(57)【要約】【課題】電動圧縮機の全体的な小型化を図ると共に、静粛性を有し、高効率でトルク（動力）を伝達すること。【解決手段】くさびローラ式変速機Ａの入力側に、電動モータ５０が連結してあり、その出力側に、固定容量型の斜板式圧縮機６０が連結してある。すなわち、電動モータ５０の駆動軸１７は、くさびローラ式変速機Ａの高速側シャフトを兼ねている。斜板式圧縮機６０は、回転軸３を備えており、この回転軸３は、くさびローラ式変速機Ａの低速側シャフトを兼ねている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの駆動力により圧縮機を駆動する電動圧縮機において、
ハウジングに回転自在に支持され、一端部に外輪を設けた低速側シャフトと、前記低速側シャフト及び前記外輪に対して偏心して、ハウジングに回転自在に支持された高速側シャフトと、前記外輪と前記高速側シャフトとの間に回転自在に支持された、少なくとも１個のガイドローラと少なくとも１個の可動ローラとから成るくさび作用を利用した摩擦ローラ式減速機を、前記電動モータと前記圧縮機との間に介装し、
前記電動モータの駆動軸を前記高速側シャフトとし、又は前記電動モータの駆動軸に前記高速側シャフトを連結し、
前記圧縮機の回転軸を前記低速側シャフトとし、又は前記圧縮機の回転軸に前記低速側シャフトを連結したことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機は、斜板式圧縮機であることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮機は、スクロール式圧縮機であることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項４】
前記圧縮機は、リショルム式圧縮機であることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項５】
前記圧縮機は、ルーツ式圧縮機であることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータを駆動源とした電動圧縮機であって、電動モータと圧縮機との間に摩擦ローラ式減速機を具備した電動圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１では、冷凍・空調用機器に使用する電動圧縮機が開示してあり、この電動圧縮機では、斜板式圧縮機に、電動モータが連結してあり、電動モータの駆動力により、斜板式圧縮機を駆動するようになっている。
【０００３】
特許文献２では、蒸気圧縮式冷凍サイクルに好適な電動圧縮機が開示してあり、この電動圧縮機では、スクロール式圧縮機に、電動モータが連結してあり、電動モータの駆動力により、スクロール式圧縮機を駆動するようになっている。
【０００４】
特許文献３では、車両用空調用機器等に使用する電動圧縮機が開示してあり、この電動圧縮機では、斜板式圧縮機に、電動モータが連結してあり、電動モータの駆動力により、斜板式圧縮機を駆動するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１８７３５６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８２６７７号公報
【特許文献３】
特開２００１−２０７９７１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１乃至３に開示した電動圧縮機では、圧縮機の負荷が大きい場合、圧縮機の容量が大きい場合、また、圧縮機の応答性を向上させる場合には、電動モータには、大きなトルクを必要とする。
【０００７】
従って、上記のような場合には、電動モータは、大出力のものが必要であることから、電動モータが大型化し、その結果、電動圧縮機自体が大型化してしまうといったことがある。
【０００８】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、小型化を図ることができると共に、静粛性を有し、高効率でトルク（動力）を伝達できる電動圧縮機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る電動圧縮機は、電動モータの駆動力により圧縮機を駆動する電動圧縮機において、
ハウジングに回転自在に支持され、一端部に外輪を設けた低速側シャフトと、前記低速側シャフト及び前記外輪に対して偏心して、ハウジングに回転自在に支持された高速側シャフトと、前記外輪と前記高速側シャフトとの間に回転自在に支持された、少なくとも１個のガイドローラと少なくとも１個の可動ローラとから成るくさび作用を利用した摩擦ローラ式減速機を、前記電動モータと前記圧縮機との間に介装し、
前記電動モータの駆動軸を前記高速側シャフトとし、又は前記電動モータの駆動軸に前記高速側シャフトを連結し、
前記圧縮機の回転軸を前記低速側シャフトとし、又は前記圧縮機の回転軸に前記低速側シャフトを連結したことを特徴とする。
【００１０】
このように、請求項１によれば、電動モータと圧縮機との間に、摩擦ローラ式減速機を介装し、電動モータの駆動軸を高速側シャフトとし、又は電動モータの駆動軸に高速側シャフトを連結し、さらに、圧縮機の回転軸を低速側シャフトとし、又は圧縮機の回転軸に低速側シャフトを連結している。
【００１１】
従って、高負荷、大容量、又は高速応答性を必要とする場合であっても、電動モータには、小型であって、高速回転型のものを用いることができることから、電動圧縮機は、全体的に小型化を図ることができる。
【００１２】
また、くさび作用を利用した摩擦ローラ式減速機は、トラクションドライブ式変速機であって、このトラクションドライブ式変速機は、静かで滑らかであることから産業上の各種用途に開発され、さらに近年は自動車や自転車といったパーソナルユースに応用する試みがなされ、次世代の動力伝達方式として注目されている。
【００１３】
トラクションドライブ式変速機とは、歯車伝動とは異なり、滑らかな表面をもつ少なくとも２個の回転体を強く押し付け、これらの間に潤滑油膜（例えばＥＨＬ油膜）を介在させて、動力を伝達する機構であり、その基礎式は、Ｆｔ＝μ・Ｆｃという簡単な摩擦の式で表される（Ｆｔ：トラクション力）。ここで、Ｆｃは、押し付け力と呼び、この発生に様々な方法が開発されている。
【００１４】
このトラクションドライブ式変速機の一つとして、本発明に係る、くさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機（以後本明細書中では、くさびローラ式変速機と記す）がある。
【００１５】
くさびローラ式変速機とは、高速側シャフトの先端部の周囲に、該高速側シャフトに対し偏心した状態で、回転自在に設けられた外輪と、該高速側シャフトの外周面である動力伝達用円筒面と前記外輪の内周面である動力伝達用円筒面との間に存在して、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間内に配置される、それぞれの外周面を動力伝達用円筒面とした、少なくとも１個のガイドローラおよび少なくとも１個の可動ローラとを備えた変速機のことを言う。又、可動ローラとは、くさび作用により押付け力を発生するローラであり、半径方向、円周方向に動くローラのことを言う。
【００１６】
このくさびローラ式変速機では、正転時には、可動ローラは、高速側シャフトと外輪との間で「くさび」に食い込む方向に移動し、押し付け力Ｆｃを発生する。このＦｃによりトラクション力が発生し、トルク（動力）を伝達することができる。
【００１７】
一方、逆転時には、可動ローラは、「くさび」から離れる方向に移動し、押し付け力Ｆｃ＝０となり、入力側の回転が出力側へ伝わるのを停止する。
【００１８】
くさびローラ式変速機は、低速側シャフト（外輪側）を入力側とした場合には、高速側シャフトを出力側とした増速機として作用し、低速側シャフト（外輪側）を出力側とした場合には、高速側シャフトを入力側とした減速機として作用する。
【００１９】
また、くさびローラ式変速機において、正転時には、トルク（動力）を伝達する一方、逆転時には、空転してトルク（動力）を伝達しないワンウェイクラッチ機能を有しているものと、正逆両方向の回転時に、トルク（動力）を伝達することができるものとがある。
【００２０】
従って、くさびローラ式変速機は、高速回転でも静かで滑らかな動力伝達を行えるため、振動や騒音の問題は全くない。また、トラクションドライブに必要な押付力は、くさび作用により得る機構であり、伝達トルクに比例した適正な押付力を常に得ることができることから、滑りが発生することがないと共に、低回転・低トルクの領域から高回転・高トルクの領域まで高い伝達効率を得ることができる。
【００２１】
また、圧縮機は、斜板式圧縮機、スクロール式圧縮機、リショルム式圧縮機、ルーツ式圧縮機の何れか、又は他の形式の圧縮機である。
【００２２】
さらに、本発明の電動圧縮機は、エンジンの過給機のみならず、冷凍・空調用機器、車両用空調用機器、エンジン過給機などで適用でき、例えば燃料電池車などにおいて、燃料となる水素を送り込むための送風機、水素と酸素の反応により生成された水分や水蒸気を吹き飛ばすためのブロワーなどにも適用することできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るくさび電動圧縮機を図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
先ず、くさびローラ式変速機の内部構造について詳述し、次いで、実施の形態について説明する。
【００２５】
また、説明の便宜上、１個の可動ローラを用いたくさびローラ式変速機を説明し、その後、２個の可動ローラを用いた両方向動力伝達型のくさびローラ式変速について説明する。
【００２６】
また、動力の伝達の方法を説明する時は、くさびローラ式変速機が減速機として作用する場合を代表して記述している。減速機において、正回転とは、高速側シャフト１７から外輪３２に動力を伝える方向であり、逆回転とは、高速側シャフト１７が空転し、外輪３２へのトルク（動力）伝達を停止する方向である。
【００２７】
（くさびローラ式変速機の内部構造）
図１は、本発明に係るくさびローラ式変速機の縦断面図である。
【００２８】
図２は、くさびローラ式変速機の横断面図であって、ワンウェイクラッチ機能を有するくさびローラ式変速機の断面図である。
【００２９】
図３は、減速機としてのくさびローラ式変速機の作用を説明する図である。
【００３０】
図４は、くさびローラ式変速機の横断面図であって、正逆両方向の回転時にトルク（動力）を伝達可能なくさびローラ式変速機の断面図である。
【００３１】
くさびローラ式変速機Ａは、低速側シャフト３（外輪側）を出力側とした場合には、高速側シャフト１７を入力側とした減速機として作用する。また、低速側シャフト３（外輪側）を入力側とした場合には、高速側シャフト１７を出力側とした増速機として作用する。
【００３２】
また、図２に示すように、１個の可動ローラ３８を用いたくさびローラ式変速機Ａは、正転時には、トルク（動力）を伝達する一方、逆転時には、空転してトルク（動力）を伝達しないワンウェイクラッチ機能を有しているが、図４に示すように、２個の可動ローラ３８ａ，３８ｂを用いたくさびローラ式変速機Ａは、正逆両方の回転時にトルク（動力）を伝達することができる。
【００３３】
くさびローラ式変速機Ａは、図１、図２において、略円筒状のハウジング１に、仕切板であるハウジング２が固定してある。ハウジング１には、低速側シャフト３が回転自在に支持してあり、ハウジング１内の低速側シャフト３の端部に、外輪３２が取付けてある。
【００３４】
仕切板であるハウジング２には、高速側シャフト１７が低速側シャフト３及び外輪３２に対して偏心（オフセット）して回転自在に設けてある。
【００３５】
図２に示すように、外輪３２と、高速側シャフト１７との間には、大径のガイドローラ３７ａと、小径のガイドローラ３７ｂと、トルク（動力）伝達時に移動する可動ローラ３８とが介装してある。
【００３６】
可動ローラ３８を回転自在に支持する支持軸３９ｂは、図３に示すように、減速機の場合、高速側シャフト１７と外輪３２との間で「くさび」に食い込む方向に移動できるように構成してあり、また、この「くさび」に食い込む方向にシリンダ孔４６に設置した圧縮ばね等の弾性材４７（予圧ばね、図２参照）により付勢してある。
【００３７】
これにより、正転時には、可動ローラ３８は、高速側シャフト１７と外輪３２との間で「くさび」に食い込む方向に移動し、押し付け力Ｆｃを発生する。このＦｃによりトラクション力が発生し、トルク（動力）を伝達することができる。
【００３８】
一方、逆転時には、可動ローラ３８は、「くさび」から離れる方向に移動し、押し付け力Ｆｃ＝０となり、入力側の回転が出力側へ伝わるのを停止する。
【００３９】
図２に示すように、外輪３２の内周面と高速側シャフト１７の先端部外周面との間には、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間３６が設けられる。
【００４０】
この様な環状空間３６内には、２個のガイドローラ３７ａ、３７ｂと１個の可動ローラ３８とを設置して、上記くさびローラ式変速機Ａを構成している。図２において、可動ローラ３８は切欠いて部分的に示している。これら各ローラ３７ａ、３７ｂ、３８を設置する為に上記環状空間３６部分には、３本の支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂを設けている。これら３本の支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂのうち、２本の支持軸３９ａ，３９ａは、それぞれの両端部をハウジング２及び連結板１４に形成した嵌合孔４０、４０に圧入固定している。従って、上記２本の支持軸３９ａ，３９ａが、上記環状空間３６内で円周方向或は直径方向に変位する事はない。これに対して、上記３本の支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂのうち、残り１本の支持軸３９ｂは、両端部を上記ハウジング２及び連結板１４に対し、上記外輪３２の円周方向及び直径方向に関する若干の変位可能に支持している。この為に、上記ハウジング２及び連結板１４の一部で上記１本の支持軸３９ｂの両端部に整合する部分に、この支持軸３９ｂの外径よりも大きな内径を有する支持孔４１を形成し、これら各支持孔４１に、上記支持軸３９ｂの両端部を緩く係合させている。
【００４１】
そして、上述の様に支持した各支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂの中間部周囲に、それぞれ上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８を、それぞれラジアルニードル軸受４２、４２等の軸受により、回転自在に支持している。尚、上記連結板１４を上記ハウジング２に結合固定する為、この連結板１４の片面に突設した、前記各突部２７、２７は、この連結板１４の円周方向に関して、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８同士の間に存在する。言い換えれば、上記環状空間３６内に上記各突部２７、２７と上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ又は可動ローラ３８とが、上記環状空間３６の円周方向に関して交互に存在する。又、これら各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ又は可動ローラ３８の外周面と上記各突部２７、２７の円周方向側面とが干渉する（擦れ合う）事はない。
【００４２】
この様にして、上記各支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂにより上記ハウジング２と連結板１４との間に回転自在に支持した、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外周面である、動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂは、それぞれ前記高速側シャフト１７の先端部の外周面である動力伝達用円筒面４４と前記外輪３２の内周面である動力伝達用円筒面４５とに当接させている。前述した通り、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８を設置した上記環状空間３６の径方向に関する幅は、円周方向に関して不同である。この様に、この環状空間３６の幅寸法を円周方向に関して不同にした分、上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外径を異ならせている。即ち、上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８のうち、それぞれ上記外輪３２に対し高速側シャフト１７の先端部が偏心している側に位置する可動ローラ３８及びガイドローラ３７ｂの外径を、互いに同じにすると共に比較的小径にしている。これに対し、上記外輪３２に対し高速側シャフト１７の先端部が偏心しているのと反対側に位置するガイドローラ３７ａの外径を、上記可動ローラ３８及びガイドローラ３７ｂの外径よりも大きくしている。そして、上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外周面である上記各動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂを、それぞれ上記動力伝達用円筒面４４、４５に当接させている。
【００４３】
尚、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８のうち、各ガイドローラ３７ａ、３７ｂを支持した支持軸３９ａ、３９ａの両端部は、前述の様に、前記ハウジング２及び連結板１４に対し（環状空間３６内に）固定している。これに対して、上記可動ローラ３８を支持した支持軸３９ｂは、やはり前述した様に上記ハウジング２及び連結板１４に対し（環状空間３６内に）、円周方向及び直径方向に関する若干の変位を可能に支持している。従って、上記可動ローラ３８も、上記環状空間３６内で円周方向及び直径方向に若干の変位可能である。そして、前記ハウジング２及び連結板１４のシリンダ孔４６内に設置した、圧縮ばね等の弾性材４７（予圧ばね）により、上記可動ローラ３８を支持した支持軸３９ｂを、これら支持軸３９ｂに回転自在に支持した可動ローラ３８を前記環状空間３６の幅の狭い部分に向け移動させるべく、弾性的に軽く押圧している。
【００４４】
上述の様に構成するくさびローラ式変速機により回転軸を回転駆動する場合（減速機の場合）には、正転時、高速側シャフト１７に駆動力を入力することにより、高速側シャフト１７を図３の矢印方向に回転させる。この高速側シャフト１７の回転は、各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８を介して、外輪３２に伝わり、外輪３２を図３の矢印方向に回転させる。
【００４５】
外輪３２とガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８との間の動力伝達、並びに、これらガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８と高速側シャフト１７との間の動力伝達は、何れも摩擦伝達により行なわれる為、動力伝達時に発生する騒音並びに振動は低い。
【００４６】
又、可動ローラ３８は、高速側シャフト１７から外輪３２に伝達するトルクの大きさに応じた力で、環状空間３６の幅が狭い部分に食い込む傾向となる。この為、外輪３２の内周面である動力伝達用円筒面４５とガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外周面である動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂとの当接部、並びに、これら各動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂと高速側シャフト１７の外周面である動力伝達用円筒面４４との当接部の面圧は、何れも、上記トルクが大きくなる程高くなる。逆に言えば、このトルクが小さい場合には、各当接部の面圧が低い状態となる。この為、これら各当接部の面圧を、伝達すべきトルクに合わせた適正値にして、トルク伝達を効率良く行なえる。
【００４７】
即ち、高速側シャフト１７を図３の矢印方向に回転させる際には、可動ローラ３８が、外輪３２の内周面である動力伝達用円筒面４５及び高速側シャフト１７の外周面である動力伝達用円筒面４４から、弾性材４７（予圧ばね）による押圧力と同方向の力を受けて、環状空間３６の幅の狭い部分に向け移動する傾向となる。
【００４８】
上述の様にして、可動ローラ３８を環状空間３６の幅の狭い部分に向け移動させようとする力は、高速側シャフト１７から外輪３２に伝達する回転駆動力の大きさに応じて変化する。そして、この力が大きくなる程、動力伝達用円筒面４３ｂと動力伝達用円筒面４４との当接部である内側当接部４８、及び、この動力伝達用円筒面４３ｂと動力伝達用円筒面４５との当接部である外側当接部４９の当接圧が高くなる。従って、この様な作用に基づき、上記伝達する回転駆動力に応じた当接圧を自動的に選定して、くさびローラ式変速機Ａの伝達効率を確保できる。
【００４９】
図２に示した例の場合には、くさびローラ式変速機Ａは、ワンウェイクラッチ機能を備えており、減速機の場合、外輪３２の回転速度が高速側シャフト１７の回転速度に見合う速度、即ち、この高速側シャフト１７の回転速度にくさびローラ式変速機Ａの減速比を掛けた速度よりも速くなった場合には、このくさびローラ式変速機Ａの接続が断たれる。即ち、この場合には、上記可動ローラ３８が、前記弾性材４７（予圧ばね）の弾力に抗して、上記環状空間３６の幅の広い側に変位する。この結果、上記内側、外側両当接部４８、４９の当接圧が低下若しくは喪失して、高速側シャフト１７の回転が外輪３２にまでは伝わらなくなる。
【００５０】
次に、図４に示す、正逆両方向の回転時にトルクを伝達可能なくさびローラ式変速機について説明する。
【００５１】
図４は、高速側シャフト１７を時計、反時計の両方向に回転駆動自在な構造について示している。
【００５２】
この様な本例の構造の揚合には、くさびローラ式変速機Ａを構成する３個のローラとして、１個のガイドローラ３７と２個の可動ローラ３８ａ，３８ｂとを使用している。このうち、環状空間３６のうちで最も幅が広くなった部分に設置したローラを、比較的大径で設置位置が変化しないガイドローラ３７としている。これに対して、上記環状空間３６の幅が最も狭くなった部分を挟んで設けた１対のローラを、それぞれ比較的小径で円周方向及び直径方向に関する若干の変位を可能にした可動ローラ３８ａ，３８ｂとしている。これら各可動ローラ３８ａ，３８ｂを支持した各支持軸３９ｂ，３９ｂを、環状空間３６の最も幅が狭くなった部分に向けそれぞれ弾性的に押圧している。
【００５３】
上述の様に構成する本例の構造の場合には、外輪３２が図４で時計方向に回転する場合には、可動ローラ３８ａが上記環状空間３６の幅が狭くなった部分に食い込む。
【００５４】
これに対して、上記外輪３２が図４で反時計方向に回転する場合には、可動ローラ３８ｂが上記環状空間３６の幅が狭くなった部分に食い込む。
【００５５】
又、本例の場合には、これら各可動ローラ３８ａ，３８ｂを支持した支持軸３９ｂ，３９ｂの両端部を支持する為、ハウジング２及び連結板１４に形成した支持孔４１ａ，４１ａ（長溝）の、上記環状空間３６の円周方向に関する長さを規制している。具体的には、これら各支持孔４１ａ，４１ａ（長溝）のうち、上記環状空間３６の幅が広い側の端部の位置を、前述した図２で示した場合よりも、この環状空間３６の最も幅が狭くなった位置に近づけている。そして、上記各可動ローラ３８ａ，３８ｂが、上記環状空間３６の幅の広い側に過度に退避しない様にしている。
【００５６】
上述の様に構成する本例の場合には、減速機の場合、高速側シャフト１７が時計、反時計の何れの方向に回転する場合でも、何れかの可動ローラ３８ａ（３８ｂ）が上記環状空間３６の幅の狭い部分に食い込み、当該可動ローラ３８ａ（３８ｂ）に関する内側、外側各当接部４８，４９の当接圧を高める。一方、上記環状空間３６の幅の狭い部分から退避する方向に変位する可動ローラ３８ｂ（３８ａ）に関しても、その退避量は限られる。この結果、両可動ローラ３８ａ，３８ｂ及び前記ガイドローラ３７に関して、内側、外側各当接部４８，４９の当接圧が十分に上昇し、高速側シャフト１７から外輪３２にまで、動力を効率良く伝達できる。この様に、高速側シャフト１７から外輪３２への時計、反時計の両方向の動力伝達を可能にした点以外は、図２に前述した場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
【００５７】
（本発明の第１実施の形態）
図５は、本発明の第１実施の形態に係り、斜板式圧縮機を備えた電動圧縮機の縦断面図である。
【００５８】
図５に示すように、くさびローラ式変速機Ａの入力側に、電動モータ５０が連結してあり、その出力側に、固定容量型の斜板式圧縮機６０が連結してある。
【００５９】
電動モータ５０のハウジング５１には、ステータ５２が設けてあり、このステータ５２に対して、ロータ５３が回転自在に設けてある。
【００６０】
このロータ５３は、駆動軸１７に固定してある。本実施の形態では、この駆動軸１７は、くさびローラ式変速機Ａの高速側シャフトを兼ねている。
【００６１】
斜板式圧縮機６０は、回転軸３を備えており、この回転軸３は、くさびローラ式変速機Ａの低速側シャフトを兼ねている。
【００６２】
従って、電動モータ５０の駆動軸１７（高速側シャフト）を回転駆動すると、その動力は、可動ローラ３８、固定ローラ３７ａ，３７ｂ、外輪３２を介して、圧縮機６０の回転軸３（低速側シャフト）に減速して伝達され、圧縮機６０を駆動することができる。
【００６３】
このように、本実施の形態では、電動モータ５０と圧縮機６０との間に、くさびローラ式変速機Ａを介装し、電動モータ５０の駆動軸１７を高速側シャフトとし、圧縮機６０の回転軸３を低速側シャフトとしている。従って、高負荷、大容量、又は高速応答性を必要とする場合であっても、電動モータ５０には、小型であって、高速回転型のものを用いることができることから、電動圧縮機は、全体的に小型化を図ることができる。
【００６４】
また、くさびローラ式変速機Ａは、高速回転でも静かで滑らかな動力伝達を行えるため、振動や騒音の問題は全くない。また、トラクションドライブに必要な押付力は、くさび作用により得る機構であり、伝達トルクに比例した適正な押付力を常に得ることができることから、滑りが発生することがないと共に、低回転・低トルクの領域から高回転・高トルクの領域まで高い伝達効率を得ることができる。
【００６５】
以下に、固定容量型の斜板式圧縮機６０を説明するが、斜板式圧縮機は、これに限定されず、可変容量型のものであってもよく、さらに、他の型式のものであってもよい。
【００６６】
斜板式圧縮機６０のハウジング６１には、複数のシリンダー室６２が設けてあり、シリンダー室６２のヘッド側には、隔壁板６３が設けてある。この隔壁板６３には、吐出口６４が形成してあり、吐出口６４の外側（高圧室６５）には、リーフ弁６６が設けてある。このリーフ弁６６に隣接して、リーフ弁６６の開度を制限するストッパー６７が設けてある。また、複数のシリンダー室６２には、夫々、複数のピストン６８が摺動自在に設けてある。
【００６７】
回転軸３（低速側シャフト３）には、斜板７０が固定してあり、この斜板７０の傾斜面側に、ローラ７１を介して揺動板７２が設けてある。この揺動板７２には、両端に夫々ボール７３，７４を有するコンロッド７５のボール７３側が連結してあり、コンロッド７５のボール７４側には、ピストン６８が連結してある。
【００６８】
従って、電動モータ５０の駆動軸１７（高速側シャフト）を回転駆動し、その動力が可動ローラ３８、固定ローラ３７ａ，３７ｂ、外輪３２を介して、圧縮機６０の回転軸３（低速側シャフト）に減速して伝達されると、斜板７０が回転する。この斜板７０の回転より、揺動板７２は、複数のコンロッド７５とピストン６８を順次往復動させる。その結果、図示しない吸入ポートから吸入された複数のシリンダー室６２内の被圧縮流体は、夫々、複数のピストン６８により圧縮されて、吐出口６４から高圧室６５に導かれ、図示しない吐出ポートから排出される。
【００６９】
（本発明の第２実施の形態）
図６は、本発明の第２実施の形態に係り、スクロール式圧縮機を備えた電動圧縮機の縦断面図である。
【００７０】
くさびローラ式変速機Ａの入力側に、電動モータ５０が連結してあり、その出力側に、スクロール式圧縮機８０が連結してある。
【００７１】
以下に、スクロール式圧縮機８０を説明するが、スクロール式圧縮機は、これに限定されず、他の型式のものであってもよい。
【００７２】
ハウジング８１に隣接して、渦巻き状の固定スクロール８２が設けてあり、固定スクロール８２の隔壁部８３には、吐出口８４が形成してあり、吐出口８４の外側（高圧室８５）には、リーフ弁８６が設けてある。このリーフ弁８６に隣接して、リーフ弁８６の開度を制限するストッパー８７が設けてある。
【００７３】
固定スクロール８２に対向して、渦巻き状の旋回スクロール９０が設けてあり、この旋回スクロール９０は、くさびローラ式変速機Ａの低速側シャフト３に偏心して設けたクランク部９１に、ローラ軸受９２を介して装着してある。
【００７４】
従って、電動モータ５０の駆動軸１７（高速側シャフト）を回転駆動し、その動力が可動ローラ３８、固定ローラ３７ａ，３７ｂ、外輪３２を介して、低速側シャフト３に減速して伝達されると、クランク部９１が偏心して公転（旋回）し、これに伴って、旋回スクロール９０が公転（旋回）する。その結果、、図示しない吸入ポートから吸入された被圧縮流体は、渦巻き外方側から中心側に移動しながらその体積を縮小させていくことにより、圧縮されて、吐出口８４から高圧室８５に導かれ、図示しない吐出ポートから排出される。
【００７５】
このように、本実施の形態においても、電動モータ５０と圧縮機８０との間に、くさびローラ式変速機Ａを介装し、電動モータ５０の駆動軸１７を高速側シャフトとし、圧縮機８０の回転軸（クランク部９１）に低速側シャフト３が連結してある。従って、高負荷、大容量、又は高速応答性を必要とする場合であっても、電動モータ５０には、小型であって、高速回転型のものを用いることができることから、電動圧縮機は、全体的に小型化を図ることができる。
【００７６】
また、くさびローラ式変速機Ａは、高速回転でも静かで滑らかな動力伝達を行えるため、振動や騒音の問題は全くない。また、トラクションドライブに必要な押付力は、くさび作用により得る機構であり、伝達トルクに比例した適正な押付力を常に得ることができることから、滑りが発生することがないと共に、低回転・低トルクの領域から高回転・高トルクの領域まで高い伝達効率を得ることができる。
【００７７】
（本発明の第３実施の形態）
図７は、本発明の第３実施の形態に係り、リショルム式圧縮機を備えた電動圧縮機の縦断面図である。
【００７８】
くさびローラ式変速機Ａの入力側に、電動モータ５０が連結してあり、その出力側に、リショルム式圧縮機１００が連結してある。
【００７９】
以下に、リショルム式圧縮機１００を説明するが、スクロール式圧縮機は、これに限定されず、他の型式のものであってもよい。
【００８０】
リショルム式圧縮機１００では、低速側シャフト３に、駆動ギヤ１０１が固定してある。この駆動ギヤ１０１に、増速ギヤ１０２が噛合してあり、この増速ギヤ１０２に並んで、第１タイミングギヤ１０３が同一の回転軸１０４に取付けてある。この第１タイミングギヤ１０３に、回転軸１０６に取付けた第２タイミングギヤ１０５が噛合してある。
【００８１】
回転軸１０４には、雌ロータ１０７が取付けてあり、回転軸１０６には、雄ロータ１０８が取付けてある。第１及び第２タイミングギヤ１０３，１０５のギヤの歯数比は、雌・雄ロータ１０７，１０８の歯数比のギヤ比を有するように構成してある。
【００８２】
従って、電動モータ５０の駆動軸１７（高速側シャフト）を回転駆動し、その動力が可動ローラ３８、固定ローラ３７ａ，３７ｂ、外輪３２を介して、低速側シャフト３に減速して伝達されると、駆動ギヤ１０１、増速ギヤ１０２、及び回転軸１０４が回転して、雌ロータ１０７が回転する。また、第１タイミングギヤ１０３、第２タイミングギヤ１０５、及び回転軸１０６が回転して、雄ロータ１０８が回転する。これら雌・雄ロータ１０７，１０８は、強制駆動により螺合しつつ回転する。その結果、図示しない吸入ポートから吸入された被圧縮流体は、雌・雄ロータ１０７，１０８の螺合した回転により圧縮されて、図示しない吐出ポートから排出される。
【００８３】
このように、本実施の形態においても、電動モータ５０と圧縮機１００との間に、くさびローラ式変速機Ａを介装し、電動モータ５０の駆動軸１７を高速側シャフトとし、圧縮機１００の回転軸（駆動ギヤ１０１）に低速側シャフト３が連結してある。従って、高負荷、大容量、又は高速応答性を必要とする場合であっても、電動モータ５０には、小型であって、高速回転型のものを用いることができることから、電動圧縮機は、全体的に小型化を図ることができる。
【００８４】
また、くさびローラ式変速機Ａは、高速回転でも静かで滑らかな動力伝達を行えるため、振動や騒音の問題は全くない。また、トラクションドライブに必要な押付力は、くさび作用により得る機構であり、伝達トルクに比例した適正な押付力を常に得ることができることから、滑りが発生することがないと共に、低回転・低トルクの領域から高回転・高トルクの領域まで高い伝達効率を得ることができる。
【００８５】
また、図８は、本発明の第３実施の形態の変形例に係り、リショルム式圧縮機を備えた電動圧縮機の縦断面図である。
【００８６】
本変形例では、低速側シャフト３に、雄ロータ１０８が直接連結してあり、また、低速側シャフト３に固定した第１タイミングギヤ１１０に、雌ロータ１０７を備えた回転軸１０４に固定した第２タイミングギヤ１１１が噛合してある。従って、増速ギヤを用いておらず、増速する必要がない場合に好適であり、また、構造が簡易であるという特徴がある。
【００８７】
（本発明の第４実施の形態）
図９は、本発明の第４実施の形態に係り、ルーツ式圧縮機を備えた電動圧縮機の縦断面図である。
【００８８】
くさびローラ式変速機Ａの入力側に、電動モータ５０が連結してあり、その出力側に、ルーツ式圧縮機１２０が連結してある。
【００８９】
以下に、ルーツ式圧縮機１２０を説明するが、ルーツ式圧縮機は、これに限定されず、他の型式のものであってもよい。
【００９０】
ルーツ式圧縮機１２０では、ハウジング１２１に、くさびローラ式変速機Ａの低速側シャフト３が回転自在に支持してある。この低速側シャフト３と、ハウジング１２１に設けた回転軸１２２とには、夫々、一対のロータ１２３，１２４が設けてある。
【００９１】
低速側シャフト３には、第１タイミングギヤ１２５が設けてあり、回転軸１２２には、これに噛合した第２タイミングギヤ１２６が設けてある。
【００９２】
従って、電動モータ５０の駆動軸１７（高速側シャフト）を回転駆動し、その動力が可動ローラ３８、固定ローラ３７ａ，３７ｂ、外輪３２を介して、低速側シャフト３に減速して伝達されると、ロータ１１２３が回転する。第１及び第２タイミングギヤ１２５，１２６を介して、回転軸１２２が回転すると、ロータ１２４が回転する。その結果、図示しない吸入ポートから吸入された被圧縮流体は、ロータ１２３，１２４の協働した回転により圧縮されて、図示しない吐出ポートから排出される。
【００９３】
このように、本実施の形態においても、電動モータ５０と圧縮機１２０との間に、くさびローラ式変速機Ａを介装し、電動モータ５０の駆動軸１７を高速側シャフトとし、圧縮機１２０の回転軸を低速側シャフト３としている。従って、高負荷、大容量、又は高速応答性を必要とする場合であっても、電動モータ５０には、小型であって、高速回転型のものを用いることができることから、電動圧縮機は、全体的に小型化を図ることができる。
【００９４】
また、くさびローラ式変速機Ａは、高速回転でも静かで滑らかな動力伝達を行えるため、振動や騒音の問題は全くない。また、トラクションドライブに必要な押付力は、くさび作用により得る機構であり、伝達トルクに比例した適正な押付力を常に得ることができることから、滑りが発生することがないと共に、低回転・低トルクの領域から高回転・高トルクの領域まで高い伝達効率を得ることができる。
【００９５】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例えば、本発明の電動圧縮機は、エンジンの過給機のみならず、冷凍・空調用機器、車両用空調用機器、エンジン過給機などで適用でき、例えば燃料電池車などにおいて、燃料となる水素を送り込むための送風機、水素と酸素の反応により生成された水分や水蒸気を吹き飛ばすためのブロワーなどにも適用することができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、電動モータと圧縮機との間に、摩擦ローラ式減速機を介装し、電動モータの駆動軸を高速側シャフトとし、又は電動モータの駆動軸に高速側シャフトを連結し、さらに、圧縮機の回転軸を低速側シャフトとし、又は圧縮機の回転軸に低速側シャフトを連結している。
【００９７】
従って、高負荷、大容量、又は高速応答性を必要とする場合であっても、電動モータには、小型であって、高速回転型のものを用いることができることから、電動圧縮機は、全体的に小型化を図ることができる。
【００９８】
また、くさびローラ式変速機は、高速回転でも静かで滑らかな動力伝達を行えるため、振動や騒音の問題は全くない。また、トラクションドライブに必要な押付力は、くさび作用により得る機構であり、伝達トルクに比例した適正な押付力を常に得ることができることから、滑りが発生することがないと共に、低回転・低トルクの領域から高回転・高トルクの領域まで高い伝達効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るくさびローラ式変速機の縦断面図である。
【図２】くさびローラ式変速機の横断面図であって、ワンウェイクラッチ機能を有するくさびローラ式変速機の断面図である。
【図３】減速機としてのくさびローラ式変速機の作用を説明する図である。
【図４】くさびローラ式変速機の横断面図であって、正逆両方向の回転時にトルク（動力）を伝達可能なくさびローラ式変速機の断面図である。
【図５】本発明の第１実施の形態に係り、斜板式圧縮機を備えた電動圧縮機の縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施の形態に係り、スクロール式圧縮機を備えた電動圧縮機の縦断面図である。
【図７】本発明の第３実施の形態に係り、リショルム式圧縮機を備えた電動圧縮機の縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施の形態の変形例に係り、リショルム式圧縮機を備えた電動圧縮機の縦断面図である。
【図９】本発明の第４実施の形態に係り、ルーツ式圧縮機を備えた電動圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  ハウジング（仕切板）
３  低速側シャフト
４  円盤状部材
１４  連結板
１７  高速側シャフト
２７  突部
３２  外輪（低速側シャフト）
３６  環状空間
３７ａ、３７ｂ  ガイドローラ
３８  可動ローラ
３７  ガイドローラ
３８ａ、３８ｂ  可動ローラ
３９ａ  ガイドローラのための支持軸
３９ｂ  可動ローラのための支持軸
４０  嵌合孔
４１、４１ａ  支持孔
４２  ラジアルニードル軸受
４３ａ  ガイドローラのための動力伝達用円筒面
４３ｂ  可動ローラのための動力伝達用円筒面
４４  動力伝達用円筒面
４５  動力伝達用円筒面
４６  シリンダ孔
４７  弾性材（予圧ばね）
４８  内側当接部
４９  外側当接部
５０  電動モータ
５１  ハウジング
５２  ステータ
５３  ロータ
６０  斜板式圧縮機
６１  ハウジング
６２  シリンダー室
６３  隔壁板
６４  吐出口
６５  高圧室
６６  リーフ弁
６７  ストッパー
６８  ピストン
７０  斜板
７１  ローラ
７２  揺動板
７３、７４  ボール
７５  コンロッド
８０  スクロール式圧縮機
８１  ハウジング
８２  固定スクロール
８３  隔壁部
８４  吐出口
８５  高圧室
８６  リーフ弁
８７  ストッパー
９０  旋回スクロール
９１  クランク部
９２  ローラ軸受
１００  リショルム式圧縮機
１０１  駆動ギヤ
１０２  増速ギヤ
１０３  第１タイミングギヤ
１０４  回転軸
１０５  第２タイミングギヤ
１０６  回転軸
１０７  雌ロータ
１０８  雄ロータ
１１０  第１タイミングギヤ
１１１  第２タイミングギヤ
１２０  ルーツ式圧縮機
１２１  ハウジング
１２２  回転軸
１２３、１２４  ロータ
１２５  第１タイミングギヤ
１２６  第２タイミングギヤ
Ａ  くさびローラ式変速機
【図１】
2004162555.tif 000003
【図２】
2004162555.tif 000004
【図３】
2004162555.tif 000005
【図４】
2004162555.tif 000006
【図５】
2004162555.tif 000007
【図６】
2004162555.tif 000008
【図７】
2004162555.tif 000009
【図８】
2004162555.tif 000010
【図９】
2004162555.tif 000011