(57)【要約】【課題】動力損失を抑制できる変速機付き圧縮機を提供する。【解決手段】制御機構３０は、キャリヤ１３０とリングギヤ１６０との間に設けられ、キャリヤ１３０とリングギヤ１６０との一方向の相対回転を許容しつつ他方向の相対回転を規制するワンウェイクラッチ２００と、ハウジング１０とリングギヤ１６０との間に設けられ、係合によりリングギヤ１６０の回動を規制するクラッチ２１０とを有する。クラッチ２１０は、リングギヤ１６０との間にスラストベアリング２１４を介在させつつリングギヤ１６０を前方向に押してハウジング１０にリングギヤ１６０を固定する。サンギヤ１５０と各遊星ギヤ１４０とリングギヤ１６０とは、はす歯１５９、１４９、１６９を有する。各はす歯１５９…のねじれ角は、各遊星ギヤ１４０のリングギヤ１６０に対する相対回転により、リングギヤ１６０を後方向に付勢するスラスト力Ｓ１が発生するように設定される。【選択図】図１
2011132880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジング内に構成されて冷媒を圧縮可能な圧縮機構と、外部から前記ハウジング内に延在し、軸芯回りに回転可能に支持された入力軸と、前記ハウジング内に延在し、前記軸芯回りに回転可能に支持されて前記圧縮機構を駆動可能な出力軸と、前記ハウジング内で前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸のトルクを前記出力軸に伝達しつつ前記入力軸の回転速度を等速のまま又は増速して前記出力軸に伝達することにより前記圧縮機構を２段階に変速して駆動可能な変速機構と、前記変速機構を制御する制御機構とを備え、
前記変速機構は、サンギヤ、複数個の遊星ギヤ、キャリヤ及びリングギヤを有する遊星歯車機構であり、
前記キャリヤは、前記各遊星ギヤを回転可能に保持しつつ前記入力軸と一体回転可能であり、
前記サンギヤは、前記各遊星ギヤと噛合しつつ前記出力軸と一体回転可能であり、
前記リングギヤは、前記各遊星ギヤと噛合しつつ前記ハウジングに対して固定と回動とが選択可能に構成されているとともに、前記ハウジングに対して前記軸芯と平行な方向に移動可能に構成され、
前記制御機構は、前記キャリヤと前記リングギヤとの間に設けられ、前記キャリヤと前記リングギヤとの一方向の相対回転を許容しつつ他方向の相対回転を規制するワンウェイクラッチと、前記ハウジングと前記リングギヤとの間に設けられ、係合によって前記リングギヤの前記回動を規制するクラッチとを有する変速機付き圧縮機であって、
前記クラッチは、前記リングギヤとの間にスラストベアリングを介在させつつ前記リングギヤを押すことにより前記ハウジングに対して前記リングギヤを固定するように構成され、
前記サンギヤと前記各遊星ギヤと前記リングギヤとはそれぞれはす歯を有し、
前記各はす歯のねじれ角は、前記各遊星ギヤの前記リングギヤに対する相対回転により、前記クラッチが前記リングギヤを押す方向とは反対方向に前記リングギヤを付勢するスラスト力が発生するように設定されていることを特徴とする変速機付き圧縮機。
【請求項２】
前記クラッチは、前記ハウジングと前記リングギヤとの間に設けられ、前記リングギヤの移動により前記ハウジングに対して前記リングギヤを固定する摩擦層と、前記リングギヤに向かって前記ハウジングに形成された制御室と、前記制御室内に移動可能に収納された制御ピストンと、前記制御ピストンと前記リングギヤとの間に設けられた前記スラストベアリングと、前記制御室内に制御圧力を供給して前記制御ピストンを移動させる圧力調整手段とからなる請求項１記載の変速機付き圧縮機。
【請求項３】
前記制御ピストンは、前記リングギヤと当接可能な押圧面と、前記押圧面に対して凹設され、前記スラストベアリングを収納可能な収納室と、前記収納室内に配設され、前記スラストベアリングを付勢する付勢力を有する弾性部材とを有し、
前記弾性部材は、前記クラッチが前記ハウジングに対して前記リングギヤを押し付けない場合、前記スラストベアリングを前記収納室から突出させて前記スラストベアリングが前記リングギヤと当接し、前記クラッチが前記ハウジングに対して前記リングギヤを押し付ける場合、前記スラストベアリングを前記収納室内に引き込んで前記押圧面が前記リングギヤと当接するように前記付勢力が設定されている請求項２記載の変速機付き圧縮機。
【請求項４】
前記スラストベアリングと前記弾性部材とは、摺動性材料からなる皿ばねである請求項３記載の変速機付き圧縮機。
【請求項５】
前記押圧面は前記制御ピストンの内周側に位置し、前記収納室は前記制御ピストンの外周側に位置している請求項３又は４記載の変速機付き圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変速機付き圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の変速機付き圧縮機が開示されている。この変速機付き圧縮機は、ハウジングと、ハウジング内に構成されて冷媒を圧縮可能な圧縮機構と、外部からハウジング内に延在し、軸芯回りに回転可能に支持された入力軸と、ハウジング内に延在し、軸芯回りに回転可能に支持されて圧縮機構を駆動可能な出力軸と、ハウジング内で入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸のトルクを出力軸に伝達しつつ入力軸の回転速度を増減して出力軸に伝達することにより圧縮機構を変速して駆動可能な変速機構と、変速機構を制御する制御機構とを備えている。
【０００３】
変速機構は、軸芯方向の前方（入力軸側）に設けられた第１遊星歯車機構と、軸芯方向の後方（出力軸側）に設けられた第２遊星歯車機構とにより構成されている。第１、２遊星歯車機構はそれぞれ、サンギヤ、複数個の遊星ギヤ、各遊星ギヤを回転可能に保持するキャリヤ及び各遊星ギヤと噛合するリングギヤを有する。各リングギヤとハウジングとの間にはスラストベアリング及びラジアルベアリングが配設されており、各リングギヤは、ハウジングに対して固定と回動とが選択可能となっている。
【０００４】
制御機構は、第１遊星歯車機構のリングギヤとハウジングとの間に設けられた第１ワンウェイクラッチと、第１遊星歯車機構のリングギヤとキャリヤとの間に設けられた第１クラッチと、第２遊星歯車機構のリングギヤとキャリヤとの間に設けられた第２ワンウェイクラッチと、第２遊星歯車機構のリングギヤとハウジングとの間に設けられた第２クラッチとを有している。第１、２クラッチは、それぞれ前方向又は後方向に変位することにより、各リングギヤをキャリヤ又はハウジングに対して固定するように構成されている。
【０００５】
このような構成である従来の圧縮機では、第１、２クラッチが個別に又は同時に各リングギヤを上記固定状態にしたり、上記固定状態を解除したりする。そうすると、第１、２ワンウェイクラッチが各リングギヤと、ハウジング又はキャリヤとの間の相対回転を許容又は規制する。これにより、変速手段は、圧縮機構を段階的に変速して駆動可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０７４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来の変速機付き圧縮機には、動力損失が生じ易いという問題がある。
【０００８】
具体的には、上記従来の圧縮機において、第２クラッチは、第２遊星歯車機構のリングギヤに向かってハウジングに形成された制御室と、制御室内に前後方向に移動可能に収納され、制御室内から突出することにより前記リングギヤに当接して、前記リングギヤをハウジングに対して固定する制御ピストンと、制御室内に制御圧力を供給して制御ピストンを前後方向に移動させる圧力調整手段とからなっている。このため、制御ピストンと制御室との間に摺動抵抗や摩擦抵抗等が作用し易く、制御ピストンの復帰が妨げられる不具合が生じ得る。このような不具合が生じると、制御ピストンがリングギヤに当接したまま引き摺る状態となり、動力損失が生じ易い。
【０００９】
本発明は、動力損失を抑制できる変速機付き圧縮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】
【００１０】
本発明の変速機付き圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジング内に構成されて冷媒を圧縮可能な圧縮機構と、外部から前記ハウジング内に延在し、軸芯回りに回転可能に支持された入力軸と、前記ハウジング内に延在し、前記軸芯回りに回転可能に支持されて前記圧縮機構を駆動可能な出力軸と、前記ハウジング内で前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸のトルクを前記出力軸に伝達しつつ前記入力軸の回転速度を等速のまま又は増速して前記出力軸に伝達することにより前記圧縮機構を２段階に変速して駆動可能な変速機構と、前記変速機構を制御する制御機構とを備え、
前記変速機構は、サンギヤ、複数個の遊星ギヤ、キャリヤ及びリングギヤを有する遊星歯車機構であり、
前記キャリヤは、前記各遊星ギヤを回転可能に保持しつつ前記入力軸と一体回転可能であり、
前記サンギヤは、前記各遊星ギヤと噛合しつつ前記出力軸と一体回転可能であり、
前記リングギヤは、前記各遊星ギヤと噛合しつつ前記ハウジングに対して固定と回動とが選択可能に構成されているとともに、前記ハウジングに対して前記軸芯と平行な方向に移動可能に構成され、
前記制御機構は、前記キャリヤと前記リングギヤとの間に設けられ、前記キャリヤと前記リングギヤとの一方向の相対回転を許容しつつ他方向の相対回転を規制するワンウェイクラッチと、前記ハウジングと前記リングギヤとの間に設けられ、係合によって前記リングギヤの前記回動を規制するクラッチとを有する変速機付き圧縮機であって、
前記クラッチは、前記リングギヤとの間にスラストベアリングを介在させつつ前記リングギヤを押すことにより前記ハウジングに対して前記リングギヤを固定するように構成され、
前記サンギヤと前記各遊星ギヤと前記リングギヤとはそれぞれはす歯を有し、
前記各はす歯のねじれ角は、前記各遊星ギヤの前記リングギヤに対する相対回転により、前記クラッチが前記リングギヤを押す方向とは反対方向に前記リングギヤを付勢するスラスト力が発生するように設定されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
本発明の変速機付き圧縮機（以下、単に「圧縮機」という。）では、リングギヤが制御機構のクラッチに押されてハウジングに対して固定されれば、キャリヤとリングギヤとは制御機構のワンウェイクラッチによって一方向の相対回転が許容され、出力軸は入力軸に対して回転速度が増速された増速回転状態となる。また、リングギヤが制御機構のクラッチに押される状態が解除されて、リングギヤがハウジングに対して回動すれば、キャリヤとリングギヤとは制御機構のワンウェイクラッチによって他方向の相対回転が規制され、出力軸は入力軸に対して回転速度が等速のままの等速回転状態となる。
【００１２】
増速回転状態から等速回転状態に切り替えるためにクラッチが元の位置に復帰する際（クラッチがリングギヤを押してハウジングに対して固定している状態から、リングギヤを復帰させてハウジングに対する固定を解除する際）、クラッチやリングギヤには、摺動抵抗や摩擦抵抗等が作用し易く、クラッチの復帰が妨げられる不具合が生じ得る。
【００１３】
この点、この圧縮機では、クラッチとリングギヤとの間にスラストベアリングが介在している。このため、クラッチの復帰が妨げられたとしても、リングギヤにスラストベアリングが当接して転動するので、クラッチに対するリングギヤの引き摺りを防止できる。
【００１４】
また、この圧縮機では、クラッチがリングギヤのハウジングに対する固定を解除して元の位置に復帰する際、まず、リングギヤは、ハウジングに対して回動し始めると同時に、キャリヤに対して他方向に相対回転しようとする。そうすると、ワンウェイクラッチがキャリヤに対するリングギヤの他方向への相対回転を規制するが、その規制が実現するまでの間、各遊星ギヤのリングギヤに対する相対回転が生じる。すると、サンギヤ、各遊星ギヤ及びリングギヤが有する各はす歯のねじれ角が上記の通り設定されていることから、リングギヤには、クラッチがリングギヤを固定するために押す方向とは反対方向にリングギヤを付勢するスラスト力が発生する。このため、リングギヤをハウジングから確実に離反させることができるので、ハウジングに対するリングギヤの引き摺りも防止できる。また、上記スラスト力により、クラッチを元の位置に復帰させ易くなる。
【００１５】
したがって、本発明の変速機付き圧縮機は、動力損失を抑制できる。
【００１６】
本発明の圧縮機において、クラッチは、ハウジングとリングギヤとの間に設けられ、リングギヤの移動によりハウジングに対してリングギヤを固定する摩擦層と、リングギヤに向かってハウジングに形成された制御室と、制御室内に移動可能に収納された制御ピストンと、制御ピストンとリングギヤとの間に設けられたスラストベアリングと、制御室内に制御圧力を供給して制御ピストンを移動させる圧力調整手段とからなることが好ましい（請求項２）。
【００１７】
この場合、この圧縮機では、制御室と制御ピストンとの間に摺動抵抗や摩擦抵抗等が作用し易い。このため、圧縮機では、制御ピストンの復帰が妨げられる不具合が生じ得るが、制御ピストンとリングギヤとの間にスラストベアリングが介在しているので、制御ピストンに対するリングギヤの引き摺りを防止できる。また、サンギヤ、各遊星ギヤ及びリングギヤが有する各はす歯のねじれ角が上記スラスト力が発生するように設定されているので、ハウジングとリングギヤとの間の摩擦層を確実に離反させることができる。このため、この圧縮機は、本発明の作用効果を確実に享受できる。
【００１８】
本発明の圧縮機において、制御ピストンは、リングギヤと当接可能な押圧面と、押圧面に対して凹設され、スラストベアリングを収納可能な収納室と、収納室内に配設され、スラストベアリングを付勢する付勢力を有する弾性部材とを有することが好ましい。そして、弾性部材は、クラッチがハウジングに対してリングギヤを押し付けない場合、スラストベアリングを収納室から突出させてスラストベアリングがリングギヤと当接し、クラッチがハウジングに対してリングギヤを押し付ける場合、スラストベアリングを収納室内に引き込んで押圧面がリングギヤと当接するように前記付勢力が設定されていることが好ましい（請求項３）。
【００１９】
本発明の圧縮機において、クラッチがハウジングに対してリングギヤを押し付ける場合に制御ピストンとリングギヤとの間でスラストベアリングが転動する構成であると、リングギヤを停止可能な摩擦力が制御ピストンとリングギヤとの間に発生し難く、主にハウジングとリングギヤとの間の摩擦力がリングギヤを停止するように作用する。
【００２０】
この点、この圧縮機が上記構成を備えていれば、クラッチがハウジングに対してリングギヤを押し付けない場合、押圧面はリングギヤに当接せず、スラストベアリングがリングギヤと当接して転動する。このため、クラッチに対するリングギヤの引き摺りを防止して、動力損失を抑制できる。その一方、クラッチがハウジングに対してリングギヤを押し付ける場合、押圧面が直接リングギヤと当接するので、リングギヤを停止可能な摩擦力がハウジングとリングギヤとの間だけでなく、押圧面とリングギヤとの間にも発生する。このため、この圧縮機は、確実かつ迅速にリングギヤを停止させることができるので、良好な変速動作を実現できる。
【００２１】
本発明の圧縮機において、スラストベアリングと弾性部材とは、摺動性材料からなる皿ばねであることが好ましい（請求項４）。この場合、この圧縮機は、部品点数の削減や、組み付け工数の削減による製造コストの低廉化が図れる。また、スラストベアリング及び弾性部材の小型化により、装置全体の小型化を実現できる。
【００２２】
本発明の圧縮機において、押圧面は制御ピストンの内周側に位置し、収納室は制御ピストンの外周側に位置していることが好ましい（請求項５）。この場合、圧縮機の組付け時にスラストベアリングや皿ばねの脱落を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例の変速機付き圧縮機の縦断面図である。
【図２】実施例の変速機付き圧縮機の要部拡大縦断面図である（ハウジングに対してリングギヤが回動する状態。）。
【図３】実施例の変速機付き圧縮機の要部拡大縦断面図である（ハウジングに対してリングギヤが固定された状態。）。
【図４】実施例の変速機付き圧縮機に係り、サンギヤ、各遊星ギヤ及びリングギヤがそれぞれ有するはす歯に設定されたねじれ角を説明する概略斜視図である。
【図５】変形例の変速機付き圧縮機に係り、摺動性材料からなる皿ばねであるスラストベアリングと弾性部材とを示す要部拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。なお、各図において入力軸１１０側（紙面左側）を前側と規定し、出力軸１２０側（紙面右側）を後側と規定して、前後方向を表示する。
【００２５】
（実施例）
図１に示すように、実施例の変速機付き圧縮機（以下、単に「圧縮機」という。）１は、スクロール式の圧縮機構４０に、変速機構２０及び制御機構３０を一体に組み合わせたものであり、例えば車両に搭載されて空調装置を構成する。まず、ハウジング１０、入力軸１１０、出力軸１２０及び圧縮機構４０について説明し、変速機構２０及び制御機構３０については後で詳しく説明する。
【００２６】
圧縮機１は、第１ハウジング部材１１、第２ハウジング部材１２、第３ハウジング部材１３及び第４ハウジング部材１４がこの順序で一体に締結されてなるハウジング１０を備えている。
【００２７】
第１ハウジング部材１１は、前後方向に延びる円筒部１１ｃと、円筒部１１ｃの前端から径内方向に延びる内フランジ１１ｂと、内フランジ１１ｂの内周側から前方に向けて突出するボス１１ａとを有している。第２ハウジング部材１２は、前後方向に延びる円筒部１２ａと、円筒部１２ａの前後方向中間から径内方向に延びる内フランジ１２ｂと、内フランジ１２ｂの内周側から前方に向けて突出するボス１２ｃとを有している。
【００２８】
第１ハウジング部材１１の円筒部１１ｃの後端面と、第２ハウジング部材１２の円筒部１２ａの前端面とが当接され、互いに締結されることによって変速室１０ａが形成されている。
【００２９】
第３ハウジング部材１３は、後述する固定スクロール４１を一体に有している。第２ハウジング部材１２と第３ハウジング部材１３との間には、後述する可動スクロール４２等が収容されている。第３ハウジング部材１３及び第４ハウジング部材１４が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が形成されている。
【００３０】
第１ハウジング部材１１のボス１１ａには、入力軸１１０がシール部材１１１及びラジアル軸受１１２を介して軸芯Ｏ１回りに回転可能に支持されている。入力軸１１０の前端はボス１１ａ内に位置しており、電磁クラッチ７０を介してプーリ７３に連結されている。
【００３１】
プーリ７３は、ラジアル軸受７４を介してボス１１ａの外周側に回転可能に支持されている。そして、プーリ７３には、外部駆動源としてのエンジン等と接続された図示しないベルトが巻き掛けられている。
【００３２】
電磁クラッチ７０は、入力軸１１０の前端に一体回転可能に固定された円盤状のハブ７１と、ハブ７１に添設されたアーマチュア７２（接極子：コイルの励磁入力によって接点を駆動する可動磁性片）と、内フランジ１１ｂの前面からプーリ７３内に位置するように配設されたコイル７５とにより構成されている。この電磁クラッチ７０では、コイル７５に通電した場合、ハブ７１のアーマチュア７２がプーリ７３に磁着されて、入力軸１１０がプーリ７３と一体回転し、エンジンの駆動力が入力軸１１０に伝達される。その一方、コイル７５への通電を停止した場合、アーマチュア７２がプーリ７３から離れて、エンジンの駆動力が入力軸１１０に伝達されなくなる。こうして、入力軸１１０は、電磁クラッチ７０によって外部からの駆動力が断接されるようになっている。
【００３３】
入力軸１１０の後端は、変速室１０ａ内の後方に向かって突出しており、その途中には、内フランジ１１ｂと間隔を有して対面しつつ、径外方向に円盤状に延びるキャリヤ本体１３１が一体に形成されている。キャリヤ本体１３１は、後で詳述する変速機構２０を構成するものである。
【００３４】
第２ハウジング部材１２のボス１２ｃには、出力軸１２０がラジアル軸受１２１を介して軸芯Ｏ１回りに回転可能に支持されている。出力軸１２０の前端側は変速室１０ａ内に位置し、その外周側にサンギヤ１５０が形成されている。サンギヤ１５０も、後で詳述する変速機構２０を構成するものである。また、出力軸１２０の前端には後方に凹む穴部１２０ａが形成されており、その穴部１２０ａ内に、ラジアル軸受１２２を介して入力軸１１０の後端が内挿されている。一方、出力軸１２０の後端は、可動スクロール４２に向かうように後方に延びている。
【００３５】
次に圧縮機構４０について説明する。第２ハウジング部材１２と第３ハウジング部材１３との間には、駆動ブッシュ４３と可動スクロール４２とが収容されている。
【００３６】
駆動ブッシュ４３は、出力軸１２０の後端に偏心された状態で固定され、出力軸１２０と一体回転可能とされている。駆動ブッシュ４３の外周面にはラジアル軸受４６が配設されている。
【００３７】
可動スクロール４２は、ラジアル軸受４６を介して駆動ブッシュ４３に回転可能に支持されるボス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から後方に向けて軸芯Ｏ１と平行に突出する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。
【００３８】
内フランジ１２ｂの後面には、３本以上の固定ピン４７が軸芯Ｏ１と平行に固定されている。また、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が軸芯Ｏ１と平行に固定されている。さらに、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と同数の可動リング４９が配設されている。可動リング４９には貫通孔４９ａが形成されており、その貫通孔４９ａ内に、対をなす固定ピン４７及び可動ピン４８が各々の軸芯間を可動スクロール４２の公転距離とした状態で収納されている。これら固定ピン４７、可動ピン４８及び可動リング４９により、可動スクロール４２の自転を防止する自転防止手段５０が構成されている。
【００３９】
第３ハウジング部材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から前方に向けて軸芯Ｏ１と平行に突出する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。
【００４０】
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は軸芯Ｏ１方向の突出長さが等しく設定されている。そして、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。
【００４１】
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が貫設されている。また、吐出室５２内には、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４１に固定されている。さらに、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。
【００４２】
以上の第２〜４ハウジング部材１２、１３、１４、出力軸１２０、駆動ブッシュ４３、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等によってスクロール式の圧縮機構４０が構成されている。
【００４３】
吐出室５２は配管８１を介して凝縮器８２に接続され、凝縮器８２は配管８３によって膨張弁８４を介して蒸発器８５に接続され、蒸発器８５は配管８６を介して吸入室５１に接続されている。吐出室５２には、後述する流路切替電磁弁９１に対して、吐出室５２内の吐出圧Ｐｄを供給する吐出圧供給通路（図１に示す経路Ｐｄ−Ｐｄ）が設けられている。また、吸入室５１には、流路切替電磁弁９１に対して、吸入室５１内の吸入圧Ｐｓを供給する吸入圧供給通路（図１に示す経路Ｐｓ−Ｐｓ）が設けられている。さらに、図示は省略するが吸入室５１と変速室１０ａとを連通させて、変速室１０ａ内の圧力を吸入圧Ｐｓに保持する連通路が第２、３ハウジング部材１２、１３間に設けられている。
【００４４】
次に変速機構２０について説明する。図２及び図３を示すように、変速室１０ａ内において、キャリヤ本体１３１の後面の外周側に仮想される軸芯Ｏ１を中心とする円周上には、後方に向けて３本の第１支持軸１３１ａと３本の第２支持軸１３１ｂとが交互に突設されている（各図において、第１支持軸１３１ａと第２支持軸１３１ａとを１本ずつ図示する。）。各第１支持軸１３１ａは円柱軸体であり、各第２支持軸１３１ｂは中間部が太い段付き円柱軸体である。各第１支持軸１３１ａには、ラジアル軸受１４１を介して、遊星ギヤ１４０が１個ずつ回転可能に支持されている。３個の遊星ギヤ１４０はそれぞれ、サンギヤ１５０と噛合している。図４により詳しく示すように、各遊星ギヤ１４０は左ねじれのはす歯１４９を有し、サンギヤ１５０は右ねじれのはす歯１５９を有し、各はす歯１４９とはす歯１５９とが噛合している。
【００４５】
図２及び図３を示すように、各第１支持軸１３１ａ及び各第２支持軸１３１ｂの後端には、後部キャリヤ１３２が固定されている。後部キャリヤ１３２は、ボス部１２ｃを覆うように後方に延びる略円筒形状とされており、ラジアル軸受１３３を介して、ボス部１２ｃに軸芯Ｏ１回りに回転可能に支持されている。
【００４６】
キャリヤ本体１３１と、各第１支持軸１３１ａ及び各第２支持軸１３１ａと、後部キャリヤ１３２とにより、３個の遊星ギヤ１４０を回転可能に支持しつつ入力軸１１０と一体回転可能なキャリヤ１３０が構成されている。
【００４７】
各遊星ギヤ１４０と円筒部１１ｃとの間は、リングギヤ１６０が配設されている。リングギヤ１６０は、前後方向に延びる円筒部１６０ｂと、円筒部１６０ｂの前端側で径外方向に延びる第１フランジ部１６０ａと、円筒部１６０ｂの後端側で径外方向に延びる第２フランジ部１６０ｃとを有している。
【００４８】
円筒部１６０ｂの前端側の内周面には、各遊星ギヤ１４０と噛合するはす歯１６９が形成されている。図４により詳しく示すように、はす歯１６９は左ねじれであり、各遊星ギヤ１４０の左ねじれのはす歯１４９と噛合している。
【００４９】
サンギヤ１５０、各遊星ギヤ１４０、リングギヤ１６０及びキャリヤ１３０によって、遊星歯車機構である変速機構２０が構成されている。
【００５０】
図２及び図３に示すように、円筒部１６０ｂの後端側の内周面と、後部キャリヤ１３２の外周面との間には、ワンウェイクラッチ２００が配設されている。ワンウェイクラッチ２００は、周知の汎用品であり、キャリヤ１３０に対するリングギヤ１６０の一方向の相対回転を許容しつつ他方向の相対回転を規制するようになっている。本実施例では、入力軸１１０及びキャリヤ１３０が軸芯Ｏ１周りに回転する方向は、圧縮機１を前方から見て、時計方向に設定されている。そして、ワンウェイクラッチ２００は、キャリヤ１３０に対してリングギヤ１６０が反時計方向に相対回転することを許容する一方、キャリヤ１３０に対してリングギヤ１６０が時計方向に相対回転することを規制するように配設されている。
【００５１】
リングギヤ１６０の第１フランジ部１６０ａの前面には、摩擦層１６０ｄが設けられている。摩擦層１６０ｄは、摺動性の低い摩擦材からなる円環状の平板であり、第１フランジ部１６０ａの前面に添設されている。また、第１ハウジング部材１１の内フランジ１１ｂの後面には、摩擦層１６０ｄと対向する位置に摩擦層１１ｄが形成されている。後述するように、リングギヤ１６０が前方向に移動すると、摩擦層１６０ｄ、１１ｄ同士が当接して、双方の間に大きな摩擦力が作用する（図３参照。）。
【００５２】
第２ハウジング部材１２の内フランジ１２ｂの前面には、リングギヤ１６０の第２フランジ部１６０ｃの後面と対向する位置に制御室２１１が凹設されている。制御室２１１内には、円環状の制御ピストン２１２が前後方向（軸芯Ｏ１方向）に移動可能に収納されている。制御ピストン２１２の内周面と外周面とには、制御ピストン２１２と制御室２１１との間をシールするゴム製のＯリング２１８ａ、２１８ｂが装着されている。
【００５３】
制御室２１１には、圧力供給経路１２ｄを介して圧力調整手段としての流路切替電磁弁９１が接続されている。流路切替電磁弁９１は、制御室２１１を吐出圧供給通路（図１に示す経路Ｐｄ−Ｐｄ）又は吸入圧供給通路（図１に示す経路Ｐｓ−Ｐｓ）に切り替えて接続するようになっている。上述した通り、制御ピストン２１２が臨む変速室１０ａ内の圧力は、吸入圧Ｐｓに保持されている。
【００５４】
制御ピストン２１２の前部は、内周側を残したままで外周側が段状に凹む形状とされている。制御ピストン２１２の前部内周側の端面は、第２フランジ部１６０ｃの後面と当接可能な押圧面２１２ａとされている。一方、制御ピストン２１２の前部外周側の段状凹部は、収納室２１２ｂとされている。収納室２１２ｂ内には、スラストベアリング２１４が弾性部材２１３を介して収納されている。弾性部材２１３は円環状の皿ばねであり、スラストベアリング２１４を前方向に付勢する付勢力を有している。
【００５５】
図３に示すように、制御室２１１内に吐出圧Ｐｄが付加されると、制御室２１１内の圧力が変速室１０ａ内の圧力より高くなり、制御ピストン２１２が前方向に移動する。そうすると、押圧面２１２ａが第２フランジ部１６０ｃの後面に当接してリングギヤ１６０を前方向に移動させ、第１ハウジング部材１１に対してリングギヤ１６０を押し付ける。このため、摩擦層１６０ｄ、１１ｄが当接して、双方の間に摩擦力が作用するので、第１ハウジング部材１１に対してリングギヤ１６０が固定される。この際、弾性部材２１３の付勢力は、スラストベアリング２１４を押圧面２１２ａより前方向に突出させず、収納室２１２ｂ内に完全に収納する程度の強さに設定されている。このため、第２フランジ部１６０ｃの後面と押圧面２１２ａとが接触して、双方の間に摩擦力が作用する。
【００５６】
一方、図２に示すように、制御室２１１内に吸入圧Ｐｓが付加されると、制御室２１１内の圧力が変速室１０ａ内の圧力と等しくなり、制御ピストン２１２が第１ハウジング部材１１に対してリングギヤ１６０を押し付けなくなる。そうすると、摩擦層１６０ｄ、１１ｄが離反して、双方の間に摩擦力が作用しなくなり、第１ハウジング部材１１に対してリングギヤ１６０が回動可能となる。この際、スラストベアリング２１４は弾性部材２１３の付勢力により押圧面２１２ａより前方向に突出して、収納室２１２ｂ内に不完全に収納された状態となる。この状態では、リングギヤ１６０と制御ピストン２１２とが接近しているが押圧面２１２ａは接触せず、スラストベアリング２１４が接触して転動する。また、この状態では、制御室２１１と変速室１０ａとの間に、制御ピストン２１２を元の位置に復帰させる圧力差が発生しない。この点、本実施例の圧縮機１では、図２に示すように、後述するスラスト力Ｓ１により、制御ピストン２１２を元の位置に復帰させるようになっている。
【００５７】
摩擦層１６０ｄ、１１ｄ、制御室２１１、制御ピストン２１２、圧力供給経路１２ｄ及び流路切替電磁弁９１等により、第１ハウジング部材１１に対してリングギヤ１６０を固定又は回動させるクラッチ２１０が構成されている。
【００５８】
クラッチ２１０、ワンウェイクラッチ２００、流路切替電磁弁９１及び圧力供給経路１２ｄ等によって、制御機構３０が構成されている。
【００５９】
このような構成である変速機構２０及び制御機構３０は下記のように作動する。
【００６０】
図３に示すように、制御室２１１内に吐出圧Ｐｄが付加されると、上述した通り、制御ピストン２１２がリングギヤ１６０を前方向に押す。このため、摩擦層１６０ｄと摩擦層１１ｄとの間、及び第２フランジ部１６０ｃと押圧面２１２ａとの間に摩擦力が作用して、第１ハウジング部材１１に対してリングギヤ１６０が固定される。そうすると、ワンウェイクラッチ２００は、キャリヤ１３０に対してリングギヤ１６０が一方向に相対回転すること（圧縮機１を前方から見て、キャリヤ１３０に対してリングギヤ１６０が反時計方向に相対回転すること）を許容する。このため、入力軸１１０、キャリヤ１３０の回転に伴って軸芯Ｏ１周りに時計方向に公転する各遊星ギヤ１４０は、リングギヤ１６０との噛合により、各第１支持軸１３１ａ周りに反時計方向に自転する。その結果、各遊星ギヤ１４０と噛合するサンギヤ１５０及びサンギヤ１５０と一体回転する出力軸１２０に、入力軸１１０の回転が増速されて伝達される増速回転状態となる。
【００６１】
一方、図２に示すように、制御室２１１内に吸入圧Ｐｓが付加されると、上述した通り、制御ピストン２１２がリングギヤ１６０を前方向に押さなくなる。このため、摩擦層１６０ｄと摩擦層１１ｄとの間、及び第２フランジ部１６０ｃと押圧面２１２ａとの間に摩擦力が作用しなくなり、第１ハウジング部材１１に対するリングギヤ１６０の固定が解除される。そうすると、図４に示すように、リングギヤ１６０が入力軸１１０の回転につられて軸芯Ｏ１周りに時計方向に回転しようとする。この際、サンギヤ１５０と噛合する各遊星ギヤ１４０が時計方向に自転することにより、リングギヤ１６０が入力軸１１０を相対的に時計方向に追い越そうとする。そうすると、各遊星ギヤ１４０の左ねじれのはす歯１４９と、リングギヤ１６０の左ねじれのはす歯１６９との噛合により、リングギヤ１６０に対して後方向のスラスト力Ｓ１が発生して、リングギヤ１６０を後方向に移動させる。このスラスト力Ｓ１は、スラストベアリング２１４及び弾性部材２１３を介して制御ピストン２１２にも作用し、制御ピストン２１２を元に位置に復帰させる。そして、ワンウェイクラッチ２００は、キャリヤ１３０に対してリングギヤ１６０が他方向に相対回転すること（圧縮機１を前方から見て、キャリヤ１３０に対してリングギヤ１６０が時計方向に相対回転すること）を規制する。その結果、入力軸１１０、キャリヤ１３０、各遊星ギヤ１４０、サンギヤ１５０、リングギヤ１６０及び出力軸１２０が一体回転することとなり、入力軸１１０の回転が出力軸１２０に等速のまま伝達される等速回転状態となる。
【００６２】
以上のように構成された実施例の圧縮機１においては、入力軸１１０が車両のエンジン等によって軸芯Ｏ１回りに回転駆動されれば、入力軸１１０の回転が変速機構２０により等速のまま又は増速されて出力軸１２０に伝達される。
【００６３】
そして、圧縮機構４０においては、出力軸１２０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８３に供給され、蒸発器８６によって車両の冷房が実現される。
【００６４】
ここで、上記構成である実施例の圧縮機１では、増速回転状態から等速回転状態に切り替えるために制御ピストン２１２が後方向に移動して元の位置に復帰する際、制御ピストン２１２と制御室２１１との間に摺動抵抗や摩擦抵抗等が作用し易い。特に、制御ピストン２１２と制御室２１１との間には、Ｏリング２１８ａ、２１８ｂが設けられているので、そのＯリング２１８ａ、２１８ｂによる摺動抵抗や摩擦抵抗が制御ピストン２１２に作用し易い。このため、制御ピストン２１２の復帰が妨げられる不具合が生じ得る。
【００６５】
この点、この圧縮機１では、制御ピストン２１２と第２フランジ部１６０ｃとの間にスラストベアリング２１４が介在している。このため、制御ピストン２１２の復帰が妨げられたとしても、第２フランジ部１６０ｃにスラストベアリング２１４が当接して転動するので、制御ピストン２１２に対する第２フランジ部１６０ｃの引き摺りを防止できる。
【００６６】
また、この圧縮機１では、制御ピストン２１２が後方向に移動して元の位置に復帰する際、まず、リングギヤ１６０は、第１ハウジング部材１１に対して回動し始めると同時に、キャリヤ１３０に対して他方向に相対回転しようとする（キャリヤ１３０に対して相対的に時計方向に追い越そうとする）。そうすると、ワンウェイクラッチ２００がキャリヤ１３０に対するリングギヤ１６０の他方向への相対回転を規制するが、その規制が実現するまでの間、各遊星ギヤ１４０のリングギヤ１６０に対する相対回転が生じる。すると、サンギヤ１５０のはす歯１５９のねじれ角が右ねじれに設定され、各遊星ギヤ１４０のはす歯１４９のねじれ角が左ねじれに設定され、リングギヤ１６０のはす歯１６９のねじれ角が左ねじれに設定されていることから、リングギヤ１６０には、制御ピストン２１２がリングギヤ１６０を固定するために押す方向（前方向）とは反対方向（後方向）にリングギヤ１６０を付勢するスラスト力Ｓ１が発生する。このため、摩擦層１６０ｄを摩擦層１１ｄから確実に離反させることができるので、第１ハウジング部材１１に対するリングギヤ１６０の引き摺りも防止できる。また、リングギヤ１６０は、上記スラスト力Ｓ１により、スラストベアリング２１４を介して制御ピストン２１２を後方向に押すので、制御ピストン２１２を元の位置に復帰させることができる。
【００６７】
したがって、実施例の圧縮機１は、動力損失を抑制できる。
【００６８】
また、この圧縮機１において、制御ピストン２１２は、上述した押圧面２１２ａと、収納室２１２ｂと、弾性部材２１３とを有している。このため、クラッチ２１０が第１ハウジング部材１１に対してリングギヤ１６０を押し付けない場合、押圧面２１２ａは第２フランジ部１６０ｃに当接せず、スラストベアリング２１４が第２フランジ部１６０ｃと当接して転動する。このため、この圧縮機１は、制御ピストン２１２に対する第２フランジ部１６０ｃの引き摺りを防止して、動力損失を抑制できる。その一方、クラッチ２１０が第１ハウジング部材１１に対してリングギヤ１６０を押し付ける場合、押圧面２１２ａが直接第２フランジ部１６０ｃと当接するので、リングギヤ１６０を停止可能な摩擦力が摩擦層１６０ｄと摩擦層１１ｄとの間だけでなく、押圧面２１２ａと第２フランジ部１６０ｃとの間にも発生する。このため、この圧縮機１は、確実かつ迅速にリングギヤ１６０を停止させることができるので、良好な変速動作を実現できる。
【００６９】
さらに、この圧縮機１において、押圧面２１２ａは制御ピストン２１２の内周側に位置し、収納室２１２ｂは制御ピストン２１２の外周側に位置しているので、圧縮機１の組付け時にスラストベアリング２１４や弾性部材２１３の脱落を防止できる。
【００７０】
（変形例）
実施例の圧縮機１におけるスラストベアリング２１４と弾性部材２２０との替わりに、図５に示すように、摺動性材料からなる皿ばね２１５を採用してもよい。皿ばね２１５は、例えば、略「Ｃ」字断面の円環形状に曲げ加工されたものであり、前後方向の弾性変形が可能とされている。
【００７１】
この場合、この圧縮機は、部品点数の削減や、組み付け工数の削減による製造コストの低廉化が図れる。また、スラストベアリング２１４及び弾性部材２１３よりも皿ばね２２０の方が小型化できるので、装置全体の小型化を実現できる。
【００７２】
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例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。
【００７３】
実施例では、クラッチ２１０がリングギヤ１６０を前方向に押して、ハウジング１０に固定する構成であるが、クラッチ２１０をリングギヤ１６０の前方に移設し、リングギヤ１６０を後方向に押してハウジング１０に固定する構成としてもよい。この場合、リングギヤ１６０にスラスト力Ｓ１と反対方向のスラスト力が作用するように、各はす歯１４９、１５９、１６９のねじれ角が設定される。
【００７４】
圧縮機構はスクロール式に限定されず、一般的な圧縮機構を採用できる。また、クラッチは、例えば、複数の可動部材が組み合わされたリンク機構等を有し得る。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は変速機付き圧縮機に利用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…ハウジング
４０…圧縮機構（スクロール式圧縮機構）
Ｏ１…軸芯
１１０…入力軸
１２０…出力軸
２０…変速機構（遊星歯車機構）
３０…制御機構
１５０…サンギヤ
１４０…遊星ギヤ
１３０…キャリヤ
１６０…リングギヤ
２００…ワンウェイクラッチ
２１０…クラッチ
１…変速機付き圧縮機
２１４…スラストベアリング
１４９、１５９、１６９…はす歯
Ｓ１…スラスト力
１１ｄ、１６０ｄ…摩擦層
２１１…制御室
２１２…制御ピストン
９１…圧力調整手段（流路切替電磁弁）
２１２ａ…押圧面
２１２ｂ…収納室
２１３…弾性部材
２２０…摺動性材料からなる皿ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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