JP3796910B2

JP3796910B2 - エンジンの排気用タービンカバー

Info

Publication number: JP3796910B2
Application number: JP17659597A
Authority: JP
Inventors: 和則小松; 善美岩瀬
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2017-06-18
Also published as: JPH116440A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械等に設置されたエンジンの排気用タービンのケーシングを覆って、作業者の手等が触れないように保護するための排気用タービンカバーの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械として、例えば油圧ショベルは、周知のように、クローラ式の下部走行体上に、オペレータが搭乗する運転室やフロント作業機構等を設けた上部旋回体が旋回可能に設置されており、フロント作業機構としては、ブーム，アーム及びバケット等からなるフロントアタッチメントから構成される。下部走行体による走行及び上部旋回体の旋回は油圧モータで行われ、またフロント作業機構を構成するブーム，アーム及びバケット等は油圧シリンダで駆動される。これら油圧モータや油圧シリンダからなる油圧アクチュエータは、油圧ポンプから供給される圧油で駆動されるものであって、この油圧ポンプを駆動するためにエンジンを備えている。
【０００３】
エンジンの吸気効率を向上させるために過給機が付設される。この過給機は外気を取り込んで燃焼用の空気をエンジンに供給する際に、この空気を圧縮するためのコンプレッサを備え、コンプレッサはエンジンの軸出力で駆動する方式と、エンジンからの排気ガスを利用してコンプレッサを駆動する方式とがある。排気ガスで過給機を駆動する方式にあっては、エンジンからの排気ガスの排気経路の途中に排気用タービンが設けられる。排気用タービンはエンジンから排出された直後の高温の排気ガスが導かれることから、エンジンの作動中はこの排気用タービンのケーシングが極めて高い温度にまで加熱されることになる。
【０００４】
エンジンは、油圧ポンプその他の機器と共に、上部旋回体の機械室を構成するカバーで覆われたエンジンルーム内に設けられており、このエンジンルームは実質的に閉鎖状態となっているから、通常の状態では排気用タービンのケーシングに手などが触れる可能性はない。しかしながら、油圧ショベルによる作業中に、エンジンやその他の機器に何らかのトラブルが発生すると、オペレータ等はエンジンルームのカバーを開放して点検を行うが、この時には排気用タービンに手等が触れるおそれがある。エンジンを停止して長い時間が経過した後であれば、排気用タービンのケーシングの温度も低下するが、作業中等で、エンジンの停止直後、またはエンジンの作動が継続している間は排気用タービンも高温状態となっているから、排気用タービンをカバーで覆うことによって、排気用タービンに直接手等が触れないようにする構成としたものは、従来から知られている。
【０００５】
そこで、従来技術による排気用タービンカバーの構成を図４及び図５に示す。これらの図において、１はエンジン２の上部に設けた過給機であって、この過給機１には吸気管３が接続されており、この吸気管３から吸入した空気は圧縮されて、エンジン２に供給するようになっている。エンジン２のシリンダブロックには排気マニホールド（共に図示せず）が接続されており、この排気マニホールドからの配管４には排気用タービン５が接続されており、また排気用タービン５にはエギゾーストパイプ６に接続されている。従って、エンジン２から排気用タービン５に排気を通過させることにより、その流速で過給機１に内蔵したコンプレッサを駆動して、この過給機１内に取り込んだ空気が圧縮されることになる。
【０００６】
７は排気用タービン５のケーシングを覆うカバーであって、このカバー７は金属板を曲成することによって、排気用タービン５の周囲、特に外部に面して、作業者等が手で触れるおそれのある部位を覆うようにしている。カバー７を固定するために、過給機１の壁面と、エギゾーストパイプ６側の壁面とが利用される。カバー７の両端には取付板７ａ，７ｂが連結して設けられており、これら取付板７ａ，７ｂはボルト８を用いて、それぞれ過給機１の上面と、エギゾーストパイプ６側の側面とに固着して設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、過給機１の取付構造を図４及び図５のようにすると、過給機１やエギゾーストパイプ６等にボルト８を装着するためのねじ座等を設けなければならない。従って、この取付構造が複雑になり、部品点数も多くなる等の問題点がある。また、過給機１やエギゾーストパイプ６にねじ座等を設ける関係から、カバーを設けていない排気用タービンにこのカバーを単純には増設できないことになる等といった問題点もある。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、構造が簡単で、排気用タービンに容易に装着できるようにしたエンジンの排気用タービンカバーを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、エンジンに供給される燃焼用の空気を過給するために、排気ガスの排出経路に配置され、エギゾーストパイプがそのフランジ部を介して接続される排気用タービンを覆うカバーであって、前記排気用タービンを覆うカバー本体と、このカバー本体の一側に連結して設けた取付板とを有し、前記取付板は前記フランジ部に当接可能な固定部を備えており、かつこの取付板は前記エギゾーストパイプの軸線と直交する方向に移動させることにより着脱できるようになっており、この固定部は前記エギゾーストパイプに設けたフランジ部と共に接続用のボルトで前記排気用タービンの側面に共締めされる
構成としたことをその特徴とするものである。
【００１０】
ここで、カバー本体を取付板への連結部から離間する方向に向けて複数箇所の曲折部を設けるように構成すれば、カバー本体を薄肉化しても、強度や耐振動性等が向上する。また、取付板にエギゾーストパイプを迂回させるように略１８０°の円弧部を形成して、接続用ボルトで３箇所締め付ける構成とすれば、このカバーの着脱時にエギゾーストパイプが邪魔になるようなことがなく、その着脱が容易になる。また、取付板に通風用の開口を設けるように構成すると、エンジンルーム内に形成した冷却風を流通させる通路として機能することになる結果、カバー本体が異常に高温になるのを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３に基づいて本発明の実施の一形態について説明する。而して、１０は過給機を示し、この過給機１０は吸気管１１が接続されており、吸気管１１から取り込んだ空気を圧縮するために、エンジン１２からの排気が利用される。このためにエンジン１２からの排気経路の途中に排気用タービン１３が設けられており、この排気用タービン１３内を流れる排気によりタービンが回転して過給機１０に取り込んだ空気を圧縮してエンジン１２に供給することによって、エンジン１２の作動効率を高水準に維持できる。
【００１２】
以上の点については、前述した従来技術のものと格別の差異はない。排気用タービン１３のケーシングは、排気ガスの流通により加熱されるが、この排気用タービン１３のケーシングにおける所要の部位は遮蔽用のカバー１４内に囲繞されている。カバー１４はカバー本体１５と取付板１６とから構成される。カバー本体１５は金属板を曲成してなるものであって、図１及び図２から明らかなように、排気用タービン１３の一方側の側面部から上面部分をほぼ完全に覆う形状となっている。ここで、排気用タービン１３をカバー１４で覆うのは、作業者の手等が触れないようにするためのものである。従って、前述した各面以外の面にはエンジン１２を構成する部材が近接している関係から、カバー１４で覆わなくても、作業者等が触れるおそれはない。しかも、このカバー本体１５は排気用タービン１３のケーシングとは非接触状態で、しかもその間にある程度の大きいクリアランスが生じるようにして装着されている。
【００１３】
取付板１６は、カバー本体１５が排気用タービン１３を囲繞する状態で固定するためのものであって、図２から明らかなように、この取付板１６はカバー本体１５の端部が溶接等の手段で固着される支持部１６ａと、排気用タービン１３に固定される固定部１６ｂと、これら支持部１６ａと固定部１６ｂとを連結する連結部１６ｃとから構成される。そして、連結部１６ｃは３箇所設けられており、従って相隣接する連結部１６ｃ，１６ｃ間には開口１７が形成されており、この開口１７は通気部として機能するものである。
【００１４】
ここで、排気用タービン１３にはエギゾーストパイプ１８が接続されて、エンジン１２からの排気はこのエギゾーストパイプ１８内に流れ、このエギゾーストパイプ１８から消音器（図示せず）を介して外気に放出されることになる。そして、エギゾーストパイプ１８の端部にはフランジ部１８ａが形成されており、このフランジ部１８ａに４本のボルト１９を挿通して、排気用タービン１３のケーシングの側面に螺挿することによって、エギゾーストパイプ１８と排気用タービン１３とが連結状態に固定される。
【００１５】
取付板１６は、エギゾーストパイプ１８を排気用タービン１３に連結・固定するためのボルト１９を利用して固定されるようになっている。このために、取付板１６における固定部１６ｂの内側端部は略１８０°程度の円弧状端面となっており、図３に示したように、この円弧状端面の両端及びその略中間の各位置で、相互に略９０°の位置関係となるように、３箇所にボルト挿通孔２０が形成されている。しかも、この円弧状端面は、排気用タービン１３に連結したエギゾーストパイプ１８のパイプ本体の部分の外径より僅かに大きい寸法となっている。従って、取付板１６はエギゾーストパイプ１８の軸線と直交する方向に移動させることにより着脱できるようになっている。また、取付板１６はこのフランジ部１８ａにできるだけ広い面で当接されるようになっている。そして、取付板１６をフランジ部１８ａに当接させた状態で、４本のボルト１９のうちの１本のボルト１９ａはフランジ部１８ａから直接排気用タービン１３のケーシングに螺挿され、他の３本のボルト１９は取付板１６のボルト挿通孔２０を挿通し、さらにフランジ部１８ａを通した上で、排気用タービン１３に螺挿され、これによって取付板１６は３本のボルト１９によりエギゾーストパイプ１８のフランジ部１８ａと共締めされることになる。
【００１６】
以上のように構成することによって、たとえエンジン１２が作動中や停止直後で排気用タービン１３が高熱状態になっていても、排気用タービン１３の外面のうちの人の手等が触れるおそれのある部位は実質的にカバー１４により覆われているから、排気用タービン１３に触れるおそれがなく、安全に作業を行うことができる。そして、このカバー１４はカバー本体１５と取付板１６とから構成されるものであり、このカバー１４を所定の位置に固定するために、格別の固定具等を用いる必要がなく、エギゾーストパイプ１８を排気用タービン１３に連結するために用いられるボルト１９をカバー１４の固定具と共用しているから、カバー１４の部品点数が著しく少なくなる。
【００１７】
而して、カバー１４を着脱するには、エギゾーストパイプ１８のフランジ部１８ａから３本のボルト１９を取り外す。ただし、残りの１本のボルト１９ａは締着状態に保持できるから、エギゾーストパイプ１８が排気用タービン１３から分離してしまうおそれはない。この状態で、取付板１６をフランジ部１８ａに当接させるが、取付板１６の固定部１６ｂの円弧は略１８０°となっているから、この固定部１６ｂはエギゾーストパイプ１８のパイプ本体部分に跨ぐようになる。そして、この取付板１６に３箇所形成されているボルト挿通孔２０がフランジ部１８ａにおけるボルト装着部と一致する所定の位置になるように取付板１６の位置調整を行う。然る後に、脱着した３本のボルト１９を各々のボルト挿通孔２０に挿入して締め付ける。これによって、取付板１６はフランジ部１８ａに圧接された状態に固定される。また、カバー１４を脱着するには、前述とは反対の操作を行うようにすれば良い。
【００１８】
このように、カバー本体１５は取付板１６に片持ち状態に連結されているにも拘らず、このカバー本体１５は取付板１６から突出する方向に向けて複数箇所（図面上では３箇所）の折り曲げ部Ｆが形成されているから、カバー本体１５を軽量化を図るために薄肉に形成しても、この折り曲げ部Ｆにおける折り曲げ構造により曲げ強度が極めて高くなる。このために、カバー本体１５にエギゾーストパイプ１８から取付板１６に振動が伝達されても、共振等が生じるおそれがなく、耐振動性に優れ、振動の発生も著しく抑制される。しかも、カバー本体１５が連結されている取付板１６はフランジ部１８ａと広い面で当接しており、しかもこの取付板１６をカバー本体１５より厚肉とすることによって、全体としてのカバー１４の安定性は極めて優れたものとなり、取付状態での強度にも優れたものとなる。
【００１９】
取付板１６はエギゾーストパイプ１８のフランジ部１８ａに当接してはいるものの、そのカバー本体１５は排気用タービン１３とは非接触状態に保持され、しかも排気用タービン１３のケーシングの外面とカバー本体１５との間に十分なギャップを持たせておくことによって、排気用タービン１３の熱がカバー本体１５に伝達するのを極力抑制できる。
【００２０】
ところで、エンジンルーム内においては、ラジエータ等の熱交換器が設置されており、この熱交換器に冷却風を供給するために、エンジン１２に直結の、または電動モータで駆動される冷却ファンが設けられる。この冷却ファンによる冷却風の流れは、図１の矢印方向であり、しかも熱交換器が配置されている部位だけでなく、エンジン１２の配置部にも風が通るようになっている。このエンジンルーム内の冷却風の流れにおいて、取付板１６は上流側に位置し、かつカバー本体１５の延在方向はほぼ冷却風の上流側から下流側に向かっている。しかも、取付板１６には連結部１６ｃ，１６ｃ間に通風部となる開口１７が形成されている。従って、冷却ファンで形成される冷却風の流れは、この開口１７を通ってカバー本体１５の外面に沿った流れが得られるだけでなく、このカバー本体１５と排気用タービン１３との間のギャップ部分を通過することになる。この結果、この部位に熱が籠るおそれがなく、カバー本体１５が常に冷却風の流れに曝されることになるので、さらにカバー本体１５の発熱が抑制される。このために、カバー本体１５に手等が触れても安全である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、排気用タービンを覆うカバー本体の一側に取付板を連結して設け、この取付板は排気用タービンのケーシングにエギゾーストパイプを接続するための接続用ボルトで共締めする構成としたので、構造が簡単であって、格別の固定具を用いることなく、容易に排気用タービンを囲繞する状態に装着できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示し、エンジンにおける排気用タービンにカバーを装着した状態を示す要部正面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】カバーの外観図である。
【図４】従来技術によるエンジンにおける排気用タービンにカバーを装着した状態を示す要部正面図である。
【図５】図４の左側面図である。
【符号の説明】
１０過給機１２エンジン
１３排気用タービン１４カバー
１５カバー本体１６取付板
１６ａ支持部１６ｂ固定部
１６ｃ連結部１７開口
１８エギゾーストパイプ１８ａフランジ部
１９，１９ａボルト２０ボルト挿通孔

Claims

エンジンに供給される燃焼用の空気を過給するために、排気ガスの排出経路に配置され、エギゾーストパイプがそのフランジ部を介して接続される排気用タービンを覆うカバーであって、
前記排気用タービンを覆うカバー本体と、このカバー本体の一側に連結して設けた取付板とを有し、
前記取付板は前記フランジ部に当接可能な固定部を備えており、かつこの取付板は前記エギゾーストパイプの軸線と直交する方向に移動させることにより着脱できるようになっており、
この固定部は前記エギゾーストパイプに設けたフランジ部と共に接続用のボルトで前記排気用タービンの側面に共締めされる
構成としたことを特徴とするエンジンの排気用タービンカバー。
前記カバー本体は、前記取付板への連結部から離間する方向に向けて複数箇所の曲折部を設けて、前記排気用タービンのケーシングの所定の部位を覆うように構成したことを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気用タービンカバー。
前記取付板には、前記エギゾーストパイプのパイプ本体を迂回させるように略１８０°の円弧状の固定部を形成し、この固定部に、その円弧におけるほぼ９０°の位置関係となるように３箇所のボルト挿通孔を形成し、前記ボルトをこれらボルト挿通孔に挿入した上で、前記排気用タービンの側面に締着する構成としたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気用タービンカバー。
前記取付板には、通風用の開口を設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気用タービンカバー。