JP2003138956A - 自動車用補機駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アイドリングストップ搭載用車両において、
エンジン停止時にもエアーコンディショナーや冷蔵装置
等を構成する冷却機械を作動させるためのコンプレッサ
を駆動する自動車用補機駆動装置装置を提供する。 【解決手段】 エンジン１のクランクプーリ３に無端ベ
ルト４，８を介して連動され、回転電機５に連設される
第１のプーリ７と、コンプレッサ９に連設される第２の
プーリ１１の内部に遊星歯車減速機構を備え、第１のプ
ーリのキャリヤシャフト７ｄと、第２のプーリのサンギ
ヤシャフト１１ｄとを、ウォームギヤ１９とウォームホ
イール２０を含む機械的リンク機構１８で連結する。回
転電機５に電気的に接続されるインバータ装置１３およ
びバッテリ１５と、インバータ装置１３を制御するコン
トローラ１７とを備え、エンジン１の回転中は回転電機
５を発電機として作動させてバッテリ１５を充電すると
共に、エンジン１の停止中は回転電機５を電動機として
作動させてコンプレッサ９を駆動するよう構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車用補機駆動装
置に係り、特に停車時にエンジンを止め、発進時にエン
ジンを再始動するアイドリングストップ装置を搭載した
自動車において、エアーコンディショナーの動力源であ
るコンプレッサーを駆動する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エアーコンディショナーや冷蔵装
置等を備えた自動車は、エアーコンディショナーや冷蔵
装置等を構成する冷却機械を作動させるためにコンプレ
ッサ駆動装置を有し、このコンプレッサ駆動装置におい
て、コンプレッサと自動車のエンジンとが、プーリ、ベ
ルト及びクラッチを介して連結され、このクラッチを係
脱することによって、コンプレッサを駆動したり停止さ
せたりすることができるようになっている。図４は従来
の概略構成を示すモデル図であり、エンジンの出力軸に
設けられたクランクプーリ１０１にテンションプーリ１
０２を介してコンプレッサプーリ１０３に無端ベルト１
０４が掛けられている。

【０００３】また、停車時にはエンジンを止め発進時に
エンジンを再始動するアイドリングストップ装置は特開
昭５９−３９９６７号公報等で公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、排気ガスの地球
環境への配慮等で前述の如く、赤信号や停留所で停車す
る時にエンジンを停止させ、発進時にスタータでエンジ
ンを再始動するアイドリングストップを採用する車両が
増加しつつある。しかし、夏場等ではエンジンが停止す
るとエアーコンディショナーも停止してしまい、運転者
の快適性が損なわれるばかりか、エンジンの再始動時に
エアーコンディショナーや冷蔵装置の動力源であるコン
プレッサーが接続された状態であれば重負荷での始動を
余儀なくされ、かえって省エネルギーを損なう虞もあ
る。

【０００５】本発明は、簡素な構成をとりつつ、アイド
リングストップ搭載用車両において、エンジン停止時に
もエアーコンディショナーや冷蔵装置等を構成する冷却
機械を作動させるためのコンプレッサを駆動する自動車
用補機駆動装置装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、エンジンにより回転駆動される
クランクプーリと、回転軸に第１のプーリを備える回転
電機と、回転軸に第２のプーリを備えるコンプレッサ
と、第１のプーリと第２のプーリが無端ベルトを介して
クランクプーリに連動される自動車用補機駆動装置にお
いて、第１のプーリ並びに第２のプーリの内部に２本の
シャフトを有する遊星歯車減速機構を備え、第１のプー
リに内蔵される遊星歯車減速機構の一方のシャフトと、
第２のプーリに内蔵される遊星歯車減速機構の一方のシ
ャフトとを、ウォームギヤとウォームホイールを含む機
械的リンク機構で連結すると共に、回転電機に電気的に
接続されるインバータ装置およびバッテリと、該インバ
ータ装置を制御するコントローラを備えて、コントロー
ラはインバータ装置で、エンジンの回転中は回転電機を
発電機として作動させてバッテリを充電すると共に、エ
ンジンの停止中は回転電機を電動機として作動させてコ
ンプレッサを駆動することを特徴とする。

【０００７】請求項１の構成によれば、自動車のエンジ
ンが回転している時には、機械的リンク機構がウォーム
ギヤとウォームホイールの非可逆性によりロックされる
ため、エンジンの回転は無端ベルトを介して第１及び第
２のプーリを回転駆動し、回転電機とコンプレッサを駆
動する。また、エンジンが停止した場合には、自動車の
状態によりコントローラがインバータ装置を制御して、
回転電機を電動機として回転させ、第１及び第２のプー
リが無端ベルトにより固定された状態で、内蔵される遊
星歯車減速機構により、回転電機の回転力が第１のプー
リ内の遊星歯車減速機構を介して、機械的リンク機構の
ウォームギヤを回転させ、これに噛み合うウォームホイ
ールの回転が、第２のプーリ内の遊星歯車減速機構を介
してコンプレッサを回転駆動する。

【０００８】更に請求項２では請求項１の発明に加え
て、遊星歯車減速機構は、インターナルギヤとサンギヤ
とサンギヤシャフトと複数のプラネタリギヤと該プラネ
タリギヤを回転可能に支持するとともにサンギヤと同軸
に回転可能なキャリヤシャフトとを備え、第１並びに第
２のプーリの内周面に固定されるインターナルギヤと、
サンギヤとの間に、自転かつ公転可能なプラネタリギヤ
により、サンギヤシャフトとキャリヤシャフトが相互に
変速され、第１のプーリのサンギヤに回転電機の回転軸
を連結すると共に、第２のプーリのキャリヤシャフトに
コンプレッサの回転軸を連結し、機械的リンク機構のウ
ォームギヤに第１のプーリのキャリヤシャフトを連動さ
せると共に、ウォームホイールに第２のプーリのサンギ
ヤを連結する。

【０００９】請求項２の構成によれば、内蔵される遊星
歯車減速機構の２本のシャフトの減速作用により、回転
電機の回転力が第１のプーリ内の遊星歯車減速機構を介
して減速しつつトルクを増大させ、機械的リンク機構の
ウォームギヤと、これに噛み合うウォームホイールの回
転でさらに減速トルクアップし、加えて第２のプーリ内
の遊星歯車減速機構を介するので、３段階で減速しつつ
トルクを増大させて、コンプレッサを回転駆動する。

【００１０】また、請求項３の発明では、請求項１の発
明に加えて、回転電機は三相巻線を備えるステータとク
ローポール型ロータを備えると共に、コントローラはバ
ッテリ電圧制御部と交直変換制御部と回転速度制御部を
備え、バッテリ電圧制御部がインバータ装置を制御し
て、回転電機を発電機としてバッテリに充電させる第１
作動モードと、交直変換制御部と回転速度制御部がイン
バータ装置を制御して、回転電機を交流電動機として作
動させる第２作動モードとを有することを特徴とする。

【００１１】請求項３の構成によれば、回転電機はエン
ジン回転中にバッテリ充電用の発電機して動作し、エン
ジンが停止するとインバータ装置によりコンプレッサ駆
動用の電動機として動作する。

【００１２】本発明の請求項４に係る発明として、エン
ジンにより回転駆動されるクランクプーリと、該クラン
クプーリと第１の無端ベルトを介して連動される遊星歯
車減速機構内蔵プーリと、該遊星歯車減速機構内蔵プー
リに機械的に連結される中間プーリと、該中間プーリに
第２の無端ベルトを介して連動されコンプレッサを駆動
する駆動プーリとを備える自動車用補機駆動装置におい
て、遊星歯車減速機構内蔵プーリは、インターナルギヤ
とサンギヤとサンギヤシャフトと複数のプラネタリギヤ
と該プラネタリギヤを回転可能に支持するとともにサン
ギヤと同軸に回転可能なキャリヤシャフトとを備え、プ
ーリの内周面に固定されるインターナルギヤと、サンギ
ヤとの間に、自転かつ公転可能なプラネタリギヤによ
り、サンギヤシャフトとキャリヤシャフトが相互に変速
され、キャリヤシャフトを中間プーリに連結すると共
に、サンギヤシャフトをウォームホイールに連結させ、
該ウォームホイールに噛み合うウォームギヤにモータの
回転軸を接続して、エンジンの回転中にはモータを停止
させると共にエンジン停止中にコンプレッサを駆動する
制御装置を備える。

【００１３】請求項４の構成によれば、自動車のエンジ
ンが回転している時にはモータが停止するよう制御装置
が制御し、モータの停止中はサンギヤをロック状態とし
て、第１の無端ベルトを介して伝達されるエンジンの回
転力が遊星歯車減速機構内蔵プーリを回転するので、イ
ンターナルギヤの回転は、プラネタリギヤを回転させつ
つキャリヤシャフトをギヤ比に応じて回転させ、中間プ
ーリを介してコンプレッサを回転駆動する。また、エン
ジンが停止した場合には自動車の状態により制御装置が
モータの起動／非起動を判断し、モータを起動させた時
にはロック状態のプーリに固定されたインターナルギヤ
の内部でモータ回転に連動してサンギヤが回転し、プラ
ネタリギヤを回転させつつキャリヤシャフトをギヤ比に
応じて回転させて、中間プーリを介してコンプレッサを
回転駆動させる。

【００１４】請求項５に係る発明は、請求項４のモータ
として交流モータを用いると共に、制御装置をインバー
タで構成して、バッテリの直流を電力変換してモータを
交流駆動することを特徴とする。

【００１５】請求項５の構成によれば、インバータで交
流モータを可変速の制御をする。

【００１６】また、請求項６に係る発明は、請求項４の
モータとして直流モータを用いると共に、制御装置はリ
レーを含み、バッテリの電流を制御することを特徴とす
る。

【００１７】請求項６の構成によれば、リレーのオンオ
フにより、直流モータの断続制御をする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１９】図１及び図２は本発明の第１実施例を示す
ものであり、図１は自動車用補機駆動装置のブロック構
成図、図２は自動車用補機駆動装置の回転電機の要部断
面図である。

【００２０】先ず図１において、エンジン１の出力軸２
に装着され複数の溝が設けられたクランクプーリ３に、
第１の無端ベルト４が回転電機５の回転軸６に装着され
たプーリ７に掛けられると共に、第２の無端ベルト８が
コンプレッサ９の回転軸１０に装着されたプーリ１１に
掛けられている。回転電機５の電気的入出力ライン１２
はインバータ装置１３に接続される。インバータ装置１
３は電気的パワーライン１４をバッテリ１５に接続する
と共に電気的制御ライン１６はコントローラ１７に接続
される。なお、コンプレッサ９は車両のエアーコンディ
ショナーや冷蔵装置等を構成する冷却機械（いずれも図
示せず）を作動させるためのものである。

【００２１】回転電機５の回転軸６に装着されたプーリ
７は遊星歯車減速機構を内蔵するものであり、遊星歯車
機構は外周がプーリ７の内周面に固着されるインターナ
ルギヤ７ａ、回転軸６に連結されるサンギヤ７ｂ、及び
インターナルギヤ７ａとサンギヤ７ｂに噛み合う３個の
プラネタリギヤ７ｃ、更に各々のプラネタリギヤ７ｃを
回転自在に保持しつつ自身もサンギヤ７ｂと同軸的に回
転可能なキャリヤシャフト７ｄとで構成される。

【００２２】コンプレッサ９の回転軸１０に装着された
プーリ１１も遊星歯車減速機構を内蔵するものであり、
遊星歯車機構は外周がプーリ１１の内周面に固着される
インターナルギヤ１１ａ、サンギヤ１１ｂ、及びインタ
ーナルギヤ１１ａとサンギヤ１１ｂに噛み合う３個のプ
ラネタリギヤ１１ｃ、更に各々のプラネタリギヤ１１ｃ
を回転自在に保持しつつ自身もサンギヤ１１ｂと同軸的
に回転可能なキャリヤシャフトが回転軸１０に連結さ
れ、サンギヤ１１ｂのシャフト１１ｄとで構成される。

【００２３】機械的リンク機構１８はウォームギヤ１９
とウォームホイール２０と一対の傘歯車２１ａ、２１ｂ
および傘歯車２１ｂとウォームギヤ１９を連結する連結
シャフト２２から構成される。ウォームギヤ１９とウォ
ームホイール２０は相互に噛み合い、ウォームホイール
２０のシャフトはプーリ１１のシャフト１１ｄと連結さ
れ、ウォームギヤ１９と連結シャフト２２で結合される
傘歯車２１ｂと噛み合う傘歯車２１ａのシャフトはプー
リ７のキャリヤシャフト７ｄに連結される。

【００２４】図２は自動車用補機駆動装置としての回転
電機５を更に詳述する要部断面図である。当該回転電機
５は、プーリ７と三相交流出力端子５０を有すること以
外の構成は三相巻線５１とステータ５２とクローポール
型ロータ５３を備える公知のオルタネータ（自動車用交
流発電機）であり、ロータ５３の回転軸６の先端は段付
小径部に加工されボールベアリング６０の内輪に挿入さ
れる。

【００２５】ボールベアリング６０の外輪はキャリヤシ
ャフト７ｄのフランジ部に設けられた中心凹部に嵌合さ
れる。プーリ７は内周凹部７ｅと中心孔７ｆを有すると
共に内周凹部７ｅを閉塞するプレート７ｇから成り、プ
レート７ｇは中心孔７ｈを備えると共に、その外周部で
複数のボルト７ｓによりプーリ７へ固着される。プーリ
７の中心孔７ｆとプレート７ｇの中心孔７ｈは、その中
心芯が同芯状態を有している。

【００２６】プーリ７の中心孔７ｆと回転軸６の間には
ボールベアリング６１を介在させると共に、プレート７
ｇの中心孔７ｈとキャリヤシャフト７ｄの間にはボール
ベアリング６２を介在させて、プーリ７が回転軸６並び
にキャリヤシャフト７ｄから独立して回転自在に保持す
るよう構成される。

【００２７】キャリヤシャフト７ｄのフランジ部には３
個のキャリヤピン６３が植設され、キャリヤピン６３の
外周に備えられるベアリングを介してプラネタリギヤ７
ｃが回転自在に設けられる。プラネタリギヤ７ｃは、そ
の３個の外周包絡線でプーリ７の内周凹部７ｅの内周面
に固着されるインターナルギヤ７ａに噛み合うと共に、
内周包絡線で回転軸６に固着されたサンギヤ７ｂと噛み
合うよう構成される。

【００２８】再び図１をあわせて参照して、回転電機５
には電気的入出力ライン１２として、一対の直流出力端
子５４（図２ではプラス側を代表として描いてある）と
３本の交流入力端子５０（図２では一相分を代表として
描いてある）を有し、インバータ装置１３に接続され
る。インバータ装置１３はコントローラ１７から電気的
制御ライン１６介して制御され、回転電機５の直流出力
端子５４からの直流電流を受け、出力として電気的パワ
ーライン１４を経由してバッテリ１５を充電する第１作
動モードと、バッテリ１５の直流を電気的パワーライン
１４を経由して入力し、交流に電力変換して回転電機５
の交流入力端子５０に出力する第２作動モードとで選択
的に制御される。

【００２９】コントローラ１７は、交直変換制御部１７
ａとバッテリ電圧制御部１７ｂと回転速度制御部１７ｃ
とを備え、車両側からの各種スイッチおよびエンジン回
転センサ等の各種センサ（何れも図示せず）からの信号
線１７ｄを入力してインバータ装置１３を制御する。イ
ンバータ装置１３を制御するモード（態様）として、第
１作動モードと第２作動モードとを有し、第１作動モー
ドは、信号線１７ｄからエンジン１が回転状態の信号等
を受け、エンジン１により駆動される回転電機５が交流
発電機として作動し、内蔵されるレギュレータによって
直流が出力された際に、バッテリ１５を充電するよう電
気的入出力ライン１２と電気的パワーライン１４を接続
する制御を行う。この際、バッテリ電圧制御部１７ｂは
バッテリ１５の電圧の監視を行って異常時には停止する
等の処置を行う他、回転電機５に内蔵されるレギュレー
タ（自動電圧調整装置）の機能を持たせてもよい。

【００３０】次に、第２作動モードは、信号線１７ｄか
らエンジン１が停止状態であることを受け、バッテリ１
５に接続されている電気的パワーライン１４を交直変換
制御部１７ａに切換えてバッテリ１５の直流を三相交流
に電力変換し電気的入出力ライン１２を介して回転電機
５の三相巻線５１に供給する。バッテリ電圧制御部１７
ｂと回転速度制御部１７ｃは、三相巻線５１にに最適の
回転磁界を誘起すべく周波数と電圧の制御を行う。第２
作動モードでは、回転電機５が電動機として機能するた
め、その回転力は機械的リンク機構１８を経由してコン
プレッサ９に伝達され、エンジン１が停止中でもコンプ
レッサ９を回転速度制御部１７ｃにより最適な回転数で
作動させることになる。

【００３１】第１実施例の作用を説明すると、エンジン
１が回転する時には出力軸２に装着されたクランクプー
リ３が回転し、第１の無端ベルト４と第２の無端ベルト
８によってプーリ７とプーリ１１に回転力が伝達され
る。プーリ１１の回転でサンギヤ１１ｂのシャフト１１
ｄは回転しようとするが、シャフト１１ｄはウォームホ
イール２０とウォームギヤ１９との作用によりロックさ
れる。従ってプーリ１１のサンギヤ１１ｂがロックされ
ることになり、プーリ１１の回転はプラネタリギヤ１１
ｃの自転とともに公転によりキャリヤシャフトに連結さ
れるコンプレッサ９の回転軸１０が回転しコンプレッサ
９が運転される。

【００３２】また、ウォームホイール２０とウォームギ
ヤ１９のロックにより、傘歯車２１ａのシャフト即ちプ
ーリ７のキャリヤシャフト７ｄがロックされる。このた
めプーリ７の回転即ちインターナルギヤ７ａの回転は変
速されて、サンギヤ７ｂ即ち回転電機５の回転軸６を回
転させる。

【００３３】エンジン１の回転中におけるコントローラ
１７は、前述の第１作動モードの動作をなし、回転電機
５が発電機となってインバータ装置１３を介してバッテ
リ１５を充電する。

【００３４】自動車のアイドリングストップ機能によ
り、エンジン１が停止した場合にはエンジン回転センサ
等の信号がコントローラ１７に入力される。当然エンジ
ン１が停止するとクランクプーリ３が固定され、第１の
無端ベルト４と第２の無端ベルト８によってプーリ７と
プーリ１１も回転せず固定される。プーリ７とプーリ１
１の固定、即ち両プーリ内の遊星歯車減速機構のインタ
ーナルギヤ７ａ，１１ａの固定によって、サンギヤ７
ｂ，１１ｂとキャリヤシャフト７ｄ（及び回転軸１０）
との間で変速の回転伝達機構が構成される。

【００３５】エンジン１が停止した場合には、エンジン
回転センサ等の信号がコントローラ１７に入力され、コ
ントローラ１７は前述の第２作動モードの動作をなす。
即ち、バッテリ１５の直流をインバータ装置１３内の交
直変換制御部１７ａで交流に電力変換して、回転電機５
の三相巻線５１に供給する。その際、回転速度制御部１
７ｃが最適周波数かつ電圧となるように制御する。従っ
て、回転電機５は可変速の電動機となって回転軸６を回
転させる。

【００３６】回転軸６はプーリ７内の遊星歯車減速機構
のサンギヤ７ｂと連結されているので、回転力は減速さ
れてキャリヤシャフト７ｄに伝達され、機械的リンク機
構１８内の傘歯車２１ａを回転させる。傘歯車２１ａと
噛み合った傘歯車２１ｂによって回転方向と軸方向が変
換されて、連結シャフト２２を介してはウォームギヤ１
９を回転させる。ウォームギヤ１９の回転によって、更
に減速されてウォームホイール２０に伝達され、プーリ
１１のシャフト１１ｄ（ウォームホイール２０のシャフ
ト）のサンギヤ１１ｂを回転させる。前述のようにプー
リ１１のインターナルギヤ１１ａが固定状態にあるた
め、回転力は減速されてキャリヤシャフトに伝達され、
コンプレッサ９の回転軸１０を回転させる。従って、回
転電機５の回転力は３段階の減速を経ており、駆動トル
クは約３倍に増大させてコンプレッサ９を運転するの
で、回転電機５はオルタネータ（自動車用交流発電機）
でも充分実用可能である。

【００３７】これらのことから、アイドルストップ時に
もコンプレッサ９が機能し、エアーコンディショナーや
冷蔵装置等を構成する冷却機械を作動させ、車内の冷却
や車窓の防曇機能を発揮させることが可能になる。

【００３８】アイドリングストップ機能によるエンジン
再始動の時にはエンジン１の始動前に図示しないアイド
ルストップコンピュータからの信号をコントローラ１７
が受けて第２作動モードから第１作動モードへ移行さ
せ、回転電機５を発電機として作動させてバッテリ１５
を充電しつつ、コンプレッサ９を回転駆動する状態に復
帰する。

【００３９】図３は本発明の第２実施例を示す自動車用
補機駆動装置のブロック構成図である。

【００４０】図３において、エンジン１の出力軸２に装
着されたクランクプーリ７３に、第１の無端ベルト７４
が遊星歯車減速機構内蔵プーリ７５に掛けられており、
遊星歯車減速機構内蔵プーリ７５の二つのシャフトの一
方に機械的に連結される中間プーリ７７と他方に連結さ
れるウォームホイール７８を備えている。中間プーリ７
７には、第２の無端ベルト７９がコンプレッサ９の回転
軸１０に装着された駆動プーリ８０に掛けられ、連動し
ている。ウォームホイール７８と噛み合うウォーム８１
にはモータ８２の出力軸８３を連結すると共に、モータ
８２は電気的入力ライン８４を介して制御装置８５が接
続されている。また、制御装置８５はバッテリ１５が電
力源として接続される。

【００４１】遊星歯車減速機構内蔵プーリ７５はインタ
ーナルギヤ７５ａとサンギヤ７５ｂと複数のプラネタリ
ギヤ７５ｃとから構成され、インターナルギヤ７５ａは
遊星歯車減速機構内蔵プーリ７５の内周面に固定され、
インターナルギヤ７５ａと噛み合う３個のプラネタリギ
ヤ７５ｃを自転可能に支持すると共に、プラネタリギヤ
７５ｃを公転可能かつ、自身がサンギヤ７５ｂと同軸に
回転可能なキャリヤシャフト７５ｄを有している。

【００４２】前述の遊星歯車減速機構内蔵プーリ７５の
二つのシャフトの一方はキャリヤシャフト７５ｄであっ
て中間プーリ７７に連結され、他方はサンギヤ７５ｂの
シャフト８６であってウォームホイール７８の中心軸に
連結される。

【００４３】モータ８２として交流モータを採用する場
合、制御装置８５はインバータであって、車両側からの
各種スイッチおよびエンジン回転センサ等の各種センサ
（何れも図示せず）からの信号を入力して、バッテリ１
５の直流を交流に電力変換してモータ８２を駆動する。

【００４４】モータ８２として直流モータを採用する場
合、制御装置８５はリレーを含み、車両側からの各種ス
イッチおよびエンジン回転センサ等の各種センサ（何れ
も図示せず）からの信号を入力して、バッテリ１５の直
流を制御してモータ８２の起動／停止及び回転数制御を
行って駆動する。

【００４５】第２実施例の作用を説明すると、エンジン
１が回転している時にはエンジン回転センサ等の信号が
制御装置８５に入力され、モータ８２が停止するよう制
御装置８５が制御する。モータ８２の停止中は、ウォー
ム８１とウォームホイール７８を組み合わせた歯車連結
機構によって、モータ８２にブレーキ機構を有しなくと
もウォームホイール７８はロック状態となり、サンギヤ
７５ｂが回転しないため、エンジン１の回転による第１
の無端ベルト７４で駆動されるインターナルギヤ７５ａ
の回転は、各々のプラネタリギヤ７５ｃを回転させつつ
キャリヤシャフト７５ｄをギヤ比に応じて回転させ、コ
ンプレッサ９を回転駆動する。従って、第２実施例はモ
ータ８２の逆駆動を防止することができる。

【００４６】自動車のアイドリングストップ機能によ
り、エンジンが停止した場合には回転センサ等の信号が
制御装置８５に入力され、制御装置８５は車載バッテリ
１５の電圧を基にモータ８２を起動させる。エンジン１
の停止中は遊星歯車減速機構内蔵プーリ７５がロックさ
れインターナルギヤ７５ａも固定状態となるため、モー
タ８２の出力軸８３の回転によりウォーム８１が回転
し、噛み合っているウォームホイール７８を回転駆動さ
せてシャフト８６に連結されているサンギヤ７５ｂに伝
達され、各々のプラネタリギヤ７５ｃを回転させつつキ
ャリヤシャフト７５ｄをギヤ比に応じて回転させてコン
プレッサ９を回転駆動する。従って、アイドルストップ
時にもコンプレッサ９が機能し、エアーコンディショナ
ーや冷蔵装置等を構成する冷却機械を作動させ、車内の
冷却や車窓の防曇機能を発揮させることが可能になる。

【００４７】なお、モータ８２として交流モータを採用
する場合、制御装置８５はインバータであるので、起動
／停止時には可変速の制御を行うことが可能であり、コ
ンプレッサ９を滑らかに駆動することが可能である。

【００４８】また、モータ８２として直流モータを採用
する場合、制御装置８５は内蔵のリレーを閉成／開成す
ることによりモータ８２の起動／停止を行うとともに、
界磁制御等により回転数制御を行うことが可能である。

【００４９】アイドリングストップ機能によるエンジン
再始動の時にはエンジン１の始動前に図示しないアイド
ルストップコンピュータからの信号を制御装置８５が受
けてモータ８２を停止させ、エンジン１の回転が第１の
無端ベルト７４を介して遊星歯車減速機構内蔵プーリ７
５を回転させると、内部の遊星歯車減速機構のインター
ナルギヤ７５ａの回転が、プラネタリギヤ７５ｃとキャ
リヤシャフト７５ｄを介してコンプレッサ９を回転駆動
する状態に復帰する。

【００５０】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。例えば第２実施例にお
いて、モータ８２として直流モータを採用する場合に
は、制御装置８５にバッテリ１５の電圧を高い電圧に変
換する昇圧ユニットを内蔵して、状況に応じた電圧をモ
ータ８２に供給することも可能である。

【００５１】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、エンジンにより
回転駆動されるクランクプーリと、回転軸に第１のプー
リを備える回転電機と、回転軸に第２のプーリを備える
コンプレッサと、第１のプーリと第２のプーリが無端ベ
ルトを介してクランクプーリに連動される自動車用補機
駆動装置において、第１のプーリ並びに第２のプーリの
内部に２本のシャフトを有する遊星歯車減速機構を備
え、第１のプーリに内蔵される遊星歯車減速機構の一方
のシャフトと、第２のプーリに内蔵される遊星歯車減速
機構の一方のシャフトとを、ウォームギヤとウォームホ
イールを含む機械的リンク機構で連結すると共に、回転
電機に電気的に接続されるインバータ装置およびバッテ
リと、該インバータ装置を制御するコントローラを備え
て、コントローラはインバータ装置で、エンジンの回転
中は回転電機を発電機として作動させてバッテリを充電
すると共に、エンジンの停止中は回転電機を電動機とし
て作動させてコンプレッサを駆動することを備えたの
で、エンジン回転時はエンジンの駆動力で、エンジン停
止時は回転電機でコンプレッサを駆動するという駆動切
替として、プーリに内蔵される遊星歯車減速機構と、ウ
ォームギヤとウォームホイールを含む機械的リンク機構
を有効に利用しつつ、クラッチ機構を持たない駆動切替
機能を実現したので、アイドリングストップ時にも空調
・冷房等のコンプレッサをシームレスに駆動することが
可能である。また、切替機構の断続による磨耗の危険性
が少ない安定した動作が可能である。さらに、回転電機
はエンジンの回転中は発電機としてバッテリを充電し、
エンジンの停止中は電動機としてコンプレッサを駆動す
るので、機能の兼用性が生じ、特別な付加装置の必要性
がなく、機器の時間的稼働率を向上させることができ
る。また、構造が簡単なためコスト低減にも寄与可能で
自動車に後付けの改造で実現することができる。

【００５２】請求項２では請求項１の発明に加えて、遊
星歯車減速機構は、インターナルギヤとサンギヤとサン
ギヤシャフトと複数のプラネタリギヤと該プラネタリギ
ヤを回転可能に支持するとともにサンギヤと同軸に回転
可能なキャリヤシャフトとを備え、第１並びに第２のプ
ーリの内周面に固定されるインターナルギヤと、サンギ
ヤとの間に、自転かつ公転可能なプラネタリギヤによ
り、サンギヤシャフトとキャリヤシャフトが相互に変速
され、第１のプーリのサンギヤに回転電機の回転軸を連
結すると共に、第２のプーリのキャリヤシャフトにコン
プレッサの回転軸を連結し、機械的リンク機構のウォー
ムギヤに第１のプーリのキャリヤシャフトを連動させる
と共に、ウォームホイールに第２のプーリのサンギヤを
連結したので、内蔵される遊星歯車減速機構と機械的リ
ンク機構により、３段階に減速しつつトルクを増大させ
てコンプレッサを回転駆動可能であり、回転電機の容量
の小形軽量化を図ることができる。

【００５３】請求項３の発明では、請求項１の発明に加
えて、回転電機は三相巻線を備えるステータとクローポ
ール型ロータを備えると共に、コントローラはバッテリ
電圧制御部と交直変換制御部と回転速度制御部を備え、
バッテリ電圧制御部がインバータ装置を制御して、回転
電機を発電機としてバッテリに充電させる第１作動モー
ドと、交直変換制御部と回転速度制御部がインバータ装
置を制御して、回転電機を交流電動機として作動させる
第２作動モードとを備えたので、回転電機はオルタネー
タ（自動車用充電発電機）を利用することが可能にな
り、エンジンの取り付けの容易性と車両の改造によるア
イドリングストップ付加時にも対応可能な構造とするこ
とができる。

【００５４】請求項４に係る発明として、エンジンによ
り回転駆動されるクランクプーリと、該クランクプーリ
と第１の無端ベルトを介して連動される遊星歯車減速機
構内蔵プーリと、該遊星歯車減速機構内蔵プーリに機械
的に連結される中間プーリと、該中間プーリに第２の無
端ベルトを介して連動されコンプレッサを駆動する駆動
プーリとを備える自動車用補機駆動装置において、遊星
歯車減速機構内蔵プーリは、インターナルギヤとサンギ
ヤとサンギヤシャフトと複数のプラネタリギヤと該プラ
ネタリギヤを回転可能に支持するとともにサンギヤと同
軸に回転可能なキャリヤシャフトとを備え、プーリの内
周面に固定されるインターナルギヤと、サンギヤとの間
に、自転かつ公転可能なプラネタリギヤにより、サンギ
ヤシャフトとキャリヤシャフトが相互に変速され、キャ
リヤシャフトを中間プーリに連結すると共に、サンギヤ
シャフトをウォームホイールに連結させ、該ウォームホ
イールに噛み合うウォームギヤにモータの回転軸を接続
して、エンジンの回転中にはモータを停止させると共に
エンジン停止中にコンプレッサを駆動する制御装置を備
えたので、エンジン回転時はエンジンの駆動力で、エン
ジン停止時はモータでコンプレッサを駆動するという駆
動切替として、プーリに内蔵される遊星歯車減速機構
と、ウォームギヤとウォームホイール機構を有効に利用
しつつ、クラッチ機構を持たない駆動切替機能を実現し
たので、アイドリングストップ時にも空調・冷房等のコ
ンプレッサをシームレスに駆動することが可能である。
また、切替機構の断続による磨耗の危険性が少ない安定
した動作が可能である。更に、ウォームとウォームホイ
ールを噛み合わせたウォームギヤを採用したので、モー
タが回転しない時にサンギヤがロックでき、モータに特
別なブレーキ機構を付加せず、さらに確実な機構を低コ
ストで実現可能な商品を提供することができる。

【００５５】請求項５に係る発明は、請求項４のモータ
として交流モータを用いると共に、制御装置をインバー
タで構成して、バッテリの直流を電力変換してモータを
交流駆動するので、インバータで交流モータを可変速の
制御が可能で、汎用性を持たせつつ滑らかなコンプレッ
サの駆動が可能になる。

【００５６】請求項６に係る発明は、請求項４のモータ
として直流モータを用いると共に、制御装置はリレーを
含み、バッテリの電流を制御したので、リレーのオンオ
フにより直流モータの断続制御を可能とし、簡単な構成
でコスト低減に寄与する商品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の自動車用補機駆動装
置のブロック構成図である。

【図２】本発明に係る第１実施例の自動車用補機駆動装
置の回転電機の要部断面図である。

【図３】本発明に係る第２実施例の自動車用補機駆動装
置のブロック構成図である。

【図４】従来の概略構成を示すモデル図である。

【符号の説明】

１・・・エンジン ３，（７３）・・・クランクプーリ ４，８・・・無端ベルト ５・・・回転電機 ６・・・回転電機の回転軸（遊星歯車減速機構のサンギ
ヤシャフト） ７・・・第１のプーリ ７ａ，１１ａ，（７５ａ）・・・インターナルギヤ（遊
星歯車減速機構） ７ｂ，１１ｂ，（７５ｂ）・・・サンギヤ（遊星歯車減
速機構） ７ｃ，１１ｃ，（７５ｃ）・・・プラネタリギヤ（遊星
歯車減速機構） ７ｄ，（７５ｄ）・・・キャリヤシャフト（遊星歯車減
速機構） ９・・・コンプレッサ １０・・・コンプレッサの回転軸（遊星歯車減速機構の
サンギヤシャフト） １１・・・第２のプーリ １１ｄ，（８６）・・・サンギヤシャフト（遊星歯車減
速機構） １３・・・インバータ装置 １５・・・バッテリ １７・・・コントローラ １７ａ・・・交直変換制御部 １７ｂ・・・バッテリ電圧制御部 １７ｃ・・・回転速度制御部 １８・・・機械的リンク機構 １９，（８１）・・・ウォームギヤ ２０，（７８）・・・ウォームホイール （５１）・・・三相巻線 （５２）・・・ステータ （５３）・・・クローポール型ロータ （７４）・・・第１の無端ベルト （７５）・・・遊星歯車減速機構内蔵プーリ （７７）・・・中間プーリ （７９）・・・第２の無端ベルト （８０）・・・駆動プーリ （８２）・・・モータ （８３）・・・モータの回転軸 （８５）・・・制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０Ｇ Ｈ０２Ｋ 7/10 Ｈ０２Ｋ 7/10 Ａ 7/14 7/14 Ｂ 7/18 7/18 Ｂ Ｆターム(参考） 3G084 BA35 CA07 DA02 DA15 FA36 3G092 AC03 CA01 DG08 EA11 EA27 FA30 3G093 AA01 BA19 BA21 BA22 DA13 DB25 DB26 EB00 EB08 EC02 5H607 AA00 BB01 BB02 BB04 BB05 CC03 CC05 EE28 EE32 EE33 FF07 FF24

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより回転駆動されるクランク
   プーリと、回転軸に第１のプーリを備える回転電機と、
   回転軸に第２のプーリを備えるコンプレッサと、前記第
   １のプーリと前記第２のプーリが無端ベルトを介して前
   記クランクプーリに連動される自動車用補機駆動装置に
   おいて、前記第１のプーリ並びに前記第２のプーリの内
   部に２本のシャフトを有する遊星歯車減速機構を備え、
   前記第１のプーリに内蔵される遊星歯車減速機構の一方
   のシャフトと、前記第２のプーリに内蔵される遊星歯車
   減速機構の一方のシャフトとを、ウォームギヤとウォー
   ムホイールを含む機械的リンク機構で連結すると共に、
   前記回転電機に電気的に接続されるインバータ装置およ
   びバッテリと、該インバータ装置を制御するコントロー
   ラを備えて、前記コントローラは前記インバータ装置
   で、前記エンジンの回転中は前記回転電機を発電機とし
   て作動させて前記バッテリを充電すると共に、前記エン
   ジンの停止中は前記回転電機を電動機として作動させて
   前記コンプレッサを駆動せしめることを特徴とする自動
   車用補機駆動装置。
2. 【請求項２】 前記遊星歯車減速機構は、インターナル
   ギヤとサンギヤとサンギヤシャフトと複数のプラネタリ
   ギヤと該プラネタリギヤを回転可能に支持するとともに
   前記サンギヤと同軸に回転可能なキャリヤシャフトとを
   備え、前記第１並びに第２のプーリの内周面に固定され
   る前記インターナルギヤと、前記サンギヤとの間に、自
   転かつ公転可能な前記プラネタリギヤにより、前記サン
   ギヤシャフトと前記キャリヤシャフトが相互に変速さ
   れ、前記第１のプーリのサンギヤに前記回転電機の回転
   軸を連結すると共に、前記第２のプーリのキャリヤシャ
   フトに前記コンプレッサの回転軸を連結し、前記機械的
   リンク機構の前記ウォームギヤに前記第１のプーリのキ
   ャリヤシャフトを連動させると共に、前記ウォームホイ
   ールに前記第２のプーリのサンギヤを連結することを特
   徴とする請求項１に記載の自動車用補機駆動装置。
3. 【請求項３】 前記回転電機は三相巻線を備えるステー
   タとクローポール型ロータを備えると共に、前記コント
   ローラはバッテリ電圧制御部と交直変換制御部と回転速
   度制御部を備え、前記バッテリ電圧制御部が前記インバ
   ータ装置を制御して、前記回転電機を発電機として前記
   バッテリに充電させる第１作動モードと、前記交直変換
   制御部と前記回転速度制御部が前記インバータ装置を制
   御して、前記回転電機を交流電動機として作動させる第
   ２作動モードとを有することを特徴とする請求項１に記
   載の自動車用補機駆動装置。
4. 【請求項４】 エンジンにより回転駆動されるクランク
   プーリと、該クランクプーリと第１の無端ベルトを介し
   て連動される遊星歯車減速機構内蔵プーリと、該遊星歯
   車減速機構内蔵プーリに機械的に連結される中間プーリ
   と、該中間プーリに第２の無端ベルトを介して連動され
   コンプレッサを駆動する駆動プーリとを備える自動車用
   補機駆動装置において、前記遊星歯車減速機構内蔵プー
   リは、インターナルギヤとサンギヤとサンギヤシャフト
   と複数のプラネタリギヤと該プラネタリギヤを回転可能
   に支持するとともに前記サンギヤと同軸に回転可能なキ
   ャリヤシャフトとを備え、プーリの内周面に固定される
   前記インターナルギヤと、前記サンギヤとの間に、自転
   かつ公転可能な前記プラネタリギヤにより、前記サンギ
   ヤシャフトと前記キャリヤシャフトが相互に変速され、
   前記キャリヤシャフトを前記中間プーリに連結すると共
   に、前記サンギヤシャフトをウォームホイールに連結さ
   せ、該ウォームホイールに噛み合うウォームギヤにモー
   タの回転軸を接続して、エンジンの回転中には前記モー
   タを停止させると共にエンジン停止中に前記コンプレッ
   サを駆動する制御装置を備えることを特徴とする自動車
   用補機駆動装置。
5. 【請求項５】 前記モータとして交流モータを用いると
   共に、前記制御装置をインバータで構成して、バッテリ
   の直流を電力変換して前記モータを交流で駆動すること
   を特徴とする請求項４に記載の自動車用補機駆動装置。
6. 【請求項６】 前記モータとして直流モータを用いると
   共に、前記制御装置はリレーを含み、バッテリの電流を
   制御することを特徴とする請求項４に記載の自動車用補
   機駆動装置。