JP2006144568A - 振動型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハウジングに負担をかけることなく、ピストンとシリンダとのクリアランスを小さく、しかも安定的に保つことが可能な振動型圧縮機を提供する。
【解決手段】
クリアランスシール２６を形成するピストンとシリンダとを予め一体に構成した可動部ユニット２０とし、さらにこのシリンダの外周壁面とハウジング３０の中央空間の内周壁面との間にＯリング３２を挿入した振動型圧縮機１０とした。このような振動型圧縮機１０を組み立てる際に機械的な精度を出す作業を簡単にすることができ、製造コストの削減に寄与する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、極低温冷凍機などに用いられる振動型圧縮機に関する。

従来技術の振動型圧縮機の一例として、特許文献１のような振動型圧縮機が知られている。この従来技術について図を参照しつつ説明する。
図３は、リニアモータ圧縮機を利用するスターリング冷凍機の断面図である。図において、スターリング冷凍機１０００は、リニアモータ圧縮機１００と、膨張部２００と、冷凍発生部３００と、リニアモータ圧縮機１００と冷凍発生部３００とを連結する作動ガス通路４００と、真空槽５００と、を備えるものである。

リニアモータ圧縮機１００は、ハウジング１１０と、可動体１２０，１２０’と、フレクシャベアリング１３０，１４０，１５０，１６０と、駆動系としてのリニアモータ１７０，１７０’とを備えるものである。

ハウジング１１０は、略円筒形状に形成されており、その図示略中央部には、円筒状のシリンダ内空間が形成されたシリンダ部１１１が設けられている。また、その図示右側部はシリンダ内空間に連通した第１収容空間Ａを内部に形成する第１ハウジング部１１２とされ、その図示左側部はシリンダ内空間に連通した第２収容空間Ｂを内部に形成する第２ハウジング部１１３とされている。

可動体１２０は、シリンダ部１１１のシリンダ内空間の図示右寄りに配置されるピストン１２１、ピストン１２１に連結して第１収容空間Ａ内に延設されたピストンロッド１２２、ピストンロッド１２２の外周から径方向に延びた円板部１２３ａ及び該円板部１２３ａの外周端から略直角に折れ曲がってピストンロッド１２２の軸方向に延びた円筒部１２３ｂとを備えたフランジ１２３とよりなる。
また同様に、可動体１２０’は、シリンダ部１１２のシリンダ内空間の図示左寄りに配置されるピストン１２１’、ピストン１２１’に連結して第２収容空間Ｂ内に延設されたピストンロッド１２２’、ピストンロッド１２２’の外周から径方向に延びた円板部１２３’ａ及び該円板部１２３’ａの外周端から略直角に折れ曲がってピストンロッド１２２’の軸方向に延びた円筒部１２３’ｂとを備えたフランジ１２３’とよりなる。

ピストン１２１とピストン１２１’とは、シリンダ内空間で対面しており、シリンダ内空間の壁面を構成するシリンダ内壁１１１ａと、ピストン１２１，１２１’とで圧縮空間Ｃを画成している。そして、両ピストン１２１、１２１’が対向してシリンダ内空間を往復動するものである。このような方式の圧縮機は、一般に、対向型リニアモータ圧縮機と称されている。

第１ハウジング部１１２内に形成される第１収容空間Ａの内壁面にはヨーク１８０が固定されている。このヨーク１８０は、第１収容空間Ａの内壁面に当接して配設されたリング状の外周リング部１８０ａと、外周リング部１８０ａとピストンロッド１２２との間に配設されたリング状の内周リング部１８０ｂと、外周リング部１８０ａと内周リング部１８０ｂとを連結する連結部１８０ｃとよりなる。

同様に、第２ハウジング部１１３内に形成される第２収容空間Ｂの内壁面にはヨーク１８０’が固定されている。このヨーク１８０’は、第２収容空間Ｂの内壁面に当接して配設されたリング状の外周リング部１８０’ａと、外周リング部１８０’ａとピストンロッド１２２’との間に配設されたリング状の内周リング部１８０’ｂと、外周リング部１８０’ａと内周リング部１８０’ｂとを連結する連結部１８０’ｃとよりなる。

ヨーク１８０の外周リング部１８０ａと内周リング部１８０ｂとの間にはリング状空間Ｄが形成されており、このリング状空間Ｄ内に可動体１２０を往復駆動する駆動系となるリニアモータ１７０が配設されている。リニアモータ１７０は、外周リング部１８０ａの内周壁面に埋め込まれた状態で固定保持されたリング状永久磁石１７０ａと、フランジ１２３のコイル支持部１２３ｂの先端からリング状空間Ｄ内に延設した部分に巻回されたコイル１７０ｂとよりなる。そして、リング状永久磁石１７０ａの内周面は、コイル１７０ｂの外周側に所定の隙間を保って対面した状態とされているものである。

同様に、ヨーク１８０’の外周リング部１８０’ａと内周リング部１８０’ｂとの間にはリング状空間Ｅが形成されており、このリング状空間Ｅ内に可動体１２０’を往復駆動する駆動系となるリニアモータ１７０’が配設されている。リニアモータ１７０’は、外周リング部１８０’ａの内周壁面に埋め込まれた状態で固定保持されたリング状永久磁石１７０ａ’と、可動体１２０’のコイル支持部１２３’ｂの先端からリング状空間Ｅ内に延設した部分に巻回されたコイル１７０’ｂとよりなる。そして、リング状永久磁石１７０’ａの内周面は、コイル１７０’ｂの外周側に所定の隙間を保って対面した状態とされているものである。

ヨーク１８０，１８０’は磁路を形成する部材であるため軟鉄などの鉄系で構成する必要がある。一方、ハウジング１１０は、リニア駆動部の発熱および圧縮空間のガス圧縮による発熱分を放熱するため、アルミ合金などの放熱性の良い部材を採用することが望ましい。

ピストンロッド１２２の図示右側寄りには、フレクシャベアリング群１３０が、図示左側寄りにはフレクシャベアリング群１４０が配設されている。同様に、ピストンロッド１２２’の図示右側寄りにはフレクシャベアリング群１５０が、図示左側寄りにはフレクシャベアリング群１６０が配設されている。
フレクシャベアリング群１３０，１４０，１５０，１６０の外周縁側にはリング状部分で形成される外周固定部１３１，１４１，１５１，１６１を備えている。外周固定部１３１，１４１，をヨーク１８０に、または、外周固定部１５１，１６１をヨーク１８０’に、それぞれ固定されている。
このフレクシャベアリング群はピストンロッド１２２及び１２２’をその軸方向には移動可能であるがその他の方向には移動不能であるように支持するものである。
従来技術の振動型圧縮機の一例のスターリング冷凍機１０００は、このようなものである。

特開平１１−１７３６９５号公報 （段落番号００１８〜００３４，図１）

図３に示した従来技術では、シリンダ１１１の中央におけるシリンダ内空間にピストン１２１，１２１’が対向するように配置されているが、圧縮空間Ｃでガスを圧縮するため、ガスが漏れないように配慮する必用がある。そこで、ピストン１２１，１２１’とシリンダ内壁１１１ａとの隙間（クリアランス）を１０数μｍ以下に位置合わせしてクリアランスシールを形成する必要がある。
この位置合わせを高精度に行うためには、まずハウジング１１０内中央のシリンダ内空間、第１収容空間Ａおよび第２収容空間Ｂ全ての中心軸が同軸に位置するように形成する必用がある。

さらに可動体１２０の取付けでは、それぞれ回転体であるピストン１２１、ピストンロッド１２２、フレクシャベアリング１３０，１４０、ヨーク１８０はそれぞれの中心軸が同軸上にあるように位置決めされた上で組み立てられる。同様に、可動体１２０’の取付けでは、回転体であるピストン１２１’、ピストンロッド１２２’、フレクシャベアリング１５０，１６０、ヨーク１８０’もそれぞれの中心軸が同軸上にあるように位置決めされた上で組み立てられる。
この際、第１収容空間Ａおよび第２収容空間Ｂの内周壁面とヨーク１８０，１８０’の外周壁面が当接して組立てられたときに、全ての軸が同軸上に配置されるとともにピストン１２１，１２１’とシリンダ内壁１１１ａとで１０数μｍ以内のクリアランスシールが構成される必用があり、寸法精度・同軸度を共に高精度に加工しておく必用がある。
従来技術ではこのように、ハウジング１１０と、可動体１２０，１２０’と、フレクシャベアリング群１３０，１４０，１５０，１６０と、駆動系としてのリニアモータ１７０，１７０’の内径・外径共に中心軸に対して偏芯がないように製造し、しかも同軸度を高めつつ機械的に高精度に組立てる必用があるというものであり、機械加工・組立て製造に大変な手間を要するため、コストが著しく嵩むという問題があった。

さらに、組立には圧入や焼き嵌めなどにより隙間のない結合方法が望ましいが、環境温度が変化した場合にもピストン１２１，１２１’と圧縮空間との隙間が変化しないようにするためには、第１収容空間Ａおよび第２収容空間Ｂの内周壁面とヨーク１８０，１８０’の外周壁面とが当接して強固に密接させる必用があり、しまりばねとして構成する必用がある。しかし、ヨーク１８０，１８０’を第１収容空間Ａおよび第２収容空間Ｂに嵌め込むとハウジング１１０に大きな残留応力が残ることになる。更に、作動時ではヨーク１８０，１８０’の熱膨張がハウジング１１０より大きい場合では、第１収容空間Ａおよび第２収容空間Ｂの内周壁面とヨーク１８０，１８０’の外周壁面とのしまりがきつくなって更なる応力が発生する。また、ヨーク１８０，１８０’の熱膨張がハウジング１１０より小さい場合では、第１収容空間Ａおよび第２収容空間Ｂの内周壁面とヨーク１８０，１８０’の外周壁面とで隙間が生じてピストンと圧縮空間Ｃとのクリアランスが保てなくなることがあった。

さらにハウジング１１０は、ガスの圧縮・膨張が圧縮空間Ｃで行われるため、ハウジング１１０全体で繰り返し荷重が加わるものである。これらのような複合力に耐えうるためには、ハウジング１１０を強固な機械構造とする必用があり、ハウジング１１０の厚さが大きくなり重量増となる。このような事情から圧入や焼き嵌めの採用を避けて、小型化・軽量化を図りたいという要請があった。

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、ハウジングに負担をかけることなく、ピストンとシリンダとのクリアランスを小さく、しかも安定的に保つことが可能な振動型圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明の振動型圧縮機は、
筒内空間が内部に形成される筒体を含むシリンダと、この筒内空間内にあって筒体とクリアランスシールを保ちつつ一軸方向に移動するピストンヘッドと、を備える可動部ユニットと、
二個の可動部ユニットが収容空間内に収容されて、円孔状の中央空間内でシリンダの筒体の外周壁面と中央空間の内周壁面とが隙間部を形成した状態で筒体の先端開口が対向するように配置されるハウジングと、
ハウジング内に設けられるガス通路と、
シリンダの筒体の先端開口付近で中央空間の内周壁面と筒体の外周壁面との間に配置されてシリンダを支持する支持体と、
を備え、シリンダおよびピストンヘッドにより圧縮空間を形成するとともにこの圧縮空間にガス通路が連通することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る発明の振動型圧縮機は、
請求項１に記載の振動型圧縮機において、
前記支持体は、ガス放出量の少ないエラストマで構成されるＯリングまたはリップシールであることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る発明の振動型圧縮機は、
請求項１または請求項２に記載の振動型圧縮機において、
前記可動部ユニットは、
ピストンロッドの先端にピストンヘッドを有するピストンと、
固定子および可動子を有し、可動子がピストンロッドに固定されるリニア駆動部と、
ピストンロッドを軸方向にのみ移動するように支持しつつ、リニア駆動部の固定子に取り付けられる第１支持ばねと、
ピストンロッドを軸方向にのみ移動するように支持しつつ、第１支持ばねから離間した位置で前記リニア駆動部の固定子に取り付けられる第２支持ばねと、
ピストンヘッドが挿入される筒内空間が内部に形成される筒体を含み、ピストンヘッドの外周壁面と筒体の内周壁面とでクリアランスシールを保つシリンダと、
を備え、リニア駆動部から供給されるピストン駆動力により可動子およびピストンを一軸方向に移動させることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る発明の振動型圧縮機は、
請求項３に記載の振動型圧縮機において、
前記リニア駆動部の固定子は、
回転体状であって中空に形成される筒体を有する継鉄と、
継鉄に固定される永久磁石と、
を備え、
前記リニア駆動部の可動子は、
前記永久磁石と対向する駆動子コイルと、
を備えることを特徴とする。

このような本発明によれば、ハウジングに負担をかけることなく、ピストンとシリンダとのクリアランスを小さく、しかも安定的に保つことが可能な振動型圧縮機を提供することができる。

続いて、本発明を実施するための最良の形態の振動型圧縮機について、図を参照しつつ説明する。図１は本形態の振動型圧縮機の概略構成図であり、図１（ａ）は全体断面構成図、図１（ｂ）は中央付近の拡大構成図である。図２は可動部ユニットの概略構成図である。振動型圧縮機１０は、図１（ａ）で示すように、二個の可動部ユニット２０、ハウジング３０を備えている。
この可動部ユニット２０は、図２で示すように、ピストン２１、リニア駆動部２２、第１支持ばね２３、第２支持ばね２４、シリンダ２５を備えている。

続いて可動部ユニット２０の各部の詳細について図２を参照しつつ説明する。
ピストン２１は、ピストンロッド２１ａ、ピストンヘッド２１ｂを備えている。棒状のピストンロッド２１ａの先端に、円柱状のピストンヘッド２１ｂが固定されている。このピストン２１はステンレスを材料としている。

リニア駆動部２２は、固定子２２１、可動子２２２を備えている。
固定子２２１では、外周側でリング状の外側継鉄２２１ａ、内周側でリング状の内側継鉄２２１ｂが配置される。この外側継鉄２２１ａと内側継鉄２２１ｂとは連結部２２１ｃにより一体に連結される。これら外側継鉄２２１ａ、内側継鉄２２１ｂ、連結部２２１ｃとで継鉄が構成される。この継鉄は磁路を形成する部材であるため軟鉄などの鉄系を材料としている。外側継鉄２２１ａと内側継鉄２２１ｂとの間には、図１で示すような空隙部２２１ｄが形成される。この空隙部２２１ｄ内には永久磁石２２１ｅが配置される。永久磁石２２１ｅは外側継鉄２２１ａに固定される。

この固定子２２１の外側継鉄２２１ａの一方の開口部端面には第１支持ばね２３が、また、固定子２２１の外側継鉄２２１ａの他方の開口部端面には第２支持ばね２４が固定されている。これら第１支持ばね２３、第２支持ばね２４によりピストンロッド２１ａはその半径方向には移動できないが、ピストンロッド２１ａの軸方向（図２中の左右方向）に移動可能となるように支持されている。このピストンロッド２１ａの先端のピストンヘッド２１ｂも軸方向に往復動する。

このように軸方向に可動自在となされたピストン２１には、そのピストンロッド２１ａで可動子２２２が固定される。可動子２２２は、詳しくは、可動子コイル２２２ａを支持するコイル支持枠２２２ｂが固定され、空隙部２２１ｄに可動子コイル２２２ａが軸方向に挿入されて永久磁石２２１ｅと対向するようになされている。可動子コイル２２２ａにピストン駆動力が加わり、この可動子コイル２２２ａの移動に応じてピストン２１も移動するようになされている。
リニア駆動部２２はこのように構成される。

続いて、シリンダ２５について説明する。
シリンダ２５は、図２で示すように、筒体２５ａ、フランジ部２５ｂ、内部空間２５ｃを備えている。筒体２５ａとフランジ部２５ｂとは一体に構成されている。このシリンダ２５は、ピストン２１と同じくステンレスを材料としている。このシリンダ２５のフランジ部２５ｂは、第１支持ばね２３の外周枠に固定されている。シリンダ２５の筒内空間２５ｃの内周壁面とピストンヘッド２１ｂの外周壁面とでは、適正なクリアランス（隙間）を保持しており、クリアランスシール２６を構成する。クリアランスシール２６とするためには、クリアランスを充分狭くしてガスを通過させないようにする必用があり、ピストンヘッド２１ａの上死点から下死点までの全行程において全円周で隙間が１０数μｍを上回らないように維持している。可動部ユニット２０はこのような構成を有している。
なお、可動部ユニット２０は図１の左右で同じものであり、同じ符号を付して重複する説明を省略する。

続いて振動型圧縮機１０の全体構成について図１を参照しつつ説明する。
ハウジング３０は放熱性の良い材料、例えばアルミニウム合金などを材料としている。 このような左右で一対の可動部ユニット２０がハウジング３０内の左右の収容空間ａ，ｂにそれぞれ配置される。取付ねじ３１が外側継鉄２２１ａのフランジ部に設けられた孔（図示せず）を貫通してハウジング３０に締結されている。
シリンダ２５の筒体２５ａの先端に形成された先端開口付近では、本発明の支持体の具体例であるＯリング３２が配置されている。Ｏリング３２は、ハウジング３０の中央空間ｃの内周壁面に形成されたＯリング収容溝３４内に収容され、また、筒体２５ａの外周壁面と当接して固定されている。このＯリング３２により、中央空間ｃの内周壁面と、シリンダ２５の筒体２５ａの外周壁面との間に隙間部ｅが形成される。
また、ピストンヘッド２１ｂ、シリンダ２５の筒内空間２５ｃおよびクリアランスシール２６により区画されて圧縮空間ｄを形成する。また、この圧縮空間ｄにガス通路３３が連通する。
振動型圧縮機１０の構成はこのようなものである。

続いて、このような振動型圧縮機１０の動作について説明する。
図示しない制御回路から駆動信号が振動型圧縮機１０へ供給されると、可動子コイル２２２ａが往復動するピストン駆動力が発生し、このピストン駆動力がコイル支持枠２２２ｂに連接されたピストンロッド２１ａに加わり、ピストンロッド２１ａも軸方向に往復動作をする。ピストンヘッド２１ｂ、シリンダ２５ａおよびクリアランスシール２６でシールされた圧縮空間ｄ内の流体（冷媒・作動ガス）がピストンヘッド２１ｂの往復動作によって圧縮され、流体はガス通路３３を通って図示しない後段の装置（例えば極低温冷凍機なら膨張機）に供給される。

続いて、本形態の振動型圧縮機の製造方法について説明する。特に製造が容易である点も含めて説明する。
まず可動部ユニット２０を製造する。主に軟鉄で作られる継鉄（外側継鉄２２１ａ、内側継鉄２２１ｂ、連結部２２１ｃ）、ステンレスなどのばね材料で作られるフレクシャベアリングである第１支持ばね２３、第２支持ばね２４、同じくステンレスで作られるシリンダ２５、同じくステンレスで作られるピストン２１を組み付ける。この組み付け時に、ピストンが一軸方向に動くように第１支持ばね２３、第２支持ばね２４、ピストン２１の位置決めを行い、さらにピストン２１とシリンダ２５とのクリアランスを調整して所望の隙間（１０数μｍ）を確保する位置決めを行う。その後にレーザー溶接などで各部を溶接して一体化し、可動部ユニット１０を完成させる。

このようにピストンヘッド２１ｂとシリンダ２５は非接触状態で可動するように調整されつつ組立られるが、先に述べたように可動部ユニット２０の組立て時点で位置決めが正確になされるため、後にハウジング３０へ組み付けるときの調整の手間を低減できる。
このように可動部ユニット２０では、ピストン２１とシリンダ２５とでクリアランス調整が既に行われているため、クリアランスシール２６は後のハウジング３０への組み付けで影響を受けることがない。

可動部ユニット２０の製造後、ハウジング３０への組み付けが行われる。ハウジング３０の中央空間ｃのＯリング収容溝３４内にはＯリング３２が配置されている。このような中央空間ｃに左右両方向から可動部ユニット２０のシリンダ２５を挿入し、最後にＯリング３２内にシリンダ２５を挿入しつつ、可動部ユニット２０を収容空間ａ，ｂへ収容する。最終的に両側からシリンダ２５の先端開口を突き合わせて、圧縮空間ｄを形成する。この際、Ｏリング３２によりシリンダ２５が誘導されるため、先端開口の端面が確実に当接し、漏れが少なくなる。この圧縮空間部ｄへはガス通路３３が連通している。例えばシリンダ２５の先端開口に半円の溝を形成し、両側で突き合わせて真円の孔を形成し、この孔にパイプ状のガス通路３３を挿入することで形成しても良い。
振動型圧機１０はこのようにして製造される。

続いて、このような振動型圧縮機１０の特徴について説明する。
まず、本形態の振動型圧縮機１０は従来技術のような可動部ユニットとハウジングとが半径方向で接触して固定される構成を改め、ハウジング３０の収容空間ａ，ｂでは可動部ユニット２０は半径方向では接触しない点、ハウジング３０の中央空間ｃの内周壁面とシリンダ２５の筒体２５ａの外周壁面とで隙間部ｅを形成する点、さらにシリンダ２５の先端開口付近で弾性を有する支持体であるＯリング３２に支持させている点を共に有する点が特徴となっている。

本形態では半径方向では、可動部ユニット２０・シリンダ２５がハウジング３０と接触せず、Ｏリング３２を介して支持するのみであるため、ハウジング３０に応力が発生するような事態がなくなり、ハウジング３０に必用とされる強度を大幅に低減できる。
また、シリンダ２５の筒体２５ａの外周壁面と、ハウジング２０の中央空間ｃの内周壁面は、Ｏリング３２の弾性で漏れを防止できる最大限の大きさに設定された隙間部ｅを介在させている。例えば、シリンダ２５の外周円と内周円の中心軸がずれていたとしても、この隙間部ｅは機械的な誤差等を吸収する機能を有しており、取付けねじ３２を緩めた状態で対向するシリンダ２５の内周円同士で同軸となるように調整しても、外周円のずれを吸収することができ、組立て時に機械的精度を確保できる。また、筒体２５ａの外周壁面の表面粗さを大きくしても取付け精度に影響されない。これら理由により動作性能に影響を与えることなく機械的精度を低くでき、製造コストの低減に寄与する。

また、可動部ユニット２０のピストン２１、継鉄、第１支持ばね２３、第２支持ばね２４、ハウジング３０の熱膨張係数を近づけることで、熱膨張が相違して可動部ユニット２０に歪みが生じるような事態も回避できる。また、可動部ユニット２０のピストン２１、継鉄、第１支持ばね２３、第２支持ばね２４、ハウジング３０の熱膨張係数が相違している場合であって、動作時に発生する高熱により中央空間部の内径とシリンダ外径とで寸法が変化するときでも、少なくとも隙間部ｅおよびＯリング３２が機械的変化を吸収しつつ支持するため、熱応力による歪みが発生する事態も回避できる。
また、対向する可動部ユニット２０のシリンダ２５が熱膨張したとしてもシリンダ２５の先端開口部が当接して圧縮空間ｄは維持される。また、シリンダ２５のフランジ部２５ｂの構造も変形を吸収する構成のため、取付ねじ３１が緩むような事態は生じない。

以上本発明の振動型圧縮機について説明した。
なお、本発明の支持体としてＯリング３２を例に挙げて説明した。しかしながら、他の支持体としても良く、例えば、リップシール、Ｖリングなどの通常のオイルシールを採用し、これらを支持体に適用することも可能である。これらリップシール、Ｖリングの場合、Ｏリングと比較して半径方向の弾性が充分大きくなるように配慮する。

この発明によれば、クリアランスを構成するシリンダ２５をレーザー溶接等で可動部ユニット２０にあらかじめ一体化するような振動型圧縮機２０した。これにより、ピストン２１とシリンダ２５のクリアランスの設定が容易であるとともに環境温度が変化したとしてもクリアランスの変化を少なくすることができる。
また、可動部ユニット２０のピストン２１、継鉄、第１支持ばね２３、第２支持ばね２４を熱膨張係数の近い材料で構成することで、クリアランスの変化をより少なくすることができる。

また、ハウジング３０に設けた中央空間ｃとシリンダ２５とを、Ｏリング３２を介して取り付ける構造であるため可動部ユニット２０とハウジング３０との組立が容易となる。また、シリンダ２５の熱膨張係数を継鉄材料や板ばね材料と合わせることにより、環境温度が変化してもピストン２１とシリンダ２５とのクリアランスに影響を及ぼさなくすることができる。

さらに、従来技術のようにハウジング３０とピストン２１とでクリアランス調整を行うのではなく、可動部ユニット２０で独立してピストン２１とシリンダ２５とのクリアランスを調整できるようにした。このため、ピストン２１とシリンダ２５とのクリアランスを決めるピストン外径寸法とシリンダ内径の寸法の精度は必要であるが、可動部ユニット２０と外径とピストン２１の同軸度およびシリンダ内径とハウジング嵌め合い部の同軸度精度が不要となり、部品製造が容易になる。
これら効果が相俟って、ピストン移動方向を正確に維持することができる。その結果、組立性の向上、クリアランスシール２６の適正化による圧縮効率の向上を行うことができ、コストの低減および低消費電力化が見込める。

本発明を実施するための最良の形態の振動型圧縮機の概略構成図であり、図１（ａ）は全体断面構成図、図１（ｂ）は中央付近の拡大構成図である。 可動部ユニットの概略構成図である。 リニアモータ圧縮機を利用するスターリング冷凍機の断面図である。

符号の説明

１０：振動型圧縮機
２０：可動部ユニット
２１：ピストン
２１ａ：ピストンロッド
２１ｂ：ピストンヘッド
２２：リニア駆動部
２２１：固定子
２２１ａ：外側継鉄
２２１ｂ：内側継鉄
２２１ｃ：連結部
２２１ｄ：空隙部
２２１ｅ：永久磁石
２２２：可動子
２２２ａ： 可動子コイル
２２２ｂ：コイル支持枠
２３：第１支持ばね
２４：第２支持ばね
２５：シリンダ
２５ａ：筒体
２５ｂ：フランジ部
２５ｃ：筒内空間
２６：クリアランスシール
３０：ハウジング
３１：取付ねじ
３２：Ｏリング
３３：ガス通路
３４：Ｏリング収容溝

Claims (4)

1. 筒内空間が内部に形成される筒体を含むシリンダと、この筒内空間内にあって筒体とクリアランスシールを保ちつつ一軸方向に移動するピストンヘッドと、を備える可動部ユニットと、
   二個の可動部ユニットが収容空間内に収容されて、円孔状の中央空間内でシリンダの筒体の外周壁面と中央空間の内周壁面とが隙間部を形成した状態で筒体の先端開口が対向するように配置されるハウジングと、
   ハウジング内に設けられるガス通路と、
   シリンダの筒体の先端開口付近で中央空間の内周壁面と筒体の外周壁面との間に配置されてシリンダを支持する支持体と、
   を備え、シリンダおよびピストンヘッドにより圧縮空間を形成するとともにこの圧縮空間にガス通路が連通することを特徴とする振動型圧縮機。
2. 請求項１に記載の振動型圧縮機において、
   前記支持体は、ガス放出量の少ないエラストマで構成されるＯリングまたはリップシールであることを特徴とする振動型圧縮機。
3. 請求項１または請求項２に記載の振動型圧縮機において、
   前記可動部ユニットは、
   ピストンロッドの先端にピストンヘッドを有するピストンと、
   固定子および可動子を有し、可動子がピストンロッドに固定されるリニア駆動部と、
   ピストンロッドを軸方向にのみ移動するように支持しつつ、リニア駆動部の固定子に取り付けられる第１支持ばねと、
   ピストンロッドを軸方向にのみ移動するように支持しつつ、第１支持ばねから離間した位置で前記リニア駆動部の固定子に取り付けられる第２支持ばねと、
   ピストンヘッドが挿入される筒内空間が内部に形成される筒体を含み、ピストンヘッドの外周壁面と筒体の内周壁面とでクリアランスシールを保つシリンダと、
   を備え、リニア駆動部から供給されるピストン駆動力により可動子およびピストンを一軸方向に移動させることを特徴とする振動型圧縮機。
4. 請求項３に記載の振動型圧縮機において、
   前記リニア駆動部の固定子は、
   回転体状であって中空に形成される筒体を有する継鉄と、
   継鉄に固定される永久磁石と、
   を備え、
   前記リニア駆動部の可動子は、
   前記永久磁石と対向する駆動子コイルと、
   を備えることを特徴とする振動型圧縮機。

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