JP3885284B2

JP3885284B2 - 複合型圧縮装置

Info

Publication number: JP3885284B2
Application number: JP13254697A
Authority: JP
Inventors: 剛史脇阪; 猛酒井; 雅文中島; 宏木下
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: JPH10318176A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンおよび電動モータ等のように、複数個の異種駆動源により駆動される複合型圧縮装置（ハイブリット型圧縮装置）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複合型圧縮装置（以下、圧縮装置と略す。）の可動部が焼き付き等によりロックした状態で駆動源から可動部に駆動力を供給し続けると、電動モータ又はエンジンからの駆動力を可動部に伝達する電磁クラッチ、Ｖベルトおよびプーリ等の駆動系に損傷が発生する。
【０００３】
これを防止する手段として、例えば実開平４−９５６８５号公報に記載の発明では、圧縮装置の回転数を検出するマグネットセンサ等の回転センサを圧縮装置に配設し、この回転センサの検出値に基づいて圧縮装置がロックしたか否かを判定するとともに、圧縮装置のロックが検出されたときには、電動モータへの通電を停止する、又は電磁クラッチを遮断する等して可動部への駆動力の供給を停止して駆動源を含む駆動系の保護を図っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の手段では、回転センサのマグネットをシャフトに組付けるためにシャフトに施す加工、およびマグネットをシャフトに実際に組付ける工程などを必要とするので、圧縮装置の構造が複雑になり、圧縮装置の製造原価低減を図る上で障害となる。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、圧縮装置の構造が複雑になることを防止しつつ、簡便な手段で駆動系の保護を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１に記載の発明では、ケーシング（２０１）と、ケーシング（２０１）に対して固定した固定部（２０３）、および固定部（２０３）に対して可動する可動部（２０２）を有して構成され、流体を吸入圧縮する圧縮機構（２００）と、ロータ（１０２）およびステータ（１０３）を有して構成され、可動部（２０２）に連結されたロータ（１０２）により可動部（２０２）を駆動する電動モータ部（１００）と、ケーシング（２０１）内に回転可能に配設され、電動モータ部（１００）と異なる外部駆動源により駆動されて回転するシャフト（３０１）と、外部駆動源よりシャフト（３０１）に伝達された駆動力を断続可能に可動部（２０２）に伝達するクラッチ機構（３０４）と、クラッチ機構（３０４）により駆動力が伝達されているときに、電動モータ部（１００）に誘起される電圧を検出する電圧検出手段（４３０）と、クラッチ機構（３０４）により駆動力が遮断され、かつ、電動モータ部（１００）に所定電圧が印加されているときに、電動モータ部（１００）に流れるモータ電流を検出する電流検出手段（４２０）と、電圧検出手段（４３０）の検出値の絶対値が、所定時間以上、所定電圧値以下となったときに、クラッチ機構（３０４）を作動させて駆動力の伝達を遮断する第１停止手段（４４０）と、電流検出手段（４２０）の検出値が所定電流値以上となったときに、電動モータ部（１００）への電圧の印加を停止する第２停止手段（４４０）とを備える複合型圧縮装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明では、ケーシング（２０１）と、ケーシング（２０１）に対して固定した固定部（２０３）、および固定部（２０３）に対して可動する可動部（２０２）を有して構成され、流体を吸入圧縮する圧縮機構（２００）と、ステータ（１０３）およびロータ（１０２）を有して構成され、可動部（２０２）に連結されたロータ（１０２）により可動部（２０２）を駆動する電動モータ部（１００）と、ケーシング（２０１）内に回転可能に配設され、電動モータ部（１００）と異なる外部駆動源により駆動されて回転するシャフト（３０１）と、外部駆動源よりシャフト（３０１）に伝達された駆動力を断続可能に可動部（２０２）に伝達するクラッチ機構（３０４）と、クラッチ機構（３０４）により駆動力が伝達されているときに、モータ部（１００）に発生する電気的物理量を検出する第１検出手段（４３０）と、クラッチ機構（３０４）により駆動力が遮断され、かつ、電動モータ部（１００）に所定電圧が印加されているときに、電動モータ部（１００）に発生する電気的物理量を検出する第２検出手段（４２０）と、第１検出手段（４３０）の検出値が所定状態を逸脱したときに、クラッチ機構（３０４）を作動させて駆動力の伝達を遮断する第１停止手段（４４０）と、第２検出手段（４２０）の検出値が所定状態を逸脱したときに、電動モータ部（１００）への電圧の印加を停止する第２停止手段（４４０）とを備える複合型圧縮装置を特徴とする。
【０００７】
請求項１および２に記載の発明によれば、上記公報に記載のごとく、圧縮機構（２００）のロック現象を検出するために回転センサを新たに設ける必要がないので、複合型圧縮装置の構造が複雑になることを防止しつつ、簡便な手段で駆動系の保護を図ることができる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る圧縮装置を車両用冷凍サイクルに適用したものであって、図１は本実施形態に係る圧縮装置の断面図である。
図１中、１０１は電動モータ部１００のヨーク（継鉄）も兼ねる第１ハウジングであり、この第１ハウジング１０１内には、マグネット部１０２ａおよびロータシャフト１０２ｂからなるマグネットロータ部１０２、並びに磁極鉄心１０３ａおよびステータコイル１０３ｂからなるステータ部１０３が収納されている。そして、これら第１ハウジング１０１、マグネットロータ部１０２およびステータ部１０３により、後述する可動スクロールを駆動する電動モータ部１００を構成している。
【０００９】
因みに、１０３ｃは、ステータコイル１０３ｂに電力を供給するリード線であり、このリード線は、後述する制御装置４００に接続されている。また、１０４は、マグネットロータ部１０２（ロータシャフト１０２ｂ）を回転可能に保持する軸受である。
また、ロータシャフト１０２ｂの一端側（紙面右側）には、ロータシャフト１０２ｂの回転軸周りに回転（旋回）する可動スクロール（可動部）２０２、および第２ハウジング２０１に固定された固定スクロール（固定部）２０３からなる周知のスクロール型圧縮機構（以下、圧縮機構と略す。）２００が構成されている。
【００１０】
そして、両スクロール２０２、２０３には、各々渦巻き状の歯部２０２ａ、２０３ａが形成されており、これらの歯部２０２ａ、２０３ａが互いに噛み合うことにより、冷媒（流体）を吸入圧縮する作動室Ｖｃが形成されている。なお、可動スクロール２０２は、マグネットロータ部１０２（ロータシャフト１０２ｂ）の一端側に形成された偏心部（クランク部）１０２ｃに、略円筒状のブッシュ２０２ｂおよび軸受２０２ｃを介して、連結されているため、マグネットロータ部１０２と可動スクロール２０２とは、常に連動して回転（可動）する。
【００１１】
また、２０４は可動スクロール２０２の回転とともに圧縮された冷媒を作動室Ｖｃから吐出させる吐出ポートであり、この吐出ポート２０４から吐出された高圧の冷媒は、吐出室２０５を経て吐出口２０６より吐出される。一方、第１ハウジング１０１内には、ロータシャフト１０２ｂと同軸状にプーリシャフト３０１が、軸受３０２を介して回転可能に配設されており、このプーリシャフト３０１の一端側（圧縮機構２００の反対側）には、外部駆動源をなす車両エンジン（図示せず）からの駆動力を伝達されるプーリ３０３が固定されている。
【００１２】
一方、プーリシャフト３０１の他端側（圧縮機構２００側）には、プーリシャフト３０１に伝達された駆動力を可動スクロール２０２に断続可能に伝達するクラッチ機構３０４が構成されている。そして、このクラッチ機構３０４は、プーリシャフト３０１と一体的に回転する第１クラッチ板３０４ａ、ロータシャフト１０２ｂと一体的に回転する第２クラッチ板３０４ｂ、および両クラッチ板３０４ａ、３０４ｂを押圧して両クラッチ板３０４ａ、３０４ｂ間に摩擦力を発生させる押圧ピストン３０４ｃから構成されている。
【００１３】
また、３０４ｄは押圧ピストン３０４ｃの押圧力を制御する制御室であり、この制御室３０４ｄ内には、圧縮機構２００の吸入側圧力または吐出側圧力が切り替え導入される。なお、両圧力の切り替えは、連通路３０４ｅに配設された電磁三方弁３０４ｆにて行う。
図２は、圧縮装置の電動モータ部１００および電磁三方弁を制御する制御装置４００のブロック図である。
【００１４】
そして、制御装置４００は、ステータ部１０３（ステータコイル１０３ｂ）に所定電圧を印加して電動モータ部１００を可動させる駆動回路４１０と、ステータコイル１０３ｂに流れる電流（電気的物理量）を検出する電流検出部（第２検出手段）４２０と、ステータコイル１０３ｂに発生する電圧（電気的物理量）を検出する電圧検出部（第１検出手段）４３０と、両検出部４２０、４３０からの検出信号が入力されるとともに、駆動回路４１０および電磁三方弁３０４ｆを制御する制御回路４４０とから構成されている。
【００１５】
次に、制御装置４００の作動を述べる。
１．車両エンジンにより圧縮機構２００を駆動する場合冷凍サイクルの始動スイッチ（図示せず）が投入されると、制御装置４００は、電磁三方弁３０４ｆを作動させて圧縮機構２００の吐出側と制御室３０４ｄとを連通させるとともに、ステータ部１０３（ステータコイル１０３ｂ）に所定電圧を所定時間だけ印加して、電動モータ部１００を可動させて吐出圧を上昇させる。
【００１６】
これにより、高圧の吐出側圧力が制御室３０４ｄに導入されるので、両クラッチ板３０４ａ、３０４ｂが押圧されてクラッチ機構３０４が繋がる。そして、車両エンジンの駆動力が、ベルト（図示せず）、プーリ３０３およびプーリシャフト３０１を介して可動スクロール２０２に伝達されて圧縮機構２００が稼働する。
【００１７】
ところで、クラッチ機構３０４により駆動力が伝達されているときに、圧縮機構２００の焼き付き等により圧縮機構２００がロックすると、図３に示すように、ステータコイル１０３ｂに誘起される電圧が零ボルトになる。そこで、制御回路４４０は、電圧検出部４３０の検出値が零ボルトとなる状態が、所定時間継続したときには、圧縮機構２００がロックしたものとみなして、電磁三方弁３０４ｆを作動させて圧縮機構２００の吸入側と制御室３０４ｄとを連通させ、車両エンジンからの駆動力の伝達を遮断する。
【００１８】
２．電動モータ部１００により圧縮機構２００を駆動する場合冷凍サイクルの始動スイッチ（図示せず）が投入されると、制御装置４００は、電磁三方弁３０４ｆを作動させて圧縮機構２００の吸入側と制御室３０４ｄとを連通させるとともに、ステータ部１０３（ステータコイル１０３ｂ）に所定電圧を印加して電動モータ部１００を可動させる。
【００１９】
これにより、車両エンジンからの駆動力の伝達が遮断されるとともに、電動モータ部１００の駆動力が直接、圧縮機構２００に伝達されて圧縮機構２００が稼働する。ところで、クラッチ機構３０４により車両エンジンからの駆動力が遮断され、かつ、電動モータ部１００（ステータコイル１０３ｂ）に所定電圧が印加されているときに、圧縮機構２００の焼き付き等により圧縮機構２００がロックすると、図４に示すように、ステータコイル１０３ｂに流れる電流が所定値以上に上昇する。
【００２０】
そこで、制御回路４４０は、電流検出部４２０の検出値が所定値以上となったときには、圧縮機構２００がロックしたものとみなして、電動モータ部１００（ステータコイル１０３ｂ）への電圧の印加を停止する。次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施形態によれば、車両用エンジンより駆動力を得て圧縮機構２００が稼働しているときには、電動モータ部１００（ステータコイル１０３ｂ）に誘起される電圧値が零ボルトとなる状態が所定時間継続することにより圧縮機構２００のロック現象を検出し、電動モータ部１００より駆動力を得て圧縮機構２００が稼働しているときには、電動モータ部１００（ステータコイル１０３ｂ）に流れる電流値が所定値以上となることにより圧縮機構２００のロック現象を検出しているので、上記公報に記載のごとく、圧縮機構２００のロック現象を検出するために回転センサを新たに設ける必要がない。したがって、圧縮装置の構造が複雑になることを防止しつつ、簡便な手段で電動モータ部１００および車両用エンジン等の圧縮機構２００を駆動する駆動系の保護を図ることができる。
【００２１】
ところで、上述の実施形態では、圧縮機構２００としてスクロール型圧縮機構を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ローリングピストンやベーン型等その他の圧縮機であってもよい。
また、上述の実施形態では、クラッチ機構３０４を圧縮機構２００の吐出圧力により作動させたが、電磁クラッチ等のその他のクラッチ機構であってもよい。
【００２２】
また、上述の実施形態では、電動モータ部１００、圧縮機構２００およびクラッチ機構３０４を一体化したものであったが、電動モータ部１００と圧縮機構２００とを別体とし、両者１００、２００をクラッチ機構３０４を介して連結するように構成してもよい。
また、上述の実施形態の電動モータ部１００は、ステータ側に通電するタイプの電動モータであったが、ロータ側に通電するタイプの電動モータであってもよい。
【００２３】
さらに、上述の実施形態では、車両用エンジンにより圧縮機構２００が駆動されているときには、ステータコイル１０３ａに誘起される電圧値が零ボルトとなる状態が所定時間継続することにより圧縮機構２００のロック現象を検出したが、ステータコイル１０３ｂに誘起される電圧値の絶対値が、零ボルトに近い所定電圧値以下となったときが所定時間継続したときに、圧縮機構２００がロックしたものとみなしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧縮装置の断面図である。
【図２】制御装置のブロック図である。
【図３】ステータコイルに誘起される電圧と時間との関係を示すグラフである。
【図４】ステータコイルに流れる電流と時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１００…電動モータ部、２００…圧縮機構、３０４…クラッチ機構、４２０…電流検出部（第２検出手段）、４３０…電圧検出部（第１検出手段）、４４０…制御回路。

Claims

ケーシング（２０１）と、
前記ケーシング（２０１）に対して固定した固定部（２０３）、および前記固定部（２０３）に対して可動する可動部（２０２）を有して構成され、流体を吸入圧縮する圧縮機構（２００）と、
ロータ（１０２）およびステータ（１０３）を有して構成され、前記可動部（２０２）に連結された前記ロータ（１０２）により前記可動部（２０２）を駆動する電動モータ部（１００）と、
前記ケーシング（２０１）内に回転可能に配設され、前記電動モータ部（１００）と異なる外部駆動源により駆動されて回転するシャフト（３０１）と、
前記外部駆動源より前記シャフト（３０１）に伝達された駆動力を断続可能に前記可動部（２０２）に伝達するクラッチ機構（３０４）と、
前記クラッチ機構（３０４）により前記駆動力が伝達されているときに、前記電動モータ部（１００）に誘起される電圧を検出する電圧検出手段（４３０）と、
前記クラッチ機構（３０４）により前記駆動力が遮断され、かつ、前記電動モータ部（１００）に所定電圧が印加されているときに、前記電動モータ部（１００）に流れるモータ電流を検出する電流検出手段（４２０）と、
前記電圧検出手段（４３０）の検出値の絶対値が、所定時間以上、所定電圧値以下となったときに、前記クラッチ機構（３０４）を作動させて前記駆動力の伝達を遮断する第１停止手段（４４０）と、
前記電流検出手段（４２０）の検出値が所定電流値以上となったときに、前記電動モータ部（１００）への電圧の印加を停止する第２停止手段（４４０）とを備えることを特徴とする複合型圧縮装置。
ケーシング（２０１）と、
前記ケーシング（２０１）に対して固定した固定部（２０３）、および前記固定部（２０３）に対して可動する可動部（２０２）を有して構成され、流体を吸入圧縮する圧縮機構（２００）と、
ステータ（１０３）およびロータ（１０２）を有して構成され、前記可動部（２０２）に連結されたロータ（１０２）により前記可動部（２０２）を駆動する電動モータ部（１００）と、
前記ケーシング（２０１）内に回転可能に配設され、前記電動モータ部（１００）と異なる外部駆動源により駆動されて回転するシャフト（３０１）と、
前記外部駆動源より前記シャフト（３０１）に伝達された駆動力を断続可能に前記可動部（２０２）に伝達するクラッチ機構（３０４）と、
前記クラッチ機構（３０４）により前記駆動力が伝達されているときに、前記モータ部（１００）に発生する電気的物理量を検出する第１検出手段（４３０）と、
前記クラッチ機構（３０４）により前記駆動力が遮断され、かつ、前記電動モータ部（１００）に所定電圧が印加されているときに、前記電動モータ部（１００）に発生する電気的物理量を検出する第２検出手段（４２０）と、
前記第１検出手段（４３０）の検出値が所定状態を逸脱したときに、前記クラッチ機構（３０４）を作動させて前記駆動力の伝達を遮断する第１停止手段（４４０）と、
前記第２検出手段（４２０）の検出値が所定状態を逸脱したときに、前記電動モータ部（１００）への電圧の印加を停止する第２停止手段（４４０）とを備えることを特徴とする複合型圧縮装置。