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公開番号2025125004
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2024020806
出願日2024-02-15
発明の名称内燃機関の排気装置
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類F02D 9/10 20060101AFI20250820BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】内燃機関の組立て部品に、製造上の公差が生じたとしても、これら部品間の隙間を封止して排気ガスの漏出防止が可能な内燃機関の排気装置を提供する。
【解決手段】内燃機関のハウジングとシャフトの隙間を封止する手段として、ハウジングの貫通穴に圧入されておりシャフトを回転可能に支持する固定部材の固定プレートと、シャフトの軸方向に圧入されており固定プレートと摺動可能に当接する摺動部材の摺動プレートと、摺動プレートを固定プレートに押し付ける方向に付勢する弾性部材のスプリング等を設け、摺動プレートと固定プレートは相互に当接する面が相補的な円錐形状または湾曲形状であり、少なくとも1点において全周が当接した状態で嵌合されるものである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
排気ガスが流通する配管と、前記配管の径方向の一方に繋がる貫通穴を内部に有するハウジングと、前記配管を開閉して前記排気ガスの流量を制御するバルブと、前記ハウジングの貫通穴に配置されており、前記バルブの回転軸となるシャフトを備えた内燃機関の排気装置であって、
前記ハウジングの貫通穴に圧入されており、前記シャフトを回転可能に支持する固定部材と、
前記シャフトの軸方向に圧入されており、前記固定部材と摺動可能に当接する摺動部材と、
前記摺動部材を前記固定部材に押し付ける方向に付勢する弾性部材を設け、
前記摺動部材と前記固定部材は、相互に当接する面がそれぞれ相補的な円錐形状または湾曲形状となっており、少なくとも１点において全周が当接した状態で嵌合されることを特徴とする内燃機関の排気装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記ハウジングの貫通穴は、径の異なる２段の円筒形状になっており、１段目に前記固定部材が圧入されており、１段目の径よりも小さい２段目に前記摺動部材が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項３】
前記摺動部材と前記固定部材は、カーボン、ステンレス、またはセラミックの材料から構成された一対の摺動プレートと固定プレートであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項４】
前記摺動部材と前記固定部材の相互に当接する面は、ニッケルメッキ、ニッケルクロム、または窒化処理による金属コーティングが施されたことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、前記固定部材を貫通して前記ハウジングから突出する前記シャフトの端部に固定されたスプリングホルダと、前記ハウジングの外周に設けられており前記スプリングホルダを前記ハウジングから突出する方向に付勢するスプリングを有し、前記シャフトが軸方向に引っ張られることにより前記摺動部材が前記固定部材に当接することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項６】
前記摺動部材と前記固定部材は、相互に当接する面が相補的な円錐形状となっており、前記摺動部材のテーパー部分における前記シャフトの軸に対する勾配角と、前記固定部材のテーパー部分における前記シャフトの軸に対する抜き勾配角は、それぞれ２０°以上、４０°以下の範囲内であり、前記勾配角は前記抜き勾配角の角度よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項７】
前記摺動部材の先端部分が、前記摺動部材と前記固定部材が相互に当接する面から、前固定部材のテーパー部分に沿って内側に入り込む形状を有し、前記摺動部材の先端部分が前記固定部材の内側に入り込んだ状態で嵌合されることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項８】
前記摺動部材と前記固定部材は、相互に当接する面が相補的な湾曲形状となっており、前記摺動部材における湾曲の曲率半径が前記固定部材における湾曲の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項９】
前記摺動部材は、前記固定部材と当接する面から前記シャフトの軸方向に設けられた凸部形状の段差を有し、前記固定部材は、前記凸部形状の段差と相補的な凹部形状の段差が設けられており、前記摺動部材の段差部分が前記固定部材の段差部分に嵌合されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項１０】
前記摺動部材と前記固定部材の段差部分は円筒形状となっており、前記固定部材の段差部分の内径が、前記摺動部材の段差部分の外径よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の排気装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の排気装置に関するものである。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気装置として、排気ガス通路を開閉するバルブのハウジングに圧入されたベアリングと、バルブの回転軸となりベアリングに支持されるシャフトとの隙間を通って、排気ガス通路内の排気ガスが漏出するのを抑えるため、ハウジングに圧入されたベアリングとシャフトの隙間を密封させるシール構造が提案されている。その排気ガスの漏出を低減するシール構造は、切頭球形、円錐または他の形状の相補的な組をシャフトとそのベアリングの接合面に付加することにより、シャフトの同心性を維持してシーリング方法の効率を改善し、排気ガスの漏出を抑えている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１３－５３０３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された内燃機関の排気装置によれば、切頭球形、円錐または他の形状の相補的な組をシャフトとそのベアリングの接合面に付加することにより、シャフトの同心性が係る形状により維持され、接合面の隙間は小さくなるが、内燃機関のハウジング、シャフト等の組立て部品に、製造公差上の微小な傾斜が発生することは避けられず、シャフトとそのベアリングとの隙間を完全に無くすことは困難であり、微小に生じる隙間から排気ガスが漏出する懸念があった。
【０００５】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関のハウジング、シャフト等の組立て部品に、製造上の公差が生じたとしても、これら部品間の隙間を封止して排気ガスの漏出防止が可能な内燃機関の排気装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る内燃機関の排気装置は、
排気ガスが流通する配管と、配管の径方向の一方に繋がる貫通穴を内部に有するハウジングと、配管を開閉して排気ガスの流量を制御するバルブと、ハウジングの貫通穴に配置されており、バルブの回転軸となるシャフトを備えたものであって、
ハウジングの貫通穴に圧入されており、シャフトを回転可能に支持する固定部材と、
シャフトの軸方向に圧入されており、固定部材と摺動可能に当接する摺動部材と、
摺動部材を固定部材に押し付ける方向に付勢する弾性部材を設け、
摺動部材と固定部材は、相互に当接する面がそれぞれ相補的な円錐形状または湾曲形状となっており、少なくとも１点において全周が当接した状態で嵌合されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、内燃機関のハウジング、シャフト等の組立て部品に、製造上の公差が生じたとしても、これら部品間の隙間を封止して排気ガスの漏出防止が可能な内燃機関の排気装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る内燃機関の構成を示す断面図である。
実施の形態１に係る内燃機関の構成を示す断面斜視図である。
実施の形態１に係る摺動プレートと固定プレートを示す斜視図である。
実施の形態１に係る摺動プレートと固定プレートを示す断面図である。
実施の形態２に係る摺動プレートと固定プレートを示す断面図である。
実施の形態３に係る摺動プレートと固定プレートを示す断面斜視図である。
実施の形態３に係る摺動プレートと固定プレートを示す断面図である。
実施の形態４に係る摺動プレートと固定プレートを示す断面図である。
実施の形態５に係る摺動プレートと固定プレートを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施の形態について図を参照して説明する。各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。さらに、図１～図９は、一実施の形態に係るものであって、これらの図面によって本開示が限定されるものではない。
本開示において、特に断りなく、「上部」、「下部」、「上方」、「下方」というときは、配管の径方向であってシャフトの軸方向となる一方の側を「上部」、「上方」とし、「上部」、「上方」から見て、軸方向に他方の側を「下部」、「下方」とする。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る内燃機関の排気装置１００の断面図であり、図２は、実施の形態１に係る内燃機関の排気装置１００の断面斜視図である。図２の波線で示す下部は省略している。図１と図２において、内燃機関の排気装置１００は、排気ガスが流通する配管１と、配管１と一続きに構成され、配管１の上部と繋がる貫通穴を内部に有するハウジング２と、配管１を開閉して排気ガスの流量を制御するバルブ３と、ハウジング２の貫通穴に配置されておりバルブ３の回転軸となるシャフト４を備え、ハウジング２の貫通穴に圧入され、シャフト４を回転可能に支持する固定部材となる固定プレート５と、シャフト４の軸方向の上部に圧入され、固定プレート５と摺動可能に当接する摺動部材となる摺動プレート６と、摺動プレート６を上方の固定プレート５に押し付ける方向に付勢する弾性部材となるスプリングホルダ７とスプリング８が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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