JP7841500B2 - Ｖ型内燃機関 - Google Patents

Description

この発明はＶ型内燃機関に関するものである。

特許文献１は、第１バンクの気筒と第２バンクの気筒とがＶ字状に配置されるＶ型内燃機関を開示している。第１バンクと第２バンクとがＶバンクを構成する。第１バンクと第２バンクとに挟まれた空間は、Ｖバンク内側の空間である。

第１バンク及び第２バンクの各々は、シリンダヘッドに接続された１つのターボチャージャを備えている。シリンダヘッドの中を延びる排気通路の開口は、Ｖバンク外側に開口している。このため、ターボチャージャはＶバンク外側に設けられている。

各ターボチャージャは、フランジを有する。フランジの上側端部と下側端部とは、それぞれ、ボルト及びナットによってシリンダヘッドに締結されている。上側端部は、フランジの端部のうち、エンジン上下方向における上側に位置する端部である。下側端部は、フランジの端部のうち、エンジン上下方向における下側に位置する端部である。

特開２０１４－０５８８９５号公報

上記Ｖ型内燃機関について、排気通路の開口がＶバンク内側に開口するよう、変更を加えた場合を想定する。すなわち、Ｖ型内燃機関の吸排気レイアウトを、外側排気のレイアウトから内側排気のレイアウトに変更した場合を想定する。係る場合、２つのターボチャージャがＶバンク内側において、第１バンクと第２バンクとが並ぶ方向において互いに隣接するように配置される。係る場合、フランジの外側端部と、フランジの内側端部との両方において、それぞれ、ボルト及びナットによってフランジをシリンダヘッドに締結する必要が生じる。内側端部は、フランジの端部のうち、Ｖバンクのより内側に位置する端部である。外側端部は、フランジの端部のうち、内側端部よりもＶバンクの外側に位置する端部である。フランジの内側端部をシリンダヘッドに締結するためには、２つのターボチャージャに挟まれた狭い空間に工具を入れ、当該工具を用いてボルトを締結する必要が生じる。このため、組付け作業が難しい。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
本開示の一態様によれば、第１バンクの気筒と第２バンクの気筒とがＶ字状に配置されてＶバンクを構成しているＶ型内燃機関であって、前記第１バンク及び前記第２バンクの各々は、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの上部に取り付けられたシリンダヘッドと、Ｖバンク内側にある前記シリンダヘッドの搭載面に取り付けられたターボチャージャと、を備え、前記第１バンクの前記ターボチャージャと、前記第２バンクの前記ターボチャージャとは、前記Ｖバンク内側において、前記第１バンクと前記第２バンクとが並ぶ方向において互いに隣接しており、前記シリンダヘッドは、Ｖバンク外側に開口する吸気通路と、前記Ｖバンク内側に開口する排気通路を有しており、前記搭載面は、前記Ｖバンク内側に開口する前記排気通路の開口を囲んでおり、前記ターボチャージャの排気導入管は端部にフランジを有し、前記フランジが、前記搭載面に対し締結されることで、前記排気通路の前記開口が前記排気導入管に接続され、前記フランジは、前記排気導入管を挟んで互いに反対側にあり、かつ前記搭載面に接触する内側端部及び外側端部を有し、前記内側端部は前記外側端部よりも前記Ｖバンクの内側に位置しており、前記内側端部は、前記搭載面に設けられかつ、前記Ｖバンクの外側に向けて開口したポケットに挿入されており、前記外側端部は、前記搭載面に接触する接触面と、前記Ｖバンクの外側に向かうほど前記接触面に近づくように前記接触面に対して傾斜した傾斜面とを有し、ボルトが、前記傾斜面を貫通し、かつ、前記シリンダヘッドに設けられたボルト孔に挿入されて固定され、ナットが前記ボルトに対して締結されることによって、前記外側端部が前記シリンダヘッドに対して固定されている、Ｖ型内燃機関が提供される。

内側端部についてボルト及びナットを使うことなく、フランジをシリンダヘッドに締結できる。よって、組付け作業が容易である。

図１は、一実施形態に係るＶ型内燃機関を示す図である。 図２は、図１のＶ型内燃機関が備える第２バンクについて、ポケットとターボチャージャとを設置する前の搭載面を示す斜視図である。 図３は、図２に示す搭載面に対してポケットを固定した斜視図である。 図４は、図３に示す搭載面に対してターボチャージャを固定した斜視図である。

以下、一実施形態に係るＶ型内燃機関について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、Ｖ型内燃機関１００において、第１バンク１０Ｌの気筒１２と第２バンク１０Ｒの気筒１２とがＶ字状に配置されてＶバンク１４を構成している。第１バンク１０Ｌ及び第２バンク１０Ｒの各々は、シリンダブロック１６と、シリンダブロック１６の上部に取り付けられたシリンダヘッド１８と、Ｖバンク内側にあるシリンダヘッド１８の搭載面２０に取り付けられたターボチャージャ４０と、を備える。本実施形態では、第１バンク１０Ｌのシリンダブロック１６及び第２バンク１０Ｒのシリンダブロック１６は、一体部品である。第１バンク１０Ｌにおける搭載面２０は水平である。第２バンク１０Ｒにおける搭載面２０は、Ｖバンク１４の内側ほど低くなるように傾斜している。

第１バンク１０Ｌのターボチャージャ４０と、第２バンク１０Ｒのターボチャージャ４０とは、Ｖバンク内側において、第１バンク１０Ｌと第２バンク１０Ｒとが並ぶ方向において互いに隣接している。

シリンダヘッド１８は、Ｖバンク外側に開口する吸気通路２２と、Ｖバンク内側に開口する排気通路２４を有している。搭載面２０は、Ｖバンク内側に開口する排気通路２４の開口を囲んでいる。ターボチャージャ４０の排気導入管４２は端部にフランジ４４を有する。フランジ４４が、搭載面２０に対し締結されることで、排気通路２４の開口が排気導入管４２に接続される。

フランジ４４は、排気導入管４２を挟んで互いに反対側にあり、かつ搭載面２０に接触する内側端部４６及び外側端部４８を有し、内側端部４６は外側端部４８よりもＶバンク１４の内側に位置している。

内側端部４６は、搭載面２０に設けられかつ、Ｖバンク１４の外側に向かって開口したポケット３０に挿入されている。ポケット３０は、ボルト３２及びナット３４によって搭載面２０に固定されている。

外側端部４８は、搭載面２０に接触する接触面５０と、Ｖバンク１４の外側に向かうほど接触面５０に近づくように接触面５０に対して傾斜した傾斜面５２とをする。ボルト６０が、傾斜面５２を貫通し、かつ、シリンダヘッド１８に設けられたボルト孔６２に挿入されて固定される。ナット６４がボルト６０に対して締結されることによって、外側端部４８がシリンダヘッド１８に対して固定されている。

＜本実施形態の作用＞
図１～図４を参照しつつ、２つのターボチャージャ４０の組付け方法を説明する。図２～図４は、第２バンク１０Ｒについて、ターボチャージャ４０の組付けを行う作業を順番に示している。ターボチャージャ４０の組付けを行う作業は第１バンク１０Ｌについても同様である。

第１バンク１０Ｌ及び第２バンク１０Ｒの各々について、シリンダブロック１６の上部にシリンダヘッド１８が取り付けられた状態から説明する。図２は、係る状態における第２バンク１０Ｒにおける搭載面２０を示している。すなわち、図２は、図１に示す第２バンク１０Ｒについて、ポケット３０とターボチャージャ４０とを設置する前の搭載面２０を示す斜視図である。ボルト孔６２と排気通路２４の開口が搭載面２０に設けられている点は第１バンク１０Ｌについても同様である。

まず、第１バンク１０Ｌ及び第２バンク１０Ｒの各々について、ポケット３０を、ボルト３２及びナット３４によって搭載面２０に固定する。図３は、第２バンク１０Ｒについて、ポケット３０が搭載面２０に固定された状態を示している。ポケット３０は、排気通路２４の開口よりもＶバンク１４の内側の位置に、Ｖバンク１４の外側に向かって開口する向きで固定される。そのため、第１バンク１０Ｌの場合には、搭載面２０に取り付けられるポケット３０の位置、及び向きが図３に示す状態とは逆になる。

次に、第１バンク１０Ｌ及び第２バンク１０Ｒの各々について、ターボチャージャ４０のフランジ４４の内側端部４６をポケット３０に挿入する。次に、第１バンク１０Ｌ及び第２バンク１０Ｒの各々について、ボルト６０が、傾斜面５２を貫通し、かつ、シリンダヘッド１８に設けられたボルト孔６２に挿入されて固定される。さらに、ナット６４がボルト６０に対して締結されることによって、外側端部４８がシリンダヘッド１８に対して固定される。図４は、第２バンク１０Ｒについて、外側端部４８がシリンダヘッド１８に対して固定された状態を示している。第１バンク１０Ｌについても同様に、傾斜面５２を貫通したボルト６０に対してナット６４を締結することによって外側端部４８をシリンダヘッド１８に固定する。

傾斜面５２は、Ｖバンク１４の外側に向かうほど接触面５０に近づくように接触面５０に対して傾斜している。また、図４に示すように、ボルト６０は、フランジ４４に形成されたＵ字状の開口を通じて延びている。このため、ナット６４がボルト６０に対して締結されることに伴って、フランジ４４がＶバンク１４の内側へと押される。最終的に、内側端部４６がポケット３０内部においてポケット３０と当接する。

以上のようにして、２つのターボチャージャ４０が組付けられる。
ポケット３０を、ボルト３２及びナット３４によって搭載面２０に固定する工程は、２つのターボチャージャ４０の組付け前に完了している。このため、次に説明する効果が得られる。

＜本実施形態の効果＞
（１）フランジ４４は、外側端部４８と、外側端部４８よりもＶバンク１４の内側に位置する内側端部４６を有している。フランジ４４は、内側端部４６がポケット３０に挿入されていて、外側端部４８がボルト６０で締結されている状態でシリンダヘッド１８に締結されている。このため、内側端部４６についてボルト及びナットを使うことなく、フランジ４４をシリンダヘッド１８に締結できる。よって、組付け作業が容易である。

（２）第１バンク１０Ｌにおける搭載面２０は水平である。
フランジ４４の内側端部４６がポケット３０に挿入された状態で、フランジ４４がシリンダヘッド１８に締結される。本実施形態では、第１バンク１０Ｌにおける搭載面２０は水平である。よって、フランジ４４がシリンダヘッド１８に締結される前の状態において、ポケット３０に挿入されたフランジ４４の内側端部４６が、ターボチャージャ４０の重みによってポケット３０から抜け落ちてしまうことを抑制できる。このため、本実施形態によれば、第１バンク１０Ｌにおける搭載面２０がＶバンク１４の内側ほど高くなるように傾斜している構成と比較して、組付け作業が容易である。

（３）第２バンク１０Ｒにおける搭載面２０は、Ｖバンク１４の内側ほど低くなるように傾斜している。
搭載面２０が水平の状態では、ボルト６０は傾斜面５２からＶバンク１４の外側に傾いて延びている。Ｖバンク１４の内側ほど低くなるように搭載面２０が傾斜していれば、搭載面２０が水平になっている場合よりもボルト６０の挿入角度を垂直に近づけることができる。Ｖバンク１４の外側に位置する外側端部４８を締結するためのボルト６０がＶバンク１４の外側に傾斜した状態で延びていると、締結作業が行いにくい。これに対して、本実施形態によれば、第２バンク１０Ｒにおいて、ボルト６０の挿入角度が垂直に近づくため、締結作業が容易になる。よって、組付け作業性を向上させることができる。

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、第２バンク１０Ｒにおける搭載面２０は、Ｖバンク１４の内側ほど低くなるように傾斜している。これに代えて、第２バンク１０Ｒにおける搭載面２０は水平であってもよい。

・上記実施形態では、第１バンク１０Ｌにおける搭載面２０は水平であり、かつ、第２バンク１０Ｒにおける搭載面２０は、傾斜している。しかしながら、これは例示に過ぎない。第１バンク１０Ｌにおける搭載面２０が、Ｖバンク１４の内側ほど低くなるように傾斜し、かつ、第２バンク１０Ｒにおける搭載面２０が水平であってもよい。

１０Ｌ…第１バンク、１０Ｒ…第２バンク、１２…気筒、１４…Ｖバンク、１６…シリンダブロック、１８…シリンダヘッド、２０…搭載面、２２…吸気通路、２４…排気通路、３０…ポケット、４０…ターボチャージャ、４２…排気導入管、４４…フランジ、４６…内側端部、４８…外側端部、５０…接触面、５２…傾斜面、６０…ボルト、６２…ボルト孔、６４…ナット、１００…Ｖ型内燃機関

Claims (3)

1. 第１バンクの気筒と第２バンクの気筒とがＶ字状に配置されてＶバンクを構成しているＶ型内燃機関であって、
   前記第１バンク及び前記第２バンクの各々は、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの上部に取り付けられたシリンダヘッドと、Ｖバンク内側にある前記シリンダヘッドの搭載面に取り付けられたターボチャージャと、を備え、
   前記第１バンクの前記ターボチャージャと、前記第２バンクの前記ターボチャージャとは、前記Ｖバンク内側において、前記第１バンクと前記第２バンクとが並ぶ方向において互いに隣接しており、
   前記シリンダヘッドは、Ｖバンク外側に開口する吸気通路と、前記Ｖバンク内側に開口する排気通路を有しており、前記搭載面は、前記Ｖバンク内側に開口する前記排気通路の開口を囲んでおり、
   前記ターボチャージャの排気導入管は端部にフランジを有し、
   前記フランジが、前記搭載面に対し締結されることで、前記排気通路の前記開口が前記排気導入管に接続され、
   前記フランジは、前記排気導入管を挟んで互いに反対側にあり、かつ前記搭載面に接触する内側端部及び外側端部を有し、前記内側端部は前記外側端部よりも前記Ｖバンクの内側に位置しており、
   前記内側端部は、前記搭載面に設けられかつ、前記Ｖバンクの外側に向けて開口したポケットに挿入されており、
   前記外側端部は、前記搭載面に接触する接触面と、前記Ｖバンクの外側に向かうほど前記接触面に近づくように前記接触面に対して傾斜した傾斜面とを有し、
   ボルトが、前記傾斜面を貫通し、かつ、前記シリンダヘッドに設けられたボルト孔に挿入されて固定され、
   ナットが前記ボルトに対して締結されることによって、前記外側端部が前記シリンダヘッドに対して固定されている、
   Ｖ型内燃機関。
2. 前記第１バンクにおける前記搭載面は水平である、
   請求項１に記載のＶ型内燃機関。
3. 前記第２バンクにおける前記搭載面は、前記Ｖバンクの内側ほど低くなるように傾斜している、
   請求項１又は２に記載のＶ型内燃機関。