JP2005083325A - 回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 加工コストの低減と回転速度の検出精度の向上とを両立できる、回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機を提供すること。
【解決手段】 電磁クラッチ20からの漏れ磁束により、スルーボルト15及び回転支持体30を磁路とする循環磁気回路が形成される。回転支持体30において外周縁30aには切欠53が形成されている。磁気センサ51は、回転支持体30の回転に伴う、該回転支持体30の外周縁30aとスルーボルト15との間の距離変化に起因した磁束変化を検出する。ヒンジ機構32は、回転支持体30の外周縁30aが切欠53を以てスルーボルト15に臨む時期と、支持アーム33とスルーボルト15との間の距離が最も近くなる時期とが重なるように構成されている。支持アーム33は、切欠53よりも径方向外側に位置しないように設けられている。
【選択図】 図1
【解決手段】 電磁クラッチ20からの漏れ磁束により、スルーボルト15及び回転支持体30を磁路とする循環磁気回路が形成される。回転支持体30において外周縁30aには切欠53が形成されている。磁気センサ51は、回転支持体30の回転に伴う、該回転支持体30の外周縁30aとスルーボルト15との間の距離変化に起因した磁束変化を検出する。ヒンジ機構32は、回転支持体30の外周縁30aが切欠53を以てスルーボルト15に臨む時期と、支持アーム33とスルーボルト15との間の距離が最も近くなる時期とが重なるように構成されている。支持アーム33は、切欠53よりも径方向外側に位置しないように設けられている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、駆動軸の回転速度を検出するための回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機に関する。
例えば、図7に示すように、車両用空調装置の冷媒循環回路を構成する容量可変型圧縮機においては、複数の構成体91a〜91cをスルーボルト92によって締結固定することでハウジング91が構成されている。ハウジング91には駆動軸93が回転可能に支持されているとともに、ハウジング91内において駆動軸93には回転支持体94が止着されている。駆動軸93には、ピストン95が連結されたカムプレート96がスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。カムプレート96と回転支持体94との間にはヒンジ機構97が介在されている。
前記駆動軸93には、車両の走行駆動源たるエンジンからの動力が、連結(通電)状態にある電磁クラッチ98を介して伝達される。従って、駆動軸93の回転運動が、回転支持体94、ヒンジ機構97及びカムプレート96を介してピストン95の往復運動に変換されることで冷媒ガスの圧縮が行われる。また、容量可変型圧縮機は、カムプレート96がヒンジ機構97の案内によって駆動軸93上を傾動しつつスライド移動されることで吐出容量を変更可能となっている。
さて、前記容量可変型圧縮機においては、該圧縮機の不具合(例えばデッドロック)を判定するために、駆動軸93の回転速度を検出するための回転速度検出機構が備えられている(例えば特許文献1参照。)。即ち、図7及び図8に示すように、スルーボルト92は、回転支持体94の外周縁99よりも径方向外側を、駆動軸93の軸線Lに沿って延在されている。回転支持体94の外周縁99の一部には、切欠99aが形成されている。電磁クラッチ98の連結状態では、該電磁クラッチ98からの漏れ磁束により、スルーボルト92、回転支持体94及び駆動軸93を磁路とする循環磁気回路が形成される。
前記回転支持体94の回転により、切欠99aがスルーボルト92の近傍を通過すると、該スルーボルト92と回転支持体94の外周縁99との間の距離が変化する。該距離変化によって、スルーボルト92と回転支持体94の外周縁99との間を導通する磁束が変化される。この磁束変化を、スルーボルト92の頭部92aに配設された磁気センサ100によって検出することで、圧縮機の回転速度を把握することができる。
特開平6−299960号公報(第3頁、第1及び第3図)
ところが、前記特許文献1の技術においては、図8に示すように、ヒンジ機構97における回転支持体94側のヒンジ要素97aと、回転支持体94の切欠99aとが軸線L周りにおいてズレて配置されている。従って、軸線Lに対するヒンジ要素97aの偏在に起因した回転支持体94の回転のアンバランスと、軸線Lに対する切欠99aの偏在に起因した回転支持体94の回転のアンバランスとを、回転支持体94の外周縁99の異なる位置で解消する対応が必要となる。よって、回転支持体94の回転バランス調節が面倒となるし、該回転支持体94の形状が複雑となって加工コストが上昇する問題があった。
このような問題を解決するには、図8に二点鎖線で示すように、前記回転支持体94においてヒンジ要素97aと切欠99aとを、軸線L周りでズレ無く配置すればよい。しかし、ヒンジ要素97aと切欠99aとを軸線L周りでズレ無く配置すると、切欠99aがスルーボルト92の近傍を通過するのと同時期に、ヒンジ要素97aとスルーボルト92との間の距離が最も近くなる。従って、切欠99aがスルーボルト92に臨む時期における磁気センサ100の出力に、スルーボルト92に対するヒンジ要素97aの最接近に起因したノイズが混ざり、回転速度の検出精度が低下する問題があった。
なお、この種の問題は、回転支持体の外周縁に形成された切欠と、ハウジングにおいて回転支持体の外周縁よりも径方向外側に配設された距離基点部(図7及び図8の態様においてはスルーボルト92に具体化されている)とを備え、回転支持体の回転に伴う該回転支持体の外周縁と距離基点部との間の距離変化に起因した磁束変化を、磁気センサによって検出するタイプのものであれば、図7及び図8とは異なる態様においても同様に生じる。即ち、例えば、磁気センサが距離基点部を兼ねる構成、言い換えれば、磁気センサを回転支持体の外周縁に対して直接対向するようにハウジングに配置する構成においても、同様な問題を生じる。
本発明の目的は、加工コストの低減と回転速度の検出精度の向上とを両立できる、回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機を提供することにある。
上記目的を達成するために請求項1の発明においては、回転支持体の外周縁が切欠を以てハウジングの距離基点部に臨む時期と、ヒンジ機構を構成する回転支持体側のヒンジ要素と距離基点部との間の距離が最も近くなる時期とが重なるように、ヒンジ要素が回転支持体に配置されている。従って、軸線に対するヒンジ要素の偏在に起因した回転支持体の回転のアンバランスと、軸線に対する切欠の偏在に起因した回転支持体の回転のアンバランスとを、回転支持体の外周縁のほぼ同じ位置で解消する対応が可能となる。よって、回転支持体の回転バランス調節が簡単となり、該回転支持体の加工コストを低減することができる。
また、本発明においては、前記回転支持体側のヒンジ要素を、切欠が距離基点部に臨む時期において切欠よりも距離基点部に対して接近することのないように構成した。従って、切欠が距離基点部に臨む時期における磁気センサの出力に、距離基点部に対するヒンジ要素の最接近に起因したノイズが混ざることを抑制でき、回転速度の検出精度を向上させることができる。
請求項2の発明は、請求項1の発明を適用するのに好適な距離基点部の一態様について言及するものである。即ち、前記距離基点部は、ハウジングを構成する複数の構成体を締結固定するための締結具が兼ねており、該締結具は回転支持体の外周縁よりも外側を駆動軸の軸線に沿って延在されている。回転速度検出機構以外での役目(構成体の締結固定)もある締結具が距離基点部を兼ねることで、例えば、回転速度検出機構専用の距離基点部を備える場合と比較して、容量可変型圧縮機の内部スペースを有効に利用することができる。これは、容量可変型圧縮機の小型化につながる。
一方で、前記締結具は、その主たる役目(構成体の締結固定)の都合上、ヒンジ機構の近傍も通過されることとなる。このように、回転速度の検出精度を維持する上で条件的に厳しい態様に請求項1の発明を適用することは、その効果を奏するのに特に有効となる。
請求項3の発明は請求項1において、前記磁気センサは、ハウジングにおいて回転支持体の外周縁に臨んで配置されており、該磁気センサが距離基点部をなしている。このようにすれば、距離基点部を、回転支持体の外周縁にのみ臨むように局所的に配置することができ、磁気センサの出力に、距離基点部に対するヒンジ要素の最接近に起因したノイズが混ざることをさらに効果的に抑制できて、回転速度の検出精度をさらに向上させることができる。
請求項4の発明は請求項1〜3のいずれか一項において、前記回転支持体側のヒンジ要素が、距離基点部に対して切欠よりも接近しないようにするための好適な一態様について言及するものである。即ち、回転支持体においてヒンジ要素を、切欠よりも径方向外側に位置しないように設けた。つまり、ヒンジ要素(詳しくは駆動軸から最も遠い部位)は、切欠よりも径方向内側か、又は径方向において切欠と同じ径の位置に配置されている。
請求項5の発明は請求項4において、前記回転支持体においてヒンジ要素(詳しくは駆動軸から最も遠い部位)を、切欠よりも径方向内側に位置するように設けた。従って、切欠が距離基点部に臨む時期において、回転支持体側のヒンジ要素が距離基点部に対して切欠以上に接近することがない。よって、切欠が距離基点部に臨む時期における磁気センサの出力に、距離基点部に対するヒンジ要素の最接近に起因したノイズが混ざることを効果的に抑制でき、回転速度の検出精度をさらに向上させることができる。
請求項6の発明は請求項1〜5のいずれか一項において、前記回転支持体の前記外周縁が前記切欠を以て前記距離基点部に臨む時期と、前記ヒンジ機構を構成する前記カムプレート側のヒンジ要素と前記距離基点部との間の距離が最も近くなる時期とが重なるように前記カムプレート側のヒンジ要素が配置されている。カムプレート側のヒンジ要素は、カムプレートが何れの傾斜角度の場合でも、切欠が距離基点部に臨む時期において、切欠よりも距離基点部に対して接近することのないように構成されている。従って、切欠が距離基点部に臨む時期における磁気センサの出力に、距離基点部に対するカムプレート側のヒンジ要素の最接近に起因したノイズが混ざることを抑制でき、回転速度の検出精度をさらに向上させることができる。
本発明の回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機によれば、加工コストの低減と回転速度の検出精度の向上とを両立できる。
以下、本発明を、車両用空調装置の冷媒循環回路を構成する容量可変型圧縮機に適用した一実施形態について説明する。
先ず、容量可変型圧縮機(以下単に圧縮機とする)について詳述する。なお、図1の左方を圧縮機の前方とし、右方を後方とする。
先ず、容量可変型圧縮機(以下単に圧縮機とする)について詳述する。なお、図1の左方を圧縮機の前方とし、右方を後方とする。
図1に示すように、構成体としてのシリンダブロック11の前端には、同じく構成体としてのフロントハウジング12が接合されている。シリンダブロック11の後端には、弁・ポート形成体13を介して、構成体としてのリヤハウジング14が接合されている。フロントハウジング12、シリンダブロック11及びリヤハウジング14は、それぞれアルミ系の金属材料(純アルミ又はアルミ合金)よりなっている。
前記フロントハウジング12、シリンダブロック11及びリヤハウジング14、つまり複数の構成体は、締結具としてのスルーボルト15によって締結固定されて圧縮機のハウジングを構成している。スルーボルト15は鉄系の金属材料(純鉄又は鉄合金)よりなっている。なお、スルーボルト15は複数が備えられているが、図面には一つのみが示されている。
前記シリンダブロック11とフロントハウジング12とで囲まれた領域にはクランク室16が区画されている。クランク室16内には駆動軸17が回転可能に配設されている。駆動軸17は鉄系の金属材料よりなっている。駆動軸17の前端側は、フロントハウジング12の前壁を貫通して外部へ突出されている。駆動軸17の前端部は、外部駆動源としての車両のエンジンEに電磁クラッチ20を介して作動連結されている。
前記電磁クラッチ20は、エンジンEからのベルト21が巻き掛けられたロータ22と、駆動軸17の前端に固定されたハブ23と、該ハブ23に弾性部材24を介して支持されたアーマチャ25と、フロントハウジング12に支持された電磁コイル26とからなっている。ロータ22は、圧縮機のハウジングの外側でフロントハウジング12によって回転可能に支持されている。
前記電磁クラッチ20は、電磁コイル26が通電によって励磁されると、その電磁力に基づく吸引力がアーマチャ25に作用される。従って、アーマチャ25が弾性部材24の弾性力に抗して移動しロータ22の前端面に圧接されて、該ロータ22とアーマチャ25とが連結(結合)される。この電磁クラッチ20の連結状態(通電状態)では、エンジンEから駆動軸17への動力伝達が可能となる。
該連結状態から、前記電磁コイル26が非通電により消磁されると、アーマチャ25に作用されていた電磁吸引力が消失する。従って、アーマチャ25が弾性部材24の弾性力によって移動してロータ22の端面から離間し、ロータ22及びアーマチャ25間の連結が解除される。この電磁クラッチ20の遮断状態では、エンジンEから駆動軸17への動力伝達は不可能となる。
前記クランク室16において駆動軸17上には、実質的に円盤状をなす回転支持体30が一体回転可能に固定されている。回転支持体30は鉄系の金属材料よりなっている。クランク室16内には、カムプレートとしての斜板31が収容されている。斜板31は、駆動軸17にスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。回転支持体30と斜板31との間にはヒンジ機構32が介在されている。斜板31は、ヒンジ機構32を介した回転支持体30との間でのヒンジ連結、及び駆動軸17の支持により、回転支持体30及び駆動軸17と同期回転可能であるとともに、駆動軸17の軸線L方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸17に対して傾動可能となっている。
前記シリンダブロック11には、複数(図面においては一つのみ示す)のシリンダボア11aが、駆動軸17を取り囲むようにして該駆動軸17と平行に貫通形成されている。各シリンダボア11aには、片頭型のピストン40が往復動可能に収容されている。
前記シリンダボア11aの前後開口は、弁・ポート形成体13及びピストン40によって閉塞されており、シリンダボア11a内にはピストン40の往復動に応じて容積変化する圧縮室41が区画されている。各ピストン40は、シュー42を介して斜板31の外周部に係留されている。従って、エンジンEからの動力伝達により駆動軸17が回転されると、該駆動軸17の回転にともなう斜板31の回転運動が、シュー42を介してピストン40の往復直線運動に変換される。
前記リヤハウジング14内において、中央部には吸入室43が区画形成されているとともに、吸入室43の外側には吐出室44が区画形成されている。吸入室43の冷媒ガスは、各ピストン40の上死点位置から下死点位置側への移動により、弁・ポート形成体13に形成された吸入ポート45及び吸入弁45aを介して圧縮室41に吸入される。圧縮室41に吸入された冷媒ガスは、ピストン40の下死点位置から上死点位置側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、弁・ポート形成体13に形成された吐出ポート46及び吐出弁46aを介して吐出室44に吐出される。
前記圧縮機のハウジング内には、抽気通路47及び給気通路48並びに制御弁49が設けられている。抽気通路47は、クランク室16から吸入室43へ冷媒ガスを導出するためのものである。給気通路48は、吐出室44内の吐出冷媒ガスをクランク室16へ導入するためのものである。給気通路48の途中には電磁弁よりなる制御弁49が配設されている。
前記制御弁49の開度を、冷房負荷等に応じて外部から調節することで、給気通路48を介したクランク室16への高圧な吐出冷媒ガスの導入量と抽気通路47を介したクランク室16からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク室16の圧力が決定される。クランク室16の圧力変更に応じて、ピストン40を介してのクランク室16の圧力と圧縮室41の圧力との差が変更され、斜板31の傾斜角度が変更される結果、ピストン40のストローク即ち圧縮機の吐出容量が調節される。
例えば、前記制御弁49の開度が減少してクランク室16の圧力が低下されると、斜板31の傾斜角度が増大し、ピストン40のストロークが増大して圧縮機の吐出容量が増大される。図1において実線は斜板31の最大傾斜角度状態を示している。斜板31の最大傾斜角度は、回転支持体30との当接により規定される。逆に、制御弁49の開度が増大してクランク室16の圧力が上昇されると、斜板31の傾斜角度が減少し、ピストン40のストロークが減少して圧縮機の吐出容量が減少される。図1において二点鎖線は斜板31の最小傾斜角度状態を示している。
次に、前記圧縮機に備えられた回転速度検出機構について説明する。
図1に示すように、前記各スルーボルト15の途中部はクランク室16内で露出されている。各スルーボルト15においてクランク室16内に位置する部分は、回転支持体30の外周縁30aやヒンジ機構32等よりも径方向外側を、駆動軸17の軸線Lに沿って延在されている。スルーボルト15の頭部15aは、圧縮機のハウジング外において、フロントハウジング12と電磁クラッチ20の電磁コイル26との間に配置されている。複数のスルーボルト15のうち一つのスルーボルト15Aの頭部15aには、ピックアップコイル型よりなる磁気センサ51が配設されている。磁気センサ51は円環状をなしており、該磁気センサ51はスルーボルト15Aの頭部15aを囲繞するようにして該頭部15aに嵌合固定されている。
図1に示すように、前記各スルーボルト15の途中部はクランク室16内で露出されている。各スルーボルト15においてクランク室16内に位置する部分は、回転支持体30の外周縁30aやヒンジ機構32等よりも径方向外側を、駆動軸17の軸線Lに沿って延在されている。スルーボルト15の頭部15aは、圧縮機のハウジング外において、フロントハウジング12と電磁クラッチ20の電磁コイル26との間に配置されている。複数のスルーボルト15のうち一つのスルーボルト15Aの頭部15aには、ピックアップコイル型よりなる磁気センサ51が配設されている。磁気センサ51は円環状をなしており、該磁気センサ51はスルーボルト15Aの頭部15aを囲繞するようにして該頭部15aに嵌合固定されている。
図2に示すように、前記回転支持体30において外周縁30aには、円弧状に切欠53が形成されている。該切欠53は、回転支持体30の外周縁30aにおいてほぼ半周に渡って設けられている。回転支持体30の外周縁30aは、切欠53が形成された半周に対応する小径部30bと、残りの半周に対応する大径部30cとに区分することができる。回転支持体30の外周縁30aにおいて、小径部30bと大径部30cとの間には段差部52が形成されている。
さて、図1及び図2に示すように、前記電磁クラッチ20の通電時つまり圧縮機(駆動軸17)の回転時には、該電磁クラッチ20からの漏れ磁束により、磁気センサ51が取り付けられたスルーボルト15A、及び回転支持体30並びに駆動軸17を磁路とする循環磁気回路が形成される。つまり、回転支持体30は、電磁クラッチ20からの漏れ磁束によって磁化される。従って、電磁クラッチ20は、回転支持体30を磁化するための磁化手段として把握することができる。
前記回転支持体30の回転により、距離基点部としてのスルーボルト15Aの近傍を段差部52が通過すると、該スルーボルト15Aと回転支持体30の外周縁30aとの間の距離が変化する。該距離変化によって、スルーボルト15Aと回転支持体30の外周縁30aとの間を導通される磁束が変化する。この循環磁気回路における磁束変化を磁気センサ51によって検出することで、圧縮機の回転速度を把握することができる。
前記圧縮機の回転速度情報からは、例えばエンジンEの回転速度情報との照合で、デッドロック等の圧縮機の不具合を把握することができる。図示しない制御コンピュータは、磁気センサ51から得られる回転速度情報等に基づいて、圧縮機がデッドロック状態であるか否かを判断する。該制御コンピュータは、圧縮機がデッドロック状態にあると判断した場合には、無条件に電磁クラッチ20を遮断状態とすることで、圧縮機のデッドロックの影響がエンジンEに波及されることを防止する。
前記回転支持体30において段差部52の落差、つまり小径部30bの半径R1と大径部30cの半径R2との差は、前述した循環磁気回路の磁束変化を明確とするために、例えば、9.4mm以上に設定することが好適であることが実験等によりわかっている。また、同様な理由(磁束変化の明確化)により、回転支持体30の大径部30cがスルーボルト15Aに臨んだ状態にて、該スルーボルト15Aと大径部30cとの隙間(言い換えれば透磁率の低い気体ギャップ)が可及的に狭くなるように構成されている(本実施形態においては0.5〜3.0mm)。気体ギャップが回転速度検出に悪影響を及ぼすことは、圧縮機のハウジング外における、スルーボルト15Aの頭部15aと電磁クラッチ20(電磁コイル26)との間の隙間(エアギャップ)に関しても同じであり、該隙間に関しても可及的に狭く設定してある。
次に、前記ヒンジ機構32について説明する。
図1及び図2に示すように、前記ヒンジ機構32は、回転支持体30側のヒンジ要素としての支持アーム33と、斜板(カムプレート)31側のヒンジ要素としてのガイドピン34とからなっている。支持アーム33は、回転支持体30の後面において斜板18側に向かって一対が突設されている。各支持アーム33は回転支持体30に一体形成されている。各支持アーム33にはガイド孔33aが貫通形成されている。
図1及び図2に示すように、前記ヒンジ機構32は、回転支持体30側のヒンジ要素としての支持アーム33と、斜板(カムプレート)31側のヒンジ要素としてのガイドピン34とからなっている。支持アーム33は、回転支持体30の後面において斜板18側に向かって一対が突設されている。各支持アーム33は回転支持体30に一体形成されている。各支持アーム33にはガイド孔33aが貫通形成されている。
前記ガイドピン34は一対が備えられており、各ガイドピン34は支持アーム33に対応して斜板31の前面にそれぞれ止着されている。各ガイドピン34は、鉄系の金属材料よりなっている。各支持アーム33のガイド孔33aには、ガイドピン34の先端部に形成された球状部34aがスライド移動可能に嵌入されている。
本実施形態において前記各支持アーム33は、駆動軸17の軸線Lに対して切欠53側に偏在するようにして回転支持体30に設けられている。従って、回転支持体30の外周縁30aが切欠53(小径部30b)を以てスルーボルト15Aに臨む時期と、支持アーム33(詳しくは該支持アーム33において軸線Lから最も遠い部位33b(図2に示す))とスルーボルト15Aとの間の距離が最も近くなる時期とが重なることとなる。
前記各ガイドピン34は、軸線Lに対して回転支持体30の切欠53側に偏在するようにして斜板31に設けられている。従って、回転支持体30の外周縁30aが切欠53(小径部30b)を以てスルーボルト15Aに臨む時期と、ガイドピン34(詳しくは該ガイドピン34において軸線Lから最も遠い部位34b(該部位34bは斜板31の傾斜角度に応じて変更される))とスルーボルト15Aとの間の距離が最も近くなる時期とが重なることとなる。
前記回転支持体30において支持アーム33は、切欠53よりも径方向外側に位置しないように設けられている。即ち、支持アーム33は、軸線Lから最も遠い部位33bと軸線Lとの間の距離R3(図2に示す)が小径部30bの半径R1を超えないように構成されている。特に本実施形態において支持アーム33は、切欠53よりも径方向内側に位置するように回転支持体30に設けられている。即ち、支持アーム33は、軸線Lから最も遠い部位33bと軸線Lとの間の距離R3が小径部30bの半径R1未満となるように構成されている。
さて、例えば、前記圧縮機が吐出容量を減少する場合、ヒンジ機構32は、ガイドピン34がその球状部34aを中心として図1の反時計回り方向に回動されるのと同時に、該球状部34aが支持アーム33のガイド孔33a内を駆動軸17に接近する方向へ移動されることで、斜板31の傾斜角度の減少を案内する。逆に、圧縮機が吐出容量を増大する場合、ヒンジ機構32は、ガイドピン34がその球状部34aを中心として図1の時計回り方向に回動されるのと同時に、該球状部34aが支持アーム33のガイド孔33a内を駆動軸17から離間する方向へ移動されることで、斜板31の傾斜角度の増大を案内する。
前記斜板31の傾斜角度が最大となった状態(図1の状態)にて、ガイドピン34は先端の球状部34aが軸線Lから最も遠くなるのであるが、本実施形態では、この状態でも球状部34aが支持アーム33のガイド孔33aから突出しないように構成されている。つまり、ガイドピン34は、斜板31の傾斜角度が最大となった状態でも、支持アーム33よりも言い換えれば切欠53よりも径方向外側に位置しないように構成されている。従って、ガイドピン34は、斜板31が何れの傾斜角度の場合でも、切欠53よりも径方向外側に位置することはない。
上記構成の本実施形態においては以下のような効果を奏する。
(1)回転支持体30の外周縁30aが切欠53を以てスルーボルト15Aに臨む時期と、ヒンジ機構32を構成する回転支持体30の支持アーム33とスルーボルト15Aとの間の距離が最も近くなる時期とが重なるように構成されている。従って、軸線Lに対する支持アーム33の偏在に起因した回転支持体30の回転のアンバランスと、軸線Lに対する切欠53の偏在に起因した回転支持体30の回転のアンバランスとを、回転支持体30の外周縁30aのほぼ同じ位置で解消する対応が可能となる。よって、回転支持体30の回転バランス調節が簡単となり、該回転支持体30の形状を簡単にできて加工コストを低減することができる。
(1)回転支持体30の外周縁30aが切欠53を以てスルーボルト15Aに臨む時期と、ヒンジ機構32を構成する回転支持体30の支持アーム33とスルーボルト15Aとの間の距離が最も近くなる時期とが重なるように構成されている。従って、軸線Lに対する支持アーム33の偏在に起因した回転支持体30の回転のアンバランスと、軸線Lに対する切欠53の偏在に起因した回転支持体30の回転のアンバランスとを、回転支持体30の外周縁30aのほぼ同じ位置で解消する対応が可能となる。よって、回転支持体30の回転バランス調節が簡単となり、該回転支持体30の形状を簡単にできて加工コストを低減することができる。
なお、前記回転支持体30の大径部30cは、軸線Lに対して支持アーム33と反対側に位置するとともに、同じく軸線Lに対して切欠53と反対側に位置している。つまり、大径部30cは、軸線Lに対する支持アーム33の偏在に起因した回転支持体30の回転のアンバランスと、軸線Lに対する切欠53の偏在に起因した回転支持体30の回転のアンバランスとを解消するためのバランス調節部として把握することができる。
(2)支持アーム33は、切欠53よりも径方向外側に位置しないように設けられている。つまり、支持アーム33は、切欠53がスルーボルト15Aに臨む時期において、切欠53よりもスルーボルト15Aに対して接近しないように構成されている。従って、切欠53がスルーボルト15Aに臨む時期における磁気センサ51の出力に、スルーボルト15Aに対する支持アーム33の最接近に起因したノイズが混ざることを抑制でき、回転速度の検出精度を向上させることができる。
(3)支持アーム33は、切欠53よりも径方向内側に位置するように設けられている。つまり、支持アーム33は、切欠53がスルーボルト15Aに臨む時期において、切欠53以上にスルーボルト15Aに対して接近しないように構成されている。従って、切欠53がスルーボルト15Aに臨む時期における磁気センサ51の出力に、スルーボルト15Aに対する支持アーム33の最接近に起因したノイズが混ざることをさらに効果的に抑制でき、回転速度の検出精度をさらに向上させることができる。
(4)ガイドピン34は、斜板31が何れの傾斜角度の場合でも、切欠53よりも径方向外側に位置しないように構成されている。つまり、ガイドピン34は、斜板31が何れの傾斜角度の場合でも、切欠53がスルーボルト15Aに臨む時期において、切欠53よりもスルーボルト15Aに接近しないように構成されている。従って、切欠53がスルーボルト15Aに臨む時期における磁気センサ51の出力に、スルーボルト15Aに対するガイドピン34の最接近に起因したノイズが混ざることを抑制でき、回転速度の検出精度をさらに向上させることができる。
(5)スルーボルト15Aが距離基点部を兼ねている。回転速度検出機構以外での役目(シリンダブロック11、フロントハウジング12及びリヤハウジング14の締結固定)もあるスルーボルト15Aが距離基点部を兼ねることで、例えば、回転速度検出機構専用の距離基点部を備える場合と比較して、圧縮機の内部スペースを有効に利用することができる。これは圧縮機の小型化につながる。
一方で、前記スルーボルト15Aは、その主たる役目(シリンダブロック11、フロントハウジング12及びリヤハウジング14の締結固定)の都合上、ヒンジ機構32の近傍も通過されることとなる。従って、スルーボルト15Aを磁路とする循環磁気回路は、ヒンジ機構32の存在によって磁束が乱され易くなっている。このように、回転速度の検出精度を維持する上で条件的に厳しい態様に本発明を適用することは、その効果を奏するのに特に有効となる。
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。
○上記実施形態においてヒンジ機構32は、回転支持体30に設けられた支持アーム33のガイド孔33a内に、斜板31に設けられたガイドピン34の球状部34aがスライド移動可能に嵌入される構成であった。しかし、ヒンジ機構は上記構成に限らず、例えば、図3〜図5にそれぞれ示すタイプのヒンジ機構に本発明を適用してもよい。
○上記実施形態においてヒンジ機構32は、回転支持体30に設けられた支持アーム33のガイド孔33a内に、斜板31に設けられたガイドピン34の球状部34aがスライド移動可能に嵌入される構成であった。しかし、ヒンジ機構は上記構成に限らず、例えば、図3〜図5にそれぞれ示すタイプのヒンジ機構に本発明を適用してもよい。
図3(a)、(b)の態様においては、回転支持体30の後面に、回転支持体30側のヒンジ要素としての回転支持体側突起71が斜板31側に向かって形成されている。該回転支持体側突起71において駆動軸17の回転方向前後(図3(b)の上下)に位置する両側面の基部には、それぞれカム部71aが設けられている。
前記斜板31の前面には、斜板31側のヒンジ要素としての斜板側突起72が回転支持体30側に向かって形成されている。斜板側突起72は、回転支持体側突起71を回転方向前後に跨ぐようにして配置された一対が備えられており、各斜板側突起72の先端側はカム部71aに当接係合されている。従って、ヒンジ機構32は、回転支持体側突起71と斜板側突起72との回転方向での当接により回転支持体30側から斜板31側へ動力伝達可能であるとともに、斜板側突起72の移動がカム部71aに案内されることで斜板31の傾動を案内可能である。
また、図4(a)、(b)の態様においては、回転支持体30の後面に、回転支持体30側のヒンジ要素としての支持アーム73が斜板31側に向かって突設されている。支持アーム73には、長孔状をなすガイド孔73aが水平方向(図4(a)の紙面表裏方向)に貫設されている。斜板31の前面には、斜板31側のヒンジ要素としてのリンクアーム74が回転支持体30側に向かって突設されている。
前記リンクアーム74は、支持アーム73を回転方向前後に跨ぐようにして配置された一対が備えられており、この一対のリンクアーム74の先端間に架設されたリンクピン74aは、ガイド孔73aを挿通されている。従って、ヒンジ機構32は、支持アーム73とリンクアーム74との回転方向での当接により回転支持体30側から斜板31側へ動力伝達可能であるとともに、リンクアーム74の移動がリンクピン74aを介してガイド孔73aに案内されることで、斜板31の傾動を案内可能である。
さらに、図5(a)、(b)の態様においては、回転支持体30の後面に、回転支持体30側のヒンジ要素としてのリンクアーム76が設けられている。斜板31の前面には、斜板31側のヒンジ要素としてのリンクアーム77が設けられている。
前記リンクアーム76とリンクアーム77との間には中間リンク部材78が介在されており、各リンクアーム76,77は、中間リンク部材78に対してそれぞれピン76a,77aを介して相対回動可能に連結されている。従って、ヒンジ機構32は、中間リンク部材78を介したリンクアーム76,77の連結により、回転支持体30側から斜板31側へ動力伝達可能であるとともに、リンクアーム77の移動がピン76a,77a及び中間リンク部材78によって所定の軌跡を描くことを条件に許容されることで、斜板31の傾動を案内可能である。
○上記実施形態においては、距離基点部としてのスルーボルト15Aと回転支持体30の外周縁30aとの間の距離変化に起因した磁束変化を、ハウジング外に配置された磁気センサ51によって検出していた。これを変更し、図6に示すように、磁気センサ51を、フロントハウジング12において回転支持体30の外周縁30aに直接臨むように配置し、距離基点部(磁気センサ51)と回転支持体30の外周縁30aとの間を導通する磁束の変化を、磁気センサ51によって直接検出する構成とすること。つまり、磁気センサ51を距離基点部として把握すること。
本態様においても上記実施形態の(1)〜(4)と同様な作用効果を奏する。その他にも、距離基点部(磁気センサ51)を、回転支持体30の外周縁30aにのみ臨むように局所的に配置することができ、磁気センサ51の出力に、距離基点部(磁気センサ51)に対するヒンジ機構32の最接近に起因したノイズが混ざることをさらに効果的に抑制できて、回転速度の検出精度をさらに向上させることができる。
なお、図6において「33c」は、支持アーム33において磁気センサ51との間の距離が最も近くなる、該支持アーム33の根元付近の部位を示している。該部位33cと磁気センサ51との間の最短距離は、回転支持体30の切欠53と磁気センサ51との間の最短距離以上となる。また、図6において「34c」は、斜板31の最大傾斜角度状態にて、ガイドピン34において磁気センサ51との間の距離が最も近くなる、該ガイドピン34の球状部34aの先端付近の部位を示している。該部位34cと磁気センサ51との間の最短距離は、回転支持体30の切欠53と磁気センサ51との間の最短距離以上となる。
○図6の態様を変更し、前記回転支持体30において支持アーム33の一部を、切欠53よりも径方向外側に位置させること。この場合、切欠53が磁気センサ51に臨む時期において、支持アーム33が磁気センサ51に対して切欠53よりも接近しないようにすることが条件となる。同様に、斜板31においてガイドピン34の一部を、切欠53よりも径方向外側に位置させること。この場合、斜板31が何れの傾斜角度の場合でも、切欠53が磁気センサ51に臨む時期において、ガイドピン34が磁気センサ51に対して切欠53よりも接近しないようにすることが条件となる。
つまり、図6の態様は、前記距離基点部(磁気センサ51)が、回転支持体30の外周縁30aにのみ臨むように局所的に配置されており、該磁気センサ51とヒンジ機構32とは軸線L方向にずれて配置されている。従って、本態様の場合、切欠53よりも径方向外側に支持アーム33が位置することが、切欠53が磁気センサ51に臨む時期において支持アーム33が切欠53よりも磁気センサ51に接近することには、必ずしもならない。また、切欠53よりも径方向外側にガイドピン34が位置することが、切欠53が磁気センサ51に臨む時期においてガイドピン34が切欠53よりも磁気センサ51に接近することには、必ずしもならない。
○上記実施形態においてヒンジ機構32は、支持アーム33及びガイドピン34がそれぞれ一対備えられていた。しかしこれに限定されるものではなく、ヒンジ機構32は、支持アーム33及びガイドピン34をそれぞれ一つのみ備える構成であってもよい。
○上記実施形態において切欠53は、回転支持体30の外周縁30aに半周に渡って設けられた大きなものであった。しかしこれに限定されるものではなく、例えば、切欠53を四半周程度のものさらには四半周の半分程度のものとしてもよい。また、この四半周程度の切欠53或いは四半周の半分程度の切欠53を、回転支持体30の外周縁30aに所定間隔で複数形成してもよい。
○上記実施形態においては、電磁クラッチ20が磁化手段をなしており、該電磁クラッチ20からの漏れ磁束によって回転支持体30が磁化される構成であった。しかし、電磁クラッチ20が磁化手段を兼ねることに限定されるものではなく、回転支持体30を磁化するための専用の磁化手段(例えばコイル)を備えるようにしてもよい。
○本発明を、カムプレートとしての揺動斜板を備えたワッブルタイプの容量可変型圧縮機において具体化してもよい。
上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
(1)前記カムプレート側の前記ヒンジ要素を、前記切欠よりも径方向外側に位置しないように前記カムプレートに設けた請求項6に記載の回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機。
(2)前記カムプレート側の前記ヒンジ要素を、前記切欠よりも径方向内側に位置するように前記カムプレートに設けた技術的思想(1)に記載の回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機。
11…構成体としてのシリンダブロック、12…同じくフロントハウジング、14…同じくリヤハウジング、15(15A)…距離基点部及び締結具としてのスルーボルト、17…駆動軸、20…磁化手段を兼ねる電磁クラッチ、30…回転支持体(30a…外周縁)、31…カムプレートとしての斜板、32…ヒンジ機構、33…回転支持体側のヒンジ要素としての支持アーム、34…カムプレート側のヒンジ要素としてのガイドピン、40…ピストン、51…磁気センサ(図6に示す別例において距離基点部を兼ねる)、53…切欠、71…回転支持体側のヒンジ要素としての回転支持体側突起、72…カムプレート側のヒンジ要素としての斜板側突起、73…回転支持体側のヒンジ要素としての支持アーム、74,77…カムプレート側のヒンジ要素としてのリンクアーム、76…回転支持体側のヒンジ要素としてのリンクアーム、L…軸線。
Claims (6)
- ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、前記ハウジング内において前記駆動軸に止着された回転支持体と、前記駆動軸に軸線方向へスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されているとともにピストンが連結されたカムプレートと、該カムプレートと前記回転支持体との間に介在されたヒンジ機構とからなり、前記駆動軸の回転によって前記回転支持体、前記ヒンジ機構及び前記カムプレートを介して前記ピストンが往復動されてガスの圧縮が行われるとともに、前記カムプレートが前記ヒンジ機構の案内によって前記駆動軸上を傾動しつつスライド移動されることで吐出容量を変更可能であって、前記回転支持体の外周縁に形成された切欠と、前記ハウジングにおいて前記回転支持体の外周縁よりも径方向外側に配設された距離基点部と、前記回転支持体を磁化する磁化手段と、前記回転支持体の回転に伴う該回転支持体の外周縁と前記距離基点部との間の距離変化に起因した磁束変化を検出する磁気センサとからなる回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機において、
前記回転支持体の前記外周縁が前記切欠を以て前記距離基点部に臨む時期と、前記ヒンジ機構を構成する前記回転支持体側のヒンジ要素と前記距離基点部との間の距離が最も近くなる時期とが重なるように前記ヒンジ要素を前記回転支持体に配置するとともに、該ヒンジ要素を、前記切欠が前記距離基点部に臨む時期において前記切欠よりも前記距離基点部に対して接近することのないように構成したことを特徴とする回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機。 - 前記距離基点部は、前記ハウジングを構成する複数の構成体を締結固定するための締結具が兼ねており、該締結具は前記回転支持体の外周縁よりも径方向外側を前記駆動軸の軸線に沿って延在されている請求項1に記載の回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機。
- 前記磁気センサは、前記ハウジングにおいて前記回転支持体の外周縁に臨んで配置されており、該磁気センサが前記距離基点部をなしている請求項1に記載の回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機。
- 前記回転支持体において前記ヒンジ要素を、前記切欠よりも径方向外側に位置しないように設けた請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機。
- 前記回転支持体において前記ヒンジ要素を、前記切欠よりも径方向内側に位置するように設けた請求項4に記載の回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機。
- 前記回転支持体の前記外周縁が前記切欠を以て前記距離基点部に臨む時期と、前記ヒンジ機構を構成する前記カムプレート側のヒンジ要素と前記距離基点部との間の距離が最も近くなる時期とが重なるように前記カムプレート側の前記ヒンジ要素を配置するとともに、該ヒンジ要素を、前記カムプレートが何れの傾斜角度の場合でも、前記切欠が前記距離基点部に臨む時期において、前記切欠よりも前記距離基点部に対して接近することのないように構成した請求項1〜5のいずれか一項に記載の回転速度検出機構を備えた容量可変型圧縮機。
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