JP2021055638A - 補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、配管に設けられた振動吸収部の破損を効果的に防止する。【解決手段】配管６０の所定部位に設けられており、配管６０に伝達される振動を伸縮変形することにより吸収可能な振動吸収部６１の補強構造７０であって、振動吸収部６１の外周の少なくとも一部に接触すると共に、振動吸収部６１の伸縮変形に伴い振動吸収部６１の外周と摺接することにより摩擦熱を発生させるインシュレータ７１を備えた。【選択図】図２

Description

本開示は、補強構造に関し、特に、過給機に供給される潤滑油をオイルパンに戻すリターン配管に設けられた振動吸収部の補強に好適な技術に関するものである。

従来、エンジンから排出される排気の運動エネルギを利用してタービンを駆動させ、該タービンに回転軸で連結されたコンプレッサにより吸気を圧送する過給機が広く用いられている。この種の過給機においては、回転軸を軸支する軸受部に対してオイルパンから潤滑油を供給し、該潤滑油をオイルパンに戻すことにより循環させるのが一般的である。

例えば、特許文献１には、過給機の軸受部から潤滑油をオイルパンに戻すリターン配管に、伸縮変形することにより振動変位を吸収可能な蛇腹状の振動吸収部を設けた構造が開示されている。

特開２０１２−０１２９８８号公報

上記リターン配管は、一端側を過給機の軸受ハウジングに固定され、他端側をエンジンのシリンダブロック等に固定されている。軸受ハウジング及びシリンダブロックは、互いに異なる固有振動数で振動するため、蛇腹状の振動吸収部には、これら振動の相違を起因とする応力が繰り返し作用することになる。

振動吸収部は、振動変位を吸収するために所望の伸縮性を備える必要があり、剛性を必要以上に高めることはできない。このため、振動吸収部に応力が繰り返し作用すると、振動吸収部の耐久性が不足することで、振動吸収部に破損を引き起こす可能性がある。

本開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、配管に設けられた振動吸収部の破損を効果的に防止することができる補強構造を提供することを目的とする。

本開示の技術は、配管の所定部位に設けられており、該配管に伝達される振動を伸縮変形することにより吸収可能な振動吸収部の補強構造であって、前記振動吸収部の外周の少なくとも一部に接触すると共に、前記振動吸収部の伸縮変形に伴い前記外周と摺接することにより摩擦熱を発生させるインシュレータを備えることを特徴とする。

また、前記配管は、エンジンの油貯留部から過給機の軸受部に供給される潤滑油を前記油貯留部に戻すリターン配管であり、該リターン配管は、その一端側を前記過給機の前記軸受部を収容する軸受ハウジングに固定されると共に、その他端側を前記エンジンに固定されてもよい。

また、前記インシュレータは、前記振動吸収部の外周を周方向に覆う筒状に形成されていることが好ましい。

また、前記振動吸収部は、管径方向に窪む凹部と、管径方向に突出する凸部とを、前記配管の軸方向に交互に配置した蛇腹状に形成されており、前記インシュレータは、前記振動吸収部の外周のうち、少なくとも前記凸部の先端側と接触することが好ましい。

また、前記インシュレータは、前記振動吸収部の軸方向長さよりも長く形成されると共に、一端側又は他端側の少なくとも一方を前記振動吸収部よりも突出させており、該突出する部分を前記配管の前記振動吸収部が設けられていない部位に固定手段で固定されていることが好ましい。

本開示の技術によれば、簡素な構成で、配管に設けられた振動吸収部の破損を効果的に防止することができる。

本実施形態に係るエンジンを排気側から視た模式的な側面図である。 本実施形態に係る補強構造を示す模式的な断面図である 本実施形態に係る補強構造を示す模式的な側面図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る補強構造を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［全体構成］
図１は、本実施形態に係るエンジン１０を排気側から視た模式的な側面図である。

図１に示すように、エンジン１０は、上側から順に、ヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、クランクケース１４及び、オイルパン１５（油貯留部）を備えている。

シリンダブロック１３とクランクケース１４との間には、クランクシャフト１６が回転可能に軸支されている。シリンダブロック１３には、何れも図示しないピストンを往復移動自在に収容するシリンダが設けられている。ピストンは、コネクティングロッドやクランクアーム等を介してクランクシャフト１６に連結されており、ピストンの往復運動が回転運動に変換されてクランクシャフト１６に伝達されるようになっている。

シリンダヘッド１２には、シリンダ内に燃料を噴射する不図示のインジェクタが設けられている。また、シリンダヘッド１２には、吸気ポートを開閉する吸気バルブ、排気ポートを開閉する排気バルブ、これらバルブを作動させる動弁機構等が設けられている。なお、エンジン１０は、直噴式エンジンに限定されず、予混合式エンジンであってもよい。

シリンダヘッド１２の排気側の側部には、排気ポートから排出される排気を集合する排気マニホールド２０が設けられている。排気マニホールド２０には、過給機３０のタービンハウジング３４が接続されている。

過給機３０は、排気により駆動するタービン３１と、タービン３１に回転軸３２で連結されて吸気を圧送するコンプレッサ３３とを備えている。タービン３１は、タービンハウジング３４内に収容されている。コンプレッサ３３は、コンプレッサハウジング３５内に収容されている。これらタービンハウジング３４とコンプレッサハウジング３５との間には、軸受ハウジング３６が設けられている。軸受ハウジング３６内には、不図示の軸受部を介して回転軸３２が回転自在に軸支されている。なお、過給機３０は、コンベンショナルタイプ又は、ノンコンベンショナルタイプの何れであってもよい。

コンプレッサハウジング３５の入口部には、上流吸気管４０が接続されている。上流吸気管４０は、不図示のエアクリーナで異物を除去した新気をコンプレッサハウジング３５に導入する。コンプレッサハウジング３５の出口部には、下流吸気管４１が接続されている。下流吸気管４１は、シリンダヘッド１２の吸気側の側部（図の背面側）に設けられた不図示の吸気マニホールドにインタークーラ４２等を介して接続されている。なお、図中において、符号４３は、排気マニホールド２０から分岐して吸気マニホールド（又は、下流吸気管４１）に合流する排気還流管（ＥＧＲダクト）を示している。

タービンハウジング３４の出口部には、排気を大気に導く排気管４４が接続されている。排気管４４には、排気後処理装置４５や不図示の消音器等が設けられている。

シリンダブロック１３又はクランクケース１４の側部には、クランクシャフト１６から伝達される動力で駆動するオイルポンプ５０が設けられている。なお、オイルポンプ５０は、電動式ポンプであってもよい。

オイルパン１５は、潤滑油を貯留する。オイルポンプ５０が駆動すると、オイルパン１５から汲み上げられた潤滑油は、何れも不図示のオイルフィルタやオイルギャラリ等を経由して、動弁機構、オイルジェット、過給機３０の軸受部等の各種潤滑要素に供給された後、再びオイルパン１５に戻されるように構成されている。

本実施形態において、軸受ハウジング３６には、潤滑油をオイルパン１５に戻すリターン配管６０が設けられている。リターン配管６０は、例えばステンレス鋼管等で形成されており、入口側（一端側）を軸受ハウジング３６に固定されると共に、出口側（他端側）をシリンダブロック１３又はクランクケース１４に固定されている。

リターン配管６０の所定部位には、軸受ハウジング３６とシリンダブロック１３（エンジン１０）の振動変位や、組み付け誤差を吸収可能な蛇腹状の振動吸収部６１が設けられている。振動吸収部６１は、好ましくは、リターン配管６０に一体的に設けられている。振動吸収部６１には、破損を防止する補強構造７０が設けられている。以下、本実施形態に係る補強構造７０の詳細について説明する。

［補強構造］
図２は、本実施形態に係る補強構造７０を示す模式的な断面図であり、図３は、本実施形態に係る補強構造７０を示す模式的な側面図である。

振動吸収部６１は、管径方向の内側に窪む凹部６２と、管径方向の外側に突出する凸部６３とを、リターン配管６０の管軸方向に交互に複数配列することにより蛇腹状に形成されている。振動吸収部６１は、蛇腹が管軸方向に伸縮変形することにより、軸受ハウジング３６（図１参照）とエンジン１０（図１参照）との振動変位を吸収する。なお、蛇腹を構成する凹部６２及び凸部６３の個数は、図示例に限定されず、リターン配管６０の長さや管径等、具体的な寸法に応じて適宜に設定すればよい。

補強構造７０は、例えば、ガラス繊維等の無機繊維を含むインシュレータ７１により、振動吸収部６１の外周を周方向に接触状態（少なくとも、凸部６３の先端側を接触させた状態）で覆うことにより構成されている。

具体的には、インシュレータ７１は、振動吸収部６１よりも長い略円筒状に形成されている。インシュレータ７１は、振動吸収部６１よりも突出する上端側及び、下端側の少なくとも２カ所を締結バンド７２，７３等の固定手段で締め付けることに、リターン配管６０の振動吸収部６１が設けられていない部位に固定保持されている。インシュレータ７１は、シート状のインシュレータ７１を振動吸収部６１の外周に巻くことにより組み付けてもよく、或いは、予め筒状体に成形したインシュレータ７１をリターン配管６０の端部側から挿入することにより組み付けてもよい。

すなわち、振動吸収部６１の蛇腹が管軸方向に伸縮変形すると、振動吸収部６１がリターン配管６０に固定されたインシュレータ７１に対して相対変位し、これに伴い、振動吸収部６１の少なくとも凸部６３がインシュレータ７１の内周面と摺接することにより、これらの間に摩擦熱を発生させるように構成されている。

なお、インシュレータ７１の材質は、ガラス繊維等の無機繊維に限定されず、振動吸収部６１との間に摩擦熱を発生し得る所定の摩擦係数を有する部材であれば、他の部材を適用してもよい。また、インシュレータ７１をリターン配管６０に固定する部分は、上端側及又は下端側の何れか一方のみであってもよい。

このように、インシュレータ７１と振動吸収部６１との間に摩擦熱を発生させることで、軸受ハウジング３６とエンジン１０との振動の相違により振動吸収部６１に繰り返し作用する応力は熱エネルギに適宜に変換されようになる。これにより、振動吸収部６１の応力が確実に低下するようになり、応力を起因とした振動吸収部６１の破損を効果的に防止することが可能になる。

［その他］
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、インシュレータ７１は、振動吸収部６１の外周の全体を覆う筒状に形成されるものとして説明したが、振動吸収部６１の外周と部分的に接触する他の形状（例えば半筒状等）としてもよい。

また、インシュレータ７１は、リターン配管６０に固定されるものとしたが、振動吸収部６１の伸縮変形に伴い、振動吸収部６１の外周面と摺接できる固定方法であれば、シリンダブロック１３等にステイ等を介して組み付けてもよい。

また、振動吸収部６１の形状は蛇腹状に限定されず、伸縮変形により振動変位を吸収可能な形状であれば、他の形状を適用してもよい。

また、本開示の適用は、過給機３０のリターン配管６０に限定されず、排気管４４やＥＧＲダクト４３等、振動吸収部を設けることができる他の配管類にも広く適用することが可能である。

１０ エンジン
１３ シリンダブロック
１４ クランクケース
１５ オイルパン
３０ 過給機
３１ タービン
３２ 回転軸
３３ コンプレッサ
３４ タービンハウジング
３５ コンプレッサハウジング
３６ 軸受ハウジング
６０ リターン配管
６１ 振動吸収部
６２ 凹部
６３ 凸部
７０ 補強構造
７１ インシュレータ

Claims (5)

1. 配管の所定部位に設けられており、該配管に伝達される振動を伸縮変形することにより吸収可能な振動吸収部の補強構造であって、
   前記振動吸収部の外周の少なくとも一部に接触すると共に、前記振動吸収部の伸縮変形に伴い前記外周と摺接することにより摩擦熱を発生させるインシュレータを備える
   ことを特徴とする補強構造。
2. 前記配管は、エンジンの油貯留部から過給機の軸受部に供給される潤滑油を前記油貯留部に戻すリターン配管であり、該リターン配管は、その一端側を前記過給機の前記軸受部を収容する軸受ハウジングに固定されると共に、その他端側を前記エンジンに固定されている
   請求項１に記載の補強構造。
3. 前記インシュレータは、前記振動吸収部の外周を周方向に覆う筒状に形成されている
   請求項１又は２に記載の補強構造。
4. 前記振動吸収部は、管径方向に窪む凹部と、管径方向に突出する凸部とを、前記配管の軸方向に交互に配置した蛇腹状に形成されており、前記インシュレータは、前記振動吸収部の外周のうち、少なくとも前記凸部の先端側と接触する
   請求項１から３の何れか一項に記載の補強構造。
5. 前記インシュレータは、前記振動吸収部の軸方向長さよりも長く形成されると共に、一端側又は他端側の少なくとも一方を前記振動吸収部よりも突出させており、該突出する部分を前記配管の前記振動吸収部が設けられていない部位に固定手段で固定されている
   請求項１から４の何れか一項に記載の補強構造。

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