JP7199239B2 - リニア圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、リニアモータを用いてピストンを往復駆動するリニア圧縮機に関する。

機器組込み型空気圧縮機は、圧縮空気を動力源として使用する機器や高圧力の空気を使用する機器に用いられているものであり、小型・軽量であり、かつ低騒音であることが要求される。

例えば、国際公開第２０１４／０５１０１６号パンフレット（特許文献１）の要約書には、「消音器搭載と装置の小型化という、相反する技術課題を解決する」圧縮機として、「コンプレッサの円筒状ケーシングの一部を構成すると共に、コンプレッサの吸気口を形成する小孔を備えた第１の蓋部、円筒状部、第一の蓋部と共に小室を形成する第２に蓋部を備え、第２の蓋部に該小室内に空気を吸入する吸入ノズルを備えることを特徴とするコンプレッサ」が開示されている。また特許文献１の第５頁及び図２には、円筒状ケーシングがクランク部分を収容するクランクケースで構成され、クランクケースの外側に配置したモータの回転運動を、クランクを介してピストンの往復運動に変換する構成が記載されている。さらに特許文献１の第６頁には、前述の吸気口、小室及び吸入ノズルで膨脹型消音機能を実現することが記載されている。

国際公開第２０１４／０５１０１６号パンフレット

機器組込み型空気圧縮機に対しては、小型、軽量化及び静音化の要求が更に強くなるとともに、長時間連続運転が可能な高信頼性が求められる。中でも長時間連続運転によってモータの発熱による温度上昇が問題となる。この為、モータには冷却用のファンを搭載することが必須であるが、圧縮機を小型化する上で、相反する技術課題となる。特許文献１では、クランクケースの外側に配置したモータの冷却に対する配慮がない。また特許文献１のコンプレッサでは、膨脹型消音機能を実現するために、クランクケースの外側に新たに小室を構成する必要があり、膨脹型消音機能を向上しようとすると小室の容積を大きくする必要があり、コンプレッサが大型化することになる。

本発明は、空気圧縮機の小型化及び静音化に適した技術を提供するものである。

本発明のリニア圧縮機は、
ピストンの往復動により圧縮室内の空気を圧縮する圧縮部と、前記ピストンを駆動するリニアモータと、を備え、
前記リニアモータは、前記ピストンに連結されて往復動する可動子と、前記可動子とともに振動可能な振動ばねと、前記可動子との間で磁気力を作用させて前記可動子を駆動する固定子と、を備えるリニア圧縮機において、
前記リニアモータの前記固定子を一端部側に収容し、他端部に空気の吸込口を有し、前記固定子と前記吸込口との間に前記振動ばねを収容するばね収容空間を構成したケーシングを備え、
前記圧縮室の入口に設けられた吸込弁と前記ばね収容空間と間に中間吸込通路を備え、
前記ばね収容空間における、前記可動子の往復動方向に垂直な空間断面積が、前記中間吸込通路の通路断面積及び前記吸込口に構成される通路断面積よりも大きく、
前記中間吸込通路は、前記ケーシングの外側に配設されて、前記吸込空間と前記ばね収容空間とを連通させることを特徴とする。
また、本発明のリニア圧縮機は、
ピストンの往復動により圧縮室内の空気を圧縮する圧縮部と、前記ピストンを駆動するリニアモータと、を備え、
前記リニアモータは、前記ピストンに連結されて往復動する可動子と、前記可動子とともに振動可能な振動ばねと、前記可動子との間で磁気力を作用させて前記可動子を駆動する固定子と、を備えるリニア圧縮機において、
前記リニアモータの前記固定子を一端部側に収容し、他端部に空気の吸込口を有し、前記固定子と前記吸込口との間に前記振動ばねを収容するばね収容空間を構成したケーシングとを備え、
前記圧縮室の入口に設けられた吸込弁と前記ばね収容空間と間に中間吸込通路を備え、
前記圧縮部及び前記リニアモータにより構成される圧縮機本体を支持する支持体を備え、
前記ばね収容空間における、前記可動子の往復動方向に垂直な空間断面積は、前記中間吸込通路の通路断面積及び前記吸込口に構成される通路断面積よりも大きく、
前記可動子は、平板状に形成されて、往復動方向および平板状の板厚方向が水平方向となる向きに配置され、
前記支持体による前記圧縮機本体の支持部は、前記圧縮機本体の上側または下側に配置されることを特徴とする。
また、本発明のリニア圧縮機は、
ピストンの往復動により圧縮室内の空気を圧縮する圧縮部と、前記ピストンを駆動するリニアモータと、を備え、
前記リニアモータは、前記ピストンに連結されて往復動する可動子と、前記可動子とともに振動可能な振動ばねと、前記可動子との間で磁気力を作用させて前記可動子を駆動する固定子と、を備えるリニア圧縮機において、
前記リニアモータの前記固定子を一端部側に収容し、他端部に空気の吸込口を有し、前記固定子と前記吸込口との間に前記振動ばねを収容するばね収容空間を構成したケーシングを備え、
前記圧縮室の入口に設けられた吸込弁と前記ばね収容空間と間に中間吸込通路を備え、
前記圧縮室を構成するシリンダの、前記リニアモータが設けられる側とは反対側の端部に、前記吸込弁を介して前記圧縮室に連通する吸込空間を有するシリンダヘッドを備え、
前記ばね収容空間における、前記可動子の往復動方向に垂直な空間断面積は、前記中間吸込通路の通路断面積及び前記吸込口に構成される通路断面積よりも大きく、
前記中間吸込通路は、前記ケーシングの外側に配設されて、前記吸込空間と前記ばね収容空間とを連通させることを特徴とする。

本発明によれば、モータケース（ケーシング）とサイレンサとの一体化による圧縮機の小型化及び低背化が達成さるとともに、吸込空気によりリニアモータを冷却することより圧縮機の発熱を低減することができる。これにより本発明は、小型で静粛性が高く、かつ高信頼な空気圧縮機（リニア圧縮機）を提供することができる。

実施例１のリニア圧縮機の構成を示す、Ｘ軸に平行な断面図（縦型配置）。 図１Ａとは異なる、リニア圧縮機のＸ軸に平行な断面図（縦型配置）。 図１ＢのIC－IC断面図（縦型配置）。 横型配置におけるリニア圧縮機の構成を示す、Ｘ軸に平行な断面図である。 図１Ｄとは異なる、（横型配置）リニア圧縮機のＸ軸に平行な断面図である。 実施例１のリニア圧縮機のリニアモータの構成を概念的に示す断面図。 図１Ａのリニア圧縮機のIII－III断面を示す断面図。 図１Ａのリニア圧縮機のIV－IV断面を示す断面図。 実施例１のリニア圧縮機の消音特性を示す図。 実施例１のリニア圧縮機の騒音測定結果の一例を示す図。 実施例1のリニア圧縮機の温度変化を示す図。 実施例２のリニア圧縮機の構成を示す横断面図。 実施例３のリニア圧縮機の構成を示す、Ｘ軸に平行な断面図。 図９Ａとは異なる、リニア圧縮機のＸ軸に平行な断面図。 図９ＢのIX－IX断面図。 本発明に係るリニア圧縮機を用いた冷蔵庫の実施例の構成図。 本発明に係るリニア圧縮機を用いた車両用エアサスペンションの実施例の構成図。

以下、図面を用いて、本発明のリニア圧縮機、及びリニア圧縮機を搭載した機器に係る実施例について、説明する。

本発明に係る圧縮機は、往復動型（レシプロ型）圧縮機の中でも、直動式のモータ（リニアモータ）を用いたレシプロ型圧縮機（以下、リニア圧縮機と呼ぶ）であり、レシプロ型空気圧縮機（以下、空気圧縮機と呼ぶ）として用いるのに好適な圧縮機である。

なお本実施例では、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が各図に示すように定義される。Ｘ軸は可動子８の長手方向に沿う方向に定義され、可動子８の移動方向に沿う。Ｙ軸は平板状を成す可動子８の平板面に対して垂直方向に定義され、Ｘ軸に直交する。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な方向に定義される。したがって、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は相互に直交する。また、Ｙ軸方向は可動子８の厚み方向であり、Ｚ軸方向は可動子８の幅方向である。また可動子８の移動方向（Ｘ軸方向）に基づいて、リニアモータ５の固定子（以下の実施例では電機子７）に対して圧縮部１１側を前側と呼び、その反対側（ばね１０が配置される側）を後ろ側と呼んで説明する場合がある。

［実施例１］
図１Ａは、実施例１のリニア圧縮機の構成を示す、Ｘ軸に平行な断面図である（縦型配置）。図１Ｂは、図１Ａとは異なる、リニア圧縮機のＸ軸に平行な断面図である（縦型配置）。図１Ｃは、図１ＢのIC－IC断面図である（縦型配置）。図１Ｄは、横型配置におけるリニア圧縮機の構成を示す、Ｘ軸に平行な断面図である。図１Ｅは、図１Ｄとは異なる、（横型配置）リニア圧縮機のＸ軸に平行な断面図である。図２は、実施例１のリニア圧縮機のリニアモータの構成を概念的に示す断面図である。図３は、図１Ａのリニア圧縮機のIII－III断面を示す断面図である。図４は、図１Ａのリニア圧縮機のIV－IV断面を示す断面図である。

リニア圧縮機は、リニアモータ５と、シリンダ１２およびピストン１３を有する圧縮部１１と、を含んで構成されている。リニアモータ５は、電機子７のコイル７Ｂに電流を流すことにより、可動子８を軸方向に往復動させて、圧縮部１１のピストン１３を可動子８と同じ方向に駆動して往復動させるものである。このために、圧縮部１１はリニアモータ５の一端側（前側）に配置されている。また圧縮部１１は、ピストン１３の往復動により圧縮室１２Ｂ内の空気を圧縮する装置により構成される。

リニアモータ５は、リニア圧縮機における圧縮部１１の駆動源として設けられている。リニアモータ５は、筒状の外殻を構成するケーシング６と、ケーシング６内に配設された電機子７、可動子８、およびばね１０（１０Ａ，１０Ｂ）とを含んで構成される。すなわちリニアモータ５は、ピストン１３に連結されて往復動する可動子８と、可動子８とともに振動可能なばね１０と、可動子８との間で磁気力を作用させて可動子８を駆動する固定子（本実施例では電機子７）と、を含んで構成される。

リニアモータ５のケーシング６は、モータケース６Ａとリニアベース６Ｂとケース端板６Ｃとにより構成されている。ケーシング６は、リニアモータ５の固定子（電機子７）を一端部側に収容し、他端部に空気の吸込口２４を有し、固定子（電機子７）と吸込口２４との間にばね１０を収容するばね収容空間Ｖ２が構成される。

モータケース６Ａの内部には、電機子７のほか、可動子８およびばね１０が収容されている。モータケース６Ａの一端側（圧縮部１１が設けられた側、前端側）にはリニアベース６Ｂが設けられている。またモータケース６Ａの他端側（後端側）には、その開口を塞ぐようにケース端板６Ｃが設けられている。

リニアモータ５のモータケース６Ａ内には、一対の電機子７と、平板状の可動子８とが設けられている。一対の電機子７は、可動子８を挟んで設けられ、モータケース６Ａ内に固定された固定子を構成している。各電機子７は、例えば積層された電磁鋼板により形成され、図２中のＸ軸方向に離間した複数のコア７Ａと、各コア７Ａにそれぞれ巻回して設けられた複数のコイル７Ｂと、これらのコア７Ａおよびコイル７Ｂを予備組立て状態で保持する複数の保持体７Ｃと、隣接するコア７Ａの間で磁気回路を形成するブリッジ７Ｄと、により構成されている。

一方、可動子８は、一対の電機子７間に挟まれた状態でモータケース６Ａの軸方向（Ｘ軸方向）に延びた長方形状の平板体（平板状部材）として形成されている。即ち、可動子８は、リニアモータ５の中心軸線に沿ってモータケース６Ａ内を軸方向（Ｘ軸方向）に延び、その両側に一対の電機子７が配置されている。可動子８は、磁性材料を用いて平板状に形成されたヨーク８Ａと、ヨーク８Ａの表面および裏面に平板状に配置された複数の永久磁石８Ｂとによって構成されている。本実施例では、永久磁石８ＢはＹ軸方向の両端面がそれぞれ平坦面で構成され、一方の平坦面（一端面）がヨーク８Ａの表面側に、他方の平坦面（他端面）がヨーク８Ａの裏面側に配置されている。永久磁石８Ｂは、図２に示すように四角形の板体として形成され、合計３枚の永久磁石８Ｂが可動子８の長さ方向（Ｘ軸方向）に離間して配設されている。

本実施例では、リニアモータ５及び圧縮部１１を含む圧縮機本体は、Ｙ軸が水平方向に沿う向きに配置されている。すなわち可動子８は、平板状に形成されて、往復動方向（Ｘ軸方向）および平板状の板厚方向（Ｙ軸方向）が水平方向となる向きに配置される。この場合、平板状の可動子８はその板面（すなわちＺ軸）が鉛直方向に沿う向き（縦向き）に配置され、このような配置を縦型配置と呼ぶことにする。なお、図１Ａ及び１Ｂでは、圧縮機本体が縦型配置された状態を示している。

可動子８は、図１Ｄ及び１Ｅに示すように、板厚方向（Ｙ軸方向）が鉛直方向となる向きに配置されてもよい。この場合、平板状の可動子８はその板面（すなわちＺ軸）が水平方向に沿う向き（横向き）に配置され、このような配置を横型配置と呼ぶことにする。

電機子７の各コア７Ａは、可動子８と対向する端面が磁極となり、各コイル７Ｂへの通電によって励磁される。電機子７の各コア７Ａと可動子８の各永久磁石８Ｂとは、各コイル７Ｂへの通電によって両者間に磁気的な吸引力と反発力とが発生し、これにより、可動子８は、Ｙ軸方向に配置された一対の電機子７間でモータケース６Ａ内を長手方向（Ｘ軸方向）に往復動を繰返すように駆動される。

また、電機子７と可動子８との間には、軸受として機能する一対の支持部材９が、複数組設けられている。各組の支持部材９は、可動子８がその長さ方向（Ｘ軸方向）に移動可能に支持している。本実施例では、支持部材９はローラにより構成されているが、可動子８を摺動可能に支持する部材で構成してもよい。

ばね１０は、リニアモータ５の他端側（後側）に位置して、モータケース６Ａ内に設けられている。ばね１０は、一端側が電機子７の他端（後端）側に支持されるばね１０Ａと、一端側が可動子８の他端（後端）側に設けられた連結具８Ｃに支持されるばね１０Ｂとの、２組のばねにより構成される。ばね１０Ａの他端側は連結具８Ｃに支持され、ばね１０Ｂの他端側はモータケース端板６Ｃに支持される。ばね１０Ａ及びばね１０ＢはＸ軸方向に伸縮し、ばね１０Ａの他端側及びばね１０Ｂの一端側が連結具８ＣとともにＸ軸方向に移動可能に構成されている。可動子８は基本的にヨーク８Ａと永久磁石８Ｂとによって構成されるが、連結具８Ｃを可動子８の要素とみなしてもよい。

ばね１０は、圧縮コイルばねにより構成され、常時圧縮された状態で設置されている。可動子８がＸ軸方向で往復動するのに伴って、ばね１０はばね１０Ａとばね１０Ｂとが交互にＸ軸方向（ばねの軸方向）に伸縮するように、弾性的に撓み変形される。ばね１０（１０Ａ，１０Ｂ）は可動子とともに振動可能な共振ばねを構成する。このため、ばね１０（１０Ａ，１０Ｂ）は振動ばねと呼ぶ場合もある。

このように、本実施例のリニアモータ５は、ケーシング６と、ケーシング６内に固定して配置された電機子７と、電機子７に対向するようにケーシング６内に移動可能に配置され、平板状に形成された可動子８と、可動子８の長手方向に離間して可動子８に配置された複数の永久磁石８Ｂと、可動子８が電機子７に対して長手方向に相対移動するように電機子７に配置された複数の磁極と、電機子７と可動子８との間に設けられ、可動子８がその長手方向に移動可能に支持する複数の支持部材９と、を含んで構成されている。

リニア圧縮機４の圧縮部１１は、シリンダ１２、ピストン１３、吸込弁１４、シリンダヘッド１７および吐出弁１６等を含んで構成されている。なお図１では、吸気弁１４は見えない位置にあるため、その位置を符号１４で示している。吸込弁１４は、図４に破線で示すように、吸込孔１５Ａの位置に設けられている。圧縮部１１は、リニアモータ５の可動子８が往復動することにより、ピストン１３がＸ軸方向で前，後に往復動するように駆動され、これにより、圧縮室１２Ｂ内で空気（外気）を圧縮して圧縮空気（即ち、作動気体）を発生させるものである。

シリンダ１２は、その一端側（Ｘ軸方向の前側）が吸込弁１４の取り付けられたヘッドプレート１５により閉塞され、その他端側（Ｘ軸方向の後側）がリニアベース６Ｂに固定された状態で取付けられている。シリンダ１２は、例えばアルミニウム材料を用いて円筒状に形成されている。

ピストン１３は、シリンダ１２内に、Ｘ軸方向に摺動可能に挿嵌されている。このピストン１３は、シリンダ１２内を非圧縮室１２Ａと圧縮室１２Ｂとに画成する可動隔壁を構成している。ピストン１３は連結具１３Ａによりリニアモータ５の可動子８に連結されている。これにより、ピストン１３は、リニアモータ５（モータケース６Ａ）の軸線方向、即ちＸ軸方向でシリンダ１２に対して摺動変位するように設けられ、可動子８の往復動に連動してシリンダ１２内を往復動する。換言すると、ピストン１３は、リニアモータ５の可動子８の移動方向（Ｘ軸）の軸線上に配置されている。

ヘッドプレート１５は、シリンダ１２の一端を閉塞するようにシリンダ１２の一端側に設けられている。図３及び図４に示すように、ヘッドプレート１５には、シリンダ１２の圧縮室１２Ｂと常時連通する吸込孔１５Ａと、吸込孔１５Ａを開閉可能に覆う吸込弁１４と、シリンダ１２の圧縮室１２Ｂと常時連通する吐出孔１５Ｂと、吐出孔１５Ｂを開閉可能に覆う吐出弁１６と、が設けられている。吸込弁１４は、圧縮部１１の吸込行程で吸込孔１５Ａを開いて圧縮室１２Ｂを吸込空間１８に連通させ、圧縮行程では吸込孔１５Ａを閉鎖して圧縮室１２Ｂ内を吸込空間１８に対して遮断する。逆に、吐出弁１６は、圧縮部１１の吸込行程で吐出孔１５Ｂを閉鎖して圧縮室１２Ｂを吐出空間１９側に対して遮断し、圧縮行程では吐出孔１５Ｂを開いて圧縮室１２Ｂ内を吐出空間１９に対して連通させる。

シリンダヘッド１７は、ヘッドプレート１５と一緒にシリンダ１２の一端を閉塞するようにシリンダ１２の一端側（リニアモータが設けられる側とは反対側の端部側）に配設されている。シリンダヘッド１７は、吸込空間１８および吐出空間１９を有し、吸込空間１８および吐出空間１９の圧縮室１２Ｂ側がヘッドプレート１５に嵌合される。これにより、吸込空間１８は吸込孔１５Ａと連通し、吐出空間１９は吐出弁１６が開弁した状態で吐出孔１５Ｂと連通する。またシリンダヘッド１７は、吸込空間１８に連通するヘッド吸込口１７Ａ、および吐出空間１９に連通する吐出口１７Ｂを有する。

一方、モータケース６Ａの他端側に設けられたモータケース端板６Ｃには、空気の吸込口２４が設けられている。この吸込口２４は、圧縮部１１の吸込行程において、外部からモータケース６Ａの内部空間に空気を吸込ませるものである。吸込口２４は、モータケース６Ａの外部側において吸込サイレンサ２５に接続されている。吸込サイレンサ２５は、吸音型サイレンサであり、圧縮部１１の吸込み側に吸込口２４を介して接続されている。この吸込サイレンサ２５は、常時大気と連通し、吸気フィルタの吸音効果により、吸込口２４から外部に漏れる騒音を低減させるものである。

また、モータケース６Ａの側面（図１の上部側面）には吸込連通孔６Ｄが開口している。本実施例では、吸込連通孔６Ｄは、Ｘ軸方向において、リニアモータ５の電機子７が配置されている範囲とオーバーラップする位置に、配置されている。すなわち中間吸込通路１６は、Ｘ軸方向（可動子８の往復動方向）において、固定子（本実施例では電機子７）が配置されている範囲とオーバーラップする位置に接続されている。

吸込連通孔６Ｄには、中間吸気通路２６を接続する配管継手２７が設けられている。一方、シリンダヘッド１７にはＸ軸と直交する方向にヘッド吸込口１７Ａが開口し、ヘッド吸込口１７Ａに配管継手２７が設けられている。吸込連通孔６Ｄの配管継手２７とヘッド吸込口１７Ａに配管継手２７とに中間吸込通路２６が接続される。これにより中間吸込通路２６は、圧縮室１２Ｂの入口に設けられた吸込弁１４とばね収容空間Ｖ２と間に設けられる。

中間吸込通路２６は、モータケース６Ａの吸込連通孔６Ｄとシリンダヘッド１７のヘッド吸込口１７Ａとをつなぎ、モータケース６Ａに吸込まれた空気を吸込空間１８に導入する。中間吸込通路２６は、シリンダ１２をバイパスするように、Ｘ軸と直交する方向において、電機子（固定子）７、モータケース６Ａおよびシリンダ１２の外側に配設され、吸込連通孔６Ｄ（ばね収容空間Ｖ２）とヘッド吸込口１７Ａ（吸込空間１８）とを連通する通路部材（配管）により構成される。

図１Ｃに示すように、固定子を構成する電機子７はその外周面に切り欠き部７ＳＡ、７ＳＢが形成されている。本実施例では、切り欠き部７ＳＡ、７ＳＢは、周方向に間隔を設けて、２か所に構成されている。隣接する２つの切り欠き部７ＳＡ、７ＳＢの間の外周面７ＳＣは、モータケース６Ａの内周面に接触している。切り欠き部７ＳＡ、７ＳＢが設けられている部位では電機子７とモータケース６Ａの内周面との間に隙間Ｖ７，Ｖ８が形成され、配管継手２７は一方の隙間Ｖ７側に配設される。すなわち中間吸込通路２６は、隙間Ｖ７に連通するように接続される。

本実施例のリニア圧縮機の動作について説明する。

まず、リニアモータ５の電機子７のコイル７Ｂに電流を供給（通電）すると、可動子８の永久磁石８Ｂは軸方向に推力を受け、可動子８全体がＸ軸方向に沿って駆動される。このとき、電機子７の各コア７Ａと可動子８の各永久磁石８Ｂとは、各コイル７Ｂへの通電によって、両者間に磁気的な吸引力と反発力とが発生し、これにより、可動子８はＹ軸方向に配置された一対の電機子７の間でモータケース６Ａ内をＸ軸方向に沿って動く。

また、このとき、ばね１０では、交互に圧縮されるばね１０Ａとばね１０Ｂとにより、常に可動子８を中立位置に留める方向にばね力が発生する。このばね力と協調するように各コイル７Ｂへ交流通電することによって、可動子８はＸ軸方向に往復動を繰返すように駆動される。

可動子８の往復動に伴う推力は、圧縮部１１のシリンダ１２内に配置されたピストン１３に伝えられる。ピストン１３は、シリンダ１２内で軸方向（Ｘ軸方向）に往復動を繰返し、圧縮運転が行われる。即ち、吸込行程ではシリンダ１２内の圧縮室１２Ｂが負圧傾向になり、これに伴って吸気弁１４が開弁する。これにより、吸込空間１８と圧縮室１２Ｂとはヘッドプレート１５に設けられた吸込孔１５Ａ（図４参照）を介して連通する。このため、吸込空間１８には、中間吸込通路２６を通って、モータケース６Ａ内の空気が吸込まれ、更に、外気がモータケース端板６Ｃの吸込口２４からモータケース６Ａ内に流入する。即ち、吸込サイレンサ２５を通って吸込まれる外気は、吸込口２４を通ってモータケース６Ａ内に吸込まれ、更に中間吸込通路２６、吸込空間１８、および吸込孔１５Ａを通って圧縮室１２Ｂ内に吸込まれる。

一方、圧縮行程では、吸込弁１４が閉弁して、シリンダ１２内でのピストン１３の変位により圧縮室１２Ｂ内の圧力が上昇する。そして、圧縮室１２Ｂ内の圧力が吐出弁１６の開弁圧力よりも高くなると、吐出弁１６が開弁する。これにより、圧縮室１２Ｂ内で発生した圧縮空気は、シリンダヘッド１７内の吐出空間１９内に向けて吐出される。その後、吐出口１７Ｂを介して圧縮機外へ吐き出され、リニア圧縮機に接続された機器へと供給される。

本実施例に係るリニア圧縮機の作動時に発生する騒音の伝播について説明する。

作動中の圧縮機の騒音で最も支配的なのは吐出弁１６および吸込弁１４の弁動作音と、空気がそれぞれの弁を通過する際の流体音である。このうち、吐出側経路は吐出口１７Ｂから圧縮機外の機器へ繋がっているため、吐出弁１６に起因する騒音は外部に漏れてきにくいが、吸込側経路は吸込口２４に取り付けられた吸込サイレンサ２５が外部空間に連通しているため、騒音が外部空間に伝播してくる。すなわち、この吸込弁１４に起因する騒音は、空気の吸込経路を空気の流れとは逆に伝播し、吸込空間１８から中間吸込通路２６を通ってモータケース６Ａに伝播する。モータケース６Ａに伝播した騒音は、更に吸込口２４を通って吸込サイレンサ２５に伝わり、外部に伝播する。

このとき、音波の伝達経路は、第１空間Ｖ１、第２空間Ｖ２および第３空間Ｖ３により構成される。

第１空間Ｖ１は、中間吸込通路２６の通路空間と、固定子である電機子７とモータケース６Ａの内周面との間に形成される空間と、により構成される空間である。第１空間Ｖ１は、通路断面積Ｓ_１および通路長さＬ_１を持つ空間（容積Ｖ_１＝Ｓ_１×Ｌ_１）である。電機子７とモータケース６Ａの内周面との間に形成される空間のうち、第１空間Ｖ１を構成する空間は、中間吸込通路２６（配管継手２７）が接続される部位から第２空間Ｖ２側の部分とする。

ここで、電機子７とモータケース６Ａの内周面との間に形成される空間のうち、第１空間Ｖ１を構成する空間を、固定子外周側通路空間Ｖ７と呼ぶことにする。固定子外周側通路空間Ｖ７は、切り欠き部７ＳＡにより電機子７とモータケース６Ａの内周面との間に形成される隙間Ｖ７によって構成される。電機子７は、隣接する２つの切り欠き部７ＳＡ、７ＳＢの間において、外周面７ＳＣがモータケース６Ａの内周面に接触しているため、隙間Ｖ７は他方の隙間Ｖ８とは連通しておらず、固定子外周側通路空間Ｖ７の断面積を小さくすることができる。この場合、第１空間Ｖ１の通路断面積がＳ_１となるように、固定子外周側通路空間Ｖ７の断面積は中間吸込通路２６の通路断面積Ｓ_１と同じ大きさになるように構成されることが望ましい。

第２空間Ｖ２は、図１Ｂにおいて、モータケース６Ａの長さＬ_２の範囲に構成される空間であり、第２空間Ｖ２にはばね１０が配置される。このため第２空間Ｖ２はばね配置空間を呼ぶ場合もある。第２空間Ｖ２は、ケース長さＬ_２および相当断面積Ｓ_２を持つ空間（空間容積Ｖ_２）である。ここで、第２空間Ｖ２内にはばね１０などが配置されるため、第２空間Ｖ２の断面積Ｓ_２はばね１０などが占める面積分を除いた大きさになる。そこで第２空間Ｖ２の断面積Ｓ_２は、相当断面積又は実効断面積という呼び方をしている。すなわち相当断面積Ｓ_２は、第２空間Ｖ２を構成するモータケース６Ａの断面積からばね１０などが占める面積分を除いた実質的な空間の断面積である。以下、この実質的な空間の断面積を単に空間断面積と呼んで説明する。

第３空間Ｖ３は、通路断面積Ｓ_３および通路長さＬ_３を持つ吸込口２４に形成される空間（容積Ｖ_３＝Ｓ_３×Ｌ_３）である。

本実施例では、第２空間Ｖ２の実質的な容積は、第１空間Ｖ１の容積Ｖ_１および第３空間Ｖ３の容積Ｖ_３よりも大きい。この場合、第２空間（ばね収容空間）Ｖ２における、可動子８の往復動方向（Ｘ軸方向）に垂直な空間断面積Ｓ_２が、中間吸込通路２６の通路断面積Ｓ_１及び吸込口２４に構成される通路断面積Ｓ_３よりも大きい。

そして音波は、第１空間Ｖ１から、第１空間Ｖ１よりも空間容積および通路断面積の大きい第２空間Ｖ２の伝播し、さらに第２空間Ｖ２から、第２空間Ｖ２よりも空間容積および通路断面積の小さい第３空間Ｖ３を通過する。すなわち、このような音波の伝達経路において、音波が第１空間Ｖ１から第２空間Ｖ２に伝播する際、伝達経路の断面積は大きくなり、音波が第２空間Ｖ２から第３空間Ｖ３伝播する際、伝達経路の断面積は小さくなる。このような伝達経路にあって、モータケース６Ａ内の第２空間Ｖ２は、リアクティブ型の膨張サイレンサの役割を果たし、伝達経路内の各空間の接続部の音響インピーダンスにより騒音が低減し、外部に伝播する騒音を小さくする効果を発揮する。

なお、第１空間Ｖ１、第２空間Ｖ２および第３空間Ｖ３の断面積について、空間断面積と呼んだり、通路断面積と呼んだりする場合がある。ここで通路断面積は吸気通路の断面積を意味しており、空間断面積は通路断面積を含む呼び方として使用する。なお、第１空間Ｖ１および第３空間Ｖ３の空間断面積は吸気の流れる方向に垂直な断面における面積であり、第２空間Ｖ２の空間断面積はＸ軸に垂直な断面における面積である。

図５は、実施例１のリニア圧縮機の消音特性を示す図である。図５では、本実施例の音波の伝達経路での膨張サイレンサの消音効果を求めた結果を示している。横軸は騒音の周波数、縦軸は消音効果を示している。

本実施例は、0－400Hzまでの周波数帯では消音効果がマイナスの値となっており、消音効果はないが、400－1250Hzまでの周波数帯では最大で約１０ｄＢの消音効果が発揮される。1250Hzで一旦消音効果はゼロになるものの、それ以上の周波数帯で再び消音効果が表れる。ただし、図中の点線で示した1580Hz以上の領域については、平面波として音波が伝達する仮定が成り立たなくなり、計算では特性が表せるものの、消音効果は現れない。

図６は、実施例１のリニア圧縮機の騒音測定結果の一例を示す図である。横軸は騒音の周波数、縦軸は音圧レベルを示している。なお図６では、実施例の効果を分かり易くするため、従来構造の音圧レベルも示している。

従来構造は吸込空間１８に吸込サイレンサが繋がった構成であり、吸込空間１８に吸気サイレンサとの間に膨張型サイレンサ効果を有する拡張部を持たない構造である。従来構造の騒音はオーバーオールで67dBであった。これに対し、本実施例の構成では騒音値は59dBであり、約7dBの騒音低減効果を発揮する。周波数ごとにみると、本実施例の構成では、従来構造に比べ、300－1800Hz帯での騒音が低減しており、概ね図５に示した消音効果に近い特性が現れていることが分かる。

本実施例に係るリニア圧縮機の温度上昇について説明する。

圧縮機では運転中のモータ通電により、電機子７のコイル７Ｂが発熱するとともに、圧縮部１１の圧縮室１２Ｂでは、空気の圧縮に伴う温度上昇によりシリンダ１２が発熱する。その他にも、ピストン１３の側面や軸受等の摺動部で、摩擦による発熱が発生するが、コイル７Ｂおよびシリンダ１２の発熱が支配的である。この発熱量は、基本的に外気との熱伝達により放熱される。

図７は、実施例1のリニア圧縮機の温度変化を示す図である。図７では、従来の圧縮機と本実施例の圧縮機とにおける、コイル温度とシリンダ温度との運転開始からの変化を示している。横軸は運転開始からの時間経過、縦軸はコイル及びシリンダの温度を示す。

従来構造では、モータケース内部に配置されたモータは外気と直接接しないため、モータ温度は上昇しやすく、コイル温度は他の部品に比べ大きく上昇する。そのため従来構造の圧縮機の場合、モータを冷却するためのファンを搭載し、モータ周辺の熱伝達を促進することでコイル温度を下げる構成が必須であった。しかしながら、本実施例の圧縮機は、吸込サイレンサ２５を通って吸込まれた外気が、吸込口２４を通ってモータケース６Ａ内に吸込まれ、コイル７Ｂと熱交換した後、中間吸込通路２６、吸込空間１８、および吸込孔１５Ａを通って圧縮室１２Ｂ内に吸込まれる構成となっているため、コイル７Ｂの温度上昇を抑制し、温度を低く抑えることができる。このため本実施例の圧縮機は、モータを冷却するための自冷ファンを搭載する必要がない。

以上により、本実施例のリニア圧縮機は、モータケース６Ａを吸込配管の膨張サイレンサとして使用することで吸込配管から外部に伝播する騒音を低減でき、更に吸込空気によりリニアモータ５を冷却することより発熱を低減でき、静粛性が高く、小型でかつ高信頼な空気圧縮機を提供することができる。

さらに本実施例では、中間吸込通路２６がＸ軸と直交する方向において電機子（固定子）７、モータケース６Ａ及びシリンダ１２の外側に吸気専用の通路として構成されるため、その断面積の設計自由度が高い。このため、中間吸込通路２６と第２空間（ばね収容空間）Ｖ２との空間断面積の関係を、膨張サイレンサとしての適正な関係にすることが容易である。

本実施例によれば、上述した効果のほか、さらに以下の効果が得られる。
・可動子８が平板状であることにより、円筒形にくらべモータが小型化できる。
・固定子である電機子７の背面側（コアと反対側）をモータケース６Ａと接触させることにより、モータの熱をモータケース６Ａに伝えて効率よく外気に放熱でき、更に圧縮機本体を小型化できる。この場合、平板状の可動子８の往復動方向をＸ方向、磁石の磁束の方向をＹ方向とすると、モータケース６Ａと接触するのはＹ方向となる。

［実施例２］
次に、図８を用いて、本発明の実施例２のリニア圧縮機を説明する。図８は、実施例２のリニア圧縮機の構成を示す横断面図である。なお、上述した実施例１と共通する構成には実施例１と同じ符号を付し、説明を省略する。以下、実施例１と異なる構成について説明する。

本実施例では、実施例１と同様に、可動子８は、平板状に形成されて、往復動方向（Ｘ軸方向）および平板状の板厚方向（Ｙ軸方向）が水平方向となる向きに配置（縦型配置）されている。

図８に示すように、実施例１に示した中間吸込通路２６に繋がるモータケース６Ａの側面（図８の上部側面）に開口する吸込連通孔６Ｄが、リニアモータ５の後側に位置するばね１０の上部に設けられている。すなわち吸込連通孔６Ｄは、Ｘ軸方向において、ばね１０の配置されている範囲とオーバーラップするように、配置されている。また、本実施例では、リニア圧縮機は防振効果を有する支持ばね（防振ばね）８１により支持される。このために、リニアモータ５及び圧縮部１１に鉛直方向下部（重力方向下部）にベース部材８０を設け、ベース部材８０を支持ばね８１により支持する。さらに、中間吸込通路２６は鉛直方向において支持ばね８１とオーバーラップする範囲に配置されている。すなわち、中間吸込通路２６は鉛直方向において支持ばね８１の下端と圧縮機本体を構成するリニアモータ５及び圧縮部１１の下部との間に配置されている。言い換えれば、中間吸込通路２６は支持ばね８１の上端と下端との間に配置されている。それ以外の構成は実施例１と同じである。

本実施例では、中間吸込通路２６に繋がるモータケース６Ａの側面に開口する吸込連通孔６Ｄが、ばね１０の配置されている範囲とオーバーラップする範囲に設けられている。すなわち、中間吸込通路２６は、Ｘ軸方向（可動子８の往復動方向）において、ばね１０が配置されている範囲とオーバーラップする位置に接続されている。

本実施例では、中間吸込通路２６が直接、第２空間Ｖ２に連通する。すなわち、第１空間Ｖ１が中間吸込通路２６で構成され、隙間７ＳＡは第１空間Ｖ１に含まれない。本実施例では、吸込空気が電機子７の外周側に流れ難くなるため、吸込空気とコイル７Ｂとの熱交換量が抑えられ、コイル温度が約５℃上昇する。しかしながら、逆に中間吸込通路２６を通って吸込空間１８に吸込まれる吸込空気温度は低下し、吸込空気の密度が増加するため、圧縮流量が増加し、効率も上昇する。

本実施例では、コイル温度は若干上昇するものの、より高効率で、静粛性が高く、小型な空気圧縮機を提供することができる。なお、モータケース６Ａの内側に配置した電機子７が吸込空気により冷却される効果が得られることは、程度の差はあるものの、実施例１と変わりがない。

本実施例では、中間吸込通路２６がＸ軸と直交する方向において電機子（固定子）７、モータケース６Ａ及びシリンダ１２の外側に吸気専用の通路として構成されるため、中間吸込通路２６の通路断面積の設計自由度が高い。さらに本実施例では、実施例１のように第１空間Ｖ１に固定子外周側通路空間Ｖ７が含まれないため、第１空間Ｖ１が単純な形状になり、膨張サイレンサの設計が容易になる。

本実施例では、支持体８１は、鉛直方向において、圧縮機本体を構成するリニアモータ５及び圧縮部１１の下側に配置される。中間吸込通路２６は、支持体８１による圧縮機本体の支持部と同じ側に配置されている。本実施例では、支持体８１はコイルばね（支持ばね）で構成しているが、振動絶縁体または防振マウントで構成してもよい。また支持体８１は圧縮機本体の上側に配置してもよい。支持体８１を圧縮機本体の上側に配置する場合、圧縮機本体は支持体８１に吊り下げられた状態で支持されてもよいし、圧縮機本体の下側に配置された支持体８１と共に、圧縮機本体の下側と上側の両方から圧縮機本体を支持されるようにしてもよい。

図８に示す構成では、コア７Ａの磁極と対向する永久磁石８Ｂの端面は、鉛直方向に沿うように配置される。すなわち、Ｚ方向が鉛直方向になり、可動子８は縦型配置となる。そして、中間吸込通路２６が鉛直方向において支持ばね８１とオーバーラップする範囲に配置されていることにより、リニア圧縮機の高さ寸法を小さくすることができ、鉛直方向のサイズアップを抑制する。

なお、支持体８１は実施例１に適用することができ、実施例１において本実施例で説明した支持体８１と中間吸込通路２６との配置関係を採用することができる。なお支持体８１は、以下、支持ばねと呼んで説明する。

本実施例では、圧縮機本体が縦向きに配置される構成（縦型配置）について説明したが、支持ばね８１の配置を変更することにより、横型に配置にすることもできる。

［実施例３］
次に、図９Ａ，９Ｂおよび９Ｃを用いて、本発明に係る実施例３のリニア圧縮機を説明する。図９Ａは、実施例３のリニア圧縮機の構成を示す、Ｘ軸に平行な断面図である。図９Ｂは、図９Ａとは異なる、リニア圧縮機のＸ軸に平行な断面図である。図９Ｃは、図９ＢのIX－IX断面図である。なお、上述した実施例１及び２と共通する構成には実施例１及び２と同じ符号を付し、説明を省略する。以下実施例と異なる構成について説明する。

本実施例は、図９Ａに示すように、実施例１および２に示した中間吸込通路２６を圧縮機外に設けず、圧縮機内に設けた例である。

本実施例では、実施例１と同様に、可動子８は、平板状に形成されて、往復動方向（Ｘ軸方向）および平板状の板厚方向（Ｙ軸方向）が水平方向となる向きに配置（縦型配置）されている。

中間吸込通路２６をモータケース６Ａの内部に配置し、第１空間（ばね収容空間）Ｖ１とピストン１３の背面の吸込空間（非圧縮室１２Ａ）とを連通させる吸込通路とする。さらにピストン１３には、非圧縮室１２Ａと圧縮室１２Ｂとを連通させる連通孔１３Ｃと、連通孔１３Ｃを開閉可能に覆う吸込弁１４とを設ける。この吸込弁１４は、圧縮部１１（ピストン１３）の吸込行程において連通孔１３Ｃを開放し、非圧縮室１２Ａと圧縮室１２Ｂとを連通させる。圧縮部１１（ピストン１３）の圧縮行程では、吸込弁１４が連通孔１３Ｃを閉鎖し、圧縮室１２Ｂは非圧縮室１２Ａに対して遮断される。

可動子８の往復動に伴う推力は、圧縮部１１（シリンダ１２）内のピストン１３に伝えられる。ピストン１３は、シリンダ１２内で軸方向（Ｘ軸方向）に往復動を繰返し、圧縮運転が行われる。即ち、ピストン１３の吸込行程では、シリンダ１２内の圧縮室１２Ｂが負圧傾向になり、これに伴って吸込弁１４が開弁する。これにより、非圧縮室１２Ａと圧縮室１２Ｂとはピストン１３に設けられた連通孔１３Ｃを介して連通する。このため、シリンダ１２内の非圧縮室１２Ａには、外気が吸込サイレンサ２５を通ってモータケース６Ａの吸込口２４からモータケース６Ａ内に流入し、モータケース６Ａとリニアモータ５との間の隙間（空間）Ｖ７を通って、リニアモータ５の保持体７Ｃに設けられた連通口７Ｅから非圧縮室１２Ａに流入する。非圧縮室１２Ａに流入した空気は、ピストン１３の連通孔１３Ｃを介して圧縮室１２Ｂ内に吸込まれる。

一方、ピストン１３の圧縮行程では、吸込弁１４が閉弁してピストン１３の連通孔１３Ｃが塞がれた状態で、シリンダ１２内でのピストン１３の変位（圧縮室１２Ｂが狭まる変位）により圧縮室１２Ｂ内の圧力が上昇する。そして、圧縮室１２Ｂ内の圧力が吐出弁１６の開弁圧力よりも高くなると、吐出弁１６が開弁する。これにより、圧縮室１２Ｂ内で発生した圧縮空気は、シリンダヘッド１７内の吐出空間１９内に向けて吐出される。その後、圧縮空気は吐出口１７Ｂを介してリニア圧縮機に接続された機器へと供給される。

本実施例に係るリニア圧縮機の騒音伝播について説明する。

作動中の圧縮機の騒音の中で支配的な吸込弁１４に起因する騒音は、空気の吸込経路を空気の流れとは逆に伝播し、ピストン１３の連通孔１３Ｃを介して非圧縮室１２Ａへ伝わり、リニアモータ５の保持体７Ｃに設けられた連通口７Ｅからモータケース６Ａに伝わる。この騒音は、更に吸込口２４を通って吸込サイレンサ２５に伝わり、外部に伝播する。

本実施例では、図９Ａに示すように、連通口７Ｅと第２空間Ｖ２との間に中間吸込通路２６が形成され、第１空間Ｖ１は連通口７Ｅと中間吸込通路２６とで構成される。すなわち、リニアモータ５とピストン１３の背面の吸込空間（非圧縮室１２Ａ）とを連通させる吸込通路は、中間吸込通路２６のほかに連通口７Ｅを含む。

第１空間Ｖ１は、通路断面積Ｓ_１および通路長さＬ_１を持つ空間（容積Ｖ_１＝Ｓ_１×Ｌ_１）である。中間吸込通路２６は、Ｘ軸と直交する方向において、固定子を構成する電機子７の外周側で、かつモータケース６Ａの内側に構成される。連通口７Ｅの開口面積を中間吸込通路２６の通路断面積と同じ大きさにすることが望ましい。このために、連通口７Ｅの開口面積は、ピストン１３の後側に形成される非圧縮室１２Ａの断面積（Ｘ軸に垂直な断面積）よりも小さく形成される。

第２空間Ｖ２及び第３空間Ｖ３は、実施例１及び２と同様であり、第１空間Ｖ１、第２空間Ｖ２及び第３空間Ｖ３の容積と空間断面積との関係は実施例１及び２と同様に構成される。

本実施例においても、実施例１及び２と同様に、モータケース６Ａ内の第２空間Ｖ２がリアクティブ型の膨張サイレンサの役割を果たし、伝達経路内の各空間の接続部の音響インピーダンスにより騒音が低減し、外部に伝播する騒音が小さくなる。

以上により、本実施例のリニア圧縮機は、中間吸込通路２６をモータケース６Ａの外部に設けることなく、モータケース６Ａを吸込配管の膨張サイレンサとして使用することができ、吸込配管からリニア圧縮機の外部に漏れる騒音を低減できる。更に本実施例のリニア圧縮機は、吸込空気によりリニアモータ５を冷却することより発熱を低減できる。また、中間吸込通路２６がモータケース６Ａの内側に配置されることで、リニア圧縮機のＸ軸に直交する方向におけるサイズアップを抑制することができる。その結果、本実施例のリニア圧縮機は、静粛性が高く、より一層小型でかつ高信頼な空気圧縮機を提供することができる。

本実施例でも、圧縮機本体を縦型配置として、中間吸込通路２６をＺ方向において支持ばね８１のある側に配置することで、Ｘ軸に垂直な方向における寸法の増大を抑制することができる。この場合、Ｚ方向にコイルの結線部を設けるとよい。コイルの結線部のために電機子７とモータケース６Ａとの間に空間を設け、この空間を中間吸込通路２６として使うことができる。

本実施例では、圧縮機本体が縦向きに配置される構成（縦型配置）について説明したが、支持ばね８１の配置を変更することにより、横型に配置にすることもできる。

［実施例４］
図１０は、本発明に係るリニア圧縮機を用いた冷蔵庫２００１の実施例の構成図である。

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。

野菜室２００６の背面側には、機械室２０２０が設けられ、機械室２０２０にリニア圧縮機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。

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圧縮機を採用する。本実施例の冷蔵庫２００１は、上述した実施例のリニア圧縮機を採用することにより、冷凍サイクル２０３０を構成する圧縮機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。

［実施例５］
図１１は、本発明に係るリニア圧縮機を用いた車両用エアサスペンション３００４の実施例の構成図である。

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。

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（リニア圧縮機）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。

本実施例では、空気圧縮機３００６として、上述した各実施例のいずれかのリニア圧縮機を採用する。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。

本実施例では、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。

本発明に係る実施例によれば、圧縮機の型式として往復動型（レシプロ型）圧縮機の中でも直動式のリニアモータを用いたレシプロ型圧縮機（リニア圧縮機と呼ぶ）とすることで、クランク機構が必要なく、圧縮機（リニア圧縮機）をより小型化、低背化することができる。また本発明に係る実施例は、モータケースを吸込配管の膨張サイレンサとして使用することで吸込配管からの騒音を低減できるとともに、モータケースとサイレンサの一体化により圧縮機の小型化、低背化が達成される。さらに、吸込空気によりリニアモータを冷却することより発熱を低減し、小型で静粛性が高く、かつ高信頼な圧縮機を提供することができる。また本発明に係るリニア圧縮機では、中間吸込通路２６の構成に係る冷却効果のほか、実施例１で説明した放熱の効果により、吸込空気の温度上昇を更に低減することができ、中間吸込通路を設けても圧縮機の寸法を大きくせずに小型な圧縮機が可能になる。

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。

５…リニアモータ、６…ケーシング、７…電機子（固定子）、８…可動子、１０（１０Ａ，１０Ｂ）…ばね、１１…圧縮部、１２…シリンダ、１２Ａ…非圧縮室（吸込空間）、１２Ｂ…圧縮室、１３…ピストン、１３Ｃ…連通孔、１４…吸込弁、１７…シリンダヘッド、１８…吸込空間、２４…吸込口、２５…吸音型サイレンサ、２６…中間吸込通路、２００１…冷蔵庫、２０２４…圧縮機（リニア圧縮機）、２０３０…冷凍サイクル、３００４…エアサスペンション、３００５…空気ばね、３００６…空気圧縮機（リニア圧縮機）、Ｖ１…第１空間、Ｖ２…第２空間（ばね収容空間）、Ｖ３…第３空間。

Claims (10)

1. ピストンの往復動により圧縮室内の空気を圧縮する圧縮部と、前記ピストンを駆動するリニアモータと、を備え、
   前記リニアモータは、前記ピストンに連結されて往復動する可動子と、前記可動子とともに振動可能な振動ばねと、前記可動子との間で磁気力を作用させて前記可動子を駆動する固定子と、を備えるリニア圧縮機において、
   前記リニアモータの前記固定子を一端部側に収容し、他端部に空気の吸込口を有し、前記固定子と前記吸込口との間に前記振動ばねを収容するばね収容空間を構成したケーシングを備え、
   前記圧縮室の入口に設けられた吸込弁と前記ばね収容空間と間に中間吸込通路を備え、
   前記ばね収容空間における、前記可動子の往復動方向に垂直な空間断面積は、前記中間吸込通路の通路断面積及び前記吸込口に構成される通路断面積よりも大きく、
   前記中間吸込通路は、前記固定子の外側に配置されていることを特徴とするリニア圧縮機。
2. 請求項１に記載のリニア圧縮機において、
   前記圧縮部及び前記リニアモータにより構成される圧縮機本体を支持する支持体を備え、
   前記中間吸込通路は、前記支持体の支持部と同じ側に配置されていることを特徴とするリニア圧縮機。
3. ピストンの往復動により圧縮室内の空気を圧縮する圧縮部と、前記ピストンを駆動するリニアモータと、を備え、
   前記リニアモータは、前記ピストンに連結されて往復動する可動子と、前記可動子とともに振動可能な振動ばねと、前記可動子との間で磁気力を作用させて前記可動子を駆動する固定子と、を備えるリニア圧縮機において、
   前記リニアモータの前記固定子を一端部側に収容し、他端部に空気の吸込口を有し、前記固定子と前記吸込口との間に前記振動ばねを収容するばね収容空間を構成したケーシングとを備え、
   前記圧縮室の入口に設けられた吸込弁と前記ばね収容空間と間に中間吸込通路を備え、
   前記圧縮部及び前記リニアモータにより構成される圧縮機本体を支持する支持体を備え、
   前記ばね収容空間における、前記可動子の往復動方向に垂直な空間断面積は、前記中間吸込通路の通路断面積及び前記吸込口に構成される通路断面積よりも大きく、
   前記可動子は、平板状に形成されて、往復動方向および平板状の板厚方向が水平方向となる向きに配置され、
   前記支持体による前記圧縮機本体の支持部は、前記圧縮機本体の上側または下側に配置されることを特徴とするリニア圧縮機。
4. ピストンの往復動により圧縮室内の空気を圧縮する圧縮部と、前記ピストンを駆動するリニアモータと、を備え、
   前記リニアモータは、前記ピストンに連結されて往復動する可動子と、前記可動子とともに振動可能な振動ばねと、前記可動子との間で磁気力を作用させて前記可動子を駆動する固定子と、を備えるリニア圧縮機において、
   前記リニアモータの前記固定子を一端部側に収容し、他端部に空気の吸込口を有し、前記固定子と前記吸込口との間に前記振動ばねを収容するばね収容空間を構成したケーシングを備え、
   前記圧縮室の入口に設けられた吸込弁と前記ばね収容空間と間に中間吸込通路を備え、
   前記圧縮室を構成するシリンダの、前記リニアモータが設けられる側とは反対側の端部に、前記吸込弁を介して前記圧縮室に連通する吸込空間を有するシリンダヘッドを備え、
   前記ばね収容空間における、前記可動子の往復動方向に垂直な空間断面積は、前記中間吸込通路の通路断面積及び前記吸込口に構成される通路断面積よりも大きく、
   前記中間吸込通路は、前記ケーシングの外側に配設されて、前記吸込空間と前記ばね収容空間とを連通させることを特徴とするリニア圧縮機。
5. 請求項４に記載のリニア圧縮機において、
   前記中間吸込通路は、前記可動子の往復動方向において、前記固定子が配置されている範囲とオーバーラップする位置に接続されていることを特徴とするリニア圧縮機。
6. 請求項４に記載のリニア圧縮機において、
   前記中間吸込通路は、前記可動子の往復動方向において、前記振動ばねが配置されている範囲とオーバーラップする位置に接続されていることを特徴とするリニア圧縮機。
7. 請求項４に記載のリニア圧縮機において、
   前記中間吸込通路は、前記ケーシングの内側に配置され、前記ばね収容空間と前記ピストンの背面に形成された吸込空間とを連通させ、
   前記ピストンに前記吸込空間と前記圧縮室とを連通させる連通孔を設けるとともに、前記連通孔を前記吸込弁で開閉可能に覆うことを特徴とするリニア圧縮機。
8. 請求項１、３又は４のいずれか１項に記載のリニア圧縮機において、
   前記吸込口に吸音型サイレンサを設けたことを特徴とするリニア圧縮機。
9. 空気ばねと、前記空気ばねに対して圧縮空気を給排する空気圧縮機とを備えたエアサスペンションにおいて、
   前記空気圧縮機として、請求項１、３又は４のいずれか１項に記載のリニア圧縮機を備えたことを特徴とするエアサスペンション。
10. 冷凍サイクルを備えた冷蔵庫において、
    前記冷凍サイクルを構成する圧縮機として、請求項１、３又は４のいずれか１項に記載のリニア圧縮機を備えたことを特徴とする冷蔵庫。

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