JPS6156435B2

JPS6156435B2 -

Info

Publication number: JPS6156435B2
Application number: JP52034862A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Imasu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1977-03-28
Filing date: 1977-03-28
Publication date: 1986-12-02
Also published as: JPS53119403A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は冷媒等の圧縮を行なう電動圧縮機に関
するものである。

従来例の構成とその問題点従来、電動圧縮機を停止する場合、クランク角
度に関係なく駆動源を遮断していたため、停止時
に非常に大きな振動が発生し、ばね系で支持した
圧縮機がそれら周囲の構造物と衝突し、しばしば
異常音を発生することがあつた。

このため、従来圧縮機の防振用ばね系の設計
は、定常運転中の振動減衰効果を犠牲にして設計
し、停止時の大きな振動を防止するか、または圧
縮機と周囲の構造物との衝突をさけるため十分な
空間を設ける等の配慮がなされ、高価となつたり
必要以上に大型化される等の欠点を有していた。

発明の目的本発明は、上記従来の欠点を除去するもので、
電動圧縮機の停止が静かに行なえ、また停止時の
振動を最も少なくするとともに、この時の電動圧
縮機の停止位置を確実にすることを目的とするも
のである。

発明の構成この目的を達成するために本発明は、圧縮要素
と、この圧縮要素をクランク機構を介して駆動す
る電動機と、前記電動機の電源を遮断せしめる遮
断装置をそれぞれ具備し、前記遮断装置を、前記
圧縮要素もしくは電動機のクランク角度が120゜
〜260゜外の位置に達していることを検出する検
出回路と、前記検出回路からの信号を入力して所
定時間経過後に停止信号を出力する遅延手段と、
前記遅延手段の出力により電源遮断信号を出力す
る遮断信号発生回路と、前記遮断信号発生回路か
らの信号により前記電動機の電源を遮断するスイ
ツチング回路より構成したものである。

この構成により、圧縮機の振巾が最も小さい時
に圧縮機の電源を遮断し、圧縮機を静かに停止す
ることができる。

実施例の説明以下、本発明をその一実施例を示す添付図面を
参考に説明する。

第１図において、１はクランク軸で、下端にコ
ネクテイングロツド２により前記クランク軸１と
連結されかつシリンダ４内を往復運動し冷媒ガス
を圧縮するピストン３を具備した圧縮要素Ａが設
けられている。

前記クランク軸１は、上部軸受５と下部受軸６
により支持され、上部に取付けられた駆動用電動
機Ｂの回転子７と、固定子８により回転する。９
は前記電動機Ｂの駆動用電源となる端子、１０は
吸入管で、この吸入管１０より入つた冷媒ガス
は、吸入マフラ１１を経て、シリンダヘツド１２
の吸入室を通り、弁板１３の吸入孔よりシリンダ
４内に吸入される。シリンダ４内に吸入された低
圧の冷媒ガスは、ピストン３により圧縮され高圧
ガスとなり弁板１３の吐出孔を通りシリンダヘツ
ド１２の吐出室、吐出マフラ（図示せず）、吐出
管１４を経て外部へ吐出される。弁板１３には、
冷媒の圧力により開閉する自動吸入弁、吐出弁
（いずれも図示せず）がそれぞれ取付けられてい
る。クランク角度検出部Ｃは、前記クランク軸１
の上方に取付けられた円板１５に埋めこまれた磁
石弁（図示せず）と、磁気検出素子１６とからな
り、前記磁石片の磁気を検出し、リード線１７を
経て端子１８より外部へパルス波として取り出
す。これら駆動用電動機Ｂと一体となつた圧縮機
は、３本のコイルばね１９により防振支持され、
密閉ケース２０，２１内に収納されている。

上記構成からなる圧縮機を熱交換器、減圧装置
（いずれも図示せず）等とともに、冷凍サイクル
として所定の条件下で連続運転し、その後電源を
遮断すると、ばね１９により支持された圧縮機本
体は大きく振動し停止する。この時、電動機Ｂ固
定子８上の振動の最大値とクランク角度の関係を
実験すると第２図に示す如く結果となつた。

ここで横軸であるクランク角度０゜、360゜は
ピストン３が上死点にそれぞれあり、180゜は下
死点の位置にある。なお、縦軸は電動機Ｂの振巾
を示す。第２図において、クランク角が120゜〜
260゜の範囲で電源を遮断した場合は、他の角度
の場合に比較して振巾は非常に小さいことが明ら
かとなる。したがつて、この範囲で密閉形往復圧
縮機の電源を遮断すれば、停止時の振動が非常に
小さくなる。

次に、電動機Ｂの停止制御について第３図を参
考に説明する。

第３図において、密閉形圧縮機２２は、駆動用
電源２３により駆動され、また電源２３の開閉は
リレー２４により行なわれる。リレー２４の開閉
操作は電源遮断制御回路２６にて行なわれる。

また、クランク角度検出部Ｃの位置検出により
取り出されたパルス波形は、クランク角度検出用
リード線２５及びスイツチ２７を介して電源遮断
制御回路２６に入る。したがつて、電源遮断制御
回路２６は、クランク角度検出信号によりリード
線２７を介して常にクランク角度が120゜〜260゜
の範囲にあるときにリレー２４をOFFさせ、電
動機Ｂを停止させる。

次に、上記電源遮断制御回路２６について第４
図、第５図を参考に説明する。

同図において、３１はリード線２５より取出さ
れたパルス信号を任意の周期をもつた矩形波に変
換する単安定マルチ回路、３２は双安定マルチ回
路で、前記単安定マルチ回路３１からの信号を受
け、その信号の立下り瞬時より出力を発生する。
３３は前記双安定マルチ回路３２の出力信号を入
力として作動するTRIAC３４の点弧回路で、前
段の双安定マルチ回路３２の出力が出た時点より
きわめて短時間で作動するように点弧時間が設定
されている。３４はTRIACで、圧縮機２２を停
止するためのリレー２４をOFF動作させる。３
５はこの制御回路２６のリセツトスイツチで、前
記双安定マルチ回路３２にリセツトトリガを与え
る。

次に、所定のクランク角度で電源を遮断するた
めの動作について、第４図、第５図を参照して説
明する。

圧縮機２２を停止させるためのスイツチ２７を
投入すると、単安定マルチ回路３１にはクランク
角度が０゜の時に第５図に示す入力信号が入力さ
れる。その結果、単安定マルチ回路３１は、第５
図に示す単安定出力（T₁時間）を双安定マルチ
回路３２へ出力する。そして前記双安定マルチ回
路３２は、第５図に示す双安定出力（T₂時間）
をTRIAC３４の点弧回路３３へ出力する。この
点弧回路３３では、UJT３６の点弧時間（極め
て単時間）経過後、TRIAC３４へ出力する。そ
の出力により、TRIAC３４が動作すると、リレ
ー２４がOFF動作し、圧縮機電源は第５図のよ
うになる。したがつて、圧縮機２２は、スイツチ
２７の投入後Ｔ時間後に停止する。

ここで、前記遅延時間Ｔは単安定マルチの遅延
時間T₁およびリレー２４の動作時間T₂および
UJT３６の点弧時間で構成されるが実用上Ｔ＝
T₁＋T₂で表わすことができる。また遅延時間T₁
は第４図に示す単安定マルチ回路の固定抵抗R₁
と可変抵抗R₂およびコンデンサＣにより次式に
もとづいて決定される。

T₁≒0.69（R₁＋R₂）Ｃしたがつて、上記式にもとづき、電源を遮断す
るクランク角度を、遅延時間Ｔを考慮して設定す
ることにより、停止時における圧縮機２２の振動
を極めて小さくすることができ、圧縮要素Ａを支
持するばね１８のばね定数を小さくしても運転時
における防振に支障もなく、さらに必要以上にケ
ース２０，２１を大型化することもなく、効果的
な防振、防音効果が得られる。また電源遮断制御
回路２６についても単安定マルチ回路３１、双安
定マルチ回路３２およびTRIAC３４の点弧回路
３３等の構成でよく、構成が簡単となり、これら
をIC化してより小型化することができる。

さらに、単安定マルチ回路３１へ入力するタイ
ミングを０゜のときとすることにより、圧縮機の
停止タイミングの設定が容易となる。すなわち、
高速回転（約６回転／秒）している圧縮機の電源
を、前述の120゜〜260゜の範囲で遮断すると、単
安定マルチ回路３１、リレー２４等の動作時間に
よつてその範囲を過ぎてから実質電源が遮断され
ることになり、好ましくない。したがつて、前述
の120゜〜260゜の範囲外の例えば０゜を起点に各
回路等の動作時間を考慮して電源遮断タイミング
を設定することにより、前述の範囲内での電源の
遮断が容易となる。

なお、上記実施例以外に、クランク角度の検出
方法として、(1)シリンダ内の圧力が冷媒を圧縮、
排出し終えるところ、すなわちクランク角度360
゜近辺で最も高くなる性質を利用して、圧力変換
素子などにより、シリンダ内の圧力変化を電流の
変化に変換して検出し、先の実施例と同様に制御
する方法、(2)先の(1)と同様に電動機Ｂの電流がク
ランク角度360゜近辺で最大となる性質を利用し
て、電動機Ｂの電流波形の変化から検出する方
法、(3)連続運転中における圧縮機２２の振動の基
本周波数の変化状態がクランク角度の位置と密接
に関連する性質を利用し、振動変換素子などによ
り振動変化を検出してクランク角度に置換え、同
様に制御する方法等によつても同様に行なえ、同
様の効果が期待できる。

発明の効果上記実施例より明らかなように本発明の電動圧
縮機は、圧縮要素もしくは電動機の停止に際して
クランク角度が120゜〜260゜の時、すなわち振動
が小さい時点で電動機の電源を遮断するため、慣
性による圧縮要素、電動機の振動を小さな状態と
することができ、これによつて圧縮機を速やか、
かつ静かに停止させることができ、停止時におけ
る圧縮機の異常振動が防止できるとともに、圧縮
要素の防振支持構造も簡素化かつ小型化でき、圧
縮機の小型化がはかれ、また遮断装置は、クラン
ク角度を検出する検出回路と、遮断信号発生回路
と、スイツチング回路より構成するため、構成の
簡素化がはかれ、また負荷の変動等に起因して圧
縮機を駆動する電動機のすべりが変わり回転数
（速度）が変わつても、遅延手段を有しているた
めにクランク角度が120゜〜260゜の範囲内にある
ときに確実に電動機電源を遮断することができ、
確実性、信頼性の向上がはかれる等、優れた効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電動圧縮機
の縦断面図、第２図は同圧縮機におけるクランク
角度と電動機の振巾関係を示す特性図、第３図は
同圧縮機における概略制御回路、第４図は同圧縮
機における制御回路の電気回路図、第５図は同圧
縮機における停止時間設定のための説明図であ
る。Ａ……圧縮要素、Ｂ……電動機、Ｃ……クラン
ク角度検出部、１……クランク軸（クランク機
構）、２６……電源遮断制御回路（遮断装置）、３
１……単安定マルチ回路（検出回路）、３２……
双安定マルチ回路（遮断信号発生回路）、３３…
…点弧回路（スイツチング回路）。

Claims

【特許請求の範囲】

１圧縮要素と、前記圧縮要素をクランク機構を
介して駆動する電動機と、前記電動機の電源を遮
断せしめる遮断装置をそれぞれ具備し、前記遮断
装置を、前記圧縮要素もしくは電動機のクランク
角度が120゜〜260゜外の位置に達していることを
検出する検出回路と、前記検出回路からの信号を
入力して所定時間経過後に停止信号を出力する遅
延手段と、前記遅延手段の出力により電源遮断信
号を出力する遮断信号発生回路と、前記遮断信号
発生回路からの信号により前記圧縮要素もしくは
電動機のクランク角度が120゜〜260゜の位置で前
記電動機の電源を遮断するスイツチング回路より
構成した電動圧縮機。