JP2678287B2 - エンジンの機械式過給機 - Google Patents

エンジンの機械式過給機

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JP2678287B2
JP2678287B2 JP63081619A JP8161988A JP2678287B2 JP 2678287 B2 JP2678287 B2 JP 2678287B2 JP 63081619 A JP63081619 A JP 63081619A JP 8161988 A JP8161988 A JP 8161988A JP 2678287 B2 JP2678287 B2 JP 2678287B2
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真次 清家
良治 阿部
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
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    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は平行な二つのロータ軸を有するエンジンの機
械式過給機に関する。
(従来技術) 従来、例えば特開昭61−5330号公報に記載されている
ように、V型エンジンにおける左右バンク間に2軸タイ
プの機械式過給機を配設したものが知られている。
ところで、2軸タイプの機械式過給機では、二つのロ
ータ軸の駆動端に互いに噛合するタイミングギヤを設け
るとともに、一方のロータ軸にプーリ等を設けて、これ
をベルト等でエンジンのクランク軸に駆動連結するのが
普通である。その場合に、駆動プーリは過給機の駆動側
端部において左右どちらかに片寄って位置することにな
る。そのため、このような機械的過給機を例えば上記の
ようにV型エンジンの左右バンク間に配設するに際し
て、駆動プーリが一方のバンクの吸気通路等と干渉して
しまったり、駆動ベルトの配設が難しくなるといったレ
イアウト上の問題がでてくる。また、とくに、プーリと
同軸に電磁クラッチを配する機械式過給機では、この電
磁クラッチが左右どちらかに大きくはみ出すといった問
題も出てくる。このような問題は、とくにV型エンジン
の場合に限られるというものではない。他の種類のエン
ジンにおいても、限られたスペースを利用して機械式過
給機を配置しようとする限り、機械式過給機の駆動プー
リ等がオフセットしていることは、エンジンの種類を問
わずレイアウト上の不都合を招いている。
(発明の目的) 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
二つのロータ軸を有する機械式過給機において、駆動軸
を過給機端部中央に配置して、エンジンに搭載する際の
過給機およびその駆動機構のレイアウトの自由度を大き
くすることを目的とする。
(発明の構成) 本発明は、増速ギヤを利用して駆動軸のセンタ配置と
増速駆動を同時に実現するようにしたものであって、そ
の構成はつぎのとおりである。すなわち、本発明に係る
エンジンの機械式過給機は、第1のケーシングに平行な
二つのロータ軸を配置し、これら二つのロータ軸の各駆
動側端部に、互いに噛合するタイミングギヤを設け、一
方のロータ軸の回転をタイミングギヤを介して他方のロ
ータ軸に伝達するようにしたエンジンの機械式過給機に
おいて、二つのロータ軸のタイミングギヤをいずれも駆
動側端部先端側を自由端とする片持ち支持とし、一方の
ロータ軸の駆動側端部の前記タイミングギヤの外方に、
駆動側端部先端側を自由端とする片持ち支持で小径ギヤ
を設けるとともに、該小径ギヤと噛合する大径ギヤをロ
ータ軸側端部先端側を自由端とする片持ち支持で設けた
駆動軸を、前記機械式過給機の駆動側端部の前記二つの
ロータ軸の軸芯を結ぶ軸線から偏位した位置に前記2ロ
ータ軸と平行に設け、該駆動軸を、前記第1のケーシン
グに対し前記タイミングギヤ,前記小径ギヤおよび前記
大径ギヤを収納する部位にて前記第1のケーシングと分
割されてなる第2のケーシングに軸支し、該第2のケー
シングの該方で前記駆動軸をクランク軸に駆動連結した
ことを特徴としている。
特に、エンジンがV型に配置された左右バンクを有す
るV型エンジンである場合、その左右バンク間に機械式
過給機を配置し、該機械式過給機の両ロータ軸を左右平
行に配置し、それら両ロータ軸間の上方に前記駆動軸を
配置する。そして、その場合に、前記駆動軸は好ましく
は両ロータ軸間中央の上方に配置する。
(作用) クランク軸に駆動連結された駆動軸の回転は、大径お
よび小径の二つのギヤによって増速されて機械式過給機
の一方のロータ軸に伝達される。また、この一方のロー
タ軸の回転はタイミングギヤを介して他方のロータ軸に
伝えられ、このようにして2軸が回転駆動され、機械式
過給機が作動する。
機械式過給機は、その端部の二つのロータ軸の軸芯を
結ぶ軸線から偏位した位置に駆動軸が配置された構造で
あるため、それ自体のレイアウトの自由度が大きく、ま
た、プーリ,ベルト等の駆動機構の配設も容易となる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例に係るエンジンの機械式過
給のシステムを概略的に示すものである。
このシステムにおいて、エンジン101の吸気ポート102
とエアクリーナ103を通連する吸気通路104には、機械式
過給機105が配設されている。この機械式過給機105は、
4葉の雄ロータと6つの溝を持つ雌ロータとを組み合わ
せてなるいわゆるリショルム式のスクリューコンプレッ
サをもとにしたものであって、過給機105の下流には空
冷式のインタークーラ106が接続されている。また、ス
ロットル弁107が過給機105の上流に設けられ、該スロッ
トル弁107の下流とインタークーラ106の下流を連通して
過給機105をバイパスするバイパス通路108が形成されて
いる。吸気通路104のバイパス通路108分岐点直下流位置
には補助スロットル弁109が設けられている。該補助ス
ロットル弁109は、補助スロットル弁レバー110,溝付ロ
ッド111を介してスロットル弁レバー112に連結されてい
る。スロットル弁107が所定開度まで開いたとき補助ス
ロットル弁109が開き始まる。また、バイパス通路108に
は、ダイアフラム式のバイパス弁113が設けられてい
る。非過給域ではこのバイパス弁113が開いて過給機105
を介さない形の自然吸気が行われる。過給機105は電磁
クラッチ114および遠心式の可変プーリ115を介して原動
側可動プーリ(図示せず)に連結されている。吸気通路
104にはまた、吸気ポート102に近接してフュエルインジ
ェクタ116が設けられ、エアクリーナ103下流にエアフロ
ーメータ117が配設されている。
電磁クラッチ114は、第3図に示すように低回転・低
負荷域でカットされ、その他の領域ではクラッチオンさ
れる。また、可変プーリ115およびこれと組み合わされ
る駆動側可変プーリは、それ自体、基本的には遠心プー
リとして公知のものであって、その組み合わせによっ
て、第2図に示すように、エンジン回転数に対して過給
機の回転数が高回転側で徐々に飽和するように、つま
り、エンジンの高回転域で過給圧があまり上がらないよ
うな特性を得るようにしている。したがって、まず、エ
ンジンの低回転・低負荷領域においては、電磁クラッチ
114がカットされるために過給が停止され、その他の領
域においては低回転側で十分な吸気量を確保しながら高
回転側では過給圧の過度な上昇を抑えるような制御が行
われるため、吸気リリーフによって過給を抑えるような
効率的にもまた熱的にも問題が多い手段によることな
く、低負荷域において過給を停止あるいは抑制してバイ
パス通路108を介する自然吸気に切り換えることができ
る。また、前述の補助スロットル弁109によって、過給
機105に入る空気量自体が調整されることにより、負荷
に対する過給圧の制御が行われる。したがって、この電
磁クラッチ114,可変プーリ115および補助スロットル弁1
09の三つの組み合わせにより、低負荷域での過給の停止
ないし抑制と、その他の運転領域におけるエンジン回転
数と負荷に応じた過給制御が効率的に実現できる。低負
荷域では吸気負圧によってバイパス弁113が開かれ、バ
イパス通路108を介する自然吸気が行われる。
第4図はこの実施例の全体構造を示す正面概略図であ
る。
このエンジン101はV型6気筒であって、左右バンク
の各三つの気筒は、互いに所定量オフセットして配列さ
れている。各バンクのシリンダヘッド118,119上部には
それぞれ内側に吸気側カム軸120,121が、また、外側に
排気側カム軸122,123が配設されている。そして、外側
の両排気側カム軸122,123のフロント側端部にはプーリ1
24,125が取り付けられ、これらプーリ124,125はタイミ
ングベルト126を介してクランク軸側プーリ127に伝導連
結されている。タイミングベルト126の張力および巻掛
け角は上部の一対のアイドラプーリ128,129と、下部の
一対のテンショナプーリ130,131によって調整されるよ
う構成されている。また、内側に配設された吸気側カム
軸120,121は、各一対の歯車132,133;134,135により各バ
ンクの排気側カム軸122,123に駆動連結されている。
このように、外側の排気側カム軸だけがタイミングベ
ルト126で直接駆動され、しかも、タイミングベルト126
は第4図に示すように中央部が一対のアイラドプーリ12
8,129によって下方に位置決めされた形となっているの
で、エンジンフロント面において後述の過給機105およ
びその駆動プーリ115のためのスペースが確保できる。
左右バンク間の空間にはリショルムタイプの過給機10
5が長手方向に配設されている。そして、過給機105のフ
ロント側端部には電磁クラッチ114を介して駆動プーリ1
15が設けられ、この駆動プーリ115とエンジン101のフロ
ント側左側方に設けられた従動プーリ136の大径部との
間にベルト137が張設され、また、従動プーリ136の小径
部とクランク軸に設けられた大径の原動プーリ138との
間にもベルト139が張設されている。従動プーリ136の小
径部および原動プーリ138の大径部は、遠心重錘を利用
した可変プーリとされている。従動プーリ136側は遠心
力によって径が大きくなり、原動プーリ138側は遠心力
によって逆に径が小さくなる。それによって、高回転側
で過給機105の回転数が徐々に飽和するような特性が得
られる。左右バンクの内側上方には左右に一対の吸気集
合管140,141が配設されている。各吸気集合管140,141に
は、各バンクのシリンダエッド118,119内を上方に延び
る各気筒の吸気通路が接続される。
過給機105の駆動側端部の構造は第5図に示すとおり
である。ケーシング142に平行に配置された左右二つの
ロータ軸134,144のフロント側端部には互いに噛合する
一対のタイミングギヤ145,146が設けられている。左側
ロータ軸の143のタイミングギヤ145は小径で、右側ロー
タ軸144のタイミングギヤ146は大径とされている。そし
て、小径のタイミングギヤ145が設けられた左側ロータ
軸143には、さらにタイミングギヤ145の外方に小径の増
速ギヤ147が隣接して設けられ、一方、フロントカバー1
48には、上記小径の増速ギヤ147と噛合する大径の増速
ギヤ149を一端に備えた駆動軸150が軸支されている。駆
動軸150の他端には駆動プーリ115が回転自在に軸支され
ている。駆動プーリ115の回転は電気クラッチ114を介し
て駆動軸150に伝達される。図5に示されるように、左
側ロータ軸143のタイミングギヤ145および増速ギヤ147
と右側ロータ軸144のタイミングギヤ146とは、フロント
側(駆動側)端部先端側を自由端とする片持ち支持であ
り、駆動軸150の増速ギヤ149は、リヤ側(ロータ軸側)
端部先端側を自由端とする片持ち支持である。また、上
記フロントカバー148は、ロータ軸143,144側のケーシン
グ142に対し、駆動軸150側のケーシングを構成するもの
で、両ケーシングはタイミングギヤ145,146および増速
ギヤ147,149を収納する部位で分割されたものとなって
いる。
第4図に示すように、一対のタイミングギヤ145,146
は過給機105の駆動側端部において左右に並ぶ形で配置
されている。一方、小径の増速ギヤ147は左側のタイミ
ングギヤ145と同心状に位置し、また、二つのロータ軸1
43,144の軸芯を結ぶ軸線から偏位した位置にこれらロー
タ軸143,144と平行に設けられ、図示の例の場合、大径
の増速ギヤ149は、左右タイミングギヤ145,146間の中央
上方に位置している。このように増速ギヤ147,149を配
置したことにより、過給機105の駆動軸150は過給機105
フロント側端部の二つのロータ軸143,144の軸芯を結ぶ
軸線から偏位した例えば中央上部の位置に位置すること
になるため、電磁クラッチ114および駆動プーリ115を左
右バンク間の略中央に位置せしめて、過給機105と左右
バンクの吸気通路等との干渉を避けることが可能となっ
ている。また、駆動プーリ115をこの位置に配設したこ
とにより、駆動用ベルト137の配設も容易となってい
る。
なお、上記実施例ではリショルムタイプの過給機につ
いて説明したが、本発明はルーツタイプ等他の機械式過
給機に対しても適用することができる。また、本発明
は、V型以外の他のエンジンに対して実施するなど、い
ろいろな態様で実施することができる。
(発明の効果) 本発明は上記のように構成されており、とくに、増速
ギヤを利用して駆動軸を過給機端部中央に配置している
ので、過給機の増速比が増大するとともに、エンジンに
搭載する際の過給機およびその駆動機構のレイアウトの
自由度が大きくなる。そして、特にV型エンジンのレイ
アウトスペースが限られるVバンク間においてもコンパ
クトに機械式過給機をレイアウトできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るエンジン過給システム
の概略図、第2図および第3図は同エンジン過給システ
ムの特性図、第4図は同実施例に係るエンジンの全体構
造を示す正面概略図、第5図は第4図のA−A断面で見
た機械式過給機の駆動部詳細図である。 105:機械式過給機、115:駆動プーリ、143,144:ロータ
軸、145,146:タイミングギヤ、147,149:増速ギヤ、150:
駆動軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 剛 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−61940(JP,U) 実開 昭61−5330(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1のケーシングに平行な二つのロータ軸
    を配置し、これら二つのロータ軸の各駆動側端部に、互
    いに噛合するタイミングギヤを設け、一方のロータ軸の
    回転をタイミングギヤを介して他方のロータ軸に伝達す
    るようにしたエンジンの機械式過給機において、 前記二つのロータ軸のタイミングギヤをいずれも駆動側
    端部先端側を自由端とする片持ち支持とし、 一方のロータ軸の駆動側端部の前記タイミングギヤの外
    方に、駆動側端部先端側を自由端とする片持ち支持で小
    径ギヤを設けるとともに、 該小径ギヤと噛合する大径ギヤをロータ軸側端部先端側
    を自由端とする片持ち支持で設けた駆動軸を、前記機械
    式過給機の駆動側端部の前記二つのロータ軸の軸芯を結
    ぶ軸線から偏位した位置に前記第2ロータ軸と平行に設
    け、 該駆動軸を、前記第1のケーシングに対し前記タイミン
    グギヤ,前記小径ギヤおよび前記大径ギヤを収納する部
    位にて前記第1のケーシングと分割されてなる第2のケ
    ーシングに軸支し、 該第2のケーシングの外方で前記駆動軸をクランク軸に
    駆動連結したことを特徴とするエンジンの機械式過給
    機。
  2. 【請求項2】エンジンがV型に配置された左右バンクを
    有するV型エンジンであり、その左右バンク間に機械式
    過給機を配置し、該機械式過給機の両ロータ軸を左右平
    行に配置し、それら両ロータ軸間の上方に前記駆動軸を
    配置した請求項1記載のエンジンの機械式過給機。
  3. 【請求項3】前記駆動軸を両ロータ軸間中央の上方に配
    置した請求項2記載のエンジンの機械式過給機。
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US8464697B2 (en) 2010-08-13 2013-06-18 Eaton Corporation Integrated clutch supercharger
WO2015053899A1 (en) 2013-10-11 2015-04-16 Eaton Corporation Supercharger having integrated clutch and torsional damper
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