JP2006242131A - 圧縮機の保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機構の回転軸がロックした場合、電磁クラッチ側の駆動系及びモータ側の駆動系の何れも保護することのできる圧縮機の保護装置を提供する。
【解決手段】圧縮機構３が焼付きなどの故障を生じて回転軸３ａがロックすると、エンジンＥの駆動力により動作している場合には、電磁クラッチ６の過熱によりヒューズ２１が溶断する。その際、ヒューズ２１の断線が通電制御回路２２によって検知されると、エンジンの駆動力によって動作しているときでも、通電制御回路２２によって電磁コイル１０及びモータ５への通電が遮断されるため、電磁クラッチ６によるプーリ４と回転軸３ａとの接続が解除されてプーリ４側の駆動系の破損が防止される。ここで、モータ５の駆動力に切換わった場合でも、前述したように通電制御回路２２によってモータ５への通電も遮断されていることから、モータ５が回転することがなく、モータ５側の駆動系の破損が防止される。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば車両用空気調和装置に用いられ、車両のエンジンによる駆動力とモータによる駆動力とを切換可能な圧縮機の保護装置に関するものである。

従来、車両用空気調和装置としては、エンジンによって回転するプーリの回転力を電磁クラッチによって圧縮機の回転軸に伝達するようにしたものと、モータによって圧縮機の回転軸を回転させるようにしたものが一般的であるが、エンジンによる駆動力とモータによる駆動力とを切換可能に構成した、いわゆるハイブリッド型の圧縮機を用いたものも知られている（例えば、特許文献１参照。）。

前記ハイブリッド型の圧縮機としては、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体と、圧縮機本体内に設けられた圧縮機構と、圧縮機構の回転軸と同軸状に配置されたプーリと、プーリの回転力を圧縮機構の回転軸に伝達可能な電磁クラッチと、圧縮機構の回転軸に連結されたモータとを備え、電磁クラッチの電磁コイルに通電することにより、プーリの回転力を圧縮機構の回転軸に伝達して圧縮機構を駆動し、モータに通電することにより、モータで回転軸を回転させて圧縮機構を駆動するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

また、圧縮機構が焼付きなどの故障を生じて回転軸がロックした場合、エンジンからの駆動力によりプーリ側の駆動系に過大な負荷が加わり、プーリのベルトや電磁クラッチ等が破損するおそれがある。そこで、電磁クラッチに温度ヒューズを取付け、回転軸のロックにより電磁クラッチの吸着面が滑り摩擦を生ずると、摩擦熱によりヒューズを溶断させて電磁コイルへの通電を遮断し、電磁クラッチによるプーリと回転軸との接続を解除するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
特開２００３−２１１９５３号公報 特開２００３−２６９３３１号公報 特開平８−３２６７８２号公報

ところで、前述のようなハイブリッド型の圧縮機において、回転軸のロック時にヒューズの断線によって電磁コイルへの通電を遮断するようにした場合、空気調和装置がエンジンによって圧縮機を駆動するように動作しているときは、プーリと回転軸との接続が解除されるため、プーリ側の駆動系に過大な負荷が生ずることはないが、空気調和装置がモータによって圧縮機を駆動するように動作しているときは、モータが回転軸と共にロックした状態でモータに通電されるため、モータ側の駆動系が破損するという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機構の回転軸がロックした場合、プーリ側の駆動系及びモータ側の駆動系の何れも保護することのできる圧縮機の保護装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体と、圧縮機本体内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、外部からの動力によって回転するプーリと、プーリの回転力を圧縮機構の回転軸に伝達可能な電磁クラッチと、圧縮機構の回転軸に連結されたモータとを備え、電磁クラッチの電磁コイルに通電することにより、プーリの回転力を圧縮機構の回転軸に伝達して圧縮機構を駆動し、モータに通電することにより、モータで圧縮機構の回転軸を回転させて圧縮機構を駆動するようにした圧縮機に用いられる圧縮機の保護装置において、前記電磁クラッチ及びモータの少なくとも一方の所定部分の温度が所定温度以上になったことを検知する検知手段と、検知手段によって前記温度が所定温度以上になったことが検知されると、電磁クラッチの電磁コイル及びモータへの通電を遮断する通電制御手段とを備えている。

これにより、電磁クラッチ及びモータの少なくとも一方の所定部分の温度が所定温度以上になったことが検知されると、電磁コイル及びモータへの通電が遮断されることから、外部からの駆動力及びモータの駆動力の何れによって駆動されるように動作している場合でも、電磁コイル及びモータに通電されることがない。

本発明によれば、例えば圧縮機構が焼付きなどの故障を生じて回転軸がロックした場合、外部からの駆動力及びモータの駆動力の何れによって駆動されるように動作しているときでも、電磁コイル及びモータに通電されることがないので、プーリ側の駆動系及びモータ側の駆動系をそれぞれ確実に保護することができる。

図１乃至図５は本発明の一実施形態を示すもので、図１は電磁クラッチの側面断面図、図２はその要部分解斜視図、図３はその要部斜視図、図４は圧縮機及びエンジンの概略図、図５は制御系を示すブロック図である。

本実施形態の圧縮機１は、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体２と、圧縮機本体２内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構３と、外部からの動力によって回転するプーリ４と、圧縮機構の回転軸に連結されたモータ５と、プーリ４の回転力を圧縮機構３の回転軸３ａに伝達可能な電磁クラッチ６とを備え、電磁クラッチ６に通電することによりプーリ４の回転力を圧縮機構３の回転軸３ａに伝達して圧縮機構３を駆動し、モータ４に通電することによりモータ４の駆動力で圧縮機構３を駆動するように構成されている。

圧縮機本体２は中空状に形成され、その軸方向一端には冷媒吸入口２ａ及び冷媒吐出口２ｂが設けられている。

圧縮機構３は、例えばスクロール型、傾斜板を用いたレシプロ型など、周知の構成からなり、圧縮機本体２内の軸方向一端側に配置されている。即ち、圧縮機構３は回転軸３ａによって回転することにより、圧縮機本体２の冷媒吸入口２ａから冷媒を吸入し、冷媒吐出口２ｂから冷媒を吐出するようになっている。

プーリ４は圧縮機構３の回転軸３ａと同軸状に配置され、圧縮機本体２の軸方向他端側にベアリング４ａを介して回動自在に支持されている。また、プーリ４にはベルト４ｂが巻き掛けられ、エンジンＥの動力がベルト４ｂを介して伝達されるようになっている。

モータ５は圧縮機本体２内の軸方向一端側に配置され、回転軸３ａが圧縮機本体２内の軸方向一端側から他端側まで貫通するように設けられている。

電磁クラッチ６は、プーリ４と同軸状に配置されたアーマチュア７と、アーマチュア７と一体に回転するハブ８と、アーマチュア７とハブ８とを連結する板バネ９と、プーリ４及びアーマチュア７の軸方向の対向面を磁力によって互いに吸着可能な電磁コイル１０と、電磁コイル１０を包囲するコアリング１１とから構成されている。アーマチュア７は円板状に形成された鉄等の金属製磁性体からなり、その一端面はプーリ４の一端面に僅かな間隙を介して対向している。ハブ８は軸方向一端側を圧縮機構３の回転軸３ａに連結され、その他端側は板バネ９を介してアーマチュア７に連結されている。電磁コイル１０は絶縁皮膜を施した導線の巻線からなり、コアリング１１に設けた凹部１１ａ内に配置されている。コアリング１１は環状に形成された断面略コ字状の金属製磁性体からなり、プーリ４に設けた凹部４ｃ内に配置されている。コアリング１１は圧縮機本体２に固定された環状の支持板１２によって支持され、支持板１２は溶接等によってコアリング１１に接合されている。

即ち、前記電磁クラッチ６においては、エンジンＥの動力がベルト４ｂを介してプーリ４に入力されると、プーリ４が回転軸３ａと同軸状に回転する。その際、電磁コイル１０に通電されていないときは、プーリ４とアーマチュア７が板バネ９によって互いに間隔をおいて保持されているため、プーリ４がアーマチュア７に対して空転し、プーリ４の回転力はアーマチュア７には伝達されない。また、電磁コイル１０に通電されると電磁コイル１０が磁力を発生し、電磁コイル１０の磁力によってアーマチュア７がプーリ４側に吸引される。これにより、プーリ４とアーマチュア７との対向面が互いに圧着して摩擦係合し、プーリ４の回転力がアーマチュア７及びハブ８を介して回転軸３ａに伝達される。

また、本実施形態では、圧縮機構３の回転軸３ａがロックした場合、プーリ４側の駆動系及びモータ５側の駆動系が保護装置２０によって保護されるようになっている。

この保護装置２０は、電磁クラッチ６の過熱により溶断する周知のヒューズ２１と、ヒューズ２１の断線により電磁コイル１０及びモータ５への通電を遮断する通電制御回路２２とからなる。ヒューズ２１は電磁コイル１０の近傍に配置され、図３に示すようにコアリング１２からは電磁コイル１０のリード線１０ａとヒューズ２１のリード線２１ａがそれぞれ外部に延出している。通電制御回路２２は、コイル通電回路１０ｂ、モータ駆動回路５ａ及びヒューズ２１に接続され、コイル通電回路１０ｂ及びモータ駆動回路５ａは図示しない電源に接続されている。即ち、通電制御回路２２は、ヒューズ２１の断線によりヒューズ２１の接続回路が開放されると、コイル通電回路１０ｂに対して電磁コイル１０への通電を遮断する信号を出力するとともに、モータ駆動回路５ａに対してモータ５への通電を遮断する信号を出力するようになっている。

前記圧縮機１は、車両用空気調和装置の主制御部（図示せず）により、エンジンＥによる駆動とモータ５による駆動とに切換えられるようになっている。即ち、エンジンＥの駆動力により動作する場合は、電磁クラッチ６の電磁コイル１０に通電することにより、プーリ４の回転力が圧縮機構３の回転軸３ａに伝達されて圧縮機構３が駆動され、モータ４の駆動力により動作する場合は、モータ４に通電することにより、モータ４で回転軸３ａを回転させて圧縮機構３が駆動される。

ここで、圧縮機構３が焼付きなどの故障を生じて回転軸３ａがロックすると、エンジンＥの駆動力により動作している場合には、電磁クラッチ６の吸着面が滑り摩擦を生じ、この摩擦熱がヒューズ２１に伝達されてヒューズ２１が溶断する。その際、ヒューズ２１の断線が通電制御回路２２によって検知されると、車両用空気調和装置の主制御部からエンジン駆動の動作信号が継続して出力されていても、通電制御回路２２によって電磁コイル１０及びモータ５への通電が遮断されるため、電磁クラッチ６によるプーリ４と回転軸３ａとの接続が解除されてプーリ４側の駆動系の破損が防止される。ここで、車両用空気調和装置の主制御部からの動作信号がモータ駆動に切換わった場合でも、前述したように通電制御回路２２によってモータ５への通電も遮断されていることから、モータ５が回転することがなく、モータ５側の駆動系の破損が防止される。

このように、本実施形態によれば、電磁クラッチ６の温度が所定温度以上になったことを検知すると、電磁クラッチ６の電磁コイル１０及びモータ５への通電を遮断するようにしたので、圧縮機構３の回転軸３ａがロックした場合、エンジンＥによって駆動するように動作しているときのみならず、モータ５によって駆動する動作に切換わった場合でも、プーリ４側及びモータ５側の駆動系をそれぞれ確実に保護することができる。

この場合、電磁クラッチ６側に設けたヒューズ２１が電磁クラッチ６の過熱により溶断すると、ヒューズ２１の断線を検知して電磁コイル１０及びモータ５への通電を遮断するようにしたので、ヒューズ２１を用いた安価な構成によりプーリ４側及びモータ５側の駆動系を保護することができ、低コスト化を図ることができる。

尚、前記実施形態では、電磁クラッチ６側にヒューズ２１を設けたものを示したが、図６に示すようにモータ５側にも他のヒューズ２３を設け、各ヒューズ２１，２３の何れか一方の断線を通電制御回路２２によって検知すると、電磁コイル１０及びモータ５への通電を遮断するように構成すれば、モータ５によって駆動するように動作しているときに回転軸３ａがロックした場合でも、電磁コイル１０及びモータ５への通電を遮断することができる。

また、前記実施形態では、ヒューズ２１を電磁コイル１０の近傍に配置したものを示したが、電磁クラッチ６側の過熱により溶断可能であれば、他の位置に設けるようにしてもよい。

更に、前記実施形態では、熱により溶断するヒューズを用いたものを示したが、例えばサーミスタ等の温度検出器を用いるようにしてもい。

本発明の一実施形態を示す電磁クラッチの側面断面図 電磁クラッチの要部分解斜視図 電磁クラッチの要部斜視図 圧縮機及びエンジンの概略図 制御系を示すブロック図 本発明の他の実施形態を示す制御系のブロック図

符号の説明

１…圧縮機、２…圧縮機本体、３…圧縮機構、３ａ…回転軸、４…プーリ、５…モータ、６…電磁クラッチ、１０…電磁コイル、２０…保護装置、２１…ヒューズ、２２…通電制御回路、２３…ヒューズ。

Claims (3)

1. 冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体と、圧縮機本体内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、外部からの動力によって回転するプーリと、プーリの回転力を圧縮機構の回転軸に伝達可能な電磁クラッチと、圧縮機構の回転軸に連結されたモータとを備え、電磁クラッチの電磁コイルに通電することにより、プーリの回転力を圧縮機構の回転軸に伝達して圧縮機構を駆動し、モータに通電することにより、モータで圧縮機構の回転軸を回転させて圧縮機構を駆動するようにした圧縮機に用いられる圧縮機の保護装置において、
   前記電磁クラッチ及びモータの少なくとも一方の所定部分の温度が所定温度以上になったことを検知する検知手段と、
   検知手段によって前記温度が所定温度以上になったことが検知されると、電磁クラッチの電磁コイル及びモータへの通電を遮断する通電制御手段とを備えた
   ことを特徴とする圧縮機の保護装置。
2. 前記検知手段として、所定温度以上の熱により溶断するヒューズを用いた
   ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の保護装置。
3. 前記ヒューズに接続され、通電制御手段によってヒューズの断線を検知するためのヒューズ用リード線と、
   前記電磁コイルに接続され、電磁コイルに通電するための電磁コイル用リード線とを備え、
   ヒューズ用リード線と電磁コイル用リード線とをそれぞれ別回路によって配線した
   ことを特徴とする請求項２記載の圧縮機の保護装置。

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