JP4768387B2 - リニア圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、リニア圧縮機に係り、特に、マフラーと固定板が定位置に接合されるようにして吐出バルブの微細漏れや誤作動を防止することができるリニア圧縮機に関する。

一般に、リニア圧縮機(Linear compressor)は、リニアモーターの直線駆動力を用いてシリンダー内部でピストンを直線往復運動させながら流体を吸い込み圧縮してから吐出す。

図１は、従来技術によるリニア圧縮機の断面図である。
同図において、従来技術によるリニア圧縮機は、密閉容器２と、密閉容器２の内部に配置されて冷媒ガスなどの流体(以下、‘流体’と略す)を圧縮するリニア圧縮部１０と、を備えてなる。

密閉容器２には、外部から流体が吸入される吸入パイプ４が貫設され、リニア圧縮部１０で圧縮された流体が吐出されるループパイプ６が貫設される。
リニア圧縮部１０は、シリンダー１２が設けられたシリンダーブロック１４と、吸入パイプ２６が形成されたバックカバー２８と、シリンダー１２の内部で進退可能に配置されたピストン３０と、ピストン３０をシリンダー１２内で進退させるように駆動力を発生するリニアモーター４０と、を備えてなる。

シリンダーブロック１４は、第１ダンパー１５により密閉容器２内において緩衝可能に支持される。
シリンダーブロック１４及びシリンダー１２の先端側には、ピストン３０及びシリンダー１２と共に圧縮室Ｃを形成し、この圧縮室Ｃで圧縮された流体をループパイプ６に吐出す吐出アセンブリー１６が装着される。

吐出アセンブリー１６は、シリンダー１２の一端を開閉する吐出バルブ１７と、吐出バルブ１７が吐出スプリング１９で弾性支持され、流体吐出穴２０が穿孔されたマフラー２１と、マフラー２１との間に流路が形成された吐出プラナム２２と、マフラー２１と接合され、シリンダーブロック１４とシリンダー１２のいずれか一方に締付ボルトで締付けられる固定板２４と、を備えてなる。
吐出プラナム２２には、ループパイプ６が連結される流体吐出パイプ２３が装着される。
固定板２４は、吐出アセンブリー１６をシリンダーブロック１４とシリンダー１２のうちいずれか一方に固定させる。

一方、バックカバー２８は、第２ダンパー２９により密閉容器２内において緩衝可能に支持される。

ピストン３０は、流体が流入する吸入流路３１が長手方向に長く形成され、先端には吸入ポート３２が形成され、先端面には吸入ポート３２を開閉する吸入バルブ３３が取り付けられる。
ピストン３０は、後端にリニアモーター４０との連結のためのフランジ部３４が形成される。
ピストン３０は、フランジ部３４とシリンダーブロック１４との間に第１スプリング３５が配置され、フランジ部３４とバックカバー２８との間に第２スプリング３６が配置されることで、シリンダーブロック１４とバックカバー２８に弾性的に支持される。

図２は、図１に示す吐出アセンブリーの組立前の分解斜視図であり、図３は、図１に示す吐出アセンブリーが誤って組み立てられたときの拡大断面図である。

マフラー２１には、吐出スプリング１９が装着される吐出スプリング装着部２１ａが凸状に形成される。
固定板２４には、シリンダーブロック１４とシリンダー１２のいずれか一方に締付ボルトで締付けられるように複数個の締付穴２５が穿孔される。
固定板２４には、ピストン１２が貫通して装着されるように装着穴２６が穿孔される。

しかしながら、従来技術によるリニア圧縮機の吐出アセンブリーは、マフラー２１と固定板２４の接合時に、マフラー２１の吐出スプリング装着部２１ａの中心Ｏと固定板２４の装着穴２６の中心Ｏ’とが一致しないと、吐出バルブ１７の装着時に、図３に示すように、シリンダー１２と吐出バルブ１７の中心がずれてしまい、シリンダー１２と吐出バルブ１７間に微細な漏れが生じ、吐出バルブ１７が誤作動するという問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、吐出バルブの微細漏れ及び誤作動を防止することができるリニア圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るリニア圧縮機は、シリンダーの一端を開閉する吐出バルブと、該吐出バルブが弾性支持される吐出スプリングと、該吐出スプリングが装着される吐出スプリング装着部が形成されたマフラーと、該マフラーと接合され、前記シリンダーが装着されるための装着穴が形成され、前記シリンダーに装着される固定板と、前記マフラーと前記固定板との接合時に、前記吐出スプリング装着部の中心と前記装着穴の中心とが一致するように、前記マフラーの組立位置を決定する組立位置決め手段と、を備えてなることを特徴とする。
前記吐出スプリング装着部は、内部に円筒形状の空間部を有するように前記マフラーから円筒形状に突設されたことを特徴とする。
前記固定板は、前記マフラーとブレージング接合されることを特徴とする。
前記組立位置決め手段は、前記固定板の一面に前記マフラーの外郭形状に沿って形成された複数個の突起であることを特徴とする。
前記組立位置決め手段は、前記固定板の一面に前記マフラーの内壁形状に沿って形成された複数個の突起であることを特徴とする。

また、本発明に係るリニア圧縮機は、シリンダーが設けられたシリンダーブロックと、前記シリンダー内部で直線往復可能に配置され、吸入流路が形成されたピストンと、前記シリンダーブロックに設置され、前記ピストンを直線往復させるリニアモーターと、前記ピストンの吸入流路を開閉する吸入バルブと、前記ピストンとの間に圧縮室を形成し、圧縮された流体を吐出させる吐出アセンブリーと、を備えてなり、この吐出アセンブリーは、前記圧縮室を開閉する吐出バルブと、該吐出バルブが弾性支持される吐出スプリングと、該吐出スプリングが装着される吐出スプリング装着部が形成され、吐出穴が形成されたマフラーと、該マフラーと接合され、前記シリンダーが装着されるための装着穴が形成され、前記シリンダーと前記シリンダーブロックのいずれか一方に装着される固定板と、前記マフラーと前記固定板の接合時に、前記吐出スプリング装着部の中心と前記装着穴の中心とが一致するように前記マフラーの組立位置を決定する組立位置決め手段と、を備えてなることを特徴とする。
前記吐出スプリング装着部は、円筒形状に突設されたことを特徴とする。
前記固定板は、前記マフラーとブレージング接合されることを特徴とする。
前記組立位置決め手段は、前記固定板の一面に前記マフラーの外郭形状に沿って形成された複数個の突起であることを特徴とする。
前記組立位置決め手段は、前記固定板の一面に前記マフラーの内壁形状に沿って形成された複数個の突起であることを特徴とする。

本発明によるリニア圧縮機は、マフラーと固定板の接合時にマフラーの正確な接合位置が決定され、マフラーの吐出スプリング装着部の中心と固定板の装着穴の中心とが正確に一致するので、吐出バルブの装着時に吐出バルブの中心とシリンダーの中心がずれなくなり、吐出バルブとシリンダーの中心ずれによる吐出バルブの微細漏れまたは誤作動が防止できる効果が得られる。

また、本発明によるリニア圧縮機は、固定板の一面にマフラーの外郭形状に沿って複数個の突起が形成されるため、低コストと簡易な構造でマフラーと固定板を正確な位置に配置し接合させられる効果が得られる。

以下、本発明に係るリニア圧縮機の実施形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図４は、本発明の一実施の形態によるリニア圧縮機を示す断面図である。
本実施形態によるリニア圧縮機は、図４に示すように、密閉容器５０の内部にリニア圧縮部６０が設置される。

密閉容器５０は、下部シェル５１と、下部シェル５１の上側を覆う上部シェル５２とから構成され、冷媒ガスなどの流体(以下、‘流体’と略す)が密閉容器５０内部に吸入されるように吸入パイプ５３が貫設され、リニア圧縮部６０で圧縮された流体が密閉容器５０外に案内されるようにループパイプ５４が貫設される。

リニア圧縮部６０は、密閉容器５０の内部に設置された第１ダンパー６１ａに後方部が載せられ、密閉容器５０の内部に設置された第２ダンパー６１ｂに前方部が載せられることで密閉容器５０に緩衝可能に支持され、シリンダー６２が設けられたシリンダーブロック６４と、吸入パイプ７８が設けられたバックカバー７９と、シリンダー６２で直線往復可能に設置されたピストン８０と、ピストン８０をシリンダー６２内で直線往復運動させるように駆動力を発生するリニアモーター１００と、を備えてなる。

シリンダー６２の前方側には、ピストン８０との間に圧縮室Ｃを形成し、この圧縮室Ｃ内部の流体が所定圧力以上に圧縮されると、圧縮された流体をループパイプ５４に吐出させる吐出アセンブリー６５が装着される。

吐出アセンブリー６５は、圧縮室Ｃ、特にシリンダー６２の先端６３を開閉する吐出バルブ６６と、吐出バルブ６６を弾性支持する吐出スプリング６８と、吐出スプリング６８が装着される吐出スプリング装着部６９が形成されたマフラー７０と、マフラー７０と接合され、シリンダー６２が装着されるための装着穴７２が穿孔された固定板７３と、マフラー７０と固定板７３の接合時に、吐出スプリング装着部６９の中心と装着穴７２の中心が一致するようにマフラー７０の組立位置を決定する組立位置決め手段７５と、ループパイプ５４が連結される流体吐出パイプ７６が装着された吐出プラナム７７と、を備えてなる。

吐出スプリング装着部６９は、内部に円筒形状の空間部を有するように円筒形状に突設される。

マフラー７０は、内部にシリンダー６２の先端６３の一部が挿入されるとともに、吐出バルブ６６の収容のための空間部が形成される。
マフラー７０は、圧縮室Ｃで圧縮された後にマフラー７０の内側空間へ移動した圧縮流体を吐出す吐出穴７１が穿孔される。
マフラー７０は、吐出バルブ６６の開閉時に生じる騒音を低減させる一種の吐出側マフラーであり、吐出穴７１から吐出された圧縮流体が吐出プラナム７７との間を通過しつつ騒音が低減するように吐出プラナム７７との間に所定空間を有する。

固定板７３は、吐出アセンブリー６５をシリンダーブロック６４またはシリンダー６２に固定させるもので、締付ボルト７３ａなどの締付手段によりシリンダーブロック６４またはシリンダー６２に締付けられる。
固定板７３は、板体形状を有し、シリンダー６２の先端６３の一部が挿入される装着穴７２が穿孔される。ここで、先端６３の一部を装着しやすくするように、装着穴７２の大きさがシリンダー６２の先端６３の外径よりもやや大きく形成される。

一方、バックカバー７９は、後述するモーターカバー１１０に締付ボルトなどの締付手段で固定される。

ピストン８０には、流体が流入する流体吸入流路８１が長手方向に形成され、その先端中央には流体吸入流路８１よりも狭い吸入ポート８２が形成され、その先端面には吸入ポート８２を開閉する吸入バルブ８３が装着される。
吸入バルブ８３は、ピストン８０の先端面に締付ボルト８４で締付けられた弾性部材であり、圧縮室Ｃ及び吸入ポート８２間の圧力差により吸入ポート８２を開閉する。
ピストン８０の後端には、リニアモーター１００と連結されるためのフランジ８７が形成され、その後端側にはバックカバー７９の吸入パイプ７８から吸入された流体をピストン８０の流体吸入流路８１に案内するとともに、吸入バルブ８３及び吐出バルブ６６の開閉時に生じる騒音を低減させる吸入側マフラー８８が設置される。

リニアモーター１００は、シリンダーブロック６４に設置されたアウターステーターコア１０１と、アウターステーターコア１０１に設置されたボビン１０２と、ボビン１０２に巻回されたコイル１０３と、アウターステーターコア１０１と一定隙間を有するようにシリンダーブロック６４に設置されたインナーステーターコア１０４と、コイル１０３の周辺に形成された磁気力により直線往復するようにアウターステーターコア１０１とインナーステーターコア１０４との間に配置されたマグネット１０５と、マグネット１０５が装着され、ピストン８０のフランジ８７に結合されてピストン８０に直線運動力を伝達するマグネットフレーム１０６と、を備えてなる。

一方、リニア圧縮機は、リニアモーター１００の一部を覆うモーターカバー１１０と、バックカバー７９との間に第１スプリング１１２が配置され、モーターカバー１１０との間に第２スプリング１１４が配置され、ピストン８０のフランジ８７側に締付ボルトなどの締付手段で固定されるスプリングサポーター１１６と、をさらに備える。
モーターカバー１１０は、アウターステーターコア１０１の一側に装着されてアウターステーターコア１０１の一面を覆う。

上記のように構成された本発明のリニア圧縮機は、リニアモーター１００の駆動により、ピストン８０がシリンダー６２の内部で直線往復運動する。
したがって、密閉容器５０内の流体は、ピストン８０の直線往復運動時に発生する圧力差によりバックカバー７９の吸入パイプ７８、吸入側マフラー８８、ピストン８０の流体吸入流路８１、及び吸入ポート８２を順に通って圧縮室Ｃに吸入される。
圧縮室Ｃに吸入された流体は、ピストン８０により圧縮された後、マフラー７０の内側に流入し、マフラー７０の吐出穴７１、吐出プラナム７７とマフラー７０間の空間、吐出パイプ７６、ループパイプ５４を順に通って吐出される。
ここで、吐出アセンブリー６５側に伝えられた騒音は、吐出アセンブリー６５のマフラー７０と吐出プラナム７７間の空間で最小限に抑えられる。

図５は、図４に示す吐出アセンブリーの組立前の分解斜視図であり、図６は、図４に示す吐出アセンブリーの拡大断面図である。
固定板７３には、シリンダー６２またはシリンダーブロック６４に締付ボルト７３ａで締付けられるように締付穴７４が穿孔される。
固定板７３は、マフラー７０とブレージング接合する。
組立位置決め手段７５は、固定板７３の一面にマフラー７０の外郭形状に沿って形成された複数個の突起から構成される。
複数個の突起は、固定板７３の装着穴７２と締付穴７４との間に配置される。

このように構成された吐出アセンブリー６５は、マフラー７０を複数個の突起７５の内側に配置しながらマフラー７０を固定板７３に密着すると、マフラー７０が複数個の突起７５により位置決めされ、前後左右への移動が制限される。このとき、マフラー７０の吐出スプリング装着部６９の中心Ｏと、固定板７３の装着穴７２の中心Ｏ’とが一致し、この状態でマフラー７０と固定板７３との接触部位をブレージングすると、マフラー７０と固定板７３が接合固定される。

このようにマフラー７０と固定板７３とが接合された状態で、吐出スプリング６８をマフラー７０の吐出スプリング装着部６９に装着し、吐出バルブ６６を吐出スプリング６８に連結した後、シリンダー６２の先端一部を固定板７３の装着穴７２に挿入すると、吐出バルブ６６とシリンダー６２は中心が正確に一致するようになる。
参照符号６４ａは、固定板７３が締付ボルト７３ａなどの締付手段でシリンダーブロック６４に装着されるようにシリンダーブロック６４に形成された締付穴である。

図７は、本発明の他の実施形態によるリニア圧縮機を示す断面図である。
本実施形態によるリニア圧縮機は、図７に示すように、組立位置決め手段が、固定板７３の一面においてマフラー７０の内壁形状に沿って形成された複数個の突起７５’で構成された以外は、上記の一実施の形態と同様の構成及び作用を有するので、同一の部材には同一の参照符号を付し、重複説明は省略するものとする。

一方、本発明は、上記の実施形態に限定されず、組立位置決め手段７５が、マフラー７０の一部が内挿または外挿されるようにマフラー７０の外郭形状と同一に形成されたリブで構成されることも可能であることは言うまでもない。

従来技術によるリニア圧縮機の断面図である。 図１に示す吐出アセンブリーの組立前の分解斜視図である。 図１に示す吐出アセンブリーが誤って組み立てられた時の拡大断面図である。 本発明によるリニア圧縮機の一実施の形態を示す断面図である。 図４に示す吐出アセンブリーの組立前の分解斜視図である。 図４に示す吐出アセンブリーの拡大断面図である。 本発明の他の実施の形態によるリニア圧縮機の断面図である。

符号の説明

５０ 密閉容器
６０ リニア圧縮部
６２ シリンダー
６４ シリンダーブロック
６５ 吐出アセンブリー
６６ 吐出バルブ
６８ 吐出スプリング
６９ 吐出スプリング装着部
７０ マフラー
７１ 吐出穴
７２ 装着穴
７３ 固定板
７３ａ 締付ボルト
７４ 締付穴
７５ 突起
８０ ピストン
８１ 流体吸入流路
８２ 吸入ポート
８３ 吸入バルブ
８４ 締付ボルト
８７ フランジ
１００ リニアモーター
Ｃ 圧縮室
Ｏ 吐出スプリング装着部の中心
Ｏ’ 装着穴の中心

Claims (10)

1. シリンダーの一端を開閉する吐出バルブと、
   該吐出バルブが弾性支持される吐出スプリングと、
   該吐出スプリングが装着される吐出スプリング装着部が形成されたマフラーと、
   該マフラーと接合され、前記シリンダーが装着されるための装着穴が形成され、前記シリンダーに装着される固定板と、
   前記マフラーと前記固定板との接合時に、前記吐出スプリング装着部の中心と前記装着穴の中心とが一致するように、前記マフラーの組立位置を決定する組立位置決め手段と、
   を備えてなることを特徴とするリニア圧縮機。
2. 前記吐出スプリング装着部が、内部に円筒形状の空間部を有するように前記マフラーから円筒形状に突設されたことを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。
3. 前記固定板が、前記マフラーとブレージング接合されることを特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機。
4. 前記組立位置決め手段が、前記固定板の一面に前記マフラーの外郭形状に沿って形成された複数個の突起であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つの請求項に記載のリニア圧縮機。
5. 前記組立位置決め手段が、前記固定板の一面に前記マフラーの内壁形状に沿って形成された複数個の突起であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つの請求項に記載のリニア圧縮機。
6. シリンダーが設けられたシリンダーブロックと、
   前記シリンダー内部で直線往復可能に配置され、吸入流路が形成されたピストンと、
   前記シリンダーブロックに設置され、前記ピストンを直線往復させるリニアモーターと、
   前記ピストンの吸入流路を開閉する吸入バルブと、
   前記ピストンとの間に圧縮室を形成し、圧縮された流体を吐出させる吐出アセンブリーと、を備えてなり、
   前記吐出アセンブリーは、
   前記圧縮室を開閉する吐出バルブと、
   該吐出バルブが弾性支持される吐出スプリングと、
   該吐出スプリングが装着される吐出スプリング装着部が形成され、吐出穴が形成されたマフラーと、
   該マフラーと接合され、前記シリンダーが装着されるための装着穴が形成され、前記シリンダーと前記シリンダーブロックのいずれか一方に装着される固定板と、
   前記マフラーと前記固定板の接合時に、前記吐出スプリング装着部の中心と前記装着穴の中心とが一致するように前記マフラーの組立位置を決定する組立位置決め手段と、を備えてなることを特徴とするリニア圧縮機。
7. 前記吐出スプリング装着部が、円筒形状に突設されたことを特徴とする請求項６に記載のリニア圧縮機。
8. 前記固定板が、前記マフラーとブレージング接合されることを特徴とする請求項６に記載のリニア圧縮機。
9. 前記組立位置決め手段が、前記固定板の一面に前記マフラーの外郭形状に沿って形成された複数個の突起であることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一つの請求項に記載のリニア圧縮機。
10. 前記組立位置決め手段が、前記固定板の一面に前記マフラーの内壁形状に沿って形成された複数個の突起であることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一つの請求項に記載のリニア圧縮機。

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