(57)【要約】      （修正有）【課題】動力伝達効率及び耐久性が優れ、かつ高い変速比を実現可能な摩擦式変速機を提供する。【解決手段】入力軸１０と、出力軸２４と、キャリヤ２０と、遊星回転子２７と、第１軸芯Ｏ１と同心の環状をなして第１軸芯Ｏ１と平行な方向に移動し、各遊星回転子２７の自転速度を変化させる変速リング２６とを備えている。摩擦式変速機構３０は、入力軸１７、出力軸２４及び変速リング２６が各遊星回転子２７と接触することにより、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に伝達可能である。第１軸芯Ｏ１方向と平行に見て、変速リング２６及び各変速受動面２７ａの接点Ｋは入力ロータ１８及び各変速受動面２７ａの接点Ｌと出力ロータ２５及び各作動面２７ｂの接点Ｍとの間である。キャリヤ２０による各遊星回転子２７の支承位置Ｎは変速リング２６の移動範囲ｋから外れている。【選択図】図２
2005331089.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軸芯回りに回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、
前記第１軸芯方向と平行に見て、前記変速リング及び各前記変速面の接点は前記入力軸及び各前記受動面の接点と前記出力軸及び前記各作動面の接点との間であり、前記キャリヤによる各前記遊星回転子の支承位置は該変速リングの移動範囲から外れていることを特徴とする摩擦式変速機。
【請求項２】
各前記遊星回転子は前記キャリヤに片持ちで支承されてい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前記出力軸及び前記各作動面の接点側で前記キャリヤに支承されていることを特徴とする請求項２記載の摩擦式変速機。
【請求項４】
各前記遊星回転子は各前記第２軸芯方向における各前記遊星回転子の長さの１／２を超えて前記キャリヤに支承されていることを特徴とする請求項２又は３記載の摩擦式変速機。
【請求項５】
前記キャリヤは、前記第１軸芯方向に移動可能な第１キャリヤと、該第１キャリヤに保持され、各前記遊星回転子を支承する第２キャリヤとからなり、該第１キャリヤ及び該第２キャリヤの少なくとも一方が各前記第２軸芯方向における各前記遊星回転子の長さの１／２を超えて各該遊星回転子を支承していることを特徴とする請求項２又は３記載の摩擦式変速機。
【請求項６】
前記キャリヤは各前記遊星回転子の他端側への移動を規制していることを特徴とする請求項４又は５記載の摩擦式変速機。
【請求項７】
各前記遊星回転子は前記他端側に軸部を有し、前記キャリヤは各該軸部を軸支していることを特徴とする請求項６記載の摩擦式変速機。
【請求項８】
各前記遊星回転子は、一端側で前記第２軸芯と同心をなし、該一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、前記変速リングと摩擦接触するとともに、前記入力軸と摩擦接触する前記変速面及び前記受動面としての変速受動面と、他端側で該第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、前記出力軸と摩擦接触する前記作動面とを有し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９】
各前記変速受動面は頂角が鋭角であることを特徴とする請求項８記載の摩擦式変速機。
【請求項１０】
各前記作動面は前記他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項８又は９記載の摩擦式変速機。
【請求項１１】
各前記作動面の頂点は前記第１軸芯内に位置していることを特徴とする請求項１０記載の摩擦式変速機。
【請求項１２】
各前記遊星回転子は、一端側で前記第２軸芯と同心をなし、該一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、前記変速リングと摩擦接触する前記変速面と、他端側で該第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、前記出力軸と摩擦接触する前記作動面と、該変速面よりも一端側で該第２軸芯と同心のテーパ状又は円筒状に形成され、前記入力軸と摩擦接触する前記受動面とを有し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１３】
各前記変速面は頂角が鋭角であることを特徴とする請求項１２記載の摩擦式変速機。
【請求項１４】
各前記受動面は他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１２又は１３記載の摩擦式変速機。
【請求項１５】
各前記受動面の頂点は前記第１軸芯内に位置していることを特徴とする請求項１４記載の摩擦式変速機。
【請求項１６】
各前記作動面は他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項記載の摩擦式変速機。
【請求項１７】
各前記作動面の頂点は前記第１軸芯内に位置していることを特徴とする請求項１６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６に一般的な摩擦式変速機が開示されている。この摩擦式変速機は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、図１８に示すように、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が回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回りに自転可能に片持ちで支承されている。
【０００３】
各遊星回転子９４は、図１９にも模式的に示すように、一端側で第２軸芯Ｏ２と同心に形成された変速面９４ａと、他端側で第２軸芯Ｏ２と同心に形成された作動面９４ｂと、より他端側で第２軸芯Ｏ２と同心に形成された受動面９４ｃとを有している。
【０００４】
各遊星回転子９４の変速面９４ａは一端側が頂点Ｒ１をなす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９５が摩擦接触されている。また、各遊星回転子９４の作動面９４ｂは平面状に形成されており、各遊星回転子９４の作動面９４ｂには出力軸９２と一体的な出力ロータ９８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は他端側が仮想の頂点Ｒ４をなすテーパ状に形成されており、各遊星回転子９４の受動面９４ｃには入力軸９１と一体的な入力ロータ９６が摩擦接触されている。
【０００５】
図１８に示すように、入力軸９１はフランジ状の入力ロータ９６を一体に有しており、入力ロータ９６の外周面が各遊星回転子９４の受動面９４ｃと当接されている。また、出力軸９２は調圧手段９７を介してフランジ状の出力ロータ９８を一体的に有しており、出力ロータ９８の外周面が各遊星回転子９４の作動面９４ｂと当接されている。
【０００６】
調圧手段９７は、出力軸９２と一体に設けられたフランジ状の第１部材９７ａと、第１部材９７ａと対面し、出力ロータ９８と一体に設けられたフランジ状の第２部材９７ｂとを有している。第１部材９７ａの第２部材９７ｂ側には両周方向で深さが浅くなる少なくとも３個のボール溝９７ｃが凹設され、第２部材９７ｂの第１部材９７ａ側にも両周方向で深さが浅くなるボール溝９７ｄがボール溝９７ｃと同数凹設されている。そして、両ボール溝９７ｃ、９７ｄ内にはボール９７ｅが収納されている。
【０００７】
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、入力ロータ９６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、各作動面９４ｂに押圧された出力ロータ９８が第１軸芯Ｏ１回りで逆方向に回転する。これにより、出力ロータ９８の回転が調圧手段９７を介して出力軸９２に伝達される。
【０００８】
この際、変速リング９５が各遊星回転子９４における変速面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。
【０００９】
この間、調圧手段９７は、各ボール９７ｅが出力ロータ９８と出力軸９２との間に作用するトルクに応じて両ボール溝９７ｃ、９７ｄ内の深さの浅い方向に転動し、出力ロータ９８を各遊星回転子９４側に付勢する。このため、入力ロータ９６、変速リング９５及び出力ロータ９８がそのトルクに応じた付勢力で各遊星回転子９４に付勢され、各々と各遊星回転子９４との相対すべりが防止されている。
【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の回転速度を増減して出力軸９２に伝達することができる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２７４３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記一般的な摩擦式変速機では、図１８及び図１９に示すように、増速比を大きくする場合は遊星回転子のＬ部の径を小さくする必要がある。この場合、第１軸芯Ｏ１方向と平行に見て、変速リング９５及び各変速面９４ａの接点Ｋが入力ロータ９６及び各受動面９４ｃの接点Ｌと出力ロータ９８及び各作動面９４ｂの接点Ｍとの間から外れる場合がある。なお、キャリヤ９３による各遊星回転子９４の支承位置Ｎは変速リング９５の移動範囲ｋ内になっている。
【００１３】
この摩擦式変速機では、第１軸芯Ｏ１から入力ロータ９６及び受動面９４ｃの接点Ｌまでの距離をＡ、第２軸芯Ｏ２から接点Ｌまでの距離をＢとしたとき、Ａ／Ｂを大きくすることができ、変速比を大きくすることはできる。
【００１４】
しかしながら、この摩擦式変速機では、変速リング９５がその位置によって図中時計回り又は反時計回りの力を各遊星回転子９４に加え、各遊星回転子９４が不安定になる。このため、出力軸９２が各遊星回転子９４との間で生じる押圧不足によるすべりが起き易く、動力伝達効率に制限を生じてしまっている。また、各遊星回転子９４が片当たりを生じ易く、片当たりを防止するために過剰に大きな面圧で各遊星回転子９４を押圧する必要があり、耐久性にも制限を生じてしまっている。
【００１５】
また、この摩擦式変速機では、入力ロータ９６が変速面９４ａの裏側に位置する受動面９４ｃと摩擦接触し、出力ロータ９８も変速面９４ａの裏側に位置する作動面９４ｂと摩擦接触している。このため、距離Ａを大きくとることができない。また、第２軸芯Ｏ２から出力ロータ９８及び作動面９４ｂの接点Ｍまでの距離をＣ、第１軸芯Ｏ１から接点Ｍまでの距離をＤとしたとき、距離Ｃも大きくとることができない。これらのため、この摩擦式変速機では、Ａ／Ｂ及びＣ／Ｄの変速比に制限を生じてしまっているのである。
【００１６】
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、動力伝達効率及び耐久性が優れ、かつ高い変速比を実現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】
【００１７】
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軸芯回りに回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、
前記第１軸芯方向と平行に見て、前記変速リング及び各前記変速面の接点は前記入力軸及び各前記受動面の接点と前記出力軸及び前記各作動面の接点との間であり、前記キャリヤによる各前記遊星回転子の支承位置は該変速リングの移動範囲から外れていることを特徴とする。
【００１８】
この摩擦式変速機では、上記のように構成されているため、変速リングがその位置によって各遊星回転子を不安定にする力を各遊星回転子に加えることはなく、各遊星回転子が安定する。そして、この摩擦式変速機では、変速面の頂点を第１軸芯に近づけることができるとともに、作動面の中心又は頂点を第１軸芯に近づけることができる。このため、出力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力が小さくなる。これらのため、出力軸が各遊星回転子との間で生じる押圧不足によるすべりが起き難く、動力伝達効率が向上する。また、各遊星回転子が片当たりを生じ難く、過剰な面圧で各遊星回転子を押圧する必要がなくなることから、耐久性も向上する。なお、本明細書において、接点や支承位置とは荷重が作用する中心点を意味する。また、移動範囲は変速リングの中心位置で規定される。さらに、頂点は仮想上のものでもよい。
【００１９】
また、この摩擦式変速機では、出力軸は変速面の裏側に位置する作動面と摩擦接触するが、入力軸が作動面の表側に位置する受動面と摩擦接触することとなる。このため、第１軸芯から入力軸及び受動面の接点までの距離を従来よりも大きくすることができる。このため、この摩擦式変速機では、変速比も大きくすることができる。
【００２０】
したがって、本発明の摩擦式変速機は、動力伝達効率及び耐久性が優れ、かつ高い変速比を実現することができる。
【００２１】
本発明の摩擦式変速機は、各遊星回転子がキャリヤに片持ちで支承されている場合に効果が顕著である。すなわち、各遊星回転子は、キャリヤとの間に設けた軸受により、一端側又は他端側だけが支承され得る。こうして、各遊星回転子が片持ちで支承された場合は、特開２００３−１４８５７４号公報に開示されているように、各遊星回転子が両持ちで支承された場合に比べ、構造が簡易になり、小型化及び軽量化を実現できるとともに、部品点数が減少して製造コストの低廉化を実現することができる。しかし、こうして各遊星回転子を片持ちで支承すると、各遊星回転子が片当たりを生じ易く、耐久性の制限を生じ易い。本発明は、このような場合において、変速リングがその位置によって各遊星回転子を不安定にする力を各遊星回転子に加えないことから、顕著な作用効果を奏する。
【００２２】
各遊星回転子は出力軸及び各作動面の接点側でキャリヤに支承されていることが好ましい。換言すれば、各遊星回転子は入力軸及び各受動面側の接点側ではキャリヤに支承されていないことが好ましい。この場合、各遊星回転子及びキャリヤの配置に自由度が増し、構造が簡易になり、小型化及び軽量化を実現できる。
【００２３】
上記特許文献１の他、特開２００２−２２１２６６号公報には、各遊星回転子が他端側に軸部を有し、キャリヤが各軸部のみを軸支している摩擦式変速機を開示している。この場合、各遊星回転子が片当たりを生じ易く、耐久性の制限を生じ易い。このため、各遊星回転子は各第２軸芯方向における各遊星回転子の長さの１／２を超えてキャリヤに支承されていることが好ましい。こうしてキャリヤが各遊星回転子を各第２軸芯方向における各遊星回転子の長さの１／２を超えて支承すれば、各遊星回転子が第２軸芯に対して傾斜し難く、優れた耐久性を発揮することができる。
【００２４】
キャリヤは、単一のものでもよく、別体のものでもよい。別体のキャリヤとしては、第１軸芯方向に移動可能な第１キャリヤと、この第１キャリヤに保持され、各遊星回転子を支承する第２キャリヤとからなり、第１キャリヤ及び第２キャリヤの少なくとも一方が各第２軸芯方向における各遊星回転子の長さの１／２を超えて各遊星回転子を支承しているものを採用することができる。このような第１、２キャリヤからなるキャリヤを採用した場合、第１キャリヤ及び個々の第２キャリヤの少なくとも一方は、各遊星回転子を各第２軸芯方向における各遊星回転子の長さの１／２を超えて支承し、各遊星回転子が第２軸芯に対して傾斜することを防止する。また、各遊星回転子の寸法精度にバラツキがあっても、第１キャリヤが第１軸芯方向に移動してそのバラツキを吸収し、各遊星回転子が均等に荷重を受けることができる。
【００２５】
キャリヤは各遊星回転子の他端側への移動を規制していることが好ましい。これにより各遊星回転子が安定して自転及び公転し、本発明の効果が確実に生じる。この場合、各遊星回転子は他端側に軸部を有し、キャリヤが各軸部を軸支していることができる。他方、各遊星回転子は他端側に軸孔を有し、キャリヤが各軸孔を軸支していることもできる。
【００２６】
本発明の摩擦式変速機では、第１形態として、各遊星回転子は、一端側で第２軸芯と同心をなし、一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、変速リングと摩擦接触するとともに、入力軸と摩擦接触する変速面及び受動面としての変速受動面と、他端側で第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、出力軸と摩擦接触する作動面とを有し得る。
【００２７】
第１形態の摩擦式変速機では、各遊星回転子は、一端側に形成された変速受動面と、他端側に形成された作動面とを有している。各変速受動面は、一端側で第２軸芯と同心をなし、一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、変速リングと摩擦接触するとともに、入力軸とも摩擦接触する。また、作動面は、第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、出力軸と摩擦接触する。
【００２８】
第１形態の摩擦式変速機は、各遊星回転子の各変速受動面が変速リング及び入力軸と接触するため、各遊星回転子の形状が比較的簡易になり、製造コストの低廉化の効果を奏する。
【００２９】
第１形態の摩擦式変速機において、各変速受動面は頂角が鋭角であることが好ましい。この場合、遊星回転子の軸線である第２軸芯と変速受動面の母線との角度が小さいことから、入力軸及び変速リングが各遊星回転子との間で生じるスピン力が小さくなる。また、第２軸芯と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リングによる押圧力の方向と入力軸による押圧力の方向とを逆にすることができることから、変速リング及び入力軸が各変速受動面を第２軸芯方向に十分な面圧で押圧することができる。これらのため、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【００３０】
また、この場合、各変速受動面は、摩擦式変速機の外周側で変速リングと摩擦接触し、内周側で入力軸と摩擦接触することができる。このため、第１軸芯から入力軸及び変速受動面の接点までの距離をＡ、第２軸芯から入力軸及び変速受動面の接点までの距離をＢとしたとき、Ａ／Ｂを大きくすることができ、変速比を大きくすることもできる。
【００３１】
第１形態の摩擦式変速機において、各作動面は他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されているが好ましい。この場合、遊星回転子の軸線である第２軸芯と作動面の母線との角度が小さいことから、出力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力が小さくなる。また、第２軸芯と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リングによる押圧力の方向と出力軸による押圧力の方向とを逆にすることができることから、出力軸が各作動面を第２軸芯方向に十分な面圧で押圧することができる。これらのため、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【００３２】
また、この場合、第２軸芯から出力軸及び作動面の接点までの距離をＣ、第１軸芯から出力軸及び作動面の接点までの距離をＤとしたとき、Ｃ／Ｄを大きくすることができ、変速比を大きくすることができる。
【００３３】
第１形態の摩擦式変速機において、各変速受動面が一端側を鋭角の頂点とするテーパ状に形成され、各作動面が他端側を鋭角の頂点とするテーパ状に形成されている場合、入力軸、出力軸及びキャリヤによって各遊星回転子を支承しやすいため、変速リングによる押圧力が小さくなり、動力伝達効率が向上する。また、各変速受動面及び各作動面がともにテーパ状に形成されている場合には、各遊星回転子の形状が比較的簡易になり、製造コストの低廉化の効果を奏する。
【００３４】
各作動面の頂点は第１軸芯内に位置していることが好ましい。この場合、各遊星回転子の作動面の母線と第２軸芯とが第１軸芯上で一致し、出力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力を最小にすることができ、動力伝達効率及び耐久性が向上する。なお、本明細書において、位置していること及び一致していることは近傍も意味する。
【００３５】
本発明の摩擦式変速機では、第２形態として、各遊星回転子は、一端側で第２軸芯と同心をなし、一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、変速リングと摩擦接触する変速面と、他端側で第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、出力軸と摩擦接触する作動面と、変速面よりも一端側で第２軸芯と同心のテーパ状又は円筒状に形成され、入力軸と摩擦接触する受動面とを有し得る。
【００３６】
第２形態の摩擦式変速機では、各遊星回転子は、一端側に形成された変速面と、他端側に形成された作動面と、変速面よりも一端側に形成された受動面とを有している。各変速面は、一端側で第２軸芯と同心をなし、一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、変速リングと摩擦接触する。また、作動面は、第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、出力軸と摩擦接触する。さらに、各受動面は、第２軸芯と同心のテーパ状又は円筒状に形成され、入力軸と摩擦接触する。
【００３７】
第２形態の摩擦式変速機は、第１軸芯から入力軸及び受動面の接点までの距離をＥ、第２軸芯から入力軸及び受動面の接点までの距離をＦとしたとき、Ｅ／Ｆを大きくすることができ、変速比を大きくすることができる。
【００３８】
第２形態の摩擦式変速機において、各変速面は頂角が鋭角であることが好ましい。この場合、遊星回転子の軸線である第２軸芯と変速面の母線との角度が小さいことから、変速リングが各遊星回転子との間で生じるスピン力が小さくなる。また、第２軸芯と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リングによる押圧力の方向と入力軸による押圧力の方向とを逆にすることができることから、変速リングが各変速面を第２軸芯方向に十分な面圧で押圧することができる。これらのため、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【００３９】
第２形態の摩擦式変速機において、各受動面は他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されていることが好ましい。この場合、遊星回転子の軸線である第２軸芯と受動面の母線との角度が小さいことから、入力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力が小さくなる。また、第２軸芯と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リングによる押圧力の方向と入力軸による押圧力の方向とを逆にすることができることから、入力軸が各受動面を第２軸芯方向に十分な面圧で押圧することができる。これらのため、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【００４０】
また、この場合、摩擦式変速機の外周側で各変速面が変速リングと摩擦接触し、内周側で各受動面が入力軸と摩擦接触することができるため、変速比を大きくすることができる。また、この場合、変速面と受動面とを連続させて遊星回転子の形状を必要以上に複雑にしない。
【００４１】
各受動面の頂点は第１軸芯内に位置していることが好ましい。この場合、各遊星回転子の受動面の母線と第２軸芯とが第１軸芯上で一致し、入力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力を最小にすることができ、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【００４２】
第２形態の摩擦式変速機において、各作動面は他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されていることが好ましい。この場合、遊星回転子の軸線である第２軸芯と作動面の母線との角度が小さいことから、出力軸とのスピン力が小さくなる。また、第２軸芯と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リングによる押圧力の方向と出力軸による押圧力の方向とを逆にすることができることから、出力軸が各作動面を第２軸芯方向に十分な面圧で押圧することができる。これらのため、動力伝達効率及び耐久性が向上する。また、この場合、変速比を大きくすることができる。
【００４３】
第２形態の摩擦式変速機において、各変速面が一端側を鋭角の頂点とするテーパ状に形成され、各作動面が他端側を鋭角の頂点とするテーパ状に形成されている場合、入力軸、出力軸及びキャリヤによって各遊星回転子を支承しやすいため、変速リングによる押圧力が小さくなり、動力伝達効率が向上する。また、各変速面及び各作動面がともにテーパ状に形成されている場合には、各遊星回転子の形状が比較的簡易になり、製造コストの低廉化の効果を奏する。
【００４４】
各作動面の頂点は第１軸芯内に位置していることが好ましい。この場合、各遊星回転子の作動面の母線と第２軸芯とが第１軸芯上で一致し、出力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力を最小にすることができ、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明を具体化した実施例１〜８を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。入力ロータ１８の外周側の後方に向いた部分には、図２にも示すように、押圧面１８ａが形成されている。
【００４９】
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２０がサークリップ２１によって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２０には入力軸１７と摺動可能な軸受メタル２２が圧入されており、これによりキャリヤ２０は第１軸芯Ｏ１回りに回転可能になっている。このキャリヤ２０の外周面には、図２にも示すように、凹んだテーパ状の支承面２０ａが後述する遊星回転子２７の個数だけ凹設されている。
【００５０】
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、軸受メタル２３の内周には入力軸１７が挿入されており、出力軸２４は第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２０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。出力ロータ２５の外周側の先端に向いた部分には、図２にも示すように、押圧面２５ａが形成されている。
【００５１】
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２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。
【００５２】
また、図２にも示すように、変速室１０ａ内では、少なくとも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２０によって片持ちで支承されている。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。
【００５３】
各遊星回転子２７は、一端側が頂点Ｒ１をなすテーパ状の変速受動面２７ａと、変速受動面２７ａの大径側と連続し、他端側が仮想の頂点Ｒ２をなすテーパ状の作動面２７ｂと、作動面２７ｂの小径側から段差２７ｄを有して形成され、他端側が仮想の頂点Ｒ３をなすテーパ状の支承面２７ｃとを有している。各遊星回転子２７の頂点Ｒ１〜Ｒ３は第２軸芯Ｏ２上に位置している。この実施例１では、頂点Ｒ１の頂角θ１を６０°、頂点Ｒ２の頂角θ２を３０°、頂点Ｒ３の頂角θ３を１８°としている。頂点Ｒ２、Ｒ３は第１軸芯Ｏ１と第２軸芯Ｏ２との交点Ｏに位置している。また、キャリヤ２０は各遊星回転子２７の段差２７ｄを受け、他端側への移動を規制している。
【００５４】
図３にも示すように、各遊星回転子２７の変速受動面２７ａは、入力ロータ１８の押圧面１８ａと摩擦接触するとともに、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。また、各遊星回転子２７の作動面２７ｂは出力ロータ２５の押圧面２５ａと摩擦接触するようになっている。また、各遊星回転子２７の支承面２７ｃはキャリヤ２０の支承面２０ａと整合している。
【００５５】
図２に示すように、第１軸芯Ｏ１方向と平行に見て、変速リング２６及び各変速受動面２７ａの接点Ｋは入力ロータ１８及び各変速受動面２７ａの接点Ｌと出力ロータ２５及び各作動面２７ｂの接点Ｍとの間である。また、キャリヤ２０による各遊星回転子２７の支承位置Ｎは変速リング２６の移動範囲ｋから外れている。こうして、各遊星回転子２７は接点Ｍ側でキャリヤ２０に支承されている。
【００５６】
図１に示すように、出力軸２４は円柱状の駆動ブッシュ４３に対して偏心して圧入されている。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４にも示すように、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２８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２８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２４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。
【００５７】
以上のハウジング１０、入力軸１７、入力ロータ１８、キャリヤ２０、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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が各変速受動面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２７ｂ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。これにより、出力ロータ２５の回転が出力軸２４に伝達される。
【００６７】
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。
【００６８】
この際、摩擦式変速機構３０において、変速リング２６が各遊星回転子２７における変速受動面２７ａ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、変速リング２６が各遊星回転子２７における変速受動面２７ａ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。
【００６９】
この間、調圧手段２９は、各コロ２８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。
【００７０】
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。
【００７１】
ここで、実施例１の変速機付き圧縮機では、図２に示すように、接点Ｋが接点Ｌと接点Ｍとの間であり、支承位置Ｎが移動範囲ｋから外れているため、変速リング２６がその位置によって各遊星回転子２７を不安定にする力を各遊星回転子２７に加えることはなく、各遊星回転子２７が安定する。この状態で変速リング２６を各遊星回転子２７の最大径付近まで移動させることができることから、安定して出力０回転を行うことが可能になっている。
【００７２】
また、この変速機付き圧縮機では、各変速受動面２７ａの頂角θ１が鋭角であり、各作動面２７ｂは他端側が鋭角の頂角θ２をなすテーパ状に形成されている。このため、この変速機付き圧縮機は、変速受動面２７ａの頂点Ｒ１が第１軸芯Ｏ１に近づき、各作動面２７ｂの頂点Ｒ２は交点Ｏに位置している。このため、出力ロータ２５が各遊星回転子２７との間で生じるスピン力が小さい。
【００７３】
特に、この変速機付き圧縮機では、各変速受動面２７ａの頂角θ１が鋭角であるため、遊星回転子２７の軸線である第２軸芯Ｏ２と変速受動面２７ａの母線との角度が小さいことから、入力ロータ１８及び変速リング２６が各遊星回転子２７との間で生じるスピン力が小さい。また、この変速機付き圧縮機では、各作動面２７ｂの頂角θ２も鋭角であるため、出力ロータ２５が各遊星回転子２７との間で生じるスピン力も小さい。各作動面２７ｂの母線と第２軸芯Ｏ２とは第１軸芯Ｏ１上で一致していることから、出力ロータ２５が各遊星回転子２７との間で生じるスピン力は最小である。
【００７４】
また、この変速機付き圧縮機では、図５に示すように、第２軸芯Ｏ２と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯Ｏ２と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リング２６による押圧力の方向と入力ロータ１８による押圧力の方向とを逆にすることができることから、変速リング２６及び入力ロータ１８が各変速受動面２７ａを第２軸芯Ｏ２方向に十分な面圧で押圧することができる。
【００７５】
このため、この変速機付き圧縮機では、出力ロータ２５が各遊星回転子２７との間で生じる押圧不足によるすべりが起き難く、動力伝達効率が向上する。また、この変速機付き圧縮機では、各遊星回転子２７が片当たりを生じ難く、過剰な面圧で各遊星回転子２７を押圧する必要がなくなることから、耐久性も向上する。
【００７６】
また、この変速機付き圧縮機では、図２に示すように、各変速受動面２７ａは、変速機付き圧縮機の外周側で変速リング２６と摩擦接触し、内周側で入力ロータ１８と摩擦接触することができる。このため、第１軸芯Ｏ１から接点Ｌまでの距離をＡ、第２軸芯Ｏ２から接点Ｌまでの距離をＢとしたとき、Ａ／Ｂを大きくすることができる。また、各作動面２７ｂは他端側が鋭角の頂角θ２をなすテーパ状に形成されているため、第２軸芯Ｏ２から接点Ｍまでの距離をＣ、第１軸芯Ｏ１から接点Ｍまでの距離をＤとしたとき、Ｃ／Ｄを大きくすることができる。このため、この変速機付き圧縮機では、変速比を大きくすることができる。
【００７７】
したがって、この変速機付き圧縮機は、動力伝達効率及び耐久性が優れ、かつ高い変速比を実現することができる。
【００７８】
また、この変速機付き圧縮機では、キャリヤ２０が各遊星回転子２７の他端側への移動を規制しているため、各遊星回転子２７が安定して自転及び公転し、上記作用効果が確実に生じる。
【００７９】
さらに、この変速機付き圧縮機では、各変速受動面２７ａが一端側を鋭角θ１の頂点Ｒ１とするテーパ状に形成され、各作動面２７ｂが他端側を鋭角θ２の頂点とするテーパ状に形成されているため、入力ロータ１８、出力ロータ２５及びキャリヤ２０によって各遊星回転子２７を支承しやすいことから、変速リング２６による押圧力が小さくなっており、この点においても動力伝達効率が向上している。
【００８０】
また、この変速機付き圧縮機では、各遊星回転子２７の各変速受動面２７ａが変速リング２６及び入力ロータ１８と接触している。また、各変速受動面２７ａ及び各作動面２７ｂがともにテーパ状に形成されている。これらのため、各遊星回転子２７の形状が比較的簡易になり、製造コストの低廉化の効果を奏する。
【実施例２】
【００８１】
実施例２の変速機付き圧縮機は図６に示す摩擦式変速機構６１を採用している。この摩擦式変速機構６１では、少なくとも３個の遊星回転子６０が第２軸芯Ｏ２回りに自転可能に第１キャリヤ７１及び軸受からなる第２キャリヤ７２によって片持ちで支承されている。この際、各遊星回転子６０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。
【００８２】
第１キャリヤ７１は第１軸芯Ｏ１回りに回転可能になっており、この第１キャリヤ７１には軸孔７１ａが遊星回転子６０の個数だけ貫設されている。
【００８３】
また、入力軸１７には第２キャリヤ７２が固定されており、第２キャリヤ７２の外輪７２ａには凹んだテーパ状の支承面７２ｂが遊星回転子６０の個数だけ凹設されている。
【００８４】
各遊星回転子６０は、一端側が頂点Ｒ１をなすテーパ状の変速受動面６０ａと、変速受動面６０ａの大径側と連続し、他端側が仮想の頂点Ｒ２をなすテーパ状の作動面６０ｂと、作動面６０ｂの小径側から段差６０ｈを有して形成された円筒状の軸部６０ｃとを有している。各遊星回転子６０の頂点Ｒ１、Ｒ２は第２軸芯Ｏ２上に位置しており、頂点Ｒ１、Ｒ２の頂角はともに鋭角に設定されている。頂点Ｒ２は第１軸芯Ｏ１と第２軸芯Ｏ２との交点Ｏに位置している。
【００８５】
各遊星回転子６０の変速受動面６０ａは、入力ロータ１８の押圧面１８ａと摩擦接触するとともに、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。また、各遊星回転子６０の作動面６０ｂは、出力ロータ２５の押圧面２５ａと摩擦接触するとともに、第２キャリヤ７２の支承面７２ｂと摩擦接触するようになっている。また、各遊星回転子６０の軸部６０ｃは第１キャリヤ７１の軸孔７１ａに支承されている。第１キャリヤ７１は各遊星回転子６０の段差６０ｈを受け、他端側への移動を規制している。
【００８６】
他の構成は実施例１の変速機付き圧縮機と同様である。この変速機付き圧縮機においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例３】
【００８７】
実施例３の変速機付き圧縮機は図７に示す摩擦式変速機構６２を採用している。この摩擦式変速機構６２では、少なくとも３個の遊星回転子７０が第２軸芯Ｏ２回りに自転可能にキャリヤ７４によって片持ちで支承されている。この際、各遊星回転子７０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。
【００８８】
キャリヤ７４には軸受メタル７３が圧入されており、軸受メタル７３は入力軸１７に回転可能になっている。キャリヤ７４には凹んだテーパ状の支承面７４ａが遊星回転子７０の個数だけ凹設されている。また、キャリヤ７４と入力ロータ１８との間にはスラスト軸受７５が設けられている。
【００８９】
各遊星回転子７０には実施例２のような軸部６０ｃが設けられていない。各遊星回転子７０の作動面６０ｂは、出力ロータ２５の押圧面２５ａと摩擦接触するとともに、キャリヤ７４の支承面７４ａと摩擦接触するようになっている。また、キャリヤ７４は各遊星回転子７０の段差６０ｈを受け、他端側への移動を規制している。
【００９０】
他の構成は実施例２の変速機付き圧縮機と同様である。この変速機付き圧縮機においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例４】
【００９１】
実施例４の変速機付き圧縮機は図８に示す摩擦式変速機構６３を採用している。この摩擦式変速機構６３では、少なくとも３個の遊星回転子７０が第２軸芯Ｏ２回りに自転可能に軸受であるキャリヤ７６によって片持ちで支承されている。
【００９２】
入力軸１７にはキャリヤ７６が固定されており、キャリヤ７６の外輪７６ａには凹んだテーパ状の支承面７６ｂが遊星回転子６０の個数だけ凹設されている。
【００９３】
各遊星回転子７０の作動面６０ｂは、出力ロータ２５の押圧面２５ａと摩擦接触するとともに、キャリヤ７６の支承面７６ｂと摩擦接触するようになっている。また、キャリヤ７６は各遊星回転子７０の段差６０ｈを受け、他端側への移動を規制している。
【００９４】
他の構成は実施例３の変速機付き圧縮機と同様である。この変速機付き圧縮機においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例５】
【００９５】
実施例５の変速機付き圧縮機は図９に示す摩擦式変速機構３０１を採用している。
【００９６】
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１０に示すように、押圧面１８１ａが形成されている。
【００９７】
また、図９に示すように、第１キャリヤ２０１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２０１と摺動可能になっている。第１キャリヤ２０１には、図１０に示すように、第２キャリヤ２０２が挿入されており、第２キャリヤ２０２には内周面に軸受メタル２０３が圧入された軸孔２０２ａが後述する遊星回転子２７１の個数だけ貫設されている。第１キャリヤ２０１の入力ロータ１８１側には凹んだテーパ状の支承面２０１ａが遊星回転子２７１の個数だけ凹設されている。
【００９８】
さらに、図９に示すように、出力軸２４の第２キャリヤ２０２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１０に示すように、押圧面２５１ａが形成されている。
【００９９】
また、変速室１０ａ内では、少なくとも３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２０１及び第２キャリヤ２０２によって片持ちで支承されている。この際、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。
【０１００】
各遊星回転子２７１は、一端側が仮想の頂点Ｒ１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Ｒ２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Ｒ４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軸部２７１ｅとを有している。各遊星回転子２７１の頂点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４は第２軸芯Ｏ２上に位置している。この実施例５では、頂点Ｒ１の頂角θ１を６０°、頂点Ｒ２の頂角θ２を３０°、頂点Ｒ４の頂角θ４を４°としている。頂点Ｒ２、Ｒ４は第１軸芯Ｏ１と第２軸芯Ｏ２との交点Ｏに位置している。
【０１０１】
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２０１の支承面２０１ａ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２０の軸受メタル２０３の内周面と整合している。
【０１０２】
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。
【０１０３】
この変速機付き圧縮機では、各受動面２７１ｃは他端側が鋭角の頂角θ４をなすテーパ状に形成されているため、遊星回転子２７１の軸線である第２軸芯Ｏ２と受動面２７１ｃの母線との角度が小さいことから、入力ロータ１８１が各遊星回転子２７１との間で生じるスピン力が小さくなる。特に、各受動面２７１ｃの頂点Ｒ４が第１軸芯Ｏ１内に位置しているため、各遊星回転子２７１の受動面２７１ｃの母線と第２軸芯Ｏ２とが第１軸芯Ｏ１上で一致し、入力ロータ１８１が各遊星回転子２７との間で生じるスピン力を最小にすることができる。
【０１０４】
また、この変速機付き圧縮機では、第１軸芯Ｏ１から入力ロータ１８１及び受動面２７１ｃの接点までの距離をＥ、第２軸芯Ｏ２から入力ロータ１８１及び受動面２７１ｃの接点までの距離をＦとしたとき、Ｅ／Ｆを大きくすることができ、変速比を大きくすることができる。
【０１０５】
さらに、この変速機付き圧縮機では、変速面２７１ａと受動面２７１ｃとを連続させていることから、遊星回転子２７１の形状を必要以上に複雑にしない。他の作用効果は実施例１と同様である。
【実施例６】
【０１０６】
実施例６の変速機付き圧縮機は図１１に示す摩擦式変速機構６４を採用している。この摩擦式変速機構６４では、少なくとも３個の遊星回転子６０１が第２軸芯Ｏ２回りに自転可能に第１キャリヤ７１及び軸受からなる第２キャリヤ７２によって片持ちで支承されている。この際、各遊星回転子６０１は入力ロータ１８１、出力ロータ２５１及び変速リング２６によって片持ちで支承されている。
【０１０７】
各遊星回転子６０１は、一端側が仮想の頂点Ｒ１をなすテーパ状の変速面６０１ａと、変速面６０１ａの大径側と連続し、他端側が仮想の頂点Ｒ２をなすテーパ状の作動面６０１ｂと、変速面６０１ａよりも一端側で他端側が仮想の頂点Ｒ４をなすテーパ状の受動面６０１ｃと、作動面６０１ｂの小径側から段差６０１ｉを有して形成された円筒状の軸部６０１ｄとを有している。
【０１０８】
各遊星回転子６０１の受動面６０１ｃは入力ロータ１８１の押圧面１８１ａと摩擦接触し、各遊星回転子６０１の変速面６０１ａ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。また、各遊星回転子６０１の作動面６０１ｂは、出力ロータ２５１の押圧面２５１ａと摩擦接触するとともに、第２キャリヤ７２の支承面７２ｂと摩擦接触するようになっている。さらに、各遊星回転子６０１の軸部６０１ｄは第１キャリヤ７１の軸孔７１ａに支承されている。
【０１０９】
他の構成は実施例２、５の変速機付き圧縮機と同様である。この変速機付き圧縮機においても、実施例５と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例７】
【０１１０】
図１２に示すように、この変速機付き圧縮機では、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２０１と摺動可能になっている。第１キャリヤ２０５には、図１３〜１５に示すように、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を超えて各遊星回転子２７１を支承する凹んだテーパ状の支承面２０５ａが形成されている。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１６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。他の構成は実施例５と同様である。
【０１１１】
この変速機付き圧縮機では、第１キャリヤ２０５の支承面２０５ａが各遊星回転子２７１を各第２軸芯Ｏ２方向における各遊星回転子２７１の長さの１／２を超えて支承しているため、各遊星回転子２７１が第２軸芯Ｏ２に対して傾斜することを防止し、優れた耐久性を発揮することができる。
【０１１２】
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５と同様である。
【実施例８】
【０１１３】
図１７に示すように、この変速機付き圧縮機は、実施例７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には、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を超えて各遊星回転子２７１を支承する凹んだテーパ状の支承面２０９ａが形成されている。他の構成は実施例７と同様である。この変速機付き圧縮機においても、実施例５、７と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１４】
以上において、本発明を実施例１〜８に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜８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】
【０１１５】
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】
【０１１６】
【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の要部拡大断面図である。
【図３】実施例１の変速機付き圧縮機の要部拡大平面図である。
【図４】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５】実施例１の変速機付き圧縮機のベクトル図である。
【図６】実施例２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３の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図８】実施例４の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図９】実施例５の変速機付き圧縮機の断面図である。
【図１０】実施例５の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図１１】実施例６の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図１２】実施例７の変速機付き圧縮機の断面図である。
【図１３】実施例７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１４】実施例７の変速機付き圧縮機に係り、第１キャリヤの平面図である。
【図１５】実施例７の変速機付き圧縮機に係り、第１キャリヤの断面図である。
【図１６】実施例７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１７】実施例８の変速機付き圧縮機の断面図である。
【図１８】従来の摩擦式変速機の要部断面図である。
【図１９】従来の摩擦式変速機の要部拡大模式断面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
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…入力軸（１８、１８１…入力ロータ）
２４…出力軸（２５、２５１…出力ロータ）
２０、７１、７２、７４、７６、２０１、２０２、２０５、２０６、２０９…キャリヤ（７１、２０１、２０５…第１キャリヤ、７２、２０２、２０６…第２キャリヤ）
Ｏ２…第２軸芯
２７、６０、２７１、６０１…遊星回転子
２６…変速リング
２７ａ、６０ａ、２７１ｃ、６０１ｃ…受動面（２７ａ、６０ａ…変速受動面）
２７ｂ、６０ｂ、２７１ｂ、６０１ｂ…作動面
２７ａ、６０ａ、２７１ａ、６０１ａ…変速面（２７ａ、６０ａ…変速受動面）
３０、６１、６２、６３、３０１、６４…摩擦式変速機構
Ｋ、Ｌ、Ｍ…接点
Ｎ…支承位置
ｋ…移動範囲
６０ｃ、２７１ｅ、６０１ｄ…軸部
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４…頂点
【図１】
2005331089.tif 000003
【図２】
2005331089.tif 000004
【図３】
2005331089.tif 000005
【図４】
2005331089.tif 000006
【図５】
2005331089.tif 000007
【図６】
2005331089.tif 000008
【図７】
2005331089.tif 000009
【図８】
2005331089.tif 000010
【図９】
2005331089.tif 000011
【図１０】
2005331089.tif 000012
【図１１】
2005331089.tif 000013
【図１２】
2005331089.tif 000014
【図１３】
2005331089.tif 000015
【図１４】
2005331089.tif 000016
【図１５】
2005331089.tif 000017
【図１６】
2005331089.tif 000018
【図１７】
2005331089.tif 000019
【図１８】
2005331089.tif 000020
【図１９】
2005331089.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月20日(2004.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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軸芯回りに回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、
前記第１軸芯方向と平行に見て、前記変速リング及び各前記変速面の接点は前記入力軸及び各前記受動面の接点と前記出力軸及び前記各作動面の接点との間であり、前記キャリヤによる各前記遊星回転子の支承位置は該変速リングの移動範囲から外れていることを特徴とする摩擦式変速機。
【請求項２】
各前記遊星回転子は前記キャリヤに片持ちで支承されてい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前記出力軸及び前記各作動面の接点側である他端側で前記キャリヤに支承されていることを特徴とする請求項２記載の摩擦式変速機。
【請求項４】
前記キャリヤは各前記遊星回転子の他端側への移動を規制し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】
各前記遊星回転子は前記他端側に軸部を有し、前記キャリヤは各該軸部を軸支していることを特徴とする請求項４記載の摩擦式変速機。
【請求項６】
各前記遊星回転子は、一端側で前記第２軸芯と同心をなし、該一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、前記変速リングと摩擦接触するとともに、前記入力軸と摩擦接触する前記変速面及び前記受動面としての変速受動面と、他端側で該第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、前記出力軸と摩擦接触する前記作動面とを有し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７】
各前記変速受動面は頂角が鋭角であることを特徴とする請求項６記載の摩擦式変速機。
【請求項８】
各前記作動面は前記他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項６又は７記載の摩擦式変速機。
【請求項９】
各前記作動面の頂点は前記第１軸芯内に位置していることを特徴とする請求項８記載の摩擦式変速機。
【請求項１０】
各前記遊星回転子は、一端側で前記第２軸芯と同心をなし、該一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、前記変速リングと摩擦接触する前記変速面と、他端側で該第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、前記出力軸と摩擦接触する前記作動面と、該変速面よりも一端側で該第２軸芯と同心のテーパ状又は円筒状に形成され、前記入力軸と摩擦接触する前記受動面とを有し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１１】
各前記変速面は頂角が鋭角であることを特徴とする請求項１０記載の摩擦式変速機。
【請求項１２】
各前記受動面は他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の摩擦式変速機。
【請求項１３】
各前記受動面の頂点は前記第１軸芯内に位置していることを特徴とする請求項１２記載の摩擦式変速機。
【請求項１４】
各前記作動面は他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項記載の摩擦式変速機。
【請求項１５】
各前記作動面の頂点は前記第１軸芯内に位置していることを特徴とする請求項１４記載の摩擦式変速機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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６に一般的な摩擦式変速機が開示されている。この摩擦式変速機は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、図１２に示すように、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が回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回りに自転可能に片持ちで支承されている。
【０００３】
各遊星回転子９４は、図１３にも模式的に示すように、一端側で第２軸芯Ｏ２と同心に形成された変速面９４ａと、他端側で第２軸芯Ｏ２と同心に形成された作動面９４ｂと、より他端側で第２軸芯Ｏ２と同心に形成された受動面９４ｃとを有している。
【０００４】
各遊星回転子９４の変速面９４ａは一端側が頂点Ｒ１をなす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９５が摩擦接触されている。また、各遊星回転子９４の作動面９４ｂは平面状に形成されており、各遊星回転子９４の作動面９４ｂには出力軸９２と一体的な出力ロータ９８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は他端側が仮想の頂点Ｒ４をなすテーパ状に形成されており、各遊星回転子９４の受動面９４ｃには入力軸９１と一体的な入力ロータ９６が摩擦接触されている。
【０００５】
図１２に示すように、入力軸９１はフランジ状の入力ロータ９６を一体に有しており、入力ロータ９６の外周面が各遊星回転子９４の受動面９４ｃと当接されている。また、出力軸９２は調圧手段９７を介してフランジ状の出力ロータ９８を一体的に有しており、出力ロータ９８の外周面が各遊星回転子９４の作動面９４ｂと当接されている。
【０００６】
調圧手段９７は、出力軸９２と一体に設けられたフランジ状の第１部材９７ａと、第１部材９７ａと対面し、出力ロータ９８と一体に設けられたフランジ状の第２部材９７ｂとを有している。第１部材９７ａの第２部材９７ｂ側には両周方向で深さが浅くなる少なくとも３個のボール溝９７ｃが凹設され、第２部材９７ｂの第１部材９７ａ側にも両周方向で深さが浅くなるボール溝９７ｄがボール溝９７ｃと同数凹設されている。そして、両ボール溝９７ｃ、９７ｄ内にはボール９７ｅが収納されている。
【０００７】
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、入力ロータ９６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、各作動面９４ｂに押圧された出力ロータ９８が第１軸芯Ｏ１回りで逆方向に回転する。これにより、出力ロータ９８の回転が調圧手段９７を介して出力軸９２に伝達される。
【０００８】
この際、変速リング９５が各遊星回転子９４における変速面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。
【０００９】
この間、調圧手段９７は、各ボール９７ｅが出力ロータ９８と出力軸９２との間に作用するトルクに応じて両ボール溝９７ｃ、９７ｄ内の深さの浅い方向に転動し、出力ロータ９８を各遊星回転子９４側に付勢する。このため、入力ロータ９６、変速リング９５及び出力ロータ９８がそのトルクに応じた付勢力で各遊星回転子９４に付勢され、各々と各遊星回転子９４との相対すべりが防止されている。
【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の回転速度を増減して出力軸９２に伝達することができる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２７４３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記一般的な摩擦式変速機では、図１２及び図１３に示すように、増速比を大きくする場合は遊星回転子のＬ部の径を小さくする必要がある。この場合、第１軸芯Ｏ１方向と平行に見て、変速リング９５及び各変速面９４ａの接点Ｋが入力ロータ９６及び各受動面９４ｃの接点Ｌと出力ロータ９８及び各作動面９４ｂの接点Ｍとの間から外れる場合がある。なお、キャリヤ９３による各遊星回転子９４の支承位置Ｎは変速リング９５の移動範囲ｋ内になっている。
【００１３】
この摩擦式変速機では、第１軸芯Ｏ１から入力ロータ９６及び受動面９４ｃの接点Ｌまでの距離をＡ、第２軸芯Ｏ２から接点Ｌまでの距離をＢとしたとき、Ａ／Ｂを大きくすることができ、変速比を大きくすることはできる。
【００１４】
しかしながら、この摩擦式変速機では、変速リング９５がその位置によって図中時計回り又は反時計回りの力を各遊星回転子９４に加え、各遊星回転子９４が不安定になる。このため、出力軸９２が各遊星回転子９４との間で生じる押圧不足によるすべりが起き易く、動力伝達効率に制限を生じてしまっている。また、各遊星回転子９４が片当たりを生じ易く、片当たりを防止するために過剰に大きな面圧で各遊星回転子９４を押圧する必要があり、耐久性にも制限を生じてしまっている。
【００１５】
また、この摩擦式変速機では、入力ロータ９６が変速面９４ａの裏側に位置する受動面９４ｃと摩擦接触し、出力ロータ９８も変速面９４ａの裏側に位置する作動面９４ｂと摩擦接触している。このため、距離Ａを大きくとることができない。また、第２軸芯Ｏ２から出力ロータ９８及び作動面９４ｂの接点Ｍまでの距離をＣ、第１軸芯Ｏ１から接点Ｍまでの距離をＤとしたとき、距離Ｃも大きくとることができない。これらのため、この摩擦式変速機では、Ａ／Ｂ及びＣ／Ｄの変速比に制限を生じてしまっているのである。
【００１６】
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、動力伝達効率及び耐久性が優れ、かつ高い変速比を実現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】
【００１７】
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軸芯回りに回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、
前記第１軸芯方向と平行に見て、前記変速リング及び各前記変速面の接点は前記入力軸及び各前記受動面の接点と前記出力軸及び前記各作動面の接点との間であり、前記キャリヤによる各前記遊星回転子の支承位置は該変速リングの移動範囲から外れていることを特徴とする。
【００１８】
この摩擦式変速機では、上記のように構成されているため、変速リングがその位置によって各遊星回転子を不安定にする力を各遊星回転子に加えることはなく、各遊星回転子が安定する。そして、この摩擦式変速機では、変速面の頂点を第１軸芯に近づけることができるとともに、作動面の中心又は頂点を第１軸芯に近づけることができる。このため、出力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力が小さくなる。これらのため、出力軸が各遊星回転子との間で生じる押圧不足によるすべりが起き難く、動力伝達効率が向上する。また、各遊星回転子が片当たりを生じ難く、過剰な面圧で各遊星回転子を押圧する必要がなくなることから、耐久性も向上する。なお、本明細書において、接点や支承位置とは荷重が作用する中心点を意味する。また、移動範囲は変速リングの中心位置で規定される。さらに、頂点は仮想上のものでもよい。
【００１９】
また、この摩擦式変速機では、出力軸は変速面の裏側に位置する作動面と摩擦接触するが、入力軸が作動面の表側に位置する受動面と摩擦接触することとなる。このため、第１軸芯から入力軸及び受動面の接点までの距離を従来よりも大きくすることができる。このため、この摩擦式変速機では、変速比も大きくすることができる。
【００２０】
したがって、本発明の摩擦式変速機は、動力伝達効率及び耐久性が優れ、かつ高い変速比を実現することができる。
【００２１】
本発明の摩擦式変速機は、各遊星回転子がキャリヤに片持ちで支承されている場合に効果が顕著である。すなわち、各遊星回転子は、キャリヤとの間に設けた軸受により、一端側又は他端側だけが支承され得る。こうして、各遊星回転子が片持ちで支承された場合は、特開２００３−１４８５７４号公報に開示されているように、各遊星回転子が両持ちで支承された場合に比べ、構造が簡易になり、小型化及び軽量化を実現できるとともに、部品点数が減少して製造コストの低廉化を実現することができる。しかし、こうして各遊星回転子を片持ちで支承すると、各遊星回転子が片当たりを生じ易く、耐久性の制限を生じ易い。本発明は、このような場合において、変速リングがその位置によって各遊星回転子を不安定にする力を各遊星回転子に加えないことから、顕著な作用効果を奏する。
【００２２】
各遊星回転子は出力軸及び各作動面の接点側である他端側でキャリヤに支承されていることが好ましい。換言すれば、各遊星回転子は入力軸及び各受動面側の接点側ではキャリヤに支承されていないことが好ましい。この場合、各遊星回転子及びキャリヤの配置に自由度が増し、構造が簡易になり、小型化及び軽量化を実現できる。
【００２３】
キャリヤは、単一のものでもよく、別体のものでもよい。
【００２４】
キャリヤは各遊星回転子の他端側への移動を規制していることが好ましい。これにより各遊星回転子が安定して自転及び公転し、本発明の効果が確実に生じる。この場合、各遊星回転子は他端側に軸部を有し、キャリヤが各軸部を軸支していることができる。他方、各遊星回転子は他端側に軸孔を有し、キャリヤが各軸孔を軸支していることもできる。
【００２５】
本発明の摩擦式変速機では、第１形態として、各遊星回転子は、一端側で第２軸芯と同心をなし、一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、変速リングと摩擦接触するとともに、入力軸と摩擦接触する変速面及び受動面としての変速受動面と、他端側で第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、出力軸と摩擦接触する作動面とを有し得る。
【００２６】
第１形態の摩擦式変速機では、各遊星回転子は、一端側に形成された変速受動面と、他端側に形成された作動面とを有している。各変速受動面は、一端側で第２軸芯と同心をなし、一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、変速リングと摩擦接触するとともに、入力軸とも摩擦接触する。また、作動面は、第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、出力軸と摩擦接触する。
【００２７】
第１形態の摩擦式変速機は、各遊星回転子の各変速受動面が変速リング及び入力軸と接触するため、各遊星回転子の形状が比較的簡易になり、製造コストの低廉化の効果を奏する。
【００２８】
第１形態の摩擦式変速機において、各変速受動面は頂角が鋭角であることが好ましい。この場合、遊星回転子の軸線である第２軸芯と変速受動面の母線との角度が小さいことから、入力軸及び変速リングが各遊星回転子との間で生じるスピン力が小さくなる。また、第２軸芯と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リングによる押圧力の方向と入力軸による押圧力の方向とを逆にすることができることから、変速リング及び入力軸が各変速受動面を第２軸芯方向に十分な面圧で押圧することができる。これらのため、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【００２９】
また、この場合、各変速受動面は、摩擦式変速機の外周側で変速リングと摩擦接触し、内周側で入力軸と摩擦接触することができる。このため、第１軸芯から入力軸及び変速受動面の接点までの距離をＡ、第２軸芯から入力軸及び変速受動面の接点までの距離をＢとしたとき、Ａ／Ｂを大きくすることができ、変速比を大きくすることもできる。
【００３０】
第１形態の摩擦式変速機において、各作動面は他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されているが好ましい。この場合、遊星回転子の軸線である第２軸芯と作動面の母線との角度が小さいことから、出力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力が小さくなる。また、第２軸芯と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リングによる押圧力の方向と出力軸による押圧力の方向とを逆にすることができることから、出力軸が各作動面を第２軸芯方向に十分な面圧で押圧することができる。これらのため、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【００３１】
また、この場合、第２軸芯から出力軸及び作動面の接点までの距離をＣ、第１軸芯から出力軸及び作動面の接点までの距離をＤとしたとき、Ｃ／Ｄを大きくすることができ、変速比を大きくすることができる。
【００３２】
第１形態の摩擦式変速機において、各変速受動面が一端側を鋭角の頂点とするテーパ状に形成され、各作動面が他端側を鋭角の頂点とするテーパ状に形成されている場合、入力軸、出力軸及びキャリヤによって各遊星回転子を支承しやすいため、変速リングによる押圧力が小さくなり、動力伝達効率が向上する。また、各変速受動面及び各作動面がともにテーパ状に形成されている場合には、各遊星回転子の形状が比較的簡易になり、製造コストの低廉化の効果を奏する。
【００３３】
各作動面の頂点は第１軸芯内に位置していることが好ましい。この場合、各遊星回転子の作動面の母線と第２軸芯とが第１軸芯上で一致し、出力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力を最小にすることができ、動力伝達効率及び耐久性が向上する。なお、本明細書において、位置していること及び一致していることは近傍も意味する。
【００３４】
本発明の摩擦式変速機では、第２形態として、各遊星回転子は、一端側で第２軸芯と同心をなし、一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、変速リングと摩擦接触する変速面と、他端側で第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、出力軸と摩擦接触する作動面と、変速面よりも一端側で第２軸芯と同心のテーパ状又は円筒状に形成され、入力軸と摩擦接触する受動面とを有し得る。
【００３５】
第２形態の摩擦式変速機では、各遊星回転子は、一端側に形成された変速面と、他端側に形成された作動面と、変速面よりも一端側に形成された受動面とを有している。各変速面は、一端側で第２軸芯と同心をなし、一端側が頂点をなすテーパ状に形成され、変速リングと摩擦接触する。また、作動面は、第２軸芯と同心のテーパ状、円筒状又は平面状に形成され、出力軸と摩擦接触する。さらに、各受動面は、第２軸芯と同心のテーパ状又は円筒状に形成され、入力軸と摩擦接触する。
【００３６】
第２形態の摩擦式変速機は、第１軸芯から入力軸及び受動面の接点までの距離をＥ、第２軸芯から入力軸及び受動面の接点までの距離をＦとしたとき、Ｅ／Ｆを大きくすることができ、変速比を大きくすることができる。
【００３７】
第２形態の摩擦式変速機において、各変速面は頂角が鋭角であることが好ましい。この場合、遊星回転子の軸線である第２軸芯と変速面の母線との角度が小さいことから、変速リングが各遊星回転子との間で生じるスピン力が小さくなる。また、第２軸芯と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リングによる押圧力の方向と入力軸による押圧力の方向とを逆にすることができることから、変速リングが各変速面を第２軸芯方向に十分な面圧で押圧することができる。これらのため、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【００３８】
第２形態の摩擦式変速機において、各受動面は他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されていることが好ましい。この場合、遊星回転子の軸線である第２軸芯と受動面の母線との角度が小さいことから、入力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力が小さくなる。また、第２軸芯と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リングによる押圧力の方向と入力軸による押圧力の方向とを逆にすることができることから、入力軸が各受動面を第２軸芯方向に十分な面圧で押圧することができる。これらのため、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【００３９】
また、この場合、摩擦式変速機の外周側で各変速面が変速リングと摩擦接触し、内周側で各受動面が入力軸と摩擦接触することができるため、変速比を大きくすることができる。また、この場合、変速面と受動面とを連続させて遊星回転子の形状を必要以上に複雑にしない。
【００４０】
各受動面の頂点は第１軸芯内に位置していることが好ましい。この場合、各遊星回転子の受動面の母線と第２軸芯とが第１軸芯上で一致し、入力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力を最小にすることができ、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【００４１】
第２形態の摩擦式変速機において、各作動面は他端側が鋭角の頂角をなすテーパ状に形成されていることが好ましい。この場合、遊星回転子の軸線である第２軸芯と作動面の母線との角度が小さいことから、出力軸とのスピン力が小さくなる。また、第２軸芯と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リングによる押圧力の方向と出力軸による押圧力の方向とを逆にすることができることから、出力軸が各作動面を第２軸芯方向に十分な面圧で押圧することができる。これらのため、動力伝達効率及び耐久性が向上する。また、この場合、変速比を大きくすることができる。
【００４２】
第２形態の摩擦式変速機において、各変速面が一端側を鋭角の頂点とするテーパ状に形成され、各作動面が他端側を鋭角の頂点とするテーパ状に形成されている場合、入力軸、出力軸及びキャリヤによって各遊星回転子を支承しやすいため、変速リングによる押圧力が小さくなり、動力伝達効率が向上する。また、各変速面及び各作動面がともにテーパ状に形成されている場合には、各遊星回転子の形状が比較的簡易になり、製造コストの低廉化の効果を奏する。
【００４３】
各作動面の頂点は第１軸芯内に位置していることが好ましい。この場合、各遊星回転子の作動面の母線と第２軸芯とが第１軸芯上で一致し、出力軸が各遊星回転子との間で生じるスピン力を最小にすることができ、動力伝達効率及び耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明を具体化した実施例１〜６を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。入力ロータ１８の外周側の後方に向いた部分には、図２にも示すように、押圧面１８ａが形成されている。
【００４８】
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２０がサークリップ２１によって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２０には入力軸１７と摺動可能な軸受メタル２２が圧入されており、これによりキャリヤ２０は第１軸芯Ｏ１回りに回転可能になっている。このキャリヤ２０の外周面には、図２にも示すように、凹んだテーパ状の支承面２０ａが後述する遊星回転子２７の個数だけ凹設されている。
【００４９】
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、軸受メタル２３の内周には入力軸１７が挿入されており、出力軸２４は第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２０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。出力ロータ２５の外周側の先端に向いた部分には、図２にも示すように、押圧面２５ａが形成されている。
【００５０】
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２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。
【００５１】
また、図２にも示すように、変速室１０ａ内では、少なくとも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２０によって片持ちで支承されている。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。
【００５２】
各遊星回転子２７は、一端側が頂点Ｒ１をなすテーパ状の変速受動面２７ａと、変速受動面２７ａの大径側と連続し、他端側が仮想の頂点Ｒ２をなすテーパ状の作動面２７ｂと、作動面２７ｂの小径側から段差２７ｄを有して形成され、他端側が仮想の頂点Ｒ３をなすテーパ状の支承面２７ｃとを有している。各遊星回転子２７の頂点Ｒ１〜Ｒ３は第２軸芯Ｏ２上に位置している。この実施例１では、頂点Ｒ１の頂角θ１を６０°、頂点Ｒ２の頂角θ２を３０°、頂点Ｒ３の頂角θ３を１８°としている。頂点Ｒ２、Ｒ３は第１軸芯Ｏ１と第２軸芯Ｏ２との交点Ｏに位置している。また、キャリヤ２０は各遊星回転子２７の段差２７ｄを受け、他端側への移動を規制している。
【００５３】
図３にも示すように、各遊星回転子２７の変速受動面２７ａは、入力ロータ１８の押圧面１８ａと摩擦接触するとともに、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。また、各遊星回転子２７の作動面２７ｂは出力ロータ２５の押圧面２５ａと摩擦接触するようになっている。また、各遊星回転子２７の支承面２７ｃはキャリヤ２０の支承面２０ａと整合している。
【００５４】
図２に示すように、第１軸芯Ｏ１方向と平行に見て、変速リング２６及び各変速受動面２７ａの接点Ｋは入力ロータ１８及び各変速受動面２７ａの接点Ｌと出力ロータ２５及び各作動面２７ｂの接点Ｍとの間である。また、キャリヤ２０による各遊星回転子２７の支承位置Ｎは変速リング２６の移動範囲ｋから外れている。こうして、各遊星回転子２７は接点Ｍ側でキャリヤ２０に支承されている。
【００５５】
図１に示すように、出力軸２４は円柱状の駆動ブッシュ４３に対して偏心して圧入されている。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４にも示すように、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２８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２８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２４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。
【００５６】
以上のハウジング１０、入力軸１７、入力ロータ１８、キャリヤ２０、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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が各変速受動面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２７ｂ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。これにより、出力ロータ２５の回転が出力軸２４に伝達される。
【００６６】
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。
【００６７】
この際、摩擦式変速機構３０において、変速リング２６が各遊星回転子２７における変速受動面２７ａ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、変速リング２６が各遊星回転子２７における変速受動面２７ａ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。
【００６８】
この間、調圧手段２９は、各コロ２８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。
【００６９】
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。
【００７０】
ここで、実施例１の変速機付き圧縮機では、図２に示すように、接点Ｋが接点Ｌと接点Ｍとの間であり、支承位置Ｎが移動範囲ｋから外れているため、変速リング２６がその位置によって各遊星回転子２７を不安定にする力を各遊星回転子２７に加えることはなく、各遊星回転子２７が安定する。この状態で変速リング２６を各遊星回転子２７の最大径付近まで移動させることができることから、安定して出力０回転を行うことが可能になっている。
【００７１】
また、この変速機付き圧縮機では、各変速受動面２７ａの頂角θ１が鋭角であり、各作動面２７ｂは他端側が鋭角の頂角θ２をなすテーパ状に形成されている。このため、この変速機付き圧縮機は、変速受動面２７ａの頂点Ｒ１が第１軸芯Ｏ１に近づき、各作動面２７ｂの頂点Ｒ２は交点Ｏに位置している。このため、出力ロータ２５が各遊星回転子２７との間で生じるスピン力が小さい。
【００７２】
特に、この変速機付き圧縮機では、各変速受動面２７ａの頂角θ１が鋭角であるため、遊星回転子２７の軸線である第２軸芯Ｏ２と変速受動面２７ａの母線との角度が小さいことから、入力ロータ１８及び変速リング２６が各遊星回転子２７との間で生じるスピン力が小さい。また、この変速機付き圧縮機では、各作動面２７ｂの頂角θ２も鋭角であるため、出力ロータ２５が各遊星回転子２７との間で生じるスピン力も小さい。各作動面２７ｂの母線と第２軸芯Ｏ２とは第１軸芯Ｏ１上で一致していることから、出力ロータ２５が各遊星回転子２７との間で生じるスピン力は最小である。
【００７３】
また、この変速機付き圧縮機では、図５に示すように、第２軸芯Ｏ２と垂直な方向の分力が大きく、第２軸芯Ｏ２と平行な方向の分力が小さくなることから、十分な面圧が得られる。さらに、変速リング２６による押圧力の方向と入力ロータ１８による押圧力の方向とを逆にすることができることから、変速リング２６及び入力ロータ１８が各変速受動面２７ａを第２軸芯Ｏ２方向に十分な面圧で押圧することができる。
【００７４】
このため、この変速機付き圧縮機では、出力ロータ２５が各遊星回転子２７との間で生じる押圧不足によるすべりが起き難く、動力伝達効率が向上する。また、この変速機付き圧縮機では、各遊星回転子２７が片当たりを生じ難く、過剰な面圧で各遊星回転子２７を押圧する必要がなくなることから、耐久性も向上する。
【００７５】
また、この変速機付き圧縮機では、図２に示すように、各変速受動面２７ａは、変速機付き圧縮機の外周側で変速リング２６と摩擦接触し、内周側で入力ロータ１８と摩擦接触することができる。このため、第１軸芯Ｏ１から接点Ｌまでの距離をＡ、第２軸芯Ｏ２から接点Ｌまでの距離をＢとしたとき、Ａ／Ｂを大きくすることができる。また、各作動面２７ｂは他端側が鋭角の頂角θ２をなすテーパ状に形成されているため、第２軸芯Ｏ２から接点Ｍまでの距離をＣ、第１軸芯Ｏ１から接点Ｍまでの距離をＤとしたとき、Ｃ／Ｄを大きくすることができる。このため、この変速機付き圧縮機では、変速比を大きくすることができる。
【００７６】
したがって、この変速機付き圧縮機は、動力伝達効率及び耐久性が優れ、かつ高い変速比を実現することができる。
【００７７】
また、この変速機付き圧縮機では、キャリヤ２０が各遊星回転子２７の他端側への移動を規制しているため、各遊星回転子２７が安定して自転及び公転し、上記作用効果が確実に生じる。
【００７８】
さらに、この変速機付き圧縮機では、各変速受動面２７ａが一端側を鋭角θ１の頂点Ｒ１とするテーパ状に形成され、各作動面２７ｂが他端側を鋭角θ２の頂点とするテーパ状に形成されているため、入力ロータ１８、出力ロータ２５及びキャリヤ２０によって各遊星回転子２７を支承しやすいことから、変速リング２６による押圧力が小さくなっており、この点においても動力伝達効率が向上している。
【００７９】
また、この変速機付き圧縮機では、各遊星回転子２７の各変速受動面２７ａが変速リング２６及び入力ロータ１８と接触している。また、各変速受動面２７ａ及び各作動面２７ｂがともにテーパ状に形成されている。これらのため、各遊星回転子２７の形状が比較的簡易になり、製造コストの低廉化の効果を奏する。
【実施例２】
【００８０】
実施例２の変速機付き圧縮機は図６に示す摩擦式変速機構６１を採用している。この摩擦式変速機構６１では、少なくとも３個の遊星回転子６０が第２軸芯Ｏ２回りに自転可能に第１キャリヤ７１及び軸受からなる第２キャリヤ７２によって片持ちで支承されている。この際、各遊星回転子６０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。
【００８１】
第１キャリヤ７１は第１軸芯Ｏ１回りに回転可能になっており、この第１キャリヤ７１には軸孔７１ａが遊星回転子６０の個数だけ貫設されている。
【００８２】
また、入力軸１７には第２キャリヤ７２が固定されており、第２キャリヤ７２の外輪７２ａには凹んだテーパ状の支承面７２ｂが遊星回転子６０の個数だけ凹設されている。
【００８３】
各遊星回転子６０は、一端側が頂点Ｒ１をなすテーパ状の変速受動面６０ａと、変速受動面６０ａの大径側と連続し、他端側が仮想の頂点Ｒ２をなすテーパ状の作動面６０ｂと、作動面６０ｂの小径側から段差６０ｈを有して形成された円筒状の軸部６０ｃとを有している。各遊星回転子６０の頂点Ｒ１、Ｒ２は第２軸芯Ｏ２上に位置しており、頂点Ｒ１、Ｒ２の頂角はともに鋭角に設定されている。頂点Ｒ２は第１軸芯Ｏ１と第２軸芯Ｏ２との交点Ｏに位置している。
【００８４】
各遊星回転子６０の変速受動面６０ａは、入力ロータ１８の押圧面１８ａと摩擦接触するとともに、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。また、各遊星回転子６０の作動面６０ｂは、出力ロータ２５の押圧面２５ａと摩擦接触するとともに、第２キャリヤ７２の支承面７２ｂと摩擦接触するようになっている。また、各遊星回転子６０の軸部６０ｃは第１キャリヤ７１の軸孔７１ａに支承されている。第１キャリヤ７１は各遊星回転子６０の段差６０ｈを受け、他端側への移動を規制している。
【００８５】
他の構成は実施例１の変速機付き圧縮機と同様である。この変速機付き圧縮機においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例３】
【００８６】
実施例３の変速機付き圧縮機は図７に示す摩擦式変速機構６２を採用している。この摩擦式変速機構６２では、少なくとも３個の遊星回転子７０が第２軸芯Ｏ２回りに自転可能にキャリヤ７４によって片持ちで支承されている。この際、各遊星回転子７０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。
【００８７】
キャリヤ７４には軸受メタル７３が圧入されており、軸受メタル７３は入力軸１７に回転可能になっている。キャリヤ７４には凹んだテーパ状の支承面７４ａが遊星回転子７０の個数だけ凹設されている。また、キャリヤ７４と入力ロータ１８との間にはスラスト軸受７５が設けられている。
【００８８】
各遊星回転子７０には実施例２のような軸部６０ｃが設けられていない。各遊星回転子７０の作動面６０ｂは、出力ロータ２５の押圧面２５ａと摩擦接触するとともに、キャリヤ７４の支承面７４ａと摩擦接触するようになっている。また、キャリヤ７４は各遊星回転子７０の段差６０ｈを受け、他端側への移動を規制している。
【００８９】
他の構成は実施例２の変速機付き圧縮機と同様である。この変速機付き圧縮機においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例４】
【００９０】
実施例４の変速機付き圧縮機は図８に示す摩擦式変速機構６３を採用している。この摩擦式変速機構６３では、少なくとも３個の遊星回転子７０が第２軸芯Ｏ２回りに自転可能に軸受であるキャリヤ７６によって片持ちで支承されている。
【００９１】
入力軸１７にはキャリヤ７６が固定されており、キャリヤ７６の外輪７６ａには凹んだテーパ状の支承面７６ｂが遊星回転子６０の個数だけ凹設されている。
【００９２】
各遊星回転子７０の作動面６０ｂは、出力ロータ２５の押圧面２５ａと摩擦接触するとともに、キャリヤ７６の支承面７６ｂと摩擦接触するようになっている。また、キャリヤ７６は各遊星回転子７０の段差６０ｈを受け、他端側への移動を規制している。
【００９３】
他の構成は実施例３の変速機付き圧縮機と同様である。この変速機付き圧縮機においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例５】
【００９４】
実施例５の変速機付き圧縮機は図９に示す摩擦式変速機構３０１を採用している。
【００９５】
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１０に示すように、押圧面１８１ａが形成されている。
【００９６】
また、図９に示すように、第１キャリヤ２０１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２０１と摺動可能になっている。第１キャリヤ２０１には、図１０に示すように、第２キャリヤ２０２が挿入されており、第２キャリヤ２０２には内周面に軸受メタル２０３が圧入された軸孔２０２ａが後述する遊星回転子２７１の個数だけ貫設されている。第１キャリヤ２０１の入力ロータ１８１側には凹んだテーパ状の支承面２０１ａが遊星回転子２７１の個数だけ凹設されている。
【００９７】
さらに、図９に示すように、出力軸２４の第２キャリヤ２０２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１０に示すように、押圧面２５１ａが形成されている。
【００９８】
また、変速室１０ａ内では、少なくとも３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２０１及び第２キャリヤ２０２によって片持ちで支承されている。この際、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。
【００９９】
各遊星回転子２７１は、一端側が仮想の頂点Ｒ１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Ｒ２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Ｒ４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軸部２７１ｅとを有している。各遊星回転子２７１の頂点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４は第２軸芯Ｏ２上に位置している。この実施例５では、頂点Ｒ１の頂角θ１を６０°、頂点Ｒ２の頂角θ２を３０°、頂点Ｒ４の頂角θ４を４°としている。頂点Ｒ２、Ｒ４は第１軸芯Ｏ１と第２軸芯Ｏ２との交点Ｏに位置している。
【０１００】
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２０１の支承面２０１ａ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２０の軸受メタル２０３の内周面と整合している。
【０１０１】
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。
【０１０２】
この変速機付き圧縮機では、各受動面２７１ｃは他端側が鋭角の頂角θ４をなすテーパ状に形成されているため、遊星回転子２７１の軸線である第２軸芯Ｏ２と受動面２７１ｃの母線との角度が小さいことから、入力ロータ１８１が各遊星回転子２７１との間で生じるスピン力が小さくなる。特に、各受動面２７１ｃの頂点Ｒ４が第１軸芯Ｏ１内に位置しているため、各遊星回転子２７１の受動面２７１ｃの母線と第２軸芯Ｏ２とが第１軸芯Ｏ１上で一致し、入力ロータ１８１が各遊星回転子２７との間で生じるスピン力を最小にすることができる。
【０１０３】
また、この変速機付き圧縮機では、第１軸芯Ｏ１から入力ロータ１８１及び受動面２７１ｃの接点までの距離をＥ、第２軸芯Ｏ２から入力ロータ１８１及び受動面２７１ｃの接点までの距離をＦとしたとき、Ｅ／Ｆを大きくすることができ、変速比を大きくすることができる。
【０１０４】
さらに、この変速機付き圧縮機では、変速面２７１ａと受動面２７１ｃとを連続させていることから、遊星回転子２７１の形状を必要以上に複雑にしない。他の作用効果は実施例１と同様である。
【実施例６】
【０１０５】
実施例６の変速機付き圧縮機は図１１に示す摩擦式変速機構６４を採用している。この摩擦式変速機構６４では、少なくとも３個の遊星回転子６０１が第２軸芯Ｏ２回りに自転可能に第１キャリヤ７１及び軸受からなる第２キャリヤ７２によって片持ちで支承されている。この際、各遊星回転子６０１は入力ロータ１８１、出力ロータ２５１及び変速リング２６によって片持ちで支承されている。
【０１０６】
各遊星回転子６０１は、一端側が仮想の頂点Ｒ１をなすテーパ状の変速面６０１ａと、変速面６０１ａの大径側と連続し、他端側が仮想の頂点Ｒ２をなすテーパ状の作動面６０１ｂと、変速面６０１ａよりも一端側で他端側が仮想の頂点Ｒ４をなすテーパ状の受動面６０１ｃと、作動面６０１ｂの小径側から段差６０１ｉを有して形成された円筒状の軸部６０１ｄとを有している。
【０１０７】
各遊星回転子６０１の受動面６０１ｃは入力ロータ１８１の押圧面１８１ａと摩擦接触し、各遊星回転子６０１の変速面６０１ａ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。また、各遊星回転子６０１の作動面６０１ｂは、出力ロータ２５１の押圧面２５１ａと摩擦接触するとともに、第２キャリヤ７２の支承面７２ｂと摩擦接触するようになっている。さらに、各遊星回転子６０１の軸部６０１ｄは第１キャリヤ７１の軸孔７１ａに支承されている。
【０１０８】
他の構成は実施例２、５の変速機付き圧縮機と同様である。この変速機付き圧縮機においても、実施例５と同様の作用効果を奏することができる。
【０１０９】
以上において、本発明を実施例１〜６に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜６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】
【０１１０】
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】
【０１１１】
【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の要部拡大断面図である。
【図３】実施例１の変速機付き圧縮機の要部拡大平面図である。
【図４】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５】実施例１の変速機付き圧縮機のベクトル図である。
【図６】実施例２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３の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図８】実施例４の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図９】実施例５の変速機付き圧縮機の断面図である。
【図１０】実施例５の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図１１】実施例６の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【図１２】従来の摩擦式変速機の要部断面図である。
【図１３】従来の摩擦式変速機の要部拡大模式断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
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…入力軸（１８、１８１…入力ロータ）
２４…出力軸（２５、２５１…出力ロータ）
２０、７１、７２、７４、７６、２０１、２０２、２０６…キャリヤ（７１、２０１…第１キャリヤ、７２、２０２…第２キャリヤ）
Ｏ２…第２軸芯
２７、６０、２７１、６０１…遊星回転子
２６…変速リング
２７ａ、６０ａ、２７１ｃ、６０１ｃ…受動面（２７ａ、６０ａ…変速受動面）
２７ｂ、６０ｂ、２７１ｂ、６０１ｂ…作動面
２７ａ、６０ａ、２７１ａ、６０１ａ…変速面（２７ａ、６０ａ…変速受動面）
３０、６１、６２、６３、３０１、６４…摩擦式変速機構
Ｋ、Ｌ、Ｍ…接点
Ｎ…支承位置
ｋ…移動範囲
６０ｃ、２７１ｅ、６０１ｄ…軸部
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４…頂点
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2005331089.tif 000022
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2005331089.tif 000023
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2005331089.tif 000024
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】削除
【補正の内容】