JPH11125127A

JPH11125127A - 内燃機関用機械駆動過給機

Info

Publication number: JPH11125127A
Application number: JP9306435A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Tazaki; 豊田崎
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1999-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】目的とする過給圧に応じたリショルムのロータ
回転数および内部圧縮率の設定が可能な内燃機関用機械
駆動過給機を提供する。【解決手段】内燃機関の駆動力によりハウジング１０内
で螺旋状ロータ１２が回転し、ロータ軸方向のハウジン
グの一端に形成された吸入口１３から導入された空気
が、ハウジングの他端に形成された第１の吐出口１４に
至る間に加圧される内燃機関用機械駆動過給機１であ
り、第１の吐出口１４の吐出量を制御する第１の吐出側
制御弁Ｂと、ハウジング１０のロータ軸方向の途中に形
成された少なくとも一つの第２の吐出口１５と、第２の
吐出口１５の吐出量を制御する第２の吐出側制御弁Ａと
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気系
に用いられる機械駆動過給機（以下、メカニカルスーパ
ーチャージャーともいう）に関し、特に内燃機関の負荷
に応じてリショルムのロータ回転数および内部圧縮率が
設定できる内燃機関用機械駆動過給機に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の動力を用いて吸入空気を過給
するメカニカルスーパーチャージャーは、エンジンへの
吸気圧を高め出力の増大を図る装置として、ディーゼル
エンジンその他の各種エンジンに広く採用されている。

【０００３】この種の機械駆動過給機のなかで、リショ
ルム式スーパーチャージャーは、ロータが螺旋状になっ
て互いに噛み合っているタイプのもので、螺旋溝に閉じ
こめられた吸入空気がロータの回転によって連続的に容
積を減少しながら軸方向に移動し、これにより過給空気
が得られる。

【０００４】図１１はディーゼルエンジンの吸気系の一
例を示すブロック図、図１２はリショルム式過給機の一
例を示す断面図であり、エアクリーナＡ／Ｃで吸い込ま
れた吸入空気は、リショルム式過給機（Ｓ／Ｃ）１のロ
ータ１２の一端に形成された吸入口１３から入り、ロー
タ１２内部を通過しながら加圧されたのち、ロータ１２
の他端に形成された吐出口１４から吐出する。そして、
高温高圧となった吸入空気はインタークーラーＩ／Ｃで
冷却されたのち、リザーバーを介して燃焼室へ導かれ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リショルム式過給機では、その固有の内部圧縮率は、高
過給時、つまりエンジンが高負荷のときに最も効率が高
くなるように設定されていた。このため、エンジンが低
負荷のとき、つまり低過給で足りる場合においても、高
負荷時と同じリショルム回転数および内部圧縮率で吸入
空気を過給するので、こうした低負荷時には、リショル
ムの駆動損失が大きく、燃費が悪くなるという問題があ
った。

【０００６】図１３はリショルム式過給機におけるリシ
ョルムのロータ回転数と駆動損失との関係を示すグラフ
であり、リショルムのロータが高回転になればなる程、
駆動損失が増加する。特に、内部圧縮損失は、リショル
ム式過給機の総駆動損失に占める割合が大きく、またリ
ショルムのロータ回転数の増加にともなってその損失が
２次関数的に増加する。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、エンジン負荷、つまり目的
とする過給圧に応じたリショルムのロータ回転数および
内部圧縮率の設定が可能な内燃機関用機械駆動過給機を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の観点による請求項１記載の内燃機関
用機械駆動過給機は、内燃機関の駆動力によりハウジン
グ内で螺旋状ロータが回転し、前記ロータ軸方向の前記
ハウジングの一端に形成された吸入口から導入された空
気が、前記ハウジングの他端に形成された第１の吐出口
に至る間に加圧される内燃機関用機械駆動過給機におい
て、前記第１の吐出口の吐出量を制御する第１の吐出側
制御弁と、前記ハウジングの前記ロータ軸方向の途中に
形成された少なくとも一つの第２の吐出口と、前記第２
の吐出口の吐出量を制御する第２の吐出側制御弁とを有
することを特徴とする。

【０００９】従来の内燃機関用機械駆動過給機では、そ
の固有内部圧縮率が固定のものであったが、この請求項
１記載の内燃機関用機械駆動過給機では、ハウジングの
ロータ軸方向の途中に第２の吐出口を形成したので、こ
の第２の吐出口に設けられた第２の吐出側制御弁を開け
ば第１の吐出口より低圧の空気を内燃機関へ供給するこ
とができ、また、第１の吐出口に設けられた第１の吐出
側制御弁を開けば、本来の高圧空気を内燃機関へ供給す
ることができる。つまり、過給空気の圧縮率が可変とな
るので、内燃機関が低負荷のときの燃費が向上する。

【００１０】請求項１記載の内燃機関用機械駆動過給機
において、第２の吐出口は少なくとも一つ形成すればよ
いが、これを二つ以上設けることで、過給空気の圧縮率
の可変数を増加させることができ、より緻密な制御を行
うことができる。

【００１１】請求項１記載の内燃機関用機械駆動過給機
において、第１の吐出口および第２の吐出口のそれぞれ
に設けられた第１の吐出側制御弁および第２の吐出側制
御弁の開度を種々に選択することで、内燃機関に供給さ
れる空気の圧縮率を自由に選択できる。

【００１２】たとえば、請求項２記載の内燃機関用機械
駆動過給機は、内燃機関が低負荷のときは前記第２の吐
出口を開くとともに前記第１の吐出口を閉じ、内燃機関
が高負荷のときは前記第２の吐出口を閉じるとともに前
記第１の吐出口を開くことを特徴とする。

【００１３】この請求項２記載の内燃機関用機械駆動過
給機では、内燃機関の負荷に応じ、高負荷のときは高圧
縮率の空気を供給し、低負荷のときは低圧縮率の空気を
供給するので、高負荷のときは必要とされる出力が充分
に発揮でき、これに加えて低負荷のときは必要充分な低
圧空気を供給できる。つまり、低負荷時には過給機によ
る駆動損失を低くできるので、内燃機関の燃費が向上す
ることになる。

【００１４】これに対して、請求項３記載の内燃機関用
機械駆動過給機は、前記第１の吐出側制御弁および前記
第２の吐出側制御弁の少なくとも一方は、内燃機関の負
荷に応じて中間位置にも停止することを特徴とする。

【００１５】請求項２記載の発明では、内燃機関に供給
される空気の圧縮率はディジタル的な可変であるが、こ
の請求項３記載の内燃機関用機械駆動過給機では、第１
および第２の吐出側制御弁の少なくとも一方を開位置お
よび閉位置以外に中間位置にも停止するようにしたの
で、内燃機関に供給される空気の圧縮率をアナログ的に
可変とすることができる。これにより、内燃機関の負荷
に応じて、より緻密な制御が実現できる。

【００１６】請求項４記載の内燃機関用機械駆動過給機
は、前記吸入口から前記第２の吐出口までの内部圧縮率
を低く、前記第２の吐出口から前記第１の吐出口までの
内部圧縮率を高く設定したことを特徴とする。

【００１７】請求項１〜３記載の発明では、吸入口から
第１の吐出口までの内部圧縮率を連続的に高くすること
ができるが、この請求項４記載の内燃機関用機械駆動過
給機では、吸入口〜第２の吐出口までの内部圧縮率を低
くし、これにより内燃機関が低負荷である場合の駆動損
失をより小さくすることができる。また、内燃機関が高
負荷である場合には第２の吐出口から第１の吐出口まで
の内部圧縮率が高く設定されているので、必要とされる
出力を得るために充分な高圧空気を供給することができ
る。

【００１８】この請求項４記載の発明と請求項１〜３記
載の発明とを組み合わせることで、内燃機関に供給され
る空気の圧縮率の自由度がより一層高くなる。

【００１９】請求項５記載の内燃機関用機械駆動過給機
は、前記第２の吐出側制御弁の面積を前記第１の吐出側
制御弁の面積より小さく設定したことを特徴とする。

【００２０】内燃機関の負荷が高い場合などにおいて
は、第１の吐出側制御弁を開くとともに第２の吐出側制
御弁を閉じ、吸入口からの空気を第１の吐出口を介して
燃焼室に導くが、このとき、ハウジング内は圧縮空気が
流れているので、第２の吐出口の第２の吐出側制御弁か
ら僅かに空気が漏れるおそれが考えられる。しかしなが
ら、請求項５記載の内燃機関用機械駆動過給機では、第
２の吐出側制御弁の面積を第１の吐出側制御弁の面積よ
り小さくしているので、空気漏れがあったとしても極々
僅かであり、内燃機関の出力に影響を与えるほどのもの
とはならない。

【００２１】一方、本発明の第２の観点による請求項６
記載の内燃機関用機械駆動過給機は、内燃機関の駆動力
によりハウジング内で螺旋状ロータが回転し、前記ロー
タ軸方向の前記ハウジングの一端に形成された第１の吸
入口から導入された空気が、前記ハウジングの他端に形
成された吐出口に至る間に加圧される内燃機関用機械駆
動過給機において、前記第１の吸入口の吸入量を制御す
る第１の吸入側制御弁と、前記ハウジングの前記ロータ
軸方向の途中に形成された少なくとも一つの第２の吸入
口と、前記第２の吸入口の吸入量を制御する第２の吸入
側制御弁とを有することを特徴とする。

【００２２】従来の内燃機関用機械駆動過給機では、そ
の固有内部圧縮率が固定のものであったが、この請求項
６記載の内燃機関用機械駆動過給機では、ハウジングの
ロータ軸方向の途中に第２の吸入口を形成したので、こ
の第２の吸入口に設けられた第２の吸入側制御弁を開け
ば吐出口から内燃機関へ低圧の空気を供給することがで
き、また、第１の吸入口に設けられた第１の吸入側制御
弁を開けば、本来の高圧空気を内燃機関へ供給すること
ができる。つまり、過給空気の圧縮率が可変となる。

【００２３】またこれに加えて、請求項１記載の内燃機
関用機械駆動過給機では、内燃機関が低負荷のとき、リ
ショルムの構造上、吸入空気が高圧縮率に設定された領
域に侵入してしまい、これによる若干の駆動損失は避け
られないが、請求項６記載の内燃機関用機械駆動過給機
では、かかる問題が解消されることになる。

【００２４】請求項６記載の内燃機関用機械駆動過給機
において、第２の吸入口は少なくとも一つ形成すればよ
いが、これを二つ以上設けることで、過給空気の圧縮率
の可変数を増加させることができ、より緻密な制御を行
うことができる。

【００２５】請求項６記載の内燃機関用機械駆動過給機
において、第１の吸入口および第２の吸入口のそれぞれ
に設けられた第１の吸入側制御弁および第２の吸入側制
御弁の開度を種々に選択することで、内燃機関に供給さ
れる空気の圧縮率を自由に選択できる。

【００２６】たとえば、請求項７記載の内燃機関用機械
駆動過給機は、内燃機関が低負荷のときは前記第１の吸
入口を閉じるとともに前記第２の吸入口を開き、内燃機
関が高負荷のときは前記第１の吸入口を開くとともに前
記第２の吸入口を閉じることを特徴とする。

【００２７】この請求項７記載の内燃機関用機械駆動過
給機では、内燃機関の負荷に応じ、高負荷のときは高圧
縮率の空気を供給し、低負荷のときは低圧縮率の空気を
供給するので、高負荷のときは必要とされる高出力が充
分に発揮でき、これに加えて低負荷のときは必要充分な
低圧空気を供給できる。つまり、低負荷時には過給機に
よる駆動損失を低くできるので、内燃機関の燃費が向上
することになる。

【００２８】これに対して、請求項８記載の内燃機関用
機械駆動過給機は、前記第１の吸入側制御弁および前記
第２の吸入側制御弁の少なくとも一方は、エンジンの負
荷に応じて中間位置にも停止することを特徴とする。

【００２９】請求項７記載の発明では、内燃機関に供給
される空気の圧縮率はディジタル的な可変であるが、こ
の請求項８記載の内燃機関用機械駆動過給機では、第１
および第２の吸入側制御弁の少なくとも一方を開位置お
よび閉位置以外に中間位置にも停止するようにしたの
で、内燃機関に供給される空気の圧縮率をアナログ的に
可変とすることができる。これにより、内燃機関の負荷
に応じて、より緻密な制御が実現できる。

【００３０】請求項９記載の内燃機関用機械駆動過給機
は、前記第２の吸入口から前記吐出口までの内部圧縮率
を低く、前記第１の吸入口から前記第２の吸入口までの
内部圧縮率を高く設定したことを特徴とする。

【００３１】請求項６〜８記載の発明では、第１の吸入
口から吐出口までの内部圧縮率を連続的に高くすること
ができるが、この請求項９記載の内燃機関用機械駆動過
給機では、第２の吸入口〜吐出口までの内部圧縮率を低
くし、これにより内燃機関が低負荷である場合の駆動損
失をより小さくすることができる。また、内燃機関が高
負荷である場合には第１の吸入口から第２の吸入口まで
の内部圧縮率が高く設定されているので、必要とされる
出力を得るために充分な高圧空気を供給することができ
る。

【００３２】この請求項９記載の発明と請求項５〜８記
載の発明とを組み合わせることで、内燃機関に供給され
る空気の圧縮率の自由度がより一層高くなる。

【００３３】請求項１０記載の内燃機関用機械駆動過給
機は、前記第２の吸入側制御弁の面積を前記第１の吸入
側制御弁の面積より小さく設定したことを特徴とする。

【００３４】内燃機関の負荷が高い場合などにおいて
は、第１の吸入側制御弁を開くとともに第２の吸入側制
御弁を閉じ、第１の吸入口からの空気を吐出口を介して
燃焼室に導くが、このとき、ハウジング内は圧縮空気が
流れているので、第２の吸入口の第２の吸入側制御弁か
ら僅かに空気が漏れるおそれが考えられる。しかしなが
ら、請求項１０記載の内燃機関用機械駆動過給機では、
第２の吸入側制御弁の面積を第１の吸入側制御弁の面積
より小さくしているので、空気漏れがあったとしても極
々僅かであり、内燃機関の出力に影響を与えるほどのも
のとはならない。

【００３５】さらに、請求項１１記載の内燃機関用機械
駆動過給機は、前記ロータの回転数を２段以上の切換え
とし、ロータ回転数および内部圧縮率を内燃機関の負荷
に応じて制御することを特徴とする。

【００３６】上述した請求項１〜１０記載の内燃機関用
機械駆動過給機によって、内燃機関の負荷に応じた適切
な内部圧縮率が選択できるが、この請求項１１記載の内
燃機関用機械駆動過給機では、さらにロータの回転数を
２段以上に切り換え可能とされているので、内燃機関の
負荷に対してより一層緻密な制御を行うことが可能とな
る。

【００３７】また、請求項１２記載の内燃機関用機械駆
動過給機は、ルーツ型コンプレッサとリショルム過給機
とを内燃機関の燃焼室の掃気ポートに対して並列に設
け、前記内燃機関が低負荷のときは前記ルーツ型コンプ
レッサのみを駆動し、前記内燃機関が高負荷のときは前
記リショルム過給機も併せて駆動することを特徴とす
る。

【００３８】ルーツ型コンプレッサはリショルム過給機
に比べて内部圧縮率が低いので、内燃機関が低負荷の場
合にはルーツ型コンプレッサのみを駆動し、リショルム
過給機による駆動損失を抑制して燃費の向上を図ること
ができる。また、内燃機関が高負荷となったらルーツ型
コンプレッサに加えてリショルム過給機も駆動すること
で、内燃機関に必要とされる高出力を実現することがで
きる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１，２，６および７記載の内燃機
関用機械駆動過給機によれば、過給空気の圧縮率が可変
となるので、内燃機関が低負荷のときの燃費が向上す
る。

【００４０】またこれに加えて、請求項１および２記載
の内燃機関用機械駆動過給機では、内燃機関が低負荷の
とき、リショルムの構造上、吸入空気が高圧縮率に設定
された領域に侵入してしまい、これによる若干の駆動損
失は避けられないが、請求項６および７記載の内燃機関
用機械駆動過給機では、かかる問題が解消されることに
なる。

【００４１】請求項３および８記載の内燃機関用機械駆
動過給機によれば、内燃機関に供給される空気の圧縮率
をアナログ的に可変とすることができるので、内燃機関
の負荷に応じて、より緻密な制御が実現できる。

【００４２】請求項４および９記載の内燃機関用機械駆
動過給機によれば、内部圧縮率の可変状態をより大きな
自由度をもって実現することができ、内燃機関の燃費の
より一層の向上が期待できる。

【００４３】請求項５および１０記載の内燃機関用機械
駆動過給機によれば、空気漏れがあったとしても極々僅
かであるため、内燃機関の出力に悪影響を与えるのを防
止できる。

【００４４】請求項１１記載の内燃機関用機械駆動過給
機によれば、ロータの回転数を２段以上に切り換え可能
とされているので、内燃機関の負荷に対してより一層緻
密な制御を行うことが可能となる。

【００４５】請求項１２記載の内燃機関用機械駆動過給
機によれば、内燃機関が低負荷の場合にはルーツ型コン
プレッサのみを駆動するので、内燃機関の燃費の向上が
期待できる。

【００４６】また、上記請求項１〜１２記載の内燃機関
用機械駆動過給機によれば、上述した各降下に加えて、
内燃機関が低負荷時の場合には内部圧縮率を低く設定す
るため、過給機自体の吐出音の抑制が可能となる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。第１実施形態図１は、本発明の機械駆動過給機の第１実施形態を示す
断面図である。本実施形態の機械駆動過給機１は、ハウ
ジング１０を有し、このハウジング１０の内部には螺旋
状溝が形成されたロータ１２が回転自在に支持されてい
る。ロータ１２はエンジンのクランク軸にプーリ１６や
ベルト（不図示）を介して連結されており、このエンジ
ンからの駆動力によってハウジング１０内で回転する。
なお、図示はしないが、本実施形態では、ロータ１２の
回転数を２段以上の可変とするために、クランク軸とロ
ータ軸との間に変速機が設けられている。

【００４８】同図に示すように、ハウジング１０の左端
には、エアークリーナから吸入された空気が流入する吸
入口１３が開設され、またハウジング１０の右端近傍
に、ここで圧縮された空気をエンジンの燃焼室へ吐出す
るための第１の吐出口１４が開設されている。この第１
の吐出口１４には、当該第１の吐出口１４を開閉制御す
るためのバタフライバルブからなる第１の吐出側制御弁
Ｂが回動可能に設けられている。

【００４９】また、ハウジングの中央部には、第２の吐
出口１５が開設されており、この第２の吐出口１５も第
１の吐出口１４と同様に内燃機関の燃焼室に連通されて
いる。この第２の吐出口１５には、当該第２の吐出口１
５を開閉制御するためのバタフライバルブからなる第２
の吐出側制御弁Ａが回動可能に設けられており、この第
２の吐出側制御弁Ａの面積は第１の吐出側制御弁Ｂの面
積より小さいものとされている。このように、第２の吐
出側制御弁Ａを小さい面積の制御弁とすることで、この
第２の吐出側制御弁Ａを全閉したときの空気の漏れ量を
最小限とすることができ、エンジンの出力への影響を極
力抑制することができる。

【００５０】なお、第１の吐出口１４および第２の吐出
口１５のそれぞれには、余剰空気を吸入口１３の上流側
に環流させるためのバイパス通路１７，１８が設けられ
ており、それぞれのバイパス通路１７，１８には、これ
らのバイパス通路１７，１８を開閉制御するためのバイ
パスバルブｂ，ａが回動可能に設けられている。

【００５１】本実施形態では、ロータ１２の螺旋状溝
を、図示する区間についてはその内部圧縮率をゼロ又
はきわめて低くなるように形成し、図示する区間の内
部圧縮率については高くなるように形成されている。

【００５２】次に作用を説明する。本実施形態の内燃機
関用機械駆動過給機１では、エンジンが低負荷、つまり
低過給で足りる場合には、第１の吐出側制御弁Ｂを閉じ
るとともに第２の吐出側制御弁Ａを開く。これにより、
吸入口１３からハウジング１０内に導入された空気は、
内部圧縮率がゼロまたはきわめて低く設定された区間
を通過したのち、低圧のまま第２の吐出口１５からエン
ジンの燃焼室へ吐出される。したがって、過給機１には
実質的な駆動損失が発生せず、エンジンの燃費が向上す
ることになる。

【００５３】これに対して、エンジンが高負荷、つまり
高過給が必要とされる場合には、第２の吐出側制御弁Ａ
を閉じるとともに第１の吐出側制御弁Ｂを開く。これに
より、吸入口１３からハウジング１０内に導入された空
気は、内部圧縮率がゼロまたはきわめて低く設定された
区間を通過し、さらに内部圧縮率が高く設定された区
間を通過したのち、過圧状態で第１の吐出口１４から
エンジンの燃焼室へ吐出される。したがって、エンジン
の出力が高くなる。

【００５４】以上が本実施形態の基本的な制御である
が、ロータ回転数の２段切り換え制御、２つの吐出側制
御弁Ａ，Ｂの切り換え制御およびバイパスバルブａ，ｂ
の開度制御の具体的制御については、特に限定はされな
いが、その幾つかの例を図２〜５に示す。

【００５５】図２は、エンジン負荷に対するロータ回転
数、内部圧縮率およびバイパスバルブの切り換え制御の
一例を示すグラフであり、ロータの回転数については、
エンジン負荷がポイントＰ１に至るまで一定の低回転と
し、ポイントＰ１で一定の高回転に切り換える。具体的
には、クランク軸とロータ軸との間に設けられた変速機
による。

【００５６】また、内部圧縮率の切り換えは、第１の吐
出側制御弁Ｂと第２の吐出側制御弁Ａとの開閉動作によ
り行われ、エンジン負荷がポイントＰ２までは、第２の
吐出側制御弁Ａを開くとともに第１の吐出側制御弁Ｂを
閉じ、吸入空気を第２の吐出口１５から低圧のまま燃焼
室へ供給する。エンジン負荷がポイントＰ２より大きく
なったら、第２の吐出側制御弁Ａを閉じるとともに第１
の吐出側制御弁Ｂを開き、吸入空気を過圧した状態で第
１の吐出口１４から燃焼室へ供給する。

【００５７】なお、バイパスバルブａ，ｂは、エンジン
負荷がポイントＰ３になるまでは、バイパスバルブｂを
閉じた状態でバイパスバルブａを全開から全閉まで連続
的に閉じて行き、エンジン負荷がポイントＰ３を越えた
ら、バイパスバルブａを閉じた状態でバイパスバルブｂ
を全開から全閉まで連続的に閉じる。

【００５８】図３は、エンジン負荷に対するロータ回転
数、内部圧縮率およびバイパスバルブの切り換え制御の
他の例を示すグラフであり、内部圧縮率の切り換え制御
を変えている。つまり、図２に示す例では、ロータ回転
数の切り換えポイントＰ１よりエンジン負荷が低いポイ
ントＰ２で内部圧縮率を切り換えたが、図３に示す例で
は、ロータ回転数の切り換えポイントＰ１よりエンジン
負荷が高いポイントＰ４で内部圧縮率を切り換える。

【００５９】図２および図３に示す例では、内部圧縮率
を切り換える第１および第２の吐出側制御弁Ｂ，Ａの開
閉位置を全開と全閉との二つの位置としたが、図５に示
されるように、これら第１および第２の吐出側制御弁
Ｂ，Ａの開閉位置は連続的（アナログ的）であっても良
い。第１および第２の吐出側制御弁Ｂ，Ａを図５に示す
ようにアナログ的に開閉動作させることにより、エンジ
ン負荷に対する内部圧縮率は図４に示すようにアナログ
的に変動することになる。これにより、エンジン負荷に
対する制御がより緻密となって、エンジンの燃費向上が
さらに高められるとともに、高負荷時のエンジン出力も
円滑に対応できる。

【００６０】第２実施形態図６は本発明の内燃機関用機械駆動過給機の第２実施形
態を示す断面図であり、吐出口１４を一つとする代わり
に、吸入口を２つ設けた点が第１実施形態と相違する。

【００６１】すなわち、上流がエアークリーナに接続さ
れた第２の吸入口１９が、ハウジング１０の中間部に設
定されており、ここに第２の吸入側制御弁Ａが開閉可能
に設けられている。また、本来の第１の吸入口１３にも
第１の吸入側制御弁Ｃが開閉可能に設けられている。

【００６２】さらに本実施形態では、ロータ１２の螺旋
状溝を、図示する区間についてはその内部圧縮率が高
くなるように形成し、図示する区間の内部圧縮率につ
いてはゼロ又はきわめて低くなるように形成されてい
る。

【００６３】こうした本実施形態の内燃機関用機械駆動
過給機にあっては、エンジンが低負荷、つまり低過給で
足りる場合には、第２の吸入側制御弁Ａを開くとともに
第１の吸入側制御弁Ｃを閉じる。これにより第２の吸入
口１９からハウジング１０内に導入された空気は、内部
圧縮率がゼロまたはきわめて低く設定された区間を通
過したのち、低圧のまま吐出口１４からエンジンの燃焼
室へ吐出される。したがって、過給機１には実質的な駆
動損失が発生せず、エンジンの燃費が向上することにな
る。しかも、上述した第１実施形態の場合には、エンジ
ン低負荷のとき、リショルムの構造上、吸入空気が高圧
縮率に設定された区間にもに侵入してしまい、これに
よる若干の駆動損失は避けられないが、本実施形態で
は、吸入空気は高圧縮率に設定された区間に逆流する
ことがないので、かかる問題が解消されることになる。

【００６４】これに対して、エンジンが高負荷、つまり
高過給が必要とされる場合には、第２の吸入側制御弁Ａ
を閉じるとともに第１の吸入側制御弁Ｃを開く。これに
より、第１の吸入口１３からハウジング１０内に導入さ
れた空気は、内部圧縮率が高く設定された区間を通過
し、さらに内部圧縮率がゼロまたはきわめて低く設定さ
れた区間を通過したのち、過圧状態で吐出口１４から
エンジンの燃焼室へ吐出される。したがって、エンジン
の出力が高くなる。

【００６５】以上が本実施形態の基本的な制御である
が、ロータ回転数の２段切り換え制御、２つの吸入側制
御弁Ａ，Ｃの切り換え制御およびバイパスバルブｂの開
度制御の具体的制御については、特に限定はされない
が、その一例を図７に示す。

【００６６】図７に示す例では、第１および第２の吸入
側制御弁Ｃ，Ａの開閉位置を、図５に示すものと同様
に、連続的（アナログ的）に動作させる。第１および第
２の吸入側制御弁Ｃ，Ａをアナログ的に開閉動作させる
ことにより、エンジン負荷に対する内部圧縮率は図７に
示すようにアナログ的に変動することになる。これによ
り、エンジン負荷に対する制御がより緻密となって、エ
ンジンの燃費向上がさらに高められるとともに、高負荷
時のエンジン出力も円滑に対応できる。

【００６７】第３実施形態図８は本発明の内燃機関用機械駆動過給機のさらに他の
実施形態を示すブロック図、図９は本実施形態における
エンジン負荷と使用機器との関係を示すグラフ、図１０
は切り換え制御の一例を示すグラフであり、本実施形態
は、ルーツ型コンプレッサとリショルム過給機とを並列
に設定したものである。

【００６８】一般的にルーツ型コンプレッサの圧縮率は
リショルム過給機に比べて低いので、エンジンが低負
荷、つまり低過給で足りる場合には、リショルム過給機
への駆動伝達クラッチをＯＦＦとして、内部圧縮率の低
いルーツ型コンプレッサのみを駆動する。これにより、
リショルムは何ら仕事をしないのでエンジンの燃費が著
しく向上することになる。また、小型のリショルム過給
機で必要とされる空気流量をまかなうことが可能とな
る。

【００６９】これに対して、エンジンが高負荷、つまり
高過給を必要とする場合には、クラッチをＯＮすること
により、内部圧縮率の高いリショルム過給機とルーツ型
コンプレッサとを併用し、燃焼室へ過給する。これによ
り、必要とされるエンジン出力を実現することができ
る。

【００７０】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関用機械駆動過給機の第１実施
形態を示す断面図である。

【図２】第１実施形態の切り換え制御の一例を示すグラ
フである。

【図３】第１実施形態の切り換え制御の他の例を示すグ
ラフである。

【図４】第１実施形態の切り換え制御の他の例を示すグ
ラフである。

【図５】第１実施形態の切り換え制御の他の例を示すグ
ラフである。

【図６】本発明の内燃機関用機械駆動過給機の第２実施
形態を示す断面図である。

【図７】第２実施形態の切り換え制御の一例を示すグラ
フである。

【図８】本発明の内燃機関用機械駆動過給機の第３実施
形態を示すブロック図である。

【図９】第３実施形態のエンジン負荷と使用機器との関
係を示すグラフである。

【図１０】第３実施形態の切り換え制御の一例を示すグ
ラフである。

【図１１】従来のディーゼルエンジンの吸気系の構成を
示すブロック図である。

【図１２】従来の過給機を示す断面図である。

【図１３】従来の過給機のロータ回転数と駆動損失との
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…内燃機関用機械駆動過給機１０…ハウジング１２…ロータ１３…吸入口（第１の吸入口）１４…吐出口（第１の吐出口）１５…第２の吐出口１９…第２の吸入口Ａ…第２の吐出側／吸入側制御弁Ｂ，Ｃ…第１の吐出側／吸入側制御弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の駆動力によりハウジング内で螺
旋状ロータが回転し、前記ロータ軸方向の前記ハウジン
グの一端に形成された吸入口から導入された空気が、前
記ハウジングの他端に形成された第１の吐出口に至る間
に加圧される内燃機関用機械駆動過給機において、前記第１の吐出口の吐出量を制御する第１の吐出側制御
弁と、前記ハウジングの前記ロータ軸方向の途中に形成
された少なくとも一つの第２の吐出口と、前記第２の吐
出口の吐出量を制御する第２の吐出側制御弁とを有する
ことを特徴とする内燃機関用機械駆動過給機。
【請求項２】前記内燃機関が低負荷のときは前記第２の
吐出口を開くとともに前記第１の吐出口を閉じ、前記内
燃機関が高負荷のときは前記第２の吐出口を閉じるとと
もに前記第１の吐出口を開くことを特徴とする請求項１
記載の内燃機関用機械駆動過給機。
【請求項３】前記吸入口から前記第２の吐出口までの内
部圧縮率を低く、前記第２の吐出口から前記第１の吐出
口までの内部圧縮率を高く設定したことを特徴とする請
求項１または２記載の内燃機関用機械駆動過給機。
【請求項４】前記第２の吐出側制御弁の面積を前記第１
の吐出側制御弁の面積より小さく設定したことを特徴と
する請求項１〜３の何れかに記載の内燃機関用機械駆動
過給機。
【請求項５】前記第１の吐出側制御弁および前記第２の
吐出側制御弁の少なくとの一方は、前記内燃機関の負荷
に応じて中間位置にも停止することを特徴とする請求項
１〜４の何れかに記載の内燃機関用機械駆動過給機。
【請求項６】内燃機関の駆動力によりハウジング内で螺
旋状ロータが回転し、前記ロータ軸方向の前記ハウジン
グの一端に形成された第１の吸入口から導入された空気
が、前記ハウジングの他端に形成された吐出口に至る間
に加圧される内燃機関用機械駆動過給機において、前記第１の吸入口の吸入量を制御する第１の吸入側制御
弁と、前記ハウジングの前記ロータ軸方向の途中に形成
された少なくとも一つの第２の吸入口と、前記第２の吸
入口の吸入量を制御する第２の吸入側制御弁とを有する
ことを特徴とする内燃機関用機械駆動過給機。
【請求項７】前記内燃機関が低負荷のときは前記第１の
吸入口を閉じるとともに前記第２の吸入口を開き、前記
内燃機関が高負荷のときは前記第１の吸入口を開くとと
もに前記第２の吸入口を閉じることを特徴とする請求項
６記載の内燃機関用機械駆動過給機。
【請求項８】前記第２の吸入口から前記吐出口までの内
部圧縮率を低く、前記第１の吸入口から前記第２の吸入
口までの内部圧縮率を高く設定したことを特徴とする請
求項６または７記載の内燃機関用機械駆動過給機。
【請求項９】前記第２の吸入側制御弁の面積を前記第１
の吸入側制御弁の面積より小さく設定したことを特徴と
する請求項６〜８の何れかに記載の内燃機関用機械駆動
過給機。
【請求項１０】前記第１の吸入側制御弁および前記第２
の吸入側制御弁の少なくとも一方は、前記内燃機関の負
荷に応じて中間位置にも停止することを特徴とする請求
項６〜９の何れかに記載の内燃機関用機械駆動過給機。
【請求項１１】前記ロータの回転数を２段以上の切換え
とし、ロータ回転数および内部圧縮率を前記内燃機関の
負荷に応じて制御することを特徴とする請求項１〜１０
の何れかに記載の内燃機関用機械駆動過給機。
【請求項１２】ルーツ型コンプレッサとリショルム過給
機とを内燃機関の燃焼室の掃気ポートに対して並列に設
け、前記内燃機関が低負荷のときは前記ルーツ型コンプ
レッサのみを駆動し、前記内燃機関が高負荷のときは前
記リショルム過給機も併せて駆動することを特徴とする
内燃機関用機械駆動過給機。