JPS59192873A - 振動型圧縮装置 - Google Patents

振動型圧縮装置

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JPS59192873A
JPS59192873A JP6618283A JP6618283A JPS59192873A JP S59192873 A JPS59192873 A JP S59192873A JP 6618283 A JP6618283 A JP 6618283A JP 6618283 A JP6618283 A JP 6618283A JP S59192873 A JPS59192873 A JP S59192873A
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JP
Japan
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compressor
frequency
pressure
discharge
piston
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JP6618283A
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Akira Kurahashi
晃 倉橋
Masaru Abe
安部 賢
Jiro Asai
二郎 浅井
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、交番電流によって駆動されるピストン機構
によって、気体を吸入し圧縮吐出する振動型圧縮機を効
率的に駆動するための1b制御装置を備えた振動型圧縮
装置に関する。
上記のような振動型圧縮機として(は、例えば特開昭5
6− ’574号公報、あるいは特開昭56−1297
80号公報に示されるようなものが知られている。この
ような圧縮機は、基本的には略一定の吐出圧のもとで使
用されるものであり、例えば小型冷蔵庫用の冷媒用圧縮
機として使用されるものであり、祉だその構造が単純化
されるものであるため、種々の応用範囲が考えられる。
例えば自動車の車高をJ−整するための空気圧送!2!
構として使用することが考えられる。
しかし、このように車高調整用に使用する場合には、空
気圧縮機が動作する吐出圧は常に一定ではなく、可変吐
出圧における空気圧縮機の制御手段が問題となってくる
この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、吐出
圧に応じて最も効率的な吐出量が得られるように、気体
を吸入し圧縮吐出させるピストン機構を振動駆動させる
ように制御される振動型圧縮装置を提供しようとするも
のである。
すなわち、この発明に係る振動型圧縮装置は、振動型圧
縮機からの吐出圧を検知し、この検知吐出圧に適合した
振動周波数、さらに交番信号の休止時間比率を読み出し
て、この周波数および休止時間比率に対応した交番電流
を発生させ、この交番電流で上記圧縮機のピストン機構
を往後、駆動させるようにするものである。
以下図面を皺照してこの発明の一災施例を説明する。1
ず、第1図は空気を吸入し圧縮して吐出する振動型圧縮
機10の構成を示すもので、円筒状のスリーブ1ノに対
して上および1ケーシング12.13を密封状態で設け
て、蓄圧器容器14を構成する。この蓄圧器容器14の
内11ij5には、圧表白機本体15が設けらiするも
ので、この本体15は支持スフ0リング16.17によ
って容器14内に支持されている。
圧縮嵌木KJ5は、スリーブ11と同軸的に配置される
強磁性体よりなるスリーブ18全備え、このスリーブ1
8の両端部内側ILcは、それぞれ上部シリンダ19お
よび下部シリンダ20が固定設定される。この上部およ
び下81(シリンダ19,20は同軸的に配置され、ピ
ストン21が挿入設定されるもので、このピストン2)
の中心軸部に形成した空気通路22によって、シリンダ
19.20間が連通されるようになっている。
上部シリンダ19内には、吐出バルブ23を設けるもの
で、このバルブ23はシリンダ19の外側開口部に設け
た保持器24との間に介在されるスプリング25により
、常時はピストン21に対面する10部を閉じるように
設定さノするもので、このバルブ23と保持器24との
間で圧縮空気室を形成するようになる、そして、この空
気室は、保持器24に連通され、上部ケーシング12を
貫通して蓄圧器容器14外部に引き出される吐出管26
に連通ずる。
また、下部シリンダ20には、下部ケーシング13を貫
通して外部に引き出される吸入管27に連通ずるもので
、逆止弁機構28を設け、吸入空気のみが下部シリンダ
20内に導入されるように+11i成する。
ピストン21の上部シリンダ19と下部シリンダ20と
の間に位置する部分には、鍔状にしてフランツ29を設
ける。このフランジ29は上部シリンダ19の外側に設
定される円筒状ステー30に対して一体的に結合される
もので、このステー30の外側には軸線と平行に並ぶ状
態でh]動コイル31.32′!il−取り付ける。こ
こで、この可動コイル、? 2 、32位置に対応して
上部シリンダノ9の外周面部にはステータコア33を設
け、さらにこのステータコア33に対向するように強磁
性体スリーブ18の内面に、環状永久磁石34.35が
設けられる。この永久磁石34.35は径方向に着磁さ
れ、且つその7,1磁方向は互いに逆向きとなるように
されている。捷だ、可動コイル31.32もその巻線方
向は逆に設定され、相互に接続されている。
そして、このピストン21は、上部および下部シリンダ
19,2.0の間で、フランツ29部を用いてスプリン
グ36.37で軸方向振動自在に支持されている。
可動コイル31.32に対する励磁電流は、端子38a
、38bから与えられるもので、端子38aは導線39
、導電性板材40.スプリング37、導電性板材41を
介してコイル3ノ。
32部に接続され、また端子38bは導勝42、導電性
板月43、スプリング36、等電性板材44を介してコ
イル31.32部に接続される。
図において45は上部ケーシング12に貫通形成した連
通管であり、47は蓄圧器容器14内の圧力を検知する
圧力センサである。
すなわち、このように構成される圧縮+MlOにあって
は、可動コイル31.32に対して交番励磁電流を供繕
することによりピストン21が往復振動運動され、吸入
管27から外部空気を吸入し、吐出管26から圧縮され
た空気を吐出するようになるものである。
このような圧縮機10において、吐出圧変化における駆
動を考えてみると、振動系の共振現象を利用して、所要
のピストン21ストロークを得るようになる。したがっ
て、第2因の(A)に示すように、一定電力を供給した
場合の一定吐出圧における吐出量は、振動周波数の関数
となる。また、最大吐出量点A、〜A4の時の周波数f
I−f4は吐出圧の関数となる。この図において、Q、
〜Q、はそれぞれ吐出圧P、〜P4において、ピストン
21の頂部と吐出弁23とが衝突する直前の吐出量であ
る。したがって、この関係から第2図の(B)に示すよ
うに、この時の許容印加電圧v1〜v4もまた吐出圧の
関数となるものである。
したがって、圧縮機10は例えば吐出圧P1〜P4の領
域で最も効率よく且つ吐出弁23のピストン21の頂部
への衝突を回避して安定した動作を行なわせるためには
、各吐出圧における最大吐出量Ql−Q4を満足するよ
うに印加;    、よお。、□ライ。8,3.。8よ
1、.1□6オ。
必要かある。
第3図の(〜は圧縮(幾10の可動コイル31゜32に
駆動用励磁電流として供給される父番電流の波形を示す
。この波形は1周ill T 6の矩形波周波数波形で
あり、期間Tlで休止時1tj t Hの後に正方向に
突出し、期間T2で休止時間t2の後に負方向に医出す
る形状とされる。
今、電源電圧をV4で一定として圧縮機10を駆動する
場合、第2図の(A) (B)で示した吐出圧PI=P
aの領域において、駆動周波数は各吐出圧において最大
吐出量の得られるf1〜f4の周波数を連続的匡可変さ
せる。また第3図(A)に示した波形の休止期間を増減
することによって、電源電圧がv4で一定であっても、
第3図の(B)に示すように休止時間比率忙応じて見か
け上v1〜■3に下げることのできるものである。
ここで、第3図(i)における休止期間比率αは次のよ
うにされる。
ただし、0く軒〈1で且つO< 、−7≦1である。
すなわち、バッテリ等の定電圧電源からインバータを通
して発生させた矩形波の周波数と、休止時間比率t+/
T+およびt2/T2の3つのノクラメータを、比力圧
力に対応して制御することにより、圧縮機10は最も効
率的に駆動制御されるようになる。
また、上記のような休止時間比率によって見かけ上の電
圧制御を行なう場合、例えば電源電圧V4’tV3〜V
lに下げるための休止時間が決定した場合、この休止時
間の11 とtzへの配分の変化によって、第4図に示
すように吐出量に大きな差が生ずることが確認される。
これは、可動コイル31.32への印加タイミングによ
り、損失電力の増減が影響しているものと思われ、した
がって各吐出圧で電圧制御に必要な休止時間t!とtz
との配分比率を、最適な印加タイミングが得られるよう
に制御することによって、各吐出圧において最大効率で
圧縮機10を駆動することができるようになるものであ
る。
第5図は、吐出圧に対応して圧縮機1θを効率的に駆動
するための最適な休止時間、すなわち電圧印加休止時間
比率β監およびβ、(ただしβ1はt I/ T (の
関数、β2はt2/T2の関数)、さらに駆動周波数f
の関係を示す。すなわち、この第5図に示した吐出圧を
・セラメータとするβl 、β2およびfを記憶装置に
記憶させ、その記憶データを検出吐出圧に対応して読み
〜出して、第3図の(A)に示したような波形の励磁駆
動電流を得るようにすれば、圧縮機10は最も効率的に
運転制御されるようになる。
第6図は圧縮機10の可動コイル31 、32に対して
励磁電流を供給する駆動回路を示すもの〆で、圧縮機1
0の吐出圧を検出する圧力センサ47からの検出信号を
制御回路48に対して指令信号として与える。そして、
この制御回路48は、トランジスタ49.50および5
1゜52を制御して、直列状態に接続されている可動コ
イル31.32に対して、特定された周期で極性の反転
される第3図(〜で示したような励磁′ij4:流な・
流ず。
第7図は1iill ?ai1回路48部をより詳細に
して示したものて、庄カセンサ47からの検出信号は、
1.1号′iと生回路480に供給し、この回路480
はバイナリカウンタ481に対して一定周波数のパルス
13号を出力すると共に、休止時間設定回路482に対
してアドレス信号を出力する。
すなわち、この18号46生回路480ば、例えばCI
)U、メモリ、IOポート等から構成されるもので、そ
のメモリ内には第5図で示したような各吐出圧において
圧縮機10を最高効率で運転させるだめの周波数fおよ
び休止時間のアドレス(後述)が記憶されている。そし
て、圧カセンザ47からの1g号に応じて、それらの1
i°報を、Y児み出し、パルス信号として・qイナリカ
ウンタ481と、休止時間設定回路482に出力するも
のである。
ここで、バイナリカウンタ481がnビット吋発生回路
480は巨却q素丼σ;の・ぞルス信号を、バイナリカ
ウンタ48ノに出力するようになる。この・ぐイナリカ
ウンク48ノは■えO■1483に対してアドレスを(
買足するもので、このROM 483に矩形波Vこ対応
する)ぐイナリ信号が記1意されている。すなわち、ノ
マイナリカウンタ480からの71711g号を受け1
1>1す、そのアドレスに記憶されているノぐイナリ信
号、具体的には圧力七ンザ47の検出圧力に対応するj
閉波数の矩形波信号を形成するだめの・ぐイカ1ノ信号
をも元み出し出力し、D/A変換器484でアナログ変
換して、矩形成信号とする。そして、このアナログ変換
された矩形波16号は、増幅器485で工θ“幅してレ
ベル設定し、この信号はノア回路486に、さらにイン
/く一夕で反転してノア回路487に供給する0 ここで、バイナリカウンタ481から出力されるアドレ
ス信号と、増1鵬器485から出力される出力波形との
関係は、第8区1で示すようになる。
休止時1141設定回路482は、伯号発牛回路480
からの16号によって、例えば0番地からに番地(0≦
■(≦N)、およびN+1番地からP番地(NぐP≦Z
)の間を電圧印加休止期間とするならば、この休止期間
に対応する番地とバイナリカウンタ481から出力され
るアドレス信号?号とを常時比較する。そして、電圧休
止1υ」1ifl Vζ対応する番地のアドレス信号を
検出した時に、この休止時間設定回路482はノア回路
486および487にダート信号を与える。
−上記ノア回り塔486では1911幅器より出力され
たイ1−7弓と、休止時間設定回路482からの出力ア
ドレス6号とのノア論理出力が得らJz、l必動トラン
ノスタ488を制御してトランジスタ49 、.50を
オン、オフ:li!I御する。丑だ、ノア回路487で
は、」r1幅器485より出力されイノバータで反転し
た信号と休止時間設定回路482から出力された16号
とのノア論理をとって1と3小bトランジスタ489を
lB11仰し、トランジスタ51.52をオン、オフ制
御する。
すなわち、可動コイル31.32VCは第3図の(A)
に示したように休止時間tl+t2の特定設定された励
磁用交番′電流が供給されるようになる。
以上のようにこの発明によれは、交番励磁電流によって
ピストンを往復振動運動させ、空気を吸入し圧縮吐出す
る振動型圧縮機を、その吐出圧に対応して最も効率的と
なる周波数および休止時間比率の駆動用励磁電流を供給
するようになるものであり、吐出圧が変化するような場
合に、特に効率的にこの杭の圧縮機を制御駆動できるよ
うになるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一失施例に係る振動型圧縮装置に適
用される圧縮機を説明する断面+i’′)成図、第2図
の(A) (B)はそれぞれ上記圧む6機における吐出
圧に対する吐出量、振動周波数の関係、さらに♂「容部
加電圧の関係を示す図、第3図の(A)は上記圧縮機に
対する駆動励磁7)1流の波形を示す図、同区の(B)
は上記波形における休止M量比率と印加電圧の関係を示
す図、第4図は同じ〈休止時間の配分比率と吐出量との
関係を示すソ1、第5図は吐出圧に対する励磁電流の周
波数および休止時間比率の関係を示す図、第6図は上記
圧縮(幾の駆動回路を示す図、第7図は上記11ス4動
回路の制御回路部をより詳細にして示す図、第8図は上
記制御回路における矩形波アナログ信号と、バイナリ計
数に対応するアドレスとの関係を示す図である。 10・・圧縮機、14・・蓄圧器容器、21・・・ピス
トン、26・・・吐出管、27・・・吸入管、3)。 32・・・可動コイル、47・・・圧力センサ、48・
・・制御回路、480・・・信号発生回路、48ノ・・
・バイナリカウンタ、482・・・休止時間設定回路、
483・・ROM 。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 交番電流によシ往復運動されるピストン機構によって蓄
    圧器容器外部から空気を吸入しこの容器に形成した吐出
    口から圧縮気体を送出する振動型圧縮機と、この圧縮機
    の吐出圧に対して最大吐出量を得るための上記交番電流
    の周波数および休止時間比率のieターンを記憶する手
    段と、吐出圧を検出し上記言己憶手段からこの検出吐出
    圧に対応した周波数および休止時間比率を読み出す手段
    と、この手段で読み出された周波数および休止時間比率
    に対応した交番波形を形成する手段とを具備し、上記交
    番波形に対応した励磁電流を、上記圧縮機のピストン駆
    動用コイルに供給するようにしたことを特徴とする振動
    型圧縮装置付。
JP6618283A 1983-04-14 1983-04-14 振動型圧縮装置 Granted JPS59192873A (ja)

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JP6618283A JPS59192873A (ja) 1983-04-14 1983-04-14 振動型圧縮装置

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JPH0437279B2 JPH0437279B2 (ja) 1992-06-18

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998001675A1 (en) * 1996-07-09 1998-01-15 Sanyo Electric Co., Ltd. Linear compressor
WO2002025111A1 (en) * 2000-09-25 2002-03-28 Empresa Brasileira De Compressores S.A. - Embraco Reciprocating compressor driven by a linear motor

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JPH0437279B2 (ja) 1992-06-18

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