この記事は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。 出典を追加して記事の信頼性向上にご協力ください。（このテンプレートの使い方） 出典検索?: "スーパーチャージャー" – ニュース · 書籍 · スカラー · CiNii · J-STAGE · NDL · dlib.jp · ジャパンサーチ · TWL (2009年4月)

スーパーチャージャー (英: supercharger) または機械式過給機はエンジンの補機の一種。

「スーパーチャージャー」は、本来は過給機全般を指す語だが、特に機械式過給機を指し、排気タービン式過給機（ターボチャージャー）とは区別するのが通例である^[1]。機械式過給器を特に区別する場合は「メカニカル・スーパーチャージャー」と呼ぶ。

スーパーチャージャーは、エンジンの出力軸（クランクシャフト）からベルトなどを介して取り出した動力や電動モーターによって圧縮機（コンプレッサー）を駆動し、空気を圧縮してエンジンに供給する補機であり、圧縮機の種類により遠心式、ルーツ式、リショルム式などがある。ターボチャージャーと同様にオイルで潤滑されているが、スーパーチャージャーの場合、エンジンオイルではなく専用のスーパーチャージャーオイルで潤滑されており、エンジンオイルのメンテナンスが寿命に影響することはない。

遠心式

→詳細は「遠心式圧縮機」を参照

回転する羽根車（インペラ）によって吸入した空気を圧縮する方式である。空気に速度エネルギーを与えるインペラと外方の断面積を大きくして空気に速度エネルギーを圧力エネルギーにかえるデフューザ、デフューザから出た空気を溜めて圧力を均一化する集合管で構成されている^[2]。

主に航空機用のレシプロエンジンに使用された方式で、自動車用としても使用されることがある。

ルーツ(英: Roots)式

繭型や三つ葉型など、凹凸のある断面形状を持つ一対のローターが互いに接触しないようにかみ合った状態で回転してハウジングとローターの凹部に取り込んだ空気を送り出す方式である^[3]。ローターの断面形状にはサイクロイド型、エンベロープ型ならびにインボリュート型があり、羽の数は2枚（2葉）から4枚（4葉）、のものが使われている^[3]。

ルーツブロア(英: Roots-type blower)とも呼ばれ^[3]、1866年にルーツ兄弟が溶鉱炉の送風機として特許を取得した^[4]。その後、1900年にゴットリープ・ダイムラーが特許を取ったエンジンの過給機として使われた^[要出典]。

内部圧縮はなく 高圧過給には向いていない^[要出典]。ねじれのない2葉式が古くから利用されているが、加工技術の発展に伴って、ねじれた3葉式や4葉式のも用いられるようになった。これはルーツ式は構造として吐出が間欠的に行われる事となるため脈動が大きく、それによる騒音や振動が生じる為である。基本となる捻れのない2葉式は吐出の間隔が長く、吐出も一気に行われる為これが顕著となる。そこで多葉化する事により吐出の間隔を短縮、さらに捻りを設けることで吐出を緩やかにし脈動を低減している。

リショルム(英: Lysholm)式

→詳細は「リショルム・コンプレッサ」を参照

らせん状の溝を持つ2つのローターを組合せ、一端からローターの間に空気を取り込み、軸方向に送りながら圧縮して他端へ送り出す方式である^[3]。内部圧縮があり高圧過給でも効率が落ちない^[5]。レシプロ式と比較して振動が少なく、効率が高いことから潜水艦など、一部の静粛性を求められる艦船で使用される。

スクロール(英: scroll)式

渦巻形の羽（スクロール）を2つ組合せ、一方を固定してもう一方を回転させずに円運動させることで、渦巻の外縁から空気を取り込み、圧縮させながら中心へと送って吐出する方式である。ドイツの自動車メーカー・フォルクスワーゲンが「Gラーダ」の商標で、ポロ G40、コラード G60、パサート G60に採用していた。

スライディングベーン(英: sliding vane)式

放射状にスリットが設けられた円柱状のローターを楕円形のハウジングの中央に配置したり、あるいは円形のハウジングに偏心させて配置し、スリットには複数のベーン（羽根）が法線方向にスライド可能に組み込まれた構造で、ベーンとベーンの間の空間が大きい位相で空気を取り込み、ベーンの回転に伴って空間が小さくなって空気を圧縮して吐出する方式である。1930年代にMGカーズがパワープラス・スーパーチャージャーの名称で採用し。航空機ではユンカース ユモ 205エンジンに代表される対向ピストン式(en)2ストロークディーゼルエンジンの掃気デバイスとしてこの方式が採用された。オートバイでは1930年代末にDKWがロードレース世界選手権参戦用のスプリット・シングル2ストロークエンジンを搭載したロードレーサーの掃気デバイスとして、レシプロ式とベーン式を組み合わせて採用した^{[6][出典無効]}。

レシプロ式

シリンダー内を往復するピストンで圧縮を行う方式である。1910年代に考案され、ユニフロー掃気式の2ストロークガソリンエンジンの掃気用として採用例がある。

• 
  二葉ルーツ式の構造
• 
  三葉ルーツ式の吐出部
• 
  リショルムスクリューローター
• 
  スクロール式
• 
  ベーン式
• 
  レシプロ式

排気の流れを動力源として利用するターボチャージャーと比較すると、排ガス浄化性能が高く、スロットル（アクセル）操作に対する反応や中低速での出力特性が優れている^[7]。一方、機械式スーパーチャージャーのうちエンジンの出力軸から動力を得ている場合、消費される出力はスーパーチャージャーの回転速度の2乗に比例するため^[2]高回転域の出力がターボチャージャーに比べ劣る。機械式スーパーチャージャーの欠点を補うため、動力源を電動モーターとしたスーパーチャージャーが小排気量の自動車向けとして開発され、量産化され始めている^[8][9]。しかしながら、定常運転の時間が長い航空機用や産業用のエンジンではターボチャージャーのほうが主流となっていて、スーパーチャージャーは一部の自動車用ガソリンエンジンに採用されているのみである。

航空機の技術が発展して大気密度の低い高高度を飛行するようになると、大気密度の低下によるレシプロエンジンの出力低下を補うために過給機が開発され、機械式のスーパーチャージャーが採用されるようになった。戦間期には飛行高度の上昇により、より密度の低下した吸気をさらに過給するため、過給機を二段とし一段目で過給した吸気を二段目でさらに過給する、二段式過給機が採用されるようになった。アメリカでターボチャージャーが実用化されると二段式の一段目にターボチャージャーを採用する機種が登場した。 ジェットエンジンが実用化されるとレシプロエンジンを搭載する航空機は小型機に限られるようになり、過給機が搭載される場合もターボチャージャーが搭載されている。航空機のスーパーチャージャーでは遠心式が多く採用された。

航空機の場合は飛行高度による大気の密度変化が大きいため、同じエンジンであっても主用する高度により過給機の調整がなされる場合もある（低高度で活動する地上攻撃機向けは、翼車を小径に、高空用は翼車を大径にするなど）が、多くの場合、高度によって過給機の回転数を変える変速式が用いられる（増速比が二種類設定できるものは二速式と呼ばれる）。 航空機に過給機を用いて地上1気圧下と同等の出力が得られる高度は臨界高度と呼ばれるが、臨界高度を高くするためには過給機の回転速度を速くするなどの方法で過給圧を高くする必要がある。しかし一方で、過給圧を高くすると機械損失（メカニカルロス）が大きくなり、低高度での出力に制限がかかる。このため航空機に採用されていたスーパーチャージャーは、高度によって回転速度を切り替えることができる機械式変速機や、流体継手を用いた流体継手を備えるようになった。

軍用機の場合、二速過給機とした場合でも、十分な出力が発揮できるのは通常6,000m程度とされ、例えばFw190やホーカータイフーン等の一段過給のエンジンの航空機は、これ以上の高度では急激に出力が低下するのが泣き所とされていた。高空での出力を維持するためには、複数のスーパーチャージャーを組み込み、一段目で圧縮された空気をさらに二段目で圧縮する二段過給と呼ばれる方式が必要になる。ターボチャージャー（排気タービン）を搭載した航空機でもこれは同様で、1段目過給をターボチャージャー、二段目過給をエンジンに装備されている機械式スーパーチャージャーで行う二段過給を行う例が多い。

闇雲に加給圧を上げても、圧縮によって高温になった空気により異常燃焼を起こすため、吸入気を冷やすために、水メタノール噴射装置を追加したり、一段目と二段目の間に中間冷却器（インタークーラー）を組み込むことも行われた。

スーパーチャージャーは小排気量の4気筒エンジン特有の細い低速トルクを補う目的で一時期各メーカーが採用車種をラインナップしていた。コストを抑えやすいためルーツ式が主流である。イートン・コーポレーションでは四葉のものも開発・製造しており量産車への採用例もある。また、ルーツ式スーパーチャージャーとターボチャージャーを組み合せ、低回転域ではスーパーチャージャーが働き、高回転域ではターボチャージャーが働くツインチャージャーを採用する例もあった^[10]。レース用エンジンには二段過給式も採用された例がある^[11]。しかし、ルーツ式は過給圧を高めるほど効率は低くなり^[5]、騒音を生じやすい^[12]ほか、装置が大きく重い欠点があることから、後付けで搭載されるアフターマーケット製品のスーパーチャージャーを中心に遠心式を採用する例もある^[7]。また、スーパーチャージャーが組み合わせられるエンジンは基本的にガソリンであり、ディーゼルエンジンの場合元々低速トルクが太いため採用するメリットが乏しく、さらにディーゼル車特有の高圧縮比との両立に問題があり、2ストロークのユニフロー掃気ディーゼルエンジンを除き、日本車においてディーゼルエンジン車のスーパーチャージャー搭載例はない（プレッシャーウェーブ・スーパーチャージャーの搭載車は存在する）。

1921年（大正10年）に、世界で初めてスーパーチャージャー付きエンジンを搭載した量販車「メルセデス6/25/40ps」と「メルセデス10/40/65ps」が、ベルリンモーターショーで公開されている。

過去において日本の自動車税の税額は車体寸法とエンジンの排気量により決定され、過給機の追加は課税に影響しなかったことから、小型乗用車の枠内に納めたシャシに排気量2,000 ccのエンジンと過給機を搭載して最高出力を争うように訴求力を高めていた。その場合においても、小排気量で高回転域の出力を重視する場合はターボチャージャーと比較するとメカニカルロス及び騒音が大きく^{[注釈 1]}、またコストパフォーマンスが悪いことから採用例が少なかった。一方、ターボチャージャーの欠点は技術が進歩すると共に解消され、スーパーチャージャーの採用例が増えることはなかった。最高出力を向上する目的で過給機の採用例が増えた日本の自動車業界であったが、自動車による環境負荷を低減することが注目されるようになると最高出力競争が下火になり、過給器を搭載する乗用車は一時的に少なくなった。2010年代から、小排気量のエンジンに過給機を搭載するダウンサイジングコンセプトが世界的に認知され始めたが、ターボチャージャーが主流であり、機械式スーパーチャージャーの採用は一部^{[注釈 2]}に留まっている。2023年現在国内外で市販されている日本メーカーの乗用車でスーパーチャージャーを搭載しているのは、MAZDA3のみとなっている。 (ただし、マツダは高応答エアサプライと呼んでおり、スーパーチャージャーの扱いではないとしている)

民生デイゼル工業（現：UDトラックス）

米国ゼネラルモーターズ (GM) が1938年に実用化したユニフロー スカベンジング ディーゼルエンジンのライセンスを、戦後に民生デイゼル工業（現：UDトラックス）が取得し、1955年（昭和30年）から「UDエンジン」の名前で生産をはじめた。そのエンジンの掃気に二葉式ルーツブロアーを利用し、日本初の量産スーパーチャージドエンジンであった。エンジンはモジュラー設計で、直列3、4、5気筒とV型8、12気筒をラインナップしていたが、2サイクルエンジンの廃止に伴って掃気用のスーパーチャージャーは採用されなくなった。

トヨタ自動車

AW11型後期のMR2、AE92と101型のMT車のみカローラレビン、スプリンタートレノの4A-GE型、GS121と131型クラウン、GX81型前期のみマークII、チェイサー、クレスタの1G-GE型、TCR20型エスティマの2TZ型の各エンジンにスーパーチャージャー付きの設定があった。それぞれ、自然吸気の仕様から圧縮比を下げ、エンジンルーム内の部品配置を変更し、ルーツ式が組み合わされた。スーパーチャージャーへの動力伝達は電磁クラッチを介して行われ、車速やスロットル開度、エンジン回転数を検知して、スーパーチャージャーが抵抗になるような条件下ではクラッチを切り、出力損失を抑える制御とされていた。アイドリング時にはスーパーチャージャーが駆動されず、スロットル開と車速信号を検出するとクラッチが接続されて駆動する。2017年（平成29年）に限定生産されたヴィッツGRMNにもスーパーチャージャーが搭載された。

日産自動車

日産では、スーパーチャージャーとターボチャージャーを組み合わせた、ツインチャージャーエンジンのMA09ERT型がマーチRとマーチスーパーターボに搭載された。

2012年（平成24年）9月、ダウンサイジングコンセプトによる小型車向けの燃費向上策として、直列3気筒の1.2リットルHR12DDR型では直噴ミラーサイクル化とスーパーチャージャーとを組み合わせ、同社のE12型ノートに搭載された。ミラーサイクルにより高効率化を図るとともに、その欠点であるトルクの低下に対して1.5リットル相当の動力性能も得るために、必要により機械式スーパーチャージャーを作動させて過給している^[13]。

富士重工業（現：SUBARU）

1988年（昭和63年）式レックスで、それまでのターボに代わってスーパーチャージャーが採用された。^{[注釈 3]}吸気管内圧力を利用して開閉する過給気バイパスバルブにより走行負荷状態に応じて過給をオン・オフする方式とを採用した。その後、ヴィヴィオ、プレオ、R1、R2、ステラでもスーパーチャージャーを採用し、プレオでは燃費対策として、日本車として初めて低圧過給（マイルドチャージ）を採用した。軽商用車ではサンバーにスーパーチャージャーが搭載されたが、エンジンルームのスペースの都合上インタークーラーは装備されなかった。

ダイハツ工業

1987年（昭和62年）にハイゼットトラックのEB型550 ccエンジンで採用されたものの、補機スペースの関係でエアコンとの同時装着ができないなど制約が多く、660 cc化された際に廃止された。

スズキ

1987年（昭和62年）にキャリイで採用され、1989年（平成元年）に実施された大規模なマイナーチェンジの際に廃止された。

三菱自動車工業

1986年（昭和61年）発売のS10系2代目デボネアVの2,000 cc V6（6G71型エンジン）モデルで初めて採用された。続いて1987年（昭和62年）に軽トラックの三菱・ミニキャブ、軽ワンボックスの三菱・ブラボーでU14/U15T（548 cc、直列3気筒3G81型エンジン）に採用され、1990年（平成2年）に660 ccモデルが追加された後も併売された。

マツダ

1993年（平成5年）10月に発売されたユーノス・800で、量産車初のミラーサイクルエンジンであるKJ-ZEM型 V6 DOHC 2,300 ccエンジンにIHI製リショルム・コンプレッサーが採用された。また、2019年（令和元年）からMAZDA3に搭載されたSKYACTIV-Xには、イートン製のスーパーチャージャーが採用されているが、これはマツダが「高応答エアサプライ」と呼ぶ「送風機」で、過給器の扱いではない^[14]。

本田技研工業

2013年（平成25年）にCR-Zがマイナーチェンジした際に、M-TECが遠心式スーパーチャージャーを搭載したコンプリートカーのMUGEN RZを300台限定で販売した^[15]。

川崎重工業（二輪車製造事業部、現：カワサキモータース）

Ninja H2シリーズ（H2、H2R、H2SX）及びZ H2に、スーパーコンピュータ「京」でインペラの気流解析を行い開発した遠心式スーパーチャージャーを搭載。日本国内でスーパーチャージャーを装備した車種はこの4車種のみであり、H2・H2Rはパワー型、H2SX・Z H2はバランス型スーパーチャージャーとされている。

北米向け車種でスーパーチャージャーの採用例は多く、ジャガー、ランドローバー、メルセデス・ベンツなどの欧州各メーカーが、主に北米向けとしてスーパーチャージャー装備車をラインナップしている。また、アフターマーケット用にルーツブロアーやリショルムコンプレッサーが市販されており、ライトトラックの動力性能向上のためにも利用されている。北米日産が生産するピックアップトラックのフロンティアと、それをベースとした廉価SUVである、エクステラのハイパフォーマンスバージョンとして、V6、3.3Lガソリンエンジンにスーパーチャージャーを追加した、VG33ER型がある。

ヨーロッパではメルセデスベンツがルーツブロアーおよびリショルムコンプレッサーを使用している。直列4気筒にはルーツブロアーが組み合わされ、AMGモデルのV6、V8にはリショルムコンプレッサーが組み合わされる。リショルムコンプレッサーについては大排気量のV8エンジン63エンジンに置き換えられつつある。

オートバイ用エンジンでもプジョー・モトシクルから、スーパーチャージャー搭載のスクーターであるプジョー・ジェットフォース・コンプレッサーが、2005年から数年間販売されていた。

• 過給機
• リショルム・コンプレッサ
• プレッシャーウェーブ・スーパーチャージャー
• ツインチャージャー
• ターボチャージャー
• チャンバー

この記事は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。 出典を追加して記事の信頼性向上にご協力ください。（このテンプレートの使い方） 出典検索?: "過給機" – ニュース · 書籍 · スカラー · CiNii · J-STAGE · NDL · dlib.jp · ジャパンサーチ · TWL (2009年4月)

過給機（かきゅうき、Supercharger）とは、内燃機関（Internal Combustion Engine, ICE）が吸入する空気の圧力を吸気口の圧力^[1]以上に高める補機の総称である。なお、「スーパーチャージャー」を特に機械式過給機のみを指すものとし、排気タービンを駆動源としたもの（いわゆるターボチャージャー）とは別と扱う場合も多い。圧縮機（コンプレッサー、英: compressor、独: Kompressor）の一種、ないし、吸気を圧縮して供給することに特化した圧縮機といえる。

過給機は内燃機関が吸い込む空気の圧力、すなわち密度を高くすることで酸素を多く取り込み、より高い燃焼エネルギーを得るための補助装置である。大気圧以上の圧力で空気を燃焼室に送る発想は古くから存在し^[2]、航空機が発達する以前より開発されていた。航空機が発達すると飛行高度が徐々に高くなり、それに伴って気圧（空気密度）が低くなるため、高高度での性能向上を図って過給器の開発が進み、第二次世界大戦時の軍用機には必須の装備となった。第二次世界大戦後、航空機にはジェットエンジンやターボプロップエンジンといったガスタービンエンジンが普及し、これらのエンジンにも取り込んだ空気を圧縮する機構がエンジンの一部として備わるが、この場合は過給機とは呼ばない。過給機は船舶、鉄道車両、自動車といった輸送機械のエンジンだけでなく、農業機械、建設機械、発電機などの産業用エンジンにも広く採用されている。

燃焼室に混合気を吸入し圧縮する火花点火機関では、過給により混合気が高温高圧となってデトネーションが発生しやすくなるため圧縮比、空燃比、最大過給圧、点火時期を緻密に制御しなければならないのに対し、空気のみを圧縮するディーゼルエンジンはその心配がない。また、ディーゼルエンジンは正常燃焼する空燃比の幅が広く、過給機によって送られた空気の流れを妨げるスロットルバルブを持たないこともあり^[3]、過給機との相性が良い。いずれの場合もエンジン強度に応じて最大過給圧が定められていて、ウェイストゲートバルブなどで圧力が制御される。

モータースポーツでは、自然吸気エンジンに対して排気量を制限することがあるが、過給を許している場合は自然吸気より少ない排気量に設定されたり、その最大過給圧に制限が加えられることも多い。JAFの国内競技規則によると、スピード競技の場合は過給機付きの車両は排気量を1.7倍して排気量別クラスに分類される^[4][5]。

過給機は大きく分けると、排気の流れを受けるタービンでコンプレッサを駆動する排気タービン式過給機（エキゾーストタービンスーパーチャージャー、英: Exhaust turbine super charger）と、主機であるエンジンの回転や電動機によって駆動する機械式過給機（メカニカルスーパーチャージャー、英: Mechanical super charger)、過給圧を排気の圧力波から直接得るプレッシャーウェーブ・スーパーチャージャーに分類することができる。

• 機械式過給機
  • 遠心式コンプレッサー
  • ルーツ・ブロアー
  • リショルム・コンプレッサ
  • スパイラル・コンプレッサ
  • ベーンポンプ
  • レシプロポンプ
• 排気タービン式過給機
  • 遠心式コンプレッサー
• プレッシャーウェーブ・スーパーチャージャー

• 圧縮機
• 過給圧
• ダウンサイジングコンセプト
  • ブーストアップ
• 自動車用エンジンの過給方式
  • ビッグシングルターボ
  • ツインターボ
  • ツインチャージャー
• 過給器に付随する部品群
  • ウェイストゲートバルブ
  • ブローオフバルブ
  • インタークーラー
  • ミスファイアリングシステム
  • ブーストコントローラー
  • ブースト計