JP2016090303A - 液体検知ユニット、圧縮機及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量を精度良く検出できる静電容量式の液体検知ユニット、この液体検知ユニットを有する圧縮機、及び、この圧縮機を備えた空気調和機を提供する。【解決手段】液体検知ユニットのユニットケースに検知回路９０を一体とする。検知回路９０の静電容量検出回路９１で、導電端子を介して複数の電極板４０の静電容量を検知し、マイコン９４で、補正静電容量値を算出する。補正静電容量値と、油温度及び希釈度係数から、潤滑油の希釈度を算出する。油温度及び粘度係数から、潤滑油の粘度を算出する。基板温度検出回路９２で基板温度を検出し、マイコン９４で、回路温度特性を補正する。【選択図】図６

Description

本発明は、例えば、空気調和機に用いられる圧縮機の潤滑油の液面高さの検知などに用いられる静電容量式の液体検知ユニット、この液体検知ユニットを有する圧縮機、及び、この圧縮機を備える空気調和機に関する。

空気調和機は、室外熱交換器及び室内熱交換器と、これらの間に設けられた膨張弁と圧縮機とを備えている。空気調和機の冷凍サイクルでは、一例として、室外熱交換器を通過した液状の冷媒が、膨張弁でガス状になることにより温度が低下して冷気となり室内熱交換器に導かれる。そして、室内熱交換器により室内の空気に熱（低温）を移したガス状の冷媒は、圧縮機で圧縮されて高温・高圧状態となり、室外熱交換器により室外の空気に熱（高温）を移すことにより再び液状になる。

このような空気調和機に用いられる圧縮機として、ロータリー方式やスクロール方式などを採用したものがある。例えば、特許文献１に開示されたロータリー方式の圧縮機は、作動室が形成されたシリンダと当該作動室に収容された環状ピストンとを有する圧縮部がタンク状の圧縮機筐体内に配設されており、この環状ピストンが外周面の一部を作動室の周壁面に当接しながら回転されることにより、作動室内に導入された冷媒の圧縮が行われる。

特許文献１に開示された圧縮機では、シリンダやピストンなどの摺動部品の潤滑及び微小隙間のシール（封止）などのために圧縮機筐体内に潤滑油が収容されている。そして、この潤滑油が何らかの原因により所定量より少なくなると圧縮機の動作に支障をきたすため、潤滑油の状態を監視する必要がある。このような潤滑油の状態の監視に用いることができるセンサが、例えば、特許文献２に開示されている。

図１０に示すように、この特許文献２に開示されたセンサ（図中、符号９０１で示す）は、基板体９０２に取り付けられた一対の導電ピン９０４の端部に、互いに間隔をあけて平行に配置された一対の帯状の電極板９０５が取り付けられている。そして、一対の電極板９０５の間の潤滑油の有無により導電ピン９０４間の静電容量が変化するので、このセンサ９０１を圧縮機筐体内の適切な高さ位置に設けることで、例えば潤滑油の量が所定量以上あるか否かを検知することができる。

特開２０１２−２０７５８５号公報 特開２０１３−９２４９１号公報

上述した従来のセンサは、一対の電極板の間の潤滑油の有無を静電容量の変化により検出するものであるが、この静電容量は、例えば圧縮機を制御するコントローラの検出回路で検出される。しかしながら、静電容量は電極板の加工精度や電極板と導電ピン（導電端子）の組み付け精度によっても変化してしまう。

そこで、本発明は、静電容量を精度良く検出できる静電容量式の液体検知ユニット、この液体検知ユニットを有する圧縮機、及び、この圧縮機を備えた空気調和機を提供することを目的とする。

請求項１の液体検知ユニットは、複数の電極板の間の静電容量により液体を検知する液体検知ユニットであって、前記電極板がそれぞれ取り付けられた複数の導電端子と、前記導電端子を介して前記電極板の間の静電容量を検知する検知回路と、前記複数の導電端子と前記検知回路を収めることができるユニットケースと、を有し、前記検知回路が、予め記憶している静電容量補正係数により前記検知した静電容量を補正して補正静電容量値を算出する静電容量算出手段を備えていることを特徴とする。

請求項２の液体検知ユニットは、冷凍回路の冷媒を圧縮する圧縮機の筐体内に収容された潤滑油の検知に用いられる請求項１の液体検知ユニットであって、前記検知回路が、前記補正静電容量値と前記潤滑油の温度とから、前記冷媒による前記潤滑油の希釈度を算出する希釈度算出手段を備えていることを特徴とする。

請求項３の液体検知ユニットは、請求項２に記載の液体検知ユニットであって、前記潤滑油の温度を算出するための油温度算出手段を備えたことを特徴とする。

請求項４の液体検知ユニットは、請求項３に記載の液体検知ユニットであって、前記油温度算出手段が、前記潤滑油の温度が予め記憶した温度範囲かを判定することを特徴とする。

請求項５の液体検知ユニットは、請求項３に記載の液体検知ユニットであって、前記静電容量検出手段が、前記潤滑油の温度が予め記憶した温度範囲かを判定することを特徴とする。

請求項６の液体検知ユニットは、請求項３に記載の液体検知ユニットであって、前記希釈度算出手段が、前記潤滑油の温度が予め記憶した温度範囲かを判定することを特徴とする。

請求項７の液体検知ユニットは、請求項３に記載の液体検知ユニットであって、前記検知回路が、前記希釈度算出手段で算出した希釈度と前記潤滑油の温度とから、前記潤滑油の粘度を算出する粘度算出手段を備えていることを特徴とする。

請求項８の液体検知ユニットは、請求項７に記載の液体検知ユニットであって、前記粘度算出手段が、前記潤滑油の温度が予め記憶した温度範囲かを判定することを特徴とする
。

請求項９の液体検知ユニットは、請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体検知ユニットであって、前記検知回路を搭載する回路基板に当該回路基板の基板温度を検出する基板温度センサを備え、前記検知回路が、前記基板温度センサで検出される基板温度に応じて回路温度特性を補正する回路温度特性補正手段を備えていることを特徴とする。

請求項１０の圧縮機は、筐体と、前記筐体内に設けられた圧縮部と、前記筐体内に収容された潤滑油を検知する液体検知部とを有する圧縮機であって、前記液体検知部が、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体検知ユニットを含んで構成されていることを特徴とする。

請求項１１の空気調和機は、室内熱交換器、室外熱交換器、膨張弁及び圧縮機を含む冷媒回路を備えた空気調和機であって、前記圧縮機が、請求項１０に記載の圧縮機で構成されていることを特徴とする。

請求項１、１０、１１に記載された発明によれば、液体検知ユニットが搭載している検知回路が、静電容量算出手段により、予め記憶している静電容量補正係数により、検知した静電容量を補正して補正静電容量値を算出するので、電極板の加工精度や電極板と導電端子の組み付け精度などに影響されず、静電容量を精度良く検出できる。

請求項２に記載された発明によれば、圧縮機における潤滑油の冷媒による希釈度を精度良く検出できる。

請求項３に記載された発明によれば、圧縮機における潤滑油の温度を精度良く検出できる。

請求項４、５、６、８に記載された発明によれば、圧縮機における潤滑油の温度の温度範囲を判定することにより、温度範囲に応じた警報出力を行うことができる。

請求項７に記載された発明によれば、圧縮機における潤滑油の粘度を精度良く検出できる。

請求項９に記載された発明によれば、検知回路が適正な回路温度特性で動作する。

本発明の実施形態に係る液体検知ユニットの正面図である。 図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１の液体検知ユニットが有する検知素子部の背面図である。 図１の液体検知ユニットが有する検知制御部の正面図である。 図１の液体検知ユニットの電気回路の概略を示す図である。 図５の検知回路のブロック図である。 図６のＣＰＵの機能ブロックを示す図である。 本発明の一実施形態に係る圧縮機の断面図である。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の概略構成を示す図である。 従来の液面センサの斜視図である。

（液体検知ユニットの実施形態）
以下に、本発明の実施形態に係る液体検知ユニットについて、図１〜図７を参照して説明する。この液体検知ユニットは、例えば、後述する圧縮機の筐体の側壁に取り付けられて、当該筐体に収容された潤滑油の液面高さや、潤滑油による静電容量、潤滑油の冷媒による希釈度（冷媒の混入程度）、冷媒の粘度などの検知に用いられる。

図１は、本発明の実施形態に係る液体検知ユニットの正面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図３は、図１の液体検知ユニットが有する検知素子部の背面図である。図４は、図１の液体検知ユニットが有する検知制御部の正面図である。図５は、図１の液体検知ユニットの電気回路の概略を示す図、図６は、図５の検知回路のブロック図、図７は、図６のマイコンの機能ブロックを示す図である。

この液体検知ユニット（図中、符号１で示す）は、図１〜図４に示すように、検知素子部１０と、検知制御部５０（図２）とを有している。検知素子部１０と検知制御部５０とは、後述のベース２０とハウジング６０とにより一対のコネクタとして互いに嵌合可能に構成されている。この実施形態ではベース２０とハウジング６０が「ユニットケース」を構成している。

検知素子部１０は、ベース２０と、複数の導電端子３０と、３枚の電極板４０と、を有している。

ベース２０は、例えば、ステンレス鋼などの金属を材料として構成されており、ベース本体部２１と、円筒部２２と、フランジ部２３と、を一体に有しており、さらに、後述する複数の導電端子３０を固定するハーメチックガラス２４を有している。

ベース本体部２１は、円板状に形成されている。円筒部２２は、ベース本体部２１と同軸となるようにベース本体部２１の一方の面２１ａに突出して設けられている。ベース本体部２１における円筒部２２の内側の箇所には、一方の面２１ａと他方の面２１ｂとを貫通する複数の貫通穴２１ｃ（図３）が形成されている。フランジ部２３は、ベース本体部２１の半径方向に突出するように、当該ベース本体部２１の周面２１ｄの全体にわたって設けられている。フランジ部２３におけるベース本体部２１の他方の面２１ｂと同一方向を向く取付面２３ａは、環状の平面であって、後述する圧縮機１０１の筐体１０２に取り付ける際に、当該筐体１０２の側壁部１０３に設けられた貫通穴１０３ａを囲み当該側壁部１０３の外面に全体が密に接するように配置される。ハーメチックガラス２４は、複数の貫通穴２１ｃ内に固着されている。

複数の導電端子３０は、例えば、ニッケル合金などの導電性の金属を材料とし構成されており、それぞれが真っ直ぐに伸びる棒状に形成されている。複数の導電端子３０のそれぞれは、対応する上記貫通穴２１ｃに挿通されており、ハーメチックガラス２４によりベース本体部２１と電気的に絶縁された状態で当該ベース本体部２１に固定して取り付けられている。なお、導電端子３０をベース本体部２１に固定するために、ハーメチックガラス２４に代えて別の絶縁材を用いてもよい。複数の導電端子３０は、それぞれの一部３１がベース本体部２１の他方の面２１ｂから垂直に突出して配置され、他の一部３２が円筒部２２内の底面から垂直に突出して配置されている。各導電端子３０の他の一部３２は、後述する検知制御部５０との嵌合時にオス端子として検知制御部５０のメス端子と接触される。

本実施形態において、導電端子３０を９本有し、３種類の長さのものを含んでいる。具体的には、複数の導電端子のうち３本が長く形成され（図中、符号３０Ｌで示す）、これら３本より他の３本が短く形成され（図中、符号３０Ｍで示す）、残りの３本がさらに短く形成されている（図中、符号３０Ｓで示す）。各導電端子３０Ｌ，３０Ｍ，３０Ｓは、正面方向から見て、正九角形の各頂点となるように周方向に順に配置されている。そして、複数の導電端子３０（３０Ｌ，３０Ｍ，３０Ｓ）は、それぞれの他の一部３２の長さが同一となるように、ベース本体部２１に固定されており、これにより、各導電端子３０Ｌ，３０Ｍ，３０Ｓの一部３１は、互いの長さが異なるようにされている。

３枚の電極板４０は、例えば、ステンレス鋼などの導電性の金属を材料として構成されており、それぞれが同一の円板状に形成されている。３枚の電極板４０のうちの外側の電極板４０Ｌは、上述した３本の導電端子３０Ｌのそれぞれの一部３１の先端に固定して取り付けられている。中央の電極板４０Ｍは、上述した３本の導電端子３０Ｍのそれぞれの一部３１の先端に固定して取り付けられている。また、内側の電極板４０Ｓは、他の３本の導電端子３０Ｓのそれぞれの一部３１の先端に固定して取り付けられている。これにより、電極板４０Ｌと電極板４０Ｍとの間、及び、電極板４０Ｓと電極板４０Ｍとの間に間隔が設けられるとともに、互いに平行に配置される。

電極板４０Ｍにおける３本の導電端子３０Ｌに対応する箇所には、これら３本の導電端子３０Ｌを挿通する貫通穴４０ａが設けられている。各貫通穴４０ａは、導電端子３０Ｌと電極板４０Ｍとが接触しないように形成されている。また、電極板４０Ｓにおける６本の導電端子３０Ｌ，３０Ｍに対応する箇所には、これら６本の導電端子３０Ｌ，３０Ｍを挿通する貫通穴４０ａが設けられている。各貫通穴４０ａは、導電端子３０Ｌ，３０Ｍと電極板４０Ｓとが接触しないように形成されている。各貫通穴４０ａは、導電端子３０Ｌ，３０Ｍを挿通した状態で絶縁材で塞がれていてもよい。

各電極板４０は、例えば、溶接やろう付けなどによって各導電端子３０に取り付けられている。このように、長さの異なる導電端子３０Ｌの一部３１及び導電端子３０Ｍの一部３１のそれぞれの先端に、一方の電極板４０Ｌ及び他方の電極板４０Ｍが取り付けられることにより、これら電極板４０Ｌ、４０Ｍは、互いに間隔をあけて平行に配置される。また、長さの異なる導電端子３０Ｍの一部３１及び導電端子３０Ｓの一部３１のそれぞれの先端に、一方の電極板４０Ｍ及び他方の電極板４０Ｓが取り付けられることにより、これら電極板４０Ｍ、４０Ｓは、互いに間隔をあけて平行に配置される。また、電極板４０Ｌ，４０Ｍ，４０Ｓは、フランジ部２３の取付面２３ａとも平行に配置される。このように、各電極板４０は、対応する各導電端子３０に対して直角に配置されるとともに、ベース本体部２１の他方の面２１ｂに沿って、この他方の面２１ｂと平行に配置されている。

検知制御部５０は、ハウジング６０と、ケース７０と、後述の検知回路９０を搭載した制御基板８０と、を有している。

ハウジング６０は、例えば、合成樹脂を材料として構成されており、ハウジング本体部６１と、円柱部６２と、基板収容部６３と、を一体に有しており、さらに、シール部材６４を有している。

ハウジング本体部６１は、円板状に形成されている。円柱部６２は、ハウジング本体部６１と同軸となるようにハウジング本体部６１の一方の面６１ａに突出して設けられている。円柱部６２は、嵌合時に検知素子部１０の円筒部２２内に収容されるように、その外径が円筒部２２の内径と略同一にされ、その高さが円筒部２２の深さと略同一にされている。円柱部６２には、その端面６２ａにおける複数の導電端子３０に対応する箇所に開口し、メス端子（図示なし）を収容する端子孔６２ｂが形成されている。基板収容部６３は、ハウジング本体部６１の他方の面６１ｂに四角筒状に突出して設けられている。基板収容部６３は、例えば、円筒形状など、その内側に制御基板８０を収容できるものであれば、その形状は任意である。

シール部材６４は、例えばシリコーンゴムなどを材料として環状に形成され、ハウジング本体部６１の一方の面６１ａに円筒部２２を囲むように一部を露出して埋め込まれている。このシール部材６４は、嵌合時に検知素子部１０の円筒部２２の端面２２ａによって押しつぶされて、検知素子部１０と検知制御部５０との間をシール（封止）する。

ケース７０は、例えば、合成樹脂を材料として構成されており、円筒状の周壁部７１と、周壁部７１の一端を塞ぐ底壁部７２と、を一体に有している。

周壁部７１は、嵌合時に検知素子部１０の円筒部２２を収容するように、その内径が円筒部２２の外径と略同一にされている。また、周壁部７１の内周面には、嵌合時に円筒部２２の外周面に形成された係止受孔（図示なし）に係止する係止爪（図示なし）が突出して形成されている。底壁部７２には、基板収容部６３を嵌め込み可能なように当該基板収容部６３の平面視形状と略同一形状（本実施形態においては、四角形状）に形成された嵌込孔７２ａが形成されている。

制御基板８０は、当該制御基板８０の温度を検出する温度センサ８１、後述の検知回路９０を構成する各種集積回路８２等の電子部品をプリント基板に実装してなる回路基板である。そして、制御基板８０は、基板収容部６３内に収容固定されており、リード線８５を通じて上位の制御装置（図示なし）と接続されている。リード線８５には、検知回路９０に動作電源を供給する電源供給ラインも含まれており、集積回路８２の各種回路やこれに搭載されているマイコンは、外部から供給される電源により低電圧動作する。そして、制御基板８０では、例えば、時定数や共振回路における共振周波数などに基づいて静電容量を検知する。

また、制御基板８０は、端子孔６２ｂに収容されたメス端子（図示なし）と接続されており、このメス端子が導電端子３０の他の一部３２（即ち、オス端子）と接触した状態において、複数の電極板４０間の静電容量を検知する。そして、検知素子部１０と検知制御部５０とは、図２に示す状態からさらに互いを近づけて嵌合させることにより、検知素子部１０の導電端子３０（オス端子）と検知制御部５０のハウジング６０内のメス端子とが接触して電気的に接続され、液体検知ユニット１を構成する。即ち、液体検知ユニット１は制御基板８０により検知回路９０をハウジング６０と一体としている。

図５に示すように、検知素子部１０は、一対の電極板４０Ｌ，４０Ｍ間と、一対の電極板４０Ｍ，４０Ｓ間とに、それぞれ電荷を蓄える２つのキャパシタとみなすことができる。そして、液体検知ユニット１は、一対の電極板４０Ｌ，４０Ｍ間の静電容量と、一対の電極板４０Ｓ，４０Ｍ間の静電容量とをそれぞれ検知する。なお、この第２実施形態では、電極板４０Ｍは、「ＧＮＤ」で示すグランド端子（フレームグランド）に接続され、電極板４０Ｌ，４０Ｓは、「＋」で示す信号端子に接続されている。

図２に示すように、電極板４０Ｍは共通電極であり、一対の電極板４０Ｓ，４０Ｍの対向間隔は広く、一対の電極板４０Ｌ，４０Ｍの対向間隔は狭くなっている。なお、一番内側の電極板４０Ｓとベース本体部２１の他方の面２１ｂとの対向間隔は、一対の電極板４０Ｓ，４０Ｍの対向間隔よりも広くなっている。そして、対向間隔の広い一対の電極板４０Ｓ，４Ｍに対応する補正静電容量値の検知信号により、上位の制御装置で、潤滑油の有無（即ち、液面高さ）を検出する。これにより、この実施形態では、圧縮機の油の切れを検出することができる。なお、油の切れが検出されたら、圧縮機は停止させる。また、対向間隔の狭い一対の電極板４０Ｌ，４０Ｍに対応する補正静電容量値から、潤滑油の希釈度及び粘度を算出する。希釈度は、この実施形態では圧縮機の内部の油の比誘電率として検出する。これにより、上位の制御装置で、圧縮機において、冷媒と油がどの程度混合されているかを判定する。

この実施形態では、潤滑油の有無の検出には、対向間隔の広い一対の電極板４０Ｓ，４０Ｍを用いているので、潤滑油が無くなった場合には、一対の電極板４０Ｓ，４０Ｍの間から潤滑油が確実に無くなり、さらに、電極板４０Ｓと他方の面２１ｂとの間からも液体が確実に無くなり、潤滑油の無し状態を確実に検出することができる。なお、この実施形態では、信号端子（＋）に接続された電極板４０Ｓがベース本体部２１側に配置されているので、ベース本体部２１等における浮遊電荷の影響を受ける可能性もあるが、仮に浮遊電荷の影響を受けても、この電極板４０Ｓは液体の有無の検出に用いるものであり、静電容量を精度良く検出する必要がなく、問題はない。また、希釈度（油の比誘電率）を検出するためには、対向間隔の狭い一対の電極板４０Ｌ，４０Ｍを用いているので、静電容量を精度良く検出することができる。さらに、検知回路９０（制御基板８０）が液体検知ユニット１のハウジング６０と一体とされていることにより、この検知回路９０が感知する静電容量の殆どは一対の電極板４０によるものである。導電端子３０は棒状で、長さも検知素子部１０の長さ程度であるため、この導電端子３０による静電容量は極めて小さい。即ち、電極板４０における静電容量に対する他の要因によるバイアスが小さいため、制御基板８０で検知される静電容量のＳ／Ｎ比が良くなる。

また、液体検知ユニット１の検知素子部１０は、例えば、図８に示すように、後述する圧縮機１０１の筐体１０２における鉛直方向に沿う側壁部１０３に取り付けられる。この取り付け時には、フランジ部２３を側壁部１０３に溶接して貫通穴１０３ａを塞ぐ。次に、検知素子部１０を圧縮機１０１に溶接した後、この検知素子部１０に検知制御部５０を嵌合させる。このように、検知素子部１０と検知制御部５０とを、一対のコネクタとしてコネクタ接続するよう構成されているので、検知素子部１０の溶接時には、検知回路９０（制御基板８０）を有する検知制御部５０に溶接時の熱等が影響することない。したがって、制御基板８０即ち検知回路９０も破損することがない。

図６に示すように、検知回路９０は、検知素子部１０の電極板４０の静電容量を検出する静電容量検出回路９１、温度センサ８１により基板温度を検出する基板温度検出回路９２、圧縮機の図示しない温度センサに接続されて潤滑油の温度を検出する油温度検出回路９３、マイコン９４、補正静電容量値の検知信号を出力する静電容量出力回路９５、希釈度の検知信号を出力する希釈度出力回路９６、粘度の検知信号を出力する粘度出力回路９７、油温度の検出信号を出力する油温度出力回路９８を備えている。

マイコン９４は、処理プログラムに従って各種の処理を行うＣＰＵと、ＣＰＵが行う処理のプログラムなどを格納したＲＯＭと、ＣＰＵでの各種の処理過程で利用するワークエリアを有するＲＡＭと、後述の静電容量補正係数、希釈度係数、粘度係数等の各種設定データを格納する不揮発性メモリ等で構成されており、これらの各要素はバスラインによって接続されている。

図７はマイコン９４の機能ブロックを示す図である。この機能ブロックは、静電容量算出部９４Ａ、油温度算出部９４Ｂ、基板温度算出部９４Ｃ、回路温度特性補正部９４Ｄ、希釈度算出部９４Ｅ、粘度算出部９４Ｆからなる。これらの各機能ブロックは、マイコン９４のＣＰＵが制御プログラム（ソフトウエア）を実行することで得られる機能実現手段である。なお、平行四辺形で示すブロックは、不揮発性メモリに記憶されているデータを示し、例えば、基盤温度補正係数、油温度補正係数、静電容量補正係数、希釈度係数及び粘度係数が予め不揮発性メモリに記憶されている。

静電容量算出部９４Ａは、静電容量検出回路９１で検知した静電容量を後述の静電容量補正係数と後述の油温度算出部９４Ｂで算出した油温度で補正して補正静電容量値を算出する「静電容量算出手段」である。油温度算出部９４Ｂは、油温度検出回路９３で検知した油温度を油温度補正係数で補正して油温度を算出する「油温度算出手段」である。

基板温度算出部９４Ｃは、基板温度検出回路９２で検知した基板温度を基板温度補正係数で補正して基板温度を算出する機能である。回路温度特性補正部９４Ｄは基板温度算出部９４で算出した基板温度に応じて回路温度特性を補正する「回路温度特性補正手段」である。この回路温度特性補正部９４Ｃによる回路温度特性の補正とは、例えば、静電容量検出回路９１、基板温度検出回路９２、油温度検出回路９３の温度特性を補正する。また、マイコン９４のクロックを温度に応じて補正をする。

希釈度算出部９４Ｅは、静電容量算出部９４Ａで算出した補正静電容量値と、油温度算出部９４Ｂで算出した油温度と、希釈度係数とから、冷媒による潤滑油の希釈度を算出する「希釈度算出手段」である。この希釈度は、例えば補正静電容量値に希釈度係数を乗算して求める。また、希釈度は温度特性をもつため、油温度でも補正する。なお、静電容量と希釈度の関係は冷媒毎に異なるため、希釈度係数は、当該液体検知ユニット１を取り付ける圧縮機の冷媒の種類に応じて設定（記憶）されている。

粘度算出部９４Ｆは、希釈度算出部９４Ｅで算出した希釈度と、油温度算出部９４Ｂで算出した油温度と、粘度係数とから、潤滑油の粘度を算出する「粘度算出手段」である。この粘度は、例えば希釈度に粘度係数を乗算して求める。また、粘度は温度特性をもつため、油温度でも補正する。なお、希釈度と粘度の関係は冷媒毎に異なるため、粘度係数は、当該液体検知ユニット１を取り付ける圧縮機の冷媒の種類に応じて設定（記憶）されている。

ここで、この液体検知ユニットの電極板及び導電端子の設計段階で、所定の誘電率を有する標準試料に対する電極板の間の静電容量は判っている。したがって、静電容量補正係数は、誘電率が決まっている標準試料を用いて校正（キャリブレーション）することで、検知した静電容量に静電容量補正係数を乗算したときに、その値が標準試料に対する静電容量に対応する検知信号（出力電圧）となるように、予め求められている。そして、この静電容量補正係数は不揮発性メモリに記憶されている。そして、静電容量算出部９４Ａは、例えば、検知した静電容量に静電容量補正係数を乗算して補正静電容量値を算出する。この静電容量補正係数を乗算する補正は、標準試料に対する静電容量と検知した静電容量の関係が線形の場合である。しかし、さらに精度を高めるために、校正（キャリブレーション）で回帰式の係数を決定して検量線の式を求めておいて、その係数を不揮発性メモリに記憶し、検量線から補正静電容量値を算出してもよい。

また、液体検知ユニット１に油温度センサを搭載していてもよい。そして、油温度検出回路９３の例として、この液体検知ユニット１に搭載した油温度センサの信号を処理する回路でもよい。また、実施形態のように、例えば圧縮機（外部）の温度センサの信号を検出する回路でもよい。さらに、ユーザーが設定した温度設定値を検出する回路でもよい。

また、潤滑油の温度が温度範囲下限より低い場合や、潤滑油の温度が温度範囲上限より高い場合に、警報出力するようにしてもよい。また、潤滑油の温度が静電容量用の温度範囲下限より低い場合、所定の静電容量固定値(下限値など)を出力するようにしてもよい。さらに、潤滑油の温度が静電容量用の温度範囲上限より高い場合、所定の静電容量固定値(上限値など)を出力するようにしてもよい。

また、潤滑油の温度が希釈度用の温度範囲下限より低い場合、所定の希釈度固定値(下限値など)を出力するようにしてもよい。さらに、潤滑油の温度が希釈度用の温度範囲上限より高い場合、所定の希釈度固定値(上限値など)を出力するようにしてもよい。

また、潤滑油の温度が粘度用の温度範囲下限より低い場合、所定の粘度固定値(下限値など)を出力するようにしてもよい。さらに、潤滑油の温度が粘度用の温度範囲上限より高い場合、所定の粘度固定値(上限値など)を出力するようにしてもよい。

（圧縮機の実施形態）
以下に、本発明の一実施形態に係る圧縮機について、図８を参照して説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る圧縮機の断面図である。この圧縮機は、例えば、空気調和機の冷媒回路に設けられて、冷媒回路内の冷媒の循環等のために用いられる。

圧縮機１０１は、ロータリー方式を採用しており、筐体１０２内に、モータ固定子１１１及びモータ回転子１１２を有するモータ部１１０と、シリンダ１２１及びシリンダ１２１に形成された作動室１２２に収容された環状ピストン１２５を有する圧縮部１２０と、が配設されている。モータ回転子１１２と環状ピストン１２５とは、クランク軸１３０によって連結されている。また、筐体１０２内に、圧縮部１２０等の潤滑等のための潤滑油Ｋが収容されている。

圧縮機１０１は、モータ部１１０によってクランク軸１３０が回転されると、環状ピストン１２５が、その外周面の一部を作動室１２２の周壁面に接しながら回転される。環状ピストン１２５の回転に応じて、吸入管１４１から吸入マフラ１４２、導入管１４３を通じて、作動室１２２内に冷媒が導入される。そして、この冷媒が作動室１２２内において環状ピストン１２５によって圧縮されて、吐出マフラ１４４、筐体１０２、吐出管１４５を通じて圧縮機１０１外部に導出される。

また、圧縮機１０１は、上述した液体検知ユニット１を有している。液体検知ユニット１の検知素子部１０は、筐体１０２における鉛直方向に沿う側壁部１０３に取り付けられている。具体的には、検知素子部１０は、側壁部１０３に設けられた貫通穴１０３ａに複数の導電端子３０の一部３１及び二対の電極板４０が挿入されるとともに、ベース２０のフランジ部２３の取付面２３ａ全体が貫通穴１０３ａの周囲において側壁部１０３の外面に接した状態で、当該フランジ部２３が溶接により固定されている。

検知素子部１０の３枚の電極板４０は、筐体１０２内において鉛直方向に沿って互いに平行に配置されている。検知素子部１０は、潤滑油Ｋが適量となる正常状態において３枚の電極板４０の全体が液面下に沈み、潤滑油Ｋが不足している異常状態において３枚の電極板４０の一部又は全体が液面上に露出するように配置されている。

上述した実施形態では、ロータリー方式を採用した構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、スクロール方式など他の方式を採用した構成のものであってもよい。

（空気調和機の実施形態）
以下に、本発明の一実施形態に係る空気調和機について、図９を参照して説明する。図９は、本発明の一実施形態に係る空気調和機の概略構成を示す図である。この空気調和機は、例えば、家屋や商業施設などに設けられるエアコン等として用いられる。

空気調和機２０１は、室内熱交換器２１１と、室外熱交換器２１２と、膨張弁２１３と、上述した圧縮機１０１と、流路切換弁２１５とを含む冷媒回路２１０を備えている。

空気調和機２０１の冷凍サイクルの流路は流路切換弁２１５により「冷房モード」および「暖房モード」の２通りの流路に切換えられる。冷房モードでは、図９に実線の矢印で示すように、圧縮機１０１で圧縮された冷媒は流路切換弁２１５から室外熱交換器２１２に流入され、膨張弁２１３に流入される。そして、この膨張弁２１３で冷媒が膨張され、室内熱交換器２１１に流入される。この室内熱交換器２１１に流入された冷媒は、流路切換弁２１５を介して圧縮機１０１に流入される。一方、暖房モードでは、図９に破線の矢印で示すように、圧縮機１０１で圧縮された冷媒は流路切換弁２１５から室内熱交換器２１１に流入され、膨張弁２１３に流入される。そして、この膨張弁２１３で冷媒が膨張され、室外熱交換器２１２、流路切換弁２１５、圧縮機１０１の順に循環される。

冷房モードでは、室外熱交換器２１２が凝縮器として機能し、室内熱交換器２１１が蒸発器として機能し、室内の冷房がなされる。また、暖房モードでは、室外熱交換器２１２が蒸発器として機能し、室内熱交換器２１１が凝縮器として機能し、室内の暖房がなされる。

以上より、本実施形態によれば、上述した液体検知ユニット１を有する圧縮機１０１を備えているので、小型で故障の少ない空気調和機２０１とすることができる。

以上の実施形態では、導電端子３０は棒状のものであるが、これに限らず、導電端子は、電極板４０と一体に形成した、あるいは別体に形成した、帯状のものでもよい。

以上の実施形態では、液体検知ユニットを圧縮機の側壁部に取り付ける例について説明したが筐体の底部やその他の箇所に取り付けるようにしてもよい。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の液体検知ユニット、圧縮機及び空気調和機の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１ 液体検知ユニット
１０ 検知素子部
２０ ベース（ユニットケース）
３０ 導電端子
４０ 電極板
５０ 検知制御部
６０ ハウジング（ユニットケース）
８１ 温度センサ
９０ 検知回路
９１ 静電容量検出回路
９２ 基板温度検出回路
９３ 油温度検出回路
９４ マイコン
９４Ａ 静電容量算出部
９４Ｂ 油温度算出部
９４Ｃ 基板温度算出部
９４Ｄ 回路温度特性補正部
９４Ｅ 希釈度算出部
９４Ｆ 粘度算出部
９５ 静電容量出力回路
９６ 希釈度出力回路
９７ 粘度出力回路
１０１ 圧縮機
１０２ 筐体
１０３ 側壁部
１０３ａ 貫通穴
２０１ 空気調和機
２１０ 冷媒回路
２１１ 室内熱交換器
２１２ 室外熱交換器
２１３ 膨張弁
２１５ 流路切換弁
Ｋ 潤滑油

Claims (11)

1. 複数の電極板の間の静電容量により液体を検知する液体検知ユニットであって、
   前記電極板がそれぞれ取り付けられた複数の導電端子と、
   前記導電端子を介して前記電極板の間の静電容量を検知する検知回路と、
   前記複数の導電端子と前記検知回路を収めることができるユニットケースと、
   を有し、
   前記検知回路が、予め記憶している静電容量補正係数により前記検知した静電容量を補正して補正静電容量値を算出する静電容量算出手段を備えていることを特徴とする液体検知ユニット。
2. 冷凍回路の冷媒を圧縮する圧縮機の筐体内に収容された潤滑油の検知に用いられる請求項１の液体検知ユニットであって、
   前記検知回路が、前記補正静電容量値と前記潤滑油の温度とから、前記冷媒による前記潤滑油の希釈度を算出する希釈度算出手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体検知ユニット。
3. 前記潤滑油の温度を算出するための油温度算出手段を備えたことを特徴とする
   請求項２に記載の液体検知ユニット。
4. 前記油温度算出手段が、前記潤滑油の温度が予め記憶した温度範囲かを判定することを特徴とする
   請求項３に記載の液体検知ユニット。
5. 前記静電容量検出手段が、前記潤滑油の温度が予め記憶した温度範囲かを判定することを特徴とする
   請求項３に記載の液体検知ユニット。
6. 前記希釈度算出手段が、前記潤滑油の温度が予め記憶した温度範囲かを判定することを特徴とする
   請求項３に記載の液体検知ユニット。
7. 前記検知回路が、前記希釈度算出手段で算出した希釈度と前記潤滑油の温度とから、前記潤滑油の粘度を算出する粘度算出手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の液体検知ユニット。
8. 前記粘度算出手段が、前記潤滑油の温度が予め記憶した温度範囲かを判定することを特徴とする
   請求項７に記載の液体検知ユニット。
9. 前記検知回路を搭載する回路基板に当該回路基板の基板温度を検出する基板温度センサを備え、
   前記検知回路が、前記基板温度センサで検出される基板温度に応じて回路温度特性を補正する回路温度特性補正手段を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体検知ユニット。
10. 筐体と、前記筐体内に設けられた圧縮部と、前記筐体内に収容された潤滑油を検知する液体検知部とを有する圧縮機であって、
    前記液体検知部が、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体検知ユニットを含んで構成されていることを特徴とする圧縮機。
11. 室内熱交換器、室外熱交換器、膨張弁及び圧縮機を含む冷媒回路を備えた空気調和機であって、前記圧縮機が、請求項１０に記載の圧縮機で構成されていることを特徴とする空気調和機。

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