JPH1193846A - リニアレシプロ圧縮機のピストン位置検出装置及び検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダ６内でピストン９をリニアモータ１
３によって相対的に往復動させ、シリンダ６内の圧縮室
１１に吸い込んだガスを圧縮して吐出させるようにした
リニアレシプロ圧縮機Ｃのピストン９の位置を簡単でか
つ安価な構成で正確に検出し、ピストン位置に応じたリ
ニアモータ１３の出力制御を適正化して圧縮機Ｃの高効
率化等を図る。 【解決手段】 ピストン９にロッド１８を移動一体に設
け、このロッド１８外周に、ピストン移動方向と略直交
する方向に突出しかつその突出高さｈがピストン９の移
動方向に沿って順に異なる複数の金属製凸部１９，１
９，…をピストン９の移動方向に配列し、凸部１９，１
９，…に渦電流を発生されてそれを検出する渦電流セン
サ２１をピストン９の移動ストローク範囲で凸部１９，
１９，…に対応するように配設し、凸部１９，１９，…
の突出高さｈに応じて変化する渦電流センサ２１の出力
から凸部１９を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアレシプロ圧
縮機のピストン位置検出装置及び検出方法に関する技術
分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のリニアレシプロ圧縮機
は、シリンダ内に圧縮室を区画するように往復動可能に
嵌装されたピストンと、シリンダ及びピストンをピスト
ンがシリンダ内で往復動するように相対移動させるリニ
アモータとを備え、このリニアモータの駆動によるピス
トンの往復動により、圧縮室に吸入したガスを圧縮室で
圧縮して吐出するようにしたものである。このリニアレ
シプロ圧縮機においては、圧縮機の負荷に応じてリニア
モータの出力を適正に制御するためにピストンの移動ス
トローク範囲での位置を検出することが重要である。

【０００３】このピストンの位置検出装置として、従
来、例えば特許第２６１６１０４号の公報に示されるよ
うに、ピストンに移動一体にコアを取り付ける一方、圧
縮機のケーシング側に差動コイルを配置し、このコイル
に対するコアの接離状態に基づいてピストンの位置を検
出するようにしたものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案例の
ものでは、ピストンの位置を詳細に検出するには、コイ
ルをピストン移動方向に多層に配列することが必要であ
り、検出装置の回路構成が複雑になるばかりでなく、高
コストになるという欠点がある。

【０００５】また、ピストン移動方向のコイル幅は有限
であるので、そのコイル幅の範囲では、位置検出に誤差
が生じるのは避けられず、ピストン位置の正確な検出が
困難である問題もあった。

【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、上記の如くリニアレシプロ圧縮機の
ピストンの位置を検出する場合に、その検出システムを
改良することにより、ピストンの位置を簡単でかつ安価
な構成で正確に検出できるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的の達成のた
め、この発明では、ピストンと一体的に移動する移動部
材に複数の凸部をピストン移動方向に配列し、これら複
数の凸部の各々を個別に識別することで、ピストンの位
置を検出するようにした。

【０００８】具体的には、請求項１の発明では、図１、
図２及び図５〜図７に示すように、シリンダ（６）内に
圧縮室（１１）を区画するように往復動可能に嵌装され
たピストン（９）と、上記シリンダ（６）及びピストン
（９）をピストン（９）がシリンダ（６）内で往復動す
るように相対移動させるリニアモータ（１３）とを備
え、リニアモータ（１３）によるピストン（９）の往復
動により、圧縮室（１１）に吸入したガスを圧縮室（１
１）で圧縮して吐出するリニアレシプロ圧縮機の上記ピ
ストン（９）の位置を検出するようにしたピストン位置
検出装置が対象である。

【０００９】そして、上記ピストン（９）に移動一体に
設けられ、ピストン移動方向に配列されかつピストン移
動方向と略直交する方向に突出する複数の凸部（１
９），（１９），…を有する移動部材（１８）と、上記
ピストン（９）の移動ストローク範囲で上記移動部材
（１８）の複数の凸部（１９），（１９），…に対応す
るように配設され、凸部（１９），（１９），…の移動
状態を検出する検出手段（２１）とを備えた構成とす
る。

【００１０】上記の構成により、リニアモータ（１３）
の駆動によりピストン（９）がシリンダ（６）内で往復
動すると、それに伴い、ピストン（９）に移動一体に設
けられている移動部材（１８）も移動して、その複数の
凸部（１９），（１９），…が検出手段（２１）に対し
て相対移動し、この複数の凸部（１９），（１９），…
の移動状態を検出手段（２１）が検出する。従って、こ
の複数の凸部（１９），（１９），…の移動状態を検出
することで、ピストン（９）の位置を検出することがで
きる。

【００１１】その場合、ピストン（９）と一体的に移動
する移動部材（１８）に複数の凸部（１９），（１
９），…を配列し、その各々を検出手段（２１）で検出
するので、移動部材（１８）に複数の凸部（１９），
（１９），…を設けるだけの簡単かつ低コストの構成で
ピストン（９）の位置を高精度に検出することができ
る。しかも、移動部材（１８）に設けられる複数の凸部
（１９），（１９），…の間隔は従来構造のコイルに比
べ小さく設定でき、ピストン（９）の位置を正確に検出
することができる。

【００１２】請求項２の発明では、図２に示す如く、上
記移動部材（１８）の複数の凸部（１９），（１９），
…は、突出高さが互いに異なっているものとする。ま
た、請求項３の発明では、図５に示すように、移動部材
（１８）の複数の凸部（１９），（１９），…は、ピス
トン移動方向の幅が互いに異なっているものとする。こ
うすれば、凸部（１９），（１９），…の突出高さや幅
に応じて検出手段（２１）の検出状態が変化するので、
検出手段（２１）が検出している凸部（１９），（１
９），…を容易に判別でき、凸部（１９），（１９），
…の移動状態の検出を具体化することができる。

【００１３】請求項４の発明では、図６及び図７に示す
ように、移動部材（１８）の複数の凸部（１９），（１
９），…は、突出高さ及びピストン移動方向の幅がそれ
ぞれ同じであるものとする。このことで、検出手段（２
１）の位置を通過する凸部（１９），（１９），…の数
をカウントすることで、検出手段（２１）が検出してい
る凸部（１９）を判別でき、凸部（１９），（１９），
…の移動状態の検出を具体化することができる。

【００１４】請求項５の発明では、図１に示す如く、上
記凸部（１９），（１９），…は導電材料からなし、検
出手段（２１）は、上記凸部（１９），（１９），…に
渦電流を発生させてそれを検出する渦電流センサ等の位
置センサとする。このことで、凸部（１９），（１
９），…に生じる渦電流の大きさが渦電流センサ等の位
置センサ（２１）により検出され、凸部（１９），（１
９），…の移動状態の検出を具体化できる。

【００１５】請求項６の発明では、上記リニアモータ
（１３）と位置センサ（２１）との間にガス圧縮（２
４）を配置する。こうすれば、リニアモータ（１３）の
磁石による磁界が位置センサ（２１）の検出動作に悪影
響を及ぼすのを防止でき、位置センサ（２１）の信頼性
を向上するとともに、位置センサ（２１）をリニアモー
タ（１３）から大きく離して配置する必要がなくなり、
圧縮機全体の大きさをコンパクトにすることができる。

【００１６】請求項７の発明は、シリンダ（６）内に圧
縮室（１１）を区画するように往復動可能に嵌装された
ピストン（９）と、上記シリンダ（６）及びピストン
（９）をピストン（９）がシリンダ（６）内で往復動す
るように相対移動させるリニアモータ（１３）とを備
え、リニアモータ（１３）によるピストン（９）の往復
動により、圧縮室（１１）に吸入したガスを圧縮室（１
１）で圧縮して吐出するリニアレシプロ圧縮機の上記ピ
ストン（９）の位置を検出するピストン位置検出方法で
あり、上記ピストン（９）に、ピストン移動方向に配列
されかつピストン移動方向と略直交する方向に突出する
複数の凸部（１９），（１９），…を有する移動部材
（１８）を移動一体に設けておき、上記ピストン（９）
の移動ストローク範囲で上記移動部材（１８）の複数の
凸部（１９），（１９），…の移動状態を検出すること
により、ピストン（９）の位置を検出する。この発明で
も請求項１の発明と同様の作用効果が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図１は本発明の実施形態１に係るリニア
レシプロ圧縮機（Ｃ）を示し、この圧縮機（Ｃ）は図示
しない冷媒回路に接続されていて空気調和機用の圧縮機
を構成している。

【００１８】上記圧縮機（Ｃ）は図１で上下方向に延び
る密閉円筒状のケーシング（１）を有し、このケーシン
グ（１）の上壁部には吸入管（２）及び吐出管（３）が
それぞれ気密状に貫通して取り付けられている。

【００１９】上記ケーシング（１）内にはその上側寄り
に継鉄となる円筒状シリンダ（６）が配置されている。
このシリンダ（６）は上端部にフランジ部（６ａ）を有
していて、このフランジ部（６ａ）の外周縁部でケーシ
ング（１）内面に取付固定されている。シリンダ（６）
のフランジ部（６ａ）上面には、シリンダ（６）と同心
に配置した略カップ形状の閉塞部材（７）及びその内側
に位置する同形状の弁取付部材（８）がフランジ部（６
ａ）上面と一定の間隔をあけた状態で気密状に取付固定
され、これら閉塞部材（７）及び弁取付部材（８）によ
りシリンダ（６）の上端開口部が気密状に覆われ、閉塞
部材（７）に上記吸入管（２）及び吐出管（３）がそれ
ぞれ気密状に貫通して取り付けられている。また、弁取
付部材（８）には吸入孔（８ａ）及び吐出孔（８ｂ）が
それぞれ上記吸入管（２）及び吐出管（３）に対応して
貫通形成され、その吸入孔（８ａ）には吸入管（２）の
下端部を気密状に貫通支持されている。

【００２０】上記シリンダ（６）内には、下端部にフラ
ンジ部（９ａ）を一体に有するピストン（９）が弁取付
部材（８）に近付いた上死点位置と弁取付部材（８）か
ら離れた下死点位置との間を往復動可能に嵌挿され、こ
のピストン（９）の上面と弁取付部材（８）とシリンダ
（６）とにより囲まれた空間が圧縮室（１１）に区画さ
れている。そして、上記弁取付部材（８）の内底面に
は、上記吸入孔（８ａ）つまり吸入管（２）下端部を開
閉するカンチレバー式の吸入弁（４）と、この吸入弁
（４）の最大開度を規制する弁押え（４ａ）とが取り付
けられている。また、弁取付部材（８）の上面には、上
記吐出孔（８ｂ）を開閉するカンチレバー式の吐出弁
（５）と、この吐出弁（５）の最大開度を規制する弁押
え（５ａ）とが取り付けられている。また、ピストン
（９）は図外のばねによってシリンダ（６）内で上下方
向に往復動可能に弾性支持されている。

【００２１】シリンダ（６）周りのケーシング（１）内
には上記ピストン（９）をシリンダ（６）内で往復動す
るように駆動するリニアモータ（１３）が配置されてい
る。このリニアモータ（１３）は、シリンダ（６）の外
周面に配置固定された円筒状の永久磁石（１４）と、こ
の磁石（１４）の外側に同心に配置され、下端部がピス
トン（９）下端部のフランジ部（９ａ）に移動一体に取
付固定されたボビン（１５）と、このボビン（１５）に
巻き付けられた電磁コイル（１６）とを備えており、電
磁コイル（１６）にインバータ（図示せず）から所定周
波数（ピストン（９）を弾性支持する上記ばねのばね定
数に対応した共振周波数）の交流を通電することによ
り、その電磁コイル（１６）に流れる電流と磁石（１
４）の磁界との作用によってピストン（９）を所定周期
で往復動させ、ピストン（９）の下降移動時（吸入行
程）には、吸入弁（４）を開きかつ吐出弁（５）を閉じ
ることで、冷媒回路内の冷媒ガスを吸入管（２）を経て
圧縮室（１１）に吸入する一方、ピストン（９）の上昇
移動時（吐出行程）には、吸入弁（４）を閉じかつ吐出
弁（５）を開くことで、圧縮室（１１）内の冷媒ガスを
圧縮しながら吐出管（３）を経て冷媒回路に吐出させる
ようにしている。

【００２２】上記ピストン（９）の下端部には、ピスト
ン（９）の移動方向（上下方向）に延びかつ上端から下
端までの外径が略一定の移動部材としてのロッド（１
８）が移動一体に同心状に取付固定されている。このロ
ッド（１８）の下端部寄りの外周面には、ピストン移動
方向（ロッド（１８）の長さ方向である上下方向）と略
直交する水平方向に同じ向きで突出する複数（図示例で
は６つ）の金属材料（導電材料）等からなる凸部（１
９），（１９），…がピストン移動方向に沿って等ピッ
チ（ｐ）で配列されている。この複数の凸部（１９），
（１９），…は、図２に拡大詳示するように、いずれも
ピストン移動方向たる上下方向の幅（ｄ）が同じである
が、突出高さ（ｈ）は互いに異なっていて、下側に向か
うほど突出高さ（ｈ）が次第に増大している。

【００２３】一方、ケーシング（１）内の下側寄りの側
面には、上記ロッド（１８）上の各凸部（１９）の先端
部に対向するように配置されてその移動状態を検出する
検出手段としての渦電流センサ（２１）が取付ブラケッ
ト（２２）を介して取付固定されている。この渦電流セ
ンサ（２１）は、電磁コイル（図示せず）による磁場に
よりピストン（９）及びロッド（１８）の昇降移動に伴
って凸部（１９），（１９），…に渦電流を発生させて
それを検出するもので、その上下位置は、上記ピストン
（９）が上死点と下死点との間で移動するとき、その移
動ストローク範囲で上記ロッド（１８）外周の複数の凸
部（１９），（１９），…の全てに対し水平に対応する
位置に設定されている。そして、図２に示す如く、渦電
流センサ（２１）の反応範囲は、突出高さ（ｈ）が最も
大きい最下端位置の凸部（１９）から突出高さ（ｈ）が
最も小さい最上端位置の凸部（１９）までについて反応
するように設定されている。

【００２４】また、ケーシング（１）内の側面には、上
記取付ブラケット（２２）上の渦電流センサ（２１）と
シリンダ（６）周りのリニアモータ（１３）との間に、
磁気遮蔽材料からなる板状の磁気シールド（２４）（磁
気遮蔽手段）が外周部にて取付固定され、この磁気シー
ルド（２４）の中央部には上記ロッド（１８）を挿通せ
しめるロッド挿通孔（２４ａ）が貫通形成されている。

【００２５】図３に示すように、上記渦電流センサ（２
１）の出力信号は、その出力信号の大きさに基づいて凸
部（１９），（１９），…の位置つまりピストン（９）
の位置を検出する検出回路（２７）に入力され、この検
出回路（２７）の出力信号は、上記リニアモータ（１
３）の出力を制御する制御回路（２８）に入力されてい
る。この制御回路（２８）には、空気調和機で使用する
室内温度や室外温度等の各信号が入力されており、制御
回路（２８）において、室内温度、室外温度及びピスト
ン（９）の位置から、ピストン（９）の駆動に必要なリ
ニアモータ（１３）の最小出力を設定して、その出力に
対応する制御信号をリニアモータ（１３）に出力するよ
うにしている。

【００２６】次に、上記実施形態のリニアレシプロ圧縮
機（Ｃ）の作動について説明する。圧縮機（Ｃ）の運転
開始に伴い、そのリニアモータ（１３）の電磁コイル
（１６）に所定周波数の交流電源が通電され、この通電
に伴い、磁石（１４）による磁界と電磁コイル（１６）
への電流との作用によりボビン（１５）及びピストン
（９）が図外のばねを伸縮させながら所定の中立位置を
基準に上死点と下死点との間で往復動する。そして、こ
のピストン（９）がシリンダ（６）内で下死点側に向か
って圧縮室（１１）の容積を増加させながら下降方向に
移動する吸入行程時には、このピストン（９）の下降移
動に伴い、吸入弁（４）が開く一方、吐出弁（５）が閉
じ、このことで、冷媒回路の冷媒ガスは吸入管（２）か
ら吸入弁（４）を経て圧縮室（１１）に吸入される。

【００２７】この後、ピストン（９）が上死点に向かっ
て圧縮室（１１）の容積を減少させながら上昇方向に移
動する吐出行程時には、そのピストン（９）の上昇移動
に伴い、上記吸入弁（４）が閉じる一方、吐出弁（５）
が開く。このことで、上記圧縮室（１１）内の冷媒ガス
は、圧縮されながら圧縮室（１１）から吐出弁（５）及
び吐出管（３）を介してケーシング（１）外に吐出さ
れ、冷媒回路に供給される。

【００２８】そして、上記のように、リニアモータ（１
３）の駆動によりピストン（９）がシリンダ（６）内で
往復動すると、それに伴い、ピストン（９）下端部に移
動一体に設けられているロッド（１８）及びその外周の
複数の凸部（１９），（１９），…も昇降移動し、この
複数の凸部（１９），（１９），…がそれぞれ順に渦電
流センサ（２１）の位置に対応するように変化する。上
記複数の凸部（１９），（１９），…は、ピストン移動
方向に沿って等ピッチ（ｐ）で配列されているものの、
各々の突出高さ（ｈ）が互いに異なっていて、下側に向
かうほど次第に増大しているので、渦電流センサ（２
１）に対応する凸部（１９）の高さ（ｈ）が大きいほ
ど、その凸部（１９）に渦電流センサ（２１）の電磁コ
イルの磁場により電磁誘導される渦電流の大きさが大き
くなり、その渦電流センサ（２１）の出力値が増大す
る。例えばピストン（９）が上死点位置にあって、高さ
（ｈ）が最大である最下端の凸部（１９）が渦電流セン
サ（２１）に水平に対応しているときには、渦電流セン
サ（２１）の出力値が最大になる一方、ピストン（９）
が下死点位置にあって、高さ（ｈ）が最小である最上端
の凸部（１９）が渦電流センサ（２１）に水平に対応し
ているときには、渦電流センサ（２１）の出力値が最小
になる。すなわち、このことから、渦電流センサ（２
１）に対応する凸部（１９）を特定でき、その凸部（１
９）の位置によりピストン位置を検出することができ
る。

【００２９】上記渦電流センサ（２１）の出力信号は検
出回路（２７）を介して制御回路（２８）に入力され、
この制御回路（２８）において、室内温度、室外温度及
びピストン位置からピストン（９）の駆動に必要なリニ
アモータ（１３）の最小出力が設定されて、その出力に
対応する制御信号がリニアモータ（１３）に出力され
る。

【００３０】その場合、ピストン（９）下端部に取付固
定したロッド（１８）に複数の凸部（１９），（１
９），…を設け、それらのうちの渦電流センサ（２１）
に対応する凸部（１９）を検出するので、ロッド（１
８）に複数の凸部（１９），（１９），…を設けるだけ
の簡単かつ低コストの構成でピストン（９）の位置を高
精度に検出することができる。しかも、ロッド（１８）
に設けられる複数の凸部（１９），（１９），…の間隔
は従来のコイルに比べ小さく設定でき、このことでピス
トン（９）の位置を正確に検出することができる。この
ため、図４に示す如く、ピストン（９）の位置に応じて
圧縮機（Ｃ）のガス負荷が変化する特性に対し、そのガ
ス負荷に対応する必要最小のリニアモータ（１３）の出
力を正確に設定でき、このリニアモータ（１３）の出力
の適正化によって圧縮機（Ｃ）の効率を高めることがで
きる。

【００３１】また、上記リニアモータ（１３）と渦電流
センサ（２１）の間に磁気シールド（２４）が配置され
ているので、リニアモータ（１３）の磁石（１４）によ
る磁界が渦電流センサ（２１）の検出動作に悪影響を及
ぼすことはなく、渦電流センサ（２１）の検出性能の信
頼性を向上させることができる。しかも、この磁気シー
ルド（２４）により、渦電流センサ（２１）をリニアモ
ータ（１３）から大きく離して配置する必要がなく、圧
縮機（Ｃ）全体の大きさをコンパクトにすることができ
る。

【００３２】（実施形態２）図５は本発明の実施形態２
を示す（尚、以下の各実施形態では、図１〜図３と同じ
部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略
する）。この実施形態では、ロッド（１８）外周に設け
る複数の凸部（１９），（１９），…の上下方向の幅
（ｄ）が上記実施形態１のように同じとされておらず、
複数の凸部（１９），（１９），…の各々の上下幅
（ｄ）は互いに異なっている。すなわち、複数の凸部
（１９），（１９），…の上下方向のピッチ（ｐ）は同
じであるが、各々の間隔は異なっている。その他の構成
は実施形態１と同様である。

【００３３】したがって、この実施形態においても、ロ
ッド（１８）外周の複数の凸部（１９），（１９），…
は、ピストン移動方向の幅（ｄ）が異なっているので、
この各凸部（１９）の幅（ｄ）に応じて渦電流センサ
（２１）の出力値が変化することとなり、渦電流センサ
（２１）の位置に対応している凸部（１９）を判別でき
る。よって上記実施形態１と同様の作用効果を奏するこ
とができる。

【００３４】（実施形態３）図６は実施形態３を示す。
この実施形態では、ロッド（１８）外周の複数の凸部
（１９），（１９），…は、いずれも突出高さ（ｈ）が
及びピストン移動方向の幅（ｄ）がそれぞれ同じとされ
ている。そして、検出回路（２７）において、渦電流セ
ンサ（２１）が検出した凸部（１９），（１９），…の
数をカウントして、そのカウント数から凸部（１９）の
位置つまりピストン位置を検出するようにしている。

【００３５】したがって、この実施形態では、ピストン
（９）の昇降移動によってロッド（１８）外周の凸部
（１９），（１９），…が渦電流センサ（２１）の位置
に対し昇降移動したとき、その渦電流センサ（２１）か
らの出力値の変化から凸部（１９），（１９），…の数
をカウントし、このカウント数に基づき渦電流センサ
（２１）の位置に対応する凸部（１９）の位置つまりピ
ストン位置が検出される。よって、この実施形態におい
ても実施形態１と同様の効果が得られる。

【００３６】（実施形態４）図７は実施形態４を示し、
上記各実施形態では、ロッド（１８）外周に複数の凸部
（１９），（１９），…を突設しているのに対し、この
実施形態では、ロッド（１８）自体の外周面を凹凸形状
に形成し、その凹凸形状によって複数の凸部（１９），
（１９），…を設けたものである。その他の構成は上記
実施形態３と同様である。よって、この実施形態でも実
施形態３と同様の作用効果を奏することができる。

【００３７】尚、この実施形態４では、ロッド（１８）
の外径を一定としているが、例えば下側に向かって外径
が増大するロッドを用い、その外周に、実施形態４と同
様に凹凸形状によって複数の凸部を形成するようにして
もよく、実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【００３８】また、上記実施形態１，２では、ロッド
（１８）外周の凸部（１９），（１９），…をロッド
（１８）の下側に向かうほど突出高さ（ｈ）が次第に増
大するように配列しているが、ロッド（１８）の下側に
向かうほど突出高さ（ｈ）が次第に減少するように配列
してもよい。また、この他、例えば上下の中間に位置す
る凸部（１９），（１９），…の突出高さ（ｈ）が他の
凸部（１９），（１９），…よりも高く（又は低く）な
るようにしてもよい。要は、複数の凸部（１９），（１
９），…は、突出高さ（ｈ）が互いに異なっていればよ
い。

【００３９】また、上記各実施形態では、凸部（１
９），（１９），…に渦電流を発生させてそれを検出す
る渦電流センサ（２１）を用いているが、その他、近接
センサ等の各種位置センサを用いることができる。

【００４０】また、上記各実施形態は、シリンダ（６）
やピストン（９）の中心線が上下方向に配置された圧縮
機（Ｃ）の場合であるが、本発明は、シリンダやピスト
ンの中心線が上下方向以外の方向（例えば水平方向）に
配置されたリニアレシプロ圧縮機に対しても適用できる
のは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明した如く、請求項１又は７の発
明によると、シリンダ内で圧縮室を区画するピストンを
シリンダに対しリニアモータによって相対的に往復動さ
せ、圧縮室に吸い込んだガスを圧縮して吐出させるよう
にしたリニアレシプロ圧縮機に対し、ピストンに、その
移動方向に配列されかつピストン移動方向と略直交する
方向に突出する複数の凸部を有する移動部材を移動一体
に設け、ピストンの移動ストローク範囲で複数の凸部の
移動状態を検出手段で検出してピストンの位置を検出す
るようにしたことにより、簡単かつ低コストの構成でピ
ストンの位置を高精度にかつ正確に検出でき、このピス
トン位置に応じたリニアモータの出力制御を適正化して
圧縮機の高効率化等を図ることができる。

【００４２】請求項２の発明では、移動部材の複数の凸
部は、突出高さが互いに異なっているものとした。ま
た、請求項３の発明では、複数の凸部は、ピストン移動
方向の幅が異なっているものとした。さらに、請求項４
の発明では、複数の凸部は、突出高さ及びピストン移動
方向の幅がそれぞれ同じであるものとした。これらの発
明によると、凸部の移動状態の検出の具体化を図ること
ができる。

【００４３】請求項５の発明によると、凸部は導電材料
からなし、検出手段は凸部に渦電流を発生されてそれを
検出する渦電流センサ等の位置センサとしたことによ
り、凸部に生じる渦電流の大きさを位置センサが検出で
き、凸部の移動状態の検出を具体化できる。

【００４４】請求項６の発明によると、上記位置センサ
とリニアモータとの間を磁気遮蔽したことにより、位置
センサの信頼性の向上及び圧縮機のコンパクト化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るリニアレシプロ圧縮
機の概略断面図である。

【図２】ロッド及び凸部の拡大正面図である。

【図３】リニアモータに対する制御系のブロック図であ
る。

【図４】ピストン位置に応じて変化するガス負荷の特性
を示す図である。

【図５】実施形態２を示す図２相当図である。

【図６】実施形態３を示す図２相当図である。

【図７】実施形態４を示す図２相当図である。

【符号の説明】 （Ｃ） リニアレシプロ圧縮機 （６） シリンダ （９） ピストン （１１） 圧縮室 （１３） リニアモータ （１８） ロッド（移動部材） （１９） 凸部 （２１） 渦電流センサ（検出手段） （２４） 磁気シールド（磁気遮蔽手段） （２７） 検出回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ（６）内に圧縮室（１１）を区
   画するように往復動可能に嵌装されたピストン（９）
   と、上記シリンダ（６）及びピストン（９）をピストン
   （９）がシリンダ（６）内で往復動するように相対移動
   させるリニアモータ（１３）とを備え、リニアモータ
   （１３）によるピストン（９）の往復動により、圧縮室
   （１１）に吸入したガスを圧縮室（１１）で圧縮して吐
   出するリニアレシプロ圧縮機の上記ピストン（９）の位
   置を検出するようにしたピストン位置検出装置であっ
   て、 上記ピストン（９）に移動一体に設けられ、ピストン移
   動方向に配列されかつピストン移動方向と略直交する方
   向に突出する複数の凸部（１９），（１９），…を有す
   る移動部材（１８）と、 上記ピストン（９）の移動ストローク範囲で上記複数の
   凸部（１９），（１９），…に対応するように配設さ
   れ、凸部（１９），（１９），…の移動状態を検出する
   検出手段（２１）とを備えたことを特徴とするリニアレ
   シプロ圧縮機のピストン位置検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１のリニアレシプロ圧縮機のピス
   トン位置検出装置において、 移動部材（１８）の複数の凸部（１９），（１９），…
   は、突出高さが互いに異なっていることを特徴とするリ
   ニアレシプロ圧縮機のピストン位置検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のリニアレシプロ圧縮機
   のピストン位置検出装置において、 移動部材（１８）の複数の凸部（１９），（１９），…
   は、ピストン移動方向の幅が互いに異なっていることを
   特徴とするリニアレシプロ圧縮機のピストン位置検出装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１のリニアレシプロ圧縮機のピス
   トン位置検出装置において、 移動部材（１８）の複数の凸部（１９），（１９），…
   は、突出高さ及びピストン移動方向の幅がそれぞれ同じ
   であることを特徴とするリニアレシプロ圧縮機のピスト
   ン位置検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかのリニアレシプ
   ロ圧縮機のピストン位置検出装置において、 凸部（１９），（１９），…は導電材料からなり、 検出手段（２１）は、上記凸部（１９），（１９），…
   に渦電流を発生させて検出する渦電流センサ等の位置セ
   ンサからなることを特徴とするリニアレシプロ圧縮機の
   ピストン位置検出装置。
6. 【請求項６】 請求項５のリニアレシプロ圧縮機のピス
   トン位置検出装置において、 リニアモータ（１３）と位置センサ（２１）との間に磁
   気遮蔽手段（２４）が配置されていることを特徴とする
   リニアレシプロ圧縮機のピストン位置検出装置。
7. 【請求項７】 シリンダ（６）内に圧縮室（１１）を区
   画するように往復動可能に嵌装されたピストン（９）
   と、上記シリンダ（６）及びピストン（９）をピストン
   （９）がシリンダ（６）内で往復動するように相対移動
   させるリニアモータ（１３）とを備え、リニアモータ
   （１３）によるピストン（９）の往復動により、圧縮室
   （１１）に吸入したガスを圧縮室（１１）で圧縮して吐
   出するリニアレシプロ圧縮機の上記ピストン（９）の位
   置を検出するピストン位置検出方法であって、 上記ピストン（９）に、ピストン移動方向に配列されか
   つピストン移動方向と略直交する方向に突出する複数の
   凸部（１９），（１９），…を有する移動部材（１８）
   を移動一体に設けておき、 上記ピストン（９）の移動ストローク範囲で上記複数の
   凸部（１９），（１９），…の移動状態を検出すること
   により、ピストン（９）の位置を検出することを特徴と
   するリニアレシプロ圧縮機のピストン位置検出方法。