JP2017137980A - エンジンの回転出力切換機構 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン側に設けた電磁クラッチによって、エンジンの回転を受けた２つの回転出力を取り出すことができるエンジンの回転出力切換機構を提供すること。【解決手段】回転出力切換機構２は、エンジン７側に設けられ、回転軸２０、第１回転体２１、第２回転体２２、駆動側コイル２３、駆動側アーマチュア２４２及び回転止め部材２５を備える。回転止め部材２５は、第２回転体２２とフライホイール７２との隙間を介して配置されている。回転出力切換機構２は、駆動側コイル２３が通電されない状態でフライホイール７２の回転を受けて回転軸２０及び第１回転体２１が回転する第１回転状態と、駆動側コイル２３が通電される状態でフライホイール７２の回転を受けて回転軸２０、第１回転体２１及び第２回転体２２が回転する第２回転状態とに切換え可能である。【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの回転出力切換機構に関する。

ＧＨＰ（ガスヒートポンプ）等においては、エンジンの回転出力を利用して、空調機器における圧縮機を作動させることが行われている。一般的に、圧縮機は、エンジンの回転速度に比例する回転速度で作動させており、圧縮機の回転速度を変速することは行われていない。一方、特許文献１においては、圧縮機の入力回転軸に電磁クラッチを設け、エンジンの回転出力を、電磁クラッチを介して圧縮機に伝達することにより、回転動力の伝達とこの伝達の遮断とを切り替えることが記載されている。また、特許文献２においては、圧縮機の回転入力部に変速手段としての電磁クラッチを設け、この電磁クラッチによって、エンジンの回転速度に対する圧縮機の回転速度を変速することが記載されている。

実開平５−２７３６０号公報 特開平７−２６９９８２号公報

しかしながら、特許文献１、２等においては、圧縮機側に電磁クラッチを設ける工夫が記載されているのみであり、エンジン側に電磁クラッチを設ける工夫については何ら記載されていない。また、エンジン側においては、エンジンのクランク軸にはフライホイールが連結されており、このフライホイールが、電磁クラッチの励磁コイルを回転不能に固定する際の障害になる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、エンジン側に設けた電磁クラッチによって、エンジンの回転を受けた２つの回転出力を取り出すことができる回転出力切換機構を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、エンジンのクランク軸に連結されたフライホイールの、上記クランク軸が連結された側とは反対側に連結される回転軸と、
該回転軸に同心状に取り付けられた第１回転体と、
上記回転軸における、上記第１回転体と上記フライホイールとの間の部位に、軸受を介して上記回転軸と同心状に取り付けられた第２回転体と、
該第２回転体の内側に配置され、該第２回転体又は上記回転軸に軸受を介して取り付けられたコイルと、
上記第１回転体又は上記回転軸に取り付けられ、上記コイルが通電された際に上記第２回転体を上記第１回転体に連結させるアーマチュアと、
上記第２回転体と上記フライホイールとの隙間を介して配置されて、上記コイルと、上記エンジンの非回転部位又は該非回転部位が取り付けられる部位とを連結し、上記コイルの回転止めを行う回転止め部材と、を備え、
上記コイルが通電されない状態で上記フライホイールの回転を受けて上記回転軸及び上記第１回転体が回転する第１回転状態と、上記コイルが通電される状態で上記フライホイールの回転を受けて上記回転軸、上記第１回転体及び上記第２回転体が回転する第２回転状態とに切換え可能である、エンジンの回転出力切換機構にある。

上記エンジンの回転出力切換機構の回転軸は、エンジンのクランク軸に連結されたフライホイールの、クランク軸が連結された側とは反対側に連結される。そして、回転出力切換機構は、エンジン側に配置され、電磁クラッチを構成するコイル及びアーマチュアを有するものである。このようなエンジン側に電磁クラッチを設ける回転出力切換機構は、従来の電磁クラッチにはない新たな機構を提供する。

また、エンジン側に電磁クラッチを設ける場合には、フライホイールが存在することにより、コイルを、エンジンにおける非回転部位に固定することができない。この課題に対して、回転出力切換機構においては、第２回転体又は回転軸に軸受を介してコイルを取り付けるとともに、回転止め部材を用いてコイルの回転止めを行う。具体的には、第２回転体とフライホイールとの隙間を介して回転止め部材を配置し、回転止め部材によって、コイルを、エンジンの非回転部位又はエンジンの非回転部位が取り付けられる部位に連結する。これにより、フライホイールが存在するエンジン側において、コイルの回転止めを行うことができる。

回転出力切換機構は、コイルへの通電の有無によって、第１回転状態と第２回転状態とに切換え可能である。
コイルが通電（励磁）されない状態においては、第１回転状態が形成される。この第１回転状態においては、アーマチュアがコイルによる電磁吸引力を受けず、第２回転体が第１回転体と分離された状態にある。これにより、フライホイールの回転を受けて回転軸及び第１回転体が回転する一方、第２回転体は回転しない。そのため、第１回転状態においては、第１回転体の回転によって、エンジンの回転を受けた第１の回転出力を取り出すことができる。

一方、コイルが通電（励磁）される状態においては、第２回転状態が形成される。この第２回転状態においては、アーマチュアがコイルによる電磁吸引力を受け、第２回転体が第１回転体と連結された状態にある。これにより、フライホイールの回転を受けて回転軸、第１回転体及び第２回転体が回転する。そのため、第２回転状態においては、第２回転体の回転によって、エンジンの回転を受けた第２の回転出力を取り出すことができる。

なお、第２の回転出力を取り出す際には、第１の回転出力を利用する側において、第１の回転出力を取り出さないようにする。また、第１回転状態及び第２回転状態のいずれを形成するときにおいても、回転止め部材によって、回転軸、第１回転体又は第２回転体の回転を受けてコイルが回転することを阻止する。

このように、上記エンジンの回転出力切換機構によれば、エンジン側に設けた電磁クラッチによって、エンジンの回転を受けた２つの回転出力を取り出すことができる。

実施形態にかかる、回転出力切換機構を用いた、第１回転状態にある回転変速システムを示す断面説明図。 実施形態にかかる、回転出力切換機構を用いた、第２回転状態にある回転変速システムを示す断面説明図。 実施形態にかかる、回転出力切換機構を示す断面説明図。 実施形態にかかる、回転切換機構を示す断面説明図。

上述したエンジンの回転出力切換機構にかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
回転出力切換機構２は、図３に示すように、回転軸２０、第１回転体２１、第２回転体２２、駆動側コイル２３、駆動側アーマチュア２４２及び回転止め部材２５を備える。
回転軸２０は、エンジン７のクランク軸７１に連結されたフライホイール７２の、クランク軸７１が連結された側とは反対側に連結される。第１回転体２１は、回転軸２０に同心状に取り付けられたプーリである。第２回転体２２は、回転軸２０における、第１回転体２１とフライホイール７２との間の部位に、軸受２２６を介して回転軸２０と同心状に取り付けられたプーリである。駆動側コイル２３は、第２回転体２２の内側に配置されており、回転軸２０に軸受２３６を介して取り付けられている。

図３に示すように、駆動側アーマチュア２４２は、第１回転体２１及び回転軸２０に取り付けられており、駆動側コイル２３が通電された際に第２回転体２２を第１回転体２１及び回転軸２０に連結させるものである。回転止め部材２５は、第２回転体２２とフライホイール７２との隙間を介して配置されている。回転止め部材２５は、駆動側コイル２３と、エンジン７の非回転部位７０とに連結されており、駆動側コイル２３の回転止めを行うものである。
回転出力切換機構２は、図１に示すように、駆動側コイル２３が通電されない状態でフライホイール７２の回転を受けて回転軸２０及び第１回転体２１が回転する第１回転状態Ｘ１と、図２に示すように、駆動側コイル２３が通電される状態でフライホイール７２の回転を受けて回転軸２０、第１回転体２１及び第２回転体２２が回転する第２回転状態Ｘ２とに切換え可能である。

以下に、本形態のエンジン７の回転出力切換機構２についてさらに詳説する。
図１、図２に示すように、回転出力切換機構２を設けるエンジン７は、ガスを燃料として動作するガスエンジンである。回転出力切換機構２は、ガスエンジンによって冷暖房の空調を行うＧＨＰ（ガスヒートポンプ）において使用される。回転出力切換機構２は、エンジン７側に設けられており、エンジン７の回転出力（フライホイール７２の回転）を利用して、回転機器８としての、ヒートポンプ（空調機器）における圧縮機を作動させるものである。回転機器８側には、回転切換機構３が設けられている。そして、エンジン７側の回転出力切換機構２と回転機器８側の回転切換機構３とを合わせて、回転変速システム１が形成されている。

フライホイール７２は、弾み車ともいい、円盤形状に形成されており、エンジン７の回転速度を安定化させる等の目的でクランク軸７１に設けられている。また、フライホールは歯車として形成されており、その外周の歯面には、エンジン７のスタータの回転軸２０に設けられた歯車の歯面が噛み合うことが可能である。回転軸２０は、フライホイール７２の中心部において、フライホイール７２と同心状に連結されている。回転軸２０の基端部には、フランジ部２０１が設けられており、フランジ部２０１は、ボルトによってフライホイール７２に取り付けられている。

まず、回転出力切換機構２の各要素について説明する。
図３に示すように、第１回転体２１は、ボルトによって、回転軸２０の先端部に直接連結されている。第１回転体２１は、円盤形状の円盤部２１１と、円盤部２１１の外周部分において、回転軸２０の軸線方向に平行に設けられた動力伝達部２１２とを有している。回転軸２０の先端部には、最も縮径した中心軸部２０２が形成されており、中心軸部２０２は、第１回転体２１の円盤部２１１の中心に形成された中心穴２１３に挿入されている。これにより、回転軸２０と第１回転体２１との芯出しが行われている。

第２回転体２２は、回転軸２０の外周において、回転軸２０との間に軸受２２６を介して取り付けられている。第２回転体２２は、回転軸２０における、第１回転体２１とフライホイール７２との間の部位に、回転軸２０と同心状に取り付けられている。軸受２２６は、ベアリングを用いた転がり軸受である。第２回転体２２は、円盤形状の円盤部２２１と、円盤部２２１の外周部分において、回転軸２０の軸線方向に平行に設けられた動力伝達部２２２と、円盤部２２１の内周部分において、軸受２２６に取り付けるために軸線方向に平行に設けられた取付部２２３とを有している。また、円盤部２２１における、取付部２２３の外周側の位置には、軸線方向に平行な突起部２２４が設けられている。取付部２２３と突起部２２４との間には、駆動側コイル２３を収容するための収容凹部２２５が形成されている。
第１回転体２１及び第２回転体２２は、外周にベルトが掛け渡されるプーリとして形成されている。

同図に示すように、駆動側コイル２３は、第２回転体２２における、収容凹部２２５に収容されるフィールドコア２３２内に収容されている。駆動側コイル２３が収容されたフィールドコア２３２は、回転軸２０の外周において、回転軸２０との間に軸受２３６を介して取り付けられている。軸受２３６は、ベアリングを用いた転がり軸受である。駆動側コイル２３の通電線２３１は、フィールドコア２３２に設けられた貫通孔を介してフィールドコア２３２の外部に引き出されている。なお、駆動側コイル２３が収容されたフィールドコア２３２は、第２回転体２２に対して軸受を介して取り付けることもできる。また、エンジン７の制御装置による制御を受けて、駆動側コイル２３への通電及び通電の遮断が行われる。

回転出力切換機構２においては、駆動側コイル２３とクラッチ部２４とによって電磁クラッチが形成されている。クラッチ部２４は、回転軸２０及び第１回転体２１の少なくとも一方に取り付けられたアーマチュアハブ２４３と、アーマチュアハブ２４３に取り付けられた板ばね２４１と、板ばね２４１に連結されて第２回転体２２の円盤部２２１と対面して配置された駆動側アーマチュア２４２とを有している。

アーマチュアハブ２４３は、回転軸２０の先端部と第１回転体２１の円盤部２１１との間に挟持されて、回転軸２０及び第１回転体２１に取り付けられている。板ばね２４１は、可撓性を有する板部材によって形成されている。駆動側アーマチュア２４２は、第２回転体２２の円盤部２２１を間に挟んで、駆動側コイル２３と対向する位置に配置されている。駆動側アーマチュア２４２は、駆動側コイル２３に通電が行われたときに、駆動側コイル２３による電磁吸引力を受けて第２回転体２２の円盤部２２１に吸着可能である。第２回転体２２の円盤部２２１及び駆動側アーマチュア２４２は、駆動側コイル２３による磁界の影響を受けて磁化される軟磁性材料によって形成されている。

駆動側コイル２３が励磁されていない状態においては、第２回転体２２の円盤部２２１と駆動側アーマチュア２４２との間に間隙が形成されている。これにより、第１回転体２１と第２回転体２２とが切り離された状態が形成される。一方、通電によって駆動側コイル２３が励磁されるときには、板ばね２４１が撓みながら駆動側アーマチュア２４２が第２回転体２２の円盤部２２１に吸着される。これにより、第１回転体２１と第２回転体２２とが連結される。

図３に示すように、回転止め部材２５は、必要に応じて屈曲された棒形状の部材によって形成されている。回転止め部材２５は、第２回転体２２に対する駆動側コイル２３の共回りを阻止できる部材であればよく、大きな剛性は必要とされない。回転止め部材２５の一端は、駆動側コイル２３が収容されたフィールドコア２３２に取り付けられており、回転止め部材２５の他端は、エンジン７の非回転部位７０としてのエンジンブロック、シリンダヘッド又はシリンダヘッドカバーに取り付けられている。回転止め部材２５の他端は、エンジン７が設置される架台等に取り付けることもできる。

駆動側コイル２３の通電線２３１における、第２回転体２２とフライホイール７２との間に配置される部分は、回転止め部材２５に沿って配線されている。回転止め部材２５は、駆動側コイル２３の回転止めをする機能の他に、駆動側コイル２３の通電線２３１を配線するためのガイドをする機能も有している。そして、回転止め部材２５によって、フライホイール７２と第２回転体２２との間における、駆動側コイル２３の通電線２３１を保持することができる。

次に、回転機器８に設けられた回転切換機構３の各要素について説明する。
図４に示すように、回転機器８の回転切換機構３は、第１従動回転体３１、第２従動回転体３２、従動側コイル３３及び従動側アーマチュア３４２を備える。
第１従動回転体３１は、回転機器８の従動回転軸８１に同心状に配置されており、第１回転体２１と共に回転するプーリである。第２従動回転体３２は、従動回転軸８１に同心状に配置されており、第２回転体２２と共に回転するプーリである。従動側コイル３３は、第１従動回転体３１の内側において、回転機器８の非回転部位８０に取り付けられており、第１従動回転体３１と共に回転することが阻止されている。従動側アーマチュア３４２は、第２従動回転体３２に取り付けられており、従動側コイル３３が通電された際に第１従動回転体３１を第２従動回転体３２に連結させるものである。

本形態の回転変速システム１においては、図１、図２に示すように、エンジン７から回転軸２０が突出する方向（フライホイール７２に対して回転軸２０が突出する方向）と、回転機器８から従動回転軸８１が突出する方向とが互いに逆になっている。
図４に示すように、回転切換機構３は、回転機器８の従動回転軸８１の外周側に同心状に配置された円筒状のハウジングノーズ３６を有している。ハウジングノーズ３６は、回転機器８のハウジングに取り付けられている。

第１従動回転体３１は、ハウジングノーズ３６の外周に軸受を介して同心状に取り付けられている。第１従動回転体３１は、軸受３１６を取り付けるために従動回転軸８１の軸線方向に平行に設けられた取付部３１３と、取付部３１３における先端側の端部から軸線方向に垂直に設けられた円盤形状の円盤部３１１と、円盤部３１１の外周部分において、取付部３１３と対向して回転軸２０の軸線方向に平行に設けられた動力伝達部３１２とを有している。取付部３１３と動力伝達部３１２との間には、従動側コイル３３を収容するための収容凹部３１５が形成されている。軸受３１６は、ベアリングを用いた転がり軸受である。

同図に示すように、第２従動回転体３２は、ハウジングノーズ３６の外周に軸受３２６を介して同心状に取り付けられている。第２従動回転体３２は、軸受３２６を取り付けるために従動回転軸８１の軸線方向に平行に設けられた取付部３２３と、取付部３２３から軸線方向に垂直に設けられた円盤形状の円盤部３２１と、円盤部３２１の外周部分において、従動回転軸８１の軸線方向に平行に設けられた動力伝達部３２２とを有している。第２従動回転体３２は、ボルトによって、連結部材３２７を介して従動回転軸８１の先端部に直接連結されている。軸受３２６は、ベアリングを用いた転がり軸受である。
第１従動回転体３１及び第２従動回転体３２は、外周にベルトが掛け渡されるプーリとして形成されている。

従動側コイル３３は、第１従動回転体３１における、収容凹部３１５に収容されるフィールドコア３３２内に収容されている。従動側コイル３３が収容されたフィールドコア３３２は、回転機器８の非回転部位８０としてのハウジングに取り付けられている。従動側コイル３３の通電線３３１は、フィールドコア３３２に設けられた貫通孔を介してフィールドコア３３２の外部に引き出されている。また、エンジン７の制御装置による制御を受けて、従動側コイル３３への通電及び通電の遮断が行われる。

図４に示すように、回転切換機構３においては、従動側コイル３３とクラッチ部３４とによって電磁クラッチが形成されている。クラッチ部３４は、第２従動回転体３２の円盤部３２１に取り付けられた板ばね３４１と、板ばね３４１に連結されて第１従動回転体３１の円盤部３１１と対面して配置された従動側アーマチュア３４２とを有している。板ばね３４１は、可撓性を有する板部材によって形成されている。従動側アーマチュア３４２は、第１従動回転体３１の円盤部３１１を間に挟んで、従動側コイル３３と対向する位置に配置されている。
従動側アーマチュア３４２は、従動側コイル３３に通電が行われたときに、従動側コイル３３による電磁吸引力を受けて第１従動回転体３１の円盤部３１１に吸着可能である。第１従動回転体３１の円盤部３１１及び従動側アーマチュア３４２は、従動側コイル３３による磁界の影響を受けて磁化される軟磁性材料によって形成されている。

従動側コイル３３が励磁されていない状態においては、第１従動回転体３１の円盤部３１１と従動側アーマチュア３４２との間に間隙が形成されている。これにより、第１従動回転体３１と第２従動回転体３２とが切り離された状態が形成される。一方、通電によって従動側コイル３３が励磁されるときには、板ばね３４１が撓みながら従動側アーマチュア３４２が第１従動回転体３１の円盤部３１１に吸着される。これにより、第１従動回転体３１と第２従動回転体３２とが連結される。

図１、図２に示すように、第１回転体２１の動力伝達部２１２の外周と第１従動回転体３１の動力伝達部３１２の外周とには、第１ベルト４１が掛け渡されている。そして、第１回転体２１と第１従動回転体３１とは一体的に回転する。また、第２回転体２２の動力伝達部２２２の外周と第２従動回転体３２の動力伝達部３２２の外周とには、第２ベルト４２が掛け渡されている。そして、第２回転体２２と第２従動回転体３２とは一体的に回転する。
なお、第１回転体２１、第１従動回転体３１、第２回転体２２及び第２従動回転体３２は、プーリ以外にも、例えば、スプロケットとして形成することも可能である。この場合には、各ベルトに代えて、チェーンが用いられる。

本形態においては、図１に示すように、第１回転体２１の動力伝達部２１２の外径Ａ１を第２回転体２２の動力伝達部２２２の外径Ａ２よりも小さくしている。また、第１従動回転体３１の動力伝達部３１２の外径Ｂ１と第２従動回転体３２の動力伝達部３２２の外径Ｂ２とはほぼ同じにしている。そして、第１回転体２１の動力伝達部２１２の外径Ａ１と第１従動回転体３１の動力伝達部３１２の外径Ｂ１との比Ａ１／Ｂ１は、第２回転体２２の動力伝達部２２２の外径Ａ２と第２従動回転体３２の動力伝達部３２２の外径Ｂ２との比Ａ２／Ｂ２よりも小さい。そして、回転機器８の従動回転軸８１の第１回転速度は、従動回転軸８１の第２回転速度よりも遅くなる。なお、外径Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の大きさは、必要に応じて任意に変更することができる。そして、従動回転軸８１の第１回転速度は、従動回転軸８１の第２回転速度よりも速くすることもできる。

次に、エンジン７の回転出力切換機構２と回転機器８の回転切換機構３とによって形成された回転変速システム１の制御動作について説明する。
回転変速システム１は、エンジン７の制御装置による制御を受け、駆動側コイル２３及び従動側コイル３３への通電の有無によって、第１回転状態Ｘ１と第２回転状態Ｘ２とに切換え可能である。
図１に示すように、駆動側コイル２３が通電されない状態で従動側コイル３３が通電されるときには、第１回転状態Ｘ１が形成される。この第１回転状態Ｘ１においては、駆動側アーマチュア２４２が駆動側コイル２３による電磁吸引力を受けず、第２回転体２２が第１回転体２１と分離された状態にある。また、第１回転状態Ｘ１においては、従動側アーマチュア３４２が従動側コイル３３による電磁吸引力を受け、第１従動回転体３１が第２従動回転体３２と連結された状態にある。

これにより、第１回転状態Ｘ１においては、フライホイール７２の回転を受けて回転軸２０及び第１回転体２１が回転するとともに、第１ベルト４１を介して第１回転体２１と連結された第１従動回転体３１が回転する。また、第１従動回転体３１に従動側アーマチュア３４２によって連結された第２従動回転体３２が回転し、第２従動回転体３２が取り付けられた従動回転軸８１が回転する。そして、回転機器８の従動回転軸８１は、第１回転体２１の動力伝達部２１２の外径Ａ１と第１従動回転体３１の動力伝達部３１２の外径Ｂ１との比Ａ１／Ｂ１によって定まる第１回転速度で回転することになる。

ところで、第２従動回転体３２が回転するときには、第２ベルト４２を介して第２従動回転体３２と連結された第２回転体２２も回転することになる。このとき、第２回転体２２は、駆動側アーマチュア２４２によって第１回転体２１と分離されている。これにより、第２回転体２２は、第１回転体２１及び回転軸２０に対して、外径の比Ａ１／Ｂ１と外径の比Ａ２／Ｂ２との大きさの差に応じた回転速度で、空転することになる。そのため、第２回転体２２が回転することによる弊害は生じない。

一方、図２に示すように、従動側コイル３３が通電されない状態で駆動側コイル２３が通電される状態においては、第２回転状態Ｘ２が形成される。この第２回転状態Ｘ２においては、駆動側アーマチュア２４２が駆動側コイル２３による電磁吸引力を受け、第２回転体２２が第１回転体２１と連結された状態にある。また、第２回転状態Ｘ２においては、従動側アーマチュア３４２が従動側コイル３３による電磁吸引力を受けず、第１従動回転体３１が第２従動回転体３２と分離された状態にある。

これにより、第２回転状態Ｘ２においては、フライホイール７２の回転を受けて回転軸２０及び第１回転体２１が回転するとともに、第１回転体２１に駆動側アーマチュア２４２によって連結された第２回転体２２が回転する。また、第２回転体２２の回転を受けて、第２ベルト４２を介して第２回転体２２に連結された第２従動回転体３２が回転し、第２従動回転体３２が取り付けられた従動回転軸８１が回転する。そして、回転機器８の従動回転軸８１は、第２回転体２２の動力伝達部２２２の外径Ａ２と第２従動回転体３２の動力伝達部３２２の外径Ｂ２との比Ａ２／Ｂ２によって定まる第２回転速度で回転することになる。

ところで、第１回転体２１が回転するときには、第１ベルト４１を介して第１回転体２１と連結された第１従動回転体３１も回転することになる。このとき、第１従動回転体３１は、従動側アーマチュア３４２によって第２従動回転体３２と分離されている。これにより、第１従動回転体３１は、第２従動回転体３２及び従動回転軸８１に対して、外径の比Ａ１／Ｂ１と外径の比Ａ２／Ｂ２との大きさの差に応じた回転速度で、空転することになる。そのため、第１従動回転体３１が回転することによる弊害は生じない。

本形態のエンジン７の回転出力切換機構２は、回転機器８の回転切換機構３とともに回転変速システム１を形成している。そして、エンジン７側においては、駆動側コイル２３及び駆動側アーマチュア２４２を用いた電磁クラッチが形成されている。また、回転機器８側においても、従動側コイル３３及び従動側アーマチュア３４２を用いた電磁クラッチが形成されている。このように、エンジン７側及び回転機器８側の両方に電磁クラッチが設けられた回転変速システム１は、従来の電磁クラッチにはない新たなシステムを提供するものである。また、回転変速システム１は、従動回転軸８１を従動回転させるときに不要になる回転体は空転させるといった工夫により、新たな構造を提供することができる。

また、エンジン７側に電磁クラッチを設ける場合には、フライホイール７２が存在することにより、駆動側コイル２３を、エンジン７における非回転部位７０に固定することができない。この課題に対して、回転出力切換機構２においては、回転軸２０に軸受２３６を介して駆動側コイル２３を取り付けるとともに、回転止め部材２５を用いて駆動側コイル２３の回転止めを行う。具体的には、第２回転体２２とフライホイール７２との隙間を介して回転止め部材２５を配置し、回転止め部材２５によって、駆動側コイル２３が収容されたフィールドコア２３２を、エンジン７の非回転部位７０に連結する。これにより、フライホイール７２が存在するエンジン７側において、駆動側コイル２３の回転止めを行うことができる。

本形態の回転出力切換機構２によれば、エンジン７側に設けた電磁クラッチによって、エンジン７の回転を受けた２つの回転出力を取り出すことができる。そして、エンジン７側及び回転機器８側の両方に電磁クラッチが設けられた具体的な回転変速システム１を形成することができる。

本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。
例えば、回転機器８は、圧縮機とする以外にも、回転入力を受けて動作する発電機、冷却水ポンプ、油圧ポンプ等の種々の機器とすることもできる。そして、回転出力切換機構２及び回転変速システム１は、ＧＨＰ以外の用途、例えば自動車、あるいはボール盤、旋盤、フライス盤、研磨盤等の工作機械に用いることもできる。

１ 回転変速システム
２ 回転出力切換機構
２０ 回転軸
２１ 第１回転体
２２ 第２回転体
２３ 駆動側コイル（コイル）
２４２ 駆動側アーマチュア（アーマチュア）
２５ 回転止め部材
３ 回転切換機構
３１ 第１従動回転体
３２ 第２従動回転体
４１ 第１ベルト
４２ 第２ベルト
７ エンジン
７１ クランク軸
７２ フライホイール
８ 回転機器
８１ 従動回転軸
Ｘ１ 第１回転状態
Ｘ２ 第２回転状態

Claims (6)

1. エンジンのクランク軸に連結されたフライホイールの、上記クランク軸が連結された側とは反対側に連結される回転軸と、
   該回転軸に同心状に取り付けられた第１回転体と、
   上記回転軸における、上記第１回転体と上記フライホイールとの間の部位に、軸受を介して上記回転軸と同心状に取り付けられた第２回転体と、
   該第２回転体の内側に配置され、該第２回転体又は上記回転軸に軸受を介して取り付けられたコイルと、
   上記第１回転体又は上記回転軸に取り付けられ、上記コイルが通電された際に上記第２回転体を上記第１回転体に連結させるアーマチュアと、
   上記第２回転体と上記フライホイールとの隙間を介して配置されて、上記コイルと、上記エンジンの非回転部位又は該非回転部位が取り付けられる部位とを連結し、上記コイルの回転止めを行う回転止め部材と、を備え、
   上記コイルが通電されない状態で上記フライホイールの回転を受けて上記回転軸及び上記第１回転体が回転する第１回転状態と、上記コイルが通電される状態で上記フライホイールの回転を受けて上記回転軸、上記第１回転体及び上記第２回転体が回転する第２回転状態とに切換え可能である、エンジンの回転出力切換機構。
2. 上記コイルの通電線における、上記第２回転体と上記フライホイールとの間に配置される部分は、上記回転止め部材に沿って配線されている、請求項１に記載のエンジンの回転出力切換機構。
3. 上記第１回転体は、上記エンジンの回転出力を受けて動作する回転機器の従動回転軸に同心状に配置された第１従動回転体を従動回転させるものであり、
   上記第２回転体は、上記回転機器の従動回転軸に同心状に配置された第２従動回転体を従動回転させるものである、請求項１又は２に記載のエンジンの回転出力切換機構。
4. 上記第１回転体の外径Ａ１と上記第１従動回転体の外径Ｂ１との比Ａ１／Ｂ１と、上記第２回転体の外径Ａ２と上記第２従動回転体の外径Ｂ２との比Ａ２／Ｂ２とは、互いに異なっており、
   上記第１回転状態においては、上記第１回転体の回転を受けて上記第１従動回転体が従動回転して、上記従動回転軸を第１回転速度で回転させ、上記第２回転状態においては、上記第２回転体の回転を受けて上記第２従動回転体が従動回転して、上記従動回転軸を第２回転速度で回転させる、請求項３に記載のエンジンの回転出力切換機構。
5. 上記第１回転体及び上記第１従動回転体は、それらの外周に第１ベルトが掛け渡されたプーリであり、
   上記第２回転体及び上記第２従動回転体は、それらの外周に第２ベルトが掛け渡されたプーリである、請求項３又は４に記載のエンジンの回転出力切換機構。
6. 上記回転機器は、ヒートポンプに用いられる圧縮機である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンジンの回転出力切換機構。

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