(57)【要約】【課題】温度ヒューズの熱感知の感度を高めて、プーリとアーマチュアプレートとが何らかの原因でスリップした場合に、即座に励磁コイルへの通電を遮断することが可能な電磁クラッチを提供する。【解決手段】回転駆動源からの回転力を受けて回転するプーリ４と、駆動軸に対して相対回転不能に連結されると共に、プーリ４の摩擦壁に対して対向配置されたアーマチュアプレート５と、プーリ４の内部に収容され、通電されることにより、アーマチュアプレート５をプーリ４に電磁吸着させる吸引力を発生させる励磁コイル７と、プーリ４の内部に収容され、摩擦壁４ｂと励磁コイル７との間に配置されて所定の温度を超えたときに励磁コイル７への通電を遮断する温度ヒューズ２０と、を備え、プーリ４の摩擦壁４ｂから放射される熱を温度ヒューズ２０に集熱する集熱機構（例えば、摩擦壁４ｂから突出して温度ヒューズ２０の両脇に近接させる突条２１）を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動源からの回転力を受けて回転するプーリと、
圧縮機の駆動軸に対して相対回転不能に連結されると共に、前記プーリの摩擦壁に対して対向配置されたアーマチュアプレートと、
前記プーリの内部に収容され、通電されることにより、前記プーリと前記アーマチュアプレートとを経由する磁気回路を形成して前記アーマチュアプレートを前記プーリに電磁吸着させる吸引力を発生させる励磁コイルと、
前記プーリの内部に収容され、前記摩擦壁と前記励磁コイルとの間に配置されて所定の温度を超えたときに前記励磁コイルへの通電を遮断する温度ヒューズと、
を備えた電磁クラッチにおいて、
前記プーリの摩擦壁から放射される熱を前記温度ヒューズに集熱する集熱機構を設けたことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記温度ヒューズは、前記励磁コイルを巻回したボビンの前記摩擦壁の内面と対峙する部分に固定され、
前記集熱機構は、前記摩擦壁の内面を前記温度ヒューズの周面に沿うよう形成することで構成したことを特徴とする請求項１記載の電磁クラッチ。
【請求項３】
前記励磁コイルは、前記ボビンと共にコイル収容ホルダに収容されてモールド樹脂によって固定され、
前記温度ヒューズは、前記モールド樹脂の端面から突出させた状態で固定され、
前記集熱機構は、前記摩擦壁の内面に、前記温度ヒューズの両脇に近接させる突条を形成することで構成したことを特徴とする請求項２記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
前記励磁コイルは、前記ボビンと共にコイル収容ホルダに収容されてモールド樹脂によって固定され、
前記温度ヒューズは、前記モールド樹脂の端面から突出させた状態で固定され、
前記集熱機構は、前記摩擦壁の内面に、前記温度ヒューズの周面に沿って窪ませた環状凹部を形成することで構成したことを特徴とする請求項２記載の電磁クラッチ。
【請求項５】
前記温度ヒューズは、前記ボビンに固定されたヒューズ保持台に固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁クラッチ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の前記電磁クラッチを用いた圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源から伝達される動力を断続するため等に用いられる電磁クラッチに関し、特に、故障時に生じるプーリとアーマチュアプレートとの滑り摩擦熱を感知して励磁コイルへの通電回路を遮断する温度ヒューズの応答性を改善した電磁クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置の圧縮機等に用いられる電磁クラッチは、例えば特許文献１に示されるように、回転駆動源からの回転力を受けて回転するプーリと、このプーリの摩擦壁に対して僅かなギャップを隔てて対向配置されたアーマチュアプレートと、プーリの内部に収容され、通電されることにより、プーリとアーマチュアプレートとを経由する磁気回路を形成してアーマチュアプレートをプーリに電磁吸着させる吸引力を発生させる励磁コイルと、圧縮機が何らかの理由でロックした場合に生ずるプーリとアーマチュアとのスリップ現象による摩擦壁の温度上昇を感知してバッテリと励磁コイルとの電気的接続を遮断する温度ヒューズとを備えているのが一般的である。
【０００３】
温度ヒューズは、プーリの摩擦壁より励磁コイル側に配置され、プーリの内側に形成された環状溝に収容される励磁コイルに対して固定される場合が多く、例えば、特許文献１においては、励磁コイルを巻回するボビンにヒューズ保持部を設け、温度ヒューズを励磁コイルよりもプーリの摩擦壁に向かって突出するように固定し、その全体をモールド樹脂から表出しないように埋設して固定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８１３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プーリ４は、温度ヒューズを固定した励磁コイルを保持するコイル収容ホルダをアーマチュアプレート側から覆うように設けられ、このコイル収容ホルダと摺接することなく回転するようになっている。このため、コイル収容ホルダは、発熱源となる摩擦壁とエアギャップを介して配置されているので、摩擦壁から放出された熱で温度ヒューズが溶断するまでに時間を要する。
この時間は、長くなるほどプーリとアーマチュアプレートとのスリップ時間が長くなり、摩擦面が凝着する等の不都合が懸念されるので、できるだけ短くすることが要請される。
【０００６】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、温度ヒューズの熱感知の感度を高めて、プーリとアーマチュアプレートとが何らかの原因でスリップした場合に、即座に励磁コイルへの通電を遮断することが可能な電磁クラッチとこれを用いた圧縮機を提供することを主たる課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明に係る電磁クラッチは、回転駆動源からの回転力を受けて回転するプーリと、圧縮機の駆動軸に対して相対回転不能に連結されると共に、前記プーリの摩擦壁に対して対向配置されたアーマチュアプレートと、前記プーリの内部に収容され、通電されることにより、前記プーリと前記アーマチュアプレートとを経由する磁気回路を形成して前記アーマチュアプレートを前記プーリに電磁吸着させる吸引力を発生させる励磁コイルと、前記プーリの内部に収容され、前記摩擦壁と前記励磁コイルとの間に配置されて所定の温度を超えたときに前記励磁コイルへの通電を遮断する温度ヒューズと、を備えた電磁クラッチにおいて、
前記プーリの摩擦壁から放射される熱を前記温度ヒューズに集熱する集熱機構を設けたことを特徴としている。
【０００８】
したがって、プーリの摩擦熱から放射される熱を集熱機構で温度ヒューズに集熱させることができるので、温度ヒューズの温度を素早く高めることが可能となり、溶断するまでの時間を短くすることが可能となる。
【０００９】
ここで、温度ヒューズは、励磁コイルを巻回するボビンの前記摩擦壁の内面と対峙する部分に固定し、前記集熱機構を、前記摩擦壁の内面を前記温度ヒューズの周面に沿うよう形成することで構成することが望ましい。
このように摩擦壁の内面を温度ヒューズの周面に沿うよう形成することで、摩擦壁からの放射熱が温度ヒューズに集まりやすくなり、温度ヒューズの温度を摩擦熱の温度に速やかに追従させることが可能となる。
【００１０】
具体的な構成例としては、励磁コイルを、ボビンと共にコイル収容ホルダに収容してモールド樹脂によって固定する構成において、前記温度ヒューズを、前記モールド樹脂の端面から突出させた状態で固定し、前記集熱機構を、前記摩擦壁の内面に、前記温度ヒューズの両脇に近接させる突条を形成することで構成してもよい。
また、励磁コイルを、ボビンと共にコイル収容ホルダに収容してモールド樹脂によって固定する構成において、温度ヒューズを、前記モールド樹脂の端面から突出させた状態で固定し、前記集熱機構を、前記摩擦壁の内面に、前記温度ヒューズの周面に沿って窪ませた環状凹部を形成することで構成してもよい。
【００１１】
以上の構成において、温度ヒューズは、温度ヒューズの設置位置を正確に調節するために、温度ヒューズを、励磁コイルを巻回するボビンに固定されたヒューズ保持台に固定するようにしてもよい。
【００１２】
なお、以上のような電磁クラッチは、車両のエンジンルーム等のような過酷な環境下で所定の性能を維持するための圧縮機等に用いることが有用である。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
【発明の効果】
【００１３】
以上述べたように、本発明によれば、電磁クラッチに、プーリの摩擦壁から発する熱を温度ヒューズに集熱する集熱機構を設けたので、温度ヒューズの熱感知の感度を高めることができ、プーリとアーマチュアプレートとが何らかの原因でスリップした場合に、即座に励磁コイルへの通電を遮断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明に係る電磁クラッチの全体構成例を示す断面図である。
【図２】図２(ａ)は、励磁コイルを巻回したボビンの上部に温度ヒューズを固定するヒューズ保持台を設けた例を示すもので、コイル収容ホルダに収容する前の状態を示す斜視図、図２（ｂ）は、（ａ）の励磁コイル等をコイル収容ホルダに収容してモールド樹脂で固定した状態を示す斜視図、図２（ｃ）は、（ｂ）の断面の一部を示す図である。
【図３】図３は、プーリの摩擦壁から発する熱を温度ヒューズに集熱する集熱機構の第１の実施形態を示す断面図である。
【図４】図４(ａ)は、励磁コイルや温度ヒューズ等をコイル収容ホルダに収容してモールド樹脂で固定した状態を示す斜視図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の断面の一部を示す図である。
【図５】図５は、プーリの摩擦壁から発する熱を温度ヒューズに集熱する集熱機構の第２の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の電磁クラッチの実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１において、電磁クラッチ１は、エンジンやモータなどの動力源から従動機器である圧縮機２に対して回転動力を断続的に供給可能とするものである。電磁クラッチ１は、圧縮機２の駆動軸２ａを中心としてハウジング２ｂの端部から突設した円筒部２ｃにベアリング３を介して回転可能に支持されたプーリ４と、このプーリ４に対して軸方向で僅かなギャップを隔てて対峙し、駆動軸２ａに対して回転不能に固定されたアーマチュアプレート５と、プーリ４に形成された環状空間６内に収容され、通電することにより、プーリ４とアーマチュアプレート５とを経由する磁気回路を形成してアーマチュアプレート５をプーリ４に吸着させるための吸引力を発生させる励磁コイル７と、圧縮機２の駆動軸２ａに固装され、駆動軸２ａと共に回転するハブ８と、アーマチュアプレート５に連結されたアウタープレート９と、ハブ８に連結されたインナープレート１０と、これらアウタープレート９とインナープレート１０との間に介在する弾性部材１１とを有している。すなわち、アーマチュアプレート５は、アウタープレート９、弾性部材１１、インナープレート１０を介してハブ８に連結している。
【００１７】
プーリ４は、磁性材により環状に形成されているもので、その外周に動力源と連結する連結ベルトを取り付けるための溝４ａが形成されている。このプーリ４は、内周に前記ベアリング３が設けられ、このベアリング３を介して圧縮機２のハウジング２ｂから駆動軸２ａを挿通させるように延設された円筒部２ｃの外周に回転自在に外嵌されている。プーリ４の圧縮機２の本体に対して反対側には、摩擦壁４ｂが形成され、この摩擦壁４ｂの外面は、プーリ４の軸心に対して略垂直となる平坦状に形成され、アーマチュアプレート５と対峙する摩擦面を構成している。
【００１８】
アーマチュアプレート５は、磁性材により円板状に形成されている。このアーマチュアプレート５は、アウタープレート９に固定され、プーリ４の摩擦壁４ｂの外面と僅かなギャップを隔てて対峙する側端面５ａを有している。この側端面５ａは、プーリ４の軸心に対して略垂直となる平坦状に形成され、プーリ４と対峙する摩擦面を構成している。
【００１９】
励磁コイル７は、コイル収容ホルダ１２に収容されている。コイル収容ホルダ１２は、環状の鉄製容器によって構成され、一端側が開放された環状溝１３を備え、この環状溝１３に励磁コイル７を収容している。このコイル収容ホルダ１２は、解放された一端側がプーリ側に向けられ、他端側が圧縮機２のハウジング２ｂに対して取付部材を介して固定されている。前記励磁コイル７は、このコイル収容ホルダ１２の環状溝１３内に収容されるボビン１５に予め巻回しておき、このボビン１５と共にモールド樹脂１６によってコイル収容ホルダ１２内の所定箇所に固定されている。
したがって、励磁コイル７は、ボビン１５と共にモールド樹脂１６内に埋設され、モールド樹脂１６から表示されないようにコイル収容ホルダ１２に固定されている。
【００２０】
また、前記プーリ４は、環状空間６がアーマチュアプレート５と反対側に開口され、前記励磁コイル７を収容したコイル収容ホルダ１２をアーマチュアプレート５側から覆うように設けられている。このコイル収容ホルダ１２は、環状空間６に所定のクリアランスを介して収容され、したがって、プーリ４は、このコイル収容ホルダ１２と摺接することなく、励磁コイル７（コイル収容ホルダ１２）に沿って回転可能となっている。
【００２１】
なお、上述の例では、ハブ８とアーマチュアプレート５との間にアウタープレート９、弾性部材１１、インナープレート１０を介在させた例を示したが、ハブ８にアーマチュアプレート５を連結させる態様については特に限定されるものではない。
【００２２】
そして、以上の構成において、励磁コイル７を巻回したボビン１５には、所定の温度を超えたときに励磁コイル７への通電を遮断する温度ヒューズ２０が固定されている。
この温度ヒューズ２０は、略円柱状に形成されているもので、ボビン１５から環状溝１３の開放端に向けて延設されたヒューズ保持台１７の先端部に寝かせた状態で固定されている。
【００２３】
この例において、ヒューズ保持台１７は、ボビン１５と一体に形成されているもので、断面略矩形状に形成され、先端部に温度ヒューズ２０を保持する凹部１７ａが周方向に延びるように形成されている。このヒューズ保持台１７の先端部は、モールド樹脂１６から表出させない程度にボビン１５から突設させている。
【００２４】
温度ヒューズ２０は、凹部１７ａに載置させた状態において、凹部１７ａと温度ヒューズ２０との間や温度ヒューズ２０の周囲にモールド樹脂１６を流し込んで固化させることで、温度ヒューズ２０の側面の一部をモールド樹脂１６の端面から突出させ、摩擦壁４ｂの内面とエアギャップを介して対峙するようにヒューズ保持台１７に固定させている。
【００２５】
なお、温度ヒューズ２０は、その周面の一部をモールド樹脂１６の端面から突出させた状態で、摩擦壁４ｂの内面との間にエアギャップを介して対峙させているが、ここで、モールド樹脂１６の端面から突出させるとは、コイル収容ホルダ１２にモールド樹脂１６を注入して固化させた状態において、固化されたモールド樹脂１６の端面よりも温度ヒューズ２０の周面の一部または全部が突出している状態を指し、このような状態である限り、モールド樹脂１６が温度ヒューズ２０の周面に被覆されている状態をも含むものである。
【００２６】
また、モールド樹脂１６の表面は、コイル収容ホルダ１２の開放端よりも僅かに低くなるように設定され、したがって、温度ヒューズ２０がモールド樹脂１６の端面から突出した状態においても、温度ヒューズ２０はプーリ４の摩擦壁４ｂと接触しないようになっている。
【００２７】
そして、プーリ４の摩擦壁４ｂの内面には、図３にも示されるように、温度ヒューズ２０の周面に沿うように対をなす突条２１が形成されている。この突条２１は、摩擦壁４ｂの内面から温度ヒューズ２０の両脇に近接させるように突設され、この例では、摩擦壁４ｂの内面の全周に亘って設けられている。
したがって、この対をなす突条２１とその間の摩擦壁４ｂの内面とによって温度ヒューズ２０は、表出した部分が覆われるようになっており、この対をなす突条２１とその間の摩擦壁４ｂとによって、プーリ４の摩擦壁４ｂから放射する熱を温度ヒューズ２０に集熱する集熱機構が形成されている。
【００２８】
なお、突条２１の形状は、特に限定されるものではなく、図３（ａ）に示されるように、摩擦壁４ｂの内面から垂直に突設されるものであっても、図３（ｂ）に示されるように、温度ヒューズ２０の両脇になだらかに膨出させるものであってもよい。
また、突条２１は、全周に亘って連続的に設けなくても、周方向に複数に分割して設けるようにしてもよい。
【００２９】
以上の構成により、励磁コイル７に通電してアーマチュアプレート５をプーリ４に吸着させ、プーリ４がベルト駆動している状態で、何らかの原因で圧縮機がロックして駆動軸２ａが回転しなくなった場合には、プーリ４の摩擦壁４ｂにアーマチュアプレート５が吸着したまま、プーリ４が回転し続けるので、プーリ４の摩擦壁４ｂとアーマチュアプレート５との間にスリップが生じ、摩擦熱が発生する。この摩擦熱は、摩擦壁４ｂを伝ってその内面からも放熱されることになるが、摩擦壁４ｂの内面には、温度ヒューズ２０を覆うように突条２１が形成されているので、プーリ４の内面に伝達された熱は、突条２１にも伝達され、その突条からも放熱されることになる。このため、対をなす突条２１及びその間の摩擦壁４ｂの内面から放射される熱が、温度ヒューズ２０のモールド樹脂から突出した部分に収束されるので、プーリ４とアーマチュアプレート５との摩擦熱を効率良く温度ヒューズ２０に伝達することが可能となり、温度ヒューズ２０の温度を速やかに上昇させることが可能となる。したがって、温度ヒューズ２０の温度を摩擦熱の温度に速やかに追従させて（温度ヒューズの熱感知の感度を高めて）、温度ヒューズ２０を溶断させるまでの時間を短くすることが可能となり、プーリ４とアーマチュアプレート５とが何らかの原因でスリップした場合に、即座に励磁コイル７への通電を遮断することが可能となる。
【００３０】
以上のように、温度ヒューズ２０を、励磁コイル７を巻回したボビン１５の摩擦壁４ｂの内面と対峙する部分に固定し、摩擦壁４ｂの内面を温度ヒューズ２０の周面に沿うよう形成する形態としては、上述の構成に限定されるものではなく、図４及び５に示されるように、温度ヒューズ２０を、コイル収容ホルダ１２のモールド樹脂１６の端面から突出させた状態で固定し、摩擦壁４ｂの内面に、温度ヒューズ２０の周面に沿って窪ませた環状凹部２２を形成するようにしてもよい。
【００３１】
このような形態においては、温度ヒューズ２０を摩擦壁４ｂに食い込むように突出させる必要があるため、ヒューズ保持台１７をモールド樹脂１６の表面から突出させた状態とし、その温度ヒューズ２０を避けるように摩擦壁４ｂの内面を窪ませている。また、この例においては、モールド樹脂１６をコイル収容ホルダ１２の開放端と面一となるように環状溝１３に充填させている。
なお、他の構成は前記構成例と同様であるので、同一箇所の同一符号を付して説明を省略する。
【００３２】
このような構成においても、圧縮機がロックしてプーリ４の摩擦壁４ｂとアーマチュアプレート５との間にスリップが生じ、摩擦熱が発生すると、その摩擦熱は、摩擦壁４ｂの内面に伝達され、温度ヒューズとの間のエアギャップを介して温度ヒューズに伝達される。この際、モールド樹脂１６の端面から突出した温度ヒューズ２０の周面は、摩擦壁４ｂの内面に形成された環状凹部内に配置されている。それゆえに摩擦壁４ｂの内面に伝達された熱は、環状凹部の内面から温度ヒューズの周面に向かって放射されるので、温度ヒューズ２０の周面に収束される。このため、プーリ４とアーマチュアプレート５との摩擦熱を効率良く温度ヒューズ２０に伝達することが可能となり、温度ヒューズ２０の温度を速やかに上昇させることが可能となる。
【００３３】
したがって、温度ヒューズ２０の温度を摩擦熱の温度に速やかに追従させて（温度ヒューズの熱感知の感度を高めて）、温度ヒューズ２０を溶断させるまでの時間を短くすることが可能となり、プーリ４とアーマチュアプレート５とが何らかの原因でスリップした場合に、即座に励磁コイル７への通電を遮断することが可能となる。
【００３４】
なお、上述の例では、温度ヒューズを所定位置に固定するために、ボビン１５にヒューズ保持台１７を一体に設けた例を示したが、温度ヒューズ２０をコイル収容ホルダ１２の摩擦壁４ｂの内面と対峙する箇所に適切に固定することができれば、ヒューズ保持台１７は割愛してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  電磁クラッチ
２  圧縮機
４  プーリ
４ｂ  摩擦壁
５  アーマチュアプレート
７  励磁コイル
１２  コイル収容ホルダ
１５  ボビン
１６  モールド樹脂
１７  ヒューズ保持台
２０  温度ヒューズ
２１  突条
２２  環状凹部
【図１】
2020076466.tif 000003
【図２】
2020076466.tif 000004
【図３】
2020076466.tif 000005
【図４】
2020076466.tif 000006
【図５】
2020076466.tif 000007