JPH01244116A - 内燃機関の空気圧縮機のための補助駆動装置 - 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 本発明は請求項１の上位概念に記載の空気圧縮機のため
の補助装置に関する。

従来の技術 特に空気式ブレーキを備えた自動車の圧気調達用に使用
されているピストン形圧縮機を歯車によって駆動するこ
とは多くの利点を有している。その最も重要な利点は、
従来頻繁に使用されていたＶベルト駆動に較べて、保守
かまったく不要なことである。操舵油圧ポンプは屡々空
気圧縮機クランク軸から駆動されるが、このような場合
には、前記の利点が付加的な重要性を持つことになる。

なぜならば、空気圧縮機の運転の安全性−これは歯車装
置によってのみ可能であるが−を可能な限り高くしよう
とする要求が更に高まるからである。

制動空気圧縮機にあっては、ピストン形圧縮機の型式が
極めて適切であることは周知の通りである。しかし歯車
駆動の場合には、上死点に到達した後に、空気圧縮機の
隙間容積内に残留する圧縮された空気が膨張し、それに
より空気圧縮機を駆動している接線力が突然負になり、
空気圧縮機がトルクを失うという欠点のあることが判っ
た。これが噛合部に、不快な打撃音を伴う急激な歯当た
り交換を行わせることになる特に最近の高性能機関に提
案されているような軽量構造の駆動形式にあっては、た
とえ空気圧縮機ギヤと駆動側のカム軸ギヤとの間のバツ
クラッシが小さな値に仕上げられ又は調整されていても
、この騒音を常に許容値内に抑えるのは困難である。そ
の理由は、ガム軸の駆動トルクが、シリンダ数ρ少ない
エンジンにあっては特に激しく変動し、しかも負の部分
を持つことがあるからである。戻り膨張の位相にある空
気圧縮機の負のトルクがカム軸の小さいトルク又は完全
に負のトルクに重畳されると、空気圧縮機ギヤに対して
カム軸ギヤの逆進加速度が付加的に発生し、これがその
他の歯車駆動部に衝撃として伝播する。

空気圧縮機及びカム軸ギヤの回転質量を明らかに大きく
することによって、上記欠点を除去しようとする試みは
、低コスト、低容積及び低重量の観点から全く顧みられ
ない。即ち慣性モーメントを大きくすることは、重量と
容積とを著しく大きくすることであり、ひいては高いコ
ス、トになる。それは雑音が特にアイドリング時に発生
するからであって、本来、このような運転状態において
は、アイドリング回転数が少ないために回転体の運動エ
ネルギは小さくてよい筈である。

発明の課題 従って本発明の課題は、空気圧縮機及び駆動カム軸ギヤ
の回転体を、小さな慣性モーメント、小さな寸法、又軽
い構造体にすることによって、カム軸ギヤの逆進加速度
を阻止し、かつカム軸ギヤの噛合部における打撃衝動と
騒音とを最小に抑えることができるような駆動装置を提
供することにある。

課題を解決するための手段 本課題は本発明の請求項１に記載の特徴によって解決す
ることができた。

発明の作用・効果 本発明により、空気圧縮機とカム軸との負のトルク部分
が加算されるのを阻止することができる。この煩わしい
空気圧縮機の負のトルク部分は、カム軸の優勢な正の駆
動トルクによって相殺される。そのため、カム軸ギヤの
不都合な逆進加速度及びそれに伴って他の歯車駆動部に
発生する衝動が阻止される。併し空気圧縮機ギヤの逆進
加速度自体の大きさは、空気圧縮機の戻り膨張のために
そのままの大きさで保持されている。この衝動はカム軸
ギヤによって受は止められなければならないが、前述の
ように負のトルクが正のトルクによって相殺されるため
に、カム軸ギヤの逆進加速度は全く生じない。本発明の
別の構成によれば、反回転方向のカム軸ギヤに対する空
気圧縮機ギヤの、この不可避的な衝動が、両歯車間の噛
合部のバックラッシを狭くすることによって非常に小さ
な値になり、その結果、煩わしい騒音が阻止される。

本発明による補助駆動部のその他の利点については、実
施例で述べる。

実施例 第１図と第２図では、内燃機関クランク軸ギヤｌが中間
ギヤ２を介してカム軸ギヤ３と噴射ポンプギヤ４とを駆
動している。カム軸は符号５で表わされている。このカ
ム軸５はタペット６、タペットロッド７及び揺れ腕８の
夫々を介して、エンジンのシリンダヘッド内の弁９を駆
動している。

駆動ギヤ１０は、空気圧縮機１１に付属する’ｙ　−ｙ
　７　り軸１７を駆動するためにカム軸ギヤ３と噛合っ
ている。図示の実施例では、空気圧縮機ギヤ１０とカム
軸ギヤ３との間のバックラッシの精密な調整は、外部か
ら操作可能な偏心輪１２によって行われ、該偏心輪１２
はエンジンケーシング１４と空気圧縮機１１との間に配
置されている。偏心輪１２の回転によって、バックラッ
シが精確に調量されて調節される。バラクラランの調節
は空気圧縮機１１の簡単な移動によっても行うことがで
き、又、ギヤ３とｌＯとの噛合部の歯面の間隔を、締付
けねじ１５を取外した後にシックネスゲージを用いてチ
エツクすることによっても行うことができる。バックラ
ッシの調節は、ギヤ３とギヤｌＯとがその測定幅やこれ
に付属の軸間距離に関して、所要の狭い許容値内に仕上
げられているような場合には、これを勿論総て省略する
ことができる。

第２図から明らかなように、空気圧縮機１１には尚、操
舵又は操作油圧ポンプ１６をフランジ結合することがで
き・る。

制御歯車を第１図に図示のように配置した場合の特に有
利な点は、これによってエンジンの右側と左側とに有利
に配置された噴射ポンプ乃至はカム軸の駆動が、寸法が
小さくてコストの安い歯車で行われるという点である。

更に中間ギヤ２に対してギヤ１．３及び４の歯数を素数
関係に選ぶことにより、夫々のピーク負荷の瞬間におけ
る高い負荷の噛合点Ａ、Ｂ及びＣで、夫々異なった歯面
が噛合うことになり、同一の歯面が常にピーク負荷を伝
達しなければならないような場合に発生する高い摩耗の
可能性を減少させることができ、その結果、より軽量で
よりコストの安い噛合部が実現できることが確認された
。

第３図のａには、４気筒エンジンのカム軸５のトルク（
破線で図示）が、クランク回転角度７２０°の作業区間
に亙って図示されている。

このトルクは、クランク回転角度１８０°毎に小さい負
のトルク部１３を備えた４つの負荷サイクルを有してい
る。このカム軸駆動トルクに、戻り膨張の結果としての
負の部分１８を有する空気圧縮機１１のための駆動トル
ク（実線で図示）が、重畳されて図示されている。カム
軸ギヤ３と空気圧縮機ギヤＩＯとの間の歯数比は、所要
の圧気量に基づいて選択されなければならないが、例え
ば３６０°の空気圧縮機の回転の間にクランク回転角度
３０°の位相のずれが生じるように選択される（即ち３
６ｏ０の空気圧縮機の回転が３９０°のクランク回転角
度に相当する）。カム軸の負荷サイクル長１８０゜の場
合には、１８０°　：３０８−空気圧縮機６回転毎に、
空気圧縮機とカム軸との位相は出発位置（初めの位相）
に戻り、これが繰り返される。この６回転の間に１度、
空気圧縮機とカム軸との駆動トルクの負の最大トルクも
重なる。

このため、回転体の運動エネルギの小さい、エンジンの
アイドリング時には特に、カム軸ギヤ３の逆進加速度が
誘発され、該逆進加速度が明瞭に聞こえる衝撃パルスと
して他の歯車装置に伝播し、周期的に不愉快な騒音を発
生させることになる。

第３図のｂでは、空気圧縮機駆動ギヤＩＯとカム軸ギヤ
３との歯数比がカム軸負荷サイクルの整数倍に構成され
ていることにより、カム軸ギヤ３の逆進加速度が阻止さ
れている。

例えば空気圧縮機の１回転（３６０°）は、夫々１８０
°のカム軸負荷サイクルの正確に２倍に合致しており、
これは４気筒エンジンの場合特に有利である。エンジン
と空気圧縮機との回転数比が同じで６気筒エンジンの場
合には、空気圧縮機の１回転毎に３整数倍に相当する３
回のカム軸負荷サイクルでよいことが判るであろう。

更に空気圧縮機駆動ギヤｌＯは、空気圧縮機クランク軸
１７に対して調整されて取り付けられている（より正し
い、より正確な歯の位置乃至は歯の配置のために）。同
時に、空気圧縮機クランク軸１７の角度位置がカム軸５
に対して固定される（最終的には歯車ｌＯと３との正し
い角度位置によって行われる）。このような配設によっ
て空気圧縮機１１の負のトルク部１８が、カム軸５の正
のトルク部２０によって最適に相殺される。

正のトルク部２０によって上述の負のトルク１８を、完
全ではないが全く充分に小さなものにすることは、一般
的に、空気圧縮機駆動ギヤＩＯの精密な調整をしなくて
も可能である。併しこのようなことは、歯のピッチが小
さく、かつ回転方向及び反回転方向の歯の半ピツチ毎の
調整を行うことなしに、最大の誤差が、カム軸５に対す
る空気圧縮機クランク軸１７の固定的な組込みによる本
発明の効果に悪影響を及ぼさない場合に限って許される
ことである。

第３図のＣは、カム軸に対して空気圧縮機クランク軸の
組込みの調整が行われない場合、ギヤ３と１０との歯数
比がカム軸負荷サイクルの整数倍になっていても、空気
圧縮機とカム軸の負の回転モーメントが加算されて、不
都合にも負の最大トルク部（２１）が形成され得ること
を、判り易いように示している。

気筒数がより多いエンジンにあっては、カム軸駆動トル
クがもはや負の部分を全く持たないことが屡々ある。併
しこの駆動トルクはカム軸の個々の負荷サイクルの間で
、零より僅か大きいだけの小さな値に低下する。そのた
め空気圧縮機の負のトルクはこの位置で殆ど完全に効果
的に作用する。従って騒音パルスを確実に阻止するため
には、この場合も亦、空気圧縮機の調整された組み込み
と、空気圧縮機の歯数比をカム軸負荷サイクルの整数倍
にすることが望ましい。そうすることにより、空気圧縮
機駆動トルクの負の部分が、正のカム軸駆動トルクによ
って相殺される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は駆動ギヤ
がカム軸上のギヤと噛合っている、空気圧縮機のための
補助駆動装置の断面図、第２図は第１図の線■−■に沿
った断面図、第３図のａは空°気圧縮機の歯数比がカム
軸負荷サイクルの整数倍になっていない公知の形式の場
合のものであって、７２０°のクランク回転角度の作業
区間に亙り、カム軸と空気圧縮機のトルクの経過を表わ
したグラフ、ｂは、本発明に基づき空気圧縮機の歯数比
がカム軸負荷サイクルの整数倍に構成され、かつ空気圧
縮機クランク軸の角度調節がカム軸に対して調整されて
いる場合のグラフ、Ｃは空気圧縮機の歯数比がカム軸負
荷サイクルの整数倍に構成されているものの、空気圧縮
機のクランク軸の組込みがカム軸に対して調整されてい
なし？場合のグラフであるｌ・・・内燃機関クランク軸
ギヤ、２・・・中間ギヤ、３・・・カム軸ギヤ、４・・
・噴射ポンプギヤ、５・・・カム軸、６・・・タペット
、７・・・タペットロッド、８・・・揺れ腕、９・・・
弁、ｌＯ・・・空気圧縮機駆動ギヤ、１１・・・空気圧
縮機、１２・・・偏心輪、１３・・・負のトルク部、１
４・・・エンジンケーシング、１５・・・締付けねじ、
１６・・・操舵又は操作油圧ポンプ、１７・・・空気圧
縮機クランク軸、１８・・・負のトルク部、１９．２０
・・・正のトルク部、２１・・・負の最大トルク部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の空気圧縮機のための補助駆動装置であつ
   て、該空気圧縮機はシリンダ内で案内されているピスト
   ンを備えたピストン形圧縮機として形成されており、該
   ピストンはコンロッドを介してクランク軸によって駆動
   され、該クランク軸は駆動歯車と結合し、該駆動歯車は
   内燃機関の駆動軸によって歯車を介して駆動され、その
   際空気圧縮機駆動ギヤがカム軸上の歯車と噛合っている
   形式のものにおいて、空気圧縮機駆動ギヤ（１０）が空
   気圧縮機クランク軸（１７）に対して調整されて取り付
   けられており、空気圧縮機駆動ギヤ（１０）とカム軸ギ
   ヤ（３）との歯数比が、カム軸駆動トルクの負荷サイク
   ルの整数倍であり、同時に、空気圧縮機クランク軸（１
   ７）のトルクの負の部分（１８）が、カム軸のトルクの
   正の部分（２０）の重畳によって除去され得るように、
   空気圧縮機クランク軸（１７）の角度位置がカム軸（５
   ）に対して固定されていることを特徴とする、内燃機関
   の空気圧縮機のための補助駆動装置。 ２、空気圧縮機駆動ギヤ（１０）とカム軸（５）のギヤ
   （３）との噛合において、バックラッシが狭い許容幅で
   仕上げられているか、又は調節装置によって小さな値に
   調節されうることを特徴とする、請求項１記載の補助装
   置。