JP2600723B2 - Compressor clutch - Google Patents

Compressor clutch

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JP2600723B2
JP2600723B2 JP62281646A JP28164687A JP2600723B2 JP 2600723 B2 JP2600723 B2 JP 2600723B2 JP 62281646 A JP62281646 A JP 62281646A JP 28164687 A JP28164687 A JP 28164687A JP 2600723 B2 JP2600723 B2 JP 2600723B2
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compressor
clutch
pressure
piston
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Denso Corp
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧縮機用クラッチに関し、例えば自動車用空
調装置において、自動車走行用エンジンからの回転力を
冷媒圧縮機に伝達するのに用いて有効なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clutch for a compressor, for example, in an air conditioner for an automobile, which is effectively used for transmitting rotational force from an engine for driving an automobile to a refrigerant compressor. It is something.

〔従来の技術およびその問題点〕[Conventional technology and its problems]

自動車用空調装置では、エンジンからの回転力を圧縮
機へ伝達するものとして、従来電磁クラッチが用いられ
ている。しかしながら、この電磁クラッチを用いた場合
には、クラッチの断続にともない圧縮機へ伝達される駆
動トルクが急変することになり、クラッチ連結時のショ
ックやそれにともなう騒音が発生する場合があった。
2. Description of the Related Art In an automotive air conditioner, an electromagnetic clutch has conventionally been used as a device for transmitting a rotational force from an engine to a compressor. However, when this electromagnetic clutch is used, the drive torque transmitted to the compressor changes suddenly when the clutch is switched on and off, and there is a case where a shock at the time of coupling of the clutch and noise accompanying it are generated.

これに対し、クラッチ連結処置の吸引力を抑えるた
め、種々の方策がとられているが(例えば特開昭60−13
6624号公報)、いずれにせよ電磁クラッチを用いる場合
にはその構成が複雑となり、しかもエンジン側の回転変
動に対し広い領域で効果を得ることが困難であった。
On the other hand, various measures have been taken to suppress the suction force of the clutch engagement procedure (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-13 / 1985).
In any case, when an electromagnetic clutch is used, its configuration becomes complicated, and it is difficult to obtain an effect over a wide range with respect to engine-side rotational fluctuations.

また上記問題に対処するため、電磁クラッチに変えク
ラッチ板を有する摩擦クラッチを使用することも考えら
れるが、そのような場合には、クラッチ板駆動に要する
動力源の確保が問題となる。すなわちクラッチ板駆動の
ため油圧等を用いる場合にはそのための専用の油圧ポン
プが必要となり、回路を複雑とするとともに、クラッチ
全体の体格の大型化が避けられないという問題がある。
To cope with the above problem, a friction clutch having a clutch plate may be used instead of the electromagnetic clutch. However, in such a case, securing a power source required for driving the clutch plate becomes a problem. In other words, when hydraulic pressure or the like is used for driving the clutch plate, a dedicated hydraulic pump for that purpose is required, which complicates the circuit and inevitably increases the size of the entire clutch.

本発明は、上記点に鑑みて案出されたもので、圧縮機
への動力の伝達を断続するクラッチにおいて、クラッチ
接続時における衝撃を緩和できるようにすることを目的
とする。しかも本発明は、そのようなクラッチを特別な
外部動力源を必要とすることなく駆動できるようにする
ことを目的とする。
The present invention has been devised in view of the above point, and an object of the present invention is to make it possible to reduce an impact at the time of clutch connection in a clutch that interrupts transmission of power to a compressor. Moreover, it is an object of the present invention to enable such a clutch to be driven without requiring a special external power source.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

そこで本発明は、ハウジング上に回転自在に保持され
外部より動力を受けて回転するプーリと、このプーリと
共に回転する駆動側クラッチ板と、この駆動側クラッチ
板に対向配置され、かつ圧縮機駆動軸と一体回転する従
動側クラッチ板と、従動側クラッチ板もしくは駆動側ク
ラッチ板に対向配置され、その軸方向変位に応じて駆動
側クラッチ板と従動側クラッチ板との間の接触力を変化
させるピストンと、ピストンを駆動側クラッチ板と従動
側クラッチ板との間の当接を増す方向に駆動させる駆動
手段と、ピストンの従動側クラッチ板に対向する面に設
けられる圧力室と、圧縮機の吐出圧力側と圧力室との連
通を制御する制御弁とピストンを駆動側クラッチ板と従
動側クラッチ板との間の当接を減ずる方向に付勢するス
プリングとからなる圧縮機用クラッチを採用する。
Therefore, the present invention provides a pulley that is rotatably held on a housing and rotates by receiving power from the outside, a drive-side clutch plate that rotates with the pulley, a compressor drive shaft that is disposed to face the drive-side clutch plate, and A driven clutch plate that rotates integrally with the driven clutch plate, and a piston that is arranged to face the driven clutch plate or the driven clutch plate and that changes the contact force between the driven clutch plate and the driven clutch plate according to the axial displacement thereof. A driving means for driving the piston in a direction to increase the contact between the driving side clutch plate and the driven side clutch plate; a pressure chamber provided on a surface of the piston opposed to the driven side clutch plate; A control valve for controlling the communication between the pressure side and the pressure chamber, and a spring for biasing the piston in a direction to reduce the contact between the drive side clutch plate and the driven side clutch plate. To adopt a clutch for a compressor.

〔作用〕[Action]

本発明を採用することによって、圧縮機を駆動させる
場合には、はじめに駆動手段によりピストンを移動させ
ることにより、駆動側クラッチ板と従動側クラッチ板を
当接させ圧縮機を駆動させる。その後、圧縮機の駆動に
よって得られた吐出圧力を制御弁を介して圧力室へ導入
し、ピストンを介してさらに強固に駆動側クラッチ板と
従動側クラッチ板とを当接させ、圧縮機の吐出圧力をさ
らに高める。
When the compressor is driven by employing the present invention, first, the piston is moved by the driving means, so that the driving clutch plate and the driven clutch plate are brought into contact with each other to drive the compressor. Thereafter, the discharge pressure obtained by driving the compressor is introduced into the pressure chamber through the control valve, and the drive side clutch plate and the driven side clutch plate are further firmly brought into contact with each other through the piston. Increase pressure further.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明を採用することによって、圧力室には制御弁を
介して吐出圧力が導入されるため、任意の圧力により駆
動側クラッチ板と従動側クラッチ板との当接を調節する
ことができ連結ショックを防止することができる。
By adopting the present invention, since the discharge pressure is introduced into the pressure chamber via the control valve, the contact between the drive side clutch plate and the driven side clutch plate can be adjusted by an arbitrary pressure. Can be prevented.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例により、本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.

第1図は本発明のクラッチシステムの実施例である。
車両空調用冷凍サイクルは圧縮機2から吐出された高温
高圧冷媒を液化凝縮するコンデンサ3,液冷媒中の水分を
吸収・除去するための乾燥剤を有する液タンク5,液冷媒
を断熱膨張させ、噴霧状態とする膨張弁6,噴霧状態の液
冷媒が気化し、周囲との間で熱交換を行なう蒸発器7に
より構成されている。圧縮機2の端部には本発明のクラ
ッチ本体1が設けられ、原動機Eからの動力がベルトを
介してクラッチ1に伝達される。そしてこのクラッチ1
の断続作用により圧縮機2の起動,運転,停止が行われ
る。ここで本発明によるクラッチシステムについて述べ
る。本発明のよるクラッチシステムはクラッチ連結力と
して冷凍サイクルの高圧圧力を利用するためのシステム
であり、摩擦力により圧縮機2へ動力を伝達するクラッ
チ本体1,圧縮機2の停止後、高圧,低圧間の差圧を検知
する差圧スイッチ4、及び各種の入力信号により圧縮機
2の断続やクラッチ連続時間を制御する制御回路9(以
下ECUと称す)の構成要素より成り立っている。なお制
御回路9には制御を行なうための信号として各種センサ
から信号が入力される。すなわち圧縮機に要求される冷
房負荷を検出する車室内温度センサ100,自動車走行用エ
ンジンの負荷状態を検出するスロットル開度センサ110,
エンジンの実際の変速比を計算するために用いられるエ
ンジンの回転数センサ120とコンプレッサー回転数セン
サ130,自動車の運転状態を検出する車速センサ140とが
設けられている。
FIG. 1 shows an embodiment of the clutch system of the present invention.
The refrigeration cycle for vehicle air conditioning includes a condenser 3 for liquefying and condensing the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2, a liquid tank 5 having a desiccant for absorbing and removing moisture in the liquid refrigerant, and adiabatic expansion of the liquid refrigerant. It comprises an expansion valve 6 in a spray state, and an evaporator 7 in which the liquid refrigerant in a spray state is vaporized and exchanges heat with the surroundings. A clutch body 1 according to the present invention is provided at an end of the compressor 2, and power from a prime mover E is transmitted to the clutch 1 via a belt. And this clutch 1
The start, operation, and stop of the compressor 2 are performed by the intermittent action of. Here, the clutch system according to the present invention will be described. The clutch system according to the present invention is a system for utilizing the high pressure of the refrigeration cycle as the clutch connecting force. The clutch system 1 transmits power to the compressor 2 by frictional force. It comprises a differential pressure switch 4 for detecting a differential pressure between the two, and a control circuit 9 (hereinafter referred to as an ECU) for controlling the on / off of the compressor 2 and the clutch continuous time by various input signals. The control circuit 9 receives signals from various sensors as signals for performing control. That is, a vehicle interior temperature sensor 100 that detects a cooling load required for the compressor, a throttle opening sensor 110 that detects a load state of an automobile driving engine,
An engine speed sensor 120 and a compressor speed sensor 130 used for calculating an actual gear ratio of the engine, and a vehicle speed sensor 140 for detecting an operating state of the vehicle are provided.

次にクラッチ本体1の構成説明を第2図を用いて行な
う。クラッチ本体1は圧縮機2のフロントヘッドカバー
10と一体に形成される円筒状支持部材11に玉軸受12を設
け、玉軸受12の外輪は原動機からベルトを介して回転さ
れるドライブプーリ13が嵌合,固定されている。更にこ
のドライブプーリ13にはネジ部13aが設けられ摩擦圧着
板38がドライブプーリ13に固定されている。また、フロ
ントヘッドカバー10にはピストン14が挿入され、揺動部
シール用にOリング14a,14bの2本装着されている。
Next, the structure of the clutch body 1 will be described with reference to FIG. The clutch body 1 is a front head cover of the compressor 2
A ball bearing 12 is provided on a cylindrical support member 11 formed integrally with 10, and an outer ring of the ball bearing 12 is fitted with and fixed to a drive pulley 13 rotated by a motor via a belt. Further, the drive pulley 13 is provided with a screw portion 13a, and a friction pressure bonding plate 38 is fixed to the drive pulley 13. Further, a piston 14 is inserted into the front head cover 10, and two O-rings 14a and 14b are mounted for sealing the swinging part.

またピストン14内側円筒空間には円筒状支持部材11に
固定されるピストンを駆動させる駆動手段であるコイル
15が挿入されている。そして、圧縮機停止時にはコイル
15とピストン14により形成される吸入空間部16は通路17
によりヘッドフロントの吸入室10aに連通している。
Further, a coil serving as driving means for driving a piston fixed to the cylindrical support member 11 is provided in the cylindrical space inside the piston 14.
15 has been inserted. And when the compressor stops, the coil
The suction space 16 formed by the piston 15 and the piston 14
Thereby, it communicates with the suction chamber 10a at the head front.

また、コイル15とピストン14の間には制御弁18が設け
られている。
A control valve 18 is provided between the coil 15 and the piston 14.

ここで第3図に従って制御弁の構造を説明する。制御
弁18はピストン14に形成され、しかも吸入空間部16に通
ずる穴18aの中に挿入され、ボール22を図中右方へ押圧
するプランジャ19,押圧用のスプリング20、またフロン
トヘッドカバー10に圧入固定されるバルブシート21,ボ
ール22を左方へ押圧するためのリターンブッシュ23及び
押圧用のスプリング24とから構成されている。また、ピ
ストン14には吸入室シート部25がまたバルブシート21に
は高圧室シート部26が設けられている。シート部26の右
側空間部26aは、リターンブッシュ23の中心通路を通過
し、ヘッドフロント10の圧縮機2側に設けたリブ溝27を
介してエアコンシステムの高圧側空間部28に通じてい
る。また、シート部25の左側空間はプランジャ19に設け
られた通路により吸入空間部16に連通している。
Here, the structure of the control valve will be described with reference to FIG. The control valve 18 is formed in the piston 14 and is inserted into a hole 18a communicating with the suction space 16, and press-fits the plunger 19 for pressing the ball 22 rightward in the drawing, a pressing spring 20, and the front head cover 10. It is composed of a fixed valve seat 21, a return bush 23 for pressing the ball 22 leftward, and a pressing spring 24. The piston 14 is provided with a suction chamber seat 25 and the valve seat 21 is provided with a high-pressure chamber seat 26. The right space 26a of the seat 26 passes through the center passage of the return bush 23, and communicates with the high pressure side space 28 of the air conditioner system via the rib groove 27 provided on the compressor 2 side of the head front 10. Further, the left space of the seat 25 communicates with the suction space 16 through a passage provided in the plunger 19.

第2図によりさらに構成を説明する。ピストン14の先
端には軸受29が設けられ、この軸受のホルダー30にはス
トレートピン31が円周方向に複数設けられている。前記
のベアリングホルダー30は軸受29の内周面に圧入固定さ
れており、さらにプーリ13の円筒内周部13bに対し、図
中左右方向に摺動可能な寸法関係となっている。また前
記のベアリングホルダー30とプーリ13のリブ部13cとの
間には、ピストン14をヘッドフロント10の底面に付勢す
るための手段であるスプリング32が円周方向に複数個設
けられている。更にストレートピン31の先端には駆動側
クラッチ板である摩擦押圧板33が圧入固定され、この摩
擦押圧板33,ストレートピン31,ベアリングホルダー30,
軸受29、及びピストン14は一体となり圧縮機2の前後方
向に移動可能な構成となっている。
The configuration will be further described with reference to FIG. A bearing 29 is provided at the tip of the piston 14, and a plurality of straight pins 31 are provided in a circumferential direction on a holder 30 of the bearing. The bearing holder 30 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the bearing 29, and has a dimensional relationship slidable in the left-right direction in the drawing with respect to the cylindrical inner peripheral portion 13b of the pulley 13. A plurality of springs 32 are provided in the circumferential direction between the bearing holder 30 and the rib 13c of the pulley 13 as means for urging the piston 14 against the bottom surface of the head front 10. Further, a friction pressing plate 33 which is a driving side clutch plate is press-fitted and fixed to the tip of the straight pin 31, and the friction pressing plate 33, the straight pin 31, the bearing holder 30,
The bearing 29 and the piston 14 are configured to be integrally movable in the front-rear direction of the compressor 2.

また、圧縮機2のシャフト2aにはスプライン嵌合した
従動側クラッチ板であるハブ34があり、このハブ34は摩
擦材35を両面に接着したハブ34の外周部36とスプライン
が加工されているハブ内周部34とに分けられ、二つの部
分はゴムハブ37により結合されている。
The shaft 2a of the compressor 2 has a hub 34 which is a spline-fitted driven clutch plate, and the hub 34 is formed with a spline and an outer peripheral portion 36 of the hub 34 having friction materials 35 adhered to both surfaces. It is divided into a hub inner peripheral portion 34 and the two portions are connected by a rubber hub 37.

ここで圧縮機2が停止状態に於いては前記摩擦材35と
摩擦圧着板38、また摩擦材35と摩擦押圧板33との間に
は、所定のクリアランスが設定されており、圧縮機2の
断続が可能となっている。
Here, when the compressor 2 is stopped, a predetermined clearance is set between the friction material 35 and the friction pressing plate 38, and between the friction material 35 and the friction pressing plate 33, a predetermined clearance is set. Intermittent is possible.

クラッチシステムの作動を第2図乃至第4図を用いて
以下詳細に説明する。
The operation of the clutch system will be described below in detail with reference to FIGS.

初期状態としてクラッチの作動前は圧縮機2が停止
後、長時間が経過し冷凍サイクルの高低圧力が完全にバ
ランスしているものとする。
As an initial state, it is assumed that a long time has elapsed since the compressor 2 was stopped before the operation of the clutch, and the high and low pressures of the refrigeration cycle are completely balanced.

車両原動機が駆動されると図示されないベルトにてド
ライブプーリ13が回転され、これと一体的に形成される
摩擦圧着板38やベアリングホルダー30,軸受29の内輪,
ストレートピン31及び摩擦押圧板33が回転を開始する。
しかし、初期状態に於いては吸入空間16は通路17により
コンプレッサの吸入室空間10aに連通している。従っ
て、ピストン室空間14cと吸入空間16は圧力バランスし
ており、ピストン14にはガス圧による力は作用しないこ
とになる。従ってピストン14はスプリング32により図中
右方へ押圧されヘッドフロント10の底部で停止されてい
る。この結果、摩擦押圧板33と摩擦板35及び摩擦圧着板
38と摩擦板35との間には一定量のクリアランスが保持さ
れるため、駆動力は圧縮機のシャフト2aには伝えられな
い。
When the vehicle prime mover is driven, the drive pulley 13 is rotated by a belt (not shown), and the friction pressure bonding plate 38, the bearing holder 30, the inner ring of the bearing 29,
The straight pin 31 and the friction pressing plate 33 start rotating.
However, in the initial state, the suction space 16 communicates with the suction chamber space 10a of the compressor through the passage 17. Therefore, the piston chamber space 14c and the suction space 16 are pressure-balanced, and no force due to gas pressure acts on the piston 14. Accordingly, the piston 14 is pressed rightward in the figure by the spring 32 and is stopped at the bottom of the head front 10. As a result, the friction pressing plate 33, the friction plate 35, and the friction pressing plate
Since a certain amount of clearance is maintained between 38 and the friction plate 35, the driving force is not transmitted to the shaft 2a of the compressor.

次に車室内のA/CスイッチがONされた場合の作動を説
明する。A/CスイッチがONされるとコイル15には、比較
的大きな電流(例えば8〜10A)が通電される。このた
めピストン14と一体的に嵌合,形成された軸受29,ホル
ダー30,ストレートピン31及び摩擦押圧板33は図中の左
方へ移動、摩擦板35を介して摩擦圧着板38に当接するま
で移動することになる。この結果摩擦板35は摩擦圧着板
38と摩擦押圧板33との間にはさまれ、ベルトを介してエ
ンジンから伝えられる駆動力はハブ外周36,ゴムハブ37
及びハブ内周34を介して圧縮機の駆動軸2aに伝えられ、
圧縮機は回転を開始することになる。
Next, the operation when the A / C switch in the vehicle compartment is turned on will be described. When the A / C switch is turned on, a relatively large current (for example, 8 to 10 A) is supplied to the coil 15. Therefore, the bearing 29, the holder 30, the straight pin 31, and the friction pressing plate 33, which are integrally fitted and formed with the piston 14, move to the left in the drawing and come into contact with the friction pressing plate 38 via the friction plate 35. Will move up to. As a result, the friction plate 35 is a friction pressure bonding plate.
The driving force transmitted from the engine through the belt is sandwiched between the friction pressing plate 33 and the friction pressing plate 33.
And transmitted to the compressor drive shaft 2a via the hub inner circumference 34,
The compressor will start rotating.

ここでコイル15に大電流が通電された場合の制御弁18
の作動を第3,第4図を用いて説明する。第3図に於いて
コイル15に通電がなされると、プランジャ19の端面19a
は、押圧用スプリング20の力に抗してコイルの端面15a
まで吸引されることになる。この状態を第4図(a),
(b),(c)にて示す。第4図(a)はコイル15の励
磁前の状態、第4図(b)はプランジャ19がコイル端面
15aに吸引された状態、第4図(c)はピストン14の作
動後の状態を示す。第4図(c)に示すようにプランジ
ャ19がコイル端面15aに作動すると、ボール22は押圧用
スプリング24とリターンブッシュ23により吸引室シート
25に圧接されることになる。この結果ピストンおよびバ
ルブシートによって圧力室200が形成されることにより
高圧シート部26が開となり、ピストン室空間14cと溝27
及びシステムの高圧側空間部28は連通することになる。
また、吸入空間16とピストン室空間14cは吸入室シート
部25により遮断されることになる。
Here, the control valve 18 when a large current is supplied to the coil 15
3 will be described with reference to FIGS. When the coil 15 is energized as shown in FIG.
Is the end face 15a of the coil against the force of the pressing spring 20.
Will be sucked up. This state is shown in FIG.
These are shown in (b) and (c). FIG. 4A shows a state before the coil 15 is excited, and FIG.
FIG. 4 (c) shows the state after the piston 14 is actuated. When the plunger 19 is actuated on the coil end face 15a as shown in FIG. 4 (c), the ball 22 is moved by the pressing spring 24 and the return bush 23 to the suction chamber sheet.
It will be pressed against 25. As a result, the pressure chamber 200 is formed by the piston and the valve seat, whereby the high-pressure seat portion 26 is opened, and the piston chamber space 14c and the groove 27 are opened.
And the high pressure side space 28 of the system is in communication.
Further, the suction space 16 and the piston chamber space 14c are shut off by the suction chamber seat portion 25.

ここで圧縮機2の状態は、コイル15の通電により回転
を開始しており、この結果、冷凍サイクルの高圧側空間
部28の圧力は徐々に増加し、その圧力が制御弁18の作動
によりピストン室空間部14cに作用することになる。こ
の結果ピストン14へは吸入空間16とピストン室空間部14
cとの差圧により発生するガス圧力がピストン14,軸受2
9,ホルダー30,ストレートピン31,摩擦押圧板33を通し
て、摩擦圧着板38との間に作用して摩擦板35をはさみ込
む状態となるため、圧縮機2aの軸はベルトにより回転を
続けることになる。従って高低圧間の差圧は増加し、ピ
ストン14に作用する力はその差圧に比例して増加する。
Here, the state of the compressor 2 starts to rotate by energization of the coil 15, and as a result, the pressure in the high-pressure side space 28 of the refrigeration cycle gradually increases, and the pressure is increased by the operation of the control valve 18. This will act on the room space 14c. As a result, the suction space 16 and the piston chamber space 14
The gas pressure generated by the pressure difference from c
9, through the holder 30, the straight pin 31, and the friction pressing plate 33, it acts between the friction pressing plate 38 and the friction plate 35 so that the friction plate 35 is interposed therebetween, so that the shaft of the compressor 2a is continuously rotated by the belt. Become. Therefore, the pressure difference between the high pressure and the low pressure increases, and the force acting on the piston 14 increases in proportion to the pressure difference.

第1図に示す差圧スイッチ4により高低圧間の差圧が
ある一定値(例えば2kg/cm2)に達した段階にて、コイ
ル15への電流値を制御弁18のON状態(シート部25が閉,
シート部26が開の状態)を保持するに必要かつ充分な電
流値のみに低下させる。差圧スイッチで設定される一定
差圧の意味は、圧縮機の駆動のために必要な最低の差圧
であり、この差圧が発生するまでの時間は極めて短時間
(秒単位)である。従ってコイル15へ通電する電流値は
比較的大きいにもかかわらず、消費電力は極めて少なく
て良いことになる。
When the differential pressure between high and low pressures reaches a certain value (for example, 2 kg / cm 2 ) by the differential pressure switch 4 shown in FIG. 1, the current value to the coil 15 is changed to the ON state of the control valve 18 (the seat portion). 25 is closed,
The current value is reduced to only a current value necessary and sufficient to hold the sheet portion 26 open. The meaning of the constant differential pressure set by the differential pressure switch is the minimum differential pressure necessary for driving the compressor, and the time until this differential pressure is generated is extremely short (in units of seconds). Therefore, although the value of the current supplied to the coil 15 is relatively large, the power consumption can be extremely small.

圧縮機の回転開始後冷凍サイクルが安定状態となった
場合、冷凍サイクルの高低圧間差圧と圧縮機の駆動トル
ク(中心値)の関係は、第5図に示される状態となる。
この場合のクラッチ許容伝達トルクも第5図に合わせ示
すが、これから解るように圧縮機の駆動トルクが増大す
る。高圧縮比になるほど許容伝達トルクも増加する特性
となり、しかもガス圧により得られる力が非常に大きい
ため、伝達トルクも大容量が得られる。そのため、従来
の電磁クラッチなどで見られた低速高圧条件(炎天下の
市街地ノロノロ運転)でのすべり発生(トルク容量不
足)を防止することができる。
When the refrigeration cycle is in a stable state after the start of rotation of the compressor, the relationship between the differential pressure between high and low pressures of the refrigeration cycle and the drive torque (center value) of the compressor is as shown in FIG.
The clutch allowable transmission torque in this case is also shown in FIG. 5, but as will be understood, the drive torque of the compressor increases. As the compression ratio becomes higher, the allowable transmission torque also increases, and the force obtained by the gas pressure is very large, so that a large transmission torque can be obtained. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of slippage (insufficient torque capacity) under low-speed and high-pressure conditions (slow running in an urban area under the scorching sun) seen in a conventional electromagnetic clutch or the like.

次にA/Cの作動により、車室内温度が設定値に到達し
た後のクラッチON−OFF制御について説明する。
Next, the clutch ON-OFF control after the vehicle interior temperature reaches the set value by the operation of the A / C will be described.

冷房能力制御のためクラッチをOFFする場合について
以下説明する。OFFする場合はコイル15の通電を停止さ
せ、制御弁18を切換えることにより達成する。このとき
の制御弁18の作動を第4図(d),(e)にて説明す
る。第4図(d)に於いてコイルへの通電を停止する
と、コイル端面15aとプランジャ19との間の吸引力がな
くなる為、スプリング力20によりボール22,リターンブ
ッシュ23が右方へ押され、シール部25が開となる。この
結果ピストン室空間14cに満たされていた高圧ガスは吸
入空間16へ流入すると共に第4図(e)のようにボール
22がシール部26をシールする事になる。この結果高圧ガ
スはピストン室空間14cへは流入せず、吸入室空間16と
同一圧力となる。この結果ピストン14へのガス圧力によ
る力はバランスするため、ピストン14はスプリング32の
力によりヘッドフロント1の底部まで押しもどされる。
この結果、摩擦圧着板38,摩擦押圧板33,摩擦材35の間に
クリアランスが発生し、圧縮機のシャフト2aへの動力伝
達が断たれ、圧縮機は停止することになる。
The case where the clutch is turned off for cooling capacity control will be described below. When turning OFF, this is achieved by stopping the energization of the coil 15 and switching the control valve 18. The operation of the control valve 18 at this time will be described with reference to FIGS. When the power supply to the coil is stopped in FIG. 4 (d), the suction force between the coil end surface 15a and the plunger 19 disappears, so that the ball 22 and the return bush 23 are pushed rightward by the spring force 20, The seal part 25 is opened. As a result, the high-pressure gas filled in the piston chamber space 14c flows into the suction space 16 and, as shown in FIG.
22 seals the seal portion 26. As a result, the high-pressure gas does not flow into the piston chamber space 14c, and has the same pressure as the suction chamber space 16. As a result, the force of the gas pressure on the piston 14 is balanced, so that the piston 14 is pushed back to the bottom of the head front 1 by the force of the spring 32.
As a result, a clearance is generated between the friction pressing plate 38, the friction pressing plate 33, and the friction material 35, power transmission to the shaft 2a of the compressor is cut off, and the compressor stops.

圧縮機が停止後、車室内温度の上昇により、圧縮機の
再起動が必要な場合は、コイル15に制御弁18を作動させ
るための低電流(1A未満)を流す。ここで第4図(a)
に示されるようにコイル15の端面15aとピストン14の端
面14dとの距離(エアギャップ)よりもコイル15の端面1
5aとプランジャ19との距離を小さく設定しているため、
プランジャ19へ優先的にコイルによる磁束が流れる結
果、プランジャ19が左方へ移動し、第4図(b)から第
4図(c)へ状態が移り高圧側空間部28の高圧冷媒圧力
がピストン室空間14cへ流入,吸入室空間16との差圧に
より、圧縮機2は作動することになる。通常、エアコン
システムに於けるON−OFF制御では、クラッチOFFからON
までの間隔は長時間になることは有り得ない。このため
クラッチOFF後の高低圧間の差圧(残圧)が2kg/cm2以下
となることは有り得ないため、ON−OFF制御でのクラッ
チの作動は全て冷凍サイクルの高低残圧差で実施するこ
とが可能となる。消費電力の面からみると、必要な電流
値は制御弁18を作動させるに必要な極めて低い電流値で
充分であるため、通常の電磁式のクラッチの消費電力に
対し約1/3以下とすることができる。
After the compressor is stopped, if the compressor needs to be restarted due to a rise in vehicle interior temperature, a low current (less than 1 A) for operating the control valve 18 is supplied to the coil 15. Here, FIG. 4 (a)
As shown in the figure, the distance (air gap) between the end face 15a of the coil 15 and the end face 14d of the piston 14
Because the distance between 5a and plunger 19 is set small,
As a result of the preferential flow of the magnetic flux by the coil to the plunger 19, the plunger 19 moves to the left, and the state shifts from FIG. 4 (b) to FIG. 4 (c). The compressor 2 operates due to the pressure difference between the chamber 2 and the suction chamber space 16 flowing into the chamber space 14c. Normally, in the ON-OFF control in the air conditioner system, the clutch is turned ON from OFF.
The interval until can not be long. For this reason, since the differential pressure (residual pressure) between the high and low pressures after the clutch is turned off cannot be less than 2 kg / cm 2, all the clutch operations in the ON-OFF control are performed with the high and low residual pressure differences in the refrigeration cycle. It becomes possible. From the viewpoint of power consumption, the required current value is an extremely low current value required to operate the control valve 18, which is sufficient to be about 1/3 or less of the power consumption of a normal electromagnetic clutch. be able to.

次に本発明圧縮機用クラッチの作動の説明を第6図に
示すフローチャートに基づいて説明する。
Next, the operation of the compressor clutch of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

始めに温度センサ等によって検出した自動車等の車室
内温度Tと設定温度Toとの比較をする。(ステップS1) 車室内温度Tが設定温度Toよりも高い場合、圧縮機の
高圧側圧力Pdと低圧側圧力Psとの差圧を差圧スイッチ4
によって検出する。(ステップS2) そして、上記の差圧が基準圧力Poより低い場合にはEC
U9を介してクラッチ1に設けられるコイル15に、ピスト
ン14の端面14dがコイル15a端面に十分吸引可能な電流A1
を通電させピストン14の端面14dとコイル端面15aとを吸
引させる。(ステップS3)そして、高圧側圧力Pdと低圧
側圧力Psとの差圧が基準圧力Po以上となると、ピストン
14には、圧縮機2の駆動軸2aを駆動するに充分な力が得
られるようにしているのでコイル15には電流A1を流す必
要がなくなる。そのため、ECU9によってコイル15にはプ
ランジャ19がコイル端面15aに接触可能な最小限の電流
値A2を流してクラッチを接続させる。
First, a comparison is made between the vehicle interior temperature T of an automobile or the like detected by a temperature sensor or the like and the set temperature To. (Step S1) When the vehicle interior temperature T is higher than the set temperature To, the differential pressure between the high-pressure side pressure Pd and the low-pressure side pressure Ps of the compressor is determined by the differential pressure switch 4.
To detect. (Step S2) If the differential pressure is lower than the reference pressure Po, EC
A current A 1 that allows the end face 14d of the piston 14 to sufficiently attract the end face of the coil 15a to the coil 15 provided on the clutch 1 via U9.
Is applied, and the end face 14d of the piston 14 and the coil end face 15a are sucked. (Step S3) When the pressure difference between the high-pressure side pressure Pd and the low-pressure side pressure Ps exceeds the reference pressure Po, the piston
The 14, it is not necessary to flow a current A 1 is the compressor 2 of the coil 15 so sufficient force is thus obtained to drive the drive shaft 2a. Therefore, the plunger 19 to the coil 15 by supplying a minimum current value A 2 contactable to the coil end surface 15a engage the clutch by ECU 9.

また、ステップS2において差圧が基準圧力Poよりも大
である場合には、ECU9を介してコイル15aに電流A2を通
電させ、プランジャ19とコイル端面15aを接触させクラ
ッチを接続させる。
Further, when the differential pressure is greater than the reference pressure Po at the step S2, by passing a current A 2 in the coil 15a through the ECU 9, to connect the clutch is brought into contact with the plunger 19 and the coil end surface 15a.

さらに、車室内温度Tが設定温度Toよりも小である時
にはコイル15には電流は流さない。(ステップS8) 第6図(b),(c)には、電流値A1とA2との大きさ
の比較を示した。図より明らかなように、電流値A1は電
流値A2より非常に大きな値をもつ。しかし、本発明では
圧縮機の高圧側と低圧側の差圧をクラッチの接続に用い
るため、高電流である電流値A1を第7図(b)の如く短
時間コイル15に流せばよい。
Further, when the vehicle interior temperature T is lower than the set temperature To, no current flows through the coil 15. (Step S8) FIG. 6 (b), in (c) showed a comparison of the magnitude between the current value A 1 and A 2. As it is apparent from the figure, the current value A 1 has a very large value than the current value A 2. However, the differential pressure of the high pressure side and low pressure side of the compressor in the present invention for use in a clutch connection may be flowed to the short coil 15 as a current value A 1 is a high current FIGS. 7 (b).

次に本発明のクラッチシステムに於ける効果につき以
下説明する。前記したクラッチのON−OFF制御に於い
て、従来の電磁式クラッチでは連結時間が0.03秒と極め
て短いのが通例である。このようなクラッチの作動のも
とではクラッチ連結時の急激なトルク変化がE/G→駆動
系→車体→乗員と伝わり、ドライバーには不快な連結フ
ィーリングとして感じられ、問題となっていた。これは
特に低速ギヤでE/Gが高回転である時に顕著となること
が実車評価などで明らかとなっいる。そこで本発明では
前述のようにこのような現象が発生するクラッチのON−
OFF制御時は、クラッチの連結がすべて冷凍サイクルの
高低圧力差(残留圧)により可能であることに着目し、
第2図に示す高圧側空間28の残留ガス圧を第3図に示す
ようにリブ溝27を介し、制御弁18によりピストン室空間
14cに導入する際に、制御弁18の高圧側空間28よりのリ
ブ溝通路27の一部にオリフィスによるガス流量制御用の
絞りを設けた。
Next, effects of the clutch system of the present invention will be described below. In the above-mentioned clutch ON-OFF control, the connection time of a conventional electromagnetic clutch is usually as extremely short as 0.03 seconds. Under such operation of the clutch, a sudden change in torque when the clutch is engaged is transmitted to the E / G, the drive system, the vehicle body, and the occupant, and the driver feels this as an unpleasant connection feeling, which has been a problem. Actual vehicle evaluations have shown that this is particularly noticeable when the E / G is rotating at high speed in low-speed gears. Therefore, in the present invention, as described above, the ON-
At the time of OFF control, paying attention to the fact that all clutches can be connected by the high and low pressure difference (residual pressure) of the refrigeration cycle,
The residual gas pressure in the high-pressure side space 28 shown in FIG. 2 is controlled by the control valve 18 through the rib groove 27 as shown in FIG.
At the time of introduction into 14c, a throttle for gas flow control by an orifice was provided in a part of the rib groove passage 27 from the high pressure side space 28 of the control valve 18.

この結果、高圧側空間28の残留高圧ガスは制御弁18が
開となっても短時間にピストン室空間14cへ流入するこ
とがなくなる。このとめピストン室空間14cの単位時間
当りの圧力上昇(圧力上昇の傾き)はゆるやかなものと
なり、この結果摩擦押圧板33,摩擦圧着板38と摩擦材35
との間ですべりが発生することになる。この結果圧縮機
2の駆動軸2aに伝達されるトルクの時間当りの変化率
(微分値)は小さくなるため、大きなトルク変化が生じ
ないことになる。この様子を圧縮機2の駆動軸2aの軸ト
ルクで示したものが第7図であり、本発明と従来の電磁
クラッチ4を比較してある。
As a result, the residual high-pressure gas in the high-pressure side space 28 does not flow into the piston chamber space 14c in a short time even when the control valve 18 is opened. The pressure rise (gradient of the pressure rise) per unit time of the stop piston chamber space 14c becomes gentle, and as a result, the friction pressing plate 33, the friction pressing plate 38 and the friction material 35
Slip will occur between them. As a result, the rate of change (differential value) of the torque transmitted to the drive shaft 2a of the compressor 2 per unit time becomes small, so that a large torque change does not occur. FIG. 7 shows this state by the shaft torque of the drive shaft 2a of the compressor 2, and compares the present invention with the conventional electromagnetic clutch 4.

第7図より明らかなように、従来のコンプレッサの軸
トルクは第7図中のA点に示す如くピーク値を示すため
不快な連結ショックを避けられない。しかし本発明のク
ラッチを採用することによりコンプレッサの軸トルクは
第7図中のB点に示す如くピーク値を示さない良好な連
結を行うことができる。
As is clear from FIG. 7, the shaft torque of the conventional compressor shows a peak value as shown at point A in FIG. 7, so that an unpleasant coupling shock cannot be avoided. However, by employing the clutch of the present invention, it is possible to perform a favorable connection in which the shaft torque of the compressor does not show a peak value as shown at point B in FIG.

以上より乗員はクラッチのON−OFFにともなう不快な
連結ショックを体感することもなくなり、快適なドライ
ブを楽しむことが可能となる。また、クラッチ連結時の
作動音に於いても、電磁クラッチの場合は磁路の関係か
ら鉄系の材料を使用せざるを得ず、この結果クラッチの
連結がショックと共に音としても聞きとれていた。しか
し、本発明に於ける摩擦面は金属と摩擦材の組合せのた
め作動音そのものを著しく低下させることが可能とな
る。
As described above, the occupant does not experience the unpleasant connection shock accompanying the ON / OFF of the clutch, and can enjoy a comfortable drive. Also, regarding the operating noise at the time of clutch connection, in the case of an electromagnetic clutch, an iron-based material had to be used due to the magnetic path, and as a result, the connection of the clutch was heard as a sound together with the shock. . However, the friction surface in the present invention can significantly reduce the operation noise itself due to the combination of the metal and the friction material.

また、繰り返しすべりに対する摩擦材の耐久性につい
てもブレーキ用の摩擦材を応用すればよく新たに新規な
摩擦材を用いる必要がない。
Also, regarding the durability of the friction material against repeated sliding, a friction material for a brake may be applied, and there is no need to use a new friction material.

以上はA/C作動中でのクラッチの断続の話であるが、A
/CがOFFされ、再起動まで長期に放置された場合などは
残存圧力にする差圧を期待することはほとんど不可能に
近い。そこでこのような場合には、前述のようにコイル
15に比較的大電流を極めて短時間通電することでエアコ
ンサイクルの状態とは無関係に圧縮機を作動させること
が可能となる。
The above is the story of intermittent clutch operation during A / C operation.
When / C is turned off and left for a long time before restarting, it is almost impossible to expect a differential pressure to make the residual pressure. Therefore, in such a case, the coil
By applying a relatively large current to the motor 15 for a very short time, the compressor can be operated regardless of the state of the air conditioner cycle.

以上延べたように、本クラッチシステムは従来の電磁
クラッチに対し、小型・軽量でかつ許容伝達トルクが大
きいクラッチシステムを提供するものであり、かつクラ
ッチON−OFF制御時に発生し問題となっていた連結ショ
ックを高圧残留ガスの流量制御を固定絞りという簡便な
手法を用いることにより解決したことを特徴としてい
る。
As described above, the present clutch system provides a smaller and lighter clutch system with a larger permissible transmission torque than the conventional electromagnetic clutch, and has been a problem during clutch ON-OFF control. The connection shock is solved by using a simple method of controlling the flow rate of the high-pressure residual gas by using a fixed throttle.

もちろん上記の如くオープン制御によらず、さらに高
度でキメの細かい制御を実施する場合では第1図に示す
ようにE/G回転数とComp.回転数の検出を行い、制御弁18
のデューティ制御(フィードバック制御)を実施すれば
高圧残留ガスの流量制御は、走行状態やガス圧の状態に
よらず最適に制御が可能となる。
Of course, when performing finer and finer control without using the open control as described above, the E / G rotation speed and the Comp. Rotation speed are detected as shown in FIG.
If the duty control (feedback control) is performed, the flow control of the high-pressure residual gas can be optimally controlled irrespective of the running state and the gas pressure state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は冷凍サイクルの構成図、第2図は本発明圧縮機
用クラッチの断面図、第3図は制御弁の周辺拡大図、第
4図は本発明の作動を示す作動図、第5図は圧力とトル
クとの関係を示す関係図、第6図は本発明の作動を示す
フローチャート、第7図は本発明の効果を示す特性図で
ある。 13……プーリ,14……ピストン,15……駆動手段(コイ
ル),16……圧力室(吸入空間部),18……制御弁,19…
…プランジャ,32……スプリング,33……駆動側クラッチ
板(摩擦押圧板),34……従動側クラッチ板(ハブ)。
1 is a configuration diagram of a refrigerating cycle, FIG. 2 is a cross-sectional view of a clutch for a compressor of the present invention, FIG. 3 is an enlarged view of the periphery of a control valve, FIG. FIG. 6 is a relationship diagram showing the relationship between pressure and torque, FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the present invention, and FIG. 7 is a characteristic diagram showing the effect of the present invention. 13 ... pulley, 14 ... piston, 15 ... drive means (coil), 16 ... pressure chamber (suction space), 18 ... control valve, 19 ...
… Plunger, 32… spring, 33… drive side clutch plate (friction pressing plate), 34… driven side clutch plate (hub).

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ハウジング上に回転自在に保持され、外部
より動力を受けて回転するプーリと、 このプーリと共に回転する駆動側クラッチ板と、 この駆動側クラッチ板に対向配置され、かつ圧縮機駆動
軸と一体回転する従動側クラッチ板と、 前記従動側クラッチ板もしくは前記駆動側クラッチ板に
対向配置され、その軸方向変位に応じて前記駆動側クラ
ッチ板と前記従動側クラッチ板との間の接触力を変化さ
せるピストンと、 前記ピストンを前記駆動側クラッチ板と前記従動側クラ
ッチ板との間の当接を増す方向に駆動させる駆動手段
と、 前記ピストンの前記従動側クラッチ板に対向する一方の
面に設けられる圧力室と、 前記圧縮機の吐出圧力側と前記圧力室との連通を制御す
る制御弁と、 前記ピストンを前記駆動側クラッチ板と前記従動側クラ
ッチ板との間の当接を減ずる方向に付勢するスプリング
とからなることを特徴とする圧縮機用クラッチ。
1. A pulley rotatably held on a housing and rotated by receiving power from the outside, a drive-side clutch plate rotating with the pulley, a drive-side clutch plate opposed to the drive-side clutch plate, and a compressor drive. A driven clutch plate that rotates integrally with a shaft; and a driven clutch plate that is disposed to face the driven clutch plate or the driving clutch plate, and that contacts the driven clutch plate and the driven clutch plate in accordance with the axial displacement thereof. A piston that changes a force, a driving unit that drives the piston in a direction to increase the contact between the driving-side clutch plate and the driven-side clutch plate, and one of the pistons facing the driven-side clutch plate. A pressure chamber provided on a surface; a control valve for controlling communication between a discharge pressure side of the compressor and the pressure chamber; A spring for biasing the clutch in a direction to reduce contact with the side clutch plate.
【請求項2】前記駆動手段は通電によって磁束を生ずる
コイルであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の圧縮機用クラッチ。
2. The compressor clutch according to claim 1, wherein said drive means is a coil that generates a magnetic flux when energized.
【請求項3】前記制御弁には絞りが設けられていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第2項記載の圧
縮機用クラッチ。
3. The compressor clutch according to claim 1, wherein said control valve is provided with a throttle.
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