JPS59231226A - 電磁クラツチ付回転機の回転数検出装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は回転機の回転数検出装置に関し、殊に原動機か
ら電磁クラッチを介して回転力の伝達を受ける電磁クラ
ッチ付回転機の回転数検出装置に関する。

〔発明の背景〕

原動機から電磁クラッチを介してその回転軸に回転力を
受ける回転機の回転数検出装置は、特開昭５７−２００
６９１号公報や特開昭５６−６４１８３号公報等に示さ
れる如く、回転機の回転数に同期した磁束変化を生ずる
閉磁路を形成する閉磁路形成手段と、との閉磁路におけ
る磁束変化を検出する電磁コイルと、この電磁コイルの
出力から回転機の回転数を判定する判定手段とを有して
いる。

しかるに上記従来のこの種回転数検出装置は閉磁路形成
手段の磁束発生源として永久磁石を用いている為、充分
な磁束変化が得られない為、回転数の低いところでの検
出精度が悪いという欠点があった。また永久磁石の経年
変化による起磁力の低下によっても磁束変化が不充分と
なり、長期の使用に耐えられないという欠点もあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は大きな検出出力が得られる電磁クラッチ
付回転機の回転数検出装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は回転数検出装置を構成する閉磁路形成手段の磁
束供給源として電磁クラッチの励磁装置を利用し、閉磁
路への磁束の供給が十分に行える様にして、大きな検出
出力が得られる様に構成したものである。

〔発明の実施例〕

以下図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。この
実施例は、上記２つの従来例に示される如き、車両のエ
ンジンを原動機とする車両用冷房装置の圧縮機保護装置
に用いられる回転数検出装置として本発明になる回転数
検出装置を適用した例を示す。

各図を通じて同一符号のものは等価物を示す。

圧縮機２の回転軸４はエンジン６のクランクブー　ＩＪ
　ｆ３より、圧縮機２のサイドカバー３に取り付けられ
た電磁クラッチ１０を介して回転力の伝達を受ける。

電磁クラッチ１０ば、サイドカバー３に固定された励磁
装置１２、サイドカバー３の筒状ボス部１４にベアリン
グ１６を介して回転支承された入力回転体１８及び回転
軸４に取付けられた出力回転体２０とから成る。

励磁装置１２は断面Ｕ字状の磁性材製環状体から成る固
定子継鉄２２と、固定子継鉄２２の内部空間に装着され
た環状の励磁コイル２４とを有し、励磁装置１２は磁性
材製の環状取付板２６によりサイドカバー３に固定され
る。

入力回転体１８は断面Ｕ字状の磁性材製環状体から成る
回転子継鉄２８と、回転子継鉄２８の外周円筒部２９に
形成されたＶ溝プーリ３０とから構成されている。回転
子継鉄２８の内周側円筒部３２はその内輪がサイドカバ
ー３のボス部１４の外周に固定されたベアリング１６の
外輪に固定されている。■溝プーリ３０にはクランク７
’ｌＪ８との間を連結するＶベルト３２が張架されてい
る。

回転子継鉄２８の底壁３４の側端面は後述する出力回転
体２０の回転ディスク３６の吸着面として機能する。回
転子継鉄２８の内部空間には励磁装置１２が微小空隙を
介して非接触状態に組合される。

出力回転体２０は回転軸４の先端に固定された磁性材製
ハブ３８と、ハブ３８のフランジ部４０に磁性材製板ば
ね４２を介して軸方向に移動可能に支持された磁性材製
環状体から成る回転ディスク３６とから構成されている
。ハブ３８と回転軸４とはハブ３８のスリーブ４４を回
転軸４の端部に挿入し、回転軸４とハブ３８に軸方向に
刻設されたキー溝４６ａ、４６ｂにキー４８を打込んで
回転方向に対して固定し、軸方向に対しては回転軸の先
端に螺刻されたねじ５０及びねじ５０に螺入されるナツ
ト５２等によって固定されている。

板ばね４２は一端がハブ３８のフランジ部４０に鋲５４
で固定された図示しない３本のばねから成り半径方向外
方に延びたその各他端は回転ディスク３６の外周寄りの
端面で鋲５６により回転ディスク３６に固定されている
。

以下電磁クラッチの基本動作について説明する。

励磁コイル２４が電源によって付勢されていない非通電
状態では回転ディスク３６と回転子継鉄２８の吸着面と
の間には０．５　”−Ｑ６　ｒｒａｎの空隙ができる様
構成されている。従ってこの時は入力回転体１８だけが
ベアリング１６に支承されて回転している。

励磁コイル２４に通電すると第１図に破線で示す閉磁路
Φ０が固定子継鉄２２、回転子継鉄２８及び回転ディス
ク３６の間に形成される。５８゜６０及び６２は、回転
子継鉄２８の底壁３４と回転ディスク３６との間に図示
の如く蛇行する磁路を形成すべく、回転子継鉄２８の底
壁３４及び回転ディスク３６に形成した磁気空隙である
。

この閉磁路Φ０の作用によって回転子継鉄２８の吸着面
と回転ディスク３６との間に吸引力が発生し、回転ディ
スク３６はばね４２の力に抗して回転子継鉄１８に吸着
される。その結果入力回転体１８の回転力は出力回転体
２０に伝達され、圧縮機の回転軸４が回転する。

この実施例では回転数検出装置は次の様に構成されてい
る。

取付板２６の内周部にはボス部１４に沿ってベアリング
エ６側に延びる円筒部６４が形成されている。円筒部６
４の先端はベアリング１６の内輪の一端に当接し、ベア
リング１６の内輪の他端に当接しボス１４に固定される
Ｃリング６６との間にベアリング１６を挾持する。

この円筒部を設けることによってベアリング１６の端部
と取付板２６との間に環状の空間が形成される。この環
状空間内に電磁コイル６８が樹（９） 脂層７０によって固着されている。７２．７４は電磁コ
イル６８゛の出力リード線である。

取付板２６の円筒部６４に一端が接触する磁性材片７６
がボス部１４に貫設した孔７８から回転軸４に向って延
びており、その先端は回転軸４のキー溝４６ａに対面す
る位置で回転軸４０表面に対して極力小さい空隙をとる
。

これによって励磁コイル２４が電源により付勢されると
、閉磁路Φ０　（以後主閉磁路と呼ぶ）の他に、第１図
に一点鎖線で示す如く、固定子継鉄２２−回転子継鉄２
８一回転ディスク３６−板ばね４２−ハブ３８−回転軸
４−磁性材片７６−取付板２６−固定子継鉄を結ぶ補助
閉磁路Φが形成される。

しかるに回転軸４が回転するとキー溝４６ａが周期的に
磁性材片７６の先端に対面し、その時−瞬閉磁路Φ内の
磁気空隙が極太とな２て第３図（ｂ）に示す如く磁束ψ
が急減する。

補助閉磁路Φでのこの磁束変化は回転軸４の１回転に１
回発生し、その時電磁コイル２６には第（１０） ３図（ａ）に示す如くピーク値が３乃至５ｖのパルス電
圧Ｖｃが発生する。

このパルス電圧は後述する回転数判定手段に入力される
。

この実施例では、電磁クラッチの入力回転体１８と出力
回転体２０とを結合する為の磁束の一部を分岐させて回
転数検出装置用の磁束を得る様にしたので、十分な磁束
の供給が行え、その電磁コイル６８からは３〜５Ｖのピ
ーク値を有する大きなパルス電圧を取出すことができた
。

まだ、本実施例では特開昭５６−６４１８３号の様に圧
縮機の冷媒通路に孔を開ける必要がないので冷媒漏洩の
心配がない。

また、電磁コイル６８を固着する樹脂７０の乾燥は励磁
コイル２４を固定子継鉄内に固定する為の樹脂の乾燥と
同じに行うことができ、電磁コイルが一つ増えるにもか
かわらず固着作業はさほど増加しない。

更に、磁束の供給量は永久磁石に比べて経年変化を起こ
すことがなく、長期の使用においても安（１１） 定した出力を得ることができる。

第４図に本実施例になる圧縮機保護装置を示す。

制御回路８５は特開昭５７−２００６９１　号と同様に
構成されその動作は次の通りである。

電磁コイル６８の出力パルス電圧Ｖｃは圧縮機回転数判
定手段８０へ入力される。圧縮機回転数判定手段は例え
ば特開昭５７−２００６９１　号公報に示される如く周
波数−α圧変換器によって構成され、電磁コイルからの
パルス周波数に対応した出力電圧を得ることによって回
転数を判定する。

エンジンの回転数は例えばイグニッション装置８２の点
火パルスＶ、をやはり周波数−電圧変換器から構成され
るエンジン回転数判定手段８４によって判定する。

両判定手段８２．８４の出力を差電圧検出手段８６で慌
視し、その電圧差を基準電圧８８と比較し、電圧差が基
準電圧８８を越えて変化する時比較器９０から出力を発
生し、トランジスタ９２を導通させる。

トランジスタ９２が導通するとリレー９４が電（１２） 源により付勢されリレー９４の常閉ば点を開いて１磁ク
ラツチの励磁コイル２４への通電を断つ。

スイッチ９６はニアコンディショナの操作スイッチであ
る。

圧縮機の保護装置は圧縮機の回転中に圧縮機の回転機構
が何等かの原因でロックを起こし、回転軸が回転できな
くなった時に動作する。

圧縮機がロックすると、回転ディスク３６と回転子継鉄
２８の吸着面との間がすべりエンジンと出力回転体２０
との回転数に差が生じる。

その差が所定値を越えるとトランジスタ９２が導通し、
電磁クラッチ１０への通電を断って、出力回転体１６と
入力回転体１８との結合を開放してロック状態の圧縮機
が無理矢理回転されるのを防止する。

その他詳細は特開昭５７−２００６９１号に示す通電で
ある。

本実施例では、回転数判定手段として周波数−電圧変換
器を用いた例を説明したが、回転数の増大によって磁束
変化に伴う電磁コイル６８の出力（１３） 電圧のピーク値も増大するので、そのピーク値を検出す
るととによっても回転数を判定することができる。

また、回転数の判定をアナログ電圧で行う例を説明した
が、カウンタで電磁コイル６８から到来するパルス電圧
の周期を検出し、その値に基づいて回転数を判定するこ
ともできる。

一方この実施例では補助閉磁路Φｌ内に圧縮機の回転に
同期した磁束の変化を招起する手段として回転軸４に刻
設したキー溝４６ａに対面する磁性材片７６を用いる例
を説明したが、この磁性材で補助閉磁路内の磁束変化を
より大きくすることができる。

重要なことは回転数検出装置用の閉磁路への磁束の供給
を電磁クラッチの励磁装置によって行うことである。

本発明は第５乃至７図に示す如く変形することができる
。

（１４） この第２の実施例では、電磁クラッチ１０の励磁コイル
２４が、起動時にのみ訣用される起動コイル２４ａと、
起動時及び定常運転時に使用される定常コイル２４ｂの
２つの覆状コイルから成る。

停止中の圧縮機を起動するには大きな起動トルクが必要
であるが、一旦回転しだすとたの回転トルクは小さくて
よい。大きな起動トルクを伝達する為には電磁クラッチ
自体にも起動時には大きな結合力が必要とされる。しか
るに起動後の小さい回転トルクを伝達するには小さな結
合力でよい。

この点に′濫み、励磁コイルを起動待専用コイルと、常
時；吏用コイルとに分割し、起動時には両コイルを用い
て大きな結合力を、起動後は起動コイルを切離して小さ
い結合力を得る。

この種電磁クラッチの副御装置度については実公昭４８
−３２８７号公報に示されている。

この様に構成された電磁クラッチでは定常運転時には起
動コイル２４ａが遊んでおり、コイルの利用率が悪い。

本実施例は、起動コイル２４ａを圧縮機の回転数検出装
置用の電磁コイルとして利（１５） 用する様にして、回転数検出用の電磁コイルを不用にす
ると共に、この種電磁クラッチの励磁コイルの利用率を
高めるものである。

励磁コイル２４ｂによって形成される閉磁路Φ３に圧縮
機の回転に同期した磁束変化を与える手段について説明
する。

回転ディスク３６の内周面の一部に半月状の切欠き９８
を設ける。

第７図に示す如き断面り字状の環状磁性材１００をベア
リング１６の端面に当接し、Ｃリング６６テヘアリング
１６と共にサイドカバー３のボス部１４に固定する。

環状磁性材１００の円筒部の一部に突片１０２が形成さ
れていて、との突片１０２は回転ディスク３６の内周面
に微小空隙を隔てて対面している。

また環状磁性材１００の円筒部外周面は回転子継鉄２８
の内周面に微小空隙を隔てて対面している。

その結果、励磁コイル２４が付勢されると主閉磁路Φ２
の他に、回転ディスク３６−突片１０２−環状磁性材１
０〇−回転子継鉄２８を通る補助（１６） 閉磁路Φ３が形成される。

補助閉磁路Φ３は回転ディスク３６が回転してその半月
状切欠き９８が突片１０２に対面する位置で急激に磁束
、の減少を生じ、その結果主閉磁路Φ２にも補助閉磁路
Φ３に分岐した磁束の範囲内で磁束変化が生ずる。

この様に構成された回転数検出装置の制御回路の動作を
以下第８図に基づき説明する。

エアコンスイッチ９６が投入されて定常コイル２４ｂが
電源により付勢されると同時にタイマー１０４が作動す
る。

トランジスタ１０６はタイマー１０４が出力を発生して
いる間導通して、起動コイルの接続を切替えるリレー１
０８を動作させ、リレー接点を１）Ｉ　＋　ｂ２側に切
換える。

その結果起動コイル２４ａ１定常コイル２４ｂの両方が
並列に電源から付勢され、両コイルによって強い結合力
が招起される。

所定時間経過してタイマー１０４の出力がなくなるとト
ランジスタ１０６が遮断してリレー１０８（１７） の付勢が解かれ、リレー接点はａｌ　、ａ２側に復帰す
る。

この状態では電磁クラッチ１０は定常コイル２４ｂだけ
による弱い結合力を招起する。

接続が切換えられた起動コイル２４ａは制御回路８５内
の回転数判定手段に接続される。起動コイル２４ａは主
閉磁路Φ２に招起される磁束変化によって圧縮機の回転
に同期したパルス電圧Ｖｃを発生する。

回転数の判定及び圧縮機の保護装置の動作については第
一実施例と同一である。

この実施例によれば起動後に通電を断たれる励磁コイル
の一部、即ち起動コイルを回転数検出装置の電磁コイル
として切換接続して使用するので回転数検出用の電磁コ
イルを不用にでき、安価なこの種回転数検出装置が得ら
れる。また、励磁コイルの利用率が高くなる。

第１０図に第３の実施例を示す。

本実施例は電磁クラッチ１０の励磁装置１２をサイドカ
バー３に取付ける取付板２６自身にベア（１８） リング１６固定用のボス部１５を一体に形成した形式の
電磁クラッチに本発明を適用したものである。

本実施例では第１の実施例における磁性材片７６の代わ
りに、ボス部１５の一部に半径方向内側に突出する切起
こし１７を設けたものである。

取付板２６は磁性材で形成されているので、この突起１
７は、第１実施例の磁性材片７６と同じ機能を奏する。

電磁コイル６９は樹脂７１でモールド成形され、取付板
２６の内部底面とベアリング１６との間にベアリング１
６取付の為の押圧力で挾持される。

７３は取付板２６をサイドカバー３に固定する為のねじ
である。

本実姉例によれば、補助閉磁路内に圧縮機の回転に同期
した磁束変化を与える手段を、取付板の一部で構成でき
るので第１の実施例より部品点数を減少できる。

以上の３つの実施例では車両のエンジンを原動機とする
車両用冷房装置の圧縮機保護装置に用い（１９） られる回転数検出装置について説明したが、本発明はこ
の実施例にとられれず、原動機から電磁クラッチを介し
て回転力の伝達を受ける電磁クラッチ付回転機に対して
広く応用できる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば、原動機から電磁クラ
ッチを介して回転力の伝達を受ける電磁クラッチ付回転
機の回転数検出装置であって、回転機の回転に同期した
磁束変化を生ずる閉磁路に電磁コイルを鎖交させ、その
電磁コイルの出力信号から回転数を判定する様にしたも
のにおいて、回転数検出装置用の閉磁路に磁を供給する
磁束供給源として電磁クラッチの励磁装置を利用したの
で磁束供給源に永久磁石を用いたものに比べて大きな磁
束変化を得ることができ、精度の良い回転機の回転数検
出装置が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した車両冷房装置用の圧縮機の回
転数検出装置の第１実施例を示す断面図、第２図は第１
図のＩｆ−Ｉ断面図、第３図は回転数（２０） 検出装置の各部信号波形を示す図面、第４図は第１実施
例の回転数検出装置を用いた圧縮機の保護装置の制御回
路を示す図面、第５図は本発明を適用した車両用冷房装
置用の圧縮機の回転数検出装置の第２実施例を示す断面
図、第６図は第５図の■−■断面図、第７図は第６図の
部分拡大斜視図、俯８図は第２実施例の回転数検出装置
を用いた圧縮機の保護装置の制御回路を示す図面、第９
図は第１の実施例の変形例を示す図面である。 ４・・・回転軸、１０・・・電磁クラッチ、１２・・・
励磁装置、１８・・・入力回転体、２ｏ・・・出力回転
体、２４・・・励磁）８コイル、６８・・・電磁コイル
、８ｏ・・・回転数判定手段、Φ０．Φ２．Φ４・・・
主閉磁路、Φ１゜（２１） 茗２ＥＩ 箔３［２］ 時間 第５図 ｆ、６　　帛 ８ ｆ−＋７　　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原動機から電磁クラッチを介してその回転軸に回転
   力を受ける回転機の回転検出装置であって、前記回転機
   の回転数に同期した磁束変化を有する閉磁路を形成する
   閉磁路形成手段と、該閉磁路の磁束変化を検出する電磁
   コイルと、該電磁コイルの出力から前記回転機の回転数
   を判定する判定手段とを有するものにおいて、 前記閉磁路形成手段の磁束供給源として前記電磁クラッ
   チの励磁装置を利用したことを特徴とする電磁クラッチ
   付回転機の回転数検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載した発明において、前
   記閉磁路形成手段を前記電磁クラッチの励磁装置、該励
   磁装置によって招起される磁束を通す主閉磁路と補助閉
   磁路、前記主閉磁路内におって前記原動機によって回転
   される入力回転体と前記回転機の回転軸に取付けられた
   出力回転体とを磁気的吸引力により連結、離脱せしめる
   クラッチ手段、前記補助閉磁路内にあって該補助閉磁路
   内の磁束に前記回転機の回転に同期した磁束変化を招起
   せしめる手段とから構成し、且つ前記電磁コイルを前記
   補助閉磁路に招起せられた磁束変化を検出すべく前記補
   助閉磁路に鎖交する様にして前記電磁クラッチの非動部
   分か前記回転機の電磁クラック固定部材かのいずれかに
   固定したことを特徴とする電磁クラッチ付回転機の回転
   数検出装置。 ３、特許請求の範囲第１項に記載した発明において、前
   記閉磁路形成手段を、定常コイルと起動コイルの２つの
   コイルから成る前記電磁クラッチの励磁コイル、該励磁
   コイルによって招起される磁束を通す閉磁路、該閉磁路
   内にあって前記原動機によって回転される入力回転体と
   前記回転機の回転軸に取付けられた出力回転体とを磁気
   的吸引力によ汐連結、離脱せしめるクラッチ手段、前記
   閉磁路内の磁束に前記回転機の回転数に応じた脈動成分
   を付与する手段とから構成し、且つ前記電磁クラッチの
   起動時には前記定常コイルと起動コイルにより、前記電
   磁クラッチの定常時には前記定常コイルのみによって前
   記閉磁路内の磁束を供給する様にコイルの接続を切換え
   るコイル切換手段を設け、更に前記電磁クラッチの定常
   時に切離された前記起動コイルに前記閉磁路内の磁束変
   化によって発生する誘起電圧を前記回転数判定手段に供
   給する様にしたことを特徴とする電磁クラッチ付回転機
   の回転数検出装置。 ４、特許請求の範囲第２項に記載した発明において、ｌ
   ８ＴＩ記補助閉磁路内にあって前記出力回転体を前記回
   転軸へキー止めする為に前記回転軸に刻設せられたキー
   溝、前記回転軸の回転に同期して回転移動する前記キー
   溝が周期的に対面する固定磁性材片とによって、前記補
   助閉磁路内の磁束に前記回転機の回転に同期した磁束変
   化を誘起せしめる手段を構成したことを特徴とする電磁
   クラッチ付回転機の回転数検出装置。 ５、特許請求の範囲第３項に記載した発明において、前
   記出力回転体の回転に同期して間欠的に近接離間を繰り
   返す一対の磁性材製突起を前記出力回転体と前記電磁ク
   ラッチの非動部に設け、且つ前記閉磁路から前記一対の
   突起を迂回して間欠的に形成されるバイパス磁路を設け
   、該バイパス磁路の閉成、開放に伴って前記閉磁路内に
   磁束変化を誘起することを特徴とする電磁クラッチ付回
   転機の回転数検出装置。