JPH0337326A - 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］ 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、車両等の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れ
る機械駆動式過給機が使用されている。

第５図に示すように、従来この種の機械駆動式過給ａｔ
としては、スクリュー状の歯溝２を有した二軸式のねじ
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、このゲージ
ング４の内壁に、内燃機関５の吸気通路６に接続される
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、ｔ１１消２とゲージング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の運転状況（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を制御装ｒａ、（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。

このように構成された機械駆動式過給機１は、ターボチ
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）を防止することができ
る。

なお吸入ポート７は、図示したような軸方向に沿つ・て
延長された吸入路１４を有したもののほか、軸端側の周
方向に沿って吸入路を形成した方式のものもある。

［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ｆｉｌ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１２を開
放して圧縮した空気をバイパス路１１に逃がすことにな
る。そして圧縮した空気を逃がしてもｎｌｌ反圧下がら
ないときは、吸入路６の上流側に設けた絞り弁１５によ
って吸入側の圧力を下げて、所望の吐出圧にするように
していた。

即ち第６図の過給機指圧線図に示すように、吸入圧Ｐｌ
を大気圧ｐａよりも下げておき、ねじ形ロータ３の回転
によりその固有の圧力比で所定の吐出圧Ｐ２とし、所望
の過給圧ｐｂを得るようにしていた。

このため低速運転時には、この吸入−圧縮−吐出行程に
おける駆動力（第６図中、斜線で示した面積Ｓｌ）のう
ち、大気圧Ｐａよりも低い領域で圧縮する分（図中３２
）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。

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、高負荷に電磁クラッチ１３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０Ｎ−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。

［課題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
れた吸入ポートに、その吸入路末端側を閉成する吸入制
限部材を設け、該吸入制限部材に、内燃機関の運転状況
に応じて開放させる開閉手段を設けたものである。

し作　用１ 上記構成によって、高負荷時には、開閉手段が吸入制限
部材の閉成を解除して、吸入ポートから所定風の空気を
取り入れ、所望の過給圧を得る。

また低負荷時には、吸入制限部材が吸入路を早めに閉じ
ることで吸入ポートからの空気量を減らし、この空気に
対して所定の圧縮を行って、内燃機関の要求する過給圧
とする。

［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、本発明に係る機械駆動式過給機の第一の実施
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。

この機械駆動式過給機は、ゲージング４に形成された吸
入ポート７に、その吸入路１４の末端側２１を閉成する
吸入制限部材２２が設けられ、この吸入制限部材２２に
、内燃機関５の運転状況に応じて開放させる開閉手段２
３が設けられて構成されている。

吸入ポート７の吸入＃１１４は、ねじ形ロータ３の回転
に伴い軸方向（圧送方向Ａ）に移動して行く画情２に、
理想的な量の空気が充填されるような長さとなっている
。そして吸入制限部材２２は、ゲージング４の末端側２
１端部がら圧送方向Ａ上流側へと、画情２の１ピツチの
長さ程度に延出された板で成り、吸入路１４を短縮する
ように一体的に形成されている。

本実施例にあっては、この噴入制限部材２２には副吸入
ポート２４が形成されており、これに係合する開閉弁２
５及び開閉弁２５を適宜作動させる弁駆動手段２６が設
けられている。即ち、これら副吸入ポート２４と、開閉
弁２５と、弁駆動手段２６とで、実質的に吸入制限部材
２２の閉成状態を解除できる開閉手段２３が形成されて
いる。

開閉弁２５は、副吸入ポート２４の開口面積と同等の広
さを有する円板で底生、略径方向に延出された弁ロツド
２７が取り付けられている。弁ロツド２７には、作動レ
バ２８及びスプリング２９が備えられ、開閉弁２５が副
吸入ポート２４を閉成する方向に付勢するように形成さ
れている。

弁駆動手段２６は、内燃機関の高負荷時に、開閉弁２５
を副吸入ポート２４から離間させるべく形成されている
０本実施例にあっては、アクセルの踏み込み状態によっ
て、開閉弁２５を作動させるようになっており、アクセ
ルペダル３０に設けられた位置センサ３１と、弁ロツド
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、位置センサ３１からの位置信号を電磁石３３の
励磁電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２
９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。

アクセルペダル３０が踏み込まれた高負荷時においては
、位置センサ３１がそのアクセルペダル３０の位置（第
１図中、−点鎖線にて示す）を検出して位置信号を発信
する。この信号により、電磁石３３が励磁されて弁ロツ
ド２７を吸引し、開閉弁２５を副吸入ポート２４から離
間させる方向に移動させる。

これで空気は、従来と同様に、歯溝２の容積に対して理
想的な量をもって吸入ポート７がら取り入れられ、ねじ
形ロータ３の回転により固有の圧縮比で圧縮されつつ吐
出ポート８ノ＼と送られ、吸気通路を経由して内燃機関
に過給される。

そして低負荷時においては、開閉弁２５は、スプリング
２９の付勢力によって、副吸入ポート２４を塞いだ状態
に係合される。即ち、吸入制限部材２２が、吸入ポート
７の吸入路１４の末端間２１を閉じる状態になる。これ
で取り入れられる空気は、歯溝２の容積に対する理想的
量よりも少なくなる。

従って、第２図に示すように、大気圧Ｐａで吸入された
空気は、所定の時期よりも早めに取り入れが遮断されて
、その後の吸気行程においては画情２内で膨張し、圧力
は低下する（Ｐ、）。そしてその圧力Ｐｌから固有の圧
力比を以て圧縮が開始され、所望の吐出圧Ｐ２となって
内燃機関に過給される。

このように、吸気ポート７に吸入制限部材２２を設けて
、これを開閉させる開閉手段２３を設けたので、低負荷
時の駆動力の削減が達成される。

即ち、この時の駆動力は、第２図に示したように、大気
圧Ｐａから吐出圧Ｐ２まで圧縮する分（ｓ　ｒ−８２）
だけとなるものである。

従って、エンジン性能に悪影響を与えることがなく、し
かもねじ形ロータ３は、負荷状態とは無関係にエンジン
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。

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を形成しなけ
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、このバイパス弁１２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、開閉弁２５の開閉動作がア
クセル動作に連動するように弁駆動手段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図に示したような梢戒に限
らず、例えば開閉弁２５を往復移動させるようなアクチ
ュエータを設けて、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、開閉弁２５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図及び第４図によって、本発明の第二の実施例
を説明する。

この実施例にあっては、ゲージング４の軸端側に形成さ
れた吸気ポート４１に、吸入制限部材４２及び開閉手段
４３が設けられて構成されている。

吸気ポート４１は、雄ロータ４４及び雌ロータ４５で威
るねじ形ロータ３の外周に沿って、略ω字状に回転方向
Ｂに延長された吸入路４６を有して成り、前記吸気ポー
ト７の軸方向長さに対比される回転角度を以て形成され
ている。即ち、回転移動していく出講２に、理想的な量
の空気が充填されるような大きさになっている。

そして吸入制限部材４２は、雌ロータ４５側の吸入路４
６末ｒ４Ｉ側を塞ぐ弁体で成り、開閉手段４３たる作動
ロッド４７およびロッド駆動手段（図示時）が連結され
ている０本実施例にあっては、吸入制限部材４２は、回
転角度にして約６０度に相当する末端側区間を閉塞する
ようになっている。

制限ロッド駆動手段は、第一の実施例の弁駆動手段と同
様に、低負荷時において吸入制限部材４２を閉塞側に、
高負荷時において開放側に移動させるようになっている
。

このように構成することで、吸気ポート４１が軸端的に
形成された型式のものに対しても、低負荷時の空気吸入
量を制限することにより、吐出圧を実質的に下げること
ができ、駆動力の削減が達成される。

なお、吸入制限部材４２は、舖ロータ４５側に限らず、
雄ロータ４４側に設けても、或いは両側に設けるように
しても構わない。

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。

［発明の効果コ 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発褌する。

吸入ポートにその吸入路末端側を閉成する吸入制限部材
を設け、これに内燃機関の運転状況に応じて開放させる
開閉手段を設けたので、低負荷時の空気吸入量を制限す
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第一の実施
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図は本発明の第二の実施例を示し
た要部側面図、第４図はその正面図、第５図は従来の機
械駆動式過給機を示した構成図、第６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はゲージング、５は内燃機
関、７は吸入ポート、１４は吸入路、２２は吸入制限部
材、２３は開閉手段である。

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吸
   入ポートに、その吸入路末端側を閉成する吸入制限部材
   を設け、該吸入制限部材に、内燃機関の運転状況に応じ
   て開放させる開閉手段を設けたことを特徴とする機械駆
   動式過給機。