JPH0454289A - 自動車空調用の変速機付圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、自動車の補機、特に入力側に変速機部を設
けてなる自動車空調用の変速機付圧縮機に関する。

（従来の技術） 自動車の空調用に用いられる圧縮機は、一般に自動車に
搭載されている走行用のエンジンを動力源として駆動さ
れるため、圧縮機の入力側は自動車の走行状況等によっ
て大きく変動する。

しかし、圧縮機自体は空調（冷房）負荷に応じた能力を
得るに要求される一定の回転数であればよく、このため
変動する入力端の回転数を能力に対応した回転数に調節
する必要がある。

そこで、特開昭６２−１７０７８７号公報に示されるよ
うな変速機付圧縮機が提案されている。

これは、入力軸部に無段式の変速機部を介して圧縮機部
を直列に連結した構造となっていて、変速機部の変速に
よりエンジンの回転数の変動を吸収して、要求される回
転数を圧縮機部に伝えるようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） この変速機付圧縮機によると、冷房負荷に応じた能力制
御は効果的にできる。すなわち、冷房負荷に応じ変速機
部の変速比を「０から最大」まで無段階に制御すること
により、エンジン側の変動を受けずに、必要な冷房能力
が確保できるようになる。

しかし、こうした変速機付圧縮機は冷房運転を停止（変
速比０）の際に、以下のような問題が生しることがある
。

すなわち、冷凍サイクル回路に組込んだ変速機付圧縮機
では、従来より、潤滑の方式として、第１に、冷凍サイ
クル回路内に冷凍機油（潤滑油）を適量に封入し、この
冷凍機油を圧縮機部の圧縮運転にしたがって冷媒に混っ
て循環させることで、冷房運転中の変速機部および圧縮
機部を潤滑している。また第２として、変速機付圧縮機
に上記冷凍機油の一部が溜まる油溜り部を設け、冷媒の
循環が止まる冷房運転の停止時は、上記油溜り部に溜っ
た冷凍機油をはねかけなどによって、運動している変速
機部の摺動部を潤滑することが行われている。

このため、変速機付圧縮機は低度・速比領域で運転が行
われると、吐出冷媒が減少して、同圧縮機に戻る冷凍機
油が極端に減少、あるいは戻らなくなる。

このことは、冷房運転停止前の運転条件によっては、冷
凍機油の溜り量が極端に少ない、又はほとんど無いこと
がある。こうした状態で冷凍運転が停止すると、変速Ｓ
！部の摺動部の潤滑性か債なわれ、摺動部分が磨耗した
り、異常な発熱が生じたりするので、圧縮機の信頼性が
低下する。特に冷凍機油の溜り量がほとんど無い場合、
変速機部は冷房運転の停止にしたがって、実質、無給油
の状態で運動するので、信頼性の低下は著しい。

この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、運転停止時における変速機部
の潤滑性を向上させることができる自動車空調用の変速
機付圧縮機を提供することにある。

（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に記載の変速機付圧
縮機は、入力軸部に変速機部を介して圧縮機部を連結す
るとともに前記変速機部および圧縮機部を潤滑する共用
の潤滑油を溜める油溜り部を有して構成されかつ前記潤
滑油は一冷媒ガスに混って外部に吐出される圧縮機本体
と、前記変速機部の変速比を空調負荷に応じて制御する
空調制御手段と、この空調制御手段をオンオフ操作する
オンオフ手段と、このオンオフ手段のオフ操作を受けて
前記圧縮機部の運転を停止させる手段と、前記オンオフ
手段のオフ操作時において前記圧縮機部の運転停止前に
前記圧縮機部を一時的に潤滑油の回収に適した回転数に
制御させる油回収制御手段とを設けたことにある。

同じく請求項２に記載の変速機付圧縮機は、入力軸部に
変速機部を介して圧縮機部を連結するとともに前記変速
機部および圧縮機部を潤滑する共用の潤滑油を溜める油
溜り部を有して構成されかつ前記潤滑油は冷媒ガスに混
って外部に吐出される圧縮機本体と、前記圧縮機部の回
転数を検知する圧縮機回転数検知手段と、前記変速機部
の変速比を空調負荷に応じて制御する空調制御手段と、
この空調制御手段をオンオフ操作するオンオフ手段と、
このオンオフ手段のオフ操作を受けて前記圧縮機部の運
転を停止させる手段と、前記オンオフ手段のオフ操作時
において前記圧縮機回転数検知手段から低帰環油量の回
転数域が検知されたとき、前記圧縮機部の運転停止前に
前記圧縮機部を一時的に潤滑油の回収に適した回転数に
制御させる油回収制御手段とを設けたことにある。

同しく請求項３に記載の変速機付圧縮機は、入力軸部に
変速機部を介して圧縮機部を連結するとともに前記変速
機部および圧縮機部を潤滑する共用の潤滑油を溜める油
溜り部を有して構成されがつ前記潤滑油は冷媒ガスに混
って外部に吐出される圧縮機本体と、前記変速機部の変
速比を空調負荷に応じて制御する空調制御手段と、この
空調制御手段をオンオフ操作するオンオフ手段と、この
オンオフ手段のオフ操作を受けて前記圧縮機部の運転を
停止させる手段と、前記圧縮機本体の油溜り部に潤滑油
が有るか無いかを検知する油検知手段と、前記オンオフ
手段のオフ操作時において前記油検出手段から無油の検
知信号が検知されたとき、前記圧縮機部の運転停止前に
前記圧縮機部を一時的に潤滑油の回収に適した回転数に
制御させる油回収制御手段とを設けたことにある。

（作　用） 請求項１に記載の変速機付圧縮機によると、空調負荷に
応じて変速比を変化させて運転中、オンオフ手段をオフ
操作すると、このオフ操作により圧縮機部を停止させる
制御に優先して、エンジンの回転数にかかわらず、油回
収制御手段で一時的に現在の圧縮機部を潤滑油が回収し
ゃすい回転数にしていく。すると、潤滑油が空調回路（
冷凍サイクル）から、圧縮機本体の油溜り部に戻ってい
く　。

これにより、運転停止前には、常に油溜り部に必要な潤
滑油を確保することができる。

それ故、運転停止時でも、変速機部の潤滑が損なわれる
ことはない。

請求項２に記載の変速機付圧縮機によると、むだ無く効
果的に潤滑油の回収を行うために、請求項１で述べたオ
フ操作時、油溜り部の潤滑油が減少している状態を示す
圧縮機部の回転数域ときのみ、圧縮機部の停止制御に優
先して、現在の圧縮機部を一時的に潤滑油が回収しゃす
い回転数にしていく。

請求項３に記載の変速付圧縮機によると、むだ無く効果
的に潤滑油の回収を行うために、請求項１で述べたオフ
操作時、油溜り部の潤滑油が減少している状態を示す検
知信号（無油）が油検知手段から出力されたときのみ、
圧縮機部の停止制御に優先して、現在の圧縮機部を一時
的に潤滑油が回収しやすい回転数にしていく。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第６図に示す第１の実施
例にもとづいて説明する。第２図は自動車用空調装置の
概略構成を示し、１は変速機付圧縮機、２は凝縮器、３
はレシーバタンク、４は膨張弁（減圧袋Ｗ）、５は蒸発
器である。各冷凍サイクル機器は冷媒管６で順次接続さ
れていて、冷凍サイクル回路７を構成している。そして
、変速機付圧縮機１の入力部に設けた従動側プーリ８と
、自動車に搭載されている走行用のエンジン９のクラン
ク軸に設けた駆動側プーリ１ｏ店がベルト、例えば無端
状のＶベルト１１で連結されている。

つまり、走行用のエンジン９を動力源として、変速機付
圧縮機１を駆動するようにしている。なお、５ａは蒸発
器５の熱交換で得られる冷風を自動車のキャビン（図示
しない）に吹き出すための送風ファンである。

上記変速機付圧縮機１には、変速機部、例えば摩擦無段
式の変速装置２０を介して、ウェーブプレート式の圧縮
機部４０を直列に連結した圧縮機本体１ａが用いられて
いる。この詳細な圧縮機本体１ａの構造が第３図および
第４図に示されている。

圧縮機部４０について説明すれば、４１はシリンダブロ
ックである。このシリンダブロック４１は、前後方向に
おいて分割されたフロントシリンダブロック４１ａとリ
アシリンダブロック４１ｂとから構成される。各シリン
ダブロック４１ａ。

４１ｂの周側には、双方を前後方向沿いに貫通するよう
な孔部で形成されるシリンダ４２が周方向に沿って複数
、平行に設けられている。そして、これら各シリンダ４
２内にそれぞれピストン４３が摺動自在に嵌挿されてい
る。

上記フロントシリンダブロック４１ａの端部には、フロ
ント側のバルブプレート４４およびフロントサイドハウ
ジング４５が順次設けられている。

またリアシリンダブロック４１ｂの端部には、リア側の
バルブプレート４６およびリアサイドハウジング４７が
順次設けられている。そして、これら前後方向に沿って
順に並んだ各部品か、フロントサイドハウジング４５．
バルブプレート４４゜シリンダブロック４１．バルブプ
レート４６を貫通するスルーボルト４８でリアサイドハ
ウジング４５に締結され、本体部分を構成している。な
お、各シリンダ４２に臨むバルブプレート部分には、図
示はしないがシリンダブロック外側に位置して吐出孔お
よび吐出弁が設けられ、シリンダブロック中央側に位置
して吸込孔および吸込弁が設けられている。但し、４９
は上記吐出弁の弁押さえを示す。

またシリンダブロック４１の中央には駆動軸５０が前後
方向に沿って配置されている。そして、この駆動軸５０
の前部側の端部がフロントサイドハウジング４５から前
方へ突出している。なお、Ａは駆動軸５０の軸線を示す
。この駆動軸５０は、前後部分がそれぞれフロントシリ
ンダブロック４１ａおよびリアシリンダブロック４１ｂ
に設けたラジアル軸受５１ｂ、５１ｂで回転自在に支持
されている。この駆動軸５０の中央部分には上記各ピス
トン４２につながるウェーブプレート５１が嵌挿されて
いて、このウェーブプレート５１にて各ピストン４３を
シリンダ４２内で往復動させるようにしている。

すなわち、ウェーブプレート５１が配置されるリアシリ
ンダブロック４１ｂの前方側の端部分には、シリンダ４
２に至るような円形状の凹部５２が形成されている。そ
して、この凹部５２内に、例えば外径がシリンダ４２の
細心に至るような寸法に設定された上記ウェーブプレー
ト５１が収容されている。またこのウェーブプレート５
１の外周端に対応する各ピストン４３の外周部分には、
当該端部を許容する凹部５３が形成されている。

そして、これら各凹部５３内には、凹部５３に入るウェ
ーブプレート５１の板面部を両側から挾み付けるように
して一対のローラ５４，５５が回転自在に装着されてい
て、ローラ５４，５５か回転するウェーブプレート５１
の板面部上を転勤することにより、ウェーブプレート５
１の傾斜変位分、ピストン４３がシリンダ４２内を往復
動するようになっている。なお、ウェーブプレート５１
のスラスト方向は、ウェーブプレート５１のハブ５１ａ
とそれに対向するシリンダブロック壁との間に設けたス
ラスト軸受５７で回転自在に支持されている。

上記リアサイドハウジング４７の内部には、中央側にバ
ルブプレート４６の各吸込孔と連通ずる環状の吸込室５
８（低圧室）が設けられている他、外側にはバルブプレ
ート４６の各吐出孔と連通ずる環状の吐出室５９（高圧
室）が設けられている。

またフロントサイドハウジング４５の中央側にはバルブ
プレート４４の各吸込孔と連−通する円形な切欠部６０
（低圧室）が形成されている他、外側の内部部分にはバ
ルブプレート４４の各吐出孔と連通ずる環状の吐出室６
１（高圧室）が設けられている。そして、切欠部６０は
上記吸込室５８と図示しない通路を介して連通するとと
もに、後述する変速装置２０の内部を通じて変速機付圧
縮機１の前部側に設けた吸込ノズル６２と連通している
。また各吐出室５９．６１はリアシリンダブロック４１
ｂの側部（変速機付圧縮機１の後部側）に形成されたノ
ズル装着口体６３に図示しない通路を介して連通してい
る。これにより、上記駆動軸５０の回転にしたがって各
ピストン４３が往復動ずれば、吸込ノズル６２から吸込
まれた冷媒を圧縮し、続いて圧縮した冷媒を吐出室５９
．６１およびノズル装着口体６３を通って、同ノズル装
着口体６３に装着した吐出ノズル６４から凝縮器２へ吐
出させる構造となっている。なお、ウェーブプレート５
１の回りの摺動部に潤滑するよう、図示しない通路を用
いて凹部５２内に吸込冷媒が導入されるようにしである
。

一方、上記変速装置２０について説明すれば、２１はフ
ロントサイドハウジング４５の周部にボルト（図示しな
い）によって密閉的に連結されたハウジングである。ハ
ウジング２１は、略キャップ状をなしていて、内底部に
は油溜り部３７が形成されている。そして、この油溜り
部３７に一定量の冷凍機油３８（潤滑油）が貯溜されて
いる。

またハウジング２１の上部側には、上記吸込ノズル６２
を装着した目体部２１ｇが設けられている。

このハウジング２１のフロント側の壁部には、同壁部に
設けたラジアル軸受２２により、入力部となる入力軸２
３が回転自在に支持されている。この入力軸２３は、上
記駆動軸５ｏの軸線Ａと同軸をなして、ハウジング２１
のフロント側を貫通している。そして、この入力軸２３
の貫通端に上記従動側プーリ８が装着されていて、入力
軸２３へ上記エンジン９の回転を入力できるようにして
いる。なお、２４はプーリ支持用のラジアル軸受、２５
は従動側プーリ８とラジアル軸受２２との間の入力軸部
分に設けたオイルシールを示す。

また入力軸２３のハウジング２１内に突出した端部ニは
、凹部２１ｂが形成されている。この凹部２１ｂと隣合
う上記駆動軸５ｏの端部とは、ラジアル軸受２６を介し
て嵌合していて、人力軸２３と上記駆動軸５０とを同軸
上に配置させている。そして、これら人・出力軸間に摩
擦無段式の変速機構部が設けられている。

すなわち、２７は上記入力軸２３の突出側の端部外周に
一体に設けられた入力ディスク、２８は入力ディスク２
７と対向して駆動軸５０の突出端部に回転自在に嵌挿さ
れた出力ディスクである。

そして、これら入力デイクス２７と出力ディスク２８と
の外周端間には複数の遊星コーン２９（２個だけ図示）
が介在されている。

ここで、遊星コーン２９について説明すれば、遊星コー
ン２９は３つの伝動面を有する略傘状を呈している。す
なわち、遊星コーン２９は、円錐部２９ａの円錐底面に
、同軸をなして小径なディスク部３０を一体的に設ける
とともに、同ディスク部３０の底面に同軸をなして取付
軸３１を一体的に設けてなる。そして、ディスク部３０
の側面部は上記入力ディスク２７の外周端と摩擦係合す
るような凹状に形成されていて、Ｎ１の伝動面３２とし
ている。また上記円錐部２９ａの底面周縁部は、平面又
はそれに近い面に形成されていて、上記出力ディスク２
８の外周端と摩擦係合する第２の伝動面３３を構成して
いる。また円錐部２９ｇは鈍角の頂角を有して構成され
ていて、同円錐部２９ａの側面を後述する変速リング３
６と摩擦係合する第３の伝動面３４としている。

そして、これら遊星コーン２９をリテーナ３５で、軸４
Ｉ［Ａの回りに回転自在に取り付けている。

すなわち、リテーナ３５は板部材を円錐台形状に成形し
たような円盤形状をなしている。このリテーナ３５が、
入力軸２３側に側壁を配置した状態で、同側壁の中央部
分が入力軸２３の入力ディスク２７から突き出た端部部
分に回転自在に嵌挿されている。なお、リテ〜す３５は
軸線Ａと同軸にして回転自在に装着され、各遊星コーン
舛を円錐部２９ａの駆動軸５０側の母線が軸線と略平行
になるように配置している。

部が摩擦係合している。また遊星コーン科の円≦錐底面
周縁、すなわち第２の伝動面３３に上記出力ディスク２
８の外周端部が摩擦係合している。

これら遊星コーン２９の回りのハウジング面部分（含む
油溜り部３７）には、軸線入方向に沿う段部３９が形成
されていて、この段部３９内に上記変速リング３６が軸
線Ａ方向に沿って摺動自在に嵌挿されている。また変速
リング３６の内周面には円錐部２９ａの軸線Ａと平行な
法面と接する凸部３６ａが周方向に渡って形成されてい
て、変速リング３６の軸線Ａ方向に沿うスライドにより
遊星コーン２９の接触点の位置を頂角から周縁部の間で
可変させることで、入力軸２３からの回転速度、を変速
できるようになっている（遊星コーン２９の公転速度の
変化による）。本実施例では、例えば「変速比０（円錐
部２９ａの周縁近傍の位置）から変速比１　（円錐部２
９Ｈの頂角近傍の位置）」の範囲で回転を無段で変速す
るようにしである。

またこうした遊星コーン２９およびリテーナ３５の配置
により、下位に配置された遊星コーン２９および変速リ
ング３６の下部部分を上記油溜り部３７の冷凍機油３８
中に浸漬させており、遊星コーン２９の公転、自転によ
る冷凍機油３８のはねあげにより、吸込ノズル６２から
ノ＼ウジング２１内を通り、上記圧縮機部４０の切欠部
６０から吸込まれる冷媒に油成分を混入させたり、変速
機部２０の摺動部分に冷凍機油３８を供給させるように
している。

一方、変速リング３６の上部部分には同変速リング３６
を駆動する駆動機構７０が設けられている。駆動機構７
０は、変速リング３６の上部部分に上方へ突き出る駆動
ピン７１を突設し、この駆動ピン７１をカム機構を用い
て軸線入方向に駆動させる構造が用いられている。

すなわち、駆動機構７０について説明すれば、７２は上
記臼体部２１ａ内に配置されたカムブロックである。こ
のカムブロック７２は、第４図にも示されるように変速
装置２０の左右方向（図において奥行および手前となる
軸線Ａと直角な方向）に沿って延びる帯状のブロックを
なしている。そして、このカムブロック７２の下部中央
が上記駆動ピン７１の突出部に連結されている。このカ
ムブロック７２は、図示はしないが軸線Ａ方向に沿う２
本のガイドビンにより、軸線Ａ方向に沿いのみにスライ
ドできるよう規制されていると同時に、図示しないコイ
ルスプリングの弾性力によって常に矢印Ｙで示すリア方
向に押し付けられる構造となっている。これにより、カ
ムブロック７２がスライドすれば上記変速リング３６が
軸線Ａ方向にスライドするようにしている。このカムブ
ロック７２のリア側の側面には、平面又は曲面で形成さ
れた、奥行きになるにしたがって広がるように傾斜した
カム面７３が設けられている。

また上記目体部２１ａのリア側には、上記カム面７３と
並行をなして、ねじ軸７４が配置されている。ねじ軸７
４は、例えば外周に台形ねじを有する台形ねじ軸から構
成されていて、両端側が目体部２１．　ａを構成する壁
部に設けたラジアル軸受７５．７５で回転自在に支持さ
れている。またねじ軸７４の一端部は、目体部２１ａと
隣接して、ハウジング６の外部に設けた減速機７６を介
して、同外部の駆動モータ７７に接続されている。つま
り、駆動モータ７７の回転にしたがってねじ軸７４が回
転するようになっている。また上記ねじ軸７４のねじ部
分には駆動ナツト７８が進退自在に螺合されている。駆
動ナツト７８には、上記付勢用のコイルスプリングの弾
性力を受けて、カムブロック７２のカム面７３と常に接
触する、上記カム面７３に対応した傾斜面の駆動面７９
が形成されていている。つまり、カムブロック７２は、
ねじ軸７４が正回転、逆回転すれば、接触を保ちつつ矢
印Ｘ方向に変位する駆動ナゲト７８により、軸線Ａ方向
に変位するようになっている。すなわち、駆動モータ７
７の回転に応じ、変速リング３６が軸線Ａ方向に変位し
て、必要な変速がなされるようになっている。

他方、上記出力ディスク２８には調圧カム機構８０（押
圧力発生手段）か設けられている。ここで、調圧カム機
構８０について説明すれば、８］は切欠部６０から露出
した駆動軸部分に嵌挿されたハブである。ハブ８１は、
動力伝達用のキー８１ｃを介して駆動軸５０に嵌挿され
る小径円筒部８１ａと、これと同心をなして出力ディス
ク２８側に連結され外側に張り出る大径円筒部８１ｂと
から構成される。なお、小径円筒部８１ａは軸方向には
変位できるようになっているものである。また対向関係
となるノ１ブ８１の大径円筒部８１ｂと出力ディスク２
８との間の駆動軸部分には、円板状に形成されたカムデ
ィスク８２が摺動自在に嵌挿されている。つまり、カム
ディスク８２は回転自在ならびに軸方向に変位自在とな
っている。そして、カムディスク８２と／Ｘブ８１とは
、互いに対向するカムディスク８２の板面部分と大径円
筒部８１ｂの板面部分との間に配置しり複数の鋼球８３
、および同各板面部分に設けた鋼球８３の動きを規制す
る四部８４．８４によって、動力的に結合されている。

また互いに対向する出力ディスク２８とカムディスク８
２とは、圧入によりカムディスク８２の出力ディスク２
８側の板面部分に突設された複数のビン８５か、出力デ
ィスク２８に穿設された挿入孔８６に遊嵌されることに
よって、軸線へ方向に変位自在に連結されている。この
ピン８５と挿入孔８６とによる回転力の伝達、鋼球８３
と凹部８４，８４とによる回転力の伝達によって、出力
ディスク２８から出力された変速回転を、出力軸となる
駆動軸５０に出力するようにしている。また出力ディス
ク２８とカムディスク８２との間には、複数の圧縮コイ
ルスプリング８７が介装されている。そして、この圧縮
コイルスプリング８７の弾性力にて、出力ディスク２８
を常に遊星コーン２９に付勢させている。すなわち、こ
の圧縮コイルスプリング８７による付勢によって、回転
初期に変速装置２０に各摩擦により係合している各部に
与圧を与えて、変速機能に必要な摩擦係合力を付与する
構造となっている。なお、ハブ８１の小径円筒部８１ａ
の端面とこれに対向するバルブプレート部分との間には
スラスト軸受８８が介装されていて、ハブ８１に伝わる
反力を回転自在に受ける構造となっている。

そして、このように構成された変速機付圧縮機１の制御
系が第１図および第２図に示されている。

すなわち、９０は制御部である。この制御部９０には、
Ａ／Ｃスイッチ、゛温度設定ノブ（−膜内には１℃〜１
５℃の範囲で調節可能なもの）等といったスイッチ類（
図示しない）を有した操作部９１が接続されていて、冷
房運転の起動、停止（オンオフ）、さらには設定温度等
といった冷房運転に必要な情報を入力できるようになっ
ている。

また制御部９０には、上記蒸発器５から吹き出される空
気の温度Ｔａを検出するＴａ温度センサ９２（以下、単
にＴａセンサと称す）、上記圧縮機部４０に設けられ同
圧縮機部４０の回転数を検出するＮｅｏ回転数検出セン
サ９３（以下、単にＮｅｏセンサと称す）、エンジン９
に設けられ同エンジン９の回転数を検出するＮｅ回転数
検出センサ９４（以下、単にＮｅセンサと称す）がそれ
ぞれ接続されている。また制御部９０には第１図に示さ
れるように目標コンプレッサ回転数設定回路９５、変速
比算出回路９６、上記変速装置２０の駆動モータ７７に
つながる変速機部駆動回路９７が内蔵されている。そし
て、上記Ｔａセンサ９２に上記各回路９５〜９７が順次
接続されている。

また目標コンプレッサ回転数設定回路９５は上記操作部
９０に接続されていて、上記目標コンプレッサ回転数設
定回路９５において、Ｔａセンサ９２から入力される空
気温度Ｔａと操作部９０から入力される目標温度Ｔａｏ
との偏差に応じた目標コンプレッサ回転数を算出するよ
うにしている。

さらに変速比算出回路９６には上記Ｎｅセンサ９４が接
続されていて、この変速比算出回路９６において、同変
速比算出回路９６に一人力される目標コンプレッサ回転
数とＮｅセンサ９４から入力されるエンジン回転数とか
ら必要な変速比δを算出するようにしている。と同時に
変速比算出回路９６は上記Ｎｅｏセンサ９３が接続され
ていて、Ｎｅセンサ９４からのエンジン回転数とＮＣＯ
センサ９３から入力されるコンプレッサ回転数とから現
在の変速比を算出するようにしている。そして、この変
速比算出回路９６から変速機部駆動回路９７へ、現在の
変速比を目標の変速比δにさせるための偏差に応じた制
御信号を出力して、駆動モータ７７の通電制御から目標
の変速比δになるようにしている。これにより、蒸発器
５から吹き出される空気温度Ｔａをパラメータとして、
変速装置２０の変速比δを冷房（空調）負荷に応じて制
御するようになっている。また目標コンプレッサ回転数
設定回路９５は、例えば操作部９１から運転を停止する
オフ信号を受けると、目標コンプレッサ回転数を「０」
に設定する機能が備えられていて、オフ操作にしたがっ
て変速比δを「０」、すなわち圧縮機部４０の運転を停
止するようになっている。

また上記制御部９０には、上記目標コンプレッサ回転数
設定回路９５および操作部９１につながるコンプレッサ
回転数修正回路９９か内蔵されている。またコンプレッ
サ回転数修正回路９９にはタイマー回路１００が接続さ
れている。コンプレッサ回転数修正回路９９は、操作部
９１から冷房運転を停止するオフ信号が入力されると、
該オフ信号にしたがって目標コンプレッサ回転数を「０
」（運転停止）にする上記速度比制御に優先して、強制
的に予め設定された冷凍機油３８の回収に適した回転数
（回収しやすい回転数）、例えば８００　ｒｐｉ＋に変
更する機能を有している。そして、さらにコンプレッサ
回転数修正回路９９は、例えばタイマー回路１００の計
時から、変更した回転数が所定時間保持した後、目標コ
ンプレッサ回転数を「０」にする上記速度比制御（変速
比０）に復帰作動させる機能を有していて、オフ操作時
の圧縮機部４０の回転数にかかわらず、運転停止前にお
いて油溜り部３７に冷凍機油３８が溜まるようにしてい
る。

つぎに、こうした自動車用空調装置の作用について説明
する。

自動車のエンジン９を起動させると、エンジン９の回転
が駆動側プーリ１０、■ベルト１１、従動側プーリ８を
介して変速機付圧縮機１の入力軸２３に伝達されていく
。これにより、入力された回転が入力ディスク２７から
遊星コーン２９に伝達されていき、遊星コーン２９を自
転ならびに軸線Ａの回りに公転させていく。そして、こ
の遊星コーン２９の公転を利用して、油溜り部３７に溜
まった冷凍機油３８をはねあげて、変速装置２０の摺動
部を潤滑すると同時に、圧縮機部４０の摺動部の潤滑が
できるようハウジング２１内の冷媒に冷凍機油３８を混
入していく。

しかして、操作部９１から冷房運転を開始する信号が制
御部９０に入力されなければ、遊星コーン２９の第３の
伝動面３４に対する変速リング３６の接触位置は変速比
０の位置のままで、エンジン９の回転は圧縮機部４０に
は伝達されない。

ここで、操作部９１を操作して、冷房運転を開始するオ
ン信号が制御部９０に入力されると、変速リング３６が
冷房負荷に応じて定められた変速比δ分、変位していく
。これにより、変速比δて得られる出力回転は出力ディ
スク２８、カムディスク８２、ハブ８１．駆動軸５１を
介してウェーブプレート５１に伝達されていき、各ピス
トン４３を往復動させていく。すると、冷媒が吸込ノズ
ル６２からハウジング２１内、切欠部６０、吸込室５５
を通ってシリンダ４２内に吸込まれていき、圧縮されて
いく。そして、圧縮した冷媒は吐出室５９，６１、ノズ
ル装着体６３内を通って、吐出ノズル６４から冷凍サイ
クル回路７に吐出されていく。こうした冷媒の流通中、
当該冷媒に含まれる冷凍機油３８の成分が変速装置２０
の各摺動部および圧縮機部４０の各摺動部に供給されて
、各部を潤滑していく。

そして、吐出した冷媒が、凝縮器２、レシーバタンク３
、膨張弁４、蒸発器５を流れていき、冷房サイクルを構
成していく。そして＼蒸発器５の熱交換で得られる冷気
が、送風ファン５ａにて自動車のキャビン内に冷風とし
て送風され、キャビン内を冷房していく。

こうした冷房運転か、空気温度Ｔａをパラメタとした無
段変速の冷房負荷に応じた制御で継続されていく。具体
的には、第５図に示されるフロチャートに沿って変速装
置２０の制御かなされる。

すなわち、制御部９０には、予めＳ（ステップ）１に示
される事項の初期条件が設定されていく。

但し、ｒ　Ｔ　ａｏ　：目標吹出空気温度」、ｒ　Ｎ　
ｃｏｓｅｔ　　：油回収に適した最小の設定コンプレッ
サ回転数」、ｒＭｓｅｔ　　：油回収に要する設定時間
」を示す。

そして、操作部９１の操作によって、Ｓ２のようにＡ／
Ｃスイッチがオンされると、続＜８３およびＳ４のよう
にして変速比δを調節していく。

すなわち、Ａ／Ｃスイッチのオン操作にしたがって、制
御部９０はＴａ温度センサ９２がら蒸発器５の吹出温度
Ｔａ５Ｎｅ回転数検出センサ９４からエンジン９の回転
数Ｎｅ、Ｎｅｏ回転数検出センサ９３から圧縮機部４０
の回転数Ｎｅｏを検出していく。そして、まず目標コン
プレッサ回転数設定回路９５で、吹出温度Ｔａと、操作
部９１から入力された設定温度、すなわち目標吹出空気
温度Ｔａｏとを比較して、偏差に応した目標コンプレッ
サ回転数を算出する。ついで、変速比算出回路９６にて
、この目標コンプレッサ回転数とエンジン回転数Ｎｅと
から冷房運転に必要な変速比δか算出される。共に同回
路９６にて、入力されるコンプレッサ回転数Ｎｃｏとエ
ンジン回転数Ｎｅとから現在の変速比か算出される。そ
して、これら変速比の差に応じた制御信号が変速比算出
回路９６から変速機駆動回路９７に出力され、該変速機
駆動回路９７おいて駆動モータ７７に目標の変速比δと
なるよう通電していく。

ここで、運転中、操作部９０のＡ／Ｃスイッチをオフ操
作すれば、変速比δか「０」となって、圧縮機部４０に
対する動力伝達のオフから冷房運転は停止していくか、
冷房運転の停止前の運転条件によっては油溜り部３７に
溜っている油量が少ないか、又はほとんど無いことかあ
る。詳しくは、低変速比領域で運転が行われると、吐出
冷媒が減少して、変速機付圧縮機１に戻る冷凍機油３８
か極端に減少、あるいは戻らなく、このようなときに溜
り量が極端に少なくなったり、はとんど無くなったりす
る。

この発明によると、Ａ／Ｃスイッチがオフ操作するにし
たがって、コンプレッサ回転数修正回路９９が上記圧縮
機部４０の停止に優先して作動し、これを解消していく
。

すなわち、コンプレッサ回転数修正回路９９が作動する
と、タイマー回路１００が計時作動し、Ｓ１０およびＳ
１１のように設定時間Ｍ　ｓｅｔの間は、Ａ／Ｃスイッ
チのオフ時の回転数にかがわらず、コンプレッサ回転数
Ｎｃｏを設定コンプレッサ回転数Ｎ　Ｃ０８ｅｔとなる
よう変速比δを調節し続ける。具体的には、第６図中、
実線ＡのようにＡ／Ｃスイッチのオフ操作前て、コンプ
レッサ回転数Ｎｃｏが設定コンプレッサ回転数Ｎ　Ｃ０
５ｅｔよりも高い回転数（熱負荷が大きい）で制御され
ていたときは、Ａ／Ｃスイッチのオフ操作にしたがって
コンプレッサ回転数Ｎｃｏを強制的にｒ８００ｒｐｍＪ
に下降させ、逆に破線ＢのようにＡ／Ｃスイッチのオフ
操作前で、コンプレッサ回転数Ｎｃｏか設定コンプレッ
サ回転数Ｎ　ｃｏｓｅｔよりも低い回転数（熱負荷か小
さい）で制御されていたときは、Ａ／Ｃスイッチのオフ
操作にしたかってコンプレッサ回転数ＮＣＯを強制的に
ｒ８００ｒｐｍＪまで上昇させていく。

すると、冷凍サイクル回路７から冷凍機油３８が、冷媒
と共に圧縮機本体１ａに戻っていく。すなわち、吸込ノ
ズル６２から変速装置２ｏ内に冷凍機油３８を含んだ冷
媒が流入して、油溜り部３７に溜っていく。

そして、上記設定時間Ｍｓｅｔが経過すると、制御部９
０は油溜り部３７に潤滑に必要な油量が有ると判断し、
上記変速比δをｒＯＪにするよう駆動モータ７７を制御
して、冷房運転は停止していく。

したがって、常に冷房運転の停止直前には、必要な油量
を油溜り部３７で確保することができる。

よって、冷房運転の停止時でも変速装置２ｏの潤滑が損
なわれることはなく、変速機付圧縮機１の信頼性を高め
ることができる。

また、この発明は上記第１の実施例に限定されるもので
はなく、第７図ないし第９図に示される第２の実施例、
第１０図ないし第１２図に示される第３の実施例のよう
にしてもよい。

第２の実施例は、吐出冷媒量か少ない低コンプレッサ回
転数域のときのみ、上述の第１の実施例と同様、運転停
止前において、強制的にコンプレッサ回転数Ｎｃｏを冷
凍機油３８の回収がしやすい回転数に変更したものであ
る。

第１の実施例と異なる点について説明すれば、構成の点
ではコンプレッサ回転数修正回路９９に、低帰環油量の
コンプレッサ回転数Ｎｃｏの回転数域のときのみ変速比
δを設定コンプレッサ回転数Ｎ　ｃｏｓｅｔとなるに変
更させる機能を設けた点で異なる。またフローチャート
ではＳ２とＳＩＯとの間に「コンプレッサ回転数Ｎｅｏ
が油量不足となる低帰環油量回転域ならば、５１０に進
むＪことを示すＳ２０を設定した点で異なっている。

このようにすれば、油溜り部３７て油不足か生している
ことを間接的に検出して、そのときのみ冷凍機油３８を
戻すことができるから、むた無く効果的に冷凍機油３８
の回収を行うことかできる。

なお、第９図は運転停止前の低コンプレッサ回転数Ｎｃ
ｏがＡ／Ｃスイッチのオフ操作にしたかって設定コンプ
レッサ回転数Ｎ　ｃｏｓｅｔに強制的に上昇させたとき
の変化を示す。むろん、図示はしないが高コンプレッサ
回転数Ｎｃｏのときは、Ａ／Ｃスイッチのオフ操作にし
たがって直ちに変速比０（運転停止）になっていく。

第３の実施例は、油溜り部３７に冷凍機油３８が溜って
いないときのみ、第１の実施例と同様、運転停止前にお
いて、強制的にコンプレッサ回転数Ｎｃｏを冷凍機油３
８の回収がしやすい回転数に変更したものである。

第１の実施例と異なる点について説明すれば、構成の点
は第１１図および第１２図に示されるように例えば油溜
り部３７を構成するハウジング２１の内底部に、例えば
潤滑に必要な最低の油量が有るか無いかをオンオフで検
知する液面センサ９８を設け、この液面センサ９８の検
知信号をコンプレッサ回転数修正回路９つに接続した点
、さらにはコンプレッサ回転数修正回路９９に上記液面
センサ９８がオフ（無油）のとき、液面センサ９８から
オン信号が出力するまで変速比δを設定コンプレッサ回
転数Ｎ　ｃｏｓｅｔとなるに変更させる機能を設けた点
で異なっている。なお、液面センサ９８には、例えば電
極間で冷媒か冷凍機油（潤滑油）かで変化する静電容量
を用いたセンサ、又はヒータとサー　ミスタを電極とし
て使用し冷媒と冷凍機油（潤滑油）の熱伝導率の差で判
断するセンサを用いる。

またフローチャートでは、第１０図に示されるように第
１の実施例のフローチャートに示すＳ１０に代って、「
液面センサから出力される信号がオフならばＳｌｌに進
み、オンならばＳ１２に進む」ことを示すＳ３０を設定
した点で異なっている。

このようにすれば、油溜り部３７で油不足か生じている
ことを直接的に検出して、そのときのみ冷凍機油３８を
戻すことかできるから、むた無く効果的に冷凍機油３８
の回収を行うことができる。

なお、上記した第１ないし第３の実施例では、設定時間
Ｍｓｅｔとしてｒ９０ｓｅｃＪを用い、設定コンプレッ
サ回転数Ｎ　ｃｏｓｅｔとしてｒ　８００　ｒｐｉ　Ｊ
を用いたか、これら設定値は冷凍サイクル回路の大きさ
やコンプレッサ機種によって異なるものなので、設定値
には限定されるものではない。但し、実験によれば、Ｎ
　ｃｏｓｅｔがｒ５００〜１０００ｒ　Ｉ）ＩＩＩＪの
とき、Ｍｓｅｔがｒ６０〜１２０ｓｅｃＪのときで、有
効な油回収効果を得ることができるものであった。

また、上記した第１ないし第３の実施例では、冷凍機油
３８を回収するための圧縮機部４０の回転数変更制御を
設定コンプレッサ回転数Ｎ　ｃｏｓｅｔの設定によって
行うようにしたが、これに限らず、例えば「０．１〜０
．３」の範囲の一値を設定変速比として設定し、この設
定変速比に一定になるようにする回転数変更制御でもよ
い。

さらにまた上記第１ないし第３の実施例では、ピストン
タイプの圧縮機部、摩擦無段式の変速装置を用いたが、
これに限らず、他のタイプ（ロタリ、スクロール等）の
圧縮機部、変速装置（遊星歯車機構等）を用いてもよい
。

［発明の効果］ 以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、運
転停止前には常に油溜り部に潤滑に必要な潤滑油を確保
することができる。

したがって、運転停止時における変速機部の潤滑性を向
上させることができる。

また請求項２および請求項３に記載の発明によれば、上
記に加え、むだ無く効果的に潤滑油の回収を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の第１の実施例を示し、
第１図は変速比を変える制御部の構成を示すブロック図
、第２図はこの発明を適用した自動車用空調装置を示す
概略構成図、第３図は変速機付圧縮機を示す側断面図、
第４図は第３図中、ＩＶ−ＩＶ線に沿う平断面図、第５
図はＡ／Ｃスイッチのオフしたかい運転停止前に強制的
にコンプレッサ回転数を変更させる制御を説明するため
のフローチャート、第６図はＡ／Ｃスイッチのオフ時の
コンプレッサ回転数の変化を示す線図、第７図はこの発
明の第２の実施例の制御部の構成を示すブロック図、第
８図はＡ／Ｃスイッチのオフしたがい運転停止前で低帰
環油量の回転域のときに強制的にコンプレッサ回転数を
変更させる制御を説明するためのフローチャート、第９
図はＡ／Ｃスイッチのオフ時のコンプレッサ回転数の変
化を示す線図、第１０図は第３の実施例のＡ／Ｃスイッ
チのオフしたがい運転停止前で液面センサかオフのとき
に強制的にコンプレッサ回転数を変更させる制御を説明
するためのフローチャート、第１１図は制御部の構成を
示すブロック図、第１２図は油面センサを同据付状態と
共に示す側断面図である。 １ａ・・・圧縮機本体、　１・・・変速機付圧縮機、２
０・・・変速装置（変速機部）、３７・・・油溜り部、
３８・・・冷凍機油（潤滑油）、４０・・・圧縮機部、
９０・・・制御部、９１・・・操作部、９２・・・Ｔａ
温度センサ、９３・・・８００回転数検出センサ、９４
・・・Ｎｅ回転数検出センサ、９５・・・目標コンプレ
ッサ設定回路、９６・・・変速比算出回路、９７・・・
変速機部駆動回路、９８・・・液面センサ、９９・・・
目標コンプレッサ回転数修正回路、１００・・・タイマ
ー回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．入力軸部に変速機部を介して圧縮機部を連結すると
   ともに前記変速機部および圧縮機部を潤滑する共用の潤
   滑油を溜める油溜り部を有して構成されかつ前記潤滑油
   は冷媒ガスに混って外部に吐出される圧縮機本体と、前
   記変速機部の変速比を空調負荷に応じて制御する空調制
   御手段と、この空調制御手段をオンオフ操作するオンオ
   フ手段と、このオンオフ手段のオフ操作を受けて前記圧
   縮機部の運転を停止させる手段と、前記オンオフ手段の
   オフ操作時において前記圧縮機部の運転停止前に前記圧
   縮機部を一時的に潤滑油の回収に適した回転数に制御さ
   せる油回収制御手段とを具備したことを特徴とする自動
   車空調用の変速機付圧縮機。
2. ２．入力軸部に変速機部を介して圧縮機部を連結すると
   ともに前記変速機部および圧縮機部を潤滑する共用の潤
   滑油を溜める油溜り部を有して構成されかつ前記潤滑油
   は冷媒ガスに混って外部に吐出される圧縮機本体と、前
   記圧縮機部の回転数を検知する圧縮機回転数検知手段と
   、前記変速機部の変速比を空調負荷に応じて制御する空
   調制御手段と、この空調制御手段をオンオフ操作するオ
   ンオフ手段と、このオンオフ手段のオフ操作を受けて前
   記圧縮機部の運転を停止させる手段と、前記オンオフ手
   段のオフ操作時において前記圧縮機回転数検知手段から
   低帰環油量の回転数域が検知されたとき、前記圧縮機部
   の運転停止前に前記圧縮機部を一時的に潤滑油の回収に
   適した回転数に制御させる油回収制御手段とを具備した
   ことを特徴とする自動車空調用の変速機付圧縮機。
3. ３．入力軸部に変速機部を介して圧縮機部を連結すると
   ともに前記変速機部および圧縮機部を潤滑する共用の潤
   滑油を溜める油溜り部を有して構成されかつ前記潤滑油
   は冷媒ガスに混って外部に吐出される圧縮機本体と、前
   記変速機部の変速比を空調負荷に応じて制御する空調制
   御手段と、この空調制御手段をオンオフ操作するオンオ
   フ手段と、このオンオフ手段のオフ操作を受けて前記圧
   縮機部の運転を停止させる手段と、前記圧縮機本体の油
   溜り部に潤滑油が有るか無いかを検知する油検知手段と
   、前記オンオフ手段のオフ操作時において前記油検出手
   段から無油の検知信号が検知されたとき、前記圧縮機部
   の運転停止前に前記圧縮機部を一時的に潤滑油の回収に
   適した回転数に制御させる油回収制御手段とを具備した
   ことを特徴とする自動車空調用の変速機付圧縮機。