(57)【要約】      （修正有）【課題】動力伝達効率の低下を防止でき、優れた耐久性を発揮し、かつ安価に製造可能な摩擦式変速機を提供する。【解決手段】この摩擦式変速機は、スクロール型の圧縮機構と一体の摩擦式変速機構として、変速機付き圧縮機とされている。各遊星回転子２７は、入力軸１７と一体の入力ロータ１８と摩擦接触する受動面２７ａと、変速リング２６と摩擦接触する変速面２７ｂと、出力軸２４と一体の出力ロータ２５と摩擦接触する作動面２７ｃとを有している。キャリヤ２０２は、各遊星回転子２７の前方を支承し、各遊星回転子２７の第１軸芯Ｏ１回りの移動を前方で拘束する切欠き３５ｂと、各遊星回転子２７の後方を支承し、各遊星回転子２７の第１軸芯Ｏ１回りの移動を後方で拘束する切欠き３６ｃとを有している。【選択図】図５
2006057770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に変速室をもつハウジングと、該変速室内で第１軸芯回りに回転可能に支承された入力軸と、該変速室内で該第１軸芯回りに回転可能に支承された出力軸と、該変速室内で該第１軸芯回りに公転可能に設けられたキャリヤと、該キャリヤに支承されて該変速室内で該第１軸芯に対して傾斜した第２軸芯回りに自転可能に設けられた少なくとも３個の遊星回転子と、該第１軸芯と同心の環状をなして該第１軸芯と平行な方向に移動し、各該遊星回転子の自転速度を変化させる変速リングとを備え、
各該遊星回転子は、該入力軸と摩擦接触する受動面と、該出力軸と摩擦接触する作動面と、該変速リングと摩擦接触する変速面とを有し、
該入力軸、該出力軸及び該変速リングが各該遊星回転子と接触することにより、該入力軸のトルクを該出力軸に伝達しつつ該入力軸の回転速度を増減して該出力軸に伝達可能な摩擦式変速機において、
前記キャリヤは、各前記遊星回転子の前方を支承し、各該遊星回転子の該第１軸芯回りの移動を前方で拘束する前方支承部と、各該遊星回転子の後方を支承し、各該遊星回転子の該第１軸芯回りの移動を後方で拘束する後方支承部とを有し、各該前方支承部及び各該後方支承部の少なくとも一方は、各前記第２軸芯に対して垂直方向に凹設された切欠きであることを特徴とする摩擦式変速機。
【請求項２】
各前記前方支承部及び各前記後方支承部は各前記第２軸芯に対して垂直方向に凹設された切欠きであることを特徴とする請求項１記載の摩擦式変速機。
【請求項３】
各前記遊星回転子は後端に突設された前記第２軸芯と同軸の軸部を有し、各前記後方支承部は各該軸部を支承する軸受装置であることを特徴とする請求項１記載の摩擦式変速機。
【請求項４】
前記前方支承部から前記後方支承部までの長さは各前記第２軸芯方向における各前記遊星回転子の長さの１／２を超えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の摩擦式変速機。
【請求項５】
前記入力軸には前記第１軸芯回りに従動によって公転可能なアイドラが設けられ、各前記遊星回転子は該アイドラに支承される支承面を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の摩擦式変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は摩擦式変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１の図１に摩擦式変速機が開示されている。この摩擦式変速機は、図１５に示すように、内部に変速室をもつ図示しないハウジングを備えており、その変速室内では、入力軸９１が第１軸芯Ｏ１回りに回転可能に支承されているとともに、出力軸９２が第１軸芯Ｏ１回りに回転可能に支承されている。また、変速室内では、第１軸芯Ｏ１回りにキャリヤ９３が公転可能に設けられており、キャリヤ９３には少なくとも３個の遊星回転子９４が第１軸芯Ｏ１に対して傾斜した第２軸芯Ｏ２回りに自転可能に両持ちで支承されている。さらに、変速室内では、外周面が各遊星回転子９４に当接する駆動リング９５と、各遊星回転子９４に内周面が当接する軌道リング９６及び変速リング９７とが設けられている。
【０００３】
キャリア９３は、第１軸芯Ｏ１の前方側（図面左側）に配設された前方支承部９３ａと、第１軸芯Ｏ１の後方側（図面右側）に配設された後方支承部９３ｂと、前方支承部９３ａと後方支承部９３ｂとを連結する連結部９３ｃとを有している。そして、入力軸９１上に設けられた軸受装置８１によって連結部９３ｃが支持されることにより、キャリヤ９３が第１軸芯Ｏ１回りに公転可能に支承されている。また、キャリア９３は入力軸９１の軸方向に移動しないように拘束されている。
【０００４】
各遊星回転子９４は、後方側で第２軸芯Ｏ２と同心に形成された変速作動面９４ａと、前方側で第２軸芯Ｏ２と同心に形成された第１支承面９４ｂと、より前方側で第２軸芯Ｏ２と同心に形成された受動面９４ｃとを有している。また、各遊星回転子９４には一対の軸部９４ｄが第２支承面として前方側及び後方側に突設されている。
【０００５】
各遊星回転子９４の変速作動面９４ａはテーパ状に形成されており、外周側の母線が第１軸芯Ｏ１と平行にされている。そして、各遊星回転子９４の変速作動面９４ａには、第１軸芯Ｏ１と同心の環状をなし、第１軸芯Ｏ１と平行な方向に移動可能な変速リング９７が摩擦接触されている。また、各遊星回転子９４の第１支承面９４ｂは円筒状に形成されており、各第１支承面９４ｂには軌道リング９６が摩擦接触されている。さらに、各遊星回転子９４の受動面９４ｃは円筒状に形成されており、各受動面９４ｃには駆動リング９５が摩擦接触されている。ここで、軌道リング９６はハウジングに固定されている。また、駆動リング９５は入力軸９１と一体に回転するようになっている。
【０００６】
また、キャリア９３の前方支承部９３ａ及び後方支承部９３ｂには各遊星回転子９４の軸部９４ｄと摺動可能な軸受メタル９８がそれぞれ圧入されており、これにより各遊星回転子９４が第２軸芯Ｏ２回りに回転可能になっている。
【０００７】
変速リング９７は支持バー８２により支持部材８３と連結されており、支持部材８３は出力軸９２と一体に回転するようになっている。つまり、出力軸９２は変速リング９７と一体に回転するようになっている。
【０００８】
この摩擦式変速機では、入力軸９１が第１軸芯Ｏ１回りに回転駆動されれば、駆動リング９５が各受動面９４ｃを押圧することにより各遊星回転子９４を第２軸芯Ｏ２回りに自転させ、各変速作動面９４ａに押圧された変速リング９７が第１軸芯Ｏ１回りで逆方向に回転する。この間、キャリヤ９３は、各遊星回転子９４の第１軸芯Ｏ１回りの移動を拘束し、遊星回転子９４同士の第１軸芯Ｏ１回りの周方向の偏りを防止する。そして、変速リング９７の回転が支持バー８２及び支持部材８３を介して出力軸９２に伝達される。
【０００９】
この際、変速リング９５が各遊星回転子９４における変速作動面９４ａの小径側で摩擦接触すれば、各遊星回転子９４は高速で自転しつつ低速で第１軸芯Ｏ１回りを公転することから、出力軸９２は高速で回転する。また、変速リング９５が各遊星回転子９４における変速作動面９４ａの大径側で摩擦接触すれば、各遊星回転子９４は高速で自転しつつ高速で第１軸芯Ｏ１回りを公転することから、出力軸９２は低速で回転する。
【００１０】
こうして、この摩擦式変速機では、入力軸９１のトルクを出力軸９２に伝達しつつ入力軸９１の回転速度を変化させて出力軸９２に伝達することができる。
【００１１】
なお、特許文献２の図１及び図２には、特許文献１開示の摩擦式変速機と同様、遊星回転子が軸受メタルを介してキャリヤに両持ちで支承されている摩擦式変速機が記載されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−２８１７２号公報
【特許文献２】特開平５−３２１９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記従来の摩擦式変速機、例えば特許文献１開示のものでは、キャリア９３の前方支承部９３ａ及び後方支承部９３ｂに各遊星回転子９４の軸部９４ｄと摺動可能な軸受メタル９８が圧入されており、これにより各遊星回転子９４が第２軸芯Ｏ２回りに回転可能になっている。このため、各遊星回転子９４、キャリヤ９３等の精度が十分でない場合、駆動リング９５、軌道リング９６及び変速リング９７から遊星回転子９４が受ける力が軸受メタル９８に過大な荷重として加わることとなる。特許文献２開示のものも同様である。このような摩擦式変速機において、上記軸受メタル９３のように各遊星回転子の支承面を支承する軸受装置に過大な荷重が加わると、軸受装置の摩擦力が大きくなり、各遊星回転子の自転速度が制限されて動力伝達効率が低下してしまう。また、その場合、軸受装置の劣化が早まり、摩擦式変速機の耐久性が損なわれることともなる。他方、各遊星回転子、キャリヤ等の精度を過剰に高く維持することは、摩擦式変速機の製造コストの高騰化を招来することとなってしまう。
【００１４】
また、このような摩擦式変速機、例えば特許文献１開示のものでは、遊星回転子９４の軸部９４ｄを前方支承部９３ａ及び後方支承部９３ｂの軸受メタル９８に挿入しなければ組付けを行うことができない。特許文献２開示のものも同様である。このような摩擦式変速機は、軸受装置の分だけ部品点数が多く、かつ組付けが面倒であり、これらの点においても製造コストの高騰化が避けられない。
【００１５】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、動力伝達効率の低下を防止でき、優れた耐久性を発揮し、かつ安価に製造可能な摩擦式変速機を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の摩擦式変速機は、内部に変速室をもつハウジングと、該変速室内で第１軸芯回りに回転可能に支承された入力軸と、該変速室内で該第１軸芯回りに回転可能に支承された出力軸と、該変速室内で該第１軸芯回りに公転可能に設けられたキャリヤと、該キャリヤに支承されて該変速室内で該第１軸芯に対して傾斜した第２軸芯回りに自転可能に設けられた少なくとも３個の遊星回転子と、該第１軸芯と同心の環状をなして該第１軸芯と平行な方向に移動し、各該遊星回転子の自転速度を変化させる変速リングとを備え、
各該遊星回転子は、該入力軸と摩擦接触する受動面と、該出力軸と摩擦接触する作動面と、該変速リングと摩擦接触する変速面とを有し、
該入力軸、該出力軸及び該変速リングが各該遊星回転子と接触することにより、該入力軸のトルクを該出力軸に伝達しつつ該入力軸の回転速度を増減して該出力軸に伝達可能な摩擦式変速機において、
前記キャリヤは、各前記遊星回転子の前方を支承し、各該遊星回転子の該第１軸芯回りの移動を前方で拘束する前方支承部と、各該遊星回転子の後方を支承し、各該遊星回転子の該第１軸芯回りの移動を後方で拘束する後方支承部とを有し、各該前方支承部及び各該後方支承部の少なくとも一方は、各前記第２軸芯に対して垂直方向に凹設された切欠きであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の摩擦式変速機では、キャリヤの各前方支承部及び各後方支承部の少なくとも一方が第２軸芯に対して垂直方向に凹設された切欠きである。すなわち、各遊星回転子は各切欠きによって第１軸芯回りの移動が拘束されるのみであり、キャリヤはその部分に軸受装置を有さない。このため、各遊星回転子、キャリヤ等の精度が十分でない場合であっても、入力軸、出力軸及び変速リングから各遊星回転子が受ける力を常に軸受装置が受けることがなくなり、その部分の軸受装置の摩擦力によって各遊星回転子の自転速度が制限されることがない。このため、この摩擦式変速機は動力伝達効率の低下を防止できる。
【００１８】
なお、特開平６−２８０９６１号公報には、軸受装置を有さない保持器がキャリヤである摩擦式変速機が開示されている。しかしながら、この摩擦式変速機は、キャリヤが全体で各遊星回転子の第１軸芯回りの移動を拘束しているに過ぎず、各遊星回転子の前方及び後方を支承していない。このため、この摩擦式変速機では、各遊星回転子の各第２軸芯が第１軸芯と本来の各第２軸芯とで形成されるべき各平面から傾斜しやすく、動力伝達効率の低下の懸念がある。
【００１９】
これに対し、本発明の摩擦式変速機では、キャリヤの各前方支承部が各遊星回転子の前方を支承して各遊星回転子の第１軸芯回りの移動を前方で拘束するとともに、キャリヤの後方支承部が各遊星回転子の後方を支承して各遊星回転子の第１軸芯回りの移動を後方で拘束する。このため、この摩擦式変速機では、各遊星回転子の各第２軸芯が第１軸芯と本来の各第２軸芯とで形成されるべき各平面から傾斜し難く、動力伝達効率の低下を防止できるのである。
【００２０】
また、本発明の摩擦式変速機では、キャリヤの各前方支承部及び各後方支承部の少なくとも一方の軸受装置を省略できることから、その軸受装置の劣化により耐久性が損なわれることともない。
【００２１】
他方、本発明の摩擦式変速機では、各遊星回転子、キャリヤ等の精度を過剰に高く維持する必要がない。また、この摩擦式変速機では、各切欠きに各遊星回転子を嵌めることで組付けを行うことができる。このため、この摩擦式変速機では、軸受装置の分だけ部品点数を減らすことができるとともに、その組付けが容易になり、製造コストの低廉化も実現することができる。
【００２２】
したがって、本発明の摩擦式変速機は、動力伝達効率の低下を防止でき、優れた耐久性を発揮し、かつ安価に製造可能である。
【００２３】
また、本発明の摩擦式変速機は、軸受装置の削減分だけ軽量化を実現することができる。また、本発明の摩擦式変速機において、前方支承部と後方支承部とが大きく離反し、前方支承部が後方支承部よりも入力軸から遠いのであれば、その前方支承部を切欠きとした場合には、前方支承部に軸受装置を設けるよりもキャリアを径方向に小さくすることができ、摩擦式変速機が全体として小型化する。この摩擦式変速機は、例えば車両に搭載する場合の搭載性と燃費とに好影響を及ぼすことができる。
【００２４】
各切欠きは、前方支承部だけであってもよく、後方支承部だけであってもよく、前方支承部及び後方支承部であってもよい。各切欠きは、各第２軸芯に対して垂直方向に凹設されていれば足りるが、キャリヤの径方向に凹設されていれば、組付け性がより優れる。また、各切欠きは、各遊星回転子に突設された第２軸芯と同軸の軸部を両側で支承するものであってもよく、各遊星回転子の作動面等を両側で支承するものであってもよい。
【００２５】
本発明の摩擦式変速機は、各前方支承部及び各後方支承部が各第２軸芯に対して垂直方向に凹設された切欠きであることができる。これにより、本発明の作用効果を最も奏するものとなる。
【００２６】
また、本発明の摩擦式変速機は、各遊星回転子が後端に突設された第２軸芯と同軸の軸部を有し、各後方支承部が各軸部を支承する軸受装置であることもできる。この場合も本発明の作用効果を奏することができる。また、この場合、前方支承部と後方支承部とが大きく離反し、前方支承部が後方支承部よりも入力軸から遠いのであれば、後方支承部が軸受装置を有していても、摩擦式変速機全体が大型化することはない。
【００２７】
本発明の摩擦式変速機は、前方支承部から後方支承部までの長さが各第２軸芯方向における各遊星回転子の長さの１／２を超えていることが好ましい。これにより、遊星回転子が本来の第２軸芯に対して傾斜し難く、優れた動力伝達効率及び耐久性を発揮することができる。
【００２８】
また、本発明の摩擦式変速機は、入力軸に第１軸芯回りに従動によって公転可能なアイドラが設けられ、各遊星回転子がそのアイドラに支承される支承面を有することが好ましい。アイドラは、各遊星回転子を軸支せず、かつ各遊星回転子の第１軸芯回りの移動も拘束しないが、従動によって入力軸との回転差を生じ得るものである。これにより、各遊星回転子から径方向内側に加わる力をアイドラが支承するため、キャリヤに過大な荷重がかからず、本発明の作用効果が効果的に発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を具体化した実施例１〜４を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００３０】
実施例１の摩擦式変速機は、図１に示すように、スクロール型の圧縮機構４０と一体の摩擦式変速機構３０として、変速機付き圧縮機とされている。この変速機付き圧縮機は車両用空調装置を構成している。
【００３１】
この変速機付き圧縮機は、フロントハウジング１１、センターハウジング１２、シェル１３及びリヤハウジング１４からなるハウジング１０を備えている。フロントハウジング１１及びセンターハウジング１２は互いに締結されることにより、内部に変速室１０ａを形成している。シェル１３は後述する固定スクロール４１を一体に有しており、センターハウジング１２とシェル１３との間には後述する可動スクロール４２等が設けられている。シェル１３及びリヤハウジング１４は互いに締結されることにより、内部に吸入室５１及び吐出室５２を形成している。
【００３２】
フロントハウジング１１にはボス１１ａが形成されており、ボス１１ａ内には前端をボス１１ａ内に位置させる入力軸１７がシール部材１５及びラジアル軸受１６を介して第１軸芯Ｏ１回りに回転可能に支承され、入力軸１７の後方は変速室１０ａ内に延びている。変速室１０ａ内に位置する入力軸１７には入力ロータ１８が圧入されており、入力ロータ１８の前端面とフロントハウジング１１との間にはスラスト軸受１９が設けられている。入力軸１７及び入力ロータ１８が本発明に係る入力軸である。入力ロータ１８の外周側の後方に向いた部分には、図５にも示すように、押圧面１８ａが形成されている。
【００３３】
また、図１に示すように、変速室１０ａ内において、入力軸１７の後方にはキャリヤ２０２が後方への移動が阻止された状態で設けられている。このキャリヤ２０２には入力軸１７と摺動可能な軸受メタル２０３が圧入されており、これによりキャリヤ２０２は第１軸芯Ｏ１回りに公転可能になっている。また、変速室１０ａ内において、キャリヤ２０２の後方にはアイドラ２０１が前方及び後方への移動が阻止された状態で設けられている。このアイドラ２０１には入力軸１７と転動可能なラジアル軸受２０１ａが圧入されており、アイドラ２０１と出力軸２４との間にはスリーブ２０１ｂが設けられている。これによりアイドラ２０１も第１軸芯Ｏ１回りに公転可能になっている。なお、図５にも示すように、入力ロータ１８はキャリヤ２０２の前方室３５ａに収納され、アイドラ２０１はキャリヤ２０２の後方室３６ａに収納されている。
【００３４】
さらに、図１に示すように、変速室１０ａ内において、出力軸２４には軸受メタル２３が圧入されており、出力軸２４は入力軸１７の後端にて第１軸芯Ｏ１回りで回転摺動可能に支承されている。出力軸２４のキャリヤ２０２側には径外方向に延びる出力ロータ２５が一体に形成されている。出力軸２４及び出力ロータ２５が本発明に係る出力軸である。出力ロータ２５の外周側の先端に向いた部分には、図５にも示すように、押圧面２５ａが形成されている。
【００３５】
図１に示すように、センターハウジング１２には、第１軸芯Ｏ１と平行かつ同心の環状をなすシリンダ室１２ａがフロントハウジング１１側を開いて形成されている。シリンダ室１２ａ内には筒状をなす変速リング２６が往復動可能に収納されている。変速リング２６の先端側の内周には、図５にも示すように、円筒状の押圧面２６ａが形成されている。なお、図１に示すように、変速リング２６の後方側の外周面及び内周面にはシールリング２６ｂ、２６ｃが装着されている。また、フロントハウジング１１の内周面には、シリンダ室１２ａから変速室１０ａ側に突出した変速リング２６の外周面を案内するガイド面１１ｂが形成され、ガイド面１１ｂの最も前端は変速リング２６の先端面と当接するストッパ面１１ｃとされている。
【００３６】
また、図５にも示すように、変速室１０ａ内では、３個の遊星回転子２７が第１軸芯Ｏ１に対して傾斜した第２軸芯Ｏ２回りに自転可能にキャリヤ２０２によって両持ちで支承されているとともに、アイドラ２０１によっても支承されている。この際、各遊星回転子２７は入力ロータ１８、出力ロータ２５及び変速リング２６によって押圧されている。
【００３７】
キャリヤ２０２は、図２〜４に示すように、前方が大径をなすテーパ状の外周面を持つ前方部３５と、前方部３５と一体をなした円筒状の後方部３６とからなる。前方部３５及び後方部３６の中心は第１軸芯Ｏ１である。前方部３５には前方に開口をもつ前方室３５ａが形成され、後方部３６には後方に開口をもつ後方室３６ａが形成されている。また、前方部３５及び後方部３６の外周面には、第１軸芯Ｏ１回りで互いに１２０°づつずれた間隔で３個の収納部３７が凹設されており、各収納部３７は前方室３５ａ及び後方室３６ａと連通している。さらに、後方部３６には、軸受メタル２０３を圧入可能な貫通孔３６ｄが前方室３５ａ及び後方室３６ａを連通させるように貫設されている。
【００３８】
また、前方部３５の前端には、第１軸芯Ｏ１回りで互いに１２０°づつずれた間隔で３個の切欠き３５ｂが第２軸芯Ｏ２に対して垂直方向であるキャリヤ２０２の径方向に凹設されており、個々の切欠き３５ｂは収納部３７及び前方室３５ａに連通している。また、後方部３６の後端には収納部３７の残部としてのフランジ３６ｂが形成されており、このフランジ３６ｂには第１軸芯Ｏ１回りで互いに１２０°づつずれた間隔で３個の切欠き３６ｃが第２軸芯Ｏ２に対して垂直方向であるキャリヤ２０２の径方向に凹設されており、個々の切欠き３６ｃも収納部３７及び後方室３６ａに連通している。個々の切欠き３５ｂ、収納部３７及び切欠き３６ｃは第１軸芯Ｏ１と同一平面をなす第２軸芯Ｏ２方向で整列している。切欠き３５ｂが前方支承部であり、切欠き３６ｃが後方支承部である。切欠き３５ｂの先端から切欠き３６ｃの後端までの長さは各第２軸芯Ｏ２方向における各遊星回転子２７の長さの１／２を超えている。
【００３９】
各遊星回転子２７は、図５に示すように、一端側が仮想の頂点をなすテーパ状の変速面２７ｂと、変速面２７ｂの大径側と連続し、他端側が仮想の頂点をなすテーパ状の作動面２７ｃと、作動面２７ｃの小径側から段差を有して形成された円筒状の中間面２７ｄと、中間面２７ｄの他端側と接続し、他端側が仮想の頂点をなすテーパ状の第１支承面２７ｅとを有している。また、各遊星回転子２７は、変速面２７ｂの小径側に円柱状に形成された第２支承面としての軸部２７ｆと、第１支承面２７ｅの小径側に円柱状に形成された第３支承面としての軸部２７ｇとを有している。軸部２７ｆの外周面が円筒状の受動面２７ａである。
【００４０】
各遊星回転子２７はキャリヤ２０２の各収納部３７に収納され、各遊星回転子２７の軸部２７ｆ、２７ｇがキャリヤ２０２の切欠き３５ｂ、３６ｃに挿入されている。このため、切欠き３５ｂ、３６ｃは各遊星回転子２７に突設された第２軸芯Ｏ２と同軸の軸部２７ｇを両側で支承し、各切欠き３５ｂ、３６ｃにより各遊星回転子２７は第１軸芯Ｏ１回りの移動が拘束されている。また、各遊星回転子２７の第１支承面２７ｅはアイドラ２０１によって支承されている。こうして、各遊星回転子２７は第２軸芯Ｏ２回りに自転可能にされている。
【００４１】
また、各遊星回転子２７は、受動面２７ａが入力ロータ１８の押圧面１８ａと摩擦接触し、変速面２７ｂが変速リング２６の押圧面２６ａと摩擦接触し、作動面２７ｃが出力ロータ２５の押圧面２５ａと摩擦接触するようになっている。
【００４２】
図１に示すように、出力軸２４に対して円柱状の駆動ブッシュ４３が偏心して挿入されている。駆動ブッシュ４３の出力ロータ２５側には径外方向に延びる駆動ロータ４４が出力ロータ２５と対面するように一体に形成されている。図６に示すように、出力ロータ２５の後端面には周方向で深さが浅くなる溝２５ｂが凹設され、駆動ロータ４４の前端面には溝２５ｂと面対称をなす溝４４ａが凹設され、溝２５ｂ、４４ａ内には変速機付き圧縮機の径方向を軸方向とする円柱状のコロ７０が収納されている。この変速機付き圧縮機では、これら溝２５ｂ、４４ａ及びコロ７０が周方向で等間隔に６組設けられている。全ての溝２５ｂ、４４ａ及びコロ７０によって調圧手段２９が構成されている。なお、駆動ロータ４４はバランスウェイトも兼ねている。
【００４３】
以上のハウジング１０、入力軸１７、入力ロータ１８、キャリヤ２０２、アイドラ２０１、出力軸２４、出力ロータ２５、各遊星回転子２７、変速リング２６及び調圧手段２９等によって摩擦式変速機構３０が構成されている。
【００４４】
また、図１に示すように、センターハウジング１２には駆動ブッシュ４３側に突出する内フランジ１２ｂが形成されており、駆動ロータ４４の後端面と内フランジ１２ｂの前端面との間にはスラスト軸受４５が設けられている。一方、内フランジ１２ｂとシェル１３との間には、駆動ブッシュ４３の外周面にラジアル軸受４６を介して可動スクロール４２が設けられている。
【００４５】
可動スクロール４２は、ラジアル軸受４６が設けられるボス４２ａと、このボス４２ａと一体をなし、径方向に延びる円板状の可動側板４２ｂと、この可動側板４２ｂから第１軸芯Ｏ１と平行かつ後方に一体に突出された渦巻状の可動渦巻部４２ｃとからなる。可動渦巻部４２ｃの先端にはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなるチップシール４２ｄが設けられている。
【００４６】
内フランジ１２ｂの後端面には３本以上の固定ピン４７が第１軸芯Ｏ１と平行に固定されており、可動スクロール４２の可動側板４２ｂには固定ピン４７と同数の可動ピン４８が第１軸芯Ｏ１と平行に固定されている。また、内フランジ１２ｂと可動側板４２ｂとの間には、固定ピン４７及び可動ピン４８と同数の貫通孔４９ａが形成された可動リング４９が設けられており、対をなす固定ピン４７及び可動ピン４８は各々の軸芯間を公転距離とした状態で貫通孔４９ａ内に収納されている。これら固定ピン４７、可動ピン４８及び可動リング４９により自転防止手段５０が構成されている。
【００４７】
シェル１３は固定スクロール４１を一体に有している。固定スクロール４１は、径方向に延びる円板状の固定側板４１ｂと、この固定側板４１ｂから第１軸芯Ｏ１と平行かつ前方に一体に突出された渦巻状の固定渦巻部４１ｃとからなる。固定渦巻部４１ｃの先端にもＰＴＦＥからなるチップシール４１ｄが設けられている。
【００４８】
固定スクロール４１の固定渦巻部４１ｃ及び可動スクロール４２の可動渦巻部４２ｃは第１軸芯Ｏ１方向の突出長さが等しく設定されており、固定スクロール４１の固定渦巻部４１ｃがチップシール４１ｄを介して可動スクロール４２の可動側板４２ｂと摺動し、可動スクロール４２の可動渦巻部４２ｃがチップシール４２ｄを介して固定スクロール４１の固定側板４１ｂと摺動するようになっている。
【００４９】
固定側板４１ｂの中心部分には吐出室５２と連通可能に吐出口５２ａが貫設されており、吐出室５２内では吐出口５２ａを塞ぐように吐出弁５３及びリテーナ５４が固定側板４１ｂに固定されている。また、固定側板４１ｂの外周部分には吸入室５１と連通する吸入口５１ａが貫設されている。
【００５０】
以上のハウジング１０、出力軸２４、駆動ブッシュ４３、駆動ロータ４４、可動スクロール４２、自転防止手段５０及び固定スクロール４１等によって圧縮機構４０が構成されている。
【００５１】
そして、車両用空調装置において、吐出室５２は配管６１によって凝縮器６２に接続され、凝縮器６２は膨張弁６３を介して配管６４によって蒸発器６５に接続され、蒸発器６５は配管６６によって吸入室５１に接続されている。また、図示しない制御弁によって変速リング２６がシリンダ室１２ａから出没可能に構成されている。
【００５２】
以上のように構成された実施例１の変速機付き圧縮機においては、摩擦式変速機構３０の入力軸１７が車両のエンジン又はモータによって第１軸芯Ｏ１回りに回転駆動されれば、入力ロータ１８が各受動面２７ａを押圧することにより各遊星回転子２７を第２軸芯Ｏ２回りに自転させ、各作動面２７ｃに押圧された出力ロータ２５が第１軸芯Ｏ１回りで逆方向に回転する。この間、キャリヤ２０２は、各遊星回転子２７の第１軸芯Ｏ１回りの移動を拘束し、遊星回転子２７同士の第１軸芯Ｏ１回りの周方向の偏りを防止する。そして、出力ロータ２５の回転が出力軸２４に伝達される。
【００５３】
このため、圧縮機構４０においては、出力軸２４が回転駆動されることにより、駆動ブッシュ４３が自己の軸芯に偏心して回転し、可動スクロール４２が自転防止手段５０によって自転が規制された状態で公転する。これにより、固定スクロール４１と可動スクロール４２との間に形成される圧縮室は、外周側から中心部分に向かって容積が縮小される。このため、吸入室５１内の冷媒が圧縮室で圧縮され、吐出室５２に吐出される。吐出室５２内の冷媒は凝縮器６２に供給され、蒸発器６５によって車両の冷房が実現される。
【００５４】
この際、摩擦式変速機構３０において、出力軸２４には遊星回転子２７の自転と公転との差に相当する角速度が伝達される。つまり、制御弁によって変速リング２６が各遊星回転子２７における変速面２７ｂの小径側で摩擦接触すれば、各遊星回転子２７は、高速で自転しつつ低速で第１軸芯Ｏ１回りを公転することから、出力軸２４は高速で回転する。また、制御弁によって変速リング２６が各遊星回転子２７における変速面２７ｂの大径側で摩擦接触すれば、各遊星回転子２７は、高速で自転しつつ高速で第１軸芯Ｏ１回りを公転することから、出力軸２４は低速で回転する。
【００５５】
この間、調圧手段２９は、各コロ７０が出力ロータ２５と駆動ロータ４４との間に作用するトルクに応じて両溝２５ｂ、４４ａの深さの浅い方向に転動し、出力ロータ２５を各遊星回転子２７側に付勢する。このため、入力ロータ１８、変速リング２６及び出力ロータ２５がそのトルクに応じた付勢力で各遊星回転子２７に付勢され、各々と各遊星回転子２７との相対すべりが防止されている。
【００５６】
こうして、この変速機付き圧縮機では、摩擦式変速機構３０において、入力軸１７のトルクを出力軸２４に伝達しつつ入力軸１７の回転速度を増減して出力軸２４に伝達することができるため、圧縮機構４０において圧縮容量が制御される。
【００５７】
ここで、実施例１の変速機付き圧縮機では、キャリヤ２０２の各前方支承部及び各後方支承部が第２軸芯Ｏ２に対して垂直方向に凹設された切欠き３５ｂ、３６ｃである。すなわち、各遊星回転子２７は各切欠き３５ｂ、３６ｃによって第１軸芯Ｏ１回りの移動が拘束されるのみであり、キャリヤ２０２は各切欠き３５ｂ、３６ｃの部分に軸受装置を有さない。このため、各遊星回転子２７、キャリヤ２０２等の精度が十分でない場合であっても、入力ロータ１８、出力ロータ２５及び変速リング２６から各遊星回転子２７が受ける力を軸受装置が受けず、その部分の軸受装置の摩擦力によって各遊星回転子２７の自転速度が制限されることがない。このため、この変速機付き圧縮機は動力伝達効率の低下を防止できる。
【００５８】
また、この変速機付き圧縮機では、キャリヤ２０２の各切欠き３５ｂ及び各切欠き３６ｃの軸受装置を省略していることから、その軸受装置の劣化により耐久性が損なわれることともない。
【００５９】
特に、この変速機付き圧縮機では、キャリヤ２０２の各切欠き３５ｂが各遊星回転子２７の前方を支承して各遊星回転子２７の第１軸芯Ｏ１回りの移動を前方で拘束するとともに、キャリヤ２０２の切欠き３６ｃが各遊星回転子２７の後方を支承して各遊星回転子２７の第１軸芯Ｏ１回りの移動を後方で拘束するため、各遊星回転子２７の各第２軸芯Ｏ２が第１軸芯Ｏ１と本来の各第２軸芯Ｏ２とで形成されるべき各平面から傾斜し難く、動力伝達効率の低下を防止できるのである。また、この変速機付き圧縮機は、切欠き３５ｂの先端から切欠き３６ｃの後端までの長さが各第２軸芯Ｏ２方向における各遊星回転子２７の長さの１／２を超えているため、遊星回転子２７が本来の第２軸芯Ｏ２に対して傾斜し難く、優れた動力伝達効率及び耐久性を発揮することができる。
【００６０】
他方、この変速機付き圧縮機では、各遊星回転子２７、キャリヤ２０２等の精度を過剰に高く維持する必要がない。また、この変速機付き圧縮機では、各切欠き３５ｂ、３６ｃに半径方向から各遊星回転子２７を嵌めることで組付けを行うことができる。このため、この変速機付き圧縮機では、軸受装置の分だけ部品点数を減らすことができるとともに、その組付けが容易になり、製造コストの低廉化も実現することができる。
【００６１】
したがって、この変速機付き圧縮機は、動力伝達効率の低下を防止でき、優れた耐久性を発揮し、かつ安価に製造可能である。
【００６２】
また、この変速機付き圧縮機は、軸受装置の削減分だけ軽量化を実現することができる。また、この変速機付き圧縮機では、キャリア２０２が遊星回転子２７の半径方向内側に納まるため、全体として小型化されている。このため、この変速機付き圧縮機は、車両に搭載する場合の搭載性と燃費とに好影響を及ぼすことができる。
【実施例２】
【００６３】
実施例２の変速機付き圧縮機は、図７に示すキャリア１２０を用いている。このキャリヤ１２０は、後方部３６の後端のフランジ３６ｂに第１軸芯Ｏ１回りで互いに１２０°づつずれた３個の軸受メタル３８を有している。個々の切欠き３５ｂ、収納部３７及び軸受メタル３８は第１軸芯Ｏ１と同一平面をなす第２軸芯Ｏ２方向で整列している。軸受メタル３８が後方支承部である。他の構成は実施例１と同一であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略している。
【００６４】
以上のように構成された実施例２の変速機付き圧縮機においては、各遊星回転子２７は各切欠き３５ｂ及び軸受メタル３８によって第１軸芯Ｏ１回りの移動が拘束され、キャリヤ２０２は各切欠き３５ｂの部分には軸受装置を有さない。このため、この変速機付き圧縮機は、実施例１よりはやや劣るものの、動力伝達効率の低下を防止できる。
【００６５】
また、この変速機付き圧縮機では、キャリヤ２０２の各切欠き３５ｂの軸受装置を省略していることから、その軸受装置の劣化により耐久性が損なわれることともない。
【００６６】
さらに、この変速機付き圧縮機では、各軸受メタル３８に各遊星回転子２７の軸部２７ｇを挿入後、各切欠き３５ｂに各遊星回転子２７を嵌めることで組付けを行うことができる。このため、この変速機付き圧縮機では、実施例１よりはやや劣るものの、軸受装置の分だけ部品点数を減らすことができるとともに、その組付けが容易になり、製造コストの低廉化も実現することができる。他の作用効果は実施例１と同様である。
【実施例３】
【００６７】
実施例３の変速機付き圧縮機は図８に示す摩擦式変速機構３０１を採用している。
【００６８】
この変速機付き圧縮機では、変速室１０ａ内に位置する入力軸１７１に入力ロータ１８１が圧入されている。入力ロータ１８１の外周側の後方に向いた部分には、図９に示すように、押圧面１８１ａが形成されている。
【００６９】
また、図８に示すように、第１キャリヤ２０５に軸受メタル２０４が圧入されており、入力軸１７１は第１キャリヤ２０５と摺動可能になっている。第１キャリヤ２０５には、図１０〜１２に示すように、凹んだテーパ状の切欠き２０５ａが５個形成されている。各切欠き２０５ａが各遊星回転子２７１の作動面２７１ｂを両側で支承する前方支承部である。
【００７０】
また、第１キャリヤ２０５には遊星回転子２７１と同数の保持面２０５ｂが形成されており、各保持面２０５ｂには図１３に示す第２キャリヤ２０６が収納されている。各第２キャリヤ２０６の軸孔回りと軸孔内とには、図８及び図９に示すように、軸受メタル２０７、２０８が設けられており、軸受メタル２０８内には遊星回転子２７１の軸部２７１ｅが回転可能に収納されている。軸受メタル２０８が後方支承部である。切欠き２０５ａの先端から軸受メタル２０８の後端までの長さは各第２軸芯Ｏ２方向における各遊星回転子２７１の長さの１／２を超えている。
【００７１】
さらに、図８に示すように、出力軸２４の第２キャリヤ２０６側には径外方向に延びる出力ロータ２５１が一体に形成され、出力ロータ２５１の外周側の先端に向いた部分には、図９に示すように、押圧面２５１ａが形成されている。
【００７２】
また、変速室１０ａ内では、５個の遊星回転子２７１が第２軸芯Ｏ２回りに自転可能に第１キャリヤ２０５及び第２キャリヤ２０６によって片持ちで支承されている。各遊星回転子２７１は入力ロータ１８１、出力ロータ２５１及び変速リング２６によって押圧されている。
【００７３】
各遊星回転子２７１は、一端側が仮想の頂点をなすテーパ状の変速面２７１ａと、変速面２７１ａの大径側と連続し、他端側が仮想の頂点をなすテーパ状の作動面２７１ｂと、変速面２７１ａよりも一端側で他端側が仮想の頂点をなすテーパ状の受動面２７１ｃと、作動面２７１ｂの小径側から段差２７１ｉを有して形成された円筒状の中間面２７１ｄと、中間面２７１ｄの他端側から段差２７１ｊを有して形成された円筒状の支承面としての軸部２７１ｅとを有している。
【００７４】
各遊星回転子２７１の受動面２７１ｃは入力ロータ１８１の押圧面１８１ａと摩擦接触するようになっている。また、各遊星回転子２７１の変速面２７１ａは変速リング２６の押圧面２６ａと摩擦接触するようになっている。さらに、各遊星回転子２７１の作動面２７１ｂは、出力ロータ２５１の押圧面２５１ａと摩擦接触するとともに、第１キャリヤ２０５の切欠き２０５ａと整合している。また、各遊星回転子２７１の軸部２７１ｅは第２キャリヤ２０６の軸受メタル２０３の内周面と整合している。
【００７５】
他の構成は実施例１の変速機付き圧縮機と同様であり、同一の構成については実施例１の変速機付圧縮機と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７６】
この変速機付き圧縮機では、切欠き２０５ａの先端から軸受メタル２０８の後端までの長さが各第２軸芯Ｏ２方向における各遊星回転子２７１の長さの１／２を超えているため、各遊星回転子２７１が第２軸芯Ｏ２に対して傾斜し難く、優れた動力伝達効率及び耐久性を発揮することができる。
【００７７】
また、この変速機付き圧縮機では、各遊星回転子２７１の寸法精度にバラツキがあっても、第１キャリヤ２０５が第１軸芯Ｏ１方向に移動してそのバラツキを吸収し、各遊星回転子２７１が入力ロータ１８１及び出力ロータ２５１から均等に荷重を受けることから、優れた品質のものとなっている。他の作用効果は実施例１、２と同様である。
【実施例４】
【００７８】
この変速機付き圧縮機は、図１４に示すように、実施例３の第１、２キャリヤ２０５、２０６を単一のキャリヤ２０９としたものである。キャリヤ２０９の切欠き２０９ａの先端から軸受メタル２０８の後端までの長さは各第２軸芯Ｏ２方向における各遊星回転子２７１の長さの１／２を超えている。他の構成は実施例３と同様である。この変速機付き圧縮機においても、実施例３と同様の作用効果を奏することができる。
【００７９】
以上において、本発明を実施例１〜４に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜４に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。例えば各軸受メタルに替えてボールやコロを用いた軸受を採用することは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は車両用空調装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施例１の変速機付き圧縮機の断面図である。
【図２】実施例１の変速機付き圧縮機に係り、キャリヤの斜視図である。
【図３】実施例１の変速機付き圧縮機に係り、キャリヤの正面図である。
【図４】実施例１の変速機付き圧縮機に係り、キャリヤの軸方向断面図である。
【図５】実施例１の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図６】実施例１の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図７】実施例２の変速機付き圧縮機に係り、キャリヤの軸方向断面図である。
【図８】実施例３の変速機付き圧縮機の断面図である。
【図９】実施例３の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図１０】実施例３の変速機付き圧縮機に係り、第１キャリヤの斜視図である。
【図１１】実施例３の変速機付き圧縮機に係り、第１キャリヤの正面図である。
【図１２】実施例３の変速機付き圧縮機に係り、第１キャリヤの軸方向断面図である。
【図１３】実施例３の変速機付き圧縮機に係り、第２キャリヤの斜視図である。
【図１４】実施例４の変速機付き圧縮機の断面図である。
【図１５】従来の摩擦式変速機の要部断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ａ…変速室
１０…ハウジング（１１…フロントハウジング、１２…センターハウジング、１３…シェル、１４…リヤハウジング）
Ｏ１…第１軸芯
１７、１７１、１８、１８１…入力軸（１８、１８１…入力ロータ）
２４、２５、２５１…出力軸（２５、２５１…出力ロータ）
２０２、１２０、２０５、２０６、２０９…キャリヤ（２０５…第１キャリヤ、２０６…第２キャリヤ）
Ｏ２…第２軸芯
２７、２７１…遊星回転子
２６…変速リング
２７ａ、２７１ｃ…受動面
２７ｃ、２７１ｂ…作動面
２７ｂ、２７１ａ…変速面
３０、３０１…摩擦式変速機構
２７ｆ、２７ｇ、２７１ｅ…軸部
３５ｂ、１３５ｂ、２０５ａ、２０９ａ…前方支承部（切欠き）
３６ｃ、１３８、２０８…後方支承部（３６ｃ…切欠き、１３８、２０８…軸受メタル）
【図１】
2006057770.tif 000003
【図２】
2006057770.tif 000004
【図３】
2006057770.tif 000005
【図４】
2006057770.tif 000006
【図５】
2006057770.tif 000007
【図６】
2006057770.tif 000008
【図７】
2006057770.tif 000009
【図８】
2006057770.tif 000010
【図９】
2006057770.tif 000011
【図１０】
2006057770.tif 000012
【図１１】
2006057770.tif 000013
【図１２】
2006057770.tif 000014
【図１３】
2006057770.tif 000015
【図１４】
2006057770.tif 000016
【図１５】
2006057770.tif 000017