JP6020304B2 - クラッチ機構 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチ機構に関するものである。

従来、駆動側回転体から従動側回転体への回転駆動力の伝達の断続を、電磁コイルへの通電の断続によって行う電磁式のクラッチ機構が知られている。この種のクラッチ機構では、一般的に、電磁コイルに通電することで、駆動側回転体と従動側回転体とを連結させて回転駆動力を伝達するとともに、電磁コイルを非通電とすることで、駆動側回転体と従動側回転体とを離して回転駆動力の伝達を遮断している。

しかしながら、この種の電磁式クラッチ機構では、駆動側回転体と従動側回転体とを連結させて回転駆動力を伝達する際に、常時、電磁コイルに通電しなければならないため、動力伝達時の消費電力（エネルギ消費）が大きいという問題があった。

これに対して、特許文献１には、永久磁石を用いることで駆動側回転体と従動側回転体とを連結させるとき、および駆動側回転体と従動側回転体とが離れるとき以外には、電磁コイルへの通電を不要として消費電力の低減を狙った、いわゆる自己保持型のクラッチ機構が提案されている。

この自己保持型のクラッチ機構は、コンプレッサの回転軸を中心とするリング状に形成されて回転軸の軸方向に配置されている第１、第２のコイル部を備える電磁コイルと、第１、第２のコイル部で挟持されている中空円筒状の永久磁石と、回転軸を中心とするリング状に形成されて軸線方向に移動可能に構成されている可動部材とを備える。

このものにおいて、可動部材は、第１、第２のコイル部および永久磁石に対して回転軸の径方向外側に配置されている。そして、永久磁石は、駆動側回転体と従動側回転体とを連結させる吸引磁力を生じる吸引用磁気回路と、吸引磁力を生じさせない非吸引用磁気回路とを発生させる。駆動側回転体と従動側回転体との間を離す方向に弾性力を作用させる弾性部材を備える。

例えば、第１、第２のコイル部に対して第１方向に電流を流す。これにより、第１コイル部から発生する電磁力によって吸引用磁気回路から生じる磁力が小さくなり、かつ第２コイル部から発生する電磁力によって非吸引用磁気回路から生じる磁力が大きくなる。

これに伴い、吸引用磁気回路から生じる磁力よりも非吸引用磁気回路から生じる磁力の方が大きくなる。このとき、非吸引用磁気回路から生じる磁力によって、可動部材が軸線方向一方側に移動する。このことにより、弾性部材の弾性力の方が吸引用磁気回路から生じる吸引磁力よりも大きくなり、駆動側回転体と従動側回転体との間が弾性部材の弾性力により離れる。すなわち、クラッチ機構がＯＦＦ状態になる。

一方、第１、第２のコイル部に対して第１方向とは異なる第２方向に電流を流す。これにより、第１コイル部から発生する電磁力によって吸引用磁気回路から生じる磁力が大きくなり、かつ第２コイル部から発生する電磁力によって非吸引用磁気回路から生じる磁力が小さくなる。

これに伴い、吸引用磁気回路から生じる磁力の方が非吸引用磁気回路から生じる磁力よりも大きくなる。このとき、吸引用磁気回路から生じる磁力によって可動部材が軸線方向他方側に移動する。このことにより、弾性部材の弾性力よりも吸引用磁気回路から生じる磁力の方が大きくなり、駆動側回転体と従動側回転体とが連結される。すなわち、クラッチ機構がＯＮ状態になる。

このように、第１、第２のコイル部に対して、第１方向、或いは第２方向に電流を流すことにより、可動部材を軸線方向一端側、或いは軸線方向他端側に移動させて、クラッチ機構をＯＮ／ＯＦＦさせることができる。

特開２０１１−８０５７９号公報

上記の自己保持型のクラッチ機構において、クラッチ機構をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える際、従動側回転体が吸引されて駆動側回転体に連結される。

ここで、従動側回転体は、電磁コイルによる電磁力と永久磁石による磁力とによって吸引される。このため、従動側回転体の連結が完了して永久磁石に可動部材の位置が保持された後も電磁コイルへの通電が行われた際は、余分な電力消費と電磁コイルの過大な発熱とが発生するという問題があった。

電磁コイルの過大な発熱は、電磁コイルに隣接する永久磁石の温度上昇を招き、永久磁石の性能低下、ひいてはクラッチの伝達トルク性能の低下の原因となる。

また、従動側回転体の連結及び可動部材の移動が完了する以前に通電が終了してしまった際は、クラッチ機構がＯＮ状態にならない誤作動状態が生じたり、吸引力の不足によって従動側回転体及び駆動側回転体の間の接合面で滑りが発生してＮＶ（ノイズ・振動抑制）性能が悪化する。

あるいは、従動側回転体の連結及び可動部材の移動が完了する以前に通電が終了することを繰り返し実施すると、接合面が異常摩耗してクラッチＯＦＦ時の従動側回転体及び駆動側回転体の間の空隙が拡大してクラッチ作動性が低下して、クラッチがＯＮ状態にならなくなる等の問題がある。

クラッチをＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える際にも、駆動側回転体から従動側回転体を切り離して、かつ可動部材の移動が完了して永久磁石に可動部材の位置が保持された後も通電が行われた際は、余分な電力消費と電磁コイルの過大な発熱が生じる。

以上により、クラッチ機構を確実に作動させ、また要求された製品寿命にわたりクラッチ性能を発揮するためには、電磁コイルへの通電を終了するための適切な判定が必要であることが分かった。

本発明は上記点に鑑みて、電磁コイルへの通電を終了するための適切な判定手段を用いることで、小さな電力消費で確実なクラッチ作動を実施できるクラッチ機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、駆動源（１０）から出力される回転駆動力によって回転する駆動側回転体（３０）と、
前記駆動側回転体に連結されることによって前記回転駆動力が伝達される従動側回転体（４０）と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体とを連結させる磁力を生じる吸引用磁気回路（ＭＣａ）と、前記吸引用磁気回路とは異なる非吸引用磁気回路（ＭＣｂ）とを発生させる永久磁石（５１）と、
磁性材で形成されて、変位可能に構成されている可動部材（５５）と、
前記可動部材を変位させる電磁力を発生させる電磁コイル（５３）と、を備え、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体とを連結しているときには、前記駆動側回転体および前記従動側回転体の間が分離しているときよりも、前記吸引用磁気回路の磁気抵抗が小さくなる第１の位置に、前記可動部材が位置し、
前記駆動側回転体および前記従動側回転体の間が分離しているときには、前記駆動側回転体と前記従動側回転体が連結されているときよりも、前記非吸引用磁気回路の磁気抵抗が小さくなる第２の位置に、前記可動部材が位置し、
前記吸引用磁気回路から生じる磁力よりも前記非吸引用磁気回路から生じる磁力が大きくなるように前記電磁コイルに通電して前記第１の位置側から前記第２の位置側に前記可動部材を変位させる第１の通電制御手段（Ｓ１００）と、
前記吸引用磁気回路から生じる磁力よりも前記非吸引用磁気回路から生じる磁力が小さくなるように前記電磁コイルに通電して前記第２の位置側から前記第１の位置側に前記可動部材を変位させる第２の通電制御手段（Ｓ２００）と、
前記第１、第２の位置のうちいずれか一方の位置に前記可動部材が到達したか否かを判定する判定手段（Ｓ１１０、Ｓ２１０）と、
前記一方の位置に前記可動部材が到達したと前記判定手段が判定したときに、前記電磁コイルに対する通電を停止する通電終了手段（Ｓ１２０、Ｓ２２０）と、を備え、
前記判定手段は、前記第１の通電制御手段によって前記電磁コイルに通電を開始してから第１期間を経過したときに、前記第２の位置に前記可動部材が到達したと判定し、
前記判定手段は、前記第２の通電制御手段によって前記電磁コイルに通電を開始してから第２期間を経過したときに、前記第１の位置に前記可動部材が到達したと判定することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１、第２の位置のうち一方の位置に可動部材が到達したか否かを判定する判定手段を用いることにより、電磁コイルへの通電を終了するため適切な判定を実施することができる。これにより、小さな電力消費で確実なクラッチ作動を実施することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態におけるクラッチ機構が搭載される冷凍サイクル装置である。 第１実施形態におけるクラッチ機構の断面構成を示す図である。 図２中III−III断面図である。 第１実施形態における制御装置の搭載図である。 第１実施形態におけるクラッチ機構の電気的構成を示す図である。 図５の制御装置の電気回路を示す図である。 図６のタイマ回路の制御処理を示すフローチャートである。 図６のタイマ回路の制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態におけるクラッチ機構の作動を示す図である。 本発明の第２実施形態におけるクラッチ機構の制御装置の搭載図である。 本発明の第３実施形態におけるクラッチ機構の部分断面図である。 本発明の第４実施形態におけるクラッチ機構の電気回路図である。 図１２のエッジ検出回路の作動を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態のクラッチ機構２０が適用された車両用空調装置の冷凍サイクル装置１の全体構成図である。

冷凍サイクル装置１は、コンプレッサ２、放熱器３、膨張弁４、および、蒸発器５を接続したものである。コンプレッサ２は、冷媒を吸入して圧縮する。放熱器３は、コンプレッサ２の吐出冷媒を放熱させる。膨張弁４は、放熱器３から流出される冷媒を減圧膨張させる。蒸発器５は、膨張弁４にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる。

コンプレッサ２は、車両のエンジンルームに設置されている。コンプレッサ２は、走行用駆動源としてのエンジン１０からクラッチ機構２０を介して与えられる回転駆動力によって圧縮機構を駆動させることにより、蒸発器５から冷媒を吸入して圧縮する。

なお、圧縮機構としては、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構、あるいは、外部からの制御信号によって吐出容量を調整可能に構成された可変容量型圧縮機構のいずれを採用してもよい。

本実施形態のクラッチ機構２０は、コンプレッサ２に連結されたプーリ一体型のクラッチ機構である。クラッチ機構２０は、エンジン側プーリ１１からＶベルト１２を介して与えられるエンジン１０の回転駆動力をコンプレッサ２に伝達する。エンジン側プーリ１１は、エンジン１０の回転駆動軸に連結されているものである。

クラッチ機構２０は、プーリ３０およびアーマチァ４０を備える。プーリ３０はエンジン１０からのＶベルト１２を介して与えられる回転駆動力によって回転する駆動側回転体を構成する。アーマチァ４０は、コンプレッサ２の回転軸２ａに連結された従動側回転体を構成する。クラッチ機構２０は、プーリ３０とアーマチァ４０との間を連結、あるいは離すことで、エンジン１０からコンプレッサ２への回転駆動力の伝達を断続するものである。

つまり、クラッチ機構２０がプーリ３０とアーマチァ４０とを連結すると、エンジン１０の回転駆動力がコンプレッサ２に伝達されて、冷凍サイクル装置１が作動する。一方、クラッチ機構２０がプーリ３０とアーマチァ４０とを離すと、エンジン１０の回転駆動力がコンプレッサ２に伝達されることはなく、冷凍サイクル装置１も作動しない。

次に、本実施形態のクラッチ機構２０の詳細構成について図２、図３、図４を用いて説明する。

図２は、クラッチ機構２０の軸方向断面図である。この軸方向断面図は、クラッチ機構２０においてコンプレッサ２の回転軸２ａの軸線を含んで、かつ軸線に沿う断面図である。図３は図２のIII−III断面図である。図２では、プーリ３０とアーマチァ４０とを連結させた状態を図示している。図４は、図２のIV−IV断面図である。

図２に示すように、クラッチ機構２０は、プーリ３０、アーマチァ４０とともに、ステータ５０を備える。

まず、プーリ３０は、外側円筒部３１、内側円筒部３２、および、端面部３３を有している。

外側円筒部３１は、回転軸２ａの軸線（図２中一点鎖線）を中心線とする円筒状に形成されている。外側円筒部３１の外周側には、Ｖベルト１２が掛けられるＶ溝（具体的には、ポリＶ溝）が形成されている。

内側円筒部３２の内周側には、ボールベアリング３４の外側レースが固定されている。ボールベアリング３４は、コンプレッサ２の外殻を形成するハウジング２ｃに対して、コンプレッサ２の回転軸２ａの軸線を中心線としてプーリ３０を回転自在に固定するものである。そのため、ボールベアリング３４の内側レースは、コンプレッサ２のハウジング２ｃにスナップリング１００等の固定部材によって固定されている。ボールベアリング３４の内側レースは、コンプレッサ２のハウジング２ｃに設けられたハウジングボス部２ｂに対して径方向外側に配置されている。ハウジングボス部２ｂは、コンプレッサ２の回転軸２ａの軸線を中心線とする円筒状に形成されている。

内側円筒部３２は、外側円筒部３１の内周側に配置されてコンプレッサ２の回転軸２ａの軸線を軸線とする円筒状に形成されている。

本実施形態の外側円筒部３１、および内側円筒部３２は、いずれも磁性材（例えば、鉄）にて形成され、後述する吸引用磁気回路ＭＣａ（図９参照）を構成する。

端面部３３は、外側円筒部３１および内側円筒部３２の軸線方向一端側同士を結ぶように回転軸垂直方向（径方向）に広がるとともに、中央部にその表裏を貫通する円形状の貫通穴が形成されている。

具体的には、端面部３３は、磁性材（例えば、鉄）にて形成されるリング部材３３ｃ、３３ｄ、３３ｅを備える。リング部材３３ｃ、３３ｄ、３３ｅは、それぞれ、回転軸２ａの軸線を中心とするリング状に形成されている。リング部材３３ｃ、３３ｄ、３３ｅは、径方向にオフセットして配置されている。リング部材３３ｃは、リング部材３３ｄに対して径方向外側に配置されている。リング部材３３ｄは、リング部材３３ｅに対して径方向外側に配置されている。

リング部材３３ｃ、３３ｄの間には、非磁性部３３ａが設けられている。非磁性部３３ａは、非磁性の金属材料からなるものであって、回転軸２ａの軸線を中心とするリング状に形成されている。

リング部材３３ｄ、３３ｅの間には、非磁性部３３ｂが設けられている。非磁性部３３ｂは、非磁性の金属材料からなるものであって、回転軸２ａの軸線を中心とするリング状に形成されている。

本実施形態では、外側円筒部３１、内側円筒部３２、および端面部３３は、一体に成形されているものである。このため、リング部材３３ｅは、内側円筒部３２に繋がっている。リング部材３３ｃは、外側円筒部３１に繋がっている。

端面部３３の他端側の面は、プーリ３０とアーマチァ４０が連結された際に、アーマチァ４０と接触する摩擦面を形成している。そこで、本実施形態では、端面部３３の他端側に、端面部３３の摩擦係数を増加させるための摩擦部材３５を配置している。この摩擦部材３５は、非磁性材で形成されており、具体的には、アルミナを樹脂で固めたものや、金属粉末（例えば、アルミニウム粉末）の焼結材を採用できる。

アーマチァ４０は、回転軸２ａに直交する方向に広がるとともに、中央部にその表裏を貫通する貫通穴が形成された円板状部材であって、後述するように、吸引用磁気回路ＭＣａを構成する。本実施形態のアーマチァ４０の回転中心は、回転軸２ａの軸心に一致している。

具体的には、アーマチァ４０は、磁性材（例えば、鉄）にて形成されるリング部材４０ｂ、４０ｃを備える。リング部材４０ｂ、４０ｃは、それぞれ、回転軸２ａの軸線を中心とするリング状に形成されている。リング部材４０ｂは、リング部材４０ｃに対して径方向外側に配置されている。リング部材４０ｂ、４０ｃの間には、非磁性部４０ａが設けられている。非磁性部４０ａは、非磁性の金属材料からなるものであって、回転軸２ａの軸線を中心とするリング状に形成されている。

本実施形態のアーマチァ４０の非磁性部４０ａとプーリ３０の非磁性部３３ａ、３３ｂとは径方向にオフセットして配置されている。

アーマチァ４０の一端側の平面は、プーリ３０の端面部３３に対向しており、プーリ３０とアーマチァ４０が連結された際に、プーリ３０と接触する摩擦面を形成している。アーマチァ４０の他端側には、略円盤状のハブ４２が配置されている。

ハブ４２は、アーマチァ４０とコンプレッサ２の回転軸２ａとを連結する連結部材を構成している。具体的には、ハブ４２は、回転軸方向に延びる円筒部４２ａと、この円筒部４２ａの他端側から回転軸に対する垂直方向に広がるフランジ部４２ｂとを備えている。

ハブ４２とアーマチァ４０との間には、回転軸に対する垂直方向に広がる板バネ４５が配置されている。板バネ４５は、ハブ４２のフランジ部４２ｂに対してリベット４１ａによって固定されている。

ここで、板バネ４５は、リベット４１ｂによってアーマチァ４０に固定されている。板バネ４５は、ハブ４２に対してプーリ３０からアーマチァ４０が離れる方向に弾性力を作用させている。この弾性力により、プーリ３０とアーマチァ４０が離された状態では、ハブ４２に連結されたアーマチァ４０とプーリ３０の端面部３３との間に予め定めた所定間隔の隙間Ｓ３（後述する図９参照）が形成される。

ハブ４２は、その円筒部４２ａがコンプレッサ２の回転軸２ａに対してボルト４４によって締め付けられることによって固定されている。なお、ハブ４２とコンプレッサ２の回転軸２ａとの固定には、スプライン（セレーション）あるいはキー溝などの締結手段を用いてもよい。

このように、アーマチァ４０、ハブ４２、板バネ４５、コンプレッサ２の回転軸２ａが固定されている。そして、プーリ３０とアーマチァ４０が連結されると、プーリ３０、アーマチァ４０、ハブ４２、板バネ４５、コンプレッサ２の回転軸２ａがその軸心を中心線として回転する。

また、ステータ５０は、永久磁石５１、電磁コイル５３、ストッパ部５４、可動部材５５、ステータハウジング５６、およびヨーク５７を備えるステータアッセンブリである。

永久磁石５１は、コンプレッサ２の回転軸２ａの軸線を中心とするリング状に形成されている。永久磁石５１はその外周側がＮ極を構成し、永久磁石５１の内周側がＳ極を構成している。永久磁石５１は、後述するように、吸引用磁気回路ＭＣａおよび非吸引用磁気回路ＭＣｂを発生させる。

なお、本実施形態の永久磁石５１として、ネオジウム（ネオジム）やサマリウムコバルトを採用することができる。永久磁石５１、電磁コイル５３、ストッパ部５４、ステータハウジング５６、およびヨーク５７が嵌合・締結等により固定されて、リング状に形成されている構造体５２を構成する。

電磁コイル５３は、コイル部５３ａおよびコイル部５３ｂを備える。コイル部５３ａ、５３ｂは、直列に接続されている。コイル部５３ａは、コンプレッサ２の回転軸２ａの軸線を中心とするリング状に形成されている。そして、コイル部５３ｂは、回転軸２ａの軸線を中心とするリング状に形成されている。

コイル部５３ａは、永久磁石５１に対して軸線方向他端側に配置されている。コイル部５３ｂは、永久磁石５１に対して軸線方向一端側に配置されている。つまり、永久磁石５１は、コイル部５３ａ、５３ｂの間に挟まれている。

本実施形態のコイル部５３ａ、５３ｂは、銅やアルミ等からなるコイル線が例えば樹脂成形されたスプールに複列・複層に巻きつけられていることにより構成されている。

可動部材５５は、永久磁石５１および電磁コイル５３に対して回転軸２ａの軸方向外側に配置されている。具体的には、可動部材５５は、ヨーク５７の回転軸２ａの軸方向外側においてヨーク５７に対してクリアランスを介して配置されている。

可動部材５５は、回転軸２ａの軸線を中心とする円筒状に形成されている。可動部材５５は、外側円筒部３１に対して回転軸２ａの径方向内側に配置されている。可動部材５５と外側円筒部３１との間には、隙間Ｓ２が形成されている。これにより、可動部材５５は、ヨーク５７に対して回転軸２ａの軸方向（スラスト方向）に相対移動可能に構成されていることになる。本実施形態の可動部材５５は、磁性材（例えば、鉄）にて形成されている。

ここで、可動部材５５の回転軸方向の全長は、構造体５２の回転軸方向の全長よりも短く形成されている。これにより、可動部材５５が、軸線方向他端側の位置（以下、第１の位置という）に位置する場合には、軸線方向一端側に空隙（エアギャップ）が形成される。空隙は、永久磁石５１がプーリ３０の端面部３３の反対側に形成する非吸引用磁気回路ＭＣｂの磁気抵抗を増加させる。

逆に、可動部材５５が、軸線方向一端側の位置（以下、第２位置という）に位置する場合には、軸線方向他端側に空隙が形成される。空隙は、永久磁石５１がプーリ３０の端面部３３側に形成する吸引用磁気回路ＭＣａの磁気抵抗を増加させる。

このような可動部材５５の軸線方向の移動によって、後述するように、吸引用磁気回路ＭＣａの磁気抵抗、および非吸引用磁気回路ＭＣｂの磁気抵抗をそれぞれ変化させることができる。

本実施形態の可動部材５５には、可動部材５５の硬度を大きくして可動部材５５自体の摩耗を抑制するための熱処理（例えば、焼き入れ、焼き戻し）が施されている。

ストッパ部５４は、可動部材５５および電磁コイル５３のコイル部５３ａに対して軸線方向他端側に配置されている。ストッパ部５４は、可動部材５５を衝突させて可動部材５５の軸線方向他端側を停止させる。

ステータハウジング５６は、筒部５６ａ、および壁部５６ｂを備える。筒部５６ａは、永久磁石５１および電磁コイル５３に対して回転軸２ａの径方向内側に配置されている。筒部５６ａは、回転軸２ａの軸心を中心とする円筒状に形成されている。壁部５６ｂは、筒部５６ａの一端側から回転軸２ａの径方向外側に広がるリング状に形成されている。筒部５６ａおよび壁部５６ｂは、磁性材（例えば、鉄）により一体に形成されている。

本実施形態のステータハウジング５６は、コンプレッサ２のハウジング２ｃにスナップリング１０１等の固定手段によって固定されている。このことにより、構造体５２がコンプレッサ２のハウジング２ｃに固定されていることになる。そして、ステータハウジング５６の筒部５６ａとプーリ３０の内側円筒部３２との間には隙間Ｓ１が設けられている。

ヨーク５７は、ガイド部５７ａおよび中間磁性部５７ｂを備える。ガイド部５７ａは、回転軸２ａの軸心を中心とする円筒状に形成されている。ガイド部５７ａの外周面は、回転軸２ａの軸線方向に亘って滑らかに形成されている。

ガイド部５７ａの外周面（すなわち、可動部材５５側の面）には、固体潤滑膜が表面処理により形成されている。当該表面処理は、可動部材５５との間の良好な摺動状態を確保し、かつ摩擦係数μの低減ひいては可動部材５５とガイド部５７ａとの間の摩耗耐力を向上するための固体潤滑膜を形成するものである。

本実施形態のガイド部５７ａは、後述するように、可動部材５５の軸線方向の移動をガイドする。

中間磁性部５７ｂは、コイル部５３ａ、５３ｂの間に挟まれている。ガイド部５７ａ、および中間磁性部５７ｂは、磁性材（例えば、鉄）により一体に形成され、吸引用磁気回路ＭＣａ、および非吸引用磁気回路ＭＣｂをそれぞれ構成する。

さらに、ステータハウジング５６の壁部（ステータプレート）５６ｂのうちハウジング２ｃ側には、図４に示すように、制御装置６が設けられている。制御装置６は、空調装置用の電子制御装置（図５中ＥＣＵ）７０から出力される制御信号に応じてコイル部５３ａ、５３ｂを制御する。空調装置用の電子制御装置（図５中ＥＣＵ）７０は、車室内に配置されている。なお、以下、空調装置用の電子制御装置７０を簡略化して電子制御装置７０と記す。

次に、本実施形態の制御装置６の電気回路構成について図５、図６を参照して説明する。

図５の制御装置６は、クラッチリレー７１を介して車両電源Ｂａに接続されている。クラッチリレー７１は、電子制御装置７０により制御されて、制御装置６および車両電源Ｂａの間を開放、或いは接続する。

制御装置６は、本発明の制御回路を構成するものであって、図６に示すように、スイッチ６０、６１、およびタイマ回路６２を備える。本実施形態の制御装置６は、集積回路によって構成されている。

スイッチ６０は、固定端子６０ａ、６０ｂ、可動端子６０ｃを備える。スイッチ６１は、固定端子６１ａ、６１ｂ、可動端子６１ｃを備える。スイッチ６０の固定端子６０ａ、およびスイッチ６１の固定端子６１ａは、グランドに接続されている。スイッチ６０の固定端子６０ｂ、およびスイッチ６１の固定端子６１ｂは、クラッチリレー７１を介して車両電源Ｂａに接続されている。

スイッチ６０の可動端子６０ｃとスイッチ６１の可動端子６１ｃとの間には、コイル部５３ａ、５３ｂが直列接続されている。タイマ回路６２は、マイクロコンピュータ等から構成されて、図７、図８のフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムを実行する。図７はクラッチＯＦＦ制御処理を示すフローチャートである。図８はクラッチＯＮ制御処理を示すフローチャートである。タイマ回路６２は、クラッチＯＮ／ＯＦＦ制御処理を実行することにより、スイッチ６０、６１の可動端子６０ｃ、６１ｃを制御する。

次に、本実施形態のクラッチ機構２０の作動を図７、図８、図９を参照して説明する。図９は、図２のＢ部の断面図を用いた説明図である。図９では、図示の明確化のためにハッチングを省略している。

まず、クラッチリレー７１が制御装置６および車両電源Ｂａの間を開放する。このため、コイル部５３ａ、５３ｂには電流が流れていない。そして、図９（ａ）に示すように、プーリ３０とアーマチァ４０が連結された状態では、可動部材５５が、プーリ３０の端面部３３側の第１位置に位置している。

この際、永久磁石５１によって形成される吸引用磁気回路ＭＣａの磁気抵抗が、可動部材５５が軸線方向一端側の第２位置に位置している場合よりも減少して、吸引用磁気回路ＭＣａによって生じる磁力が大きくなっている。

図９（ａ）の太実線に示す吸引用磁気回路ＭＣａによって生じる磁力は、プーリ３０とアーマチァ４０とを連結させる吸引磁力として作用する。

吸引用磁気回路ＭＣａは、図９（ａ）の太実線に示すように、ヨーク５７→可動部材５５→プーリ３０の外側円筒部３１→アーマチァ４０→端面部３３→アーマチァ４０→内側円筒部３２→ステータハウジング５６の筒部５６ａ、および磁石５１の順で磁束が通過する磁気回路である。

このように本実施形態の吸引用磁気回路ＭＣａでは、アーマチァ４０の非磁性部４０ａとプーリ３０の非磁性部３３ａ、３３ｂを避けて磁束が通過する。このため、プーリ３０とアーマチァ４０との間の境界を４回通過する。よって、上記吸引磁力として大きな力をプーリ３０とアーマチァ４０との間に作用させることができる。

また、可動部材５５が、軸線方向他端側の第１の位置に位置している場合には、可動部材５５とステータプレート５６の壁部５６ｂとの間に空隙が形成される。この空隙は、非吸引用磁気回路ＭＣｂの磁気抵抗を増加させ、非吸引用磁気回路ＭＣｂによって生じる磁力を減少させる。非吸引用磁気回路ＭＣｂは、永久磁石５１によって形成されて、かつ吸引用磁気回路ＭＣａとは異なる磁気回路である。

非吸引用磁気回路ＭＣｂは、図９（ａ）の細破線に示すように、可動部材５５、ステータプレート５６、永久磁石５１、およびヨーク５７の順に磁束が通過する磁気回路である。非吸引用磁気回路ＭＣｂによって生じる磁力は、プーリ３０とアーマチァ４０とを連結させる吸引力として機能しない。

さらに、可動部材５５が、第１の位置に位置している場合には、可動部材５５が、軸線方向一端側の第２の位置に位置している場合に比べて、吸引用磁気回路ＭＣａの磁束量が増加しているので、可動部材５５は、軸線方向他端側の第１の位置側に維持される。

本実施形態では、板バネ４５の弾性力が、可動部材５５が軸線方向他端側の第１の位置に位置する場合の吸引用磁気回路ＭＣａに生じる吸引磁力よりも小さくなるように設定されている。したがって、電磁コイル５３に電力を供給しなくても、プーリ３０とアーマチァ４０が連結された状態が維持される。すなわち、エンジン１０からの回転駆動力がコンプレッサ２へ伝達される。

次に、電子制御装置７０がクラッチＯＦＦ信号をクラッチリレー７１に出力する。すると、クラッチリレー７１が制御装置６および車両電源Ｂａの間を接続する。これに伴って、タイマ回路６１は、車両電源Ｂａから電源供給されて、コイル部５３ａ、５３ｂに通電させるための制御を開始する（図８中ステップＳ１００）。

このとき、スイッチ６０の可動端子６０ｃが固定端子６０ｂに接触し、かつスイッチ６１の可動端子６１ｃが固定端子６１ａに接触する。このため、車両電源Ｂａからコイル部５３ａ、５３ｂに対してＡ方向に電流が流れる。

このとき、図９（ｂ）に示すように、コイル部５３ａには紙面裏から紙面表に電流が流れ、かつコイル部５３ｂには紙面裏から紙面表に電流が流れる。このため、コイル部５３ａ、５３ｂが、吸引用磁気回路ＭＣａを通過する磁束量を減少させるとともに、非吸引用磁気回路ＭＣｂを通過する磁束量を増加させる。

これにより、図９（ｂ）の細実線で示す吸引用磁気回路ＭＣａによって生じる吸引磁力よりも、図９（ｂ）の太破線で示す非吸引用磁気回路ＭＣｂによって生じる磁力が強くなる。

これに伴い、可動部材５５には、非吸引用磁気回路ＭＣｂから生じる磁力によって軸線方向一端側に移動させる駆動力が働く。このため、可動部材５５が、ヨーク５７のガイド部５７ａによってガイドされて、軸線方向他端側の第１位置側から軸線方向一端側の第２位置側へ移動する。

そして、コイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を開始してから通電期間ＴＢ秒（第２期間）経過すると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、可動部材５５が、ステータプレート５６側の第２位置に到達したと判定する。すると、タイマ回路６１は、スイッチ６０、６１を制御してコイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を終了させる制御を実施する（ステップＳ１２０）。このとき、スイッチ６０の可動端子６０ｃが固定端子６０ｂに代える固定端子６０ａに接触する。このため、車両電源Ｂａからコイル部５３ａ、５３ｂに対する通電が終了する。

このような可動部材５５の移動に伴って、図９（ｃ）に示すように、可動部材５５とステータプレート５６の壁部５６ｂとの間の空隙が無くなる。このため、プーリ３０とアーマチァ４０が連結されているときよりも、非吸引用磁気回路ＭＣｂの磁気抵抗が減少して、非吸引用磁気回路ＭＣｂを通過する磁束量が増加する。その結果、可動部材５５は軸線方向一端側の第２位置に維持される。

その後、電子制御装置７０からクラッチリレー７１に対するクラッチＯＦＦ信号の出力を停止する。すると、クラッチリレー７１が制御装置６および車両電源Ｂａの間を開放する。

ここで、図９（ｃ）に示すように、可動部材５５が第２位置に位置するときには、可動部材５５とプーリ３０の端面部３３との間に空隙が形成される。この空隙によって、プーリ３０とアーマチァ４０が連結されているときよりも、吸引用磁気回路ＭＣａの磁気抵抗が増加するので、吸引用磁気回路ＭＣａから生じる吸引磁力が減少する。その結果、板バネ４５による反発力の方が吸引用磁気回路ＭＣａから生じる吸引磁力よりも大きくなり、プーリ３０とアーマチァ４０が離れる。すなわち、プーリ３０とアーマチァ４０との間が分離されて、エンジン１０からの回転駆動力がコンプレッサ２へ伝達されない。

次に、電子制御装置７０がクラッチＯＮ信号をクラッチリレー７１に出力する。すると、クラッチリレー７１が制御装置６および車両電源Ｂａの間を接続する。これに伴い、タイマ回路６１は、車両電源Ｂａから電源供給されて、コイル部５３ａ、５３ｂに通電させるための制御を開始する（図９中ステップＳ２００）。

このとき、スイッチ６０の可動端子６０ｃが固定端子６０ａに接触し、かつスイッチ６１の可動端子６１ｃが固定端子６１ｂに接触する。このため、車両電源Ｂａからコイル部５３ａ、５３ｂに対してＢ方向に電流が流れる。Ｂ方向は、Ａ方向の逆方向である。このとき、図９（ｄ）に示すように、コイル部５３ａには紙面表から紙面裏に電流が流れ、かつ第２電磁コイル５３ｂには紙面表から紙面裏に電流が流れる。このため、コイル部５３ａ、５３ｂが、吸引用磁気回路ＭＣａを通過する磁束量を増加させるとともに、非吸引用磁気回路ＭＣｂを通過する磁束量を減少させる電磁力を発生させる。これにより、非吸引用磁気回路ＭＣｂによって生じる磁力よりも、吸引用磁気回路ＭＣａによって生じる吸引磁力が強くなる。

これに伴い、可動部材５５には、吸引用磁気回路ＭＣａから生じる磁力によって軸線方向他端側に移動させる駆動力が働く。このため、可動部材５５がヨーク５７のガイド部５７ａによってガイドされて、軸線方向一端側の第２位置側から軸線方向他端側の第１位置側へ移動する。

そして、コイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を開始してからＴＡ秒（第１期間）経過すると（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、可動部材５５が、プーリ３０の端面部３３側の第１位置に到達したと判定する。すると、タイマ回路６１は、スイッチ６０、６１を制御してコイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を終了させる（ステップＳ２２０）。このとき、スイッチ６１の可動端子６１ｃが固定端子６１ｂに代える固定端子６１ａに接触する。このため、車両電源Ｂａからコイル部５３ａ、５３ｂに対する通電が終了する。

このような可動部材５５の移動に伴って、可動部材５５とプーリ３０の端面部３３との間に空隙がなくなり、図６（ａ）の状態になる。このため、プーリ３０とアーマチァ４０が離れているときよりも、吸引用磁気回路ＭＣａの磁気抵抗が減少して、吸引用磁気回路ＭＣａの磁束量が増加する。その結果、上記吸引磁力が板バネ４５による反発力を上回り、プーリ３０とアーマチァ４０とが連結される。すなわち、エンジン１０からコンプレッサ２への回転駆動力の伝達が開始される。

その後、電子制御装置７０からクラッチリレー７１に対するクラッチＯＮ信号の出力を停止する。すると、クラッチリレー７１が制御装置６および車両電源Ｂａの間を開放する。

以上説明した本実施形態によれば、電子制御装置７０がクラッチＯＦＦ信号をクラッチリレー７１に出力してクラッチリレー７１が制御装置６および車両電源Ｂａの間を接続すると、タイマ回路６１は、コイル部５３ａ、５３ｂに通電させるための制御を開始する。そして、コイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を開始してからＴＢ秒（第２期間）経過すると、タイマ回路６１は、可動部材５５が、ステータプレート５６側の第２位置に到達したと判定して、スイッチ６０、６１を制御してコイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を終了させる。したがって、可動部材５５が、ステータプレート５６側の第２位置に到達したときに、コイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を終了させることができる。

一方、電子制御装置７０がクラッチＯＮ信号をクラッチリレー７１に出力して、クラッチリレー７１が制御装置６および車両電源Ｂａの間を接続すると、タイマ回路６１は、車両電源Ｂａから電源供給されて、コイル部５３ａ、５３ｂに通電させるための制御を開始する。そして、コイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を開始してからＴＡ秒（第１期間）経過すると、タイマ回路６１は、可動部材５５が、プーリ３０の端面部３３側の第１位置に到達したと判定して、スイッチ６０、６１を制御してコイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を終了させる。したがって、可動部材５５が、ステータプレート５６側の第２位置に到達したときに、コイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を終了させることができる。

このように、本実施形態では、コイル部５３ａ、５３ｂへの通電を終了するための適切な判定手段（Ｓ１１０、Ｓ２１０）を用いている。

ここで、上記特許文献１のような自己保持型クラッチにおいて、可動部材５５の移動完了を検知することが従来技術に対する本案の変化点となる。そして、可動部材５５の移動完了を検知できることにより、クラッチＯＮ‐ＯＦＦ時の電力消費を抑え、確実なクラッチ作動を実施することができる、という効果がある。

さらに、可動部材５５の移動完了後は、永久磁石５１により可動部材５５が強固に保持されるため、それ以降の電源供給は電源の消耗、ひいては車両燃費の低下を招く。

さらに、コイル部５３ａ、５３ｂへの通電時間が長いほどコイル部５３ａ、５３ｂの発熱が大きくなる。この時、永久磁石５１はコイル部５３ａ、５３ｂに挟まれて接触しているため、コイル部５３ａ、５３ｂの発熱が直接に永久磁石５１の温度上昇を招き、永久磁石５１の減磁現象により磁石の保持力すなわちクラッチ伝達トルク性能の低下に繋がるため、ＯＮ−ＯＦＦ時の電源供給は可動部材の移動終了直後に遮断されることが望ましい。

コンプレッサ２及びクラッチ機構２０は、車両のエンジンルームに設置されているため、電力を使用していない定常運転時においてもコイル部５３ａ、５３ｂおよび永久磁石５１は、雰囲気温度同等の温度環境にあり、さらにコイル部５３ａ、５３ｂの発熱による温度上昇を伴うため、永久磁石５１にとって不利な状況となる。このため、コイル部５３ａ、５３ｂへの通電は可能な限り短いほうが良い。

一方、コイル部５３ａ、５３ｂへの電源供給が短すぎた場合、可動部材５５の確実な移動を保証できず、クラッチ機構２０の誤作動を招く懸念がある。また移動途中で給電が停止されることにより、可動部材５５がその場で停止することもある。するとアーマチャ４０を吸引するための磁気回路が微弱になり伝達トルク性能が低下、クラッチ接合面でアーマチャ４０及びプーリ（ロータ）３０間の滑りが発生し、接合面の異常摩耗によるクラッチＯＦＦ時のアーマチャ４０−プーリ３０間の空隙拡大によるクラッチ作動性低下（ＯＮできない）等の問題が起こる。また、滑りによる発熱でコイル部５３ａ、５３ｂ内に接続された可溶体が溶融してコイル部５３ａ、５３ｂへの電流が強制カットされ、以後クラッチ作動できないといった誤作動・異常の問題もある。

当該可溶体は、本来、コンプレッサ２のロック等が発生した際に該摩擦面の滑りによる発熱で可溶体を溶かし、電力遮断するためのフェイルセーフ機能を果たす温度ヒューズであるため、このフェイルセーフ機能の誤作動が生じてしまうことになる。

本実施形態では、このように可動部材５５の移動完了を検知することで、省電力、クラッチ機構２０の信頼性確保といった様々な効果を発揮する。

本実施形態によれば、可動部材５５の移動完了の検知を時間（ＴＡ秒、ＴＢ秒）を用いて行うことで、高価なセンサ等を使った検知を用いずとも、クラッチ機構２０の制御装置へのタイマ回路６２の追加で安価に対応可能になる。

また、センサ等により移動検知を行った場合、万が一にもセンサの誤作動が発生すると、可動部材５５が移動完了後も通電完了することができず、常時クラッチ機構２０に電力を供給することで消費電力の増大、コイル温度上昇による巻き線抵抗上昇及び磁石の温度上昇による減磁現象等の不具合が懸念されるため、信頼性確保の面からも時間を検知手段とすることは効果ある。

本実施形態の制御装置６のクラッチＯＮ／ＯＦＦ制御処理で設定されている通電時間であるＴＡ秒、ＴＢ秒は、同一時間であってもよく、相違する時間であってもよく、可動部材５５の磁気回路設計、電磁コイルの設計等により最適な値を設計することができる。

基本的には可動部材５５が移動する際に負荷される強制力（電磁力及び永久磁石の力）、摩擦力、可動部材の移動ストロークから算出したり、実験的に確認して完全に移動が完了する時間を見出すことができるが、ここでは、本構成を持つクラッチ機構２０に特徴的な背反事項の対策に効果的な時間設定方法について示す。

本実施形態に示すような構造をもつクラッチ機構において、クラッチＯＦＦ→ＯＮ時にアーマチャ４０は永久磁石５１による磁力に加えコイル部５３ａ、５３ｂの電磁力による吸引力も受ける。一方、永久磁石を持たない従来のクラッチ機構２０では、電磁コイルの電磁力によりのみアーマチャ４０を吸引する。

よって、本実施形態のクラッチ機構２０はより大きな力で吸引され、より大きな衝撃力でプーリ（ロータ）３０に衝突、接合されることになる。この背反事項としては、接合時にアーマチャ４０の移動速度が速くなるためアーマチャ４０は従来型より多くの運動エネルギーをもっており、それが接合時に従来型より多くの滑り発熱となってエネルギー変換される。結果、接合面の異常摩耗や異常発熱という形で前述のクラッチ伝達トルク低下（磁石の減磁）、作動性悪化（エアギャップ拡大）に繋がるという背反事象がある。そこで、コイル部５３ａ、５３ｂへの通電時間を最適に設定することは、該発熱量、摩耗量を抑制することができ有効である。すなわち、アーマチャ４０がプーリ（ロータ）３０へ接合完了後の通電時間を長くとった場合、アーマチャ４０の滑り方向に対する鉛直方向の荷重が大きくなり（前出の電磁力＋永久磁石による磁力）、Ｆ＝μＮで表されるように滑り時の摩擦力も大きくなるため、好ましくない。最適な時間設定は、アーマチャ４０がプーリ３０へ接合した際にコイル部５３ａ、５３ｂへの通電が遮断され、永久磁石５１の力のみにより摩擦力を発生させるようなケースである、もしくは接合後の通電時間を最小に留めることである。この時間は実験的にも求めることができるし、アーマチャ４０の運動方程式からも理論的に見出すこともできる。

以上のことから、本実施形態のようにクラッチ機構２０のＯＮ−ＯＦＦの作動完了検知手段として、コイル部５３ａ、５３ｂへの通電時間を管理することは、コスト的にも信頼性確保の点でも非常に有効である。

さらに、本実施形態では、制御装置６は、上述の如く、ステータハウジング５６の壁部５６ｂに配置した。このため、車両側に変更せずに、制御装置６を配置することができる。したがって、車両に搭載する際に、本実施形態のクラッチ機構２０と他社のクラッチ機構との間で互換性を確保することができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、制御装置６をステータ５０のステータプレート５６側に配置した例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、制御装置６をコンプレッサ２に配置した例について説明する。

図１０に本実施形態の制御装置６の搭載図を示す。本実施形態の制御装置６は、例えばアルミ等で成形されたコンプレッサ２のハウジング２ｃに搭載されている。制御装置６は、複数の電子部品を搭載してなる電気回路基盤６ａから構成されている。電気回路基盤６ａは、コンプレッサ２のハウジング２ｃの外壁の凹部２ｄ内に配置されている。電気回路基盤６ａは、凹部２ｄの底壁に対してネジ等を用いて締結されている。
ハウジング２ｃのうち凹部２ｄの内側には、蒸発器５側から吸入される吸入冷媒が流れる吸入冷媒室２ｆが設けられている。ハウジング２ｃの凹部２ｄには、蓋部２ｅが嵌め込まれている。蓋部２ｅは、凹部２ｄの電気回路基盤６ａを覆うように形成されている。

ここで、車両側からの電源供給用ハーネスを電気回路基盤６ａに接続するために、車両側からの電源供給用ハーネスを接続するためのコネクタを、電気回路基盤６ａに直付けしていても良い。或いは、電気回路基盤６ａに接続されるハーネスと車両側からの電源供給用ハーネスとを接続しても良い。

通常、コンプレッサ２及びクラッチ機構２０は、車両のエンジンルーム内に搭載される。この場合、コンプレッサ２に搭載された電気回路も高温環境下にさらされ、電子部品にも高温耐力が求められる。これに対して、図１０に示すように、コンプレッサ２のハウジング２ｃのうち吸入冷媒室２ｆに対してハウジング２ｃの肉部２ｇを介した外壁側に電気回路基盤６ａが設置されている。このため、空調運転状況にもよるが、一般的に−５℃から５℃程度である吸入冷媒により電気回路基盤６ａが冷却されて電気回路基盤６ａを構成する半導体素子の信頼性を確保できるという効果を有する。

これに加えて、本実施形態では、コンプレッサ２のハウジング２ｃの底壁と電気回路基盤６ａの間は熱伝達特性に優れるペースト状物質８１が配置されている。つまり、ハウジング２ｃと電気回路基盤６ａとの間の空隙をペースト状物質８１によって満たすことにより、ハウジング２ｃと電気回路基盤６ａとの間の熱抵抗を下げることができる。このため、電気回路基盤６ａに対するより一層の冷却効果を期待できる。

また、図１０では、図示を省略したが電気回路基盤６ａを収めた凹部はＯリングシール等の被水防止構造もしくは樹脂によるモールディング構造を追加してもよい。

本実施形態によれば、制御装置６は、コンプレッサ２のハウジング２ｃに搭載されている。このため、コンプレッサ２及びクラッチ機構２０が車両に搭載される際、車両側の変更点が発生せず、従来型クラッチ機構と同様に車両からの電源供給ハーネスを、コンプレッサ２の本体に搭載された電気回路基盤６ａに接続することが必要になるだけである。このため、本実施形態のクラッチ機構２０および他のクラッチ機構の間において、車両に搭載される際の互換性を確保することができる。

なお、上記第２実施形態では、コンプレッサ２のハウジング２ｃの凹部２ｄ内に電気回路基盤６ａを配置した例について説明したが、これに代えて、樹脂等からなる回路ケースに電気回路基盤６ａを収納した状態で、この回路ケースをコンプレッサ２のハウジング２ｃに取り付けてもよい。

この場合、回路ケースの取り付け穴等を通して、電気回路基盤６ａをハウジング２ｃに対してネジ８０等を用いて締結する。或いは、回路ケースをマウントするための金具等をハウジング２ｃの外壁に配置し、この金具に回路ケースを固定してもよく、搭載方法はこれらに限られたものではない。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、可動部材５５が、予め設定された時間（ＴＡ秒、ＴＢ秒）を用いてプーリ３０の端面部３３側の第１位置、或いはステータプレート５６側の第２位置に到達した否かを判定した例について説明したが、これに代えて、可動部材５５が、センサを用いて第１位置、或いは第２位置に到達した否かを判定してもよい。

図１１に本実施形態のクラッチ機構２０において可動部材５５およびその周辺の構造を示す。

本実施形態のクラッチ機構２０では、ストッパ部５４にセンサ９０が配置されている。センサ９０は、プーリ３０の端面部３３側の第１位置に可動部材５５が到達したことを検出するセンサである。ステータプレート５６の壁部５６ｂにセンサ９１が配置されている。センサ９１は、ステータプレート５６側の第２位置に可動部材５５が到達したことを検出するセンサである。センサ９０、９１は、それぞれ可動部材５５が接触したことを検知するセンサである。

本実施形態では、センサ９０、９１としては、例えば可動部材５５がセンサに接触することによりオンし、可動部材５５がセンサから離れるとオフするスイッチなどを用いることができる。

このため、制御装置６は、センサ９０の出力信号に基づいて、可動部材５５が第１位置に到達したか否かを判定することができる。制御装置６は、センサ９１の出力信号に基づいて、可動部材５５が第２位置に到達したか否かを判定することができる。

（第４実施形態）
上記第１〜３の実施形態では、通電時間ＴＡ秒、ＴＢ秒をソフトウェアにより設定し例について説明したが、これに代えて、本第４実施形態では、コンデンサの静電容量や抵抗素子の抵抗値により定まる時定数により通電時間ＴＡ秒、ＴＢ秒を設定する例について説明する。

図１２に本実施形態の制御装置６の電気回路構成を示す。制御装置６は、Ｈブリッジ回路１１０、Ｈブリッジコントロール回路１２０、エッジ検出回路１３０、コンデンサ１４０、および抵抗素子１４１を備える。

Ｈブリッジ回路１１０は、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４から構成されている。

トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は、車載電源Ｂａの正極電極と負極電極との間に直列接続されている。トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４は、車載電源Ｂａの正極電極と負極電極との間に直列接続されている。

トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の間の共通接続端子１１０ａとトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４の間の共通接続端子１１０ｂとの間にコイル部５３ａ、５３ｂが直列接続されている。

なお、車載電源Ｂａは、コイル部５３ａ、５３ｂに電力を供給するための車載電源である。車載電源Ｂａの正極電極と負極電極との間には、ダイオードＤａが接続されている。

Ｈブリッジコントロール回路１２０は、エッジ検出回路１３０から出力されるＯＮパルス信号、ＯＦＦパルス信号に基づいて、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４を制御する。

本実施形態では、Ｈブリッジコントロール回路１２０として、周知の集積回路が用いられている。例えば、Ｈブリッジコントロール回路１２０として、ルネサス エレクトロニクス社製の集積回路（製品番号：Ｒ２Ｊ２５９５３）が用いられている。エッジ検出回路１３０は、入力回路１３１、および制御回路１３２から構成されている。

入力回路１３１は、入力端子１３１ａ、１３１ｂを備えるアンドゲートから構成されている。入力端子１３１ａ、１３１ｂには、電子制御装置７０の制御信号が入力される。

制御回路１３２は、入力回路１３１の出力信号、および共通接続端子１４２の出力電圧に基づいて、Ｈブリッジコントロール回路１２０に対してＯＮパルス信号、ＯＦＦパルス信号を出力する。

共通接続端子１４２は、コンデンサ１４０および抵抗素子１４１の間の共通接続端子である。共通接続端子１４２は、制御回路１３２の制御入力端子１３３に接続されている。

コンデンサ１４０は、車載電源Ｖｃｃの正極電極と負極電極との間に接続されている。抵抗素子１４１は、車載電源Ｖｃｃの正極電極とコンデンサ１４０との間に接続されている。車載電源Ｖｃｃは、電気回路に電力を供給する電源である。

なお、本実施形態のエッジ検出回路１３０として、東芝製の集積回路（製品番号：ＴＣ７４ＨＣ２２１ＡＦ）が用いられている。

次に、本実施形態の作動について図１３を用いて説明する。

まず、電子制御装置７０が入力回路１３１の入力端子１３１ａ、１３１ｂに対してハイレベル信号をクラッチＯＮ信号として出力する。

このとき、入力回路１３１から入力回路１３１から制御回路１３２に与えられる入力信号のレベルは、ローレベルからハイレベルに切り替わる（図１３（ａ）中のタイミングｔａ１参照）。

これに伴い、制御回路１３２は、共通接続端子１４２から制御入力端子１３３に与えられる電圧に応じて、ＯＮパルス信号（図１３（ｂ）参照）をＨブリッジコントロール回路１２０に出力する。ＯＮパルス信号は、期間ＴＡの間に亘ってハイレベルになるパルス信号である。期間ＴＡは、制御回路１３２において、コンデンサ１４０の静電容量および抵抗素子１４１の抵抗値によって定める時定数によって設定されている。

このようなＯＮパルス信号がＨブリッジコントロール回路１２０に入力されると、Ｈブリッジコントロール回路１２０は、期間ＴＡに亘って、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４をオンし、かつトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３をオフする状態を継続する。

つまり、Ｈブリッジコントロール回路１２０は、ＯＮパルス信号が入力されている期間ＴＡに亘って、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４をオンし、かつトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３をオフする状態を継続する。このため、車両電源ＢａからトランジスタＴｒ１、Ｔｒ４を通してコイル部５３ａ、５３ｂに対してＢ方向に電流が流れる。Ｂ方向は、Ａ方向の逆方向である。

このとき、図９（ｄ）に示すように、コイル部５３には紙面表から紙面裏に電流が流れ、かつ第２電磁コイル５４には紙面表から紙面裏に電流が流れる。このため、コイル部５３ａ、５３ｂが、吸引用磁気回路ＭＣａを通過する磁束量を増加させるとともに、非吸引用磁気回路ＭＣｂを通過する磁束量を減少させる電磁力を発生させる。これにより、非吸引用磁気回路ＭＣｂによって生じる磁力よりも、吸引用磁気回路ＭＣａによって生じる吸引磁力が強くなる。

これに伴い、可動部材５５には、吸引用磁気回路ＭＣａから生じる磁力によって軸線方向他端側に移動させる駆動力が働く。このため、可動部材５５がヨーク５７のガイド部５７ａによってガイドされて、軸線方向一端側の第２位置側から軸線方向他端側の第１位置側へ移動する。

そして、コイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を開始してからＴＡ秒（第１期間）経過すると、制御回路１３２は、可動部材５５が第１位置に到達したと判定して、Ｈブリッジコントロール回路１２０に対するＯＮパルス信号の出力を停止する。このため、Ｈブリッジコントロール回路１２０は、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４をそれぞれオフする。このため、コイル部５３ａ、５３ｂに対する通電が終了する。よって、可動部材５５が第１位置で停止する。

次に、電子制御装置７０が入力回路１３１の入力端子１３１ａ、１３１ｂに対してローレベル信号をクラッチＯＦＦ信号として出力する。

このとき、入力回路１３１から入力回路１３１から制御回路１３２に与えられる入力信号のレベルは、ハイレベルからローレベルに切り替わる（図１３（ａ）中のタイミングｔｂ１参照）。これに伴い、制御回路１３２は、共通接続端子１４２から制御入力端子１３３に与えられる電圧に応じて、ＯＦＦパルス信号（図１３（ｃ）参照）をＨブリッジコントロール回路１２０に出力する。ＯＦＦパルス信号は、期間ＴＢの間に亘ってハイレベルになるパルス信号である。期間ＴＢは、制御回路１３２において、コンデンサ１４０の静電容量および抵抗素子１４１の抵抗値によって定まる時定数によって設定されている。本実施形態では、期間ＴＢ、ＴＡは互いに同一の期間に設定されている。なお、期間ＴＢ、ＴＡを相違する期間に設定してもよい。

このようなＯＦＦパルス信号がＨブリッジコントロール回路１２０に入力されると、Ｈブリッジコントロール回路１２０は、期間ＴＢに亘って、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４をオフし、かつトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３をオンする状態を継続する。

つまり、Ｈブリッジコントロール回路１２０は、ＯＦＦパルス信号が入力されている期間ＴＢに亘って、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４をオフし、かつトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３をオンする状態を継続する。このため、車両電源ＢａからトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３を通してコイル部５３ａ、５３ｂに対してＡ方向に電流が流れる。

このとき、上記第１実施形態と同様に、コイル部５３ａには紙面裏から紙面表に電流が流れ、かつコイル部５３ｂには紙面裏から紙面表に電流が流れる（図９（ｂ）参照）。このため、コイル部５３ａ、５３ｂが、吸引用磁気回路ＭＣａを通過する磁束量を減少させるとともに、非吸引用磁気回路ＭＣｂを通過する磁束量を増加させる。

これにより、図９（ｂ）の細実線で示す吸引用磁気回路ＭＣａによって生じる吸引磁力よりも、図９（ｂ）の太破線で示す非吸引用磁気回路ＭＣｂによって生じる磁力が強くなる。

これに伴い、可動部材５５には、非吸引用磁気回路ＭＣｂから生じる磁力によって軸線方向一端側に移動させる駆動力が働く。このため、可動部材５５が、ヨーク５７のガイド部５７ａによってガイドされて、軸線方向他端側の第１位置側から軸線方向一端側の第２位置側へ移動する。

そして、コイル部５３ａ、５３ｂに対する通電を開始してからＴＢ秒（第２期間）経過すると、制御回路１３２は、可動部材５５が第２位置に到達したと判定して、Ｈブリッジコントロール回路１２０に対するＯＦＦパルス信号の出力を停止する。このため、Ｈブリッジコントロール回路１２０は、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４をそれぞれオフする。このため、コイル部５３ａ、５３ｂに対する通電が終了する。よって、可動部材５５が第２位置で停止する。

以上説明した本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、可動部材５５の移動完了の検知を時間（ＴＡ秒、ＴＢ秒）を用いて行う。このため、高価なセンサ等を使った検知を用いずとも、クラッチ機構２０の制御装置へのエッジ検出回路１３０の追加で安価に対応可能になる。

本実施形態では、エッジ検出回路１３０において、コンデンサ１４０の静電容量や抵抗素子１４１の抵抗値により定まる時定数により通電時間ＴＡ秒、ＴＢ秒を設定する。このため、通電時間の設定をエッジ検出回路１３０等の簡素な回路構成で実施することができる。したがって、通電時間の設定を安価に実施することができる。

（他の実施形態）
上記第１〜第４実施形態では、ヨーク５７にガイド部５７ａを設けた例について説明したが、これに限らず、ヨーク５７からガイド部５７ａを省いてクラッチ機構２０を構成してもよい。

上記第４実施形態では、通電時間ＴＡ秒、ＴＢ秒を同一時間に設定した例について説明したが、これに代えて、通電時間ＴＡ秒、ＴＢ秒を相違する時間に設定してもよい。

上記第１〜第４の実施形態では、コイル部５３ａ、５３ｂを直列に接続した例について説明したが、これに代えて、コイル部５３ａ、５３ｂを並列に接続してもよい。

上記第１〜第４の実施形態では、本発明に係る通電終了手段（Ｓ１２０、Ｓ２２０）、第１、第２の通電制御手段（Ｓ１００、Ｓ２００）、および判定手段（Ｓ１１０、Ｓ２１０）を構成する制御装置６を電子制御装置７０以外に用意した例について説明したが、これに限らず、通電終了手段（Ｓ１２０、Ｓ２２０）、第１、第２の通電制御手段（Ｓ１００、Ｓ２００）、および判定手段（Ｓ１１０、Ｓ２１０）を空調装置用の電子制御装置７０によって構成してもよい。

ここで、空調装置用の電子制御装置７０は、上述の如く、車室内に配置されている。このため、電子制御装置７０の周囲の温度等の環境を空調装置によって良好に保つことができる。よって、電子制御装置７０の冷却を良好に実施することができる。

また、本発明の通電終了手段（Ｓ１２０、Ｓ２２０）、第１、第２の通電制御手段（Ｓ１００、Ｓ２００）、および判定手段（Ｓ１１０、Ｓ２１０）を空調装置用の電子制御装置７０以外の電子制御装置で構成してもよい。

この場合、車室内に搭載される電子制御装置によって、本発明の通電終了手段（Ｓ１２０、Ｓ２２０）、第１、第２の通電制御手段（Ｓ１００、Ｓ２００）、および判定手段（Ｓ１１０、Ｓ２１０）を構成することが好ましい。

上記第１〜第４の実施形態では、クラッチ機構２０をオフする際の期間ＴＢの経過を判定する第１の判定手段（例えば、図７中のステップＳ１１０）と、クラッチ機構２０をオンする際の期間ＴＡの経過を判定する第２の判定手段（例えば、図８中のステップＳ２１０）とを設けた例について説明したが、これに代えて、上記第１、第２の判定手段のうち一方の判定手段だけを設けてもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記第１〜第４の実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記第１〜第４の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

６ 制御装置（第１、第２の通電制御手段、判定手段、通電終了手段）
１０ エンジン（駆動源）
３０ プーリ（駆動側回転体）
４０ アーマチァ（従動側回転体）
５１ 永久磁石
ＭＣａ 吸引用磁気回路
ＭＣｂ 非吸引用磁気回路
５５ 可動部材
５３ 電磁コイル
５３ａ、５３ｂ コイル部
６２ タイマ回路
７１ クラッチリレー

Claims (7)

1. 駆動源（１０）から出力される回転駆動力によって回転する駆動側回転体（３０）と、
   前記駆動側回転体に連結されることによって前記回転駆動力が伝達される従動側回転体（４０）と、
   前記駆動側回転体と前記従動側回転体とを連結させる磁力を生じる吸引用磁気回路（ＭＣａ）と、前記吸引用磁気回路とは異なる非吸引用磁気回路（ＭＣｂ）とを発生させる永久磁石（５１）と、
   磁性材で形成されて、変位可能に構成されている可動部材（５５）と、
   前記可動部材を変位させる電磁力を発生させる電磁コイル（５３）と、を備え、
   前記駆動側回転体と前記従動側回転体とを連結しているときには、前記駆動側回転体および前記従動側回転体の間が分離しているときよりも、前記吸引用磁気回路の磁気抵抗が小さくなる第１の位置に、前記可動部材が位置し、
   前記駆動側回転体および前記従動側回転体の間が分離しているときには、前記駆動側回転体と前記従動側回転体が連結されているときよりも、前記非吸引用磁気回路の磁気抵抗が小さくなる第２の位置に、前記可動部材が位置し、
   前記吸引用磁気回路から生じる磁力よりも前記非吸引用磁気回路から生じる磁力が大きくなるように前記電磁コイルに通電して前記第１の位置側から前記第２の位置側に前記可動部材を変位させる第１の通電制御手段（Ｓ１００）と、
   前記吸引用磁気回路から生じる磁力よりも前記非吸引用磁気回路から生じる磁力が小さくなるように前記電磁コイルに通電して前記第２の位置側から前記第１の位置側に前記可動部材を変位させる第２の通電制御手段（Ｓ２００）と、
   前記第１、第２の位置のうちいずれか一方の位置に前記可動部材が到達したか否かを判定する判定手段（Ｓ１１０、Ｓ２１０）と、
   前記一方の位置に前記可動部材が到達したと前記判定手段が判定したときに、前記電磁コイルに対する通電を停止する通電終了手段（Ｓ１２０、Ｓ２２０）と、を備え、
   前記判定手段は、前記第１の通電制御手段によって前記電磁コイルに通電を開始してから第１期間を経過したときに、前記第２の位置に前記可動部材が到達したと判定し、
   前記判定手段は、前記第２の通電制御手段によって前記電磁コイルに通電を開始してから第２期間を経過したときに、前記第１の位置に前記可動部材が到達したと判定することを特徴とするクラッチ機構。
2. 電源とグランドとの間に接続されているコンデンサ（１４０）と、
   前記電源と前記コンデンサとの間に接続されている抵抗素子（１４１）と、を備え、
   前記第１期間および第２期間は、前記コンデンサの静電容量と前記抵抗素子の抵抗値から定まる時定数によって設定されているものであることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ機構。
3. 前記通電終了手段は、
   前記第２の位置に前記可動部材が到達したと前記判定手段が判定したときに、前記電磁コイルに対する通電を停止する第１の通電終了手段（Ｓ１２０）と、
   前記第１の位置に前記可動部材が到達したと前記判定手段が判定したときに、前記電磁コイルに対する通電を停止する第２の通電終了手段（Ｓ２２０）とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ機構。
4. 前記通電終了手段、前記第１、第２の通電制御手段、および前記判定手段は、制御装置（６）によって構成されており、
   前記従動側回転体を回転自在に支持するハウジング（２ｃ）に固定されて、前記吸引用磁気回路および前記非吸引用磁気回路を構成するステータ（５６）を備え、
   前記制御装置は、前記ステータ側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のクラッチ機構。
5. 前記通電終了手段、前記第１、第２の通電制御手段、および前記判定手段は、制御装置（６）によって構成されており、
   前記従動側回転体を回転自在に支持するハウジング（２ｃ）は、前記従動側回転体の回転力によって冷媒を吸入して圧縮して吐出する圧縮機構を収納してコンプレッサを構成しており、
   前記制御装置は、前記コンプレッサ側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のクラッチ機構。
6. 前記制御装置は、前記ハウジングの外壁側に配置されて、前記圧縮機構の作動に伴って前記ハウジングに吸入された吸入冷媒により冷却されるようになっていることを特徴とする請求項５に記載のクラッチ機構。
7. 前記通電終了手段、前記第１、第２の通電制御手段、および前記判定手段は、車室内に搭載される車載電子制御装置を構成していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のクラッチ機構。

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