(液体検知器の実施形態)
以下に、本発明の実施形態に係る液体検知器について図1〜図11を参照して説明する。図1〜図5は第1実施形態の液体検知器としての検知素子部を有する液体検知ユニットを示す。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、潤滑油への不純物の混入程度などの検知に用いられる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る検知素子部を有す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、液体検知器としての検知素子部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、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。
検知素子部10は、ベース20と、複数の導電端子30と、4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502に取り付ける際に、当該筐体502の「壁部」としての側壁部503に設けられた貫通穴503aを囲み当該側壁部503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12本有し、4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本が一番長く形成され(図中、符号30mLで示す)、3本が二番目に長く形成され(図中、符号30Lで示す)、3本が二番目に短く形成され(図中、符号30Sで示す)、3本が一番短く形成されている(図中、符号30mSで示す)。3本の導電端子30mL、3本の導電端子30L、3本の導電端子30S、3本の導電端子30mSは、正面方向から見て、正十二角形の各頂点となるように周方向に互い違いに配置されている。そして、各3本の端子は、周方向に120°の角度で離間するように配置されている。複数の導電端子30(30mL、30L、30S、30mS)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、3本の導電端子30mLの一部31と、3本の導電端子30Lの一部31と、3本の導電端子30Sの一部31と、3本の導電端子30mSの一部31は、互いの長さが異なるようにされている。
4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。4枚の電極板40のうちの一番外側の電極板40mLは、上述した3本の導電端子30mL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。二番目に外側の電極板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。二番目に内側の電極板40Sは、上述した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。一番内側の電極板40mSは、上述した3本の導電端子30mS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。
電極板40Lにおける3本の導電端子30mLに対応する箇所には、これら3本の導電端子30mL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30mLと電極板40L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30mL,30Lに対応する箇所には、これら6本の導電端子30mL,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30mL,30Lと電極板40Sとが接触しないように形成されている。さらに、電極板40mSにおける9本の導電端子30mL,30L,30Sに対応する箇所には、これら9本の導電端子30mL,30L,30S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30mL,30L,30Sと電極板40mS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30mL,30L,30S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30mLの一部31及び導電端子30Lの一部31のそれぞれの先端に、一方の電極板40mL及び他方の電極板40Lが取り付けられることにより、これら電極板40mL、40L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30Sの一部31及び導電端子30mSの一部31のそれぞれの先端に、一方の電極板40S及び他方の電極板40mSが取り付けられることにより、これら電極板40S、40mSは、互いに間隔をあけて平行に配置される。また、電極板40mL、40L、40S、40mS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、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、その内側に後述する制御基板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、静電容量を検知する検知回路を構成する各種電子部品がプリント基板に実装されてなる電子基板である。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。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、一対の電極板40mL,40L間の静電容量と、他の一対の電極板40S,40mS間の静電容量を検知して、それぞれ当該静電容量に応じた検知信号をリード線85を通じて出力するように構成されている。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し、静電容量の大きさに応じて変化する電圧信号(検知信号)を出力する。
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、一対の電極板40間の液体状態に応じて変化する静電容量に応じた検知信号を出力する液体検知ユニット1を構成する。ここで、「液体状態」とは、液体の有無の他、例えば、液体に混入している不純物の割合なども含む。
図5に示すように、検知素子部10は、一対の電極板40mL,40L間と、一対の電極板40S,40mS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40mL,40L間の静電容量と、一対の電極板40S,40mS間の静電容量とをそれぞれ検知して、検知した静電容量に応じた二種の検知信号を出力する。この検知信号に基づいて、検知素子部10が取り付けられた高さにおける液体の有無、即ち、液面高さを検出することができる。また、検知信号が示す静電容量の値によって液体に混入している不純物の割合を検出することもできる。なお、電極板40mL,40mS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。
ここで、図2に示すように、一対の電極板40S,40mSの対向間隔(第1の間隔)は広く、一対の電極板40mL,40Lの対向間隔(第2の間隔)は狭くなっている。即ち、複数の電極板40において、対向間隔を第1の間隔とした一対の電極板40S,40mSは「第1の電極対」を構成しており、対向間隔を第1の間隔より狭い第2の間隔とした一対の電極板40mL,40Lは「第2の電極対」を構成している。なお、一番内側の電極板40mS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,40mSの対向間隔(第1の間隔)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,40mS(第1の電極対)に対応する検知信号により、液体の有無、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40mL,40L(第2の電極対)に対応する検知信号により、液体に混入している不純物の割合を検出する。この不純物の割合は、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、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。
このように、液体の有無の検出には、対向間隔の広い一対の電極板40S,40mSを用いているので、液体が無くなった場合には、一対の電極板40S,40mSの間から液体が確実に無くなり、さらに、電極板40mSと他方の面21bとの間からも液体が確実に無くなり、液体の無し状態を確実に検出することができる。また、不純物の割合(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40mL,40L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。このため、不純物の割合(油の比誘電率)を精度良く検出することができる。なお、この静電容量から不純物の割合(油の比誘電率)を求めるときは、一対の電極板40S,40mSで検出される液面の高さ、即ち、電極板40mL,40L間の液面の高さに応じて、静電容量を不純物の割合に換算する。
また、信号端子(+)に接続された電極板40L,40Sは、グランド端子(GND)に接続された電極板40mL,40mSに挟まれているので、ベース本体部21等における浮遊電荷の影響を受けずに静電容量を精度良く検出できる。
次に、上述した第1実施形態の液体検知ユニット1における作用について説明する。
液体検知ユニット1の検知素子部10は、例えば、図12に示すように、後述する圧縮機101の筐体502における鉛直方向に沿う「壁部」としての側壁部503に取り付けられる。具体的には、筐体502の側壁部503には、検知素子部10のベース本体部21の外径より大きく、フランジ部23の外径より小さい円形状の貫通穴503aが形成されており、この貫通穴503aから複数の導電端子30の一部31及び4枚の電極板40を筐体502内に挿入して、フランジ部23の取付面23a全体を側壁部503の外面に当接させる。そして、フランジ部23を側壁部503に溶接して貫通穴503aを塞いだのち、検知素子部10に検知制御部50を嵌合させる。
このとき、検知素子部10の4枚の電極板40は、筐体502内において鉛直方向にそって互いに平行に配置される。そのため、例えば、図14に示す従来の構成のように電極板905が帯板状で筐体内側に向かって延在する構成に比べて、4枚の電極板40が筐体502内側に大きく突出することがなく、また、各導電端子30におけるハーメチックガラス24で支持されている部分に集中する荷重が小さくなる。
また、4枚の電極板40とフランジ部23の取付面23aとが互いに平行に配置されている。そのため、ベース20がその軸を中心とする回転方向にずれて側壁部503に取り付けられた場合、即ち、ベース20の取付角度にずれがある場合でも、取付面23aが鉛直方向に沿う側壁部503と平行に配置されるため、4枚の電極板40についても鉛直方向に沿って配置される。
また、4枚の電極板40が、円板状に形成されている。そのため、例えば、4枚の電極板40が仮に帯板状に形成されている構成の場合では、ベース20がその軸を中心とする回転方向にずれて側壁部503に取り付けられると、即ち、ベース20の取付角度にずれがあると、ずれの程度によって筐体502内の液体に接する高さが異なってしまうが、円板状に形成されていることで、取り付けに回転方向のずれがあっても、液体に接する高さが一定となる。
以上より、本実施形態によれば、4枚の電極板40が、圧縮機101の筐体502内に鉛直方向に沿って互いに平行に配置されるように、複数の導電端子30のうちの対応する導電端子30における筐体502内に配置された一部31にそれぞれ取り付けられている。このようにしたことから、4枚の電極板40が筐体502内側に大きく突出することがなくなり、また、導電端子30をベース20に取り付ける部分、即ち、ハーメチックガラス24で支持されている部分に集中する荷重を小さくすることができる。そのため、取付スペースを小さくできるとともに、破損による故障を抑制できる。
また、4枚の電極板40が、フランジ部23の取付面23aと平行に配置される。このようにしたことから、ベース20を筐体502に取り付けたときの取付角度にばらつき(ずれ)があった場合でも、4枚の電極板40が確実に鉛直方向に沿って配置される。そのため、4枚の電極板40間の液体のきれ(液体の残りにくさ)に差が生じることによる検出精度のばらつきを抑制することができる。
また、4枚の電極板40のそれぞれが、円板状に形成されている。このようにしたことから、例えば、4枚の電極板40が帯板状に形成されている構成では、ベース20を筐体502に取り付けたときの取付角度にばらつき(ずれ)があると、液体が4枚の電極板40に接する高さにもばらつきが生じるので、検出精度にもばらつきが生ずるおそれがあるが、4枚の電極板40が円板状に形成されていることで、液体が4枚の電極板40に接する高さを取付角度によらず一定にすることができ、検出精度のばらつきを抑制することができる。
上述した実施形態では、4枚の電極板40を有する構成であったが、これに限定するものではない。図6は、本発明の第2実施形態に係る液体検知器としての検知素子部の断面図である。図7は図6の検知素子部の背面図である。図8は図6の液体検知ユニットの電気回路の概略を示す図である。この第2実施形態では、3枚の電極板40を有する構成の検知素子部10Aとしている。この検知素子部10Aは、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。即ち、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。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のうちの1つの電極板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おり、他の1つの電極板40Mは、他の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おり、残りの1つの電極板40Sは、残りの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40Mと電極板40S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。
この第2実施形態では、図6に示すように、一対の電極板40S,40Mの対向間隔(第1の間隔)は広く、一対の電極板40M,40Lの対向間隔(第2の間隔)は狭くなっている。即ち、電極板40Mは共通電極であり、対向間隔を第1の間隔とした一対の電極板40S,40Mは「第1の電極対」を構成しており、対向間隔を第1の間隔より狭い第2の間隔とした一対の電極板40M,40Lは「第2の電極対」を構成している。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(第1の間隔)よりも広くなっている。
図8に示すように、検知素子部10Aは、一対の電極板40L,40M間と、一対の電極板40S,40M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、前記第1実施形態と同様に、対向間隔の広い一対の電極板40S,4M(第1の電極対)に対応する検知信号により、液体の有無、即ち、液面高さを検出する。また、対向間隔の狭い一対の電極板40M,40L(第2の電極対)に対応する検知信号により、液体に混入している不純物の割合を検出する。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。
このように、この第2実施形態でも、液体の有無の検出には、対向間隔の広い一対の電極板40S,40Mを用いているので、液体が無くなった場合には、一対の電極板40S,40Mの間から液体が確実に無くなり、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、液体の無し状態を確実に検出することができる。また、不純物の割合(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40M,40L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。
なお、この第2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。
上述した実施形態では、各電極板40が円板状に形成された構成であったが、これに限定されるものではなく、電極板40は、それら形状や大きさなどについて任意である。但し、液体が複数の電極板40に接する高さのばらつきを抑制する、即ち、検出精度のばらつきを抑制する観点から、電極板40は、円板状又は正三角形板状、正方形板状、正六角形板状若しくは正八角形板状などの正多角形板状に形成されていることが好ましい。
また、上述した実施形態では、ベース20のフランジ23の取付面23aを、圧縮機101の側壁部503の外面に当接した状態で溶接する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、フランジ23を省略し、ベース20のベース本体部21における他方の面21bの周縁部分を全周にわたって圧縮機101の側壁部の外面に当接した状態で溶接する構成や、または、側壁部503とベース20とをネジ構造で固定するとともにフレアシール構造で封止するなど、本発明の目的に反しない限り、側壁部503の貫通穴503aを塞ぐように当該側壁部503にベース20を固定して取り付ける構造であれば、取付構造は任意である。
また、上述した実施形態では、導電端子30が水平に配置されかつ鉛直方向に沿うようにこれら導電端子30に直交して電極板40が取り付けられた構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、鉛直方向と平行でない側壁部に取り付けられた場合においても、複数の電極板40が鉛直方向に沿うように、導電端子30の形状や、導電端子30と電極板40とがなす角度を適宜設定した構成であってもよい。
また、上述した実施形態では、検知素子部10と検知制御部50とが別体であり、これらが一対のコネクタとして嵌合可能に構成されていたが、これに限定されるものではなく、検知素子部10と検知制御部50とを一体として構成した液体検知ユニットであってもよい。この構成においては、液体検知ユニットが液体検知器に相当する。
図9は本発明の第3実施形態に係る液体検知器としての検知素子部の正面図である。図10は図9のX−X線に沿う断面図である。図11は、図9の検知素子部の平面図である。この検知素子部10Bは、ベース120と、複数の導電端子130と、3枚の電極板140と、を有している。
ベース120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、軸線Lを中心軸とする回転対称な形状となっている。そして、ベース本体部121と、空洞部123を囲う円筒部122とを一体に有しており、さらに、4本の導電端子130を固定するハーメチックガラス124を有している。
ベース本体部121は円板状に形成され、円筒部122は、ベース本体部121と同軸となるようにベース本体部121の外周縁に突出して設けられている。ベース本体部121には、外側の一方の面121aと空洞部123の底面となる他方の面121bとを貫通する4つの貫通穴121cが形成されており、この貫通穴121c内にハーメチックガラス124が固着されている。円筒部122におけるベース本体部121の他方の面121bと同一方向を向く取付面122aは、環状の平面であって、前記実施形態と同様に圧縮機101の筐体502に取り付ける際に、当該筐体502の側壁部503に設けられた貫通穴503aを囲み当該側壁部503の外面に全体が密に接するように配置される。なお、この第3実施形態の場合には、上記貫通穴503aの径を小さくできる。
4本の導電端子130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。4本の導電端子130のそれぞれは、対応する上記貫通穴121cに挿通され、ハーメチックガラス124によりベース本体部121と電気的に絶縁された状態で当該ベース本体部121に固定して取り付けられている。なお、導電端子130をベース本体部121に固定するために、ハーメチックガラス124に代えて別の絶縁材を用いてもよい。
4本の導電端子130は、それぞれの一部131がベース本体部121の他方の面121bから垂直に突出して配置され、他の一部132がベース本体部121の一方の面121aから垂直に突出して配置されている。各導電端子130の他の一部132は、図示しない検知制御部との嵌合時にオス端子として検知制御部のメス端子と接触される。
4本の導電端子130は同じ長さであり、図9及び図10において下部の導電端子130(図中、符号130Aで示す)と、上部の導電端子130(図中、符号130Bで示す)とは、それぞれ一本づつであり、上下の軸線上に配置されている。図9及び図10において導電端子130A,130Bの間の導電端子130(図中、符号130Cで示す)は2本あり、上記の上下の軸線に対して対象な位置で導電端子130A側寄りに配置されている。
3枚の電極板140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、それぞれが同一の帯板状に形成されている。3枚の電極板140のうちの下部側の電極板140Aは、導電端子130Aの一部131に固定して取り付けられ、上部側の電極板140Bは、導電端子130Bの一部131に固定して取り付けられている。また、内側のの電極板140Cは、2本の導電端子130Cのそれぞれの一部131に固定して取り付けられている。電極板140A,140Bは、その長手方向の中心軸上にて導電端子130A,130Bにそれぞれ固定され、電極板140Cは、その長手方向の両縁にて導電端子130Cにそれぞれ固定されている。なお、電極板140Cは、電極板140A,140Bよりも幅が僅かに大きくなっている。また、各電極板140は、例えば、溶接やろう付けなどによって各導電端子130に取り付けられている。
以上の構成により、電極板140A,140B,140Cは、互いに間隔をあけて平行に配置される。また、一対の電極板140A,140Cの対向間隔(第1の間隔)は広く、一対の電極板140B,140Cの対向間隔(第2の間隔)は狭くなっている。即ち、電極板140Cは共通電極であり、対向間隔を第1の間隔とした一対の電極板140A,140Cは「第1の電極対」を構成しており、対向間隔を第1の間隔より狭い第2の間隔とした一対の電極板140B,140Cは「第2の電極対」を構成している。
そして、前記実施形態と同様に、対向間隔の広い一対の電極板140A,140C(第1の電極対)に対応する検知信号により、液体の有無、即ち、液面高さを検出する。また、対向間隔の狭い一対の電極板140B,140C(第2の電極対)に対応する検知信号により、液体に混入している不純物の割合を検出する。
この実施形態の検知素子部10Bは、電極板140A,140B,140Cが帯板状の形状で、ベース120の軸線L及び導電端子130の軸と平行に配置されている。したがって、圧縮機101の筐体502に取り付ける際に、軸線L回りの角度を設定することで、電極板140A,140B,140Cを水平に配置したり、鉛直方向に沿って互いに平行に配置することもできる。特に、鉛直方向に沿って配置することで、電極対での潤滑油の切れがよくなる。また、電極板140A,140B,140Cが帯板状の形状であることから、電極板140A,140B,140Cの長さによって必要な面積を確保できるので、幅を小さくでき、圧縮機の前記貫通穴503aの径を小さくできる。
(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12を参照して説明する。図12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502内に、モータ固定子511及びモータ回転子512を有するモータ部510と、シリンダ521及びシリンダ521に形成された作動室522に収容された環状ピストン525を有する圧縮部520と、が配設されている。モータ回転子512と環状ピストン525とは、クランク軸530によって連結されている。また、筐体502内に、圧縮部520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510によってクランク軸530が回転されると、環状ピストン525が、その外周面の一部を作動室522の周壁面に接しながら回転される。環状ピストン525の回転に応じて、吸入管541から吸入マフラ542、導入管543を通じて、作動室522内に冷媒が導入される。そして、この冷媒が作動室522内において環状ピストン525によって圧縮されて、吐出マフラ544、筐体502、吐出管545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502における鉛直方向に沿う側壁部503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503に設けられた貫通穴503aに複数の導電端子30の一部31及び一対の電極板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503aの周囲において側壁部503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4枚の電極板40は、筐体502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4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4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。
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を有しているので、検知素子部10の取付スペースを小さくできるとともに、破損による故障を抑制でき、そのため、小型で故障の少ないものとすることができる。
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13を参照して説明する。図13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13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13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、第1の電極対と第2の電極対との2対の電極対のみを有する例について説明したが、この第1の電極対と第2の電極対とを備えていれば、3対以上の複数の電極対を備えたものでもよい。
以上の実施形態では、導電端子30,130は棒状のものであるが、これに限らず、導電端子は、電極板40,140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器、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。