JPH05280368A - 過給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は過給機付き内燃機関のドライバビ
リティを良好に保持した上で、燃費の向上を図り、耐久
性を維持しながら高出力を実現できることを目的とす
る。 【構成】 この発明は駆動プーリ、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重錘及びばね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、前記回転数変更装置
のばねの付勢力を制御するアクチュエータ具備の制御装
置とからなり、該制御装置は通常運転時は所定の回転数
範囲内の制御を行ない、高出力時は前記範囲のうち高速
側の範囲を超えて制御を行なうものである。

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、
遠心ウエイト型の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。そして、前記公
報には、回転数変更装置の一次側プーリ（駆動プーリ）
の開示はないが、この部分は、例えば実開平１−６９４
００号公報に示すように、駆動プーリ及び被動プーリが
夫々、互い違い配置の固定シーブ（ディスク）を有する
ほか、これらに対してＶ溝可変なるように可動シーブを
有し、更に遠心力発生用重錘（ウエイト）及びそれに対
向する付勢力発生用のばねを、いずれかのプーリが有す
るようにしたものを用いている。従来のものは、これに
より、機関回転数が変っても、所定範囲では、過給機の
回転数を絶えず、ほぼ一定回転数になるように回転数変
更装置により制御するようにし、然も過給必要な高負荷
時のみ電磁クラッチによる動力伝達により過給機を作動
させ、内燃機関の性能を向上するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
遠心ウエイト型ＣＶＴ付き機械式過給機は、内燃機関の
負荷に関係なく、或る機関回転数に達すると、所定の一
定回転数に過給機が制御される構成であるため、過給不
要な部分負荷時にもその回転数（高回転数）に達し、駆
動のための燃料消費が増し、燃費不良となるという問題
点があった。この問題点解決のため、従来のものは、電
磁クラッチにより部分負荷時の過給機への動力伝達を切
断して対処するようにしているが、負荷変動時のオンオ
フ作動によるドライバビリティへの影響を考慮すると、
切断の適用範囲も狭くなり、結局、燃費不良となるとい
う問題点があった。

【０００４】そこで、この発明は、ドライバビリティへ
の影響を少なくすると共に、燃費向上を図ることができ
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。

【０００５】

【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
に設けられた重錘及びばね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、前記回転数変更装置のばね
の付勢力を制御するアクチュエータ具備の制御装置とか
らなり、該制御装置は通常運転時は所定の回転数範囲内
の制御を行ない、高出力時は前記範囲のうち、高速側の
範囲を超えて制御を行なうようにするものである。

【０００６】

【作用】通常運転時のうちの低負荷時には、駆動プーリ
のばね付勢の可動シーブをばねに抗して、制御装置のア
クチュエータによりＶ溝の幅を広げるので、過給機は回
転数変更装置の減速側即ち低回転側で制御された状態で
駆動されることになる。このため燃費が少なくて済む。
そして、通常運転時のうちの高負荷時には過給機が所定
範囲内での最高回転になり、過給を行なう。これにより
耐久性が維持される。而して、低回転側から高回転側又
はその逆への移行は、中間的回転数に対しての移行であ
るため、従来の動力切断のようなショックがなく、ドラ
イバビリティを良好となしうる。更に、緊急の高出力運
転時は過給機が最高回転を超えた超高回転にて過給を行
なうので必要とする高出力を発揮できる。

【０００７】

【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。

【０００８】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からの通路２
０を経て潤滑油が供給される。

【０００９】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。

【００１０】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固定の円錐板２６との
間に遠心力発生用のころ（重錘）２７が保持される。な
お図中、３０はオイルシールである。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】可動シーブ３８は背面と筒状部３６に位置
決めされた端板４０との間に５枚の皿ばね４１を備えそ
の付勢力を受け軸方向に可動する。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。かくし
て、皿ばね４１具備の駆動プーリ３４、ころ２７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。

【００１４】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は左端部４８がスラストベアリング４
９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、可動シーブ３８と一体に形成されている。アクチュ
エータ４４のピストン４６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、アクセルペダル５６の開度が低負荷
時に開度大とするレギュレータ５７により、作動するよ
うにレギュレータ５７に結線される。これにより、負荷
の増大に応じて供給油圧が少なくなり、低負荷で最大油
圧、高負荷で０油圧となる。

【００１５】又、アクチュエータ４４の右室Ｂには、油
圧源５４からの油圧が手動バルブ（ＭＶ）６１を介し
て、入口６０から供給されるようになっている。手動バ
ルブ（ＭＶ）６１の操作は、運転者が追越など、緊急に
高出力を得たい、特別のエマージェンシー的な事情の場
合にのみ行なうものとする。

【００１６】以上によるアクチュエータ４４の左室Ａ及
び右室Ｂへの圧油供給時の被動プーリ３４の状態は、図
２に示されている。

【００１７】即ち、図２において、左室Ａへの最大圧油
供給時（低負荷時）が図の上半分にて示され、圧油０時
（高負荷時）が図の下半分にて示され、そして右室Ｂへ
の圧油供給時（緊急の高出力時）には図の点線にて示さ
れているものである。

【００１８】かくして、これらのアクチュエータ４４、
油圧源５４、バルブ５５、レギュレータ５７、マニュア
ルバルブ６１は、機関の通常運転時又は高出力運転時
に、駆動プーリ３４具備の皿ばね４１の付勢力を制御し
て過給機１の回転数を変えるように制御するので、回転
数変更装置５８を制御する制御装置５９を構成すること
になる。

【００１９】次に前記実施例の作用を説明する。通常運
転時において、アクセルペダル５６の開度の小さい低負
荷時には、レギュレータ５７によりバルブ５５が全開と
なって、最大（ＭＡＸ）の圧油が油圧源５４、バルブ５
５、入口５３を介してアクチュエータ４４のピストン４
６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を右に引き寄せる（図１又は図
２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３８を右方向に押
し、皿ばね４１をほぼ垂直状態になるように縮める。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。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３の斜めの線ａに沿って変化する。

【００２０】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。

【００２１】アクセルペダル５６の開度大となる高負荷
時には、レギュレータ５７により、バルブ５５が全閉と
なり、アクチュエータ４４に入る油圧が零となる。この
ため、ピストン４６はロッド４７と共に左方向に移行
し、駆動プーリ３４の可動シーブ３８が皿ばね４１の付
勢力で、Ｖ溝３９を狭めたものとする（図１の駆動プー
リ３４の下半分参照）。

【００２２】これにより被動プーリ２２はＶ溝２９が広
がり（図１又は図２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。その状態は、図３のｂ線の油圧０のも
のとなる。

【００２３】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。この高速回転は、
遠心力発生用のころ２７と皿ばね４１との各々の付勢力
のバランスに応じて定まったものであるので、所定範囲
内となり耐久性良好に繰返し行なえるものとなる。

【００２４】又、低負荷から高負荷又はその逆の移行時
には、本実施例においては、図３のａ線とｂ線の差Ｈで
済み、従って、変速ショックは少ないものとなり、ドラ
イバビリティを良好にする。

【００２５】これに対して、従来の電磁クラッチによる
ものは、図３のｂ線までの差Ｈ₀ と大きいものとなるの
で、それだけショックが大きくドライバビリティに悪い
影響を与えるものとなる。

【００２６】以上により、低負荷から高負荷への通常運
転時は図３のａｂ線間のハッチ部分で示すものとなる。

【００２７】次に、通常運転範囲を超え、高速道等で緊
急の追越をかけるような高出力時には、運転者はマニュ
アルバルブ６１を手動で操作する。すると、アクチュエ
ータ４４の右室Ｂに、油圧源５４から、マニュアルバル
ブ６１を介して入口６０から圧油が直接導入される。こ
のため、図２に示すように、ピストン４６が左方に点線
のように移動し、皿ばね４１の付勢力と協力して、Ｖ溝
３９を最小限に狭める。これにより、過給機１は超高速
回転数で回転し、エマージェンシー的に高出力を発揮す
ることになり、運転者の要望に応えるものとなる。この
状態は、図３のＣ線で示されるものである。

【００２８】よって、本実施例によれば、燃費低減と耐
久性との向上を図ることができるほか、高出力を実現す
ることができるものとなる。

【００２９】次に他の実施例を図４により説明する。こ
れは図１の、両バルブ５５及び６１を１個の３方バルブ
（ＳＶ）６２にて代え、これを、アクセルペダル５６に
より制御できるようにしたものである。

【００３０】即ち、アクセルペダル５６の踏込み範囲を
通常運転時の低及び高負荷範囲内のものとして、３方バ
ルブ６２を左室Ａの入口５３側の圧油制御をし、最大踏
込（エマージェンシー的で通常は余り使わない状態）時
に、３方バルブ６２を右室Ｂの入口６０に圧油を導入す
るよう制御するものである。これにより、本実施例のも
のも、前実施例とほぼ同様の作用をする。

【００３１】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、過給機付き内燃機関のドライバビリティを良好に保
持したうえで、燃費の向上を図ることができるほか、耐
久性を維持した上で、高出力を実現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】異なる作用状態を示す図１の要部断面図であ
る。

【図３】この発明の作用を説明するための性能曲線図で
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 ５９ 制御装置 ６１ マニュアルバルブ（ＭＶ） ６２ ３方バルブ（ＳＶ）

Claims (1)

【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
   に設けられた重錘及びばね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、前記回転数変更装置のばね
   の付勢力を制御するアクチュエータ具備の制御装置とか
   らなり、該制御装置は、通常運転時は所定の回転数範囲
   内の制御を行ない、高出力時は前記範囲のうち高速側の
   範囲を超えて制御を行なうことを特徴とする過給装置。