(57)【要約】【課題】圧縮機等に異常が発生した場合には、確実にしかも迅速に適切な措置を講ずることができ、電磁クラッチや圧縮機を確実に保護し、しかも無駄な電力消費を防止できる圧縮機用電磁クラッチを提供する。【解決手段】圧縮機の駆動軸と一体に回転されるアーマチュアと、該アーマチュアを、通電による電磁吸引力によりロータに接触させる電磁コイルとを備え、前記アーマチュアとロータとの接触、離間により駆動源からの動力を駆動軸に伝達するとともに、動力を遮断する圧縮機用電磁クラッチにおいて、前記アーマチュアとロータとの接触時における滑りによる温度の異常上昇を検出する検出手段を、前記電磁コイルと別配線にして設けたことを特徴とするものからなる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の駆動軸と一体に回転されるアーマチュアと、該アーマチュアを、通電による電磁吸引力によりロータに接触させる電磁コイルとを備え、前記アーマチュアとロータとの接触、離間により駆動源からの動力を駆動軸に伝達するとともに、動力を遮断する圧縮機用電磁クラッチにおいて、前記アーマチュアとロータとの接触時における滑りによる温度の異常上昇を検出する検出手段を、前記電磁コイルと別配線にして設けたことを特徴とする圧縮機用電磁クラッチ。
【請求項２】
前記圧縮機が車両用空調装置の圧縮機であって、前記検出手段が車両用空調装置の制御手段に接続されている、請求項１の圧縮機用電磁クラッチ。
【請求項３】
前記検出手段が温度の異常上昇を検出した際に、前記車両用空調装置の運転を停止する、請求項２の圧縮機用電磁クラッチ。
【請求項４】
前記圧縮機が、２つの異なる駆動源を有するハイブリッド圧縮機であって、前記検出手段が温度の異常上昇を検出した際に、内蔵電動モータによる圧縮機の駆動を停止、または起動を中止する、請求項１ないし３のいずれかに記載の圧縮機用電磁クラッチ。
【請求項５】
前記検出手段が温度スイッチおよび／または温度ヒューズからなる、請求項１ないし４のいずれかに記載の圧縮機用電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば車両用空調装置の冷凍回路に用いて最適な圧縮機の圧縮機用電磁クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、電磁クラッチのオン、オフによりエンジン等の駆動源からの動力が断続されるようになっている。図５は、従来の圧縮機用電磁クラッチの回路を示している（特許文献１）。図５において、１００は圧縮機を示している。圧縮機１００には、オン、オフによりエンジン等の車両用駆動源（図示略）からの動力を断続する電磁クラッチ１０１が設けられている。電磁クラッチ１０１は、電磁コイル１０２を有している。電磁コイル１０２は、エアコンリレー１０３および後述の温度スイッチ１０６を介して電源１０４に接続されている。また、電磁コイル１０２は、圧縮機１００の駆動軸（図示略）と一体回転可能なアーマチュア１０８と、プーリ（図示略）等の動力伝達手段により駆動源（エンジン）からの動力が伝達されるロータ１０９とを有している。そして、装置１０７からの信号により、リレー１０３の接点が閉とされ電磁コイル１０２に通電されると、電磁吸引力によりアーマチュア１０８がロータ１０９側に引き寄せられ両者が接触することにより駆動軸に動力が伝達され圧縮機１００が駆動されるようになっている。一方、リレー１０３の接点が開とされ電磁コイル１０２が通電されなくなると、アーマチュア１０８はロータ１０９から離間されるため動力が遮断されるようになっている。
【０００３】
また、電磁コイル１０２と温度スイッチ１０６との間には温度ヒューズ１０５が直列に接続されている。そして、何らかの原因により圧縮機１００の駆動軸がロックし、アーマチュア１０８とロータ１０９との間に滑りが発生し摩擦により接触部分の温度が異常上昇した場合には、温度ヒューズ１０５が溶断し回路を開とすることにより圧縮機１００の運転が停止され、電磁クラッチ１０１や圧縮機１００、さらにはエンジン等への過負荷が防止され、これらの破損等の不具合が防止されるようになっている。
【０００４】
また、圧縮機１００の表面には、吐出される熱交換媒体（たとえば、冷媒）の温度を検出する温度スイッチ１０６が設けられている。そして、何らかの原因により圧縮機１００の駆動軸がロック等し、圧縮機１００から吐出される熱交換媒体の温度が異常上昇した場合には温度スイッチ１０６が作動し電磁コイル１０２への通電が遮断されてアーマチュア１０８がロータ１０９から離間し、エンジンからの動力が遮断され、電磁クラッチ１０１、圧縮機１００、ひいてはエンジン等が保護されるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭５５−１７５６３５号公報（実用新案登録請求の範囲等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような回路においては電磁コイル１０２と温度ヒューズ１０５は直列に接続されているため、温度ヒューズ１０５が溶断した場合でも、別途検知手段を設けない限り温度ヒューズ１０５の溶断の有無を装置１０７で検知できない。このため、温度ヒューズ１０５が溶断した場合にも装置１０７は電磁コイル１０２に通電しようと作動し続けることになる。一方、温度スイッチ１０６が作動した場合にも同様の現象が発生する。つまり、上記のような回路においては、圧縮機１００等の異常をエアコン制御装置１０７で認識することができない。このため、装置１０７は圧縮機１００が停止した状態でも熱交換器等を作動させようとするため、無駄な電力が消費されるとともに、車両にも悪影響を与えるおそれがある。さらに、圧縮機がエンジンと内蔵電動モータとの２つの駆動源により駆動されるハイブリッド圧縮機である場合には、異常状態においても内蔵電動モータにより圧縮機を作動させるような誤作動を招くおそれもある。
【０００７】
本発明の課題は、圧縮機等に異常が発生した場合には、確実にしかも迅速にこれを制御装置等に認識させることができ、無駄な電力消費や誤作動を防止し、電磁クラッチ、圧縮機等への過負荷を防止でき、確実に車両の保護ができる圧縮機用電磁クラッチを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機用電磁クラッチは、圧縮機の駆動軸と一体に回転されるアーマチュアと、該アーマチュアを、通電による電磁吸引力によりロータに接触させる電磁コイルとを備え、前記アーマチュアとロータとの接触、離間により駆動源からの動力を駆動軸に伝達するとともに、動力を遮断する圧縮機用電磁クラッチにおいて、前記アーマチュアとロータとの接触時における滑りによる温度の異常上昇を検出する検出手段を、前記電磁コイルと別配線にして設けたことを特徴とするものからなる。
【０００９】
上記圧縮機が車両用空調装置の圧縮機であるときは、上記検出手段は車両用空調装置の制御手段に接続させることが好ましい。検出手段と制御手段とを接続すれば、圧縮機に何らかの異常が発生した場合には制御手段により直ちにこれが検知され、車両用空調装置の停止等必要な措置を講ずることができるので、熱交換器、電磁クラッチ、圧縮機を確実に保護できる。
【００１０】
また、上記圧縮機は２つの異なる駆動源により駆動されるハイブリッド圧縮機であってもよい。本発明によれば、電磁クラッチ等に異常が発生し、外部側の駆動源（たとえば、エンジン）からの動力の伝達が遮断された際に、内蔵電動モータが圧縮機を駆動させるような誤作動を防止できる。
【００１１】
上記のような圧縮機用電磁クラッチにおいては、電磁コイルの配線と温度の異常上昇を検出する検出手段の配線とが別配線になっているので、検出手段を圧縮機の駆動を制御する制御手段に直接接続することが可能になる。したがって、圧縮機等に何らかの異常が発生しこれを異常検出手段が検出した場合には、直ちに信号が制御装置に送られ、該制御装置により異常が検知され、圧縮機の停止等の必要な措置が迅速に講じられるので、電磁クラッチや圧縮機の過負荷を防止できこれらを確実に保護できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の圧縮機用電磁クラッチの望ましい実施の形態について図面を参照して説明する。
図１ないし図３は、本発明の第１実施態様に係る圧縮機用電磁クラッチを示している。なお、以下の実施態様における圧縮機は、車両（自動車）用空調装置の冷凍回路に適用される圧縮機に構成されている。図１において、１はハイブリッド圧縮機を示している。ハイブリッド圧縮機１は、ハウジング２を有している。ハウジング２は、フロントハウジング３、第１ハウジング４、第２ハウジング５、リアハウジング６から構成されており、図１の左側からこの順に接合されている。ハウジング２の内部には、第１圧縮機構７と第２圧縮機構８が設けられている。
【００１３】
第１圧縮機構７は後述のように車両用駆動源としてのエンジン９により駆動されるようになっている。一方、第２圧縮機構８はリアハウジング６内に収納された内蔵電動モータ１０により駆動されるようになっている。エンジン９、モータ１０はそれぞれ同時にも、単独でも駆動可能になっている。したがって、両圧縮機構７、８も同時駆動、単独駆動が可能になっている。第１圧縮機構７は、端板１１と該端板１１に一体化された渦巻体１２とからなる固定スクロール１３と、端板１４と該端板１４に一体化された渦巻体１５とからなる可動スクロール１６とを有している。固定スクロール１３の渦巻体１２と可動スクロール１６の渦巻体１５は互いに角度をずらせてかみ合されている。本実施態様においては固定スクロール１３は圧縮機１の第１ハウジング４に一体に形成されている。
【００１４】
駆動軸１７の一端には、クランク機構１８を有するクランクシャフトが一体的に形成されている。クランク機構１８のクランクピン１９は、駆動軸１７の軸心から偏心した位置に設けられており、偏心ブッシュ２０に一定の遊び量をもって挿入嵌合されている。偏心ブッシュ２０は可動スクロール１６の突起内に挿入されたドライブベアリング２１に回転自在に挿入されている。本実施態様においては、第１圧縮機構７のみを駆動する駆動源としてのエンジン９からの動力が駆動軸１７の他端に設けられた電磁クラッチ２２を介して駆動軸１７に伝達されると、クランクピン１９が挿入嵌合される偏心ブッシュ２０が回転する。これに伴い自転阻止機構としてのボールカップリング２３により自転が阻止された可動スクロール１６に旋回運動が付与されるようになっている。
【００１５】
可動スクロール１６の旋回運動に伴って、吸入孔２４を有する吸入室２５から圧縮機１内に吸入された流体は、両渦巻体１２、１５の外端から渦巻体内部に取り込まれる。そして、両渦巻体１２、１５により形成される流体ポケットがその容積を減少しながら中央に向かって移動されるに伴って流体が圧縮され、端板に穿設された吐出孔２６から後述の吐出空間２７内へと吐出されるようになっている。吐出孔２６は、吐出空間２７内に設けられた吐出弁としてのリード弁２８により開閉されるようになっている。
【００１６】
第２圧縮機構８は、端板２９と該端板２９に一体化された渦巻体３０とからなる固定スクロール３１と、端板３２と該端板３２に一体化された渦巻体３３とからなる可動スクロール３４を有している。本実施態様においては、固定スクロール３１は、ハウジング５に一体に形成されている。また、本実施態様においては、第１圧縮機構７の固定スクロール１３と第２圧縮機構８の固定スクロール３１とは背中合せに配置されている。そして、両固定スクロール１３、３１間に吐出空間２７が設けられるようになっている。
【００１７】
駆動軸３５の一端には、クランク機構３６を有するクランクシャフトが一体的に形成されている。クランク機構３６のクランクピン３７は、駆動軸３５の軸心から偏心した位置に設けられており、偏心ブッシュ３８に一定の遊び量をもって挿入嵌合されている。偏心ブッシュ３８は、可動スクロール３４の突起内に挿入されたドライブベアリング３９に回転自在に挿入されている。本実施態様においては、第２圧縮機構８のみを駆動する駆動源としての内蔵電動モータ１０からの動力が駆動軸３５に固定された回転子４０から駆動軸３５に伝達されると、クランクピン３７が挿入嵌合される偏心ブッシュ３８が回転する。これに伴い自転阻止機構としてのボールカップリング４１により自転が阻止された可動スクロール３４に旋回運動が付与されるようになっている。なお、４２は内蔵電動モータ１０の固定子を示している。
【００１８】
本実施態様においては、吸入孔２４、吸入室２５から圧縮機１内に吸入された流体は、固定スクロール３１の端板２９に設けられた連通孔４３を介して、第２圧縮機構８側に流入する。そして、可動スクロール３４の旋回運動に伴って、両渦巻体３０、３３の外端から渦巻体内部に取り込まれる。そして両渦巻体により形成される流体ポケットがその容積を減少しながら中央に向かって移動されるに伴って流体が圧縮され、端板２９に設けられた吐出孔４４から吐出空間２７内へと吐出されるようになっている。吐出孔４４は、吐出空間２７内に設けられた吐出弁としてのリード弁４５により開閉されるようになっている。
【００１９】
なお、吐出空間２７は、吐出通路４６に連通されている。吐出された流体は、通路４６から、空調装置の冷凍回路（図示略）内へと送られるようになっている。
【００２０】
上記のような圧縮機１の電磁クラッチ２２は、ロータ４７を有している。ロータ４７は、フロントハウジング３の先端に、ベアリング４８を介して回転可能に設けられている。また、ロータ４７には、エンジン９からの動力を伝達するプーリベルト（図示略）が係合される係合部４９が設けられている。さらに、ロータ４７の内部には、導線を巻回して構成された電磁コイル５０が設けられている。電磁コイル５０はエアコンリレー５１を介して電源５２に接続されている。そして、空調装置のエアコン制御装置５３からの信号により、リレー５１の接点が閉とされると電磁コイル５１に通電され、電磁吸引力が作用する。該電磁吸引力により、軸１７と一体回転可能なアーマチュア５４がロータ４７側に引き寄せられ、両者が接触する。ロータ４７とアーマチュア５４との接触によりエンジン９からの動力が軸１７に伝達され、圧縮機１の第１圧縮機構７が駆動される。一方、エアコンリレー５１の接点が開とされ電磁コイル５０に通電されなくなると、アーマチュア５４はロータ４７から離間されるためエンジン９からの動力が遮断され、圧縮機構７の駆動が停止されるようになっている。
【００２１】
電磁クラッチ２２は、途中に検出手段としての温度ヒューズ５６および温度センサ５７とを有する回路５５によりエアコン制御装置５３に接続されている。温度ヒューズ５６は、ロータ４７とアーマチュア５４との間の滑りにより接触部の温度が異常上昇した際には溶断して回路５５を開とする。一方、温度スイッチ５７も上記温度の異常上昇があり、圧縮機１からの吐出冷媒の温度が異常上昇した際には作動して回路５５を開とするようになっている。本実施態様においては、温度ヒューズ５６の溶断および／または温度スイッチ５７が作動し、回路５５が開となったときには、該信号が直ちにエアコン制御装置５３に送られる。そして、エアコン制御装置５３から信号が送られ、リレー５１が開となり電磁コイル５０への通電が停止される結果、ロータ４７からアーマチュア５４が離間し、エンジン９からの動力の伝達が遮断されるよにうなっている。また、エアコン制御装置５３は、圧縮機１の内蔵電動モータ１０へ信号を送り、モータ１０が駆動中である場合は直ちに停止させるようになっている。また、モータ１０が停止中であるときは装置５３からの信号により起動が中止されるようになっている。さらに、エアコン装置５３は、ヒータユニット内の熱交換器等（図示略）に信号を送り、回路５５が開となったときは熱交換器等の駆動が停止されるようになっている。
【００２２】
本実施態様においては、電磁コイル５０の配線と、検出手段としての温度ヒューズ５６、温度センサ５７とは別配線になっており、検出手段としてのヒューズ５６、スイッチ５７はエアコン制御装置５３に実質的に直接接続されているので、上記検出手段により異常が検出された場合には、エアコン制御装置５３が直ちにこれを検知し、電磁コイル５０への通電が止められ圧縮機１の停止等の必要な措置が迅速に講じられるので、電磁クラッチ２２や圧縮機１の過負荷を防止しこれらを確実に保護できる。また、無駄な電力消費を防止できる。
【００２３】
また、エアコン制御装置５３により異常が検知された際には、モータ１０の駆動停止、起動中止の措置が速やかに講じられるので、圧縮機１を一層確実に保護できる。また、熱交換器の駆動も停止されるので、熱交換器等を保護しつつ、無駄な電力消費を確実に防止できる。
【００２４】
図４は、本発明の第２実施態様に係る電磁クラッチ５８を備えた圧縮機１を含む空調装置の回路図である。なお、上記第１実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、温度の異常上昇を検出する温度ヒューズ５６、温度センサ５７は、電磁コイル５０とは別配線になっているとともに、ヒューズ５６、スイッチ５７は各々独立してエアコン制御装置５３に接続されている。したがって、エアコン制御装置５３においては、ヒューズ５６の溶断であるのか、スイッチ５７の作動であるのかを認識することができる。なお、圧縮機１等が停止された後、圧縮機１が再起動可能であれば、スイッチ５７の作動と判断できるし、再起動不可能であるときはヒューズ５６の溶断と判断することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の圧縮機用電磁クラッチによるときは、温度の異常上昇を検出する検出手段が、電磁クラッチの電磁コイルとは別配線として接続されているので、異常発生時において圧縮機等への過負荷を確実に防止でき、圧縮機等を保護することができる。また、電力の無駄な消費を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施態様に係る電磁クラッチを用いた圧縮機の断面図である。
【図２】本発明の第１実施態様に係る電磁クラッチの断面図である。
【図３】本発明の第１実施態様に係る電磁クラッチを用いた圧縮機が適用された車両用空調装置の回路図である。
【図４】本発明の第２実施態様に係る電磁クラッチを用いた圧縮機が適用された車両用空調装置の回路図である。
【図５】従来の電磁クラッチを用いた圧縮機を適用した車両用空調装置の回路図である。
【符号の説明】
１  ハイブリッド圧縮機
２  ハウジング
３  フロントハウジング
４  第１ハウジング
５  第２ハウジング
６  リアハウジング
７  第１圧縮機構
８  第２圧縮機構
９  車両用駆動源としてのエンジン
１０  内蔵電動モータ
１１、１４、２９、３２  端板
１２、１５、３０、３３  渦巻体
１３、３１  固定スクロール
１６、３４  可動スクロール
１７、３５  駆動軸
１８、３６  クランク機構
１９、３７  クランクピン
２０、３８  偏心ブッシュ
２１、３９  ドライブベアリング
２２、５８  電磁クラッチ
２３、４１  ボールカップリング
２４  吸入孔
２５  吸入室
２６、４４  吐出孔
２７  吐出空間
２８、４５  吐出弁としてのリード弁
４０  回転子
４２  固定子
４３  連通孔
４６  吐出通路
４７  ロータ
４８  ベアリング
４９  係合部
５０  電磁コイル
５１  エアコンリレー
５２  電源
５３  エアコン制御装置
５４  アーマチュア
５５  回路
５６  温度ヒューズ
５７  温度スイッチ
【図１】
2004270644.tif 000003
【図２】
2004270644.tif 000004
【図３】
2004270644.tif 000005
【図４】
2004270644.tif 000006
【図５】
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