JPH08326782A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機等の従動側機器のロック時に、アーマ
チャ８とロータ２との滑り接触部分の温度が異常上昇す
ると溶断する温度ヒューズ１３の応答性向上および誤作
動防止を図る。 【解決手段】 電磁コイル５を収納し、固定しているコ
イルハウジング４内において、ロータ２の摩擦面２ａお
よびコイルハウジング４の内周側円筒部４ａの両方に近
接した部位に温度ヒューズ１３を配設する。圧縮機の正
常作動時には、電磁コイル５の発熱による温度ヒューズ
１３周囲の熱が、磁性体金属からなる、熱伝導性の良好
なコイルハウジング４側に放熱され、温度ヒューズ１３
周囲の温度上昇を防ぐ。一方、圧縮機がロックしたとき
は、アーマチャ８とロータ２との滑り接触部分の摩擦熱
がコイルハウジング４の内周側円筒部４ａの端部を通し
て温度ヒューズ１３に速やかに伝導され、温度ヒューズ
１３が応答よく溶断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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（２
ａ）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
れてい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（１
９）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２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（１３
ａ、１３ｂ）に、前記樹脂部材（６）から加わる引っ張
り荷重を緩和する被覆チューブ（１３ｃ、１３ｄ）が嵌
着されていることを特徴とする。請求項１０記載の発明
では、請求項２ないし９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（１３
ｅ、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９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１
ａ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２
ａ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１
３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２
ｅ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５
ｄ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（１３
０〜１４０°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１
０、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４
ｂ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１
８４°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１
４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１
４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１３
ａ、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１３
ａ、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φ
０．８ｍｍ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１
３ａ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１３
ｃ、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１
３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、５
ｄ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１
３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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴間 仁夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 新開 英隆 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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
   とを備えていることを特徴とする電磁クラッチ。
2. 【請求項２】 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
   り固定保持されていることを特徴とする請求項１に記載
   の電磁クラッチ。
3. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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
   る被覆チューブが嵌着されていることを特徴とする請求
   項２ないし８のいずれか１つに記載の電磁クラッチ。
10. 【請求項１０】 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２
    ないし９のいずれか１つに記載の電磁クラッチ。