JPH0361618A - エンジンの過給装置 - 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、エンジンの過給装置に関する。特に本発明は
、吸気入り口から吸気吐出口に至る間に吸気が圧縮され
る、いわゆる内部圧縮のあるエンジンの過給装置に関す
る。

〔従来技術〕

内燃式のエンジンに使用される過給装置には種々の形式
がある。このうち、スクリュー式のような内部圧縮のあ
る過給装置は、容積効率を高めることができ、かつ全体
の断熱効率を向上できる可能性を持つ点で注目されてい
る。この内部圧縮のある形式の過給装置を使用する場合
、エンジンの低負荷または部分負荷運転状態では過給装
置の内部圧縮のためにポンプ損失を生じるので、このポ
ンプ損失を軽減することが必要である。

通常は、電磁クラッチを介して過給装置を駆動手段に連
結し、過給を必要としないエンジン運転状態でこの電磁
クラッチを遮断して、過給装置の駆動を断っている。し
かし、この種の過給装置は駆動抵抗が大きく、かつ過給
装置が非駆動状態で空転し難いため、電磁クラッチの遮
断状態から接続状態に移行するときの、クラッチ接続に
よるショックが大きくなる。このショックを防止するた
めに、過給が必要でない低負荷運転状態でも比較的低回
転領域でクラッチの接続を行なわねばならなくなり、エ
ンジンの負荷が無用に増加する。

したがって、過給を必要としないエンジンの運転状態で
の過給装置の内部圧縮を無くするか、あるいは大幅に軽
減することが望ましい。過給装置の内部圧縮が無くなる
か、あるいは大幅に軽減されると、過給装置が非駆動状
態で空転できるようになり、クラッチ接続時に駆動側の
回転数と過給装置の回転数との間に著しい差が生じなく
なる。

その結果、クラッチ接続によるショックが軽減でき、し
たがって低負荷運転状態でクラッチを接続する回転数を
高めることができる、という利点も得られる。

特開昭６３−１．７０５２４号公報には、スクリュー式
過給機をターボ式過給機と併用する形式の過給装置にお
いて、部分負荷運転時にスクリュー式過給機の有効スト
ロークを減少させてポンプ損失の軽減をはかることが提
案されている。すなわち、この公知の過給装置では、ス
クリュー式過給機に軸方向に摺動する弁を設け、この弁
を移動させることにより吸気入り口側を開放して過給機
の有効ストロークを減少させるように構成されている。

この公知のスクリュー過給機は、エンジンの低負荷また
は部分負荷運転時に、過給機の有効ストロークを減少さ
せるだけであるため、内部圧縮は依然として残り、ポン
プ損失を十分に軽減できない、という問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、内部圧縮を有するエンジンの過給装置におい
て、低負荷または部分負荷運転状態での内部圧縮を効果
的に低減することを解決すべき課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明においては、内部圧縮
がある形式の過給装置の複数の圧縮室をハウジング端面
において互いに連通させる手段を設ける。すなわち、本
発明によるエンジンの過給装置は、ハウジングと、該ハ
ウジング内で軸線まわりに回転自在に配置されたロータ
とからなり、該ハウジングは、ロータを囲むように配置
されたセンターハウジング部と、センターハウジング部
の軸方向両端部に配置された端部ハウジング部とから構
成される。ハウジングはロータとの間に周方向に隣接す
る複数の圧縮室を形成する。また、ハウジングには、複
数の圧縮室の少なくとも一つに連通する吸気入り口と、
吸気入り口に連通していない圧縮室の少なくとも一つに
連通ずる吸気吐出口とを有し、ロータの回転に伴って圧
縮室が吸気入り口に連通ずる吸入領域から、吸気入り口
との連通を断たれロータの回転に伴って次第に容積を減
少させられて内部圧縮を生じる内部圧縮領域を経て、吸
気吐出口に連通ずる吐出領域に順次移動するように構成
される。本発明は、このような形式のエンジンの過給装
置において、端部ハウジング部の少なくとも一方に、複
数の領域にある複数の圧縮室にわたる範囲に開口を形成
し、該開口に軸方向に移動可能なピストンを配置し、エ
ンジンの運転状態に応じてこのピストンを軸方向に移動
させる駆動手段を設けることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、過給機の端部ハウジング部の少なく
とも一方に、複数の領域にある複数の圧縮室にわたる範
囲に軸方向に移動可能なピストンを配置し、エンジンの
運転状態に応じてこのピストンを軸方向に移動させる駆
動手段を設けるので、通常は、このピストンをロータの
端面に接触状態に保持することにより、各々の圧縮室を
互いに仕切られた独立状態とすることができ、また過給
を必要としないエンジン運転領域、たとえばエンジンの
無負荷あるいは低負荷運転領域で、駆動手段を作動させ
て、ピストンをロータ端面から離れる方向に移動させる
と、異なる領域にある圧縮室が互いに連通して、過給機
の内部圧縮が抜かれることになる。たとえば、内部圧縮
領域にある圧縮室が吸入領域にある圧縮室および吐出領
域にある圧縮室に連通し、圧縮が抜かれる。

ピストンは、一つのロータの端を全体として覆うように
形成することができ、広い面積で圧縮室間の連通を行う
ことが可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図に本発明の実施例によるエンジンの
過給装置を示す。この過給装置１は、ハウジング２内に
配置された一対のロータ３．４を有する。ロータ３は、
らせん状に形成されたねじ溝３ａを有する雌ロータであ
り、ロータ４はらせん状に形成された゛ねじ条４ａを有
する雄ロータである。これらロータ３．４は、ハウジン
グ２内に互いに平行に配置され、第３図に示すように雌
ロータ３のねじ溝３ａに雄ロータ４のねじ条４ａが噛み
合っている。ハウジング２はセンターハウジング２ａと
、該センターハウジング２ａの両端に取り付けられた端
部ハウジング２ｂ、２Ｃとからなる。本実施例では、端
部ハウジング２ｂ、２Ｃはともにセンターハウジング２
ａと別体に形成されているが、その一方はセンターハウ
ジング２ａと一体に形成してもよい。

第３図に示すように、ロータ３．４は、ハウジング２と
の間に周方向に隣接する複数の圧縮室２ｄ、２ｅを形成
している。端部ハウジング２ｂには軸方向に開口する吸
気入り口５が形成されている。端部ハウジング２Ｃには
軸受は板６が取り付けられ、該軸受は板６には端板７が
取り付けられている。ロータ３．４は、その軸３ｂ、４
ｂが、一方では軸受け８により端部ハウジング２ｂに回
転自在に支持され、他方では軸受は板６上の軸受け１０
により回転自在に支持されている。軸受は板６の外側で
、ロータ３．４の軸３ｂ、４ｂには互いに噛み合う歯車
３Ｃ％４Ｃが設けられる。端板７には軸受け１１．１２
を介して軸１３がロータ３の軸３ｂと同軸に支持されて
いる。軸１３上にはプーリ１４が配置され、このプーリ
１４は軸１３上に設けられた電磁クラッチ１５により、
切り離し可能に軸１３に結合される。軸１３には歯車１
６が設けられ、この歯車１６はロータ４の軸４ｂに設け
た歯車１７と噛み合う。センターハウジング２ａには、
端部ハウジング２ｃ側の端部に吸気吐出口１８が形成さ
れている。

図には示していないが、プーリ１４はベルトを介してエ
ンジンのクランク軸に設けたプーリに連結されており、
電磁クラッチ１５が接続状態にあるとき、過給装置ｌの
ロータ３．４はエンジンのクランク軸により回転駆動さ
れる。ロータ３．４が駆動されると、その回転に伴い、
ハウジング２内に形成される圧縮室２ｄは周方向に移動
し、次第に容積が減少して内部圧縮を生じる。この状態
を第４図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ１、（ｄ）、（ｅｌに示
す。

第４図（ａ）において、矢印はロータ３．４の回転方向
を示し、ロータ３とハウジング２との間に形成される３
個の圧縮室２（１−Ｌ　２ｄ−２，２ｄ−３およびロー
タ４とハウジング２との間に形成される３個の圧縮室２
ｅ−１，２ｅ−２，２ｅ−３はいずれも吸気入り口５と
連通ずる吸入領域にあるが、最も位相の進んだ圧縮室２
ｄ−１，２ｅ−１は吸気入り口５との連通が断たれる直
前の位置にある。

第４図（ｂ）において、圧縮室２ｄ−１，２ｅ−１は吸
気入り口５との連通を断たれ、かつこれら２つの圧縮室
２ｄ−１，２ｅ−１は互いに連通し、内部圧縮領域にあ
る。第４図（Ｃ）、（ｄ）は第４図（ｂ）の位置から後
の状態を順に示すもので、図から明らかなように、最も
位相が進んだ圧縮室２ｄ−１，２ｅ−１は次第に容積が
減少し、内部の吸気は圧縮される。第４図Ｆｄｌは最も
圧縮が進んだ状態を示し、圧縮室２ｄ−１，２ｅ−１は
吸気吐出口１８に開口する直前の位置にある。第２図お
よび第３図に影線で示す領域３６が過給空気の吐出領域
であり、この吐出領域３６が吸気吐出口１８に連通ずる
。最も位相が進んだ圧縮室２ｄ−１，２ｅ−１は、第４
図（ｄ）に示す位置を過ぎた直後にこの吐出領域３６に
入り、その後は第４図（ｅＪに示すようにさらに容積を
減少して吸気を吐出口１８に吐出する。

したがって、通常の過給運転状態では、吸気入り口５か
ら過給装置ｌ内に吸入された空気は、吐出領域３６に至
るまでの間に圧縮され、吐出領域３６で吸気吐出口１８
から吸気通路２０に吐出される。

第３図に示すように、本発明のこの実施例においては、
端部ハウジング２Ｃには、ロータ３の吸気吐出口１８側
端面３Ｃの全体を覆う位置に、開口３７が形成されてい
る。この間口３７にはピストン３８が軸方向摺動自在に
配置される。ピストン３８は、ロータ３の軸３ｂ上の軸
受け３９により、該軸３ｂに支持される。ピストン３８
は、周方向に間隔をもって配置された複数のスプリング
４０によりロータ３の端面３Ｃに向けて付勢されている
。ピストン３８をロータ３の端面３Ｃから離れる方向に
駆動するために、ソレノイド４１が設けられる。ソレノ
イド４１が励磁されると、ピストン３８がロータ３の端
面３Ｃから離れる。その結果、ピストン３８とロータ３
の端面３Ｃとの間に間隙ができ、ロータ３とハウジング
２との間に形成される圧縮室２ｄが互いに連通ずること
になる。したがって、圧縮領域の吸気は吸入領域あるい
は吐出領域に流れることができ、内部圧縮が解除される
。

ソレノイド４０はエンジンの特定の運転領域、たとえば
エンジンの低負荷または無負荷運転領域において励磁さ
れ、ピストン３８を駆動する。第２図に示すように、ピ
ストン３８を支持する軸受け３９は、ロータ３の端面に
隣接する位置にフランジ３９ａを有する。ピストン３８
は、このフランジ３９ａに対応する段部３８ａを有し、
この段部３８ａと軸受け３９のフランジ３９ａとの間の
嵌合により、ラビリンス効果を利用したシール性の向上
を期待することができる。必要とあれば、ピストン３８
の摺動面にラビリンス溝を形成してもよい。

図示の実施例においては、ハウジング２の端部ハウジン
グ２Ｃには、ピストン３８の背後の室４２を吸気吐出口
１８に通じる通路４３に接続する連通路４４が形成され
ている。この構成では、ソレノイド４１が励磁されてい
ない通常の作動状態において、吸気吐出口１８からの吐
出圧力がピストン３８の背後の室４２に導かれ、ピスト
ン３８をロータ３の端面３Ｃに向けて付勢する。したが
って、ピストン３８とロータ３の端面３Ｃとの間のシー
ルを確実にすることができる。

図に示す実施例においては、端部ハウジング２Ｃの開口
３７および該開口３７内を摺動するピストン３８は、雌
ロータ３の端面に対応する位置に形成されている。この
形式の過給機では、雌ロータ３が雄ロータ４より直径が
小さいので、この配置を採ることにより、小さい面積の
ピストンで確実な圧縮抜きの効果を達成することができ
る。また、ピストン３８を引っ張りばねによりロータ３
から離れる方向に付勢し、ソレノイドによりロータ３の
端面３Ｃに押し付ける構成とすれば、エンジンの低負荷
運転時にソレノイドを励磁するための電力を必要としな
くなるので、燃料経済性の面から有利である。

〔効果〕

以上述べたように、本発明においては、ロータの端面に
隣接する端部ハウジング部に、周方向に隣接する複数の
圧縮室にわたる範囲で開口を形威し、この開口には、軸
方向に移動可能なピストンと、エンジンの運転状態に応
じて該ピストンを軸方向に移動させる駆動手段を設けた
ので、過給を要しないエンジンの運転状態で、該ピスト
ンを駆動することにより過給機の内部圧縮を確実に解除
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すスクリュー式過給装置
の斜視図、第２図は本発明の過給装置の縦断面図、第３
図は横断面図、第４図（ａ）　（ｂ）　（Ｃ）　（ｄ）
　（ｅ）は圧縮室の容積変化を示す概略図、第５図は第
２図のＶ−ｖ線における断面図である。 ■・・・・過給装置、２・・・・ハウジング、３・・・
・雌ロータ、３ａ・・・・ねじ溝、４・・・・雄ロータ
、４ａ・・・・ねじ条、５・・・・吸気入り口、１８・
・・・吸気吐出口、３７・・・・開口、３８・・・・ピ
ストン４０・・・・スプリング、４１・・・・ソレノイ
ド第１図 ｅ ３ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングと、前記ハウジング内で軸線まわりに
   回転自在に配置されたロータとからなり、前記ハウジン
   グは、前記ロータを囲むように配置されたセンターハウ
   ジング部と、前記センターハウジング部の軸方向両端部
   に配置された端部ハウジング部とから構成され、前記ハ
   ウジングは前記ロータとの間に周方向に隣接する複数の
   圧縮室を形成しており、前記ハウジングには前記複数の
   圧縮室の少なくとも一つに連通する吸気入り口と前記吸
   気入り口に連通していない圧縮室の少なくとも一つに連
   通する吸気吐出口とを有し、前記ロータの回転に伴って
   前記圧縮室は前記吸気入り口に連通する吸入領域から前
   記吸気入り口との連通を断たれ前記ロータの回転に伴っ
   て次第に容積を減少させられて内部圧縮を生じる内部圧
   縮領域を経て前記吸気吐出口に連通する吐出領域に順次
   移動するようになったエンジンの過給装置において、前
   記端部ハウジング部の少なくとも一方には、複数の領域
   にある複数の圧縮室にわたる範囲に開口が形成され、前
   記開口には、軸方向に移動可能なピストンと、エンジン
   の運転状態に応じて前記ピストンを軸方向に移動させる
   駆動手段が設けられたことを特徴とするエンジンの過給
   装置。