(57)【要約】【課題】ベルトを充分に保護可能な自己完結型の冷媒圧縮装置を提供する。【解決手段】冷媒圧縮装置１０は、冷凍サイクル１の起動時に電磁クラッチ３０への電力供給をオンオフする駆動回路６０を備えている。駆動回路６０は、空調制御装置１００から独立して構成されている。駆動回路６０は、冷凍サイクル１の起動時に強制的に電磁クラッチ３０への電力供給をオンし、所定の基準時間経過後に電磁クラッチ３０への電力供給を自動的にオフするタイマスイッチＳＷｂを有するタイマ回路６２を備えている。また、駆動回路６０は、冷媒流量に応じて電磁クラッチ３０への電力供給をオンオフするセンサスイッチＳＷｓを有するセンサ回路６４を備えている。そして、タイマスイッチＳＷｂおよびセンサスイッチＳＷｓは、電源部を構成するバッテリＢＴと電磁クラッチ３０との間に、電気的に並列に接続されている。【選択図】図２
2018071483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクル（１）に適用される冷媒圧縮装置であって、
駆動源（ＥＧ）からベルト（ＶＢ）を介して動力が伝達されることで駆動される圧縮機（２０）と、
電源部（ＢＴ）からの電力供給がオンされると前記駆動源から前記圧縮機への動力を伝達状態に切り替えると共に、前記電源部からの電力供給がオフされると前記駆動源から前記圧縮機への動力を遮断状態に切り替える電磁クラッチ（３０）と、
前記電源部から前記電磁クラッチへの電力供給をオンオフする駆動回路（６０）と、を備え、
前記駆動回路は、
前記冷凍サイクルの起動時に、所定の基準時間が経過するまで前記電力供給をオンし、前記基準時間の経過後に前記電力供給をオフするタイマスイッチ（ＳＷｂ）を有するタイマ回路（６２）と、
前記圧縮機が正常な稼働状態となる場合に前記電力供給をオンすると共に、前記圧縮機が異常な稼働状態となる場合に前記電力供給をオフするセンサスイッチ（ＳＷｓ）を有するセンサ回路（６４）と、を含んで構成されており、
前記タイマスイッチおよび前記センサスイッチは、前記電源部と前記電磁クラッチとの間において、電気的に並列に接続されている冷媒圧縮装置。
【請求項２】
前記センサスイッチは、前記冷凍サイクルを循環する冷媒流量が所定の基準流量以上となる場合に前記電力供給をオンすると共に、前記冷媒流量が前記基準流量を下回る場合に前記電力供給をオフするように構成されている請求項１に記載の冷媒圧縮装置。
【請求項３】
前記冷凍サイクルには、前記冷媒流量が前記基準流量以上となる際に第１の位置に変位すると共に、前記冷媒流量が前記基準流量を下回る際に第２の位置に変位するスプール（５２）が設けられており、
前記スプールには、永久磁石（５２４）が取り付けられており、
前記センサスイッチは、前記スプールが前記第１の位置に変位した際に前記永久磁石による磁界によって前記電力供給をオンし、前記スプールが前記第２の位置に変位した際に前記電力供給をオフする磁気型近接スイッチで構成されている請求項２に記載の冷媒圧縮装置。
【請求項４】
前記スプールは、前記冷凍サイクルに設けられた逆流防止弁（５）の弁体で構成されている請求項３に記載の冷媒圧縮装置。
【請求項５】
前記タイマ回路は、前記基準時間が、前記圧縮機を起動させた際に前記冷媒流量が前記基準流量以上となるのに要する起動必要時間よりも長い時間であって、前記圧縮機がロックしてから前記ベルトが滑り始めるまでに要する必要開始時間以内に設定されている請求項２ないし４のいずれか１つに記載の冷媒圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルに適用される冷媒圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両空調用の冷凍サイクルでは、エンジン等の駆動源からベルトおよび電磁クラッチを介して伝達される動力によって駆動される圧縮機が採用されている。圧縮機を含む冷媒圧縮装置では、圧縮機がロックした状態で駆動源から動力が伝達されると、ベルトに滑りが生ずることでベルトが損傷してしまう虞がある。
【０００３】
このような事態を避けるため、冷媒圧縮装置には、圧縮機のシャフトの回転状態を検知して適正な回転状態であるか否かを判断し、回転異常と判断された場合に電磁クラッチへの電力供給をオフするロック検出システムが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一般的なロック検出システムでは、圧縮機のシャフトの回転状態をロックセンサで検出する。そして、冷凍サイクルの制御装置において、圧縮機のシャフトの回転数とエンジン回転数とを比較して所定値以上の回転数差となった際に回転異常と判定し、電磁クラッチへの電力供給をオフする構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３２６６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した圧縮機の回転異常の判定方法では、圧縮機のシャフトの回転数だけでなく、エンジン回転数という駆動源の作動情報を要することから、冷凍サイクルの制御装置等の上位ＥＣＵにて回転異常の判定を実施する必要がある。この場合、例えば、エンジンや圧縮機を変更した際に、ロックセンサだけでなく、上位ＥＣＵにおける判定ロジック等の多岐にわたる改変が必要となってしまう共に、そのコストが著しく増加してしまう。
【０００７】
このような事態を回避する手段としては、駆動源の作動情報を必要としない温度ヒューズ型やリミッタ型等の自己完結型のベルト保護機構を採用することが考えられる。なお、温度ヒューズ型のベルト保護機構は、圧縮機のロック時における電磁クラッチの摩擦面の滑りにより温度ヒューズを溶断して、電磁クラッチへの電力供給をオフするものである。また、リミッタ型のベルト保護機構は、エンジンから圧縮機への動力伝達経路に対して低強度部を設け、圧縮機のロック時に低強度部を破断させて、エンジンから圧縮機への動力伝達を遮断するものである。
【０００８】
ところが、近年、燃料消費量に影響するフリクションロス等を抑えるためにベルトの張力を減少させたり、圧縮機を含む複数の補機を一本のベルトで駆動するために圧縮機とベルトとの接触面積を減少させたりすることがある。これらによって、冷媒圧縮装置では、ベルトの滑り始めるトルクが減少傾向にある。
【０００９】
ベルトの滑り始めるトルクが小さいと、圧縮機がロックした際に、電磁クラッチの摩擦面に滑り始めたり、リミッタが破断したりする前に、ベルトが滑り始めてしまう虞がある。このため、温度ヒューズ型やリミッタ型のベルト保護機構では、ベルトを充分に保護することが難しくなっているのが現状である。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、ベルトを充分に保護可能な自己完結型の冷媒圧縮装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、冷凍サイクル（１）に適用される冷媒圧縮装置を対象としている。上記目的を達成するため、冷媒圧縮装置は、駆動源（ＥＧ）からベルト（ＶＢ）を介して動力が伝達されることで駆動される圧縮機（２０）を備える。冷媒圧縮装置は、電源部（ＢＴ）からの電力供給がオンされると駆動源から圧縮機への動力を伝達状態に切り替えると共に、電源部からの電力供給がオフされると駆動源から圧縮機への動力を遮断状態に切り替える電磁クラッチ（３０）を備える。冷媒圧縮装置は、電源部から電磁クラッチへの電力供給をオンオフする駆動回路（６０）を備える。
【００１２】
駆動回路は、冷凍サイクルの起動時に、所定の基準時間が経過するまで電力供給をオンし、基準時間の経過後に電力供給をオフするタイマスイッチ（ＳＷｂ）を有するタイマ回路（６２）を備えている。また、駆動回路は、圧縮機が正常な稼働状態となる場合に電力供給をオンすると共に、圧縮機が異常な稼働状態となる場合に電力供給をオフするセンサスイッチ（ＳＷｓ）を有するセンサ回路（６４）を備えている。そして、タイマスイッチおよびセンサスイッチは、電源部と電磁クラッチとの間において、電気的に並列に接続されている。
【００１３】
本発明の冷媒圧縮装置では、圧縮機の作動状態が正常な稼働状態となる場合、タイマ回路によって電源部から電磁クラッチへの電力供給がオンされてから基準時間経過した後も、センサ回路によって電磁クラッチへの電力供給が継続される。
【００１４】
一方、圧縮機の作動状態が異常な稼働状態（すなわち、ロック状態）となる場合、タイマ回路によって電源部から電磁クラッチへの電力供給をオンにしてから基準時間経過した後、駆動回路によって電磁クラッチへの電力供給がオフされる。
【００１５】
このため、タイマ回路における基準時間を短時間（例えば、ベルトが滑り始めるまでに要する時間内）に設定することで、圧縮機のロック時にベルトに対して過剰な負荷が作用することを防止することができる。
【００１６】
また、本発明の冷媒圧縮装置では、駆動源の作動情報によらず、圧縮機の作動状態に応じて電磁クラッチへの電力供給をオンオフする自己完結型の構成となっているので、圧縮機や駆動源を変更した際の改変規模およびコストを抑えることができる。
【００１７】
従って、本発明によれば、駆動源からの動力を圧縮機に対して伝達するベルトを充分に保護可能な自己完結型の冷媒圧縮装置を実現することができる。
【００１８】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る冷媒圧縮装置の概略構成図である。
【図２】電磁クラッチの駆動回路の回路構成図である。
【図３】駆動回路および逆流防止弁の模式的な断面図である。
【図４】圧縮機の起動後に圧縮機がロックした際のＡ／Ｃリレー、センサスイッチ、タイマスイッチ、および電磁クラッチの作動、並びに、冷媒流量の変化を説明するための説明図である。
【図５】実施形態の比較例となる冷媒圧縮装置を含む動力伝達システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。図１に示す冷媒圧縮装置１０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル１に適用される。冷媒圧縮装置１０は、駆動源であるエンジンＥＧからの動力がベルトＶＢを介して伝達されることで駆動する装置である。
【００２１】
冷凍サイクル１は、車室内の空調を行う車両用空調装置において、車室内へ吹き出す空気を冷却する機能を担っている。具体的には、冷凍サイクル１は、冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮装置１０、冷媒圧縮装置１０から吐出された冷媒を放熱させる放熱器２、放熱器２から流出した冷媒を減圧させる減圧機構３、減圧機構３で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器４を含んで構成される。冷凍サイクル１は、冷媒圧縮装置１０、放熱器２、減圧機構３、蒸発器４の順に冷媒が流れるように、各構成要素が冷媒配管を介して環状に接続されている。冷凍サイクル１には、冷媒圧縮装置１０の冷媒吐出側に接続される冷媒配管に、冷媒の逆流を防止するための逆流防止弁５が設けられている。逆流防止弁５の詳細については後述する。
【００２２】
冷媒圧縮装置１０は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２０、エンジンＥＧから圧縮機２０への動力の伝達を断続する電磁クラッチ３０、電磁クラッチ３０への電力供給をオンオフする駆動回路６０を備えている。
【００２３】
圧縮機２０には、ベルトＶＢおよび電磁クラッチ３０を介してエンジンＥＧから出力される回転駆動力が伝達される。圧縮機２０は、例えば、斜板式可変容量型の圧縮機構が採用されている。なお、圧縮機２０の圧縮機構としては、エンジンＥＧから出力される回転駆動力が伝達されることで冷媒を圧縮して吐出可能なものであれば、例えば、スクロール式やベーン式の圧縮機構が採用されていてもい。
【００２４】
圧縮機２０は、シャフト２２の一端側がハウジング２４の外側に露出している。電磁クラッチ３０は、シャフト２２におけるハウジング２４の外側に露出した部位に取り付けられている。
【００２５】
電磁クラッチ３０は、電源部を構成するバッテリＢＴに対して電気配線ＥＬを介して接続されている。電磁クラッチ３０は、バッテリＢＴからの電力供給がオンされるとエンジンＥＧから圧縮機２０への動力を伝達状態に切り替えると共に、バッテリＢＴからの電力供給がオフされるとエンジンＥＧから圧縮機２０への動力を遮断状態に切り替える構成となっている。
【００２６】
電磁クラッチ３０は、ベルトＶＢが掛けられるロータ３２、ロータ３２に連結されることによって回転するアーマチュア３４、ロータ３２とアーマチュア３４とを連結する電磁力を発生させる電磁石３６を含んで構成されている。
【００２７】
ロータ３２は、シャフト２２と同軸となるように、圧縮機２０のハウジング２４に対して図示しない軸受けを介して回転可能に支持されている。ロータ３２の外周側には、ベルトＶＢが掛けられるＶ溝が形成されている。
【００２８】
アーマチュア３４は、ロータ３２の端面に対向する位置に配置されている。なお、ロータ３２には、アーマチュア３４に対向する端面に、摩擦係数を増加させるための摩擦材が配置されている。
【００２９】
アーマチュア３４は、図示しないハブを介して圧縮機２０のシャフト２２に連結されている。アーマチュア３４は、磁性材（例えば、鉄）で構成されている。アーマチュア３４は、ロータ３２と共に、電磁石３６に通電された生ずる電磁力の磁気回路の一部を構成する。
【００３０】
電磁石３６は、電源部を構成するバッテリＢＴからの電力供給がオンされた際に、ロータ３２とアーマチュア３４とを連結させる電磁力を発生させるものである。バッテリＢＴから電磁石３６への電力供給は、Ａ／Ｃリレー４０および駆動回路６０等によって行われる。
【００３１】
ここで、Ａ／Ｃリレー４０は、後述する操作パネル１１０に設けられたＡ／Ｃスイッチ１１２の操作に連動して、バッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給が可能な状態と、電力供給が不可能な状態とに切り替える主電源スイッチである。
【００３２】
具体的には、Ａ／Ｃリレー４０は、後述する空調制御装置１００に対してＡ／Ｃスイッチ１１２のオンを示す信号が入力された際に、空調制御装置１００によってオンされる。また、Ａ／Ｃリレー４０は、後述する空調制御装置１００に対してＡ／Ｃスイッチ１１２のオフを示す信号が入力された際に、空調制御装置１００によってオフされる。
【００３３】
Ａ／Ｃリレー４０は、後述の駆動回路６０よりもバッテリＢＴ側に設けられている。このため、Ａ／Ｃリレー４０がオンされても、駆動回路６０にて電磁クラッチ３０への電力供給がオフされている場合は、電磁クラッチ３０に対して電力が供給されない。
【００３４】
本実施形態のＡ／Ｃリレー４０は、電磁作用によって接点を開閉するメカニカルリレーで構成されている。なお、Ａ／Ｃリレーは、ＭＯＳＦＥＴリレー等の無接点リレーで構成されていてもよい。
【００３５】
このように構成される電磁クラッチ３０は、電磁石３６への電力供給がオフされることで、ロータ３２とアーマチュア３４との連結状態が解除される。すなわち、電磁石３６への電力供給がオフされると、ロータおよびアーマチュア３４が切り離される。これにより、電磁クラッチ３０は、エンジンＥＧから圧縮機２０への動力伝達が遮断状態に切り替わる。
【００３６】
一方、電磁クラッチ３０は、電磁石３６への電力供給がオンされると、電磁石３６の電磁力によってロータ３２とアーマチュア３４とが連結される。これにより、電磁クラッチ３０は、エンジンＥＧから圧縮機２０への動力伝達が伝達状態に切り替わる。
【００３７】
ここで、本実施形態のベルトＶＢは、圧縮機２０がロックした際に、ベルトＶＢとロータ３２とが滑り始めるトルクが、ロータ３２とアーマチュア３４とが滑り始めるトルクよりも小さくなる張力で、ロータ３２に対して掛けられている。
【００３８】
このような構成では、ベルトＶＢとロータ３２とが滑り始めるトルクが、ロータ３２とアーマチュア３４とが滑り始めるトルクよりも大きい場合よりも、圧縮機２０のシャフト２２に係る荷重を低減させ、圧縮機２０のシャフト２２の摩擦を低減させることができる。すなわち、本実施形態の冷媒圧縮装置１０は、エンジンＥＧの必要出力を低下させて車両における燃料消費量を低下させることができる。
【００３９】
駆動回路６０は、Ａ／Ｃリレー４０がオンされた状態で、バッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給をオンオフする回路である。駆動回路６０は、バッテリＢＴと電磁クラッチ３０とを接続する電気配線ＥＬに設けられている。なお、駆動回路６０の詳細については後述する。
【００４０】
次に、冷凍サイクル１の電気制御部である空調制御装置１００について説明する。空調制御装置１００は、プロセッサ、メモリを有するマイクロコンピュータ、およびその周辺回路で構成されている。
【００４１】
空調制御装置１００の入力側には、空調制御に必要となる外気温や内気温等を検出するセンサ群、およびユーザによって操作される操作パネル１１０が接続されている。操作パネル１１０には、冷凍サイクル１の起動を要求するＡ／Ｃスイッチ１１２等が設けられている。
【００４２】
空調制御装置１００は、センサ群の検出信号および操作パネル１１０の操作信号に応じて、予めメモリに記憶された空調制御用のプログラムを実行し、各種制御対象機器の作動を制御する。
【００４３】
空調制御装置１００は、例えば、Ａ／Ｃスイッチ１１２がオンされると、冷凍サイクル１を起動させるために、Ａ／Ｃリレー４０をオンする。これにより、バッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給が可能な状態となる。
【００４４】
次に、冷媒圧縮装置１０の駆動回路６０について図２を参照して説明する。駆動回路６０は、Ａ／Ｃリレー４０と電磁クラッチ３０とを接続する電気配線ＥＬに設けられ、電磁クラッチ３０への電力供給をオンオフする回路である。
【００４５】
駆動回路６０は、Ａ／Ｃリレー４０と異なり、空調制御装置１００から電気的に独立した回路で構成されている。図２に示すように、駆動回路６０は、タイマ回路６２およびセンサ回路６４を備えている。
【００４６】
タイマ回路６２は、コンデンサＣｄ、第１抵抗素子Ｒａ、第２抵抗素子Ｒｂ、トランジスタＴｒ、操作コイルＬ、タイマスイッチＳＷｂを含んで構成されている。
【００４７】
具体的には、電気配線ＥＬにおけるＡ／Ｃリレー４０側には、第１抵抗素子Ｒａの一端側が接続されている。この第１抵抗素子Ｒａの他端側には、コンデンサＣｄが接続されている。そして、コンデンサＣｄの他端側は、グランドに接続されている。なお、第１抵抗素子Ｒａには、ダイオードＤが並列接続されている。
【００４８】
また、電気配線ＥＬには、操作コイルＬの一端側が接続されている。操作コイルＬの他端側には、トランジスタＴｒのコレクタＣが接続されている。トランジスタＴｒのベースＢには、第２抵抗素子Ｒｂを介して、第１抵抗素子ＲａとコンデンサＣｄとの間に接続されている。そして、トランジスタＴｒのエミッタＥは、グランドに接続されている。
【００４９】
さらに、電気配線ＥＬにおけるＡ／Ｃリレー４０と電磁クラッチ３０との間には、タイマスイッチＳＷｂが接続されている。すなわち、Ａ／Ｃリレー４０と電磁クラッチ３０とが、タイマスイッチＳＷｂを介して接続されている。タイマスイッチＳＷｂは、操作コイルＬと共にメカニカルリレーを構成している。なお、操作コイルＬには、ダイオードＤが並列接続されている。タイマスイッチＳＷｂは、常閉型（すなわち、ノーマルクローズ型）のスイッチで構成されている。
【００５０】
このように構成されるタイマ回路６２は、冷凍サイクル１の起動時に、タイマスイッチＳＷｂが、所定の基準時間が経過するまでオンし、基準時間の経過後にオフするオンディレイ回路として機能する。
【００５１】
具体的には、タイマ回路６２では、Ａ／Ｃリレー４０がオンされると、コンデンサＣｄが充填される。この際、操作コイルＬには、電流が流れないので、タイマスイッチＳＷｂは、オン状態に維持される。すなわち、バッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給がオンされる。
【００５２】
コンデンサＣｄの充電が完了すると、トランジスタＴｒのベースＢに作用する電圧によって、操作コイルＬに大電流が流れる。これにより、操作コイルＬの磁力によって、タイマスイッチＳＷｂがオフされる。すなわち、タイマ回路６２を介したバッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給がオフされる。
【００５３】
ここで、Ａ／Ｃリレー４０がオンされてからタイマスイッチＳＷｂがオフされるまでの基準時間は、コンデンサの容量と抵抗素子の抵抗値とで定まる時定数に依存する。本実施形態では、基準時間が、圧縮機２０が起動した際に冷媒流量が基準流量以上となるのに要する起動必要時間よりも長い時間であって、圧縮機２０がロックしてからベルトＶＢが滑り始めるまでに要する必要開始時間以内となるように設定されている。本実施形態のタイマ回路６２では、例えば、基準時間が３秒程度となるように、コンデンサの容量と抵抗素子の抵抗値とが設定されている。
【００５４】
続いて、センサ回路６４は、タイマ回路６２のタイマスイッチＳＷｂに対して電気的に並列に接続されたセンサスイッチＳＷｓを含んで構成されている。センサスイッチＳＷｓは、圧縮機２０が正常な稼働状態となる場合に電磁クラッチ３０への電力供給をオンすると共に、圧縮機２０が異常な稼働状態（すなわち、ロック状態）となる場合に電磁クラッチ３０への電力供給をオフするように構成されている。
【００５５】
本実施形態のセンサスイッチＳＷｓは、冷凍サイクル１を循環する冷媒流量が所定の基準流量となる場合に電磁クラッチ３０への電力供給をオンすると共に、冷媒流量が基準流量を下回る場合に電磁クラッチ３０への電力供給をオフするように構成されている。
【００５６】
具体的には、センサスイッチＳＷｓは、冷媒流量に応じて変位するスプール５２が近づいた際に電磁クラッチ３０への電力供給をオンすると共に、スプール５２が遠ざかった際に電磁クラッチ３０への電力供給をオフするように構成されている。
【００５７】
スプール５２は、冷凍サイクル１に設けられ、冷凍サイクル１を循環する冷媒流量が基準流量以上となる際に第１の位置ＳＰ１に変位すると共に、冷媒流量が基準流量を下回る際に第２の位置ＳＰ２に変位する部材である。そして、スプール５２には、永久磁石５２４が設けられている。
【００５８】
本実施形態のセンサスイッチＳＷｓは、スプール５２が第１の位置ＳＰ１に変位した際に永久磁石５２４による磁界によってオンし、スプール５２が第２の位置ＳＰ２に変位した際にオフする磁気型近接スイッチで構成されている。
【００５９】
ここで、本実施形態のスプール５２は、逆流防止弁５の弁体として構成されている。本実施形態の逆流防止弁５の詳細については、図３を参照して説明する。図３に示す逆流防止弁５は、冷凍サイクル１における冷媒の逆流を防止するものである。本実施形態の逆流防止弁５は、圧縮機２０と放熱器２との間に設けられている。
【００６０】
逆流防止弁５は、冷媒が流通する冷媒流路５０ａが形成されたハウジング５０、冷媒流路５０ａを開閉する弁体として機能するスプール５２、閉弁時にスプール５２が当接する弁座部５６、スプール５２を閉弁側に付勢するコイルバネ５４を含んで構成されている。
【００６１】
スプール５２は、有底円筒状に構成されており、その底面部にニードル状の弁座部５６の先端部を受け入れる受入穴５２２が形成されている。また、スプール５２には、円筒状の側面に対して永久磁石５２４が取り付けられている。
【００６２】
逆流防止弁５は、圧縮機２０が正常な稼働状態となっている場合、圧縮機２０から吐出された冷媒の圧力によってスプール５２が弁座部５６から離間することで開弁する。この際、逆流防止弁５では、スプール５２がハウジング５０の外側に配置されたセンサスイッチＳＷｓに近接する第１の位置ＳＰ１に変位する。これにより、センサ回路６４のセンサスイッチＳＷｓがオンすることで、バッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給が継続される。
【００６３】
一方、逆流防止弁５は、圧縮機２０が異常な稼働状態、すなわち圧縮機２０がロックした状態となっている場合、コイルバネ５４の付勢力によってスプール５２が弁座部５６に当接して閉弁する。この際、逆流防止弁５では、スプール５２がハウジング５０の外側に配置されたセンサスイッチＳＷｓから離れた第２の位置ＳＰ２に変位する。これにより、センサ回路６４のセンサスイッチＳＷｓがオフすることで、センサ回路６４を介したバッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給がオフされる。
【００６４】
次に、本実施形態の冷媒圧縮装置１０の作動について図４を参照して説明する。図４は、圧縮機２０の起動後に圧縮機２０がロックした際のＡＣリレー４０、センサスイッチＳＷｓ、タイマスイッチＳＷｂ、および電磁クラッチ３０の作動、並びに、冷媒流量の変化を説明するための説明図である。図４では、上方側にＡＣリレー４０、センサスイッチＳＷｓ、タイマスイッチＳＷｂ、および電磁クラッチ３０の作動状態を示すタイミングチャートを図示し、下方側に冷凍サイクル１を循環する冷媒流量の変化を図示している。
【００６５】
操作パネル１１０のＡ／Ｃスイッチ１１２がオンされると、冷凍サイクル１が起動する。すなわち、操作パネル１１０のＡ／Ｃスイッチ１１２がオンされると、図４に示すように、空調制御装置１００を介してＡ／Ｃリレー４０がオンされる。これにより、タイマ回路６２のタイマスイッチＳＷｂを介してバッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給がオンされる。電磁クラッチ３０への電力供給がオンされると、ベルトＶＢおよび電磁クラッチ３０を介してエンジンＥＧの動力が圧縮機２０に伝達されることで、圧縮機２０が駆動される。圧縮機２０が駆動されることで冷媒が圧縮されると、逆流防止弁５が開弁して、冷凍サイクル１における冷媒の循環が開始される。
【００６６】
圧縮機２０が正常な稼働状態である場合、冷凍サイクル１の冷媒流量が基準流量以上となると、逆流防止弁５のスプール５２が第１の位置ＳＰ１に変位して、センサスイッチＳＷｓがオンされる。これにより、圧縮機２０が正常な稼働状態である場合、電磁クラッチ３０には、Ａ／Ｃスイッチ１１２がオフされるまで、センサスイッチＳＷｓを介してバッテリＢＴからの電力供給が継続される。なお、センサスイッチＳＷｓがオンされた後であって、冷凍サイクル１を起動してから所定の基準時間（すなわち、オンディレイ時間）が経過した後に、タイマスイッチＳＷｂが自動的にオフする。
【００６７】
一方、図４に示すように、圧縮機２０が稼働した状態で、圧縮機２０がロックすると、冷凍サイクル１を循環する冷媒流量が急速に低下する。そして、冷媒流量が基準流量を下回ると、逆流防止弁５のスプール５２が第２の位置ＳＰ２に変位して、センサスイッチＳＷｓがオフされ、センサスイッチＳＷｓを介したバッテリＢＴからの電力供給がオフされる。これにより、電磁クラッチ３０のロータ３２とアーマチュア３４との連結状態が解除されることで、エンジンＥＧから圧縮機２０への動力が遮断される。
【００６８】
ここで、圧縮機２０がロックした状態で圧縮機２０が起動することも考えられる。この場合、Ａ／Ｃリレー４０がオンされると、タイマスイッチＳＷｂを介してバッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給がオンされるものの、冷凍サイクル１を起動してから基準時間が経過すると電磁クラッチ３０への電力供給が自動的にオフされる。これにより、電磁クラッチ３０のロータ３２とアーマチュア３４との連結状態が解除されることで、エンジンＥＧから圧縮機２０への動力が遮断される。なお、圧縮機２０がロックした状態では、冷凍サイクル１内を冷媒が循環しないので、センサスイッチＳＷｓがオフ状態に維持される。
【００６９】
以上説明した本実施形態の冷媒圧縮装置１０は、空調制御装置１００から独立した駆動回路６０を備えている。この駆動回路６０は、冷凍サイクル１の起動時に強制的に電磁クラッチ３０への電力供給をオンするタイマ回路６２、冷媒流量に応じて電磁クラッチ３０への電力供給をオンオフするセンサ回路６４を含んで構成されている。
【００７０】
これにより、冷媒圧縮装置１０では、圧縮機２０が正常な稼働状態となる場合、タイマ回路６２によってバッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給がオンされてから基準時間経過した後も、センサ回路６４によって電磁クラッチ３０への電力供給が継続される。
【００７１】
一方、冷媒圧縮装置１０では、圧縮機２０が異常な稼働状態（ロック状態）となる場合、タイマ回路６２にてバッテリＢＴから電磁クラッチ３０への電力供給をオンにしてから基準時間経過した後、駆動回路６０によって電磁クラッチ３０への電力供給がオフされる。
【００７２】
このため、冷媒圧縮装置１０では、タイマ回路６２における基準時間を短時間（例えば、ベルトＶＢが滑り始めるまでに要する時間内）に設定することで、圧縮機２０のロック時にベルトＶＢに対して過剰な負荷が作用することを防止することができる。
【００７３】
ここで、図５は、本実施形態の比較例となる冷媒圧縮装置ＣＥの概略構成図である。図５に示す冷媒圧縮装置ＣＥは、空調制御装置ＥＣＵの制御処理によって、圧縮機２０のロック時にベルトＶＢを保護する構成となっている点が、本実施形態の冷媒圧縮装置１０と異なっている。なお、比較例の冷媒圧縮装置ＣＥにおける本実施形態の冷媒圧縮装置１０と共通する構成については、本実施形態の冷媒圧縮装置１０と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００７４】
図５に示す冷媒圧縮装置ＣＥでは、圧縮機２０のシャフト２２の回転状態をロックセンサＲＳで検出する。また、空調制御装置ＥＣＵには、ロックセンサＲＳの検出値とエンジン回転数センサＥＳの検出値とを比較して所定値以上の回転数差となった際に回転異常と判定する判定部ＤＭが設けられている。さらに、空調制御装置ＥＣＵは、判定部ＤＭにて回転異常が検出された際に、Ａ／Ｃリレー４０によって電磁クラッチ３０への電力供給をオフする構成となっている。
【００７５】
このように構成される比較例の冷媒圧縮装置ＣＥでは、例えば、エンジンＥＧや圧縮機２０を変更した際に、ロックセンサＲＳだけでなく、空調制御装置ＥＣＵにおける判定ロジック等の多岐にわたる改変が必要となる共に、そのコストが著しく増加してしまう。
【００７６】
これに対して、本実施形態の冷媒圧縮装置１０は、空調制御装置１００から独立した駆動回路６０が、エンジンＥＧの作動情報によらず、圧縮機２０の作動状態に応じて電磁クラッチ３０への電力供給をオンオフする自己完結型の構成となっている。
【００７７】
従って、本実施形態の冷媒圧縮装置１０は、比較例の冷媒圧縮装置ＣＥに比べて、圧縮機２０やエンジンＥＧを変更した際の改変規模およびコストを抑えることができる。
【００７８】
また、本実施形態のセンサ回路６４は、センサスイッチＳＷｓが、冷媒流量が所定の基準流量以上となる場合に電磁クラッチ３０への電力供給をオンすると共に、冷媒流量が基準流量を下回る場合に電磁クラッチ３０への電力供給をオフする構成となっている。
【００７９】
このように、センサスイッチＳＷｓが冷凍サイクル１を循環する冷媒流量に応じて電磁クラッチ３０への電力供給をオンオフする構成では、圧縮機２０の回転を検出するロックセンサの如く、センサ回路６４を圧縮機２０の周囲に配置する必要がない。すなわち、本実施形態の冷媒圧縮装置１０では、圧縮機２０の回転を検出するセンサを採用する構成に比べて、センサ回路６４の配置自由度を充分に確保することができる。
【００８０】
特に、本実施形態のセンサスイッチＳＷｓは、冷媒流量に応じて変位するスプール５２が近づいた際に電磁クラッチ３０への電力供給をオンすると共に、スプール５２が遠ざかった際に電磁クラッチ３０への電力供給をオフする磁気型近接スイッチで構成されている。これによれば、簡素な構成のセンサ回路６４によって冷凍サイクル１を循環する冷媒流量に応じて電磁クラッチ３０への電力供給をオンオフすることが可能となる。
【００８１】
また、本実施形態の冷媒圧縮装置１０は、スプール５２が冷凍サイクル１に設けられた逆流防止弁５の弁体で構成されている。このように、冷凍サイクル１に設けられた逆流防止弁５の弁体でスプール５２を構成すれば、冷媒流量の検出手段を設けることに伴う冷凍サイクル１の部品点数の増加を抑えることができる。
【００８２】
ここで、タイマ回路６２は、基準時間が、圧縮機２０が起動した際に冷媒流量が基準流量以上となるのに要する起動必要時間よりも長い時間であって、圧縮機２０がロックしてからベルトＶＢが滑り始めるまでに要する必要開始時間以内となるように設定されている。これによれば、圧縮機２０のロック時にベルトＶＢに対して過剰な負荷が作用することを防止することができる。
【００８３】
（他の実施形態）
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
【００８４】
上述の実施形態の如く、スプール５２を冷媒の逆流を防止する逆流防止弁５の弁体で構成することが望ましいが、これに限定されない。スプール５２は、冷凍サイクル１にて冷媒が循環している際の位置と、冷媒の循環が停止された際の位置とが異なる部材であれば、他の部材で構成されていてもよい。
【００８５】
上述の実施形態では、センサスイッチＳＷｓとして、冷媒流量に応じてオンオフする流量連動型のスイッチを採用する例について説明したが、これに限定されない。例えば、センサスイッチＳＷｓは、圧縮機２０のシャフト２２が回転している際にオンし、圧縮機２０のシャフト２２が停止している際にオフする回転連動型のスイッチで構成されていてもよい。また、センサスイッチＳＷｓは、圧縮機２０の冷媒吐出側の吐出圧力と冷媒吸入側の吸入圧力との圧力差が所定値以上となる際にオンし、吐出圧力と吸入圧力との圧力差が所定値を下回るとオフする圧力連動型のスイッチで構成されていてもよい。
【００８６】
上述の実施形態の如く、タイマ回路６２の基準時間を、起動必要時間よりも長い時間であって、必要開始時間以内に設定することが望ましいが、これに限定されない。タイマ回路６２の基準時間は、冷媒圧縮装置１０が適用される冷凍サイクル１における特性に応じて適宜変更することができる。
【００８７】
上述の実施形態では、タイマ回路６２としてアナログ型のオンディレイ回路を採用する例について説明したが、これに限定されない。タイマ回路６２は、ＩＣ等を利用したディジタル型の回路で構成されていてもよい。
【００８８】
上述の実施形態では、車室内の空調を行う車両用空調装置の冷凍サイクル１に対して本発明の冷媒圧縮装置１０を適用する例について説明したが、これに限定されない。本発明の冷媒圧縮装置１０は、家屋や工場等の定置型の空調装置等の他の装置の冷凍サイクルにも適用可能である。
【００８９】
上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００９０】
上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
【００９１】
上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
【００９２】
（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、冷媒圧縮装置は、電磁クラッチへの電力供給をオンオフする駆動回路を備える。この駆動回路は、所定の基準時間が経過すると電磁クラッチへの電力供給をオフするタイマスイッチを有するタイマ回路と、圧縮機が正常な稼働状態となる場合に電磁クラッチへの電力供給をオンするセンサスイッチを有するセンサ回路とを含んで構成されている。
【００９３】
第２の観点によれば、冷媒圧縮装置は、センサスイッチが、冷凍サイクルを循環する冷媒流量が所定の基準流量以上となる場合に電力供給をオンすると共に、冷媒流量が基準流量を下回る場合に電力供給をオフするように構成されている。
【００９４】
このように、センサスイッチが冷凍サイクルを循環する冷媒流量に応じて電磁クラッチへの電力供給をオンオフする構成では、圧縮機の回転を検出する回転検出センサの如く、センサ回路を圧縮機の周囲に配置する必要がない。すなわち、本発明の冷媒圧縮装置では、圧縮機の回転を検出するセンサを採用する構成に比べて、センサ回路の配置自由度を充分に確保することができる。
【００９５】
第３の観点によれば、冷媒圧縮装置は、冷媒流量が基準流量以上となる際に第１の位置に変位すると共に、冷媒流量が基準流量を下回る際に第２の位置に変位するスプールが設けられた冷凍サイクルに適用されている。このスプールには、永久磁石が取り付けられている。そして、センサスイッチは、スプールが第１の位置に変位した際に永久磁石による磁界によって電力供給をオンし、スプールが第２の位置に変位した際に電力供給をオフする磁気型近接スイッチで構成されている。これによれば、簡素な構成のセンサ回路によって冷凍サイクルを循環する冷媒流量に応じて電磁クラッチへの電力供給をオンオフすることが可能となる。
【００９６】
第４の観点によれば、冷媒圧縮装置は、スプールが、冷凍サイクルに設けられた逆流防止弁の弁体で構成されている。このように、冷凍サイクルに設けられた逆流防止弁の弁体でスプールを構成すれば、冷媒流量の検出手段を設けることに伴う冷凍サイクルの部品点数の増加を抑えることができる。
【００９７】
第５の観点によれば、冷媒圧縮装置は、タイマ回路の基準時間が、圧縮機を起動させた際に冷媒流量が基準流量以上となるのに要する起動必要時間よりも長い時間であって、圧縮機がロックしてからベルトが滑り始めるまでに要する必要開始時間以内に設定されている。これによれば、圧縮機のロック時にベルトに対して過剰な負荷が作用することを防止することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１        冷凍サイクル
２０      圧縮機
３０      電磁クラッチ
６０      駆動回路
６２      タイマ回路
６４      センサ回路
ＥＧ      エンジン（駆動源）
ＶＢ      ベルト
ＳＷｂ    タイマスイッチ
ＳＷｓ    センサスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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