KR100546749B1 - 과급기용모듈식바이패스시스템 - Google Patents

Abstract

차량 내연기관을 과급하기 위해 사용되는 형태의 회전 블로어(blower)(26)는 흡기 포트(inlet port)(30)와 배기 포트(outlet port)(34)를 형성하는 흡기 하우징(48)을 포함한다. 블로어 하우징은, 엔진의 과급이 필요하지 않을 때는 언제나 배기 포트 유체가 흡기 포트(30)로 되돌아 바이패스 되는 바이패스 통로(38)를 형성한다. 블로어 하우징은, 또한, 바이패스 통로(38)와 교차하고 하우징의 외부로 개방되는 바이패스 보어(52)를 포함한다. 바이패스 모듈(54)은, 바이패스 보어(52)내에 배치되고, 하우징 어셈블리(55)를 포함한다. 본 실시예에서, 바이패스 모듈(54)내에는 바이패스 밸브부재(92)가 있고, 이 밸브 부재(92)는 캠부분을 포함하고 있어, 다이어프램(64)과 레버(74)의 축이동에 의해 작동될 수 있다. 바이패스 모듈(54)은 하우징(48)과 협동하여 유지수단(100～106)을 형성하고 있어, 모듈이 간단히 보어(52)로 삽입되고 조립 위치(도 3)로 회전된 후, 적절한 진공 및 압력관이 진공포트(60)와 압력포트(62)중 하나 또는 둘 다에 연결된다. 본 발명의 바이패스 모듈(54)은, 흡기 하우징(48)의 기계 가공 비용을 실질적으로 감소시키는 간단하고, 저렴한 바이패스 밸브장치를 제공하는 한편, 조립 원가와 시간을 감소시킨다.

Description

과급기용 모듈러 바이패스 시스템

본 발명은 차량 내연기관용 과급기로서 사용되는 루트 블로어(Roots blower)와 같은 역류형의 회전 블로어에 관한 것이며, 특히, 출구의 유체를 입구로 되돌려 연통시킬 수 있게 동작 가능한 바이패스 밸브를 갖는 유형의 블로어에 관한 것이다.

본 발명을 이용할 수 있는 유형의 루트 블로어 과급기는, 본 발명의 양수인에 양도되고 본원에 참조된 미합중국 특허 제5,078,583호에서 설명되어 있다. 이러한 블로어는 전형적으로 흡기 포트와 배기 포트가 형성된 하우징 어셈블리, 및 블로어 챔버 또는 유체 변위 챔버를 갖는다. 블로어 챔버 내에는 흡기 포트의 유체의 양을 배기 포트로 이송시키도록 동작할 수 있는 한 쌍의 맞물린 로브 로터(lobe rotor)와 같은 몇 종류의 변위 메커니즘(displacement mechanism)이 있다.

전형적인 종래 기술의 루트 블로어 과급기는, 내연기관의 흡기 매니폴드(intake manifold)에서 공기압을 승압하는데 사용된다. 이러한 승압은 엔진의 출력 마력을 증가시키지만, 차량 엔진의 작동시 특정 시간에서만 필요하다. 이와 같은 블로어는 일반적으로, 차량 엔진에 의해 기계적으로 구동되므로, 어떤 량의 엔진 마력을 소모한다. 그러므로, 당업자에게 널리 공지된 바와 같이, 이는 종래에는 바이패스 밸브장치를 가진 블로어를 제공하여, 부스트 압력이 필요하지 않거나 유용하지 않을 때는 바이패스 밸브가 열려서, 블로어의 배기 포트로부터 역으로 흡기 포트로의 유체(공기)의 연통을 비교적 제한하지 않는다. 블로어가 바이패스 밸브가 열려 작동될 때, 블로어를 구동하는데 필요한 엔진마력은 실질적으로 감소하게 된다.

본 발명의 양수인에 의해 상업적으로 사용되어져 온 바이패스 밸브장치는 본 발명에 참조된 제5,078,583호에 전반적으로 설명되어 있다. 종래 기술의 바이패스 밸브는 블로어 하우징의 바이패스 통로에 배치된 버터플라이 형 밸브부재를 포함한다. 개방 및 폐쇄위치 사이에서 버터플라이 밸브의 이동은 블로어 하우징의 외부에 장착된 진공 액츄에이터(vaccuum actuator)에 의해 제어되며, 이 액츄에이터는 적절한 링크장치에 의하여 버터플라이 밸브를 이동시키도록 동작한다.

상술된 종래 기술의 바이패스 밸브장치는, 성능이나 기능면에서는 만족스럽지만, 제조와 조립 원가에 대해서는 만족스럽지 못하다. 버터플라이 밸브가 배치되는 바이패스 통로는 기계가공하는 것이 필요하고, 이 밸브는 블로어 하우징내의 기계 가공된 보어(bore)에 배치된 베어링에 의해 지지되는 샤프트에 장착된다. 보어는 바이패스 통로의 양쪽에 배치되므로, 바이패스 통로에 대해 정확하게 위치하여 서로 정렬되어야 한다. 또한, 액츄에이터는 블로어 하우징의 외부에 볼트로 조여지고 나서, 액츄에이터가 하우징에 볼트로 조여지므로 하우징에서 드릴(drill) 가공되어 탭(tap)이 난 홀(hole)과 같은 형태의 부착수단이 필요하다. 결국, 밸브와 액츄에이터의 조립, 링크장치의 조정, 및 전체 어셈블리의 교정 등 모든 것이 실질적으로 조립 시간에 추가되어 과급기 시스템의 전체 비용에 추가된다.

종래 기술의 바이패스 밸브장치는, 버터플라이 플레이트가 폐쇄위치에 있을 때 버터플라이 플레이트와 보어 간의 어떤 흐름도 사실상 막을 수 있도록, 버터플라이 플레이트와 보어상의 기계적인 공차가 매우 밀접하게 유지되어야만 한다. 한편, 버터플라이 플레이트와 보어 사이의 맞춤은, 버터플라이 플레이트를 대한 외부조정 수단이 적절히 설정되지 않는 경우, 보어 내로 플레이트가 고착되지 않도록 해야 한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 버터플라이 플레이트가 폐쇄위치에서 한번 고착되면, 수동으로 해제시킬 때 까지 그 위치에 남아 있게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래 기술의 상술한 결점을 극복하는 개선된 회전 블로어, 및 상업적으로 이용 가능한 바이패스 밸브장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 더욱 개선된 회전 블로어 및 바이패스 밸브장치를 제공하여, 원하는 바이패스 밸브기능은 정상적으로 이루어지는 반면, 요구되는 기계가공 및 조립량은 실질적으로 감소시키는 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적은, 흡기 포트 및 배기 포트를 형성하는 하우징 어셈블리와, 흡기 포트와 배기 포트의 중간에 배치되는 블로어 챔버를 구비하는 역류형의 회전 블로어를 제공함으로써 성취된다. 블로어 수단은, 흡기 포트 유체의 용량을 배기 포트로 이동시키기 위해 블로어 챔버에 배치된다. 하우징 어셈블리는, 블로어 챔버를 바이패스하여, 배기 포트로부터 흡기 포트로 유체의 연통을 구성하는 바이패스 통로를 형성한다. 바이패스 통로에 배치된 바이패스 밸브부재는, 외부 입력 압력 신호에 응하여 바이패스 통로를 통한 흐름을 허용하는 개방위치와 바이패스 통로를 통한 흐름을 차단하는 폐쇄위치 사이에서 이동이 가능하다.

개선된 회전 블로어는, 하우징 어셈블 리가 하우징 어셈블리의 외부로 개방되고 바이패스 보어를 형성하고, 바이패스 통로와 교차하는 것을 특징으로 한다. 바이패스 보어 내에 배치된 바이패스 모듈은, 신호 압력 챔버를 형성하는 하우징 어셈블리, 및 입력 압력 신호에 연결하기 적합하고 신호 압력 챔버와 연통하는 외부 신호 포트를 포함한다. 모듈의 하우징 어셈블리는, 바이패스 통로 내에 배치된 밸브 하우징을 포함하고, 이 밸브 하우징은 개구를 형성하여 바이패스 밸브부재가개방위치에 있을 때는 언제나 바이패스 통로를 통한 유체 흐름을 허용한다. 모듈 하우징 어셈블리의 밸브 하우징 내에 배치된 바이패스 밸브부재는, 개방위치와 폐쇄위치 사이를 이동하는 가동 밸브 부재, 입력 압력 신호의 변화를 바이패스 밸브부재의 이동으로 변환시킬 수 있는 수단을 포함한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 폐쇄위치에서 향상된 실링(seal)을 갖는 개선된 버터플라이형 밸브 어셈블리를 제공하는 한편, 버터플라이 밸브가 보어 내에 고착될 가능성을 제거하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 조정 장치를 필요로 하지 않고, 상술한 목적을 성취하는 개선된 버터플라이형 밸브 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적은, 흐름 제어 밸브로서 사용하기 적합한 버터플라이형 밸브 어셈블리의 제공에 의해 이루어지며, 이 버터플라이 밸브 어셈블리는, 대체로 원통형의 밸브 보어를 형성하는 밸브 하우징과 밸브 보어의 각각의 단에 배치된 개구를 포함한다. 밸브 보어 내에 버터플라이형 밸브부재가 설치되며, 개방위치와 폐쇄위치 사이에서, 버터플라이 밸브부재가 그것의 피벗(pivot) 축에 대해 선회함으로써 버터플라이 밸브부재와 밸브 하우징이 연도하는 수단이 있다. 개방위치에서, 버터플라이 밸브부재에 의해 형성되는 평면은 밸브 보어의 축방향으로 지향하게 된다.

개선된 버터플라이형 밸브 어셈블리에서 밸브 하우징은 밸브 보어로부터 내향 방사상으로 연장되는 실링 립(sealing lip)을 형성하며, 실링 립은 밸브 보어의 내면에서 원주를 따라 연장되어 실링면을 형성하는 것을 특징으로 한다. 버터플라이형 밸브부재는, 버터플라이형 밸브부재가 폐쇄위치에 있을 때, 실링 립의 실링 면에 맞물려 배치된다.

본 발명을 제한하고자 하는 것이 아닌 첨부된 도면을 참조하면, 도 1은 종래 기술에 따라 바이패스 밸브장치와 루트 블로어 과급기를 포함하는, 흡기 매니폴드 어셈블리를 간략하게 나타낸 것이다. 일반적으로 엔진(10)은, 다수의 실린더(12)와, 각 실린더내에 배치된 왕복 피스톤(14)을 포함하며 팽창 가능한 연소 챔버(16)를 형성한다. 엔진은, 각각 흡기 및 배기 밸브(22, 24)를 경유하여, 각각 연소 챔버(16)로 흡기되고 배기되는 연소 공기를 지향시키기 위한 흡기 및 배기 매니폴드 어셈블리, (18 및 20)를 포함한다.

흡기 매니폴드 어셈블리(18)는, 제5,078,583호에서 설명된 바와 같이, 루트 형 또는 역류형의 정변위 회전식 블로어(positive displacement rotary blower)(26)를 포함한다. 블로어(26)는 다수의 맞물린 로브(lobe)를 갖는 한 쌍의 로터(28, 29)를 포함한다. 로터(28, 29)는, 횡으로 겹쳐서 한쌍의 평행한 원통형 챔버(28c, 29c)내에 배치된다. 로터는, 구동 밸트(여기서는 설명되지 않음)와 같은 공지된 방법으로 로터로 전달되는 엔진 크랭크샤프트 토오크에 의해 기계적으로 구동될 수 있다. 기계적인 구동은, 블로어 변위가 엔진 변위보다 더 크게되도록, 크랭크샤프트 속도에 대하여 고정된 비율로 블로어 로터를 회전시킴으로써, 연소 챔버(16)로의 유동 공기를 승압 또는 과급시킨다.

과급기 또는 블로어(26)는, 흡기 덕트 또는 통로(32)(도 2 참조)로부터 공기 또는 공기-연료 혼합물을 받아들이는 흡기 포트(30)를 포함하고, 덕트(36)를 이용하여 흡기 밸브(22)로 급기(charge air)를 지향시키는 배출 또는 배기 포트(34)를 추가로 포함한다. 흡기 덕트와(32)와 배출 덕트(36)는 (38)로 간략하게 나타낸 바이패스 통로(도 2와 도 3에서도 나타냄)에 의해 상호 연결된다. 엔진(10)이 가솔린 기관 유형(Otto cycle type)라면, 트로틀 밸브(throttle valve)(40)는, 공지된 방법으로 주위 또는 대기중의 공기와 같은, 소스로부터 흡기덕트(32)로 유통하는 공기 또는 혼합기를 제어한다.

바이패스 통로(38)에 배치된 바이패스 밸브(42)는 액츄에이터 어셈블리(44)에 의해 폐쇄위치와 개방위치 사이에서 이동된다. 액츄에이터 어셈블리(44)는 진공관(vacuum line)(46)에 의해 흡입 덕트(32)의 유체압력에 응답한다. 그러므로, 액츄에이터 어셈블리(44)는 엔진 요구 동력의 함수로서 배기 덕트(36)에서 과급 압력을 제어하도록 작동된다. 바이패스 밸브(42)가 완전 개방위치에 있을 때, 덕트(36)에서의 공기 압력은 상대적으로 낮으나, 바이패스 밸브가 완전히 폐쇄되었을 때는, 덕트(36)에서의 공기 압력은 상대적으로 높다. 종래 기술에서, 액츄에이터 어셈블리(44)는 별도의 요소이며 블로어 하우징의 외부에 부착되어, 연동부재(48)에 의해 바이패스 밸브(42)의 위치를 제어한다.

(발명)

지금부터 도 2를 참조하면, 블로어(26)는, 흡입덕트(32)와 바이패스 통로(38)를 형성하는 흡입 하우징(48)과, 원통형의 챔버(28c, 29c)(도 2에서는 보이지 않음)를 형성하는 주 하우징(50)으로 이루어져 있다. 주 하우징(50)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 일반적으로 삼각형의 배기 포트(34)를 추가로 포함한다.

도 2와 관련된 도 3을 참조하면, 바이패스 통로(38)는, 도 2와 도 3에서 보여지는 블로어(26)처럼 일반적으로 원통형이며 수직으로 지향된다. 도 3은 바이패스 통로(38) 축을 갖는 횡단면도이다. 도 3에 최적으로 도시된 바와 같이, 흡입 하우징(48)은 바이패스 보어(52)를 추가로 형성하며, 바이패스 보어는 흡입 하우징(48)의 외부로 연장되고. 다시 도 3의 우측으로 연장되어, 바이패스 통로(38)와 교차하여 그것의 우축으로 약간 연장된다. 바람직하게는, 본 발명에서 절대적으로 필요한 것은 아닐지라도, 통로(38)와 보어(52)의 축은 일치하게 될 것이다. 바이패스 보어(52)내에는 바이패스 밸브 모듈(54)이 배치된다.

도 3과 도 4를 참조하면, 바이패스 밸브 모듈(54)은, 신호 하우징(56) 및 밸브 하우징(58)으로 이루어진 하우징 어셈블리(55)(참조 숫자 55는 도 4에만 도시됨)를 포함한다. 바람직하게는, 신호 하우징(56)과 밸브 하우징(58) 모두는, 전형적으로 엔진 부속품에 의해 조우하는 온도에 견딜 수 있는 적절한 플라스틱 재료로 구성되며, 본 실시예에서 이들 하우징(56, 58) 모두는 사출성형 부품을 포함한다. 하우징(56, 58)을 결합하는 방법은 당업자에게는 당연한 것으로 여겨지고, 본 발명의 필수 구성 요소가 아니므로 본원에서는 더이상 설명하지 않는다. 일종의 스냅장치, 나사연결사용, 또는 음파 용접은 사출성형 플라스틱 부재를 결합하는 기본적인 방법들 중의 하나이다.

신호 하우징(56)에는, 바람직하게는 하우징과 일체로 성형된 핏팅(fitting)(60)과, 도 1의 진공관(46)과 연결하기 적합한 진공 포트를 포함한다. 유사하게, 신호 하우징(56)도 하우징(56)과 일체로 성형된 핏팅(62)고, 덕트(36)와 같은 흡기 매니폴드의 어떤 부분과 연결하기 적합한 압력 포트를 포함한다. 포트(60, 62)의 어느 하나 또는 이들 모두는 바이패스 밸브 모듈(54)의 작동을 제어하는데 사용될 수도 있으며, 특정한 제어장치가 본 발명의 필수요소는 아니라는 것을 해당 기술의 당업자들은 잘 알 수 있을 것이다.

신호 하우징(56)과 밸브 하우징(58)은, 협동하여 코일 압축 스프링(65)에 의해 도 3의 좌측에 바이어스 된 다이어프램(64)에 의해 진공 챔버(66) 및 압력 챔버(68)로 분리된 챔버를 형성한다. 진공 포트(60)는, 밸브 하우징(58)에 의해 형성되는 개구(72)와, 신호 하우징(56)에 의해 형성되는 통로(70)를 수단으로 하여 진공 챔버(66)와 연통한다. 유사하게, 압력 포트(62)는 압력 챔버(68)와 개방 연통한다. 다이어프램(64)은, 단벽(76)을 통과하는 로드(rod) 또는 레버(lever)(74)와 연결된다. 레버(74)는 다음에서 설명될 방법에서 바이패스 밸브를 작동시키는데 사용된다.

밸브 하우징(58)은, 도 4에서는 하나만 보여지는 한 쌍의 개구(78)를 형성한다. 개구(78)는, 도 3과 도 3a에서 모듈(54)이 조립된 위치에 있을 때, 바이패스 통로(38)와 정렬되어, 바이패스 밸브가 개방되었을 때마다 언제나 통로(38)를 통한 유체흐름을 허용한다.

도 4를 참조하면, 밸브 하우징(58)은, 도 3의 밸브 통로(38)의 좌측에 하우징(58)의 전체 원주 둘레로 연장되는 일군의 실링 리지(sealing ridge)(80)를 형성한다. 유사하게, 밸브 하우징(58)은, 도 3의 바이패스 통로(53)의 우측에 배치되는, 하우징(58)의 전체 원주 둘레로 또한 연장되는 일군의 실링 리지(82)를 형성한다. 마지막으로, 밸브 하우징(58)은, 서로 직경으로 대향 위치하여 개구(78) 중간에 배치되는 두 세트의 실링 리지(84)(도 4에서는 하나만 보여짐)를 형성한다.

도 4와 관련하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 바이패스 보어(52)는 직경이 바이패스 통로(38)보다 크고, 실링 리지(80 및 82) 세트는 바이패스 보어(52)와 실링 정합되어, 바이패스 통로(38)와의 연통을 격리시킨다. 두 세트의 실링 리지(84)는 바이패스 통로(38)를 바이패스 통로에서 바이패스 밸브의 상류로, 그리고 하류로 격리시킨다. 본 발명에서 주목되는 것중 하나는, 밸브 하우징(58)이 실링 리지(80, 82, 84)와 함께 일체로 성형되고, 바이패스 보어(52)를 기계가공할 필요 없이 주조된 상태로 사용할 수 있기 때문에, 그 결과 흡입 하우징(48)의 가공 원가가 실질적으로 감소한다는 것이다.

밸브 하우징(58)내에 배치된 바이패스 밸브 어셈블리(86)는, 도 1의 바이패스 밸브(42)의 기능을 수행한다. 밸브 하우징(58)은, 개구(78) 사이에 연장되는 원통형 보어(88)를 형성하고, 보어(88)를 직경으로 가로질러 연장되는 밸브 샤프트(90)는 밸브 하우징(58)에 의해 그것의 대향 단에서 지지된다. 버터플라이형 밸브 부재(92)는 밸브 샤프트(90)에 선화가능하게 장착된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 원통형 보어(88)는 실링 립(94)을 형성하며, 그 하부면은 실링 면(94s)으로 이용되고, 버터플라이 밸브(92)는 실링 면(94s)에 대항하여 도 3의 폐쇄위치에 놓여진다. 실링 립(94)은 일반적으로 반원형이고, 그것의 직경 대향단에 도 3 내지 도 5의 어느 하나에서만 보여지는 한 쌍의 수직단(vertical end)(95)을 포함하며, 이 수직단의 기능은 계속해서 설명한다. 본 발명이 버터플라이형의 바이패스 밸브(92)와 관련하여 도시되고 설명되고, 새로운 버터플라이 밸브(92)는 진보성이 있다고 믿을지라도, 당업자들은 상기 밸브의 이외의 다양한 기타 밸브 구조가 기능과 구조면에서 상기 밸브와 같을 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 다양한 형태의 포핏 밸브(poppet valve)가 유사한 방법으로 작동되고, 간단하고 저렴하게 사용되어질 수 있고, 중요한 것은 모듈(54)에서 쉽게 사용될 수 있다는 것이다.

버터플라이 밸브(92)와 일체로 형성되는 캠부분(96)은, 대체로 구형(球形)의 캠 작동 부분(98)(도 5 참조)을 포함하는 로드 또는 레버(74)의 내부단(도 5에서 우측단)을 수용한다. 구형 캠 작동 부분(98)은 아치형 홈(98g)(도 5a 참조)내에 수납된다. 도 3과 도 5를 비교하여 판단되는 바와 같이, 다이어프램(64)이 우측으로 이동함에 따라 레버(74)와 캠작동부분(98)이 또한 우측으로 이동한다. 레버(74)의 축이 밸브 샤프트의 축으로부터 오프셋(offset)되고, 캠부분(98)과 홈(98g)은 적절하게 경사되므로, 캠 작동 부분(98)의 도 3의 우축으로의 이동이 버터플라이 밸브를 도 3의 폐쇄위치에서 도 5의 완전 개방위치까지 시계방향으로 회전시키게 된다. 버터플라이 밸브(92)가 도 5의 완전 개방위치에 접근할 때, 캠부분(96) 양쪽의 밸브(92)부분은 실링 립(94)의 수직단(95)에 맞물려지고, 그로 인해 도 5에 보인 것처럼 밸브(92)의 선회 이동(pivotal movement)을 제한한다.

버터플라이 밸브(92)가 도 5의 완전 개방위치에 있을 때, 밸브(92)의 평면은 대체로 원통형 보어(88)의 축을 따라 놓이게 된다. 본 발명의 한 양태에 따라, 실링 립(94)과 실링 면(94s)은 보어(88)의 축과 예각을 형성하는 면에 놓이게 된다. 환언하면, 도 3에서 보여지는 바와 같이, 버터플라이 밸브(92)가 폐쇄위치로 복귀할 때, 그것은 보어(88)의 축에 수직방향이 되지 않는다. 그 대신에, 버터플라이 밸브(92)(적어도 실링 립(94)의 영역에서)가 실링 면(94s)에 닿아, 밸브(92)를 지나는 흐름은 사실상 제거된다. 그러나, 동시에 보어(88)의 내부 직경과 버터플라이 밸브(92)의 외부 직경과 관련하여 유지되는 공차가 극단적으로 밀접할 필요는 없으며, 또한 본 발명은 밸브(92)가 보어(88) 내로 웨지(wedge) 또는 고착될 가능성을 제거한다. 또한 본 발명의 개선된 버터플라이 밸브는, 도 5의 완전 개방위치 또는 도 3의 완전 폐쇄위치에 접근함에 따라, 버터플라이 밸브(92)의 위치를 제어하거나 그것의 이동을 제한하는 어떤 종류의 외부 조정 기구에 대한 필요성을 제거한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여, 흡기 하우징(48) 내로의 바이패스 밸브 모듈(54)의 조립을 설명한다. 신호 하우징(56)에 직경으로 대향하여 일체로 형성되는 한 쌍의 유지부분(100)은, 각각 개구(102)(도 4에서 하나만 완전히 보여짐)를 포함한다. 바이패스 보어(52)의 직경으로 대향측에 배치되고, 흡기 하우징(48)과 일체로 주조되는 한 쌍의 유지부재(104)(도 3 참조)의 각각은, 유지부분(100) 각각의 개구(102)보다 작은 원주 길이를 갖는다. 조립시에, 바이패스 모듈(54)은 바이패스 보어(52)로 삽입되고, 모듈(54)은 유지부재(104)가 개구(102)와 원주에서 정렬되도록 회전방향적으로 설치된다. 바이패스 모듈(54)의 각종 부품은, 모듈(54)이 회전되어 유지부재(104)가 개구(102)와 원주에서 정렬되고, 보어(88)와 바이패스 통로(38)가 동축이 되지 않도록 만들어진다.

도 3에서 처럼, 모듈(54)이 조립 위치로 완전히 삽입될 때, 유지부재(104)는 유지부분(100)내에 수납되고, 다음 단계에서 도 3에 도시된 바와 같이, 보어(88)가 바이패스 통로(38)와 축방향으로 정렬되도록 모듈(54)을 회전시킨다. 도 3의 우측에서 보는 바와 같이, 모듈(54)이 반시계 방향으로 회전하여, 부재(104)가 개구(102)와 더 이상 원주에서 정렬되지 않으나 대신, 도 3과 도 4 모두에서 볼 수 있는 고정부분(106)과 정렬된다.

비록 다른 다양한 유지구성이 기능적으로나 구성적으로 본원에서서 보인 것과 같을 지라도, 실제 실시예의 유지장치는 간단하고 저렴하다. 유지장치에 수반되는 모든 부분은 성형되고 또는 주조된 상태로 사용되므로, 기계가공이 필요하지 않다. 또한, 조립을 위한 전체 시간은 이미 설명한 것처럼 단지 모듈(54)을 삽입하고 그것을 회전시키는 시간이며, 특정 차량 응용에서 사용되는 포트(60, 62)의 어느 쪽이든지에 하나 또는 두 라인을 연결하는 것이다.

본 발명은 상기의 명세서에서 상세하게 설명하였고, 당업자는 명세서를 읽고 이해함으로써 본 발명의 각종 수정 및 변경이 가능함을 알게 될 것이다. 그러한 모든 수정과 변경은, 첨부된 청구내용의 범주내에 있는 한 모두 본 발명에 포함되는 것으로 한다.

본 발명은 종래 기술의 결점을 보완한 개선된 회전 블로어 및 상업적으로 이용 가능한 바이패스 밸브장치를 제공하여, 원하는 바이패스 밸브기능을 얻고 요구되는 제조와 조립 비용을 감소시킨다.

도 1은 "종래 기술" 에 의해 만들어진 바이패스 밸브 어셈블리와 과급기를 포함하는 흡기 매니폴드 어셈블리(intake manifold assembly)를 나타내는 개략도.

도 2는, 본 발명의 모듈러 바이패스 어셈블리(modular bypass assembly)를 포함하는 루트 블로어 과급기(Roots blower super charger)의 투시도.

도 3은, 블로어 하우징을 통해, 그것이 조립된 위치에서 모듈러 바이패스 밸브를 나타낸 횡단면도.

도 3a는, 도 3의 선 3a-3a부분을 나타낸 거의 동일 축척의 횡단면도.

도 4는, 본 발명의 모듈러 바이패스 밸브의 투시도.

도 5는, 도 4와 유사한, 바이패스 밸브의 개구부를 나타낸 부분 확대도.

도 5a는, 도 5의 선 5a-5a부분을 사실상 더 큰 축척으로 나타낸 횡단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

26: 회전 블로어 30: 흡입포트

34: 배기포트 38: 바이패스 통로

48: 흡입 하우징 52: 바이패스 보어

54: 바이패스 모듈 64: 다이어프램

74: 레버

Claims (17)

1. 흡기 포트(30)와 배기 포트(34) 및 상기 흡기 포트(30)와 상기 배기 포트(34) 중간에 배치된 블로어 챔버(28c, 29c)를 형성하는 하우징 어셈블리(48, 50)와; 상기 배기 포트로 흡기 포트의 유체량을 이송시키는 상기 블로어 챔버에 배치된 블로어 수단(28, 29)과; 상기 배기 포트(34)로부터 상기 흡기 포트로의 유체 연통을 제공하며, 상기 블로어 챔버(28c, 29c)를 바이패스 하는 바이패스 통로(38)를 형성하는 상기 하우징 어셈블리(48, 50)와; 상기 바이패스 통로(38)에 배치되고, 외부 입력 압력 신호(46)에 응답하여 상기 바이패스 통로(38)를 통한 흐름을 차단하는 폐쇄위치(도 3)와 상기 바이패스 통로를 통한 흐름을 허용하는 개방위치(도 5)사이에서 이동할 수 있는 바이패스 밸브부재를 포함하는 역류형 회전 블로어(26)에 있어서:

   (가) 상기 하우징 부재(48, 50)에는, 상기 하우징 어셈블리의 외부로 개방되고 상기 바이패스 통로(38)와 교차하는 바이패스 보어(52)가 형성되고;

   (나) 바이패스 모듈(54)은 상기 바이패스 보어(52) 내에 배치되며, 신호 압력 챔버(66, 68)와 개방연통되고, 상기 입력 압력신호(46)에 연결하기 적합한, 외부 신호포트(60) 및 신호 압력 챔버(66, 68)를 형성하는 하우징 어셈블리(55)를 포함하고;

   (다) 상기 모듈(54)의 상기 하우징 어셈블리(55)는 상기 바이패스 통로(38)내에 배치되는 밸브 하우징(58)을 포함하며, 상기 바이패스 밸브부재(92)가 상기 개방위치(도 5)에 있을 때는 언제나 상기 바이패스 통로(38)를 통해 유체흐름을 허용하는 개구(78)를 형성하고;

   (라) 상기 바이패스 밸브부재(92)는 상기 하우징 어셈블리(55)의 상기 밸브 하우징(58) 내에 배치되며, 상기 개방위치(도 5)와 상기 폐쇄위치(도 3) 사이에서 이동가능한 가동 밸브부재를 구비하고, 상기 바이패스 모듈(54)은 상기 입력 압력 신호(46)를 상기 바이패스 밸브부재(92)의 이동으로 변환시키도록 동작할 수 있는 수단(74, 96, 98)을 포함하는 것을 특징으로 하는 역류형 회전 블로어.
2. 제1항에 있어서, 상기 블로어 챔버는, 한 쌍의 횡으로 평행한 겹쳐진 원통형 챔버(28c, 29c)를 포함하고, 상기 블로어 수단은, 상기 원통형 챔버(28c, 29c)에 회전가능하게 배치된 한쌍의 맞물린 로브 로터(28, 29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 역류형 회전 블로어.
3. 제1항에 있어서, 상기 블로어 하우징 어셈블리(48, 50)는, 상기 바이패스 보어(52)를 형성하는 주조된 하우징 부재(48)를 포함하고, 상기 바이패스 보어(52)는 주조된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 역류형 회전 블로어.
4. 제3항에 있어서, 상기 모듈 하우징 어셈블리(55)의 상기 밸브 하우징(58)은, 상기 밸브 하우징에 의해 형성되는 상기 개구의 대향측 상의 상기 바이패스 보어(54) 내에서 실링하도록 동작될 수 있는 실링 수단(80, 82, 84)을 포함하는 것을 특징으로 하는 역류형 회전 블로어.
5. 제1항에 있어서, 상기 블로어 하우징 어셈블리(48, 50) 및 상기 모듈 하우징 어셈블리(55)는 협동하여, 상기 바이패스 보어(52)내 조립된 위치(도 3)로 상기 바이패스 모듈(54)의 삽입후, 상기 조립된 위치에 상기 바이패스 모듈(54)을 유지시키도록 동작될 수 있는 유지수단(100, 102, 104, 106)을 형성하는 것을 특징으로 하는 역류형 회전 블로어.
6. 제5항에 있어서, 상기 유지수단은 유지개구(102)를 이루는 유지부분(100)을 형성하는 상기 모듈 하우징 어셈블리(55) 및 상기 블로어 하우징 어셈블리(55)중 하나를 구비하고, 상기 바이패스 모듈(54)이 상기 조립된 위치(도 3)를 향해 이동할 때, 상기 유지개구(102)를 통과하는 유지부재(104)를 형성하는 상기 모듈 하우징 어셈블리(55) 및 상기 블로어 하우징 어셈블리(48, 50)중 나머지 하나를 포함하며, 상기 바이패스 모듈(54)이, 상기 조립된 위치에 있을 때, 상기 유지부분(100)과 상기 유지부재(104)의 맞물림으로 상기 바이패스 보어(52)내의 상기 바이패스 모듈(54)의 축방향 이동을 차단하는 위치로 회전되는 것을 특징으로 하는 역류형 회전 블로어.
7. 제1항에 있어서, 상기 가동 밸브부재는, 밸브 샤프트(90)에 대해 회전되도록 장착되고, 상기 폐쇄위치(도 3)와 상기 개방위치(도5) 사이에서 선회할 수 있는, 선회가능한 밸브부재(92)를 포함하는 것을 특징으로 하는 역류형 회전 블로어.
8. 제7항에 있어서, 상기 입력 압력 신호(46)의 변화를 상기 바이패스 밸브부재(92)의 선회 이동으로 변환할 수 있는 상기 수단은, 상기 입력 압력 신호(46)의 상기 변화에 응답하여 축방향으로 이동가능하고, 상기 신호 압력 챔버(66, 68)에 배치된 다이어프램(64)을 포함하고, 상기 다이어프램(64)은 상기 선회가능한 밸브부재(92)의 상기 폐쇄위치(도 3)에 상응하는 위치를 향해 스프링(65)에 의해 바이어스되는 것을 특징으로 하는 역류형 회전 블로어.
9. 제8항에 있어서, 상기 다이어프램(64)은, 상기 모듈 하우징 어셈블리(55)의 상기 밸브 하우징(58)내로 연장되는 레버 부재(74)를 포함하며, 상기 레버 부재는 상기 입력 압력 신호(46)의 상기 변화에 응답하여 상기 다이어프램과 함께 축방향으로 이동가능하고, 상기 선회가능한 밸브 부재(92)는 상기 레버 부재와 동작가능하게 맞물려질 수 있는 캠부분(96)을 포함하고 있어, 상기 레버 부재(74)의 축방 향 이동에 의해 상기 밸브 부재(92)의 선회 이동을 일으키는 것을 특징으로 하는 역류형 회전 블로어.
10. 제1항에 있어서, 상기 모듈 하우징 부재(56)는, 성형된 플라스틱 부재를 포함하고, 상기 밸브 하우징(58)은 상기 성형된 플라스틱 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 역류형 회전 블로어.
11. 버터플라이 밸브 어셈블리는 대체로 원통형 밸브 보어(88)를 형성하는 밸브 하우징(88) 및 상기 밸브 보어(88)의 각각의 단에 배치된 개구(78)를 포함하고; 버터플라이형 밸브부재는 상기 밸브 보어내에 배치되고, 상기 버터플라이 밸브부재 및 상기 밸브 하우징(58)과 작동가능하게 결합되는 수단(90)을 포함하되, 상기 버터플라이 밸브 부재는 폐쇄위치(도 3) 및 개방위치(도 5) 사이에서 자신의 피벗 축에 대하여 선회가능하며, 상기 버터플라이 밸브부재에 의해 형성되는 평면은 대체로 상기 밸브 보어(88)의 축방향으로 지향되는 흐름 제어 밸브로 사용하기 적합한 버터플라이형 밸브 어셈블리(86)에 있어서;

    (가) 상기 밸브 하우징(58)은, 상기 밸브 보어(88)로부터 방사상 내향으로 연장되는 실링 립(94)을 형성하며, 상기 실링 립(94)은 실링 면(94s)을 형성하고, 상기 밸브 보어(88)의 실제적인 부분에 대해 원주를 따라 연장되며;

    (나) 상기 버터플라이형 밸브부재(92)는, 상기 버터플라이 밸브부재(92)가 상기 폐쇄위치(도 3)에 있을 때, 상기 실링 립(94)의 상기 실링 면(94s)에 맞물려 배치되는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 밸브 어셈블리.
12. 제11항에 있어서, 상기 밸브 하우징(58)과 상기 버터플라이 밸브부재(92)가 작동가능하게 결합되는 상기 수단은, 상기 밸브 보어(88)를 직경으로 가로질러 연장되는 밸브 샤프트(90), 및 상기 밸브 보어(88) 한 측상의 상기 밸브 샤프트(90) 주위로부터 상기 밸브 보어 대향측 상의 상기 밸브 샤프트 주위까지 원주를 따라 연장되는 상기 실링 립(94)을 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 밸브 어셈블리.
13. 제11항에 있어서, 상기 실링 립(94)의 상기 실링 면(94s)은, 상기 버터플라이 밸브부재(92)의 상기 피벗 축을 대략 통과하는 평면을 형성하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 밸브 어셈블리.
14. 제13항에 있어서, 상기 실링 립(94)의 상기 실링 면(94s)에 의해 형성되는 상기 평면은, 상기 밸브 보어(88)에 의해 한정되는 축과 협동하여 예각을 이루는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 밸브 어셈블리.
15. 제11항에 있어서, 상기 밸브 하우징(58)은, 플라스틱 셩형을 포함하고, 상기 실링 립(94)은 상기 밸브 하우징(58)과 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 밸브 어셈블리.
16. 제15항에 있어서, 상기 실링 립(94)은 상기 밸브 보어(88) 내에 대체로 축방향으로 지향되어, 상기 개방위치(도 5)로 상기 버터플라이 밸브부재(92)의 선회 이동을 제한하도록 배치되는 단부(95)를 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 밸브 어셈블리.
17. 제11항에 있어서, 상기 버터플라이 밸브부재(92)는, 입력부재(74)와 맞물리는데 적합한 캠부분(96)을 포함함으로써, 상기 입력부재(74)의 축방향 이동으로 상기 피벗 축에 대하여 상기 버터플라이 밸브의 선희 이동되는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 밸브 어셈블리.