CN1793646A - 压缩机及压缩机的使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供不必在机身上进行开孔加工、小型且具有低价结构的压缩机。本压缩机(1)，其特征在于，具有形成机身(2)的多个壳体部件(前壳体(3)、汽缸体(4)、后壳体(5))，结合该多个壳体部件的连结件(螺栓部件(6))，插通该机身并且通过电磁离合器(7)与动力源连结的驱动轴(8)，与该驱动轴联动、进行流体的压缩的可动部件(活塞(11))，与该驱动轴联动的检测体(9)以及通过该检测体检测该驱动轴的旋转状态的检测装置，具有磁阻抗元件的磁传感器(20)构成上述检测装置，将该磁传感器设置在上述机身的外部侧面侧并且设置在上述连结件的附近。

Description

压缩机及压缩机的使用方法
技术领域
本发明涉及压缩机以及压缩机的使用方法，更具体的是关于不必在机身上进行开孔加工、小型并且具有低价结构的压缩机以及压缩机的使用方法。
背景技术
为了检测由于烧蚀等引起的旋转不良状态，已知现有的车辆空调用的压缩机上具有旋转检测机构。该旋转检测机构例如如图5所示，在非磁性的壳体101上形成有贯通孔102，在该贯通孔102上通过O形圈103安装有检测传感器104。并且，该检测传感器104随着检测体105的旋转，通过耦合线圈108将从磁铁106向铁心107流动的磁通的变化转换成电压，检测旋转状态。
但是，在上述现有的旋转检测机构中，需要在壳体部件101上进行开孔加工、形成贯通孔102，提高了压缩机的生产成本。并且，由于需要由O形圈103形成的密封结构，因此更增加了生产成本。而且，附着在检测传感器104上的异物进入压缩机的内部，有可能发生压缩机烧蚀等问题。
因此，作为解决上述问题的现有的压缩机，已知有在壳体部件的外侧设置检测传感器，不需要在壳体部件上进行开孔加工的压缩机(例如参照专利文献1和2)。
在上述专利文献1中公开了以下结构，即，在机身的外侧设置检测器18，将来自电磁离合器6的漏磁通依次导通驱动轴7、与该驱动轴7联动的旋转基体8(检测体)以及连接机身的螺栓14(连结件)，形成循环磁性路径，通过旋转基板8的周期运动在与螺栓14之间产生磁通变化，同时，通过检测器18检测该磁通变化，根据该检测结果检测压缩机的转数。通过这样，具有用简单的结构可发挥高的检测能力等的优点。
在上述专利文献2中公开了以下结构，即，在压缩机的机身1的外侧设置具有对应外部磁场、阻抗发生变化的磁阻抗元件(M1元件)的磁传感器150，在作为检测体的斜板6的外周部埋设作为磁通产生源的永久磁铁7，而且，在斜板6旋转一圈的任何一个时间点，以永久磁铁7与磁传感器150相对的方式设置两者。这样，由于磁传感器150的磁元件是高灵敏度M1元件，因此即使从机身1的外侧也可以检测出由于斜板6的旋转而产生的微弱的磁场变化。其结果，具有可高灵敏度、高精度地检测旋转的优点。
但是，在上述专利文献1中，磁传感器被设置在连结件的头部或与连结件相对的电磁离合器的定子侧，具有由于传感器安装用的空间而使压缩机的轴方向的整个长度变大的问题。
并且，在上述专利文献2中，由于在压缩机的内部的检测体上设置磁通发生源(永久磁铁7)，因此，该磁通产生源有可能从检测体脱落、发生压缩机的烧蚀等。而且，还具有需要磁通发生源、使压缩机的生产成本增大的问题。
【专利文献1】特开平6-299960号公报
【专利文献2】特开2002-195854号公报
本发明就是鉴于上述现状而提出的，其目的是提供不必在机身上进行开孔加工、小型且具有低价结构的压缩机以及压缩机的使用方法。
发明内容
本发明如下。
1.一种压缩机，其特征在于，具有：形成机身的多个壳体部件，结合该多个壳体部件的连结件，设置在该机身的一端侧的电磁离合器，插通该机身并且通过该电磁离合器与动力源连结的驱动轴，与该驱动轴联动、进行流体的压缩的可动部件，与该驱动轴联动的检测体以及通过该检测体检测该驱动轴的旋转状态的检测装置，
上述检测体和上述驱动轴由强磁体构成，使来自上述电磁离合器的漏磁通从上述机身的外部侧面侧依次导通该检测体以及该驱动轴、形成循环磁性路径，上述检测装置由具有磁阻抗元件的磁传感器构成，该磁传感器在上述机身的外部侧面侧并且设置在上述连结件的附近。
2.如上述1所述的压缩机，其特征在于，上述检测体设置在上述电磁离合器与上述可动部件之间，上述磁传感器经由上述连结件设置在与该检测体相对的位置上。
3.如上述1所述的压缩机，其特征在于，上述连结件由强磁体构成。
4.如上述1所述的压缩机，其特征在于，上述磁传感器与上述连结件之间的间隔小于等于20mm。
5.如上述1所述的压缩机，其特征在于，上述磁传感器被设置成该磁传感器的中心位于从如下位置起朝向该机身的电磁离合器的相反侧40mm以内的位置上，所述位置是上述检测体的径向前端面经由上述连结件与上述机身的外部侧面相对的位置。
6.如上述1所述的压缩机，其特征在于，上述壳体部件由非磁性体构成。
7.如上述1所述的压缩机，其特征在于，上述检测体、上述驱动轴以及上述连结件由铁构成，上述壳体部件由铝构成。
8.一种压缩机的使用方法，其特征在于，将上述1所述的压缩机用于车辆空调。
根据本发明的压缩机，来自电磁离合器的漏磁通从机身的外部侧面侧被依次导通检测体以及驱动轴、形成循环磁性路径，通过磁传感器从壳体部件的外部侧面侧检测该循环磁性路径的磁通变化，并检测压缩机的旋转状态。因此，可以提供无须在机身上进行开孔加工、小型且具有低价结构的压缩机。
并且，上述检测体被设置在上述电磁离合器和上述可动部件之间，在上述磁传感器经由上述连结件在被设置在与该检测体相对的位置上的情况下，可以更确实地检测循环磁性路径的磁通变化。
并且，在上述连结件由强磁体构成的情况下，来自电磁离合器的漏磁通从机身的外部侧面侧被依次导通连结件、检测体以及驱动轴，形成循环磁性路径，可更容易检测循环磁性路径的磁通变化。
并且，在上述磁传感器与上述连结件之间的间隔小于等于20mm的情况下，可更容易检测循环磁性路径的磁通变化。
并且，在上述磁传感器被设置成该磁传感器的中心位于从如下位置起朝向该机身的电磁离合器的相反侧40mm以内的位置上的情况下，更容易检测循环磁性路径的磁通变化，所述位置是上述检测体的直径方向的前端面经由上述连结件与上述机身的外部侧面相对的位置。
并且，在上述壳体部件由非磁性体构成的情况下，更容易检测循环磁性路径的磁通变化。
并且，上述检测体、上述驱动轴以及上述连结件由铁构成，在上述壳体部件由铝构成的情况下，更容易检测循环磁性路径的磁通变化。
根据本发明的压缩机的使用方法，适合用于车辆空调用的压缩机。
附图说明
图1是表示本实施例的压缩机的剖面图。
图2是图1的要部扩大图。
图3是表示检测体的正视图。
图4是用于说明磁传感器的其他设置方式的说明图。
图5是表示现有的压缩机的剖视图。
具体实施方式
1.压缩机
本发明的压缩机具有以下所述的壳体部件、连结件、驱动轴、可动部件、检测体以及检测装置。该压缩机还可以具有诸如后述的斜板。
另外，上述压缩机的压缩方式可以是诸如往复式、涡轮式、螺旋桨式、叶轮式等。
上述“壳体部件”只要是可以组合多个形成机身，对其材质、形状、个数等没有特殊要求。该壳体部件可以由诸如铝等的非磁性体构成。并且，作为壳体部件可以举出诸如前壳体、汽缸体、后壳体等。
上述“连结件”只要可以结合多个壳体部件，对其结构、形状、个数等没有特殊要求。该连结件可以是诸如插通机身的内部并且在机身的轴向延伸的螺栓部件。并且，该连结件可以由诸如铁等的强磁体构成。
上述“驱动轴”只要是可以插通上述机身并且通过电磁离合器与动力源连结，对其材质、形状、长度等没有特殊要求。该驱动轴通常被可自由旋转地支撑在机身内。并且，该驱动轴的材质是强磁体(例如铁等)即可。
另外，上述电磁离合器通常被可自由旋转地支撑在作为壳体部件的前壳体的前端侧。并且，上述动力源可以举出诸如内燃机、电动马达等。
上述“可动部件”只要可以与上述驱动轴联动、进行流体的压缩，对其结构、移动方式等没有特殊要求。作为该可动部件，可以根据压缩机的压缩方式等适当采用，例如，可以列举出活塞、涡轮、螺旋桨、叶轮等。
上述“检测体”只要可以与上述驱动轴联动，对其材质、形状、移动方式等没有特殊要求。该检测体例如通过与上述驱动轴的联动，可以在与上述连结件之间产生间隙变化、在循环磁性路径A(参照图2)上产生磁通变化。该循环磁性路径A通常是将来自上述电磁离合器的漏磁通从机体的外部侧面侧依次导通检测体以及驱动轴而形成的。该循环磁性路径A例如可以是将来自上述电磁离合器的漏磁通从机体的外部侧面侧依次导通连结件、检测体以及驱动轴而形成的。而且，该循环磁性路径A例如可以是将来自上述电磁离合器的漏磁通依次导通定子、皮带轮、壳体部件、连结件、检测体以及驱动轴而形成的。另外，在上述检测体上不设置磁通发生源(永久磁铁等)。
上述检测体例如可以被安装在上述驱动轴上，并可以与驱动轴一起旋转。并且，该检测体的材质是强磁体(例如铁等)即可。此外，该检测体例如形成为圆盘状，并且可以在其外周侧形成用于产生磁通变化的一个或大于等于两个的减径部或突起部。
上述检测体例如可以设置在上述电磁离合器与上述可动部件之间。从检测精度的观点来看，该检测体在作为上述壳体部件的前壳体内最好设置在靠近上述电磁离合器的位置上。
上述“检测装置”用于检测上述检测体引起的上述循环磁性路径A的磁通变化、检测驱动轴的旋转状态。该检测装置由具有磁阻抗元件的磁传感器构成。
上述“磁传感器”只要是在上述机身的外部侧面侧并且设置在上述连结件附近，对其形状、大小、个数等没有特殊要求。作为该磁传感器的设置方式，可以举出例如(1)将磁传感器与机身的外部侧面接触设置的方式，(2)将磁传感器设置在形成于机身的外部侧面上的凹部的方式，(3)将磁传感器从机身的外部侧面向外方离开地设置的方式等。并且，上述磁传感器例如可以以其感磁方向P沿着机身的轴向的方式设置(参照图1)，或以其感磁方向P沿着与机身的轴向垂直的方向的方式设置(参照图4)。
上述磁传感器例如可以不通过上述连结件而设置在与上述检测体相对的位置上，但是从检测精度的观点出发，磁传感器最好通过上述连结件设置在与上述检测体相对的位置上。
上述磁传感器与上述连结件的间隔，例如，可以为20mm或20mm以下。上述间隔例如可以为大于等于0mm。
上述磁传感器，例如，可以配置为其中心位于从如下位置起朝向该机身的电磁离合器的相反侧40mm以内的距离上，所述位置是上述检测体的径向前端面经由上述连结件与上述机身的外部侧面相对的位置。上述距离，例如，可以为大于等于0mm。
上述“磁阻抗元件”只要是利用由于外部磁场的变化对于高频电流的阻抗发生变化的现象(磁阻抗效果)的元件，对其材质、形状、大小等没有特殊要求。作为该磁阻抗元件可以列举例如由非晶态磁性体构成的金属丝、镍铁等薄膜元件等。
另外，通过对上述磁阻抗元件施加高频电流、将利用外部磁场的变化产生的阻抗的变化转换成电信号，从而可以得到磁阻抗元件的输出。
上述“斜板”只要可以是与驱动轴联动，对其材质、形状、移动方式等没有特殊限制。该斜板通常可自由倾斜活动地支撑在驱动轴上，与驱动轴的旋转一起相对于驱动轴倾斜活动并使上述可动部件移动。
【实施例】
以下利用附图、通过实施例就本发明进行具体说明。
另外，在本实施例中，作为本发明的压缩机，以通过后述的斜板的倾斜变化、压缩容量发生变化的车辆空调用的可变容量型压缩机为例进行说明。
(1)压缩机的结构
本实施例的压缩机1如图1所示，具有由筒状的铝制(非磁性体)的前壳体3、汽缸体4以及后壳体5(作为本发明的“壳体部件”进行表示)构成的机身2。使前壳体3的后端与该汽缸体4的前端抵接，并且，通过阀板12使后壳体5的前端与汽缸体4的后端抵接，在该状态下，多个铁类金属制(强磁体)的螺栓部件6(作为本发明的“连结件”进行表示)的螺纹部(无图示)与后壳体5螺合，同时，各螺栓部件6的头部6a被固定在前壳体3的外部端面上，由此，前壳体3、汽缸体4以及后壳体5被相互一体接合。
在形成在上述前壳体3内的曲轴箱3a内，通过电磁离合器7连结的铁类金属制(强磁体)的驱动轴8插通在无图示的发动机中。该驱动轴8在汽缸体4以及前壳体3内通过轴承被可自由旋转地支撑。在该驱动轴8上固定有圆盘状的铁类金属制(强磁体)的检测体9。该检测体9在电磁离合器7与后述的活塞之间，并且被设置在前壳体3内的靠近电磁离合器7的位置上。此外，在该检测体9的外周侧，为了在后述的循环磁性路径上产生磁通变化，在圆周方向形成规定间隔(180度)的扩径部9a和减径部9b(参照图3)。并且，斜板10被可自由倾斜活动地设置在上述驱动轴8上，该斜板10被旋转的检测体9的引导部9c引导，在规定角度范围内倾斜活动。
在形成于上述汽缸体4内的多个汽缸室4a内，活塞11(作为本发明的“可动部件”进行表示)被可自由移动地支撑在机身2的轴向。在形成于该活塞11的前方侧的连结部11a上连接有上述斜板10的外周端部。因此，通过上述驱动轴8以及检测体9的旋转，斜板10倾斜活动，活塞11在汽缸室4a内进行往复运动。并且，通过该活塞11的往复运动，从形成在后壳体5上的吸入室5a吸入到汽缸室4a的制冷剂气体被压缩，该压缩气体被向形成在后壳体5上的排出室5b排出。
上述电磁离合器7通过轴承被可自由旋转地支撑在上述前壳体3的凸起部3b上。该电磁离合器7具有通过无图示的V形带与发动机(作为本发明的“动力源”进行表示)的曲轴皮带轮连结的皮带轮13、固定在该皮带轮13的内周侧的转子14、固定在该转子14上并且内装有电磁线圈15的定子16、与该转子14的传导摩擦面相对设置的圆盘状的电枢17以及将该电枢17与驱动轴8结合的轮毂18。
在此，如图2所示，来自上述电磁离合器7的电磁线圈15的漏磁通被依次导通定子16、皮带轮13、前壳体3、螺栓部件6、检测体9以及驱动轴8、形成循环磁性路径A(图中点线所示)。并且，来自上述电磁离合器7的电磁线圈15的漏磁通被依次导通定子16、螺栓部件6、检测体9以及驱动轴8、形成循环磁性路径B(图中点线所示)。
在上述前壳体3的外部侧面并且在螺栓部件6的附近，设置可以检测上述循环磁性路径A的磁通变化的磁传感器20(作为本发明的“检测装置”进行表示)。该磁传感器20具有非晶态磁性体丝构成的磁阻抗元件(无图示)。并且，该磁传感器20经由上述螺栓部件6设置在与上述检测体9相对的位置上。该磁传感器20和螺栓部件6之间的间隔小于等于20mm(例如，10mm)。并且，该磁传感器20的中心被配置在从检测体9的径向的前端面经由螺栓部件6与前壳体3的外部侧面相对的位置起，向机身2的电磁离合器的相反侧40mm(例如，20mm)以内的位置上。并且，该磁传感器20的感磁方向P被沿着机身2的轴方向设置。
(2)压缩机的作用
以下，就上述结构的压缩机1的作用进行说明。
若将电压施加在电磁离合器7内部的电磁线圈15上，则将产生磁场，将皮带轮13和轮毂18结合。并且，由于轮毂18与驱动轴8以及检测体9接合，因此，发动机的动力被传送到皮带轮13上，皮带轮13、驱动轴8以及检测体9同时旋转。这样，通过检测体9的旋转，斜板10倾斜活动，活塞11在汽缸室4a内进行往复运动，从后壳体5的吸入室5a吸入到汽缸室4a内的制冷剂气体被压缩，该压缩气体被向后壳体5的排出室5b排出。
此时，通过从电磁离合器7产生的磁场(磁通)形成循环磁性路径A、B(参照图2)。并且，由于检测体9旋转一圈的直径不同(参照图3)，因此，一旦该检测体9旋转，则螺栓部件6与检测体9之间的间隙(空气隙)将发生变化，循环磁性路径A、B的磁场将发生变化。其中，检测循环磁性路径A的磁场变化的磁传感器20的输出电压发生变化，根据该变化来检测压缩机1的旋转状态。
(3)实施例的效果
通过上述，在本实施例中，由于在形成机身2的前壳体3的外部侧面并且在螺栓部件6的附近设置具有磁阻抗元件的磁传感器20、构成压缩机1，因此，来自电磁离合器7的漏磁通被依次导通定子16、皮带轮13、前壳体3、螺栓部件6、检测体9以及驱动轴8，形成循环磁性路径A，通过磁传感器20从前壳体3的外部侧面检测该循环磁性路径A的磁通变化，并检测压缩机1的旋转状态。这样，无须在压缩机1的机身2上进行开孔加工。其结果，与现有的在机身上进行开口加工的压缩机相比较，可以降低压缩机的生产成本。并且，不需要O形圈的密封结构，因此可以进一步降低成本。而且，附着在磁传感器上的异物不会进入压缩机内部发生烧蚀等。并且，与现有的在螺栓部件的头部或与头部相对的电磁离合器的定子侧设置检测装置的压缩机相比较，由于无须在电磁离合器7和前壳体3的前端面之间设置传感器安装用的空间，因此可以缩短压缩机的机身轴向的整个长度。而且，与现有的在检测体上设置磁通产生源(永久磁铁)的压缩机相比较，由于不需要磁通产生源，因此可以进一步降低生产成本。并且，不会发生磁通产生源从检测体上脱落发生烧蚀等。
并且，在本实施例中，由于检测体9被设置在电磁离合器7与活塞11之间，磁传感器20通过螺栓部件6被设置在与检测体9相对的位置上，因此，磁传感器20离循环磁性路径A更近，可以以极高的精度检测该循环磁性路径A的磁性变化。
另外，本发明并不局限于上述实施例，可以形成根据目的、用途在本发明的范围内进行各种变化的实施例。即，在上述实施例中，虽然将磁传感器20以其感磁方向P朝向压缩机1的机身2的轴向的方式进行设置，但不局限于此，例如，如图4所示，也可以将磁传感器20’以其感磁方向P朝向与压缩机1的机身2的轴方向大致垂直方向的方式或具有规定角度的方式进行设置。
并且，在上述实施例中，以具有一对扩径部9a和减径部9b的检测体9为示例，但并不局限于此，例如，也可以在检测体9的外周侧沿着圆周方向以规定的间隔形成多个凹部(缩径部)。
本发明的压缩机可以作为车辆用的压缩机使用。尤其是适合于作为车辆空调用的压缩机进行使用。

Claims (8)

1.一种压缩机，其特征在于，具有：形成机身的多个壳体部件，结合该多个壳体部件的连结件，设置在该机身的一端侧的电磁离合器，插通该机身并且通过该电磁离合器与动力源连结的驱动轴，与该驱动轴联动、进行流体的压缩的可动部件，与该驱动轴联动的检测体以及通过该检测体检测该驱动轴的旋转状态的检测装置，
上述检测体和上述驱动轴由强磁体构成，使来自上述电磁离合器的漏磁通从上述机身的外部侧面侧依次导通该检测体以及该驱动轴、形成循环磁性路径，上述检测装置由具有磁阻抗元件的磁传感器构成，该磁传感器在上述机身的外部侧面侧并且设置在上述连结件的附近。
2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述检测体设置在上述电磁离合器与上述可动部件之间，上述磁传感器经由上述连结件设置在与该检测体相对的位置上。
3.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述连结件由强磁体构成。
4.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述磁传感器与上述连结件之间的间隔小于等于20mm。
5.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述磁传感器被设置成该磁传感器的中心位于从如下位置起朝向该机身的电磁离合器的相反侧40mm以内的位置上，所述位置是上述检测体的径向前端面经由上述连结件与上述机身的外部侧面相对的位置。
6.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述壳体部件由非磁性体构成。
7.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述检测体、上述驱动轴以及上述连结件由铁构成，上述壳体部件由铝构成。
8.一种压缩机的使用方法，其特征在于，将权利要求1所述的压缩机用于车辆空调。
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