JP2513546Y2 - 自動車用吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、自動車用吸気装置に関し、詳しくは予圧縮
比を変更可能なスクリュー型スーパーチャージャを具備
する自動車用吸気装置に関する。

［従来の技術］ 従来の自動車用吸気装置として、ルーツ型スーパチャ
ージャを具備するものが知られている。一般的なルーツ
型スーパーチャージャは、ハウジングに形成されたロー
タ室内に２個の互いに噛合するまゆ型ロータが回転可能
に収納されたものである。このルーツ型スーパチャージ
ャは、エンジンのクランク軸の駆動力が電磁クラッチ等
を介して各ロータに伝達され、これによりハウジングと
両ロータとで形成される空間を吸入側から吐出側へと順
次移動し、もって空気をエンジンのインテークマニホー
ルドに供給する。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、従来の自動車用吸気装置は、燃費悪化をもた
らしやすく、かつ騒音を生じやすいものであった。

すなわち、従来の自動車用吸気装置に具備されるルー
ツ型スーパーチャージャでは、ハウジングと両ロータと
で形成される空間が各ロータの回転によって容積変化を
生じず、つまりこの空間が吐出口と連通するまで大気圧
のままであり、この空間内の新気を吐出口が開いたとき
にエンジン側から逆流する大気圧より高い旧気によって
圧縮し、これにより圧縮された新気を逆流した旧気とと
もにロータにより押込む。このため、従来の自動車用吸
気装置では、主としてエンジンの回転数によって予圧縮
比、つまり過給条件が定められ、例えば自動車が減速中
であってもエンジンが高回転であれば全負荷条件で過給
を行なうこととなり、この場合には圧縮に要した仕事を
無駄にすることになる。したがって、従来の自動車用吸
気装置では、種々の走行条件に適合した過給を行なうこ
とができずに効率が悪く、燃費悪化をもたらしやすかっ
た。

また、従来の自動車用吸気装置では、上記のようにル
ーツ型スーパチャージャが吸気の一部を常に吐出口付近
で往復運動させることから、その吸気の一部によって圧
力振動を生じ、この振動によって騒音を生じやすかっ
た。

本考案は、上記従来の不具合に鑑みてなされたもので
あって、省燃費であり、かつ騒音の少ない自動車用吸気
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案の自動車用吸気装置は、吸入口及び吐出口をも
つロータ室が形成されたハウジングと、該ロータ室内に
回転可能に収納されエンジンによって駆動される雄雌一
対のスクリューロータと、両該スクリューロータの歯及
び該ロータ室の内壁により形成され、両該スクリューロ
ータの回転によって該吸入口と連通すればエアークリー
ナから該吸入口を介して空気を吸入し、該吸入口と閉鎖
されれば空気を軸方行に進行させて圧縮し、該吐出口と
連通すれば圧縮した空気を該吐出口に吐出する圧縮室と
を備えたスクリュー型スーパーチャージャを具備する自
動車用吸気装置であって、 前記スクリュー型スーパーチャージャは、前記ハウジ
ングに形成され前記圧縮室と軸方向で隣接するスライド
室と、 該スライド室に前記エンジンのインテークマニホール
ドと連通する筒状の伸縮継手を介して往復動可能に収納
された筒状であって、往復動によって該圧縮室と筒内部
とを軸方向で位置変更可能に連通させる調節口をもつス
ライド弁とを備えることを特徴とするものである。

［作用］ 本考案の自動車用吸気装置におけるスクリュー型スー
パーチャージャでは、エンジンによって駆動される両ス
クリューロータの歯と、ロータ室の内壁とで圧縮室を形
成する。この圧縮室は両スクリューロータの回転により
軸方向に移動する。このとき、この圧縮室では吸入口と
の連通によりエアークリーナから空気の吸入が行なわれ
る。そして、吸入口との連通が閉鎖された圧縮室では、
空気を軸方向に進行させ、スライド室内のスライド弁の
往復動によって軸方向で開口位置が変更される調節口と
連通するまで、または吐出口と連通するまで、圧縮が行
なわれる。調節口又は吐出口により圧縮室がスライド弁
の筒内部と連通した後は、圧縮された空気は、圧縮室か
らスライド弁の筒内部に導出され、筒状の伸縮継手を経
てエンジンのインテークマニホールドに供給される。

このため、本考案の自動車用吸気装置では、スクリュ
ー型スーパチャージャのスライド弁の位置をアクセル、
エアーフローメータ等のエンジンの回転数以外の条件で
も変更することにより、スライド弁で決定される調節口
の位置を変更すれば、スクリュー型スーパチャージャの
圧縮室の圧力、つまり予圧縮比が変更される。このた
め、エンジンの回転数以外の条件でも過給条件を定める
ことができ、無駄な予圧縮を削減できる。

また、この自動車用吸気装置では、スクリュー型スー
パーチャージャが空気を軸方向に進行して圧縮するた
め、吸気の一部が往復運動することがない。

［実施例］ 以下、本考案を具体化した実施例を図面を参照しつつ
説明する。

この自動車用吸気装置は、自動車のエンジンルーム内
に装備されており、第１図に示すように、エアークリー
ナ１にエアーフローメータ２及びスロットル３を内装す
るホース４が接続され、このホース４にはスクリュー型
スーパーチャージャ（以下、単にスーパーチャージャと
いう。）５が接続されている。

スーパーチャージャ５では、第２図及び第４図に示す
ように、２個の円柱状空間が軸方向で一部相交わった形
状のロータ室51がハウジング50に形成されており、この
ロータ室51内には互いに噛合する雄雌一対のスクリュー
ロータ52、53が回転可能に軸支されている。第２図に示
すように、ロータ室51の一端面には、両スクリューロー
タ52、53の歯溝端面に対向して開口する吸入口50aが形
成されており、この吸入口50aは前記エアークリーナ１
と連通されている。ロータ室51の他端面には両スクリュ
ーロータ52、53の歯溝他端面に対向して開口する吐出口
50bが形成されている。こうして、ロータ室51では両ス
クリューロータ52、53の各歯とロータ室51の内壁とによ
り、第５図及び第６図に示すように、圧縮室Ｐ（P1〜P
3）が形成されている。

第２図に示す両スクリューロータ52、53のうち雄スク
リューロータ52側の駆動軸54は、第１図に示すように、
エンジン７のクランク軸70と図示しないベルトを介して
電磁クラッチ６により結合され、電磁クラッチ６の反対
側には、第２図に示すように、各スクリューロータ52、
53と同軸の歯車55、56が装備されている。両スクリュー
ロータ52、53は、駆動軸54がエンジン７の回転により駆
動されると、歯車55、56によって直接接触することなく
噛合いながら回転し、両スクリューロータ52、53の噛合
点を軸方向に進行させ、第５図および第６図に示すよう
に、圧縮室Ｐを軸方向に移動させる。このため、圧縮室
Ｐは、吸入口50aと連通すればエアークリーナ１より空
気を吸入し、吸入口50aと閉鎖されれば空気を軸方向に
進行させて圧縮し、吐出口50bまたは後述する調節口62a
と連通すれば圧縮した空気を吐出する。

また、第２図に示すように、ハウジング50にはロータ
室51と隣接してスライド室60が形成されており、このス
ライド室60には奥端に戻りばね61を介して往復動可能に
筒状のスライド弁62が収納されている。このスライド弁
62は端部から所定距離離れた位置に調節口62aを有し、
この調節口62aはスライド弁62の往復動によって軸方向
に位置変更される。すなわち、第３図に示すように、ス
ライド弁62が最奥にあるときには、調節口62aはロータ
室51及び吐出口50bに開口し、第２図に示すように、ス
ライド弁62が最先にあるときには、調節口62aは吐出口5
0bのみに開口する。したがって、ロータ室51内に形成さ
れる圧縮室Ｐは、この調節口62aによってスライド弁62
の筒内部と連通可能となされている。また、このスライ
ド弁62は、接続される筒状の伸縮継手63との境界部分に
突部62bが形成されており、この突部62bには第１図に示
すアクチュータ９と接続されたワイヤ64が連結されてい
る。そして、伸縮継手63は、エンジン７のインテークマ
ニホールド71と連通されている。

また、この自動車用吸気装置では、第１図に示すよう
に、スーパーチャージャ５を挟むホース４とインテーク
マニホールド71との間にリリーフバルブ12を備えたリリ
ーフホース13が接続されており、インテークマニホール
ド71にはブーストセンサ８とインジェクション（図示せ
ず）とが装備されている。

さらに、エンジンルーム内にはCPUを備えた制御装置1
0が装備されており、この制御装置10の入力側には、エ
アーフローメータ２のポテンショメータ、スロット３と
接続されたアクセル11のポテンショメータ、エンジン７
のクランク軸70のエンコーダ及びブーストセンサ８が接
続されており、それぞれエアークリーナ１を通過した空
気の流量信号、アクセル開度信号、エンジン７の回転数
信号及びインテークマニホールド71に過給される空気の
流量信号を制御装置10に入力させている。他方、制御装
置10の出力側には、アクチュエータ９及び電磁クラッチ
６が接続されており、アクチュエータ９にスライド弁62
の進退信号、電磁クラッチ６にON・OFF信号を出力して
いる。

上記のように構成されたこの吸気装置では、エアーク
リーナ１で浮遊ゴミの除去された空気がホース４、スー
パーチャージャ５又はリリーフホース13、インテークマ
ニホールド71を経てエンジン７の燃焼室に供給される。
このとき、制御装置10からの信号により電磁クラッチ６
がONされておれば、スーパーチャージャ５では、第２〜
４図に示す両スクリューロータ52、53が回転し、圧縮室
Ｐは、第５図及び第６図に示すように、軸方向に移動
し、吸入、圧縮及び吐出を行なう。

あるとき、例えば自動車が加速中の場合、エアーフロ
ーメータ２、アクセル11、ブーストセンサ８及びクラン
ク軸70からの信号により、制御装置10がスーパーチャー
ジャ５を全負荷で運転すべきであると判断すれば、制御
装置10がアクチュエータ９にスライド弁62の進動信号を
送り、アクチュエータ９は戻りばね61に抗してワイヤ64
を所定長さ引くことから、スライド弁62は第２図の状態
とされる。このとき、第５図に示すように、吸入口50a
と連通する圧縮室P0ではエアークリーナ１から空気の吸
入を行ない、吸入口50aとの連通が閉鎖された圧縮室P
1、P2、P3では空気を軸方向に進行させる。これらの圧
縮室P1、P2、P3では、吐出口50bと連通するまで圧縮が
行なわれる。圧縮された空気は、第２図に示すように、
吐出口50bから調節口62aを経てスライド弁62の筒内部に
導出される。そして、全負荷に予圧縮された空気は、伸
縮継手63を経てエンジン７のインテークマニホールド71
に供給され、その後インジェクションで燃料が供給さ
れ、燃焼室に過給される。

なお、自動車が減速してエンジン７の回転数が下が
り、スーパーチャージャ５の回転数が低下した場合、す
でに予圧縮した空気によってオーバーブーストになって
おれば、第１図に示すリリーフホース13内のリリーフバ
ルブ12が開き、インテークマニホールド71内の空気はリ
リーフホース13を経てホース４に戻される。これによ
り、ブースト圧が下がり、適切な吸気が行なわれる。

そして、例えば自動車がエンジンブレーキ使用時であ
って、エンジン７は高回転であるが、自動車が減速中の
場合、エアーフローメータ２、アクセル11、ブーストセ
ンサ８及びクランク軸70からの信号により、制御装置10
がスーパーチャージャ５を低負荷で運転すべきであると
判断すれば、制御装置10はアクチュエータ９にスライド
弁62の退動信号を送り、アクチュエータ９がワイヤ64を
所定量緩めることから、スライド弁62は戻りばね61の付
勢力によって第３図の状態とされる。このとき、第６図
に示すように、吸入口50aとの連通が閉鎖された圧縮室P
1、P2では空気を軸方向に進行させ、スライド室60内の
スライド弁62に開口する調節口62aと連通するまで圧縮
が行なわれる。圧縮された空気は、調節口62aを経てス
ライド弁62の筒内部に導出される。そして、低負荷に予
圧縮された空気は、インジェクションで燃料を補給さ
れ、燃焼室に過給される。

このため、この自動車用吸気装置では、スーパチャー
ジャ５のスライド弁62の位置をアクセル11、エアーフロ
ーメータ２等のエンジン７の回転数以外の条件でも変更
することにより調節口62aの位置を変更し、これにより
予圧縮比を変更することができる。したがって、この自
動車用吸気装置では、エンジン７の回転数以外の条件で
も過給条件を定めることができ、無駄な予圧縮を削減す
ることができる。したがって、効率よくエンジン７に過
給を行なうことができ、省燃費を図ることができる。

また、この自動車用吸気装置では、スーパーチャージ
ャ５が空気を軸方向に進行して圧縮するため、吸気の一
部が往復運動することがない。したがって、過給時の騒
音を少なくすることができる。

なお、この自動車用吸気体装置では、スライド弁62を
一体的にもつスーパーチャージャ５を採用しているた
め、低コストで製造できるとともにエンジンルーム内の
自由度が大きく、かつそのスライド弁62が伸縮継手63を
介してインテークマニホールド71と連通され、アクチュ
エータ９等を用いた簡易な機構によりそのスライド弁62
を往復動させることができる。したがって、この自動車
用吸気装置は、自動車への搭載性に優れたものである。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案の自動車用吸気装置は、
スクリュー型スーパーチャージャがスライド室内に往復
動可能にスライド弁をもち、このスライド弁の往復動に
より調節口が予圧縮比を変化させうるため、効率よくエ
ンジンに過給を行なうことができて省燃費を図ることが
できるとともに、これに際する騒音を少なくすることが
できる。

したがって、従来のルーツ型スーパーチャージャを具
備する自動車用吸気装置と、本考案のスクリュー型スー
パーチャージャを具備する自動車用吸気装置とを比較す
ると、例えば、同一のエンジン回転数の下で、従来のも
のでは一律に予圧縮比1.6となるのに対し、本考案のも
のは種々の条件で予圧縮比1.3等にすることができる。
このため、一般に全負荷で過給を行なうことの少ない乗
用者にこの自動車用吸気装置を採用すれば、予圧縮比を
適宜選択して行なうことができ、その使用価値は優れた
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本考案の一実施例の自動車用吸気装置に係
り、第１図は自動車用吸気装置を示す模式図、第２図は
全負荷時のスクリュー型スーパーチャージャの縦断面
図、第３図は低負荷時のスクリュー型スーパーチャージ
ャの縦断面図、第４図はスクリュー型スーパーチャージ
ャの横断面図、第５図は全負荷時の圧縮室を示す模式
図、第６図は低負荷時の圧縮室を示す模式図である。 １……エアークリーナ ５……スクリュー型スーパーチャージャ 50……ハウジング、50a……吸入口 50b……吐出口、51……ロータ室 52、53……スクリューロータ 60……スライド室、62……スライド弁 62a……調節口、63……伸縮継手 ７……エンジン、70……クランク軸 71……インテークマニホールド Ｐ（P0〜P3）……圧縮室

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸入口及び吐出口をもつロータ室が形成さ
   れたハウジングと、該ロータ室内に回転可能に収納され
   エンジンによって駆動される雄雌一対のスクリューロー
   タと、両該スクリューロータの歯及び該ロータ室の内壁
   により形成され、両該スクリューロータの回転によって
   該吸入口と連通すればエアークリーナから該吸入口を介
   して空気を吸入し、該吸入口と閉鎖されれば空気を軸方
   向に進行させて圧縮し、該吐出口と連通すれば圧縮した
   空気を該吐出口に吐出する圧縮室とを備えたスクリュー
   型スーパーチャージャを具備する自動車用吸気装置であ
   って、 前記スクリュー型スーパーチャージャは、前記ハウジン
   グに形成され前記圧縮室と軸方向で隣接するスライド室
   と、 該スライド室に前記エンジンのインテークマニホールド
   と連通する筒状の伸縮継手を介して往復動可能に収納さ
   れた筒状であって、往復動によって該圧縮室と筒内部と
   を軸方向で位置変更可能に連通させる調節口をもつスラ
   イド弁とを備えることを特徴とする自動車用吸気装置。