(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャ（１００）をマニホールド（４２）に取り付ける取付面（２１０）を備え、前記取付面（２１０）は、前記マニホールド（４２）に対して、フランジ（２００）を作動位置にガイドするガイド構造（２２０）を備え、前記ガイド構造（２２０）は、取付方向にテーパ形状を有し、前記フランジ（２００）を前記作動位置に保持するように構成されたターボチャージャフランジ（２００）であって、
前記取付方向に延びてボルト（２４６）を受けるように構成された少なくとも１つの孔（２４４）を更に備え、前記ボルト（２４６）の雄ねじがマニホールドフランジ（３００）の孔（３４２）の雌ねじに係合して、前記ターボチャージャフランジ（２００）を更に下方に押し付ける、
ことを特徴とするフランジ。
【請求項２】
前記取付面（２１０）は、前記フランジ（２００）を前記マニホールド（４２）に取り付ける取付構造（２４０）を備え、前記取付構造（２４０）は、前記ガイド構造（２２０）によって定義される取付方向に垂直な方向に延びる、
請求項１に記載のフランジ。
【請求項３】
前記取付面（２１０）は、前記フランジ（２００）のパイプ（２０２）を取り囲む、
請求項２に記載のフランジ。
【請求項４】
前記取付面（２１０）の法線は、前記パイプ（２０２）の軸方向と平行である、
請求項３に記載のフランジ。
【請求項５】
前記取付構造（２４０）は、前記取付面（２１０）の外周から延びる突起部（２４２）を備えた、
請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載のフランジ。
【請求項６】
前記突起部（２４２）は、前記取付面（２１０）の法線と平行な方向に延びる、
請求項５に記載のフランジ。
【請求項７】
前記突起部（２４２）は、前記ボルト（２４６）を受ける前記少なくとも１つの孔（２４４）を備えた、
請求項５又は請求項６に記載のフランジ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの孔（２４４）は、前記取付方向に延びる、
請求項７に記載のフランジ。
【請求項９】
前記孔（２４４）の少なくとも１つは、雌ねじを備えた、
請求項７又は請求項８に記載のフランジ。
【請求項１０】
前記ガイド構造（２２０）は、前記取付方向にテーパ形状を有する、
請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のフランジ。
【請求項１１】
前記ガイド構造（２２０）は、段部を備えた、
請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載のフランジ。
【請求項１２】
前記段部は、アンダーカットを形成する、
請求項１１に記載のフランジ。
【請求項１３】
前記ガイド構造（２２０）は、前記取付面の高さの少なくとも半分に沿って前記取付方向、好ましくは、前記取付面の全高に沿って前記取付方向に延びる、
請求項１〜請求項１２に記載のフランジ。
【請求項１４】
前記ガイド構造（２２０）は、中央部（２２２）と、前記中央部（２２２）の２つの対辺に配置された２つの側部（２２４）と、を備え、前記中央部（２２２）は、前記側部（２２４）に対して前記取付方向に垂直な方向に変位された、
請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載のフランジ。
【請求項１５】
前記中央部（２２２）は、前記２つの側部（２２４）に向かう方向への延設部によって形成される幅と、前記取付方向への延設部によって形成される高さと、を有し、前記中央部（２２２）の前記幅は、その高さに沿って小さくなる、
請求項１４に記載のフランジ。
【請求項１６】
前記中央部（２２２）は、前記側部（２２４）に対して突起部を形成する、
請求項１５に記載のフランジ。
【請求項１７】
前記突出する中央部（２２２）は、前記幅及び前記高さを定義する平面にテーパ形状を有する、
請求項１６に記載のフランジ。
【請求項１８】
前記中央部（２２２）は、前記取付構造（２４０）が延びる方向への延設部によって形成される深さを有し、前記中央部（２２２）の前記幅は、その深さに沿って大きくなる、
請求項２を引用する請求項１４〜請求項１７のいずれか１つに記載のフランジ。
【請求項１９】
前記突出する中央部（２２２）は、前記幅及び前記深さを定義する平面にテーパ形状を有する、
請求項１６及び請求項１８に記載のフランジ。
【請求項２０】
前記２つの側部（２２４）のそれぞれの表面は、ほぼ平坦である、
請求項１４〜請求項１９のいずれか１つに記載のフランジ。
【請求項２１】
前記２つの側部（２２４）の前記表面は、お互いに平行に延びる、
請求項２０に記載のフランジ。
【請求項２２】
前記２つの側部（２２４）の前記表面は、同一面に延びる、
請求項２１に記載のフランジ。
【請求項２３】
前記中央部（２２２）の係合面は、ほぼ平坦である、
請求項１４〜請求項２２のいずれか１つに記載のフランジ。
【請求項２４】
前記中央部（２２２）の前記係合面は、前記２つの側部（２２４）の前記係合面とほぼ平行に延びる、
請求項２３に記載のフランジ。
【請求項２５】
前記フランジは、前記マニホールドに対する前記ターボチャージャのほぼ垂直な取付運動のために構成された、
請求項１〜請求項２４のいずれか１つに記載のフランジ。
【請求項２６】
ターボチャージャフランジ（２００）をマニホールド（４０）に取り付ける支持面（３１０）を備え、前記支持面（３１０）は、前記ターボチャージャフランジ（２００）のガイド構造（２２０）がマニホールドフランジ（３００）に対して作動位置にガイドされることを可能にする係合構造（３２０）を備え、前記係合構造（３２０）は、取付方向にテーパ形状を有し、前記ターボチャージャフランジ（２００）を前記作動位置に保持するように構成されたマニホールドフランジ（３００）であって、
前記ターボチャージャフランジ（２００）が、前記取付方向に延びてボルト（２４６）を受けるように構成された少なくとも１つの孔（２４４）を更に備え、前記ボルト（２４６）の雄ねじが前記マニホールドフランジ（３００）の孔（３４２）の雌ねじに係合して、前記ターボチャージャフランジ（２００）を更に下方に押し付ける、
ことを特徴とするマニホールドフランジ（３００）。
【請求項２７】
前記支持面（３１０）は、前記ターボチャージャフランジ（２００）の取付構造（２４０）が前記マニホールドフランジ（３００）に強固に取り付けられることを可能にする取付手段（３４０）を更に備え、前記取付手段（３４０）は、前記係合構造（３２０）によって定義される取付方向と平行な方向に延びる、
請求項２６に記載のマニホールドフランジ（３００）。
【請求項２８】
前記取付手段（３４０）は、少なくとも１つの雌ねじ（３４２）を備えた、
請求項２７に記載のマニホールドフランジ。
【請求項２９】
前記係合構造（３２０）は、中央部（３２２）と、前記中央部の２つの対辺に配置された２つの側部（３２４）と、を備え、前記中央部（３２２）は、前記側部（３２４）に対して、前記取付方向と垂直な方向に変位された、
請求項２６〜請求項２８のいずれか１つに記載のマニホールドフランジ。
【請求項３０】
前記中央部（３２２）は、前記２つの側部（３２４）に向かう方向への延設部によって形成される幅と、前記取付方向への延設部によって形成される高さと、を有し、前記中央部（３２２）の前記幅は、その高さに沿って大きくなる、
請求項２９に記載のマニホールドフランジ。
【請求項３１】
前記中央部（３２２）の突起部は、前記幅及び前記高さを定義する平面にテーパ形状を有する、
請求項３０に記載のマニホールドフランジ。
【請求項３２】
前記中央部（３２２）は、深さを有し、前記中央部（３２２）の前記幅は、その深さに沿って小さくなる、
請求項２９〜請求項３１のいずれか１つに記載のマニホールドフランジ。
【請求項３３】
前記中央部（３２２）の突起部は、前記幅及び前記深さを定義する平面にテーパ形状を有する、
請求項３２に記載のマニホールドフランジ。
【請求項３４】
ターボチャージャ（１００）をマニホールド（４０）に取り付ける接続システムであって、
請求項１〜請求項２５のいずれか１つに記載のターボチャージャフランジ（２００）と、
請求項２６〜請求項３３のいずれか１つに記載のマニホールドフランジ（３００）と、
を備えた接続システム。
【請求項３５】
請求項１〜請求項２５のいずれか１つに記載のターボチャージャフランジを備え、前記フランジは、ターボチャージャタービンハウジングと一体型のユニットを形成する、
ことを特徴とするターボチャージャタービンハウジング。
【請求項３６】
排気入口（１０２）を備えたターボチャージャ（１００）であって、
請求項１〜請求項２５のいずれか１つに記載のフランジ（２００）を設けた、
ことを特徴とするターボチャージャ（１００）。
【請求項３７】
前記フランジは、ターボチャージャハウジングと一体型のユニットを形成する、
請求項３６に記載のターボチャージャ（１００）。
【請求項３８】
請求項３７に記載のターボチャージャ（１００）を備えた車両（１）。
【請求項３９】
ターボチャージャを車載部品に取り付ける方法であって、
ターボチャージャの接続フランジ（２００）が前記車載部品の対応する接続フランジ（３００）に対して所定の取付方向に変位されるように、ターボチャージャを配置するステップと、
前記ターボチャージャフランジ（２００）のガイド構造（２２０）が、前記取付方向にテーパ形状を有し、マニホールド（４２）に対して作動位置に向かって前記フランジ（２００）をガイドしつつ、前記車載部品に対して前記ターボチャージャを前記取付方向に移動させ、これによって、前記ガイド構造（２２０）が、前記ターボチャージャフランジ（２００）を前記作動位置に保持するステップと、
前記ターボチャージャフランジ（２００）が、前記取付方向に延びてボルト（２４６）を受けるように構成された少なくとも１つの孔（２４４）を更に備え、前記ボルト（２４６）の雄ねじが前記接続フランジ（３００）の孔（３４２）の雌ねじに係合して、前記ターボチャージャフランジ（２００）を更に下方に押し付けるステップと、
を備えた方法。
【請求項４０】
前記ターボチャージャフランジの取付面（２１０）の法線に対して横方向である前記取付方向に、前記車載部品に対して前記ターボチャージャを移動させるステップを備えた、
請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記ターボチャージャフランジの取付面（２１０）の法線と垂直な方向である前記取付方向に、前記車載部品に対して前記ターボチャージャを移動させるステップを備えた、
請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記作動位置に向かう前記取付方向に移動させた後に、前記ターボチャージャフランジ（２００）を前記接続フランジ（３００）に取り付けるステップを備えた、
請求項３９〜請求項４１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項４３】
前記ターボチャージャがその作動位置に押し付けられるように、前記ターボチャージャフランジ（２００）と前記接続フランジ（３００）との間の係合を締め付けることによって、前記ターボチャージャフランジ（２００）を前記接続フランジ（３００）に取り付けるステップを備えた、
請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記取付方向に移動させるときに、前記マニホールドに対して前記ターボチャージャを上方からほぼ垂直方向に移動させるステップを備えた、
請求項３９〜請求項４３のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャをマニホールドに取り付けるターボチャージャフランジに関する。本発明はまた、対応するマニホールドフランジ、このようなターボチャージャフランジを有するターボチャージャに関する。
【０００２】
本発明は、トラック、バス及び建設機械などの大型車両に適用することができる。トラックについて本発明を説明するが、本発明は、この特定車両に限定されず、航空機システム又は船舶システムなど、ターボチャージャユニットを利用する他の応用システム（application）にも使用することができる。
【背景技術】
【０００３】
ターボチャージャは、関連した内燃機関、一般的には、ディーゼルエンジンと共に使用される車載部品（vehicle component）である。ターボチャージャは、排気のエネルギの一部を回収し、そのエネルギを使用して内燃機関の燃焼室に流入する吸気を圧縮するように構成されている。ターボチャージャは、一般に、内燃機関の効率及び出力を向上させるために設けられる。
【０００４】
ターボチャージャは、３つの主要部品である、排気流れのエネルギを回転運動に変換するタービンと、タービンに回転可能に接続されて吸気を圧縮するコンプレッサと、タービン及びコンプレッサ並びに回転軸、ベアリングなどを取り囲むハウジングと、を有している。
【０００５】
作動中（during operation）、タービン側の排気入口を内燃機関のマニホールドに接続することによって、ターボチャージャは、シリンダヘッドに取り付けられる。そのような一例が、ＦＲ２９２１６９６に示されており、ターボチャージャフランジは、ターボチャージャフランジの反対側に配置された中間スペーサによって、マニホールドに対して固定されている。ボルトは、マニホールドに挿通されて、中間スペーサのねじ穴に係合し、ボルトの締め付け時に、ターボチャージャフランジがマニホールドに押し付けられる。
【０００６】
上記解決方法では、十分な取り付けを保証するために３本のボルトを必要とする。ターボチャージャの着脱中に利用可能なスペースがきわめて限定されているため、上述した解決方法は望ましくはない。このため、マニホールドに対するターボチャージャの着脱を容易にする、改良されたターボチャージャフランジを提供することが有利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述した従来技術ユニットの欠点を克服した、ターボチャージャフランジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様によれば、この目的は、請求項１に記載のターボチャージャフランジによって達成される。第２の態様によれば、この目的は、請求項２６に記載のマニホールドフランジによって達成される。第３の態様によれば、この目的は、請求項３４に記載の接続システムによって達成される。第４の態様によれば、この目的は、請求項３５に記載のターボチャージャタービンハウジングによって達成される。第５の態様によれば、この目的は、請求項３６に記載のターボチャージャによって達成される。第６の態様によれば、この目的は、請求項３８に記載の車両によって達成される。第７の態様によれば、この目的は、請求項３９に記載の方法によって達成される。
【０００９】
取付面、即ち、フランジを作動位置（operative position）にガイドするガイド構造を有する、係合フランジ（mating flange）を向く面を設けることによって、フランジの取り付けが大幅に容易になる。これは、フランジを作動位置にガイドするために、追加の部品が不要であるという事実による。また、ガイド構造はまた、フランジを作動位置に自立的に保持し、これによって、最終的な固定を容易に行うことができる。
【００１０】
従って、ターボチャージャフランジが提供される。ターボチャージャフランジは、ターボチャージャをマニホールドに取り付ける取付面を備えている。取付面は、マニホールドに対して、フランジを作動位置にガイドするガイド構造を備えている。
【００１１】
一実施形態では、取付面は、フランジをマニホールドに取り付ける取付構造を備えている。取付構造は、ガイド構造によって定義される取付方向の垂直方向に延びる。
【００１２】
一実施形態では、取付面は、フランジのパイプを取り囲み、取付面の法線（normal）は、パイプの軸方向と平行である。このため、この軸方向は、パイプを通過する流れ方向と一致する。このようにして、パイプの両端の均一な押し付けが取付時に達成される。
【００１３】
一実施形態では、取付構造は、取付面の外周から取付面の法線と平行な方向に延びる突起部（projection）を備えている。このため、突起部は、貫通孔を利用することができ、ボルトを受ける孔（bore）を形成する。
【００１４】
少なくとも１つの孔は、ターボチャージャフランジを半径方向に押し付けることによって、ターボチャージャフランジの締め付けが行われるように、取付方向に延びることができる。
【００１５】
孔の少なくとも１つには、取り外しを容易にする雌ねじを設けることができる。従って、ボルトを孔にねじ込めば、ターボチャージャフランジが、マニホールドから半径方向に遠ざけられる。
【００１６】
ガイド構造は、取付方向にテーパ形状を有することができる。テーパ形状は、取付中にターボチャージャフランジを整列させるのに役立つ。
【００１７】
一実施形態では、ガイド構造は段部（step）を備え、好ましくは、段部はアンダーカット（undercut）を形成する。アンダーカットは、取り付けを容易にする軸方向のガイド構造を形成する。ガイド構造のテーパ形状と協働して、軸方向の圧縮も提供される。
【００１８】
一実施形態では、ガイド構造は、取付面の高さの少なくとも半分に沿って取付方向に延びる、好ましくは、取付面の全高に沿って取付方向に延びる。このため、ガイド面は、対応するマニホールドフランジの支持面を形成する。
【００１９】
ガイド構造は、中央部と、中央部の２つの対辺に配置された２つの側部と、を備えることができる。中央部は、側部に対して取付方向に垂直な方向に変位されている。テーパ形状の段部は、好ましくは、中央部を構成することによって設けることができ、２つの側部に向かう延設部（extension）によって形成される幅と、取付方向への延設部によって形成される高さと、を有する。中央部の幅は、その高さに沿って小さくなる。中央部は、側部に対して突起部、即ち、幅及び高さを定義する平面の段部を形成することができる。この段部は、円錐形状を有することができる。
【００２０】
一実施形態では、中央部は、取付構造が延びる方向への延設部によって形成される深さを有する。中央部の幅は、その深さに沿って大きくなる。これは、ターボチャージャを上方から取り付けることを可能にする。中央部の寸法は、端位置（end position）、即ち、マニホールドフランジに対するターボチャージャフランジの最下位置を定義する。
【００２１】
中央部の突起部は、幅及び深さを定義する平面において、アンダーカットを形成する円錐形状を有することができる。
【００２２】
一実施形態では、２つの側部の各表面はほぼ平坦であり、２つの側部の表面はお互いに平行に延びることができる。好ましくは、２つの側部の表面は、同一面に延びる。
【００２３】
さらなる実施形態では、中央部の係合面は、ほぼ平坦である。好ましくは、中央部の係合面は、２つの側部の係合面とほぼ平行に延びる。
【００２４】
一実施形態では、フランジは、マニホールドに対するターボチャージャのほぼ垂直な取付運動（vertical mounting movement）のために構成される。
【００２５】
ターボチャージャフランジをマニホールドに取り付ける支持面を備えた、マニホールドフランジも提供される。支持面は、ターボチャージャフランジのガイド構造がマニホールドフランジに対して作動位置にガイドされることを可能にする係合構造を備えている。
【００２６】
一実施形態では、マニホールドフランジは、ターボチャージャフランジの取付構造がマニホールドフランジに強固に取り付けられることを可能にする取付手段を更に備えている。取付手段は、係合構造によって定義される取付方向と平行な方向に延びる。
【００２７】
取付手段は、少なくとも１つの雌ねじを備えることができ、これによって、ターボチャージャフランジは、ボルトを雌ねじにねじ込むことによって、マニホールドフランジに固定することができる。
【００２８】
一実施形態では、係合構造は、中央部と、中央部の２つの対辺に配置された２つの側部と、を備えている。中央部は、側部に対して取付方向に垂直な方向に変位されている。
【００２９】
中央部は、２つの側部に向かう方向への延設部によって形成される幅と、取付方向への延設部によって形成される高さと、を有する。中央部の幅は、その高さに沿って大きくなる。これに更に付け加えると、幅及び高さを定義する平面において、中央部の突起部は、円錐形状を有することができる。望ましい実施形態では、中央部は深さを有し、中央部の幅は、その深さに沿って小さくなる。幅及び深さを定義する平面において、中央部の突起部は、円錐形状を有することができる。
【００３０】
ターボチャージャをマニホールドに取り付ける接続システムも提供される。接続システムは、上記説明に応じたターボチャージャフランジとマニホールドフランジとを備えている。
【００３１】
上記説明に応じたターボチャージャフランジを備えた、ターボチャージャタービンハウジングも提供される。フランジは、ターボチャージャタービンハウジングと一体型のユニットを形成する。
【００３２】
上記説明に応じた排気入口及び上記説明に応じたターボチャージャフランジを備える、ターボチャージャも提供される。
【００３３】
一実施形態では、フランジは、ターボチャージャタービンハウジングと一体型のユニットを形成する。
【００３４】
上記説明に応じたターボチャージャを備えた、車両も提供される。
【００３５】
ターボチャージャをマニホールドなどの車載部品に取り付ける方法も提供される。この方法は、ターボチャージャの接続フランジが車載部品の対応した接続フランジに対して所定の取付方向に変位されるように、ターボチャージャを配置するステップと、ターボチャージャフランジのガイド構造がマニホールドに対して作動位置に向かってフランジをガイドしつつ、車載部品に対してターボチャージャを取付方向に移動させるステップと、を備えている。
【００３６】
一実施形態では、この方法は、ターボチャージャフランジの取付面の法線に対して横方向である、取付方向にターボチャージャを車載部品に対して移動させるステップを更に備えている。
【００３７】
この方法は、ターボチャージャフランジの取付面の法線に垂直な方向である、取付方向にターボチャージャを車載部品に対して移動させるステップを更に備えることができる。
【００３８】
一実施形態では、この方法は、作動位置に向かう取付運動後に、ターボチャージャフランジをマニホールドフランジに取り付けるステップを更に備えている。
【００３９】
この方法は、ターボチャージャがその作動位置に押し付けられるように、ターボチャージャフランジとマニホールドフランジとの間の係合を締め付けることによって、ターボチャージャフランジをマニホールドフランジに取り付けるステップを更に備えることができる。
【００４０】
一実施形態では、この方法は、取付運動において、マニホールドに対してターボチャージャを上方からほぼ垂直方向に移動させるステップを更に備えている。
【００４１】
本発明のさらなる利点及び有利な特徴は、以下の説明及び従属請求項で説明される。
【００４２】
添付図面を参照し、一例として挙げられる、本発明の実施形態のより詳細な説明を以下に示す。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施形態による車両の側面図である。
【図２】一実施形態による内燃機関の概要図である。
【図３】一実施形態によるターボチャージャフランジを介してシリンダブロックに取り付けられたターボチャージャの斜視図である。
【図４】一実施形態によるマニホールドフランジと協働するターボチャージャフランジの斜視図である。
【図５】図４に示すターボチャージャフランジの斜視図である。
【図６】図４に示すマニホールドフランジの斜視図である。
【図７】図４に示すターボチャージャフランジ及びマニホールドフランジの分解斜視図である。
【図８】図４に示すターボチャージャフランジ及びマニホールドフランジの分解斜視図である。
【図９】図４に示すターボチャージャフランジ及びマニホールドフランジの断面斜視図である。
【図１０】図４に示すターボチャージャフランジ及びマニホールドフランジの断面図である。
【図１１】一実刑形態による方法の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１から始めると、車両１が示されている。トラックとして図示されている車両１は、車両１を走行させる内燃機関１０を有している。以下でさらに説明するように、車両１の内燃機関１０は、様々な実施形態によるターボチャージャ１００を備えている。車両１は、ターボチャージャ１００と相互作用する排気流れを提供する少なくとも１つのエンジンを有する限り、電気駆動装置などの追加の推進ユニットを有することができる。従って、車両１は、トラックだけでなく、バスや建設機械など、様々な車両を表すこともできる。
【００４５】
図２には、内燃機関１０の一例が示されている。内燃機関１０は、軽油やガソリンなどの燃料を燃焼させるように作動する複数のシリンダ２０を含み、これによって、シリンダ２０において往復運動するピストンの運動がクランクシャフト３０の回転運動に変換される。クランクシャフト３０は、トルクを駆動エレメント（図示せず）に供給する変速機（図示せず）に更に接続されている。トラックのような大型車両の場合、駆動エレメントは車輪であるが、内燃機関１０は、建設機械や船舶用など他の装置に使用することもできる。
【００４６】
内燃機関１０は、排気システム４０を更に備えている。排気システム４０は、排気流れのエネルギの少なくとも一部を回収し、内燃機関１０の性能を向上させる目的に役立つ。図示の例では、排気は、シリンダ２０から出て、ターボチャージャ１００の排気入口１０２に更に接続される排気マニホールド４２に入り込む。排気流れによって、タービンハウジング１０６内に配置されたタービン１０４が回転し、この回転が、コンプレッサ１１０の対応する回転にシャフト１０８を介して変換される。ここで、コンプレッサ１１０は、コンプレッサハウジング１１２内に配置されてシリンダ２０に導入される前に流入空気を圧縮するために使用されるものである。ターボチャージャ１００の基本構成並びに機能仕様は、当業者に周知であり、詳細については省略する。
【００４７】
ターボチャージャ１００は、関連したマニホールドフランジ３００を介して、エンジン構造の一部を形成するマニホールド４２に取り付けられるターボチャージャフランジ２００を備えている。ターボチャージャフランジ２００は、一体型として形成され、タービンハウジング１０６と一体形成することができる。
【００４８】
ここで図３を参照すると、ターボチャージャ１００の一実施形態が示されている。ターボチャージャ１００は、マニホールド４２を介して、内燃機関１０に取り付けられている。ターボチャージャ１００は、タービンハウジング１０６内に配置されたタービン１０４と、コンプレッサハウジング１１２内に配置されたコンプレッサ１１０と、タービン１０４の回転がコンプレッサ１１０の対応回転をもたらすように、コンプレッサ１１０をタービン１０４に接続するシャフト１０８と、を備えている。ベアリングハウジング１１４が、タービンハウジング１０６とコンプレッサハウジング１１２との間に設けられる。ターボチャージャ１００は、タービンハウジング１０６に排気入口、並びに、コンプレッサハウジング１１２に排気入口１０７を更に備えている。ベアリングハウジング１１４は、シャフト１０８が最小の摩擦及び振動で回転することを可能にするために、ベアリングの支持部を更に形成する。
【００４９】
図３で分かるように、ターボチャージャ１００は、フランジ２００、３００によって、マニホールド４２に接続される。ターボチャージャフランジ２００は、ターボチャージャ１００、即ち、ターボチャージャタービンハウジング１０６に取り付けられた排気入口１０２に設けられる。一実施形態では、ターボチャージャフランジ２００は、ターボチャージャタービンハウジング１０６と一体形成される。他の実施形態では、ターボチャージャフランジ２００は、例えば、ボルト又はその類似物によって、タービンハウジング１０６に強固に取り付けられる、別部品として形成される。
【００５０】
マニホールドフランジ３００は、排気マニホールド４２に設けられる。一実施形態では、マニホールドフランジ３００は、マニホールド４２と一体形成される。他の実施形態では、マニホールドフランジ３００は、例えば、ボルト又はその類似物によって、マニホールド４２に強固に取り付けられる別部品として形成される。
【００５１】
フランジ２００、３００は、ターボチャージャフランジ２００の孔を貫通して延び、マニホールドフランジ３００の対応する孔の雌ねじと協働する、１つ又は複数のボルト２４６によって、お互いに取り付けられる。
【００５２】
フランジ２００、３００は、垂直面でお互いに係合する。従って、ターボチャージャ１００は、取付中、マニホールド４２の垂直上方からガイドされ、マニホールドが正しい垂直位置までスライドすると、マニホールドに仮取り付けすることができる。最終的な取り付けは、ボルト２４６を締め付けることで達成され、これによって、垂直方向、即ち、半径方向の固定、並びに、軸方向、即ち、水平方向の固定が提供される。
【００５３】
フランジ２００、３００は、図４〜図１０に示される。図４〜図６から始めると、各フランジ２００、３００は、マニホールド４２からターボチャージャ１００へと排気をガイドするパイプ２０２、３０２を取り囲む。パイプ２０２、３０２は、矩形断面を有するように示されているが、他の形状も可能である。ターボチャージャフランジ２００は、マニホールドフランジ３００を向き、かつ、マニホールド４２に対してフランジ２００を作動位置にガイドするガイド構造２２０を有する、取付面２１０を有している。ガイド構造２２０は、フランジ２００と一体形成される。これに更に付け加えると、ターボチャージャフランジ２００は、フランジ２００をマニホールド４２に取り付ける取付構造２４０を有している。取付構造２４０は、ガイド構造２２０によって定義される取付方向に垂直な方向に延びる。
【００５４】
図５に示すように、取付面２１０の法線は、パイプ２０２の軸方向と平行である。さらに、突起部２４２は、取付面２１０の外周から取付面２１０の法線に平行な方向に延びている。突起部２４２は、それぞれがボルト２４６を受けるように構成された、１つ又は複数の孔２４４、２４５を備えている。孔２４４、２４５は、半径方向、即ち、取付方向に延びる。孔２４５の少なくとも１つには、雌ねじが設けられており、このため、ターボチャージャ１００をマニホールド４２から取り外すことを可能にするジャッキ孔（jacking hole）を形成する。
【００５５】
ガイド構造２２０は、中央部２２２と、中央部２２２の２つの対辺に配置された２つの側部２２４と、を備えている。中央部２２２は、ガイド構造２２０が段部を備えるように、側部２２４に対して取付方向に垂直な方向に変位されている。
【００５６】
中央部２２２は、２つの側部２２４に向かう方向への延設部によって形成される幅と、取付方向への延設部によって形成される高さと、を有している。中央部２２２の幅は、ガイド構造２２０が取付方向にテーパ形状を有するように、その高さに沿って小さくなる。図５から分かるように、幅及び高さを定義する平面において、中央部２２２の突起部は、円錐形状を有している。ガイド構造２２０は、取付方向において、取付面の全高に沿って延びている。しかしながら、ガイド構造２２０は、取付面の高さの半分など、より少ない延設部を有することができる。
【００５７】
これに更に付け加えると、中央部２２２は、取付構造２４０が延びる方向、即ち、マニホールドフランジ３００に向かう軸方向への延設部によって形成される深さを有し、中央部２２２の幅は、その深さに沿って大きくなる。幅及び深さを定義する平面において、中央部２２２の突起部は、好ましくは、円錐形状を有している。従って、中央部の突起部によって形成される段部は、アンダーカットを形成する。
【００５８】
図６により詳細を示すように、マニホールドフランジ３００は、ターボチャージャフランジ２００と係合する構造を有している。マニホールドフランジ３００は、ターボチャージャフランジ２００に接合する支持面３１０を有している。支持面３１０は、ターボチャージャフランジ２００のガイド構造２２０がマニホールドフランジ３００に対して作動位置にガイドされることを可能にする係合構造３２０を備えている。また、マニホールドフランジ３００は、ターボチャージャフランジ２００の取付構造２４０がマニホールドフランジ３００に強固に固定されることを可能にする取付手段３４０を有している。取付手段３４０は、係合構造３２０によって定義される取付方向と平行な方向、即ち、半径方向に延びる。
【００５９】
取付手段３４０は、ボルトが孔３４２に螺合できるように、少なくとも１つの雌ねじ３４２を備えている。これに加えて、係合構造３２０は、中央部３２２と、中央部３２２の２つの対辺に配置された２つの側部３２４と、を有している。中央部３２２は、取付方向に垂直な方向、即ち、軸方向において、側部３２４に対してターボチャージャフランジから離れる方向に変位されている。
【００６０】
中央部３２２は、２つの側部３２４に向かう方向への延設部によって形成される幅と、取付方向への延設部によって形成される高さと、を有している。中央部３２２の幅は、中央部３２２が先細りするように、その高さに沿って大きくなる。テーパ形状は、円錐形状とすることができる。これに更に付け加えると、中央部３２２は、アンダーカット輪郭を形成、即ち、中央部３２２が深さを有することができ、中央部３２２の幅は、その深さに沿って小さくなる。アンダーカットは、円錐形状を有することができる。
【００６１】
ターボチャージャフランジ２００及びマニホールドフランジ３００は、ターボチャージャ１００をマニホールド４２に取り付けるのに適した接続システムを形成する。
【００６２】
ここで、図７〜図１０を参照し、マニホールドへのターボチャージャ１００の取り付けについて説明する。図７〜図８には、フランジ２００、３００が示されている。マニホールドフランジ３００が、マニホールド（図示せず）に接続される一方、ターボチャージャフランジ２００が、ターボチャージャのタービンハウジング（図示せず）に強固に取り付けられているものとする。ターボチャージャ１００は、図８に示すように、ターボチャージャフランジ２００がマニホールドフランジ３００の垂直上方に配置されるように、マニホールド４２に対して水平に整列されている。マニホールドフランジ３００に向けてターボチャージャ１００を下降させると、ターボチャージャフランジ２００の中央部２２２は、マニホールドフランジ３００の中央部３２２によって形成された溝に挿入される。中央部２２２の下部が中央部３２２の上部より小さいので、半径方向の整列はかなり容易である。
【００６３】
ターボチャージャフランジ２００を更に下降させると、中央部２２２、３２２のアンダーカット輪郭は、ターボチャージャフランジ２００の軸変位が起こらないようにする。従って、仮取付（pre-mounting）が達成される。これに更に付け加えると、ターボチャージャ１００の固有重量は、フランジ２００を下方に押し付け、マニホールドフランジ３００と更に係合する。従って、ターボチャージャ１００を実際に取り付ける者は、確実な取り付けを準備して行うために、ターボチャージャ１００がそれ自身によって静止できるようにする。
【００６４】
このため、ボルト２４６は、ターボチャージャフランジ２００の孔２４４に挿入される。ボルト２４６をねじ込むと、ボルト２４６の雄ねじがマニホールドフランジ３００の孔３４２の雌ねじに係合し、ターボチャージャフランジ２００が更に下方に押し付けられる。そして、半径方向及び軸方向の両方の中央部２２２、３２２のテーパ輪郭は、半径方向及び軸方向の両方に強固に取り付けられる。
【００６５】
図９には、接続システムが示されており、マニホールドフランジ３００との十分な係合のために、ターボチャージャフランジ２００を押し付けるためにボルト２４６が使用されている。突起部２４２は、フランジ２００の半径方向の位置決めのための停止部を形成しないが、その代わりに、そのような半径方向の端部位置が、ガイド構造２２０の中央部２２２が係合構造３２０の中央部３２２と接触するという事実によって、ターボチャージャフランジ２００がさらに下方に移動することを防止する。
【００６６】
中央部２２０、３２０間の相互作用が図９に示される。中央部２２０、３２０間で半径方向及び軸方向の十分な接触が保証されるように、側部２２４、３２４間に隙間（gap）が設けられることが好ましい。
【００６７】
ターボチャージャ１００をエンジンから取り外す場合、ターボチャージャフランジ２００のジャッキ孔２４５にボルトを挿入してねじ込む。ボルトが下方に突出すると、ボルト２４６が緩められている限り、ボルトがターボチャージャフランジ２００を上方に押し付ける。ターボチャージャフランジ２００が特定の高さに達すると、手でターボチャージャ１００を持ち上げることで、これがマニホールド４２から取り外される。
【００６８】
ここで、図１１を参照し、マニホールドのような車載部品にターボチャージャを取り付ける方法４００について説明する。この方法４００は、フランジを有するターボチャージャの排気入口を設ける第１のステップ４０２と、ターボチャージャを第１の方向、即ち、垂直方向に移動させることによって、車載部品に対してフランジを係合位置にガイドする第２のステップ４０４と、を備えている。第１の方向は、フランジの取付面の法線に垂直である。その後、ターボチャージャの位置を第１の方向、即ち、垂直方向に締め付けることによって、フランジを車載部品に固定するステップ４０６が実行される。
【００６９】
以上の説明では、２つの接合フランジ２００、３００について説明した。フランジ２００がターボチャージャに取り付けられ、フランジ３００がマニホールドに取り付けられるとして説明したが、フランジ３００が実際にターボチャージャに取り付けられてターボチャージャフランジを形成し、フランジ２００がマニホールドに取り付けられてマニホールドフランジを形成するように、フランジ２００、３００の各位置を変更することができる。
【００７０】
本発明は上述及び図面に図示された実施形態に限定されないと理解されるべきであり、むしろ、当業者であれば、添付の特許請求の範囲内で、様々な変形及び変更がなされることを認識するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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