JPH05126041A - 自動車用空調装置の変速機付圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】変速機の油溜り部における潤滑油の温度を制御
して冷媒溶解度を適量に保ち、トラクション係数の低下
を防止し、スリップや摩耗を防止する。 【構成】入力軸１０に変速機２０および圧縮機５０を連
結し、上記変速機には潤滑油を貯える油溜り部２２を設
け、この潤滑油は冷媒ガスに混合して冷凍サイクルを循
環される冷凍機油を用い、上記冷凍サイクルから帰還す
る冷媒の吸入経路を、圧縮機の吸入室５５に通じる主吸
入通路８５と、上記油溜り部を迂回して上記圧縮機の吸
入室に連通された迂回通路８２、８３とに分岐し、上記
主吸入通路もしくは迂回通路に流量制御弁９０を設け、
この流量制御弁は潤滑油の温度に応じて通路面積を制御
し、潤滑油の温度が低くなった場合に油溜り部に流れ込
む冷媒の量を規制するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用空調装置の変
速機付圧縮機に係り、入力回転数が変化しても圧縮機を
必要な回転数に制御することができる変速機を備えた圧
縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の空調装置に用いられる冷媒圧縮
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ようになっており、このため
圧縮機の入力回転数は自動車の走行状況等によって大き
く変動し、圧縮機の圧縮能力も自動車用エンジンの回転
数に応じて変化する。

【０００３】従来の場合、冷房能力が過剰になると、圧
縮機に取付けた電磁クラッチをオン・オフ制御して圧縮
機を起動、停止することにより冷房能力を制御する手段
が採用されていた。しかしながら、電磁クラッチをオン
・オフ制御すると、圧縮機の起動、停止によるショック
が発生し、また吹出口から吹き出される空気の急激な温
度変化によるフィーリングの悪化を招く。

【０００４】このような不具合を改善するには圧縮機を
能力制御することが有効であり、例えば、気筒数制御、
プランジャのストローク制御、吸入バイパス制御などの
手段による可変容量圧縮機が実用に供されている。しか
し、これらの可変容量制御手段は、エンジン回転数の上
昇による機械的損失の増大を招き、また騒音や振動の増
加を伴い、耐久性が低下するなどの不具合を生じる。

【０００５】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
の種の変速機付圧縮機は、入力軸に無段式の変速機を連
結し、この変速機に圧縮機を直列に連結した構造となっ
ている。

【０００６】このものによれば、変速機の変速比を制御
することによりエンジンの回転数の変動に拘らず圧縮機
の回転数を制御することができ、したがって、冷房負荷
に応じて変速機の変速比を「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り、圧縮機の高効率回
転域を高頻度で使用できるから省動力が図れ、また過剰
な高速回転を制御することにより静粛で、耐久性に優れ
た運転が可能になるなどの利点がある。

【０００７】ところで、従来のこの種の変速機付圧縮機
は、その変速機部分が専用の潤滑油を用いて潤滑される
ようになっており、これにより小型で高トルクの動力伝
達を実現している。この場合、専用の潤滑油はオイル冷
却装置により油温の上昇を防止し、油温を適性レベルに
保ってトラクション係数を高く維持するようにしてい
る。しかしながら、専用のオイル冷却装置は、オイルク
ーラやオイルポンプ等を必要とし、これらの部品点数が
増すので車両への搭載性が悪化する欠点がある。

【０００８】これを解決するため、変速機の潤滑は圧縮
機の潤滑と同一の冷凍機油で行う提案がなされている。
すなわち、冷凍サイクル回路に組込んだ圧縮機は、従来
から潤滑の方式として冷媒ガスに冷凍機油（潤滑油）を
適量に混合し（通常は潤滑油の混合割合を２〜１０重量
％）、この冷凍機油を圧縮機の圧縮運転にもとづき冷媒
に混ぜて循環させることで冷房運転中の圧縮機を潤滑し
ている。したがって、このような圧縮機の潤滑に用いら
れている冷凍機油を変速機の潤滑にも用いるようにすれ
ば、変速機の動力伝達損失による発熱を吸入冷媒により
冷却することができるとともに、この熱はコンデンサに
より放熱することができるので格別なオイル冷却装置は
不要になる等の利点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷媒ガ
スに混合した冷凍機油を変速機の潤滑に共用した場合、
冷凍機油の温度変化により冷凍機油中に冷媒が１０〜４
０％程度溶解することがある。冷媒溶解割合が高くなる
と純粋な冷凍機油に比べてトラクション係数が低下し、
このような潤滑性能の低い潤滑油では変速機側で要求す
る潤滑性能を満足することができない場合がある。

【００１０】特に、空調装置の冷房負荷が小さく、圧縮
機の負荷が小さい場合は変速機の動力伝達損失が低くな
り、油溜り部に貯えられている冷凍機の油温が低くなる
傾向にあり、このような場合は、冷媒溶解度が高くな
り、よってトラクション係数の低下、および油膜形成能
力の低下を招き、摺動部のスリップ率が高くなったり、
油膜厚さの低下による摩耗の進行が起こり、動力伝達部
の異常摩耗によって動力伝達不能のスリップ現象が心配
される。

【００１１】本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、油溜り部の油温を
適性に制御して冷凍機油の冷媒溶解度を低く保ち、トラ
クション係数の低下を防止してスリップや摩耗を防止す
ることができる自動車用空調装置の変速機付圧縮機を提
供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、入力軸に、冷凍能力により変速比が制御さ
れる変速機を連結するとともに、この変速機の出力側に
圧縮機を連結し、上記変速機には潤滑油を貯える油溜り
部を設け、この油溜り部に貯えられた潤滑油により変速
機を潤滑するとともに、この潤滑油は圧縮機を潤滑する
ために冷媒ガスに混合して冷凍サイクルを循環される冷
凍機油を共用し、上記冷凍サイクルから帰還する冷媒の
吸入経路を、直接的に圧縮機の吸入室に通じる主吸入通
路と、上記油溜り部を迂回して上記圧縮機の吸入室に連
通された迂回通路とに分岐し、上記主吸入通路もしくは
迂回通路に流量制御弁を設け、この流量制御弁は油溜り
部の潤滑油の温度に応じて通路面積を制御し、油溜り部
の潤滑油の温度が低くなった場合に冷凍サイクルから帰
還して油溜り部に流れ込む冷媒の量を抑制するようにし
たことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の変速機付圧縮機によると、空調装置の
冷媒負荷が小さい等のように、油溜り部の潤滑油の温度
が低くなった場合には流量制御弁の作用によって冷凍サ
イクルから帰還して油溜り部に流れ込む冷媒の量を減少
させ、また油溜り部の潤滑油の温度が高くなった場合に
は冷媒の量を増加させるようになり、油溜り部の潤滑油
の温度を適温に保つことができる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を図面に示す一実施例にもと
づいて説明する。

【００１５】図１は自動車用空調装置に用いられる変速
機付圧縮機を示し、入力軸１０に変速機２０を介して圧
縮機５０を連結して構成されている。

【００１６】入力軸１０は従動側プーリ１１を有し、こ
の従動側プーリ１１は自動車に搭載されている走行用エ
ンジンのクランク軸に設けた駆動側プーリ（図示しな
い）と無端状Ｖベルトで連結される。つまり、従動側プ
ーリ１１は走行用のエンジンを動力源として駆動され、
これにより変速機付圧縮機を駆動するようになってい
る。

【００１７】変速機２０は、例えば遊星コーンを用いた
摩擦無段式の変速装置であり、これは後で説明する。

【００１８】圧縮機５０は本実施例の場合ベーン型圧縮
機であり、これを説明すれば、図において５１は主ハウ
ジングを示す。この主ハウジング５１の内面５２は、図
２に示すように、若干いびつな形の円筒面をなしてい
る。この主ハウジンググ５１の前端部はフロントプレー
ト５３により閉塞されており、このフロントプレート５
３にはフロントハウジング５４が連結されている。これ
らフロントプレート５４とフロントハウジング５４の間
には吸入室５５が形成されている。主ハウジング１の後
端部はリアプレート５６により閉塞されており、このリ
アプレート５６にはリアハウジング５７が連結されてい
る。これらリアプレート５６とリアハウジング５７の間
にはオイル分離室５８が形成されている。

【００１９】上記フロントハウジング５４と、フロント
プレート５３、主ハウジンググ５１、リアプレート５７
およびリアハウジング５７は、スルーボルト５９によっ
て一体的に連結されている。

【００２０】主ハウジング５１には、ロータ６０が収容
されている。ロータ６０は主ハウジング５１内に偏心し
て配置されており、このロータ６０の一端には駆動軸６
１が設けられているとともに、他端には支持軸６２が一
体に設けられている。駆動軸６１および支持軸６２は、
それぞれ上記フロントプレート５３およびリアプレート
５６に取着したラジアル軸受６３、６４により回転自在
に支持されている。駆動軸６２は、フロントハウジング
５５を貫通して図１の左側に導出されており、この端部
は後述する変速機２０に連結されている。

【００２１】ロータ６０には、図２に示すように、十字
形のベーン溝６６が形成されており、これらベーン溝６
６には、それぞれ放射方向に摺動自在にベ−ン６７…が
収容されている。

【００２２】主ハウジング５１の内面５２と、フロント
プレ―ト５３、リアプレ―ト５７、ロータ６０および各
ベ−ン６７…とで囲まれた空間は圧縮室６８…を構成
し、上記ロータ６０の回転に伴ってこれら圧縮室６８…
は容積を変化する。この圧縮室６８…の容積が増大する
領域は吸入行程となり、また圧縮室６８…の容積が縮小
する領域は圧縮行程およびこれに続いて吐出行程とな
る。

【００２３】主ハウジンググ５１の側壁には、上記圧縮
室６８が吐出行程となる位置に対向して吐出室ハウジン
グ７０が取付けられている。この吐出室ハウジング７０
には吐出室７１が形成されている。そして、主ハウジン
グ５１の側壁には、吐出行程に位置する圧縮室６８と吐
出室７１を連通する吐出孔７２が開口されており、この
吐出孔７２は逆止弁構造の吐出弁７３により開閉される
ようになっている。

【００２４】上記吐出室ハウジング７０は、リアプレー
ト５６に形成した吐出通路７４を介して前記リアハウジ
ング５７に形成したオイル分離室５８に導通している。
このオイル分離室５８は吐出口７５に取着される吐出パ
イプ（図示しない）を通じて冷凍サイクルのコンデンサ
に接続される。

【００２５】フロントプレート５３には、圧縮室６８が
吸入行程にある場合に対向する吸入孔７６が形成されて
おり、この吸入孔７６はフロントハウジング５４に形成
した吸入室５５に通じている。この吸入室５５は後述す
る分配室８１および吸入口７７（図３に示す）に接続し
た吸入パイプ（図示しない）を介して冷凍サイクルのエ
バポレータに連結されている。

【００２６】このような構成によるベーン型圧縮機は、
自動車走行用エンジンの回転力が駆動軸６１に伝達され
ることによりロータ６０が主ハウジング５１内で回転
し、この回転に伴ない圧縮室６８が容積を拡張する過程
で、冷凍サイクルのエバポレータから吸入室５５を通じ
て導入した冷媒を吸入孔７６から圧縮室６８内に吸入す
る。吸入された冷媒は圧縮室６８の容積減少に伴って圧
縮され、吐出孔７２より吐出弁７３を押し開いて吐出室
７１に吐出される。

【００２７】この冷媒は、冷媒通路７４からオイル分離
室５８に送られ、このオイル分離室５８から吐出口７５
より冷凍サイクルのコンデンサ側へ吐出される。

【００２８】次に、変速機２０について説明する。２１
はケーシングであり、このケーシング２１は、上記圧縮
機５０のフロントハウジング５４の周部に図示しないボ
ルトにより密閉的に連結されている。このケーシング２
１は、略キャップ状をなしており、内底部に油溜り部２
２を形成している。この油溜り部２２には冷凍機油２３
（潤滑油）が貯溜されている。

【００２９】このケ−シング２１のフロント側壁部に
は、ラジアル軸受１２により、前記入力軸１０が回転自
在に支持されている。この入力軸１０は、前記圧縮機５
０の駆動軸６１の軸線と同軸をなしており、ケーシング
２１の側壁を貫通している。この入力軸１０の貫通端に
は前記従動側プーリ１１が装着されており、入力軸１０
へ上記エンジンの回転を入力できるようになっている。

【００３０】なお、１３はプーリ支持用のラジアル軸
受、１４は従動側プーリ１１とラジアル軸受１２との間
の入力軸部分に設けたオイルシ−ルを示す。

【００３１】また入力軸１０のハウジング２１内に突出
した端部には、入力ディスク２４が一体的に回転するよ
うに取着されている。

【００３２】これに対向して、前記圧縮機５０の駆動軸
６１の突出端には出力ディスク２５が、後述する伝達デ
ィスクおよびカムディスクを介して一体的に回転するよ
うに取り付けられている。これら入力ディスク２４と出
力ディスク２５の間には複数の遊星コーン２６（２個だ
け図示）が配置されている。

【００３３】遊星コーン２６は３つの伝動面を有する略
傘状をなしている。すなわち、遊星コーン２６は、円錐
部２７ａと、この円錐部２７ａの円錐底面２７ｂと、こ
の円錐部２７ａと同軸をなして形成された小径なリング
部２７ｃおよびこのリング部２７ｃと同軸をなして形成
された取付軸２７ｄを一体的に有している。

【００３４】円錐部２７ａは後述する変速リング３０に
摩擦係合しているとともに、円錐底面２７ｂは上記出力
ディスク２５の外周面と摩擦係合し、小径なリング部２
７ｃは入力ディスク２４の外周端と摩擦係合している。

【００３５】このような遊星コーン２６は、その取付軸
部２７ｄがコーンリテーナ２８に適当なクリアランスを
存して回転自在に装着されており、このコーンリテーナ
２８は、入力軸１０に対して回転自在に支持されてい
る。したがって、これら遊星コーン２６…は自転および
公転が自在となっており、円錐部２７ａに摩擦係合して
いる変速リング３０が入力軸１０の軸線方向に沿ってス
ライドすることにより遊星コーン２６の接触点の位置が
頂角から周縁部の間で変化し、このため自転速度と公転
速度が変化するので入力軸１０から伝えかれた回転速度
を変速できるようになっている。本実施例では、例えば
「変速比０（円錐部２７ａの周縁近傍の位置）から変速
比１（円錐部２７ａ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てある。

【００３６】上記変速リング３０は駆動機構３１により
駆動される。駆動機構３１は、ケ−シング２１の上部に
取着した駆動モータ３２を有しており、この駆動モータ
３２はケ−シング２１の上部に設けたねじ軸３３を回転
するようになっている。ケ−シング２１の上部には、ね
じ軸３３の軸方向に沿ってガイトピン３４が設けられて
おり、このガイドピン３４にはカムブロック３５が軸方
向に摺動自在に取着されている。このカムブロック３５
は上記ねじ軸３３にねじ係合している。したがって、駆
動モータ３２によりねじ軸３３を回転駆動すると、カム
ブロック３５がガイドピン３４に案内されて軸方向に移
動する。このようなカムブロック３５には、前記変速リ
ング３０が入力軸１０の軸線回りに回転自在に取着され
ており、この変速リング３０はカムブロック３５と一体
的に軸方向へ移動されるようになっている。

【００３７】よって、遊星コーン２６の円錐部２７ａに
摩擦係合している上記変速リング３０が軸線方向に沿っ
てスライドすることにより遊星コーン２６の接触点の位
置が頂角から周縁部の間で変化し、このため入力軸１０
からの回転速度を変速できるようになっている。つま
り、変速リング３０が図１の矢印Ｈで示す通り、遊星コ
ーン２６…の円錐部２７ａの周縁部に摩擦係合している
場合は、有効接触半径が大きくて遊星コーン２６…の公
転速度が大きくて自転速度は小さく、この場合変速比は
０に近くなる。また、変速リング３０が図１の矢印Ｌで
示す通り、遊星コーン２６…の円錐部２７ａの頂点部に
近づく場合は、有効接触半径が小さくなり、遊星コーン
２６…の公転速度が減少し、自転速度が大きくなり、こ
の場合は変速比は１に近くなる。よって、変速比０（円
錐部２７ａの周縁近傍の位置）から変速比１（円錐部２
７ａの頂角近傍の位置）の範囲で回転を無段階で変速す
ることができる。

【００３８】上記出力ディスク２５は、カムディスク３
７および伝達ディスク３８により圧縮機５０の駆動軸６
１に回転を伝える。つまり、カムディスク３７はラジア
ル軸受３９により入力軸１０に回転自在に支持されてい
る。そして、出力ディスク２５とカムディスク３７は、
互いに対向する板面部分に配置した複数の鋼球４１…お
よびこれら鋼球４１…の動きを規制する凹部によって動
力的に結合されている。また、出力ディスク２５とカム
ディスク３７との間には、複数の圧縮コイルスプリング
４２…介装されており、この圧縮コイルスプリング４２
…の弾性力により、出力ディスク２５を常に遊星コーン
２６に押圧付勢させている。

【００３９】カムディスク３７と伝達ディスク３８はね
じで連結されており、この伝達ディスク３８は圧縮機５
０の駆動軸６１にスプライン係合してこの駆動軸６１と
一体に回転するようになっている。

【００４０】よって、出力ディスク２５から出力された
変速回転はカムディスク３７および伝達ディスク３８を
介して圧縮機５０の駆動軸６１に出力するようにしてい
る。

【００４１】なお、４０はカムディスク３７のスラスト
荷重を支持するスラスト軸受である。

【００４２】こうした遊星コーン２６およびコーンリテ
−ナ２８の配置により、下位に配置された遊星コーン２
６および変速リング３０の下部部分がケーシング２１に
形成した油溜り部２２の冷凍機油２３中に浸漬されるよ
うになっており、遊星コーン２６の公転、自転による冷
凍機油２３のはねあげにより、変速機２０の摺動部分に
冷凍機油２３を供給するようにしている。

【００４３】上記ケーシング２１の内部に形成した油溜
り部２２に冷凍機油２３を導入するため、以下のような
構造を採用してある。

【００４４】すなわち、図３はフロントハウジング５４
を図１の矢印Ｂ−Ｂ方向からみた図であり、このフロン
トハウジング５４にはリブ８０が形成されており、この
リブ８０は下部に前記吸入室５５を区分するとともに上
部に分配室８１を区分して形成している。つまり、下部
に設けられた吸入室５５と、上部に設けられた分配室８
１は、リブ８０により上下に区画されている。

【００４５】上部の分配室８１は、先に説明した吸入口
７７を有し、エバポレータから冷媒ガスを導入する。こ
の分配室８１はフロントハウジング５４に形成したバイ
パス通路８２により低圧な油溜り部２２に通じている。
油溜り部２２には分配室８１からバイパス通路８２を通
じて冷媒が供給され、冷媒に混合されている冷凍機油２
３はこの油溜り部２２で分離されて補給されるようにな
っている。

【００４６】また、下部の吸入室５５には油溜り部２２
に通じるオーバーフロー通路８３が形成されている。こ
のオーバーフロー通路８３は、油溜り部２２の冷媒およ
び冷凍機油２３を吸入室５５に戻し、油溜り部２２の冷
凍機油レベルを、例えば入力軸１０の軸中心と略同等レ
ベルに維持するようになっている。

【００４７】上記上部の分配室８１と下部の吸入室５５
を区画するリブ８０には、これら分配室８１と吸入室５
５を直接連通させる主吸入通路８５が形成されている。

【００４８】なお、主吸入通路８５の開口面積はバイパ
ス通路８２の開口面積の略１．５〜２．０倍にしてあ
り、バイパス通路８２の開口面積とオーバーフロー通路
８３の開口面積は同等にしてある。

【００４９】上記主吸入通路８５には、この通路の開口
面積を制御する流量制御弁９０が設けられている。流量
制御弁９０は、図４に示す通り、主吸入通路８５と直交
する取付け孔９１内にスプール弁９２を嵌挿し、このス
プール弁９２の一端はコイルばね９３により押圧されて
いるとともに他端はベローズ９４により押圧されてい
る。ベローズ９４は導管９５により図１に示す銅合金な
どからなる感温筒９６に連通されており、これらベロー
ズ９４、導管９５および感温筒９６には感温膨脹流体、
例えば冷媒が充填されている。感温筒９６は上記低圧油
溜り部２２の冷凍機油に浸漬される位置に設置されてお
り、この感温筒９６により油溜り部２２における冷凍機
油２３の温度を検出するようになっている。そして、こ
の感温筒９６により冷凍機油２３の温度を検出し、これ
が温度上昇すると感温筒９６内の冷媒が熱膨脹し、この
ためベローズ９４内の圧力が上昇するのでベローズ９４
が伸長作動するようになっている。

【００５０】この場合、スプール弁９２がコイルばね９
３の押圧力に抵抗して作動し、主吸入通路８５の開口面
積を絞るようになる。このため、分配室８１から吸入室
５５に向かって直接送られる冷媒の量が減じられ、分配
室８１の冷媒はバイパス通路８２を通じて油溜り部２２
に送り込まれる。したがって、油溜り部２２に送られる
低温冷媒の供給量が増し、油溜り部２２の冷凍機油２３
を冷却するようになっている。

【００５１】なお、９８はベローズ９４を覆うカバ−で
ある。

【００５２】このような構成の自動車用空調装置の変速
機付圧縮機について作用を説明する。

【００５３】自動車のエンジンを起動させると、エンジ
ンの回転が駆動側プーリ、Ｖベルトおよび従動側プーリ
１１介して変速機付圧縮機の入力軸１０に伝達される。
これにより、入力された回転が入力ディスク２４から遊
星コーン２６に伝達され、遊星コーン２６を自転ならび
に公転させる。

【００５４】図示しない制御器から駆動モータ３２に信
号を送り、この駆動モータ３２でねじ軸３３を回転する
と、カムブロック３５がガイドピン３４に案内されて軸
方向に移動する。このため、遊星コーン２６の円錐部２
７ａに摩擦係合している変速リング３０が軸線方向に沿
ってスライドし、遊星コーン２６の接触点の位置が頂角
から周縁部の間で変化し、このため入力軸１０からの回
転速度を変速して出力ディスク２５に伝える。出力ディ
スク２５に出力された変速回転はカムディスク３７およ
び伝達ディスク３８を介して圧縮機５０の駆動軸６１に
伝えられ、よって圧縮機５０が駆動される。

【００５５】圧縮機５０においては、駆動軸６１に回転
が伝えられることによりロータ６０が主ハウジング５１
内で回転し、この回転に伴ない圧縮室６８が容積を拡張
する過程で、冷媒を吸入室５５より吸入孔７６を通じて
圧縮室６８内に吸入する。吸入された冷媒は圧縮室６８
の容積減少に伴って圧縮され、吐出孔７２より吐出弁７
３を押し開いて吐出室７１に吐出される。この冷媒は、
冷媒通路７４からオイル分離室５８に送られ、このオイ
ル分離室５８の吐出口７５から冷凍サイクルのコンデン
サ側へ吐出される。

【００５６】冷凍サイクルを循環した冷媒がエバポレー
タからフロントハウジング５４の吸入口７７を経て分配
室８１に導入されると、この冷媒は主吸入通路８５を通
じて吸入室５５に導入される。この吸入室５５の冷媒は
上記したように吸入孔７６から圧縮室６８に吸引され
る。

【００５７】また、分配室８１の冷媒は、バイパス通路
８２を通じて変速機２０側のケ−シング２１に形成した
油溜り部２２に導入される。油溜り部２２では冷媒ガス
中に混合されている冷凍機油２３を分離し、この冷凍機
油２３の油量を所定のレベルに維持している。

【００５８】そして、遊星コーン２６の公転を利用し
て、油溜り部２２に溜まった冷凍機油２３をはねあげ、
変速機２０の各摺動部を潤滑する。

【００５９】冷凍サイクルによる冷凍能力が低い場合
は、制御器からの指令により変速機２０は変速比を小さ
くして圧縮機５０の回転数を下げる。このような運転状
態では、変速機２０の動力伝達損失が低下し、摩擦熱の
発生は少なくなり、油溜り部２２の冷凍機油２３の温度
が低下する。すると、流量制御弁９０の感温筒９６が冷
凍機油２３の温度を検出して感温筒９６内の冷媒が熱収
縮し、このためベローズ９４内の圧力が低下するので、
ベローズ９４が短縮作動し、主吸入通路８５の開口面積
を広げるようになる。このため、分配室８１から吸入室
５５に向かって直接送られる冷媒の量が増し、分配室８
１からバイパス通路８２を通じて油溜り部２２に送り込
まれる冷媒の量が減じられる。この冷媒はエバポレータ
から戻された冷媒であるから、温度が低く、したがって
油溜り部２２内の冷凍機油２３の温度低下が抑制され
る。

【００６０】この結果、冷凍機油２３に対する冷媒の溶
解割合を低く抑制することができ、潤滑機能の低下を防
止することができる。よってトラクション係数の低下を
防止し、摺動部のスリップ率を低くすることができ、油
膜厚さを大きくして摩耗を防止し、動力伝達部の異常摩
耗によって動力伝達不能を防止することができる。

【００６１】図５は、冷媒の溶解度とトラクション係数
の関係を示すもので、冷媒溶解度が高くなるとトラクシ
ョン係数が低下することが判る。

【００６２】また、図６は、冷媒の温度と圧力との関係
に対し、冷凍機油に対する冷媒の溶解度を示す特性図で
あり、温度が低くなる程冷媒の溶解度が高くなることが
理解できる。圧縮機５０が冷房能力を一定に制御してい
る状態では、圧縮機５０における冷媒の吸入圧力は約
０．２５〜０．３ＭＰａ．abs に設定されており、この
ような状況で潤滑油の温度が４０〜４５℃に達した場合
に流量制御弁９０により主吸入通路８５の開口面積を減
じるように作動させれば、冷凍機油２３に対する冷媒の
溶解度を５〜１０％に保つことができることが確認され
ている。これによりトラクション係数を高く維持するこ
とができる。

【００６３】なお、本発明は上記実施例の構造に制約さ
れるものではない。

【００６４】すなわち、上記実施例では変速機２０とし
て遊星コーン型変速機について説明したが、冷凍能力に
より変速比を制御する変速機であれば、他の構造の変速
機でも実施可能である。

【００６５】また、上記実施例では、圧縮機５０として
ベーン型圧縮機を用いた場合を説明したが、圧縮機はプ
ランジャ加圧型であっても実施可能である。

【００６６】さらに、上記実施例の場合、流量制御弁９
０を分配室８１から吸入室５５に通じる主吸入通路８５
に設置し、潤滑油の温度が低下した場合に主吸入通路８
５の通路面積を広げて油溜り部２２に送り込まれる冷媒
の量を規制するようにしたが、本発明は、分配室８１か
ら油溜り部２２に通じるバイパス通路８２、または油溜
り部２２から吸入室５５に通じるオーバーフロー通路８
３に流量制御弁を設けてもよい。ただし、バイパス通路
８２またはオーバーフロー通路８３に流量制御弁を設け
る場合は、潤滑油の温度が低下した時にこれらの通路面
積を絞って油溜り部２２に送り込まれる冷媒の量を規制
するようにする。

【００６７】また、上記実施例の流量制御弁９０は、感
温筒９６を低圧油溜り部２２の冷凍機油に浸漬させて冷
凍機油２３の温度を検出するようにしたが、温度センサ
ーはこの構成に限らず、温度を電気的な信号に変換する
検知手段であってもよく、したがって流量制御弁９０の
弁体も電気的信号により作動されるものであってもよ
い。

【００６８】また、油溜り部２２の潤滑油の温度を直接
検出する代わりに、変速機の変速リング３０などのよう
な摩擦部材に温度を検出して潤滑油の温度を間接的に検
出するようにしてもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、油
溜り部の潤滑油の温度が低くなった場合は流量制御弁の
作用によって冷凍サイクルから油溜り部に流れ込む冷媒
の量を減じさせるから、油溜り部に低温の冷媒が多量に
流れ込むのが規制されるようになり、油溜り部の潤滑油
の温度を適温に保つことができる。このため、潤滑油と
しての冷凍機油に冷媒が多く溶解するのを防止し、つま
り冷媒溶解度を低く保ち、潤滑油のトラクション係数の
低下を防止し、変速機の摺動部におけるスリップや摩耗
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す自動車用空調装置の変
速機付圧縮機の側断面図。

【図２】同実施例の図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面
図。

【図３】同実施例の図１におけるＢ−Ｂ線に沿う断面
図。

【図４】同実施例の図３におけるＣ−Ｃ線に沿う断面
図。

【図５】冷媒の溶解度とトラクション係数の関係を示す
特性図。

【図６】冷媒の温度と圧力および冷凍機油に対する冷媒
の溶解度を示す特性図。

【符号の説明】

１０…入力軸、１１…従動側プーリ、２０…変速機、２
１…ケ−シング、２２…油溜り部、２３…冷凍機油、２
４…入力ディスク、２５…出力ディスク、２６…遊星コ
ーン、３０…変速リング、３１…駆動機構、５０…圧縮
機、５１…主ハウジング、５５…吸入室、６０…ロー
タ、６７…ベーン、６８…圧縮室、７６…吸入孔、８１
…分配室、８２…バイパス通路、８３…オーバーフロー
通路、８５…主吸入通路、９０…流量制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸に、冷凍能力により変速比が制御
   される変速機を連結するとともに、この変速機の出力側
   に圧縮機を連結し、上記変速機には潤滑油を貯える油溜
   り部を設け、この油溜り部に貯えられた潤滑油により変
   速機を潤滑するとともに、この潤滑油は圧縮機を潤滑す
   るために冷媒ガスに混合して冷凍サイクルを循環される
   冷凍機油を共用し、上記冷凍サイクルから帰還する冷媒
   の吸入経路を、直接的に圧縮機の吸入室に通じる主吸入
   通路と、上記油溜り部を迂回して上記圧縮機の吸入室に
   連通された迂回通路とに分岐し、上記主吸入通路もしく
   は迂回通路に流量制御弁を設け、この流量制御弁は油溜
   り部の潤滑油の温度に応じて通路面積を制御し、油溜り
   部の潤滑油の温度が低くなった場合に冷凍サイクルから
   帰還して油溜り部に流れ込む冷媒の量を減少させるよう
   にしたことを特徴とする自動車用空気調和装置の変速機
   付圧縮機。