(57)【要約】【課題】エンジンから圧縮機に伝達される回転力を、要求される冷房負荷程度に合わせて変化させ、不要な冷媒吐出による燃料消耗増加を防止することはもちろん、動力伝達時に騒音の発生をも防止する。【解決手段】上記のような目的を達成するための本発明は、エンジンの回転力を伝達されてエアコンの冷媒を圧縮する圧縮機と、磁場変化に応じて剪断力が変化する作動流体を利用してエンジンの回転力を圧縮機軸に伝達したり遮断するクラッチ、及び冷房負荷に応じて磁場を調節して作動流体の剪断力を変化させる制御手段を含んで構成されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転力を伝達されてエアコンの冷媒を圧縮する圧縮機と、磁場変化に応じて剪断力が変化する作動流体を利用してエンジンの回転力を圧縮機軸に伝達したり遮断するクラッチ、及び冷房負荷に応じて磁場を調節して作動流体の剪断力を変化させる制御手段を含んで構成されることを特徴とする冷房負荷による可変制御型圧縮機を利用した車両用エアコンディショナー。
【請求項２】
前記クラッチは、前記作動流体が充填されたチャンバと、前記圧縮機軸と連結された状態で前記チャンバ内に回転可能に設けられた回転円板と、前記チャンバの一側で外部から供給される電流量によって磁場を発生させて前記作動流体の剪断力を変化させるマグネットコイルと、を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の冷房負荷による可変制御型圧縮機を利用した車両用エアコンディショナー。
【請求項３】
前記作動流体とマグネットコイルとは、エンジンのクランク軸に備えられたプーリとベルトで連結されたプーリの分離壁によって区画されていることを特徴とする請求項２に記載の冷房負荷による可変制御型圧縮機を利用した車両用エアコンディショナー。
【請求項４】
前記制御手段は、冷媒圧を測定するセンサの測定信号に基づいてコントローラが電流増幅器を作動させ、前記マグネットコイルに供給される電流量を制御するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の冷房負荷による可変制御型圧縮機を利用した車両用エアコンディショナー。
【請求項５】
前記作動流体は、磁気粘性流体であることを特徴とする請求項１に記載の冷房負荷による可変制御型圧縮機を利用した車両用エアコンディショナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用エアコンディショナーに関し、より詳しくは、冷房負荷による可変制御型圧縮機を利用した車両用エアコンディショナー（以下エアコンと称する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車に装着して使用するエアコンは、外部環境の各種変化による自動車室内空気温度及び湿度の変化を調節することによって、搭乗者に快適感をもたらす。
このようなエアコンは、エンジンのクランク軸と一体に回転するプーリと圧縮機の駆動プーリとをベルトで連結してエンジンの回転力を伝達する。さらに圧縮機の圧力上昇で過負荷状態となるのを防止するためにエンジンからの動力を遮断するクラッチを備えている。
【０００３】
運転者が室内を冷房するためにエアコン駆動スイッチをオンにすれば、自動車バッテリの電源がエアコン駆動リレーを通じて電磁クラッチに印加される。これによって電磁クラッチの内部に装着されている磁気コイルを通じて電磁クラッチ板がプーリと吸着しながら圧縮機駆動軸に回転力を伝達する。一方、電源が遮断されればクラッチ板がプーリから離れてプーリがベアリング上で空回りするようになり、動力伝達を遮断する。
しかし、このように電磁クラッチを利用する圧縮機では、エアコンを制御するコントローラがロジック（Ｌｏｇｉｃ）に従ってオン（ＯＮ）・オフ（Ｏｆｆ）により冷媒を吐出するが、定められた冷媒吐出量を有する圧縮機が室内温度を制御するには電磁クラッチが絶えず連結及び分離動作を繰り返す必要があり、持続的に単発性騒音が発生する。
【０００４】
さらに、圧縮機の冷媒吐出量が予め設定され、冷媒調節機能がないために、車両室内温度が低く、エアコンを強く作動させる必要がない場合は冷媒の吐出量を相対的に減らしても十分であるにもかかわらず、エンジンの動力を使用しているため調節が困難でありエアコンの作動時の燃料消耗が相対的に増加する現象が発生する。
さらに、エンジンの回転力を電磁クラッチを経由して伝達する場合には、電磁クラッチの連結と同時にエンジンの強い回転力が伝達されて回転するため、圧縮機の初期作動時に冷媒がその内部を強く叩くスラッギング騒音（Ｓｌｕｇｇｉｎｇ  Ｎｏｉｓｅ）が発生する。
【特許文献１】特開２００４−１５５３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、エンジンから圧縮機に伝達される回転力を、要求される冷房負荷程度に合わせて変化させ、不要な冷媒吐出による燃料消耗を防止することはもちろん、動力伝達時の騒音発生も防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のような目的を達成するための本発明は、エンジンの回転力を伝達されてエアコンの冷媒を圧縮する圧縮機と、磁場変化に応じて剪断力が変化する作動流体を利用してエンジンの回転力を圧縮機軸に伝達したり遮断するクラッチ、及び冷房負荷に応じて磁場を調節して作動流体の剪断力を変化させる制御手段を含んで構成されることを特徴とする。
前記クラッチは、前記作動流体が充填されたチャンバと、前記圧縮機軸と連結された状態で前記チャンバ内に回転可能に設けられた回転円板と、前記チャンバの一側で外部から供給される電流量によって磁場を発生させて前記作動流体の剪断力を変化させるマグネットコイルと、を含んで構成されたことを特徴とする。
さらに、前記制御手段は、冷媒圧を測定するセンサの測定信号に基づいてコントローラが電流増幅器を作動させ、前記マグネットコイルに供給される電流量を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、冷媒を吐出する圧縮機にエンジンの動力を伝達するクラッチ回転数を必要な冷房負荷の強さによって調節し、エンジンの動力で作動するエアコン作動時の燃料消費を減らす効果がある。
さらに、本発明はエンジンの回転力を伝達するクラッチに供給される電流の強さを調節し、圧縮機の作動初期にクラッチを徐々に連結してエンジンの強い回転力の急激な伝達による冷媒のスラッギング騒音（Ｓｌｕｇｇｉｎｇ  Ｎｏｉｓｅ）発生およびクラッチの頻繁な連結・分離時の単発性騒音を防止する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を添付図によって詳述する。
【実施例】
【０００９】
図１は本発明の可変制御型圧縮機の構造図を示したものである。エンジンの回転力によってエアコンの冷媒を圧縮する圧縮機（Ｃ）と、マグネットコイル６の磁力変化に応じて物理的特性が変化する作動流体４内の回転円板３を通じてエンジンの回転力を駆動軸２に伝達して圧縮機（Ｃ）を作動させると共に、圧縮機（Ｃ）の過負荷時にベアリング５を介してプーリ１が空転するようにしてエンジン動力を断続するクラッチ、及びエアコンの作動流体である冷媒圧を測定するセンサ１０の測定信号を受けてエアコンの作動有無を判断するコントローラ２０から発生する制御電流を電流増幅器３０を通じてマグネットコイル６に送り、クラッチの作動状態を制御する制御手段とからなる。
【００１０】
そして、クラッチを構成する作動流体４とマグネットコイル６とはプーリ１の分離壁１ａによってその境界が区分されることはもちろんである。
さらに、作動流体４はシリコンオイルまたはミネラルオイルなどの非伝導性溶媒の中にミクロンサイズの磁性を有する粒子を分散させた非コロイド溶液である磁気粘性流体（ＭＲ；Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ流体）であり、これは図２に示すように磁場が負荷されない場合は分散粒子はニュートン流体性質を帯びるが、磁場が印加されれば分散粒子が分極化を起こして印加された磁場と平行な方向に纎維質が形成され、剪断力や流動に対する抵抗力を有する流体である。
【００１１】
一方、コントローラ２０は一般的なマイクロプロセッサを使用することもできるが、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を利用することが好ましい。
以下、本発明を添付図を参考して詳述する。
運転者が室内を冷房するためにエアコン駆動スイッチをオン（ＯＮ）にすれば、制御手段はエアコンが作動したものと判断して自動車バッテリ電源をエアコン駆動リレーを通じて圧縮機（Ｃ）に装着されたクラッチに印加する。これによって生じるクラッチ内部のマグネットコイル６の磁場変化に応じて作動流体４であるＭＲ流体の物理的特性が変化し、作動流体４から回転円板３が剪断力を受けてエンジンの回転力を駆動軸２に伝達し圧縮機Ｃを作動させる。
【００１２】
一方、運転者がエアコン駆動スイッチをオフ（Ｏｆｆ）にすれば、制御手段はエアコンが作動しないものと判断して圧縮機（Ｃ）に装着されたクラッチに供給される電源を遮断する。これによってマグネットコイル６の磁場が除去され、作動流体４が初期状態に戻ってプーリ１がベアリング５の上で空回りし、エンジンの動力伝達を遮断する。
圧縮機（Ｃ）の冷媒吐出量は、制御手段のセンサ１０が冷媒圧力を測定してコントローラ２０に送り、コントローラ２０が要求される冷房レベルに必要な冷媒吐出のための適正電流値を決定して制御信号を送ることにより変化する。
【００１３】
コントローラ２０の制御信号は電流増幅器３０を通じてクラッチのマグネットコイル６に伝達され、マグネットコイル６に伝達された電流量に比例して磁力、および作動流体４の剪断力が変化し、クラッチの回転円板３が剪断力を受けてエンジンの回転力をベルト（Ｖ）を介して駆動軸２に伝達して圧縮機Ｃを作動させる。
この時、マグネットコイル６に伝達される電流が最大値になれば、クラッチ内の作動流体４の剪断力も最大となって回転円板３との密着固定力も最も強くエンジン回転力が直ちに駆動軸２軸に伝達される。反面、電流が減少すれば、作動流体４の剪断力も減少して回転円板３に滑りが発生しエンジン回転に比べて回転数が低下する。
このような圧縮機（Ｃ）の回転力の減少は冷媒吐出量の減少をもたらすため、冷房負荷を調節することができるように作用する。
【００１４】
即ち、センサ１０を通じて冷房負荷増加を判断したコントローラ２０は、マグネットコイル６への供給電流を増やし、圧縮機（Ｃ）の回転力増加による冷媒吐出量増加によって最大の冷房性能を発揮する。反面、センサ１０を通じて冷房負荷減少をコントローラ２０が判断すればマグネットコイル６に供給する電流を最小とし、圧縮機（Ｃ）の回転力を最小化して最小の冷房性能を維持するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による冷房負荷による可変制御型圧縮機の構造図である。
【図２】本発明による作動流体であるＭＲ流体の剪断力と磁場のグラフである。
【符号の説明】
【００１６】
１  プーリ
１ａ  分離壁
２  駆動軸
３  回転円板
４  作動流体
５  ベアリング
６  マグネットコイル
１０  センサ
２０  コントローラ
３０  電流増幅器
Ｃ  圧縮機
Ｖ  ベルト
【図１】
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【図２】
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