JPS6139517B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧縮機の異常検出装置に関するもので
ある。

一般に車両空調用圧縮機は、定常運転時におい
てそれ自体の温度が約60〜100℃に保たれている
が、冷媒の不足により摺動部の潤滑作用が低下
（近時の車両用空調用圧縮機では潤滑油を冷媒の
動きに乗せて各摺動部へ供給する構成が主に採用
されている。）して摩擦発熱量が増大したり、低
温の冷媒が供給されなくなつて冷却作用が低下し
て摺動部が焼付いて回転不能になつた場合、ある
いは起動時に液圧縮を起こしてピストンが折れ圧
縮機がロツクした場合、それが抵抗となつて駆動
系に負荷がかかり、その結果動力源やそれに関係
する機器類を損傷するという事故があつた。

特に車両空調用の圧縮機の場合には、１本のベ
ルトで車両駆動用エンジンのウオータポンプやオ
ルタネータ及び圧縮機等の全てを駆動するように
企図されつつある近時においては、前記圧縮機の
回転不能により前記ベルトが切断されたときに
は、エンジンのオーバヒートを生起し、それが重
大な車両事故を誘発するという欠陥をもつもので
あつた。

そこで上記欠陥を解消すべく、従来から圧縮機
体内における低圧側もしくは高圧側における冷媒
やそれと接触する部分の温度が設定値より高くな
つた場合（潤滑不十分による摩擦発熱量の増大）
や、低圧側もしくは高圧側の圧力がそれぞれの設
定値より低下した場合には、冷凍回路内の冷媒量
が不足しているとして、圧縮機の駆動入力を断つ
か、警告を発するようにしたものが提案された。
しかしながら、これには起動時に液圧縮を起こ
し、ピストン折れ等によりロツクした場合、温度
はもともと上昇せず、また低圧側の圧力を検知す
るようにしたタイプのものでは、やはりもともと
圧力が下がらないので、異常を検出することがで
きないという欠陥があつた。これを解消するため
には圧縮機の運転状態を検出する装置を別に配設
しなければならず、検出装置の構造が複雑になる
欠陥があつた。

本発明の目的は上記欠陥を解消して、冷凍回路
内の冷媒不足による圧縮機の焼付を防ぐことがで
きるとともに、圧縮機のロツクによる動力源等へ
の影響を防止することができ、さらに検出装置の
構造を複雑にしなくても済む圧縮機の異常検出装
置を提供することにある。

以下、本発明を斜板式圧縮機に具体化した一実
施例を第１図〜第４図について説明すると、対接
された１対のシリンダブロツク１，２にはその中
心部を貫通延在する駆動軸３に平向な適数個のシ
リンダボア４が穿設されている。前記駆動軸３に
傾斜して固着された斜板５にはボール６及びシユ
ー７よりなる軸受手段を介してピストン８が係留
され、同ピストン８は前記斜板５の回転力によつ
てシリンダボア４内を往復摺動可能である。

前記シリンダブロツク１，２の端面は、弁板
９，１０を介在して配設されたフロント及びリア
のハウジング１１，１２によつて密閉されてい
る。同フロント及びリアハウジング１１，１２に
は、それぞれ吸入室１３及び吐出室１４が形成さ
れ、これら吸入室１３及び吐出室１４は、それぞ
れ外部冷凍回路と連通されるとともに、弁板９，
１０に透設された吸入口１５及び吐出口１６を介
してシリンダボア４と連通されている。なお、前
記吸入口１５及び吐出口１６にはそれぞれリード
弁（図示略）が設けられる。

前記駆動軸３のリア側端面には、第２図に示す
ように軸心より偏心した位置に凹欠部３ａが形成
され、同凹欠部３ａ内に対し一定温度（キユーリ
ー温度；この実施例では120℃に設定されてい
る）に加熱されると磁性を失なう特性を有する感
温フエライトよりなる被検出部材（温度センサ）
１７が嵌入埋設されている（該実施例の場合はこ
の被検出部材１７が配設されているところが温度
検出部となる）。前記リアハウジング１２の吸入
室１３内には、前記被検出部材１７の回転軌跡と
対面するように周期運動センサ１９が配設されて
いる。この周期運動センサ１９は非磁性体よりな
る有底円筒状の本体２０と、永久磁石２５および
その回りにまいたコイル２１とにより構成されて
いる。

前記周期運動センサ１９のコイル２１はリード
線２２によつて第３図に示すように増幅器２３に
接続され、同増幅器２３にはパルス有無検出器２
４が接続され、さらに同パルス有無検出器２４に
対し、同検出器２４からパルス信号が発せられな
かつたとき動力源と圧縮機の間に介在させた図示
しない電磁クラツチ等を断つためのクラツチ開放
装置（図示略）が接続されている。

次に、前記のように構成した斜板式圧縮機につ
いてその作用を説明する。

図示しない電磁クラツチ等によつて動力源と連
結された駆動軸３が回転すると、それに固着され
た斜板５が回転し、このためピストン８がシリン
ダボア４内を往復動して、被圧縮流体の圧縮作用
が行なわれる。

圧縮機が定常運転されているときには、駆動軸
３およびその周囲の温度は被検出部材１７を形成
する感温フエライトのキユーリー温度（約120
℃）以下の60〜100℃であるので、被検出部材１
７の磁性は保持され、この結果駆動軸３の回転に
よつてその端面に嵌入した被検出部材１７の円運
動により、同被検出部材１７が前記周期運動セン
サ１９の永久磁石２５に対面したとき、コイル２
１に作用する磁束の密度が変化するため、同コイ
ル２１に電流が発生する。この電流の電圧を増幅
器２３で増幅した後、オシログラフ等で観察する
と第４図に示すごとく、回転軸３の回転速度に応
じた周期で電圧パルスが発生し、このパルス信号
はパルス有無検出器２４へ連続的に入力され、正
常な運転が行なわれる。

ところが、冷凍回路内の冷媒量が不足し、圧縮
機内の潤滑が不十分となり摩擦発熱量の増大によ
るか、もしくは低温の冷媒が圧縮機内へ供給され
なくなつて斜板室の温度が上昇し被検出部材１７
のキユーリー温度（約120℃）以上になると、同
被検出部材１７の透磁率が低下し、このため回転
軸３の被検出部材１７が周期運動センサ１９と対
面しても磁束が変化しなくなり、従つてコイル２
１に電流が発生せず、パルス有無検出器２４によ
り設定時間前記パルス信号がないことを検知する
と、同検出器２４から駆動入力断の信号を出し、
動力源と駆動軸３を連結する電磁クラツチを解放
状態として、圧縮機の駆動入力を断ち、焼付事故
を防ぐことができる。なお、駆動軸３の後端と周
期運動センサ１９の永久磁石２５との距離が近過
ぎると、上述の状態において前記被検出部材１７
が磁気的凹所となつて、既述とは逆位相のパルス
が発生する可能性が有るため前記距離の設定には
注意を要する。

又、圧縮機の起動時に液圧縮が起こつてピスト
ンが折れ、圧縮機がロツクした場合にも、周期運
動センサ１９からパルス信号が出なくなつてクラ
ツチが断たれ、駆動系やそれと関係する機器類の
保護を図ることができる。

なお、本発明は次のような実施例で具体化する
ことも可能である。

(1) 第５図ａに示すように駆動軸３には凹欠部
（該部分に突起として形成してもよい）３ａの
みを形成し、この被検出部となる凹欠部３ａと
対面するコイル２１を巻いた永久磁石２５の駆
動軸３側に感温フエライトで形成される温度セ
ンサ１８を直列状に止着してもよく、この場合
には温度がキユーリー点を越えたとき温度セン
サ１８の透磁率が低下し、永久磁石２５と駆動
軸後端との距離が大きいため磁速の変化が無と
なる。さらに第５図ｂに示すように、駆動軸３
に凹欠部３ａのみを形成し温度センサ１８にコ
イル２１を巻装してもよい。これらの場合にお
いても温度センサ１８の配設される部分が温度
検出部となる。さらに変形例として上記凹欠部
３ａの替りに、そこに永久磁石を配設してもよ
い。

(2) 第６図に示すように駆動軸３に凹欠部３ａの
みを設け、コイル２１には永久磁石２５を挿入
し、一方リアハウジング１２の外側面には環状
の温度センサ１８を取着し、この温度センサ１
８に対しコイル２１のリード線２２に接続され
る一次コイル２７を巻回するとともに、増幅器
２３に接続される二次コイル２８を巻回して、
常時はトランスのごとき作用で一次コイル２７
側からのパルスを二次コイル２８側に伝達する
ようにし、リアハウジング１２の温度が温度セ
ンサ１８のキユーリー温度以上になつたとき、
上記温度センサ１８が磁性を失つて、もはや上
述のごときトランスのような作用を発揮しなく
なつて、周期運動センサ１９から一次コイル２
７に送られてくるパルス信号を断つようにする
こともできる。この場合には、温度センサ１８
の取付位置を自由に選択できるため、特にガス
不足で温度の上り易い部分を選べばよい。本例
はハウジング外壁に設けたためシールの問題が
生じない利点があるが、内部に取付けることも
可能である。

(3) 第７図に示すように、斜板室２９内で揺動運
動する斜板５の周面の最大移動軌跡に対面する
位置に周期運動センサ１９を配設するととも
に、同周期運動センサ１９を直列状態に配列さ
れた永久磁石２５と温度センサ１８（温度セン
サ１８を斜板５に対面する側に配列する）、お
よびそれらを囲撓するコイル２１とにより構成
してもよい。この場合にも斜板室２９内の温度
がキユーリー温度以上に上昇すると、温度セン
サ１８の透磁率が失なわれ永久磁石２５と斜板
５との距離が大きいため周期運動センサ１９に
パルス信号が発生しなくなるので、圧縮機の焼
付事故を防止することができる。

(4) ピストン８の周側面に凹欠部（図示略）を形
成し、同ピストン８の往復動によつて同凹欠部
が移動するその軌跡上に対面する位置に周期運
動センサ１９と同様の往復動センサ（図示略）
を配設することもできる。ただし、ピストンに
は鉄系材料を使う必要がある。

(5) 図示しないが、感温フエライトと永久磁石を
組合せて温度センサを形成し、これによりリー
ドスイツチを温度変化により開閉させて、周期
運動センサ１９から増幅器２３へ入力されるパ
ルス信号を断つようにしてもよい。

(6) 温度センサ１８を感温フエライト以外の感温
特性を有する磁性材料により構成することもで
きる。この感温フエライト等の磁性材料の特性
として、飽和磁束密度が大きく、温度に対する
飽和磁束密度、保磁力、透磁率、鉄損の値が設
定温度の近傍で急変し、かつ熱応答の速いもの
が望ましい。又、キユーリー温度以下の低い温
度領域では透磁率が一定値を保持するものが望
ましい。

さらに、温度センサ１８の取付位置は、ハウ
ジングの吸入室のように、冷媒が正常にあると
きでも停止直後は比較的高温（60〜70℃）にな
り、冷媒不足時でも運転中はそれほど高温（30
〜60℃）にならないような場所は検知能力を高
くできないので望ましいとはいえない。又、温
度センサ１８の取付位置によつて冷媒不足時の
温度が異なるので、これに合うようなキユーリ
ー温度を有する温度センサ１８を使用すればよ
い。

以上詳述したように本発明は、動力源とクラツ
チによつて駆動連結される圧縮機において、圧縮
機体内の周機運動を行なう部材に対して配設され
た被検出部と、同被検出部に対面して配設され該
被検出部の運動による磁束密度の変化に反応して
パルス信号を発する周期運動センサと、前記パル
ス信号がなくなつたことを検知して前記クラツチ
に対して断の信号を発するパルス有無検出器と、
さらに圧縮機の温度検出部に配設され同検出部の
温度が設定値以上となつたとき、磁性を失なつて
前記パルス有無検出器へのパルス信号を無とする
温度センサとにより構成したことにより、冷凍回
路内の冷媒不足による圧縮機の焼付を防ぐことが
できるとともに、圧縮機のロツクによる動力源等
への悪影響を防止することができ、さらに検出装
置の構造を複雑にしなくても良いという顕著な効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧縮機の異常検出装置を斜板
式圧縮機に具体化した一実施例を示す縦断面図、
第２図は要部の拡大断面図、第３図は異常検出装
置の作動態様を示す説明図、第４図はパルスを示
すグラフ、第５図ａ，ｂはそれぞれ温度センサの
別の使用例を示す断面図、第６図及び第７図は本
発明の別の実施例を示す断面図である。 シリンダブロツク……１，２、駆動軸……３、
凹欠部……３ａ、シリンダボア……４、斜板……
５、ピストン……８、被検出部材……１７、温度
センサ……１８、周期運動センサ……１９、本体
……２０、コイル……２１、パルス有無検出器…
…２４、永久磁石……２５、一次、二次コイル…
…２７，２８。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 動力源とクラツチによつて駆動連結される圧
   縮機において、圧縮機体内の周期運動を行なう部
   材に対して配設された被検出部と、同被検出部に
   対面して配設され該被検出部の運動による磁束密
   度の変化に反応してパルス信号を発する周期運動
   センサと、前記パルス信号がなくなつたことを検
   知して前記クラツチに対して断の信号を発するパ
   ルス有無検出器と、さらに圧縮機の温度検出部に
   配設され同検出部の温度が設定値以上となつたと
   き、磁性を失なつて前記パルス有無検出器へのパ
   ルス信号を無とする温度センサとにより構成した
   ことを特徴とする圧縮機の異常検出装置。 ２ 前記被検出部は圧縮機駆動軸端面の軸心から
   偏心した位置に形成された凹欠部もしくは突起部
   である特許請求の範囲第１項記載の圧縮機の異常
   検出装置。 ３ 前記被検出部は斜板式圧縮機の斜板の円周部
   である特許請求の範囲第１項記載の圧縮機の異常
   検出装置。 ４ 前記被検出部はシリンダボア内を往復動する
   ピストンの周側面に形成された凹欠部である特許
   請求の範囲第１項記載の圧縮機の異常検出装置。 ５ 前記周期運動センサは永久磁石、温度セン
   サ、永久磁石と温度センサを接続したもののいず
   れかにコイルを巻装したものである特許請求の範
   囲第１項記載の圧縮機の異常検出装置。 ６ 前記温度センサは感温フエライトである特許
   請求の範囲第１項記載の圧縮機の異常検出装置。 ７ 前記温度センサは前記被検出部又は周期運動
   センサの対向面に取付けられている特許請求の範
   囲第１項記載の圧縮機の異常検出装置。 ８ 前記温度センサには周期運動センサに接続し
   た一次コイルと、パルス有無検出器に接続した二
   次コイルが巻装され、同温度センサは周期運動セ
   ンサとははなれた位置に取付けられている特許請
   求の範囲第１項記載の圧縮機の異常検出装置。