WO2014038554A1 - 車両用補機の駆動装置 - Google Patents

Abstract

　補機の駆動時、フリクション負荷が抑えられるだけでなく、効率の良い駆動源の選択を可能とすることで、エネルギー損失を抑制すること。　エンジン(１)と、モータ/ジェネレータ(２)と、コンプレッサ(３)と、を備える。この車両用補機の駆動装置において、エンジン(１)と、モータ/ジェネレータ(２)と、コンプレッサ(３)に有する回転軸のそれぞれに、エンジンローラ(４)，モータ/ジェネレータローラ(５)，コンプレッサローラ(６)を連結する。ローラ(４),(５),(６)の間に形成された隙間位置に、それぞれ第１アイドラローラ(７)，第２アイドラローラ(８)，第３アイドラローラ(９)を配置する。そして、アイドラローラ(７),(８),(９)をローラ接触方向に移動させることで、ローラ(４),(５),(６)の中からアイドラローラ(７),(８),(９)を介在させて動力を伝達するローラ対を選択するローラ対選択機構(１０)を設けた。

Description

車両用補機の駆動装置

　本発明は、車両に搭載された補機を２つの駆動源のどちらかにより駆動する車両用補機の駆動装置に関する。

　従来、エンジンクランク軸とモータ出力軸と圧縮機駆動軸にそれぞれ設けられたプーリと、各プーリ間に巻き掛けられたベルトと、を伝達機構とし、圧縮機等の補機を駆動させる車両用補機の駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－２０１９７５号公報

　しかしながら、従来の車両用補機の駆動装置にあっては、全ての補機及び駆動源が同一のベルト・プーリで駆動される構成になっていた。このため、全ての補機及び駆動源が常に連れ回りし、不要な駆動源あるいは補機のフリクションが駆動負荷となって加わることで、エネルギー損失の増大を招いてしまう、という問題があった。

　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、補機の駆動時、フリクション負荷が抑えられるだけでなく、効率の良い駆動源の選択を可能とすることで、エネルギー損失を抑制することができる車両用補機の駆動装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明の車両用補機の駆動装置は、第１駆動源と第２駆動源のうち、どちらかの駆動源により駆動される少なくとも一つの補機を備えている車両用補機の駆動装置であることを前提とする。
この車両用補機の駆動装置において、第１駆動源に有する回転軸と、第２駆動源に有する回転軸と、補機に有する回転軸と、のそれぞれにローラを連結する。回転軸のそれぞれに連結された複数のローラの間に形成された隙間位置に、それぞれアイドラローラを配置する。そして、アイドラローラをローラ接触方向に移動させることで、複数のローラの中からアイドラローラを介在させて動力を伝達するローラ対を選択するローラ対選択機構を設けた。

　よって、ローラ対選択機構によってアイドラローラをローラ接触方向に移動させることで、複数のローラの中からアイドラローラを介在させて動力を伝達するローラ対が選択される。
したがって、例えば、第１駆動源により補機を駆動するとき、第１駆動源と補機の間で駆動伝達経路を形成すると、この駆動伝達経路から第２駆動源が切り離される。つまり、不要な駆動源あるいは補機のフリクションが駆動負荷となって加わることがない。また、補機の駆動源として、第１駆動源と第２駆動源のうち、より効率の良い方を選択することが可能になる。
このように、アイドラローラの接触方向への移動により動力を伝達するローラ対を選択する構成としたことで、補機の駆動時、フリクション負荷が抑えられるだけでなく、効率の良い駆動源の選択を可能とすることで、エネルギー損失を抑制することができる。

実施例１の車両用補機の駆動装置を示す全体システム図である。 実施例１の車両用補機の駆動装置においてローラ対選択機構の凸カムによるローラ対の選択切り替えを示すローラ非接触断面図である。 実施例１の車両用補機の駆動装置においてローラ対選択機構の凸カムによるローラ対の選択切り替えを示すローラ接触断面図である。 実施例１の車両用補機の駆動装置においてローラ対選択機構の凹カムによるローラ対の選択切り替えを示すローラ非接触断面図である。 実施例１の車両用補機の駆動装置においてローラ対選択機構の凹カムによるローラ対の選択切り替えを示すローラ接触断面図である。 実施例１の車両用補機の駆動装置において第１駆動伝達モードを選択したときのモータによるエンジン始動作用を示す作用説明図である。 実施例１の車両用補機の駆動装置において第１駆動伝達モードを選択したときのエンジンによる発電作用を示す作用説明図である。 実施例１の車両用補機の駆動装置において第２駆動伝達モードを選択したときのエンジンによる発電＆エアコン駆動作用を示す作用説明図である。 実施例１の車両用補機の駆動装置において第３駆動伝達モードを選択したときのエンジンによるエアコン駆動作用を示す作用説明図である。 実施例１の車両用補機の駆動装置において第４駆動伝達モードを選択したときのモータによるエアコン駆動作用を示す作用説明図である。 実施例２の車両用補機の駆動装置においてメインモータによるエアコン駆動作用を示す作用説明図である。 実施例２の車両用補機の駆動装置においてサブモータによるエアコン駆動作用を示す作用説明図である。

　以下、本発明の車両用補機の駆動装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

　まず、構成を説明する。
実施例１における車両用補機の駆動装置の構成を、［全体システム構成］、［ローラ対選択構成］に分けて説明する。

　［全体システム構成］
　図１は、実施例１の車両用補機の駆動装置を示す。以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。

　実施例１の車両用補機の駆動装置は、ハイブリッド車に適用され、図１に示すように、エンジン１（第１駆動源）と、モータ/ジェネレータ２（第２駆動源）と、コンプレッサ３（補機）と、が搭載されている。そして、駆動伝達要素であるローラとして、エンジンローラ４と、モータ/ジェネレータローラ５と、コンプレッサローラ６と、を備える。駆動伝達経路を選択するアイドラローラとして、第１アイドラローラ７と、第２アイドラローラ８と、第３アイドラローラ９と、を備える。さらに、駆動伝達経路を選択するとき、各アイドラローラ７，８，９を径方向に移動させるローラ対選択機構１０と、を備えている。

　前記コンプレッサ３は、車室内の空調を行うエアコンシステムにおいて、熱媒体を圧縮するものであり、エンジン１とモータ/ジェネレータ２のうち、どちらかの駆動源により駆動される。

　前記エンジンローラ４は、エンジン１のクランク軸１１（回転軸）に連結されている。前記モータ/ジェネレータローラ５は、モータ/ジェネレータ２のモータ軸１２（回転軸）に連結されている。前記コンプレッサローラ６は、コンプレッサ３のコンプレッサ軸１３（回転軸）に連結されている。
これらのローラ４，５，６は、図１に示すように、直径を同一径とし、円環状のキャリアケース１４に対し回転可能に両端支持されている。そして、ローラ対選択機構１０に設けられたアクチュエータ１５（図２及び図３参照）のセレクター軸１６（回転軸）を中心軸Ｏとする円周上に、等間隔（120°間隔）で配置されている。各ローラ４，５，６のうち、隣接する２つのローラ間に形成される周方向隙間は、アイドラローラ７，８，９の直径よりも少し小さい寸法としている。

　前記第１アイドラローラ７は、エンジンローラ４とモータ/ジェネレータローラ５の間に形成された周方向隙間に配置されている。前記第２アイドラローラ８は、エンジンローラ４とコンプレッサローラ６の間に形成された周方向隙間に配置されている。前記第３アイドラローラ９は、モータ/ジェネレータローラ５とコンプレッサローラ６の間に形成された周方向隙間に配置されている。
これらのアイドラローラ７，８，９は、図１に示すように、直径を同一径とし、周方向隙間のそれぞれにおいて、キャリアケース１４に開口した第１長穴１４ａ，第２長穴１４ｂ，第３長穴１４ｃに沿って径方向移動可能に配置されている。

　前記ローラ対選択機構１０は、アイドラローラをローラ接触方向に移動させることで、３つのローラ４，５，６の中からアイドラローラ７，８，９のうち、いずれか一つあるいは二つを介在させて動力を伝達するローラ対を選択する機構である。

　［ローラ対選択構成］
　図２は、実施例１の車両用補機の駆動装置においてローラ対選択機構の凸カムによるローラ対の選択切り替えを示し、図３は、凹カムによるローラ対の選択切り替えを示す。以下、図１～図３に基づき、ローラ対選択構成を説明する。

　前記ローラ対選択機構１０は、アクチュエータ１５による回転運動をアイドラローラ７，８，９の径方向移動に変換する凸カム１７（カム）及び凹カム１８（カム）を有する。そして、凸カム１７及び凹カム１８は、セレクター軸１６に一体に設けられ、アクチュエータ１５により凸カム１７及び凹カム１８の回転角位置を変更することで、動力を伝達するローラ対を選択する構成としている。

　前記第１アイドラローラ７は、図１に示すように、第１アイドラローラ７を回転可能に支持する第１ベアリング支持部７１が、キャリアケース１４に開口した第１長穴１４ａの内径位置から外径位置まで径方向に移動可能に設けられている。そして、第１ベアリング支持部７１の内径側が凸カム１７に接し、第１ベアリング支持部７１の外径側が、第１スプリング７２により内径方向に付勢されている。この第１アイドラローラ７は、第１長穴１４ａの内径位置にあるときローラ対４，５と非接触を保ち、第１長穴１４ａの外径位置にあるときローラ対４，５と接触する。つまり、第１アイドラローラ７は、径方向外側へ移動することでローラ接触する。

　前記第２アイドラローラ８は、図１に示すように、第２アイドラローラ８を回転可能に支持する第２ベアリング支持部８１が、キャリアケース１４に開口した第２長穴１４ｂの内径位置から外径位置まで径方向に移動可能に設けられている。そして、第２ベアリング支持部８１の内径側が凸カム１７に接し、第２ベアリング支持部８１の外径側が、第２スプリング８２により内径方向に付勢されている。この第２アイドラローラ８は、第２長穴１４ｂの内径位置にあるときローラ対４，６と非接触を保ち、第２長穴１４ｂの外径位置にあるときローラ対４，６と接触する。つまり、第２アイドラローラ８は、径方向外側へ移動することでローラ接触する。

　前記第３アイドラローラ９は、図１に示すように、第３アイドラローラ９を回転可能に支持する第３ベアリング支持部９１が、キャリアケース１４に開口した第３長穴１４ｃの内径位置から外径位置まで径方向に移動可能に設けられている。そして、第３ベアリング支持部９１の内径側が凹カム１８に接し、第３ベアリング支持部９１の外径側が、第３スプリング９２により内径方向に付勢されている。この第３アイドラローラ９は、第３長穴１４ｃの外径位置にあるときローラ対５，６と非接触を保ち、第３長穴１４ｃの内径位置にあるときローラ対５，６と接触する。つまり、第３アイドラローラ９は、径方向内側へ移動することでローラ接触する。

　前記凸カム１７は、図１に示すように、扇形状カムとされ、扇の要位置にセレクター軸１６が接続され、アクチュエータ１５による回転運動を、第１アイドラローラ７及び第２アイドラローラ８の径方向移動に変換する。すなわち、図２Ａに示すように、第１ベアリング支持部７１の内径側に接する凸カム１７のカム径が小径であり、第１アイドラローラ７が内径位置にあるとき、ローラ対４，５と非接触である。一方、図２Ｂに示すように、第１ベアリング支持部７１の内径側に接する凸カム１７のカム径が大径であり、第１アイドラローラ７が内径位置から外径位置へ径方向に移動すると、ローラ対４，５と接触する。同様に、第２ベアリング支持部７２の内径側に接する凸カム１７のカム径が小径であり、第２アイドラローラ８が内径位置にあるとき、ローラ対４，６と非接触である。一方、第２ベアリング支持部７２の内径側に接する凸カム１７のカム径が大径であり、第２アイドラローラ８が内径位置から外径位置へ径方向に移動すると、ローラ対４，６と接触する。

　前記凹カム１８は、図１に示すように、外周部１８ａの周上の１箇所に凹部１８ｂを形成した円板状カムとされ、円板の中心位置にセレクター軸１６が接続され、アクチュエータ１５による回転運動を第３アイドラローラ９の径方向移動に変換する。すなわち、図３Ａに示すように、第３ベアリング支持部７３の内径側に接する凹カム１８のカム径が大径（外周部１８ａ）であり、第３アイドラローラ９が外径位置にあるとき、ローラ対５，６と非接触である。一方、図３Ｂに示すように、第３ベアリング支持部７３の内径側に接する凹カム１８のカム径が小径（凹部１８ｂ）であり、第３アイドラローラ９が外径位置から内径位置へ径方向に移動すると、ローラ対５，６と接触する。

　前記ローラ対選択機構１０は、ローラ対の選択により、下記の４つの駆動伝達モードを達成する。
(a) 第１駆動伝達モード
エンジンローラ４とモータ/ジェネレータローラ５に対して第１アイドラローラ７を接触させた駆動伝達経路によるモードをいう。
(b) 第２駆動伝達モード
エンジンローラ４とモータ/ジェネレータローラ５に対して第１アイドラローラ７を接触させると共に、エンジンローラ４とコンプレッサローラ６に対して第２アイドラローラ８を接触させた駆動伝達経路によるモードをいう。
(c) 第３駆動伝達モード
　エンジンローラ４とコンプレッサローラ６に対して第２アイドラローラ８を接触させた駆動伝達経路によるモードをいう。
(d) 第４駆動伝達モード
　モータ/ジェネレータローラ５とコンプレッサローラ６に対して第３アイドラローラ９を接触させた駆動伝達経路によるモードをいう。

　次に、作用を説明する。
実施例１の車両用補機の駆動装置における作用を、［ローラ対の選択による補機駆動作用］、［第１駆動伝達モード作用］、［第２駆動伝達モード作用］、［第３駆動伝達モード作用］、［第４駆動伝達モード作用］に分けて説明する。

　［ローラ対の選択による補機駆動作用］
　上記のように、実施例１では、ローラ対選択機構１０によってアイドラローラ７，８，９をローラ接触方向に移動させることで、３つのローラ４，５，６の中からアイドラローラ７，８，９を介在させて動力を伝達するローラ対を選択する構成を採用した。
したがって、例えば、エンジン１により補機であるコンプレッサ３を駆動するときは、エンジン１とコンプレッサ３の間でローラ４，６と第２アイドラローラ８により駆動伝達経路を形成すると、この駆動伝達経路からモータ/ジェネレータ２が切り離される。また、モータ/ジェネレータ２により補機であるコンプレッサ３を駆動するときは、モータ/ジェネレータ２とコンプレッサ３の間でローラ５，６と第３アイドラローラ９により駆動伝達経路を形成すると、この駆動伝達経路からエンジン１が切り離される。
つまり、不要な駆動源のフリクションが駆動負荷となって加わることがない。また、補機であるコンプレッサ３の駆動源として、エンジン１とモータ/ジェネレータ２のうち、状況に応じてより効率の良い方を選択することが可能になる。
このように、アイドラローラ７，８，９の接触方向への移動により動力を伝達するローラ対を選択する構成としたことで、コンプレッサ３の駆動時、フリクション負荷が抑えられるだけでなく、効率の良い駆動源の選択を可能とすることで、エネルギー損失が抑制される。

　実施例１では、各ローラ４，５，６は、ローラ対選択機構１０に設けられたアクチュエータ１５のセレクター軸１６を中心軸Ｏとする円周上に周方向隙間を形成して配置し、アイドラローラ７，８，９は、周方向隙間に径方向移動可能に配置した。そして、ローラ対選択機構１０は、アクチュエータ１５による回転運動をアイドラローラ７，８，９の径方向移動に変換するカム機構により、動力を伝達するローラ対を選択する構成を採用した。
この構成により、中心軸Ｏとする円形領域内に各ローラ４，５，６及びアイドラローラ７，８，９がコンパクトに配置されると共に、単一のアクチュエータ１５を用いたカム機構により、動力を伝達するローラ対が選択される。

　実施例１では、第１駆動源は、エンジン１であり、第２駆動源は、モータ/ジェネレータ２であり、補機は、エンジン１又はモータ/ジェネレータ２により駆動されるハイブリッド車のコンプレッサ３である構成を採用した。
ハイブリッド車の場合、エンジン１とモータ/ジェネレータ２を共に駆動するHEV走行モード、モータ/ジェネレータ２のみを駆動するEV走行モードがある。そして、EV走行モードからHEV走行モードへモード遷移する場合、モータ/ジェネレータ２をスタータモータとしてエンジン１を始動することがあるし、また、HEV走行モードでは、エンジン１の駆動力の一部を用いてモータ/ジェネレータ２により発電することがある。さらに、選択されている走行モードに応じ、コンプレッサ３の駆動源を選択する必要がある。
これに対し、動力を伝達するローラ対の選択機能を、補機の駆動源選択機能としてだけでなく、２つの駆動源間の動力伝達を断接するクラッチ機能として用いることで、ハイブリッド車において要求される様々な駆動伝達経路の形成機能に応えられる。

　実施例１では、ローラ対選択機構１０として、アクチュエータ１５による回転運動を第１アイドラローラ７及び第２アイドラローラ８の径方向移動に変換する凸カム１７と、アクチュエータ１５による回転運動を第３アイドラローラ９の径方向移動に変換する凹カム１８と、を有する構成を採用した。
この構成により、アクチュエータ１５による回転角位置を制御し、凸カム１７及び凹カム１８により各アイドラローラ７，８，９の径方向規定位置を変更するだけで、４つの駆動伝達モードに切り替えられる。

　［第１駆動伝達モード作用］
　エンジンローラ４とモータ/ジェネレータローラ５に対して第１アイドラローラ７を接触させた駆動伝達経路による第１駆動伝達モードでは、図４に示すエンジン始動パターンと、図５に示すエンジン発電パターンと、が実現される。以下、２つのパターンについて説明する。

　（エンジン始動パターン：図４）
エンジン始動パターンでは、
駆動源：モータ/ジェネレータ２
被駆動：エンジン１
となる。
このエンジン始動パターンは、アクチュエータ１５によりセレクター軸１６を、図４に示すように、第１アイドラローラ７が、エンジンローラ４とモータ/ジェネレータローラ５に接触する位置に回転させる。このとき、第２アイドラローラ８及び第３アイドラローラ９は、ローラ非接触位置にある。
そして、セレクター軸１６の回転により第１アイドラローラ７が両ローラ４，５に接触すれば、伝達トルクに応じた押付力を、モータ/ジェネレータローラ５と第１アイドラローラ７との間でのくさび効果により自動的に発生させる。
したがって、モータ/ジェネレータ２→モータ軸１２→モータ/ジェネレータローラ５→第１アイドラローラ７→エンジンローラ４→クランク軸１１→エンジン１へと流れるトルクフローによる駆動伝達経路が形成される。この結果、モータ/ジェネレータ２を駆動源として、クランク軸１１を回転させることで、エンジン１の始動を行うことができる。

　（エンジン発電パターン：図５）
エンジン発電パターンでは、
駆動源：エンジン１
被駆動：モータ/ジェネレータ２
となる。
エンジン発電パターンは、エンジン始動パターンと同様に、アクチュエータ１５によりセレクター軸１６を、図５に示すように、第１アイドラローラ７が、エンジンローラ４とモータ/ジェネレータローラ５に接触する位置に回転させる。このとき、第２アイドラローラ８及び第３アイドラローラ９は、ローラ非接触位置にある。
そして、第１アイドラローラ７が両ローラ４，５に接触しても、くさび効果による自動押付は期待できないため、セレクター軸１６の角度位置を保持する。
したがって、エンジン１→クランク軸１１→エンジンローラ４→第１アイドラローラ７→モータ/ジェネレータローラ５→モータ軸１２→モータ/ジェネレータ２へと流れるトルクフローによる駆動伝達経路が形成される。この結果、エンジン１を駆動源として、モータ軸１２を回転させることで、モータ/ジェネレータ２により発電を行うことができる。

　［第２駆動伝達モード作用］
　エンジンローラ４とモータ/ジェネレータローラ５に対して第１アイドラローラ７を接触させると共に、エンジンローラ４とコンプレッサローラ６に対して第２アイドラローラ８を接触させた駆動伝達経路による第２駆動伝達モードでは、図６に示すエンジン１による発電＆エアコン駆動パターンが実現される。
エンジン１による発電＆エアコン駆動パターンでは、
駆動源：エンジン１
被駆動：モータ/ジェネレータ２及びコンプレッサ３
である。

　エンジン１による発電＆エアコン駆動パターンは、アクチュエータ１５によりセレクター軸１６を、図６に示すように、第１アイドラローラ７が、エンジンローラ４とモータ/ジェネレータローラ５に接触すると共に、第２アイドラローラ８が、エンジンローラ４とコンプレッサローラ６に接触する位置に回転させる。このとき、第３アイドラローラ９のみは、ローラ非接触位置にある。
そして、第１アイドラローラ７が両ローラ４，５に接触しても、くさび効果による自動押付は期待できないため、セレクター軸１６の角度位置を保持する。一方、セレクター軸１６の回転により第２アイドラローラ８が両ローラ４，６に接触すれば、伝達トルクに応じた押付力を、エンジンローラ４と第２アイドラローラ８との間でのくさび効果により自動的に発生させる。
したがって、エンジン１→クランク軸１１→エンジンローラ４→第１アイドラローラ７→モータ/ジェネレータローラ５→モータ軸１２→モータ/ジェネレータ２へと流れるトルクフローによる駆動伝達経路が形成される。加えて、エンジン１→クランク軸１１→エンジンローラ４→第２アイドラローラ８→コンプレッサローラ６→コンプレッサ軸１３→コンプレッサ３へと流れるトルクフローによる駆動伝達経路が形成される。この結果、エンジン１を駆動源として、モータ軸１２を回転させることで、モータ/ジェネレータ２により発電を行うことができると共に、コンプレッサ軸１３を回転させることで、エアコンのコンプレッサ駆動ができる。

　［第３駆動伝達モード作用］
　エンジンローラ４とコンプレッサローラ６に対して第２アイドラローラ８を接触させた駆動伝達経路による第３駆動伝達モードでは、図７に示すエンジンエアコン駆動パターンが実現される。
このエンジンエアコン駆動パターンでは、
駆動源：エンジン１
被駆動：コンプレッサ３
である。

　エンジンエアコン駆動パターンは、アクチュエータ１５によりセレクター軸１６を、図７に示すように、第２アイドラローラ８が、エンジンローラ４とコンプレッサローラ６に接触する位置に回転させる。このとき、第１アイドラローラ７及び第３アイドラローラ９は、ローラ非接触位置にある。
そして、セレクター軸１６の回転により第２アイドラローラ８が両ローラ４，６に接触すれば、伝達トルクに応じた押付力を、エンジンローラ４と第２アイドラローラ８との間でのくさび効果により自動的に発生させる。
したがって、エンジン１→クランク軸１１→エンジンローラ４→第２アイドラローラ８→コンプレッサローラ６→コンプレッサ軸１３→コンプレッサ３へと流れるトルクフローによる駆動伝達経路が形成される。この結果、エンジン１を駆動源として、コンプレッサ軸１３を回転させることで、エアコンのコンプレッサ駆動ができる。

　［第４駆動伝達モード作用］
　モータ/ジェネレータローラ５とコンプレッサローラ６に対して第３アイドラローラ９を接触させた駆動伝達経路による第４駆動伝達モードでは、図８に示すモータエアコン駆動パターンが実現される。
このモータエアコン駆動パターンでは、
駆動源：モータ/ジェネレータ２
被駆動：コンプレッサ３
である。

　モータエアコン駆動パターンは、アクチュエータ１５によりセレクター軸１６を、図８に示すように、第３アイドラローラ９が、モータ/ジェネレータローラ５とコンプレッサローラ６に接触する位置に回転させる。このとき、第１アイドラローラ７及び第２アイドラローラ８は、ローラ非接触位置にある。
そして、セレクター軸１６の回転により第３アイドラローラ９が両ローラ５，６に接触すれば、伝達トルクに応じた押付力を、モータ/ジェネレータローラ５と第３アイドラローラ９との間でのくさび効果により自動的に発生させる。
したがって、モータ/ジェネレータ２→モータ軸１２→モータ/ジェネレータローラ５→第３アイドラローラ９→コンプレッサローラ６→コンプレッサ軸１３→コンプレッサ３へと流れるトルクフローによる駆動伝達経路が形成される。この結果、モータ/ジェネレータ２を駆動源として、コンプレッサ軸１３を回転させることで、エアコンのコンプレッサ駆動ができる。

　なお、モータエアコン駆動パターンにおいて、セレクター軸１６の回転により、第３アイドラローラ９が凹カム１８の凹部１８ｂに落ち込んで両ローラ５，６に接触する前後であって、かつ、凹部１８ｂに落ち込まない角度回転位置に保持した場合、ニュートラルモードが実現される。つまり、ニュートラルモードでは、３つのアイドラローラ７，８，９の何れもが、３つのローラ４，５，６の何れにも接触することがない。

　次に、効果を説明する。
実施例１の車両用補機の駆動装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

　(1) 第１駆動源（エンジン１）と、
　前記第１駆動源（エンジン１）とは別の第２駆動源（モータ/ジェネレータ２）と、
　前記第１駆動源（エンジン１）と前記第２駆動源（モータ/ジェネレータ２）のうち、どちらかの駆動源により駆動される少なくとも一つの補機（コンプレッサ３）と、
　を備えた車両用補機の駆動装置において、
　前記第１駆動源（エンジン１）に有する回転軸（クランク軸１１）と、前記第２駆動源（モータ/ジェネレータ２）に有する回転軸（モータ軸１２）と、前記補機（コンプレッサ３）に有する回転軸（コンプレッサ軸１３）と、のそれぞれにローラ（エンジンローラ４，モータ/ジェネレータローラ５，コンプレッサローラ６）を連結し、
　前記回転軸（クランク軸１１，モータ軸１２，コンプレッサ軸１３）のそれぞれに連結された複数のローラ（エンジンローラ４，モータ/ジェネレータローラ５，コンプレッサローラ６）の間に形成された隙間位置に、それぞれアイドラローラ（第１アイドラローラ７，第２アイドラローラ８，第３アイドラローラ９）を配置し、
　前記アイドラローラ（第１アイドラローラ７，第２アイドラローラ８，第３アイドラローラ９）をローラ接触方向に移動させることで、前記複数のローラ（エンジンローラ４，モータ/ジェネレータローラ５，コンプレッサローラ６）の中から前記アイドラローラ（第１アイドラローラ７，第２アイドラローラ８，第３アイドラローラ９）を介在させて動力を伝達するローラ対を選択するローラ対選択機構１０を設けた（図１）。
このように、アイドラローラ７，８，９の接触方向への移動により動力を伝達するローラ対を選択する構成としたことで、補機（コンプレッサ３）の駆動時、フリクション負荷が抑えられるだけでなく、効率の良い駆動源（エンジン１又はモータ/ジェネレータ２）の選択を可能とすることで、エネルギー損失を抑制することができる。

　(2) 前記ローラ（エンジンローラ４，モータ/ジェネレータローラ５，コンプレッサローラ６）は、前記ローラ対選択機構１０に設けられたアクチュエータ１５の回転軸（セレクター軸１６）を中心軸Ｏとする円周上に周方向隙間を形成して複数配置し、
　前記アイドラローラ（第１アイドラローラ７，第２アイドラローラ８，第３アイドラローラ９）は、前記周方向隙間に径方向移動可能に配置し、
　前記ローラ対選択機構１０は、前記アクチュエータ１５による回転運動を前記アイドラローラ（第１アイドラローラ７，第２アイドラローラ８，第３アイドラローラ９）の径方向移動に変換するカム機構（凸カム１７，凹カム１８）により、動力を伝達するローラ対を選択する構成とした（図１）。
このため、(1)の効果に加え、中心軸Ｏとする円形領域内に各ローラ４，５，６及びアイドラローラ７，８，９をコンパクトに配置することができると共に、単一のアクチュエータ１５を用いたカム機構により、動力を伝達するローラ対を選択することができる。

　(3) 前記第１駆動源は、エンジン１であり、
　前記第２駆動源は、モータ/ジェネレータ２であり、
　前記補機は、前記エンジン１又は前記モータ/ジェネレータ２により駆動されるハイブリッド車のコンプレッサ３である（図１）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、動力を伝達するローラ対の選択機能を、コンプレッサ３の駆動源選択機能としてだけでなく、エンジン１とモータ/ジェネレータ２間の動力伝達を断接するクラッチ機能として用いることで、ハイブリッド車において要求される様々な駆動伝達経路の形成機能に応えることができる。

　(4) 前記ローラは、前記エンジン１の回転軸（クランク軸１１）に連結されたエンジンローラ４と、前記モータ/ジェネレータ２の回転軸（モータ軸１２）に連結されたモータ/ジェネレータローラ５と、前記コンプレッサ３の回転軸（コンプレッサ軸１３）に連結されたコンプレッサローラ６であり、
　前記アイドラローラは、前記エンジンローラ４と前記モータ/ジェネレータローラ５の間に配置された第１アイドラローラ７と、前記エンジンローラ４と前記コンプレッサローラ６の間に配置された第２アイドラローラ８と、前記モータ/ジェネレータローラ５と前記コンプレッサローラ６の間に配置された第３アイドラローラ９であり、
　前記ローラ対選択機構１０は、前記アクチュエータ１５による回転運動を前記第１アイドラローラ７及び前記第２アイドラローラ８の径方向移動に変換する凸カム１７と、前記アクチュエータ１５による回転運動を前記第３アイドラローラ９の径方向移動に変換する凹カム１８と、を有する（図１～図３）。
このため、(3)の効果に加え、アクチュエータ１５による回転角位置を制御し、凸カム１７及び凹カム１８により各アイドラローラ７，８，９の径方向規定位置を変更するだけで、４つの駆動伝達モードに切り替えることができる。

　(5) 前記ローラ対選択機構１０は、前記エンジンローラ４と前記モータ/ジェネレータローラ５に対して前記第１アイドラローラ７を接触させた駆動伝達経路による第１駆動伝達モードを有する（図４，図５）。
このため、(4)の効果に加え、第１駆動伝達モードを選択することで、モータ/ジェネレータ２によるエンジン始動を行うことができると共に、エンジン１による発電を行うことができる。

　(6) 前記ローラ対選択機構１０は、前記エンジンローラ４と前記モータ/ジェネレータローラ５に対して前記第１アイドラローラ７を接触させると共に、前記エンジンローラ４と前記コンプレッサローラ６に対して前記第２アイドラローラ８を接触させた駆動伝達経路による第２駆動伝達モードを有する（図６）。
このため、(4)又は(5)の効果に加え、第２駆動伝達モードを選択することで、エンジン１により発電とエアコン駆動を同時に行うことができる。

　(7) 前記ローラ対選択機構１０は、前記エンジンローラ４と前記コンプレッサローラ６に対して前記第２アイドラローラ８を接触させた駆動伝達経路による第３駆動伝達モードを有する（図７）。
このため、(4)～(6)の効果に加え、第３駆動伝達モードを選択することで、エンジン１によるエアコン駆動を行うことができる。

　(8) 前記ローラ対選択機構１０は、前記モータ/ジェネレータローラ５と前記コンプレッサローラ６に対して前記第３アイドラローラ９を接触させた駆動伝達経路による第４駆動伝達モードを有する（図８）。
このため、(4)～(7)の効果に加え、第４駆動伝達モードを選択することで、モータ/ジェネレータ２によるエアコン駆動を行うことができる。

　実施例２は、メインモータとサブモータが搭載された電気自動車において補機の駆動源を選択する例である。

　まず、構成を説明する。
実施例２の車両用補機の駆動装置は、電気自動車に適用され、図９に示すように、メインモータ２１（第１駆動源）と、サブモータ２２（第２駆動源）と、コンプレッサ２３（補機）と、が搭載されている。そして、駆動伝達要素であるローラとして、メインモータローラ２４と、サブモータローラ２５と、コンプレッサローラ２６と、を備える。駆動伝達経路を選択するアイドラローラとして、第１アイドラローラ２８と、第２アイドラローラ２９と、を備える。さらに、駆動伝達経路を選択するとき、アイドラローラ２８，２９を径方向に移動させるローラ対選択機構２１０と、を備えている。

　前記コンプレッサ２３は、車室内の空調を行うエアコンシステムにおいて、熱媒体を圧縮するものであり、メインモータ２１とサブモータ２２のうち、どちらかの駆動源により駆動される。

　前記メインモータローラ２４は、メインモータ２１のモータ軸２１１（回転軸）に連結されている。前記サブモータローラ２５は、サブモータ２２のモータ軸２１２（回転軸）に連結されている。前記コンプレッサローラ２６は、コンプレッサ２３のコンプレッサ軸２１３（回転軸）に連結されている。
これらのローラ２４，２５，２６は、図９に示すように、直径を同一径とし、円環状のキャリアケース２１４に対し回転可能に両端支持されている。そして、ローラ対選択機構２１０に設けられた図外のアクチュエータのセレクター軸２１６（回転軸）を中心軸Ｏとする円周上に、等間隔（120°間隔）で配置されている。各ローラ２４，２５，２６のうち、隣接する２つのローラ間に形成される周方向隙間は、アイドラローラ２８，２９の直径よりも少し小さい寸法としている。

　前記第１アイドラローラ２８は、メインモータローラ２４とコンプレッサローラ２６の間に形成された周方向隙間に配置されている。前記第２アイドラローラ２９は、サブモータローラ２５とコンプレッサローラ２６の間に形成された周方向隙間に配置されている。
 これらのアイドラローラ２８，２９は、図９に示すように、直径を同一径とし、周方向隙間のそれぞれにおいて、キャリアケース２１４に開口した第１長穴２１４ｂ，第２長穴２１４ｂに沿って径方向移動可能に配置されている。

　前記ローラ対選択機構２１０は、アイドラローラをローラ接触方向に移動させることで、３つのローラ２４，２５，２６の中からアイドラローラ２８，２９のいずれかを介在させて動力を伝達するローラ対を選択する機構である。
このローラ対選択機構２１０は、図外のアクチュエータによる回転運動を、第１アイドラローラ２８の径方向移動に変換する凸カム２１７（カム）と、第２アイドラローラ２９の径方向移動に変換する凹カム２１８（カム）を有する。そして、凸カム１７及び凹カム１８は、セレクター軸１６に一体に設けられ、アクチュエータ１５により凸カム１７及び凹カム１８の回転角位置を変更することで、実施例１と同様に、動力を伝達するローラ対を選択する構成としている。

　前記凸カム２１７は、図９に示すように、一方向に突出する形状のカムとされ、カム基部位置にセレクター軸２１６が接続され、図外のアクチュエータによる回転運動を、第１アイドラローラ２８の径方向移動に変換する。

　前記凹カム２１８は、図９に示すように、外周部２１８ａの周上の１箇所に凹部２１８ｂを形成した円板状カムとされ、円板の中心位置にセレクター軸２１６が接続され、図外のアクチュエータによる回転運動を第２アイドラローラ２９の径方向移動に変換する。

　前記ローラ対選択機構２１０は、ローラ対の選択により、下記の２つの駆動伝達モードを達成する。
(a) 第１駆動伝達モード
　メインモータローラ２４とコンプレッサローラ２６に対して第１アイドラローラ２８を接触させた駆動伝達経路によるモードをいう。
(b) 第２駆動伝達モード
　サブモータローラ２５とコンプレッサローラ２６に対して第２アイドラローラ２９を接触させた駆動伝達経路によるモードをいう。

　次に、作用を説明する。
実施例２の車両用補機の駆動装置における作用を、［第１駆動伝達モード作用］、［第２駆動伝達モード作用］に分けて説明する。

　［第１駆動伝達モード作用］
　メインモータローラ２４とコンプレッサローラ２６に対して第１アイドラローラ２８を接触させた駆動伝達経路による第１駆動伝達モードでは、図９に示すメインモータエアコン駆動パターンが実現される。
このメインモータエアコン駆動パターンでは、
駆動源：メインモータ２１
被駆動：コンプレッサ２３
である。

　メインモータエアコン駆動パターンは、図外のアクチュエータによりセレクター軸２１６を、図９に示すように、第１アイドラローラ２８が、メインモータローラ２４とコンプレッサローラ２６に接触する位置に回転させる。このとき、第２アイドラローラ２９は、ローラ非接触位置にある。
そして、セレクター軸２１６の回転により第１アイドラローラ２８が両ローラ２４，２６に接触すれば、伝達トルクに応じた押付力を、メインモータローラ２４と第１アイドラローラ２８との間でのくさび効果により自動的に発生させる。
したがって、メインモータ２１→モータ軸２１１→メインモータローラ２４→第１アイドラローラ２８→コンプレッサローラ２６→コンプレッサ軸２１３→コンプレッサ２３へと流れるトルクフローによる駆動伝達経路が形成される。この結果、メインモータ２１を駆動源として、コンプレッサ軸２１３を回転させることで、エアコンのコンプレッサ駆動ができる。

　［第２駆動伝達モード作用］
　サブモータローラ２５とコンプレッサローラ２６に対して第２アイドラローラ２９を接触させた駆動伝達経路による第２駆動伝達モードでは、図１０に示すサブモータエアコン駆動パターンが実現される。
このサブモータエアコン駆動パターンでは、
駆動源：サブモータ２２
被駆動：コンプレッサ２３
である。

　サブモータエアコン駆動パターンは、図外のアクチュエータによりセレクター軸２１６を、図１０に示すように、第２アイドラローラ２９が、サブモータローラ２５とコンプレッサローラ２６に接触する位置に回転させる。このとき、第１アイドラローラ２８は、ローラ非接触位置にある。
そして、セレクター軸２１６の回転により第２アイドラローラ２９が両ローラ２５，２６に接触すれば、伝達トルクに応じた押付力を、サブモータローラ２５と第２アイドラローラ２９との間でのくさび効果により自動的に発生させる。
したがって、サブモータ２２→モータ軸２１２→サブモータローラ２５→第２アイドラローラ２９→コンプレッサローラ２６→コンプレッサ軸２１３→コンプレッサ２３へと流れるトルクフローによる駆動伝達経路が形成される。この結果、サブモータ２２を駆動源として、コンプレッサ軸２１３を回転させることで、エアコンのコンプレッサ駆動ができる。

　なお、サブモータエアコン駆動パターンにおいて、セレクター軸２１６の回転により、第２アイドラローラ２９が凹カム２１８の凹部２１８ｂに落ち込んで両ローラ２５，２６に接触する前後であって、かつ、凹部２１８ｂに落ち込まない角度回転位置に保持した場合、ニュートラルモードが実現される。つまり、ニュートラルモードでは、２つのアイドラローラ２８，２９の何れもが、３つのローラ２４，２５，２６の何れにも接触することがない。他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

　次に、効果を説明する。
実施例２の車両用補機の駆動装置にあっては、下記の効果を得ることができる。

　(9) 前記第１駆動源は、メインモータ２１であり、
　前記第２駆動源は、サブモータ２２であり、
　前記補機は、前記メインモータ２１又は前記サブモータ２２により駆動される電気自動車のコンプレッサ２３である（図９及び図１０）。
このため、実施例１の(1)又は(2)の効果に加え、動力を伝達するローラ対の選択機能を、コンプレッサ２３の駆動源選択機能として用いることで、電気自動車においてバッテリ状態や走行状況等に応じ、より効率の良い駆動源（メインモータ２１又はサブモータ２２）を選択することで、電力消費を抑制し、走行距離の延長を図ることができる。

　以上、本発明の車両用補機の駆動装置を実施例１，２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

　実施例１，２では、駆動源や補機の回転軸に連結される複数のローラを、同径で円周上に等間隔にて配置する例を示した。しかし、複数のローラの配置としては、異径のローラであって、駆動源や補機の車載レイアウトに応じて不等間隔で、直線状や凹凸状に配置する例であっても良い。

　実施例１，２では、アクチュエータとして、電動モータによる回転運動するアクチュエータの例を示した。しかし、アクチュエータとしては、シリンダー等のように直線運動するアクチュエータを用いる例であっても良い。

　実施例１，２では、ローラ対選択機構として、カム機構により回転運動を径方向の直線運動に変換する例を示した。しかし、ローラ対選択機構としては、リンク機構等を用いてローラ対を選択する例であっても良い。

　実施例１，２では、補機として、コンプレッサを用いる例を示した。しかし、補機としては、コンプレッサ以外の例えばウォータポンプ等を用いる例であっても良いし、一つの補機だけでなく、複数の補機を備える例であっても良い。

　実施例１では、本発明の車両用補機の駆動装置をハイブリッド車に適用する例を示し、実施例２では、本発明の車両用補機の駆動装置を電気自動車に適用する例を示した。しかし、本発明の車両用補機の駆動装置は、エンジン車等の他の車両に対しても適用することができる。要するに、２つの駆動源と、少なくとも一つの補機と、を備えた車両であれば適用できる。

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１２年９月１０日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－１９８０７１に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (9)

1. 　第１駆動源と、
   　前記第１駆動源とは別の第２駆動源と、
   　前記第１駆動源と前記第２駆動源のうち、どちらかの駆動源により駆動される少なくとも一つの補機と、
   　を備えた車両用補機の駆動装置において、
   　前記第１駆動源に有する回転軸と、前記第２駆動源に有する回転軸と、前記補機に有する回転軸と、のそれぞれにローラを連結し、
   　前記回転軸のそれぞれに連結された複数のローラの間に形成された隙間位置に、それぞれアイドラローラを配置し、
   　前記アイドラローラをローラ接触方向に移動させることで、前記複数のローラの中から前記アイドラローラを介在させて動力を伝達するローラ対を選択するローラ対選択機構を設けた
   　ことを特徴とする車両用補機の駆動装置。
2. 　請求項１に記載された車両用補機の駆動装置において、
   　前記ローラは、前記ローラ対選択機構に設けられたアクチュエータの回転軸を中心軸とする円周上に周方向隙間を形成して複数配置し、
   　前記アイドラローラは、前記周方向隙間に径方向移動可能に配置し、
   　前記ローラ対選択機構は、前記アクチュエータによる回転運動を前記アイドラローラの径方向移動に変換するカム機構により、動力を伝達するローラ対を選択する構成とした
   　ことを特徴とする車両用補機の駆動装置。
3. 　請求項１又は２に記載された車両用補機の駆動装置において、
   　前記第１駆動源は、エンジンであり、
   　前記第２駆動源は、モータ/ジェネレータであり、
   　前記補機は、前記エンジン又は前記モータ/ジェネレータにより駆動されるハイブリッド車のコンプレッサである
   　ことを特徴とする車両用補機の駆動装置。
4. 　請求項３に記載された車両用補機の駆動装置において、
   　前記ローラは、前記エンジンの回転軸に連結されたエンジンローラと、前記モータ/ジェネレータの回転軸に連結されたモータ/ジェネレータローラと、前記コンプレッサの回転軸に連結されたコンプレッサローラであり、
   　前記アイドラローラは、前記エンジンローラと前記モータ/ジェネレータローラの間に配置された第１アイドラローラと、前記エンジンローラと前記コンプレッサローラの間に配置された第２アイドラローラと、前記モータ/ジェネレータローラと前記コンプレッサローラの間に配置された第３アイドラローラであり、
   　前記ローラ対選択機構は、前記アクチュエータによる回転運動を前記第１アイドラローラ及び前記第２アイドラローラの径方向移動に変換する凸カムと、前記アクチュエータによる回転運動を前記第３アイドラローラの径方向移動に変換する凹カムと、を有する
   　ことを特徴とする車両用補機の駆動装置。
5. 　請求項４に記載された車両用補機の駆動装置において、
   　前記ローラ対選択機構は、前記エンジンローラと前記モータ/ジェネレータローラに対して前記第１アイドラローラを接触させた駆動伝達経路による第１駆動伝達モードを有する
   　ことを特徴とする車両用補機の駆動装置。
6. 　請求項４又は５に記載された車両用補機の駆動装置において、
   　前記ローラ対選択機構は、前記エンジンローラと前記モータ/ジェネレータローラに対して前記第１アイドラローラを接触させると共に、前記エンジンローラと前記コンプレッサローラに対して前記第２アイドラローラを接触させた駆動伝達経路による第２駆動伝達モードを有する
   　ことを特徴とする車両用補機の駆動装置。
7. 　請求項４から６までの何れか１項に記載された車両用補機の駆動装置において、
   　前記ローラ対選択機構は、前記エンジンローラと前記コンプレッサローラに対して前記第２アイドラローラを接触させた駆動伝達経路による第３駆動伝達モードを有する
   　ことを特徴とする車両用補機の駆動装置。
8. 　請求項４から７までの何れか１項に記載された車両用補機の駆動装置において、
   　前記ローラ対選択機構は、前記モータ/ジェネレータローラと前記コンプレッサローラに対して前記第３アイドラローラを接触させた駆動伝達経路による第４駆動伝達モードを有する
   　ことを特徴とする車両用補機の駆動装置。
9. 　請求項１又は２に記載された車両用補機の駆動装置において、
   　前記第１駆動源は、メインモータであり、
   　前記第２駆動源は、サブモータであり、
   　前記補機は、前記メインモータ又は前記サブモータにより駆動される電気自動車のコンプレッサである
   　ことを特徴とする車両用補機の駆動装置。

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