JPH03253778A - 冷凍機の往復動圧縮機用防振装置 - Google Patents
冷凍機の往復動圧縮機用防振装置Info
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- JPH03253778A JPH03253778A JP4981190A JP4981190A JPH03253778A JP H03253778 A JPH03253778 A JP H03253778A JP 4981190 A JP4981190 A JP 4981190A JP 4981190 A JP4981190 A JP 4981190A JP H03253778 A JPH03253778 A JP H03253778A
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Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は冷凍機の往復動圧縮機用の防振装置に関する。
第３図は往復動式圧縮機を備えた、例えば、分離型スタ
ーリングサイクル式冷凍機の断面図で、この往復動圧縮
機には公知の防振装置が設けられた場合を示してしいる
。１０は作動媒体の膨張器。
ーリングサイクル式冷凍機の断面図で、この往復動圧縮
機には公知の防振装置が設けられた場合を示してしいる
。１０は作動媒体の膨張器。
１１は作動媒体の圧縮機であり、この間が接続管９によ
って連通して結合されている。圧縮機１１には公知の防
振装置１３が設けられるとともに、弾性のある支持部材
１２により支持されている。
って連通して結合されている。圧縮機１１には公知の防
振装置１３が設けられるとともに、弾性のある支持部材
１２により支持されている。
先ず、冷凍機の動作について説明する。７は圧縮シリン
ダ、１は圧縮シリンダ内を往復動自在な圧縮ピストン、
１０１ は膨張シリンダ、１０３は膨張シリンダ内を往
復動自在なディスプレーサである。
ダ、１は圧縮シリンダ内を往復動自在な圧縮ピストン、
１０１ は膨張シリンダ、１０３は膨張シリンダ内を往
復動自在なディスプレーサである。
膨張シリンダ１０１の一端部は密閉され膨張空間１０５
を形成している。ディスプレーサ１０３の内部には、例
えば、ステンレス鋼製の金網で作られた蓄冷器１０２が
設けられており、ディスプレーサ１０３の一端は膨張空
間１０５に他端は接続管９にそれぞれ開口している。こ
のディスプレーサ１０３はばね１０４によって膨張器の
本体に連接されている。膨張シリンダ１０３と圧縮シリ
ンダ７とは接続管９を介して連通され、これらの中に作
動媒体、例えばヘリウムあるいはアルゴンなどが封入さ
れる。
を形成している。ディスプレーサ１０３の内部には、例
えば、ステンレス鋼製の金網で作られた蓄冷器１０２が
設けられており、ディスプレーサ１０３の一端は膨張空
間１０５に他端は接続管９にそれぞれ開口している。こ
のディスプレーサ１０３はばね１０４によって膨張器の
本体に連接されている。膨張シリンダ１０３と圧縮シリ
ンダ７とは接続管９を介して連通され、これらの中に作
動媒体、例えばヘリウムあるいはアルゴンなどが封入さ
れる。
圧縮ピストン１はその一端に（第３図で左側の端に）ソ
レノイドコイル５が取り付けられ、そのリード線５１は
気密貫通端子５２を通して電源に接続される。このソレ
ノイドコイル５は環状間隙１４内で圧縮ピストン１の軸
方向に往復動できる。この環状間隙１４内には半径方向
の磁界が存在し、この磁界は、両端面に磁極をもつ筒形
永久磁石２．その一端面（第３図で右側の端面）に結合
される継鉄４（この継鉄４は圧縮機のフレームを兼ねて
いる）、他端面に結合れさる継鉄３からなる磁気回路に
より形成される。すなわち、ソレノイドコイル５．永久
磁石２．継鉄３．継鉄４によってリニアモータ式駆動装
置１５が構成され、気密貫通端子５２に周波数ｆＯの交
流電源を接続すると、圧縮ピストン１はソレノイドコイ
ル５に流れる電流と間隙１４の磁界との間の電磁力によ
り周波数ｆＯで往復動する。
レノイドコイル５が取り付けられ、そのリード線５１は
気密貫通端子５２を通して電源に接続される。このソレ
ノイドコイル５は環状間隙１４内で圧縮ピストン１の軸
方向に往復動できる。この環状間隙１４内には半径方向
の磁界が存在し、この磁界は、両端面に磁極をもつ筒形
永久磁石２．その一端面（第３図で右側の端面）に結合
される継鉄４（この継鉄４は圧縮機のフレームを兼ねて
いる）、他端面に結合れさる継鉄３からなる磁気回路に
より形成される。すなわち、ソレノイドコイル５．永久
磁石２．継鉄３．継鉄４によってリニアモータ式駆動装
置１５が構成され、気密貫通端子５２に周波数ｆＯの交
流電源を接続すると、圧縮ピストン１はソレノイドコイ
ル５に流れる電流と間隙１４の磁界との間の電磁力によ
り周波数ｆＯで往復動する。
圧縮ピストンの往復動によって、作動媒体は圧縮空間８
から接続管９を通り、蓄冷器１０２を通って膨張空間１
０５に流れる。蓄冷器１３を通過するとき、その流体抵
抗によって生じた力によって、ディスプレーサ１０３は
駆動され、膨張シリンダ１０１内を往復動する。蓄冷器
１０２を含むディスプレーサ１０３の質量、蓄冷器１０
２の流体抵抗およびばね１０４によって振動系が構成さ
れており、圧縮ピストン１の往復動周期を適当に選定す
ることにより、ディスプレーサ１０３と圧縮ピストン１
とは相互に異なった位相で周期的に往復駆動される。デ
ィスプレーサ１０３と圧縮ピストン１とが相互に異なつ
た位相で同期的に往復動するとき、作動媒体は交互に圧
縮と膨張を繰り返し、これによって膨張シリンダ１０１
の膨張空間１０５に低温を発生する。これら一連の冷却
作用については論文「フリーディスプレーザ冷凍」 （
低温工学の発展、１４巻、■９６８年、３６１〜３６９
頁）の中に見出すことができる。
から接続管９を通り、蓄冷器１０２を通って膨張空間１
０５に流れる。蓄冷器１３を通過するとき、その流体抵
抗によって生じた力によって、ディスプレーサ１０３は
駆動され、膨張シリンダ１０１内を往復動する。蓄冷器
１０２を含むディスプレーサ１０３の質量、蓄冷器１０
２の流体抵抗およびばね１０４によって振動系が構成さ
れており、圧縮ピストン１の往復動周期を適当に選定す
ることにより、ディスプレーサ１０３と圧縮ピストン１
とは相互に異なった位相で周期的に往復駆動される。デ
ィスプレーサ１０３と圧縮ピストン１とが相互に異なつ
た位相で同期的に往復動するとき、作動媒体は交互に圧
縮と膨張を繰り返し、これによって膨張シリンダ１０１
の膨張空間１０５に低温を発生する。これら一連の冷却
作用については論文「フリーディスプレーザ冷凍」 （
低温工学の発展、１４巻、■９６８年、３６１〜３６９
頁）の中に見出すことができる。
次に、往復動圧縮機用防振装置について説明する。この
種の往復動圧縮機では圧縮ピストンが直線的に往復駆動
されることから運転に伴って脈動的な振動が発生し、こ
れかもとで騒音の発生、機械寿命の低下を来たす問題が
ある。この振動を防止するため、従来は防振装置１３を
設けるとともに、弾性のある支持部材１２より支持する
ようにしている。防振装置１３は防振体１３１を圧縮ピ
ストン１と同軸上を往復動自在なようにその軸１３１Ａ
および１３１Ｂを軸受１３３Ａおよび１３３Ｂで支持す
るとともに、ばね１３２により、圧縮機の本体に連接す
る。弾性のある支持部材１２は圧縮機のほぼ重心部に取
り付けるようにする。
種の往復動圧縮機では圧縮ピストンが直線的に往復駆動
されることから運転に伴って脈動的な振動が発生し、こ
れかもとで騒音の発生、機械寿命の低下を来たす問題が
ある。この振動を防止するため、従来は防振装置１３を
設けるとともに、弾性のある支持部材１２より支持する
ようにしている。防振装置１３は防振体１３１を圧縮ピ
ストン１と同軸上を往復動自在なようにその軸１３１Ａ
および１３１Ｂを軸受１３３Ａおよび１３３Ｂで支持す
るとともに、ばね１３２により、圧縮機の本体に連接す
る。弾性のある支持部材１２は圧縮機のほぼ重心部に取
り付けるようにする。
この構成を模式図で表わしたのが第４図である。
ｍは圧縮機の質量（正確には防振体の質量を除く防振装
置を含む圧縮機の質量）、ｍｄは防振体の質量１３１．
ｋは支持部材１２の駆動ピストン軸方向に対するばね
常数（以下支持部材のばね常数と称する）ｋｄはばね１
３２のばね常数、Ｃは防振体の往復動に対する粘性抵抗
である。Ｐｏｓｉｎｗｔは圧縮ピストン１の往復動によ
り、圧縮機本体に加わる力である。
置を含む圧縮機の質量）、ｍｄは防振体の質量１３１．
ｋは支持部材１２の駆動ピストン軸方向に対するばね
常数（以下支持部材のばね常数と称する）ｋｄはばね１
３２のばね常数、Ｃは防振体の往復動に対する粘性抵抗
である。Ｐｏｓｉｎｗｔは圧縮ピストン１の往復動によ
り、圧縮機本体に加わる力である。
Ｘ、は圧縮機の変位＋ＸＺは防振体１３１の変位を示す
。
。
ここで、圧縮機の変位Ｘ＋＋すなわち振動は次式％式％
（１）
）
）
第５図は、（１）式をある条件で、例えば、Ｒ＝１／２
０ν＝１．ζ−〇の条件の特性計算結果でλ−１におい
てＡ１は零に近くなり、従ってＸＩは零に近くなる。こ
のように、圧縮機の質量ｍが決ったとき、支持部材１２
のに対するばね常数に、防振体の質量ｍｄ、ばね１３２
のばね常数ｋｄを適切に選ぶことにより圧縮機の振動を
微小に押えることができる。
０ν＝１．ζ−〇の条件の特性計算結果でλ−１におい
てＡ１は零に近くなり、従ってＸＩは零に近くなる。こ
のように、圧縮機の質量ｍが決ったとき、支持部材１２
のに対するばね常数に、防振体の質量ｍｄ、ばね１３２
のばね常数ｋｄを適切に選ぶことにより圧縮機の振動を
微小に押えることができる。
しかしながら、前述の防振装置においては次のような問
題点がある。すなわち、防振装置は圧縮機の質量ｍ、支
持部材のばね常数に、防振体の質量ｍｄ、ばね常数ｋｄ
の関係を適切に選ぶことにより防振効果が得られるが、
この中に支持部材のばね常数ｋが入っている。このため
、この圧縮機の取り付けに大きく制約を受けてしまう。
題点がある。すなわち、防振装置は圧縮機の質量ｍ、支
持部材のばね常数に、防振体の質量ｍｄ、ばね常数ｋｄ
の関係を適切に選ぶことにより防振効果が得られるが、
この中に支持部材のばね常数ｋが入っている。このため
、この圧縮機の取り付けに大きく制約を受けてしまう。
例えば、圧縮機で発生した熱を支持部材１２を介して取
付本体へ熱伝導により伝達して冷却する場合、伝熱面積
を確保する面から支持部材１２の構造を定めるとそのば
ね常数ｋが適正値に合致しな（なる場合が多い。このこ
とは、この種の冷凍機が衛星搭載の赤外線センサ用に使
用されることが多く、このため真空空間におかれ、冷却
は支持部材からの伝熱によらざるを得ないため、重大な
問題となる。
付本体へ熱伝導により伝達して冷却する場合、伝熱面積
を確保する面から支持部材１２の構造を定めるとそのば
ね常数ｋが適正値に合致しな（なる場合が多い。このこ
とは、この種の冷凍機が衛星搭載の赤外線センサ用に使
用されることが多く、このため真空空間におかれ、冷却
は支持部材からの伝熱によらざるを得ないため、重大な
問題となる。
本発明の問題は前述の問題点を解決して、支持部材のば
ね常数が防振特性に関連しない、すなわち、冷却特性に
影響を与えない汎用性のある冷凍機の往復動圧縮機用防
振装置を提供することにある。
ね常数が防振特性に関連しない、すなわち、冷却特性に
影響を与えない汎用性のある冷凍機の往復動圧縮機用防
振装置を提供することにある。
前述の課題を解決するために、本発明においては、胴内
の一端部に作動媒体の圧縮空間を形成した圧縮シリンダ
と、このシリンダに対し前記圧縮空間を挟んで配置され
た圧縮ピストンと、この圧縮ピストンを周期的に往復駆
動するリニアモータ式駆動機構とを備え、前記圧縮空間
が作動媒体の膨張器に接続管により連通して結合される
冷凍機の往復動圧縮機において、前記圧縮ピストンと同
軸上に軸方向に往復動自在に支持された防振体と、この
防振体を往復駆動するリニアモータ式駆動機構と、この
駆動機構に駆動電力を供給するパワー増幅器と、前記圧
縮ピストンに結合されその位置を検出する圧縮ピストン
位置検出器と、前記防振体に結合されその位置を検出す
る防振体位置検出器とからなり、圧縮ピストン位置検出
器の信号出力の大きさと防振体位置検出器の信号出力の
大きさの比を圧縮ピストンの可動部質量と防振体の可動
部質量の逆比と等しくなるよう設定し、かつ、これらの
信号出力の間の位相差を１８０°になるように設定し、
これら設定された圧縮ピストン位置ピストン位置検出器
信号出力大きさと防振体部位置検出器信号出力大きさを
比較し、この両者の差が０になるようパワー増幅器を介
して防振体用のリニアモータ式駆動機構を往復駆動し、
前記圧縮ピストンと前記防振体とを互いに対向して往復
動させ、それらの可動部質量の動きで生じる起振力を互
に打ち消し合うようにする。更に、前記圧縮ピストンと
同軸上に軸方向に往復動自在に支持されその一端がばね
によって圧縮機の本体に連接された防振体と、この防振
体を往復駆動するリニアモータ式駆動機構と、この駆動
機構に駆動電力を供給するパワー増幅器と、前記圧縮ピ
ストンに結合されその位置を検出する圧縮ピストン位置
検出器とからなり、前記防振体の可動部質量と前記ばね
によって構成される振動系の共振周波数を前記圧縮ピス
トンの往復動周波数と等しくし、前記圧縮ピストン位置
検出器の信号出力の位相を９０°遅らせるとともに、圧
縮ピストンの往復動振幅と防振体の往復動振幅との比が
圧縮ピストンの可動部質量と防振体の可動部質量との逆
比になるよう、防振体の往復動振幅を前記パワー増幅器
の増幅率設定により定め、前記圧縮ピストンと前記防振
体とを互いに対向して往復動させ、それらの可動部質量
の動きで生じる起振力を互に打ち消すようにする。
の一端部に作動媒体の圧縮空間を形成した圧縮シリンダ
と、このシリンダに対し前記圧縮空間を挟んで配置され
た圧縮ピストンと、この圧縮ピストンを周期的に往復駆
動するリニアモータ式駆動機構とを備え、前記圧縮空間
が作動媒体の膨張器に接続管により連通して結合される
冷凍機の往復動圧縮機において、前記圧縮ピストンと同
軸上に軸方向に往復動自在に支持された防振体と、この
防振体を往復駆動するリニアモータ式駆動機構と、この
駆動機構に駆動電力を供給するパワー増幅器と、前記圧
縮ピストンに結合されその位置を検出する圧縮ピストン
位置検出器と、前記防振体に結合されその位置を検出す
る防振体位置検出器とからなり、圧縮ピストン位置検出
器の信号出力の大きさと防振体位置検出器の信号出力の
大きさの比を圧縮ピストンの可動部質量と防振体の可動
部質量の逆比と等しくなるよう設定し、かつ、これらの
信号出力の間の位相差を１８０°になるように設定し、
これら設定された圧縮ピストン位置ピストン位置検出器
信号出力大きさと防振体部位置検出器信号出力大きさを
比較し、この両者の差が０になるようパワー増幅器を介
して防振体用のリニアモータ式駆動機構を往復駆動し、
前記圧縮ピストンと前記防振体とを互いに対向して往復
動させ、それらの可動部質量の動きで生じる起振力を互
に打ち消し合うようにする。更に、前記圧縮ピストンと
同軸上に軸方向に往復動自在に支持されその一端がばね
によって圧縮機の本体に連接された防振体と、この防振
体を往復駆動するリニアモータ式駆動機構と、この駆動
機構に駆動電力を供給するパワー増幅器と、前記圧縮ピ
ストンに結合されその位置を検出する圧縮ピストン位置
検出器とからなり、前記防振体の可動部質量と前記ばね
によって構成される振動系の共振周波数を前記圧縮ピス
トンの往復動周波数と等しくし、前記圧縮ピストン位置
検出器の信号出力の位相を９０°遅らせるとともに、圧
縮ピストンの往復動振幅と防振体の往復動振幅との比が
圧縮ピストンの可動部質量と防振体の可動部質量との逆
比になるよう、防振体の往復動振幅を前記パワー増幅器
の増幅率設定により定め、前記圧縮ピストンと前記防振
体とを互いに対向して往復動させ、それらの可動部質量
の動きで生じる起振力を互に打ち消すようにする。
本発明の往復動圧縮機用防振装置は、圧縮ピストンと同
軸上に軸方向に往復動自在に支持された防振体とこの防
振体を往復駆動するリニアモータ式駆動機構を備え、圧
縮ピストンと防振体の往復動が同期的に互に１８０°の
位相差を有し、かつ、それらの振幅の比を圧縮ピストン
の可動部質量と防振体の可動部質量の逆比になるよう制
御したので、圧縮ピストンと防振体の可動部質量による
起振力はほぼ等しく、その方向は逆になり互に打ち消し
合うよう作用する。
軸上に軸方向に往復動自在に支持された防振体とこの防
振体を往復駆動するリニアモータ式駆動機構を備え、圧
縮ピストンと防振体の往復動が同期的に互に１８０°の
位相差を有し、かつ、それらの振幅の比を圧縮ピストン
の可動部質量と防振体の可動部質量の逆比になるよう制
御したので、圧縮ピストンと防振体の可動部質量による
起振力はほぼ等しく、その方向は逆になり互に打ち消し
合うよう作用する。
あるいは、圧縮ピストンと同軸上に軸方向に往復動自在
に支持され、その一端がばねで往復動圧縮機の本体に連
接された防振体とこの防振体を往復駆動するリニアモー
タ式駆動機構を備え、前記防振体とばねで構成される振
動系の共振周波数を、前記圧縮ピストンの往復動周波数
と等しくし、圧縮ピストンと防振体の往復動が互に１８
０°の位相差を有し、かつ、それらの振幅を圧縮ピスト
ンの可動部質量と防振体の可動部質量の逆比になるよう
制御したので、圧縮ピストンと防振体の起振力はほぼ等
しく、その方向は逆になり互に打ち消し合うよう作用す
る。
に支持され、その一端がばねで往復動圧縮機の本体に連
接された防振体とこの防振体を往復駆動するリニアモー
タ式駆動機構を備え、前記防振体とばねで構成される振
動系の共振周波数を、前記圧縮ピストンの往復動周波数
と等しくし、圧縮ピストンと防振体の往復動が互に１８
０°の位相差を有し、かつ、それらの振幅を圧縮ピスト
ンの可動部質量と防振体の可動部質量の逆比になるよう
制御したので、圧縮ピストンと防振体の起振力はほぼ等
しく、その方向は逆になり互に打ち消し合うよう作用す
る。
第１図は本発明の一実施例の防振装置を備えた冷凍機の
往復動圧縮機２０を示し、圧縮ピストン１はその一端（
第１図で左側の端）にソレノイドコイル５が取り付けら
れ、そのリード線５１は気密貫通端子５２を通して電源
に接続される。このソレノイドコイル５は環状間隙１４
内で圧縮ピストンｌの軸方向に往復動できる。この環状
間隙１４内には半径方向の磁界が存在し、この磁界は、
両端面に磁極をもつ筒形永久磁石２．その一端面（第１
図で右側の端面）に結合される継鉄４（この継鉄４は圧
縮機のフレームを兼ねている）、その他端面に結合され
る継鉄３からなる磁気回路により形成される。すなわち
、ソレノイドコイル５．永久磁石２、継鉄３．継鉄４に
よってリニアモータ式駆動装置１５が構成され、気密貫
通端子５２に周波数ｆ０の交流電源を接続すると、圧縮
ピストン１はソレノイドコイル５に流れる電流と間隙１
４の磁界との間の電磁力により周波数ｆ。で往復動する
。圧縮ピストンの往復動によって作動媒体は圧縮空間８
から接続管９により連通して結合された図示しない膨張
器に送られ、低温を発生する。
往復動圧縮機２０を示し、圧縮ピストン１はその一端（
第１図で左側の端）にソレノイドコイル５が取り付けら
れ、そのリード線５１は気密貫通端子５２を通して電源
に接続される。このソレノイドコイル５は環状間隙１４
内で圧縮ピストンｌの軸方向に往復動できる。この環状
間隙１４内には半径方向の磁界が存在し、この磁界は、
両端面に磁極をもつ筒形永久磁石２．その一端面（第１
図で右側の端面）に結合される継鉄４（この継鉄４は圧
縮機のフレームを兼ねている）、その他端面に結合され
る継鉄３からなる磁気回路により形成される。すなわち
、ソレノイドコイル５．永久磁石２、継鉄３．継鉄４に
よってリニアモータ式駆動装置１５が構成され、気密貫
通端子５２に周波数ｆ０の交流電源を接続すると、圧縮
ピストン１はソレノイドコイル５に流れる電流と間隙１
４の磁界との間の電磁力により周波数ｆ。で往復動する
。圧縮ピストンの往復動によって作動媒体は圧縮空間８
から接続管９により連通して結合された図示しない膨張
器に送られ、低温を発生する。
３０は防振装置で、前記圧縮ピストンｌと同軸上に往復
動自在に支持された防振体とこの防振体を往復駆動する
リニアモータ式駆動機構３１５と、この駆動機構に駆動
電力を供給するパワー増幅器４５と、前記圧縮ピストン
１の一端（第１図で左側の端）に結合され、その位置を
検出する圧縮ピストン位置検出器２０１と、前記防振体
３０１の一端（第１図で右側の端）に結合され、その位
置を検出する防振体位置検出器３０９と、前記圧縮ピス
トン位置検出器２０１に接続され、その信号出力４０の
位相ならびに出力の大きさを変換する圧縮ピストン用設
定器４１とからなっている。防振体を往復駆動するリニ
アモータ式駆動機構３１５は、圧縮シリンダを往復駆動
するリニアモータ式駆動機構と同様で、ソレノイドコイ
ル３０５．永久磁石３０２．継鉄３０３．継鉄３０４に
よって構成されている。圧縮ピストン位置検出器２０１
および防振体位置検出器３０９の位置検出部は、例えば
、被検出体の圧縮ピストンあるいは防振体に結合された
コアー２０１＾あるいは３０９Ａと本体のフレームに固
定されたコイル２０１Ｂあるいは３０９Ｂで構成される
差動トランスである。
動自在に支持された防振体とこの防振体を往復駆動する
リニアモータ式駆動機構３１５と、この駆動機構に駆動
電力を供給するパワー増幅器４５と、前記圧縮ピストン
１の一端（第１図で左側の端）に結合され、その位置を
検出する圧縮ピストン位置検出器２０１と、前記防振体
３０１の一端（第１図で右側の端）に結合され、その位
置を検出する防振体位置検出器３０９と、前記圧縮ピス
トン位置検出器２０１に接続され、その信号出力４０の
位相ならびに出力の大きさを変換する圧縮ピストン用設
定器４１とからなっている。防振体を往復駆動するリニ
アモータ式駆動機構３１５は、圧縮シリンダを往復駆動
するリニアモータ式駆動機構と同様で、ソレノイドコイ
ル３０５．永久磁石３０２．継鉄３０３．継鉄３０４に
よって構成されている。圧縮ピストン位置検出器２０１
および防振体位置検出器３０９の位置検出部は、例えば
、被検出体の圧縮ピストンあるいは防振体に結合された
コアー２０１＾あるいは３０９Ａと本体のフレームに固
定されたコイル２０１Ｂあるいは３０９Ｂで構成される
差動トランスである。
気密貫通端子５２に周波数ｆ。の交流電源を接続すると
、圧縮ピストン１は周波数ｆ０で往復動するが、このピ
ストン１の位置、すなわち、このピストンの動きを圧縮
ピストン位置検出器２０１で検出し、その信号出力４０
を圧縮ピストン用設定器４１に与える。圧縮ピストン用
設定器４１は、信号出力の位相を１８０°変換するとと
もに、その出力の大きさが〔防振体を含む可動部分の質
Ｍ（以下、防振体の可動部質量と称する／駆動ピストン
を含む可動部分の質量（以下、駆動ピストンの可動部質
量と称する）〕の比を掛けた値になるよう増幅率を設定
し、出力４１Ａを出力する。一方、防振体位置検出器３
０９で防振体３０１の位置、すなわち、この防振体の動
きを検出し、その信号出力４２を出力する。
、圧縮ピストン１は周波数ｆ０で往復動するが、このピ
ストン１の位置、すなわち、このピストンの動きを圧縮
ピストン位置検出器２０１で検出し、その信号出力４０
を圧縮ピストン用設定器４１に与える。圧縮ピストン用
設定器４１は、信号出力の位相を１８０°変換するとと
もに、その出力の大きさが〔防振体を含む可動部分の質
Ｍ（以下、防振体の可動部質量と称する／駆動ピストン
を含む可動部分の質量（以下、駆動ピストンの可動部質
量と称する）〕の比を掛けた値になるよう増幅率を設定
し、出力４１Ａを出力する。一方、防振体位置検出器３
０９で防振体３０１の位置、すなわち、この防振体の動
きを検出し、その信号出力４２を出力する。
圧縮ピストン用設定器の出力４１Ａの大きさと防振体位
置検出器３０９の信号出力４２とを比較し、その差出力
４４をパワー増幅器４５に加える。パワー増幅器４５は
、その差出力が常に０になるようリニアモータ式駆動ソ
レノイド３１５を往復駆動する。このようにすると圧縮
ピストンｌと防振体３０１の往復動は同期的で互いに１
８０°の位相差を有し、かつ、それらの振幅の比は圧縮
ピストンの可動部質量と防振体の可動部質量との逆比例
となり、従って、圧縮ピストン１と防振体３０１の可動
部質量による起振力はほぼ等しく、その方向は逆になり
互いに打ち消し合うようになる。なお、圧縮ピストンの
可動部質量と防振体の可動部質量とが等しい場合には、
圧縮ピストン設定器４１も取り除き、圧縮ピストン位置
検出器の信号出力４０の極性を反転して接続することで
実施が可能である。
置検出器３０９の信号出力４２とを比較し、その差出力
４４をパワー増幅器４５に加える。パワー増幅器４５は
、その差出力が常に０になるようリニアモータ式駆動ソ
レノイド３１５を往復駆動する。このようにすると圧縮
ピストンｌと防振体３０１の往復動は同期的で互いに１
８０°の位相差を有し、かつ、それらの振幅の比は圧縮
ピストンの可動部質量と防振体の可動部質量との逆比例
となり、従って、圧縮ピストン１と防振体３０１の可動
部質量による起振力はほぼ等しく、その方向は逆になり
互いに打ち消し合うようになる。なお、圧縮ピストンの
可動部質量と防振体の可動部質量とが等しい場合には、
圧縮ピストン設定器４１も取り除き、圧縮ピストン位置
検出器の信号出力４０の極性を反転して接続することで
実施が可能である。
次に、同し第１図によって本発明の異なる実施例につい
て説明する。本実施例では、圧縮ピストン用設定器４１
で信号出力４０の位相を９０°遅らせるとともに、例え
ば、パワー増幅器４５の増幅率を調整して防振体位置検
出器３０９の信号出力４２の位相を圧縮ピストン設定器
４１の出力４１Ａに対して９０゛遅らせるようにする。
て説明する。本実施例では、圧縮ピストン用設定器４１
で信号出力４０の位相を９０°遅らせるとともに、例え
ば、パワー増幅器４５の増幅率を調整して防振体位置検
出器３０９の信号出力４２の位相を圧縮ピストン設定器
４１の出力４１Ａに対して９０゛遅らせるようにする。
またこの設定器４１の増幅率を、その出力４１Ａの大き
さが信号出力４０（ずなわち設定器４１の入力）に〔防
振体の可動部質量／駆動ピストン可動部質量〕を掛けた
値になるよう設定する。圧縮ピストン用設定器４１とし
ては、積分回路（ＲＣ積分器）を用いると好適である。
さが信号出力４０（ずなわち設定器４１の入力）に〔防
振体の可動部質量／駆動ピストン可動部質量〕を掛けた
値になるよう設定する。圧縮ピストン用設定器４１とし
ては、積分回路（ＲＣ積分器）を用いると好適である。
このように構成することにより、パワー増幅器４５の出
力４５Ａの電圧（リニアモータ式駆動装置３１５の印加
電圧）とリニアモータ式駆動装置３１５の逆起電圧との
位相差が１８０°になり、このためリニアモータ式駆動
装置の入力ＶＡを小さくすることができ、リニアモータ
式駆動装置は小形化され、かつ、効率よく運転すること
ができる。
力４５Ａの電圧（リニアモータ式駆動装置３１５の印加
電圧）とリニアモータ式駆動装置３１５の逆起電圧との
位相差が１８０°になり、このためリニアモータ式駆動
装置の入力ＶＡを小さくすることができ、リニアモータ
式駆動装置は小形化され、かつ、効率よく運転すること
ができる。
第２図は本発明の更に異なる実施例を示す。本実施例に
おいては、防振体３０８ばばね６ｏで往復動圧縮機の本
体に連接され、防振体３０８の可動部質量とばね６０で
振動系を形成している。この振動系の共振周波数は冷凍
機の運転周波数、すなわち、圧縮ピストン１の往復動周
波数に一致するよう、防振体の可動部質量あるいはばね
６０のばね常数を定める。圧縮ピストン位置検出器２０
１の信号出力４０は圧縮ピストン用設定器４１に与えら
れ、その出力４１Ａはパワー増幅器４５に与えられ、パ
ワー増幅器４５の出力４５Ａはリニアモータ式駆動装置
３１５を往復駆動する。ここで、圧縮ピストン用設定器
４１により信号出力４０の位相を９０°遅らせるととも
に、圧縮ピストンの往復動振幅と防振体の往復動振幅と
の比が圧縮ピストンの可動部質量と防振体の可動部質量
との逆比となるよう、防振体の往復動振幅をパワー増幅
器４５の増幅率を調整して定める。
おいては、防振体３０８ばばね６ｏで往復動圧縮機の本
体に連接され、防振体３０８の可動部質量とばね６０で
振動系を形成している。この振動系の共振周波数は冷凍
機の運転周波数、すなわち、圧縮ピストン１の往復動周
波数に一致するよう、防振体の可動部質量あるいはばね
６０のばね常数を定める。圧縮ピストン位置検出器２０
１の信号出力４０は圧縮ピストン用設定器４１に与えら
れ、その出力４１Ａはパワー増幅器４５に与えられ、パ
ワー増幅器４５の出力４５Ａはリニアモータ式駆動装置
３１５を往復駆動する。ここで、圧縮ピストン用設定器
４１により信号出力４０の位相を９０°遅らせるととも
に、圧縮ピストンの往復動振幅と防振体の往復動振幅と
の比が圧縮ピストンの可動部質量と防振体の可動部質量
との逆比となるよう、防振体の往復動振幅をパワー増幅
器４５の増幅率を調整して定める。
これにより、圧縮ピストンの防振体とは互いに対向して
往復動し、それらの可動部質量の動きで生じる起振力が
互いに打ち消し合うようになる。なお、パワー増幅器４
５の増幅率の設定方法は、この往復動圧縮機を実際に運
転してその振動が最小になるよう増幅率を定めればよく
、極めて実際的である。
往復動し、それらの可動部質量の動きで生じる起振力が
互いに打ち消し合うようになる。なお、パワー増幅器４
５の増幅率の設定方法は、この往復動圧縮機を実際に運
転してその振動が最小になるよう増幅率を定めればよく
、極めて実際的である。
前述したように、防振体３０１は共振状態であるので、
防振体３０１の変位はパワー増幅器４５の出力４５（リ
ニアモータ式駆動装置３１５の印加電圧〉に対して位相
が９０°遅れた状態となる。従って、圧縮ピストン１と
防振体３０１との位相差は１８０° となり対向して動
作し、それらの可動部質量の動きによって生じる起振力
は互いに打ち消し合い、防振が遠戚される。この実施例
では防振体３０１の往復動はばね６０との間の共振によ
って行われ、リニアモータ式駆動装置からはその運動に
ともなう、所謂、摩擦抵抗分を供給すればよく消費電力
の非常に少ない防振装置が得られる。
防振体３０１の変位はパワー増幅器４５の出力４５（リ
ニアモータ式駆動装置３１５の印加電圧〉に対して位相
が９０°遅れた状態となる。従って、圧縮ピストン１と
防振体３０１との位相差は１８０° となり対向して動
作し、それらの可動部質量の動きによって生じる起振力
は互いに打ち消し合い、防振が遠戚される。この実施例
では防振体３０１の往復動はばね６０との間の共振によ
って行われ、リニアモータ式駆動装置からはその運動に
ともなう、所謂、摩擦抵抗分を供給すればよく消費電力
の非常に少ない防振装置が得られる。
なお、前記の説明は冷凍機の往復動圧縮機について行っ
たが、ディスプレーサが往復動する膨張器についても、
同様な方法で防振を行うことができる。また、冷凍機以
外の往復動装置についても同様な方法で防振できること
は勿論である。
たが、ディスプレーサが往復動する膨張器についても、
同様な方法で防振を行うことができる。また、冷凍機以
外の往復動装置についても同様な方法で防振できること
は勿論である。
本発明の往復動圧縮機用防振装置においては、圧縮ピス
トンと同軸上に軸方向に往復動自在に支持された防振体
とこの防振体を往復駆動するリニアモータ式駆動機構を
備え、圧縮ピストンと防振体の往復動が過大にその可動
部質量の動きによって生じる起振力を打ち消し合うよう
往復駆動したので、従来のように往復動圧縮機の支持部
材のばね常数に影響されることなく圧縮機自体で防振が
遠戚される。これによって、取り付は方法に対して裕度
の高い汎用性のある冷凍機の往復動圧縮機用防振装置が
得られる。このことは、特に、この冷凍機が衛星搭載の
赤外線センサ用に使用される場合は、周囲は真空空間で
あり、冷却は支持部材からの伝熱によらざるを得ないの
で、その効果は大きい。
トンと同軸上に軸方向に往復動自在に支持された防振体
とこの防振体を往復駆動するリニアモータ式駆動機構を
備え、圧縮ピストンと防振体の往復動が過大にその可動
部質量の動きによって生じる起振力を打ち消し合うよう
往復駆動したので、従来のように往復動圧縮機の支持部
材のばね常数に影響されることなく圧縮機自体で防振が
遠戚される。これによって、取り付は方法に対して裕度
の高い汎用性のある冷凍機の往復動圧縮機用防振装置が
得られる。このことは、特に、この冷凍機が衛星搭載の
赤外線センサ用に使用される場合は、周囲は真空空間で
あり、冷却は支持部材からの伝熱によらざるを得ないの
で、その効果は大きい。
第１図は本発明の一実施例による防振装置が備えられた
往復動圧縮機の断面図、第２図は本発明の異なる実施例
による防振゛装置が備えられた往復動圧縮機の断面図、
第３図は往復動圧縮機に公知の防振装置を備えた冷凍機
の断面図、第４図は第３図の公知の防振装置の動作を説
明するための振動系の模式図、第５図は第４図の振動系
の模式図における振動特性の一例を示す特性図である。 ｌ：圧縮ピストン、７：圧縮シリンダ、８：圧縮空間（
作動媒体の）、９：接続管、１５，３１５ ：リニアモ
ータ式駆動装置、２０：往復動圧縮機、３０：防振装置
、４０：信号出力 （圧縮ピストン位置検出器２０１の
）、４２：信号出力（防振体位置検出器３０９の）、４
５：パワー増幅器、２０１：圧縮ピストン位置検出器、
３０９：防振体位置検出器、３０１：防振特開平３ ２５３７７８ （８） 第４図 イ 第５図
往復動圧縮機の断面図、第２図は本発明の異なる実施例
による防振゛装置が備えられた往復動圧縮機の断面図、
第３図は往復動圧縮機に公知の防振装置を備えた冷凍機
の断面図、第４図は第３図の公知の防振装置の動作を説
明するための振動系の模式図、第５図は第４図の振動系
の模式図における振動特性の一例を示す特性図である。 ｌ：圧縮ピストン、７：圧縮シリンダ、８：圧縮空間（
作動媒体の）、９：接続管、１５，３１５ ：リニアモ
ータ式駆動装置、２０：往復動圧縮機、３０：防振装置
、４０：信号出力 （圧縮ピストン位置検出器２０１の
）、４２：信号出力（防振体位置検出器３０９の）、４
５：パワー増幅器、２０１：圧縮ピストン位置検出器、
３０９：防振体位置検出器、３０１：防振特開平３ ２５３７７８ （８） 第４図 イ 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）胴内の一端部に作動媒体の圧縮空間を形成した圧縮
シリンダと、このシリンダに対し前記圧縮空間を挟んで
配置された圧縮ピストンと、この圧縮ピストンを周期的
に往復駆動するリニアモータ式駆動機構とを備え、前記
圧縮空間が作動媒体の膨張器に接続管により連通して結
合される冷凍機の往復動圧縮機において、 前記圧縮ピストンと同軸上に軸方向に往復動自在に支持
された防振体と、この防振体を往復駆動するリニアモー
タ式駆動機構と、この駆動機構に駆動電力を供給するパ
ワー増幅器と、前記圧縮ピストンに結合されその位置を
検出する圧縮ピストン位置検出器と、前記防振体に結合
されその位置を検出する防振体位置検出器とからなり、
圧縮ピストン位置検出器の信号出力の大きさと防振体位
置検出器の信号出力の大きさの比を圧縮ピストンの可動
部質量と防振体の可動部質量の逆比と等しくなるよう設
定し、かつ、これらの信号出力の間の位相差を１８０°
になるように設定し、これら設定された圧縮ピストン位
置ピストン位置検出器信号出力大きさと防振体部位置検
出器信号出力大きさを比較し、この両者の差が０になる
ようパワー増幅器を介して防振体用のリニアモータ式駆
動機構を往復駆動し、前記圧縮ピストンと前記防振体と
を互いに対向して往復動させ、それらの可動部質量の動
きで生じる起振力を互いに打ち消し合うようにしたこと
を特徴とする冷凍機の往復動圧縮機用防振装置。 ２）請求項１）記載の冷凍機の往復動圧縮機用防振装置
において、 圧縮ピストン位置検出器の出力の位相を９０°遅らせ、
この出力の位相に対し防振体用位置検出器の出力の位相
を９０°遅らせ、これらの信号出力間の位置差を１８０
°になるよう設定したことを特徴とする冷凍機の往復動
圧縮機用防振装置。 ３）胴内の一端部に作動媒体の圧縮空間を形成した圧縮
シリンダと、このシリンダに対し前記圧縮空間を挟んで
配置された圧縮ピストンと、この圧縮ピストンを周期的
に往復駆動するリニアモータ式駆動機構とを備え、前記
圧縮空間が作動媒体の膨張器に接続管により連通して結
合される冷凍機の往復動圧縮機において、 前記圧縮ピストンと同軸上に軸方向に往復動自在に支持
されその一端がばねによって圧縮機の本体に連接された
防振体と、この防振体を往復駆動するリニアモータ式駆
動機構と、この駆動機構に駆動電力を供給するパワー増
幅器と、前記圧縮ピストンに結合されその位置を検出す
る圧縮ピストン位置検出器とからなり、前記防振体の可
動部質量と前記ばねによって構成される振動系の共振周
波数を前記圧縮ピストンの往復動周波数と等しくし、前
記圧縮ピストン位置検出器の信号出力の位相を９０°遅
らせるとともに、圧縮ピストンの往復動振幅と防振体の
往復動振幅との比が圧縮ピストンの可動部質量と防振体
の可動部質量との逆比になるよう、防振体の往復動振幅
を前記パワー増幅器の増幅率設定により定め、前記圧縮
ピストンと前記防振体とを互いに対向して往復動させ、
それらの可動部質量の動きで生じる起振力を互いに打ち
消し合うようにしたことを特徴とする冷凍機の往復動圧
縮機用防振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4981190A JP2616104B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 冷凍機の往復動圧縮機用防振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4981190A JP2616104B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 冷凍機の往復動圧縮機用防振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253778A true JPH03253778A (ja) | 1991-11-12 |
| JP2616104B2 JP2616104B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=12841509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4981190A Expired - Fee Related JP2616104B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 冷凍機の往復動圧縮機用防振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616104B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5662461A (en) * | 1994-10-31 | 1997-09-02 | Ono; Harry | Dual piston pump with magnetically actuated pistons |
| US6184597B1 (en) | 1998-04-28 | 2001-02-06 | Matsushita Refrigeration Company | Linear motor and linear compressor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102162335B1 (ko) * | 2018-11-21 | 2020-10-06 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 압축기 |
-
1990
- 1990-03-01 JP JP4981190A patent/JP2616104B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5662461A (en) * | 1994-10-31 | 1997-09-02 | Ono; Harry | Dual piston pump with magnetically actuated pistons |
| US6184597B1 (en) | 1998-04-28 | 2001-02-06 | Matsushita Refrigeration Company | Linear motor and linear compressor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2616104B2 (ja) | 1997-06-04 |
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