JPS6122145B2

JPS6122145B2 -

Info

Publication number: JPS6122145B2
Application number: JP3175274A
Authority: JP
Inventors: Kazuichi Oomura; Yukio Okuda
Original assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 1974-03-20
Filing date: 1974-03-20
Publication date: 1986-05-30
Also published as: JPS50125306A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はキヤンピングカー等の自動車またはポ
ート等の乗物に用いる移動用の電気冷蔵庫用の直
流電源駆動の電気振動式圧縮機に関するもので、
さらにいえばこの種の電気振動式圧縮機において
従来問題とされていた電気的構成部分における電
気的振動係の固有振動周期と、機械的構成部分に
おける機械的振動系の固有振動周期とのずれをな
くしてこれを自動的に合致させるようにすると共
に駆動電流の方向を選定して小型の永久磁石を用
いて永久磁石の磁気の強さを失わせることのない
ように配慮した振動圧縮機に関するものである。

上記したような用途の移動用電気冷蔵庫は、家
庭等に設置される据置き用の冷蔵庫と異なり、冷
媒ガスを圧縮する機構を可及的に小型化し、機械
的振動に対して強いものとし、また消費電力も極
力少なくしなければならない課題がある。この目
的を達成するため従来より機械的振動と電気的振
動との共振現象を利用した電気振動圧縮機が開発
され、盛んに利用されているのである。しかし、
上記機械的振動は冷媒ガスの温度などにも影響さ
れて振動周波数に変動をもたらすので、上記の如
く電気的振動を当該機械的振動に追従せしめて常
に正しく共振するように制御することは必らずし
も容易ではない。

このような共振状態を正しくとりつつ冷蔵庫用
圧縮機を駆動せしめるために、駆動コイル内に生
じる反起電圧に対応する電気成分を抽出して振動
の周期を検出し、当該駆動コイルに対して駆動電
流を強制的に供給する半導体素子を用いた方式が
採用される。

このような半導体素子を用いた方式として、次
の３通りの方式が考慮される。即ち、第１図を参
照して後述されるように、圧縮機においては、永
久磁石でつくられている磁場内に駆動コイルを配
置し、当該駆動コイルに駆動電流を供給せしめて
冷媒ガスを圧縮し断熱膨脹せしめているが、永久
磁石の着磁方向と駆動電流の供給態様とにもとづ
いて、プツシユプルシステム、プツシユシス
テム、プルシステムの３通りが考慮される。該
プツシユプルシステムは、磁場内で上記駆動コ
イルがガス圧縮方向に移動するときもガス吸入方
向に移動するときも共に駆動電流を供給する態様
であり、交番電流を供給することが必要となる。
また上記プツシユシステムは、磁場内で駆動コ
イルが往復する際に一方に向うときだけ断続的に
駆動電流を供給するが、その駆動電流を供給した
ことによつて生じる磁場が上記永久磁石がつくつ
ている磁場と相反するような位相関係となつてい
る場合である。更に上記プルシステムは、上記
プツシユシステムと同様に断続的に駆動電流を供
給するが、当該プツシユシステムとは反対の位相
関係の電流を供給する場合である。

上記プツシユプルシステムの場合には、駆動
電流をスイツチングせしめる半導体素子が少なく
とも２個必要となると共に回路構成が複雑とな
る。このために、比較的安価な構成をとる場合に
は、駆動電流をスイツチングせしめる半導体素子
が１個のみで足りる上記プツシユシステムかプ
ルシステムかを採要することが望まれるがバツ
テリなどの直流電源電圧の変動や永久磁石の有効
利用などの面から、プツシユシステムとプルシ
ステムとの存在に着目して解析を行うとき、プ
ルシステムを採用することが好ましいものであ
ることが判明した。

本発明は上記の如きプルシステムを採用した冷
蔵庫用圧縮機を提供することを目的としている。
なお、この種の移動用電気冷蔵庫においても、商
用電源設備が存在する場合には当該商用電源を利
用できることが望ましく、商用電源によつても駆
動できるように構成される。この商用電源によつ
て駆動される場合には、電源が交流であることか
ら、交番電流によつて駆動する構成即ちプツシユ
プルシステムを採用することが、回路構成上簡単
でかつ好ましく、以下の実施例においては商用電
源による駆動の場合にはプツシユプルシステムが
適用されている。しかし、商用電源による駆動の
場合には電源電圧の変動が少なく、駆動電流のピ
ーク値の許容変化範囲を、バツテリなどによる直
流駆動の場合にくらべて約40％程度狭く設計する
ことができ、商用電源による駆動に当つてプツシ
ユプル動作を行わせても永久磁石が非所望に減磁
されてしまうことはない。

以下図面によつてこの問題を詳しく説明する。
第１図は冷蔵庫用の電気振動圧縮機の機械的構成
部分である。第１図において１は圧縮機本体２を
腕３および４コイルバネ５および６で吊架する密
閉円筒外筐で取付足７および８を備えている。圧
縮機本体２は有底円筒状のヨーク９、その底面中
央部に取り付けられた円柱状永久磁石１０、この
永久磁石１０の左面（第１図で）に取り付けられ
た円盆状磁極（すなわち円盆状のポールピース）
１１、この磁極１１の外局面とヨーク９の内周面
との間の環状空隙内に緩装された円筒状の駆動コ
イル１２、このコイルを複数の支持材１３を介し
て支持する円板状支持板１４、駆動コイル１２の
一方の電気導体としてのリード板１５、支持板１
４とリード板１５とを電気的に絶縁する絶縁物１
６円盆状磁極１１の内部と支持板１４との間に介
装された共振用コイルバネ１７、ヨーク９と同心
的の円筒状デイスタンスケース１８、デイスタン
スケース１８の上底でシリンダ１９に嵌装された
ドーナツツ状絶縁物２０、絶縁物２０によつてデ
イスタンスケース１８と絶縁されたリードフラン
ジ２１、リードフランジ２１とリード板１５との
間にシリンダ１９および中空ピストン２２と同心
的に圧縮状態で介装された共振用コイルバネ２
３、デイスタンスケース１８に絶縁して固定され
リードフランジ２１に接触するリードスプリング
２４、シリンダ１９の第１図において左端部の弁
室２５、弁板２６、ピストン２２の第１図におい
て左端部の弁室２７、弁板２８、弁室２５を覆う
帽状頭覆蓋２９、弁板２６頭覆蓋との間即ち弁室
３０中に圧縮状態で介装されたコイルバネ３１等
からなつている。デイスタンスケース１８の第１
図において下部には冷却媒体流通孔３２が設けら
れてデイスタンスケース１８の内外を相通し、頭
覆蓋２９には冷却媒体導出管３３が取り付けられ
て頭覆蓋２９内の弁室３０と圧縮機外部とを相通
し、冷却媒体導入管３４によつて外筐１と圧縮機
外部とを相通している。またリードスプリング２
４と端子３５とはリードスプリング３６によつて
接続されている。

中空ピストン２２の第１図において左端部に通
孔３７があつて、弁板２８を介してピストン２２
の中空部と弁室２５とを相通している。

駆動コイル１２が後述のように振動運動すると
ピストン２２も一緒に振動し、冷却媒体は導入管
３４から外筐１内に入り流通孔３２を通じてデイ
スタンスケース１８内に流入し、ピストン２２の
中空部、弁室２７、弁室２５、弁室３０を経て導
出管３３から排出される。

駆動コイル１２、ピストン２２およびそれらを
接続している各部材、コイルバネ１７，２３によ
つて主として機械的振動系が構成され、固有振動
周期を決定する要素にの１つとなる。

以下本発明の実施例について説明する。

第２図において６２はトランジスタ、６６は制
御変成器、６７はその単方向電源６１の給電時に
おける制御変成器６６の一次巻線となるものであ
る。６８は制御変成器６６の帰環巻線でトランジ
スタ６２に対して正帰環される如くトランジスタ
６２のベース、エミツタ間にベース電流制御用抵
抗器７５を経て接続している。７９は一次巻線６
７の直列抵抗器である。８０は交番商用電源、８
１は制御用変成器６６の鉄心を共用して捲かれた
交番電源を給電する場合の一次巻線となるもので
ある。さらに８２は交流電源が接続された場合、
目的的に直流電源より交流電源回路に電気振動圧
縮機を切り換えるための継電器であり、８３はそ
の励磁コイル、８４，８５，８６はその切り換え
接点である。なお８７は起動用バイアス抵抗器を
示す。第２図において交番電源８０が回路から遮
断され、単方向電源６１が回路に接続されると、
継電器８２の励磁コイル８３は励磁されないため
に接点８４，８５は開、８６は閉となる。従つて
前記単方向電源６１が回路に接続されたこととな
り抵抗器８７を通して、トランジスタ６２のベー
ス電流が流れる。これによつてトランジスタ６２
にはコレクタ電流が流れ、駆動コイル１２に通電
すると同時に制御変成器６６の一次巻線６７へも
抵抗器７９を通して通電する。従つて制御変成器
６６の鉄心をどちらか一方向に励磁し、磁束の変
化を与える。この磁束の変化により帰環巻線６８
に電圧を誘起し、ベース、エミツタ間に電流を流
す。従つて、トランジスタ６２のコレクタ電流は
さらに増加し、制御変成器６６の一次巻線６７お
よび駆動コイル１２に電流を流す（この電流の駆
動コイル１２に対しての流量方向を図中矢印にて
示す）。この電流により制御変成器６６の鉄心の
磁束変化はさらに増大し、帰環巻線６８に大きな
電圧を発生してトランジスタ６２のベース電流を
さらに増大させる。そしてついにはトランジスタ
６２完全に飽和してほぼ単方向電源６１の全電圧
を駆動コイル１２の両端に加えることとなる。一
方、制御変成器６６の一次巻線６７にも抵抗器７
９を通して電圧を印加して電流を流し続ける。か
くして駆動コイル１２およびこれに連動する第１
図に示すピストン２２は第３図に示す下死点５１
より移動を間始する。そして上死点５３の位置に
至れば、駆動コイル１２の電流すなわちトランジ
スタ６２のコレクタ電流は最大値を示す。

今コレクタ電流をＩ_Cとすると、コレクタ電流
Ｉ_Cはベース電流Ｉ_B電流増幅率ｈ_FEとの間にＩ_B・ｈ_FE＞Ｉ_c ……(1) の関係が継続される限り流れ続ける。従つて駆動
コイル１２も同一方向に移動を続ける。このコレ
クター電流の大きさは駆動コイル１２の電流に等
しく第３図に示す如くになり、反起電圧すなわち
インピーダンスに逆比例して増減する。これによ
り前記(1)式の関係は破れてＩ_B・ｈ_FE＜Ｉ_C ……(2) となる。トランジスタ６２は飽和領域から線形領
域に移行し、続いて遮断状態に至る。すると単方
向電源６２の全電圧はトランジスタ６２が負担す
るので回路状態は反転する。すなわち駆動コイル
１２はこの駆動コイル１２に機械的に連結された
ピストン２２、共振用コイルバネ１７，２３等に
よつて自己振動周期をもつて、いままでとは反対
方向に移動を開始し、ついには、その反対側の振
動の極限すなわち第３図に示す下死点５１まで移
動する。これ等の変化過程において駆動コイル１
２はその磁気回路内の磁力を切つて移動をするた
めに、反起電圧を生ずる。これはトランジスタ６
２が導通状態の時とは逆方向の電圧である。従つ
てトランジスタ６２が遮断状態でピストン２２お
よび駆動コイル１２の振幅位置が第３図の上死点
５３から下死点５１までの振幅範囲においては駆
動コイル１２の反起電圧は抵抗器７９を通して制
御変成器６６の一次巻線６７に電圧が与えられ
る。この電圧はトランジスタ６２が導通する状態
における場合と逆であつて、帰環巻線６８の誘起
電圧はトランジスタ６２が導通時とは逆の関係す
なわちトランジスタのベースエミツタを逆バイア
スする電圧となりトランジスタ６２は遮断状態を
保持することとなる。かくしてピストン２２、駆
動コイルが１２が下死点５１に至れば前記駆動コ
イル１２の反起電圧はその駆動コイルの移動動が
なくなるので消滅する。この状態では回路起動の
初期状態に戻り、再び前記初期状態と同様に回路
が起動され、その振動を繰り返す。本実施例の場
合、本発明にいう電気的振動系は主として、上記
駆動コイル１２、電源６１、トランジスタ６２、
制御変成器６６の巻線６７，６８，抵抗７５，８
７によつて構成されていると考えてよい。そして
導通状態にあるトランジスタのコレクタ電流が駆
動コイル１２の電流に伴つて変化し、(1)式の関係
が維持される限りコレクタ電流Ｉ_Cが流れ続け、
その半周期が決定され他の半周期はピストン２
２、駆動コイル１２、共振用コイルバネ１７，２
３等によつて定められる自己振動周期によつて決
定されるのである。

さらに第２図において交番電源８０が印加され
た状態について説明する。交番電源８０が印加さ
れると継電器８２の励磁コイル８３が励磁される
ため、継電器８２の接点８４，８５が閉となり、
接点８６は開となる。従つて、直流電源６１は、
この制御回路より切り離され、同時に交番電源用
一次巻線８１に交番電源８０の電圧が印加され
る。その結果、変成器６６の鉄心には交番磁束を
生ずるため、変成器６６の一方向における直流電
源６１が加えられた一次巻線６７にはその巻線に
応じて交番電圧を発生する。この交番電圧は駆動
コイル１２の両端に印加され、駆動コイル１２は
交番電源によつて駆動されることになる。

第４図は本発明の実施例であり、図において、
１２は駆動コイル、６１は単方向電源、６６は制
御変成器、８０は商用電源等の交番電源、８１は
交番電源が供給される場合の一次巻線、８２は継
電器、８３はその励磁コイル、８４，８５，１２
０はその接点である。さらに１０２は電流変成
器、１０３はその一次巻線、１０４はその二次巻
線である。１１４はトリガ回路で、その構成を第
５図に示す。１１５および１１６はサイリスタ１
１６はサイリスタの如き制御極付整流付整流素子
でサイリスタ１１５はサイリスタ１１６のタンオ
フの制御を司どる。１１７，１１７′は前記制御
変成器６６の単方向電源が供給された場合の供給
時における一次巻線である、１１８はダイオー
ド、１１９は転流コンデンサである。

いま交番電線８０が回路よりはなされ単方向電
源６１が投入されると、抵抗器１２２コンデンサ
１２１を通してサイリスタ１１６のゲートに信号
を与え、サイリスタ１１６を導通状態とする。こ
れによつてサイリスタアノード電流は制御変成器
６６の一次巻線１１７を通し、電流変成器１０２
の一次巻線１０３を通して駆動コイル１２に電流
を流す。従つて駆動コイル１２およびこれに連動
するピストン２２は前実施例と同様に第３図に示
す下死点５１の位置より移動を開始し、そして上
死点５３の位置に至れば駆動コル１２の電流すな
わち電流変成器の一次巻線の電流値を示し後記詳
細のトリガ回路１１４よりパルスを発生してサイ
リスタ１１５のゲートにトリガパルスを印加する
と、サリスタ１１５は導通状態となる。ここで制
御変成器６６の一次巻線１１７に流れた駆動コイ
ル１２の電流の変圧器作用によつて巻線１１７′
に電圧を誘起する。このためダイオード１１８を
通して転流コンデンサ１１９は充電される。故に
転流コンデンサ１１９中の電圧はサイリスタ１１
６に対し逆バイアスとなりサイリスタ１１６は遮
断状態となる。従つて回路状態が反転し、駆動コ
イル１２は機械的に連動させたピストン２２およ
び共振用コイルパネ１７，２３等によつて設定さ
れた自己振動周期により、いままでとは反対方向
に移動を開始し、ついにはその反対方向の極限位
置、すなわち第３図に示す下死点５１まで移動す
る。これ等の変化過程において、駆動コイル１２
はその磁気回路内の磁束を切つて移動を開始する
ため反起電圧を生ずる。この同起電圧の方向はサ
イリスタ１１６が導通の時とは逆とは逆の方向で
ある。かくしてピストン２２および駆動コイル１
２が下死点５１の位置に至れば、駆動コイル１２
の移動がなくなるために反起電圧が消滅する。こ
れによつてトリガ回路１１４よりトリガパルスが
発生し、サイリスタ１１６を導通状態に転換させ
る。この一連の動作の繰り返しは前記実施例と同
様に電気的振動系と機械的振動系との振動周期を
一致させることになる。

次にトリガ回路１１４について説明する。

第５図において１０６は電圧比較回路、１０７
はパルス整形回路、１０８はパルス増幅回路であ
つて、パルス変成器等を含んだパルス発生回路で
次のように作動する。即ち電流変成器１０２の一
次巻線１０３にサイリスタ１１６が導通となつた
ことにより駆動コイル１２に電流が流れ、その電
流は電流変成器１０２の二次巻線に電流を流す。
その結果、抵抗器１１２の両端に電圧を誘起し、
電圧比較回路１０６に印加する。この発生電圧は
駆動コイル１２の電流値に比例した誘起電圧とな
り、駆動コイル１２に流れる電流がＥ_O＞KI_M
（Ｅ_O：電圧比較回路の比較電圧、Ｉ_M：駆動コイ
ルの電流、Ｋ：電流変成器１０２の二次巻線１０
４の一次電流に対する出力電圧の変換比）の関係
にある間はパルスを生ずるＥ_O＜KI_Mなる関係に
なつた時パルスを発生する。このパルスは端子１
０９よりサイリスタ１１５のゲートに与えられサ
イリスタ１１５は導通状態てなり、他のサイリス
タ１１６は前記同様の理由で遮断状態となる。さ
らに第５図において１２３はゼロクロス検出回
路、１２４はパルス整形回路、１２５はパルス変
成器を含んだパルス増幅回路であつて次の作用を
行うものである。

すなわちゼロクロス検出回路１２３はその入力
端子間電圧が負電位より正電位に変化する瞬間に
パルスを生ずる。パルス整形回路１２４は前記ゼ
ロクロス検出回路１２３のパルスを整形し、次段
のパルス増幅回路１２５に印加する。そしてパル
ス増幅回路の出力端子１２６に増幅したパルスを
生じさせる。パルス増幅回路の出力端子１２６が
サイリスタ１１６のゲートとカソードとに接続さ
れていて、サイリスタ１１６は前記パルスによつ
て導通する機能を有するものである。

以上のようにサイリスタ１１６はピストン２２
駆動コイル１２が両極限位置においてオンオフを
繰り返すことになる。

次に交番電線８０が印加した場合について説明
する。交番電線８０が印加されると、継電器８２
の励磁コイル８３が励磁されるため、その接点８
４と１２０が閉となり接点８５，８６が開とな
る。従つて単方向電源６１は回路より自動的に遮
断され、制御変成器６６の交番電源供給時の一次
巻線８１には交番電源８０の電力が供給される。
また制御変成器の単方向電源の供給時における一
次巻線１１７，１１７′には電圧を誘起し、この
電圧は継電器接点１２０が閉となつているため
に、この電力を駆動コイル１２に印加する。これ
は前実施例の作用と同一である。

以上本発明の実施例について説明したが、更
に、前記駆動コイルに流れる一方向で断続的な電
流によつて生ずる電磁力の利害について検討す
る。

以上の実施例に於いて単方向電源６１で電気振
動圧縮機を駆動する場合、その駆動コイル１２に
流れる電流の方向で断続的である。このことは駆
動コイル１２の発生する電磁力が永久磁石１０、
ポールピース１１、ヨーク９で構成する磁気回路
に対して常に一定の方向であるので永久磁石１０
の着磁方向に対する駆動コイル１２の電磁力を常
に一定方向とすることができるものである。第６
図ｂ〜第６図ｅに、永久磁石１０の着磁方向に対
する駆動コイル１２の電流方向を変えた場合の駆
動コイル１２に生ずる電磁力の方向を矢印で示
す。

又図から直ちに判る様に、矢印が下より上に向
つているもの即ち第６図ｂ、第６図ｅの例では駆
動コイル１２の発生起磁力は永久磁石１０に対し
て減磁方向となり、又第６図ｃ、第６図ｄの例で
は永久磁石１０に対して着磁方向となる。

このことから第６図ｃ、第６図ｄの様に永久磁
石１０の着磁方向に従つて駆動コイル１２の電流
の方向を決めて駆動回路と接続することにより常
に着磁方向の駆動部分の構成とすることができ
る。ここでこの様な構成をプルシステム（pull
system）といい、逆の場合（第６図ｂ、第６図
ｅ）をプツシユシステム（push system）と云
い、交番電流によつて上記減磁方向にも着磁方向
にも駆動電流を供給する場合をプツシユ−プルシ
ステム（push−pull system）と呼び、以下に本
発明に用いるプルシステムの利点を明らかにす
る。

第６図ａはプツシユ−プルシステム、プルシス
テム、プツシユシステムの同一出力を得る場合の
必要な磁気特性を示す。

駆動コイルの出力を一定とし、その振動のスト
ロークの大きさを一定とすれば駆動コイルの発生
する電磁力は振動の一周期間に於いて一定でなけ
ればならない。従つて上に述べたプツシユ−プル
ステム、プツシユシステムの各場合についてすで
に述べた構成の電気機械の一方向電源で駆動する
場合、駆動コイルに流れる電流波形はほぼ矩形波
となる。またその電流を流している期間〔デユテ
イサイクル（duty cycle）〕はプツシユ―プルシ
ステムではほぼ100％、プルシステム及びプツシ
ユシステムではほぼ50％である。

従つて前記した駆動コイルの出力を一定とする
ためには振動の一周期間の実効電磁力Ｆ（rms）
を一定としなければならない。下式に於いてＦ（rms）＝K.B.L.N.I.D −(3) （Ｆ（rms）：１サイクルの実効電磁力、Ｂ：磁束密度（磁気の強さ）、Ｌ：駆動コイルの平均長さ、Ｎ：駆動コイルの巻回数、Ｉ：駆動コイルを流れる電流の大きさ（駆動コ
イル電流）、Ｄ：デユテイサイクル、Ｋ：比例定数）Ｂ、Ｌ、Ｎ、Ｋを一定とした場合プツシユ−プル
システムと同じ振動の一周期間の実効電磁力Ｆ
（rms）を得るためにはプツシユシステム、プル
システム共に２倍の大きさの駆動コイル電流とな
る。

第６図ａは永久磁石１０のプツシユプルシステ
ム、プツシユシスム、プルシステムのそれぞれの
磁気減磁カーブ１２５，１２６，１２７を表わ
す。同一種類の磁石を使用する場合１２７，１２
５，１２６の順に永久磁石１０の持つエネルギー
は大きくなり同時に永久磁石１０も大きくなる。
又磁気回路の無負荷動作線は１３５でありプツシ
ユ―プルシステムの駆動コイルに流れる交番電流
により減磁力―H₁を与えられた場合は―H₁より
動作線１３５に並行な動作線１３６となり、着磁
力＋H₁を与えられたときの動作線は同様にして
１３７となる。プツシユシステムの駆動コイル１
２による減磁力―H₂を与えたときの動作線は１
３８となり、プルシステムの駆動コイル１２によ
る減磁力は着磁方向＋H₂となり動作線は１３９
となる。

又タテ軸は磁気の強さＢ、横軸は磁場の強さＨ
を表わしている。

まずプツシユ―プルシステムでは駆動コイル１
２に交番電流が流れると、第６図ａの磁気特性曲
線に於ける動作線１３５上の点１２９即ち磁気の
強さB₁なる値を中心に１２８から１３０を結ぶ
マイナーヒステリスルーブの減磁曲線上で磁気回
路は動作し、この時の磁力は最低B₂最高B₃とな
る。前にも説明したように駆動コイル１２に流れ
る電流波形がほぼ矩形であることより実際的な動
作コイル１２に発生する電磁力は電流の方向が変
化する１２８及び１３０の２点で発生する。この
ときの磁気の強さはB₂，B₃の大きさとなりこれ
がプツシユ―プルシステムでは半周期ごとに変化
することになるので半周期ごとの電流の大きさが
ほぼ同じであることから平均の磁界の強さB₁が
必要となる。

従つてプツシユ―プルシステムに於ける永久磁
石１０の特性はその駆動コイルに流れる電流によ
る減磁力―H₁のときの動作線１３６上の磁力B₂
の点１２８と交わる減磁特性曲線１２５よりも大
きなエネルギーを持つた永久磁石１０の大きさを
要求されることとなるのである。

一方プツシユシステム、プルシステムの場合を
それぞ同様の観点からみると、まずプツシユシス
テムでは駆動コイル１２の発生磁力は常に減磁力
であつてそのデユテイサイクルは50％であり、減
磁力の大きさはプツシユ―プルシステムの２倍の
大きさ―H₂で、動作線は１３８となる。この動
作線１３８上で磁気の強さB₁の点即ち１３１が
永久磁石１０の必要な強さとなる。そして磁気回
路は無負荷動作線１３５上の点１３２即ち磁力
B₄と動作線１３８上の点１３１即ち磁力B₁の間
をマイナーループを描いて動作する。従つて永久
磁石１０の大きさは動作線１３８上の点１３１と
交わる減磁性曲線１２６よりも大きなエネルギー
の永久磁石１０を要求されることになる。

またブルシステムでは駆動コイル１２の発生磁
力は常に着磁力であつてそのデユテイサイクルは
50％であり、着磁力の大きさはプツシユープルシ
ステムの２倍の大きさ＋H₂となる。そして磁気
回路は着磁力＋H₂の動作線１３９に於いて磁力
B₁を与える点１３３と無負荷動作線１３５にお
いて磁力B₅を与える点１３４の間をマイナール
ープを描いて動作する。従つて必要とする永久磁
石１０の大きさは前記マイナーループのＢの最低
点B₅以上あれば良いことになる。即ち動作線１
３５上の点１３４と交わる減磁特性曲線１２７以
上のエネルギーの永久磁石１０を要求される。

上記プツシユシステムの場合、その要求される
永久磁石１０の特性を表わす減速曲線１２６に於
いてこの初期の着磁時の磁気の強さは無負荷動作
線１３５上の点１３２′即ちB₆を有するが、駆動
コイル１２により前記減磁力が加わり実際の動作
では１３１の点即ちB₁の磁気の強さしか有さな
い。即ちB₆―B₁の差の大きさは減磁力が加わつ
た時にB₁を維持する以外全く無効となる。

次にプルシステムの場合、要求される永久磁石
１０の着磁時の磁気の強さは減磁曲線１２７と無
負荷動作線１３５との交点１３４即ちB₅を有す
るが、駆動コイル１２に流れる電流により着磁力
が発生し、実際駆動コイルに電流が流れていると
きはB₁なる磁気の強さをもつ。従つて実際動作
時はB₁―B₅の差の分だけ増加した磁気の強さで
動作することになり無効分はなくB₁より小さな
磁力の永久磁石１０で良いことになる。

本発明においては、駆動コイルに流れる電流に
よつて生ずる電磁力が常に永久磁石の着磁方向に
働くように単方向電源の極性を選択的に電気的振
動系に接続する構成、即ち、プルシステムを採用
したので、以上の説明より他の２つのシステムと
比較して、実際動作時に要求される磁気の強さ
B₁を与えるためには一番小さな特性を有すれだ
良いので永久磁石１０の大きさは非常に小さくす
ることができる。従つて電気振動圧縮機のコスト
の低減並びに重量の軽減に大きな効果を有するも
のである。そして比較的小さい体積の永久磁石を
用いることができ、移動用電気冷蔵庫が必要とす
る課題の１つをより好ましい形で解決することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷蔵庫用圧縮機の機械的構成部分の縦
断正面図、第２図、第４図、第５図はそれぞれ本
発明の実施例を示す電気結線図、第３図は振動圧
縮機の電気振動系及び機械振動系の振動状態を示
す図、第６図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは本発明振動圧
縮機の磁気特性図であり、図中同一符号のものは
同一または等効部分を示すものである。１２……駆動コイル、６６……制御用変成器、
２２……ピストン、８０……交番電源、６１……
直流電線、６２……トランジスタ、１１５，１１
６……サイリスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

１駆動コイルの振動と関連してスイツチング制
御を行う１ケの制御極付半導体素子を含む電気的
振動系と、前記駆動コイルおよびその駆動コイル
を振動可能に支持するバネとを備えた機械的振動
系とよりなり、該機械的振動系の運動により前記
制御極付半導体素子を含む前記電気的振動系を機
械的振動系の固有振動周期で動作させ、前記電気
的振動系からの電力によつて前記機械的振動系を
駆動するに必要とする電力を供給するようにした
振動圧縮機において、前記振動圧縮機のヨーク、
永久磁石および磁極によつて構成された磁気回路
中に生ずる磁界中に振動可能に装置された前記駆
動コイル、該駆動コイルに対して単方向電流を供
給する単方向電源、該単方向電源からの前記駆動
コイルに対する単方向電流供給回路中に接続され
た前記制御極付半導体素子をそなえ、前記単方向
電源は前記単方向電流によつてつくられる磁界が
前記永久磁石による磁界を強める方向の極性をも
つて前記駆動コイルに接続されてなり、かつ前記
駆動コイルの振動と関連して前記単方向電流供給
回路を断続することを特徴とする冷蔵庫用圧縮
機。