ターボチャージャ
【課題】リンク機構の寸法を変更させた場合であっても、その他の部品を共通化することができるターボチャージャを提供する。
【解決手段】排気ノズル６は、タービンインペラ２の周囲に支持軸７によって回動可能に支持された複数のノズルベーン８と、支持軸７を回動させるリンク機構２０と、を備え、リンク機構２０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向の両側には、係止部（排気導入壁１０、屈曲部１６ａ）がリンク機構２０の一部を挟んで対向するように設けられ、係止部のいずれか一方とリンク機構２０との間に、リンク機構２０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向への可動域を調整する調整部材１８が配置されている。
【解決手段】排気ノズル６は、タービンインペラ２の周囲に支持軸７によって回動可能に支持された複数のノズルベーン８と、支持軸７を回動させるリンク機構２０と、を備え、リンク機構２０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向の両側には、係止部（排気導入壁１０、屈曲部１６ａ）がリンク機構２０の一部を挟んで対向するように設けられ、係止部のいずれか一方とリンク機構２０との間に、リンク機構２０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向への可動域を調整する調整部材１８が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ターボチャージャに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、タービンインペラを回転可能に支持する軸受けハウジングと、タービンインペラに排気ガスを供給するスクロール流路が形成されたタービンハウジングと、スクロール流路内からタービンインペラ側に供給される排気ガスの圧力を調整する排気ノズルと、を備えた可変容量型の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】特開２００６−１２５５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のターボチャージャでは、排気ノズルを開閉するリンク機構の寸法が個々の仕様により異なるという課題がある。
図６に示すように、従来のターボチャージャ９０１は、タービンインペラ９０２を回転可能に支持するベアリングハウジング９０３と、タービンインペラ９０２に排気ガスを供給するスクロール流路９０４が形成されたタービンハウジング９０５と、スクロール流路９０４内からタービンインペラ９０２側に供給される排気ガスの圧力を調整する排気ノズル９０６と、を備えている。
【０００４】
排気ノズル９０６は、タービンインペラ９０２の周囲に支持軸９０７によって回動可能に支持された複数のノズルベーン９０８と、支持軸９０７を回動させるリンク機構９２０と、を備えている。リンク機構９２０は、周方向に回動可能に設けられた駆動リング９２１と、駆動リング９２１の周方向に配置された複数のリンク板９２２と、を備えている。リンク板９２２の各々は、リンクピン９２４により一端部が駆動リング９２１に回動可能に連結され、他端部がノズルベーン９０８の各々の支持軸９０７にそれぞれ連結されている。
【０００５】
このような構成により、リンク機構９２０の駆動リング９２１を周方向に回動させると、リンクピン９２４を介して駆動リング９２１に連結されたリンク板９２２の各々が支持軸９０７を中心として回動し、リンク板９２２に連結された支持軸９０７が回動して、支持軸９０７に支持された排気ノズル９０６のノズルベーン９０８が回動する。これにより、排気ノズル９０６のノズルベーン９０８の開度を調整し、スクロール流路９０４内からタービンインペラ９０２側に供給される排気ガスの圧力を調整する。
【０００６】
このようなターボチャージャ９０１に排気ブレーキに適用する場合には、排気ガスの圧力が高くなる。排気ガスの圧力が高くなると、排気ノズル９０６を開閉するリンク機構９２０を大型化させる必要がある。リンク機構９２０が大型化すると、ベアリングハウジング９０３、タービンハウジング９０５、及びこれらの間に配置される遮熱板９１７等の部品の寸法を、排気ノズル９０６及びリンク機構９２０の寸法に合わせて大型化させなくてはならない。
【０００７】
一方、ターボチャージャ９０１に排気ブレーキに適用しない場合には、排気ガスの圧力が低いため、リンク機構９２０は小型化する。このとき、ベアリングハウジング９０３、タービンハウジング９０５、及びこれらの間に配置される遮熱板９１７等の部品の寸法をリンク機構９２０に合わせて小型化させないと、リンク機構９２０のタービンインペラ９０２の軸９０２ａ方向に空隙が生じ、リンク機構９２０が不安定になってしまう。したがって、リンク機構９２０が小型化した場合には、その他の部品を小型化させる必要があり、大型のリンク機構９２０を用いるターボチャージャ９０１と小型のリンク機構を用いるターボチャージャの部品を共通化することが困難であった。
【０００８】
そこで、この発明は、リンク機構の寸法を変更した場合であっても、その他の部品を共通化することができるターボチャージャを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明のターボチャージャは、タービンインペラを回転可能に支持する軸受けハウジングと、前記タービンインペラに排気ガスを供給するスクロール流路が形成されたタービンハウジングと、前記スクロール流路内から前記タービンインペラ側に供給される前記排気ガスの圧力を調整する排気ノズルと、を備えた可変容量型のターボチャージャにおいて、前記排気ノズルは、前記タービンインペラの周囲に支持軸によって回動可能に支持された複数のノズルベーンと、前記支持軸を回動させるリンク機構と、を備え、前記リンク機構の前記タービンインペラの軸と平行な方向の両側には、係止部が前記リンク機構の一部を挟んで対向するように設けられ、前記係止部のいずれか一方と前記リンク機構との間に、前記リンク機構の前記タービンインペラの軸と平行な方向への可動域を調整する調整部材が配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のターボチャージャは、前記リンク機構は、周方向に回動可能に設けられた駆動リングと、該駆動リングの前記周方向に配置された複数のリンク板と、を備え、前記リンク板の各々は、一端部が前記駆動リングに回動可能に連結され、他端部が前記ノズルベーンの各々の前記支持軸にそれぞれ連結され、前記調整部材は、前記係止部のいずれか一方と前記駆動リングとの間に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のターボチャージャは、前記排気ノズルは、前記排気ガスの流路を形成すると共に前記ノズルベーンの支持軸を回動可能に支持する支持穴が形成された排気導入壁を備え、前記係止部の一方は前記排気導入壁であり、前記排気導入壁と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のターボチャージャは、前記係止部の一方は前記軸受けハウジングまたは前記タービンハウジングに設けられた係止面であり、該係止面と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のターボチャージャは、前記係止部の一方は、前記駆動リングの内周側と摺動する保護部材に設けられた屈曲部であり、前記屈曲部と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のターボチャージャは、前記保護部材は、前記タービンインペラと前記タービンハウジングとの間に設けられた遮熱板と一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のターボチャージャは、前記駆動リングは、中央部の貫通孔に面する内壁が前記タービンインペラの軸と平行な方向に沿って前記排気導入壁側に延びるように形成された当接部を備えていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のターボチャージャは、前記調整部材は、リング状に形成されて肉厚の異なる厚肉部と薄肉部とを有し、前記厚肉部の内径は前記薄肉部の内径と等しく、前記厚肉部の外径は前記薄肉部の外径よりも大きく形成され、前記薄肉部と前記駆動リングの当接部とは、内径及び肉厚が略等しく形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のターボチャージャは、係止部のいずれか一方とリンク機構との間に、リンク機構のタービンインペラの軸と平行な方向への可動域を調整する調整部材が配置されている。そのため、排気ノズルおよびリンク機構の寸法が変更になった場合に、一方の係止部とリンク機構との間に配置された調整部材を、他方の係止部とリンク機構との間に移動させることで、大型のリンク機構と小型のリンク機構のそれぞれの一部を、一対の係止部と調整部材とによって挟持することができる。
【００１８】
これにより、大型のリンク機構と小型のリンク機構のそれぞれがタービンインペラの軸と平行な方向へ移動することを防止できる。したがって、本発明のターボチャージャによれば、排気ノズル及びリンク機構の寸法を変更した場合であっても、それ以外のターボチャージャの部品を共通化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態のターボチャージャは、例えば自動車のエンジンの回転数の増減に基づいてタービンインペラに供給する排気ガスの圧力を調整可能な可変容量型のターボチャージャである。
以下では、まず、大型のリンク機構を適用した場合のターボチャージャの構成について説明する。図１は、本実施形態のターボチャージャの部分断面図である。図２は、図１のターボチャージャのベアリングハウジング側から見た平面図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態のターボチャージャ１は、タービンインペラ２を回転可能に支持するベアリングハウジング（軸受けハウジング）３と、タービンインペラ２に排気ガスを供給するスクロール流路４が形成されたタービンハウジング５と、スクロール流路４内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの圧力を調整する排気ノズル６と、を備えている。
【００２１】
排気ノズル６は、タービンインペラ２の周囲にタービンインペラ２の軸２ａと略平行に設けられた支持軸７によって回動可能に支持された複数のノズルベーン８を備えている。また、排気ノズル６は、排気ガスの流路を形成すると共にノズルベーン８の支持軸７を回動可能に支持する支持穴９が形成された排気導入壁１０を備えている。
ノズルベーン８は、図１及び図２に示すように、流線型の翼状の板材により形成され、支持軸７が固定されて支持軸７と一体的に設けられている。
【００２２】
排気導入壁１０，１１は、図１に示すように、スクロール流路４からタービンインペラ２へ排気ガスを供給する排ガス導入路１２の内壁を構成する対向して配置された一対のリング状の部材である。また、一対の排気導入壁１０，１１は、周方向に配置された複数の連結ピン１３によって、間隔が一定になるように連結されている。
連結ピン１３は、例えば端部を塑性変形させてかしめることにより、一対の排気導入壁１０，１１を一体的に連結している。
【００２３】
また、一対の排気導入壁１０，１１は、ノズルベーン８を挟持して、ノズルベーン８を支持軸７回りに回動可能にタービンインペラ２の周囲に保持している。
また、一体的に組み立てられた一対の排気導入壁１０，１１のうち、タービンハウジング５側に配置された排気導入壁１１は、複数の取付ボルト１４及びナット１５によって、タービンハウジング５に固定されている。取付ボルト１４は、排ガス導入路１２側の先端部がかしめられて排気導入壁１１に固定されている。
【００２４】
ノズルベーン８の支持軸７は、図１に示すように、アクチュエータの動力を支持軸７に伝達して回動させるリンク機構２０に連結されている。
リンク機構２０は、図２に示すように、周方向に回動可能に設けられた駆動リング２１と、駆動リング２１の周方向に配置された複数のリンク板２２と、を備えている。
【００２５】
駆動リング２１は、図１に示すように、中央部の貫通孔２１ａに面する内壁２１ｂが、タービンインペラ２の軸２ａと平行な方向に沿って排気導入壁１０側に延びるように形成され、断面視で略Ｌ字型の形状に形成されている。内壁２１ｂの排気導入壁１０側の端部は、平坦な当接部２１ｄとなっている。
駆動リング２１は、図２に示すように、平面視で中央部の貫通孔２１ａが円形に形成されたリング状の形状に形成され、外縁部は波状の形状に加工されている。波状に形成された外縁部の山の部分には、図１に示すように貫通孔２１ｃが設けられ、リンクピン２４が挿通されて固定されている。リンクピン２４は、貫通孔２１ｃの外側に突出した端部を塑性変形させてかしめることで、駆動リング２１に固定されている。
【００２６】
リンク板２２は、片方の端部が二股に分かれたフォーク状の形状を有し、二股の爪の間には略Ｕ字型のスライド溝２２ａが形成されている。リンク板２２のスライド溝２２ａが形成された端部の反対側の端部には貫通孔２２ｂが形成されている。
リンク板２２の一方の端部に設けられたスライド溝２２ａには、図２に示すように、平面視で矩形の筒状に形成されたスライド部材２５が、スライド溝２２ａの延在方向にスライド可能に嵌合している。また、各々のリンク板２２の他方の端部に形成された貫通孔２２ｂには、各々のノズルベーン８の支持軸７が挿通されている。支持軸７の貫通孔２２ｂから突出した部分はかしめられて、リンク板２２と支持軸７とが連結されている。
【００２７】
リンクピン２４は、図２に示すように、鍔状に形成された頭部２４ａを有し、スライド部材２５の中央部に形成された貫通孔２５ａに挿通され、例えば先端部がかしめられて駆動リング２１に固定されている。これにより、スライド部材２５は、リンクピン２４の頭部２４ａと駆動リング２１との間に、リンクピン２４に対して回動可能な状態で保持されている。
リンク板２２の各々は、スライド溝２２ａがスライド部材２５とスライド可能に嵌合することで、駆動リング２１に回動可能に連結されている。
【００２８】
波状の形状に形成された駆動リング２１の外縁部には、図２に示すように、隣接する２つの山を繋げて径方向に延出させた延出部２１ｅが設けられている。
延出部２１ｅの頂点の近傍には、リンク板２２と駆動リング２１とを連結するリンクピン２４と同様の駆動リンクピン２６が取り付けられている。
駆動リンクピン２６は、スライド部材２５と同様の矩形筒状の駆動スライド部材２７に挿通され、例えば端部をかしめることで、駆動スライド部材２７を延出部２１ｅに回動可能に保持している。
【００２９】
駆動スライド部材２７は、リンク板２２のスライド溝２２ａと同様の駆動スライド溝２８ａを備えた駆動リンク板２８にスライド可能に嵌合している。
駆動リンク板２８の駆動スライド溝２８ａが形成された端部と反対側の端部には、例えばアクチュエータ等の動力源により軸回りに回転する駆動軸２９が固定されている。これにより、駆動リンク板２８は、駆動軸２９の回転によって駆動軸２９回りに回動するようになっている。
【００３０】
本実施形態のターボチャージャ１では、駆動リング２１、リンク板２２、リンクピン２４、スライド部材２５等からなるリンク機構２０が、タービンインペラ２の軸２ａと平行な方向へずれたり振動したりすることを防止するために、ベアリングハウジング３に係止面３ａが設けられている。係止面３ａは、タービンインペラ２の軸２ａと略垂直に設けられている。
また、リンク機構２０の係止面３ａと反対側には、排気導入壁１０がタービンインペラ２の軸２ａと略垂直に設けられている。
【００３１】
リンク機構２０の内周側には、駆動リング２１の内壁２１ｂと摺動する保護部材１６が設けられている。保護部材１６は、例えばステンレス鋼等により形成され、タービンインペラ２の軸２ａと垂直な方向に屈曲された屈曲部１６ａを有している。また、保護部材１６は、タービンインペラ２とタービンハウジング５との間に設けられた遮熱板１７と一体的に形成されている。
屈曲部１６ａは、ベアリングハウジング３の係止面３ａに沿って屈曲され、駆動リング２１のベアリングハウジング３側の面と摺動するようになっている。
【００３２】
このように、リンク機構２０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向には、それぞれタービンインペラ２の軸２ａと略垂直な排気導入壁１０と、同じくタービンインペラ２の軸２ａと略垂直な屈曲部１６ａとが、リンク機構２０の内周側の一部を挟んで対向するように設けられている。
すなわち、本実施形態のターボチャージャ１では、排気導入壁１０と屈曲部１６ａとが、リンク機構２０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向へのずれや振動を防止するための係止部として設けられている。
【００３３】
ここで、本実施形態のターボチャージャ１では、大型のリンク機構２０が適用される場合に、図１に示すように、排気導入壁（係止部）１０と駆動リング２１との間に、リンク機構２０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向への可動域を調整する調整部材１８が配置されている。
調整部材１８は、リング状に形成され、肉厚の異なる厚肉部１８ａと薄肉部１８ｂとを有し、断面視で略Ｌ字型に形成されている。排気導入壁１０側に配置された厚肉部１８ａの内径は薄肉部１８ｂの内径と等しく、厚肉部１８ａの外径は薄肉部１８ｂの外径よりも大きく形成されている。また、調整部材１８の薄肉部１８ｂと駆動リング２１の当接部２１ｄとは、内径及び肉厚が略等しく形成されている。
【００３４】
以上の構成により、本実施形態のターボチャージャ１は、運転時にスクロール流路４内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの圧力を調整する際に、まずアクチュエータ等の動力源によって、図２に示す駆動軸２９を回転させる。これにより、駆動リンク板２８が駆動軸２９を中心として回動する。そして、駆動スライド溝２８ａの延在方向に駆動スライド部材２７をスライドさせつつ、駆動スライド部材２７を駆動リング２１の周方向に移動させる。すると、駆動スライド部材２７に挿通され、駆動リング２１の延出部２１ｅに固定された駆動リンクピン２６によって、駆動リング２１が周方向に回動される。
【００３５】
駆動リング２１が周方向に回動すると、駆動リング２１の外縁部にリンクピン２４とスライド部材２５とを介して回動可能に連結された複数のリンク板２２が、各々、ノズルベーン８の支持軸７を中心として同期して回動する。これにより、支持軸７が回転してノズルベーン８が開閉し、排気ノズル６の開度を調整してスクロール流路４内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの圧力を調整することができる。
【００３６】
次に、図１及び図２に示すターボチャージャ１において、大型のリンク機構２０を取り外し、小型のリンク機構を適用する場合について説明する。
大型のリンク機構２０を取り外す際には、まず、図１に示すようにベアリングハウジング３とタービンハウジング５とを締結するボルト１９を取り外し、図２に示すようにタービンハウジング５からベアリングハウジング３を取り外す。このとき、一体的に形成された保護部材１６及び遮熱板１７と、調整部材１８も取り外す。
【００３７】
次に、図１に示す取付ボルト１４を固定するナット１５を取り外す。これにより、一体的に組み立てられた排気ノズル６とリンク機構２０とを、タービンハウジング５から取り外すことができる。次いで、一体的に組み立てられた小型のリンク機構と排気ノズルとを、大型のリンク機構３０と排気ノズル６の場合と同様に、タービンハウジング５に取り付ける。
【００３８】
図３は、本実施形態のターボチャージャ１に小型のリンク機構３０を適用したときの部分断面図である。図４は、図３のターボチャージャ１をベアリングハウジング３側から見た平面図である。
図３及び図４に示す小型のリンク機構３０は、図１及び図２に示す大型のリンク機構２０と同様に、周方向に回動可能に設けられた駆動リング３１と、駆動リング３１の周方向に配置された複数のリンク板３２と、を備えている。
【００３９】
図３に示すように、駆動リング３１は、図１に示す駆動リング２１と同様に、中央部の貫通孔３１ａに面する内壁３１ｂが、タービンインペラ２の軸２ａと平行な方向に沿って排気導入壁１０側に延びるように形成され、断面視で略Ｌ字型の形状に形成されている。また、内壁３１ｂの排気導入壁１０側の端部は平坦な当接部３１ｄとなっている。ここで、内壁３１ｂのタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向の寸法Ｌは、図１に示す駆動リング２１の同寸法Ｌと等しくなっている。
【００４０】
図４に示すように、駆動リング３１は、図２に示す駆動リング２１と同様に、平面視でリング状の形状に形成され、外縁部は波状の形状に加工されている。波状に形成された外縁部の山の部分には、同様に貫通孔３１ｃが設けられ、リンクピン３４が挿通されて固定されている。リンクピン３４は、例えば貫通孔３１ｃの外側に突出した端部を塑性変形させてかしめることで、駆動リング３１に固定されている。
【００４１】
また、リンク板３２、リンクピン３４、及びスライド部材３５は、図１及び図２に示すリンク機構２０のリンク板２２、リンクピン２４、及びスライド部材２５と同様に設けられている。すなわち、各々のリンク板３２の端部には各々のノズルベーン８の支持軸７が挿通されて固定され、リンクピン３４はスライド部材３５に挿通されて駆動リング３１に固定され、スライド部材３５はリンクピン３４の頭部３４ａと駆動リング３１との間にリンクピン３４に対して回動可能な状態で保持されている。
したがって、リンク板３２の各々は、リンク機構２０のリンク板２２と同様に、一方の端部に設けられたスライド溝３２ａがスライド部材３５とスライド可能に嵌合することで、駆動リング３１に対して回動可能に連結されている。
【００４２】
図４に示すように、波状の形状に形成された駆動リング３１の外縁部には、図２に示す延出部２１ｅと同様に、波状の形状の隣接する二つの山を連結させて形成された連結部３１ｅが設けられている。
連結部３１ｅには、図２に示す延出部２１ｅと同様に、駆動スライド部材３７と駆動リンクピン３６とが設けられている。また、駆動スライド部材３７は、駆動リンク板３８の駆動スライド溝３８ａにスライド可能に嵌合している。駆動リンク板３８の駆動スライド溝３８ａの反対側の端部には、例えばアクチュエータ等の動力源により回転する駆動軸（図示略）が連結されている。これにより、駆動リンク板３８は、駆動軸の回転によって駆動軸回りに回動するようになっている。
【００４３】
ここで、本実施形態のターボチャージャ１は、小型のリンク機構３０が適用される場合には、図３に示すように、一対の係止部のうちの一方である保護部材１６の屈曲部１６ａと、駆動リング２１との間に、リンク機構３０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向への可動域を調整する調整部材１８が配置されている。
【００４４】
以上の構成により、本実施形態のターボチャージャ１は、運転時にスクロール流路４内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの圧力を調整する際に、まずアクチュエータ等の動力源によって、駆動リンク板３８に連結された駆動軸を回転させる。これにより、駆動リンク板３８が駆動軸回りに回動して、駆動スライド部材３７を駆動リング３１の周方向に回動させる。すると、駆動スライド部材３７に挿通され、駆動リング３１の連結部３１ｅに固定された駆動リンクピン３６によって、駆動リング３１が周方向に回動される。
【００４５】
駆動リング３１が周方向に回動すると、駆動リング３１の外縁部にリンクピン３４とスライド部材３５とを介して回動可能に連結された複数のリンク板３２が、各々、ノズルベーン８の支持軸７を中心として同期して回動する。これにより、支持軸７が回転してノズルベーン８が開閉し、排気ノズル６の開度を調整してスクロール流路４内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの圧力を調整することができる。
【００４６】
次に、本実施形態のターボチャージャ１の作用について説明する。
図１及び図３に示すように、本実施形態のターボチャージャ１は、係止部である排気導入壁１０または屈曲部１６ａと、リンク機構２０，３０との間に、リンク機構２０，３０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向への可動域を調整する調整部材１８が配置されている。
そのため、図１及び図２に示す大型のリンク機構２０と排気ノズル６とを、図３及び図４に示す小型のリンク機構３０と排気ノズル６とに交換する際に、排気導入壁１０と駆動リング２１との間に配置された調整部材１８を、駆動リング２１と屈曲部１６ａとの間に移動させることで、小型のリンク機構３０の内周側の一部を、排気導入壁１０と、屈曲部１６ａ及び調整部材１８とにより挟持することができる。
【００４７】
また、図３及び図４に示す小型のリンク機構３０と排気ノズル６とを、図１及び図２に示す大型のリンク機構２０と排気ノズル６とに交換する際には、駆動リング３１と屈曲部１６ａとの間に配置された調整部材１８を、排気導入壁１０と駆動リング２１との間に移動させることで、大型のリンク機構２０の内周側の一部を排気導入壁１０及び調整部材１８と、屈曲部１６ａとにより挟持することができる。
【００４８】
これにより、大型のリンク機構２０と小型のリンク機構３０のそれぞれがタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向へ移動することを防止できる。したがって、本実施形態のターボチャージャ１によれば、排気ノズル６及びリンク機構２０，３０の寸法を変更した場合であっても、それ以外の保護部材１６、遮熱板１７、ベアリングハウジング３、タービンハウジング５等、ターボチャージャ１の部品を共通化することができる。
【００４９】
また、駆動リング２１，３１の内壁２１ｂ，３１ｂのタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向の寸法Ｌを共通化して、調整部材１８を駆動リング２１，３１と、排気導入壁１０または屈曲部１６ａとの間に配置している。これにより、大型のリンク機構２０を適用した場合と小型のリンク機構２０を適用した場合の双方の場合に、タービンインペラ２の軸２ａと平行な方向のクリアランスを最適化して、大型のリンク機構２０と小型のリンク機構３０のそれぞれがタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向へ移動することを防止できる。
【００５０】
また、保護部材１６に屈曲部１６ａを設けることで、図１に示すように、大型のリンク機構２０を用いる場合であっても、駆動リング２１とベアリングハウジング３の係止面３ａとが接触することを防止できる。
さらに、保護部材１６を例えばステンレス鋼等により形成することで、ベアリングハウジング３が例えば鋳鉄等により形成され、駆動リング２１がステンレス鋼等により形成されている場合に、異なる材質が直接摺動することを防止して、駆動リング２１を保護することができる。
【００５１】
また、保護部材１６が駆動リング２１の内壁２１ｂとベアリングハウジング３との間に配置されているので、駆動リング２１の内壁２１ｂとベアリングハウジング３とが直接摺動することを防止して、駆動リング２１を保護することができる。
また、保護部材１６は、タービンインペラ２とタービンハウジング５との間に設けられた遮熱板１７と一体的に形成されているので、ターボチャージャ１の部品点数を削減し、組立を容易にすることができる。
【００５２】
また、駆動リング２１は、中央部の貫通孔２１ａに面する内壁２１ｂがタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向に沿って排気導入壁１０側に延びるように形成された当接部２１ｄを備えている。
そのため、当接部２１ｄは、大型のリンク機構２０を適用する場合には、図１に示すように調整部材１８と当接する。一方、小型のリンク機構３０を用いる場合には、図３に示すように、当接部３１ｄは排気導入壁１０と当接する。また、内壁２１ｂ，３１ｂは保護部材１６に沿うように配置されている。
これにより、駆動リング２１，３１は、リンク機構２０，３０の大小に関係なく、ベアリングハウジング３側の面が、タービンインペラ２の軸２ａと略垂直な状態で保持される。したがって、リンク機構２０，３０がタービンハウジング５やベアリングハウジング３と干渉することを防止できる。
【００５３】
また、調整部材１８は厚肉部１８ａと薄肉部１８ｂとを有し、薄肉部１８ｂと駆動リング２１の当接部２１ｄとは、内径及び肉厚が略等しく形成されている。そのため、大型のリンク機構２０を適用する場合には、図１に示すように、リンク板２２との干渉を回避することができる。また、小型のリンク機構３０を適用する場合には、図３に示すように、駆動リング３１と厚肉部１８ａとを接触させて、調整部材１８と駆動リング３１との接触面積を増加させ、駆動リング３１をより安定的に支持することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態のターボチャージャ１によれば、リンク機構２０，３０の寸法を変更させた場合であっても、その他の部品を共通化することができる。リンク機構２０，３０以外のターボチャージャ１の部品を共通化することで、著しいコスト削減効果が得られると共に、ターボチャージャ１の汎用性を拡大させることができる。
【００５５】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図５を用いて説明する。
図５は、本実施形態のターボチャージャ１０１の部分断面図である。
図５に示すように、本実施形態のターボチャージャ１０１は、タービンインペラ１０２を回転可能に支持するベアリングハウジング１０３と、タービンインペラ１０２に排気ガスを供給するスクロール流路１０４が形成されたタービンハウジング１０５と、スクロール流路１０４内からタービンインペラ１０２側に供給される排気ガスの圧力を調整する排気ノズル１０６と、を備えている。
【００５６】
排気ノズル１０６は、第一実施形態と同様に、複数のノズルベーン１０８を備えている。また、排気ノズル１０６は、排気ガスの流路を形成すると共にノズルベーン１０８の支持軸１０７を回動可能に支持する支持穴１０９が形成された排気導入壁１１０を備えている。
ノズルベーン１０８の支持軸１０７は、第一実施形態と同様に、アクチュエータの動力を支持軸１０７に伝達して回動させるリンク機構１２０に連結されている。
リンク機構１２０は、第一実施形態と同様に、周方向に回動可能に設けられた駆動リング１２１と、駆動リング１２１の周方向に配置された複数のリンク板１２２と、を備えている。
【００５７】
駆動リング１２１には、第一実施形態と同様に、リンク板１２２が回動可能に連結されると共に、駆動軸１２９に連結された駆動リンク板１２８が、駆動リング１２１を周方向に回動させるように連結されている。そして、タービンハウジング１０５とベアリングハウジング１０３には、それぞれタービンインペラ１０２の軸１０２ａと略垂直な係止面１０３ａ，１０５ａが、駆動リング１２１を挟んで対抗する一対の係止部として設けられている。
タービンハウジング１０５側の係止面（係止部）１０５ａと駆動リング１２１との間には、リング状の調整部材１１８が配置されている。
【００５８】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
本実施形態のターボチャージャ１０１は、係止面１０５ａとリンク機構１２０との間に、リンク機構１２０のタービンインペラ１０２の軸１０２ａと平行な方向への可動域を調整する調整部材１１８が配置されている。そのため、排気ノズル１０６およびリンク機構１２０の寸法が変更になった場合に、タービンハウジング１０５側の係止面１０５ａとリンク機構１２０との間に配置された調整部材１１８を、ベアリングハウジング１０３の係止面１０３ａとリンク機構１２０との間に移動させることで、大型のリンク機構１２０と小型のリンク機構（図示略）のそれぞれの一部を、一対の係止面１０３ａ，１０５ａと調整部材１１８とによって挟持することができる。
【００５９】
これにより、大型のリンク機構１２０と小型のリンク機構のそれぞれがタービンインペラ１０２の軸１０２ａと平行な方向へ移動することを防止できる。したがって、本実施形態のターボチャージャ１０１によれば、排気ノズル１０６及びリンク機構１２０の寸法を変更した場合であっても、それ以外のターボチャージャ１０１の部品を共通化することができる。
【００６０】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、第一実施形態において、係止部は保護部材の屈曲部ではなく、ベアリングハウジングに設けられた係止面であってもよく、該係止面と駆動リングとの間に調整部材が配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの部分断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの分解平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの部分断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの分解平面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るターボチャージャの部分断面図である。
【図６】従来のターボチャージャの部分断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ ターボチャージャ、２ タービンインペラ、２ａ 軸、３ ベアリングハウジング（軸受けハウジング）、３ａ 係止面、４ スクロール流路、５ タービンハウジング、６ 排気ノズル、７ 支持軸、８ ノズルベーン、９ 支持穴、１０ 排気導入壁（係止部）、１１ 排気導入壁、１２ 排ガス導入路（流路）、１６ 保護部材、１６ａ 屈曲部（係止部）、１７ 遮熱板、１８ 調整部材、１８ａ 厚肉部、１８ｂ 薄肉部、２０ リンク機構、２１ 駆動リング、２１ａ 貫通孔、２１ｂ 内壁、２１ｄ 当接部、２２ リンク板、３０ リンク機構、３１ 駆動リング、３１ａ 貫通孔、３１ｂ 内壁、３１ｄ 当接部、３２ リンク板、１０１ ターボチャージャ、１０２ タービンインペラ、１０２ａ 軸、１０３ ベアリングハウジング（軸受けハウジング）、１０３ａ 係止面（係止部）、１０５ａ 係止面（係止部）、１０４ スクロール流路、１０５ タービンハウジング、１０６ 排気ノズル、１０７ 支持軸、１０８ ノズルベーン、１０９ 支持穴、１１０ 排気導入壁、１１８ 調整部材、１２０ リンク機構、１２１ 駆動リング、１２２ リンク板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ターボチャージャに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、タービンインペラを回転可能に支持する軸受けハウジングと、タービンインペラに排気ガスを供給するスクロール流路が形成されたタービンハウジングと、スクロール流路内からタービンインペラ側に供給される排気ガスの圧力を調整する排気ノズルと、を備えた可変容量型の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】特開２００６−１２５５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のターボチャージャでは、排気ノズルを開閉するリンク機構の寸法が個々の仕様により異なるという課題がある。
図６に示すように、従来のターボチャージャ９０１は、タービンインペラ９０２を回転可能に支持するベアリングハウジング９０３と、タービンインペラ９０２に排気ガスを供給するスクロール流路９０４が形成されたタービンハウジング９０５と、スクロール流路９０４内からタービンインペラ９０２側に供給される排気ガスの圧力を調整する排気ノズル９０６と、を備えている。
【０００４】
排気ノズル９０６は、タービンインペラ９０２の周囲に支持軸９０７によって回動可能に支持された複数のノズルベーン９０８と、支持軸９０７を回動させるリンク機構９２０と、を備えている。リンク機構９２０は、周方向に回動可能に設けられた駆動リング９２１と、駆動リング９２１の周方向に配置された複数のリンク板９２２と、を備えている。リンク板９２２の各々は、リンクピン９２４により一端部が駆動リング９２１に回動可能に連結され、他端部がノズルベーン９０８の各々の支持軸９０７にそれぞれ連結されている。
【０００５】
このような構成により、リンク機構９２０の駆動リング９２１を周方向に回動させると、リンクピン９２４を介して駆動リング９２１に連結されたリンク板９２２の各々が支持軸９０７を中心として回動し、リンク板９２２に連結された支持軸９０７が回動して、支持軸９０７に支持された排気ノズル９０６のノズルベーン９０８が回動する。これにより、排気ノズル９０６のノズルベーン９０８の開度を調整し、スクロール流路９０４内からタービンインペラ９０２側に供給される排気ガスの圧力を調整する。
【０００６】
このようなターボチャージャ９０１に排気ブレーキに適用する場合には、排気ガスの圧力が高くなる。排気ガスの圧力が高くなると、排気ノズル９０６を開閉するリンク機構９２０を大型化させる必要がある。リンク機構９２０が大型化すると、ベアリングハウジング９０３、タービンハウジング９０５、及びこれらの間に配置される遮熱板９１７等の部品の寸法を、排気ノズル９０６及びリンク機構９２０の寸法に合わせて大型化させなくてはならない。
【０００７】
一方、ターボチャージャ９０１に排気ブレーキに適用しない場合には、排気ガスの圧力が低いため、リンク機構９２０は小型化する。このとき、ベアリングハウジング９０３、タービンハウジング９０５、及びこれらの間に配置される遮熱板９１７等の部品の寸法をリンク機構９２０に合わせて小型化させないと、リンク機構９２０のタービンインペラ９０２の軸９０２ａ方向に空隙が生じ、リンク機構９２０が不安定になってしまう。したがって、リンク機構９２０が小型化した場合には、その他の部品を小型化させる必要があり、大型のリンク機構９２０を用いるターボチャージャ９０１と小型のリンク機構を用いるターボチャージャの部品を共通化することが困難であった。
【０００８】
そこで、この発明は、リンク機構の寸法を変更した場合であっても、その他の部品を共通化することができるターボチャージャを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明のターボチャージャは、タービンインペラを回転可能に支持する軸受けハウジングと、前記タービンインペラに排気ガスを供給するスクロール流路が形成されたタービンハウジングと、前記スクロール流路内から前記タービンインペラ側に供給される前記排気ガスの圧力を調整する排気ノズルと、を備えた可変容量型のターボチャージャにおいて、前記排気ノズルは、前記タービンインペラの周囲に支持軸によって回動可能に支持された複数のノズルベーンと、前記支持軸を回動させるリンク機構と、を備え、前記リンク機構の前記タービンインペラの軸と平行な方向の両側には、係止部が前記リンク機構の一部を挟んで対向するように設けられ、前記係止部のいずれか一方と前記リンク機構との間に、前記リンク機構の前記タービンインペラの軸と平行な方向への可動域を調整する調整部材が配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のターボチャージャは、前記リンク機構は、周方向に回動可能に設けられた駆動リングと、該駆動リングの前記周方向に配置された複数のリンク板と、を備え、前記リンク板の各々は、一端部が前記駆動リングに回動可能に連結され、他端部が前記ノズルベーンの各々の前記支持軸にそれぞれ連結され、前記調整部材は、前記係止部のいずれか一方と前記駆動リングとの間に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のターボチャージャは、前記排気ノズルは、前記排気ガスの流路を形成すると共に前記ノズルベーンの支持軸を回動可能に支持する支持穴が形成された排気導入壁を備え、前記係止部の一方は前記排気導入壁であり、前記排気導入壁と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のターボチャージャは、前記係止部の一方は前記軸受けハウジングまたは前記タービンハウジングに設けられた係止面であり、該係止面と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のターボチャージャは、前記係止部の一方は、前記駆動リングの内周側と摺動する保護部材に設けられた屈曲部であり、前記屈曲部と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のターボチャージャは、前記保護部材は、前記タービンインペラと前記タービンハウジングとの間に設けられた遮熱板と一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のターボチャージャは、前記駆動リングは、中央部の貫通孔に面する内壁が前記タービンインペラの軸と平行な方向に沿って前記排気導入壁側に延びるように形成された当接部を備えていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のターボチャージャは、前記調整部材は、リング状に形成されて肉厚の異なる厚肉部と薄肉部とを有し、前記厚肉部の内径は前記薄肉部の内径と等しく、前記厚肉部の外径は前記薄肉部の外径よりも大きく形成され、前記薄肉部と前記駆動リングの当接部とは、内径及び肉厚が略等しく形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のターボチャージャは、係止部のいずれか一方とリンク機構との間に、リンク機構のタービンインペラの軸と平行な方向への可動域を調整する調整部材が配置されている。そのため、排気ノズルおよびリンク機構の寸法が変更になった場合に、一方の係止部とリンク機構との間に配置された調整部材を、他方の係止部とリンク機構との間に移動させることで、大型のリンク機構と小型のリンク機構のそれぞれの一部を、一対の係止部と調整部材とによって挟持することができる。
【００１８】
これにより、大型のリンク機構と小型のリンク機構のそれぞれがタービンインペラの軸と平行な方向へ移動することを防止できる。したがって、本発明のターボチャージャによれば、排気ノズル及びリンク機構の寸法を変更した場合であっても、それ以外のターボチャージャの部品を共通化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態のターボチャージャは、例えば自動車のエンジンの回転数の増減に基づいてタービンインペラに供給する排気ガスの圧力を調整可能な可変容量型のターボチャージャである。
以下では、まず、大型のリンク機構を適用した場合のターボチャージャの構成について説明する。図１は、本実施形態のターボチャージャの部分断面図である。図２は、図１のターボチャージャのベアリングハウジング側から見た平面図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態のターボチャージャ１は、タービンインペラ２を回転可能に支持するベアリングハウジング（軸受けハウジング）３と、タービンインペラ２に排気ガスを供給するスクロール流路４が形成されたタービンハウジング５と、スクロール流路４内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの圧力を調整する排気ノズル６と、を備えている。
【００２１】
排気ノズル６は、タービンインペラ２の周囲にタービンインペラ２の軸２ａと略平行に設けられた支持軸７によって回動可能に支持された複数のノズルベーン８を備えている。また、排気ノズル６は、排気ガスの流路を形成すると共にノズルベーン８の支持軸７を回動可能に支持する支持穴９が形成された排気導入壁１０を備えている。
ノズルベーン８は、図１及び図２に示すように、流線型の翼状の板材により形成され、支持軸７が固定されて支持軸７と一体的に設けられている。
【００２２】
排気導入壁１０，１１は、図１に示すように、スクロール流路４からタービンインペラ２へ排気ガスを供給する排ガス導入路１２の内壁を構成する対向して配置された一対のリング状の部材である。また、一対の排気導入壁１０，１１は、周方向に配置された複数の連結ピン１３によって、間隔が一定になるように連結されている。
連結ピン１３は、例えば端部を塑性変形させてかしめることにより、一対の排気導入壁１０，１１を一体的に連結している。
【００２３】
また、一対の排気導入壁１０，１１は、ノズルベーン８を挟持して、ノズルベーン８を支持軸７回りに回動可能にタービンインペラ２の周囲に保持している。
また、一体的に組み立てられた一対の排気導入壁１０，１１のうち、タービンハウジング５側に配置された排気導入壁１１は、複数の取付ボルト１４及びナット１５によって、タービンハウジング５に固定されている。取付ボルト１４は、排ガス導入路１２側の先端部がかしめられて排気導入壁１１に固定されている。
【００２４】
ノズルベーン８の支持軸７は、図１に示すように、アクチュエータの動力を支持軸７に伝達して回動させるリンク機構２０に連結されている。
リンク機構２０は、図２に示すように、周方向に回動可能に設けられた駆動リング２１と、駆動リング２１の周方向に配置された複数のリンク板２２と、を備えている。
【００２５】
駆動リング２１は、図１に示すように、中央部の貫通孔２１ａに面する内壁２１ｂが、タービンインペラ２の軸２ａと平行な方向に沿って排気導入壁１０側に延びるように形成され、断面視で略Ｌ字型の形状に形成されている。内壁２１ｂの排気導入壁１０側の端部は、平坦な当接部２１ｄとなっている。
駆動リング２１は、図２に示すように、平面視で中央部の貫通孔２１ａが円形に形成されたリング状の形状に形成され、外縁部は波状の形状に加工されている。波状に形成された外縁部の山の部分には、図１に示すように貫通孔２１ｃが設けられ、リンクピン２４が挿通されて固定されている。リンクピン２４は、貫通孔２１ｃの外側に突出した端部を塑性変形させてかしめることで、駆動リング２１に固定されている。
【００２６】
リンク板２２は、片方の端部が二股に分かれたフォーク状の形状を有し、二股の爪の間には略Ｕ字型のスライド溝２２ａが形成されている。リンク板２２のスライド溝２２ａが形成された端部の反対側の端部には貫通孔２２ｂが形成されている。
リンク板２２の一方の端部に設けられたスライド溝２２ａには、図２に示すように、平面視で矩形の筒状に形成されたスライド部材２５が、スライド溝２２ａの延在方向にスライド可能に嵌合している。また、各々のリンク板２２の他方の端部に形成された貫通孔２２ｂには、各々のノズルベーン８の支持軸７が挿通されている。支持軸７の貫通孔２２ｂから突出した部分はかしめられて、リンク板２２と支持軸７とが連結されている。
【００２７】
リンクピン２４は、図２に示すように、鍔状に形成された頭部２４ａを有し、スライド部材２５の中央部に形成された貫通孔２５ａに挿通され、例えば先端部がかしめられて駆動リング２１に固定されている。これにより、スライド部材２５は、リンクピン２４の頭部２４ａと駆動リング２１との間に、リンクピン２４に対して回動可能な状態で保持されている。
リンク板２２の各々は、スライド溝２２ａがスライド部材２５とスライド可能に嵌合することで、駆動リング２１に回動可能に連結されている。
【００２８】
波状の形状に形成された駆動リング２１の外縁部には、図２に示すように、隣接する２つの山を繋げて径方向に延出させた延出部２１ｅが設けられている。
延出部２１ｅの頂点の近傍には、リンク板２２と駆動リング２１とを連結するリンクピン２４と同様の駆動リンクピン２６が取り付けられている。
駆動リンクピン２６は、スライド部材２５と同様の矩形筒状の駆動スライド部材２７に挿通され、例えば端部をかしめることで、駆動スライド部材２７を延出部２１ｅに回動可能に保持している。
【００２９】
駆動スライド部材２７は、リンク板２２のスライド溝２２ａと同様の駆動スライド溝２８ａを備えた駆動リンク板２８にスライド可能に嵌合している。
駆動リンク板２８の駆動スライド溝２８ａが形成された端部と反対側の端部には、例えばアクチュエータ等の動力源により軸回りに回転する駆動軸２９が固定されている。これにより、駆動リンク板２８は、駆動軸２９の回転によって駆動軸２９回りに回動するようになっている。
【００３０】
本実施形態のターボチャージャ１では、駆動リング２１、リンク板２２、リンクピン２４、スライド部材２５等からなるリンク機構２０が、タービンインペラ２の軸２ａと平行な方向へずれたり振動したりすることを防止するために、ベアリングハウジング３に係止面３ａが設けられている。係止面３ａは、タービンインペラ２の軸２ａと略垂直に設けられている。
また、リンク機構２０の係止面３ａと反対側には、排気導入壁１０がタービンインペラ２の軸２ａと略垂直に設けられている。
【００３１】
リンク機構２０の内周側には、駆動リング２１の内壁２１ｂと摺動する保護部材１６が設けられている。保護部材１６は、例えばステンレス鋼等により形成され、タービンインペラ２の軸２ａと垂直な方向に屈曲された屈曲部１６ａを有している。また、保護部材１６は、タービンインペラ２とタービンハウジング５との間に設けられた遮熱板１７と一体的に形成されている。
屈曲部１６ａは、ベアリングハウジング３の係止面３ａに沿って屈曲され、駆動リング２１のベアリングハウジング３側の面と摺動するようになっている。
【００３２】
このように、リンク機構２０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向には、それぞれタービンインペラ２の軸２ａと略垂直な排気導入壁１０と、同じくタービンインペラ２の軸２ａと略垂直な屈曲部１６ａとが、リンク機構２０の内周側の一部を挟んで対向するように設けられている。
すなわち、本実施形態のターボチャージャ１では、排気導入壁１０と屈曲部１６ａとが、リンク機構２０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向へのずれや振動を防止するための係止部として設けられている。
【００３３】
ここで、本実施形態のターボチャージャ１では、大型のリンク機構２０が適用される場合に、図１に示すように、排気導入壁（係止部）１０と駆動リング２１との間に、リンク機構２０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向への可動域を調整する調整部材１８が配置されている。
調整部材１８は、リング状に形成され、肉厚の異なる厚肉部１８ａと薄肉部１８ｂとを有し、断面視で略Ｌ字型に形成されている。排気導入壁１０側に配置された厚肉部１８ａの内径は薄肉部１８ｂの内径と等しく、厚肉部１８ａの外径は薄肉部１８ｂの外径よりも大きく形成されている。また、調整部材１８の薄肉部１８ｂと駆動リング２１の当接部２１ｄとは、内径及び肉厚が略等しく形成されている。
【００３４】
以上の構成により、本実施形態のターボチャージャ１は、運転時にスクロール流路４内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの圧力を調整する際に、まずアクチュエータ等の動力源によって、図２に示す駆動軸２９を回転させる。これにより、駆動リンク板２８が駆動軸２９を中心として回動する。そして、駆動スライド溝２８ａの延在方向に駆動スライド部材２７をスライドさせつつ、駆動スライド部材２７を駆動リング２１の周方向に移動させる。すると、駆動スライド部材２７に挿通され、駆動リング２１の延出部２１ｅに固定された駆動リンクピン２６によって、駆動リング２１が周方向に回動される。
【００３５】
駆動リング２１が周方向に回動すると、駆動リング２１の外縁部にリンクピン２４とスライド部材２５とを介して回動可能に連結された複数のリンク板２２が、各々、ノズルベーン８の支持軸７を中心として同期して回動する。これにより、支持軸７が回転してノズルベーン８が開閉し、排気ノズル６の開度を調整してスクロール流路４内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの圧力を調整することができる。
【００３６】
次に、図１及び図２に示すターボチャージャ１において、大型のリンク機構２０を取り外し、小型のリンク機構を適用する場合について説明する。
大型のリンク機構２０を取り外す際には、まず、図１に示すようにベアリングハウジング３とタービンハウジング５とを締結するボルト１９を取り外し、図２に示すようにタービンハウジング５からベアリングハウジング３を取り外す。このとき、一体的に形成された保護部材１６及び遮熱板１７と、調整部材１８も取り外す。
【００３７】
次に、図１に示す取付ボルト１４を固定するナット１５を取り外す。これにより、一体的に組み立てられた排気ノズル６とリンク機構２０とを、タービンハウジング５から取り外すことができる。次いで、一体的に組み立てられた小型のリンク機構と排気ノズルとを、大型のリンク機構３０と排気ノズル６の場合と同様に、タービンハウジング５に取り付ける。
【００３８】
図３は、本実施形態のターボチャージャ１に小型のリンク機構３０を適用したときの部分断面図である。図４は、図３のターボチャージャ１をベアリングハウジング３側から見た平面図である。
図３及び図４に示す小型のリンク機構３０は、図１及び図２に示す大型のリンク機構２０と同様に、周方向に回動可能に設けられた駆動リング３１と、駆動リング３１の周方向に配置された複数のリンク板３２と、を備えている。
【００３９】
図３に示すように、駆動リング３１は、図１に示す駆動リング２１と同様に、中央部の貫通孔３１ａに面する内壁３１ｂが、タービンインペラ２の軸２ａと平行な方向に沿って排気導入壁１０側に延びるように形成され、断面視で略Ｌ字型の形状に形成されている。また、内壁３１ｂの排気導入壁１０側の端部は平坦な当接部３１ｄとなっている。ここで、内壁３１ｂのタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向の寸法Ｌは、図１に示す駆動リング２１の同寸法Ｌと等しくなっている。
【００４０】
図４に示すように、駆動リング３１は、図２に示す駆動リング２１と同様に、平面視でリング状の形状に形成され、外縁部は波状の形状に加工されている。波状に形成された外縁部の山の部分には、同様に貫通孔３１ｃが設けられ、リンクピン３４が挿通されて固定されている。リンクピン３４は、例えば貫通孔３１ｃの外側に突出した端部を塑性変形させてかしめることで、駆動リング３１に固定されている。
【００４１】
また、リンク板３２、リンクピン３４、及びスライド部材３５は、図１及び図２に示すリンク機構２０のリンク板２２、リンクピン２４、及びスライド部材２５と同様に設けられている。すなわち、各々のリンク板３２の端部には各々のノズルベーン８の支持軸７が挿通されて固定され、リンクピン３４はスライド部材３５に挿通されて駆動リング３１に固定され、スライド部材３５はリンクピン３４の頭部３４ａと駆動リング３１との間にリンクピン３４に対して回動可能な状態で保持されている。
したがって、リンク板３２の各々は、リンク機構２０のリンク板２２と同様に、一方の端部に設けられたスライド溝３２ａがスライド部材３５とスライド可能に嵌合することで、駆動リング３１に対して回動可能に連結されている。
【００４２】
図４に示すように、波状の形状に形成された駆動リング３１の外縁部には、図２に示す延出部２１ｅと同様に、波状の形状の隣接する二つの山を連結させて形成された連結部３１ｅが設けられている。
連結部３１ｅには、図２に示す延出部２１ｅと同様に、駆動スライド部材３７と駆動リンクピン３６とが設けられている。また、駆動スライド部材３７は、駆動リンク板３８の駆動スライド溝３８ａにスライド可能に嵌合している。駆動リンク板３８の駆動スライド溝３８ａの反対側の端部には、例えばアクチュエータ等の動力源により回転する駆動軸（図示略）が連結されている。これにより、駆動リンク板３８は、駆動軸の回転によって駆動軸回りに回動するようになっている。
【００４３】
ここで、本実施形態のターボチャージャ１は、小型のリンク機構３０が適用される場合には、図３に示すように、一対の係止部のうちの一方である保護部材１６の屈曲部１６ａと、駆動リング２１との間に、リンク機構３０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向への可動域を調整する調整部材１８が配置されている。
【００４４】
以上の構成により、本実施形態のターボチャージャ１は、運転時にスクロール流路４内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの圧力を調整する際に、まずアクチュエータ等の動力源によって、駆動リンク板３８に連結された駆動軸を回転させる。これにより、駆動リンク板３８が駆動軸回りに回動して、駆動スライド部材３７を駆動リング３１の周方向に回動させる。すると、駆動スライド部材３７に挿通され、駆動リング３１の連結部３１ｅに固定された駆動リンクピン３６によって、駆動リング３１が周方向に回動される。
【００４５】
駆動リング３１が周方向に回動すると、駆動リング３１の外縁部にリンクピン３４とスライド部材３５とを介して回動可能に連結された複数のリンク板３２が、各々、ノズルベーン８の支持軸７を中心として同期して回動する。これにより、支持軸７が回転してノズルベーン８が開閉し、排気ノズル６の開度を調整してスクロール流路４内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの圧力を調整することができる。
【００４６】
次に、本実施形態のターボチャージャ１の作用について説明する。
図１及び図３に示すように、本実施形態のターボチャージャ１は、係止部である排気導入壁１０または屈曲部１６ａと、リンク機構２０，３０との間に、リンク機構２０，３０のタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向への可動域を調整する調整部材１８が配置されている。
そのため、図１及び図２に示す大型のリンク機構２０と排気ノズル６とを、図３及び図４に示す小型のリンク機構３０と排気ノズル６とに交換する際に、排気導入壁１０と駆動リング２１との間に配置された調整部材１８を、駆動リング２１と屈曲部１６ａとの間に移動させることで、小型のリンク機構３０の内周側の一部を、排気導入壁１０と、屈曲部１６ａ及び調整部材１８とにより挟持することができる。
【００４７】
また、図３及び図４に示す小型のリンク機構３０と排気ノズル６とを、図１及び図２に示す大型のリンク機構２０と排気ノズル６とに交換する際には、駆動リング３１と屈曲部１６ａとの間に配置された調整部材１８を、排気導入壁１０と駆動リング２１との間に移動させることで、大型のリンク機構２０の内周側の一部を排気導入壁１０及び調整部材１８と、屈曲部１６ａとにより挟持することができる。
【００４８】
これにより、大型のリンク機構２０と小型のリンク機構３０のそれぞれがタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向へ移動することを防止できる。したがって、本実施形態のターボチャージャ１によれば、排気ノズル６及びリンク機構２０，３０の寸法を変更した場合であっても、それ以外の保護部材１６、遮熱板１７、ベアリングハウジング３、タービンハウジング５等、ターボチャージャ１の部品を共通化することができる。
【００４９】
また、駆動リング２１，３１の内壁２１ｂ，３１ｂのタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向の寸法Ｌを共通化して、調整部材１８を駆動リング２１，３１と、排気導入壁１０または屈曲部１６ａとの間に配置している。これにより、大型のリンク機構２０を適用した場合と小型のリンク機構２０を適用した場合の双方の場合に、タービンインペラ２の軸２ａと平行な方向のクリアランスを最適化して、大型のリンク機構２０と小型のリンク機構３０のそれぞれがタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向へ移動することを防止できる。
【００５０】
また、保護部材１６に屈曲部１６ａを設けることで、図１に示すように、大型のリンク機構２０を用いる場合であっても、駆動リング２１とベアリングハウジング３の係止面３ａとが接触することを防止できる。
さらに、保護部材１６を例えばステンレス鋼等により形成することで、ベアリングハウジング３が例えば鋳鉄等により形成され、駆動リング２１がステンレス鋼等により形成されている場合に、異なる材質が直接摺動することを防止して、駆動リング２１を保護することができる。
【００５１】
また、保護部材１６が駆動リング２１の内壁２１ｂとベアリングハウジング３との間に配置されているので、駆動リング２１の内壁２１ｂとベアリングハウジング３とが直接摺動することを防止して、駆動リング２１を保護することができる。
また、保護部材１６は、タービンインペラ２とタービンハウジング５との間に設けられた遮熱板１７と一体的に形成されているので、ターボチャージャ１の部品点数を削減し、組立を容易にすることができる。
【００５２】
また、駆動リング２１は、中央部の貫通孔２１ａに面する内壁２１ｂがタービンインペラ２の軸２ａと平行な方向に沿って排気導入壁１０側に延びるように形成された当接部２１ｄを備えている。
そのため、当接部２１ｄは、大型のリンク機構２０を適用する場合には、図１に示すように調整部材１８と当接する。一方、小型のリンク機構３０を用いる場合には、図３に示すように、当接部３１ｄは排気導入壁１０と当接する。また、内壁２１ｂ，３１ｂは保護部材１６に沿うように配置されている。
これにより、駆動リング２１，３１は、リンク機構２０，３０の大小に関係なく、ベアリングハウジング３側の面が、タービンインペラ２の軸２ａと略垂直な状態で保持される。したがって、リンク機構２０，３０がタービンハウジング５やベアリングハウジング３と干渉することを防止できる。
【００５３】
また、調整部材１８は厚肉部１８ａと薄肉部１８ｂとを有し、薄肉部１８ｂと駆動リング２１の当接部２１ｄとは、内径及び肉厚が略等しく形成されている。そのため、大型のリンク機構２０を適用する場合には、図１に示すように、リンク板２２との干渉を回避することができる。また、小型のリンク機構３０を適用する場合には、図３に示すように、駆動リング３１と厚肉部１８ａとを接触させて、調整部材１８と駆動リング３１との接触面積を増加させ、駆動リング３１をより安定的に支持することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態のターボチャージャ１によれば、リンク機構２０，３０の寸法を変更させた場合であっても、その他の部品を共通化することができる。リンク機構２０，３０以外のターボチャージャ１の部品を共通化することで、著しいコスト削減効果が得られると共に、ターボチャージャ１の汎用性を拡大させることができる。
【００５５】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図５を用いて説明する。
図５は、本実施形態のターボチャージャ１０１の部分断面図である。
図５に示すように、本実施形態のターボチャージャ１０１は、タービンインペラ１０２を回転可能に支持するベアリングハウジング１０３と、タービンインペラ１０２に排気ガスを供給するスクロール流路１０４が形成されたタービンハウジング１０５と、スクロール流路１０４内からタービンインペラ１０２側に供給される排気ガスの圧力を調整する排気ノズル１０６と、を備えている。
【００５６】
排気ノズル１０６は、第一実施形態と同様に、複数のノズルベーン１０８を備えている。また、排気ノズル１０６は、排気ガスの流路を形成すると共にノズルベーン１０８の支持軸１０７を回動可能に支持する支持穴１０９が形成された排気導入壁１１０を備えている。
ノズルベーン１０８の支持軸１０７は、第一実施形態と同様に、アクチュエータの動力を支持軸１０７に伝達して回動させるリンク機構１２０に連結されている。
リンク機構１２０は、第一実施形態と同様に、周方向に回動可能に設けられた駆動リング１２１と、駆動リング１２１の周方向に配置された複数のリンク板１２２と、を備えている。
【００５７】
駆動リング１２１には、第一実施形態と同様に、リンク板１２２が回動可能に連結されると共に、駆動軸１２９に連結された駆動リンク板１２８が、駆動リング１２１を周方向に回動させるように連結されている。そして、タービンハウジング１０５とベアリングハウジング１０３には、それぞれタービンインペラ１０２の軸１０２ａと略垂直な係止面１０３ａ，１０５ａが、駆動リング１２１を挟んで対抗する一対の係止部として設けられている。
タービンハウジング１０５側の係止面（係止部）１０５ａと駆動リング１２１との間には、リング状の調整部材１１８が配置されている。
【００５８】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
本実施形態のターボチャージャ１０１は、係止面１０５ａとリンク機構１２０との間に、リンク機構１２０のタービンインペラ１０２の軸１０２ａと平行な方向への可動域を調整する調整部材１１８が配置されている。そのため、排気ノズル１０６およびリンク機構１２０の寸法が変更になった場合に、タービンハウジング１０５側の係止面１０５ａとリンク機構１２０との間に配置された調整部材１１８を、ベアリングハウジング１０３の係止面１０３ａとリンク機構１２０との間に移動させることで、大型のリンク機構１２０と小型のリンク機構（図示略）のそれぞれの一部を、一対の係止面１０３ａ，１０５ａと調整部材１１８とによって挟持することができる。
【００５９】
これにより、大型のリンク機構１２０と小型のリンク機構のそれぞれがタービンインペラ１０２の軸１０２ａと平行な方向へ移動することを防止できる。したがって、本実施形態のターボチャージャ１０１によれば、排気ノズル１０６及びリンク機構１２０の寸法を変更した場合であっても、それ以外のターボチャージャ１０１の部品を共通化することができる。
【００６０】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、第一実施形態において、係止部は保護部材の屈曲部ではなく、ベアリングハウジングに設けられた係止面であってもよく、該係止面と駆動リングとの間に調整部材が配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの部分断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの分解平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの部分断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの分解平面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るターボチャージャの部分断面図である。
【図６】従来のターボチャージャの部分断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ ターボチャージャ、２ タービンインペラ、２ａ 軸、３ ベアリングハウジング（軸受けハウジング）、３ａ 係止面、４ スクロール流路、５ タービンハウジング、６ 排気ノズル、７ 支持軸、８ ノズルベーン、９ 支持穴、１０ 排気導入壁（係止部）、１１ 排気導入壁、１２ 排ガス導入路（流路）、１６ 保護部材、１６ａ 屈曲部（係止部）、１７ 遮熱板、１８ 調整部材、１８ａ 厚肉部、１８ｂ 薄肉部、２０ リンク機構、２１ 駆動リング、２１ａ 貫通孔、２１ｂ 内壁、２１ｄ 当接部、２２ リンク板、３０ リンク機構、３１ 駆動リング、３１ａ 貫通孔、３１ｂ 内壁、３１ｄ 当接部、３２ リンク板、１０１ ターボチャージャ、１０２ タービンインペラ、１０２ａ 軸、１０３ ベアリングハウジング（軸受けハウジング）、１０３ａ 係止面（係止部）、１０５ａ 係止面（係止部）、１０４ スクロール流路、１０５ タービンハウジング、１０６ 排気ノズル、１０７ 支持軸、１０８ ノズルベーン、１０９ 支持穴、１１０ 排気導入壁、１１８ 調整部材、１２０ リンク機構、１２１ 駆動リング、１２２ リンク板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンインペラを回転可能に支持する軸受けハウジングと、前記タービンインペラに排気ガスを供給するスクロール流路が形成されたタービンハウジングと、前記スクロール流路内から前記タービンインペラ側に供給される前記排気ガスの圧力を調整する排気ノズルと、を備えた可変容量型のターボチャージャにおいて、
前記排気ノズルは、前記タービンインペラの周囲に支持軸によって回動可能に支持された複数のノズルベーンと、前記支持軸を回動させるリンク機構と、を備え、
前記リンク機構の前記タービンインペラの軸と平行な方向の両側には、係止部が前記リンク機構の一部を挟んで対向するように設けられ、
前記係止部のいずれか一方と前記リンク機構との間に、前記リンク機構の前記タービンインペラの軸と平行な方向への可動域を調整する調整部材が配置されていることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
前記リンク機構は、周方向に回動可能に設けられた駆動リングと、該駆動リングの前記周方向に配置された複数のリンク板と、を備え、
前記リンク板の各々は、一端部が前記駆動リングに回動可能に連結され、他端部が前記ノズルベーンの各々の前記支持軸にそれぞれ連結され、
前記調整部材は、前記係止部のいずれか一方と前記駆動リングとの間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記排気ノズルは、前記排気ガスの流路を形成すると共に前記ノズルベーンの支持軸を回動可能に支持する支持穴が形成された排気導入壁を備え、
前記係止部の一方は前記排気導入壁であり、前記排気導入壁と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする請求項２記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記係止部の一方は前記軸受けハウジングまたは前記タービンハウジングに設けられた係止面であり、該係止面と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする請求項２記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記係止部の一方は、前記駆動リングの内周側と摺動する保護部材に設けられた屈曲部であり、前記屈曲部と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする請求項２記載のターボチャージャ。
【請求項６】
前記保護部材は、前記タービンインペラと前記タービンハウジングとの間に設けられた遮熱板と一体的に形成されていることを特徴とする請求項５記載のターボチャージャ。
【請求項７】
前記駆動リングは、中央部の貫通孔に面する内壁が前記タービンインペラの軸と平行な方向に沿って前記排気導入壁側に延びるように形成された当接部を備えていることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項８】
前記調整部材は、リング状に形成されて肉厚の異なる厚肉部と薄肉部とを有し、
前記厚肉部の内径は前記薄肉部の内径と等しく、前記厚肉部の外径は前記薄肉部の外径よりも大きく形成され、
前記薄肉部と前記駆動リングの当接部とは、内径及び肉厚が略等しく形成されていることを特徴とする請求項７記載のターボチャージャ。
【請求項１】
タービンインペラを回転可能に支持する軸受けハウジングと、前記タービンインペラに排気ガスを供給するスクロール流路が形成されたタービンハウジングと、前記スクロール流路内から前記タービンインペラ側に供給される前記排気ガスの圧力を調整する排気ノズルと、を備えた可変容量型のターボチャージャにおいて、
前記排気ノズルは、前記タービンインペラの周囲に支持軸によって回動可能に支持された複数のノズルベーンと、前記支持軸を回動させるリンク機構と、を備え、
前記リンク機構の前記タービンインペラの軸と平行な方向の両側には、係止部が前記リンク機構の一部を挟んで対向するように設けられ、
前記係止部のいずれか一方と前記リンク機構との間に、前記リンク機構の前記タービンインペラの軸と平行な方向への可動域を調整する調整部材が配置されていることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
前記リンク機構は、周方向に回動可能に設けられた駆動リングと、該駆動リングの前記周方向に配置された複数のリンク板と、を備え、
前記リンク板の各々は、一端部が前記駆動リングに回動可能に連結され、他端部が前記ノズルベーンの各々の前記支持軸にそれぞれ連結され、
前記調整部材は、前記係止部のいずれか一方と前記駆動リングとの間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記排気ノズルは、前記排気ガスの流路を形成すると共に前記ノズルベーンの支持軸を回動可能に支持する支持穴が形成された排気導入壁を備え、
前記係止部の一方は前記排気導入壁であり、前記排気導入壁と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする請求項２記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記係止部の一方は前記軸受けハウジングまたは前記タービンハウジングに設けられた係止面であり、該係止面と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする請求項２記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記係止部の一方は、前記駆動リングの内周側と摺動する保護部材に設けられた屈曲部であり、前記屈曲部と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする請求項２記載のターボチャージャ。
【請求項６】
前記保護部材は、前記タービンインペラと前記タービンハウジングとの間に設けられた遮熱板と一体的に形成されていることを特徴とする請求項５記載のターボチャージャ。
【請求項７】
前記駆動リングは、中央部の貫通孔に面する内壁が前記タービンインペラの軸と平行な方向に沿って前記排気導入壁側に延びるように形成された当接部を備えていることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項８】
前記調整部材は、リング状に形成されて肉厚の異なる厚肉部と薄肉部とを有し、
前記厚肉部の内径は前記薄肉部の内径と等しく、前記厚肉部の外径は前記薄肉部の外径よりも大きく形成され、
前記薄肉部と前記駆動リングの当接部とは、内径及び肉厚が略等しく形成されていることを特徴とする請求項７記載のターボチャージャ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−７１１３８（Ｐ２０１０−７１１３８Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３７９２０（Ｐ２００８−２３７９２０）
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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