JP2000230614A - 動力伝達機構およびこれを備えた過給機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成の駆動機構により、エンジンの低
速回転時の過給機の回転数を高く維持し、過給機の効率
向上を図ることを目的とする。 【解決手段】 ハウジング９に収容されエンジンにより
回転駆動される一対のロータのうちの一方のロータ５が
ハウジング９外に延出する軸部７を備えると共に該軸部
７上に過給機側プーリ１３を備える過給機１であって、
軸部７上に回動可能に支持され可動プーリ片１３ｂとの
カム係合により皿ばね２１の付勢力を受けつつ可動プー
リ片１３ｂを軸方向に移動させ該プーリ１３のピッチ円
径を３段階に変化させると共に、軸部７とのカム係合に
より可動プーリ片１３ｂを各段階位置に保持可能な切換
部材２５を備え、一方、エンジンのクランク軸１５上の
駆動側プーリ１７は可動プーリ片１７ｂを固定プーリ片
１７ａ側へ付勢するばね２３を備え、両プーリ１７，１
３間がＶベルト１９により連結されてなることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの吸気を
過給する過給機の駆動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の過給機としては、例えば特開平８
−２００３６０号公報に図６に示すルーツ式の過給機１
０１が記載されている。

【０００３】この過給機１０１は、一対のロータ１０
３，１０５のうちのロータ１０３の入力端にプーリ１０
７が固定され、このプーリ１０７を介してロータ１０３
がエンジンによりベルト駆動される。ロータ１０３，１
０５同士の間はタイミングギヤ１０９，１１１を介して
連結され、両ロータ１０３，１０５は互いに逆方向に同
一回転数で同期回転する。そして、両ロータ１０３，１
０５は互いの間およびロータ１０３，１０５を収容して
いるハウジング１１３との間に僅かなすきまを保って、
接触せずに回転する。こうして、エンジンの吸気を過給
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この過給機
１０１は、入力部のプーリ１０７のピッチ円径が一定で
あるので、ロータ１０３，１０５はエンジンの回転数に
比例して定まる回転数で回転する。そのため、過給機１
０１の体積効率は、例えば図７に示すように、エンジン
の回転数に対して一つの効率曲線で表されるものとな
り、エンジンの低速回転時には、過給機１０１の体積効
率がマッチするように設定されているエンジンの高速回
転時に比べ、低下するという問題がある。

【０００５】この問題点解消のために、例えばエンジン
と入力側ロータ１０３との間に無段変速機構を用いてエ
ンジン低速回転時の過給機１０１の回転数を高くしよう
とすると、無段変速機構によるコスト上昇が避けられ
ず、さらに無段変速機構の配置スペースを確保しにくい
という問題などが生じる。

【０００６】そこで、本発明は、簡単な構成の駆動機構
により、エンジンの低速回転時の過給機の回転数を高く
維持し、過給機の効率向上を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の動力伝達機構は、それぞれピッチ
円径可変の駆動側プーリと従動側プーリとを備え、両プ
ーリ間が無端可撓部材にて連結されてなる動力伝達機構
において、前記プーリの一方は、回転軸上で互いの間に
弾性部材を挟持して対向配置され該回転軸と一体に回転
する固定プーリ片と可動プーリ片とを有し、前記一方の
プーリの回転軸上に回動可能に支持され前記可動プーリ
片とのカム係合により該可動プーリ片を軸方向に移動さ
せ該プーリのピッチ円径を変化させると共に該回転軸と
のカム係合により該可動プーリ片を移動後の位置に保持
可能な変速比切換部材を備えることを特徴とする。

【０００８】したがって、例えば一方の従動側のプーリ
に変速比切換部材を設けるという比較的簡単な構成およ
び操作によって、駆動、従動プーリ間の変速比を切換え
て望ましい回転数に設定し、設定した回転数に保持する
ことが可能である。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の動力伝達機構であって、前記プーリの他方は、固定プ
ーリ片と弾性部材により該固定プーリ片に接近する方向
に付勢された可動プーリ片とを有し、ピッチ円径可変で
あることを特徴とする動力伝達機構。

【００１０】したがって、請求項１の発明と同等の作用
・効果が得られるうえに、変速比切換部材で切換え設定
すると、その切換え設定に連動して他方のプーリのピッ
チ円径が弾性部材の作用により変るので、切換えを容易
に行うことができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の動力伝達機構であって、前記変速比切換部材
は、前記可動プーリ片を段階的に移動させ前記一方のプ
ーリのピッチ円径を複数段階に変化させることを特徴と
する。

【００１２】したがって、請求項１または２の発明と同
等の作用・効果が得られるうえに、無段階に変速可能な
構成の場合よりも変速比が解り易いので、変速比の選定
がし易くなる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の動力伝達機構であって、前記一方のプ
ーリの弾性部材が皿ばねであることを特徴とする。

【００１４】したがって、請求項１〜３のいずれかの発
明と同等の作用・効果が得られるうえに、皿ばねの使用
により構成が大幅に簡単になる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかに記載の動力伝達機構であって、前記一方のプ
ーリの可動プーリ片と変速比切換部材は、互いの対向部
に軸方向に波形で周方向に同一ピッチのカムを有するこ
とを特徴とする。

【００１６】したがって、請求項１〜４のいずれかの発
明と同等の作用・効果が得られるうえに、波形のカムの
使用により構成が大幅に簡単になる。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれかに記載の動力伝達機構であって、前記変速比切
換部材と回転軸は、互いの対向部に軸方向に山形形状の
カムを有することを特徴とする。

【００１８】したがって、請求項１〜５のいずれかの発
明と同等の作用・効果が得られるうえに、山形形状のカ
ムの使用により変速比切換部材の保持構成が大幅に簡単
になる。

【００１９】請求項７に記載の発明は、ハウジングに収
容されエンジンにより回転駆動される一対のロータを備
える過給機であって、前記一対のロータの一方は、前記
ハウジング外に延出する軸部を備え、前記軸部上に前記
請求項１〜６のいずれかに記載の一方のプーリを備える
と共にエンジンのクランク軸上に前記請求項１〜６のい
ずれかに記載の他方のプーリを備えることを特徴とす
る。

【００２０】したがって、請求項１〜６のいずれかの動
力伝達機構と同等の作用・効果が得られるうえに、エン
ジン回転数の使用域の高低に応じて過給機を体積効率の
良好な回転数で使用できるような変速比に設定可能とな
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図５
により説明する。図１は本実施形態の過給機入力部の概
要を示す拡大断面図である。図２は過給機駆動機構の変
速比設定状態を模式的に示す。図３〜図５は説明図であ
る。

【００２２】この過給機１は、前記従来例に示したもの
（図６）と同様のルーツ式過給機であり、入力部の構成
が従来例と異なる。したがって、この入力部３と駆動機
構（動力伝達機構）４を主体に説明し、その他の詳細な
説明は省略する。

【００２３】図１、図２に示すように、過給機１の入力
側ロータ５は、回転軸としての軸部７でハウジング９に
ベアリング１１等を介して回転自在に支持され、軸部７
の入力側はハウジング９から外方（図の左方）へ延出し
ている。軸部７上には一方のプーリとしての過給機側プ
ーリ（従動側プーリ）１３がスプライン連結され、過給
機側プーリ１３は軸部７（ロータ５）と一体に回転す
る。一方、エンジンのクランク軸１５の端部には他方の
プーリとしての駆動側プーリ１７が設けられている。

【００２４】過給機側プーリ１３と駆動側プーリ１７と
は無端可撓部材としてのＶベルト１９により連結され、
両プーリ１３，１７とＶベルト１９が過給機１の駆動機
構４を構成している。

【００２５】図１に示すように、過給機側プーリ１３
は、対向配置された固定プーリ片１３ａと可動プーリ片
１３ｂとからなり、両プーリ片１３ａ，１３ｂの対向す
る傾斜面間にＶベルト１９が巻き回されている。両プー
リ片１３ａ，１３ｂの間には皿ばね（弾性部材）２１が
配設され、皿ばね２１は両プーリ片１３ａ，１３ｂの間
を引き離す方向（過給機側プーリ１３のピッチ円径が小
さくなる方向）に常時付勢している。可動プーリ片１３
ｂは皿ばね２１の付勢力を受けて軸部７上を移動可能で
ある。

【００２６】一方、図２に示すように、エンジンのクラ
ンク軸１５の端部に設けられた駆動側プーリ１７は、同
様に固定プーリ片１７ａと可動プーリ片１７ｂとからな
り、可動プーリ片１７ｂはばね（弾性部材）２３により
固定プーリ片１７ａに近付く方向（駆動側プーリ１７の
ピッチ円径が大きくなる方向）に常時付勢されている。

【００２７】これにより、エンジンのクランク軸１５の
駆動側プーリ１７のピッチ円径は、過給機側プーリ１３
のピッチ円径の変化に連動して変化する。

【００２８】過給機側プーリ１３の可動プーリ片１３ｂ
が移動して固定プーリ片１３ａから離れると、Ｖベルト
１９のプーリ１３への巻き回し径（プーリ１３のピッチ
円径）が小さくなる。このとき、エンジンのクランク軸
１５の駆動側プーリ１７では、それに連動して可動プー
リ片１７ｂがばね２３の付勢力を受けて固定プーリ片１
７ａに近付くので、駆動側プーリ１７のピッチ円径が大
きくなる。

【００２９】これとは逆に、過給機側プーリ１３の可動
プーリ片１３ｂが移動して固定プーリ片１３ａに近付く
とプーリ１３のピッチ円径は大きくなり、このとき、エ
ンジンのクランク軸１５の駆動側プーリ１７のピッチ円
径は小さくなる。

【００３０】図１に示すように、過給機側プーリ１３の
可動プーリ片１３ｂの背面側（図１の左側）に隣接して
切換部材（変速比切換部材）２５が軸部７上に配置さ
れ、可動プーリ片１３ｂと切換部材２５との対向部に
は、それぞれ切換カム２７，２９が形成されている。切
換カム２７，２９は、図３に示すように、それぞれ全周
にわたり等ピッチで、軸方向に波形に形成されている。

【００３１】切換部材２５は軸部７上で回動可能であ
る。切換部材２５の回動により、切換カム２７，２９
は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す３段階の係合状態のいず
れかに設定可能である。

【００３２】図３（ａ）の係合状態においては、両切換
カム２７，２９の頂部２７ａ，２９ａ同士が係合（当
接）している。このとき、可動プーリ片１３ｂは固定プ
ーリ片１３ａに最も近付いた位置にあり、過給機側プー
リ１３のピッチ円径は最大径になる。

【００３３】図３（ｂ）の係合状態においては、両切換
カム２７，２９の中腹部２７ｂ，２９ｂ同士が係合して
いる。このとき、可動プーリ片１３ｂと固定プーリ片１
３ａとの間隔は中間位置にあり、過給機側プーリ１３の
ピッチ円径は中間径になる。

【００３４】さらに、図３（ｃ）の係合状態において
は、例えば切換カム２７の頂部２７ａと相手側の切換カ
ム２９の底部２９ｃとが係合している。このとき、可動
プーリ片１３ｂは固定プーリ片１３ａから最も離れた位
置にあり、過給機側プーリ１３のピッチ円径は最小径に
なる。

【００３５】両切換カム２７，２９の上記３段階（図３
（ａ）〜（ｃ））の各係合状態への設定切換え時に、そ
れに連動してクランク軸１５の駆動側プーリ１７のピッ
チ円径も変化する。図２（ａ）〜（ｃ）は、後述するよ
うに、駆動側プーリ１７のピッチ円径が連動して変化し
た後の状態を示す。

【００３６】さらに、軸部７の軸端にナット３１がねじ
込み後カシメられ、ナット３１は軸部７に一体化されて
いる。そして、切換部材２５とナット３１との対向部に
は、それぞれ固定用カム３３，３５が形成されている。
図４に示すように、固定用カム３３，３５はそれぞれ軸
方向に山形で全周にわたり等ピッチで、くの字状に形成
されている。そして、固定用カム３３，３５のピッチ
は、上記波形の切換カム２７，２９の各係合位置間ピッ
チと等しくなるように設定されている。

【００３７】つぎに、過給機１の回転数設定操作および
過給作用について説明する。

【００３８】皿ばね２１の付勢力を受けた状態の切換部
材２５を、手動またはレンチ等を用いて、例えば固定用
カム３３の１ピッチ分回動すると、固定用カム３３，３
５が図４に示すように係合し、皿ばね２１の付勢力によ
り、切換部材２５はその係合位置（回転方向位置および
軸方向位置）に保持される。

【００３９】これに伴い、可動プーリ片１３ｂと切換部
材２５の切換カム２７，２９は３段階のいずれかの係合
状態（軸方向位置）に切換え設定され、皿ばね２１の付
勢力により可動プーリ片１３ｂは切換え設定後の軸方向
位置に保持される。

【００４０】すなわち、切換部材２５を回動させ、例え
ば過給機側プーリ１３が中間ピッチ円径位置の係合（図
３（ｂ）、図２（ｂ））からピッチ円径最小位置の係合
（図３（ｃ）、図２（ｃ））へ切換えると、過給機側プ
ーリ１３はピッチ円径最小状態に保持され、このピッチ
円径の減少方向の切換え操作に連動して、クランク軸１
５の駆動側プーリ１７のピッチ円径は、ばね２３の付勢
力により、逆にピッチ円径が増加する方向に切換わる
（図２（ｃ））。

【００４１】このようにして、過給機側プーリ１３のピ
ッチ円径が減少方向に設定変更されると、それに連動し
てクランク軸１５の駆動側プーリ１７のピッチ円径が逆
に増加方向に切換わり、クランク軸１５（エンジン）の
回転数に対し過給機１がより高速回転するように変速比
が設定変更される。

【００４２】図２（ａ）は、エンジンの一定回転数に対
する過給機１の回転数セットを低速にした場合を、図２
（ｂ）は中間回転数にセットした場合を、図２（ｃ）は
過給機１の回転数セットを高速にセットした場合をそれ
ぞれ模式的に示す。

【００４３】このようにして、駆動機構４の変速比の設
定を高速化の方向に変更することにより、エンジンの低
速回転時の過給機１の回転数を十分高く確保することが
できる。

【００４４】図５は、過給機１の体積効率が駆動機構４
の変速比の設定に応じて変化する様子を示す。横軸はエ
ンジン回転数を示す。図５の特性は過給機１の回転数
を低速回転型に設定（図２（ａ）に設定）した場合の体
積効率の一例を示す。同様に、図５の特性は中間速回
転型に設定（図２（ｂ）に設定）した場合の一例を示
す。また、図５の特性は高速回転型に設定（図２
（ｃ）に設定）した場合の一例を示す。

【００４５】例えば、エンジンの低回転数域で走行する
用途では、過給機１の回転数セットを高速回転型に設定
（図２（ｃ）に設定）することにより過給機１の体積効
率を図５の特性のように比較的高い状態で使用するこ
とができる。

【００４６】このようにして、本実施形態によれば、前
記従来例と異なり、過給機１の駆動機構４の変速比を３
段階に変更設定することが可能であるので、予想される
車両の走行状態に対応して過給機１の体積効率を比較的
高い状態に保って使用することができる。

【００４７】しかも、上述のように簡単な構成の過給機
１の駆動機構４により変速比の調整、設定が可能であ
る。

【００４８】また、無段階に変速可能な駆動機構の場合
よりも変速比が解り易いので、変速比の選定がし易くな
る。

【００４９】なお、本実施形態では、切換部材２５を過
給機側プーリ１３（従動側プーリ）の側に設けている
が、駆動側プーリ１７側に設けてもよいことは勿論であ
る。

【００５０】また、皿ばね２１は皿ばねに限定されるこ
となく、例えばコイルばねを用いてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、例えば一方の従動側のプーリ
に変速比切換部材を設けるという比較的簡単な構成およ
び操作によって、駆動、従動プーリ間の変速比を切換え
て望ましい回転数を設定し、設定した回転数に保持する
ことが可能である。

【００５２】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明と同等の効果が得られるうえに、変速比切換部材
で切換え設定すると、その切換え設定に連動して他方の
プーリのピッチ円径が弾性部材の作用により変るので、
切換えを容易に行うことができる。

【００５３】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または２の発明と同等の効果が得られるうえに、無段階
に変速可能な構成の場合よりも変速比が解り易いので、
変速比の選定がし易くなる。

【００５４】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３のいずれかの発明と同等の効果が得られるうえに、
皿ばねの使用により構成が大幅に簡単になる。

【００５５】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜４のいずれかの発明と同等の効果が得られるうえに、
波形のカムの使用により構成が大幅に簡単になる。

【００５６】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
〜５のいずれかの発明と同等の効果が得られるうえに、
山形形状のカムの使用により変速比切換部材の保持構成
が大幅に簡単になる。

【００５７】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
〜６のいずれかの動力伝達機構と同等の効果が得られる
うえに、エンジン回転数の使用域の高低に応じて過給機
を体積効率の良好な回転数で使用できるような変速比に
設定可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の過給機入力部の概要を示
す拡大断面図である。

【図２】一実施形態の駆動機構の変速比設定状態を模式
的に示す図である。

【図３】一実施形態のカムの形状を示す説明図である。

【図４】一実施形態のカムの形状を示す説明図である。

【図５】一実施形態の過給機の体積効率を示す説明図で
ある。

【図６】従来例の断面図である。

【図７】従来例の体積効率を示す説明図である。

【符号の説明】

４ 駆動機構（動力伝達機構） ５ ロータ ７ 軸部（回転軸） ９ ハウジング １３ 過給機側プーリ（従動側プーリ） １３ａ，１７ａ 固定プーリ片 １３ｂ，１７ｂ 可動プーリ片 １５ クランク軸 １７ 駆動側プーリ １９ Ｖベルト（無端可撓部材） ２１ 皿ばね（弾性部材） ２３ ばね（弾性部材） ２５ 切換部材（変速比切換部材） ２７，２９ 切換カム ２７ａ，２９ａ 頂部 ２７ｂ，２９ｂ 中腹部 ２９ｃ 底部 ３１ ナット ３３，３５ 固定用カム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三村 貴志 栃木県栃木市大宮町2388番地 栃木富士産 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G005 EA06 EA19 FA05 FA41 GA17 GB48 GB73 GC00 3J050 AA02 BA03 BA11 BB02 CC02 CC06 CD01 CE05 CE10 DA07

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれピッチ円径可変の駆動側プーリ
   と従動側プーリとを備え、両プーリ間が無端可撓部材に
   て連結されてなる動力伝達機構において、 前記プーリの一方は、回転軸上で互いの間に弾性部材を
   挟持して対向配置され該回転軸と一体に回転する固定プ
   ーリ片と可動プーリ片とを有し、 前記一方のプーリの回転軸上に回動可能に支持され前記
   可動プーリ片とのカム係合により該可動プーリ片を軸方
   向に移動させ該プーリのピッチ円径を変化させると共に
   該回転軸とのカム係合により該可動プーリ片を移動後の
   位置に保持可能な変速比切換部材を備えることを特徴と
   する動力伝達機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の動力伝達機構であっ
   て、 前記プーリの他方は、固定プーリ片と弾性部材により該
   固定プーリ片に接近する方向に付勢された可動プーリ片
   とを有し、ピッチ円径可変であることを特徴とする動力
   伝達機構。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の動力伝達機構
   であって、 前記変速比切換部材は、前記可動プーリ片を段階的に移
   動させ前記一方のプーリのピッチ円径を複数段階に変化
   させることを特徴とする動力伝達機構。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の動力伝
   達機構であって、 前記一方のプーリの弾性部材が皿ばねであることを特徴
   とする動力伝達機構。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の動力伝
   達機構であって、 前記一方のプーリの可動プーリ片と変速比切換部材は、
   互いの対向部に軸方向に波形で周方向に同一ピッチのカ
   ムを有することを特徴とする動力伝達機構。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の動力伝
   達機構であって、 前記変速比切換部材と回転軸は、互いの対向部に軸方向
   に山形形状のカムを有することを特徴とする動力伝達機
   構。
7. 【請求項７】 ハウジングに収容されエンジンにより回
   転駆動される一対のロータを備える過給機であって、 前記一対のロータの一方は、前記ハウジング外に延出す
   る軸部を備え、 前記軸部上に前記請求項１〜６のいずれかに記載の一方
   のプーリを備えると共にエンジンのクランク軸上に前記
   請求項１〜６のいずれかに記載の他方のプーリを備える
   ことを特徴とする過給機。