JPH0323318A - 機械駆動式過給機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野Ｊ 本発明は、内燃機関に備えられてその過給を行う機械駆
動式過給機に関する． ［従来の技術］ 近来にあっては、内燃機関に過給する装置として、その
排気ガスエネルギを利用する過給機（ターボチャージャ
）の他に、回転動力によって機械的に駆動さわる機械駆
動式過給機が使用されている． 第４図に示すように、従来この種の機械駆動式過給ｌｌ
ｌとしては、スクリュー状の歯湧２を有したねじ形ロー
タ３と、このねじ形ロータ３を収容するケーシング４と
で構成されたものが提案されており、このケーシング４
の内壁に、内燃機関５の吸気通路６に接続する吸入ポー
ト７及び吐出ポート８が形成されている． ねじ形ロータ３には、内燃機関５のクランク軸９から、
その回転駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達系１０
が連結されている．そして、ねじ形ロータ３が回転する
に従って、歯湧２とケーシング４の内壁との間の容積が
変化することを利用して、吸入ポート７から取り入れた
空気を軸方向Ａに送りつつ、吐出ポート８までの区間で
圧縮するようになっている． また要求される過給圧は、内燃機関５の運転状５ｌ（負
荷）により変化するが、機械駆動式過給機１の吐出圧力
（圧力比）は、ねじ形ロータ３の有効軸長や歯形状等に
よって固有の値となる．従って、過大な圧力となるよう
な場合は、吸気通路６に設けたバイパス路１１のバイパ
ス弁１２を’１１９１装置（図示せず）により作動させ
て圧気を逃がすか、或いは駆動伝達系１０に設けた電磁
クラッチ１３を切断してねじ形ロータ３の回転を停止さ
せるかして、その吐出圧力を制限するようになっている
． このように構戒された機械駆動式過給機１は、夕一ボチ
ャージャでは困難であった、排気ガス流量の少ないエン
ジン低負荷時〈部分負荷時）において確実に過給できる
と共に、作動遅れ（ターボラグ）のない過給装置とする
ことができる．［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来の機械駆動式過給機１においては、
内燃機関５の高負荷時に所望の過給圧が得られるように
形成した場合は、低負荷時には、バイパス弁１０を開放
して圧縮した空気をバイパスｎ９に逃がすことになる． 即ち第５図の過給機指圧線図に示すように、初期圧ｐａ
の吸入空気を固有の所定圧力Ｐ０になるまで圧縮した後
に、低負荷時において要求される過給圧ｐｂまで減ぜさ
れて過給することになる．このため低速運転時には、こ
の吸入一圧縮一吐出行程における駆動力（第５図中、斜
線で示した面積Ｓ，）のうち、言わば圧縮し過ぎた分（
図中８２）だけ無駄に消費していることとなり、エンジ
ン性能に悪影響を与えているという問題があった．そし
てこの減圧は、急激な体積膨張を伴うことで、騒音の発
生ともなっていた． 一方、低負荷時において所望の過給圧が得られるように
吐出圧力を設定し、高負荷に′＠磁クラッチ１１を切断
する場合においては、高速回転している駆動伝達系１０
に対してねじ形ロータ３がＯＮ−ＯＦＦで接続すること
になり、運転フィーリングに悪影響を及ぼすことになる
． そこで本発明は、上記事情に鑑み、低負荷時における駆
動力の低減ができ、しかも運転フィーリング等への影響
のない機械駆動式過給機を提供すべく創案されたもので
ある． ［ｉｉＩＩｗｉを解決するための手段］本発明は、ねじ
形ロータを収容するケーシングに形成された吐出ポート
の圧送方向上流開に副吐出ポートを形成し、この副吐出
ポートに、内燃機関の運転状況に応じて開閉する弁手段
を設けたものである． ［作　用］ 上記構成によって、高負荷時には弁手段によって副吐出
ポートを閉成して、所定圧力に圧縮した空気を吐出ポー
トから過給する．また低負荷時には副吐出ポートを開放
することで、圧縮途中の空気を吐出させ、内燃機関の要
求する過給圧に実質的に減ずる． ［実施例］ 以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する． 第１図は、本発明に係るａ械駆勤式過給機の−実施例を
示したものであり、従来と同様の構成には同一符号を付
し、その説明を省略する．このａ械駆動式過給機は、ケ
ーシング４の吐出ポート８の圧送方向Ａ上流側に副吐出
ポート２１が形戒されていると共に、この副吐出ポート
２１に、内燃機関５の運転状況に応じて開閉する弁手段
２２が設けられて構成されている． 副吐出ポート２１は、吐出ポート８から４？ＩＩ２の１
ピッチ程度の長さだけ隔てられて位置され、その径方向
外方には、吐出側フランジ２３に連続する拡張部２４が
形成されており、副吐出ポート２１からの圧気を適宜吸
気通路６へと導くようになっている 弁手段２２は、副吐出ポート２１に係合する弁体２５と
、弁体２５を適宜開閉作動させるための弁駆動千段２６
とで構戒されている． 弁体２５は、副吐出ポート２１の開口面積と同等の広さ
を有する円板で成り、略径方向に延出された弁ロッド２
７が取り付けられている．弁ロッド２７には、作動レバ
２８及びスプリング２９が備えられ、弁ｔＩＥ２５を副
吐出ポート２１を閉或する方向に付勢するようになって
いる． 弁駆動手段２６は、内燃機関５の低負荷時に、弁体２５
を副吐出ポート２１から離間させるべく形成されている
，本実施例にあっては、アクセルの踏み込み状態によっ
て、弁＃２５を作動させるようになっており、アクセル
ペダル３０が踏み込まれていない位置に設けられた近接
センサ３ｌと、弁ロッド２７の端部に設けられた金属板
３２に対向された電磁石３３と、近接センサ３１からの
信号を電磁石３３の励磁ｔ流に変換増幅する変換器３４
とにより構成されている．電磁石３３は、励磁されたと
きに、スプリング２９の付勢力に打ち勝つような吸引力
を発揮するように形成されている． 次に本実施例の作用を説明する． アクセルベダル３０が踏み込まれた内燃機関５の高負荷
時にお゜いては、弁体２５は、スプリング２９の付勢力
によって、副吐出ポート２１を塞いだ状態に係合される
．ねじ形ロータ３は、クランク軸からの駆動力により回
転されて、ケーシング４内に吸入された空気を所定の吐
出圧Ｐ０になるように圧縮し、吐出ポート８から吸気通
路６を経由して、内燃機関のシリンダへと供給する．そ
して低負荷時においては、近接センサ３１がそのアクセ
ルベダル３０の位置（第１図中、一点鎖線にて示す）を
検出して信号を発信する．この信号により、電磁石３３
が励磁されて弁ロッド２７を吸引し、弁体２５を副吸気
ポート２１から離間する方向に移動させる．副吸気ポー
ト２１からは、破線矢印にて示すように、所定圧Ｐ０に
達しない圧縮途中の空気が吐出され、圧力Ｐ１　（＝Ｐ
ｂ）の吸気となって内燃機関５に供給される．このよう
に、吐出ポート８の圧送方向Ａ上流側に副吸気ポート２
１を形成し、これを適宜開閉する弁手Ｐ１２２を設けた
ので、低負荷時に余計な圧縮仕事をしないことで、駆動
力の削減が達成される．即ち、この時の駆動力は、第２
図に示すように、余計な部分がカットされた状！ＩＡ（
ＳＩ−８２》となるものである． 従って、エンジン性能に悪影響を与えることがなく、ま
たねじ形ロータ３は、負荷状態とは無間係にエンジン運
転中には常時回転されている状態になるので、運転フィ
ーリングに悪影響を及ぼすことがない．そして、吐出圧
と過給圧との不一致による騒音の発生も防止される． また従来の機械駆動式過給機１においては、吸気通路６
にバイパス弁１２を有したバイパス路１１を形或しなけ
ればならず、これを削減することが、省スペースを図る
上での課題になっていた．本発明においては、このバイ
パス路１１が不要になるので、省スペースが得られるこ
ととなる．そして本実施例にあっては、弁体２５の開閉
動作がアクセル動作に連動するように弁駆動千段２６を
形成したので、運転状況に応じて自動的に過給圧の調節
ができる． なお、弁駆動手段２６は第１図に示したような楕或に限
らず、例えば弁体２５を往復移動させるようなエアシリ
ンダ等を設けて、これを適宜作動させるようにしてもよ
い．また、従来のバイパス弁あるいは電磁クラッチを作
動させるための制御装置を利用することもできる．さら
に、弁開閉動作のタイミングを自動的に行うようにせず
、弁手段２２を作動させる手動スイッチを設けて、運転
者により任意に操作できるようにしても構わない．次に
第３図によって、本発明の他の実施例を説明する． この実施例にあっては、前記実施例と同様の副吸気ポー
ト２１に、可撓性を有した弁手段たる弁体４１が設けら
れて構成されている． この弁体４１は、副吐出ポート２１を閉塞するような大
きさを有し、その一端がケーシング４に固定されている
．そして、その可視性は、副吸気ポート２１位置でのケ
ーシング４内の圧力が、その外側の圧力よりも大きくな
った時に、その差圧によって外側へ折り曲げられるよう
に形或されている．即ち、低負荷時において、圧ａ途中
の空気圧力Ｐ１が、内燃機関５が要求する過給圧ｐｂを
上回ったときに、副吸気ポート２１を開放するようにな
っている． この実施例によれば、弁体４１を副吐出ポート２１に設
けるだけの簡単な楕成で、低負荷時の圧力調節ができ、
駆動力の削減が達成される．そのほかの構成及び作用効
果は、前記実施例と同様であるので、省略する． ［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する． 吐出ポートの圧送方向上流側に副吐出ポートを形威し、
これに内燃機関の運転状況に応じて開閉する弁手段を設
けたので、低負荷時に副吐出ポートから圧縮途中の空気
を吐出させることで、運転フィーリング等への影響なし
に所望の圧力に調節することができ、その駆動力の削減
が達成される．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる機械駆動式過給機の一実施例を
示した構成図、第２図はその作用を説明するための過給
機指圧線図、第３図は本発明の他の実施例を示した構成
図、第４図は従来の機械駆動式過給機を示した構成図、
第５図はその作用を説明するための過給機指圧線図であ
る． 図中、３はねじ形ロータ、４はケーシング、５は内燃機
関、８は吐出ポート、２１は副吐出ポート、 ２２は弁手段、 Ａは圧送方向である．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ねじ形ロータを収容するケーシングに形成された吐
   出ポートの圧送方向上流側に副吐出ポートを形成し、該
   副吐出ポートに、内燃機関の運転状況に応じて開閉する
   弁手段を設けたことを特徴とする機械駆動式過給機。