JPH116658A - 振動型圧縮機 - Google Patents
振動型圧縮機Info
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- JPH116658A JPH116658A JP15699297A JP15699297A JPH116658A JP H116658 A JPH116658 A JP H116658A JP 15699297 A JP15699297 A JP 15699297A JP 15699297 A JP15699297 A JP 15699297A JP H116658 A JPH116658 A JP H116658A
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- Japan
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- piston
- movable
- vibration
- compressor
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/001—Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリンダ3内に対向して配置されたピストン
7,7の各々をリニアモータ15に駆動連結し、リニア
モータ15の駆動コイル18への所定周波数の交流の供
給により両ピストン7,7を両者間の圧縮空間8でガス
が周期的に圧縮されるように往復駆動する振動型圧縮機
に対し、ピストン7及びリニアモータ15のボビン17
からなる両可動部20,20間の共振周波数の不一致に
よる振動を抑制するとともに、振動自体を圧縮機に伝わ
り難くして、振動型圧縮機の低振動化を図る。 【解決手段】 圧縮空間8内でピストン7,7の対向部
同士を共通のコイルばね25によって連結する。コイル
ばね25に固体差によるばね定数のばらつきがあっても
振動の発生を低減するとともに、仮に振動が発生したと
してもそれがコイルばね25を介してハウジング1に伝
わるのを防止する。
7,7の各々をリニアモータ15に駆動連結し、リニア
モータ15の駆動コイル18への所定周波数の交流の供
給により両ピストン7,7を両者間の圧縮空間8でガス
が周期的に圧縮されるように往復駆動する振動型圧縮機
に対し、ピストン7及びリニアモータ15のボビン17
からなる両可動部20,20間の共振周波数の不一致に
よる振動を抑制するとともに、振動自体を圧縮機に伝わ
り難くして、振動型圧縮機の低振動化を図る。 【解決手段】 圧縮空間8内でピストン7,7の対向部
同士を共通のコイルばね25によって連結する。コイル
ばね25に固体差によるばね定数のばらつきがあっても
振動の発生を低減するとともに、仮に振動が発生したと
してもそれがコイルばね25を介してハウジング1に伝
わるのを防止する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレーサの
往復動により極低温レベルの寒冷を発生させる膨張機を
有するスターリング冷凍機等において、膨張機に供給す
るガスを圧縮する振動型圧縮機に関し、特に、その振動
の発生を抑制するための技術分野に属する。
往復動により極低温レベルの寒冷を発生させる膨張機を
有するスターリング冷凍機等において、膨張機に供給す
るガスを圧縮する振動型圧縮機に関し、特に、その振動
の発生を抑制するための技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来より、このフリーディスプレーサ型
スターリング冷凍機は、極低温レベルの寒冷を発生させ
る小型冷凍機の一種として知られている。この冷凍機
は、ガスを圧縮する振動型圧縮機と、該圧縮機から吐出
されたガスを膨張させる膨張機とを組み合わせたもので
ある。
スターリング冷凍機は、極低温レベルの寒冷を発生させ
る小型冷凍機の一種として知られている。この冷凍機
は、ガスを圧縮する振動型圧縮機と、該圧縮機から吐出
されたガスを膨張させる膨張機とを組み合わせたもので
ある。
【0003】上記振動型圧縮機として、例えば特開平6
―174321号公報に示されるように対向式のものが
知られている。この対向式の圧縮機は、図8に示すよう
に、密閉状のハウジング(101)と、該ハウジング
(101)内に配置されたシリンダ(103)と、該シ
リンダ(103)内に往復動可能に嵌装され、シリンダ
(103)の長さ方向中央部内に圧縮空間(108)を
区画する1対のピストン(107),(107)と、該
各ピストン(107)を往復駆動する駆動源としてのリ
ニアモータ(115),(115)とを備え、上記圧縮
空間(108)はガス通路(109)及び連結管(図示
せず)を介して膨張機に接続されている。上記各リニア
モータ(115)はシリンダ(103)周りに配置され
た環状の永久磁石からなる駆動磁石(116)を有し、
この磁石(116)により、シリンダ(103)の中心
と同心の円筒状の空間に磁界を発生させる。この空間に
は中心部にて上記ピストン(107)に一体的に固定さ
れたボビン(117)が配設され、該ボビン(117)
の外周には電磁コイルからなる駆動コイル(118)が
巻き付けられている。また、上記各ピストン(107)
の背面側と、シリンダ(103)の開口端に対向するハ
ウジング(101)内壁面との間には、それぞれピスト
ン(107)を往復動可能に弾性支持するためのコイル
ばね(125)が架設されており、リニアモータ(11
5)の駆動コイル(118)に所定周波数の交流を供給
することで、その駆動コイル(118)に流れる電流と
磁石(116)による空間内を通る磁界との間で作用す
る電磁力によりボビン(117)及びそれと一体のピス
トン(107)を駆動して両ピストン(107),(1
07)をシリンダ(103)内で互いに接離するように
往復移動させ、このことにより圧縮空間(108)で所
定周期のガス圧を発生させるようになされている。
―174321号公報に示されるように対向式のものが
知られている。この対向式の圧縮機は、図8に示すよう
に、密閉状のハウジング(101)と、該ハウジング
(101)内に配置されたシリンダ(103)と、該シ
リンダ(103)内に往復動可能に嵌装され、シリンダ
(103)の長さ方向中央部内に圧縮空間(108)を
区画する1対のピストン(107),(107)と、該
各ピストン(107)を往復駆動する駆動源としてのリ
ニアモータ(115),(115)とを備え、上記圧縮
空間(108)はガス通路(109)及び連結管(図示
せず)を介して膨張機に接続されている。上記各リニア
モータ(115)はシリンダ(103)周りに配置され
た環状の永久磁石からなる駆動磁石(116)を有し、
この磁石(116)により、シリンダ(103)の中心
と同心の円筒状の空間に磁界を発生させる。この空間に
は中心部にて上記ピストン(107)に一体的に固定さ
れたボビン(117)が配設され、該ボビン(117)
の外周には電磁コイルからなる駆動コイル(118)が
巻き付けられている。また、上記各ピストン(107)
の背面側と、シリンダ(103)の開口端に対向するハ
ウジング(101)内壁面との間には、それぞれピスト
ン(107)を往復動可能に弾性支持するためのコイル
ばね(125)が架設されており、リニアモータ(11
5)の駆動コイル(118)に所定周波数の交流を供給
することで、その駆動コイル(118)に流れる電流と
磁石(116)による空間内を通る磁界との間で作用す
る電磁力によりボビン(117)及びそれと一体のピス
トン(107)を駆動して両ピストン(107),(1
07)をシリンダ(103)内で互いに接離するように
往復移動させ、このことにより圧縮空間(108)で所
定周期のガス圧を発生させるようになされている。
【0004】一方、図示しないが、膨張機は円筒状シリ
ンダを有し、このシリンダ内にはシリンダ内を膨張空間
と作動空間とに区画するフリーディスプレーサが往復動
可能に嵌装されている。このディスプレーサは、内部に
蓄冷器(再生式熱交換器)を充填したもので、該蓄冷器
は膨張空間及び作動空間にそれぞれ連通されている。上
記作動空間内には、ディスプレーサを往復動可能に弾性
支持するコイルばねが配設されている。さらに、作動空
間は上記連結管を介して上記圧縮機の圧縮空間(10
8)に接続されており、圧縮機からのガス圧によりディ
スプレーサを往復動させてガスを膨張空間で膨張させる
ことにより、シリンダ先端のコールドヘッドに寒冷を発
生させるようになされている。
ンダを有し、このシリンダ内にはシリンダ内を膨張空間
と作動空間とに区画するフリーディスプレーサが往復動
可能に嵌装されている。このディスプレーサは、内部に
蓄冷器(再生式熱交換器)を充填したもので、該蓄冷器
は膨張空間及び作動空間にそれぞれ連通されている。上
記作動空間内には、ディスプレーサを往復動可能に弾性
支持するコイルばねが配設されている。さらに、作動空
間は上記連結管を介して上記圧縮機の圧縮空間(10
8)に接続されており、圧縮機からのガス圧によりディ
スプレーサを往復動させてガスを膨張空間で膨張させる
ことにより、シリンダ先端のコールドヘッドに寒冷を発
生させるようになされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な対向式の振動型圧縮機においては、各ピストン(10
7)はボビン(117)と一体化されて可動部をなし、
この可動部がコイルばね(125)によって中立位置を
基準に往復動するように懸架されており、この可動部の
共振系による共振周波数(固有振動数)にリニアモータ
(115)の電源周波数を一致させることで、高効率化
を図っている。すなわち、コイルばね(125)のばね
定数を(Kp)、圧縮空間(108)内のガスによるガ
スばね定数を(Kg)、可動部の質量を(Mp)とする
と、共振周波数(f)は、 f=(1/2π)・{(Kp+Kg)/Mp}1/2 で決定され、この共振周波数が電源周波数に一致するよ
うに各パラメータ(Kp),(Kg),(Mp)が決定
される。
な対向式の振動型圧縮機においては、各ピストン(10
7)はボビン(117)と一体化されて可動部をなし、
この可動部がコイルばね(125)によって中立位置を
基準に往復動するように懸架されており、この可動部の
共振系による共振周波数(固有振動数)にリニアモータ
(115)の電源周波数を一致させることで、高効率化
を図っている。すなわち、コイルばね(125)のばね
定数を(Kp)、圧縮空間(108)内のガスによるガ
スばね定数を(Kg)、可動部の質量を(Mp)とする
と、共振周波数(f)は、 f=(1/2π)・{(Kp+Kg)/Mp}1/2 で決定され、この共振周波数が電源周波数に一致するよ
うに各パラメータ(Kp),(Kg),(Mp)が決定
される。
【0006】しかし、上記可動部の質量(Mp)を両可
動部間で一定の精度以内に一致させることは比較的容易
であるが、コイルばね(125)のばね定数(Kg)に
ついては、製造段階で固体差によるある程度(例えば±
10%程度)のばらつきが生じるのは現状では避けられ
ない。このため、両方の可動部の共振周波数が不一致状
態になって振動が生じる。そして、この振動がコイルば
ね(125)を通じてハウジング(101)に伝わって
圧縮機全体が振動する。この振動により、圧縮機の寿命
が低下したり、振動を嫌う機器の用途に不向きとなった
りするという問題があった。
動部間で一定の精度以内に一致させることは比較的容易
であるが、コイルばね(125)のばね定数(Kg)に
ついては、製造段階で固体差によるある程度(例えば±
10%程度)のばらつきが生じるのは現状では避けられ
ない。このため、両方の可動部の共振周波数が不一致状
態になって振動が生じる。そして、この振動がコイルば
ね(125)を通じてハウジング(101)に伝わって
圧縮機全体が振動する。この振動により、圧縮機の寿命
が低下したり、振動を嫌う機器の用途に不向きとなった
りするという問題があった。
【0007】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記のような振動型圧縮機における可
動部の支持構造を改良することで、可動部の共振周波数
の不一致による振動を抑制するとともに、振動自体を圧
縮機のハウジングに伝わり難くして、振動型圧縮機の有
効な低振動化を図ることにある。
で、その目的は、上記のような振動型圧縮機における可
動部の支持構造を改良することで、可動部の共振周波数
の不一致による振動を抑制するとともに、振動自体を圧
縮機のハウジングに伝わり難くして、振動型圧縮機の有
効な低振動化を図ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的の達成のた
め、この発明では、両方の可動部同士、又は可動部とそ
の動吸振器とをそれぞれ互いに弾性部材で連結するよう
にした。
め、この発明では、両方の可動部同士、又は可動部とそ
の動吸振器とをそれぞれ互いに弾性部材で連結するよう
にした。
【0009】具体的には、請求項1の発明では、図1、
図3〜図6に示すように、シリンダ(3)と該シリンダ
(3)内に圧縮空間(8)を区画するように嵌装された
ピストン(7)とを備え、シリンダ(3)又はピストン
(7)の一方が固定部とされている一方、他方は、リニ
アモータ(15)の駆動部(17),(45)に連結さ
れていて該駆動部(17),(45)とで上記固定部に
対し相対移動可能な可動部(20)を構成しており、上
記リニアモータ(15)により可動部(20)を固定部
に対し往復動させて上記圧縮空間(8)でガスを周期的
に圧縮するようにした振動型圧縮機が対象である。この
圧縮機に対し、上記可動部(20)を1対設け、これら
両可動部(20),(20)同士を弾性部材(25)に
よって往復動可能に連結する。
図3〜図6に示すように、シリンダ(3)と該シリンダ
(3)内に圧縮空間(8)を区画するように嵌装された
ピストン(7)とを備え、シリンダ(3)又はピストン
(7)の一方が固定部とされている一方、他方は、リニ
アモータ(15)の駆動部(17),(45)に連結さ
れていて該駆動部(17),(45)とで上記固定部に
対し相対移動可能な可動部(20)を構成しており、上
記リニアモータ(15)により可動部(20)を固定部
に対し往復動させて上記圧縮空間(8)でガスを周期的
に圧縮するようにした振動型圧縮機が対象である。この
圧縮機に対し、上記可動部(20)を1対設け、これら
両可動部(20),(20)同士を弾性部材(25)に
よって往復動可能に連結する。
【0010】斯かる構成により、各リニアモータ(1
5)に所定周波数の交流が供給されると、各可動部(2
0)が固定部に対し弾性部材(25)のばね定数等で決
まる周期で往復動し、シリンダ(3)内の圧縮空間
(8)でガスが周期的に圧縮される。
5)に所定周波数の交流が供給されると、各可動部(2
0)が固定部に対し弾性部材(25)のばね定数等で決
まる周期で往復動し、シリンダ(3)内の圧縮空間
(8)でガスが周期的に圧縮される。
【0011】そのとき、1対の可動部(20),(2
0)同士が1つの共用した弾性部材(25)によって互
いに連結されているので、この弾性部材(25)に固体
差によるばね定数のばらつきがあっても、それは両方の
可動部(20),(20)に同じように影響するように
なる。従って、各可動部をそれぞれ弾性部材を用いて支
持する場合のように両可動部の共振周波数が不一致状態
になることはなく、振動の発生を抑制することができ
る。しかも、可動部(20)は相対する可動部(20)
に対してのみに弾性部材(25)により連結されてい
て、圧縮機のハウジング(1)には直接に連結されてい
ないので、仮に振動が発生したとしても、その振動が弾
性部材(25)を介してハウジング(1)に伝わること
もない。これらにより圧縮機の振動を有効に低減するこ
とができる。
0)同士が1つの共用した弾性部材(25)によって互
いに連結されているので、この弾性部材(25)に固体
差によるばね定数のばらつきがあっても、それは両方の
可動部(20),(20)に同じように影響するように
なる。従って、各可動部をそれぞれ弾性部材を用いて支
持する場合のように両可動部の共振周波数が不一致状態
になることはなく、振動の発生を抑制することができ
る。しかも、可動部(20)は相対する可動部(20)
に対してのみに弾性部材(25)により連結されてい
て、圧縮機のハウジング(1)には直接に連結されてい
ないので、仮に振動が発生したとしても、その振動が弾
性部材(25)を介してハウジング(1)に伝わること
もない。これらにより圧縮機の振動を有効に低減するこ
とができる。
【0012】また、1つの弾性部材(25)を両可動部
(20),(20)の支持のために共用しているので、
弾性部材(25)が少なくて済み、その少なくなった弾
性部材(25)のスペースの分だけ、圧縮機の大きさを
小さくしてそのコンパクト化を図ることができる。
(20),(20)の支持のために共用しているので、
弾性部材(25)が少なくて済み、その少なくなった弾
性部材(25)のスペースの分だけ、圧縮機の大きさを
小さくしてそのコンパクト化を図ることができる。
【0013】請求項2又は3の発明では、図1又は図3
に示すように、上記固定部は1つのシリンダ(3)から
なす。一方、可動部(20),(20)は、各々の間に
圧縮空間(8)を区画するように上記シリンダ(3)内
に対向した状態で嵌装されたピストン(7),(7)を
含んでいる構成とする。そして、請求項2の発明では、
図1に示す如く、弾性部材(25)は、上記圧縮空間
(8)内でピストン(7),(7)の対向部同士を連結
しているものとし、請求項3の発明では、図3に示す如
く、弾性部材(25)は、上記ピストン(7),(7)
に連結されたリニアモータ(15),(15)の駆動部
同士を連結しているものとする。
に示すように、上記固定部は1つのシリンダ(3)から
なす。一方、可動部(20),(20)は、各々の間に
圧縮空間(8)を区画するように上記シリンダ(3)内
に対向した状態で嵌装されたピストン(7),(7)を
含んでいる構成とする。そして、請求項2の発明では、
図1に示す如く、弾性部材(25)は、上記圧縮空間
(8)内でピストン(7),(7)の対向部同士を連結
しているものとし、請求項3の発明では、図3に示す如
く、弾性部材(25)は、上記ピストン(7),(7)
に連結されたリニアモータ(15),(15)の駆動部
同士を連結しているものとする。
【0014】これら発明の構成によると、両ピストン
(7),(7)がそれぞれリニアモータ(15),(1
5)の駆動によりシリンダ(3)内で往復動して接離
し、この両ピストン(7),(7)間の圧縮空間(8)
内のガスが圧縮される。この場合も、両可動部(2
0),(20)同士がピストン(7),(7)の対向部
又はリニアモータ(15),(15)の駆動部にてそれ
ぞれ弾性部材(25)によって連結されて、1つの弾性
部材(25)が両可動部(20),(20)で共用され
ているので、上記請求項1の発明と同様の作用効果が得
られる。
(7),(7)がそれぞれリニアモータ(15),(1
5)の駆動によりシリンダ(3)内で往復動して接離
し、この両ピストン(7),(7)間の圧縮空間(8)
内のガスが圧縮される。この場合も、両可動部(2
0),(20)同士がピストン(7),(7)の対向部
又はリニアモータ(15),(15)の駆動部にてそれ
ぞれ弾性部材(25)によって連結されて、1つの弾性
部材(25)が両可動部(20),(20)で共用され
ているので、上記請求項1の発明と同様の作用効果が得
られる。
【0015】請求項4の発明では、図4に示すように、
固定部は間隔をあけて同心状に対向して配置された1対
のシリンダ(3),(3)からなす一方、可動部(2
0),(20)は、各シリンダ(3)内の相対するシリ
ンダ(3)と反対側端部にそれぞれ圧縮空間(8)を区
画するように各シリンダ(3)内に配置されたピストン
(7)を含んでいる構成とする。そして、弾性部材(2
5)は、上記両ピストン(7),(7)の背面側同士を
連結しているものとする。
固定部は間隔をあけて同心状に対向して配置された1対
のシリンダ(3),(3)からなす一方、可動部(2
0),(20)は、各シリンダ(3)内の相対するシリ
ンダ(3)と反対側端部にそれぞれ圧縮空間(8)を区
画するように各シリンダ(3)内に配置されたピストン
(7)を含んでいる構成とする。そして、弾性部材(2
5)は、上記両ピストン(7),(7)の背面側同士を
連結しているものとする。
【0016】この構成によれば、各ピストン(7)がそ
れぞれリニアモータ(15)の駆動により各シリンダ
(3)内で往復動し、この各シリンダ(3)内の圧縮空
間(8)内のガスが圧縮される。この場合も、両可動部
(20),(20)同士がピストン(7)の背面側にて
弾性部材(25)によって連結されているので、請求項
1の発明と同様の作用効果が得られる。
れぞれリニアモータ(15)の駆動により各シリンダ
(3)内で往復動し、この各シリンダ(3)内の圧縮空
間(8)内のガスが圧縮される。この場合も、両可動部
(20),(20)同士がピストン(7)の背面側にて
弾性部材(25)によって連結されているので、請求項
1の発明と同様の作用効果が得られる。
【0017】請求項5の発明では、図5に示す如く、固
定部は1つのピストン(7)からなす一方、両可動部
(20),(20)は、各々の内部に圧縮空間(8)を
区画するように上記ピストン(7)の両端部に外嵌合さ
れたシリンダ(3),(3)を含んでいる構成とし、弾
性部材(25)は、上記シリンダ(3),(3)同士を
連結しているものとする。このことで、各シリンダ
(3)がそれぞれリニアモータ(15)の駆動により各
ピストン(7)に対し往復動し、この各シリンダ(3)
内の圧縮空間(8)内のガスが圧縮される。よって、請
求項1の発明と同様の作用効果を奏することができる。
定部は1つのピストン(7)からなす一方、両可動部
(20),(20)は、各々の内部に圧縮空間(8)を
区画するように上記ピストン(7)の両端部に外嵌合さ
れたシリンダ(3),(3)を含んでいる構成とし、弾
性部材(25)は、上記シリンダ(3),(3)同士を
連結しているものとする。このことで、各シリンダ
(3)がそれぞれリニアモータ(15)の駆動により各
ピストン(7)に対し往復動し、この各シリンダ(3)
内の圧縮空間(8)内のガスが圧縮される。よって、請
求項1の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【0018】請求項6の発明では、図7に示すように、
請求項1の発明の対象と同様の振動型圧縮機に対し、そ
の可動部(20)と同じ質量を有する動吸振器(47)
を設け、この動吸振器(47)と可動部(20)とは弾
性部材(25)によって往復動可能に連結されている構
成とする。
請求項1の発明の対象と同様の振動型圧縮機に対し、そ
の可動部(20)と同じ質量を有する動吸振器(47)
を設け、この動吸振器(47)と可動部(20)とは弾
性部材(25)によって往復動可能に連結されている構
成とする。
【0019】この構成によれば、リニアモータ(15)
に交流が供給されると、可動部(20)が固定部に対し
弾性部材(25)のばね定数等で決まる周期で往復動
し、シリンダ(3)内の圧縮空間(8)でガスが周期的
に圧縮される。そのとき、可動部(20)及びそれと同
じ質量の動吸振器(47)が弾性部材(25)によって
互いに連結されているので、弾性部材(25)に固体差
によるばね定数のばらつきがあっても、それが可動部
(20)及び動吸振器(47)に同じように影響するよ
うになり、振動の発生を低減できる。また、可動部(2
0)及び動吸振器(47)は弾性部材(25)により圧
縮機のハウジング(1)に直接に連結されていないの
で、仮に振動が発生してもそれがハウジング(1)に伝
わらず、圧縮機の振動を低減することができる。
に交流が供給されると、可動部(20)が固定部に対し
弾性部材(25)のばね定数等で決まる周期で往復動
し、シリンダ(3)内の圧縮空間(8)でガスが周期的
に圧縮される。そのとき、可動部(20)及びそれと同
じ質量の動吸振器(47)が弾性部材(25)によって
互いに連結されているので、弾性部材(25)に固体差
によるばね定数のばらつきがあっても、それが可動部
(20)及び動吸振器(47)に同じように影響するよ
うになり、振動の発生を低減できる。また、可動部(2
0)及び動吸振器(47)は弾性部材(25)により圧
縮機のハウジング(1)に直接に連結されていないの
で、仮に振動が発生してもそれがハウジング(1)に伝
わらず、圧縮機の振動を低減することができる。
【0020】請求項7の発明では、図1、図3〜図5、
図7に示す如く、上記リニアモータ(15)の駆動部
(17)に駆動コイル(18)が設けられているものと
する。また、請求項8の発明では、図6に示すように、
リニアモータ(15)の駆動部(45)に駆動磁石(1
6)が設けられているものとする。
図7に示す如く、上記リニアモータ(15)の駆動部
(17)に駆動コイル(18)が設けられているものと
する。また、請求項8の発明では、図6に示すように、
リニアモータ(15)の駆動部(45)に駆動磁石(1
6)が設けられているものとする。
【0021】請求項9の発明では、図1に示す如く、上
記可動部(20)を固定部に対する往復動中立位置が所
定の基準位置に保持されるように付勢する中立位置付勢
手段(27)を設ける。こうすれば、可動部(20)は
中立位置付勢手段(27)により常に往復動中立位置が
基準位置に付勢されることとなり、可動部(20)がハ
ウジング(1)に連結されていないことに起因して往復
動中立位置の基準位置からずれようとするのを抑制でき
る。よって可動部(20)の往復動中立位置を基準位置
に安定して確保することができる。
記可動部(20)を固定部に対する往復動中立位置が所
定の基準位置に保持されるように付勢する中立位置付勢
手段(27)を設ける。こうすれば、可動部(20)は
中立位置付勢手段(27)により常に往復動中立位置が
基準位置に付勢されることとなり、可動部(20)がハ
ウジング(1)に連結されていないことに起因して往復
動中立位置の基準位置からずれようとするのを抑制でき
る。よって可動部(20)の往復動中立位置を基準位置
に安定して確保することができる。
【0022】請求項10の発明では、図1及び図2に示
すように、上記可動部(20)が固定部に対し軸心回り
に回動するのを規制する回り止め手段(36)を設け
る。この場合でも、可動部(20)がハウジング(1)
に連結されていないことに起因して回動しようとして
も、それを回り止め手段(36)により規制することが
できる。
すように、上記可動部(20)が固定部に対し軸心回り
に回動するのを規制する回り止め手段(36)を設け
る。この場合でも、可動部(20)がハウジング(1)
に連結されていないことに起因して回動しようとして
も、それを回り止め手段(36)により規制することが
できる。
【0023】
(実施形態1)図1は本発明の実施形態1に係るスター
リング冷凍機用の振動型圧縮機(A)を示し、この圧縮
機(A)は図示しない従来公知のフリーディスプレーサ
型膨張機と組み合わされて冷凍機を構成する。
リング冷凍機用の振動型圧縮機(A)を示し、この圧縮
機(A)は図示しない従来公知のフリーディスプレーサ
型膨張機と組み合わされて冷凍機を構成する。
【0024】上記圧縮機(A)は水平左右方向に延びる
密閉円筒状のハウジング(1)を有する。このハウジン
グ(1)は、左右方向の中心線を有する円筒壁部(1
a)と、この円筒壁部(1a)の両端開口部を気密状に
閉塞する円板状の側壁部(1b),(1b)とからな
る。ハウジング(1)内には、両端が開放された左右方
向に延びる1つの円筒状のシリンダ(3)がハウジング
(1)の円筒壁部(1a)と同心状に配置されて収容さ
れている。このシリンダ(3)の長さ方向中央の外周に
はシリンダ(3)の中心線と直交する方向に延びる円板
状のフランジ(4)が一体に形成され、このフランジ
(4)の外周端には、シリンダ(3)と同心に左右方向
に延びる円筒状の嵌合部(5)が一体に形成されてお
り、このシリンダ(3)、フランジ(4)及び嵌合部
(5)は純鉄等の磁性材料からなっていてヨーク(継
鉄)を構成している。上記嵌合部(5)はハウジング
(1)の円筒壁部(1a)内周に移動不能に嵌合されて
固定されており、よってシリンダ(3)はハウジング
(1)に一体的に固定された固定部とされている。
密閉円筒状のハウジング(1)を有する。このハウジン
グ(1)は、左右方向の中心線を有する円筒壁部(1
a)と、この円筒壁部(1a)の両端開口部を気密状に
閉塞する円板状の側壁部(1b),(1b)とからな
る。ハウジング(1)内には、両端が開放された左右方
向に延びる1つの円筒状のシリンダ(3)がハウジング
(1)の円筒壁部(1a)と同心状に配置されて収容さ
れている。このシリンダ(3)の長さ方向中央の外周に
はシリンダ(3)の中心線と直交する方向に延びる円板
状のフランジ(4)が一体に形成され、このフランジ
(4)の外周端には、シリンダ(3)と同心に左右方向
に延びる円筒状の嵌合部(5)が一体に形成されてお
り、このシリンダ(3)、フランジ(4)及び嵌合部
(5)は純鉄等の磁性材料からなっていてヨーク(継
鉄)を構成している。上記嵌合部(5)はハウジング
(1)の円筒壁部(1a)内周に移動不能に嵌合されて
固定されており、よってシリンダ(3)はハウジング
(1)に一体的に固定された固定部とされている。
【0025】上記シリンダ(3)内には円柱状の左右1
対のピストン(7),(7)がそれぞれ先端側を対向さ
せた状態で摺動可能に嵌装され、この両ピストン
(7),(7)間のシリンダ(3)により囲まれた部分
が圧縮空間(8)とされている。上記シリンダ(3)、
フランジ(4)及び嵌合部(5)にはシリンダ(3)内
周面から嵌合部(5)外周面まで半径方向に貫通するガ
ス通路(9)が形成されている。このガス通路(9)の
内端は圧縮空間(8)に常時連通されている一方、外端
はハウジング(1)の円筒壁部(1a)に開口した貫通
孔(10)、及び該貫通孔(10)に連結した連結管
(11)を介して図外の膨張機に接続されている。
対のピストン(7),(7)がそれぞれ先端側を対向さ
せた状態で摺動可能に嵌装され、この両ピストン
(7),(7)間のシリンダ(3)により囲まれた部分
が圧縮空間(8)とされている。上記シリンダ(3)、
フランジ(4)及び嵌合部(5)にはシリンダ(3)内
周面から嵌合部(5)外周面まで半径方向に貫通するガ
ス通路(9)が形成されている。このガス通路(9)の
内端は圧縮空間(8)に常時連通されている一方、外端
はハウジング(1)の円筒壁部(1a)に開口した貫通
孔(10)、及び該貫通孔(10)に連結した連結管
(11)を介して図外の膨張機に接続されている。
【0026】上記左右のピストン(7),(7)はそれ
ぞれ各ピストン(7)を往復駆動する駆動源としてのリ
ニアモータ(15),(15)に駆動連結されている。
この各リニアモータ(15)は、シリンダ(3)の外周
に嵌合部(5)内周面と円環状の空間をあけた状態で嵌
合固定された環状の永久磁石からなる駆動磁石(16)
を有し、この駆動磁石(16)により、シリンダ
(3)、フランジ(4)及び嵌合部(5)をヨークとし
て駆動磁石(16)外周面と嵌合部(5)内周面との間
の空間に所定強度の磁界(静止磁場)を発生させる。
ぞれ各ピストン(7)を往復駆動する駆動源としてのリ
ニアモータ(15),(15)に駆動連結されている。
この各リニアモータ(15)は、シリンダ(3)の外周
に嵌合部(5)内周面と円環状の空間をあけた状態で嵌
合固定された環状の永久磁石からなる駆動磁石(16)
を有し、この駆動磁石(16)により、シリンダ
(3)、フランジ(4)及び嵌合部(5)をヨークとし
て駆動磁石(16)外周面と嵌合部(5)内周面との間
の空間に所定強度の磁界(静止磁場)を発生させる。
【0027】上記各ピストン(7)はその背面側つまり
シリンダ(3)中央と反対側端部から半径方向外側に延
びるフランジ部(7a)を有する。このフランジ部(7
a)の外周には、リニアモータ(15)の駆動部として
の円筒状ボビン(17)が基端側にて移動一体に結合さ
れている。このボビン(17)は、ピストン(7)と同
心状にシリンダ(3)中央側に延びかつ先端部が上記駆
動磁石(16)外周面と嵌合部(5)内周面との間の空
間に左右方向に往復動可能に配置されている。ボビン
(17)の先端寄り外周には上記駆動磁石(16)と対
応した位置に電磁コイルからなる駆動コイル(18)が
巻回されている。そして、上記ボビン(17)及びピス
トン(7)(詳細には駆動コイル(18)及び後述の補
助コイル(28)を含む)で可動部(20)が構成さ
れ、この可動部(20)は固定部としてのシリンダ
(3)に対し相対移動可能とされている。また、駆動コ
イル(18)の両端部は、それぞれハウジング(1)の
各側壁部(1b)に絶縁状態で貫通支持した1対の駆動
電流導入端子(22),(22)を介して駆動電源(2
3)に接続されており、この駆動電源(23)から両リ
ニアモータ(15),(15)の駆動コイル(18),
(18)に同期して所定周波数の交流を各々の駆動電流
導入端子(22),(22)を経て供給することによ
り、両ピストン(7),(7)を後述のコイルばね(2
5)のばね定数等で決まる共振周波数で互いに接離する
ように逆方向に往復動させて、圧縮空間(8)で所定周
期のガス圧を発生させるように構成されている。
シリンダ(3)中央と反対側端部から半径方向外側に延
びるフランジ部(7a)を有する。このフランジ部(7
a)の外周には、リニアモータ(15)の駆動部として
の円筒状ボビン(17)が基端側にて移動一体に結合さ
れている。このボビン(17)は、ピストン(7)と同
心状にシリンダ(3)中央側に延びかつ先端部が上記駆
動磁石(16)外周面と嵌合部(5)内周面との間の空
間に左右方向に往復動可能に配置されている。ボビン
(17)の先端寄り外周には上記駆動磁石(16)と対
応した位置に電磁コイルからなる駆動コイル(18)が
巻回されている。そして、上記ボビン(17)及びピス
トン(7)(詳細には駆動コイル(18)及び後述の補
助コイル(28)を含む)で可動部(20)が構成さ
れ、この可動部(20)は固定部としてのシリンダ
(3)に対し相対移動可能とされている。また、駆動コ
イル(18)の両端部は、それぞれハウジング(1)の
各側壁部(1b)に絶縁状態で貫通支持した1対の駆動
電流導入端子(22),(22)を介して駆動電源(2
3)に接続されており、この駆動電源(23)から両リ
ニアモータ(15),(15)の駆動コイル(18),
(18)に同期して所定周波数の交流を各々の駆動電流
導入端子(22),(22)を経て供給することによ
り、両ピストン(7),(7)を後述のコイルばね(2
5)のばね定数等で決まる共振周波数で互いに接離する
ように逆方向に往復動させて、圧縮空間(8)で所定周
期のガス圧を発生させるように構成されている。
【0028】さらに、上記各ピストン(7)の先端面中
心にはそれぞればね取付部(7b)が一体形成され、こ
のばね取付部(7b)の外周には螺旋状のばね取付溝
(7c)が形成されている。そして、一方のピストン
(7)のばね取付部(7b)には、ピストン(7),
(7)間の圧縮空間(8)に位置する弾性部材としての
コイルばね(25)の一端部がばね取付溝(7c)への
螺合により移動不能に取り付けられ、このコイルばね
(25)の他端部は他方のピストン(7)のばね取付部
(7b)にばね取付溝(7c)への同様の螺合状態で移
動不能に取り付けられている。従って、両可動部(2
0),(20)同士は、ピストン(7),(7)の対向
部にてシリンダ(3)内の圧縮空間(8)のコイルばね
(25)によって往復動可能に連結されている。
心にはそれぞればね取付部(7b)が一体形成され、こ
のばね取付部(7b)の外周には螺旋状のばね取付溝
(7c)が形成されている。そして、一方のピストン
(7)のばね取付部(7b)には、ピストン(7),
(7)間の圧縮空間(8)に位置する弾性部材としての
コイルばね(25)の一端部がばね取付溝(7c)への
螺合により移動不能に取り付けられ、このコイルばね
(25)の他端部は他方のピストン(7)のばね取付部
(7b)にばね取付溝(7c)への同様の螺合状態で移
動不能に取り付けられている。従って、両可動部(2
0),(20)同士は、ピストン(7),(7)の対向
部にてシリンダ(3)内の圧縮空間(8)のコイルばね
(25)によって往復動可能に連結されている。
【0029】また、上記各可動部(20)をシリンダ
(3)(固定部)に対する往復動中立位置が所定の基準
位置に保持されるように付勢する中立位置付勢機構(2
7)と、各可動部(20)がシリンダ(3)に対し軸心
回りに回動するのを規制する回り止め機構(36)とが
設けられている。上記中立位置付勢機構(27)は、上
記各リニアモータ(15)におけるボビン(17)基端
部の外周の所定位置に上記駆動コイル(18)と隣接し
て巻き付けられた電磁コイルからなる補助コイル(2
8)を有する。左側の補助コイル(28)の両端部はハ
ウジング(1)の左側側壁部(1b)に絶縁状態で貫通
支持した1対の位置決め電流導入端子(29),(2
9)を介して第1直流電源(30)に、また右側の補助
コイル(28)の両端部は右側側壁部(1b)に同様に
貫通支持した位置決め電流導入端子(29),(29)
を介して第2直流電源(31)にそれぞれ接続されてい
る。さらに、ハウジング(1)の円筒壁部(1a)内周
にはその右端部寄りに右側可動部(20)(右側ピスト
ン(7)等)が近接したことを検出する右側位置センサ
(32)が、また円筒壁部(1a)内周の左端部寄りに
左側可動部(20)(左側ピストン(7)等)が近接し
たことを検出する左側位置センサ(33)がそれぞれ取
り付けられ、右側位置センサ(32)は上記第1直流電
源(30)に、また左側位置センサ(33)は第2直流
電源(31)にそれぞれ接続されている。そして、例え
ば両可動部(20),(20)が各々の往復動中立位置
の基準位置から全体的に左側(右側)に移動して左側可
動部(20)(右側可動部(20))が左側位置センサ
(33)(右側位置センサ(32))の位置に近接した
とき、そのセンサ(33)(又は(32))の検出信号
により第2直流電源(31)(第1直流電源(30))
から右側リニアモータ(15)(左側リニアモータ(1
5))のボビン(17)上における補助コイル(28)
に直流を供給して、その補助コイル(28)による電流
とリニアモータ(15)の駆動磁石(16)による磁界
との間の磁力により両可動部(20),(20)全体を
右側(左側)に移動させることにより、各可動部(2
0)を往復動中立位置の基準位置に保持するようにして
いる。
(3)(固定部)に対する往復動中立位置が所定の基準
位置に保持されるように付勢する中立位置付勢機構(2
7)と、各可動部(20)がシリンダ(3)に対し軸心
回りに回動するのを規制する回り止め機構(36)とが
設けられている。上記中立位置付勢機構(27)は、上
記各リニアモータ(15)におけるボビン(17)基端
部の外周の所定位置に上記駆動コイル(18)と隣接し
て巻き付けられた電磁コイルからなる補助コイル(2
8)を有する。左側の補助コイル(28)の両端部はハ
ウジング(1)の左側側壁部(1b)に絶縁状態で貫通
支持した1対の位置決め電流導入端子(29),(2
9)を介して第1直流電源(30)に、また右側の補助
コイル(28)の両端部は右側側壁部(1b)に同様に
貫通支持した位置決め電流導入端子(29),(29)
を介して第2直流電源(31)にそれぞれ接続されてい
る。さらに、ハウジング(1)の円筒壁部(1a)内周
にはその右端部寄りに右側可動部(20)(右側ピスト
ン(7)等)が近接したことを検出する右側位置センサ
(32)が、また円筒壁部(1a)内周の左端部寄りに
左側可動部(20)(左側ピストン(7)等)が近接し
たことを検出する左側位置センサ(33)がそれぞれ取
り付けられ、右側位置センサ(32)は上記第1直流電
源(30)に、また左側位置センサ(33)は第2直流
電源(31)にそれぞれ接続されている。そして、例え
ば両可動部(20),(20)が各々の往復動中立位置
の基準位置から全体的に左側(右側)に移動して左側可
動部(20)(右側可動部(20))が左側位置センサ
(33)(右側位置センサ(32))の位置に近接した
とき、そのセンサ(33)(又は(32))の検出信号
により第2直流電源(31)(第1直流電源(30))
から右側リニアモータ(15)(左側リニアモータ(1
5))のボビン(17)上における補助コイル(28)
に直流を供給して、その補助コイル(28)による電流
とリニアモータ(15)の駆動磁石(16)による磁界
との間の磁力により両可動部(20),(20)全体を
右側(左側)に移動させることにより、各可動部(2
0)を往復動中立位置の基準位置に保持するようにして
いる。
【0030】一方、回り止め機構(36)は、ハウジン
グ(1)における各側壁部(1b)の内壁面にその内壁
面と所定間隔をあけた状態で取付固定された磁石固定板
(37)を備えている。この磁石固定板(37)の中心
部には上記各ピストン(7)(シリンダ(3))と同心
の円形状の開口(38)が貫通形成され、この開口(3
8)の周縁部にはリング状の回り止め固定磁石(39)
が取付固定されている。この回り止め固定磁石(39)
は、図2に示すように、内周側がN極とされかつ外周側
がS極とされた2つの4半円弧状の分割磁石(39
a),(39a)と、逆に内周側がS極とされかつ外周
側がN極とされた2つの同様の分割磁石(39b),
(39b)とを、隣接する分割磁石(39a),(39
b)の内周側磁極が互いに異なるようにリング状に繋ぎ
合わせたものである。一方、各ピストン(7)の背面中
心には円柱状の磁石取付部(7d)が一体に突設され、
この磁石取付部(7d)の外周面には上記回り止め固定
磁石(39)内に挿通される円筒状の回り止め可動磁石
(40)が取付固定されている。この回り止め可動磁石
(40)は、図2に示す如く、内周側がN極とされかつ
外周側がS極とされた2つの断面4半円弧状の分割磁石
(40a),(40a)と、内周側がS極とされかつ外
周側がN極とされた2つの同様の分割磁石(40b),
(40b)とを、隣接する分割磁石(40a),(40
b)の外周側磁極が互いに異なるように円筒状に繋ぎ合
わせたものである。そして、回り止め固定磁石(39)
内周側の交互に異なる4つの磁極と、回り止め可動磁石
(40)外周側の交互に異なるの4つの磁極との間の磁
力(吸引力又は反発力)により、各可動部(20)が往
復動中でもシリンダ(3)に対し軸心回りに回動するの
を規制している。
グ(1)における各側壁部(1b)の内壁面にその内壁
面と所定間隔をあけた状態で取付固定された磁石固定板
(37)を備えている。この磁石固定板(37)の中心
部には上記各ピストン(7)(シリンダ(3))と同心
の円形状の開口(38)が貫通形成され、この開口(3
8)の周縁部にはリング状の回り止め固定磁石(39)
が取付固定されている。この回り止め固定磁石(39)
は、図2に示すように、内周側がN極とされかつ外周側
がS極とされた2つの4半円弧状の分割磁石(39
a),(39a)と、逆に内周側がS極とされかつ外周
側がN極とされた2つの同様の分割磁石(39b),
(39b)とを、隣接する分割磁石(39a),(39
b)の内周側磁極が互いに異なるようにリング状に繋ぎ
合わせたものである。一方、各ピストン(7)の背面中
心には円柱状の磁石取付部(7d)が一体に突設され、
この磁石取付部(7d)の外周面には上記回り止め固定
磁石(39)内に挿通される円筒状の回り止め可動磁石
(40)が取付固定されている。この回り止め可動磁石
(40)は、図2に示す如く、内周側がN極とされかつ
外周側がS極とされた2つの断面4半円弧状の分割磁石
(40a),(40a)と、内周側がS極とされかつ外
周側がN極とされた2つの同様の分割磁石(40b),
(40b)とを、隣接する分割磁石(40a),(40
b)の外周側磁極が互いに異なるように円筒状に繋ぎ合
わせたものである。そして、回り止め固定磁石(39)
内周側の交互に異なる4つの磁極と、回り止め可動磁石
(40)外周側の交互に異なるの4つの磁極との間の磁
力(吸引力又は反発力)により、各可動部(20)が往
復動中でもシリンダ(3)に対し軸心回りに回動するの
を規制している。
【0031】次に、上記実施形態の作動について説明す
る。冷凍機の運転開始に伴い、圧縮機(A)における両
リニアモータ(15),(15)の駆動コイル(1
8),(18)に駆動電源(23)から所定周波数の交
流が同期して通電される。この通電に伴い、駆動コイル
(18)及び駆動磁石(16)による電磁力の作用によ
り、ボビン(17)及びピストン(7)からなる両可動
部(20),(20)が両ピストン(7),(7)間の
コイルばね(25)を伸縮させながら中立位置から互い
に接離するように逆向きに往復動し、両ピストン
(7),(7)の接離により圧縮空間(8)の容積が増
減変化し、この圧縮空間(8)内に所定周期の圧力波が
生じる。この圧縮空間(8)は連結管(11)を介して
膨張機に連通しているため、膨張機ではディスプレーサ
が上記圧縮空間(8)の圧力波と同じ周期で往復動して
その膨張空間でのガスの膨張により寒冷が生じ、このデ
ィスプレーサの往復動の繰返しによりシリンダ先端のコ
ールドヘッドが極低温レベルに冷却される。
る。冷凍機の運転開始に伴い、圧縮機(A)における両
リニアモータ(15),(15)の駆動コイル(1
8),(18)に駆動電源(23)から所定周波数の交
流が同期して通電される。この通電に伴い、駆動コイル
(18)及び駆動磁石(16)による電磁力の作用によ
り、ボビン(17)及びピストン(7)からなる両可動
部(20),(20)が両ピストン(7),(7)間の
コイルばね(25)を伸縮させながら中立位置から互い
に接離するように逆向きに往復動し、両ピストン
(7),(7)の接離により圧縮空間(8)の容積が増
減変化し、この圧縮空間(8)内に所定周期の圧力波が
生じる。この圧縮空間(8)は連結管(11)を介して
膨張機に連通しているため、膨張機ではディスプレーサ
が上記圧縮空間(8)の圧力波と同じ周期で往復動して
その膨張空間でのガスの膨張により寒冷が生じ、このデ
ィスプレーサの往復動の繰返しによりシリンダ先端のコ
ールドヘッドが極低温レベルに冷却される。
【0032】そのとき、上記圧縮機(A)の左右1対の
可動部(20),(20)同士がシリンダ(3)内にお
いてピストン(7),(7)先端部にて1つの共用した
コイルばね(25)により互いに連結されているので、
コイルばね(25)に固体差によるばね定数のばらつき
があっても、そのばらつきの影響は両可動部(20),
(20)に同じように働くことなる。このため、各可動
部をそれぞれコイルばねによりハウジングに弾性支持す
る従来例(図8参照)のように、両可動部の共振周波数
がばね定数の差によって不一致状態になることはなく、
圧縮機(A)の振動の発生を低減することができる。
可動部(20),(20)同士がシリンダ(3)内にお
いてピストン(7),(7)先端部にて1つの共用した
コイルばね(25)により互いに連結されているので、
コイルばね(25)に固体差によるばね定数のばらつき
があっても、そのばらつきの影響は両可動部(20),
(20)に同じように働くことなる。このため、各可動
部をそれぞれコイルばねによりハウジングに弾性支持す
る従来例(図8参照)のように、両可動部の共振周波数
がばね定数の差によって不一致状態になることはなく、
圧縮機(A)の振動の発生を低減することができる。
【0033】しかも、各可動部(20)は相対する他の
可動部(20)のみにコイルばね(25)により連結さ
れ、ハウジング(1)には直接に連結されていないフリ
ー状態であるので、仮に振動が発生したとしても、その
振動がコイルばね(25)を経てハウジング(1)に伝
わることはない。その結果、これらの相乗効果により圧
縮機(A)の振動を有効に低減することができ、圧縮機
(A)の寿命を延ばすことができるとともに、低振動の
仕様が要求される冷却対象機器についても差し障りなく
安定して使用することができる。
可動部(20)のみにコイルばね(25)により連結さ
れ、ハウジング(1)には直接に連結されていないフリ
ー状態であるので、仮に振動が発生したとしても、その
振動がコイルばね(25)を経てハウジング(1)に伝
わることはない。その結果、これらの相乗効果により圧
縮機(A)の振動を有効に低減することができ、圧縮機
(A)の寿命を延ばすことができるとともに、低振動の
仕様が要求される冷却対象機器についても差し障りなく
安定して使用することができる。
【0034】また、1つのコイルばね(25)を両可動
部(20),(20)の連結支持のために共用している
ので、従来例に比べてコイルばね(25)の数が減少
し、その少なくなったコイルばね(25)のスペースの
分だけ、圧縮機(A)の大きさを小さくすることができ
る。
部(20),(20)の連結支持のために共用している
ので、従来例に比べてコイルばね(25)の数が減少
し、その少なくなったコイルばね(25)のスペースの
分だけ、圧縮機(A)の大きさを小さくすることができ
る。
【0035】さらに、この実施形態では、各可動部(2
0)はハウジング(1)に連結されていないために、そ
の往復動の中立位置が基準位置からずれようとするが、
この可動部(20)のずれは中立位置付勢機構(27)
により絶え間なく修正され、可動部(20)は常に往復
動の中立位置に付勢されて保持される。具体的には、例
えば両可動部(20),(20)が各々の往復動中立位
置の基準位置から全体的に左側(右側)に移動して左側
可動部(20)(右側可動部(20))が左側位置セン
サ(33)(右側位置センサ(32))の位置に近接す
ると、そのセンサ(33)(又は(32))の検出信号
を受けた第2直流電源(31)(第1直流電源(3
0))から右側リニアモータ(15)(左側リニアモー
タ(15))におけるボビン(17)上の補助コイル
(28)に直流が供給され、その補助コイル(28)に
よる電流とリニアモータ(15)の駆動磁石(16)に
よる磁界との間の電磁力を受けて両可動部(20),
(20)が右側(左側)に押されて移動する。このよう
にして各可動部(20)を往復動中立位置の基準位置に
安定して保持することができ、圧縮機(A)の運転中に
可動部(20)の中立位置が基準位置からずれてハウジ
ング(1)と衝突すること等を防いで、圧縮機(A)の
性能を確保することができる。
0)はハウジング(1)に連結されていないために、そ
の往復動の中立位置が基準位置からずれようとするが、
この可動部(20)のずれは中立位置付勢機構(27)
により絶え間なく修正され、可動部(20)は常に往復
動の中立位置に付勢されて保持される。具体的には、例
えば両可動部(20),(20)が各々の往復動中立位
置の基準位置から全体的に左側(右側)に移動して左側
可動部(20)(右側可動部(20))が左側位置セン
サ(33)(右側位置センサ(32))の位置に近接す
ると、そのセンサ(33)(又は(32))の検出信号
を受けた第2直流電源(31)(第1直流電源(3
0))から右側リニアモータ(15)(左側リニアモー
タ(15))におけるボビン(17)上の補助コイル
(28)に直流が供給され、その補助コイル(28)に
よる電流とリニアモータ(15)の駆動磁石(16)に
よる磁界との間の電磁力を受けて両可動部(20),
(20)が右側(左側)に押されて移動する。このよう
にして各可動部(20)を往復動中立位置の基準位置に
安定して保持することができ、圧縮機(A)の運転中に
可動部(20)の中立位置が基準位置からずれてハウジ
ング(1)と衝突すること等を防いで、圧縮機(A)の
性能を確保することができる。
【0036】また、上記と同様の理由により、両可動部
(20),(20)がシリンダ(3)に対し回動しよう
としても、その回動は回り止め機構(36)によって規
制される。すなわち、回り止め機構(36)は、ハウジ
ング(1)の各側壁部(1b)に取付固定された回り止
め固定磁石(39)と、各可動部(20)のピストン
(7)背面側に取り付けられた回り止め可動磁石(4
0)とからなり、ハウジング(1)側の回り止め固定磁
石(39)の内周側の4つの磁極と、可動部(20)側
の回り止め可動磁石(40)の外周側の4つの磁極とが
互いに逆の極性となって円周方向に一致していれば安定
している。そして、この安定状態において、外力等によ
り可動部(20)がシリンダ(3)に対し相対的にいず
れか一方向に回動して、回り止め固定磁石(39)の内
周側の磁極と回り止め可動磁石(40)の外周側の磁極
との極性がずれたとき、各磁石(39),(40)の磁
極は円周方向に交互に異なっているので、回り止め固定
磁石(39)内周部の磁極が回り止め可動磁石(40)
外周の異なる磁極を吸引しかつ同じ磁極を反発すること
となり、この磁石(39),(40)間の吸引力及び反
発力により可動部(20)が上記安定状態に戻される。
よって、各可動部(20)がシリンダ(3)に対し軸心
回りに回動するのは阻止され、回動によってコイルばね
(25)の各ピストン(7)の先端部に対する螺合固定
状態が緩んだり、駆動コイル(18)や補助コイル(2
8)のリード線が周りの部分に巻き付いて損傷したりす
るのを防いで、圧縮機(A)の性能の安定化、高寿命化
を図ることができる。
(20),(20)がシリンダ(3)に対し回動しよう
としても、その回動は回り止め機構(36)によって規
制される。すなわち、回り止め機構(36)は、ハウジ
ング(1)の各側壁部(1b)に取付固定された回り止
め固定磁石(39)と、各可動部(20)のピストン
(7)背面側に取り付けられた回り止め可動磁石(4
0)とからなり、ハウジング(1)側の回り止め固定磁
石(39)の内周側の4つの磁極と、可動部(20)側
の回り止め可動磁石(40)の外周側の4つの磁極とが
互いに逆の極性となって円周方向に一致していれば安定
している。そして、この安定状態において、外力等によ
り可動部(20)がシリンダ(3)に対し相対的にいず
れか一方向に回動して、回り止め固定磁石(39)の内
周側の磁極と回り止め可動磁石(40)の外周側の磁極
との極性がずれたとき、各磁石(39),(40)の磁
極は円周方向に交互に異なっているので、回り止め固定
磁石(39)内周部の磁極が回り止め可動磁石(40)
外周の異なる磁極を吸引しかつ同じ磁極を反発すること
となり、この磁石(39),(40)間の吸引力及び反
発力により可動部(20)が上記安定状態に戻される。
よって、各可動部(20)がシリンダ(3)に対し軸心
回りに回動するのは阻止され、回動によってコイルばね
(25)の各ピストン(7)の先端部に対する螺合固定
状態が緩んだり、駆動コイル(18)や補助コイル(2
8)のリード線が周りの部分に巻き付いて損傷したりす
るのを防いで、圧縮機(A)の性能の安定化、高寿命化
を図ることができる。
【0037】尚、上記実施形態では、位置センサ(3
2),(33)により各可動部(20)の近接を検出し
たときのみに直流電源(30),(31)から補助コイ
ル(28),(28)に直流を流すようにしているが、
位置センサ(32),(33)を設けず、各補助コイル
(28)に直流電流を常時供給し続けるようにしてもよ
く、上記実施形態と同様に可動部(20)を中立位置に
付勢する作用が得られる。しかし、電力消費量を低減す
る観点からは、上記実施形態のようにセンサ(32),
(33)の検出時のみに直流を供給するのが好ましい。
2),(33)により各可動部(20)の近接を検出し
たときのみに直流電源(30),(31)から補助コイ
ル(28),(28)に直流を流すようにしているが、
位置センサ(32),(33)を設けず、各補助コイル
(28)に直流電流を常時供給し続けるようにしてもよ
く、上記実施形態と同様に可動部(20)を中立位置に
付勢する作用が得られる。しかし、電力消費量を低減す
る観点からは、上記実施形態のようにセンサ(32),
(33)の検出時のみに直流を供給するのが好ましい。
【0038】また、補助コイル(28)は駆動コイル
(18)の外側又は内側にそれと重なった状態でボビン
(17)に巻くこともできる。また、このような駆動コ
イル(18)による電磁力の他、永久磁石間の吸引力や
反発力を利用して各可動部(20)を中立位置に付勢保
持するようにしてもよく、さらには磁力以外の手段を用
いることもできる。
(18)の外側又は内側にそれと重なった状態でボビン
(17)に巻くこともできる。また、このような駆動コ
イル(18)による電磁力の他、永久磁石間の吸引力や
反発力を利用して各可動部(20)を中立位置に付勢保
持するようにしてもよく、さらには磁力以外の手段を用
いることもできる。
【0039】さらに、上記実施形態では、回り止め機構
(36)の各磁石(39),(40)の磁極の数をそれ
ぞれ4つとしているが、2つ又は6つ以上の偶数個にす
ればよい。また、永久磁石に代えて電磁石を用いること
もでき、さらには磁力以外の手段を用いてもよい。
(36)の各磁石(39),(40)の磁極の数をそれ
ぞれ4つとしているが、2つ又は6つ以上の偶数個にす
ればよい。また、永久磁石に代えて電磁石を用いること
もでき、さらには磁力以外の手段を用いてもよい。
【0040】(実施形態2)図3は本発明の実施形態2
を概略的に示し(尚、以下の各実施形態では図1と同じ
部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略
する)、上記実施形態1では、両可動部(20),(2
0)同士を各ピストン(7)の先端部にて圧縮空間
(8)内のコイルばね(25)により連結しているのに
対し、リニアモータ(15)のボビン(17)先端部に
て連結したものである。
を概略的に示し(尚、以下の各実施形態では図1と同じ
部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略
する)、上記実施形態1では、両可動部(20),(2
0)同士を各ピストン(7)の先端部にて圧縮空間
(8)内のコイルばね(25)により連結しているのに
対し、リニアモータ(15)のボビン(17)先端部に
て連結したものである。
【0041】すなわち、この実施形態では、シリンダ
(3)外周のフランジ(4)において円周方向に間隔を
あけた位置に複数のばね挿通孔(43),(43),…
が貫通形成され、この各ばね挿通孔(43)にそれぞれ
コイルばね(25)が挿通されている。この各コイルば
ね(25)の両端部はそれぞれ各リニアモータ(15)
のボビン(17)先端部に取付固定されており、このこ
とで、コイルばね(25)は、ピストン(7),(7)
に連結されたリニアモータ(15),(25)の駆動部
としてのボビン(17),(17)同士を連結してい
る。その他の構成は上記実施形態1と同様であり、図示
しないが中立位置付勢機構(27)及び回り止め機構
(36)も設けられている。
(3)外周のフランジ(4)において円周方向に間隔を
あけた位置に複数のばね挿通孔(43),(43),…
が貫通形成され、この各ばね挿通孔(43)にそれぞれ
コイルばね(25)が挿通されている。この各コイルば
ね(25)の両端部はそれぞれ各リニアモータ(15)
のボビン(17)先端部に取付固定されており、このこ
とで、コイルばね(25)は、ピストン(7),(7)
に連結されたリニアモータ(15),(25)の駆動部
としてのボビン(17),(17)同士を連結してい
る。その他の構成は上記実施形態1と同様であり、図示
しないが中立位置付勢機構(27)及び回り止め機構
(36)も設けられている。
【0042】したがって、この実施形態でも上記実施形
態1と同様の作用効果を奏することができる。尚、この
実施形態におけるコイルばね(25)(フランジ(4)
のばね挿通孔(43))は必ずしも複数である必要はな
く、1つであってもよい。
態1と同様の作用効果を奏することができる。尚、この
実施形態におけるコイルばね(25)(フランジ(4)
のばね挿通孔(43))は必ずしも複数である必要はな
く、1つであってもよい。
【0043】(実施形態3)図4は実施形態3を示し、
圧縮空間(8)をハウジング(1)の左右両端部にそれ
ぞれ配置したものである。すなわち、この実施形態で
は、ハウジング(1)内の左右両端部にそれぞれ固定部
としてのシリンダ(3),(3)が同心状に対向して配
置固定され、この各シリンダ(3)のハウジング(1)
端部側の外周にはフランジ(4)を介して嵌合部(5)
が一体形成され、この各シリンダ(3)、フランジ
(4)及び嵌合部(5)で囲まれた円筒状の空間はハウ
ジング(1)中央側に開口している。また、各シリンダ
(3)内にはそれぞれピストン(7)がハウジング
(1)の左右中央側から嵌装され、この各ピストン
(7)の先端部とハウジング(1)の側壁部(1b)と
の間にそれぞれ圧縮空間(8)が形成されている。つま
り、各シリンダ(3)内の相対するシリンダ(3)と反
対側端部にそれぞれ圧縮空間(8)が区画されている。
この圧縮空間(8)はハウジング(1)の側壁部(1
b)に貫通形成した貫通孔(10)に連通され、この貫
通孔(10)に連結された連結管(図示せず)はもう一
方の連結管と集合されて図外の膨張機に接続されてい
る。
圧縮空間(8)をハウジング(1)の左右両端部にそれ
ぞれ配置したものである。すなわち、この実施形態で
は、ハウジング(1)内の左右両端部にそれぞれ固定部
としてのシリンダ(3),(3)が同心状に対向して配
置固定され、この各シリンダ(3)のハウジング(1)
端部側の外周にはフランジ(4)を介して嵌合部(5)
が一体形成され、この各シリンダ(3)、フランジ
(4)及び嵌合部(5)で囲まれた円筒状の空間はハウ
ジング(1)中央側に開口している。また、各シリンダ
(3)内にはそれぞれピストン(7)がハウジング
(1)の左右中央側から嵌装され、この各ピストン
(7)の先端部とハウジング(1)の側壁部(1b)と
の間にそれぞれ圧縮空間(8)が形成されている。つま
り、各シリンダ(3)内の相対するシリンダ(3)と反
対側端部にそれぞれ圧縮空間(8)が区画されている。
この圧縮空間(8)はハウジング(1)の側壁部(1
b)に貫通形成した貫通孔(10)に連通され、この貫
通孔(10)に連結された連結管(図示せず)はもう一
方の連結管と集合されて図外の膨張機に接続されてい
る。
【0044】また、各リニアモータ(15)の駆動磁石
(16)はシリンダ(3)外周においてハウジング
(1)の中央寄りに取り付けられ、ボビン(17)は駆
動磁石(16)と嵌合部(5)との間の空間内にハウジ
ング(1)中央側から挿通され、このボビン(17)の
基端部はハウジング(1)内中央に位置するピストン
(7)背面側のフランジ部(7a)に連結されている。
(16)はシリンダ(3)外周においてハウジング
(1)の中央寄りに取り付けられ、ボビン(17)は駆
動磁石(16)と嵌合部(5)との間の空間内にハウジ
ング(1)中央側から挿通され、このボビン(17)の
基端部はハウジング(1)内中央に位置するピストン
(7)背面側のフランジ部(7a)に連結されている。
【0045】そして、両ピストン(7),(7)の背面
側中心部間にはコイルばね(25)が架設されており、
このことで両可動部(20),(20)同士はピストン
(7),(7)の背面側にて連結されている。その他は
上記実施形態1と同様の構成である。
側中心部間にはコイルばね(25)が架設されており、
このことで両可動部(20),(20)同士はピストン
(7),(7)の背面側にて連結されている。その他は
上記実施形態1と同様の構成である。
【0046】したがって、この実施形態の場合、各ピス
トン(7)がそれぞれリニアモータ(15)の駆動によ
り各シリンダ(3)内で往復動し、この各シリンダ
(3)内の圧縮空間(8)内のガスが圧縮される。そし
て、この実施形態でも、両可動部(20),(20)同
士がピストン(7),(7)の背面側にてコイルばね
(25)によって互いに連結されているので、上記実施
形態1と同様の作用効果が得られる。
トン(7)がそれぞれリニアモータ(15)の駆動によ
り各シリンダ(3)内で往復動し、この各シリンダ
(3)内の圧縮空間(8)内のガスが圧縮される。そし
て、この実施形態でも、両可動部(20),(20)同
士がピストン(7),(7)の背面側にてコイルばね
(25)によって互いに連結されているので、上記実施
形態1と同様の作用効果が得られる。
【0047】(実施形態4)図5は実施形態4を示し、
上記各実施形態では、リニアモータ(15)によりピス
トン(7)をシリンダ(3)に対し往復動させるように
しているのに対し、シリンダ(3)をピストン(7)に
対し移動させるムービングシリンダ型としたものであ
る。
上記各実施形態では、リニアモータ(15)によりピス
トン(7)をシリンダ(3)に対し往復動させるように
しているのに対し、シリンダ(3)をピストン(7)に
対し移動させるムービングシリンダ型としたものであ
る。
【0048】すなわち、この実施形態では、ハウジング
(1)内部にハウジング(1)と同心状に左右方向に延
びる固定部としての円柱状の1つのピストン(7)が配
置され、このピストン(7)の長さ方向中央部の外周に
はフランジ(4)が、またこのフランジ(4)の外周に
は嵌合部(5)がそれぞれ一体に形成されており、ピス
トン(7)はフランジ(4)及び嵌合部(5)によりハ
ウジング(1)に固定されている。
(1)内部にハウジング(1)と同心状に左右方向に延
びる固定部としての円柱状の1つのピストン(7)が配
置され、このピストン(7)の長さ方向中央部の外周に
はフランジ(4)が、またこのフランジ(4)の外周に
は嵌合部(5)がそれぞれ一体に形成されており、ピス
トン(7)はフランジ(4)及び嵌合部(5)によりハ
ウジング(1)に固定されている。
【0049】上記ピストン(7)の左右両端部にはそれ
ぞれ有底円筒状のシリンダ(3),(3)が外嵌合され
て支持され、この各シリンダ(3)内にピストン(7)
の端部によって圧縮空間(8)が区画されている。この
各圧縮空間(8)に接続されるガス通路(9)は、ピス
トン(7)の中心部を貫通してその長さ方向中央位置に
向かった後、該中央位置から半径方向外側にフランジ
(4)を貫通して嵌合部(5)外周面まで延び、ガス通
路(9)の外端はハウジング(1)の円筒壁部(1a)
に開口した貫通孔(10)、及び該貫通孔(10)に連
結した連結管(図示せず)を介して膨張機に接続されて
いる。
ぞれ有底円筒状のシリンダ(3),(3)が外嵌合され
て支持され、この各シリンダ(3)内にピストン(7)
の端部によって圧縮空間(8)が区画されている。この
各圧縮空間(8)に接続されるガス通路(9)は、ピス
トン(7)の中心部を貫通してその長さ方向中央位置に
向かった後、該中央位置から半径方向外側にフランジ
(4)を貫通して嵌合部(5)外周面まで延び、ガス通
路(9)の外端はハウジング(1)の円筒壁部(1a)
に開口した貫通孔(10)、及び該貫通孔(10)に連
結した連結管(図示せず)を介して膨張機に接続されて
いる。
【0050】各リニアモータ(15)の駆動磁石(1
6)は嵌合部(5)内周においてハウジング(1)の端
部寄りに取り付けられている。この駆動磁石(16)と
ピストン(7)との間の空間内にシリンダ(3)の側壁
部(3a)がハウジング(1)端部側から挿通され、こ
のシリンダ側壁部(3a)の外周に駆動コイル(18)
が巻き付けられている。すなわち、シリンダ(3)はそ
の側壁部(3a)がリニアモータ(15)のボビン(駆
動部)として兼用された状態でリニアモータ(15)に
駆動連結され、このシリンダ(3)(詳しくは駆動コイ
ル(18)をも含む)で可動部(20)が構成されてい
る。
6)は嵌合部(5)内周においてハウジング(1)の端
部寄りに取り付けられている。この駆動磁石(16)と
ピストン(7)との間の空間内にシリンダ(3)の側壁
部(3a)がハウジング(1)端部側から挿通され、こ
のシリンダ側壁部(3a)の外周に駆動コイル(18)
が巻き付けられている。すなわち、シリンダ(3)はそ
の側壁部(3a)がリニアモータ(15)のボビン(駆
動部)として兼用された状態でリニアモータ(15)に
駆動連結され、このシリンダ(3)(詳しくは駆動コイ
ル(18)をも含む)で可動部(20)が構成されてい
る。
【0051】また、ピストン(7)外周のフランジ
(4)には円周方向に間隔をあけた位置に複数のばね挿
通孔(43)(1つのみ図示する)が貫通形成され、こ
の各ばね挿通孔(43)にコイルばね(25)が挿通さ
れている。この各コイルばね(25)の両端部はそれぞ
れ各シリンダ(3)の開口部周縁(各リニアモータ(1
5)の駆動部)に取付固定されており、このことでコイ
ルばね(25)はシリンダ(3),(3)同士を連結し
ている。その他の構成は実施形態1と同じである。
(4)には円周方向に間隔をあけた位置に複数のばね挿
通孔(43)(1つのみ図示する)が貫通形成され、こ
の各ばね挿通孔(43)にコイルばね(25)が挿通さ
れている。この各コイルばね(25)の両端部はそれぞ
れ各シリンダ(3)の開口部周縁(各リニアモータ(1
5)の駆動部)に取付固定されており、このことでコイ
ルばね(25)はシリンダ(3),(3)同士を連結し
ている。その他の構成は実施形態1と同じである。
【0052】したがって、この実施形態においては、各
シリンダ(3)がそれぞれリニアモータ(15)の駆動
によりピストン(7)に対し往復動し、この各シリンダ
(3)内の圧縮空間(8)内のガスが圧縮される。この
実施形態でも上記実施形態1と同様の作用効果を奏する
ことができる。尚、この実施形態においても、上記実施
形態2と同様に、コイルばね(25)(フランジ(4)
のばね挿通孔(43))を1つとしてもよい。
シリンダ(3)がそれぞれリニアモータ(15)の駆動
によりピストン(7)に対し往復動し、この各シリンダ
(3)内の圧縮空間(8)内のガスが圧縮される。この
実施形態でも上記実施形態1と同様の作用効果を奏する
ことができる。尚、この実施形態においても、上記実施
形態2と同様に、コイルばね(25)(フランジ(4)
のばね挿通孔(43))を1つとしてもよい。
【0053】(実施形態5)図6は実施形態5を示し、
上記各実施形態では、駆動コイル(18)が巻き付けら
れたボビン(17)をリニアモータ(15)の駆動部と
しているのに対し、駆動磁石(16)側を駆動部に代え
たものである。
上記各実施形態では、駆動コイル(18)が巻き付けら
れたボビン(17)をリニアモータ(15)の駆動部と
しているのに対し、駆動磁石(16)側を駆動部に代え
たものである。
【0054】この実施形態では、基本的には上記実施形
態1(図1参照)と同じであり、各リニアモータ(1
5)の構造のみが異なる。すなわち、嵌合部(5)の両
端部内周面には駆動コイル(18)が配置固定されてい
る。一方、各ピストン(7)の背面側のフランジ部(7
a)外周には、リニアモータ(15)の駆動部としての
円筒状の磁石取付部(45)が基端側にて移動一体に連
結され、この磁石取付部(45)はピストン(7)と同
心状にシリンダ(3)中央側に延びかつ先端部が上記シ
リンダ(3)外周面と駆動コイル(18)内周面との間
の空間に左右方向に往復動可能に配置されている。磁石
取付部(45)の先端寄り外周には上記駆動コイル(1
8)と対応した位置に駆動磁石(16)が一体に取付固
定されている。そして、磁石取付部(45)及びピスト
ン(7)により可動部(20)が構成されている。
態1(図1参照)と同じであり、各リニアモータ(1
5)の構造のみが異なる。すなわち、嵌合部(5)の両
端部内周面には駆動コイル(18)が配置固定されてい
る。一方、各ピストン(7)の背面側のフランジ部(7
a)外周には、リニアモータ(15)の駆動部としての
円筒状の磁石取付部(45)が基端側にて移動一体に連
結され、この磁石取付部(45)はピストン(7)と同
心状にシリンダ(3)中央側に延びかつ先端部が上記シ
リンダ(3)外周面と駆動コイル(18)内周面との間
の空間に左右方向に往復動可能に配置されている。磁石
取付部(45)の先端寄り外周には上記駆動コイル(1
8)と対応した位置に駆動磁石(16)が一体に取付固
定されている。そして、磁石取付部(45)及びピスト
ン(7)により可動部(20)が構成されている。
【0055】この実施形態では、各リニアモータ(1
5)の駆動コイル(18)に駆動用の交流が供給される
と、この駆動コイル(18)に流れる電流と磁石取付部
(45)側の駆動磁石(16)による磁界との相互作用
により磁石取付部(45)及びそれと一体のピストン
(7)が往復動し、両ピストン(7),(7)間の圧縮
空間(8)でガスが圧縮される。よって、この実施形態
においても上記実施形態1と同様の作用効果が得られ
る。
5)の駆動コイル(18)に駆動用の交流が供給される
と、この駆動コイル(18)に流れる電流と磁石取付部
(45)側の駆動磁石(16)による磁界との相互作用
により磁石取付部(45)及びそれと一体のピストン
(7)が往復動し、両ピストン(7),(7)間の圧縮
空間(8)でガスが圧縮される。よって、この実施形態
においても上記実施形態1と同様の作用効果が得られ
る。
【0056】(実施形態6)図7は実施形態6を示し、
上記各実施形態では、ピストン(7)、シリンダ(3)
及びリニアモータ(15)をそれぞれ1対設けているの
に対し、これらは1つずつとし、その代わり、相手側の
可動部として動吸振器を用い、これをコイルばね(2
5)によって可動部(20)と連結したものである。
上記各実施形態では、ピストン(7)、シリンダ(3)
及びリニアモータ(15)をそれぞれ1対設けているの
に対し、これらは1つずつとし、その代わり、相手側の
可動部として動吸振器を用い、これをコイルばね(2
5)によって可動部(20)と連結したものである。
【0057】すなわち、この実施形態では、圧縮機
(A)の構造は上記実施形態3(図4参照)の一半部と
同じであり、ハウジング(1)内の左側半部に1つのシ
リンダ(3)(固定部)、フランジ(4)、嵌合部
(5)、ピストン(7)及びリニアモータ(15)が配
設され、上記シリンダ(3)内にピストン(7)によっ
て圧縮空間(8)が区画されている。
(A)の構造は上記実施形態3(図4参照)の一半部と
同じであり、ハウジング(1)内の左側半部に1つのシ
リンダ(3)(固定部)、フランジ(4)、嵌合部
(5)、ピストン(7)及びリニアモータ(15)が配
設され、上記シリンダ(3)内にピストン(7)によっ
て圧縮空間(8)が区画されている。
【0058】一方、ハウジング(1)内の右側空間には
動吸振器(47)が左右方向に往復動可能に配置されて
いる。この動吸振器(47)は上記ピストン(7)及び
リニアモータ(15)のボビン(17)(詳しくは駆動
コイル(18)や補助コイル(図示せず)を含む)から
なる可動部(20)と同じ質量とされている。そして、
可動部(20)と動吸振器(47)とはコイルばね(2
5)によって往復動可能に連結されている。その他の構
成は実施形態1と同様である。
動吸振器(47)が左右方向に往復動可能に配置されて
いる。この動吸振器(47)は上記ピストン(7)及び
リニアモータ(15)のボビン(17)(詳しくは駆動
コイル(18)や補助コイル(図示せず)を含む)から
なる可動部(20)と同じ質量とされている。そして、
可動部(20)と動吸振器(47)とはコイルばね(2
5)によって往復動可能に連結されている。その他の構
成は実施形態1と同様である。
【0059】したがって、この実施形態の場合、リニア
モータ(15)に所定周波数の交流が供給されると、そ
のボビン(17)及びピストン(7)からなる可動部
(20)がシリンダ(3)内で所定周期で往復動し、シ
リンダ(3)内の圧縮空間(8)でガスが周期的に圧縮
される。上記可動部(20)にはそれと同じ質量の動吸
振器(47)がコイルばね(25)によって連結されて
いるので、このコイルばね(25)にばね定数のばらつ
きがあっても、それが可動部(20)及び動吸振器(4
7)に同じように影響するようになり、振動の発生を低
減できる。また、可動部(20)及び動吸振器(47)
はいずれもフリー状態であり、圧縮機(A)のハウジン
グ(1)に直接に連結されていないので、振動が発生し
てもそれがハウジング(1)に伝わらない。よって圧縮
機(A)の振動を低減できる。
モータ(15)に所定周波数の交流が供給されると、そ
のボビン(17)及びピストン(7)からなる可動部
(20)がシリンダ(3)内で所定周期で往復動し、シ
リンダ(3)内の圧縮空間(8)でガスが周期的に圧縮
される。上記可動部(20)にはそれと同じ質量の動吸
振器(47)がコイルばね(25)によって連結されて
いるので、このコイルばね(25)にばね定数のばらつ
きがあっても、それが可動部(20)及び動吸振器(4
7)に同じように影響するようになり、振動の発生を低
減できる。また、可動部(20)及び動吸振器(47)
はいずれもフリー状態であり、圧縮機(A)のハウジン
グ(1)に直接に連結されていないので、振動が発生し
てもそれがハウジング(1)に伝わらない。よって圧縮
機(A)の振動を低減できる。
【0060】尚、上記実施形態5のようにリニアモータ
(15)の駆動磁石(16)側を駆動部とする構造を、
上記実施形態2、3、4又は6に対して適用してもよ
い。
(15)の駆動磁石(16)側を駆動部とする構造を、
上記実施形態2、3、4又は6に対して適用してもよ
い。
【0061】また、上記各実施形態では、弾性部材をコ
イルばね(25)で構成しているが、このコイルばね
(25)以外の弾性部材を用いてもよいのは勿論であ
る。また、上記各実施形態は、可動部(20)を水平方
向に移動させる水平型の圧縮機(A)の場合であるが、
本発明は可動部(20)を垂直上下方向に移動させるよ
うにした垂直型の振動圧縮機に対しても適用できる。
イルばね(25)で構成しているが、このコイルばね
(25)以外の弾性部材を用いてもよいのは勿論であ
る。また、上記各実施形態は、可動部(20)を水平方
向に移動させる水平型の圧縮機(A)の場合であるが、
本発明は可動部(20)を垂直上下方向に移動させるよ
うにした垂直型の振動圧縮機に対しても適用できる。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
は、シリンダ又はピストンの一方を固定部とし、他方を
固定部に対し相対移動可能な可動部として、リニアモー
タにより可動部を固定部に対し往復動させてシリンダ内
の圧縮空間でガスを周期的に圧縮するようにした振動型
圧縮機について、1対の可動部同士を弾性部材によって
往復動可能に連結した。また、請求項2の発明では、固
定部は1つのシリンダからなす一方、可動部は、各々の
間に圧縮空間を区画するようにシリンダ内に対向して配
置されているピストンを含んでいる構成とし、弾性部材
は圧縮空間内でピストンの対向部同士を連結しているも
のとした。また、請求項3の発明では、弾性部材は上記
ピストンに連結されたリニアモータの駆動部同士を連結
しているものとした。さらに、請求項4の発明では、固
定部は間隔をあけて同心状に対向して配置された1対の
シリンダからなす一方、可動部は、各シリンダ内の相対
するシリンダと反対側端部にそれぞれ圧縮空間を区画す
るように各シリンダ内に嵌装されたピストンを含んでい
る構成とし、弾性部材は両ピストンの背面側同士を連結
しているものとした。また、請求項5の発明では、固定
部は1つのピストンからなす一方、可動部は、各々の内
部に圧縮空間を区画するようにピストンの両端部に外嵌
合されたシリンダを含んでいる構成とし、弾性部材はシ
リンダ同士を連結しているものとした。また、請求項6
の発明では、可動部と同じ質量を有する動吸振器を設
け、この動吸振器と可動部とを弾性部材によって往復動
可能に連結した。請求項7の発明では、リニアモータの
駆動部はコイル側とし、請求項8の発明では、リニアモ
ータの駆動部は磁石側とした。
は、シリンダ又はピストンの一方を固定部とし、他方を
固定部に対し相対移動可能な可動部として、リニアモー
タにより可動部を固定部に対し往復動させてシリンダ内
の圧縮空間でガスを周期的に圧縮するようにした振動型
圧縮機について、1対の可動部同士を弾性部材によって
往復動可能に連結した。また、請求項2の発明では、固
定部は1つのシリンダからなす一方、可動部は、各々の
間に圧縮空間を区画するようにシリンダ内に対向して配
置されているピストンを含んでいる構成とし、弾性部材
は圧縮空間内でピストンの対向部同士を連結しているも
のとした。また、請求項3の発明では、弾性部材は上記
ピストンに連結されたリニアモータの駆動部同士を連結
しているものとした。さらに、請求項4の発明では、固
定部は間隔をあけて同心状に対向して配置された1対の
シリンダからなす一方、可動部は、各シリンダ内の相対
するシリンダと反対側端部にそれぞれ圧縮空間を区画す
るように各シリンダ内に嵌装されたピストンを含んでい
る構成とし、弾性部材は両ピストンの背面側同士を連結
しているものとした。また、請求項5の発明では、固定
部は1つのピストンからなす一方、可動部は、各々の内
部に圧縮空間を区画するようにピストンの両端部に外嵌
合されたシリンダを含んでいる構成とし、弾性部材はシ
リンダ同士を連結しているものとした。また、請求項6
の発明では、可動部と同じ質量を有する動吸振器を設
け、この動吸振器と可動部とを弾性部材によって往復動
可能に連結した。請求項7の発明では、リニアモータの
駆動部はコイル側とし、請求項8の発明では、リニアモ
ータの駆動部は磁石側とした。
【0063】したがって、これらの発明によると、弾性
部材に固体差によるばね定数のばらつきがあっても振動
の発生を低減できるとともに、仮に振動が発生したとし
てもそれが弾性部材を介してハウジングに伝わることは
なく、よって圧縮機の振動を低減して、その高寿命化や
低振動要求機器への安定適用化を図ることができる。特
に、請求項1〜5の発明によると、少なくなった弾性部
材のスペースの分だけ、圧縮機の大きさを小さくしてそ
のコンパクト化を図ることができる。
部材に固体差によるばね定数のばらつきがあっても振動
の発生を低減できるとともに、仮に振動が発生したとし
てもそれが弾性部材を介してハウジングに伝わることは
なく、よって圧縮機の振動を低減して、その高寿命化や
低振動要求機器への安定適用化を図ることができる。特
に、請求項1〜5の発明によると、少なくなった弾性部
材のスペースの分だけ、圧縮機の大きさを小さくしてそ
のコンパクト化を図ることができる。
【0064】請求項9の発明によると、可動部を固定部
に対する往復動中立位置の基準位置に付勢するようにし
たことにより、可動部がハウジングに連結されていない
ことに起因して往復動中立位置の基準位置からずれよう
とするのを防いで、可動部の往復動中立位置を適正に確
保でき、よって圧縮機の性能の安定化や信頼性の向上を
図ることができる。
に対する往復動中立位置の基準位置に付勢するようにし
たことにより、可動部がハウジングに連結されていない
ことに起因して往復動中立位置の基準位置からずれよう
とするのを防いで、可動部の往復動中立位置を適正に確
保でき、よって圧縮機の性能の安定化や信頼性の向上を
図ることができる。
【0065】請求項10の発明によると、可動部が固定
部に対し軸心回りに回動するのを規制するようにしたこ
とにより、圧縮機の性能の安定化や信頼性の向上を図る
ことができる。
部に対し軸心回りに回動するのを規制するようにしたこ
とにより、圧縮機の性能の安定化や信頼性の向上を図る
ことができる。
【図1】本発明の実施形態1に係る振動型圧縮機を示す
断面図である。
断面図である。
【図2】図1のII−II線拡大断面図である。
【図3】本発明の実施形態2に係る振動型圧縮機を示す
概略断面図である。
概略断面図である。
【図4】本発明の実施形態3に係る振動型圧縮機を示す
図3相当図である。
図3相当図である。
【図5】本発明の実施形態4に係る振動型圧縮機を示す
図3相当図である。
図3相当図である。
【図6】本発明の実施形態5に係る振動型圧縮機を示す
図3相当図である。
図3相当図である。
【図7】本発明の実施形態6に係る振動型圧縮機を示す
図3相当図である。
図3相当図である。
【図8】振動型圧縮機の従来例を示す断面図である。
(A) 振動圧縮機 (1) ハウジング (3) シリンダ (3a) 側壁部 (7) ピストン (8) 圧縮空間 (15) リニアモータ (16) 駆動磁石 (17) ボビン(駆動部) (18) 駆動コイル (20) 可動部 (25) コイルばね(弾性部材) (27) 中立位置付勢機構(中立位置付勢手段) (36) 回り止め機構(回り止め手段) (45) 磁石取付部(駆動部) (47) 動吸振器
Claims (10)
- 【請求項1】 シリンダ(3)と該シリンダ(3)内に
圧縮空間(8)を区画するように嵌装されたピストン
(7)とを備え、 上記シリンダ(3)又はピストン(7)の一方が固定部
とされている一方、他方は、リニアモータ(15)の駆
動部(17),(45)に連結されていて該駆動部(1
7),(45)とで上記固定部に対し相対移動可能な可
動部(20)を構成しており、 上記リニアモータ(15)により可動部(20)を固定
部に対し往復動させて上記圧縮空間(8)でガスを周期
的に圧縮するようにした振動型圧縮機であって、 上記可動部(20)は1対設けられており、 上記両可動部(20),(20)同士が弾性部材(2
5)によって往復動可能に連結されていることを特徴と
する振動型圧縮機。 - 【請求項2】 請求項1の振動型圧縮機において、 固定部は1つのシリンダ(3)からなる一方、 可動部(20),(20)は、各々の間に圧縮空間
(8)を区画するように上記シリンダ(3)内に対向し
た状態で嵌装されたピストン(7),(7)を含んでお
り、 弾性部材(25)は、上記圧縮空間(8)内でピストン
(7),(7)の対向部同士を連結していることを特徴
とする振動型圧縮機。 - 【請求項3】 請求項1の振動型圧縮機において、 固定部は1つのシリンダ(3)からなる一方、 可動部(20),(20)は、各々の間に圧縮空間
(8)を区画するように上記シリンダ(3)内に対向し
た状態で嵌装されたピストン(7),(7)を含んでお
り、 弾性部材(25)は、上記ピストン(7),(7)に連
結されたリニアモータ(15),(15)の駆動部同士
を連結していることを特徴とする振動型圧縮機。 - 【請求項4】 請求項1の振動型圧縮機において、 固定部は間隔をあけて同心状に対向して配置された1対
のシリンダ(3),(3)からなる一方、 可動部(20),(20)は、上記各シリンダ(3)内
の相対するシリンダ(3)と反対側端部にそれぞれ圧縮
空間(8)を区画するように各シリンダ(3)内に嵌装
されたピストン(7)を含んでおり、 弾性部材(25)は、上記両ピストン(7),(7)の
背面側同士を連結していることを特徴とする振動型圧縮
機。 - 【請求項5】 請求項1の振動型圧縮機において、 固定部は1つのピストン(7)からなる一方、可動部
(20),(20)は、各々の内部に圧縮空間(8)を
区画するように上記ピストン(7)の両端部に外嵌合さ
れたシリンダ(3),(3)を含んでおり、 弾性部材(25)は、上記シリンダ(3),(3)同士
を連結していることを特徴とする振動型圧縮機。 - 【請求項6】 シリンダ(3)と該シリンダ(3)内に
圧縮空間(8)を区画するように嵌装されたピストン
(7)とを備え、 上記シリンダ(3)又はピストン(7)の一方が固定部
とされている一方、他方は、リニアモータ(15)の駆
動部(17),(45)に連結されていて該駆動部(1
7),(45)とで固定部に対し相対移動可能な可動部
(20)を構成しており、 上記リニアモータ(15)により可動部(20)を固定
部に対し往復動させて上記圧縮空間(8)でガスを周期
的に圧縮するようにした振動型圧縮機であって、 上記可動部(20)と同じ質量を有する動吸振器(4
7)が設けられており、 上記可動部(20)と動吸振器(47)とは弾性部材
(25)によって往復動可能に連結されていることを特
徴とする振動型圧縮機。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかの振動型圧縮機
において、 リニアモータ(15)の駆動部(17)に駆動コイル
(18)が設けられていることを特徴とする振動型圧縮
機。 - 【請求項8】 請求項1〜6のいずれかの振動型圧縮機
において、 リニアモータ(15)の駆動部(45)に駆動磁石(1
6)が設けられていることを特徴とする振動型圧縮機。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかの振動型圧縮機
において、 可動部(20)を固定部に対する往復動中立位置が所定
の基準位置に保持されるように付勢する中立位置付勢手
段(27)を設けたことを特徴とする振動型圧縮機。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかの振動型圧縮
機において、 可動部(20)が固定部に対し軸心回りに回動するのを
規制する回り止め手段(36)を設けたことを特徴とす
る振動型圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15699297A JPH116658A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 振動型圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15699297A JPH116658A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 振動型圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116658A true JPH116658A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=15639817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15699297A Withdrawn JPH116658A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 振動型圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH116658A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002090772A1 (en) * | 2001-05-04 | 2002-11-14 | Macrosonix Corporation | Devices and methods for compressing a fluid |
| JP2006336641A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-12-14 | Sony Corp | 噴流発生装置及び電子機器 |
| EP1762795A3 (en) * | 2005-09-09 | 2009-02-18 | Raytheon Company | Low vibration cryocooler |
| KR101219867B1 (ko) * | 2005-05-02 | 2013-01-08 | 소니 주식회사 | 분류 발생 장치 및 전자 기기 |
| JP2020530893A (ja) * | 2017-08-14 | 2020-10-29 | レイセオン カンパニー | クライオクーラ等のための超高効率プッシュプル型コンプレッサ |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP15699297A patent/JPH116658A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002090772A1 (en) * | 2001-05-04 | 2002-11-14 | Macrosonix Corporation | Devices and methods for compressing a fluid |
| US6514047B2 (en) * | 2001-05-04 | 2003-02-04 | Macrosonix Corporation | Linear resonance pump and methods for compressing fluid |
| JP2006336641A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-12-14 | Sony Corp | 噴流発生装置及び電子機器 |
| KR101219867B1 (ko) * | 2005-05-02 | 2013-01-08 | 소니 주식회사 | 분류 발생 장치 및 전자 기기 |
| EP1762795A3 (en) * | 2005-09-09 | 2009-02-18 | Raytheon Company | Low vibration cryocooler |
| US7779640B2 (en) | 2005-09-09 | 2010-08-24 | Raytheon Company | Low vibration cryocooler |
| JP2020530893A (ja) * | 2017-08-14 | 2020-10-29 | レイセオン カンパニー | クライオクーラ等のための超高効率プッシュプル型コンプレッサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |