(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の動力装置の構造に関する渦電流ターボチャージャーパワーシステムを提供する。【解決手段】主にケース４０に収納されるローター５０が吸気端とシリンダー体との間に配置され、且つローター５０のブレイド５２が第一端側５２５長さが第二端側５２６長さより長くなる態様に配置される。これにより、ローター５０の吸気圧力が排気圧力より小さいことでガスを圧縮させる目的を達成させ、圧縮ガスがシリンダー体に提供されて燃焼効率が高まり、末端での出力状況が最適化される。【選択図】図２
0003204105.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
吸気端と、
外周面及び内周面を有するケースであって、前記外周面は二端の直径が同じ円筒形であり、前記内周面は前記外周面に比べて斜面になり、前記内周面により包囲されることで円錐形の収納空間が画定され、前記内周面の二端はそれぞれ第一端及び第二端であり、前記ケースは前記第一端が前記吸気端に連結されて連通されるケースと、
中心軸の周縁が放射状を呈して分岐されて間隔を空ける複数のブレイドが成形されるローターであって、前記ローターは前記ケースの収納空間内に収納され、且つ前記ローターに連結される前記中心軸の二端の延伸方向は軸方向と定義され、各ブレイドは対応し合うブレイド表面及びブレイド裏面を有し、各ブレイドのブレイド表面は隣接するブレイドの前記ブレイド裏面に対向され、且つ各ブレイドはそれぞれ連結側により前記中心軸に接合され、前記連結側の反対側は外側であり、前記連結側及び前記外側の二端は第一端側及び第二端側によりそれぞれ連結され、且つ前記第一端側は前記連結側と前記外側との間に第一端側長さを有し、前記第二端側は前記連結側と前記外側との間に第二端側長さを有し、前記第一端側長さは前記第二端側長さより長く、前記ローターは前記ケースの収納空間内に収納され、且つ前記ローターの前記第一端側は前記内周面の第一端に対向され、前記第二端側は前記ケースの内周面の第二端に対向されるローターと、
互いに連通される燃焼室と、吸気口と、排気口とを有し、吸気口は前記ケースの内周面の第二端に連結されて連通されるシリンダー体と、を備えることを特徴とする、
渦電流ターボチャージャーパワーシステム。
【請求項２】
前記ローターの二端から見ると、各ブレイドの第一端側と前記第二端側との間にツイスト角を有し、前記ツイスト角は１０°〜１８０°の間であることを特徴とする、請求項１に記載の渦電流ターボチャージャーパワーシステム。
【請求項３】
前記ツイスト角は７５°であることを特徴とする、請求項２に記載の渦電流ターボチャージャーパワーシステム。
【請求項４】
前記ローターの各ブレイドの外側は前記軸方向に対して弧線となることを特徴とする、請求項１に記載の渦電流ターボチャージャーパワーシステム。
【請求項５】
各ブレイドの前記第一端側及び前記外側の接合箇所は第一外端部であり、前記第二端側及び前記外側の接合箇所は第二外端部であり、各ブレイドの第一外端部の間には第一ブレイド端距離を有し、各ブレイドの第二外端部の間には第二ブレイド端距離を有し、前記第一ブレイド端距離は前記第二ブレイド端距離より長いことを特徴とする、請求項１に記載の渦電流ターボチャージャーパワーシステム。
【請求項６】
前記ケースの内周面の第一端は前記収納空間に完全に連通され、前記ケースの内周面は前記第一端に近接されて雌ねじ段が設けられ、前記ケースの内周面の第二端にはさらに複数の間隔リブが成形され、前記ケースの内周面の第二端は各前記間隔リブの配置により一部が開放される形態になり、前記ケースの第一端にはふたが装設され、前記ふたは中空環形構造であると共に雄ねじ部を有し、前記ふたは前記雄ねじ部により前記ケースの雌ねじ段に螺接されることを特徴とする、請求項１に記載の渦電流ターボチャージャーパワーシステム。
【請求項７】
前記ふたは装設段に接合される当接部を備え、前記装設段は前記雄ねじ部を有し、前記当接部の外径は前記装設段の外径より大きく、且つ前記当接部及び前記装設段の接合箇所には肩部が形成され、前記ふたの前記当接部の肩部は前記ケースに当接されることを特徴とする、請求項６に記載の渦電流ターボチャージャーパワーシステム。
【請求項８】
前記ローターの前記中心軸の二端はベアリングにそれぞれ穿設され、前記ケースの各前記間隔リブ及びふたの各ストッパーリブは軸受にそれぞれ集中され、且つ前記軸受は前記収納空間に対向される一面に凹部が設置され、前記ローターの二端の各前記ベアリングは各前記凹部内に収納されることを特徴とする、請求項１に記載の渦電流ターボチャージャーパワーシステム。
【請求項９】
前記吸気端と前記ケースとの間には空気フィルターが更に連通されるように設置されることを特徴とする、請求項１に記載の渦電流ターボチャージャーパワーシステム。
【請求項１０】
前記ケースと前記シリンダー体との間にはスロットルが更に連通されるように設置されることを特徴とする、請求項１に記載の渦電流ターボチャージャーパワーシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、車両の動力装置の構造に関する渦電流ターボチャージャーパワーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な車両は出荷時には一定の動力出力エネルギーを有し、車両の動力源はエンジンから得られ、エンジンの動力の発生は主に吸気端から導入されたガスがエンジンの燃焼室に進入してオイルガスと混合されて燃焼され、燃焼による爆発の爆発力によりピストンが押動されて駆動動力が発生する。このため、燃焼効率は後端の出力に直接的に影響を与え、完全燃焼に近付く程好ましい出力を達成させるため、完全燃焼された空気は往々にして一般的な車両のエンジンの燃焼室に入力されたガス量より大きくなる。
また、市場にはタービンターボチャージャーシステム１０（図１参照）が存在し、主にシリンダー１１と、排ガスタービン１２と、駆動圧縮タービン１３とを備える。シリンダー１１が燃焼させた排ガスは排気端１１１から連通される排ガスタービン１２に入力されて排ガスタービン１２を駆動させて回転させ、排ガスタービン１２は駆動軸１２１により駆動圧縮タービン１３を連動させて回転させ、駆動圧縮タービン１３は同時に新鮮な空気を吸入させ、駆動圧縮タービン１３が吸入させた新鮮な空気は圧縮された後にガスをシリンダー１１の吸気端１１２に送入させる。これにより、シリンダー１１が圧縮後の空気を受けて燃焼効率が高まる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したタービンターボチャージャーシステム１０は排ガスを受けて動力を発生させる必要があり、また、新鮮な空気を吸収して圧縮させる必要がある。このため、単一のタービンでは実現できず、１つの排ガスタービン１２及び１つの駆動圧縮タービン１３を配置させる必要がある。故に、タービンターボチャージャーシステム１０全体では一定の重量及び体積を有し、車両の負荷も増加する。換言すれば、構造について言えば、タービンターボチャージャーシステム１０はエンジンの排気端１１１と吸気端１１２との間に接合されなければならず、パイプラインの配置及び部材の位置の配置は専門知識を有する専門家でなければスムーズに車両内に装設させることができない。
一般的な使用者が自分で装設するのは難しく、よって、一般的な使用者がタービンターボチャージャーシステム１０を装設する場合、全体的な構造のコスト及び専門家の装設サービスコストを負担せねばならないため、使用者は使用するのをためらいがちになり、経済効果に影響を及ぼした。
【０００４】
本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。
【０００５】
本考案は、以上の従来技術の課題を解決する為になされたものである。即ち、本考案は、渦電流ターボチャージャーパワーシステムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するための本考案に係る渦電流ターボチャージャーパワーシステムは、吸気端と、外周面及び内周面を有するケースであって、前記外周面は二端の直径が同じ円筒形であり、前記内周面は前記外周面に比べて斜面になり、前記内周面により包囲されることで円錐形の収納空間が画定され、前記内周面の二端はそれぞれ第一端及び第二端であり、前記ケースは前記第一端が前記吸気端に連結されて連通されることと、中心軸の周縁が放射状を呈して分岐されて間隔を空ける複数のブレイドが成形されるローターであって、前記ローターは前記ケースの収納空間内に収納され、且つ前記ローターに連結される前記中心軸の二端の延伸方向は軸方向と定義され、各ブレイドは対応し合うブレイド表面及びブレイド裏面を有し、各ブレイドのブレイド表面は隣接するブレイドの前記ブレイド裏面に対向され、且つ各ブレイドはそれぞれ連結側により前記中心軸に接合され、前記連結側の反対側は外側であり、前記連結側及び前記外側の二端は第一端側及び第二端側によりそれぞれ連結され、且つ前記第一端側は前記連結側と前記外側との間に第一端側長さを有し、前記第二端側は前記連結側と前記外側との間に第二端側長さを有し、前記第一端側長さは前記第二端側長さより長く、前記ローターは前記ケースの収納空間内に収納され、且つ前記ローターの前記第一端側は前記内周面の第一端に対向され、前記第二端側は前記ケースの内周面の第二端に対向されることと、互いに連通される燃焼室と、吸気口と、排気口とを有し、吸気口は前記ケースの内周面の第二端に連結されて連通されるシリンダー体とを備えることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００７】
本考案によれば、一般的なタービンターボチャージャーシステムでは構造形態が複雑であり、装設が難しいという欠点を改善させる。すなわち、本考案は主にガスを圧縮させるローターが設置されて第一端側長さが第二端側長さより長くなる態様により、吸気圧力が排気圧力より小さくなることでガスを圧縮させる目的を達成させる。圧縮されたガスがシリンダー体に提供されることで燃焼効率が高まり、末端での出力状況が最適化される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来のタービンターボチャージャーシステムを示す概念図である。
【図２】本考案の渦電流ターボチャージャーキットを示す外観構成の展開図である。
【図３】本考案のローターを示す端面図である。
【図４】本考案のローターを示す他の端面図である。
【図５】本考案の渦電流ターボチャージャーキットを示す断面図である。
【図６】本考案のシステム図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、本考案を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
（第１実施形態）
本考案の第１実施形態の構成を図２から図６に示す。すなわち、本考案の好ましい実施形態による渦電流ターボチャージャーパワーシステムは、以下の部材を備える。
（１）吸気端２０。
（２）吸気端２０に連結されて連通される空気フィルター３０。
（３）一端が空気フィルター３０に連結されて連通され、ケース４０と、ローター５０と、ふた６０とを更に備える渦電流ターボチャージャー部材。
【００１１】
ここで、ケース４０は一端が完全に開放され、一端の一部が開放される中空の筒形構造であると共に外周面４１及び内周面４２を有し、外周面４１は二端の直径が同じ円筒形であり、内周面４２は外周面４１と比べて斜面になる。これにより、ケース４０の内周面４２により包囲されることで円錐形の収納空間４３が画定される。
内周面４２の二端はそれぞれ第一端４２１及び第二端４２２であり、ケース４０の内周面４２の第一端４２１は収納空間４３に完全に連通され、ケース４０の内周面４２は第一端４２１に近接されて雌ねじ段４２３が設置され、ケース４０の内周面４２の第二端４２２には複数の間隔リブ４５が成形される。各間隔リブ４５は内周面４２の中心位置の軸受４６に集中され、軸受４６の収納空間４３に対向される一面には凹部４６１が設けられ、ケース４０の内周面４２の第二端４２２は各間隔リブ４５を受ける配置となって一部が開放される形態となる。
ケース４０は第一端４２１により空気フィルター３０に連結されて連通され、且つケース４０の第一端４２１が吸気端２０に連結されて連通される。
【００１２】
ローター５０は中心軸５１の周縁が放射状を呈して分岐されて間隔を空ける複数のブレイド５２が成形され、中心軸５１の二端はベアリング５３にそれぞれ穿設され、ローター５０はケース４０の収納空間４３内に収納されると共に一端のベアリング５３が凹部６４１内に収納される。
また、ローター５０に連結される中心軸５１の二端の延伸方向は軸方向Ｘと定義され、各ブレイド５２は対応し合うブレイド表面５２１及びブレイド裏面５２２を有する。各ブレイド５２のブレイド表面５２１は隣接するブレイド５２のブレイド裏面５２２に対向され、且つ各ブレイド５２はそれぞれ連結側５２３により中心軸５１に接合される。連結側５２３の反対側は外側５２４であり、連結側５２３及び外側５２４の二端は第一端側５２５及び第二端側５２６にそれぞれ連結される。
第一端側５２５は連結側５２３と外側５２４との間に第一端側長さＬ１を有し、第二端側５２６は連結側５２３と外側５２４との間に第二端側長さＬ２を有し、第一端側長さＬ１は第二端側長さＬ２より長い。このほか、第一端側５２５及び外側５２４の接合箇所は第一外端部Ｐ１であり、第二端側５２６及び外側５２４の接合箇所は第二外端部Ｐ２である。各ブレイド５２の第一外端部Ｐ１の間には第一ブレイド端距離Ｄ１を有し、各ブレイド５２の第二外端部Ｐ２の間には第二ブレイド端距離Ｄ２を有し、第一ブレイド端距離Ｄ１は第二ブレイド端距離Ｄ２より長い。
【００１３】
また、ローター５０の二端から見ると、各ブレイド５２の第一端側５２５と第二端側５２６との間にはツイスト角θを有し、ツイスト角θは１０°〜１８０°の間である。本実施形態によるツイスト角θは７５°であり、また、ツイスト角θは４５°、６０°、９０°、１１０°、１３０°、１４５°、及び１６０°でもよい。なお、外側５２４は軸方向Ｘに対して弧線となる。
ローター５０はケース４０の収納空間４３内に収納され、且つローター５０の第一端側５２５は内周面４２の第一端４２１に対向され、第二端側５２６はケース４０の内周面４２の第二端４２２に対向される。
【００１４】
ふた６０は中空環形構造であり、装設段６２に接合される当接部６１を備える。装設段６２は雄ねじ部６２１を有し、当接部６１の外径は装設段６２の外径よりも大きく、且つ当接部６１及び装設段６２の接合箇所には肩部６３が形成される。ふた６０は内周縁から中心に向けて軸受６４に集中されて接合される複数のストッパーリブ６５が成形され、軸受６４には凹部６４１が設けられる。
本実施形態では、等角間隔で３つのストッパーリブ６５が成形される。ふた６０は装設段６２によりケース４０の第一端４１に穿設され、且つふた６０の装設段６２の雄ねじ部６２１によりケース４０の雌ねじ段４２３に螺接され、ふた６０の当接部６１の肩部６３がケース４０に当接される。また、ふた６０の凹部６４１はローター５０の他のベアリング５３に対応するように覆設される。渦電流ターボチャージャー部材はローター５０の第一端側５２５により空気フィルター３０に接合されて連通される。
【００１５】
（５）スロットル７０は、渦電流ターボチャージャー部材の他端に連結されて連通され、スロットル７０はローター５０の第二端側５２６に接合されて連通される。
【００１６】
（６）シリンダー体８０は、互いに連通される燃焼室８１と、吸気口８２と、排気口８３とを有し、シリンダー体８０の吸気口８２はスロットル７０に連結されて連通される。
【００１７】
以上が本考案の構造形態及び特徴である。作動時には、吸気端２０により吸気され、ガスは空気フィルター３０により濾過された後に渦電流ターボチャージャー部材に送入され、空気が渦電流ターボチャージャー部材のローター５０の第一端側５２５から進入し、且つ空気が先導して渦電流ターボチャージャー部材のケース４０に進入されてローター５０の各ブレイド５２に接触されてローター５０が押動されて回転され、ガスがローター５０の第一端側５２５から進入し、ガスが順に各ブレイド５２に沿って第二端側５２６に向けて流される。
本考案では、第一端側長さＬ１が第二端側長さＬ２より長く、且つ第一ブレイド端距離Ｄ１が第二ブレイド端距離Ｄ２より長いため、ガスが第一端側５２５の間から進入するローター５０の空間は第二端側５２６の間から出力されるローター５０の空間より大きい。即ち、ローター５０の第一端側５２５の間に進入する圧力はガスがローター５０第二端側５２６の間から出力される圧力より小さい。これにより、ガスの圧力が有効的に高まり、ガスが圧縮されると共に圧縮されたガスがスロットル７０を経てシリンダー体８０に送入され、シリンダー体８０の燃焼効率が高まり、且つ出力されるエネルギーもより高まる。
【００１８】
このほか、本考案に係る渦電流ターボチャージャー部材の構造は体積が小さく、形態は至極簡単であり、且つ吸気端２０とシリンダー体８０との間に接合されるのみで装設が完成するため、複雑或いは専門的なパイプラインの連結が不要であり、一般的な使用者が自分で装設することができる。このため、使用者の使用意欲も高まり、より高い経済効果も生まれる。
また、本考案では、ローター５０がケース４０内に収納され、ケース４０の外周面４１は二端の直径が同じ円筒形であり、使用者が渦電流ターボチャージャー部材を装設しやすくなる。なお、本考案のケース４０の内周面４２はローター５０の形態に適合される態様で更に設置され、ローター５０の形態に適合されることでローター５０の形態で発生するガスの圧縮効果を確保させる。
さらに、本案では、前記ローター５０の各ブレイド５２の外側５２４が弧線として設置され、且つ第一端側５２５と第二端側５２６との間にはツイスト角θが更に設けられることで、ガスがブレイド５２に接触されてローター５０が押動されて回転すると、よりスムーズに流動し、ローター５０のガスの圧縮効果を確保させる。
【００１９】
結論として、本考案は簡単な構造でシリンダー体８０と吸気端２０との間に装設されることで、圧縮されたガスがシリンダー体８０に提供されて動力を発生させ、装設がより便利になるほか、使用コストも低くなる上に、出力も有効的に高まり、動力性能が顕著に向上する。
【００２０】
上述の実施形態は本考案の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本考案の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本考案の請求の範囲を限定するものではない。従って、本考案の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００２１】
１０  タービンターボチャージャーシステム
１１  シリンダー
１１１  排気端
１１２  吸気端
１２  排ガスタービン
１２１  駆動軸
１３  駆動圧縮タービン
２０  吸気端
３０  空気フィルター
４０  ケース
４１  外周面
４２  内周面
４２１  第一端
４２２  第二端
４２３  雌ねじ段
４３  収納空間
４５  間隔リブ
４６  軸受
４６１  凹部
５０  ローター
５１  中心軸
５２  ブレイド
５２１  ブレイド表面
５２２  ブレイド裏面
５２３  連結側
５２４  外側
５２５  第一端側
５２６  第二端側
５３  ベアリング
６０  ふた
６１  当接部
６２  装設段
６２１  雄ねじ部
６３  肩部
６４  軸受
６４１  凹部
６５  ストッパーリブ
７０  スロットル
８０  シリンダー体
８１  燃焼室
８２  吸気口
８３  排気口
Ｘ  軸方向
Ｌ１  第一端側長さ
Ｌ２  第二端側長さ
Ｄ１  第一ブレイド端距離
Ｄ２  第二ブレイド端距離
Ｐ１  第一外端部
Ｐ２  第二外端部
θ  ツイスト角
【図１】
0003204105.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003204105.tif 000006
【図５】
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【図６】
0003204105.tif 000008