JP2504249B2 - Butterfly type supercharger - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用エンジン等に使用するスーパーチャ
ージャに関する。The present invention relates to a supercharger used for an automobile engine or the like.
従来自動車用エンジン等に使用するスーパチャージャ
の例をあげると、第18,19,20,21図に示すような各種の
型式のものがあり、第18図に示すものはルーツタイプス
ーパーチャージャで1はハウジング、2はロータリピス
トンを示し、二つのまゆ型のロータ3,4が細い矢印に示
すように回転をする。第19図に示すものはスライディン
グベーンタイプスーパーチャージャで、1はハウジン
グ、2はロータ、3はベーン、4はピン、5はアウトレ
ットエッジAである。第20図に示すものはスパイラルタ
イプスーパーチャージャで、1は第2作動室への空気の
入口、2はドライブシャフト、3はディスプレーサガイ
ド、4は第1作動室への空気の入口、5はハウジング、
6はディスプレーサを示す。第21図に示すものはロータ
リピストンスーパーチャージャで1はハウジング、2は
アウトロータ、3はインナーロータ、4はアウトレット
エッジA、5はチャンバIII、6はチャンバII、7はチ
ャンバIを示し、ロータは細い矢印に示すように回転を
する。いづれの図に於いても図中に示す太い矢印は空気
の流れを示し、エンジンのインテークポートから空気を
取り入れ、ディスチャージポートから吐出し、吸気管に
接続している。Examples of conventional superchargers used in engines for automobiles include various types as shown in FIGS. 18, 19, 20, and 21, and those shown in FIG. 18 are roots type superchargers. Denotes a housing, 2 denotes a rotary piston, and two eyebrow type rotors 3 and 4 rotate as indicated by thin arrows. FIG. 19 shows a sliding vane type supercharger, 1 is a housing, 2 is a rotor, 3 is a vane, 4 is a pin, and 5 is an outlet edge A. FIG. 20 shows a spiral type supercharger, 1 is an air inlet to the second working chamber, 2 is a drive shaft, 3 is a displacer guide, 4 is an air inlet to the first working chamber, and 5 is a housing. ,
6 is a displacer. 21 shows a rotary piston supercharger, 1 is a housing, 2 is an out rotor, 3 is an inner rotor, 4 is an outlet edge A, 5 is a chamber III, 6 is a chamber II, 7 is a chamber I, and the rotor is a rotor. Rotates as shown by the thin arrow. In each of the drawings, the thick arrow shown in the drawing indicates the flow of air. Air is taken in from the intake port of the engine, discharged from the discharge port, and connected to the intake pipe.
上述の従来のスーパーチャージャに於いては、回転軸
1の回転(第20図に示すスパイラルタイプの場合は、重
心が1周期する期間)における空気の取り入れ量をその
チャージ量とし、機構全体の体積(第18図に示すルーツ
タイプでは、まゆ型の部分の体積)を容積とした場合の
チャージ量/容積の比率は概ね50%程度であり、したが
って容積の大きさの割合にはそのチャージ量は大きくな
く、その容量を上げるには装置が大型化するという問題
がある。また、その構造が複雑で製作が容易でないもの
もある。In the conventional supercharger described above, the intake amount of air during the rotation of the rotary shaft 1 (in the case of the spiral type shown in FIG. 20, one cycle of the center of gravity) is taken as the charge amount, and the volume of the entire mechanism is set. The charge amount / volume ratio is approximately 50% when the (root-type shown in FIG. 18 is the volume of the eyebrows type part) is the volume, and therefore the charge amount is proportional to the volume ratio. It is not large, and there is a problem that the device becomes large in order to increase its capacity. In addition, some of them have complicated structures and are not easy to manufacture.
本発明に於いては上記の問題点に鑑み、構造が簡単で
しかもチャージ量/容積の比率が高く、小型で大容量の
スーパーチャージャを得ることを目的とする。In view of the above problems, it is an object of the present invention to obtain a supercharger having a simple structure, a high charge amount / volume ratio, a small size, and a large capacity.
上記の目的を達成するために本発明においては、回転
体を包囲する外殻体と、前記外殻体の周方向に適宜間隔
をおいて配置された適数組の吸入口と吐出口と、前記回
転体に周方向に適宜間隔をおいて配置され、吸入口及び
吐出口と連通する空間と、該空間内に配置された同空間
を分割する隔壁体と、前記回転体に対し遊星歯車の自転
回転中心が固定され、前記外殻体に対し固定されたギヤ
と前記遊星歯車が噛み合う遊星歯車機構と、を備え、前
記遊星歯車の自転回転中心に対する周方向の運動を利用
し、前記分割された空間が吸入口と連通した位置ではそ
の容積が増大した状態となり、吐出口に連通した位置で
はその容積が収縮するように概隔壁体が前記回転体の回
転方向に対して相対的に往復動するように設けられたこ
とを特徴とするバタフライタイプスーパーチャージャを
提供する。In order to achieve the above object, in the present invention, an outer shell that surrounds a rotating body, and an appropriate number of sets of suction ports and discharge ports that are arranged at appropriate intervals in the circumferential direction of the outer shell, A space which is arranged at an appropriate interval in the circumferential direction in the rotating body and communicates with the suction port and the discharge port, a partition wall body which divides the space arranged in the space, and a planetary gear of the rotating body. The rotation center of rotation is fixed, and a planetary gear mechanism in which the gear fixed to the outer shell and the planetary gear mesh with each other are provided, and the movement is performed in the circumferential direction with respect to the rotation center of rotation of the planetary gear. The volume is increased at a position where the space communicates with the suction port, and the volume contracts at a position where the space communicates with the discharge port. A grasshopper characterized by being provided to To provide a line type supercharger.
また、前記遊星歯車変速機構においては、前記外郭体
に設けられた内歯車式のステイショナリギヤと小歯車で
あるムービングギヤとが前記主回転軸に取り付けられた
ムービングギヤアームにより噛合され、前記ムービング
ギヤは、前記主回転軸が回転すると前記スティショナリ
ギヤと噛み合いながら前記主回転軸の周りを公転すると
共にその軸心の周りを回転し、且つ、該ムービングギヤ
にはその中心より所定の距離だけ離れた位置にピンを突
き出して立設させ、該ピンにスライディングスリーブを
取り突け、該スライディングスリーブに対してラナーズ
アームを相互に摺動可能な状態で貫通させ、前記ラナー
ズアームは前記副回転軸に直結され、前記副回転軸は前
記隔壁体に直結されることにより、前記ムービングギヤ
が前記外郭体に設けられた前記ステイショナリギヤ上を
転動することにより前記隔壁体が往復動することが好ま
しい。In the planetary gear speed change mechanism, an internal gear type stationary gear provided in the outer shell and a moving gear that is a small gear are meshed by a moving gear arm attached to the main rotating shaft, When the main rotation shaft rotates, the moving gear revolves around the main rotation shaft while meshing with the stationary gear and rotates about its axis, and the moving gear has a predetermined center from its center. A pin is projected upright at a position separated by a distance, a sliding sleeve is picked up from the pin, and a runners arm is slidably penetrated with respect to the sliding sleeve, and the runners arm is attached to the sub-rotating shaft. The moving gear is provided in the outer shell by being directly connected and the sub-rotating shaft is directly connected to the partition body. It is preferable that the partition member is reciprocated by rolling on the stationery Li gear that.
主回転軸が回転するとこれに直結している回転体が主
回転軸と同一の一定速度で回転する。また、主回転軸よ
りムービングギヤアーム、ムービングギヤ、ピン、スラ
イディングスリーブ、ラナーズアームを介して副回転軸
に回転が伝えられこの副回転軸は不定速の運動を行い、
これに直結した隔壁体は回転体と共に回転しながら所定
の角度範囲内を往復回動するバタフライ式の首振り運動
を行い、これにより回転しながら回転体と隔壁体に挟ま
れた空間(チャンバー)の増減を利用して流体の流入、
吐出を行う。When the main rotating shaft rotates, the rotating body directly connected to the main rotating shaft rotates at the same constant speed as the main rotating shaft. Further, rotation is transmitted from the main rotary shaft to the sub rotary shaft through the moving gear arm, the moving gear, the pin, the sliding sleeve, and the runners arm, and the sub rotary shaft performs a non-constant speed motion,
The partition body directly connected to this performs a butterfly-type swinging motion that reciprocally rotates within a predetermined angle range while rotating with the rotating body, whereby the space (chamber) sandwiched between the rotating body and the partition body while rotating. Influx of fluid by utilizing the increase or decrease of
Discharge.
本発明の実施例を図面を参照して説明する。第1〜11
図に第1実施例を示す。第1図は本発明によるバタフラ
イタイプスーパーチャージャ30の一例を示す縦断面図、
第2図はその外観図。第3図は第1図のIII−III断面
図、第4図は第1図のIV−IV断面図を示す。外殻体(以
下ハウジングと言う)10には、外部よりの流体の吸入口
6と吐出口8とが設けられ、その内部に主要部分が納め
られている。この内部の主要部分は隔壁体(以下ラナー
ズウイング(runner's wing)と言う)1と回転体(以
下チェイサーズウイング(Chaser's wing)と言う)2
の2種類の翼(第3,4図参照)から構成されチェイサー
ズウイング2はエンジンにより駆動される主回転軸3に
より直接駆動されて主回転軸と同速度の定速で回転し、
ラナーズウイング1は主回転軸3により駆動される変速
機構(メカニカルデバイス)20を経て副回転軸4により
駆動されて軸心を中心とした所定角度の範囲内の往復回
動運動(バタフライ運動)を伴った不定速の回転運動を
行う。この動作によりチャンバー9内で体積変化が作り
出され、2つの翼の間に出来るすき間が開くと流体がチ
ャンバー9内に吸い込まれ、閉じるときに流体はチャン
バー9外に吐き出される。以下、本装置の各部分の構造
機能を図面を参照して詳しく述べる。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st to 11th
The first embodiment is shown in the figure. FIG. 1 is a vertical sectional view showing an example of a butterfly type supercharger 30 according to the present invention,
Figure 2 is an external view. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. An outer shell (hereinafter referred to as a housing) 10 is provided with a suction port 6 and a discharge port 8 for the fluid from the outside, and the main part is housed inside. The main part inside this is a partition wall (hereinafter referred to as runner's wing) 1 and a rotating body (hereinafter referred to as Chaser's wing) 2
Chaser's wing 2 composed of two types of blades (see Figs. 3 and 4) is directly driven by a main rotating shaft 3 driven by an engine and rotates at a constant speed equal to that of the main rotating shaft.
The runners wing 1 is driven by the sub-rotating shaft 4 via the speed change mechanism (mechanical device) 20 driven by the main rotating shaft 3, and is reciprocally rotated within a predetermined angle range around the shaft center (butterfly motion). Performs inconstant rotational motion with. This action creates a volume change in the chamber 9 which causes fluid to be drawn into the chamber 9 when the gap between the two wings opens and expelled out of the chamber 9 when closed. The structural functions of each part of the device will be described in detail below with reference to the drawings.
第3図に示す通り、ラナーズウイング1とチェイサー
ズウイング2の各翼は交互に配置され、この2種の翼は
組合わさって一対の構造となっている。また、ラナーズ
ウイング1はチェイサーズウイング2に対して、22.5度
の範囲で自由に動くことが出来る。この図は、スーパー
チャージャへの流体Fの流入口の詳細を示すもので流体
のスーパーチャージャハウジング10への吸入口6と連通
して各翼の間へ流体を取り入れるために4ヶ所等間隔に
インテークポート5が設けられ、このインテークポート
5の開き角度はチェイサーズウイング2の固体部分の角
度(45度)とほゞ等しく、約45度となっている。As shown in FIG. 3, the wings of the runners wing 1 and the chaser wings 2 are alternately arranged, and these two kinds of wings are combined to form a pair of structures. Also, Laners Wing 1 can move freely within a range of 22.5 degrees with respect to Chaser's Wing 2. This figure shows the details of the inlet of the fluid F to the supercharger, and the intakes of the fluid F communicate with the inlet 6 to the supercharger housing 10 to take in the fluid between the blades. A port 5 is provided, and the opening angle of the intake port 5 is approximately equal to the angle (45 degrees) of the solid portion of the chaser wing 2 and is about 45 degrees.
第4図にスーパーチャージャよりの流体Fの流出口の
詳細を示す。ここには各翼の間より流体Fを吐出するた
めにディスチャージポート7が等間隔に4ヶ所設けら
れ、その開き角度は約22.5度である。このディスチャー
ジポート7より流出した流体はスーパーチャージャハウ
ジング10の吐出口8より機外へ吐出される。FIG. 4 shows details of the outlet of the fluid F from the supercharger. There are provided four discharge ports 7 at equal intervals in order to discharge the fluid F from between the blades, and the opening angle is about 22.5 degrees. The fluid flowing out of the discharge port 7 is discharged from the discharge port 8 of the supercharger housing 10 to the outside of the machine.
第5〜6図にラナーズウイング1の構造を示す。第5
図はその縦断面図で、かつ、第6図のV−V縦断面図、
第6図は第5図のVI−VI視図で図示の通り、等間隔に配
置された4枚の翼より成り各翼はその固体部分の角度が
22.5度(π/8)、となっている。第7〜8図にチェイサ
ーズウイング2を示す。第7図はその断面図で、かつ、
第8図のVII−VII断面図、第8図は第7図のVIII−VIII
視図で、等間隔に配置された4枚の翼より成り、各翼は
その固体部分の角度が45度(π/4)、となっている。以
下この両ウイングの角度の組合せによる機構を四翼スー
パーチャージャと呼ぶ。この組合せにより、ラナーズウ
イング1はチェイサーズウイング2に対して、22.5度の
範囲で自由に動くことが出来る(第3,4図参照)。The structure of the Laners wing 1 is shown in FIGS. Fifth
The figure is the vertical cross-sectional view, and the V-V vertical cross-sectional view of FIG.
FIG. 6 is a view taken along line VI-VI in FIG. 5, and is composed of four blades arranged at equal intervals.
It is 22.5 degrees (π / 8). Chaser's wing 2 is shown in FIGS. FIG. 7 is its sectional view, and
8 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 8, and FIG. 8 is taken along line VIII-VIII in FIG.
In the view, it consists of four blades arranged at equal intervals, and each blade has a solid part angle of 45 degrees (π / 4). Hereinafter, the mechanism that combines the angles of both wings will be referred to as a four-wing supercharger. This combination allows the Laners Wing 1 to move freely within a range of 22.5 degrees with respect to the Chaser's Wing 2 (see Figures 3 and 4).
第9図に第1図のIX−IX断面図で、主回転軸3と副回
転軸4との間に設けた変速機構20の平面図を示す。この
変速機構の縦断面図は第1図に示してある。ハウジング
10の内壁に沿って内歯車式の内径Dのステイショナリギ
ヤ21が設けられ、このステイショナリギヤ21にはこれと
噛み合う外径dの小歯車(ピニオンギヤ)であるムービ
ングギヤ23が、主回転軸3に取り付けられたムービング
ギヤアーム(後述の通りこれはチェィサーズウイング2
と同期して回転する)24を介して配設され、該ムービン
グギヤ33は、主回転軸3が回転するとステイショナリギ
ヤ21と噛み合いながら主回転軸軸心O0の廻りを公転する
と共にその軸心O1の廻りを自転する。ムービングギヤ23
は機構上は1個でもよいが、回転バランスを良くするた
めにこの場合は2個としている。各ムービングギヤ23は
その中心O1より所定の距離rだけ離れた位置O2にピン25
を突き出して立設し、このピン25にスライディングスリ
ーブ26を取り付け、このスライディングスリーブ26をラ
ナーズアーム27が共通し、両者は相互に摺動する。ラナ
ーズアーム27は副回転軸4と連結し副回転軸4はラナー
ズウィング1(第1図参照)と連結し、これを駆動して
いる。FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 1 and shows a plan view of the speed change mechanism 20 provided between the main rotary shaft 3 and the sub rotary shaft 4. A longitudinal sectional view of this transmission mechanism is shown in FIG. housing
An internal gear type stationary gear 21 having an inner diameter D is provided along the inner wall of 10, and the stationary gear 21 is mainly provided with a moving gear 23, which is a small gear (pinion gear) having an outer diameter d, which meshes with the stationary gear 21. A moving gear arm attached to the rotary shaft 3 (this is a chaser wing 2 as described later).
The rotating gear 24, which rotates in synchronism with the main rotation shaft 3, rotates around the main rotation shaft axis O 0 while meshing with the stationary gear 21 when the main rotation shaft 3 rotates. Rotate around the axis O 1 . Moving gear 23
In terms of the mechanism, one may be provided, but in this case, two are provided in order to improve the rotational balance. Each moving gear 23 has a pin 25 at a position O 2 separated from the center O 1 thereof by a predetermined distance r.
Is erected so as to stand upright, a sliding sleeve 26 is attached to the pin 25, and the sliding sleeve 26 is shared by the runners arms 27, and both slide with each other. The runners arm 27 is connected to the auxiliary rotary shaft 4, and the auxiliary rotary shaft 4 is connected to the runners wing 1 (see FIG. 1) and drives this.
上記の構成による四翼スーパーチャージャでは、ムー
ビングギヤ23の直径dはスティショナリギヤ21の直径D
の四分の一(1/4)である。第10図にムービングギヤ23
の中心O1とピン25の中心O2との距離をrとした場合の前
記ムービングギヤアーム24とラナーズアーム27との相対
的な動き、即ち、主回転軸3と副回転軸4との相対的な
動きの例を示す。In the four-blade supercharger having the above structure, the diameter d of the moving gear 23 is equal to the diameter D of the stationary gear 21.
It is a quarter (1/4). Moving gear 23
The relative movement of the moving gear arm 24 and the Lanners arm 27, where r is the distance between the center O 1 of the pin and the center O 2 of the pin 25, that is, the relative movement of the main rotary shaft 3 and the sub rotary shaft 4. An example of such movement is shown.
第10図(a)は第9図に示す変速機構の各要素の作動
中の関係位置を模式的に表わしたもので、主回転軸3と
共に回転をするムービングギヤアーム24を起点とし、副
回転軸4を回転させるラナーズアーム27との狭角すなわ
ち両アームの開き角αがマイナスに最大に振れて−αと
なっている場合を示し、ムービングギヤアーム24はこの
位置を起点とし、その主回転軸3の回転角度はゼロの場
合を示す。第10図(b)は主回転軸3の回転角すなわち
ムービングギヤアーム24の回転角が45゜の場合でこのと
きはラナーズアーム27はプラズマに最大に振れ、両アー
ムの開き角は+αとなっている。ついで、第10図(c)
ではムービングギヤアーム24の回転角が90゜の場合で、
このときは、ラナーズアーム27は再びマイナスに最大に
振れて狭角は−αとなり、当初の第10図(a)と同じ状
態となる。以下同様の動作が繰返され、ムービングギヤ
アーム24即ち主回転軸3が円周を一巡する間に、ラナー
ズアーム27即ち副回転軸4は、一定範囲内の角度を往復
する一種の首振り運動すなわち、バタフライ運動を行い
ながら円周を一巡する。このときのムービングギヤ23の
中心O1とピン25の中心O2の距離rを加減することによ
り、前記狭角αの値が増減し、このαの値でバタフライ
運動の振れ具合が決まる。ムービングギヤ23の直径をd
とすると、r=0のときは振れは無しで、r=d/2のと
きは振れは最大となる。このピン25の位置を調整するこ
とにより、主回転軸0度の場合に2つの翼の間のすき間
をゼロにし、主回転軸45度でそのすき間を22.5度(最
大)にし、そして主回転軸90度で再びそのすき間をゼロ
にすることが出来る。本実施例に示す四翼スーパーチャ
ージャではムービングギヤ23に突き出ているピン25の位
置はムービングギヤ23の中心O1より0.57×〔d/2)だけ
離れた点に配設してある。FIG. 10 (a) schematically shows the relative positions of the elements of the transmission mechanism shown in FIG. 9 during operation. The moving gear arm 24 rotating together with the main rotating shaft 3 is used as a starting point, and the auxiliary rotation is performed. A case in which the narrow angle with the runners arm 27 that rotates the shaft 4, that is, the opening angle α of both arms swings negatively to the maximum and becomes −α, the moving gear arm 24 starts from this position, and its main rotation axis The rotation angle of 3 indicates the case of zero. FIG. 10 (b) shows the case where the rotation angle of the main rotation shaft 3, that is, the rotation angle of the moving gear arm 24 is 45 °, in which case the runners arm 27 swings to the maximum and the opening angle of both arms becomes + α. There is. Then, Figure 10 (c)
Then, if the rotation angle of the moving gear arm 24 is 90 °,
At this time, the runner's arm 27 again swings to the maximum negative, and the narrow angle becomes -α, and the same state as in the initial FIG. 10 (a) is obtained. The same operation is repeated thereafter, and while the moving gear arm 24, that is, the main rotating shaft 3 makes one round of the circumference, the Lanners arm 27, that is, the sub rotating shaft 4, reciprocates at an angle within a certain range. While making a butterfly movement, it goes around the circumference. At this time, by adjusting the distance r between the center O 1 of the moving gear 23 and the center O 2 of the pin 25, the value of the narrow angle α increases or decreases, and the value of this α determines the degree of deflection of the butterfly motion. The diameter of the moving gear 23 is d
Then, when r = 0, there is no shake, and when r = d / 2, the shake is maximum. By adjusting the position of this pin 25, the clearance between the two blades becomes zero when the main rotation axis is 0 degree, the clearance is 22.5 degrees (maximum) at the main rotation axis 45 degrees, and the main rotation axis At 90 degrees, the gap can be reduced to zero again. In the four-blade supercharger shown in this embodiment, the position of the pin 25 projecting from the moving gear 23 is arranged at a point separated from the center O 1 of the moving gear 23 by 0.57 × [d / 2].
上記の構成よりなる四翼スパーチャージャの作動によ
る流体Fの出入について次に説明する。第11図に主回転
軸3、すなわち、チェイサーズウイング2が0度より90
度まで回転する間に於けるチェイサーズウイング2とラ
ナーズウイング1の動きと、それに伴う流体Fの出入の
状態を示す。インテークポート5とディスチャージポー
ト7とは実際は第1図に示すように上下に分れている
が、本図に於いては説明のために同一平面に記入してあ
る。主回転軸が0度の時、第11図(a)に示すように、
チェィサーズウイング2aとラナーズウイング1aとは接触
している。このとき、ラナーズウイング1aとチェイサー
ズウイング2bとの間は最大の22.5度に開口し、この翼間
チャンバー9aにはインテークポート5aより流入した流体
FAが充満している。この状態より主回転軸3が回転する
と、それにつれて、ラナーズウイング1aはチェイサーズ
ウイング2aよりも速く回転する。次に、主回転軸が16度
回転すると、第11図(b)に示すように流体FAが2つの
翼ラナーズウイング1aとチェイサーズウイング2bと隔壁
Waとの間に溜められ、これと同時に、流体FBがラナーズ
ウイング1aとチェイサーズウイング2aの翼の間に吸い込
まれる。主回転軸が37度回転すると第11図(c)に示す
ように、流体FAはディスチャージポート7aへ吐き出され
る。このときの流体FAの体積は約0.04V{V=lπ(R1 2
−R2 2)}となる(実測値)。ここにR1はチェイサーズ
ウイング2又はラナーズウイング1の最大半径で、R2は
その最小半径、lは翼の主軸の軸線方向の長さである。
ついで主回転軸が48度、56度、68度、90度(第11図
(d),(e),(f),(g))回転するにつれて流
体FBがディスチャージポート7aに吐き出される。このと
きの流体FBの体積は約0.06Vである(実測値)。このよ
うにして、主回転軸が90度回転することにより、インレ
ットポート5とディスチャージポート7とは各々4つ
(5a,5b,5c,5d,7a,7b,7c,7d)あるので主回転軸が90度
回転することにより4×(0.04+0.06)V=0.4Vの流体
が吐き出される。さらに、主回転軸が一回転すれば4×
0.4V=1.6Vすなわちチャージ量/容積比として160%の
流体が吐出されることになる。The flow of the fluid F through the operation of the four-blade spark charger having the above structure will be described below. In Fig. 11, the main rotary shaft 3, that is, the chaser wing 2 is 90 degrees from 0 degree.
The movement of the chaser's wing 2 and the runner's wing 1 during the rotation up to a degree, and the accompanying state of the fluid F coming in and out are shown. The intake port 5 and the discharge port 7 are actually divided into upper and lower parts as shown in FIG. 1, but in this figure, they are drawn on the same plane for the sake of explanation. When the main rotation axis is 0 degree, as shown in FIG. 11 (a),
Chaser's wing 2a and Lanner's wing 1a are in contact. At this time, the space between the runners wing 1a and the chaser wing 2b opens to a maximum of 22.5 degrees, and the fluid that has flowed into the inter-blade chamber 9a from the intake port 5a.
F A is full. When the main rotation shaft 3 rotates from this state, the runners wing 1a rotates faster than the chaser wing 2a accordingly. Next, when the main rotation shaft rotates 16 degrees, the fluid F A has two blade runners wings 1a, chaser wings 2b and partition walls as shown in FIG. 11 (b).
It is stored between W a and at the same time, the fluid F B is sucked between the wings of the Laners wing 1a and the chaser wing 2a. When the main rotation shaft rotates 37 degrees, the fluid F A is discharged to the discharge port 7a as shown in FIG. 11 (c). The volume of the fluid F A at this time is about 0.04 V {V = 1 l (R 1 2
-R a 2 2)} (found). Here, R 1 is the maximum radius of the chaser wing 2 or the runners wing 1, R 2 is the minimum radius thereof, and l is the axial length of the main axis of the blade.
Then, as the main rotation shaft rotates 48 degrees, 56 degrees, 68 degrees, and 90 degrees (Figs. 11 (d), (e), (f), and (g)), the fluid F B is discharged to the discharge port 7a. The volume of the fluid F B at this time is about 0.06 V (measured value). By rotating the main rotating shaft 90 degrees in this way, there are four inlet ports 5 and four discharge ports 7 (5a, 5b, 5c, 5d, 7a, 7b, 7c, 7d). Is rotated 90 degrees, a fluid of 4 × (0.04 + 0.06) V = 0.4V is discharged. Furthermore, if the main rotation shaft makes one rotation, 4 ×
0.4V = 1.6V, that is, 160% of fluid is discharged as the charge amount / volume ratio.
上記の作動により、本実施例によれば、従来技術によ
るスーパーチャージャではチャージ量/容積比が50%程
度であったものが160%程度となり、従来品に比べてチ
ャージ量(一回転当りの入口から出口へ送られる流体F
の体積)が、スーパーチャージャの容積に対して大きく
することが出来る。したがって小型で大容量のスーパー
チャージャを造ることが可能となる。また、従来品に比
べてシール性が高く、しかも、構造が簡単である。また
簡単な調整で(ムービングギヤ中心O1とピン中心O2との
距離rを変えることにより)チャージ量を変えることが
できる。Due to the above operation, according to the present embodiment, the charge amount / volume ratio of the conventional supercharger is about 50%, but it is about 160%, which is more than the conventional product. Fluid F sent from the outlet to the outlet
Can be made larger than that of the supercharger. Therefore, it is possible to make a small-sized and large-capacity supercharger. In addition, the sealability is higher than that of the conventional product, and the structure is simple. In addition, the amount of charge can be changed by a simple adjustment (by changing the distance r between the center O 1 of the moving gear and the center O 2 of the pin).
次に第12図に第2実施例を示す。本実施例は前記第1
実施例と構造的及び原理的には同じであるが、流体の流
入、流出方向が主回転軸と平行になっており、第12図
(a)のA−A断面図(第12図(b))及びB−B断面
図(第12図(c))に示してある様に、流入、流出面に
は適当に穴(インテークポート5及びディスチャージポ
ート7)が空いている。流体Fは第12図(a)に示す矢
印の様に流れる。Next, FIG. 12 shows a second embodiment. This embodiment is the first
The structure and the principle are the same as those of the embodiment, but the inflow and outflow directions of the fluid are parallel to the main rotation axis, and the sectional view taken along the line AA of FIG. 12 (a) (FIG. 12 (b )) And BB sectional view (FIG. 12 (c)), holes (intake port 5 and discharge port 7) are appropriately formed on the inflow and outflow surfaces. The fluid F flows like the arrow shown in FIG.
次に第3実施例を第13図に示す。この場合はラナーズ
ウイング1とチェイサーズウイング2は前出の構造の様
にはさみ合わず、チェイサーズウイング2はシリンダー
構造となっている。ラナーズウイング1と簡単で作りや
すい構造となっている。この場合は前記第2実施例で紹
介したものと同様に流体は軸方向の流入流出が適当であ
る。この構造は力学的にも安定している。Next, a third embodiment is shown in FIG. In this case, the Laners wing 1 and the chaser wing 2 do not interpose like the above-mentioned structure, and the chaser wing 2 has a cylinder structure. The structure is simple and easy to make with Laners Wing 1. In this case, like the fluid introduced in the second embodiment, the fluid is suitable to flow in and out in the axial direction. This structure is also mechanically stable.
次に第4実施例を第14図に示す。これはラナーズウイ
ング1、チェイサーズウィング2のいづれも3枚の翼を
用いたそれぞれの翼の角度を30度と60度とにしたもの
で、これを三翼スーパーチャージャと称する。この場合
のチャージ量体積比は四翼スーパーチャージャの比と同
じである。この場合の変速機構20及び各翼とそのインテ
ークポート、ディスチャージポートの構造は基本的には
第1実施例と同様である。Next, a fourth embodiment is shown in FIG. This is a three-blade supercharger in which the angles of each of the three blades of the Laners Wing 1 and the Chaser Wing 2 are set to 30 degrees and 60 degrees. The charge volume ratio in this case is the same as that of the 4-blade supercharger. In this case, the structure of the speed change mechanism 20 and each blade and its intake port and discharge port is basically the same as that of the first embodiment.
次に第5実施例を第15〜17図に示す。この場合は第15
図に示すように、ラナーズウイング1、チェイサーズウ
イング2はそれぞれ2枚の翼から成る。これを二翼スー
パーチャージャと称する。この2枚の翼の場合は第16図
に示すようにチェイサーズウイング2の角度が68度、ラ
ナーズウイングも68度の角度より成り両ウイングによる
狭角が45度で構成されたものが性能的には良い。また、
この場合は前述の第1実施例に示したようなステイショ
ナリギヤ21を内歯式にするとムービングギヤ23が装置内
の要素と干渉をするので、第17図にその変速機構20を示
すようにステイショナリギヤ21は外歯式としムービング
ギヤ23との間にタイミングベルト22を張設して伝動を行
う。その他の機構は基本的には第1実施例と同じであり
同一の機能を持つ各要素については第1図と同一の符号
を付し詳しい説明は省略する。この場合は図示のように
ムービングギヤ23に突設したピン25とスライディングス
リーブ26と摺動するラナーズアーム27とは回転角の位相
を第1図の場合のように一致させないで若干ずらしてあ
るが、この構造でもラナーズアームの首振り運動(ラナ
ーズウイングのバタフライ運動)に関する主副両回転軸
の相対的な動きの基本は変り無い。Next, a fifth embodiment is shown in FIGS. In this case the 15th
As shown in the figure, each of the runners wing 1 and the chaser wing 2 is composed of two wings. This is called a 2-wing supercharger. In the case of these two wings, as shown in Fig. 16, the chaser's wing 2 has an angle of 68 degrees and the runners' wing has an angle of 68 degrees, and the narrow angle by both wings is 45 degrees. Is good. Also,
In this case, if the stationary gear 21 as shown in the first embodiment is of the internal gear type, the moving gear 23 interferes with the elements in the apparatus, so that the transmission mechanism 20 is shown in FIG. The stationary gear 21 is of an external gear type, and a timing belt 22 is stretched between the stationary gear 21 and the moving gear 23 to perform transmission. The other mechanism is basically the same as that of the first embodiment, and each element having the same function is denoted by the same reference numeral as in FIG. 1 and its detailed description is omitted. In this case, as shown in the drawing, the pin 25 projecting from the moving gear 23 and the sliding sleeve 26 and the sliding runners arm 27 are slightly shifted in phase of the rotation angle without being matched with each other as in the case of FIG. Even in this structure, the basics of the relative movements of the main and sub rotary shafts with respect to the swing motion of the runners arm (butterfly motion of the runners wing) remain unchanged.
以上各種の実施例をあげて説明したが、一般的には翼
の枚数が多くなるとチャージ量/容積比は大きくなりそ
の概略は、理論的には2枚翼で約1倍、3枚翼で約1.5
倍、4枚翼で約2倍、8枚翼で約4倍となる。しかし翼
の枚数を多くするとサージ現象が起る傾向があるのでこ
れを避けるためには一般的には回転数が低いものは翼の
数を増し、高いものは減ずるのが良い。また翼の角度な
どについても、上記の実施例に示した角度に限定される
ことなく、自由に選択できるものである。Although various embodiments have been described above, generally, the charge amount / volume ratio increases as the number of blades increases, and the outline is theoretically about 1 time for two blades and 3 blades. About 1.5
It is doubled with 4 blades and 4 times with 8 blades. However, if the number of blades is increased, a surge phenomenon tends to occur. Therefore, in order to avoid this, it is generally good to increase the number of blades with a low rotational speed and decrease the number of high rotational speeds. Further, the blade angle and the like are not limited to the angles shown in the above embodiment, and can be freely selected.
本発明を実施することにより次の効果を奏する。 The following effects are achieved by implementing the present invention.
(1)従来品に比べ、チャージ量(1回転当り送出され
る流体の体積)がスーパーチャージャの容積に対して大
きいために、小型で大容量のスーパーチャージャが得ら
れる。(1) Since the charge amount (volume of fluid delivered per revolution) is larger than the volume of the supercharger as compared with the conventional product, a small-sized and large-capacity supercharger can be obtained.
(2)従来品に比べ、シール性が高い。(2) Higher sealing performance than conventional products.
(3)構造が簡単であり、簡単な調整でチャージ量を変
えることが出来る。(3) The structure is simple, and the charge amount can be changed by simple adjustment.
第1図〜第8図に第1実施例を示し、第1図はバタフラ
イタイプスーパーチャージャの縦断面図、第2図は、そ
の外観図、第3図は第1図のIII−III断面図、第4図は
第1図のIV−IV断面図、第5図はラナーズウイングの縦
断面図、第6図は第5図のVI−VI視図、第7図はチェイ
サーズウイングの縦断面図、第8図は第7図のVIII−VI
II視図、第9図は第1図のIX−IX断面図で、変速機構の
平面図、第10図は変速機構の各要素の回転角度に応じた
作動状態を示し、第10図(a)は主回転軸の回転角度ゼ
ロの場合、第10図(b)は同上回転角度が45度の場合、
第10図(c)は同上角度が90度の場合を示す。第11図は
上記スーパーチャージャの主回転軸の回転に応じた各ウ
イング(翼)部の作動を示し、第11図(a),(b),
(c),(d),(e),(f),(g)図はそれぞれ
主回転軸の回転角度が0度、16度、37度、48度、56度、
68度、90度の場合を示す。第12図は第2実施例を示し
(a)はそれの縦断面図(b)図は(a)図のA−A断
面図、(c)図は(a)図のB−B断面図を示す。第13
図は第3実施例の翼部の横断面図、第14図は第4実施例
の翼を示し、(a)図はラナーズウイング、(b)図は
チェィサーズウイングを示す。第15〜17図は第5実施例
を示し第15図(a)はラナーズウイング、(b)はチェ
イサーズウイングを示し、第16図は2枚翼の場合の好ま
しい形状を示し、第17図はその変速機構の平面図を示
す。(a)図はその縦断面図、(b)図は(a)図のC
−C視図を示す。第18〜21図は従来技術によるスーパー
チャージャの例を示し、第18図はルーツタイプ、第19図
はスライディングベーンタイプ、第20図はスパイラルタ
イプ、第21図はロータリピストンタイプによるスーパー
チャージャを示す。 1……隔壁体(ラナーズウイング)、 2……回転体(チェイサーズウイング)、 3……主回転軸、4……副回転軸、 6……吸込口、8……吐出口、 10……外殻体(ハウジング)、 21……ステイショナリギヤ、 23……ムービングギヤ、 24……ムービングギヤアーム、 25……ピン、 26……スライディングスリーブ、 27……ラナーズアーム。1 to 8 show a first embodiment, FIG. 1 is a vertical sectional view of a butterfly type supercharger, FIG. 2 is an external view thereof, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 1, FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the runners wing, FIG. 6 is a view taken along line VI-VI of FIG. 5, and FIG. 7 is a longitudinal section of the chaser wing. Fig.8, Fig.8 is VIII-VI of Fig.7
II view, FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG. 1, a plan view of the speed change mechanism, and FIG. 10 show operating states according to rotation angles of respective elements of the speed change mechanism, and FIG. ) Is the case where the rotation angle of the main rotation axis is zero, and Fig. 10 (b) is the same as above when the rotation angle is 45 degrees.
FIG. 10 (c) shows the same case where the angle is 90 degrees. FIG. 11 shows the operation of each wing (wing) according to the rotation of the main rotating shaft of the supercharger, and FIG. 11 (a), (b),
Figures (c), (d), (e), (f), and (g) show that the rotation angles of the main rotation axis are 0 degree, 16 degrees, 37 degrees, 48 degrees, 56 degrees,
The case of 68 degrees and 90 degrees is shown. FIG. 12 shows a second embodiment, (a) is a longitudinal sectional view thereof, (b) is a sectional view taken along line AA of (a), and (c) is a sectional view taken along line BB of (a). Indicates. Thirteenth
The figure shows a cross-sectional view of the wing portion of the third embodiment, FIG. 14 shows the wing of the fourth embodiment, (a) is a runner's wing, and (b) is a chaser wing. 15 to 17 show the fifth embodiment, FIG. 15 (a) shows the runners wing, (b) shows the chaser wing, and FIG. 16 shows a preferable shape in the case of two blades. The figure shows a plan view of the speed change mechanism. (A) figure is the longitudinal cross-sectional view, (b) figure is C of (a) figure
-C view is shown. 18 to 21 show examples of conventional superchargers. Fig. 18 shows a roots type, Fig. 19 shows a sliding vane type, Fig. 20 shows a spiral type, and Fig. 21 shows a rotary piston type supercharger. . 1 ... Partition body (laners wing), 2 ... Rotating body (chaser wing), 3 ... Main rotary shaft, 4 ... Sub rotary shaft, 6 ... Suction port, 8 ... Discharge port, 10 ... … Outer shell (housing), 21… Stationary gear, 23… Moving gear, 24… Moving gear arm, 25… Pin, 26… Sliding sleeve, 27… Lanners arm.
Claims (2)
周方向に適宜間隔をおいて配置された適数組の吸入口と
吐出口と、前記回転体に周方向に適宜間隔をおいて配置
され、吸入口及び吐出口と連通する空間と、該空間内に
配置された同空間を分割する隔壁体と、前記回転体に対
し遊星歯車の自転回転中心が固定され、前記外殻体に対
し固定されたギヤと前記遊星歯車が噛み合う遊星歯車機
構と、を備え、前記遊星歯車の自転回転中心に対する周
方向の運動を利用し、前記分割された空間が吸入口と連
通した位置ではその容積が増大した状態となり、吐出口
に連通した位置ではその容積が収縮するように該隔壁体
が前記回転体の回転方向に対して相対的に往復動するよ
うに設けられたことを特徴とするバタフライタイプスー
パーチャージャ。1. An outer shell surrounding a rotating body, a proper number of inlets and outlets arranged at appropriate intervals in the circumferential direction of the outer shell, and an appropriate circumference in the rotating body. A space arranged at a distance and communicating with the suction port and the discharge port, a partition body dividing the space arranged in the space, and a rotation center of rotation of the planetary gear fixed to the rotating body, A gear fixed to the outer shell and a planetary gear mechanism in which the planetary gear meshes with each other are provided, and the divided space communicates with the suction port by utilizing the circumferential motion of the planetary gear with respect to the rotation center. The volume is increased at the position, and the partition is provided so as to reciprocate relative to the rotation direction of the rotating body so that the volume contracts at the position communicating with the discharge port. Characteristic butterfly type supercharger.
郭体に設けられた内歯車式のステイショナリギヤと小歯
車であるムービングギヤとが前記主回転軸に取り付けら
れたムービングギヤアームにより噛合され、前記ムービ
ングギヤは、前記主回転軸が回転すると前記ステイショ
ナリギヤと噛み合いながら前記主回転軸の周りを公転す
ると共にその軸心の周りを自転し、且つ、該ムービング
ギヤにはその中心より所定の距離だけ離れた位置にピン
を突き出して立設させ、該ピンにスライディングスリー
ブを取り付け、該スライディングスリーブに対してラナ
ーズアームを相互に摺動可能な状態で貫通させ、前記ラ
ナーズアームは前記副回転軸に直結され、前記副回転軸
は前記隔壁体に直結されることにより、前記ムービング
ギヤが前記外郭体に設けられた前記スティショナリギヤ
上を転動することにより前記隔壁体が往復動するように
構成されたことを特徴とする請求項1記載のバタフライ
タイプスーパーチャージャ。2. In the planetary gear speed change mechanism, an internal gear type stationary gear provided on the outer shell and a moving gear, which is a small gear, mesh with each other by a moving gear arm attached to the main rotary shaft. When the main rotation shaft rotates, the moving gear revolves around the main rotation shaft while meshing with the stationary gear and rotates about its axis, and the moving gear has its center. A pin is erected at a position more distant by a predetermined distance, a sliding sleeve is attached to the pin, and the runners arm penetrates the sliding sleeve in a mutually slidable manner. The moving gear is directly connected to the shaft, and the sub-rotating shaft is directly connected to the partition body, so that the moving gear is connected to the outer shell. Butterfly type supercharger according to claim 1, characterized in that the partition body is configured to reciprocate by rolling on the Institut conditioner Li gear provided.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JPH01310102A (en) * | 1988-06-07 | 1989-12-14 | Yukio Fujiwara | Rotary piston |
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1990
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