专利名称：振动型压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种最好用在冰箱和空调器内的振动型压缩机。
在已公开的日本专利No.Kokai 51-57009、Kokai 8-247025、Kokai 9-324764和Kokai 4-347460中揭示了各种传统的振动型压缩机。
这些振动型压缩机基本上都含有一包括一柱塞在内的可动件和一包括一气缸在内的固定件，以便能将气体引入一由所述柱塞和所述气缸形成的压缩室内，并被沿这些往复运动的柱塞所压缩。
本发明的一目的在于提供这样一种振动型压缩机，它能在某一柱塞行程中将柱塞的端部间隙减至最小，并可以保持压缩机有效工作。
本发明的另一目的在于提供一种实用的冷却装置，诸如一冰箱，它能根据较高的环境空气温度来自动地增大柱塞的行程，以便即使在负荷状况较高时也能有效地获得冷却能力，并且还能根据较低的环境空气温度来自动地减小柱塞的行程，从而能根据冷却装置的驱动状况来使压缩机有效工作，而不需要任何附加的检测和控制装置。
本发明的另一目的在于提供这样一种振动型压缩机，它即使是在柱塞以短行程工作的启动过程中也能抑制柱塞的端部间隙，从而使压缩机有效工作。
本发明的另一目的在于提供一种能在通常工作过程中稳定气缸位置的振动型压缩机。
本发明的另一目的在于提供这样一种振动型锁眼机，它能使柱塞位置相对于气缸位置为最佳，而不管工作压力状况有所改变，从而可以将端部间隙减至最小，并使压缩机有效工作。
本发明的另一目的在于提供这样一种振动型压缩机，它能防止柱塞在柱塞行程增大时与排气阀相撞，从而可以消除任何损坏和噪声。
本发明的另一目的在于提供这样一种振动型压缩机，它具有即使轴向发生较大程度的振动时也能轴向移动的一排气管或进气管，从而可以降低反复地作用在排气管或进气管上的大幅值应力。
为了实现上述和其它相关目的，本发明一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括具有用来存储冷却剂气体的一内部空间的一密封壳体；一容纳在所述密封壳体内的缸体；一包括定子和振子的电动机；一连接于所述电动机的所述振子的柱塞；一包括所述电动机的所述振子和所述柱塞的可动件；一包括所述电动机的所述振子和所述缸体的固定件；有一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的弹性件；一可以相对于所述缸体轴向滑动的气缸；以及一用来使所述气缸沿轴向移动的移动装置。
本发明的另一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括具有用来存储冷却剂气体的一内部空间的一密封壳体；一容纳在所述密封壳体内的缸体；一包括定子和振子的电动机；一连接于所述电动机的所述振子的柱塞；一包括所述电动机的所述振子和所述柱塞的可动件；一包括所述电动机的所述定子和所述缸体的固定件；有一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的一弹性件；一可以相对于所述缸体滑动的气缸；一固定于所述气缸的气缸盖；形成在所述冷却剂气体空间内并由一至少包括所述气缸和所述气缸盖其中之一的一体式装置气密隔开的背压腔；并且所述背压腔中的至少一个背压腔保持在一低压值，而所述背压腔中的另一背压腔保持在一高压值。
较佳的是，这种振动型压缩机还包括一弹性件，其一端连接于所述至少包括所述气缸和所述气缸盖中的其中之一的一体式装置，而另一端连接于所述固定件，并且还包括一固定于所述固定件和所述气缸的其中之一的气缸位置检测传感器。
本发明的另一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括一具有一用来存储冷却剂气体的内部空间的密封壳体；一容纳在所述密封壳体内的缸体；一包括定子和振子的电动机；一连接于所述电动机的所述振子的柱塞；一包括所述电动机的所述振子和所述柱塞的可动件；包括所述电动机的所述振子和所述缸体的固定件；其一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的弹性件；一固定于所述缸体或者可以相对于所述缸体轴向滑动的气缸；一固定于所述气缸的气缸盖；一辅助管，其一端可以相对于一排气管和一进气管中的其中之一沿轴向滑动，而另一端固定于所述气缸和所述气缸盖中的其中之一。
而且，本发明的另一目的在于提供这样一种振动型压缩机，当环境空气温度较高时并因此需要较高的冷却能力时，它能气缸朝着顶端死点的方向移动。
本发明的另一目的在于提供这样一种振动型压缩机，即使当排气量根据柱塞的行程增大而增大时，它也能降低压缩机的颤动，从而可以抑制噪声和振动。
本发明的另一目的在于提供这样一种振动型压缩机，它可以防止压缩机因冷却剂泄漏而发生效率降低的现象。
本发明的另一目的在于提供这样一种振动型压缩机，它能防止气缸朝着顶端死点方向过量移动，同时对弹性件或其它类似物的可靠性产生任何问题。
为了实现上述和其它相关目的，本发明的一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括一容纳在所述密封壳体内的缸体和柱塞；一包括定子和振子的电动机；一包括所述振子和所述柱塞的可动件；一包括所述缸体和所述定子的固定件，其一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的一弹性件；一容纳所述柱塞从而可以使所述柱塞沿轴向滑动的气缸，所述气缸插设在所述缸体内，以便能沿轴向作往复运动，一封闭空间形成在所述缸体和所述气缸之间；一包括一排气室并连接于所述气缸的气缸盖；以及一与所述封闭空间和所述排气室相连的连通通道。
较佳的是，上述封闭空间通过一排气管连接于外部空间。而且，一位于所述气缸和所述缸体之间的滑动表面通过一通道连接于所述封闭空间的下部。一凹槽设置在所述气缸和所述缸体的一个的一滑动表面上。
而且，本发明的另一目的在于提供一种振动型压缩机，它能根据环境空气温度的降低或负荷的降低来增大柱塞的端部间隙，而不会影响压缩机的有效工作。
本发明的另一目的在于提供这样一种振动型压缩机，当柱塞的顶端死点位置朝着气缸盖的方向转移时，它能使电动机的定子朝着与压缩室相反的方向移动，从而可以防止柱塞与排气阀相撞。
本发明的另一目的在于提供这样一种振动型压缩机，当压缩机停机时，它能使电动机定子朝着与压缩室相反的方向移动。
为了实现上述和其它相关目的，本发明的一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括具有用来存储冷却剂气体的一内部空间的一密封壳体；一容纳在所述密封壳体内的气缸；一包括定子和振子的电动机；一连接于所述电动机的所述振子的柱塞；一包括所述电动机的所述振子和所述柱塞的可动件；一包括所述电动机的所述振子和所述气缸的固定件；其一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的一弹性件；对所述柱塞的位置进行检测的一柱塞位置检测传感器；根据从所述柱塞位置检测传感器获得的一柱塞位置信号来计算所述柱塞的顶端死点位置的顶端死点位置计算装置；根据所述顶端死点位置和一选定的顶端死点基准值之间的差异来控制所述振子的振幅的振幅控制装置；以及改变所述顶端死点基准值的顶端死点基准值改变装置。
本发明的另一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括具有用来存储冷却剂气体的一内部空间的一密封壳体；容纳在所述密封壳体内的一气缸和一缸体；一包括定子和振子的电动机；一连接于所述电动机的所述振子的柱塞；一包括所述电动机的所述振子和所述柱塞的可动件；一包括所述电动机的所述定子，所述气缸和所述缸体的固定件；其一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的一弹性件；与所述固定件部分连接的所述电动机的所述定子或一连接于所述定子的可动定子基座，以便能根据形成在其间的背压腔之间的压力不平衡来沿轴向往复运动；以及一用来控制所述背压腔的压力的压力控制机构。
较佳的是，设置一移动装置，用来当压缩机停机时，使所述电动机的定子沿相对于所述压缩腔相反的方向移动。
而且本发明的另一目的在于降低与可动件相连的传感器芯子的重量，以获得一结构紧凑的位移检测器，从而获得一更高的共振频率，并使压缩机的冷却更大。
本发明的另一目的在于提供一种具有一有限检测范围的位移检测器，从而提高顶端死点附近的柱塞位置的测量精度。
本发明的另一目的在于提供可动件的重量，从而抑制振动。
本发明的另一目的在于防止因冷却剂气体泄漏出压缩室而冷却能力下降的现象。
本发明的另一目的在于降低气缸和柱塞之间的滑动损失，从而提高压缩机的效率。
为了实现上述目的和其它相关目的，本发明的一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括一缸体和一柱塞；一包括定子和振子的电动机；一包括所述振子和所述柱塞的可动件；一包括所述缸体和所述定子的固定件；其一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的一弹性件；一容纳所述柱塞以便能使所述柱塞沿轴向作往复运动的气缸；一沿轴向连接于所述柱塞用来对所述柱塞的顶端死点附近的一位置进行检测的位移检测器；根据从所述位移检测器获得的一信号来获得所述柱塞的所述顶端死点位置的顶端死点位置检测装置；用来检测所述电动机的电流或电压值的电流/电压检测装置；以及根据所述顶端死点位置检测装置和所述电流/电源检测装置的输出信号来改变施加于所述电动机电压的供电装置。
本发明的另一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括一缸体和一柱塞；一包括定子和振子的电动机；一包括所述振子和所述柱塞的可动件；一包括所述缸体和所述定子的固定件；其一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的弹性件；一容纳所述柱塞以便能使所述柱塞沿轴向作往复运动的气缸；在相对于所述电动机的所述定子的一径向向内部分与所述可动件和所述固定件相连的一位移检测器。
本发明的另一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括一缸体和一柱塞；一包括定子和振子的电动机；一包括所述振子和所述柱塞的可动件；一包括所述缸体和所述定子的固定件；其一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的弹性件；一用来限制所述弹性件围绕一柱塞轴作单方向旋转的旋转方向限制机构；一用来容纳所述柱塞以便能使所述柱塞沿轴向作往复运动的气缸；以及一设置在所述柱塞和所述气缸中的至少其中之一上的动态压力产生机构。
而且，本发明的另一目的在于提供这样一振动型压缩机，即使当柱塞位于顶端死点或底端死点位置附近，由此因刚度降低弹性件不能充分地径向支承住可动件时，除了柱塞和气缸之间的滑动部分之外，它还能在某一部分处有效地径向支承可动件。
本发明的另一目的在于提供这样一种振动型压缩机，由于在压缩机起动之后或当环境空气温度较低时不能马上被充分增压，而使得包括柱塞在内的可动件朝着压缩室方向移动时，它能防止柱塞与气缸盖或排气阀相撞。
本发明的另一目的在于提供一种振动型压缩机，它能防止可动件根据工作状况的极端改变而朝着远离压缩室的方向过量移动。
为了实现上述和其它相关目的，本发明的一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括一密封壳体；一容纳在所述密封壳体内的柱塞和气缸；一包括定子和振子的电动机；一包括所述气缸和所述电动机的定子的固定件；一包括所述柱塞和所述电动机的振子的可动件；其一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的一弹性件；一用来当所述柱塞位于顶端死点位置或底端死点位置附近时沿径向支承所述可动件的支承机构。
本发明的另一方面提供了这样一种振动型压缩机，它包括一密封壳体；容纳在所述密封壳体内的一柱塞和一气缸；一包括定子和振子的电动机；一包括所述气缸和所述电动机的定子的固定件；一包括所述柱塞和所述电动机的振子的可动件；其一部分固定于所述可动件而另一部分固定于所述固定件的一弹性件；一与所述可动件相连用来改变所述可动件的轴向位置的位置改变机构。
较佳的是，这种振动型压缩机还包括一用来限制由所述位置改变机构所改变的所述可动件的轴向移动量的止动件。
从以下结合附图所作的具体描述中，本发明的上述和其它目的、特点和优点将变得更为清楚，在各附图中
图1是本发明第一实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图2是本发明第二实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图3是本发明第三实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图4是本发明第四实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图5是本发明第五实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图6是本发明第六实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图7是本发明第七实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图8是本发明第八实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图9是本发明第九实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图10是本发明第九实施例的振动型压缩机处于工作状态时的纵剖视图；图11是本发明第十实施例的振动型压缩机的设置情况的纵剖视图12是本发明第十实施例的振动型压缩机的各特征的曲线图；图13是本发明第十一实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图14是本发明第十二实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图15是本发明第十三实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图16是本发明第十三实施例的振动型压缩机的电路方框图；图17是本发明第十四实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图18是本发明第十五实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图19是用在本发明第十五实施例的振动型压缩机中的弹性件的平面图；图20是本发明第十六实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图21是用在本发明第十六实施例的振动型压缩机中的弹性件的视图；图22是本发明第十七实施例的振动型压缩机的纵剖视图；图23是本发明第十八实施例的振动型压缩机的纵剖视图。
下面将结合附图，对本发明的若干较佳实施例进行具体描述。在各附图中，凡是相同的部分均用相同的标号标示。
第一实施例图1是本发明第一实施例的振动型压缩机的纵剖视图。
所述振动型压缩机包括具有用来存储冷却剂气体的一内部空间1a的一密封壳体1和一主体2。一电动机3包括一定子3a和一振子3b。振子3b固定于一柱塞5。主体2大致上是由一可动件12和一固定件13构成的。可动件12包括电动机3的振子3b和柱塞5。固定件13包括一气缸4、电动机3的定子3a和缸体6。主体2由一位于密封壳体1内的悬簧(未示)弹性支承。润滑油11存储在密封壳体1的下部内。
一弹性件8包括多个弹性件8a，它们沿轴向堆叠或层叠并借助诸个插设在其中的径向外间隔件8d和径向内间隔件8e而相互隔开。每个弹性件8的内周缘8b固定于柱塞5。弹性件8的外周缘8c固定于缸体6。
气缸4和弹性件8协作地支承住柱塞5，从而使它能沿轴向滑动并作往复运动。气缸4和柱塞5共同形成了一压缩腔室9。
下面，将对上述振动型压缩机的压缩机构进行说明。首先，对交流电源的交流电进行半波整流并供给至定子3a。一由定子3a产生的磁场可根据可变磁阻的原理吸引固定于柱塞5的振子3b。当振子3b沿轴向移动时，设置在振子3b和缸体6之间的弹性件8可根据柱塞5的移动而弹性变形，并将弹性力存储在其内。当存储在弹性件8内的弹性力增大到足够大时，振子3b就被后推到初始位置。不断地重复这种循环作业，可使柱塞5沿轴向往复移动。
将一冷却系统(未示)的冷却剂气体引入气缸盖7的低压室7a内，然后借助设置在气缸盖7内的进气阀(未示)使冷却剂气体进入气缸4的压缩室9。引入在压缩室9内的冷却剂气体由以上述方式往复运动的柱塞5所压缩。
经压缩的冷却剂气体随后借助一排气阀(未示)进入气缸盖7的高压室7b内，然后排离气缸盖7到达所述冷却系统。
根据第一实施例，气缸4与气缸盖7是一体的，并且当被一移动装置16驱动时，可以相对于缸体6沿轴向移动。移动装置16包括一设置在气缸4的轴向延伸表面上的齿条16a。一可旋转地支承于诸如缸体6之类的固定件13的小齿轮16b与齿条16相啮合，从而形成一齿条和小齿轮机构。因此，第一实施例提供了用来使柱塞5相对于缸体6沿轴向柔性移动的移动装置16。
下面，将对第一实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
在所述压缩机的压缩工作过程中，通过降低施加于电动机3的电压，可以降低冷却能力，从而来减小柱塞5的行程。
在这种情况中，柱塞5的端部间隙可以与柱塞行程的减小成比例增大。但是，根据第一实施例，移动用装置16可以使气缸4朝着压缩室9的方向移动，以便减小压缩室9的容积，由此抵消掉增大的端部间隙，并将所述端部间隙保持在一恒值。这样，就降低了再次膨胀的损失，并且可以适当地保持效率。
而且，当需要一增大的冷却能力时，将一增大的电压施加于电动机3，以增大柱塞5的行程。在这种情况中，由于柱塞5的行程增大，因此端部间隙减小。柱塞5可能会与气缸盖7相撞。但是，根据第一实施例，移动装置16可以使气缸4朝着离开压缩室9的方向移动，以便增大压缩室9的容积，从而抵消掉端部间隙的减小，并可以防止柱塞5与气缸盖7相撞。
如上所述，第一实施例提供了一种振动型压缩机，它包括一具有用来存储冷却剂气体的内部空间1a的密封壳体1；容纳在密封壳体1内的缸体6；包括定子3a和振子3b的电动机3；连接于电动机3的振子3b的柱塞5；包括电动机3的振子3b和柱塞5的可动件12；包括电动机3的定子3a和缸体6的固定件13；一部分固定于可动件12而另一部分固定于固定件13的弹性件8；可以相对于缸体6轴向移动的气缸4；以及用来使缸体4轴向移动的移动用装置16。采用这种设置，就可以根据某一柱塞行程将端部间隙适当地减小到最小值。所述压缩机总是能以较佳的效率工作。
第二实施例图2是本发明第二实施例的振动型压缩机的纵剖视图。
在图2中，气缸4是放置在两个设置在缸体6的一内表面上的止动凸起17a和17b之间，以便使气缸4可以在由止动凸起17a和17b限制的一有限范围内、相对于缸体6沿轴向移动。两个背压腔室18a和18b分别借助背压管19a和19b与外界连通，所述背压腔室形成在密封壳体1内，并由气缸4和气缸盖7形成的一体式装置所气密地隔开。一进气管20直接从气缸盖7延伸至密封壳体1的外部。
一压力控制机构21设置在背压管19a、19b和进气、排气管20、10之间。更具体地说，压力控制机构21包括总共四个压力控制阀21a、21b、21c和21d。连接管21e和21f分别自进气管20延伸至压力控制阀21a和21b。连接管21g和21h分别自排放管10延伸至压力控制阀21c和21d。一压力管21i将压力控制阀21a和21c与背压管19a相连。一压力管21j将压力控制阀21b和21d与背压管19b相连。
下面将对第二实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
压力控制机构21从进气管20引入低压气并从排气管10引入高压气，并藉助压力控制阀21a、21b、21c、21d来调节所引入的气体的压力，以使所调节的气体具有的压力在从初始高压到初始低压的一范围内。经过调节的气体被供送入背压腔室18a和18b内。
当周围空气温度较高时，就需要增大冷却能力。在这样一种情况中，将压力控制阀21c关闭，同时打开压力控制阀21a。这样，就将背压腔室18a保持在一低压值。
同时，将压力控制阀21d打开，关闭压力控制阀21b。这样，背压腔室18b的压力就增加至一较高值。由于背压腔室18a和18b之间的压力不平衡，因此，与气缸盖7成一体的气缸4就朝着止动凸起17a的方向轴向移动。
在这种情况中，柱塞5的端部间隙会根据气缸4的移动而增大。但是，通过将一增大的电压施加于电动机3以增大所述柱塞的行程，可以抵消端部间隙的增大。这样，第二实施例就有可能将所述端部间隙保持在一恒定值。
因此，可以根据一较高的环境空气温度来自动地增大柱塞的行程，这样，即使是在一较高的负荷状态下，也可以获得足够的冷却能力。因此，可以根据冷却装置的驱动状况，来使压缩机有效工作，而不需要使用另外的检测和控制装置。
接下来，当环境空气温度较低时，就需要降低冷却能力。在这样一种情况中，将压力控制阀21a关闭，同时打开压力控制阀21c。这样，背压腔室18a的压力就增大至一较高值。
同时，将压力控制阀21b打开，关闭压力控制阀21d。这样，背压腔室18b的压力就被保持在一经降低的低压值。由于背压腔室18a和18b之间的反向压力不平衡，因此，气缸4与气缸盖7组成的整体装置就朝着另一止动凸起17b的方向轴向移动。
在这种情况中，柱塞5的端部间隙会根据气缸4的移动而减小。但是，通过将一减小的电压施加于电动机3以减小所述柱塞的行程，可以抵消端部间隙的减小。这样，第二实施例就有可能将所述端部间隙保持在一恒定值。
因此，可以根据一较低的环境空气温度来自动地减小柱塞的行程，这样，可以根据冷却装置的驱动状况，来使压缩机有效工作，而不需要使用另外的检测和控制装置。
如上所述，本发明的第二实施例提供这样一种振动型压缩机，它包括一具有用来存储冷却剂气体的内部空间1a的密封壳体1；容纳在密封壳体1内的缸体6；包括定子3a和振子3b的电动机3；连接于电动机3的振子3b的柱塞5；包括电动机3的振子3b和柱塞5的可动件12；包括电动机3的定子3a和缸本6的固定件13；其一部分8b固定于可动件12而另一部分8c固定于固定件13的弹性件8；可以相对于缸体6移动的气缸4；固定于气缸4的气缸盖7；形成在冷却剂气体空间1a内并被一整体式装置气密隔开的背压腔室18a和18b，所述整体式装置包括气缸4和气缸盖7中的至少一个，并且背压腔室18a和18b中的至少一个保持一较低的压力值，而背压腔室18a和18b中的另一个保持一较高的压力值。采用这种设置，可以获得一实用的冷却装置，诸如一冰箱，它能根据一较高的环境空气温度来自动地增大柱塞的行程，这样，即使是在一较高的负荷状态下，也可以获得足够的冷却能力，并且可以根据环境空气温度的降低，自动地减小柱塞的行程。因此，可以根据冷却装置的驱动状况，来使压缩机有效工作，而不需要使用另外的检测和控制装置。
虽然本发明的第二实施例揭示了能控制背压腔室18a和18b内的压力的压力控制机构21。但是，毋需说，即使用任何其它可比的压力控制装置来取代所述压力控制机构21时，仍可以获得相同的效果。
第三实施例图3是本发明第三实施例的振动型压缩机的纵剖视图。
如图3所示，一弹性件22弹性地保持或支承住由气缸4和气缸盖7组成的、位于两止动凸起17a和17b中间的一体式装置。
下面将对第三实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
当将一较大的电压突然地施加于电动机3时，柱塞5可能会与气缸盖7相撞。因此，在压缩机的起动过程中，逐渐增大施加于电动机3的电压，以避免柱塞5与气缸盖7的相撞。在这种情况中，在足够长的一段时间内，逐渐减小柱塞的端部间隙，直到所述系统的压力状况到达预定值为止。
但是，根据本发明的第三实施例，当压缩机停止工作时，弹性件22是在一离柱塞5的顶端死点很近的位置弹性地保持或支承住气缸4。这样，在压缩机起动过程中，即使当所述压缩机以一较小行程被驱动时，藉助弹性件22仍可以将所述端部间隙保持在一较小的值。
随后，增大压缩空气的压力，从而相应增大柱塞行程。气缸4在压缩力的作用下逐渐朝着止动凸起17a的方向推动，而弹性件22则弹性地承接或支承住气缸4，以便将所述端部间隙保持在一恒定值。这样，所述系统的压力状况就可以很快地达到预定的、最佳值，从而可以使压缩机进行有效的工作。
当压缩机稳定地工作时，气缸4可能会随柱塞5一起振动。但是，弹性件22可以起一阻尼装置的作用，以抑制气缸4的振动。因此，第三实施例可以降低因柱塞5和气缸4之间的共同振动所产生的柱塞5的端部间隙的变动，从而可以防止冷却能力降低。而且，第三实施例还可以稳定气缸4的位置，并且可以抑制振动和噪声。
如上所述，根据本发明的第三实施例，所述振动型压缩机包括其一端与气缸4和气缸盖7组成的一体式装置相连而另一端与固定件13相连的弹性件22。采用这种设置，即使是在柱塞是以短行程工作的压缩机起动过程中，仍可以将柱塞5的端部间隙抑制至一较小值，从而可以使压缩机有效工作。而且，与气缸位置是由气体压力失衡来控制的情况相比，通常工作中可以稳定气缸位置。因此，可以有效地抑制振动和噪声。
第四实施例图4是本发明第四实施例的振动型压缩机的纵剖视图。
在图4中，检测柱塞5的位置的传感器23固定于缸体6。另一检测气缸4的位置的传感器24固定于缸体6。
一控制装置26接收由位置检测传感器23、24产生的信号，并控制压力控制阀21a、21b、21c和21d。
下面将对第四实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
当柱塞5的行程根据所述压缩机的变化的工作压力状况有所增大时，柱塞5可能会与气缸盖7相撞。在这种情况中，控制装置26可以根据来自位置检测传感器23、24送出的信号来反馈控制压力控制机构21。更具体地说，关闭压力控制阀21c，同时打开压力控制阀21a。这样，将可以将背压腔室18a保持在一较低的压力值。
同时，打开压力控制阀21d，并关闭压力控制阀21b。这样，将背压腔室18b保持在一有所增大的高压值。由于背压腔室18a和18b之间压力不平衡，因此，气缸4和气缸盖7组成的一体式装置可以朝着止动凸起17a的方向轴向移动。
在这种情况中，柱塞5的端部间隙是根据气缸4的移动来增大的，从而可以防止柱塞5与排气阀相撞，并可以消除噪声。
柱塞5的行程可以根据压缩机的工作压力状况来减小。在这种情况中，柱塞5的振动中心是朝着与压缩室9相对的方向移动。结果，由于振动中心的偏移，因此柱塞5不能到达顶端死点。
位置检测传感器23、24分别连续地监控柱塞5和气缸4的位置。当根据位置检测传感器23、24的信号检测到端部间隙有所增大时，控制器26关闭压力控制阀21a并打开压力控制阀21c，以将背压腔室18a保持在一有所增大的高压值。
同时，控制器26打开压力控制阀21b，并关闭压力控制阀21d。这样，背压腔室18b就保持在一有所降低的低压值。由于背压腔室18a和18b之间的压力不平衡，因此，气缸4和气缸盖7的一体式装置就朝着止动凸起17b的方向轴向移动。
在这种情况中，柱塞5的端部间隙是根据气缸4的移动来减小的。这样，柱塞位置相对于气缸位置始终是最佳的。换言之，可以将所述端部间隙减小到最小，从而可以防止由于端部间隙增大而使冷却能力下降。压缩机可以有效工作。
如上所述，根据本发明的第四实施例，本发明的振动型压缩机包括固定于固定件13和气缸4中的其中之一的气缸位置检测传感器24。采用这种设置情况，可以使相对于气缸位置而言的柱塞位置最佳，而无关于有所变换的工作压力状况，从而可以将端部间隙减小到最小，并可以使压缩机有效工作。而且，可以防止当柱塞行程增大时柱塞与排气阀相撞，从而不会有任何损坏，并可以防止噪声。
根据上述第四实施例，控制机构26反馈控制压力控制机构21，以便根据柱塞5和气缸4的位置信号来稳定端部间隙。但是，毋需说，即使在根据柱塞5和气缸4的位置信号改变施加于电动机3的电压来进行反馈控制以便调节柱塞5的行程时，也可以获得相同的效果。
第五实施例图5是本发明第五实施例的振动型压缩机的纵剖视图。
在图5中，一可轴向滑动的辅助排气管25与排气管10相连。
下面将对第五实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
当柱塞5在气缸4内往复运动时，所述压缩机沿轴向大幅振动。所引起的振动传递给压缩机固定件13，并使得将气缸盖7连接于密封壳体1外部的排气管10大幅振动。
但是，根据本发明的第五实施例，辅助排气管25与排气管10相连，并可以沿轴向滑动以吸收所引起的振动。这样，就不会有任何振动从柱塞5传递至排气管10。
因此，由于没有任何振动从往复运动的柱塞5传递至排气管10，故可以降低施加于排气管10上的反复应力，从而可以防止因排气管10受损而使可靠性降低。
如上所述，本发明第五实施例提供了这样一种振动型压缩机，它包括一具有用来存储冷却剂气体的内部空间1a的密封壳体1；容纳在密封壳体1内的缸体6；包括定子3a和振子3b的电动机3；连接于电动机3的振子3b的柱塞5；包括电动机3的振子3b和柱塞5的可动件12；包括电动机3的定子3a和缸体6的固定件13；其一部分8b固定于可动件12而另一部分8c固定于固定件13的弹性件8；固定于缸体6或相对于缸体6可以轴向移动的气缸4；固定于气缸4的气缸盖7；其一端可以相对于排气管10和进气管20中的其中之一轴向移动而另一端固定于气缸4和气缸盖7的其中之一的辅助管25。采用这种设置，即使当大振动沿轴向发生时，排气管或进气管也可以轴向移动，从而可以减小反复地作用在排气管或进气管上的大幅值应力。因此，可以防止排气管或进气管受损。即使气缸移动时，也可以防止排气管或进气管受损。
上述第五实施例揭示了可以轴向移动的辅助管25。但是，毋需说，即使当将一种相同的设置情况应用于进气管20时，也可以获得相同的效果。
第六实施例图6是本发明第六实施例的振动型压缩机的纵剖视图。
在图6中，所述振动型压缩机包括一具有一用作冷却剂气体空间1a的内部空间的密封壳体1；一主体2；一包括定子3a和3b的电动机3；一气缸122；一柱塞5；一轭架106；一气缸盖7；一进气室7a；一排气室7b和一弹性件108。柱塞5的一端插设在气缸122的一孔内，另一端由轭架106所保持住，以便可以沿轴向往复移动。气缸122、柱塞5和气缸盖7形成一压缩室9。一排气管10自形成在气缸盖7内的排气室7b延伸至一外冷却系统(未示)。主体2大致上是由一可动件112和一固定件121构成的。可动件112包括电动机3的振子3b和柱塞5。固定件121包括气缸122、电动机3的定子3a和轭架106。主体2由一位于密封壳体1内的悬簧(未示)弹性地支承。弹性件108的一端固定于可动件112，而另一端固定于固定件121。润滑油11存储在密封壳体1的下部内。
下面，将对上述振动型压缩机的压缩机构进行说明。首先，对交流电源的交流电进行半波整流，并供给至定子3a。一由定子3a产生的磁场可根据可变磁阻原理吸引住固定于柱塞5的振子3b。当振子3b沿轴向移动时，设置在振子3b和轭架106之间的弹性件108可根据柱塞5的移动而弹性变形，并将弹性力存储在其内。当存储在弹性件108内的弹性力增大到足够大时，振子3b就被后推到初始位置。不断地重复这种循环作业，可使柱塞5沿轴向往复移动。在这种往复运动中，将柱塞5离气缸盖7最近的位置称为顶端死点，而将柱塞5离气缸盖7最远的位置称为底端死点。
首先，将所述冷却系统的冷却剂气体引入密封壳体内的冷却剂气体空间1a内，并随后引入形成在气缸盖7内的进气室7a内，然后，借助一设置在气缸盖7内的进气阀(未示)使冷却剂气体进入气缸4的压缩室9。引入在压缩室9内的冷却剂气体由以上述方式往复运动的柱塞5所压缩。
经压缩的冷却剂气体通过一设置在气缸盖7内的排气阀(未示)进入气缸盖7的排气室7b内，然后借助排气管10排放到所述冷却系统。
弹性件108的一部分浸泡在润滑油11内。响应于往复运动的柱塞5的弹性件108将润滑油11打上来。这样，就将润滑油11供送到柱塞5和轭架106的各滑动部分。
除了受到弹性件108的弹簧力和电动机3的驱动力作用之外，柱塞5还受到由于压缩室9和柱塞5的背面之间压力不失衡造成的一作用力。柱塞5的振动中心随着压缩室的压力增大而朝着底端死点方向移动。柱塞的振幅增大。
在图6中，缸体120、定子3a和轭架106共同构成一固定件121。气缸122与缸体120相连，并可以沿着缸体120的一内壁滑动，以便能沿轴向作往复运动。一封闭空间123形成在气缸122和缸体120之间。柱塞5与气缸122相连，并可以沿着一形成在缸体122内的孔壁滑动，以便能沿轴向作往复运动、一连通通道124形成在气缸122内，其一端与排气室7b相连，另一端与封闭空间123相连。一弹簧125插设在缸体120和气缸122之间。
下面，将对第六实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
在压缩机的压缩过程中，将压缩在压缩室9内的高压冷却剂气体传送到排气室7b内，并随后借助排气管10排放到冷却系统内。与此同时，借助连通通道124将一部分高压冷却剂气体引入封闭空间123内。气缸122受到封闭空间123和密封壳体1之间的压力失衡产生的一作用力。气缸122朝着顶端死点运动并在一平衡点处停止下来，在该平衡点处，因压力失衡产生的作用力与弹簧125的弹簧力相平衡。
当环境温度较高时，封闭空间123的压力增大到一较高值。因此，气缸122就朝着顶端死点方向运动，而不是位于通常位置。通过调节电动机功率，在顶端死点处将压缩室9的容积保持在同一值。柱塞5的顶端死点位置朝着离开弹性件108的中心位置的方向运动。因此，底端死点位置相对于弹性件108的中立位置而言是朝着相反的方向运动。结果，柱塞行程增大，冷却剂气体的排放量增大。冷却能力增大。
而且，与这样一种情况相比，即，气缸是根据作用在气缸整个背面上的高压来运动的，第六实施例可以降低与高压气体相接触的面积。这样就可以有效地降低热损失。
而且，在气缸在其整个背面上受到一高压作用的状况下，不可能将低压的润滑油从密封壳体的底部供送到一高压滑动部分。但是，根据第六实施例，高压部分仅限于一较小的空间。这样，藉助浸泡在润滑油内的弹性件的运动，就可以将润滑油向上泵送，并供送到柱塞和轭架的各滑动部分。
如上所述，本发明的第六实施例提供了这样一种振动型压缩机，它包括容纳在密封壳体1内的缸体120和柱塞5；包括定子3a和振子3b的电动机3；包括振子3a和柱塞5的可动件112；包括缸体120和定子3a的固定件121；其一部分固定于可动件112而另一部分固定于固定件121的弹性件108；容纳柱塞5以便使柱塞5可以沿轴向运动的气缸122，所述气缸122可以插设在缸体120内，以便能沿轴向往复运动，并且封闭空间123形成在缸体120和气缸122之间；包括排气室7b并与气缸122相连的气缸盖7；以及与封闭空间123和排气室7b相连的连通通道124。采用这种设置，当环境温度较高并由此要求较高的冷却能力时，藉助根据该空间的升高的高压，使气缸朝着顶端死点方向运动，可以增大柱塞行程。这样，可以使冷却能力增大。而且，与气缸根据作用在其整个背面上的高压而运动的情况相比，这种设置可以降低与高压气体接触的面积。这样就可以有效地降低热损失。而且，根据这种设置，藉助可动件的运动，存储在密封壳体下部内的润滑油可以被向上泵送。这样，就可以很方便地将润滑油供送到各滑动部分，并且可以降低滑动损失，并消除磨损。
根据上述第六实施例，弹簧是设置气缸和缸体之间。但是，毋需说，当用一诸如磁铁之类的类似零件，它能产生一反作用力以便根据该空间的压力变化来改变气缸位置的构件来替代所述弹簧时，可以获得相同的效果。
而且，在一个行程过程中，气缸122受到一根据压缩室9的压力变化而变化的负荷。该可变负荷可能会使气缸122作大范围的运动，从而会减小底端死点处的压缩室9的容积，并降低冷却能力。因此，最好是使封闭空间123的横断面充分大于压缩室9的横断面。而且，为了抑制在一个行程过程中的气缸运动量，最好是利用一具有较大弹性系数的弹簧125。
第七实施例图7是本发明第七时候所列的振动型压缩机的纵剖视图。
在图7中，一排气管126自封闭空间123延伸至位于压缩机外侧的冷却系统。
除了第六实施例的设置安排之外，第七实施例还包括排气管126。根据第七实施例，排气室7b借助封闭空间123与所述冷却系统连通。
下面，将对第七实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
在压缩机的压缩过程中，将已被压缩在压缩室9内的高压冷却剂气体被送到排气室7b，并随后借助连通通道124排放到封闭空间123。封闭空间123起一消声器的作用，用来降低被排放的冷却剂气体的流动速度。然后，借助排气管126将被减速的冷却剂气体送到所述冷却系统。
从压缩室9排放出来的冷却剂气体的量根据环境温度的升高而增大。但是，封闭空间123的容积根据排气量的增大而增大，以便能抑制封闭空间123的颤动，从而防止噪声和振动。
如上所述，本发明的第七实施例提供了一种包括与封闭空间123和冷却系统相连的排气管126的振动型压缩机。采用这种设置，被压缩在压缩室9内的冷却剂气体可以在封闭空间123内膨胀一次，并随后排放入所述冷却系统。因此，当排气量根据行程增大而增大时，封闭空间123的容积就相应增大，以便起一消声器的作用。因此，可以可靠地降低颤动现象，同时还可以抑制噪声和振动。
第八实施例图8是本发明第八实施例的振动型压缩机的纵剖视图。
在图8中，径向延伸的通道128设置在缸体120内。通道128的径向外端128a连接于封闭空间123的下部。一径向内端128b连接于一沿气缸122和缸体120之间的滑动表面延伸的环形凹槽128c。
第八实施例与第七实施例的不同之处在于还设置有通道128。
在压缩机的压缩过程中，被压缩在压缩室9内的高压冷却剂气体被传送入排气室7b内，并随后借助连通通道124排入封闭空间123。冷却剂气体的流动速度在封闭空间123内得到降低，从而能使含在减速的冷却剂气体内的润滑油雾在重力作用下下落，并汇集在封闭空间123的底部。因此，存储在封闭空间123下部内的润滑油借助径向延伸的通道128从一端128a向上泵送到另一端128b，并供送到环形凹槽128c。被供送的润滑油对气缸122和缸体120之间的整个滑动表面进行润滑。这样，气缸122和缸体120之间的间隙就完全被润滑油密封住，从而可以提高气密性。因此，可以消除泄漏损失。而且，在气缸122和缸体120之间消除一层油膜可以防止在气缸122和缸体120之间的滑动表面处发生磨损。
如上所述，本发明的第八实施例提供了这样一种振动型压缩机，它还包括将气缸122和缸体120之间的滑动表面和封闭空间123底部连接起来的通道128。采用这种结构，可以借助通道128将润滑油从封闭空间123的底部供送到气缸122和缸体120之间的滑动表面。这样，所述滑动表面就被供送的润滑油气密地密封住。它可以防止冷却剂气体从所述封闭空间泄漏出去。将润滑油供送至滑动表面可以防止气缸和缸体发生磨损。
第九实施例图9是本发明第九实施例的振动型压缩机的纵剖视图。图10是第九实施例的振动型压缩机的工作状态的纵剖视图。
在图9和图10中，一组合式凹槽130设置在气缸122或缸体120的滑动表面上。一凹槽130a设置在气缸122上，另一凹槽130b设置在缸体120上。一连通通道131的一端连接于气缸盖7的排气室7b，另一端131b面朝着形成在气缸122上的凹槽130b。
第九实施例与第六实施例的不同之处在于省去了连通通道124，但另外设置了凹槽130和连通通道131。
下面，将对第九实施例的振动型压缩机的工作原理进行描述。
在压缩机的压缩过程中，被压缩在压缩室9内的高压冷却剂气体被送入排气室7b内，并随后借助排气管10排入冷却系统内。与此同时，借助连通通道131和凹槽130b将一部分冷却剂气体引入封闭空间123内。当环境温度升高时，封闭空间123的压力增大到一较高值。气缸122所受到的封闭空间123的压力增大，并朝着顶端死点的方向移动。柱塞5的行程增大。
但是，当所述系统处于一种不稳定的起动状态下或当环境温度异常升高时，排放压力可能会异常增大，从而将气缸122朝着顶端死点的方向过度移动。但是，根据本发明的第九实施例，当气缸122朝着顶端死点的方向移动时，连通通道131的敞口端131b就离开凹槽130b，从而使封闭空间123与排气室7b断开连接，因此，将高压冷却剂气体引入封闭空间123的作业就停止下来。与此同时，封闭空间123借助凹槽130a与密封壳体1的内部连通，以便将冷却剂气体排离封闭空间123。结果，封闭空间123的压力值就有所降低。气缸122朝着顶端死点的方向的移动就被抑制在一预定范围内。因此，可以防止柱塞行程过度增大，而且不会对弹性件或其它类似物的可靠性产生任何问题。
如上所述，本发明的第九实施例提供了这样一种振动型压缩机，它还包括设置在气缸122和缸体120的滑动表面上的组合式凹槽130。采用这种设置，当气缸122朝着顶端死点大幅移动时，凹槽130起着将增压气体排离封闭空间123的装置的作用，从而可以将柱塞的行程保持在一预定范围内。因此，可以防止柱塞行程过度增大，并且不会对弹性件或其它类似物的可靠性产生任何问题。
第十实施例图11是本发明第十实施例的振动型压缩机的设置情况的视图。图12是本发明第十实施例的振动型压缩机的特性图。
在图11中，所述振动型压缩机包括一密封壳体1和一主体2。密封壳体1具有一用作冷却剂气体空间1a的内部空间。一电动机3包括一定子3a和一振子3b。振子3b固定于一柱塞5。主体2大致上是由一可动件12和一固定件13来构成的。可动件12包括电动机3的振子3b和柱塞5。固定件13包括一气缸4、电动机3的定子3a和一缸体6。主本2由一位于密封壳体1内的悬簧(未示)弹性支承。润滑油11存储在密封壳体1的下部内。
气缸4和弹性件8协作地支承住柱塞5，以便使柱塞能沿轴向滑动和往复运动。气缸4和柱塞5形成一压缩室9。
由包括一线圈214a和一铁心214b的一差动变压器构成的柱塞位置检测传感器214对柱塞5的位置进行检测，并产生一表示其位置的模拟信号。该模拟信号被一A/D转换器215转变成一数字信号，并随后供送到一顶端死点位置计算器216。顶端死点位置计算装置216的输出供送到一设置在一振幅控制器18内的往复运动控制器221。往复运动控制器221的输出送入一与电源217相连的基本激励电路222。
而且，往复运动控制器221包括一比较器224，它可以将由顶端死点位置计算装置216产生的顶端死点位置信号与存储在振幅控制器218内的存储器(未示)内的顶端死点基准值219相比较，放大器220可以改变送至基本激励电路222的输出电压的幅值。
下面，将对上述振动型压缩机的压缩机理进行说明。首先，借助电源217将工业用交源电源的交流电送给电动机。一由定子3a产生的磁场可根据可变磁阻的原理吸引固定于柱塞5的振子3b。当振子3b沿轴向移动时，设置在振子3b和缸体6之间的弹性件8可根据柱塞5的移动而弹性变形，并将弹性力存储在其内。当存储在弹性件8内的弹性力增大到足够大时，振子3b就被后推到初始位置。不断地重复这种循环作业，可使柱塞5沿轴向往复移动。
藉助A/D转换器215将被柱塞位置检测传感器214检测成一模拟信号的柱塞5的位置转变成一数字信号，并送至顶端死点位置计算装置216，以获得一顶端死点位置“A”。将所计算的顶端死点位置“A”与顶端死点基准值219相比较。放大器220根据比较结果控制送给基本激励电路222的输出电压的幅值，以消除所计算的顶端死点位置“A”和顶端死点基准值219之间的差值。因此，柱塞5不断地重复所述往复运动，同时保持一恒定的顶端死点位置。
将一冷却系统(未示)的冷却剂气体引入一气缸盖7的低压室7a内，并随后藉助一设置在气缸盖7内的进气阀(未示)进入气缸4的压缩室9内。引入在压缩室9内的冷却剂气体被以上述方式作往复运动的柱塞5所压缩。
被压缩的冷却剂气体借助一设置在气缸盖7内的排气阀(未示)进入气缸盖7的高压室7b内，并随后排离气缸盖7而到达所述冷却系统。
此外，设置一顶端死点基准值变化装置223，以根据改变的环境温度和一冷却系统(未示)的压力和负荷状况来改变顶端死点基准值219。
下面，将对第十实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
在压缩机的压缩过程中，根据所测量到的柱塞5的顶端死点位置和预设在振幅控制器218内的顶端死点基准值219之间的差值，来反馈控制电源217的输出电压，以便消除所述差值，从而保持一恒定的端部间隙。
但是，所需的冷却能力会根据外部状况的变化诸如环境空气温度的降低和热负荷的降低而降低。在这种情况中，顶端死点基准值变化装置223可以根据所需的冷却能力，从多个预存储的顶端死点基准值中选出一较佳的值。这样，冷却能力就可以根据与环境空气温度、系统压力、系统温度等有关的外部状况的变化而变化。
这样，上述第十实施例就可以增大端部间隙，以抑制压缩机的冷却能力。这样就可以根据冷却系统的所需功率来调节压缩机的冷却能力，从而可以防止冷却能力过度增大，并使压缩机有效工作。
图12是由本发明的发明人获得的实验数据的曲线图。从图12中可以清楚的看到，冷却能力随相应于顶端死点基准值219增大而使柱塞5的端部间隙增大而减小，当端部间隙容积与气缸容积的比值在10％之内时，压缩机效率基本上是恒定的。但是，当端部间隙容积与气缸容积的比值穿过10％时，压缩机效率就开始降低。
正如从图12所示的实验数据中可以清楚的看到的那样，当端部间隙容积与气缸容积的比值在10％之内时，第十实施例可以将冷却能力降低到50％左右，而不降低压缩机的效率或冷却系统的效率。这样，就可以根据外部状况将压缩机驱动在一最佳的功率值。
如上所述，本发明第十实施例提供了这样一种振动型压缩机，它包括一具有用来存储冷却剂气体的内部空间1a的密封壳体1；容纳在密封壳体1内的气缸4；包括定子3a和振子3b的电动机3；连接于电动机3的振子3b的柱塞5；包括电动机3的振子3b和柱塞5的可动件12；包括电动机3的定子3a和气缸4的固定件13；有一部分8b固定于可动件12而另一部分8c固定于固定件13的弹性件8；对柱塞5的位置进行检测的柱塞位置检测传感器214；用来根据从柱塞位置检测传感器214获得的柱塞位置信号来计算柱塞5的顶端死点位置的顶端死点位置计算装置216；用来根据顶端死点位置和一选定的顶端死点基准值219之间的差值来控制振子3b的振幅的振幅控制装置218；以及用来改变顶端死点基准值219的顶端死点基准值变化装置223。采用这种设置，可以根据环境空气温度的降低或负荷的下降，来增大柱塞5的端部间隙。这样，可以抑制冷却能力，而不会降低压缩机效率。因此，可以根据环境空气温度的变化或负荷的变化来使压缩机有效工作。
根据上述第十实施例，电动机3包括定子3a和振子3b。但是，毋需说，当用另一可以使柱塞5以同样方式往复运动的电动机来替代电动机3时，仍可以获得相同的效果。
第十一实施例图13是本发明第十一实施例的振动型压缩机的纵剖视图。
在图13中，可动的定子基座227固定于电动机3的定子3a。可动的定子基座与缸体6相连，并可以相对于缸体6沿轴向移动。可动的定子基座227和缸体6共同形成两个背压腔228a和228b，它们位于可动的定子基座227的两端并与密封壳体1的外部连通。背压腔228a和228b分别借助背压管226a和226b与密封壳体1的外部连通。一进气管20自密封壳体1的外部延伸至气缸盖7。
一压力控制机构225总共包括四个压力控制阀225a、225b、225c和225d。连接管225e和225f分别自进气管20延伸至压力控制阀225a和225b。连接管225g和225h分别自一排气管10延伸至压力控制阀225c和225d。一压力管225i将压力控制阀225a和225c连接于背压管226b。一压力管225j将压力控制阀225b和225d连接于背压管226a。
压力控制机构225从进气管20引入低压气体，并从排气管10引入高压气体，并藉助压力控制阀225a、225b、225c和225d来调节所引入的高压和低压气体，以使经调节的气体所具有的压力在所引入的初始高压和初始低压的一范围内。
下面，将对第十一实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
柱塞5的振动中心根据工作压力状况的变化，诸如环境空气温度降低和气体压力降低，朝着压缩室9的方向移动。柱塞5可以超过顶端死点位置，并与气缸盖7相撞。
在这种情况中，打开压力控制阀225d，并关闭压力控制阀225b。这样，背压室228a就保持在高压。而且，关闭压力控制阀225c，并打开压力控制阀225a。这样，背压室228b就保持在低压。
由于背压室228a和228b之间压力失衡，因此，可动的定子基座227和定子3朝着缸本6的抗压缩侧面6b的方向，即与压缩室9相反的方向一起移动。
因此，柱塞5的振动中心可根据电动机3的定子3a的移动而朝着与压缩室9相反的方向移动。柱塞5的顶端死点位置也朝着与压缩室9相反的方向移动。这样，就可以防止柱塞5与气缸盖7相撞，从而消除振动和噪声。
如上所述，本发明的第十一实施例提供了这样一种振动型压缩机，它包括一具有用来存储冷却剂气体的内部空间1a的密封壳体1；容纳在密封壳体1内的气缸4和缸体6；包括定子3a和振子3b的电动机3；连接于电动机3的振子3b的柱塞5；包括电动机3的振子3b和柱塞5的可动件12；包括电动机3的定子3a的固定件13；气缸4和气体6；有一部分8b固定于可动件12而另一部分8c固定于固定件13的弹性件8；电动机3的定子3a或一与部分连接于固定件13的定子3a相连的可动的定子基座227，以便能根据消除在其间的背压室228ah228b之间的压力失衡沿轴向往复移动；以及用来控制背压室228a和228b的压力的压力控制机构225。采用这种设置，当柱塞的顶端死点位置根据工作压力状况的变化而朝着气缸盖的方向移动时，电动机的定子朝着一与压缩室相反的方向移动。因此，柱塞的振动中心就朝着与压缩室相反的方向移动。这样，就可以防止柱塞与排气阀相撞，从而消除振动和噪声。
虽然上述第十一实施例揭示了能控制背压室228a和228b的压力的压力控制机构225。但是，毋需说，即使用任何其它种类似的压力控制装置或一能使与电动机3的定子3a成一整体的可动定子基座227移动的类似机构来替代压力控制机构225时，仍可以获得相同的效果。
根据上述第十一实施例，电动机3包括定子3a和振子3b。但是，毋需说，即使用另一种能使柱塞5以相同方式作往复运动的电动机来代替电动机3时，仍可以获得相同的效果。
第十二实施例图14是本发明第十二实施例的振动型压缩机的纵剖视图。
在图14中，除了第十一实施例的设置安排之外，还设置有一用来使定子3a轴向移动的移动件229。
下面，对第十二实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
当压缩机起动时，柱塞5就根据输送给电动机3的电流而作往复运动。但是，在压缩机起动之后，压缩室9就立即保持一低压。因此，作用在柱塞5上的气体压力就很小，以致于柱塞5不能朝着与压缩室9相反的方向充分地移动。换言之，柱塞5的振动中心就朝着压缩室9的方向离开原来位置。这样就可能使柱塞5与气缸盖7的排气阀相撞。但是，根据本发明的第十二实施例，移动件229朝着与压缩室9相反的方向来使电动机3的定子3a移动。这样，在压缩机的起动过程中，柱塞5的振动中心可以位于在离压缩室9充分远的位置上。
因此，可以防止在压缩机的起动过程中柱塞5与气缸盖7相撞，从而可以防止排气阀受损，并可以消除噪声和振动。
如上所述，本发明的第十二实施例提供了一种振动型压缩机，它包括用来当压缩机停止下来时使电动机3的定子3a朝着与压缩室9相反的方向移动的移动装置229。采用这种设置，当压缩机停止工作时，电动机定子可以朝着与压缩室相反的方向移动。由于与在正常驱动状况过程相比，在起动状况过程中柱塞的振动中心朝着远离压缩室的方向移动，因此，可以防止在起动过程中柱塞与排气阀相撞，并消除振动和噪声。
根据第十二实施例，移动件229是由弹簧制成的。但是，毋需说，即使用其它任一种可以使定子3a轴向移动的类似构件来替代所述弹簧，仍可以获得相同的效果。
第十三实施例图15是本发明第十三实施例的振动型压缩机的剖视图。图16是本发明第十三实施例的振动型压缩机的电路方框图。
在图15和图16中，所述振动型压缩机包括一主体301；一缸体302；一电动机3，它包括一用作定子3a的磁体和一用作振子3b的线圈；一气缸4和一柱塞5。一气缸盖7包括一进气阀307a和一排气阀307b。柱塞5容纳在气缸4内，从而可以使柱塞5沿轴向往复运动。气缸4、柱塞5和气缸盖7共同形成一压缩室9。压缩室9借助一进气管20和一排气阀10与一外部冷却回路(未示)相连。
主体301大致上是由一可动件12和一固定件13构成的。可动件12包括柱塞5和电动机3的振子3b。固定件13包括气缸4和电动机3的定子3a。主体301由一位于密封壳体(未示)内的悬簧(未示)弹性支承。每一弹性件314的一端固定于可动件12，而另一端固定于固定件13。一位移检测器319包括一铁心319a和一线圈319b。铁心319a借助一轴向延伸的连接件315与可动件12相连。线圈319b固定于固定件13，并具有一用来容纳铁心319a的内部空间。
冷却系统的冷却剂气体通过进气管20和进气阀307a而引入压缩室9内。被引入压缩室9内的冷却剂气体被以上述方式往复运动的柱塞5压缩。经压缩的冷却剂气体通过排气阀307b和排气管10而排放到冷却系统。
接下来，将对上述振动型压缩机的压缩机理进行说明。一逆变器电路341产生被输送至固定于柱塞5的振子3b的交流电。定子3a的一被激励的线圈产生一磁场。由于在横穿磁场的方向上被吸引，振子3b沿轴向往复运动。弹性件314可相应于可动件12的移动而发生弹性变形，并将弹性力储存在其中。当储存在弹性件314内的弹性力增至足够大时，可动件12被推回到初始位置。不断地重复这种循环作业就使得柱塞5沿轴向往复运动。
较佳的是，由逆变器电路341产生的交流电的频率等于系统的共振频率，该共振频率由可动件12的质量和弹性件314的弹性系数确定。在这种设置下，可以有效地利用弹性件314的弹力，使可动件12发生自往复运动。
只有当柱塞5位于顶端死点附近时，铁心319a和线圈319b才能协作地检测到一位移。因此，位移检测器319只能检测柱塞5的顶端死点位置。设置一顶端死点位置检测器320，以便根据从位移检测器319获得的信号来计算柱塞5的顶端死点。
设置一电流/电压检测器321以检测流过电动机3的电流或施加于电动机3的电压。设置一供电器322以根据顶端死点位置检测器320和电流/电压检测器321的输出信号来改变施加于电动机3的电压。
下面将对第十三实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
可动件12随位移检测器319的铁心319a一起作往复运动。由于位移检测器319的检测范围仅限于柱塞5的顶端死点附近，所以铁心319a较短。因此，包括铁心319a在内的可动件12的总重量降低，而共振频率增大，故所获得的冷却能力增大。此外，减轻包括可动件12在内的往复运动装置的重量，可以有效地抑制振动。
而且，将位移检测器319的检测范围限制在顶端死点附近可以有效地消除误差因素的不利影响，并可以准确地检测柱塞5的位置。当所检测到的顶端死点位置大于顶端死点基准位置时，供电器322减小逆变器电路341的输出电压，当所检测到的顶端死点位置小于顶端死点基准位置时，供电器322增大逆变器电路341的输出电压。通过这种反馈控制，柱塞5的顶端死点位置可以等于顶端死点基准位置。由于位移检测器319具有较高的检测精度，因此可以减小和稳定上死点基准位置的偏差。通过设定一适当的顶端死点基准位置，可以获得一较小的端部间隙。这样，就可以增大冷却能力。对顶端死点位置作精确检测的能力可以防止柱塞5与气缸盖7相撞。这样，就可以抑制撞击噪声，并可以防止阀受损。
而且，电流/电压检测器321可以对电流或电压进行监测。这样就可以根据所监测到的电流或电压对柱塞5的振幅进行计算。而且，通过将所计算的振幅与由顶端死点位置检测器320所检测到的顶端死点位置相加，可以获得底端死点位置。根据该结果，当所获得的振幅超过一预设值时，供电器322就减小施加于电动机3的电压。因此，可以防止可动件12以一极大的振幅振动，从而可以防止可动件12与固定件13相撞，并可以防止弹性件314过度变形和受损。
如上所述，本发明的第十三实施例提供了这样一种振动型压缩机，它包括缸体302和柱塞5；包括定子3a和振子3b的电动机3；包括振子3b和柱塞5的可动件12；包括缸体302和定子3a的固定件13；有一部分固定于可动件12而另一部分固定于固定件13的弹性件314；容纳柱塞5以便使柱塞5沿轴向作往复运动的气缸4；沿轴向与柱塞5相连用来检测柱塞5顶端死点附近的位置的位移检测器319；用来根据从位移检测器319获得的信号来获得柱塞5的顶端死点位置的顶端死点位置检测装置320；用来检测电动机3的电流或电压值的电流/电压检测装置321；以及用来根据顶端死点位置检测装置320和电流/电压检测装置321的输出信号来改变施加于电动机3的电压的供电装置322。根据这种设置安排，位移检测器仅仅是用来检测柱塞顶端死点附近的位置。与位移检测器是用来检测柱塞的整个振幅的情况相比，可以很方便地减小位移检测器的尺寸。可动件较轻。可以增大共振频率，同时可以使所获得的冷却能力增大。
而且，由于位移检测器的使用仅限于检测柱塞顶端死点附近的位置，因此，与位移检测器用来检测整个振幅的情况相比，可以精确地检测顶端死点。它可以抑制端部间隙的变动，从而可以提供一有所减小的端部间隙。可以增大冷却能力，同时还可以防止柱塞与气缸盖相撞。而且，由于位移检测器的尺寸减小而使得可动件较轻，所以就可以抑制因可动件的往复运动而产生的振动。通过检测电流或电压，可以检测柱塞的振幅。它可以防止柱塞以一极大的振幅振动，同时可以防止可动件与固定件相撞。可以适当地保持住弹性件的可靠性，从而不会因过度振动而使可靠性下降。
第十四实施例图17是本发明第十四实施例的振动型压缩机的剖视图。
在图17中，一位移检测器325设置在电动机3的定子3a内部。一圆柱形铁心325a插设在一形成在柱塞5的滑动表面上的凹槽内。一线圈325b插设在一形成在气缸4的滑动表面上的凹槽内。
下面，对第十四实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。位移检测器325的铁心325a直接固定于可动件12的柱塞5上。换言之，这种设置安排不要求任何用来将位移检测器325固定于可动件12的连接零件。这样，可动件12是较轻的。共振频率增大，同时冷却能力增大。重量减轻的可动件可以有效地消除因可动件的往复运动而产生的振动。
第十四实施例将位移检测器325设置在柱塞5和气缸4的每一滑动表面的中间。但是，毋需说，当位移检测器位于一比电动机3径向向内的适当部分时，所获得的效果是相同的。
如上所述，本发明的第十四实施例提供了这样一种振动型压缩机，它包括缸体302和柱塞5；包括定子3a和振子3b的电动机3；包括振子3b和柱塞5的可动件12；包括缸体302和定子3a的固定件13；有一部分固定于可动件12而另一部分固定于固定件13的弹性件14；容纳柱塞5以便使柱塞5沿轴向作往复运动的气缸4；以及相对于电动机3的定子3a而言在一径向向内部分与可动件12和固定件13相连的位移检测器325。这种设置安排不需要任何用来将位移检测器固定于可动件的连接零件。这样，可动件就较轻。可以改进共振频率，同时可以增大冷却能力。重量减轻的可动件可以有效地消除因可动件的往复运动而产生的振动。
第十五实施例图18是本发明第十五实施例的振动型压缩机的剖视图。图19是本发明第十五实施例的振动型压缩机的基本设置情况的剖视图。
在图18和图19中，一螺旋形的弹性件330具有一固定于可动件12的径向内部330a。所述螺旋形弹性件330的径向外部330b可滑动地设置在自固定件13的缸体302的内圆周壁凸伸出来的凸起333a和333b之间。这样，螺旋形弹性件330就可以围绕柱塞5的轴而可旋转地支承。一包括多个凹槽334a的动态压力产生机构334设置在柱塞5和气缸4之间的一滑动表面上。一旋转方向限制机构337包括一沿径向外部330b形成的棘轮337a和一以悬臂方式固定于缸体320的内圆周面的棘爪337b，以便在棘轮337a和棘爪337b之间形成一棘轮传动装置。旋转方向限制机构337以逆时针方向限制弹性件330的旋转方向。
下面，对第十五实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
在压缩机的压缩过程中，弹性件330的径向内部330a可以根据可动件12的往复运动而沿柱塞5的轴向移动。同时，由于弹性件330的螺旋形结构，可动件12的往复运动可以使径向内部330a和径向外部330b之间产生明显的旋转位移。更具体地说，弹性件330的较大位移产生一顺时针的旋转位移，而弹性件330的较小位移产生一逆时针的旋转位移。
当弹性件330的径向内部330a相对于径向外部330b逆时针旋转时，旋转方向限制结构337就藉助棘轮337a和棘爪337b之间的啮合而锁定住径向外部330b。结果，与弹性件330的径向内部330a成一体的可动件12就朝着逆时针方向旋转。另一方面，当弹性件330的径向内部330a相对于径向外部330b顺时针旋转时，旋转方向限制结构337就可以使径向外部330b自由旋转。结果，其惯性矩小于柱塞5的惯性矩的、弹性件330的径向外部330b就朝着逆时针方向旋转。
因此，可动件12的柱塞5始终是朝着逆时针方向旋转。
用作液压压力产生机构334的多个三角形凹槽334a形成在柱塞5的一滑动表面上。当柱塞5相对于气缸4逆时针旋转时，诸如润滑油之类的流入每一凹槽334a的流体就根据柱塞5的旋转运动被迫朝着三角形凹槽334a的窄缘部流动，从而可以根据楔形效应与三角形横截面的减小量成比例地增大压力。在柱塞5和气缸4之间的间隙是较小的部分，所产生的动态压力的作用是很大的。因此，所产生的动态压力使得柱塞5的轴线与气缸4的轴线相同，并且为柱塞5和气缸4之间提供一均匀的间隙。
因此，可以降低冷却剂气体通过一位于柱塞5和气缸4之间的一滑动表面而泄漏出去的现象。可以增大冷却能力。而且，由于消除了柱塞5和气缸4的轴线之间的不重合或倾斜现象，从而有效地抑制了在柱塞5和气缸4之间的所述滑动部分处的摩擦。这样，就可以减小滑动损失，并可以提高压缩机的效率。
如上所述，本发明第十五实施例提供了这样一种振动型压缩机，它包括缸体302和柱塞5；包括定子3a和振子3b的电动机3；包括振子3b和柱塞5的可动件12；包括缸体302和定子3a的固定件13；有一部分固定于可动件12而另一部分固定于固定件13的弹性件330；将弹性件330围绕柱塞5的轴的旋转运动限制在一个方向的旋转方向限制机构337；容纳柱塞5以便使柱塞5沿轴向作往复运动的气缸4；设置在柱塞5和气缸4中至少其中之一上的动态压力产生机构334。采用这种设置安排，弹性件可以根据由可动件的往复运动而产生的弹性件的变形来作旋转位移。由于弹性件可以相对于固定件单方向旋转，因此，柱塞始终是以同一方向旋转。动态压力产生机构设置在柱塞和气缸的一滑动表面上。柱塞的旋转使得动态压力机构产生一作用在柱塞和气缸之间的动态压力。所产生的动态压力使得柱塞的轴线和气缸的轴线相同，并可以为柱塞和气缸之间提供一均匀的间隙。这样，就可以防止冷却剂气体从压缩室中泄漏出去。而且，由于消除了柱塞5和气缸4的轴线之间的不重合或倾斜现象，从而有效地抑制了在柱塞5和气缸4之间的所述滑动部分处的摩擦。这样，就可以减小滑动损失，并可以提高压缩机的效率。
上述第十五实施例揭示了所述螺旋形弹性件。但是，即便用其它任何能根据轴向位移来产生旋转位移的弹性件来替代这种弹性件，仍可以获得相同的效果。
第十六实施例图20是本发明第十六实施例的振动型压缩机的纵剖视图。图21是本发明第十六实施例的振动型压缩机中使用的弹性件的视图。在图20和图21中，所述振动型压缩机包括一密封壳体1和一主体2。主体2包括一电动机3、一气缸4、一柱塞5、一缸体6、一气缸盖7，以及一弹性件8。主体2由一位于密封壳体1内的悬簧(未示)弹性支承。
电动机3包括一定子3a和一振子3b。一永久磁铁3c固定于定子3a。振子3b(线圈)借助一振子连接件409固定地连接于柱塞5。
柱塞5、电动机3的振子3b，以及振子连接件409共同形成一可动件12。气缸4、电动机3的3a，以及缸体6共同形成一固定件14。
弹性件8包括多个堆叠或层叠的弹性件8a。弹性件8的内圆部8b固定于柱塞5。弹性件8的外圆部8c固定于缸体6。每一弹性件8a均包括多个螺旋形狭槽8f以起一弹簧的作用。
由气缸4和弹性件8支承的柱塞5可以沿轴向滑动。气缸4和柱塞5共同形成一压缩室9。
下面，将对上述振动型压缩机的压缩机理进行说明。当将交流电输送到电动机3的振子3b(线圈)时，永久磁铁3c产生一磁场。振子3b与该磁场相互作用可以产生一用来使振子3b沿轴向作往复运动的作用力。借助振子连接件409与振子3b相连的柱塞5使弹性件8发生弹性变形。利用弹性件8所赋予的反作用力，柱塞5可以不断地重复这种轴向的往复运动。
而且，当弹性件8a的内圆部8b垂直于图21的平面而上、下移动时，弹性件8a的内圆部8b朝着图21中箭头所示的方向旋转。因此，固定于弹性件8a的内圆部8b的柱塞5就响应于弹性件8a的位移而旋转。柱塞5以变化的方向旋转，并继续往复运动。
将一冷却系统(未示)的冷却剂气体引入气缸盖7的低压室7a内，并随后通过一设置在气缸盖7内的进气阀(未示)而进入气缸4的压缩室9内。被引入在压缩室9内的冷却剂气体被以上述方式作往复运动的柱塞5所压缩。经压缩的冷却剂气体通过一排气阀(未示)进入气缸盖7的高压室7b内，并随后排离气缸盖7而到达所述冷却系统。
在图20中，一支承机构413包括固定于固定件13的固定支承件414a和414b；以及固定于可动件12的可动支承件415a和415b。固定支承件414a设置得比另一固定支承件414b更靠近压缩室9。可动支承件415a设置得比另一可动支承件415b更靠近压缩室9。可动支承件415a和415b设置在固定支承件414a和414b之间，并与相应的固定支承件414a和414b相比轴向向内偏置。
下面，将对第十六实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
在压缩机的压缩过程中，柱塞5在气缸4内作往复运动。当柱塞5比其停止位置移动得靠近压缩室9时，弹性件8响应于柱塞5的移动而变形。弹性件8具有一根据其变形量减小的径向刚度。
同样，当柱塞5比其停止位置远移压缩室9时，弹性件8响应于柱塞5的移动而变形。弹性件8的刚度根据其变形量而减小。
在电动机3中，一用来使振子3b与定子3a相隔开的气隙不是完全均匀的。因此，振子3b始终朝着某一径向方向被吸向定子3a。
当柱塞5移动到靠近其停止位置时，弹性件8发生较小变形。弹性件8的径向刚度是足够高的。在这种情况中，即使由于间隙不均匀而使电动机3的振子3b被径向吸引时，柱塞5和气缸4及弹性件8之间的滑动部分仍可以径向支承可动件12。没有局部侧压力会作用在柱塞5和气缸4之间的滑动部分上。
当柱塞5位于顶端死点或底端死点附近时，弹性件8发生较大变形，从而使径向刚度减小。这样，弹性件8就不能充分地径向支承住可动件12。
但是，当柱塞5位于顶端死点附近时，固定于固定件13的固定支承件414a就与固定于可动件12的可动支承件415a相结合，从而能使固定支承件414a沿径向基本支承住可动支承件415a。当柱塞5位于底端死点附近时，固定于固定件13的固定支承件414b与固定于可动件12的可动支承件415b相结合，从而能使可动支承件414b沿径向基本支承住可动支承件415b。
因此，即使当柱塞5位于顶端死点或底端死点附近时，从而，弹性件8因刚度降低而不能沿径向充分地支承可动件12，除了柱塞5和气缸4和弹性件8之间的滑动部分之外，还可以在支承机构413处沿径向支承可动件12。因此，该实施例可以消除作用在柱塞5和气缸4之间的滑动部分上的局部侧压力，同时还可以防止可靠性的降低，诸如压缩机效率的降低，发生在柱塞5和气缸4之间的滑动部分的磨损。
如上所述，本发明的第十六实施例提供了这样一种振动型压缩机，它包括密封壳体1；容纳在密封壳体1内的柱塞5和气缸4；包括定子3a和振子3b的电动机3；包括气缸4和电动机3的定子3a的固定件13；包括柱塞5和电动机3的振子3b的可动件12；有一部分固定于可动件12而另一部分固定于或连接于固定件13的弹性件8；以及用来当柱塞5位于顶端死点或底端死点附近时径向支承住可动件12的支承机构413。即使当柱塞5位于顶端死点或底端死点附近时，从而，弹性件8因刚度降低而不能充分地径向支承可动件12，这种设置安排除了在柱塞5和气缸4及弹性件8之间的滑动部分之外，还可以在支承机构413处径向支承可动件12。
这样，第十六实施例消除了作用在柱塞5和气缸4之间的滑动部分上的局部侧压力，同时还防止可靠性的降低，诸如压缩机效率的降低，发生在柱塞5和气缸4之间的滑动部分处的磨损。
虽然上述第十六实施例揭示了包括多个层叠的弹性件8a的弹性件8，其中，每一弹性件8a均包括多个狭槽8f，但是，弹性件8仍可以用其它类似的、能使柱塞5往复运动并能根据其变形量来降低径向刚度的弹性件来构成。
虽然上述第十六实施例揭示了包括定子3a和振子3b的电动机3，但是，仍可以使用其它使柱塞5往复运动的电动机装置。
虽然上述第十六实施例揭示了直接固定于柱塞5的弹性件8，但是，仍可以使用一将弹性件8固定于柱塞5的连接件，或者可以将它们径向连接。
第十七实施例图22是本发明第十七实施例的振动型压缩机的剖视图。
第十七实施例与第十六实施例的不同之处在于可动件12设置有一位置改变机构416。位置改变机构416可以改变可动件12的轴向位置。例如，位置改变机构416是一形状记忆合金，当温度较低时其轴向长度较短，当温度较高时其轴向长度较长。
下面，将对第十七实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
压缩室9由于在压缩机起动之后或环境空气温度较低时不能立即充分增压，因此，压缩室9保持在一较低的压力。能用来使柱塞5朝着离开压缩室9的方向移动的气体压力较小。因此，柱塞5的振动中心就向靠近压缩室9的位置偏移，从而可能会使柱塞5与气缸盖7或排气阀相撞。
但是，在这种工作状况下，因压缩室的温度较低，位置改变机构416具有一较短的轴向长度。因此，柱塞5的顶端死点位置是充分离开气缸盖7和排气阀，从而可以防止柱塞5与气缸盖7和排气阀相撞。这样就可以防止气缸盖和排气阀受损。抑制噪声。
而且，当压缩机温度随着时间流逝而升高到一较高值时，或者当环境温度较高时，所获得的增压是足够高的。在这种工作状况下，可以获得一足够大的气体压力，以便使柱塞5朝着与压缩室9相反的方向移动。因此，柱塞5的振动中心就离开压缩室9的方向偏移，从而将柱塞5与气缸盖7和排气阀充分隔开，从而不会使它们相撞。
相反，柱塞5可能不会到达普通的顶端死点。柱塞的端部间隙将过度增大，从而显著降低冷却功率和压缩机效率。但是，在这种工作状况下，因压缩机温度升高，位置改变机构416具有较长的轴向长度。这样，位置改变机构416就朝着气缸盖7和排气阀的方向偏移柱塞5的顶端死点。这样，就可以防止柱塞5的端部间隙过度增大，并可以以冷却功率完满地正常工作，并使压缩机有效工作。
如上所述，本发明第十七实施例提供了这样一种振动型压缩机，它包括密封壳体1；容纳在密封壳体1内的柱塞5和气缸4；包括定子3a和振子3b的电动机3；包括气缸4和电动机3的定子3a的固定件13；包括柱塞5和电动机3的振子3b的可动件12；有一部分固定于可动件12而另一部分固定于固定件13的弹性件8；以及用来改变可动件12的轴向位置的与可动件12相连的位置改变机构416。采用这种设置安排，当压缩室9因压缩机起动之后或当环境温度较低时不能立即被充分增压而使包括柱塞5在内的可动件12朝着压缩室9的方向偏移时，它可以防止柱塞5与气缸盖7或排气阀相撞。这样，本发明的第十七实施例就可以防止压缩机受损，同时可以适当地保持可靠性。抑制噪声。
而且，当压缩机温度随着时间流逝而达到一较高温度时，或者当环境温度较高时，所获得的增压是足够高的。在这种工作状况下，包括柱塞5在内的可动件12就离开压缩室9的方向偏移。但是，本发明的第十七实施例防止柱塞5的端部间隙过分增大，并可以使冷却功率完满地正常工作，并使压缩机有效工作。
在上述第十七实施例中揭示的位置改变机构416是功能件，其轴向长度可以根据温度变化而改变。但是，位置改变机构416可以由其它任一种类似的能根据外部温度和压力状况的变化而改变可动件12的轴向位置的构件来构成。
虽然上述第十七实施例揭示了包括定子3a和振子3b在内的电动机3，但是，仍可以使用其它任一种用来使柱塞5往复运动的电动机装置。
第十八实施例图23是本发明第十八实施例的振动型压缩机的剖视图。
第十八实施例与第十七实施例的不同之处在于设置一止动件417，用来限制位置改变机构416所改变的可动件12的轴向移动量。
下面，将对第十八实施例的振动型压缩机的工作原理进行说明。
压缩室9由于在压缩机起动之后或环境空气温度较低时不能立即被充分增压，因此，压缩室9保持在一较低的压力。能用来使柱塞5朝着离开压缩室9的方向移动的气体压力是较小的。因此，柱塞5的振动中心就朝着压缩室9的方向偏移。柱塞5就可能与气缸盖7或排气阀相撞。
但是，在这种工作状况下，因压缩室的温度较低，位置改变机构416具有一较短的轴向长度。因此，柱塞5的顶端死点位置是充分离开气缸盖7和排气阀，从而可以防止柱塞5与气缸盖7和排气阀相撞。这样就可以防止气缸盖和排气阀受损。抑制噪声。
位置改变机构416的轴向长度可能会根据包括环境空气温度或增压的突然变化在内的工作状况的极端变化而极度降低。但是，当位置改变机构416的轴向长度变得短于预定值时，止动件417的端面417a就会与弹性件8相接触。这样，止动件417就限制可动件12朝着离开压缩室9的方向过量移动。
因此，可以防止柱塞的端部间隙过度增大，并可以以冷却能力正常，并使压缩机有效工作。
如上所述，本发明的第十八实施例提供了这样一种振动型压缩机，它还包括限制位置改变机构416所改变的可动件12的轴向移动量的止动件417。采用这种设置安排，可以根据包括环境空气温度或增压的突然变化在内的工作状况的极端变化。来防止可动件朝着离开压缩室9的方向过量移动，从而不能降低冷却能力，并使压缩机有效工作。
本发明还可以以其它几种不背离本发明基本特征精神的方式来实施。因此，应认为以上描述的这些实施例仅仅是说明性的，而不是限制性的，其原因是本发明的保护范围是由所附的权利要求书来限定的，而不是由前述描述来限定的。因此，落在权利要求书边界内的所有变化，或者这些边界的等效物都应包含在权利要求书内。
权利要求
1．一种振动型压缩机，它包括一具有一用来存储冷却剂气体的内部空间(1a)的密封壳体(1)；一容纳在所述密封壳体(1)内的缸体(6)；一包括定子(3a)和定子(3a)的电动机(3)；一连接于所述电动机的所述振子(3b)的柱塞(5)；一包括所述电动机的所述振子(3b)和所述柱塞(5)的可动件(12)；一包括所述电动机的所述定子(3a)和所述缸体(6)的固定件(13)；有一部分(8b)固定于所述可动件(12)而另一部分(8c)固定于所述固定件(13)的弹性件(8)；一可以相对于所述缸体(6)轴向滑动的气缸(4)；以及一用来使所述气缸(4)沿所述轴向移动的移动装置(16)。
2．一种振动型压缩机，它包括一具有一用来存储冷却剂气体的内部空间(1a)的密封壳体(1)；一容纳在所述密封壳体(1)内的缸体(6)；一包括定子(3a)和振子(3b)的电动机(3)；一连接于所述电动机(3)的所述振子(3b)的柱塞(5)；一包括所述电动机(3)的所述定子(3a)和所述柱塞(5)的可动件(12)；一包括所述电动机(3)的所述振子(3b)和所述缸体(6)的固定件(13)；有一部分(8b)固定于所述可动件(12)而另一部分(8c)固定于所述固定件(13)的弹性件(8)；一可以相对于所述缸体(6)滑动的气缸(4)；一固定于所述气缸(4)的气缸盖(7)；形成在所述冷却剂气体空间(1a)内、并由一至少包括所述气缸(4)和所述气缸盖(7)其中之一的一体式装置气密隔开的背压腔(18a,18b)；以及所述背压腔(18a,18b)中的至少一个背压腔保持在一低压值，而所述背压腔(18a,18b)中的另一背压腔保持在一高压值。
3．如权利要求2所述的振动型压缩机，其特征在于，它还包括一弹性件(22)，其一端连接于所述至少包括所述气缸(4)和所述气缸盖(7)中的其中之一的一体式装置，而另一端连接于所述固定件(13)。
4．如权利要求1至3中任一权利要求所述的振动型压缩机，其特征在于，它还包括一固定于所述固定件(13)和所述气缸(4)的其中之一的气缸位置检测传感器(24)。
5．一种振动型压缩机，它包括一具有用来存储冷却剂气体的一内部空间(1a)的密封壳体(1)；一容纳在所述密封壳体(1)内的缸体(6)；一包括定子(3a)和定子(3a)的电动机(3)；一连接于所述电动机的所述振子(3b)的柱塞(5)；一包括所述电动机的所述振子(3b)和所述柱塞(5)的可动件(12)；一包括所述电动机的所述定子(3a)和所述缸体(6)的固定件(13)；其一部分(8b)固定于所述可动件(12)而另一部分(8c)固定于所述固定件(13)的弹性件(8)；一固定于所述缸体(6)或者可以相对于所述缸体(6)轴向滑动的气缸(4)；一固定于所述气缸(4)的气缸盖(7)；一辅助管(25)，其一端可以相对于一排气管(20)和一进气管(10)中的其中之一沿所述轴向滑动，而另一端可以固定于所述气缸(4)和所述气缸盖(7)中的其中之一。
6．一种振动型压缩机，它包括容纳在所述密封壳体(1)内的一缸体(120)和一柱塞(5)；一包括定子(3a)和振子(3b)的电动机(3)；一包括所述振子(3b)和所述柱塞(5)的可动件(121)；一包括所述杠体(120)和所述定子(3a)的固定件(121)；其一部分固定于所述可动件(112)而另一部分固定于所述固定件(121)的弹性件(108)；一容纳所述柱塞(5)从而可以使所述柱塞(5)沿轴向滑动的气缸(122)，所述气缸(122)插设在所述缸体(120)内，以便能沿轴向作往复运动，一封闭空间(123)形成在所述缸体(120)和所述气缸(122)之间；一包括一排气室(7b)并连接于所述气缸(122)的气缸盖(7)；以及一与所述封闭空间(123)和所述排气室(7b)相连的连通通道(124)。
7．如权利要求6所述的振动型压缩机，其特征在于，所述封闭空间(123)通过一排气管(126)连接于外部空间。
8．如权利要求6或7所述的振动型压缩机，其特征在于，所述气缸(122)和所述缸体(120)之间的一滑动表面通过一通道连接于所述封闭空间(123)的下部。
9．如权利要求6所述的振动型压缩机，其特征在于，一凹槽(130)设置在所述气缸(22)和所述缸体(120)之一的一滑动表面上。
10．一种振动型压缩机，它包括一具有用来存储冷却剂气体的一内部空间(1a)的密封壳体(1)；一容纳在所述密封壳体(1)内的气缸(4)；一包括定子(3a)和振子(3b)的电动机(3)；一连接于所述电动机(3)的所述振子(3b)的柱塞(5)；一包括所述电动机(3)的所述振子(3b)和所述气柱塞(5)的可动件(12)；一包括所述电动机(3)的所述定子(3a)和所述气缸(4)的固定件(13)；其一部分(8b)固定于所述可动件(12)而另一部分(8c)固定于所述固定件(13)的一弹性件(8)；对所述柱塞(5)的位置进行检测的一柱塞位置检测传感器(214)；根据从所述柱塞位置检测传感器(214)获得的一柱塞位置信号来计算所述柱塞(5)的顶端死点位置的顶端死点位置计算装置(216)；根据所述顶端死点位置和一选定的顶端死点基准值(219)之间的差异来控制所述振子(3b)的振幅的振幅控制装置(218)；以及用来改变所述顶端死点基准值(219)的顶端死点基准值改变装置(223)。
11．一种振动型压缩机，它包括一具有用来存储冷却剂气体的一内部空间(1a)的密封壳体(1)；一容纳在所述密封壳体(1)内的气缸(4)和缸体(6)；一包括定子(3a)和振子(3b)的电动机(3)；一连接于所述电动机(3)的所述振子(3b)的柱塞(5)；一包括所述电动机(3)的所述振子(3b)和所述柱塞(5)的可动件(12)；一包括所述电动机(3)的所述定子(3a)、所述气缸(4)和所述缸体(6)的固定件(13)；其一部分(8b)固定于所述可动件(12)而另一部分(8c)固定于所述固定件(13)的一弹性件(8)；与所述固定件(13)部分连接的所述电动机(3)的所述定子(3a)或一连接于所述定子(3a)的可动定子基座(227)，以便能根据形成在其间的背压腔(228a,228b)之间的压力失衡来沿轴向往复运动；以及一用来控制所述背压腔(228a,228b)的压力的压力控制机构(225)。
12．如权利要求11所述的振动型压缩机，其特征在于，设置有当压缩机停机时使所述电动机(3)的定子(3a)沿相对于所述压缩腔(9)相反的方向移动的移动装置(229)。
13．一种振动型压缩机，它包括一缸体(302)和一柱塞(5)；一包括定子(3a)和振子(3b)的电动机(3)；一包括所述振子(3b)和所述柱塞(5)的可动件(12)；一包括所述缸体(302)和所述定子(3a)的固定件(13)；其一部分(8b)固定于所述可动件(12)而另一部分(8c)固定于所述固定件(13)的弹性件(314)；一容纳所述柱塞(5)以便能使所述柱塞(5)沿轴向作往复运动的气缸(4)；一沿轴向连接于所述柱塞(5)用来对所述柱塞(5)的顶端死点附近的位置进行检测的位移检测器(319)；根据从所述位移检测器(319)获得的一信号来获得所述柱塞(5)的所述顶端死点位置的顶端死点位置检测装置(320)；检测所述电动机(3)的电流或电压值的电流/电压检测装置(321)；以及根据所述顶端死点位置检测装置(320)和所述电流/电源检测装置(321)的输出信号来改变施加于所述电动机(3)电压的供电装置(322)。
14．一种振动型压缩机，它包括一缸体(302)和一柱塞(5)；一包括定子(3a)和振子(3b)的电动机(3)；一包括所述振子(3b)和所述柱塞(5)的可动件(12)；一包括所述缸体(302)和所述定子(3a)的固定件(13)；其一部分固定于所述可动件(12)而另一部分固定于所述固定件(13)的一弹性件(314)；一容纳所述柱塞(5)以便能使所述柱塞(5)沿轴向作往复运动的气缸(4)；在相对于所述电动机(3)的所述定子(3a)的一径向向内部分与所述可动件(12)和所述固定件(13)相连的一位移检测器(325)。
15．一种振动型压缩机，它包括一缸体(302)和一柱塞(5)；一包括定子(3a)和振子(3b)的电动机(3)；一包括所述振子(3b)和所述柱塞(5)的可动件(12)；一包括所述缸体(302)和所述定子(3a)的固定件(13)；其一部分固定于所述可动件(12)而另一部分固定于所述固定件(13)的一弹性件(330)；一用来限制所述弹性件(330)围绕一柱塞轴作单方向旋转的旋转方向限制机构(337)；一用来容纳所述柱塞(5)以便能使所述柱塞(5)沿轴向作往复运动的气缸(4)；以及一设置在所述柱塞(5)和所述气缸(4)中的至少其中之一上的动态压力产生机构(334)。
16．一种振动型压缩机，它包括一密封壳体(1)；一容纳在所述密封壳体(1)内的柱塞(5)和气缸(4)；一包括定子(3a)和振子(3b)的电动机(3)；一包括所述气缸(4)和所述电动机(3)的定子(3a)的固定件(13)；一包括所述柱塞(5)和所述电动机(3)的振子(3b)的可动件(12)；其一部分(8b)固定于所述可动件(12)而另一部分(8c)固定于所述固定件(13)的一弹性件(8)；当所述柱塞(5)位于顶端死点或底端死点附近的一位置时沿一径向支承所述可动件(12)的一支承机构(413)。
17．一种振动型压缩机，它包括一密封壳体(1)；一容纳在所述密封壳体(1)内的柱塞(5)和气缸(4)；一包括定子(3a)和振子(3b)的电动机(3)；一包括所述气缸(4)和所述电动机(3)的定子(3a)的固定件(13)；一包括所述柱塞(5)和所述电动机(3)的振子(3b)的可动件(12)；其一部分(8b)固定于所述可动件(12)而另一部分(8c)固定于所述固定件(13)的一弹性件(8)；与所述可动件(12)相连用来改变所述可动件(12)的轴向位置的一位置改变机构(416)。
18．如权利要求17所述的振动型压缩机，其特征在于，它还包括一用来限制由所述位置改变机构(416)所改变的所述可动件(12)的轴向移动量的止动件(417)。
全文摘要
一密封壳体(1)具有一用来存储冷却剂气体的内部空间(1a)。一缸体(6)容纳在密封壳体(1)内。一电动机(3)包括定子(3a)和振子(3b)。一柱塞(5)连接于电动机的所述振子(3b)。一可动件(12)包括电动机的振子(3b)和柱塞(5)。一固定件(13)包括电动机的定子(3a)和缸体(6)。一弹性件(8)其一部分(8b)固定于可动件(12)而另一部分(8c)固定于固定件(13)。一气缸(4)可以相对于缸体(6)轴向滑动。一移动装置(16)可使气缸(4)沿轴向移动。
文档编号F04B39/12GK1214413SQ98121370
公开日1999年4月21日 申请日期1998年10月15日 优先权日1997年10月15日
发明者森田一郎, 小林正则, 稻垣耕, 片山诚 申请人:松下冷机株式会社