機械式過給機
【課題】専用部品の採用や部品点数の増大を防止しつつ入力回転の増速を可能とし、しかも限られたスペースでも設置可能な機械式過給機の提供にある。
【解決手段】
回転体を有し、回転体の回転により給気用の空気を送出する送出機構と、回転体を回転する入力軸２０と、入力軸２０に設けられ、伝動ベルト３５を介して動力源の出力回転力の伝達を受けるプーリ３４と、を備えた機械式過給機１０ある。プーリ３４よりも回転体側の入力軸２０の端部に電磁クラッチ３０が設けられた。
【解決手段】
回転体を有し、回転体の回転により給気用の空気を送出する送出機構と、回転体を回転する入力軸２０と、入力軸２０に設けられ、伝動ベルト３５を介して動力源の出力回転力の伝達を受けるプーリ３４と、を備えた機械式過給機１０ある。プーリ３４よりも回転体側の入力軸２０の端部に電磁クラッチ３０が設けられた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジン等の動力を伝動ベルト等の機械的伝達手段により受けて駆動される機械式過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、車両に搭載される過給機として、エンジン等の動力をベルト等の機械的伝達手段により受けて駆動される機械式過給機（スーパーチャージャー）が広く知られている。
機械式過給機は、エンジンの出力状態に応じて作動させたり、あるいは停止させたりする必要があることから、クラッチを備える場合がある。
例えば、図４に示す機械式過給機６０は、一対のロータ６１、６２と、入力軸６３に取り付けられたプーリ６４と、プーリ６４に掛装され、エンジンからの動力を伝達する無端状の伝動ベルト６５と、プーリ６４の先端側に設けたクラッチ６６と、を備えている。
因みに、プーリ６４とロータ軸６７との間には軸継手６８が設けられている。
軸継手６８は機械式過給機６０の作動時における入力軸６３の軸心とロータ軸６７の軸心との位置ずれを吸収したり、機械式過給機６０の組み付け時において各軸６３、６７の軸心を合わせやすくしたりする機能を持つ。
【０００３】
機械式過給機６０では、エンジンから受ける回転を増速させることが要求されるため、伝動ベルト６５が掛装されるエンジン側のエンジンプーリに対して機械式過給機６０側のプーリ６４の小径化が必要となる。
しかし、図４に示すように、小径化されたプーリ６４を利用したクラッチ６６とする場合、プーリ６４の小径化に対応させてクラッチ６６を小型化しなければならない。
プーリ６４の小径化に対応させて小型化されたクラッチ６６を製作することは製造技術上の困難性が増大するという問題がある。
【０００４】
そこで、プーリの小径化に対応させたクラッチの製作を回避する対策として、例えば、図５に示すように、エンジンＥと機械式過給機７０との間にクラッチ７１を独立して配置する技術が存在する。
この技術では、図５に示すように、エンジンＥのエンジンプーリとクラッチ７１に掛装される伝動ベルト７２と、クラッチ７１と機械式過給機７０のプーリ７３に掛装される別の伝動ベルト７４が設けられている。
この構成を採用すると、エンジンＥと機械式過給機７０の間にクラッチ７１が介在されることからクラッチ７１の小径化を回避することができ、クラッチ７１の製作が容易となる。
【０００５】
一方、別の従来技術としては、例えば、特許文献１に開示された機械式過給機の駆動力伝達装置を挙げることができる。
この機械式過給機の入力軸の端部にはプーリが設けられ、エンジンの出力軸に取り付けたプーリとの間にベルトが掛け回されている。
入力軸と入力軸に設けたプーリとの間には電磁クラッチが設けられている。また、ギヤケーシング内には互いに噛合する増速ギヤが設置されている。
【０００６】
特許文献１に開示された機械式過給機によれば、電磁クラッチを動力伝達状態とした上で、エンジンの回転力がベルトに伝達されると、入力軸のプーリの回転が電磁クラッチを介して入力軸に伝達される。
さらに、入力軸に伝達された回転は、増速ギヤにより増速された後、タイミングギヤを介してロータへ伝達されてロータが回転する。
従って、特許文献１に開示された機械式過給機によれば、増速ギヤを設けたことにより、入力軸のプーリの小径化が回避され、プーリの小径化に対応させたクラッチを設ける必要がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平７−３８６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５に示す従来の技術では、エンジンと機械式過給機との間にクラッチを独立して設けるスペースが必要となる。
さらに、クラッチが回転軸を備えることでその分の回転軸の軸方向へのスペースも必要となり、機械式過給機の搭載スペースが限られた車両では搭載不可能な場合もある。
また、機械式過給機とクラッチに掛装されている伝動ベルトを専用部品として用意しなくてはならないという問題がある。
一方、特許文献１の機械式過給機の場合、ケーシング内に増速ギヤを設けることから、その分だけ部品点数が確実に増大するほか、入力軸の軸方向の寸法が大きくなるという問題がある。
また、特許文献１の機械式過給機は増速ギヤを備えることから、増速ギヤによる騒音が発生するおそれがある。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、専用部品の採用や部品点数の増大を防止しつつ入力回転の増速を可能とし、しかも限られたスペースでも設置可能な機械式過給機の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、回転体を有し、前記回転体の回転により給気用の空気を送出する送出機構と、前記回転体を回転する入力軸と、前記入力軸に設けられ、伝動ベルトを介して動力源の出力回転力の伝達を受けるプーリと、を備えた機械式過給機において、前記プーリよりも前記回転体側の前記入力軸の端部に電磁クラッチが設けられることを特徴とする。
回転体は回転により給気用の空気を送出する要素であり、例えば、スクリュー式のロータやルーツ式のロータが好ましい。送出機構は回転体以外に送出に必要な要素を含んでもよい。
【００１１】
本発明では、電磁クラッチがプーリよりも回転体側の入力軸の端部に設けられるから、プーリが小径化されてもプーリの小径化に対応させてクラッチを小型化する必要がない。
また、電磁クラッチがプーリと同軸に配置されているから、従来が必要とした軸継手の機能を電磁クラッチが果すことができ、軸継手を設ける必要がない。
また、プーリの小径化により増速ギヤを必要としないから過給機の大型化を回避することができる。
本発明によれば、専用部品の採用や部品点数の増大を抑制しつつ限られたスペースでも設置できるほか、入力回転の増速を可能とする機械式過給機を提供することができる。
【００１２】
また、本発明では、上記の機械式過給機において、前記送出機構を収容する第１ハウジングと、前記第１ハウジングに接合され、前記クラッチを収容する第２ハウジングを有してもよい。
【００１３】
この場合、第１ハウジングに接合される第２ハウジングは第１ハウジングから分離することができるから、例えば、電磁クラッチの保守点検や部品交換の際に第２ハウジングを取り外すだけでハウジング全体を分解する必要がない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、専用部品の採用や部品点数の増大を防止しつつ入力回転の増速を可能とし、しかも限られたスペースでも設置可能な機械式過給機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る機械式過給機の断面図である。
【図２】本発明の実施形態の変更例１に係る機械式過給機の断面図である。
【図３】本発明の実施形態の変更例２に係る機械式過給機の断面図である。
【図４】従来の技術に係る機械式過給機の断面図である。
【図５】別の従来の技術の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る機械式過給機（以下、単に「過給機」と表記する）を図１に基づいて説明する。
図１に示す過給機１０のハウジングは、一対のロータ２１、２２および一対のタイミングギヤ１８、１９を収容するロータハウジング１１と、電磁クラッチ３０を収容し、ロータハウジング１１に接合されるクラッチハウジング１４を有する。
本実施形態では、ロータハウジング１１は第１ハウジングに相当し、クラッチハウジング１４は第２ハウジングに相当する。
一対のロータ２１、２２は、回転体であって送出機構に相当する。
なお、送出機構はロータハウジング１１に収容されるが、回転体以外の要素がロータハウジング１１に収容されてもよい。
【００１７】
ロータハウジング１１には、一対のロータ２１、２２を収容するロータ室１２と、タイミングギヤ１８、１９を収容するギヤ室１３が形成されている。
ロータ室１２には、互いに噛合する一対のロータ２１、２２により送出空間が形成される。
図示はしないがロータハウジング１１は、給気用の空気を吸入する吸入口と空気を吐出する吐出口を備えている。
クラッチハウジング１４には、電磁クラッチ３０を収容するクラッチ室１５が形成されているほか、クラッチ室１５と連通する軸孔１７を形成する筒状部１６を有している。
【００１８】
ロータハウジング１１内に収容される一対のロータ２１、２２は、給気用の空気をロータ室１２に導入し、エンジン（図示せず）の給気通路へ送出する回転体である。
一方のロータ２１はロータ軸２３と連結されており、ロータ軸２３の回転により回転される駆動側のロータである。
他方のロータ２２はロータ軸２４と連結される従動側のロータであり、ロータ軸２３が回転されるとタイミングギヤ１８、１９を介して回転される。
ロータ軸２３におけるロータ室１２とギヤ室１３との間には軸受２５が設けられ、ギヤ室１３と反対側となるロータ軸２３の端部には軸受２６が設けられている。
軸受２５、２６は駆動側のロータ軸２３をロータハウジング１１に対して支承して、ロータ２１をロータ室１２において回転自在に支持する。
ロータ軸２４におけるロータ室１２とギヤ室１３との間には軸受２７が設けられ、ギヤ室１３と反対側となるロータ軸２４の端部には軸受２８が設けられている。
軸受２７、２８は従動側のロータ軸２４をロータハウジング１１に対して支承して、ロータ２２をロータ室１２において回転自在に支持する。
【００１９】
駆動側のロータ軸２３におけるギヤ室１３側の端部はギヤ室１３を貫通してクラッチハウジング１４内のクラッチ室１５に達している。
駆動側のロータ軸２３におけるギヤ室１３を貫通する軸部に駆動側のタイミングギヤ１８が取り付けられている。
従動側のロータ軸２４におけるギヤ室１３側の端部はギヤ室１３内に突出している。
従動側のロータ軸２４のギヤ室１３に突出した端部に従動側のタイミングギヤ１９が取り付けられている。
駆動側のタイミングギヤ１８と従動側のタイミングギヤ１９は互いに噛合し、駆動側のタイミングギヤ１８の回転により、従動側のタイミングギヤ１９は駆動側のタイミングギヤ１８の回転方向と反対方向に回転する。
このため、一対のロータ２１、２２はタイミングギヤ１８、１９を介して相対回転し互いに噛み合う。
【００２０】
駆動側のロータ軸２３の端部には電磁クラッチ３０の一部を構成するアーマチャ３１が備えられている。
アーマチャ３１はロータ軸２３の回転に伴って回転するようにロータ軸２３に取り付けられており、アーマチャ３１の摩擦面はロータ軸２３の軸心方向に対して直角な面を形成している。
クラッチハウジング１４の軸孔１７には入力軸２０が挿入されている。
入力軸２０は、軸方向に設けられた一対の軸受２９によりクラッチハウジング１４に対して回転自在に支承されている。
入力軸２０のギヤ室１３側の端部はクラッチ室１５に突出しており、突出した端部には電磁クラッチ３０の一部を構成するディスクロータ３２が設けられている。
つまり、電磁クラッチ３０はロータ２１側の入力軸２０の端部に設けられる。
入力軸２０に設けられたディスクロータ３２の摩擦面は、ロータ軸２３に固定されているアーマチャ３１の摩擦面と対向している。
【００２１】
クラッチハウジング１４のクラッチ室１５には環状の電磁コイル３３が設置されている。
電磁コイル３３はディスクロータ３２の摩擦面と反対側の面における外周付近と対向して隙間を空けて配置されている。
ディスクロータ３２は電磁コイル３３の励磁により磁化され、アーマチャ３１が磁化されたディスクロータ３２に吸着される。
アーマチャ３１がディスクロータ３２に吸着されると、アーマチャ３１の摩擦面とディスクロータ３２の摩擦面が当接され、入力軸２０の回転がロータ軸２３へ伝達される。
電磁コイル３３の励磁が解除されて電磁コイル３３が無励磁状態になると、アーマチャ３１はディスクロータ３２との吸着を解除し、アーマチャ３１の摩擦面とディスクロータ３２の摩擦面との当接が解除され、入力軸２０の回転力はロータ軸２３に伝達されない。
上記のように、本実施形態の電磁クラッチ３０は、ロータ軸２３のアーマチャ３１、入力軸２０のディスクロータ３２および電磁コイル３３とから主に構成される。
【００２２】
なお、本実施形態の過給機１０では、従来の過給機に備えられていた軸継手が設けられず、軸継手に代えて電磁クラッチ３０が設けられている構成となっている。
電磁クラッチ３０は、入力軸２０の回転力をロータ軸２３に伝達又は遮断するといったクラッチとしての機能のほかに、過給機１０の運転時における駆動側のロータ軸２３の軸心と入力軸２０の軸心との位置ずれを吸収する機能を果す。
つまり、電磁クラッチ３０は、従来の過給機に設けられていた軸継手の機能を果す。
また、入力軸２０とロータ軸２３の間に電磁クラッチ３０を設けたことで、過給機１０の組み付け時における入力軸２０とロータ軸２３の軸心の位置合わせが、軸継手を設けた過給機の場合と同様に簡単に行うことも可能である。
【００２３】
入力軸２０のディスクロータ３２を設けた端部と反対の端部にはプーリ３４が取り付けられている。
従って、プーリ３４は電磁クラッチ３０と同軸に配置されている。
プーリ３４には伝動ベルト３５が掛装され、伝動ベルト３５は動力源となるエンジンに設けられたエンジンプーリ（図示せず）に掛装されている。
この実施形態では、プーリ３４の一部がクラッチハウジング１４の筒状部１６の端部外周を覆う形状のプーリである。
筒状部１６の端部外周を覆うプーリ３４を用いることで、過給機１０の軸方向への寸法が大きくなることを抑制している。
過給機１０に設けたプーリ３４の直径とエンジンプーリの直径とのプーリ比は、エンジンのプーリの回転数に対して過給機１０のプーリ３４が必要とする回転数を実現するように設定されている。
過給機１０のプーリ３４、エンジンプーリおよび伝動ベルト３５により、エンジンプーリ回転数に対する過給機１０のプーリ回転数の増速化がプーリ比に基づいて図られている。
【００２４】
次に、本実施形態の過給機１０の作動について説明する。
エンジンの運転中はエンジンプーリの出力回転力は、伝動ベルト３５を介して過給機１０のプーリ３４に伝達される。
過給機１０のプーリ３４にはプーリ比に基づき増速された入力回転力が入力され、入力軸２０が回転する。
【００２５】
過給機１０の作動が必要なエンジンの運転条件では、エンジンの運転中に電磁クラッチ３０の電磁コイル３３を励磁する。
電磁コイル３３が励磁されている状態では、ディスクロータ３２は磁化され、磁化されたディスクロータ３２にアーマチャ３１が吸着する。
このため、アーマチャ３１の摩擦面とディスクロータ３２の摩擦面は互いに当接しており、入力軸２０の回転力はロータ軸２３に伝達され、ロータ軸２３は回転する。
ロータ軸２３の回転によりタイミングギヤ１８、１９が相対回転し、タイミングギヤ１８、１９の相対回転に伴い、駆動側のロータ２１および従動側のロータ２２が相対回転する。
駆動側のロータ２１および従動側のロータ２２の相対回転により給気用の空気がエンジン側の給気通路へ吐出される。
このように、電磁クラッチ３０の電磁コイル３３が励磁している状態では、過給機１０は作動する。
【００２６】
過給機１０の作動を必要としないエンジンの運転条件では、エンジンの運転中に電磁クラッチ３０の電磁コイル３３を無励磁状態としておく。
電磁コイル３３の励磁が解除されている無励磁状態では、ディスクロータ３２は磁化されず、ロータ軸２３側のアーマチャ３１は入力軸２０側のディスクロータ３２に吸着されない。
このため、入力軸２０の回転力はロータ軸２３に伝達されない。
【００２７】
本実施形態の過給機は以下の作用効果を奏する。
（１）電磁クラッチ３０がクラッチハウジング１４内に設けられるから、プーリ３４が小径化されてもプーリ３４の小径化に対応させて電磁クラッチ３０を小型化する必要がない。従って、電磁クラッチ３０の製作が容易となり、過給機１０を製作し易くなる。
（２）電磁クラッチ３０がプーリ３４と同軸に配置されているから、従来では必要とした軸継手の機能を電磁クラッチ３０が果すことができ、軸継手が不要となる。これにより、過給機１０の軸方向の寸法が大きくなることを抑制することができるほか、プーリ３４と伝動ベルト３５以外に増速のための構成を必要としない。
（３）プーリ３４の小径化が容易となり、増速ギヤを必要としないから過給機１０の大型化を防止することができる。また、過給機１０は増速ギヤによる騒音発生の問題も生じることはない。また、プーリ３４の小径化が容易になったことにより、汎用性のある伝動ベルト３５を用いることができる。例えば、過給機１０の作動とともにエンジンの補機を駆動する伝動ベルト３５を用いることができる。
【００２８】
（４）専用部品の採用や部品点数の増大を防止しつつ入力回転の増速を可能とし、しかも限られたスペースでも設置可能な過給機１０を提供することができる。
（５）電磁クラッチ３０は、入力軸２０の回転力をロータ軸２３に伝達又は遮断するといったクラッチとしての機能のほかに、過給機１０の運転時における駆動側のロータ軸２３の軸心と入力軸２０と軸心との位置ずれを吸収することができる。
（６）入力軸２０とロータ軸２３の間に電磁クラッチ３０を設けたことで、過給機１０の組み付け時における入力軸２０とロータ軸２３の軸心の位置合わせが、軸継手の場合と同様に簡単に行うことも可能である。
【００２９】
（７）電磁クラッチ３０のサイズがプーリ３４の寸法に制約されないから、プーリ比を変更する場合に、プーリ３４のみをプーリ比に対応するプーリに交換すればよく、従来の過給機のようにプーリとともにクラッチを変更する必要はない。つまり、過給機１０としての汎用性を向上することができる。
（８）電磁クラッチ３０がクラッチハウジング１４に内蔵されていることにより、電磁クラッチ３０をハウジングの外部に設けた場合と比較すると、クラッチハウジング１４により保護されるから電磁クラッチ３０の信頼性が向上する。
【００３０】
（変更例１）
実施形態の変更例１に係る過給機１０について図２に基づき説明する。
上記の実施形態と共通の要素については、上記の実施形態の説明を援用して同じ符号をも用いる。
図２に示す変更例１は、実施形態のプーリ３４よりもさらに小径化したプーリ４１を用いた例である。
【００３１】
図２に示すように、入力軸４０のプーリ側の端部は筒状部１６から外部へ突出している。
入力軸４０において突出した端部にプーリ４１が取り付けられている。
プーリ４１は筒状部１６の外周径とほぼ同じ程度の直径に設定されており、実施形態のプーリ３４よりもさらに小径化したプーリである。
プーリ３４のさらなる小径化によるプーリ４１は、過給機１０において回転の一層の増速化を図ることができる。
変更例１によれば、入力軸２０よりも長い入力軸４０に変更することで、実施形態のプーリ３４よりもさらに小径のプーリ４１を用いることができ、プーリ径の変更による増速可能な範囲を拡大することができる。
【００３２】
（変更例２）
実施形態の変更例２に係る過給機１０について図３に基づき説明する。
上記の実施形態と共通の要素については、上記の実施形態の説明を援用して同じ符号をも用いる。
図３に示す変更例２は、実施形態の電磁クラッチ３０と異なる構造の電磁クラッチ５０を用いた例である。
【００３３】
図３に示すように、クラッチハウジング１４のクラッチ室１５に電磁クラッチ５０が収容されている。
電磁クラッチ５０は、ロータ軸２３に取り付けられた有底円筒状のカップロータ５１と、入力軸２０に取り付けられた有底円筒状のアーマチャ５２と、電磁コイル５３を有する。
ロータ軸２３のカップロータ５１はロータハウジング１１側へ向かって延在する周壁部５１Ａを有しており、周壁部５１Ａの外周面は摩擦面を形成している。
入力軸２０のアーマチャ５２は、ロータ軸２３に設けたカップロータ５１の周壁部５１Ａの外側を覆う周壁部５２Ａを有しており、周壁部５２Ａの内周面は摩擦面を形成している。
電磁コイル５３はカップロータ５１の周壁部５１Ａの内側に環状に配置されるようにロータハウジング１１に固定されている。
【００３４】
変更例２の電磁クラッチ５０では、電磁コイル５３の励磁により周壁部５１Ａが磁化され、入力軸２０に設けたアーマチャ５２の周壁部５２Ａがロータ軸２３のカップロータ５１に設けた周壁部５１Ａに吸着される。
つまり、電磁クラッチ５０の励磁による周壁部５１Ａの外周面と、周壁部５２Ａの外周面との当接により入力軸２０の回転力がロータ軸２３に伝達される。
なお、電磁コイル５３の励磁が解除されると、周壁部５１Ａの外周面と、周壁部５２Ａの外周面との当接は解除され、アーマチャ５２の周壁部５２Ａはカップロータ５１の周壁部５１Ａに吸着されない。
このため、入力軸２０が回転されても、ロータ軸２３へ入力軸２０の回転力は伝達されず、ロータ２１、２２は回転しない。
【００３５】
なお、上記の実施形態および変更例は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○ 上記の実施形態や変更例では、送出機構を構成する回転体を単に一対のロータとし、形式を特定しなかったが、一対のロータはスクリュー式のロータや断面多葉形のルーツ式のロータであってもよい。また、回転体は一対のロータ以外の回転体としてもよく、例えば、回転体をインペラとしてもよい。回転体や送出機構の構成は、給気用の空気を送出することができる構成であれば特に限定されない。
○ 上記の実施形態や変更例では、ロータハウジングとクラッチハウジングは互いに接合される構成としたが、ロータハウジングとクラッチハウジングは一体形成されてもよく、ハウジングの構成については特に限定されない。例えば、一体形成されたハウジングは縦断面を有するように２分割したハウジング分割体とすれば、送出機構や電磁クラッチの組み付けが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０、６０、７０ 機械式過給機
１１ ロータハウジング
１２ ロータ室
１３ ギヤ室
１４ クラッチハウジング
１５ クラッチ室
１８、１９ タイミングギヤ
２０、４０ 入力軸
２１、２２ ロータ
２３、２４、６７ ロータ軸
３０、５０ 電磁クラッチ
３１、５２ アーマチャ
３２ ディスクロータ
３３、５３ 電磁コイル
３４、４１、６４、７３ プーリ
３５、６５、７２、７４ 伝動ベルト
５１ カップロータ
５１Ａ 周壁部
５２Ａ 周壁部
６６、７１ クラッチ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジン等の動力を伝動ベルト等の機械的伝達手段により受けて駆動される機械式過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、車両に搭載される過給機として、エンジン等の動力をベルト等の機械的伝達手段により受けて駆動される機械式過給機（スーパーチャージャー）が広く知られている。
機械式過給機は、エンジンの出力状態に応じて作動させたり、あるいは停止させたりする必要があることから、クラッチを備える場合がある。
例えば、図４に示す機械式過給機６０は、一対のロータ６１、６２と、入力軸６３に取り付けられたプーリ６４と、プーリ６４に掛装され、エンジンからの動力を伝達する無端状の伝動ベルト６５と、プーリ６４の先端側に設けたクラッチ６６と、を備えている。
因みに、プーリ６４とロータ軸６７との間には軸継手６８が設けられている。
軸継手６８は機械式過給機６０の作動時における入力軸６３の軸心とロータ軸６７の軸心との位置ずれを吸収したり、機械式過給機６０の組み付け時において各軸６３、６７の軸心を合わせやすくしたりする機能を持つ。
【０００３】
機械式過給機６０では、エンジンから受ける回転を増速させることが要求されるため、伝動ベルト６５が掛装されるエンジン側のエンジンプーリに対して機械式過給機６０側のプーリ６４の小径化が必要となる。
しかし、図４に示すように、小径化されたプーリ６４を利用したクラッチ６６とする場合、プーリ６４の小径化に対応させてクラッチ６６を小型化しなければならない。
プーリ６４の小径化に対応させて小型化されたクラッチ６６を製作することは製造技術上の困難性が増大するという問題がある。
【０００４】
そこで、プーリの小径化に対応させたクラッチの製作を回避する対策として、例えば、図５に示すように、エンジンＥと機械式過給機７０との間にクラッチ７１を独立して配置する技術が存在する。
この技術では、図５に示すように、エンジンＥのエンジンプーリとクラッチ７１に掛装される伝動ベルト７２と、クラッチ７１と機械式過給機７０のプーリ７３に掛装される別の伝動ベルト７４が設けられている。
この構成を採用すると、エンジンＥと機械式過給機７０の間にクラッチ７１が介在されることからクラッチ７１の小径化を回避することができ、クラッチ７１の製作が容易となる。
【０００５】
一方、別の従来技術としては、例えば、特許文献１に開示された機械式過給機の駆動力伝達装置を挙げることができる。
この機械式過給機の入力軸の端部にはプーリが設けられ、エンジンの出力軸に取り付けたプーリとの間にベルトが掛け回されている。
入力軸と入力軸に設けたプーリとの間には電磁クラッチが設けられている。また、ギヤケーシング内には互いに噛合する増速ギヤが設置されている。
【０００６】
特許文献１に開示された機械式過給機によれば、電磁クラッチを動力伝達状態とした上で、エンジンの回転力がベルトに伝達されると、入力軸のプーリの回転が電磁クラッチを介して入力軸に伝達される。
さらに、入力軸に伝達された回転は、増速ギヤにより増速された後、タイミングギヤを介してロータへ伝達されてロータが回転する。
従って、特許文献１に開示された機械式過給機によれば、増速ギヤを設けたことにより、入力軸のプーリの小径化が回避され、プーリの小径化に対応させたクラッチを設ける必要がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平７−３８６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５に示す従来の技術では、エンジンと機械式過給機との間にクラッチを独立して設けるスペースが必要となる。
さらに、クラッチが回転軸を備えることでその分の回転軸の軸方向へのスペースも必要となり、機械式過給機の搭載スペースが限られた車両では搭載不可能な場合もある。
また、機械式過給機とクラッチに掛装されている伝動ベルトを専用部品として用意しなくてはならないという問題がある。
一方、特許文献１の機械式過給機の場合、ケーシング内に増速ギヤを設けることから、その分だけ部品点数が確実に増大するほか、入力軸の軸方向の寸法が大きくなるという問題がある。
また、特許文献１の機械式過給機は増速ギヤを備えることから、増速ギヤによる騒音が発生するおそれがある。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、専用部品の採用や部品点数の増大を防止しつつ入力回転の増速を可能とし、しかも限られたスペースでも設置可能な機械式過給機の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、回転体を有し、前記回転体の回転により給気用の空気を送出する送出機構と、前記回転体を回転する入力軸と、前記入力軸に設けられ、伝動ベルトを介して動力源の出力回転力の伝達を受けるプーリと、を備えた機械式過給機において、前記プーリよりも前記回転体側の前記入力軸の端部に電磁クラッチが設けられることを特徴とする。
回転体は回転により給気用の空気を送出する要素であり、例えば、スクリュー式のロータやルーツ式のロータが好ましい。送出機構は回転体以外に送出に必要な要素を含んでもよい。
【００１１】
本発明では、電磁クラッチがプーリよりも回転体側の入力軸の端部に設けられるから、プーリが小径化されてもプーリの小径化に対応させてクラッチを小型化する必要がない。
また、電磁クラッチがプーリと同軸に配置されているから、従来が必要とした軸継手の機能を電磁クラッチが果すことができ、軸継手を設ける必要がない。
また、プーリの小径化により増速ギヤを必要としないから過給機の大型化を回避することができる。
本発明によれば、専用部品の採用や部品点数の増大を抑制しつつ限られたスペースでも設置できるほか、入力回転の増速を可能とする機械式過給機を提供することができる。
【００１２】
また、本発明では、上記の機械式過給機において、前記送出機構を収容する第１ハウジングと、前記第１ハウジングに接合され、前記クラッチを収容する第２ハウジングを有してもよい。
【００１３】
この場合、第１ハウジングに接合される第２ハウジングは第１ハウジングから分離することができるから、例えば、電磁クラッチの保守点検や部品交換の際に第２ハウジングを取り外すだけでハウジング全体を分解する必要がない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、専用部品の採用や部品点数の増大を防止しつつ入力回転の増速を可能とし、しかも限られたスペースでも設置可能な機械式過給機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る機械式過給機の断面図である。
【図２】本発明の実施形態の変更例１に係る機械式過給機の断面図である。
【図３】本発明の実施形態の変更例２に係る機械式過給機の断面図である。
【図４】従来の技術に係る機械式過給機の断面図である。
【図５】別の従来の技術の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る機械式過給機（以下、単に「過給機」と表記する）を図１に基づいて説明する。
図１に示す過給機１０のハウジングは、一対のロータ２１、２２および一対のタイミングギヤ１８、１９を収容するロータハウジング１１と、電磁クラッチ３０を収容し、ロータハウジング１１に接合されるクラッチハウジング１４を有する。
本実施形態では、ロータハウジング１１は第１ハウジングに相当し、クラッチハウジング１４は第２ハウジングに相当する。
一対のロータ２１、２２は、回転体であって送出機構に相当する。
なお、送出機構はロータハウジング１１に収容されるが、回転体以外の要素がロータハウジング１１に収容されてもよい。
【００１７】
ロータハウジング１１には、一対のロータ２１、２２を収容するロータ室１２と、タイミングギヤ１８、１９を収容するギヤ室１３が形成されている。
ロータ室１２には、互いに噛合する一対のロータ２１、２２により送出空間が形成される。
図示はしないがロータハウジング１１は、給気用の空気を吸入する吸入口と空気を吐出する吐出口を備えている。
クラッチハウジング１４には、電磁クラッチ３０を収容するクラッチ室１５が形成されているほか、クラッチ室１５と連通する軸孔１７を形成する筒状部１６を有している。
【００１８】
ロータハウジング１１内に収容される一対のロータ２１、２２は、給気用の空気をロータ室１２に導入し、エンジン（図示せず）の給気通路へ送出する回転体である。
一方のロータ２１はロータ軸２３と連結されており、ロータ軸２３の回転により回転される駆動側のロータである。
他方のロータ２２はロータ軸２４と連結される従動側のロータであり、ロータ軸２３が回転されるとタイミングギヤ１８、１９を介して回転される。
ロータ軸２３におけるロータ室１２とギヤ室１３との間には軸受２５が設けられ、ギヤ室１３と反対側となるロータ軸２３の端部には軸受２６が設けられている。
軸受２５、２６は駆動側のロータ軸２３をロータハウジング１１に対して支承して、ロータ２１をロータ室１２において回転自在に支持する。
ロータ軸２４におけるロータ室１２とギヤ室１３との間には軸受２７が設けられ、ギヤ室１３と反対側となるロータ軸２４の端部には軸受２８が設けられている。
軸受２７、２８は従動側のロータ軸２４をロータハウジング１１に対して支承して、ロータ２２をロータ室１２において回転自在に支持する。
【００１９】
駆動側のロータ軸２３におけるギヤ室１３側の端部はギヤ室１３を貫通してクラッチハウジング１４内のクラッチ室１５に達している。
駆動側のロータ軸２３におけるギヤ室１３を貫通する軸部に駆動側のタイミングギヤ１８が取り付けられている。
従動側のロータ軸２４におけるギヤ室１３側の端部はギヤ室１３内に突出している。
従動側のロータ軸２４のギヤ室１３に突出した端部に従動側のタイミングギヤ１９が取り付けられている。
駆動側のタイミングギヤ１８と従動側のタイミングギヤ１９は互いに噛合し、駆動側のタイミングギヤ１８の回転により、従動側のタイミングギヤ１９は駆動側のタイミングギヤ１８の回転方向と反対方向に回転する。
このため、一対のロータ２１、２２はタイミングギヤ１８、１９を介して相対回転し互いに噛み合う。
【００２０】
駆動側のロータ軸２３の端部には電磁クラッチ３０の一部を構成するアーマチャ３１が備えられている。
アーマチャ３１はロータ軸２３の回転に伴って回転するようにロータ軸２３に取り付けられており、アーマチャ３１の摩擦面はロータ軸２３の軸心方向に対して直角な面を形成している。
クラッチハウジング１４の軸孔１７には入力軸２０が挿入されている。
入力軸２０は、軸方向に設けられた一対の軸受２９によりクラッチハウジング１４に対して回転自在に支承されている。
入力軸２０のギヤ室１３側の端部はクラッチ室１５に突出しており、突出した端部には電磁クラッチ３０の一部を構成するディスクロータ３２が設けられている。
つまり、電磁クラッチ３０はロータ２１側の入力軸２０の端部に設けられる。
入力軸２０に設けられたディスクロータ３２の摩擦面は、ロータ軸２３に固定されているアーマチャ３１の摩擦面と対向している。
【００２１】
クラッチハウジング１４のクラッチ室１５には環状の電磁コイル３３が設置されている。
電磁コイル３３はディスクロータ３２の摩擦面と反対側の面における外周付近と対向して隙間を空けて配置されている。
ディスクロータ３２は電磁コイル３３の励磁により磁化され、アーマチャ３１が磁化されたディスクロータ３２に吸着される。
アーマチャ３１がディスクロータ３２に吸着されると、アーマチャ３１の摩擦面とディスクロータ３２の摩擦面が当接され、入力軸２０の回転がロータ軸２３へ伝達される。
電磁コイル３３の励磁が解除されて電磁コイル３３が無励磁状態になると、アーマチャ３１はディスクロータ３２との吸着を解除し、アーマチャ３１の摩擦面とディスクロータ３２の摩擦面との当接が解除され、入力軸２０の回転力はロータ軸２３に伝達されない。
上記のように、本実施形態の電磁クラッチ３０は、ロータ軸２３のアーマチャ３１、入力軸２０のディスクロータ３２および電磁コイル３３とから主に構成される。
【００２２】
なお、本実施形態の過給機１０では、従来の過給機に備えられていた軸継手が設けられず、軸継手に代えて電磁クラッチ３０が設けられている構成となっている。
電磁クラッチ３０は、入力軸２０の回転力をロータ軸２３に伝達又は遮断するといったクラッチとしての機能のほかに、過給機１０の運転時における駆動側のロータ軸２３の軸心と入力軸２０の軸心との位置ずれを吸収する機能を果す。
つまり、電磁クラッチ３０は、従来の過給機に設けられていた軸継手の機能を果す。
また、入力軸２０とロータ軸２３の間に電磁クラッチ３０を設けたことで、過給機１０の組み付け時における入力軸２０とロータ軸２３の軸心の位置合わせが、軸継手を設けた過給機の場合と同様に簡単に行うことも可能である。
【００２３】
入力軸２０のディスクロータ３２を設けた端部と反対の端部にはプーリ３４が取り付けられている。
従って、プーリ３４は電磁クラッチ３０と同軸に配置されている。
プーリ３４には伝動ベルト３５が掛装され、伝動ベルト３５は動力源となるエンジンに設けられたエンジンプーリ（図示せず）に掛装されている。
この実施形態では、プーリ３４の一部がクラッチハウジング１４の筒状部１６の端部外周を覆う形状のプーリである。
筒状部１６の端部外周を覆うプーリ３４を用いることで、過給機１０の軸方向への寸法が大きくなることを抑制している。
過給機１０に設けたプーリ３４の直径とエンジンプーリの直径とのプーリ比は、エンジンのプーリの回転数に対して過給機１０のプーリ３４が必要とする回転数を実現するように設定されている。
過給機１０のプーリ３４、エンジンプーリおよび伝動ベルト３５により、エンジンプーリ回転数に対する過給機１０のプーリ回転数の増速化がプーリ比に基づいて図られている。
【００２４】
次に、本実施形態の過給機１０の作動について説明する。
エンジンの運転中はエンジンプーリの出力回転力は、伝動ベルト３５を介して過給機１０のプーリ３４に伝達される。
過給機１０のプーリ３４にはプーリ比に基づき増速された入力回転力が入力され、入力軸２０が回転する。
【００２５】
過給機１０の作動が必要なエンジンの運転条件では、エンジンの運転中に電磁クラッチ３０の電磁コイル３３を励磁する。
電磁コイル３３が励磁されている状態では、ディスクロータ３２は磁化され、磁化されたディスクロータ３２にアーマチャ３１が吸着する。
このため、アーマチャ３１の摩擦面とディスクロータ３２の摩擦面は互いに当接しており、入力軸２０の回転力はロータ軸２３に伝達され、ロータ軸２３は回転する。
ロータ軸２３の回転によりタイミングギヤ１８、１９が相対回転し、タイミングギヤ１８、１９の相対回転に伴い、駆動側のロータ２１および従動側のロータ２２が相対回転する。
駆動側のロータ２１および従動側のロータ２２の相対回転により給気用の空気がエンジン側の給気通路へ吐出される。
このように、電磁クラッチ３０の電磁コイル３３が励磁している状態では、過給機１０は作動する。
【００２６】
過給機１０の作動を必要としないエンジンの運転条件では、エンジンの運転中に電磁クラッチ３０の電磁コイル３３を無励磁状態としておく。
電磁コイル３３の励磁が解除されている無励磁状態では、ディスクロータ３２は磁化されず、ロータ軸２３側のアーマチャ３１は入力軸２０側のディスクロータ３２に吸着されない。
このため、入力軸２０の回転力はロータ軸２３に伝達されない。
【００２７】
本実施形態の過給機は以下の作用効果を奏する。
（１）電磁クラッチ３０がクラッチハウジング１４内に設けられるから、プーリ３４が小径化されてもプーリ３４の小径化に対応させて電磁クラッチ３０を小型化する必要がない。従って、電磁クラッチ３０の製作が容易となり、過給機１０を製作し易くなる。
（２）電磁クラッチ３０がプーリ３４と同軸に配置されているから、従来では必要とした軸継手の機能を電磁クラッチ３０が果すことができ、軸継手が不要となる。これにより、過給機１０の軸方向の寸法が大きくなることを抑制することができるほか、プーリ３４と伝動ベルト３５以外に増速のための構成を必要としない。
（３）プーリ３４の小径化が容易となり、増速ギヤを必要としないから過給機１０の大型化を防止することができる。また、過給機１０は増速ギヤによる騒音発生の問題も生じることはない。また、プーリ３４の小径化が容易になったことにより、汎用性のある伝動ベルト３５を用いることができる。例えば、過給機１０の作動とともにエンジンの補機を駆動する伝動ベルト３５を用いることができる。
【００２８】
（４）専用部品の採用や部品点数の増大を防止しつつ入力回転の増速を可能とし、しかも限られたスペースでも設置可能な過給機１０を提供することができる。
（５）電磁クラッチ３０は、入力軸２０の回転力をロータ軸２３に伝達又は遮断するといったクラッチとしての機能のほかに、過給機１０の運転時における駆動側のロータ軸２３の軸心と入力軸２０と軸心との位置ずれを吸収することができる。
（６）入力軸２０とロータ軸２３の間に電磁クラッチ３０を設けたことで、過給機１０の組み付け時における入力軸２０とロータ軸２３の軸心の位置合わせが、軸継手の場合と同様に簡単に行うことも可能である。
【００２９】
（７）電磁クラッチ３０のサイズがプーリ３４の寸法に制約されないから、プーリ比を変更する場合に、プーリ３４のみをプーリ比に対応するプーリに交換すればよく、従来の過給機のようにプーリとともにクラッチを変更する必要はない。つまり、過給機１０としての汎用性を向上することができる。
（８）電磁クラッチ３０がクラッチハウジング１４に内蔵されていることにより、電磁クラッチ３０をハウジングの外部に設けた場合と比較すると、クラッチハウジング１４により保護されるから電磁クラッチ３０の信頼性が向上する。
【００３０】
（変更例１）
実施形態の変更例１に係る過給機１０について図２に基づき説明する。
上記の実施形態と共通の要素については、上記の実施形態の説明を援用して同じ符号をも用いる。
図２に示す変更例１は、実施形態のプーリ３４よりもさらに小径化したプーリ４１を用いた例である。
【００３１】
図２に示すように、入力軸４０のプーリ側の端部は筒状部１６から外部へ突出している。
入力軸４０において突出した端部にプーリ４１が取り付けられている。
プーリ４１は筒状部１６の外周径とほぼ同じ程度の直径に設定されており、実施形態のプーリ３４よりもさらに小径化したプーリである。
プーリ３４のさらなる小径化によるプーリ４１は、過給機１０において回転の一層の増速化を図ることができる。
変更例１によれば、入力軸２０よりも長い入力軸４０に変更することで、実施形態のプーリ３４よりもさらに小径のプーリ４１を用いることができ、プーリ径の変更による増速可能な範囲を拡大することができる。
【００３２】
（変更例２）
実施形態の変更例２に係る過給機１０について図３に基づき説明する。
上記の実施形態と共通の要素については、上記の実施形態の説明を援用して同じ符号をも用いる。
図３に示す変更例２は、実施形態の電磁クラッチ３０と異なる構造の電磁クラッチ５０を用いた例である。
【００３３】
図３に示すように、クラッチハウジング１４のクラッチ室１５に電磁クラッチ５０が収容されている。
電磁クラッチ５０は、ロータ軸２３に取り付けられた有底円筒状のカップロータ５１と、入力軸２０に取り付けられた有底円筒状のアーマチャ５２と、電磁コイル５３を有する。
ロータ軸２３のカップロータ５１はロータハウジング１１側へ向かって延在する周壁部５１Ａを有しており、周壁部５１Ａの外周面は摩擦面を形成している。
入力軸２０のアーマチャ５２は、ロータ軸２３に設けたカップロータ５１の周壁部５１Ａの外側を覆う周壁部５２Ａを有しており、周壁部５２Ａの内周面は摩擦面を形成している。
電磁コイル５３はカップロータ５１の周壁部５１Ａの内側に環状に配置されるようにロータハウジング１１に固定されている。
【００３４】
変更例２の電磁クラッチ５０では、電磁コイル５３の励磁により周壁部５１Ａが磁化され、入力軸２０に設けたアーマチャ５２の周壁部５２Ａがロータ軸２３のカップロータ５１に設けた周壁部５１Ａに吸着される。
つまり、電磁クラッチ５０の励磁による周壁部５１Ａの外周面と、周壁部５２Ａの外周面との当接により入力軸２０の回転力がロータ軸２３に伝達される。
なお、電磁コイル５３の励磁が解除されると、周壁部５１Ａの外周面と、周壁部５２Ａの外周面との当接は解除され、アーマチャ５２の周壁部５２Ａはカップロータ５１の周壁部５１Ａに吸着されない。
このため、入力軸２０が回転されても、ロータ軸２３へ入力軸２０の回転力は伝達されず、ロータ２１、２２は回転しない。
【００３５】
なお、上記の実施形態および変更例は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○ 上記の実施形態や変更例では、送出機構を構成する回転体を単に一対のロータとし、形式を特定しなかったが、一対のロータはスクリュー式のロータや断面多葉形のルーツ式のロータであってもよい。また、回転体は一対のロータ以外の回転体としてもよく、例えば、回転体をインペラとしてもよい。回転体や送出機構の構成は、給気用の空気を送出することができる構成であれば特に限定されない。
○ 上記の実施形態や変更例では、ロータハウジングとクラッチハウジングは互いに接合される構成としたが、ロータハウジングとクラッチハウジングは一体形成されてもよく、ハウジングの構成については特に限定されない。例えば、一体形成されたハウジングは縦断面を有するように２分割したハウジング分割体とすれば、送出機構や電磁クラッチの組み付けが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０、６０、７０ 機械式過給機
１１ ロータハウジング
１２ ロータ室
１３ ギヤ室
１４ クラッチハウジング
１５ クラッチ室
１８、１９ タイミングギヤ
２０、４０ 入力軸
２１、２２ ロータ
２３、２４、６７ ロータ軸
３０、５０ 電磁クラッチ
３１、５２ アーマチャ
３２ ディスクロータ
３３、５３ 電磁コイル
３４、４１、６４、７３ プーリ
３５、６５、７２、７４ 伝動ベルト
５１ カップロータ
５１Ａ 周壁部
５２Ａ 周壁部
６６、７１ クラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を有し、前記回転体の回転により給気用の空気を送出する送出機構と、
前記回転体を回転する入力軸と、
前記入力軸に設けられ、伝動ベルトを介して動力源の出力回転力の伝達を受けるプーリと、を備えた機械式過給機において、
前記プーリよりも前記回転体側の前記入力軸の端部に電磁クラッチが設けられることを特徴とする機械式過給機。
【請求項２】
前記送出機構を収容する第１ハウジングと、
前記第１ハウジングに接合され、前記クラッチを収容する第２ハウジングを有することを特徴とする請求項１記載の機械式過給機。
【請求項１】
回転体を有し、前記回転体の回転により給気用の空気を送出する送出機構と、
前記回転体を回転する入力軸と、
前記入力軸に設けられ、伝動ベルトを介して動力源の出力回転力の伝達を受けるプーリと、を備えた機械式過給機において、
前記プーリよりも前記回転体側の前記入力軸の端部に電磁クラッチが設けられることを特徴とする機械式過給機。
【請求項２】
前記送出機構を収容する第１ハウジングと、
前記第１ハウジングに接合され、前記クラッチを収容する第２ハウジングを有することを特徴とする請求項１記載の機械式過給機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８９０６８（Ｐ２０１２−１８９０６８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５８１７（Ｐ２０１１−５５８１７）
【出願日】平成２３年３月１４日（２０１１．３．１４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１４日（２０１１．３．１４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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