JPH07139564A - 電磁クラッチの異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストな電磁クラッチの異常検出装置を提
供すること。 【構成】 電磁クラッチ１は、励磁コイル７の両端部が
ステータのマイナス側リード線１７とプラス側リード線
１８とに接続されて、マイナス側リード線１７は冷媒圧
縮機２に固定されてアースされ、プラス側リード線１８
は励磁コイル７に流れる電流を検出するための電流検出
装置１９およびエアコンリレー２０を介して、エアコン
制御装置２１に接続されている。エアコン制御装置２１
は、電流検出装置１９によって検出された電流値の減少
率が一定時間継続して所定の減少率以上となった時に、
電磁クラッチ１が異常であると判定して、エアコンリレ
ー２０を介して励磁コイル７への通電を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁クラッチの異常を
検出する異常検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷媒圧縮機が電磁クラッチを
介して車両の走行用エンジンによって駆動される車両用
冷凍サイクルでは、冷媒圧縮機のロックを防止する種々
の方法が提案されている。例えば、冷媒圧縮機のシャフ
ト回転数を検出する回転数センサを備え、この回転数セ
ンサによって検出されたシャフト回転数とエンジン回転
数との差がある値以上になると、電磁クラッチをＯＦＦ
することによって冷媒圧縮機のロックを防止している。

【０００３】また、電磁クラッチの回路に温度ヒューズ
を接続してステータに埋め込み、冷媒圧縮機がロックし
てステータが異常温度となった時には、温度ヒューズが
溶断することで電磁クラッチへの通電を遮断する方法が
知られている。さらには、冷媒圧縮機のロックに伴って
電磁クラッチのロータとアーマチュアとの間にすべりが
生じると、電磁クラッチに形成される閉磁路の磁束が変
化することから、この閉磁路の磁束変換を検出する検出
コイルを設けて、検出コイルによって閉磁路の磁束変化
が検出された時には電磁クラッチをＯＦＦする方法も提
案されている（特開昭５９−２３１２２６号公報、特開
昭６２−１８４２３２号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の回転
数センサを用いる方法では、回転数センサが高価である
とともに、回転数センサを冷媒圧縮機に取付ける必要が
あることから、コストが高くなる。また、温度ヒューズ
を用いる方法では、電磁クラッチ本体（ステータ）に温
度ヒューズを埋め込む必要があることからコストが高く
なるとともに、温度ヒューズが溶断すると電磁クラッチ
を再使用することができなくなり、非常に都合が悪い。
検出コイルを用いる方法では、検出コイルが高価である
とともに、温度ヒューズと同様に、検出コイルを電磁ク
ラッチ本体に内蔵する必要があることからコストが高く
なる。本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、
その目的は、低コストな電磁クラッチの異常検出装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】電磁クラッチでは、励磁
コイルへの通電によりアーマチュアがロータと摩擦係合
して、エンジンの回転力が冷媒圧縮機の回転軸に伝達さ
れている時に、冷媒圧縮機がロックしかけると、アーマ
チュアとロータとの間ですべりが生じて摩擦熱が発生す
る。この摩擦熱によって励磁コイルの周囲温度（雰囲気
温度）が上昇すると、励磁コイルの抵抗値が増加するた
め、励磁コイルに流れる電流値が低下する。本出願人
は、この点（励磁コイルに流れる電流値が雰囲気温度に
よって変化する点）に着目し、励磁コイルに流れる電流
値の急激な減少を検出することによって、電磁クラッチ
の異常を判定できることを検証した。

【０００６】そこで、請求項１に示す本発明は、図５の
クレーム対応図に示すように、通電されることで磁力を
発生する励磁コイル１００と、回転動力源の回転力を受
けて回転する回転部材と、回転機の回転軸と一体に回転
可能に設けられて、前記励磁コイル１００への通電時に
前記回転部材と摩擦係合して前記回転部材と一体に回転
することにより、前記回転部材の回転力を前記回転軸に
伝達する被回転部材とを備えた電磁クラッチ１１０に適
用されて、前記励磁コイル１００に流れる電流値を検出
する電流値検出手段１２０と、この電流値検出手段１２
０によって検出された電流値が一定時間継続して所定値
以上低下した時に、前記電磁クラッチの異常であると判
定する異常判定手段１３０とを備えたことを技術的手段
とする。

【０００７】また、請求項２に示す本発明は、図６のク
レーム対応図に示すように、通電されることで磁力を発
生する励磁コイル２００と、回転動力源の回転力を受け
て回転する回転部材と、回転機の回転軸と一体に回転可
能に設けられて、前記励磁コイル２００への通電時に前
記回転部材と摩擦係合して前記回転部材と一体に回転す
ることにより、前記回転部材の回転力を前記回転軸に伝
達する被回転部材とを備えた電磁クラッチ２１０に適用
されて、前記励磁コイル２００に流れる電流値を検出す
る電流値検出手段２２０と、この電流値検出手段２２０
によって検出された電流値の減少率を演算する電流減少
率演算手段２３０と、この電流減少率演算手段２３０で
演算された電流減少率が一定時間継続して所定の減少率
以上となった時に、前記電磁クラッチ２１０の異常であ
ると判定する異常判定手段２４０とを備えたことを技術
的手段とする。

【０００８】

【作用】請求項１に示す本発明は、励磁コイルへの通電
により被回転部材が回転部材と摩擦係合して回転部材と
一体に回転する。その結果、回転動力源より回転部材へ
伝達された回転力が被回転部材を介して回転機の回転軸
に伝達されて、回転軸が回転する。この作動中におい
て、回転機の回転異常によって回転部材と被回転部材と
の間にすべりが生じると、摩擦熱による回転部材の温度
上昇に伴って励磁コイルの抵抗値が増加し、その結果、
励磁コイルに流れる電流値が低下することになる。そこ
で、励磁コイルに流れる電流値を検出し、その検出され
た電流値が一定時間継続して所定値以上低下した時に
は、回転部材と被回転部材との間にすべりが生じている
として、電磁クラッチが異常であると判定する。

【０００９】また、請求項２に示す本発明では、検出さ
れた電流値の減少率が一定時間継続して所定の減少率以
上となった時には、回転部材と被回転部材との間にすべ
りが生じているとして、電磁クラッチが異常であると判
定する。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の電磁クラッチの異常検出装置
の一実施例を図１〜図４に基づいて説明する。図１は電
磁クラッチの異常検出装置を含む電気回路図、図２は電
磁クラッチの断面図である。電磁クラッチ１は、車両の
走行用エンジン（図示しない・本発明の回転動力源）と
冷凍サイクルの冷媒圧縮機２（本発明の回転機）との間
に介在されて、必要に応じてエンジンの回転力を冷媒圧
縮機２に伝達するもので、ステータ３、ロータ４、アー
マチュア５、ハブアッシー６等から構成されている。

【００１１】ステータ３は、通電によって磁力を発生す
る励磁コイル７と、この励磁コイル７を支持するステー
タハウジング８より成る。励磁コイル７は、樹脂製のス
プール９にコイル線を巻回したもので、ステータハウジ
ング８に収納された後、モールド樹脂１０によって固定
されている。ステータハウジング８は、鉄等の磁性体よ
り成り、同じく磁性体のロータ４およびアーマチュア５
とともに励磁コイル７の磁路を形成する。

【００１２】ロータ４（本発明の回転部材）は、その内
周に配されたベアリング１１を介して、冷媒圧縮機２の
ハウジング２ａに回転自在に支持され、エンジンのクラ
ンクプーリ（図示しない）とロータ４の外周に設けられ
たプーリ１２との間に掛け渡されたベルト（図示しな
い）を介して、エンジンの回転動力が伝達される。な
お、ロータ４は、軸方向の一端面（図２の左端面）が摩
擦面とされている。

【００１３】アーマチュア５は、ロータ４の摩擦面と対
面する摩擦面を有し、励磁コイル７への通電停止時にお
いて、両者の摩擦面の間に所定のギャップが保たれるよ
うに、ハブアッシー６によって支持されている。

【００１４】ハブアッシー６は、アーマチュア５にリベ
ット１３で固定されたアウタハブ１４、このアウタハブ
１４の内周側で冷媒圧縮機２の回転軸２ｂに固定された
インナハブ１５、およびアウタハブ１４とインナハブ１
５とを連結するゴムハブ１６から構成されている。な
お、本発明の被回転部材は、アーマチュア５とハブアッ
シー６とから構成される。

【００１５】この電磁クラッチ１は、図１に示すよう
に、励磁コイル７の両端部がそれぞれステータ３のマイ
ナス側リード線１７およびプラス側リード線１８に接続
され、マイナス側リード線１７は冷媒圧縮機２に固定さ
れてアースされ、プラス側リード線１８は、電流検出装
置１９およびエアコンリレー２０を介してエアコン制御
装置２１に接続されている。

【００１６】電流検出装置１９は、プラス側リード線１
８とエアコンリレー２０との間に介在されて、例えばシ
ャント抵抗によって励磁コイル７に流れる電流値を検出
するもので、検出された電流値に対応する信号をエアコ
ン制御装置２１へ出力する。

【００１７】エアコン制御装置２１は、マイクロコンピ
ュータ（図示しない）を内蔵するもので、車室内のコン
トロールパネル（図示しない）に設けられたエアコンス
イッチ２２がＯＮされることにより、車載バッテリ（図
示しない）より電力の供給を受けて作動する。このエア
コン制御装置２１は、エアコンリレー２０を介して電磁
クラッチ１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、電流検
出装置１９で検出された電流値に基づいて、電磁クラッ
チ１が異常であるか否かの判定を行い、異常であると判
定した場合は、エアコンリレー２０を介して電磁クラッ
チ１（励磁コイル７）への通電を停止する。

【００１８】次に、電磁クラッチ１の作動を説明する。
励磁コイル７の通電停止時は、アーマチュア５がロータ
４より離れた位置に保持されることから、エンジンより
リベット１３を介してロータ４に伝達される回転力がア
ーマチュア５に伝達されることはなく、従ってロータ４
のみがベアリング１１上で空転する。

【００１９】エアコンリレー２０を介して励磁コイル７
が通電されると、励磁コイル７の発生する磁力により、
ゴムハブ１６の弾性力に抗してアーマチュア５がロータ
４側に吸引される。この結果、アーマチュア５の摩擦面
とロータ４の摩擦面とが密着して摩擦係合することによ
り、ロータ４の回転力がアーマチュア５およびハブアッ
シー６を介して冷媒圧縮機２の回転軸２ｂに伝達され
て、冷媒圧縮機２が駆動される。

【００２０】次に、電磁クラッチ１の異常判定を行う本
実施例の作動を図３に示すフローチャートに基づいて説
明する。励磁コイル７の通電時、つまりアーマチュア５
がロータ４に吸着されている状態の時に、冷媒圧縮機２
が焼き付け等によってロックすると、アーマチュア５と
ロータ４の摩擦面同士がすべることによって摩擦熱が生
じる。この摩擦熱によるロータ４の温度上昇によってス
テータ３の周囲温度が上昇すると、励磁コイル７の抵抗
値が増加して、励磁コイル７に流れる電流値が低下する
ことになる。従って、この励磁コイル７を流れる電流値
を検出し、その電流値の減少率が所定の減少率以上とな
った時には、アーマチュア５とロータ４との間にすべり
が生じているとして、電磁クラッチ１が異常であると判
断することができる。

【００２１】まず、電流検出装置１９によって励磁コイ
ル７に流れる電流値を検出する（ステップＳ１）。続い
て、電流検出装置１９によって検出された電流値の減少
率を演算する（ステップＳ２・本発明の電流減少率演算
手段）。続いて、ステップＳ２で演算された電流減少率
に基づいて電磁クラッチ１が異常であるか否かを判定す
る（ステップＳ３・本発明の異常判定手段）。なお、電
磁クラッチ１の異常判定は、上述のように、電流減少率
演算手段によって演算された電流減少率（Ｉ₂ ／ｔ₂ ）
が一定時間継続して所定の減少率（Ｉ₁ ／ｔ₁ ）以上と
なった時に異常と判定する（図４参照）。

【００２２】このステップＳ３の判定結果がＮＯの場
合、つまり異常でない場合は、ステップＳ１以下の処理
を繰り返す。ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの場合、
つまり電磁クラッチ１が異常であると判定された場合
は、エアコンリレー２０を作動させて（ステップＳ
４）、電磁クラッチ１（励磁コイル７）への通電を停止
する（ステップＳ５）。

【００２３】このように、本実施例では、励磁コイル７
に流れる電流値を電流検出装置１９によって検出し、そ
の検出された電流値の減少率に基づいて電磁クラッチ１
が異常であると判定された場合には、直ちに電磁クラッ
チ１をＯＦＦすることで、電磁クラッチ１の保護、およ
びベルト切れの防止を行うことができる。

【００２４】〔変形例〕本実施例では、電流減少率演算
手段で演算された電流減少率が一定時間継続して所定の
減少率以上となった時に電磁クラッチが異常であると判
定したが、励磁コイルに流れる電流値が一定時間継続し
て所定値以上低下した時に電磁クラッチが異常であると
判定しても良い。

【００２５】本実施例では、冷媒圧縮機のロックに伴っ
て、電磁クラッチ１のアーマチュア５とロータ４とのす
べりにより生じる摩擦熱でステータ３の周囲温度が上昇
する例を示したが、冷媒圧縮機２の吐出冷媒温度が上昇
した場合には、冷媒圧縮機２のハウジング２ａが温度上
昇し、さらにハウジング２ａからの伝熱によって電磁ク
ラッチ１のステータ３が温度上昇することから、励磁コ
イル７に流れる電流値の減少率が所定の減少率以上とな
った時、あるいは上記変形例に示したように、励磁コイ
ル７に流れる電流値が一定時間継続して所定値以上低下
した時に電磁クラッチ１をＯＦＦすることにより、冷媒
圧縮機２の吐出冷媒温度異常を防止することができる。

【００２６】電磁クラッチ１の異常判定を行う場合に、
バッテリの消耗等による誤作動を防止するための誤作動
防止制御を実行しても良い。この誤作動防止制御は、電
流変化率による異常判定（ステップＳ３）を行う前に、
例えば、電圧値が変化したか否かを判定し、電圧値が変
化した場合は、バッテリの消耗等による誤作動が生じる
虞があることから、異常判定（ステップＳ３）を行わ
ず、電圧値が変化しない場合は、そのまま異常判定（ス
テップＳ３）を行うこととする。

【００２７】本実施例では、ステータ３のプラス側リー
ド線１８とエアコンリレー２０との間に電流検出装置１
９を接続したが、ステータ３の温度変化を感知し易い位
置（ロータ４の摩擦面近傍）に、励磁コイル７に流れる
電流を検出するための電流検出素子を埋め込んでも良
い。これにより、励磁コイル７に流れる電流の検出精度
を高めることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、励磁コイルに流れる電流を電
流値検出手段によって検出し、その検出された電流値の
低下または減少率に基づいて電磁クラッチの異常判定を
行うことができる。電流値検出手段は、励磁コイルと電
気配線によって接続することで使用可能であるため、電
磁クラッチ本体の加工が不要であり、従来技術と比較し
て低コスト化を図ることができる。また、所定値以上の
電流値の低下あるいは所定減少率以上の電流減少率の増
加が一定時間継続された時に電磁クラッチが異常である
と判定することから、短時間（一定時間より短い）の電
流減少による誤判定を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電磁クラッチの異常検出装置を含む電気回路図
である。

【図２】電磁クラッチの断面図である。

【図３】本実施例の作動を示すフローチャートである。

【図４】励磁コイルに流れる電流値の変化を示すグラフ
である。

【図５】請求項１のクレーム対応図である。

【図６】請求項２のクレーム対応図である。

【符号の説明】

１ 電磁クラッチ ２ 冷媒圧縮機（回転機） ２ｂ 回転軸 ４ ロータ（回転部材） ５ アーマチュア（被回転部材） ６ ハブアッシー（被回転部材） ７ 励磁コイル １９ 電流検出装置（電流値検出手段） ２１ エアコン制御装置（電流減少率演算手段、異常判
定手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通電されることで磁力を発生する励磁コイ
   ルと、回転動力源の回転力を受けて回転する回転部材
   と、回転機の回転軸と一体に回転可能に設けられて、前
   記励磁コイルへの通電時に前記回転部材と摩擦係合して
   前記回転部材と一体に回転することにより、前記回転部
   材の回転力を前記回転軸に伝達する被回転部材とを備え
   た電磁クラッチに適用されて、 ａ）前記励磁コイルに流れる電流値を検出する電流値検
   出手段と、 ｂ）この電流値検出手段で検出された電流値が一定時間
   継続して所定値以上低下した時に、前記電磁クラッチの
   異常であると判定する異常判定手段とを備えた電磁クラ
   ッチの異常検出装置。
2. 【請求項２】通電されることで磁力を発生する励磁コイ
   ルと、回転動力源の回転力を受けて回転する回転部材
   と、回転機の回転軸と一体に回転可能に設けられて、前
   記励磁コイルへの通電時に前記回転部材と摩擦係合して
   前記回転部材と一体に回転することにより、前記回転部
   材の回転力を前記回転軸に伝達する被回転部材とを備え
   た電磁クラッチに適用されて、 ａ）前記励磁コイルに流れる電流値を検出する電流値検
   出手段と、 ｂ）この電流値検出手段によって検出された電流値の減
   少率を演算する電流減少率演算手段と、 ｃ）この電流減少率演算手段で演算された電流減少率が
   一定時間継続して所定の減少率以上となった時に、前記
   電磁クラッチの異常であると判定する異常判定手段とを
   備えた電磁クラッチの異常検出装置。