(57)【要約】  容積型ポンプ（１０）が提供される。このポンプ（１０）は、ハウジング（１２）と、ハウジング（１２）に回転可能に配置され、比較的低圧の入口ポートエアを比較的高圧の出口ポートエアに変化するように構成されて互いに噛合わされた第１及び第２ロータ（５４，５６）とを含む。ポンプ（１０）は、更に、第１及び第２ロータ（５４，５６）間の接触を防止するために、第１及び第２ロータ（５４，５６）に対してそれぞれ固定され、かつ、潤滑流体の流れを生成するために十分に取囲まれて、互いに噛合わされた第１及び第２タイミングギア（３６，３８）を含む。更に、内燃機関（２）の速度に比例する速度で回転駆動されて、第１及び第２タイミングギア（３６，３８）を駆動するように構成された入力駆動部（１１）を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
比較的低圧の入口ポートエアを導入するための入口ポート（６６）及び比較的高圧の出口ポートエアを吐出するための出口ポート（６８）を含むハウジング（１２）と、
前記ハウジング（１２）に回転可能に配置されて、比較的低圧の入口ポートエアを比較的高圧の出口ポートエアに変換するように配置されて噛合わされた第１及び第２ロータ（５４，５６）と、
噛合わされた前記第１及び第２ロータ（５４，５６）間の接触を防止するために、前記第１及び第２ロータ（５４，５６）に対してそれぞれ固定され、かつ、潤滑流体の流れを生成するために十分に取囲まれて互いに噛合わされた第１及び第２タイミングギア（３６，３８）と、
内燃機関（２）の速度に比例した速度で正のトルクによって回転駆動され、かつ、噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）を駆動するように構成された入力駆動部（１１）と、を含んでいることを特徴とする容積型ポンプ。
【請求項２】
噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）によって生成された潤滑流体の流れは、前記入力駆動部（１１）を潤滑し、前記入力駆動部（１１）は、当該ポンプの外部の供給源によって潤滑が供給されないことを特徴とする請求項１に記載の容積型ポンプ。
【請求項３】
前記入力駆動部（１１）は、該入力駆動部（１１）と互いに噛合わされた前記第１及び第２ロータ（５４，５６）との間に選択可能な速度比を与えるための多段変速機構及び無段変速機構のうちの１つとして構成される装置（８２）を含むことを特徴とする請求項２に記載の容積型ポンプ。
【請求項４】
互いに噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）によって生成される潤滑流体の流れは、前記入力駆動部（１１）の速度に比例することを特徴とする請求項２に記載の容積型ポンプ。
【請求項５】
互いに噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）によって生成された潤滑流体の流れは、前記ハウジング（１２）の外部に配置された装置（７６）に接続することを特徴とする請求項１に記載の容積型ポンプ。
【請求項６】
互いに噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）の歯（３９）は、潤滑流体の流れを生成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の容積型ポンプ。
【請求項７】
更に、互いに噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）は、潤滑流体の流れを生成するように構成される噛合わされた回転部材（３６Ａ，３８Ａ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の容積型ポンプ。
【請求項８】
更に、互いに噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）から、噛合わされた前記第１及び第２ロータ（５４，５６）を分離するように配置されたプレート部材（５２）と、流体入口ポート（７２）及び流体出口ポート（７４）を有するカバー部材（５３）とを含み、
前記カバー部材（５３）は、前記プレート部材（５２）と組合わせて、前記タイミングギア（３６，３８）を取囲むことを特徴とする請求項１に記載の容積型ポンプ。
【請求項９】
燃焼室（４）を含む内燃機関（２）と、
回転軸（Ｘ）を有する容積型ポンプ（１０）と、を備え、
前記容積型ポンプ（１０）は、比較的低圧の入口ポートエアを導入するための入口ポート（６６）と、前記燃焼室（４）に比較的高圧の出口ポートエアを吐出するための出口ポート（６８）とを含むハウジング（１２）と、
前記ハウジング（１２）内に回転可能に配置されて、比較的低圧の入口ポートエアを比較的高圧の出口ポートエアに変換するように構成された互いに噛合わされた第１及び第２ロータ（５４，５６）と、
噛合わされた前記第１及び第２ロータ（５４，５６）間の接触を防止するために、前記第１及び第２ロータ（５４，５６）に対してそれぞれ固定され、かつ、潤滑流体の流れを生成するために十分に取囲まれて互いに噛合わされた第１及び第２タイミングギア（３６，３８）と、
内燃機関（２）の速度に比例した速度で正のトルクによって回転駆動され、かつ、噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）を駆動するように構成された入力駆動部（１１）と、を含み、
噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）によって生成された潤滑流体の流れは、前記入力駆動部（１１）を潤滑し、
前記入力駆動部（１１）は、前記容積型ポンプ（１０）の外部の供給源によって潤滑が供給されないことを特徴とすることを特徴とする内燃機関。
【請求項１０】
更に、噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）から噛合わされた前記第１及び第２ロータ（５４，５６）を分離するように配置されたプレート部材（５２）と、流体入口ポート（７２）及び流体出口ポート（７４）を有するカバー部材（５３）とを含み、
前記カバー部材（５３）は、前記プレート部材（５２）と組合されて、前記タイミングギア（３６，３８）を取囲み、
前記第１及び第２ロータ（５４，５６）の回転軸（Ｘ）に沿ってハウジング（１２）内に第１及び第２回転流体シール（６２，６４）が配置され、
前記容積型ポンプ（１０）の外部の供給源から潤滑流体が互いに噛合わされた前記第１及び第２タイミングギア（３６，３８）に供給されて、
前記回転軸（Ｘ）が重力方向に略平行に配置されたとき、前記第１及び第２回転流体シール（６２，６４）は、潤滑流体に沈まないことを特徴とする請求項９に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容積型スーパーチャージャのオイルポンプ、より具体的には、スーパーチャージャのタイミングギアによって提供されるオイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の過給及び他の目的でエアを供給するために容積型エアポンプを用いることは、当技術分野において公知である。自動車用のスーパーチャージャとして使用されるとき、このようなポンプは、ロータキャビティと、空気入口及び空気出口通路とを有するハウジングを含むことができる。スーパーチャージャのキャビティ内で、噛合わされ又は挟まれた一対のロータが回転して、入口通路を通って引き込まれたエアを送り出し、その後に、出口通路を通ってエアを吐出する。
【０００３】
ギア及びベアリング等のスーパーチャージャの内部部品は、一般に、スーパーチャージャ内に収容される特別に調合された作動流体を介して潤滑される。通常、このような作動流体は、はねかけ式潤滑によってスーパーチャージャの内部部品に供給される。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一実施形態は、ハウジングを有する容積型ポンプを対象とする。このハウジングは、比較的低圧の入口ポートエアを導入するための入口ポートと、比較的高圧の出口ポートエアを吐出するための出口ポートとを含む。また、ポンプは、ハウジングに回転可能に配置されて、比較的低圧の入口ポートエアを比較的高圧の出口ポートエアに変換するように構成され、互いに噛合わされた第１及び第２ブロアロータを含む。このポンプは、更に、第１及び第２ロータ間の接触を防止するために、第１及び第２ロータに対してそれぞれ固定され、かつ、潤滑流体の流れを生成するために十分に取囲まれて互いに噛合わされた第１及び第２タイミングギアを含む。更に、ポンプは、内燃機関の速度に比例した速度で正のトルクによって回転駆動される入力駆動部を含む。この入力駆動部は、第１及び第２タイミングギアを駆動するように配置される。
【０００５】
本発明の他の実施形態は、例えば、上述の容積型ポンプのようなスーパーチャージャを有する内燃機関を対象とする。
【０００６】
本発明の上記特徴、及び、利点、並びに、他の特徴及び利点は、添付図面に関連して、本発明を実施するための最良の形態の以下の詳細な説明から容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】内燃機関に取付けられたスーパーチャージャアセンブリの側面図である。
【図２】潤滑流体を加圧するように構成された噛合わされたタイミングギアを示すスーパーチャージャアセンブリの横断面図である。
【図３】噛合わされたタイミングギアを取囲むように構成されるカバー部材を示す、入力軸ハウジングが取除かれたスーパーチャージャアセンブリの斜視底面図である。
【図４】流体の流れを生成するように構成されて噛合わされた回転部材を示す、入力軸ハウジングが取除かれたスーパーチャージャアセンブリの斜視底面図である。
【図５】ターボチャージャに加圧された潤滑流体を導通するスーパーチャージャアセンブリの側面図である。
【図６】速度が選択可能な入力駆動部を有するスーパーチャージャアセンブリの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照すると、複数の図全体にわたって同一の参照符号が同等又は類似した部品に対応しており、図１は、複数の燃焼室４を有する内燃機関２と、クランクシャフトプーリー６とを図示している。プーリー６は、当業者によって理解されるように、エンジン２のクランクシャフト（図示せず）によって駆動される。全体として符号１０で示される圧縮機、すなわち、スーパーチャージャアセンブリは、エンジン２に取付けられて示される。スーパーチャージャアセンブリ１０は、内燃機関２と共に使用し、それの体積効率を増大するように作動する。スーパーチャージャアセンブリ１０は、ベルト８を介してエンジン２によって駆動される。対象のスーパーチャージャ１０は、互いに噛合ったローブロータを有するルーツ型スーパーチャージャ、又は、互いに噛合ったローブロータを有するスクリュー型スーパーチャージャにすることができるが、ルーツ型スーパーチャージャが図２に示されている。
【０００９】
スーパーチャージャ１０は、図２−３に詳細に示される。スーパーチャージャ１０は、正トルクによって、内燃機関２の速度に比例した速度で回転軸Ｘの周りを回転駆動させるように構成された入力駆動部１１を含む。入力駆動部１１は、ハウジング１２を含む。通常、このハウジング１２は、例えば、アルミニウム、マグネシウム、その他の鋳造金属から形成される。ハウジング１２は、第１端部１４及び反対側の第２端部１６を含む。第１端部１４は、入力軸ハウジング１８のための取付装置を含む。第１端部２２及び第２端部２４を有する入力軸２０は、入力軸ハウジング１８の内部に配置される。入力軸２０は、ベアリング２６，２８によって入力軸ハウジング１８内に回転可能に支持される。回転シール２９は、入力軸ハウジング１８に取付けられている。シール２９は、シールの内径が入力軸２０の外径に接触するように配置され、スーパーチャージャアセンブリ１０の外側から異物がハウジング１８に侵入するのを阻止し、また、反対方向にあらゆる流体が漏れないようにする。
【００１０】
入力軸２０の第１端２２は、ベルト８を介してクランクシャフトプーリー６に結合されるプーリー３０を固定的に支持し、スーパーチャージャアセンブリ１０は、エンジン２（図１参照）によって駆動される。入力軸２０の第２端２４は、スタッド３７を介して第１、すなわち、駆動タイミングギア３６に結合する連結機３４に係合するためのフランジ３２を保持する。駆動タイミングギア３６は、第２、すなわち、駆動タイミングギア３８に常時噛合っている。従って、入力駆動部１１は、第１及び第２駆動タイミングギア３６，３８を直接駆動する。このタイミングギア３６，３８は、それぞれ第１及び第２ロータシャフト４０，４２に対して固定される。ロータシャフト４０は、第１フロントベアリング４４及び第１リアベアリング４６に回転可能に取付けられるのに対して、ロータシャフト４２は、第２フロントベアリング４８及び第２リアベアリング５０に同様に取付けられる。第１及び第２フロントベアリング４４，４８は、ベアリングプレート５２に取付及び支持されるのに対して、第１及び第２リアベアリング４６，５０は、ハウジング１２に取付及び支持される。
【００１１】
ロータシャフト４０，４２は、交互に常時噛合わされた第１及び第２ロータ５４，５６にそれぞれ固定されて、それと一体に回転する。従って、特に、スーパーチャージャアセンブリ１０の作動中にロータ間の接触を防止するために、噛合わされたタイミングギア３６，３８は、ロータ５４，５６に対してそれぞれ固定される。ロータ５４，５６は、ハウジング１２に形成されたロータキャビティ５８内に同期回転するように取付けられ、比較的低圧の入口ポートエアを比較的高圧の出口ポートエアに向かって移動するように配置される。入力軸ハウジング１８は、ベアリングプレート５２に直接取付けられ、これにより、ベアリングプレートと入力軸ハウジングとの間にオイルサンプ、すなわち、ギアケース６０を形成している。従って、タイミングギア３６，３８は、オイルサンプ６０内で回転するように構成されている。第１回転シール６２及び第２回転シール６４は、ベアリングプレート５２に取付けられる。回転シール６２，６４の内径をそれぞれロータシャフト４０，４２の外径に接触させて、オイルサンプ６０からロータキャビティ５８の中への潤滑流体の漏洩を防ぐ。
【００１２】
ハウジング１２の第２端部１６は、通常、外気をロータ５４，５６に導くように構成された低圧のエア入口ポート６６を含む。通常、比較的低圧のエアは、エンジンの速度及び負荷に基いて流入空気量を制御するスロットルボディアセンブリ（図示せず）を介して入口ポート６６に入る。当業者により公知のように、この比較的低圧の入口ポートエアは、第１及び第２ロータ５４，５６によって圧縮される。従って、この比較的低圧の入口ポートエアは、第１及び第２ロータ５４，５６により比較的高圧の出口ポートエアに変換される。比較的高圧の出口ポートエアは、その後放出され、エア出口ポート６８（図３参照）を介して燃焼室４（図１参照）に送られる。この比較的高圧の出口ポーオエアは、後の燃焼のためにエンジン内で燃料と混合される。スーパーチャージャアセンブリ１０は、出口面７０でエンジンに取付けられる。通常、スーパーチャージャアセンブリ１０は、圧縮空気を燃焼室４に最も直接的に導入できるように、例えば、多数のネジ（図示せず）等の適切な固定構造を用いてエンジン２に取付けられる。
【００１３】
タイミングギア３６，３８は、ベアリングプレート５２及びカバー部材５３によって十分に取囲まれて、スーパーチャージャアセンブリ１０の作動中に、ギア歯３９を介して加圧された潤滑流体の持続的な流れを生成する。タイミングギア３６，３８によって生じる潤滑流体の流れ、従って、結果的な流体の圧力は、ベルト８（図１参照）を介してエンジンの速度によって制御される入力駆動部１１の回転速度に比例する。圧縮された潤滑流体の流れは、負荷がかけられたスーパーチャージャにより発生する熱に対抗するために、スーパーチャージャアセンブリの内部部品の冷却及び潤滑に使用される。
【００１４】
タイミングギア３６，３８により生成された潤滑流体の流れは、サンプ６０内に含まれるか、専用の外部通路（図示せず）を介して外部の供給源、すなわち、スーパーチャージャアセンブリ１０の外部から供給されてもよい。更に、タイミングギア３６，３８への潤滑流体のそのような外部供給は、地面に対するスーパーチャージャアセンブリ１０の略垂直方向の配置を可能にする。なぜならばタイミングギア３６，３８への流体供給は、重力によって影響されないので、第１及び第２回転シール６２，６４は、回転軸Ｘが重力方向に略平行に配置されるとき、流体内に沈む危険性がない。従って、車両において、スーパーチャージャアセンブリ１０は、入力駆動部を地面に対して略上か、それとも、下に向けてエンジンに取付けることができる。その結果として、タイミングギア３６，３８への低圧流体の外部供給は、スーパーチャージャアセンブリ１０のパッケージングに対して更なる柔軟性を与える。
【００１５】
図４を参照すると、タイミングギア３６，３８に加え、噛合わされた回転部材３６Ａ，３８Ａを有する以外のあらゆる点で図３に示すスーパーチャージャアセンブリ１０に一致するスーパーチャージャアセンブリ１０Ａが示されている。噛合わされた回転部材３６Ａ，３８Ａは、作動中にタイミングギア３６，３８に関連して用いられるとき、加圧された潤滑流体の流れの生成においてタイミングギア３６，３８を補助する。噛合わされた回転部材３６Ａ，３８Ａは、タイミングギア３６，３８と関連して用いられるとき、流体の流れの生成において補助を受けない。噛合わされた回転部材３６Ａ，３８Ａは、ベアリングプレート５２Ａ及びカバー部材５３（図２及び３参照）によって十分に取囲まれて、スーパーチャージャアセンブリ１０の作動中に、歯３９Ａを介して潤滑流体の持続的な流れを生成する。タイミングギア３６，３８によって生成された潤滑流体の流れ、及び、結果的な流圧は、エンジンの速度によって制御される入力駆動部１１の回転速度に比例する。
【００１６】
図３に示すように、カバー部材５３は、サンプ６０、すなわち外部の供給源から低圧流体を取込むための流体入口ポート７２と、加圧された流体を所望のどこかへ供給する流体出口ポート７４とを含む。図３のベアリングプレート５２及びカバー部材５３は、タイミングギア３６，３８を取囲むように示されているが、流体の流れの生成は、別個のカバー５３を用いなくても可能である。また、タイミングギア３６，３８よって加圧された潤滑流体の流れは、タイミングギアの表面に極めて接近して、タイミングギアに隣接する入力軸ハウジング１８及びベアリングプレート５２の表面を、精密加工等で形成することによっても可能にすることができる。流体入口ポート７２及び流体出口ポート７４を有するカバー５３は、同様にスーパーチャージャアセンブリ１０Ａ（図４参照）に用いることができる。しかしながら、タイミングギア３６，３８と同様に、タイミングギア３６Ａ，３８Ａよって加圧された流体の流れは、タイミングギア、入力軸ハウジング１８及びベアリングプレート５２Ａの間に緊密な嵌め合いを用いることによって可能になる。
【００１７】
噛合わされた回転部材３６Ａ，３８Ａと同様に、タイミングギア３６，３８によって生成された流体の流れは、加圧しない、はねかけ式の潤滑と比較して、入力駆動部１１をより効果的に潤滑するために用いることができる。また、タイミングギア３６，３８によって加圧された流体は、例えば、図５に示すターボチャージャアセンブリ７６等の外部装置に接続することができ、一般的に、このようなターボチャージャは、外部から潤滑を供給する必要がある。図５は、タイミングギア３６，３８によって生成された加圧流体の流れを示し、この流れは、オイル入口通路７８を通ってターボチャージャアセンブリ７６に供給され、ターボチャージャを出た後、オイル戻り通路８０を通ってオイルサンプに戻される。
【００１８】
図６を参照すると、入力駆動部１１の代わりに入力駆動部１１Ｂを有する以外のあらゆる点で図２に示すスーパーチャージャアセンブリ１０に一致するスーパーチャージャアセンブリ１０Ｂが示される。入力駆動部１１Ｂは、駆動タイミングギア３６にプーリー３０を連結する装置８２を含み、ロータ５４，５６に選択可能な速度入力を与えることができる。従って、入力駆動部１１Ｂは、ロータに選択不可能な直接駆動入力を与える構造的に限定された図２の入力駆動部１１と比較して、ロータ５４，５６の回転速度の制御を向上させる。入力駆動部１１Ｂは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）８４によって制御される。ＥＣＵ８４は、独立型ユニットとして構成され、すなわち、エンジンの制御装置に組込むことができる。
【００１９】
この装置８２は、複数の異なった変速比を備えた切換可能なギアセットを使用することによって選択可能な多段速度を達成することができる。更に、当業者によって公知のように、装置８２は、例えば、無段変速機（ＣＶＴ）又は電気式可変変速機（ＥＶＴ）等の機構を用いることができ、所与の範囲内に入力速度を連続的に変化させる。ここに想定された変速可能な入力駆動部１１Ｂは、変速不可能な直接駆動の入力駆動部１１と比較すると、一般的に、高度の潤滑を必要とする。しかしながら、タイミングギア３６，３８によって供給される加圧流体は、入力駆動部１１Ｂの高度の潤滑要求を満たすのに十分であり、潤滑をさらに供給する必要性を解消する。従って、入力駆動部１１Ｂは、スーパーチャージャアセンブリ１０Ｂの外部の供給源によって供給される潤滑がないことを特徴とする。
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態を詳細に記載してきたが、本発明に関連する当業者は、添付された特許請求の範囲の技術的範囲内で本発明を実施するための様々な代替設計及び実施形態を認識するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2013515202.tif 000009
2013515202.tif 000010
2013515202.tif 000011