JPH01112032A - クラッチ機構 - 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、例えば自動車用空調機のコンプレッサに対し
て駆動力の伝達遮断を行なうクラッチ機構に関する。

〔従来の技術および問題点〕

従来この種のクラッチ機構は、電磁クラッチが用いられ
ている。すなわち、固定側に設けられたソレノイドコイ
ルを励磁することにより、アーマチャを変位させてロー
タに密着させ、駆動源の回転力をコンプレッサに伝達さ
せている。

ところが、コンプレッサを駆動するための回転力を伝達
させるには、ソレノイドコイルに３０〜６゜Ｗの電力を
供給する必要があり、このためソレノイドコイルは通常
銅線を約３ｏｏターンも＠回して、成形され、クラッチ
機構の重量および体格が大きくなるという問題がある。

また従来のクラッチ機構は、遮断時におけるアーマチャ
とロータの間隙の大きさが不正確であると、アーマチャ
とロータの断続動作が不充分になるので、その間隙を高
精度に定めなければならないという問題がある。

本発明は、軽里かつ小型であり、しがも駆動側と被駆動
側の非作動時における間隙を高精度に定める必要がない
、クラッチ機構を得ることを目的としてなされたもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るクラッチ機構は、回転駆動源に連結され、
軸心周りに回転自在に設けられた回転部材と、被駆動部
に連結され、かつ上記回転部材に対して同軸的に配設さ
れるとともに軸心周りに回転自在に設けられ、膨張収縮
可能な弾性中空体と、この弾性中空体に対する圧力流体
の供給および排出を制御して弾性中空体を膨張あるいは
収縮させる制御機構とを備えるものであり、上記弾性中
空体は、膨張することにより上記回転部材に摩擦係合し
て上記回転駆動源の回転を被駆動部に伝達し、収縮して
上記回転部材から解放される。

〔実施例〕

以下図示実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るクラッチ機構を適用し
たコンプレッサ１００を示す。この図において、コンプ
レッサのハウジング１０１には、吸入ポート１０２と吐
出ボート１０３が形成される。ロータ１０４は大径部１
０４　ａと小径部１０４　ｂ　、　１０４　ｃとを有し
、小径部１０４　ｂ　、　１０４　ｃはハウジング１０
１内に設けられた壁部材１０５．１０６に回転自在に支
持され、また大径部１０４　ａは壁部材１０５．１０６
の間に配設された筒状部材１０７内に収容される。ベー
ン１０８はロータ１０４から径方向に延び、ベーン１０
８の先端は筒状部材１０７の内壁面に摺接し、ベーン１
０８、ロータ１０４および筒状部材１０７により圧力室
が形成される。筒状部材１０７に穿設された孔１１１は
、リード弁１１２により開閉される。ストッパ１１３は
リード弁１１２の開度を制限する。

従来公知のように、ロータ１０４の回転により圧力室の
容積が変化し、これにより、吸入ボート１０２から吸入
された冷媒は壁部材１０５に形成された孔（図示せず）
から圧力室に導かれ、加圧される。そしてこの加圧され
た冷媒は、リード弁１１２を開放して孔１１１から吐出
され、吐出ポート１０３からコンプレッサの外部へ排出
される。

ロータ１０４の小径部１０４　ｂの先端に連設された回
転軸１２１はクラッチ機構１３０に連結される。クラッ
チ機構１３０は、回転駆動源であるエンジンの出力軸（
図示せず）に連結される回転部材すなわちプーリ　１３
１と、被駆動部すなわちコンプレッサの回転軸１２１に
ハブ１３２を介して連結された弾性中空体１３３とを有
する。

ハフ１３２は、回転軸１２１にスプライン１３４を介し
て連結される内側円筒部１３２ａと、この内側円筒部１
３２ａを囲繞する外側円筒部１３２ｂと、これらの円筒
部１３２　ａ　、　１３２　ｂを連結する環状部１３２
ｃとを有する。弾性中空体１３３は外側円筒部１３２　
ｂの外周面に固定される。ハブ１３２は回転軸１２１の
先端面に螺着されたポルト１３５によりこの回転軸１２
１に対する抜止めが施されており、またスプライン１３
４の両端は銅ワッシャ等のシール材１３６．１３７によ
りシールされる。

プーリ　１３１は、ハブ１３２の内側円筒部°１３２　
ａと外側円筒部１３２　ｂの間に位置する支持筒部１３
１ａと、弾性中空体１３３の外周面を囲繞する外周筒部
１３１ｂと、これら支持筒部１３１　ａおよび外周筒部
１３１　ｂを連結して弾性中空体１３３の一側面を覆う
カバ一部１３１ｃとを有する。支持筒部１３１　ａはベ
アリング１３８を介してハブ１３２の内側円筒部１３２
ａに回転自在に支持される。外周筒部１３１ｂは無端状
のベルトを介して図示しないエンジンの出力軸に連結さ
れ、エンジンにより回転駆動される。

弾性中空体１３３はプーリ　１３１の回転をコンプレッ
サの回転軸１２１に伝達させるものであり、プーリ１３
１に対して同軸的に配設され、弾性中空体１３３の外周
面はプーリ１３１の外周筒部１３１　ｂの内周面１３１
ｄに近接している。また弾性中空体１３３は、その内部
に導入される圧力流体すなわち冷媒の圧力に応じて膨張
あるいは収縮する。弾性中空体１３１が膨張した時、そ
の外周面は外周筒部１３１　ｂの内周面１３１　ｄに摩
擦係合し、これによりプーリ１３１の回転は回転軸１２
１に伝達され、弾性中空体１３１が収縮した時、その外
周面は内周面１３１　ｄから解放され、プーリ１３１の
回転は回転軸１２１に伝達されない。

第２図は弾性中空体１３３の構造を示す。この弾性中空
体１３３の外側部材１３３ａは、主として合成ゴムから
成り、その外周面１３３ｂには、例えばアスベストを含
んだ摩擦材が張付けられる０弾性中空体１３３の内側部
材１３３　ｃは、スチールワイヤコードあるいは伸度の
小さい繊維コードから成る層を数枚重ねて形成された補
強部材であり、これにより弾性中空体１３３の縦ばね定
数および横ばね定数が高められる。

弾性中空体１３３に対する圧力流体すなわち冷媒の供給
および排出を制御して、この弾性中空体１３３を膨張あ
るいは収縮させる制御機構を説明する。

再び第１図を参照すると、ハブ１３２に穿設された通路
１４１の一端は弾性中空体１３３に連通し、また通路の
他端はスプライン１３４とシール材１３７の間に臨み、
回転軸１２１に形成された通路°１４２の一端に連通ず
る。この回転軸１２１の通路１４２の他端は、回転軸１
２１に嵌合する環状部材１４３の内周面に形成された環
状溝１４４に連通ずる。環状溝１４４には径方向に延び
る連通孔１４５が連結され、この連通孔１４５はハウジ
ング１０１に穿設された通路１４６に連通ずる。この通
路１４６はハウジング１０１の外側面に開口し、第３図
に示される流体回路の制御ライン２０１に連結される。

したがって弾性中空体１３３は、通路１４１，１４２、
環状溝１４４、連通孔１４５および通路１４Ｇを介して
、常時制御ライン２０１に連通する。

第３図は本実施例を用いた空調機の流体回路を示す。コ
ンプレッサ１００の吐出ポート１０３から延び吸入ポー
）　１０２に連結される冷媒循環ライン２０２の途中に
は、凝縮器２０３、レシーバ２０４、膨張弁２０５およ
び蒸発器２０６が設けられる。従来公知のように、コン
ブレフす１００から吐出された気体の冷媒は凝縮器２０
３により液化されたレシーバに“より一時的に蓄えられ
る。液体冷媒は膨張弁２０５により減圧し、蒸発器２０
６により気化する。気体冷媒は吸入ポート１０２からコ
ンプレッサ１００内に流入し、以下同様の動作を繰返す
。

本実施例において、高圧の液体冷媒をクラッチ機構１３
０の弾性中空体１３３に導くための構成が設けられる。

アキュムレータ２１０は逆止弁２２１を介してレシーバ
２０４に連結され、高圧の液体冷媒を保持する。アキュ
ムレータ２１０は、ケーシング２１１内に、逆止弁２１
３を有するピストン２１２を摺動自在に収容して構成さ
れ、ピストン２１２の上側に形成される圧力室２１４は
レシーバ２０４から高圧の冷媒を供給される。ピストン
２１２の下側に形成されたばね室２１５内には、ピスト
ン２１２を圧力室２１４側へ付勢するばね２１６が設け
られる゛。逆止弁２１３は、圧力室２１４内の圧力が所
定値以上のとき開弁して冷媒をばね室２１５に解放する
。ばね室２１５は還流ライン２０９を介して冷媒循環ラ
イン２０２の蒸発器２０６よりも下流側に連結される。

しかして圧力室２１４内には、コンプレッサ１００の運
転時８〜１０ｋｇ／ｃｄの液体冷媒が保持される。この
液体冷媒の圧力はコンプレッサ１００の負荷に応じて変
化する。

圧力室２１４は高圧ライン２０７を介して制御弁２２０
の第１ボート２２１に連結され、弾性中空体１３３（第
１図）は制御ライン２０１を介して制御弁２２０の第２
ボート２２２に連結される。制御弁２２０は２位置３ボ
ート弁であり、第３ポート２２３は低圧ライン２０８を
介して冷媒循環ライン２０２の蒸発器２０６の下流側に
連結される。制御弁２２０は電磁弁であり、非作動時、
図示された第１位置にあって高圧ライン２０７を遮断し
、制御ライン２０１を低圧ライン２０８に連通させる。

この結果、弾性中空体１３３内の冷媒は、制御ライン２
０１、低圧ライン２０８および冷媒循環ライン２０２を
通って吸入ポー）　１０２からコンプレッサ１００内へ
還流し、これにより弾性中空体１３３は収縮してプーリ
　１３１から解放される。これに対し、制御弁２２０が
励磁されて第２位置にある時、高圧ライン２０７が制御
ライン２０１に連通するとと佇に、低圧ライン２０Ｂが
遮断される。この結果、アキュムレータ２１０内の高圧
の冷媒が高圧ライン２０７および制御ライン２０１を通
って弾性中空体１３３へ圧送され、弾性中空体１３３は
膨張してプーリ１３１の内周面１３１　ｄに密着する。

したがって弾性中空体１３３とプーリ１３１は相互に連
結され、プーリ１３１の回転は弾性中空体１３３に伝達
されてコンプレッサ１００が回転駆動される。

コンプレッサ１００の稼動時、弾性中空体１３３内の冷
媒の圧力は、コンプレッサ１００の負荷の大きさに従っ
て変化し、低負荷から高負荷になるに従い、８ｋｇ　／
　ｃｔｌから１０ｋｇ／ｃｄへ変化する。しかして負荷
が高いほど、冷媒の圧力が高くなり、弾性中空体１３３
の膨張率が大きくなってプーリ１３１に対する連結力が
大きくなる。一方、制御弁２２０が切換えられて弾性中
空体１３３内の冷媒が吸入ボート１０２へ還流する時、
弾性中空体１３３内の冷媒圧力は約２ｋｇ　／　ｃｔＡ
まで低下する。どれにより弾性中空体１３３は収縮し、
プーリ　１３１の内周面１３１ｄから解放され、プーリ
　１３１の回転は弾性中空体１３３に伝達されずコンプ
レッサ１００が停止する。

コンプレッサ１００の停止直後、低圧ライン２０８内の
圧力は上述のように約２ｋｇ／−まで低下するが、冷媒
循環ライン２０２内の圧力はその停止の直前まで約１５
ｋｇ／ａａであり、停止後長時間経過すると、ライン２
０２　、２０８の圧力は約５　ｋｇ　／　ｃｄになる。

しかし、この約５にぎ／ｃ１１の圧力は弾性中空体１３
３をプーリ　１３１に密着させるほど高くはなく、弾性
中空体１３３はプーリ１３１から解放された状態を維持
する。

ま、たコンプレッサ１００の停止時、圧力室２１４内の
圧力は逆止弁２１３　、２２１の作用により、約８　ｋ
ｇ／ｄに維持される。したがって、その後制御弁２２０
を切換えると、弾性中空体１３３には充分な圧力が供給
され、プーリ　１３１に連結される。

このように本実施例は、弾性中空体１３３の膨張収縮に
よりクラッチ機構１３０の断続制御を行なうように構成
されている。すなわちクラッチ機構１３０は電磁クラッ
チでないので、励磁コイルが不要であり、その構造が簡
単かつ軽量小型である。

また本クラッチ機構１３０は、弾性中空体１３３の膨張
収縮を利用するものであるため、プーリ１３１の内周面
１３１ｄと弾性中空体１３３との間の間隙を高精度に定
める必要がなく、安価である。さらに、弾性中空体１３
３はエンジンおよびコンプレッサのトルク変動を吸収す
ることができ、コンプレッサ１００の回転がスムーズな
ものとなる。

なお、弾性中空体１３３に制御圧力を付与する流体は、
コンプレッサ１００の冷媒に限られるものではなく、空
調機の外部から導入してもよく、例えばパワーステアリ
ングの油圧、あるいはブレーキシステムの高圧空気を用
いてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、軽量かつ小型であり、し
かも駆動側と被駆動側の非作動時における間隙を高精度
に定める必要がない、簡単な構成のクラッチ機構が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は弾性
中空体を示す断面図、 第３図は空調機の流体回路図である。。 １３１・・・プーリ　（回転部材）、 １３３・・・弾性中空体、 ２１０・・・アキュムレータ、 ２２０・・・制御弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．回転駆動源に連結され、軸心周りに回転自在に設け
   られた回転部材と、被駆動部に連結され、かつ上記回転
   部材に対して同軸的に配設されるとともに軸心周りに回
   転自在に設けられ、膨張収縮可能な弾性中空体と、この
   弾性中空体に対する圧力流体の供給および排出を制御し
   て該弾性中空体を膨張あるいは収縮させる制御機構とを
   備え、上記弾性中空体は、膨張することにより上記回転
   部材に摩擦係合して上記回転駆動源の回転を被駆動部に
   伝達し、収縮して上記回転部材から解放されることを特
   徴とするクラッチ機構。
2. ２．上記被駆動部が空調機のコンプレッサであり、上記
   圧力流体が空調機の冷媒であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のクラッチ機構。