JP2000291440A - Turbocharger - Google Patents

Turbocharger

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Publication number
JP2000291440A
JP2000291440A JP11098540A JP9854099A JP2000291440A JP 2000291440 A JP2000291440 A JP 2000291440A JP 11098540 A JP11098540 A JP 11098540A JP 9854099 A JP9854099 A JP 9854099A JP 2000291440 A JP2000291440 A JP 2000291440A
Authority
JP
Japan
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shaft
gear
turbine
housing
internal gear
Prior art date
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Pending
Application number
JP11098540A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Hashimoto
誠夫 橋本
Shohachi Nihei
庄八 仁平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOUFUJI DENKI KK
Original Assignee
TOUFUJI DENKI KK
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Filing date
Publication date
Application filed by TOUFUJI DENKI KK filed Critical TOUFUJI DENKI KK
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Publication of JP2000291440A publication Critical patent/JP2000291440A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbocharger capable of varying intake air amount, lightweight, and having few number of part items. SOLUTION: A plurality of blades 8 of a variable nozzle vane in this turbocharger is rotatably supported between ring-shaped a first and second support plates 2, 4. A gear 10 is provided on a shaft part 8a of the blade 8 and meshed with an internal gear 12. When the internal gear 12 is rotated, the gear 10 is rotated, and the direction of the blades 8 can be changed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に使用さ
れているターボチャージャーに関するものである。
The present invention relates to a turbocharger used for automobiles and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、自動車等のエンジンには、そ
の排気を利用することにより回転するタービンの回転力
でコンプレッサーホイールを回すことにより空気を取り
込むと共に圧縮して気化器や燃料噴射装置へ送り込み、
エンジンの吸気能力を高めて高出力を得るターボチャー
ジャーが使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an engine of an automobile or the like, air is taken in by rotating a compressor wheel by the rotational force of a rotating turbine by utilizing exhaust gas, compressed and sent to a carburetor or a fuel injection device. ,
Turbochargers that increase the intake capacity of the engine and obtain high output are used.

【0003】一般的なターボチャージャーにおいては、
軸体の端部にタービンとコンプレッサーホイールを設け
たローターを用いており、エンジンの排気によりタービ
ンを回転させ、その回転により回転駆動されるコンプレ
ッサーホイールの回転速度に応じてエンジンに送り込む
空気の量を増加するものであった。
[0003] In a general turbocharger,
A rotor with a turbine and a compressor wheel at the end of the shaft is used.The turbine is rotated by the exhaust of the engine, and the amount of air sent to the engine according to the rotation speed of the compressor wheel driven to rotate by the rotation is used. Was increasing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のターボチャージ
ャーにおいては、タービンの回転速度に応じて送り込む
空気の量が増加するものであったため、回転の立ち上が
りや回転の立ち下がりにおいてエンジンの回転に即座に
追従しない所謂ターボラグが発生するものであった。こ
のため、エンジンの応答性が悪く、扱いにくくなること
があり、近年ではローターを軽量化してタービンの慣性
重量を低減し、応答性を向上させるに至っている。
In a conventional turbocharger, the amount of air to be sent increases in accordance with the rotation speed of the turbine. A so-called turbo lag that does not follow occurs. For this reason, the responsiveness of the engine may be poor and difficult to handle. In recent years, the weight of the rotor has been reduced to reduce the inertial weight of the turbine, and the responsiveness has been improved.

【0005】一方、近年、自動車用エンジンを中心とし
て、その燃費の向上と環境基準に基づく各種排出規制へ
の対応が急務となっており、エンジン出力の低下を補う
ターボチャージャーが見直されつつあるが、従前の過給
圧の電子制御等だけでは環境対策に対応しきれないこと
もあった。このため、ターボチャージャーの構造に関し
ても改良することが試行されていたが、重量が増加する
ことが予測され、前述したようなターボラグが生じるこ
とが考えられ、軽量且つ簡素な構造で効果的な改良を施
すことが望まれていた。
On the other hand, in recent years, there has been an urgent need to improve fuel efficiency of automobile engines and to respond to various emission regulations based on environmental standards, and turbochargers for compensating for a decrease in engine output are being reviewed. In some cases, conventional electronic control of supercharging pressure alone is not enough to cope with environmental measures. For this reason, it has been attempted to improve the structure of the turbocharger. However, it is predicted that the weight will increase, and it is considered that the above-described turbo lag may occur. Was desired.

【0006】また、近年、ローターのタービンに排気の
流速を可変して当てる可変ノズルベーンを設けたターボ
チャージャーも実用化されている。これは、複数の羽根
をタービンの近傍に配設し、その羽根の角度を変えるこ
とにより排気の流速を可変して、排気圧が低いときにも
流速を高めてローターの回転を速めるものである。この
ような可変ノズルベーンは、ターボチャージャーの基本
的な構造に手を加える必要がない反面、複数の羽根を動
かすリンク機構等、複雑な構造や多くの部品を必要とす
るものであり、重量及びコストの増加を抑えることが課
題となっていた。
In recent years, a turbocharger provided with a variable nozzle vane that variably applies exhaust gas to a rotor turbine has been put into practical use. In this technique, a plurality of blades are arranged in the vicinity of a turbine, and by changing the angle of the blades, the flow velocity of the exhaust gas is varied. Even when the exhaust pressure is low, the flow velocity is increased to speed up the rotation of the rotor. . Such a variable nozzle vane does not require any modification to the basic structure of the turbocharger, but requires a complicated structure and many parts such as a link mechanism for moving a plurality of blades, and is heavy and costly. The challenge has been to suppress the increase in

【0007】本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなさ
れたもので、吸気量を可変することができ、しかも軽量
で、部品点数も少ないターボチャージャーを提供するも
のである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide a turbocharger capable of changing an intake air amount, being lightweight, and having a small number of parts.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のターボチャージ
ャーは、空気を導入するコンプレッサーハウジング部と
排気を導入するタービンハウジング部とを有するハウジ
ングと、該ハウジングにより回動自在に支持された軸体
と該軸体の一端に設けられ前記コンプレッサーハウジン
グ部に空気を吸入し且つ圧縮して送出するコンプレッサ
ーホイールと前記軸体の他端に設けられ前記タービンハ
ウジング部内に導入された排気にて回転してコンプレッ
サーホイールを回転駆動するタービンとからなるロータ
ーと、前記タービン近傍に設けられ、導入された排気の
流速を可変して前記タービンに当てる可変ノズルベーン
と、からなるターボチャージャーにおいて、リング状の
第1及び第2の支持板と、該第1及び第2の支持板の間
に配置され且つそれぞれ回動自在に軸支された複数の羽
根と、該羽根の軸部にそれぞれ設けられた歯車と、前記
第1及び第2の支持板の一方に回動自在に取り付けら
れ、前記歯車に噛合する歯部が内周面に形成されたリン
グ状のインターナルギアと、により可変ノズルベーンを
構成し、前記該インターナルギアを回転させることによ
り前記羽根の角度を変更して排気の流速を可変するもの
である。
According to the present invention, there is provided a turbocharger having a housing having a compressor housing for introducing air and a turbine housing for introducing exhaust, a shaft rotatably supported by the housing. A compressor wheel that is provided at one end of the shaft and sucks air into the compressor housing, and compresses and sends the compressed air, and a compressor that is rotated at the other end of the shaft by exhaust gas introduced into the turbine housing. In a turbocharger comprising a rotor comprising a turbine that rotationally drives a wheel, and a variable nozzle vane provided in the vicinity of the turbine and varying the flow velocity of the introduced exhaust gas to impinge on the turbine, first and second ring-shaped turbochargers are provided. 2 support plate and the first support plate and the second support plate. A plurality of blades rotatably supported on each of the blades, a gear provided on a shaft portion of the blade, and one of the first and second support plates rotatably mounted on the gear; A variable nozzle vane is formed by a ring-shaped internal gear having meshing teeth formed on an inner peripheral surface thereof, and the angle of the blade is changed by rotating the internal gear to vary the flow rate of exhaust gas. It is.

【0009】また、本発明のターボチャージャーにおけ
る可変ノズルベーンは、リング状の第1及び第2の支持
板と、該第1及び第2の支持板の間に配置され且つそれ
ぞれ回動自在に軸支された複数の羽根と、該羽根の軸部
にそれぞれ設けられた歯車と、前記第1及び第2の支持
板の一方に回動自在に取り付けられ、前記歯車に噛合す
る歯部が内周面に形成されたリング状のインターナルギ
アと、からなるものである。
The variable nozzle vane in the turbocharger of the present invention is disposed between the first and second ring-shaped support plates, and is rotatably supported by the first and second support plates. A plurality of blades, a gear provided on a shaft portion of the blade, and a tooth portion rotatably attached to one of the first and second support plates and meshing with the gear are formed on an inner peripheral surface. And a formed ring-shaped internal gear.

【0010】更に、本発明のターボチャージャーは、空
気を導入するコンプレッサーハウジング部と排気を導入
するタービンハウジング部とを有するハウジングと、該
ハウジングにより回動自在に支持された軸体と該軸体の
一端に設けられ前記コンプレッサーハウジング部に空気
を吸入し且つ圧縮して送出するコンプレッサーホイール
と前記軸体の他端に設けられ前記タービンハウジング部
内に導入された排気にて回転してコンプレッサーホイー
ルを回転駆動するタービンとからなるローターと、から
なり、前記タービンを、前記軸体に固定されるリング状
の第1及び第2の支持板と、該第1及び第2の支持板の
間に配置され且つそれぞれ回動自在に軸支された複数の
羽根と、該羽根の軸部にそれぞれ設けられた歯車と、前
記第1及び第2の支持板の一方に回動自在に取り付けら
れ、前記歯車に噛合する歯部が内周面に形成されたリン
グ状のインターナルギアと、により構成したものであ
る。
Further, the turbocharger of the present invention has a housing having a compressor housing for introducing air and a turbine housing for introducing exhaust, a shaft rotatably supported by the housing, and a The compressor wheel, which is provided at one end, sucks air into the compressor housing, and compresses and sends it out, and the exhaust, which is provided at the other end of the shaft, is introduced into the turbine housing to rotate the compressor wheel. And a rotor comprising: a first rotor and a second rotor. The first rotor and the second rotor are disposed between the first and second support plates in a ring shape and fixed to the shaft. A plurality of blades movably supported on a shaft, gears respectively provided on shaft portions of the blades, the first and second blades; While rotatably mounted to the lifting plate, a ring-shaped internal gear teeth that mesh is formed on the inner peripheral surface to the gear, which is constituted by.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明のターボチャージャーにお
ける可変ノズルベーンは、タービンの近傍に配置される
リング状の第1及び第2の支持板の間に、回動自在に軸
支された複数の羽根を設けている。この羽根は、タービ
ンハウジング部内に導入された排気の流速を高めて、タ
ービンに当てるものであり、急速に流れる排気の流れを
形成するものである。この羽根の軸部には歯車が設けら
れており、第1及び第2の支持板の一方に回動自在に取
り付けられたインターナルギアの歯部に噛合している。
このため、インターナルギアを回すことによりこれに噛
合する歯車が回転し、羽根の向きを変えて開いたり閉じ
たりすることができる。このため、エンジンの回転が低
く、排気圧が低い場合でも、羽根を閉じることで排気の
流速を高めることができ、排気エネルギーが低い場合で
もローターを高回転させることができる。また、燃費向
上及び排気ガスの浄化等との関係で、高速走行時等にお
いては羽根を開く等の制御を行い、不必要な出力の上昇
等を抑えて、常に最適な条件でエンジンを動作させて燃
費と排気の浄化を改善することができるものとなってい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A variable nozzle vane in a turbocharger according to the present invention is provided with a plurality of rotatably supported blades between first and second ring-shaped support plates disposed near a turbine. ing. These blades increase the flow velocity of the exhaust gas introduced into the turbine housing portion and impinge on the turbine, thereby forming a rapidly flowing exhaust gas flow. A gear is provided on the shaft of the blade, and meshes with a tooth of an internal gear rotatably attached to one of the first and second support plates.
Therefore, by rotating the internal gear, the gear meshing with the internal gear rotates, and the direction of the blade can be changed to open or close. Therefore, even when the rotation of the engine is low and the exhaust pressure is low, the flow speed of the exhaust can be increased by closing the blade, and the rotor can be rotated at a high speed even when the exhaust energy is low. In addition, in relation to improvement of fuel efficiency and purification of exhaust gas, control is performed such as opening the blades at high speeds, etc., to suppress unnecessary increases in output, etc., and to always operate the engine under optimal conditions. It can improve fuel efficiency and purification of exhaust gas.

【0012】[0012]

【実施例】図1は本発明の一実施例に係るターボチャー
ジャーを示す断面説明図、図2は図1に示すターボチャ
ージャーの部分切断外観図である。
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a turbocharger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially cutaway external view of the turbocharger shown in FIG.

【0013】図1及び図2において、24はハウジング
であり、エアクリーナーから空気を導入してエンジンへ
送り出すコンプレッサーハウジング部24aと、エンジ
ンから排気を導入してマフラーへ送り出すタービンハウ
ジング部24bとを有している。
1 and 2, reference numeral 24 denotes a housing, which has a compressor housing portion 24a for introducing air from an air cleaner and sending it to an engine, and a turbine housing portion 24b for introducing exhaust gas from the engine and sending it to a muffler. are doing.

【0014】26はローターであり、ベアリング等を介
してハウジング24により回動自在に支持された軸体2
6cと、この軸体26cの一端に設けられコンプレッサ
ーハウジング部24a内に収められたコンプレッサーホ
イール26aと、軸体26cの他端に設けられタービン
ハウジング24b内に収められたタービン26bとから
構成されている。
Reference numeral 26 denotes a rotor, which is a shaft 2 rotatably supported by a housing 24 via a bearing or the like.
6c, a compressor wheel 26a provided at one end of the shaft body 26c and housed in a compressor housing portion 24a, and a turbine 26b provided at the other end of the shaft body 26c and housed in a turbine housing 24b. I have.

【0015】28はタービンハウジング部24b内に設
けられた可変ノズルベーンである。この可変ノズルベー
ン28は、タービンハウジング部24b内に導入された
排気を、複数の羽根で整流し、効率良くタービン26b
に当てることでローター26を回転させるものである。
この可変ノズルベーン28は、リング状をなし、タービ
ン26bに被せるように配置されている。尚、本実施例
における可変ノズルベーン28の詳細な構造については
後述する。
Reference numeral 28 denotes a variable nozzle vane provided in the turbine housing 24b. The variable nozzle vanes 28 rectify exhaust gas introduced into the turbine housing portion 24b with a plurality of blades, and efficiently convert the exhaust gas into the turbine 26b.
, The rotor 26 is rotated.
The variable nozzle vane 28 has a ring shape and is disposed so as to cover the turbine 26b. The detailed structure of the variable nozzle vane 28 in this embodiment will be described later.

【0016】上記構成からなるターボチャージャーにお
いては、エンジンからの排気を可変ノズルベーン28で
整流してその流速を可変し、タービン26bに当てて回
転させる。これにより、コンプレッサーホイール26a
が回転し、空気を吸入圧縮してエンジンへ送り込むこと
になる。
In the turbocharger having the above-described structure, the exhaust gas from the engine is rectified by the variable nozzle vanes 28 to vary the flow velocity thereof, and is rotated against the turbine 26b. Thereby, the compressor wheel 26a
Rotates to suck and compress air and send it to the engine.

【0017】次に、可変ノズルベーン28の詳細な構造
を説明する。図3は上記ターボチャージャーの可変ノズ
ルベーンの構造を示す分解部分図であり、図4は図3に
示す可変ノズルベーンの分解斜視部分図、図5は図3に
示す可変ノズルベーンを組み立てた状態を示す側面部分
図、図6は押さえ板を取り除いた可変ノズルベーンの斜
視図、図7は図3等に示す歯車とインターナルギアの噛
合状態を示す平面部分図である。
Next, the detailed structure of the variable nozzle vane 28 will be described. 3 is an exploded partial view showing the structure of the variable nozzle vane of the turbocharger, FIG. 4 is an exploded perspective partial view of the variable nozzle vane shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a side view showing an assembled state of the variable nozzle vane shown in FIG. FIG. 6 is a perspective view of the variable nozzle vane with the holding plate removed, and FIG. 7 is a partial plan view showing the meshing state of the gear and the internal gear shown in FIG. 3 and the like.

【0018】2、4はリング状の第1及び第2の支持板
であり、所定の間隔をあけて重なるように複数のネジ6
で結合されている。第1の支持板2は、その中央の孔2
aの周縁部分に軸方向に突出するボス部2bを有し、円
板状をなす本体部2cには後述する羽根の軸部が挿入さ
れる貫通孔2dと、ネジ6が螺合されるネジ孔2eと、
後述するインターナルギアを押さえる押さえ板を取り付
けるためのネジを螺合するネジ孔2fがそれぞれ軸方向
に形成されている。一方、第2の支持板4は、その中央
に第1の支持板2の孔2aと同径の孔4aを有し、また
第1の支持板2の貫通孔2d及びネジ孔2eに対応する
位置にそれぞれ貫通孔4d、4eを有している。
Reference numerals 2 and 4 denote ring-shaped first and second support plates, and a plurality of screws 6 so as to overlap at predetermined intervals.
Are joined by The first support plate 2 has a central hole 2
A boss portion 2b protruding in the axial direction is provided at the peripheral portion of the main body 2a. Hole 2e;
Screw holes 2f for screwing screws for attaching a holding plate for holding an internal gear described later are formed in the axial direction, respectively. On the other hand, the second support plate 4 has a hole 4a having the same diameter as the hole 2a of the first support plate 2 at the center thereof, and corresponds to the through hole 2d and the screw hole 2e of the first support plate 2. Positions have through holes 4d and 4e, respectively.

【0019】8は羽根であり、排気を整流するその幅の
広い前面及び背面が径方向を向くように第1及び第2の
支持板2、4の間に複数配置されている。この羽根8に
は第1及び第2の支持板2、4に対向する端面から上下
に突出する軸部8aが設けられており、この軸部8aが
第1及び第2の支持板2、4の貫通孔2d、4dに挿入
されて回動自在に支持されている。
Numeral 8 is a blade, and a plurality of blades are arranged between the first and second support plates 2 and 4 such that the wide front and rear surfaces for rectifying the exhaust are directed in the radial direction. The blade 8 is provided with a shaft portion 8a projecting vertically from an end face facing the first and second support plates 2, 4, and the shaft portion 8a is provided with the first and second support plates 2, 4. Are inserted in the through holes 2d and 4d and are rotatably supported.

【0020】10は第1の支持板2の貫通孔2dから突
き出た羽根8の軸部8aに固着された歯車である。この
歯車10は、本実施例においては、扇形をなし、その円
周状の外面に歯部10aが設けられており、所定の角度
回転すると共に近隣の歯車同士が干渉しないように配置
されている。
Reference numeral 10 denotes a gear fixed to the shaft 8a of the blade 8 protruding from the through hole 2d of the first support plate 2. In this embodiment, the gear 10 has a fan shape, and has a tooth portion 10a provided on a circumferential outer surface thereof. The gear 10 rotates at a predetermined angle and is arranged so that adjacent gears do not interfere with each other. .

【0021】12は第1の支持板2の本体部2c上に載
置されたインターナルギアであり、その内周面に形成さ
れた歯部12aが歯車10の歯部10aに噛合して径方
向に位置決めされている。
Reference numeral 12 denotes an internal gear mounted on the main body 2c of the first support plate 2. The tooth 12a formed on the inner peripheral surface of the internal gear meshes with the tooth 10a of the gear 10, and is in the radial direction. Is positioned at

【0022】14はインターナルギア12の端面又は端
面に設けられた凹部12bに当接又ははめ込まれてイン
ターナルギア12を軸方向に押さえる押さえ板である。
この押さえ板14は、リング状をなし、中央に第1の支
持板2の孔2aと同径の孔14aが設けられ、第1の支
持板2のネジ孔2fと貫通孔2dに対応する位置にそれ
ぞれ貫通孔14f、14dが設けられている。この押さ
え板14は、その貫通孔14fに挿通されるネジ16を
第1の支持板2のネジ孔14fに螺合することにより第
1の支持板2に固定されている。このため、インターナ
ルギア12は、第1の支持板2と押さえ板14との間に
挟まれて回動自在に支持されることになる。
Reference numeral 14 denotes an end face of the internal gear 12 or a holding plate which abuts or is fitted into a concave portion 12b provided on the end face and presses the internal gear 12 in the axial direction.
The holding plate 14 has a ring shape, and has a hole 14a having the same diameter as the hole 2a of the first support plate 2 at the center, and a position corresponding to the screw hole 2f and the through hole 2d of the first support plate 2. Are provided with through holes 14f and 14d, respectively. The holding plate 14 is fixed to the first support plate 2 by screwing a screw 16 inserted into the through hole 14 f into a screw hole 14 f of the first support plate 2. For this reason, the internal gear 12 is rotatably supported by being sandwiched between the first support plate 2 and the holding plate 14.

【0023】次に上記構成からなる可変ノズルベーンに
おける羽根8の動作を説明する。上記可変ノズルベーン
における羽根8は、アクチュエータ30(図2)を作動
させてインターナルギア12を回すことによりこれに噛
合する歯車10が回転し、その回転に伴って軸部8aを
中心として回転し、その角度を可変することができるよ
うに構成されている。即ち、図8に示すように、例えば
インターナルギア12を第1及び第2の支持板2、4に
対して矢印18の方向へ回すと、歯車10も同じ方向へ
回転し、これにより羽根8も軸部8aを中心として矢印
18の方向へ回転する。このときに図8に示すように、
羽根8の前面及び背面がほぼ径方向を向いた状態とな
り、羽根8の間隔が絞り込まれ、タービンハウジング部
24b(図1)に導入された排気圧が低くてもその流速
を高めることができる。従って、低速時等においてもタ
ービン26bを高速回転させることが可能となる。
Next, the operation of the blade 8 in the variable nozzle vane having the above configuration will be described. The blade 8 in the variable nozzle vane rotates the internal gear 12 by operating the actuator 30 (FIG. 2) to rotate the gear 10 meshing with the internal gear 12, and rotates with the rotation about the shaft 8 a. It is configured so that the angle can be changed. That is, as shown in FIG. 8, for example, when the internal gear 12 is turned in the direction of the arrow 18 with respect to the first and second support plates 2 and 4, the gear 10 also rotates in the same direction. It rotates in the direction of arrow 18 around the shaft 8a. At this time, as shown in FIG.
The front and rear surfaces of the blade 8 are substantially in the radial direction, the interval between the blades 8 is narrowed, and the flow velocity can be increased even if the exhaust pressure introduced into the turbine housing 24b (FIG. 1) is low. Therefore, the turbine 26b can be rotated at a high speed even at a low speed.

【0024】一方、図9に示すように、インターナルギ
ア12を第1及び第2の支持板2、4に対して矢印22
の方向へ回すと、歯車10も同方向へ回転し、羽根8の
前面及び背面はタービン26のほぼ回転方向を向いた状
態になり、羽根8の間隔が広げられる。この状態のとき
には、排気はわずかに整流されるものの、殆ど元の状態
のままタービン26bに当てられる。従って、高速走行
時等、排気圧が高い状態において排気エネルギーを低下
させることなく効率良くタービン26bの回転に変換す
ることが可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the internal gear 12 is connected to the first and second support plates 2 and 4 by arrows 22.
, The gear 10 also rotates in the same direction, the front surface and the rear surface of the blade 8 are oriented substantially in the rotation direction of the turbine 26, and the interval between the blades 8 is widened. In this state, although the exhaust gas is slightly rectified, it is applied to the turbine 26b in almost the original state. Therefore, it is possible to efficiently convert the rotation of the turbine 26b to the rotation of the turbine 26b without reducing the exhaust energy when the exhaust pressure is high, such as during high-speed running.

【0025】上記のようにインターナルギア12の回転
により羽根8の角度を可変することを、細かく制御する
ことにより、エンジンの全回転域において高トルクを発
生し、また燃費を低減させることが可能となる。
By finely controlling the variation of the angle of the blades 8 by the rotation of the internal gear 12 as described above, it is possible to generate high torque in the entire rotation range of the engine and reduce fuel consumption. Become.

【0026】また、上記可変ノズルベーン28における
第1及び第2の支持板2、4、インターナルギア12、
押さえ板14、羽根8は、何れも簡素な形の板状をなす
ものとなっている。このため、これらの部品を、耐熱性
の高いアルミ合金等で形成する場合、粉末冶金、ファイ
ンブランキング、プレス加工による板抜き等を用いて形
成することが可能である。
The first and second support plates 2 and 4 of the variable nozzle vane 28, the internal gear 12,
Each of the holding plate 14 and the blade 8 has a simple plate shape. For this reason, when these components are formed from an aluminum alloy or the like having high heat resistance, it can be formed by powder metallurgy, fine blanking, blanking by press working, or the like.

【0027】更に、上記構造においては、羽根8の数や
その形状を変えることにより排気の流速を変更すること
ができ、また、歯車10やインターナルギア12の歯数
を変更するだけでも羽根8の動作を変更することができ
る。
Further, in the above-described structure, the flow rate of the exhaust gas can be changed by changing the number and shape of the blades 8, and the number of teeth of the gear 10 and the internal gear 12 can be changed only by changing the number of teeth. Behavior can be changed.

【0028】一方、上記可変ノズルベーン28は、軽量
で且つ比較的簡素な構造を有するものであるため、この
可変ノズルベーン28の羽根8の形状を変えて、ロータ
ー26の軸体26cの端部に固定することによりタービ
ン26bに代えて羽根の角度が可変する可変タービンと
することも可能である。この場合、インターナルギア1
2の回転制御は、インターナルギア12の外周面にロー
ター26の回転に影響を与えない程度に負荷を与える当
接部材を接触させ、その接触圧によりインターナルギア
12だけに負荷を与えて回転を遅らせて羽根8の角度を
変えること等が可能である。尚、この場合、無負荷の状
態においては排気圧やローター回転の遠心力により羽根
8が広がるように設定しておけば、羽根8を一定の状態
に戻すことも可能である。
On the other hand, since the variable nozzle vane 28 has a light weight and a relatively simple structure, the shape of the blade 8 of the variable nozzle vane 28 is changed and the variable nozzle vane 28 is fixed to the end of the shaft 26c of the rotor 26. By doing so, it is also possible to use a variable turbine in which the angle of the blade is variable instead of the turbine 26b. In this case, internal gear 1
In the rotation control of 2, the contact member that applies a load to the outer peripheral surface of the internal gear 12 so as not to affect the rotation of the rotor 26 is contacted, and the rotation is delayed by applying a load only to the internal gear 12 by the contact pressure. The angle of the blade 8 can be changed. In this case, it is possible to return the blades 8 to a constant state if the blades 8 are set to be spread by the exhaust pressure or the centrifugal force of the rotation of the rotor in the no-load state.

【0029】上記実施例における歯車10、羽根8の軸
部8aは別体で構成されていたが、図10に示すよう
に、これらを一体に形成したものを使用することもでき
る。即ち、図10に示すように、羽根8とその上下に突
出する軸部8aを一体に形成すると共に、その軸部8a
の上端に歯車10を一体に形成する。このように一体化
された羽根部材40を用いると、図3等に示すような第
1の支持板2の貫通孔2dに軸部8aを挿入することが
できなくなるため、第1の支持板2を図11に示すよう
に、リング状の外側支持板2Aとその内径に適合する外
径を有するリング状の内側支持板2Bの2体で構成す
る。即ち、この外側支持板2Aの内周面にU形状に切り
込んで形成した凹欠部2Aaを設け、この凹欠部2Aa
に外側支持板2Aの中心方向から軸部8aを嵌め込み、
その後、内側支持板2Bを外側支持板2Aの内側に嵌め
込んで固定することにより、羽根部材40の軸部8aを
回動自在な状態で第1の支持板2に取り付けることがで
きる。上記のように一体に形成された羽根部材40を用
いることにより、部品点数を大幅に削減することが可能
になる。
In the above embodiment, the gear 10 and the shaft 8a of the blade 8 are formed separately, but as shown in FIG. 10, an integrally formed one can be used. That is, as shown in FIG. 10, the blade 8 and the shaft portion 8a protruding above and below the blade 8 are integrally formed, and the shaft portion 8a
The gear 10 is formed integrally with the upper end of the gear. When the blade member 40 integrated as described above is used, the shaft portion 8a cannot be inserted into the through hole 2d of the first support plate 2 as shown in FIG. As shown in FIG. 11, this is composed of a ring-shaped outer support plate 2A and a ring-shaped inner support plate 2B having an outer diameter matching the inner diameter of the outer support plate 2A. That is, a concave notch 2Aa formed by cutting into a U shape is provided on the inner peripheral surface of the outer support plate 2A, and the concave notch 2Aa is provided.
The shaft portion 8a is fitted into the outer support plate 2A from the center direction of the outer support plate 2A,
Thereafter, the inner support plate 2B is fitted and fixed inside the outer support plate 2A, so that the shaft portion 8a of the blade member 40 can be attached to the first support plate 2 in a rotatable state. By using the integrally formed blade member 40 as described above, the number of components can be significantly reduced.

【0030】また、図3等に示すインターナルギア12
は、その内周面の全周にわたって単一ピッチの歯部12
aを形成しているが、図12に示すように、歯車10と
噛合する範囲にだけ歯部12aを設けても良い。その際
に、歯部12aのピッチを各歯車10に合わせて変えて
形成しても良い。このように歯部12aのピッチを歯車
10に合わせて変えると、個々の羽根8の動作を細かく
設定することができたり、また、歯部12aのピッチに
よっては歯数等が異なる歯車10を2種類程度組み合わ
せて使用しなければならないこともあるが、これを解消
し、全て同一の歯車10を使用することが可能になる。
The internal gear 12 shown in FIG.
Is a single pitch tooth portion 12 over the entire circumference of its inner peripheral surface.
Although a is formed, as shown in FIG. 12, the tooth portion 12 a may be provided only in a range that meshes with the gear 10. At that time, the pitch of the tooth portions 12a may be changed according to each gear 10. When the pitch of the teeth 12a is changed in accordance with the gear 10, the operation of each blade 8 can be set finely. In some cases, it is necessary to use a combination of several types, but this problem is solved, and the same gear 10 can be used.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、インターナルギアを回
すだけで可変ノズルベーンの羽根の向きを変えてタービ
ンに当たる排気の流速を高めることができるので、回転
の立ち上がり時等における過給圧を可変することができ
る。このため、ターボラグを最小限に抑えたり、燃費や
排気対策にも細かく対処することができる。
According to the present invention, it is possible to change the direction of the blades of the variable nozzle vane and increase the flow velocity of exhaust gas impinging on the turbine simply by turning the internal gear. be able to. For this reason, the turbo lag can be minimized, and fuel consumption and exhaust measures can be taken in detail.

【0032】また、可変ノズルベーンを構成する各部品
は板状で薄く、更に構成部品の形状も簡素であると共に
その数が少ないので、薄型、小型、軽量にすることがで
きる。
The components constituting the variable nozzle vane are plate-shaped and thin, and the components are simple in shape and small in number, so that the components can be reduced in thickness, size and weight.

【0033】更に、上記各部品の形状が簡素であるた
め、量産性に優れた製造方法で製造することができ、コ
ストダウンを図ることができる。
Further, since the shape of each component is simple, it can be manufactured by a manufacturing method excellent in mass productivity, and cost can be reduced.

【0034】また、上記のように軽量且つ簡素な構造で
あるため、可変ノズルベーンの構造をそのままローター
のタービンとして使用することもでき、タービンの羽根
の角度を直接変えることにより、ローターの回転を細か
く制御することも可能である。
Further, since the structure is lightweight and simple as described above, the structure of the variable nozzle vane can be used as it is as the turbine of the rotor. By directly changing the angle of the blade of the turbine, the rotation of the rotor can be reduced. It is also possible to control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るターボチャージャーを
示す断面説明図である。
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a turbocharger according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すターボチャージャーの部分切断外観
図である。
FIG. 2 is a partially cutaway external view of the turbocharger shown in FIG.

【図3】図1に示すターボチャージャーの可変ノズルベ
ーンの構造を示す分解部分図である。
FIG. 3 is an exploded partial view showing a structure of a variable nozzle vane of the turbocharger shown in FIG.

【図4】図3に示す可変ノズルベーンの分解斜視部分図
である。
FIG. 4 is an exploded perspective partial view of the variable nozzle vane shown in FIG.

【図5】図3に示す可変ノズルベーンを組み立てた状態
を示す側面部分図である。
5 is a partial side view showing a state where the variable nozzle vane shown in FIG. 3 is assembled.

【図6】押さえ板を取り除いた可変ノズルベーンの斜視
図である。
FIG. 6 is a perspective view of the variable nozzle vane from which a holding plate is removed.

【図7】図3等に示す歯車とインターナルギアの噛合状
態を示す平面部分図である。
FIG. 7 is a partial plan view showing a meshing state between the gear and the internal gear shown in FIG. 3 and the like.

【図8】歯車とインターナルギアの噛合状態と羽根の動
作を示す平面透視図である。
FIG. 8 is a perspective plan view showing the meshing state of a gear and an internal gear and the operation of a blade.

【図9】歯車とインターナルギアの噛合状態と羽根の動
作を示す平面透視図である。
FIG. 9 is a perspective plan view showing the meshing state of the gear and the internal gear and the operation of the blade.

【図10】歯車と羽根の軸部を一体に形成した羽根部材
を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a blade member in which a gear and a shaft portion of the blade are integrally formed.

【図11】図10に示す羽根部材に適合する第1の支持
板を示す要部斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view of a main part showing a first support plate that is compatible with the blade member shown in FIG. 10;

【図12】インターナルギアの歯部を歯車に噛合する範
囲にだけ形成した変更例を示す要部平面図である。
FIG. 12 is a plan view of a main part showing a modified example in which the tooth portion of the internal gear is formed only in a range that meshes with the gear.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 第1の支持板 4 第2の支持板 6 ネジ 8 羽根 8a 軸部 10 歯車 12 インターナルギア 12a 歯部 14 押さえ板 16 ネジ 24 ハウジング 26 ローター 26a コンプレッサーホイール 26b タービン 28 可変ノズルベーン 30 アクチュエータ 40 羽根部材 2 First support plate 4 Second support plate 6 Screw 8 Blade 8a Shaft 10 Gear 12 Internal gear 12a Tooth 14 Press plate 16 Screw 24 Housing 26 Rotor 26a Compressor wheel 26b Turbine 28 Variable nozzle vane 30 Actuator 40 Blade member

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気を導入するコンプレッサーハウジン
グ部と、排気を導入するタービンハウジング部とを有す
るハウジングと、 該ハウジングにより回動自在に支持された軸体と、該軸
体の一端に設けられ前記コンプレッサーハウジング部に
空気を吸入し且つ圧縮して送出するコンプレッサーホイ
ールと、前記軸体の他端に設けられ前記タービンハウジ
ング部内に導入された排気にて回転してコンプレッサー
ホイールを回転駆動するタービンとからなるローター
と、 前記タービン近傍に設けられ、導入された排気の流速を
可変して前記タービンに当てる可変ノズルベーンと、か
らなるターボチャージャーにおいて、 リング状の第1及び第2の支持板と、 該第1及び第2の支持板の間に配置され且つそれぞれ回
動自在に軸支された複数の羽根と、 該羽根の軸部にそれぞれ設けられた歯車と、 前記第1及び第2の支持板の一方に回動自在に取り付け
られ、前記歯車に噛合する歯部が内周面に形成されたリ
ング状のインターナルギアと、により可変ノズルベーン
を構成し、前記該インターナルギアを回転させることに
より前記羽根の角度を変更して排気の流速を可変するこ
とを特徴とするターボチャージャー。
1. A housing having a compressor housing for introducing air, a turbine housing for introducing exhaust, a shaft rotatably supported by the housing, and a shaft provided at one end of the shaft. A compressor wheel that sucks air into the compressor housing portion and compresses and sends it out; and a turbine that is provided at the other end of the shaft body and that rotates with the exhaust gas introduced into the turbine housing portion and rotationally drives the compressor wheel. And a variable nozzle vane provided near the turbine and adapted to vary the flow rate of the introduced exhaust gas and impinge on the turbine. A plurality of blades disposed between the first and second support plates and rotatably pivotally supported, respectively; A gear provided on the shaft of the blade; and a ring-shaped gear rotatably mounted on one of the first and second support plates and having a tooth portion meshing with the gear formed on the inner peripheral surface. A variable nozzle vane comprising the internal gear and the internal gear, and rotating the internal gear to change the angle of the blade to change the flow rate of exhaust gas.
【請求項2】 リング状の第1及び第2の支持板と、 該第1及び第2の支持板の間に配置され且つそれぞれ回
動自在に軸支された複数の羽根と、 該羽根の軸部にそれぞれ設けられた歯車と、 前記第1及び第2の支持板の一方に回動自在に取り付け
られ、前記歯車に噛合する歯部が内周面に形成されたリ
ング状のインターナルギアと、からなることを特徴とす
る可変ノズルベーン。
2. A ring-shaped first and second support plate, a plurality of blades disposed between the first and second support plates and rotatably supported respectively, and a shaft portion of the blade And a ring-shaped internal gear, which is rotatably attached to one of the first and second support plates and has a tooth portion meshing with the gear formed on an inner peripheral surface. A variable nozzle vane characterized in that:
【請求項3】 空気を導入するコンプレッサーハウジン
グ部と、排気を導入するタービンハウジング部とを有す
るハウジングと、 該ハウジングにより回動自在に支持された軸体と、該軸
体の一端に設けられ前記コンプレッサーハウジング部に
空気を吸入し且つ圧縮して送出するコンプレッサーホイ
ールと、前記軸体の他端に設けられ前記タービンハウジ
ング部内に導入された排気にて回転してコンプレッサー
ホイールを回転駆動するタービンとからなるローター
と、からなり、 前記タービンを、 前記軸体に固定されるリング状の第1及び第2の支持板
と、 該第1及び第2の支持板の間に配置され且つそれぞれ回
動自在に軸支された複数の羽根と、 該羽根の軸部にそれぞれ設けられた歯車と、 前記第1及び第2の支持板の一方に回動自在に取り付け
られ、前記歯車に噛合する歯部が内周面に形成されたリ
ング状のインターナルギアと、により構成したことを特
徴とするターボチャージャー。
3. A housing having a compressor housing for introducing air, a turbine housing for introducing exhaust, a shaft rotatably supported by the housing, and a shaft provided at one end of the shaft. A compressor wheel that sucks air into the compressor housing portion and compresses and sends it out; and a turbine that is provided at the other end of the shaft body and that rotates with the exhaust gas introduced into the turbine housing portion and rotationally drives the compressor wheel. A ring-shaped first and second support plate fixed to the shaft body, and disposed between the first and second support plates and rotatably mounted on the shaft. A plurality of blades supported, gears respectively provided on shaft portions of the blades, and rotatably mounted on one of the first and second support plates. And a ring-shaped internal gear having a tooth portion meshed with the gear and formed on an inner peripheral surface thereof.
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