JP4729462B2 - Turbocharger fitting - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関の排気ガスのエネルギーを利用して内燃機関に対する過給圧を発生させるターボチャージャにおけるタービンハウジング側の部分を、内燃機関側のエンジンブロック等の固定部材に取り付けるのに用いるターボチャージャ用取付具に関する。   The present invention provides a turbocharger that is used to attach a turbine housing side portion of a turbocharger that generates supercharging pressure to an internal combustion engine using energy of exhaust gas of the internal combustion engine to a fixing member such as an engine block on the internal combustion engine side. It is related with the fixture for chargers.

一般に、自動車の内燃機関(エンジン)等として用いられるディーゼルエンジン又はガソリンエンジン等では、タービン側とコンプレッサ側とを一体的に構成したターボチャージャが利用されている。   In general, in a diesel engine or a gasoline engine used as an internal combustion engine (engine) of an automobile, a turbocharger in which a turbine side and a compressor side are integrally configured is used.

このようなターボチャージャでは、内燃機関の機関排気流によってタービンハウジング内に装着されたタービンホイールを回転駆動し、このタービンホイールに連動してコンプレッサハウジング内に装着されたコンプレッサホイールを回転することにより、内燃機関の燃焼室内へ吸気を過給している。   In such a turbocharger, by rotating the turbine wheel mounted in the turbine housing by the engine exhaust flow of the internal combustion engine and rotating the compressor wheel mounted in the compressor housing in conjunction with the turbine wheel, The intake air is supercharged into the combustion chamber of the internal combustion engine.

このようなターボチャージャ用のタービンハウジングには、厚肉の鋳物として構成した剛性が高いものの他に、薄肉鋳物又は耐熱薄板鋼板のプレス成形品として構成した剛性が低いものがある。   Such turbine housings for turbochargers include those having a low rigidity configured as a thin cast or a press-formed product of a heat-resistant thin steel plate, in addition to those having a high rigidity configured as a thick casting.

さらに、ターボチャージャにおける耐熱薄板鋼板のプレス成形品として構成した剛性が低いタービンハウジングに対しては、内燃機関の冷間始動時における触媒の早期活性化の観点から、タービン側において、排気ガスの温度を低下させることなく、熱吸収を少なくすることが要求されている。   Furthermore, for low-stiffness turbine housings configured as press-formed products of heat-resistant thin steel plates in turbochargers, the temperature of the exhaust gas on the turbine side from the viewpoint of early activation of the catalyst during cold start of the internal combustion engine It is required to reduce heat absorption without lowering.

そこで、従来のターボチャージャでは、例えば、耐熱薄板鋼板のプレス成形品で形成したタービンハウジングの外殻の内部に、同じく耐熱薄板鋼板のプレス成形品で形成された内殻を所定距離だけ離間させて配置した二重管構造に構成する。   Therefore, in a conventional turbocharger, for example, an inner shell formed of a press-formed product of a heat-resistant thin steel plate is separated by a predetermined distance inside an outer shell of a turbine housing formed of a press-formed product of a heat-resistant thin steel plate. It is constructed in the arranged double pipe structure.

そして、このターボチャージャのタービンハウジングでは、内殻と外殻との間に中空の断熱層を形成して断熱する作用により、排気マニホールドからタービンを回転させるため内殻内へ送気されて来た高温の排気ガスが内殻の内壁に接触して熱が吸収されることを抑制し、排気ガスを高温に保ったまま触媒に導くようにして内燃機関の冷間始動時における触媒の早期活性化を実現するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   And in this turbocharger turbine housing, a hollow heat insulating layer is formed between the inner shell and the outer shell to insulate the air, and the air is fed into the inner shell from the exhaust manifold to rotate the turbine. Early activation of the catalyst during cold start of the internal combustion engine by suppressing the heat absorption by the hot exhaust gas contacting the inner wall of the inner shell and guiding the exhaust gas to the catalyst while maintaining the high temperature Has been proposed (for example, see Patent Document 1).

また、内燃機関にターボチャージャを取り付ける場合に、ターボチャージャにおける耐熱薄板鋼板のプレス成形品として構成した剛性が低いタービンハウジングをエンジンブロックに間接的に取り付ける部分では、例えば剛性が低いタービンハウジングの一部分にステー座を設け、このステー座にボルト及びナットで一端部を締結し、この取り付け金具の他端部をエンジンブロックにボルト及びナットで締結して、完全に拘束されるように固定する(すなわち、熱ひずみ分さえも自由に変形することができないように拘束されるように固定する)。   In addition, when a turbocharger is attached to an internal combustion engine, a portion where a low-rigidity turbine housing configured as a press-formed product of a heat-resistant thin steel plate in the turbocharger is indirectly attached to an engine block, for example, a portion of the turbine housing having low rigidity. A stay seat is provided, and one end portion is fastened to the stay seat with a bolt and a nut, and the other end portion of the mounting bracket is fastened to the engine block with a bolt and a nut and fixed so as to be completely restrained (that is, Fix it so that even the thermal strain cannot be freely deformed).

さらに、このように完全に動かないように固定されたタービンハウジングには、エンジンヘッドからタービンハウジングへ高温の排気ガスを送気するために接続されているエギゾーストマニホールドやターボエルボ等の配管や部材を接続する。   Furthermore, piping and members such as exhaust manifolds and turbo elbows connected to supply high-temperature exhaust gas from the engine head to the turbine housing are connected to the turbine housing fixed so as not to move completely. To do.

このようにタービンハウジングを取り付け金具で完全に拘束されるように固定した場合には、内燃機関から送気されて来た高温の排気ガスでタービンハウジング自体が加熱されて熱膨張することにより生じる熱応力と共に、タービンハウジングに接続されているエギゾーストマニホールドやターボエルボ等の配管や部材が熱膨張すると、これらの熱膨張により生じる熱応力とによって、耐熱薄板鋼板のプレス成形品として構成した剛性が低いタービンハウジング自体が圧縮降伏して塑性変形するといったような損傷を受ける虞がある。   When the turbine housing is fixed so as to be completely restrained by the mounting bracket in this way, the heat generated by the turbine housing itself being heated and thermally expanded by the high-temperature exhaust gas sent from the internal combustion engine. Along with stress, when a pipe or member such as an exhaust manifold or a turbo elbow connected to the turbine housing is thermally expanded, the low-rigidity turbine housing is configured as a heat-formed sheet steel press-formed product due to the thermal stress caused by the thermal expansion. There is a risk of damage such as compression yielding and plastic deformation.

また、耐熱薄板鋼板のプレス成形品として構成した剛性が低いタービンハウジングでは、タービンハウジング自体を安定して支持するために、例えばタービンハウジングの両端部を2個の取り付け金具を用いてそれぞれ内燃機関のエンジンブロックに対して完全に拘束されるように固定すると、エンジンブロック自体の熱膨張によって2個の取り付け金具の間隔が開きタービンハウジングに熱応力が働いて耐熱薄板鋼板のプレス成形品として構成した剛性が低いタービンハウジング自体が圧縮降伏して塑性変形するといったような損傷を受ける虞がある。   Further, in a turbine housing having low rigidity configured as a heat-formed thin steel plate press-molded product, in order to stably support the turbine housing itself, for example, both end portions of the turbine housing are respectively attached to the internal combustion engine using two mounting brackets. When fixed to the engine block so that it is completely restrained, the thermal expansion of the engine block itself opens the gap between the two mounting brackets, and the heat stress acts on the turbine housing, making it a rigid heat-resistant steel plate press There is a risk that the turbine housing itself having a low height may be damaged by compressive yielding and plastic deformation.

特開2003−293780号公報JP 2003-293780 A

本発明は上述した点に鑑み、内燃機関に設置するターボチャージャにおけるタービンハウジングの部分を、内燃機関側の固定部材に対して熱応力によって塑性変形することを抑制可能な状態で間接的に取り付けられるようにしたターボチャージャ用取付具を新たに提供することを目的とする。   In view of the above-described points, the present invention indirectly attaches a turbine housing portion of a turbocharger installed in an internal combustion engine to a fixing member on the internal combustion engine side in a state where plastic deformation due to thermal stress can be suppressed. An object of the present invention is to provide a new turbocharger fixture.

本発明の請求項1に記載のターボチャージャ用取付具は、内燃機関の固定部材に、ターボチャージャのタービンハウジング部分を間接的に取り付ける取付具において、タービンハウジングにおける、排気ガス取入れ口側のステー座に取り付けられる第1の腕部と、第1の腕部に一体的に連続するよう構成され、固定部材のステー座に取り付けられる第2の腕部と、固定部材のステー座と排気ガス取入れ口側のステー座との間に配置された、第1の腕部から第2の腕部にかけて連続した部分の中間所定位置から分岐するように一体的に連続し、又は第1の腕部のステー座に取り付けた部分から一体的に連続して、全体が一体化した剛構造に構成され、その自由端部が排気ガス排出口に近い側のステー座に取り付けられる第3の腕部と、を有することを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an attachment for a turbocharger, wherein the turbine housing portion of the turbocharger is indirectly attached to a fixed member of an internal combustion engine, and the stay on the exhaust gas intake side in the turbine housing. A first arm portion that is attached to the first arm portion, a second arm portion that is integrally connected to the first arm portion, and is attached to the stay seat of the fixing member, and the stay seat of the fixing member and the exhaust gas intake port The first arm portion is continuously connected to the first arm portion so as to branch from an intermediate predetermined position between the first arm portion and the second arm portion, or the stay of the first arm portion. A third arm portion that is integrally and continuously constructed from a portion attached to the seat, and that is configured as an integrated rigid structure, the free end portion of which is attached to the stay seat near the exhaust gas discharge port, Have And wherein the door.

上述のように構成することにより、固定部材側の部材からターボチャージャのタービンハウジングの排気ガス取入れ口側部分に外力が負荷されたときに、取付具における一体となった第1の腕部から第3の腕部にかけての一連の部分が、タービンハウジングにおける排気ガス取入れ口側のステー座と排気ガス排出口側のステー座との間の距離が変わらないように支持する(排気ガス取入れ口側のステー座側で第1の腕部を変位させると、その変位が第3の腕部へ伝達されるように支持する、例えば、相互間の位置関係が変わらないように支持する)ので、タービンハウジングが圧力に降伏して塑性変形することを抑制できる。また、この取付具では、固定部材に対して一本の第2の腕部だけで取り付けられているため、固定部材が熱膨張してもタービンハウジングにおける排気ガス排出口側フランジ部のステー座と排気ガス取入れ口側フランジのステー座との間の距離が変わることはないので、固定部材が熱膨張してタービンハウジングが圧力に降伏して塑性変形することを抑制できる。   By configuring as described above, when an external force is applied from the member on the fixed member side to the exhaust gas inlet side portion of the turbine housing of the turbocharger, the first arm portion integrated in the fixture is changed from the first arm portion. 3 is supported so that the distance between the stay seat on the exhaust gas intake side and the stay seat on the exhaust gas discharge side in the turbine housing does not change (on the exhaust gas intake side). When the first arm portion is displaced on the side of the stay seat, the displacement is supported so that the displacement is transmitted to the third arm portion (for example, supported so that the positional relationship between them does not change). Can be suppressed from yielding to pressure and plastic deformation. Further, in this fixture, since it is attached to the fixing member by only one second arm portion, even if the fixing member is thermally expanded, the stay seat of the exhaust gas discharge port side flange portion in the turbine housing Since the distance between the exhaust gas intake side flange and the stay seat does not change, it is possible to prevent the fixing member from thermally expanding and the turbine housing from yielding pressure and being plastically deformed.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のターボチャージャ用取付具において、第1の腕部から第2の腕部へ連続する部分の剛性が、第3の腕部の剛性よりも高い剛性となるように構成したことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the turbocharger attachment according to the first aspect, the rigidity of the portion continuing from the first arm portion to the second arm portion is greater than the rigidity of the third arm portion. It is characterized by having a high rigidity.

上述のように構成することにより、請求項1に記載の発明の作用、効果に加えて、排気マニホールド側から入力した応力を、第1の腕部及び第2の腕部部分が弾性変形して受けるので、タービンハウジング本体に排気マニホールド側から入力した応力が働くことを抑制できる。   By configuring as described above, in addition to the operation and effect of the invention according to claim 1, the stress input from the exhaust manifold side is elastically deformed by the first arm portion and the second arm portion. Since it receives, it can suppress that the stress input from the exhaust manifold side acts on a turbine housing main body.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のターボチャージャ用取付具において、第1の腕部から第3の腕部へ連続する部分の剛性が、第2の腕部の剛性よりも高い剛性となるように構成したことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the turbocharger attachment according to the first aspect, the rigidity of the portion continuing from the first arm portion to the third arm portion is greater than the rigidity of the second arm portion. It is characterized by having a high rigidity.

上述のように構成することにより、請求項1に記載の発明の作用、効果に加えて、排気マニホールド側から入力した応力を比較的に剛性が低い第2の腕部の部分が弾性変形して吸収し、さらに排気マニホールド側から入力した応力が第1の腕部から第3の腕部にかけての一連の剛性が比較的高い部分を通じてタービンハウジングに働くことを抑制し、タービンハウジングの耐久信頼性を向上できる。   By configuring as described above, in addition to the operation and effect of the invention according to claim 1, the second arm portion having relatively low rigidity is elastically deformed by the stress input from the exhaust manifold side. In addition, the stress input from the exhaust manifold side is prevented from acting on the turbine housing through a portion of a series of relatively high rigidity from the first arm portion to the third arm portion, thereby improving the durability reliability of the turbine housing. It can be improved.

請求項4に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のターボチャージャ用取付具において、第3の腕部部分の剛性が、タービンハウジング部分の剛性よりも低い剛性となるように構成したことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the turbocharger attachment according to the first or second aspect, the rigidity of the third arm portion is lower than the rigidity of the turbine housing portion. It is characterized by that.

上述のように構成することにより、請求項1又は請求項2に記載の発明の作用、効果に加えて、タービンハウジング自体が熱膨張して、その排気ガス取入れ口側のステー座と排気ガス排出口に近い側のステー座との間の距離が変化した場合に、剛性を低く構成した第3の腕部が弾性変形して吸収するので、タービンハウジングに過度の熱応力が生じることを抑制できる。   By configuring as described above, in addition to the operation and effect of the invention according to claim 1 or claim 2, the turbine housing itself is thermally expanded, and the stay seat on the exhaust gas intake side and the exhaust gas exhaust are exhausted. When the distance to the stay on the side close to the outlet changes, the third arm portion having low rigidity is elastically deformed and absorbed, so that excessive thermal stress can be suppressed from occurring in the turbine housing. .

本発明のターボチャージャ用取付具によれば、内燃機関に設置するターボチャージャにおけるタービンハウジングの部分を、内燃機関側の固定部材に対して熱応力によって塑性変形することを抑制できる状態で間接的に取り付けることを可能とし、構成が簡素で廉価な製品を提供できるようにするという効果がある。   According to the turbocharger fitting of the present invention, the turbine housing portion of the turbocharger installed in the internal combustion engine is indirectly indirectly controlled in a state where it can be prevented from being plastically deformed by thermal stress with respect to the fixing member on the internal combustion engine side. It is possible to install the product, and it is possible to provide an inexpensive product with a simple configuration.

本発明のターボチャージャ用取付具に関する実施の形態について、図1乃至図6により説明する。   An embodiment relating to a turbocharger fixture of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は、ターボチャージャ全体の概略構造を示す概略断面図であり、図で1は、ターボチャージャ本体1である。このターボチャージャ本体1は、輻流型のタービンで輻流型のコンプレッサを駆動するよう一体的に構成する。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic structure of the entire turbocharger. In FIG. The turbocharger body 1 is integrally configured to drive a radiant flow type compressor with a radiant flow type turbine.

このため、ターボチャージャ本体1では、タービンハウジング3とコンプレッサハウジング4とをセンタハウジング5を介して一体的に組み付けてターボチャージャ本体1全体のケーシングを構成する。   Therefore, in the turbocharger main body 1, the turbine housing 3 and the compressor housing 4 are integrally assembled via the center housing 5 to constitute a casing of the entire turbocharger main body 1.

このターボチャージャ本体1では、内燃機関2(図1に図示)の機関排気流によって駆動される輻流型のタービンを構成するため、タービンハウジング3の内部にタービンホイール6を装着する。   In the turbocharger body 1, a turbine wheel 6 is mounted inside the turbine housing 3 in order to constitute a radiant flow turbine driven by an engine exhaust flow of an internal combustion engine 2 (shown in FIG. 1).

また、コンプレッサハウジング4の内部には、内燃機関2の燃焼室内への吸気を過給する輻流型のコンプレッサを構成するためコンプレッサホイール7を装着する。   In addition, a compressor wheel 7 is mounted inside the compressor housing 4 in order to configure a radiant flow type compressor that supercharges intake air into the combustion chamber of the internal combustion engine 2.

このタービンホイール6とコンプレッサホイール7とは、ロータシャフト8によって接続することにより、ターボチャージャ本体1のケーシング内で一体的に回動するよう構成する。すなわち、ロータシャフト8には、その一方の端部にタービンホイール6を固着し、その他方の端部にコンプレッサホイール7を固着して一体的に構成する。   The turbine wheel 6 and the compressor wheel 7 are configured to rotate integrally within the casing of the turbocharger body 1 by being connected by a rotor shaft 8. That is, the rotor shaft 8 is integrally configured by fixing the turbine wheel 6 at one end thereof and fixing the compressor wheel 7 at the other end thereof.

さらに、ロータシャフト8は、センタハウジング5に貫通させた中間部を、センタハウジング5内に配置したフルフロートベアリング9で支受される。このように構成することによって、タービンホイール6、コンプレッサホイール7及びロータシャフト8は、一体となって回動自由に支受されることになる。   Further, the rotor shaft 8 is supported by a full float bearing 9 disposed in the center housing 5 at an intermediate portion that penetrates the center housing 5. By configuring in this way, the turbine wheel 6, the compressor wheel 7 and the rotor shaft 8 are integrally supported so as to freely rotate.

ターボチャージャ本体1における輻流型のタービンを構成するためのタービンハウジング3の内部には、タービンホイール6を取り囲むように、渦巻き状のスクロール室10を形成する。   A spiral scroll chamber 10 is formed in the turbine housing 3 for constituting a turbulent turbine in the turbocharger main body 1 so as to surround the turbine wheel 6.

このタービンハウジング3は、内部にスクロール室10を形成するための耐熱薄板鋼板のプレス成形品からなる内殻18を配置し、その外側に所定間隔を開けて取り巻くように、耐熱薄板鋼板のプレス成形品からなる外殻19を配置して、内殻18と外殻19との間に断熱層をなす空気断熱層を設けた、いわゆる二重管構造に構成する。なお、耐熱薄板鋼板としては、例えばステンレス鋼、ハステロイ(登録商標)、インコネル(登録商標)製等を利用できる。   The turbine housing 3 is provided with an inner shell 18 made of a heat-resistant thin steel plate press-formed product for forming the scroll chamber 10 therein, and is press-formed with a heat-resistant thin steel plate so as to be surrounded by a predetermined interval. A so-called double-pipe structure is provided in which an outer shell 19 made of a product is disposed and an air heat insulating layer is formed between the inner shell 18 and the outer shell 19 as a heat insulating layer. As the heat-resistant thin steel plate, for example, stainless steel, Hastelloy (registered trademark), Inconel (registered trademark), or the like can be used.

この内殻18の内部に形成されるスクロール室10には、ロータシャフト8の接線方向に開口する排気ガス取入れ口11と、ロータシャフト8の軸線方向に開口する排気ガス排出口12を設ける。   The scroll chamber 10 formed inside the inner shell 18 is provided with an exhaust gas intake port 11 that opens in the tangential direction of the rotor shaft 8 and an exhaust gas discharge port 12 that opens in the axial direction of the rotor shaft 8.

このスクロール室10は、排気ガス取入れ口11側の所定部所からタービンホイール6の回転方向前方に向かうにしたがって、外周縁とロータシャフト8の軸心との距離が短くなるような渦巻き状に形成する。   The scroll chamber 10 is formed in a spiral shape such that the distance between the outer peripheral edge and the axis of the rotor shaft 8 decreases from a predetermined portion on the exhaust gas intake 11 side toward the front in the rotational direction of the turbine wheel 6. To do.

さらに、スクロール室10の渦巻き状の部分には、タービンホイール6のラジアル方向からタービン翼部分に向けて排気ガスを噴射させるための細い隙間を形作るシュラウド部32を形成する。   Further, a shroud portion 32 that forms a narrow gap for injecting exhaust gas from the radial direction of the turbine wheel 6 toward the turbine blade portion is formed in the spiral portion of the scroll chamber 10.

この排気ガス取入れ口11は、内燃機関2の排気マニホールド14(図1に図示)に接続する。また、排気ガス排出口12は、その排出口周縁部として形成されたケース13を介して触媒へと排気ガスを導く排気管(図示略)に接続する。   The exhaust gas intake 11 is connected to an exhaust manifold 14 (shown in FIG. 1) of the internal combustion engine 2. Further, the exhaust gas discharge port 12 is connected to an exhaust pipe (not shown) for guiding the exhaust gas to the catalyst through a case 13 formed as a peripheral portion of the discharge port.

このケース13は、内殻18及び外殻19と同様の耐熱薄板鋼板のプレス加工品からなり、外殻19の側面に溶接して固定される。このケース13には、内殻18の排気ガス排出口12部分が挿通される挿通孔20(図1に図示)を形成する。   The case 13 is made of a heat-resistant thin steel plate press product similar to the inner shell 18 and the outer shell 19 and is fixed to the side surface of the outer shell 19 by welding. The case 13 is formed with an insertion hole 20 (shown in FIG. 1) through which the portion of the exhaust gas discharge port 12 of the inner shell 18 is inserted.

また、このターボチャージャには、内燃機関に対する過給圧が必要以上に上昇するのを抑制するために、タービンハウジング3のスクロール室10内に供給される排気ガスの圧力が所定値を超えると、スクロール室10内に送気される排気ガスの一部をタービンホイール6より排気ガス送気方向上流側から外部に排出するウェイストゲイトバルブ装置を装着する。   Further, in this turbocharger, when the pressure of the exhaust gas supplied into the scroll chamber 10 of the turbine housing 3 exceeds a predetermined value in order to prevent the supercharging pressure for the internal combustion engine from rising more than necessary, A waste gate valve device that exhausts a part of the exhaust gas fed into the scroll chamber 10 from the upstream side in the exhaust gas feed direction from the turbine wheel 6 is mounted.

このため、タービンハウジング3の排気ガス排出口12側の所定部分には、図1に示すように、ウェイストゲートノズル23(逃がしノズル、いわゆるWGノズル)を連通させるように設ける。このウェイストゲートノズル23の一部は、ケース13に穿設したWGノズル挿通孔24に装着する。   Therefore, as shown in FIG. 1, a waste gate nozzle 23 (an escape nozzle, so-called WG nozzle) is provided in a predetermined portion of the turbine housing 3 on the exhaust gas discharge port 12 side. A part of the waste gate nozzle 23 is attached to a WG nozzle insertion hole 24 formed in the case 13.

また、タービンハウジング3のケース13には、排気ガス排出口12部分が挿通される挿通孔20と、WGノズル挿通孔24との間に仕切板28を設ける。これによりケース13の内部空間は、排気ガス排出口12が開口する排気室25と、ウェイストゲートノズル23先端のウェイストゲートポート26が開口する逃がし室27との、相互に独立した空間となる2室に区画される。   Further, the case 13 of the turbine housing 3 is provided with a partition plate 28 between the insertion hole 20 through which the exhaust gas discharge port 12 is inserted and the WG nozzle insertion hole 24. As a result, the internal space of the case 13 has two chambers that are independent from each other: an exhaust chamber 25 in which the exhaust gas discharge port 12 opens and an escape chamber 27 in which the waste gate port 26 at the tip of the waste gate nozzle 23 opens. It is divided into.

このウェイストゲートノズル23には、ウェイストゲートポート26を開閉操作可能に構成したウェイストゲートバルブ29(リリーフ弁)を装着する。このウェイストゲートバルブ29は、図示しないが、例えば、過給気吐出口17側に装着したダイアフラムに所定値を超えた過給気の圧力が加わったときにダイアフラムがウェイストゲートポート26を開放するよう操作し、スクロール室10内を通る排気ガスの一部を逃がし室27内に排出するよう構成する。   The waste gate nozzle 23 is provided with a waste gate valve 29 (relief valve) configured to open and close the waste gate port 26. Although not shown, the waste gate valve 29 is configured so that, for example, the diaphragm opens the waste gate port 26 when a pressure of supercharged air exceeding a predetermined value is applied to the diaphragm mounted on the supercharged air discharge port 17 side. The operation is configured such that a part of the exhaust gas passing through the scroll chamber 10 is discharged into the escape chamber 27.

また、ウェイストゲートバルブ29は、図示しないが、過給気の圧力が所定値以下となったときには、ダイアフラムが作動しないのでウェイストゲートポート26が閉止され、スクロール室10内を通過する排気ガスの逃がし室27への排出が抑制されるよう構成する。   Although not shown, the waste gate valve 29 closes the waste gate port 26 when the supercharged air pressure becomes a predetermined value or less, so that the waste gate port 26 is closed and the exhaust gas passing through the scroll chamber 10 is released. The discharge to the chamber 27 is configured to be suppressed.

図1及び図2に示すように、タービンハウジング3のケース13には、ケース13における周壁の開口端から外方に膨出するようにフランジ部21を形成する。また、タービンハウジング3のスクロール室10を形成するパイプ状部材における排気ガス取入れ口11の周縁部には、取入れ口フランジ30を設ける。   As shown in FIGS. 1 and 2, a flange portion 21 is formed in the case 13 of the turbine housing 3 so as to bulge outward from the opening end of the peripheral wall of the case 13. Further, an intake flange 30 is provided at the peripheral portion of the exhaust gas intake 11 in the pipe-shaped member forming the scroll chamber 10 of the turbine housing 3.

図2に示すように、ターボチャージャ本体1における内燃機関2の燃焼室内への吸気を過給する輻流型のコンプレッサを構成するためのコンプレッサハウジング4の内部には、コンプレッサホイール7を取り囲むように、渦巻き状(前述したスクロール室10と同様の渦巻き構造)のディフューザ15を構成する。   As shown in FIG. 2, a compressor wheel 4 for constituting a radiant compressor that supercharges intake air into the combustion chamber of the internal combustion engine 2 in the turbocharger body 1 is surrounded by a compressor wheel 7. A diffuser 15 having a spiral shape (a spiral structure similar to that of the scroll chamber 10 described above) is formed.

このディフューザ15には、ロータシャフト8の軸線方向に開口する給気取入れ口16と、ロータシャフト8の接線方向に開口する過給気吐出口17とを設ける。この給気取入れ口16は、エアクリーナ(図示略)に接続する。また、過給気吐出口17は、内燃機関2の吸気マニホールド(図示略)に接続する。   The diffuser 15 is provided with an intake air intake port 16 that opens in the axial direction of the rotor shaft 8 and a supercharged air discharge port 17 that opens in the tangential direction of the rotor shaft 8. The air intake 16 is connected to an air cleaner (not shown). The supercharged air discharge port 17 is connected to an intake manifold (not shown) of the internal combustion engine 2.

次に、上述のように構成したターボチャージャ本体1の動作について説明する。このターボチャージャ本体1では、内燃機関の運転に伴って発生する高温高圧の排気ガスが排気ガス取入れ口11からスクロール室10の渦巻き状の室内に吹き込まれる。   Next, the operation of the turbocharger main body 1 configured as described above will be described. In the turbocharger main body 1, high-temperature and high-pressure exhaust gas generated in accordance with the operation of the internal combustion engine is blown into the spiral chamber of the scroll chamber 10 from the exhaust gas intake 11.

このスクロール室10は、内部に吹き込まれた排気ガスを、スクロール室10のシュラウド部32からタービンホイール6のタービン翼部分にラジアル方向に向けて高速で噴射させることによりタービンホイール6を回転させて、排気ガス排出口12から排気管に排出させる。   The scroll chamber 10 rotates the turbine wheel 6 by injecting the exhaust gas blown into the interior at a high speed in the radial direction from the shroud portion 32 of the scroll chamber 10 to the turbine blade portion of the turbine wheel 6, The exhaust gas is discharged from the exhaust gas outlet 12 to the exhaust pipe.

このときのタービンホイール6の回転に連動してコンプレッサホイール7が回転し、給気取入れ口16からディフューザ15内に導かれた給気の圧力が高められ、過給気として過給気吐出口17から燃焼室に供給される。   The compressor wheel 7 rotates in conjunction with the rotation of the turbine wheel 6 at this time, the pressure of the supply air introduced into the diffuser 15 from the intake air intake port 16 is increased, and the supercharged air discharge port 17 serves as supercharged air. Supplied to the combustion chamber.

また、このターボチャージャでは、過給気吐出口17内を流通する過給気の圧力が所定値を超えて高まると、ウェイストゲートバルブ29のウェイストゲートポート26をアクチュエータが開放操作してタービンハウジング3のスクロール室10内に供給する排気ガスの圧力を低下させる。   In this turbocharger, when the pressure of the supercharged air flowing through the supercharged air discharge port 17 exceeds a predetermined value, the actuator opens the wastegate port 26 of the wastegate valve 29 and the turbine housing 3 is operated. The pressure of the exhaust gas supplied into the scroll chamber 10 is reduced.

これにより、このターボチャージャでは、排気ガスがタービンホイール6を回転させる力を弱めてタービンホイール6と一体的に回転するコンプレッサホイール7による圧縮率を下げ、ディフューザ15から内燃機関の燃焼室に過度に圧力の高められた過給気が供給されることを抑制する。   Thereby, in this turbocharger, the exhaust gas weakens the force for rotating the turbine wheel 6 to reduce the compression rate by the compressor wheel 7 that rotates integrally with the turbine wheel 6, and excessively enters the combustion chamber of the internal combustion engine from the diffuser 15. Suppressing the supply of supercharged air with increased pressure.

また、コンプレッサで給気が過度に圧縮されないようにして過給気の温度が所定以上に高くならないようにすることにより、コンプレッサホイール7に悪影響を与えることを抑制できる。   Further, it is possible to prevent the compressor wheel 7 from being adversely affected by preventing the supply air from being excessively compressed by the compressor so that the temperature of the supercharging air does not become higher than a predetermined level.

次に、上述のように構成したターボチャージャ本体1における、高速回転するタービンホイール6と、ウェイストゲイトバルブ装置とを備えたタービンハウジング3の部分を、内燃機関(エンジン)に間接的に取り付ける部分の構成について説明する。   Next, in the turbocharger main body 1 configured as described above, the portion of the turbine housing 3 provided with the turbine wheel 6 rotating at high speed and the wastegate valve device is indirectly attached to the internal combustion engine (engine). The configuration will be described.

このターボチャージャ本体1では、タービンハウジング3部分を内燃機関2に間接的に取り付けるため、タービンハウジング3のケース13におけるフランジ部21に、断面L字形に突出させた排気ガス排出口側フランジ部のステー座22を設ける。このステー座22には、ねじ部品で締結するための図示しない透孔を穿孔する。   In this turbocharger main body 1, in order to indirectly attach the turbine housing 3 portion to the internal combustion engine 2, the stay of the flange portion on the exhaust gas discharge port side projecting in a L-shaped cross section on the flange portion 21 in the case 13 of the turbine housing 3. A seat 22 is provided. This stay seat 22 is drilled with a through hole (not shown) for fastening with a screw component.

また、タービンハウジング3における排気ガス取入れ口11の取入れ口フランジ30の所定部所には、排気ガス取入れ口側フランジのステー座31を設ける。このステー座31には、ねじ部品で締結するための図示しない透孔を穿孔する。   Further, a stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange is provided at a predetermined portion of the intake flange 30 of the exhaust gas intake 11 in the turbine housing 3. This stay seat 31 is perforated with a through hole (not shown) for fastening with a screw component.

なお、このターボチャージャ本体1では、2つのステー座をそれぞれ取入れ口フランジ30又はフランジ部21以外の外殻19等の所定の場所に設定しても良い。   In the turbocharger main body 1, the two stay seats may be set at predetermined locations such as the outer shell 19 other than the intake port flange 30 or the flange portion 21, respectively.

図1に示すように、タービンハウジング3部分を内燃機関2に間接的に取り付ける構成では、排気ガス排出口側フランジ部のステー座22と、排気ガス取入れ口側フランジのステー座31と、内燃機関2との間に、取付具33を介在させた状態で、内燃機関2にタービンハウジング3部分を支持させる。   As shown in FIG. 1, in the configuration in which the turbine housing 3 portion is indirectly attached to the internal combustion engine 2, the stay seat 22 of the exhaust gas discharge side flange portion, the stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange, and the internal combustion engine 2, the turbine housing 3 portion is supported by the internal combustion engine 2 with the fixture 33 interposed therebetween.

図1及び図2に示すように、タービンハウジング3部分を内燃機関2に間接的に取り付ける構成では、タービンハウジング3側に設ける2つの取り付け位置(2つのステー座22、31の位置)の間隔が、タービンハウジング3を安定して支持できる距離以上となるように設定する。   As shown in FIGS. 1 and 2, in the configuration in which the turbine housing 3 portion is indirectly attached to the internal combustion engine 2, the interval between the two attachment positions (positions of the two stay seats 22 and 31) provided on the turbine housing 3 side is as follows. The turbine housing 3 is set to be longer than the distance at which the turbine housing 3 can be stably supported.

これと共に、このタービンハウジング3部分を内燃機関2に取付具33を介して取り付ける構成では、タービンハウジング3側に設ける2つの取り付け位置の間に橋渡すように配置する取付具33の第1の腕部34と第2の腕部35との部分が内燃機関2の運転時に加熱されて熱膨張する量と、タービンハウジング3に設けた2つの取り付け位置の間隔が運転時に昇温して熱膨張する量との差が許容範囲に収まり、タービンハウジング3における2つの取り付け位置の間で圧力により降伏して塑性変形するという損傷を受けることがない距離以内となるように設定する。   At the same time, in the configuration in which the turbine housing 3 portion is attached to the internal combustion engine 2 via the attachment 33, the first arm of the attachment 33 arranged so as to bridge between two attachment positions provided on the turbine housing 3 side. The amount of the portion 34 and the second arm portion 35 that are heated and thermally expanded during operation of the internal combustion engine 2 and the interval between the two mounting positions provided in the turbine housing 3 are increased in temperature and thermally expanded during operation. It is set so that the difference from the amount falls within an allowable range and is within a distance that does not cause damage such as yield deformation due to pressure between the two mounting positions in the turbine housing 3 and plastic deformation.

さらに、このタービンハウジング3部分を取付具33によって内燃機関2に取り付ける構成では、高速回転するタービンホイール6と、精密構造のウェイストゲイトバルブ装置とを備えたターボチャージャ本体1に動作不良を起こさせるような塑性変形を与えないように構成する。   Further, in the configuration in which the turbine housing 3 portion is attached to the internal combustion engine 2 by the fixture 33, the turbocharger main body 1 including the turbine wheel 6 that rotates at a high speed and the wastegate valve device having a precise structure is caused to malfunction. It is configured not to give a plastic deformation.

図示する取付具33は、3本の腕部34、35、36が全体として略三叉状に分岐して延出するよう一体化した剛体となる剛構造に構成する。この3本の腕部34、35、36には、それぞれ断面L字形の長尺部材(アングル材)若しくは断面略U字状の長尺部材又は断面円形若しくは断面多角形若しくは筒形状等の種々の断面形状の長尺部材を所定長さに切断した材料を用いることができる。   The illustrated fixture 33 is configured to have a rigid structure that is an integrated rigid body so that the three arm portions 34, 35, and 36 diverge and extend in a substantially tridental shape as a whole. Each of the three arms 34, 35, and 36 includes a long member (angle member) having an L-shaped cross section, a long member having a substantially U-shaped cross section, a circular cross section, a polygonal cross section, or a tubular shape. A material obtained by cutting a long member having a cross-sectional shape into a predetermined length can be used.

このように取付具33は、第1の腕部34、第2の腕部35及び第3の腕部36を一体化した簡素な構成であるから、容易に製造でき廉価な製品を提供できる。   As described above, the fixture 33 has a simple configuration in which the first arm portion 34, the second arm portion 35, and the third arm portion 36 are integrated, so that it can be easily manufactured and an inexpensive product can be provided.

取付具33の第1の腕部(エギゾーストマニホールド側腕部)34は、その先端部を排気ガス取入れ口側フランジのステー座31に締結するため、その先端近くの部位で大きく屈曲し、先端部の所定位置に、締結用の透孔38A(図6に図示)を穿孔する。   Since the first arm portion (exhaust manifold side arm portion) 34 of the fixture 33 is fastened to the stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange at the tip end portion thereof, the first arm portion (exhaust manifold side arm portion) 34 is largely bent at a portion near the tip end. A fastening through hole 38A (shown in FIG. 6) is drilled at a predetermined position.

そして、第1の腕部(エギゾーストマニホールド側腕部)34は、その先端部の締結用透孔38Aを排気ガス取入れ口側フランジのステー座31の透孔と連通させた状態でボルト及びナット等のねじ部品37で締結する。   The first arm portion (exhaust manifold side arm portion) 34 has a fastening through hole 38A at the tip thereof in communication with the through hole of the stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange, such as a bolt and a nut. The screw part 37 is fastened.

取付具33の第2の腕部(内燃機関2本体側腕部)35は、その先端部を固定部材であるエンジンブロック2Aにおける所定位置に形成した図示しないステー座に締結するため、その先端近くの部位で小さく屈曲し、先端部の所定位置に、締結用の透孔38B(図5に図示)を穿孔する。   The second arm portion (internal combustion engine 2 main body side arm portion) 35 of the fixture 33 is fastened to a stay seat (not shown) formed at a predetermined position in the engine block 2A, which is a fixing member. And a fastening through hole 38B (shown in FIG. 5) is drilled at a predetermined position of the tip.

なお、取付具33の第2の腕部35を取り付ける対象となる固定部材は、上述したエンジンブロック2Aの他に、シリンダブロック、シリンダヘッド、トランスミッションのハウジング又はオイルパンでも良い。   The fixing member to which the second arm portion 35 of the fixture 33 is attached may be a cylinder block, a cylinder head, a transmission housing, or an oil pan in addition to the engine block 2A described above.

そして、第2の腕部(内燃機関2本体側腕部)35は、その先端部の締結用透孔38Bをエンジンブロック2Aのステー座に穿孔した透孔(図示せず)と連通させた状態でボルト及びナット等のねじ部品37で締結する。   And the 2nd arm part (internal combustion engine 2 main body side arm part) 35 is the state which made the through-hole 38B for fastening of the front-end | tip part connected with the through-hole (not shown) drilled in the stay seat of the engine block 2A. Then, it is fastened with screw parts 37 such as bolts and nuts.

取付具33の第3の腕部(タービン側腕部)36は、その先端部を排気ガス排出口側フランジ部のステー座22に締結するため、その中間部の所定部位で大きく屈曲し、先端部の所定位置に締結用の透孔38C(図6に図示)を穿孔する。   The third arm portion (turbine side arm portion) 36 of the fixture 33 is bent largely at a predetermined portion in the middle portion thereof in order to fasten the tip portion thereof to the stay seat 22 of the flange portion on the exhaust gas discharge port, A fastening through hole 38C (shown in FIG. 6) is drilled at a predetermined position of the portion.

そして、第3の腕部(タービン側腕部)36は、その先端部の締結用透孔38Cを排気ガス排出口側フランジ部のステー座22の透孔と連通させた状態でボルト及びナット等のねじ部品37で締結する。   The third arm portion (turbine side arm portion) 36 has bolts, nuts and the like in a state where the fastening through hole 38C at the tip thereof is communicated with the through hole of the stay seat 22 of the exhaust gas discharge port side flange portion. The screw part 37 is fastened.

なお図1に示すように、ターボチャージャ本体1における排気ガス取入れ口11の取入れ口フランジ30には、エンジンヘッド2Bから延出された排気マニホールド14の自由端部のフランジ部分を締結して、内燃機関2の排気ガスが排気マニホールド14を通じて排気ガス取入れ口11から供給されるように接続する。   As shown in FIG. 1, the flange portion of the free end portion of the exhaust manifold 14 extending from the engine head 2B is fastened to the intake flange 30 of the exhaust gas intake port 11 in the turbocharger main body 1, thereby The exhaust gas of the engine 2 is connected so as to be supplied from the exhaust gas intake 11 through the exhaust manifold 14.

また、排気ガス排出口12のフランジ部21には、図示しない排気ガス浄化用触媒へと排気ガスを導くための排気管を接続する。   Further, an exhaust pipe for guiding exhaust gas to an exhaust gas purification catalyst (not shown) is connected to the flange portion 21 of the exhaust gas discharge port 12.

上述のようにしてターボチャージャ本体1におけるタービンハウジング3部分を内燃機関2に取付具33を用いて取り付ける構成では、所定距離だけ離間した位置にある排気ガス取入れ口側フランジのステー座31と排気ガス排出口側フランジ部のステー座22と、エンジンブロック2Aの所定位置に設けたステー座(図示せず)の3点を、3本の腕部34、35、36を全体として略三叉状に分岐して一体化した剛体である取付具33で固定した構造となる。   In the configuration in which the turbine housing 3 portion of the turbocharger body 1 is attached to the internal combustion engine 2 using the fixture 33 as described above, the exhaust gas intake side flange stay seat 31 and the exhaust gas at a position separated by a predetermined distance. Three points of the stay seat 22 (not shown) provided at a predetermined position of the engine block 2A and the three arm portions 34, 35, and 36 are branched into a substantially trifurcated shape as a whole. Thus, the structure is fixed by a fixture 33 which is an integrated rigid body.

このような取付具33を用いた取り付け構造でタービンハウジング3部分をエンジンブロック2Aに間接的に取り付けた状態では、エンジンヘッド2Bとタービンハウジング3の取入れ口フランジ30との間を接続するように配置した排気マニホールド14が内燃機関2の排気ガスにより加熱されて熱膨張するとタービンハウジング3の取入れ口フランジ30を押圧する方向の熱応力が作用する。   In a state where the turbine housing 3 portion is indirectly attached to the engine block 2A with such an attachment structure using the attachment 33, the engine head 2B and the intake flange 30 of the turbine housing 3 are connected to each other. When the exhaust manifold 14 is heated by the exhaust gas of the internal combustion engine 2 and thermally expands, thermal stress in the direction of pressing the intake flange 30 of the turbine housing 3 acts.

このとき、排気マニホールド14が鋳物で剛性が高い場合には、排気マニホールド14の熱変位量をタービンハウジング3側で吸収することになる。   At this time, when the exhaust manifold 14 is cast and has high rigidity, the amount of thermal displacement of the exhaust manifold 14 is absorbed on the turbine housing 3 side.

この場合には、取付具33における一体となった第1の腕部34及び第3の腕部36の部分が、タービンハウジング3における排気ガス排出口側フランジ部のステー座22と排気ガス取入れ口側フランジのステー座31との間の距離が変わらないように支持する(排気マニホールド14側の熱応力による第1の腕部34の変位が第3の腕部36へ伝達されるように支持する、例えば、相互間の位置関係が変わらないように支持する)ので、排気マニホールド14が熱膨張してタービンハウジング3を圧縮降伏させて塑性変形させることを抑制できる。   In this case, the portions of the first arm portion 34 and the third arm portion 36 which are integrated in the fixture 33 are connected to the stay seat 22 and the exhaust gas intake port of the exhaust gas discharge port side flange portion in the turbine housing 3. The distance between the side flange and the stay seat 31 is supported so as not to change (the displacement of the first arm 34 due to the thermal stress on the exhaust manifold 14 side is transmitted to the third arm 36). Therefore, it is possible to suppress the exhaust manifold 14 from thermally expanding and compressing and yielding the turbine housing 3 to be plastically deformed.

さらに、この場合には、排気マニホールド14側の熱応力を受けたとき、第1の腕部34と第3の腕部36とが一体的に動く(同期して動く)ので、第1の腕部34と第3の腕部36とが別方向に動いてこれらが支持しているタービンハウジング3を微小回転させ、排気マニホールド14の取り付け部との間にねじれ方向の応力集中を生じることを防止できる。   Further, in this case, the first arm portion 34 and the third arm portion 36 move integrally (synchronously move) when subjected to thermal stress on the exhaust manifold 14 side, so that the first arm The portion 34 and the third arm portion 36 move in different directions to slightly rotate the turbine housing 3 supported by the portions 34 and the third arm portion 36, thereby preventing stress concentration in the torsional direction from occurring between the mounting portion of the exhaust manifold 14. it can.

また、この取付具33では、一体となった第1の腕部34及び第3の腕部36の部分を、一本の第2の腕部35でエンジンブロック2Aに取り付けているため、後述する離間して配置した2個の取付具で支持する構造のように、エンジンブロック2Aが熱膨張してもタービンハウジング3における排気ガス排出口側フランジ部のステー座22と排気ガス取入れ口側フランジのステー座31との間の距離が変わることはないので、エンジンブロック2Aが熱膨張してタービンハウジング3を圧縮降伏させて塑性変形させることを抑制できる。   Further, in this fixture 33, the first arm portion 34 and the third arm portion 36 that are integrated are attached to the engine block 2A by one second arm portion 35, and will be described later. Even if the engine block 2A is thermally expanded as in the structure supported by two spaced apart fixtures, the stay seat 22 of the exhaust gas exhaust side flange portion and the exhaust gas intake side flange of the turbine housing 3 Since the distance from the stay seat 31 does not change, it is possible to suppress the engine block 2A from thermally expanding and compressing and yielding the turbine housing 3 to be plastically deformed.

ここで、前述した取付具33の作用を、タービンハウジング3における排気ガス取入れ口側フランジのステー座31と、排気ガス排出口側フランジ部のステー座22とをそれぞれ離間して配置した別体の取付具で支持する構造と比較して説明する。   Here, the above-described operation of the fixture 33 is performed by separating the stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange in the turbine housing 3 and the stay seat 22 of the exhaust gas exhaust side flange from each other. This will be described in comparison with the structure supported by the fixture.

この別体の取付具でタービンハウジング3を支持する構造の場合には、排気マニホールド14が熱膨張すると、排気ガス取入れ口側フランジのステー座31を支持する一方の取付具が変形してタービンハウジング3側に熱応力が作用する。   In the case of a structure in which the turbine housing 3 is supported by this separate mounting tool, when the exhaust manifold 14 is thermally expanded, one mounting tool that supports the stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange is deformed to deform the turbine housing. Thermal stress acts on the 3 side.

このとき排気マニホールド14から作用する熱応力は、タービンハウジング3の本体に働き、さらに排気ガス排出口側フランジ部のステー座22を支持する他方の取付具で受けられる。   At this time, the thermal stress acting from the exhaust manifold 14 acts on the main body of the turbine housing 3 and is received by the other fixture that supports the stay seat 22 of the flange portion on the exhaust gas discharge port side.

すなわち、タービンハウジング3は、熱膨張した排気マニホールド14に押されたときに働く熱応力が、排気マニホールド14に近接した一方の取付具を変形させることによりタービンハウジング3本体に伝達し、さらに他方の取付具に伝達して、この他方の取付具で熱応力が受けられることになる。   That is, in the turbine housing 3, the thermal stress acting when pushed by the thermally expanded exhaust manifold 14 is transmitted to the turbine housing 3 main body by deforming one of the fixtures close to the exhaust manifold 14, and the other This is transmitted to the fixture, and thermal stress is received by the other fixture.

よって、タービンハウジング3の本体には、排気マニホールド14側から押圧する熱応力と、他方の取付具側から働く反力とによって押し潰される方向の外力が作用することを免れないため、タービンハウジング3が圧縮降伏して塑性変形するという損傷を受ける虞が残る。   Accordingly, the turbine housing 3 is subject to external forces in the direction of being crushed by the thermal stress pressed from the exhaust manifold 14 side and the reaction force acting from the other fixture side. There is a risk of damage due to plastic yielding and plastic deformation.

しかも、エンジンブロックの離間した2点と、各々対応する排気ガス取入れ口側フランジのステー座31と、排気ガス排出口側フランジ部のステー座22との間をそれぞれ離間して配置した別体の取付具で支持する構造の場合には、エンジンブロックが熱膨張して2つの取付具の取り付け位置の間隔が開くと、排気ガス取入れ口側フランジのステー座31と排気ガス排出口側フランジ部のステー座22との間隔を広げる方向の熱応力が作用してタービンハウジング3が引っ張り力で降伏して塑性変形するという損傷を受ける虞が残る。   Moreover, two separate points of the engine block, the corresponding stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange, and the stay seat 22 of the exhaust gas discharge side flange portion are separately provided. In the case of the structure supported by the fixture, when the engine block is thermally expanded and the interval between the attachment locations of the two fixtures is increased, the stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange and the exhaust gas exhaust side flange portion are There remains a risk that the thermal stress in the direction of widening the distance from the stay seat 22 acts, and the turbine housing 3 is damaged by being pulled and plastically deformed by a pulling force.

以上より、本実施の形態に関わる取付具33を用いた取り付け構造でタービンハウジング3部分をエンジンブロック2Aに間接的に取り付けた場合には、タービンハウジング3以外の部材に関わる熱応力が作用してタービンハウジング3が外力に降伏して塑性変形するという損傷を受けることを良好に抑制できることが理解できる。   As described above, when the turbine housing 3 portion is indirectly attached to the engine block 2A with the attachment structure using the attachment 33 according to the present embodiment, thermal stress relating to members other than the turbine housing 3 acts. It can be understood that the turbine housing 3 can be satisfactorily suppressed from being damaged by yielding to an external force and plastically deforming.

なお、上述した取付具33は、一本の棒状部材を屈曲して構成しても良い。この場合には、図示しないが、所定形状に屈曲した棒状部材の一方の端部をエンジンブロック2Aに取り付け、その中間所定位置を排気ガス取入れ口側フランジのステー座31に取り付け、その他方の端部を排気ガス排出口側フランジ部のステー座22に取り付ける構造とする。   In addition, you may comprise the fixture 33 mentioned above by bending one rod-shaped member. In this case, although not shown in the drawing, one end of a rod-like member bent into a predetermined shape is attached to the engine block 2A, its intermediate predetermined position is attached to the stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange, and the other end The portion is attached to the stay seat 22 of the exhaust gas discharge port side flange portion.

このように構成した場合には、所定形状に屈曲した棒状部材における、エンジンブロック2Aに取り付ける一方の端部から排気ガス取入れ口側フランジのステー座31に取り付ける中間所定位置までの部分が、第2の腕部35と第1の腕部34とを兼ねる構造となり、そのステー座31に取り付ける中間所定位置から屈曲して他方の端部に至る部分が第3の腕部36となる。   In such a configuration, the portion of the rod-shaped member bent into a predetermined shape from the one end portion attached to the engine block 2A to the intermediate predetermined position attached to the stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange is the second portion. The arm portion 35 serves as the first arm portion 34, and the third arm portion 36 is bent from an intermediate predetermined position attached to the stay seat 31 to reach the other end portion.

次に、取付具33の他の構成例について、図1乃至図3、図5及び図6により説明する。   Next, another configuration example of the fixture 33 will be described with reference to FIGS. 1 to 3, 5, and 6.

この図1乃至図3、図5及び図6に示す取付具33の構成例では、第1の腕部34から第2の腕部35にかけての一連の部分の剛性を、第3の腕部36の部分の剛性よりも強く構成し、さらに、第3の腕部36の部分の剛性をタービンハウジング3の剛性よりも弱く構成する。   In the configuration example of the fixture 33 shown in FIGS. 1 to 3, 5, and 6, the rigidity of a series of portions from the first arm portion 34 to the second arm portion 35 is set to the third arm portion 36. The third arm portion 36 is configured to have a rigidity lower than that of the turbine housing 3.

この取付具33では、第1の腕部34及び第2の腕部35を、それぞれ第3の腕部36に比較して剛性が高い断面L字形の長尺部材(アングル材)で構成し、第3の腕部36を、第1の腕部34及び第2の腕部35に比較して剛性が低い断面L字形の長尺部材(アングル材)で構成する。   In this fixture 33, the first arm portion 34 and the second arm portion 35 are each composed of a long member (angle material) having an L-shaped cross section having higher rigidity than the third arm portion 36, The third arm portion 36 is constituted by a long member (angle material) having an L-shaped cross section having a lower rigidity than the first arm portion 34 and the second arm portion 35.

この取付具33における第1の腕部34と第2の腕部35とは、一本の比較的に剛性が高い断面L字形の長尺部材で形成する。   The first arm portion 34 and the second arm portion 35 in the fixture 33 are formed of a single long member having an L-shaped cross section having a relatively high rigidity.

また、この取付具33における第3の腕部36は、比較的に剛性が低い(ここでは断面L字形の幅を狭めることにより剛性を低く構成してある)断面L字形の長尺部材の基端部を、第1の腕部34と第2の腕部35とを一連にした一本の比較的に剛性が高い断面L字形の長尺部材の任意の位置に溶接等の手段で固着して、取付具33全体が剛体となるように構成する。   Further, the third arm portion 36 of the fixture 33 has a relatively low rigidity (here, the rigidity is reduced by narrowing the width of the L-shaped section), and the base of the long member having the L-shaped section. The end portion is fixed to an arbitrary position of a relatively long L-shaped long member having a series of the first arm portion 34 and the second arm portion 35 by welding or the like. Thus, the entire fixture 33 is configured to be a rigid body.

この第1の腕部34から第2の腕部35にかけての一連の部分の剛性を、第3の腕部36の部分の剛性よりも強くした構成例では、排気マニホールド14側から入力した応力を、第1の腕部34及び第2の腕部35部分が弾性変形して受けるので、タービンハウジング3本体に排気マニホールド14側から入力した応力が働くことを抑制できる。   In the configuration example in which the rigidity of the series of parts from the first arm part 34 to the second arm part 35 is made stronger than the rigidity of the third arm part 36, the stress input from the exhaust manifold 14 side is applied. Since the first arm portion 34 and the second arm portion 35 are elastically deformed and received, the stress input from the exhaust manifold 14 side can be suppressed from acting on the turbine housing 3 body.

この第1の腕部34から第2の腕部35にかけての一連の部分の剛性を、第3の腕部36の部分の剛性よりも強くした構成例では、剛性を低く構成した第3の腕部36の基端部を排気ガス取入れ口側フランジのステー座31に近づけて固着するほど、排気マニホールド14の熱応力が働く第1の腕部34の部分の距離を短くして、第1の腕部34部分の変形による影響を少なくできる。   In the configuration example in which the rigidity of the series of portions from the first arm portion 34 to the second arm portion 35 is higher than the rigidity of the third arm portion 36, the third arm configured to have low rigidity. The closer the base end portion of the portion 36 is to the stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange, the shorter the distance of the portion of the first arm portion 34 where the thermal stress of the exhaust manifold 14 acts, The influence of the deformation of the arm portion 34 can be reduced.

さらに、この第1の腕部34から第2の腕部35にかけての一連の部分の剛性を、第3の腕部36の部分の剛性よりも強くした構成例では、タービンハウジング3自体が熱膨張して排気ガス取入れ口側フランジのステー座31と排気ガス排出口側フランジ部のステー座22との間の距離が変化した場合に、剛性を低く構成した第3の腕部36が弾性変形して吸収するので、タービンハウジング3に過度の熱応力が生じることを防止できる。   Further, in the configuration example in which the rigidity of the series of portions from the first arm portion 34 to the second arm portion 35 is made stronger than the rigidity of the third arm portion 36, the turbine housing 3 itself is thermally expanded. When the distance between the stay seat 31 of the exhaust gas intake side flange and the stay seat 22 of the exhaust gas exhaust side flange changes, the third arm portion 36 having low rigidity is elastically deformed. Therefore, excessive thermal stress can be prevented from being generated in the turbine housing 3.

なお、この第1の腕部34から第2の腕部35にかけての一連の部分の剛性を、第3の腕部36の部分の剛性よりも強くした構成例では、さらに第3の腕部36の部分の剛性をタービンハウジング3の剛性よりも弱く構成しているためタービンハウジング3に働く外力の影響を減少させることができるので、熱応力で塑性変形することを抑制できる。   In the configuration example in which the rigidity of the series of parts from the first arm part 34 to the second arm part 35 is higher than the rigidity of the third arm part 36, the third arm part 36 is further increased. Since the influence of the external force acting on the turbine housing 3 can be reduced because the rigidity of the portion is made weaker than the rigidity of the turbine housing 3, it is possible to suppress plastic deformation due to thermal stress.

よって、この第1の腕部34から第2の腕部35にかけての一連の部分の剛性を、第3の腕部36の部分の剛性よりも強くした構成例では、タービンハウジング3を薄板又は薄肉にして強度を低く構成した場合でも、タービンハウジング3の耐久信頼性を向上させることができる。   Therefore, in the configuration example in which the rigidity of the series of parts from the first arm part 34 to the second arm part 35 is made stronger than the rigidity of the third arm part 36, the turbine housing 3 is made thin or thin. Thus, even when the strength is low, the durability reliability of the turbine housing 3 can be improved.

次に、取付具33のさらに他の構成例について、図4により説明する。この図4に示す取付具33の構成例では、第1の腕部34から第3の腕部36にかけての一連の部分の剛性を、第2の腕部35の部分の剛性よりも強く構成する。   Next, still another configuration example of the fixture 33 will be described with reference to FIG. In the configuration example of the fixture 33 shown in FIG. 4, the rigidity of the series of parts from the first arm part 34 to the third arm part 36 is configured to be stronger than the rigidity of the part of the second arm part 35. .

この第1の腕部34から第3の腕部36にかけての一連の部分の剛性を、第2の腕部35の部分の剛性よりも強くした構成例では、排気マニホールド14側から入力した応力を比較的に剛性が低い第2の腕部35部分が弾性変形して吸収し、さらに排気マニホールド14側から入力した応力が第1の腕部34から第3の腕部36にかけての一連の剛性が比較的高い部分を通じてタービンハウジング3に働くことを抑制することができる。   In the configuration example in which the rigidity of the series of parts from the first arm part 34 to the third arm part 36 is made stronger than the rigidity of the second arm part 35, the stress input from the exhaust manifold 14 side is applied. A portion of the second arm portion 35 having relatively low rigidity is elastically deformed and absorbed, and further, a series of rigidity from the first arm portion 34 to the third arm portion 36 is applied by the stress input from the exhaust manifold 14 side. It can suppress acting on the turbine housing 3 through a comparatively high part.

また、この第1の腕部34から第3の腕部36にかけての一連の部分の剛性を、第2の腕部35の部分の剛性よりも強くした構成例では、この第1の腕部34の自由端部と第3の腕部36の自由端部との間の距離が、排気マニホールド14側から入力した応力によって変化することを抑制できる。   Further, in the configuration example in which the rigidity of the series of parts from the first arm part 34 to the third arm part 36 is made stronger than the rigidity of the second arm part 35, the first arm part 34. The distance between the free end portion of the second arm portion 36 and the free end portion of the third arm portion 36 can be prevented from changing due to the stress input from the exhaust manifold 14 side.

よって、第1の腕部34から第3の腕部36にかけての一連の部分における両端のステー座31とステー座22との2つの締結部を結ぶ直線距離と、タービンハウジング3における排気ガス取入れ口側フランジのステー座31と排気ガス排出口側フランジ部のステー座22との間の距離との相対的な変位量を少なくして、タービンハウジング3に負荷される外力による影響を減少させることができるので、外力でタービンハウジング3が塑性変形することを抑制でき、さらにタービンハウジング3の耐久信頼性を向上させることができる。   Therefore, a linear distance connecting the two fastening portions of the stay seat 31 and the stay seat 22 at both ends in a series of portions from the first arm portion 34 to the third arm portion 36, and an exhaust gas intake port in the turbine housing 3 By reducing the relative displacement between the stay seat 31 of the side flange and the distance between the stay seat 22 of the exhaust gas discharge port side flange portion, the influence of the external force applied to the turbine housing 3 can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the plastic deformation of the turbine housing 3 due to an external force, and it is possible to improve the durability reliability of the turbine housing 3.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、内燃機関としてのガソリンエンジン又はディーゼルエンジン等のターボチャージャのタービンハウジングを備えたものに適用でき、しかも本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他種々の構成を採り得ることは勿論である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to a turbocharger turbine housing such as a gasoline engine or a diesel engine as an internal combustion engine, and does not depart from the gist of the present invention. Of course, various other configurations can be adopted within the scope.

本発明の実施の形態に係るターボチャージャ用取付具を介して内燃機関にターボチャージャを取り付ける部分を示す正面図である。It is a front view which shows the part which attaches a turbocharger to an internal combustion engine via the attachment tool for turbochargers which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るターボチャージャ用取付具を介して内燃機関に取り付けられるターボチャージャのタービンハウジング部分を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the turbine housing part of the turbocharger attached to an internal combustion engine via the attachment tool for turbochargers which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るターボチャージャ用取付具の他の構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the other structural example of the attachment tool for turbochargers which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るターボチャージャ用取付具の、さらに他の構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the other structural example of the fixture for turbochargers which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る図1に示すターボチャージャ用取付具の側面図である。It is a side view of the attachment tool for turbochargers shown in Drawing 1 concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る図1に示すターボチャージャ用取付具の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the turbocharger fixture shown in FIG. 1 according to the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ターボチャージャ本体
2 内燃機関
3 タービンハウジング
6 タービンホイール
8 ロータシャフト
11 排気ガス取入れ口
12 排気ガス排出口
13 ケース
14 排気マニホールド
18 内殻
19 外殻
20 挿通孔
21 フランジ部
22 排気ガス排出口側フランジ部のステー座
30 取入れ口フランジ
31 排気ガス取入れ口側フランジのステー座
33 取付具
34 第1の腕部
35 第2の腕部
36 第3の腕部
37 ねじ部品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbocharger main body 2 Internal combustion engine 3 Turbine housing 6 Turbine wheel 8 Rotor shaft 11 Exhaust gas intake port 12 Exhaust gas discharge port 13 Case 14 Exhaust manifold 18 Inner shell 19 Outer shell 20 Insertion hole 21 Flange part 22 Exhaust gas discharge port side flange Stay seat 30 of intake part 31 flange flange 31 stay seat 33 of exhaust gas intake side flange 1st arm part 35 2nd arm part 36 3rd arm part 37 Screw parts

Claims (4)

内燃機関の固定部材に、ターボチャージャのタービンハウジング部分を間接的に取り付ける取付具において、
前記タービンハウジングにおける、排気ガス取入れ口側のステー座に取り付けられる第1の腕部と、
前記第1の腕部に一体的に連続するよう構成され、固定部材のステー座に取り付けられる第2の腕部と、
前記固定部材の前記ステー座と前記排気ガス取入れ口側のステー座との間に配置された、前記第1の腕部から前記第2の腕部にかけて連続した部分の中間所定位置から分岐するように一体的に連続し、又は前記第1の腕部の前記ステー座に取り付けた部分から一体的に連続して、全体が一体化した剛構造に構成され、その自由端部が排気ガス排出口に近い側のステー座に取り付けられる第3の腕部と、
を有することを特徴とするターボチャージャ用取付具。
In a fixture for indirectly attaching a turbine housing portion of a turbocharger to a fixing member of an internal combustion engine,
A first arm portion attached to a stay seat on the exhaust gas intake side in the turbine housing;
A second arm portion configured to be integrally continuous with the first arm portion and attached to a stay seat of the fixing member;
Branching from a predetermined intermediate position of a continuous portion from the first arm portion to the second arm portion, which is disposed between the stay seat of the fixing member and the stay seat on the exhaust gas inlet side. Or a continuous structure integrally from the portion attached to the stay seat of the first arm portion, and the whole is integrated into a rigid structure, the free end portion of which is an exhaust gas discharge port A third arm portion attached to a stay seat on the side close to
A turbocharger fitting characterized by comprising:
前記第1の腕部から前記第2の腕部へ連続する部分の剛性が、前記第3の腕部の剛性よりも高い剛性となるように構成したことを特徴とする請求項1に記載のターボチャージャ用取付具。   2. The structure according to claim 1, wherein a rigidity of a portion continuing from the first arm portion to the second arm portion is higher than a rigidity of the third arm portion. Turbocharger fitting. 前記第1の腕部から前記第3の腕部へ連続する部分の剛性が、前記第2の腕部の剛性よりも高い剛性となるように構成したことを特徴とする請求項1に記載のターボチャージャ用取付具。   2. The structure according to claim 1, wherein a rigidity of a portion continuous from the first arm portion to the third arm portion is higher than a rigidity of the second arm portion. Turbocharger fitting. 前記第3の腕部部分の剛性が、前記タービンハウジング部分の剛性よりも低い剛性となるように構成したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のターボチャージャ用取付具。   The turbocharger fitting according to claim 1 or 2, wherein the rigidity of the third arm portion is configured to be lower than the rigidity of the turbine housing portion.
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