JP3627313B2 - 電磁クラッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動力伝達を断続する電磁クラッチに関するもので、自動車用空調装置の冷凍サイクルの圧縮機駆動用として好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用空調装置の冷凍サイクルの圧縮機は、電磁クラッチを介してエンジンに連結され、電磁クラッチによりエンジンからの動力伝達が断続されるようになっている。
ところで、圧縮機が焼きつき等の故障を発生して、その回転軸がロックすると、エンジンの動力伝達装置のベルトに過大な力が加わり、このベルトの破損等の不具合が生じる。このベルト破損等の不具合が一旦生じると、エンジン冷却水循環用ウォータポンプ、バッテリ充電用発電機等のエンジン補機が作動不能となり、エンジンの運転停止という重大事態を引き起こすので、この不具合を未然に防止するための対策が必要である。
【０００３】
そこで、従来では、以下のような対策を一般に講じている。すなわち、エンジン側からの動力を受けて回転している入力側のロータと、この入力側ロータに、電磁コイルの電磁吸引力により吸着されて回転する出力側のアーマチャとを有する電磁クラッチにおいて、圧縮機のロック時には出力側のアーマチャが回転不能となり、このアーマチャに対して前記ロータが滑りながら回転するので、この滑り接触部分の温度が異常上昇する。
【０００４】
そこで、このアーマチャとロータとの滑り接触部分における温度の異常上昇に注目して、この温度の異常上昇により溶断する温度ヒューズを設置し、この温度ヒューズの溶断により前記電磁コイルへの通電を遮断して、電磁クラッチを動力遮断状態とすることにより、上記ベルトに過大な力が加わるのを防止している。このような温度ヒューズを設置した従来技術としては、特開昭５７−５１０２５号公報に記載されたものがあり、この従来技術では、前記電磁コイルを保持するコイルスプール（巻枠）を、コイルハウジング（固定磁極部材）内に固定するとともに、前記コイルスプールのうち、ロータ端面に対向する部位に温度ヒューズを設置している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、本発明者らの実験、検討によると、次のごとき問題が生じることが分かった。
すなわち、温度ヒューズが、コイルハウジングより離れた部位において、電磁コイルおよびコイルスプールを絶縁固定する樹脂部材により覆われて設置されているので、温度ヒューズ周辺部の熱は外部に放出されにくい。
【０００６】
そのため、圧縮機正常時に電磁コイルが通電され、発熱すると、この発熱の影響を受けて温度ヒューズ周辺部も温度上昇して、温度ヒューズの溶断温度以上に上昇する場合が生じ、これにより正常時にもかかわらず、温度ヒューズが溶断するという誤作動が生じることがある。
また、圧縮機のロック時にはアーマチャとロータとの滑り接触部分における温度上昇の伝達が上記樹脂部材により妨げられて、滑り接触部分の熱が温度ヒューズに伝わりにくいので、温度ヒューズが溶断するまでの時間が長くかかり、応答性が悪いという問題が生じる。この応答性の悪化により、温度ヒューズの溶断前に、電磁クラッチの軸受（ボールベアリング）が温度上昇してロックしてしまう場合がある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、正常時における温度ヒューズの誤作動の可能性を低減できるとともに、クラッチ滑り時における温度ヒューズ溶断の応答性を向上できる電磁クラッチを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１記載の発明では、磁性体により形成され、回転駆動源からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材（２）と、
従動側機器の回転軸に連結された従動側回転部材（１２）と、
通電により電磁吸引力を発生する電磁コイル（５）と、
磁性体により形成され、前記電磁コイル（５）を収納し、固定するコイルハウジング（４）と、
磁性体により形成され、前記電磁コイル（５）の発生する電磁吸引力により前記駆動側回転部材（２）の摩擦面（２ａ）に吸着されるアーマチャ（８）と、
前記従動側回転部材（１２）と前記アーマチャ（８）との間を連結するように配設され、前記電磁コイル（５）の非通電時には前記アーマチャ（８）を前記駆動側回転部材（２）の摩擦面（２ａ）から開離した位置に保持する弾性連結機構（（９、１０、１１）と、
前記コイルハウジング（４）内において、前記駆動側回転部材（２）の摩擦面（２ａ）に近接し、かつ前記コイルハウジング（４）の壁面にも近接した部位に配設され、所定温度以上において溶断して、前記電磁コイル（５）への通電を遮断する温度ヒューズ（１３）とを備え、
前記電磁コイル（５）および前記温度ヒューズ（１３）は、前記コイルハウジング（４）内に成形された樹脂部材（６）により固定保持され、
前記温度ヒューズ（１３）から引き出されるリード線（１３ａ、１３ｂ）に、前記樹脂部材（６）から加わる引っ張り荷重を緩和する弾性材料からなる被覆チューブ（１３ｃ、１３ｄ）が嵌着されている電磁クラッチを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明では、請求項１に記載の電磁クラッチにおいて、前記リード線のうち、前記温度ヒューズ（１３）の一端側から引き出される一端側リード線（１３ａ）は結線部（５ｃ）にて前記電磁コイル（５）の巻終わり部（５ｂ）に接続され、
前記リード線のうち、前記温度ヒューズ（１３）の他端側から引き出される他端側リード線（１３ｂ）は結線部（５ｄ、１６）にて外部回路への接続用リード線（１８）に接続されることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１または２に記載の電磁クラッチにおいて、前記コイルハウジング（４）内にヒューズ保持部材（１４）が設けられており、このヒューズ保持部材（１４）により前記温度ヒューズ（１３）が位置決めして固定保持されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明では、請求項３に記載の電磁クラッチにおいて、前記電磁コイル（５）を保持するコイルスプール（１９）が前記コイルハウジング（４）内に設けられており、
前記コイルスプール（１９）に前記ヒューズ保持部材（１４）が一体成形されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁クラッチにおいて、前記コイルハウジング（４）は、断面コの字形状の２重円筒形状に形成されており、
前記温度ヒューズ（１３）は、前記コイルハウジング（４）の２重円筒形状のうち、内周側円筒部（４ａ）に近接した部位に配設されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明では、請求項５に記載の電磁クラッチにおいて、前記温度ヒューズ（１３）は、前記コイルハウジング（４）の２重円筒形状のうち、内周側円筒部（４ａ）の外周壁面から５．０ｍｍ以内で、かつ前記コイルハウジング（４）の前記摩擦面側端面（４ｃ）から５．０ｍｍ以内の範囲に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁クラッチにおいて、前記コイルハウジング（４）は、断面コの字形状の２重円筒形状に形成されており、
前記温度ヒューズ（１３）は、前記コイルハウジング（４）の２重円筒形状のうち、外周側円筒部（４ｂ）に近接した部位に配設されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明では、請求項７に記載の電磁クラッチにおいて、前記温度ヒューズ（１３）は、前記コイルハウジング（４）の２重円筒形状のうち、外周側円筒部（４ｂ）の内周壁面から５．０ｍｍ以内で、かつ前記コイルハウジング（４）の前記摩擦面側端面（４ｃ）から５．０ ｍｍ以内の範囲に配設されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の電磁クラッチにおいて、前記温度ヒューズ（１３）から引き出されるリード線（１３ａ、１３ｂ）に、前記樹脂部材（６）から加わる引っ張り荷重を緩和する曲げ部（１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ）が形成されていることを特徴とする。
請求項１０記載の発明では、磁性体により形成され、回転駆動源からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材（２）と、
従動側機器の回転軸に連結された従動側回転部材（１２）と、
通電により電磁吸引力を発生する電磁コイル（５）と、
磁性体により形成され、前記電磁コイル（５）を収納し、固定するコイルハウジング（４）と、
磁性体により形成され、前記電磁コイル（５）の発生する電磁吸引力により前記駆動側回転部材（２）の摩擦面（２ａ）に吸着されるアーマチャ（８）と、
前記従動側回転部材（１２）と前記アーマチャ（８）との間を連結するように配設され、前記電磁コイル（５）の非通電時には前記アーマチャ（８）を前記駆動側回転部材（２）の摩擦面（２ａ）から開離した位置に保持する弾性連結機構（（９、１０、１１）と、
前記コイルハウジング（４）内において、前記駆動側回転部材（２）の摩擦面（２ａ）に近接し、かつ前記コイルハウジング（４）の壁面にも近接した部位に配設され、所定温度以上において溶断して、前記電磁コイル（５）への通電を遮断する温度ヒューズ（１３）とを備え、
前記電磁コイル（５）および前記温度ヒューズ（１３）は、前記コイルハウジング（４）内に成形された樹脂部材（６）により固定保持され、
前記温度ヒューズ（１３）から引き出されるリード線（１３ａ、１３ｂ）に、前記樹脂部材（６）から加わる引っ張り荷重を緩和する曲げ部（１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ）が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１７】
【発明の作用効果】
請求項１ないし１０記載の発明によれば、圧縮機等の従動側機器の正常作動時に、電磁コイルが通電により発熱しても、温度ヒューズをコイルハウジングの壁面に近接して配設しているので、温度ヒューズ周囲の熱は、樹脂よりも熱伝導性が良好な、磁性体金属からなるコイルハウジング側に放熱されるので、温度ヒューズ周囲の温度は、熱伝導度が低い樹脂部材の中央部内に位置している場合に比してかなり低い温度となる。
【００１８】
そのため、電磁コイルが発熱しても、その発熱の影響を受けて、温度ヒューズが誤作動し、溶断する可能性を著しく低減できる。
一方、従動側機器が焼きつき等の重大故障を起こしてロックすると、アーマチャと駆動側回転部材との滑り接触部分が摩擦熱により異常に温度が上昇する。
このとき、コイルハウジングは樹脂よりも熱伝導度が高いので、コイルハウジングのうち、駆動側回転部材の摩擦面に近接した端部は駆動側回転部材の温度上昇による熱を受けて速やかに温度上昇する。そして、温度ヒューズは、上記コイルハウジングの端部を通して受熱するため、駆動側回転部材の温度上昇に対して応答よく温度上昇する。
【００１９】
これにより、従動側機器のロック発生後、短時間で温度ヒューズがその溶断温度まで上昇して溶断し、電磁コイルへの通電を遮断できる。従って、温度ヒューズの溶断前に、電磁クラッチの軸受が温度上昇してロックしてしまうといった不具合を確実に阻止できる。
上記に加えて、請求項１記載の発明では、冷熱サイクルの繰り返しにより樹脂部材に亀裂が発生し、低温時にこの亀裂部位での収縮により樹脂部材から引っ張り荷重が温度ヒューズのリード線に加わる際に、この引っ張り荷重を被覆チューブにて良好に吸収、緩和でき、そのためリード線部分の損傷、断線を確実に防止できる。
【００２０】
同様に、請求項１０記載の発明では、リード線に形成した曲げ部にて、樹脂部材から加わる引っ張り荷重を吸収、緩和して、リード線部分の損傷、断線を確実に防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１および図２において、１は駆動側プーリで、図示しないベルトを介して自動車エンジンから回転力を受けて回転するものである。このプーリ１は多重Ｖベルトが係合される多重Ｖ溝を持ったプーリ部１ａが一体形成されており、鉄系金属で製作されている。
【００２２】
２は断面コの字形状の２重円筒形状に形成された駆動側ロータで、鉄系金属（強磁性体）で製作されており、プーリ１とは溶接等の接合手段で一体に接合されている。このロータ２の内周部には、ベアリング３が配置され、このベアリング３によりロータ２は図示しない圧縮機のフロントハウジングの円筒突出部上に回転自在に支持されるようになっている。ここで、圧縮機は自動車用空調装置の冷凍サイクルの冷媒圧縮用のものである。
【００２３】
４は固定磁極部材としての役割を果たすコイルハウジングで、断面コの字形状の２重円筒形状に鉄系金属（強磁性体）で形成されている。このコイルハウジング４の内部には電磁コイル５が樹脂部材６により絶縁固定されている。この樹脂部材６はエポキシ樹脂、不飽和ポリエステルのような比較的低温（１３０〜１４０°Ｃ）で成形できる樹脂材料をコイルハウジング４の内部空間に注入し成形したものである。
【００２４】
また、コイルハウジング４は前記ロータ２の断面コの字形状の内部空間内に微小隙間を介して配設されており、このコイルハウジング４の背面部には鉄系金属でリング状に形成されたステー７が点溶接等により接合されている。このステー７を介してコイルハウジング４は前記圧縮機のフロントハウジングに固定されるようになっている。
【００２５】
前記ロータ２の半径方向に延びる摩擦面２ａには円周方向に延びる円弧状の磁気遮断溝２ｂ、２ｃが形成してあり、さらに半径方向外方の磁気遮断溝２ｂの部位には摩擦材２ｄが配設され、伝達トルクの向上を図るようにしてある。
８はロータ２の摩擦面２ａに対向して配設されたアーマチャで、リング状に鉄系金属（強磁性体）で形成されている。このアーマチャ８は電磁コイル５の非通電時には後述する弾性部材９の弾性力によりロータ２の摩擦面２ａから所定の微小距離離れた位置に保持されるようになっている。このアーマチャ８にも、円周方向に延びる円弧状の磁気遮断溝８ａが形成されている。
【００２６】
電磁コイル５への通電により発生する磁束が流れる磁気回路は、上記ロータ２、コイルハウジング４およびアーマチャ８により構成されている。
１０は鉄系金属からなるリベットで、アーマチャ８を鉄系金属からなるリング状の保持部材１１に固定するものである。前記弾性部材９は保持部材１１の円筒部１１ａの内周面と、ハブ１２の外側円筒部１２ａの外周面との間に配置され、この両部材１１、１２に対して一体成形されて一体に結合されている。
【００２７】
前記弾性部材９は前記両部材１１、１２の間に円筒状に成形されており、その材質としては、自動車の使用環境温度範囲（−３０°Ｃ〜１２０°）に対して、トルク伝達およびトルク変動吸収の面で優れた特性を発揮するゴムを用いることが好ましく、具体的には、塩素化ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム等のゴムがよい。
【００２８】
前記ハブ１２は鉄系金属にて形成されており、ハブ１２の中心円筒部１２ｂの内周には、前記圧縮機の回転軸（図示せず）がスプライン結合等により回り止め嵌合され、そしてハブ１２と前記圧縮機の回転軸は図示しないボルトにより一体に締めつけ固定されている。
１３は温度ヒューズで、所定温度（本例では１８４°Ｃ）において溶融する感温部材（有機化合物からなる樹脂製部材）を内蔵し、この感温部材が溶融するまでは接点間の電気的接続状態を維持し、そして感温部材が溶融すると、スプリングの作用で接点間を切り離して、電気的接続状態を遮断する構成である。
【００２９】
この温度ヒューズ１３はこれらの感温部材、接点機構、スプリング等を円筒状ケース内に収納した略円柱状の形状に形成されている。そして、この温度ヒューズ１３は圧縮機ロック時にアーマチャ８が回転不能となり、このアーマチャ８に対してロータ２が滑りながら回転することにより、この滑り接触部分の温度が異常上昇するのを感知して遮断状態になるものである。
【００３０】
従って、温度ヒューズ１３は圧縮機ロック時におけるアーマチャ８とロータ２との滑り接触に基づく温度の異常上昇を応答よく感知する必要があり、しかも圧縮機正常時における電磁コイル５の発熱に対しては誤作動しないようにする必要がある。
上記点を考慮して、本実施形態では、温度ヒューズ１３の配置場所を次のように設定している。すなわち、内周側円筒部４ａおよび外周側円筒部４ｂを有する２重円筒形状に形成されたコイルハウジング４において、前記温度ヒューズ１３は、内周側円筒部４ａの外周壁面に近接した部位で、かつロータ２の端面（摩擦面２ａと反対側の面）２ｅに近接した部位に配設されている。従って、温度ヒューズ１３は、樹脂部材６の表面近くの部位に配設されることになり、温度ヒューズ１３の表面を樹脂部材６は薄膜状に覆っているだけである。
【００３１】
そして、上記配設部位に位置決めして、温度ヒューズ１３を固定するために、コイルハウジング４内にヒューズ保持部材１４が設けられている。このヒューズ保持部材１４は図３に示すように断面略コの字状の本体部１４ａを有する形状に樹脂にて成形され、そしてこのヒューズ保持部材１４においてコイルハウジング４の内周側円筒部４ａの外周壁面およびロータ２の端面２ｅに近接した部位に二股状の挟持片１４ｂ（図２、３参照）が形成され、この挟持片１４ｂにより円柱状の温度ヒューズ１３が弾性的に挟持、固定されている。
【００３２】
ここで、ヒューズ保持部材１４を構成する樹脂材料としては、電磁コイル５の発熱に耐える耐熱性に優れた樹脂が好ましく、例えばナイロン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート等を用いる。
次に、上記電磁コイル５と温度ヒューズ１３との電気結線、およびこれら部材５、１３のコイルハウジング４内への組付方法について説明する。
【００３３】
図４、５は電磁コイル５部分単体の構造を示す図であって、５ａは電磁コイル５の巻き始め側コイル線で、電磁コイル５は図４の矢印Ｚ方向に巻かれている。図２において、５ｂは電磁コイル５の巻き終わり側コイル線で、結線部５ｃにて温度ヒューズ１３の一端側のリード線１３ａに電気的に接続されている。
そして、温度ヒューズ１３の他端側のリード線１３ｂは結線部５ｄにてリード線５ｅに電気的に接続されている。電磁コイル５の巻き始め側コイル線５ａと、上記温度ヒューズ１３側のリード線５ｅは、図４に示すようにそれぞれ結線部１５、１６を介して外部電気回路への接続用リード線１７、１８に接続されている。なお、上記各結線部の電気的および機械的接合は、半田付け、ヒュージング、かしめ等の手段で行うとよい。
【００３４】
図６は上記した電磁コイル５部分の電気接続関係を示す回路図である。
上記のように、電磁コイル５と温度ヒューズ１３との電気結線を行った後に、ヒューズ保持部材１４に形成された二股状の挟持片１４ｂの間に円柱状の温度ヒューズ１３を押し込み、温度ヒューズ１３を二股状の挟持片１４ｂにより弾性的に挟持し、固定する。
【００３５】
次に、ヒューズ保持部材１４の断面略コの字状本体部１４ａを、リング状に巻線された電磁コイル５に組付ける。
次に、電磁コイル５をコイルハウジング４内に挿入する。このとき、ヒューズ保持部材１４は、コイルハウジング４内の所定位置（図１に示す位置）に圧入により固定されるので、温度ヒューズ１３も前述した所定の配設場所に位置決めして固定される。ここで、ヒューズ保持部材１４に保持された温度ヒューズ１３は図２に示すように電磁コイル５およびコイルハウジング４の円周方向に沿って配設される。
【００３６】
しかる後、コイルハウジング４内に樹脂部材６を注入して成形することにより、コイルハウジング４内に電磁コイル５、温度ヒューズ１３およびヒューズ保持部材１４が樹脂部材６によって固定、保持される。ここで、樹脂部材６は前述したように比較的低温（１３０〜１４０°Ｃ程度）で成形できる樹脂材料を用いているため、この成形時の熱で温度ヒューズ１３が溶断する恐れはない。
【００３７】
以上により、電磁コイル５のコイルハウジング４内への組付を終了できる。
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。
まず、圧縮機の正常運転時について述べると、自動車エンジンのクランクプーリの回転が図示しないベルトを介してプーリ１に伝達され、このプーリ１と一体にロータ２は常時回転している。
【００３８】
上記の状態において、自動車用空調装置を作動させるため、電磁コイル５に通電されると、コイルハウジング４からロータ２、およびアーマチャ８を経てコイルハウジング４に戻る磁気回路に磁束が流れる。これにより、ロータ２の摩擦面２ａとアーマチャ８との間に電磁吸引力が発生するので、アーマチャ８は弾性部材９の軸方向弾性力（図１の左方向への力）に抗してロータ２の摩擦面２ａに吸引、吸着される。
【００３９】
この結果、ロータ２とアーマチャ８が一体となって回転し、さらにアーマチャ８からリベット１０、保持部材１１、および弾性部材９を介してハブ１２に回転が伝達される。このハブ１５には圧縮機の回転軸が一体に結合されているので、この圧縮機の回転軸にプーリ１の回転が伝達され、圧縮機４が作動する。
ここで、圧縮機４の正常運転時には、ゴム製の弾性部材９が圧縮機の作動によるトルク変動を吸収する役割を果たしている。
【００４０】
ところで、上記圧縮機の正常作動時に、電磁コイル５は通電により発熱するが、本実施形態では、温度ヒューズ１３をコイルハウジング４の内周側円筒部４ａに近接して配設しているので、温度ヒューズ１３周囲の熱は、樹脂よりも熱伝導性が良好な、磁性体金属からなるコイルハウジング４側に放熱されるので、温度ヒューズ１３周囲の温度は、熱伝導度が低い樹脂部材６の中央部内に位置している場合に比してかなり低い温度となる。
【００４１】
そのため、電磁コイル５が発熱しても、その発熱の影響を受けて、温度ヒューズ１３が誤作動し、溶断する可能性を著しく低減できる。
一方、圧縮機が焼きつき等の重大故障を起こしてロックすると、圧縮機の回転軸側に結合されているアーマチャ８は回転不能となるので、このアーマチャ８上を滑りながらロータ２が回転する。その結果、このアーマチャ８とロータ２との滑り接触部分が摩擦熱により異常に温度が上昇する。
【００４２】
このとき、コイルハウジング４は樹脂よりも熱伝導度が高いので、コイルハウジング４のうち、ロータ２の端面２ｅに近接した部分、すなわち内外周円筒部４ａ、４ｂの端面４ｃはロータ２の温度上昇による熱を受けて速やかに温度上昇する。そのため、温度ヒューズ１３は、その表面側に位置する薄膜状の樹脂部材６を通して受熱する熱量に加えて、上記コイルハウジング４の内周側円筒部４ａの端部４ｃを通して受熱するため、ロータ２の温度上昇に対して応答よく温度上昇する。
【００４３】
これにより、圧縮機のロック発生後、短時間で温度ヒューズ１３がその溶断温度まで上昇して溶断し、電磁コイル５への通電を遮断する。
図７は、クラッチ滑り時における温度上昇の測定結果を示すもので、実験方法としては、予めロックさせておいた圧縮機回転軸に電磁クラッチを組付け、クラッチＯＦＦ状態にてロータ２を３，０００ｒｐｍの回転数で回転させ、その後電磁コイル５に通電して、クラッチＯＮ状態とし、クラッチを強制的に滑り状態とする。
【００４４】
この滑り状態におけるコイルハウジング４内各部の温度変化を測定したものである。すなわち、コイルハウジング４内において、ロータ２の端面２ｅに近接した部位のうち、内周側、外周側および中央部の３箇所の部位（図７（ａ）参照）の温度変化を測定した。
ここで、具体的には内周側の部位は、コイルハウジング４の内周側円筒部４ａの外周壁面より１．０ｍｍで、かつコイルハウジング４のロータ摩擦面２ａ側端面４ｃより１．０ｍｍの位置である。また、中央部の部位は、コイルハウジング４の内周側円筒部４ａの外周壁面より７．０ｍｍで、かつコイルハウジング４のロータ摩擦面２ａ側端面４ｃより１．０ｍｍの位置である。さらに、外周側の部位は、コイルハウジング４の外周側円筒部４ｂの内周壁面より１．０ｍｍで、かつコイルハウジング４のロータ摩擦面２ａ側端面４ｃより１．０ｍｍの位置である。 図７（ｂ）のグラフから明らかなように、中央部に比して内周側、外周側はクラッチの滑り発生後、短時間で急激に温度上昇が起こることが分かる。これは、コイルハウジング４内の内周側および外周側部位では、コイルハウジング４の内周側円筒部４ａ、外周側円筒部４ｂの端部４ｃを通して受熱するため、ロータ２の温度上昇に対して応答よく温度上昇するためである。
【００４５】
図８は、クラッチ滑り時における温度ヒューズ１３の作動特性を示すもので、前記第１実施形態による本発明品では、クラッチの滑り発生後、温度ヒューズ１３の配設部位の温度が短時間で急激に上昇し、クラッチの滑り発生から７６秒経過後に、この温度上昇により温度ヒューズ１３が溶断するという良好な結果が得られた。ここで、温度ヒューズ１３の感温部材の融点は１８４°Ｃであるが、温度ヒューズ１３が実際に電気的に遮断状態となる溶断温度は、ヒューズ作動特性による時間遅れ等により２６０°Ｃとなる。
【００４６】
これに反し、図７（ａ）に示す前記中央部に温度ヒューズを配設した比較例では、クラッチの滑り発生から１１５秒経過後に、温度ヒューズが溶断するという結果となり、温度ヒューズの作動時間が長くなってしまう。また、比較例では、温度ヒューズ配設部位の温度上昇が少ないため、本発明による温度ヒューズ１３と同様のヒューズ作動時間を確保しようとすると、温度ヒューズの溶断温度をさらに低い温度に設定せざるを得ない。そのため、クラッチ正常時に電磁コイル５の発熱の影響を受けて温度ヒューズが誤作動する可能性も高くなる。
【００４７】
本発明者らの上記図７、８に示す実験、検討によれば、クラッチ正常時における温度ヒューズ１３の誤作動防止を図るとともに、クラッチ滑り時における温度ヒューズ１３の応答性向上を図るために、温度ヒューズ１３の設置場所として、図９の斜線部に示す範囲内とすることが望ましいことが分かった。
すなわち、第１には、コイルハウジング４の内周側円筒部４ａの外周壁面より最大５．０ｍｍ以内で、かつコイルハウジング４のロータ摩擦面２ａ側端面４ｃより最大５．０ｍｍ以内の範囲である。第２には、コイルハウジング４の外周側円筒部４ｂの内周壁面より最大５．０ｍｍ以内で、かつコイルハウジング４のロータ摩擦面２ａ側端面４ｃより最大５．０ｍｍ以内の範囲であって、これら第１および第２の範囲内に温度ヒューズ１３を設置することが温度ヒューズ１３の誤作動防止および応答性向上のために有効である。
（第２実施形態）
第１実施形態では、温度ヒューズ１３を所定位置に位置決めして保持するヒューズ保持部材１４を単独の部品として設置する場合について説明したが、このヒューズ保持部材１４を電磁コイル５のスプール（巻枠）に一体成形してもよい。
【００４８】
図１０、１１は、電磁コイル５を巻回している樹脂製スプール１９に、ヒューズ保持部材１４を一体成形した第２実施形態を示す。この第２実施形態では、スプール１９に一体成形されたヒューズ保持部材１４により、温度ヒューズ１３を所定部位に位置決めして保持している。
なお、第２実施形態における温度ヒューズ１３と電磁コイル５との電気結線は第１実施形態と同じでよく、図１０（ｂ）における電気結線に係わる部品（１３ａ、１３ｂ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ）は図２と同じものである。
【００４９】
また、第２実施形態では、コイルハウジング４内において、外周側円筒部４ｂに近接した部位に温度ヒューズ１３を配設している。このように、コイルハウジング４の外周側円筒部４ｂに近接した部位に温度ヒューズ１３を配設しても、図７の実験結果に示すように、クラッチ滑り時に温度ヒューズ１３がロータ２の温度上昇に対して応答よく温度上昇するので、第１実施形態と同じ作用効果を発揮できる。
（第３実施形態）
第３実施形態は、温度ヒューズ１３のリード線１３ａ、１３ｂ部分の冷熱作用に対する耐久寿命を向上させるための改良に係わるものである。
【００５０】
自動車用空調装置の電磁クラッチはエンジンルーム内に搭載されるが、このエンジンルーム内の温度環境は、冬季のエンジン停止時には−３０°Ｃ程度まで、低下し、逆に夏季のエンジン運転時には、１２０°Ｃ程度まで上昇することがある。その結果、エンジンの運転停止に伴って、電磁クラッチには過酷な冷熱作用が繰り返し加わることになる。
【００５１】
この冷熱作用の繰り返しおよびコイルハウジング４内各部材の熱膨張率の差が原因となって、コイルハウジング４内に成形されている樹脂部材（エポキシ樹脂等）６に、図１２に示すように、亀裂６０が発生し、そして低温時にはこの亀裂６０の部位にて樹脂部材６の収縮が起きる。この収縮により、温度ヒューズ１３のリード線１３ａ、１３ｂに対して過大な引っ張り荷重が加わり、リード線１３ａ、１３ｂと温度ヒューズ１３との結線部もしくはリード線１３ａ、１３ｂ自身が損傷し、最悪の場合には温度ヒューズ１３の回路が断線して、クラッチが作動不能に至ることがある。
【００５２】
第３実施形態はこのようなリード線１３ａ、１３ｂ部分の損傷、断線を防止することを目的として案出されたもので、そのために図１３に示すように、リード線１３ａ、１３ｂに保護チューブ１３ｃ、１３ｄを嵌着するようにしたものである。前記亀裂部位での樹脂部材６の収縮による引っ張り荷重をこの保護チューブ１３ｃ、１３ｄの伸縮により吸収して、リード線１３ａ、１３ｂに作用する引っ張り荷重を軽減できる。
【００５３】
保護チューブ１３ｃ、１３ｄの具体的形態としては、リード線１３ａ、１３ｂの径がφ０．７ｍｍである場合に、保護チューブ１３ｃ、１３ｄの内径はφ０．８ｍｍとし、肉厚ｔは０．４ｍｍとする。
また、保護チューブ１３ｃ、１３ｄの材質としては、自動車における広範な温度変動に対して弾性を維持し得る弾性材料が好ましく、具体的には市販品のシリコーンチューブが好適である。
【００５４】
保護チューブ１３ｃ、１３ｄの組付を行うに際しては、電磁コイル５のコイル線５ｂとリード線１３ａとを結線する前に、またリード線１３ｂとリード線５ｅとを結線する前に、それぞれ、保護チューブ１３ｃ、１３ｄをリード線１３ａ、１３ｂに嵌着し、その後に、各結線部５ｃ、５ｄをかしめて、半田付け固定し、その後絶縁テープを各結線部５ｃ、５ｄの表面に巻回する。
【００５５】
なお、樹脂部材６に発生する亀裂６０はヒューズ保持部材１４の側端面に発生することが多いので、ヒューズ保持部材１４の幅寸法Ｗを図１４に示すように、温度ヒューズ１３の幅より十分大きくすることにより、樹脂部材６に発生する亀裂６０が温度ヒューズ１３とリード線１３ａ、１３ｂとの結線部に位置せず、保護チューブ１３ｃ、１３ｄの途中に位置するようになる。これにより、保護チューブ１３ｃ、１３ｄによる引っ張り荷重の吸収作用を確実に発揮できる。
【００５６】
本発明者らの試作、検討によれば、上記シリコーンチューブからなる保護チューブ１３ｃ、１３ｄをリード線１３ａ、１３ｂに嵌着して、冷熱サイクルによる耐久性を実験、評価したところ、リード線１３ａ、１３ｂ部分に損傷が発生しないことを確認できた。
（第４実施形態）
第４実施形態は、上記第３実施形態と同様に、温度ヒューズ１３のリード線１３ａ、１３ｂの冷熱作用に対する耐久寿命を向上させるための改良に係わるものである。
【００５７】
本例では、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、温度ヒューズ１３のリード線１３ａ、１３ｂを、ヒューズ保持部材１４が覆っている範囲内にて、Ｕ字上に曲げてＵターン部分１３ｅ、１３ｆを形成するとともに、このＵターン部分１３ｅ、１３ｆで電気的短絡が発生しないようにするため、リード線１３ａ、１３ｂのＵターン部分１３ｅ、１３ｆが所定間隔を維持しながら交差するようになっている。
【００５８】
このリード線１３ａ、１３ｂのＵターン部分１３ｅ、１３ｆでの間隔保持のために、ヒューズ保持部材１４にはリード線案内部１４ｃ、１４ｄが一体成形されている。
そして、リード線１３ａ、１３ｂはそれぞれ温度ヒューズ１３の本体部からの引出し方向とは反対側にて、コイル線５ｂ、リード線５ｅと結線部５ｃ、５ｄにて結線されている。
【００５９】
このように、温度ヒューズ１３のリード線１３ａ、１３ｂにＵターン部分１３ｅ、１３ｆを形成することにより、このＵターン部分１３ｅ、１３ｆの緩みにて、前記亀裂部位での樹脂部材６の収縮による引っ張り荷重を大幅に緩和できるので、第３実施形態のような保護チューブ１３ｃ、１３ｄを嵌着しなくても、リード線１３ａ、１３ｂ部分の冷熱作用による損傷、断線を良好に防止できる。
（第５実施形態）
第５実施形態は、上記第４実施形態を変形したもので、図１６に示すように、温度ヒューズ１３のリード線１３ａ、１３ｂを、ヒューズ保持部材１４が覆っている範囲内にて、直角状に曲げ、この直角状曲げ部分１３ｇ、１３ｈにて、前記亀裂部位での樹脂部材６の収縮による引っ張り荷重を緩和するようにしたものである。
【００６０】
なお、上記第４、第５実施形態において、リード線１３ａ、１３ｂに保護チューブ１３ｃ、１３ｄを嵌着して、リード線１３ａ、１３ｂの曲げ部と保護チューブ１３ｃ、１３ｄの両者の作用を組み合わせて、引っ張り荷重を緩和するようにしてもよい。
（他の実施形態）
なお、上述の実施形態は、自動車用空調装置の冷媒圧縮用圧縮機に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこのような用途に限らず、種々な用途の機器に対して広く適用可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のコイルハウジング部分の正面図で、樹脂部材を成形する前の状態を示す。
【図３】図１、２に示すヒューズ保持部材の斜視図である。
【図４】図１、２に示す電磁コイル単体の背面図である。
【図５】図４に示す電磁コイル単体の上面図である。
【図６】図４、５に示す電磁コイル部分の電気回路図である。
【図７】（ａ）はクラッチ滑り時における温度上昇の測定部位を示すクラッチ半断面図、（ｂ）はクラッチ滑り時における温度上昇の測定結果を示すグラフである。
【図８】（ａ）はクラッチ滑り時における温度上昇の測定部位を示すクラッチ半断面図、（ｂ）はクラッチ滑り時における温度ヒューズ作動特性を示すグラフである。
【図９】本発明における温度ヒューズ設置場所の好ましい範囲を示すクラッチ半断面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の第２実施形態を示す電磁コイル用スプールと温度ヒューズとの組付構造を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態を示すクラッチ半断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における解決課題を説明する温度ヒューズ組付部分の正面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態を示す温度ヒューズ組付部分の正面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態における温度ヒューズ部の拡大図である。
【図１５】（ａ）は本発明の第４実施形態を示すコイルハウジング部分の一部破断正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態を示す温度ヒューズ組付部分の正面図である。
【符号の説明】
１、２…プーリ、ロータ（駆動側回転部材）、４…コイルハウジング、
４ａ…内周側円筒部、４ｂ…外周側円筒部、５…電磁コイル、６…樹脂部材、
８…アーマチャ、９…弾性部材、１０…リベット、１１…保持部材、１２…ハブ（従動側回転部材）、１３…温度ヒューズ、１４…ヒューズ保持部材。

Claims (10)

1. 磁性体により形成され、回転駆動源からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材と、
   従動側機器の回転軸に連結された従動側回転部材と、
   通電により電磁吸引力を発生する電磁コイルと、
   磁性体により形成され、前記電磁コイルを収納し、固定するコイルハウジングと、
   磁性体により形成され、前記電磁コイルの発生する電磁吸引力により前記駆動側回転部材の摩擦面に吸着されるアーマチャと、
   前記従動側回転部材と前記アーマチャとの間を連結するように配設され、前記電磁コイルの非通電時には前記アーマチャを前記駆動側回転部材の摩擦面から開離した位置に保持する弾性連結機構と、
   前記コイルハウジング内において、前記駆動側回転部材の摩擦面に近接し、かつ前記コイルハウジングの壁面にも近接した部位に配設され、所定温度以上において溶断して、前記電磁コイルへの通電を遮断する温度ヒューズとを備え、
   前記電磁コイルおよび前記温度ヒューズは、前記コイルハウジング内に成形された樹脂部材により固定保持され、
   前記温度ヒューズから引き出されるリード線に、前記樹脂部材から加わる引っ張り荷重を緩和する弾性材料からなる被覆チューブが嵌着されていることを特徴とする電磁クラッチ。
2. 前記リード線のうち、前記温度ヒューズの一端側から引き出される一端側リード線は結線部にて前記電磁コイルの巻終わり部に接続され、
   前記リード線のうち、前記温度ヒューズの他端側から引き出される他端側リード線は結線部にて外部回路への接続用リード線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
3. 前記コイルハウジング内にヒューズ保持部材が設けられており、
   このヒューズ保持部材により前記温度ヒューズが位置決めして固定保持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁クラッチ。
4. 前記電磁コイルを保持するコイルスプールが前記コイルハウジング内に設けられており、
   前記コイルスプールに前記ヒューズ保持部材が一体成形されていることを特徴とする請求項３に記載の電磁クラッチ。
5. 前記コイルハウジングは、断面コの字形状の２重円筒形状に形成されており、
   前記温度ヒューズは、前記コイルハウジングの２重円筒形状のうち、内周側円筒部に近接した部位に配設されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁クラッチ。
6. 前記温度ヒューズは、前記コイルハウジングの２重円筒形状のうち、内周側円筒部の外周壁面から５．０ｍｍ以内で、かつ前記コイルハウジングの前記摩擦面側端面から５．０ｍｍ以内の範囲に配設されていることを特徴とする請求項５に記載の電磁クラッチ。
7. 前記コイルハウジングは、断面コの字形状の２重円筒形状に形成されており、
   前記温度ヒューズは、前記コイルハウジングの２重円筒形状のうち、外周側円筒部に近接した部位に配設されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁クラッチ。
8. 前記温度ヒューズは、前記コイルハウジングの２重円筒形状のうち、外周側円筒部の内周壁面から５．０ｍｍ以内で、かつ前記コイルハウジングの前記摩擦面側端面から５．０ ｍｍ以内の範囲に配設されていることを特徴とする請求項７に記載の電磁クラッチ。
9. 前記温度ヒューズから引き出されるリード線に、前記樹脂部材から加 わる引っ張り荷重を緩和する曲げ部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の電磁クラッチ。
10. 磁性体により形成され、回転駆動源からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材と、
    従動側機器の回転軸に連結された従動側回転部材と、
    通電により電磁吸引力を発生する電磁コイルと、
    磁性体により形成され、前記電磁コイルを収納し、固定するコイルハウジングと、
    磁性体により形成され、前記電磁コイルの発生する電磁吸引力により前記駆動側回転部材の摩擦面に吸着されるアーマチャと、
    前記従動側回転部材と前記アーマチャとの間を連結するように配設され、前記電磁コイルの非通電時には前記アーマチャを前記駆動側回転部材の摩擦面から開離した位置に保持する弾性連結機構と、
    前記コイルハウジング内において、前記駆動側回転部材の摩擦面に近接し、かつ前記コイルハウジングの壁面にも近接した部位に配設され、所定温度以上において溶断して、前記電磁コイルへの通電を遮断する温度ヒューズとを備え、
    前記電磁コイルおよび前記温度ヒューズは、前記コイルハウジング内に成形された樹脂部材により固定保持され、
    前記温度ヒューズから引き出されるリード線に、前記樹脂部材から加わる引っ張り荷重を緩和する曲げ部が形成されていることを特徴とする電磁クラッチ。

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