JP2005337450A

JP2005337450A - 電磁クラッチ

Info

Publication number: JP2005337450A
Application number: JP2004159652A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Fujio; 英明藤生; Keiichi Ichinose; 啓一一ノ瀬; Kenta Tanabe; 謙太田辺; Masazumi Ishikawa; 正純石川; Takahiro Ota; 貴博太田
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】圧縮機ハウジングから伝導する熱負荷を迅速に検知し、軸受けの焼き付け等を確実に防止できる電磁クラッチを提供する。
【解決手段】電磁コイル３を収容したクラッチロータ４と、クラッチロータ４を圧縮機ハウジング５に軸支する軸受け６と、電磁コイル３への通電を遮断する温度ヒューズ（通電遮断装置）９とを備えた電磁クラッチ１において、温度ヒューズ９は電磁コイル３の通電回路に挿入されるとともに、温度ヒューズ９を圧縮機ハウジング５のうち軸受け６近傍箇所に設置した構造となっている。これにより、圧縮機ハウジング５の熱負荷が温度ヒューズ９に直接に伝達され、かつ、軸受け６に対する熱負荷を迅速に検知し、電磁コイル３の通電回路を直接に遮断することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、異常温度が検知したとき電磁コイルへの通電が遮断される通電遮断手段を備えた電磁クラッチに関するものである。

従来、自動車用空調装置に使用される圧縮機へ動力伝達構造として、図８に示すものが知られている。

即ち、圧縮機は電磁クラッチ１及び動力伝達機構であるベルト（図示しない）を介してエンジン（図示しない）に連結されており、圧縮機の主軸２にエンジンの回転駆動力が断続的に伝達されている。この電磁クラッチ１は、電磁コイル３を収容したクラッチロータ４と、クラッチロータ４を圧縮機ハウジング５に軸支する軸受け６を有している。ここで、電磁コイル３に通電されていなときは、クラッチロータ４と主軸２は連結されることなく、クラッチロータ４が空回する。一方、電磁コイル３に通電されるときは、クラッチロータ４が磁化されてアーマチュア板７を吸着し、更にアーマチュア板７及び板バネ８等を通じて主軸２に連結され、これにより、クラッチロータ４の回転力が主軸２に伝達され、圧縮機が運転される。

このような圧縮機の断続的運転が正常に稼働しているときは問題はないが、ピスントやスクロールなどでかじり現象を起こしたり、或いは、冷媒抜けなどが起きたときは、圧縮機が異常温度に上昇し、この熱負荷が圧縮機ハウジング５を通じて軸受け６に伝達され、軸受け６で焼き付きなどの不具合を引き起こすおそれがあった。

一方、圧縮機が異常ロックした際は、ロック状態のアーマチュア板７と回転状態のクラッチロータ４との間で摩擦熱が発生する。この摩擦熱はクラッチロータ４に設置された温度ヒューズ９により検出される。温度ヒューズ９が過剰な熱を検出したときは、特許文献１に記載された発明の如く、温度ヒューズ９が溶断する。これにより、電磁コイル３の通電回路が遮断され、エンジンの回転力が圧縮機に伝達されない。
特開平８−３２６７８２号公報

ところで、前述のごとく、前記温度ヒューズ９はアーマチュア板７とクラッチロータ４との間に発生する高温の摩擦熱を検出するため、温度ヒューズ９の設置位置がクラッチロータ４内でかつアーマチュア板７寄りとなっている。

しかしながら、このような温度ヒューズ９の設置位置では、圧縮機ハウジング５から伝導する熱負荷を迅速かつ的確に検知することができず、応答性が悪く、安全装置として不十分なものとなっていた。

本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、圧縮機ハウジングから伝導する熱負荷を迅速に検知し、軸受けの焼き付け等を確実に防止できる電磁クラッチを提供することにある。

本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、電磁コイルを収容したクラッチロータと、クラッチロータを圧縮機ハウジングに軸支する軸受けと、電磁コイルへの通電を遮断する通電遮断手段とを備え、電磁コイルへの通電・非通電によりクラッチロータに伝達された回転力を圧縮機の主軸に断続的に伝達する一方、異常温度となったときは通電遮断手段により該電磁コイルへの通電を遮断する電磁クラッチにおいて、通電遮断手段は電磁コイルの通電回路に挿入されるとともに、通電遮断手段を圧縮機ハウジングのうち軸受け近傍箇所に設置した構造となっている。

請求項１の発明によれば、圧縮機ハウジングの熱負荷が通電遮断手段に直接に伝達され、かつ、軸受けに対する熱負荷を迅速に検知し、電磁コイルの通電回路を直接に遮断することができる。

請求項６の発明は、電磁コイルを収容したクラッチロータと、クラッチロータを圧縮機ハウジングに軸支する軸受けと、電磁コイルへの通電を遮断する通電遮断手段とを備え、電磁コイルへの通電・非通電によりクラッチロータに伝達された回転力を圧縮機の主軸に断続的に伝達する一方、異常温度となったときは通電遮断手段により電磁コイルへの通電を遮断する電磁クラッチにおいて、通電遮断手段は温度を検知する温度検知手段と温度検知手段の検知温度に基づき電磁コイルへの通電を遮断する制御手段とを有するとももに、温度検知手段を圧縮機ハウジングのうち軸受け近傍箇所に設置した構造となっている。

請求項６の発明によれば、圧縮機ハウジングの熱負荷が温度検知手段で直接に検出され、かつ、軸受けに対する熱負荷を迅速に検知し、制御手段により応答性よく通電回路を遮断することができる。

なお、請求項１の通電遮断手段又は請求項６の温度検出手段は、圧縮機ハウジングの外面又は内部に設置するようにしても良いし（請求項２，３，７，８）、また、軸受けに設置するようにしても良い（請求項４，９）。更に、請求項１の通電遮断手段は温度ヒューズ又はサーマルプロテクターで構成するようにしても良いし（請求項５）、また、請求項６の温度検出手段は温度ヒューズ、サーマルプロテクター又は温度センサの何れであっても良い（請求項１０）。

本発明によれば、圧縮機ハウジングの熱負荷が通電遮断手段に直接に伝達され、かつ、軸受けに対する熱負荷を迅速に検知し、圧縮機の安全性を向上させることができる。

図１乃至図３は本発明に係る電磁クラッチの第１実施形態を示すものである。なお、図８に示した従来の電磁クラッチと同一構成部分は同一符号を用い、その説明を省略する。

即ち、１は電磁クラッチ、２は圧縮機の主軸、３は電磁コイル、４は電磁コイル３を収容したクラッチロータ、５は圧縮機ハウジング、６はクラッチロータ４を圧縮機ハウジング５に軸支する軸受け、７はアーマチュア板、８は板バネである。ここで、軸受け６は玉軸受けで構成され、内輪６ａを圧縮機ハウジング５の先端に突出した突出部５ａの外面に固着する一方、外輪６ｂをクラッチロータ４の内側壁の内面に固着し、クラッチロータ４を突出部５ａに回動自在に軸支している。また、圧縮機ハウジング５の内部には図示しないピストンやスクロール等の冷媒の圧縮機構が収容されている。

以上のような構成は従来の電磁クラッチと同様であり、本発明の特徴とするとろは、安全装置である通電遮断装置１０の設置構造にある。

即ち、本実施形態に係る通電遮断装置１０は、温度を検知する温度センサ１１と温度センサ１１の検知温度に基づき電磁コイル３への通電を制御する制御部とを有している。ここで、温度センサ１１は例えばサーミスタなどから構成されている。また、温度センサ１１は図１に示すように圧縮機ハウジング５の突出部５ａの外面に設置し、軸受け６の内輪６ａと対向するよう配置されている。制御部は、図２に示すように、マイクロコンピュータ１２（以下、マイコン）構成となっている。マイコン１２は温度センサ１１からの検知信号を受けるＣＰＵ１２ａと異常温度（軸受け６が焼き付きを起こすおそれのある温度）が記憶されているメモリ１２ｂを有し、ＣＰＵ１２ａは温度センサ１１から出力された検知温度とメモリ１２ｂに記憶されている異常温度とを比較している。ＣＰＵ１２ａで検知温度が異常温度に達していないと判断したときは、電磁コイル通電回路１３を通じて電磁コイル３へ通電許可の信号を出力し、一方、検知温度が異常温度に達していると判断したときは、電磁コイル通電回路１３を通じて電磁コイル３へ通電禁止の信号を出力するようになっている。

本実施形態によれば、ピストンやスクロールでかじり現象を起こしたり、或いは、冷媒抜けなどが起きたときは、圧縮機の温度が異常に上昇する。この圧縮機の熱負荷は圧縮機ハウジング５の突出部５ａに伝導する。この突出部５ａの温度は温度センサ１１を通じてマイコン１２に出力され、異常温度に達しているか否かが判定される。

ここで、突出部５ａは軸受け６が設置されている箇所（軸受け６の近傍箇所）となっているため、軸受け６が異常温度に達しか否かが迅速かつ的確に判定される。

また、アーマチュア板７とクラッチロータ４との間で発生した摩擦熱はクラッチロータ４及び軸受け６を通じて突出部５ａに伝達されるため、摩擦熱による異常温度も同じく温度センサ１１で検知され、電磁コイル３への通電を禁止することができる。

なお、メンテナンス等により異常温度の原因箇所が復旧されたとき、温度ヒューズの交換といった交換作業が不要となるため、メンテナンス部品が少なくなる。

図３は通電遮断手段の他の例を示すものである。前記通電遮断装置１０は温度センサ１１とマイコン１２により構成しているが、この例では通電遮断遮断装置として従来と同様に温度ヒューズ９を用いている。また、温度ヒューズ９は図１の温度センサ１１が設置されていた箇所と同一であり、更に、温度ヒューズ９は電磁コイル３の通電回路で電磁コイル３と直列に挿入されている。

この例によれば、温度ヒューズ９が異常温度を検知したときは、温度ヒューズ９が溶断し、電磁コイル３への通電が禁止される。なお、メンテナンス時に温度ヒューズ９の交換が必要となるが、軸受け６の温度を迅速かつ的確に判断し、電磁コイル３への通電を遮断する点では前記の例と同様の作用、効果を発揮する。

図４は本発明に係る電磁クラッチの第２実施形態を示すものである。なお、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号を用い、その説明を省略する。前記実施形態では通電遮断装置１０に係る温度センサ１１や温度ヒューズ９を、圧縮機ハウジング５の突出部５ａの外面に設置している。これに対して、本実施形態では温度センサ１１や温度ヒューズ９を突出部５ａの内部に埋設した構造となっている。

本実施形態によれば、圧縮機の熱負荷は圧縮機ハウジング５及び突出部５ａを通じて温度センサ１１や温度ヒューズ９に伝導し、また、アーマチュア板７とクラッチロータ４との間で発生した摩擦熱はクラッチロータ４、軸受け６及び突出部５ａを通じて温度センサ１１や温度ヒューズ９に伝導する。

図５は本発明に係る電磁クラッチの第３実施形態を示すものである。なお、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号を用い、その説明を省略する。本発明に係る電磁クラッチにおいて、電磁コイル３はコアリング１３内に巻回され、コアリング１３は固定カバー１４を介して圧縮機ハウジング５に固定されている。本実施形態は固定カバー１４と圧縮機ハウジング５との間（軸受け６の近傍箇所）に温度センサ１１や温度ヒューズ９を設置した構造となっている。

本実施形態によれば、圧縮機の熱負荷は圧縮機ハウジング５を通じて温度センサ１１や温度ヒューズ９に伝導し、また、アーマチュア板７とクラッチロータ４との間で発生した摩擦熱は前記第２実施形態と同様にクラッチロータ４、軸受け６及び突出部５ａを通じて温度センサ１１や温度ヒューズ９に伝導する。

図６は本発明に係る電磁クラッチの第４実施形態を示すものである。なお、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号を用い、その説明を省略する。本実施形態は圧縮機ハウジング５の外面のうち、電磁クラッチ１から僅かに離隔した位置（軸受け６の近傍箇所）に温度センサ１１や温度ヒューズ９を設置した構造となっている。

本実施形態によれば、圧縮機の熱負荷及びアーマチュア板７とクラッチロータ４との間で発生した摩擦熱は、前記第３実施形態と同様の伝導路を通じて温度センサ１１や温度ヒューズ９に伝導する。

本実施形態では温度センサ１１や温度ヒューズ９の設置箇所が電磁クラッチ１から多少離隔した位置となっているため、温度センサ１１や温度ヒューズ９の配線がし易くなっている。

図７は本発明に係る電磁クラッチの第５実施形態を示すものである。なお、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号を用い、その説明を省略する。前記第１〜４実施形態では、突出部５ａを含む圧縮機ハウジング５に温度センサ１１や温度ヒューズ９を設置している。これに対して、本実施形態では軸受け６自体に温度センサ１１や温度ヒューズ９を設置している。具体的には軸受け６の内輪６ａ内に温度センサ１１や温度ヒューズ９を設置している。

本実施形態によれば、圧縮機の熱負荷は圧縮機ハウジング５及び軸受け６を通じて温度センサ１１や温度ヒューズ９に伝導し、また、アーマチュア板７とクラッチロータ４との間で発生した摩擦熱はクラッチロータ４及び軸受け６を通じて温度センサ１１や温度ヒューズ９に伝導する。

また、温度センサ１１や温度ヒューズ９は軸受け６の温度を直接に検知するため、軸受け６の焼き付きを確実に防止することができる。

なお、前記各実施形態では通電遮断装置１０として、温度センサ１１とマイコン１２とからなるもの、また、電磁コイル３の通電回路に直列に挿入された温度ヒューズ９を例として掲げて説明したがこれに限るものではない。例えば、で温度ヒューズ９の代わりにサーマルプロテクター（図示しない）を電磁コイル３の通電回路に直列に挿入するようにしても良いし、また、温度センサ１１の代わりに温度ヒューズ９を用いたり、或いは、サーマルプロテクターを用い、これらの機器の検知信号に基づきマイコン１２が異常温度に達したか否かを判定するようにしても良い。

第１実施形態に係る電磁クラッチの要部断面図通電遮断装置の制御回路を示すブロック図通電遮断装置の他の例を示す通電回路図第２実施形態に係る電磁クラッチの要部断面図第３実施形態に係る電磁クラッチの要部断面図第４実施形態に係る電磁クラッチの要部断面図第５実施形態に係る電磁クラッチの要部断面図従来の電磁クラッチの断面図

符号の説明

１…電磁クラッチ、２…主軸、３…電磁コイル、４…クラッチロータ、５…圧縮機ハウジング、５ａ…突出部、６…軸受け、９…温度ヒューズ、１０…通電遮断装置、１１…温度センサ、１２…マイコン。

Claims

電磁コイルを収容したクラッチロータと、該クラッチロータを圧縮機ハウジングに軸支する軸受けと、該電磁コイルへの通電を遮断する通電遮断手段とを備え、該電磁コイルへの通電・非通電により該クラッチロータに伝達された回転力を圧縮機の主軸に断続的に伝達する一方、異常温度となったときは該通電遮断手段により該電磁コイルへの通電を遮断する電磁クラッチにおいて、
前記通電遮断手段は前記電磁コイルの通電回路に挿入されるとともに、該通電遮断手段を前記圧縮機ハウジングのうち前記軸受け近傍箇所に設置した
ことを特徴とする電磁クラッチ。
前記通電遮断手段の設置位置は前記圧縮機ハウジングの外面に有する
ことを特徴とする請求項１記載の電磁クラッチ。
前記通電遮断手段の設置位置は前記圧縮機ハウジングの内部に有する
ことを特徴とする請求項１記載の電磁クラッチ。
電磁コイルを収容したクラッチロータと、該クラッチロータを圧縮機ハウジングに軸支する軸受けと、該電磁コイルへの通電を遮断する通電遮断手段とを備え、該電磁コイルへの通電・非通電により該クラッチロータに伝達された回転力を圧縮機の主軸に断続的に伝達する一方、異常温度となったときは該通電遮断手段により該電磁コイルへの通電を遮断する電磁クラッチにおいて、
前記通電遮断手段は前記電磁コイルの通電回路に挿入されるとともに、該通電遮断手段を前記軸受けに設置した
ことを特徴とする電磁クラッチ。
前記通電遮断手段は温度ヒューズ又はサーマルプロテクターである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項記載の電磁クラッチ。
電磁コイルを収容したクラッチロータと、該クラッチロータを圧縮機ハウジングに軸支する軸受けと、該電磁コイルへの通電を遮断する通電遮断手段とを備え、該電磁コイルへの通電・非通電により該クラッチロータに伝達された回転力を圧縮機の主軸に断続的に伝達する一方、異常温度となったときは該通電遮断手段により該電磁コイルへの通電を遮断する電磁クラッチにおいて、
前記通電遮断手段は温度を検知する温度検知手段と該温度検知手段の検知温度に基づき前記電磁コイルへの通電を遮断する制御手段とを有するとももに、該温度検知手段を前記圧縮機ハウジングのうち前記軸受け近傍箇所に設置した
ことを特徴とする電磁クラッチ。
前記温度検出手段の設置位置は前記圧縮機ハウジングの外面に有する
ことを特徴とする請求項６記載の電磁クラッチ。
前記温度検出手段の設置位置は前記圧縮機ハウジングの内部に有する
ことを特徴とする請求項６記載の電磁クラッチ。
電磁コイルを収容したクラッチロータと、該クラッチロータを圧縮機ハウジングに軸支する軸受けと、該電磁コイルへの通電を遮断する通電遮断手段とを備え、該電磁コイルへの通電・非通電により該クラッチロータに伝達された回転力を圧縮機の主軸に断続的に伝達する一方、異常温度となったときは該通電遮断手段により該電磁コイルへの通電を遮断する電磁クラッチにおいて、
前記通電遮断手段は温度を検知する温度検知手段と該温度検知手段の検知温度に基づき前記電磁コイルへの通電を遮断する制御手段とを有するとももに、該温度検知手段を前記軸受けに設置した
ことを特徴とする電磁クラッチ。
前記温度検知手段は温度ヒューズ、サーマルプロテクター又は温度センサである
ことを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか一項記載の電磁クラッチ。