both the compressor case 10 and the linear motor 30 except that the configuration of the fixed piston 60 is different from that of the previous embodiment, and the compressor case 10 and the linear motor 30 are described in duplicate. Omitted.
固定ピストン60は、ピストン本体61と、内側ヨーク62と、非磁性部材(スリット)63を備える。
ピストン本体61は、圧縮機ケース10のケース本体11から突出する円筒体であって、根元側の小径穴611と、筒内の先端側の大径穴612と、による多段穴が形成されている。
The fixed piston 60 includes a piston
The
内側ヨーク62は、その内径がピストン本体61の小径孔611の内径と略等しく、かつ、その外形がピストン本体61の大径穴612の内径と略等しい円筒体である。この内側ヨーク62は、図2(a)で示すように、磁性熱処理したS15Cなどの軟磁性材料の円筒体に対し、根元部64を残して、円周方向に放射状に複数個のスリット63を設け、このスリット63にエポキシ樹脂などの透磁率の小さい非磁性部材63を充填介在させ渦電流を低減させた筒体である。この基本形状は、図2(a)で示した内側ヨーク22と同じであるが、本形態では外形がピストン本体61の大径穴612の内径と略等しい点が相違している。内側ヨーク62の製造方法は、先に説明した内側ヨーク62の製造方法と同じであり、重複する説明を省略する。
The
また、内側ヨーク62は、図2(a)で示すように、根元部64を残してスリットを残す形態に変えて、図2(b)で示すように全てスリット63を形成するような構成としても良い。このような内側ヨーク62は、軟磁性材料の円筒体を放射状に複数個分割して形成した分割体65であって、二個の分割体65の間に透磁率の低い非磁性部材63を介在させた筒体としても良い。
Further, as shown in FIG. 2 (a), the
そして固定ピストン60は、ピストン本体61の大径穴612に内側ヨーク62が嵌め込まれて内側ヨーク62を一体に内蔵した構造体である。この構成によれば、固定ピストン60は、内側ヨーク22の形状の影響を受けることなく一定であるため、ピストン本体61の外壁の機械的精度を高めれば、内側ヨーク62の単体精度を高めなくても固定ピストン20の組立が可能である。この結果、固定ピストン60のピストン本体61の外壁面と、可動シリンダ36の内壁面とにより構成される隙間であるクリアランスシール50の間隔を一定に保つことができ、その結果圧縮機の効率を高くしている。また、このため、内側ヨーク62のスリット63は任意の分割数にレイアウトすることが可能になった。
The fixed piston 60 is a structure in which the
以上本発明の可動磁石型リニア圧縮機1,2について説明した。以上のような本発明の可動磁石型リニア圧縮機1,2によれば、機構系を工夫することで構造の簡素化、コンパクト化および効率の向上を共に実現することができる。 The movable magnet type linear compressors 1 and 2 of the present invention have been described above. According to the movable magnet type linear compressors 1 and 2 of the present invention as described above, both the simplification of the structure, the compactness, and the improvement of the efficiency can be realized by devising the mechanism system.
1,2:可動磁石型リニア圧縮機
10:圧縮機ケース
11:ケース本体
12:吐出口
13:吐出流路
14:収容空間
20:固定ピストン
21:ピストン本体
22:内側ヨーク
23:非磁性部材(スリット)
30:リニアモータ
31:リング体
32:サスペンション
33:支軸部
34:外側ヨーク
35:コイル
36:可動シリンダ
361:筒部
362:底部
37:磁石
40:圧縮室
50:クリアランスシール
60:固定ピストン
61:ピストン本体
611:小径穴
612:大径穴
62:内側ヨーク
63:非磁性部材(スリット)
1, 2: Movable magnet type linear compressor 10: Compressor case 11: Case main body 12: Discharge port 13: Discharge flow path 14: Storage space 20: Fixed piston 21: Piston main body 22: Inner yoke 23: Non-magnetic member ( slit)
30: Linear motor 31: Ring body 32: Suspension 33: Support shaft part 34: Outer yoke 35: Coil 36: Movable cylinder 361: Tube part 362: Bottom part 37: Magnet 40: Compression chamber 50: Clearance seal 60: Fixed piston 61 : Piston body 611: Small diameter hole 612: Large diameter hole 62: Inner yoke 63: Nonmagnetic member (slit)
Claims (7)
略円筒体であって、圧縮機ケースの収容空間内に固定される外側ヨークと、
略円筒体であって、外側ヨークが保持するコイルと、
圧縮機ケースの収容空間内に固定されるサスペンションと、
有底円筒体であって、外側ヨークの中心軸と同軸であって外側ヨーク内に位置するとともに外側ヨークの中心軸と同軸方向に移動するようにサスペンションにより支持される可動シリンダと、
略円筒体であって、外側ヨークのコイルと対向する位置となるように可動シリンダが保持する磁石と、
略円筒体であって、可動シリンダの中心軸と同軸となるように可動シリンダ内に位置し、吐出口まで連通する吐出流路が設けられる固定ピストンと、
略円筒体であって、外側ヨークのコイルと対向する位置となるように固定ピストンが保持する内側ヨークと、
可動シリンダの底面および内壁面、並びに、可動シリンダの筒内に配置される固定ピストンの先端面、により仕切られる空間である圧縮室と、
前記圧縮室と連通し、可動シリンダの内壁面と固定ピストンの外壁面の間に形成される隙間であるクリアランスシールと、
を備え、
前記可動シリンダに供給されるピストン駆動力により前記可動シリンダを一軸方向にピストン移動させ、前記圧縮室内の作動ガスを圧縮して吐出口から出力することを特徴とする可動磁石型リニア圧縮機。 A compressor case having an accommodating space therein;
An outer yoke that is substantially cylindrical and is fixed in the accommodating space of the compressor case;
A substantially cylindrical body, and a coil held by the outer yoke;
A suspension fixed in the housing space of the compressor case;
A movable cylinder that is a bottomed cylindrical body, is coaxial with the central axis of the outer yoke, is located in the outer yoke, and is supported by the suspension so as to move in the same direction as the central axis of the outer yoke;
A magnet that is a substantially cylindrical body and is held by a movable cylinder so as to be opposed to a coil of an outer yoke;
A fixed piston, which is a substantially cylindrical body, is located in the movable cylinder so as to be coaxial with the central axis of the movable cylinder, and is provided with a discharge passage communicating with the discharge port;
An inner cylinder that is a substantially cylindrical body and is held by a fixed piston so as to be opposed to a coil of the outer yoke;
A compression chamber which is a space partitioned by a bottom surface and an inner wall surface of the movable cylinder, and a front end surface of a fixed piston disposed in a cylinder of the movable cylinder;
A clearance seal that communicates with the compression chamber and is a gap formed between the inner wall surface of the movable cylinder and the outer wall surface of the fixed piston;
With
A movable magnet type linear compressor characterized in that the movable cylinder is moved in a uniaxial direction by a piston driving force supplied to the movable cylinder, compresses the working gas in the compression chamber, and outputs it from a discharge port.
前記固定ピストンは、前記圧縮機ケースの収容空間内で前記圧縮機ケースから突出する円筒体であるピストン本体を備え、
ピストン本体と内径および外径が略等しい円筒体である内側ヨークをピストン本体の先端に固定した構造体であることを特徴とする可動磁石型リニア圧縮機。 The movable magnet type linear compressor according to claim 1,
The fixed piston includes a piston body that is a cylindrical body protruding from the compressor case in a housing space of the compressor case,
A movable magnet type linear compressor characterized by being a structure in which an inner yoke, which is a cylindrical body having an inner diameter and an outer diameter substantially equal to those of a piston body, is fixed to the tip of the piston body.
前記固定ピストンは、前記圧縮機ケースの収容空間内で前記圧縮機ケースから突出する円筒体であって筒内の先端側の大径穴とケース側の小径穴とによる多段穴が形成されるピストン本体を備え、
ピストン本体の大径穴と外径が略等しく、かつピストン本体の小径穴と内径が略等しい筒体である内側ヨークを大径穴に嵌め込んで一体に内蔵した構造体であることを特徴とする可動磁石型リニア圧縮機。 The movable magnet type linear compressor according to claim 1,
The fixed piston is a cylindrical body that protrudes from the compressor case in a housing space of the compressor case, and is a piston in which a multistage hole is formed by a large-diameter hole on the tip side in the cylinder and a small-diameter hole on the case side. With a body,
It is a structure in which an inner yoke, which is a cylindrical body having substantially the same outer diameter as the large-diameter hole of the piston main body and whose inner diameter is substantially the same as the small-diameter hole of the piston main body, is fitted into the large-diameter hole and integrated. A movable magnet type linear compressor.
前記内側ヨークは、軟磁性材料の円筒体に放射状に複数個のスリットを形成し、そのスリットに透磁率の低い非磁性部材を介在させた筒体であることを特徴とする可動磁石型リニア圧縮機。 In the movable magnet type linear compressor according to any one of claims 1 to 3,
The inner yoke is a cylindrical body in which a plurality of slits are radially formed in a cylindrical body of a soft magnetic material, and non-magnetic members having low permeability are interposed in the slits. Machine.
前記内側ヨークは、軟磁性材料の円筒体を放射状に複数個分割して形成した分割体であって、二個の分割体の間に透磁率の低い非磁性部材を介在させた筒体であることを特徴とする可動磁石型リニア圧縮機。 In the movable magnet type linear compressor according to any one of claims 1 to 3,
The inner yoke is a divided body formed by dividing a cylindrical body of a soft magnetic material into a plurality of radial shapes, and is a cylindrical body in which a nonmagnetic member having a low magnetic permeability is interposed between the two divided bodies. This is a movable magnet type linear compressor.
前記非磁性部材は、エポキシ樹脂接着剤を充填して硬化させた部材であることを特徴とする可動磁石型リニア圧縮機。 In the movable magnet type linear compressor according to claim 4 or 5,
The non-magnetic member is a member that is filled with an epoxy resin adhesive and cured, and is a movable magnet type linear compressor.
前記外側ヨークは、材料を珪素鋼積層板で構成したことを特徴とする可動磁石型リニア圧縮機。 In the movable magnet type linear compressor according to any one of claims 1 to 6,
A movable magnet type linear compressor characterized in that the outer yoke is made of a silicon steel laminate.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2025021571A1 (en) * | 2023-07-26 | 2025-01-30 | BSH Hausgeräte GmbH | Operation of a linear compressor of a domestic appliance |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11324914A (en) * | 1998-05-19 | 1999-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | Linear compressor |
JP2001112228A (en) * | 1999-10-08 | 2001-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnet movable linear actuator |
JP2001153045A (en) * | 1999-11-22 | 2001-06-05 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Gas compressor and its manufacturing method |
JP2004116515A (en) * | 2002-09-02 | 2004-04-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Linear motor drive type compressor and refrigerating machine therewith |
JP2004293334A (en) * | 2003-03-25 | 2004-10-21 | Toei Denki Kk | Linear motor drive type compressor and refrigerator using it |
JP2007089344A (en) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Twinbird Corp | Linear electromagnetic device |
-
2007
- 2007-07-25 JP JP2007192774A patent/JP2009030461A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11324914A (en) * | 1998-05-19 | 1999-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | Linear compressor |
JP2001112228A (en) * | 1999-10-08 | 2001-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnet movable linear actuator |
JP2001153045A (en) * | 1999-11-22 | 2001-06-05 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Gas compressor and its manufacturing method |
JP2004116515A (en) * | 2002-09-02 | 2004-04-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Linear motor drive type compressor and refrigerating machine therewith |
JP2004293334A (en) * | 2003-03-25 | 2004-10-21 | Toei Denki Kk | Linear motor drive type compressor and refrigerator using it |
JP2007089344A (en) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Twinbird Corp | Linear electromagnetic device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2025021571A1 (en) * | 2023-07-26 | 2025-01-30 | BSH Hausgeräte GmbH | Operation of a linear compressor of a domestic appliance |
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