JPH0291421A - スーパーチャージャ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、エンジンのシリンダに空気を過給し−Ｃ出
力を増加するスーパーチャ−ジヤに関する。

（従来の技術） 周知のように、エンジンのシリンダに圧縮した空気を供
給（過給）する過給機には、いわゆる、ターボチャージ
ャと機械駆動スーパーチャージャとがあり、ターボデレ
ージャはエンジンの排気ガスのエネルギを利用して排気
タービンを回転させてこのタービンと同軸の遠心ブロワ
を駆動するものであり、機械駆動スーパーチャージャは
エンジンのトルクによってブロワを直接駆動するもので
あり、それぞれ長所と短所とがある。すなわら、ターボ
チャージャは排気ガスのエネルギを有効に利用して燃費
を向上することができるが、エンジンの回転数がある程
度上昇しないと充分な過給圧が得られないからエンジン
の中速域では過給圧が不充分であり低速域ではほとんど
過給できない。

又、エンジン回転数の上昇９１０９回転数の上昇→過給
圧の上昇という過程が介在するので作動してから出力が
立ち上がるまでターボラグと呼ばれる応答遅れが生じる
。又、高温の排気ガスを扱う排気タービンの材料には耐
熱性の高い高価なものを用いる必要がある。一方、機械
駆動スーパーチャージｉ？はエンジンのクランク軸とブ
ロワとを機械的に連結しブロワをエンジンと同期して駆
動するから、ターボラグのような応答遅れがない。又、
低、中速回転域で効果が不足することはない。しかし、
ブロワの駆動のために出力の一部が消費されるとともに
、排気ガスのエネルギは利用されずに捨てられるから燃
費は低下する。

そこで、ターボチャージャと機械駆動スーパーチャージ
ャとを組み合わけ互いの短所を補い合うコンパウンド方
式の過給機が用いられている。しかし、これはターボチ
ャージャと機械駆動スーパーチャージャとをそのまま組
み合わせて構成されたものであり、従って、大型で構造
が複雑であり型口が嵩み高ｌ１ｌＩｉ′ｒ：ある。又、
排気タービンが組み込まれているから、熱に対する配慮
はスーパーチャージャにも施さなければならず、耐熱材
料の使用、冷却、熱絶縁などの処置により装置はさらに
大型、高価になる。又、これらの配慮が不充分であれば
熱膨張、軸受の不調などにより装置の信頼性が著しく低
下する。

（発明が解決しようとづる課題） そこで、この発明は、エンジンの全回転域で充分な過給
圧が得られ、信頼性が高いとともに小型、軽量、安価な
スーパーチャージャの提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決でるだめの手段） この発明のスーパーチセージやは、エンジンのトルクぐ
回転駆動され圧縮した空気をこのエンジンの吸気側に過
給するルーツブロワ又はねじ式コンプレッサと、これら
が有するタイミングギヤにより駆動され圧縮した空気を
前記エンジンの吸気側に過給する遠心ブロワとを備えた
ことを特徴とする。

（作用） ルーツブロワ又はねじ式コンプレッサはエンジンのトル
クにより回転駆動され、遠心ブロワはこれらのタイミン
グギヤにより回転駆動され、それぞれ空気を圧縮してエ
ンジンの吸気側に過給する。エンジンの回転数の低い範
囲では前者が後者の過給圧を補い、回転数の高い範囲で
は両者が過給しながら後者が前者の同ｒを補う。従って
、エンジンの全回転域にわたって充分な過給が行われる
。

又、遠心ブロワの駆動にす１気タービンを用いず、従っ
て熱に対４る配慮が不要ひあるとともに特別な増速機構
が不要であるから、装置は小型、軽量となり、信頼性が
高い。

（実施例） 第１図と第２図により第１実施例を説明する。

なお、以下左右の方向は第１図における左右の方向であ
る。

ケーシング１はポンプ？３とギヤ室５とを有し、ポンプ
室３の内部には断面がまゆ形の一対の回転子７．９が位
相を９０’ずらしそれぞれの軸１１゜１３を平行にして
配置され軸１１はベアリング１５．１７により、又軸１
３はベアリング１９，２１により回転自在に支承されて
いる。軸１１，１３はポンプ室３とギヤｖ５間の隔壁２
３を貫通しており、ギヤ室５の内部で各ｆ＊１１．１３
の先端には互いに噛合った歯数の等しいタイミングギＶ
２５．２７が固定されている。又、軸１３はケーシング
１の左側壁２９を貫通し、その先端にはプ一り３１が取
付けられており、このプーリ３１はベルトにより１ンジ
ンのクランク軸（以上いずれも図示していない）に連結
されでいる。軸１１゜１３の各貫通部にはシール３３，
３５．３７が配置され気密に保たれている。エンジンの
トルクによりプーリ３１が回転すると回転子９が回転づ
るとともにタイミングギヤ２７がタイミングギヤ２５を
回転させ、回転子７を回転させる。このとぎ、タイミン
グギヤ２５，２７は各回転子７，９が互いに接触せず、
しかも微少な間隙が保たれるような角度を保ちながらこ
れらを反対方向に回転させる。空気はケーシング１の一
方に設けられた吸入口から吸入されて圧縮され、他方に
設けられた吐出口からエンジンの吸気マニホールド（以
上いずれも図示していない）に供給される。このように
してルーツブロワ３９が構成されている。

ギＩ″７至５の右側にバックプレート４１を介してハウ
ジング４３が設けられている。ハウジング４３は右側に
開口した吸入口４５と円環室４７どこの円環室４７に開
口した吐出口（図示していない）を有している。ハウジ
ング４３の内部には多数のブレード４９を放射状に有Ｊ
るインペラ５１が吸入口４５と同軸に配置されている。

インペラ５１の軸５３はバックプレート４１を門通し、
ベアリング５５．５７により隔壁２３とバックプレート
４１に回転自在に支承されている。貫通部において軸５
３とバックプレート４１の間にはシール５９が配置され
気密に保たれている。軸５３上にはｍ車６１が一体に形
成されており、歯車６１はルーツブロワ３９のタイミン
グギヤ２７と噛合っている。ルーツブロワ３９が回転す
るとタイミングギヤ２７を介してインペラ５１が駆動さ
れ、それに伴ない空気は吸入口４５から吸入され円環室
４７を一方向に流れながら圧縮され吐出口（図示してい
ない）からエンジンの吸気マニホールドに供給される。

なお、歯車６１の歯数はタイミングギヤ２７の歯車の約
１／１５であり、従ってインペラ５１はタミングギャ２
７により１５倍に増速されて駆動される。このようにし
て、遠心ブロワ６３が構成されている。

次に、この実施例の機能を説明する。

ルーツブロワ３９はプーリ３１を介してエンジンにより
駆動され、遠心ブロワ６３はルーツブ［１ワ３９のタイ
ミングギヤ２７を介して増速駆動され、上記のように、
圧縮空気をそれぞれ吸気マニホールドに供給し、新気を
シリンダに過給する。

このようにして、体積効率が向上し吸気量が増加するか
らエンジンの出力は増大する。この際、エンジンの回転
数が低く遠心ブロワ６３により過給圧が不充分な範囲で
はルーツブロワ３９の過給圧がこれを補い、又回転数が
高い範囲では両ブロワ３９．６３がそれぞれ過給を行い
ながら遠心ブロワ６３が充分な風曲を供給する。従って
、第２図に示すようにこの実施例のスーパーチャージャ
（曲線Ａ）を用いると、低速側ではルーツブロワのスー
パーチャージャを単独で用いた場合（曲線Ｂ）を上回る
トルクが得られ、高速側ぐはターボヂャージャを単独で
用いた場合（曲線Ｃ）を上回るトルクが得られる。この
ようにして、このエンジンは低速域から高速域まで充分
なトルクを取り出せるから低速域では粘り強く、又充分
な高速域の伸びを備える。

エンジンの回転数はおおよそ一万回転以下であり、これ
はルーツブ［１ワの所要回転数にほぼ等しい。又、その
タイミングギヤの回転を土数倍すれば遠心ブロワに必要
な十数万回転数が得られる。

この増速倍率はこの実施例のようにタイミングギヤ２７
に歯数の小さい歯車６１を噛合わせることにより、つま
り大きな増速倍率の増速装置を特別に装備せずに、簡単
に得ることができる。このように、エンジンによりルー
ツブ０ワを駆動しながらこのルーツブロワを介して遠心
ブロワを駆動するこの発明の構成によれば、ルーツブ０
ワ及び遠心ブロワを無理なく、特別な増速装置を使わず
に、最適な回転数で駆動することができる。

又、実施例のスーパーチャージ１弓よ排気タービンを用
いない。従って、排気系の抵抗を小さくして排気効率を
高めエンジン出力を増加することがでさる。又、排気を
導く配管、排気バイパスなどの配管が不要となる。ざら
に、排気を扱わないがら高温に対する配慮から解放され
る。従って、耐熱材料の使用、冷却及び断熱処理などが
不要となるばかりでなく、熱による変形や軸受の不調な
どからも解放され信頼性が高まる。

又、以上のような理由により、実施例のスーパーチャー
ジャは小型、構造簡単、軽舟、安価である。

次に、第３図により第２実施例を説明する。以下、）［
右の方向はこの図における左右の方向とする。

ケーシング６５の内部には一対のまゆ形断面の回転子６
７．６９がそれぞれの軸７１．７３を平行にして配δさ
れている。軸７１．７３はケーシング６５の左側壁をそ
れぞれ貫通づるとともに、ベアリング７５．７７．７９
．８１によりケーシング６５に回転自在に支承されてい
る。各貫通部にはシール８３．８５が配置されている。

各＠７１．７３の突出部にはタイミングギヤ８７，８９
が取付けられ、互いに噛合っている。軸７３の先端には
プーリ９１が取付けられ、エンジンのクランク軸にベル
トで連結されている。こうしてルーツブロワ９３が構成
されている。

ケーシング６５の右端部には遠心ブロワのハウジング９
５が取付けられＣいる。ハウジング９５の内部には吸入
口９７と同軸にインペラ９９が配置されている。インペ
ラ９９の軸１０１はハウジング９５に開口しケーシング
６５と一体になった円筒１０３にベアリング１０５，１
０７により回転自在に支承されている。この貫通部には
シール１０９が装着されでいる。軸１０１は円筒１０３
から突出しており、その先端には歯数がタイミングギヤ
８７の１／１５の歯車１１１が取付けられタイミングギ
ヤ８７と噛合っている。こうして、遠心ブロワ１１３が
構成されている。

エンジンのトルクによりプーリ９１が回転するとタイミ
ングギヤ８７．８９の噛合いにょっＣルーツブロワ９３
が回転駆動されるとともに、タイミングギヤ８７と歯車
１１１の噛合いにょっＣ遠心ブロワ１１３が増速駆動さ
れ、それぞれ圧縮空気をエンジンに過給する。

他の機能、効果は上記第１実施例と同じである。

なお、この発明にＪ３いてルーツブロワに代えてねじ式
コンブレラ丈を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明のスーパーチャージャは低速域
から高速域にわたってエンジンの出力を大ぎく増加する
ことができる。その上、小型、軽ｊ、安価であり、信頼
性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の断面図、第２図はこの実施例と従
来例の各エンジンのトルク特性を比較づるグラフ、第３
図は第２実施例を概略的に示寸断面図である。 ２５．２７．８７．８９・・・タイミングギヤ３９．９
３・・・ルーツブロワ ６３．１１３・・・遠心ブロワ 代理人　弁理士　　三　好　保　男 第２区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンのトルクで回転駆動され圧縮した空気をこのエ
   ンジンの吸気側に過給するルーツブロア又はねじ式コン
   プレッサと、これらが有するタイミングギヤにより駆動
   され圧縮した空気を前記エンジンの吸気側に過給する遠
   心ブロワとを備えたことを特徴とするスーパーチャージ
   ャ。