JP6001555B2 - リニア圧縮機用の共振機構 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機用の共振機構に関し、より詳細には、装着形態が中立点を通してなされ、中立点と装置シェルの間に可撓性を与える切欠部が設けられた管状構成要素を有する、機構に関する。

圧縮機の機能は、仕切られた流体体積の圧力を冷凍サイクルを実施するのに必要とされる圧力に増大させることである。ピストンがシリンダ内で往復移動で摺動してガス圧縮を実施する、いわゆるオルタネート圧縮機が当技術分野で知られている。

リニア圧縮機では、ピストンはリニア電気モータによって駆動される。作動要素がモータとピストンの間に結合され、それにより、モータにピストンを駆動させてピストン室内で往復運動で移動させる。ピストンは、通常、作動要素に堅固に配置されて保たれ、それにより、ピストンおよび作動要素は、結合した動作で移動する傾向があり、そのため望ましくないことに過剰な振動が引き起こされる。

この不都合性を解消するために、ブラジル特許出願第０６０１６４５−６号明細書は、作動要素が、１つまたは２つの（この出願の図では数字７０で示される）共振らせんばねの形態の弾性要素を用いてピストンに結合される圧縮機を説明している。したがって、ピストンおよび締め付け要素は弾性要素の端部上に装着され、モータ磁石およびその締め付け具は他方の端部上に装着され、それにより、圧縮機振動の固有モードでは、２つの端部間の位相移動における位相差は１８０°であり、この弾性要素内には、軸方向の振動がゼロになる傾向がある領域が存在している。弾性要素内のこの領域は、こうして中立点と呼ばれている。

特許出願のブラジル特許出願第０６０１６４５−６号明細書の教示によれば、シリンダと共振ばねの結合は、圧縮機の振動の固有モードが変更されないように、この中立点を通して実施されなければならない。

そのような装着を実施するために、文献ブラジル特許出願第０６０１６４５−６号明細書の圧縮機は、弾性媒体をシリンダに結合させる位置要素をさらに有する。位置要素（この出願の図では数字８０によって示される）は、共振ばねとの剛性連結を有し、説明された構造の１つにおいては、要素８０は、シェルに固着された配置ロッド板ばね（この出願の図では数字８４のばねを参照）に関連付けられる。

上記の構造は、当技術分野で知られているリニア圧縮機に対する技術的進歩を表しているが、ここで提供される構造は、共振セット上に作用する力が不均衡の力であるとき、この機構を正しく配置して維持するのに十分な軸方向の剛性を有することができないという欠点をもたらす。そのような不均衡な力は、共振セット上にゼロではない軸方向の力を結果的に生じさせることがあり、それによってモータを変位させ、圧縮機の効率に悪影響を及ぼすことがあり、モータとシェルの間に衝突を発生させていくつかの不具合を引き起こす可能性さえある。

そのような不均衡を引き起こし得る条件のうち、圧縮機の電源が切られたときのモータ強度、冷却剤装填プロセス中のガス強度、および圧縮機の作動中に発生し得る不均衡の力、特にガス圧縮および拡張力ならびにモータ力に対するものの存在がある。

したがって、本発明の目的の１つは、ばね締め付け点と圧縮機シェルの間に特定の軸方向の可撓性をもたらすことができ、それにより、不均衡の力の状況において圧縮機共振セットを圧縮機シェルの周りに軸方向に配置して保つのに十分な最小限の剛性を与える圧縮機用の共振機構であって、圧縮機振動の固有モードを変化させない十分な最大限の剛性を有する、圧縮機用の共振機構を開示することである。

本発明は、管状本体と、管状本体内に収容された共振ばねとを備える圧縮機用の共振機構であって、管状本体が、共振ばね用の締め付け点が設けられる軸方向に可撓性の表面を画定する少なくとも１つのスロットセットを備える、圧縮機用の共振機構によって上記の目的に到達する。

本発明の好ましい実施形態では、共振ばね用の、互いに向かい合う少なくとも２つの締め付け点が設けられ、機構は、２つのスロットセットを備え、各々のセットは、共振ばね用の２つの締め付け点の各々が設けられる軸方向に可撓性の表面を画定する。

さらに本発明の好ましい実施形態では、機構は、共振ばねを管状本体に締め付けるための少なくとも１つの締め付けセットを備え、締め付けセットは、共振ばねの締め付け穴内に設けられた内側の雌型締め付け要素と、管状本体表面の締め付け穴を通り抜ける外側の雄型締め付け要素とを備える。

したがって、スロットは、表面が形成されるように、締め付け穴周りで互いから分離する隣接スロット、または表面および表面に弾性を付与するためのばね部分とを形成する鏡像型スロットを備えることができる。

好ましくは、表面はほぼ楕円体の形態であり、機構は、さらに、管状本体の各端部に設けられたリーフ板ばねを備える。

リニア圧縮機の共振セットの概略的な横断方向の断面図である。 図１に示された共振セットの分解斜視図である。 本発明の好ましい実施形態による共振機構の部分的な分解斜視図である。 本発明の好ましい実施形態による共振機構の部分的な分解斜視図である。 本発明の好ましい実施形態による共振機構構成要素の１つの装着の概略斜視図である。 本発明の好ましい実施形態による共振機構構成要素の１つの装着の詳細な切断図である。 本発明の代替の実施形態による共振機構構成要素の１つの装着の概略斜視図である。 本発明の代替の実施形態による共振機構構成要素の１つの装着の詳細な切断図である。 本発明の好ましい実施形態による共振機構構成要素の１つの平面図である。 本発明の代替の実施形態による共振機構構成要素の１つの平面図である。 図８ａに示される構成要素の斜視図である。

本発明は、これ以後、添付の図に表された実施形態の例に基づいてより詳細に説明される。

図１および図２は、本発明の共振機構が適用されるリニア圧縮機の共振セットを示している。

これらの図に見られ得るように、リニア圧縮機の共振セットは、基本的には、シリンダまたは圧縮室（図示されず）内の往復運動ピストンＰを備える。ピストンＰは、弾性要素（らせんばね）Ｅの一方の端部上にピストン締め付け要素ＦＰによって装着され、作動要素は、弾性要素Ｅの他方の端部上に締め付け要素ＦＭによって装着される。作動要素は、たとえば、図２に示されるものなどの非磁性構成要素ＮＭに関連付けられたモータ磁石Ｉなどの構成要素モータを備えることができる。

板ばねＭＰのセットが、共振セットを非線形圧縮機シェル（図示されず）に締め付けるために弾性手段の各端部に設けられ得る。

図３、図４、図５、および図７は、本発明による共振機構の好ましい実施形態を示している。

好ましい実施形態では、圧縮機用の共振機構は、管状本体１の形態の位置決め要素が設けられた図１および２に示されたものなどの共振セットを備え、位置決め要素は、結果として生じた非ゼロの軸方向力の状況において共振セットを圧縮機シェルの周りに軸方向に配置して保つのに十分な最小限の剛性をこのセットに与えることができ、圧縮機振動の固有モードを変化させない十分な最大限の剛性を与える。

したがって、管状本体１は、その内部に共振ばね２を収容し、ピストン圧縮機は共振ばね２の一方の端部上に装着され、ピストン作動要素は弾性ばねの他方の端部上に装着される。

本発明の好ましい実施形態では、本体１の共振ばね２への締め付けは、２つの締め付けセット３によって実施され、各々のセットは、好ましくは管状本体の対向する位置に締め付けられる。この好ましい締め付けは、図５および５ａに概略的に示されており、これらの図における管状本体１は、締め付けの理解を容易にするために、詳細を有さない本体として概略的に示されている。

したがって、図５および図５ａに見られ得るように、本発明の好ましい実施形態では、各々の締め付けセット３は、共振ばね２の締め付け穴２１内に設けられた内側の雌型締め付け要素３１と、本体１１の締め付け穴１１を通り抜ける外側の雄型締め付け要素３５とを備える。図に見られ得るように、締め付けセットは、さらに、座金３４およびエラストマーリング３３を備えることができる。

図６および図６ａは、本発明の代替の実施形態の締め付けセットを示しており、この場合、図５および５ａの要素に加えて、第２の座金３２が設けられる。

結果として生じた軸方向力がゼロであろうとなかろうと、機構全体としての機能を損なうことなくこれらの力の適切な吸収を確実にするために、管状本体１は、好ましくは、２つのスロットセット１２を備え、各々のセットは、共振ばねを締め付けるための穴１１が設けられる軸方向に可撓性の表面１３を画定する少なくとも２つのスロット１２を備える。こうして、スロット１２によって形成された材料の不在は、部分１３に特定の軸方向の可撓性を付与し、一方では管状本体１の残りの部分は、圧縮機振動の固有モードを変化させないために必要とされる軸方向の剛性を維持する。

好ましくは、表面１３は、ほぼ楕円の形態の中央部分を有する。

図３、図４、図５、および図７は、本発明による共振機構の好ましい実施形態を示しており、この場合、各セットのスロット１２は、穴１１の周りで互いから分離し、それによって表面１３が形成される隣接スロットを備える。

この実施形態では、スロット１２の各々の端部は、応力集中領域がこれらの端部に生じることを防止する方向転換部１２ａを有する。

さらに、図８ａおよび８ｂに示される代替の実施形態では、スロット１２は、楕円表面１３と、部分１３の交差弾性を付与するばね部分１４とを形成する鏡像型スロットを備える。

表面１３によって与えられた前記交差可撓性は、本発明の共振機構が、共振セット上に作用する、結果として生じる非ゼロの軸方向力を生み出し得る不均衡力を補償することを可能にする。

図に示される本発明の好ましい実施形態では、さらに、管状本体１の円形側面１５に合わせて、スペーサ（図示されず）を備えて交互にかつ連続的に装着されたリーフ板ばね４が設けられる。これらの板ばねの機能の１つは、共振セットを圧縮機シェル（図示されず）に固着させることである。板ばねの別の機能は、圧縮機作動中の同心度の誤差が最小限に抑えられることを確実にすることである。これらの同心度の誤差は、過剰なとき、モータの機能不全および／または圧縮機の機能不全を生じさせる最悪なピストン摩耗を引き起こす。

本発明の好ましい構築方法が示されてきたが、特許請求された保護の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者によっていかなる省略、代用、および構造的変更も実施されてよいことが理解されることは言うに値する。また、同じ結果を実現するためにほぼ同じ方法で同じ機能を実施する要素のすべての組み合わせが、本発明の範囲内にあることも明確に規定される。説明された実施形態の要素を他のものと取り換えることもまた、完全に意図され企図される。

したがって、上記で図に基づいて提供された説明は、本発明の機構に対して可能となる実施形態の一部に関するものにすぎず、本発明の目的の真の範囲は、付属の特許請求項の範囲内で定義されることを理解されたい。

Claims (8)

1. 少なくとも１つのピストンＰおよび少なくとも１つの作動要素を備えているリニア圧縮機のための共振機構であって、
   管状本体（１）と、
   管状本体（１）の内部に締結された共振ばね（２）とを備えており、
   共振ばね（２）は、該共振ばね（２）の一方の端部にピストンＰが取り付けられ、該共振ばね（２）の他方の端部に作動要素が取り付けられるものであり、
   管状本体（１）が、締め付け点が設けられた軸方向に可撓性の表面（１３）を画定する少なくとも１つのスロットセット（１２）を備えており、
   共振ばね（２）が前記締め付け点に締結されていることを特徴とする、前記共振機構。
2. 共振ばね（２）用の互いに向かい合う少なくとも２つの締め付け点を備え、機構は、２つのスロットセット（１２）を備え、各々のセット（１２）は、共振ばね（２）用の２つの締め付け点の各々が設けられた横断方向に弾性の表面（１３）を画定することを特徴とする、請求項１に記載の機構。
3. 共振ばね（２）を管状本体（１）に締め付けるための少なくとも１つの締め付けセット（３）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の機構。
4. 締め付けセット（３）が、共振ばね（２）の締め付け穴（２１）内に設けられた内側の雌型締め付け要素（３１）と、管状本体（１）の表面（１３）の締め付け穴（１１）を通り抜ける外側の雄型締め付け要素（３５）とを備えることを特徴とする、請求項３に記載の機構。
5. スロット（１２）が、穴（１１）の周りで互いから分離する隣接スロットを備えて、表面（１３）を形成することを特徴とする、請求項４に記載の機構。
6. スロット（１２）が、表面（１３）と表面（１３）に交差弾性を付与するように該表面を支持するばね部分（１４）とを形成する鏡像型スロットを備えることを特徴とする、請求項４に記載の機構。
7. 表面（１３）が、ほぼ楕円の形態を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の機構。
8. 管状本体（１）の各々の端部に設けられ、共振機構をリニア圧縮機に対して固定する少なくとも１つのリーフ板ばね（４）をさらに含むことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の機構。

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