(57)【要約】【課題】高速域（高回転域）における過給効率を低下させることなく、低速域（低回転域）における過給効率をより向上させることができるターボ過給機の吸入空気供給構造を提供する。【解決手段】内燃機関から排出された排気ガスを用いてタービンの排気側インペラを回転させ、排気側インペラに連結されたコンプレッサの吸気側インペラ２１を回転させて内燃機関への吸入空気を圧送するターボ過給機において、吸入空気を吸気側インペラに導く筒状の吸入流路１１が設けられており、吸入流路の外周部には、吸入空気を吸気側インペラの回転方向に旋回させる吸入空気旋回手段５０が設けられている。そして吸入空気旋回手段は、吸入流路内の吸入空気の一部を一時的に吸入流路の外部に取り出すことが可能であり、取り出した吸入空気を吸入流路の外周部に沿って吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に旋回させ、旋回させた吸入空気を吸入流路１１内に吐出する。【選択図】図２
2014015880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出された排気ガスを用いてタービンの排気側インペラを回転させ、前記排気側インペラに連結されたコンプレッサの吸気側インペラを回転させて前記内燃機関への吸入空気を圧送するターボ過給機の吸入空気供給構造において、
前記吸入空気を前記吸気側インペラに導く筒状の吸入流路が設けられており、
前記吸入流路の外周部には、吸入空気を前記吸気側インペラの回転方向に旋回させる吸入空気旋回手段が設けられており、
前記吸入空気旋回手段は、前記吸入流路内の吸入空気の一部を一時的に前記吸入流路の外部に取り出すことが可能であり、取り出した吸入空気を前記吸入流路の外周部に沿って前記吸気側インペラの回転方向と同方向に旋回させ、旋回させた吸入空気を前記吸入流路内に吐出する、
ターボ過給機の吸入空気供給構造。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ過給機の吸入空気供給構造であって、
前記吸入空気旋回手段は、
前記吸入流路の内壁に設けられて前記吸入流路内の吸入空気の一部を前記吸入流路の外部に取り出す導入口と、
前記吸入流路の外周に沿って環状に形成された空間であって前記導入口から取り出された吸入空気が導かれる環状旋回空間と、
前記環状旋回空間内の吸入空気を前記吸気側インペラの回転方向と同方向に旋回させる旋回手段と、
前記旋回手段を回転駆動する駆動手段と、
前記吸入流路の内壁に設けられて前記環状旋回空間内にて旋回させた吸入空気を前記吸入流路内に吐出する排出口と、を有している、
ターボ過給機の吸入空気供給構造。
【請求項３】
請求項２に記載のターボ過給機の吸入空気供給構造であって、
前記吸入空気旋回手段は、前記コンプレッサに形成されており、
前記導入口の個数と前記排出口の個数は同数であり、１つの導入口に対して近接する位置に１つの排出口が設けられており、
前記排出口が設けられている位置に対して、対応する前記導入口が設けられている位置は、前記吸入空気の上流側となる位置であって、前記吸入流路の内周面に沿って前記吸気側インペラの回転方向の側となる位置である、
ターボ過給機の吸入空気供給構造。
【請求項４】
請求項２または３に記載のターボ過給機の吸入空気供給構造であって、
前記導入口と前記環状旋回空間とを連通する導入路は、前記導入口から前記環状旋回空間に向かって、前記吸入側インペラの回転方向と同方向に形成されているとともに吸入空気の上流側から下流側に向かう方向に傾斜するように形成されており、
前記排出口と前記環状旋回空間とを連通する排出路は、前記環状旋回空間から前記排出口に向かって、前記吸入側インペラの回転方向と同方向に形成されているとともに吸入空気の上流側から下流側に向かう方向に傾斜するように形成されている、
ターボ過給機の吸入空気供給構造。
【請求項５】
請求項４に記載のターボ過給機の吸入空気供給構造であって、
前記排出路は、前記吸入流路の内壁の接線方向に沿って形成されている、
ターボ過給機の吸入空気供給構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ過給機の吸入空気供給構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの出力特性の改善等を目的として、排気ガスの流速を利用してタービンを回転させて吸入空気を過給する種々のターボ過給機が開発されている。
一般的にターボ過給機は、高速域（高回転域）では排気ガスの流量が多いので充分な加速性能等を得ることが容易であるが、低速域（低回転域）では排気ガスの流量が少ないので過給効率が低く、充分な加速性能等を得ることが困難である。
例えば低速域からの過給を可能とする方法の例として、従来技術には、低速用と高速用の大小２つのターボ過給機を搭載したものがある。また、低速域ではモータを使って過給機の駆動をアシストしたり、高速域でアシスト用エアをチャージしておいて低速域ではチャージしたエアを使って過給機の駆動をアシストする従来技術もある。
【０００３】
また、特許文献１に記載された従来技術には、吸気側インペラへ吸入空気を導く吸入流路内に、吸入空気圧送装置を設けた過給機が開示されている。また吸入空気圧送装置は、モータとファンブレード（ファン）にて構成された軸流ファンであり、吸入空気を旋回させながら吸気側インペラに向けて圧送している。
また、特許文献２に記載された従来技術には、吸気側インペラの下流の圧送空気の一部を、吸気側インペラの上流の吸入流路の内壁の円周方向に沿うように戻し、吸入空気を旋回させる過給装置が開示されている。
また、特許文献３に記載された従来技術には、吸気通路に分岐流路を接続して吸気通路とは異なる経路を形成し、吸入空気の一部を分岐流路にて取り出して圧縮機で圧縮して吸気側インペラに直接供給する、内燃機関用ターボ過給機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３６７２７号公報
【特許文献２】特開２００５−３５１１９３号公報
【特許文献３】特開２００８−０２５４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用のターボ過給機では、車両への搭載スペースの確保や、駆動電源の確保が必要となるので、大小２つのターボ過給機を搭載することや、駆動力及びサイズが大きなモータで過給機の駆動をアシストすることや、エアチャージタンクを搭載してチャージしたエアで過給機の駆動をアシストすることは、あまり好ましくない。
また、特許文献１に記載された従来技術では、吸入流路内に、ほぼ吸入流路の内径の径を有するファンを配置して、当該ファンにて吸入空気を吸気側インペラに向けて圧送しているが、ターボ過給機の最大吸入空気流量よりも送風容量が大きなファンが必要であり、ファン及び駆動手段が大型化して搭載が困難となる可能性と、駆動電力の確保が困難となる可能性がある。また、ファンを停止すると吸入抵抗となるので常時ファンを回転させておく必要がある。しかも、吸入空気流量よりも少ない送風容量となった場合は吸入流路内に配置したファンが吸入抵抗となるので、運転状態の変動による吸入空気容量の変動に合わせて送風容量を変動させる必要がある。従って、特に高速域（高回転域）において、吸入抵抗が増加する可能性がある。
また、特許文献２に記載された従来技術では、圧縮されて吸入流路内に戻された空気は、自身よりも低圧の吸入流路内に開放された際に、無指向性膨張により全方向に向かって膨張するので、膨張した一部が吸入空気の上流側へと逆流し、吸入抵抗が増大する可能性がある。また、低速域（低回転域）では吸気側インペラ下流の空気の圧力があまり高くないので、吸入空気を旋回させるために必要な流量を戻すことができない可能性があり、低速域での過給効率の向上に寄与できない可能性がある。
また、特許文献３に記載された従来技術は、ターボ過給機のサージングの発生の抑制とサージ限界の改善を目的としており、低速域での過給効率を向上させるものではない。また、圧縮機で圧縮して吸気側インペラに直接供給するので、引用文献２と同じように無指向性膨張によってインペラの回転を阻害する可能性がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、高速域（高回転域）における過給効率を低下させることなく、低速域（低回転域）における過給効率をより向上させることができるターボ過給機の吸入空気供給構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るターボ過給機の吸入空気供給構造は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、内燃機関から排出された排気ガスを用いてタービンの排気側インペラを回転させ、前記排気側インペラに連結されたコンプレッサの吸気側インペラを回転させて前記内燃機関への吸入空気を圧送するターボ過給機の吸入空気供給構造である。
前記吸入空気を前記吸気側インペラに導く筒状の吸入流路が設けられており、前記吸入流路の外周部には、吸入空気を前記吸気側インペラの回転方向に旋回させる吸入空気旋回手段が設けられている。
そして、前記吸入空気旋回手段は、前記吸入流路内の吸入空気の一部を一時的に前記吸入流路の外部に取り出すことが可能であり、取り出した吸入空気を前記吸入流路の外周部に沿って前記吸気側インペラの回転方向と同方向に旋回させ、旋回させた吸入空気を前記吸入流路内に吐出する。
【０００７】
この第１の発明では、吸入空気旋回手段は、吸入流路内に配置されておらず、吸入流路の外周部に配置されているので吸入抵抗を増大させることがない。そして吸入空気旋回手段は、吸入空気の一部を一時的に吸入流路の外部に取り出すことが可能であり、取り出した吸入空気を旋回させて吸入流路内に戻す。
これにより、低速域（低回転域）では、吸入空気旋回手段を用いて吸入空気を旋回させることで吸気側インペラの吸入効率を向上させ、過給効率をより向上させることができる。また高速域（高回転域）では、例えば吸入空気旋回手段の動作を停止させ、吸入空気の一部を吸入流路の外部に取り出すことを停止することで、過給効率を低下させずに維持することができる。
【０００８】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るターボ過給機の吸入空気供給構造であって、前記吸入空気旋回手段は、前記吸入流路の内壁に設けられて前記吸入流路内の吸入空気の一部を前記吸入流路の外部に取り出す導入口と、前記吸入流路の外周に沿って環状に形成された空間であって前記導入口から取り出された吸入空気が導かれる環状旋回空間と、前記環状旋回空間内の吸入空気を前記吸気側インペラの回転方向と同方向に旋回させる旋回手段と、前記旋回手段を回転駆動する駆動手段と、前記吸入流路の内壁に設けられて前記環状旋回空間内にて旋回させた吸入空気を前記吸入流路内に吐出する排出口と、を有している。
【０００９】
この第２の発明によれば、高速域（高回転域）における過給効率を低下させることなく、低速域（低回転域）における過給効率をより向上させることができる吸入空気旋回手段を備えたターボ過給機の吸入空気供給構造を実現することができる。
【００１０】
次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係るターボ過給機の吸入空気供給構造であって、前記吸入空気旋回手段は前記コンプレッサに形成されており、前記導入口の個数と前記排出口の個数は同数であり、１つの導入口に対して近接する位置に１つの排出口が設けられており、前記排出口が設けられている位置に対して、対応する前記導入口が設けられている位置は、前記吸入空気の上流側となる位置であって、前記吸入流路の内周面に沿って前記吸気側インペラの回転方向の側となる位置である。
【００１１】
この第３の発明によれば、前記吸入空気旋回手段を前記コンプレッサに形成することで、吸入空気供給構造をコンパクトに形成しつつ、吸気側インペラ近傍で吸入空気を旋回させることができるため過給効率が向上するとともに、排出口の位置に対する導入口の位置を適切に配置することで、排出口から吸入流路内に開放された空気が無指向性膨張により全方向に向かって膨張した際、吸入空気の上流側に向かって逆流した空気を、吸気側インペラの回転方向の側かつ上流側に近接して配置されている導入口から吸入流路の外部に取り出すことができる。
これにより、吸入抵抗が増大することを抑制し、過給効率が低下することを抑制することができる。
【００１２】
次に、本発明の第４の発明は、上記第２の発明または第３の発明に係るターボ過給機の吸入空気供給構造であって、前記導入口と前記環状旋回空間とを連通する導入路は、前記導入口から前記環状旋回空間に向かって、前記吸入側インペラの回転方向と同方向に形成されているとともに吸入空気の上流側から下流側に向かう方向に傾斜するように形成されている。
また、前記排出口と前記環状旋回空間とを連通する排出路は、前記環状旋回空間から前記排出口に向かって、前記吸入側インペラの回転方向と同方向に形成されているとともに吸入空気の上流側から下流側に向かう方向に傾斜するように形成されている。
【００１３】
この第４の発明によれば、吸入空気の上流側から下流側へと傾斜した導入路及び排出路を形成することで、導入口から取り込んだ吸入空気を滑らかに環状旋回空間に導くとともに、旋回させた空気を環状旋回空間から排出口へと滑らかに導くことができる。
これにより、環状旋回空間に向けて吸入空気を効率良く取り出して旋回させ、排出口から吐出する吸入空気を吸気側インペラに向けて効率良く圧送することが可能であり、過給効率をより向上させることができる。
次に、本発明の第５の発明は、上記第４の発明に係るターボ過給機の吸入空気供給構造であって、前記排出路は前記吸入流路の内壁の接線方向に沿って形成されている。
この第５の発明によれば、排出口から吐出する吸入空気を螺旋状に圧送することができ、過給効率をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ターボ過給機１の吸入空気供給構造の概略構成を説明する図である。
【図２】吸入空気旋回手段５０の構造を説明する図である。
【図３】吸入空気旋回手段５０の構造を説明する図であり、図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】吸入空気旋回手段５０の構造を説明する図であり、図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】排出口５５の位置に対する導入口５４の位置を説明する図である。
【図６】旋回手段（ファン５３）を回転させる駆動手段の例（１）を説明する図である。
【図７】旋回手段（ファン５３）を回転させる駆動手段の例（２）を説明する図である。
【図８】旋回手段及び駆動手段の、別の例を説明する図である。
【図９】吸入空気旋回手段５０の上流の位置（１）と、吸気側インペラ２１の直上流の位置（２）と、吸気側インペラ２１の吸入直後の位置（３）と、吸気側インペラ２１の吐出直後の位置（４）の、各位置を説明する図（Ｂ）と、位置（１）〜（４）の各位置の圧力の例を説明するグラフ（Ａ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
●［ターボ過給機１の吸入空気供給構造の概略全体構造（図１）］
まず図１の概略図を用いて、ターボ過給機１の吸入空気供給構造の全体構造について説明する。
ターボ過給機１は、タービンシャフト２３、吸気側インペラ２１、排気側インペラ２２、吸気側ハウジング３１、排気側ハウジング３２、軸受ハウジング１３、吸入流路１１（の一部）、排気流路１２（の一部）、流路４１（の一部）、流路４２（の一部）等を備えている。
なお図１の例では、排気側インペラ２２への排気ガスの流速を調節するバリアブルノズルを有していないターボ過給機を例としているが、バリアブルノズルを有していてもよい。
【００１６】
タービンシャフト２３の軸方向の一方端には吸気側インペラ２１が設けられ、タービンシャフト２３の他方端には排気側インペラ２２が設けられている。
排気側ハウジング３２は、排気側インペラ２２の周囲を覆っている。また排気側ハウジング３２には、エンジンからの排気ガスが流入する流路４２と、排気側インペラ２２を回転駆動した後の排気ガスが浄化装置等に向けて流れる排気流路１２と、が設けられている。
軸受ハウジング１３は、タービンシャフト２３を回転可能に支持してタービンシャフト２３の周囲を覆い、軸方向の一方端が吸気側ハウジング３１に接続され、他方端が排気側ハウジング３２に接続されている。
【００１７】
吸気側ハウジング３１は、吸気側インペラ２１の周囲を覆っている。また吸気側ハウジング３１には、エアクリーナ等からの吸入空気が流入する吸入流路１１と、吸気側インペラ２１にて過給した吸入空気がエンジンに向けて圧送される流路４１と、が設けられている。
吸入流路１１は、吸入空気を吸気側インペラ２１に導く筒状の形状を有している。
そして吸入流路１１における吸気側インペラ２１に隣接する外周部には、吸入空気旋回手段５０が設けられている。
吸入空気旋回手段５０は、吸入流路１１内の吸入空気の一部を一時的に吸入流路１１の外部に取り出すことが可能であり、取り出した吸入空気を吸入流路１１の外周部に沿って、吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に旋回させ、旋回させた吸入空気を吸入流路１１内に吐出する。
これにより、吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に旋回するとともに吸気側インペラ２１の方向に進む螺旋流を形成することが可能であり、過給効率をより向上させることができる。
以降、図２〜図８では、図１のＡＡ領域（主に吸気側インペラ２１及び吸入空気旋回手段５０を含む領域）の詳細を主に示している。
【００１８】
●［吸入空気旋回手段５０の構造（図２〜図４）］
図２は、図１のＡＡ領域における吸気側インペラ２１の回転軸ＺＣに沿った断面図を示しており、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図２に示す吸入空気旋回手段５０を回転軸ＺＣ方向から見た図である。また図４は、図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
図２及び図３に示すように、吸入空気旋回手段５０は、吸引側分岐路５２Ａ及び再投入側分岐路５２Ｂにて構成される環状旋回空間５２、ハウジング３１Ａ、ファン５３（旋回手段に相当）、導入口５４、排出口５５、導入路５４Ａ、排出路５５Ａ、駆動手段等にて構成されている。なお、駆動手段については後述する。
吸引側分岐路５２Ａ及び再投入側分岐路５２Ｂは、吸入流路１１の外周に沿って環状に形成され、ハウジング３１Ａにて囲まれた空間であり、吸引側分岐路５２Ａと再投入側分岐路５２Ｂは連通している。また再投入側分岐路５２Ｂは吸引側分岐路５２Ａよりも回転軸ＺＣ方向における上流側に配置されていることで、導入口５４及び排出口５５を含めた吸入空気旋回手段５０における回転軸ＺＣ方向の長さをより短くしている。
【００１９】
導入口５４は、吸入流路１１の内壁に設けられており、吸入流路１１内の吸入空気の一部を一時的に吸入流路１１の外部に取り出す吸引口である。吸入流路１１内の吸入空気の一部は、導入口５４から導入路５４Ａを経由して吸引側分岐路５２Ａに導かれる。
導入路５４Ａは、導入口５４と吸引側分岐路５２Ａとを連通しており、導入口５４から吸引側分岐路５２Ａに向かって、吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に吸入流路１１の内壁の接線方向に沿うように形成されている（図３参照）とともに、吸入空気の上流側から下流側に向かう方向に傾斜するように形成されている（図４参照）。
これにより、吸入流路１１内の吸入空気の一部が吸入流路１１の内壁面に沿うように吸引され、吸入流路１１内の吸入空気を螺旋状に旋回させることを誘引することができる。
【００２０】
排出口５５は、吸入流路１１の内壁に設けられており、環状旋回空間５２内にて旋回させた吸入空気を吸入流路１１内に戻す吐出口である。吸引側分岐路５２Ａに導かれた吸入空気は、ファン５３にて吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に旋回されて、吸引側分岐路５２Ａから再投入側分岐路５２Ｂへと移送され、再投入側分岐路５２Ｂから排出路５５Ａを経由して排出口５５から吸入流路１１内に吐出される。
排出路５５Ａは、排出口５５と再投入側分岐路５２Ｂとを連通しており、再投入側分岐路５２Ｂから排出口５５に向かって、吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に吸入流路１１の内壁の接線方向に沿うように形成されている（図３参照）とともに、吸入空気の上流側から下流側に向かう方向に傾斜するように形成されている（図４参照）。
これにより、排出口５５から吸入流路１１の内壁面に沿うように空気が吐出（再投入）され、吸入流路１１内の吸入空気を螺旋状に旋回させる。
過給効率をより向上させるためには、排出口５５は、吸気側インペラ２１の直上流となる位置に配置されていることが好ましい。なお「直上流」とは、本明細書においては、ほぼ隣り合う（近接した）上流側の位置を指す。
【００２１】
ファン５３は、吸引側分岐路５２Ａ内に配置されており、必要に応じて駆動手段にて吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に回転駆動され、吸入流路１１内の吸入空気の一部を導入口５４から吸引側分岐路５２Ａに吸引する。そしてファン５３は、吸引側分岐路５２Ａ内に吸引した吸入空気を、吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に旋回させて再投入側分岐路５２Ｂに圧送し、排出路５５Ａを経由させて排出口５５から吐出する。なお、吸入空気旋回手段５０においては、ファン５３の具体的な駆動手段は開示されていないが、ファン５３の具体的な駆動手段の例は後述する。
【００２２】
●［排出口の位置に対する導入口の位置（図５）］
導入口５４の個数と排出口の個数は同数であり、図３には、４個の導入口５４と４個の排出口５５を設けた例を示しており、１つの導入口５４に対して近接する位置に１つの排出口が設けられている。
図５に示すように、排出口５５が設けられている位置に対して、対応する導入口５４が設けられている位置は、吸入空気の上流側となる位置であって、吸入流路１１の内周面に沿って吸気側インペラ２１の回転方向（吸入空気の旋回方向）の側となる位置である。なお図５の例では、吸気側インペラ２１の回転方向の側に距離Ｄ１だけ移動した位置に導入口５４を設けた例を示しているが、導入口５４と排出口５５は、吸気側インペラ２１の回転方向に対して重なっていてもよく、排出口５５の位置よりも導入口５４の位置が、上流側かつ回転方向の側にずれていればよい。
排出口５５の位置に対する導入口５４の位置をこのように設定することで、排出口５５から吸入流路１１内に吐出された空気が無指向性膨張により全方向に膨張しても、吸入抵抗となる膨張分（吸入空気の上流側に向かって膨張した空気）を即座に導入口５４から吸入流路１１の外部に吸い出すことができる。これにより、過給効率が低下することを抑制することができる。
【００２３】
●［ファン５３を回転駆動する駆動手段の構造（図６、図７）］
図６は、ファン５３を回転駆動する駆動手段の例（１）を説明する図であり、吸入空気旋回手段５０Ａの駆動手段は、鉄心５７Ｂとコイル５７Ｃにて構成された複数のステータと、ファン５３の外周側に取り付けられた磁石５７Ａによるロータと、にて構成されている。なお、コイル５７Ｃの通電を制御する制御手段の記載は省略している。
この構成にて、制御手段から、各ステータのコイル５７Ｃを適切な順番及び組み合わせで通電することで、ファン５３を所望する回転数で回転駆動することができる。
【００２４】
また図７は、ファン５３を回転駆動する駆動手段の例（２）を説明する図であり、吸入空気旋回手段５０Ｂの駆動手段は、第２ギア５８Ｂが取り付けられたモータ５８Ｃと、ファン５３の外周側に取り付けられた第１ギア５８Ａと、にて構成されている。なお、モータ５８Ｃの通電を制御する制御手段の記載は省略している。
この構成にて、制御手段から、適切な電力（電流）でモータ５８Ｃを駆動することで、ファン５３を所望する回転数で回転駆動することができる。
【００２５】
●［吸入空気旋回手段における他の例（図８）］
図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す吸入空気旋回手段５０Ｃの例では、吸引側分岐路５２Ａ内にファン５３が配置されておらず旋回ユニット５９にて吸入空気を旋回させる点と、吸引側分岐路５２Ａと再投入側分岐路５２Ｂとが仕切壁５２Ｃにて仕切られており旋回ユニット５９にて吸引側分岐路５２Ａと再投入側分岐路５２Ｂとが連通されている点が異なる。以下、相違点について主に説明する。
旋回ユニット５９は、内部にモータ５９Ｂ（駆動手段）と、ファン５９Ａ（旋回手段）を有しており、図８（Ａ）に示すように、一方の配管が吸引側分岐路５２Ａに接続され、他方の配管が再投入側分岐路５２Ｂに接続されている。そして旋回ユニット５９は、吸引側分岐路５２Ａ内の吸入空気を吸引し、吸引した吸入空気を、再投入側分岐路５２Ｂに圧送して排出路５５Ａを経由させて排出口５５から吐出する。
また、図８（Ｂ）に示すように、吸引側分岐路５２Ａ内の吸入空気、及び再投入側分岐路５２Ｂ内の吸入空気が、吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に旋回するように、ファン５９Ａの回転方向、及び旋回ユニットの各配管の接続位置が設定されている。
【００２６】
●［各位置における圧力の例（図９）］
図９（Ｂ）は本実施の形態にて説明した吸入空気旋回手段５０及び吸気側インペラ２１の近傍における位置（１）〜位置（４）を説明する図であり、図９（Ａ）は位置（１）〜位置（４）の各位置の圧力の例を示すグラフである。また図９（Ａ）に示すグラフにおいて、実線にて示すグラフαは本実施の形態の吸入空気旋回手段５０を有する場合のグラフを示しており、一点鎖線にて示すグラフβは吸入空気旋回手段５０を有していない場合のグラフを示している。
【００２７】
まず、図９（Ｂ）を用いて、位置（１）〜位置（４）について説明する。
位置（１）は、吸入流路１１内において吸入空気旋回手段５０よりも上流側の位置であり、吸気側インペラ２１よりも所定距離だけ上流側の位置である。
位置（２）は、吸気側インペラ２１の直上流の位置である。
位置（３）は、吸気側インペラ２１が吸入空気を吸入した直後の位置である。
位置（４）は、吸気側インペラ２１が吸入空気を吐出した直後の位置である。
【００２８】
次に図９（Ａ）のグラフα、グラフβを用いて、位置（１）〜位置（４）の各位置の圧力について説明する。
グラフαでは、位置（１）の圧力はＰ（α１）であり、位置（２）の圧力はＰ（α２）であり、位置（３）の圧力はＰ（α３）であり、位置（４）の圧力はＰ（α４）である。
またグラフβでは、位置（１）の圧力はＰ（β１）であり、位置（２）の圧力はＰ（β２）であり、位置（３）の圧力はＰ（β３）であり、位置（４）の圧力はＰ（β４）である。
そして図９（Ａ）の例では、Ｐ（α１）＝Ｐ（β１）＝Ｐ（β２）であり、Ｐ（α１）＜Ｐ（α２）、Ｐ（α３）＞Ｐ（β３）、Ｐ（α４）＝Ｐ（β４）である。
位置（１）〜位置（２）では、吸入空気旋回手段５０を有していないグラフβでは、圧力は一定である。吸入空気旋回手段５０を有しているグラフαでは、Ｐ（α１）＜Ｐ（α２）である。本実施の形態の吸入空気旋回手段５０は、排出口５５から吸気側インペラ２１に向けて吸入空気を圧送しているためである。
仮に、吸入流路１１内に吸気側インペラ２１に向けて圧送するファン等を有している場合では、圧送する送風容量が吸入空気量よりも多い場合は位置（２）にて圧力が上昇し、圧送する送風容量が吸入空気量よりも少ない場合は位置（２）にて圧力が低下する。
【００２９】
位置（３）では、吸入空気旋回手段５０を有して吸入空気を旋回させたグラフαのほうが、吸入空気を旋回させていないグラフβよりも圧力が高い。
グラフαのほうでは、吸入空気を吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に旋回させており、吸気側インペラ２１の入口部の吸気（旋回している吸入空気）に対するインペラリーディングエッジの相対的移動速度が、吸入空気が旋回していない場合よりも低下するので、吸気側インペラ２１への流入量（吸気側インペラ２１の吸い込み量）が増大する。これにより、グラフαに示す吸入空気旋回手段５０を有する場合のほうが、グラフβに示す吸入空気旋回手段５０を有していない場合よりも、吸気側インペラ２１に取り込まれる吸入空気の量（質量）・密度が増大すると同時に、実質的な吸気側インペラ２１による圧縮の圧力比（Ｐ（α４）／Ｐ（α３））が低下し、過給効率が向上し、過給容量も増大する。
【００３０】
位置（４）では、グラフα、グラフβのどちらも同じ圧力となるように過給した場合の例として記載している。
位置（４）において、グラフαの側では、Ｐ（α４）となるように過給した場合、吸気側インペラの駆動に必要な動力は、Ｐ（α３）、Ｐ（α４）、Ａを頂点とする三角形の面積Ｓ（α）に相当する。
また、位置（４）において、グラフβの側では、Ｐ（β４）となるように過給した場合、吸気側インペラの駆動に必要な動力は、Ｐ（β３）、Ｐ（β４）、Ｂを頂点とする三角形の面積Ｓ（β）に相当する。
Ｐ（α３）、Ｐ（α４）、Ａを頂点とする三角形と、Ｐ（β３）、Ｐ（β４）、Ｂを頂点とする三角形では、底辺の長さ（Ｐ（α３）からＡまでの長さ、及びＰ（β３）からＢまでの長さ）が同じであり、高さはＰ（α３）、Ｐ（α４）、Ａを頂点とする三角形のほうが低い。従って、面積Ｓ（α）＜面積Ｓ（β）であり、同等の過給容量を得る場合では、グラフαの側の方が、グラフβの側よりも吸気側インペラの駆動力をより低減することができる。また、駆動力が同じであれば、グラフαの側の方が、グラフβの側よりもより高い圧力に過給することができる。すなわち、グラフαの側の方が、グラフβの側よりも過給効率が向上している。
【００３１】
以上、本実施の形態にて説明したターボ過給機１の吸入空気旋回手段５０、５０Ａ〜５０Ｃでは、吸入流路１１内の吸入空気の一部を、一時的に吸入流路１１の外部に取り出し、取り出した吸入空気を吸気側インペラ２１に向けて、吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に旋回するように吸入流路１１内に圧送する。
この構成にて、吸入空気旋回手段を駆動（ファンを駆動）させた場合は、吸入流路１１内の吸入空気を、吸気側インペラ２１の回転方向と同方向に旋回させるとともに吸気側インペラ２１に向かう方向へと螺旋状に旋回させることができる。
これにより、吸気側インペラ２１の圧縮効率向上、消費動力削減、及びサージの発生を抑制し、安定した圧縮が困難な低速域での過給が可能となる。また、吸気側インペラ２１の吸入効率をより向上させ、過給効率をより向上させることが可能であり、いわゆるターボラグが発生しやすいエンジン回転数が１０００［ｒｐｍ］以下のアイドリング状態からターボの過給効果を得られるようにすることができる。
【００３２】
なお、過給効果を得にくい低速域でファン５３、５９Ａを回転させるので、ファン５３、５９Ａの回転数は数１０００［ｒｐｍ］程度の回転で充分であり、比較的少量の駆動電力で充分駆動することができる。また駆動手段（モータ等）のサイズも、充分小さなものでよく、吸入流路１１の外部に充分搭載できるサイズである。
また、高速域ではファン５３、５９Ａを回転させなくても充分な過給効果が得られていれば、ファン５３、５９Ａを駆動することなく停止しておけばよい。
従って、安定した圧縮が困難な低速域での使用に特化したファンの選定が可能であり、車両用として搭載可能な小型、低消費電力、低コストなターボ過給機１の吸入空気供給構造を実現することができる。
また、吸入流路１１内には導入口５４と排出口５５が内壁面に形成されているのみであり、吸入空気の流れを妨げる障害物が存在せず、ファンを停止して駆動しない場合であっても吸入抵抗が発生しないので過給効率を低下させることがなく無駄な電力消費もない。
【００３３】
本発明のターボ過給機１の吸入空気供給構造は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、形状等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、吸入空気旋回手段５０は吸気側ハウジング３１内に形成されておらずともよく、吸入流路１１において吸気側ハウジング３１の近傍に形成されていてもよい。
また本実施の形態にて説明したターボ過給機１はバリアブルノズルを備えていないターボ過給機の例で説明したが、バリアブルノズルを備えた可変容量式のターボ過給機に吸入空気旋回手段５０（及び５０Ａ〜５０Ｃ）を設けてもよい。本実施の形態にて説明した吸入空気旋回手段５０（及び５０Ａ〜５０Ｃ）は、種々のターボ過給機に適用することが可能である。
また、導入口５４及び排出口５５の形状やファン５３、５９Ａの形状等は、本実施の形態にて示した形状等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３４】
１        ターボ過給機
１１      吸入流路
１２      排気流路
２１      吸気側インペラ
２２      排気側インペラ
３１      吸気側ハウジング
３１Ａ    ハウジング
３２      排気側ハウジング
５０、５０Ａ〜５０Ｃ    吸入空気旋回手段
５２      環状旋回空間
５２Ａ    吸引側分岐路
５２Ｂ    再投入側分岐路
５３      ファン（旋回手段）
５４      導入口
５４Ａ    導入路
５５      排出口
５５Ａ    排出路
５７Ａ    磁石
５７Ｂ    鉄心
５７Ｃ    コイル
５８Ａ    第１ギア
５８Ｂ    第２ギア
５８Ｃ    モータ
５９      旋回ユニット
５９Ａ    ファン（旋回手段）
５９Ｂ    モータ
ＺＣ      回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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