JPH0426660Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はルーツポンプ式の過給機を備えた内燃
機関に関し、さらに詳しくはルーツポンプのロー
タシヤフトを支承する軸受の潤滑に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の機械式過給機を構成するルーツポン
プは２本のロータシヤフトにそれぞれ双葉状のロ
ータが取付けられ、これらのロータが相互に逆方
向に同期して回転されることによりポンプ作用を
行うようになつている。ロータ相互間並びにロー
タとハウジングとの間にわずかのクリアランスが
備えられるのが普通である。そのために、吐出さ
れた高圧側の空気がこれらのクリアランスを通つ
て低圧側に漏れるのが避けられない。その結果、
ロータシヤフトの両端を支承する軸受にロータ側
から漏れ空気の圧力が作用し、軸受の両側に圧力
が生じることになる。そのために、軸受を潤滑す
るグリースの保持性能が低下することになる。こ
のような圧力差に基くグリースの保持性能の低下
を改善するために、クリアランス空間とポンプの
吸入側空気とを連結する切欠きを設けた考案が実
開昭59−54785号に記載されている。また、ロー
タと軸受の間にラビリンス部を設け、更に軸受と
ラビリンスの間を大気と連通し、軸受にかかる吸
気圧力を減少させることも提案されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

過給機付内燃機関のルーツポンプでは前述のラ
ビリンス部のシヤフトとのクリアランスは、接触
を避ける意味からある程度大きく取る必要があ
り、その場合十分な吸気圧力の減少効果を得る為
大気との連通口も大きく取る必要がある。ところ
が、このようにすると、アイドル運転や減速運転
のような吸気量の少ないエンジン運転域では、上
記大気がラビリンス部を介してエンジンに吸入さ
れる事により実質的に吸入空気量が増大し、絞り
弁を絞つてもエンジン回転が十分に低くできない
という問題がある。その結果、アイドル回転数が
上昇し過ぎたり、減速時のエンジンブレーキの効
き不良や燃費の悪化という好ましからざる問題を
招来していた。そこで、本考案では、軸受にかか
る吸気圧力を大気にブリードすることにより十分
小さくすると共に軽負荷かつ低回転運転のような
吸入空気量の少ない域でのエンジン回転の上昇を
防止することを目的とする。

特に本考案では、過給機（ルーツポンプ）が上
述の如く軽負荷かつ低回転時には作動を停止せし
められることに着目し、ルーツポンプの作動に合
わせてブリード時期を制御することを最大の特徴
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案によれば、
ポンプハウジングに軸受により回転自在に支承さ
れる２個のロータがハウジング内周面との間に所
定のクリアランスを保ちつつ相互にかみ合いなが
ら回転して一回転毎に定容積の流体を吸入側から
吐出側に吸排するルーツポンプ式過給機を絞り弁
の下流に設け、該ルーツポンプは軽負荷且つ低回
転時には作動を停止し、高負荷あるいは高回転時
に作動する内燃機関において、ロータシヤフトの
周囲でかつ、前記ロータの端面と前記軸受のシー
ル部との間に形成される環状空間部を大気導入通
路を介して大気に接続すると共に、ルーツポンプ
の作動時にのみ開弁する制御弁を前記大気導入通
路に設けルーツポンプの作動時には上記シール部
に作用する圧力を大気にブリードしかつルーツポ
ンプの作動停止時にはシール部に作用する圧力の
大気へのブリードをカツトし得るようにした。

〔実施例〕

第１図は本考案のルーツポンプを備える内燃機
関の全体を示す概略図である。

第１図において、１はエアクリーナ、２はエア
フローメータ、３は絞り弁、４はルーツポンプか
ら成る過給機、５は吸気管、６はエンジン本体、
９は制御弁、１３はコンピユータを略示してい
る。制御弁９は、後述するように過給機４のラビ
リンスと軸受間の空間に連通する通路７と、絞り
弁３の上流に連通しほぼ大気に近い圧力の通路８
との間の開閉をコンピユータ１３からの信号によ
り制御する。コンピユータ１３は各種センサー１
４、例えばエンジン回転数Ｎセンサー、スロツト
ル開度センサー、エアフローメータ等による吸入
空気量Ｑ信号等により、ルーツポンプ４の作動を
検知し、その検出信号に基づき制御弁９を制御す
る。制御弁９は、弁体１０、スプリング１１、電
磁コイル１２により構成される周知の電磁弁とし
て構成することができる。

第２図はルーツポンプから成る過給機４の断面
図である。第２図において、５０はハウジング本
体、５１はハウジング本体の一方の開放端部を閉
じるリヤプレートであり、ハウジング本体５０と
リヤプレート５１とによりポンプハウジングを形
成する。このポンプハウジング内には、ルーツポ
ンプ特有の双葉状の形状を有する２個のロータ２
１，４０がそれぞれのロータシヤフト２２，２３
に支持されて配置される。２４はロータ２１をロ
ータシヤフト２２に固着するためのピンである。
第２図の上側のロータ２１を支承するロータシヤ
フト２２は、軸受２８，３７によつて両端が回転
自在に支持されていると同時に周知の電磁クラツ
チ６０を介してプーリー４３が固定されている。
もう１つの下側のロータ４０も同様にロータシヤ
フト２３に固定され、このロータシヤフト２３も
同様に両端が軸受によつて回転自在に支持され、
それぞれのロータシヤフト２２，２３はギヤー２
９，３０にて回転が伝達されるように構成されて
いる。

すなわち、各ロータシヤフト２２，２３はロー
タの両側で軸受により支承される。各ロータシヤ
フト２２，２３は第２図で見て右側の軸受よりさ
らに右方側まで延長されており、その延長端部に
同様の歯車２９，３０がそれぞれ取付けられる。
図示の構造では、軸受の内輪がそれぞれのロータ
シヤフトの段付部に係合し、それらの内輪には歯
車２９，３０の内周部が係合し、各歯車２９，３
０は座金３２やねじ４４等によりそれぞれのロー
タシヤフト２２，２３に締着される。歯車２９，
３０及び軸受、ロータシヤフトの先端を覆つて、
リヤプレート５１にはカバー３３が取付けられ、
オイル室を形成する。オイル室内には適量のオイ
ルが封入されていて、歯車２９，３０及び軸受の
潤滑を行う。プーリー４３には図示しないベルト
によりエンジンのクランクシヤフトの回転が伝達
され、電磁クラツチ６０のON時にのみロータ２
１および４０を回転させ、エンジンへの吸気を過
給することはよく知られている。

次に、ロータシヤフト２２，２３を回転可能に
支承する軸受部の構成について、第２図右側上の
軸受２８を例にして詳述する。軸受２８はオイル
潤滑タイプの軸受であり、オイルの抜けを防止す
る為にロータ２１の側にオイルシール２７が設け
られている。ロータ２１の端面とリアプレート５
１との間に軸方向にある間隙を持つていて、いわ
ゆるラビリンス部４６を形成している。このラビ
リンス部４６と軸受オイルシール２７との間の環
状空間４７にはポート４８が接続されており、更
に、このポート４８は通路７を経て制御弁９に接
続されており、また、制御弁９、通路８を介して
絞り弁３（第１図）上流の大気と連通している。

ハウジング５０の電磁クラツチ６０をオンにす
る信号をそのまま電磁弁９のON（ステツプ３０
７）信号として利用すればルーツポンプ４の
ON，OFFに合わせて電磁弁９をON，OFFする
ことができる。軸受オイルシール２７には、内
部、すなわちロータ室、ラビリンス４６を介して
吸気圧力が作用するが、通常運転時は、制御弁９
が通電状態にあり、電磁コイル１２の力でスプリ
ング１１に打ち勝つて弁体１０を吸引し、通路７
と通路８間が連通する為、絞り弁３（第１図）上
流の大気圧が前記環状空間４７に導入されてブリ
ードされるので、その圧力は十分小さいものとな
る。

扨て、一般にはルーツポンプの作動領域、即
ち、過給を行う領域は第４図に示す如く、エンジ
ン回転数Ｎが所定値N₀（例えばN₀≒3500rpm）以
上あるいは負荷（吸入空気量Ｑ／回転数Ｎ）が所
定値A₀（例えばA₀≒0.6）以上のときに限られる。
つまり第３図に示す如く、Ｑ／Ｎ≧A₀（ステツプ
３０１）またはＮ≧N₀（ステツプ３０３）のとき
に電磁クラツチ６０がON（ステツプ３０５）に
され、クランクシヤフトの回転がルーツポンプ４
のロータシヤフトに伝えられる。従つて換言すれ
ばエンジン回転数Ｎがある設定値N₀以下でかつ
負荷が所定値A₀以下であるとき（軽負荷かつ低
回転）のみステツプ３０９において、電磁弁９へ
の通電をカツトしOFFにする。これにより、制
御弁（電磁弁）９の弁体１０はスプリング１１の
力により通路７と８を遮断する。即ち、閉弁す
る。この結果、軸受オイルシール部には吸気圧力
が作用するが低回転である為、オイルシールの特
性として弊害がないと同時に、大気がラビリンス
４６を介して吸気管に吸入されて実質的に吸入空
気量が増加することが防止され、従つて、エンジ
ン回転数が上昇するのが防止できる。

なお、ロータシヤフト２２，２３の他の軸受に
ついてもまつたく同様であり、ラビリンス部と軸
受オイルシール部との間の環状空間は、いずれ
も、ハウジング本体５０およびリアプレート５１
の内部に形成されたポート４８を介して通路７に
接続されている。これにより、上述と同様、ルー
ツポンプが作動する通常運転時（高負荷あるいは
高回転時）は前記環状空間は大気によりブリード
される。なお、第２図中、符号３６はポート４８
の端部を塞ぐシールである。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案によれば、ルーツポンプ
の作動に合わせてブリードを制御することにより
ルーツポンプが作動する高負荷あるいは高回転時
は軸受に作用する吸気圧を大気にブリードして軸
受に作用する圧力差を小さくし、それにより軸受
を潤滑するグリースの保持機能がオイルシールに
より十分に維持される。また、ルーツポンプが停
止せしめられる軽負荷かつ低回転時においては、
軸受に作用する吸気圧の影響は小さいので積極的
にブリードをカツトして吸入空気量の増加やエン
ジンの回転数の上昇（特にアイドル回転時や減速
時に顕著）を防止しかつエンジンブレーキ効果を
良好にしつつ燃費の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るルーツポンプを備えた過
給機付内燃機関の概略図、第２図はルーツポンプ
より成る過給機の断面図、第３図は本考案に係る
ブリード制御弁の制御の一態様を示すフローチヤ
ート図、第４図はルーツポンプの作動領域を説明
する線図。 ４……過給機（ルーツポンプ）、７，８……通
路、９……制御弁、１３……コンピユータ、２
１，４０……ロータ、２２，２３……ロータシヤ
フト、２７……オイルシール、２８……軸受、４
７……環状空間、４８……ポート、５０……ハウ
ジング、５１……リアプレート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンプハウジング５０に軸受により回転自在に
   支承される２個のロータ２１，４０がハウジング
   内周面との間に所定のクリアランスを保ちつつ相
   互にかみ合いながら回転して一回転毎に定容積の
   流体を吸入側から吐出側に吸排するルーツポンプ
   式過給機４を絞り弁３の下流に設け、該ルーツポ
   ンプ４は軽負荷且つ低回転時には作動を停止し、
   高負荷あるいは高回転時に作動する内燃機関にお
   いて、ロータシヤフト２２，２３の周囲でかつ、
   前記ロータ２１，４０の端面と前記軸受２８のシ
   ール部２７との間に形成される環状空間部４７を
   大気導入通路７，８，４８を介して大気に接続す
   ると共に、ルーツポンプの作動時にのみ開弁する
   制御弁９を前記大気導入通路に設けルーツポンプ
   の作動時には上記シール部に作用する圧力を大気
   にブリードしかつルーツポンプの作動停止時には
   シール部に作用する圧力の大気へのブリードをカ
   ツトし得るようにしたことを特徴とするルーツポ
   ンプ式過給機を備えた内燃機関。