斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法及びその装置
【課題】圧縮機の稼働時に油膜の形成不良を精度よく検知することができるとともに、多様な運転条件にも対応可能であり、更には圧縮機の性能に影響を与えることなく検知することのできる斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法及びその装置を提供する。
【解決手段】ピストン２０のシュー２２に導通する第１の導電手段と、斜板３０に導通する第２の導電手段とを斜板式圧縮機に備えるとともに、各シュー２２と斜板３０に電圧印加用回路５４によって外部から所定の大きさの電圧を印加し、電圧印加用回路５４の電圧値を電圧測定器５５により測定することにより、シュー２２と斜板３０との間の油膜の形成不良を検知するようにしたので、圧縮機本体１０の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置する必要がなく、油膜の形成不良を簡単な構造により確実に検知することができる。
【解決手段】ピストン２０のシュー２２に導通する第１の導電手段と、斜板３０に導通する第２の導電手段とを斜板式圧縮機に備えるとともに、各シュー２２と斜板３０に電圧印加用回路５４によって外部から所定の大きさの電圧を印加し、電圧印加用回路５４の電圧値を電圧測定器５５により測定することにより、シュー２２と斜板３０との間の油膜の形成不良を検知するようにしたので、圧縮機本体１０の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置する必要がなく、油膜の形成不良を簡単な構造により確実に検知することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用空気調和装置の冷媒回路に用いられる斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の斜板式圧縮機としては、圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内をそれぞれ往復動する複数のピストンと、各ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備え、各ピストンの一端側を斜板を間に対向する一対のシューを介して斜板に摺動自在に接触させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、前記圧縮機においては、各シューと斜板との間に潤滑油の油膜を形成しているが、シューと斜板とは互いに高速で摺動するため、潤滑条件が厳しく、油膜切れによる金属同士の焼付きを生じ易いという問題がある。そこで、シューと斜板との間の油膜の形成不良を検知するために、斜板にセンサを埋設してシューとのクリアランスを計測する方法、摺動部を高速度カメラによって直接監視する方法、シューと斜板が接触したときに光信号や電波信号を出力して外部で検知する方法などが提案されている。
【特許文献１】実開平４−１２５６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記各検知方法では、圧縮機の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置しているため、圧縮機の稼働時に精度よく検知することができるか、多様な運転条件に対応することができるか、圧縮機の性能に影響を与えることなく検知することができるかなど、実用化に際して種々の問題点があった。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機の稼働時に油膜の形成不良を精度よく検知することができるとともに、多様な運転条件にも対応可能であり、更には圧縮機の性能に影響を与えることなく検知することのできる斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記目的を達成するために、圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備え、斜板を間に対向する一対のシューを介してピストンの一端側が斜板に摺動自在に係合されている斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法において、前記ピストンのシューと斜板に導通する導電手段に電圧印加用回路によって外部から所定の定電圧電源の電圧を印加するとともに、電圧印加用回路の電圧値を測定して測定電圧の値が所定の基準値以上か否かを判定するようにしている。
【０００７】
これにより、シューと斜板に電圧印加用回路の電源の電圧が印加されると、シューと斜板との間の油膜による隙間が電気抵抗となって電圧印加用回路の値が定電圧電源の電圧よりも小さくなるが、油膜の厚さが小さくなると電気抵抗が低下して電圧値が大きくなるため、油膜切れまたは油膜切れに近い状態になると、電圧印加用回路の電圧値がほぼ定電圧電源の電圧値と等しくなる。これにより、電圧印加用回路の電圧値が基準電圧値以上になると、測定電圧の値が基準電圧値以上になったことが判定されることから、その判定結果に基づいて油膜形成不良を検知することが可能となる。従って、圧縮機本体の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置することなく油膜形成不良を検知することができる。
【０００８】
また、本発明は前記目的を達成するために、圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備え、斜板を間に対向する一対のシューを介してピストンの一端側が斜板に摺動自在に係合されている斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置において、前記ピストンのシューに導通する第１の導電手段と、斜板に導通する第２の導電手段と、第１及び第２の導電手段に外部から接続され、第１及び第２の導電手段に所定の大きさの電圧を印加する電圧印加用回路と、電圧印加用回路の電圧値を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段の測定電圧の値が所定の基準値以上か否かを判定する判定手段とを備えている。
【０００９】
これにより、シューと斜板に第１及び第２の導電手段を介して電圧印加用回路の電源の電圧が印加されると、シューと斜板との間の油膜による隙間が電気抵抗となって電圧印加用回路の値が定電圧電源の電圧よりも小さくなるが、油膜の厚さが小さくなると電気抵抗が低下して電圧値が大きくなるため、油膜切れまたは油膜切れに近い状態になると、電圧印加用回路の電圧値がほぼ定電圧電源の電圧値と等しくなる。これにより、電圧印加用回路の電圧値が基準電圧値以上になると、電圧測定手段の測定電圧の値が基準電圧値以上になったことが判定手段によって判定されることから、その判定結果に基づいて油膜形成不良を検知することが可能となる。従って、圧縮機本体の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置することなく油膜形成不良を検知することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、圧縮機本体の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置することなく油膜形成不良を検知することができるので、油膜の形成不良を簡単な構造により確実に検知することができる。従って、圧縮機の稼働時に油膜の形成不良を精度よく検知することができるとともに、多様な運転条件にも対応可能であり、更には圧縮機の性能に影響を与えることなく油膜の形成不良を検知することができ、実用化に際して極めて有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１乃至図６は本発明の一実施形態を示すもので、図１は油膜形成不良検知装置の概略側面図、図２はその要部断面図、図３はその要部拡大断面図、図４はピストンの側面図、図５はその一部分解側面図、図６は電圧と隙間との関係を示すグラフである。
【００１２】
同図に示す斜板式圧縮機は、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体１０と、圧縮機本体１０内に設けられた複数のピストン２０と、各ピストン２０の一端側に摺動自在に係合する斜板３０と、斜板３０を回転させる駆動シャフト４０とを備えている。
【００１３】
圧縮機本体１０は、ハウジング１１、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１３及びバルブプレート１４からなり、これらは図示しないボルトによって互いに軸方向に連結されている。
【００１４】
ハウジング１１は一端側を閉塞した円筒状に形成され、その他端側はシリンダブロック１２側に開口している。
【００１５】
シリンダブロック１２は圧縮機本体１０の軸方向に延びる複数のシリンダ１２ａを有し、各シリンダ１２ａの両端はそれぞれハウジング１１側及びバルブプレート１４側に開口している。
【００１６】
シリンダヘッド１３は冷媒吐出室１３ａ及び冷媒吸入室１３ｂを有し、冷媒吐出室１３ａ及び冷媒吸入室１３ｂはそれぞれシリンダブロック１２側に開口している。冷媒吐出室１３ａはシリンダヘッド１３の中央部に設けられ、外部への吐出口（図示せず）に連通している。冷媒吸入室１３ｂは冷媒吐出室１３ａの周囲に設けられ、外部からの吸入口（図示せず）に連通している。
【００１７】
バルブプレート１４はシリンダブロック１２とシリンダヘッド１３との間に配置され、各シリンダ１２ａに連通する複数の冷媒吐出孔１４ａ及び冷媒吸入孔１４ｂを有している。バルブプレート１４の一方の面側（シリンダヘッド１３側）には吐出側プレート１４ｃが配置され、吐出側プレート１４ｃには各冷媒吐出孔１４ａを開閉する吐出弁（図示せず）が設けられている。また、バルブプレート１４の他方の面側（シリンダブロック１２側）には吸入側プレート１４ｄが配置され、吸入側プレート１４ｄには各冷媒吸入孔１４ｂを開閉する吸入弁（図示せず）が設けられている。
【００１８】
各ピストン２０は各シリンダ１２ａ内に摺動自在に設けられ、その一端には斜板３０と係合する係合部２１が形成されている。係合部２１は互いに対向する一対の半球面を有し、各半球面間には半球状のシュー２２が摺動自在に設けられている。
【００１９】
斜板３０は駆動シャフト４０の軸方向に対して傾斜自在に設けられ、その周縁部には各ピストン２０の係合部２１がシュー２２を介して摺動自在に係合している。斜板３０は駆動シャフト４０と一体に回転する回転板３１に傾動自在に連結されており、回転板３１によって駆動シャフト４０を中心に回転し、その傾斜角度に応じたストローク量で各ピストン２０を往復動させるようになっている。また、各シュー２２と斜板３０との間には、圧縮機本体１０内を循環する潤滑油によって油膜が形成されるようになっている。この場合、斜板３０の非圧縮面（ピストン２０の反力を受けない方の面）は薄膜状の絶縁材３０ａによって被覆されており、斜板３０の非圧縮面と一方のシュー２２とが絶縁材３０ａによって電気的に絶縁されている。これにより、斜板３０の圧縮面（ピストン２０の反力を受ける方の面）と他方のシュー２２のみが導通するようになっている。尚、絶縁部材３０ａの代わりに、斜板３０の圧縮面に絶縁コーティングからなる表面処理を施すようにしてもよい。
【００２０】
駆動シャフト４０は一端側をベアリング４１を介してハウジング１１に回動自在に支持され、その他端側はベアリング４２を介してシリンダブロック１２に回動自在に支持されている。
【００２１】
次に、本実施形態の油膜形成不良検知装置について説明する。この油膜形成不良検知装置５０は、ハウジング１１の外面側に設けられた端子５１と、ピストン２０の側方に設けられた導電部材５２と、ピストン２０に設けられた接触部材としての接触ピン５３と、各シュー２２と斜板３０に所定の大きさの電圧を印加する電圧印加用回路５４と、電圧印加用回路５４の電圧値を測定する電圧測定器５５と、電圧測定器５５の測定電圧が所定の基準値以上か否かを判定する判定処理部５６とからなり、端子５１、導電部材５２及び接触ピン５３はピストン２０の幅方向両側にそれぞれ設けられている。
【００２２】
端子５１はボルト螺合用のネジ孔５１ａを有し、電圧印加用回路５４の図示しない導線が接続されるようになっている。
【００２３】
導電部材５２はピストン２０の摺動方向に延びる金属部材からなり、端子５１に螺合するボルト５２ａによってハウジング１１に締結されている。この場合、ボルト５２ａはハウジング１１に設けた貫通孔１１ａを挿通して端子５１に螺合するようになっており、貫通孔１１ａにはボルト５２ａとハウジング１１とを絶縁するスリーブ５２ｂが挿入されている。また、ハウジング１１の内周面には絶縁被膜５２ｃが形成され、絶縁被膜５２ｃによって導電部材５２とハウジング１１が絶縁されている。
【００２４】
接触ピン５３は導電性の金属からなり、ピストン２０の側面に設けた孔２０ａに摺動自在に挿入されている。この場合、孔２０ａ内にはスプリング５３ａが設けられ、接触ピン５３がスプリング５３ａによって導電部材５２の側面に圧接するようになっている。
【００２５】
また、ピストン２０にはシュー２２と導通する弾性部材としての導電用スプリング５７が設けられ、導電用スプリング５７は一端が他方のシュー２２に接触するようにピストン２０に固定されている。
【００２６】
電圧印加用回路５４は、定電圧電源５４ａと可変抵抗器５４ｂとを直列に接続してなり、定電圧電源５４ａは所定の大きさの直流電圧（例えば２．０[Ｖ]）を発生する。電圧印加用回路５４は、一端側（可変抵抗器５４ｂ側）を端子５１に接続され、その他端側（電源５４ａ側）は圧縮機本体１０のハウジング１１に接続されている。
【００２７】
電圧測定器５５は電圧印加用回路５４に可変抵抗器５４ｂと並列に接続され、可変抵抗器５４ｂの電圧を測定するようになっている。
【００２８】
判定処理部５６は電圧測定器５５に接続され、電圧測定器５５によって測定された電圧値が所定の基準電圧値Ｖ（例えば、１．９[Ｖ] ）以上か否かを判定するようになっている。
【００２９】
尚、前記油膜形成不良検知装置５０では、端子５１、導電部材５２、接触ピン５３、ピストン２０及びシュー２２が第１の導電手段として順次導通するようになっており、圧縮機本体１０のハウジング１１、駆動シャフト４０及び斜板３０が第２の導電手段として順次導通するようになっている。この場合、ピストン２０とシュー２２は導電用スプリング５７によっても導通する。
【００３０】
以上のように構成された圧縮機においては、外部からの駆動力によって駆動シャフト４０が回転すると、斜板３０の傾斜角度に応じて各ピストン２０が各シリンダ１２ａ内を往復動する。これにより、冷媒吸入室１３ｂの冷媒が各シリンダ１２ａ内に吸入され、冷媒吐出室１３ａに吐出される。その際、図示しない圧力制御手段によってハウジング１１内の圧力が調整され、冷媒吸入室１３ｂとハウジング１１内との間に生ずる差圧により、各ピストン２０の他端側（ハウジング１１側）に加わる圧力に応じて斜板３０の傾斜角度が変化する。これにより、各ピストン２０のストローク量が大きくまたは小さくなり、冷媒の吐出量が変化する。
【００３１】
また、本実施形態の油膜形成不良検知装置５０では、各シュー２２と斜板３０に電圧印加用回路５４の電源５４ａの電圧が印加されるとともに、電圧測定器５５によって可変抵抗器５４ｂの電圧が測定される。その際、シュー２２と斜板３０との間には潤滑油の油膜によって隙間が形成されるため、この隙間が電気抵抗となって測定電圧の値が電源５４ａの電圧よりも小さくなる。即ち、図５に示すように、油膜の厚さが正常値（例えば６[μｍ]）以上であれば、ほぼ０[Ｖ]になるが、油膜の厚さが小さくなると電圧値が大きくなるため、油膜切れまたは油膜切れに近い状態になった場合には、電圧値がほぼ電源５４ａの電圧値（例えば２[Ｖ]になる。その際、測定電圧の値が基準電圧値Ｖ（例えば、１．９[Ｖ]）以上か否かが判定処理部５６によって判定され、その判定結果に基づいて油膜形成不良が検知される。即ち、判定処理部５６によって測定電圧の値が基準電圧値Ｖ以上であると判定された場合は、例えば圧縮機の駆動を停止したり、或いは図示しない警報装置を作動するなど、所定の異常処理動作が行われる。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、ピストン２０の各シュー２２と斜板３０に電圧印加用回路５４によって外部から所定の大きさの電圧を印加するとともに、電圧印加用回路５４の電圧値を電圧測定器５５により測定し、測定電圧の値が所定の基準値以上か否かを判定処理部５６によって判定することにより、シュー２２と斜板３０との間の油膜の形成不良を検知するようにしたので、圧縮機本体１０の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置する必要がなく、油膜の形成不良を簡単な構造により確実に検知することができる。従って、圧縮機の稼働時に油膜の形成不良を精度よく検知することができるとともに、多様な運転条件にも対応可能であり、更には圧縮機の性能に影響を与えることなく油膜の形成不良を検知することができ、実用化に際して極めて有利である。
【００３３】
この場合、電圧印加用回路５４を圧縮機に外部から接続することにより、油膜の形成不良を容易に検知することができるので、車両に搭載した圧縮機の油膜形成不良検知用として車両用空気調和装置に設けることができることは勿論、車両用空気調和装置に設けない場合でも、工場出荷時やメンテナンス時に電圧印加用回路５４を圧縮機に接続することにより油膜の形成不良を容易に検知することができ、汎用性の向上を図ることができる。
【００３４】
また、圧縮機本体１０の外面側に電圧印加用回路５４の一端側を接続可能な端子５１を設けるとともに、ピストン２０の側方に端子５１に導通する導電部材５２を設け、ピストン２０には導電部材５２に摺動自在に接触する導電性の接触ピン５３を設けることにより、端子５１、導電部材５２、接触ピン５３、ピストン２０及びシュー２２が順次導通するようにしたので、端子５１、導電部材５２及び接触ピン５３といった簡単な部品を追加するだけで電圧印加用回路５４の一端側をシュー２２に導通させることができ、低コスト化に極めて有利である。
【００３５】
更に、圧縮機本体１０、駆動シャフト４０及び斜板３０が順次導通するようにしたので、圧縮機本体１０に電圧印加用回路５４の他端側を接続することにより、専用の導電部品を追加することなく電圧印加用回路５４の他端側を斜板３０に導通させることができ、低コスト化に極めて有利である。
【００３６】
また、各接触ピン５３をスプリング５３ａによって導電部材５２に圧接させるようにしたので、導電部材５２に接触ピン５３を確実に接触させることができ、導電部材５２と接触ピン５３との導通を確実に行うことができる。
【００３７】
この場合、導電部材５２及び接触ピン５３をピストン２０の幅方向両側にそれぞれ設けたので、ピストン２０が往復動作中に幅方向に変位した場合でも、常に何れか一方の導電部材５２に一方の接触ピン５３を接触させることができ、導電部材５２と接触ピン５３との導通をより確実に行うことができる。更に、幅方向両側に配置された各導電部材５２によってピストン２０の周方向の回転を規制することができるので、回り止め用の部品を別途設けなくとも、ピストン２０を常に安定して往復動させることができる。
【００３８】
また、ピストン２０に、一端が他方のシュー２２に接触する導電用スプリング５７を設け、ピストン２０と他方のシュー２２とを導電用スプリング５７によっても導通させるようにしたので、ピストン２０とシュー２２との導通をより確実に行うことができ、ピストン２０と他方のシュー２２との間の油膜による導電性の低下を確実に防止することができる。
【００３９】
更に、電圧測定器５５により、電圧印加用回路５４に設けた可変抵抗器５４ｂの電圧値を測定するようにしたので、可変抵抗器５４ｂの抵抗値を調整することにより、図６に示す電圧と斜板／シュー間の隙間との相関関係を任意に設定することができる。
【００４０】
また、斜板３０の一方の面（非圧縮面）と一方のシュー２２との間を絶縁材３０ａによって絶縁するようにしたので、斜板３０の他方の面（圧縮面）と他方のシュー２２との間のみを導通させることができ、潤滑状態の厳しい斜板３０の圧縮面側における油膜の形成不良を確実に検知することができる。
【００４１】
尚、前記実施形態における油膜形成不良検知装置５０の導電部材５２及び接触ピン５３は各ピストン２０ごとに設けてもよいが、一部のピストン２０のみに設けるようにしてもよい。
【００４２】
また、前記実施形態では、斜板３０の一方の面（非圧縮面）と一方のシュー２２との間を絶縁するようにしたものを示したが、図７に示すように斜板３０の他方の面（圧縮面）と他方のシュー２２との間を絶縁材３０ｂによって絶縁するようにすれば、斜板３０の非圧縮面における油膜の形成不良を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態を示す油膜形成不良検知装置の概略側面図
【図２】油膜形成不良検知装置の要部断面図
【図３】油膜形成不良検知装置の要部拡大断面図
【図４】ピストンの側面図
【図５】ピストンの一部分解側面図
【図６】電圧と隙間との関係を示すグラフ
【図７】本発明の他の実施形態を示すピストンの一部分解側面図
【符号の説明】
【００４４】
１０…圧縮機本体、１１…ハウジング、１２ａ…シリンダ、２０…ピストン、３０…斜板、４０…駆動シャフト、５０…油膜形成不良検知装置、５１…端子、５２…導電部材、５３…接触ピン、５３ａ…スプリング、５４…電圧印加用回路、５５…電圧測定器、５６…判定処理部、５７…導電用スプリング。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用空気調和装置の冷媒回路に用いられる斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の斜板式圧縮機としては、圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内をそれぞれ往復動する複数のピストンと、各ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備え、各ピストンの一端側を斜板を間に対向する一対のシューを介して斜板に摺動自在に接触させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、前記圧縮機においては、各シューと斜板との間に潤滑油の油膜を形成しているが、シューと斜板とは互いに高速で摺動するため、潤滑条件が厳しく、油膜切れによる金属同士の焼付きを生じ易いという問題がある。そこで、シューと斜板との間の油膜の形成不良を検知するために、斜板にセンサを埋設してシューとのクリアランスを計測する方法、摺動部を高速度カメラによって直接監視する方法、シューと斜板が接触したときに光信号や電波信号を出力して外部で検知する方法などが提案されている。
【特許文献１】実開平４−１２５６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記各検知方法では、圧縮機の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置しているため、圧縮機の稼働時に精度よく検知することができるか、多様な運転条件に対応することができるか、圧縮機の性能に影響を与えることなく検知することができるかなど、実用化に際して種々の問題点があった。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機の稼働時に油膜の形成不良を精度よく検知することができるとともに、多様な運転条件にも対応可能であり、更には圧縮機の性能に影響を与えることなく検知することのできる斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記目的を達成するために、圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備え、斜板を間に対向する一対のシューを介してピストンの一端側が斜板に摺動自在に係合されている斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法において、前記ピストンのシューと斜板に導通する導電手段に電圧印加用回路によって外部から所定の定電圧電源の電圧を印加するとともに、電圧印加用回路の電圧値を測定して測定電圧の値が所定の基準値以上か否かを判定するようにしている。
【０００７】
これにより、シューと斜板に電圧印加用回路の電源の電圧が印加されると、シューと斜板との間の油膜による隙間が電気抵抗となって電圧印加用回路の値が定電圧電源の電圧よりも小さくなるが、油膜の厚さが小さくなると電気抵抗が低下して電圧値が大きくなるため、油膜切れまたは油膜切れに近い状態になると、電圧印加用回路の電圧値がほぼ定電圧電源の電圧値と等しくなる。これにより、電圧印加用回路の電圧値が基準電圧値以上になると、測定電圧の値が基準電圧値以上になったことが判定されることから、その判定結果に基づいて油膜形成不良を検知することが可能となる。従って、圧縮機本体の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置することなく油膜形成不良を検知することができる。
【０００８】
また、本発明は前記目的を達成するために、圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備え、斜板を間に対向する一対のシューを介してピストンの一端側が斜板に摺動自在に係合されている斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置において、前記ピストンのシューに導通する第１の導電手段と、斜板に導通する第２の導電手段と、第１及び第２の導電手段に外部から接続され、第１及び第２の導電手段に所定の大きさの電圧を印加する電圧印加用回路と、電圧印加用回路の電圧値を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段の測定電圧の値が所定の基準値以上か否かを判定する判定手段とを備えている。
【０００９】
これにより、シューと斜板に第１及び第２の導電手段を介して電圧印加用回路の電源の電圧が印加されると、シューと斜板との間の油膜による隙間が電気抵抗となって電圧印加用回路の値が定電圧電源の電圧よりも小さくなるが、油膜の厚さが小さくなると電気抵抗が低下して電圧値が大きくなるため、油膜切れまたは油膜切れに近い状態になると、電圧印加用回路の電圧値がほぼ定電圧電源の電圧値と等しくなる。これにより、電圧印加用回路の電圧値が基準電圧値以上になると、電圧測定手段の測定電圧の値が基準電圧値以上になったことが判定手段によって判定されることから、その判定結果に基づいて油膜形成不良を検知することが可能となる。従って、圧縮機本体の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置することなく油膜形成不良を検知することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、圧縮機本体の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置することなく油膜形成不良を検知することができるので、油膜の形成不良を簡単な構造により確実に検知することができる。従って、圧縮機の稼働時に油膜の形成不良を精度よく検知することができるとともに、多様な運転条件にも対応可能であり、更には圧縮機の性能に影響を与えることなく油膜の形成不良を検知することができ、実用化に際して極めて有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１乃至図６は本発明の一実施形態を示すもので、図１は油膜形成不良検知装置の概略側面図、図２はその要部断面図、図３はその要部拡大断面図、図４はピストンの側面図、図５はその一部分解側面図、図６は電圧と隙間との関係を示すグラフである。
【００１２】
同図に示す斜板式圧縮機は、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体１０と、圧縮機本体１０内に設けられた複数のピストン２０と、各ピストン２０の一端側に摺動自在に係合する斜板３０と、斜板３０を回転させる駆動シャフト４０とを備えている。
【００１３】
圧縮機本体１０は、ハウジング１１、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１３及びバルブプレート１４からなり、これらは図示しないボルトによって互いに軸方向に連結されている。
【００１４】
ハウジング１１は一端側を閉塞した円筒状に形成され、その他端側はシリンダブロック１２側に開口している。
【００１５】
シリンダブロック１２は圧縮機本体１０の軸方向に延びる複数のシリンダ１２ａを有し、各シリンダ１２ａの両端はそれぞれハウジング１１側及びバルブプレート１４側に開口している。
【００１６】
シリンダヘッド１３は冷媒吐出室１３ａ及び冷媒吸入室１３ｂを有し、冷媒吐出室１３ａ及び冷媒吸入室１３ｂはそれぞれシリンダブロック１２側に開口している。冷媒吐出室１３ａはシリンダヘッド１３の中央部に設けられ、外部への吐出口（図示せず）に連通している。冷媒吸入室１３ｂは冷媒吐出室１３ａの周囲に設けられ、外部からの吸入口（図示せず）に連通している。
【００１７】
バルブプレート１４はシリンダブロック１２とシリンダヘッド１３との間に配置され、各シリンダ１２ａに連通する複数の冷媒吐出孔１４ａ及び冷媒吸入孔１４ｂを有している。バルブプレート１４の一方の面側（シリンダヘッド１３側）には吐出側プレート１４ｃが配置され、吐出側プレート１４ｃには各冷媒吐出孔１４ａを開閉する吐出弁（図示せず）が設けられている。また、バルブプレート１４の他方の面側（シリンダブロック１２側）には吸入側プレート１４ｄが配置され、吸入側プレート１４ｄには各冷媒吸入孔１４ｂを開閉する吸入弁（図示せず）が設けられている。
【００１８】
各ピストン２０は各シリンダ１２ａ内に摺動自在に設けられ、その一端には斜板３０と係合する係合部２１が形成されている。係合部２１は互いに対向する一対の半球面を有し、各半球面間には半球状のシュー２２が摺動自在に設けられている。
【００１９】
斜板３０は駆動シャフト４０の軸方向に対して傾斜自在に設けられ、その周縁部には各ピストン２０の係合部２１がシュー２２を介して摺動自在に係合している。斜板３０は駆動シャフト４０と一体に回転する回転板３１に傾動自在に連結されており、回転板３１によって駆動シャフト４０を中心に回転し、その傾斜角度に応じたストローク量で各ピストン２０を往復動させるようになっている。また、各シュー２２と斜板３０との間には、圧縮機本体１０内を循環する潤滑油によって油膜が形成されるようになっている。この場合、斜板３０の非圧縮面（ピストン２０の反力を受けない方の面）は薄膜状の絶縁材３０ａによって被覆されており、斜板３０の非圧縮面と一方のシュー２２とが絶縁材３０ａによって電気的に絶縁されている。これにより、斜板３０の圧縮面（ピストン２０の反力を受ける方の面）と他方のシュー２２のみが導通するようになっている。尚、絶縁部材３０ａの代わりに、斜板３０の圧縮面に絶縁コーティングからなる表面処理を施すようにしてもよい。
【００２０】
駆動シャフト４０は一端側をベアリング４１を介してハウジング１１に回動自在に支持され、その他端側はベアリング４２を介してシリンダブロック１２に回動自在に支持されている。
【００２１】
次に、本実施形態の油膜形成不良検知装置について説明する。この油膜形成不良検知装置５０は、ハウジング１１の外面側に設けられた端子５１と、ピストン２０の側方に設けられた導電部材５２と、ピストン２０に設けられた接触部材としての接触ピン５３と、各シュー２２と斜板３０に所定の大きさの電圧を印加する電圧印加用回路５４と、電圧印加用回路５４の電圧値を測定する電圧測定器５５と、電圧測定器５５の測定電圧が所定の基準値以上か否かを判定する判定処理部５６とからなり、端子５１、導電部材５２及び接触ピン５３はピストン２０の幅方向両側にそれぞれ設けられている。
【００２２】
端子５１はボルト螺合用のネジ孔５１ａを有し、電圧印加用回路５４の図示しない導線が接続されるようになっている。
【００２３】
導電部材５２はピストン２０の摺動方向に延びる金属部材からなり、端子５１に螺合するボルト５２ａによってハウジング１１に締結されている。この場合、ボルト５２ａはハウジング１１に設けた貫通孔１１ａを挿通して端子５１に螺合するようになっており、貫通孔１１ａにはボルト５２ａとハウジング１１とを絶縁するスリーブ５２ｂが挿入されている。また、ハウジング１１の内周面には絶縁被膜５２ｃが形成され、絶縁被膜５２ｃによって導電部材５２とハウジング１１が絶縁されている。
【００２４】
接触ピン５３は導電性の金属からなり、ピストン２０の側面に設けた孔２０ａに摺動自在に挿入されている。この場合、孔２０ａ内にはスプリング５３ａが設けられ、接触ピン５３がスプリング５３ａによって導電部材５２の側面に圧接するようになっている。
【００２５】
また、ピストン２０にはシュー２２と導通する弾性部材としての導電用スプリング５７が設けられ、導電用スプリング５７は一端が他方のシュー２２に接触するようにピストン２０に固定されている。
【００２６】
電圧印加用回路５４は、定電圧電源５４ａと可変抵抗器５４ｂとを直列に接続してなり、定電圧電源５４ａは所定の大きさの直流電圧（例えば２．０[Ｖ]）を発生する。電圧印加用回路５４は、一端側（可変抵抗器５４ｂ側）を端子５１に接続され、その他端側（電源５４ａ側）は圧縮機本体１０のハウジング１１に接続されている。
【００２７】
電圧測定器５５は電圧印加用回路５４に可変抵抗器５４ｂと並列に接続され、可変抵抗器５４ｂの電圧を測定するようになっている。
【００２８】
判定処理部５６は電圧測定器５５に接続され、電圧測定器５５によって測定された電圧値が所定の基準電圧値Ｖ（例えば、１．９[Ｖ] ）以上か否かを判定するようになっている。
【００２９】
尚、前記油膜形成不良検知装置５０では、端子５１、導電部材５２、接触ピン５３、ピストン２０及びシュー２２が第１の導電手段として順次導通するようになっており、圧縮機本体１０のハウジング１１、駆動シャフト４０及び斜板３０が第２の導電手段として順次導通するようになっている。この場合、ピストン２０とシュー２２は導電用スプリング５７によっても導通する。
【００３０】
以上のように構成された圧縮機においては、外部からの駆動力によって駆動シャフト４０が回転すると、斜板３０の傾斜角度に応じて各ピストン２０が各シリンダ１２ａ内を往復動する。これにより、冷媒吸入室１３ｂの冷媒が各シリンダ１２ａ内に吸入され、冷媒吐出室１３ａに吐出される。その際、図示しない圧力制御手段によってハウジング１１内の圧力が調整され、冷媒吸入室１３ｂとハウジング１１内との間に生ずる差圧により、各ピストン２０の他端側（ハウジング１１側）に加わる圧力に応じて斜板３０の傾斜角度が変化する。これにより、各ピストン２０のストローク量が大きくまたは小さくなり、冷媒の吐出量が変化する。
【００３１】
また、本実施形態の油膜形成不良検知装置５０では、各シュー２２と斜板３０に電圧印加用回路５４の電源５４ａの電圧が印加されるとともに、電圧測定器５５によって可変抵抗器５４ｂの電圧が測定される。その際、シュー２２と斜板３０との間には潤滑油の油膜によって隙間が形成されるため、この隙間が電気抵抗となって測定電圧の値が電源５４ａの電圧よりも小さくなる。即ち、図５に示すように、油膜の厚さが正常値（例えば６[μｍ]）以上であれば、ほぼ０[Ｖ]になるが、油膜の厚さが小さくなると電圧値が大きくなるため、油膜切れまたは油膜切れに近い状態になった場合には、電圧値がほぼ電源５４ａの電圧値（例えば２[Ｖ]になる。その際、測定電圧の値が基準電圧値Ｖ（例えば、１．９[Ｖ]）以上か否かが判定処理部５６によって判定され、その判定結果に基づいて油膜形成不良が検知される。即ち、判定処理部５６によって測定電圧の値が基準電圧値Ｖ以上であると判定された場合は、例えば圧縮機の駆動を停止したり、或いは図示しない警報装置を作動するなど、所定の異常処理動作が行われる。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、ピストン２０の各シュー２２と斜板３０に電圧印加用回路５４によって外部から所定の大きさの電圧を印加するとともに、電圧印加用回路５４の電圧値を電圧測定器５５により測定し、測定電圧の値が所定の基準値以上か否かを判定処理部５６によって判定することにより、シュー２２と斜板３０との間の油膜の形成不良を検知するようにしたので、圧縮機本体１０の内部にセンサ、カメラまたは発信器等の精密機器を設置する必要がなく、油膜の形成不良を簡単な構造により確実に検知することができる。従って、圧縮機の稼働時に油膜の形成不良を精度よく検知することができるとともに、多様な運転条件にも対応可能であり、更には圧縮機の性能に影響を与えることなく油膜の形成不良を検知することができ、実用化に際して極めて有利である。
【００３３】
この場合、電圧印加用回路５４を圧縮機に外部から接続することにより、油膜の形成不良を容易に検知することができるので、車両に搭載した圧縮機の油膜形成不良検知用として車両用空気調和装置に設けることができることは勿論、車両用空気調和装置に設けない場合でも、工場出荷時やメンテナンス時に電圧印加用回路５４を圧縮機に接続することにより油膜の形成不良を容易に検知することができ、汎用性の向上を図ることができる。
【００３４】
また、圧縮機本体１０の外面側に電圧印加用回路５４の一端側を接続可能な端子５１を設けるとともに、ピストン２０の側方に端子５１に導通する導電部材５２を設け、ピストン２０には導電部材５２に摺動自在に接触する導電性の接触ピン５３を設けることにより、端子５１、導電部材５２、接触ピン５３、ピストン２０及びシュー２２が順次導通するようにしたので、端子５１、導電部材５２及び接触ピン５３といった簡単な部品を追加するだけで電圧印加用回路５４の一端側をシュー２２に導通させることができ、低コスト化に極めて有利である。
【００３５】
更に、圧縮機本体１０、駆動シャフト４０及び斜板３０が順次導通するようにしたので、圧縮機本体１０に電圧印加用回路５４の他端側を接続することにより、専用の導電部品を追加することなく電圧印加用回路５４の他端側を斜板３０に導通させることができ、低コスト化に極めて有利である。
【００３６】
また、各接触ピン５３をスプリング５３ａによって導電部材５２に圧接させるようにしたので、導電部材５２に接触ピン５３を確実に接触させることができ、導電部材５２と接触ピン５３との導通を確実に行うことができる。
【００３７】
この場合、導電部材５２及び接触ピン５３をピストン２０の幅方向両側にそれぞれ設けたので、ピストン２０が往復動作中に幅方向に変位した場合でも、常に何れか一方の導電部材５２に一方の接触ピン５３を接触させることができ、導電部材５２と接触ピン５３との導通をより確実に行うことができる。更に、幅方向両側に配置された各導電部材５２によってピストン２０の周方向の回転を規制することができるので、回り止め用の部品を別途設けなくとも、ピストン２０を常に安定して往復動させることができる。
【００３８】
また、ピストン２０に、一端が他方のシュー２２に接触する導電用スプリング５７を設け、ピストン２０と他方のシュー２２とを導電用スプリング５７によっても導通させるようにしたので、ピストン２０とシュー２２との導通をより確実に行うことができ、ピストン２０と他方のシュー２２との間の油膜による導電性の低下を確実に防止することができる。
【００３９】
更に、電圧測定器５５により、電圧印加用回路５４に設けた可変抵抗器５４ｂの電圧値を測定するようにしたので、可変抵抗器５４ｂの抵抗値を調整することにより、図６に示す電圧と斜板／シュー間の隙間との相関関係を任意に設定することができる。
【００４０】
また、斜板３０の一方の面（非圧縮面）と一方のシュー２２との間を絶縁材３０ａによって絶縁するようにしたので、斜板３０の他方の面（圧縮面）と他方のシュー２２との間のみを導通させることができ、潤滑状態の厳しい斜板３０の圧縮面側における油膜の形成不良を確実に検知することができる。
【００４１】
尚、前記実施形態における油膜形成不良検知装置５０の導電部材５２及び接触ピン５３は各ピストン２０ごとに設けてもよいが、一部のピストン２０のみに設けるようにしてもよい。
【００４２】
また、前記実施形態では、斜板３０の一方の面（非圧縮面）と一方のシュー２２との間を絶縁するようにしたものを示したが、図７に示すように斜板３０の他方の面（圧縮面）と他方のシュー２２との間を絶縁材３０ｂによって絶縁するようにすれば、斜板３０の非圧縮面における油膜の形成不良を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態を示す油膜形成不良検知装置の概略側面図
【図２】油膜形成不良検知装置の要部断面図
【図３】油膜形成不良検知装置の要部拡大断面図
【図４】ピストンの側面図
【図５】ピストンの一部分解側面図
【図６】電圧と隙間との関係を示すグラフ
【図７】本発明の他の実施形態を示すピストンの一部分解側面図
【符号の説明】
【００４４】
１０…圧縮機本体、１１…ハウジング、１２ａ…シリンダ、２０…ピストン、３０…斜板、４０…駆動シャフト、５０…油膜形成不良検知装置、５１…端子、５２…導電部材、５３…接触ピン、５３ａ…スプリング、５４…電圧印加用回路、５５…電圧測定器、５６…判定処理部、５７…導電用スプリング。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備え、斜板を間に対向する一対のシューを介してピストンの一端側が斜板に摺動自在に係合されている斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法において、
前記ピストンのシューと斜板に導通する導電手段に電圧印加用回路によって所定の定電圧電源の電圧を印加するとともに、
電圧印加用回路の電圧値を測定し、測定電圧の値が所定の基準値以上か否かを判定する
ことを特徴とする斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法。
【請求項２】
圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備え、斜板を間に対向する一対のシューを介してピストンの一端側が斜板に摺動自在に係合されている斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置において、
前記ピストンのシューに導通する第１の導電手段と、
斜板に導通する第２の導電手段と、
第１及び第２の導電手段に外部から接続され、第１及び第２の導電手段に所定の定電圧電源の電圧を印加する電圧印加用回路と、
電圧印加用回路の電圧値を測定する電圧測定手段と、
電圧測定手段の測定電圧の値が所定の基準値以上か否かを判定する判定手段とを備えた
ことを特徴とする斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項３】
前記圧縮機本体の外面側に設けられ、電圧印加用回路を接続可能な端子と、
ピストンの側方に設けられ、端子に導通する導電部材と、
ピストンに設けられ、導電部材に摺動自在に接触する導電性の接触部材とを備え、
前記第１の導電手段を、端子、導電部材、接触部材、ピストン及びシューが順次導通するように形成した
ことを特徴とする請求項２記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項４】
前記第２の導電手段を、圧縮機本体、駆動シャフト及び斜板が順次導通するように形成した
ことを特徴とする請求項２または３記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項５】
前記接触部材をスプリングによって導電部材に圧接するように設けた
ことを特徴とする請求項２、３または４記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項６】
前記導電部材及び接触部材をピストンの幅方向両側にそれぞれ設けた
ことを特徴とする請求項２、３、４または５記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項７】
前記各導電部材を、ピストンの周方向への回転が各導電部材によって規制されるように設けた
ことを特徴とする請求項６記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項８】
前記ピストンに、一端がシューに接触するように他端側をピストンに固定された導電性の弾性部材を設けた
ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６または７記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項９】
前記電圧測定手段を、電圧印加用回路に設けられた可変抵抗器の電圧値を測定するように構成した
ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７または８記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項１０】
前記斜板と一方のシューとの間を絶縁材によって絶縁した
ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８または９記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項１】
圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備え、斜板を間に対向する一対のシューを介してピストンの一端側が斜板に摺動自在に係合されている斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法において、
前記ピストンのシューと斜板に導通する導電手段に電圧印加用回路によって所定の定電圧電源の電圧を印加するとともに、
電圧印加用回路の電圧値を測定し、測定電圧の値が所定の基準値以上か否かを判定する
ことを特徴とする斜板式圧縮機の油膜形成不良検知方法。
【請求項２】
圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備え、斜板を間に対向する一対のシューを介してピストンの一端側が斜板に摺動自在に係合されている斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置において、
前記ピストンのシューに導通する第１の導電手段と、
斜板に導通する第２の導電手段と、
第１及び第２の導電手段に外部から接続され、第１及び第２の導電手段に所定の定電圧電源の電圧を印加する電圧印加用回路と、
電圧印加用回路の電圧値を測定する電圧測定手段と、
電圧測定手段の測定電圧の値が所定の基準値以上か否かを判定する判定手段とを備えた
ことを特徴とする斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項３】
前記圧縮機本体の外面側に設けられ、電圧印加用回路を接続可能な端子と、
ピストンの側方に設けられ、端子に導通する導電部材と、
ピストンに設けられ、導電部材に摺動自在に接触する導電性の接触部材とを備え、
前記第１の導電手段を、端子、導電部材、接触部材、ピストン及びシューが順次導通するように形成した
ことを特徴とする請求項２記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項４】
前記第２の導電手段を、圧縮機本体、駆動シャフト及び斜板が順次導通するように形成した
ことを特徴とする請求項２または３記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項５】
前記接触部材をスプリングによって導電部材に圧接するように設けた
ことを特徴とする請求項２、３または４記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項６】
前記導電部材及び接触部材をピストンの幅方向両側にそれぞれ設けた
ことを特徴とする請求項２、３、４または５記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項７】
前記各導電部材を、ピストンの周方向への回転が各導電部材によって規制されるように設けた
ことを特徴とする請求項６記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項８】
前記ピストンに、一端がシューに接触するように他端側をピストンに固定された導電性の弾性部材を設けた
ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６または７記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項９】
前記電圧測定手段を、電圧印加用回路に設けられた可変抵抗器の電圧値を測定するように構成した
ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７または８記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【請求項１０】
前記斜板と一方のシューとの間を絶縁材によって絶縁した
ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８または９記載の斜板式圧縮機の油膜形成不良検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１２０３３２（Ｐ２００７−１２０３３２Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１０１２１（Ｐ２００５−３１０１２１）
【出願日】平成１７年１０月２５日（２００５．１０．２５）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【出願人】（３０４０２３３１８）国立大学法人静岡大学 (416)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２５日（２００５．１０．２５）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【出願人】（３０４０２３３１８）国立大学法人静岡大学 (416)
【Ｆターム（参考）】
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