ターボチャージャ
【課題】部品点数を増やすことなく、可変ノズルを容易に組み付け可能なターボチャージャを提供する。
【解決手段】ターボチャージャのタービンは、タービンハウジング４２の内部でタービンホイールが回転する。タービンハウジング４２に固定される複数の固定ガイド５６と、複数の固定ガイド５６の径方向内側に環状に配置される複数の可動ガイド６６とは、可変ノズル５０を構成する。複数の可動ガイド６６は、複数の固定ガイド５６に対して周方向に回動することにより排気ガス通路８３の開口面積を調節する。一部の固定ガイド５６１は内周側の辺に凸部５７１を有する。可動ガイド６６の入口端６８１が固定ガイド５６１の最大規制壁５８１に当接して可動板６２の回動が規制されることで、組み付け時に、可変ノズル５０の最大開度位置での位置調整が容易となる。
【解決手段】ターボチャージャのタービンは、タービンハウジング４２の内部でタービンホイールが回転する。タービンハウジング４２に固定される複数の固定ガイド５６と、複数の固定ガイド５６の径方向内側に環状に配置される複数の可動ガイド６６とは、可変ノズル５０を構成する。複数の可動ガイド６６は、複数の固定ガイド５６に対して周方向に回動することにより排気ガス通路８３の開口面積を調節する。一部の固定ガイド５６１は内周側の辺に凸部５７１を有する。可動ガイド６６の入口端６８１が固定ガイド５６１の最大規制壁５８１に当接して可動板６２の回動が規制されることで、組み付け時に、可変ノズル５０の最大開度位置での位置調整が容易となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの過給システムに用いられるターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの排気ガスの流れによってタービンホイールを回転させ、このタービンホイールにシャフトを介して連結されているコンプレッサホイールを回転させることにより、吸気通路内の空気を燃焼室に過給し、エンジン出力を向上させるターボチャージャが知られている。その中で、排気ガス通路の幅などを可変とする可変ノズルは、タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流速を調整する機構を有している。
【０００３】
可変ノズルを開閉することにより、（１）タービンホイールの入口から流入する排気ガスの流速を調整し、（２）タービンホイールの回転速度を調整する。（３）タービンホイールとシャフトを介して連結されているコンプレッサホイールの回転速度が調整されることにより、（４）エンジンの燃焼室に送り込まれる空気の量が調整される。
この結果、エンジン出力の向上とコンプレッサの過剰回転による燃焼室内の過剰圧防止が図れるようになる。
【０００４】
可変ノズルが付いたターボチャージャの例として、特許文献１のターボチャージャは、開閉レバーの開閉角度を調整して排気ガスの流速を調整するものであり、開閉レバーの全開角度と全閉角度との回動範囲を規制するストッパが設定されている。
【０００５】
特許文献２では、可変ノズルは、「タービンホイールの外側に位置し、気体（排気ガス）をタービンホイールへ案内可能な環状の内周側部材」と、「内周側部材の外側に隣接して位置し、内周側部材に対して円周方向に相対的に回動可能な環状の外周側部材」とから構成される。内周側部材および外周側部材の各々に設けられる複数の案内部の各々の間には気体通路が設けられる。固定された内周側部材に対して外周側部材が回動することで、内周側部材の案内部が外周側部材の気体通路を塞ぎ、気体の流れを遮断する。さらに、内周側部材に対する外周側部材の回動位置により、気体通路を通過する気体の流量を連続的に変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９９４３３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２８４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のターボチャージャは、開閉レバーの開閉角度を調整して排気ガスの流速を調整するものであり、開閉レバーの全開角度と全閉角度との回動範囲を規制するストッパが設定されている。開閉レバーとストッパが別部品であるため部品点数が多くなり、組付工数もかかる。
【０００８】
特許文献２では、可変ノズルは、内周側部材と外周側部材との２部品で構成され、部品点数は少ない。しかし、部品の組立段階において内周側部材と外周側部材との回動位置関係が重要であるにもかかわらず、内周側部材と外周側部材との位置関係を規制するためのストッパが設けられていない。したがって、組立時に製品ごとにアクチュエータ等を用いて、内周側部材と外周側部材との位置関係を調整するための工数が必要となる。あるいは、位置調整のために別部品を追加する場合は、部品点数が増加する。
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、部品点数を増やすことなく、可変ノズルを容易に組み付け可能なターボチャージャを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載のターボチャージャは、吸気を圧縮するコンプレッサと、このコンプレッサに同軸に設けられて該コンプレッサと一体に回転するタービンホイールと、タービンホイールを収容するとともに該タービンホイール入口側に排気ガス入口通路を有するタービンハウジングと、複数の固定ガイドと、複数の可動ガイドと、ストッパ部とを備える。
複数の固定ガイドは、タービンハウジング内部でタービンホイールの径方向外側に環状に配置され、排気ガス通路を形成する。排気ガス通路は、排気ガス入口通路から径方向内側のタービンホイールに排気ガスを案内する
複数の可動ガイドは、タービンハウジング内部で複数の固定ガイドの径方向内側に環状に配置され、前記複数の固定ガイドに対して回動することにより、タービンホイール入口側の排気ガス通路の開口面積を調節可能である。
【００１１】
そして、固定ガイドと可動ガイドとの相対位置を特定して排気ガス通路の最大開度位置または最小開度位置を規制するためのストッパ部が設けられる。このストッパ部は、例えば、タービンハウジング、複数の固定ガイド、及び、複数の可動ガイド、の少なくともいずれか一つに設けられる。
これにより、ストッパ部を利用して最大開度位置または最小開度位置を容易に調整することができる。したがって、組み付け時に製品ごとにアクチュエータ等を用いて、最大開度位置または最小開度位置を調整するための工数は必要とならず、位置調整のために別部品を追加する必要もない。よって、可変ノズルを容易に組み付けることができる。
【００１２】
請求項２に記載のターボチャージャは、請求項１に記載のターボチャージャにおいて、複数の固定ガイドが環状の固定板に支持される。
ストッパ部は、タービンハウジング、固定板、複数の固定ガイド、及び、複数の可動ガイド、の少なくともいずれか一つに設けられる。
複数の固定ガイドは、タービンホイールを収容するタービンハウジングに直接設けることもできる。しかし、複数の固定ガイドを一体に支持する環状の固定板を設け、固定板をタービンハウジングに設置することにより、組立や修理等の作業性が向上する。この場合、ストッパ部を固定板に設けてもよい。
【００１３】
さらに請求項３に記載のターボチャージャでは、複数の可動ガイドは環状の可動板に支持され、その可動板が複数の固定ガイドまたは固定板に対して回動することにより、複数の可動ガイドが排気ガス通路の開口面積を調節する。
ストッパ部は、タービンハウジング、固定板、可動板、複数の固定ガイド、及び、複数の可動ガイド、の少なくともいずれか一つに設けられる。
複数の可動ガイドを一体に支持する環状の可動板を設け、可動板を回動させることにより、組立や修理等の作業性が向上することに加え、駆動機構を単純にできる。すなわち、可動板のいずれか一箇所を所定角度動かせば、全部の可動ガイドを同時に動かすことができるようになる。この場合、ストッパ部を可動板に設けてもよい。
【００１４】
また、請求項４に記載のターボチャージャは、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャにおいて、ストッパ部が最大開度位置および最小開度位置の両方を規制する。
これにより、最大開度位置と最小開度位置の両方を位置調整して、可変ノズルを容易に組み付けることができる。
また、最大開度位置または最小開度位置の一方のみを規制する場合は、アクチュエータによって駆動される動作角度を一定とすることにより、他方の開度位置を定位置に設定する必要がある。それに対し、最大開度位置と最小開度位置の両方を規制する場合は、アクチュエータによって駆動される動作角度を利用する必要がない。したがって、アクチュエータの制御精度が要求されないので、制御を簡易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態によるターボチャージャの全体構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）：図１のＢ矢視によるタービン内部の模式図であり、可変ノズルおよびタービンホイール部分を示す。（ｂ）：（ａ）のＣ−Ｐ−Ｃ断面図である。
【図４】（ａ）：図３（ａ）から可変ノズルだけを取り出した正面図である。（ｂ）：（ａ）のＥ−Ｑ−Ｅ断面図である。
【図５】図３（ｂ）のＤ−Ｄ断面図であり、（ａ）：最大開度時、（ｂ）：最小開度時の要部拡大断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるターボチャージャにおける可変ノズル部分の模式図であり、（ａ）：最大開度時、（ｂ）：最小開度時の模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるターボチャージャにおける可変ノズル部分の断面図であり、（ａ）：最大開度時、（ｂ）：最小開度時の要部拡大断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態によるターボチャージャにおける可変ノズル部分の断面図であり、（ａ）：最大開度時、（ｂ）：最小開度時の全体断面図である。
【図９】図８（ａ）、（ｂ）の要部拡大図である。
【図１０】本発明の第４実施形態によるターボチャージャにおける可変ノズル部分の断面図であり、（ａ）：最大開度時の要部拡大断面図、（ｂ）：（ａ）のＦ−Ｆ断面図、（ｃ）：最小開度時の要部拡大断面図、（ｄ）：（ｃ）のＧ−Ｇ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
最初に図１、図２を参照して、ターボチャージャの全体構成を説明する。ターボチャージャ１は、センターハウジング２の一方の側にコンプレッサ３を備え、他方の側にタービン４を備える。
【００１７】
コンプレッサ３は、コンプレッサハウジング３２に収容されるコンプレッサホイール３１に複数枚のコンプレッサブレード３１ａが環状に配置される。コンプレッサホイール３１は、後述するシャフト２１と同軸に接続されて回転可能である。
コンプレッサハウジング３２の内部には、コンプレッサホイール３１に対しセンターハウジング２と軸方向反対側に吸気入口通路７１が形成される。また、コンプレッサハウジング３２の内部には、コンプレッサホイール３１の径方向外側に送出通路７２が形成され、この送出通路７２に連通する渦巻き状のコンプレッサ通路７３が形成される。吸気入口通路７１からコンプレッサホイール３１に取り込まれた吸気は、コンプレッサホイール３１により過給され、圧縮空気となって送出通路７２を経由しコンプレッサ通路７３へ送り出される。
【００１８】
タービン４は、タービンホイール４１とタービンハウジング４２とを備える。タービンホイール４１には、複数枚のタービンブレード４１ａが環状に配置される。タービンホイール４１は、後述するシャフト２１と同軸に接続されて回転可能である。
タービンハウジング４２は、タービンホイール４１を収容する。タービンハウジング４２の内部には、タービンホイール４１に対しセンターハウジング２と軸方向反対側に延びる排気ガス出口通路８２が設けられる。また、タービンハウジング４２の内部には渦巻き状の排気ガス入口通路８１が設けられる。
【００１９】
タービンハウジング４２内部のタービンホイール４１の径方向外側に可変ノズル５０が設けられる。可変ノズル５０は、タービンホイール４１に流入する排気ガス通路の開口面積を調節し、排気ガス入口通路８1からタービンホイール４１に吹き付けられる排気ガスの流速を調整する。
【００２０】
シャフト２１は、コンプレッサホイール３１とタービンホイール４１とを同軸に連結する。シャフト２１は、センターハウジング２の内部で回転可能に軸受け２２、２３により支持される。軸受け２２、２３には油路２４、２５から潤滑油が供給される。
【００２１】
次に、図３〜図６を参照して、可変ノズル５０の詳細な構成を説明する。
可変ノズル５０は、環状の固定板５１、５２と、環状の可動板６１、６２とから構成される。固定板５１、５２は、複数の固定ガイド５６を支持する。可動板６１、６２は、複数の可動ガイド６６を支持する。
固定板５１、５２は、ドーナッツ状の円板形状である。
固定板５１は、タービンハウジング４２の内壁４２ａにシャフト２１の軸方向と直交して固定されている。固定板５２は、タービンハウジング４２の内壁４２ｂにシャフト２１の軸方向と直交して固定されている。固定板５１と固定板５２とは平行に配置されている。
【００２２】
固定ガイド５６は、タービンホイール４１の径方向外側で固定板５１、５２に支持されて環状に配置される。固定ガイド５６は、固定板５１から固定板５２に延びる方向について断面形状が一定である。固定ガイド５６の断面形状は、排気ガスが流入する径方向外側から径方向内側に向かって傾斜して広がる湾曲した三角形状、あるいは羽根形をしている。言い換えれば、固定ガイド５６は、外傾斜面５６ａ、内周面５６ｂ、内傾斜面５６ｃから構成される。そして、互いに隣接する固定ガイドの外傾斜面５６ａと内傾斜面５６ｃとの間に排気ガス通路８３を形成し、排気ガスを、排気ガス入口通路８１に通じる径方向外側から、タービンホイール４１に通じる径方向内側へ案内する。内周面５６ｂは、固定板５１および固定板５２の内周面にほぼ一致している。
【００２３】
固定ガイド５６は、２種類の固定ガイド５６０および固定ガイド５６１を含む。固定ガイド５６１は内周側の辺に凸部５７１を有し、固定ガイド５６０は内周側の辺に凸部を有さない。計１２個の固定ガイド５６が周方向に等間隔に配置され、その中で全周を３等分する位置に３個の固定ガイド５６１が配置され、その他の位置に９個の固定ガイド５６０が配置されている。
【００２４】
可動板６１は、固定板５１の径方向内側に配置され、固定板５１に対して回動可能である。可動板６２は、固定板５２の径方向内側に配置され、固定板５２に対して周方向に回動可能である。
可動ガイド６６は、可動板６１、６２に支持されて、かつ固定ガイド５６に対応して、環状に配置される。可動ガイド６６は、可動板６１から可動板６２に延びる方向について断面形状が一定である。可動ガイド５６の断面形状は、径方向内側から径方向外側に向かって広がる高さの低い三角形状をしている。言い換えれば、可動ガイド６６は、外傾斜面６６ａ、外周面６６ｂ、内傾斜面６６ｃから構成される。外周面６６ｂは、可動板６１および可動板６２の外周面にほぼ一致している。
【００２５】
１２個の固定ガイド５６に対応して、１２個の可動ガイド６６が周方向に等間隔に配置されている。可動ガイド６６が固定ガイド５６に対して径方向内側で回動することで、排気ガス通路８３の開口面積を調節する。可変ノズル５０の組み付け時において、固定ガイド５６と可動ガイド６６との相対位置は、以下のようにして最大開度位置が調整される。
【００２６】
排気ガス通路８３の最大開度位置は、図５（ａ）に示すように、可動ガイド６６の入口端６８１が、固定ガイド５６１の凸部５７１の最大規制壁５８１に当接すると、可動板６２の回動が規制されることで調整される。すなわち、本実施形態では固定ガイド５６１の凸部５７１が「特許請求の範囲」に記載の「ストッパ部」を構成する。なお、入口端６８１は排気ガスの入口方向、すなわち図５（ａ）の時計回り方向の端部である。
最大開度位置において、可動ガイド６６は、固定ガイド５６の内周側の辺に重複して位置する。このとき、排気ガス通路８３の開口面積は最大となる。また、固定ガイド５６の外傾斜面５６ａと可動ガイド６６の外傾斜面６６ａとは、段差なく滑らかに連続する。
排気ガス通路８３の最小開度位置は、図５（ｂ）に示すように、最大開度位置を調整した後、アクチュエータ９１によって駆動される動作角度を一定とすることにより、定位置に設定される。最小開度位置では、可動ガイド６６の入口端６８１は、固定ガイド５６１の最大規制壁５８１から離れ、排気ガス通路８３の開口面積は最小となる。また、固定ガイド５６の外傾斜面５６ａと可動ガイド６６の外周面６６ｂおよび外傾斜面６６ａとは、滑らかに連続する。
【００２７】
ここで、アクチュエータ９１の構成について説明する。アクチュエータ９１は、タービンハウジング４２に対してセンターハウジング２側に、図示しない支持部材によって支持される。アクチュエータ９１の回転軸９１ａが所定角度だけ正回転または逆回転することにより、リンク部材９２を介して駆動ピン９３が移動し、駆動ピン９３に結合された可動板６２がタービン４の軸を中心に回動する。アクチュエータ９１としては、例えばステッピングモータ、空圧または油圧駆動のアクチュエータが用いられる。
【００２８】
アクチュエータ９１による駆動は、図示しない制御装置により、（１）最大開度位置と最小開度位置の２ポジション制御、（２）最度開度位置と最小開度位置の他に１つ以上の有限の中間位置を選択可能なマルチポジション制御、（３）最度開度位置と最小開度位置の間の任意の位置を選択可能な無段階制御、等のバリエーションでの制御が可能である。
【００２９】
（作用）
次にターボチャージャ１の作用を説明する。
排気ガス入口通路８１から流入した排気ガスは、タービンホイール４１に吹き付けられてタービンホイール４１を回転させ、排気ガス出口通路８２から排出される。排気ガスの流れによりタービンホイール４１が回転すると、シャフト２１とともにコンプレッサホイール３１が回転し、吸気入口通路７１から吸入した空気を加圧圧縮して、送出通路７２、コンプレッサ通路７３を経由してエンジンの燃焼室に送り込む。
【００３０】
ここで、可変ノズル５０を利用し、排気ガス通路８３を最小開度位置と最大開度位置との間で段階または無段階に変更することで、排気ガスの流速を調整することができる。
最大開度位置では、図５（ａ）に破線矢印で示すように排気ガス通路８３の開口面積は最大であり、流れが絞られないため流速が抑えられる。これにより、コンプレッサの過剰回転による燃焼室内の過剰圧を防止することができる。また、固定ガイド５６の外傾斜面５６ａと可動ガイド６６の外傾斜面６６ａとは、段差なく滑らかに連続するため、排気ガスの流入抵抗を小さくすることができる。
最小開度位置では、図５（ｂ）に破線矢印で示すように排気ガス通路８３の幅は最小となり、排気ガスの流速が速められる。よって、流速の速い排気ガスがタービンホイール４１に吹き付けられて、タービンホイール４１が速く回転することで、エンジン出力を向上させることができる。また、固定ガイド５６の外傾斜面５６ａと可動ガイド６６の外周面６６ｂおよび外傾斜面６６ａとは、滑らかに連続するため、排気ガスの流入抵抗を小さくすることができる。
【００３１】
（効果）
第１実施形態では、上記のように、可動ガイド６６の入口端６８１を固定ガイド５６１の最大規制壁５８１に当接させた状態で、最大開度位置を容易に調整することができる。よって、別部品を用いて部品点数を増やすことなく、可変ノズル５０を容易に組み付けることができる。
【００３２】
また、マルチポジション制御または無段階制御で駆動する場合には、排気ガスの流速を連続的に変化させることができる。したがって、エンジン回転数などの条件に応じてきめ細かに可変ノズル５０の開度を調整することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７に基づいて説明する。第２実施形態は、固定ガイドおよび可動ガイドを除く構成については第１実施形態と同様である。
第２実施形態では、固定ガイド５６は、２種類の固定ガイド５６０および固定ガイド５６２を含む。固定ガイド５６２は内周側の辺に凹部５７２を有し、固定ガイド５６０は内周側の辺に凸部を有さない。計１２個の固定ガイド５６が周方向に等間隔に配置され、その中で全周を３等分する位置に３個の固定ガイド５６２が配置され、その他の位置に９個の固定ガイド５６０が配置されている。
【００３４】
可動ガイド６６は、２種類の可動ガイド６６０および可動ガイド６６２を含む。可動ガイド６６２は、固定ガイド５６２に対向する外周側の辺に凸部６７２を有し、可動ガイド６６０は外周側の辺に凸部を有さない。計１２個の可動ガイド６６が固定ガイド５６０、５６２に対応して配置される中で、３個の固定ガイド５６２に対応して、３個の可動ガイド６６２が配置される。
【００３５】
排気ガス通路８３の最大開度位置は、図７（ａ）に示すように、可動ガイド６６２の凸部６７２の入口端６８２が、固定ガイド５６２の凹部５７２の最大規制壁５８２に当接すると、可動板６２の回動が規制されることで調整される。なお、入口端６８２は排気ガスの入口方向、すなわち図７（ａ）の時計回り方向の端部である。
排気ガス通路８３の最小開度位置は、図７（ｂ）に示すように、可動ガイド６６２の凸部６７２の出口端６９２が、固定ガイド５６２の凹部５７２の最小規制壁５９２に当接すると、可動板６２の回動が規制されることで調整される。なお、出口端６９２は排気ガスの出口方向、すなわち図７（ｂ）の反時計回り方向の端部である。
すなわち、本実施形態では、最大開度位置および最小開度位置の両方において、固定ガイド５６２の凹部５７２と、可動ガイド６６２の凸部６７２とが「特許請求の範囲」に記載の「ストッパ部」を構成する。
【００３６】
第２実施形態では、上記のように、排気ガス通路８３の最大開度位置または最小開度位置を容易に調整することができる。よって、別部品を用いて部品点数を増やすことなく、可変ノズル５０を容易に組み付けることができる。
また、第１実施形態に比べ、排気ガス通路８３の最大開度位置だけでなく最小開度位置も規制されるため、アクチュエータ９１によって駆動される動作角度に基づき最小開度位置を定位置に設定する必要がない。したがって、アクチュエータ９１の制御精度が要求されないので、制御を簡易にできる。
【００３７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるターボチャージャを図８、図９に基づいて説明する。第３実施形態は、固定ガイド、可動板、及び、タービンハウジングを除く構成については第１実施形態と同様である。
１２個の固定ガイド５６は、周方向に等間隔に配置される。１２個の固定ガイド５６の形状は一様である。
図８に示すように、可動板６２３は、全周を３等分する位置の内周側に３箇所の凸部６３３を有する。また、タービンハウジング４２３には、可動板６２３の凸部６３３に対応して、３箇所の凹状の周溝部４３３が設けられる。
１２個の可動ガイド６６は、周方向に等間隔に配置される。１２個の可動ガイド６６の形状は一様である。
【００３８】
排気ガス通路８３の最大開度位置は、図９（ａ）に示すように、可動板６２３の凸部６３３の入口端６４３が、タービンハウジング４２３の周溝部４３３の最大規制壁４４３に当接すると、可動板６２３の回動が規制されることで調整される。
排気ガス通路８３の最小開度位置は、図９（ｂ）に示すように、可動板６２３の凸部６３３の出口端６５３が、タービンハウジング４２３の周溝部４３３の最小規制壁４５３に当接すると、可動板６２３の回動が規制されることで調整される。
すなわち、本実施形態では、最大開度位置および最小開度位置の両方において、タービンハウジング４２３の周溝部４３３と、可動板６２３の凸部６３３とが「特許請求の範囲」に記載の「ストッパ部」を構成する。
【００３９】
第３実施形態では、上記のように、排気ガス通路８３の最大開度位置または最小開度位置を容易に調整することができる。よって、別部品を用いて部品点数を増やすことなく、可変ノズルを容易に組み付け可能となる。
また、第３実施形態では、第１または第２実施形態に比べてストッパ部を大きく設定することができるため、ストッパ部の強度が増す。
【００４０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるターボチャージャを図１０に基づいて説明する。第４実施形態は、固定ガイド、可動ガイド、可動板、及び、タービンハウジングを除く構成については第１実施形態と同様である。
１２個の固定ガイド５６は、周方向に等間隔に配置される。１２個の固定ガイド５６の形状は一様である。
【００４１】
図１０にて、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図、（ｄ）は（ｃ）のＧ−Ｇ断面図である。
可動ガイド６６は、２種類の可動ガイド６６０および可動ガイド６６４を含む。図１０（ｂ）、（ｄ）に示すように、可動ガイド６６４は、タービンハウジング４２４に対向する辺に凸部６７４を有し、可動ガイド６６０は凸部を有さない。計１２個の可動ガイド６６が周方向に等間隔に配置され、その中で全周を３等分する位置に３個の可動ガイド６６４が配置され、その他の位置に９個の固定ガイド６６０が配置されている。可動ガイド６６は、軸方向の一端を可動板６１に支持される。軸方向の他端には可動ガイド６６を支持する可動板はない。
また、タービンハウジング４２４には、可動ガイド６６４の凸部６７４に対応して、３箇所の凹状の底溝部４３４が設けられる。
【００４２】
図１０（ａ）、（ｂ）に示す最大開度位置では、可動ガイド６６４の凸部６７４の入口端６８４が、タービンハウジング４２４の底溝部４３４の最大規制壁４４４に当接して、可動ガイド６６４の回動が規制されることで調整される。
図１０（ｃ）、（ｄ）に示す最小開度位置では、可動ガイド６６４の凸部６７４の出口端６９４」が、「タービンハウジング４２４の底溝部４３４の最小規制壁４５４に当接して、可動ガイド６６４の回動が規制されることで調整される。
すなわち、本実施形態では、最大開度位置および最小開度位置の両方において、タービンハウジング４２４の底溝部４３４と、可動ガイド６６４の凸部６７４とが「特許請求の範囲」に記載の「ストッパ部」を構成する。
【００４３】
第４実施形態では、上記のように、最大開度位置または最小開度位置を容易に調整することができる。よって、別部品を用いて部品点数を増やすことなく、可変ノズルを容易に組み付け可能となる。また、第４実施形態の底溝部４３４は、第３実施形態の周溝部４３３に比べ、加工が容易である。
【００４４】
（その他の実施形態）
（ア）上記の実施形態において、固定ガイド５６および可動ガイド６６の数は、それぞれ１２個であった。また、第１実施形態における固定ガイド５６１、第２実施形態における固定ガイド５６２および可動ガイド６６２、第３実施形態における周溝部４３３および可動板６２３の凸部６３３、第４実施形態における底溝部４３４および可動ガイド６６４の個数は、いずれも３個であった。本発明では、固定ガイドおよび可動ガイドの個数は、これらに限定されない。
【００４５】
（イ）第１および第２実施形態では、固定ガイド５６および可動ガイド６６は、それぞれ、平行に配置される２枚の固定板５１と５２との間、及び、可動板６１と６２との間に支持された。しかし、それらの少なくとも一方について、板は片側１枚だけであってもかまわない。例えば、可動ガイドは駆動ピンに結合される可動板だけに支持されてもよい。
あるいは、固定ガイドおよび可動ガイドは、板に支持されなくてもよい。具体的には、固定ガイドは、タービンハウジングに直接固定されてもよい。可動ガイドは、回動可能にタービンハウジングに個別に設けられてもよい。
【００４６】
（ウ）第３実施形態の図８、図９では、排気ガス出口通路８２と反対側（図１の左側に相当）の可動板６２３およびタービンハウジング４２３についてのみストッパ部が図示されている。排気ガス出口通路側（図１の右側に相当）については、ストッパ部が設けられなくてもよいし、同様のストッパ部が設けられてもかまわない。
【００４７】
（エ）第４実施形態の図１０では、排気ガス出口通路８２と反対側（図１の左側に相当）にストッパ部が設けられる形態を示したが、排気ガス出口通路側（図１の右側に相当）にストッパ部が設けられてもかまわない。
また、底溝部をタービンハウジングに設けるのではなく、固定板を固定ガイドよりも内周方向へ拡張して、その拡張部分に底溝部を設けてもよい。
【００４８】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１：ターボチャージャ、２：センターハウジング、２１：シャフト、３：コンプレッサ、３１：コンプレッサホイール、３２：コンプレッサハウジング、４：タービン、４１：タービンホイール、４２、４２３、４２４：タービンハウジング、４３３：周溝部（ストッパ部）、４３４：底溝部（ストッパ部）、４４３、４４４：最大規制壁、４５３、４５４：最小規制壁、５０：可変ノズル、５１、５２：固定板、５６、５６０、５６１、５６２：固定ガイド、５７１：凸部（ストッパ部）、５７２：凹部（ストッパ部）、５８１、５８２：最大規制壁、５９２：最小規制壁、６１、６２、６２３：可動板、６３３：凸部（ストッパ部）、６４３：入口端、６５３：出口端、６６、６６０、６６２、６６４：可動ガイド、６７２、６７４：凸部（ストッパ部）、６８１、６８２、６８４：入口端、６９２、６９４：出口端、８１：排気ガス入口通路、８２：排気ガス出口通路、８３：排気ガス通路、９１：アクチュエータ、９２：リンク部材、９３：駆動ピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの過給システムに用いられるターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの排気ガスの流れによってタービンホイールを回転させ、このタービンホイールにシャフトを介して連結されているコンプレッサホイールを回転させることにより、吸気通路内の空気を燃焼室に過給し、エンジン出力を向上させるターボチャージャが知られている。その中で、排気ガス通路の幅などを可変とする可変ノズルは、タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流速を調整する機構を有している。
【０００３】
可変ノズルを開閉することにより、（１）タービンホイールの入口から流入する排気ガスの流速を調整し、（２）タービンホイールの回転速度を調整する。（３）タービンホイールとシャフトを介して連結されているコンプレッサホイールの回転速度が調整されることにより、（４）エンジンの燃焼室に送り込まれる空気の量が調整される。
この結果、エンジン出力の向上とコンプレッサの過剰回転による燃焼室内の過剰圧防止が図れるようになる。
【０００４】
可変ノズルが付いたターボチャージャの例として、特許文献１のターボチャージャは、開閉レバーの開閉角度を調整して排気ガスの流速を調整するものであり、開閉レバーの全開角度と全閉角度との回動範囲を規制するストッパが設定されている。
【０００５】
特許文献２では、可変ノズルは、「タービンホイールの外側に位置し、気体（排気ガス）をタービンホイールへ案内可能な環状の内周側部材」と、「内周側部材の外側に隣接して位置し、内周側部材に対して円周方向に相対的に回動可能な環状の外周側部材」とから構成される。内周側部材および外周側部材の各々に設けられる複数の案内部の各々の間には気体通路が設けられる。固定された内周側部材に対して外周側部材が回動することで、内周側部材の案内部が外周側部材の気体通路を塞ぎ、気体の流れを遮断する。さらに、内周側部材に対する外周側部材の回動位置により、気体通路を通過する気体の流量を連続的に変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９９４３３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２８４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のターボチャージャは、開閉レバーの開閉角度を調整して排気ガスの流速を調整するものであり、開閉レバーの全開角度と全閉角度との回動範囲を規制するストッパが設定されている。開閉レバーとストッパが別部品であるため部品点数が多くなり、組付工数もかかる。
【０００８】
特許文献２では、可変ノズルは、内周側部材と外周側部材との２部品で構成され、部品点数は少ない。しかし、部品の組立段階において内周側部材と外周側部材との回動位置関係が重要であるにもかかわらず、内周側部材と外周側部材との位置関係を規制するためのストッパが設けられていない。したがって、組立時に製品ごとにアクチュエータ等を用いて、内周側部材と外周側部材との位置関係を調整するための工数が必要となる。あるいは、位置調整のために別部品を追加する場合は、部品点数が増加する。
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、部品点数を増やすことなく、可変ノズルを容易に組み付け可能なターボチャージャを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載のターボチャージャは、吸気を圧縮するコンプレッサと、このコンプレッサに同軸に設けられて該コンプレッサと一体に回転するタービンホイールと、タービンホイールを収容するとともに該タービンホイール入口側に排気ガス入口通路を有するタービンハウジングと、複数の固定ガイドと、複数の可動ガイドと、ストッパ部とを備える。
複数の固定ガイドは、タービンハウジング内部でタービンホイールの径方向外側に環状に配置され、排気ガス通路を形成する。排気ガス通路は、排気ガス入口通路から径方向内側のタービンホイールに排気ガスを案内する
複数の可動ガイドは、タービンハウジング内部で複数の固定ガイドの径方向内側に環状に配置され、前記複数の固定ガイドに対して回動することにより、タービンホイール入口側の排気ガス通路の開口面積を調節可能である。
【００１１】
そして、固定ガイドと可動ガイドとの相対位置を特定して排気ガス通路の最大開度位置または最小開度位置を規制するためのストッパ部が設けられる。このストッパ部は、例えば、タービンハウジング、複数の固定ガイド、及び、複数の可動ガイド、の少なくともいずれか一つに設けられる。
これにより、ストッパ部を利用して最大開度位置または最小開度位置を容易に調整することができる。したがって、組み付け時に製品ごとにアクチュエータ等を用いて、最大開度位置または最小開度位置を調整するための工数は必要とならず、位置調整のために別部品を追加する必要もない。よって、可変ノズルを容易に組み付けることができる。
【００１２】
請求項２に記載のターボチャージャは、請求項１に記載のターボチャージャにおいて、複数の固定ガイドが環状の固定板に支持される。
ストッパ部は、タービンハウジング、固定板、複数の固定ガイド、及び、複数の可動ガイド、の少なくともいずれか一つに設けられる。
複数の固定ガイドは、タービンホイールを収容するタービンハウジングに直接設けることもできる。しかし、複数の固定ガイドを一体に支持する環状の固定板を設け、固定板をタービンハウジングに設置することにより、組立や修理等の作業性が向上する。この場合、ストッパ部を固定板に設けてもよい。
【００１３】
さらに請求項３に記載のターボチャージャでは、複数の可動ガイドは環状の可動板に支持され、その可動板が複数の固定ガイドまたは固定板に対して回動することにより、複数の可動ガイドが排気ガス通路の開口面積を調節する。
ストッパ部は、タービンハウジング、固定板、可動板、複数の固定ガイド、及び、複数の可動ガイド、の少なくともいずれか一つに設けられる。
複数の可動ガイドを一体に支持する環状の可動板を設け、可動板を回動させることにより、組立や修理等の作業性が向上することに加え、駆動機構を単純にできる。すなわち、可動板のいずれか一箇所を所定角度動かせば、全部の可動ガイドを同時に動かすことができるようになる。この場合、ストッパ部を可動板に設けてもよい。
【００１４】
また、請求項４に記載のターボチャージャは、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャにおいて、ストッパ部が最大開度位置および最小開度位置の両方を規制する。
これにより、最大開度位置と最小開度位置の両方を位置調整して、可変ノズルを容易に組み付けることができる。
また、最大開度位置または最小開度位置の一方のみを規制する場合は、アクチュエータによって駆動される動作角度を一定とすることにより、他方の開度位置を定位置に設定する必要がある。それに対し、最大開度位置と最小開度位置の両方を規制する場合は、アクチュエータによって駆動される動作角度を利用する必要がない。したがって、アクチュエータの制御精度が要求されないので、制御を簡易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態によるターボチャージャの全体構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）：図１のＢ矢視によるタービン内部の模式図であり、可変ノズルおよびタービンホイール部分を示す。（ｂ）：（ａ）のＣ−Ｐ−Ｃ断面図である。
【図４】（ａ）：図３（ａ）から可変ノズルだけを取り出した正面図である。（ｂ）：（ａ）のＥ−Ｑ−Ｅ断面図である。
【図５】図３（ｂ）のＤ−Ｄ断面図であり、（ａ）：最大開度時、（ｂ）：最小開度時の要部拡大断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるターボチャージャにおける可変ノズル部分の模式図であり、（ａ）：最大開度時、（ｂ）：最小開度時の模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるターボチャージャにおける可変ノズル部分の断面図であり、（ａ）：最大開度時、（ｂ）：最小開度時の要部拡大断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態によるターボチャージャにおける可変ノズル部分の断面図であり、（ａ）：最大開度時、（ｂ）：最小開度時の全体断面図である。
【図９】図８（ａ）、（ｂ）の要部拡大図である。
【図１０】本発明の第４実施形態によるターボチャージャにおける可変ノズル部分の断面図であり、（ａ）：最大開度時の要部拡大断面図、（ｂ）：（ａ）のＦ−Ｆ断面図、（ｃ）：最小開度時の要部拡大断面図、（ｄ）：（ｃ）のＧ−Ｇ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
最初に図１、図２を参照して、ターボチャージャの全体構成を説明する。ターボチャージャ１は、センターハウジング２の一方の側にコンプレッサ３を備え、他方の側にタービン４を備える。
【００１７】
コンプレッサ３は、コンプレッサハウジング３２に収容されるコンプレッサホイール３１に複数枚のコンプレッサブレード３１ａが環状に配置される。コンプレッサホイール３１は、後述するシャフト２１と同軸に接続されて回転可能である。
コンプレッサハウジング３２の内部には、コンプレッサホイール３１に対しセンターハウジング２と軸方向反対側に吸気入口通路７１が形成される。また、コンプレッサハウジング３２の内部には、コンプレッサホイール３１の径方向外側に送出通路７２が形成され、この送出通路７２に連通する渦巻き状のコンプレッサ通路７３が形成される。吸気入口通路７１からコンプレッサホイール３１に取り込まれた吸気は、コンプレッサホイール３１により過給され、圧縮空気となって送出通路７２を経由しコンプレッサ通路７３へ送り出される。
【００１８】
タービン４は、タービンホイール４１とタービンハウジング４２とを備える。タービンホイール４１には、複数枚のタービンブレード４１ａが環状に配置される。タービンホイール４１は、後述するシャフト２１と同軸に接続されて回転可能である。
タービンハウジング４２は、タービンホイール４１を収容する。タービンハウジング４２の内部には、タービンホイール４１に対しセンターハウジング２と軸方向反対側に延びる排気ガス出口通路８２が設けられる。また、タービンハウジング４２の内部には渦巻き状の排気ガス入口通路８１が設けられる。
【００１９】
タービンハウジング４２内部のタービンホイール４１の径方向外側に可変ノズル５０が設けられる。可変ノズル５０は、タービンホイール４１に流入する排気ガス通路の開口面積を調節し、排気ガス入口通路８1からタービンホイール４１に吹き付けられる排気ガスの流速を調整する。
【００２０】
シャフト２１は、コンプレッサホイール３１とタービンホイール４１とを同軸に連結する。シャフト２１は、センターハウジング２の内部で回転可能に軸受け２２、２３により支持される。軸受け２２、２３には油路２４、２５から潤滑油が供給される。
【００２１】
次に、図３〜図６を参照して、可変ノズル５０の詳細な構成を説明する。
可変ノズル５０は、環状の固定板５１、５２と、環状の可動板６１、６２とから構成される。固定板５１、５２は、複数の固定ガイド５６を支持する。可動板６１、６２は、複数の可動ガイド６６を支持する。
固定板５１、５２は、ドーナッツ状の円板形状である。
固定板５１は、タービンハウジング４２の内壁４２ａにシャフト２１の軸方向と直交して固定されている。固定板５２は、タービンハウジング４２の内壁４２ｂにシャフト２１の軸方向と直交して固定されている。固定板５１と固定板５２とは平行に配置されている。
【００２２】
固定ガイド５６は、タービンホイール４１の径方向外側で固定板５１、５２に支持されて環状に配置される。固定ガイド５６は、固定板５１から固定板５２に延びる方向について断面形状が一定である。固定ガイド５６の断面形状は、排気ガスが流入する径方向外側から径方向内側に向かって傾斜して広がる湾曲した三角形状、あるいは羽根形をしている。言い換えれば、固定ガイド５６は、外傾斜面５６ａ、内周面５６ｂ、内傾斜面５６ｃから構成される。そして、互いに隣接する固定ガイドの外傾斜面５６ａと内傾斜面５６ｃとの間に排気ガス通路８３を形成し、排気ガスを、排気ガス入口通路８１に通じる径方向外側から、タービンホイール４１に通じる径方向内側へ案内する。内周面５６ｂは、固定板５１および固定板５２の内周面にほぼ一致している。
【００２３】
固定ガイド５６は、２種類の固定ガイド５６０および固定ガイド５６１を含む。固定ガイド５６１は内周側の辺に凸部５７１を有し、固定ガイド５６０は内周側の辺に凸部を有さない。計１２個の固定ガイド５６が周方向に等間隔に配置され、その中で全周を３等分する位置に３個の固定ガイド５６１が配置され、その他の位置に９個の固定ガイド５６０が配置されている。
【００２４】
可動板６１は、固定板５１の径方向内側に配置され、固定板５１に対して回動可能である。可動板６２は、固定板５２の径方向内側に配置され、固定板５２に対して周方向に回動可能である。
可動ガイド６６は、可動板６１、６２に支持されて、かつ固定ガイド５６に対応して、環状に配置される。可動ガイド６６は、可動板６１から可動板６２に延びる方向について断面形状が一定である。可動ガイド５６の断面形状は、径方向内側から径方向外側に向かって広がる高さの低い三角形状をしている。言い換えれば、可動ガイド６６は、外傾斜面６６ａ、外周面６６ｂ、内傾斜面６６ｃから構成される。外周面６６ｂは、可動板６１および可動板６２の外周面にほぼ一致している。
【００２５】
１２個の固定ガイド５６に対応して、１２個の可動ガイド６６が周方向に等間隔に配置されている。可動ガイド６６が固定ガイド５６に対して径方向内側で回動することで、排気ガス通路８３の開口面積を調節する。可変ノズル５０の組み付け時において、固定ガイド５６と可動ガイド６６との相対位置は、以下のようにして最大開度位置が調整される。
【００２６】
排気ガス通路８３の最大開度位置は、図５（ａ）に示すように、可動ガイド６６の入口端６８１が、固定ガイド５６１の凸部５７１の最大規制壁５８１に当接すると、可動板６２の回動が規制されることで調整される。すなわち、本実施形態では固定ガイド５６１の凸部５７１が「特許請求の範囲」に記載の「ストッパ部」を構成する。なお、入口端６８１は排気ガスの入口方向、すなわち図５（ａ）の時計回り方向の端部である。
最大開度位置において、可動ガイド６６は、固定ガイド５６の内周側の辺に重複して位置する。このとき、排気ガス通路８３の開口面積は最大となる。また、固定ガイド５６の外傾斜面５６ａと可動ガイド６６の外傾斜面６６ａとは、段差なく滑らかに連続する。
排気ガス通路８３の最小開度位置は、図５（ｂ）に示すように、最大開度位置を調整した後、アクチュエータ９１によって駆動される動作角度を一定とすることにより、定位置に設定される。最小開度位置では、可動ガイド６６の入口端６８１は、固定ガイド５６１の最大規制壁５８１から離れ、排気ガス通路８３の開口面積は最小となる。また、固定ガイド５６の外傾斜面５６ａと可動ガイド６６の外周面６６ｂおよび外傾斜面６６ａとは、滑らかに連続する。
【００２７】
ここで、アクチュエータ９１の構成について説明する。アクチュエータ９１は、タービンハウジング４２に対してセンターハウジング２側に、図示しない支持部材によって支持される。アクチュエータ９１の回転軸９１ａが所定角度だけ正回転または逆回転することにより、リンク部材９２を介して駆動ピン９３が移動し、駆動ピン９３に結合された可動板６２がタービン４の軸を中心に回動する。アクチュエータ９１としては、例えばステッピングモータ、空圧または油圧駆動のアクチュエータが用いられる。
【００２８】
アクチュエータ９１による駆動は、図示しない制御装置により、（１）最大開度位置と最小開度位置の２ポジション制御、（２）最度開度位置と最小開度位置の他に１つ以上の有限の中間位置を選択可能なマルチポジション制御、（３）最度開度位置と最小開度位置の間の任意の位置を選択可能な無段階制御、等のバリエーションでの制御が可能である。
【００２９】
（作用）
次にターボチャージャ１の作用を説明する。
排気ガス入口通路８１から流入した排気ガスは、タービンホイール４１に吹き付けられてタービンホイール４１を回転させ、排気ガス出口通路８２から排出される。排気ガスの流れによりタービンホイール４１が回転すると、シャフト２１とともにコンプレッサホイール３１が回転し、吸気入口通路７１から吸入した空気を加圧圧縮して、送出通路７２、コンプレッサ通路７３を経由してエンジンの燃焼室に送り込む。
【００３０】
ここで、可変ノズル５０を利用し、排気ガス通路８３を最小開度位置と最大開度位置との間で段階または無段階に変更することで、排気ガスの流速を調整することができる。
最大開度位置では、図５（ａ）に破線矢印で示すように排気ガス通路８３の開口面積は最大であり、流れが絞られないため流速が抑えられる。これにより、コンプレッサの過剰回転による燃焼室内の過剰圧を防止することができる。また、固定ガイド５６の外傾斜面５６ａと可動ガイド６６の外傾斜面６６ａとは、段差なく滑らかに連続するため、排気ガスの流入抵抗を小さくすることができる。
最小開度位置では、図５（ｂ）に破線矢印で示すように排気ガス通路８３の幅は最小となり、排気ガスの流速が速められる。よって、流速の速い排気ガスがタービンホイール４１に吹き付けられて、タービンホイール４１が速く回転することで、エンジン出力を向上させることができる。また、固定ガイド５６の外傾斜面５６ａと可動ガイド６６の外周面６６ｂおよび外傾斜面６６ａとは、滑らかに連続するため、排気ガスの流入抵抗を小さくすることができる。
【００３１】
（効果）
第１実施形態では、上記のように、可動ガイド６６の入口端６８１を固定ガイド５６１の最大規制壁５８１に当接させた状態で、最大開度位置を容易に調整することができる。よって、別部品を用いて部品点数を増やすことなく、可変ノズル５０を容易に組み付けることができる。
【００３２】
また、マルチポジション制御または無段階制御で駆動する場合には、排気ガスの流速を連続的に変化させることができる。したがって、エンジン回転数などの条件に応じてきめ細かに可変ノズル５０の開度を調整することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７に基づいて説明する。第２実施形態は、固定ガイドおよび可動ガイドを除く構成については第１実施形態と同様である。
第２実施形態では、固定ガイド５６は、２種類の固定ガイド５６０および固定ガイド５６２を含む。固定ガイド５６２は内周側の辺に凹部５７２を有し、固定ガイド５６０は内周側の辺に凸部を有さない。計１２個の固定ガイド５６が周方向に等間隔に配置され、その中で全周を３等分する位置に３個の固定ガイド５６２が配置され、その他の位置に９個の固定ガイド５６０が配置されている。
【００３４】
可動ガイド６６は、２種類の可動ガイド６６０および可動ガイド６６２を含む。可動ガイド６６２は、固定ガイド５６２に対向する外周側の辺に凸部６７２を有し、可動ガイド６６０は外周側の辺に凸部を有さない。計１２個の可動ガイド６６が固定ガイド５６０、５６２に対応して配置される中で、３個の固定ガイド５６２に対応して、３個の可動ガイド６６２が配置される。
【００３５】
排気ガス通路８３の最大開度位置は、図７（ａ）に示すように、可動ガイド６６２の凸部６７２の入口端６８２が、固定ガイド５６２の凹部５７２の最大規制壁５８２に当接すると、可動板６２の回動が規制されることで調整される。なお、入口端６８２は排気ガスの入口方向、すなわち図７（ａ）の時計回り方向の端部である。
排気ガス通路８３の最小開度位置は、図７（ｂ）に示すように、可動ガイド６６２の凸部６７２の出口端６９２が、固定ガイド５６２の凹部５７２の最小規制壁５９２に当接すると、可動板６２の回動が規制されることで調整される。なお、出口端６９２は排気ガスの出口方向、すなわち図７（ｂ）の反時計回り方向の端部である。
すなわち、本実施形態では、最大開度位置および最小開度位置の両方において、固定ガイド５６２の凹部５７２と、可動ガイド６６２の凸部６７２とが「特許請求の範囲」に記載の「ストッパ部」を構成する。
【００３６】
第２実施形態では、上記のように、排気ガス通路８３の最大開度位置または最小開度位置を容易に調整することができる。よって、別部品を用いて部品点数を増やすことなく、可変ノズル５０を容易に組み付けることができる。
また、第１実施形態に比べ、排気ガス通路８３の最大開度位置だけでなく最小開度位置も規制されるため、アクチュエータ９１によって駆動される動作角度に基づき最小開度位置を定位置に設定する必要がない。したがって、アクチュエータ９１の制御精度が要求されないので、制御を簡易にできる。
【００３７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるターボチャージャを図８、図９に基づいて説明する。第３実施形態は、固定ガイド、可動板、及び、タービンハウジングを除く構成については第１実施形態と同様である。
１２個の固定ガイド５６は、周方向に等間隔に配置される。１２個の固定ガイド５６の形状は一様である。
図８に示すように、可動板６２３は、全周を３等分する位置の内周側に３箇所の凸部６３３を有する。また、タービンハウジング４２３には、可動板６２３の凸部６３３に対応して、３箇所の凹状の周溝部４３３が設けられる。
１２個の可動ガイド６６は、周方向に等間隔に配置される。１２個の可動ガイド６６の形状は一様である。
【００３８】
排気ガス通路８３の最大開度位置は、図９（ａ）に示すように、可動板６２３の凸部６３３の入口端６４３が、タービンハウジング４２３の周溝部４３３の最大規制壁４４３に当接すると、可動板６２３の回動が規制されることで調整される。
排気ガス通路８３の最小開度位置は、図９（ｂ）に示すように、可動板６２３の凸部６３３の出口端６５３が、タービンハウジング４２３の周溝部４３３の最小規制壁４５３に当接すると、可動板６２３の回動が規制されることで調整される。
すなわち、本実施形態では、最大開度位置および最小開度位置の両方において、タービンハウジング４２３の周溝部４３３と、可動板６２３の凸部６３３とが「特許請求の範囲」に記載の「ストッパ部」を構成する。
【００３９】
第３実施形態では、上記のように、排気ガス通路８３の最大開度位置または最小開度位置を容易に調整することができる。よって、別部品を用いて部品点数を増やすことなく、可変ノズルを容易に組み付け可能となる。
また、第３実施形態では、第１または第２実施形態に比べてストッパ部を大きく設定することができるため、ストッパ部の強度が増す。
【００４０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるターボチャージャを図１０に基づいて説明する。第４実施形態は、固定ガイド、可動ガイド、可動板、及び、タービンハウジングを除く構成については第１実施形態と同様である。
１２個の固定ガイド５６は、周方向に等間隔に配置される。１２個の固定ガイド５６の形状は一様である。
【００４１】
図１０にて、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図、（ｄ）は（ｃ）のＧ−Ｇ断面図である。
可動ガイド６６は、２種類の可動ガイド６６０および可動ガイド６６４を含む。図１０（ｂ）、（ｄ）に示すように、可動ガイド６６４は、タービンハウジング４２４に対向する辺に凸部６７４を有し、可動ガイド６６０は凸部を有さない。計１２個の可動ガイド６６が周方向に等間隔に配置され、その中で全周を３等分する位置に３個の可動ガイド６６４が配置され、その他の位置に９個の固定ガイド６６０が配置されている。可動ガイド６６は、軸方向の一端を可動板６１に支持される。軸方向の他端には可動ガイド６６を支持する可動板はない。
また、タービンハウジング４２４には、可動ガイド６６４の凸部６７４に対応して、３箇所の凹状の底溝部４３４が設けられる。
【００４２】
図１０（ａ）、（ｂ）に示す最大開度位置では、可動ガイド６６４の凸部６７４の入口端６８４が、タービンハウジング４２４の底溝部４３４の最大規制壁４４４に当接して、可動ガイド６６４の回動が規制されることで調整される。
図１０（ｃ）、（ｄ）に示す最小開度位置では、可動ガイド６６４の凸部６７４の出口端６９４」が、「タービンハウジング４２４の底溝部４３４の最小規制壁４５４に当接して、可動ガイド６６４の回動が規制されることで調整される。
すなわち、本実施形態では、最大開度位置および最小開度位置の両方において、タービンハウジング４２４の底溝部４３４と、可動ガイド６６４の凸部６７４とが「特許請求の範囲」に記載の「ストッパ部」を構成する。
【００４３】
第４実施形態では、上記のように、最大開度位置または最小開度位置を容易に調整することができる。よって、別部品を用いて部品点数を増やすことなく、可変ノズルを容易に組み付け可能となる。また、第４実施形態の底溝部４３４は、第３実施形態の周溝部４３３に比べ、加工が容易である。
【００４４】
（その他の実施形態）
（ア）上記の実施形態において、固定ガイド５６および可動ガイド６６の数は、それぞれ１２個であった。また、第１実施形態における固定ガイド５６１、第２実施形態における固定ガイド５６２および可動ガイド６６２、第３実施形態における周溝部４３３および可動板６２３の凸部６３３、第４実施形態における底溝部４３４および可動ガイド６６４の個数は、いずれも３個であった。本発明では、固定ガイドおよび可動ガイドの個数は、これらに限定されない。
【００４５】
（イ）第１および第２実施形態では、固定ガイド５６および可動ガイド６６は、それぞれ、平行に配置される２枚の固定板５１と５２との間、及び、可動板６１と６２との間に支持された。しかし、それらの少なくとも一方について、板は片側１枚だけであってもかまわない。例えば、可動ガイドは駆動ピンに結合される可動板だけに支持されてもよい。
あるいは、固定ガイドおよび可動ガイドは、板に支持されなくてもよい。具体的には、固定ガイドは、タービンハウジングに直接固定されてもよい。可動ガイドは、回動可能にタービンハウジングに個別に設けられてもよい。
【００４６】
（ウ）第３実施形態の図８、図９では、排気ガス出口通路８２と反対側（図１の左側に相当）の可動板６２３およびタービンハウジング４２３についてのみストッパ部が図示されている。排気ガス出口通路側（図１の右側に相当）については、ストッパ部が設けられなくてもよいし、同様のストッパ部が設けられてもかまわない。
【００４７】
（エ）第４実施形態の図１０では、排気ガス出口通路８２と反対側（図１の左側に相当）にストッパ部が設けられる形態を示したが、排気ガス出口通路側（図１の右側に相当）にストッパ部が設けられてもかまわない。
また、底溝部をタービンハウジングに設けるのではなく、固定板を固定ガイドよりも内周方向へ拡張して、その拡張部分に底溝部を設けてもよい。
【００４８】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１：ターボチャージャ、２：センターハウジング、２１：シャフト、３：コンプレッサ、３１：コンプレッサホイール、３２：コンプレッサハウジング、４：タービン、４１：タービンホイール、４２、４２３、４２４：タービンハウジング、４３３：周溝部（ストッパ部）、４３４：底溝部（ストッパ部）、４４３、４４４：最大規制壁、４５３、４５４：最小規制壁、５０：可変ノズル、５１、５２：固定板、５６、５６０、５６１、５６２：固定ガイド、５７１：凸部（ストッパ部）、５７２：凹部（ストッパ部）、５８１、５８２：最大規制壁、５９２：最小規制壁、６１、６２、６２３：可動板、６３３：凸部（ストッパ部）、６４３：入口端、６５３：出口端、６６、６６０、６６２、６６４：可動ガイド、６７２、６７４：凸部（ストッパ部）、６８１、６８２、６８４：入口端、６９２、６９４：出口端、８１：排気ガス入口通路、８２：排気ガス出口通路、８３：排気ガス通路、９１：アクチュエータ、９２：リンク部材、９３：駆動ピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサに同軸に設けられて一体に回転するタービンホイールと、
前記タービンホイールを収容するとともに、該タービンホイール入口側に排気ガス入口通路を有するタービンハウジングと、
前記タービンハウジング内部で前記タービンホイールの径方向外側に環状に配置され、前記排気ガス入口通路から径方向内側の前記タービンホイールに排気ガスを案内する排気ガス通路を形成する複数の固定ガイドと、
前記タービンハウジング内部で前記複数の固定ガイドの径方向内側に環状に配置され、前記複数の固定ガイドに対して回動することで前記排気ガス通路の開口面積を調節可能な複数の可動ガイドと、
前記固定ガイドと前記可動ガイドとの相対位置を特定して前記排気ガス通路の最大開度位置または最小開度位置を規制するためのストッパ部と、
を備えることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
前記複数の固定ガイドは、環状の固定板に支持されることを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記複数の可動ガイドは、環状の可動板に支持され、当該可動板が前記複数の固定ガイドまたは前記固定板に対して回動することにより、前記複数の可動ガイドが前記排気ガス通路の開口面積を調節することを特徴とする請求項１または２に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記ストッパ部は、前記排気ガス通路の最大開度位置および最小開度位置の両方を規制することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項１】
吸気を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサに同軸に設けられて一体に回転するタービンホイールと、
前記タービンホイールを収容するとともに、該タービンホイール入口側に排気ガス入口通路を有するタービンハウジングと、
前記タービンハウジング内部で前記タービンホイールの径方向外側に環状に配置され、前記排気ガス入口通路から径方向内側の前記タービンホイールに排気ガスを案内する排気ガス通路を形成する複数の固定ガイドと、
前記タービンハウジング内部で前記複数の固定ガイドの径方向内側に環状に配置され、前記複数の固定ガイドに対して回動することで前記排気ガス通路の開口面積を調節可能な複数の可動ガイドと、
前記固定ガイドと前記可動ガイドとの相対位置を特定して前記排気ガス通路の最大開度位置または最小開度位置を規制するためのストッパ部と、
を備えることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
前記複数の固定ガイドは、環状の固定板に支持されることを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記複数の可動ガイドは、環状の可動板に支持され、当該可動板が前記複数の固定ガイドまたは前記固定板に対して回動することにより、前記複数の可動ガイドが前記排気ガス通路の開口面積を調節することを特徴とする請求項１または２に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記ストッパ部は、前記排気ガス通路の最大開度位置および最小開度位置の両方を規制することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１４９３０６（Ｐ２０１１−１４９３０６Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０１１０（Ｐ２０１０−１０１１０）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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