JPH0821253A - 機械式過給機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小さな操作力で適正な過給圧制御を可能に
し、小型軽量にする。 【構成】 ロータ軸４９，５７がタイミングギヤ組７で
連結され、エンジンを過給するスクリュ形のエアコンプ
レッサ１５と、エンジンの回転駆動力が入力する入力軸
２１と、軸２１とカウンタ軸４７との間に配置され軸２
１の回転を増速する増速機構５と、カウンタ軸４７と一
方のロータ軸４９とを断続すると共に、軸２１のベアリ
ング２７とほぼ同一平面状に配置されたクラッチ１１
と、軸２１と他方のロータ軸５７とを同軸上で連結し、
クラッチ１１の連結が解除されたとき駆動力の伝達を行
うワンウェイクラッチ９とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの吸気を加
圧する機械式過給機に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの回転力で駆動される機械式過
給機は、過給する必要のないエンジンの軽負荷時もコン
プレッサ仕事をしており、燃費を低下させている。しか
し、このような無駄な燃費の低下を減らすために過給機
の容量を小さくすると、エンジン負荷が大きくなったと
き充分な過給圧が得られない。また、特開平２−１５３
２８５号公報に記載された「スクリュー流体機械」はエ
ンジンの駆動力を増速ギヤで増速する過給機であり、容
量の小さい過給機でも充分な過給圧が得られるが、増速
しただけ軽負荷時の燃費低下は顕著になる。

【０００３】図３、４は特開平３−２６４７３１号公報
に記載された機械式過給機２０１，２０３を示してい
る。

【０００４】図３の機械式過給機２０１は、エンジンが
低速回転しているとき電磁クラッチ２０５を連結して、
エンジン２０７の駆動力を増速ギヤ組２０９で増速し、
タイミングギヤ組２１１を介してエアコンプレサ２１３
を駆動する。また、エンジンの回転速度が上昇すると電
磁クラッチ２０５の連結を解除して、エンジン２０７の
駆動力を直接タイミングギヤ組２１１に伝達する。

【０００５】図４の機械式過給機２０３は、エンジンの
軽負荷時は第１と第２の電磁クラッチ２１５，２１７の
連結をいずれも解除して、エアコンプレサ２１３をエン
ジン２０７から切り離し、エンジン負荷が増え、エンジ
ン回転数が上昇すると第１電磁クラッチ２１５を連結し
てエンジン２０７の駆動力を直接タイミングギヤ組２１
１に伝達し、エンジン２０７の負荷と回転数が更に上昇
すると、第１電磁クラッチ２１５の連結を解除するとと
もに第２電磁クラッチ２１７を連結して、増速ギヤ組２
０９を作動させる。

【０００６】各機械式過給機２０１，２０３は、このよ
うに負荷の変化に応じて適正に過給圧を制御し、燃費の
低下を防止している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、機械式過給機
２０１では、電磁クラッチ２０５のクラッチスプリング
２１９は、電磁クラッチ２０５の連結が解除されたとき
にエンジン２０７の駆動力をタイミングギヤ組２１１に
伝達するために大きな付勢力が必要であり、このクラッ
チスプリング２１９を撓めて電磁クラッチ２０５を締結
する電磁コイル２２１はそれだけ強力なものが必要であ
り、消費電力が多く、装置が大型で重い。

【０００８】また、機械式過給機２０３では、２個の電
磁クラッチ２１５，２１７が用いられているから、制御
系が複雑であると共に、装置が大型で重くコスト高であ
り、消費電力が多い。これに加えて、第１と第２の電磁
クラッチ２１５，２１７の連結と連結解除とを同時に行
う必要があり、このタイミングがずれると大きなショッ
クが発生する。

【０００９】また、いずれの機械式過給機２０１，２０
３も、電磁クラッチ２０５，２１５，２１７がエンジン
２０７の入力軸２２３側に配置されており、入力軸２２
３のベアリング２２５と電磁クラッチ２０５，２１５，
２１７とが直列配置されているから、装置が軸方向に長
くなり、車載性が悪い。

【００１０】そこで、この発明は、小さな操作力でエン
ジン負荷に応じた過給圧の制御ができ、低燃費、小型軽
量で、低コストな過給機の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１発明の過給機は、一
対のロータと、これらのロータ軸を連結するタイミング
ギヤ組とを有し、吸気を加圧してエンジンに供給するエ
アコンプレッサと、エンジンの回転駆動力が入力する入
力軸と、入力軸とカウンタ軸との間に配置され入力軸の
回転を増速する増速機構と、カウンタ軸と一方のロータ
軸とを断続するクラッチと、入力軸と他方のロータ軸と
を同軸上で連結し、前記クラッチの連結が解除されたと
き駆動力の伝達を行うワンウェイクラッチとを備えたこ
とを特徴とする。（請求項１） 第２発明の過給機は、カウンタ軸が中空であり、このカ
ウンタ軸を一方のロータ軸の外側に配置し、クラッチと
入力軸のベアリングとをほぼ同一平面上に配置した請求
項１の機械式過給機である。（請求項２）

【００１２】

【作用】各発明の過給機は、クラッチの連結を解除する
と、エンジンの駆動力は入力軸から他方のロータ軸とワ
ンウェイクラッチとを介してタイミングギヤ組に伝達さ
れ、エアコンプレッサを駆動する。また、クラッチを連
結すると、エンジンの駆動力は増速機構を介して増速さ
れ、一方のロータ軸からタイミングギヤ組に伝達されて
エアコンプレッサを駆動する。

【００１３】したがって、エンジンの軽負荷時（あるい
は低速回転時）にはクラッチの連結を解除し、エンジン
負荷が高いとき（あるいは高速回転時）はクラッチを連
結すれば、軽負荷時にはエアコンプレッサが低速で駆動
されてエンジンの燃費低下が防止され、高負荷時にはエ
アコンプレッサが高速で駆動されて充分な過給圧が得ら
れる。

【００１４】このように、エンジン負荷などの変化に応
じて過給圧が適正に制御され、軽負荷時や低速回転時の
無駄な燃費の低下が避けられる。

【００１５】また、この発明によれば、クラッチは、図
３の従来例のクラッチスプリング２１９のような強力な
付勢力に抗して仕事をする必要がないから、小型で操作
力の小さいものですむ。

【００１６】更に、図４の従来例と異なって、用いられ
ているクラッチは１個だけであるから、それだけ制御系
が簡単であり、小型軽量で、低コストである。

【００１７】また、この発明では、各従来例と異なっ
て、クラッチが入力軸側に配置されていないから、クラ
ッチと入力軸のベアリングとをほぼ同一平面上に配置す
ることが可能であり、過給機を軸方向に小型にし、車載
性を向上させることができる。第２発明はこのような構
成である。

【００１８】また、クラッチの断続により、エアコンプ
レッサのプーリ軸間でエンジン駆動力の入力を切り換え
ることができるから、タイミングギヤ組に変速機能があ
るときは、この変速機能をエアコンプレッサの変速に利
用して、低燃費化と過給圧の上昇効果とを高めることが
できる。

【００１９】

【実施例】図１により、第２発明の一実施例の説明をす
る。左右の方向は図１での左右の方向であり、符号を与
えていない部材等は図示されていない。

【００２０】図１は、プーリ３、増速ギヤ組５（増速機
構）、タイミングギヤ組７、ワンウェイクラッチ９、多
板クラッチ１１、油圧アクチュエータ１３、スクリュ形
エアコンプレッサ１５などを示している。

【００２１】プーリ３はベアリング１７によりケーシン
グ１９に支承されると共に、入力軸２１にスプライン連
結されボルト２３とワッシャ２５とで固定されている。
プーリ３はクランクシャフト側プーリとベルトで連結さ
れ、エンジンの駆動力によって回転駆動される。入力軸
２１はベアリング２７によりケーシング１９に支承され
ており、入力軸２１に装着されたスリーブ２９とケーシ
ング１９との間にはシール３１が配置され、オイル漏れ
を防止している。

【００２２】増速ギヤ組５は互いに噛み合った大径と小
径のギヤ３３，３５からなり、タイミングギヤ組７は互
いに噛み合った大径と小径のタイミングギヤ３７，３９
からなっている。また、エアコンプレッサ１５は一方が
凸型形状で他方が凹型形状の一対のスクリュロータ４
１，４３とこれらを内部に収納したコンプレッサハウジ
ング４５とを備えており、コンプレッサハウジング４５
はケーシング１９に固定されている。

【００２３】増速ギヤ組５の大径ギヤ３３は入力軸２１
の右端に形成されており、小径ギヤ３５は中空のカウン
タ軸４７に形成されている。このカウンタ軸４７はスク
リュロータ４１のロータ軸４９（一方のロータ軸）にベ
アリング５１を介して支承されている。

【００２４】また、タイミングギヤ組７の大径ギヤ３７
はロータ軸４９にキー５３で連結され、ベアリング５１
と共に、ナット５５で脱落を防止されている。小径ギヤ
３９はスクリュロータ４３のロータ軸５７（他方のロー
タ軸）に固定され、ナット５９で脱落を防止されてい
る。

【００２５】各ロータ軸４９，５７は、左端をベアリン
グ６１により、また右端をスリーブ６３を介してベアリ
ング６５により、それぞれケーシング１９とコンプレッ
サハウジング４５とに支承されている。スクリュロータ
４１，４３の左端側に装着されたスリーブ６７及び右端
側のスリーブ６３とケーシング１９及びコンプレッサハ
ウジング４５との間にはシール６９，７１がそれぞれ配
置され、エア洩れを防止している。

【００２６】また、ワンウェイクラッチ９は入力軸２１
とロータ軸５７との間に装着されており、多板クラッチ
１１はカウンタ軸４７とロータ軸４９との間に配置され
ている。

【００２７】油圧アクチュエータ１３はケーシング１９
に設けられており、エンジンのライン圧、あるいはオイ
ルポンプからオイル圧が送られると、リング状のピスト
ン７３によりベアリング７５と押圧部材７７とを介して
多板クラッチ１１を押圧し締結する。

【００２８】多板クラッチ１１の連結が解除されている
と、プーリ３から入力したエンジンの駆動力は、増速ギ
ヤ組５をバイパスして、ワンウェイクラッチ９を介し小
径ギヤ３９から直接タイミングギヤ組７に伝達され、エ
アコンプレッサ１５を回転駆動する。このように、多板
クラッチ１１の連結を解除すると、駆動力が増速ギヤ組
５をバイパスすると共に、タイミングギヤ組７の減速側
（小径ギヤ３９）が入力側になることにより、エアコン
プレッサ１５は低い回転速度で回転する。

【００２９】駆動されたエアコンプレッサ１５は吸気孔
７９から吸入した吸気をスクリュロータ４１，４３とコ
ンプレッサハウジング４５との間で軸方向に圧送して吐
出孔８１から吐出し、エンジンを過給する。

【００３０】また、多板クラッチ１１が連結されている
と、エンジンの駆動力は、増速ギヤ組５で増速され、多
板クラッチ１１を介して大径ギヤ３７からタイミングギ
ヤ組７に入力し、エアコンプレッサ１５を回転駆動す
る。このとき、入力軸２１とロータ軸５７との相対回転
はワンウェイクラッチ９で吸収される。このように、多
板クラッチ１１を連結すると、駆動力が増速ギヤ組５で
増速されると共に、タイミングギヤ組７の増速側（大径
ギヤ３７）が入力側になることにより、エアコンプレッ
サ１５の回転速度は大幅に上昇する。

【００３１】こうして、エンジンが軽負荷（又は低速回
転）のときは、多板クラッチ１１の連結を解除すれば、
エアコンプレッサ１５の回転数が下がり、不要な過給に
よる燃費の低下が避けられる。又、エンジンの負荷や回
転数が上昇したときは、多板クラッチ１１を連結すれ
ば、エアコンプレッサ１５の回転数が上がり、充分な過
給圧が得られる。

【００３２】こうして、エンジン負荷や回転数の変化に
応じて適正な過給圧が得られると共に、無駄な燃費の低
下を避けることができる。

【００３３】また、図３、４の従来例と異なって、多板
クラッチ１１は入力軸２１側に配置されていないから、
多板クラッチ１１と入力軸２１のベアリング２７とをほ
ぼ同一平面上に配置することが可能である。従って、過
給機１は軸方向に小型になり、車載性が向上した。

【００３４】また、多板クラッチ１１は、図３の従来例
と異なってクラッチスプリング２１９のような強力な付
勢力に抗して仕事をする必要がないから、油圧アクチュ
エータ１３は小型で操作力の小さいもので済み、更に、
図４の従来例と異なって用いられているクラッチは１個
だけであるから、制御系が簡単であり、小型軽量で、低
コストである。

【００３５】上記のように、多板クラッチ１１の断続に
よってエンジン駆動力の入力をプーリ軸４９，５７間で
切り換えることができるから、タイミングギヤ組７の変
速機能をエアコンプレッサ１５の変速に利用して、低燃
費化と過給圧の上昇効果とを高めることができる。

【００３６】次に、図２により、第２発明の他の実施例
を説明する。なお、この実施例のクラッチ以外の構成は
上記実施例（過給機１）と同一である。従って、図２と
以下の説明の中で、過給機１の部材と同機能の部材には
同じ符号が与えられている。

【００３７】ケーシング１９には多板クラッチ１１締結
用の電磁石８３が固定されており、多板クラッチ１１と
電磁石８３とで電磁クラッチ８５を構成している。多板
クラッチ１１と電磁石８３との間にはマグネットのアー
マチャ８７が配置されている。

【００３８】アーマチャ８７の電磁石８３側は電磁石８
３と同極に着磁されている。従って、電磁石８３が励磁
されると、アーマチャ８７は磁気反発力によって右方向
に移動し多板クラッチ１１を押圧して連結し、電磁石８
３の励磁が停止されると、多板クラッチ１１の連結が解
除される。

【００３９】従って、エンジンの軽負荷時（又は低速回
転時）は、電磁クラッチ８５の連結を解除すると、エア
コンプレッサ１５の回転数が下がり、不要な過給による
燃費の低下が避けられ、エンジンの負荷や回転数が上昇
したときは、電磁クラッチ８５を連結すれば、エアコン
プレッサ１５の回転数が上がり、充分な過給圧が得られ
る。

【００４０】こうして、エンジン負荷や回転数の変化に
応じて適正な過給圧が得られると共に、無駄な燃費の低
下を避けることができる。

【００４１】また、上記実施例と同様に、電磁クラッチ
８５は、図３の従来例と異なってクラッチスプリング２
１９のような強力な付勢力に抗して仕事をする必要がな
いから、電磁石８３は小型で操作力の小さいもので済
み、消費電力が少ない。更に、多板クラッチ１１と入力
軸２１のベアリング２７とをほぼ同一平面上に配置した
から、軸方向に小型で、車載性が向上している。また、
用いられているクラッチは１個だけであるから、制御系
が簡単であり、小型軽量で、低コストである。更に、タ
イミングギヤ組７の変速機能を利用して、低燃費化と過
給圧の上昇効果とを高めている。

【００４２】なお、電磁クラッチは、ばねで単板クラッ
チを常時連結しておき、電磁石を励磁して単板クラッチ
の連結を解除するように構成してもよい。

【００４３】クラッチは他の摩擦式のものでもよく、あ
るいは噛合い式のものでもよい。また、増速機構は増速
ギヤ組以外のものでもよい。

【００４４】エアコンプレッサはルーツ式でもよい。

【００４５】

【発明の効果】各発明の過給機は、エンジンの軽負荷時
（あるいは低速回転時）にはクラッチの連結を解除すれ
ば、エンジンの駆動力が増速機構をバイパスし、エアコ
ンプレッサが低速で駆動されてエンジン燃費が改善さ
れ、エンジン負荷が高いとき（あるいは高速回転時）は
クラッチを連結すれば、駆動力が増速機構で増速されて
エアコンプレッサが高速で駆動され充分な過給圧が得ら
れる。

【００４６】このように、エンジン負荷などの変化に応
じて過給圧を適正に制御することができ、軽負荷時や低
速回転時の無駄な燃費の低下が避けられる。

【００４７】また、クラッチと入力軸のベアリングとを
ほぼ同一平面上に配置する第２発明の構成では、過給機
が軸方向に小型になり、車載性が向上する。

【００４８】更に、クラッチの操作力が小さくてすむと
共に、用いられるクラッチは１個だけであるから、制御
系が簡単で、省エネルギーであり、小型軽量で、低コス
トである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第２発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】第２発明の他の実施例を示す断面図である。

【図３】従来例の断面図である。

【図４】他の従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ 過給機 ５ 増速ギヤ組（増速機構） ７ タイミングギヤ組 ９ ワンウェイクラッチ １１ 多板クラッチ（クラッチ） １５ スクリュ形エアコンプレッサ ２１ 入力軸 ２７ ベアリンング ４１，４３ ロータ ４７ カウンタ軸 ４９ 一方のロータ軸 ５７ 他方のロータ軸 ８５ 電磁クラッチ（クラッチ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のロータと、これらのロータ軸を連
   結するタイミングギヤ組とを有し、吸気を加圧してエン
   ジンに供給するエアコンプレッサと、エンジンの回転駆
   動力が入力する入力軸と、入力軸とカウンタ軸との間に
   配置され入力軸の回転を増速する増速機構と、カウンタ
   軸と一方のロータ軸とを断続するクラッチと、入力軸と
   他方のロータ軸とを同軸上で連結し、前記クラッチの連
   結が解除されたとき駆動力の伝達を行うワンウェイクラ
   ッチとを備えたことを特徴とする機械式過給機。
2. 【請求項２】 カウンタ軸が中空であり、このカウンタ
   軸を一方のロータ軸の外側に配置し、クラッチと入力軸
   のベアリングとをほぼ同一平面上に配置した請求項１の
   機械式過給機。