JP6583101B2

JP6583101B2 - 増速機

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Publication number: JP6583101B2
Application number: JP2016072524A
Authority: JP
Inventors: 了介福山; 花帆竹内
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP2017180783A; DE102017106760B4; KR20170113170A; KR101970395B1; US20170284518A1; DE102017106760A1; US10260604B2

Description

本発明は、増速機に関する。

低速側シャフトの回転に伴って回転する環状のリング部と、リング部の内側に配置された高速側シャフトと、リング部の内側に設けられるとともにリング部及び高速側シャフトの双方に当接した３つのローラと、を備えた増速機が知られている（例えば特許文献１参照）。この種の増速機では、オイルが供給されている状況にて低速側シャフトが回転することによって、回転前のローラとリング部との当接箇所及びローラと高速側シャフトとの当接箇所にてオイル膜が形成され、当該オイル膜を介して低速側シャフトから高速側シャフトに動力が伝達されることにより、高速側シャフトが低速側シャフトよりも高速で回転する。

特開２００４−３０８７５７号公報

上記増速機の増速比は、リング部の内径と高速側シャフトの外径との比によって表すことができる。このため、増速機において高い増速比を得ようとするならば、例えばリング部の内径を一定とした場合には高速側シャフトの径を小さくし、低速側シャフトから高速側シャフトへ動力を伝達し得るようにリング部の内側にある複数のローラの径を設定すればよい。

ところで、増速機は、リング部の内側に配設したローラで高速側シャフトを支持する構成であるから、２つのローラによって２点支持するよりは３つのローラによって３点支持した方が高速側シャフトを安定して支持することができる。しかしながら、３つのローラを用いた増速機の増速比を高める場合には、ローラ径の増加に伴うローラ同士の干渉を考慮する必要が生じるため、ローラ同士の干渉が起こらない範囲でしか高速側シャフトの径を小さくすることができず、増速比を十分高めることができない。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、３つのローラを用いた増速機において増速比を任意に設定することを可能とした増速機を提供することにある。

上記課題を解決する増速機は、低速側シャフトの回転に伴って回転する環状のリング部と、前記リング部の内側に配置された高速側シャフトと、前記リング部の内側に設けられるとともに前記リング部及び前記高速側シャフトの双方に当接した３つのローラと、を備えた増速機において、前記３つのローラは、各々の回転軸線が前記高速側シャフトの周方向に互いに間隔を隔てるように配置されているとともに前記高速側シャフトの回転軸線方向に各々ずれて配置されており、前記３つのローラは、前記高速側シャフトの回転軸線方向において前記高速側シャフトとの当接箇所の少なくとも一部が互いに重ならないように配置されていることを要旨とする。

この構成によれば、３つのローラが、高速側シャフトの回転軸線方向において高速側シャフトとの当接箇所の少なくとも一部が互いに重ならないように配置されていることにより、ローラ同士の干渉が生じない。このため、高い増速比を得ようとして例えば高速側シャフトの径を小さくした結果、各ローラの径が長くなっても、ローラ同士が干渉しない。したがって、増速比を任意に設定することができる。

上記増速機において、前記高速側シャフトの回転軸線は、前記低速側シャフトの回転軸線及び前記リング部の回転軸線に対して偏心しており、前記３つのローラは、少なくとも１つのローラが固定ローラであり、少なくとも１つのローラが前記リング部の回転に伴い可動する可動ローラであり、前記可動ローラは、前記低速側シャフトが回転して前記リング部が回転することに伴い、前記リング部及び前記高速側シャフトから受ける力が増大する方向に移動するように配置されるようにしてもよい。

この構成によれば、３つのローラが、高速側シャフトの回転軸線方向において高速側シャフトとの当接箇所の少なくとも一部が互いに重ならないように配置されていることにより、ローラ同士の干渉が生じない。このため、可動範囲の設定に制約が掛からず、可動範囲を任意に設定することができる。

本発明によれば、増速比を任意に設定することができる。

第１の実施形態の増速機及び遠心圧縮機の概要を模式的に示す断面図。図１の２−２線断面図。高速側シャフトに対する３つのローラの配置を示す断面図。第２の実施形態の増速機を示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した増速機の第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。なお、本実施形態の増速機は、遠心圧縮機に用いられる。そして、本実施形態の遠心圧縮機は、燃料電池が搭載された燃料電池車（ＦＣＶ）に搭載され、燃料電池に空気を送るのに用いられる。

図１に示すように、遠心圧縮機１０は、低速側シャフト１１と、高速側シャフト１２と、低速側シャフト１１を回転させる電動モータ１３と、低速側シャフト１１の回転を増速させて高速側シャフト１２に伝達する増速機１４と、高速側シャフト１２の回転によって流体（本実施形態では空気）を圧縮する圧縮部１５と、を備えている。低速側シャフト１１及び高速側シャフト１２は、例えば金属で構成されており、詳細には鉄又は鉄の合金で構成されている。

遠心圧縮機１０は、当該遠心圧縮機１０の外郭を構成するものであって、低速側シャフト１１、高速側シャフト１２、電動モータ１３、増速機１４及び圧縮部１５が収容されたハウジング２０を備えている。ハウジング２０は、例えば全体として略筒状（詳細には円筒状）となっている。ハウジング２０は、電動モータ１３が収容されたモータハウジング２１と、増速機１４が収容された増速機ハウジング２２と、圧縮部１５が収容されたコンプレッサハウジング２３と、を備えている。モータハウジング２１、増速機ハウジング２２及びコンプレッサハウジング２３は、ハウジング２０の軸線方向に配列されている。また、ハウジング２０は、増速機ハウジング２２とコンプレッサハウジング２３との間に設けられたプレート２４を備えている。そして、ハウジング２０は、増速機ハウジング２２を真ん中として当該増速機ハウジング２２の一方の端部側にモータハウジング２１が位置しているとともに他方の端部側にプレート２４を介してコンプレッサハウジング２３が位置している。

モータハウジング２１には、低速側シャフト１１が収容されている。低速側シャフト１１は、その回転軸線方向とハウジング２０の軸線方向とが一致する状態で、かつ回転可能な状態で支持されている。低速側シャフト１１の一部は、増速機ハウジング２２を貫通する貫通孔２２ａに挿通されることによって増速機ハウジング２２内に配置されている。また、増速機ハウジング２２の貫通孔２２ａの内面と低速側シャフト１１との間には、増速機ハウジング２２内に存在するオイルＯがモータハウジング２１内に流れるのを規制するシール部材２５が設けられている。オイルＯは、増速機ハウジング２２に形成されている流入口２２ｂを通じて増速機ハウジング２２内に流入され、増速機ハウジング２２内を循環した後に増速機ハウジング２２に形成されている図示しない排出口から排出される。

モータハウジング２１に収容された電動モータ１３は、低速側シャフト１１に固定されたロータと、ロータの外側に配置されるものであってモータハウジング２１の内面に固定されたステータとを備えている。低速側シャフト１１は、ステータのコイルに電流が流れることによって、ロータと一体的に回転する。

増速機ハウジング２２には、増速機１４の一部を構成する高速側シャフト１２が収容されている。高速側シャフト１２は、その回転軸線方向とハウジング２０の軸線方向とが一致する状態で支持されている。この実施形態において高速側シャフト１２は、低速側シャフト１１と同一の回転軸線上に配置されている。高速側シャフト１２の一部は、プレート２４を貫通するプレート貫通孔２４ａに挿通されることによってコンプレッサハウジング２３内に配置されている。また、プレート２４のプレート貫通孔２４ａの内面と高速側シャフト１２との間には、増速機ハウジング２２内に存在するオイルＯがコンプレッサハウジング２３内に流れるのを規制するシール部材２６が設けられている。

コンプレッサハウジング２３に収容された圧縮部１５は、吸入した流体を圧縮し、その圧縮後の流体を吐出する。実施形態の遠心圧縮機１０の圧縮部１５は、インペラと、ディフューザ通路と、吐出室と、を備えている。インペラは、高速側シャフト１２と一体回転するように当該高速側シャフト１２に取り付けられている。そして、圧縮部１５では、高速側シャフト１２とともにインペラが回転することによって吸入した流体を圧縮し、当該インペラによって圧縮された流体がディフューザ通路を通ることによってさらに圧縮されて吐出室に流れ、当該吐出室から吐出される。

次に、増速機１４について説明する。
本実施形態の増速機１４は、所謂トラクションドライブ式（摩擦ローラ式）である。図１に示すように、増速機１４は、低速側シャフト１１に連結されたリング部材２７を備えている。リング部材２７は、低速側シャフト１１に連結された円板状のベース部２８と、当該ベース部２８の縁部からプレート２４に向けて起立した環状のリング部２９と、を備えている。リング部２９の内径は、低速側シャフト１１においてベース部２８と連結される部分の径よりも長く設定されている。

本実施形態においてリング部材２７は、ベース部２８の回転軸線（リング部材２７の回転軸線）と低速側シャフト１１の回転軸線１１Ｌとが一致するように低速側シャフト１１に連結されている。なお、リング部２９の回転軸線２９Ｌも低速側シャフト１１の回転軸線１１Ｌと一致している。リング部材２７は、低速側シャフト１１の回転に伴って回転する。また、高速側シャフト１２の一部は、リング部２９の内側に配置されている。図中に示す符号「１２Ｌ」は高速側シャフト１２の回転軸線である。

図２に示すように、増速機１４は、リング部２９の内側に設けられるとともにリング部２９及び高速側シャフト１２の双方に当接した３つのローラとして第１ローラ３０、第２ローラ３１、及び第３ローラ３２を備えている。第１〜第３ローラ３０〜３２は何れも円柱状であり、その回転軸線方向（軸線方向）と高速側シャフト１２の回転軸線方向とは一致している。第１〜第３ローラ３０〜３２は、各々の回転軸線３０Ｌ，３１Ｌ，３２Ｌが高速側シャフト１２の周方向に互いに間隔を隔てるように配置されている。本実施形態の第１〜第３ローラ３０〜３２は、各々の回転軸線３０Ｌ，３１Ｌ，３２Ｌが高速側シャフト１２の周方向に１２０度ずつ隔てるように配置されている。

この実施形態の増速機１４において第１〜第３ローラ３０〜３２は、同一形状である。つまり、第１〜第３ローラ３０〜３２の径（回転軸線方向と交わる方向の長さ）は同一であるとともに、ローラの幅（回転軸線方向の長さ）も同一である。そして、図２に示すように、第１〜第３ローラ３０〜３２の径は、高速側シャフト１２の径よりも長く設定されている。また、第１〜第３ローラ３０〜３２の径は、リング部２９の内側に第１〜第３ローラ３０〜３２が配置可能となるように設定されている。なお、第１〜第３ローラ３０〜３２は例えば金属で構成されており、詳細には高速側シャフト１２と同一金属、例えば鉄又は鉄の合金で構成されている。

図１及び図２に示すように、増速機１４は、プレート２４と協働して第１〜第３ローラ３０〜３２を回転可能に支持する支持部材３５を備えている。支持部材３５は、リング部２９よりも一回り小さく形成されており、リング部２９の内側に配置されている。そして、図２に示すように、支持部材３５は、リング部２９の内周面２９ａ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第１支持部３５ａ、第２支持部３５ｂ、及び第３支持部３５ｃを備えている。

第１〜第３支持部３５ａ〜３５ｃのそれぞれは、リング部２９の内周面２９ａ及び隣り合うローラの各外周面に対して一定の隙間を形成した状態で、リング部２９の内周面２９ａと隣り合うローラの外周面とによって区画された空間を埋めている。例えば、第１支持部３５ａは、リング部２９の内周面２９ａ、第１ローラ３０の外周面３０ａ、及び第２ローラ３１の外周面３１ａに対して一定の隙間を形成した状態で、リング部２９の内周面２９ａと第１ローラ３０の外周面３０ａと第２ローラ３１の外周面３１ａとによって区画された空間を埋めている。また、第１〜第３支持部３５ａ〜３５ｃのそれぞれには、固定具としてのボルト３６が螺合可能なネジ孔３７が形成されている。これにより、支持部材３５は、第１〜第３支持部３５ａ〜３５ｃのネジ孔３７とプレート２４とに跨るようにボルト３６が螺合されることによってプレート２４に固定されている。

図１に示すように、第１ローラ３０における当該第１ローラ３０の回転軸線方向の両端面には、該両端面から突出した突起４０，４１が形成されている。突起４０，４１は、上記両端面の中央に設けられた円柱状である。そして、第１ローラ３０は、各突起４０，４１に取り付けられたローラ軸受４２，４３により、プレート２４及び支持部材３５に対して回転可能に支持されている。なお、第２ローラ３１及び第３ローラ３２についても、第１ローラ３０と同様に、両端面の突起４０，４１に取り付けられたローラ軸受４２，４３により、プレート２４及び支持部材３５に対して回転可能に支持されている。

第１〜第３ローラ３０〜３２とリング部材２７と高速側シャフト１２とは、第１〜第３ローラ３０〜３２と高速側シャフト１２及びリング部２９とが互いに押し付けあっている状態でユニット化されている。そして、高速側シャフト１２は、第１〜第３ローラ３０〜３２からなる３つのローラによって回転可能に支持されている。この場合、第１〜第３ローラ３０〜３２の各外周面３０ａ〜３２ａとリング部２９の内周面２９ａとの当接箇所であるリング側当接箇所Ｐａ１〜Ｐａ３、及び第１〜第３ローラ３０〜３２の各外周面３０ａ〜３２ａと高速側シャフト１２の外周面１２ａとの当接箇所であるシャフト側当接箇所Ｐｂ１〜Ｐｂ３とには、押し付け荷重が付与されている。なお、リング側当接箇所Ｐａ１〜Ｐａ３、及びシャフト側当接箇所Ｐｂ１〜Ｐｂ３は、何れも回転軸線方向に延びている。

図３は、増速機１４を側面視しており、支持部材３５などの一部の構成は省略している。
図３に示すように、この実施形態において第１〜第３ローラ３０〜３２は、高速側シャフト１２の回転軸線方向に各々ずれて配置されている。本実施形態の第１〜第３ローラ３０〜３２は、ローラの幅と後述する高速側シャフト１２のフランジ４５の厚さ（フランジ４５における回転軸線方向の長さ）分の間隔ずつ隔てて並んで配置されている。ここで言うローラの幅は、ローラの突起４０，４１を除いた回転軸線方向の長さである。そして、この実施形態の増速機１４においてシャフト側当接箇所Ｐｂ１〜Ｐｂ３では、第１〜第３ローラ３０〜３２が、高速側シャフト１２とローラの幅分に亘って当接する。このため、第１〜第３ローラ３０〜３２は、高速側シャフト１２の回転軸線方向において高速側シャフト１２との当接箇所であるシャフト側当接箇所Ｐｂ１〜Ｐｂ３が重ならないようにずれて配置されていることになる。換言すれば、第１〜第３ローラ３０〜３２のシャフト側当接箇所Ｐｂ１〜Ｐｂ３は、高速側シャフト１２の回転軸線方向において異なる位置に配置されている。なお、第１〜第３ローラ３０〜３２の高速側シャフト１２との当接箇所は、第１〜第３ローラ３０〜３２の外周面３０ａ〜３２ａの形状に依存する。

上記のように第１〜第３ローラ３０〜３２を高速側シャフト１２の回転軸線方向にずらした場合には、例えばリング部２９の内径を同一径とした仮定において、高速側シャフト１２の径を短くし、それに伴い第１〜第３ローラ３０〜３２の径を長くしたとしても、各ローラ同士が干渉しない。なお、図２に示すように第１〜第３ローラ３０〜３２は、正面視したとき、回転軸線方向に隣り合うローラ同士の一部分が重なっているように視認できる。一方、前述のように正面視したときにローラ同士の一部分が重なっていても、図３に示すように第１〜第３ローラ３０〜３２を側面視したとき、第１〜第３ローラ３０〜３２は高速側シャフト１２の回転軸線方向において重なっていない。

なお、図１及び図３に示すように、高速側シャフト１２の外周面１２ａには、当該外周面１２ａから高速側シャフト１２の径方向外側に突出した複数のフランジ４５が設けられている。フランジ４５は、第１〜第３ローラ３０〜３２をそれぞれ挟むように回転軸線方向に離間して対向配置されている。これにより、高速側シャフト１２の回転軸線方向における高速側シャフト１２と第１〜第３ローラ３０〜３２との位置ずれが抑制されている。

上記のように構成した本実施形態の増速機１４によれば、リング側当接箇所Ｐａ１〜Ｐａ３、及びシャフト側当接箇所Ｐｂ１〜Ｐｂ３のそれぞれにオイルＯが十分に供給されている状況において、低速側シャフト１１が回転することによってリング部材２７が回転すると、リング側当接箇所Ｐａ１〜Ｐａ３にて固化されたオイル膜（弾性流体潤滑膜（ＥＨＬ））が形成される。詳細には、リング部２９の内周面２９ａと第１〜第３ローラ３０〜３２の各外周面３０ａ〜３２ａとの間に固化されたオイル膜が形成される。換言すれば、リング部２９の内周面２９ａと第１〜第３ローラ３０〜３２の各外周面３０ａ〜３２ａとは固化されたオイル膜を介して接する。このため、リング部材２７の回転力がリング部２９の内周面２９ａと第１〜第３ローラ３０〜３２の各外周面３０ａ〜３２ａとの間に形成された固化されたオイル膜を介して第１〜第３ローラ３０〜３２に伝達され、第１〜第３ローラ３０〜３２が同一回転方向に回転する。

同様に、第１〜第３ローラ３０〜３２が回転すると、シャフト側当接箇所Ｐｂ１〜Ｐｂ３にも固化されたオイル膜が形成される。詳細には、高速側シャフト１２の外周面１２ａと第１〜第３ローラ３０〜３２の各外周面３０ａ〜３２ａとの間に固化されたオイル膜が形成される。換言すれば、高速側シャフト１２の外周面１２ａと第１〜第３ローラ３０〜３２の各外周面３０ａ〜３２ａとは固化されたオイル膜を介して接する。そして、第１〜第３ローラ３０〜３２の回転力が、高速側シャフト１２の外周面１２ａと第１〜第３ローラ３０〜３２の各外周面３０ａ〜３２ａとの間に形成された固化されたオイル膜を介して高速側シャフト１２に伝達され、その結果、高速側シャフト１２が回転することとなる。この場合、リング部２９は、低速側シャフト１１と同一速度で回転し、第１〜第３ローラ３０〜３２は低速側シャフト１１よりも高速で回転する。更に、第１〜第３ローラ３０〜３２よりも径が短い高速側シャフト１２は、第１〜第３ローラ３０〜３２よりも高速で回転する。以上のことから、増速機１４によって、高速側シャフト１２が低速側シャフト１１よりも高速で回転する。

以下、第１の実施形態の増速機１４の作用効果を説明する。
（１）第１〜第３ローラ３０〜３２が、高速側シャフト１２の回転軸線方向においてずれて配置されていることにより、ローラ同士の干渉が生じない。このため、高い増速比を得ようとして例えば高速側シャフト１２の径を短くすることに伴い、第１〜第３ローラ３０〜３２の径を長くしても、ローラ同士が干渉しない。したがって、ローラ同士の干渉を考慮する必要がないため、３つのローラを用いた増速機１４において増速比を任意に設定することができる。

（２）そして、この実施形態の増速機１４によれば、増速機１４の体格や高速側シャフト１２の強度などの構造的要因を考慮しないとすれば、増速比の設定に制限がなく、任意に設定することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した増速機の第２の実施形態を図４にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態において既に説明した実施形態と同一構成については同一の符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。

この実施形態の増速機１４は、くさび作用を利用してリング部、ローラ、及び出力軸（高速側シャフト１２）の当接箇所に押し付け荷重を発生させ、入力軸（低速側シャフト１１）から出力軸へトルクを伝達する構成である。

この実施形態の増速機１４は、第１の実施形態と同様に、低速側シャフト１１の回転軸線１１Ｌとリング部２９の回転軸線２９Ｌとが一致している。その一方で、この実施形態の増速機１４において高速側シャフト１２の回転軸線１２Ｌは、低速側シャフト１１の回転軸線１１Ｌ及びリング部２９の回転軸線２９Ｌに対して偏心している。つまり、高速側シャフト１２の回転軸線１２Ｌは、低速側シャフト１１の回転軸線１１Ｌ及びリング部２９の回転軸線２９Ｌのそれぞれと一致しておらず、所定量ずれている。

また、図４に示すように、増速機１４は、リング部２９の内側に設けられるとともにリング部２９及び高速側シャフト１２の双方に当接した第１ローラ３０、第２ローラ３１、及び第３ローラ３２の３つのローラを備えている。この実施形態において３つのローラのうち、第１ローラ３０と第３ローラ３２の２つのローラを固定ローラとし、第２ローラ３１の１つのローラを可動ローラとしている。

また、図４に示すように、第１〜第３ローラ３０〜３２の径は、高速側シャフト１２の径よりも長く、リング部２９内に第１〜第３ローラ３０〜３２が配置可能となるように設定されている。そして、この実施形態の増速機１４は、前述したように高速側シャフト１２の回転軸線１２Ｌが偏心していることから、第１〜第３ローラ３０〜３２の配置位置におけるリング部２９の内周面２９ａと高速側シャフト１２の外周面１２ａとの距離に応じて第１〜３ローラ３０〜３２の径が設定されている。ここで言う距離は、リング部２９と第１〜第３ローラ３０〜３２とのリング側当接箇所Ｐａ１〜Ｐａ３、及び第１〜第３ローラ３０〜３２と高速側シャフト１２とのシャフト側当接箇所Ｐｂ１〜Ｐｂ３のそれぞれを形成することができる距離である。この実施形態では、第１ローラ３０の径が他の第２ローラ３１及び第３ローラ３２よりも長く、第２ローラ３１と第３ローラ３２の径が同一である。

固定ローラである第１，第３ローラ３０，３２は、各突起４０，４１に取り付けられたローラ軸受４２，４３により、プレート２４及び支持部材３５に対して回転可能に、かつ高速側シャフト１２及びリング部２９に対して第１，第３ローラ３０，３２が移動しないように支持されている。一方、可動ローラである第２ローラ３１は、各突起４０，４１に取り付けられたローラ軸受４２，４３により、プレート２４及び支持部材３５に対して回転可能に、かつ高速側シャフト１２及びリング部２９に対して第２ローラ３１がリング部２９の周方向へ可動可能な状態で支持されている。なお、第２ローラ３１の可動範囲は規定されている。このため、第２ローラ３１は、可動範囲を超えて可動しないように支持部材３５に支持されている。

また、この実施形態において第１〜第３ローラ３０〜３２は、第１の実施形態と同様、図３に示すように、高速側シャフト１２の回転軸線方向に各々ずれて配置されている。このため、第１〜第３ローラ３０〜３２は、高速側シャフト１２の回転軸線方向において高速側シャフト１２との当接箇所であるシャフト側当接箇所Ｐｂ１〜Ｐｂ３が重ならないようにずれて配置されていることになる。

この実施形態の増速機１４は、高速側シャフト１２とリング部２９とが偏心していることで、可動ローラである第２ローラ３１におけるリング側当接箇所Ｐａ２を接点とする接線Ｌ１と、第２ローラ３１におけるシャフト側当接箇所Ｐｂ２を接点とする接線Ｌ２とは、交差する。両接線Ｌ１，Ｌ２のなす角は、くさび形状となる。

第２ローラ３１は、両接線Ｌ１，Ｌ２の交点に向かう方向（くさびに食い込む方向）と、両接線Ｌ１，Ｌ２の交点から離れる方向（くさびから離れる方向）に可動する。そして、第２ローラ３１は、電動モータ１３が正回転してリング部２９が回転した場合に、両接線Ｌ１，Ｌ２の交点に向かう方向への力が作用することによって当該方向へ第２ローラ３１が可動する。このように第２ローラ３１が可動すると、くさび作用により、第２ローラ３１は、リング部２９及び高速側シャフト１２から受ける力が増大する。その結果、低速側シャフト１１から高速側シャフト１２への動力の伝達量が大きくなる。

以下、第２の実施形態の増速機１４の作用効果を説明する。
（３）第１〜第３ローラ３０〜３２が、高速側シャフト１２の回転軸線方向においてずれて配置されていることにより、ローラ同士の干渉が生じない。これにより、可動ローラである第２ローラ３１の可動範囲には他のローラが存在し得ない。このため、可動範囲の設定に制約が掛からず、可動範囲を任意に設定することができる。その結果、くさび力を任意に増加させることができ、くさび作用の効果も大きくなる。さらに、３つの第１〜第３ローラ３０〜３２によって高速側シャフト１２を支持しているため、高速側シャフト１２を安定的に保持しつつ、くさび作用の効果を大きくすることができる。

（４）くさび作用を生じさせる増速機１４では、可動ローラが他のローラと干渉しないように各ローラを設ける必要がある。詳細には、可動ローラと隣り合うローラとの間には可動範囲を考慮して干渉しない程度のクリアランスが必要であり、そのクリアランスは全てのローラを固定ローラとしたときよりも広くなる。その結果、可動ローラの径を短くしなければならず、当該可動ローラと出力軸（高速側シャフト１２）を当接させるためには出力軸の径が長くなる。つまり、出力軸の径が長くなると、増速比は低くなる。しかしながら、この実施形態の増速機１４は、上記（３）で述べたように、可動ローラと他のローラとの干渉を考慮する必要がないので、可動ローラの径は干渉を防ぐ目的において短くする必要がない。したがって、この実施形態の増速機１４では、第１の実施形態の増速機１４と同様に、前述した作用効果（１），（２）を得ることができる。

なお、各実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第１の実施形態において、第１〜第３ローラ３０〜３２は高速側シャフト１２の周方向に所定の間隔（実施形態では１２０度）ずつ隔てるように配置されているが、高速側シャフト１２を安定的に保持できれば周方向に所定の間隔ずつ離れている必要はない。つまり、第１〜第３ローラ３０〜３２は、当接箇所の面積や位置に応じて高速側シャフト１２を安定的に保持できるように互いの周方向の間隔を適宜設定すればよい。

○ 第１の実施形態において、第１〜第３ローラ３０〜３２の径を異ならせてもよい。詳細には、全てのローラの径が異なっていてもよいし、一部のローラの径が異なっていてもよい。この場合、高速側シャフト１２の回転軸線１２Ｌとリング部２９の回転軸線２９Ｌ（低速側シャフト１１の回転軸線１１Ｌ）とは同一軸線上に配置されない。なお、この別例における第１〜第３ローラ３０〜３２は、第１の実施形態と同様に固定ローラである。

○ 第２の実施形態において、３つのローラのうち、１つを固定ローラとし、他の２つを可動ローラとしてもよい。
○ 各実施形態の第１〜第３ローラ３０〜３２は各外周面３０ａ〜３２ａにおける高速側シャフト１２との当接部分の全面が他の当接部分と重ならないように配置されているが、ローラ同士が干渉しなければ当接部分の一部が重なるように配置されていてもよい。この場合、増速機１４の回転軸線方向を短くでき、小型化できる。

○ 各実施形態において、第１〜第３ローラ３０〜３２のローラの幅を異ならせてもよい。詳細には、全てのローラの幅が異なっていてもよいし、一部のローラの幅が異なっていてもよい。

○ 各実施形態において圧縮部１５の具体的な構成は、インペラを有する構成に限られず任意であり、例えばベーン式やスクロール式などであってもよい。
○ 各実施形態において増速機１４の搭載対象は、遠心圧縮機１０に限られず、任意である。また、増速機１４は車両以外に搭載されていてもよい。

○ 各実施形態において遠心圧縮機１０の適用対象及び圧縮対象の流体は任意である。例えば、遠心圧縮機１０は空調装置に用いられていてもよく、圧縮対象の流体は冷媒であってもよい。また、遠心圧縮機１０の搭載対象は、車両に限られず任意である。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）低速側シャフトを回転させる電動モータと、高速側シャフトに接合されるとともに高速側シャフトの回転運動を利用して流体を圧縮する圧縮部と、低速側シャフトから高速側シャフトに動力を伝達する増速機と、を備えた電動圧縮機であって、増速機は、低速側シャフトの回転に伴って回転する環状のリング部と、リング部の内側に配置された高速側シャフトと、リング部の内側に設けられるとともにリング部及び高速側シャフトの双方に当接した３つのローラと、を備え、３つのローラは、各々の回転軸線が高速側シャフトの周方向に互いに間隔を隔てるように配置されているとともに高速側シャフトの回転軸線方向に各々ずれて配置されており、３つのローラは、高速側シャフトの回転軸線方向において高速側シャフトとの当接箇所の少なくとも一部が互いに重ならないように配置されている。

１０…遠心圧縮機、１１…低速側シャフト、１１Ｌ…回転軸線、１２…高速側シャフト、１２Ｌ…回転軸線、１３…電動モータ、１４…増速機、１５…圧縮部、２９…リング部、２９Ｌ…回転軸線、３０…第１ローラ、３０Ｌ…回転軸線、３１…第２ローラ、３１Ｌ…回転軸線、３２…第３ローラ、３２Ｌ…回転軸線、Ｐａ１〜Ｐａ３…リング側当接箇所、Ｐｂ１〜Ｐｂ３…シャフト側当接箇所。

Claims

低速側シャフトの回転に伴って回転する環状のリング部と、
前記リング部の内側に配置された高速側シャフトと、
前記リング部の内側に設けられるとともに前記リング部及び前記高速側シャフトの双方に当接した３つのローラと、を備えた増速機において、
前記３つのローラは、各々の回転軸線が前記高速側シャフトの周方向に互いに間隔を隔てるように配置されているとともに前記高速側シャフトの回転軸線方向に各々ずれて配置されており、
前記３つのローラは、前記高速側シャフトの回転軸線方向において前記高速側シャフトとの当接箇所の全部が互いに重ならないように配置されていることを特徴とする増速機。
前記高速側シャフトの回転軸線は、前記低速側シャフトの回転軸線及び前記リング部の回転軸線に対して偏心しており、
前記３つのローラは、少なくとも１つのローラが固定ローラであり、少なくとも１つのローラが前記リング部の回転に伴い可動する可動ローラであり、
前記可動ローラは、前記低速側シャフトが回転して前記リング部が回転することに伴い、前記リング部及び前記高速側シャフトから受ける力が増大する方向に移動するように配置される請求項１に記載の増速機。
前記高速側シャフトの回転軸線方向から正面視したとき、前記３つのローラのうち隣り合うローラ同士の一部が重なり合っている請求項１又は請求項２に記載の増速機。
前記高速側シャフトの外周面には、当該外周面から前記高速側シャフトの径方向外側に突出した複数のフランジが設けられており、
前記フランジは、前記３つのローラをそれぞれ挟むように前記高速側シャフトの回転軸線方向に離間して対向配置されている請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の増速機。