JP5493388B2 - Reciprocating motor - Google Patents
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Description
本発明は往復移動式モータに関する。 The present invention relates to a reciprocating motor.
従来、往復移動式モータが知られている。往復移動式モータは、冷凍サイクル系の作動流体の吸い込みおよび圧縮を行うための圧縮室と圧縮室に対して分離した設けられた作動室とをもつハウジングと、長手方向に往復移動可能にハウジングの作動室内に設けられた駆動軸と、圧縮室に対面するように駆動軸に設けられ駆動軸の往復移動に伴い圧縮室において冷凍サイクル系の作動流体の吸い込みおよび圧縮を行うためのピストンと、ハウジングの作動室内に設けられた永久磁石と、ハウジングの作動室内に設けられ給電されるコイルと、駆動軸を往復移動させる磁路をコイルおよび永久磁石により形成する透磁ヨークとを備えている(特許文献1,2)。
Conventionally, a reciprocating motor is known. The reciprocating motor includes a housing having a compression chamber for sucking and compressing the working fluid of the refrigeration cycle system and a working chamber provided separately from the compression chamber, and a housing that is reciprocally movable in the longitudinal direction. A drive shaft provided in the working chamber; a piston provided on the drive shaft so as to face the compression chamber; and a housing for sucking and compressing a working fluid of the refrigeration cycle system in the compression chamber as the drive shaft reciprocates. A permanent magnet provided in the working chamber, a coil provided in the working chamber of the housing and supplied with power, and a magnetic yoke that forms a magnetic path for reciprocating the drive shaft by the coil and the permanent magnet (Patent)
上記した従来技術によれば、コイル室に配置されているコイルは、給電に伴いジュール熱で発熱する。モータの駆動時間が長くなると、コイル室が次第に昇温される。このためコイルが更に昇温し、コイルの電気抵抗が一層増加し、モータ効率が低下するおそれがあった。 According to the above-described conventional technology, the coil disposed in the coil chamber generates heat due to Joule heat accompanying power feeding. When the driving time of the motor becomes long, the coil chamber is gradually heated. For this reason, the temperature of the coil is further increased, the electric resistance of the coil is further increased, and the motor efficiency may be lowered.
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、コイル室の過熱が抑制され、コイル室に配置されているコイルの過熱が抑制され、モータ効率を向上させることができる往復移動式モータを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a reciprocating motor that can suppress overheating of a coil chamber, suppress overheating of a coil disposed in the coil chamber, and improve motor efficiency. The issue is to provide.
本発明の往復移動式モータは、(i)作動室をもつハウジングと、(ii)長手方向に往復移動可能にハウジングの作動室内に設けられた駆動軸と、(iii)駆動軸に設けられ駆動軸の往復移動に伴い往復移動する可動体と、(iv)ハウジングの作動室内に設けられた永久磁石と、(v)永久磁石に対して相対移動するように設けられ、ハウジングの作動室内に配置され給電されるコイルと、(vi)駆動軸を往復移動させる磁路を、コイルおよび永久磁石により形成する透磁材料で形成された透磁ヨークとを具備しており、(v)透磁ヨークは、コイルを配置するコイル室と、コイル室の内部とコイル室の外方とを連通させる貫通孔とをもち、コイル室の内部の流体を貫通孔を通過させてコイル室の外方に吐出させることを特徴とする。 The reciprocating motor of the present invention includes (i) a housing having a working chamber, (ii) a driving shaft provided in the working chamber of the housing so as to be capable of reciprocating in the longitudinal direction, and (iii) driving provided on the driving shaft. A movable body that reciprocates with the reciprocating movement of the shaft; (iv) a permanent magnet provided in the working chamber of the housing; and (v) provided to move relative to the permanent magnet and disposed in the working chamber of the housing. And (vi) a magnetically permeable yoke formed of a magnetically permeable material formed by a coil and a permanent magnet, and (v) a magnetically permeable yoke. Has a coil chamber in which the coil is disposed, and a through hole that allows the inside of the coil chamber to communicate with the outside of the coil chamber, and discharges the fluid inside the coil chamber to the outside of the coil chamber through the through hole. It is characterized by letting
コイルに給電されると、コイルを流れる電流と、永久磁石と透磁ヨークによって形成される磁場によって生じるローレンツ力が生じる。これにより駆動軸がピストンと共に往復移動する。コイルに給電されると、コイルはジュール熱を発生させて高温化される。コイルが配置されているコイル室も昇温化する。これによりコイル室内に溜まった熱は、流体と共に、透磁ヨークの貫通孔を通過してコイル室の外方に移動できる。このためコイル室の過熱が抑制され、コイル室に配置されているコイルの過熱が抑制される。 When power is supplied to the coil, a Lorentz force generated by a current flowing through the coil and a magnetic field formed by the permanent magnet and the magnetically permeable yoke is generated. As a result, the drive shaft reciprocates together with the piston. When power is supplied to the coil, the coil generates Joule heat and is heated. The temperature of the coil chamber in which the coil is disposed is also increased. As a result, the heat accumulated in the coil chamber can move to the outside of the coil chamber together with the fluid through the through hole of the magnetically permeable yoke. For this reason, overheating of the coil chamber is suppressed, and overheating of the coil disposed in the coil chamber is suppressed.
本発明によれば、コイル室の熱をもつ流体は、透磁ヨークの貫通孔を通過してコイル室の外方に移動できる。このためコイル室の過熱が抑制され、コイル室に配置されているコイルの過熱が抑制される。このように透磁ヨークのコイル室に配置されているコイルの過熱が抑えられるため、コイルの昇温化が抑制され、モータ効率を向上させることができる。 According to the present invention, the fluid having the heat in the coil chamber can move to the outside of the coil chamber through the through hole of the magnetically permeable yoke. For this reason, overheating of the coil chamber is suppressed, and overheating of the coil disposed in the coil chamber is suppressed. As described above, since overheating of the coil disposed in the coil chamber of the magnetically permeable yoke is suppressed, the temperature rise of the coil is suppressed and the motor efficiency can be improved.
コイルは、永久磁石に対して相対移動するように設けられている。この場合、コイルが可動で、永久磁石が固定でも良い。あるいは、永久磁石が可動で、コイルが固定でも良い。 The coil is provided to move relative to the permanent magnet. In this case, the coil may be movable and the permanent magnet may be fixed. Alternatively, the permanent magnet may be movable and the coil may be fixed.
本発明の一視点によれば、透磁ヨークは磁束を透過させる透磁材料で形成されており、駆動軸の軸芯の回りに配置された内ヨーク部と、駆動軸の軸芯の回りに配置され内ヨーク部をコイル室を介して覆う外ヨーク部と、外ヨーク部の軸長方向の端部と内ヨーク部の軸長方向の端部とを繋ぐ中間ヨーク部と、内ヨーク部、外ヨーク部および中間ヨーク部で形成されたコイル室とを有する。この場合、貫通孔は、中間ヨーク部において中間ヨーク部を貫通すると共に、コイル室に対面するように形成されている(請求項2)。貫通孔はコイル室に対面しているため、コイル室の熱をもつ流体を貫通孔を介してコイル室外方に排出できる。流体としてはガス(例えば冷媒ガス、空気等)が挙げられる。 According to one aspect of the present invention, the magnetically permeable yoke is made of a magnetically permeable material that transmits magnetic flux, and has an inner yoke portion arranged around the axis of the drive shaft and an axis around the axis of the drive shaft. An outer yoke part that covers the inner yoke part via the coil chamber, an intermediate yoke part that connects an end part in the axial length direction of the outer yoke part and an end part in the axial length direction of the inner yoke part, an inner yoke part, And a coil chamber formed by an outer yoke portion and an intermediate yoke portion. In this case, the through hole is formed in the intermediate yoke portion so as to penetrate the intermediate yoke portion and to face the coil chamber. Since the through hole faces the coil chamber, the fluid having heat in the coil chamber can be discharged to the outside of the coil chamber through the through hole. Examples of the fluid include gas (for example, refrigerant gas, air).
本発明の一視点によれば、透磁ヨークの軸芯に沿った断面において、貫通孔のうちコイル室に近い側を一端部とし、貫通孔のうちコイル室から遠い側を他端部とするとき、貫通孔の流路断面積は、一端部では他端部よりも大きく、他端部では一端部よりも小さくされている(請求項3)。この場合、作動室において流体の一方向流れを形成するのに有利である。 According to one aspect of the present invention, in a cross section along the axis of the magnetically permeable yoke, one side of the through hole that is closer to the coil chamber is one end, and the other side of the through hole is the other end. At this time, the flow passage cross-sectional area of the through hole is larger at the one end than at the other end, and smaller at the other end than at one end. In this case, it is advantageous to form a unidirectional flow of fluid in the working chamber.
本発明の一視点によれば、貫通孔における流体の一方向流れを許容すると共に逆方向流れを阻止する逆止弁が、貫通孔に設けられている(請求項4)。この場合、作動室において流体の一方向流れを形成するのに有利である。 According to one aspect of the present invention, a check valve that allows a unidirectional flow of fluid in the through hole and prevents a reverse flow is provided in the through hole. In this case, it is advantageous to form a unidirectional flow of fluid in the working chamber.
本発明の一視点によれば、透磁ヨークは、駆動軸の軸芯の回りに配置された内ヨーク部と、駆動軸の軸芯の回りに配置され内ヨーク部をコイル室を介して覆う外ヨーク部と、外ヨーク部の軸長方向の端部と内ヨーク部の軸長方向の端部とを繋ぐ中間ヨーク部と、内ヨーク部、外ヨーク部および中間ヨーク部で形成されたコイル室とを有する。この場合、貫通孔は、中間ヨーク部において形成され中間ヨーク部を貫通する第1貫通孔と、外ヨーク部において形成され外ヨーク部を貫通する第2貫通孔とを有する(請求項5)。 According to one aspect of the present invention, the magnetically permeable yoke includes an inner yoke portion arranged around the axis of the drive shaft, and covers the inner yoke portion arranged around the axis of the drive shaft via the coil chamber. A coil formed of an outer yoke portion, an intermediate yoke portion connecting an end portion in the axial length direction of the outer yoke portion and an end portion in the axial length direction of the inner yoke portion, and an inner yoke portion, an outer yoke portion, and an intermediate yoke portion And a chamber. In this case, the through hole has a first through hole formed in the intermediate yoke portion and penetrating the intermediate yoke portion, and a second through hole formed in the outer yoke portion and penetrating the outer yoke portion.
本発明の一視点によれば、作動室の流体と熱交換して流体を冷却させる冷却要素が作動室に設けられている(請求項6)。作動室の流体を冷却させるのに有利である。冷却要素としては作動室の流体を冷却できるものであれば何でもよく、ラジエータ、熱交換器、コールドヘッドなどが例示される。 According to one aspect of the present invention, a cooling element that cools the fluid by exchanging heat with the fluid in the working chamber is provided in the working chamber. It is advantageous for cooling the fluid in the working chamber. Any cooling element may be used as long as it can cool the fluid in the working chamber, and examples thereof include a radiator, a heat exchanger, and a cold head.
本発明の一視点によれば、駆動軸の往復移動に伴い貫通孔に流体を送風することにより、貫通孔における流体通過量を高める送風部が設けられている(請求項7)。貫通孔における流体通過量が高められるため、透磁ヨークおよびコイル室の昇温の抑制に有利である。 According to one aspect of the present invention, there is provided a blower that increases the amount of fluid passing through the through hole by blowing fluid to the through hole as the drive shaft reciprocates. Since the amount of fluid passing through the through hole is increased, it is advantageous for suppressing the temperature rise of the magnetically permeable yoke and the coil chamber.
以下、本発明の実施例1について図1を参照して説明する。本実施例の往復移動式モータは、ボイスコイルモータとも呼ばれるものであり、作動系である冷凍サイクル系9の圧縮工程として使用されている。このモータは、箱形状をなすハウジング1と、駆動軸2と、可動体としてのピストン3と、コイル4と、透磁ヨーク5と、永久磁石6とを有する。ハウジング1は、作動系である冷凍サイクル系9の作動流体(冷媒ガス)の吸い込みおよび圧縮を行うための圧縮室11を形成するシリンダ10と、圧縮室11に対して分離して設けられた作動室12とをもつ。ハウジング1は、筒形状をなす外壁13と、外壁13の軸長方向の端部に形成された端壁14とを有する。
作動室12は、冷凍サイクル系9の圧縮行程を実施するための圧縮室11とは独立しているが、冷凍サイクル系9の作動流体と同一の流体が収容されている。圧縮室11の作動流体に異組成のガスが混入することを回避するためである。例えば、冷凍サイクル系9の作動流体がヘリウムの場合には、ヘリウムガスが作動室12に収容されている。冷凍サイクル系9の作動流体が窒素の場合には、窒素ガスが作動室12に収容されている。
The
駆動軸2は、これの軸芯P1が横方向に沿っている横軸型であり、これの長手方向(矢印X方向)に往復移動可能にハウジング1の作動室12内に設けられている。駆動軸2は第1軸受21および第2軸受22により支持されている。第1軸受21は駆動軸2の先端部の側を支持しており、ピストン3に対面する。第2軸受22は駆動軸2の基端部の側を支持しており、ハウジング1の端壁14に対面する。第1軸受21および第2軸受22はフレクシャベアリングで形成されており、渦巻状をなしており、渦巻き状の開口をもつ。第1軸受21および第2軸受22は、軸芯P1に沿った方向には低い剛性を有するものの、軸芯P1と直交する方向には高い剛性を有する。
The
軸長方向において、作動室12は、ピストン3と透磁ヨーク5との間に存在する第1作動室12fと、透磁ヨーク5と端壁14との間に存在する第2作動室12sと、透磁ヨーク5を配置する主作動室12tとをもつ。なお、第1軸受21および第2軸受22は通気性をもつ渦巻型のフレクシャベアリングで形成されているため、第1作動室12f、主作動室12tおよび第2作動室12sは連通している。
In the axial direction, the working
ピストン3は、圧縮室11に対面する前面3fと圧縮室11に背向する背面3rとをもち、駆動軸2の先端部に設けられている。ピストン3は、駆動軸2の往復移動に伴い、圧縮室11において冷凍サイクル系9の作動流体の吸い込みおよび圧縮を行う。永久磁石6はハウジング1の作動室12に設けられている。永久磁石6は筒形状、または、径方向に分割された筒状をなし、半径方向における永久磁石6の外周面61および内周面62は、互いに異なる磁極とされている。
The
コイル4は、軸芯P1回りで筒形状をなしており、ハウジング1の作動室12の主作動室12t内に設けられており、交流の電流がコイル4に給電されると、外部磁場を受けローレンツ力を生じさせる。コイル4は駆動軸2に筒形状の取付具23により取り付けられているため、コイル4が矢印X1,X2方向に往復移動すると、駆動軸2は同方向に往復移動する。なお取付具23はアーム構造でも良い。
The
透磁ヨーク5は、磁束を透過させる透磁材料で形成されている。透磁材料としては鉄系が挙げられる。鉄系としては、純鉄系、硅素鋼板系、フェライト系の鋳物、フェライト系の鋳鋼等が励磁される。透磁ヨーク5としては、薄板材をこれの厚み方向に積層して積層体でも良いし、あるいは、鉄系の粉粒体の集合体を樹脂バインダ等のバインダで固結したバルク体でも良いし、あるいは、フェライト系の鋳物、フェライト系の鋳鋼で形成したバルク体でも良い。フェライトはα鉄を意味する。
The
透磁ヨーク5は、ハウジング1の作動室12の主作動室12t内に設けられている。透磁ヨーク5は、駆動軸2の軸芯P1の回りにほぼ同軸的に配置された筒形状をなす内ヨーク部54と、駆動軸2の軸芯P1の回りにほぼ同軸的に配置された配置され内ヨーク部54をコイル室50を介して覆う筒形状をなす外ヨーク部55と、外ヨーク部55の軸長方向の端部と内ヨーク部54の軸長方向の端部とを軸直角方向(透磁ヨーク5の径方向)に沿って繋ぐ中間ヨーク部56と、内ヨーク部54、外ヨーク部55および中間ヨーク部56で形成された筒形状をなすコイル室50とを有する。透磁ヨーク5は、コイル4を配置するコイル室50と、コイル室50の熱をコイル室50外に逃がすようにコイル室50に連通する複数個の貫通孔51とをもつ。
The
図1に示すように、コイル室50は中間ヨーク部56に対面しているため、コイル室50のうち圧縮室11側の一端側は閉鎖されている。外ヨーク部55の外壁面55sは、ハウジング1の外壁13の内壁面13iに伝熱可能に接触していることが好ましい。透磁ヨーク5の外ヨーク部55の放熱性を高めるためである。但し、場合によっては、外ヨーク部55の外壁面55sとハウジング1の外壁13の内壁面13iとの間に微小隙間が介在していても良い。内ヨーク部54は駆動軸2を挿通するための軸孔53を有する。軸孔53の内壁面53aは駆動軸2と非接触に維持される。
As shown in FIG. 1, since the
透磁ヨーク5の外ヨーク部55の内周部には、筒形状または筒状に配置した永久磁石6が同軸的に固定されている。コイル4は、透磁ヨーク5のコイル室50に配置されており、透磁ヨーク5の径方向において、内ヨーク部54と永久磁石6との間にほぼ同軸的に配置されている。
A
この場合、図1に示すように貫通孔51は、透磁ヨーク5の中間ヨーク部56において中間ヨーク部56を貫通するように形成されている。貫通孔51は、駆動軸2の軸芯P1と平行な方向に沿って貫通する。なお図1に示すように、貫通孔51の長さL1は中間ヨーク部56の厚みに相当するため、短く、圧損は少なく、通過する流体流量が確保される。
In this case, as shown in FIG. 1, the through
中間ヨーク部56はコイル室50に対面する。このためコイル室50の熱をもつ流体は、貫通孔51を通過してコイル室50の外方(具体的には第1作動室12f)に排出される。なお、貫通孔51は圧縮室11およびピストン3の背面3rに第1軸受21を介して対向するので、ピストン3が矢印X1,X2方向に往復移動するとき、往復移動に起因するガス移動の影響を受け易い。
The
本実施例によれば、駆動軸2の軸芯P1と直交する方向に断面で、貫通孔51としては、真円形状でも良いし、あるいは、透磁ヨーク5の半径方向(矢印D方向)に沿って延びる長円形状でも、あるいは、透磁ヨーク5の半径方向(矢印D方向)に沿って延びるスリット状でも良い。長円形状およびスリット状であれば、透磁ヨーク5において磁束の磁路が良好に得られる利点が得られる。
According to the present embodiment, the cross section in a direction perpendicular to the axis P1 of the
さて、交流電流がコイル4に給電されると、永久磁石6と透磁ヨーク5とによって形成される磁場により、コイル4を有する駆動軸2をこれの軸芯P1に沿って往復移動させるローレンツ力がコイル4に発生する。これにより駆動軸2がピストン3と共に矢印X1方向および矢印X2方向に往復移動する。駆動軸2がピストン3と共に一方向(矢印X1方向)に移動すれば、ピストン3は圧縮室11において作動流体の吸い込み工程を実施する。駆動軸2がピストン3と共に他方向(矢印X2方向)に移動すれば、ピストン3は圧縮室11において作動流体の圧縮工程を実施する。このようにピストン3は冷凍サイクル系9の作動流体の吸い込み工程および圧縮工程を繰り返す。
When an alternating current is supplied to the
モータ駆動時、つまり、交流電流がコイル4に給電されるとき、コイル4は、ジュール熱を発生させて次第に高温化される。もし貫通孔51が形成されていない場合には、コイル4が配置されているコイル室50も昇温化される。殊に、コイル室50は、内ヨーク部54、外ヨーク部55および中間ヨーク部56で包囲されているため、昇温化され易い。更にコイル室50内の永久磁石6も昇温化される。
When the motor is driven, that is, when an alternating current is supplied to the
ピストン3が駆動軸2と共に矢印X2方向(圧縮方向)に移動して圧縮工程を実施するとき、第1作動室12fの容積が増加し、第1作動室12fの圧力は低くなり減圧される。更に、コイル室50内のコイル4も矢印X2方向に移動する。このため、コイル室50においてコイル4のジュール熱で暖められた流体は、コイル室50から貫通孔51を通過してコイル室50から第1作動室12fに向けて吐出され、第1作動室12fにおいて冷却される。
When the
これに対してピストン3が駆動軸2と共に矢印X1方向(吸込方向)に移動して吸い込み工程を実施するとき、第1作動室12fの容積が減少し、第1作動室12fの圧力は高くなり増圧される。更に、コイル室50内のコイル4も矢印X1方向に移動する。このため、第1作動室12fで冷却された流体は、第1作動室12fから貫通孔51を通過してコイル室50に流れると考えられる。
On the other hand, when the
以上説明したように本実施例によれば、コイル4への給電によりジュール熱に基づいて発生したコイル室50の熱は、透磁ヨーク5の貫通孔51を通過してコイル室50の外方(第1作動室12f)に速やかに移動できる。このためコイル室50の過熱が抑制され、コイル室50に配置されているコイル4の過熱が抑制される。殊に、図1に示すように貫通孔51にコイル4の端部4eが対面するように配置されているため、駆動軸2に連動して筒形状のコイル4がコイル室50において矢印X2方向に移動するとき、コイル4の端部4eは、コイル室50で加熱された流体を矢印X2方向に押し出し、貫通孔51から第1作動室12fに吐出させ易い。また駆動軸2に連動してコイル4がコイル室50において矢印X1方向に移動するとき、第1作動室12fで冷却された流体を貫通孔51からコイル室50に流入させ易いと考えられる。このようにコイル4はコイル室50の流体に対してポンプ作用を果たすことができる。
As described above, according to the present embodiment, the heat of the
また、コイル4が金属であるときには、コイル4が昇温されると、コイル4の電気抵抗が増加するため、ジュール熱が増加する傾向がある。前述したように本実施例によれば、コイル4への給電によりジュール熱に基づいて発生したコイル室50の熱は、透磁ヨーク5の貫通孔51を通過してコイル室50の外方に速やかに移動できる。このためコイル室50の過熱が抑制され、ひいてはコイル室50に配置されているコイル4の過熱が抑制され、コイル4の電気抵抗が低めに維持される。故に、電気抵抗の増加に基づくジュール熱が抑制され、モータを駆動させる電力を節約できる。更に、コイル室50の内部に配置されている永久磁石6の過熱も抑制されるため、永久磁石6の磁力確保、耐久性の向上に貢献できる。
Further, when the
なお透磁ヨーク5に貫通孔51が形成されていない場合には、コイル4は給電に伴うジュール熱で過熱されるため、100℃、場合によっては200℃以上となるおそれがある。
When the through-
本実施例では、圧縮室11の容積を増加させるようにピストン3が矢印X1方向に移動してピストン3が吸い込み工程を実施するとき、冷凍サイクル系9の作動流体は圧縮室11に吸い込まれる。更に、圧縮室11の容積を減少させるようにピストン3が矢印X2方向に移動してピストン3が圧縮室11の作動流体を圧縮させる圧縮工程を実施するとき、その圧縮室11内の作動流体はピストン3の前面3fで圧縮されて圧縮熱により昇温化される。このような作動流体の流路に対して、ハウジング1のコイル室50は独立している。このように本実施例ではピストン3の往復移動に伴い圧縮室11は作動流体を吸い込んで圧縮させる機能を果たす。このような機能を果たす圧縮室11に対して、ハウジング1のコイル室50は距離的に分離しており、冷凍サイクル系9に対するコイル室50の独立性は高い。このように本実施例は、コイル4の熱で加熱された流体を、コイル室50から第1貫通孔51を通過して圧縮室11に積極的に供給することを意図しているものでない。
In the present embodiment, when the
前記した特許文献2によれば、冷凍サイクル系9にコイル室が組み込まれており、圧縮室に向かう作動流体の流路自体にコイル室が配置されている。従って、コイルの熱で加熱された流体は、コイル室から吐出された後に、ピストンの吸い込み作用により圧縮室に積極的に吸い込まれ、ピストンの圧縮作用により圧縮される。このため、コイル室においてコイルから受熱して昇温された作動流体は、圧縮室において吸い込まれた後に圧縮されるため、コイルからの受熱と圧縮室における圧縮熱とを併せると、圧縮室から吐出される作動流体の温度は、高温となり易く、冷凍サイクル上好ましくない。
According to
図2は実施例2を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図2に示すように、透磁ヨーク5は、駆動軸2の軸芯P1の回りに配置された内ヨーク部54と、駆動軸2の軸芯P1の回りに配置され内ヨーク部54をコイル室50を介して覆う外ヨーク部55と、外ヨーク部55の軸長方向の一端部と内ヨーク部54の軸長方向の一端部とを繋ぐ中間ヨーク部56と、内ヨーク部54、外ヨーク部55および中間ヨーク部56で形成されたコイル室50とを有する。
FIG. 2 shows a second embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the first embodiment. As shown in FIG. 2, the magnetically
この場合、図2に示すように、貫通孔は、中間ヨーク部56において形成され中間ヨーク部56を軸長方向に沿って貫通する第1貫通孔51と、外ヨーク部55において形成され外ヨーク部55を軸長方向に沿って貫通する第2貫通孔52とを有する。なお第1貫通孔51の長さL1は中間ヨーク部56の厚みに相当するため、短く、圧損が少ない。第2貫通孔52の長さL2は外ヨーク部55の軸長寸法に相当するため、第1貫通孔51の長さL1よりも長い。
In this case, as shown in FIG. 2, the through hole is formed in the
なお、図2から理解できるように、第1貫通孔51,第2貫通孔52は、通気性をもつ第1軸受21を介してピストン3の背面3rに対向するので、ピストン3の往復移動に起因する第1作動室12fの圧力変動の影響を受け易い。
As can be understood from FIG. 2, the first through
駆動軸2の軸芯P1と直交する方向に断面で、貫通孔51,52は真円形状でも良いし、あるいは、透磁ヨーク5の半径方向(矢印R方向)に沿って延びる長円形状でも、あるいは、透磁ヨーク5の半径方向(矢印R方向)に沿って延びるスリット状でも良い。長円形状およびスリット状であれば、磁束の磁路が良好に得られる利点が得られる。ここで、第1貫通孔51の流路断面積をS1とし、第2貫通孔52の流路断面積をS2とするとき、S1=S2でも良いし、S1≒S2でも良いし、S1<S2でも良いし、S1>S2でも良い。
The through holes 51 and 52 may have a perfect circle shape in a cross section in a direction orthogonal to the axis P1 of the
さて、実施例1と同様に、交流電流がコイル4に給電されると、永久磁石6と透磁ヨークによって形成される磁場により、駆動軸2をこれの軸芯P1に沿って往復移動させるローレンツ力がコイル4に発生する。これにより駆動軸2がピストン3と共に矢印X1方向および矢印X2方向に往復移動する。駆動軸2がピストン3と共に一方向(矢印X1方向)に移動すれば、ピストン3は、圧縮室11において作動流体の吸い込み工程を実施する。駆動軸2がピストン3と共に他方向(矢印X2方向)に移動すれば、ピストン3は、圧縮室11において作動流体の圧縮工程を実施する。前述したようにコイル4に給電されるとき、コイル4はジュール熱を発生させて高温化される。
As in the first embodiment, when an alternating current is supplied to the
ピストン3が矢印X2方向に移動して圧縮室11の圧縮工程を実施するとき、第1作動室12fの圧力は低くなり、減圧される。更にコイル室50内のコイル4も、ピストン3および駆動軸2と共に矢印X2方向に向けて第1貫通孔51に近づくように移動する。このため、コイル室50においてコイル4のジュール熱で暖められた流体は、コイル室50から第1貫通孔51を通過して同じ方向(矢印X2方向)に向けて第1作動室12fに流れる。この場合、前述したように第1作動室12fの圧力は減圧されているため、第2作動室12sの流体は、第2作動室12sから第2貫通孔52を介して同じ方向(矢印X2方向)に向けて第1作動室12fに流れ易い。
When the
これに対してピストン3が矢印X1方向に移動して圧縮室11の吸い込み工程を実施するとき、第1作動室12fの圧力は高くなり、増圧される。更にコイル室50内のコイル4もピストン3および駆動軸2と共に矢印X1方向に向けて、第1貫通孔51から離間するように移動する。このため、第1作動室12fで冷却された流体は、第1作動室12fから第1貫通孔51を通過して同じ方向(矢印X1方向)に向けてコイル室50に流れる。このように本実施例によれば、コイル4への給電により発生したコイル室50の熱は、透磁ヨーク5の第1貫通孔51を通過してコイル室50の外方に移動できる。このためコイル室50の過熱が抑制され、コイル室50に配置されているコイル4の過熱が抑制される。この場合、第1作動室12fの圧力は増圧されるため、第1作動室12fで冷却された流体は、第1作動室12fから第2貫通孔52を介して同じ方向(矢印X1方向)に向けて第2作動室12sに流れると考えられる。
On the other hand, when the
このような本実施例によれば、実施例1と同様に、コイル4への給電により発生したコイル室50の熱は、透磁ヨーク5の第1貫通孔51を通過してコイル室50の外方に移動できる。このためコイル室50の過熱が抑制され、コイル室50に配置されているコイル4の過熱が抑制される。
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the heat of the
更にモータ駆動時において、磁路形成に伴い、コイル4による磁束が透磁ヨーク5を透過するとき、コイル4に給電される電流は交流であるため、磁束の向きが交互に変更される。この結果、磁束の変化に伴い、渦電流が透磁ヨーク5の内部に発生する。このため、使用条件によっては、渦電流によるジュール熱により透磁ヨーク5を昇温させるおそれがある。この点について本実施例によれば、ピストン3が矢印X1,X2方向に移動するとき、第1作動室12fの圧力変動に伴い、ガス状の流体が第2貫通孔52を通過する。すなわち、作動室12内の流体が透磁ヨーク5の第2貫通孔52を介して第1作動室12fと第2作動室12sとの間において移動するため、透磁ヨーク5の放熱性は確保される。このため透磁ヨーク5の過熱が抑制される。殊に、第2貫通孔52は透磁ヨーク5の外ヨーク部55の軸長の全体にわたり、つまり、透磁ヨーク5の軸長方向における一端から他端にかけて形成されており、長いため、透磁ヨーク5の外ヨーク部55の放熱性が良好に確保される。
Further, when the motor is driven, when the magnetic flux generated by the
図3は実施例3を示す。本実施例は実施例2と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。第1貫通孔51および第2貫通孔52は、透磁ヨーク5の周方向(矢印R方向)において同位相とされている。このため透磁ヨーク5において磁路が良好に確保される。更に第1貫通孔51および第2貫通孔52は、透磁ヨーク5の半径方向(矢印D方向)に沿って延設された長円形状とされている。この場合、永久磁石6により透磁ヨーク5に発生した磁路が良好に確保される。よって駆動軸2の駆動トルクが良好に維持され、ピストン3による圧縮行程および吸い込み工程が良好に実施される。更に透磁ヨーク5においては、渦電流ループは磁路MPの磁束と直交するように流れる。このため、第1貫通孔51および第2貫通孔52が透磁ヨーク5の半径方向(矢印D方向)に沿って延びるように長円状に形成されていると、渦電流ループの遮断性が確保され易く、渦電流損失を低減させるのにも貢献できる。
FIG. 3 shows a third embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the second embodiment. The first through
図4は実施例4を示す。本実施例は実施例2と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。第1貫通孔51および第2貫通孔52は、透磁ヨーク5の周方向(矢印R方向)において同位相とされている。第1貫通孔51および第2貫通孔52は、透磁ヨーク5の半径方向(矢印D方向)に沿って延設されたスリット状とされている。この場合、永久磁石6により透磁ヨーク5に発生する磁路MDが損なわれることが抑制され、当該磁路MDが良好に確保される。よって駆動軸2の駆動トルクが良好に維持され、ピストン3による圧縮行程および吸い込み工程が良好に実施される。更に、第1貫通孔51および第2貫通孔52がスリット状に形成されていると、渦電流損失を低減させるのにも貢献できる。
FIG. 4 shows a fourth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the second embodiment. The first through
図5は実施例5を示す。本実施例は実施例2と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図5に示すように、透磁ヨーク5は、駆動軸2の軸芯P1の回りに配置された内ヨーク部54と、駆動軸2の軸芯P1の回りに配置され内ヨーク部54をコイル室50を介して覆う外ヨーク部55と、外ヨーク部55の軸長方向の一端部と内ヨーク部54の軸長方向の一端部とを繋ぐ中間ヨーク部56と、内ヨーク部54、外ヨーク部55および中間ヨーク部56で形成されたコイル室50とを有する。この場合、図5に示すように、貫通孔は、中間ヨーク部56において形成され中間ヨーク部56を貫通する第1貫通孔51と、外ヨーク部55において形成され外ヨーク部55を貫通する第2貫通孔52とを有する。
FIG. 5 shows a fifth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the second embodiment. As shown in FIG. 5, the magnetically
図5は、駆動軸2の軸芯P1、すなわち、透磁ヨーク5の軸芯に沿った断面を示す。図5に示す断面において、第1貫通孔51のうちコイル室50に近い側(圧縮室11から遠い側)を一端部51eとし、第1貫通孔51のうちコイル室50から遠い側(圧縮室11に近い側)を他端部51fとする。この場合、第1貫通孔51の流路断面積については、一端部51eは他端部51fよりも大きく、且つ、他端部51fは一端部51eよりも小さくされている。
FIG. 5 shows a cross section along the axis P <b> 1 of the
換言すると、第1貫通孔51の流路断面積は、一端部51eから他端部51fにかけて次第に小さくなるように設定されている。具体的には、第1貫通孔51は、コイル室50から第1作動室12f(圧縮室11)に向かうにつれて流路断面積が次第に小さくなる円錐面形状とされている。
In other words, the flow passage cross-sectional area of the first through
このような本実施例では、コイル室50から第1作動室12fに流出する単位時間あたりの流体流量をVoutとし、第1作動室12fからコイル室50に流入する単位時間あたりの流体流量をVinとすると、VinはVoutよりも制限され易く、小さくなる(Vin<Vout)。結果として、ピストン3が駆動軸2と共に往復移動するとき、作動室12において、コイル室50→第1貫通孔51→第1作動室12f→第2貫通孔52→第2作動室12s→コイル室50に循環する循環流路SAを形成し易い利点が得られる。
In this embodiment, the fluid flow rate per unit time flowing out from the
このような本実施例によれば、コイル室50で発生した熱は、第1貫通孔51から第1作動室12f側に移動できるため、低減される。更に、コイル室50で発生した熱は、第2貫通孔52を流れるとき、第2貫通孔52から透磁ヨーク5の外ヨーク部55に移動できる。ひいては外ヨーク部55の外壁面55sに対面しつつ接触するハウジング1に放熱できることが期待される。なお、ハウジング1の外壁面に放熱フィン19を突設し、放熱フィン19に向けて冷却媒体(空気など)を接触させれば、コイル室50の放熱に有利となる。勿論、ハウジング1に放熱フィン19を突設させず、ハウジング1から自然放熱させても良い。
According to such a present Example, since the heat generated in the
本実施例によれば、駆動軸2の軸芯P1と直交する方向に断面で、貫通孔51,52は真円形状でも良いし、あるいは、図3および図4に示す場合のように、透磁ヨーク5の半径方向(矢印D方向)に沿って延びる長円形状でも、あるいは、透磁ヨーク5の半径方向に沿って延びるスリット状でも良い。
According to the present embodiment, the through-
図6は実施例6を示す。本実施例は実施例5と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図6に示すように、貫通孔は、中間ヨーク部56において形成され中間ヨーク部56を貫通する第1貫通孔51と、外ヨーク部55において形成され外ヨーク部55を貫通する第2貫通孔52とを有する。
FIG. 6 shows a sixth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the fifth embodiment. As shown in FIG. 6, the through holes are formed in the
図6は、透磁ヨーク5の軸芯に沿った断面を示す。図6に示すように、第1貫通孔51には逆止弁70が取り付けられている。逆止弁70は、弁70aと、弁70aを保持する保持部70cとをもつ。弁70aは、第1貫通孔51を開放させる開弁方向(V1方向)と、第1貫通孔51を閉鎖させる閉弁方向(V2方向)に変位可能である。このような逆止弁70は、コイル室50に対して流路流れを形成するようにコイル室50に対して開弁機能または閉弁機能を発揮することができる。この場合、図6から理解できるように、弁部70aが開弁するとき、コイル室50から第1作動室12fへの流体流れは許容される。これに対して弁部70aが閉弁するとき、第1作動室12fからコイル室50への流体流れは阻止される。
FIG. 6 shows a cross section along the axis of the magnetically
本実施例では、ピストン3が駆動軸2と共に往復移動するとき、コイル室50から第1作動室12fに流出する流体流量をVoutとし、第1作動室12fからコイル室50に流入する流体流量をVinとすると、Vinは逆止弁70により制限される(Vin<Vout)。これに対して、Voutは基本的には逆止弁70により制限されない。結果として、ピストン3が駆動軸2と共に矢印X1,X2方向に往復移動するとき、作動室12において、コイル室50→第1貫通孔51→第1作動室12f→第2貫通孔52→第2作動室12s→コイル室50に循環する循環流路SAを形成し易い利点が得られる。
In this embodiment, when the
このような本実施例によれば、コイル室50で発生した熱は、第1貫通孔51および第2貫通孔522から透磁ヨーク5の外ヨーク部55に移動でき、ひいては外ヨーク部55に対面するハウジング1に放熱できる。なお、ハウジング1に放熱フィン19を突設し、放熱フィン19に向けて冷却媒体(空気など)を接触させれば、コイル室50の放熱に有利となる。なおハウジング1に放熱フィン19を突設させず、ハウジング1から自然放熱されても良い。
According to the present embodiment, the heat generated in the
本実施例によれば、駆動軸2の軸芯P1と直交する方向に断面で、図3および図4に示す場合のように、貫通孔51,52は真円形状でも良いし、あるいは、透磁ヨーク5の半径方向に沿って延びる長円形状でも、あるいは、透磁ヨーク5の半径方向に沿って延びるスリット状でも良い。
According to the present embodiment, the through
図7は実施例7を示す。本実施例は実施例2と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。透磁ヨーク5は、透磁性が高い材料(例えば純鉄、硅素鋼など)で形成された複数の板状部材58を、透磁ヨーク5の軸芯(駆動軸2の軸芯P1)を中心とする放射状に配置して形成されている。板状部材58においては、透磁ヨーク5の半径方向(矢印D方向)には連続性が高い。このため透磁ヨーク5における磁路が良好に確保される。しかしながら透磁ヨーク5においては、これの周方向(矢印R方向)には複数の隙間層59が交互に形成されている。即ち、隣接する板状部材58間には隙間層59が形成されている。隙間層59は、透磁ヨーク5の軸長方向に沿って延設されており、第2貫通孔52を形成する流路となる。
FIG. 7 shows a seventh embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the second embodiment. The magnetically
ここで、磁路を形成する磁束の変化に起因する渦電流は、磁路を形成する磁束と直交する面において生成されるため、渦電流は透磁ヨーク5の周方向(矢印R方向)に沿って流れるループを形成し易くなる。この点本実施例によれば、上記したように透磁ヨーク5の周方向(矢印R方向)には複数の隙間層59が交互に形成されているため、渦電流ループを小さくさせるのに貢献することができる。故に渦電流ループに起因する透磁ヨーク5の発熱が抑制される利点が得られ、透磁ヨーク5の昇温が抑制される。
Here, since the eddy current resulting from the change of the magnetic flux forming the magnetic path is generated in a plane perpendicular to the magnetic flux forming the magnetic path, the eddy current is generated in the circumferential direction (arrow R direction) of the magnetically
更に図7に示すように、透磁ヨーク5では、隣接する板状部材58間に多数の隙間層59が形成されているため、透磁ヨーク5自体の表出面積が増加し、ひいては放熱面積が増加し、透磁ヨーク5と作動室12の流体との接触面積が増加する。このため透磁ヨーク5の放熱性を高めるのに貢献できる。
Further, as shown in FIG. 7, in the
本実施例は実施例2と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図2を準用する。第1貫通孔51の流路断面積の合計をS1とし、第2貫通孔52の流路断面積の合計をS2とするとき、S1>S2の関係に設定されている。第1貫通孔51を通過する単位時間当たりの流体の流量が増加する。このため、コイル室50に溜まる熱を第1貫通孔51から第1作動室12fに向けて放出させるのに貢献できる。
Since this embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as those of the second embodiment, FIG. 2 is applied mutatis mutandis. When the sum of the channel cross-sectional areas of the first through
本実施例は実施例2と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図2を準用する。図2に示すように、第1貫通孔51の流路断面積の合計をS1とし、第2貫通孔52の流路断面積の合計をS2とするとき、S1<S2の関係に設定されている。この場合、第2貫通孔52を通過する単位時間あたりの流体の流量が増加する。このため、透磁ヨーク5の外ヨーク部55において発生した渦電流等に基づく熱を、第2貫通孔52を介して放出させるのに貢献できる。
Since this embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as those of the second embodiment, FIG. 2 is applied mutatis mutandis. As shown in FIG. 2, when the sum of the cross-sectional areas of the first through
図8は実施例10を示す。本実施例は実施例5と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図8に示すように、第1貫通孔51は円錐孔で形成されている。このため、前述したように、駆動軸2と共にピストン3が矢印X1,X2方向に往復移動するとき、作動室12において、コイル室50→第1貫通孔51→第1作動室12f→第2貫通孔52→第2作動室12s→コイル室50にガス状の流体が循環する循環流路SAを形成し、ハウジング1の外壁13から放熱させ易い。このため高温になりがちのコイル室50の放熱に貢献でき、コイル室50内のコイル4の過熱が抑制される。
FIG. 8 shows a tenth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the fifth embodiment. As shown in FIG. 8, the first through
更に図8に示すように、作動室12の第2作動室12sには冷却要素80が設けられている。このため作動室12において、ガス状の流体が、コイル室50→第1貫通孔51→第1作動室12f→第2貫通孔52→第2作動室12s→コイル室50に循環するとき、コイル4の発熱のため昇温されがちなコイル室50に進入する直前の流体と冷却要素80とを積極的に熱交換させることができる。故に、コイル室50に進入する直前のガス状の流体を積極的に冷却でき、コイル室50の昇温抑制に有効である。
Further, as shown in FIG. 8, a
ここで、図8に示すように、冷却要素80の一端部51eは、冷却水入口(冷媒入口)に繋がる。冷却要素80の他端部51fは、冷却水出口(冷媒出口)に繋がる。冷却水入口から冷却要素80に冷却水(冷媒)が供給されると、冷却要素80は第2作動室12s内の流体を冷却させ、ひいてはハウジング1の作動室12内の流体を冷却させる。ひいてはコイル室50および透磁ヨーク5を冷却させる。更に図8に示すように、冷却要素80は駆動軸2の端部8eに接近しつつ対向している。このため駆動軸2の昇温も抑制され、コイル4の昇温の抑制に一層有利である。他の実施例に冷却要素80を設けても良い。
Here, as shown in FIG. 8, the one
図9は実施例11を示す。本実施例は実施例5と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図9に示すように、第1貫通孔51は円錐孔で形成されている。このため前述したように、駆動軸2と共にピストン3が矢印X1,X2方向に往復移動するとき、作動室12において、コイル室50→第1貫通孔51→第1作動室12f→第2貫通孔52→第2作動室12s→コイル室50にガス状の流体が循環する循環流路を形成し易いため、コイル室50の昇温抑制に貢献できる。
FIG. 9 shows Example 11. The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the fifth embodiment. As shown in FIG. 9, the first through
図9に示すように、作動室12の第1作動室12fには第1冷却要素80Fが設けられている。第1冷却要素80Fの一端部80eは冷却水入口(冷媒入口)に繋がる。第1冷却要素80Fの他端部80fは冷却水出口(冷媒出口)に繋がる。冷却水入口から第1冷却要素80に冷却水(冷媒)が供給されると、第1冷却要素80Fは、第1作動室12f内の流体を冷却させ、ひいてはハウジング1の作動室12内の流体を冷却させ、ひいてはコイル室50および透磁ヨーク5を冷却させる。
As shown in FIG. 9, a
殊に、第1軸受21がこれの厚み方向(矢印T1方向)に通気性を有するため、コイル室50から第1貫通孔51を通過して第1作動室12fに流れた熱をもつガス状の流体は、第1軸受21を通過して第1冷却要素80F付近に至り、第1冷却要素80Fで効果的に冷却される。このようにコイル室50から第1貫通孔51を通過した直後の流体を第1冷却要素80Fで効果的に冷却できる。
In particular, since the
また図9に示すように、第1冷却要素80Fは駆動軸2を挿通させるための挿通孔85を有する。このため、第1冷却要素80Fと駆動軸2とが干渉することが抑制される。更に挿通孔85により第1作動室12fにおける連通性が維持される。故に、ピストン3の矢印X1,X2方向の往復移動に伴う第1作動室12fの圧力変動を、第1貫通孔51における流体通過性に影響を与えることができる。
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、作動室12の第2作動室12sには第2冷却要素80Sが設けられている。第2冷却要素80Sの一端部80eは、冷却水入口(冷媒入口)に繋がる。第2冷却要素80Sの他端部80fは、冷却水出口(冷媒出口)に繋がる。冷却水入口から第2冷却要素80Sに冷却水(冷媒)が供給されると、第2冷却要素80Sは第2作動室12s内のガス状の流体を冷却させ、ひいてはハウジング1の作動室12内の流体を冷却させ、ひいてはコイル室50および透磁ヨーク5を冷却させる。
As shown in FIG. 9, a
殊に、第2軸受22がこれの厚み方向(矢印T2方向)通気性を有するため、第2冷却要素80Sで冷却したガス状の流体は、第2軸受22を通過してコイル室50に進入され易くなり、コイル室50の昇温抑制に貢献できる。なお、他の実施例において第1冷却要素80Fおよび第2冷却要素80Sを設けても良い。
In particular, since the
図10は実施例12を示す。本実施例は実施例5と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図10は、透磁ヨーク5の軸芯に沿った断面を示す。第1貫通孔51は円錐孔で形成されている。作動室12において、コイル室50→第1貫通孔51→第1作動室12f→第2貫通孔52→第2作動室12s→コイル室50に循環する循環流路を形成し易い。
FIG. 10 shows a twelfth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the fifth embodiment. FIG. 10 shows a cross section along the axis of the magnetically
このような本実施例によれば、コイル室50で発生した熱は、第2貫通孔52から透磁ヨーク5の外ヨーク部55に移動でき、ひいては外ヨーク部55に対面しつつ接触するハウジング1に放熱できることが期待される。前述したように、ハウジング1に放熱フィンを突設し、放熱フィンに向けて冷却媒体(空気など)を接触させれば、コイル室50の放熱に有利となる。なおハウジング1に放熱フィンを突設させず、ハウジング1から自然放熱されても良い。作動室12の第2作動室12sには冷却要素80が設けられており、コイル室50側のガス状の流体を効果的に冷却できる。
According to the present embodiment, the heat generated in the
作動系である冷凍サイクル系9Bは、圧縮室11に連通する高圧通路91と、高圧通路91に連通する高圧タンク92と、圧縮室11に連通する低圧通路93と、低圧通路93に連通する低圧タンク94と、低圧タンク94および高圧タンク92に接続された冷凍機95とを有する。高圧通路91には高圧用逆止弁96が設けられている。高圧用逆止弁96は、圧縮室11から高圧タンク92への作動流体の流入を許容するものの、高圧タンク92から圧縮室11への作動流体の流出を阻止する。低圧通路93には低圧用逆止弁97が設けられている。低圧用逆止弁97は、圧縮室11から低圧タンク94への作動流体の流入を阻止するものの、低圧タンク94から圧縮室11への作動流体の流出を許容する。
The
図11は実施例13を示す。本実施例は実施例3と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図11に示すように、送風部として機能する羽根23xが第2貫通孔52の開口に対向するように取り付けられている。駆動軸2が矢印X1,X2方向に沿って往復移動するとき、羽根23xが同方向に作動し、第2貫通孔52内の流体を積極的に移動させ、透磁ヨーク5の外ヨーク部55の放熱性を高めることが期待できる。羽根23xは、取付具23の取付部23wに設けられているが、駆動軸2に直接設けられていても良い。他の実施例についても同様に、羽根23xを設けても良い。
FIG. 11 shows a thirteenth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the third embodiment. As shown in FIG. 11, the
図12は実施例14を示す。本実施例は実施例3と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図12は、透磁ヨーク5の軸芯に沿った断面を示す。第1貫通孔51の流路断面積は、一端部51eから他端部51fにかけて次第に小さくなるように設定されている。このため、前述したように、作動室12において、コイル室50→第1貫通孔51→第1作動室12f→第2貫通孔52→第2作動室12s→コイル室50に循環する循環流路を形成し易い。このような本実施例によれば、コイル室50で発生した熱は、第1貫通孔51から透磁ヨーク5の外ヨーク部55に移動でき、ひいては外ヨーク部55に対面しつつ接触するハウジング1に放熱できることが期待される。ハウジング1に放熱フィンを突設し、放熱フィンに向けて冷却媒体(空気など)を接触させれば、コイル室50の放熱に有利となる。なおハウジング1に放熱フィンを突設させず、ハウジング1から自然放熱されても良い。作動室12の第2作動室12sには、作動室12内の流体を冷却させる冷却要素80が設けられている。
FIG. 12 shows Example 14. This embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the third embodiment. FIG. 12 shows a cross section along the axis of the magnetically
図12に示すように、冷凍サイクル系9Cはパルス管冷凍系とされており、放熱用の熱交換器室101と、蓄冷器102と、中空室103をもつパルス管104と、パルス管104の高温端側に設けられた高温側熱交換器105と、パルス管104の低温端側に設けられた低温側の熱交換器106と、低温側の熱交換器106に連通するバッファタンク107とを有する。
As shown in FIG. 12, the
(その他)
上記した実施例では、コイル室50において、永久磁石6が固定され、コイル4が移動する方式であるが、これに限らず、永久磁石6が移動され、コイル4が固定されている方式でも良い。上記した冷凍サイクル系は、パルス管型冷凍機、GM冷凍機、スターリング冷凍機、熱音響冷凍機等の各種の冷凍系に利用できる。モータは冷凍サイクル以外の用途に適用することもできる。
(Other)
In the above-described embodiment, the
図5に示す実施例では、第1貫通孔51は、コイル室50から第1作動室12fに向かうにつれて流路断面積が次第に小さくなる円錐面形状とされているが、円錐孔に限定されず、要するに、第1貫通孔51のうちコイル室50に近い側を一端部51eとし、第1貫通孔51のうちコイル室50から遠い側を他端部51fとするとき、第1貫通孔51の流路断面積は、一端部51eでは他端部51fよりも大きく、他端部51fでは一端部51eよりも小さくされていれば良い。場合によっては、第1貫通孔51は、長方向にわたり内径が等しい直状孔としても良い。送風部は第1貫通孔51に設けても良い。本発明は上記した実施形態および実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施可能である。ある実施形態に特有の構造および機能は他の実施形態についても適用できる。
In the embodiment shown in FIG. 5, the first through
図中、1はハウジング、11は圧縮室、12は作動室、13は外壁、14は端壁、2は駆動軸、21,22は軸受、23xは羽根(送風部)、3はピストン、4はコイル、5は透磁ヨーク、50はコイル室、54は内ヨーク部、55は外ヨーク部、56は中間ヨーク部、51は第1貫通孔、52は第2貫通孔、58は板状部材、6は永久磁石、70は逆止弁、80は冷却要素、9は冷凍サイクル系、95は冷凍機を示す。 In the figure, 1 is a housing, 11 is a compression chamber, 12 is a working chamber, 13 is an outer wall, 14 is an end wall, 2 is a drive shaft, 21 and 22 are bearings, 23x is a blade (blower), 3 is a piston, 4 Is a coil, 5 is a magnetically permeable yoke, 50 is a coil chamber, 54 is an inner yoke portion, 55 is an outer yoke portion, 56 is an intermediate yoke portion, 51 is a first through hole, 52 is a second through hole, and 58 is a plate shape Members, 6 is a permanent magnet, 70 is a check valve, 80 is a cooling element, 9 is a refrigeration cycle system, and 95 is a refrigerator.
Claims (4)
長手方向に往復移動可能に前記ハウジングの前記作動室内に設けられた駆動軸と、
前記駆動軸に設けられ前記駆動軸の往復移動に伴い往復移動する可動体と、
前記ハウジングの前記作動室内に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石に対して相対移動するように設けられ、前記ハウジングの前記作動室内に配置され給電されるコイルと、
前記駆動軸を往復移動させる磁路を、前記コイルおよび前記永久磁石により生じさせる磁場により形成する透磁材料で形成された透磁ヨークとを具備しており、
前記透磁ヨークは、
前記コイルを配置するコイル室と、前記コイル室の内部と前記コイル室の外方とを連通させる貫通孔とをもち、前記コイル室の内部の流体を前記貫通孔を通過させて前記コイル室の外方に吐出させ、以下の(1)、(2)および/または(3)の構成を持つ往復移動式モータ。
(1)前記透磁ヨークの軸芯に沿った断面において、前記貫通孔のうち前記コイル室に近い側を一端部とし、前記貫通孔のうち前記コイル室から遠い側を他端部とするとき、前記貫通孔の流路断面積は、前記一端部では前記他端部よりも大きく、前記他端部では前記一端部よりも小さくされていること。
(2)前記貫通孔における流体の一方向流れを許容すると共に逆方向流れを阻止する逆止弁が、前記貫通孔に設けられていること。
(3)前記透磁ヨークは、前記駆動軸の前記軸芯の回りに配置された内ヨーク部と、前記駆動軸の前記軸芯の回りに配置され前記内ヨーク部を前記コイル室を介して覆う外ヨーク部と、前記外ヨーク部の軸長方向の端部と前記内ヨーク部の軸長方向の端部とを繋ぐ中間ヨーク部と、前記内ヨーク部、前記外ヨーク部および前記中間ヨーク部で形成されたコイル室とを有しており、前記貫通孔は、前記中間ヨーク部において形成され前記中間ヨーク部を貫通すると共に前記コイル室の内部と前記コイル室の外方とを連通させる第1貫通孔と、前記外ヨーク部において形成され前記外ヨーク部を貫通する第2貫通孔とを有すること。 A housing with a working chamber;
A drive shaft provided in the working chamber of the housing so as to be capable of reciprocating in the longitudinal direction;
A movable body provided on the drive shaft and reciprocating with the reciprocation of the drive shaft;
A permanent magnet provided in the working chamber of the housing;
A coil that is provided so as to move relative to the permanent magnet and is arranged in the working chamber of the housing and is fed with power;
A magnetic path for reciprocating the drive shaft, and a magnetic permeability yoke formed of a magnetic permeability material formed by a magnetic field generated by the coil and the permanent magnet,
The permeable yoke is
A coil chamber in which the coil is disposed; and a through hole that allows the inside of the coil chamber to communicate with the outside of the coil chamber; and the fluid inside the coil chamber passes through the through hole to A reciprocating motor which is discharged outward and has the following configuration (1), (2) and / or (3).
(1) In the cross section along the axial center of the magnetically permeable yoke, when the through hole has a side closer to the coil chamber as one end and the side of the through hole far from the coil chamber has the other end. The flow passage cross-sectional area of the through hole is larger at the one end than at the other end and smaller at the other end than the one end.
(2) A check valve that allows a one-way flow of fluid in the through hole and prevents a reverse flow is provided in the through hole.
(3) The magnetically permeable yoke includes an inner yoke portion disposed around the shaft core of the drive shaft, and the inner yoke portion disposed around the shaft core of the drive shaft via the coil chamber. An outer yoke portion that covers the intermediate yoke portion that connects an end portion in the axial length direction of the outer yoke portion and an end portion in the axial length direction of the inner yoke portion, the inner yoke portion, the outer yoke portion, and the intermediate yoke And the through hole is formed in the intermediate yoke portion and penetrates the intermediate yoke portion, and communicates the inside of the coil chamber with the outside of the coil chamber. A first through hole; and a second through hole formed in the outer yoke portion and penetrating the outer yoke portion.
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