JPH0264275A - 可変容量式斜板型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は斜板型圧縮機に関し、さらに詳細には、例えば
自動車用空調装置における冷媒圧縮機として好適な斜板
型圧縮機に関するものである。そして本発明に関する斜
板型圧縮機は、ピストンの往復ストローク量が連続的に
変化するものである。

〔従来の技術〕

シリンダブロック内に斜仮を取付けた回転シャフトを配
設し、この斜仮に係合するピストンをシリンダブロック
内に設けたシリンダ室内に配し、前記斜板の回転により
前記ピストンをシリンダ室内で往復動させ、このシリン
ダ室内で流体を吸入圧縮して吐出する圧縮機はいわゆる
斜板型圧縮機としてよく知られている。そしてこのよう
な斜板型圧縮機は例えば自動車用空調装置の冷媒圧縮機
として広く用いられている。

自動車用空調装置の冷媒圧縮機としてこの斜板型圧縮機
を用いる場合は、通常１本のベルトでこの圧縮機のほか
にウォータポンプやオルタネータ等の補機類全てを駆動
することが多い。このためこの圧縮機が動力源と連結状
態にあるとき、摺動部の焼付き事故等によって回転不能
となった場合はそれが抵抗となって駆動形に負荷がかか
り、その結果動力源やそれに関連する機器類を損傷する
ことがあり、特に圧縮機の回転不能により前記ベルトが
切断されたときには、エンジンのオーバーヒート等が生
じ、車両事故を招来するという問題があった。

このような問題を解決するため、圧縮機が回転停止した
ことを検知して上記の事故を未然に防止するようにした
圧縮機の回転速度検出装置が特開昭５６−６４１８５号
公報に提案されている。

この回転速度検出装置は、ピストンの周側面に凹欠部よ
りなる被検出部を形成し、シリンダブロック側には、ピ
ストンの往復動によって前記凹欠部が移動するその周期
運動軌跡の一部に対面する位置に電磁センサを配設した
もので、前記凹欠部の往復運動に伴って前記電磁センサ
内のコイルに発生する電流を利用してパルスを発生させ
、圧縮機の異常停止時にはこのパルスの消滅するのを検
出して動力源と圧縮機との連結を解除するようにしたも
のである。

〔発明が解決しようとする課題］ 上記特開昭５６−６４１８５号公報に開示されている圧
縮機の回転速度検出装置は、被検出部を構成する凹欠部
がピストンのスカート部に形成されている。したがって
、この圧縮機を冷媒ガスの圧縮機として用いた場合には
ピストンスカート部とシリンダ内壁との間で形成する冷
媒ガスシール部の長さが減少し、そのため圧縮性能の低
下を招来するという問題がある。

またシリンダブロック側の電磁センサを取付ける位置も
、被検出部と対面する位置としなければならないため、
必然的にピストンスカート部に近接した位置となるが、
ピストンスカート部は雰囲気温度が高く、そのため電磁
センサの保全上にも問題がある。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、被圧縮流体のシ
ール部の長さを減少させることなく圧縮機の性能を保持
しまた電磁センサが高温の影響を受けず保全上の問題を
住じないようにしようとするものである。

また上記従来技術では、圧縮機の吐出容量が連続的に変
化するものではないため、検出装置は単に回転速度の検
出を行うのみであり、圧縮機吐出容量変化までは検知す
ることができないものであった。

それに対し本発明では圧縮機としてピストンの往復動ス
トローク量が変化するものであるので、被検出部および
検出器をこのピストンの往復動ストローク量変化に対応
できる最適位置に配設することで、ピストンの往復移動
の有無のみならず、ピストンの往復ストローク量を検知
できるようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、検出器保全上の問題は、被検出部をピ
ストンの中央部分に位置させるとともに検出器をシリン
ダブロックの斜板室部分に位置させることにより解決さ
れる。

また本発明によれば、ピストンの往復動ストロークの変
化に応じて検出器の出力信号が変化するような配置に、
被検出部および検知器を配設することにより、ピストン
ストローク量の変化が判別でき、それに伴い圧縮機の吐
出容量の判別も可能どなる。

〔作用〕

上記の構成よりなる本発明において、シャフト及び斜板
の回転によってピストンがシリンダ室内を往復運動して
被圧縮流体の圧縮作用が行われる。

この際ピストン周側面に形成された被検出部の往復動に
起因してシリンダブロック側の検出器との間に形成され
る磁束の密度が変化し、検出器にパルス信号が発生する
。したがって圧縮機が正常に運転しているときは、前記
パルスが周期的に発生するが、摺動部が焼付いたり部品
の破損等によって圧縮機が異常停止した場合には、前記
パルスはもはや発生しないので、これにより圧縮機の異
常を知ることができる。そしてこの検出結果に基づき、
適宜の方法により圧縮機のシャフトと動力源との連結を
解除する。

さらにシャフトに対する斜板の傾斜角が変化することに
伴って、ピストンの往復動ストローク量が変化した場合
には、その変化に伴う電磁パルスの変更を検出器が検知
することになる。そして検出器からピストンストローク
量に応じた信号を出力することにより、圧縮機の吐出容
量が判別される。この圧縮機吐出容量信号は、例えばエ
ンジンのアイドル回転数制御用に用いられ、圧縮機が大
容量である場合にはエンジンのアイドル回転数を上げ、
圧縮機の吐出容量が小さな状態ではエンジンのアイドル
回転数を低くするような制御ができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明に従った圧縮機の一実施例の縦断面図で
あって圧縮機の容量が増大された時の状態を示すもので
あり、第２図は第１図に示す圧縮機において容量が減少
された時の状態を示す縦断面図である。

第１図を参照して、シリンダブロック１０１内には複数
のシリンダ室１１０（第１図、第２図では１つしか示し
ていない）と斜板室７０とが形成されている。シリンダ
プロ・ンク１０１は斜板室７０内に帰還流体、例えば冷
媒を購入する吸入通路３００を備えている。冷媒は図示
されていない吸入側サービスバルブを通って吸入通路３
００に導かれ、吸入通路３００から周知の態様で斜板室
７０内に帰還される。

シリンダブロック１０１の両端、すなわち第１図の左側
と右側にはそれぞれサイドプレート１１２．１１３を介
して、フロントハウジング１０６及びリヤハウジング１
０３がボルト１０１ａによって装着されている。シリン
ダブロック１０１内には第１の軸受装置１０２が、リヤ
ハウジング１０３内には第２の軸受装置１０４が、それ
ぞれ配置されていて、シャツｌ−１００を回転自在に支
持している。シャフト１００の一端１０５はフロントハ
ウジング１０６に装架した軸封装置１０７を通ってフロ
ントハウジング１０６の外方に露出しており、この露出
端１０５が、図示していない電磁クラッチに連結されて
、この電磁クラッチを介して自動車走行用エンジンの回
転駆動力がシャフト１００に伝達されるようになってい
る。

シリンダ室１１０内には、シリンダ室１１０の内面と協
働してフロント側の第１作動室１７０とリヤ側の第２作
動室１７１とを画成するピストン１１１が往復動自在に
配設されている。これらのピストン１１１は、斜板室７
０内に配設された斜板１６０によってシリンダ室１１０
内を往復摺動させられる。斜板１６０はピン１６５を備
えた軸方向の突出部１６０ａを有している。突出部１６
０ａはシャフト１００に取り付けられた斜板連結部材１
００ａと噛合し、第１図に示した位置と第２図に示した
位置とにわたって移動可能である。

この移動時に、突出部１６０ａに植設されたピン１６５
が斜板連結部材１００ａに形成されたスリン）１６５ａ
内を摺動し、これにより、斜板１６０が第１図に示され
たように傾斜角の大きな位置と、第２図に示されたよう
に傾斜角の小さな位置とにわたって変位する。スリット
１６５ａ内のピン１６５の位置により斜板の傾きが変わ
るのであるが、傾きが変わると共に斜板中心（球面支持
部１’８３）の位置も変わる。すなわち、第１図中右側
の第２作動室１７１においては、斜板１６０の傾きが変
わってピストンｌｉｔのストロークが変化しても、ピス
トン１１１の作動室１７１の上死点は殆ど変わらずデッ
ドボリュームの増加が実質的に生じないようにスリット
１６５ａが設けられている。一方、図中左方向の第１作
動室１７０では斜板の傾きが変わると共にピストン１１
１の上死点は変化するため、デッドボリュームも変化す
る。

本例では上述したように斜板１６０の傾斜角が変動して
も、ピストン１１１の作動室１７１側の上死点位置が変
動しないような形状にスリン）１６５ａが形成されてい
る。従ってこのスリット１６５ａは厳密には曲線状とな
るが、実際の形成に当たってはほぼ直線の長溝で返信で
きることになる。さらに本例ではスリット１６５ａの形
成により連結部１００ａの形状が過大となることがない
ように、スリット１６５ａはシャフト１００の軸線上に
配設されている。突出部１６０ａと斜板連結部材１００
ａとの係合によって、斜板１６０はシャフト１００の軸
線まわりをこのシャフトと一体に回転するとともに、斜
板室７０内でシャフト１００の軸線方向に揺動連動させ
られる（斜板が第１図に示すような右上り傾斜と、その
反対の右下り傾斜との間にわたって揺動する）。

斜板１６０の外周縁部はピストン１１１に備えられた一
対のシュー１６９の間に摺動自在に挿入されていて、斜
板１６０がシャフト１００の軸線まわりに回転しながら
シャフトｌＯＯの軸線方向に揺動運動すると、この揺動
運動は一対のシュー１６９を介してピストン１１１に伝
達され、よって、ピストン１１１はシリンダ室１１０内
で往復運動させられ、フロント側第１作動室１７０及び
リヤ側第２作動室１７１の容積を交互に増減させる。

フロントハウジング１０６は吸入室１１４と吐出室１１
６とを画成し、吸入室１１４とシャフト１００とフロン
トハウジング１０６との間に軸封装置１０７が配設され
て冷媒と潤滑油の漏れを防いでいる。吸入室１１４はサ
イドプレート１１２に備えられた穴とシリンダブロック
１０１内の第１の通路１７３とを介して斜板室７０に連
通し、かつ、サイドプレート１１２に備えられた吸入孔
から成る第２の通路１１８を介して第１作動室１７０と
連通している。また、吐出室１１６はサイドプレート１
１２に備えられた吐出孔１１９を介して第１作動室１７
０と連通している。サイドプレート１１２の第１作動室
１７０側の面にはシート状の吸入弁１２０が配備され、
ピストン１１１が第１図で右方向に移動する時この吸入
弁１２０が開かれるようになっている。また、サイドプ
レー）１１２の吐出室１１６側の面にはシート状の吐出
弁１２１が配備され、ピストン１１１が第１図で左方向
に移動する時吐出弁１２１が開かれるようになっている
。吐出弁１２１はバルブカバー１２２によって覆われて
いる。

リヤハウジング１０３は吸入室１１５と吐出室１１７と
を画成し、この吸入室１１５はサイドプレー）１１３に
備えられた孔とシリンダブロック１０１内の通路１７３
ａとを介して斜板室７０に連通されている。また、吸入
室１１５はサイドプレート１１３の吸入孔１１８ａを介
してリヤ側作動室１７１と連通し、吐出室１１７はサイ
ドプレーｌ−１１３に備えられた吐出孔１１９ａを介し
て第２作動室１７１と連通している。サイドプレート１
１３には前述したと同様な吸入弁１２０ａ。

吐出弁１２１ａ及びパルプカバー１２２ａが装架されて
いる。

なお、リヤハウジング１０３には後述するような切換弁
２０１と制御室２００とが備えられている。

シャフト１００にはスライダー１８０が装架され、シャ
フト１００の軸線方向に摺動可能である。

スライダー１８０は球面支持部１８３を有しており、斜
板１６０の中心点位置を、斜板１６０がシャフト１００
の軸線まわりに回転自在にかつシャツ）１００の軸線方
向に傾動自在になるように保持している。シャフト１０
０はこのスライダー１８０に対して回転及び摺動自在で
ある。スライダー’１８０にはっは部１８４が形成され
ており、つば部１８４はスラストベアリング１８５を介
してスプール１９０の端部に連結されている。かくて、
スプール１９０の軸線方向の変位はスラストベアリング
１８５を介してスライダー１８０に伝達される。

スプール１９０はリヤハウジング１０３内に形成された
制御室２００と吸入室１１５を仕切るピストン部１９０
ａを備えている。制御室２００に供給される圧力は、切
換弁によって吸入圧と吐出圧との間で切り換えられる。

すなわち、切換弁２０１によって、制御室２００が吐出
室１１７に連通されて制御室２００内に吐出圧にある冷
媒が流入する状態と、制御室２００が吸入室１１５に連
通されて制御室２００内に吸入圧にある冷媒が流入する
状態とに、選択的に切り換えられるようになっている。

つぎに本実施例における回転数検出部について説明する
。

第３図を参照すると、ピストン１１１の周側面中央部の
ピストン回り止め部１３０に、被検出部を構成する磁性
体３５０が埋め込まれている。−方、シリンダブロック
１０１側には斜板室７０を形成する中央周壁部１３１に
検出器として電磁センサ３５１が配設される。これらの
磁性体３５０と電磁センサ３５１とは僅かの間隙を介し
て対面するように配設されている。電磁センサ３５１は
、中心に位置する磁石とこの磁石を取巻くコイルとから
なり、この磁石の先端面が前記のようにピストン側の磁
性体３５０と対面している。また前記コイルはリード線
３５２によって外部制御装置と接続されている。このよ
うに構成された回転数検出部は、ピストン側の磁性体３
５０の往復動により電磁センサの磁石との間に形成され
る磁束の密度が変化して電磁センサのコイルに電流が生
じるので、この電流の電圧を増幅して圧縮機の回転速度
に応じた周期で電圧パルスを発生するようにしている。

第４図を参照して前記電磁センサ３５１と磁性体３５０
との相対位置の関係を説明する。

′本実施例においては、リヤ側第２作動室１７１におけ
るピストン１１１の上死点を変えることなく斜板１６０
の傾斜角を小さくできるという特徴を有しているが、第
４図は、斜板１６０の傾斜角を小さくして圧縮機の吐出
容量が最小となるようにした、すなわちピストン１１１
のストロークが最小となるようにした場合における、ピ
ストン■１１が最も第１作動室１７０側に移動したとき
の位置を示すものである。このときのピストン１１１の
ストロークをδとしたとき、同図に示すように電磁セン
サ３５１の幅の１７２を磁性体３５０が通過するよう双
方を配置させる。このように電磁センサの幅の少なくと
も１／２を磁性体が通過するように配置すれば、通常の
圧縮機の回転数の範囲において、現在市場で入手できる
センサで磁束変化を十分検出できることを確認している
。

なお、圧縮機の容量が増すよう斜板１６０の傾斜を大き
くしてピストンストロークを増大させた場合は、斜板１
６０の傾斜の度合にかかわらず、第２作動室１７１にお
けるピストン１１１の上死点は変わらないので、電磁セ
ンサ３５１を磁性体３５０が通過する距離は当然に大き
くなり、磁束変化を十分検出できることはいうまでもな
い。

次に上記の構成からなる本実施例の作動について説明す
る。

圧縮機に最大吐出容量が要求される場合には、切換弁２
０１は制御室２００を吐出室１１７と連通させるように
切り換えられる。そうすると、スプール１９０のピスト
ン部１９０ａの右側に作用する圧力が左側に作用する圧
力よりも大となり、スプール１９０は左方向に押圧され
、それと共にスライダー１８０及び斜板１６０の中心点
位置も左方向に移動されて、スライダー１８０の左端が
斜板連結部材１００ａに当接する。このような状態が第
１図に示された状態である。かような斜板１６０の左方
向への移動によって、斜板１６０のピン１６５を備えた
突出部１６０ａは斜板連結部材１００ａに対して相対的
に左方向に変位し、ピン１６５は斜板連結部材１００ａ
の傾斜溝孔１６５ａ内をその左上方端に向って摺動して
第１図に示す位置に達する。このピン１６５の左方向へ
の移動にともなって斜板１６０はスライダー１８０の球
面支持部１８３の中心のまわりに回動して大きな傾斜角
をとることになる。

第１図の状態において、シャフト１００が回転させられ
ると、斜板１６０はシャフト１００と一体的に回転しな
がら、シャフトｌＯＯの軸線方向に揺動運動を行なう。

この揺動運動は一対のシュー１６９を介して各ピストン
１１１に伝達され、ビス１〜７１１１はシリンダ室１１
０内を左右に往復運動し、第１作動室１７０．第２作動
室１７１内に冷媒を吸入する行程と次にそれを圧縮する
行程とを交互に行い、圧縮された冷媒は吐出室１１６及
び１１７に排出する。

ここで、圧縮機の吐出容量を小さくすることが要請され
た場合には、切換弁２０１の切り換えにより制御室２０
０を吸入室１１５と連通させ、スプール１９０のピスト
ン１９０ａの両側における圧力差を小さくする。この状
態でシャフトｌＯＯが回転され、斜板１６０によってピ
ストン１１１が右方向に移動される時、斜板１６０には
、ピストン１１１が受ける圧力（左方向）の結果として
、斜板１６００傾斜角を小さくしようとする力が加わる
。すなわち、斜板１６０には、第１図において斜板１６
０を反時計方向に回動させようとする力がピストン１１
１により加えられる。斜板１６０に加わるこの力は、ピ
ン１６５と傾斜溝孔１６５ａとが摺動可能に係合されて
いることによって規制されて、斜板１６０の中心点位置
をシャフト１００の軸線方向右方へ向けて押圧する力成
分を生成し、二〇力成分は、スライダー１８０を介して
スプール１９０に伝達される。前述したように、スプー
ル１９０のピストン部１９０ａの両側には圧力差が小さ
いので、ピストン部１９０ａは、第２図に示した通り右
方向に移動される。

すなわち、制御弁が制御圧室２００に吸入圧を導入する
状態では、球面支持部１８３およびスプール１９０が図
中右方向に変位する。その結果、斜板１８０はその傾斜
角を小さくする。ただ、斜板１６０はシャフト１００の
スリット１６５ａにピン１６５によって規制されている
ため、斜板１６０は傾きを減少すると共に、斜板１６０
の中心にある球面支持部１８３に対し図中右方向に力を
与え、球面支持部１８３を右方向へ移動させる。

球面支持部１８３を介して働く図中右方向の力はスラス
ト軸受１８５を介してスプール１９０に伝えられ、スプ
ール１９０は制御圧室２００の底部に当たるまで移動す
る。この状態が第２図の状態で圧縮機の吐出容量が最小
となる状態である。

そして、図示されない吸入ポート（冷凍サイクールの蒸
発器につながる）より吸入される冷媒ガスは、中央部の
斜板室７０へ入り、次いで吸入通路１７３．１７３ａを
通り、フロント・リア側の吸入室１１４，１１５へ入る
。その後、ピストン１１１の吸入行程において、吸入弁
１２０，１２０ａを介して吸入口１１９，１１９ａより
作動室１７０．１７１内へ吸入される。吸入された冷媒
ガスは圧縮行程で圧縮され、所定圧まで圧縮されれば吐
出口１１８．１１８ａより吐出弁１２１，１２１ａを押
し開いて吐出室１１６，１１７へ吐出される。高圧の冷
媒ガスは吐出通路を通り、吐出ボートより冷凍サイクル
の図示しない凝縮器に吐出される。

この際、フロント側の第１作動室１７０はデッドボリュ
ームが大きいため、リア側の第２作動室１７１よりも圧
縮比が小さく、第１作動室１７０内の冷媒ガスの圧力は
吐出空間内圧力（リア側第２作動室１７１の吐出圧力が
導かれている）よりも低くなる。従って、フロント側第
１作動室１７０での冷媒ガスの吸入、吐出作用は行われ
ない。

第５図中実線ａは本発明による可変容量式斜板型圧縮機
のピストンストロークと圧縮機容量との関係を表す図で
ある。本例による容量制御方式は斜板１６０の傾きを変
えることにより、ピストン１１１のストロークを変える
と共に斜板１６０の中心位置をも変えるため、リア側第
２作動室１７１ではピストンストロークの減少によるデ
ッドボリュームの増加は殆どない。そのため、−点鎖線
すに示すように、ピストンストロークに応じて吐出容量
は漸減する。逆にフロント側第１作動室１７゛０ではピ
ストンストロークの減少につれてデッドボリュームが増
大するものであり、プントポリニームの増加により圧縮
比が低下し、吐出容量は第５図中実線Ｃで示すように急
激に減少する。そして、第１作動室１７０での最高圧力
（吐出圧力）が第２作動室１７１での吐出圧力よりも低
くなった時点（第５図中ｄ点）でフロント側第１作動室
１７０の吸入、吐出作用が行われなくなり、リア側第２
作動室１７１だけで冷媒ガスの吸入、圧縮。

吐出作用が行われる。

なお、このピストンストロークはスプール１９０の移動
量に殆ど比例するものであり、第２図中スプール１９０
が図中右方向へ行ききった状態を０、図中左方向へ行き
きった状態を尼とすれば第５図のようにスプールの移動
量と圧縮機容量の関係を見ることができる（ＬｏＣｆｆ
ｉ）。

さて、第５図中実線部ａが本発明による圧縮機の容量変
化特性であるが、スプール１９０の移動量２〜ｅ区間に
おいては、容量は実線ａの如く変化し、図中細線ｆのよ
うにスプール移動量に対し、圧縮機容量がリニアに変化
するものに対し勾配が急なため制御性が劣るが、スプー
ル変位ａｅ〜０区間においては容量は図中実線ａ２のご
とく変化し、勾配は細線ｆよりも緩やかとなり、特に低
容量時での制御性に優れるものである。

次に、本実施例における検出器の作用について説明する
。

ピストン１１１の往復動に伴い、このピストンｌｉｔ側
に設けた被検出部３５０も往復動しシリンダブロンク側
の電磁センサ３５１の部分を通過する。この被検出部、
すなわち磁性体３５０の周期運動軌跡上の往復運動によ
り、電磁センサ３５１の中心部の磁石と磁性体３５０と
の間に形成される磁束の密度が、前記の磁性体３５０が
磁石と対面したとき変化するため、磁石を取巻く電磁セ
ンサのコイル中に電流が発生する。この電流の電圧を増
幅器で増幅した後、圧縮機ひいてはシャフトの回転速度
に応じた周期で電圧パルスが発生する。このパルスは圧
縮機の正常運転時には周期的に発生するが、圧縮機の摺
動部が焼付いたりあるいは部品の破損等によって圧ｗＩ
機が異常停止した場合には前記パルスはもはや発生しな
いため、このパルスの消滅を検知することにより圧縮機
の異常を知ることができる。そしてこのような場合には
電磁センサ３５１から駆動入力断の信号を出し、動力源
と圧縮機のシャフト１００とを連結する電磁クラッチを
解放状態として圧縮機への駆動入力を断ち、駆動系やこ
れと関連する補機類の保護を図ることができる。

このような圧縮機の回転数検出機構において、ピストン
側に設ける被検出部、すなわち磁性体３５０は特にピス
トン１１１０回り止め部１３０、すなわちピストン周側
壁の中央部分に埋め込まれ、またこの磁性体３５０に対
応する電磁センサ３５１はシリンダブロック１０１の斜
板室７０を形成する部分である中央周壁部１３１に配設
されているため、被圧縮流体のシールを行うべきピスト
ンスカート部は磁性体３５０の設置と無関係であり、そ
のシール長さを所期のとおりに保持することができ、圧
縮機の性能低下を回避することができる。

また電磁センサ３５１は雰囲気温度が高いピストンスカ
ート部とは離れた位置すなわち、斜板室゛７０にあるた
め、この高温にさらされることなく保全上の問題がなく
なる。

また磁性体３５０は、ピストン外周壁とシリンダブロッ
クとの間の間隙がもともと小さい、ピストン回り止め部
１３０に設けられるので２．電磁センサ３５１先端とこ
の磁性体３５０との空隙を小さく設定することができ、
そのため微量の磁束変化も検出でき、ピストンの往復運
動が低速の場合でも圧縮機の回転数の変化を検知するこ
とができる。

なお、上述の実施例では、検出器３５１は、主にピスト
ンの往復移動の有無およびそれに伴うシャフト１００の
回転数検出用として用いられていたが、本発明において
、この検出器３５１の用途は他にも存在する。

すなわち、上述の実施例において説明した通り、本発明
に係わる圧ｗｉ機では、ピストンの往復動ストローク量
が斜板１６０の傾斜角変動とともに変化する。しかもピ
ストン１１１は第２作動室１７１側への変位がほとんど
変化しないようになっているので、シリンダブロック１
１０内におけるピストン１１１の変位は、圧縮機の吐出
容量が小さくなるにつれて第２作動室１７１側での往復
移動に変わっていくことになる。このようなピストンの
往復移動位置の変更を検出器３５１を用いることによっ
て検出するようにしてもよい。

以下この実施例につきさらに詳細に説明する。

この例では、被検出部３５０が検知器３５１を通過した
状態（第６図Ａ図示）からピストン１１１が第１作動室
１７０側へ最大変位した状態（第６図Ｂ図示）を経てふ
たたび被検出部材３５０が検出器３５１に当接する状Ｂ
（第６図Ａ図示）に至る移動周期角度θ１がピストン１
１１の一往復ストロークに相当する周期角度２πにしめ
る割合によって、ピストン１１１のストローク量を検出
しようとするものである。

第７図は検出器３５１からの出力電圧とピストン１１１
の位相との関係を示すものである。この第７図における
Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ第６図図示状態に相当する。図よ
り明らかなように、被検出部材３５０が検出器３５１を
通過した直後に出力信号は増大する。この出力信号の増
大間隔よりピストン位置往復ストロークに相当する周期
２πが時間Ｔ０として表れ、またピストン１１１が第２
作動室１７１における下死点側まで変位して戻ってくる
までの周期に相当する角度θ１が時間Ｔ１として判別で
きる。このように時間Ｔ。および時間Ｔ１が検出２Ｓ３
５１からの信号によって測定でき、この時間値によりピ
ストン１１１０ストローク量が判別できることになる。

以下このストローク判別につきさらに第８図を用いて説
明する。第８図における円ｏ、ｐ、ｑ。

「はそれぞれ被検出部材３５０の移動周期を示すもので
ある。円０はピストン１１１の往復移動量が最小となっ
た状態であり、円ｒはピストン１１１の移動量が最大と
なった状態である。ピストン１１１はシリンダブロック
１１０内で往復移動するため、被検出部材３５０もこの
円軌道を往復移動に変換した周期でシリンダブロック１
１０内を直線運動することになる。この第８図の円ｏ、
ｐ。

ｑ、ｒより明らかなように、ピストン１１１往復ストロ
ークの中心位置Ｘはストローク量増大に応して第１作動
室１７０側に変位することになる。

そして第８図の円０で示すように、この中心位置Ｘが検
出器３５１配設位置より第２作動室１７１側にあるとき
には、角度θ１は１８０度より小さく、円ｐで示すよう
に中心位置Ｘと検出器３５１配置とが同軸上にある場合
には、角度θ１は１８０度となる。また円ｑおよび円ｒ
で示すように中心位置Ｘが検出器配設位置より第１作動
室１７０側にあるときには、角度θ１は１８０度以上と
なる。そしてこの中心位置Ｘが第１作動室１７０側へ変
位するにつれ角度θ１の大きさは大きくなる。

このように角度θ１と２πとの比を測定することにより
、ピストンＩｌｌの往復ストロークがわかり、ひいては
圧縮機の吐出容量が判別できることになる。第９図はこ
の圧縮機吐出容量演算用の回路５００を備えた例である
。なお、この回路５００の内部構成については後述する
。

ここで圧縮機の吐出容量とピストンストローク量との関
係は上述したような第５図図示関係がある。すなわち、
スプール変化量の小さい状態では圧縮機容量の変化程度
が小さく、スプール変位量が大きくなった状態では圧縮
機容量変化割合が大きくなる。このピストンストローク
変位量と圧縮機容量変化割合との関係（第５図）および
前述したθ、／２πがピストンストロークにほぼ対応す
るという関係に基づき、横軸に圧縮機吐出容量、縦軸に
検出器からの信号（θ、／２π）を表したのが第１０図
である。演算回路５００は後述するルーチンを行うこと
により、第５図図示関係から圧縮機吐出容量を演算する
ことができる。

次に演算回路５００の制御フローを第１１図に示す。演
算回路５００では検出器３５１からの出力を入力しくス
テップ５０１）、この検出器３５１の出力を矩形波に整
形する（ステップ５０２）。

これを２πとθ、との関係に対比できるようｌ／２分周
処理する（ステップ５０３）。１／２分周処理した状態
では２πとθ１との比はＴｏとＴ、の比として表れるの
で、これを平滑処理しくステップ５０４）、連続的に変
化する電圧値に変換する。

この電圧値を検出することによってピストン１１１の往
復ストローク量が判別でき、それより第１Ｏ図図示関係
を用いて圧縮機の吐出容量が計算できる。なお、第１１
図図示フローチャートではステップ５０４の後にさらに
仕切り値と比較するステップ（ステップ５０５）を設け
ている。これにより圧縮機吐出容量をリニアに検出する
のではなく、所定値以上の大容量であるかそれ以下であ
るかの２段階に識別することができる。そして所定値以
上の大容量であると判断したときはその旨の信号を出力
する（ステップ５０６）。

この出力信号に基づき、例えば圧縮機の吐出容量が７０
％以上である状態ではエンジンのアイドリング回転数を
高め、圧縮機の吐出容量が７０％以下の状態ではエンジ
ンのアイドリング回転数の上昇を抑えるというような制
御ができる。

第１２図はそれぞれ第１１図図示フローの各ステップに
おける出力信号を示すものである。すなわち、ステップ
５０１後の出力信号は検出器３５１の出力信号であり、
ａで示すような鋸歯状の信号となる。ステップ５０２で
波形整形された信号はｂで示すような矩形信号となる。

またステップ５０３で１／２分周処理された信号はＣで
示すようにＴｏとＴ１に対応する矩形波となる。さらに
ステップ５０４にて平滑処理された出力信号はｄで示す
ように連続的に変化する電圧となる。

第１３図は第１１図図示フロー制御を行う電気回路の１
例を示したものである。検出器３５１より出力された信
号ａは抵抗５２０にて微小ノイズが除去され、次いで波
形整形器５２１にて矩形波に整形される。波形整形器５
２１を通過した出力信号すは次いで１／２分周器５２２
にて分周処理される。このｌ／２分周器５２２より出力
した信号Ｃは次いで平滑回路５２３にて連続的な出力電
圧に変換される。平滑回路５０４からの出力信号ｄは次
いで比較回路５２４にて仕切り値と比較される。なお、
回路５２５は電源回路であり、パンプリ電圧■８の出力
を４ボルト程度の安定した出力電圧Ｖ、に変換して上記
電気回路に出力するものである。

第１６図はステップ５０５における判定値を示すもので
ある。すなわち、圧縮機吐出容量５０％に相当する状態
における電圧をＶ、と規定しておき、この基準電圧■、
とステップ５０４により平滑された出力電圧との大小を
判別することになる。

この判別結果が第１７図に示すように、容量が小さい状
態ではｌの信号として出力し、容量が大きい時には０の
信号として出力する。

このように、本例の検出器を使えば圧縮機の回転の有無
のみならず、吐出容量まで検出できることになる。しか
しながら、第１０図より明らかなように容量が大となっ
ている領域（第１０図中２の領域）では容量の変化に対
するθ、／２πの変化割合が小さくなっている。そのた
め、θ１／２πの検出精度を高くしておかないと圧縮機
吐出容量・は正確には判別し得ない状態が存在する。換
言すれば、通常の検出器３５１を用いて圧１？ｍの吐出
容量を正確に検出するために、圧縮機吐出容量の変化す
なわちピストン往復動ストロークの変化に伴い、角・度
θ１が大きく変化するような位置に検出器３５１を配置
する必要がある。

第１４図および第１５図は検出器３５１の配置位置と、
θ、／２πの変化割合との関係を示す。

第１０図中２およびＺは被検出部材３５０がピストンス
トロークが最小となった状態で最も第１作動室１７０側
に変位した状態および第２作動室１７１側に変位した状
態を示す。換言すればＹ、　　Ｚ間の間隔が圧縮機が最
小容量の状態におけるピストンストローク量を示す。ま
た−点鎖線Ｘはこの最小容量時におけるス（−ローフの
中心を示す。

点鎖線Ｕは検出器３５１を中心点位置Ｘ上に配置した状
態を示し、−点鎖線ｔは検出器３５１を中心位置より所
定距離δ第１作動室１７０側に変位させた状態を示す。

さらに実線Ｓは被検出器３５１を最も第１作動室側に変
位させた状態（この点を臨界点と呼ぶ）を示す。この臨
界点は検出器３５１の中心が被検出部材である磁石３５
０の端部に対応する位置である。そしてδを大きくすれ
ばするほど角度θ１が小さくなることは第６図図示関係
より明らかである。したがって第１５図に示すように最
小容量時のθ１／２πの値は実線Ｓのほうが小さくなっ
ている。−力変位量δとピストンストローク量の比は圧
縮機の容量が太き（なり、ピストンストローク量がそれ
につれて大きくなるにしたがい、小さくなる。したがっ
て、圧縮機の最大容量時はδを大きくしても、θ１／２
πの比はさぼと変更しないことになる。このことより、
第１５図に示すようにδを大きくすればするにしたがい
圧縮機吐出容量とθ、／２πとの関係を表す線の傾斜が
大きくなることとなる。

以上の説明より明らかなように、検出器３５１の配置位
置を最小ストローク時のストローク中心Ｘより大きな変
位量δとすればするほど圧縮機の吐出容量が大きくなっ
ていた状態における吐出容量変化と角度θ１との変化割
合とが大きくなることになる。従って、検出器３５１の
検出制度を高めるためには、検出器３５１の配置位置を
最小ストローク時の臨界点位置に配置すればよいことが
わかる。

ここで、θ、／２πと圧縮機容量の関係を示す線の傾斜
角度を大きくするのみであれば、検出器３５１の検知位
置を臨界点を超えてさらに第１作動室１７０側に変位さ
せればよい。この状態を第１８図に示す。このように変
位量δを最小容量時のストローク幅より第１作動室側に
移せば、最小容量時には角度θ１の検出はできないこと
になる。

しかし、大容量時におけるピストンストローク間の増大
割合に応じて角度θ、の変化が大きくなることがわかる
。この第１０図中２位置に配置された検出器３５１の出
力信号を示したのが第１９図である。上述のようにこの
状態では、最小容量時での信号は出力できないが、圧縮
機吐出容量が大きくなった状態での検出精度は大幅に向
上する。

したがって、圧縮機吐出容量が最小の状態から最大の状
態まで検出精度よくその吐出容量を検出できるようにす
るために、第１５図で実線Ｓで示す出力信号を出力する
検出器３５１と、第１９図に示すような出力信号を出力
する検出器３５１との２つを用いればよいこととなる。

第２０図がその２つの出力信号を表す。低容量時の出力
は一点鎖線Ａにより判別し、大容量時の信号は実線Ｂに
より判別することになる。

なお、第２０図中Ｖ、、Ｖ、は容量の大、中、小を判別
する仕切り値を示す。これは前述の第１１図におけるス
テップ５０５に対応する。この判別結果を第２１図に示
す。検出器Ａからの信号は出力電圧が基準値■１より大
きい時に０、小さい時に１の信号となる。−力検出器Ｂ
からの信号は出力電圧が基準値■２より大きい時０．小
さい時１の信号となる。この２つの信号の重ね合わせに
より容量が大、中、小の３段階に識別可能となる。

第２２図は第２０図のような出力信号を出力する検知器
３５１の配置状態を示す。すなわち、−方の検知器３５
１ａはピストンストローク最小時におけるストローク中
心位置Ｘより微小量δａのみ変位する。本例ではたとえ
ば１〜２ｍｍ程度の変位量とする。他方の検出器３５１
ｂは、中心位置Ｘより臨界点を超えてさらに第１作動室
側となるような変位量δｂとする。本例では、この変位
量δｂは例えば１７ｍｍ程度となっている。

上述したように第２２図図示例では変位量δａとδｂと
の差を検出器３５１ａおよび３５１ｂの幅以上としたた
め、同一のピストン１１１に対し２つの検出器３５１ａ
、３５１ｂを並列配置することができるようになってい
る。しかし、ピストン１１１の大きさや検出器３５１ａ
、３５１ｂの大きさによっては、同一のピストン１１１
につき２つの検出器を並列配置するのが困難な場合があ
る。そのような場合は第２３図に示すように、被検出部
材３５０を２つのピストン１１１にそれぞれ配設し、検
出器３５１ａおよび３５１ｂを違うピストン１１１に対
応させで配設するようにする。

第２４図は単一の検出器３５１を用いて第２０図図示の
ごとく２種類の出力信号を検出できるようにする例を示
す。この例では被検出部材として磁石を２つ設ける。一
方の磁石３５０ａは検出器３５１に対面する極性がＮと
なるよう配置される。

他方の磁石３５０ｂは検出器３５１に対面する部位がＳ
となるように配設される。この２つの磁石３５０ａおよ
び３５０ｂの配置位置関係は第２２図における２つの検
出器３５１ａおよび３５１ｂの配置関係と同様となって
いる。この場合、検出器３５０の出力信号は、各磁石３
５０ａ、３５０ｂがそれぞれ単独で取り付けられている
場合の出力の和となる。第２５図はこの２つの磁石に起
因する出力信号の波形を示す。この出力信号は、第２６
図に示すように一方の磁石３５０ｂのみを用いた場合の
出力信号、および第２７図に示すように他方の磁石３５
０ａのみを用いた場合の出力信号の和となる。したがっ
てそれぞれに対応する信号を取り出してＴ　ｓ　１／　
Ｔ　ｓｏおよびＴｓ、／Ｔ、、、を検出すれば、θ、／
２πが測定可能となる。

ここで検出器の出力電圧は ｔ ただし、■・・・出力電圧 ｎ・・・巻線数 φ・・・磁束 Ｌ・・・時間 で表されるため、検出器３５１の出力信号を時間積分す
れば、磁束φが検出できることになる。第２８図はこの
状態を示す。なお、第２５図乃至第２８図において、Ｂ
はピストンが最も第１作動室側に変位した状態、Ｃはピ
ストンが最も第２作動室１７１側に変位した状態を示す
。また第２８図においてｊは磁石３５０ａが検出器３５
１を通過した状態を示し、ｋは磁石３５０ｂが検出器３
５工を通過した状態を示す。

第２９図は第２４図のように配置した２つの磁石に対応
するストローク量の変化を図式的に示したものである。

実線りは磁石３５０ｂの移動周期を示すものである。前
述の第８図図示説明と同様、実際の磁石３５０ｂはピス
トン１１１とともにシリンダ内を往復移動するため、こ
の円りで示される周期で往復直線移動を行うことになる
。また−点鎖線ｉは磁石３５０ａの移動周期を示すもの
である。また円り、ｉはそれぞれストローク量を示すた
め、圧縮機の吐出容量か大きくなれば円の径も大きくな
る。そしてその円の径の増大に伴い角度θ１・θ、１が
それぞれ変化することになる。第３０図はθ１をθ、と
θ５．とに分けて表示したグラフである。このグラフは
前述の第２０図図示傾向と同一となる。したがって、第
３０図に示すように１つの検出器３５１で圧縮機吐出容
量の良好な判別が可能となる。

このように、本例の圧縮機によれば、検出器３５１から
の出力信号に基づき圧縮機の吐出容量を正確に判断でき
ることになる。しかしながら検出器３５１からの出力信
号にはノイズが含まれる恐れがある。通常の微小ノイズ
であれば抵抗５２０によって除去可能であるが、特にイ
グニッション等によって発生する大きなノイズが生した
場合、検出器３５１の出力信号にそのノイズが表れてし
まう恐れがある。第３１図はノイズＦが含まれた状態を
示す。ここで、第１１図の制御フローによれば、ステッ
プ５０２にて波形整形をした場合ノイズＦが波形として
表れてしまうことになる。これは波形の反転として表れ
、それ以降の出力信号が反転した状態で処理されること
になる。このように信号が反転してしまえば、圧縮機の
吐出容量は判別不能となってしまう。

第３２図はノイズＦの影響を取り除くようにした制御フ
ローを示す。この制御フローによれば、ステップ５０３
の後に１／２分周のタイミングの反転を判別する制御を
行う。ステップ５０７にて１／２分周後各回転ごとに電
圧を積分する。もし反転が起きておれば、本来積分結果
が減少すべき位置においても積分値が増大してしまうこ
とになる。そこでステップ５０８にて積分値が基準値■
。

より大きいか否かを判別することで反転の有無を知るこ
とができる。積分値が■、より大きくなっていない状態
では正常であり、そのままステップ５０４に戻る。しか
し積分値が基準値Ｖ、より大きくなっている状態は、反
転をしていることであるのでステップ５０９にてパルス
信号を付加する。

このパルスをステップ５１０にて波形整形後の出力すに
重ね合わせることによって、ノイズの影響を打ち消すこ
とができる。

第３３図は第３２図図示制御を実際に行う電気回路の一
例を示す。積分回路５２６にて１／２分周器５２２後の
出力信号を積分する。そして比較回路５２７にて基準電
圧Ｖ、との比較を行い、基準電圧７５以上の場合パルス
発生器５２８へ出力信号を出す。このパルス発生器５２
８にて出力されたパルスは回路５２９にて波形整形回路
５２１からの出力信号ｄに重ね合わされる。すなわちパ
ルス発生器５２Ｂからの信号がない状態では、波形整形
回路５０２からの出力信号“Ｏ”もしくは“１′がその
まま１／２分周器５２２に出力されるがパルス発生器５
２８から出力信号があった場合には、波形整形回路５２
１からの出力信号“０゛もしくは°°１”が反転して１
／２分周器５２２へ出力されることになる。

なお、上述の実施例で圧縮機の吐出容量を平滑回路５２
３後の出力電圧の連続的な変化でとらえたが、検出器３
５１からの信号を用いて他の方法で圧縮機吐出容量を検
出するようにしてもよい。

たとえば、磁石３５０が検出器を通過する際に生ずるパ
ルス信号の数を数えることによって、圧縮機の吐出容量
を計算することも可能である。

第３４図はパルス信号により容量を検出するシステムに
おけるブロック図である。ピストン１１１の周側面中央
部のピストン回り止め部１３０に被検出器を形成する磁
石３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅが埋め込まれている。

このうち最も第２作動室１７１側の磁石３５０Ｃは検出
器３５１に対向する面がＳ掻となるように配置されてお
り、他の２つの磁石３５０ｄおよび３５０ｅは検出器３
５１に対向する面がＮＪｉとなるように配設されている
。なお、第３４図で３５５は磁性体性シャフトであり、
また３５６はこのシャフト３５５に巻回されたコイルで
ある。

ここで、まず３つの磁石３５０ｃ、３５０ｄ。

３５０ｅの配設位置について第３５図および第３６図を
用いて説明する。第３６図において偏心量δｌは最小容
量のピストンストロークの中心位置Ｘから、第１の判定
容量時における下死点位置までの距離に相当する。また
偏心量δ２は第１の判定量における下死点位置から第２
の偏心量における下死点位置までの距離に相当する。そ
してこの偏心量δ１に相当する距離離れて第２の磁石３
５０ｄと第３の磁石３５０ｅとが配設されている。

また偏心量δ２に相当する距離離れて第１の磁石３５０
ｃと第２の磁石３５０ｄとが配設されている。そして、
検出器３５１は第２の磁石３５０ｄの最小ストローク時
におけるストローク中心位置Ｘに取付けることとする。

ここで第１の判定容量として、例えば圧縮機の吐出容量
が約４０％となった状態をとり、また第２の判定容量と
して圧縮機の吐出容量が約８０％となった状態をとる。

第３７図より明らかなように、圧縮機吐出容量が４０％
の状態（第１の判定容量）と、圧縮機の吐出容量が８０
％の状Ｍ（第２の判定容量）とではピストンストローク
の差はさほど大きくない。したがって実際の圧縮機に組
み込んだ場合、偏心距離δ１は約１５ｍｍ程度とれるが
、偏心距離δ２は約４躯程度となってしまう。

一方磁石３５０ｃ、３５０ｄは所定の出力を確保するた
め直径４ｍｍ程度の大きさが必要とされる。

そのため、第１の磁石３５０ｃと第２の磁石３５０ｄと
の間隔がきわめて近く、磁石の極性が問題となる。

ここで磁石３５０Ｃと３５０ｄとの間隔が十分あれば、
第３８図に示すように、共に同一の特性にしてあっても
１回転につき４個のパルスを発生することができる。し
かしながら磁石３５０ｃと磁石３５０ｄとの間隔をつめ
た場合その極性が同一であれば、第３９図に示すように
２つの磁石が重なりあい、１回転当り２パルスしか発生
できないことになる。一方策４０図に示すように磁石３
５０ｃと磁石３５０ｄとの極性を逆にしておけば、１回
転当り４パルス発生させることができ、さらに４１図に
示すようにこの場合磁石３５０ｃと３５０ｄとの間隔を
狭くしても１回転当り３パルス発生させることができる
。

上記検討に基づき、本例では相互に隣接して配設される
第１の磁石３５０ｃと第２の磁石３５０ｄ゛とはその極
性が逆になるように配設されている。

またその間に十分な距離が確保できる第２の（〃石３５
０ｄと第３の磁石３５０ｅとは共に同じ極性となるよう
に配設されている。

このように本例では磁石３５０ｃ、３５０ｄおよび３５
０ｅを配置したため、出力電圧波形は第４２図に示すよ
うなものとなる。この第４２図はピストンのストローク
量変化とそれに伴う容量の変化および出力電圧波形の変
化を示したものである。第４２図の（１）はピストンＩ
ｌｌの往復運動を円運動として表した図で、ピストン１
１１の１往復を１周で表している。この第４２図（１）
のうちＯａは最小容量時の第１作動室測量大変位位置を
示す、Ｏｂは第１の判定容量時の第１作動室測量大変位
位置を示す。またＯｃは第２の判定容量時の第１作動室
測量大変位位置を示し、Ｏｄは最大容量時の第１の作動
室側最大変位位置を示す。最小容量時には第４２図の（
１１）、　　（１１Ｉ）の（ａ）で示すように第３の磁
石３５０ｅのみ通過することになる。従って１回転当り
磁石３５０ｅが検出器３５１を２度通過することになり
、２パルス発生する。

この点につき以下にさらに詳細説明する。検出器３５１
はピストンＩｌｌが上死点から下死点に移動した時、磁
束密度分布上の左側からａ点まで約１山の磁束密度変化
を受けることになる。そしてａ点ではピストン速度が０
となる。したがってパルス上信号は正側に１つ、負側に
１つのピークを有し、ａ点で０となる波形となる。その
後ピストン１１１がａ点から第１作動室側へ移動すると
パルス信号は前述と同様に負側に１つ、正側に１つのピ
ークを発生する波形となる。すなわち、第４２Ａに示す
ような形状となり、圧縮機１回転においてパルス信号が
２回発生することになる。

以下同様に第１の判定容量時（小容量時）はｂ点におい
て下死点となり、波形は（ｂ）に示すようなものとなる
。この場合パルスは３となる。また第２の判定容量（中
容量）の場合下死点が０点となり、波形は（Ｃ）に示す
ようなものとなる。すなわち圧縮機位置回転当り４個の
パルスが発生する。圧縮機が最大容量となった時下死点
はｄ点となり、第１磁石３５０ｃ、第２磁石３５０ｄに
より３つのパルスが発生されることにともない、圧縮機
１回転当り５つのパルスが生じることとなる。

以上説明した圧縮機容量とパルス発生数との関係を示し
たのが第４３図である。このようにパルス数を検出すれ
ば圧縮機の容量が判別できることになる。本例ではパル
ス数が２もしくは３の場合小容量と検出し、パルス数が
４の場合中容量と検出し、パルス数が５の場合大容量と
検出する。

このようなパルス信号ＭＰが処理回路６００に人力され
る。ここで処理回路６００は上述したパルス信号を入力
してＯから５ボルトの矩形波に変換する波形整形回路５
３０（第４４図図示）と、エンジン点火信号ＩＧを入力
して０から５ボルトの矩形波に変換する波形整形回路５
７０（第４５図図示）と、電磁クラッチＯＮ、ＯＦＦの
信号ＭＧＣを入力して０から５ボルトの矩形波に変換す
る波形整形回路５６０（第４８図図示）および容量値の
計算および回転異常を検出する演算回路５５０（第４９
図図示）を備える。また電源印加時に回路を初期化する
リセット回路５４０（第４７図図示）および電源回路５
６０（第４８図図示）を備える。電源回路５６０は一端
がバッテリ電圧に接続され、他端はグラウンドされてい
る。演算回路５５０は演算結果をエンジンのアイドルス
ピードコントローラＩＳＣに出力するものである。

出力信号０１および０２は容量信号を示し、出力信号り
は回転異常信号を示す。

第４４図において検出器３５１からのパルス上信号ＭＰ
は抵抗とコンデンサで形成されるフィルタ５３１を通過
後、交流結合コンデンサ５３２を介して増幅用オペアン
プ５３４に人力される。このオペアンプ５３４で増幅さ
れた出力信号はコンパレータ５３５にてＯから５ボルト
の矩形波ＭＰ’に整形される。なお、第４４図において
５３３は電圧制限用のツェナーダイオードである。また
オペアンプ５３６は分割抵抗５３７とともに仮想グラン
ドを形成している。

第４５図は点火信号ＩＣを矩形波に変換する波形整形回
路５７０であり、これよりＯ〜５ボルトＣ矩形矩形波信
号ＩＣ比力される。ここで矩形波信号ＩＧ’は点火毎に
出力されるため、エンジン１回転あたり２パルスの信号
となる。

第４６図は電磁クラッチ通電信号の波形整形回路５８０
である。トランジスタ５１１を用いたスイッチング回路
で構成される。出力信号ＭＧ’は電磁クラッチ通電時０
ポルト、遮断時５ボルトのレベル信号となる。

第４７図はリセット回路５４０で、シュミットトリガ殿
能付ＮＡＮＤゲート５４１で構成される。

電源印加直後に５ボルト、その後しばらくしてＯポルト
に戻るリセット信号Ｒを出力する。

第４８図は電源回路５６０を示す。逆接防止用ダイオー
ド５６２およびボルテージレギュレータ５６１で構成さ
れ、車載パンテリから処理回路用の電源として５ボルト
および１２ボルトを供給する。

第４９図は演算回路５５０を示す。この演算回路５５０
は電磁クラッチ信号ＭＧ’　、点火信号ＩＧ′、検出器
からのパルス信号ＭＰ’およびリセット信号Ｒを入力し
、容量値演算および回転異常検出を行う。前述のように
容量信号として０、および０□を出力し、回転異常信号
としてＬを出力する。点火信号ＩＧ’はＮＡＮＤゲート
５５１を介してカウンタ５５２に入力される。カウンタ
５５２の出力Ｑ、〜Ｑ４はインバータ５５７およびＡＮ
Ｄゲート５５８を介してラッチ信号ＬＡを送出する。ま
た、このランチ信号は抵抗、コンデンサ５５３およびシ
ュミントトリガ機能付Ｎ　Ａ　Ｎ　Ｄゲート５５４．イ
ンバータ５５５を介し、ＯＲゲート５５６に入力される
。そしてこれらの遅延回路を通過してゲート信号Ｇを発
生する。このゲート信号Ｇは前述したカウンタ５５２の
リセット端子Ｒに入力される。よって、ランチ信号ＬＡ
とゲート信号Ｇは点火信号ＩＧ’の１１パルス毎に発生
するようになる。

一方、パルス信号ＭＰ’はＮＡＮＤゲート５５９および
ＡＮＤゲート５７０を介してカウンタ５７１のＣＫ端子
へ入力される。そして、ゲーＨＡ号Ｇが入力されるごと
にパルス信号ＭＰ’をカウントする。またカウンタ５７
１の出力Ｑ２〜Ｑ５はそれぞれマグニチュードコンパレ
ータ５７２，５７３，５７４へ入力され、カウンタ値と
各マグニチュードコンパレータの設定値８０〜Ｂ、が比
較される。なお、この設定値は８０〜Ｂ、端子でコンパ
レータ５７２では４、コンパレータ５７３ではＩＯおよ
びコンパレータ５７４では１３が設定されている。マグ
ニチュードコンパレータ５７３および５７４の出力はＯ
Ｒゲート５７６．５７７およびＡＮＤゲート５７８を介
してフリップフロップ５７９および５８０のＤ端子へ入
力され、前記ラッチ信号ＬＡの立ち上がりでラッチされ
る。またＤフリップフロップ５７９，５８０の出力Ｑは
インバータ５８１，５８２およびトランジスタ回路５８
３を介して容量値出力０１，０□となる。

つまり、点火信号ＩＧ’の１１パルスごとにパルス信号
ＭＰ’を計数し、その値を比較して段階的に容量値を検
出することになる。ここで、点火信号ＩＧ’として１１
パルスを用いたのは、エンジンと圧縮機のプーリ比との
関係から、点火信号１１パルス当り圧縮機が６回転する
ことによるものである。なお、容量信号ＯＩと０２とパ
ルス信号ＭＰ’とは第５０図に示すような関係になって
いる。第４３図に示した圧縮機１回転中のパルス数によ
り圧縮ｌ１６回転中の発生パルス数は小容量時１２もし
くは１８８回転中容量時２４回、そして大容量時は３０
回となる。したがって第５０図の判別で３段階容量は可
能となる。

マグニチュードコンパレータ５７２のＬ端子出力はＮＡ
ＮＤゲート５８４を介してカウンタ５８５のＲ端子に入
力される。また点火信号■Ｇ′はＮＡＮＤゲート５８６
を介してカウンタ５８５のＣＫ端子に入力される。この
部分は回転異常を検出する部分であり、圧縮機の６回転
中（点火信号ＩＧ’の１１パルス中）の発生パルスＭＰ
’が７パルス以下になり、この状態がエンシフ３２回転
分く点火信号ＩＧ’の６４パルス分）連続したら回転異
常と判別する。そして、回転異常判別時にはカウンタ５
８５の出力Ｑ７からバッファ５８７を介し、トランジス
タ回路５８８から回転異常信号りを出力する。この異常
信号しは異常時にグランドとし、正常時にはオープンと
して出力する。

なお、カウンタ５８５の出力Ｑ、はインバータ５８９を
介してＮＡＮＤゲート５８６に入力され、カウンタ５８
５のオーバーフローを回避している。

また、カウンタ５８５の出力Ｑ、はＤフリップフロップ
５７９，５８０のＲ端子に入力され、異常時の容量値信
号Ｏ＝、Ｏｘをオープンとする。

電磁クラッチ信号ＭＧ’はインバータ５９０を介して、
ＮＡＮＤゲート５５１および５５９に入力され、電磁ク
ラッチがオフのときにはカウンタ５５２および５７１の
動作を停止する。また電磁クラッチ信号ＭＧ’は遅延回
路５９１およびシュミットトリガ機能付ＮＡＮＤ回路５
９２．インバータ５９３．ＯＲゲート５９４を介してＯ
Ｒゲート５５６に入力されている。これにより、電磁ク
ラッチがオフからオンの状態になった時、カウンタ５５
２および５７１をリセットする。

また、リセット信号ＲはＯＲゲート５９４，５５６、Ｄ
フリップフロップ５７９，５８０のＳ端子およびＮＡＮ
Ｄゲート５８４に接続されており、電源印加時にカウン
タ５５２，５７１および５８３をリセットするとともに
、容量値出力信号０．。

０□を１２ボルトの状態にしている。

第５１図は上記処理回路６００における、中容量時のタ
イムチャートを示す。この第５１図より明らかなように
、点火信号ＩＣ’の１１パルス目で容量値出力Ｏ１が１
２ボルト、０□がオープンになる状態を示している。

第５２図は、異常時の場合のタイムチャートを示す。異
常発生検出信号が出た後、点火信号ＩＧ’の６４パルス
目で異常検出信号りがオープンからグランドになる状態
を示している。

なお、上述の例では被検出部として磁石を３つ用いたが
、さらに磁石の数を増加させ、パルス数の検出をよりこ
まかなものとしてもよい。さらに多極着磁の磁石を用い
た場合、さらに他端の容量検出が可能となる。また上述
の処理回路６００は電気回路を示したがマイクロコンピ
ュータ等を利用してもよいことはもちろんである。さら
に上述の例では、圧縮機の回転数を点火信号ＩＧを用い
て検出したが、他の信号を用いて圧縮機回転を検知する
ようにしてもよい。例えば、磁石および検出器３５１か
らの信号を用いてパルス計数とともに圧縮機の１回転を
も判別するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は上記構成を有するものであるから、回転数検出
のための被検出部が設けられたピストンはそのスカート
部が何らこの被検出部の設置の影響を受けず、そのため
ピストンスカート部の被圧縮流体のシール長さを長く確
保することができ、このような被検出部を設けたことに
よる圧縮機の性能低下を回避することができる。

また検出器は斜板室部に位置し、ピストンスカート部と
は離れた位置にあるので、ピストンスカート部の高温雰
囲気にさらされることがなく、高温によるセンサ一部の
保全上の悪影響を低減することができる。さらに、検出
器の設置に際しピストンの摺接するシリンダ室内壁に取
付孔を設けることを要しないので、この取付孔加工時に
シリンダ室内壁が歪むという恐れもなくなる。

さらに本発明圧縮機では、ピストンのストローク変化を
検出器が検知することができるため、ストローク変化に
関連した電気信号を確実に発揮することができる。この
容量信号に基づき、例えばエンジンのアイドリングスピ
ードの制御等が確実に行えることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変容量式斜板型圧縮機の一実施例の
縦断面図であって、圧縮機の容量が増大された時の状態
を示す。 第２図は第１図の圧縮機の容量が減少された時の状態を
示す縦断面図。 第３図は回転数検出部を示す拡大概略図。 第４図は検出部における磁気センサと被検出部との位置
関係を示す図解的説明図。 第５図はスプール変位量と圧縮機吐出容量との関係を示
すグラフ。 ′第６図はピストンの往復ストロークと磁石通過位置間
間隔θ１との関係を示す図。 第７図は電磁センサ出力波形を示す図。 第８図は圧縮機吐出容量増大に伴うピストン往復量増大
と、電磁センサ通過間隔θ１との関係を図示する説明図
。 第９図は検出器および演算回路部分を示す概略図。 第１０図は圧縮機吐出容量と検出器信号との関係を示す
グラフ。 第１１図は演算回路５０００制御フローを示すフローチ
ャート。 第１２図は第１１図図示フローチャートにおける各ステ
ップ毎の出力信号を示すグラフ。 第１３図は第１１図図示制御を行う電気回路を示す回路
。 第１４図は検出器の配置位置δを示す説明図。 第１５図は第１４図図示検出器の配置位置と出力信号と
の関係を示すグラフ。 第１６図は圧縮機吐出容量と平滑後の出力電圧との関係
を示すグラフ。 第１７図は出力信号の関係を示す表。 第１８図はしｎ異点をはずれた位置に検出器を配置した
場合におけるピストンストロークと検出器間隔θ１との
関係を図示する説明図。 第１９図は第１８図図示位置に配設された検出器の出力
信号を示すグラフ。 第２０図は２つの検出器により出力信号を同時に示すグ
ラフ。 第２１図は第２０図図示出力信号と容量検知信号との関
係を示す表。 第２２図は同一ピストンに対し２つの検出器を用いた例
を示す説明図。 第２３図は２つの検出器を２つのピストンにそれぞれ設
けた状態を示す説明図。 第２４図は同一のピストンに２つの磁石を配置した状態
を示す説明図。 第２５図乃至第２７図はそれぞれ磁石に対応する電磁セ
ンサ出力状態を示す説明図。 第２８図は電磁センサ出力と積分波形との関係を示す説
明図。 第２９図は第９図図示制御例における各磁石の往復スト
ロークと検知器間隔θ１との関係を示す説明図。 第３０図は第９図図示制御の出力信号を示すグラフ。 第３１図は検出器出力信号にノイズが含まれた状態を示
す図。 第３２図は第９図図示制御回路５００の他の制御卸フロ
ーを示すフローチャートで、ノイズキャンセル機能を備
える。 第３３図は第９図図示制御を行う電気回路。 第３４図は本発明の他の例を示す説明図。 第３５図は第３４図図承け石間の間隔を示す図。 第３６図は同じく磁石間の間隔と、ピストンストローク
との関係を示す説明図。 第３７図はピストンストロークと判定容量との関係を示
す説明図。 第３８図乃至第４１図はそれぞれ磁石配設位置の変化に
伴うパルスの変更を示す説明図。 第４２図は第９図図示制御における出力波形の変化を示
す説明図。 第４３図は出力パルス数と容量との関係を示す表。 第４４図乃至第４９図はそれぞれ第３４図図示処理回路
の内部電気回路を示す回路図。 第５０図はパルス信号と出力との関係を示す表。 第５１図および第５２図はそれぞれ第３４図図示処理回
路の制御状態を示すタイムチャートである。 ７０・・・斜板室、１００・・・シャフト、１０１・・
・シリンダブロック、１１０・・・シリンダ室、１１１
・・・ピストン、１１５・・・吸入室、１１６，１１７
・・・吐出室、１６０・・・斜板、１７０・・・第１作
動室、１７１・・・第２作動室、１９０・・・スプール
、３５０・・・検出部、３５１・・・検出器。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 （ばか　１名） 第 図 ’ｈ／１ｏ＝０１／２几 膨Ｌ（’／６） 第 ■ 第 図 第 図 ４７７一 ＋ｂｕ 第２２図 粕 第 ２３図 第 ２４図 モ ゎ１ 第　２６　　図 、１ 第 図 第 図 第３６ 図 ご又トン″Ａ囮−７ 第 図 第３８　　因 ＠４０　図 弔　４Ｉ 凶 第 図 第 図

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央部に斜板室を、その両側にシリンダ室をそれ
   ぞれ有するシリンダブロックと、 　このシリンダブロック内に回転自在に配設されたシャ
   フトと、 　このシャフトに取付けられ、かつこのシャフトと一体
   回転するよう前記斜板室内に配設された斜板と、 　この斜板に係合するとともに、前記シリンダ室内に配
   設され、この斜板の揺動運動を受けて前記シリンダ室内
   を往復運動するピストンとを具備し、 　前記シャフトおよび前記斜板の回転に伴う前記ピスト
   ンの前記シリンダ室内の往復運動により流体を吸入し圧
   縮して吐出する斜板型圧縮機において、 　前記ピストンの周側面中央部に被検出部を形成し、 　前記シリンダブロックの斜板室周側壁にはこの被検出
   部の周期運動軌跡の一部に対面して配設され、前記ピス
   トンの往復運動に起因する磁束密度の変化に反応して、
   パルス信号を発生する電磁センサーを設けたことを特徴
   とする可変容量式斜板型圧縮機。
2. （２）内部にシリンダ室を有するシリンダブロックと、 　このシリンダブロック内に回転自在に支持されたシャ
   フトと、 　このシャフトに揺動可能に連結し、シャフトと一体回
   転する斜板と、 　前記シリンダ室内に摺動自在に配設され、前記斜板の
   揺動運動を受けて前記シリンダ室内を往復移動するピス
   トンと、 　このピストンの両側の端部のそれぞれに前記シリンダ
   室内面との間で形成され、流体の圧縮吐出を行う作動室
   と、 　前記斜板の回転中心位置を前記シャフトの軸方向に変
   位させるスプールとを備え、 　前記スプールの変位により前記斜板の回転中心位置を
   前記シャフトの軸方向に変位させるとともに、前記斜板
   の傾斜角を変位させ、 　前記シリンダ室内における前記ピストンの往復動スト
   ロークを可変させ、かつ前記作動室のうち前記ピストン
   の一端面側に形成された第１作動室における前記ピスト
   ンの前進可能位置より、前記作動室のうち前記ピストン
   の他面側に形成された第２作動室における前記ピストン
   の前進可能位置を大きくなるようにした斜板型圧縮機に
   おいて、 　前記ピストンの周側面に被検出部を形成し、 　前記シリンダブロックにはこの被検出部の移動に起因
   する磁束密度の変化に反応してパルス信号を発生する検
   出器を設け、 　かつ前記検出器は前記スプールの変位により前記ピス
   トンの往復動ストロークが最小となった状態におけるピ
   ストンストロークの中心に対して前記第１作動室側に配
   設されることを特徴とする可変容量式斜板型圧縮機。
3. （３）請求項２記載の可変容量式斜板型圧縮機において
   、 　前記検出器は前記スプールの変位により前記ピストン
   の往復動ストロークが最小となった状態において前記被
   検出部のストローク中心より前記第１作動室側に配設さ
   れ、かつ、前記被検出部が前記第１作動室側に最大変位
   した位置よりは前記第２作動室側に配設されることを特
   徴とする可変容量式斜板型圧縮機。
4. （４）請求項２もしくは３記載の可変容量式斜板型圧縮
   機において、 　前記被検出部として磁石を用い、前記検出器として電
   磁センサーを用いることを特徴とする。
5. （５）請求項２記載の可変容量式斜板型圧縮機において
   、 　前記検出器として第１の検出器部と第２の検出器部と
   の２つの検出器部を備え、 　前記第１の検出器部は前記スプールの変位により前記
   ピストンの往復動ストロークが最小となった状態におけ
   る前記被検出部の前記第１作動室側最大変位点より前記
   第２作動室側の位置に配設し、 　前記第２検出部は前記スプールの変位により前記ピス
   トンの往復動ストロークが最大となった状態における前
   記被検出部材の前記第１室側最大変位点より前記第２作
   動室側の位置で、かつ前記第１検出部より前記第１作動
   室側の位置に配設されることを特徴とする。
6. （６）請求項５記載の可変容量式斜板型圧縮機において
   、 　前記第１の検出部および前記第２の検出部はともに同
   一の被検出部に対面可能に配設されていることを特徴と
   する。
7. （７）請求項５記載の可変容量式斜板型圧縮機において
   、 　前記被検出部は２つの異なるピストンに配設されてお
   り、前記第１の検出器部は一方のピストンに配設された
   被検出部に対面可能に配設され、かつ前記第２の検出器
   部は他方のピストンに配設された被検出部に対面可能に
   配設されていることを特徴とする。
8. （８）請求項４記載の可変容量式斜板型圧縮機において
   、 　前記被検出部は同一のピストンに配設された第１の磁
   石と第２の磁石との２つの磁石よりなり、かつ前記第１
   の磁石と前記第２の磁石とでは前記電磁センサーに対す
   る極性が異なるよう配設されており、 　前記電磁センサーは前記スプールの変位により前記ピ
   ストンの往復動ストロークが最小となった状態における
   前記第１の磁石のストローク中心と前記第１の磁石の前
   記第１作動室側最大変位位置との間の部位で、かつ、前
   記スプールの変位により前記ピストンの往復動ストロー
   クが最大となった状態における前記第２の磁石のストロ
   ークの中心と、前記第２の磁石が前記第１の作動室側に
   最大変位した位置との間の位置に配設されることを特徴
   とする。
9. （９）請求項２記載の可変容量式斜板型圧縮機において
   、 　さらに前記検出器の出力信号により前記ピストンの往
   復動ストローク量を演算する演算手段を備えることを特
   徴とする。
10. （１０）請求項９記載の可変容量式斜板型圧縮機におい
    て、 　前記演算手段は前記検出器の出力信号を矩形波に整形
    する波形整形手段と、この波形整形された出力信号を連
    続的な電圧信号に変換する平滑手段とよりなることを特
    徴とする。
11. （１１）請求項９もしくは１０記載の可変容量式斜板型
    圧縮機において、 　前記演算回路は前記検出器の出力信号に混入するノイ
    ズを判別し、かつノイズを自動補正する補正手段を備え
    ることを特徴とする。
12. （１２）請求項２記載の可変容量式斜板型圧縮機におい
    て、 　前記検出部は同一のピストン上に前記ピストンの往復
    移動方向に並列配置された複数の磁石よりなり、 　かつ前記検出器はこれら複数の被検出部通過に伴い生
    じるパルス信号を発生し、 　さらにこのパルス信号の数を計数する計数手段を備え
    ることを特徴とする。
13. （１３）請求項１２記載の可変容量式斜板型圧縮機にお
    いて、 　前記検出部は３つの磁石よりなり、そのうち端部に配
    設された１つの磁石の前記検出器に対応する極性は、他
    の２つの磁石の極性と相違することを特徴とする。