JPS6319538Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はターボ過給機付エンジンの排気装置に
関し、とくにタービンハウジングと排気管との連
結部分の構造の改良に関するものである。

（従来技術） 従来から、排気系に配置されて排気ガス流によ
り駆動されるタービンと、吸気系に配置されて回
転軸を介してタービンに連結されたコンプレツサ
ーとを備え、吸気を過給するようにしたターボ過
給機が知られている。このターボ過給機を取付け
る場合、排気ガスの洩れは確実に防止する必要が
あるため、通常、ターボ過給機の排気タービンを
排気マニホールドにボルト等で固着連結するとと
もに、該タービンハウジングに排気管を固着連結
して、排気管がタービンハウジングに支承される
ようにしていた。しかしこの構造では、排気管か
ら荷重がタービンハウジングに加わるため、ター
ビンハウジングの変形によりその内面にタービン
がつかえて回転しなくなつたり、これらが損傷し
たりするおそれがあつた。

このような問題の対策として、実開昭57−
117716号公報にみられるように、排気マニホール
ドとタービンハウジングとの間、およびタービン
ハウジングと排気管との間にそれぞれ、蛇腹状の
フレキシブル配管を接続し、この配管の変形によ
つて荷重等を吸収しようとしたものがある。しか
し、上記フレキシブル配管は高価であり、しかも
振動によつて亀裂が生じ易く、耐久性に乏しいと
いう欠点があつた。

（考案の目的） 本考案はこのような事情に鑑み、排気管から荷
重がタービンハウジングに伝わることを防止し
て、ターボ過給機の故障や損傷を防止し、しか
も、連結部分の構造が簡単で耐久性に富み、か
つ、連結部分に生ずる応力がターボ過給機に悪影
響を及ぼさないような装置を提供することを目的
とするものである。

（考案の構成） 本考案のターボ過給機付エンジンの排気装置
は、ターボ過給機のタービンハウジングとターボ
過給機下流の排気管とをフレキシブルジヨイント
により連結したもので、該フレキシブルジヨイン
トは、球面状の外周面を有する雄型シール部と、
該雄型シール部の外周面に対応した球面状の内周
面を有する雄型シール部と、両シール部を圧接状
態に保つ弾性部材とからなつて、両シール部が球
面接触状態で互いに動くことのできる構造として
いる。そして、該フレキシブルジヨイントの雌型
シール部をタービンハウジングに設け、雄型シー
ル部を排気管側に設けることにより、この部分に
生じる応力がタービンハウジング側に内向きに作
用しない構造としている。

（実施例） 第１図において、１はエンジン本体、２は吸気
マニホールド、３は排気マニホールド、４はター
ボ過給機である。該ターボ過給機４のケーシング
は、排気系に配置されるタービンハウジング５
と、吸気系に配置されるコンプレツサーハウジン
グ６と、これらの間のベアリングハウジング７と
で構成されている。上記コンプレツサーハウジン
グ６には、ある程度の可撓性を有する連通管８を
介して吸気マニホールド２が接続されている。ま
た、ベアリングハウジング７にはオイル供給用パ
イプ９およびオイルパン１０へのオイル排出用パ
イプ９′が接続され、これらはゴムパイプなどで
形成されている。

タービンハウジング５は、その上流端部が排気
マニホールド３の集合部にフランジ１１を介して
ボルト結合され、このタービンハウジング５の下
流端にはフレキシブルジヨイント１５を介して排
気管１２が相対移動可能に連結されている。１３
は排気管１２に組込まれた触媒装置である。

第２図はタービンハウジング５と排気管１２と
の連結部分の構造を詳しく示すもので、タービン
ハウジング５は、タービンブレード５０を囲繞す
るノズル部５ａと、その上流においてタービンブ
レード５０の周囲に形成された排気導入空間５ｂ
と、ノズル部５ａから下流側に突出する管状の排
気導出部５ｃとを備えている。そして、上記排気
導入空間５ｂが排気マニホールド３に連通し、排
気ガスがこの空間５ｂから上記ノズル部５ａに送
られてここを通過するときタービンブレード５０
が駆動されるようになつており、駆動効率を良好
にするためノズル部５ａの内周面はタービンブレ
ード５０に微少間隙で近接するように構成されて
いる。

前記フレキシブルジヨイント１５は、タービン
ハウジング５の排気導出部５ｃの下流側端部に設
けた雌型シール部１６と、排気管１２の上流側端
部に設けた雄型シール部１７と、両シール部１
６，１７を球面接触状態に保つ弾性部材としての
スプリング１８およびボルト１９等で構成されて
いる。上記雄型シール部１７は排気管１２の先端
外周面を球面状とすることにより形成され、雌型
シール部１６は、上記排気導出部５ｃの先端部を
フレア加工してその内面を雄型シール部１７に対
応する球面とすることにより形成されている。ま
た、上記排気導出部５ｃの先端と排気管の先端近
傍部とにそれぞれフランジ２０，２１が連設さ
れ、周方向の適宜数箇所において両フランジ２
０，２１を貫通するボルト１９…とスプリング１
８…とにより、弾性的に両フランジ２０，２１が
結合されている。こうして、両シール部１６，１
７が、圧着状態に保たれながら互いにずれ動くこ
とができるように構成されている。

この排気装置においては、排気管１２に荷重が
作用しても、前記フレキシブルジヨイント１５に
よつて曲げ荷重が吸収され、タービンハウジング
５側に伝わらない。また、上記フレキシブルジヨ
イント１５は、従来用いられている蛇腹状のフレ
キシブル配管よりも安価に製作することができ、
かつ、シール部１６，１７が球面接触状態でずれ
動くだけなのでこの部分に亀裂等が生じることは
なく、耐久性にも富む。

また、上記フレキシブルジヨイント１５のシー
ル部１６，１７は互いに圧接し合うので、これに
よつて応力が発生するが、この応力によつてもタ
ービンハウジング５に悪影響が生じないようにし
ている。つまり、第１図に示したように触媒装置
１３は高い浄化性能を得るためエンジン本体１に
近い位置に置きたいという要求があり、こうする
と、タービンハウジング５のノズル部５ａとフレ
キシブルジヨイント１５との距離も短くなるの
で、どうしても上記シール部１６，１７に発生す
る応力がノズル部５ａに及ぶことになる。この場
合に、もし雄型シール部１７をタービンハウジン
グ５側に配置すると、雄型シール部１７は内向き
の力を受けるため、この力が上記ノズル部５ａに
も及んでノズル部５ａが内方に絞られるように変
形し、とくに排気温度が高くなると、このような
変形が生じ易くなる。その結果、上記ノズル部５
ａの内面にタービンブレード５０が接触し、回転
しなくなるという問題が生じる。これに対し、前
記のように、雌型シール部１６をタービンハウジ
ング５側に配置しておけば、雌型シール部１６は
外向きの力を受けるため、タービンハウジング５
のノズル部５ａを絞るような力が作用することは
なく、従つてノズル部５ａの内面にタービンブレ
ード５０が当ることはない。そして、排気温度が
低い低負荷運転時等にはノズル部５ａの変形は小
さいためタービンブレード５０との間隙を微少に
保つて過給効率を低下させることはなく、また排
気温度が高い高負荷運転時等にはノズル部５ａが
拡開する状態に変形するが、このときには総排気
量が多いためノズル部５ａの内面とタービンブレ
ード５０との間から排気が多少逃げても充分なタ
ービン駆動力は得られることとなる。

（考案の効果） 以上のように、本考案装置は、ターボ過給機の
タービンハウジングとその下流の排気管とを、雄
型シール部と雌型シール部とが球面接触した構造
のフレキシブルジヨイントにより連結しているた
め、排気管からの荷重がタービンハウジングに加
わることを防止してターボ過給機の損傷、故障を
防止することができ、しかも、連結部分の構造が
簡単であつて耐久性にも富む。また、上記フレキ
シブルジヨイントの雌型シール部をタービンハウ
ジング側に設けているので、シール部に生じる応
力によつてターボ過給機に悪影響を及ぼすという
こともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の実施例を示す全体正面
図、第２図は要部の拡大断面図である。 ３……排気マニホールド、４……ターボ過給
機、５……タービンハウジング、１２……排気
管、１５……フレキシブルジヨイント、１６……
雌型シール部、１７……雄型シール部、１８……
スプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ターボ過給機のタービンハウジングとターボ過
   給機下流の排気管とをフレキシブルジヨイントに
   より連結し、該フレキシブルジヨイントは、球面
   状の外周面を有する雄型シール部と、該雄型シー
   ル部の外周面に対応した球面状の内周面を有する
   雌型シール部と、両シール部を圧接状態に保つ弾
   性部材とからなり、上記雌型シール部をタービン
   ハウジング側に設け、雄型シール部を排気管側に
   設けたことを特徴とするターボ過給機付エンジン
   の排気装置。