JP2005207373A

JP2005207373A - 可変ノズルベーン付きターボチャージャおよびそれに含まれるユニゾンリングの組付方法

Info

Publication number: JP2005207373A
Application number: JP2004017235A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Isotani; 知之磯谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】ユニゾンリングの組付性が良い可変ノズルベーン付きターボチャージャを提供する。
【解決手段】片つばローラ機構１３は、ヘッドピン１３１と、片つばローラ１３２，１３３とからなる。片つばローラ１３２は、そのつば１３２１がヘッドピン１３１のヘッド１３１１に接するようにヘッドピン１３１に組み付けられる。片つばローラ１３３は、そのつば１３３１がプレート１１に接するようにヘッドピン１３１に組み付けられる。片つばローラ１３２，１３３は、ヘッドピン１３１を回転軸として回転可能である。ユニゾンリング９は、片つばローラ１３２のつば１３２１と、片つばローラ１３３のつば１３３１とによって挟み込まれる。そして、ヘッドピン１３１は、所定の圧入深さまでプレート１１に圧入され、プレート１１は、タービンハウジングに固定される。
【選択図】図４

Description

この発明は、可変ノズルベーンによってタービンホイールを通過する排気を可変する可変ノズルベーン付きターボチャージャおよびそれに含まれるユニゾンリングの組付方法に関するものである。

特許文献１は、可変ノズルベーン付きターボチャージャを開示する。この可変ノズルベーン付きターボチャージャは、排気タービンと、可変ノズルベーンと、回転軸と、タービンハウジングと、回転軸アームとを備える。

可変ノズルベーンは、排気タービンのスクロール室からタービンホイール側へ延びている排気ガス通路に配置される。そして、回転軸は、タービンハウジングに対して回転可能に支持され、一方端が可変ノズルベーンに連結され、他方端には回転軸アームが取り付けられている。また、ユニゾンリングが回転軸アームに係合している。

ユニゾンリングがアクチュエータアームによって回転させられると、回転軸アームは、ユニゾンリングの回転に伴って回転軸を介して可変ノズルベーンを回転させる。これによって、タービンホイールを通過する排気を可変する。

このような可変ノズルベーン付きターボチャージャにおいて、ユニゾンリングは、アッパローラおよびロアローラによって組み付けられるか、または両つばローラによって組み付けられる。
特開２０００−１８０４６号公報実開昭５９−１３５３９８号公報

しかし、ユニゾンリングをアッパローラおよびロアローラによって組み付ける場合、アッパローラおよびロアローラの各々を３箇所に交互に配置するので、６個のローラが必要になり、部品点数が増加するという問題がある。

この問題を解決するためには、両つばローラを３箇所に配置してユニゾンリングを回転可能に支持すればよいが、両つばローラを用いると組付性が低下するという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ユニゾンリングの組付性が良い可変ノズルベーン付きターボチャージャを提供することである。

また、この発明の別の目的は、可変ノズルベーン付きターボチャージャに含まれるユニゾンリングを組付性良く組付けるユニゾンリングの組付方法を提供することである。

この発明によれば、可変ノズルベーン付きターボチャージャは、可変ノズルベーンと、ノズルベーン回転軸と、回転軸アームと、複数の片つばローラ機構と、複数のアクチュエータアームとを備える。可変ノズルベーンは、排気タービンのスクロール室からタービンホイール側へ延びている排気ガス通路内に設けられ、タービンホイールを通過する排気を可変する。ノズルベーン回転軸は、一方端が可変ノズルベーンに連結され、タービンハウジングに対して回転可能に支持される。回転軸アームは、ノズルベーン回転軸に取り付けられる。ユニゾンリングは、回転軸アームと係合してノズルベーン回転軸を回転させる。複数の片つばローラ機構は、ユニゾンリングをタービンハウジングに対して回転可能に支持する。複数のアクチュエータアームは、ユニゾンリングを回転させる。そして、複数の片つばローラ機構の各々は、２つの片つばローラによってユニゾンリングを挟み込む。

好ましくは、複数の片つばローラ機構は、３個の片つばローラ機構からなる。

好ましくは、複数の片つばローラ機構の各々は、ヘッドピンと、１対の片つばローラとからなる。１対の片つばローラは、ユニゾンリングを挟み込み、ヘッドピンを回転軸として回転可能である。

また、この発明によれば、ユニゾンリングの組付方法は、可変ノズルベーン付きターボチャージャに含まれるユニゾンリングをタービンハウジングに対して回転可能に組み付けるユニゾンリングの組付方法であって、ヘッドピンを回転軸として回転可能な１対の片つばローラを複数箇所に配置し、その複数箇所の各々において１対の片つばローラによってユニゾンリングを挟み込む第１の工程と、複数箇所の各々においてヘッドピンのヘッドと反対側をプレートに圧入し、ユニゾンリングをプレートに対して回転可能に支持する第２の工程と、プレートをタービンハウジングに固定する第３の工程とを含む。

好ましくは、第１の工程は、複数のヘッドピンをヘッド側を下にして治具上に配置する工程Ａと、１対の片つばローラを構成する一方の片つばローラをつばを下側にして複数のヘッドピンの各々に組み付ける工程Ｂと、組み付けられた複数の一方の片つばローラのつば上にユニゾンリングを配置する工程Ｃと、１対の片つばローラを構成する他方の片つばローラをつばを上にして複数のヘッドピンの各々に組み付ける工程Ｄとからなる。

この発明による可変ノズルベーン付きターボチャージャにおいては、ユニゾンリングは、１対の片つばローラによって挟み込まれてタービンハウジングに対して回転可能に支持される。

そして、ユニゾンリングを１対の片つばローラによって挟み込むとき、１対の片つばローラの一方を配置し、その配置した一方の片つばローラ上にユニゾンリングを設置し、その設置したユニゾンリング上に１対の片つばローラの他方を配置することによって、ユニゾンリングを回転可能に挟み込むので、１対の片つばローラのユニゾンリングへの組付性が向上する。

また、１対の片つばローラが組み付けられたユニゾンリングをヘッドピンを用いてタービンハウジングに対して回転可能に支持するので、ユニゾンリングのタービンハウジングへの組付性が向上する。

したがって、この発明によれば、ユニゾンリングの組付性を向上できる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による可変ノズルベーン付きターボチャージャの一部を示す断面図である。また、図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における断面図である。図１および図２を参照して、この発明の実施の形態による可変ノズルベーン付きターボチャージャ１０は、排気タービン１と、タービンホイール３と、可変ノズルベーン５と、回転軸６と、タービンハウジング７と、回転軸アーム８と、ユニゾンリング９と、プレート１１と、アクチュエータアーム１２とを備える。

可変ノズルベーン５は、排気タービン１のスクロール室２からタービンホイール３側へ延びている排気ガス通路４内に配置される。回転軸６は、一方端が可変ノズルベーン５に連結され、タービンハウジング７に対して回転可能に支持される。

回転軸アーム８は、回転軸６の他方端に取り付けられる。ユニゾンリング９は、回転軸アーム８に係合されるとともに、後述する機構によってプレート１１を介してタービンハウジング７に対して回転可能に支持される。

プレート１１は、タービンハウジング７に固定される。アクチュエータアーム１２は、ユニゾンリング９に取り付けられる。

アクチュエータアーム１２が作動され、ユニゾンリング９が図２の反時計まわりに回転されると、回転軸アーム８、回転軸６および可変ノズルベーン５が図２の反時計まわりに回転される。その結果、タービンホイール３は、その絞り度合いを変更し、タービンホイール３を通過する排気を調整する。

このように、可変ノズルベーン付きターボチャージャ１０は、ユニゾンリング９を回転することによって可変ノズルベーン５を回転させ、タービンホイール３を通過する排気を調整する。

図３は、図１に示すＡ方向から見たユニゾンリング９およびプレート１１の平面図である。また、図４は、図３に示す線ＩＶ−ＩＶ間の断面図である。図３および図４を参照して、可変ノズルベーン付きターボチャージャ１０は、片つばローラ機構１３〜１５をさらに備える。

片つばローラ機構１３〜１５は、ユニゾンリング９の周方向ＤＲ１に１２０度の間隔で配置される。片つばローラ機構１３は、ヘッドピン１３１と、片つばローラ１３２，１３３とからなる。

片つばローラ１３２は、そのつば１３２１がヘッドピン１３１のヘッド１３１１に接するようにヘッドピン１３１に組み付けられる。また、片つばローラ１３３は、そのつば１３３１がプレート１１に接するようにヘッドピン１３１に組み付けられる。そして、片つばローラ１３２，１３３は、ヘッドピン１３１を回転軸として回転可能である。

ユニゾンリング９は、片つばローラ１３２のつば１３２１と、片つばローラ１３３のつば１３３１とによって挟み込まれる。そして、ヘッドピン１３１は、所定の圧入深さまでプレート１１に圧入される。

片つばローラ機構１４，１５の各々も、片つばローラ機構１３と同じ構成からなる。

このように、片つばローラ機構１３〜１５は、２つの片つばローラ１３２，１３３によってユニゾンリング９の内周側を挟み込み、ユニゾンリング９をプレート１１に対して回転可能に支持する。

したがって、２つの片つばローラ１３２，１３３によってユニゾンリング９を挟み込むことによって、ユニゾンリング９を回転可能に支持できるので、ユニゾンリング９の組付性を向上できる。

なお、図４において、ヘッドピン１３１よりも右側のユニゾンリング９に斜線が施されていないのは、ヘッドピン１３１よりも右側のユニゾンリング９は、図３に示す片つばローラ機構１３と片つばローラ機構１４との間のユニゾンリングを示すからである。

ユニゾンリング９は、次の組付方法によってタービンハウジング７に対して回転可能に組み付けられる。

（Ａ）ヘッドピン１３１を回転軸として回転可能な２つの片つばローラ１３２，１３３
を複数箇所に配置し、その複数箇所の各々において２つの片つばローラ１３２，１
３３によってユニゾンリング９を挟み込む。

（Ｂ）複数箇所の各々においてヘッドピン１３１のヘッド１３１１と反対側をプレート
１１に圧入し、ユニゾンリング９をプレート１１に対して回転可能に支持する。

（Ｃ）プレート１１をタービンハウジング７に固定する。

図５は、上述した工程（Ａ）を詳細に説明するための工程図である。図５を参照して、治具２０は、穴２１〜２３を有する。穴２１〜２３は、治具２０の周方向に１２０度の間隔で配置される。

そして、ヘッドピン１３１のヘッド１３１１を下側にして３つのヘッドピン１３１を治具２０の穴２１〜２３に配置する。そして、３つのヘッドピン１３１の各々に片つばローラ１３２を組み付ける。この場合、片つばローラ１３２のつば１３２１がヘッドピン１３１のヘッド１３１１に接するように片つばローラ１３２をヘッドピン１３１に組み付ける（図５の（ａ）参照）。

その後、ヘッドピン１３１および片つばローラ１３２が内周側に位置するようにユニゾンリング９を片つばローラ１３２のつば１３２１上に配置する（図５の（ｂ）参照）。そして、ユニゾンリング９を挟み込むように片つばローラ１３３をヘッドピン１３１に組み付ける。これによって、上述した（Ａ）工程が終了する。

このように、片つばローラ１３２を配置し、その配置した片つばローラ１３２上にユニゾンリング９を設置し、その設置したユニゾンリング９上に片つばローラ１３３を配置することによって、ユニゾンリング９を回転可能に挟み込むので、片つばローラ機構１３〜１５のユニゾンリング９への組付性が向上する。

そして、片つばローラ機構１３〜１５が組み付けられたユニゾンリング９を片つばローラ機構１３〜１５に含まれる３つのヘッドピン１３１によってプレート１１に固定し、ユニゾンリング９が固定されたプレート１１をタービンハウジング７に固定することによってユニゾンリング９をタービンハウジング７に対して回転可能に支持するので、ユニゾンリング９のタービンハウジング７への組付性を向上できる。

なお、上記においては、ユニゾンリング９は、３つの片つばローラ機構１３〜１５によってタービンハウジング７に回転可能に支持されると説明したが、この発明においては、これに限らず、ユニゾンリング９は、複数の片つばローラ機構によってタービンハウジング７に回転可能に支持されていればよい。

また、片つばローラ機構１３〜１５は、ユニゾンリング９の内周側に配置されると説明したが、この発明においては、これに限らず、片つばローラ機構１３〜１５は、ユニゾンリング９の外周側に配置されていてもよい。

さらに、この発明においては、片つばローラ１３２，１３３は、「１対の片つばローラ」を構成し、回転軸６は、「ノズルベーン回転軸」を構成する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、ユニゾンリングの組付性が良い可変ノズルベーン付きターボチャージャに適用される。また、この発明は、可変ノズルベーン付きターボチャージャに含まれるユニゾンリングを組付性良く組付けるユニゾンリングの組付方法に適用される。

この発明の実施の形態による可変ノズルベーン付きターボチャージャの一部を示す断面図である。図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における断面図である。図１に示すＡ方向から見たユニゾンリングおよびプレートの平面図である。図３に示す線ＩＶ−ＩＶ間の断面図である。工程（Ａ）を詳細に説明するための工程図である。

符号の説明

１排気タービン、２スクロール室、３タービンホイール、４排気ガス通路、５可変ノズルベーン、６回転軸、７タービンハウジング、８回転軸アーム、９ユニゾンリング、１０ターボチャージャ、１１プレート、１２アクチュエータアーム、１３〜１５片つばローラ機構、２０治具、２１〜２３穴、１３１ヘッドピン、１３２，１３３片つばローラ、１３１１ヘッド、１３２１，１３３１つば。

Claims

排気タービンのスクロール室からタービンホイール側へ延びている排気ガス通路内に設けられ、前記タービンホイールを通過する排気を可変する可変ノズルベーンと、
一方端が前記可変ノズルベーンに連結され、タービンハウジングに対して回転可能に支持されたノズルベーン回転軸と、
前記ノズルベーン回転軸に取り付けられた回転軸アームと、
前記回転軸アームと係合して前記ノズルベーン回転軸を回転させるユニゾンリングと、
前記ユニゾンリングを前記タービンハウジングに対して回転可能に支持する複数の片つばローラ機構と、
前記ユニゾンリングを回転させる複数のアクチュエータアームとを備え、
前記複数の片つばローラ機構の各々は、２つの片つばローラによって前記ユニゾンリングを挟み込む、可変ノズルベーン付きターボチャージャ。
前記複数の片つばローラ機構は、３個の片つばローラ機構からなる、請求項１に記載の可変ノズルベーン付きターボチャージャ。
前記複数の片つばローラ機構の各々は、
ヘッドピンと、
前記ユニゾンリングを挟み込み、前記ヘッドピンを回転軸として回転可能な１対の片つばローラとからなる、請求項１または請求項２に記載の可変ノズルベーン付きターボチャージャ。
可変ノズルベーン付きターボチャージャに含まれるユニゾンリングをタービンハウジングに対して回転可能に組み付けるユニゾンリングの組付方法であって、
ヘッドピンを回転軸として回転可能な１対の片つばローラを複数箇所に配置し、前記複数箇所の各々において前記１対の片つばローラによって前記ユニゾンリングを挟み込む第１の工程と、
前記複数箇所の各々において前記ヘッドピンのヘッドと反対側をプレートに圧入し、前記ユニゾンリングを前記プレートに対して回転可能に支持する第２の工程と、
前記プレートを前記タービンハウジングに固定する第３の工程とを含むユニゾンリングの組付方法。
前記第１の工程は、
複数のヘッドピンをヘッド側を下にして治具上に配置する工程Ａと、
前記１対の片つばローラを構成する一方の片つばローラをつばを下側にして前記複数のヘッドピンの各々に組み付ける工程Ｂと、
前記組み付けられた複数の一方の片つばローラのつば上に前記ユニゾンリングを配置する工程Ｃと、
前記１対の片つばローラを構成する他方の片つばローラをつばを上にして前記複数のヘッドピンの各々に組み付ける工程Ｄとからなる、請求項４に記載のユニゾンリングの組付方法。