JPH10238461A - リニア圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のリニア圧縮機においては、ピストン９、
シリンダ１０、板ハ゛ネ１１の加工誤差や組立誤差等によ
るピストンの径方向変位が大きくなることにより、ピス
トンとシリンダが摺動して摩耗や損失が増大する。 【解決手段】 本発明においては、ピストン９またはシ
リンダ１０が径方向に自在に移動しうるように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調機や冷蔵庫等
の冷凍装置に用いられるリニア圧縮機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、例えば特開平５９−１７３５
７４号公報に示された従来のリニア圧縮機の概略構成を
示す断面図である。図において、１は鉄心２に固定して
取り付けられた永久磁石で、鉄心２とともにリニアモー
タ固定子３を形成している。４は永久磁石１と鉄心２の
間に所定の間隙を持って配置されたリニアモータ可動子
で、コイル５とコイル５を支承するコイル支持部材６か
ら構成される。リニアモータ７は、上記リニアモータ固
定子３と上記リニアモータ可動子４から構成される。８
はリニアモータ可動子４と一体に取り付けられ、ピスト
ン９を支持するピストン支持部材、１０は鉄心２に固定
して取り付けられたシリンダで、ピストン９はシリンダ
１０内で往復動可能に配置されている。１１は鉄心２と
コイル支持部材６間に挿入されたバネ手段である。１２
はシリンダ１０の上部に取り付けられ、吸入室１３と吐
出室１４を内部に備えたマフラー、１５はピストン９お
よびシリンダ１０によって区画形成された圧縮室、１６
はシリンダ１０の上部に取り付けられた吸入弁、１７は
シリンダ１０の上部に取り付けれた吐出弁、１８はマフ
ラー１２に取り付けられ、吸入室１３に開口する吸入
管、１９はマフラー１２に取り付けられ、吐出室１４に
開口する吐出管である。

【０００３】以下、本実施例の動作について説明する。
コイル５に所定周波数の交流電流が通電されると、この
通電によって、永久磁石１により発生する磁界との作用
により、ピストン９がバネ手段１１を軸方向に変形させ
ながら、往復動を行う。ピストン９が下方に移動すると
きは、吸入弁１６が開いて、吸入管１８から吸入室１３
を経て冷媒ガスが圧縮室１５内に取り込まれる。次にピ
ストン９が上方に移動すると、圧縮室１５内の容積が減
じられることにより、圧縮室１５内の圧力が増加する。
圧縮室１５内の圧力が徐々に増加し、吐出室１４内の圧
力を超えると、吐出弁１７が開いて圧縮室１５より吐出
室１４を経て冷媒ガスが吐出管１９より、冷凍サイクル
へ吐出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ものでは、ピストン９を支持するためにバネ手段１１に
コイル状のバネを用いているため、径方向の剛性が低
く、加工誤差や組立誤差等によりピストン９が径方向に
変位しても、この変位を規制することができない。この
ため、ピストン９がシリンダ１０に接触することによ
り、大きな摺動損失と摩耗の増大が発生するという問題
があった。また、接触を回避するため、ピストン９とシ
リンダ１０間のすきまを大きくすると、冷媒の漏れはす
きま値の３乗で効くため漏れが増大して性能が低下する
という問題があった。

【０００５】上記課題を回避する方法として、スターリ
ング冷凍機用のリニア圧縮機に対して考案されたものが
ある（実開平５−２７５６３号公報に記載）。図１２
に、実開平５−２７５６３号公報に示されているスター
リング冷凍機のリニア圧縮機部のみの断面図を示す。以
下、図１２をもとにこの考案例を説明する。図におい
て、２はケーシング２０の内側に固定して取り付けられ
た鉄心、１は鉄心２に取り付けられた永久磁石で、鉄心
２とともにリニアモータ固定子３を形成している。４は
永久磁石１と鉄心２の間に所定の間隙を持って配置され
たリニアモータ可動子で、コイル５とコイル５を支承す
るコイル支持部材６から構成される。リニアモータ７
は、上記リニアモータ固定子３と上記リニアモータ可動
子４から構成される。１０はケーシング２０の上部に固
定して取り付けられたシリンダ、８はリニアモータ可動
子５と一体に取り付けられ、ピストン９を支持するピス
トン支持部で、ピストン９はシリンダ１０内で往復動可
能に配置されている。可動体２１は、ピストン９、ピス
トン支持部８およびリニアモータ可動子４から構成され
る。１１ａ、１１ｂはケーシング２とピストン支持部８
との間に取り付けられ、可動体２１をケーシング２０に
対して弾性支持する第１の板バネおよび第２の板バネで
ある。１５はピストン９およびシリンダ１０によって区
画形成された圧縮室、２２は圧縮室１５と、ガスを膨張
させて外部から熱を吸収するための膨張器（図示しな
い）とを連通する連結管である。

【０００６】上記実開平５−２７５６３号公報記載のリ
ニア圧縮機の動作は、特開平５９−１７３５７４号公報
のリニア圧縮機の動作と同様で、コイル５に所定周波数
の交流電流が通電されると、この通電によって、永久磁
石１により発生する磁界との作用により、ピストン９が
板バネ１１ａ、１１ｂを軸方向に変形させながら、往復
動を行う。ただし、ピストン９は圧縮室１５内のガスに
圧力変化を与えるためのもので、連結管２２を介して膨
張器（図示しない）にガスを供給する役目を持つ。上記
のように構成された圧縮機においては、バネ手段として
板バネ１１ａ、１１ｂを用い、かつリニアモータ７の前
後に板バネ１１ａ、１１ｂを配置しているため、特開平
５９−１７３５７４号公報のリニア圧縮機よりもピスト
ン９は径方向に対して変位しにくいという利点を持つ。
しかしながら、上記実開平５−２７５６３号公報記載の
リニア圧縮機においては、ピストン９、シリンダ１０、
板バネ１１ａ、１１ｂの加工精度や組立精度等を非常に
高精度に管理してピストン９の径方向の変位量をピスト
ン９、シリンダ１０間のすきまより小さくしなければピ
ストン９とシリンダ１０との接触を防止することができ
ない。また、上記の加工精度、組立精度が確保できずピ
ストン９の径方向の変位が大きくピストン９とシリンダ
１０が接触した場合、板バネ１１ａ、１１ｂの径方向の
剛性が非常に高いためピストン９、シリンダ１０の間に
作用する接触荷重は大きく、このため大きな摺動損失、
摩耗が発生する。従って、ピストン９とシリンダ１０を
接触させないためにピストン９とシリンダ１０間のすき
まを十分には低減できず、漏れが増大し性能が低下する
という課題があった。

【０００７】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であって、ピストンがシリンダに接触した場合、接触荷
重を軽微にすることができ、ピストンとシリンダとのす
きまを小さくして漏れ性能を向上しても摺動損失、摩耗
の非常に小さい信頼性および効率の高いリニア圧縮機を
得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係わるリニア圧縮機は、シリンダと、前記シリンダ内に
配置され、前記シリンダ内空間に圧縮室を形成するピス
トンと、前記ピストンを前記往復運動方向に駆動させる
リニアモ−タと、前記ピストンを弾性支持するバネ手段
とを備えたリニア圧縮機において、前記ピストン又は前
記シリンダが前記ピストンと前記シリンダとの接触によ
り前記往復運動方向と直角方向に移動可能とされたもの
である。

【０００９】また、この発明の第２の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第１の発明において、シリンダと前記シリ
ンダの外側に配置されたシリンダ支持体との間に所定の
間隔を設け、前記所定の間隔の範囲内で前記シリンダが
往復運動方向と直角方向に移動可能とされたものであ
る。

【００１０】また、この発明の第３の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第１の発明において、一端がバネ手段に結
合され、他端のピストン支持部である曲面部においてピ
ストンを支持し、前記ピストンと共に往復運動するピス
トン支持体を有し、前記ピストンの支持は、前記ピスト
ン支持体他端の曲面部と該曲面部を所定の間隔をもって
受ける軸受部との係合により構成されているものであ
る。

【００１１】また、この発明の第４の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第１の発明において、一端がバネ手段に結
合され、他端がピストンを支持し、前記ピストンと共に
往復運動するピストン支持体を有し、前記ピストン支持
体が前記往復運動方向と直角方向にたわむことが可能と
されたものである。

【００１２】また、この発明の第５の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第２の発明において、シリンダ内面及びピ
ストン外面が往復運動方向において上死点方向に夫々の
断面積が小さくなるテ−パ面を有する構成とされたもの
である。

【００１３】また、この発明の第６の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第２の発明において、シリンダ両端面にシ
−ル用弾性体を設けたものである。

【００１４】また、この発明の第７の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第２の発明において、シリンダ外面とシリ
ンダ支持体との間に弾性体を設けたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、実施の形態１について図面に基づ
いて説明する。図１は、この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。図において、４１は
ケーシング２０内に振動を吸収するための支持バネ４２
により支持された圧縮機本体である。圧縮機本体４１は
以下の構成となっている。シリンダ１０とその外径側に
配置したシリンダ支持体４０との間に径方向の所定の間
隔を有し、またシリンダ１０の上端面とシリンダヘッド
４９との間に軸方向の微小な間隔を有し、シリンダ１０
がシリンダ支持体４０のシリンダ支持部４０ｄに着座し
た形で配置されており、シリンダ１０がシリンダ支持体
４０に対して径方向に自在に移動可能となるよう構成さ
れている。また、シリンダ１０の内側の円筒面に圧縮室
１５を区画形成するピストン９が往復動可能に配置され
ている。リニアモータ可動子４は、上記ピストン９の下
部に取り付けられた円盤状のピストン支持部材８の上部
に円筒状を成して一体に取り付けられており、永久磁石
１と、該永久磁石１を保持するための磁石保持部材４４
と、該磁石保持部材４４からシリンダ支持体４０の孔部
４０ｃを通って上方に延在し、周方向に間隔を置いて複
数個配置されたステー４５から構成される。可動体２１
は、リニアモータ可動子４と、ピストン９と、ピストン
支持部材８と、第２のバネホルダ４６ｂから構成され
る。リニアモータ可動子４の内側および外側には、鉄心
２ａおよび鉄心２ｂが所定の間隙を持って配置され、そ
れぞれシリンダ支持体４０の円筒部４０ａおよび支持枠
４３に取り付けられている。鉄心２ａにはコイル５が装
着されており、該鉄心２ａおよび鉄心２ｂとともにリニ
アモータ固定子３を構成している。シリンダ支持体４０
の円盤部４０ｂの上部には、圧縮室１５に開口した吸入
口４７および吐出口４８が設けられ、吸入弁１６、吐出
弁１７が取り付けられたシリンダヘッド４９が固定配置
されている。シリンダヘッド４９の上部には、該シリン
ダヘッド４９とともに吸入室１３および吐出室１４を形
成するマフラー１２が固定配置されている。吸入室１３
および吐出室１４は、マフラー１２に設けられた仕切板
５０によって、互いに連通しないように仕切られてい
る。マフラー１２には、吸入室１３とケーシング内空間
部５１と連通する連通口５２と、吐出室１４に開口し、
上記ケーシング２０の上部と連結された吐出管１９が設
けられている。また、ケーシング２０の上部には吸入管
１８が設けられている。前記吸入室１３および吐出室１
４は、上記吸入口４７および上記吐出口４８とそれぞれ
連通している。ピストン９の下端部と支持枠４３の下端
部に固定して取り付けられた第１のバネホルダ４６ａと
の間には、可動体２１を第１のバネホルダ４６ａに対し
て弾性支持するバネ手段である第１の板バネ１１ａが取
り付けられている。また、マフラー１２の上端部と上記
ステー４５の上端部に固定して取り付けられた第２のバ
ネホルダ４６ｂとの間には、可動体２１をマフラー１２
に対して弾性支持するバネ手段である第２の板バネ１１
ｂが取り付けられている。以上において、上記バネ手段
である板バネ１１ａ，１１ｂは、例えば図２に示すよう
な螺旋状の溝６１を設けた板バネである。

【００１６】以下、本実施例の動作について説明する。
コイル５に所定周波数の交流電流が通電されると、この
通電によって、永久磁石１により発生する磁界との作用
により、可動体２１が板バネ１１ａおよび１１ｂを軸方
向に変形させながら、往復動を行う。可動体２１の往復
動に伴い、ピストン９がシリンダ１０内で往復動を行
う。ピストン９が下方に移動するときは、吸入弁１６が
開いて、吸入管１８からケーシング内空間部５１、吸入
室１３を経て冷媒ガスが圧縮室１５内に取り込まれる。
次にピストン９が上方に移動すると、圧縮室１５内の容
積が減じられることにより、圧縮室１５内の圧力が増加
する。圧縮室１５内の圧力が徐々に増加し、吐出室１４
内の圧力を超えると、吐出弁１７が開いて圧縮室１５よ
り吐出口４８、吐出室１４を経て冷媒ガスが吐出管１９
に吐出される。上記のように構成された圧縮機において
は、ピストン９、シリンダ１０、板バネ１１ａ、１１ｂ
の加工精度、組立精度が十分でなくピストン９の径方向
変位量がピストン９とシリンダ１０間のすきまより大き
くピストン９とシリンダ１０とが接触した場合、シリン
ダ１０が接触荷重を軽減する径方向に移動する。

【００１７】この動作を図３にもとづいて説明する。図
３において、３７、３８はそれぞれピストン９およびシ
リンダ１０の動作前の状態である。この動作前の状態で
のピストン３７とシリンダ３８とのすきまをδ２とす
る。また、ピストン９が軸方向に変位する際に板バネの
加工誤差および組立誤差等により、径方向にδ１変位し
て移動するものとする。今、そのピストン９の径方向変
位量δ１の方が動作前のすきまδ２より大きいものとす
る。更に、シリンダ１０とシリンダ支持体４０との所定
の間隔のすきまはピストン９の径方向変位量δ１よりも
大きいものとする。そうすると、ピストン９が軸方向に
移動する際にシリンダ１０に接触し、シリンダ１０を径
方向へ移動させる。このため、ピストン９とシリンダ１
０との接触力Ｆは軽微にできる。従って、ピストン９、
シリンダ１０間に作用する摩擦力、摩耗も軽微にでき
る。従来のリニア圧縮機においては、ピストン９の径方
向変位量がピストン９、シリンダ１０間の隙間よりも大
きい場合、ピストン９はシリンダ１０に接触する。この
時に、板バネ１１ａ、１１ｂの径方向剛性が非常に大き
いためピストン９とシリンダ１０の接触力は非常に大き
くなり摩擦力、摩耗も大きくなる。このように、従来の
リニア圧縮機に比べピストン９とシリンダ１０間の隙間
を小さくしても摩擦力、摩耗を軽微にできるため、隙間
を小さくして冷媒の漏洩による損失が小さく、かつ、摩
擦損失の小さい高効率で、かつ摩耗の小さい信頼性の高
いリニア圧縮機を得ることができる。

【００１８】実施の形態２．実施の形態２においては、
上記シリンダ１０の内筒面１０ａ及びピストン９の外筒
面９ａが上死点方向に径が小さくなるようなテーパー面
で構成している。その他は実施の形態１と同じである。
図４にこの発明の一実施例によるリニア圧縮機の圧縮室
付近の断面図を示す。このように構成した場合、ピスト
ン９が下死点付近に位置する時はピストン９とシリンダ
１０間の隙間が大きく、圧縮時に圧縮室１５とケーシン
グ内部空間５１との差圧が大きくなり漏れ量の大きい上
死点付近で隙間が小さくなる。従って、上死点付近のピ
ストン９とシリンダ１０間の隙間を従来のリニア圧縮機
の該隙間と同等の隙間に設定すれば、冷媒漏れ量を従来
と同等の量に抑えることができる。 この場合下死点付
近では、ピストン９とシリンダ１０間の隙間が大きいの
で、実施の形態１のようにピストン外筒面、シリンダ内
筒面を平行に構成した場合よりもピストン９のより大き
な傾きと径方向変位を許容できる。従って、さらに信頼
性の高いリニア圧縮機を得ることができる。また、下死
点付近のピストン９とシリンダ１０間の隙間を従来のリ
ニア圧縮機と同等にすれば、ピストン９の傾きと径方向
変位許容量は従来と同様で、漏れ損失の小さい高効率の
リニア圧縮機を得ることができる。

【００１９】実施の形態３．実施の形態３においては、
実施の形態１の構成において、シリンダ１０の両端面１
０ｃ、１０ｄにＯ−リング等の弾性体３０を挿入してい
る。図５にこの発明の一実施の形態によるリニア圧縮機
の圧縮室付近の断面図を示す。このように構成したリニ
ア圧縮機では、実施の形態１の動作に加えて、圧縮室１
５からシリンダ１０の外筒面１０ｂとシリンダ支持体４
０間、シリンダ１０の端面１０ｄとシリンダ支持部４０
ｄ間を通って下方のケーシング内部空間５１への冷媒の
漏れを確実にシールできる。 なお、前記実施の形態２
においても本弾性体３０を挿入することにより、同様の
作用効果が得られる。

【００２０】実施の形態４．実施の形態４においては、
実施の形態１の構成において、シリンダ１０の外筒面１
０ｂの上下２箇所にＯ−リング等の弾性体３０を挿入し
ている。図６にこの発明の一実施の形態によるリニア圧
縮機の圧縮室付近の断面図を示す。このように構成した
リニア圧縮機では、実施の形態１の動作に加えて、圧縮
室１５からシリンダ１０の外筒面１０ｂとシリンダ支持
体４０間、シリンダ１０の端面１０ｄとシリンダ支持部
４０ｄ間を通って下方のケーシング内部空間５１への冷
媒の漏れを確実にシールできる。また、ピストン９とシ
リンダ１０が接触してシリンダ１０が径方向に移動する
時に、弾性体３０が変形してバネ作用を持つことによ
り、ピストン９の径方向移動量がある程度規制されピス
トン９は安定した動作を行う。ここで、弾性体のバネ定
数を適当に設定すればピストン９とシリンダ１０を常に
接触させ、かつ、その接触力を軽微にできる。なお、前
記実施の形態２においても本弾性体３０を挿入すること
により、同様の作用効果が得られる。

【００２１】実施の形態５．実施の形態５について以下
に説明する。図７は、この発明の一実施の形態によるリ
ニア圧縮機の圧縮室付近の断面図である。図において、
ピストン９は、ピストン支持体６３により支持されてお
り、該支持部分６３ｅは球面で構成されピストン９の軸
受部分９ｅと支持体球面部６３ｅを固定する固定体６１
の軸受部分６１ｅは円錐面で構成されている。また、該
支持体球面部６３ｅと軸受部９ｅ、６１ｅとは微小間隔
を持って構成されている。このためピストン９はピスト
ン支持体６３に対して前記微小間隔の範囲で径方向に自
在に移動可能となる。また、シリンダ１０は、固定され
ていても、前記実施の形態１と同じく径方向に移動でき
るようにしてもよい。その他の構成は、実施の形態１と
同じである。このように構成したリニア圧縮機では、部
品の加工精度、組立精度が十分でない場合等にピストン
９の径方向変位が大きくシリンダ１０に接触しても、ピ
ストン９が径方向に自在に移動可能であり、またピスト
ン支持体球面部６３ｅの中心６３ｃまわりに回転が自在
にできるため、ピストン９とシリンダ１０とは接触しな
がらも、その接触力は極めて小さくすることができる。
以上において、ピストン９の支持点６３ｃはピストン中
央部であることが望ましい。また、ピストン９がピスト
ン支持体６３に対して自在に動き得れば上記実施例以外
の方法でピストン９を支持しても良い。

【００２２】実施の形態６．実施の形態６について以下
に説明する。図８は、この発明の一実施の形態によるリ
ニア圧縮機の圧縮室付近の断面図である。図において、
ピストン９は、ピストン支持体６３により支持されてお
り、該支持部分６３ｇとピストン内筒面９ｇとはこれら
の同軸度の精度を上げるためにリーマピン結合で結合さ
れ、それらのネジ部分６３ｈ、９ｈで締結されている。
また、ピストン支持体６３のステー６３ｉは径方向に撓
むことが可能なようにピストン９の外径よりも十分に小
さい外径で構成されている。このステー６３ｉの外径は
圧縮時の圧力と慣性力で座屈せず、ピストン９の径方向
変位による曲げ応力で疲労破壊せず、ピストン９の質量
とステー６３ｉの撓み剛性で構成される共振系の共振周
波数が圧縮機運転周波数の近傍にないように決定する必
要がある。圧縮機の運転周波数と前記共振系の周波数が
近いと、共振作用によりピストンが径方向に大きく振れ
てシリンダに接触するため、振動、騒音が増大し、か
つ、ピストンとシリンダが異常磨耗するが、共振系の共
振周波数が圧縮機運転周波数の近傍にないようにするこ
とにより、前記の振動、騒音、異常磨耗が防止できる。
また、シリンダ１０は、固定されていても、前記実施の
形態１と同じく径方向に移動できるようにしてもよい。
上記以外の構成は、前記実施の形態１と同様である。

【００２３】このように構成したリニア圧縮機では、図
９に動作を示すように、部品の加工精度、組立精度が十
分でない場合等にピストン９の径方向変位が大きくシリ
ンダ１０に接触しても、ピストン支持体６３のステー６
３ｉが撓むため、ピストン９が径方向に自在に移動可能
であり、またピストン支持体支点６３ｊまわりにある程
度回転ができるため、ステー６３ｉのバネ剛性を小さく
すればピストン９とシリンダ１０との接触力Ｆを軽微に
することができる。また、ピストン９とピストン支持体
６３は一部品で形成しても良いし、別部材の場合、それ
らの結合の方法は上記実施例以外の方法でも良い。例え
ば、ピストン９とピストン支持体６３を焼きばめで結合
させても良い。この場合、焼きばめ後にピストン９とピ
ストン支持体６３との同軸度を出す加工を行えば良いた
め、それぞれの単体での精度が要求されないため加工が
容易になる。なお、ピストン支持体６３のステ−６３ｉ
の外径を特別に小さくせずに材質的に可撓を持たせても
よい。

【００２４】実施の形態７．実施の形態７の説明を図１
０を使って説明する。実施の形態７においては、上記実
施の形態６の構成においてピストン支持体６３のステー
６３ｉの両支点６３ｋを括れさせて構成したものであ
る。このように構成したものでは、ステー６３ｉの変形
が局部的に外径の小さい両支点６３ｋで起こるため、ス
テー６３ｉの外径を大きくすることができる。ピストン
支持体６３については、径方向の撓み剛性を小さくして
ピストン９とシリンダ１０の接触荷重を小さくするため
にステー６３ｉの直径は、小さくしたいところである
が、この直径を小さくすると座屈荷重が小さくなってし
まう。ここで、柱の座屈荷重は柱の直径の４乗に比例し
長さの２乗に反比例する。例えば、ステー６３ｉの長さ
を実施の形態６のものと同じとして直径を約２０％大き
くすれば座屈荷重は、実施の形態６の２倍になる。ま
た、支点６３ｋの部分では、上記座屈荷重の関係から直
径を、実施の形態６のステーの直径の１／３程度まで小
さくしても座屈しない。しかも、支点６３ｋの部分の直
径が小さいため径方向の剛性が小さくできる。従って、
径方向の剛性が小さく、座屈荷重の大きいピストン支持
体６３を得ることができる。即ち、より信頼性の高いリ
ニア圧縮機を得ることができる。なお、図１０では、ピ
ストン支持体６３のステ−６３ｉの括れ部を２箇所設け
ているが１箇所でもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したとおりこの発明の第１の発
明に係わるリニア圧縮機は、リニア圧縮機において、ピ
ストン又はシリンダが前記ピストンと前記シリンダとの
接触により往復運動方向と直角方向に移動可能とされた
ものであるので、ピストン、シリンダ、バネ手段の加工
精度、組立精度が十分でなく往復運動方向と直角方向の
ピストンの変位量がピストンとシリンダ間のすきまより
大きく、ピストンとシリンダとが接触した場合、ピスト
ンまたはシリンダが往復運動方向と直角方向に移動して
接触荷重を軽減し軽微化することができる。このため、
ピストンとシリンダ間のすきまが小さくても摺動損失、
摩耗を軽微にすることができ、かつ冷媒ガスの漏れも小
さいため、信頼性が高く、高効率のリニア圧縮機を提供
できる。

【００２６】また、この発明の第２の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第１の発明において、シリンダと前記シリ
ンダの外側に配置されたシリンダ支持体との間に所定の
間隔を設け、前記所定の間隔の範囲内で前記シリンダが
往復運動方向と直角方向に移動可能とされたものである
ので、第１の発明のの効果に加えて、構成が非常に簡単
であり部品の加工性、組立性が良いため、より生産性の
高い、高信頼性のリニア圧縮機を提供できる。

【００２７】また、この発明の第３の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第１の発明において、一端がバネ手段に結
合され、他端のピストン支持部である曲面部においてピ
ストンを支持し、前記ピストンと共に往復運動するピス
トン支持体を有し、前記ピストンの支持は、前記ピスト
ン支持体他端の曲面部と該曲面部を所定の間隔をもって
受ける軸受部との係合により構成されているものである
ので、ピストンとシリンダの軸心のずれだけでなく、ピ
ストンとシリンダの傾きをも許容することができる。こ
のためより信頼性の高いリニア圧縮機を提供することが
できる。

【００２８】また、この発明の第４の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第１の発明において、一端がバネ手段に結
合され、他端がピストンを支持し、前記ピストンと共に
往復運動するピストン支持体を有し、前記ピストン支持
体が前記往復運動方向と直角方向にたわむことが可能と
されたものである。ピストンとシリンダの軸心のずれだ
けでなく、ピストンとシリンダの傾きをもある程度許容
することができる。また、ピストンとシリンダの位置を
補正する機構に摺動部分が存在しないため、この部分の
機械効率が高く、摩耗も無い。このため、より高効率か
つ信頼性の高いリニア圧縮機を提供することができる。

【００２９】また、この発明の第５の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第２の発明において、シリンダ内面及びピ
ストン外面が往復運動方向において上死点方向に夫々の
断面積が小さくなるテ−パ面を有する構成とされたもの
であるので、第２の発明の効果に加えて、上死点付近の
ピストンとシリンダ間の隙間を小さく、下死点付近の隙
間を大きくできるため、上死点付近の隙間を従来と同等
に設定すれば、冷媒の漏れ量は同等で、従来のものより
大きなピストン径方向変位と傾きを許容できる。このた
め、より信頼性の高いリニア圧縮機を提供できる。ま
た、下死点付近の隙間を従来と同等に設定すれば、ピス
トンの径方向変位と傾きの許容量は同等で、冷媒漏れ量
を従来のものより軽減できる。このため、より高効率の
リニア圧縮機を提供できる。

【００３０】また、この発明の第６の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第２の発明において、シリンダ両端面にシ
−ル用弾性体を設けたものであるので、圧縮室からシリ
ンダ外筒面を通ってケ−シング内部空間に漏れる冷媒を
確実にシ−ルできるため、より高効率のリニア圧縮機を
提供できる。

【００３１】また、この発明の第７の発明に係わるリニ
ア圧縮機は、第２の発明において、シリンダ外面とシリ
ンダ支持体との間に弾性体を設けたものであるので、第
２の発明の効果に加えて、ピストンとシリンダが接触し
てシリンダが径方向に移動するときに、弾性体が変形し
てバネ作用を持つことにより、ピストンの径方向移動量
がある程度規制され、ピストンは安定した動作を行うこ
とができる。このため、より信頼性の高いリニア圧縮機
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１を示すリニア圧縮機の
断面図である。

【図２】 図１のリニア圧縮機に用いる板バネの形状例
を示す平面図である。

【図３】 図１のリニア圧縮機の動作を示す説明図であ
る。

【図４】 本発明の実施の形態２を示すリニア圧縮機の
動作を示す説明図である。

【図５】 本発明の実施の形態３を示すリニア圧縮機圧
縮室周辺の断面図である。

【図６】 本発明の実施の形態４を示すリニア圧縮機圧
縮室周辺の断面図である。

【図７】 本発明の実施の形態５を示すリニア圧縮機圧
縮室周辺の断面図である。

【図８】 本発明の実施の形態６を示すリニア圧縮機圧
縮室周辺の断面図である。

【図９】 本発明の実施形態６を示すリニア圧縮機の動
作を示す説明図である。

【図１０】本発明の実施の形態７を示すリニア圧縮機ピ
ストン付近の断面図である。

【図１１】従来のリニア圧縮機の一例を示す断面図であ
る。

【図１２】従来のスタ−リング冷凍機に用いられるリニ
ア圧縮機の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

７ リニアモ−タ、９ ピストン、１０ シリンダ、１
１ａ，１１ｂ バネ手段、１５ 圧縮室、３０ 弾性
体、４０ シリンダ支持体、６３ ピストン支持体。

フロントページの続き (72)発明者 原 正一郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、前記シリンダ内に往復運動
   可能に配置され、前記シリンダ内空間に圧縮室を形成す
   るピストンと、前記ピストンを前記往復運動方向に駆動
   させるリニアモ−タと、前記ピストンを弾性支持するバ
   ネ手段とを備えたリニア圧縮機において、前記ピストン
   又は前記シリンダが前記ピストンと前記シリンダとの接
   触により前記往復運動方向と直角方向に移動可能とされ
   たことを特徴とするリニア圧縮機。
2. 【請求項２】 シリンダと前記シリンダの外側に配置さ
   れたシリンダ支持体との間に所定の間隔を設け、前記所
   定の間隔の範囲内で前記シリンダが往復運動方向と直角
   方向に移動可能とされたことを特徴とする請求項１記載
   のリニア圧縮機。
3. 【請求項３】 一端がバネ手段に結合され、他端のピス
   トン支持部である曲面部においてピストンを支持し、前
   記ピストンと共に往復運動するピストン支持体を有し、
   前記ピストンの支持は、前記ピストン支持体他端の曲面
   部と該曲面部を所定の間隔をもって受ける軸受部との係
   合により構成されていることを特徴とする請求項１記載
   のリニア圧縮機。
4. 【請求項４】 一端がバネ手段に結合され、他端がピス
   トンを支持し、前記ピストンと共に往復運動するピスト
   ン支持体を有し、前記ピストン支持体が前記往復運動方
   向と直角方向にたわむことが可能とされたことを特徴と
   する請求項１記載のリニア圧縮機。
5. 【請求項５】 シリンダ内面及びピストン外面が往復運
   動方向において上死点方向に夫々の断面積が小さくなる
   テ−パ面を有する構成とされたことを特徴とする請求項
   ２記載のリニア圧縮機。
6. 【請求項６】 シリンダ両端面にシ−ル用弾性体を設け
   たことを特徴とする請求項２記載のリニア圧縮機。
7. 【請求項７】 シリンダ外面とシリンダ支持体との間に
   弾性体を設けたことを特徴とする請求項２記載のリニア
   圧縮機。