JPH06159392A - 電磁クラッチ付回転機の回転検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転機側に加工を施すことなく、電磁コイル
の漏れ磁束を利用して電磁クラッチの通電時の回転機の
回転状態を検出する。 【構成】 電磁コイル６、ステータ５をボス部１３へ固
定する支持部材１１に磁気センサ２６を設ける。電磁コ
イル６のON時に生じる漏れ磁束により、転がり軸受１６
の内輪１８を介する漏れ磁束磁路２７を形成する。この
漏れ磁束磁路２７は、インナーハブ２２から磁力を内輪
１８へ案内する第１磁力案内部材２９と、内輪１８から
磁力を磁気センサ２６を介して支持部材１１に案内する
第２磁力案内部材３０とを、電磁クラッチ１に設けてな
る。第１磁力案内部材２９は突起３１を備え、インナー
ハブ２２が回転することにより、第２サークリップ２０
の突出部２８と突起３１との距離が変化して漏れ磁束磁
路２７の磁気空隙Ａが変化し、磁気センサ２６によって
冷媒圧縮機２の回転を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転動力の断続を行う
電磁クラッチの異常を検出する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車用冷凍サイクルの冷媒圧縮
機に使用される電磁クラッチに、冷媒圧縮機のロックを
検出するための冷媒圧縮機の回転検出装置を備えた構造
が考案されている。この回転検出装置は、電磁クラッチ
の通電時に、冷媒圧縮機の回転速度を検出し、電磁クラ
ッチの通電時に冷媒圧縮機の回転が停止している場合に
冷媒圧縮機のロックを検出するものである。冷媒圧縮機
の回転を検出する手段としては、特開昭５９−２３１２
２６号公報に開示された技術が知られている。この技術
は、電磁コイルの通電時に生じる漏れ磁束によって、冷
媒圧縮機の回転軸を通るバイパス磁路を形成するととも
に、このバイパス磁路の影響を受ける磁気センサを設け
る。このバイパス磁路は、回転軸を覆うボス部を貫通す
る磁性材を備え、この磁性材と、回転軸の形状変化（キ
ー溝）によるエアギャップ変化によって、バイパス磁路
の磁力を変化させ、その変化によって生じる磁気センサ
の出力変化によって、冷媒圧縮機の回転を検出するもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記公報に
開示された技術では、ボス部に磁性材を貫通させる必要
があるため、ボス部の強度が低下する不具合を有すると
ともに、ボス部に磁性材を貫通させるための加工が必要
となり、追加加工により回転検出のためのコストが高く
なる不具合を有していた。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、回転機側に加工を加えることなく、
漏れ磁束を利用して電磁クラッチの通電時の回転機の回
転状態を検出することのできる電磁クラッチの提供にあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電磁クラッチ付
回転機の回転検出装置は、次の技術的手段を採用した。
電磁クラッチ付回転機の回転検出装置は、回転機の回転
軸を覆うハウジングのボス部の外周上に転がり軸受を介
して回転自在に支持されて回転駆動される磁性体材料よ
りなるロータ、このロータに所定間隙を介して配置さ
れ、前記ロータに摩擦係合可能な磁性体材料よりなるア
ーマチュア、このアーマチュアに結合され、このアーマ
チュアが前記ロータに摩擦係合することにより前記ロー
タの回転動力を受けて回転し、前記回転軸に動力の伝達
を行う磁性体材料よりなる回転従動体、通電状態で磁力
を発生して前記ロータと前記アーマチュアとを係合する
電磁コイル、この電磁コイルを保持する磁性体材料より
なるステータ、および前記ハウジングに固定され、前記
ステータを介して前記電磁コイルを支持する支持部材を
有する電磁クラッチとを備える。前記転がり軸受の内輪
および前記ハウジングの少なくとも一方は、磁性体材料
により構成される。前記回転従動体は、この回転従動体
と一体に回転する磁性体材料よりなる第１磁力案内部材
を備え、この第１磁力案内部材の先端側が、前記内輪も
しくは前記ボス部に対向し、前記回転従動体の回転に伴
って前記第１磁力案内部材と前記内輪もしくは前記ボス
部との間の磁気空隙が変化するように構成される。ま
た、前記ハウジングは、磁性体材料よりなる第２磁力案
内部材を備え、この第２磁力案内部材は、前記内輪もし
くは前記ハウジングと、前記ステータとの間の磁力案内
を行うように構成される。さらに、前記磁気空隙の変化
によって生じる磁束変化を検出する磁気センサを備え、
この磁気センサによって前記回転機の回転を検出する。

【０００６】

【発明の作用】電磁コイルが通電されると、電磁コイル
の発生する磁力によって、ロータとアーマチュアとが係
合し、ロータの回転動力が回転従動体へ伝わり、回転従
動体を介して回転機の回転軸を回転駆動する。電磁コイ
ルが通電を受ける際、電磁コイルの生じる磁束の漏れに
よって、第１磁力案内部材、前記内輪もしくは前記ボス
部、第２磁力案内部材を通る磁路が形成される。この漏
れ磁束による磁路は、回転従動体の回転に応じて磁路中
の磁気空隙が変化するため、この磁気空隙変化によって
磁気センサの出力が変化する。そして、磁気センサの出
力変化に応じて、回転機の回転を検出する。

【０００７】

【発明の効果】本発明の電磁クラッチ付回転機の回転検
出装置は、従来技術で示したように、回転機に加工を加
えることなく、電磁コイルの漏れ磁束によって磁路を形
成するため、ボス部の強度の低下を招くことなく、かつ
低いコストによって、回転機の回転を検出することがで
きる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の電磁クラッチ付回転機の回転
検出装置を、図に示す一実施例に基づき説明する。 〔実施例の構成〕図１ないし図４は本発明の実施例を示
すもので、図１は電磁クラッチの断面図、図２は電磁ク
ラッチ付回転機の回転検出装置の概略図を示す。本実施
例の電磁クラッチ１は、車両用冷凍サイクルの冷媒圧縮
機２（回転機の一例）に装着されて、必要に応じてエン
ジン３の回転トルクを冷媒圧縮機２の回転軸４に伝達す
るものである。電磁クラッチ１は、ステータ５内に収容
された電磁コイル６と、エンジン３によって回転駆動さ
れるロータ７と、電磁コイル６の発生する磁力によって
ロータ７に被着するアーマチュア８と、このアーマチュ
ア８と一体に回転して冷媒圧縮機２の回転軸４に回転動
力を伝えるハブアッシー９（本発明の回転従動体）とか
らなる。

【０００９】電磁コイル６は、絶縁皮膜を施した導線を
巻いたもので、鉄などの磁性体製で断面コ字形のステー
タ５内に収容され、エポキシ等の樹脂部材１０によって
ステータ５内にモールド固定されている。なお、ステー
タ５は、リング状の支持部材１１に固定され、この支持
部材１１（鉄などの磁性体製）が冷媒圧縮機２のハウジ
ング１２（アルミニウム製）のボス部１３の基部に第１
サークリップ１４で固定されることによって、ステータ
５が冷媒圧縮機２に固定される。

【００１０】ロータ７は、周囲にベルト１５ａが掛け渡
されるプーリ１５を有し、ベルト１５ａを介して伝達さ
れたエンジン３の回転動力によって回転する。ロータ７
は、鉄などの磁性体製で、ステータ５を収容する断面コ
字形を呈し、軸方向の一端面が平滑な摩擦面として設け
られている。また、ロータ７は、摩擦面の内周寄りおよ
び外周寄りに、電磁コイル６の通電時に発生する磁路を
迂回させるための長孔７ａがほぼ全周に亘って設けられ
ている。ロータ７は、その内周に転がり軸受１６を備え
る。この転がり軸受１６は、冷媒圧縮機２の回転軸４を
覆うハウジング１２のボス部１３の周囲で、ロータ７を
回転自在に支持するもので、鉄などの磁性体製の外輪１
７、内輪１８、および２列に配された複数の球１９より
構成される。外輪１７はロータ７の内周に固定されたも
ので、内輪１８はボス部１３の外周に装着され、第２サ
ークリップ２０によってボス部１３に固定されたもので
ある。

【００１１】アーマチュア８は、ロータ７の摩擦面に所
定間隙を隔てて対向配置されるもので、鉄などの磁性体
よりなるリング状を呈する。このアーマチュア８は、ロ
ータ７の摩擦面と対向する面が平滑な摩擦面として設け
られている。また、アーマチュア８は、摩擦面の中間部
分に、電磁コイル６の通電時に発生する磁路を迂回させ
るための長孔８ａがほぼ全周に亘って設けられている。

【００１２】ハブアッシー９は、アーマチュア８に固定
されたアウターハブ２１と、冷媒圧縮機２の回転軸４に
固定されるインナーハブ２２と、アウターハブ２１とイ
ンナーハブ２２を連結するクッションゴム２３とから構
成されている。アウターハブ２１は、断面Ｌ字形の環状
を呈し、円板部分がアーマチュア８と複数のリベット２
４で固定されている。インナーハブ２２は、冷媒圧縮機
２の回転軸４にスプライン嵌合されて、回転軸４と一体
に回転する。クッションゴム２３は、アウターハブ２１
の内周面とインナーハブ２２の外周面とに接着固定さ
れ、電磁コイル６の通電停止時にロータ７の摩擦面とア
ーマチュア８の摩擦面との間の間隙を所定間隙（例えば
０．５mm）に保つように設定されている。また、クッシ
ョンゴム２３は、弾性変形してアーマチュア８がロータ
７に被着するのを可能にし、電磁コイル６の通電が停止
した際にクッションゴム２３の復元力によって、アーマ
チュア８を当初の位置に復帰させるものである。

【００１３】電磁クラッチ１の電磁コイル６は、制御回
路２５によって通電制御される。本実施例の制御回路２
５は、冷媒圧縮機２のロックを検出し、ロックを検出し
た際に電磁コイル６の通電を停止する保護機能を果たす
ものである。制御回路２５による電磁コイル６の通電制
御は、エアコンスイッチ（図示しない）に連動して作動
し、常時電磁コイル６を通電する、周期的に電磁コイル
６を通電する、あるいは車内の温度と設定温度との差に
応じて電磁コイル６を通電するなど、周知な技術によっ
て制御されるものである。なお、制御回路２５は、リレ
ー２５ａを制御することによって、電磁コイル６の通電
を制御している。

【００１４】一方、電磁クラッチ１には、制御回路２５
によって冷媒圧縮機２のロックを検出するべく、冷媒圧
縮機２の回転を検出する回転検出手段が設けられてい
る。この回転検出手段は、磁気を検出する磁気センサ２
６と、冷媒圧縮機２の回転に応じて磁気センサ２６を通
る磁束を変化させる磁力変化手段とからなる。磁気セン
サ２６は、例えば径の小さなコイルで、図３に示すよう
に、支持部材１１に固定され、その信号の取出線は電磁
コイル６のターミナルと同時に樹脂モールドされ、絶縁
固定されている。また、磁気変化手段は、電磁コイル６
の通電時に生じる漏れ磁束によって、回転従動体を構成
するインナーハブ２２、転がり軸受１６の内輪１８、支
持部材１１を通る漏れ磁束磁路２７（図１の一点鎖線参
照）を形成するもので、この漏れ磁束磁路２７を形成す
るために、回転従動体を構成するインナーハブ２２に
は、アーマチュア８を介してインナーハブ２２の受ける
磁束を、第２サークリップ２０両端の外周に向かって突
出する突出部２８（図４参照）を介して内輪１８に案内
するためのリング状の第１磁力案内部材２９が溶接等に
よって固定されている。また、漏れ磁束磁路２７を形成
するために、ボス部１３の周囲には、内輪１８に伝達さ
れた磁束を支持部材１１に案内するリング状のリング体
３０が、内輪１８とボス部１３とに挟まれた状態で固定
されている。なお、この支持部材１１とリング体３０と
は、ステータ５と内輪１８との間で磁力の案内を行う本
発明の第２磁力案内部材である。そして、第１磁力案内
部材２９の端部は、第２サークリップ２０に対向して設
けられるとともに、第１磁力案内部材２９の端部には、
回転従動体を構成するインナーハブ２２の回転に応じ
て、第２サークリップ２０の突出部２８との磁気空隙Ａ
を変化させる突起３１（図４参照）が、１つまたは複数
設けられている。これによって、冷媒圧縮機２の回転に
応じて漏れ磁束磁路２７の磁束が変化する。

【００１５】なお、制御回路２５の保護機能は、電磁コ
イル６に通電指示を与える状態で、磁気センサ２６で検
出される冷媒圧縮機２の回転速度が低い時、あるいはエ
ンジン３の回転速度比に比較して磁気センサ２６で検出
される冷媒圧縮機２の回転速度比が小さいときなどに、
冷媒圧縮機２にロックが発生したと判断し、電磁クラッ
チ１の通電をOFF して、電磁クラッチ１の発熱、および
その発熱による不具合（例えば、変形、焼付など）を防
ぐものである。なお、冷媒圧縮機２のロックを検出した
際に、車両計器盤部に設けた表示装置を作動させて乗員
に保護機能が作動している旨（冷媒圧縮機２のロック状
態）を表示するように設けても良い。

【００１６】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を説明する。エアコンスイッチがONされ、制御回路２５
が電磁クラッチ１を通電する信号を出力し、電磁コイル
６が通電されて冷媒圧縮機２が回転する場合は、冷媒圧
縮機２の回転軸４に連結されているインナーハブ２２が
回転しており、インナーハブ２２に固定された第１磁力
案内部材２９が回転する。この第１磁力案内部材２９が
回転することにより、第１磁力案内部材２９に設けられ
た突起３１が回転し、突起３１の回転によって、突起３
１と第２サークリップ２０の突出部２８との距離が接近
した際に、電磁コイル６の漏れ磁束によって漏れ磁束磁
路２７の磁気空隙Ａが最小になり、漏れ磁束磁路２７の
磁束が急激に大きくなる。この磁力の変化を磁気センサ
２６が検出するため、この磁気センサ２６の出力変化に
よって、制御回路２５は冷媒圧縮機２の回転を検出する
ことができる。そして、冷媒圧縮機２が回転する場合
は、正常な状態であるため、電磁コイル６への通電を続
行する。エアコンスイッチがONされ、制御回路２５が電
磁クラッチ１を通電する信号を出力し、電磁コイル６が
通電されても、冷媒圧縮機２が回転しない場合は、冷媒
圧縮機２の回転軸４に連結されているインナーハブ２２
の回転が停止しており、インナーハブ２２に固定された
第１磁力案内部材２９の回転も停止している。このた
め、第１磁力案内部材２９に設けられた突起３１も回転
を停止する。これによって、電磁コイル６の漏れ磁束に
よって形成される漏れ磁束磁路２７の磁気空隙Ａは変化
せず、磁気センサ２６の出力は変化しない。このよう
に、電磁コイル６が通電されても、磁気センサ２６の出
力が変化しないことにより、制御回路２５は冷媒圧縮機
２が回転していないことを検出し、電磁コイル６への通
電を停止する。

【００１７】〔実施例の効果〕電磁コイル６の通電時に
生じる漏れ磁束によって形成する漏れ磁束磁路２７は、
アーマチュア８に伝えられた磁力を、インナーハブ２
２、第１磁力案内部材２９、第２サークリップ２０、内
輪１８、リング体３０、支持部材１１を介してステータ
５に伝えるもので、従来のように、ボス部１３に磁性体
を貫通させる加工を施す必要がなく、既存の電磁クラッ
チの一部を変更する簡単な構成で本発明を実施できる。
このため、ボス部１３の強度の低下を招くことなく、か
つ低いコストによって、冷媒圧縮機２のロックを検出す
ることができる。

【００１８】〔変形例〕上記の実施例では、磁気センサ
の一例としてコイルを例に示したが、磁気抵抗素子やホ
ール素子など、他の磁気センサを用いても良い。転がり
軸受の一例としてボールベアリングを例に示したが、ロ
ーラベアリングなどの他の転がり軸受にも適用可能なも
のである。また、リング体３０と支持部材１１とによっ
て、第２磁力案内部材を構成した例を示したが、リング
体３０の外周をステータ５の近傍まで延長できる場合
は、このリング体３０のみで第２磁力案内部材が構成さ
れるので、支持部材１１を磁性体材料で作らなくても良
い。また、ハウジング１２を鉄などの磁性体材料で形成
する場合は、支持部材１１を磁性体材料で作れば支持部
材１１のみで第２磁力案内部材が構成されるので、リン
グ体３０を廃止できる。本発明を冷媒圧縮機の動力の断
続を行う電磁クラッチに適用した例を示したが、スーパ
ーチャージャ等、回転動力の断続を行う他の電磁クラッ
チに適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】電磁クラッチの断面図である。

【図２】電磁クラッチ付回転機の回転検出装置の概略図
である。

【図３】支持部材の正面図である。

【図４】第２サークリップが取りつけられたボス部の正
面図である。

【符号の説明】

１ 電磁クラッチ ２ 冷媒圧縮機（回転機） ４ 回転軸 ５ ステータ ６ 電磁コイル ７ ロータ ８ アーマチュア １１ 支持部材（第２磁路案内部材） １３ ボス部 １６ 転がり軸受 １８ 内輪 ２２ インナーハブ（回転従動体） ２６ 磁気センサ ２７ 漏れ磁束磁路 ２９ 第１磁力案内部材 ３０ リング体（第２磁力案内部材） Ａ 磁気空隙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転機の回転軸を覆うハウジングのボス
   部の外周上に転がり軸受を介して回転自在に支持されて
   回転駆動される磁性体材料よりなるロータ、このロータ
   に所定間隙を介して配置され、前記ロータに摩擦係合可
   能な磁性体材料よりなるアーマチュア、このアーマチュ
   アに結合され、このアーマチュアが前記ロータに摩擦係
   合することにより前記ロータの回転動力を受けて回転
   し、前記回転軸に動力の伝達を行う磁性体材料よりなる
   回転従動体、通電状態で磁力を発生して前記ロータと前
   記アーマチュアとを係合する電磁コイル、この電磁コイ
   ルを保持する磁性体材料よりなるステータ、および前記
   ハウジングに固定され、前記ステータを介して前記電磁
   コイルを支持する支持部材を有する電磁クラッチとを備
   えた回転機の回転検出装置において、 前記転がり軸受の内輪および前記ハウジングの少なくと
   も一方は、磁性体材料により構成され、 前記回転従動体は、この回転従動体と一体に回転する磁
   性体材料よりなる第１磁力案内部材を備え、この第１磁
   力案内部材の先端側が、前記内輪もしくは前記ボス部に
   対向し、前記回転従動体の回転に伴って前記第１磁力案
   内部材と前記内輪もしくは前記ボス部との間の磁気空隙
   が変化するように構成されており、 また、前記ハウジングは、磁性体材料よりなる第２磁力
   案内部材を備え、この第２磁力案内部材は、前記内輪も
   しくは前記ハウジングと、前記ステータとの間の磁力案
   内を行うように構成されており、 さらに、前記磁気空隙の変化によって生じる磁束変化を
   検出する磁気センサを備え、この磁気センサによって前
   記回転機の回転を検出するようにした電磁クラッチ付回
   転機の回転検出装置。