JPH067209Y2 - 空調装置用の変速機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は空調装置において、電動モータと送風機或は
送水ポンプ等の空調用回転負荷との間の駆動径路中に介
装して設けられる変速機に関するものである。

従来の技術 例えば実公昭60-5291号公報とか実公昭62-9461号公報に
開示されているように、空調装置において電動モータと
送風機或は送水ポンプ等の空調用回転負荷との間の駆動
径路中に有段の変速機を設けて、温度検出によるフィー
ドバック制御或はタイマー制御により変速機の変速段を
切替え空調用回転負荷の駆動回転数を切替え制御する技
術が公知である。かかる変速機を設けられた空調装置
は、送風機とか送水ポンプ等の流体輸送機械の消費エネ
ルギーが回転数の３乗に比例し回転数を約８０％に低下
させるとエネルギー消費量が半減すること、そして機械
式のものに構成される有段の変速機はロス馬力が極めて
小さくエネルギー効率が高いことからして、高い省エネ
ルギー効果を発揮する。

上記した変速機は上記の各公報にも開示されるように、
電磁弁にて容易に作動を制御できる油圧クラッチを備え
るものに構成されることが多く、その場合には変速機の
変速ケースを油タンクに兼用すると共に、変速ケース壁
を利用して油路を形成し油圧配管を無くすべく、油圧ク
ラッチ用のギヤポンプ及びコントロールバルブを変速ケ
ースの外面上に設置するのが一般的である。変速ケース
の外面上に設置するギヤポンプはそれを簡単に駆動しう
るようにポンプ軸を、ギヤケース壁の開口を通し変速ケ
ース内の伝動軸に対し該伝動軸により回転駆動を受ける
ように係合させて、設けることが多い。

考案が解決しようとする問題点 ところで前述の長所を発揮する変速機を電動モータにて
空調用回転負荷を直接に駆動する既存の空調装置に導入
しようとする場合に、従来は次の問題点があった。

すなわち既存空調装置においてその電動モータの回転方
向はまちまちであるため、回転方向を異にする電動モー
タに対し変速機を適応させるために２種類のギヤポンプ
を用意しておかねばならなかったのである。変速機の容
量が異なる複数機種の変速機間ではギヤポンプの容量も
変更するから、各機種ごとに２種類のギヤポンプを用意
することはコスト上、大きな問題となっていた。

そこでこの考案は極く単純な手段により単一のギヤポン
プでもって回転方向を異にする電動モータに対処できる
こととして経済性の向上を図ってある、空調装置用の新
規な変速機を提供しようとするものである。

問題点を解決するために講じた技術的手段 そのためにこの考案は第１，２図に例示するように、変
速作動用の油圧クラッチ３を内装し油タンクを兼ねる変
速ケース２の一壁４外面上に上記油圧クラッチ３に対し
作動油を供給するためのギヤポンプ５を、該ギヤポンプ
５のポンプ軸６を上記一壁４の開口７を通し変速ケース
２内の伝動軸８に対し該伝動軸８により回転駆動を受け
るように係合させて設け、また上記油圧クラッチ３用の
コントロールバルブ９を変速ケース２の外面上に設置し
てある空調装置用の変速機１において、次のような技術
的手段を講じた。

すなわち前記した変速ケース２の一壁４に変速ケース２
内の低部に連通させた油吸入通路１０と前記コントロー
ルバルブ９に連通させた油吐出通路１１とを、該一壁４
の外面へとそれぞれ開口させて形成し、また前記一壁４
に対し前記ギヤポンプ５を固定するための固定具１３，
１４を、該ギヤポンプ５を１８０度位相をずらした２姿
勢で固定可能に配置して設けると共に、このギヤポンプ
５の２個のポート１５，１６を、ギヤポンプ５の上記２
姿勢のうちの何れの姿勢においても一のポートが上記油
吸入通路１０に、他の一のポートが上記油吐出通路１１
に、それぞれ連通するように配置して前記一壁４との合
せ面に開口させて設けた。

作用 変速機１の組立てに際し電動モータの回転方向、したが
って伝動軸８の回転方向に対応させてギヤポンプ５を、
伝動軸８と同方向にポンプ軸６が回転せしめられるとき
吸入側となるポート１５或は１６が壁４の油吸入通路１
０開口位置に、吐出側となるポート１６或は１５が壁４
の油吐出通路１１開口位置に、それぞれ来るようにして
壁４の外面上にもたらして固定具１３，１４に固定すれ
ば、ギヤポンプ５に所要の油給送作用を行なわせること
ができる。

実施例 図示の変速機１は出力軸２０と中空状に形成して、入力
軸１９と同心配置すると共に該入力軸１９と同方向で変
速ケース２外に突出させてあるものとされている。前記
伝動軸８は入力軸１９及び出力軸２０に平行させて、変
速ケース２内の下方側に配置されている。

変速ケース２内には入力軸１９上に固定設置した歯車２
１と伝動軸８上に固定設置した歯車２２とを噛合せてな
るギヤトレーンと、１対のボールベアリング２３を介し
伝動軸８上に遊嵌設置した歯車２４と出力軸２０に一体
形成した歯車２５とを噛合せてなるギヤトレーンとが、
設けられている。前記油圧クラッチ３は、出力軸２０の
中空部内へと突入させてある歯車２１のボス延長部２１
ａに形成した爪穴２６と出力軸２０の内周面に形成した
爪穴２７とに一方及び他方の摩擦エレメントを摺動のみ
自在に係合させてある摩擦多板式のものに構成されてい
る。油圧クラッチ３のピストン２８は入力軸１９の大径
部と小径部とにまたがって油密に摺接するように設けら
れており、ボス延長部２１ａの内側で入力軸１９上に配
設したリターンばね２９により摩擦エレメント群反対方
向に移動附勢されている。また伝動軸８上には前記両ボ
ールベアリング２３間で一方向クラッチ３０が設置され
ており、この一方向クラッチ３０は伝動軸８側から駆動
を受けると係合して歯車２４を伝動軸８へと結合するよ
うに配置されている。

以上よりして変速機１は、入力軸１９に形成してある作
動油通路３１を介しピストン２８に油圧を作用させ該ピ
ストン２８により摩擦エレメント群を押させ係合させて
油圧クラッチ３を作動させるときは入力軸１９と出力軸
２０とが直結されて出力軸２０に高速回転を得させ、ま
た油圧クラッチ３が非作動状態にもたらされると一方向
クラッチ３０が自動的に係合し入力軸１９の回転が歯車
２１，２２と伝動軸８と歯車２４，２５とを介し出力軸
２０へと伝達されて出力軸２０に低速回転を得させるも
のとされている。歯車２１，２２及び歯車２４，２５の
ギヤ比は、出力軸２０の低速回転時の回転数が入力軸１
９の回転数の約８０％となるように設定されている。

前記ギヤポンプ５はポンプ軸６に一体形成した歯車３２
をポンプケース内に固定設置した内歯々車３３と、第１
図でみて紙面外で噛合せてなる内接式のものに構成され
ている。ポンプ軸６の端部は平行する２平面を有する横
断面形状略小判形の扁平部６ａとされていて、伝動軸８
の端部に形成した対応形状の穴８ａに嵌合されて伝動軸
８に係合せしめられている。前記した一壁４は図示の場
合、変速ケース２の端壁に設けた開口３４を覆う蓋板
（以下、壁４を「蓋板４」という。）とされていて、伝
動軸８のポンプ側端部は該蓋板４にオイルシール付きの
ボールベアリング３５を介して支持されている。蓋板４
は第２図に示すように、ノックピン３６にて位置決めし
ボルト３７を用いて変速ケース２に固定されている。

第２図に示すように蓋板４の前記油吸入通路１０は斜め
方向に沿わせてあって、下端で変速ケース２内低部の油
ストレーナ３８に連通させ、また上端で第１図に図示の
ように蓋板４の外面に開口させてある。蓋板４の前記油
吐出通路１１は第２図に示すように蓋板４外面への開口
端から上方に延びており、変速ケース２の端壁内に設け
た連通路３９により変速ケース２の上面上に配置された
前記コントロールバルブ９へと導かれている。これらの
油吸入通路１０と油吐出通路１１、及びギヤポンプ５の
前記ポート１５，１６は、第２図に示すように水平線４
０を対称軸として線対称配置で蓋板４とギヤポンプ５な
いしそのポンプケースとの合せ面位置に開口させてあ
り、図示のように油吸入通路１０とポート１５とが連通
し油吐出通路１１とポート１６とが連通している位相か
らギヤポンプ５を１８０度転回して上下を逆とした位相
とすると、油吸入通路１０とポート１６とが連通し油吐
出通路１１とポート１５とが連通することとされてい
る。

ギヤポンプ５はポンプケースの外面に第１，２図に図示
のボルト４１により固定されるケース蓋４２を有する
が、前記固定具１３，１４は第２図に示すように、ギヤ
ポンプ５を蓋板４に対し位置決めする１対のノックピン
１３と締結する適当本数のボルト１４とでもって提供さ
れている。そしてこれらのノックピン１３及びボルト１
４はギヤポンプ５の軸線上に対称中心Ｏをおく点対称配
置で設けられていて、ギヤポンプ５を１８０度位相をず
らした何れの姿勢でも蓋板４に対し固定しうるようにさ
れている。電動モータの回転方向が時計方向か反時計方
向かによりギヤポンプ５の取付け姿勢を即座に知覚でき
るように、電動モータの回転方向に応じ右側に位置させ
るか左側に位置させることとする扁平部４３及び下側に
位置させるか上側に位置させることとする扁平部４４が
ケース蓋４２の周縁に設けられており、さらに蓋板４の
外面に施した矢印４５と組合されてギヤポンプ５の取付
け姿勢を知覚させる矢印４６がケース蓋４２の外面に施
されている。

第３図は変速機１における油圧回路を示しているが、前
記コントロールバルブ９は油圧クラッチ３に対する油圧
の給排を制御する電磁弁９Ａの他、油圧クラッチ３に対
する作用油圧を設定する一次調圧弁４８と潤滑油圧を設
定する二次調圧弁４９とを含む。一次調圧弁４８と二次
調圧弁４９間からは、潤滑必要部に潤滑油を給送する潤
滑油供給回路５０が導き出されている。電磁弁９Ａと油
圧クラッチ３間の作動油給排用の油路は、第１図に示す
ように入力軸１９の内端部上に設けられている油路形成
スリーブ５１にて形成された環状油室５２へと変速ケー
ス２端壁内の油路５３（第２図）を導き、環状油室５２
を入力軸１９周面の環状油室５４へと連通させると共に
後者の環状油室５４を入力軸１９内の前記作動油通路３
１へと連通させて、構成されている。第３図に図示の潤
滑油供給回路５０に対応する油路５５，５６が、第２図
に示すように変速ケース２の端壁に形成されており、油
路５５は第１図に図示の入力軸１９内端面外の油室５７
と入力軸１９内の油路５８とによって油圧クラッチ３の
摩擦エレメント部に潤滑油を給送するためのものとされ
ている。油路５６は蓋板４内の油路５９によって伝動軸
８とギヤポンプ５間の空間６０（第１図）へと導かれ、
ギヤポンプ５の潤滑、及び伝動軸８内の油路６１を介し
ての前記一方向クラッチ３０の潤滑のために用いられて
いる。コントロールバルブ９と変速ケース２端壁上面と
の間には、油路接続用の間板６２が介装されている。

図示の変速機１においてそれと組合せて用いられる電動
モータの回転方向に応じ、前記一方向クラッチ３０も係
合方向を変更してやらねばならないことになるが、その
ためには係合方向を異にする２種類の一方向クラッチを
用意しておくのではなく、ギヤポンプ５について施した
配慮同様に単一の一方向クラッチのみを用意しておき、
その向きの変更で係合方向を変更することとしている。
一方向クラッチ３０の向き変更及びギヤポンプ５の取付
け姿勢の変更を変速ケース２外で容易に行なえるべく、
また変速機１の組立てを容易とするために、さらに次の
工夫を施してある。

すなわち伝動軸８上の歯車２２，２４は蓋板４側に位置
する歯車２２の方を大径とし、且つ、変速ケース２の端
壁の前記開口３４は該歯車２２よりも大寸法とされてい
る。また中空状とした出力軸２０は外周面側で変速ケー
ス２にボールベアリング６４を介し支持させる他、内周
面側で２個のボールベアリング６５，６６を介し入力軸
１９に支持させ、変速ケース２の前記端壁とは反対側の
端壁に上記前者のボールベアリング６４の外径寸法に対
応する寸法の開口６７を形成して該開口６７を、ベアリ
ング６４のベアリング押えを兼ねた蓋板６８によって覆
うこととしている。入力軸１９上の歯車２１と出力軸２
０上の歯車２５とでは伝動軸８上の大径側の歯車２２に
対し噛合される入力軸１９上の歯車２１の方を小径とす
ると共に、該歯車２１を伝動軸８上の小径側歯車２４と
干渉することなく軸線方向に移動させうる寸法のものと
している。

以上よりして第４図に示すように、蓋板４を支持部材と
して伝動軸８及びその上の歯車２２，２４と一方向クラ
ッチ３０等、そしてギヤポンプ５を変速ケース２外で組
立てて、この予組立体Ａを開口３４から変速ケース２内
に組込んで行って蓋板４を変速ケース２に固定し、また
蓋板６８を支持部材として入力軸１９、出力軸２０、歯
車２１及び油圧クラッチ３等を変速ケース２外で組立て
て、この予組立体Ｂを開口６７から変速ケース２内に組
込んで行って蓋体６８を変速ケース２に固定することに
より、変速機２を組立てうることとなっている。一方向
クラッチ３０はスプラグ３０ａを保持するリテーナの一
端部７０が放射方向に折曲されており、該一端部７０を
標識として伝動軸８上で前後を入れ替えると係合方向が
逆となる。図示の場合、歯車２２は伝動軸８に対し圧嵌
めにより固定されており、一方向クラッチ３０の組込み
或は前後の入れ替えは伝動軸８の内端部側を支承するボ
ールベアリング７１とその側に位置する前記ボールベア
リング２３の１個とを外した状態で行なわれる。

第１図は変速機１を電動モータＭと組合せた状態を画い
ており、次のように組合されている。

すなわちモータ軸Ｍａ上にはキー７３及びテーパブッシ
ュ７４を介しベアリング保持筒７５が固定設置され、こ
のベアリング保持筒７５上に１対のボールベアリング７
６を介しプーリー７７がのせられている。７８はテーパ
ブッシュ７４とベアリング保持筒７５間を締付けて、モ
ータ軸Ｍａの軸線方向でのプーリー７７の位置決めを行
なうボルトである。モータ軸Ｍａ外へと突出させてある
テーパブッシュ７４の突出端部の内周面にはスプライン
７９を形成してあり、このスプライン７９と噛合せるス
プライン８０が入力軸１９の入力端部周面に形成されて
いる。また出力軸２０の出力端に形成したフランジ部２
０ａには連結螺杆８１を螺着してあり、この連結螺杆８
１をプーリー７７に形成した貫通穴７７ａを通し、プー
リー７７外への突出端でナット８２を螺合して出力軸２
０をプーリー７７に対し連結固定することとされてい
る。出力軸フランジ部２０ａとプーリー７７間には位置
決め用のピン８３も設けられている。第１図において８
４は、必要に応じプーリー７７等を取外すときにベアリ
ング保持筒７５の端面に当てる押えボルトを螺合してテ
ーパブッシュ７４を抜出し方向に変位させるために用い
られる、テーパブッシュ７４の突出端フランジ部のねじ
穴である。

変速機１を第１図に図示のように電動モータＭに組合せ
るには、図示の状態でプーリー７７をモータ軸Ｍａ上に
装備させた上で変速機１を第１図でみて右側から電動モ
ータＭに近接させ、スプライン７９に対しスプライン８
０を噛合せて入力軸１９をテーパブッシュ７４を介しモ
ータ軸Ｍａへと接続し、次いで出力軸２０をプーリー７
７へと連結する。その後適当したステーにより、変速機
１ないし変速ケース２を廻り止めする。

第５図は、第１図に図示のように電動モータＭと組合せ
た変速機１の空調装置における利用例を示している。第
５図に図示の空調装置は送風機Ｆと熱交換器ＨＥを並設
してなるエアハンドリングユニットとされており、熱交
換器ＨＥにはエアフィルタＡＦが附設されている。電動
モータＭ及び変速機１は送風機Ｆの上面上に設置されて
いて、前記プーリー７７と送風機入力回転軸Ｆａ上のプ
ーリーＰとにベルトＢが捲回されている。ベルトＢに対
し必要な緊張を附与するために、電動モータＭは傾斜角
度の調整によりプーリー７７位置を変更可能とする架台
Ｄ上に据付けられ、変速機１は適当したステーを介し架
台Ｄによって廻り止めされている。

第５図に例示したような利用例において変速機１は、空
調空間内の温度検出等により第３図に図示の電磁弁９Ａ
の位置制御により、油圧クラッチ３の作動によってプー
リー７７が電動モータＭと同回転数で駆動される状態と
油圧クラッチ３が切られることでプーリー７７が電動モ
ータＭの回転数の約８０％の回転数で駆動される状態と
を得させ、省エネルギー下での温度制御を達成させる。

考案の効果 この考案は考案の作用として前述したように、電動モー
タの回転方向に従ってギヤポンプ５を、１８０度位相を
異にする２姿勢のうちの何れかの姿勢で変速ケース壁４
に取付けさえすれば、ギヤポンプ５に所要の油給送作用
を行なわせることができるようにしたから、従来のよう
に電動モータの回転方向が空調装置によって異なる事情
から２種類のギヤポンプを用意しておくといった必要を
なくし、しかもギヤポンプ５の取付け姿勢の変更を可能
とするのみで逆止弁とか余分の油路とかを追加して設け
るものでないことから最も単純と目される手段によって
おり、空調装置用の変速機のコスト低減に大きく寄与す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を電動モータと組合せた状
態で示す縦断側面図、第２図は同実施例の背面図、第３
図は実施例における油圧回路を示す回路図、第４図は実
施例を分解状態で示す縦断側面図、第５図は実施例の空
調装置における利用例を示す側面図である。 １……変速機、２……変速ケース、３……油圧クラッ
チ、４……一壁（蓋板）、５……ギヤポンプ、６……ポ
ンプ軸、６ａ……扁平部、７……開口、８……伝動軸、
８ａ……穴、９……コントロールバルブ、９Ａ……電磁
弁、１０……油吸入通路、１１……油吐出通路、１３…
…ノックピン、１４……ボルト、１５，１６……ポー
ト、１９……入力軸、２０……出力軸、２１，２２，２
４，２５……歯車、３０……一方向クラッチ、３２……
歯車、３３……内歯々車、Ｍ……電動モータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】変速作動用の油圧クラッチ３を内装し油タ
   ンクを兼ねる変速ケース２の一壁４外面上に上記油圧ク
   ラッチ３に対し作動油を供給するためのギヤポンプ５
   を、該ギヤポンプ５のポンプ軸６を上記一壁４の開口７
   を通し変速ケース２内の伝動軸８に対し該伝動軸８によ
   り回転駆動を受けるように係合させて設け、また上記油
   圧クラッチ３用のコントロールバルブ９を変速ケース２
   の外面上に設置してある空調装置用の変速機１におい
   て、 前記した変速ケース２の一壁４に変速ケース２内の低部
   に連通させた油吸入通路１０と前記コントロールバルブ
   ９に連通させた油吐出通路１１とを、該一壁４の外面へ
   とそれぞれ開口させて形成し、また前記一壁４に対し前
   記ギヤポンプ５を固定するための固定具１３，１４を、
   該ギヤポンプ５を１８０度位相をずらした２姿勢で固定
   可能に配置して設けると共に、このギヤポンプ５の２個
   のポート１５，１６を、ギヤポンプ５の上記２姿勢のう
   ちの何れの姿勢においても一のポートが上記油吸入通路
   １０に、他の一のポートが上記油吐出通路１１に、それ
   ぞれ連通するように配置して前記一壁４との合せ面に開
   口させて設けたことを特徴とする変速機。