(57)【要約】【課題】低温環境下における潤滑油の粘度の増加に伴うモータの起動トルクの上昇を抑制することが可能な変速機の駆動方法の提供にある。【解決手段】低速シャフトと、電動モータと、高速シャフトと、増速機構と、電動モータを制御する制御部とを有する変速機の駆動方法であって、増速機構は、環状部材を有するリング部材と、環状部材と高速シャフト間に配置された第１固定ローラ、第２固定ローラ及び可動ローラと、潤滑油の温度を検出する温度検出器とを備え、制御部は、温度検出器で検出された温度が第１の温度以上の場合は、電動モータを正回転させ、温度検出器で検出された温度が第１の温度よりも低い場合は、電動モータを逆回転させ、その後電動モータを正回転させる。【選択図】  図６
2017160997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低速シャフトと、
前記低速シャフトを回転させる電動モータと、
前記低速シャフトよりも高速に回転するとともに前記低速シャフトの回転中心に対して回転中心が偏心するように設けられる高速シャフトと、
前記低速シャフトおよび前記高速シャフトに連結されると共に、前記低速シャフトの回転を増速し、前記高速シャフトに伝達する増速機構と、
前記電動モータを制御する制御部と、を有する変速機の駆動方法であって、
前記増速機構は、
前記低速シャフトの第一の端部に設けられるとともに環状の環状部を有するリング部材と、
前記環状部の内側に設けられるとともに前記環状部と前記高速シャフトとの間に回転可能でかつ、前記環状部に対し回転中心が移動しないように配置される固定ローラと、
前記環状部の内側に設けられるとともに前記環状部と前記高速シャフトとの間に、回転可能でかつ、前記環状部に対し回転中心が移動可能なように配置される可動ローラと、を備えるとともに潤滑油が供給され、
前記可動ローラは、前記低速シャフトが正回転して前記環状部が正回転することに伴い、前記可動ローラが前記環状部及び前記高速シャフトから受ける力が増大する方向に回転中心が移動するように配置され、
前記制御部は、前記低速シャフトが逆回転するように前記電動モータを逆回転させ、
その後前記低速シャフトが正回転するように前記電動モータを正回転させることを特徴とする変速機の駆動方法。
【請求項２】
前記制御部は、温度検出器で検出された温度が入力されるとともに、前記温度検出器で検出された温度が第１の温度以上の場合は、前記電動モータを正回転させ、前記温度検出器で検出された温度が前記第１の温度よりも低い場合は、前記電動モータを逆回転させ、その後前記電動モータを正回転させることを特徴とする請求項１に記載の変速機の駆動方法。
【請求項３】
前記制御部は、回転速度の低い第１速度で前記電動モータを逆回転させたのち、前記第１速度より回転速度の高い第２速度で前記電動モータを逆回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載の変速機の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、変速機の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高速流体装置は、増速機として高い増速比を得るために、遊星歯車機構を用いている。しかし、出力軸が数万ｒｐｍ以上の高回転で回転されることから、歯車が著しく振動したり、騒音が発生したりする問題がある。このような問題に対処するために、歯車に代えて滑らかな表面を持つローラを用いるトラクションドライブ式変速機（摩擦ローラ式変速機）が使用されている。
例えば、特許文献１では、摩擦ローラ式変速機及び高速流体装置が開示されている。この装置では、第１ハウジングに低速シャフトが回転自在に支持され、第１ハウジング内の低速シャフトの端部には、低速リングが取り付けられている。第２ハウジングには、高速シャフトが低速シャフト及び低速リングに対して偏心して回転自在に設けられ、低速リングと高速シャフト間には、２個のガイドローラとトルク伝達時に移動する１個の可動ローラとが介装されている。低速リング内には、第３ハウジングとしての連結板が配置され、連結板は第２ハウジングに向けて突出した３個の軸方向延在部を有している。各軸方向延在部は、各ガイドローラ及び可動ローラ間に存在し、ボルトにより第２ハウジングに固定されている。ガイドローラ及び可動ローラは、支持軸を介して第２ハウジングと連結板との間に回転自在に支持されている。正回転時には、可動ローラは高速シャフトと低速リングとの間で「くさび」に食い込む方向に移動し、押し付け力を発生する。この押し付け力によりトラクション力が発生し、トルク伝達が可能となる。すなわち、低速シャフトを介して低速リングが回転することにより、低速リングの回転は２個のガイドローラ及び１個の可動ローラを介して高速シャフトに伝達され、高速シャフトを高速で回転することが可能である。高速シャフトの端部には、過給機のインペラ（羽根車）が装着されている。
【０００３】
第２ハウジングの上部には、トラクション油（潤滑油）の給油口が設けられ、第２ハウジングの内部には、上下方向に延在し給油口と連通する案内路が設けられている。連結板における軸方向延在部には、軸方向案内路が形成され、軸方向案内路は案内路と連通している。また、軸方向延在部には、軸方向案内路に連通し内径方向及び外径方向に延びる内径方向案内路及び外径方向案内路が形成されている。従って、外部ポンプから給油口を介して潤滑油を強制的に導入すると、潤滑油は第２ハウジング内の案内路から連結板内の軸方向案内路に導入される。そして、内径方向案内路を介して高速シャフトと各ローラとの接触部（トラクション部）に潤滑油が供給されると共に、外径方向案内路を介して低速リングと各ローラとの接触部（トラクション部）に潤滑油が供給される。これにより、トラクション部を充分に強制潤滑することができ、低速シャフトから高速シャフトへのトルク伝達を円滑に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４０３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されていないが、潤滑油は、低温環境下では潤滑油の粘度が増加し、電動モータの起動トルクが大きくなる問題がある。そのため、低温環境下でも電動モータを起動できるように、電動モータの起動トルクを大きくする必要がある。しかしながら、起動トルクの大きな電動モータを採用すると電動モータの大型化を招く恐れがある。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、低温環境下における潤滑油の粘度の増加に伴うモータの起動トルクの上昇を抑制することが可能な変速機の駆動方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、低速シャフトと、前記低速シャフトを回転させる電動モータと、前記低速シャフトよりも高速に回転するとともに前記低速シャフトの回転中心に対して回転中心が偏心するように設けられる高速シャフトと、前記低速シャフトおよび前記高速シャフトに連結されると共に、前記低速シャフトの回転を増速し、前記高速シャフトに伝達する増速機構と、前記電動モータを制御する制御部と、を有する変速機の駆動方法であって、前記増速機構は、前記低速シャフトの第一の端部に設けられるとともに環状の環状部を有するリング部材と、前記環状部の内側に設けられるとともに前記環状部と前記高速シャフトとの間に回転可能でかつ、前記環状部に対し回転中心が移動しないように配置される固定ローラと、前記環状部の内側に設けられるとともに前記環状部と前記高速シャフトとの間に、回転可能でかつ、前記環状部に対し回転中心が移動可能なように配置される可動ローラと、を備えるとともに潤滑油が供給され、前記可動ローラは、前記低速シャフトが正回転して前記環状部が正回転することに伴い、前記可動ローラが前記環状部及び前記高速シャフトから受ける力が増大する方向に回転中心が移動するように配置され、前記制御部は、前記低速シャフトが逆回転するように前記電動モータを逆回転させ、その後前記低速シャフトが正回転するように前記電動モータを正回転させることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、例えば、低温環境下では潤滑油の粘度が増加し、電動モータの起動トルクが大きくなるが、制御部は、低速シャフトが逆回転するように電動モータを逆回転させ、その後低速シャフトが正回転するように電動モータを正回転させる。先ず電動モータを逆回転させることによりリング部材の環状部の回転は高速シャフトに伝達されにくくなる。リング部材の環状部が逆回転されることにより、増速機構内に貯留されている潤滑油の撹拌が行われ、潤滑油の粘度が低下する。その後、潤滑油の粘度が低下してから電動モータを正回転させることにより、リング部材の環状部の回転が固定ローラ及び可動ローラを介して高速シャフトに伝達される。よって、低温環境下における潤滑油の粘度の増加に伴うモータの起動トルクの上昇を抑制することが可能である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の変速機の駆動方法において、前記制御部は、温度検出器で検出された温度が入力されるとともに、前記温度検出器で検出された温度が第１の温度以上の場合は、前記電動モータを正回転させ、前記温度検出器で検出された温度が前記第１の温度よりも低い場合は、前記電動モータを逆回転させ、その後前記電動モータを正回転させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、温度検出器で検出された温度が第１の温度以上の場合は、電動モータを正回転させてリング部材の環状部の回転を高速シャフトに伝達させる。一方、温度検出器で検出された温度が第１の温度よりも低い場合は、電動モータを逆回転させて、リング部材の環状部を回転させ潤滑油の撹拌を行い潤滑油の粘度を低下させてから、その後電動モータを正回転させる。なお、第１の温度は、電動モータの起動トルクと潤滑油の粘度との関係及び、温度検出器で検出された温度と潤滑油の粘度との関係に基づき定められる。よって、電動モータの大型化を抑制することが可能である。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の変速機の駆動方法において、前記制御部は、回転速度の低い第１速度で前記電動モータを逆回転させたのち、前記第１速度より回転速度の高い第２速度で前記電動モータを逆回転させることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、先ず、回転速度の低い第１速度で電動モータを逆回転させることにより、潤滑油の温度が低く粘度が高い状態にある潤滑油の撹拌を行うことができ、潤滑油の温度を上昇させる。そして、潤滑油の温度が上昇し潤滑油の粘度がある程度低くなった段階で回転速度を第１速度より高い第２速度に切り替えて電動モータを逆回転させる。このことにより、潤滑油の撹拌効率を高めることができ、潤滑油の温度を早く上昇させることが可能である。なお、撹拌効率とは、潤滑油をかき混ぜる度合のこと指す。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低温環境下における潤滑油の粘度の増加に伴うモータの起動トルクの上昇を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る遠心圧縮機の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】正回転時及び逆回転時における作用説明用の模式図であり、（ａ）は正回転時を示し、（ｂ）は逆回転時を示す。
【図４】潤滑油の粘度とモータの起動トルクの関係を示すグラフである。
【図５】潤滑油の温度と潤滑油の粘度の関係を示すグラフである。
【図６】本発明における変速機の駆動方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る変速機としての増速機を図１〜図６に基づいて説明する。
図１に示す車両用の遠心圧縮機１０（以下、「遠心圧縮機」と表記する）は、入力軸の回転を増速機構により増速して出力軸に伝えるものであり、入力軸としての低速シャフト１６を駆動する電動モータ１１と、低速シャフト１６の回転を増速して出力軸としての高速シャフト２６に伝える増速機構１２と、高速シャフト２６に設けられたインペラ３８の回転により流体の圧縮を行う圧縮機構１３とを備えている。
【００１６】
遠心圧縮機１０は、遠心圧縮機１０の外郭を構成するハウジング４３を備えている。ハウジング４３は、電動モータ１１が収容されたモータハウジング１４と、増速機構１２が収容された増速機ハウジング１５と、圧縮機構１３が収容された圧縮機ハウジング３９とを備えている。また、ハウジング４３は、増速機ハウジング１５と圧縮機ハウジング３９との間に設けられた平板状のハウジングプレート２１を備えている。
【００１７】
モータハウジング１４は、有底筒状であり、開口を有する。
増速機ハウジング１５は、有底筒状であり、開口を有する。
モータハウジング１４における開口を区画する開口端１４Ｂと、増速機ハウジング１５の底部１５Ａとは、突き合わさった状態で、組み付けられている。モータハウジング１４と増速機ハウジング１５の底部１５Ａとによってモータ収容室４６を区画する。
増速機ハウジング１５の開口を区画する開口端１５Ｂと、ハウジングプレート２１とは、突き合わさった状態で、組み付けられている。増速機ハウジング１５とハウジングプレート２１とによって増速機収容室２２を区画する。
圧縮機ハウジング３９と、ハウジングプレート２１とは、突き合わさった状態で、組み付けられている。圧縮機ハウジング３９とハウジングプレート２１とによって圧縮機収容室４７を区画する。
【００１８】
電動モータ１１および低速シャフト１６は、モータ収容室４６に収容されている。低速シャフト１６の第一の端部は、増速機ハウジング１５の底部１５Ａに固定された軸受１８によって支持され、低速シャフト１６の第二の端部は、モータハウジング１４の底部１４Ａに固定された軸受１７によって支持されており、回転自在となっている。モータハウジング１４の内周面にはステータ１９が固定され、ステータ１９には図示しない駆動回路から三相交流が供給されるようになっている。ステータ１９の内側にはロータ２０が設けられ、ロータ２０は低速シャフト１６に固定されている。ロータ２０は、ステータ１９内でステータ１９に供給される電流によって回転駆動される。電動モータ１１は、ステータ１９及びロータ２０によって主に構成されている。電動モータ１１は、正回転可能であるとともに逆回転可能となっている。
【００１９】
増速機構１２は、増速機収容室２２内に収容されている。
増速機ハウジング１５の底部１５Ａには、貫通孔が設けられており、貫通孔には、低速シャフト１６の第一の端部が挿通される。貫通孔と低速シャフト１６との間には、軸受１８とシール部材２５とが設けられている。
シール部材２５は、軸受１８よりも増速機構１２側に設けられている。
増速機収容室２２内における低速シャフト１６の第一の端部には、リング部材４５が固定されている。
リング部材４５は、低速シャフト１６の第一の端部と当接する円盤状の連結部材２３と、連結部材２３の外縁部に設けられる環状の環状部材２４とを有する。環状部材２４が環状部に相当する。
連結部材２３は、連結部材２３の回転中心が低速シャフト１６の軸心（回転中心）Ｐと同心となるように設けられている。
【００２０】
ハウジングプレート２１は所定の厚みを有する板状部材である。ハウジングプレート２１には、貫通孔が設けられており、貫通孔には、高速シャフト２６が挿通される。
貫通孔と高速シャフト２６との間には、シール部材２７が設けられている。
高速シャフト２６は、高速シャフト２６の軸心（回転中心）Ｑが、低速シャフト１６及びリング部材４５の軸心Ｐに対して偏心するように配置されている。
高速シャフト２６には、増速機収容室２２内の部分に一対の鍔部２６Ａ、２６Ｂが設けられている。鍔部２６Ａは、高速シャフト２６におけるハウジングプレート２１側に設けられ、鍔部２６Ｂは、高速シャフト２６における増速機ハウジング１５側に設けられている。一対の鍔部２６Ａ、２６Ｂ間に複数のローラが配置されている。
【００２１】
図１に示すように、圧縮機構１３は、圧縮機収容室４７に収容されている。圧縮機構１３は、高速シャフト２６の第一の端部に装着されたインペラ（羽根車）３８を有する。
圧縮機ハウジング３９は、軸線方向に貫通した貫通孔を有する略筒状である。圧縮機ハウジング３９の軸線方向の２つの端面のうちの第一の端面がハウジング４３の軸線方向の一端面を構成しており、貫通孔における第一の端面側にある開口が吸入口４０として機能する。
圧縮機ハウジング３９とハウジングプレート２１とは、圧縮機ハウジング３９の第一の端面とは反対側の第２の端面と、ハウジングプレート２１とが突き合わさった状態で、組み付けられている。この場合、圧縮機ハウジング３９の貫通孔の内面とハウジングプレート２１とによって、インペラ３８が収容されたインペラ室３８Ａが形成されている。つまり、貫通孔は、吸入口４０として機能するとともに、インペラ室３８Ａを区画するものとして機能する。吸入口４０とインペラ室３８Ａとは連通している。
また、遠心圧縮機１０は、インペラ３８によって圧縮された流体が流入するディフューザ４１と、ディフューザ４１を通った流体が流入するボリュート４２とを備えている。ディフューザ４１は、圧縮機ハウジング３９における貫通孔のハウジングプレート２１側の開口端と連続し且つハウジングプレート２１と対向する面と、ハウジングプレート２１とによって区画された流路である。ディフューザ４１は、インペラ室３８Ａよりも高速シャフト２６の径方向外側に配置されており、インペラ３８（及びインペラ室３８Ａ）を囲むように環状（詳細には円環状）に形成されている。ボリュート４２は、ディフューザ４１よりも高速シャフト２６の径方向外側に配置された環状である。インペラ室３８Ａとボリュート４２とはディフューザ４１を介して連通している。インペラ３８によって圧縮された流体は、ディフューザ４１を通ることによって、更に圧縮されてボリュート４２に流れ、当該ボリュート４２から吐出される。
【００２２】
次に、増速機構１２について更に説明する。
図２に示すように、リング部材４５の環状部材２４と高速シャフト２６との間には、固定ローラとしての第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９と１個の可動ローラ３０とが配置されている。
第１固定ローラ２８及び第２固定ローラ２９は、円柱状の形状を有し環状部材２４の内側に設けられるとともに環状部材２４と高速シャフト２６との間に回転可能でかつ、環状部材２４に対し回転中心Ｍ、Ｈが移動しないように配置される。第１固定ローラ２８は第２固定ローラ２９より大径である。
可動ローラ３０は、円柱状の形状を有し環状部材２４の内側に設けられるとともに環状部材２４と高速シャフト２６との間に、回転可能でかつ、環状部材２４に対し回転中心Ｉが移動可能なように配置される。可動ローラ３０は第２固定ローラ２９と同等の径を有している。
第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０は、正回転した際、環状部材２４の内周面２４Ａにそれぞれ潤滑油の薄膜を介して接すると共に、高速シャフト２６の外周面２６Ｃにそれぞれ潤滑油の薄膜を介して接するよう配置されている。第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０は、高速シャフト２６の一対の鍔部２６Ａ、２６Ｂ間に配置され、鍔部２６Ａ、２６Ｂにより、第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０の軸方向への移動が規制されている。
【００２３】
図１及び図２に示すように、増速機構１２は、ハウジングプレート２１と協働して各ローラ２８〜３０を回転可能に支持する支持部材３１を備えている。支持部材３１は環状部材２４の内側に配置されている。支持部材３１は、リング部材４５の連結部材２３よりも一回り小さく形成された円板状の支持ベース部３１Ｄと、当該支持ベース部３１Ｄから起立した柱状の３つの第１柱状部３１Ａ〜第３柱状部３１Ｃとを備えている。
支持ベース部３１Ｄは、リング部材４５の連結部材２３と板面同士が離間して対向するように配置されている。
３つの第１柱状部３１Ａ〜第３柱状部３１Ｃは、支持ベース部３１Ｄにおけるハウジングプレート２１と対向する面からハウジングプレート２１に向けて起立しており、環状部材２４の内周面２４Ａと、隣り合う２つのローラの外周面とによって区画された３つの空間を埋めるように形成されている。
【００２４】
さらに詳述すると、第１柱状部３１Ａは、環状部材２４の内周面２４Ａ、第１固定ローラ２８の外周面２８Ｃ及び第２固定ローラ２９の外周面２９Ｃに対して一定の隙間を形成した状態で、環状部材２４の内周面２４Ａと第１固定ローラ２８の外周面２８Ｃと第２固定ローラ２９の外周面２９Ｃとによって区画された空間を埋めている。
第２柱状部３１Ｂは、環状部材２４の内周面２４Ａ、第２固定ローラ２９の外周面２９Ｃ及び可動ローラ３０の外周面３０Ｃに対して一定の隙間を形成した状態で、環状部材２４の内周面２４Ａと第２固定ローラ２９の外周面２９Ｃと可動ローラ３０の外周面３０Ｃとによって区画された空間を埋めている。
第３柱状部３１Ｃは、環状部材２４の内周面２４Ａ、第１固定ローラ２８の外周面２８Ｃ及び可動ローラ３０の外周面３０Ｃに対して一定の隙間を形成した状態で、環状部材２４の内周面２４Ａと第１固定ローラ２８の外周面２８Ｃと可動ローラ３０の外周面３０Ｃとによって区画された空間を埋めている。
つまり、第１柱状部３１Ａは、第１固定ローラ２８と第２固定ローラ２９との間に設けられ、第２柱状部３１Ｂは、第２固定ローラ２９と可動ローラ３０との間に設けられ、第３柱状部３１Ｃは、第１固定ローラ２８と可動ローラ３０との間に設けられる。
第１柱状部３１Ａ、第２柱状部３１Ｂ及び第３柱状部３１Ｃは、ハウジングプレート２１にボルト３２により固定されている。支持ベース部３１Ｄは、高速シャフト２６の回転軸線方向において第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０と連結部材２３間に配置されている。
【００２５】
図１及び図２に示すように、第１固定ローラ２８は、円柱状のローラ部２８Ａと、ローラ部２８Ａの両端面の中心に両端面から突出するように支軸部２８Ｂを有している。一対の支軸部２８Ｂは互いに同軸であって、ローラ部２８Ａと一体形成されている。
ハウジングプレート２１には、凹部３６が設けられている。
第１固定ローラ２８の一方の支軸部２８Ｂは、ハウジングプレート２１の凹部３６内に配置され、ハウジングプレート２１と支軸部２８Ｂとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能にハウジングプレート２１に支持されている。
また、支持ベース部３１Ｄには、凹部３７が設けられている。
第１固定ローラ２８の他方の支軸部２８Ｂは、支持ベース部３１Ｄの凹部３７内に配置され、支持ベース部３１Ｄと支軸部２８Ｂとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能に支持ベース部３１Ｄに支持されている。
正回転の際、ローラ部２８Ａの外周面２８Ｃは、環状部材２４の内周面２４Ａに潤滑油の薄膜を介して接すると共に、高速シャフト２６の外周面２６Ｃに潤滑油の薄膜を介して接するよう配置されている。第１固定ローラ２８の外周面２８Ｃと高速シャフト２６の外周面２６Ｃとの間の当接部をＳＲ１とし、第１固定ローラ２８の外周面２８Ｃと環状部材２４の内周面２４Ａとの間の当接部をＬＲ１とする。
【００２６】
図２に示すように、第１固定ローラ２８と同様に、第２固定ローラ２９は、円柱状のローラ部２９Ａと、ローラ部２９Ａの両端面の中心に両端面から突出するように支軸部２９Ｂを有している。一対の支軸部２９Ｂは互いに同軸であって、ローラ部２９Ａと一体形成されている。
ハウジングプレート２１には、一方側の凹部（図示せず）が設けられている。
第２固定ローラ２９の一方の支軸部２９Ｂは、ハウジングプレート２１の一方側の凹部内に配置され、ハウジングプレート２１と支軸部２９Ｂとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能にハウジングプレート２１に支持されている。
また、支持ベース部３１Ｄには、他方側の凹部（図示せず）が設けられている。
第２固定ローラ２９の他方の支軸部２９Ｂは、支持ベース部３１Ｄの他方側の凹部内に配置され、支持ベース部３１Ｄと支軸部２９Ｂとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能に支持ベース部３１Ｄに支持されている。
正回転の際、ローラ部２９Ａの外周面２９Ｃは、環状部材２４の内周面２４Ａに潤滑油の薄膜を介して接すると共に、高速シャフト２６の外周面２６Ｃに潤滑油の薄膜を介して接するよう配置されている。第２固定ローラ２９の外周面２９Ｃと高速シャフト２６の外周面２６Ｃとの間の当接部をＳＲ２とし、第２固定ローラ２９の外周面２９Ｃと環状部材２４の内周面２４Ａとの間の当接部をＬＲ２とする。
【００２７】
図２に示すように、第１固定ローラ２８と同様に、可動ローラ３０は、円柱状のローラ部３０Ａと、ローラ部３０Ａの両端面の中心に両端面から突出するように支軸部３０Ｂを有している。一対の支軸部３０Ｂは互いに同軸であって、ローラ部３０Ａと一体形成されている。
ハウジングプレート２１には一方側の長孔４４（図２参照）が設けられている。
可動ローラ３０の一方の支軸部３０Ｂは、ハウジングプレート２１の一方側の長孔４４内に配置され、ハウジングプレート２１と支軸部３０Ｂとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能で、且つ長孔４４に沿って移動可能にハウジングプレート２１に支持されている。
また、支持ベース部３１Ｄには、他方側の長孔（図示せず）が設けられている。
可動ローラ３０の他方の支軸部３０Ｂは、支持ベース部３１Ｄの他方側の長孔内に配置され、支持ベース部３１Ｄと支軸部３０Ｂとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能で、且つ長孔４４に沿って移動可能に支持ベース部３１Ｄに支持されている。
長孔４４及び他方側の長孔は、図３（ａ）に示すＦ１方向に延設するように形成されている。可動ローラ３０は、環状部材２４の回転に伴う伝達トルクに応じて、回転しつつ長孔４４に沿ってＦ１方向に移動する。
図３（ａ）に示すように、可動ローラ３０は、増速機構１２が停止している状態において、可動ローラ３０と環状部材２４との接線と、可動ローラ３０と高速シャフト２６との接線が交差する位置に配置され、電動モータ１１が正回転して環状部材２４が正回転した場合に接線間が狭まる方向（すなわち、可動ローラ３０が環状部材２４及び高速シャフト２６から受ける力が増大する方向）であるＦ１方向に回転中心Ｉが移動するように配置される。なお、Ｒ１方向が正回転方向を表し、Ｒ２方向が逆回転方向を表している。
正回転の際、ローラ部３０Ａの外周面３０Ｃは、環状部材２４の内周面２４Ａに潤滑油の薄膜を介して接すると共に、高速シャフト２６の外周面２６Ｃに潤滑油の薄膜を介して接するよう配置されている。可動ローラ３０の外周面３０Ｃと高速シャフト２６の外周面２６Ｃとの間の当接部をＳＲ３とし、可動ローラ３０の外周面３０Ｃと環状部材２４の内周面２４Ａとの間の当接部をＬＲ３とする。
【００２８】
遠心圧縮機１０は、増速機ハウジング１５内に潤滑油が循環するよう構成されている。図１に示すように、増速機ハウジング１５の上部には、潤滑油が流入する流入口３４が設けられ、流入口３４は外部ポンプ（図示せず）と接続されている。増速機ハウジング１５の下部には、潤滑油が流出する排出口３５が設けられている。外部ポンプの作動により流入口３４から流入した潤滑油は、環状部材２４内に流れ込み第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０と高速シャフト２６との間の当接部ＳＲ１〜ＳＲ３、並びに、第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０と環状部材２４との間の当接部ＬＲ１〜ＬＲ３に供給され各当接部に潤滑油膜を形成する。そして、潤滑油は排出口３５から排出される。増速機ハウジング１５内には一定レベルの潤滑油が貯留されている状態にある。
【００２９】
増速機構１２内には、図示しない温度検出器が設けられている。温度検出器は貯留されている潤滑油の温度を検出する。また、遠心圧縮機１０は、電動モータ１１の回転を制御する図示しない制御部を備えている。制御部は、温度検出器で検出された信号に基づき、電動モータ１１の回転を制御する。
【００３０】
以上の構成を有する増速機構１２につき、正回転時および逆回転時のトルク伝達につき説明を行う。
図３（ａ）に示すように、可動ローラ３０は、増速機構１２が停止している状態において、可動ローラ３０と高速シャフト２６との接線Ｓ１と、可動ローラ３０と環状部材２４との接線Ｓ２とは、第１固定ローラ２８と反対方向で交差し、両接線Ｓ１、Ｓ２のなす角度はくさび角α（鋭角）を形成している。このため、環状部材２４が、正回転の方向である矢印Ｒ１方向に回転すると、環状部材２４の回転に伴う伝達トルクに応じて、可動ローラ３０は回転しつつ長孔４４に沿ってＦ１方向（両接線Ｓ１、Ｓ２間が狭まる方向）に移動する。その結果、可動ローラ３０の外周面３０Ｃが環状部材２４の内周面２４Ａおよび高速シャフト２６の外周面２６Ｃに潤滑油の薄膜を介して押し付けられ、当接部ＬＲ３、ＳＲ３に押付け荷重（当接力）Ｎが発生する。なお、押付け荷重Ｎは各当接部の法線方向に作用する当接力であり互いに押し付けあう力である。また、押付け荷重Ｎは可動ローラ３０が環状部材２４及び高速シャフト２６から受ける力に相当する。
同時に、第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９と環状部材２４との間の当接部ＬＲ１、ＬＲ２及び第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９と高速シャフト２６との間の当接部ＳＲ１、ＳＲ２にも同じ大きさの押付け荷重Ｎが作用する。
【００３１】
増速機構１２は、環状部材２４が回転すると、第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０の外周面２８Ｃ〜３０Ｃと環状部材２４の内周面２４Ａとの当接部ＬＲ１〜ＬＲ３、及び、第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０の外周面２８Ｃ〜３０Ｃと高速シャフト２６の外周面２６Ｃとの当接部ＳＲ１〜ＳＲ３には、潤滑油膜が形成される。環状部材２４の回転力は、潤滑油膜を介して第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０に伝達され、第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０に伝達された回転力は、潤滑油膜を介して高速シャフト２６に伝達される。
なお、電動モータ１１の正回転速度が速くなるほど（伝達トルクが大きくなるほど）、可動ローラ３０の矢印Ｆ１方向への移動量が大きくなり、押付け荷重Ｎが増大する。押付け荷重Ｎが増大するほど、高速シャフト２６の回転力（各当接部の接線方向に作用する力であり、回転させる力のことを指す）は増加し、高速シャフト２６を高速で回転することが可能となる。なお、回転力は、押付け荷重Ｎに潤滑油の種類により定まる係数を掛け合わせることにより求めることができ、押付け荷重Ｎが大きくなるほど回転力は増加する。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、環状部材２４が、逆回転の方向である矢印Ｒ２方向に回転すると、可動ローラ３０は、Ｆ２方向に移動する。その結果、環状部材２４と可動ローラ３０との間の押付け荷重（当接力）Ｎ及び、可動ローラ３０と高速シャフト２６との間の押付け荷重Ｎが減少し、環状部材２４の回転が高速シャフト２６にあまり伝達されず、環状部材２４が空回りする。
【００３３】
次に、潤滑油の粘度と電動モータ１１の起動トルクとの関係、及び潤滑油の温度と潤滑油の粘度との関係を図４及び図５に基づき説明する。なお、図４及び図５で示すグラフは、潤滑油の粘度と起動トルクとの関係及び潤滑油の温度と潤滑油の粘度との関係を模式的に表したものである。
図４に示すように、潤滑油の粘度（ｍＰａ・ｓ）を横軸とし、電動モータ１１の起動トルク（Ｎ・ｍ）を縦軸としたとき、潤滑油の粘度と電動モータ１１の起動トルクとの関係は特性Ｇ１で示す比例関係となる。すなわち、潤滑油の粘度が高くなるほど起動トルクも高くなる。電動モータ１１の最大負荷時の起動トルクをＫ１としたとき、Ｋ１に引いた横軸に平行な直線とＧ１との交点の潤滑油の粘度はＶ１である。起動トルクＫ１は電動モータ１１の起動トルクの上限値に相当する。すなわち、電動モータ１１は起動トルクＫ１を超える場合では起動不可であり、起動トルクＫ１以下の場合でのみ起動可能である。潤滑油の粘度に置き換えると、電動モータ１１は潤滑油の粘度Ｖ１を超える場合では起動不可であり、潤滑油の粘度Ｖ１以下の場合では起動可能である。なお、電動モータ１１が起動不可であるとは、電動モータ１１を正回転させたとき、最大電流を印加しても所望の回転数を得られない状態を指す。また、電動モータ１１が起動可能であるとは、電動モータ１１を正回転させたとき、最大電流以内の印加で所望の回転数を得ることが可能な状態を指す。
【００３４】
図５に示すように、潤滑油の温度（℃）を横軸とし、潤滑油の粘度（ｍＰａ・ｓ）を縦軸としたとき、温度検出器で検出される潤滑油の温度と潤滑油の粘度との関係は特性Ｇ２で示す反比例関係となる。すなわち、潤滑油の温度が高くなるほど潤滑油の粘度は低くなる。潤滑油の粘度Ｖ１に引いた横軸に平行な直線とＧ２との交点の潤滑油の温度はＴ１である。電動モータ１１の起動トルクと潤滑油の粘度との関係を電動モータ１１の起動トルクと潤滑油の温度との関係に置き換える。電動モータ１１は潤滑油の温度Ｔ１未満の場合では起動不可であり、潤滑油の温度Ｔ１以上の場合では起動可能である。温度Ｔ１が第１の温度に相当する。第１の温度Ｔ１は、電動モータ１１を正回転させたとき、所望の回転数で電動モータ１１を正回転することが可能な潤滑油の温度の下限値に相当する。また、第１の温度Ｔ１は、電動モータ１１の使用範囲（例えば、−２０℃〜５０℃など）と、電動モータ１１の最大起動トルク又は最大電流に基づき定められる。
【００３５】
次に、本発明における変速機の駆動方法につき、図６のフローチャートに基づき説明する。
先ずステップＳ１０１にて、制御フローがスタートする。
次に、ステップＳ１０２にて、増速機構１２に貯留されている潤滑油の温度が温度検出器により検出される。温度検出器で検出された温度が制御部に入力され、制御部では検出された潤滑油の温度が予め設定された第１の温度Ｔ１以下であるかどうかの判断が行われる。
【００３６】
ステップＳ１０２にて、潤滑油の温度が第１の温度Ｔ１以下であると判断された場合には、ステップＳ１０３に進み、制御部は電動モータ１１を逆回転するように制御する。逆回転時には、図３（ｂ）に示すように、可動ローラ３０は、Ｆ２方向に移動することにより、環状部材２４と可動ローラ３０との間の押付け荷重Ｎが減少し、環状部材２４の回転が高速シャフト２６にあまり伝達されず、環状部材２４が回転する。このとき、電動モータ１１は回転速度の低いＬ１で逆回転される。なお、Ｌ１が第１速度に相当する。電動モータ１１が逆回転して環状部材２４が逆回転することに伴い、潤滑油が撹拌されて潤滑油の温度が上昇する。潤滑油の温度の上昇により潤滑油の粘度が低下する。
【００３７】
次に、ステップＳ１０４に進み、制御部は第１速度Ｌ１より回転速度の高いＬ２で電動モータ１１を逆回転させる。なお、Ｌ２が第２速度に相当する。回転速度を第２速度Ｌ２に切り替えることにより、潤滑油の撹拌効率が向上し、潤滑油の温度の上昇速度が速くなる。このことにより、潤滑油の粘度が一層低下する。第１速度Ｌ１より第２速度Ｌ２への切り替えのタイミングは、時間で定められており第１速度Ｌ１での回転時間として制御部に予め記憶されている。電動モータ１１は第１速度Ｌ１で所定時間回転後、第２速度Ｌ２へ切り替えて駆動される。また、第２速度Ｌ２での回転時間も予め定められており、制御部に予め記憶されている。
【００３８】
次に、ステップＳ１０５に進み、制御部では温度検出器で検出された潤滑油の温度が第１の温度Ｔ１を超えているかどうかの判断が行われる。
ステップＳ１０５にて、潤滑油の温度が第１の温度Ｔ１を超えていると判断された場合には、ステップＳ１０６に進み、制御部は電動モータ１１を正回転するように制御する。正回転時には、図３（ａ）に示すように、可動ローラ３０はＦ１方向に移動することにより、可動ローラ３０の外周面３０Ｃが環状部材２４の内周面２４Ａおよび高速シャフト２６の外周面２６Ｃに押し付けられ、当接部ＬＲ３、ＳＲ３に押付け荷重Ｎが発生する。
【００３９】
そして、ステップＳ１０７にて、押付け荷重Ｎの発生により、環状部材２４の回転は、
第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０を介して高速シャフト２６に伝達され、高速シャフト２６を回転させる。すなわち、増速機構１２を介してトルク伝達が開始され、高速シャフト２６が回転し、高速シャフト２６に装着されたインペラ３８が高速で回転する。
【００４０】
なお、ステップＳ１０２にて、潤滑油の温度が第１の温度Ｔ１を超えていると判断された場合には、ステップＳ１０６に進み、制御部は電動モータ１１を正回転するように制御する。
また、ステップＳ１０５にて、潤滑油の温度が第１の温度Ｔ１を超えていないと判断された場合には、ステップＳ１０４にリターンし、制御部は第２速度Ｌ２で所定時間の間電動モータ１１を逆回転させる。
次に、ステップＳ１０８にて、制御フローがエンドとなる。制御フローは、増速機構１２の起動時のみ作動される。なお、図６で示す制御フローは、制御部に予め記憶されたプログラムに基づき行われる。
【００４１】
本発明の実施形態に係る変速機の駆動方法によれば以下の効果を奏する。
（１）低温環境下では潤滑油の粘度が増加し、電動モータ１１の起動トルクが大きくなるが、低温起動時においては先ず電動モータ１１を逆回転させることにより環状部材２４の回転は高速シャフト２６にあまり伝達されず環状部材２４が空回りする。環状部材２４が空回りすることにより、増速機構１２内に貯留されている潤滑油の撹拌が行われ、潤滑油の粘度が低下する。その後、潤滑油の粘度が低下してから電動モータ１１を正回転させることにより、環状部材２４の回転が第１固定ローラ２８、第２固定ローラ２９及び可動ローラ３０を介して高速シャフト２６に伝達される。よって、低温環境下における潤滑油の粘度の増加に伴うモータの起動トルクの上昇を抑制することが可能である。
（２）温度検出器で検出された温度が第１の温度Ｔ１以上の場合は、電動モータ１１を正回転させて環状部材２４の回転を高速シャフトに伝達させる。一方、温度検出器で検出された温度が第１の温度Ｔ１よりも低い場合は、電動モータ１１を逆回転させて、環状部材を回転させ潤滑油の撹拌を行い潤滑油の粘度を低下させてから、その後電動モータ１１を正回転させる。なお、第１の温度Ｔ１は、電動モータ１１の起動トルクと潤滑油の粘度との関係及び、温度検出器で検出された温度と潤滑油の粘度との関係に基づき定められる。よって、電動モータの大型化を抑制することが可能である。
（３）制御部は、電動モータ１１の逆回転時においては、回転速度の低い第１速度Ｌ１で電動モータ１１を逆回転させたのち、第１速度Ｌ１より回転速度の高い第２速度Ｌ２で電動モータ１１を逆回転させる。先ず、回転速度の低い第１速度Ｌ１で電動モータ１１を逆回転させることにより、潤滑油の温度が低く粘度が高い状態にある潤滑油の撹拌を行うことができ、潤滑油の温度を上昇させる。そして、潤滑油の温度が上昇し潤滑油の粘度がある程度低くなった段階で回転速度を第１速度Ｌ１より高い第２速度Ｌ２に切り替えて電動モータ１１を逆回転させる。このことにより、潤滑油の撹拌効率を高めることができ、潤滑油の温度を早く上昇させることが可能である。
（４）低温起動時には電動モータ１１を逆回転させて潤滑油の撹拌を行い潤滑油の粘度を低下させてから、電動モータ１１を正回転させるので、起動トルクの低い状態で電動モータ１１を正回転することが可能である。よって、起動時における電動モータ１１の電力消費を抑制することが可能である。
【００４２】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
○  本発明の実施形態では、増速機構１２内に貯留されている潤滑油の温度を測定するための温度検出器を設けるとして説明したが、温度検出器に代えて潤滑油の粘度を検出する粘度検出器を設けてもよい。粘度検出器により潤滑油の粘度を直接検出することが可能である。制御部は検出された粘度の信号に基づき、電動モータの正回転または逆回転を制御することが可能である。
○  本発明の実施形態では、温度検出器で潤滑油の温度を検出するとして説明したが、温度検出器で検出される温度は、外気温、増速機構（変速機）の温度、遠心圧縮機の温度等であってもよい。この場合、第１の温度は、温度検出器で検出される温度と潤滑油の粘度との関係から適宜設定される。
○  本発明の実施形態では、図６で示す制御フローは、低温起動時のみ作動されるとして説明したが、低温起動時のみに限定されず通常環境下における起動時に作動するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０  遠心圧縮機
１１  電動モータ
１２  増速機構
１３  圧縮機構
１６  低速シャフト
２４  環状部材
２８  第１固定ローラ
２９  第２固定ローラ
３０  可動ローラ
４３（１４、１５、２１、３９）  ハウジング
４５  リング部材
Ｐ  低速シャフト及びリング部材の軸心
Ｑ  高速シャフトの軸心
Ｍ  第１固定ローラの回転中心
Ｈ  第２固定ローラの回転中心
Ｉ  可動ローラの回転中心
Ｒ１  環状部材の正回転方向
Ｒ２  環状部材の逆回転方向
Ｆ１  可動ローラの移動方向（正回転時）
Ｆ２  可動ローラの移動方向（逆回転時）
ＳＲ１〜ＳＲ３  第１固定ローラ、第２固定ローラ及び可動ローラと高速シャフトの当接部
ＬＲ１〜ＬＲ３  第１固定ローラ、第２固定ローラ及び可動ローラと環状部材の当接部
Ｋ１  最大起動トルク
Ｔ１  第１の温度
Ｌ１  第１速度
Ｌ２  第２速度
Ｎ  押し付け荷重（当接力）
【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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【図６】
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