(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の回転運動に伴って駆動する圧縮機構部と、外郭をなすシェルとを備えた圧縮機の劣化に関する診断を行う劣化診断装置であって、
前記シェルの前記圧縮機構部が位置する外側壁に固定される振動検出装置を備え、
前記振動検出装置は、
前記圧縮機の振動を検出する振動センサと、
前記振動センサが設けられたセンサ保持部と、
前記センサ保持部が接続された基部と、
前記基部の前記センサ保持部とは反対側の面に形成された複数の突起部と、を有し、
前記複数の突起部は、それぞれ、
前記外側壁に対し前記回転軸の軸方向に沿って線接触する先端部を有し、
前記振動検出装置は、前記複数の突起部の前記先端部のみで前記外側壁と接触している劣化診断装置。
【請求項２】
前記複数の突起部は、２つの突起部からなり、
前記２つの突起部の各々は、磁石が設けられている請求項１に記載の劣化診断装置。
【請求項３】
前記複数の突起部は、２つの突起部からなり、
前記２つの突起部の各々は、磁石により形成されている請求項１に記載の劣化診断装置。
【請求項４】
前記基部は、
前記外側壁を囲む円環状に形成されている請求項１に記載の劣化診断装置。
【請求項５】
回転軸の回転運動に伴って駆動する圧縮機構部と、外郭をなすシェルとを備えた圧縮機の劣化に関する診断を行う劣化診断装置であって、
前記シェルの前記圧縮機構部が位置する外側壁に固定される振動検出装置を備え、
前記振動検出装置は、
前記圧縮機の振動を検出する振動センサと、
前記振動センサが設けられたセンサ保持部と、
前記センサ保持部が接続された基部と、
前記基部の前記センサ保持部とは反対側の面に形成され、前記外側壁に接触する複数の突起部と、を有し、
前記基部は、
前記外側壁を囲む円環状に形成されている劣化診断装置。
【請求項６】
前記センサ保持部は、
前記複数の突起部のうちの１つと、前記基部の直径方向に並ぶように形成されている請求項４又は５に記載の劣化診断装置。
【請求項７】
前記振動センサは、
振動検出方向が、前記圧縮機構部の可動部品の運転方向と一致するように配置されている請求項１〜６の何れか一項に記載の劣化診断装置。
【請求項８】
前記圧縮機構部の可動部品の運転方向には、前記圧縮機構部の回転軌道の接線の方向である接線方向があり、
前記振動センサは、
前記振動検出方向が前記接線方向と一致するように配置されている請求項７に記載の劣化診断装置。
【請求項９】
前記圧縮機構部の可動部品の運転方向には、前記圧縮機構部の回転軌道の接線の方向である接線方向と、前記外側壁から前記圧縮機構部の中心へ向かう方向である円心方向と、があり、  
前記振動検出装置は、前記振動センサとして、
前記振動検出方向が前記接線方向と一致するように配置されている第１振動センサと、
前記振動検出方向が前記円心方向と一致するように配置されている第２振動センサと、を有する請求項７に記載の劣化診断装置。
【請求項１０】
前記圧縮機構部の可動部品の運転方向には、前記圧縮機構部の回転軌道の接線の方向である接線方向と、前記外側壁から前記圧縮機構部の中心へ向かう方向である円心方向と、があり、
前記振動センサは、
２つの前記振動検出方向を有すると共に、一方の前記振動検出方向が前記接線方向と一致し、かつ他方の前記振動検出方向が前記円心方向と一致するように配置されている請求項７に記載の劣化診断装置。
【請求項１１】
前記振動センサによる検出値をもとに前記圧縮機の劣化に関する診断を行う診断処理装置を有し、
前記診断処理装置は、
前記振動センサによる振動検出値をもとに、前記圧縮機の状態を示す特徴量を演算する特徴量演算部と、
前記特徴量演算部において演算された特徴量をもとに、前記圧縮機の劣化の種類および劣化度合を判定する劣化判定部と、
前記劣化判定部による判定の結果を示す情報を報知する報知処理部と、を有する請求項１〜１０の何れか一項に記載の劣化診断装置。
【請求項１２】
前記報知処理部は、前記劣化判定部による判定の結果を示す情報を無線通信により外部の機器に送信する機能を有する請求項１１に記載の劣化診断装置。
【請求項１３】
前記振動検出装置と前記診断処理装置とは、一体的に形成されている請求項１１又は１２に記載の劣化診断装置。
【請求項１４】
回転軸の回転運動に伴って駆動する圧縮機構部を備え、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱媒体と冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器と、冷媒の流量を調整する減圧装置と、室内の空気と冷媒とを熱交換させる利用側熱交換器とが冷媒配管により接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルと、
請求項１〜１３の何れか一項に記載の劣化診断装置と、を有する空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機の劣化を診断する劣化診断装置および空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機の運転状態を示すデータから構成機器に生じる異常又は故障を予測し、空気調和機の運転の安定化に活かす技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。特許文献１には、圧縮機の足部に取り付けられた加速度センサによる振動検出値をもとに圧縮機の寿命を予測するという技術が開示されている。また、特許文献２の空気調和機は、圧縮機のシェルの周面にターミナルカバーを有しており、ターミナルカバー内に設けられた加速度センサによる振動検出値が異常を示したときに、圧縮機を停止するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８８３７９号公報
【特許文献２】特開２０１１−９４９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧縮機の足部は、圧縮機構部の回転運動などに起因した圧縮機の振動が伝わりにくい位置である。また、電源接続部を覆うターミナルカバーは、一般に、圧縮機の振動が伝わりにくい位置に設けられる。加えて、ターミナルカバーは、固定強度が弱いため、ターミナルカバー内の加速度センサによる振動検出値にノイズ等が混入しやすく、検出精度に問題があった。すなわち、特許文献１および２に開示された技術では、圧縮機構部の回転運動などによる振動を精度よく検出することができないため、圧縮機の劣化度合を細かく診断することができないという課題がある。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧縮機構部の回転運動などによる振動を精度よく検出し、圧縮機の高精度な劣化診断を行う劣化診断装置および空気調和機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】
【０００６】
本発明に係る劣化診断装置は、回転軸の回転運動に伴って駆動する圧縮機構部と、外郭をなすシェルとを備えた圧縮機の劣化に関する診断を行う劣化診断装置であって、シェルの圧縮機構部が位置する外側壁に固定される振動検出装置を備え、振動検出装置は、圧縮機の振動を検出する振動センサと、振動センサが設けられたセンサ保持部と、センサ保持部が接続された基部と、基部のセンサ保持部とは反対側の面に形成された複数の突起部と、を有し、複数の突起部は、それぞれ、外側壁に対し回転軸の軸方向に沿って線接触する先端部を有し、振動検出装置は、複数の突起部の先端部のみで外側壁と接触しているものである。
【０００７】
本発明に係る空気調和機は、回転軸の回転運動に伴って駆動する圧縮機構部を備え、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱媒体と冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器と、冷媒の流量を調整する減圧装置と、室内の空気と冷媒とを熱交換させる利用側熱交換器とが冷媒配管により接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルと、上記の劣化診断装置と、を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、振動センサを備えたセンサ保持部が、シェルの圧縮機構部が位置する外側壁に接触する複数の突起部と一体的に形成されていることから、圧縮機構部の回転運動などによる振動を振動センサによって精度よく検出することができるため、圧縮機の高精度な劣化診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機および劣化診断装置の構成図である。
【図２】図１の圧縮機および振動検出装置を示す外観図である。
【図３】図２の圧縮機構部およびシェルをｘｙ平面で切断した断面を概略的に示す説明図である。
【図４】図２の振動検出装置を拡大して示した斜視図である。
【図５】図４の振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。
【図６】図１の診断処理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図７】圧縮機の形式毎の１回転中の負荷トルクの変動率を示すグラフである。
【図８】スクロール式圧縮機の正常時の負荷トルクを示すグラフである。
【図９】スクロール式圧縮機の正常時における接線方向Ｔの振動検出値を示すグラフである。
【図１０】スクロール式圧縮機の劣化時における接線方向Ｔの振動検出値を示すグラフである。
【図１１】圧縮機の劣化進行に伴う特徴量の変化を示すグラフである。
【図１２】スクロール式圧縮機の圧縮機構部の概略断面を示す説明図である。
【図１３】ロータリー式圧縮機の圧縮機構部の概略断面を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態１の変形例１−１に係る振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１の変形例１−２に係る振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。
【図１６】図１の劣化診断装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態２に係る圧縮機および振動検出装置を示す外観図である。
【図１８】図１７の振動検出装置を拡大して示した斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態２の変形例２−１に係る振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２の変形例２−２に係る振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態２の変形例２−３に係る振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機および劣化診断装置の構成図である。図１に示すように、空気調和機２００は、屋外に配置される室外機２００Ａと、室内に配置される室内機２００Ｂと、を有している。室外機２００Ａは、圧縮機１００と、圧縮機１００の吸入側に接続された吸入マフラ１０１と、圧縮機１００の吐出側に接続された四方弁１０３と、を有している。また、室外機２００Ａは、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、外気と冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器１０４と、例えば電動膨張弁からなり、冷媒の流量を調整する減圧装置１０５と、を有している。室内機２００Ｂは、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、室内の空気と冷媒とを熱交換させる利用側熱交換器１０６を有している。すなわち、空気調和機２００は、圧縮機１００、吸入マフラ１０１、四方弁１０３、熱源側熱交換器１０４、減圧装置１０５、および利用側熱交換器１０６が冷媒配管１５０により接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルを有している。
【００１１】
圧縮機１００は、低圧のガス状態の冷媒を吸入し、高圧のガス状態の冷媒に圧縮するものである。圧縮機１００は、インバータ制御により運転周波数を任意に変化させることができるものであってよいし、運転周波数を変化させる機能をもたない一定速のものであってもよい。圧縮機１００としては、スクロール式圧縮機、ロータリー式圧縮機、レシプロ式圧縮機、ロータリー式圧縮機、ヘリカル式圧縮機、およびターボ式圧縮機など、種々の圧縮機を採用することができる。四方弁１０３は、圧縮機１００からの冷媒の流れを切り替えるものである。四方弁１０３は、例えば、暖房運転時には図１の実線側に接続され、冷房運転時には図１の破線側に接続される。
【００１２】
室外機２００Ａは、冷凍サイクルを制御する制御装置３００を有している。つまり、制御装置３００は、圧縮機１００の運転周波数、四方弁１０３の切替処理、および減圧装置１０５の開度などを制御するものである。そして、室外機２００Ａには、劣化診断装置３０が設けられている。劣化診断装置３０は、振動検出装置１０と診断処理装置２０とにより構成されている。
【００１３】
振動検出装置１０と診断処理装置２０とは、有線又は無線により接続されている。すなわち、診断処理装置２０は、振動検出装置１０から有線又は無線により、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂによる振動検出値を取得するように構成されている。室内機２００Ｂは、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）からなる表示部４００を有している。
【００１４】
図２は、図１の圧縮機および振動検出装置を示す外観図である。図３は、図２の圧縮機構部およびシェルをｘｙ平面で切断した断面を概略的に示す説明図である。図２に示すように、圧縮機１００は、シェル５０と足部６０とを有している。シェル５０は、圧縮機１００の外郭をなしている。また、圧縮機１００は、シェル５０の内部に、回転軸（図示せず）の回転運動に伴って駆動する圧縮機構部４０を有している。圧縮機構部４０は、回転軸によって電動機（図示せず）と連結されており、回転軸は、電動機の回転力を圧縮機構部４０に伝達するようになっている。圧縮機１００には吐出管１００ａが設けられており、吸入マフラ１０１には吸入管１０１ａが設けられている。
【００１５】
圧縮機構部４０は、内部の可動部品の回転運動又は往復運動などにより振動し、その振動がシェル５０に伝達される。シェル５０のうち、圧縮機構部４０の外周に位置する部分には、圧縮機構部４０の振動がより強く伝達される。そして、圧縮機構部４０は、一定周期で所定の運動パターンを繰り返すため、シェル５０には、圧縮機構部４０の可動部品の運動に起因した振動パターンが伝達される。よって、振動検出装置１０は、図２に示すように、シェル５０の圧縮機構部４０が位置する外側壁に固定されている。
【００１６】
振動検出装置１０は、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂと、保持部材１２ｃとを有するセンサ保持部１２を備えている。すなわち、センサ保持部１２は、保持部材１２ｃに、第１振動センサ１２ａと第２振動センサ１２ｂとが設けられたものである。また、振動検出装置１０は、センサ保持部１２に接続された取付部１１を有している。取付部１１は、振動検出装置１０を圧縮機１００に固定した状態において、センサ保持部１２よりも圧縮機１００側となる。
【００１７】
第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂは、振動検出方向が、圧縮機構部４０の可動部品の運動方向と一致するように配置されている。圧縮機構部４０の可動部品の運動方向には、圧縮機構部４０の回転軌道の接線の方向である接線方向Ｔと、シェル５０の外側壁から圧縮機構部４０の中心へ向かう方向である円心方向Ｃｏとがある。そして、第１振動センサ１２ａは、振動検出方向が接線方向Ｔと一致するように配置されている。第２振動センサ１２ｂは、振動検出方向が円心方向Ｃｏと一致するように配置されている。すなわち、第１振動センサ１２ａは、圧縮機構部４０の可動部品の回転運動に起因する圧縮機１００の接線方向Ｔに沿った振動を第１振動検出値として検出するものである。第２振動センサ１２ｂは、圧縮機構部４０の可動部品の往復運動に起因する圧縮機１００の円心方向Ｃｏに沿った振動を第２振動検出値として検出するものである。
【００１８】
図２において、接線方向Ｔはｘ軸方向に平行であり、円心方向Ｃｏはｙ軸方向に平行であり、回転軸の軸方向はｚ軸方向に相当する。以下の各図においても同様である。図３に示すように、接線方向Ｔは、ｘｙ断面において、シェル５０の直径方向に垂直な方向であり、円心方向Ｃｏは、ｘｙ断面において、シェル５０の直径方向に相当する。
【００１９】
第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂは、振動加速度を検出する加速度センサのうち、半導体方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）センサである。特に、本実施の形態１では、シェル５０の表面温度の上昇度合を考慮し、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂとして、静電容量型もしくはピエゾ抵抗型のＭＥＭＳセンサを用いている。
【００２０】
図４は、図２の振動検出装置１０を拡大して示した斜視図である。図５は、図４の振動検出装置１０をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。図４および図５を参照して、振動検出装置１０の具体的な構造について説明する。保持部材１２ｃは、ｚ軸方向を長手方向とする直方体状に形成されている。取付部１１は、保持部材１２ｃに接続された基部１１ａと、基部１１ａの保持部材１２ｃとは反対側の面に設けられた２つの突起部１１ｂと、を有している。
【００２１】
図４および図５の例では、基部１１ａのｙ軸方向における中央部分が、保持部材１２ｃに接続されている。すなわち、基部１１ａは、ｚ軸方向を長手方向とし、ｙ軸方向の長さが保持部材１２ｃよりも長い直方体状に形成されている。突起部１１ｂは、センサ保持部１２とは反対側に位置する内壁１１ｄを有しており、２つの突起部１１ｂは、それぞれの内壁１１ｄにより、ｘｙ断面視におけるＶ字状の外壁を形成している。すなわち、突起部１１ｂは、ｚ軸方向を長手方向とする三角柱状に形成されており、図４および図５の例では、ｘｙ断面が内壁１１ｄを斜辺とする直角三角形となっている。
【００２２】
取付部１１には、振動検出装置１０をシェル５０に固定するための磁石が埋め込まれている。例えば、振動検出装置１０の重さが２ｇ〜１０ｇの場合、１１Ｎ〜５３Ｎ程度の磁力を有する磁石を用いればよい。これにより、先端部１１ｃがシェル５０の外側壁に接触した状態で、振動検出装置１０を圧縮機１００に固定することができる。
【００２３】
振動検出装置１０をシェル５０に安定的に固定する磁力が得られれば、取付部１１の全体ではなく一部に磁石を埋め込むようにしてもよい。例えば、２つの突起部１１ｂの各々に磁石を設けるようにしてもよい。磁石としては、板状あるいは棒状のものを採用することができる。この場合、磁石の長手方向が、取付部１１の長手方向と一致するように、取付部１１の本体に磁石を埋め込むようにするとよい。
【００２４】
ところで、近年は、従来と比べて耐熱性および検出精度が高く、かつ小型で安価な加速度センサが開発されている。よって、上記例のように軽量な振動検出装置１０を形成することができることため、シェル５０の圧縮機構部４０が位置する外側壁に、振動検出装置１０を簡単に固定して用いることができる。
【００２５】
取付部１１の本体および保持部材１２ｃは、機械的強度、耐熱性、および耐摩耗性などの性能が汎用プラスチックよりも優れたエンジニアリングプラスチック又は繊維強化プラスチックなどにより形成されている。ここで、低圧シェル型の圧縮機１００は、高圧シェル型の圧縮機１００よりも表面温度が低くなる。そのため、振動検出装置１０を低圧シェル型の圧縮機１００に取り付ける場合、取付部１１の本体および保持部材１２ｃは、耐熱性の比較的低いプラスチックにより形成することができる。もっとも、取付部１１と保持部材１２ｃとを異なる材料により形成してもよい。例えば、取付部１１は、全体が磁石によって形成されていてもよい。また、取付部１１は、２つの突起部１１ｂの各々が磁石によって形成されていてもよい。
【００２６】
本実施の形態１において、２つの突起部１１ｂの内壁１１ｄ同士がなす角である中心角θは、種々の圧縮機１００のシェル５０の曲率をもとに設定されている。より具体的に、中心角θは、振動検出装置１０を固定することが想定される様々な大きさの圧縮機１００について、シェル５０の中心を中心Ｏとすると、中心Ｏと先端部１１ｃとの距離が、中心Ｏと中央部１１ｅとの距離以下となるように設定されている。
【００２７】
図５には、曲率すなわち径の異なるシェル５０の外側壁として、外側壁Ｓ、外側壁Ｍ、および外側壁Ｌを例示している。シェル５０の径は、外側壁Ｓ、外側壁Ｍ、外側壁Ｌの順に大きくなっているが、図５に示すように、２つの突起部１１ｂの双方の先端部１１ｃが、外側壁Ｓ、外側壁Ｍ、および外側壁Ｌのいずれにも接触している。すなわち、振動検出装置１０は、圧縮機１００に固定された状態において、あらゆる径のシェル５０の外側壁に、２つの突起部１１ｂのそれぞれの先端部１１ｃが接触するようになっている。したがって、振動検出装置１０は、大きさの異なる多様な圧縮機１００に取り付けて用いることができる。
【００２８】
さらに、突起部１１ｂは、先端部１１ｃが尖った形状となっている。すなわち、先端部１１ｃは、取付部１１をシェル５０に固定した状態において、回転軸の軸方向に沿ってシェル５０に線接触するように形成されている。そのため、圧縮機１００の表面に発生した結露は、突起部１１ｂがシェル５０に接触していない部分から流れることから、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂへの結露の付着を防ぐことができる。すなわち、振動検出装置１０は、取付部１１の先端に位置する先端部１１ｃをシェル５０に接触させた状態で、圧縮機１００に固定される。そのため、特に、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂが通信線などにより診断処理装置２０に接続されている場合において、結露の侵入による第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂの故障等を防ぐことができる。ここで、先端部１１ｃは、なめらかに形成され、丸みを帯びていてもよい。このようにしても、振動検出装置１０は、先端部１１ｃを回転軸の軸方向に沿ってシェル５０に線接触させた状態で、取付部１１をシェル５０に固定することができるため、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂへの結露の付着を防止することができる。
【００２９】
また、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂは、振動検出方向が、回転軸の軸方向に沿って形成された先端部１１ｃに対して直角となるように設けられている。したがって、先端部１１ｃが回転軸の軸方向に沿ってシェル５０に接触することにより、第１振動センサ１２ａは、接線方向Ｔに沿った振動を検出することができ、第２振動センサ１２ｂは、円心方向Ｃｏに沿った振動を検出することができる。
【００３０】
図６は、図１の診断処理装置２０の機能的構成を示すブロック図である。図６に示すように、診断処理装置２０は、記憶部２１と、安定判別部２２と、特徴量演算部２３と、劣化判定部２４と、報知処理部２５と、運転切替処理部２６と、を有している。記憶部２１には、診断処理装置２０の動作プログラムおよび各種制御パラメータなどが記憶されている。記憶部２１には、例えば、劣化判定部２４による圧縮機１００の劣化判定の基準となる一又は複数の劣化閾値が格納されている。
【００３１】
安定判別部２２は、空気調和機２００の状態が安定したか否かを判別するものである。例えば、安定判別部２２は、圧縮機１００の回転数が一定になったか否かを判定することにより、空気調和機２００の状態が安定したか否かを判別するようにしてもよい。また、安定判別部２２は、冷凍サイクルの状態が設定時間以上同じ状態で維持されたか否かを判定することにより、空気調和機２００の状態が安定したか否かを判別するようにしてもよい。ここで、冷凍サイクルの状態とは、冷凍サイクル内を循環する冷媒の温度および圧力等の状態であり、設定時間は、例えば３分に設定される。なお、安定判別部２２は、第１振動検出値および第２振動検出値のうちの少なくとも一つを用いて、空気調和機２００の状態の安定性を判別するようにしてもよい。
【００３２】
特徴量演算部２３は、第１振動センサ１２ａにおいて検出された第１振動検出値、および第２振動センサ１２ｂにおいて検出された第２振動検出値のうちの少なくとも一つを用いて、圧縮機１００の状態を示す特徴量を演算するものである。特徴量演算部２３は、複数の異なる特徴量を同じタイミングで演算する機能を有している。特徴量演算部２３は、特徴量として、例えば、標準偏差、中央値、平均値、ピーク値、衝撃指数、波形率、波高率、歪度、尖度、歪度の極値、尖度の極値、平均値の極値、平均周波数、交差頻度、又は極値頻度などを演算することができる。特徴量演算部２３は、特徴量として、歪度の極値、尖度の極値、又は平均値の極値を求める場合、極値として極大値又は極小値を用いる。また、特徴量演算部２３は、特徴量として、圧縮機１００の回転負荷のレベル、又は接線方向Ｔにおける振動検出値のＦＦＴ解析結果の周波数のレベルなどを演算することができる。第１振動検出値をもとに演算した特徴量には、接線方向Ｔにおける振動の特徴が現れ、第２振動検出値をもとに演算した特徴量には、円心方向Ｃｏにおける振動の特徴が現れる。特徴量演算部２３は、演算した特徴量を劣化判定部２４へ出力する機能を有している。
【００３３】
劣化判定部２４は、特徴量演算部２３において演算された特徴量をもとに、圧縮機１００の劣化の種類および劣化度合を判定するものである。劣化判定部２４は、特徴量演算部２３から複数の異なる特徴量を同じタイミングで入力した場合、各特徴量を組み合わせて用いることにより、劣化判定を行う機能を有している。劣化判定部２４は、特徴量と共に、圧縮機１００の運転状態などを示すデータを用いて、圧縮機１００の劣化判定を行うようにしてもよい。
【００３４】
劣化判定部２４が劣化判定に用いる劣化閾値は、例えば、空気調和機２００の運転初期において、予め設定された圧縮機１００の回転数ごとに、一又は複数の特徴量の値を取得するための学習運転を行い、この学習運転によって得られたデータから求めるようにしてもよい。また、一定の期間に亘って通常運転を行い、一定の期間に得られた特徴量の値から劣化閾値を求めるようにしてもよい。さらに、凝縮温度、蒸発温度、および圧縮機１００の回転数を予め設定した上で、圧縮機１００単体での振動検出を実行し、振動検出の結果から劣化閾値を求めるようにしてもよい。そして、求めた劣化閾値とマップ化した値と比較することにより、種々の条件下での劣化閾値を設定するようにしてもよい。
【００３５】
ここで、劣化判定部２４による劣化判定に関する劣化の種類と劣化度合について具体的に例示する。劣化判定部２４が判定する圧縮機１００の劣化の種類には、圧縮機１００の液バックおよび圧縮機構部４０の摺動部の損傷などがある。例えば、圧縮機１００の回転負荷のレベルが時間経過により線形的に増加し、又は急激に上昇していくならば、圧縮機構部４０の摺動部に損傷が生じ、摩擦抵抗が増加していっていることが考えられる。すなわち、劣化判定部２４は、圧縮機１００の回転負荷のレベルの経時的な変化をもとに、摺動部の損傷度合に関する判定を行うことができる。
【００３６】
ところで、摺動部に損傷が生じたか否かについては、圧縮機１００の入力の増大、又は冷房能力もしくは暖房能力の低下を検知することによって判定することもできる。しかし、圧縮機１００の入力が増大するほど、もしくは冷房能力などが低下するほど摺動部が損傷した状態は、圧縮機１００の機能が停止する直前のような状態である。つまり、このような状態まで圧縮機１００を運転させてしまうと、圧縮機１００の修復が困難又は不可能となってしまう。
【００３７】
これに対し、本実施の形態１の劣化診断装置３０は、振動センサによる振動検出値をもとに演算した特徴量を用いて劣化診断を行うため、例えば、圧縮機１００の回転負荷のレベルが数回転周期で変動するようならば、圧縮機１００の吸入冷媒が液バックしていると推定することができる。また、劣化診断装置３０は、圧縮機１００の回転負荷のレベルが劣化閾値を超えた場合に、劣化判定部２４によって圧縮機構部４０の摺動部に損傷が発生したと判定することができる。すなわち、劣化診断装置３０によれば、特徴量の経時的な変化を用いて、故障の徴候を精度よく検出することができるため、圧縮機１００の修復が困難になるといった事態を未然に防ぐことができる。
【００３８】
液バックが発生しているか否かを判定する方法としては、以下のようなものも考えられる。すなわち、例えば、圧縮機１００の１０回転分のピーク値の平均と、圧縮機１００の１０回転中の最大値との比を記録し、この比が基準となる比率よりも大きくなったときに、圧縮機１００の吸入冷媒が液バックしていると判定する方法を採ることができる。
【００３９】
また、圧縮機１００の接線方向Ｔの振動のＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析結果のｎ次の周波数のレベル、又はｎ次以外の周波数のレベルが劣化閾値より上昇すると、圧縮機１００の一回転中のトルク変動に影響を及ぼす程度の異常が摺動部に生じたと考えられる。特に、圧縮機構部４０の摺動部の複数箇所に微小な傷が生じた場合は、複数の微小な傷による摩擦抵抗が、摺動部の一回転中に複数回生じる。そのため、圧縮機１００の周波数よりも高い周波数成分において正常値との違いが生じた場合は、摺動部に微小な傷が生じていると考えられる。よって、圧縮機１００の周波数よりも高い周波数成分において、正常値との差が一定量以上に生じた場合に、劣化判定部２４が、摺動部に微小な傷が発生していると判定するようにするとよい。
【００４０】
加えて、振動検出値に衝撃成分が混じった場合は、例えば波高率の値が大きくなる。そのため、波高率の値が一定値を超えた場合は、圧縮機構部４０の摺動部の潤滑不良が発生し、摺動部に損傷が生じていることが考えられる。よって、例えば、特徴量演算部２３により接線方向Ｔおよび円心方向Ｃｏの振動加速度から特徴量として波高率を演算するようにし、劣化判定部２４が、特徴量演算部２３において演算された波高率が劣化閾値を超えた場合に、摺動部に損傷が生じていると判定するようにしてもよい。
【００４１】
報知処理部２５は、劣化判定部２４による判定の結果を外部に報知するものである。図６の例において、報知処理部２５は、表示処理部２５ａと通信処理部２５ｂとを有している。表示処理部２５ａは、劣化判定部２４による判定の結果を示す情報を表示部４００に表示させるものである。通信処理部２５ｂは、遠隔監視先に設けられたコンピュータなどの通信機器（図示せず）との間で、有線又は無線により通信を行うものである。遠隔監視先としては、空気調和機２００の動作状態を監視して管理する監視センターなどが想定される。通信処理部２５ｂは、劣化判定部２４による判定の結果を示す情報を遠隔監視先の通信機器に送信する機能を有している。
【００４２】
運転切替処理部２６は、圧縮機１００の劣化度合が一定の基準を超えた場合に、圧縮機１００の制御状態を、通常運転制御から延命運転制御に切り替えるものである。すなわち、運転切替処理部２６は、劣化判定部２４による判定の結果、すなわち圧縮機１００の劣化度合に応じて、制御装置３００に延命運転指令を送信するものである。延命運転指令は、圧縮機１００の運転周波数の低下量を示す信号であり、圧縮機１００の運転周波数の８割低下を指示する信号などの他に、圧縮機１００の停止を指示する信号も含まれる。圧縮機１００の運転周波数の低下量は、圧縮機１００の劣化の種類および劣化度合に応じて予め設定されている。例えば、記憶部２１に、圧縮機１００の劣化度合と運転周波数の低下量とを関連づけた低下量テーブルを格納しておき、運転切替処理部２６が、低下量テーブルを参照して延命運転指令を生成するようにしてもよい。低下量テーブルは、圧縮機１００の劣化が進むにつれて、運転周波数の低下量が大きくなるように構成するとよい。
【００４３】
制御装置３００は、運転切替処理部２６から送信される延命運転指令に応じて、圧縮機１００の運転周波数を低下させ、又は圧縮機１００を停止させる機能を有している。もっとも、運転切替処理部２６は、圧縮機１００を制御する機能を有するようにしてもよい。そして、運転切替処理部２６が、劣化判定部２４による判定の結果に応じて、圧縮機１００の運転周波数を低下させ、又は圧縮機１００を停止させるようにしてもよい。
【００４４】
ここで、室内機２００Ｂは、スピーカを含んで構成され、音又は音声を出力する出力部を有していてもよい。表示処理部２５ａは、圧縮機１００の劣化がひどく、劣化判定部２４において圧縮機１００に損傷が発生したと判定された場合、出力部に損傷発生を示す情報を送信する出力処理部を有していてもよい。そして、出力部は、出力処理部から送信された損傷発生を示す情報をもとに、音又音声を出力するようにしてもよい。ここで、報知処理部２５は、表示処理部２５ａ、通信処理部２５ｂ、および出力処理部のうちの少なくとも１つを有するようにしてもよい。
【００４５】
診断処理装置２０は、劣化判定部２４を含めずに構成し、例えば通信処理部２５ｂが、特徴量演算部２３において演算された特徴量を外部の通信機器へ送信するようにしてもよい。このようにすれば、遠隔監視先などにおいて、診断処理装置２０から送信された特徴量を用いて圧縮機１００の劣化診断を行うことができる。また、診断処理装置２０は、特徴量演算部２３および劣化判定部２４を含めずに構成し、例えば通信処理部２５ｂが、振動検出装置１０において検出された振動検出値を演算された特徴量を外部の通信機器へ送信するようにしてもよい。このようにすれば、遠隔監視先などにおいて、診断処理装置２０から送信された振動検出値をもとに特徴量を演算し、演算した特徴量を用いて圧縮機１００の劣化診断を行うことができる。さらに、診断処理装置２０は、運転切替処理部２６を含めずに構成してもよい。
【００４６】
振動検出装置１０と診断処理装置２０とは、一体的に形成されていてもよい。すなわち、診断処理装置２０は、基部１１ａに設けられていてもよく、センサ保持部１２に設けられていてもよい。そして、基部１１ａは、振動検出装置１０および診断処理装置２０に電源を供給する電源部を有するようにするとよい。このようにすれば、劣化診断装置３０単体での動作が可能となる。通信処理部２５ｂが無線通信機能を有する場合、診断処理装置２０は、特徴量又は劣化判定の結果などの情報を外部の通信機器へ無線で送信するようにしてもよい。
【００４７】
診断処理装置２０は、上記の各機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、例えば、マイコン、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、又はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。また、記憶部２１は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等のＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等により構成することができる。
【００４８】
図７は、圧縮機の形式毎の１回転中の負荷トルクの変動率を示すグラフである。図７では、横軸に回転角度［ｒａｄ］をとり、縦軸に負荷トルクの変動率をとることにより、各方式を採った圧縮機１００の負荷トルクの変動を比較している。図７において、グラフＡはスクロール式圧縮機の特性を示し、グラフＢはシングルロータリー式圧縮機の特性を示し、グラフＣはツインロータリー式圧縮機の特性を示す。また、グラフＤはレシプロ式圧縮機の特性を示し、グラフＥはヘリカル式圧縮機の特性を示す。このように、圧縮機１００は、１回転中の負荷トルクパターンに、各形式に応じた特徴がある。
【００４９】
図８は、スクロール式圧縮機の正常時の負荷トルクを示すグラフである。図９は、スクロール式圧縮機の正常時における接線方向Ｔの振動検出値を示すグラフである。図１０は、スクロール式圧縮機の劣化時における接線方向Ｔの振動検出値を示すグラフである。図１１は、圧縮機の劣化進行に伴う特徴量の変化を示すグラフである。図８では、横軸に回転角度［ｒａｄ］をとり、縦軸に負荷トルクをとっている。図９および図１０では、横軸に時間をとり、縦軸に振動検出値をとっている。すなわち、図９および図１０には、第１振動センサ１２ａによって検出された振動加速度の振幅が示されている。図１１では、横軸に演算回をとり、縦軸に特徴量をとっている。
【００５０】
ここで、１回転中の負荷トルクパターンには、回転運動などを行う圧縮機構部４０による影響が大きく現れるため、図８と図９とから分かるように、圧縮機１００の接線方向Ｔの振動と負荷トルクパターンとの相関が高くなっている。
【００５１】
例えば、液バック又は油上がりによる圧縮機１００への返油量減少などにより、圧縮機構部４０の摺動部の油が枯渇し、摺動部に損傷が生じた場合、図１０に示すように、接線方向Ｔの振動パターンが変化する。したがって、第１振動検出値を用いて特徴量を演算し、振動波形の計上を数値化すると、図１１に示すように、圧縮機１００は、正常に運転している正常区間と、劣化した状態で運転している劣化区間とにおいて、値が変化する特性をもつ特徴量が存在する。こうした特徴量は、圧縮機１００の正常時と劣化時とにおいて、特徴量の確率密度分布の中央値と標準偏差とが異なっている。すなわち、圧縮機１００の方式などに応じて、つまり圧縮機構部４０の可動部品の運動パターンに応じて、少なくとも１つの特徴量を選定し、選定した特徴量を演算して解析することにより、圧縮機１００の正常と劣化とを区別することができる。なお、図９に示す振動検出値から演算した波高値は５となり、図１０に示す振動検出値から演算した波高値は７〜８となる。
【００５２】
ここで、上述した圧縮機構部４０の摺動部に関して、図１２及び図１３に基づき、スクロール式圧縮機およびロータリー式圧縮機の場合の構成例について説明する。
【００５３】
図１２は、スクロール式圧縮機の圧縮機構部の概略断面を示す説明図である。図１２を参照して、圧縮機１００がスクロール式圧縮機である場合の、圧縮機構部４０の動き、および圧縮機構部４０の摺動部について説明する。図１２に示すように、圧縮機構部４０は、固定渦巻体を有する固定スクロール４１と、揺動渦巻体を有する揺動スクロール４２と、を備えている。
【００５４】
圧縮機１００の回転軸（図示せず）が回転すると、回転軸に結合された揺動スクロール４２が回転を始め、固定スクロール４１と協動して冷媒ガスＲの圧縮を開始する。すなわち、図１２（ａ）のように、吸入管１０１ａから吸引された冷媒ガスＲは、シェル５０内に流入され、固定スクロール４１と揺動スクロール４２とを含んで形成された圧縮機構部４０へ吸入される。次いで、揺動スクロール４２が、側面の一部が固定スクロール４１の側面の一部と接した状態で、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）、図１２（ｄ）の順に旋回運動する。これにより、圧縮された冷媒ガスＲが、固定スクロール４１の中心部に設けられた吐出口（図示せず）から排出され、吐出管１００ａを介してシェル５０の外部に吐出される。
【００５５】
このように、スクロール式圧縮機の圧縮機構部４０では、揺動スクロール４２が、回転軸の回転運動に伴って旋回運動する。固定スクロール４１と揺動スクロール４２とが接する部分は、揺動スクロール４２の旋回運動に伴って移動するため、当該部分が摺動部となる。
【００５６】
図１３は、ロータリー式圧縮機の圧縮機構部４０の概略断面を示す説明図である。図１３を参照して、圧縮機１００がロータリー式圧縮機である場合の、圧縮機構部４０の動き、および圧縮機構部４０の摺動部について説明する。
【００５７】
図１３に示すように、圧縮機構部４０は、シリンダ４３と、ローリングピストン４４と、ベーン４５と、ベーンスプリング４６と、吸込口４７と、吐出口４８と、を有している。を有している。シリンダ４３の内部には、回転軸７０の軸方向の両端が開口された円筒状の空間である圧縮室４３ａが設けられている。ローリングピストン４４は、圧縮室４３ａ内に設けられており、回転軸７０の偏心部の回転運動に伴い、シリンダ４３の内壁に密接して回転するものである。ベーン４５は、圧縮室４３ａの内壁とローリングピストン４４の外壁とによって形成される空間を仕切るものである。ベーンスプリング４６は、背圧室４６ａに設けられており、ベーン４５の圧縮室４３ａ側の端部をローリングピストン４４の外壁に押圧するものである。
【００５８】
圧縮機構部４０は、図１３（ａ）のように、シェル５０内の冷媒ガスＲが、吸込口４７を介して背圧室４６ａに流入すると、背圧室４６ａ内の冷媒ガスＲの圧力と圧縮室４３ａ内の冷媒ガスＲの圧力との差圧が生じる。この差圧により、ベーン４５が圧縮室４３ａの中心に向って動かされるため、ベーン４５の圧縮室４３ａ側の端部は、ローリングピストン４４の円筒状の外壁に当接する。そして、ローリングピストン４４は、回転軸７０の回転運動に伴い、外壁の一部がシリンダ４３の内壁の一部に接した状態で、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）の順に回転する。これにより、圧縮された冷媒ガスＲが、圧縮室４３ａの吐出口４８から排出され、吐出管１００ａを介してシェル５０の外部に吐出される。
【００５９】
このように、ロータリー式圧縮機の圧縮機構部４０では、ローリングピストン４４が、回転軸７０の回転運動に伴って回転する。シリンダ４３の内壁とローリングピストン４４の外壁とが接する部分、およびベーン４５の圧縮室４３ａ側の端部とローリングピストン４４の外壁とが接する部分は、ローリングピストン４４の回転に伴って移動し、これらの各部分が摺動部となる。
【００６０】
上述した例のように、圧縮機１００は、方式ごとに圧縮機構部４０の動き及び回転軸の回転運動に基づく摺動部が異なっており、劣化診断に有用な振動検出値および特徴量も異なっている。すなわち、劣化診断に際して、接線方向Ｔの振動検出値の方が有用な圧縮機１００もあれば、円心方向Ｃｏの振動検出値の方が有用な圧縮機１００もある。そのため、例えば、回転運動が中心となるスクロール圧縮機のように、接線方向Ｔの振動検出値の方が有用な圧縮機１００の劣化を診断する場合、振動検出装置１０は、第１振動センサ１２ａのみを有するようにしてもよい。一方、接線方向Ｔの振動検出値の方が有用な圧縮機１００の劣化を診断する場合、振動検出装置１０は、第２振動センサ１２ｂのみを有するようにしてもよい。また、振動検出装置１０は、１軸加速度センサである第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂの代わりに、接線方向Ｔおよび円心方向Ｃｏの振動加速度をそれぞれ検出する１つの２軸加速度センサを有するようにしてもよい。
【００６１】
上記の説明では、取付部１１に設けられた磁石の磁力によって、振動検出装置１０をシェル５０に取り付ける場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、取付部１１を溶接によりシェル５０に固定するようにしてもよい。また、取付部１１を、例えば接着剤によりシェル５０に取り付けるようにしてもよい。ただし、溶接によるシェル５０の円筒度の低下、および接着剤の耐久性などを考慮すると、取付部１１を磁石によってシェル５０に固定する構成がより好ましい。
【００６２】
図４および図５では、突起部１１ｂのｘｙ断面が直角三角形となっている場合を例示したが、これに限らず、突起部１１ｂのｘｙ断面は、鋭角三角形であってもよく、鈍角三角形であってもよい。また、図４および図５では、２つの突起部１１ｂが中央部１１ｅにおいて連続的に形成されている場合を例示したが、これに限らず、２つの突起部１１ｂの間には隙間が形成されていてもよい。
【００６３】
さらに、２つの突起部１１ｂは、それぞれ、ｚ軸方向に沿って並ぶ複数の突起部材によって構成されていてもよい。例えば、複数の突起部材は、それぞれ、三角柱状であってもよく、角錐状であってもよく、円錐状であってもよい。加えて、２つの突起部１１ｂは、それぞれ、三角柱状の突起部材、角錐状の突起部材、および円錐状の突起部材のうちの少なくとも２つが組み合わされて形成されていてもよい。このようにすれば、各突起部材の間に隙間が生じ、２つの突起部１１ｂをシェル５０に接触させた際、複数の突起部材が、それぞれ、シェル５０の外側壁に対して線接触もしくは点接触することとなる。すなわち、各突起部材の間にも、シェル５０の外側壁に接触しない部分が生じ、その部分からも圧縮機１００の表面に発生した結露が流れるため、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂへの結露の付着をより確実に防ぐことができる。
【００６４】
＜変形例１−１＞
図１４は、本発明の実施の形態１の変形例１−１に係る振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。図１４に示すように、センサ保持部１２は、基部１１ａにおける突起部１１ｂとは反対側の面の全体に接続されていてもよい。そして、センサ保持部１２は、ｘｙ平面に沿った断面が台形状に形成されていてもよい。
【００６５】
＜変形例１−２＞
図１５は、本発明の実施の形態１の変形例１−２に係る振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。図１５に示すように、振動検出装置１０は、決まった曲率のシェル５０を有する圧縮機１００の専用に製造されてもよい。すなわち、２つの突起部１１ｂの各々の先端部１１ｃが、特定のシェル５０の曲率と一致する接触面を有するようにし、各接触面がシェル５０に当接するようにしてもよい。このようにすれば、突起部１１ｂのシェル５０に対する固定力を強化することができるため、より安定的に振動検出装置１０をシェル５０に固定することができる。また、２つの突起部１１ｂは、それぞれの内壁１１ｄにより、中央部１１ｅに向かって湾曲する曲面を形成してもよい。
【００６６】
図１６は、図１の劣化診断装置の動作例を示すフローチャートである。図１６を参照して、劣化診断装置３０による圧縮機１００の劣化診断処理について説明する。ここでは、劣化診断装置３０が、第１振動センサ１２ａによる振動検出値と第２振動センサ１２ｂによる振動検出値の双方を用いて圧縮機１００の劣化診断を行う動作例について説明する。
【００６７】
まず、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂによる接線方向Ｔおよび円心方向Ｃｏの振動加速度の検出を開始する（ステップＳ１０１）。そして、安定判別部２２は、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂによって検出された振動加速度を取得し、取得した振動加速度をもとに、空気調和機２００の状態が安定したか否かを判別する（ステップＳ１０２）。
【００６８】
すなわち、特徴量演算部２３は、空気調和機２００の状態が安定するまで待機する（ステップＳ１０２／Ｎｏ）。そして、特徴量演算部２３は、安定判別部２２において空気調和機２００の状態が安定したと判別されたときに（ステップＳ１０２／Ｙｅｓ）、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂによって検出された振動加速度を取得する。そして、取得した振動加速度を用いて圧縮機１００の状態を示す特徴量を演算する（ステップＳ１０３）。
【００６９】
次いで、劣化判定部２４は、特徴量演算部２３において演算された特徴量をもとに、圧縮機１００の劣化判定を行う（ステップＳ１０４）。劣化判定部２４は、圧縮機１００に劣化が生じていなければ（ステップＳ１０４／Ｎｏ）、何ら処理を行わず、ステップＳ１０２へ戻る。一方、劣化判定部２４は、圧縮機１００に劣化が生じていると判定したとき（ステップＳ１０４／Ｙｅｓ）、劣化に関する情報を報知処理部２５および運転切替処理部２６に出力する。報知処理部２５は、劣化判定部２４から出力された劣化に関する情報を報知する。すなわち、報知処理部２５は、表示部４００への表示処理又は遠隔監視先への送信処理などを実行する。また、運転切替処理部２６は、劣化判定部２４から劣化に関する情報が出力されると、延命運転指令を制御装置３００へ送信する。これにより、運転切替処理部２６は、圧縮機１００の制御状態を延命運転制御に切り替える（ステップＳ１０５）。
【００７０】
以上のように、本実施の形態１における劣化診断装置３０は、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂのうちの少なくとも１つを備えたセンサ保持部１２が、シェル５０の圧縮機構部４０が位置する外側壁に配置される２つの突起部１１ｂと一体的に形成されている。そのため、圧縮機構部４０の回転運動などによる振動を振動センサによって精度よく検出することができるため、圧縮機１００の高精度な劣化診断を行うことができる。すなわち、劣化診断装置３０によれば、圧縮機構部４０の摺動部の非破壊異常診断の判定の高精度化を図ることができる。
【００７１】
また、突起部１１ｂは、先端部１１ｃに向かってｙ軸方向の幅が狭まり、かつ先端部１１ｃがシェル５０に接触するようになっている。すなわち、複数の突起部１１ｂの各々の先端部１１ｃは、シェル５０の外側壁に対し回転軸の軸方向に沿って接触するように形成されている。よって、曲面となっているシェル５０の表面に対し、２つの突起部１１ｂの各々の先端部１１ｃを線接触させることができる。したがって、取付部１１の長手方向が回転軸の軸方向に平行となるように、振動検出装置１０を容易に設置することができるため、振動センサによる振動検出方向を安定させることができる。また、あらゆる曲率のシェル５０を有する圧縮機１００に、２つの突起部１１ｂの各々の先端部１１ｃを、回転軸の軸方向に沿って接触させて固定することができる。さらに、突起部１１ｂとシェル５０との接触部分を小さくすることができるため、圧縮機１００の表面に発生した結露の振動センサへの侵入を防ぐことができる。
【００７２】
２つの突起部１１ｂの各々は、磁石が設けられ又は磁石によって形成されている。よって、シェル５０の円筒度を損なうことなく、振動検出装置１０を、長期間に亘って安定的に固定することができる。そして、振動検出装置１０は、シェル５０に対し簡単に着脱できるため、圧縮機１００の定期検査のときにだけ振動検出装置１０をシェル５０に固定するような状況において、利便性の向上を図ることができる。
【００７３】
診断処理装置２０は、圧縮機構部４０の可動部品の運動に基づく振動パターンに最適な特徴量を、圧縮機１００の劣化判定に用いることができるため、高精度に圧縮機１００の損傷などを検出することができる。さらに、診断処理装置２０は、特徴量と劣化閾値とを細かく調整することにより、圧縮機１００の軽微な故障の徴候までも精度よく検出することができる。
【００７４】
ところで、振動センサの振動検出方向と、圧縮機構部４０の可動部品の運転方向とが一致していない場合、検出処理が複雑になる。この点、本実施の形態１の第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂは、それぞれ、圧縮機構部４０の可動部品の運転方向と一致するように配置されるため、検出処理が複雑化を回避することができる。また、振動センサが特許文献１および２のように配置された場合は、圧縮機構部４０の可動部品が複雑な場合に、精度のよい振動検出値を得ることができない。この点、本実施の形態１の第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂは、それぞれ、シェル５０の圧縮機構部４０が位置する外側壁において、圧縮機構部４０の可動部品の運転方向と一致するように配置されるため、精度のよい振動検出値を得ることができる。すなわち、劣化診断装置３０によれば、圧縮機構部４０の可動部品が複雑な場合でも、圧縮機構部４０の摺動部の損傷などを精度よく診断することができる。
【００７５】
実施の形態２．
図１７は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機および振動検出装置を示す外観図である。図１８は、図１７の振動検出装置を拡大して示した斜視図である。図１７および図１８に基づき、本実施の形態２に係る振動検出装置の構成について説明する。前述した実施の形態１と同等又は対応する構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。
【００７６】
本実施の形態２における劣化診断装置３０は、振動検出装置１１０と診断処理装置２０とを有しており、実施の形態１と同様、図１に例示するような空気調和機２００の圧縮機１００に固定されて用いられる。振動検出装置１１０は、バンド状に形成されており、シェル５０に巻き付けて固定するように構成されている。より具体的に、取付部１１１の基部１１１ａは、シェル５０の外側壁を囲む円環状に形成されている。また、取付部１１１は、ボルト１３ａおよびナット１３ｂにより締結される２つの締結部１１ｆを有している。２つの締結部１１ｆは、それぞれ、ボルト１３ａが貫通する貫通穴（図示せず）を有している。
【００７７】
さらに、取付部１１１は、５つの突起部１１ｂを有している。取付部１１１のうちの１つは、ボルト１３ａおよびナット１３ｂによって締結された状態の２つの締結部１１ｆに対向して配置されている。２つの締結部１１ｆに隣接する位置には、それぞれ、突起部１１ｂが形成されている。取付部１１１のうちの２つは、互いに対向するように配置されている。そして、２つの締結部１１ｆに対向して配置された突起部１１ｂと、締結部１１ｆに隣接する位置に設けられた２つの突起部１１ｂと、互いに対向して配置された２つの突起部１１ｂとは、概ね等しい間隔で、基部１１１ａのセンサ保持部１２とは反対側の曲面に配設されている。もっとも、５つの突起部１１ｂのうちの少なくとも１つは、丸みを帯びた滑らかな形状であってもよい。
【００７８】
センサ保持部１２は、複数の突起部１１ｂのうちの１つと、円環状に形成された基部１１１ａの直径方向に並ぶように形成されている。図１８の例において、センサ保持部１２は、２つの締結部１１ｆに対向して配置された突起部１１ｂと、基部１１１ａの直径方向に並んでいる。振動検出装置１１０の他の構成は、前述した実施の形態１の振動検出装置１０と同様である。
【００７９】
ここで、振動検出装置１１０と診断処理装置２０とは、一体的に形成されていてもよい。すなわち、診断処理装置２０は、基部１１１ａに設けられていてもよく、センサ保持部１２に設けられていてもよい。また、基部１１１ａは、振動検出装置１１０および診断処理装置２０に電源を供給する電源部を有するようにするとよい。このようにすれば、劣化診断装置３０単体での動作が可能となる。そして、通信処理部２５ｂが無線通信機能を有する場合、診断処理装置２０は、特徴量又は劣化判定の結果などを外部の通信機器へ無線で送信することができる。
【００８０】
＜変形例２−１＞
図１９は、本発明の実施の形態２の変形例２−１に係る振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。図１９に示すように、振動検出装置１１０は、基部１１１ａのセンサ保持部１２とは反対側の曲面のうちの多くの部分に突起部１１ｂを有するようにしてもよい。このようにすれば、シェル５０への接触部分が増えるため、シェル５０への固定力を強化することができる。もっとも、複数の突起部１１ｂは、それぞれ、例えばｘｙ断面がかまぼこ状となるような丸みを帯びた形状であってもよい。また、取付部１１１は、丸みを帯びた形状の突起部１１ｂと、先端部が尖った形状の突起部１１ｂとを組み合わせて構成してもよい。
【００８１】
＜変形例２−２＞
図２０は、本発明の実施の形態２の変形例２−２に係る振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。図２０に示すように、振動検出装置１１０は、互いに対向するように配置された２つの突起部１１ｂを有し、２つの突起部１１ｂの各々の先端部と、基部１１１ａにおける２つの締結部１１ｆの周辺部分と、基部１１１ａにおけるセンサ保持部１２の周辺部分とが、シェル５０に接触するように構成されている。このようにしても、振動検出装置１１０は、シェル５０に安定的に固定される。
【００８２】
なお、図２０では、センサ保持部１２が２つの締結部１１ｆに対向する位置に配置されている構成を例示しているが、センサ保持部１２は、２つの突起部１１ｂのうちの１つと、基部１１１ａの直径方向に並ぶように形成されていてもよい。このようにすれば、圧縮機１００の表面で発生した結露が、シェル５０の突起部１１ｂとは接触していない部分から流れ落ちるため、センサ保持部１２への結露の付着をさらに抑制することができる。また、図２０では、丸みを帯びた２つの突起部１１ｂを例示したが、２つの突起部１１ｂのうちの少なくとも一方は、先端部が尖った形状であってもよい。
【００８３】
＜変形例２−３＞
図２１は、本発明の実施の形態２の変形例２−３に係る振動検出装置をｘｙ平面で切断した状態を示す概略断面図である。図２１に示すように、取付部１１１は、丸みを帯びた形状であり、２つの締結部１１ｆに対向して配置された１つの突起部１１ｂを有している。また、取付部１１１の２つの締結部１１ｆに隣接する位置には、それぞれ、先端部の尖った形状である突起部１１ｂが形成されている。なお、２つの締結部１１ｆに対向して配置された１つの突起部１１ｂは、先端部が尖った形状のものであってもよく、２つの締結部１１ｆに隣接する位置に形成された突起部１１ｂは、先端部が丸みを帯びた形状のものであってもよい。
【００８４】
図１８〜２１では、振動検出装置１１０が、締結部１１ｆとボルト１３ａおよびナット１３ｂとからなる固定手段により、シェル５０に固定される場合を例示したが、これに限らず、固定手段としては、他の汎用的なものを代用することができる。
【００８５】
以上のように、本実施の形態２における劣化診断装置３０は、第１振動センサ１２ａおよび第２振動センサ１２ｂのうちの少なくとも１つを備えたセンサ保持部１２が、シェル５０に固定される２つの突起部１１ｂと一体的に形成されている。そのため、圧縮機構部４０の回転運動などによる振動を振動センサによって精度よく検出することができるため、圧縮機１００の高精度な劣化診断を行うことができる。
【００８６】
また、基部１１１ａは、シェル５０の外側壁を囲む円環状に形成されているため、振動検出装置１１０をシェル５０に安定的に固定することができる。また、センサ保持部１２は、複数の突起部１１ｂのうちの１つと、基部１１１ａの直径方向に並ぶように形成されている。そのため、圧縮機構部４０から伝達される振動を、振動センサによって直接的に検出することができるため、精度のよい振動検出値を取得することができる。他の効果については、前述した実施の形態１と同様である。
【００８７】
上記各実施の形態は、劣化診断装置および空気調和機における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、診断処理装置２０の各機能のうちの一部又は全部は、制御装置３００に組み込まれていてもよい。また、空気調和機２００は、制御装置３００の代わりに、制御装置３００の各機能を分離させた２つの制御装置を有していてもよく、この場合、一方の制御装置を室外機２００Ａに設け、他方の制御装置を室内機２００Ｂに設けるようにしてもよい。
【００８８】
空気調和機２００は、制御装置３００に有線又は無線で接続された操作用のリモートコントローラを有していてもよく、表示部４００は、室内機２００Ｂではなくリモートコントローラに設けられていてもよい。減圧装置１０５は、電子膨張弁に限らず、例えばキャピラリーチューブなど、冷媒を減圧させる機能をもつものであればよい。また、減圧装置１０５は、室内機２００Ｂに設けられていてもよい。
【００８９】
上記各実施の形態では、空気調和機の圧縮機に振動検出装置１０及び１００を適用する場合を例示したが、これに限らず、振動検出装置１０及び１００は、冷凍機、冷凍ショーケース、冷蔵ショーケース、およびチラーなどの圧縮機に適用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１０、１１０  振動検出装置、１１、１１１  取付部、１１ａ、１１１ａ  基部、１１ｂ  突起部、１１ｃ  先端部、１１ｄ  内壁、１１ｅ  中央部、１１ｆ  締結部、１２  センサ保持部、１２ａ  第１振動センサ、１２ｂ  第２振動センサ、１２ｃ  保持部材、１３ａ  ボルト、１３ｂ  ナット、２０  診断処理装置、２１  記憶部、２２  安定判別部、２３  特徴量演算部、２４  劣化判定部、２５  報知処理部、２５ａ  表示処理部、２５ｂ  通信処理部、２６  運転切替処理部、３０  劣化診断装置、４０  圧縮機構部、４１  固定スクロール、４２  揺動スクロール、４３  シリンダ、４３ａ  圧縮室、４４  ローリングピストン、４５  ベーン、４６  ベーンスプリング、４６ａ  背圧室、４７  吸込口、４８  吐出口、５０  シェル、６０  足部、７０  回転軸、１００  圧縮機、１００ａ  吐出管、１０１  吸入マフラ、１０１ａ  吸入管、１０３  四方弁、１０４  熱源側熱交換器、１０５  減圧装置、１０６  利用側熱交換器、１１０  振動検出装置、１５０  冷媒配管、２００  空気調和機、２００Ａ  室外機、２００Ｂ  室内機、３００  制御装置、４００  表示部、Ｃｏ  円心方向、Ｔ  接線方向。
【図１】
0006762369.tif 000002
【図２】
0006762369.tif 000003
【図３】
0006762369.tif 000004
【図４】
0006762369.tif 000005
【図５】
0006762369.tif 000006
【図６】
0006762369.tif 000007
【図７】
0006762369.tif 000008
【図８】
0006762369.tif 000009
【図９】
0006762369.tif 000010
【図１０】
0006762369.tif 000011
【図１１】
0006762369.tif 000012
【図１２】
0006762369.tif 000013
【図１３】
0006762369.tif 000014
【図１４】
0006762369.tif 000015
【図１５】
0006762369.tif 000016
【図１６】
0006762369.tif 000017
【図１７】
0006762369.tif 000018
【図１８】
0006762369.tif 000019
【図１９】
0006762369.tif 000020
【図２０】
0006762369.tif 000021
【図２１】
0006762369.tif 000022