| 【発明の名称】 |
圧力スイッチ及びそれを備えた圧縮機 |
| 【発明者】 |
【氏名】笹川 千賀子
【氏名】丸岩 保治
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| 【要約】 |
【課題】チャタリング現象等による不具合を生じさせることなく、しかもコストアップを招くことなく、熱交換回路における駆動手段を確実に保護する。
【解決手段】圧縮機の駆動手段に接続された駆動接点３７と電磁石４２に接続された保持接点３８との間にて移動可能な可動接点３５を設ける。可動接点３５にエアコンスイッチ４１を介して電源を接続する。低圧側の圧力ＬＰにより変動するベローズ部３３を有するベローズ部材３４を設ける。一端に可動接点３５が固定された可動接点フレーム３６をベローズ部３３に固定する。低圧側の圧力が所定値以下となった際に、ベローズ部３３によって可動接点フレーム３６が移動され、可動接点３５が保持接点３８側へ移動されて接触され、電磁石４２へ電力が供給され、電磁石４２に可動接点フレーム３６が磁着され、エアコンスイッチ４１がＯＦＦされるまで、可動接点３５が駆動接点３７から離間される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 駆動スイッチがＯＮされることにより圧縮機の駆動手段が作動され、該圧縮機によって圧縮された冷媒を膨張させて熱交換を行う熱交換回路に設けられ、前記冷媒の圧縮前の低圧側の圧力を検知し、この低圧側の圧力が所定値以下となった際に、前記駆動手段の駆動を禁止し、その後、前記低圧側の圧力が所定値を越えても、前記駆動スイッチがＯＦＦされるまで、前記駆動手段の駆動の禁止状態を維持させることを特徴とする圧力スイッチ。
【請求項２】 前記駆動手段に接続された駆動接点と、電磁石に接続された保持接点と、これら駆動接点と保持接点との間にて移動可能に設けられ、前記駆動スイッチを介して電源に接続された可動接点と、前記低圧側の圧力により前記可動接点を移動させる圧力検知部とを有し、前記低圧側の圧力が所定値以下となった際に、前記駆動接点に接触していた可動接点が前記圧力検知部によって前記保持接点側へ移動されて接触され、前記電源からの電力が前記電磁石へ供給され、この電磁石に前記圧力検知部が吸着され、前記駆動スイッチがＯＦＦされるまで、前記可動接点の前記駆動接点からの離間状態が維持されることを特徴とする請求項１記載の圧力スイッチ。
【請求項３】 駆動スイッチがＯＮされることにより圧縮機の駆動手段が作動され、該圧縮機によって圧縮された冷媒を膨張させて熱交換を行う熱交換回路に設けられ、前記冷媒の圧縮前の低圧側の圧力を検知し、この低圧側の圧力が所定値以下となった際に、前記駆動手段の駆動を禁止し、その後、前記低圧側の圧力が所定値を越えても、所定時間前記駆動手段の駆動の禁止状態を維持させることを特徴とする圧力スイッチ。
【請求項４】 前記低圧側の圧力に応じて摺動するスイッチピストンと、前記低圧側の圧力と高圧側の圧力との差圧に応じて摺動する差圧ピストンとを有し、前記スイッチピストンには、前記駆動スイッチを介して電源に接続された接点と、前記駆動手段に接続された接点と、これら接点を導通させるノッチ部材と、前記スイッチピストンが摺動されて、前記スイッチピストンが摺動可能に接触している摺動面に形成された孔部を臨む位置に前記ノッチ部材が配設された際に、このノッチ部材を孔部方向へ突出させて前記接点との接触を解除させるスプリングとを有してなり、前記スイッチピストンは、前記低圧側の圧力が所定値以下となった際に摺動して前記ノッチ部材を前記孔部へ臨ませて前記スプリングにより孔部内へ突出させて、前記接点同士の導通を解除させて前記駆動手段の駆動を停止させ、前記差圧ピストンは、前記低圧側の圧力が所定値を越えた後、前記高圧側の圧力との差圧が所定時間にて所定量に達して摺動することにより、前記孔部に突出された前記ノッチ部材を前記スプリングの付勢力に抗して押し戻し、前記接点同士を導通させることを特徴とする請求項３記載の圧力スイッチ。
【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の圧力スイッチを備えたことを特徴とする圧縮機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、冷凍装置や空気調和装置等の熱交換回路を保護するために用いられる圧力スイッチ及び圧力スイッチを備えた圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば、冷凍装置や空気調和装置等の熱交換回路は、冷媒を圧縮する圧縮機を備えており、この圧縮機によって圧縮した冷媒を、膨張弁にて膨張させてエバポレータにて熱交換させるようになっている。ところで、冷媒漏れ、フロスト、膨張弁不良等によって冷媒の低圧側の圧力が低下した状態にて圧縮機が運転し続けると、圧縮機が過熱運転等の異常運転となり故障してしまう恐れがある。このため、この種の圧縮機には、冷媒の圧力から異常運転を検出して駆動を停止させる保護装置としてダイヤフラム式の圧力スイッチが用いられているものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この圧力スイッチとしては、図９に示すように、低圧側の圧力ＬＰが低下した際に、その圧力ＬＰの低下をダイヤフラムにて検出してＯＦＦとなり、圧縮機の駆動を停止させるものが知られているが、この種の従来の圧力スイッチは、ディファレンシャルδｐが小さく、しかも低圧側の圧力ＬＰは、冷媒漏れ等の異常により低下した後、ごく短時間にて復帰することが多く、したがって、異常であるにも関わらず、ごく短時間δｔにてすぐにリセットされて駆動が再開されてしまうという問題があった。また、低下した圧力ＬＰがその後変動した場合、圧力スイッチがＯＮ・ＯＦＦを繰り返すいわゆるチャタリング現象を生じてしまい、圧縮機のモータや電磁クラッチ等の駆動手段に大きな負担かかかり、故障の原因となってしまうという問題があった。
【０００４】また、ＯＦＦとなった後に手動にて復帰させる手動復帰式の圧力スイッチもあるが、異常とは言えない圧力低下にてＯＦＦとなった際にも、手動にて復帰させなければならず、特に、カーエアコン等においては、圧力スイッチを復帰させる度に、ディーラー等へ自動車を持ち込まなければならないという問題があった。
【０００５】また、検出した圧力ＬＰに基づいて、熱交換回路に異常が生じているか否かを判断し、圧縮機の駆動を制御する装置もあるが、この装置は、複雑な制御を行うための別途設計した専用のシーケンス回路を有するマイクロコンピュータ等を用いるものであるので、コストアップを招いてしまうという問題があった。
【０００６】この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、チャタリング現象等による不具合を生じさせることなく、しかもコストアップを招くことなく、圧縮機を確実に保護することができる圧力スイッチ及びそれを備えた圧縮機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１記載の圧力スイッチは、駆動スイッチがＯＮされることにより圧縮機の駆動手段が作動され、該圧縮機によって圧縮された冷媒を膨張させて熱交換を行う熱交換回路に設けられ、前記冷媒の圧縮前の低圧側の圧力を検知し、この低圧側の圧力が所定値以下となった際に、前記駆動手段の駆動を禁止し、その後、前記低圧側の圧力が所定値を越えても、前記駆動スイッチがＯＦＦされるまで、前記駆動手段の駆動の禁止状態を維持させることを特徴としている。
【０００８】このように、低圧側の圧力が所定値以下となって駆動手段の駆動を禁止させた後、低圧側の圧力が所定値を越えても駆動スイッチがＯＦＦされるまで、駆動手段の駆動の禁止状態を維持させるものであるので、例えば、冷媒漏れ等によって熱交換回路に異常が生じているにも関わらず、圧力が回復するとすぐにリセットして駆動手段を駆動させてしまうことによる故障の誘発を確実に防止することができる。また、低圧側の圧力が変動したとしても、ＯＮ・ＯＦＦしないので、ＯＮ・ＯＦＦが繰り返し行われるいわゆるチャタリング現象の発生を防止することができ、チャタリング現象による駆動手段への負担をなくすことができる。また、大きな異常でない圧力低下が原因であった場合でも、駆動スイッチを一旦ＯＦＦすることによりリセットされるので、手動によってリセットさせる圧力スイッチと比較して、容易にリセットを行うことができ、リセットの手間を軽減させることができる。
【０００９】請求項２記載の圧力スイッチは、請求項１記載の圧力スイッチにおいて、前記駆動手段に接続された駆動接点と、電磁石に接続された保持接点と、これら駆動接点と保持接点との間にて移動可能に設けられ、前記駆動スイッチを介して電源に接続された可動接点と、前記低圧側の圧力により前記可動接点を移動させる圧力検知部とを有し、前記低圧側の圧力が所定値以下となった際に、前記駆動接点に接触していた可動接点が前記圧力検知部によって前記保持接点側へ移動されて接触され、前記電源からの電力が前記電磁石へ供給され、この電磁石に前記圧力検知部が吸着され、前記駆動スイッチがＯＦＦされるまで、前記可動接点の前記駆動接点からの離間状態が維持されることを特徴としている。
【００１０】つまり、低圧側の圧力が所定値以下となった際に、圧力検知部が低圧側の圧力に応じて駆動接点に接触していた可動接点を移動させて保持接点へ接触させることにより電源からの電力を電磁石に切り換えて電磁石によって圧力検知部を磁着させ、駆動スイッチがＯＦＦされるまで、可動接点を保持接点へ接触させた状態に維持させる簡略的な構造であるので、検出した圧力に基づいて、異常であるか否かを判断して駆動手段を制御するマイクロコンピュータ等を用いた複雑な制御を行うものと比較して、低コスト化を図ることができ、故障や誤動作の頻度を低減させることができる。
【００１１】請求項３記載の圧力スイッチは、駆動スイッチがＯＮされることにより圧縮機の駆動手段が作動され、該圧縮機によって圧縮された冷媒を膨張させて熱交換を行う熱交換回路に設けられ、前記冷媒の圧縮前の低圧側の圧力を検知し、この低圧側の圧力が所定値以下となった際に、前記駆動手段の駆動を禁止し、その後、前記低圧側の圧力が所定値を越えても、所定時間前記駆動手段の駆動の禁止状態を維持させることを特徴としている。
【００１２】このように、低圧側の圧力が所定値以下となって駆動手段の駆動を禁止させた後、低圧側の圧力が所定値を越えても所定時間経過しない限り駆動手段の駆動の禁止状態を維持させるものであるので、例えば、冷媒漏れ等によって熱交換回路に異常が生じているにも関わらず、圧力が回復するとすぐにリセットして駆動手段を駆動させてしまうことによる故障の誘発を確実に防止することができる。また、低圧側の圧力が所定時間内にて変動したとしても、ＯＮ・ＯＦＦしないので、ディファレンシャルが小さいためにＯＮ・ＯＦＦが繰り返し行われるいわゆるチャタリング現象の発生を防止することができ、チャタリング現象による駆動手段への負担をなくすことができる。また、大きな異常でない圧力低下が原因であった場合でも、所定時間経過することによりリセットされるので、手動によってリセットさせる圧力スイッチと比較して、容易にリセットを行うことができ、リセットの手間を軽減させることができる。
【００１３】請求項４記載の圧力スイッチは、請求項３記載の圧力スイッチにおいて、前記低圧側の圧力に応じて摺動するスイッチピストンと、前記低圧側の圧力と高圧側の圧力との差圧に応じて摺動する差圧ピストンとを有し、前記スイッチピストンには、前記駆動スイッチを介して電源に接続された接点と、前記駆動手段に接続された接点と、これら接点を導通させるノッチ部材と、前記スイッチピストンが摺動されて、前記スイッチピストンが摺動可能に接触している摺動面に形成された孔部を臨む位置に前記ノッチ部材が配設された際に、このノッチ部材を孔部方向へ突出させて前記接点との接触を解除させるスプリングとを有してなり、前記スイッチピストンは、前記低圧側の圧力が所定値以下となった際に摺動して前記ノッチ部材を前記孔部へ臨ませて前記スプリングにより孔部内へ突出させて、前記接点同士の導通を解除させて前記駆動手段の駆動を停止させ、前記差圧ピストンは、前記低圧側の圧力が所定値を越えた後、前記高圧側の圧力との差圧が所定時間にて所定量に達して摺動することにより、前記孔部に突出された前記ノッチ部材を前記スプリングの付勢力に抗して押し戻し、前記接点同士を導通させることを特徴としている。
【００１４】すなわち、低圧側の圧力が所定値以下となった際に、スイッチピストンが摺動してノッチ部材を孔部へ臨ませてスプリングにより孔部内へ突出させて接点同士の導通を解除させて駆動手段の駆動を禁止させ、リセット時は、低圧側の圧力が所定値を越えた後、高圧側の圧力との差圧が所定時間にて所定量に達して差圧ピストンが摺動し、孔部に突出されたノッチ部材をスプリングの付勢力に抗して押し戻し、接点同士を導通させて駆動手段の駆動を再開させる簡略的な構造のものであるので、検出した圧力に基づいて、異常であるか否かを判断して駆動手段を制御するマイクロコンピュータ等を用いた複雑な制御を行うものと比較して、低コスト化を図ることができ、故障や誤動作の頻度を低減させることができる。
【００１５】請求項５記載の圧力スイッチを備えた圧縮機は、請求項１〜４のいずれか１項記載の圧力スイッチを備えたことを特徴としている。
【００１６】このように、冷媒漏れ等の異常により低圧側の圧力が所定値以下に低下すると駆動手段の駆動が禁止されるので、異常時に継続して駆動することによる故障を確実に防止することができる。また、低圧側の圧力が所定時間内にて変動したとしても、変動に合わせて駆動のＯＮ・ＯＦＦが繰り返し行われるいわゆるチャタリング現象の発生が防止され、チャタリング現象による故障を確実に防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の圧力スイッチ及びそれを備えた圧縮機について図面を参照して説明する。図１において、符号１は、圧力スイッチであり、この圧力スイッチ１は、スクロール型の圧縮機Ａに取り付けられている。ここで、この圧縮機Ａの構造を説明する。
【００１８】この圧縮機Ａは、有底筒形状のハウジング２と、該ハウジング２内部の上部にフレーム３で支持されたスクロール型の圧縮機構４と、この圧縮機構４の下方、すなわちハウジング２内部の下部にフレーム３などで支持して配設された駆動手段であるモータ５とを備え、このモータ５の回転シャフト６が、圧縮機構４の下部に連結されている。
【００１９】前記ハウジング２は、筒部２ａの下端及び上端が底部２ｂ及び蓋部２ｃでそれぞれ閉塞状態とされ、筒部２ａには吸入管７が内部と貫通状態に接続されるとともに、蓋部２ｃには吐出管８が内部に突出状態に接続された閉空間を形成している。前記圧縮機構４は、フレーム３に固定された固定スクロール９と、フレーム３と固定スクロール９との間にスラスト軸受１０を介して公転旋回運動が可能に支持された旋回スクロール１１と、旋回スクロール１１の外面に設けられ旋回スクロール１１の公転旋回運動を許容しながらその自転を阻止する周知のオルダムリンク等よりなる自転阻止機構１２とを備えている。
【００２０】前記固定スクロール９は、固定側端板９ａと、固定側端板９ａの内面に立設された渦巻き状の固定側渦巻体９ｂと、固定側端板９ａの周縁部に形成された円筒状の周壁部９ｃとを備え、固定側渦巻体９ｂの先端面にはチップシール１３が嵌装されている。前記固定側端板９ａには、その中央部に吐出通路１４が上下に貫通状態に形成されるとともに、その上面にはハウジング２内を高圧室ＨＲと低圧室ＬＲとに分割する仕切部材として、ディスチャージカバー１５が配設されている。このディスチャージカバー１５の中央部には吐出ポート１６が開口しており、同吐出ポート１６を開閉する吐出弁１７が設けられている。なお、高圧室ＨＲには、前記吐出管８の開口端が貫通状態に固定され、吐出管８と高圧室ＨＲとが接続されている。
【００２１】また、フレーム３の外周部には、吸入管７からハウジング２内に導入してこれから圧縮しようとする冷媒を固定スクロール３の固定側端板９ａ及び固定壁９ｃの内面側に導く吸入口１８が形成されている。この吸入口１８は、固定スクロール９と旋回スクロール１１との間に形成される吸入室１９に接続されている。従って、吸入管７からハウジング２内に導入した冷媒は、吸入口１８を通って吸入室１９から圧縮機構４へと吸入されていく。
【００２２】前記旋回スクロール１１は、前記固定側端板９ａに対向状態に配された旋回側端板１１ａと、旋回側端板１１ａの内面に立設された固定側渦巻体９ｂと噛み合わされた渦巻き状の旋回側渦巻体１１ｂとを備え、旋回側渦巻体１１ｂの先端面にはチップシール１３が嵌装されている。前記旋回側端板１１ａには、その外面に円筒形状のボス２０が軸線を同じくして立設され、ボス２０の内部には、ブッシュ２１が旋回軸受２２を介して回転可能に嵌装されている。また、ブッシュ２１には、その内部に軸線から偏心した貫通孔２１ａが形成されている。
【００２３】固定スクロール９と旋回スクロール１１とは、互いに所定の距離だけ偏心した状態で、固定側渦巻体９ｂと旋回側渦巻体１１ｂとの互いの側面が複数個所で線接触するように１８０度の位相差をもって噛み合わされている。また、この状態で、固定側渦巻体９ｂ及び旋回側渦巻体１１ｂのチップシール１３がそれぞれ旋回側端板１１ａ及び固定側端板９ａの内面に密接して、固定側渦巻体９ｂと旋回側渦巻体１１ｂの中心に対して点対称の位置関係となる複数個所に密閉空間となる圧縮室が形成されるようになっている。なお、旋回スクロール１１は、周知のオルダムリンクを備えた自転阻止機構１２によって、フレーム３及び同フレーム３に固定された固定スクロール９に対して、自転が阻止された状態で公転旋回運動可能に配されている。
【００２４】前記モータ５の回転シャフト６は、フレーム３の内周面に配された上部軸受２３及びモータ５の下方に位置する下部軸受２４に軸支され、軸線から所定量偏心された偏心ピン２５が上端に突出状態に設けられている。偏心ピン２５は、ブッシュ２１の貫通孔２１ａに挿入され、ブッシュ２１を回転可能に支持している。なお、回転シャフト６などの適所には、一体に回転するバランスウエイトが固定されている。
【００２５】偏心ピン２５及び回転シャフト６には、これらを上下に貫通する油通路２６が形成されるとともに、回転シャフト６の下端には潤滑油ポンプ機構２７が設けられている。この潤滑油ポンプ機構２７は、油通路２６の下端に接続されている。また、ハウジング２の底部２ｂには潤滑油２８が貯留されており、潤滑油２８内に回転シャフト６下端の潤滑油ポンプ機構２７が配されている。
【００２６】次に、上記構成の圧縮機Ａにおける冷媒の圧縮方法について説明する。モータ５を駆動することにより、回転シャフト６の回転が偏心ピン２５、ブッシュ２１、旋回軸受２２及びボス２０を介して旋回スクロール１１に伝達されるとともに、旋回スクロール１１が自転阻止機構１２によって自転が阻止された状態で固定スクロール９に対して公転旋回運動を行う。このとき、冷媒は、吸入管７からハウジング２内に供給されてモータ５を冷却するとともに、さらに吸入口１８及び吸入室１９を経て圧縮室へと供給される。
【００２７】そして、圧縮室内の冷媒は、旋回スクロール１１の公転旋回運動による圧縮室の容積縮小に伴い、圧縮されながら中央部に移送される。このようにして、さらに圧縮されたガスは、吐出通路１４及び吐出ポート１６から吐出弁１７を押し開けて高圧室ＨＲ内に排出され、高圧室ＨＲから吐出管８によって圧縮機の外部へと導かれる。
【００２８】また、底部２ｂに貯留された潤滑油２８は、潤滑油ポンプ機構２７によって吸い上げられるとともに油通路２６内を通って偏心ピン２５先端の給油出口２６ａから吐出され、ブッシュ２１、旋回軸受２２及び偏心ピン２５を潤滑した後、油だまり２９に溜まる。そして、この潤滑油はさらに、油だまり２９の上部から溢れるようにしてスラスト軸受１０及び自転阻止機構１２等の各潤滑部へと供給され、各部を通過して潤滑した後、ハウジング２の底部２ｂに戻されて再度貯留される。
【００２９】次に、上記圧縮機Ａに取り付けられた圧力スイッチ１について説明する。図２に示すように、この圧力スイッチ１は、圧縮機Ａのハウジング２の側面に、気密的に取り付けられるケース３１と、このケース３１内に設けられたスイッチ機構３２とを有している。ハウジング２には、その側面に孔部２ｄが形成されており、この孔部２ｄを介してハウジング２内の低圧室ＬＲ側とケース３１内とが連通されている。
【００３０】スイッチ機構３２は、ケース３１の内周面に気密的に固定され、中央部分に伸縮可能なベローズ部（圧力検知部）３３が形成されたベローズ部材（圧力検知部）３４と、ベローズ部材３４のベローズ部３３に一端が固定され、他端に可動接点３５が設けられた可動接点フレーム（圧力検知部）３６と、この可動接点フレーム３６の可動接点３５を介して対向位置に設けられた駆動接点３７及び保持接点３８とを有している。
【００３１】可動接点３５には、エアコンスイッチ（駆動スイッチ）４１を介して図示しない電源が接続され、駆動接点３７には、モータ（駆動手段）５が接続されている。また、保持接点３８には、電磁石４２が接続されている。
【００３２】そして、上記構成の圧力スイッチ１によれば、可動接点３５が駆動接点３７に接触した状態にてエアコンスイッチ４１がＯＮとなると、モータ５に電力が供給されて、圧縮機Ａが駆動され、冷媒が圧縮されて吐出される。ここで、例えば、冷媒漏れ等の何等かの異常により、ハウジング２の低圧側の冷媒の圧力ＬＰが低下すると、ベローズ部材３４のベローズ部３３が伸張することにより、可動接点フレーム３６の可動接点３５が、駆動接点３７から離れ、保持接点３８側へ移動する。
【００３３】これにより、モータ５への電力の供給が停止され、圧縮機Ａのモータ５の駆動が停止される。さらに、可動接点３５が移動し、図３に示すように、保持接点３８に接触すると、電磁石４２へ電力が供給され、これにより、電磁石４２に可動接点フレーム３６が吸着され、可動接点３５が保持接点３８に接触した状態に保持される。
【００３４】これにより、圧縮機Ａのハウジング２の低圧側の圧力ＬＰが回復したとしても、可動接点３５が駆動接点３７から離された状態に維持されることにより、圧縮機Ａのモータ５の駆動が禁止された状態に維持され、異常時における圧縮機Ａの駆動が確実に防止される。その後、エアコンスイッチ４１をＯＦＦすると、電磁石４２へ電力が供給されなくなり、これにより、可動接点３５が保持接点３８から離され、駆動接点３７へ接触された状態にリセットされる。
【００３５】このように、上記圧力スイッチ１によれば、低圧側の圧力ＬＰが所定値以下となってモータ５の駆動を禁止させた後、低圧側の圧力ＬＰが所定値を越えてもエアコンスイッチ４１がＯＦＦされるまで、モータ５の駆動の禁止状態を維持させるものであるので、例えば、冷媒漏れ等によって熱交換回路に異常が生じているにも関わらず、圧力ＬＰが回復するとすぐにリセットしてモータ５を駆動させてしまうことによる故障の誘発を確実に防止することができる。
【００３６】また、低圧側の圧力ＬＰが変動したとしても、ＯＮ・ＯＦＦしないので、ＯＮ・ＯＦＦが繰り返し行われるいわゆるチャタリング現象の発生を防止することができ、チャタリング現象によるモータ５への負担をなくすことができる。また、大きな異常でない圧力低下が原因であった場合でも、エアコンスイッチ４１を一旦ＯＦＦすることによりリセットされるので、手動によってリセットさせる圧力スイッチと比較して、容易にリセットを行うことができ、リセットの手間を軽減させることができる。
【００３７】しかも、この圧力スイッチ１は、低圧側の圧力ＬＰが所定値以下となった際に、圧力検知部であるベローズ部材３４のベローズ部３３が低圧側の圧力ＬＰに応じて駆動接点３７に接触していた可動接点３５を移動させて保持接点３８へ接触させることにより電源からの電力を電磁石４２に切り換えて電磁石４２によって可動接点フレーム３６を磁着させ、エアコンスイッチ４１がＯＦＦされるまで、可動接点３５を保持接点３８へ接触させた状態に維持させる簡略的な構造であるので、検出した圧力ＬＰに基づいて、異常であるか否かを判断してモータ５等の駆動手段を制御するマイクロコンピュータ等を用いた複雑な制御を行うものと比較して、低コスト化を図ることができ、故障や誤動作の頻度を低減させることができる。
【００３８】また、上記圧力スイッチ１を備えた圧縮機Ａによれば、冷媒漏れ等の異常により低圧側の圧力ＬＰが所定値以下に低下するとモータ５の駆動が禁止されるので、異常時に継続して駆動することによる故障を確実に防止することができる。また、低圧側の圧力ＬＰが変動したとしても、変動に合わせて駆動のＯＮ・ＯＦＦが繰り返し行われるいわゆるチャタリング現象の発生が防止され、チャタリング現象による故障を確実に防止することができる。
【００３９】次に、他の実施の形態例を説明する。図４において、符号５１は、他の圧力スイッチである。この圧力スイッチ５１は、圧縮室Ａのハウジング２の側面に気密的に取り付けられるケース５２と、このケース５２に形成されたスイッチ室５３に設けられたスイッチ機構５４と、ケース５２のスイッチ駆動室５５に設けられたスイッチ駆動機構５６とを有している。この圧力スイッチ５１のスイッチ室５３及びスイッチ駆動室５５は、圧縮機Ａのハウジング２に形成された孔部２ｄを介してそれぞれハウジング２内の低圧室ＬＲに連通されている。
【００４０】スイッチ機構５４は、スイッチ室５３の内面に気密的に接触されかつ摺動可能に設けられたスイッチピストン６１を有しており、このスイッチピストン６１によってスイッチ室５３が二つの空間６２、６３に区画されている。圧縮機Ａ側の空間６２は、孔部２ｄを介してハウジング２内の低圧室ＬＲと連通されている。また、圧縮機Ａと反対側の空間６３には、付勢部材６４が設けられており、この付勢部材６４によってスイッチピストン６１が空間６２側へ所定の付勢力にて付勢されている。
【００４１】図５に示すように、スイッチピストン６１には、スイッチ駆動室５５側に凹部からなるノッチ収納室６５が形成されており、このノッチ収納室６５には、先端が半球状に形成されたノッチ部材６６が収納されている。このノッチ部材６６は、その先端部がスイッチ室５３とスイッチ駆動室５５とを区画する壁体（摺動面）５０に当接された状態にて、ノッチ収納室６５内に収納されている。ノッチ収納室６５には、その底部に穴部６７が形成されており、この穴部６７には、ノッチ部材６６を突出させる方向へ付勢するスプリング６８が設けられている。
【００４２】また、ノッチ収納室６５の底面には、一対の接点６９が設けられており、一方の接点６９には、エアコンスイッチ４１を介して電源が接続され、他方の接点６９には、駆動手段であるモータ５が接続されている。そして、ノッチ部材６６がノッチ収納室６５内に収納された状態にて、ノッチ部材６６がそれぞれの接点６９に接触して導通させるようになっている。
【００４３】壁体５０には、孔部７０が形成されており、スイッチピストン６１が摺動し、孔部７０を臨む位置にノッチ部材６６が配設されると、ノッチ部材６６がスプリング６８の付勢力によって壁体５０側へ突出されて孔部７０内に入り込むようになっている。
【００４４】スイッチ駆動機構５６は、スイッチ駆動室５５の内面に気密的に接触されかつ摺動可能に設けられた差圧ピストン７１を有しており、この差圧ピストン７１によってスイッチ駆動室５５が二つの空間７２、７３に区画されている（図７参照）。圧縮機Ａ側の空間７２は、孔部２ｄを介してハウジング２内の低圧室ＬＲと連通され、圧縮機Ａと反対側の空間７３は、管路７４によって圧縮機Ａのハウジング２の蓋部２ｃに接続され、高圧室ＨＲと連通されている。
【００４５】差圧ピストン７１には、壁体５０側に窪み部７５が形成されており、この窪み部７５が壁体５０の孔部７０と連通した状態にて、孔部７０にノッチ部材６６が入り込むことにより、このノッチ部材６６が差圧ピストン７１の窪み部７５にも入り込むようになっている。なお、差圧ピストン７１の窪み部７５を形成する圧縮機Ａ側の壁部７５ａ及び、壁体５０の孔部７０の圧縮機Ａと反対側の縁部７０ａは、それぞれテーパ面とされている。
【００４６】そして、上記構成の圧力スイッチ５１によれば、ノッチ部材６６の先端部が壁体５０に当接されてノッチ収納室６５内に収納されて、接点６９が導通された状態にて、エアコンスイッチ４１がＯＮされると、モータ５に電力が供給されて、圧縮機Ａのモータ５が駆動され、冷媒が圧縮されるようになっている。
【００４７】ここで、例えば、冷媒漏れ等の何等かの異常により、ハウジング２の低圧側の冷媒の圧力ＬＰが低下すると、スイッチ室５３の空間６２の圧力が低下し、これにより、図６に示すように、スイッチピストン６１が圧縮機Ａ側へ摺動される。そして、このスイッチピストン６１のノッチ収納室６５に収納されているノッチ部材６６が壁体５０の孔部７０を臨む位置へ達すると、ノッチ部材６６が孔部７０内へ入り込み、その先端部が差圧ピストン７１の窪み部７５の底部に当接される。
【００４８】これにより、ノッチ部材６６が接触することにより導通されていた接点６９における導通状態が解除され、これにより、モータ５への電力の供給が停止され、圧縮機Ａの駆動が停止され、異常時における圧縮機Ａの駆動が確実に防止される。その後、しばらくして、高圧側の圧力ＨＰが低下するとともに、低圧側の圧力ＬＰが回復すると、図７に示すように、差圧ピストン７１が空間７３側へ移動する。つまり、低圧側の圧力ＬＰが所定値を越えた後、高圧側の圧力ＨＰとの差圧が所定時間にて所定量に達することにより差圧ピストン７１が摺動する。
【００４９】このように、差圧ピストン７１が空間７３側へ移動すると、この差圧ピストン７１の窪み部７５を形成する圧縮機Ａ側の壁部７５ａがノッチ部材６６の曲面部分を押圧し、これにより、ノッチ部材６６は、壁部７５ａによってノッチ収納室６５側へ押し戻される。
【００５０】このように、ノッチ部材６６が押し戻されると、ノッチ部材６６の曲面部分が孔部６７の圧縮機Ａ側と反対側のテーパ状に形成された縁部７０ａに当接する。ここで、スイッチピストン６１は、低圧側の圧力ＬＰが回復したことにより、付勢部材６４の付勢力に抗して空間６３側へ移動され、これにより、図８に示すように、ノッチ部材６６が孔部７０の縁部７０ａによってノッチ収納室６５内へ押し戻される。
【００５１】これにより、ノッチ収納室６５の底部に設けられた接点６９がノッチ部材６６によって導通され、これにより、モータ５へ電力が供給され、圧縮機Ａが再駆動される。そして、圧縮機Ａのモータ５が駆動することにより高圧室ＨＲが高圧となると、圧力スイッチ５１のスイッチ駆動室５５の空間７３側が高圧側の圧力ＨＰにより高圧となり、差圧ピストン７１が空間７２側へ移動され、差圧ピストン７１の窪み部７５が孔部７０と連通した状態となる。
【００５２】このように、上記圧力スイッチ５１によれば、低圧側の圧力ＬＰが所定値以下となってモータ５の駆動を禁止させた後、低圧側の圧力ＬＰが所定値を越えても所定時間経過しない限りモータ５の駆動の禁止状態を維持させるものであるので、例えば、冷媒漏れ等によって熱交換回路に異常が生じているにも関わらず、圧力ＬＰが回復するとすぐにリセットしてモータ５を駆動させてしまうことによる故障の誘発を確実に防止することができる。また、低圧側の圧力ＬＰが所定時間内にて変動したとしても、ＯＮ・ＯＦＦしないので、ディファレンシャルが小さいためにＯＮ・ＯＦＦが繰り返し行われるいわゆるチャタリング現象の発生を防止することができ、チャタリング現象によるモータ５への負担をなくすことができる。
【００５３】また、大きな異常でない圧力低下が原因であった場合でも、所定時間経過することによりリセットされるので、手動によってリセットさせる圧力スイッチと比較して、容易にリセットを行うことができ、リセットの手間を軽減させることができる。
【００５４】しかも、低圧側の圧力ＬＰが所定値以下となった際に、スイッチピストン５６が摺動してノッチ部材６６を孔部７０へ臨ませてスプリング６８により孔部７０内へ突出させて接点６９同士の導通を解除させてモータ５の駆動を禁止させ、リセット時は、低圧側の圧力ＬＰが所定値を越えた後、高圧側の圧力ＨＰとの差圧が所定時間にて所定量に達して差圧ピストン７１が摺動し、孔部７０に突出されたノッチ部材６６をスプリング６８の付勢力に抗して押し戻し、接点６９同士を導通させてモータ５の駆動を再開させる簡略的な構造のものであるので、検出した圧力に基づいて、異常であるか否かを判断してモータ５を制御するマイクロコンピュータ等を用いた複雑な制御を行うものと比較して、低コスト化を図ることができ、故障や誤動作の頻度を低減させることができる。
【００５５】また、この圧力スイッチ５１を備えた圧縮機Ａによれば、前述と同様に、冷媒漏れ等の異常により低圧側の圧力ＬＰが所定値以下に低下するとモータ５の駆動が禁止されるので、異常時に継続して駆動することによる故障を確実に防止することができる。また、低圧側の圧力ＬＰが所定時間内にて変動したとしても、変動に合わせて駆動のＯＮ・ＯＦＦが繰り返し行われるいわゆるチャタリング現象の発生が防止され、チャタリング現象による故障を確実に防止することができる。
【００５６】なお、上記の圧力スイッチ５１においては、スイッチピストン６１によって区画された一方の空間６３内の圧力を、付勢部材６４の付勢力と合わせて調整することにより、モータ５の駆動を停止させるタイミングを調整することができる。また、空間７２側と空間７３側における差圧ピストン７１の受圧面積を調整することにより、復帰させるディファレンシャルの設定も容易に調整することができる。
【００５７】さらには、上記圧力スイッチ５１にタイマを組み合わせれば、所定時間における高圧側と低圧側の圧力ＨＰ、ＬＰの差圧を検出し、圧縮機Ａの異常診断を行うこともできる。つまり、所定時間内に差圧が零となった場合は、圧縮機Ａに異常があると判断し、その信号を、圧縮機Ａの駆動を制御する制御部へ入力して駆動を停止させるようにすることもできる。
【００５８】なお、上記の実施形態例では、圧縮機Ａとして、スクロール形の圧縮機を例にとって説明したが、圧力スイッチ１、５１が設けられる圧縮機Ａとしては、スクロール形に限らず如何なるものでも良いことは勿論である。また、上記の圧縮機Ａは、モータ５へ電力を供給して回転駆動させることにより冷媒の圧縮を行うものであるが、圧縮機Ａとしては、例えばエンジン等の他の動力源からの動力の伝達をＯＮ・ＯＦＦさせる電磁クラッチを備えたものであっても良い。つまり、圧力スイッチ１、５１によって駆動手段である電磁クラッチをＯＮ・ＯＦＦさせて圧縮機構４の駆動をＯＮ・ＯＦＦさせるようにしても良い。
【００５９】さらには、圧力スイッチ１、５１は、熱交換回路における冷媒の圧力を取り出せる箇所であれば、圧縮機Ａに直に取り付けなくても良い。
【００６０】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の圧力スイッチ及びそれを備えた圧縮機によれば、下記の効果を得ることができる。請求項１記載の圧力スイッチによれば、低圧側の圧力が所定値以下となって駆動手段の駆動を禁止させた後、低圧側の圧力が所定値を越えても駆動スイッチがＯＦＦされるまで、駆動手段の駆動の禁止状態を維持させるものであるので、例えば、冷媒漏れ等によって熱交換回路に異常が生じているにも関わらず、圧力が回復するとすぐにリセットして駆動手段を駆動させてしまうことによる故障の誘発を確実に防止することができる。また、低圧側の圧力が変動したとしても、ＯＮ・ＯＦＦしないので、ＯＮ・ＯＦＦが繰り返し行われるいわゆるチャタリング現象の発生を防止することができ、チャタリング現象による駆動手段への負担をなくすことができる。また、大きな異常でない圧力低下が原因であった場合でも、駆動スイッチを一旦ＯＦＦすることによりリセットされるので、手動によってリセットさせる圧力スイッチと比較して、容易にリセットを行うことができ、リセットの手間を軽減させることができる。
【００６１】請求項２記載の圧力スイッチによれば、低圧側の圧力が所定値以下となった際に、圧力検知部が低圧側の圧力に応じて駆動接点に接触していた可動接点を移動させて保持接点へ接触させることにより電源からの電力を電磁石に切り換えて電磁石によって圧力検知部を磁着させ、駆動スイッチがＯＦＦされるまで、可動接点を保持接点へ接触させた状態に維持させる簡略的な構造であるので、検出した圧力に基づいて、異常であるか否かを判断して駆動手段を制御するマイクロコンピュータ等を用いた複雑な制御を行うものと比較して、低コスト化を図ることができ、故障や誤動作の頻度を低減させることができる。
【００６２】請求項３記載の圧力スイッチによれば、低圧側の圧力が所定値以下となって駆動手段の駆動を禁止させた後、低圧側の圧力が所定値を越えても所定時間経過しない限り駆動手段の駆動の禁止状態を維持させるものであるので、例えば、冷媒漏れ等によって熱交換回路に異常が生じているにも関わらず、圧力が回復するとすぐにリセットして駆動手段を駆動させてしまうことによる故障の誘発を確実に防止することができる。また、低圧側の圧力が所定時間内にて変動したとしても、ＯＮ・ＯＦＦしないので、ディファレンシャルが小さいためにＯＮ・ＯＦＦが繰り返し行われるいわゆるチャタリング現象の発生を防止することができ、チャタリング現象による駆動手段への負担をなくすことができる。また、大きな異常でない圧力低下が原因であった場合でも、所定時間経過することによりリセットされるので、手動によってリセットさせる圧力スイッチと比較して、容易にリセットを行うことができ、リセットの手間を軽減させることができる。
【００６３】請求項４記載の圧力スイッチによれば、低圧側の圧力が所定値以下となった際に、スイッチピストンが摺動してノッチ部材を孔部へ臨ませてスプリングにより孔部内へ突出させて接点同士の導通を解除させて駆動手段の駆動を禁止させ、リセット時は、低圧側の圧力が所定値を越えた後、高圧側の圧力との差圧が所定時間にて所定量に達して差圧ピストンが摺動し、孔部に突出されたノッチ部材をスプリングの付勢力に抗して押し戻し、接点同士を導通させて駆動手段の駆動を再開させる簡略的な構造のものであるので、検出した圧力に基づいて、異常であるか否かを判断して駆動手段を制御するマイクロコンピュータ等を用いた複雑な制御を行うものと比較して、低コスト化を図ることができ、故障や誤動作の頻度を低減させることができる。
【００６４】請求項５記載の圧力スイッチを備えた圧縮機によれば、冷媒漏れ等の異常により低圧側の圧力が所定値以下に低下すると駆動手段の駆動が禁止されるので、異常時に継続して駆動することによる故障を確実に防止することができる。また、低圧側の圧力が所定時間内にて変動したとしても、変動に合わせて駆動のＯＮ・ＯＦＦが繰り返し行われるいわゆるチャタリング現象の発生が防止され、チャタリング現象による故障を確実に防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年６月１４日（２０００．６．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１２７３７
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３５５５７８（Ｐ２００１−３５５５７８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７９０７１（Ｐ２０００−１７９０７１） |
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