JP2012092678A - 過給機ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ターボチャージャを加速回転するための時間を一層短縮できるようにする。
【解決手段】ターボチャージャ１１は、タービンハウジング１２と、コンプレッサハウジング１３と、センターハウジング１４と、センターハウジング１４とタービンハウジング１２との間に介在された支持壁１５とを備えている。支持壁１５の内端面には増速歯車機構２１が設けられており、回転軸１６と同軸上に電磁クラッチ３０が設けられている。内燃機関の回転駆動力は、ベルト３５、受動プーリ３４、駆動軸３１及び駆動歯車３８を介して増速歯車機構２１に入力される。電磁クラッチ３０が励磁（連結）されると、増速歯車機構２１の出力回転が回転軸１６に伝えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼機関の排気ガスを吹き付けられることにより回転するタービンホイールが回転可能な回転軸に支持されているターボチャージャを備えた過給機ユニットに関する。

この種のターボチャージャでは、タービンホイールと同軸上に配設されたコンプレッサホイールがタービンホイール及び回転軸と一体的に回転することによって吸気エアが圧縮される。しかし、タービンホイール、回転軸及びコンプレッサホイールには慣性モーメントがあり、発進加速時の排気エネルギーが十分でない。そのため、発進加速時には、排気ガスによってタービンホイール、回転軸及びコンプレッサホイールを加速回転するのに時間が掛かり、エンジンから充分な出力が得られ難い。

図３（ｂ）は、特許文献１に開示のターボチャージャ１００を備えた過給機ユニットを模式的に示す。特許文献１に開示のターボチャージャ１００では、タ−ビン１０１とコンプレッサ１０２とが軸１０３上に設けられている。このターボチャージャ１００は、軸１０３に取り付けられた遊星歯車機構１０４（増速機構）と、軸１０３に回転自在に取り付けられてエンジンのクランク軸１０５の回転により回転される回転部材１０６と、回転部材１０６の回転と遊星歯車機構１０４の回転とを断接するクラッチ手段１０７とを備えている。クランク軸１０５の回転数は、タ−ビン１０１の回転数よりもかなり低い（例えば１／１０以下の回転数）。そのため、クランク軸１０５の回転数を増速して軸１０３（つまりタ−ビン１０１）に伝達するために増速機構が用いられる。

発進加速時にはクラッチ手段１０７が連結状態にされ、クランク軸１０５の回転が遊星歯車機構１０４を介して軸１０３に伝達される。これにより、排気エネルギーのみによって軸１０３を回転させる場合に比べて、加速回転するための時間が短縮する。

実開平５−１２６３１号公報

しかし、遊星歯車機構１０４の太陽歯車１０８が軸１０３に止着されており、軸１０３が回転すると、遊星歯車機構１０４も回転する。一般に、軸１０３を増速するための遊星歯車機構１０４（増速機構）の慣性モーメントは大きい。そのため、発進加速時においてクラッチ手段１０７を遮断状態から連結状態に切り換えて、排気エネルギーのみによって軸１０３を駆動する状態から、クランク軸１０５の回転駆動力によって軸１０３の駆動をアシストする状態に切り換えたときには、クランク軸１０５の回転駆動力によるアシストが慣性モーメントの大きい遊星歯車機構１０４の加速回転に費やされる。これは、軸１０３の加速回転に掛かる時間の短縮の妨げになる。

本発明は、ターボチャージャを加速回転するための時間を一層短縮できるようにすることを目的とする。

本発明は、燃焼機関の排気ガスを吹き付けられることにより回転するタービンホイールが回転可能な回転軸に支持されているターボチャージャを備えた過給機ユニットを対象とし、請求項１の発明では、前記燃焼機関の回転を前記回転軸に伝達するための駆動力伝達機構を備え、前記駆動力伝達機構は、増速機構と、前記増速機構と前記回転軸との間で前記増速機構から前記回転軸への出力回転を遮断可能なクラッチとを含んでいる。

増速機構と回転軸との間にクラッチがあるため、クラッチが遮断状態にあるときには、回転軸の回転と増速機構の回転とは独立しており、燃焼機関が作動状態にあるときには増速機構は常時回転している。クラッチを遮断状態から連結状態に切り換えて、排気エネルギーのみによって回転軸を駆動する状態から、燃焼機関の回転駆動力によって回転軸の駆動をアシストする状態に切り換える場合、増速機構は既に回転している。そのため、加速時の燃焼機関の回転駆動力によって増速機構の加速回転に費やされる損失程度は、停止状態の増速機構を加速回転する場合に比べて、遙かに少ない。これは、回転軸の加速回転に掛かる時間の短縮の向上をもたらす。

好適な例では、前記クラッチの被動クラッチ部は、前記回転軸に止着されており、前記増速機構は、前記回転軸と同軸上に配設されている。
このような構成は、装置のコンパクト化に寄与する。

好適な例では、前記駆動力伝達機構は、前記回転軸とは別の駆動軸を備えており、前記クラッチの被動クラッチ部は、前記回転軸に止着されており、前記増速機構は、前記駆動軸と同軸上に配設されている。

駆動軸を回転軸から遠ざけることによってタービンホイール側における熱的影響から増速機構を遠ざけることが可能になる。これは、熱による増速機構の劣化の抑制に寄与する。

好適な例では、前記クラッチは、電磁クラッチであり、前記電磁クラッチの被動クラッチ部が前記回転軸と連結されている。
電磁クラッチは、遮断状態と連結状態との切り換え（内燃機関の回転駆動力のアシストの利用の有無の切り換え）制御の容易化に有利である。

好適な例では、前記クラッチは、一方向クラッチであり、前記一方向クラッチは、前記増速機構の出力回転数が前記回転軸の回転数を上回るときには連結状態となる。
一般に、排気エネルギーが小さい状態である燃焼機関の低速回転時には、増速機構の出力回転数が前記回転軸の回転数を上回る。この状態ではクラッチが連結状態となり、増速機構の出力回転が回転軸の回転をアシストする。燃焼機関の回転数が高くなると、排気エネルギーが大きくなって増速機構の出力回転数が回転軸の回転数を下回るようになる。この状態では、クラッチが遮断状態となり、回転軸が排気エネルギーのみで回転する。増速機構の出力回転による不必要なアシストは、一方向クラッチの採用によって自動的に回避される。又、一方向クラッチは、電磁クラッチに比べて、コンパクトである。

好適な例では、前記燃焼機関と前記一方向クラッチとの間の駆動力伝達経路上に電磁クラッチが設けられている。
内燃機関の回転駆動力によるアシストによってタービンホイールやコンプレッサホイールが許容回転数を超える場合には、電磁クラッチを遮断状態にしてタービンホイールやコンプレッサホイールが許容回転数を超えないようにすることができる。

本発明は、ターボチャージャを加速回転するための時間を一層短縮することができるという優れた効果を奏する。

第１の実施形態を示すターボチャージャを備えた過給機ユニットの全体側断面図。 （ａ）は、部分拡大側断面図。（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 （ａ）は、ターボチャージャを備えた過給機ユニットの模式図。（ｂ）は、ターボチャージャを備えた従来の過給機ユニットの模式図。 フローチャート。 第２の実施形態を示す過給機ユニットの全体側断面図。 第３の実施形態を示す部分拡大側断面図。 第４の実施形態を示す過給機ユニットの全体側断面図。 第５の実施形態を示す過給機ユニットの一部省略側断面図。 第６の実施形態を示す過給機ユニットの全体側断面図。 回転軸の回転数と過給エア流量との関係、及び駆動軸の回転数と過給エア流量との関係を示すグラフ。

以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、ターボチャージャ１１は、内燃機関３６（燃焼機関）〔図３（ａ）参照〕の排気通路（図示略）に配設されるタービンハウジング１２、及び内燃機関３６の吸気通路（図示略）に配設されるコンプレッサハウジング１３を備えている。タービンハウジング１２とコンプレッサハウジング１３との間にはセンターハウジング１４及び支持壁１５が設けられている。支持壁１５にはセンターハウジング１４及びタービンハウジング１２が連結して固定されている。

支持壁１５に対向するセンターハウジング１４の端壁１４１とには回転軸１６がラジアル軸受１７，１８を介して回転可能に支持されている。
タービンハウジング１２内にはタービンホイール１９が配設されており、コンプレッサハウジング１３内にはコンプレッサホイール２０が配設されている。タービンホイール１９及びコンプレッサホイール２０は、回転軸１６に止着されており、タービンホイール１９、回転軸１６及びコンプレッサホイール２０は、回転軸線１６１を中心にして一体的に回転可能である。

タービンハウジング１２内には渦巻き状のスクロール通路１２１及び環状の旋回通路１２２が設けられている。スクロール通路１２１は、内燃機関３６〔図３（ａ）参照〕の排気通路に連通しており、内燃機関３６の燃焼室から排気通路へ排出された排気ガスがスクロール通路１２１に送り込まれる。スクロール通路１２１内の排気ガスは、旋回通路１２２を介してタービンホイール１９へ向けて吹き付けられる。タービンホイール１９へ向けて吹き付けられた排気ガスは、タービンハウジング１２内の流出通路１２３から図示しない排気通路を経由して大気中に排出される。

コンプレッサハウジング１３は、コンプレッサホイール２０の外周を囲うようにセンターハウジング１４の端壁１４１に連結して固定されている。コンプレッサハウジング１３には回転軸線１６１の方向に向けて外部に開口する流入通路１３１が設けられている。コンプレッサハウジング１３内には渦巻き状のコンプレッサ通路１３２及び環状の送出通路１３３が設けられている。コンプレッサ通路１３２は、吸気通路を介して内燃機関３６〔図３（ａ）参照〕の燃焼室に連通しており、送出通路１３３は、コンプレッサ通路１３２に沿って設けられている。

タービンホイール１９は、タービンハウジング１２側からコンプレッサハウジング１３側へ向かうにつれて拡径してゆく軸部１９１と、軸部１９１の周面に一体形成された複数の羽根１９２とを備えている。内燃機関の燃焼室から前記排気通路へ排出された排気ガスは、スクロール通路１２１及び旋回通路１２２を経由して羽根１９２に吹き付けられる。これにより、タービンホイール１９が回転される。

コンプレッサホイール２０は、コンプレッサハウジング１３側からタービンハウジング１２側へ向かうにつれて拡径してゆく軸部２０１と、軸部２０１の周面に一体形成された複数の羽根２０２とを備えている。コンプレッサホイール２０は、タービンホイール１９の回転に伴って一体的に回転し、回転する複数の羽根２０２は、吸気通路内の空気（ガス）を流入通路１３１へ導入すると共に、遠心作用によって送出通路１３３へ放出する。送出通路１３３内へ放出された空気は、コンプレッサ通路１３２を経由して燃焼室へ過給される。

図２（ａ）に示すように、支持壁１５の内端面には増速歯車機構２１が設けられている。増速歯車機構２１は、支持壁１５に植設された複数本の支軸２２〔図２（ｂ）に示すように本実施形態では３本〕と、各支軸２２に回転可能に支持された中間歯車２３と、各中間歯車２３を包囲する外輪歯車２４と、各中間歯車２３に噛合された太陽歯車２５とから構成されている。外輪歯車２４の外周には歯列が形成されており、外輪歯車２４の内周には歯列が形成されている。外輪歯車２４の内周の歯列は、各中間歯車２３に噛合している。外輪歯車２４が回転すると、中間歯車２３が支軸２２を中心にして回転する。中間歯車２３の回転は、太陽歯車２５へ伝えられ、太陽歯車２５が回転軸１６を中心にして回転する。

中間歯車２３に関して支持壁１５とは反対側に支持プレート２６が設けられている。支持プレート２６には支軸２２が貫通して固定されている。つまり、支持プレート２６は、複数本の支軸２２によって支持されている。

太陽歯車２５には円筒部２５１が端壁１４１に向けて延出するように一体形成されており、円筒部２５１の先端部にはフランジ２５２が一体形成されている。フランジ２５２と支持プレート２６との間にはソレノイド２７が設けられている。

フランジ２５２と端壁１４１との間には板形状の被動クラッチ部２８が設けられている。被動クラッチ部２８には回転軸１６が貫通されており、被動クラッチ部２８は、回転軸１６に対して回転軸線１６１の方向へ移動可能である。被動クラッチ部２８とラジアル軸受１８との間には複数の板バネ２９が設けられている。板バネ２９の一端は、被動クラッチ部２８に止着されており、板バネ２９は、被動クラッチ部２８と一体的に回転する。板バネ２９の他端は、回転軸１６に連結されており、被動クラッチ部２８及び板バネ２９は、回転軸１６と一体的に回転する。

ソレノイド２７を励磁すると、被動クラッチ部２８が板バネ２９のバネ力に抗してフランジ２５２に吸着される。ソレノイド２７を消磁すると、被動クラッチ部２８が板バネ２９のバネ力によってフランジ２５２から離される。ソレノイド２７、フランジ２５２、被動クラッチ部２８及び板バネ２９は、電磁クラッチ３０を構成する。

図１に示すように、センターハウジング１４には筒部１４２が支持壁１５とは反対側に突出するように一体形成されている。筒部１４２と支持壁１５とには駆動軸３１がラジアル軸受３２，３３を介して回転可能に支持されている。駆動軸３１は、回転軸１６と平行である。駆動軸３１は、筒部１４２の筒内から外部へ突出しており、駆動軸３１の突出端部には受動プーリ３４が止着されている。受動プーリ３４にはベルト３５が巻き掛けられている。

図３（ａ）は、ターボチャージャ１１の模式図を示す。ベルト３５は、内燃機関３６のクランク軸３６１に止着された駆動プーリ３７に巻き掛けられており、クランク軸３６１の回転が駆動プーリ３７、ベルト３５及び受動プーリ３４を介して駆動軸３１に伝達される。

センターハウジング１４内の駆動軸３１の部位には駆動歯車３８が止着されている。駆動歯車３８は、外輪歯車２４の外周側の歯列に噛合している。駆動軸３１の回転は、駆動歯車３８を介して外輪歯車２４に伝えられる。

内燃機関３６が作動している状態では、内燃機関３６の回転（クランク軸３６１の回転）は、駆動プーリ３７、ベルト３５、受動プーリ３４、駆動軸３１及び駆動歯車３８を介して増速歯車機構２１へ伝えられる。つまり、内燃機関３６が作動している状態では、増速歯車機構２１の太陽歯車２５が常に回転しており、増速歯車機構２１は、駆動軸３１〔図１参照〕の回転を増速して出力する。

電磁クラッチ３０は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣには回転数検出手段１０が信号接続されている。回転数検出手段１０は、内燃機関３６の回転数を検出する。回転数検出手段１０によって得られた回転数検出情報は、制御コンピュータＣへおくられる。制御コンピュータＣは、回転数検出情報に基づいて電磁クラッチ３０を励消磁制御する。

駆動プーリ３７、ベルト３５、受動プーリ３４、駆動軸３１〔図１参照〕、駆動歯車３８、増速歯車機構２１及び電磁クラッチ３０は、回転軸１６を回転駆動させる内燃機関３６と回転軸１６との間に介在された駆動力伝達機構を構成する。

図４は、励消磁制御プログラムを示すフローチャートである。以下、制御コンピュータＣによる電磁クラッチ３０の励消磁制御を図４のフローチャートに基づいて説明する。
制御コンピュータＣは、回転数検出手段１０によって得られた検出回転数Ｎｘと基準回転数Ｎ１との大小関係を判断する（ステップＳ１）。基準回転数Ｎ１は、排気エネルギーが不足する低回転数の上限として見なして設定された回転数である。検出回転数Ｎｘが基準回転数Ｎ１に満たない場合（ステップＳ１においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、電磁クラッチ３０を励磁（ステップＳ２）する。これにより、内燃機関３６の回転が回転軸１６へ伝えられ、回転軸１６が排気エネルギーと内燃機関３６の回転駆動力との両方によって回転される。

検出回転数Ｎｘが基準回転数Ｎ１以上である場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、検出回転数Ｎｘと基準回転数Ｎ２との大小関係を判断する（ステップＳ３）。基準回転数Ｎ２は、排気エネルギーが十分である高回転数の下限として見なして設定された回転数である。

検出回転数Ｎｘが基準回転数Ｎ２に満たない場合（ステップＳ３においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、電磁クラッチ３０を励磁（ステップＳ４）する。これにより、内燃機関３６の回転が回転軸１６へ伝えられ、回転軸１６が排気エネルギーと内燃機関３６の回転駆動力との両方によって回転される。

検出回転数Ｎｘが基準回転数Ｎ２以上である場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、電磁クラッチ３０を消磁（ステップＳ５）する。これにより、内燃機関３６の回転が回転軸１６へ伝えられることはなく、回転軸１６が排気エネルギーのみによって回転される。

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）増速歯車機構２１と回転軸１６との間に電磁クラッチ３０があるため、電磁クラッチ３０が消磁状態（遮断状態）にあるときには、回転軸１６の回転と増速歯車機構２１の回転とは独立している。内燃機関３６が作動状態にあるときには増速歯車機構２１は常時回転している。内燃機関３６の回転数が基準回転数Ｎ２より少ない回転数のときには、電磁クラッチ３０が消磁状態（遮断状態）から励磁状態（連結状態）に切り換えられる。これにより、排気エネルギーのみによって回転軸１６を駆動する状態から、内燃機関３６の回転駆動力によって回転軸１６の駆動をアシストする状態に切り換えられるが、増速歯車機構２１は、既に回転している。そのため、加速時の内燃機関３６の回転駆動力が既に回転している増速歯車機構２１の加速回転に費やされる損失程度は、停止状態の増速歯車機構２１を加速回転する場合に比べて、遙かに少ない。これは、回転軸１６の加速回転に掛かる時間の短縮の向上をもたらす。

（２）電磁クラッチ３０の被動クラッチ部２８は、板バネ２９を介して回転軸１６に止着されている。又、増速歯車機構２１の中心軸線（太陽歯車２５の回転軸線）は、回転軸１６の回転軸線１６１と同一線上にあり、増速歯車機構２１は、回転軸１６と同軸上に配設されている。このような構成は、回転軸１６の周囲に増速歯車機構２１及び電磁クラッチ３０を配設することを可能にする。これは、ターボチャージャ１１のコンパクト化に寄与する。

（３）回転軸１６を回転させるためのトルクは、回転数が高くなるほど、小さくて済む。増速歯車機構２１にて増速された回転数であれば、回転軸１６を回転させるためのトルクは小さくて済む。従って、電磁クラッチ３０の被動クラッチ部２８及びフランジ２５２の接触面積は、小さくてよい。これは、電磁クラッチ３０のコンパクト化を可能にする。電磁クラッチ３０のコンパクト化は、電磁クラッチ及び増速機構を搭載したターボチャージャのコンパクト化に寄与する。

（４）一般的には、内燃機関３６が高速回転しているときには、ターボチャージャ１１の回転数は、増速歯車機構２１にて増速された回転数を上回る。このときのターボチャージャ１１の回転数は、十分な過給をもたらしており、内燃機関３６の回転駆動力のアシストは不要である。アシスト不要時に電磁クラッチ３０を連結状態にしておくと、逆にターボチャージャ１１の加速回転が妨げられる。

電磁クラッチ３０の採用は、内燃機関３６の回転駆動力のアシストの利用の有無を切り換える上で好ましい。
（５）ターボチャージャ１１のハウジング内の回転軸１６にベルト３５を巻き掛けるのは、構造的に難しい。回転軸１６と平行に駆動軸３１を配設した構成では、駆動軸３１をターボチャージャ１１のハウジング内から外部へ突出することが容易であり、駆動軸３１の突出端部にベルト３５を巻き掛けるのは、容易である。

次に、図５の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
センターハウジング１４とタービンハウジング１２との間には支持壁１５Ａ及び補助ハウジング３９が介在されている。センターハウジング１４と補助ハウジング３９とには回転軸１６Ａがラジアル軸受１７，１８を介して回転可能に支持されている。回転軸１６Ａには大径部１６０が形成されており、大径部１６０の一端側の段差には止め輪４０が止着されている。大径部１６０には被動クラッチ部２８が相対回動可能かつ回転軸線１６１の方向に移動可能に設けられており、被動クラッチ部２８と止め輪４０との間には板バネ２９が介在されている。

大径部１６０の他端側の回転軸１６Ａの小径部にはサークリップ４１が取り付けられており、サークリップ４１と止め輪４０との間の回転軸１６Ａには被動歯車４２が相対回転可能に設けられている。被動歯車４２は、サークリップ４１と止め輪４０との間に位置規制されている。被動歯車４２にはソレノイド２７が止着されている。ソレノイド２７が励磁されると、被動クラッチ部２８が板バネ２９のばね力に抗して被動歯車４２の端面に吸着される。被動歯車４２、ソレノイド２７、被動クラッチ部２８及び板バネ２９は、電磁クラッチ３０Ａを構成する。

支持壁１５Ａには増速歯車機構２１Ａが設けられている。増速歯車機構２１Ａは、支持壁１５Ａに植設された複数本の支軸２２と、各支軸２２に回転可能に支持された中間歯車２３と、各中間歯車２３を包囲する外輪歯車２４Ａと、各中間歯車２３に噛合された太陽歯車２５Ａとから構成されている。太陽歯車２５Ａには出力軸４３の一端が止着されており、出力軸４３の他端には駆動歯車４４が止着されている。駆動歯車４４は、被動歯車４２に噛合されている。駆動歯車４４の歯数は、太陽歯車２５Ａの歯数よりも多くしてある。

外輪歯車２４Ａは、円板形状の端板２４１を備えており、端板２４１には駆動軸３１が連結して固定されている。駆動軸３１は、ラジアル軸受３２，３３を介してセンターハウジング１４の筒部１４２に回転可能に支持されている。駆動軸３１及び出力軸４３は、同軸上にある。外輪歯車２４Ａは、駆動軸３１と一体的に回転する。

外輪歯車２４Ａの内周には歯列が形成されている。外輪歯車２４の内周の歯列は、各中間歯車２３に噛合している。外輪歯車２４が回転すると、中間歯車２３が支軸２２を中心にして回転する。中間歯車２３の回転は、太陽歯車２５Ａへ伝えられ、太陽歯車２５Ａが出力軸４３を中心にして回転する。太陽歯車２５Ａの回転は、駆動歯車４４に伝えられ、駆動歯車４４及びソレノイド２７が回転軸１６Ａを中心にして一体的に回転する。

電磁クラッチ３０Ａが励磁されると、増速歯車機構２１Ａの出力回転が電磁クラッチ３０Ａを介して回転軸１６Ａに伝えられる。
第２の実施形態では、第１の実施形態における（１），（３），（４）項と同様の効果が得られる。

増速歯車機構を潤滑する潤滑油が熱によって劣化すると、増速歯車機構が劣化して信頼性が低下する。駆動軸３１は、回転軸１６Ａから離されており、増速歯車機構２１Ａは、駆動軸３１と同軸上に配設されている。従って、タービンホイール１９側における排気ガスの熱的影響から増速歯車機構２１Ａが遠ざけられたことになる。これは、排気ガスの熱による増速歯車機構２１Ａの劣化の抑制に寄与する。

次に、図６の第３の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
増速歯車機構２１Ｂを構成する太陽歯車２５Ｂには収納筒部２５３が一体形成されており、収納筒部２５３と回転軸１６との間には一方向クラッチ４５が設けられている。排気エネルギーによる回転軸１６の回転数が増速歯車機構２１Ｂの出力回転数を上回ると、一方向クラッチ４５は遮断状態となる。つまり、一方向クラッチ４５は、増速歯車機構２１Ｂの出力回転数が回転軸１６の回転数を上回るときには連結状態となる。

一方向クラッチ４５は遮断状態になったときには、増速歯車機構２１Ｂの出力回転が回転軸１６に伝わることはなく、回転軸１６は、排気エネルギーのみで回転する。増速歯車機構２１Ｂの出力回転による不必要なアシストは、一方向クラッチ４５の採用によって自動的に回避される。又、一方向クラッチ４５は、電磁クラッチに比べて、コンパクトである。

次に、図７の第４の実施形態を説明する。第２，３の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
センターハウジング１４Ｃに連結されたコンプレッサハウジング１３Ｃは、曲がった流入通路１３１Ｃを形成する通路形成筒１３４を備えている。通路形成筒１３４には支持壁４６が一体形成されており、支持壁４６には増速機構ハウジング４７が連結して固定されている。増速機構ハウジング４７には駆動軸３１がラジアル軸受３２，３３を介して回転可能に支持されている。増速機構ハウジング４７内には増速歯車機構２１Ｂが設けられている。支軸２２は、支持壁４６に植設されている。

駆動軸３１は、増速歯車機構２１Ｂを構成する外輪歯車２４Ａに連結されており、外輪歯車２４Ａは、駆動軸３１と一体的に回転する。
回転軸１６は、通路形成筒１３４及び支持壁４６を貫通しており、回転軸１６の貫通端部と太陽歯車２５Ｂの収納筒部２５３との間には一方向クラッチ４５が介在されている。

排気エネルギーによる回転軸１６の回転数が増速歯車機構２１Ｂの出力回転数を上回ると、一方向クラッチ４５は遮断状態となる。つまり、増速歯車機構２１Ｂの出力回転が回転軸１６に伝わることはなく、回転軸１６は、排気エネルギーのみで回転する。

増速歯車機構２１Ｂは、コンプレッサホイール２０に関してタービンホイール１９とは反対側にある。従って、増速歯車機構２１Ｂは、タービンホイール１９側の熱的影響から離れており、排気ガスの熱による増速歯車機構２１Ｂの劣化が抑制される。

又、第４の実施形態では、第３の実施形態と同様の効果が得られる。
次に、図８の第５の実施形態を説明する。第４の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。

一方向クラッチ４５と回転軸１６との間には軸継ぎ手４８が介在されている。駆動軸３１の回転は、一方向クラッチ４５を介して軸継ぎ手４８へ伝えられる。
第４の実施形態では、増速歯車機構２１Ｂの組み付け誤差がある場合には、一方向クラッチ４５が連結状態にあるときには、増速歯車機構２１Ｂの出力が回転軸１６に対するラジアル力を生じさせる可能性がある。回転軸１６に対してラジアル力が作用した場合には、ラジアル軸受１７，１８の耐久性が低下する。

軸継ぎ手４８を設けた第５の実施形態では、軸継ぎ手４８が回転軸１６に対するラジアル力を吸収するため、増速歯車機構２１Ｂの出力が回転軸１６に対するラジアル力を生じさせるおそれはない。

次に、図９及び図１０の第６の実施形態を説明する。第４の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
図９に示すように、増速機構ハウジング４７及び駆動軸３１には電磁クラッチ４９が装着されている。電磁クラッチ４９のソレノイド５０に通電（電磁クラッチ４９を励磁）すると、駆動クラッチ板５１が被動クラッチ板５２に接合し、ベルト３５の駆動が被動クラッチ板５２及び駆動クラッチ板５１を介して駆動軸３１に伝達される。

図１０のグラフにおける曲線Ｄは、駆動軸３１の回転数とコンプレッサ通路１３２内のエア流量との関係を示し、曲線Ｅは、コンプレッサホイール２０の回転数とコンプレッサ通路１３２内のエア流量との関係を示す。これらの関係は、コンプレッサ通路１３２内のエア流量がある一定以上において成り立つ。曲線Ｄと曲線Ｅとの交差位置の回転数Ｎｏよりも低い回転数領域では、エア流量が同じである場合には、コンプレッサホイール２０の回転数が駆動軸３１の回転数よりも高い。従って、図７の第４の実施形態では、一方向クラッチ４５が遮断状態になる。

曲線Ｄと曲線Ｅとの交差位置の回転数Ｎｏよりも高い回転数領域では、エア流量が同じである場合には、コンプレッサホイール２０の回転数が駆動軸３１の回転数よりも低い。従って、図７の第４の実施形態では、一方向クラッチ４５が連結状態になり、内燃機関３６〔図３（ａ）参照〕の回転駆動力によってコンプレッサホイール２０の駆動がアシストされる。内燃機関３６の回転駆動力によってコンプレッサホイール２０の駆動をアシストする能力を高めるには、増速歯車機構２１Ｂの増速比を増大すればよい。しかし、図７の第４の実施形態では、単に増速歯車機構２１Ｂの増速比を増大するだけでは、過給エア流量が増大し、回転数Ｎｏよりも高い回転数領域になってしまう。そのため、内燃機関３６の回転駆動力によるアシストによってタービンホイール１９やコンプレッサホイール２０が許容回転数を超えてしまい、ターボチャージャ１１に異常が生じるおそれがある。

内燃機関３６と一方向クラッチ４５との間の駆動力伝達経路上に電磁クラッチ４９を設けた第５の実施形態では、内燃機関３６の回転駆動力によるアシストによってタービンホイール１９やコンプレッサホイール２０が許容回転数を超える場合には、電磁クラッチ４９を消磁して電磁クラッチ４９を遮断状態にすることができる。これにより、増速歯車機構２１Ｂの増速比を増大して内燃機関３６の回転駆動力によるアシスト性能を高めた場合のターボチャージャ１１の故障発生の問題を回避することができる。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○増速機構として、中間歯車が公転する遊星歯車機構を用いてもよい。
○増速機構として遊星ローラ機構を用いてもよい。遊星ローラ機構は、増速歯車機構に比べて、増速比を大きくし易い。

○第５の実施形態において、電磁クラッチ４９の代わりに、或る回転数以上で遮断される遠心クラッチを用いてもよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。

（イ）前記駆動軸は、前記回転軸と平行に配設されている請求項３に記載の過給機ユニット。
（ロ）前記増速機構は、太陽歯車と、中間歯車と、外輪歯車とを備えた増速歯車機構である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の過給機ユニット。

１１…ターボチャージャ。１６，１６Ａ…回転軸。１９…タービンホイール。２１，２１Ａ，２１Ｂ…増速歯車機構。２８…被動クラッチ部。３０，３０Ａ…電磁クラッチ。３１…駆動軸。４４…一方向クラッチ。３６…燃焼機関である内燃機関。

Claims (6)

1. 燃焼機関の排気ガスを吹き付けられることにより回転するタービンホイールが回転可能な回転軸に支持されているターボチャージャを備えた過給機ユニットにおいて、
   前記燃焼機関の回転を前記回転軸に伝達するための駆動力伝達機構を備え、
   前記駆動力伝達機構は、増速機構と、前記増速機構と前記回転軸との間で前記増速機構から前記回転軸への出力回転を遮断可能なクラッチとを含んでいる過給機ユニット。
2. 前記増速機構は、前記回転軸と同軸上に配設されている請求項１に記載の過給機ユニット。
3. 前記駆動力伝達機構は、前記回転軸とは別の駆動軸を備えており、前記増速機構は、前記駆動軸と同軸上に配設されている請求項１に記載の過給機ユニット。
4. 前記クラッチは、電磁クラッチであり、前記電磁クラッチの被動クラッチ部が前記回転軸と連結されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の過給機ユニット。
5. 前記クラッチは、一方向クラッチであり、前記一方向クラッチは、前記増速機構の出力回転数が前記回転軸の回転数を上回るときには連結状態となる請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の過給機ユニット。
6. 前記燃焼機関と前記一方向クラッチとの間の駆動力伝達経路上に電磁クラッチが設けられている請求項５に記載の過給機ユニット。

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