(57)【要約】【課題】小型化及び軽量化を実現可能な変速機付き圧縮機を提供する。【解決手段】この変速機付き圧縮機は、ハウジング１０と、ハウジング１０内に構成されて冷媒を圧縮可能な圧縮機構４０と、ハウジング１０内に構成されて圧縮機構４０を変速して駆動可能な摩擦式変速機構３０１とを備えている。摩擦式変速機構３０１は、軸芯Ｏ１回りに回転可能に支承された入力軸１７１と、軸芯Ｏ１回りに回転可能に支承され、スクロール式圧縮機構４０を駆動可能な出力軸２４と、入力軸１７１と出力軸２４との間に設けられ、入力軸１７１のトルクを出力軸２４に伝達しつつ入力軸１７１の回転速度を増減して出力軸２４に伝達可能な遊星回転子２７１等とを有する。スクロール式圧縮機構４０は、固定スクロール４１と可動スクロール４２とを有している。出力軸２４は、ハウジング１０によっては径方向の位置決めがなされず、入力軸２４によって径方向の位置決めがなされている。【選択図】図１
2005330876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、該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、該ハウジング内に構成されて該圧縮機構を変速して駆動可能な摩擦式変速機構とを備え、
該摩擦式変速機構は、軸芯回りに回転可能に支承された入力軸と、該軸芯回りに回転可能に支承され、該圧縮機構を駆動可能な出力軸と、該入力軸と該出力軸との間に設けられ、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変速手段とを有するものである変速機付き圧縮機において、
前記圧縮機構は、固定側板及び固定渦巻部をもつ固定スクロールと、該固定スクロールと軸方向で噛合する可動側板及び可動渦巻部をもち、自転が規制された状態で前記出力軸により軸芯回りに公転可能に駆動され、該固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを有し、
前記出力軸は、前記ハウジングによっては径方向の位置決めがなされず、前記入力軸によって径方向の位置決めがな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】
前記圧縮機構は、前記可動スクロールをラジアル軸受を介して公転させる駆動ブッシュを有し、前記出力軸が該駆動ブッシュの軸芯に偏心して嵌合されていることを特徴とする請求項１記載の変速機付き圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮機構は、前記駆動ブッシュと一体的に設けられた駆動ロータを有し、
前記摩擦式変速機構は、前記出力軸と一体的に設けられ、前記駆動ロータと対面可能な出力ロータを有し、
該駆動ロータと該ハウジングとの間又は該出力ロータと前記ハウジングとの間には、前記圧縮機構と該摩擦式変速機構とを封止するシール材が設けられていることを特徴とする請求項２記載の変速機付き圧縮機。
【請求項４】
前記駆動ロータと前記ハウジングとの間にはスラスト軸受が設けられ、該スラスト軸受が前記シール材を有していることを特徴とする請求項３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の図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、車両に搭載される空調機器等に利用されるものであるため、冷媒を圧縮可能な圧縮機構と、その圧縮機構を変速して駆動可能な摩擦式変速機構とがハウジング内に構成されたものである。この変速機付き圧縮機は、これら圧縮機構と摩擦式変速機構とがハウジング内に一体に構成されていることから、個別の圧縮機と摩擦式変速機とを用いる場合よりも全体が小型化されている。
【０００３】
ハウジング内の左側に図示されている摩擦式変速機構は、この従来例では、遊星回転子を用いたものである。そして、この摩擦式変速機構は、入力軸、入力ディスク、出力ディスク、出力軸、キャリヤ、遊星回転子及び変速リング等で構成されている。この摩擦式変速機構では、エンジンやモータにより入力軸が駆動されると、一体化されている入力ディスクも回転し、入力ディスクに押圧された遊星回転子が入力軸の軸芯回りに公転しながら、自転する。その際、遊星回転子に接触する変速リングの位置を移動させることにより、所望の増減速比で出力ディスクを回転させることができる。この結果として、この摩擦式変速機構は所望の回転速度で出力軸を駆動することができる。
【０００４】
また、ハウジング内の右側に図示されている圧縮機構は、この従来例では、ベーン式のものである。この圧縮機構は、出力軸、ロータ、ベーン及びポンプハウジング等で構成されている。この圧縮機構では、出力軸が駆動されると、出力軸に接続されたロータも駆動され、ベーンがポンプハウジング内でロータから放射方向に出没する。これにより、この圧縮機構では、隣り合うベーンとロータとポンプハウジングとで構成される圧縮室の容積が変動し、冷媒を圧縮することができる。
【０００５】
このため、上記のような変速機付き圧縮機は、例えば車両に搭載されることにより、走行速度によって回転数が変わるエンジンからの駆動入力に対し、圧縮機構の回転速度が適切なものとなるように無段階で調整され、結果として、快適な車内温度を保つことが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−３５１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、例えば車両の快適性向上や燃費向上のニーズはますます高まってきており、変速機付き圧縮機もさらに小型化し、かつ軽量であることが求められている。すなわち、変速機付き圧縮機を例えば車両に搭載する場合、近年の快適な車室内の要求から、車室は広くある一方、エンジンルーム等は他の補機との関係でますます狭小になりつつあり、小型の変速機付き圧縮機でなければ、車両への搭載性が困難になっている。また、変速機付き圧縮機を含む車両が軽量化されておれば、燃費が向上するからである。
【０００８】
この点、上記従来の変速機付き圧縮機は、ベーン式圧縮機構を採用していることから、十分な冷凍能力を確保すべく、軸方向に長い圧縮室を採用せざるを得ない。そして、ベーン式圧縮機構は、そのような軸方向に長い圧縮室の両側にラジアル軸受を設けて出力軸を支承していることから、出力軸も軸方向に長くなっており、この出力軸でロータを回転させていることから、出力軸が傾かず、かつロータの回転を円滑に保つため、それらラジアル軸受のスパンも広げなければならない。このため、この変速機付き圧縮機は、小型化に制限を有してしまっている。
【０００９】
このため、変速機構として、ベーン式圧縮機構に代え、スクロール式圧縮機構を採用することも考えられる。スクロール式圧縮機構は、固定側板及び固定渦巻部をもつ固定スクロールと、固定スクロールと軸方向で噛合する可動側板及び可動渦巻部をもち、自転が規制された状態で出力軸により軸芯回りに公転可能に駆動され、固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを有するものである。このスクロール式圧縮機構では、圧縮室が軸方向の同一位置において重畳的に形成されるため、圧縮室の軸方向の長さをさほど大きくしなくても、十分な冷凍能力を発揮することができる。このため、このスクロール式圧縮機構によれば、変速機付き圧縮機の小型化をより実現できると考えられる。
【００１０】
しかしながら、スクロール式圧縮機構では可動スクロールの一方の側にしか出力軸を配置できない。そのため、スクロール式圧縮機構を採用することによって変速機付き圧縮機の軸方向の長さを短くしようとする場合、特許第３４９８５３５号公報等開示の一般的なスクロール式圧縮機と同様、単に広いスパンの２箇所のラジアル軸受を出力軸に設けることとすれば、たとえ圧縮室が軸方向で短くなったとしても、出力軸自体が軸方向に長くなり、結局、変速機付き圧縮機の小型化に反してしまう。
【００１１】
また、スクロール式圧縮機構を採用しつつ、その出力軸とハウジングとの間にラジアル軸受を設け、これによって出力軸の径方向の位置決めを行う場合、ハウジングから内方に突出するフランジを設け、このフランジと出力軸との間にラジアル軸受を設けるか、出力軸を大径化してその出力軸とハウジングとの間にラジアル軸受を設けることとすれば、フランジや大径の出力軸によって変速機付き圧縮機の重量増加が避けられない。特に、出力軸を大径化した場合には、ラジアル軸受も大型化し、この傾向が顕著になる。
【００１２】
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、小型化及び軽量化を実現可能な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】
【００１３】
本発明の変速機付き圧縮機は、ハウジングと、該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、該ハウジング内に構成されて該圧縮機構を変速して駆動可能な摩擦式変速機構とを備え、
該摩擦式変速機構は、軸芯回りに回転可能に支承された入力軸と、該軸芯回りに回転可能に支承され、該圧縮機構を駆動可能な出力軸と、該入力軸と該出力軸との間に設けられ、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変速手段とを有するものである変速機付き圧縮機において、
前記圧縮機構は、固定側板及び固定渦巻部をもつ固定スクロールと、該固定スクロールと軸方向で噛合する可動側板及び可動渦巻部をもち、自転が規制された状態で前記出力軸により軸芯回りに公転可能に駆動され、該固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを有し、
前記出力軸は、前記ハウジングによっては径方向の位置決めがなされず、前記入力軸によって径方向の位置決めがなされていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の変速機付き圧縮機は、圧縮室が軸方向に短くて足りるスクロール式圧縮機構を採用している。
【００１５】
また、この変速機付き圧縮機は、ハウジングにラジアル軸受を設けて出力軸を支承するのではなく、入力軸に径方向の位置決め機能を持たせている。このため、出力軸自体を広いスパンの２箇所のラジアル軸受で支承する必要がなく、出力軸自体を軸方向に短くすることができる。
【００１６】
さらに、この変速機付き圧縮機は、出力軸の径方向の位置決めが入力軸によってなされているため、ハウジングから内方に突出するフランジや出力軸の大径化の必要がなく、重量増加を生じない。なお、入力軸と出力軸との間にはラジアル軸受を設ける必要があるが、このラジアル軸受は小径のもので足り、大型化及び重量化を生じない。
【００１７】
したがって、本発明の変速機付き圧縮機は小型化及び軽量化が実現されている。このため、この変速機付き圧縮機は例えば車両への優れた搭載性を実現し、車両の快適性向上を図ることができる。また、この変速機付き圧縮機を車両に搭載すれば、車両の軽量化により優れた燃費も発揮することができる。
【００１８】
本発明の変速機付き圧縮機では、前記圧縮機構は、前記可動スクロールをラジアル軸受を介して公転させる駆動ブッシュを有し、前記出力軸が該駆動ブッシュの軸芯に偏心して嵌合され得る。これにより、可動スクロールを軸芯回りに公転させることができる。
【００１９】
本発明の変速機付き圧縮機では、前記圧縮機構は、前記駆動ブッシュと一体的に設けられた駆動ロータを有し、
前記摩擦式変速機構は、前記出力軸と一体的に設けられ、前記駆動ロータと対面可能な出力ロータを有し、
該駆動ロータと該ハウジングとの間又は該出力ロータと前記ハウジングとの間には、前記圧縮機構と該摩擦式変速機構とを封止するシール材を設置可能である。
【００２０】
上記シール材の設置がもたらす効果について、先に掲げた従来技術を元に説明する。特許文献１の図１に示す従来の変速機付き圧縮機では、摩擦式変速機構が設置されたハウジング内の空間が吸入室としての機能も併せ持っている。そのため、吸入口から流入した冷媒は、摩擦式変速機構周辺を通過し、圧縮室内で圧縮された後、吐出口から吐出される。
【００２１】
その際、冷媒には冷凍機油がミスト状態で分散しており、冷媒が摩擦式変速機構及び圧縮機構の可動部分への油の供給を同時に行っている。ここで、冷凍機油は冷媒に分散し、空調機器を構成する圧縮機、凝縮器及び蒸発器を循環するため、低温域から高温域までの幅広い範囲で所望の性状（粘度や潤滑性等）を発揮しなければならない。
【００２２】
一方、単体としての摩擦式変速機には、摩擦接触する回転体同士の動力伝達に適したトラクション油が一般的に使用される。
【００２３】
そのため、上記従来の変速機付き圧縮機では、摩擦変速機構の回転体における動力伝達性能も高い冷凍機油を選択する必要がある。その結果として、この変速機付き圧縮機では、価格の高い冷凍機油を使用しなけらばならず、コストアップとなってしまう。
【００２４】
それに対して、本発明の変速機付き圧縮機では、駆動ロータとハウジングとの間又は出力ロータとハウジングとの間にシール材を有している。このシール材によって、圧縮機構と摩擦式変速機構とを封止することができる。そのため、摩擦式変速機構及び圧縮機構の各空間は不連続となり、それぞれ専用の油を使用することが可能となる。このため、適材適所となるように要求機能に応じた冷凍機油又はトラクション油を選択することができる。特に、摩擦式変速機構においては、比較的低価格なトラクション油を使用できるため、コストダウンになる。逆に、圧縮機構においても、比較的低価格な冷凍機油を使用できるため、コストダウンになる。また、冷凍機油を用いた場合よりも、摩擦式変速機構の動力伝達性能が向上するため、空調機器全体のエネルギー効率も向上する。
【００２５】
シール材は、駆動ロータとハウジングとの間又は出力ロータとハウジングとの間に設けられ得る。なお、シール材は、駆動ロータ、出力ロータ及びハウジングの隙間を有効利用して設けられるため、変速機付き圧縮機の軸方向の長さを増加させることはない。
【００２６】
本発明の変速機付き圧縮機では、前記駆動ロータと前記ハウジングとの間にスラスト軸受が設けられ、該スラスト軸が前記シール材を有し得る。
【００２７】
この場合、シール材が取り付けられて一体となったスラスト軸受を使用することにより、シール設置のためのハウジングの加工を不要として簡易にシール材を設けることができるとともに、部品点数の削減も実現し、製造コストの低廉化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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】
【００２９】
実施例１の変速機付き圧縮機は、図１に示すように、スクロール式圧縮機構４０と一体の摩擦式変速機構３０１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例えば車両に搭載されて、空調装置を構成している。
【００３０】
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。
【００３１】
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１７１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ている。入力軸１７１には入力ロータ１８１が圧入されており、入力ロータ１８１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。入力ローター１８１の外周側の後方に向いた部分には、押圧面１８１ａが形成されている。
【００３３】
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。具体的には、第１キャリヤ２０１は、入力軸１７１との嵌合部に軸受メタル２０４を有しており、第１軸芯Ｏ１回りに回転自在に支承されている。さらに、第２キャリヤ２０２は、第１キャリヤ２０１に一体化されており、遊星回転子２７１の片端の軸を回転自在に支承する軸受メタル２０３を有している。このため、遊星回転子２７１は第１軸芯Ｏ１回りの公転と第２軸芯Ｏ２回りの自転とが可能である。
【００３４】
また、遊星回転子２７１には、入力ロータ１８１の押圧面１８１ａと接触する円柱状の受動面２７１ａと、後述する変速リング２６の押圧面２６ａと接触する変速面２７１ｂと、後述する出力ロータ２５１の押圧面２５１ａと接触する作動面２７１ｃとが形成されている。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。
【００３５】
さらに、変速室１０ａ内において、出力軸２４は、軸受メタル２３を介して入力軸１７１に挿入され、第１軸芯Ｏ１回りで回転可能に支承されている。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が一体に成形されている。出力ロータ２５１の外周側の先端に向いた部分には、押圧面２５１ａが形成されている。
【００３６】
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側に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円筒状の押圧面２６ａが形成されている。なお、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。
【００３７】
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。
【００３８】
出力軸２４は円柱状の駆動ブッシュ４３に対して偏心され圧入されている。駆動ブッシュ４３の出力ロータ２５１側には、径外方向に延びる駆動ロータ４４が出力ロータ２５１と対面するように一体に形成されている。また、駆動ロータ４４と出力ロータ２５１の後端面には周方向で深さが浅くなる図示しない溝が凹設される一方、駆動ロータ４４の前端面には出力ロータ２５１の後端面に設けられた図示しない溝と対になった溝が凹設されている。これらの溝内には、変速機付き圧縮機の径方向を軸方向とする円柱状のころが収納されている。この変速機付き圧縮機では、溝及びコロが周方向で等間隔に６組設けられており、すべての溝及びコロによって、調圧手段２９が構成されている。なお、駆動ロータ４４は、バランスウェイトを兼ねている。
【００３９】
以上ハウジング１０、入力軸１７１、入力ロータ１８１、第１、２キャリヤ２０１、２０２、出力軸２４、出力ロータ２５１、各遊星回転子２７１、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３０１が構成されている。
【００４０】
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。このスラスト軸受４５は内径側にシール材６０を有している。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。
【００４１】
可動スクロール４２は、ラジアル軸受４６が設けられているボス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て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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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４１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。
【００４６】
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等によってスクロール式圧縮機構４０が構成されている。
【００４７】
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３０１の入力軸１７１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１８１も同時に回転する。そして、入力ロータ１８１の押圧面１８１ａが各受動面２７１ａを押圧することにより、各遊星回転子２７１が第１軸芯Ｏ１回りに公転しながら、第２軸芯Ｏ２回りに自転し、各作動面２７１ｃに押圧された出力ロータ２５１が第１軸芯Ｏ１回りに逆回転する。これにより、出力ロータ２５１の回転が出力軸２４に伝達される。
【００４８】
そのため、スクロール式圧縮機構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が自身の軸芯に偏心した第１軸芯Ｏ１回りで回転し、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。この結果、吸入室５１内の冷媒が圧縮室で圧縮され、吐出室５２に吐出された後、凝縮器及び蒸発器に供給されて、冷房等の空調が実現される。
【００４９】
この際、摩擦式変速機構３０１において、変速リング２６が各遊星回転子２７１における変速面２７１ｂの小径側で摩擦接触すれば、各遊星回転子２７１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２７１における変速面２７１ｂの大径側で摩擦接触すれば、各遊星回転子２７１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になるから、出力軸２４は低速で回転する。
【００５０】
この間、調圧手段２９は、各コロが出力ロータ２５１と駆動ロータ４４との間に作用するトルクに応じて出力ロータ２５１と駆動ロータ４４との双方に設けられた溝を深さの浅い方に転動し、出力ロータ２５１を各遊星回転子２７１側に付勢する。このため、入力ロータ１８１、変速リング２６及び出力ロータ２５１がそのトルクに応じた付勢力で各遊星回転子２７１に付勢され、各々と各遊星回転子２７１との相対すべりは防止されている。
【００５１】
こうして、この変速機付き圧縮機では、摩擦式変速機構３０１において、入力軸１７１のトルクを出力軸２４に伝達しつつ入力軸１７１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、スクロール式圧縮機構４０において圧縮容量が制御される。
【００５２】
ここで、この変速機付き圧縮機では、スクロール式圧縮機構４０を採用しており、圧縮室が第１軸芯Ｏ１方向の同一位置において重畳的に形成されるため、圧縮室の軸方向の長さをさほど大きくしなくても、十分な冷凍能力を発揮することができる。このため、この変速機付き圧縮機は軸方向の長さが短くなっている。
【００５３】
また、この変速機付き圧縮機では、出力軸２４は、ハウジング１０によっては径方向の位置決めがなされず、入力軸１７１によって径方向の位置決めがなされている。入力軸１７１には入力ロータ１８１が圧入されて一体化されているので、入力軸１７１は、ラジアル軸受１６によって回転可能に支承されるだけでなく、スラスト軸受１９によっても第１軸芯Ｏ１に対して傾かないように支承されていることとなる。また、スラスト軸受１９は入力ロータ１８１の外周付近でスラスト荷重を支えているので、入力軸１７１が第１軸芯Ｏ１に対して傾くことが確実に防止されている。さらに、入力ロータ１８１と一体化された入力軸１７１は、回転中、調圧手段２９から出力ロータ２５１及び遊星回転子２７１を介して、常に適当な圧力でスラスト軸受１９に押し付けられている。
【００５４】
そのため、入力軸１７１の後端部は回転によってぶれることがない。結果として、入力軸１７１の後端部に回転可能に挿入されて径方向の位置決めがされた出力軸２４も、ぶれることなく第１軸芯Ｏ１回りに円滑に回転することができる。この結果、この変速機付き圧縮機は、出力軸２４自体を広いスパンの２箇所のラジアル軸受で支承する必要がなく、出力軸２４自体が軸方向に短くされている。
【００５５】
さらに、この変速機付き圧縮機は、センターハウジング１２から内方に突出するフランジ１２ｂや出力軸２４の大径化の必要がなく、重量増加を生じない。なお、入力軸１７１と出力軸２４との間には軸受メタル２３を設けているが、この軸受メタル２３は小径のものであり、大型化及び重量化を生じない。
【００５６】
したがって、この変速機付き圧縮機は小型化及び軽量化が実現することができる。このため、この変速機付き圧縮機は例えば車両への優れた搭載性を実現し、車両の快適性向上を図ることができる。また、この変速機付き圧縮機を車両に搭載すれば、車両の軽量化により優れた燃費も発揮することができる。
【００５７】
また、この変速機付き圧縮機では、シール材６０によってスクロール式圧縮機構４０と摩擦式変速機構３０１とを封止しているので、摩擦式変速機構３０１及びスクロール式圧縮機構４０の各空間が不連続となり、それぞれ専用の油を使用することが可能となっている。
【００５８】
特にスクロール式圧縮機構４０においては、油が冷媒に分散した状態で他の空調機器を構成する凝縮器、膨張弁及び蒸発器を循環するため、低温域から高温域までの幅広い範囲で所望の性状（粘度や潤滑性等）を発揮できる最適な冷凍機油を選定することが可能となっている。その一方で、摩擦式変速機構３０１については、摩擦接触する入力ロータ１８１、出力ロータ２５１、変速リング２６及び遊星回転子２７１間の動力伝達に適したトラクション油を使用することが可能となっている。
【００５９】
その結果、この変速機付き圧縮機では、適材適所となるように要求機能に応じた冷凍機油及びトラクション油を選択できているのである。特に、摩擦式変速機構３０１においては、比較的低価格なトラクション油を使用できるため、コストダウンを実現できる。逆に、スクロール式圧縮機構４０においても、比較的低価格な冷凍機油を使用できるため、コストダウンを実現できる。また、冷凍機油を用いた場合よりも、摩擦式変速機構３０１の動力伝達性能が向上するため、空調機器全体のエネルギー効率も向上することが明らかである。
【００６０】
また、この変速機付き圧縮機では、シール材６０が駆動ロータ４４とフランジ１２ｂとの隙間を有効利用して設けられるため、軸方向の長さを増加させることもない。
【００６１】
さらに、この変速機付き圧縮機では、シール材６０がスラスト軸受４５と一体に構成されている。このため、シール設置のためのハウジング等の加工が不要であり、簡易にシール材６０を設けることができ、組み付けコストの低廉化を実現することができる。また、部品点数の削減によって管理コストの低廉化も実現することができる。このため、この変速機付き圧縮機の製造コストは安価である。
【００６２】
なお、シール材６０の材質や形状については、冷媒（一般的にＨＦＣ１３４ａ等）や潤滑油によって膨潤・劣化しにくい等の対薬品性、耐熱性、耐久性、耐摩耗性等の要求機能を満たすものから、種々選択可能である。
【００６３】
特に、冷媒はゴムを劣化させやすいため、空調機器用の軸受シールとして、各種の材料を用いたものが開発されている。例えば、対冷媒性能に優れたＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）等をシール材として選定することが可能である。その他、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）とＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）とが複合的に一体化されたシール材等、空調機器の使用条件やコストに応じて適したシール材を選定することも可能である。
【００６４】
また、図１に示した摩擦式変速機構３０１に関して、動力の伝達経路やその形態などは、摩擦式変速機構であれば、図に示された形態に限定されるものではない。例えば、入力ロータ１８１の押圧面１８１ａと、遊星回転子２７１の受動面２７１ａとの間の動力伝達に関しては、面接触による摩擦伝達の他、歯車と面接触との併用でもよい。また、摩擦式変速機構３０１の変速手段も、図で示された遊星回転子式の他、ハーフトロイダル式等であってもよい。さらに、軸受も軸受メタルや玉軸受、コロ軸受など適宜最適な部品を選定可能であることは言うまでもない。
【実施例２】
【００６５】
実施例２の変速機付き圧縮機は、図２に示すように、駆動ロータ４４とフランジ１２ｂとの間にシール材６０１を有している。上記以外の構成は、実施例１の変速機付き圧縮機と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
この変速機付き圧縮機では、駆動ロータ４４とフランジ１２ｂとの間のシール材６０１によって、スクロール式圧縮機構４０と摩擦式変速機構３０１とを封止することができる。このため、摩擦式変速機構３０１及びスクロール式圧縮機構４０の各空間は不連続となり、それぞれ専用の油を使用することが可能となる。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３に示すように出力ロータ２５１とフランジ１２ｂとの間にシール材６０２を有している。この場合、出力軸２４と駆動ロータ４４との間をより確実にシールするため、Ｏリング６０３を配置することが望ましい。上記以外の構成は、実施例１の変速機付き圧縮機と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
この変速機付き圧縮機においても、実施例２と同様の作用効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、車両に搭載される空調装置等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【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２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３の変速機付き圧縮機の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
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）
４０…スクロール式圧縮機構
３０１…摩擦式変速機構
Ｏ１…第１軸芯
１７１…入力軸
２４…出力軸
２７１、１８１、２５１、２６…変速手段（２７１…遊星回転子、１８１…入力ロータ、２５１…出力ロータ、２６…変速リング）
４１…固定スクロール
４１ｂ…固定側板
４１ｃ…固定渦巻部
４２…可動スクロール
４２ｂ…可動側板
４２ｃ…可動渦巻部
４３…駆動ブッシュ
４４…駆動ロータ
６０…シール材
４５…スラスト軸受
【図１】
2005330876.tif 000003
【図２】
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【図３】
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