JPH0413383Y2

JPH0413383Y2 -

Info

Publication number: JPH0413383Y2
Application number: JP3149085U
Authority: JP
Priority date: 1985-03-07
Filing date: 1985-03-07
Publication date: 1992-03-27
Also published as: JPS61149737U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は内燃機関のルーツポンプ式過給機の
バツクラツシユによる騒音を防止するための装置
に関する。

〔従来の技術〕

ルーツポンプ式過給機を備えた内燃機関では、
ルーツポンプは内燃機関の吸気管に設置され、そ
の駆動側のロータの回転軸はクランク軸に連結さ
れる。クランク軸の回転は駆動側のロータの回転
軸上の歯車より従動側のロータの回転軸上の歯車
に伝動される、その結果駆動側のロータと従動側
のロータとは相互に回転しポンプ作用を行ない、
過給作動が得られる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ルーツポンプの駆動側のロータと従動側のロー
タとは夫々の回転軸上の相互に噛合う歯車によつ
て動力伝達される。従動側のロータの回転軸には
通常は実質上トルクはかかつていない。従つて、
歯車のバツクラツシユの分だけ従動側のロータは
フリーに動き得ることになる。その結果、エンジ
ンの回転変動があると従動側のロータは駆動側の
ロータに対してバツクラツシユによるガタの分だ
け相対的に前後に揺動的に回転し、その際歯車の
歯面同士又はロータ同士が当たることによつて音
を発生し、騒音源となる。この問題を解決するた
めの従来はルーツポンプはクラツチを介してクラ
ンク軸に連結され、クラツチはエンジンの回転変
動が或る程度避けられないアイドル時は切り離さ
れ、アイドルを過ぎた所定値以上の回転数レベル
のときクラツチは係合されるようになつていた。
そのためアイドル時のルーツポンプからのガタ音
の発生は防止できる。しかしながら、この構造で
はクラツチの作動音による騒音が問題となるばか
りか、クラツチ及びその駆動回路が必要となり構
造的に複雑化する問題があつた。（尚、この考案
と関連する技術として実願昭59−136655号があ
る。）〔問題点を解決するための手段〕この考案によれば、複数のロータより成るルー
ツポンプを内燃機関の吸気系に配置し、駆動側と
従動側とのロータは夫々の回転軸上の相互に噛合
いする歯車手段によつて動力伝動され、駆動側の
ロータの回転軸を内燃機関の駆動軸に該駆動軸の
回転が常時伝達されるように連結し、ルーツポン
プをバイパスする流量を制御するバイパス手段が
設けられ、該バイパス手段はルーツポンプをバイ
パスするように吸気系に接続されるバイパス通路
と、バイパス通路の開度を制御するバイパス開度
制御手段と、バイパス開度制御手段を運転条件に
応じて駆動する駆動手段とより成り、該駆動手段
は、機関の高負荷時にバイパス通路を全閉とし、
機関の低負荷時には高回転であればバイパス通路
を全開とし、低回転であればバイパス通路を中間
の開度とする内燃機関のルーツポンプ式過給機の
バツクラツシユによる騒音防止装置が提供され
る。

〔作用〕

アイドル時等の低回転・低負荷時に中間の開度
が得られることによつて、ロータに幾分の過給仕
事が加わる。そのため、駆動側のロータの歯車に
被駆動側のロータの歯車と噛合を行わしめるトル
クが発生する。その結果、歯車のバツクラツシユ
による騒音の発生が抑制される。

〔実施例〕

この考案の第１の実施例を示す第１図におい
て、１０はエアークリーナー、１１はエアフロー
メータ、１２はスロツトル弁、１４はルーツポン
プ等の過給機、１６はサージタンク、１８は吸気
ポート、２０は吸気弁、２２はシリンダブロツ
ク、２３はシリンダヘツド、２４はピストン、２
６はコネクテイングロツド、２８はクランク軸、
３０は燃焼室、３２は点火栓、３４は排気弁、３
６は排気ポート、３７はデイストリビユータ、３
８はデイストリビユータ３７上に設けられその分
配軸３７ａの回転パルスを取り出すエンジン回転
数センサである。これらは内燃機関としては周知
の構成要素ばかりであり、その詳細な連結関係の
説明は省略する。

過給機としてのルーツポンプ１４は後述通り一
対の反対方向に回転駆動されるロータを有し、そ
の一方のロータの回転軸５６にプーリ３８が固定
され、このプーリ３８は後述のようにクラツチを
介することなくベルト４０を介してクランク軸２
８上のプーリ４２に連結され、クランク軸２８の
回転が常時ルーツポンプ１４に伝達される。

第２図は第１図のルーツポンプ１４の詳細構成
を示している。５０は有底ハウジングである。ハ
ウジング５０内に一対のロータ５２および５４が
配置される。夫々のロータは繭状の断面を呈して
おり、それぞれ回転軸５６，５８を備えている。
６０はロータと回転軸との固定用ピンである。回
転軸５６，５８は一端でシール付ローラ軸受６４
によつてハウジング５０に軸支され、他端はハウ
ジング５０に固定されるエンドプレート６６にボ
ール軸受６８によつて軸支される。軸受６８に近
接してオイルシール６９が設けられる。回転軸５
６，５８の一端に歯車７０がボルト７１にて固定
され、これら歯車７０は相互に噛み合つている
（第４図参照）。従つて、駆動軸が回転駆動力を受
けると、その回転は歯車７０を介して被駆動軸５
８に伝達される。従つて、ロータ５２，５４は第
３図の矢印f₁，f₂のように互いに反対方向に回転
する。ハウジング５０には吸入ポート５５ａ、吐
出ポート５５ｂがハウジング内の空間に開口する
ように形成される。従つて、ロータ５２、５４の
回転によつて吸入ポート５５ａより空気が吸引さ
れ、吐出ポート５５ｂより空気が吐出される。吸
入ポート５５ａ、吐出ポート５５ｂは夫々第１図
のスロツトル弁１２の下流、サージタンク１６の
上流に接続される。

一方の軸５６は駆動軸であり、歯車７０と反対
側の端部に前述のプーリ３８がナツト７１によつ
て固定されている。

ルーツポンプ１４をバイパスするようにバイパ
ス通路４３が設けられ、バイパス通路４３上にバ
イパス制御弁４４が設けられ、同制御弁４４は過
給を必要としない高負荷以外の運転時に開とさ
れ、空気をバイパスさせる役目をする。バイパス
制御弁４４はアクチユエータ４５に連結され、こ
のアクチユエータ４５は高回転軽負荷時に過給機
を作動させないという通常のバイパス制御を行う
と共に、アイドルのような低回転の軽負荷時にバ
イパス流量を押え、歯車７０のバツクラツシユに
よる騒音抑制制御を行うものである。即ちアクチ
ユエータ４５は２つのダイヤフラム４５ａ，４５
ｂを備え、第１のダイヤフラム４５ａはバイパス
制御弁４４に連結され、ばね４５ｃによつてバイ
パス閉鎖方向に付勢される。一方第２のダイヤフ
ラム４５ｂにストツパ４５ｂが連結され、ばね４
５ｅによつて第１のダイヤフラム４５ａの方向に
付勢されている。第１のダイヤフラム４５は第１
の三方切替弁４６によつてスロツトル弁１２の下
流の負圧ポート（負圧源）４７と、エアクリーナ
１０（大気圧源）との間で切替可能である。第２
のダイヤフラム４５ｂは第２の三方切替弁４８に
よつて同じく負圧ポート４７とエアクリーナ１０
との間で切替可能である。

８０は第１の三方切替弁４６と第２の三方切替
弁の作動制御回路を示す。速度信号形成回路８１
は回転数センサ３８からのパルス信号によつてエ
ンジン回転数に応じたアナログ信号を形成する。
演算回路８２はエアーフローメータ１１によつて
得られる吸入空気量Ｑと回転数センサ３８からの
機関回転数Neとの比の演算を行う。この吸入空
気量−回転数比Ｑ／Neはエンジンの負荷相当値
である。比較回路８３はＱ／Neが所定値（Ｑ／
Ne）₀より小さいときに１の信号を、所定値より
大きいとき０の信号を出力する。一方、比較回路
８４は機関回転数Neが所定値（Ne）₀より大きい
時に１を、所定値より小さいとき０の信号を出
す。比較回路８３は第１のトランジスタ８５のベ
ースに結線され、トランジスタ８５のエミツタ−
コレクタ回路に第１の三方電磁弁４６の励磁巻線
Ｌ４６およびバツテリＢが配置される。比較回路
８３，８４は夫々AND回路８６の入力に結線さ
れ、AND回路８６の出力は第２のトランジスタ
８７のベースに結線され、トランジスタ８７のエ
ミツタコレクタ回路に第２の三方電磁弁４８のソ
レノイドＬ４８が結線される。

この考案の作動を述べると、エンジンの高負荷
時は比較回路８３は０の出力を出し、そのため第
１のトランジススタ８５、第２のトランジスタ８
７はともにカツトオフで、第１の三方電磁弁４６
のソレノイドＬ４６、第２の三方電磁弁４８のソ
レノイドＬ４８が共に消磁され、白抜きのポート
位置をとる。その結果、第１のダイヤフラム４５
ａ、第２のダイヤフラム４５ｂに大気圧が働く。
従つて、バイパス弁４４は閉となり、バイパス通
路４３に空気が流れることはできない。一方クラ
ンク軸２８の回転はプーリ４２、ベルト４０、プ
ーリ３８を介してルーツポンプ１４の駆動側回転
軸５６に伝達される。歯車７０の噛合いによつて
駆動側のロータ５２と従動側のロータ５４とは第
３図に関して説明したように相互に反対方向
（F₁，f₂）に回転し吸入ポート５５ａより空気を
吸引し、吐出ポート５５ｂより空気を吐出する。
その結果、バイパス４３が閉であることとあいま
つて空気は圧縮状態でサージタンク１６より燃焼
室３０に供給され、過給動作が行われる。

エンジン軽負荷時は比較回路８３は１の信号を
出し、そのため第１のトランジスタはONとな
り、三方電磁弁４６のソレノイドＬ４６は励磁さ
れ、ポート４７の負圧が第１のダイヤフラム４５
ａに働き、同ダイヤフラム４５ａはばね４５ｃに
抗して図の下方に変位する。もし、エンジンが高
回転とすれば比較回路８４から１の信号が出てい
るため比較回路８３も１であることと相まつて
AND回路８６は１を出し、第２トランジスタ８
７はONとなる。その結果、第２の三方電磁弁４
８のソレノイドＬ４７も励磁され、ポート４７の
負圧が第２のダイヤフラム４５ｂに作用し、スト
ツパ４５ｄをばね４５ｅに抗して下方に変位させ
る。かくして、第１のダイヤフラム４５ａの下方
の変位はストツパ４５ｄに邪魔されることなく最
大ストローク行われる。それ故、バイパス制御弁
４４の開度は大きくなり、バイパス流量は大きく
なる。バイパス量が大きくなるとことによつてル
ーツポンプの過給仕事はほとんど零となる。その
ため過給は行われないことになる。バイパスを開
けることによつて低負荷高回転時の吸入空気温の
増大が押えられる。

軽負荷でも低回転になると、比較回路８４が０
の信号を出すため、AND回路８６はOFFとな
り、第２三方電磁弁４８のソレノイドＬ４８は消
磁される。そのため、ダイヤフラム４５ｂに大気
圧が作用し、ストツパ４５ｄは上方に変位する。
軽負荷であることから第１の三方電磁弁４６のソ
レノイドは励磁され、黒塗りのポート位置をと
り、ダイヤフラム４５ａに負圧が働き、ダイヤフ
ラムは下方に変位する力を受けているが、ストツ
パ４５ｄが上方に位置しているためダイヤフラム
４５ａのストロークが制限される。かくして、バ
イパス制御弁４４の開度が押えられ、バイパス流
量が減少する。バイパス流量の減少によつてルー
ツポンプの過給仕事が増大する。そのため、被駆
動側のロータ５４には、これを駆動側のロータ５
２に接触させる方向にトルクが常時加わる。その
結果、第４図で矢印C₁を駆動側歯車の駆動方向
とすれば従動側の歯車にはその反対方向のトルク
が矢印C₂のように常に加わる。その結果、歯車
７０はバツクラツシユに係わらず図示するように
常時噛合いされ、その結果エンジンのクランク軸
２８の回転がアイドル運転時に変動しても歯面は
接触維持され、ガタガタ音が発生しない、尚、ア
イドル時はバイパスを少なくしても吸入空気温の
増大の問題はない。

第５図は第２実施例を部分的に示している。バ
イパス通路は４３ａ，４３ｂのように並列に形成
され、夫々にバイパス制御弁９０，９２が設けら
れる。夫々のバイパス制御弁９０はアクチユエー
タ９４，９６に連結され、夫々ダイヤフラム９４
ａ，９６ｂを備える。ダイヤフラム９４ａ，９６
ｂへの負圧の導入制御のため第１図と同様に三方
電磁弁４６，４８があり、制御回路８０によつて
駆動される。

高負荷時には電磁弁４６及び４８が消磁され、
第１及び第２のバイパス弁９０及び９２は共に閉
である。

軽負荷時は高回転であれば双方の電磁弁４６及
び４８が駆動され、第１及び第２のバイパス弁９
０及び９２が共に開放するためバイパス流量は大
きくなる。一方低回転時は第１の電磁弁４６が励
磁されるため第１のバイパス弁９０は開くが、第
２の電磁弁４８が消磁されるため第２のバイパス
弁９２は閉鎖され、バイパス流量が押えられる。
そのため、被駆動側のロータに加わるトルクによ
つてルーツポンプの歯車のバツクラツシユが防止
される。

〔考案の効果〕

この考案ではアイドル時のような軽負荷低回転
時幾分の量のバイパスを行わせ圧縮仕事を生じさ
せることによりルーツポンプの歯車部のバツクラ
ツシユによるガタを防止することができエンジン
からの騒音を減少することができる。また、ガタ
による部品の摩耗を防止することができる。さら
に、機関の回転数に応じて駆動されるクラツチが
不要になり、その係合開放に伴う作動音が発生し
ないことからもより低騒音化することができ、さ
らにクラツチおよびその駆動回路が不要なことか
ら構造が簡略となる。また、ガタによる騒音の心
配が解消することからロータ間のクリヤランスを
小さくでき、効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の全体構成図。第２図はこの
考案のルーツポンプの軸方向断面図。第３図は第
２図の−線に沿う断面図。第４図はこの考案
によるバツクラツシユによる騒音の除去原理を説
明する図。第５図は第２実施例の部分図。１４……ルーツポンプ、３８……プーリ、４
３，４３ａ，４３ｂ……バイパス通路、４４，９
０，９２……バイパス制御弁、４５，９４，９６
……アクチユエータ、５２，５４……ロータ、５
６，５８……回転軸、８０……制御回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

複数のロータより成るルーツポンプを内燃機関
の吸気系に配置し、駆動側と従動側とのロータは
夫々の回転軸上の相互に噛合いする歯車手段によ
つて動力伝達され、駆動側のロータの回転軸を内
燃機関の駆動軸に該駆動軸の回転が常時伝達され
るように連結し、ルーツポンプをバイパスする流
量を制御するバイパス手段が設けられ、該バイパ
ス手段はルーツポンプをバイパスするように吸気
系に接続されるバイパス通路と、バイパス通路の
開度を制御するバイパス開度制御手段と、バイパ
ス開度制御手段を運転条件に応じて駆動する駆動
手段とより成り、該駆動手段は、機関の高負荷時
にはバイパス通路を全閉とし、機関の低負荷時に
は高回転であればバイパス通路を全開とし、低回
転であればバイパス通路を中間の開度とする内燃
機関のルーツポンプ式過給機のバツクラツシユに
よる騒音防止装置。