Scroll type fluid machine of the rotational speed detecting device

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、圧縮機や膨張器等として用いられるスクロール型流体機械の回転数検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来のスクロール型圧縮機の一例を示す要部縦断面図である。 図３において、１は密閉ハウジングで、この密閉ハウジング１内には固定スクロール１０と旋回スクロール１４とが配設されている。 固定スクロール１０は、不図示の端板１１とその内面に立設された渦巻き状ラップ１２とを備えている。 旋回スクロール１４は、端板１５とその内面に立設された前記渦巻き状ラップ１２と実質的に同一形状を有する渦巻き状ラップ１６とを備えている。 この旋回スクロール１４と固定スクロール１０とは、相互に公転旋回半径だけ偏心した状態で、かつ、１８０°だけ角度をずらせて図示のように噛み合わせられている。 これによって複数の圧縮室１９が形成されている。
【０００３】
旋回スクロール１４の端板１５における外周面の１箇所には、回転信号発生用の磁性片として鉄片４０が固定されている。 この鉄片４０に対向する密閉ハウジング１の周壁には、上記鉄片４０とは所定隙間を隔てて回転信号検出手段としての電磁誘導式回転数センサ５０が設置されている。 この回転数センサ５０は永久磁石と、磁心部と、この磁心部の周囲に巻回されたコイルとで構成されている。 かくして旋回スクロール１４に従動して鉄片４０が旋回運動すると、磁心部の磁束が変化して電磁誘導の原理によってコイルに鉄片４０の旋回運動周波数と同じ周波数及びこの旋回運動周波数に比例した出力電圧が生じるものとなっている。 従ってこの周波数の値から、圧縮機の回転数を検出することができる。 この為、例えば、圧縮機の駆動源であるエンジン等の回転数と、回転数センサ５０を介して検出された回転数との間に所定値以上の偏差が生じ、これがある時間継続したときには、圧縮機がロック状態にあると判定することができる。 このような場合にはエンジンと圧縮機との間の動力伝達を解除してベルトの切断事故等を回避する等、種々の措置を講じる得るものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のスクロール型流体機械の回転数検出装置においては、回転信号発生用の磁性片として、鉄片４０を旋回スクロール１４の端板外周面に固定しているので、その加工および組立のためのコストが嵩む。 しかも鉄片４０のセンサに対する対向面積およびボリウムが比較的小さいので、その旋回運動によって回転数センサ５０のコイルに生ずる出力電圧は、加工公差、組立公差、回転数センサ５０及び鉄片４０の形状公差、等の関係によりバラツキを生じると共に、その絶対値が小さい。 このため圧縮機の回転数を精度よく検出することができない。 故に、電気的ノイズ等の外乱因子が大きく効いて圧縮機のロック状態を正確に判定できない等の問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、オルダムリンクの往復運動に伴って電磁誘導式の回転信号検出手段に生じる出力電圧値が十分大きなものとなり、スクロール型流体機械の回転数の検出精度が向上し、その結果、圧縮機のロック状態の有無等を正確に判定でき、適切な措置を講ずることができる上、製造コストの低減をはかることのできるスクロール型流体機械の回転数検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明においては、それぞれの端板の内面に渦巻き状ラップを立設してなる固定スクロールと旋回スクロールとを互いに噛み合わせて密閉ハウジング内に収納し、上記旋回スクロールをその外面に配設された二対の自転阻止用突起部を外周部に備えたドーナツ盤状のオルダムリンクによって自転を阻止しながら公転旋回運動させるスクロール型流体機械の回転数検出装置において、上記オルダムリンクを磁性素材で形成すると共に、 往復運動する上記オルダムリンクの一つの自転阻止用の突起部の先端に対し、永久磁石と磁心部とコイルとからなる電磁誘導式の回転信号検出手段の永久磁石部が対向するように、当該回転信号検出手段を設置するようにした。
【０００７】
【作用】
上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。 回転信号検出手段に対向する磁性素材よりなるオルダムリンクは、十分大きな対向面積およびボリウムを有しているので、このオルダムリンクの往復運動に伴って電磁誘導式の回転信号検出手段に生じる出力電圧値が十分大きなものとなり、スクロール型流体機械の回転数の検出精度が向上する。 また従来のように回転信号発生用磁性片としての鉄片を旋回スクロール端板の外周に設ける必要がないので、製作工程が簡略化される。
【０００８】
【実施例】
図１は本発明の一実施例に係るスクロール型圧縮機の構成を示す要部の縦断面図、図２の（ａ）は図１のＡーＡ線矢視断面図、図２の（ｂ）は回転数センサ５０の略式断面図である。
【０００９】
図１および図２（ａ）（ｂ）において、１は密閉ハウジングであり、カップ状本体２と、この本体に対しボルト３によって締結されたフロントエンドプレート４と、さらにこのフロントエンドプレート４に対しボルト５によって締結された筒状部材６とからなる。 この筒状部材６を貫通する回転軸７はベアリング８及び９を介してハウジング１に回転自在に取付けられている。 ハウジング１内には固定スクロール１０及び旋回スクロール１４が配設されている。
【００１０】
固定スクロール１０は、端板１１とその内面に立設された渦巻き状ラップ１２とを備えている。 端板１１の外周面とカップ状本体２の内周面とを密接させることによって、ハウジング１内が仕切られ、端板１１の外側には吐出キャビティ３１が形成され、端板１１の内側には吸入室２８が形成される。 端板１１の中央に穿設された吐出ポート２９には、ここを開閉するための吐出弁３０が設けられている。
【００１１】
旋回スクロール１４は、端板１５とその内面に立設された前記渦巻き状ラップ１２と実質的に同一形状を有する渦巻き状ラップ１６とを備えている。
旋回スクロール１４と固定スクロール１０とは、相互に公転旋回半径だけ偏心した状態で、かつ、１８０°だけ角度をずらせて図示のように噛み合わせられている。 これによって複数の圧縮室１９が形成されている。
【００１２】
端板１５の外面中央部に穿設された円筒状ボス２０の内部には、ドライブブッシュ２１が旋回軸受２３を介して回転自在に嵌挿されている。 このドライブブッシュ２１に穿設されたスライド溝２４内には、回転軸７の内端に偏心して突設された偏心駆動ピン２５がスライド可能に嵌合されている。
【００１３】
端板１５の外面の周辺部位と、フロントエンドプレート４の内周部に形成された支持台３２の内面との間には、スラスト軸受３６及び旋回スクロール１４の自転を阻止する機構としてのオルダムリンク２６が配設されている。
【００１４】
オルダムリンク２６は図２の（ａ）に示すように、薄いドーナツ盤状の形状を成すとともに、突起状の一対の第１のキー２６ａとこの第１のキー２６ａと直交する方向に突出した突起状の一対の第２のキー２６ｂとをそれぞれ備えている。 第１のキー２６ａは端板１５の外面に穿設された溝１４ａに、また第２のキー２６ｂは支持台３２の上面に穿設された溝３２ａに、それぞれ摺動自在に嵌合される。 従ってオルダムリンク２６は、支持台３２に対しては溝３２ａに沿ってのみ往復移動し、かつ、旋回スクロール１４はオルダムリンク２６に対しては溝１４ａに沿ってのみ往復移動する。 かくして旋回スクロール１４の自転を阻止するようになっている。
【００１５】
そこで今、回転軸７を図示しないエンジン等により例えばベルトを介して回転させると、旋回スクロール１４は偏心駆動ピン２５、ドライブブッシュ２１、ボス２０等からなる旋回駆動機構を介して駆動され、かつ、オルダムリンク２６によってその自転を阻止されながら公転旋回半径、即ち、回転軸７と偏心駆動ピン２５との偏心量を半径とする円軌道上を公転旋回運動する。 そうすると、図示しない吸入口から吸入室２８を経て圧縮室１９内に取り込まれたガスは、圧縮室１９がその容積を減じながら渦巻きの中心方向へ移動するのに伴って次第に圧縮されながら中央室２２に至る。 そしてこの中央室から吐出ポート２９を通り、吐出弁３０を押し開いて吐出キャビティ３１内に導入され、さらに密閉ハウジング１の外へ流出する。
【００１６】
ところで旋回スクロール１４の自転を阻止するオルダムリンク２６は鉄系焼結金属等の磁性素材によって形成されている。 そしてこのオルダムリンク２６の配設位置の外周部に対向する密閉ハウジング１の周壁には、第２のキー２６ｂに所定間隙を隔てて対向するように回転信号検出手段としての電磁誘電式回転数センサ５０が配置されている。
【００１７】
回転数センサ５０は図２の（ｂ）に示すように、 突起部すなわち第２のキー２６ｂに対向するように配置された永久磁石５１と、これに連なる磁心部５２と、この磁心部５２の周囲に巻回されたコイル５３とで構成されている。 かくして、旋回スクロール１４が旋回運動すると、この旋回運動に伴って突起部すなわち第２のキー２６ｂが往復運動するので、回転数センサ５０の磁心部５２の磁束が変化し、電磁誘導の原理によってコイル５３に旋回スクロール１４の旋回運動周波数と同じ周波数及びこの旋回運動周波数に比例した出力電圧が生じる。 従って、この周波数の値から回転軸７の回転数、即ち、圧縮機の回転数を検出することができる。
【００１８】
上記の如く構成された本実施例によれば、次のような作用効果が生じる。 オルダムリンク２６は旋回スクロール１４の旋回運動と同一周期で往復運動を行なうので、磁性素材で形成されたオルダムリンク２６の突起部すなわち第２のキー２６ｂの往復運動にともない、回転数センサ５０の永久磁石５１から発生する磁束が変化し、電磁誘導の原理によってコイル５３にオルダムリンク２６の往復運動周波数と同じ周波数及びこの周波数に比例した出力電圧が生じる。 従って、この周波数の値から圧縮機の回転数を検知することができる。
【００１９】
ところで、回転数センサ５０に対向するオルダムリンク２６は十分大きな対向面積およびボリウムを有しているので、このオルダムリンク２６の往復運動によって生ずる回転数センサ５０の出力電圧値は従来の鉄片４０の場合に比べてかなり大きなものとなり、その周波数、即ち、圧縮機の回転数を精度よく検出することができる。
【００２０】
このため例えば圧縮機の駆動源であるエンジン等の回転数と、回転数センサ５０を介して検出された回転数との間に所定値以上の偏差が生じ、これがある時間継続したときには、圧縮機がロック状態にあると判定することができる。 このような場合には、エンジンと回転軸７との間の回転力伝達を遮断してベルトの切断事故等を回避する等、種々の措置を講じることができる。
なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、回転信号発生手段である磁性片として磁性素材よりなるオルダムリンクを利用しているため、磁性片の対向面積およびボリウムが増大し、オルダムリンクの往復運動に伴って電磁誘導式の回転信号検出手段に生じる出力電圧値が十分大きなものとなる。 しかも上記電磁誘導式の回転信号検出手段は、当該回転信号検出手段の永久磁石部がオルダムリンクの自転阻止用突起部の先端に対向するように設置されているので、上記突起部の先端の動きに伴い、回転信号検出手段の永久磁石が発生する磁束が顕著に変化することになる。 したがって、スクロール型流体機械の回転数の検出精度が向上し、その結果、圧縮機のロック状態の有無等を正確に判定でき、適切な措置を講ずることができる上、従来のように回転信号発生手段として鉄片を格別に設ける必要がなくなるため、製造コストの低減をはかることのできるスクロール型流体機械の回転数検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るスクロール型圧縮機の構成を示す要部の縦断面図。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｂ）は回転数センサの略式断面図。
【図３】従来例に係るスクロール型圧縮機の構成を示す要部断面図。
【符号の説明】
１…密閉ハウジング １０…固定スクロール １１，１５…端板１２，１６…渦巻き状ラップ １４…旋回スクロール２６…オルダムリンク ５０…回転数センサ。