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JP6795945B2 - A compressor with a linear motor and a linear motor - Google Patents

A compressor with a linear motor and a linear motor Download PDF

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JP6795945B2
JP6795945B2 JP2016202408A JP2016202408A JP6795945B2 JP 6795945 B2 JP6795945 B2 JP 6795945B2 JP 2016202408 A JP2016202408 A JP 2016202408A JP 2016202408 A JP2016202408 A JP 2016202408A JP 6795945 B2 JP6795945 B2 JP 6795945B2
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magnetic
pole
magnetic pole
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中津川 潤之介
潤之介 中津川
康明 青山
康明 青山
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Hitachi Automotive Systems Ltd
Hitachi Global Life Solutions Inc
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Description

本発明は、リニアモータ及びリニアモータを有する圧縮機に関する。 The present invention relates to a linear motor and a compressor having a linear motor.

推力発生機構を有するリニアモータは、回転機を直線状に切り開いた形状をしており、固定子と可動子の各々に構成された磁極の間に働く磁力によって、可動子に推力を発生させる。 A linear motor having a thrust generation mechanism has a shape in which a rotating machine is cut open in a straight line, and a thrust is generated in the mover by a magnetic force acting between magnetic poles formed in each of the stator and the mover.

特許文献1には、巻線が配置された複数の磁極1と、Y軸方向に沿って着磁され、隣り合う磁石で着磁方向が逆になるようにZ方向に並んだ複数の磁石(硬磁性材)3及び磁石3を固定する磁性体(軟磁性材)のはしご状部材4を有する可動子と、を備えたリニアモータが開示されている(段落1103,0014、図2等)。なお磁極1は、磁石3のピッチτに対して2倍のピッチ(2τ)でZ方向に並べられている(段落0015)。
特許文献2には、非磁性体金属からなる移動子1と、シリコン鉄(軟磁性材)からなり移動子1に嵌入固着された誘導子2(磁極)と、を有するリニアモータが開示されている(第2頁右下欄)。なお誘導子2のピッチTは、固定子3側の極ピッチの1/2とされている(第2頁右下欄)。
In Patent Document 1, a plurality of magnetic poles 1 in which windings are arranged and a plurality of magnets magnetized along the Y-axis direction and arranged in the Z direction so that the magnetizing directions are opposite to each other by adjacent magnets ( A linear motor including a hard magnetic material) 3 and a mover having a ladder-like member 4 of a magnetic material (soft magnetic material) for fixing a magnet 3 is disclosed (paragraphs 1103, 0014, FIG. 2, etc.). The magnetic poles 1 are arranged in the Z direction at a pitch (2τ) twice the pitch τ of the magnet 3 (paragraph 0015).
Patent Document 2 discloses a linear motor having a mover 1 made of a non-magnetic metal and an inductor 2 (magnetic pole) made of silicon iron (soft magnetic material) and fitted and fixed to the mover 1. (Lower right column on page 2). The pitch T of the inductor 2 is 1/2 of the polar pitch on the stator 3 side (lower right column on page 2).

再公表特許WO2013/124875号パンフレットRepublished Patent WO2013 / 124875 Pamphlet 特開平1−103152号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-103152

特許文献1は、永久磁石3(硬磁性材)のみを磁極として推力を発生させようとするものである。特許文献2は、軟磁性材からなる誘導子2のみを磁極として推力を発生させようとするものである。
硬磁性材で構成される磁極は、軟磁性材で構成される磁極に比して大きな推力を得ることができるが、コスト面に鑑みると使用量を抑制することが好ましい。軟磁性材で構成される磁極は、硬磁性材で構成される磁極に比して大きな推力を得にくく、同様の推力を発揮させようとすると、機器の大形化を招来する。
Patent Document 1 attempts to generate thrust using only the permanent magnet 3 (hard magnetic material) as a magnetic pole. Patent Document 2 attempts to generate thrust using only an inductor 2 made of a soft magnetic material as a magnetic pole.
A magnetic pole made of a hard magnetic material can obtain a larger thrust than a magnetic pole made of a soft magnetic material, but it is preferable to suppress the amount used in view of cost. A magnetic pole made of a soft magnetic material is less likely to obtain a large thrust than a magnetic pole made of a hard magnetic material, and if the same thrust is to be exerted, the size of the device will be increased.

本発明の目的は、硬磁性材の使用量を抑制することができ、機器の大形化を抑制可能なリニアモータを有する圧縮機を提供することにある。 An object of the present invention, it is possible to suppress the amount of the hard magnetic material is to provide a compressor having a possible re linear motors suppress upsizing of the apparatus.

なお上述した説明における符号は、特許文献1及び特許文献2で使用されている符号であり、本明細書で使用する符号とは異なる。 The reference numerals in the above description are the reference numerals used in Patent Document 1 and Patent Document 2, and are different from the reference numerals used in the present specification.

上記事情に鑑みてなされた本発明は、電機子と、該電機子に対して第1の方向及び第1の方向の反対方向である第2の方向に相対往復動可能な界磁子と、流体を圧縮する第1ピストンと、を備え、前記電機子と前記界磁子とのうち、いずれか一方が固定子を構成し、他方が可動子を構成し、前記可動子の往復動に伴って前記第1ピストンが往復動する圧縮機であって、前記界磁子は、第1の方向に並んだ2以上又は3以上の磁極を有し、該磁極の一部は硬磁性部であり、残部は軟磁性部であり、前記硬磁性部の一部又は全部は、第1の方向に略垂直な第3の方向にN極を有し、残部は第3の方向にS極を有し、前記硬磁性部及び前記軟磁性部は、前記磁極の並びを、第3の方向にN極とS極とが交互に並ぶ態様に置換できるように配置されており、前記磁極の並びのうち、真ん中より第1の方向側の磁極の一部又は全部は、前記軟磁性部であり、かつ最も第1の方向側の磁極は前記軟磁性部であり、前記第1ピストンは、前記可動子に対して第1の方向側に設けられて前記可動子に接続されることを特徴とする。 The present invention made in view of the above circumstances includes an armature and a field magnet capable of reciprocating relative to the armature in a second direction opposite to the first direction and the first direction . comprising a first piston for compressing the flow body, and of said field element and the armature, one constitutes a stator and the other constitutes a movable element, the reciprocation of the mover with the first piston is a compressor you reciprocate, the field magneton has two or more or three or more magnetic poles arranged in a first direction, a portion of the magnetic pole is the hard magnetic part The remaining portion is a soft magnetic portion, and a part or all of the hard magnetic portion has an N pole in a third direction substantially perpendicular to the first direction, and the remaining portion has an S pole in the third direction. The hard magnetic part and the soft magnetic part are arranged so that the arrangement of the magnetic poles can be replaced with a mode in which the north pole and the south pole are alternately arranged in the third direction . of arrangement, some or all of the first direction side of the pole from the middle, the soft magnetic portion der is, and the most magnetic poles of the first direction side the soft magnetic portion, said first piston , provided on the first direction side with respect to the movable element being connected to said movable element, characterized in Rukoto.

本発明によれば、硬磁性材の使用量を抑制することができ、機器の大形化を抑制可能なリニアモータを有する圧縮機を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, the hard use amount of the magnetic material can be suppressed, it is possible to provide a compressor having a re linear motors capable of suppressing upsizing of the apparatus.
Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following embodiments.

実施例1によるリニアモータの斜視図。The perspective view of the linear motor according to Example 1. FIG. 実施例1によるリニアモータの、(a)左右方向に垂直な断面図、(b)前後方向に垂直な断面図。A cross-sectional view of the linear motor according to the first embodiment (a) perpendicular to the horizontal direction and (b) a cross-sectional view perpendicular to the front-rear direction. 実施例1によるリニアモータの左右方向に垂直な断面概略図であって、(a)前方向に推力を発生する図、(b)後方向に推力を発生する図。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view perpendicular to the left-right direction of the linear motor according to the first embodiment, in which (a) a thrust is generated in the front direction and (b) a thrust is generated in the rear direction. 実施例1によるリニアモータのコイルに直流電流を通電し、可動子を移動させた場合の推力波形。Thrust waveform when a direct current is applied to the coil of the linear motor according to the first embodiment and the mover is moved. 実施例1によるリニアモータを有する機器の一例である(a)片側にピストンを有する圧縮機、(b)両側にそれぞれピストンを有する圧縮機を示す概略図。FIG. 5 is a schematic view showing an example of an apparatus having a linear motor according to the first embodiment, (a) a compressor having a piston on one side, and (b) a compressor having pistons on both sides. 実施例2によるリニアモータの左右方向に垂直な断面概略図であって、(a)前方向に推力を発生する図、(b)後方向に推力を発生する図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view perpendicular to the left-right direction of the linear motor according to the second embodiment, in which (a) a thrust is generated in the front direction and (b) a thrust is generated in the rear direction. 実施例2によるリニアモータのコイルに直流電流を通電し、可動子を移動させた場合の推力波形。Thrust waveform when a direct current is applied to the coil of the linear motor according to the second embodiment and the mover is moved. 実施例2によるリニアモータを有する圧縮機の概略図。The schematic diagram of the compressor which has a linear motor according to Example 2. FIG. 実施例3によるリニアモータの、可動子を上方向から見た図。The figure which looked at the mover of the linear motor according to Example 3 from the upper direction. 実施例3によるリニアモータの、可動子を上方向から見た図。The figure which looked at the mover of the linear motor according to Example 3 from the upper direction. 実施例4によるリニアモータの、可動子を上方向から見た図。The view which looked at the mover of the linear motor according to Example 4 from the upper direction. 実施例5によるリニアモータの斜視図。The perspective view of the linear motor according to Example 5. 実施例5によるリニアモータの、左右方向に垂直な断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the linear motor according to the fifth embodiment perpendicular to the left-right direction. 実施例5による可動子を上方向から見た図。The figure which looked at the mover by Example 5 from the upper direction. 比較例による可動子を上方向から見た図。The figure which looked at the mover by the comparative example from the upper direction. 実施例5によるリニアモータのコイルに三相交流電流を通電し、可動子を移動させた場合の推力波形。Thrust waveform when a three-phase alternating current is applied to the coil of the linear motor according to the fifth embodiment and the mover is moved. 実施例6による可動子を上方向から見た図The figure which looked at the mover according to Example 6 from the upper direction. 実施例7による可動子を上方向から見た図The figure which looked at the mover by Example 7 from the upper direction. 実施例8によるリニアモータの斜視図。The perspective view of the linear motor according to Example 8. 実施例8によるリニアモータの、前後方向に垂直な断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the linear motor according to the eighth embodiment perpendicular to the front-rear direction. 実施例9によるリニアモータを有する圧縮機の概略図。FIG. 6 is a schematic view of a compressor having a linear motor according to a ninth embodiment. 実施例10による可動子の上面図。Top view of the mover according to the tenth embodiment. 実施例11によるリニアモータを有する圧縮機の斜視図。The perspective view of the compressor which has a linear motor according to Example 11. FIG. 実施例11によるリニアモータを有する圧縮機の要部断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a compressor having a linear motor according to the eleventh embodiment. 弾性体支持部材の外観を示す獅子図。The lion figure which shows the appearance of the elastic body support member. 弾性体支持部材及び共振ばねの可動子に対する取り付け状態を示す平面図。The plan view which shows the attachment state to the mover of an elastic body support member and a resonance spring. 共振ばね及び可動子の配置を模式的に示す図。The figure which shows typically the arrangement of a resonance spring and a mover. ベース板側から見た、インバータ、排気弁、電磁弁及びシリンダの位置関係を示す図。The figure which shows the positional relationship of an inverter, an exhaust valve, a solenoid valve and a cylinder as seen from the base plate side. 実施例12による冷蔵庫の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the refrigerator by Example 12. 実施例13による車両用エアサスペンションの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the air suspension for a vehicle by Example 13. 本発明によるリニアモータの可動子における磁極の配置を説明する図。The figure explaining the arrangement of magnetic poles in the mover of the linear motor according to this invention.

以下、本発明の実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、また、同様の説明は繰り返さない。説明のため、互いに直交する前後、左右、及び上下方向という語を用いるが、必ずしも重力方向は下向きである必要はなく、上、右、左、前若しくは後方向又はそれ以外の方向に平行にできる。従って上下方向は、機器の実装状態における上下方向(鉛直方向)とは関係が無い。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Similar components are designated by the same reference numerals, and the same description will not be repeated. For the sake of explanation, the terms front-back, left-right, and up-down directions that are orthogonal to each other are used, but the direction of gravity does not necessarily have to be downward, and can be parallel to the upper, right, left, front or rear directions, or other directions. .. Therefore, the vertical direction has nothing to do with the vertical direction (vertical direction) in the mounted state of the device.

また本実施例では、前後、左右、及び上下方向がそれぞれZ軸方向、X軸方向、及びY軸方向に対応するように直交座標系を設定する。なおZ軸方向は、後述するように、可動子の移動方向、すなわち電機子と界磁子との相対的な変位方向(往復動方向)に沿う方向である。 Further, in this embodiment, the Cartesian coordinate system is set so that the front-back, left-right, and up-down directions correspond to the Z-axis direction, the X-axis direction, and the Y-axis direction, respectively. As will be described later, the Z-axis direction is a direction along the moving direction of the mover, that is, the relative displacement direction (reciprocating movement direction) between the armature and the field magnet.

図1は実施例1によるリニアモータ100の斜視図、図2は実施例1によるリニアモータ100の、(a)左右方向に垂直な断面図、(b)前後方向に垂直な断面図である。リニアモータ100は、固定子1および可動子2からなる。以降の説明では、電機子側を地面に対して静止させる固定子、界磁子側を地面に対して前後方向に移動させる可動子として説明するが、固定子と可動子とは逆の関係であっても良い。ピストンは、可動子側に接続する。なお、前方向及び後方向をそれぞれ第1の方向又は第2の方向と表現し、上方向又は下方向を第3の方向と表現しても良い。 FIG. 1 is a perspective view of the linear motor 100 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the linear motor 100 according to the first embodiment (a) perpendicular to the left-right direction and (b) a sectional view perpendicular to the front-rear direction. The linear motor 100 includes a stator 1 and a mover 2. In the following description, the stator side is described as a stator that is stationary with respect to the ground, and the field magnet side is described as a mover that moves the field magnet side in the front-rear direction with respect to the ground, but the relationship between the stator and the mover is opposite. There may be. The piston is connected to the mover side. The forward direction and the rear direction may be expressed as the first direction or the second direction, respectively, and the upward direction or the downward direction may be expressed as the third direction.

[固定子1]
固定子1は、電機子3と、電機子3の前側及び後側それぞれに配置された端部部材4とからなる。電機子3は、軟磁性体のコア300及びスペーサ310を有し、2つのコア300は軟磁性体のスペーサ310で繋いで構成されている。これにより、2つのコア300及びスペーサ310を含む磁路を形成できるようにしている。コア300にはそれぞれ巻線5が巻回されている。
電機子3は、1つ又は2つ以上を前後方向に並べることができる。また、端部部材4は、最も前側の電機子3の前側及び/又は最も後側の電機子3の後側に設けることができる。
以下、前方向及び後方向の一方を第1の方向、他方を第2の方向とも記載する。
[Stator 1]
The stator 1 includes an armature 3 and end members 4 arranged on the front side and the rear side of the armature 3, respectively. The armature 3 has a soft magnetic core 300 and a spacer 310, and the two cores 300 are connected by a soft magnetic spacer 310. This makes it possible to form a magnetic path including the two cores 300 and the spacer 310. A winding 5 is wound around each core 300.
One or two or more armatures 3 can be arranged in the front-rear direction. Further, the end member 4 can be provided on the front side of the frontmost armature 3 and / or on the rear side of the rearmost armature 3.
Hereinafter, one of the front direction and the rear direction will be referred to as a first direction, and the other will be referred to as a second direction.

[コア300]
コア300は、後述する可動子2を挟んで対向配置された磁極歯301と、これら2つの磁極歯301をつなぐ腕部302とからなる。磁極歯301及び腕部302は、例えば、電磁鋼板を前後方向に積層して構成できる。磁極歯301には巻線5を巻回している。
腕部302は、巻線5及び可動子2の左右方向それぞれ外側を上下に通る軟磁性体であり、永久磁石磁極210から発せられ、磁極歯301に進入した磁束を、この磁極歯301に対向する別の磁極歯301に導くことができる。これにより、コア300は、磁極歯301に対向する永久磁石磁極210または軟磁性磁極220の両面、2つの磁極歯301、及び腕部302を含む磁路を形成できる。
[Core 300]
The core 300 includes magnetic pole teeth 301 that are arranged so as to face each other with the mover 2 described later interposed therebetween, and an arm portion 302 that connects these two magnetic pole teeth 301. The magnetic pole teeth 301 and the arm portion 302 can be formed by, for example, laminating electromagnetic steel plates in the front-rear direction. A winding 5 is wound around the magnetic pole tooth 301.
The arm portion 302 is a soft magnetic material that passes up and down on the outside of each of the winding wire 5 and the mover 2 in the left-right direction, and the magnetic flux emitted from the permanent magnet magnetic pole 210 and entering the magnetic pole tooth 301 opposes the magnetic pole tooth 301. It can be guided to another magnetic flux tooth 301. As a result, the core 300 can form a magnetic path including both sides of the permanent magnet magnetic pole 210 or the soft magnetic magnetic pole 220 facing the magnetic pole tooth 301, the two magnetic pole teeth 301, and the arm portion 302.

[スペーサ310]
スペーサ310は、隣接するコア300を流れる磁束を通過させることができる。スペーサ310は、例えば、電磁鋼板を前後方向に積層して構成できる。このため、2つのコア300の間にスペーサ310を配した電機子3は、永久磁石磁極210または軟磁性磁極220の前後方向間隔等の設計に応じて、2つのコア300及び、永久磁石磁極210または軟磁性磁極220を含む磁路を形成できる。
[Spacer 310]
The spacer 310 can pass magnetic flux flowing through the adjacent core 300. The spacer 310 can be formed by, for example, laminating electromagnetic steel plates in the front-rear direction. Therefore, the armature 3 in which the spacer 310 is arranged between the two cores 300 has the two cores 300 and the permanent magnet magnetic pole 210 according to the design such as the distance between the permanent magnet magnetic pole 210 or the soft magnetic magnetic pole 220 in the front-rear direction. Alternatively, a magnetic path including the soft magnetic magnetic pole 220 can be formed.

[端部部材4]
端部部材4は、軟磁性体又は非磁性体で形成することができる。端部部材4は、前後方向に延在する貫通ボルト等(図示せず)の固定部材により自身とコア300、及びスペーサ310とともに固定されている。また、端部部材4にはローラベアリング等の支持部材(図示せず)が配置され、可動子2を支持している。
[End member 4]
The end member 4 can be formed of a soft magnetic material or a non-magnetic material. The end member 4 is fixed together with itself, the core 300, and the spacer 310 by a fixing member such as a through bolt (not shown) extending in the front-rear direction. Further, a support member (not shown) such as a roller bearing is arranged on the end member 4 to support the mover 2.

[可動子2]
可動子2は、前後方向に3つの磁極を固定する非磁性体または軟磁性体からなる磁極支持部200、並びに、磁極支持部200に設けられた永久磁石磁極210(硬磁性部)及び軟磁性体で構成した軟磁性磁極220(軟磁性部)を有している。永久磁石磁極210としては、例えば、永久磁石を採用できる。軟磁性磁極220としては、例えば、鉄材、鋼材又は電磁鋼板等を採用できる。また、可動子2は、前後方向を長手方向としている。
[Movable child 2]
The mover 2 has a magnetic pole support portion 200 made of a non-magnetic material or a soft magnetic material that fixes three magnetic poles in the front-rear direction, and a permanent magnet magnetic pole 210 (hard magnetic portion) and soft magnetic material provided on the magnetic pole support portion 200. It has a soft magnetic magnetic pole 220 (soft magnetic part) composed of a body. As the permanent magnet magnetic pole 210, for example, a permanent magnet can be adopted. As the soft magnetic magnetic pole 220, for example, an iron material, a steel material, an electromagnetic steel plate, or the like can be adopted. Further, the mover 2 has a longitudinal direction in the front-rear direction.

本実施例の可動子2は、磁極を3つ固定した態様だが、4つ以上でも良いし2つでもよい。本実施例の永久磁石磁極210は、前後方向に2つ並んでいるが、1つでも良いし3つ以上でも良い。本実施例の軟磁性磁極220は、永久磁石磁極210より前側に1つ並んでいるが、永久磁石磁極210より後側に1つ並んでも良いし、また、2つ以上が並んでも良い。すなわち、可動子2は、一部が永久磁石磁極210、残部が軟磁性磁極220である磁極の並びを有する。永久磁石磁極210及び軟磁性磁極220それぞれの形状は、互いに略同様であることが好ましい。但し、例えば、前後方向で最も外側の磁極については、他の磁極より前後方向に短い寸法にしても良い。 The mover 2 of this embodiment has a mode in which three magnetic poles are fixed, but may be four or more, or two. Although two permanent magnet magnetic poles 210 of this embodiment are arranged in the front-rear direction, one or three or more may be used. Although one soft magnetic magnetic pole 220 of this embodiment is lined up on the front side of the permanent magnet magnetic pole 210, one may be lined up on the rear side of the permanent magnet magnetic pole 210, or two or more may be lined up. That is, the mover 2 has an array of magnetic poles, one of which is a permanent magnet magnetic pole 210 and the other of which is a soft magnetic magnetic pole 220. It is preferable that the shapes of the permanent magnet magnetic pole 210 and the soft magnetic magnetic pole 220 are substantially the same as each other. However, for example, the outermost magnetic pole in the front-rear direction may have a shorter dimension in the front-rear direction than the other magnetic poles.

永久磁石磁極210はそれぞれ上下方向に磁化している。2つが配されている本実施例の永久磁石磁極210の上面は、前側の永久磁石磁極210がS極、後側の永久磁石磁極210がN極となるように配されている。磁極の並びは、永久磁石磁極210に加えて軟磁性磁極220も含んだ並びとして考えた上で、軟磁性磁極220の極性を適当な方向に置換した場合、磁化配向方向が交互に反転する態様に置換できるように並べられている。具体的には、本実施例の磁極は、上側の極性について注目すると、前から後にかけて「軟磁性磁極220、S極、N極」の順に並んでいる。軟磁性磁極220の上側の極性をN極に置き換えた場合、磁極の並びは「N極、S極、N極」と、異なる極性が交互に並んでいる態様に置換できる。本実施例の磁極の並びは、このように、上下方向に極性を有する永久磁石磁極210に軟磁性磁極220を置換することで、異なる極性が交互に並んでいるという態様に置換可能な並びである。 Each of the permanent magnet magnetic poles 210 is magnetized in the vertical direction. The upper surface of the permanent magnet magnetic pole 210 of this embodiment in which the two are arranged is arranged so that the permanent magnet magnetic pole 210 on the front side has an S pole and the permanent magnet magnetic pole 210 on the rear side has an N pole. The arrangement of the magnetic poles is considered as an arrangement including the soft magnetic magnetic poles 220 in addition to the permanent magnet magnetic poles 210, and when the polarity of the soft magnetic magnetic poles 220 is replaced in an appropriate direction, the magnetization orientation directions are alternately reversed. They are arranged so that they can be replaced with. Specifically, the magnetic poles of this embodiment are arranged in the order of "soft magnetic magnetic pole 220, S pole, N pole" from the front to the back, paying attention to the polarity on the upper side. When the polarity on the upper side of the soft magnetic magnetic pole 220 is replaced with the N pole, the arrangement of the magnetic poles can be replaced with "N pole, S pole, N pole" in a manner in which different polarities are alternately arranged. The arrangement of the magnetic poles of this embodiment is an arrangement that can be replaced in such a manner that different polarities are arranged alternately by replacing the soft magnetic magnetic poles 220 with the permanent magnet magnetic poles 210 having polarities in the vertical direction in this way. is there.

また、可動子2は、2つの磁極歯301の間、かつ2つの腕部302の間の空間に配されている。なお、永久磁石磁極210ならびに軟磁性磁極220は上下方向に垂直な平板形状にできる。以下、上方向又は下方向の一方を、第3の方向とも記載する。本実施例では、上下方向とは、磁極歯301と永久磁石磁極210の極性とが対向している方向である。 Further, the mover 2 is arranged in the space between the two magnetic pole teeth 301 and between the two arm portions 302. The permanent magnet magnetic pole 210 and the soft magnetic magnetic pole 220 can be formed into a flat plate shape that is perpendicular to the vertical direction. Hereinafter, either the upward direction or the downward direction is also referred to as a third direction. In this embodiment, the vertical direction is the direction in which the polarities of the magnetic pole teeth 301 and the polarities of the permanent magnet magnetic poles 210 face each other.

なお、特許文献1について、仮に、はしご状部材のうち、2つの磁石の間に位置する軟磁性材の部分をN極とS極とが入れ替わる一つの磁極であると考慮して、Z軸方向に並ぶ磁性材のY軸方向での磁石と軟磁性材との並び(極性の並び)を考えるならば、「N極(磁石)、軟磁性材、S極(磁石)、軟磁性材」の繰り返しの並びとなっている。この場合、軟磁性材がN極又はS極に置換されると、隣接する磁石と同じ極性になる軟磁性材が存在し、異なる極性が交互に並んでいる態様にはならない。 Regarding Patent Document 1, it is assumed that the soft magnetic material portion located between the two magnets of the ladder-shaped member is one magnetic pole in which the north pole and the south pole are interchanged, and the Z-axis direction. Considering the arrangement of magnets and soft magnetic materials in the Y-axis direction (arrangement of polarities) of the magnetic materials lined up in, "N pole (magnet), soft magnetic material, S pole (magnet), soft magnetic material" It is a repeating sequence. In this case, when the soft magnetic material is replaced with an N pole or an S pole, there is a soft magnetic material having the same polarity as the adjacent magnet, and the different polarities are not arranged alternately.

[磁極支持部200]
磁極支持部200は、例えば、永久磁石磁極210及び軟磁性磁極220を嵌装する空隙を2つ、3つ又は4つ以上備えたはしご状にすることができ、接着剤等を用いて永久磁石磁極210及び軟磁性磁極220を固定できる。なお、空隙に代えて、永久磁石磁極210及び/又は軟磁性磁極220を貼付できる凹部を備えた態様にしても良い。磁極支持部200は、軟磁性体で形成しても良いし、非磁性体で形成しても良い。
[Magnetic support 200]
The magnetic pole support portion 200 can be formed into a ladder shape having, for example, two, three, or four or more gaps for fitting the permanent magnet magnetic pole 210 and the soft magnetic magnetic pole 220, and the permanent magnet can be formed by using an adhesive or the like. The magnetic pole 210 and the soft magnetic magnetic pole 220 can be fixed. Instead of the gap, a recess may be provided to which the permanent magnet magnetic pole 210 and / or the soft magnetic magnetic pole 220 can be attached. The magnetic pole support portion 200 may be formed of a soft magnetic material or a non-magnetic material.

磁極支持部200のはしご状部分のうち、前後方向において磁極210,220の間に位置する部分の前後方向幅は、磁極210,220の前後方向幅とは異なっている。本実施例では特に、このはしご状部分の前後方向幅は、磁極210,220の前後方向幅より短い。 The width of the ladder-shaped portion of the magnetic pole support portion 200 located between the magnetic poles 210 and 220 in the front-rear direction is different from the width in the front-rear direction of the magnetic poles 210 and 220. In this embodiment, the width of the ladder-shaped portion in the front-rear direction is shorter than the width of the magnetic poles 210 and 220 in the front-rear direction.

[リニアモータ100に加わる推力]
本実施例においては、電機子3の巻線5に、図示しないインバータから単相の電流を供給して磁極歯301を磁化すると、可動子2の永久磁石磁極210及び軟磁性磁極220との相互作用により前後方向に推力が発生し、可動子2が前後方向に移動する。
[Thrust applied to the linear motor 100]
In this embodiment, when a single-phase current is supplied to the winding 5 of the armature 3 from an inverter (not shown) to magnetize the magnetic pole teeth 301, the permanent magnet magnetic pole 210 and the soft magnetic magnetic pole 220 of the mover 2 interact with each other. The action generates a thrust in the front-rear direction, and the mover 2 moves in the front-rear direction.

図3は、本実施例によるリニアモータ100の左右方向に垂直な断面概略図であって、(a)前方向に推力を発生する図、(b)後方向に推力を発生する図である。まず、前方向に推力を受ける場合について説明する。可動子2には3つの磁極210,220の重心が略一定の間隔で並び、3つの磁極210,220のうち、後側の2つが永久磁石磁極210である。3つの磁極は上述のように、前から後にかけて、上側の極性が「軟磁性磁極220、S極、N極」の順で配置されている。そして、巻線5には、正の電流を通電している。
実線の矢印は、或る時刻における起磁力により発生する磁化方向を示している。リニアモータ100内の主な磁束線は破線で示すように、2つの永久磁石磁極210と電機子3の中をループし、2つの永久磁石磁極210が電機子3に引き寄せられ、可動子2は、白抜き矢印で示すように、前方向に推力を受ける。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the linear motor 100 according to the present embodiment perpendicular to the left-right direction, in which (a) a thrust is generated in the front direction and (b) a thrust is generated in the rear direction. First, a case where thrust is received in the forward direction will be described. The centers of gravity of the three magnetic poles 210 and 220 are arranged on the mover 2 at substantially constant intervals, and of the three magnetic poles 210 and 220, the rear two are permanent magnet magnetic poles 210. As described above, the three magnetic poles are arranged in the order of "soft magnetic magnetic pole 220, S pole, N pole" on the upper side from the front to the back. A positive current is applied to the winding 5.
The solid arrow indicates the magnetization direction generated by the magnetomotive force at a certain time. As shown by the broken line, the main magnetic flux lines in the linear motor 100 loop in the two permanent magnet magnetic poles 210 and the armature 3, and the two permanent magnet magnetic poles 210 are attracted to the armature 3, and the mover 2 , As shown by the white arrow, receives thrust in the forward direction.

次に、後方向に推力を受ける場合について説明する。巻線5には、負の電流を通電している。実線の矢印は、或る時刻における起磁力により発生する磁化方向を示している。リニアモータ100内の主な磁束線は破線で示すように、中央の永久磁石磁極210および軟磁性磁極220と電機子3の中をループする。軟磁性磁極220の上側はN極に磁化され、中央の永久磁石磁極210および軟磁性磁極220が電機子3に引き寄せられ、可動子2は、白抜き矢印で示すように、後方向に推力を受ける。 Next, a case where thrust is received in the backward direction will be described. A negative current is applied to the winding 5. The solid arrow indicates the magnetization direction generated by the magnetomotive force at a certain time. The main magnetic flux lines in the linear motor 100 loop in the central permanent magnet magnetic pole 210 and soft magnetic magnetic pole 220 and the armature 3, as shown by the broken line. The upper side of the soft magnetic magnetic pole 220 is magnetized to the N pole, the central permanent magnet magnetic pole 210 and the soft magnetic magnetic pole 220 are attracted to the armature 3, and the mover 2 exerts a thrust in the rear direction as shown by the white arrow. receive.

図4は、本実施例によるリニアモータ100のコイル5に正負それぞれの直流電流を通電し、可動子2を移動させた場合の推力波形を示す。黒塗りされたデータ点が実線で繋げられた3つの曲線はそれぞれ、本実施例に示した、後側の2つを永久磁石磁極210とし、前側の1つを軟磁性磁極220とした場合の推力を示す。
白塗りされたデータ点が破線で繋げられた3つの曲線はそれぞれ、比較例に相当するものであり、磁極のすべてを永久磁石磁極210にした場合の推力を示す。
データ点が四角形であるものは、直流電流が正方向である場合を、三角形であるものは電流がゼロである場合を、円形であるものは、直流電流が負方向である場合を、示す。
FIG. 4 shows a thrust waveform when a positive and negative direct currents are applied to the coil 5 of the linear motor 100 according to the present embodiment to move the mover 2. In each of the three curves in which the black-painted data points are connected by a solid line, the rear two are the permanent magnet magnetic poles 210 and the front one is the soft magnetic magnetic pole 220, as shown in this embodiment. Shows thrust.
Each of the three curves in which the white-painted data points are connected by a broken line corresponds to a comparative example, and shows the thrust when all the magnetic poles are permanent magnet magnetic poles 210.
A quadrangular data point indicates a case where the direct current is in the positive direction, a triangular data point indicates a case where the current is zero, and a circular data point indicates a case where the direct current is in the negative direction.

ここで、横軸である可動子2の位置は、3つの磁極210,220のうち、中央の永久磁石磁極210の重心が、隣り合う2つのコア300の間の中心に位置する場合を原点とし、これより前方向を正、後方向を負としている。また、正負の電流値はいずれも同じ大きさを与えている。なお、電流がゼロである場合の推力は、コア300及び磁極210,220間にはたらく磁気吸引力(ディテント力)によるものである。 Here, the position of the mover 2 on the horizontal axis is based on the case where the center of gravity of the central permanent magnet magnetic pole 210 is located at the center between the two adjacent cores 300 among the three magnetic poles 210 and 220. , The forward direction is positive and the backward direction is negative. Moreover, both positive and negative current values give the same magnitude. The thrust when the current is zero is due to the magnetic attraction force (detent force) acting between the core 300 and the magnetic poles 210 and 220.

比較例について、電流を正とした場合の推力波形及び負とした場合の推力波形は、原点を中心に回転対称に分布している。すなわち、前方向の推力と後方向の推力が対称となっている。一方、実施例は、電流ゼロの場合、コア300及び永久磁石磁極210間にはたらくディテント力と、コア300及び軟磁性磁極220間にはたらくディテント力とが異なる大きさとなるため、正の推力(前方向への推力)が発生し、電流を正とした推力波形と負とした推力波形とが原点を中心に対称とならない。すなわち、磁極について、永久磁石磁極210と軟磁性磁極220の並びが前後方向で非対称であることから、前方向と後方向の推力が非対称となっている。結果として、実施例の方が比較例に比して、可動子2に対する前方向の推力が大きく発生している。 In the comparative example, the thrust waveform when the current is positive and the thrust waveform when the current is negative are rotationally symmetrically distributed around the origin. That is, the thrust in the forward direction and the thrust in the rear direction are symmetrical. On the other hand, in the embodiment, when the current is zero, the detent force acting between the core 300 and the permanent magnet magnetic pole 210 and the detent force acting between the core 300 and the soft magnetic magnetic pole 220 have different magnitudes, so that a positive thrust (previous). Thrust in the direction) is generated, and the thrust waveform with a positive current and the thrust waveform with a negative current are not symmetrical about the origin. That is, with respect to the magnetic poles, since the arrangement of the permanent magnet magnetic pole 210 and the soft magnetic magnetic pole 220 is asymmetric in the front-rear direction, the thrusts in the front direction and the rear direction are asymmetric. As a result, the thrust in the forward direction with respect to the mover 2 is larger in the example than in the comparative example.

このため、実施例のように構成することで、使用する永久磁石量を低減させても前方向への推力の低下を抑制できる。一方、電流を負とした推力は、比較例よりも実施例の方が小さくなる。したがって、本実施例のリニアモータ100は、例えば、前方向に駆動する場合に要する駆動力が後方向に駆動する場合に要する駆動力より大きいことが望まれる機器に適用することが好ましい。具体的には、前方向側にピストンを配置した圧縮機が挙げられる。 Therefore, by configuring as in the embodiment, it is possible to suppress a decrease in thrust in the forward direction even if the amount of permanent magnets used is reduced. On the other hand, the thrust with a negative current is smaller in the examples than in the comparative example. Therefore, the linear motor 100 of this embodiment is preferably applied to, for example, a device in which it is desired that the driving force required for driving in the forward direction is larger than the driving force required for driving in the rear direction. Specifically, a compressor in which a piston is arranged on the front side can be mentioned.

図5は、本実施例のリニアモータ100を有する機器の一例である(a)片側にピストン1100を有する圧縮機1000、(b)両側にそれぞれピストン1100,1150を有する圧縮機1050、を示す概略図である。圧縮機1000は、リニアモータ100、ピストン1100、シリンダ1200、及び接続部1300を有する。ピストン1100は、可動子2と接続部1300で接続している。このため、ピストン1100は可動子2の往復動に伴って往復動し、シリンダ1200内の流体を圧縮及び膨張させることができる。 FIG. 5 is an outline showing (a) a compressor 1000 having a piston 1100 on one side, and (b) a compressor 1050 having pistons 1100 and 1150 on both sides, respectively, which is an example of the device having the linear motor 100 of this embodiment. It is a figure. The compressor 1000 includes a linear motor 100, a piston 1100, a cylinder 1200, and a connection portion 1300. The piston 1100 is connected to the mover 2 by a connecting portion 1300. Therefore, the piston 1100 reciprocates with the reciprocating movement of the mover 2, and the fluid in the cylinder 1200 can be compressed and expanded.

圧縮機1000は、磁極の並びのうち、ピストン1100に近い側、好ましくはピストン1100に最も近い側に軟磁性磁極220を有している。これにより、前方向すなわちピストン1100の押込み方向の推力は、後方向すなわちピストン1100の引戻し方向の推力に比して高くなる。圧縮機1000のピストン1100が受ける負荷特性は、ピストン1100押込み時には大きいが、引戻し時には小さいという特徴を有することから、本実施例の推力特性が好適である。 The compressor 1000 has a soft magnetic magnetic pole 220 on the side of the arrangement of magnetic poles close to the piston 1100, preferably on the side closest to the piston 1100. As a result, the thrust in the forward direction, that is, the pushing direction of the piston 1100 is higher than the thrust in the rear direction, that is, the pulling direction of the piston 1100. The load characteristic received by the piston 1100 of the compressor 1000 is large when the piston 1100 is pushed in, but small when the piston 1100 is pulled back. Therefore, the thrust characteristic of this embodiment is preferable.

すなわち、流体圧縮のように、第1の方向に可動子2を移動させる際の負荷が、この第1の方向と反対である第2の方向に可動子2を移動させる際の負荷より大きいという負荷特性を持つ機器等にリニアモータ100を適用することが好ましい。
なお、このような場合、軟磁性磁極220を磁極のうちで最も第1の方向側に配置することが最も好ましい。
That is, it is said that the load for moving the mover 2 in the first direction is larger than the load for moving the mover 2 in the second direction opposite to the first direction, as in fluid compression. It is preferable to apply the linear motor 100 to equipment having load characteristics.
In such a case, it is most preferable to arrange the soft magnetic magnetic pole 220 on the first direction side of the magnetic poles.

このように、本実施例のリニアモータ100を有する機器の一例である圧縮機1000は、可動子2の第1の方向側又は第2の方向側に、流体を圧縮するピストン1100を有している。そして、磁極の並びの真ん中より第1の方向側又は第2の方向側の磁極が、軟磁性磁極220である。軟磁性磁極220をピストン1100が設けられている側に配することで、永久磁石量を低減しつつ、推力の低減を抑制できるため好ましい。しかし、ピストン1100が設けられている側とは反対側に設けても、永久磁石量の低減という効果は奏し得る。なお、軟磁性磁極220は、往復動に伴い固定子3から離間し易い位置の磁極とすることが好ましい。すなわち、軟磁性磁極220は、前後方向で1番目に外側の磁極とすることが最も好ましく、2,3,・・・番目に外側の磁極とすることが次に好ましい。 As described above, the compressor 1000, which is an example of the device having the linear motor 100 of the present embodiment, has the piston 1100 for compressing the fluid on the first direction side or the second direction side of the mover 2. There is. The magnetic pole on the first direction side or the second direction side from the center of the arrangement of the magnetic poles is the soft magnetic magnetic pole 220. By arranging the soft magnetic magnetic pole 220 on the side where the piston 1100 is provided, it is possible to suppress the reduction of the thrust while reducing the amount of permanent magnets, which is preferable. However, even if the piston 1100 is provided on the side opposite to the side on which the piston 1100 is provided, the effect of reducing the amount of permanent magnets can be achieved. The soft magnetic magnetic pole 220 is preferably a magnetic pole at a position where it can be easily separated from the stator 3 as it reciprocates. That is, it is most preferable that the soft magnetic magnetic pole 220 is the first outer magnetic pole in the front-rear direction, and the second, third, ....

なお、ここでいう「真ん中より第1の方向側」とは、自然数Nについて、磁極が2N個である場合も(2N+1)個である場合も、「最も第1の方向側からN番目までの磁極」をいう。また、「真ん中」は、磁極が(2N+1)個の場合に定義でき、「最も第1の方向側又は最も第2の方向側から数えて(N+1)番目の磁極」をいう。 The term "first direction side from the center" as used herein means "from the first direction side to the Nth position" regardless of whether the number of magnetic poles is 2N or (2N + 1) for the natural number N. "Magnetic pole". Further, "middle" can be defined when the number of magnetic poles is (2N + 1), and means "the (N + 1) th magnetic pole counted from the most first direction side or the most second direction side".

また、圧縮機1050は、前後方向について、ピストン1100が備えられているのと反対側に別のピストン1150及び別のシリンダ1250が備えられている点が圧縮機1000と異なる。ピストン1150は、可動子2とは別の接続部1300で接続している。また、別のピストン1150及び別のシリンダ1250が成す容積(圧縮容積)は、ピストン1100及びシリンダ1200が成す容積よりも小さい。リニアモータ100の推力特性は、後方向の推力が前方向の推力に比して小さいものであるから、このように、後側の圧縮容積が前側の圧縮容積より小さい態様にすることが好ましい。無論、各ピストン及びシリンダの成す圧縮容積を同値にすることを妨げるものではなく、同値にしても良い。 Further, the compressor 1050 is different from the compressor 1000 in that another piston 1150 and another cylinder 1250 are provided on the side opposite to the one provided with the piston 1100 in the front-rear direction. The piston 1150 is connected by a connecting portion 1300 separate from the mover 2. Further, the volume (compressed volume) formed by another piston 1150 and another cylinder 1250 is smaller than the volume formed by the piston 1100 and the cylinder 1200. Since the thrust characteristic of the linear motor 100 is such that the thrust in the rear direction is smaller than the thrust in the front direction, it is preferable that the compression volume on the rear side is smaller than the compression volume on the front side in this way. Of course, it does not prevent the compression volumes formed by the pistons and cylinders from being the same, and may be the same.

なお、本実施例では、磁極それぞれは、第3の方向に極性を有しているが、第1の方向又は第2の方向に極性を有する公知のリニアモータについて、同様に本実施例の思想を適用しても良い。すなわち、磁極として、軟磁性磁極、及び、前後方向又は左右方向に極性を有する永久磁石磁極を備えるリニアモータについて、前後方向又は左右方向に極性を有する永久磁石磁極210に軟磁性磁極220を置換することで、異なる極性が交互に並んでいるという態様に置換可能な磁極の並びを実現させても良い。 In this embodiment, each of the magnetic poles has polarity in the third direction, but the idea of this embodiment also applies to a known linear motor having polarity in the first direction or the second direction. May be applied. That is, for a linear motor having a soft magnetic magnetic pole and a permanent magnet magnetic pole having polarity in the front-rear direction or the left-right direction as the magnetic pole, the soft magnetic magnetic pole 220 is replaced with a permanent magnet magnetic pole 210 having polarity in the front-rear direction or the left-right direction. As a result, it is possible to realize an arrangement of magnetic poles that can be replaced in a manner in which different polarities are arranged alternately.

実施例2の構成は、以下の点を除き実施例1と同様にできる。
図6は、本実施例によるリニアモータ100の左右方向に垂直な断面概略図であって、(a)前方向に推力を発生する図、(b)後方向に推力を発生する図である。可動子2には3つの磁極210,220の重心が略一定の間隔で並び、これらのうち、中央の1つが永久磁石磁極210であり、その前側及び後側に軟磁性磁極220が配置されている。すなわち、最も前側及び最も後側の磁極は、軟磁性磁極220である。
磁極の並びは、前から後にかけて「軟磁性磁極220、S極、軟磁性磁極220」である。それぞれの軟磁性磁極220の極性を適切に置換、ここではともにN極に置換することで、「N極、S極、N極」と考えることができる。すなわち、軟磁性磁極220も考慮した磁極の並びは、軟磁性磁極220の極性を適切に置換することで、異なる極性が交互に並んだものとなる。
The configuration of the second embodiment can be the same as that of the first embodiment except for the following points.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the linear motor 100 according to the present embodiment perpendicular to the left-right direction, in which (a) a thrust is generated in the front direction and (b) a thrust is generated in the rear direction. The centers of gravity of the three magnetic poles 210 and 220 are arranged at substantially constant intervals on the mover 2, one of which is the permanent magnet magnetic pole 210, and the soft magnetic magnetic poles 220 are arranged on the front side and the rear side thereof. There is. That is, the frontmost and rearmost magnetic poles are soft magnetic magnetic poles 220.
The arrangement of the magnetic poles is "soft magnetic magnetic pole 220, S pole, soft magnetic magnetic pole 220" from the front to the back. By appropriately substituting the polarities of the respective soft magnetic magnetic poles 220 with N poles here, it can be considered as "N pole, S pole, N pole". That is, the arrangement of the magnetic poles in consideration of the soft magnetic magnetic pole 220 is such that different polarities are arranged alternately by appropriately substituting the polarities of the soft magnetic magnetic poles 220.

まず、前方向に推力を発生する場合について説明する。巻線5には、正の電流を通電している。実線の矢印は、いずれも起磁力により発生する磁化方向を示している。リニアモータ100内の主な磁束線は破線で示すように、中央の永久磁石磁極210および後側の軟磁性磁極220と電機子3の中をループし、後側の軟磁性磁極220は破線の矢印で示すようにN極に磁化される。中央の永久磁石磁極210及び後側の軟磁性磁極220は電機子3に引き寄せられ、白抜き矢印で示すように、可動子2は前方向に推力を受ける。 First, a case where thrust is generated in the forward direction will be described. A positive current is applied to the winding 5. The solid arrows indicate the magnetization directions generated by the magnetomotive force. As shown by the broken line, the main magnetic flux lines in the linear motor 100 loop through the central permanent magnet magnetic pole 210, the rear soft magnetic magnetic pole 220 and the armature 3, and the rear soft magnetic magnetic pole 220 is broken. It is magnetized to the north pole as shown by the arrow. The permanent magnet magnetic pole 210 in the center and the soft magnetic magnetic pole 220 on the rear side are attracted to the armature 3, and the mover 2 receives thrust in the forward direction as shown by the white arrows.

次に、後方向に推力を発生する場合について説明する。巻線5に負の電流を通電している。実線の矢印は、いずれも起磁力により発生する磁化方向を示している。リニアモータ100内の主な磁束線は破線で示すように、中央の永久磁石磁極210及び前側の軟磁性磁極220と電機子3の中をループし、前側の軟磁性磁極220は破線の矢印で示すようにN極に磁化され、中央の永久磁石磁極210及び前側の軟磁性磁極220が電機子3に引き寄せられ、白抜き矢印で示すように、可動子2は後方向に推力を受ける。 Next, a case where thrust is generated in the backward direction will be described. A negative current is applied to the winding 5. The solid arrows indicate the magnetization directions generated by the magnetomotive force. As shown by the broken line, the main magnetic flux lines in the linear motor 100 loop through the central permanent magnet magnetic pole 210, the front soft magnetic magnetic pole 220 and the armature 3, and the front soft magnetic magnetic pole 220 is indicated by the broken line arrow. As shown, it is magnetized to the N pole, the central permanent magnet magnetic pole 210 and the front soft magnetic magnetic pole 220 are attracted to the armature 3, and as shown by the white arrow, the mover 2 receives a thrust in the rear direction.

図7は、本実施例によるリニアモータ100のコイル5に直流電流を通電し、可動子2を移動させた場合の推力波形を示す。黒塗りされたデータ点が実線で繋げられた3つの曲線はそれぞれ、本実施例に示した、中央の1つを永久磁石磁極210とし前後の2つを軟磁性磁極場合220とした場合の推力を示す。
白塗りされたデータ点が破線で繋げられた3つの曲線はそれぞれ、比較例に相当するものであり、磁極のすべてを永久磁石磁極210にした場合の推力を示す。
FIG. 7 shows a thrust waveform when a direct current is applied to the coil 5 of the linear motor 100 according to the present embodiment to move the mover 2. The three curves in which the black-painted data points are connected by solid lines are the thrusts shown in this embodiment when one in the center is the permanent magnet magnetic pole 210 and the two front and rear are 220 in the case of the soft magnetic magnetic pole. Is shown.
Each of the three curves in which the white-painted data points are connected by a broken line corresponds to a comparative example, and shows the thrust when all the magnetic poles are permanent magnet magnetic poles 210.

横軸である可動子2の位置は、3つの磁極210,220のうち、中央の永久磁石磁極210の重心が、隣り合う2つのコア300の間の中心に位置する場合を原点とし、これより前方向を正、後方向を負としている。また、正負の電流値はいずれも同じ大きさを与えている。 The position of the mover 2 on the horizontal axis is based on the case where the center of gravity of the central permanent magnet magnetic pole 210 is located at the center between the two adjacent cores 300 among the three magnetic poles 210 and 220. The front direction is positive and the rear direction is negative. Moreover, both positive and negative current values give the same magnitude.

実施例は、永久磁石使用量を比較例に比して約67%低減したものであるが、推力は、比較例に比して、平均で約25%の減少に抑えられた。すなわち、永久磁石使用量に対する発生推力の比を向上させることができる。 In the examples, the amount of permanent magnets used was reduced by about 67% as compared with the comparative examples, but the thrust was suppressed to a reduction of about 25% on average as compared with the comparative examples. That is, the ratio of the generated thrust to the amount of permanent magnet used can be improved.

本実施例によれば、永久磁石の使用量を低減したとしても、推力の減少を抑制できる。また、可動子2の前後側それぞれの磁極の配置を同様にしたことで、正に通電した場合の推力波形及び負に通電した場合の推力波形を、原点に対して略対称にできる。このため、前側及び後側それぞれに発揮する推力が同様の場合が好ましい機器に本実施例のリニアモータ100を適用するとさらに好ましい。例えば、可動子2の往復動方向両側に、圧縮容積が略同値の流体圧縮の負荷(ピストン)が存在する圧縮機に適用することが好ましい。 According to this embodiment, even if the amount of permanent magnets used is reduced, the decrease in thrust can be suppressed. Further, by arranging the magnetic poles on the front and rear sides of the mover 2 in the same manner, the thrust waveform when positively energized and the thrust waveform when negatively energized can be made substantially symmetrical with respect to the origin. Therefore, it is more preferable to apply the linear motor 100 of this embodiment to an apparatus in which it is preferable that the thrusts exerted on the front side and the rear side are the same. For example, it is preferable to apply it to a compressor in which fluid compression loads (pistons) having substantially the same compression volume exist on both sides of the mover 2 in the reciprocating direction.

図8は、本実施例のリニアモータ100を有する圧縮機1060の概略図である。圧縮機1060は、可動子2の第1の方向及び第2の方向それぞれにピストン1100,1160が接続している。また、ピストン1100,1160に対応して、シリンダ1200,1260が設けられている。圧縮機1060は、磁極のうち、最も第1の方向側及び最も第2の方向側の磁極を軟磁性磁極220としているため、上述のように、何れのピストン1100,1160側の流体の圧縮も略均等に行うことができる。ピストン1100及びシリンダ1200が成す圧縮容積と、ピストン1160及びシリンダ1260が成す圧縮容積とは、略同一である。 FIG. 8 is a schematic view of the compressor 1060 having the linear motor 100 of this embodiment. In the compressor 1060, the pistons 1100 and 1160 are connected to the mover 2 in the first direction and the second direction, respectively. Further, cylinders 1200 and 1260 are provided corresponding to the pistons 1100 and 1160. Since the compressor 1060 uses the soft magnetic magnetic pole 220 as the magnetic pole on the first direction side and the magnetic pole on the secondmost direction side among the magnetic poles, as described above, the compression of the fluid on any of the pistons 1100 and 1160 can be performed. It can be done almost evenly. The compressed volume formed by the piston 1100 and the cylinder 1200 and the compressed volume formed by the piston 1160 and the cylinder 1260 are substantially the same.

実施例1,2にて説明したことから分かるように、軟磁性磁極220を、磁極の真ん中よりも負荷が大きい側に設けることで、永久磁石の使用量を低減しつつも推力の低下を、特に、軟磁性磁極220を設けた側の推力の低下を、抑制し易い。態様によっては推力を増加し得る。 As can be seen from the explanations in Examples 1 and 2, by providing the soft magnetic magnetic pole 220 on the side where the load is larger than the center of the magnetic pole, the thrust can be reduced while reducing the amount of permanent magnets used. In particular, it is easy to suppress a decrease in thrust on the side where the soft magnetic magnetic pole 220 is provided. Thrust can be increased in some embodiments.

このように、本実施例の圧縮機1000は、可動子2の第1の方向側及び第2の方向側に、流体を圧縮するピストン1100を有している。そして、磁極の並びの真ん中より第1の方向側及び第2の方向側の磁極が、軟磁性磁極220である。
なお、本実施例について、特に永久磁石磁極210として希土類磁石を用いる場合、リニアモータ100の製造コストを低減したり、環境負荷を低減したりできる。また、可動子2の往復動に応じて伸縮する共振ばね(不図示)等の弾性体を設けることができる。
As described above, the compressor 1000 of this embodiment has pistons 1100 for compressing the fluid on the first direction side and the second direction side of the mover 2. The magnetic poles on the first direction side and the second direction side from the center of the arrangement of the magnetic poles are the soft magnetic magnetic poles 220.
In this embodiment, particularly when a rare earth magnet is used as the permanent magnet magnetic pole 210, the manufacturing cost of the linear motor 100 can be reduced and the environmental load can be reduced. Further, an elastic body such as a resonance spring (not shown) that expands and contracts according to the reciprocating movement of the mover 2 can be provided.

実施例3の構成は、以下の点を除き実施例1又は2と同様にできる。
図9は、実施例3によるリニアモータ100、及び可動子2を上方向から見た図である。本実施例では、可動子2は、軟磁性磁極220として、電磁鋼板等の軟磁性体からなる薄板を前後方向に積層した軟磁性磁極220aを有している。積層は、電磁鋼板等を2枚以上重ねることで実現できる。このように、電磁鋼板を前後方向に積層することで、電流の絶縁層となる空気層が形成されるため、軟磁性磁極220に発生する渦電流損を抑制できる。
The configuration of Example 3 can be the same as that of Example 1 or 2 except for the following points.
FIG. 9 is a view of the linear motor 100 and the mover 2 according to the third embodiment as viewed from above. In this embodiment, the mover 2 has a soft magnetic magnetic pole 220a in which thin plates made of a soft magnetic material such as an electromagnetic steel plate are laminated in the front-rear direction as the soft magnetic magnetic pole 220. Lamination can be realized by stacking two or more electromagnetic steel sheets or the like. By laminating the electromagnetic steel sheets in the front-rear direction in this way, an air layer serving as an insulating layer for current is formed, so that eddy current loss generated in the soft magnetic magnetic pole 220 can be suppressed.

なお、図10に示すように、軟磁性体からなる薄板を左右方向に積層した場合も同様の効果が得られる。すなわち、薄板は、永久磁石磁極210の極性の向きに直交する方向に積層すると好ましい。 As shown in FIG. 10, the same effect can be obtained when thin plates made of soft magnetic material are laminated in the left-right direction. That is, it is preferable that the thin plates are laminated in a direction orthogonal to the direction of polarity of the permanent magnet magnetic pole 210.

実施例4の構成は、以下の点を除き実施例1乃至3と同様にできる。
図11は、実施例4によるリニアモータの、可動子2を上方向から見た図である。本実施例の可動子2は、磁極支持部200として、軟磁性体からなる磁極支持部200aを有している。磁極支持部200aは、軟磁性磁極が設けられるべき領域にも亘っている。すなわち、磁極支持部200aのうち破線で示した領域を仮想的な軟磁性磁極230とみなすことができる。これにより、軟磁性磁極の加工・貼付等を不要とし、かつ可動子2の強度を向上できる。
The configuration of Example 4 can be the same as that of Examples 1 to 3 except for the following points.
FIG. 11 is a view of the mover 2 of the linear motor according to the fourth embodiment as viewed from above. The mover 2 of this embodiment has a magnetic pole support portion 200a made of a soft magnetic material as the magnetic pole support portion 200. The magnetic pole support portion 200a extends to a region where a soft magnetic magnetic pole should be provided. That is, the region shown by the broken line in the magnetic pole support portion 200a can be regarded as a virtual soft magnetic magnetic pole 230. As a result, it is not necessary to process and attach the soft magnetic magnetic pole, and the strength of the mover 2 can be improved.

仮想的な軟磁性磁極230は、リニアモータの往復動動作において、第3の方向からの観察において、磁極歯301に対向する領域に少なくとも一部が位置する(本実施例では全部が位置している。)。そして、この領域の前後方向幅xは、少なくとも、その他の磁極210,220の前後方向の間に位置するはしご状の部分の前後方向幅yより長い。 At least a part of the virtual soft magnetic magnetic pole 230 is located in the region facing the magnetic pole teeth 301 in the reciprocating operation of the linear motor when observed from the third direction (in this embodiment, all of them are located). There is.). The front-rear width x of this region is at least longer than the front-rear width y of the ladder-shaped portion located between the other magnetic poles 210 and 220 in the front-rear direction.

本実施例の構成は、以下の点を除き、実施例1乃至4と同様にできる。図12は実施例5によるリニアモータ100の斜視図、図13は実施例5によるリニアモータ100の左右方向に垂直な断面図である。 The configuration of this embodiment can be the same as that of Examples 1 to 4 except for the following points. FIG. 12 is a perspective view of the linear motor 100 according to the fifth embodiment, and FIG. 13 is a cross-sectional view perpendicular to the left-right direction of the linear motor 100 according to the fifth embodiment.

[固定子1]
本実施例の固定子1は、3つの電機子3を有している。最も前側及び/又は後側の電機子3と端部部材4との間には非磁性体の非磁性スペーサ320を配することができる。こうすることで、電機子3から端部部材4への磁束漏れを抑制できる。
[Stator 1]
The stator 1 of this embodiment has three armatures 3. A non-magnetic non-magnetic spacer 320 of a non-magnetic material can be arranged between the armature 3 on the frontmost side and / or the rearmost side and the end member 4. By doing so, it is possible to suppress magnetic flux leakage from the armature 3 to the end member 4.

[リニアモータ100に加わる推力]
本実施例においては、3つの電機子3の巻線5それぞれに、図示しないインバータから三相の電流を供給して磁極歯301を磁化する。これにより、可動子2の永久磁石磁極210及び軟磁性磁極220との相互作用により前後方向に推力が発生し、可動子2が前後方向に移動する。
[Thrust applied to the linear motor 100]
In this embodiment, a three-phase current is supplied from an inverter (not shown) to each of the windings 5 of the three armatures 3 to magnetize the magnetic pole teeth 301. As a result, thrust is generated in the front-rear direction due to the interaction between the permanent magnet magnetic pole 210 and the soft magnetic magnetic pole 220 of the mover 2, and the mover 2 moves in the front-rear direction.

図14は、本実施例の可動子2を上方向から見た図である。本実施例の可動子2は、それぞれ同一方向に磁化された永久磁石磁極210と、軟磁性磁極220とが交互に配置されている。具体的には、上側の極性が、前から後にかけて、「軟磁性磁極220、N極」の繰り返しとなっている。軟磁性磁極220をそれぞれS極に置換すれば、「S極、N極」の繰り返しとなり、磁極の並びは、異なる極性が交互に並んだものとなる。
最も前側の磁極や最も後側の磁極は、上述したように、永久磁石の使用量を低減しつつ一方向の駆動力を維持したいならば、その方向側を軟磁性磁極220にすると好ましい推力特性が得られる。また、両方向を同様の推力にしたいならば、例えば最も前側及び最も後側の磁極を軟磁性磁極220にすると、永久磁石の使用量を効果的に低減できる。なお、最も前側又は最も後側の磁極を軟磁性磁極220にすることに代えて及び/又は追加して、2番目以降に前側又は2番目以降に後側の磁極を軟磁性磁極220にしてもよい。同様に、可動子2の磁極の並びについて、真ん中の磁極よりも前側の何れかを軟磁性磁極220にしてもよいし、真ん中の磁極よりも後側の何れかを軟磁性磁極220にしてもよい。また、丁度真ん中の磁極を軟磁性磁極220にしてもよい。何れの位置の磁極を軟磁性磁極220にするかで、推力特性が変化する。
FIG. 14 is a view of the mover 2 of this embodiment as viewed from above. In the mover 2 of this embodiment, permanent magnet magnetic poles 210 and soft magnetic magnetic poles 220 magnetized in the same direction are alternately arranged. Specifically, the polarity on the upper side repeats "soft magnetic magnetic pole 220, N pole" from front to back. If the soft magnetic magnetic poles 220 are replaced with S poles, "S poles and N poles" are repeated, and the magnetic poles are arranged in which different polarities are alternately arranged.
As described above, if it is desired to maintain the driving force in one direction while reducing the amount of permanent magnets used, it is preferable to use the soft magnetic magnetic pole 220 for the frontmost magnetic pole and the rearmost magnetic pole. Is obtained. Further, if it is desired to have the same thrust in both directions, for example, if the frontmost and rearmost magnetic poles are soft magnetic magnetic poles 220, the amount of permanent magnets used can be effectively reduced. Instead of and / or adding the frontmost or rearmost magnetic pole to the soft magnetic magnetic pole 220, the front side or the second and subsequent magnetic poles may be the soft magnetic magnetic pole 220. Good. Similarly, regarding the arrangement of the magnetic poles of the mover 2, any of the magnetic poles on the front side of the middle magnetic pole may be the soft magnetic magnetic pole 220, or any of the magnetic poles on the rear side of the middle magnetic pole may be the soft magnetic magnetic pole 220. Good. Further, the magnetic pole in the center may be the soft magnetic magnetic pole 220. The thrust characteristic changes depending on which position the magnetic pole is set to the soft magnetic magnetic pole 220.

図15は、比較例として、磁極の全てを永久磁石磁極210にした可動子2を上方向から見た図である。比較例の可動子2は、上側の極性が前から後に掛けて、「S極、N極」の繰り返しである。 FIG. 15 is a view of the mover 2 in which all of the magnetic poles are permanent magnet magnetic poles 210 as a comparative example, as viewed from above. In the mover 2 of the comparative example, the polarity of the upper side is multiplied from the front to the back, and "S pole, N pole" is repeated.

図16は、本実施例によるリニアモータ100のコイル5に三相交流電流を通電し、可動子2を移動させた場合の推力波形である。
図16の実線は本実施例のリニアモータ100に加わる推力を、破線は比較例のリニアモータに加わる推力を示す。
実施例は比較例と比べて、永久磁石使用量を50%低減しつつ、推力は約30%の低下に抑えられた。すなわち、永久磁石使用量に対する発生推力の比を向上させることができる。
本実施例によれば、実施例1乃至実施例4と同様の効果を奏することができる。
FIG. 16 is a thrust waveform when a three-phase alternating current is applied to the coil 5 of the linear motor 100 according to the present embodiment to move the mover 2.
The solid line in FIG. 16 shows the thrust applied to the linear motor 100 of this embodiment, and the broken line shows the thrust applied to the linear motor of the comparative example.
In the examples, the amount of permanent magnets used was reduced by 50% as compared with the comparative examples, and the thrust was suppressed to a decrease of about 30%. That is, the ratio of the generated thrust to the amount of permanent magnet used can be improved.
According to this embodiment, the same effect as that of Examples 1 to 4 can be obtained.

本実施例の構成は、以下の点を除き、実施例1乃至4と同様にできる。図17は、本実施例の可動子2を上方向から見た図である。上述したように、磁極の配置は、永久磁石磁極210及び軟磁性磁極220について、軟磁性磁極220を適切な方向に磁化した永久磁石磁極210に置換した場合、N極とS極とが交互に並んだことになればよい。例えば、図17に例示したように、前から後にかけて「S極、軟磁性体磁極220、軟磁性体磁極220、N極、軟磁性体磁極220、軟磁性体磁極220、S極、軟磁性体磁極220、S極、N極」としてもよい。この場合、軟磁性体磁極220の極性を、前から順に、「N極、S極、S極、N極、N極」と置換すれば、N極とS極とが交互に並んだ並びになる。すなわち、磁極の何れを軟磁性体磁極220とするかは、リニアモータ100を適用する機器が許容するサイズ、推力、永久磁石使用量、等に鑑みて、適宜設計できる。この場合でも、実施例1乃至5と同様の効果を奏することができる。 The configuration of this embodiment can be the same as that of Examples 1 to 4 except for the following points. FIG. 17 is a view of the mover 2 of this embodiment as viewed from above. As described above, the arrangement of the magnetic poles is such that when the permanent magnet magnetic pole 210 and the soft magnetic magnetic pole 220 are replaced with the permanent magnet magnetic pole 210 magnetized in an appropriate direction, the north pole and the south pole alternate. It's good if they are lined up. For example, as illustrated in FIG. 17, from front to back, "S pole, soft magnetic pole 220, soft magnetic pole 220, N pole, soft magnetic pole 220, soft magnetic pole 220, S pole, soft magnetism". It may be "body magnetic pole 220, S pole, N pole". In this case, if the polarity of the soft magnetic magnetic pole 220 is replaced with "N pole, S pole, S pole, N pole, N pole" in order from the front, the N pole and the S pole are arranged alternately. .. That is, which of the magnetic poles is the soft magnetic magnetic pole 220 can be appropriately designed in consideration of the size, thrust, permanent magnet usage amount, etc. allowed by the device to which the linear motor 100 is applied. Even in this case, the same effect as in Examples 1 to 5 can be obtained.

図27を用いて、永久磁石磁極210と軟磁性体磁極220との配置(並び)について、補足説明する。一個の永久磁石磁極210と一個の軟磁性体磁極220とは、前後方向における長さ寸法が等しく、等しいピッチ(間隔)τで配置されている。仮に、一つ又は複数の軟磁性体磁極220の両側に配置される永久磁石磁極210が同じ向き(図27では上面側がN極)に磁化されているとすると、2つの永久磁石磁極210の間には、奇数個((2n−1)個、nは自然数)の軟磁性体磁極220が配置され、2つの永久磁石磁極210の間隔はτの奇数倍の長さ寸法((2n−1)τ、nは自然数)になる。仮に、一つ又は複数の軟磁性体磁極220の両側に配置される永久磁石磁極210が異なる向き(図27では上面側がN極とS極)に磁化されているとすると、2つの永久磁石磁極210の間には、偶数個(2n個、nは自然数)の軟磁性体磁極220が配置され、2つの永久磁石磁極210の間隔はτの偶数倍の長さ寸法(2nτ、nは自然数)になる。 The arrangement (arrangement) of the permanent magnet magnetic pole 210 and the soft magnetic magnetic pole 220 will be supplementarily described with reference to FIG. 27. The one permanent magnet magnetic pole 210 and the one soft magnetic magnetic pole 220 have the same length dimension in the front-rear direction and are arranged at the same pitch (interval) τ. Assuming that the permanent magnet magnetic poles 210 arranged on both sides of one or more soft magnetic magnetic poles 220 are magnetized in the same direction (the upper surface side is N pole in FIG. 27), between the two permanent magnet magnetic poles 210. An odd number of soft magnetic magnetic poles 220 ((2n-1), n is a natural number) are arranged in, and the distance between the two permanent magnet magnetic poles 210 is an odd multiple of τ ((2n-1)). τ and n are natural numbers). Assuming that the permanent magnet magnetic poles 210 arranged on both sides of one or more soft magnetic magnetic poles 220 are magnetized in different directions (the upper surface side is the north pole and the south pole in FIG. 27), the two permanent magnet magnetic poles are magnetized. An even number (2n, n is a natural number) of soft magnetic magnetic poles 220 are arranged between the 210s, and the distance between the two permanent magnet magnetic poles 210 is an even multiple of τ (2nτ, n is a natural number). become.

本実施例の構成は、以下の点を除き、実施例1乃至4と同様にできる。図18は、本実施例の可動子2を上方向から見た図である。図18のように、磁極2つにより構成する可動子2として、磁極の一方を永久磁石磁極210、他方を軟磁性磁極220としても良い。 The configuration of this embodiment can be the same as that of Examples 1 to 4 except for the following points. FIG. 18 is a view of the mover 2 of this embodiment as viewed from above. As shown in FIG. 18, as the mover 2 composed of two magnetic poles, one of the magnetic poles may be a permanent magnet magnetic pole 210 and the other may be a soft magnetic magnetic pole 220.

本実施例の構成は、以下の点を除き、実施例1乃至7と同様にできる。図19は、実施例8によるリニアモータ100の斜視図、図20は実施例8によるリニアモータ100の前後方向に垂直な断面図である。
本実施例のコア300、スペーサ310、及び端部部材4はそれぞれ、コア300が並んだ方向(前後方向)視で、コア300、スペーサ310、端部部材4それぞれから突出した凸部301,311,401、および、凸部301,311,401に設けた締結穴330を有している。黒塗りの矢印は永久磁石磁極210の磁化方向を示し、破線の矢印はコア300内の磁束線のループを示す。
The configuration of this embodiment can be the same as that of Examples 1 to 7 except for the following points. FIG. 19 is a perspective view of the linear motor 100 according to the eighth embodiment, and FIG. 20 is a cross-sectional view perpendicular to the front-rear direction of the linear motor 100 according to the eighth embodiment.
The core 300, the spacer 310, and the end member 4 of this embodiment have convex portions 301 and 311 protruding from the core 300, the spacer 310, and the end member 4, respectively, when viewed in the direction in which the core 300 is arranged (front-back direction). , 401, and fastening holes 330 provided in the convex portions 301, 311, 401. The black arrow indicates the magnetization direction of the permanent magnet magnetic pole 210, and the broken line arrow indicates the loop of the magnetic flux line in the core 300.

凸部301および締結穴330をコア300から突出させたことで、締結穴330がコア300内の磁路を妨げることを抑制でき、磁束の低下を抑制できる。また、凸部311をスペーサ310から突出させ、凸部401を端部部材4から突出させたことで、コア300とともにスペーサ310や端部部材4も共通の部材で固定することができる。また、スペーサ310を磁性体で形成する場合は、スペーサ310の磁路を妨げることを抑制できる。 By projecting the convex portion 301 and the fastening hole 330 from the core 300, it is possible to prevent the fastening hole 330 from obstructing the magnetic path in the core 300, and it is possible to suppress a decrease in magnetic flux. Further, by projecting the convex portion 311 from the spacer 310 and projecting the convex portion 401 from the end member 4, the spacer 310 and the end member 4 can be fixed together with the core 300 by a common member. Further, when the spacer 310 is made of a magnetic material, it is possible to suppress obstruction of the magnetic path of the spacer 310.

凸部301,311の突出の態様は、コア300及びスペーサ310それぞれについて、例えば瘤状とすることができる。また、凸部301,311周囲は、例えば、前後方向視で上、下、右、及び左側のうちの3つ側が、凸部301を設けたコア300及び凸部311を設けたスペーサ310それぞれの部材外であることができる。これにより、磁路を確保しつつコア300やスペーサ310の材料使用量を低減できる。なお、端部部材4については、凸部401は、2つの締結穴330を繋ぐように突出している。これにより、端部部材4の強度を向上し、各コア300及びスペーサ310にも挿通しているボルト等の挿通部(不図示)を強固に固定できる。 The protruding mode of the protrusions 301 and 311 can be, for example, a bump shape for each of the core 300 and the spacer 310. Further, around the convex portions 301 and 311, for example, the core 300 provided with the convex portion 301 and the spacer 310 provided with the convex portion 311 on three sides of the upper, lower, right, and left sides in the front-rear direction are respectively. It can be outside the member. As a result, the amount of material used for the core 300 and the spacer 310 can be reduced while securing the magnetic path. Regarding the end member 4, the convex portion 401 projects so as to connect the two fastening holes 330. As a result, the strength of the end member 4 can be improved, and the insertion portion (not shown) such as a bolt inserted through each core 300 and the spacer 310 can be firmly fixed.

コア300、スペーサ310、及び端部部材4それぞれに設けられた締結穴330は、複数のコア300、スペーサ310、及び端部部材4が並んだ方向に沿って貫通しており、これら並んだ締結穴330に挿通部を挿通することで、固定子1の構成要素を互いに固定できる。 The fastening hole 330 provided in each of the core 300, the spacer 310, and the end member 4 penetrates along the direction in which the plurality of cores 300, the spacer 310, and the end member 4 are lined up, and these are fastened side by side. By inserting the insertion portion into the hole 330, the components of the stator 1 can be fixed to each other.

本実施例の構成は、以下の点を除き、実施例1乃至8と同様にできる。図21は、実施例9によるリニアモータ100を有する圧縮機1070の概略図である。 The configuration of this embodiment can be the same as that of Examples 1 to 8 except for the following points. FIG. 21 is a schematic view of a compressor 1070 having a linear motor 100 according to a ninth embodiment.

圧縮機1070は、リニアモータ100、ピストン1100、シリンダ1200、接続部1300、及び端部部材4を有する。ピストン1100は、可動子2と接続部1300で接続している。このため、ピストン1100は可動子2の往復動に伴って往復動し、シリンダ1200内の流体を圧縮及び膨張させることができる。接続部1300は、可動子2の往復動方向(前後方向)について、端部部材4よりも外側に位置している。可動子2には、例えば接続部1300とは反対の側に、可動子2の往復動に応じて伸縮する共振ばね(不図示)等の弾性体を設けることができる。 The compressor 1070 includes a linear motor 100, a piston 1100, a cylinder 1200, a connection portion 1300, and an end member 4. The piston 1100 is connected to the mover 2 by a connecting portion 1300. Therefore, the piston 1100 reciprocates with the reciprocating movement of the mover 2, and the fluid in the cylinder 1200 can be compressed and expanded. The connecting portion 1300 is located outside the end member 4 in the reciprocating direction (front-back direction) of the mover 2. The mover 2 may be provided with an elastic body such as a resonance spring (not shown) that expands and contracts in response to the reciprocating movement of the mover 2, for example, on the side opposite to the connecting portion 1300.

本実施例では、端部部材4の開口の高さ(可動子2から巻線5に向かう方向の寸法。本実施例では上下寸法。)をA、接続部1300の高さをBとすると、A<Bとしている。これによって、可動子2が後方向に大きく動いてしまった場合でも、接続部1300が端部部材4よりも後方向に移動せず、接続部1300がコイル5及び磁極歯301に接触して損傷することを抑制できる。 In this embodiment, assuming that the height of the opening of the end member 4 (the dimension in the direction from the mover 2 toward the winding 5; the vertical dimension in this embodiment) is A and the height of the connecting portion 1300 is B. A <B. As a result, even if the mover 2 moves significantly in the rear direction, the connecting portion 1300 does not move in the rearward direction from the end member 4, and the connecting portion 1300 comes into contact with the coil 5 and the magnetic pole teeth 301 and is damaged. Can be suppressed.

本実施例の構成は、以下の点を除き、実施例1乃至9と同様にできる。図22は、実施例10による可動子2の上面図である。可動子2は、3つの永久磁石磁極部210を有しており、そのうち最前端及び/又は最後端の永久磁石磁極部210の前後寸法が、他の永久磁石磁極部210の前後寸法より短い。可動子2の往復動方向の端部は、推力に与える影響が比較的小さいため、このように構成することで永久磁石の使用量を低減できる。なお、永久磁石磁極部210は、4つ以上でも良い。また、一部の磁極を軟磁性磁極部220としてもよい。また、各磁極部の前後距離は略同一にできる。また、2つの磁極部のみを有する可動子2として、1つを軟磁性磁極部220とし、もう1つを軟磁性磁極部220の前後寸法より短い前後寸法の永久磁石磁極部210としてもよい。 The configuration of this embodiment can be the same as that of Examples 1 to 9 except for the following points. FIG. 22 is a top view of the mover 2 according to the tenth embodiment. The mover 2 has three permanent magnet magnetic pole portions 210, of which the front-rear dimension of the frontmost and / or the rearmost end permanent magnet magnetic pole portion 210 is shorter than the front-rear dimension of the other permanent magnet magnetic pole portions 210. Since the end of the mover 2 in the reciprocating direction has a relatively small effect on the thrust, the amount of permanent magnets used can be reduced by such a configuration. The number of permanent magnet magnetic pole portions 210 may be four or more. Further, some magnetic poles may be soft magnetic magnetic pole portions 220. Further, the front-rear distance of each magnetic pole portion can be substantially the same. Further, as the mover 2 having only two magnetic pole portions, one may be a soft magnetic magnetic pole portion 220 and the other may be a permanent magnet magnetic pole portion 210 having a front-rear dimension shorter than the front-rear dimension of the soft magnetic magnetic pole portion 220.

本実施例の構成は、以下の点を除き、実施例1乃至10と同様にできる。図23は、本実施例による圧縮機1000の斜視図、図24は圧縮機1000の要部断面図である。本実施例の圧縮機は、空気や冷媒を圧縮する気体圧縮機として用いることができ、可動子2の往復動方向について、電機子3の一方側に設けた共振ばね400及び弾性体支持部材450と、電機子3の他方側に設けたピストン1100、シリンダ1200、電磁弁1400A,1400B、排気弁1500、ドライヤ1600、及びインバータ1700を有する。 The configuration of this embodiment can be the same as that of Examples 1 to 10 except for the following points. FIG. 23 is a perspective view of the compressor 1000 according to the present embodiment, and FIG. 24 is a sectional view of a main part of the compressor 1000. The compressor of this embodiment can be used as a gas compressor for compressing air or a refrigerant, and the resonance spring 400 and the elastic body support member 450 provided on one side of the armature 3 with respect to the reciprocating direction of the mover 2. It has a piston 1100, a cylinder 1200, a solenoid valve 1400A, 1400B, an exhaust valve 1500, a dryer 1600, and an inverter 1700 provided on the other side of the armature 3.

本実施例では、図5で説明した圧縮機1000と同様に、ピストン1100の押込み方向を前方向、ピストン1100の引戻し方向を後方向として、説明する。 In this embodiment, similarly to the compressor 1000 described with reference to FIG. 5, the pushing direction of the piston 1100 will be the forward direction, and the pulling direction of the piston 1100 will be the rear direction.

本実施例の圧縮機1000では、ピストン1100の駆動モータがリニアモータで構成されており、可動子2が扁平な板状(平板状)を成している。また、可動子2は端部部材4の後側端部から更に後方に突き出している。 In the compressor 1000 of this embodiment, the drive motor of the piston 1100 is composed of a linear motor, and the mover 2 has a flat plate shape (flat plate shape). Further, the mover 2 projects further rearward from the rear end portion of the end member 4.

シリンダ1200には、電機子3、共振ばね400、及び弾性体支持部450を収納するケーシング1800が取付けられている。本実施例では、ケーシング1800の前面として端部部材4を用いているが、端部部材4の前側にケーシング1800の前面を構成する部材を設けても良い。すなわち、端部部材4をケーシング1800の前面部材として兼用する代わりに、端部部材4とは別に前面部材を設けてもよい。 A casing 1800 for accommodating an armature 3, a resonance spring 400, and an elastic body support portion 450 is attached to the cylinder 1200. In this embodiment, the end member 4 is used as the front surface of the casing 1800, but a member constituting the front surface of the casing 1800 may be provided on the front side of the end member 4. That is, instead of using the end member 4 as the front member of the casing 1800, a front member may be provided separately from the end member 4.

ケーシング1800は、筒状の側面(側面部材)1810と後面(後面部材、底面部材)1820とが別体で構成されており、前後に延在する挿通部1830によって、底面1820がシリンダ1200にベース板1900を介して固定されている。これにより、側面1810は後面1820及びシリンダ1200に挟持されている。 The casing 1800 is composed of a tubular side surface (side surface member) 1810 and a rear surface (rear surface member, bottom surface member) 1820 as separate bodies, and the bottom surface 1820 is based on the cylinder 1200 by an insertion portion 1830 extending in the front-rear direction. It is fixed via a plate 1900. As a result, the side surface 1810 is sandwiched between the rear surface 1820 and the cylinder 1200.

ケーシング1800側から前方に向けて電極465が突出している。電極465は細長い棒状を成しており、一端部に巻線5の引き出し端部が電気的に接続されている。電極465の他端部はベース板1900に形成された貫通孔(図示せず)を貫通してインバータ1700の内部に挿入され、内部のインバータ回路と電気的に接続されている。 The electrode 465 projects from the casing 1800 side toward the front. The electrode 465 has an elongated rod shape, and the extraction end of the winding 5 is electrically connected to one end thereof. The other end of the electrode 465 is inserted into the inverter 1700 through a through hole (not shown) formed in the base plate 1900 and is electrically connected to the internal inverter circuit.

ベース板1900にはガスの吸入吐出口1910が設けられている。また、ベース1900には2つの電磁弁1400A,1400Bが取り付けられ、各電磁弁1400A,1400Bに対応してガスが流れる2つの貫通孔(ガス通路)1920a,1920bが設けられている。電磁弁1400A,1400Bは三方弁であり、ガスの吸入吐出弁を構成する。一方の電磁弁1400Aが吸入状態にある場合、他方の電磁弁1400Bは吐出状態となる。一方の電磁弁1400Aは吸入状態において吸入吐出口1910から吸入したガスを、貫通孔1920aを通じてケーシング1800の内部に流す。このとき、他方の電磁弁1400Bは吐出状態になっており、貫通孔1920bを通じたガスの流れを遮断する。 The base plate 1900 is provided with a gas suction / discharge port 1910. Further, two solenoid valves 1400A and 1400B are attached to the base 1900, and two through holes (gas passages) 1920a and 1920b through which gas flows are provided corresponding to the respective solenoid valves 1400A and 1400B. The solenoid valves 1400A and 1400B are three-way valves and form a gas intake / discharge valve. When one solenoid valve 1400A is in the suction state, the other solenoid valve 1400B is in the discharge state. On the other hand, the solenoid valve 1400A allows the gas sucked from the suction / discharge port 1910 in the suction state to flow into the casing 1800 through the through hole 1920a. At this time, the other solenoid valve 1400B is in the discharge state and blocks the flow of gas through the through hole 1920b.

電磁弁1400Aを通じてケーシング1800の内部に流入したガスは、可動子2と端部部材4及びベース板1900との隙間を流れてシリンダ1200の内部に流れ、シリンダ1200を通じてドライヤ1600に流れる。このために、シリンダ1200の内部にガスを取り入れる吸入弁(図示せず)がピストンン1100の頂面(シリンダ1200の内部に面する面)に設けられており、シリンダ1200の内部からガスを吐出する吐出弁(図示せず)はシリンダヘッド1200Aに設けられている。更に、ガスはドライヤ1600からもう一方の電磁弁1400bを通じて吐出される。電磁弁1400A及び電磁弁1400Bの吸入吐出の状態が入れ替わると、ガスの流れは上述した経路の逆を辿って流れる。シリンダ1200では必要に応じて流入したガスの圧縮を行う。ベース板1900の貫通孔1920bが設けられた側には、吸入吐出口1910に対応する位置に、図示しない吸入吐出口が設けられている。 The gas that has flowed into the casing 1800 through the solenoid valve 1400A flows through the gap between the mover 2 and the end member 4 and the base plate 1900, flows inside the cylinder 1200, and flows to the dryer 1600 through the cylinder 1200. For this purpose, a suction valve (not shown) for taking in gas inside the cylinder 1200 is provided on the top surface of the piston 1100 (the surface facing the inside of the cylinder 1200), and gas is discharged from the inside of the cylinder 1200. A discharge valve (not shown) is provided on the cylinder head 1200A. Further, the gas is discharged from the dryer 1600 through the other solenoid valve 1400b. When the suction and discharge states of the solenoid valve 1400A and the solenoid valve 1400B are switched, the gas flow follows the reverse of the above-mentioned path. The cylinder 1200 compresses the inflowing gas as needed. On the side of the base plate 1900 where the through hole 1920b is provided, a suction / discharge port (not shown) is provided at a position corresponding to the suction / discharge port 1910.

シリンダ1200のシリンダヘッド1200Aには、ドライヤ1600がシリンダ1200の内部と連通可能な状態で取り付けられている。 A dryer 1600 is attached to the cylinder head 1200A of the cylinder 1200 in a state of being able to communicate with the inside of the cylinder 1200.

共振ばね400及び弾性体支持部材450の構成について、説明する。 The configuration of the resonance spring 400 and the elastic body support member 450 will be described.

弾性体支持部材450は、前後方向における共振ばね400の一方側を可動子2に機械的に接続する部材である。なお共振ばね400は、複数(本実施例では4つであり、好ましくは偶数個)設けられており、伸長又は圧縮される方向が前後方向に沿うように配置されている。弾性体支持部材450は、弾性体支持部450Aが複数の共振ばね400それぞれの前側又は後側いずれかに位置するように可動子2に取付けられている。共振ばね400の略半分又は半分は前側の端部を弾性体支持部450Aにより支持され、略半分又は半分は後側の端部を弾性体支持部450Aにより支持されている。なお本実施例では、共振ばね400はコイルばねで構成している。 The elastic body support member 450 is a member that mechanically connects one side of the resonance spring 400 in the front-rear direction to the mover 2. A plurality of resonance springs 400 (four in this embodiment, preferably an even number) are provided, and the resonance springs 400 are arranged so that the direction of expansion or compression is along the front-rear direction. The elastic body support member 450 is attached to the mover 2 so that the elastic body support portion 450A is located on either the front side or the rear side of each of the plurality of resonance springs 400. Approximately half or half of the resonance spring 400 is supported by the elastic body support portion 450A at the front end, and approximately half or half is supported by the elastic body support portion 450A at the rear end. In this embodiment, the resonance spring 400 is composed of a coil spring.

図24Bに、弾性体支持部材450の外観、また図24Cに、弾性体支持部材450及び共振ばね400Bの可動子2に対する取り付け状態を示す。なお図24Cは、弾性体支持部材450及び共振ばね400Bの後側から見た状態を示す。 FIG. 24B shows the appearance of the elastic body support member 450, and FIG. 24C shows the attachment state of the elastic body support member 450 and the resonance spring 400B to the mover 2. Note that FIG. 24C shows a state seen from the rear side of the elastic body support member 450 and the resonance spring 400B.

弾性体支持部材450は、共振ばね400の一端部を支持する弾性体支持部450A1,450A2と、弾性体支持部材450を可動子2に固定する固定部450Bとが一体に形成されている。固定部450Bは前後方向(可動子2の移動方向)に沿って延設され、端部部材4から後方に突き出した可動子2の突出部分に当接した状態で、2組のボルト及びナット460により締結固定される。このために固定部450Bには、ボルトを通す2つの貫通孔453が設けられている。弾性体支持部450A1は前後方向における固定部450Bの一端部に設けられ、弾性体支持部450A2は前後方向における固定部450Bの他端部に設けられている。弾性体支持部450A1,450A2は、それぞれ固定部450Bの両端部から固定部450Bの延設方向(前後方向)に対して交差する方向(本実施例では垂直方向)に張り出すように設けられている。言い換えれば、弾性体支持部450A1,450A2は、それぞれ固定部450Bの両端部から平板状を成す可動子2の板面に垂直な方向に、かつ可動子2の板面から離れる方向に、突き出すように設けられている。 The elastic body support member 450 is integrally formed with elastic body support portions 450A1 and 450A2 that support one end of the resonance spring 400 and a fixing portion 450B that fixes the elastic body support member 450 to the mover 2. The fixing portion 450B is extended along the front-rear direction (moving direction of the mover 2), and is in contact with the protruding portion of the mover 2 protruding rearward from the end member 4, and is in contact with two sets of bolts and nuts 460. Is fastened and fixed by. For this purpose, the fixing portion 450B is provided with two through holes 453 through which bolts are passed. The elastic body support portion 450A1 is provided at one end of the fixed portion 450B in the front-rear direction, and the elastic body support portion 450A2 is provided at the other end of the fixed portion 450B in the front-rear direction. The elastic body support portions 450A1 and 450A2 are provided so as to project from both ends of the fixed portion 450B in a direction intersecting the extending direction (front-back direction) of the fixed portion 450B (vertical direction in this embodiment). There is. In other words, the elastic body support portions 450A1 and 450A2 project from both ends of the fixing portion 450B in a direction perpendicular to the plate surface of the mover 2 forming a flat plate and in a direction away from the plate surface of the mover 2. It is provided in.

弾性体支持部450A1により後側の端部を支持された第1の共振ばね400A(400)は、もう一方の端部を端部部材4に支持されている。弾性体支持部450A2により前側の端部を支持された第2の共振ばね400B(400)は、もう一方の端部をケーシング1800の底面1820に支持されている。 The first resonance spring 400A (400) whose rear end is supported by the elastic body support portion 450A1 has the other end supported by the end member 4. The second resonant spring 400B (400), whose front end is supported by the elastic body support 450A2, has its other end supported by the bottom surface 1820 of the casing 1800.

弾性体支持部450A1は、共振ばね400Aが嵌合される、円形の外周面を有する円環状の突状部451を有する。弾性体支持部450A2は、共振ばね400Bが嵌合される、円形の外周面を有する円環状の突状部452を有する。突状部451は共振ばね400Aの径方向における位置を拘束し、突状部452は共振ばね400Bの径方向における位置を拘束する。突状部451が成す円形の中心O400Aを通る中心線と突状部452が成す円形の中心O400Bを通る中心線とは、可動子2の板面に沿う方向に間隔L450を有している。この間隔L450は、共振ばね400A及び共振ばね400Bを弾性体支持部材450に組み付けた状態で、共振ばね400Aと共振ばね400Bとが干渉しない大きさに設定されている。 The elastic body support portion 450A1 has an annular protruding portion 451 having a circular outer peripheral surface into which the resonance spring 400A is fitted. The elastic body support portion 450A2 has an annular protruding portion 452 having a circular outer peripheral surface into which the resonance spring 400B is fitted. The projecting portion 451 constrains the radial position of the resonance spring 400A, and the projecting portion 452 constrains the radial position of the resonance spring 400B. The center line formed by the projecting portion 451 passing through the circular center O400A and the center line formed by the projecting portion 452 passing through the circular center O400B have an interval L450 in the direction along the plate surface of the mover 2. This interval L450 is set to a size such that the resonance spring 400A and the resonance spring 400B do not interfere with each other when the resonance spring 400A and the resonance spring 400B are assembled to the elastic body support member 450.

突状部451が成す円形の中心O400Aを通り可動子2の板面に垂直な断面S1において、弾性体支持部材450は弾性体支持部450A1と固定部450BとがL字状の形状を成している。また、突状部452が成す円形の中心O400Bを通り可動子2の板面に垂直な断面S2において、弾性体支持部材450は弾性体支持部450A2と固定部450BとがL字状の形状を成している。 In the cross section S1 perpendicular to the plate surface of the mover 2 through the circular center O400A formed by the projecting portion 451, the elastic body support portion 450A1 and the fixing portion 450B form an L-shape in the elastic body support member 450. ing. Further, in the cross section S2 perpendicular to the plate surface of the mover 2 through the circular center O400B formed by the projecting portion 452, the elastic body support member 450 has an L-shaped shape in which the elastic body support portion 450A2 and the fixing portion 450B are L-shaped. It is made up.

複数の共振ばね400は、電機子3から後方に突き出した可動子2の両側に分けられて配設されている。具体的には、共振ばね400は、可動子2の板面(磁極面)に垂直な方向に、可動子2を境にして可動子2の両側に分けられて、配設されている。この場合、第1の共振ばね400Aと第2の共振ばね400Bとは、可動子2の両側に、少なくとも1つずつ配設されている。本実施例では、第1の共振ばね400Aと第2の共振ばね400Bとは、可動子2の片方の側にそれぞれ1つずつ配設され、前後方向に垂直な断面で見た場合に、可動子2の中心軸線2Aを中心とする周方向R2Aにおいて、第1の共振ばね400Aと第2の共振ばね400Bとが交互に配設されている。なお、中心軸線2Aは前後方向に沿う軸線であり、可動子2の上下方向における中心及び左右方向における中心を通る軸線である。 The plurality of resonance springs 400 are separately arranged on both sides of the mover 2 protruding rearward from the armature 3. Specifically, the resonance spring 400 is arranged on both sides of the mover 2 in a direction perpendicular to the plate surface (magnetic pole surface) of the mover 2 with the mover 2 as a boundary. In this case, at least one of the first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B are arranged on both sides of the mover 2. In this embodiment, the first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B are arranged one by one on one side of the mover 2, and are movable when viewed in a cross section perpendicular to the front-rear direction. The first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B are alternately arranged in the circumferential direction R2A centered on the central axis 2A of the child 2. The central axis 2A is an axis along the front-rear direction, and is an axis passing through the center of the mover 2 in the vertical direction and the center in the horizontal direction.

本実施例では、弾性体支持部材450は、第1の共振ばね400Aの後側の端部を支持する弾性体支持部450A1と第2の共振ばね400Bの前側の端部を支持する弾性体支持部450A2とが一体に形成されている。そして、可動子2の両側に組み付けられる2つの弾性体支持部材450は、同じ仕様で同じ形状のものを用いている。図24Cにおいて可動子2の左側に配置されている弾性体支持部材450において第1の共振ばね400Aを支持する弾性体支持部450A1は、図24Cにおいて可動子2の右側に配置される場合、第2の共振ばね400Bを支持する弾性体支持部450A2として利用される。また、図24Cにおいて可動子2の左側に配置されている弾性体支持部材450において第2の共振ばね400Bを支持する弾性体支持部450A2は、図24Cにおいて可動子2の右側に配置される場合、第1の共振ばね400Aを支持する弾性体支持部450A1として利用される。すなわち、可動子2の左側に配置される場合と右側に配置される場合とで、弾性体支持部450A1と弾性体支持部450A2とが入れ替わる。 In this embodiment, the elastic body support member 450 supports the elastic body support portion 450A1 that supports the rear end portion of the first resonance spring 400A and the elastic body support portion that supports the front end portion of the second resonance spring 400B. The portion 450A2 is integrally formed. The two elastic body support members 450 assembled on both sides of the mover 2 have the same specifications and the same shape. When the elastic body support portion 450A1 that supports the first resonance spring 400A in the elastic body support member 450 arranged on the left side of the mover 2 in FIG. 24C is arranged on the right side of the mover 2 in FIG. 24C, the first is It is used as an elastic body support portion 450A2 that supports the resonance spring 400B of 2. Further, in the case where the elastic body support portion 450A2 that supports the second resonance spring 400B in the elastic body support member 450 arranged on the left side of the mover 2 in FIG. 24C is arranged on the right side of the mover 2 in FIG. 24C. , It is used as an elastic body support portion 450A1 that supports the first resonance spring 400A. That is, the elastic body support portion 450A1 and the elastic body support portion 450A2 are interchanged depending on whether the mover 2 is arranged on the left side or the right side.

本実施例では、弾性体支持部材450は、可動子2に対して取り付ける向きを変えることにより、可動子2の両側において同じ仕様で同じ形状のものを共用している。これにより、図24Cの平面図上で見た場合に、共振ばね400Aと共振ばね400Bとが中心(中心軸線2Aの投影点)2Aに対して点対称に配置された構成を実現している。また本実施例では、部品の共通化を図り、部品の種類を低減することにより、製造コストを安くすることができる。 In this embodiment, the elastic body support member 450 shares the same specifications and the same shape on both sides of the mover 2 by changing the mounting direction with respect to the mover 2. As a result, when viewed on the plan view of FIG. 24C, the resonance spring 400A and the resonance spring 400B are arranged point-symmetrically with respect to the center (projection point of the central axis 2A) 2A. Further, in this embodiment, the manufacturing cost can be reduced by standardizing the parts and reducing the types of parts.

可動子2を境にして両側に配置された、第1の共振ばね400Aに対する弾性体支持部材450と第2の共振ばね400Bに対する弾性体支持部材450とは、それぞれの中心軸線2Aに沿う方向における両端部の位置が、中心軸線2Aに沿う方向において同じ位置になるように、可動子2に取り付けられている。2つの弾性体支持部材450は、貫通孔453に挿通したボルトとこのボルトに螺合するナットとにより締結され、可動子2に固定される。2つの弾性体支持部材450が平板上の可動子2の表面と裏面とに固定されていることにより、2つの弾性体支持部材450の相対的な位置の変化を抑制し、安定したピストン1100の駆動機構を構成することができる。なお、2つの弾性体支持部材450を可動子2に固定する固定部材は、ボルト及びナット460に替えて、かしめピンを用いてもよい。 The elastic body support member 450 for the first resonance spring 400A and the elastic body support member 450 for the second resonance spring 400B, which are arranged on both sides of the mover 2 as a boundary, are in the direction along the respective central axis 2A. Both ends are attached to the mover 2 so that the positions of both ends are the same in the direction along the central axis 2A. The two elastic body support members 450 are fastened by a bolt inserted into the through hole 453 and a nut screwed into the bolt, and are fixed to the mover 2. By fixing the two elastic body support members 450 to the front surface and the back surface of the mover 2 on the flat plate, the change in the relative positions of the two elastic body support members 450 is suppressed, and the stable piston 1100 A drive mechanism can be configured. As the fixing member for fixing the two elastic body support members 450 to the mover 2, a caulking pin may be used instead of the bolt and the nut 460.

また本実施例において、第1の共振ばね400Aと第2の共振ばね400Bとは同じ仕様及び形状とし、更に、第1の共振ばね400Aを支持する弾性体支持部材450の弾性体支持部450A1と底面1820との間の隙間寸法L400Aと、第2の共振ばね400Bを支持する弾性体支持部材450の弾性体支持部450A2と端部部材4との間の隙間寸法L400Bとを同じ寸法にすると良い。これにより、単純な構造で良好な共振特性を有する共振機構を構成することができ、ピストン1100の持続的な往復運動を実現できる。 Further, in this embodiment, the first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B have the same specifications and shapes, and further, the elastic body support portion 450A1 of the elastic body support member 450 that supports the first resonance spring 400A. It is preferable that the gap dimension L400A between the bottom surface 1820 and the gap dimension L400B between the elastic body support portion 450A2 and the end member 4 of the elastic body support member 450 that supports the second resonance spring 400B have the same dimensions. .. As a result, a resonance mechanism having good resonance characteristics can be configured with a simple structure, and a continuous reciprocating motion of the piston 1100 can be realized.

図24Dに、第1の共振ばね400A、第2の共振ばね400B及び可動子2の配置を模式的に示す。なお、図24Dは図24Cと同様な方向から見た図である。また、符号400Aaは共振ばね400Aの一端部の位置を,符号400Baは共振ばね400Bの一端部の位置を、それぞれ示す。 FIG. 24D schematically shows the arrangement of the first resonance spring 400A, the second resonance spring 400B, and the mover 2. Note that FIG. 24D is a view seen from the same direction as in FIG. 24C. Further, reference numeral 400Aa indicates the position of one end of the resonance spring 400A, and reference numeral 400Ba indicates the position of one end of the resonance spring 400B.

第1の共振ばね400A及び第2の共振ばね400Bを点線のように可動子2の板面に垂直な方向から可動子2の板面に投影した場合、第1の共振ばね400A及び第2の共振ばね400Bは、その投影図が可動子2の板面内に存在するように構成される。これにより、第1の共振ばね400Aと第2の共振ばね400Bとをコンパクトに配置することができ、中心軸線2Aに垂直な方向における圧縮機(特にその駆動モータ部)の寸法を小さくすることができる。 When the first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B are projected onto the plate surface of the mover 2 from the direction perpendicular to the plate surface of the mover 2 as shown by the dotted line, the first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B The resonance spring 400B is configured so that its projection is present in the plate surface of the mover 2. As a result, the first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B can be compactly arranged, and the size of the compressor (particularly its drive motor portion) in the direction perpendicular to the central axis 2A can be reduced. it can.

また本実施例では、ピストン1100の上死点で「より縮む」2つの第1の共振ばね400Aと、下死点で「より縮む」2つの第2の共振ばね400Bとが、斜向かい(中心(中心軸線2Aの投影点)2Aに対して点対称)に配置されている。共振ばね400は、斜向かいに配置された2つの第1の共振ばね400A同士が同様の伸縮状態となり、斜向かいに配置された2つの第2の共振ばね400B同士が同様の伸縮状態となる。これにより、弾性体支持部材450にモーメントがかかることを抑制することができる。 Further, in this embodiment, the two first resonance springs 400A that "shrink more" at the top dead center of the piston 1100 and the two second resonance springs 400B that "shrink more" at the bottom dead center are obliquely opposite (center). It is arranged (point symmetric with respect to 2A (projection point of the central axis 2A)). In the resonance spring 400, the two first resonance springs 400A arranged diagonally opposite each other are in the same expansion / contraction state, and the two second resonance springs 400B arranged diagonally opposite are in the same expansion / contraction state. As a result, it is possible to prevent the elastic body support member 450 from being subjected to a moment.

各共振ばね400A,400Bの位相(軸方向視における共振ばね400A,400Bの一端400Aa,400Baの角度)は、斜向かいの共振ばね同士で180度異なるように構成されている。すなわち、斜向かいに配置された2つの第1の共振ばね400Aの位相(軸方向視における2つの共振ばね400Aの一端400Aaの角度)は、180度異なる。言い換えれば、ばね400Aの中心を始点とし、ばね400Aの端部400Aaを終点にとったベクトル400Acは、2つの第1の共振ばね400Aにおいて、位相が180度異なっている。また、斜向かいに配置された2つの第2の共振ばね400Bの位相(軸方向視における2つの共振ばね400Bの一端400Baの角度)は、180度異なる。すなわち、ばね400Bの中心を始点とし、ばねの端部400Baを終点にとったベクトル400Bcは、2つの第2の共振ばね400Bにおいて、位相が180度異なっている。 The phases of the resonance springs 400A and 400B (the angles of one ends 400Aa and 400Ba of the resonance springs 400A and 400B in the axial direction) are configured to differ by 180 degrees between the diagonally opposite resonance springs. That is, the phases of the two first resonance springs 400A arranged diagonally opposite to each other (the angle of one end 400Aa of the two resonance springs 400A in the axial direction) differ by 180 degrees. In other words, the vector 400Ac starting from the center of the spring 400A and ending at the end 400Aa of the spring 400A is 180 degrees out of phase with the two first resonant springs 400A. Further, the phases of the two second resonance springs 400B arranged diagonally opposite to each other (the angle of one end 400Ba of the two resonance springs 400B in the axial direction) are different by 180 degrees. That is, the vectors 400Bc having the center of the spring 400B as the starting point and the end portion 400Ba of the spring as the ending point are 180 degrees out of phase with each other in the two second resonant springs 400B.

コイルばねとしての共振ばね400A,400Bは、振動方向が必ずしも軸方向に平行ではなく、端部の位相関係等に応じてずれる。伸縮が同様になる2つの第1の共振ばね400Aを斜向かいに設け、伸縮が同様になる2つの第2の共振ばね400Bを斜向かいに設けることで、振動方向のずれの位相を略180°異なるものにすることで、共振ばね400A,400Bに接続している可動子2の横振動(可動子の往復動方向に垂直な方向の振動)を相殺するようにして、低減することができる。 The resonance springs 400A and 400B as coil springs are not necessarily parallel to the axial direction in the vibration direction, and are displaced according to the phase relationship of the ends and the like. By providing the two first resonance springs 400A having the same expansion and contraction diagonally and the two second resonance springs 400B having the same expansion and contraction diagonally, the phase of the deviation in the vibration direction is approximately 180 °. By making them different, the lateral vibration of the mover 2 connected to the resonance springs 400A and 400B (vibration in the direction perpendicular to the reciprocating direction of the mover) can be offset and reduced.

また、隣接する第1の共振ばね400Aと第2の共振ばね400Bとの位相は90°異なるように構成されている。
この場合、第1の共振ばね400Aの中心を始点とし、第1の共振ばねの端部400Aaを終点にとった2つのベクトル400Acと、第2の共振ばね400Bの中心を始点とし、第2の共振ばねの端部400Baを終点にとった2つのベクトル400Bcとの和は、ゼロになっている。このように、隣接する第1の共振ばね400Aと第2の共振ばね400Bの位相が90°異なることにより、両者の横振動の方向が直交するため、横振動の増幅を抑制することができ、これによっても横振動の低減が期待できる。なお、上述したベクトルは、設けられた全ての共振ばねについて、その和がゼロになるようにするとよい。すなわち、共振ばねの個数は4つに限定される訳ではない。
Further, the phases of the adjacent first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B are configured to be different by 90 °.
In this case, two vectors 400Ac having the center of the first resonance spring 400A as the start point and the end portion 400Aa of the first resonance spring as the end point, and the center of the second resonance spring 400B as the start point, and the second The sum of the two vectors 400Bc having the end 400Ba of the resonance spring as the end point is zero. As described above, since the phases of the adjacent first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B are different by 90 °, the directions of the lateral vibrations of the two are orthogonal to each other, so that the amplification of the lateral vibration can be suppressed. This can also be expected to reduce lateral vibration. The above-mentioned vector may have a sum of zero for all the provided resonance springs. That is, the number of resonant springs is not limited to four.

図24Eに、ベース板1900側から見た、インバータ1700、排気弁1500、電磁弁1400A,1400B及びシリンダ1200の位置関係を示す。 FIG. 24E shows the positional relationship between the inverter 1700, the exhaust valve 1500, the solenoid valves 1400A and 1400B, and the cylinder 1200 as viewed from the base plate 1900 side.

可動子2の板面に垂直な方向においてシリンダ1200の両側に、2つの電磁弁1400A,1400Bが分散配置されている。可動子2の板面に沿う方向においてシリンダ1200に対して一方の側に排気弁1500が配置され、シリンダ1200に対して排気弁1500が配置された側とは反対側にインバータ1700が配置されている。このような配置により、シリンダ1200の周囲に電磁弁1400A,1400B及び排気弁1500を配置することができ、電磁弁1400A,1400B及び排気弁1500を配置した残余の空間にインバータ1700を効率よく配置することができる。これにより、コンパクトな圧縮機を構成することができる。 Two solenoid valves 1400A and 1400B are dispersedly arranged on both sides of the cylinder 1200 in a direction perpendicular to the plate surface of the mover 2. The exhaust valve 1500 is arranged on one side of the cylinder 1200 in the direction along the plate surface of the mover 2, and the inverter 1700 is arranged on the side opposite to the side where the exhaust valve 1500 is arranged with respect to the cylinder 1200. There is. With such an arrangement, the solenoid valves 1400A, 1400B and the exhaust valve 1500 can be arranged around the cylinder 1200, and the inverter 1700 is efficiently arranged in the remaining space where the solenoid valves 1400A, 1400B and the exhaust valve 1500 are arranged. be able to. As a result, a compact compressor can be constructed.

また、可動子2に対して、可動子2の板面に垂直な方向の両側に、2つの電磁弁1400A,1400Bを分散配置したことにより、2つの電磁弁1400A,1400Bに連通する貫通孔1920a,1920bと可動子2との干渉を避けつつ、貫通孔1920a,1920bを配置することができる。さらに、巻線5の引き出し端部が電気的に接続され電極465は、可動子2の板面に垂直な方向に、可動子2の板面から離間した位置に設けられているため、電極465と可動子2との干渉を避けつつ、電極465を配置することができる。 Further, by disperse the two solenoid valves 1400A and 1400B on both sides of the mover 2 in the direction perpendicular to the plate surface of the mover 2, the through holes 1920a communicating with the two solenoid valves 1400A and 1400B are arranged. , 1920b can be arranged through holes 1920a and 1920b while avoiding interference between the 1920b and the mover 2. Further, since the extraction end of the winding 5 is electrically connected and the electrode 465 is provided at a position perpendicular to the plate surface of the mover 2 and separated from the plate surface of the mover 2, the electrode 465 The electrode 465 can be arranged while avoiding interference with the mover 2.

また本実施例では、インバータ1700は、電磁弁1400、排気弁1500、及びドライヤ1600のそれぞれ一部又は全部に対して上面視で重なる位置に設けられている。 Further, in the present embodiment, the inverter 1700 is provided at a position where it overlaps a part or all of the solenoid valve 1400, the exhaust valve 1500, and the dryer 1600 in a top view.

従来、密閉容器の内部に弾力支持されるフレームユニットと、このフレームユニットに固定される往復動式モータと、この往復動式モータのアーマチュア(可動子を構成)に結合されるピストン、及びそのピストンが滑動自在に挿入されてフレームユニットに固定されるシリンダで構成される圧縮ユニットと、アーマチュア或いはピストンに具備ざれたスプリング支持部により支持されピストンの往復運動を誘導する圧縮コイルスプリングと、を含んで構成された往復動式圧縮機が知られている。この往復動式圧縮機では、スプリング支持部は、アーマチュアとピストンとの結合部に結合された本体と、この本体の一側面方向に折れ曲がるように、この本体の周縁部から外側に延設されて一体に形成される複数の前方支持部と、各前方支持部の間にそれぞれ配置され、かつ、本体と同一の平面を有するように、本体の縁部から延びて一体に形成される複数の後方支持部と、を具備する。スプリングとして、前方支持部の折曲方向と反対方向に延びるように、前方支持部の各々の端部に結合され、本体の中心周りに等間隔に配設された複数の前方スプリングと、前方スプリングとは反対方向に延びるように、その一端において後方支持部の各々の先端部分に結合され、本体の中心周りに等間隔に配設された複数の後方スプリングとが具備ざれ、前方スプリング及び後方スプリングは前方支持部と後方支持部とに結合された端部に隣接する部分において互いに重なり合う区間を有している。 Conventionally, a frame unit elastically supported inside a closed container, a reciprocating motor fixed to the frame unit, a piston coupled to an armature (composing a mover) of the reciprocating motor, and a piston thereof. Includes a compression unit consisting of a cylinder that is slidably inserted and fixed to the frame unit, and a compression coil spring that is supported by an armature or a spring support on the piston to induce reciprocating motion of the piston. A reciprocating compressor constructed is known. In this reciprocating compressor, the spring support extends outward from the peripheral edge of the main body, which is coupled to the joint between the armature and the piston, and bends in one side of the main body. A plurality of integrally formed front support portions and a plurality of rear portions extending from the edge of the main body and integrally formed so as to be arranged between the front support portions and have the same plane as the main body. It is provided with a support portion. As springs, a plurality of front springs connected to each end of the front support so as to extend in the direction opposite to the bending direction of the front support and arranged at equal intervals around the center of the main body, and a front spring. A plurality of rear springs, which are connected to each tip of the rear support portion at one end thereof and arranged at equal intervals around the center of the main body, are provided at one end thereof so as to extend in the opposite direction to the front spring and the rear spring. Has sections that overlap each other at a portion adjacent to the end coupled to the front support and the rear support.

従来の往復動式圧縮機では、アーマチュアが円筒形状を成しており、アーマチュアの径方向外方に前方スプリング及び後方スプリングが配置されているため、圧縮機を構成する往復動式モータの外径が大きくなる傾向にあった。 In a conventional reciprocating compressor, the armature has a cylindrical shape, and the front spring and the rear spring are arranged radially outward of the armature, so that the outer diameter of the reciprocating motor constituting the compressor is large. Tended to increase.

本実施例の圧縮機では、平板状を成す可動子2の両側に、第1の共振ばね400Aと第2の共振ばね400Bとをコンパクトに配置することができ、中心軸線2Aに垂直な方向における圧縮機(特にその駆動モータ部)の寸法を小さくすることができる。一方、本実施例では、リニアモータを用いることで、中心軸線2Aに沿う方向(可動子2の移動方向)の寸法が大きくなる傾向にある。本実施例では、第1の共振ばね400Aと第2の共振ばね400Bとを平板状を成す可動子2の両側に配置し、かつ2つの共振ばね400が中心軸線2Aに沿う方向において重複する範囲に設けられているため、中心軸線2Aに沿う方向の寸法が大きくなるのを抑制することができる。従って、本実施例では、リニアモータを用いたコンパクトな圧縮機を構成することができる。 In the compressor of this embodiment, the first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B can be compactly arranged on both sides of the flat plate-shaped mover 2, and the first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B can be compactly arranged in a direction perpendicular to the central axis 2A. The size of the compressor (particularly its drive motor unit) can be reduced. On the other hand, in this embodiment, by using the linear motor, the dimension in the direction along the central axis 2A (moving direction of the mover 2) tends to be large. In this embodiment, the first resonance spring 400A and the second resonance spring 400B are arranged on both sides of the mover 2 forming a flat plate, and the two resonance springs 400 overlap in the direction along the central axis 2A. Since it is provided in, it is possible to suppress an increase in the dimension in the direction along the central axis 2A. Therefore, in this embodiment, a compact compressor using a linear motor can be configured.

本実施例では、従来の往復動式圧縮機に対して優位な上述した効果を奏することができる。 In this embodiment, the above-mentioned effect which is superior to the conventional reciprocating compressor can be obtained.

図25は実施例12による冷蔵庫の構成を示す図である。冷蔵庫2001は、冷蔵室2002の前面側に左右に分割された観音開きの冷蔵室扉2002aを備え、製氷室2003と、上段冷凍室2004と、下段冷凍室2005と、野菜室2006との前面側に、それぞれ引き出し式の製氷室扉2003a、上段冷凍室扉2004a、下段冷凍室扉2005a、野菜室扉2006aを備えている。 FIG. 25 is a diagram showing the configuration of the refrigerator according to the twelfth embodiment. The refrigerator 2001 is provided with a left-right split refrigerating room door 2002a on the front side of the refrigerating room 2002, and is located on the front side of the ice making room 2003, the upper freezing room 2004, the lower freezing room 2005, and the vegetable room 2006. Each is provided with a pull-out type ice making room door 2003a, an upper freezer door 2004a, a lower freezer door 2005a, and a vegetable room door 2006a.

野菜室2006の背面側には、機械室2020が設けられ、機械室2020に圧縮機2024が配置されている。また、製氷室2003、上段冷凍室2004、及び下段冷凍室2005の背面側には、蒸発器室2008が設けられ、蒸発器室2008に蒸発器2007が設けられている。冷蔵庫2001では、圧縮機2024及び蒸発器2007のほか、図示しない放熱器、減圧手段であるキャピラリチューブ及び三方弁等が冷媒配管で接続され、冷凍サイクル2030が形成されている。 A machine room 2020 is provided on the back side of the vegetable room 2006, and a compressor 2020 is arranged in the machine room 2020. Further, an evaporator chamber 2008 is provided on the back side of the ice making chamber 2003, the upper freezing chamber 2004, and the lower freezing chamber 2005, and an evaporator 2007 is provided in the evaporator chamber 2008. In the refrigerator 2001, in addition to the compressor 2024 and the evaporator 2007, a radiator (not shown), a capillary tube and a three-way valve which are decompression means are connected by a refrigerant pipe, and a refrigeration cycle 2030 is formed.

本実施例では、冷蔵庫2001の冷凍サイクル2030を構成する圧縮機2024に、上述した各実施例のいずれかのリニアモータ100を採用する。例えば、圧縮機2024として実施例9,11の圧縮機1060,1000を採用するとよい。これにより、硬磁性材の使用量を抑制することができ、また冷凍サイクル2030を構成する圧縮機2024の大形化を抑制することができる。そして冷蔵室及び冷凍室のために大きなスペースを確保することが可能になり、外形寸法を大きくすることなく大容量の冷蔵庫を提供することが可能になる。 In this embodiment, the linear motor 100 of any of the above-described embodiments is adopted as the compressor 2024 constituting the refrigerating cycle 2030 of the refrigerator 2001. For example, the compressors 1060 and 1000 of Examples 9 and 11 may be adopted as the compressor 2024. As a result, the amount of the hard magnetic material used can be suppressed, and the size of the compressor 2024 constituting the refrigeration cycle 2030 can be suppressed. Then, it becomes possible to secure a large space for the refrigerator compartment and the freezer compartment, and it becomes possible to provide a large-capacity refrigerator without increasing the external dimensions.

図26は実施例13による車両用エアサスペンションの構成を示す図である。本実施例では、4輪自動車等の車両に、車両用エアサスペンションを搭載した場合を例に挙げて説明する。 FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a vehicle air suspension according to a thirteenth embodiment. In this embodiment, a case where a vehicle air suspension is mounted on a vehicle such as a four-wheeled vehicle will be described as an example.

車体3002は、車両3001のボディを構成している。車体3002の下側には、左,右の前輪と左,右の後輪とからなる合計4個の車輪3003が設けられている。エアサスペンション3004は、車体3002と各車輪3003との間にそれぞれ設けられた4個の空気ばね3005と、空気圧縮機3006と、バルブユニット3008と、コントローラ3011とを備える。そして、エアサスペンション3004は、各空気ばね3005に対して空気圧縮機3006から圧縮空気が給排されることにより、車高調整を行う。 The vehicle body 3002 constitutes the body of the vehicle 3001. On the lower side of the vehicle body 3002, a total of four wheels 3003 including left and right front wheels and left and right rear wheels are provided. The air suspension 3004 includes four air springs 3005 provided between the vehicle body 3002 and each wheel 3003, an air compressor 3006, a valve unit 3008, and a controller 3011. Then, the air suspension 3004 adjusts the vehicle height by supplying and discharging compressed air from the air compressor 3006 to each air spring 3005.

本実施例では、空気圧縮機3006の駆動モータとして、上述した各実施例のいずれかのリニアモータ100を採用する。例えば、空気圧縮機3006として実施例9,11の圧縮機1060,1000を採用するとよい。空気圧縮機3006は、給排管路(配管)3007を通じてバルブユニット3008に接続されている。バルブユニット3008には、各車輪3003に対して設けられた、電磁弁からなる給排バルブ3008aが4個設けられている。バルブユニット3008と各車輪3003の空気ばね3005との間には、分岐管路(配管)3009が設けられている。空気ばね3005は、分岐管路3009、バルブ3008a、及び給排管路3007を介して、空気圧縮機3006に接続される。そして、バルブユニット3008は、コントローラ3011からの信号に応じて給排バルブ3008aを開,閉弁させることにより、各空気ばね3005に対して圧縮空気を給排し、車高調整を行う。 In this embodiment, the linear motor 100 of any of the above-described embodiments is adopted as the drive motor of the air compressor 3006. For example, the compressors 1060 and 1000 of Examples 9 and 11 may be adopted as the air compressor 3006. The air compressor 3006 is connected to the valve unit 3008 through a supply / exhaust pipe line (piping) 3007. The valve unit 3008 is provided with four supply / discharge valves 3008a made of solenoid valves, which are provided for each wheel 3003. A branch pipeline (piping) 3009 is provided between the valve unit 3008 and the air spring 3005 of each wheel 3003. The air spring 3005 is connected to the air compressor 3006 via the branch line 3009, the valve 3008a, and the supply / discharge line 3007. Then, the valve unit 3008 opens and closes the supply / discharge valve 3008a in response to a signal from the controller 3011 to supply / discharge compressed air to each air spring 3005 and adjust the vehicle height.

本実施例では、空気圧縮機3006の硬磁性材の使用量を抑制することができ、またエアサスペンション3004を構成する空気圧縮機3006の大形化を抑制することができる。そして、車両3001における空気圧縮機3006の搭載スペースを小さくすることができ、空気圧縮機3006の配置の自由度が高まる。 In this embodiment, the amount of the hard magnetic material used in the air compressor 3006 can be suppressed, and the size of the air compressor 3006 constituting the air suspension 3004 can be suppressed. Then, the mounting space of the air compressor 3006 in the vehicle 3001 can be reduced, and the degree of freedom in arranging the air compressor 3006 is increased.

[その他の態様]
各実施例では、電機子3を固定して可動子2(界磁子)が移動するマグネットムービング型を例示したが、可動子2(界磁子)を固定して電機子3を移動するコイルムービング型でもよい。また、磁極の並びについて、必ずしも、軟磁性磁極部220を適当に永久磁石磁極部210に置換することで、極性の並びが完全に交互になる必要はなく、一部乱れて交互ではなくなっていても、上述した効果を奏し得る。すなわち、磁極の一部を軟磁性磁極部220によって構成すればよく、好ましくは、置換によって極性の並びが交互になるように配置する。すなわち本願は、次の技術的思想を包含する。
[Other aspects]
In each embodiment, a magnet moving type in which the armature 3 is fixed and the mover 2 (field magnet) moves is illustrated, but a coil in which the mover 2 (field magnet) is fixed and the armature 3 is moved is illustrated. It may be a moving type. Further, regarding the arrangement of the magnetic poles, by appropriately replacing the soft magnetic magnetic pole portion 220 with the permanent magnet magnetic pole portion 210, the polar arrangement does not necessarily have to be completely alternated, and the polar arrangements are partially disturbed and not alternating. Can also produce the effects described above. That is, a part of the magnetic poles may be formed of the soft magnetic magnetic pole portion 220, and preferably, the polarities are arranged so as to be arranged alternately by substitution. That is, the present application includes the following technical ideas.

電機子と、
該電機子に対して第1の方向及び第1の方向の反対方向である第2の方向に相対往復動可能な界磁子と、
前記往復動に応じて流体を圧縮するピストンと、を備える圧縮機であって、
前記界磁子は、第1の方向に並んだ2以上又は3以上の磁極を有し、
該磁極の一部は硬磁性部であり、残部は軟磁性部であり、
前記磁極の並びのうち、真ん中より第1の方向側及び/又は第2の方向側の磁極の一部又は全部は、前記軟磁性部であることを特徴とする圧縮機。
With an armature
A field magnet capable of reciprocating relative to the armature in the first direction and the second direction opposite to the first direction.
A compressor including a piston that compresses a fluid in response to the reciprocating motion.
The field magnet has two or more or three or more magnetic poles aligned in the first direction.
A part of the magnetic pole is a hard magnetic part, and the rest is a soft magnetic part.
A compressor in which a part or all of the magnetic poles on the first direction side and / or the second direction side from the center of the arrangement of the magnetic poles is the soft magnetic portion.

また、可動子2の上下方向それぞれに磁極歯301を設ける代わりに、可動子2の上下方向一方側に設ける構成でもよい。この場合、腕部302は、一端が軟磁性体の床面に接触してコア300を支持することができる。
また、磁極歯301や腕部302はアモルファス金属を積層して構成してもよいし、圧粉磁心で構成してもよい。アモルファス金属を用いた場合は、磁極歯301や腕部302で発生する鉄損を低減する効果があり、圧粉磁心を用いた場合は、三次元的に任意な形状で構成することができる。
Further, instead of providing the magnetic pole teeth 301 in each of the vertical directions of the mover 2, the mover 2 may be provided on one side in the vertical direction. In this case, one end of the arm portion 302 can come into contact with the floor surface of the soft magnetic material to support the core 300.
Further, the magnetic pole teeth 301 and the arm portion 302 may be formed by laminating amorphous metal, or may be formed of a dust core. When an amorphous metal is used, it has an effect of reducing iron loss generated in the magnetic pole teeth 301 and the arm portion 302, and when a dust core is used, it can be three-dimensionally formed in an arbitrary shape.

また、永久磁石磁極210は、ネオジム磁石等の希土類磁石で構成してもよいし、フェライト磁石等、他の素材による永久磁石を用いてもよい。 Further, the permanent magnet magnetic pole 210 may be composed of a rare earth magnet such as a neodymium magnet, or a permanent magnet made of another material such as a ferrite magnet may be used.

軟磁性体磁極220は永久磁石磁極210と固定子磁極とにより生じる磁界(磁束)の影響を受けて磁極が形成される磁極形成部である。そして、界磁子は、一つ又は連続して並ぶ複数の軟磁性体磁極(磁極形成部)220の両側に配置される永久磁石磁極210が同じ向きに磁化されている場合、2つの前記永久磁石磁極210の間には、永久磁石磁極210の第1の方向における長さ寸法と等しい軟磁性体磁極(磁極形成部)220が奇数個配置可能な長さ寸法に構成される。また、界磁子は、一つ又は連続して並ぶ複数の軟磁性体磁極(磁極形成部)220の両側に配置される永久磁石磁極210が異なる向き(逆向き)に磁化されている場合、2つの前記永久磁石磁極210の間には、永久磁石磁極210の第1の方向における長さ寸法と等しい軟磁性体磁極(磁極形成部)220を偶数個配置可能な長さ寸法に構成される。 The soft magnetic magnetic pole 220 is a magnetic pole forming portion in which a magnetic pole is formed under the influence of a magnetic field (magnetic flux) generated by a permanent magnet magnetic pole 210 and a stator magnetic pole. Then, when the permanent magnet magnetic poles 210 arranged on both sides of one or a plurality of soft magnetic magnetic poles (magnetic pole forming portions) 220 arranged one by one or continuously are magnetized in the same direction, the field magnets are the two permanent magnets. Between the magnet magnetic poles 210, an odd number of soft magnetic magnetic poles (magnetic pole forming portions) 220 equal to the length dimension of the permanent magnet magnetic pole 210 in the first direction are configured to have a length dimension that can be arranged. Further, in the field magnet, when the permanent magnet magnetic poles 210 arranged on both sides of one or a plurality of soft magnetic magnetic poles (magnetic pole forming portions) 220 arranged one by one or continuously are magnetized in different directions (opposite directions). Between the two permanent magnet magnetic poles 210, an even number of soft magnetic magnetic poles (magnetic pole forming portions) 220 equal to the length dimension of the permanent magnet magnetic pole 210 in the first direction can be arranged. ..

本発明は、モータ(リニアモータ)及び圧縮機のほか、固定子1及び可動子2を相対移動させる種々の機器に適用できる。例えば、発電機、圧縮機、電磁サスペンション、位置決め装置等に用いても同様の効果が得られる。 The present invention can be applied to various devices that move the stator 1 and the mover 2 relative to each other, in addition to a motor (linear motor) and a compressor. For example, the same effect can be obtained by using it in a generator, a compressor, an electromagnetic suspension, a positioning device, or the like.

なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

1…固定子
2…可動子(界磁子)
200、200a…磁極支持部
210…永久磁石磁極
220、220a…軟磁性磁極
230…仮想的な軟磁性磁極
3…電機子
300…コア
301…磁極歯
302…腕部
310…スペーサ
400…共振ばね
450…弾性体支持部材
4…端部部材
5…巻線
100…リニアモータ
1000…圧縮機
1100…ピストン
1200…シリンダ
1300…接続部
1400…電磁弁
1500…排気弁
1600…ドライヤ
1700…インバータ
1800…ケーシング
1810…側面
1820…後面
1830…挿通部
2001…冷蔵庫
2020…機械室
2024…圧縮機
2030…冷凍サイクル
3001…車両
3002…車体
3003…車輪
3004…エアサスペンション
3005…空気ばね
3006…空気圧縮機
3008…バルブユニット
3011…コントローラ
1 ... Stator 2 ... Movable element (field magnet)
200, 200a ... Magnetic pole support 210 ... Permanent magnet magnetic pole 220, 220a ... Soft magnetic magnetic pole 230 ... Virtual soft magnetic magnetic pole 3 ... Armature 300 ... Core 301 ... Magnetic pole tooth 302 ... Arm 310 ... Spacer 400 ... Resonant spring 450 ... Elastic body support member 4 ... End member 5 ... Winding 100 ... Linear motor 1000 ... Compressor 1100 ... Piston 1200 ... Cylinder 1300 ... Connection 1400 ... Electromagnetic valve 1500 ... Exhaust valve 1600 ... Dryer 1700 ... Inverter 1800 ... Casing 1810 ... Side 1820 ... Rear 1830 ... Insertion 2001 ... Refrigerator 2020 ... Machine room 2020 ... Compressor 2030 ... Refrigeration cycle 3001 ... Vehicle 3002 ... Body 3003 ... Wheels 3004 ... Air suspension 3005 ... Air spring 3006 ... Air compressor 3008 ... Valve unit 3011 ... Controller

Claims (10)

電機子と、
該電機子に対して第1の方向及び第1の方向の反対方向である第2の方向に相対往復動可能な界磁子と、
体を圧縮する第1ピストンと、を備え
前記電機子と前記界磁子とのうち、いずれか一方が固定子を構成し、他方が可動子を構成し、前記可動子の往復動に伴って前記第1ピストンが往復動する圧縮機であって、
前記界磁子は、第1の方向に並んだ2以上又は3以上の磁極を有し、
該磁極の一部は硬磁性部であり、残部は軟磁性部であり、
前記硬磁性部の一部又は全部は、第1の方向に略垂直な第3の方向にN極を有し、残部は第3の方向にS極を有し、
前記硬磁性部及び前記軟磁性部は、前記磁極の並びを、第3の方向にN極とS極とが交互に並ぶ態様に置換できるように配置されており、
前記磁極の並びのうち、真ん中より第1の方向側の磁極の一部又は全部は、前記軟磁性部であり、かつ最も第1の方向側の磁極は前記軟磁性部であり、
前記第1ピストンは、前記可動子に対して第1の方向側に設けられて前記可動子に接続されることを特徴とする圧縮機。
With an armature
A field magnet capable of reciprocating relative to the armature in the first direction and the second direction opposite to the first direction.
Comprising a first piston for compressing the flow body, and
Among said field element and the armature, one constitutes a stator and the other constitutes a movable element, the compressor of the first piston you reciprocate with the reciprocation of the mover And
The field magnet has two or more or three or more magnetic poles aligned in the first direction.
A part of the magnetic pole is a hard magnetic part, and the rest is a soft magnetic part.
A part or all of the hard magnetic part has an N pole in a third direction substantially perpendicular to the first direction, and the rest has an S pole in the third direction.
The hard magnetic part and the soft magnetic part are arranged so that the arrangement of the magnetic poles can be replaced with a mode in which the north pole and the south pole are alternately arranged in the third direction.
Of arrangement of the magnetic pole, some or all of the first direction side of the pole from the middle pole of the soft magnetic portion der is, and most first direction is the soft portion,
The first piston, the compressor characterized by Rukoto connected to the movable element provided on the first direction side with respect to the movable element.
前記電機子は、前記界磁子に対して第3の方向に設けられた磁極歯を有ることを特徴とする請求項に記載の圧縮機。 The armature compressor according to claim 1, characterized that you have the magnetic pole teeth provided in the third direction with respect to the field element. 前記可動子は前記界磁子で構成され、
前記第1ピストン及び前記界磁子を接続する接続部と、
前記磁極歯及び前記接続部の間に位置する端部部材と、を有し、
前記端部部材は、第3の方向に寸法Aの空隙を有し、
第3の方向について、前記接続部の寸法をBとすると、A<Bの関係が成り立つことを特徴とする請求項に記載の圧縮機。
The mover is composed of the field magnet.
A connecting portion connecting the first piston and the field magnet,
It has an end member located between the magnetic pole tooth and the connecting portion , and has.
It said end member has an empty gap dimension A in the third direction,
The compressor according to claim 2 , wherein the relationship of A <B is established, where B is the dimension of the connecting portion in the third direction.
2の方向側に設けられた第2ピストンを有し、
前記第1ピストンの圧縮容積は、前記第2ピストンの圧縮容積より大きいことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の圧縮機。
It has a second piston provided on the second direction side and has a second piston.
The compressor according to any one of claims 1 to 3 , wherein the compression volume of the first piston is larger than the compression volume of the second piston.
前記磁極の並びの実質的に全部は、前記硬磁性部の重心と前記軟磁性部の重心とが略一定の間隔で並んでいる態様であり、
前記硬磁性部及び前記軟磁性部の実質的に全部の形状は、それぞれ互いに略同一であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の圧縮機。
Substantially all of the arrangement of the magnetic poles is such that the center of gravity of the hard magnetic part and the center of gravity of the soft magnetic part are arranged at substantially constant intervals.
The compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein substantially all the shapes of the hard magnetic part and the soft magnetic part are substantially the same as each other.
前記磁極の並びの実質的に全部は、前記硬磁性部及び前記軟磁性部が交互に並べられていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の圧縮機。 The compressor according to any one of claims 1 to 5 , wherein substantially all of the arrangement of the magnetic poles is such that the hard magnetic part and the soft magnetic part are arranged alternately. 前記軟磁性部の一部又は全部は、絶縁層を有することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の圧縮機。 The compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein a part or all of the soft magnetic part has an insulating layer. 前記磁極の一部又は全部を支持する非磁性体の磁極支持部を有することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の圧縮機。 The compressor according to any one of claims 1 to 7, wherein the compressor has a magnetic pole support portion of a non-magnetic material that supports a part or all of the magnetic poles. 前記磁極の一部又は全部を支持する軟磁性体の磁極支持部を有し、
該磁極支持部は、前記軟磁性部が位置すべき領域に及んでいることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の圧縮機。
It has a magnetic pole support portion of a soft magnetic material that supports a part or all of the magnetic poles.
The compressor according to any one of claims 1 to 7 , wherein the magnetic pole support portion extends to a region where the soft magnetic portion should be located.
前記電機子は、第1の方向又は第2の方向に並んだコア及び/又はスペーサを合計2つ以上有し、
前記コア及び/又は前記スペーサは、第1の方向又は第2の方向から観察した場合に前記コア及び/又は前記スペーサから突出した凸部をそれぞれ有し、
前記コア及び/又は前記スペーサの前記凸部それぞれは、ボルトが挿通され挿通部を有することを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の圧縮機。
The armature has a total of two or more cores and / or spacers arranged in the first direction or the second direction.
The core and / or the spacer has a convex portion protruding from the core and / or the spacer when observed from the first direction or the second direction, respectively.
Wherein each core and / or the convex portion of the spacer, the compressor according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it has an insertion portion which bolt Ru is inserted.
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