JP2021113522A

JP2021113522A - 補強構造

Info

Publication number: JP2021113522A
Application number: JP2020006414A
Authority: JP
Inventors: 秀樹今峰; Hideki Imamine; 健次郎箱本; Kenjiro Hakomoto; 裕太朗高倉; Yutaro Takakura
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-08-05

Abstract

【課題】簡素な構成で、配管の破損を効果的に防止する。【解決手段】筒状の管本体部６１と、管本体部６１の一端側に設けられると共に、第１振動体３６に固定される第１被固定部６２と、管本体部６１の他端側に設けられると共に、第２振動体１３，１４に固定される第２被固定部６６と、を有しており、第１振動体３６から第１被固定部６２を介して伝達される振動及び、又は第２振動体１３，１４から第２被固定部６６を介して伝達される振動により、管本体部６１が第１被固定部６２及び第２被固定部６６の少なくとも一方に対して相対振動する配管６０の補強構造７０であって、管本体部６１の外周の少なくとも一部に接触すると共に、管本体部６１の振動に伴い外周と相対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３

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。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、該潤滑油をリターン配管によりオイルパンへ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、過給機のリターン配管の管本体部に、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、一端側の第１被固定部を過給機の軸受ハウジングに、他端側の第２被固定部をエンジンのシリンダブロック等にそれぞれ固定することにより取り付けられている。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、リターン配管の特に被固定部の付け根部分には、これら振動の相違を起因とする曲げ応力が繰り返し作用することになる。

上記文献１記載の構造のように、管本体部に蛇腹状の振動吸収部を設ければ、管本体部の振動変位を吸収することはできるが、被固定部の付け根部分に作用する曲げ応力は抑えることができず、当該部位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、筒状の管本体部と、前記管本体部の一端側に設けられると共に、第１振動体に固定される第１被固定部と、前記管本体部の他端側に設けられると共に、第２振動体に固定される第２被固定部と、を有しており、前記第１振動体から前記第１被固定部を介して伝達される振動及び、又は前記第２振動体から前記第２被固定部を介して伝達される振動により、前記管本体部が前記第１被固定部及び前記第２被固定部の少なくとも一方に対して相対振動する配管の補強構造であって、前記管本体部の外周の少なくとも一部に接触すると共に、前記管本体部の振動に伴い前記外周と相対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、前記インシュレータは、一端側を前記第１被固定部に、他端側を前記第２被固定部にそれぞれ固定されていることが好ましい。

また、前記管本体部、前記第１被固定部、及び、前記第２被固定部が、熱伝導部材で一体に形成されていることが好ましい。

また、前記インシュレータは、前記管本体部の外周全体を覆う筒状に形成されていることが好ましい。

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、前記第１被固定部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、前記第２被固定部を前記エンジンのシリンダブロック又はクランクケースに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。本実施形態に係るリターン配管を示す模式図である。本実施形態に係る補強構造を示す模式図である。

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、入口側（一端側）を軸受ハウジング３６（本開示の第１振動体の一例）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（本開示の第２振動体の一例）に固定されている。リターン配管６０の外周は、本実施形態の補強構造７０をなすインシュレータ７１によって覆われている。以下、本実施形態に係るリターン配管６０及び、補強構造７０の詳細について説明する。

［リターン配管］
図２は、本実施形態に係るリターン配管６０を示す模式図である。

図２に示すように、リターン配管６０は、長尺筒状の管本体部６１と、管本体部６１の一端側に設けられた第１被固定部６２と、管本体部６１の他端側に設けられた第２被固定部６６とを備えている。これら、管本体部６１、第１被固定部６２及び、第２被固定部６６は、好ましくは、ステンレス鋼等の熱伝導部材で一体形成されている。

第１被固定部６２は、板状の第１フランジ部６３と、第１フランジ部６３から立設されて管本体部６１の一端に連続する第１筒体部６４とを有する。第１フランジ部６３は、不図示のボルト等によって軸受ハウジング３６（図１参照）に締結固定される。

第２被固定部６６は、板状の第２フランジ部６７と、第２フランジ部６７から立設されて管本体部６１の他端に連続する第２筒体部６８とを有する。第２フランジ部６７は、不図示のボルト等によってシリンダブロック１３又はクランクケース１４（何れも図１参照）に締結固定される。

管本体部６１は、第１筒体部６４及び、第２筒体部６８と略同径の長尺筒状に形成されている。管本体部６１は、過給機３０側から第１被固定部６２を介して振動が伝達され、さらに、エンジン１０側から第２被固定部６６を介して振動が伝達されることにより、これら第１被固定部６２及び第２被固定部６６に対して相対振動する。この際、第１フランジ部６３と第１筒体部６４との付け根部Ｘ１及び、第２フランジ部６７と第２筒体部６８との付け根部Ｘ２には、管本体部６１の振動を起因とした曲げ応力が繰り返し作用する。

なお、図示例において、管本体部６１は、周辺部品との干渉を避けるように複数個所で屈曲しているが、管本体部６１は、略直線状であってもよい。

［補強構造］
図３は、本実施形態に係る補強構造７０を示す模式図である。

図３に示すように、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、リターン配管６０の管本体部６１の外周を周方向に接触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、管本体部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、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。

インシュレータ７１は、管本体部６１よりも突出する一端側及び、他端側の少なくとも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に固定保持されている。具体的には、インシュレータ７１の一端側は、第１被固定部６２の第１筒体部６４に固定され、インシュレータ７１の他端側は、第２被固定部６６の第２筒体部６８に固定されている。

すなわち、管本体部６１が各被固定部６２，６６に対して相対振動すると、これに伴い、管本体部６１の外周面の少なくとも一部がインシュレータ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、管本体部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。

このように、インシュレータ７１と管本体部６１とを相対摺接させて摩擦熱を発生させると、当該摩擦熱は管本体部６１から被固定部６２，６６の付け根部Ｘ１，Ｘ２にそれぞれ伝達され、軸受ハウジング３６とエンジン１０との振動の相違により根部Ｘ１，Ｘ２に繰り返し作用する曲げ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、根部Ｘ１，Ｘ２の曲げ応力が確実に低下するようになり、当該応力を起因としたリターン配管６０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、管本体部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、管本体部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、管本体部６１の相対振動に伴い、管本体部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、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、外周に巻かれるインシュレータ７１と相対摺接し得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（第２振動体）
１４クランクケース（第２振動体）
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（第１振動体）
６０リターン配管
６１管本体部
６２第１被固定部
６３第１フランジ部
６４第１筒体部
６６第２被固定部
６７第２フランジ部
６８第２筒体部
７０補強構造
７１インシュレータ
７２，７３締結バンド

Claims

筒状の管本体部と、前記管本体部の一端側に設けられると共に、第１振動体に固定される第１被固定部と、前記管本体部の他端側に設けられると共に、第２振動体に固定される第２被固定部と、を有しており、前記第１振動体から前記第１被固定部を介して伝達される振動及び、又は前記第２振動体から前記第２被固定部を介して伝達される振動により、前記管本体部が前記第１被固定部及び前記第２被固定部の少なくとも一方に対して相対振動する配管の補強構造であって、
前記管本体部の外周の少なくとも一部に接触すると共に、前記管本体部の振動に伴い前記外周と相対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。
前記インシュレータは、一端側を前記第１被固定部に、他端側を前記第２被固定部にそれぞれ固定されている
請求項１に記載の補強構造。
前記管本体部、前記第１被固定部、及び、前記第２被固定部が、熱伝導部材で一体に形成されている
請求項１又は２に記載の補強構造。
前記インシュレータは、前記管本体部の外周全体を覆う筒状に形成されている
請求項１から３の何れか一項に記載の補強構造。
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、前記第１被固定部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、前記第２被固定部を前記エンジンのシリンダブロック又はクランクケースに固定されている
請求項１から４の何れか一項に記載の補強構造。