ターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造
【課題】ノズルベーンの全開側または全閉側の開度調整作業が容易に行えるターボチャージャのノズルベーン開度規制ストッパ構造を提供する。
【解決手段】ストッパ３０は、アクチュエータブラケット４３に取り付けられた遮熱板４４に設けられるナット受け部４４ａと、遮熱板４４に対して移動するアクチュエータロッド２６に設けられる可動側ストッパ部３３とからなり、アクチュエータ２７は、その駆動力を発生させるアクチュエータ本体４１と、このアクチュエータ本体４１の駆動力を伝達するアクチュエータロッド２６とから構成され、可動側ストッパ部３３は、アクチュエータ本体４１からノズルベーン側へ延びるアクチュエータロッド２６に設けられている。
【解決手段】ストッパ３０は、アクチュエータブラケット４３に取り付けられた遮熱板４４に設けられるナット受け部４４ａと、遮熱板４４に対して移動するアクチュエータロッド２６に設けられる可動側ストッパ部３３とからなり、アクチュエータ２７は、その駆動力を発生させるアクチュエータ本体４１と、このアクチュエータ本体４１の駆動力を伝達するアクチュエータロッド２６とから構成され、可動側ストッパ部３３は、アクチュエータ本体４１からノズルベーン側へ延びるアクチュエータロッド２６に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルベーンの全開側または全閉側の開度を規制するとともに該全開側または全閉側の開度を調整可能なターボチャージャ用ベーン開度規制ストッパ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用エンジン等に用いられるターボチャージャでは、エンジンの排気ガスを、タービンハウジングに形成されたスクロール内に充填し、このスクロールの内周側に設けられた複数のノズルベーンを通じてこれらのノズルベーンの内周側に設けられたタービンホイールに作用させる構造が採用されている。
【０００３】
複数のノズルベーンは、２枚の環状のプレート間に形成された排気ガス通路にアクチュエータによって開度（翼角）が変更可能に設けられた可変ノズル機構に含まれる。
この可変ノズル機構によって、エンジン回転数に応じて複数のノズルベーンの開度が変更されると、２枚のプレート間の排気ガス通路を流れる排気ガスの流速が変化し、タービンホイールの回転数が変化する。
【０００４】
例えば、エンジン回転数が低速域の状態からエンジン回転数を上げて加速を行う場合には、ノズルベーンの開度を全閉に近い状態にして排気ガスの流路を狭めることにより排気ガスの流速を高めてタービンホイールの回転数を上昇させる必要がある。
このようなノズルベーンの全閉側の開度の規制と全閉側の開度の調整とにストッパ構造が必要になる。
【０００５】
上記した従来のターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造として、図８に示すように、ターボチャージャを構成するタービンホイールの回転軸を回転自在に支持するベアリングハウジングに、ノズルベーンの開度を規制するとともに開度を調整可能なストッパ構造を設けたものが知られている。
【０００６】
図８において、ターボチャージャ１００は、タービンホイールを回転自在に収容するタービンハウジング１０２と、このタービンハウジング１０２に取付けられるとともにタービンホイールの回転軸を回転自在に支持するベアリングハウジング１０３と、タービンホイールに流れ込む排気ガスの流速を複数のノズルベーンにより調整する可変ノズル機構１０５とを備える。
【０００７】
可変ノズル機構１０５は、複数のノズルベーンの開度を一括して調整するために支軸１１１に取付けられたレバー１１２と、このレバー１１２の先端部にピン１１３を介して連結された連結機構１１４と、この連結機構１１４に連結されたロッド１１６を備えるアクチュエータ１１７と、前記レバー１１２の揺動角度を規制するためにベアリングハウジング１０２に一体に形成された延出部１２１と、この延出部１２１にねじ込まれたストッパボルト１２２と、このストッパボルト１２２を延出部１２１に固定するロックナット１２３とを備える。
【０００８】
ストッパボルト１２２の作用としては、アクチュエータ１１７が作動してロッド１１６が図の右斜め下方に引かれると、連結機構１１４が図の右斜め下方に移動し、連結機構１１４に連結されたレバー１１２が支軸１１１を中心にして時計回りに揺動し、レバー１１２がストッパボルト１２２の先端に当たってレバー１１２のそれ以上の揺動が規制される。即ち、ノズルベーンの全閉側の開度が規制される。
【０００９】
ノズルベーンの全閉側の開度を調整するには、ロックナット１２３を緩め、ストッパボルト１２２を回し、延出部１２１に対してストッパボルト１２２の先端１２２ａを前進又は後退させる。この結果、レバー１１２がストッパボルト１２２の先端１２２ａに当たるまでの揺動角が変化し、ノズルベーンの全閉側の開度が変更される。
【００１０】
また、複数のノズルベーンの開度を同期させて変更するための同期機構が設けられたターボチャージャが知られている（例えば、特許文献１参照。）
特許文献１の図１によれば、ターボチャージャ１には、複数のノズルベーン５３を同期して回転させるための同期機構６が設けられている。同期機構６は、その駆動源となるアクチュエータ７０を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−９０７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図８に示したストッパ構造では、ベアリングハウジング１０３の紙面表側にコンプレッサハウジングが取付けられ、ストッパボルト１２２によりノズルベーンの全閉側の開度を調整する場合には、ベアリングハウジング１０３、アクチュエータ１１７及びコンプレッサハウジングなどの大きな部品で囲まれて奥まった狭いスペースでストッパボルト１２２やロックナット１２３を回さなければならず、調整作業がやりにくい。
【００１３】
また、特許文献１では、ノズルベーン５３の全閉側の開度を規制する又は調整するためのストッパ構造が記載されていないため、ノズルベーン５３を全閉側でわずかに開いた状態を維持することが難しく、エンジンの低速回転域からの加速性能を向上させるのは難しい。
【００１４】
本発明の目的は、ノズルベーンの全開側または全閉側の開度調整作業が容易に行えるターボチャージャのノズルベーン開度規制ストッパ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、かかる目的を達成するため、アクチュエータによりノズルベーンの開度を変更することでタービンホイールへ流れる排気ガスの流速を変更可能な可変ノズル機構と、前記ノズルベーンの全開側又は全閉側の開度を規制するとともに該ノズルベーンの全開側または全閉側の開度を調整可能なストッパとを備え、前記ストッパは、前記アクチュエータをターボチャージャ本体に取り付けるアクチュエータブラケットに設けられた固定側ストッパ部と、該固定ブラケットに対して移動する可動部に設けられるとともに前記固定側ストッパ部に当接可能な可動側ストッパ部とから構成され、前記アクチュエータは、その駆動力を発生させるアクチュエータ本体と、このアクチュエータ本体の駆動力を伝達するロッドとから構成され、前記可動側ストッパ部は、前記アクチュエータ本体から前記ノズルベーン側へ延びて進退する前記ロッドに設けられていることを特徴とする。
【００１６】
従来のように、例えば、ベアリングハウジングに突出部が設けられ、この突出部に設けられたストッパボルトでノズルベーンの全閉側の開度を規制する場合は、ストッパボルトがベアリングハウジングに近い狭い位置に設けられるので、ストッパボルトを回してノズルベーンの全閉側の開度の調整作業を行う際に、ストッパボルトのロックナットやストッパボルト自体が回しにくくなる。
【００１７】
これに対して本発明のように、可動側ストッパ部をアクチュエータのロッドに設けることで、ベアリングハウジングやタービンハウジングから離れた広いスペースでストッパによってノズルベーンの全開側または全閉側の開度を調整しやすくすることができる。
【００１８】
従って、調整作業時間の短縮、高精度な調整が可能になる。更に、従来のように、ベアリングハウジングにストッパボルトを取付ける突出部を形成する必要がなくなって、ベアリングハウジングが軽量になり、また、ベアリングハウジングの形状がより単純になって容易に製造することができる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、前記可動側ストッパ部は、前記ロッドに設けられたナットであり、前記固定側ストッパ部は、前記アクチュエータに熱が伝わらないように前記アクチュエータブラケットに取付けられた遮熱板であるとよい。
【００２０】
このように、ベアリングハウジング等の鋳物にストッパを設けるのに比べて、アクチュエータブラケット又は遮熱板等の鋼板にストッパを設けることで、製造が容易になり、コストを削減することができる。
【００２１】
また、本発明において好ましくは、前記遮熱板は前記アクチュエータを前記アクチュエータブラケットへ固定するボルトによってアクチュエータブラケットに供締めされて取り付けられるとともに、該遮熱板を貫通するように設けられた前記ロッドの貫通穴の周縁部によって前記ナットのナット受け部が形成されるとよい。
【００２２】
このように構成することによって、遮熱板に形成れる貫通穴を用いて固定側ストッパ部を形成するので、新たな部材を設ける必要がなく構造簡単に、且つ軽量コンパクトに製造できる。
【００２３】
また、本発明において好ましくは、前記ロッドの先端部と前記ノズルベーン側とが長さ調整可能な連結機構で連結され、前記可動側ストッパ部は、前記連結機構を構成するボディに長さ調整可能にねじ結合される調整ボルトからなり、前記固定側ストッパ部は、前記アクチュエータブラケットに一体に形成されたストッパ片からなるとよい。
【００２４】
かかる構成によれば、ストッパを、アクチュエータとノズルベーン側との中間部に配置することができ、ストッパによるノズルベーンの全閉側の開度の調整をより広いスペースで行うことができるため、作業性を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明において好ましくは、前記ロッドの先端部と前記ノズルベーン側とが長さ調整可能な連結機構で連結され、前記可動側ストッパ部は、前記アクチュエータブラケットに長さ調整可能にねじ結合された調整ボルトからなり、前記固定側ストッパ部は、前記連結機構を構成するボディに形成された当て板からなるとよい。
【００２６】
かかる構成によれば、ストッパを、アクチュエータとノズルベーン側との中間部に配置することができ、ストッパによるノズルベーンの全閉側の開度の調整をより広いスペースで行うことができるため、作業性を向上させることができる。
また、可動側ストッパ部に設けられる突出部には、ストッパのためのボルト等が取付けられていないため、可動側ストッパ部が軽量になり、アクチュエータが作動したときのノズルベーンの開度変化の応答性を向上させることができる。
このストッパはノズルベーン全開側の開度調整用として配しても良い。
【発明の効果】
【００２７】
以上記載のごとく本発明によれば、ストッパは、アクチュエータをターボチャージャ本体に取り付けるアクチュエータブラケットに設けられた固定側ストッパ部と、該固定ブラケットに対して移動する可動部に設けられるとともに固定側ストッパ部に当接可能な可動側ストッパ部とから構成され、アクチュエータは、その駆動力を発生させるアクチュエータ本体と、このアクチュエータ本体の駆動力を伝達するロッドとから構成され、可動側ストッパ部が、アクチュエータ本体からノズルベーン側へ延びて進退する前記ロッドに設けられているので、ベアリングハウジングやタービンハウジングから離れた広いスペースでストッパによってノズルベーンの全閉側または全開側の開度を調整しやすくすることができる。
【００２８】
従って、調整作業時間の短縮、高精度な調整が可能になる。更に、従来のように、ベアリングハウジングにストッパボルトを取付ける突出部を形成する必要がなくなって、ベアリングハウジングが軽量になり、また、ベアリングハウジングの形状がより単純になって容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るターボチャージャのノズルベーン開度規制ストッパ構造（第１実施形態）を示す側面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】本発明に係る可変ノズル機構の一部を示す断面図（第１実施形態）である。
【図４】本発明に係るノズルベーン開度規制ストッパ構造の作用を示す説明図（第１実施形態）である。
【図５】本発明に係るノズルベーンの開度の変化を示す説明図であり、（ａ）はアクチュエータ作動前のノズルベーンの開度が大きい状態を示し、（ｂ）はアクチュエータ作動後のノズルベーンの開度が全閉側で規制された状態を示す。
【図６】本発明に係るノズルベーン開度規制ストッパ構造（第２実施形態）を示す側面図である。
【図７】本発明に係るノズルベーン開度規制ストッパ構造（第３実施形態）を示す側面図である。
【図８】従来のノズルベーン開度規制ストッパ構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００３１】
（第１実施形態）
図１に示すように、ターボチャージャ１０は、タービンホイールを回転自在に収容するタービンハウジング１２と、このタービンハウジング１２に取付けられるとともにタービンホイールの回転軸を回転自在に支持するベアリングハウジング１３と、このベアリングハウジング１３のタービンハウジング１２とは反対側（紙面の表側）に取付けられるコンプレッサハウジング（不図示）と、タービンホイールに流れ込む排気ガスの流速を複数のノズルベーンにより調整可能な可変ノズル機構１５とを備える。
【００３２】
上記可変ノズル機構１５のうち、外部に配置されるアクチュエータ側組立体１６は、ノズルベーン側に連結されてベアリングハウジング１３に回動自在に支持された支軸２１と、この支軸２１に一端が取付けられたアウタレバー２２と、このアウタレバー２２の他端に連結ピン２３を介して連結された長さ調整可能な連結機構２４と、この連結機構２４に連結されたアクチュエータロッド２６を備えるアクチュエータ２７とからなる。
【００３３】
アクチュエータロッド２６は、複数のノズルベーンの開度を全閉側で規制するとともに複数のノズルベーンの開度を全閉側で調整するストッパ３０の一部を構成するフランジ付きナット３１及びこのフランジ付きナット３１をアクチュエータロッド２６に固定するロックナット３２が取付けられている。
【００３４】
フランジ付きナット３１は、一側面にフランジ３１ａが一体成形されている。
これらのフランジ付きナット３１及びロックナット３２は、可動側ストッパ部３３を構成している。
【００３５】
連結機構２４は、一端が連結ピン２３を介してアウタレバー２２に連結されたボディ３５と、このボディ３５に形成された窓部３５ａ内に回転自在に配置されたアジャストナット３６と、おねじ２６ａが形成されたアクチュエータロッド２６にボディ３５を固定するためのロックナット３７とからなる。
【００３６】
ボディ３５は、おねじ２６ａが挿入されるおねじ挿通穴３５ｂが形成されている。
アジャストナット３６は、ボディ３５のおねじ挿通穴３５ｂに挿入されたおねじ２６ａがねじ結合されている。
【００３７】
従って、ロックナット３７を緩め、アジャストナット３６を回転させることでボディ３５のおねじ挿通穴３５ｂに対するおねじ２６ａの挿入量が変化し、ボディ３５の先端部、即ち連結ピン２３の位置を、アクチュエータロッド２６の軸方向に移動させることができる。この結果、アウタレバー２２の初期位置、即ちノズルベーンの初期翼角を変更することができる。
【００３８】
アクチュエータ２７は、アクチュエータ本体４１と、このアクチュエータ本体４１内から外部に延びるアクチュエータロッド２６とからなる。
アクチュエータ本体４１は、ケース４２（図３参照）と、このケース４２内を２室に区画するように設けられたゴム製のダイアフラム（不図示）とからなり、このダイアフラムにアクチュエータロッド２６が取付けられている。
【００３９】
また、アクチュエータ本体４１は、タービンハウジング１２に固定された鋼板製のアクチュエータブラケット４３に取付けられ、このアクチュエータブラケット４３に、タービンハウジング１２から放射される熱がアクチュエータ本体４１に当たらないように遮る遮熱板４４が取付けられている。
【００４０】
遮熱板４４は、ストッパ３０の一部を構成する固定側ストッパ部としてのナット受け部４４ａが突出形成され、このナット受け部４４ａと、上記した可動側ストッパ部３３（フランジ付きナット３１及びロックナット３２）とはストッパ３０を構成している。
【００４１】
ここで、フランジ付きナット３１のフランジ３１ａと遮熱板４４のナット受け部４４ａとの距離をＬとする。ロックナット３２を緩め、フランジ付きナット３１を回して距離Ｌを変更することで後で詳述するノズルベーンの最小開度を調整することができる。
【００４２】
図２に示すように、ターボチャージャ１０は、タービンホイール１１を回転自在に収容するタービンハウジング１２と、タービンホイール１１の回転軸（不図示。符号１１ａはタービンホイール１１の回転軸の軸線である。）を回転自在に支持するとともにタービンハウジング１２に隣接して取付けられたベアリングハウジング１３と、タービンホイール１１へ流れ込む排気ガスの流速を調整するためにタービンハウジング１２及びベアリングハウジング１３のそれぞれの間に且つそれぞれの内側に配置されたノズル組立体１７とを備える。なお、符号４６はタービンハウジング１２及びノズル組立体１７のそれぞれの間をシールするシールリング、４７はタービンハウジング１２とベアリングハウジング１３との間をシールするシールリング、４８はベアリングハウジング１３とノズル組立体１７（詳しくは、ノズルマウント５１）との間をシールする皿ばね状のバックプレートである。
上記シールリング４６，４７の断面にはハッチングを施さず、黒塗りとしている（以下同様）。
【００４３】
タービンホイール１１は、回転軸の一端部に設けられたハブ１１ｂと、このハブ１１ｂの外周面に設けられた複数のタービン翼１１ｃとからなる。
タービンハウジング１２は、タービンホイール１１の排気ガス下流側に設けられた排気ガス排出口１２ａを形成する筒状の内周壁１２ｂと、この内周壁１２ｂを囲むように内周壁１２ｂの半径方向外側に形成された筒状の外周壁１２ｃと、内周壁１２ｂの中間部から半径方向外側に延びて外周壁１２ｃの一端部に繋がる環状壁１２ｄとからなる。
【００４４】
ベアリングハウジング１３は、タービンホイール１１の回転軸を支持する筒状の内周壁１３ａと、この内周壁１３ａから半径方向外側に立ち上がる環状壁１３ｂと、この環状壁１３ｂの外周縁に繋がる筒状の外周壁１３ｃとを備える。
【００４５】
ノズル組立体１７は、タービンハウジング１２の外周壁１２ｃに形成された内方突出フランジ部１２ｆ及びベアリングハウジング１３の外周壁１３ｃのそれぞれに挟まれて固定された環状のノズルマウント５１と、このノズルマウント５１に周方向に並ぶように且つ回動自在に取付けられた複数のノズル５２と、これらのノズル５２の一端部にそれぞれ一端が取付けられたレバープレート５３と、これらのレバープレート５３の他端にそれぞれ設けられた係合凸部５３ａに係合する溝部５４ａを外周部に複数有するとともに内周部がノズルマウント５１の小径部５１ａに回転自在に嵌合するドライブリング５４と、ノズル５２を構成するノズルベーン５２ａをノズルマウント５１とで挟み込むようにノズルマウント５１に取付けられた環状のノズルプレート５６とからなる。
上記ドライブリング５４は、外周部に１つの切欠き部が形成され、この切欠き部に支軸２１（図１参照）の内側端部に設けられたアーム部が係合している。
【００４６】
上記のアクチュエータ側組立体１６（図１参照）とノズル組立体１７とは、可変ノズル機構１５を構成している。
アクチュエータ２７（図１参照）を作動させてドライブリング５４を回動させることで、各レバープレート５３がノズルマウント５１に対して一定の方向に揺動し、ノズル５２が回動することで、ノズルベーン５２ａの翼角が変化する。
【００４７】
ノズル５２は、上記のノズルベーン５２ａと、このノズルベーン５２ａの回動軸となるノズル軸５２ｂと、ノズル５２の軸方向位置を規制するフランジ５２ｃとが一体成形された部品であり、ノズル軸５２ｂは、ノズルマウント５１に開けられた軸受穴部５１ｂに回動自在に嵌合し、ノズル軸５２ｂの端部にレバープレート５３が加締め固定されている。
【００４８】
ノズルプレート５６は、環状のプレート部５６ａと、このプレート部５６ａの内周端からタービンホイール１１のタービン翼１１ｃの外形に沿って且つ所定の隙間を保ってタービンホイール１１の軸方向に延びる筒状部５６ｂとからなる一体成形品である。
【００４９】
ノズルマウント５１とノズルプレート５６とは、排気ガスが流れる排気ガス通路６１を形成し、この排気ガス通路６１は、排気ガスが、タービンハウジング１２に渦巻き状に形成されたスクロール６２からタービンホイール１１に流れる途中の通路として形成されている。
【００５０】
従って、排気ガス通路６１に設けられたノズルベーン５２ａの翼角を可変ノズル機構１５により変化させることで、タービンホイール１１に作用する排気ガスの流速を変更することが可能になり、ターボチャージャ１０に備えるコンプレッサの過給圧を制御することができる。
【００５１】
図３に示すように、連結機構２４のボディ３５は、薄板状に形成されて連結ピン２３（図１参照）に連結される平板部３５ｄと、この平板部３５ｄから円柱状に膨出された円柱部３５ｅとが一体成形され、円柱部３５ｅ内におねじ挿通穴３５ｂが形成されている。
【００５２】
アクチュエータ２７のアクチュエータ本体４１に備えるケース４２に、ボルト６６，６６及びナット６７，６７でアクチュエータブラケット４３及び遮熱板４４が共締めされている。なお、符号４１ａはアクチュエータ本体４１内に負圧を取り込む負圧導入口である。
【００５３】
遮熱板４４は、アクチュエータブラケット４３に隣接する基部プレート部４４ｂと、この基部プレート部４４ｂから立ち上げられた環状のテーパ部４４ｃと、このテーパ部４４ｃの先端部に形成された平坦なナット受け部４４ａとを備える。
ナット受け部４４ａは、アクチュエータロッド２６が貫通する貫通穴４４ｅが形成され、アクチュエータロッド２６に直交するように形成された平坦部である。
【００５４】
以上に述べたストッパ３０の作用を次に説明する。
図１の状態で、アクチュエータ本体４１内に負圧を導入すると、アクチュエータ本体４１内のダイアフラムが移動し、これに伴ってダイアフラムに取付けられたアクチュエータロッド２６が、図４に示すように、矢印Ａの向きに引かれ、フランジ付きナット３１のフランジ３１ａが遮熱板４４のナット受け部４４ａに当たってアクチュエータロッド２６の移動が停止する。
【００５５】
この結果、連結機構２４及び連結ピン２３も移動して、アウタレバー２２が、矢印Ｂで示すように、支軸２１を中心にして想像線で示す位置から実線で示す位置まで角度θだけ揺動する。これにより、支軸２１も角度θだけ回動し、これに伴って、図２において、タービンハウジング１２及びベアリングハウジング１３の内側に配置されたノズル組立体１７を構成するドライブリング５４が回動し、各レバープレート５３が一斉に揺動し、各ノズル５２が回動し、ノズルベーン５２ａの開度が小さくなる。
【００５６】
即ち、図５（ａ）に示すように、アクチュエータが作動前には、各ノズルベーン５２ａの開度（図中の符号α１はノズルベーン５２ａが完全に閉じた時の開度（翼角）をゼロとしたときの開度である。）は大きい状態にあり、隣り合うノズルベーン５２ａ間の流路面積（図中の符号Ｃ１はノズルベーン５２ａ間のクリアランスである。）は大きい。
【００５７】
アクチュエータを作動させると、図５（ａ）の状態から図５（ｂ）に示すように、各ノズルベーン５２ａが矢印で示すごとく反時計回りに回動し、各ノズルベーン５２ａの開度（図中の符号α２はノズルベーン５２ａが完全に閉じた時の開度（翼角）をゼロとしたときの開度であり、α２＜α１である。）は全閉に近い状態に小さくなり、隣り合うノズルベーン５２ａ間の流路面積（図中の符号Ｃ２はノズルベーン５２ａ間のクリアランスであり、Ｃ２＜Ｃ１である。）は最小になる。この結果、隣り合うノズルベーン５２ａ間を流れる排気ガスの流速が大きくなり、タービンホイールの回転数が上昇する。
【００５８】
（第２実施形態）
第２実施形態に関し、第１実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図６に示すように、連結ピン２３とアクチュエータロッド２６とを連結する連結機構７０は、一端が連結ピン２３を介してアウタレバー２２に連結されたボディ７１と、このボディ７１に形成された窓部３５ａ内に回転自在に配置されたアジャストナット３６と、アクチュエータロッド２６にボディ７１を固定するロックナット３７と、ボディ７１にアクチュエータロッド２６と平行に配置されるようにねじ結合されたストッパボルト７３と、このストッパボルト７３をボディ７１に固定するロックナット７４とからなる。
【００５９】
上記のストッパボルト７３及びロックナット７４は、複数のノズルベーンの開度を全閉側で規制するとともに複数のノズルベーンの開度を全閉側で調整するストッパ７５の一部となる可動側ストッパ部７７を構成している。
【００６０】
ボディ７１は、薄板状に形成されて連結ピン２３に連結された平板部７１ｃと、この平板部７１ｃから共に円柱状に膨出されるとともに平行に配置された２つの円柱部３５ｅ，７１ｅとが一体成形され、円柱部３５ｅ内におねじ２６ａが挿入されるおねじ挿通穴３５ｂが形成され、円柱部７１ｅ内にストッパボルト７３のおねじ７３ａがねじ込まれるめねじ７１ｈが形成されている。
【００６１】
アクチュエータ本体４１を支持するためにタービンハウジング１２に取付けられたアクチュエータブラケット７６は、ストッパボルト７３の頭部７３ｃに対向する位置にストッパ片７６ａが一体成形されている。
【００６２】
ストッパ片７６ａは、複数のノズルベーンの開度を全閉側で規制するとともに複数のノズルベーンの開度を全閉側で調整するストッパ７５の一部となる固定側ストッパ部であり、アクチュエータ２７が作動し、アクチュエータロッド２６がアクチュエータ本体４１に引き込まれたときに連結機構７０のストッパボルト７３の頭部７３ｃが当たる部分である。
【００６３】
上記した可動側ストッパ部７７とストッパ片７６ａとは、ストッパ７５を構成し、ストッパボルト７３の頭部７３ｃがストッパ片７６ａに当たることで、ノズルベーン５２ａ（図５（ｂ）参照）の最小開度を規制することができる。
【００６４】
ここで、ストッパボルト７３の頭部７３ｃとストッパ片７６ａとの距離をＬとする。ロックナット７４を緩め、ストッパボルト７３を回して距離Ｌを変更することで、図５（ａ），（ｂ）に示したように、ノズルベーンの最小開度を調整することができる。
【００６５】
（第３実施形態）
第３実施形態に関し、第１実施形態、第２実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図７に示すように、連結ピン２３とアクチュエータロッド２６とを連結する連結機構８０は、一端が連結ピン２３を介してアウタレバー２２に連結されたボディ８１と、このボディ８１に形成された窓部３５ａ内に回転自在に配置されたアジャストナット３６と、アクチュエータロッド２６にボディ８１を固定するロックナット３７とからなる。
【００６６】
ボディ８１は、薄板状に形成されて連結ピン２３に連結された平板部８１ｃと、この平板部８１ｃに形成された側方突出部８１ｄに備える当て板８２と、平板部８１ｃから一体に円柱状に膨出された円柱部３５ｅとからなる。
側方突出部８１ｄは、複数のノズルベーンの開度を全閉側で規制するとともに複数のノズルベーンの開度を全閉側で調整するストッパ９０の一部となる可動側ストッパ部である。
【００６７】
アクチュエータ本体４１を支持するためにタービンハウジング１２に取付けられたアクチュエータブラケット８４は、連結機構８０の当て板８２に対向する位置に突出片８４ａが一体成形され、この突出片８４ａに、当て板８２に当たることで連結機構８０の移動を規制するストッパ部８６が設けられている。
【００６８】
ストッパ部８６は、突出片８４ａに形成されためねじにおねじ８７ａがねじ結合されるとともに頭部８７ｂが当て板８２に対向するように配置されたストッパボルト８７と、このストッパボルト８７を突出片８４ａに固定するロックナット８８とからなり、複数のノズルベーンの開度を全閉側で規制するとともに複数のノズルベーンの開度を全閉側で調整するストッパ９０の一部となる固定側ストッパ部である。
【００６９】
ストッパボルト８７の頭部８７ｂに当たる当て板８２は、例えば、ボディ８１が鋳造製である場合に、鋳物よりも硬度が高い鋼板製とされ、頭部８７ｂとの当接による当て板８２の摩耗が抑えられる。
上記した側方突出部８１ｄとストッパ部８６とは、ストッパ９０を構成している。
【００７０】
アクチュエータ２７が作動し、アクチュエータロッド２６がアクチュエータ本体４１に引き込まれたときに、連結機構８０の当て板８２がストッパボルト８７の頭部８７ｂに当たることで、ノズルベーン５２ａ（図５（ｂ）参照）の最小開度を規制することができる。
【００７１】
ここで、連結機構８０の当て板８２とストッパボルト８７の頭部８７ｂとの距離をＬとする。ロックナット８８を緩め、ストッパボルト８７を回して距離Ｌを変更することで図５（ａ），（ｂ）に示したように、ノズルベーンの最小開度を調整することができる。
【００７２】
尚、第１実施形態では、図３に示したように、遮熱板４４に形成されたナット受け部４４ａを固定側ストッパ部としたが、これに限らず、アクチュエータブラケット４３に突出部を形成し、この突出部を固定側ストッパ部としてもよい。
また、第１実施形態〜第３実施形態は、アクチュエータのロッドがストロークして短くなった際にベーン開度が全閉になる形態での全閉側の開度を規制するものであるが、アクチュエータのロッドがストロークして長くなった際にベーン開度が全開になる形態での全開側の開度を規制するようにしてもよい。
【００７３】
すなわち、第１実施形態では可動側ストッパ部３３の位置を遮熱板４４の固定側ストッパ部４４ａ対して反対側（図３において固定側ストッパ部４４ａの右側）に位置させ、また、第２実施形態では可動側ストッパ部７７とストッパ片７６ａの配置関係（図６参照）を逆にし、第３実施形態ではストッパ部８６と当て板８２との配置関係（図７参照）を逆にして全開側の開度を規制してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、可変ノズル機構の駆動源としてのアクチュエータにロッドを備えるターボチャージャに好適である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ ターボチャージャ
１３ ベアリングハウジング
１５ 可変ノズル機構
２４，７０，８０ 連結機構
２６ ロッド（アクチュエータロッド）
２６ａ おねじ
２７ アクチュエータ
３０，７５，９０ ストッパ
３３，７７，８１ｄ 可動側ストッパ部
３５，７１，８１ ボディ
３５ｂ おねじ挿通穴
３６ アジャストナット
３２，３７，７４，８８ ロックナット
４１ アクチュエータ本体
４３，７６，８４ アクチュエータブラケット
４４ 遮熱板
４４ａ，７６ａ，８６ 固定側ストッパ部
５２ａ ノズルベーン
７３，８７ 調整ボルト（ストッパボルト）
α１，α２ ノズルベーンの開度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルベーンの全開側または全閉側の開度を規制するとともに該全開側または全閉側の開度を調整可能なターボチャージャ用ベーン開度規制ストッパ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用エンジン等に用いられるターボチャージャでは、エンジンの排気ガスを、タービンハウジングに形成されたスクロール内に充填し、このスクロールの内周側に設けられた複数のノズルベーンを通じてこれらのノズルベーンの内周側に設けられたタービンホイールに作用させる構造が採用されている。
【０００３】
複数のノズルベーンは、２枚の環状のプレート間に形成された排気ガス通路にアクチュエータによって開度（翼角）が変更可能に設けられた可変ノズル機構に含まれる。
この可変ノズル機構によって、エンジン回転数に応じて複数のノズルベーンの開度が変更されると、２枚のプレート間の排気ガス通路を流れる排気ガスの流速が変化し、タービンホイールの回転数が変化する。
【０００４】
例えば、エンジン回転数が低速域の状態からエンジン回転数を上げて加速を行う場合には、ノズルベーンの開度を全閉に近い状態にして排気ガスの流路を狭めることにより排気ガスの流速を高めてタービンホイールの回転数を上昇させる必要がある。
このようなノズルベーンの全閉側の開度の規制と全閉側の開度の調整とにストッパ構造が必要になる。
【０００５】
上記した従来のターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造として、図８に示すように、ターボチャージャを構成するタービンホイールの回転軸を回転自在に支持するベアリングハウジングに、ノズルベーンの開度を規制するとともに開度を調整可能なストッパ構造を設けたものが知られている。
【０００６】
図８において、ターボチャージャ１００は、タービンホイールを回転自在に収容するタービンハウジング１０２と、このタービンハウジング１０２に取付けられるとともにタービンホイールの回転軸を回転自在に支持するベアリングハウジング１０３と、タービンホイールに流れ込む排気ガスの流速を複数のノズルベーンにより調整する可変ノズル機構１０５とを備える。
【０００７】
可変ノズル機構１０５は、複数のノズルベーンの開度を一括して調整するために支軸１１１に取付けられたレバー１１２と、このレバー１１２の先端部にピン１１３を介して連結された連結機構１１４と、この連結機構１１４に連結されたロッド１１６を備えるアクチュエータ１１７と、前記レバー１１２の揺動角度を規制するためにベアリングハウジング１０２に一体に形成された延出部１２１と、この延出部１２１にねじ込まれたストッパボルト１２２と、このストッパボルト１２２を延出部１２１に固定するロックナット１２３とを備える。
【０００８】
ストッパボルト１２２の作用としては、アクチュエータ１１７が作動してロッド１１６が図の右斜め下方に引かれると、連結機構１１４が図の右斜め下方に移動し、連結機構１１４に連結されたレバー１１２が支軸１１１を中心にして時計回りに揺動し、レバー１１２がストッパボルト１２２の先端に当たってレバー１１２のそれ以上の揺動が規制される。即ち、ノズルベーンの全閉側の開度が規制される。
【０００９】
ノズルベーンの全閉側の開度を調整するには、ロックナット１２３を緩め、ストッパボルト１２２を回し、延出部１２１に対してストッパボルト１２２の先端１２２ａを前進又は後退させる。この結果、レバー１１２がストッパボルト１２２の先端１２２ａに当たるまでの揺動角が変化し、ノズルベーンの全閉側の開度が変更される。
【００１０】
また、複数のノズルベーンの開度を同期させて変更するための同期機構が設けられたターボチャージャが知られている（例えば、特許文献１参照。）
特許文献１の図１によれば、ターボチャージャ１には、複数のノズルベーン５３を同期して回転させるための同期機構６が設けられている。同期機構６は、その駆動源となるアクチュエータ７０を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−９０７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図８に示したストッパ構造では、ベアリングハウジング１０３の紙面表側にコンプレッサハウジングが取付けられ、ストッパボルト１２２によりノズルベーンの全閉側の開度を調整する場合には、ベアリングハウジング１０３、アクチュエータ１１７及びコンプレッサハウジングなどの大きな部品で囲まれて奥まった狭いスペースでストッパボルト１２２やロックナット１２３を回さなければならず、調整作業がやりにくい。
【００１３】
また、特許文献１では、ノズルベーン５３の全閉側の開度を規制する又は調整するためのストッパ構造が記載されていないため、ノズルベーン５３を全閉側でわずかに開いた状態を維持することが難しく、エンジンの低速回転域からの加速性能を向上させるのは難しい。
【００１４】
本発明の目的は、ノズルベーンの全開側または全閉側の開度調整作業が容易に行えるターボチャージャのノズルベーン開度規制ストッパ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、かかる目的を達成するため、アクチュエータによりノズルベーンの開度を変更することでタービンホイールへ流れる排気ガスの流速を変更可能な可変ノズル機構と、前記ノズルベーンの全開側又は全閉側の開度を規制するとともに該ノズルベーンの全開側または全閉側の開度を調整可能なストッパとを備え、前記ストッパは、前記アクチュエータをターボチャージャ本体に取り付けるアクチュエータブラケットに設けられた固定側ストッパ部と、該固定ブラケットに対して移動する可動部に設けられるとともに前記固定側ストッパ部に当接可能な可動側ストッパ部とから構成され、前記アクチュエータは、その駆動力を発生させるアクチュエータ本体と、このアクチュエータ本体の駆動力を伝達するロッドとから構成され、前記可動側ストッパ部は、前記アクチュエータ本体から前記ノズルベーン側へ延びて進退する前記ロッドに設けられていることを特徴とする。
【００１６】
従来のように、例えば、ベアリングハウジングに突出部が設けられ、この突出部に設けられたストッパボルトでノズルベーンの全閉側の開度を規制する場合は、ストッパボルトがベアリングハウジングに近い狭い位置に設けられるので、ストッパボルトを回してノズルベーンの全閉側の開度の調整作業を行う際に、ストッパボルトのロックナットやストッパボルト自体が回しにくくなる。
【００１７】
これに対して本発明のように、可動側ストッパ部をアクチュエータのロッドに設けることで、ベアリングハウジングやタービンハウジングから離れた広いスペースでストッパによってノズルベーンの全開側または全閉側の開度を調整しやすくすることができる。
【００１８】
従って、調整作業時間の短縮、高精度な調整が可能になる。更に、従来のように、ベアリングハウジングにストッパボルトを取付ける突出部を形成する必要がなくなって、ベアリングハウジングが軽量になり、また、ベアリングハウジングの形状がより単純になって容易に製造することができる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、前記可動側ストッパ部は、前記ロッドに設けられたナットであり、前記固定側ストッパ部は、前記アクチュエータに熱が伝わらないように前記アクチュエータブラケットに取付けられた遮熱板であるとよい。
【００２０】
このように、ベアリングハウジング等の鋳物にストッパを設けるのに比べて、アクチュエータブラケット又は遮熱板等の鋼板にストッパを設けることで、製造が容易になり、コストを削減することができる。
【００２１】
また、本発明において好ましくは、前記遮熱板は前記アクチュエータを前記アクチュエータブラケットへ固定するボルトによってアクチュエータブラケットに供締めされて取り付けられるとともに、該遮熱板を貫通するように設けられた前記ロッドの貫通穴の周縁部によって前記ナットのナット受け部が形成されるとよい。
【００２２】
このように構成することによって、遮熱板に形成れる貫通穴を用いて固定側ストッパ部を形成するので、新たな部材を設ける必要がなく構造簡単に、且つ軽量コンパクトに製造できる。
【００２３】
また、本発明において好ましくは、前記ロッドの先端部と前記ノズルベーン側とが長さ調整可能な連結機構で連結され、前記可動側ストッパ部は、前記連結機構を構成するボディに長さ調整可能にねじ結合される調整ボルトからなり、前記固定側ストッパ部は、前記アクチュエータブラケットに一体に形成されたストッパ片からなるとよい。
【００２４】
かかる構成によれば、ストッパを、アクチュエータとノズルベーン側との中間部に配置することができ、ストッパによるノズルベーンの全閉側の開度の調整をより広いスペースで行うことができるため、作業性を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明において好ましくは、前記ロッドの先端部と前記ノズルベーン側とが長さ調整可能な連結機構で連結され、前記可動側ストッパ部は、前記アクチュエータブラケットに長さ調整可能にねじ結合された調整ボルトからなり、前記固定側ストッパ部は、前記連結機構を構成するボディに形成された当て板からなるとよい。
【００２６】
かかる構成によれば、ストッパを、アクチュエータとノズルベーン側との中間部に配置することができ、ストッパによるノズルベーンの全閉側の開度の調整をより広いスペースで行うことができるため、作業性を向上させることができる。
また、可動側ストッパ部に設けられる突出部には、ストッパのためのボルト等が取付けられていないため、可動側ストッパ部が軽量になり、アクチュエータが作動したときのノズルベーンの開度変化の応答性を向上させることができる。
このストッパはノズルベーン全開側の開度調整用として配しても良い。
【発明の効果】
【００２７】
以上記載のごとく本発明によれば、ストッパは、アクチュエータをターボチャージャ本体に取り付けるアクチュエータブラケットに設けられた固定側ストッパ部と、該固定ブラケットに対して移動する可動部に設けられるとともに固定側ストッパ部に当接可能な可動側ストッパ部とから構成され、アクチュエータは、その駆動力を発生させるアクチュエータ本体と、このアクチュエータ本体の駆動力を伝達するロッドとから構成され、可動側ストッパ部が、アクチュエータ本体からノズルベーン側へ延びて進退する前記ロッドに設けられているので、ベアリングハウジングやタービンハウジングから離れた広いスペースでストッパによってノズルベーンの全閉側または全開側の開度を調整しやすくすることができる。
【００２８】
従って、調整作業時間の短縮、高精度な調整が可能になる。更に、従来のように、ベアリングハウジングにストッパボルトを取付ける突出部を形成する必要がなくなって、ベアリングハウジングが軽量になり、また、ベアリングハウジングの形状がより単純になって容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るターボチャージャのノズルベーン開度規制ストッパ構造（第１実施形態）を示す側面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】本発明に係る可変ノズル機構の一部を示す断面図（第１実施形態）である。
【図４】本発明に係るノズルベーン開度規制ストッパ構造の作用を示す説明図（第１実施形態）である。
【図５】本発明に係るノズルベーンの開度の変化を示す説明図であり、（ａ）はアクチュエータ作動前のノズルベーンの開度が大きい状態を示し、（ｂ）はアクチュエータ作動後のノズルベーンの開度が全閉側で規制された状態を示す。
【図６】本発明に係るノズルベーン開度規制ストッパ構造（第２実施形態）を示す側面図である。
【図７】本発明に係るノズルベーン開度規制ストッパ構造（第３実施形態）を示す側面図である。
【図８】従来のノズルベーン開度規制ストッパ構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００３１】
（第１実施形態）
図１に示すように、ターボチャージャ１０は、タービンホイールを回転自在に収容するタービンハウジング１２と、このタービンハウジング１２に取付けられるとともにタービンホイールの回転軸を回転自在に支持するベアリングハウジング１３と、このベアリングハウジング１３のタービンハウジング１２とは反対側（紙面の表側）に取付けられるコンプレッサハウジング（不図示）と、タービンホイールに流れ込む排気ガスの流速を複数のノズルベーンにより調整可能な可変ノズル機構１５とを備える。
【００３２】
上記可変ノズル機構１５のうち、外部に配置されるアクチュエータ側組立体１６は、ノズルベーン側に連結されてベアリングハウジング１３に回動自在に支持された支軸２１と、この支軸２１に一端が取付けられたアウタレバー２２と、このアウタレバー２２の他端に連結ピン２３を介して連結された長さ調整可能な連結機構２４と、この連結機構２４に連結されたアクチュエータロッド２６を備えるアクチュエータ２７とからなる。
【００３３】
アクチュエータロッド２６は、複数のノズルベーンの開度を全閉側で規制するとともに複数のノズルベーンの開度を全閉側で調整するストッパ３０の一部を構成するフランジ付きナット３１及びこのフランジ付きナット３１をアクチュエータロッド２６に固定するロックナット３２が取付けられている。
【００３４】
フランジ付きナット３１は、一側面にフランジ３１ａが一体成形されている。
これらのフランジ付きナット３１及びロックナット３２は、可動側ストッパ部３３を構成している。
【００３５】
連結機構２４は、一端が連結ピン２３を介してアウタレバー２２に連結されたボディ３５と、このボディ３５に形成された窓部３５ａ内に回転自在に配置されたアジャストナット３６と、おねじ２６ａが形成されたアクチュエータロッド２６にボディ３５を固定するためのロックナット３７とからなる。
【００３６】
ボディ３５は、おねじ２６ａが挿入されるおねじ挿通穴３５ｂが形成されている。
アジャストナット３６は、ボディ３５のおねじ挿通穴３５ｂに挿入されたおねじ２６ａがねじ結合されている。
【００３７】
従って、ロックナット３７を緩め、アジャストナット３６を回転させることでボディ３５のおねじ挿通穴３５ｂに対するおねじ２６ａの挿入量が変化し、ボディ３５の先端部、即ち連結ピン２３の位置を、アクチュエータロッド２６の軸方向に移動させることができる。この結果、アウタレバー２２の初期位置、即ちノズルベーンの初期翼角を変更することができる。
【００３８】
アクチュエータ２７は、アクチュエータ本体４１と、このアクチュエータ本体４１内から外部に延びるアクチュエータロッド２６とからなる。
アクチュエータ本体４１は、ケース４２（図３参照）と、このケース４２内を２室に区画するように設けられたゴム製のダイアフラム（不図示）とからなり、このダイアフラムにアクチュエータロッド２６が取付けられている。
【００３９】
また、アクチュエータ本体４１は、タービンハウジング１２に固定された鋼板製のアクチュエータブラケット４３に取付けられ、このアクチュエータブラケット４３に、タービンハウジング１２から放射される熱がアクチュエータ本体４１に当たらないように遮る遮熱板４４が取付けられている。
【００４０】
遮熱板４４は、ストッパ３０の一部を構成する固定側ストッパ部としてのナット受け部４４ａが突出形成され、このナット受け部４４ａと、上記した可動側ストッパ部３３（フランジ付きナット３１及びロックナット３２）とはストッパ３０を構成している。
【００４１】
ここで、フランジ付きナット３１のフランジ３１ａと遮熱板４４のナット受け部４４ａとの距離をＬとする。ロックナット３２を緩め、フランジ付きナット３１を回して距離Ｌを変更することで後で詳述するノズルベーンの最小開度を調整することができる。
【００４２】
図２に示すように、ターボチャージャ１０は、タービンホイール１１を回転自在に収容するタービンハウジング１２と、タービンホイール１１の回転軸（不図示。符号１１ａはタービンホイール１１の回転軸の軸線である。）を回転自在に支持するとともにタービンハウジング１２に隣接して取付けられたベアリングハウジング１３と、タービンホイール１１へ流れ込む排気ガスの流速を調整するためにタービンハウジング１２及びベアリングハウジング１３のそれぞれの間に且つそれぞれの内側に配置されたノズル組立体１７とを備える。なお、符号４６はタービンハウジング１２及びノズル組立体１７のそれぞれの間をシールするシールリング、４７はタービンハウジング１２とベアリングハウジング１３との間をシールするシールリング、４８はベアリングハウジング１３とノズル組立体１７（詳しくは、ノズルマウント５１）との間をシールする皿ばね状のバックプレートである。
上記シールリング４６，４７の断面にはハッチングを施さず、黒塗りとしている（以下同様）。
【００４３】
タービンホイール１１は、回転軸の一端部に設けられたハブ１１ｂと、このハブ１１ｂの外周面に設けられた複数のタービン翼１１ｃとからなる。
タービンハウジング１２は、タービンホイール１１の排気ガス下流側に設けられた排気ガス排出口１２ａを形成する筒状の内周壁１２ｂと、この内周壁１２ｂを囲むように内周壁１２ｂの半径方向外側に形成された筒状の外周壁１２ｃと、内周壁１２ｂの中間部から半径方向外側に延びて外周壁１２ｃの一端部に繋がる環状壁１２ｄとからなる。
【００４４】
ベアリングハウジング１３は、タービンホイール１１の回転軸を支持する筒状の内周壁１３ａと、この内周壁１３ａから半径方向外側に立ち上がる環状壁１３ｂと、この環状壁１３ｂの外周縁に繋がる筒状の外周壁１３ｃとを備える。
【００４５】
ノズル組立体１７は、タービンハウジング１２の外周壁１２ｃに形成された内方突出フランジ部１２ｆ及びベアリングハウジング１３の外周壁１３ｃのそれぞれに挟まれて固定された環状のノズルマウント５１と、このノズルマウント５１に周方向に並ぶように且つ回動自在に取付けられた複数のノズル５２と、これらのノズル５２の一端部にそれぞれ一端が取付けられたレバープレート５３と、これらのレバープレート５３の他端にそれぞれ設けられた係合凸部５３ａに係合する溝部５４ａを外周部に複数有するとともに内周部がノズルマウント５１の小径部５１ａに回転自在に嵌合するドライブリング５４と、ノズル５２を構成するノズルベーン５２ａをノズルマウント５１とで挟み込むようにノズルマウント５１に取付けられた環状のノズルプレート５６とからなる。
上記ドライブリング５４は、外周部に１つの切欠き部が形成され、この切欠き部に支軸２１（図１参照）の内側端部に設けられたアーム部が係合している。
【００４６】
上記のアクチュエータ側組立体１６（図１参照）とノズル組立体１７とは、可変ノズル機構１５を構成している。
アクチュエータ２７（図１参照）を作動させてドライブリング５４を回動させることで、各レバープレート５３がノズルマウント５１に対して一定の方向に揺動し、ノズル５２が回動することで、ノズルベーン５２ａの翼角が変化する。
【００４７】
ノズル５２は、上記のノズルベーン５２ａと、このノズルベーン５２ａの回動軸となるノズル軸５２ｂと、ノズル５２の軸方向位置を規制するフランジ５２ｃとが一体成形された部品であり、ノズル軸５２ｂは、ノズルマウント５１に開けられた軸受穴部５１ｂに回動自在に嵌合し、ノズル軸５２ｂの端部にレバープレート５３が加締め固定されている。
【００４８】
ノズルプレート５６は、環状のプレート部５６ａと、このプレート部５６ａの内周端からタービンホイール１１のタービン翼１１ｃの外形に沿って且つ所定の隙間を保ってタービンホイール１１の軸方向に延びる筒状部５６ｂとからなる一体成形品である。
【００４９】
ノズルマウント５１とノズルプレート５６とは、排気ガスが流れる排気ガス通路６１を形成し、この排気ガス通路６１は、排気ガスが、タービンハウジング１２に渦巻き状に形成されたスクロール６２からタービンホイール１１に流れる途中の通路として形成されている。
【００５０】
従って、排気ガス通路６１に設けられたノズルベーン５２ａの翼角を可変ノズル機構１５により変化させることで、タービンホイール１１に作用する排気ガスの流速を変更することが可能になり、ターボチャージャ１０に備えるコンプレッサの過給圧を制御することができる。
【００５１】
図３に示すように、連結機構２４のボディ３５は、薄板状に形成されて連結ピン２３（図１参照）に連結される平板部３５ｄと、この平板部３５ｄから円柱状に膨出された円柱部３５ｅとが一体成形され、円柱部３５ｅ内におねじ挿通穴３５ｂが形成されている。
【００５２】
アクチュエータ２７のアクチュエータ本体４１に備えるケース４２に、ボルト６６，６６及びナット６７，６７でアクチュエータブラケット４３及び遮熱板４４が共締めされている。なお、符号４１ａはアクチュエータ本体４１内に負圧を取り込む負圧導入口である。
【００５３】
遮熱板４４は、アクチュエータブラケット４３に隣接する基部プレート部４４ｂと、この基部プレート部４４ｂから立ち上げられた環状のテーパ部４４ｃと、このテーパ部４４ｃの先端部に形成された平坦なナット受け部４４ａとを備える。
ナット受け部４４ａは、アクチュエータロッド２６が貫通する貫通穴４４ｅが形成され、アクチュエータロッド２６に直交するように形成された平坦部である。
【００５４】
以上に述べたストッパ３０の作用を次に説明する。
図１の状態で、アクチュエータ本体４１内に負圧を導入すると、アクチュエータ本体４１内のダイアフラムが移動し、これに伴ってダイアフラムに取付けられたアクチュエータロッド２６が、図４に示すように、矢印Ａの向きに引かれ、フランジ付きナット３１のフランジ３１ａが遮熱板４４のナット受け部４４ａに当たってアクチュエータロッド２６の移動が停止する。
【００５５】
この結果、連結機構２４及び連結ピン２３も移動して、アウタレバー２２が、矢印Ｂで示すように、支軸２１を中心にして想像線で示す位置から実線で示す位置まで角度θだけ揺動する。これにより、支軸２１も角度θだけ回動し、これに伴って、図２において、タービンハウジング１２及びベアリングハウジング１３の内側に配置されたノズル組立体１７を構成するドライブリング５４が回動し、各レバープレート５３が一斉に揺動し、各ノズル５２が回動し、ノズルベーン５２ａの開度が小さくなる。
【００５６】
即ち、図５（ａ）に示すように、アクチュエータが作動前には、各ノズルベーン５２ａの開度（図中の符号α１はノズルベーン５２ａが完全に閉じた時の開度（翼角）をゼロとしたときの開度である。）は大きい状態にあり、隣り合うノズルベーン５２ａ間の流路面積（図中の符号Ｃ１はノズルベーン５２ａ間のクリアランスである。）は大きい。
【００５７】
アクチュエータを作動させると、図５（ａ）の状態から図５（ｂ）に示すように、各ノズルベーン５２ａが矢印で示すごとく反時計回りに回動し、各ノズルベーン５２ａの開度（図中の符号α２はノズルベーン５２ａが完全に閉じた時の開度（翼角）をゼロとしたときの開度であり、α２＜α１である。）は全閉に近い状態に小さくなり、隣り合うノズルベーン５２ａ間の流路面積（図中の符号Ｃ２はノズルベーン５２ａ間のクリアランスであり、Ｃ２＜Ｃ１である。）は最小になる。この結果、隣り合うノズルベーン５２ａ間を流れる排気ガスの流速が大きくなり、タービンホイールの回転数が上昇する。
【００５８】
（第２実施形態）
第２実施形態に関し、第１実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図６に示すように、連結ピン２３とアクチュエータロッド２６とを連結する連結機構７０は、一端が連結ピン２３を介してアウタレバー２２に連結されたボディ７１と、このボディ７１に形成された窓部３５ａ内に回転自在に配置されたアジャストナット３６と、アクチュエータロッド２６にボディ７１を固定するロックナット３７と、ボディ７１にアクチュエータロッド２６と平行に配置されるようにねじ結合されたストッパボルト７３と、このストッパボルト７３をボディ７１に固定するロックナット７４とからなる。
【００５９】
上記のストッパボルト７３及びロックナット７４は、複数のノズルベーンの開度を全閉側で規制するとともに複数のノズルベーンの開度を全閉側で調整するストッパ７５の一部となる可動側ストッパ部７７を構成している。
【００６０】
ボディ７１は、薄板状に形成されて連結ピン２３に連結された平板部７１ｃと、この平板部７１ｃから共に円柱状に膨出されるとともに平行に配置された２つの円柱部３５ｅ，７１ｅとが一体成形され、円柱部３５ｅ内におねじ２６ａが挿入されるおねじ挿通穴３５ｂが形成され、円柱部７１ｅ内にストッパボルト７３のおねじ７３ａがねじ込まれるめねじ７１ｈが形成されている。
【００６１】
アクチュエータ本体４１を支持するためにタービンハウジング１２に取付けられたアクチュエータブラケット７６は、ストッパボルト７３の頭部７３ｃに対向する位置にストッパ片７６ａが一体成形されている。
【００６２】
ストッパ片７６ａは、複数のノズルベーンの開度を全閉側で規制するとともに複数のノズルベーンの開度を全閉側で調整するストッパ７５の一部となる固定側ストッパ部であり、アクチュエータ２７が作動し、アクチュエータロッド２６がアクチュエータ本体４１に引き込まれたときに連結機構７０のストッパボルト７３の頭部７３ｃが当たる部分である。
【００６３】
上記した可動側ストッパ部７７とストッパ片７６ａとは、ストッパ７５を構成し、ストッパボルト７３の頭部７３ｃがストッパ片７６ａに当たることで、ノズルベーン５２ａ（図５（ｂ）参照）の最小開度を規制することができる。
【００６４】
ここで、ストッパボルト７３の頭部７３ｃとストッパ片７６ａとの距離をＬとする。ロックナット７４を緩め、ストッパボルト７３を回して距離Ｌを変更することで、図５（ａ），（ｂ）に示したように、ノズルベーンの最小開度を調整することができる。
【００６５】
（第３実施形態）
第３実施形態に関し、第１実施形態、第２実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図７に示すように、連結ピン２３とアクチュエータロッド２６とを連結する連結機構８０は、一端が連結ピン２３を介してアウタレバー２２に連結されたボディ８１と、このボディ８１に形成された窓部３５ａ内に回転自在に配置されたアジャストナット３６と、アクチュエータロッド２６にボディ８１を固定するロックナット３７とからなる。
【００６６】
ボディ８１は、薄板状に形成されて連結ピン２３に連結された平板部８１ｃと、この平板部８１ｃに形成された側方突出部８１ｄに備える当て板８２と、平板部８１ｃから一体に円柱状に膨出された円柱部３５ｅとからなる。
側方突出部８１ｄは、複数のノズルベーンの開度を全閉側で規制するとともに複数のノズルベーンの開度を全閉側で調整するストッパ９０の一部となる可動側ストッパ部である。
【００６７】
アクチュエータ本体４１を支持するためにタービンハウジング１２に取付けられたアクチュエータブラケット８４は、連結機構８０の当て板８２に対向する位置に突出片８４ａが一体成形され、この突出片８４ａに、当て板８２に当たることで連結機構８０の移動を規制するストッパ部８６が設けられている。
【００６８】
ストッパ部８６は、突出片８４ａに形成されためねじにおねじ８７ａがねじ結合されるとともに頭部８７ｂが当て板８２に対向するように配置されたストッパボルト８７と、このストッパボルト８７を突出片８４ａに固定するロックナット８８とからなり、複数のノズルベーンの開度を全閉側で規制するとともに複数のノズルベーンの開度を全閉側で調整するストッパ９０の一部となる固定側ストッパ部である。
【００６９】
ストッパボルト８７の頭部８７ｂに当たる当て板８２は、例えば、ボディ８１が鋳造製である場合に、鋳物よりも硬度が高い鋼板製とされ、頭部８７ｂとの当接による当て板８２の摩耗が抑えられる。
上記した側方突出部８１ｄとストッパ部８６とは、ストッパ９０を構成している。
【００７０】
アクチュエータ２７が作動し、アクチュエータロッド２６がアクチュエータ本体４１に引き込まれたときに、連結機構８０の当て板８２がストッパボルト８７の頭部８７ｂに当たることで、ノズルベーン５２ａ（図５（ｂ）参照）の最小開度を規制することができる。
【００７１】
ここで、連結機構８０の当て板８２とストッパボルト８７の頭部８７ｂとの距離をＬとする。ロックナット８８を緩め、ストッパボルト８７を回して距離Ｌを変更することで図５（ａ），（ｂ）に示したように、ノズルベーンの最小開度を調整することができる。
【００７２】
尚、第１実施形態では、図３に示したように、遮熱板４４に形成されたナット受け部４４ａを固定側ストッパ部としたが、これに限らず、アクチュエータブラケット４３に突出部を形成し、この突出部を固定側ストッパ部としてもよい。
また、第１実施形態〜第３実施形態は、アクチュエータのロッドがストロークして短くなった際にベーン開度が全閉になる形態での全閉側の開度を規制するものであるが、アクチュエータのロッドがストロークして長くなった際にベーン開度が全開になる形態での全開側の開度を規制するようにしてもよい。
【００７３】
すなわち、第１実施形態では可動側ストッパ部３３の位置を遮熱板４４の固定側ストッパ部４４ａ対して反対側（図３において固定側ストッパ部４４ａの右側）に位置させ、また、第２実施形態では可動側ストッパ部７７とストッパ片７６ａの配置関係（図６参照）を逆にし、第３実施形態ではストッパ部８６と当て板８２との配置関係（図７参照）を逆にして全開側の開度を規制してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、可変ノズル機構の駆動源としてのアクチュエータにロッドを備えるターボチャージャに好適である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ ターボチャージャ
１３ ベアリングハウジング
１５ 可変ノズル機構
２４，７０，８０ 連結機構
２６ ロッド（アクチュエータロッド）
２６ａ おねじ
２７ アクチュエータ
３０，７５，９０ ストッパ
３３，７７，８１ｄ 可動側ストッパ部
３５，７１，８１ ボディ
３５ｂ おねじ挿通穴
３６ アジャストナット
３２，３７，７４，８８ ロックナット
４１ アクチュエータ本体
４３，７６，８４ アクチュエータブラケット
４４ 遮熱板
４４ａ，７６ａ，８６ 固定側ストッパ部
５２ａ ノズルベーン
７３，８７ 調整ボルト（ストッパボルト）
α１，α２ ノズルベーンの開度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータによりノズルベーンの開度を変更することでタービンホイールへ流れる排気ガスの流速を変更可能な可変ノズル機構と、前記ノズルベーンの全開側又は全閉側の開度を規制するとともに該ノズルベーンの全開側または全閉側の開度を調整可能なストッパとを備え、前記ストッパは、前記アクチュエータをターボチャージャ本体に取り付けるアクチュエータブラケットに設けられた固定側ストッパ部と、該固定ブラケットに対して移動する可動部に設けられるとともに前記固定側ストッパ部に当接可能な可動側ストッパ部とから構成され、前記アクチュエータは、その駆動力を発生させるアクチュエータ本体と、このアクチュエータ本体の駆動力を伝達するロッドとから構成され、
前記可動側ストッパ部は、前記アクチュエータ本体から前記ノズルベーン側へ延びて進退する前記ロッドに設けられていることを特徴とするターボチャージャ用ノズルベーンの開度規制構造。
【請求項２】
前記可動側ストッパ部は、前記ロッドに設けられたナットであり、前記固定側ストッパ部は、前記アクチュエータに熱が伝わらないように前記アクチュエータブラケットに取付けられた遮熱板であることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造。
【請求項３】
前記遮熱板は前記アクチュエータを前記アクチュエータブラケットへ固定するボルトによってアクチュエータブラケットに供締めされて取り付けられるとともに、該遮熱板を貫通するように設けられた前記ロッドの貫通穴の周縁部によって前記ナットのナット受け部が形成されることを特徴とする請求項２記載のターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造。
【請求項４】
前記ロッドの先端部と前記ノズルベーン側とが長さ調整可能な連結機構で連結され、前記可動側ストッパ部は、前記連結機構を構成するボディに長さ調整可能にねじ結合される調整ボルトからなり、前記固定側ストッパ部は、前記アクチュエータブラケットに一体に形成されたストッパ片からなることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造。
【請求項５】
前記ロッドの先端部と前記ノズルベーン側とが長さ調整可能な連結機構で連結され、前記可動側ストッパ部は、前記アクチュエータブラケットに長さ調整可能にねじ結合された調整ボルトからなり、前記固定側ストッパ部は、前記連結機構を構成するボディに形成された当て板からなることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造。
【請求項１】
アクチュエータによりノズルベーンの開度を変更することでタービンホイールへ流れる排気ガスの流速を変更可能な可変ノズル機構と、前記ノズルベーンの全開側又は全閉側の開度を規制するとともに該ノズルベーンの全開側または全閉側の開度を調整可能なストッパとを備え、前記ストッパは、前記アクチュエータをターボチャージャ本体に取り付けるアクチュエータブラケットに設けられた固定側ストッパ部と、該固定ブラケットに対して移動する可動部に設けられるとともに前記固定側ストッパ部に当接可能な可動側ストッパ部とから構成され、前記アクチュエータは、その駆動力を発生させるアクチュエータ本体と、このアクチュエータ本体の駆動力を伝達するロッドとから構成され、
前記可動側ストッパ部は、前記アクチュエータ本体から前記ノズルベーン側へ延びて進退する前記ロッドに設けられていることを特徴とするターボチャージャ用ノズルベーンの開度規制構造。
【請求項２】
前記可動側ストッパ部は、前記ロッドに設けられたナットであり、前記固定側ストッパ部は、前記アクチュエータに熱が伝わらないように前記アクチュエータブラケットに取付けられた遮熱板であることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造。
【請求項３】
前記遮熱板は前記アクチュエータを前記アクチュエータブラケットへ固定するボルトによってアクチュエータブラケットに供締めされて取り付けられるとともに、該遮熱板を貫通するように設けられた前記ロッドの貫通穴の周縁部によって前記ナットのナット受け部が形成されることを特徴とする請求項２記載のターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造。
【請求項４】
前記ロッドの先端部と前記ノズルベーン側とが長さ調整可能な連結機構で連結され、前記可動側ストッパ部は、前記連結機構を構成するボディに長さ調整可能にねじ結合される調整ボルトからなり、前記固定側ストッパ部は、前記アクチュエータブラケットに一体に形成されたストッパ片からなることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造。
【請求項５】
前記ロッドの先端部と前記ノズルベーン側とが長さ調整可能な連結機構で連結され、前記可動側ストッパ部は、前記アクチュエータブラケットに長さ調整可能にねじ結合された調整ボルトからなり、前記固定側ストッパ部は、前記連結機構を構成するボディに形成された当て板からなることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ用ノズルベーン開度規制ストッパ構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７２４００（Ｐ２０１３−７２４００Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３５５５（Ｐ２０１１−２１３５５５）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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