JP4246976B2 - 開放型コンプレッサ装置および空気調和装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部動力を利用してケーシング内に形成された圧縮室の容積を可変として、吸入口から冷媒を吸入し、吐出口から圧縮された高圧の冷媒を吐出する開放型コンプレッサ装置およびそれを用いた空気調和装置に関するものであり、特に、外部動力の断接を行う電磁クラッチ機構を備えた開放型コンプレッサ装置の制御に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、開放型コンプレッサ装置は、外部動力（例えば、エンジン等）により駆動がなされるものであり、例えば、この種の装置は、特開平１１−３０３７７７号公報に開示されている。上記公報には開放型コンプレッサ装置の中の一つであるスクロールコンプレッサが示されている。ここに示される装置は、固定スクロールと可動スクロールとがケーシングに配設され、両スクロール間には作動流体（例えば、冷媒）を圧縮する圧縮室が形成される。そして、エンジンの駆動力はコンプレッサベルトを介してプーリーに伝達され、プーリーに伝達された駆動力は電磁クラッチを介してシャフトに伝達され、シャフトに回動自在に組み込まれた可動スクロールを旋回運動させる。
【０００３】
可動スクロールは固定スクロールに対して、旋回運動する様になっており、ケーシングに形成された吸入口から吸入された冷媒（潤滑油を含む）は、可動スクロールが旋回運動することにより、固定スクロールに設けられた渦巻体と可動スクロールに設けられた渦巻体との間で形成される徐々に容積を減少する圧縮室を固定スクロールの中央部へと導かれ、吐出口から高圧の冷媒が吐出する構成となっている。
【０００４】
また、上記構成においては、シャフトの廻りを冷媒が流れるものとなるが、フロントハウジング内部に存在する冷媒が、大気中へと流れ出さない様に、シャフト上には軸シール部材（メカニカルシール）が設けられている。
【０００５】
上記したコンプレッサに用いられるシール部材は、例えば、ゴム等から成るシール部材が用いられ、これによって、フロントハウジング内部に存在する冷媒が、大気中へと流れ出さない様になっている。また、この様な構成ではシャフト上に軸シール部材を備え持つが、コンプレッサが低温下に置かれて作動していない状態、若しくは、コンプレッサが冷えた状態が長く続く（例えば、コンプレッサの放置状態が長く続く）と、シール部材にゴム等を使用した場合、その材質特性によって、シール部材が硬化してしまう。その結果、所定時間放置後の起動時に、冷媒等の漏れが発生する場合が起こり得る。
【０００６】
また、コンプレッサを温度が低い状態で立ち上げることにより生じる損傷を防止してコンプレッサの立ち上がりをよくするために、特開２００２−３１３８６号公報では、コンプレッサの予熱にヒータを用いる方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報の如く、ヒータによりコンプレッサの予熱を行う方法では、コンプレッサの予熱にヒータを用いることにより、メカニカルシールの硬化を防止し、シャフト廻りのシール性を確保することができる。しかしながら、シール性の確保のためのヒータが必要となり、コストアップを招いてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、安価な方法により、コンプレッサ起動時のシール性を確保することを技術的課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、内部空間が形成され、吸入口と吐出口を有するケーシングと、該ケーシング内に配設される固定部材と、該固定部材に対して旋回運動を行う可動部材と、該可動部材を前記ケーシングに固定されたフロントハウジングに対して、旋回自在に支持するシャフトと、該シャフトと前記フロントハウジングとの間に配設されるシール部材と、前記シャフトと同軸で配設され、外部動力によって回転駆動される被駆動部材と、該被駆動部材とシャフトとの間に配設され、コイルに通電を行うことにより前記被駆動部材の回転を前記シャフトに対して断接する電磁クラッチ機構と、該電磁クラッチ機構を制御する制御手段とを備え、前記内部空間での前記固定部材と前記可動部材との間に形成される圧縮室に対して、前記吸入口より作動流体を吸入して前記可動部材の旋回運動により圧縮して、前記吐出口から吐出する開放型コンプレッサ装置において、前記制御手段は外部動力が運転停止した場合、前記コイルに所定時間通電を行う構成としたことである。
【００１０】
上記した手段によれば、制御手段は外部動力が運転停止した場合、コイルに所定時間通電を行えば、外部動力が運転停止後でもコイルへの通電（例えば、タイマーやリレー等による所定時間の通電）によって、コイルの発熱が行える。このコイルの発熱により、ハウジングを介してシール部材が暖められる。これによって、所定時間放置後に外部動力の起動を行う場合に、コイルの発熱に伴う熱でシール部材の硬化を防止することが可能となり、シャフト廻りでのシール性を確保することが可能となる。
【００１１】
また、上記の課題を解決するために講じた第２の技術的手段は、内部空間が形成され、吸入口と吐出口を有するケーシングと、該ケーシング内に配設される固定部材と、該固定部材に対して旋回運動を行う可動部材と、該可動部材を前記ケーシングに固定されたフロントハウジングに対して、旋回自在に支持するシャフトと、該シャフトと前記フロントハウジングとの間に配設されるシール部材と、前記シャフトと同軸で配設され、外部動力によって回転駆動される被駆動部材と、該被駆動部材とシャフトとの間に配設され、コイルに通電を行うことにより前記被駆動部材の回転を前記シャフトに対して断接する電磁クラッチ機構と、該クラッチ機構を制御する制御手段とを備え、前記内部空間での前記固定部材と前記可動部材との間に形成される圧縮室に対して、前記吸入口より作動流体を吸入して前記可動部材の旋回運動により圧縮して、前記吐出口から吐出する開放型コンプレッサ装置において、
【００１２】
前記外部動力の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記温度が第１所定温度より低い場合、前記コイルに通電を行う構成としたことである。
【００１３】
上記した手段によれば、外部動力の温度を温度検出手段により検出し、クラッチ機構を制御する制御手段によって、外部動力の温度が第１所定温度より低い場合にコイルに対して通電を行えば、コイルへの通電によってコイルが発熱する。このコイルの発熱により、フロントハウジングを介してシール部材が暖められる。これによって、起動を行う場合に、コイルの発熱に伴う熱でシール部材の硬化を防止することが可能となり、シャフト廻りでのシール性を確保することが可能となる。
【００１４】
この場合、コイルはフロントハウジングに支持され、被駆動部材には軸方向に凹部が形成され、凹部にコイルが配設されれば、コイルはフロントハウジングに支持された状態で、被駆動部材の軸方向に形成された凹部に収められるので、軸方向に大きくならない。
【００１５】
また、シャフトに支持され、被駆動部材に対向してクラッチ板が配設され、コイルに通電を行うことにより、前記クラッチ板が前記被駆動部材と一体となり、前記シャフトと前記被駆動部材が一体回転すれば、外部動力をシャフトに伝達する電磁クラッチ機構の構成を用いてシャフト廻りのシール性を確保することが可能となるので、コンプレッサの予熱のためにだけ用いられる部品（例えば、ヒータ）は必要なくなる。
【００１６】
更に、制御手段は、温度が第１所定温度より高く設定された第２所定温度よりも高い場合、コイルへの通電を行わないので、シール性の確保に必要な場合（例えば、低温時等）のみ、コイルの通電を行うことが可能となり、消費電力を抑えることが可能となる。
【００１７】
更にその上、開放型コンプレッサ装置を、冷媒用のコンプレッサとして用いれば、低温時に開放型コンプレッサ装置を起動する場合に、空気調和装置（例えば、ガスヒートポンプ等）において、外部動力の停止状態からシール部材による確実なシールが行える。例えば、通常では、エンジン駆動式の空気調和装置に用いられるコンプレッサでは、コンプレッサの予熱を行う為にヒータが使用されるが、上記した構成の空気調和装置では、開放型コンプレッサ装置のもつ電磁クラッチ機構のコイルに通電を行うことにより、コンプレッサの予熱を行うことが可能となるので、コンプレッサの予熱を行うため用いられるヒータは必要なくなる。また、低温時にコンプレッサに溜り込もうとする冷媒を防止することが可能となるので、シール部材の劣化（例えば、Ｏリングを使用する場合には、発泡することが防止される）、起動時の初期潤滑不良が回避される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図1は、本発明の開放型コンプレッサ装置１における電磁クラッチ機構２０を備えたスクロールコンプレッサ（単に、コンプレッサと称す）１０の断面図である。コンプレッサ１０は、外部から作動流体（例えば、冷媒や潤滑油）を吸入する吸入口３ａと、内部で圧縮され高圧となった冷媒を外部に吐出する吐出口３ｂを有する金属製のケーシング３と、ケーシング３と一体となりシャフト４を回転自在に支持する金属製のフロントハウジング２とで形成される内部空間９に、後述するシャフト４、偏心ブッシュ５および可動スクロール７等から成る回転体が収められ、フロントハウジング２、ケーシング３がボルト等の締結部材により固定されている。
【００２０】
フロントハウジング２には、コンプレッサプーリー（単に、プーリーと称す）８がシャフト４と同軸上に配設され、エンジン４０からの回転を外部に対して伝えるエンジンプーリー（単に、プーリーと称す）４１との間には、図２に示す様に、ベルト４２が掛けられており、エンジン４０の回転力（駆動カ）がベルト４２、プーリー８、電磁クラッチ２０を介してコンプレッサ１０のシャフト４に伝達される構成となっている。
【００２１】
シャフト４は中央に大径部４ａを有する。フロントハウジング２内において、シャフト４はプーリー側において、ベアリング２２により軸支されると共に、シャフト４の中央において、大径部４ａにてベアリング２３により軸支される。ベアリング２２，２３の外輪はフロントハウジング２に形成された凹部の内壁に対して共に圧入されている。また、ベアリング２２，２３の内輪にはシャフト４が嵌合され、フロントハウジング２に対して、シャフト４が回転自在に軸支される。
【００２２】
ベアリング２２，２３の間には、シャフト廻りのシール性を図るため、メカニカルシールとして２つの環状のシール部材１１（１１ａ，１１ｂ）が配設されている。シール部材１１はベアリング２２の横に形成された空間９ａとベアリング２３のプーリー側に形成された空間９ｂとの連通をシールするものであり、シール部材１１ａはフロントハウジング２に形成された空間内の小径部にて嵌着されている。それと同軸で、シール部材１１ｂがシャフト上に嵌っている。この様な構成により、シール部材１１ａはフロントハウジング２に対して固定され回転しないが、シール部材１１ｂはシャフト４の回転により回転するものとなるが、空間９ａ，９ｂとはシール部材１１ａ，１１ｂによってシール性が確保される。
【００２３】
また、大径部４ａのプーリー８が設けられる側とは反対の側には、中央が偏心した偏心ブッシュ５がシャフト上４に偏心した状態で設けられている。偏心ブッシュ５がシャフト４の回転によって回転した場合、偏心ブッシュ５の回転と可動スクロールの旋回運動に対してバランスが取られる様になっており、しかも、回転時に振動が発生しない様、カウンターウェイトが偏心ブッシュ５に取り付けられる。
【００２４】
一方、ケーシング３は有底円筒状を呈し、フロントハウジング２と組み付けがなされた状態では、内部空間９が形成される。そのケーシング３の内部空間９には、固定スクロール６と、固定スクロール６に対して旋回運動を行う可動スクロール７が配設される。固定スクロール６はケーシング３の内壁にボルト等の締結部材１３により固定され、回転を行わない。この固定スクロール６は、図１に示す左側（プーリー側）では、固定スクロール６の中心から渦状となった渦巻部６ａが一体で形成される。また、固定スクロール６に対向して可動スクロール７が配設されるが、可動スクロール７はシャフト４が回転駆動されると偏心ブッシュ５と可動スクロール回転阻止機構であるボールカップリングの作用により、シャフト４の軸芯に対して旋回運動を行う。この場合、可動スクロール７には固定スクロール６に形成された渦巻部６ａの中に入る渦巻部６ａと同様な形状を成す渦巻部７ａが、可動スクロール７に一体で形成されている。これによって、固定スクロール６に対して可動スクロール７は旋回運動を行うが、両スクロール６，７の渦巻部６ａ，７ａとの間には圧縮室１４が形成される。この圧縮室１４は、外側から中心に行くに従って、次第に圧縮室１４の容積が小さくなり、圧縮室１４の内部の冷媒が圧縮され、中心で最も高圧となり、圧縮により高圧となった冷媒が吐出口３ｂから吐出される構成となっている。
【００２５】
次に、シャフト４のプーリー側の構成について説明する。フロントハウジング２の軸方向の一端にはシャフト４が貫通するボス部２ａが形成されている。ボス部２ａの外径には、シャフト４と同軸で金属製の円筒状のプーリー８が配設される。プーリー８の内径はボス部２ａの径よりも大となっており、ベアリング２４を介してフロントハウジング２に対してプーリー８は回動自在となる。プーリー８は外径にＶ溝が形成され、このＶ溝にベルト４２が掛けられる。また、プーリー８には、図１に示す軸方向右側に環状の凹部８ａが形成されており、その凹部８ａの中にコイル２１が配設される。コイル２１は、フロントハウジング２の軸方向における側面２ｂに環状のプレート部材２５を介して取り付けられる。このプレート部材２５には、軸方向に開口を有する環状のコイルリング２６がスポット溶接により固定されており、コイルリング２６の内部に周方向に巻回されたコイル２１が配設される。この場合、プーリー８に形成された凹部８ａと開口を有するコイルリング２６とは所定間隔を保持した状態で、コイルリング２６に対してプーリー８は回転自在となっている。
【００２６】
プーリー８は金属材から成り、軸方向の端面８ｂはシャフト４に対して垂直となっており、軸方向からプーリー８に対向し、環状のクラッチ板１５が配設されている。クラッチ板１５はアーマチュア、ボス、プレート、板バネ２７より成り、シャフト４の端部にてナット２８により、シャフトとボスが固定されている。また、ボスとプレートと板バネ２７の一端はリベット２９ａによって固定され、アーマチュアと板バネ２７の他端がリベット２９ｂによって固定されている。即ち、プレートとアーマチュアは板バネ２７で接続されることになる。
【００２７】
シャフト４とプーリー８との間には、外部動力からの回転をコンプレッサ１０に対して動力伝達を断接する電磁クラッチ機構２０が設けられており、この電磁クラッチ機構２０はコイル２１、プーリー８およびクラッチ板１５を備える。この中のコイル２１に、図示しないコネクタを介して外部から給電し、通電を行うことにより、コイル２１に電流が流れ、プーリー８の軸方向端面とそれと対向配置されるアーマチュアが電磁力によって吸引される。これによって、プーリー８の端面８ｂにアーマチュアが当接して一体回転する様になり、プーリー８の回転力はシャフト４に伝達される。一方、コイル２１への通電を中止すると、板バネ２７の付勢力によりプーリー８の側面からアーマチュアが離れ、プーリー８を回転させる回転力は遮断されて、シャフト４に伝達されない。
【００２８】
本実施形態における開放型コンプレッサ装置１の構成を、図２に示す。図２では、エンジン４０からの動力をベルト４２によりコンプレッサ１０に伝達し、コンプレッサ１０に設けられた電磁クラッチ機構２０を制御装置３０により制御する構成となっている。制御装置３０はエンジン４０の温度を検出する温度センサ４１およびコンプレッサ１０の駆動あるいは停止をスイッチ操作により行うリモコン４３を備え、これらの信号に基づいて、電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号を出力して電磁クラッチ機構２０を作動させる。電磁クラッチ機構２０が作動すると、冷媒を吸入口３ａより吸入して、コンプレッサ内部で吸入された冷媒を高圧に圧縮して吐出口３ｂより吐出する。この場合、制御装置３０に入力される温度センサ４１の出力信号は、所定温度（第１所定温度）Ｔ１より低くなるとオン状態（ＯＮ状態）となり、所定温度Ｔ１よりも高い所定温度（第２所定温度）Ｔ２よりも大きくなるとオフ状態（ＯＦＦ状態）を出力し、リモコン４３からの駆動指令に基づき、電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号を出力する。
【００２９】
この様に電磁クラッチ機構２０が制御される開放型コンプレッサ装置１は、冷媒用のコンプレッサとして空気調和装置に使用することが可能である。
【００３０】
次に、作動について説明する。エンジン４０の駆動カはプーリー４１，８に張架されたベルト４２を介してプーリー８に伝達され、プーリー８を回転させる。この場合、制御装置３０から電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号が出力されていない場合（例えば、低電位状態）には、コイル２１への通電が行われず、クラッチ断絶状態となり、シャフト４に動力は伝達されない。一方、制御装置３０から電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号が出力されている場合（例えば、高電位状態）には、コイル２１への通電が行われ、電磁吸引力がアーマチュアに対して作用してプーリー側に吸引されてプーリー８とアーマチュアは一体となる。その結果、プーリー８とクラッチ板１５は一体となって回転し、エンジン４０からの駆動力がシャフト４に伝達される。
【００３１】
この様に、エンジン４０からの駆動力がシャフト４に伝達されると、シャフト４の回転により、可動スクロール７を固定スクロール６に対して旋回運動させる。この場合、可動スクロール7の旋回運動により、吸入口3aから吸入された冷媒は両スクロール6、7の外径側から取り込まれ、両スクロールによって形成され徐々に容積が狭められる圧縮室14により、スクロールの中央部に導かれる。そして、中央部に導かれた冷媒は、固定スクロール6の中央部に設けられた孔からハウジング3の内部に形成されたスクロール外に抜け、図示しない通路を通り、吐出口3ｂから吐出される。また、シャフト廻りにある冷媒は、シャフト４の廻りからプーリー側に流れようとするが、途中、シール部材１１ａ，１１ｂが設けられているので、大気側への冷媒の漏れが防止される。
【００３２】
この場合、コンプレッサ１０が一定値以下に冷えた状態にあると、シール部材１１ａ、１１ｂにゴム等の弾性部材を使用した場合、低温では硬化してしまいシャフト４の廻りのシール性の確保が難しくなる。そこで、本実施形態では、エンジン４０の温度と運転停止を行ってからの時間を監視し、必要に応じてコイル２１に通電を行い、コイル通電による発熱を利用してシール部材１１の硬化を防止して確実なシール性を確保する様にしている。
【００３３】
そこで、制御装置３０における処理について、図４を参照して説明する。尚、以下に示す説明ではプログラムにおけるステップを、単に「Ｓ」として説明する。
【００３４】
制御装置３０に電源が供給されると、プログラムが実行される。Ｓ１では、制御装置３０は運転停止後所定時間が経過したのかが判断される。そこで、所定時間（例えば、３０分）経過していない場合には、電磁クラッチ機構２０に対して何もしないが、所定時間経過した場合にはＳ２に進み、Ｓ２では温度センサ４１の出力に基づいて第１所定温度（例えば、０度）よりも低いかが判断される。そこで、エンジン温度が第１所定温度よりも低い場合には電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号を出力して、コンプレッサ１０が冷えていると判断して、コイル２１に通電する。コイル２１に通電がなされると、コイル２１が発熱して、その熱によりコイルリング２６、プレート部材２５を伝わって熱がフロントハウジング２へと逃げてゆき、フロントハウジング２が暖められる。その後、フロントハウジング２に固定されるシール部材１１ａが暖められる。そして、シール部材１１ａと接触するシール部材１１ｂにも熱が伝わっていく。さらに、シャフト４自身も間接的にフロントハウジング２から熱が伝わり、シール部材１１ｂの温度低下が防止されやすい。シール部材11aがコイル２１の発熱に伴う熱により暖められると、ゴム等を使用している場合には硬化が防止され、十分なシール性をシャフト４の廻りでもたせることができる。
【００３５】
一方、Ｓ２においてエンジン温度が第１所定温度より高い場合には、今度は、Ｓ４にて第１所定温度よりも高い第２所定温度（例えば、５度）よりも高いかが判断される。ここで、第２所定温度より低い場合（第１所定温度から第２所定温度の間）ではＳ６に進むが、エンジン温度が第２所定温度よりも高い場合には、Ｓ５にて電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号（高電位）を出力せず、エンジン４０からの動力の伝達を遮断して、シャフト４へは伝達しない。その後、Ｓ６では、リモコン４３からの動作スイッチによる信号が入力されたかが判断され、その信号が入力されない場合にはＳ１からの処理を繰り返すが、リモコン４３からの動作スイッチがオン状態にある場合には、通常のシステム運転動作に移行する。
【００３６】
また、シャフト廻りでのシール性を確保する別の方法としては、図５に示す方法を用いても良い。図５において、制御装置３０に電源が供給されると、プログラムが実行される。Ｓ１１では、制御装置３０は所定時間エンジン４０の運転が停止したかが判断される。そこで、所定時間経過していない場合には、電磁クラッチ機構２０に対して何もしないが、所定時間経過した場合にはＳ１２に進み、Ｓ１２では電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号を所定時間（例えば、シール部材１１ａ，１１ｂが暖められ、十分なシール性が確保できる状態となるまでの時間）だけ出力して、コイル２１に通電する。コイル２１に通電がなされると、コイル２１が発熱して、その熱によりコイルリング２６、プレート部材２５を伝わって熱がフロントハウジング２へと逃げてゆき、フロントハウジング２が暖められる。その後、フロントハウジング２に固定されるシール部材１１ａが暖められる。その結果、両シール部材１１ａ，１１ｂがコイル２１の発熱に伴う熱により暖められると、ゴム等を使用している場合には硬化が防止され、十分なシール性をシャフト４の廻りでもたせることができる。
【００３７】
その後、Ｓ１３では、リモコン４３からの動作スイッチによる信号が入力されたかが判断され、その信号が入力されない場合にはＳ１１からの処理を繰り返すが、リモコン４３からの動作スイッチがオン状態である場合には、電磁クラッチ機構２０のコイル２１への通電を停止した後、通常のシステム運転動作に移行する。
【００３８】
【効果】
本発明によれば、制御手段は外部動力が運転停止した場合、コイルに所定時間通電を行えば、外部動力が運転停止後でもコイルへの通電によって、コイルの発熱を行うことができ、このコイルの発熱により、ハウジングを介してシール部材を暖めることができる。このため、外部動力を所定時間放置後に起動を行う場合に、コイルの発熱に伴う熱でシール部材の硬化を防止することができ、シャフト廻りでのシール性を確保することができる。
【００３９】
また、本発明によれば、電磁クラッチ機構を制御する制御手段に、前記電磁クラッチ機構に対して駆動指示を行ってから所定時間経過し、外部動力の温度が第１所定温度より低い場合にコイルに通電を行えば、コイルへの通電によってコイルが発熱し、コイルの発熱により、ハウジングを介してシール部材を暖めることができる。これによって、コイルの発熱に伴う熱でシール部材の硬化を防止することができ、シャフト廻りでのシール性を確保することができる。これは、コンプレッサを予熱するだけに用いるヒータは必要ない。
【００４０】
この場合、コイルはハウジングに支持され、被駆動部材には軸方向に凹部が形成され、凹部にコイルが配設されれば、コイルはハウジングに支持された状態で、被駆動部材の軸方向に形成された凹部に収められるので、軸方向に小型化することができる。
【００４１】
また、シャフトに支持され、被駆動部材に対向してクラッチ板が配設され、コイルに通電を行うことにより、前記クラッチ板が前記被駆動部材と一体となり、前記シャフトと前記被駆動部材が一体回転すれば、外部動力をシャフトに伝達する電磁クラッチ機構の構成を用いてシャフト廻りのシール性を確保することができる。
【００４２】
更に、制御手段は、温度が第１所定温度より高く設定された第２所定温度よりも高くなった場合、コイルへの通電を停止すれば、温度が第２所定温度より高くなった場合には、コイルの通電によるシール部材の硬化がなくなり、十分なシール性を確保できたものとして、シール性の確保に必要な場合（例えば、低温時等）のみ、コイルへの通電を行うことができ、消費電力を抑えることができる。
【００４３】
更にその上、開放型コンプレッサ装置を、冷媒用のコンプレッサとして用いれば、低温時に開放型コンプレッサ装置を起動する場合に、空気調和装置において、外部動力の停止状態からシール部材による確実なシールを行うことができる。上記した構成の空気調和装置では、開放型コンプレッサ装置のもつ電磁クラッチ機構のコイルに通電を行うことにより、コンプレッサの予熱を行うことができ、また、コンプレッサの予熱を行うため用いられるヒータは必要なく、低コストに予熱を行うことができる。更に、シール部材の劣化や起動時の初期潤滑不良を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態における開放型コンプレッサ装置をスクロールコンプレッサに適用した場合の断面図である。
【図２】 本発明の一実施形態における開放型コンプレッサ装置の構成図である。
【図３】 図２に示す温度センサの出力によりクラッチ作動を説明するための説明図である。
【図４】 図２に示す制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図５】 図２に示す制御装置の別の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 開放型コンプレッサ装置
２ フロントハウジング
３ ケーシング
３ａ 吸入口
３ｂ 吐出口
４ シャフト
６ 固定スクロール（固定部材）
７ 可動スクロール（可動部材）
８ プーリー（被駆動部材）
８ａ 凹部
１０ スクロールコンプレッサ（コンプレッサ）
１１ シール部材
１４ 圧縮室
１５ クラッチ板
２０ 電磁クラッチ機構
２１ コイル
３０ 制御装置（制御手段）
４１ 温度センサ（温度センサ）
４３ リモコン
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部動力を利用してケーシング内に形成された圧縮室の容積を可変として、吸入口から冷媒を吸入し、吐出口から圧縮された高圧の冷媒を吐出する開放型コンプレッサ装置およびそれを用いた空気調和装置に関するものであり、特に、外部動力の断接を行う電磁クラッチ機構を備えた開放型コンプレッサ装置の制御に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、開放型コンプレッサ装置は、外部動力（例えば、エンジン等）により駆動がなされるものであり、例えば、この種の装置は、特開平１１−３０３７７７号公報に開示されている。上記公報には開放型コンプレッサ装置の中の一つであるスクロールコンプレッサが示されている。ここに示される装置は、固定スクロールと可動スクロールとがケーシングに配設され、両スクロール間には作動流体（例えば、冷媒）を圧縮する圧縮室が形成される。そして、エンジンの駆動力はコンプレッサベルトを介してプーリーに伝達され、プーリーに伝達された駆動力は電磁クラッチを介してシャフトに伝達され、シャフトに回動自在に組み込まれた可動スクロールを旋回運動させる。
【０００３】
可動スクロールは固定スクロールに対して、旋回運動する様になっており、ケーシングに形成された吸入口から吸入された冷媒（潤滑油を含む）は、可動スクロールが旋回運動することにより、固定スクロールに設けられた渦巻体と可動スクロールに設けられた渦巻体との間で形成される徐々に容積を減少する圧縮室を固定スクロールの中央部へと導かれ、吐出口から高圧の冷媒が吐出する構成となっている。
【０００４】
また、上記構成においては、シャフトの廻りを冷媒が流れるものとなるが、フロントハウジング内部に存在する冷媒が、大気中へと流れ出さない様に、シャフト上には軸シール部材（メカニカルシール）が設けられている。
【０００５】
上記したコンプレッサに用いられるシール部材は、例えば、ゴム等から成るシール部材が用いられ、これによって、フロントハウジング内部に存在する冷媒が、大気中へと流れ出さない様になっている。また、この様な構成ではシャフト上に軸シール部材を備え持つが、コンプレッサが低温下に置かれて作動していない状態、若しくは、コンプレッサが冷えた状態が長く続く（例えば、コンプレッサの放置状態が長く続く）と、シール部材にゴム等を使用した場合、その材質特性によって、シール部材が硬化してしまう。その結果、所定時間放置後の起動時に、冷媒等の漏れが発生する場合が起こり得る。
【０００６】
また、コンプレッサを温度が低い状態で立ち上げることにより生じる損傷を防止してコンプレッサの立ち上がりをよくするために、特開２００２−３１３８６号公報では、コンプレッサの予熱にヒータを用いる方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報の如く、ヒータによりコンプレッサの予熱を行う方法では、コンプレッサの予熱にヒータを用いることにより、メカニカルシールの硬化を防止し、シャフト廻りのシール性を確保することができる。しかしながら、シール性の確保のためのヒータが必要となり、コストアップを招いてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、安価な方法により、コンプレッサ起動時のシール性を確保することを技術的課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、内部空間が形成され、吸入口と吐出口を有するケーシングと、該ケーシング内に配設される固定部材と、該固定部材に対して旋回運動を行う可動部材と、該可動部材を前記ケーシングに固定されたフロントハウジングに対して、旋回自在に支持するシャフトと、該シャフトと前記フロントハウジングとの間に配設されるシール部材と、前記シャフトと同軸で配設され、外部動力によって回転駆動される被駆動部材と、該被駆動部材とシャフトとの間に配設され、コイルに通電を行うことにより前記被駆動部材の回転を前記シャフトに対して断接する電磁クラッチ機構と、該電磁クラッチ機構を制御する制御手段とを備え、前記内部空間での前記固定部材と前記可動部材との間に形成される圧縮室に対して、前記吸入口より作動流体を吸入して前記可動部材の旋回運動により圧縮して、前記吐出口から吐出する開放型コンプレッサ装置において、前記制御手段は外部動力が運転停止した場合、前記コイルに所定時間通電を行う構成としたことである。
【００１０】
上記した手段によれば、制御手段は外部動力が運転停止した場合、コイルに所定時間通電を行えば、外部動力が運転停止後でもコイルへの通電（例えば、タイマーやリレー等による所定時間の通電）によって、コイルの発熱が行える。このコイルの発熱により、ハウジングを介してシール部材が暖められる。これによって、所定時間放置後に外部動力の起動を行う場合に、コイルの発熱に伴う熱でシール部材の硬化を防止することが可能となり、シャフト廻りでのシール性を確保することが可能となる。
【００１１】
また、上記の課題を解決するために講じた第２の技術的手段は、内部空間が形成され、吸入口と吐出口を有するケーシングと、該ケーシング内に配設される固定部材と、該固定部材に対して旋回運動を行う可動部材と、該可動部材を前記ケーシングに固定されたフロントハウジングに対して、旋回自在に支持するシャフトと、該シャフトと前記フロントハウジングとの間に配設されるシール部材と、前記シャフトと同軸で配設され、外部動力によって回転駆動される被駆動部材と、該被駆動部材とシャフトとの間に配設され、コイルに通電を行うことにより前記被駆動部材の回転を前記シャフトに対して断接する電磁クラッチ機構と、該クラッチ機構を制御する制御手段とを備え、前記内部空間での前記固定部材と前記可動部材との間に形成される圧縮室に対して、前記吸入口より作動流体を吸入して前記可動部材の旋回運動により圧縮して、前記吐出口から吐出する開放型コンプレッサ装置において、
【００１２】
前記外部動力の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記温度が第１所定温度より低い場合、前記コイルに通電を行う構成としたことである。
【００１３】
上記した手段によれば、外部動力の温度を温度検出手段により検出し、クラッチ機構を制御する制御手段によって、外部動力の温度が第１所定温度より低い場合にコイルに対して通電を行えば、コイルへの通電によってコイルが発熱する。このコイルの発熱により、フロントハウジングを介してシール部材が暖められる。これによって、起動を行う場合に、コイルの発熱に伴う熱でシール部材の硬化を防止することが可能となり、シャフト廻りでのシール性を確保することが可能となる。
【００１４】
この場合、コイルはフロントハウジングに支持され、被駆動部材には軸方向に凹部が形成され、凹部にコイルが配設されれば、コイルはフロントハウジングに支持された状態で、被駆動部材の軸方向に形成された凹部に収められるので、軸方向に大きくならない。
【００１５】
また、シャフトに支持され、被駆動部材に対向してクラッチ板が配設され、コイルに通電を行うことにより、前記クラッチ板が前記被駆動部材と一体となり、前記シャフトと前記被駆動部材が一体回転すれば、外部動力をシャフトに伝達する電磁クラッチ機構の構成を用いてシャフト廻りのシール性を確保することが可能となるので、コンプレッサの予熱のためにだけ用いられる部品（例えば、ヒータ）は必要なくなる。
【００１６】
更に、制御手段は、温度が第１所定温度より高く設定された第２所定温度よりも高い場合、コイルへの通電を行わないので、シール性の確保に必要な場合（例えば、低温時等）のみ、コイルの通電を行うことが可能となり、消費電力を抑えることが可能となる。
【００１７】
更にその上、開放型コンプレッサ装置を、冷媒用のコンプレッサとして用いれば、低温時に開放型コンプレッサ装置を起動する場合に、空気調和装置（例えば、ガスヒートポンプ等）において、外部動力の停止状態からシール部材による確実なシールが行える。例えば、通常では、エンジン駆動式の空気調和装置に用いられるコンプレッサでは、コンプレッサの予熱を行う為にヒータが使用されるが、上記した構成の空気調和装置では、開放型コンプレッサ装置のもつ電磁クラッチ機構のコイルに通電を行うことにより、コンプレッサの予熱を行うことが可能となるので、コンプレッサの予熱を行うため用いられるヒータは必要なくなる。また、低温時にコンプレッサに溜り込もうとする冷媒を防止することが可能となるので、シール部材の劣化（例えば、Ｏリングを使用する場合には、発泡することが防止される）、起動時の初期潤滑不良が回避される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図1は、本発明の開放型コンプレッサ装置１における電磁クラッチ機構２０を備えたスクロールコンプレッサ（単に、コンプレッサと称す）１０の断面図である。コンプレッサ１０は、外部から作動流体（例えば、冷媒や潤滑油）を吸入する吸入口３ａと、内部で圧縮され高圧となった冷媒を外部に吐出する吐出口３ｂを有する金属製のケーシング３と、ケーシング３と一体となりシャフト４を回転自在に支持する金属製のフロントハウジング２とで形成される内部空間９に、後述するシャフト４、偏心ブッシュ５および可動スクロール７等から成る回転体が収められ、フロントハウジング２、ケーシング３がボルト等の締結部材により固定されている。
【００２０】
フロントハウジング２には、コンプレッサプーリー（単に、プーリーと称す）８がシャフト４と同軸上に配設され、エンジン４０からの回転を外部に対して伝えるエンジンプーリー（単に、プーリーと称す）４１との間には、図２に示す様に、ベルト４２が掛けられており、エンジン４０の回転力（駆動カ）がベルト４２、プーリー８、電磁クラッチ２０を介してコンプレッサ１０のシャフト４に伝達される構成となっている。
【００２１】
シャフト４は中央に大径部４ａを有する。フロントハウジング２内において、シャフト４はプーリー側において、ベアリング２２により軸支されると共に、シャフト４の中央において、大径部４ａにてベアリング２３により軸支される。ベアリング２２，２３の外輪はフロントハウジング２に形成された凹部の内壁に対して共に圧入されている。また、ベアリング２２，２３の内輪にはシャフト４が嵌合され、フロントハウジング２に対して、シャフト４が回転自在に軸支される。
【００２２】
ベアリング２２，２３の間には、シャフト廻りのシール性を図るため、メカニカルシールとして２つの環状のシール部材１１（１１ａ，１１ｂ）が配設されている。シール部材１１はベアリング２２の横に形成された空間９ａとベアリング２３のプーリー側に形成された空間９ｂとの連通をシールするものであり、シール部材１１ａはフロントハウジング２に形成された空間内の小径部にて嵌着されている。それと同軸で、シール部材１１ｂがシャフト上に嵌っている。この様な構成により、シール部材１１ａはフロントハウジング２に対して固定され回転しないが、シール部材１１ｂはシャフト４の回転により回転するものとなるが、空間９ａ，９ｂとはシール部材１１ａ，１１ｂによってシール性が確保される。
【００２３】
また、大径部４ａのプーリー８が設けられる側とは反対の側には、中央が偏心した偏心ブッシュ５がシャフト上４に偏心した状態で設けられている。偏心ブッシュ５がシャフト４の回転によって回転した場合、偏心ブッシュ５の回転と可動スクロールの旋回運動に対してバランスが取られる様になっており、しかも、回転時に振動が発生しない様、カウンターウェイトが偏心ブッシュ５に取り付けられる。
【００２４】
一方、ケーシング３は有底円筒状を呈し、フロントハウジング２と組み付けがなされた状態では、内部空間９が形成される。そのケーシング３の内部空間９には、固定スクロール６と、固定スクロール６に対して旋回運動を行う可動スクロール７が配設される。固定スクロール６はケーシング３の内壁にボルト等の締結部材１３により固定され、回転を行わない。この固定スクロール６は、図１に示す左側（プーリー側）では、固定スクロール６の中心から渦状となった渦巻部６ａが一体で形成される。また、固定スクロール６に対向して可動スクロール７が配設されるが、可動スクロール７はシャフト４が回転駆動されると偏心ブッシュ５と可動スクロール回転阻止機構であるボールカップリングの作用により、シャフト４の軸芯に対して旋回運動を行う。この場合、可動スクロール７には固定スクロール６に形成された渦巻部６ａの中に入る渦巻部６ａと同様な形状を成す渦巻部７ａが、可動スクロール７に一体で形成されている。これによって、固定スクロール６に対して可動スクロール７は旋回運動を行うが、両スクロール６，７の渦巻部６ａ，７ａとの間には圧縮室１４が形成される。この圧縮室１４は、外側から中心に行くに従って、次第に圧縮室１４の容積が小さくなり、圧縮室１４の内部の冷媒が圧縮され、中心で最も高圧となり、圧縮により高圧となった冷媒が吐出口３ｂから吐出される構成となっている。
【００２５】
次に、シャフト４のプーリー側の構成について説明する。フロントハウジング２の軸方向の一端にはシャフト４が貫通するボス部２ａが形成されている。ボス部２ａの外径には、シャフト４と同軸で金属製の円筒状のプーリー８が配設される。プーリー８の内径はボス部２ａの径よりも大となっており、ベアリング２４を介してフロントハウジング２に対してプーリー８は回動自在となる。プーリー８は外径にＶ溝が形成され、このＶ溝にベルト４２が掛けられる。また、プーリー８には、図１に示す軸方向右側に環状の凹部８ａが形成されており、その凹部８ａの中にコイル２１が配設される。コイル２１は、フロントハウジング２の軸方向における側面２ｂに環状のプレート部材２５を介して取り付けられる。このプレート部材２５には、軸方向に開口を有する環状のコイルリング２６がスポット溶接により固定されており、コイルリング２６の内部に周方向に巻回されたコイル２１が配設される。この場合、プーリー８に形成された凹部８ａと開口を有するコイルリング２６とは所定間隔を保持した状態で、コイルリング２６に対してプーリー８は回転自在となっている。
【００２６】
プーリー８は金属材から成り、軸方向の端面８ｂはシャフト４に対して垂直となっており、軸方向からプーリー８に対向し、環状のクラッチ板１５が配設されている。クラッチ板１５はアーマチュア、ボス、プレート、板バネ２７より成り、シャフト４の端部にてナット２８により、シャフトとボスが固定されている。また、ボスとプレートと板バネ２７の一端はリベット２９ａによって固定され、アーマチュアと板バネ２７の他端がリベット２９ｂによって固定されている。即ち、プレートとアーマチュアは板バネ２７で接続されることになる。
【００２７】
シャフト４とプーリー８との間には、外部動力からの回転をコンプレッサ１０に対して動力伝達を断接する電磁クラッチ機構２０が設けられており、この電磁クラッチ機構２０はコイル２１、プーリー８およびクラッチ板１５を備える。この中のコイル２１に、図示しないコネクタを介して外部から給電し、通電を行うことにより、コイル２１に電流が流れ、プーリー８の軸方向端面とそれと対向配置されるアーマチュアが電磁力によって吸引される。これによって、プーリー８の端面８ｂにアーマチュアが当接して一体回転する様になり、プーリー８の回転力はシャフト４に伝達される。一方、コイル２１への通電を中止すると、板バネ２７の付勢力によりプーリー８の側面からアーマチュアが離れ、プーリー８を回転させる回転力は遮断されて、シャフト４に伝達されない。
【００２８】
本実施形態における開放型コンプレッサ装置１の構成を、図２に示す。図２では、エンジン４０からの動力をベルト４２によりコンプレッサ１０に伝達し、コンプレッサ１０に設けられた電磁クラッチ機構２０を制御装置３０により制御する構成となっている。制御装置３０はエンジン４０の温度を検出する温度センサ４１およびコンプレッサ１０の駆動あるいは停止をスイッチ操作により行うリモコン４３を備え、これらの信号に基づいて、電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号を出力して電磁クラッチ機構２０を作動させる。電磁クラッチ機構２０が作動すると、冷媒を吸入口３ａより吸入して、コンプレッサ内部で吸入された冷媒を高圧に圧縮して吐出口３ｂより吐出する。この場合、制御装置３０に入力される温度センサ４１の出力信号は、所定温度（第１所定温度）Ｔ１より低くなるとオン状態（ＯＮ状態）となり、所定温度Ｔ１よりも高い所定温度（第２所定温度）Ｔ２よりも大きくなるとオフ状態（ＯＦＦ状態）を出力し、リモコン４３からの駆動指令に基づき、電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号を出力する。
【００２９】
この様に電磁クラッチ機構２０が制御される開放型コンプレッサ装置１は、冷媒用のコンプレッサとして空気調和装置に使用することが可能である。
【００３０】
次に、作動について説明する。エンジン４０の駆動カはプーリー４１，８に張架されたベルト４２を介してプーリー８に伝達され、プーリー８を回転させる。この場合、制御装置３０から電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号が出力されていない場合（例えば、低電位状態）には、コイル２１への通電が行われず、クラッチ断絶状態となり、シャフト４に動力は伝達されない。一方、制御装置３０から電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号が出力されている場合（例えば、高電位状態）には、コイル２１への通電が行われ、電磁吸引力がアーマチュアに対して作用してプーリー側に吸引されてプーリー８とアーマチュアは一体となる。その結果、プーリー８とクラッチ板１５は一体となって回転し、エンジン４０からの駆動力がシャフト４に伝達される。
【００３１】
この様に、エンジン４０からの駆動力がシャフト４に伝達されると、シャフト４の回転により、可動スクロール７を固定スクロール６に対して旋回運動させる。この場合、可動スクロール7の旋回運動により、吸入口3aから吸入された冷媒は両スクロール6、7の外径側から取り込まれ、両スクロールによって形成され徐々に容積が狭められる圧縮室14により、スクロールの中央部に導かれる。そして、中央部に導かれた冷媒は、固定スクロール6の中央部に設けられた孔からハウジング3の内部に形成されたスクロール外に抜け、図示しない通路を通り、吐出口3ｂから吐出される。また、シャフト廻りにある冷媒は、シャフト４の廻りからプーリー側に流れようとするが、途中、シール部材１１ａ，１１ｂが設けられているので、大気側への冷媒の漏れが防止される。
【００３２】
この場合、コンプレッサ１０が一定値以下に冷えた状態にあると、シール部材１１ａ、１１ｂにゴム等の弾性部材を使用した場合、低温では硬化してしまいシャフト４の廻りのシール性の確保が難しくなる。そこで、本実施形態では、エンジン４０の温度と運転停止を行ってからの時間を監視し、必要に応じてコイル２１に通電を行い、コイル通電による発熱を利用してシール部材１１の硬化を防止して確実なシール性を確保する様にしている。
【００３３】
そこで、制御装置３０における処理について、図４を参照して説明する。尚、以下に示す説明ではプログラムにおけるステップを、単に「Ｓ」として説明する。
【００３４】
制御装置３０に電源が供給されると、プログラムが実行される。Ｓ１では、制御装置３０は運転停止後所定時間が経過したのかが判断される。そこで、所定時間（例えば、３０分）経過していない場合には、電磁クラッチ機構２０に対して何もしないが、所定時間経過した場合にはＳ２に進み、Ｓ２では温度センサ４１の出力に基づいて第１所定温度（例えば、０度）よりも低いかが判断される。そこで、エンジン温度が第１所定温度よりも低い場合には電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号を出力して、コンプレッサ１０が冷えていると判断して、コイル２１に通電する。コイル２１に通電がなされると、コイル２１が発熱して、その熱によりコイルリング２６、プレート部材２５を伝わって熱がフロントハウジング２へと逃げてゆき、フロントハウジング２が暖められる。その後、フロントハウジング２に固定されるシール部材１１ａが暖められる。そして、シール部材１１ａと接触するシール部材１１ｂにも熱が伝わっていく。さらに、シャフト４自身も間接的にフロントハウジング２から熱が伝わり、シール部材１１ｂの温度低下が防止されやすい。シール部材11aがコイル２１の発熱に伴う熱により暖められると、ゴム等を使用している場合には硬化が防止され、十分なシール性をシャフト４の廻りでもたせることができる。
【００３５】
一方、Ｓ２においてエンジン温度が第１所定温度より高い場合には、今度は、Ｓ４にて第１所定温度よりも高い第２所定温度（例えば、５度）よりも高いかが判断される。ここで、第２所定温度より低い場合（第１所定温度から第２所定温度の間）ではＳ６に進むが、エンジン温度が第２所定温度よりも高い場合には、Ｓ５にて電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号（高電位）を出力せず、エンジン４０からの動力の伝達を遮断して、シャフト４へは伝達しない。その後、Ｓ６では、リモコン４３からの動作スイッチによる信号が入力されたかが判断され、その信号が入力されない場合にはＳ１からの処理を繰り返すが、リモコン４３からの動作スイッチがオン状態にある場合には、通常のシステム運転動作に移行する。
【００３６】
また、シャフト廻りでのシール性を確保する別の方法としては、図５に示す方法を用いても良い。図５において、制御装置３０に電源が供給されると、プログラムが実行される。Ｓ１１では、制御装置３０は所定時間エンジン４０の運転が停止したかが判断される。そこで、所定時間経過していない場合には、電磁クラッチ機構２０に対して何もしないが、所定時間経過した場合にはＳ１２に進み、Ｓ１２では電磁クラッチ機構２０に対して駆動信号を所定時間（例えば、シール部材１１ａ，１１ｂが暖められ、十分なシール性が確保できる状態となるまでの時間）だけ出力して、コイル２１に通電する。コイル２１に通電がなされると、コイル２１が発熱して、その熱によりコイルリング２６、プレート部材２５を伝わって熱がフロントハウジング２へと逃げてゆき、フロントハウジング２が暖められる。その後、フロントハウジング２に固定されるシール部材１１ａが暖められる。その結果、両シール部材１１ａ，１１ｂがコイル２１の発熱に伴う熱により暖められると、ゴム等を使用している場合には硬化が防止され、十分なシール性をシャフト４の廻りでもたせることができる。
【００３７】
その後、Ｓ１３では、リモコン４３からの動作スイッチによる信号が入力されたかが判断され、その信号が入力されない場合にはＳ１１からの処理を繰り返すが、リモコン４３からの動作スイッチがオン状態である場合には、電磁クラッチ機構２０のコイル２１への通電を停止した後、通常のシステム運転動作に移行する。
【００３８】
【効果】
本発明によれば、制御手段は外部動力が運転停止した場合、コイルに所定時間通電を行えば、外部動力が運転停止後でもコイルへの通電によって、コイルの発熱を行うことができ、このコイルの発熱により、ハウジングを介してシール部材を暖めることができる。このため、外部動力を所定時間放置後に起動を行う場合に、コイルの発熱に伴う熱でシール部材の硬化を防止することができ、シャフト廻りでのシール性を確保することができる。
【００３９】
また、本発明によれば、電磁クラッチ機構を制御する制御手段に、前記電磁クラッチ機構に対して駆動指示を行ってから所定時間経過し、外部動力の温度が第１所定温度より低い場合にコイルに通電を行えば、コイルへの通電によってコイルが発熱し、コイルの発熱により、ハウジングを介してシール部材を暖めることができる。これによって、コイルの発熱に伴う熱でシール部材の硬化を防止することができ、シャフト廻りでのシール性を確保することができる。これは、コンプレッサを予熱するだけに用いるヒータは必要ない。
【００４０】
この場合、コイルはハウジングに支持され、被駆動部材には軸方向に凹部が形成され、凹部にコイルが配設されれば、コイルはハウジングに支持された状態で、被駆動部材の軸方向に形成された凹部に収められるので、軸方向に小型化することができる。
【００４１】
また、シャフトに支持され、被駆動部材に対向してクラッチ板が配設され、コイルに通電を行うことにより、前記クラッチ板が前記被駆動部材と一体となり、前記シャフトと前記被駆動部材が一体回転すれば、外部動力をシャフトに伝達する電磁クラッチ機構の構成を用いてシャフト廻りのシール性を確保することができる。
【００４２】
更に、制御手段は、温度が第１所定温度より高く設定された第２所定温度よりも高くなった場合、コイルへの通電を停止すれば、温度が第２所定温度より高くなった場合には、コイルの通電によるシール部材の硬化がなくなり、十分なシール性を確保できたものとして、シール性の確保に必要な場合（例えば、低温時等）のみ、コイルへの通電を行うことができ、消費電力を抑えることができる。
【００４３】
更にその上、開放型コンプレッサ装置を、冷媒用のコンプレッサとして用いれば、低温時に開放型コンプレッサ装置を起動する場合に、空気調和装置において、外部動力の停止状態からシール部材による確実なシールを行うことができる。上記した構成の空気調和装置では、開放型コンプレッサ装置のもつ電磁クラッチ機構のコイルに通電を行うことにより、コンプレッサの予熱を行うことができ、また、コンプレッサの予熱を行うため用いられるヒータは必要なく、低コストに予熱を行うことができる。更に、シール部材の劣化や起動時の初期潤滑不良を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態における開放型コンプレッサ装置をスクロールコンプレッサに適用した場合の断面図である。
【図２】 本発明の一実施形態における開放型コンプレッサ装置の構成図である。
【図３】 図２に示す温度センサの出力によりクラッチ作動を説明するための説明図である。
【図４】 図２に示す制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図５】 図２に示す制御装置の別の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 開放型コンプレッサ装置
２ フロントハウジング
３ ケーシング
３ａ 吸入口
３ｂ 吐出口
４ シャフト
６ 固定スクロール（固定部材）
７ 可動スクロール（可動部材）
８ プーリー（被駆動部材）
８ａ 凹部
１０ スクロールコンプレッサ（コンプレッサ）
１１ シール部材
１４ 圧縮室
１５ クラッチ板
２０ 電磁クラッチ機構
２１ コイル
３０ 制御装置（制御手段）
４１ 温度センサ（温度センサ）
４３ リモコン
Claims (6)
- 内部空間が形成され、吸入口と吐出口を有するケーシングと、
該ケーシング内に配設される固定部材と、
該固定部材に対して旋回運動を行う可動部材と、
該可動部材を前記ケーシングに固定されたフロントハウジングに対して、旋回自在に支持するシャフトと、
該シャフトと前記フロントハウジングとの間に配設されるシール部材と、
前記シャフトと同軸で配設され、外部動力によって回転駆動される被駆動部材と、
該被駆動部材とシャフトとの間に配設され、コイルに通電を行うことにより前記被駆動部材の回転を前記シャフトに対して断接する電磁クラッチ機構と、
該電磁クラッチ機構を制御する制御手段とを備え、
前記内部空間での前記固定部材と前記可動部材との間に形成される圧縮室に対して、前記吸入口より作動流体を吸入して前記可動部材の旋回運動により圧縮して、前記吐出口から吐出する開放型コンプレッサ装置において、
前記制御手段は外部動力が運転停止した場合、前記コイルに所定時間通電を行うことを特徴とする開放型コンプレッサ装置。 - 請求項１において、
前記外部動力の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は前記温度が第１所定温度より低い場合、前記コイルに通電を行うことを特徴とする開放型コンプレッサ装置。 - 前記コイルは前記フロントハウジングに支持され、前記被駆動部材には軸方向に凹部が形成され、該凹部に前記コイルが配設されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開放型コンプレッサ装置。
- 前記シャフトに支持され、前記被駆動部材に対向してクラッチ板が配設され、前記コイルに通電を行うことにより、前記クラッチ板が前記被駆動部材と一体となり、前記シャフトと前記被駆動部材が一体回転することを特徴とする請求項３に記載の開放型コンプレッサ装置。
- 前記制御手段は、前記温度が第１所定温度より高く設定された第２所定温度よりも高い場合、前記コイルへの通電を行わないことを特徴とする請求項２に記載の開放型コンプレッサ装置。
- 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の開放型コンプレッサ装置を、冷媒用のコンプレッサとして用いたことを特徴とする空気調和装置。
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