振動式圧縮機

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【発明の名称】	振動式圧縮機
【発明者】	【氏名】林陽【氏名】森田一郎【氏名】川端淳太【氏名】小林正則【氏名】稲垣耕【氏名】石田貴規【氏名】片山誠
【要約】	【課題】振動式圧縮機に関し、ピストン位置検出精度の低下を防止すると共に、小型化を図る。【解決手段】変位検知器１９の固定部１９ａをシリンダ１５の反圧縮室側端部に配設する共に、可動コア部１９ｂをピストン１６の外周部に配設することにより、組立精度の影響による位置検出精度の低下を防止できると共に、圧縮機を小型にすることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】シリンダと、前記シリンダ内に往復摺動可能に配置され前記シリンダ内空間に圧縮室を形成するピストンと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、前記シリンダや前記固定子などにより構成された固定要素と、前記ピストンや前記可動子などにより構成された可動要素と、一部が前記固定要素に固定保持され一部が前記可動要素に固定または連結された弾性要素と、前記ピストンの少なくとも上死点位置を検知する変位検知器とからなり、前記変位検知器は前記シリンダの反圧縮室側端部に配設された固定部と、前記ピストンの外周部に配設された可動コア部とから構成された振動式圧縮機。
【請求項２】変位検知器の可動コア部の外径をピストンの摺動部外径よりも小さくした請求項１に記載の振動式圧縮機。
【請求項３】変位検知器の固定部の構成材料をシリンダ材料の線膨張係数と同等以下の材料とした請求項１に記載の振動式圧縮機。
【請求項４】変位検知器の可動コア部を軸方向に少なくとも２分割で構成した請求項１に記載の振動式圧縮機。
【請求項５】シリンダと、前記シリンダ内に往復摺動可能に配置されたピストンと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、前記シリンダや前記固定子などにより構成された固定要素と、前記ピストンや前記可動子などにより構成された可動要素と、一部が前記固定要素に固定保持され一部が前記可動要素に固定または連結された弾性要素と、前記ピストンの少なくとも上死点位置を検知する差動トランスとからなり、前記差動トランスの出力電圧を前記ピストンの上死点位置にて略０Ｖとした振動式圧縮機。
【請求項６】モーターへ電圧供給するインバータ回路と、差動トランスの出力電圧が正負反転した場合にモーターへの電圧供給を停止もしくは供給電圧を低下させるインバータ制御手段とを備えた請求項５に記載の振動式圧縮機。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍サイクル等に使用する振動式圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動式圧縮機としては、特開平９－３２４７６４号公報に示されているものがある。以下、図面を参照しながら上記従来の振動式圧縮機を説明する。
【０００３】従来の構成を図１０に示す。図１０は従来の振動式圧縮機の縦断面図である。図７において、１は密閉容器、２は本体である。本体２は、モーター３、シリンダ４、ピストン５、ブロック６、シリンダヘッド７、弾性要素８などから構成されており、サスペンションスプリング（図示せず）により、密閉容器１内に弾性支持されている。モーター３は、純鉄で形成された固定子３ａとコイルで形成された可動子３ｂとから構成されており、固定子３ａには永久磁石３ｃが固定されている。また、可動子３ｂは可動子連結部材９を介してピストン５に連結固定されている。ピストン５は、シリンダ４と弾性要素８により軸方向に摺動可能なように支持されている。
【０００４】弾性要素８は内周部がピストン５に固定され、外周部がブロック６に固定されている。１０はピストン５、モーター３の可動子３ｂ、可動子連結部材９などから構成される可動要素であり、１１はシリンダ４、モーター３の固定子３ａ、ブロック６などから構成される固定要素である。１２は圧縮室であり、シリンダ４、ピストン５により形成されている。１３は変位検知器であり、ピストン５軸方向に連結部材１４を介して可動要素１０に連結されている可動コア部１３ａと、固定要素に取り付けられ可動コア部１３ａを内部に収納する固定部１３ｂとからなり、固定部１３ｂ内にはコイルが形成されている。
【０００５】次に、振動式圧縮機の機構について説明する。インバータ回路（図示せず）を用いて発生させた交流電源をモーター３の可動子３ｂ（コイル）に通電すると、この通電により永久磁石３ｃにより発生する磁界との作用により、可動子３ｂ（コイル）に軸方向の往復運動する力が発生する。その力により、可動子連結部材９を介して可動子３ｂと連結されたピストン５は、弾性要素８を変形させるとともに、その弾性要素８の反発力を利用しながら効率よく軸方向に往復運動を繰り返す。
【０００６】ピストン５の往復運動に伴い変位検知器１３の可動コア部１３ａは固定部１３ｂ内を往復動し、ピストン５の位置に応じた電圧が固定部１３ｂ（コイル）に誘起され、これによりピストン５位置を知ることができる。
【０００７】冷却システム（図示せず）からの冷媒ガスは、吸入管（図示せず）を介してシリンダヘッド７の低圧室７ａに導かれ、シリンダ４内の圧縮室１２に至る。圧縮室１２に至った冷媒ガスは、上述したピストン５の往復運動により圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、シリンダヘッド７内に配設されている吐出弁（図示せず）を介して一旦シリンダヘッド７内の高圧室７ｂに吐出された後、吐出管（図示せず）を介して冷却システムに吐出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来のような構成では、変位検知器１３が可動要素１０とピストン５軸方向に連結部材１４を介して連結されているため、組立精度の影響を受け易く、位置検出精度が低下する可能性があるという欠点があった。
【０００９】本発明は従来の課題を解決するもので、組立精度の影響を受けず、高い位置検出精度を有する振動式圧縮機を提供することを目的とする。
【００１０】また、上記従来の構成は、変位検知器１３が可動要素１０とピストン５軸方向に連結部材１４を介して連結されているため、圧縮機全体としての形状がピストン５軸方向に大きくなる可能性があるという欠点があった。
【００１１】本発明の他の目的は、圧縮機全体の形状を小さくできると共に、圧縮室からの冷媒ガスの漏れを低減し、効率が高い振動式圧縮機を提供することである。
【００１２】また、上記従来の構成は、変位検知器１３の固定部１３ｂが密閉容器１内の冷媒ガスからの熱伝達の影響により膨張もしくは収縮し、位置検出精度が低下する可能性があるという欠点があった。
【００１３】本発明の他の目的は、変位検知器の固定部の温度が変化した場合においてもトップクリアランスの変化を防ぎ、安定した冷凍能力が得られる振動式圧縮機を提供することである。
【００１４】本発明の他の目的は、変位検知器の組立が容易な振動式圧縮機を提供することである。
【００１５】また、上記従来の構成は、変位検知器１３が温度ドリフト特性を有しているため、変位検知器１３の温度が変化した場合に出力電圧が変化し、トップクリアランスも変化するので冷凍能力が低下したり可動要素１０が固定要素１１に衝突してしまう可能性があるという欠点があった。
【００１６】本発明の他の目的は、変位検知器の温度に関係なくトップクリアランスを小さく維持することにより、冷凍能力の低下を防止できると共にピストンの過大振幅を防止し、信頼性の高い振動式圧縮機を提供することである。
【００１７】また、上記従来の構成は、外気温、電源電圧、負荷等の外部条件が急激に変化し、トップクリアランスが急激に減少すると、可動要素１０と固定要素１１が衝突する可能性があるという欠点があった。
【００１８】本発明の他の目的は、外部条件が急激に変化した場合においてもピストンの過大振幅を確実に防止し、信頼性の高い振動式圧縮機を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため本発明は、シリンダと、前記シリンダ内に往復摺動可能に配置され前記シリンダ内空間に圧縮室を形成するピストンと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、前記シリンダや前記固定子などにより構成された固定要素と、前記ピストンや前記可動子などにより構成された可動要素と、一部が前記固定要素に固定保持され一部が前記可動要素に固定または連結された弾性要素と、前記ピストンの少なくとも上死点位置を検知する変位検知器とからなり、前記変位検知器は前記シリンダの反圧縮室側端部に配設された固定部と、前記ピストンの外周部に配設された可動コア部とから構成したのである。
【００２０】これにより、変位検知器をモーター内に組み込んだ構成となり、組立精度の影響による位置検出精度の低下を防止できると共に、圧縮機を小型にすることができる。
【００２１】また、本発明は、変位検知器の可動コア部の外径をピストンの摺動部外径よりも小さくしたのである。
【００２２】これにより、圧縮機を小型にすることができると共に、シリンダとピストン間の摺動長を長くできるので圧縮室からの冷媒ガスの漏れを低減でき、漏れ損失の低減による効率の向上が図ることができる。
【００２３】また、本発明は、変位検知器の固定部の構成材料をシリンダ材料の線膨張係数と同等以下の材料としたのである。
【００２４】これにより、固定部の温度が上昇しても固定部は過大に膨張せず、可動コア部と固定部の位置関係を一定に保つことができるので、トップクリアランスの増大を防ぎ、冷凍能力の低下を防止することができる。
【００２５】また、本発明は、変位検知器の可動コア部を軸方向に少なくとも２分割で構成したのである。
【００２６】これにより、可動コア部を可動要素外周部に取り付ける際の組立性を向上することができる。
【００２７】また、本発明は、シリンダと、前記シリンダ内に往復摺動可能に配置されたピストンと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、前記シリンダや前記固定子などにより構成された固定要素と、前記ピストンや前記可動子などにより構成された可動要素と、一部が前記固定要素に固定保持され一部が前記可動要素に固定または連結された弾性要素と、前記ピストンの少なくとも上死点位置を検知する差動トランスとからなり、前記差動トランスの出力電圧を前記ピストンの上死点位置にて略０Ｖとしたのである。
【００２８】これにより、差動トランスが温度ドリフトの影響を受けることを防止できるので、トップクリアランスのばらつきを抑えることでトップクリアランスを小さくでき、高い冷凍能力を得ることができると共に、ピストン振幅の増大による可動要素と固定要素の衝突や弾性要素の信頼性低下の発生を防止することができる。
【００２９】また、本発明は、インバータ回路と、差動トランスの出力電圧が正負反転した場合にモーターへの電圧供給を停止もしくは供給電圧を低下させるインバータ制御手段とを備えるようにしたのである。
【００３０】これにより、外気温、電源電圧、負荷等の外部条件の急激な変化に伴いピストンの振幅が増大しても確実に可動要素と固定要素の衝突を防ぎ、信頼性を高くすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は、シリンダと、前記シリンダ内に往復摺動可能に配置され前記シリンダ内空間に圧縮室を形成するピストンと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、前記シリンダや前記固定子などにより構成された固定要素と、前記ピストンや前記可動子などにより構成された可動要素と、一部が前記固定要素に固定保持され一部が前記可動要素に固定または連結された弾性要素と、前記ピストンの少なくとも上死点位置を検知する変位検知器とからなり、前記変位検知器は前記シリンダの反圧縮室側端部に配設された固定部と、前記ピストンの外周部に配設された可動コア部とから構成したものであり、変位検知器をモーター内に組み込んだ構成としているので、位置検出精度の低下を防止できると共に、圧縮機を小型にすることができるという作用を有する。
【００３２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、変位検知器の可動コア部の外径をピストンの摺動部外径よりも小さくしたものであり、ピストンと共に可動コア部もシリンダ内を往復運動可能であるため、圧縮機を小型にすることができると共に、シリンダとピストン間の摺動長を長くすることができ、圧縮室からの冷媒ガスの漏れを低減できるので漏れ損失の低減による効率の向上を図ることができるという作用を有する。
【００３３】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、変位検知器の固定部の構成材料をシリンダ材料の線膨張係数と同等以下の材料にしたものであり、固定部の温度が上昇しても固定部は過大に膨張せず、可動コア部と固定部の位置関係を一定に保つことができるので、トップクリアランスの増大を防ぎ、冷凍能力の低下を防止することができるという作用を有する。
【００３４】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、変位検知器の可動コア部を軸方向に少なくとも２分割で構成したものであり、可動コア部をピストン外周部に取り付ける際の組立性を向上することができるという作用を有する。
【００３５】請求項５に記載の発明は、シリンダと、前記シリンダ内に往復摺動可能に配置されたピストンと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、前記シリンダや前記固定子などにより構成された固定要素と、前記ピストンや前記可動子などにより構成された可動要素と、一部が前記固定要素に固定保持され一部が前記可動要素に固定または連結された弾性要素と、前記ピストンの少なくとも上死点位置を検知する差動トランスとからなり、前記差動トランスの出力電圧を前記ピストンの上死点位置にて略０Ｖとしたものであり、差動トランスが温度ドリフトの影響を受けることを防止できるので、トップクリアランスを小さく維持でき、高い冷凍能力を得ることができると共に、ピストンの振幅増大による可動要素と固定要素の衝突や弾性要素の信頼性低下の発生を防止することができるという作用を有する。
【００３６】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明に、さらに、インバータ回路と、差動トランスの出力電圧が正負反転した場合にモーターへの電圧供給を停止もしくは供給電圧を低下させるインバータ制御手段とを備えたものであり、外気温、電源電圧、負荷等の外部条件の急激な変化に伴いピストンの振幅が増大しても確実に可動要素と固定要素の衝突を防ぎ、信頼性向上を図ることができるという作用を有する。
【００３７】
【実施例】以下、本発明による振動式圧縮機の実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３８】（実施例１）図１は、本発明の実施例１による振動式圧縮機の要部縦断面図である。
【００３９】図１において、１５はシリンダであり、１６はシリンダ１５内に往復摺動に配置されシリンダ１５内空間に圧縮室１２を形成するピストンであり、１７はシリンダ１５やモーター３の固定子３ａなどにより構成される固定要素であり、１８はピストン１６や可動子３ｂなどにより構成される可動要素である。１９はピストン１６の少なくとも上死点位置を検知する差動トランス等の変位検知器であり、変位検知器１９はシリンダ１５の反圧縮室側端部に配設された固定部１９ａとピストン１６の外周部に配設された可動コア部１９ｂとから構成されている。
【００４０】以上のように構成された振動式圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００４１】ピストン１６の往復運動に伴い変位検知器１９の可動コア部１９ｂは固定部１９ａ内を往復動し、ピストン１６の位置に応じた電圧が固定部１９ａに誘起され、これによりピストン１６位置を知ることができる。ここで、変位検知器１９をモーター３内に組み込んでいるので、従来例のように可動コア部１３ａをピストン５軸方向に連結部材１４を介して可動要素１０に連結する構成に比較して組立精度の影響による位置検出精度の低下を防止することができると共に、圧縮機のピストン軸方向の全長は短くなるので、圧縮機を小型にすることができる。
【００４２】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、シリンダ１５と、シリンダ１５内に往復摺動可能に配置されシリンダ１５内空間に圧縮室１２を形成するピストン１６と、固定子３ａと可動子３ｂとから構成されたモーター３と、シリンダ１５や固定子３ａなどにより構成された固定要素１７と、ピストン１６や可動子３ｂなどにより構成された可動要素１８と、一部が固定要素１７に固定保持され一部が可動要素１８に固定または連結された弾性要素８と、ピストン１６の少なくとも上死点位置を検知する変位検知器１９とからなり、変位検知器１９はシリンダ１５の反圧縮室側端部に配設された固定部１９ａと、ピストン１６の外周部に配設された可動コア部１９ｂとから構成され、変位検知器１９をモーター３内に組み込んだ構成としているので、組立精度の影響による位置検出精度の低下を防止することができると共に、圧縮機のピストン軸方向の全長を短くでき、圧縮機全体として小型化を図ることができる。
【００４３】（実施例２）図２は、本発明の実施例２による振動式圧縮機の要部縦断面図である。
【００４４】図２において、２０はピストン１６の少なくとも上死点位置を検知する差動トランス等の変位検知器であり、変位検知器２０はシリンダ１５の反圧縮室側端部に配設された固定部１９ａとピストン１６の外周部に配設された可動コア部２０ａとから構成され、かつ可動コア部２０ａの外径をピストン１６の摺動部外径よりも小さく構成されている。
【００４５】以上のように構成された振動式圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００４６】ピストン１６の往復運動に伴い変位検知器２０の可動コア部２０ａは固定部１９ａ内を往復動し、ピストン１６の位置に応じた電圧が固定部１９ａに誘起され、これによりピストン１６位置を知ることができる。ここで、可動要素１８の外周部に配設された可動コア部２０ａの外径はピストン１６の外径よりも小さいので、ピストン１６と共に可動コア部２０ａもシリンダ１５内を往復運動可能であり、シリンダ１５とピストン１６間の摺動長を長くすることができるので、圧縮室１２からの冷媒ガスの漏れを低減できる。従って、漏れ損失を低減でき、効率の向上を図ることができる。
【００４７】また、シリンダ１５とピストン１６間の摺動長を長くしない場合は、圧縮機のピストン軸方向の全長をその分短くすることができるので、圧縮機をさらに小型にすることができる。
【００４８】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、変位検知器２０の可動コア部２０ａの外径をピストン１６の外径よりも小さくしたものであり、ピストン１６と共に可動コア部２０ａもシリンダ１５内を往復運動可能であるため、シリンダ１５とピストン１６間の摺動長を長くすることができ、圧縮室１２からの冷媒ガスの漏れを低減できるので漏れ損失の低減による効率向上を図ることができる。
【００４９】また、シリンダ１５とピストン１６間の摺動長を長くしない場合は、圧縮機のピストン軸方向の全長をその分短くすることができるので、圧縮機のさらなる小型化を図ることができる。
【００５０】（実施例３）図３は、本発明の実施例３による振動式圧縮機の要部縦断面図である。
【００５１】図３において、２１はピストン１６の少なくとも上死点位置を検知する差動トランス等の変位検知器であり、２１ａは変位検知器２１の固定部で、その構成材料はシリンダ１５材料の線膨張係数と同等以下の材料で構成されている。
【００５２】以上のように構成された振動式圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００５３】ピストン２１の往復運動に伴い変位検知器２５の可動コア部２４ｂは固定部２５ａ内を往復動し、ピストン２１の位置に応じた電圧が固定部２５ａに誘起され、これによりピストン２１位置を知ることができる。
【００５４】しかしながら、圧縮機の運転中は圧縮室１２内で高圧、高温に圧縮された冷媒ガスからの熱伝達によりシリンダ１５の温度が上昇し、それに伴いシリンダ１５の反圧縮室側端部に配設された変位検知器２１の固定部２１ａの温度もシリンダ１５からの熱伝導により上昇する。また、密閉容器内の冷媒ガス温度もモーター３発熱や機械部発熱のため上昇し、その冷媒ガスからの熱伝達により固定部２１ａの温度はさらに上昇する。この時、固定部２１ａを構成する材料の線膨張係数がシリンダ１５材料の線膨張係数よりも大きいと、温度上昇により固定部２１ａが下死点側へδ分膨張してしまう。その結果、可動コア部１９ｂの位置に対する固定部２１ａの相対位置がδ分ピストン１６の下死点側へ移動することになり、上死点位置における固定部２１ａからの出力電圧の絶対値が低下する。それに伴いピストン１６の上死点位置におけるトップクリアランスがδ分大きくなり、冷凍能力は低下してしまう。
【００５５】一方、低外気温時には固定部２１ａを構成する材料の線膨張係数がシリンダ１５材料の線膨張係数よりも大きいと、固定部２１ａはピストン１６の上死点側へ収縮し、可動コア部１９ｂに対する固定部２１ａの相対位置が上死点側へ移動することになり、上死点位置における固定部２１ａからの出力電圧の絶対値が増加する。このように固定部２１ａが収縮した状態で圧縮機が起動すると、トップクリアランスの減少に伴う可動要素１０と固定要素１１の衝突が発生してしまう。
【００５６】従って、固定部２１ａの構成材料をシリンダ１５材料の線膨張係数と同等以下の材料とすれば、固定部２１ａの温度が上昇または低下しても固定部２１ａは過大に膨張または収縮せず、可動コア部１９ｂと固定部２１ａの位置関係を一定に保つことができるので、トップクリアランスの増大を防ぎ、冷凍能力の低下を防止することができると共に、トップクリアランスの減少に伴う可動要素１０と固定要素１１の衝突を防ぎ、信頼性向上を図ることができる。
【００５７】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、変位検知器２１の固定部２１ａの構成材料をシリンダ１５材料の線膨張係数と同等以下の材料としたので、固定部２１ａの温度が変化しても固定部２１ａは過大に膨張もしくは収縮せず、可動コア部１９ｂと固定部２１ａの位置関係を一定に保つことができるので、トップクリアランスの増大を防ぎ、冷凍能力の低下を防止することができると共に、トップクリアランスの減少に伴う可動要素と固定要素の衝突を防ぐことで、信頼性向上を図ることができる。
【００５８】（実施例４）図４は、本発明の実施例４による振動式圧縮機の要部縦断面図であり、図５は、同実施例の変位検知器の可動コア部の外観図である。
【００５９】図４、図５において、２２は軸方向に凹部２２ａを有するピストンであり、２３はピストンやモーターの可動子３ｂなどにより構成された可動要素である。２４はピストン２２の少なくとも上死点位置を検知する差動トランス等の変位検知器であり、２４ａは軸方向に少なくとも２分割され、ピストン２２の凹部２２ａに配設された可動コア部である。また、可動コア部２４ａの外径はピストン２２の摺動部外径よりも小さく構成されている。
【００６０】以上のように構成された振動式圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００６１】ピストン２２の軸径を大きくして可動要素２３の剛性を上げる場合は、変位検知器２４の可動コア部２４ａを配設するために凹部２２ａをピストン２２に設ける必要がある。ここで、可動コア部２４ａを軸方向に分割する構成とすれば、ピストン２２を別体で構成することなく可動コア部２４ａをピストン２２に配設可能であり、ピストン２２の形状の制約を受けずに組立性を向上させることができる。
【００６２】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、変位検知器２４の可動コア部２４ａを軸方向に少なくとも２分割で構成しているので、可動コア部２４ａをピストン２２の外周部に配設する際に、ピストン２２形状に関係なく組立性を向上することができる。
【００６３】（実施例５）図６は、本発明の実施例５による振動式圧縮機の縦断面図であり、図７は、同実施例の差動トランスの温度特性図である。
【００６４】図６において、２５はピストン５の少なくとも上死点を検知する差動トランスであり、その出力電圧がピストン５の上死点位置にて略０Ｖとなるように連結部材１４を介して可動要素１０に連結されている。
【００６５】以上のように構成された振動式圧縮機について、以下その動作を図７の差動トランスの温度特性図をもとにして説明する。
【００６６】差動トランス２５はピストン５位置が変化しないにも拘わらず、温度変化に伴い出力電圧が変化してしまう特性を有しており、その変化幅は出力電圧値が０Ｖから離れる程大きくなる。
【００６７】ただし、０Ｖ近傍では温度が変化しても出力電圧はほとんど変化しない特性を有しているため、ピストン５の上死点位置において差動トランス２５の出力電圧が０Ｖ近傍となるように組み立てることで、差動トランス２５の温度が変化しても出力電圧を一定に保つことができるので、一定のトップクリアランスで圧縮機を運転することができる。従って、トップクリアランスの増大による冷凍能力の低下を防止することができると共に、所定のトップクリアランスに保つことができるので、トップクリアランスの減少に伴う可動要素１０と固定要素１１の衝突や弾性要素８の信頼性低下の発生を防止することができる。
【００６８】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、シリンダ４と、シリンダ４内に往復摺動可能に配置されたピストン５と、固定子３ａと可動子３ｂとから構成されたモーター３と、シリンダ４や固定子３ａなどにより構成された固定要素１１と、ピストン５や可動子３ｂなどにより構成された可動要素１０と、一部が固定要素１１に固定保持され一部が可動要素１０に固定または連結された弾性要素８と、ピストン５の少なくとも上死点位置を検知する差動トランス２５とから構成され、差動トランス２５の出力電圧をピストン５の上死点位置にて略０Ｖとしたので、差動トランス２５の温度ドリフトの影響を防止できる。従って、トップクリアランスを一定に保つことができるので、トップクリアランスの増大による冷凍能力の低下を防止することができると共に、常に所定のトップクリアランスに保つことができるので、トップクリアランスの減少に伴う可動要素１０と固定要素１１の衝突や弾性要素８の信頼性低下の発生を防止することができる。
【００６９】なお、本実施例においてピストン５の下死点側における差動トランス２５の出力電圧を正としたが、下死点側の出力電圧を負としても同等の効果が得られることは言うまでもない。
【００７０】（実施例６）図８は、本発明の実施例６による振動式圧縮機の電気回路図であり、図９は、同実施例の動作を示すタイミングチャートである。
【００７１】図８において、２６はモーター３へ電圧供給するインバータ回路であり、２７はインバータ回路の出力電圧をＯＮ／ＯＦＦさせるインバータ制御手段である。
【００７２】以上のように構成された振動式圧縮機について、以下その動作を図９のタイミングチャートをもとにして説明する。
【００７３】差動トランス２５は、ピストン５の上死点位置においてその出力電圧が０Ｖ近傍となるように配設されているが、圧縮機の運転中に外気温、電源電圧、負荷等の外部条件の急激な変化に伴い差動トランス２５の出力電圧が急激に増加し、ピストン５の振幅が増大した場合にトップクリアランスは所定値よりも小さくなり、差動トランス２５の出力電圧が正負反転する。この正負反転が発生した瞬間に、インバータ制御回路２７によりインバータ回路２６からモーター３への電圧供給を停止させる構成としているので圧縮機は停止し、可動要素１０と固定要素１１の衝突を確実に防止することができる。
【００７４】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、インバータ回路２６と差動トランス２５の出力電圧が正負反転した場合にモーター３への供給電圧を停止させるインバータ制御手段２７とを備えているので、外気温、電源電圧、負荷等の外部条件の急激な変化に伴いトップクリアランスが減少しても確実に可動要素１０と固定要素１１の衝突を防ぎ、信頼性向上を図ることができる。
【００７５】なお、本実施例においてピストン５の下死点側における差動トランス２５の出力電圧を正としたが、下死点側の出力電圧を負としても同等の効果が得られることは言うまでもない。
【００７６】さらに、本実施例において差動トランス２５の出力電圧が正負反転した場合にインバータ回路２６からモーター３への電圧供給を停止する構成としたが、供給電圧を低下させても同等の効果が得られることは言うまでもない。
【００７７】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発明は、シリンダと、前記シリンダ内に往復摺動可能に配置され前記シリンダ内空間に圧縮室を形成するピストンと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、前記シリンダや前記固定子などにより構成された固定要素と、前記ピストンや前記可動子などにより構成された可動要素と、一部が前記固定要素に固定保持され一部が前記可動要素に固定または連結された弾性要素と、前記ピストンの少なくとも上死点位置を検知する変位検知器とからなり、前記変位検知器は前記シリンダの反圧縮室側端部に配設された固定部と、前記ピストンの外周部に配設された可動コア部とから構成し、変位検知器をモーター内に組み込んだ構成としているので、組立精度の影響による位置検出精度の低下を防止できると共に、圧縮機のピストン軸方向の全長を短くでき、圧縮機全体として小型化を図ることができる。
【００７８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて変位検知器の可動コア部の外径をピストンの外径よりも小さくしたことにより、ピストンと共に可動コア部もシリンダ内を往復運動可能であるため、シリンダとピストン間の摺動長を長くすることができ、圧縮室からの冷媒ガスの漏れを低減できるので漏れ損失の低減による効率向上を図ることができる。
【００７９】また、シリンダとピストン間の摺動長を長くしない場合は、圧縮機のピストン軸方向の全長をその分短くすることができるので、圧縮機のさらなる小型化を図ることができる。
【００８０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて変位検知器の固定部の構成材料をシリンダ材料の線膨張係数と同等以下の材料としたことにより、固定部の温度が変化しても固定部は過大に膨張もしくは収縮せず、可動コア部と固定部の位置関係を一定に保つことができるので、トップクリアランスの増大を防ぎ、冷凍能力の低下を防止することができると共に、トップクリアランスの減少に伴う可動要素と固定要素の衝突を防ぎ、信頼性向上を図ることができる。
【００８１】また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて変位検知器の可動コア部を軸方向に少なくとも２分割で構成したことにより、可動コア部をピストン外周部に配設する際に、ピストン形状に関係なく組立性を向上することができる。
【００８２】また、請求項５に記載の発明は、シリンダと、前記シリンダ内に往復摺動可能に配置されたピストンと、固定子と可動子とから構成されたモーターと、前記シリンダや前記固定子などにより構成された固定要素と、前記ピストンや前記可動子などにより構成された可動要素と、一部が前記固定要素に固定保持され一部が前記可動要素に固定または連結された弾性要素と、前記ピストンの少なくとも上死点位置を検知する差動トランスとからなり、前記差動トランスの出力電圧を前記ピストンの上死点位置にて略０Ｖとしたことにより、差動トランスの温度ドリフトの影響を防止でき、トップクリアランスを一定に保つことができるので、トップクリアランスの増大による冷凍能力の低下を防止することができると共に、常に所定のトップクリアランスに保つことができるので、トップクリアランスの減少に伴う可動要素と固定要素の衝突や弾性要素の信頼性低下の発生を防止することができる。
【００８３】また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明に加えてインバータ回路と、差動トランスの出力電圧が正負反転した場合に、モーターへの電圧供給を停止もしくは供給電圧を低下させるインバータ制御手段を備えることにより、圧縮機の運転中に外気温、電源電圧、負荷等の外部条件の急激な変化に伴いトップクリアランスが所定値より減少しても確実に可動要素と固定要素の衝突を防ぎ、信頼性向上を図ることができる。

【出願人】	【識別番号】０００００４４８８【氏名又は名称】松下冷機株式会社
【出願日】	平成１２年１月１８日（２０００．１．１８）
【代理人】	【識別番号】１０００９７４４５【弁理士】【氏名又は名称】岩橋文雄（外２名）
【公開番号】	特開２００１－２００７８９（Ｐ２００１－２００７８９Ａ）
【公開日】	平成１３年７月２７日（２００１．７．２７）
【出願番号】	特願２０００－８９１５（Ｐ２０００－８９１５）