(57)【要約】【課題】大きなプーリ比を得ることのできる車両用空調装置を得、少ない種類の圧縮機で多車種の要求容量に対応できるようにする。【解決手段】エンジン２１のクランク軸２３にクランクプーリ２５を設け、圧縮機３１の回転軸３１ａにエアコンプーリ３３を設け、クランクプーリ２５とエアコンプーリ３３とに掛け渡された回転伝達手段３５によってクランク軸２３の回転力で圧縮機３１の回転軸３１ａを回転駆動する車両用空調装置において、クランク軸２３とクランクプーリ２５との間に、クランク軸２３からの回転力を断続する電磁クラッチ３７を介装した。【選択図】　　　　図１
2004009786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸にクランクプーリを設け、圧縮機の回転軸にエアコンプーリを設け、前記クランクプーリと前記エアコンプーリとに掛け渡された回転伝達手段によって前記クランク軸の回転力で前記圧縮機の回転軸を回転駆動する車両用空調装置において、
前記クランク軸と前記クランクプーリとの間に、前記クランク軸からの回転力を断続する電磁クラッチを介装したことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用空調装置において、
前記クランク軸に補機用プーリを設け、該補機用プーリと前記エンジンとの間の前記クランク軸に、前記電磁クラッチ及び前記エアコンプーリを設けたことを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランク軸の回転力を利用して回転駆動される圧縮機を備えた車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エアコンは、走行用エンジンから出力の一部をもらい受けて空調装置の圧縮機を運転する。走行用エンジンと圧縮機との間の動力伝達は、図３に示すように、クランクプーリ１とエアコンプーリ３とに掛け渡したエアコン用ベルト５により行われる。なお、図中、７は補機（オルタネータ）プーリ、９は補機（ファン）プーリ、１１は補機用ベルト、１３はテンションプーリである。
空調装置を停止する時、図４に示す走行用エンジン１５に余分な負荷がかからないようにするため、エアコンプーリ３には電磁クラッチ１７が内蔵されてエアコンプーリ３の回転力を圧縮機１９の回転軸に断続することで、圧縮機１９をＯＮ／ＯＦＦするようになっている。このような回転力伝達方式において、高効率な駆動運転を行うには、空調装置側から見ると、プーリ比を大きくして圧縮機を高速回転させることが望ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の車両用空調装置の場合、クランクプーリは、オルタネータやファン等の補機駆動条件を満たすようにしてその径が設定されている。即ち、走行用エンジン側の事情によりクランクプーリの径が決まるため、プーリ比を大きくするためにはエアコンプーリの径を小さくする必要がある。
しかしながら、エアコンプーリには上記の如く電磁クラッチが内蔵されているため、電磁クラッチの性能を確保するためには縮径に限界がある。このため、一種類の圧縮機でカバーできる範囲が狭くなり、多様な車種に対応するためには容量の異なる圧縮機を多種類用意しておく必要があった。図５に現行プーリ比の各車両用空調装置における押のけ量（容量）の範囲を示す。なお、図示した車両用空調装置を表す例えば名称ＭＳＣ６０のうちＭＳＣは型式、６０は圧縮機の容量（ｃｃ）を表す。この例では、クランクプーリの径がφ１５０で、エアコンプーリの径が現状における縮径限界であるφ９５であるため、最大プーリ比が１．５７となる。従って、各車両用空調装置の容量受け持ち範囲は、ＭＳＣ６０で６０（６０×１）〜９４（６０×１．５７）ｃｃ、ＭＳＣ９０で９０（９０×１）〜１４１（９０×１．５７）ｃｃ、ＭＳＣ１０５で１０５（１０５×１）〜１６５（１０５×１．５７）ｃｃとなり、６０〜１６５ｃｃの容量範囲を受け持たせるには三種類の車両用空調装置が必要となっていた。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、大きなプーリ比を得ることのできる車両用空調装置を提供し、もって、少ない種類の圧縮機で多車種の要求容量に対応できるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載の車両用空調装置は、エンジンのクランク軸にクランクプーリを設け、圧縮機の回転軸にエアコンプーリを設け、前記クランクプーリと前記エアコンプーリとに掛け渡された回転伝達手段によって前記クランク軸の回転力で前記圧縮機の回転軸を回転駆動する車両用空調装置において、前記クランク軸と前記クランクプーリとの間に、前記クランク軸からの回転力を断続する電磁クラッチを介装したことを特徴とする。
【０００５】
この車両用盗難防止装置では、従来のように電磁クラッチを圧縮機の回転軸とエアコンプーリとの間に介装しなくてもよくなり、電磁クラッチが内蔵されることによる制約がなくなり、エアコンプーリの縮径が可能となる。つまり、クランクプーリの径は変更することなくエアコンプーリの径を小さくできる。従って、プーリ比が大きく設定できるようになり、従前圧縮機の押のけ量が広範囲に設定可能となる。これにより、一種類の圧縮機で受け持つ圧縮機容量の受け持ち範囲が広くなり、少ない種類の圧縮機で多車種の要求容量に対応できるようになる。換言すれば、従前の圧縮機種類を削減することができる。また、従来のエアコンプーリよりも大径のクランクプーリに電磁クラッチが内蔵され、電磁クラッチの伝達動力に余裕が生じる。更に、圧縮機の非駆動時にはクランク軸からクランクプーリへの回転伝達が遮断され、ベルト等の回転伝達手段が回らなくなり、クランク軸のトルク損失が軽減され、かつベルト騒音も低減される。
【０００６】
請求項２記載の車両用空調装置は、請求項１記載の車両用空調装置において、前記クランク軸に補機用プーリを設け、該補機用プーリと前記エンジンとの間の前記クランク軸に、前記電磁クラッチ及び前記エアコンプーリを設けたことを特徴とする。
【０００７】
この車両用空調装置では、電磁クラッチの構成部材である例えばステータ等の固定部材がエンジン側へ容易に固定支持できる構造となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用空調装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る車両用空調装置の要部を模式的に表した断面図である。
【０００９】
エンジン２１のクランク軸２３にはクランクプーリ２５を設けている。クランク軸２３にはクランクプーリ２５より先端側に更に補機用プーリ２７を設けている。即ち、エアコンプーリ２５は、補機用プーリ２７とエンジン２１との間のクランク軸２３に設けられている。補機用プーリ２７と、図示しないオルタネータプーリ、ファンプーリとの間には補機用ベルト２９が掛け渡されている。
【００１０】
エンジン２１には図示しないステー等を介して車両用空調装置の圧縮機３１が取り付けられ、圧縮機３１は回転軸３１ａがクランク軸２３と同方向となる。この圧縮機３１の回転軸３１ａにはエアコンプーリ３３が設けられている。圧縮機３１の回転軸３１ａは、クランク軸２３からの出力（回転力）の一部をもらい受けて回転駆動されるようになっている。即ち、クランク軸２３のクランクプーリ２５と、回転軸３１ａのエアコンプーリ３３には、回転伝達手段であるエアコン用ベルト３５が掛け渡されている。
【００１１】
ところで、エアコンプーリ３３には、従来、内蔵されていた電磁クラッチが内蔵されていない。一方、クランク軸２３とクランクプーリ２５との間には、クランク軸２３からの回転力を断続する電磁クラッチ３７が介装されている。つまり、本発明に係る車両用空調装置では、電磁クラッチ３７がクランクプーリ２５に内蔵されている。
【００１２】
電磁クラッチ３７は、ステータ４１、ロータ４３、板ばねに相当するハブ４５に支持されたクラッチ板４７の三つの主要部品から構成されている。ステータ４１は、エンジン２１のフロントハウジングにステーブラケット２１ａなどで固定されており、内蔵された励磁コイル４９によってロータ４３にハブ４５を吸引させるための電磁力を発生させる。ロータ４３はベアリング５１と、外周に形成した上記のエアコンプーリ３３とを有し、ベアリング５１を介してステーブラケット２１ａに対して回転自在に支持されている。ハブ４５及びクラッチ板４７は、エンジン駆動中には常時回転している。
【００１３】
このように、電磁クラッチ３７をクランクプーリ２５に内蔵した車両用空調装置では、スイッチを入れ、励磁コイル４９に通電すると、発生した磁力によってクラッチ板４７がロータ４３に強く吸引されて吸着する。すると、クランク軸２３とクランクプーリ２５とが一体的に回転し、クランクプーリ２５の回転力がエアコン用ベルト３５を介してエアコンプーリ３３へと伝達され、圧縮機３１の回転軸３１ａが回転駆動される。また、通電を遮断すると磁束が消滅して、クラッチ板４７は吸引力を失い、ロータ４３から離脱する。これにより、クランク軸２３からの回転力がロータ４３へ伝わらなくなり、クランクプーリ２５の回転が停止し、圧縮機３１への動力伝達が止まる。
【００１４】
上記のように構成した車両用空調装置によれば、クランク軸２３とクランクプーリ２５との間に、クランク軸２３からの回転力を断続する電磁クラッチ３７を介装したので、従来構造のように電磁クラッチ３７をエアコンプーリ３３に内蔵しなくてもよくなり、エアコンプーリ３３の径を小さくすることができる。従って、プーリ比を大きくでき、従前圧縮機の押のけ量が広範囲に設定できるようになる。
【００１５】
図２に本発明を採用した各車両用空調装置の容量範囲を表す。なお、図示した車両用空調装置を表す例えば名称ＭＳＣ６０のうちＭＳＣは型式、６０は圧縮機の容量（ｃｃ）を表す。また、図中の破線は、従来構造を採用した各車両用空調装置の容量範囲を表す。この例では、クランクプーリの径がφ１５０で、エアコンプーリ３３の径がφ７５に縮径されているため、最大プーリ比が２．０となっている。従って、各車両用空調装置の容量受け持ち範囲は、ＭＳＣ６０で６０（６０×１）〜１２０（６０×２．０）ｃｃ、ＭＳＣ９０で９０（９０×１）〜１８０（９０×２．０）ｃｃとなり、６０〜１８０ｃｃの容量範囲を二種類の車両用空調装置で受け持たせることができる。即ち、従来のＭＳＣ１０５が不要になる。このように、上記の車両用空調装置によれば、一種類の圧縮機３１で受け持つ圧縮機容量の受け持ち範囲が広くなるので、少ない種類の圧縮機３１で多車種の要求容量に対応できるようになる。
【００１６】
また、従来のエアコンプーリより大径のクランクプーリ２５に電磁クラッチ３７を内蔵するので、電磁クラッチ３７の伝達動力に余裕を持たせることができる。つまり、従来より大きな回転力の伝達が行えるようになる。
更に、圧縮機３１の非駆動時にはクランク軸２３からクランクプーリ２５への回転伝達が遮断され、ベルト等の回転伝達手段が回らなくなるので、クランク軸２３のトルク損失が軽減でき、かつベルト騒音も低減させることができる。
そして、補機用プーリ２７とエンジン２１との間のクランク軸２３に電磁クラッチ３７及びエアコンプーリ３３を設けたので、電磁クラッチ３７の構成部材である例えばステータ４１等の固定部材をエンジン２１側へ容易に固定支持することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項１記載の車両用空調装置によれば、クランク軸とクランクプーリとの間に、クランク軸からの回転力を断続する電磁クラッチを介装したので、従来のように電磁クラッチを圧縮機の回転軸とエアコンプーリとの間に介装しなくてもよくなり、エアコンプーリの径を小さくできる。従って、プーリ比を大きくでき、従前圧縮機の押のけ量が広範囲に設定できるようになり、一種類の圧縮機で受け持つ圧縮機容量の受け持ち範囲が広くなり、少ない種類の圧縮機で多車種の要求容量に対応できるようになる。
【００１８】
請求項２記載の車両用空調装置によれば、補機用プーリとエンジンとの間のクランク軸に電磁クラッチ及びエアコンプーリを設けたので、電磁クラッチの構成部材である例えばステータ等の固定部材をエンジン側へ容易に固定支持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用空調装置の要部を模式的に表した断面図である。
【図２】本発明を採用した各車両用空調装置の容量範囲を表す説明図である。
【図３】従来の車両用空調装置へ回転力を伝達する回転力伝達系の正面図である。
【図４】従来の車両用空調装置へ回転力を伝達する回転力伝達系の一部を切り欠いた平面図である。
【図５】従来の各車両用空調装置における押のけ量（容量）の範囲を示す説明図である。
【符号の説明】
２１；エンジン
２３；クランク軸
２５；クランクプーリ
２７；補機用プーリ
３１；圧縮機
３１ａ；回転軸
３３；エアコンプーリ
３５；エアコン用ベルト（回転伝達手段）
３７；電磁クラッチ
【図１】
2004009786.tif 000003
【図２】
2004009786.tif 000004
【図３】
2004009786.tif 000005
【図４】
2004009786.tif 000006
【図５】
2004009786.tif 000007