JP5406258B2 - 連結される補助機器を備えた内燃エンジン用のターボチャージャユニット - Google Patents

Description

本発明は、エンジンに取り付けられるターボチャージャユニットと、ターボチャージャユニットに近接する本体を有し、ターボチャージャユニットから独立してエンジンに取り付けるための手段を設けられたエンジン用の補助機器とを備え、
補助機器が、ターボチャージャユニットの流入口または流出口に、近接するが接触することはないように配置された流出口または流入口を有し、
ユニットが更に、弾力的に変形可能で、それぞれが補助機器の流出口または流入口、およびターボチャージャユニットの流入口または流出口に密封状態で結合される対向端部を有する円筒形シール部材を備えた内燃エンジン用のユニットに関する。

この型式のユニットは、米国特許第2005/0133012号公報に開示されている。

本発明の目的は、全体寸法の観点から簡素で小さく、組み立てが容易で、かつ使用中の信頼性が高い構造を有する前記型式のユニットを提供することである。

前記目的を達成する狙いで、本発明は上述した特徴を有し、更に、
補助機器をエンジンに取り付ける手段が、エンジンに取り付けられ、補助機器の前面に固定され、その内方で流出口または流入口が終端する壁部を有するブラケットを備え、
ターボチャージャユニットの流入口または流出口が、円筒形接続金具の形であり、
円筒形シール部材が、ターボチャージャユニットの円筒形接続金具に嵌合する第１端部と、固定ブラケットの壁部にある開口を介する隙間に挿入され、かつ、前記壁部と補助機器の前面との間に押圧される環状フランジで終端する第２端部とを有することを特徴とする。

好適な実施形態において、上述の補助機器は、エンジンに供給する空気を受け入れる主吸気口と、エンジンの吸気口に再循環するエンジン排ガス流れを受け入れる、ターボチャージャユニットのコンプレッサの上流側にある補助吸気口と、空気と排ガスの混合流れをターボチャージャユニットのコンプレッサの吸気口に供給する排気口とを有する三方弁装置により形成されている。

しかし、本発明の提示は、ターボチャージャユニットの吸気口または排気口に接続して配置される流体通路を有するエンジンの任意の他の補助機器に適用することができる。

本発明に係るユニットにおいて、ターボチャージャユニットと補助機器とはそれぞれの固定手段を介し、互いから独立してエンジンに取り付けることを意図している。補助機器内の流体通路とターボチャージャユニット内の流体通路とを、それらの間に直接的な接触を必要とせず、密封状態で接続する上述した弾力的に変形可能な円筒形シール部材を提供することにより、ターボチャージャユニットと補助機器との間に起こり得る組み立てのズレの修復を可能にし、かつ、補助機器の機構とターボチャージャユニットの機構とが、組み立て安全性および流体の密閉を損なうことなく、エンジンの作動中に自由に別々に振動するのを可能にする。

また、本発明によれば、ターボチャージャユニットと補助機器とを比較的簡単に、かつ迅速に組み立てることができる。更に、補助機器をターボチャージャユニットに接続することで、連結導管の使用を回避し、エンジンを供給するシステムにより占められる空間を削減できる。

本発明において、補助機器をエンジンに取り付けるための手段は、エンジンの機構に取り付けることを意図され、かつ、補助機器の前面に固定され、上述の流出口が終端する壁部を有するブラケットを備えている。ターボチャージャユニットの流入口は円筒形接続金具の形であり、上述した円筒形シール部材は、前記円筒形接続金具に嵌合する第１端部と、固定ブラケットの前記壁部の中央開口を介する隙間に挿入され、前記壁部と補助機器の前面との間に押圧された環状フランジで終端する第２端部とを備えている。従って、補助機器を固定ブラケットに取り付けるのに必要な同じ動作はまた、円筒形シール部材を補助機器の機構に密封して接続するのを可能にする。

本発明の更なる特徴および利点は、限定することのない例により純粋に提供された添付図面を参照しながら述べる詳細により明らかになるであろう。

本発明に係るユニットの好適な実施形態の第１斜視図であり、ターボチャージャユニットを部分的にのみ図示し（ターボチャージャユニット単体のコンプレッサのケーシングを示す）、補助機器が、ターボチャージャユニットのコンプレッサに空気を供給するため、導管に排ガス流れを再循環する三方弁装置により形成されている。 図１のユニットの更なる斜視図である。 図１および図２のユニットの分解斜視図である。 付随するシール部材を備えた補助機器単体の更なる分解斜視図である。 補助機器をターボチャージャユニットに連結する区間の断面図である。 図５の詳細を示す拡大図である。 本発明に係るユニットで使用する円筒形シール部材の斜視図である 本発明に係るユニットで使用する円筒形シール部材の断面斜視図である

図面を参照すると、参照番号１は、任意の公知の型式である内燃エンジン用のターボチャージャユニットを図示し（図面において部分的にのみ示す）、このターボチャージャユニットは、エンジン排ガスにより駆動されることを意図するタービンと、このタービンによりロータが回転され、エンジンに供給する空気を圧縮することを意図するコンプレッサとを備えている。図面は、ターボチャージャユニットのコンプレッサのケーシングのみを示し、そのようなユニットの残りの部分は簡素にするため、また、大きな縮尺にするため図示していない。本発明は任意の公知の型式のターボチャージャユニットにも適用できることは明らかである。別体で取得されるそのようなユニットの詳細な構造は、本発明の一部ではない。ターボチャージャユニットは、例えば、ターボチャージャをエンジンの排気マニホールドのフランジ（図示せず）に連結するねじにより、または、例えば、排気マニホールドがシリンダーヘッドに一体化されている場合には、ターボチャージャをエンジンのシリンダーヘッドのフランジに連結するねじを用いるなど、公知の態様でエンジンに取り付けられる。

図示された実施形態において、補助機器２はターボチャージャユニット１に連結されている。補助機器２は、エンジンに空気を供給する導管にエンジン排ガス流れを再循環する三方弁装置であり、ターボチャージャユニットのコンプレッサよりも上流にある。

特に、機器２は、“長径路(long route)ＥＧＲ”として知られている低圧排気再循環（ＥＧＲ）用システムを備えたエンジンで使用されることを意図している。このエンジンでは、コンプレッサ内を再循環する排ガスは、エンジンの排気管から集められる。機器２は、消音器および／または排ガス（ディーゼルエンジンの場合における微粒子トラップ）の処理装置よりも下流にある。機器２は、吸気システムのフィルタからもたらされる吸気流れ用の主吸気口３と、コンプレッサに再循環される排ガス流れ用の補助吸気口４と、空気と排ガスの混合流れをターボチャージャユニットの軸方向吸気口６に案内し、特別な場合にコンプレッサのケーシングから軸方向に突出する円筒形接続金具により規定される排気口５（図４、５においては、よりよく見える円筒形接続金具により規定されている）と、を備えた本体を有している。コンプレッサのケーシングは、エンジン吸気口に案内される圧縮空気用の軸方向吸気口１ａを有している。

図示したように、ターボチャージャユニット１は、従来の固定手段（図面には示していない）を介して、エンジンに取り付けられている。本発明によれば、補助機器２も、ターボチャージャユニット１に連結され、また、ターボチャージャユニット１に近接して配置されるが、ターボチャージャユニット１から独立してエンジンに取り付けられている。図示した好適な実施形態において、補助機器２をエンジンの機構に固定する手段は固定ブラケット７を備え、この固定ブラケット７は全体的に方形の金属板から構成され、ねじ８によりエンジンの機構（例えばシリンダーヘッド）に固定可能な壁体７ａと、更に、ねじ９（図１、２参照）により、補助機器２の前面１１（図４、５参照）から径方向に突出する突起１０に固定される壁体７ｂとを備えている。図示された例において、前面１１は、補助機器２（図４、５参照）の排気管５を規定する円筒形接続金具を同軸上に囲む環状面からなる。環状溝１１ａ（図６）は、接続金具５から環状面１１を分離している。

図５において明確に視認できるように、円筒形接続金具５および６は互いに対して接触せず、わずかな軸方向間隔ａ（図６）を隔てて対向し、互いに近接するように配置されている。このように、ターボチャージャユニット１と補助機器２とは互いに対して接触していない。

２つの接続金具５、６の密封結合は、弾力的に変形可能な素材（通常はゴム）からなり、図７において全体的に観察可能な円筒形シール部材１２を用いることにより得られる。図５および６に、よりよく示すように、シール部材１２はターボチャージャユニットの吸気口を形成する円筒形接続金具６の外面周りに嵌合する端部１２ａを備えている。また、シール部材１２は、ブラケット７（図３参照）の壁部７ｂの中央開口１３を介する隙間に挿入され、円筒形部材１２の軸に直交する平面内に配置された環状フランジ１２ｂで終端する対向端部を備えている。フランジ１２ｂはねじ９の締結力により、補助機器２の前面１１と、ブラケット７の壁部７ｂとの間で押圧されている。図６を参照すると、フランジ１２ｂの外側端部で、壁部７ｂが、フランジ１２ｂの最終組み立て位置の起こり得る変化に適合するため径方向自由間隔ｒだけ離れる、外形からの迂回部を有しているのが観察できる。

図示された例において、接続金具６内にある部材１２の締め付け安全性と密封性を増加させる割れ目のある(broken)金属リング１４がまた、円筒形シール部材１２の端部１２ａに、この端部１２ａに設けられた環状溝を介して嵌合している。

図６に示すように、補助機器２の前面１１は、一連の同心環状溝１２ｅにより規定された凹凸形状を有するフランジ１２ｂの前面と共働する。また、円筒形接続金具６の外面は、シール部材の一部１２ａの内側面に形成された周縁リブ１２ｄ（図８）と嵌合する環状溝を有している。更に、シール部材は弓形の中間部１２ｃを有し、補助機器２の接続金具５とターボチャージャユニット１の接続金具６との間の相互の軸方向および径方向の移動を可能とするのに必要とされる部材１２の変形を円滑にしている。

上述したことから明らかなように、本発明に係るターボチャージャユニットは、補助機器２の接続金具５とターボチャージャユニット１の接続金具６との間を直接、接触することなくターボチャージャユニットに近接し、互いに関してシール結合されて配置されるべき連結補助機器を備えることを特徴とする。円筒形シール部材１２は、そのようなシール結合を確実にすることを可能にし、同時に、それらの要素が互いから独立してエンジンに取り付けられるという事実に起因する補助機器２とターボチャージャユニット１との間に起こり得る組み立てのズレの修復を可能にする。同時に、円筒形シール部材１２は、２つの接続金具５、６間の相関的な移動を可能にし、特に、ターボチャージャユニット１の機構および補助機器２の機構が、エンジンの作動中に別々に振動するのを許容する。そして、好適な実施形態において、補助機器２をエンジンに固定するために提供される特別な解法は、補助機器２をブラケット７に固定するのに用いるのと同じ操作を介し、円筒形シール部材１２の端部フランジ１２ｂを補助機器２の前面１１に固定するのを達成することを可能にする。

もちろん、本発明の原理に対する先入観なしに、本発明の保護範囲から逸脱することなく、構成の細部および実施形態は、前述し、例示することにより示されたことに関して広範に変形してもよい。

例えば、前述したものとは異なる補助機器の用途、およびここで述べた機器２の機能とは異なる機能を有することは、除外されない。更に、シール部材が結合される箇所への補助機器の嵌合は、排気口に代えて流入口によってもよく、ターボチャージャユニットの吸気口に連結されることに代えてターボチャージャユニットの排気口に連結されてもよい。

１ ターボチャージャユニット
２ 補助機器
５ 吸気口
６ 排気口
７ 取り付けるための手段
７ｂ 壁部
１１ 前面
１２ 円筒形シール部材
１２ａ、１２ｂ 対向端部
１２ｃ 中間部
１３ 開口
１４ 金属リング

Claims (7)

1. エンジンに取り付けられるターボチャージャユニット（１）と、
   前記ターボチャージャユニット（１）に近接する本体を有し、前記ターボチャージャユニット（１）から独立して前記エンジンに取り付けるための手段（７）を設けられたエンジン用の補助機器（２）と、
   を備えた内燃エンジン用のユニットであって、
   前記補助機器（２）が、前記ターボチャージャユニットの流入口または流出口（６）に、近接するが接触することはないように配置された流出口または流入口（５）を有し、
   前記ユニットが更に、弾力的に変形可能で、それぞれが前記補助機器（２）の流出口または流入口（５）、および前記ターボチャージャユニット（１）の流入口または流出口（６）に密封状態で結合される対向端部（１２ａ、１２ｂ）を有する円筒形シール部材（１２）を備えた内燃エンジン用のユニットにおいて、
   前記補助機器（２）を前記エンジンに取り付ける前記手段が、前記エンジンに取り付けられ、前記補助機器（２）の前面（１１）に固定され、その内方で前記流出口または流入口（５）が終端する壁部（７ｂ）を有するブラケット（７）を備え、
   前記ターボチャージャユニットの流入口または流出口（６）が、円筒形接続金具（６）の形であり、
   前記円筒形シール部材（１２）が、前記ターボチャージャユニット（１）の円筒形接続金具（６）に嵌合する第１端部と、前記固定ブラケット（７）の壁部（７ｂ）にある開口（１３）を介する隙間に挿入され、かつ、前記壁部（７ｂ）と前記補助機器の前面（１１）との間に押圧される環状フランジ（１２ｂ）で終端する第２端部（１２ｂ）とを有することを特徴とする内燃エンジン用のユニット。
2. 前記円筒形シール部材（１２）が、前記補助機器（２）の流出口または流入口（５）と前記ターボチャージャユニット（１）の接続金具（６）との間の相互の軸方向および径方向の移動を可能とするのに必要とされる円筒形シール部材（１２）の変形を円滑にする弓形の中間部（１２ｃ）を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃エンジン用のユニット。
3. 前記円筒形シール部材（１２）の環状フランジ（１２ｂ）が、前記補助機器（２）の前述した前面（１１）に係合する、凹凸形状を有する面を備えたことを特徴とする請求項２に記載の内燃エンジン用のユニット。
4. 前記凹凸形状が、前記フランジ（１２ｂ）の前面に設けられた複数の同心環状溝により規定されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃エンジン用のユニット。
5. 前記円筒形シール部材（１２）の第１端部（１２ａ）と、前記ターボチャージャユニット（１）の流入口または流出口を規定する前記円筒形接続金具（６）の外面とが、互いに係合する形作られた面を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃エンジン用のユニット。
6. 前記形作られた面は、前記円筒形シール部材（１２）の端部（１２ａ）の内面に形成された環状の周縁リブと、前記円筒形接続金具（６）の外面に形成された対応する環状溝により規定されたことを特徴とする請求項５に記載の内燃エンジン用のユニット。
7. 金属スプリットリング（１４）が、前記円筒形シール部材（１２）の第１端部（１２ａ）の外面にある環状溝に弾力的に嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の内燃エンジン用のユニット。

Images