JP2004324527A - ハイブリッドコンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】吐出流量を確保しつつ、減速機の径方向への大型化や圧縮機構の大型化を回避しながら電動モータの小型化を図ることができるハイブリッドコンプレッサを提供する。
【解決手段】圧縮機構１３は、回転軸２１の回転により駆動される。減速機５０は、電動モータ１２のモータ軸３２の回転を減速して回転軸２１に伝達可能である。ハウジング１１外において回転可能に支持されたプーリ６４には、エンジンＥからの動力が入力される。減速機５０には、ウェッジローラ（登録商標）式のものが採用されている。プーリ６４に入力された動力は、モータ軸３２及び減速機５０を介して回転軸２１に伝達される。プーリ６４とモータ軸３２との間の動力伝達経路上には、プーリ６４の回転を増速してモータ軸３２に伝達可能な増速機６７が設けられている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両の空調装置に用いられるハイブリッドコンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のハイブリッドコンプレッサとしては、例えば、特許文献１に示すようなものが存在する。即ち図４に示すように、このハイブリッドコンプレッサは、圧縮機構８０と、該圧縮機構８０を駆動するための駆動源として電動モータ８１とを備えている。圧縮機構８０は、ハイブリッドコンプレッサのハウジング８２外において回転可能に支持されたプーリ８３と作動連結されており、外部駆動源たる車両エンジン（図示なし）からプーリ８３に伝達された動力によっても駆動され得るようになっている。プーリ８３は、圧縮機構８０を駆動するための回転軸８４に電磁クラッチ機構８５を介して直結されている。
【０００３】
なお、前記圧縮機構８０は、固定スクロール８０ａと可動スクロール８０ｂとの間に形成された圧縮室８０ｃが、固定スクロール８０ａに対する可動スクロール８０ｂの旋回に伴って、圧縮機構８０の外周側から中心側へ容積を減少しつつ移動されることで冷媒の圧縮を行うスクロール式のものとされている。
【０００４】
この構成では、前記電動モータ８１のロータ８１ａの回転を、遊星歯車式の減速機８６を介して回転軸８４に伝達するようにしている。電動モータ８１及び減速機８６は、回転軸８４周りにおいて配置されている。即ち、電動モータ８１のロータ８１ａは、回転軸８４の外周面上において該回転軸８４と相対回転可能に設けられ、ロータ８１ａの前端（図面において左端）には、減速機８６を構成する太陽歯車８６ａが一体回転可能に設けられている。また、回転軸８４の外周面上には、減速機８６を構成する遊星歯車８６ｂを支持するギヤキャリア８６ｃが、ワンウェイクラッチを介して回転軸８４へ動力伝達可能に設けられている。減速機８６を構成する内歯歯車８６ｄは、ハウジング８２に一体形成されている。
【０００５】
これによれば、例えば電動モータ８１のロータ８１ａの回転を減速することなく回転軸８４に伝達するように構成した場合と比較して、電動モータ８１のトルクを小さくすることが可能となるため、電動モータ８１の小型化が容易となる。
【０００６】
ここで、前記減速機８６を備えたハイブリッドコンプレッサの小型化を実現すべく電動モータ８１の小型化を図る場合、例えば、減速機８６の減速比を大きく確保することが考えられる。減速比を大きく確保することで電動モータ８１のトルクを低減することが可能となるため、電動モータ８１の小型化が可能となる。
【０００７】
しかし遊星歯車式の減速機８６を用いた前記構成では、減速機８６の減速比を大きく確保しようとした場合、例えば、内歯歯車８６ｄの歯数を増加する必要が生じ、この場合、該内歯歯車８６ｄの歯部の強度を確保するために例えば内歯歯車８６ｄを大径化する必要が生じる。この場合、減速機８６が径方向に大型化するという不都合がある。
【０００８】
そこで、遊星歯車式の前記減速機８６に代えて、遊星ローラを用いた摩擦ローラ式の減速機を採用したり、特許文献２に示されるような所謂ウェッジローラを用いた摩擦ローラ式の変速機を減速機として採用することが考えられる。遊星ローラを用いた摩擦ローラ式の減速機は、遊星歯車式の減速機を構成する太陽歯車、遊星歯車、及び、内歯歯車を、それぞれ摩擦ローラに置き換えた構成とされ、太陽歯車に相当する中心側ローラの外周面と、内歯歯車に相当する外側ローラの内周面との間に、遊星歯車に相当する遊星ローラが介在されたものである。
【０００９】
一方、図５に示すように、ウェッジローラを用いた摩擦ローラ式の減速機９０は、駆動源側（電動モータのロータ）と作動連結される中心側ローラ９１と、中心側ローラ９１の外周側を取り囲む円筒内周面９２ａを有し被駆動機器側（圧縮機構の回転軸）に作動連結される外側ローラ９２とを備える。外側ローラ９２の内周面９２ａと中心側ローラ９１の外周面９１ａとの間には、外側ローラ９２の内周面９２ａと中心側ローラ９１の外周面９１ａとに外周面９３ａが当接されることで前記両ローラ９１，９２間の動力伝達を可能とする複数の中間ローラ９３が介在される。
【００１０】
この構成においては、中間ローラ９３の一つ（図において上方のもの）が他の中間ローラ９３よりも大径とされている。そして中心側ローラ９１と、外側ローラ９２の支軸９２ｂとは互いに軸線Ｌ３，Ｌ４方向に離間され、中心側ローラ９１の軸線Ｌ３と外側ローラ９２の軸線Ｌ４とが偏心した状態とされている。これにより、中心側ローラ９１の外周面９１ａと外側ローラ９２の内周面９２ａとの隙間の幅（図において上下方向の幅）が、外側ローラ９２の周方向において一様ではなくなる。
【００１１】
また、大径とされた前述の中間ローラ９３以外の中間ローラ９３の少なくとも一つ（ウェッジローラ）は、外側ローラ９２のほぼ周方向にスライド移動可能に設けられている。そしてこの中間ローラ９３は、中心側ローラ９１の回転に伴って、中心側ローラ９１の外周面９１ａと外側ローラ９２の内周面９２ａとの隙間のうち当該中間ローラ９３の外径よりも小さな幅の部分に押し込まれ得るようになっている。これにより、各中間ローラ９３の外周面９３ａと、中心側ローラ９１の外周面９１ａ及び外側ローラ９２の内周面９２ａとの間の摩擦力が増大し、中心側ローラ９１から外側ローラ９２への高効率な動力伝達が可能となる。
【００１２】
前記ウェッジローラを用いた減速機９０は、遊星歯車式の減速機８６と比較して、高い減速比を確保しつつ径方向への大型化防止を図ることができる。また、この減速機９０は、遊星ローラを用いた摩擦ローラ式の減速機と比較して、各ローラ間でのスリップ等による動力伝達ロスが少なく、高効率な動力伝達が可能である。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−９３８７６号公報（第３，４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−１３８４８号公報（第４，５頁、第１，２図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記ウェッジローラを用いた減速機９０を採用する場合、中心側ローラ９１の軸線Ｌ３と外側ローラ９２の軸線Ｌ４とが偏心され且つ中心側ローラ９１と外側ローラ９２の支軸９２ｂとが互いに軸線Ｌ３，Ｌ４方向に離間されているため、支軸９２ｂを介して圧縮機構８０とプーリ８３とを直結できない。つまり前述の図４に示すような回転軸８４周りに電動モータ８１及び減速機８６を配置した構成とすることができない。
【００１５】
従って例えば、圧縮機構とプーリとの間に減速機９０及び電動モータを配置する場合には、プーリ及び電動モータを中心側ローラ９１に作動連結するとともに圧縮機構を外側ローラ９２に作動連結する必要が生じる。そしてこの場合、プーリからの動力は減速機９０を介して圧縮機構に伝達されることとなるため、圧縮機構の吐出流量が不足する虞がある。これを回避するために、例えば、圧縮機構の吐出容量を増大することが考えられるが、これは圧縮機構の大型化や電動モータの大型化につながり、都合がよくない。
【００１６】
そこで、前記減速機９０を介することなくプーリと圧縮機構とを作動連結するために、例えば、プーリを、圧縮機構に対して位置的に電動モータ及び減速機９０と反対側に配置することが考えられる。このように配置すれば、圧縮機構の回転軸をプーリ側に延長し、これにプーリを作動連結してプーリの回転を減速させずに圧縮機構に伝達することが可能となり、前記吐出流量の不足を解消するために圧縮機構の吐出容量を増大しなくてもよくなる。
【００１７】
しかしこの場合、圧縮機構の回転軸を減速機９０の外側ローラ９２とプーリとの両方に作動連結可能とするために、例えば前記回転軸が圧縮機構を貫通するように配置される必要が生じるため、圧縮機構が径方向に大型化する虞がある。特に、圧縮室８０ｃを外周側から中心側へ容積を減少しつつ移動させることで冷媒の圧縮を行うスクロール式の圧縮機構８０を採用した場合には、前述の大型化が特に顕著となる。
【００１８】
本発明の目的は、吐出流量を確保しつつ、減速機の径方向への大型化や圧縮機構の大型化を回避しながら電動モータの小型化を図ることができるハイブリッドコンプレッサを提供することにある。
【００１９】
【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、回転軸の回転により駆動される圧縮機構と、前記回転軸に対してモータ軸が、軸線方向に離間し且つ偏心された電動モータと、減速機とを備えている。
【００２０】
前記減速機は、前記モータ軸と同軸位置に配置され該モータ軸と一体回転可能な中心側ローラと、前記回転軸と同軸位置に配置され該回転軸と一体回転可能であって、前記中心側ローラの外周側を取り囲む円筒内周面を有する外側ローラとを備えている。また、前記減速機は、前記中心側ローラの外周面と前記外側ローラの円筒内周面とに外周面が当接されることで前記中心側ローラと前記外側ローラとの間で動力伝達を可能とする複数の中間ローラを備えている。そして前記減速機は、前記中心側ローラの回転に伴って、一部の中間ローラを中心側ローラの外周面と外側ローラの内周面との隙間のうち当該中間ローラの外径よりも小さな幅の部分に押込み可能な構成とされている。
【００２１】
また本発明は、前記圧縮機構及び前記電動モータ並びに前記減速機を収容するハウジングと、前記ハウジングの外側に回転可能に支持され外部駆動源からの動力が入力される回転体とを備えている。そして前記回転体に入力された動力は、前記モータ軸及び前記減速機を介して前記回転軸に伝達されるようになっている。更に本発明は、前記回転体の回転を増速して前記モータ軸に伝達可能な増速機を備えている。
【００２２】
この発明によれば、前述のような減速機を備えることで、例えば、遊星歯車式の減速機と比較して、高い減速比を確保しつつ減速機即ちハウジングの径方向への大型化防止を図ることができる。前記減速機を高減速比とすることは、前記電動モータの小型化につながる。また、前記減速機は、例えば遊星ローラを用いた摩擦ローラ式の減速機と比較して、減速機を構成する各ローラ間でのスリップ等による動力伝達ロスが少なく、高効率な動力伝達が可能である。
【００２３】
また、前記回転体の回転を増速して前記モータ軸に伝達する増速機を設けたため、前記回転体を前記圧縮機構に対して位置的に前記電動モータ及び減速機と反対側に配置して前記回転軸が圧縮機構を貫通するように構成したり圧縮機構の吐出容量を増大したりすることなく、吐出流量の不足を解消することができる。
【００２４】
従って、吐出流量を確保しつつ、減速機の径方向への大型化や圧縮機構の大型化を回避しながら電動モータの小型化を図ることができる。
請求項２の発明は請求項１において、前記増速機は、前記モータ軸と同軸位置に配置され該モータ軸と一体回転可能な中心側ローラと、前記回転体と同軸位置に配置され該回転体と一体回転可能であって、前記中心側ローラの外周側を取り囲む円筒内周面を有する外側ローラとを備えている。また、前記増速機は、前記中心側ローラの外周面と前記外側ローラの円筒内周面とに外周面が当接されることで前記中心側ローラと前記外側ローラとの間で動力伝達を可能とする複数の中間ローラを備えている。そして前記増速機は、前記中心側ローラの回転に伴って、一部の中間ローラを中心側ローラの外周面と外側ローラの内周面との隙間のうち当該中間ローラの外径よりも小さな幅の部分に押込み可能に構成されている。
【００２５】
この発明によれば、前述のような増速機を備えることで、例えば、遊星歯車式の増速機と比較して、高い増速比を確保しつつ増速機の径方向への大型化防止を図ることができる。また、例えば遊星ローラを用いた摩擦ローラ式の増速機と比較して、増速機を構成する各ローラ間でのスリップ等による動力伝達ロスが少なく、高効率な動力伝達が可能となる。
【００２６】
請求項３の発明は請求項１又は２において、前記増速機は、前記回転体に内蔵されている。
この発明によれば、増速機をハウジングに内蔵させることなくハイブリッドコンプレッサを構成することができるため、前記ハウジング内に前記増速機を配置するためのスペースを確保する必要がなくなる。従って前記ハウジングの大型化を防止できる。
【００２７】
請求項４の発明は請求項１〜３のいずれかにおいて、前記圧縮機構は、固定スクロールと可動スクロールとを備えている。そしてこの圧縮機構は、前記両スクロール間に形成された圧縮室が、固定スクロールに対する可動スクロールの旋回に伴って圧縮機構の外周側から中心側へ容積を減少しつつ移動されることで流体の圧縮を行うスクロール式の圧縮機構である。スクロール式の圧縮機構においては、圧縮室が圧縮機構の外周側から中心側へ移動される構成であることから、回転軸が圧縮機構を貫通するように構成された場合に、例えばピストン式やベーン式の圧縮機構に比較して特に大型化の程度が顕著となる。従って、スクロール式の圧縮機構を用いたハイブリッドコンプレッサにおいて請求項１〜３のいずれかに記載の発明を適用することは、特に有用であると言える。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のハイブリッドコンプレッサを具体化した一実施形態について説明する。なお、図１において左方をハイブリッドコンプレッサの前方とし右方を後方とする。
【００２９】
図１に示すように、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する冷媒圧縮用のハイブリッドコンプレッサ（以下単にコンプレッサとする）Ｃは、ハウジング１１内に、電動モータ１２及びスクロール式の圧縮機構１３を備えている。圧縮機構１３には車両の走行駆動源（外部駆動源）たるエンジンＥが作動連結されている。
【００３０】
前記圧縮機構１３は、電動モータ１２とエンジンＥとを駆動源とする。電動モータ１２は、例えば、エンジンＥの停止時において圧縮機構１３を駆動する場合に用いられる。コンプレッサＣは、電動モータ１２を備えることによって、エンジンＥの停止時においても冷媒圧縮が可能となり、本実施形態の空調装置はアイドリングストップ車やハイブリッド車に好適な態様であると言える。
【００３１】
前記ハウジング１１は、フロントハウジング１１ａ、センタハウジング１１ｂ、圧縮機構ハウジング１１ｃ、及び、リヤハウジング１１ｄが、同順に前方より接合配置されてなる。圧縮機構ハウジング１１ｃは、固定スクロール２０が形成された本体１１ｅと、該本体１１ｅの前端に接合された隔壁１１ｆとからなる。
【００３２】
前記隔壁１１ｆには、圧縮機構１３を駆動するための回転軸２１がベアリングを介して回転可能に支持されている。回転軸２１の前端部は、隔壁１１ｆに設けられた透孔２３に挿通されて隔壁１１ｆの前方に突出配置され、この透孔２３と回転軸２１との間には、軸封部材２４が介在されている。回転軸２１の後端において該回転軸２１の軸線Ｌ２と偏心した位置には偏心軸２１ａが突設され、該偏心軸２１ａには、可動スクロール２２が相対回転可能に支持されている。
【００３３】
前記固定スクロール２０と可動スクロール２２とは、渦巻壁２０ａ，２２ａを以って互いに噛み合わされているとともに、各渦巻壁２０ａ，２２ａの先端面が相手のスクロール２０，２２の基板２０ｂ，２２ｂに接合されている。従って、固定スクロール２０の渦巻壁２０ａ及び基板２０ｂ、可動スクロール２２の渦巻壁２２ａ及び基板２２ｂは、圧縮室２５を区画形成する。
【００３４】
そして、前記回転軸２１の回転に基づく、可動スクロール２２の固定スクロール２０に対する旋回により、両スクロール２０，２２間の圧縮室２５は、容積を減少しつつ圧縮機構１３の外周側から中心側へ移動される。従って、圧縮機構ハウジング１１ｃ内に区画形成された吸入室２６を介して外周側の圧縮室２５に吸入された冷媒ガス（流体）は、所定の圧力にまで昇圧された後、中心側に移動した圧縮室２５から、リヤハウジング１１ｄ内に区画形成された吐出室２７へと吐出される。
【００３５】
前記ハウジング１１内においてフロントハウジング１１ａの後端部には隔壁３０が嵌合固定されており、該フロントハウジング１１ａ内部と隔壁３０との間には、電動モータ１２を収容するモータ室３１が区画形成されている。フロントハウジング１１ａ及び隔壁３０には、電動モータ１２のモータ軸３２がベアリングを介して回転可能に支持されている。
【００３６】
前記モータ軸３２の前端部は、フロントハウジング１１ａの前壁に設けられた透孔３３に挿通されてフロントハウジング１１ａの前方に突出配置され、この透孔３３とモータ軸３２との間には、軸封部材３４が介在されている。また、モータ軸３２の後端部は、隔壁３０に設けられた透孔３５に挿通されて隔壁３０の後方に突出配置され、この透孔３５とモータ軸３２との間には、軸封部材３６が介在されている。
【００３７】
前記電動モータ１２は、ブラシ付ＤＣモータからなる。即ち、モータ室３１においてモータ軸３２の外周側には、該モータ軸３２の外周面上に設けられたワンウェイクラッチ３７を介して、ロータ３８が作動連結されている。ロータ３８には、コイル３８ａ及び整流子３８ｂが設けられている。また、フロントハウジング１１ａの内周面には、ステータ（永久磁石）３９が、ロータ３８を取り囲むようにして固定配置されている。電動モータ１２は、隔壁３０に装着され整流子３８ｂと摺接可能とされたブラシ装置４０を介してコイル３８ａに電力供給が行われることで、ロータ３８を一方向に回転させる。
【００３８】
この一方向の回転は、ワンウェイクラッチ３７を介してモータ軸３２へ伝達される。ワンウェイクラッチ３７は、前記一方向への回転に関して、モータ軸３２側からロータ３８側への動力伝達を遮断する。
【００３９】
前記ハウジング１１内において、センタハウジング１１ｂと、圧縮機構ハウジング１１ｃの隔壁１１ｆと、フロントハウジング１１ａ側の隔壁３０とで囲まれた、軸封部材２４，３６による密閉領域は、減速機５０が収容される減速機室５１をなしている。減速機５０は、モータ軸３２の回転を減速して圧縮機構１３の回転軸２１に伝達するためのものであり、ウェッジローラ（登録商標）式減速機と呼ばれる一種の摩擦ローラ式減速機が採用されている。
【００４０】
即ち図１及び図２に示すように減速機５０は、中心側ローラ５２、外側ローラ５３、及び、３つの中間ローラ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃを備えている。中心側ローラ５２は、隔壁３０の後方（減速機室５１内）に突出されたモータ軸３２の円柱状の後端部によって構成されている。即ち、中心側ローラ５２の軸線はモータ軸３２の軸線Ｌ１と同一である。
【００４１】
前記外側ローラ５３は、中心側ローラ５２の外周側を取り囲む円筒内周面５３ａを有する円筒部５３ｂと、該円筒部５３ｂの後側に一体形成された円板部５３ｃとからなる。外側ローラ５３は、この円板部５３ｃを以って圧縮機構１３の回転軸２１の前端に一体回転可能に固定されている。即ち、外側ローラ５３の軸線は回転軸２１の軸線Ｌ２と同一である。モータ軸３２と回転軸２１とは、互いに軸線Ｌ１，Ｌ２方向に離間された状態となっている。
【００４２】
前記各中間ローラ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃは円柱状を呈し、外側ローラ５３の円筒内周面５３ａと中心側ローラ５２の外周面５２ａとの間に介在されている。各中間ローラ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃは、それらの外周面５４ａが外側ローラ５３の円筒内周面５３ａ及び中心側ローラ５２の外周面５２ａと当接することで外側ローラ５３と中心側ローラ５２との間の動力伝達を行うことが可能な構成となっている。
【００４３】
前記中間ローラ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃのうちの一つ（中間ローラ５４Ａ）は、他の二つ（中間ローラ５４Ｂ，５４Ｃ）よりも外径が大きく設定されている。つまり軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とは、互いに平行かつ偏心した（径方向にずれた）位置関係とされている。中間ローラ５４Ａは、隔壁３０に立設固定され軸線Ｌ１，Ｌ２と平行な支軸５５Ａにベアリングを介して回転可能に支持されている。中間ローラ５４Ｂは、隔壁３０に立設固定され軸線Ｌ１，Ｌ２と平行な支軸５５Ｂにベアリングを介して回転可能に支持されている。なお、各中間ローラ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃと外側ローラ５３の円板部５３ｃとの間には、板部材５６が配設されている（図１参照）。板部材５６は、支軸５５Ａ，５５Ｂや、隔壁３０に立設固定された連結軸（図２参照）５７を介して隔壁３０と連結固定されている。
【００４４】
前記中間ローラ５４Ｃは、外側ローラ５３のほぼ周方向にスライド移動可能なウェッジローラとして機能する。中間ローラ５４Ｃは、隔壁３０及び板部材５６に形成されたガイド溝５８に端部が挿入された支軸５５Ｃにベアリングを介して回転可能に支持されている。各ガイド溝５８は外側ローラ５３のほぼ周方向に延在するように形成され、支軸５５Ｃ即ち中間ローラ５４Ｃは各ガイド溝５８の案内によって前述の延在方向にスライド移動可能となる。
【００４５】
なお、中間ローラ５４Ｃは、ガイド溝５８の前記案内によって、中心側ローラ５２の外周面５２ａと外側ローラ５３の円筒内周面５３ａとの隙間のうち、中間ローラ５４Ｃの外径よりも小さな隙間幅Ｗ１の部分に向けてスライド移動可能となっている。
【００４６】
図３に示すように、各ガイド溝５８内には、該ガイド溝５８の延在方向に往復動可能なスライダ５９と、該スライダ５９を中間ローラ５４Ｃの支軸５５Ｃの端部外周面に向けて押圧するバネ６０とが収容されている。このバネ６０は、中間ローラ５４Ｃを中心側ローラ５２と外側ローラ５３との前述の隙間部分に押し込むように、即ち、中間ローラ５４Ｃの外周面５４ａを、中心側ローラ５２の外周面５２ａ及び外側ローラ５３の円筒内周面５３ａに押し付けるように作用する。
【００４７】
この押込みにより、各中間ローラ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの外周面５４ａと、中心側ローラ５２の外周面５２ａ及び外側ローラ５３の円筒内周面５３ａとが所定の当接圧で互いに当接されるようになっている。
【００４８】
前記中心側ローラ５２が圧縮機構１３の駆動方向側（図２の反時計回り方向側）に回転されると、この中心側ローラ５２から加わる力によって、中間ローラ５４Ｃは、前述のバネ６０による押込みに加えて更に強力に、中心側ローラ５２と外側ローラ５３との前述の隙間部分に押し込まれる。
【００４９】
この押込みにより、中間ローラ５４Ｃの外周面５４ａと、中心側ローラ５２の外周面５２ａ及び外側ローラ５３の円筒内周面５３ａとの当接圧が大となる。そしてこれに伴い、中間ローラ５４Ａ及び中間ローラ５４Ｂの外周面５４ａと、中心側ローラ５２の外周面５２ａ及び外側ローラ５３の円筒内周面５３ａとの当接圧も大となる。これにより、中心側ローラ５２と外側ローラ５３との間の動力伝達効率が大となる。減速機室５１内はトラクションオイルで満たされており、このトラクションオイルは、前記動力伝達効率の向上に貢献する。
【００５０】
この動力伝達により、外側ローラ５３即ち圧縮機構１３の回転軸２１は、中心側ローラ５２の回転速度よりも低い（減速された）回転速度で中心側ローラ５２と反対の回転方向（図２の時計回り方向）に回転される。
【００５１】
図１に示すように、前記フロントハウジング１１ａの前壁には、前方に突出するようにして支持筒部１１ｇが形成されている。この支持筒部１１ｇの外周面上にはベアリング６３を介して、回転体としてのプーリ６４が回転可能に支持されている。プーリ６４は、ベアリング６３に外嵌される略円筒状の本体６４ａと、該本体６４ａの前方開口を塞ぐようにして固定された蓋部６４ｂとからなる。本体６４ａの外周面上には、エンジンＥとの間で動力伝達を行うためのベルト６５が巻装されるベルト装着部６４ｃが形成されている。
【００５２】
前記ベアリング６３は、支持筒部１１ｇに固定された固定レースとプーリ６４の本体６４ａに固定された可動レースとの隙間をシールするシール部材６３ａを有するタイプである。プーリ６４の本体６４ａ、蓋部６４ｂ、ベアリング６３、及び支持筒部１１ｇ等によって囲まれた密閉領域は、増速機６７が収容される増速機室６８をなしている。増速機６７は、プーリ６４の回転を増速してモータ軸３２に伝達するためのものであり、ウェッジローラ式増速機と呼ばれる一種の摩擦ローラ式増速機が採用されている。増速機室６８内は、減速機室５１と同様にトラクションオイルで満たされている。
【００５３】
前記増速機６７は、前述した減速機５０と類似の構成とされている。よってここでは、減速機５０との相違点についてのみ説明し、同一部材又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００５４】
前記電動モータ１２のモータ軸３２の前端部は、フロントハウジング１１ａの支持筒部１１ｇの前方に突出され増速機室６８内に配置されている。増速機６７においては、このモータ軸３２の前端部が中心側ローラ５２をなし、プーリ６４の本体６４ａの内周面上に固定された環状部材が、円筒内周面５３ａを有する外側ローラ５３をなしている。
【００５５】
また、前記支持筒部１１ｇの前端面には、支持板６９が固定されており、増速機６７の板部材５６は、この支持板６９と、該支持板６９に立設固定された支軸５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ及び連結軸５７とを介して支持筒部１１ｇに固定されている。中間ローラ５４Ｃの支軸５５Ｃの後端部が挿入されるガイド溝５８は、支持板６９に形成されている。
【００５６】
前記増速機６７において、プーリ６４即ち外側ローラ５３が圧縮機構１３の駆動方向側に回転されると、この外側ローラ５３から加わる力によって、中間ローラ５４Ｃは、前述のバネ６０による押込みに加えて更に強力に、外側ローラ５３と中心側ローラ５２との前述の隙間部分に押し込まれる。この押込みにより、前述同様、外側ローラ５３と中心側ローラ５２との間の動力伝達効率が大となる。この動力伝達により、中心側ローラ５２即ちモータ軸３２は、外側ローラ５３の回転速度よりも高い（増速された）回転速度で外側ローラ５３と反対の回転方向に回転される。なお、本実施形態のコンプレッサＣにおいては、プーリ６４と圧縮機構１３の回転軸２１とがほぼ同じ回転速度となるように、増速機６７の増速比及び減速機５０の減速比が設定されている。
【００５７】
前記増速機６７には、支軸５５Ｃを介して中間ローラ５４Ｃを、ガイド溝５８の延在方向においてバネ６０の押圧方向と反対方向に押圧可能なアクチェータ（図３にて二点鎖線で図示）７２が設けられている。アクチェータ７２は、外部からの指令に基づいて動作される。アクチェータ７２がオン状態とされることで、該アクチェータ７２によって中間ローラ５４Ｃが支軸５５Ｃを介して前述の方向に押圧されると、前記中間ローラ５４Ｃが外側ローラ５３と中心側ローラ５２との前記隙間部分から押し出され、外側ローラ５３と中心側ローラ５２との間の動力伝達が遮断され得るようになる。また、アクチェータ７２は、該アクチェータ７２がオフ状態とされることで、外側ローラ５３と中心側ローラ５２との間の動力伝達を許容する。つまり増速機６７は、アクチェータ７２を備えることで、外側ローラ５３と中心側ローラ５２との間の動力伝達を断接可能なクラッチ機能を有している。
【００５８】
本実施形態のコンプレッサＣにおいては、前記モータ軸３２の前端部を中心側ローラ５２とする増速機６７を内蔵したプーリ６４が、電動モータ１２の前方に配置されている。そして、モータ軸３２の後端部を中心側ローラ５２とする減速機５０、及び、該減速機５０の外側ローラ５３に連結された圧縮機構１３が電動モータ１２の後方に配置されている。つまり、プーリ６４、電動モータ１２、減速機５０及び圧縮機構１３は、同順に前方から後方に向かって一列に配置されている。
【００５９】
本実施形態では、前記エンジンＥを駆動源として圧縮機構１３を駆動する場合、電動モータ１２への電力供給が停止されるとともに、アクチェータ７２がオフ状態とされるようになっている。この状態では、エンジンＥから入力された動力によりプーリ６４が圧縮機構１３の駆動方向側に回転されることで、この回転が増速機６７によって増速されてモータ軸３２に伝達される。このとき、電動モータ１２においては、ワンウェイクラッチ３７を介したモータ軸３２からロータ３８への動力伝達が行われず、ロータ３８の回転に伴うエネルギロスの発生が回避される。モータ軸３２の回転は、減速機５０によって減速されて圧縮機構１３の回転軸２１に伝達される。
【００６０】
一方、前記電動モータ１２を駆動源として圧縮機構１３を駆動する場合には、電動モータ１２への電力供給が行われるとともに、アクチェータ７２がオン状態とされる。この状態では、ワンウェイクラッチ３７を介したロータ３８からモータ軸３２への動力伝達が行われ、このモータ軸３２の回転は、減速機５０によって減速されて圧縮機構１３の回転軸２１に伝達される。このとき、プーリ６４とモータ軸３２との間の動力伝達は遮断されているため、電動モータ１２の動力がエンジンＥ側へ不必要に伝達されてしまうことがない。
【００６１】
本実施形態では、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、減速機５０にウェッジローラ式のものを用いることで、例えば、遊星歯車式の減速機と比較して、高い減速比を確保しつつ減速機５０の径方向への大型化防止を図ることができる。この減速機５０の大型化防止は、コンプレッサＣのハウジング１１の前記径方向への大型化防止につながる。
【００６２】
また、前記減速機５０を高減速比とすることは、電動モータ１２の小型化につながるため、コンプレッサＣのハウジング１１の小型化に寄与する。
更に、前記ウェッジローラ式の減速機５０は、例えば遊星ローラを用いた摩擦ローラ式減速機と比較して、減速機５０を構成する各ローラ５２，５３，５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ間でのスリップ等による動力伝達ロスが少なく、高効率な動力伝達が可能である。
【００６３】
また本実施形態では、プーリ６４の回転を増速してモータ軸３２に伝達可能な増速機６７が設けられ、圧縮機構１３の回転軸２１が、プーリ６４による駆動時に該プーリ６４の回転速度とほぼ等しい回転速度で回転され得るようになっている。そのため、プーリ６４を圧縮機構１３の後方に配置して回転軸２１が圧縮機構１３を貫通するように構成したり圧縮機構１３の吐出容量を増大したりすることなく、吐出流量の不足を解消することができる。
【００６４】
従って、吐出流量を確保しつつ、減速機５０の径方向への大型化や圧縮機構１３の大型化を回避しながら電動モータ１２の小型化を図ることができる。
（２）前記増速機６７には、ウェッジローラ式のものが採用されている。これによれば、例えば、遊星歯車式の増速機と比較して、高い増速比を確保しつつ増速機６７の径方向への大型化防止を図ることができる。また、例えば遊星ローラを用いた摩擦ローラ式の増速機と比較して、増速機６７を構成する各ローラ５２，５３，５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ間でのスリップ等による動力伝達ロスが少なく、高効率な動力伝達が可能となる。
【００６５】
（３）前記増速機６７は、プーリ６４内に区画された増速機室６８に収容されている。即ち、増速機６７はプーリ６４に内蔵されている。これによれば、増速機６７をハウジング１１に内蔵させることなくコンプレッサＣを構成することができるため、ハウジング１１内に増速機６７を配置するためのスペースを確保する必要がなくなる。従ってハウジング１１の大型化を防止できる。
【００６６】
（４）前記圧縮機構１３には、スクロール式のものが採用されている。スクロール式の圧縮機構１３においては、圧縮室２５が圧縮機構１３の外周側から中心側へ移動される構成であることから、回転軸２１が圧縮機構１３を貫通するように構成された場合に、例えばピストン式やベーン式の圧縮機構に比較して特に大型化の程度が顕著となる。従って、スクロール式の圧縮機構１３を用いたコンプレッサＣにおいて、本実施形態のように減速機５０にウェッジローラ式のものを採用し且つ増速機６７を設けることは、特に有用であると言える。
【００６７】
（５）前記電動モータ１２は、ブラシ付ＤＣモータである。これによれば、例えば誘導モータやリラクタンスモータ等の回転磁界型の電動モータと比較して、小型化が容易であるとともに、ステータにおいて回転磁界を発生させるための駆動回路が不要となり構造が簡素となる。
【００６８】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。○ 前記実施形態では、プーリ６４と圧縮機構１３の回転軸２１とがほぼ同じ回転速度となるように、増速機６７の増速比及び減速機５０の減速比が設定されたが、これに限定されない。吐出流量に不足が生じたり、圧縮機構１３における可動スクロール２２の旋回速度が許容範囲を超えたりすることがない範疇において、プーリ６４と回転軸２１とが異なる回転速度となるように前記増速比及び減速比が設定されてもよい。
【００６９】
○ 前記増速機６７は、ウェッジローラ式のものに限定されない。例えば、遊星ローラ等を用いた摩擦ローラ式の増速機であってもよく、遊星歯車等を用いた歯車式の増速機であってもよい。
【００７０】
○ 前記増速機６７は、プーリ６４に内蔵されていなくてもよい。例えば、ハウジング１１に内蔵されていてもよい。
○ 前記実施形態では、エンジンＥからの動力が伝達される回転体としてプーリ６４が用いられたが、例えば、歯車やスプロケットが用いられてもよい。
【００７１】
○ 前記電動モータ１２に、ブラシ付コアレスモータを採用してもよい。これによれば比較的安価に電動モータ１２を構成することが可能となる。
○ 前記電動モータ１２は、ブラシ付ＤＣモータに限定されない。例えば、誘導モータやリラクタンスモータ（ＳＲモータを含む）等の回転磁界型の電動モータを採用してもよい。
【００７２】
○ 前記圧縮機構１３に、スクロール式以外のものを採用してもよい。例えば、ベーン式やピストン式の圧縮機構を採用してもよい。
○ 前記減速機室５１と増速機室６８とを、通路を介して連通させてもよい。
これによれば、前記通路を介して両室５１，６８間でトラクションオイルを共用することができるため、例えばオイル量が不足した場合に、両室５１，６８の一方の不足具合が顕著となることを防止できる。また、両室５１，６８へのオイル注入口の共用が可能となる。
【００７３】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載すると、前記電動モータは、ブラシ付ＤＣモータである請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッドコンプレッサ。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、ハイブリッドコンプレッサにおいて、吐出流量を確保しつつ、減速機の径方向への大型化や圧縮機構の大型化を回避しながら電動モータの小型化を図ることができることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のハイブリッドコンプレッサの断面図。
【図２】図１の１−１線における断面図。
【図３】図２の２−２線における断面図。
【図４】従来の技術におけるハイブリッドコンプレッサの断面図。
【図５】ウェッジローラ式の減速機の断面図。
【符号の説明】
１１…ハウジング、１２…電動モータ、１３…圧縮機構、２０…固定スクロール、２１…回転軸、２２…可動スクロール、２５…圧縮室、３２…モータ軸、５０…減速機、５２…中心側ローラ、５２ａ…中心側ローラの外周面、５３…外側ローラ、５３ａ…外側ローラの円筒内周面、５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ…中間ローラ、５４ａ…中間ローラの外周面、６４…回転体としてのプーリ、６７…増速機、Ｃ…ハイブリッドコンプレッサ、Ｅ…外部駆動源としてのエンジン、Ｌ１…中心側ローラの軸線、Ｌ２…外側ローラの軸線。

Claims (4)

1. 回転軸の回転により駆動される圧縮機構と、
   前記回転軸に対してモータ軸が、軸線方向に離間し且つ偏心された電動モータと、
   前記モータ軸と同軸位置に配置され該モータ軸と一体回転可能な中心側ローラと、前記回転軸と同軸位置に配置され該回転軸と一体回転可能であって、前記中心側ローラの外周側を取り囲む円筒内周面を有する外側ローラと、前記中心側ローラの外周面と前記外側ローラの円筒内周面とに外周面が当接されることで前記中心側ローラと前記外側ローラとの間で動力伝達を可能とする複数の中間ローラとを有し、前記中心側ローラの回転に伴って、一部の中間ローラを中心側ローラの外周面と外側ローラの内周面との隙間のうち当該中間ローラの外径よりも小さな幅の部分に押込み可能な減速機と、
   前記圧縮機構及び前記電動モータ並びに前記減速機を収容するハウジングと、
   前記ハウジングの外側に回転可能に支持され外部駆動源からの動力が入力される回転体と、
   前記回転体に入力された動力は、前記モータ軸及び前記減速機を介して前記回転軸に伝達されることと、
   前記回転体の回転を増速して前記モータ軸に伝達可能な増速機と
   を備えたことを特徴とするハイブリッドコンプレッサ。
2. 前記増速機は、前記モータ軸と同軸位置に配置され該モータ軸と一体回転可能な中心側ローラと、前記回転体と同軸位置に配置され該回転体と一体回転可能であって、前記中心側ローラの外周側を取り囲む円筒内周面を有する外側ローラと、前記中心側ローラの外周面と前記外側ローラの円筒内周面とに外周面が当接されることで前記中心側ローラと前記外側ローラとの間で動力伝達を可能とする複数の中間ローラとを有し、前記中心側ローラの回転に伴って、一部の中間ローラを中心側ローラの外周面と外側ローラの内周面との隙間のうち当該中間ローラの外径よりも小さな幅の部分に押込み可能に構成されている請求項１に記載のハイブリッドコンプレッサ。
3. 前記増速機は、前記回転体に内蔵されている請求項１又は２に記載のハイブリッドコンプレッサ。
4. 前記圧縮機構は、固定スクロールと可動スクロールとを備え、前記両スクロール間に形成された圧縮室が、固定スクロールに対する可動スクロールの旋回に伴って圧縮機構の外周側から中心側へ容積を減少しつつ移動されることで流体の圧縮を行うスクロール式の圧縮機構である請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッドコンプレッサ。

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