可変容量型過給機
【課題】寒冷地で使用した場合においても、リンク機構周辺に溜まった水が凍結しない可変容量型過給機を提供する。
【解決手段】リンク機構３５の最下端の下側部分に位置し、排ガスに含まれる水の貯留が可能である貯留溝３６Ａと、貯留溝３６Ａと貯留溝３６Ａの下端において接続しており、水を排出するための排水孔３６Ｂと、を有する。
【解決手段】リンク機構３５の最下端の下側部分に位置し、排ガスに含まれる水の貯留が可能である貯留溝３６Ａと、貯留溝３６Ａと貯留溝３６Ａの下端において接続しており、水を排出するための排水孔３６Ｂと、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンの容量が変化可能な可変容量型過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機（ターボチャージャ）は、タービンとコンプレッサが機械的に連結されており、エンジンの排ガスでタービンを回転駆動し、これと連結されたコンプレッサで吸入空気を圧縮して加圧された空気をエンジンに供給し、エンジンの性能を向上させる装置である。
【０００３】
ターボチャージャ用のタービンは、一般的にラジアルタービンであり、ラジアルタービンの外周に排ガスを供給するために、スクロールが用いられる。すなわちスクロールは、エンジンからの排ガスの流れを旋回流にしてタービンインペラの外周に一様に分配する渦巻室である。
【０００４】
上述したターボチャージャは、スクロールの流路形状により旋回流速が決まり低流量ではその流速が不足するため、タービンが高負荷で稼動可能な排ガスの流量範囲が狭い問題点がある。
そこで、ターボチャージャに供給可能な排ガスの流量範囲を拡大するための可変容量型過給機として、例えば、以下の特許文献１が既に提案されている。
なお、可変容量型過給機とは、圧縮機のディフューザまたはタービンの排ガス流入部のベーンを可動にして流路面積を可変にしたものである。
【０００５】
特許文献１に記載の可変容量型過給機は、可変ノズルおよびそのノズルを開閉するためのリンク機構が設置されており、リンク機構の動作によって、タービンの容量を変化させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２９２６１５号公報、「可変容量過給機」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
可変容量型過給機を寒冷地で使用した場合、エンジン停止中に排ガス中に含まれる水がリンク機構周辺に溜まり、凍結するおそれがあった。
この場合、エンジン再起動時に、リンクが動作せず、過給機の機能を妨げられる場合が発生していた。
【０００８】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。
すなわち、本発明の目的は、寒冷地で使用した場合においても、リンク機構周辺に溜まった水が凍結しない可変容量型過給機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、タービンインペラ及びコンプレッサインペラと接続しており、かつ、回転させるシャフトと、
タービンハウジングの外周に形成されたスクロール部と、
可変ノズルを開閉させるためのリンク機構と、を有する可変容量型過給機において、
前記リンク機構の最下端の下側部分に位置し、排ガスに含まれる水の貯留が可能である貯留溝と、
前記貯留溝と前記貯留溝の下端において接続しており、前記水を排出するための排水孔と、を有する、ことを特徴とする可変容量型過給機が提供される。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、前記排水孔は、下端において取り外しが可能であるボルトを有する。
【００１１】
また、本発明の別の実施例によれば、前記貯留溝は、前記スクロール室と前記シャフトの軸方向に隣接した位置であって、前記スクロール室を基準に前記コンプレッサインペラと反対位置に設置されており、前記スクロール室との間が仕切られている。
【発明の効果】
【００１２】
上記本発明の構成によれば、可変ノズルを開閉させるためのリンク機構の下側に水の貯蔵が可能である貯留溝を有していることにより、リンク機構周辺又はリンク機構内に水が溜まることなく、寒冷地で使用しても水の凍結によってリンク機構が動作しなくなるという事態を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の断面図における排水機構付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の断面図であり、図２はＡ−Ａ矢視図である。
この図において、１は可変ノズル、２はタービンインペラ、３はカップリング、４はタービンハウジング、５はボルト、６はコンプレッサインペラ、８はコンプレッサハウジング、９はスクロール室、１０は可変容量型過給機、１１は環状ガス流路、１２はシャフト、１４はセンターハウジング、１７は排気口、１９は軸受、２１はスクロール室、２２は油供給路、２４は油排出路、２５はディフューザ部、２６はタービン側シールリング、２７は吸気口、３５はリンク機構、３５ａは駆動リング、３５ｂはレバー、３６は排水機構、Ａは空気、Ｇは排ガスである。
【００１６】
排気通路側には、内燃機関の排ガスＧにより回転駆動されるタービンインペラ２と、このタービンインペラ２を囲むタービンハウジング４が配設されている。タービンハウジング４は、タービンインペラ２の周囲に形成されたスクロール室９を有し、このスクロール室９は環状ガス流路１１を介してタービンインペラ２と連通している。また、タービンハウジング４には、中央部にタービンインペラ２と同心の排気口１７が形成されている。
【００１７】
吸気側通路には、吸気を圧縮するコンプレッサインペラ６と、このコンプレッサインペラ６を囲むコンプレッサハウジング８が配設されている。コンプレッサハウジング８は、コンプレッサインペラ６の周囲に環状に形成され圧縮空気Ａを吐き出すスクロール室２１を有する。コンプレッサインペラ６出口とスクロール室２１との間には、その間を連通するようにコンプレッサインペラ６出口から半径方向外方に延びる環状のディフューザ部２５が形成されており、これによりコンプレッサインペラ６によって加速された空気Ａを減速加圧してスクロール室２１へ導くようになっている。また、コンプレッサハウジング８には、中央部にコンプレッサインペラ６と同心の吸気口２７が形成されている。
【００１８】
可変ノズル１は、タービンハウジング４とセンターハウジング１４に挟持される位置に設けられた複数のノズルベーンを有しており、エンジンの回転数に応じてタービンの流量を調整することが可能である。
【００１９】
タービンインペラ２とコンプレッサインペラ６はシャフト１２により連結されており、シャフト１２はセンターハウジング１４に内蔵された軸受１９によって回転自在に支持されている。タービンハウジング４とセンターハウジング１４とは、カップリング３により連結され、コンプレッサハウジング８とセンターハウジング１４とは、ボルト５により連結されている。
【００２０】
センターハウジング１４には、軸受１９に潤滑油を供給するための油供給路２２と、軸受１９内部を通過して軸受１９を潤滑・冷却した潤滑油を排出するための油排出路２４とが形成されている。油供給路２２には、外部に設置された潤滑油ポンプ（図示せず）により例えば８０℃前後の潤滑油が供給されるようになっている。
【００２１】
センターハウジング１４のタービンインペラ２側には、センターハウジング１４とシャフト１２の隙間から潤滑油が漏れるのを防止するためのタービン側シールリング２６が介装されている。
【００２２】
リンク機構３５は、可変ノズル１を開閉させるために設置されたものであり、レバー３５ｂによって駆動リンク３５ａを駆動させることによって、タービン容量を変化させることが可能になる。
【００２３】
図３は、発明の実施形態に係る可変容量型過給機の断面図における排水機構付近の拡大図である。
この図において、３６Ａは貯留溝、３６Ｂは排水孔、３６Ｃはボルトである。
【００２４】
貯留溝３６Ａは、リンク機構３５の最下端に対して下側部分に設置されており、エンジン停止中に発生する排ガス中に含まれる水を貯留する。
本発明において、貯留溝３６Ａは、スクロール室９からシャフト１２の軸方向にずれた位置であって、スクロール室９を基準にコンプレッサインペラ６と反対位置に設置されている。
【００２５】
かかる貯留溝３６Ａを有することによって、寒冷地で本発明の可変容量型過給機を使用した場合でも、排ガス中に含まれる水がリンク機構周辺で凍結し、エンジン再起動時においてリンク機構の正常な動作を妨げることがなくなる。
また、貯留溝３６Ａは、スクロール室９に穴を開ける形では設けられていないため、貯留溝３６Ａを設けることによる性能に影響しない構成になっている。
なお、貯留溝３６Ａは、タービンハウジング４に設けられる場合に限らず、センターハウジング１４に設けられる構成であってもよい。
【００２６】
排水孔３６Ｂは、貯留溝３６Ａに溜まった水を外部に排出するために設置された通路であり、排出時にはボルト３６Ｃを緩めることによって排出を行う。
【００２７】
かかるボルト３６Ｃを有することによって、通常時においては、ボルト３６Ｃによってシールが行われているため、水が常に排出されている状態を防ぐと同時にガス漏れを防ぐことが可能になる。
また、外部排出のために配管を常に設置しておく必要がなく、かかるスペースを必要としないというメリットを有する。
【００２８】
なお、この実施例において、可変容量型過給機１０は、電動機を有さない過給機であるが、電動機を有する可変容量型過給機であってもよい。
【００２９】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 可変ノズル、２ タービンインペラ、３ カップリング、
４ タービンハウジング、５ ボルト、６ コンプレッサインペラ、
８ コンプレッサハウジング、９ スクロール室、
１０ 可変容量型過給機、１１ 環状ガス流路、１２ シャフト、
１４ センターハウジング、１７ 排気口、１９ 軸受、
２１ スクロール室、２２ 油供給路、２４ 油排出路、
２５ ディフューザ部、２６ タービン側シールリング、２７ 吸気口、
３５ リンク機構、３５ａ 駆動リング、３５ｂ レバー、３６ 排水機構、
３６Ａ 貯留溝、３６Ｂ 排水孔、３６Ｃ ボルト、Ａ 空気、Ｇ 排ガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンの容量が変化可能な可変容量型過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機（ターボチャージャ）は、タービンとコンプレッサが機械的に連結されており、エンジンの排ガスでタービンを回転駆動し、これと連結されたコンプレッサで吸入空気を圧縮して加圧された空気をエンジンに供給し、エンジンの性能を向上させる装置である。
【０００３】
ターボチャージャ用のタービンは、一般的にラジアルタービンであり、ラジアルタービンの外周に排ガスを供給するために、スクロールが用いられる。すなわちスクロールは、エンジンからの排ガスの流れを旋回流にしてタービンインペラの外周に一様に分配する渦巻室である。
【０００４】
上述したターボチャージャは、スクロールの流路形状により旋回流速が決まり低流量ではその流速が不足するため、タービンが高負荷で稼動可能な排ガスの流量範囲が狭い問題点がある。
そこで、ターボチャージャに供給可能な排ガスの流量範囲を拡大するための可変容量型過給機として、例えば、以下の特許文献１が既に提案されている。
なお、可変容量型過給機とは、圧縮機のディフューザまたはタービンの排ガス流入部のベーンを可動にして流路面積を可変にしたものである。
【０００５】
特許文献１に記載の可変容量型過給機は、可変ノズルおよびそのノズルを開閉するためのリンク機構が設置されており、リンク機構の動作によって、タービンの容量を変化させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２９２６１５号公報、「可変容量過給機」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
可変容量型過給機を寒冷地で使用した場合、エンジン停止中に排ガス中に含まれる水がリンク機構周辺に溜まり、凍結するおそれがあった。
この場合、エンジン再起動時に、リンクが動作せず、過給機の機能を妨げられる場合が発生していた。
【０００８】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。
すなわち、本発明の目的は、寒冷地で使用した場合においても、リンク機構周辺に溜まった水が凍結しない可変容量型過給機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、タービンインペラ及びコンプレッサインペラと接続しており、かつ、回転させるシャフトと、
タービンハウジングの外周に形成されたスクロール部と、
可変ノズルを開閉させるためのリンク機構と、を有する可変容量型過給機において、
前記リンク機構の最下端の下側部分に位置し、排ガスに含まれる水の貯留が可能である貯留溝と、
前記貯留溝と前記貯留溝の下端において接続しており、前記水を排出するための排水孔と、を有する、ことを特徴とする可変容量型過給機が提供される。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、前記排水孔は、下端において取り外しが可能であるボルトを有する。
【００１１】
また、本発明の別の実施例によれば、前記貯留溝は、前記スクロール室と前記シャフトの軸方向に隣接した位置であって、前記スクロール室を基準に前記コンプレッサインペラと反対位置に設置されており、前記スクロール室との間が仕切られている。
【発明の効果】
【００１２】
上記本発明の構成によれば、可変ノズルを開閉させるためのリンク機構の下側に水の貯蔵が可能である貯留溝を有していることにより、リンク機構周辺又はリンク機構内に水が溜まることなく、寒冷地で使用しても水の凍結によってリンク機構が動作しなくなるという事態を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の断面図における排水機構付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の断面図であり、図２はＡ−Ａ矢視図である。
この図において、１は可変ノズル、２はタービンインペラ、３はカップリング、４はタービンハウジング、５はボルト、６はコンプレッサインペラ、８はコンプレッサハウジング、９はスクロール室、１０は可変容量型過給機、１１は環状ガス流路、１２はシャフト、１４はセンターハウジング、１７は排気口、１９は軸受、２１はスクロール室、２２は油供給路、２４は油排出路、２５はディフューザ部、２６はタービン側シールリング、２７は吸気口、３５はリンク機構、３５ａは駆動リング、３５ｂはレバー、３６は排水機構、Ａは空気、Ｇは排ガスである。
【００１６】
排気通路側には、内燃機関の排ガスＧにより回転駆動されるタービンインペラ２と、このタービンインペラ２を囲むタービンハウジング４が配設されている。タービンハウジング４は、タービンインペラ２の周囲に形成されたスクロール室９を有し、このスクロール室９は環状ガス流路１１を介してタービンインペラ２と連通している。また、タービンハウジング４には、中央部にタービンインペラ２と同心の排気口１７が形成されている。
【００１７】
吸気側通路には、吸気を圧縮するコンプレッサインペラ６と、このコンプレッサインペラ６を囲むコンプレッサハウジング８が配設されている。コンプレッサハウジング８は、コンプレッサインペラ６の周囲に環状に形成され圧縮空気Ａを吐き出すスクロール室２１を有する。コンプレッサインペラ６出口とスクロール室２１との間には、その間を連通するようにコンプレッサインペラ６出口から半径方向外方に延びる環状のディフューザ部２５が形成されており、これによりコンプレッサインペラ６によって加速された空気Ａを減速加圧してスクロール室２１へ導くようになっている。また、コンプレッサハウジング８には、中央部にコンプレッサインペラ６と同心の吸気口２７が形成されている。
【００１８】
可変ノズル１は、タービンハウジング４とセンターハウジング１４に挟持される位置に設けられた複数のノズルベーンを有しており、エンジンの回転数に応じてタービンの流量を調整することが可能である。
【００１９】
タービンインペラ２とコンプレッサインペラ６はシャフト１２により連結されており、シャフト１２はセンターハウジング１４に内蔵された軸受１９によって回転自在に支持されている。タービンハウジング４とセンターハウジング１４とは、カップリング３により連結され、コンプレッサハウジング８とセンターハウジング１４とは、ボルト５により連結されている。
【００２０】
センターハウジング１４には、軸受１９に潤滑油を供給するための油供給路２２と、軸受１９内部を通過して軸受１９を潤滑・冷却した潤滑油を排出するための油排出路２４とが形成されている。油供給路２２には、外部に設置された潤滑油ポンプ（図示せず）により例えば８０℃前後の潤滑油が供給されるようになっている。
【００２１】
センターハウジング１４のタービンインペラ２側には、センターハウジング１４とシャフト１２の隙間から潤滑油が漏れるのを防止するためのタービン側シールリング２６が介装されている。
【００２２】
リンク機構３５は、可変ノズル１を開閉させるために設置されたものであり、レバー３５ｂによって駆動リンク３５ａを駆動させることによって、タービン容量を変化させることが可能になる。
【００２３】
図３は、発明の実施形態に係る可変容量型過給機の断面図における排水機構付近の拡大図である。
この図において、３６Ａは貯留溝、３６Ｂは排水孔、３６Ｃはボルトである。
【００２４】
貯留溝３６Ａは、リンク機構３５の最下端に対して下側部分に設置されており、エンジン停止中に発生する排ガス中に含まれる水を貯留する。
本発明において、貯留溝３６Ａは、スクロール室９からシャフト１２の軸方向にずれた位置であって、スクロール室９を基準にコンプレッサインペラ６と反対位置に設置されている。
【００２５】
かかる貯留溝３６Ａを有することによって、寒冷地で本発明の可変容量型過給機を使用した場合でも、排ガス中に含まれる水がリンク機構周辺で凍結し、エンジン再起動時においてリンク機構の正常な動作を妨げることがなくなる。
また、貯留溝３６Ａは、スクロール室９に穴を開ける形では設けられていないため、貯留溝３６Ａを設けることによる性能に影響しない構成になっている。
なお、貯留溝３６Ａは、タービンハウジング４に設けられる場合に限らず、センターハウジング１４に設けられる構成であってもよい。
【００２６】
排水孔３６Ｂは、貯留溝３６Ａに溜まった水を外部に排出するために設置された通路であり、排出時にはボルト３６Ｃを緩めることによって排出を行う。
【００２７】
かかるボルト３６Ｃを有することによって、通常時においては、ボルト３６Ｃによってシールが行われているため、水が常に排出されている状態を防ぐと同時にガス漏れを防ぐことが可能になる。
また、外部排出のために配管を常に設置しておく必要がなく、かかるスペースを必要としないというメリットを有する。
【００２８】
なお、この実施例において、可変容量型過給機１０は、電動機を有さない過給機であるが、電動機を有する可変容量型過給機であってもよい。
【００２９】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 可変ノズル、２ タービンインペラ、３ カップリング、
４ タービンハウジング、５ ボルト、６ コンプレッサインペラ、
８ コンプレッサハウジング、９ スクロール室、
１０ 可変容量型過給機、１１ 環状ガス流路、１２ シャフト、
１４ センターハウジング、１７ 排気口、１９ 軸受、
２１ スクロール室、２２ 油供給路、２４ 油排出路、
２５ ディフューザ部、２６ タービン側シールリング、２７ 吸気口、
３５ リンク機構、３５ａ 駆動リング、３５ｂ レバー、３６ 排水機構、
３６Ａ 貯留溝、３６Ｂ 排水孔、３６Ｃ ボルト、Ａ 空気、Ｇ 排ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンインペラ及びコンプレッサインペラと接続しており、かつ、回転させるシャフトと、
タービンハウジングの外周に形成されたスクロール部と、
可変ノズルを開閉させるためのリンク機構と、を有する可変容量型過給機において、
前記リンク機構の最下端の下側部分に位置し、排ガスに含まれる水の貯留が可能である貯留溝と、
前記貯留溝と前記貯留溝の下端において接続しており、前記水を排出するための排水孔と、を有する、ことを特徴とする可変容量型過給機。
【請求項２】
前記排水孔は、下端において取り外しが可能であるボルトを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型過給機。
【請求項３】
前記貯留溝は、前記スクロール室と前記シャフトの軸方向に隣接した位置であって、前記スクロール室を基準に前記コンプレッサインペラと反対位置に設置されており、前記スクロール室との間が仕切られている、ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型過給機。
【請求項１】
タービンインペラ及びコンプレッサインペラと接続しており、かつ、回転させるシャフトと、
タービンハウジングの外周に形成されたスクロール部と、
可変ノズルを開閉させるためのリンク機構と、を有する可変容量型過給機において、
前記リンク機構の最下端の下側部分に位置し、排ガスに含まれる水の貯留が可能である貯留溝と、
前記貯留溝と前記貯留溝の下端において接続しており、前記水を排出するための排水孔と、を有する、ことを特徴とする可変容量型過給機。
【請求項２】
前記排水孔は、下端において取り外しが可能であるボルトを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型過給機。
【請求項３】
前記貯留溝は、前記スクロール室と前記シャフトの軸方向に隣接した位置であって、前記スクロール室を基準に前記コンプレッサインペラと反対位置に設置されており、前記スクロール室との間が仕切られている、ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型過給機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１０２６６０（Ｐ２０１２−１０２６６０Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５１４１７（Ｐ２０１０−２５１４１７）
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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