JP2000073896A - 流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの低速域および部分負荷域で騒音を
低減すると共に、高速域での抵抗増加による効率低下を
抑制可能な過給機の提供を目的とする。 【解決手段】 吸込口３と吐出口５を有すると共に互い
に噛み合う一対のロータ２５，２７を収容するハウジン
グ９を備える過給機１であって、多数の小孔１７を有す
るバタフライ式バルブ１３がハウジング９の吸込口３の
上流側の流路１１に配置されロータ２５，２７の回転速
度に応じて該流路１１を開閉制御し消音することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消音手段を備える
流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の消音手段を備える流体機械として
は、例えばエンジンの過給に用いられる図５に示すよう
なルーツ式過給機が実開平１−１１３１７９号公報に記
載されている。

【０００３】この過給機１０１は、吸込口１０３、吐出
口１０５およびロータ室１０７を有するハウジング１０
９を備え、ハウジング１０９内には回転軸１１１，１１
３が互いに平行に配置されると共に、各軸上にそれぞれ
まゆ形のロータ１１５，１１７が固定されている。ロー
タ１１５，１１７は、図示しない駆動機構およびタイミ
ングギヤを介してエンジンにより駆動され、互いに噛み
合って同期回転する。

【０００４】これにより、エンジンの吸気は吸込口１０
３から吸込まれ、吐出口１０５からエンジンに過給され
る。ハウジング１０９の吸込口１０３と吐出口１０５に
はそれぞれ整流格子１２１，１２３が設けられ、これら
の整流格子１２１，１２３により空気の流れが円滑化さ
れ、吐出しの脈動や吸込みの乱流が抑制されて吐出しお
よび吸込みの騒音が低減される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ロータ１１
５，１１７の低回転時には騒音低減の効果があるもの
の、高回転時には低減効果が小さく、また高回転時には
整流格子１２１，１２３の抵抗により効率低下がより大
きくなるという問題がある。

【０００６】そこで、本発明は、エンジンの低速域およ
び部分負荷域で騒音を低減すると共に、高速域での抵抗
増加による効率低下を抑制可能な過給機の提供を目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、流体の吸込口と吐出口を
有すると共に互いに噛み合う一対のロータを収容するハ
ウジングを備える流体機械であって、前記ハウジングの
吸込口の上流側の流路に配置されロータの回転速度に応
じて該流路を開閉制御し消音する消音手段を備えること
を特徴とする。

【０００８】したがって、ロータの低回転域では吸込口
の上流側の流路の開度を小さくすることにより吸気音を
消音し、ロータの高回転域では流路の開度を大きくする
ことにより流路抵抗によるパワーロスをなくし、効率低
下を抑制することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の流体機械であって、前記消音手段は、多数の小孔を有
する板状のバルブであることを特徴とする。

【００１０】したがって、板状のバルブに設けられた多
数の小孔により流体の流れを一旦絞って、ついで膨張さ
せることにより消音し、請求項１の発明と同等の作用・
効果が得られる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の流体機械であって、前記バルブはバタフライ式バルブ
であることを特徴とする。

【００１２】したがって、請求項２の発明と同等の作用
・効果が得られると共に、バタフライ式バルブによるの
で開閉制御が容易になる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、吸込口と吐出口
を有すると共に互いに噛み合う一対のロータを収容する
ハウジングを備えエンジンの吸気を過給する流体機械で
あって、前記ハウジングの吸込口の上流側の流路に配置
されエンジンの負荷に応じて該流路を開閉制御し消音す
る消音手段を備えることを特徴とする。

【００１４】したがって、エンジンの低回転域および部
分負荷域では吸込口の上流側の流路の開度を小さくする
ことにより吸気音を消音し、エンジンの高回転域では流
路の開度を大きくすることにより流路抵抗によるパワー
ロスをなくし、効率低下を抑制することができる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の流体機械であって、前記消音手段はエンジンのスロッ
トルバルブを兼ねることを特徴とする。

【００１６】したがって、請求項４の発明と同等の作用
・効果が得られると共に、消音手段がエンジンのスロッ
トルバルブを兼ねるので、これとは別のエンジンスロッ
トルバルブを設ける必要がなく、コストが低減される。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の流体機械であって、前記消音手段は、中空円筒の周壁
に周方向に延びるスリットが軸方向に多数形成された絞
り部材と、該絞り部材の中空部に軸方向移動可能に配置
されると共に前記流路内の座部に当接可能に配置された
前記スロットルバルブとからなることを特徴とする。

【００１８】したがって、スロットルバルブがエンジン
負荷に応じて流路を開閉すると共に、該開閉に伴い絞り
部材による絞り量を調整し、請求項５の発明と同等の作
用・効果が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実
施形態を図１〜図３により説明する。図１、図２は本実
施形態のルーツ式過給機の作動状態を示す断面図であ
り、図３は要部の拡大図である。

【００２０】図１、図２に示すように、過給機１は吸込
口３を右方に、吐出口５を左方に有すると共に、内部に
ロータ室７を有するハウジング９を備えている。吸込口
３の上流側の吸気流路１１にはバタフライ式のバルブ
（消音手段）１３が設けられ、吸気は流路１１の右方か
らバルブ１３を経て過給機１に吸込まれる。

【００２１】バルブ１３は軸１５に固定され、軸１５と
共に流路１１内に回動可能に取り付けられている。図３
はバルブ１３の正面形状を示す拡大図である。図３に示
すように、バルブ１３には多数の小孔１７が設けられて
いる。

【００２２】ハウジング９内には回転軸２１，２３が互
いに平行に配置されると共に、各軸上にそれぞれまゆ形
のロータ２５，２７が固定されている。一方の回転軸２
１は図示しない駆動機構を介してエンジンのクランク軸
により図示矢印方向に駆動され、他方の回転軸２３は図
示しないタイミングギヤを介して回転軸２１により逆方
向（逆の矢印方向）に同期駆動され、ロータ２５，２７
が噛み合う。

【００２３】つぎに、この過給機１の作用を説明する。

【００２４】図１はエンジンの低速回転時の状態を示
す。このとき、バルブ１３は流路１１に直交し、流路１
１は全閉状態となるので、吸気はバルブ１３の小孔１７
を通って過給機１に吸込まれる。流路１１が小孔１７に
より吸気通路を一旦絞り、ついで吸込口３で再び膨張す
ることにより吸込み騒音が消音される。

【００２５】また、図２はエンジンの高速回転時の状態
を示す。このとき、バルブ１３は破線の状態（図１）か
ら矢印Ａの方向に回動し、流路１１は全開状態にされ
る。吸気はバルブ１３によって絞られることなく過給機
１に吸込まれ、エンジンに過給される。こうして、エン
ジンの高速回転時には吸込抵抗がほとんどなくなり、抵
抗による過給機１のパワーロスを防止することができ
る。

【００２６】なお、バタフライ式バルブ１３の開閉操作
をエンジンの回転速度に連動して行うので、バルブ１３
による制御は容易である。

【００２７】こうして、本実施形態によれば、ロータ２
５，２７の低回転域ではバルブ１３の開度は小さく、吸
気は小孔１７により絞られ、ついで膨張することにより
吸気音は消音され、ロータ２５，２７の高回転域ではバ
ルブ１３の開度を大きくすることにより流路抵抗の低下
によりパワーロスをなくし、効率低下を抑制することが
できる。

【００２８】また、バルブ１３がバタフライ式バルブで
あるので、流路１１の開閉制御（吸気量制御）が容易で
ある。

【００２９】なお、バルブ１３は、エンジンのスロット
ルバルブと兼用して用いることができる。その場合に
は、別のエンジンスロットルバルブを設ける必要がな
く、コストが低減される。

【００３０】［第２実施形態］本発明の第２実施形態を
図４により説明する。図４は本実施形態の過給機の要部
（消音機構部）を示す断面図である。この消音機構部は
図示しない上記ルーツ式過給機の吸込側流路に配置され
ている。

【００３１】消音機構部（消音手段）５１はつぎのよう
に構成されている。すなわち、図４に示すように、吸気
流路５３には、中空円筒状で多数のフィン５５ａを軸方
向に所定のすきま間隔をおいて備える絞り部材５５と、
この絞り部材５５の中空部に後述する操作機構６０によ
り軸方向に移動可能に挿入配置された傘状のスロットル
バルブ５７とからなり、絞り部材５５はストッパ５９と
共にボルト６１により流路５３の周壁５３ａに固定され
ている。そして、この固定により絞り部材５５の中空部
内のスロットルバルブ５７は軸方向移動量を規制されて
いる。

【００３２】スロットルバルブ５７はエンジンのスロッ
トルバルブと兼用である。スロットルバルブ頭部５７ａ
と流路５３の周壁５３ａの段部には、それぞれ傾斜座面
５７ｂ，５３ｂが当接可能に対向して形成され、当接時
には流路５３をほぼ遮断可能である。なお、スロットル
バルブ５７は上記のような兼用にはしなくてもよい。

【００３３】また、上記スロットルバルブ５７の操作機
構６０はつぎのように構成されている。すなわち、スロ
ットルバルブ５７の軸部５７ｃの左端部にはリンク５９
がピン６１により揺動可能に連結されている。そして、
リンク５９の中央部は流路５３の周壁５３ａに揺動可能
にピン６３止めされると共に、他端にはプッシュプル式
のスロットルワイヤ６５が連結されている。

【００３４】つぎに、この消音機構部５１の作用を説明
する。

【００３５】エンジンの低速回転時および部分負荷時に
は、スロットルバルブ５７はスロットルワイヤ６５によ
り僅かに左方へ移動し流路５３を小さく開く。吸気は絞
り部材５５の一部のフィン５５ａ間のすきまを通って過
給機に吸込まれる。スロットルバルブ５７と絞り部材５
５とによる絞り作用およびその後の膨張により吸気音が
消音される。

【００３６】また、エンジンの高速回転時には、リンク
５９はスロットルワイヤ６５に引っ張られてピン６３周
りに大きく揺動し、頭部５７ａが大きく左方へ移動し、
スロットル開度が増加する（いずれも図４の破線示参
照）。このとき、吸気は絞り部材５５の大部分のフィン
５５ａ間のすきまを通って過給機に吸込まれ、エンジン
に過給される。これにより、エンジン高速回転時の流路
抵抗の増加が抑えられる。

【００３７】こうして、本実施形態によれば、上記第１
実施形態と同様に、エンジンの低速回転時および部分負
荷時の消音効果が得られると共に、エンジン負荷の増大
に応じてスロットルバルブ５７の開度（軸方向移動）が
増加し、絞り抵抗の増加が抑制されてパワーロスを防止
でき、効率低下を抑制することができる。

【００３８】また、スロットルバルブ５７がエンジンス
ロットルバルブを兼ねているので、別のスロットルバル
ブを設ける必要がなく、コスト低減が可能となる。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、ロータの低回転域では吸込口
の上流側の流路の開度を小さくすることにより吸気音を
消音し、ロータの高回転域では流路の開度を大きくする
ことにより流路抵抗によるパワーロスをなくし、効率低
下を抑制することができる。

【００４０】請求項２に記載の発明によれば、板状のバ
ルブに設けられた多数の小孔により流体の流れを一旦絞
って、ついで膨張させることにより消音し、請求項１の
発明と同等の効果が得られる。

【００４１】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
の発明と同等の効果が得られると共に、バタフライ式バ
ルブによるので開閉制御が容易になる。

【００４２】請求項４に記載の発明によれば、エンジン
の低回転域および部分負荷域では吸込口の上流側の流路
の開度を小さくすることにより吸気音を消音し、エンジ
ンの高回転域では流路の開度を大きくすることにより流
路抵抗によるパワーロスをなくし、効率低下を抑制する
ことができる。

【００４３】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
の発明と同等の効果が得られると共に、消音手段がエン
ジンのスロットルバルブを兼ねるので、別のエンジンス
ロットルバルブを設ける必要がなく、コストが低減され
る。

【００４４】請求項６に記載の発明によれば、スロット
ルバルブがエンジン負荷に応じて流路を開閉すると共
に、該開閉に伴い絞り部材による絞り量を調整し、請求
項５の発明と同等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の作動状態を示す断面図である。

【図２】第１実施形態の作動状態を示す断面図である。

【図３】第１実施形態の要部の拡大図である。

【図４】第２実施形態の要部を示す断面図である。

【図５】従来例の断面図である。

【符号の説明】

３ 吸込口 ５ 吐出口 ９ ハウジング １１，５３ 流路 １３ バルブ（消音手段） １７ 小孔 ２５，２７ ロータ ５１ 消音機構部（消音手段） ５３ａ 流路の周壁 ５３ｂ，５７ｂ 傾斜座面 ５５ 絞り部材 ５５ａ フィン ５７ スロットルバルブ（消音手段） ５７ａ スロットルバルブの頭部 ５７ｃ スロットルバルブの軸部 ５９ リンク ６５ スロットルワイヤ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の吸込口と吐出口を有すると共に互
   いに噛み合う一対のロータを収容するハウジングを備え
   る流体機械であって、 前記ハウジングの吸込口の上流側の流路に配置されロー
   タの回転速度に応じて該流路を開閉制御し消音する消音
   手段を備えることを特徴とする流体機械。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の流体機械であって、 前記消音手段は、多数の小孔を有する板状のバルブであ
   ることを特徴とする流体機械。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の流体機械であって、 前記バルブはバタフライ式バルブであることを特徴とす
   る流体機械。
4. 【請求項４】 吸込口と吐出口を有すると共に互いに噛
   み合う一対のロータを収容するハウジングを備えエンジ
   ンの吸気を過給する流体機械であって、 前記ハウジングの吸込口の上流側の流路に配置されエン
   ジンの負荷に応じて該流路を開閉制御し消音する消音手
   段を備えることを特徴とする流体機械。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の流体機械であって、 前記消音手段はエンジンのスロットルバルブを兼ねるこ
   とを特徴とする流体機械。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の流体機械であって、 前記消音手段は、中空円筒の周壁に周方向に延びるスリ
   ットが軸方向に多数形成された絞り部材と、該絞り部材
   の中空部に軸方向移動可能に配置されると共に前記流路
   内の座部に当接可能に配置された前記スロットルバルブ
   とからなることを特徴とする流体機械。