JPH0797998A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクロール型冷媒圧縮機に余分な加工を施す
ことなく、スクロール型冷媒圧縮機の回転不能状態を検
出することができるようにして製品コストを低減するこ
とを可能にする。 【構成】 可動スクロール２２の側板部４１の背面に形
成された円形状のガイド穴４４およびフロントハウジン
グ３１の径方向壁面に形成された円形状のガイド穴５２
に両端部が係合する可動スクロール２２の自転阻止用の
円柱形ピン５１を鉄等の磁性材料により形成した。そし
て、電磁クラッチ２の漏れ磁束により励磁される円柱形
ピン５１が、可動スクロール２２の公転運動に伴ってフ
ロントハウジング３１の軸方向壁に接近したり、離れた
りすることによる円柱形ピン５１への漏れ磁束の変化を
電磁センサ５４によって検出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スクロール型圧縮機
の異常状態、例えばスクロール型圧縮機の回転不能状態
を検出することが可能な異常検出機構を備えたスクロー
ル型圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用空気調和装置では、冷凍
サイクルに使用される冷媒圧縮機が電磁クラッチを介し
て車両走行用エンジンによって回転駆動されている。そ
のエンジンンの回転動力は、ベルトを介して電磁クラッ
チに伝達されているが、車両には冷媒圧縮機以外にも多
くの補機が搭載されていることから、冷媒圧縮機と共に
複数の補機が共通のベルトを介してエンジンに回転駆動
されている。このため、冷媒圧縮機を含む各補機に異常
状態、例えばロック状態が発生した場合には、直ちにそ
の異常状態を検出してベルトを保護し、他の補機への駆
動力を確保する措置をとる必要があった。

【０００３】そこで、従来より、スクロール型冷媒圧縮
機の駆動軸の端面に対向したハウジングの壁部に電磁セ
ンサを取り付け、その電磁センサにより駆動軸の端面に
形成した凹部が通過する時の磁束変化を検出して、スク
ロール型圧縮機のロック検出を行うようにした技術が知
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
においては、スクロール型圧縮機の駆動軸の端面に凹部
を形成するための余分な加工を必要とするので、製造作
業の作業性が悪く製品コストを上昇させる要因となって
いた。

【０００５】この発明は、凹状成形加工を施すことなく
異常状態を検出することができるようにして製品コスト
を低減することのできるスクロール型圧縮機の提供を目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、ハウジング
内において公転運動可能に支持された可動スクロール
と、この可動スクロールの公転運動に伴って偏心運動を
行う磁性材料製の被検出物と、この被検出物の偏心運動
に伴って変化する磁束変化を検出する検出手段とを備
え、前記被検出物は、前記可動スクロールの壁面および
前記ハウジングの壁面にそれぞれ係合する自転阻止用の
円柱形ピンである技術手段を採用した。

【０００７】

【作用】この発明によれば、可動スクロールの自転を阻
止するための円柱形ピンを磁性材料により形成して、検
出手段で可動スクロールの公転運動に伴う偏心運動によ
り変化する円柱形ピンの磁束変化を検出することによっ
て、余分な加工を施すことなくスクロール型圧縮機の異
常状態、とくにスクロール型圧縮機の回転不能状態が検
出可能となる。

【０００８】

【実施例】次に、この発明のスクロール型圧縮機を図に
示す複数の実施例に基づいて説明する。

【０００９】〔第１実施例の構成〕図１ないし図３はこ
の発明の第１実施例を示したもので、図１は電磁クラッ
チを組み付けたスクロール型冷媒圧縮機を示した図であ
る。

【００１０】スクロール型冷媒圧縮機１は、自動車用空
気調和装置の冷凍サイクルを構成する一部品で、電磁ク
ラッチ２を介して自動車に搭載されたエンジン（図示せ
ず）により回転動力が伝達されて、内部に吸入したガス
冷媒を圧縮して高温、高圧のガス冷媒を吐出する。

【００１１】ここで、電磁クラッチ２の構造を図１に基
づいて説明する。この電磁クラッチ２は、通電されると
起磁力を発生する電磁コイル３と、エンジンによって回
転駆動されるロータ４と、電磁コイル３の起磁力によっ
てロータ４に吸着するアーマチュア５と、このアーマチ
ュア５に板ばね６を介して連結され、アーマチュア５と
一体的に回転してスクロール型冷媒圧縮機１の駆動軸１
９に回転動力を伝達するインナーハブ７とからなる。

【００１２】電磁コイル３は、絶縁被膜を施した導線を
巻回したもので、鉄等の磁性材料製で形成されたステー
タ８内に収容され、エポキシ等の樹脂部材９によってス
テータ８内にモールド固定されている。なお、ステータ
８は、円環板状のフランジ１０を介してスクロール型冷
媒圧縮機１のハウジング２０に固定されている。

【００１３】ロータ４は、外周に多段式のＶベルト（図
示せず）が掛け渡されるＶリブドプーリ１１が溶接等の
手段により接合され、Ｖベルトを介して伝達されたエン
ジンの回転動力によって回転する。また、ロータ４は、
鉄等の磁性材料製で断面コの字形を呈し、内周側に設け
たベアリング１２を介してスクロール型冷媒圧縮機１の
ハウジング２０に回転自在に支持されている。

【００１４】アーマチュア５は、ロータ４の摩擦面に間
隙を隔てて対向して配置され、鉄等の磁性材料製で円環
板状を呈する。また、アーマチュア５は、電磁コイル３
の起磁力によりロータ４の摩擦面に吸着されるとロータ
４からエンジンの回転動力が伝達される。

【００１５】板ばね６は、アーマチュア５に固定される
リベット１３、１４より、アーマチュア５の内周側に延
びるばね力を備えたアーム部１５が一体的に形成されて
いる。この板ばね６の弾性力により、電磁コイル３の通
電停止時にアーマチュア５がロータ４の摩擦面から離れ
る方向へ変位するようになっている。

【００１６】インナーハブ７は、鉄等の金属材料製でス
トッパクッション１６を圧入により取り付ける鍔状部１
７と、スクロール型冷媒圧縮機１の駆動軸１９にスプラ
イン嵌合される円筒状部１８とから構成されている。な
お、ストッパクッション１６は、アーマチュア５が所定
間隙以上ロータ４から離れるのを阻止し、電磁コイル３
の通電停止時にロータ４の摩擦面とアーマチュア５の摩
擦面との間隙を例えば０．５mmに保つものである。

【００１７】ここで、スクロール型冷媒圧縮機１の構造
を図１ないし図３に基づいて詳細に説明する。このスク
ロール型冷媒圧縮機１は、電磁クラッチ２のインナーハ
ブ７に連結された駆動軸１９、内部が気密に保たれたハ
ウジング２０、このハウジング２０内に収容された固定
スクロール２１、この固定スクロール２１に対して公転
運動を行う可動スクロール２２、およびこの可動スクロ
ール２２の自転運動を阻止する自転阻止機構２３等によ
り構成されている。

【００１８】駆動軸１９は、鉄等の金属材料製でベアリ
ング１２、２４を介してハウジング２０に回転自在に支
持されている。この駆動軸１９の外周とハウジング２０
との間には軸シール２５が装着されている。また、駆動
軸１９の基端側に形成された拡径部２６には、ピン２７
等によって偏心輪２８が固定されている。この偏心輪２
８は、鉄等の金属材料製で外周にバランスウェイト２９
が形成されている。このバランスウェイト２９は、偏心
輪２８およびそれによって支持される偏心質量に対応す
るウェイトである。また、偏心輪２８には、軸受３０を
介して可動スクロール２２が支持されている。

【００１９】ハウジング２０は、ボルト等を用いて互い
に締結されるフロントハウジング３１とリヤハウジング
３２とからなり、これらの間に固定スクロール２１の外
殻部３３が気密的に挟み込まれている。なお、リヤハウ
ジング３２には、ハウジング２０内に冷媒蒸発器（図示
せず）より低温、低圧のガス冷媒を吸入するための吸入
ポート（図示せず）と、ハウジング２０内より高温、高
圧のガス冷媒を冷媒凝縮器へ吐出するための吐出ポート
（図示せず）とが設けられている。

【００２０】固定スクロール２１は、前述の円筒状の外
殻部３３、この外殻部３３より内側へ延ばされた円環板
状の側板部３４、この側板部３４の表面上に形成された
渦巻き体３５、および側板部３４の背面側に形成された
脚部３６により構成され、リヤハウジング３２を挟んで
脚部３６にボルト等を用いて締結されて固定されてい
る。

【００２１】リヤハウジング３２と側板部３４との間の
内部空間は、側板部３４によって吸入室（図示せず）と
吐出室３７とに気密的に区画されている。また、側板部
３４の中央部には、側板部３４を貫通して側板部３４の
表面と背面（吐出室３７）とを連通する吐出口３８が形
成されている。この吐出口３８には、吐出室３７からの
ガス冷媒の逆流を阻止するための弁体３９がボルト４０
等を用いて締結されている。

【００２２】可動スクロール２２は、固定スクロール２
１の側板部３４に対向して配置された円環板状の側板部
４１、この側板部４１の表面（固定スクロール２１との
対向面）上に形成された渦巻き体４２、および側板部４
１の背面より突出するように設けられた円筒状部４３に
より構成されている。側板部４１の背面には自転阻止機
構２３の円柱形ピン５１が係合する円形状のガイド穴４
４が複数円周上に形成されている。また、可動スクロー
ル２２は、円筒状部４３が軸受３０を介して偏心輪２８
の外周に駆動連結されて偏心輪２８の回転に伴って公転
運動を行う。

【００２３】固定スクロール２１と可動スクロール２２
は、互いの渦巻き体３５、４２が噛み合うように重ね合
わされており、各渦巻き体３５、４２の歯先面が対向す
る側板部３４、４１とそれぞれシール部材４５、４６を
介して接触されて、両方の渦巻き体３５、４２の間に流
体ポケット４７が形成されている。

【００２４】自転阻止機構２３は、図２および図３にも
示したように、フロントハウジング３１の径方向壁面に
固定された円環板状のプレート４８、可動スクロール２
２の公転運動に伴って偏心運動を行う円環板状のリテー
ナ４９、およびこのリテーナ４９の同一円周上に複数形
成された貫通穴５０内にそれぞれ嵌め込まれた複数の円
柱形ピン５１等から構成されている。

【００２５】プレート４８は、フロントハウジング３１
の径方向壁面にガイド穴４４に対向して複数形成された
円形状のガイド穴５２に対応した複数の円形穴５３を有
している。このプレート４８は、フロントハウジング３
１の内壁面とリテーナ４９の端面との摩耗を防止してい
る。

【００２６】リテーナ４９は、鉄等の磁性材料製で外周
面がフロントハウジング３１の軸方向壁に取り付けられ
た電磁センサ５４に対向して配置されている。また、リ
テーナ４９の貫通穴５０の形成箇所は他の箇所より肉厚
が厚い形状の膨出部５５とされている。

【００２７】複数の円柱形ピン５１の各々は、本発明の
被検出物であって、鉄等の磁性材料製で一端部が可動ス
クロール２２の背面に形成された複数のガイド穴４４に
係合し、他端部がプレート４８の円形穴５３を貫通して
フロントハウジング３１の径方向壁面に形成された複数
のガイド穴５２に係合している。

【００２８】電磁センサ５４は、本発明の検出手段であ
って、図２および図３にも示したように、電磁クラッチ
２が通電された時の電磁クラッチ２の漏れ磁束（図１の
破線参照）により励磁される円柱形ピン５１への漏れ磁
束の変化を検出する。そして、電磁センサ５４は、磁束
変化に応じた電気信号を制御装置（図示せず）へ出力す
る。なお、円柱形ピン５１への漏れ磁束による励磁力は
非常に弱く電磁センサ５４内にも磁石を設けて励磁力を
補っている。

【００２９】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
スクロール型冷媒圧縮機１の作用を図１ないし図３に基
づいて簡単に説明する。

【００３０】電磁クラッチ２の電磁コイル３の通電が停
止されている時は、板ばね６の弾性力によってアーマチ
ュア５がロータ４より離れた位置に保持されているの
で、Ｖベルトからロータ４に伝達されるエンジンの回転
動力はアーマチュア５、インナーハブ７およびスクロー
ル型冷媒圧縮機１へは伝達されず、ロータ４のみがベア
リング１２上で空転する。

【００３１】電磁コイル３が通電されると、電磁コイル
３で発生する起磁力によってアーマチュア５がロータ４
側に吸引され、アーマチュア５がロータ４の摩擦面に吸
着する。すると、ロータ４の回転がアーマチュア５、板
ばね６、インナーハブ７を介してスクロール型冷媒圧縮
機１の駆動軸１９に伝達され、駆動軸１９が回転を始め
る。

【００３２】そして、駆動軸１９の回転が偏心輪２８に
伝達されると、この偏心輪２８の回転を受けて軸受３０
を介して可動スクロール２２が公転運動を開始する。こ
れにより、固定スクロール２１と可動スクロール２２の
両渦巻き体３５、４２間に形成される流体ポケット４７
に冷媒蒸発器より吸入されたガス冷媒は、可動スクロー
ル２２の公転運動に伴って流体ポケット４７の移動と共
に圧縮されながら中央部へ移動して吐出口３８より吐出
され、冷媒凝縮器へ向かう。

【００３３】一方、可動スクロール２２が偏心輪２８の
回転によって駆動されるとき、複数の円柱形ピン５１の
各々が可動スクロール２２のガイド穴４４とフロントハ
ウジング３１のガイド穴５２の中をそれらの内周面に沿
って移動するので、可動スクロール２２が公転運動はで
きても可動スクロール２２の自転運動が完全に阻止され
る。

【００３４】また、円柱形ピン５１が可動スクロール２
２の公転運動に伴う偏心運動によりフロントハウジング
３１の軸方向壁面に接近したり（図２参照）、離れたり
（図３参照）した際に、電磁クラッチ２の漏れ磁束（図
１の破線参照）により励磁される円柱形ピン５１への磁
束の漏れが変化するため、この磁束の変化に伴う電圧が
電磁センサ５４のコイル部で発生する。この電圧は駆動
軸１９および偏心輪２８の回転と同期してピーク電圧を
発生する。

【００３５】したがって、電磁センサ５４に円柱形ピン
５１が最も接近した際にピーク電圧を発生し、このピー
ク電圧を制御装置で検出し、電磁クラッチ２を通電して
いる時にピーク電圧が検出されない場合、スクロール型
冷媒圧縮機１の回転不能状態（所謂ロック状態）である
と判定することができる。

【００３６】なお、スクロール型冷媒圧縮機１内に異常
が発生し、例えば可動スクロール２２と固定スクロール
２１の焼き付き等が発生して回転不能となった時に電磁
クラッチ２が通電されていると、スクロール型冷媒圧縮
機１を回転駆動している内燃機関やＶベルトに悪影響を
及ぼしてしまう。

【００３７】このため、制御装置は、その悪影響を発生
させないため、スクロール型冷媒圧縮機１が回転不能と
なった時に、エアコンスイッチ（図示せず）がオンされ
ていても電磁クラッチ２の電磁コイル３への通電を停止
してスクロール型冷媒圧縮機１と内燃機関やＶベルトを
遮断するようにしている。

【００３８】〔第１実施例の効果〕以上のように、スク
ロール型冷媒圧縮機１は、鉄等の磁性材料により形成さ
れている円柱形ピン５１を利用してスクロール型冷媒圧
縮機１の回転状態を検出するようにしているので、駆動
軸１９の端面に凹状成形加工を施すことなくスクロール
型冷媒圧縮機１の回転不能状態を検出することができ
る。このため、スクロール型冷媒圧縮機１の製品コスト
を低下させることができる。

【００３９】〔第２実施例〕図４はこの発明の第２実施
例を示したもので、スクロール型冷媒圧縮機を示した図
である。この実施例の自転阻止機構２３は、円環板状の
リテーナ６１に支持される複数の円柱形ピン６２を有し
ている。

【００４０】そして、円柱形ピン６２の各々の両端部
は、ハウジング２０のサイドプレート６３の径方向壁面
および可動スクロール２２の背面に対向して配された固
定レース６４および可動レース６５にそれぞれ形成され
た円形状のガイド穴６６、６７に係合している。また、
リテーナ６１の同一円周上に形成された複数の円形穴６
８内には、固定レース６４および可動レース６５に当接
するボール６９が嵌め込まれている。

【００４１】なお、この実施例においても、リヤハウジ
ング３２の軸方向壁７０に円柱形ピン６２に対向して配
置された電磁センサ５４によって、電磁クラッチ２の漏
れ磁束（図１の破線参照）により励磁される円柱形ピン
６２への磁束の漏れの変化を検出している。

【００４２】〔第３実施例〕図５はこの発明の第３実施
例を示したもので、スクロール型冷媒圧縮機の主要部を
示した図である。この実施例では、フロントハウジング
３１の径方向壁に電磁センサ５４を取り付けて、円柱形
ピン５１の偏心運動に伴う磁束変化を検出するようにし
ている。

【００４３】〔変形例〕これらの実施例では、本発明を
自動車用空気調和装置の冷凍サイクルを構成するスクロ
ール型冷媒圧縮機１に適用したが、本発明を家庭用、工
場用等の空気調和装置の冷凍サイクルを構成するスクロ
ール型冷媒圧縮機に適用しても良く、また冷媒以外の気
体を圧縮するスクロール型冷媒圧縮機に適用しても良
い。

【００４４】これらの実施例では、円柱形ピン５１、６
２に鉄等の磁性材料を用いたが、円柱形ピン５１、６２
に鉄以外の磁性材料や永久磁石を用いても良い。また、
第１実施例で用いた電磁クラッチ２を他の構造の電磁ク
ラッチに代えても良い。

【００４５】

【発明の効果】この発明は、可動スクロールの自転を阻
止するための円柱形ピンを磁性材料により形成すること
によって、余分な加工を施すことなくスクロール型圧縮
機の異常状態、とくにスクロール型圧縮機の回転不能状
態を検出することができるので、スクロール型圧縮機の
製品コストを低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に用いたスクロール型圧
縮機を示した断面図である。

【図２】図１のスクロール型圧縮機の主要部を示した断
面図である。

【図３】図１のスクロール型圧縮機の主要部を示した断
面図である。

【図４】この発明の第２実施例に用いたスクロール型圧
縮機を示した断面図である。

【図５】この発明の第３実施例に用いたスクロール型圧
縮機の主要部を示した断面図である。

【符号の説明】

１ スクロール型冷媒圧縮機（スクロール型圧縮機） ２ 電磁クラッチ １９ 駆動軸 ２０ ハウジング ２２ 可動スクロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内において公転運動可能に支持
   された可動スクロールと、この可動スクロールの公転運
   動に伴って偏心運動を行う磁性材料製の被検出物と、こ
   の被検出物の偏心運動に伴って変化する磁束変化を検出
   する検出手段とを備え、 前記被検出物は、前記可動スクロールの壁面および前記
   ハウジングの壁面にそれぞれ係合する自転阻止用の円柱
   形ピンであることを特徴とするスクロール型圧縮機。