JPH09324764A

JPH09324764A - 振動型圧縮機

Info

Publication number: JPH09324764A
Application number: JP8144073A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Shibuya; 浩洋渋谷; Hideo Yamamoto; 秀夫山本; Takashi Satomura; 尚里村
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-16
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: JP3954669B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、冷蔵庫等の振動型圧縮機におい
て、高効率化を図ることを目的とするものである。【解決手段】変移検知器３７からのピストン位置信号
からピストンの上死点と下死点位置を演算する上死点下
死点位置演算手段４５と、前記上死点位置と下死点位置
からピストンの変位の１周期中の圧縮期間と吸入期間と
の時間比率を演算するピストン変位時間比率演算手段４
８と、前記圧縮期間と吸入期間との時間比率とインバー
タ回路４１の出力電圧の正半波と負半波との時間比率と
が等しくなるように制御するインバータ制御手段Ａ４７
とから構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫等の振動型
圧縮機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】構造が簡単、小型軽量、高力率、消費電
力が小さい等の理由から、振動型圧縮機が冷蔵庫等に使
用されている。

【０００３】図１１に振動型圧縮機用途の一般的なリニ
アモータの断面図を示す。１はコイル、２は磁石、３は
外部鉄心、４は内部鉄心、５は環状磁気回路である。振
動型圧縮機では、前記コイル１はピストンに連結される
とともに、共振バネにより支えられており（後述する図
１に示されている）、効率向上を図るために機械的振動
系と共振する交流電圧が供給される。

【０００４】この種の振動型圧縮機では、前記ピストン
の１周期における圧縮期間が吸入期間よりも短くなる。
これは圧縮方向には圧縮冷媒の高圧力が作用するため
に、前記交流電圧が印可されていない状態での位置（以
下中性位置と呼ぶ）を基準にすると圧縮行程よりも吸入
行程の方が大きいことによる。

【０００５】図１２に前記ピストンの変位波形を示す。
図１２において正方向が圧縮方向であり、負方向が吸入
方向である。また、ａ点は圧縮方向の振幅が最大の点
（以下上死点と呼ぶ）で、図１１における前記コイル１
が（ａ）の状態に相当する。ｂ点は吸入方向の振幅が最
大の点（以下下死点と呼ぶ）で、前記コイル１が（ｂ）
の状態に相当する。

【０００６】このような非対象に振動する機械的振動系
を対称形の電流で駆動すると効率が悪くなる。このた
め、前記ピストン変位の１周期中の圧縮期間と吸入期間
の時間比率と電流の正半波と負半波の時間比率を合わせ
るように制御することにより効率向上を図った振動型圧
縮機として、例えば、特公昭６３−８３１５号公報に示
されているものがある。

【０００７】以下図１３により、従来の振動型圧縮機の
駆動回路について説明する。図１３において、１はコイ
ル、６、７、８、９は主スイッチ素子であり、互いにブ
リッジ接続されたトランジスタで６および８と７および
９とが各々一対となって交互にオン、オフを繰り返すも
のをそえぞれ表す。１０および１１は、各々前記トラン
ジスタ６ならびに８および７ならびに９の各ベースに電
流を供給するトランジスタ、１２および１３は、各々ト
ランジスタ２１および２０のコレクタ電流すなわち前記
トランジスタ１０および１１のベース電流を制御する抵
抗である。１４および１５は、各々前記トランジスタ７
および８のベース電流を制御する抵抗、１６、１７、１
８、１９は、ダイオードであり直流電源の逆接続防止を
するとともに後述するごとくコンデンサ２３の放電回路
を形成するものである。２０及び２１は、各々検出スイ
ッチ素子、例えばトランジスタであり、後述のごとく前
記コンデンサ２３の充放電電流を検出し、前記主スイッ
チ素子６及び９を制御するものである。

【０００８】２２は可変抵抗であり、後述するコンデン
サ２３の充放電電流を制御するもの、２３は前記検出ス
イッチ素子２０ならびに２１を介して前記コイル１と並
列に接続されたコンデンサ、２４および２５は各々ダイ
オードを表し、前記コンデンサ２３に対する充電路を形
成するものを各々表している。そして、前記検出スイッ
チ２０、２１、前記コンデンサ２３、前記抵抗２２、前
記ダイオード２４、２５が検出手段を構成している。

【０００９】この従来の振動型圧縮機の動作について説
明する。前記コンデンサ２３の充電とともに、前記主ス
イッチ素子６及び８がオンし、前記コイル１に図示実線
の向きに電流が流れる。

【００１０】前記コンデンサ２３の充電電圧が、端子
Ａ、Ｂの電圧に近づくに従って、前記トランジスタ２１
のコレクタ電流が小さくなり、前記主スイッチ素子６及
び８は飽和領域から活性領域へと移る。

【００１１】このため、端子Ａ、Ｂ間の電圧が下がり前
記コンデンサ２３は放電を開始する。このため、前記ト
ランジスタ２１は急速にオフし、したがって、前記主ス
イッチっ素子６及び８オフするとともに、前記主スイッ
チ素子７及び９がオンし、前記コイルに図示波線の向き
に電流が流れる。

【００１２】以上の自励発信動作を繰り返すことによ
り、前記コイル１には運転周波数の交流矩形波電圧が供
給される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成は、前記ピストンが上死点あるいは下死点に近
づくにつれてコイル電流すなわちコレクタ電流（Ｉ_c）
が大きくなることと、前記主スイッチ素子が、Ｉ_C≧Ｉ_B
×ｈ_FEになると活性領域にはいることを利用して、前記
ピストン変位の圧縮期間と吸入期間の時間比率に前記運
転周波数の交流矩形波電圧の正半波と負半波の時間比率
を合わせるようにしているため、前記振動型圧縮機の負
荷変動によりＩ_Cが変動したり、周囲温度変動によりｈ
_FEが変動したりすると、前記ピストン変位と前記交流矩
形波電圧の時間比率の差が変動して、前記振動型圧縮機
の効率が低下する問題点があった。また、運転周波数の
矩形波電圧駆動であるため正弦波駆動に比べて効率が低
下する問題点があった。

【００１４】本発明は従来の課題を解決するものであ
り、振動型圧縮機の高効率化を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明はピストンの軸方向に連結した変位検知器と、
トランジスタ等をスイッチングすることによって直流を
交流に変換し前記コイルに電圧印加するインバータ回路
と、前記変位検知器からのピストン位置信号からピスト
ンの上死点と下死点位置を演算する上死点下死点位置演
算手段と、前記上死点位置と下死点位置からピストンの
変位の１周期中の圧縮期間と吸入期間との時間比率を演
算するピストン変位時間比率演算手段と、前記圧縮期間
と吸入期間との時間比率と前記インバータ回路の出力電
圧の正半波と負半波との時間比率とが等しくなるように
制御するインバータ制御手段Ａとから構成したものであ
る。

【００１６】これにより、振動型圧縮機の高効率化が実
現する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項に記載の発明は、
吸入弁と吐出弁が設けられた筒状体のシリンダと、前記
シリンダ周囲に環状に配設された磁石と、前記磁石に対
向して設置すると共に前記磁石に作用して前記シリンダ
の軸方向に移動するコイルと、前記コイルに連結され前
記シリンダ内を軸方向に移動するピストンと、前記ピス
トンに連結した共振バネと、前記ピストンの軸方向に連
結した変位検知器と、交流電力を直流電力に変換するコ
ンバータ回路と、トランジスタ等をスイッチングするこ
とによって直流を交流に変換し前記コイルに電圧印加す
るインバータ回路と、前記変位検知器からのピストン位
置信号からピストンの上死点と下死点位置を演算する上
死点下死点位置演算手段と、前記上死点位置と予め設定
した上死点基準値との差である上死点位置比較信号を出
力する上死点位置比較手段と、前記上死点位置と下死点
位置からピストンの変位の１周期中の圧縮期間と吸入期
間との時間比率を演算するピストン変位時間比率演算手
段と、前記上死点位置比較信号により前記上死点位置よ
り前記上死点基準値の方が大きい場合前記インバータ回
路の出力電圧を増加させ、前記上死点位置より前記上死
点基準値の方が小さい場合出力電圧を減少させるととも
に、前記圧縮期間と吸入期間との時間比率と前記インバ
ータ回路の出力電圧の正半波と負半波との時間比率とが
等しくなるように制御するインバータ制御手段Ａとから
構成した振動型圧縮機としたものであり、前記上死点下
死点位置演算手段が、前記変位検知器からのピストン位
置信号からピストンの上死点位置と下死点位置を演算
し、前記ピストン変位時間比率演算手段が前記上死点位
置と下死点位置からピストンの１周期中の圧縮期間と吸
入期間との時間比率を演算する。

【００１８】そして、インバータ制御手段Ａが、前記イ
ンバータ回路の出力電圧の正半波と負半波との時間比率
が前記圧縮期間と吸入期間との時間比率と等しくなるよ
うに、前記インバータ回路をＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉ
ｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御するという作用を
有する。

【００１９】請求項２の記載の発明は、吸入弁と吐出弁
が設けられた筒状体のシリンダと、前記シリンダ周囲に
環状に配設された磁石と、前記磁石に対向して設置する
と共に前記磁石に作用して前記シリンダの軸方向に移動
するコイルと、前記コイルに連結され前記シリンダ内を
軸方向に移動するピストンと、前記ピストンに連結した
共振バネと、前記ピストンの軸方向に連結した変位検知
器と、交流電力を直接電力に変換するコンバータ回路
と、トランジスタ等をスイッチングすることによって直
流を交流に変換し前記コイルに電圧印加するインバータ
回路と、前記変位検知器からのピストン位置信号からピ
ストンの上死点と下死点位置を演算する上死点下死点位
置演算手段と、前記上死点位置と予め設定した上死点基
準値との差である上死点位置比較信号を出力する上死点
位置比較手段と、前記上死点位置と下死点位置からピス
トンの変位の１周期中の圧縮期間と吸入期間との時間比
率を演算するピストン変位時間比率演算手段と、前記コ
イルを流れる電流を検知する電流検知器と、前記電流検
知器からの電流波形信号から前記コイル電流の正半波期
間と負半波期間との時間比率を演算する電流波形時間比
率演算手段と、前記ピストン変位の圧縮期間の時間比率
と前記コイル電流の圧縮期間に対応する半波の期間の時
間比率との差である時間比率比較信号を出力する時間比
率比較手段と、前記上死点位置比較信号により前記上死
点位置より前記上死点基準値の方が大きい場合前記イン
バータ回路の出力電圧を増加させ、前記上死点位置より
前記上死点基準値の方が小さい場合出力電圧を減少させ
るとともに、前記時間比率比較信号により前記ピストン
変位の圧縮期間の時間比率の方が前記コイル電流の圧縮
期間に対応する半波の期間の時間比率より大きい場合前
記インバータ回路の出力電圧の圧縮期間に対応する半波
の期間の時間比率を基準比率分大きくし、前記ピストン
変位の圧縮期間の時間比率の方が前記コイル電流の圧縮
期間に対応する半波の期間の時間比率より小さい場合前
記インバータ回路の出力電圧の圧縮期間に対応する半波
の期間の時間比率を基準比率分小さくするように制御す
るインバータ制御手段Ｂとから構成した振動型圧縮機と
したものであり、前記電流波形時間比率演算手段が、前
記電流検知器からの電流波形信号から前記コイル電流の
正半波期間と負半波期間との時間比率を演算し、前記ピ
ストン変位時間比率演算手段が、前記上死点位置と下死
点位置からピストンの変位の１周期中の圧縮期間と吸入
期間との時間比率を演算する。

【００２０】次に、前記時間比率比較手段が、前記ピス
トン変位の圧縮期間の時間比率と前記コイル電流の圧縮
期間に対応する半波の期間の時間比率との差である時間
比率比較信号を出力する。

【００２１】そして、前記インバータ制御手段Ｂが、前
記時間比率比較信号により前記ピストン変位の圧縮期間
の時間比率の方が前記コイル電流の圧縮期間に対応する
半波の期間の時間比率より大きい場合前記インバータ回
路の出力電圧の圧縮期間に対応する半波の期間の時間比
率を基準比率分大きくし、前記ピストン変位の圧縮期間
の時間比率の方が前記コイル電流の圧縮期間に対応する
半波の期間の時間比率より小さい場合前記インバータ回
路の出力電圧の圧縮期間に対応する半波の期間の時間比
率を基準比率分小さくするようにＰＷＭ制御するという
作用を有する。

【００２２】請求項３に記載の発明は、吸入弁と吐出弁
が設けられた筒状体のシリンダと、前記シリンダ周囲に
環状に配設された磁石と、前記磁石に対向して設置する
と共に前記磁石に作用して前記シリンダの軸方向に移動
するコイルと、前記コイルに連結され前記シリンダ内を
軸方向に移動するピストンと、前記ピストンに連結した
共振バネと、前記ピストンの軸方向に連結した変位検知
器と、交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路
と、トランジスタ等をスイッチングすることによって直
流を交流に変換し前記コイルに電圧印加するインバータ
回路と、前記変位検知器からのピストン位置信号からピ
ストンの上死点と下死点位置を演算する上死点下死点位
置演算手段と、前記上死点位置と予め設定した上死点基
準値との差である上死点位置比較信号を出力する上死点
位置比較手段と、前記コイルを流れる電流を検知する電
流検知器と、前記電流検知器からの電流波形信号から平
均の電流値を演算する電流値演算手段と、前記電流値を
記憶し前回記憶している電流値と今回の電流値とを比較
し電流値比較信号を出力する電流値比較手段と、前記上
死点位置比較信号により前記上死点位置より前記上死点
基準値の方が大きい場合前記インバータ回路の出力電圧
を増加させ、前記上死点位置より前記上死点基準値の方
が小さい場合出力電圧を減少させるとともに、前記電流
値比較信号により前記インバータ回路の出力電圧の正半
波期間と負半波期間との時間比率を基準比率分ずつ増加
あるいは減少させて前記電流値が最小になるように制御
するインバータ制御手段Ｃとから構成した振動型圧縮機
としたものであり、前記電流値演算手段が、前記電流検
知器からの電流波形信号から平均の電流値を演算し、前
記電流値比較手段が、前記電流値を記憶し、前回記憶し
ている電流値と今回の電流値とを比較し電流値比較信号
を出力する。

【００２３】そして、前記インバータ制御手段Ｃが前記
電流値比較信号により前記インバータ回路の出力電圧の
正半波期間と負半波期間との時間比率を基準比率分ずつ
増加あるいは減少させて前記電流値が最小になるように
ＰＷＭ制御するという作用を有する。

【００２４】以下本発明による振動型圧縮機の第１の実
施の形態について、図１から図５に従い説明する。

【００２５】図１は本発明の第１の実施の形態における
振動型圧縮機の断面図、図２は同実施の形態における電
気回路図、図３は同実施の形態におけるインバータ回路
の動作波形図、図４は同実施の形態における動作フロー
チャート、図５は同実施の形態における動作タイムチャ
ートである。

【００２６】図１において、振動型圧縮機２６の中央部
に筒状体のシリンダ２７が設けられており、前記シリン
ダ２７の周囲に環状に永久磁石２８が配設されている。
前記永久磁石２と前記シリンダ２７間には環状コイル１
が設置されており、前記永久磁石２に作用して前記シリ
ンダ２７の軸方向に移動する。

【００２７】前記シリンダ２７内には圧縮用ピストン１
４が収納されており、吸入弁３１、吐出弁３２を有する
圧縮室３３を形成すると共に前記コイル１に連結されて
前記シリンダ２７内を軸方向に移動する。また、前記吸
入弁３１、前記吐出弁３２は各々吸入パイプ３４、吐出
パイプ３５に連結している。３６は共振バネ、３７は前
記ピストン１４の軸方向に連結した差動トランス等から
なる変位検知器である。

【００２８】前記永久磁石２と前記シリンダ２７間には
前記永久磁石２による磁界が形成されており、その間に
配置された前記コイル１に交流電流が供給されると、前
記コイル１には供給交流電流の周波数に応じて振動する
推力が加えられ、前記コイル１に連結された前記ピスト
ン１４を軸方向に駆動する。次に図２に示す電気回路に
ついて説明する。３８は商用の交流電源であり、交流を
直流に変換するコンバータ回路３９の交流入力部に接続
されている。前記コンバータ回路３９は３９ａ、３９
ｂ、３９ｃ、３９ｄの４個のダイオードから構成されて
おり、前記ダイオード３９ａのアノードと３９ｄのカソ
ードの接続点及び前記ダイオード３９ｂのアノードと３
９ｃのカソードの接続点にそれぞれ前記商用の交流電源
３８が接続されている。また、前記ダイオード３９ａの
カソードと前記３９ｂのカソードとが接続され、前記ダ
イオード３９ｃのアノードと前記３９ｄのアノードとが
接続されている。

【００２９】４０は平滑回路であり、４０ａ、４０ｂの
２個の電解コンデンサより構成されている。また、前記
ダイオード３９ａと３９ｂの接続点と前記電解コンデン
サ４０ａの正極側が接続され、前記ダイオード３９ｂと
３９ｃの接続点と前記電解コンデンサ４０ａの負極側が
接続され、前記ダイオード３９ｃと３９ｄの接続点と前
記電解コンデンサ４０ｂの負極側が接続されている。

【００３０】また、前記電解コンデンサ４０ａの正極側
はインバータ回路４１内のトランジスタＴＲ１のコレク
タ及びダイオードＤ１のカソードが接続されており、前
記電解コンデンサ４０ａの負極側は前記電解コンデンサ
４０ｂの正極側と接続されるとともに、前記振動型圧縮
機２６の前記コイル１の一方（図示Ａ）と接続されてい
る。前記電解コンデンサ４０ｂの負極側は前記インバー
タ回路４１内のトランジスタＴＲ２のエミッタおよびダ
イオードＤ２のアノードが接続されている。

【００３１】前記インバータ回路４１は、前記トランジ
スタＴＲ１のエミッタ、前記トランジスタＴＲ２のコレ
クタ、前記ダイオードＤ１のアノード、前記ダイオード
Ｄ２との接続点が、前記信号型圧縮機２６の前記コイル
１の前記電解コンデンサ４０ａと接続されていない側
（図示Ｂ）に接続されている。そして、後述する上アー
ムドライブ回路４２からのＰＷＭ信号によりＴＲ１、後
述するアームトランジスタ４３からのＰＷＭ信号により
ＴＲ２がドライブされる。

【００３２】図３に前記インバータ回路４１の動作波形
図を示す。図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれＴＲ１のドラ
イブ信号、ＴＲ２のドライブ信号であり、ＴＲ１がＰＷ
Ｍ信号によりオン、オフしている半周期間はＴＲ２はオ
フ状態であり、続く半周期間はその逆である。

【００３３】図３（ｃ）は前記インバータ回路４１の出
力電圧であり、前記振動型圧縮機２６のコイル１のＡ、
Ｂ間に供給される。図３（ｃ）の実線がＴＲ１とＴＲ２
に増幅されたＰＷＭ出力であり、運転周期の出力波形中
にキャリア周期の多数のパルス列を作り、そのパルス幅
の等価電圧（波線で図示）を正弦波状に変化させる。

【００３４】前記インバータ回路４１の出力電圧（等価
電圧、以下同様）を変えるには、前記ＰＷＭ信号のパル
ス幅を変えればよく、出力電圧の１周期中の正半波と負
半波の時間比率を変えるには、ＴＲ１のＰＷＭ信号によ
るオン、オフ期間とＴＲ２のＰＷＭ信号によるオン、オ
フ期間の時間比率を変えればよい。

【００３５】３７は前記ピストン３０の軸方向に連結し
た差動トランス等からなる変位検知器であり、前記変位
検知器３７からの前記ピストン３０のアナログ位置信号
は第１のＡ／Ｄ変換器４４を介してデジタル信号に変換
され、上死点下死点位置演算手段４５に入力される。

【００３６】前記上死点下死点位置演算手段４５は前記
ピストン３０の上死点位置及び下死点を演算する。４６
は上死点位置比較手段であり、前記上死点位置と予め設
定された上死点基準値の差である上死点位置比較信号を
後述するインバータ制御手段Ａ４７に出力する。４８は
ピストン変位時間比率演算手段であり、前記ピストン３
０の１周期の変位の内の変位前記下死点位置から上死点
位置までの圧縮期間と前記上死点から下死点までの吸入
期間との時間比率を前記インバータ制御手段Ａ４７に出
力する。

【００３７】前記インバータ制御手段Ａ４７は、ＰＷＭ
波形生成手段Ａ４９、前記上アームドライブ回路４２、
前記下アームドライブ回路４３により構成され、前記波
形生成手段Ａ４９は前記上死点位置比較信号により、上
死点位置より上死点基準値の方が大きい場合前記インバ
ータ回路４１の出力電圧を予め設定した基準電圧値分ず
つ増加させ、上死点位置より上死点基準値の方が小さい
場合基準電圧値分ずつ減少させるように、前記上アーム
ドライブ回路４２及び下アームドライブ回路４３にＰＷ
Ｍ波形信号を出力するとともに、前記圧縮期間と吸入期
間との時間比率と前記インバータ回路の出力電圧の正半
波と負半波との時間比率とが等しくなるように、前記上
アームドライブ回路４２及び下アームドライブ回路４３
にＰＷＭ波形信号を出力する。

【００３８】以上のように構成された振動型圧縮機につ
いて、以下その動作を図４のフローチャート、図５のタ
イミングチャートをもとにして説明する。

【００３９】ステップ１で前記商用交流電源２２が投入
される。前記コンバータ回路３９を介して前記電解コン
デンサ４０が充電され、前記インバータ回路４１に直流
電力を供給する。前記上アームドライブ回路４２、下ア
ームドライブ回路４３からＰＷＭ信号を出力させ、前記
インバータ回路４１のＴＲ１とＴＲ２とが交互にＰＷＭ
信号によりオン、オフしている半周期間とオフ状体を繰
り返す。

【００４０】前記インバータ回路４１から直流を交流に
変換した出力電圧が前記振動型圧縮機２６の前記コイル
１に供給され、前記振動型圧縮機２６は運転を開始し、
コイル１に連結されたピストン３０が前記出力電圧の周
波数に応じてシリンダ２７の軸方向に振動し、前記圧縮
室３３内で冷媒圧縮が行われる。

【００４１】前記商用交流電源２２投入直後の前記ＰＷ
Ｍ信号の運転周波数、パルス幅、前記インバータ回路４
１の出力電圧の正半波、負半波の時間比率はあらかじめ
決められた値である。

【００４２】ステップ２において、前記変位検知器３７
からの前記ピストン３０のアナログ位置信号が前記Ａ／
Ｄ変換器４４を介してデジタル信号に変換され、前記上
死点下死点位置演算手段４５に入力される。この信号は
前記圧縮室３３に面した前記ピストン３０の上端位置を
示しており、これをＡとする。電源投入直後はＡを０と
する。

【００４３】次にステップ３において、前記上死点下死
点位置演算手段４５内で図５のサイクル１ａに示すよう
にピストン３０の上端位置の最大値である上死点位置Ｂ
を算出する。

【００４４】ステップ４とステップ５において、前記上
死点位置比較手段４６からの上死点位置Ｂと予め設定さ
れた上死点基準値Ｃの差である上死点位置比較信号によ
り、上死点基準値Ｃの方が上死点位置Ｂより大きい場合
はステップ６に進み、図５のサイクル２ｂに示すように
インバータ出力電圧Ｖを基準電圧Ｅだけ大きくするよう
に前記ＰＷＭ波形生成手段Ａ４９が前記上アームドライ
ブ回路４２、下アームドライブ回路４３にＰＷＭ波形を
出力する。

【００４５】また、上死点基準値Ｃと上死点位置Ｂが同
じ場合はステップ７に進み、図５のサイクル４ｂに示す
ようにインバータ出力電圧Ｖは現在電圧を保持する。

【００４６】また、上死点基準値Ｃの方が上死点位置Ｂ
より小さい場合はステップ８に進み、インバータ出力電
圧Ｖを基準電圧Ｄだけ小さくする（図示せず）ように前
記ＰＷＭ波形生成手段Ａ４９が前記上アームドライブ回
路４２、下アームドライブ回路４３にＰＷＭ波形を出力
する。

【００４７】電源投入直後は、ステップ２、３、４、６
を繰り返し回って前記インバータ出力電圧を徐々に大き
くする。前記インバータ出力電圧が大きくなると共に前
記ピストン３０のストロークが大きくなり、サイクル３
ａに示すように前記ピストン３０の上死点位置Ｂが上死
点基準値Ｃと等しくなるとステップ７に進み、インバー
タ出力電圧を同じ電圧に保持し、ステップ９に進む。

【００４８】ステップ９では、前記ピストン位置時間比
率演算手段４８が図５のサイクル４ａに示すように、前
記ピストン３０の１周期の変位の内の前記下死点位置Ｄ
から上死点位置Ｂまでの圧縮期間の１周期に対する時間
比率αを算出する。

【００４９】次にステップ１０に進み、図５のサイクル
５ｂに示すように前記ＰＷＭ波形生成手段Ａが前記圧縮
期間と吸入期間との時間比率α：（１−α）と前記イン
バータ回路４７の出力電圧の正半波と負半波との時間比
率とが等しくなるように、前記上アームドライブ回路４
２及び下アームドライブ回路にＰＷＭ波形信号を出力す
る。

【００５０】そして、ステップ６あるいはステップ８あ
るいはステップ９を行った後は、ステップ２に戻り、一
連の動作を繰り返す。

【００５１】以上のように本実施例の振動型圧縮機は、
前記上死点下死点位置演算手段４５が、前記変位検知器
３７からのピストン位置信号から前記ピストン３０の上
死点位置と下死点位置を演算し、前記ピストン変位時間
比率演算手段４８が、前記上死点位置と下死点位置から
前記ピストン３０の１周期中の圧縮期間と吸入期間との
時間比率を演算し、前記インバータ制御手段Ａ４７が、
前記インバータ回路４１の出力電圧の正半波と負半波と
の時間比率が前記圧縮期間と吸入期間との時間比率と等
しくなるように、前記インバータ回路４１をＰＷＭ制御
するという作用を有する。

【００５２】このため、前記ピストン３０の圧縮期間と
吸入期間との時間比率と、前記インバータ回路４１の出
力電圧の正半波と負半波との時間比率とを正確に合わせ
ることができ、前記振動型圧縮機２６の高効率化を図る
ことができる。

【００５３】また、運転周期の出力波形中にキャリア周
期の多数のパルス列を作り、そのパルス幅の等価電圧を
正弦波状に変化させるＰＷＭ制御を行うことにより、運
転周期の矩形波駆動と比べてさらに効率向上を図ること
ができる。

【００５４】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。尚、第１の実施の形
態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明
は省略する。

【００５５】図６は本発明の第２の実施の形態における
電気回路図、図７は同実施の形態における動作フローチ
ャートである。

【００５６】図６において、５０は電流検知器であり、
前記コイル１と、前記電解コンデンサ４０ａと前記電解
コンデンサ４０ｂの交点との間に挿入され、前記コイル
１を流れる電流（図示矢印の向きを正とする）を検知す
る。

【００５７】前記電流検知センサ５０からのアナログ電
流信号は第２のＡ／Ｄ変換器５１を介してデジタルの電
流波形信号に変換され、電流波形時間比率演算手段５２
に入力される。前記電流波形時間比率演算手段５２は、
前記電流波形信号からコイル電流の正半波期間と負半波
期間との時間比率を演算する。

【００５８】５３は時間比率比較手段であり、前記ピス
トン変位の圧縮期間の時間比率と前記コイル電流の圧縮
期間に対応する正半波の期間の時間比率との差である時
間比率比較信号を後述するインバータ制御手段Ｂ５４に
出力する。

【００５９】前記インバータ制御手段Ｂ５４は、ＰＷＭ
波形生成手段Ｂ５５、前記上アームドライブ回路４２、
前記下アームドライブ回路４３により構成され、前記波
形生成手段Ｂ５５は前記上死点位置比較信号により、上
死点位置より上死点基準値の方が大きい場合前記インバ
ータ回路４１の出力電圧を予め設定した基準電圧値分ず
つ増加させ、上死点位置より上死点基準値の方が小さい
場合基準電圧値分ずつ減少させるように、前記上アーム
ドライブ回路４２及び下アームドライブ回路４３にＰＷ
Ｍ波形信号を出力するとともに、前記時間比率比較信号
により前記ピストン変位の圧縮期間の時間比率の方が前
記コイル電流の圧縮期間に対応する正半波の期間の時間
比率より大きい場合前記インバータ回路４１の出力電圧
の圧縮期間に対応する正半波の期間の時間比率を基準比
率分大きくし、前記ピストン変位の圧縮期間の時間比率
の方が前記コイル電流の圧縮期間に対応する正半波の期
間の時間比率より小さい場合前記インバータ回路４１の
出力電圧の圧縮期間に対応する正半波の期間の時間比率
を基準比率分小さくするように前記上アームドライブ回
路４２及び下アームドライブ回路４３にＰＷＭ波形信号
を出力する。

【００６０】以上のように構成された振動型圧縮機につ
いて、以下その動作を図７のフローチャート、図８のタ
イミングチャートをもとにして説明する。

【００６１】ステップ１０１で前記商用交流電源３８が
投入される。次に、ステップ１０２において、第１の実
施例のタイミングチャート図４で説明したステップ２か
らステップ８までの処理（以下上死点制御とよぶ）と同
様の処理を行い、図８のサイクル１１ａに示すように前
記ピストン３０の上死点位置Ｂが上死点基準値Ｃと等し
くなると前記インバータ出力電圧を同じ電圧に保持し、
ステップ１０３に進む。

【００６２】ステップ１０３では、前記ピストン位置時
間比率演算手段４８が図８のサイクル１１ａに示すよう
に、前記ピストン３０の１周期の変位の内の前記下死点
位置Ｄから上死点位置Ｂまでの圧縮期間の１周期に対す
る時間比率αを算出する。

【００６３】次にステップ１０４に進み、前記電流波形
演算手段５２が図８のサイクル１１Ｃに示すように、前
記電流波形信号からコイル電流の１周期の内の正半波期
間の１周期に対する時間比率γを算出する。

【００６４】次にステップ１０５とステップ１０６にお
いて、前記時間比率比較手段５３が前記ピストン変位の
圧縮期間の時間比率αと前記コイル電流の圧縮期間に対
応する正半波の期間の時間比率γとを比較して時間比率
比較信号を出力することにより、前記圧縮期間の時間比
率αの方が前記コイル電流の正半波の時間比率γよりも
小さい場合はステップ１０７に進み、図８のサイクル１
２ｂに示すように前記インバータ回路４１の出力電圧の
圧縮期間に対応する正半波の期間の時間比率βを基準比
率分ｅだけ小さくするように前記上アームドライブ回路
４２及び下アームドライブ回路４３にＰＷＭ波形信号を
出力する。

【００６５】また、前記圧縮期間の時間比率αが前記コ
イル電流の正半波の時間比率γが同じ場合はステップ１
０８に進み、図８のサイクル１４Ｂに示すように前記出
力電圧の正半波の期間の時間比率βは現在の時間比率を
保持する。

【００６６】また、前記圧縮期間の時間比率αが前記コ
イル電流の正半波の期間の時間比率γより大きい場合は
ステップ１０９に進み、前記出力電圧の正半波の期間の
時間比率βを基準比率分ｅだけ大きくする（図示せず）
ように前記上アームドライブ回路４２及び下アームドラ
イブ回路４３にＰＷＭ波形信号を出力する。

【００６７】そして、ステップ１０７あるいはステップ
１０８あるいはステップ１０９を行った後は、ステップ
１０２に戻り、一連の動作を繰り返す。

【００６８】以上のように本実施例の振動型圧縮機は、
前記時間比率比較手段５３が、前記ピストン変位の圧縮
期間の時間比率と前記コイル電流の圧縮期間に対応する
正半波の期間の時間比率との差である時間比率比較信号
を算出し、前記インバータ制御手段Ｂ５４が、前記時間
比率比較信号により前記ピストン変位の圧縮期間の時間
比率の方が前記コイル電流の圧縮期間に対応する正半波
の期間の時間比率より大きい場合前記インバータ回路４
１の出力電圧の圧縮期間に対応する正半波の期間の時間
比率を基準比率分大きくし、前記ピストン変位の圧縮期
間の時間比率の方が前記コイル電流の圧縮期間に対応す
る正半波の期間の時間比率より小さい場合前記インバー
タ回路４１の出力電圧の圧縮期間に対応する半波の期間
の時間比率を基準比率分小さくするようにＰＷＭ制御す
るという作用を有する。

【００６９】このため、前記ピストン３０の圧縮期間と
吸入期間との時間比率と、前記ピストン３０の直接の駆
動源である前記コイル電流の正半波と負半波との時間比
率とを正確に合わせることができ、前記ピストン３０の
圧縮期間と吸入期間との時間比率と、前記出力電圧の正
半波と負半波との時間比率とを合わせるよりもさらに前
記振動型圧縮機２６の高効率化を図ることができる。

【００７０】また、運転周期の出力波形中にキャリア周
期の多数のパルス列を作り、そのパルス幅の等価電圧を
正弦波状に変化させるＰＷＭ制御を行うことにより、運
転周期の矩形波駆動と比べてさらに効率向上を図ること
ができる。０の圧縮期間と吸入期間との時間比率と、前
記ピストン３０の直接の駆動源である前記コイル電流の
正半波と負半波との時間比率とを正確に合わせることが
でき、前記ピストン３０の圧縮期間と吸入期間との時間
比率と、前記出力電圧の正半波と負半波との時間比率と
を合わせるよりもさらに前記振動型圧縮機２６の高効率
化を図ることができる。

【００７１】また、運転周期の出力波形中にキャリア周
期の多数のパルス列を作り、そのパルス幅の等価電圧を
正弦波状に変化させるＰＷＭ制御を行うことにより、運
転周期の矩形波駆動と比べてさらに効率向上を図ること
ができる。

【００７２】次に、本発明の第３の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。尚、第１の実施の形
態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明
は省略する。

【００７３】図９は本発明の第３の実施の形態における
電気回路図である。図９において、５６は電流値演算手
段であり、前記電流波形信号から平均の電流値を演算す
る。５７は電流値比較手段であり、前記電流値を記憶し
前回記憶している電流値と今回の電流値とを比較し電流
値比較信号を出力する。

【００７４】５８はインバータ制御手段Ｃであり、ＰＷ
Ｍ波形生成手段Ｃ５９、前記上アームドライブ回路４
２、前記下アームドライブ回路４３により構成され、前
記波形生成手段Ｃ５９は、前記上死点位置比較信号によ
り、上死点位置より上死点基準値の方が大きい場合前記
インバータ回路４１の出力電圧を予め設定した基準電圧
値分ずつ増加させ、上死点位置より上死点基準値の方が
小さい場合基準電圧値分ずつ減少させるように、前記上
アームドライブ回路４２及び下アームドライブ回路４３
にＰＷＭ波形信号を出力するとともに、前記電流値比較
信号により前記インバータ回路４１の出力電圧の正半波
期間と負半波期間との時間比率を基準比率分ずつ増加あ
るいは減少させて前記電流値が最小になるように前記上
アームドライブ回路４２及び下アームドライブ回路４３
にＰＷＭ波形信号を出力する。

【００７５】以上のように構成された振動型圧縮機につ
いて、以下その動作を図１０のフローチャートをもとに
して説明する。

【００７６】ステップ２０１で前記商用交流電源３８が
投入される。次に、ステップ２０２において、第１の実
施例のタイミングチャート図４で説明したステップ２か
らステップ８までの処理（以下上死点制御とよぶ）と同
様の処理を行い前記ピストン３０の上死点位置Ｂが上死
点基準値Ｃと等しくなると前記インバータ出力電圧を同
じ電圧に保持し、ステップ２０３に進む。

【００７７】ステップ２０３では前記電流値演算手段５
６が、前記電流波形信号から平均の電流値ｉを演算し、
ステップ２０４で前記電流値比較手段５７が前記電流値
ｉを最小電流値ｉ_minとして記憶する。

【００７８】次にステップ２０５に進み、前記インバー
タ回路４１の出力電圧の圧縮期間に対応する正半波の期
間の時間比率βを基準比率分ｅだけ小さくするように前
記上アームドライブ回路４２及び下アームドライブ回路
４３にＰＷＭ波形信号を出力する。

【００７９】次に、ステップ２０６で前記電流値演算手
段５６が、前記電流波形信号から平均の電流値ｉを演算
し、ステップ２０７で前記電流値比較手段５７が前記電
流値ｉと前記最小電流値ｉ_minを比較し、前記電流値ｉ
の方が小さい場合はステップ２０８に進み、前記電流値
ｉを最小電流値ｉ_minとして記憶する。

【００８０】次にステップ２０９に進み、前記インバー
タ回路４１の出力電圧の圧縮期間に対応する正半波の期
間の時間比率βを基準比率分ｅだけ小さくするように前
記上アームドライブ回路４２及び下アームドライブ回路
４３にＰＷＭ波形信号を出力する。

【００８１】次に、ステップ２１０で前記電流値演算手
段５６が、前記電流波形信号から平均の電流値ｉを演算
し、ステップ２１１で前記電流値比較手段５７が前記電
流値ｉと前記最小電流値ｉ_minを比較し、前記電流値ｉ
の方が小さい場合はステップ２０８に進み、前記電流値
ｉを最小電流値ｉ_minとして記憶し、再びステップ２０
９に戻り、電流値ｉが最小電流値ｉ_minより大きくなる
までは、前記インバータ回路４１の出力電圧の圧縮期間
に対応する正半波の期間の時間比率βを基準比率分ｅだ
け小さくするように前記上アームドライブ回路４２及び
下アームドライブ回路４３にＰＷＭ波形信号を出力する
処理を続ける。

【００８２】ステップ２１１において、電流値ｉが最小
電流値ｉ_minより大きい場合は、ステップ２１３に進
み、前記インバータ回路４１の出力電圧の圧縮期間に対
応する正半波の期間の時間比率βを基準比率分ｅだけ大
きくするように前記上アームドライブ回路４２及び下ア
ームドライブ回路４３にＰＷＭ波形信号を出力して、電
流値ｉを最小電流値にして、ステップ２０２に戻る。

【００８３】一方、ステップ２０７で前記電流値比較手
段５７が前記電流値ｉと前記最小電流値ｉ_minを比較
し、前記電流値ｉの方が大きい場合はステップ２１４に
進み、前記インバータ回路４１の出力電圧の圧縮期間に
対応する正半波の期間の時間比率βを基準比率分ｅだけ
大きくするように前記上アームドライブ回路４２及び下
アームドライブ回路４３にＰＷＭ波形信号を出力する。

【００８４】次にステップ２１５で前記電流値演算手段
５６が、前記電流波形信号から平均の電流値ｉを演算
し、ステップ２１６で前記電流値比較手段５７が前記電
流値ｉと前記最小電流値ｉ_minを比較し、前記電流値ｉ
の方が小さい場合はステップ２１７に進み、前記電流値
ｉを最小値ｉ_minとして記憶し、再びステップ２１４に
戻り電流値ｉが最小電流値ｉ_minより大きくなるまで
は、前記インバータ回路４１の出力電圧の圧縮期間に対
応する正半波の期間の時間比率βを基準比率分ｅだけ大
きくするように前記アームドライブ回路４２及び下アー
ムドライブ回路４３にＰＷＭ波形信号を出力する処理を
続ける。

【００８５】ステップ２１６において、電流値ｉが最小
値ｉ_minより大きい場合は、ステップ２１８に進み、前
記インバータ回路４１の出力電圧の圧縮期間に対応する
正半波の期間の時間比率βを基準比率分ｅだけ小さくす
るように前記上アームドライブ回路４２及び下アームド
ライブ回路４３にＰＷＭ波形信号を出力して、電流値ｉ
を最小電流値にして、ステップ２０２に戻る。

【００８６】以上のように本実施例の振動型圧縮機は、
前記電流値演算手段５６が、前記電流検知器５０からの
電流波形信号から平均の電流値を演算し、前記電流値比
較手段５７が、前記電流値を記憶し、前回記憶している
電流値と今回の電流値とを比較し電流値比較信号を出力
する。

【００８７】そして、前記インバータ制御手段Ｃ５８が
前記電流値比較信号により前記インバータ回路の出力電
圧の正半波期間と負半波期間との時間比率を基準比率分
ずつ増加あるいは減少させて前記電流値が最小になるよ
うにＰＷＭ制御するという作用を有する。

【００８８】このため、常に前記振動型圧縮機２６の入
力電力が最小となるように前記出力電圧の正半波と負半
波との時間比率とを制御できることとなり、前記ピスト
ン３０の圧縮期間と吸入期間との時間比率と、前記ピス
トン３０の直接の駆動源である前記コイル電流の正半波
と負半波との時間比率とを正確に合わせるよりもさらに
前記振動型圧縮機２６の高効率化を図ることができる。

【００８９】また、運転周期の出力波形中にキャリア周
期の多数のパルス列を作り、そのパルス幅の等価電圧を
正弦波状に変化させるＰＷＭ制御を行うことにより、運
転周期の矩形波駆動と比べてさらに効率向上を図ること
ができる。

【００９０】

【発明の効果】以上のように本発明は、吸入弁と吐出弁
が設けられた筒状体のシリンダと、前記シリンダ周囲に
環状に配設された磁石と、前記磁石に対向して設置する
と共に前記磁石に作用して前記シリンダの軸方向に移動
するコイルと、前記コイルに連結され前記シリンダ内を
軸方向に移動するピストンと、前記ピストンに連結した
共振バネと、前記ピストンの軸方向に連結した変位検知
器と、交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路
と、トランジスタ等をスイッチングすることによって直
流を交流に変換し前記コイルに電圧印加するインバータ
回路と、前記変位検知器からのピストン位置信号からピ
ストンの上死点と下死点位置を演算する上死点下死点位
置演算手段と、前記上死点位置と予め設定した上死点基
準値との差である上死点位置比較信号を出力する上死点
位置比較手段と、前記上死点位置と下死点位置からピス
トンの変位の１周期中の圧縮期間と吸入期間との時間比
率を演算するピストン変位時間比率演算手段と、前記上
死点位置比較信号により前記上死点位置より前記上死点
基準値の方が大きい場合前記インバータ回路の出力電圧
を増加させ、前記上死点位置より前記上死点基準値の方
が小さい場合出力電圧を減少させるとともに、前記圧縮
期間と吸入期間との時間比率と前記インバータ回路の出
力電圧の正半波と負半波との時間比率とが等しくなるよ
うに制御するインバータ制御手段Ａとを設けることによ
り、前記ピストンの圧縮期間と吸入期間との時間比率
と、前記インバータ回路の出力電圧の正半波と負半波と
の時間比率とを正確に合わせることができ、前記振動型
圧縮機の高効率化を図ることができる。

【００９１】また、運転周期の出力波形中にキャリア周
期の多数のパルス列を作り、そのパルス幅の等価電圧を
正弦波状に変化させるＰＷＭ制御を行うことにより、運
転周期の矩形波駆動と比べてさらに効率向上を図ること
ができる。

【００９２】また、吸入弁と吐出弁が設けられた筒状体
のシリンダと、前記シリンダ周囲に環状に配設された磁
石と、前記磁石に対向して設置すると共に前記磁石に作
用して前記シリンダの軸方向に移動するコイルと、前記
コイルに連結され前記シリンダ内を軸方向に移動するピ
ストンと、前記ピストンに連結した共振バネと、前記ピ
ストンの軸方向に連結した変位検知器と、交流電力を直
流電力に変換するコンバータ回路と、トランジスタ等を
スイッチングすることによって直流を交流に変換し前記
コイルに電圧印加するインバータ回路と、前記変位検知
器からのピストン位置信号からピストンの上死点と下死
点位置を演算する上死点下死点位置演算手段と、前記上
死点位置と予め設定した上死点基準値との差である上死
点位置比較信号を出力する上死点位置比較手段と、前記
上死点位置と下死点位置からピストンの変位の１周期中
の圧縮期間と吸入期間との時間比率を演算するピストン
変位時間比率演算手段と、前記コイルを流れる電流を検
知する電流検知器と、前記電流検知器からの電流波形信
号から前記コイル電流の正半波期間と負半波期間との時
間比率を演算する電流波形時間比率演算手段と、前記ピ
ストン変位の圧縮期間の時間比率と前記コイル電流の圧
縮期間に対応する半波の期間の時間比率との差である時
間比率比較信号を出力する時間比率比較手段と、前記上
死点位置比較信号により前記上死点位置より前記上死点
基準値の方が大きい場合前記インバータ回路の出力電圧
を増加させ、前記上死点位置より前記上死点基準値の方
が小さい場合出力電圧を減少させるとともに、前記時間
比率比較信号により前記ピストン変位の圧縮期間の時間
比率の方が前記コイル電流の圧縮期間の対応する半波の
期間の時間比率より大きい場合前記インバータ回路の出
力電圧の圧縮期間に対応する半端の期間の時間比率を基
準比率分大きくし、前記ピストン変位の圧縮期間の時間
比率の方が前記コイル電流の圧縮期間に対応する半波の
期間の時間比率より小さい場合前記インバータ回路の出
力電圧の圧縮期間に対応する半波の期間の時間比率を基
準比率分小さくするように制御するインバータ制御手段
Ｂとを設けることにより、前記ピストンの圧縮期間と吸
入期間との時間比率と前記ピストンの直接の駆動源であ
る前記コイル電流の正半波と負半波との時間比率とを正
確に合わせることができ、前記ピストンの圧縮期間と吸
入期間との時間比率と、前記出力電圧の正半波と負半波
との時間比率とを合わせるよりもさらに前記振動型圧縮
機の高効率化を図ることができる。

【００９３】また、運転周期の出力波形中にキャリア周
期の多数のパルス列を作り、そのパルス幅の等価電圧を
正弦波状に変化させるＰＷＭ制御を行うことにより、運
転周期の矩形波駆動と比べてさらに効率向上を図ること
ができる。

【００９４】また、吸入弁と吐出弁が設けられた筒状体
のシリンダと、前記シリンダ周囲に環状に配設された磁
石と、前記磁石に対向して設置すると共に前記磁石に作
用して前記シリンダの軸方向に移動するコイルと、前記
コイルに連結され前記シリンダ内を軸方向に移動するピ
ストンと、前記ピストンに連結した共振バネと、前記ピ
ストンの軸方向に連結した変位検知器と、交流電力を直
流電力に変換するコンバータ回路と、トランジスタ等を
スイッチングすることによって直流を交流に変換し前記
コイルに電圧印加するインバータ回路と、前記変位検知
器からのピストン位置信号からピストンの上死点と下死
点位置を演算する上死点下死点位置演算手段と、前記上
死点位置と予め設定した上死点基準値との差である上死
点位置比較信号を出力する上死点位置比較手段と、前記
コイルを流れる電流を検知する電流検知器と、前記電流
検知器からの電流波形信号から平均の電流値を演算する
電流値演算手段と、前記電流値を記憶し前回記憶してい
る電流値と今回の電流値とを比較し電流値比較信号を出
力する電流値比較手段と、前記上死点位置比較信号によ
り前記上死点位置より前記上死点基準値の方が大きい場
合前記インバータ回路の出力電圧を増加させ、前記上死
点位置より前記上死点基準値の方が小さい場合出力電圧
を減少させるとともに、前記電流値比較信号により前記
インバータ回路の出力電圧の正半波期間と負半波期間と
の時間比率を基準比率分ずつ増加あるいは減少させて前
記電流値が最小になるように制御するインバータ制御手
段Ｃとを設けることにより、常に前記振動型圧縮機の入
力電力が最小となるように、前記出力電圧の正半波と負
半波との時間比率とを制御できることとなり、前記ピス
トンの圧縮期間と吸入期間との時間比率と、前記ピスト
ンの直接の駆動源である前記コイル電流の正半派と負半
波との時間比率とを正確に合わせるよりもさらに前記振
動型圧縮機の高効率化を図ることができる。

【００９５】また、運転周期の出力波形中にキャリア周
期の多数のパルス列を作り、そのパルス幅の等価電圧を
正弦波状に変化させるＰＷＭ制御を行うことにより、運
転周期の矩形波駆動と比べてさらに効率向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における振動型圧縮
機の断面図

【図２】同実施の形態における電気回路図

【図３】同実施の形態におけるインバータ回路の動作波
形図

【図４】同実施の形態における動作フローチャート

【図５】同実施の形態における動作タイミングチャート

【図６】本発明の第２の実施の形態における電気回路図

【図７】同実施の形態における動作フローチャート

【図８】同実施の形態における動作タイミングチャート

【図９】本発明の第３の実施の形態における電気回路図

【図１０】同実施の形態における動作のフローチャート

【図１１】従来の振動型圧縮機の断面図

【図１２】従来の振動型圧縮機のピストンの変位波形図

【図１３】従来の振動型圧縮機の駆動回路図

【符号の説明】１コイル２６振動型圧縮機２７シリンダ２８磁石３０ピストン３１吸入弁３２吐出弁３６共振バネ３７変位検知器３９コンバータ回路４１インバータ回路４５上死点下死点位置演算手段４６上死点位置比較手段４７インバータ制御手段Ａ４８ピストン変位時間比率演算手段５０電流検知器５２電流波形時間比率演算手段５３時間比率比較手段５４インバータ制御手段Ｂ５６電流値演算手段５７電流値比較手段５８インバータ制御手段Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸入弁と吐出弁が設けられた筒状体のシ
リンダと、前記シリンダ周囲に環状に配設された磁石
と、前記磁石に対向して設置するとともに前記磁石に作
用して前記シリンダの軸方向に移動するコイルと、前記
コイルに連結され前記シリンダ内を軸方向に移動するピ
ストンと、前記ピストンに連結した共振バネと、前記ピ
ストンの軸方向に連結した変位検知器と、交流電力を直
流電力に変換するコンバータ回路と、トランジスタ等を
スイッチングすることによって直流を交流に変換し前記
コイルに電圧印加するインバータ回路と、前記変位検知
器からのピストン位置信号からピストンの上死点と下死
点位置を演算する上死点下死点位置演算手段と、前記上
死点位置と予め設定した上死点基準値との差である上死
点位置比較信号を出力する上死点位置比較手段と、前記
上死点位置と下死点位置からピストンの変位の１周期中
の圧縮期間と吸入期間との時間比率を演算するピストン
変位時間比率演算手段と、前記上死点位置比較信号によ
り前記上死点位置より前記上死点基準値の方が大きい場
合前記インバータ回路の出力電圧を増加させ、前記上死
点位置より前記上死点基準値の方が小さい場合出力電圧
を減少させるとともに、前記圧縮期間と吸入期間との時
間比率と前記インバータ回路の出力電圧の正半波と負半
波との時間比率とが等しくなるように制御するインバー
タ制御手段Ａとから構成した振動型圧縮機。
【請求項２】吸入弁と吐出弁が設けられた筒状体のシ
リンダと、前記シリンダ首位に環状に配設された磁石
と、前記磁石に対向して設置すると共に前記磁石に作用
して前記シリンダの軸方向に移動するコイルと、前記コ
イルに連結され前記シリンダ内を軸方向に移動するピス
トンと、前記ピストンに連結した共振バネと、前記ピス
トンの軸方向に連結した変位検知器と、交流電力を直流
電力に変換するコンバータ回路と、トランジスタ等をス
イッチングすることによって直流を交流に変換し前記コ
イルに電圧印加するインバータ回路と、前記変位検知器
からのピストン位置信号からピストンの上死点と下死点
位置を演算する上死点下死点位置演算手段と、前記上死
点位置と予め設定した上死点基準値との差である上死点
位置比較信号を出力する上死点位置比較手段と、前記上
死点位置と下死点位置からピストンの変位の１周期中の
圧縮期間と吸入期間との時間比率を演算するピストン変
位時間比率演算手段と、前記コイルを流れる電流を検知
する電流検知器と、前記電流検知器からの電流波形信号
から前記コイル電流の正半波期間と負半波期間との時間
比率を演算する電流波形時間比率演算手段と、前記ピス
トン変位の圧縮期間の時間比率と前記コイル電流の圧縮
期間に対応する半波の期間の時間比率との差である時間
比率比較信号を出力する時間比率比較手段と、前記上死
点位置比較信号により前記上死点位置より前記上死点基
準値の方が大きい場合前記インバータ回路の出力電圧を
増加させ、前記上死点位置より前記上死点基準値の方が
小さい場合出力電圧を減少させるとともに、前記時間比
率比較信号により前記ピストン変位の圧縮期間の時間比
率の方が前記コイル電流の圧縮期間に対応する半波の期
間の時間比率より大きい場合前記インバータ回路の出力
電圧の圧縮期間に対応する半波の期間の時間比率を基準
比率分大きくし、前記ピストン変位の圧縮期間の時間比
率の方が前記コイル電流の圧縮期間に対応する半波の期
間の時間比率より小さい場合前記インバータ回路の出力
電圧の圧縮期間に対応する半波の期間の時間比率を基準
比率分小さくするように制御するインバータ制御手段Ｂ
とから構成した振動型圧縮機。
【請求項３】吸入弁と吐出弁が設けられた筒状体のシ
リンダと、前記シリンダ周囲に環状の配設された磁石
と、前記磁石に対向して設置すると共に前記磁石に作用
して前記シリンダの軸方向に移動するコイルと、前記コ
イルに連結され前記シリンダ内を軸方向に移動するピス
トンと、前記ピストンに連結した共振バネと、前記ピス
トンの軸方向に連結した変位検知器と、交流電力を直流
電力に変換するコンバータ回路と、トランジスタ等をス
イッチングすることによって直流を交流に変換し前記コ
イルに電圧印加するインバータ回路と、前記変位検知器
からのピストン位置信号からピストンの上死点と下死点
位置を演算する上死点下死点位置演算手段と、前記上死
点位置と予め設定した上死点基準値との差である上死点
位置比較信号を出力する上死点位置比較手段と、前記コ
イルを流れる電流を検知する電流検知器と、前記電流検
知器からの電流波形信号から平均の電流値を演算する電
流値演算手段と、前記電流値を記憶し前回記憶している
電流値と今回の電流値とを比較し電流値比較信号を出力
する電流値比較手段と、前記上死点位置比較信号により
前記上死点位置より前記上死点基準値の方が大きい場合
前記インバータ回路の出力電圧を増加させ、前記上死点
位置より前記上死点基準値の方が小さい場合出力電圧を
減少させるとともに、前記電流値比較信号により前記イ
ンバータ回路の出力電圧の正半波期間と負半波期間との
時間比率を基準比較分ずつ増加あるいは減少させて前記
電流値が最小になるように制御するインバータ制御手段
Ｃとから構成した振動型圧縮機。