JP3221919B2 - 過給装置 - Google Patents

過給装置

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JP3221919B2
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正夫 寺岡
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栃木富士産業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の出力向上
のために過給を行なう過給装置に関し、より詳しくは、
油圧制御に基づく回転数変更装置により回転数が制御さ
れる機械式過給機(スーパーチャージャ)を有する過給
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、遠心ウエイト型の回転数変更装置
(CVTとも略称する)により回転数が制御される機械
式過給機は、特表平3−500564号公報により公知
である。このものは、内燃機関により駆動される回転数
変更装置の二次側プーリ(被動側プーリ)により電磁式
クラッチ、増速歯車装置を介してハウジングに回転自在
に支持されたランナ付きランナ軸を駆動させ、これによ
り内燃機関に過給を行なうものである。
【0003】又、遠心ウエイトの代りに油圧装置を用い
て回転数を制御するものは、特開昭54−55266号
公報により公知である。このものは、駆動及び被動プー
リの回転部分にシリンダ、ピストンによる油圧装置を設
け、これにより、プーリのV溝を変え被動プーリの回転
数を制御するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の油圧式のものは、これを過給機制御に使用しようと
すると、次のような問題点がある。
【0005】即ち、相対回転部分に油密用シールを設け
る必要があり、これが劣化すると、流体利用の自動変速
機と異なり、乾式ベルトを用いるCVTの場合は、油洩
れによるベルト駆動、ひいては、過給性能に悪影響を及
ぼし耐久性、信頼性上問題を生ずる。
【0006】次に、遠心油圧の発生等で制御が難しくな
り、過給性能上不安定となる問題を生ずる。
【0007】更に、油圧配管がスペース上どうしてもプ
ーリ前面となり、伝動ベルトなどの邪魔にならないよう
に取付けねばならず配管困難となる問題を生ずる。
【0008】そこで、この発明は、相対回転部分の油密
用シールが不要であり、遠心油圧の発生もなく、更に配
管容易な油圧式回転数制御装置(CVT)を有する過給
装置を提供することにより、前記問題点を解決すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するため、駆動プーリ、被動プーリ、両プーリ間に
巻回されたベルト、両プーリの少なくともいずれか一方
に設けられたばね及び駆動プーリ側に設けられた油圧装
置を具備し内燃機関により駆動される回転数変更装置
と、該回転数変更装置により増速歯車装置を介して駆動
されハウジング内に回転自在に支持されたランナ付きラ
ンナ軸を具備し前記内燃機関に過給を行なう機械式過給
機とからなり、前記油圧装置は、前記ハウジングの背面
に設けられたピストン内蔵のアクチュエータと、該ピス
トンから前記駆動プーリの回転支持用の固定軸の中心穴
を貫通し前記駆動プーリの可動シーブと係合するように
延出したロッドとを有するものである。
【0010】
【作用】通常運転時には例えば手動レバー等の操作によ
り油圧MAXとすると、ロッドにより駆動プーリの可動
シーブがV溝幅を広め径小化するように移動し、被動プ
ーリはV溝幅が狭まり径大化する。従って、回転数変更
装置は低速比域で制御され、過給機も低回転域となる。
このとき、ばねは伸び切る。逆に油圧小とすると、高速
比域となり、過給機は高回転となり、過給性能を発揮す
る。
【0011】而して、油圧装置であるピストン及びシリ
ンダは過給機の静止状態にあるハウジングの背面に取付
けられ、回転しないので、回転シール不要、遠心油圧無
発生、かつ、シリンダへの配管容易となるものである。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1により説明
する。まず、構成について説明する。機械式過給機1は
図示せざる内燃機関等の構造物に取付けられるハウジン
グ2内に増速歯車装置3とランナ(羽根車)4具備のラ
ンナ軸5を有する。ハウジング2はシュラウド6とボル
ト7により一体に組付けられる。シュラウド6は水平円
筒状の空気入口8と渦巻状の空気出口9とを有する。
【0013】増速歯車装置3は、入力軸10と一体のイ
ンタナルギヤ11と、ピニオン12と、サンギヤ13と
からなる。ピニオン12はハウジング2とシュラウド6
との間に挟まれ固定されるボス14に軸15により回転
可能に支持される。ピニオン12は、図では省略してあ
るが2組が対となって、サンギヤ13とインタナルギヤ
11とに夫々噛合うようになっている。サンギヤ13は
ランナ軸5と一体に形成され、複列アンギュラ球軸受1
6により、スペーサ17を介してボス14に回転自在に
支持される。ランナ4の背面の部分のランナ軸5にはメ
カニカルシール18が設けられる。球軸受16にはハウ
ジング2の上部に設けた潤滑油供給管19から2又の通
路20を経て潤滑油が供給される。
【0014】入力軸10はハウジング2に左方において
2個の球軸受21、21により回転自在に支持される。
【0015】入力軸10は左端にてナット23により被
動プーリ22と一体に組付けられる。被動プーリ22
は、この入力軸10に固定の固定シーブ24を右側に有
し、これに対し軸方向に可動の可動シーブ25を左側に
有してベルト28が巻回されるV溝29を形成する。可
動シーブ25の背面と入力軸10固定の皿状の円板26
との間に3枚の皿ばね41が保持される。なお図中、3
0はオイルシールである。
【0016】ハウジング2は下方に延在するフランジ3
1を有し、このフランジ31に左方水平に延出する固定
軸32をボルト33で固着する。固定軸32に駆動プー
リ34が球軸受35、35により回転自在に支持され
る。駆動プーリ34は左側の固定シーブ37と右側の可
動シーブ38とを有し、これによりV溝39を形成す
る。
【0017】固定シーブ37は固定軸32に対して軸方
向位置が決められ、その位置で回転自在になるように、
球軸受35、35のアウタレースを保持する筒状部36
を一体に有する。
【0018】可動シーブ38は軸方向に可動する。固定
シーブ37は左方に内燃機関のクランク軸により平ベル
トで駆動されるプーリ42をボルト43により取付けて
ある。
【0019】また、フランジ31には、アクチュエータ
44がブラケット45によりボルト33にて共締めされ
ている。アクチュエータ44は内部にピストン46と、
これと一体の左方に伸びる水平方向のロッド47とを有
する。ロッド47は固定軸32の中心穴を貫通し左端部
48がスラストベアリング49を介して水平方向のアー
ム50に係合している。アーム50は固定シーブ37の
円形ボスの穴51を貫通した後、右端が可動シーブ38
と一体になっている。アクチュエータ44のピストン4
6の左室Aには入口53を介して油圧源54から圧油が
バルブ55の開度により導かれる。バルブ55は、コン
トローラ56により開度が最小油圧(零)から最大油圧
へと変化するように調整される。
【0020】かくして、油圧装置具備の駆動プーリ3
4、皿ばね41具備の被動プーリ22及びVベルト28
は回転数変更装置58を構成する。
【0021】次に前記実施例の作用を説明する。通常運
転時においては、制御ユニット59によりバルブ55を
全開とする。このため最大(MAX)の圧油が油圧源5
4、バルブ55、入口53を介してアクチュエータ44
のピストン46の左室Aに供給される。このため、ピス
トン46は右方向に移動しロッド47を図1のように右
に引き寄せる(図1のロッド47の上半分にて示す)。
これによりアーム50が駆動プーリ34の可動シーブ3
8を右方向に押す。従って、駆動プーリ34はV溝39
が広がり、小径となり、被動プーリ22はV溝29が狭
まり大径となるので、被動プーリ22は減速側即ち、低
速回転側にて制御される。このとき皿ばね41は伸びき
り状態にある(図1の被動プーリ22の下半部参照)。
そして、この状態では駆動プーリ34の回転が増大する
と、被動プーリ22もほぼ比例的に回転が増大し、図2
の斜めの線aに沿って変化する。そして、X点に達す
る。
【0022】而して、かかる低負荷時には、被動プーリ
22の回転数が小さいので、過給機1の回転数も小さ
く、従って、その駆動トルクも少なくて済み、燃費を向
上させることができる。
【0023】高負荷時には、スロットル開度、エンジン
回転数等を検知してコントローラ56により、バルブ5
5の開度を制御する。これによりアクチュエータ44に
入る油圧が制御される。よってピストン46はロッド4
7と共に左方向に移行し、駆動プーリ34の可動シーブ
を左方向に引き、V溝39を狭めたものとする(図1の
駆動プーリ34の下半部参照)。
【0024】これにより被動プーリ22はV溝29が広
がり(図1の被動プーリ22の上半部参照)、結局、被
動プーリ22が増速側、即ち高速側にて制御されたもの
となる。その後コントローラによりアクチュエータ内の
油圧を徐々に増加させていくと図2のb線に示す性能曲
線をとることになりやがてX点に到達するとa線(油圧
最大)と同じ線上を移動する。
【0025】従って、過給機1は被動プーリ22、入力
軸10、増速歯車装置3、サンギヤ13、ランナ軸5そ
して、ランナ4の高速回転により、内燃機関に充分なる
過給を行ない、その出力を向上する。
【0026】而して、アクチュエータ44はハウジング
2のフランジ31の背面に取付けられ、静止状態にある
ので、内部ピストン46は単に往復運動用のシールのみ
で良く、相対回転間における油密用シールが不要とな
る。このため、乾式のVベルト28が油洩れにより伝動
効率を悪化するということもなく、よって耐久性、信頼
性を向上できるものとなる。
【0027】又、アクチュエータ44内の油圧(圧油)
は回転しないので遠心力による油圧、即ち回転数に応じ
て変化する油圧を生ぜず、油圧制御を容易となしうる。
更に、アクチュエータ44への配管は、左室Aの入口5
3に接続すればよいので、なんらプーリ前面(図1の左
側)から行なわなくてよいため、回転ベルトとの干渉も
全く生じないものとなる。なお本実施例によれば、フラ
ンジ31の背面スペースを有効に使用でき、スペースセ
ーブとなりコンパクト性を実現できる効果もある。
【0028】図3は本実施例のアクチュエータ制御系で
あり、アクチュエータ44の左室Aの入口53への油圧
制御をアクセル開度などの負荷信号A及び機関回転数な
どの速度信号Nの入力により制御ユニット59が運転状
態に応じ自動的にバルブ55の開度制御をするようにし
てある。
【0029】図4は他の実施例を示す。この実施例は、
アクチュエータ44の左室Aの入口53及び右室Bの入
口60への両方の油圧制御を前実施例と同様の制御ユニ
ット59により三方用バルブ61の開度の制御をして行
なうようにしたものである。なお、図3、図4に示すア
クチュエータへの油圧操作を手動切換スイッチで行なっ
ても良く、この場合には車両運転者の意図に合った過給
効果が得られる。
【0030】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、油圧制御式回転数変更装置を具備する過給機付き内
燃機関の信頼性、耐久性及びコンパクト性を向上するこ
とができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す全体的断面図であ
る。
【図2】この発明の作用を説明するための性能曲線図で
ある。
【図3】この発明のアクチュエータ制御系を示す部分図
である。
【図4】この発明の他の実施例を示す部分図である。
【符号の説明】
1 過給機 2 ハウジング 3 増速歯車装置 4 ランナ 5 ランナ軸 6 シュラウド 22 被動プーリ 28 Vベルト 31 フランジ 32 固定軸 33 ボルト 34 駆動プーリ 41 皿ばね 42 プーリ 46 ピストン 47 ロッド 48 左端部 49 スラストベアリング 50 アーム 53 入口 55 バルブ(V) 58 回転数変更装置

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動プーリ、被動プーリ、両プーリ間に
    巻回されたベルト、両プーリの少なくともいずれか一方
    に設けられたばね及び駆動プーリ側に設けられた油圧装
    置を具備し内燃機関により駆動される回転数変更装置
    と、該回転数変更装置により増速歯車装置を介して駆動
    されハウジング内に回転自在に支持されたランナ付きラ
    ンナ軸を具備し前記内燃機関に過給を行なう機械式過給
    機とからなり、前記油圧装置は、前記ハウジングの背面
    に設けられたピストン内蔵のアクチュエータと、該ピス
    トンから前記駆動プーリの回転支持用の固定軸の中心穴
    を貫通し前記駆動プーリの可動シーブと係合するように
    延出したロッドとを有することを特徴とする過給装置。
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