可変容量型排気ターボ過給機
【課題】過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない可変容量型排気ターボ過給機を提供する。
【解決手段】タービンハウジング1と、タービンロータ3と、タービンシャフト3Aと、これを支持する軸受5と、タービンハウジング1に連結されて内部に軸受5が収納される軸受ハウジング4と、軸受ハウジング4に固定され、排気ガスの流れを調整する可変ノズル機構8と、を備え、可変ノズル機構8は、ノズル6と、ノズル6を保持するノズルマウント7と、ノズル6と係合するレバープレート11と、該レバープレート11と係合するドライブリング10と、を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、ノズルマウント7は、外周側が軸受ハウジング4とタービンハウジング1により挟み込まれて、チャージャ室内で軸受ハウジング4に固定されている。
【解決手段】タービンハウジング1と、タービンロータ3と、タービンシャフト3Aと、これを支持する軸受5と、タービンハウジング1に連結されて内部に軸受5が収納される軸受ハウジング4と、軸受ハウジング4に固定され、排気ガスの流れを調整する可変ノズル機構8と、を備え、可変ノズル機構8は、ノズル6と、ノズル6を保持するノズルマウント7と、ノズル6と係合するレバープレート11と、該レバープレート11と係合するドライブリング10と、を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、ノズルマウント7は、外周側が軸受ハウジング4とタービンハウジング1により挟み込まれて、チャージャ室内で軸受ハウジング4に固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ノズルベーンの翼角を変化可能に構成された可変容量型排気ターボ過給機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車両用内燃機関等に用いられる比較的小型の排気ターボ過給機では、エンジンからの排気ガスを、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、該スクロールの内周側に設けられた複数のノズルベーンに通して、該ノズルベーンの内周側に設けられたタービンロータに作用させる構造が採用されている。また、複数のノズルベーンの翼角は変化可能に構成されている。このような可変ノズル機構を備えた輻流型可変容量排気ターボ過給機は多く用いられている(例えば、特許文献1ないし3参照)。
【0003】
図11は、従来の可変ノズル機構付き排気ターボ過給機の一例を示している。この図は回転軸線に沿う部分断面図である。図に示すように、ターボ過給機には、厚肉多筒状のタービンハウジング1が設けられており、このタービンハウジング1の上流側の外周部には渦巻き状にスクロール2が形成されている。一方、タービンハウジング1の上流側の内周部には、輻流型のタービンロータ3が設けられている。タービンロータ3が取り付けられているタービンシャフト3Aは、回転中心が図中、回転軸心Kであり、コンプレッサ(図示省略)と同軸である。また、タービンシャフト3Aは、軸受5を介して軸受ハウジング4に回転自在に支持されている。
【0004】
軸受ハウジング4の背面には輪環状の凹部が形成され、この凹部にノズル6及びノズルマウント7などを備えるノズルアッセンブリである可変ノズル機構8が収納されている。ここでノズル6は、回転軸心K回りに等間隔で複数設けられている。また、ノズル6は、タービンのラジアル方向の位置ではスクロール2の内周側に位置している。ノズル6はノズルべーン6aとノズル軸6bを有している。ノズル軸6bは、軸受ハウジング4に固定されたノズルマウント7に回動可能に支持されている。そして、この可変ノズル機構8ではノズルベーン6aの翼角を変化させることが可能となっている。
【0005】
ノズルベーン6aは、ノズルマウント7と、このノズルマウント7に連結された環状のノズルプレート9との間に配置され、該ノズルプレート9はタービンハウジング1の内筒部先端側に外嵌されている。
ノズルマウント7の先端側の隆起部には、円盤状のドライブリング10が回動可能に設けられている。このドライブリング10には、レバープレート11が係合している。このレバープレート11は、図12に拡大して示すように、湾曲部11aと係合用突起11bを有し、この係合用突起11bはドライブリング10の溝部10aに係合している。
また、レバープレート11の内周側には回転軸心Kに沿った貫通穴が形成され、この貫通穴に、ノズル軸6bの先端側に形成された固定部6cが挿入されている。
【0006】
図13は、図12の矢視Aから見た形状である。図に示すように、円盤状のノズルマウント7には、そのラジアル方向中央付近にドライブリング10が設けられている。このドライブリング10にはレバープレート11が連結されており、レバープレート11の回転軸心K側にはノズル6の固定部6cが係合している。図では、レバープレート11は回転軸心K回りに12個設けられている。そして、ドライブリング10を回動させることでノズル6の開度を調整することができる。
【0007】
上記図11ないし図13で説明した構成からなる可変ノズル機構付き可変容量型排気ターボ過給機の作動時において、エンジン(図示省略)からの排気ガスはスクロール2に入り、該スクロール2の渦巻きに沿って周回しながらノズルベーン6aに流入する。そして、この排気ガスは、ノズルベーン6aの翼間を通過してタービンロータ3にその外周側から流入し、中心側に向かい半径方向に流れてタービンロータ3に膨張仕事をなした後、軸方向に沿って流れ、ガス出口に案内されて機外に送出される。
【0008】
かかる可変容量型排気ターボ過給機の容量を制御するにあたっては、ノズルベーン6aを流れる排気ガスが所要の流速になるような該ノズルベーン6aの翼角を設定し、翼角制御手段(図示省略)により翼角を変更する。かかる翼角に対応するアクチュエータの往復変位はドライブリング10に伝達され、該ドライブリング10が回動駆動される。
該ドライブリング10の回動により、該ドライブリング10に形成された溝部10aに係合されている係合用突起11bを介してレバープレート11がノズル軸6b回りに回動し、該ノズル軸6bの回動によりノズルベーン6aが回動して、翼角が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2008−128065号公報
【特許文献2】特開2008−215083号公報
【特許文献3】米国特許2860827号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかし、図11ないし図13に示した可変容量型排気ターボ過給機では、ノズルマウント7の外周部近傍に設けた締結ボルトBにより、可変ノズル機構8が軸受ハウジング4に固定されているため、エンジン振動が過大な場合には、締結ボルトBが緩み、その結果可変ノズル機構8の動揺が大きくなり、可変ノズル機構8の構成部品が破損するおそれがある。
また、従来の構造は締結ボルトがタービンハウジング1と軸受ハウジング4とで内包される空間に存在するため、締結ボルトが高温となり、熱伸びによるボルト緩みが発生する危険があり、さらに、温度上昇による強度低下に伴うボルト破損の危険がある。締結ボルトに緩みや破損が生じると、可変ノズル機構8の動揺が増大するため、可変ノズル機構8の破損に繋がる可能性がある。
【0011】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などの破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない可変容量型排気ターボ過給機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】
【0012】
本発明はかかる課題を解決する手段としてなされたものである。
本発明は、内燃機関の排気ガスが内部に導入されるタービンハウジングと、該タービンハウジング内に設けられて排気ガスによって回転駆動されるタービンロータと、一端が前記タービンハウジング内に挿入され、該一端に前記タービンロータが取り付けられるタービンシャフトと、該タービンシャフトを支持する軸受と、前記タービンハウジングに連結されて内部に前記軸受が収納される軸受ハウジングと、該軸受ハウジングに固定され、排気ガスの流れを調整する可変ノズル機構と、を備え、前記可変ノズル機構は、ノズルと、該ノズルを保持するノズルマウントと、該ノズルと係合するレバープレートと、該レバープレートと係合するドライブリングと、を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、前記ノズルマウントは、該ノズルマウントのタービンハウジング側主面の外周側が前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングにより挟み込まれて、前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとで内包されるチャージャ室内で軸受ハウジングに固定されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントは、該ノズルマウントのタービンハウジング側主面の外周側が軸受ハウジングとタービンハウジングにより挟み込まれて、チャージャ室内で軸受ハウジングに固定されているので、軸受ハウジングとノズルマウント、及びノズルマウントとタービンハウジングが接触し、タービンハウジングから軸受ハウジングへノズルマウントを介して力が伝達される。そのため、可変ノズル機構の構成部品に撓みなどの弾性変形が生じ難く、また、軸受ハウジングとタービンハウジングとの強固な締結が可能である。従って、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない。なお、本発明でタービンハウジング主面とは、ノズルマウントのタービンハウジング側の面をいい、主面と表現しているのは、外周端側が例えば、軸受ハウジング側に折曲した形状(例えば、特許文献3の図3参照)、を除く趣旨である。勿論、立体模様などの浅い段差のみがタービンハウジング側の面に形成されていても、タービンハウジング側の全面が主面となる。
【0013】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントは単一の部材で形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントは単一の部材で形成されているので、複数の部材を結合したときに必要となる締結部分の外力(振動など)による緩みや破損が発生し難い。
【0014】
本発明は、さらに、前記軸受ハウジングの鍔部外周近傍に貫通穴が形成され、該貫通穴に締結ボルトが挿通されて前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとの締結が行われていることを特徴とする。
かかる発明では、締結ボルトの座面の接触面積が十分に確保されるので、ボルト座面の陥没が抑制され、ボルトの軸力の低下を抑制することができる。
【0015】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントは、前記軸受ハウジングの貫通穴よりもラジアル方向外方まで延設され、前記ノズルマウントには前記軸受ハウジングの貫通穴と連通する貫通穴が形成され、前記締結ボルトは前記軸受ハウジング及び前記ノズルマウントの貫通穴に挿通されて前記タービンハウジングに螺合されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントが軸受ハウジングの貫通穴よりもラジアル方向外方まで延設されているので、軸受ハウジングの鍔部が変形し難く、ボルトの締結力をより大きくすることができる。
【0016】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの外周端部側に周方向に沿って複数の座繰り貫通穴が形成され、該座繰り貫通穴に対応させて前記軸受ハウジングに螺子穴が形成され、前記ノズルマウントの座繰り貫通穴及び前記軸受ハウジングの螺子穴にタービンハウジング側からボルトが挿入されていることを特徴とする。
かかる発明では、予め可変ノズル機構を軸受ハウジングに取り付けることができるため、ターボ過給機組立時に可変ノズル機構が落下するのが防止され、組立性が向上する。また、ボルトが可変ノズル機構の位置決め機能を果たすため、別途位置決め用のピンなどを設置する必要がない。
【0017】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントと前記軸受ハウジングとを連結するスプリングピンが設けられていることを特徴とする。
かかる発明では、スプリングピンの存在により軸受ハウジングと可変ノズル機構の相対的位置決めが容易になる。また、軸受ハウジングがノズルマウントから落下し難く、組立性が向上する。
【0018】
本発明は、さらに、前記スプリングピンには、前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントとの間の部分にピン軸方向及びピン軸周回方向のスリットが形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、スプリングピンにピン軸方向及びピン軸周回方向にスリットが形成されているので、軸受ハウジングとノズルマウントとでピン穴の径が異なる場合であっても、締付け力が十分に発揮され、軸受ハウジングとノズルマウントが確実に連結される。また、ピンを用いるので、螺子を用いる場合のような螺子切り作業が不要である。
【0019】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの内周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、前記ノズルマウントが嵌め込まれる前記軸受ハウジングの外周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする。
かかる発明では、可変ノズル機構が軸受ハウジングから脱落しないので、ターボ過給機の組立性が向上する。また、リング部材を用いる場合、圧入が不要であるため、スプリングピンを用いる場合と比べて、組立性がやや向上する。
【0020】
本発明は、さらに、前記軸受ハウジングの外周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、前記軸受ハウジングに嵌め込まれる前記ノズルマウントの内周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする。
かかる発明では、可変ノズル機構が軸受ハウジングから脱落しないので、ターボ過給機の組立性が向上する。また、リング部材を用いる場合、圧入が不要であるため、スプリングピンを用いる場合と比べて、組立性がやや向上する。
【0021】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの外周端側両面であって、前記軸受ハウジング及び前記タービンハウジングと接していない部分に、それぞれ溝が形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントの両面に溝が形成されているため、ノズルマウントが昇温しても、ノズルマウントは当該両面の溝間を中心に傾斜して折れ曲がるため、主にノズルマウントの内周側(溝間より内周側)に反りが発生し、ノズルマウントの全体的な反りを抑制することができる。
【0022】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの両面に形成された溝は、ラジアル方向の位置が相互にずらされており、軸受ハウジング側の溝の方が反対側の面の溝よりもノズルマウント外周端側に形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントの熱変形時にノズルマウントが軸受ハウジングに押し付けられる側に変形するため、可変ノズル機構の軸受ハウジングに対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
【0023】
本発明は、さらに、前記溝は、ノズルマウントの全周に渡って形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、間歇的な溝を形成したときに発生し得るノズルマウントの花びら状の熱変形を防止することができる。
【0024】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントは、過給機回転軸心方向に段差が形成されノズルマウント本体より剛性が低い薄板を、ノズルマウント本体に取り付けてなることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウント本体の外周に剛性の低い部材を設けることで、ノズルマウント本体の熱伸びが吸収され、ノズルマウント全体としての反りの発生が抑制される。その結果、ノズルマウント全体としての変形によるノズル端面の隙間低減が抑制され、ノズルマウントの固着の危険が低減される。
【0025】
本発明は、さらに、前記過給機回転軸心方向の段差は、前記薄板の内周側が外周側よりも軸受ハウジング側に配置され薄板の熱変形時にノズルマウントが軸受ハウジングに押し付けられるように、形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、薄板が熱伸びしたときに可変ノズル機構が軸受ハウジングに押し付けられる方向に変形するため、可変ノズル機構の軸受ハウジングに対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
【0026】
本発明は、さらに、前記タービンハウジングと前記ノズルマウント、及び前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントの合わせ面は、ガスシール可能に研磨加工が施されていることを特徴とする。
かかる発明では、シールリングが不要となり、部品点数が削減される。また、シールリング用の溝の形成が不要となり、加工の手間の軽減、及びコスト低減を図ることができる。さらに、シールリングやシールリング用の溝が不要となることで、タービンハウジングの外径を小さくすることができる。これにより、ターボ過給機の軽量化が図られ、ターボ過給機の固有振動数が増加し、外部からエンジン振動などが加わった際の信頼性が向上する。
【0027】
本発明は、さらに、前記レバープレートは、板部材又は棒部材を折り曲げた形状であることを特徴とする。
かかる発明では、レバープレートを折り曲げた形状にすることで、ノズル軸に加わるオーバーハング荷重を低減させることができ、ノズル軸の摩擦抵抗の低減及び摩耗低減を図ることができる。また、従来のような複雑形状のレバープレートでなくなり、小型化を図ることができ、これに伴い、軸受ハウジングとタービンハウジングの外径を小さくすることができ、ターボ過給機の軽量化が図られる。そして、エンジンからの振動がターボ過給機に作用しているときの動荷重が低減され、損傷に対する信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0028】
本発明の可変容量型排気ターボ過給機では、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などの破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】図1は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第1実施形態を示す説明図である。
【図2】図2は、図1の矢視Aから見た形態を示す説明図である。
【図3】図3は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第2実施形態を示す説明図である。図3(a)は軸受ハウジングの鍔部外周近傍で軸受ハウジングとタービンハウジングを締結している点を特徴としている。図3(b)は、ノズルマウントをラジアル方向に延設して軸受ハウジング、ノズルマウント及びタービンハウジングを締結している点を特徴としている。
【図4】図4は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第3実施形態を示す説明図である。
【図5】図5は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第4実施形態を示す説明図である。
【図6】図6は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第5実施形態を示す説明図である。
【図7】図7は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第6実施形態を示す説明図である。
【図8】図8は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第7実施形態を示す説明図である。
【図9】図9は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第8実施形態を示す説明図である。
【図10】図10は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第9実施形態を示す説明図である。
【図11】図11は、従来の可変容量型排気ターボ過給機を示す説明図である。
【図12】図12は、図11のノズルマウント付近を示す拡大図である。
【図13】図13は、図12の矢視Aから見た形態を示す説明図である。
【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、その相対位置などは特に記載がない限り、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及び図2は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第1実施形態を示している。この図は回転軸心Kに沿う部分断面図である。図に示すように、ターボ過給機には、内燃機関の排気ガスが内部に導入される厚肉多筒状のタービンハウジング1が設けられており、このタービンハウジング1の上流側の外周部には渦巻き状にスクロール2が形成されている。一方、タービンハウジング1の上流側の内周部には、排気ガスによって回転駆動される輻流型のタービンロータ3が設けられている。このタービンロータ3は、タービンシャフト3Aの一端に設けられている。タービンシャフト3Aの一端は、タービンハウジング1内に挿入されている。タービンシャフト3Aは、回転中心が図中、回転軸心Kであり、コンプレッサ(図示省略)と同軸である。また、タービンシャフト3Aは、軸受5を介して軸受ハウジング4に回転自在に支持されている。
【0032】
軸受ハウジング4の背面には輪環状の凹部が形成され、この凹部に、ノズル6、ノズル6を保持するノズルマウント7、ノズルプレート9、ドライブリング10、及びノズル6やドライブリング10と係合するレバープレート11などを備えるノズルアッセンブリとして可変ノズル機構8が設けられている。この可変ノズル機構8は、軸受ハウジング4に固定され、排気ガスの流れを調整する機能を有する。
ノズル6は、回転軸心K回りに等間隔で複数設けられている。また、ノズル6は、ターボ過給機のラジアル方向の位置ではスクロール2の内周側に位置している。ノズル6はノズルべーン6aとノズル軸6bを有している。ノズル軸6bは、軸受ハウジング4に固定されたノズルマウント7に回動可能に支持されている。そして、この可変ノズル機構8では、ノズルベーン6aの翼角を変化させることが可能となっている。
【0033】
ノズルベーン6aは、ノズルマウント7と、このノズルマウント7に結合された環状のノズルプレート9との間に配置され、該ノズルプレート9はタービンハウジング1の内筒部1aの先端側に外嵌されている。
ノズルマウント7の先端側の隆起部には、円盤状のドライブリング10が回動可能に設けられている。このドライブリング10には、レバープレート11が係合している。
また、レバープレート11の内周側には回転軸心Kに沿った貫通穴が形成され、この貫通穴に、ノズル軸6bの先端側に形成されたカシメ部6cが挿入されている。
【0034】
上記構成からなる可変ノズル機構付き可変容量型排気ターボ過給機の作動時において、エンジン(図示省略)からの排気ガスはスクロール2に入り、該スクロール2の渦巻きに沿って周回しながらノズルベーン6に流入する。そして、この排気ガスは、ノズルベーン6の翼間を通過してタービンロータ3にその外周側から流入し、中心側に向かい半径方向に流れてタービンロータ3に膨張仕事をなした後、軸方向に沿って流れ、ガス出口に案内されて機外に送出される。
【0035】
かかる可変容量型排気ターボ過給機の容量を制御するにあたっては、ノズルベーン6aを流れる排気ガスが所要の流速になるような該ノズルベーン6aの翼角を設定し、翼角制御手段(図示省略)により翼角を変更する。かかる翼角に対応するアクチュエータの往復変位はドライブリング10に伝達され、該ドライブリング10が回動駆動される。
該ドライブリング10の回動により、該ドライブリング10に係合されているレバープレート11をノズル軸6b回りに回動させ、該ノズル軸6bの回動によりノズルベーン6aが回動して、翼角が変化する。
【0036】
そして、本実施形態では、ノズルマウント7は、タービンハウジング側主面7eの外周側が軸受ハウジング4とタービンハウジング1により挟み込まれて、チャージャ室内で軸受ハウジング4に固定されている。なお、本実施形態でタービンハウジング主面7eとは、ノズルマウント7のタービンハウジング側の面をいい、主面と表現しているのは、外周端側が例えば、軸受ハウジング側に折曲した形状(例えば、特許文献3の図3参照)、を除く趣旨である。勿論、立体模様などの浅い段差のみがタービンハウジング側の面に形成されていても、タービンハウジング側の全面が主面となる。
この構成では、軸受ハウジング4とノズルマウント7、及びノズルマウント7とタービンハウジング1が接触し、タービンハウジング1から軸受ハウジング4へノズルマウント7を介して力が伝達される。そのため、可変ノズル機構8の構成部品に撓みなどの弾性変形が生じ難く、また、軸受ハウジング4とタービンハウジング1との強固な締結が可能である。従って、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構8の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構8を軸受ハウジング4に締結するボルトに緩みや破損が発生しない。
【0037】
また、本実施形態では、軸受ハウジング4とタービンハウジング1との固定は、チャージャ室の外側に設けた締結ボルトBによって行われている。この締結ボルトBは、比較的温度の低いチャージャ室外方にあるため、締結ボルトBに熱伸びや緩みなどが発生し難い。
また、本実施形態では、ノズルマウント7は単一の部材で形成されているので、複数の部材を結合したときに必要となる締結部分の外力(振動など)による緩みや破損が発生し難い。
【0038】
[第2実施形態]
図3は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第2実施形態を示している。なお、この第2実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、図3(a)に示すように、軸受ハウジング4の鍔部4aの外周近傍に貫通穴が形成され、該貫通穴に締結ボルトBが挿通され、軸受ハウジング4とタービンハウジング1との締結が行われている。そのため、締結ボルトBの座面の接触面積が十分に確保され、ボルト座面の陥没が抑制され、ボルトの軸力の低下を抑制することができる。
【0039】
また、ノズルマウント7は、図3(b)に示すように、軸受ハウジング4の貫通穴4a1よりもラジアル方向外方まで延設されていてもよい。本実施形態のノズルマウント7には、軸受ハウジング4の貫通穴4a1と連通する貫通穴7aが形成され、締結ボルトBは軸受ハウジング4及びノズルマウント7の貫通穴4a1,7aに挿通されてタービンハウジング1に螺合されている。
かかる発明では、ノズルマウント7が軸受ハウジング4の貫通穴4a1よりもラジアル方向外方まで延設されているので、軸受ハウジング4の鍔部4aが変形し難く、締結ボルトBの締結力をより大きくすることができる。
【0040】
[第3実施形態]
図4は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第3実施形態を示している。なお、この第3実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント7の外周端部側に周方向に沿って複数の座繰り貫通穴7bが形成され、該座繰り貫通穴7bに対応させて軸受ハウジング4に螺子穴4bが形成されている。また、ノズルマウント7の座繰り貫通穴7b及び軸受ハウジング4の螺子穴4bにタービンハウジング1側からボルトB1が挿入されている。
本実施形態では、予め可変ノズル機構8を軸受ハウジング4に取り付けることができるため、ターボ過給機組立時に可変ノズル機構8が落下するのが防止され、組立性が向上する。また、ボルトB1が可変ノズル機構8の位置決め機能を果たすため、別途位置決め用のピンなどを設置する必要がない。
なお、図4において、ボルトB1の後端面B1aはノズルマウント7のタービンハウジング側主面7eと面一にされ、ボルトB1の後端面B1aも、本発明のノズルマウントのタービンハウジング側主面に含まれるものとする。
【0041】
[第4実施形態]
図5は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第4実施形態を示している。なお、この第4実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント7と軸受ハウジング4とを連結するスプリングピンP2が設けられている。そのため、スプリングピンP2の存在により軸受ハウジング4と可変ノズル機構8の相対的位置決めが容易になる。また、軸受ハウジング4がノズルマウント7から落下し難く、組立性が向上する。
【0042】
また、スプリングピンP2には、軸受ハウジング4とノズルマウント7との間の部分にピン軸方向及びピン軸周回方向のスリットP2a,P2bが形成されている。ピン軸方向のスリットP2aはピン軸周回方向に沿って90度間隔で4箇所に形成され、ピン軸周回方向のスリットP2bは、ピンの両端側及び中央付近の3箇所に形成されている。勿論、スプリングピンP2は、ピン穴に圧入したときにピン径が変化するものであればよく、スリットの位置、大きさ、範囲及び向きなどは自由に設定することができる。
【0043】
本実施形態では、スプリングピンP2にスリットP2a,P2bが形成されているので、軸受ハウジング4とノズルマウント7でピン穴の径が異なる場合であっても、締付け力が十分に発揮され、軸受ハウジング4とノズルマウント7が確実に連結される。また、ピンを用いるので、螺子を用いる場合のような螺子切り作業が不要である。
【0044】
[第5実施形態]
図6は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第5実施形態を示している。なお、この第5実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、図6に示すように、ノズルマウント7の内周面にリング溝7cが形成され、該リング溝7cの部分に弾性変形可能なリング部材12が嵌め込まれている。また、ノズルマウント7が嵌め込まれる軸受ハウジング4の外周面に段差としてリング溝4cが形成され、リング部材12がリング溝7cに嵌め込まれると、リング部材12は段差(リング溝4c)に係止される。ここで、段差がリング溝4cであるため、リング部材12はリング溝4c,7cに嵌め込まれることになる。
【0045】
なお、この構成とは反対に、軸受ハウジング4の外周面にリング溝4cが形成され、該リング溝4cの部分に弾性変形可能なリング部材12を嵌め込むようにしてもよい。この場合、軸受ハウジング4に嵌め込まれるノズルマウント7の内周面に段差を形成し、リング部材12がリング溝7cに嵌め込まれると、リング部材12が前記段差に係止されるようにする。
【0046】
本実施形態では、可変ノズル機構8が軸受ハウジング4から脱落しないので、ターボ過給機の組立性が向上する。また、リング部材12を用いる場合、圧入が不要であるため、スプリングピンを用いる場合と比べて、組立性がやや向上する。
【0047】
[第6実施形態]
図7は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第6実施形態を示している。なお、この第6実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント7の外周端側両面であって、軸受ハウジング4及びタービンハウジング1と接していない部分に、それぞれ溝7dが形成されている。本実施形態では、ノズルマウント7の両面に溝7dが形成されているため、ノズルマウント7が昇温しても、ノズルマウント7は当該両面の溝間を中心に傾斜して折れ曲がるため、主にノズルマウント7の内周側(溝間より内周側)に反りが発生し、ノズルマウント7の全体的な反りを抑制することができる。
【0048】
また、本実施形態では、ノズルマウント7の両面に形成された溝7dは、ラジアル方向の位置が相互にずらされており、軸受ハウジング4側の断面弧状溝7dの方が反対側の面の断面弧状溝7dよりもノズルマウント外周端側に形成されている。また、溝7dは、全周に渡って形成されている。
なお、軸受ハウジング4と反対側の面の溝7dは、ノズルマウント7と軸受ハウジング4の接触面より内側、かつノズルマウント7とノズルプレート9の間に存在するサポートブッシュ13より外側に形成され、かつ溝7dの深さは、強度への影響を考え、ノズルマウント7の外周部の板厚の3分の1以下程度であることが望ましい。
【0049】
このような構成では、ノズルマウント7の熱変形時にノズルマウント7が軸受ハウジング4に押し付けられる側に変形するため、可変ノズル機構8の軸受ハウジング4に対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構8の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
また、本実施形態では、間歇的な溝を形成したときに発生し得るノズルマウント7の花びら状の熱変形を防止することができる。
【0050】
[第7実施形態]
図8は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第7実施形態を示している。なお、この第7実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント7は、過給機の回転軸心K方向に段差が形成された輪環状の薄板71をノズルマウント本体72に取り付けて構成されている。また、薄板71の内周側が外周側よりも軸受ハウジング4側に配置されるように、前記段差が形成されている。
なお、図8において、薄板71の外周側のタービンハウジング側の面71aはノズルマウント7のタービンハウジング側主面7eと面一にされ、薄板71の面71aも、本発明のノズルマウントのタービンハウジング側主面に含まれるものとする。
【0051】
本実施形態では、ノズルマウント本体72の外周に、ノズルマウント本体72より剛性の低い薄板71を設けることで、ノズルマウント本体72の熱伸びを吸収し、ノズルマウント全体として反りの発生が抑制される。その結果、ノズルマウント全体としての変形によるノズル端面の隙間低減が抑制され、ノズルマウント7の固着の危険が低減される。
また、本実施形態では、薄板71が熱伸びしたときに可変ノズル機構8が軸受ハウジング4に押し付けられる方向に変形するため、可変ノズル機構8の軸受ハウジング4に対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構8の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
【0052】
[第8実施形態]
図9は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第8実施形態を示している。なお、この第8実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、タービンハウジング1とノズルマウント7、及び軸受ハウジング4とノズルマウント7の合わせ面は、ガスシール可能に研磨加工が施されている。そのため、シールリングが不要となり、部品点数が削減される。また、シールリング用の溝の形成が不要となり、加工の手間の軽減、及びコスト低減を図ることができる。さらに、シールリングやシールリング用の溝が不要となることで、タービンハウジング1の外径を小さくすることができる。これにより、ターボ過給機の軽量化が図られ、ターボ過給機の固有振動数が増加し、外部からエンジン振動などが加わった際の信頼性が向上する。
【0053】
[第9実施形態]
図10は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第9実施形態を示している。なお、この第9実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、レバープレート11は、板部材を折り曲げた形状である。勿論、板部材の他、棒部材などを折り曲げた形状であってもよい。
【0054】
本実施形態では、レバープレート11を折り曲げた形状にすることで、ノズル軸6bに加わるオーバーハング荷重を低減させることができ、ノズル軸6bの摩擦抵抗の低減及び摩耗低減を図ることができる。また、従来のような複雑形状のレバープレートでなくなり、小型化を図ることができ、これに伴い、軸受ハウジング4とタービンハウジング1の外径を小さくすることができ、ターボ過給機の軽量化が図られる。そして、エンジンからの振動がターボ過給機に作用しているときの動荷重が低減され、損傷に対する信頼性を向上させることができる。
なお、図10において、ボルトB1の後端面B1aはノズルマウント7のタービンハウジング側主面7eと面一にされ、ボルトB1の後端面B1aも、本発明のノズルマウントのタービンハウジング側主面に含まれるものとする。
【0055】
以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、他の種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【0056】
本発明の可変容量型排気ターボ過給機では、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない。本発明の特徴部分の構成は、タービンハウジング、軸受ハウジング及びノズルマウントを備える過給機全体に適用することが可能である。
【符号の説明】
【0057】
1 タービンハウジング
1a 内筒部
2 スクロール
3 タービンロータ
3A タービンシャフト
4 軸受ハウジング
4a 鍔部
4a1 貫通穴
4b 螺子穴
4c リング溝
5 軸受
6 ノズル
6a ノズルべーン
6b ノズル軸
6c カシメ部
7 ノズルマウント
7a 貫通穴
7b 座繰り貫通穴
7c リング溝
7d 溝
71 薄板
71a 外周側のタービンハウジング側の面
72 ノズルマウント本体
7e タービンハウジング側主面
8 可変ノズル機構
9 ノズルプレート
10 ドライブリング
10a 溝部
11 レバープレート
11a 湾曲部
11b 係合用突起
12 リング部材
13 サポートブッシュ
B 締結ボルト
Ba 後端面
B1 ボルト
B1a 後端面
K 回転軸心
N ナット
P1 ネイルピン
P2 スプリングピン
P2a,P2b スリット
【技術分野】
【0001】
本発明は、ノズルベーンの翼角を変化可能に構成された可変容量型排気ターボ過給機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車両用内燃機関等に用いられる比較的小型の排気ターボ過給機では、エンジンからの排気ガスを、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、該スクロールの内周側に設けられた複数のノズルベーンに通して、該ノズルベーンの内周側に設けられたタービンロータに作用させる構造が採用されている。また、複数のノズルベーンの翼角は変化可能に構成されている。このような可変ノズル機構を備えた輻流型可変容量排気ターボ過給機は多く用いられている(例えば、特許文献1ないし3参照)。
【0003】
図11は、従来の可変ノズル機構付き排気ターボ過給機の一例を示している。この図は回転軸線に沿う部分断面図である。図に示すように、ターボ過給機には、厚肉多筒状のタービンハウジング1が設けられており、このタービンハウジング1の上流側の外周部には渦巻き状にスクロール2が形成されている。一方、タービンハウジング1の上流側の内周部には、輻流型のタービンロータ3が設けられている。タービンロータ3が取り付けられているタービンシャフト3Aは、回転中心が図中、回転軸心Kであり、コンプレッサ(図示省略)と同軸である。また、タービンシャフト3Aは、軸受5を介して軸受ハウジング4に回転自在に支持されている。
【0004】
軸受ハウジング4の背面には輪環状の凹部が形成され、この凹部にノズル6及びノズルマウント7などを備えるノズルアッセンブリである可変ノズル機構8が収納されている。ここでノズル6は、回転軸心K回りに等間隔で複数設けられている。また、ノズル6は、タービンのラジアル方向の位置ではスクロール2の内周側に位置している。ノズル6はノズルべーン6aとノズル軸6bを有している。ノズル軸6bは、軸受ハウジング4に固定されたノズルマウント7に回動可能に支持されている。そして、この可変ノズル機構8ではノズルベーン6aの翼角を変化させることが可能となっている。
【0005】
ノズルベーン6aは、ノズルマウント7と、このノズルマウント7に連結された環状のノズルプレート9との間に配置され、該ノズルプレート9はタービンハウジング1の内筒部先端側に外嵌されている。
ノズルマウント7の先端側の隆起部には、円盤状のドライブリング10が回動可能に設けられている。このドライブリング10には、レバープレート11が係合している。このレバープレート11は、図12に拡大して示すように、湾曲部11aと係合用突起11bを有し、この係合用突起11bはドライブリング10の溝部10aに係合している。
また、レバープレート11の内周側には回転軸心Kに沿った貫通穴が形成され、この貫通穴に、ノズル軸6bの先端側に形成された固定部6cが挿入されている。
【0006】
図13は、図12の矢視Aから見た形状である。図に示すように、円盤状のノズルマウント7には、そのラジアル方向中央付近にドライブリング10が設けられている。このドライブリング10にはレバープレート11が連結されており、レバープレート11の回転軸心K側にはノズル6の固定部6cが係合している。図では、レバープレート11は回転軸心K回りに12個設けられている。そして、ドライブリング10を回動させることでノズル6の開度を調整することができる。
【0007】
上記図11ないし図13で説明した構成からなる可変ノズル機構付き可変容量型排気ターボ過給機の作動時において、エンジン(図示省略)からの排気ガスはスクロール2に入り、該スクロール2の渦巻きに沿って周回しながらノズルベーン6aに流入する。そして、この排気ガスは、ノズルベーン6aの翼間を通過してタービンロータ3にその外周側から流入し、中心側に向かい半径方向に流れてタービンロータ3に膨張仕事をなした後、軸方向に沿って流れ、ガス出口に案内されて機外に送出される。
【0008】
かかる可変容量型排気ターボ過給機の容量を制御するにあたっては、ノズルベーン6aを流れる排気ガスが所要の流速になるような該ノズルベーン6aの翼角を設定し、翼角制御手段(図示省略)により翼角を変更する。かかる翼角に対応するアクチュエータの往復変位はドライブリング10に伝達され、該ドライブリング10が回動駆動される。
該ドライブリング10の回動により、該ドライブリング10に形成された溝部10aに係合されている係合用突起11bを介してレバープレート11がノズル軸6b回りに回動し、該ノズル軸6bの回動によりノズルベーン6aが回動して、翼角が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2008−128065号公報
【特許文献2】特開2008−215083号公報
【特許文献3】米国特許2860827号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかし、図11ないし図13に示した可変容量型排気ターボ過給機では、ノズルマウント7の外周部近傍に設けた締結ボルトBにより、可変ノズル機構8が軸受ハウジング4に固定されているため、エンジン振動が過大な場合には、締結ボルトBが緩み、その結果可変ノズル機構8の動揺が大きくなり、可変ノズル機構8の構成部品が破損するおそれがある。
また、従来の構造は締結ボルトがタービンハウジング1と軸受ハウジング4とで内包される空間に存在するため、締結ボルトが高温となり、熱伸びによるボルト緩みが発生する危険があり、さらに、温度上昇による強度低下に伴うボルト破損の危険がある。締結ボルトに緩みや破損が生じると、可変ノズル機構8の動揺が増大するため、可変ノズル機構8の破損に繋がる可能性がある。
【0011】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などの破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない可変容量型排気ターボ過給機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】
【0012】
本発明はかかる課題を解決する手段としてなされたものである。
本発明は、内燃機関の排気ガスが内部に導入されるタービンハウジングと、該タービンハウジング内に設けられて排気ガスによって回転駆動されるタービンロータと、一端が前記タービンハウジング内に挿入され、該一端に前記タービンロータが取り付けられるタービンシャフトと、該タービンシャフトを支持する軸受と、前記タービンハウジングに連結されて内部に前記軸受が収納される軸受ハウジングと、該軸受ハウジングに固定され、排気ガスの流れを調整する可変ノズル機構と、を備え、前記可変ノズル機構は、ノズルと、該ノズルを保持するノズルマウントと、該ノズルと係合するレバープレートと、該レバープレートと係合するドライブリングと、を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、前記ノズルマウントは、該ノズルマウントのタービンハウジング側主面の外周側が前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングにより挟み込まれて、前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとで内包されるチャージャ室内で軸受ハウジングに固定されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントは、該ノズルマウントのタービンハウジング側主面の外周側が軸受ハウジングとタービンハウジングにより挟み込まれて、チャージャ室内で軸受ハウジングに固定されているので、軸受ハウジングとノズルマウント、及びノズルマウントとタービンハウジングが接触し、タービンハウジングから軸受ハウジングへノズルマウントを介して力が伝達される。そのため、可変ノズル機構の構成部品に撓みなどの弾性変形が生じ難く、また、軸受ハウジングとタービンハウジングとの強固な締結が可能である。従って、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない。なお、本発明でタービンハウジング主面とは、ノズルマウントのタービンハウジング側の面をいい、主面と表現しているのは、外周端側が例えば、軸受ハウジング側に折曲した形状(例えば、特許文献3の図3参照)、を除く趣旨である。勿論、立体模様などの浅い段差のみがタービンハウジング側の面に形成されていても、タービンハウジング側の全面が主面となる。
【0013】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントは単一の部材で形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントは単一の部材で形成されているので、複数の部材を結合したときに必要となる締結部分の外力(振動など)による緩みや破損が発生し難い。
【0014】
本発明は、さらに、前記軸受ハウジングの鍔部外周近傍に貫通穴が形成され、該貫通穴に締結ボルトが挿通されて前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとの締結が行われていることを特徴とする。
かかる発明では、締結ボルトの座面の接触面積が十分に確保されるので、ボルト座面の陥没が抑制され、ボルトの軸力の低下を抑制することができる。
【0015】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントは、前記軸受ハウジングの貫通穴よりもラジアル方向外方まで延設され、前記ノズルマウントには前記軸受ハウジングの貫通穴と連通する貫通穴が形成され、前記締結ボルトは前記軸受ハウジング及び前記ノズルマウントの貫通穴に挿通されて前記タービンハウジングに螺合されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントが軸受ハウジングの貫通穴よりもラジアル方向外方まで延設されているので、軸受ハウジングの鍔部が変形し難く、ボルトの締結力をより大きくすることができる。
【0016】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの外周端部側に周方向に沿って複数の座繰り貫通穴が形成され、該座繰り貫通穴に対応させて前記軸受ハウジングに螺子穴が形成され、前記ノズルマウントの座繰り貫通穴及び前記軸受ハウジングの螺子穴にタービンハウジング側からボルトが挿入されていることを特徴とする。
かかる発明では、予め可変ノズル機構を軸受ハウジングに取り付けることができるため、ターボ過給機組立時に可変ノズル機構が落下するのが防止され、組立性が向上する。また、ボルトが可変ノズル機構の位置決め機能を果たすため、別途位置決め用のピンなどを設置する必要がない。
【0017】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントと前記軸受ハウジングとを連結するスプリングピンが設けられていることを特徴とする。
かかる発明では、スプリングピンの存在により軸受ハウジングと可変ノズル機構の相対的位置決めが容易になる。また、軸受ハウジングがノズルマウントから落下し難く、組立性が向上する。
【0018】
本発明は、さらに、前記スプリングピンには、前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントとの間の部分にピン軸方向及びピン軸周回方向のスリットが形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、スプリングピンにピン軸方向及びピン軸周回方向にスリットが形成されているので、軸受ハウジングとノズルマウントとでピン穴の径が異なる場合であっても、締付け力が十分に発揮され、軸受ハウジングとノズルマウントが確実に連結される。また、ピンを用いるので、螺子を用いる場合のような螺子切り作業が不要である。
【0019】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの内周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、前記ノズルマウントが嵌め込まれる前記軸受ハウジングの外周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする。
かかる発明では、可変ノズル機構が軸受ハウジングから脱落しないので、ターボ過給機の組立性が向上する。また、リング部材を用いる場合、圧入が不要であるため、スプリングピンを用いる場合と比べて、組立性がやや向上する。
【0020】
本発明は、さらに、前記軸受ハウジングの外周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、前記軸受ハウジングに嵌め込まれる前記ノズルマウントの内周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする。
かかる発明では、可変ノズル機構が軸受ハウジングから脱落しないので、ターボ過給機の組立性が向上する。また、リング部材を用いる場合、圧入が不要であるため、スプリングピンを用いる場合と比べて、組立性がやや向上する。
【0021】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの外周端側両面であって、前記軸受ハウジング及び前記タービンハウジングと接していない部分に、それぞれ溝が形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントの両面に溝が形成されているため、ノズルマウントが昇温しても、ノズルマウントは当該両面の溝間を中心に傾斜して折れ曲がるため、主にノズルマウントの内周側(溝間より内周側)に反りが発生し、ノズルマウントの全体的な反りを抑制することができる。
【0022】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの両面に形成された溝は、ラジアル方向の位置が相互にずらされており、軸受ハウジング側の溝の方が反対側の面の溝よりもノズルマウント外周端側に形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントの熱変形時にノズルマウントが軸受ハウジングに押し付けられる側に変形するため、可変ノズル機構の軸受ハウジングに対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
【0023】
本発明は、さらに、前記溝は、ノズルマウントの全周に渡って形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、間歇的な溝を形成したときに発生し得るノズルマウントの花びら状の熱変形を防止することができる。
【0024】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントは、過給機回転軸心方向に段差が形成されノズルマウント本体より剛性が低い薄板を、ノズルマウント本体に取り付けてなることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウント本体の外周に剛性の低い部材を設けることで、ノズルマウント本体の熱伸びが吸収され、ノズルマウント全体としての反りの発生が抑制される。その結果、ノズルマウント全体としての変形によるノズル端面の隙間低減が抑制され、ノズルマウントの固着の危険が低減される。
【0025】
本発明は、さらに、前記過給機回転軸心方向の段差は、前記薄板の内周側が外周側よりも軸受ハウジング側に配置され薄板の熱変形時にノズルマウントが軸受ハウジングに押し付けられるように、形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、薄板が熱伸びしたときに可変ノズル機構が軸受ハウジングに押し付けられる方向に変形するため、可変ノズル機構の軸受ハウジングに対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
【0026】
本発明は、さらに、前記タービンハウジングと前記ノズルマウント、及び前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントの合わせ面は、ガスシール可能に研磨加工が施されていることを特徴とする。
かかる発明では、シールリングが不要となり、部品点数が削減される。また、シールリング用の溝の形成が不要となり、加工の手間の軽減、及びコスト低減を図ることができる。さらに、シールリングやシールリング用の溝が不要となることで、タービンハウジングの外径を小さくすることができる。これにより、ターボ過給機の軽量化が図られ、ターボ過給機の固有振動数が増加し、外部からエンジン振動などが加わった際の信頼性が向上する。
【0027】
本発明は、さらに、前記レバープレートは、板部材又は棒部材を折り曲げた形状であることを特徴とする。
かかる発明では、レバープレートを折り曲げた形状にすることで、ノズル軸に加わるオーバーハング荷重を低減させることができ、ノズル軸の摩擦抵抗の低減及び摩耗低減を図ることができる。また、従来のような複雑形状のレバープレートでなくなり、小型化を図ることができ、これに伴い、軸受ハウジングとタービンハウジングの外径を小さくすることができ、ターボ過給機の軽量化が図られる。そして、エンジンからの振動がターボ過給機に作用しているときの動荷重が低減され、損傷に対する信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0028】
本発明の可変容量型排気ターボ過給機では、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などの破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】図1は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第1実施形態を示す説明図である。
【図2】図2は、図1の矢視Aから見た形態を示す説明図である。
【図3】図3は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第2実施形態を示す説明図である。図3(a)は軸受ハウジングの鍔部外周近傍で軸受ハウジングとタービンハウジングを締結している点を特徴としている。図3(b)は、ノズルマウントをラジアル方向に延設して軸受ハウジング、ノズルマウント及びタービンハウジングを締結している点を特徴としている。
【図4】図4は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第3実施形態を示す説明図である。
【図5】図5は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第4実施形態を示す説明図である。
【図6】図6は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第5実施形態を示す説明図である。
【図7】図7は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第6実施形態を示す説明図である。
【図8】図8は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第7実施形態を示す説明図である。
【図9】図9は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第8実施形態を示す説明図である。
【図10】図10は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第9実施形態を示す説明図である。
【図11】図11は、従来の可変容量型排気ターボ過給機を示す説明図である。
【図12】図12は、図11のノズルマウント付近を示す拡大図である。
【図13】図13は、図12の矢視Aから見た形態を示す説明図である。
【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、その相対位置などは特に記載がない限り、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及び図2は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第1実施形態を示している。この図は回転軸心Kに沿う部分断面図である。図に示すように、ターボ過給機には、内燃機関の排気ガスが内部に導入される厚肉多筒状のタービンハウジング1が設けられており、このタービンハウジング1の上流側の外周部には渦巻き状にスクロール2が形成されている。一方、タービンハウジング1の上流側の内周部には、排気ガスによって回転駆動される輻流型のタービンロータ3が設けられている。このタービンロータ3は、タービンシャフト3Aの一端に設けられている。タービンシャフト3Aの一端は、タービンハウジング1内に挿入されている。タービンシャフト3Aは、回転中心が図中、回転軸心Kであり、コンプレッサ(図示省略)と同軸である。また、タービンシャフト3Aは、軸受5を介して軸受ハウジング4に回転自在に支持されている。
【0032】
軸受ハウジング4の背面には輪環状の凹部が形成され、この凹部に、ノズル6、ノズル6を保持するノズルマウント7、ノズルプレート9、ドライブリング10、及びノズル6やドライブリング10と係合するレバープレート11などを備えるノズルアッセンブリとして可変ノズル機構8が設けられている。この可変ノズル機構8は、軸受ハウジング4に固定され、排気ガスの流れを調整する機能を有する。
ノズル6は、回転軸心K回りに等間隔で複数設けられている。また、ノズル6は、ターボ過給機のラジアル方向の位置ではスクロール2の内周側に位置している。ノズル6はノズルべーン6aとノズル軸6bを有している。ノズル軸6bは、軸受ハウジング4に固定されたノズルマウント7に回動可能に支持されている。そして、この可変ノズル機構8では、ノズルベーン6aの翼角を変化させることが可能となっている。
【0033】
ノズルベーン6aは、ノズルマウント7と、このノズルマウント7に結合された環状のノズルプレート9との間に配置され、該ノズルプレート9はタービンハウジング1の内筒部1aの先端側に外嵌されている。
ノズルマウント7の先端側の隆起部には、円盤状のドライブリング10が回動可能に設けられている。このドライブリング10には、レバープレート11が係合している。
また、レバープレート11の内周側には回転軸心Kに沿った貫通穴が形成され、この貫通穴に、ノズル軸6bの先端側に形成されたカシメ部6cが挿入されている。
【0034】
上記構成からなる可変ノズル機構付き可変容量型排気ターボ過給機の作動時において、エンジン(図示省略)からの排気ガスはスクロール2に入り、該スクロール2の渦巻きに沿って周回しながらノズルベーン6に流入する。そして、この排気ガスは、ノズルベーン6の翼間を通過してタービンロータ3にその外周側から流入し、中心側に向かい半径方向に流れてタービンロータ3に膨張仕事をなした後、軸方向に沿って流れ、ガス出口に案内されて機外に送出される。
【0035】
かかる可変容量型排気ターボ過給機の容量を制御するにあたっては、ノズルベーン6aを流れる排気ガスが所要の流速になるような該ノズルベーン6aの翼角を設定し、翼角制御手段(図示省略)により翼角を変更する。かかる翼角に対応するアクチュエータの往復変位はドライブリング10に伝達され、該ドライブリング10が回動駆動される。
該ドライブリング10の回動により、該ドライブリング10に係合されているレバープレート11をノズル軸6b回りに回動させ、該ノズル軸6bの回動によりノズルベーン6aが回動して、翼角が変化する。
【0036】
そして、本実施形態では、ノズルマウント7は、タービンハウジング側主面7eの外周側が軸受ハウジング4とタービンハウジング1により挟み込まれて、チャージャ室内で軸受ハウジング4に固定されている。なお、本実施形態でタービンハウジング主面7eとは、ノズルマウント7のタービンハウジング側の面をいい、主面と表現しているのは、外周端側が例えば、軸受ハウジング側に折曲した形状(例えば、特許文献3の図3参照)、を除く趣旨である。勿論、立体模様などの浅い段差のみがタービンハウジング側の面に形成されていても、タービンハウジング側の全面が主面となる。
この構成では、軸受ハウジング4とノズルマウント7、及びノズルマウント7とタービンハウジング1が接触し、タービンハウジング1から軸受ハウジング4へノズルマウント7を介して力が伝達される。そのため、可変ノズル機構8の構成部品に撓みなどの弾性変形が生じ難く、また、軸受ハウジング4とタービンハウジング1との強固な締結が可能である。従って、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構8の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構8を軸受ハウジング4に締結するボルトに緩みや破損が発生しない。
【0037】
また、本実施形態では、軸受ハウジング4とタービンハウジング1との固定は、チャージャ室の外側に設けた締結ボルトBによって行われている。この締結ボルトBは、比較的温度の低いチャージャ室外方にあるため、締結ボルトBに熱伸びや緩みなどが発生し難い。
また、本実施形態では、ノズルマウント7は単一の部材で形成されているので、複数の部材を結合したときに必要となる締結部分の外力(振動など)による緩みや破損が発生し難い。
【0038】
[第2実施形態]
図3は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第2実施形態を示している。なお、この第2実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、図3(a)に示すように、軸受ハウジング4の鍔部4aの外周近傍に貫通穴が形成され、該貫通穴に締結ボルトBが挿通され、軸受ハウジング4とタービンハウジング1との締結が行われている。そのため、締結ボルトBの座面の接触面積が十分に確保され、ボルト座面の陥没が抑制され、ボルトの軸力の低下を抑制することができる。
【0039】
また、ノズルマウント7は、図3(b)に示すように、軸受ハウジング4の貫通穴4a1よりもラジアル方向外方まで延設されていてもよい。本実施形態のノズルマウント7には、軸受ハウジング4の貫通穴4a1と連通する貫通穴7aが形成され、締結ボルトBは軸受ハウジング4及びノズルマウント7の貫通穴4a1,7aに挿通されてタービンハウジング1に螺合されている。
かかる発明では、ノズルマウント7が軸受ハウジング4の貫通穴4a1よりもラジアル方向外方まで延設されているので、軸受ハウジング4の鍔部4aが変形し難く、締結ボルトBの締結力をより大きくすることができる。
【0040】
[第3実施形態]
図4は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第3実施形態を示している。なお、この第3実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント7の外周端部側に周方向に沿って複数の座繰り貫通穴7bが形成され、該座繰り貫通穴7bに対応させて軸受ハウジング4に螺子穴4bが形成されている。また、ノズルマウント7の座繰り貫通穴7b及び軸受ハウジング4の螺子穴4bにタービンハウジング1側からボルトB1が挿入されている。
本実施形態では、予め可変ノズル機構8を軸受ハウジング4に取り付けることができるため、ターボ過給機組立時に可変ノズル機構8が落下するのが防止され、組立性が向上する。また、ボルトB1が可変ノズル機構8の位置決め機能を果たすため、別途位置決め用のピンなどを設置する必要がない。
なお、図4において、ボルトB1の後端面B1aはノズルマウント7のタービンハウジング側主面7eと面一にされ、ボルトB1の後端面B1aも、本発明のノズルマウントのタービンハウジング側主面に含まれるものとする。
【0041】
[第4実施形態]
図5は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第4実施形態を示している。なお、この第4実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント7と軸受ハウジング4とを連結するスプリングピンP2が設けられている。そのため、スプリングピンP2の存在により軸受ハウジング4と可変ノズル機構8の相対的位置決めが容易になる。また、軸受ハウジング4がノズルマウント7から落下し難く、組立性が向上する。
【0042】
また、スプリングピンP2には、軸受ハウジング4とノズルマウント7との間の部分にピン軸方向及びピン軸周回方向のスリットP2a,P2bが形成されている。ピン軸方向のスリットP2aはピン軸周回方向に沿って90度間隔で4箇所に形成され、ピン軸周回方向のスリットP2bは、ピンの両端側及び中央付近の3箇所に形成されている。勿論、スプリングピンP2は、ピン穴に圧入したときにピン径が変化するものであればよく、スリットの位置、大きさ、範囲及び向きなどは自由に設定することができる。
【0043】
本実施形態では、スプリングピンP2にスリットP2a,P2bが形成されているので、軸受ハウジング4とノズルマウント7でピン穴の径が異なる場合であっても、締付け力が十分に発揮され、軸受ハウジング4とノズルマウント7が確実に連結される。また、ピンを用いるので、螺子を用いる場合のような螺子切り作業が不要である。
【0044】
[第5実施形態]
図6は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第5実施形態を示している。なお、この第5実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、図6に示すように、ノズルマウント7の内周面にリング溝7cが形成され、該リング溝7cの部分に弾性変形可能なリング部材12が嵌め込まれている。また、ノズルマウント7が嵌め込まれる軸受ハウジング4の外周面に段差としてリング溝4cが形成され、リング部材12がリング溝7cに嵌め込まれると、リング部材12は段差(リング溝4c)に係止される。ここで、段差がリング溝4cであるため、リング部材12はリング溝4c,7cに嵌め込まれることになる。
【0045】
なお、この構成とは反対に、軸受ハウジング4の外周面にリング溝4cが形成され、該リング溝4cの部分に弾性変形可能なリング部材12を嵌め込むようにしてもよい。この場合、軸受ハウジング4に嵌め込まれるノズルマウント7の内周面に段差を形成し、リング部材12がリング溝7cに嵌め込まれると、リング部材12が前記段差に係止されるようにする。
【0046】
本実施形態では、可変ノズル機構8が軸受ハウジング4から脱落しないので、ターボ過給機の組立性が向上する。また、リング部材12を用いる場合、圧入が不要であるため、スプリングピンを用いる場合と比べて、組立性がやや向上する。
【0047】
[第6実施形態]
図7は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第6実施形態を示している。なお、この第6実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント7の外周端側両面であって、軸受ハウジング4及びタービンハウジング1と接していない部分に、それぞれ溝7dが形成されている。本実施形態では、ノズルマウント7の両面に溝7dが形成されているため、ノズルマウント7が昇温しても、ノズルマウント7は当該両面の溝間を中心に傾斜して折れ曲がるため、主にノズルマウント7の内周側(溝間より内周側)に反りが発生し、ノズルマウント7の全体的な反りを抑制することができる。
【0048】
また、本実施形態では、ノズルマウント7の両面に形成された溝7dは、ラジアル方向の位置が相互にずらされており、軸受ハウジング4側の断面弧状溝7dの方が反対側の面の断面弧状溝7dよりもノズルマウント外周端側に形成されている。また、溝7dは、全周に渡って形成されている。
なお、軸受ハウジング4と反対側の面の溝7dは、ノズルマウント7と軸受ハウジング4の接触面より内側、かつノズルマウント7とノズルプレート9の間に存在するサポートブッシュ13より外側に形成され、かつ溝7dの深さは、強度への影響を考え、ノズルマウント7の外周部の板厚の3分の1以下程度であることが望ましい。
【0049】
このような構成では、ノズルマウント7の熱変形時にノズルマウント7が軸受ハウジング4に押し付けられる側に変形するため、可変ノズル機構8の軸受ハウジング4に対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構8の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
また、本実施形態では、間歇的な溝を形成したときに発生し得るノズルマウント7の花びら状の熱変形を防止することができる。
【0050】
[第7実施形態]
図8は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第7実施形態を示している。なお、この第7実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント7は、過給機の回転軸心K方向に段差が形成された輪環状の薄板71をノズルマウント本体72に取り付けて構成されている。また、薄板71の内周側が外周側よりも軸受ハウジング4側に配置されるように、前記段差が形成されている。
なお、図8において、薄板71の外周側のタービンハウジング側の面71aはノズルマウント7のタービンハウジング側主面7eと面一にされ、薄板71の面71aも、本発明のノズルマウントのタービンハウジング側主面に含まれるものとする。
【0051】
本実施形態では、ノズルマウント本体72の外周に、ノズルマウント本体72より剛性の低い薄板71を設けることで、ノズルマウント本体72の熱伸びを吸収し、ノズルマウント全体として反りの発生が抑制される。その結果、ノズルマウント全体としての変形によるノズル端面の隙間低減が抑制され、ノズルマウント7の固着の危険が低減される。
また、本実施形態では、薄板71が熱伸びしたときに可変ノズル機構8が軸受ハウジング4に押し付けられる方向に変形するため、可変ノズル機構8の軸受ハウジング4に対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構8の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
【0052】
[第8実施形態]
図9は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第8実施形態を示している。なお、この第8実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、タービンハウジング1とノズルマウント7、及び軸受ハウジング4とノズルマウント7の合わせ面は、ガスシール可能に研磨加工が施されている。そのため、シールリングが不要となり、部品点数が削減される。また、シールリング用の溝の形成が不要となり、加工の手間の軽減、及びコスト低減を図ることができる。さらに、シールリングやシールリング用の溝が不要となることで、タービンハウジング1の外径を小さくすることができる。これにより、ターボ過給機の軽量化が図られ、ターボ過給機の固有振動数が増加し、外部からエンジン振動などが加わった際の信頼性が向上する。
【0053】
[第9実施形態]
図10は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第9実施形態を示している。なお、この第9実施形態では、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、レバープレート11は、板部材を折り曲げた形状である。勿論、板部材の他、棒部材などを折り曲げた形状であってもよい。
【0054】
本実施形態では、レバープレート11を折り曲げた形状にすることで、ノズル軸6bに加わるオーバーハング荷重を低減させることができ、ノズル軸6bの摩擦抵抗の低減及び摩耗低減を図ることができる。また、従来のような複雑形状のレバープレートでなくなり、小型化を図ることができ、これに伴い、軸受ハウジング4とタービンハウジング1の外径を小さくすることができ、ターボ過給機の軽量化が図られる。そして、エンジンからの振動がターボ過給機に作用しているときの動荷重が低減され、損傷に対する信頼性を向上させることができる。
なお、図10において、ボルトB1の後端面B1aはノズルマウント7のタービンハウジング側主面7eと面一にされ、ボルトB1の後端面B1aも、本発明のノズルマウントのタービンハウジング側主面に含まれるものとする。
【0055】
以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、他の種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【0056】
本発明の可変容量型排気ターボ過給機では、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない。本発明の特徴部分の構成は、タービンハウジング、軸受ハウジング及びノズルマウントを備える過給機全体に適用することが可能である。
【符号の説明】
【0057】
1 タービンハウジング
1a 内筒部
2 スクロール
3 タービンロータ
3A タービンシャフト
4 軸受ハウジング
4a 鍔部
4a1 貫通穴
4b 螺子穴
4c リング溝
5 軸受
6 ノズル
6a ノズルべーン
6b ノズル軸
6c カシメ部
7 ノズルマウント
7a 貫通穴
7b 座繰り貫通穴
7c リング溝
7d 溝
71 薄板
71a 外周側のタービンハウジング側の面
72 ノズルマウント本体
7e タービンハウジング側主面
8 可変ノズル機構
9 ノズルプレート
10 ドライブリング
10a 溝部
11 レバープレート
11a 湾曲部
11b 係合用突起
12 リング部材
13 サポートブッシュ
B 締結ボルト
Ba 後端面
B1 ボルト
B1a 後端面
K 回転軸心
N ナット
P1 ネイルピン
P2 スプリングピン
P2a,P2b スリット
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関の排気ガスが内部に導入されるタービンハウジングと、
該タービンハウジング内に設けられて排気ガスによって回転駆動されるタービンロータと、
一端が前記タービンハウジング内に挿入され、該一端に前記タービンロータが取り付けられるタービンシャフトと、
該タービンシャフトを支持する軸受と、
前記タービンハウジングに連結されて内部に前記軸受が収納される軸受ハウジングと、
該軸受ハウジングに固定され、排気ガスの流れを調整する可変ノズル機構と、
を備え、
前記可変ノズル機構は、ノズルと、該ノズルを保持するノズルマウントと、該ノズルと係合するレバープレートと、
該レバープレートと係合するドライブリングと、
を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、
前記ノズルマウントは、該ノズルマウントのタービンハウジング側主面の外周側が前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングにより挟み込まれて、前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとで内包されるチャージャ室内で軸受ハウジングに固定されていることを特徴とする可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項2】
前記ノズルマウントは単一の部材で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項3】
前記軸受ハウジングの鍔部外周近傍に貫通穴が形成され、該貫通穴に締結ボルトが挿通されて前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとの締結が行われていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項4】
前記ノズルマウントは、前記軸受ハウジングの貫通穴よりもラジアル方向外方まで延設され、前記ノズルマウントには前記軸受ハウジングの貫通穴と連通する貫通穴が形成され、前記締結ボルトは前記軸受ハウジング及び前記ノズルマウントの貫通穴に挿通されて前記タービンハウジングに螺合されていることを特徴とする請求項3に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項5】
前記ノズルマウントの外周端部側に周方向に沿って複数の座繰り貫通穴が形成され、
該座繰り貫通穴に対応させて前記軸受ハウジングに螺子穴が形成され、
前記ノズルマウントの座繰り貫通穴及び前記軸受ハウジングの螺子穴にタービンハウジング側からボルトが挿入されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項6】
前記ノズルマウントと前記軸受ハウジングとを連結するスプリングピンが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項7】
前記スプリングピンには、前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントとの間の部分にピン軸方向及びピン軸周回方向のスリットが形成されていることを特徴とする請求項6に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項8】
前記ノズルマウントの内周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、
前記ノズルマウントが嵌め込まれる前記軸受ハウジングの外周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項9】
前記軸受ハウジングの外周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、
前記軸受ハウジングに嵌め込まれる前記ノズルマウントの内周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項10】
前記ノズルマウントの外周端側両面であって、前記軸受ハウジング及び前記タービンハウジングと接していない部分に、それぞれ溝が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項11】
前記ノズルマウントの両面に形成された溝は、ラジアル方向の位置が相互にずらされており、軸受ハウジング側の溝の方が反対側の面の溝よりもノズルマウント外周端側に形成されていることを特徴とする請求項10に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項12】
前記溝は、前記ノズルマウントの全周に渡って形成されていることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項13】
前記ノズルマウントは、過給機回転軸心方向に段差が形成されノズルマウントより剛性が低い薄板を、ノズルマウント本体に取り付けてなることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項14】
前記過給機回転軸心方向の段差は、前記薄板の内周側が外周側よりも軸受ハウジング側に配置され薄板の熱変形時にノズルマウントが軸受ハウジングに押し付けられるように、形成されていることを特徴とする請求項13に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項15】
前記タービンハウジングと前記ノズルマウント、及び前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントの合わせ面は、ガスシール可能に研磨加工が施されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項16】
前記レバープレートは、板部材又は棒部材を折り曲げた形状であることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項1】
内燃機関の排気ガスが内部に導入されるタービンハウジングと、
該タービンハウジング内に設けられて排気ガスによって回転駆動されるタービンロータと、
一端が前記タービンハウジング内に挿入され、該一端に前記タービンロータが取り付けられるタービンシャフトと、
該タービンシャフトを支持する軸受と、
前記タービンハウジングに連結されて内部に前記軸受が収納される軸受ハウジングと、
該軸受ハウジングに固定され、排気ガスの流れを調整する可変ノズル機構と、
を備え、
前記可変ノズル機構は、ノズルと、該ノズルを保持するノズルマウントと、該ノズルと係合するレバープレートと、
該レバープレートと係合するドライブリングと、
を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、
前記ノズルマウントは、該ノズルマウントのタービンハウジング側主面の外周側が前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングにより挟み込まれて、前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとで内包されるチャージャ室内で軸受ハウジングに固定されていることを特徴とする可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項2】
前記ノズルマウントは単一の部材で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項3】
前記軸受ハウジングの鍔部外周近傍に貫通穴が形成され、該貫通穴に締結ボルトが挿通されて前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとの締結が行われていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項4】
前記ノズルマウントは、前記軸受ハウジングの貫通穴よりもラジアル方向外方まで延設され、前記ノズルマウントには前記軸受ハウジングの貫通穴と連通する貫通穴が形成され、前記締結ボルトは前記軸受ハウジング及び前記ノズルマウントの貫通穴に挿通されて前記タービンハウジングに螺合されていることを特徴とする請求項3に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項5】
前記ノズルマウントの外周端部側に周方向に沿って複数の座繰り貫通穴が形成され、
該座繰り貫通穴に対応させて前記軸受ハウジングに螺子穴が形成され、
前記ノズルマウントの座繰り貫通穴及び前記軸受ハウジングの螺子穴にタービンハウジング側からボルトが挿入されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項6】
前記ノズルマウントと前記軸受ハウジングとを連結するスプリングピンが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項7】
前記スプリングピンには、前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントとの間の部分にピン軸方向及びピン軸周回方向のスリットが形成されていることを特徴とする請求項6に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項8】
前記ノズルマウントの内周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、
前記ノズルマウントが嵌め込まれる前記軸受ハウジングの外周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項9】
前記軸受ハウジングの外周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、
前記軸受ハウジングに嵌め込まれる前記ノズルマウントの内周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項10】
前記ノズルマウントの外周端側両面であって、前記軸受ハウジング及び前記タービンハウジングと接していない部分に、それぞれ溝が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項11】
前記ノズルマウントの両面に形成された溝は、ラジアル方向の位置が相互にずらされており、軸受ハウジング側の溝の方が反対側の面の溝よりもノズルマウント外周端側に形成されていることを特徴とする請求項10に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項12】
前記溝は、前記ノズルマウントの全周に渡って形成されていることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項13】
前記ノズルマウントは、過給機回転軸心方向に段差が形成されノズルマウントより剛性が低い薄板を、ノズルマウント本体に取り付けてなることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項14】
前記過給機回転軸心方向の段差は、前記薄板の内周側が外周側よりも軸受ハウジング側に配置され薄板の熱変形時にノズルマウントが軸受ハウジングに押し付けられるように、形成されていることを特徴とする請求項13に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項15】
前記タービンハウジングと前記ノズルマウント、及び前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントの合わせ面は、ガスシール可能に研磨加工が施されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項16】
前記レバープレートは、板部材又は棒部材を折り曲げた形状であることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2010−196653(P2010−196653A)
【公開日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−44697(P2009−44697)
【出願日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【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22年9月9日(2010.9.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【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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