JPH10306775A - 湿式クラッチ装置を備えた流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機１の大型化を招くことなく、安定した
圧力源を得て、湿式クラッチ装置３０を確実に作動させ
る。 【解決手段】 駆動軸５の回転により回転する駆動側ク
ラッチ板１２に従動側クラッチ板１１を対向配置し、こ
の従動側クラッチ板１１に圧縮機１の作動部を連結す
る。駆動側クラッチ板１２および従動側クラッチ板１１
に押圧力を加えて、両クラッチ板１１、１２を圧着し、
一体に接続する制御ピストン８を備えるとともに、この
制御ピストン８の背圧室８ａに制御圧力を加えるための
補助ポンプ１５を駆動軸５の回転により作動させる。補
助ポンプ１５のオイル吐出圧を電磁弁２５とリリーフ弁
２１ａとにより制御して背圧室８ａへの制御圧力を増減
する。この制御圧力の増減により、両クラッチ板１１、
１２間を断続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湿式クラッチ装置
により作動が断続される流体機械に関するもので、例え
ば、自動車用空調装置の冷媒圧縮機に用いて好適なもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭６３−１３５６１９号公報
では、湿式多板クラッチを用いた冷媒圧縮機において、
摩擦板を押し付ける押圧力を得るためにオイルポンプを
用いる例が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この例で用いられるオ
イルポンプは、圧縮機内のオイル溜め部に蓄えられたオ
イルを吸入する構成となっているので、オイル溜め部の
オイルが、冷媒による持ち去りなどにより、十分な量が
蓄えられていない時にクラッチの連結が不能となる問題
がある。

【０００４】このため、圧力発生部を圧縮機と分離する
ことが考えられるが、この対策ではオイルポンプの駆動
源が別途必要となるなど、流体機械の大型化やコストア
ップを招く。本発明は上記点に鑑み、流体機械の大型化
を招くことなく、安定した圧力源を得て、湿式クラッチ
装置を確実に作動させることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１〜３記載の発明では、駆動軸（５）の回転
により回転する駆動側クラッチ板（１２）に従動側クラ
ッチ板（１１）を対向配置し、この従動側クラッチ板
（１１）に主ポンプ（１）を連結し、駆動側クラッチ板
（１２）および従動側クラッチ板（１１）に押圧力を加
えて、両クラッチ板（１１、１２）を圧着し、一体に接
続するクラッチ板変位手段（８）、および駆動軸（５）
から回転動力が伝達されて液体状の作動流体を昇圧また
は減圧することによってクラッチ板変位手段（８）を両
クラッチ板（１１、１２）に押圧または開離させる圧力
制御装置（１５、２１ａ、２３、２５）を備え、この圧
力制御装置（１５、２１ａ、２３、２５）とクラッチ板
変位手段（８）とを連通する流体回路を、主ポンプ
（１）の流体回路と独立に構成したことを特徴としてい
る。

【０００６】これによると、圧力制御装置側の流体回路
は主ポンプ（１）とは独立した回路であるから、主ポン
プ（１）側の作動流体の量に左右されることなく、常に
安定した圧力源を得ることができ、従って湿式クラッチ
装置（３０）を常に確実に作動させることができる。し
かも、本発明の圧力制御装置は主ポンプ（１）の駆動軸
（５）の回転動力が伝達されて作動するものであるか
ら、主ポンプ（１）と一体化することができ、主ポンプ
（１）と湿式クラッチ装置（３０）を含む流体機械全体
の小型化、コスト低減に貢献できる効果が大である。

【０００７】なお、本発明の圧力制御装置は、請求項２
記載のように、駆動軸（５）から回転動力が伝達されて
液体を圧送する補助ポンプ（１５）と、この補助ポンプ
（１５）の吐出流体の流路を切り替える弁手段（２５）
と、補助ポンプ（１５）の液体状の作動流体を所定の圧
力に制御するためのリリーフ弁（２１ａ）と、作動流体
の昇圧、減圧に伴う液量の増減を吸収する液溜め部（２
３）とを備える構成とすることにより、好適に実施でき
る。

【０００８】また、請求項３に記載の発明では、補助ポ
ンプ（１５）を往復動ピストン（１５ａ）を有する往復
動タイプのポンプとし、駆動軸（５）には往復動ピスト
ン（１５ａ）を駆動するための偏心部（５ａ）を備える
ことを特徴としている。これにより、駆動軸（５）にて
補助ポンプ（１５）を直接駆動でき、流体機械内蔵の補
助ポンプ（１５）を極めて簡潔な構成とすることができ
る。

【０００９】なお、上記各手段および特許請求の範囲に
記載の各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形
態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図１は本発明を自動車用空調圧縮装置
の冷媒圧縮機に用いた一実施形態を示すものであり、図
１において、圧縮機１は本発明の主ポンプをなすもので
あって、スクロール型、斜板型等の周知の回転型圧縮機
であり、特に型式を選ばない。

【００１１】圧縮機１のフロントハウジング２の中心部
には、駆動軸５が回転自在に軸支されており、この駆動
軸５の一端（図示左端部）はフロントハウジング２の一
端部に形成された開口部２ａを通じて外部に突出してい
る。この駆動軸５の突出端部には動力伝達機構のプーリ
６が締結ボルト７により連結され、そして、この動力伝
達機構を経て自動車エンジンの回転出力部（クランクプ
ーリ）に駆動軸５は連結されている。従って、駆動軸５
は自動車エンジンの運転時にはエンジン回転動力にて常
時回転する。

【００１２】この駆動軸５の外周面とフロントハウジン
グ２の開口部２ａの内周面との間には、軸受３が配置さ
れ、駆動軸５の一端側が回転自在に支持されている。ま
た、駆動軸５の外周面とフロントハウジング２の開口部
２ａの内周面との間には軸封装置４が設けられて、フロ
ントハウジング２内部の冷媒が外部へ漏れるのを阻止す
る。

【００１３】また、駆動軸５の他端側（図示右側）には
従動軸１３が配置されており、この従動軸１３は軸受１
０によりフロントハウジング２に対して回転自在に支持
されている。また、駆動軸５の他端側は軸受１４により
従動軸１３に対して回転自在に支持されている。従動軸
１３は拡大円筒部１３ａおよび偏心クランク部１３ｂが
一体形成されており、偏心クランク部１３ｂは圧縮機１
の圧縮機構（本例ではスクロール型圧縮機構の可動スク
ロール）を駆動する。

【００１４】そして、従動軸１３の拡大円筒部１３ａの
内周面と駆動軸５の他端側の外周面との間に、湿式の多
板摩擦クラッチ装置３０が配置されている。このクラッ
チ装置３０には円板状に形成された駆動側クラッチ板１
２および従動側クラッチ板１１が備えられている。駆動
側クラッチ板１２は駆動軸５の他端側の外周面に対して
軸方向に摺動可能で、かつ回転方向には一体に係止され
ている。また、従動側クラッチ板１１は従動軸１３の拡
大円筒部１３ａの内周面に対して軸方向に摺動可能で、
かつ回転方向には一体に係止されている。

【００１５】この駆動側クラッチ板１２と従動側クラッ
チ板１１は交互に多数枚配設され、そして、制御ピスト
ン８（クラッチ板変位手段）によりスラスト軸受９を介
在して上記両クラッチ板１１、１２のいずれか一方を他
方に向けて変位させ、これにより、上記両クラッチ板１
１、１２を圧着して一体に接続するようにしてある。一
方、制御ピストン８からの押圧力から開放されると、上
記両クラッチ板１１、１２は図示しないバネ手段のバネ
力にて開離状態にされる。なお、制御ピストン８はリン
グ状の形状であり、駆動軸５の外周面から所定間隔をあ
けて駆動軸５と同心状に配置され、背圧室８ａに加わる
制御圧力にて図１の右方へ変位する。

【００１６】１５は本発明による補助ポンプであり、本
例では、往復動ピストン１５ａを有する往復動タイプの
ポンプを用いている。駆動軸５には偏心部５ａが一体形
成されており、この偏心部５ａの偏心量によって往復動
ピストン１５ａがコイルスプリング１６のバネ力に抗し
て図１下方へ移動する。逆に、偏心部５ａの偏心量が減
少することにより、コイルスプリング１６のバネ力によ
って往復動ピストン１５ａが図１上方へ移動する。従っ
て、コイルスプリング１６と偏心部５ａとにより往復動
ピストン１５ａが図１の上下方向に往復運動する。

【００１７】なお、この往復動ピストン１５ａは、圧縮
機１の作動流体である冷媒ガスの雰囲気中に配設されて
いる駆動軸５の偏心部５ａによって駆動されるが、往復
動ピストン１５ａの外周部に設けられたシール機構（図
示省略）にて往復動ピストン１５ａが圧縮機１とは良好
にシールされている。これにより、補助ポンプ１５を含
む圧力制御装置の油圧回路（流体回路）は、圧縮機１側
の冷媒回路（流体回路）と独立に構成されている。従っ
て、圧力制御装置の油圧回路に圧縮機１側の冷媒が出入
りすることはない。

【００１８】往復動ピストン１５ａは駆動軸５の偏心部
５ａにより駆動され往復運動を行うことで、リザーバ２
３に蓄えられたオイル（液状の作動流体）を吸入通路２
７、ピストン内通路１５ｂ、吸入弁１７ａを介して作動
室１５ｃに吸入する。ここで、リザーバ２３はオイルの
昇圧、減圧に伴う油圧回路内のオイル量の増減を吸収す
る液溜め部として作用するものであって、リザーバ２３
の内部にはピストン２３ａが収納されており、このピス
トン２３ａにはコイルスプリング２３ａの微弱なバネ力
が作用するようになっている。そのため、ピストン２３
ａはリザーバ２３内に流入してくるオイルの微弱な圧力
で変位することができ、ピストン２３ｂの変位によりリ
ザーバ２３の内部圧力は常に、制御ピストン８の押圧力
を開放するに十分な極低圧に保たれている。なお、リザ
ーバ２３内部を大気開放として、大気圧としてもよい。

【００１９】往復動ピストン１５ａの作動室１５ｃから
吐出されたオイルは吐出弁１９ａを介して吐出通路２０
に吐出される。ここで、１７ｂ、１９ｂはそれぞれ吸入
弁１７ａ、吐出弁１９ａにバネ力を作用するコイルスプ
リングである。上記吐出通路２０は制御ピストン８の背
圧室８ａに連通するとともに電磁弁２５およびリリーフ
弁２１ａに連通している。電磁弁２５は、クラッチ装置
の断続、即ち、圧縮機１の作動断続を切り替えるための
弁手段であって、自動車用空調装置の制御装置２６によ
り通電が断続されて、背圧室８ａとリザーバ２３との間
の流路を開閉するものである。

【００２０】リリーフ弁２１は、制御ピストン８の必要
押圧力を得るために必要な所定圧力より所定値だけ高い
設定圧力にて開弁する。２１ａはリリーフ弁２１の開弁
圧力を設定するコイルスプリングである。なお、本実施
形態では、補助ポンプ１５、リリーフ弁２１、リザーバ
２３、および電磁弁２５により圧力制御装置が構成され
ている。

【００２１】次に、上記構成において本実施形態の作動
を説明する。駆動軸５は自動車エンジンの回転出力部
（クランクプーリ）に連結されているため、自動車エン
ジンの運転時には常時回転している。従って、駆動軸５
の偏心部５ａの回転に伴って、補助ポンプ１５も常時作
動して、リザーバ２３から吸入通路２７を通してオイル
を吸入し、圧縮し、吐出している。

【００２２】いま、制御装置２６から圧縮作動信号が出
されると、制御装置２６からの信号を受けて、電磁弁２
５が図２（ａ）に示すように閉状態になる。すると、背
圧室８ａとリザーバ２３との間が遮断されるので、制御
ピストン８の背圧室８ａに補助ポンプ１５の吐出圧が加
わる。この時、補助ポンプ１５が吐出するオイル（作動
流体）は液体であり非圧縮性であるため、電磁弁２５に
よって油圧回路系が密閉されると異常昇圧してしまう恐
れがあるので、電磁弁２５と並列にリリーフ弁２１を設
けて、リリーフ弁２１によって補助ポンプ１５の吐出圧
が所定の圧力になるように制御している。

【００２３】背圧室８ａに補助ポンプ１５の吐出圧が加
わることにより、制御ピストン８が図示の右方向へ移動
するため、従動側クラッチ板１１に図示の右方への押圧
力が作用する。この結果、従動側クラッチ板１１が駆動
側クラッチ板１２に圧着して、両クラッチ板１１、１２
が一体に接続される。従って、駆動軸５の回転がクラッ
チ装置３０を介して従動軸１３に伝達され、この従動軸
１３が回転して、圧縮機１は圧縮作動を行う。

【００２４】次に、制御装置２６から圧縮停止信号が出
されると、制御装置２６からの信号を受けて、電磁弁２
５が図２（ｂ）に示すように開状態になる。すると、背
圧室８ａとリザーバ２３との間が連通するので、制御ピ
ストン８の背圧室８ａが補助ポンプ１５の吐出圧より開
放される。これにより、制御ピストン８によるクラッチ
装置３０への押圧力が無くなり、クラッチ装置３０の両
クラッチ板１１、１２相互の間が図示しないバネ手段に
より開離状態にされるため、駆動軸５から従動軸１３へ
の回転伝達が遮断され、圧縮機１の作動は停止する。

【００２５】このように、本実施形態によれば、クラッ
チ装置３０の接続のための圧力源として設けた圧力制御
装置は、圧縮機１とは独立した油圧回路であることか
ら、圧縮機１内のオイル溜め部のオイル量に左右される
ことなく、常に安定した圧力源として用いることがで
き、クラッチ装置３０を常に確実に作動させることがで
きる。

【００２６】（他の実施形態）なお、上記実施形態では
補助ポンプ１５として、往復動ピストン１５ａを用いた
往復動ポンプを用いているが、駆動軸５の回転を動力源
として作動する補助ポンプ１５としては、他に、ローリ
ングピストン型のポンプとか、トロコイドポンプ等を使
用することもできる。

【００２７】また、上記実施形態では、本発明を自動車
用空調装置の冷媒圧縮機に用いた場合について説明した
が、本発明は、冷媒圧縮機以外に種々な用途の流体機械
に広く適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。

【図２】（ａ）は同実施形態の湿式クラッチ装置の接続
状態を示す油圧回路図、（ｂ）は同実施形態の湿式クラ
ッチ装置の開離状態を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

１…圧縮機（主ポンプ）、５…駆動軸、５ａ…偏心部、
８…制御ピストン（クラッチ板変位手段）、１１…従動
側クラッチ板、１２…駆動側クラッチ板、１３…従動
軸、１５…補助ポンプ、１５ａ…往復動ピストン、２１
ａ…リリーフ弁、２３…リザーバ、２５…電磁弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲垣 光夫 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 岩波 重樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源から回転動力が伝達されて回転す
   る駆動軸（５）と、 この駆動軸（５）の回転により回転する駆動側クラッチ
   板（１２）と、 この駆動側クラッチ板（１２）と対向配置され、この駆
   動側クラッチ板（１２）に圧着すると、この駆動側クラ
   ッチ板（１２）と一体に回転可能な従動側クラッチ板
   （１１）と、 この従動側クラッチ板（１１）に連結され、この従動側
   クラッチ板（１１）を通して回転動力が伝達され、ポン
   プ作用を果たす主ポンプ（１）と、 前記駆動側クラッチ板（１２）および従動側クラッチ板
   （１１）に押圧力を加えて、前記両クラッチ板（１１、
   １２）を圧着し、一体に接続するクラッチ板変位手段
   （８）と、 前記駆動軸（５）から回転動力が伝達されて液体状の作
   動流体を昇圧または減圧することによって前記クラッチ
   板変位手段（８）を前記両クラッチ板（１１、１２）に
   押圧または開離させる圧力制御装置（１５、２１ａ、２
   ３、２５）を備えるとともに、 この圧力制御装置（１５、２１ａ、２３、２５）と前記
   クラッチ板変位手段（８）とを連通する流体回路を、前
   記主ポンプ（１）の流体回路と独立に構成したことを特
   徴とする湿式クラッチ装置を備えた流体機械。
2. 【請求項２】 前記圧力制御装置は、前記駆動軸（５）
   から回転動力が伝達されて液体を圧送する補助ポンプ
   （１５）と、 この補助ポンプ（１５）の吐出流体の流路を切り替える
   弁手段（２５）と、 前記補助ポンプ（１５）の液体状の作動流体を所定の圧
   力に制御するためのリリーフ弁（２１ａ）と、 前記作動流体の昇圧、減圧に伴う液量の増減を吸収する
   液溜め部（２３）とを備えることを特徴とする請求項１
   に記載の湿式クラッチを備えた流体機械。
3. 【請求項３】 前記補助ポンプ（１５）は往復動ピスト
   ン（１５ａ）を有する往復動タイプのポンプであり、 前記駆動軸（５）には前記往復動ピストン（１５ａ）を
   駆動するための偏心部（５ａ）が備えられていることを
   特徴とする請求項２に記載の湿式クラッチを備えた流体
   機械。