ＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構並びにこれを組み込んだ排気ガイドアッセンブリ
【課題】 ＶＧＳタイプターボチャージャに関し、外部アクチュエータからのシフト駆動を可変翼に伝達する際に、従来は必須と考えられていたドライブリングを排除できるようにした新規な可変機構と排気ガイドアッセンブリを提供する。
【解決手段】 本発明の可変機構３は、可変翼１の軸部１２と固定された伝達体３１を構成部材とし、外部に設けられたアクチュエータＡＣからのシフト駆動を伝達体３１に入力し、隣接する伝達体３１どうしの間で順次ダイレクトに駆動を伝達して行き、複数の可変翼１を一挙に回動させるようにしたことを特徴とする。具体的には、伝達体３１の外縁を互いに接するように形成し、隣接する伝達体３１の間で、駆動を起こす原動側の伝達体３１の回動に伴い、外縁どうしの接点を徐々にずらして行く回転すべり接触によって、駆動を受ける従動側の伝達体３１をほぼ同程度回動させる手法が挙げられる。
【解決手段】 本発明の可変機構３は、可変翼１の軸部１２と固定された伝達体３１を構成部材とし、外部に設けられたアクチュエータＡＣからのシフト駆動を伝達体３１に入力し、隣接する伝達体３１どうしの間で順次ダイレクトに駆動を伝達して行き、複数の可変翼１を一挙に回動させるようにしたことを特徴とする。具体的には、伝達体３１の外縁を互いに接するように形成し、隣接する伝達体３１の間で、駆動を起こす原動側の伝達体３１の回動に伴い、外縁どうしの接点を徐々にずらして行く回転すべり接触によって、駆動を受ける従動側の伝達体３１をほぼ同程度回動させる手法が挙げられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジン等に用いられるＶＧＳタイプターボチャージャ〔ＶＧＳはVariable Geometry Systemの略〕において、可変翼を回動させ、タービンに送り込む排気ガスの流量を適宜調整する可変機構に関するものであって、特に外部アクチュエータからのシフト駆動を可変翼に伝達する際に、従来は必然と考えられていたドライブリングを排除できるようにした新規な可変機構と、これを組み込んだ排気ガイドアッセンブリに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用エンジンの高出力化、高性能化を図るために、過給機としてターボチャージャが知られており、このものはエンジンの排気エネルギによってタービンを駆動し、このタービンの出力によってコンプレッサを回転させ、エンジンに自然吸気以上の過給状態をもたらす装置である。このターボチャージャは、エンジンが低速回転しているときには、排気流量の低下により排気タービンがほとんど働かず、従って高回転域まで回るエンジンにあってはタービンが効率的に回るまでのもたつき感と、その後の一挙に吹き上がるまでの所要時間いわゆるターボラグ等が生ずることを免れないものであった。また、もともとエンジンの回転数が低いディーゼルエンジンでは、ターボ効果を得にくいという欠点があった。
【０００３】
このため低回転域からでも効率的に作動するＶＧＳタイプのターボチャージャ（ＶＧＳユニット）が開発されてきている。このものは、少ない排気流量を可変翼（羽）で適宜絞り込み、排気の速度を増し、排気タービンの仕事量を大きくすることで、低速回転時でも高出力を発揮できるようにしたものである。このためＶＧＳユニットにあっては、別途可変翼の可変機構等を必要とし、周辺の構成部品も従来のものに比べて形状等をより複雑化させなければならなかった。
このようなことから本出願人も、ＶＧＳタイプのターボチャージャに関し、鋭意研究や開発を重ね、多くの特許出願に至っている（例えば特許文献１〜８参照）。
【０００４】
ところで、従来、排気タービンＴの周囲に等配される複数の可変翼１′を一斉に且つほぼ均等に開閉させるにあたっては、例えば図７に示すように、まず外部アクチュエータＡＣからのシフト駆動をドライブリングＤＲで受け、このドライブリングＤＲの回動によって、一つひとつの可変翼１′を回動させるものであった。
すなわち、図７（ａ）は、タービンフレーム２′に回動自在に保持された可変翼１′に対し、その軸部１２′（先端）を伝達体３１′に嵌め、カシメ等により固定するものであり、また伝達体３１′の他端側は予め略Ｕ字状に形成しておくものである。一方、ドライブリングＤＲには可変翼１′と同数且つ同じピッチで四角片状の部材が回転自在に取り付けられており（この部材をＲＥとする）、可変翼１′をセットしたタービンフレーム２′と、ドライブリングＤＲとを組み付ける際には、図示するように上記伝達体３１′の略Ｕ字状の内側部位に四角片状部材ＲＥを嵌め込むように組み付けるものである。これにより、外部アクチュエータＡＣからのシフト駆動をドライブリングＤＲ、四角片状部材ＲＥ、伝達体３１′を順次経て可変翼１′まで伝達し、これを回動させるものであった。
【０００５】
これに対し図７（ｂ）は、上記四角片状部材ＲＥをあたかもドライブリングＤＲと一体もくしは固定状態に形成した改変例である。すなわち、ここでは図示したようにドライブリングＤＲに略長円形状の突起ＥＬ（上記四角片状部材ＲＥに相当）が形成され、伝達体３１′は、上記図７（ａ）とほぼ同様に略Ｕ字状に形成される。そして、組み付け時には、このＵ字状の内側に、ドライブリングＤＲの突起ＥＬを嵌め込むものである。つまり、ここでは、略長円形状の突起ＥＬは、ドライブリングＤＲと一体もしくは固定されているため、ドライブリングＤＲが回動した際には、略長円形状の突起ＥＬの外側と、Ｕ字状伝達体３１の内側とが互いにすべり合って、ドライブリングＤＲの回動を伝達体３１′に伝え、可変翼１′を開閉させるものである。
【０００６】
また、図７（ｃ）は、可変翼１′に固定される伝達体３１′を細長状（リンク状）に形成した例であり、ドライブリングＤＲには、この細長状の伝達体３１′の他端側を受け入れる切り欠きＬＡが（上記突起ＥＬに相当）形成されている。
この場合も、ドライブリングＤＲの切り欠きＬＡと、ここに嵌め込まれた伝達体３１′の端部外周が互いにすべり合って、ドライブリングＤＲの回動を伝達体３１′を介して可変翼１′に伝えるものである。つまり、端的には図７（ｂ）のドライブリングＤＲ及び伝達体３１′の嵌め込み構造を逆にしたものが図７（ｃ）と言える。
このように、従来の可変機構３′においては、その構造をシンプルなものにしようという試みはあったものの、ＶＧＳにおいてはドライブリングＤＲが必須の構成部材と考えられていた。
【０００７】
ところで、自動車業界は、細部に渡る細かい部品の一つひとつにまで厳しいコストダウンや軽量化が常に追求されており、価格競争が極めて熾烈な業界である。このような状況下、本出願人は、ＶＧＳにおいて不可欠と考えられていたドライブリングに敢えて着眼し、この部材の完全レス化を目指し、本発明の開発に至ったものである。
因みにＶＧＳと言えば、上述したようにドライブリングＤＲによって可変翼１′の開閉をコントロールすることが既成概念となっていたため、ＶＧＳにおいてドライブリングＤＲを廃止するという思想や、このような開発の着眼自体が、極めて新規な思想である。すなわち、上記図７からも理解されるように、従来の可変機構３′においては、伝達構造をシンプルなものにするという思想（着眼）はあったが、開発の方向は専らドライブリングを前提としたものであり、これを完全に廃止しながら可変翼１′の開閉を制御するという思想は到底なく、このような発想自体、極めて新規な技術思想である。
【特許文献１】特開２００３−４９６５５号公報
【特許文献２】特開２００３−４９６６３号公報
【特許文献３】特開２００３−４９６５６号公報
【特許文献４】特開２００３−４９６５７号公報
【特許文献５】特開２００３−４９６５８号公報
【特許文献６】特開２００３−４９６５９号公報
【特許文献７】特開２００３−４８０３３号公報
【特許文献８】特開２００３−４９６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、ＶＧＳと言えばドライブリングを用いてアクチュエータからのシフト駆動を可変翼に伝達する機構が技術常識と考えられていた中で、敢えてドライブリングを要せずに、可変翼の開閉量を制御できるようにした極めて新規な可変機構と、これを組み込んだ排気ガイドアッセンブリの開発を試みたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち請求項１記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構は、排気タービンの外周位置に配置された複数の可変翼を回動させ、エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリに組み込まれる可変機構において、前記可変機構は、可変翼の軸部と固定された伝達体を構成部材として含み、複数の可変翼を一斉に且つほぼ均一に回動させるにあたっては、外部に設けられたアクチュエータからのシフト駆動を伝達体に入力し、隣接する伝達体どうしの間で順次ダイレクトに駆動を伝達して行き、複数の可変翼を一挙に回動させるようにしたことを特徴として成るものである。
【００１０】
また請求項２記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構は、前記請求項１記載の要件に加え、前記隣接する伝達体は、互いの外縁が接するように形成され、隣接する伝達体の間で回動を伝達するにあたっては、駆動を起こす原動側の伝達体の回動に伴い、前記外縁の接点を徐々にずらして行く回転すべり接触によって、駆動を受ける従動側の伝達体をほぼ同程度回動させるようにしたことを特徴として成るものである。
【００１１】
また請求項３記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構は、前記請求項２記載の要件に加え、前記伝達体は、回転すべり接触面となる外縁形状が左右対称に形成されることを特徴として成るものである。
【００１２】
また請求項４記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構は、前記請求項１、２または３記載の要件に加え、前記アクチュエータからのシフト駆動を、伝達体に入力するにあたっては、複数の伝達体に同時に入力するようにしたことをことを特徴として成るものである。
【００１３】
また請求項５記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリは、排気タービンの外周位置に、複数の可変翼を回動自在に設け、エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリにおいて、前記請求項１、２、３または４記載の可変機構を組み込んで成ることを特徴として成るものである。
【発明の効果】
【００１４】
これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
すなわち請求項１記載の発明によれば、外部アクチュエータからのシフト駆動は、駆動が入力された伝達体から、これと隣り合う伝達体へと順次、駆動（回動）が伝達されて行くため、従来のＶＧＳでは必須であったドライブリングを完全に廃止しながら可変翼を一斉に且つ均一に回動させることができる。このため、ドライブリング（図７（ｃ）におけるＤＲ）はもちろん、これを回動自在に保持していた保持部材（図７（ｃ）におけるＨＬ）や、この保持部材を本体（可変翼を回動自在に保持するタービンフレーム）に取り付けていた固定部材（図７（ｃ）におけるＦＸ）等を全て廃止できる等、部品点数の大幅な削減が実現できる。もちろん、このことは組付工数の低減化や、ＶＧＳユニットの計量化・低コスト化等につながるものである。
【００１５】
また請求項２記載の発明によれば、隣接する伝達体の外縁どうしを回転すべり接触させて、原動側の伝達体から従動側の伝達体に駆動（回動）を順次伝達して行くため、例えば伝達体をプレート状に形成でき、またその形状（外縁）も比較的シンプルに形成できる。従って、ドライブリングを要せずに伝達体どうしの間で回動を順次伝えて行く可変機構を実現し易い。
【００１６】
また請求項３記載の発明によれば、伝達体は、外縁形状が左右対称（線対称）に形成されるため、伝達体（可変機構）が構成し易い。すなわち、回転すべり接触によって全ての伝達体に駆動を伝達する構造が比較的採り易く、各伝達体における駆動の授受も安定して行い得る。また、伝達体の外縁形状を線対称にすることによって、伝達体の回動軸回りのモーメントバランスが図られ、可変翼の開放または閉鎖において、どちらが行い易いということがなく、安定した流量制御が行える。更に、外縁を線対称形状にすることにより、作動時に伝達体の各部に作用し得る応力集中が回避し易く、伝達体の強度としても安定したものが得やすい。
【００１７】
また請求項４記載の発明によれば、外部アクチュエータからのシフト駆動を複数の伝達体に入力するため、外部アクチュエータから最初に駆動が入力されて回動する可変翼と、最後に回動する可変翼との作動時間差（いわゆるタイムラグ）が生じても、これを極力抑制することができる。
【００１８】
また請求項５記載の発明によれば、可変翼の軸部と固定される伝達体を根本的に見直し、隣り合う伝達体どうしの間で直接駆動を伝達するようにしたため、従来、ＶＧＳタイプターボチャージャにおいて必須と考えられていたドライブリングを完全に廃止することができる。このため、上記ドライブリングに付随していた諸々の部材、例えばドライブリングを回動自在に保持していた保持部材や、この保持部材を本体（タービンフレーム）に取り付けていた固定部材等も全て廃止できる等、大幅な部品点数の削減化が図れ、ひいては組立ての簡略化、計量化、低コスト化等も達成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。
なお、説明にあたっては、本発明の可変機構３を組み込んだＶＧＳタイプのターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリＡＳについて概略的に説明しながら、可変機構３について併せて説明する。
【実施例】
【００２０】
排気ガイドアッセンブリＡＳは、特にエンジンの低速回転時において排気ガスＧを適宜絞り込んで排気流量を調節するものであり、一例として図１に示すように、排気タービンＴの外周に設けられ実質的に排気流量を設定する複数の可変翼１と、可変翼１を回動自在に保持するタービンフレーム２と、排気ガスＧの流量を適宜設定すべく可変翼１を一定角度回動させる可変機構３とを具えて成るものである。以下、各構成部について更に説明する。
【００２１】
まず可変翼１について説明する。このものは一例として図１に示すように、排気タービンＴの外周に沿って円弧状に複数（一基の排気ガイドアッセンブリＡＳに対して概ね１０〜１５個程度）配設され、そのそれぞれが、ほぼ一斉に且つ均等に回動して排気流量を調節するものである。また可変翼１は、翼部１１と、軸部１２とを具えて成り、以下、これらについて説明する。
まず翼部１１は、主に排気タービンＴの幅寸法に応じて一定幅を有するように形成されるものであり、その幅方向における断面が翼形に形成され、排気ガスＧが効果的に排気タービンＴに向かうように構成される。ここで図１に併せて示すように、翼部１１の幅寸法を便宜上、翼幅ｈとする。また図に示すように、翼部１１の翼形断面において肉厚となる端縁を前縁１１ａ、肉薄となる端縁を後縁１１ｂとし、前縁１１ａから後縁１１ｂまでの長さを翼弦長Ｌとする。
更にまた、翼部１１には、軸部１２との境界部（接続部）に、軸部１２より幾分大径の鍔部１３が形成される。なお鍔部１３の底面（座面）は、翼部１１の端面と、ほぼ同一平面上に形成され、この平面が可変翼１をタービンフレーム２に挿入した際の座面となり、排気タービンＴにおける幅方向（翼幅ｈの方向）の位置規制を図る作用を担っている。
【００２２】
一方、軸部１２は、翼部１１と一体的に連続形成されるものであり、翼部１１を動かす際の回動軸となる。そして、この軸部１２の先端には、可変翼１の取付状態の基準となる基準面１５が形成される。なお、この基準面１５は、後述する可変機構３（伝達体３１）に対しカシメ等によって固定される部位であり、一例として図１に示すように、軸部１２を対向的に切り欠いた二平面として形成される。
【００２３】
因みに、上記図１では、翼部１１の両側に軸部１２が形成された、いわゆる両軸タイプもしくは両持ちタイプの可変翼１を示しており、双方の軸部１２を区別して示す場合には、互いの軸長に因み、便宜上、長軸部１２ａ、短軸部１２ｂとして区別する。もちろん、可変翼１としては、必ずしも両軸タイプのものに限らず、翼部１１の一方のみに軸部１２が形成された、いわゆる片持ちタイプの可変翼１を適用しても構わない。なお、両軸タイプの可変翼１は、片持ちタイプのものに比べ、可変翼１の作動安定性（回動安定性）や強度等を向上させ得る点で有効である。
【００２４】
次に、タービンフレーム２について説明する。このものは、複数の可変翼１を回動自在に保持するフレーム部材として構成されるものであって、一例として図１に示すように、フレームセグメント２１と保持部材２２とによって可変翼１（翼部１１）を挟み込むように構成される。
フレームセグメント２１は、中央部分が開口状態に形成され、その周縁部分に可変翼１の軸部１２（長軸部１２ａ）を受け入れる軸受部２５が等配されて成るものである。
【００２５】
また保持部材２２は、一例として図１に示すように中央部分を開口した円板状に形成されて成るものである。なお、可変翼１が両軸タイプである場合には、図１に示すように、保持部材２２にも軸受部２５が等配され、ここに可変翼１の短軸部１２ｂが回動自在に挿入される。ここで、双方の軸受部２５を区別して示す場合には、長軸部１２ａを保持する軸受部を２５ａ、短軸部１２ｂを保持する軸受部を２５ｂとする。
【００２６】
そして、これらフレームセグメント２１と保持部材２２とによって挟み込まれた可変翼１を、常に円滑に回動させ得るように、両部材間の寸法が、ほぼ一定（概ね可変翼１の翼幅ｈ程度）に維持されるものであり、一例として軸受部２５の外周部分に、四カ所設けられたカシメピン２６によって両部材間の寸法が維持される。ここで、このカシメピン２６を受け入れるためにフレームセグメント２１及び保持部材２２に開口される孔をピン孔２７とする。
【００２７】
次に、本発明の可変機構３について説明する。可変機構３は、排気流量を調節するために可変翼１を適宜回動させるものであり、一例として図１に示すように、アクチュエータＡＣからのシフト駆動を、可変翼１に伝達する伝達体３１を主な構成部材として成り、従来、必須と考えられていたドライブリングを要しないことが本発明の大きな特徴である。
伝達体３１は、上述したように可変翼１の軸部１２（基準面１５）が挿入、固定されるため、可変翼１と同数、且つ同ピッチで排気タービンＴの外周に設けられる。ここで、伝達体３１において軸部１２が挿入・固定される部位を軸部取付部３２とするものであり、この部位は軸部１２（基準面１５）を受け入れ得るように、例えば太鼓状の孔として形成される。
【００２８】
また、排気タービンＴの周りに設けられた複数の伝達体３１のうち、幾つかのものには、アクチュエータＡＣからのシフト駆動（回動）が直に入力されるものであり、ここを入力部３３とする。なお、図１、２に示す実施例では入力部３３を円孔で示し、一カ所のみ設けているが、図３に示す実施例では入力部３３を二カ所として図示している。そして、アクチュエータＡＣからのシフト駆動が入力された伝達体３１が、順次隣接する伝達体３１へとダイレクトに（ドライブリング等の他部材を介さずに）駆動を伝達して行き、全体的にほぼ均一に可変翼１を回動させるものである。ここで、駆動の授受が成される一組の伝達体３１（隣接する伝達体３１）に着眼した場合、伝達方向の前段に位置し駆動を起こす方の伝達体３１を原動側とする一方、伝達方向の後段に位置し駆動を受け取る方の伝達体３１を従動側とする。
【００２９】
なお、このような伝達機構上、アクチュエータＡＣからのシフト駆動が直接入力された伝達体３１と、順次伝達が行われ、最後に駆動が伝達された伝達体３１とでは、回動作動において多少のズレ（いわゆるタイムラグ）が生じ得るものであるが、実際には、このズレは極僅かであり、排気ガスＧを制御するのに支障をきたすほどではない。しかしながら、このようなタイムラグは、作動上においては極力生じさせないことが望ましいため、例えばアクチュエータＡＣから駆動を取り込む伝達体３１の数（入力部３３）を複数カ所にすること等によって、このズレを抑えることができる。このようなことから、現実の機構においては、タイムラグは、ほとんど無視でき、ドライブリングによる回動時とほぼ同じ程度で、可変翼１を一斉に回動させ得るものである。
【００３０】
ここで図１〜３に示す実施例にあっては、隣接する伝達体３１どうしの外縁（外周）が互いに接し合うように形成され、原動側の伝達体３１の回動に伴い、その接点（接触点）を次第にずらして行くことで、従動側の伝達体３１を同程度回動させる構造となっている。言い換えれば、図１〜３に示す伝達体３１は、その外縁を互いに回転滑り接触させることにより、原動側の伝達体３１から従動側の伝達体３１に順次駆動（回動）を伝達するように構成されている。
【００３１】
また図１〜３の伝達体３１は、複数の可変翼１の中心（排気タービンＴの中心）と、回動軸となる軸部取付部３２とを結ぶ線を対称軸として、回転すべり接触面となる外縁形状が左右対称（線対称）に形成されている。より詳細には、図１及び２の伝達体３１は、外縁形状がほぼ等脚台形状に形成されており、図３の伝達体３１は、外縁形状が略Ｙ字状に形成されている。
【００３２】
なお、伝達体３１の外縁を線対称形状に形成することにより、同じパターンの繰り返しによって、回転すべり接触による回動伝達が実現し易いため、その構成が比較的採り易く、各伝達体３１における駆動の授受も安定化させ得る利点が挙げられる。また、伝達体３１の外縁を線対称に形成することによって、軸部取付部３２まわりのモーメントが安定化し、可変翼１の開放や閉鎖において、どちらが作動し易いという偏りがなく、可変翼１の開閉制御が安定して行えるものである。また、伝達体３１の外縁を線対称に形成することにより、高温且つ排気ガス下に晒される作動時において生じ得る応力集中が回避し易く、伝達体３１の強度としても安定したものが得やすいという利点も挙げられる。
【００３３】
もちろん、伝達体３１の外縁形状は、必ずしも線対称である必要はなく、非線対称な形状でも構わない。例えば図４（ａ）（ｂ）に示す伝達体３１は、外縁形状を略Ｌ字状に形成した例であり、図４（ｃ）に示す伝達体３１は、外縁形状を略三角形状に形成した例である。なお、図４（ａ）では、隣接する伝達体３１の接触が、比較的大きなＲ面と、比較的小さなＲ面とのすべり接触（すべり対偶）で構成される一方、図４（ｂ）（ｃ）では、隣接する伝達体３１の接触が、平面（直線）と、Ｒ面（比較的小さなＲ面）とのすべり接触（すべり対偶）で構成され得る。
【００３４】
また隣接する伝達体３１の間で順次駆動を伝達して行く手法としては、必ずしも伝達体３１の外縁を利用した回転すべり接触だけでなく、各伝達体３１をリンク状に連結することによって回動を伝達することも可能である。例えば図５に示す実施例は、隣り合う伝達体３１どうしをリンク状に嵌め合うように連結したものであり、特に、ここでは全ての伝達体３１を同じ形状にすべく、個々の伝達体３１を段差状に形成している。ここで、伝達体３１に形成される嵌め合い用の孔を連結孔３４ａとし、また、ここに嵌め込まれる突起を連結突起３４ｂとする。
【００３５】
なお、伝達体３１に形成された長孔状の連結孔３４ａは、隣接した伝達体３１の回動の差を吸収するための構造である。すなわち、隣接する伝達体３１どうしを単に滑節状態に連結しただけでは、原動側の伝達体３１と従動側の伝達体３１との回動中心が異なるため、連結状態にあった連結孔３４ａと連結突起３４ｂとが回動によって互いに離反してしまい、連結状態を維持することができなくなってしまう。このため、隣接する伝達体３１どうしを連結しながら順次回動を伝達して行くためには、連結孔３４ａを長孔状に形成して、上記離反（隣接する伝達体３１の回動中心の差異）を、この長孔で吸収しながら回動を順次円滑に伝達して行くものである。
【００３６】
言い換えれば、全ての伝達体３１が、あたかもチェーンのように複数の可変翼１の設置中心（排気タービンＴの回転中心）を中心として回動する場合には、単に隣接する伝達体３１どうしを滑節状態に連結しただけでも、回動を順次伝達し得るものであるが、ここでは隣接する伝達体３１の回動中心が異なるため、これを吸収・補正する構成が必要となる。ここで、図５（ａ）は、可変翼１が開放状態にある伝達体３１の状態を示し、図５（ｂ）は、可変翼１が閉鎖状態にある伝達体３１の状態を示すものであり、開放時と閉鎖時とでは、長孔状の連結孔３４ａにおける連結突起３４ｂの位置が大きく移動しており、この連結孔３４ａによって隣接する伝達体３１の回動差が吸収されていることが分かる。因みに、伝達体３１に形成される段差も、回動伝達時に隣接する伝達体３１の互いの干渉を避けるための構成である。また、このような構成つまり隣接する伝達体３１を相互に連結する構造によっても、上述した可変翼１の回動作動のズレ（タイムラグ）を抑える効果が期待できるものである。
【００３７】
更に図６も、隣接する伝達体３１を連結しながら回動を伝達する場合の実施例であるが、上記図５と大きく異なる点は、伝達体３１をフラット状ないしはプレート状に形成した点である。そのため、伝達体３１としては、長孔状の連結孔３４ａを具えた部材と（これを伝達体３１Ａとする）、連結突起３４ｂを具えた略Ｔ字状部材（これを伝達体３１Ｂとする）との二種類が必要となる。なお、伝達体３１として二種のものが必要となっても伝達体３１をフラット状（プレート状）に形成できる本実施例の利点は、伝達体３１を製作するにあたり、例えばファインブランキングなどの打抜工程、しかも一回の打抜工程で伝達体３１Ａ、３１Ｂを製造でき、極めて能率的に製造が行い得るという点である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の可変機構を組み込んだ排気ガイドアッセンブリの一例を示す分解斜視図（ａ）、並びにＶＧＳタイプターボチャージャの一例を示す斜視図（ｂ）である。
【図２】伝達体の外縁形状をほぼ等脚台形状に形成した可変機構において、可変翼の開放状態を示す説明図（ａ）と、可変翼の閉鎖状態を示す説明図（ｂ）である。
【図３】伝達体の外縁形状をほぼＹ字状に形成した可変機構において、可変翼の開放状態を示す説明図（ａ）と、可変翼の閉鎖状態を示す説明図（ｂ）である。
【図４】伝達体の外縁形状を非線対称に形成した場合の数種の実施例を示す説明図である。
【図５】隣接する伝達体を互いに連結した場合の可変機構の一例を示す説明図である。
【図６】隣接する伝達体を互いに連結した場合の可変機構の他の実施例を示す説明図である。
【図７】従来の可変機構、すなわち外部アクチュエータからのシフト駆動をドライブリングを介して可変翼に伝達していた従来手法を示す数種の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 可変翼
２ タービンフレーム
３ 可変機構
１１ 翼部
１１ａ 前縁
１１ｂ 後縁
１２ 軸部
１２ａ 長軸部
１２ｂ 短軸部
１３ 鍔部
１５ 基準面
２１ フレームセグメント
２２ 保持部材
２５ 軸受部
２５ａ 軸受部（長軸部側）
２５ｂ 軸受部（短軸部側）
２６ カシメピン
２７ ピン孔
３１ 伝達体
３１Ａ 伝達体（連結孔側）
３１Ｂ 伝達体（連結突起側）
３２ 軸部取付部
３３ 入力部
３４ａ 連結孔
３４ｂ 連結突起
ＡＣ アクチュエータ
ＡＳ 排気ガイドアッセンブリ
ＤＲ ドライブリング
ＥＬ 略長円形状の突起（固定）
ＦＸ 固定部材
Ｇ 排気ガス
ＨＬ 保持部材
ｈ 翼幅
Ｌ 翼弦長
ＬＡ 切り欠き
ＲＥ 四角片状の部材（回転自在）
Ｔ 排気タービン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジン等に用いられるＶＧＳタイプターボチャージャ〔ＶＧＳはVariable Geometry Systemの略〕において、可変翼を回動させ、タービンに送り込む排気ガスの流量を適宜調整する可変機構に関するものであって、特に外部アクチュエータからのシフト駆動を可変翼に伝達する際に、従来は必然と考えられていたドライブリングを排除できるようにした新規な可変機構と、これを組み込んだ排気ガイドアッセンブリに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用エンジンの高出力化、高性能化を図るために、過給機としてターボチャージャが知られており、このものはエンジンの排気エネルギによってタービンを駆動し、このタービンの出力によってコンプレッサを回転させ、エンジンに自然吸気以上の過給状態をもたらす装置である。このターボチャージャは、エンジンが低速回転しているときには、排気流量の低下により排気タービンがほとんど働かず、従って高回転域まで回るエンジンにあってはタービンが効率的に回るまでのもたつき感と、その後の一挙に吹き上がるまでの所要時間いわゆるターボラグ等が生ずることを免れないものであった。また、もともとエンジンの回転数が低いディーゼルエンジンでは、ターボ効果を得にくいという欠点があった。
【０００３】
このため低回転域からでも効率的に作動するＶＧＳタイプのターボチャージャ（ＶＧＳユニット）が開発されてきている。このものは、少ない排気流量を可変翼（羽）で適宜絞り込み、排気の速度を増し、排気タービンの仕事量を大きくすることで、低速回転時でも高出力を発揮できるようにしたものである。このためＶＧＳユニットにあっては、別途可変翼の可変機構等を必要とし、周辺の構成部品も従来のものに比べて形状等をより複雑化させなければならなかった。
このようなことから本出願人も、ＶＧＳタイプのターボチャージャに関し、鋭意研究や開発を重ね、多くの特許出願に至っている（例えば特許文献１〜８参照）。
【０００４】
ところで、従来、排気タービンＴの周囲に等配される複数の可変翼１′を一斉に且つほぼ均等に開閉させるにあたっては、例えば図７に示すように、まず外部アクチュエータＡＣからのシフト駆動をドライブリングＤＲで受け、このドライブリングＤＲの回動によって、一つひとつの可変翼１′を回動させるものであった。
すなわち、図７（ａ）は、タービンフレーム２′に回動自在に保持された可変翼１′に対し、その軸部１２′（先端）を伝達体３１′に嵌め、カシメ等により固定するものであり、また伝達体３１′の他端側は予め略Ｕ字状に形成しておくものである。一方、ドライブリングＤＲには可変翼１′と同数且つ同じピッチで四角片状の部材が回転自在に取り付けられており（この部材をＲＥとする）、可変翼１′をセットしたタービンフレーム２′と、ドライブリングＤＲとを組み付ける際には、図示するように上記伝達体３１′の略Ｕ字状の内側部位に四角片状部材ＲＥを嵌め込むように組み付けるものである。これにより、外部アクチュエータＡＣからのシフト駆動をドライブリングＤＲ、四角片状部材ＲＥ、伝達体３１′を順次経て可変翼１′まで伝達し、これを回動させるものであった。
【０００５】
これに対し図７（ｂ）は、上記四角片状部材ＲＥをあたかもドライブリングＤＲと一体もくしは固定状態に形成した改変例である。すなわち、ここでは図示したようにドライブリングＤＲに略長円形状の突起ＥＬ（上記四角片状部材ＲＥに相当）が形成され、伝達体３１′は、上記図７（ａ）とほぼ同様に略Ｕ字状に形成される。そして、組み付け時には、このＵ字状の内側に、ドライブリングＤＲの突起ＥＬを嵌め込むものである。つまり、ここでは、略長円形状の突起ＥＬは、ドライブリングＤＲと一体もしくは固定されているため、ドライブリングＤＲが回動した際には、略長円形状の突起ＥＬの外側と、Ｕ字状伝達体３１の内側とが互いにすべり合って、ドライブリングＤＲの回動を伝達体３１′に伝え、可変翼１′を開閉させるものである。
【０００６】
また、図７（ｃ）は、可変翼１′に固定される伝達体３１′を細長状（リンク状）に形成した例であり、ドライブリングＤＲには、この細長状の伝達体３１′の他端側を受け入れる切り欠きＬＡが（上記突起ＥＬに相当）形成されている。
この場合も、ドライブリングＤＲの切り欠きＬＡと、ここに嵌め込まれた伝達体３１′の端部外周が互いにすべり合って、ドライブリングＤＲの回動を伝達体３１′を介して可変翼１′に伝えるものである。つまり、端的には図７（ｂ）のドライブリングＤＲ及び伝達体３１′の嵌め込み構造を逆にしたものが図７（ｃ）と言える。
このように、従来の可変機構３′においては、その構造をシンプルなものにしようという試みはあったものの、ＶＧＳにおいてはドライブリングＤＲが必須の構成部材と考えられていた。
【０００７】
ところで、自動車業界は、細部に渡る細かい部品の一つひとつにまで厳しいコストダウンや軽量化が常に追求されており、価格競争が極めて熾烈な業界である。このような状況下、本出願人は、ＶＧＳにおいて不可欠と考えられていたドライブリングに敢えて着眼し、この部材の完全レス化を目指し、本発明の開発に至ったものである。
因みにＶＧＳと言えば、上述したようにドライブリングＤＲによって可変翼１′の開閉をコントロールすることが既成概念となっていたため、ＶＧＳにおいてドライブリングＤＲを廃止するという思想や、このような開発の着眼自体が、極めて新規な思想である。すなわち、上記図７からも理解されるように、従来の可変機構３′においては、伝達構造をシンプルなものにするという思想（着眼）はあったが、開発の方向は専らドライブリングを前提としたものであり、これを完全に廃止しながら可変翼１′の開閉を制御するという思想は到底なく、このような発想自体、極めて新規な技術思想である。
【特許文献１】特開２００３−４９６５５号公報
【特許文献２】特開２００３−４９６６３号公報
【特許文献３】特開２００３−４９６５６号公報
【特許文献４】特開２００３−４９６５７号公報
【特許文献５】特開２００３−４９６５８号公報
【特許文献６】特開２００３−４９６５９号公報
【特許文献７】特開２００３−４８０３３号公報
【特許文献８】特開２００３−４９６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、ＶＧＳと言えばドライブリングを用いてアクチュエータからのシフト駆動を可変翼に伝達する機構が技術常識と考えられていた中で、敢えてドライブリングを要せずに、可変翼の開閉量を制御できるようにした極めて新規な可変機構と、これを組み込んだ排気ガイドアッセンブリの開発を試みたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち請求項１記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構は、排気タービンの外周位置に配置された複数の可変翼を回動させ、エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリに組み込まれる可変機構において、前記可変機構は、可変翼の軸部と固定された伝達体を構成部材として含み、複数の可変翼を一斉に且つほぼ均一に回動させるにあたっては、外部に設けられたアクチュエータからのシフト駆動を伝達体に入力し、隣接する伝達体どうしの間で順次ダイレクトに駆動を伝達して行き、複数の可変翼を一挙に回動させるようにしたことを特徴として成るものである。
【００１０】
また請求項２記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構は、前記請求項１記載の要件に加え、前記隣接する伝達体は、互いの外縁が接するように形成され、隣接する伝達体の間で回動を伝達するにあたっては、駆動を起こす原動側の伝達体の回動に伴い、前記外縁の接点を徐々にずらして行く回転すべり接触によって、駆動を受ける従動側の伝達体をほぼ同程度回動させるようにしたことを特徴として成るものである。
【００１１】
また請求項３記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構は、前記請求項２記載の要件に加え、前記伝達体は、回転すべり接触面となる外縁形状が左右対称に形成されることを特徴として成るものである。
【００１２】
また請求項４記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構は、前記請求項１、２または３記載の要件に加え、前記アクチュエータからのシフト駆動を、伝達体に入力するにあたっては、複数の伝達体に同時に入力するようにしたことをことを特徴として成るものである。
【００１３】
また請求項５記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリは、排気タービンの外周位置に、複数の可変翼を回動自在に設け、エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリにおいて、前記請求項１、２、３または４記載の可変機構を組み込んで成ることを特徴として成るものである。
【発明の効果】
【００１４】
これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
すなわち請求項１記載の発明によれば、外部アクチュエータからのシフト駆動は、駆動が入力された伝達体から、これと隣り合う伝達体へと順次、駆動（回動）が伝達されて行くため、従来のＶＧＳでは必須であったドライブリングを完全に廃止しながら可変翼を一斉に且つ均一に回動させることができる。このため、ドライブリング（図７（ｃ）におけるＤＲ）はもちろん、これを回動自在に保持していた保持部材（図７（ｃ）におけるＨＬ）や、この保持部材を本体（可変翼を回動自在に保持するタービンフレーム）に取り付けていた固定部材（図７（ｃ）におけるＦＸ）等を全て廃止できる等、部品点数の大幅な削減が実現できる。もちろん、このことは組付工数の低減化や、ＶＧＳユニットの計量化・低コスト化等につながるものである。
【００１５】
また請求項２記載の発明によれば、隣接する伝達体の外縁どうしを回転すべり接触させて、原動側の伝達体から従動側の伝達体に駆動（回動）を順次伝達して行くため、例えば伝達体をプレート状に形成でき、またその形状（外縁）も比較的シンプルに形成できる。従って、ドライブリングを要せずに伝達体どうしの間で回動を順次伝えて行く可変機構を実現し易い。
【００１６】
また請求項３記載の発明によれば、伝達体は、外縁形状が左右対称（線対称）に形成されるため、伝達体（可変機構）が構成し易い。すなわち、回転すべり接触によって全ての伝達体に駆動を伝達する構造が比較的採り易く、各伝達体における駆動の授受も安定して行い得る。また、伝達体の外縁形状を線対称にすることによって、伝達体の回動軸回りのモーメントバランスが図られ、可変翼の開放または閉鎖において、どちらが行い易いということがなく、安定した流量制御が行える。更に、外縁を線対称形状にすることにより、作動時に伝達体の各部に作用し得る応力集中が回避し易く、伝達体の強度としても安定したものが得やすい。
【００１７】
また請求項４記載の発明によれば、外部アクチュエータからのシフト駆動を複数の伝達体に入力するため、外部アクチュエータから最初に駆動が入力されて回動する可変翼と、最後に回動する可変翼との作動時間差（いわゆるタイムラグ）が生じても、これを極力抑制することができる。
【００１８】
また請求項５記載の発明によれば、可変翼の軸部と固定される伝達体を根本的に見直し、隣り合う伝達体どうしの間で直接駆動を伝達するようにしたため、従来、ＶＧＳタイプターボチャージャにおいて必須と考えられていたドライブリングを完全に廃止することができる。このため、上記ドライブリングに付随していた諸々の部材、例えばドライブリングを回動自在に保持していた保持部材や、この保持部材を本体（タービンフレーム）に取り付けていた固定部材等も全て廃止できる等、大幅な部品点数の削減化が図れ、ひいては組立ての簡略化、計量化、低コスト化等も達成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。
なお、説明にあたっては、本発明の可変機構３を組み込んだＶＧＳタイプのターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリＡＳについて概略的に説明しながら、可変機構３について併せて説明する。
【実施例】
【００２０】
排気ガイドアッセンブリＡＳは、特にエンジンの低速回転時において排気ガスＧを適宜絞り込んで排気流量を調節するものであり、一例として図１に示すように、排気タービンＴの外周に設けられ実質的に排気流量を設定する複数の可変翼１と、可変翼１を回動自在に保持するタービンフレーム２と、排気ガスＧの流量を適宜設定すべく可変翼１を一定角度回動させる可変機構３とを具えて成るものである。以下、各構成部について更に説明する。
【００２１】
まず可変翼１について説明する。このものは一例として図１に示すように、排気タービンＴの外周に沿って円弧状に複数（一基の排気ガイドアッセンブリＡＳに対して概ね１０〜１５個程度）配設され、そのそれぞれが、ほぼ一斉に且つ均等に回動して排気流量を調節するものである。また可変翼１は、翼部１１と、軸部１２とを具えて成り、以下、これらについて説明する。
まず翼部１１は、主に排気タービンＴの幅寸法に応じて一定幅を有するように形成されるものであり、その幅方向における断面が翼形に形成され、排気ガスＧが効果的に排気タービンＴに向かうように構成される。ここで図１に併せて示すように、翼部１１の幅寸法を便宜上、翼幅ｈとする。また図に示すように、翼部１１の翼形断面において肉厚となる端縁を前縁１１ａ、肉薄となる端縁を後縁１１ｂとし、前縁１１ａから後縁１１ｂまでの長さを翼弦長Ｌとする。
更にまた、翼部１１には、軸部１２との境界部（接続部）に、軸部１２より幾分大径の鍔部１３が形成される。なお鍔部１３の底面（座面）は、翼部１１の端面と、ほぼ同一平面上に形成され、この平面が可変翼１をタービンフレーム２に挿入した際の座面となり、排気タービンＴにおける幅方向（翼幅ｈの方向）の位置規制を図る作用を担っている。
【００２２】
一方、軸部１２は、翼部１１と一体的に連続形成されるものであり、翼部１１を動かす際の回動軸となる。そして、この軸部１２の先端には、可変翼１の取付状態の基準となる基準面１５が形成される。なお、この基準面１５は、後述する可変機構３（伝達体３１）に対しカシメ等によって固定される部位であり、一例として図１に示すように、軸部１２を対向的に切り欠いた二平面として形成される。
【００２３】
因みに、上記図１では、翼部１１の両側に軸部１２が形成された、いわゆる両軸タイプもしくは両持ちタイプの可変翼１を示しており、双方の軸部１２を区別して示す場合には、互いの軸長に因み、便宜上、長軸部１２ａ、短軸部１２ｂとして区別する。もちろん、可変翼１としては、必ずしも両軸タイプのものに限らず、翼部１１の一方のみに軸部１２が形成された、いわゆる片持ちタイプの可変翼１を適用しても構わない。なお、両軸タイプの可変翼１は、片持ちタイプのものに比べ、可変翼１の作動安定性（回動安定性）や強度等を向上させ得る点で有効である。
【００２４】
次に、タービンフレーム２について説明する。このものは、複数の可変翼１を回動自在に保持するフレーム部材として構成されるものであって、一例として図１に示すように、フレームセグメント２１と保持部材２２とによって可変翼１（翼部１１）を挟み込むように構成される。
フレームセグメント２１は、中央部分が開口状態に形成され、その周縁部分に可変翼１の軸部１２（長軸部１２ａ）を受け入れる軸受部２５が等配されて成るものである。
【００２５】
また保持部材２２は、一例として図１に示すように中央部分を開口した円板状に形成されて成るものである。なお、可変翼１が両軸タイプである場合には、図１に示すように、保持部材２２にも軸受部２５が等配され、ここに可変翼１の短軸部１２ｂが回動自在に挿入される。ここで、双方の軸受部２５を区別して示す場合には、長軸部１２ａを保持する軸受部を２５ａ、短軸部１２ｂを保持する軸受部を２５ｂとする。
【００２６】
そして、これらフレームセグメント２１と保持部材２２とによって挟み込まれた可変翼１を、常に円滑に回動させ得るように、両部材間の寸法が、ほぼ一定（概ね可変翼１の翼幅ｈ程度）に維持されるものであり、一例として軸受部２５の外周部分に、四カ所設けられたカシメピン２６によって両部材間の寸法が維持される。ここで、このカシメピン２６を受け入れるためにフレームセグメント２１及び保持部材２２に開口される孔をピン孔２７とする。
【００２７】
次に、本発明の可変機構３について説明する。可変機構３は、排気流量を調節するために可変翼１を適宜回動させるものであり、一例として図１に示すように、アクチュエータＡＣからのシフト駆動を、可変翼１に伝達する伝達体３１を主な構成部材として成り、従来、必須と考えられていたドライブリングを要しないことが本発明の大きな特徴である。
伝達体３１は、上述したように可変翼１の軸部１２（基準面１５）が挿入、固定されるため、可変翼１と同数、且つ同ピッチで排気タービンＴの外周に設けられる。ここで、伝達体３１において軸部１２が挿入・固定される部位を軸部取付部３２とするものであり、この部位は軸部１２（基準面１５）を受け入れ得るように、例えば太鼓状の孔として形成される。
【００２８】
また、排気タービンＴの周りに設けられた複数の伝達体３１のうち、幾つかのものには、アクチュエータＡＣからのシフト駆動（回動）が直に入力されるものであり、ここを入力部３３とする。なお、図１、２に示す実施例では入力部３３を円孔で示し、一カ所のみ設けているが、図３に示す実施例では入力部３３を二カ所として図示している。そして、アクチュエータＡＣからのシフト駆動が入力された伝達体３１が、順次隣接する伝達体３１へとダイレクトに（ドライブリング等の他部材を介さずに）駆動を伝達して行き、全体的にほぼ均一に可変翼１を回動させるものである。ここで、駆動の授受が成される一組の伝達体３１（隣接する伝達体３１）に着眼した場合、伝達方向の前段に位置し駆動を起こす方の伝達体３１を原動側とする一方、伝達方向の後段に位置し駆動を受け取る方の伝達体３１を従動側とする。
【００２９】
なお、このような伝達機構上、アクチュエータＡＣからのシフト駆動が直接入力された伝達体３１と、順次伝達が行われ、最後に駆動が伝達された伝達体３１とでは、回動作動において多少のズレ（いわゆるタイムラグ）が生じ得るものであるが、実際には、このズレは極僅かであり、排気ガスＧを制御するのに支障をきたすほどではない。しかしながら、このようなタイムラグは、作動上においては極力生じさせないことが望ましいため、例えばアクチュエータＡＣから駆動を取り込む伝達体３１の数（入力部３３）を複数カ所にすること等によって、このズレを抑えることができる。このようなことから、現実の機構においては、タイムラグは、ほとんど無視でき、ドライブリングによる回動時とほぼ同じ程度で、可変翼１を一斉に回動させ得るものである。
【００３０】
ここで図１〜３に示す実施例にあっては、隣接する伝達体３１どうしの外縁（外周）が互いに接し合うように形成され、原動側の伝達体３１の回動に伴い、その接点（接触点）を次第にずらして行くことで、従動側の伝達体３１を同程度回動させる構造となっている。言い換えれば、図１〜３に示す伝達体３１は、その外縁を互いに回転滑り接触させることにより、原動側の伝達体３１から従動側の伝達体３１に順次駆動（回動）を伝達するように構成されている。
【００３１】
また図１〜３の伝達体３１は、複数の可変翼１の中心（排気タービンＴの中心）と、回動軸となる軸部取付部３２とを結ぶ線を対称軸として、回転すべり接触面となる外縁形状が左右対称（線対称）に形成されている。より詳細には、図１及び２の伝達体３１は、外縁形状がほぼ等脚台形状に形成されており、図３の伝達体３１は、外縁形状が略Ｙ字状に形成されている。
【００３２】
なお、伝達体３１の外縁を線対称形状に形成することにより、同じパターンの繰り返しによって、回転すべり接触による回動伝達が実現し易いため、その構成が比較的採り易く、各伝達体３１における駆動の授受も安定化させ得る利点が挙げられる。また、伝達体３１の外縁を線対称に形成することによって、軸部取付部３２まわりのモーメントが安定化し、可変翼１の開放や閉鎖において、どちらが作動し易いという偏りがなく、可変翼１の開閉制御が安定して行えるものである。また、伝達体３１の外縁を線対称に形成することにより、高温且つ排気ガス下に晒される作動時において生じ得る応力集中が回避し易く、伝達体３１の強度としても安定したものが得やすいという利点も挙げられる。
【００３３】
もちろん、伝達体３１の外縁形状は、必ずしも線対称である必要はなく、非線対称な形状でも構わない。例えば図４（ａ）（ｂ）に示す伝達体３１は、外縁形状を略Ｌ字状に形成した例であり、図４（ｃ）に示す伝達体３１は、外縁形状を略三角形状に形成した例である。なお、図４（ａ）では、隣接する伝達体３１の接触が、比較的大きなＲ面と、比較的小さなＲ面とのすべり接触（すべり対偶）で構成される一方、図４（ｂ）（ｃ）では、隣接する伝達体３１の接触が、平面（直線）と、Ｒ面（比較的小さなＲ面）とのすべり接触（すべり対偶）で構成され得る。
【００３４】
また隣接する伝達体３１の間で順次駆動を伝達して行く手法としては、必ずしも伝達体３１の外縁を利用した回転すべり接触だけでなく、各伝達体３１をリンク状に連結することによって回動を伝達することも可能である。例えば図５に示す実施例は、隣り合う伝達体３１どうしをリンク状に嵌め合うように連結したものであり、特に、ここでは全ての伝達体３１を同じ形状にすべく、個々の伝達体３１を段差状に形成している。ここで、伝達体３１に形成される嵌め合い用の孔を連結孔３４ａとし、また、ここに嵌め込まれる突起を連結突起３４ｂとする。
【００３５】
なお、伝達体３１に形成された長孔状の連結孔３４ａは、隣接した伝達体３１の回動の差を吸収するための構造である。すなわち、隣接する伝達体３１どうしを単に滑節状態に連結しただけでは、原動側の伝達体３１と従動側の伝達体３１との回動中心が異なるため、連結状態にあった連結孔３４ａと連結突起３４ｂとが回動によって互いに離反してしまい、連結状態を維持することができなくなってしまう。このため、隣接する伝達体３１どうしを連結しながら順次回動を伝達して行くためには、連結孔３４ａを長孔状に形成して、上記離反（隣接する伝達体３１の回動中心の差異）を、この長孔で吸収しながら回動を順次円滑に伝達して行くものである。
【００３６】
言い換えれば、全ての伝達体３１が、あたかもチェーンのように複数の可変翼１の設置中心（排気タービンＴの回転中心）を中心として回動する場合には、単に隣接する伝達体３１どうしを滑節状態に連結しただけでも、回動を順次伝達し得るものであるが、ここでは隣接する伝達体３１の回動中心が異なるため、これを吸収・補正する構成が必要となる。ここで、図５（ａ）は、可変翼１が開放状態にある伝達体３１の状態を示し、図５（ｂ）は、可変翼１が閉鎖状態にある伝達体３１の状態を示すものであり、開放時と閉鎖時とでは、長孔状の連結孔３４ａにおける連結突起３４ｂの位置が大きく移動しており、この連結孔３４ａによって隣接する伝達体３１の回動差が吸収されていることが分かる。因みに、伝達体３１に形成される段差も、回動伝達時に隣接する伝達体３１の互いの干渉を避けるための構成である。また、このような構成つまり隣接する伝達体３１を相互に連結する構造によっても、上述した可変翼１の回動作動のズレ（タイムラグ）を抑える効果が期待できるものである。
【００３７】
更に図６も、隣接する伝達体３１を連結しながら回動を伝達する場合の実施例であるが、上記図５と大きく異なる点は、伝達体３１をフラット状ないしはプレート状に形成した点である。そのため、伝達体３１としては、長孔状の連結孔３４ａを具えた部材と（これを伝達体３１Ａとする）、連結突起３４ｂを具えた略Ｔ字状部材（これを伝達体３１Ｂとする）との二種類が必要となる。なお、伝達体３１として二種のものが必要となっても伝達体３１をフラット状（プレート状）に形成できる本実施例の利点は、伝達体３１を製作するにあたり、例えばファインブランキングなどの打抜工程、しかも一回の打抜工程で伝達体３１Ａ、３１Ｂを製造でき、極めて能率的に製造が行い得るという点である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の可変機構を組み込んだ排気ガイドアッセンブリの一例を示す分解斜視図（ａ）、並びにＶＧＳタイプターボチャージャの一例を示す斜視図（ｂ）である。
【図２】伝達体の外縁形状をほぼ等脚台形状に形成した可変機構において、可変翼の開放状態を示す説明図（ａ）と、可変翼の閉鎖状態を示す説明図（ｂ）である。
【図３】伝達体の外縁形状をほぼＹ字状に形成した可変機構において、可変翼の開放状態を示す説明図（ａ）と、可変翼の閉鎖状態を示す説明図（ｂ）である。
【図４】伝達体の外縁形状を非線対称に形成した場合の数種の実施例を示す説明図である。
【図５】隣接する伝達体を互いに連結した場合の可変機構の一例を示す説明図である。
【図６】隣接する伝達体を互いに連結した場合の可変機構の他の実施例を示す説明図である。
【図７】従来の可変機構、すなわち外部アクチュエータからのシフト駆動をドライブリングを介して可変翼に伝達していた従来手法を示す数種の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 可変翼
２ タービンフレーム
３ 可変機構
１１ 翼部
１１ａ 前縁
１１ｂ 後縁
１２ 軸部
１２ａ 長軸部
１２ｂ 短軸部
１３ 鍔部
１５ 基準面
２１ フレームセグメント
２２ 保持部材
２５ 軸受部
２５ａ 軸受部（長軸部側）
２５ｂ 軸受部（短軸部側）
２６ カシメピン
２７ ピン孔
３１ 伝達体
３１Ａ 伝達体（連結孔側）
３１Ｂ 伝達体（連結突起側）
３２ 軸部取付部
３３ 入力部
３４ａ 連結孔
３４ｂ 連結突起
ＡＣ アクチュエータ
ＡＳ 排気ガイドアッセンブリ
ＤＲ ドライブリング
ＥＬ 略長円形状の突起（固定）
ＦＸ 固定部材
Ｇ 排気ガス
ＨＬ 保持部材
ｈ 翼幅
Ｌ 翼弦長
ＬＡ 切り欠き
ＲＥ 四角片状の部材（回転自在）
Ｔ 排気タービン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気タービンの外周位置に配置された複数の可変翼を回動させ、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリに組み込まれる可変機構において、
前記可変機構は、可変翼の軸部と固定された伝達体を構成部材として含み、複数の可変翼を一斉に且つほぼ均一に回動させるにあたっては、外部に設けられたアクチュエータからのシフト駆動を伝達体に入力し、隣接する伝達体どうしの間で順次ダイレクトに駆動を伝達して行き、複数の可変翼を一挙に回動させるようにしたことを特徴とするＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構。
【請求項２】
前記隣接する伝達体は、互いの外縁が接するように形成され、
隣接する伝達体の間で回動を伝達するにあたっては、駆動を起こす原動側の伝達体の回動に伴い、前記外縁の接点を徐々にずらして行く回転すべり接触によって、駆動を受ける従動側の伝達体をほぼ同程度回動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構。
【請求項３】
前記伝達体は、回転すべり接触面となる外縁形状が左右対称に形成されることを特徴とする請求項２記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構。
【請求項４】
前記アクチュエータからのシフト駆動を、伝達体に入力するにあたっては、複数の伝達体に同時に入力するようにしたことをことを特徴とする請求項１、２または３記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構。
【請求項５】
排気タービンの外周位置に、複数の可変翼を回動自在に設け、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリにおいて、
前記請求項１、２、３または４記載の可変機構を組み込んで成ることを特徴とするＶＧＳタイプターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリ。
【請求項１】
排気タービンの外周位置に配置された複数の可変翼を回動させ、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリに組み込まれる可変機構において、
前記可変機構は、可変翼の軸部と固定された伝達体を構成部材として含み、複数の可変翼を一斉に且つほぼ均一に回動させるにあたっては、外部に設けられたアクチュエータからのシフト駆動を伝達体に入力し、隣接する伝達体どうしの間で順次ダイレクトに駆動を伝達して行き、複数の可変翼を一挙に回動させるようにしたことを特徴とするＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構。
【請求項２】
前記隣接する伝達体は、互いの外縁が接するように形成され、
隣接する伝達体の間で回動を伝達するにあたっては、駆動を起こす原動側の伝達体の回動に伴い、前記外縁の接点を徐々にずらして行く回転すべり接触によって、駆動を受ける従動側の伝達体をほぼ同程度回動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構。
【請求項３】
前記伝達体は、回転すべり接触面となる外縁形状が左右対称に形成されることを特徴とする請求項２記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構。
【請求項４】
前記アクチュエータからのシフト駆動を、伝達体に入力するにあたっては、複数の伝達体に同時に入力するようにしたことをことを特徴とする請求項１、２または３記載のＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変機構。
【請求項５】
排気タービンの外周位置に、複数の可変翼を回動自在に設け、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリにおいて、
前記請求項１、２、３または４記載の可変機構を組み込んで成ることを特徴とするＶＧＳタイプターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−７４３７６（Ｐ２００９−７４３７６Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４２０３４（Ｐ２００７−２４２０３４）
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【出願人】（５９３１４６１１０）株式会社アキタファインブランキング (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【出願人】（５９３１４６１１０）株式会社アキタファインブランキング (15)
【Ｆターム（参考）】
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