[发明专利]线性压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及不辜负低压缩容量及小型设置空间的要求且能够担保高效率的线性压缩机及适用于该线性压缩机的线性电机，特别是，涉及既能防止漏磁，也能利用磁性弹簧常数（magnetic spring constant）的线性压缩机及适用于该线性压缩机的线性电机。

背景技术

一般来说,往复式压缩机是在活塞（piston）和气缸（cylinder）之间形成吸入、排出运行气体的压缩空间，以使活塞在气缸内部进行直线往复运动并压缩制冷剂。

最近，现有的往复式压缩机（reciprocal compressor）为了把驱动电机的回转力转换为活塞的往复直线运动力，包括曲柄轴等构成部件，因此，存在大大产生运动转换所带来的机械性损失的问题。为了解决此类问题，正研发很多线性压缩机。

此类线性压缩机，特别地，活塞直接连接到进行往复直线运动的线性电机上，从而不存在运动转换所带来的机械性损失，因此不仅提高压缩效率，而且结构简单，通过控制向此类线性电机输入的电源能够控制其工作，所以与其他压缩机相比具有较小的噪音，广泛适用于在室内使用的冰箱等家电产品。

图1是示出了现有技术的线性压缩机一例的俯视剖面图，图2是示出了适用于现有技术的线性压缩机的线性电机一例的一部分的侧视剖面图。

现有的线性压缩机如图1所示，在密封容器1的内侧弹性支撑如下结构体，该结构体由框架2、气缸3、活塞4、吸入阀5、排出阀组件6、电机盖7、支架8、后盖9、消声器组件10、8个弹簧20及线性电机30构成。当然，密封容器1具有吸入制冷剂的吸入管1a及排出被压缩的制冷剂的排出管1b。

这些弹簧20被设置成在轴方向上弹性支撑活塞4，4个第一弹簧21设置于电机盖7和支架8之间，4个第二弹簧22设置于支架8和后盖9之间。因此，在活塞4向压缩制冷剂的方向移动时，这些第一弹簧21随之压缩，从而对活塞4进行弹性支撑，相反，在活塞4向吸入制冷剂的方向移动时，这些第二弹簧22随之压缩，从而对活塞4进行弹性支撑。

线性电机30如图1及图2所示，在内定子31和外定子32之间保持间隙（Air-gap），在间隙之间以能进行往复直线运动的方式设置永久磁铁33，而永久磁铁33通过连接部件34与活塞4相连，从而往复驱动活塞4。内定子31形成为薄片沿着圆周方向层叠而成的圆桶形状，内定子31的轴方向的一端与框架2的一面相接触，内定子31的轴方向的另一端通过固定环（未图示）固定在气缸3的外周面。外定子32被设置为：在线圈绕体32A的圆周方向上，多个磁心32B、32B’以一定间隔与该线圈绕体32A相结合，而磁心32B、32B’被形成为一对砌块32B、32B’，并在线圈绕体32A的轴方向上围绕线圈绕体32A的外周面，磁心32B、32B’具有一对磁极（pole）32a、32b以围绕线圈绕体32A的内周面的一部分。当然，外定子32设置成与内定子31的外周面保持间隙，外定子32在轴方向上与框架2和电机盖7相接触地安装后，随着电机盖7与框架2进行螺栓连接而被固定。永久磁铁33拥有N-S极，其被设置成各个极（N-S）分别位于与内定子31面对面的一面以及与外定子32面对面的一面，并且通过连接部件34与活塞4连接。因此，在内定子31、外定子32与永久磁铁33之间，通过相互的电磁力，使永久磁铁33进行往复直线运动，从而使活塞4工作。

因此，由活塞4和永久磁铁33构成的移动部件相对于由气缸3和定子31、32构成的固定部件，以直线运动方向为基准，在两侧依靠机械弹簧20得以支撑，因此，计算出根据移动部件的质量（mass：M）和支撑该移动部件的弹簧的弹簧常数（spring constant：K）定义的M-K共振频率，并将施加到线性电机30的电源频率设置成追随M-K共振频率，从而能够使线性压缩机的效率最优化。

察看如上述结构的现有技术的动作如下。