JPH0337326A - Mechanical drive type supercharger - Google Patents
Mechanical drive type superchargerInfo
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Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a mechanically driven supercharger that is installed in an internal combustion engine and supercharges the engine.
[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。[Prior Art] In recent years, in addition to superchargers (turbochargers) that use exhaust gas energy, devices that supercharge internal combustion engines of vehicles, etc., have been used, as well as devices that are mechanically driven by rotational power. A mechanically driven supercharger is used.
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。As shown in Fig. 5, conventionally this type of mechanically driven supercharging
A rotor 3 has been proposed that is composed of a biaxial screw rotor 3 having a screw-shaped tooth groove 2 and a casing 4 that houses the screw rotor 3. , an intake port 7 and a discharge port 8 connected to an intake passage 6 of the internal combustion engine 5 are formed.
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。From the crankshaft 9 of the internal combustion engine 5 to the threaded rotor 3,
A driving force transmission system 10 such as a belt that transmits the rotational driving force
are connected. As the threaded rotor 3 rotates, the volume between the t11 exhaust 2 and the inner wall of the gauging 4 changes, and while the air taken in from the suction port 7 is sent in the axial direction A, It is designed to compress in sections up to 8.
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。In addition, the required supercharging pressure changes depending on the operating condition (load) of the internal combustion engine 5, but the discharge pressure of the mechanically driven supercharger 1 (
The pressure ratio) has a specific value depending on the effective axial length, tooth shape, etc. of the screw rotor 3. Therefore, in the case of excessive pressure, either the bypass valve 12 of the bypass passage 11 provided in the intake passage 6 is operated by the control device RA (not shown) to release the pressure, or the drive transmission system 10 is The discharge pressure is limited by disengaging the provided electromagnetic clutch 13 to stop the rotation of the screw rotor 3.
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。The mechanically driven supercharger 1 configured in this manner can reliably supercharge during low engine load (partial load) when the exhaust gas flow rate is low, which is difficult to do with a turbocharger, and also eliminates operation delay (turbo lag). can be prevented.
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。In addition to the suction port 7 having the suction passage 14 extending along the axial direction as shown in the figure, there is also a type in which the suction passage is formed along the circumferential direction on the shaft end side.
[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。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the conventional mechanically driven supercharging filter described above, when the internal combustion engine 5 is formed so that a desired supercharging pressure can be obtained when the load is high, the bypass is turned off when the load is low. The valve 12 is opened to allow the compressed air to escape into the bypass path 11. When the pressure does not decrease even after the compressed air is released, the pressure on the suction side is lowered by a throttle valve 15 provided on the upstream side of the suction passage 6 to reach the desired discharge pressure.
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。That is, as shown in the supercharger pressure chart in FIG. 6, the suction pressure Pl
is lower than the atmospheric pressure pa, and by rotating the screw rotor 3, a predetermined discharge pressure P2 is set at a specific pressure ratio, thereby obtaining a desired supercharging pressure pb.
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。Therefore, during low-speed operation, of the driving force in this suction-compression-discharge stroke (area Sl indicated by diagonal lines in Fig. 6), the portion compressed in an area lower than atmospheric pressure Pa (32
) was wasted, which had a negative impact on engine performance.
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。On the other hand, when the discharge pressure is set so as to obtain the desired supercharging pressure at low load, and when the electromagnetic clutch 13 is disengaged at high load, the threaded rotor is 3 will be connected at 0N-OFF, which will have an adverse effect on the driving feeling.
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。In view of the above circumstances, the present invention was devised in order to provide a mechanically driven supercharger that can reduce the driving force at low loads and does not affect the driving feeling or the like.
[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。[Means for Solving the Problems] The present invention provides an intake port formed in a casing that accommodates a screw-shaped rotor with a suction restriction member that closes the end side of the suction passage, and the suction restriction member is provided with an internal combustion It is equipped with an opening/closing means that opens and closes depending on the operating status of the engine.
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。Function 1 With the above configuration, when the load is high, the opening/closing means releases the suction restricting member, takes in a predetermined amount of air from the suction port, and obtains the desired supercharging pressure.
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。Furthermore, when the load is low, the suction restricting member closes the suction passage early to reduce the amount of air coming from the suction port, and compresses this air to a predetermined level to achieve the supercharging pressure required by the internal combustion engine.
[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。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
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。FIG. 1 shows a first embodiment of a mechanically driven supercharger according to the present invention, and components similar to those of the conventional system are denoted by the same reference numerals and their explanations will be omitted.
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。This mechanically driven supercharger is provided with a suction restriction member 22 that closes the end side 21 of the suction passage 14 at the suction port 7 formed in the gauging 4. Opening/closing means 2 that opens depending on the operating status of the
3 is provided.
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。The suction #114 of the suction port 7 moves in the axial direction (pumping direction A) as the screw rotor 3 rotates,
The length is such that it can be filled with the ideal amount of air. The suction restriction member 22 is connected to the distal side 2 of the gauging 4.
It is made up of a plate that extends from one end toward the upstream side in the pumping direction A by about the length of one pitch of the image 2, and is integrally formed so as to shorten the suction path 14.
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。In this embodiment, a sub-intake port 24 is formed in this injection restriction member 22, and an on-off valve 2 that engages with the sub-intake port 24
5 and a valve drive means 26 for operating the on-off valve 25 as appropriate. That is, the auxiliary suction port 24, the on-off valve 25, and the valve drive means 26 form an on-off means 23 that can substantially release the suction restricting member 22 from the closed state.
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。The on-off valve 25 is a disc having a width equivalent to the opening area of the auxiliary suction port 24, and a valve rod 27 extending in the bottom direction and substantially radial direction is attached thereto. The valve rod 27 is equipped with an operating lever 28 and a spring 29, and is configured to bias the on-off valve 25 in a direction to close the sub-intake port 24.
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。The valve drive means 26 operates the on-off valve 25 when the internal combustion engine is under high load.
In this embodiment, the opening/closing valve 25 is actuated depending on the state of depression of the accelerator, and the position sensor 31 provided on the accelerator pedal 30 operates. , an electromagnet 33 facing a metal plate 32 provided at the end of the valve rod 27, and a converter 34 that converts and amplifies the position signal from the position sensor 31 into an excitation current for the electromagnet 33. When the electromagnet 33 is excited, the spring 2
It is formed to exert a suction force that overcomes the urging force of 9.
次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
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。When the accelerator pedal 30 is pressed under high load, the position sensor 31 detects the position of the accelerator pedal 30 (indicated by the dashed line in FIG. 1) and transmits a position signal. This signal excites the electromagnet 33 to attract the valve rod 27 and move the on-off valve 25 away from the sub-intake port 24.
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。Now, as in the past, air is taken in through the suction port 7 in an ideal amount relative to the volume of the tooth space 2, and is compressed at a specific compression ratio by the rotation of the threaded rotor 3, and then transferred to the discharge port 8\. is sent to the internal combustion engine via the intake passage.
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。When the load is low, the on-off valve 25 is engaged with the auxiliary suction port 24 by the biasing force of the spring 29. That is, the suction restricting member 22 closes the end portion 21 of the suction passage 14 of the suction port 7. The air intake is now less than the ideal amount for the volume of the tooth space 2.
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。Therefore, as shown in Fig. 2, the intake of air taken in at atmospheric pressure Pa is cut off earlier than the predetermined time, and in the subsequent intake stroke it expands within image area 2, and the pressure decreases. Do (P,). Then, compression is started from the pressure Pl at a specific pressure ratio, and the desired discharge pressure P2 is reached, and the internal combustion engine is supercharged.
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。In this way, since the intake restricting member 22 is provided in the intake port 7 and the opening/closing means 23 for opening and closing the intake port 7 is provided, the driving force can be reduced at low loads.
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。That is, as shown in Fig. 2, the driving force at this time is the amount required to compress atmospheric pressure Pa to discharge pressure P2 (sr-82).
only.
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。Therefore, there is no adverse effect on engine performance, and since the threaded rotor 3 is constantly rotated during engine operation regardless of the load condition, there is no adverse effect on the driving feeling. .
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。Furthermore, in the conventional mechanically driven supercharger 1, the intake passage 6
It is necessary to form a bypass passage 11 having a bypass valve 12 in the bypass valve 12, and reducing this has become an issue in terms of space saving.
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。In the present invention, since this bypass valve 12 is not required, space can be saved.
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
。In this embodiment, the valve driving means 26 is formed so that the opening/closing operation of the on-off valve 25 is linked to the accelerator operation, so that the supercharging pressure can be automatically adjusted according to the operating conditions.
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。Note that the valve driving means 26 is not limited to the valve actuator shown in FIG. A control device for operating a bypass valve or an electromagnetic clutch can also be used. Furthermore, instead of automatically timing the valve opening/closing operation, a manual switch for operating the opening/closing valve 25 may be provided so that the driver can operate it as desired.
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。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
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。In this embodiment, an intake port 41 formed on the shaft end side of the gauging 4 is provided with an intake restricting member 42 and an opening/closing means 43.
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。The intake port 41 has a suction passage 46 extending in the rotational direction B in a substantially ω-shape along the outer periphery of the screw-shaped rotor 3 which is comprised of a male rotor 44 and a female rotor 45. The angle of rotation corresponds to the axial length of the shaft. In other words, the size is such that an ideal amount of air is filled in the rotatable part 2.
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。The suction restriction member 42 is connected to the suction passage 4 on the female rotor 45 side.
In this embodiment, the suction restricting member 42 is composed of a valve body that closes the end r4I side, and is connected to an operating rod 47 serving as an opening/closing means 43 and a rod driving means (when shown). The distal section corresponding to approximately 60 degrees is closed.
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
。Similar to the valve driving means of the first embodiment, the limiting rod driving means moves the suction limiting member 42 to the closed side during low load.
It is designed to move to the open side during high loads.
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。With this configuration, even for a type in which the intake port 41 is formed at the end of the shaft, the discharge pressure can be substantially lowered by limiting the amount of air intake at low loads. A reduction in driving force is achieved.
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。Note that the suction restricting member 42 is not limited to the rotor 45 side.
It may be provided on the male rotor 44 side or on both sides.
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。The other configurations and effects are the same as those of the previous embodiment, so their description will be omitted.
[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。[Effects of the Invention] In summary, the present invention provides the following excellent effects.
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。The intake port is equipped with an intake restriction member that closes the end of the intake passage, and this is equipped with an opening/closing means that opens and closes depending on the operating conditions of the internal combustion engine.By limiting the amount of air intake at low loads, The desired pressure can be set without affecting the driving feeling, etc., and the driving force can be reduced.
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。Fig. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a mechanically driven supercharger according to the present invention, Fig. 2 is a supercharger acupressure diagram for explaining its operation, and Fig. 3 is a diagram of the present invention. Fig. 4 is a front view of the main part of the second embodiment of the invention, Fig. 5 is a configuration diagram showing a conventional mechanically driven supercharger, and Fig. 6 is for explaining its operation. It is a supercharger acupressure diagram of . In the figure, 3 is a threaded rotor, 4 is a gauge, 5 is an internal combustion engine, 7 is an intake port, 14 is an intake passage, 22 is an intake restriction member, and 23 is an opening/closing means.
Claims (1)
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。1. A suction restricting member that closes the end side of the suction passage is provided in the suction port formed in the casing that accommodates the threaded rotor, and an opening/closing means that opens the suction restricting member depending on the operating status of the internal combustion engine. A mechanically driven supercharger characterized by being provided with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16994189A JPH0337326A (en) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | Mechanical drive type supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
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JP16994189A JPH0337326A (en) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | Mechanical drive type supercharger |
Publications (1)
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JPH0337326A true JPH0337326A (en) | 1991-02-18 |
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Family Applications (1)
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JP16994189A Pending JPH0337326A (en) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | Mechanical drive type supercharger |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0337326A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0878614A3 (en) * | 1997-05-16 | 1999-08-18 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Screw supercharger for vehicle |
-
1989
- 1989-07-03 JP JP16994189A patent/JPH0337326A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0878614A3 (en) * | 1997-05-16 | 1999-08-18 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Screw supercharger for vehicle |
US6055967A (en) * | 1997-05-16 | 2000-05-02 | Ishikawajma-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Screw supercharger for vehicle |
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