JP2005351090A - 過給機 - Google Patents

Abstract

【課題】 過給機において、前記過給機のハウジング内に一端部側が位置し前記ハウジング外に他端部側が位置していると共に前記ハウジングに対してブッシュを介して回転自在に係合している駆動軸の係合部からのガス漏れを防ぐ。
【解決手段】 タービン７のインペラホイールに支持されたベーンを通過するガスの流量を調整するガス流量調整手段を備えた過給機１において、前記ガス流量調整手段を駆動するために前記過給機１のハウジング３内に一端部側が位置し、前記ハウジング３外に他端部側が位置していると共に、前記ハウジング３に対してブッシュ４１を介して回転自在に係合している駆動軸３９と、前記駆動軸３９と前記ブッシュ４１との係合部と、前記過給機１のコンップレッサ５の入口側のガス流路とを互いにつないでいるガス流路４７とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は過給機に係り、特に、前記過給機のハウジング内に設けられている可変ノズル機構を駆動するために前記ハウジングの内側から外側に貫通していると共に前記ハウジングに回動自在に係合している駆動軸の隙間からのガスの漏れを少なくするものに関する。

自動車の排ガスと環境の問題が世界的にクローズアップされているなか、乗用車クラスの小型ディーゼルエンジン市場、ガソリンエンジン市場をはじめとして、エミッション規制への対応と低燃費化、性能向上のため過給機の使用が必須となりつつあり、低速から高速域まで広い範囲での性能向上を図ることができる過給機が注目されている。

このような過給機の一つにマルチベーン方式の可変容量型過給機が存在する。

ここで、図１を参照しつつ前記従来の過給機１００について説明する。

前記過給機１００はハウジング（筐体）３を備え、このハウジング３の一端部側には遠心式コンプレッサ５が設けられ、他端部側にはラジアルタービン７が設けられている。

前記タービン７と前記コンプレッサ５との間における前記ハウジング３の内部には、前記ハウジング３に対して回転自在なように、回転軸部材９がたとえば流体軸受け１１を介して設けられている。

前記回転軸部材９の一端部には、前記コンプレッサ５を構成しているコンプレッサインペラ１３が一体的に固定されており、前記回転軸部材９の他端部には、前記タービン７を構成しているタービンインペラ１５が一体的に固定されている。

前記ハウジング３は、前記回転軸部材９を支持しているベアリングハウジング１７と、前記コンプレッサインペラ１３を囲むように前記コンプレッサインペラ１３側で前記ベアリングハウジング１７に一体的に設けられているコンプレッサハウジング１９と、前記タービンインペラ１５を囲むように前記タービンインペラ１５側で前記ベアリングハウジング１７に一体的に設けられているタービンハウジング２１とにより構成されている。

また、前記タービンハウジング２１には、一端にガス入口（図示せず）を供えたスクロール通路２３が設けられており、このスクロール通路２３の内周部（前記スクロール通路２３と前記タービンインペラ１５との間）には、環状のガス流路２５が形成されている。

詳しく説明すると、前記環状のガス流路２５は、前記タービンインペラ１５の先端部側（前記コンプレッサ５とは反対側）で前記タービンインペラ１５と前記タービンハウジング２１との間に設けられた環状のシュラウド２６と、前記シュラウド２６から所定の間隔をあけて前記コンプレッサ５側に設けられた環状のノズル支持リング２８との間に形成されている。

前記スクロール通路２３、前記ガス流路２５を通って、自動車のエンジンから出てきた排ガスが前記タービンインペラ１５に供給されて前記タービンインペラ１５が回転し、前記回転軸部材９を介して前記コンプレッサインペラ１３を回転し、コンプレッサハウジング１９の中心部（前記ベアリングハウジング１７とは反対側に位置している中心部）に形成されたガス入口（コンプレッサの入口側の流路）２０から空気を取り入れ、この取り入れた空気を圧縮するようになっている。

前記タービンインペラ１５を回転駆動した後のガスは、前記タービンハウジング２１の中心部（前記ベアリングハウジング１７とは反対側に位置している中心部）に形成されたガス出口２７から排出されるようになっている。

次に、前記過給機１００のマルチベーンノズル方式の可変容量装置２９について、図１、図２を参照し説明する。

前記マルチベーンノズル方式の可変容量装置２９は、図２に示すように、前記環状のガス流路２５の円周上に配置された複数のノズルベーン３１によって構成されたベーンノズル３２を備えている。前記各ノズルベーン３１は、前記回転軸部材９の回転中心軸ＣＬ１と平行な中心軸を回動中心にして、前記環状のノズル支持リング２８および前記環状のシュラウド２６に対して回動可能に設けられている。

前記ノズル支持リング２８は、スライドジョイント方式などの方式で構成されたベーンノズル駆動機構３３（図１参照）を介して、たとえば、図２に実線で示す姿勢から破線で示す姿勢の間で回動するようになっている。なお、図２に実線で示す姿勢に各ノズルベーン３１があるときには、前記ベーンノズル３２におけるガス流路の幅Ｗ１が最も狭くなっており、図２に破線で示す姿勢に各ノズルベーン３１があるときには、前記ベーンノズル３２におけるガス流路の幅Ｗ３が最も広くなっている。

このように、各ノズルベーン３１のそれぞれを同じように回動することで、前記ベーンノズル３２の流路の大きさを変えることができ、前記タービン７（タービンインペラ１５）に供給されるガスの流速を変えることができる。

すなわち、タービンのインペラを通過するガスの流量を調整することができる。

前記ベーンノズル駆動機構３３は、前記コンプレッサ５側で前記タービン７（ガス流路２５、スクロール通路２３）に隣接して設けられた環状の駆動機構設置室３５内に設けられている。また、前記駆動機構設置室３５と、前記ガス流路２５、前記スクロール通路２３および前記タービンインペラ１５との間は、前記環状のノズル支持リング２８や円板状の遮断部材３７によって遮断され、ガスが駆動機構設置室３５内に入り込むこと防いでいる。

前記駆動機構設置室３５を構成している前記コンプレッサ５側の壁は、前記タービンハウジング２１側に形成されている前記ベアリングハウジング１７のフランジ状の部位１７Ａによって構成されている。

前記ベアリングハウジング１７の壁（フランジ状の部位）１７Ａには、図１０に示すように、円筒状のブッシュ１０２が貫通して一体的に設けられており、このブッシュ１０２に、前記ベーンノズル駆動機構３３を駆動するための駆動軸３９が回動自在に係合している。

なお、図１０は、従来の過給機１００における前記駆動軸３９の設置状態を示す図であると共に、図１のＩＩＩ部の拡大図に対応した図である。

前記駆動軸３９は、前記ブッシュ１０２よりもごく僅かに長く形成されていると共に、前記ベアリングハウジング１７の壁１７Ａを貫通して設けられており、前記駆動機構設置室３５内に一端部３９Ａ側が位置し、前記駆動機構設置室３５内に設けられたベーンノズル駆動機構３３に連結部材４３を介して前記一端部３９Ａ側が連動連結され、前記ベアリングハウジング１７の外に他端部３９Ｂ側が位置している。

前記駆動軸３９の他端部３９Ｂ側は、外側の連結部材４５を介して、たとえばダイヤフラムシリンダ（図示せず）のピストンロッドと係合している。そして、前記ダイヤフラムシリンダによって前記駆動軸３９が回動し、前記内側の連結部材４３と前記ベーンノズル駆動機構３３とを介して、前記各ノズルベーン３１が回動するようになっている。

なお、前記従来の過給機１００に関連する技術として、たとえば、特許文献１に記載の技術が知られている。
実開平５−９３５号公報

ところで、前記従来の過給機１００では、前記環状のガス流路２５と前記駆動機構設置室３５との間に遮断部材３７等を設けてあるが、何らかの要因で前記環状のガス流路２５から前記駆動機構設置室３５へごく僅かではあるがガスが漏れることがある。

また、前記ブッシュ１０２に対して前記駆動軸３９が回動可能になっていることから、前記ブッシュ１０２の内径は前記駆動軸３９の外径よりも僅かに大きくなっており、前記ブッシュ１０２と前記駆動軸３９との間には、僅かな隙間が存在している。

したがって、前記駆動機構設置室３５にガスが漏れた場合、この漏れたガスが、前記ブッシュ１０２と前記駆動軸３９との間に形成されている隙間を通り、図１０に矢印ＡＲ１で示すような経路で、前記過給機１００の外部に漏れる場合があるという問題がある。

このようにガスが漏れると、過給機の効率が低下し、また、大気汚染を引き起こすおそれがある。

なお、前述したように、ブッシュ１０２と駆動軸３９との間に形成されている隙間を通り、外部にガスが漏れるという問題は、可変ノズルを備えた過給機だけでなく、たとえばウェイストゲートバルブを備えた過給機等においても同様に発生する。

すなわち、過給機のハウジング内に設けられた前記ウェイストゲートバルブの弁体を支持するために、前記過給機のハウジング内に一端部側が位置し、前記ハウジング外に他端部側が位置していると共に、前記ハウジングに対しブッシュを介して回動自在に係合している駆動軸と、前記ブッシュとの間に形成されている隙間から、排ガスが漏れる場合がある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、タービンのインペラを通過するガスの流量を調整するガス流量調整手段を備えた過給機において、前記ガス流量調整手段を駆動するために前記過給機のハウジング内に一端部側が位置し前記ハウジング外に他端部側が位置していると共に前記ハウジングに対して直接またはブッシュを介して回転自在に係合している駆動軸の係合部からのガス漏れを防ぐことができる過給機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、タービンのインペラを通過するガスの流量を調整するガス流量調整手段を備えた過給機において、前記ガス流量調整手段を駆動するために前記過給機のハウジング内に一端部側が位置し、前記ハウジング外に他端部側が位置していると共に、前記ハウジングに対して直接またはブッシュを介して回転自在に係合している駆動軸と、前記駆動軸と前記ブッシュもしくは前記ハウジングとの係合部または前記係合部の近傍と、前記過給機のコンップレッサの入口側のガス流路とを互いにつないでいるガス流路とを有する過給機である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の過給機において、前記駆動軸、前記ブッシュまたは前記ハウジングの少なくとも一方に溝が形成されており、前記ガス流路は、前記溝と前記過給機のコンップレッサの入口側のガス流路とを互いにつないでいる流路である過給機である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の過給機において、前記ガス流量調整手段は、可変ノズルまたはウェイストゲートバルブである過給機である。

本発明によれば、タービンのインペラを通過するガスの流量を調整するガス流量調整手段を備えた過給機において、前記ガス流量調整手段を駆動するために前記過給機のハウジング内に一端部側が位置し前記ハウジング外に他端部側が位置していると共に前記ハウジングに対して直接またはブッシュを介して回転自在に係合している駆動軸の係合部からのガス漏れを防ぐことができるという効果を奏する。

図1は、本発明の実施形態に係る過給機１の概略構成を示す図である。

図２は、図１におけるＩＩＡ−ＩＩＢ断面を示す図であり、図３は図１におけるＩＩＩ部の拡大図である。

本発明の実施形態に係る過給機１と前記従来の過給機１００との主な相違点は、ノズルベーン駆動機構３３を回動するための駆動軸３９の係合部とコンプレッサ５の入口側の空気流路２０との間に、ガス吸引路（ガス流路）４７が設けられている点にある。

したがって、以下の説明においては、前記従来の過給機１００の説明と重複する説明を一部省略してあると共に、同様に構成されているものには、同じ符号を付してある。

過給機１は、タービン７の入口側のガス流路２５に、可変ノズルの例であるベーンノズル３２を備えた過給機であり、ベアリングハウジング１７とタービンハウジング２１とコンプレッサハウジング１９とで構成されたハウジング３を備えている。

また、前記過給機１のタービン７の入口には、タービン７に流入するガスの流速を変えるために上述したベーンノズル（可変ノズル）３２が設けられており、このベーンノズル３２を構成している各ノズルベーン３１を回動するために、ベーンノズル駆動機構（可変ノズル駆動機構）３３が設けられている。

前記ベーンノズル駆動機構３３は、前記コンプレッサ５側で前記タービン７に隣接して設けられた駆動機構設置室３５の内部に設置されている。なお、前記ベーンノズル駆動機構３３や前記駆動機構設置室３５が、前記コンプレッサ５とは反対側で前記タービン７に隣接して設けられていてもよい。

前記駆動機構設置室３５は、前記ベアリングハウジング１７と前記タービンハウジング２１と前記ノズルベーン３１を支持しているノズル支持リング２８等によって囲まれて形成されており、したがって、前記ベーンノズル駆動機構３３は前記ハウジング３の内側に設けられていることになる。

また、前記ベーンノズル駆動機構３３が設けられている駆動機構設置室３５と前記タービン７のガス流路との間には、前記タービン７のガス流路から前記駆動機構設置室３５へのガスの流れを遮断するために、円板状の遮断部材３７が設けられている。

前記駆動機構設置室３５の前記コンプレッサ５側の壁は、前記タービン７側に形成されている前記ベアリングハウジング１７のフランジ状の部位１７Ａによって構成されていると共に、図３に示すように、前記壁（フランジ状の部位）１７Ａには円筒状ブッシュ４１が一体的に設けられている。前記ブッシュ４１は、前記壁１７Ａを貫通して設けられており、したがって、前記ブッシュ４１の一端部４１Ａ側は、前記駆動機構設置室３５内（ハウジング３内）に存在しており、前記ブッシュ４１の他端部４１Ｂ側は、前記駆動機構設置室３５の外（ハウジング３の外）に存在していることになる。

前記ブッシュ４１には、円柱形状の駆動軸３９が回動自在に係合している。すなわち、前記駆動軸３９は、前記ブッシュ４１を介して前記ハウジング３に対して回動自在に支持されている。

なお、前記ブッシュ４１を削除し、前記壁１７Ａ（ハウジング３）に対して前記駆動軸３９が直接係合するようにしてもよい。

前記駆動軸３９の回動中心軸ＣＬ３は、回転軸部材９の回転中心軸と平行になっており、前記駆動軸３９の外径は、前記ブッシュ４１の内径よりも僅かに小さくなっている。

また、前記駆動軸３９は、前記ブッシュ４１よりも所定の長さだけ長く形成されており、前記駆動軸３９の一端部３９Ａ側は、前記駆動機構設置室３５内に位置し、前記駆動軸３９の他端部３９Ｂ側は、前記駆動機構設置室３５の外（前記ハウジング３の外）に位置している。

前記駆動軸３９の一端部３９Ａ側は、前記駆動機構設置室３５内（ハウジング３内）に存在している帯板状の連結部材（内側連結部材）４３を介して、前記ハウジング３内に設けられた前記ベーンノズル駆動機構３３に連動連結されている。

詳しく説明すると、前記内側連結部材４３の基端部側が、溶接等によって前記駆動軸３９の一端部３９Ａに一体的に固定されており、前記内側連結部材４３の先端部側が、前記ベーンノズル駆動機構３３に係合し、前記駆動軸３９が回動することによって前記内側連結部材４３が揺動し、前記ベーンノズル駆動機構３３を介して、前記ベーンノズル３２を構成している各ノズルベーン３１のそれぞれが同じように回動するようになっている。

また、前記駆動軸３９の他端部３９Ｂ側は、前記ハウジング３の外側に存在している帯板状の連結部材（外側連結部材）４５を介して、前記ハウジング３の外に設けられたダイヤフラムシリンダ（図示せず）のピストンロッド等のアクチュエータの出力軸に連動連結している。

より詳しく説明すると、前記外側連結部材４５の基端部側が、溶接等によって前記駆動軸３９の他端部３９Ｂに一体的に固定されており、前記外側連結部材４５の先端部側が、前記ダイヤフラムシリンダのピストンロッドに係合しており、前記ピストンロッドが動くことによって前記駆動軸３９が回動し、上述したように、前記ベーンノズル３２を構成している各ノズルベーン３１が回動するようになっている
また、前記過給機１には、前記駆動軸３９と前記ブッシュ４１との係合部のたとえば中間部（前記駆動軸３９の回動中心軸ＣＬ３の延伸方向の中間部）と、前記過給機１のコンプレッサ５の入口側の空気流路２０とを互いにつないでいる細長いガス吸引路４７が設けられている。

すなわち、前記ガス吸引路４７は、たとえば、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間に形成された隙間の中間部（前記回動中心軸ＣＬ３の延伸方向の中間部）と、前記コンプレッサ５の上流側の空気流路２０とを互いにつないでいる。

なお、前記駆動軸３９が前記ハウジング３（フランジ状の部位１７Ａ）に直接係合している場合には、前記空気流路２０は、前記駆動軸３９と前記ハウジング３との係合部と、前記空気流路２０とを互いにつなぐことになる。

前記ブッシュ４１の内壁には、リング状の溝４１Ｃが形成されている。前記リング状の溝４１Ｃを形成したことによって、前記ブッシュ４１の内径が、所定の長さ（回動中心軸ＣＬ３の延伸方向で所定の長さ）にわたって、前記リング状の溝４１Ｃが形成されていない部位の内径よりも大きくなっており、したがって、前記駆動軸３９と前記ブッシュ４１との係合部の中間部（回動中心軸ＣＬ３の延伸方向の中間部）にはリング状の空間ＳＰ１（図３参照）が形成されている。

そして、前記ガス吸引路４７は、前記リング状の空間ＳＰ１と、コンプレッサ５の入口側のガス流路２０とを互いにつないでいる。

なお、前記ブッシュ４１に溝４１Ｃを設ける代わりにまたは設けることに加えて、前記駆動軸３９の外周にリング溝３９Ｃ（図３参照）を形成し、換言すれば、前記駆動軸３９と前記ブッシュ４１との係合部の中間部で、前記ブッシュ４１、前記駆動軸３９のうちの少なくとも一方にリング状の溝を形成してもよい。

また、前記ガス吸引路４７は、前記ハウジング３とは別個の部材であるパイプＰ１で構成されている。

より詳しく説明すれば、図３に示すように、前記ブッシュ４１には、リング状の溝４１Ｃから前記ブッシュ外壁まで貫通している貫通孔４１Ｄが形成されており、前記ハウジング３（フランジ状部位１７Ａ）には、一端部が前記貫通孔４１Ｄに接続し他端部が前記ハウジング３の外壁まで貫通している貫通孔４９が形成されており、この貫通孔４９には、前記貫通孔４９と前記パイプＰ１とを互いに接続するための継手５１が設けられている。

また、前記コンプレッサハウジング１９の、前記空気流路２０を形成している筒状の部位１９Ａには、コンプレッサ上流側の空気流路２０から前記筒状部位１９Ａの外壁まで貫通している貫通孔５３が形成されており、この貫通孔５３の一端部側（前記筒状部位１９Ａの外側）には、前記貫通孔５３と前記パイプＰ１とを互いに接続するための継手５１が設けられている。

したがって、正確に表現すれば、前記吸引路４７は、パイプＰ１と前記ハウジング３に形成された貫通孔とによって構成されていることになるが、前記各貫通孔４１Ｄ、４９、５３は、前記吸引路４７をパイプＰ１で構成するために最小限必要なものなので、実質的には、前記吸引路４７はパイプＰ１で構成されていると考えることにする。

前記ガス吸引路４７をパイプＰ１で構成すれば、過給機１のハウジング３の形態を変更することなく、また、過給機１のハウジング３に複雑な加工を施すことなく、容易に前記ガス吸引路４７を形成することができる。

一方、前記パイプＰ１を使用しないで、前記ハウジング３に貫通孔を適宜形成し、この貫通孔によって前記吸引路４７を構成してもよい。

なお、前記吸引路４７を構成するための貫通孔を、たとえば、ドリルで前記ハウジング３の肉部に適宜孔を開け不要な開口部を塞ぐことによって形成してもよいし、前記ハウジング３の表面にエンドミルト等で細長い溝を適宜形成し、この溝に蓋をすることによって形成してもよいし、前記ハウジング３を鋳造により製作するのであれば、前記鋳造により形成してもよい。

前記ガス吸引路４７を、前記ハウジング３に貫通孔を形成することによって設ければ、過給機１の外側に配管を設ける必要がなくなり、過給機１の外観をすっきりしたものにすることができる。

さらに、前記吸引路４７をパイプＰ１で構成するために最小限必要な前記各貫通孔４１Ｄ、４９、５３に加えて他の貫通孔を前記ハウジング３に設け、換言すれば前記吸引路４７をパイプＰ１で構成するための最小限度以上の貫通孔を、前記ハウジング３に設け、これらの貫通孔とパイプＰ１とにより、前記吸引路４７を構成してもよい。

つまり、パイプ、前記ハウジングに形成された貫通孔のうちの少なくともいずれかによって、前記吸引路４７を構成してもよい。

また、前記ベアリングハウジング１７のフランジ状部位１７Ａの前記ブッシュ４１と係合している部位に、リング状の溝１７Ｂを設けてもよい（図３参照）。なお、前記リング状の溝１７Ｂは、前記貫通孔４１Ｄや前記吸引路４７と連通する位置に設けられる。

前記リング状の溝１７Ｂを設けることにより、前記フランジ部１７Ａに前記ブッシュ４１を組み付ける際、前記中心軸ＣＬ３に対する前記ブッシュ４１の姿勢を任意のものとすることができ、前記ブッシュ４１の組み付けが容易になる。

さらに、図４（図３に示す部位の変更例を示す図）に示すように、前記ブッシュ４１の外周であって前記貫通孔４１Ｄや前記吸引路４７と連通する位置に、リング状の溝４１Ｅを設けてもよい。このようにリング状の溝４１Ｅを設けることにより、前記溝１７Ｂを設けた場合と同様に、前記ブッシュ４１の組み付けが容易になる。

なお、ブッシュ４１の組み付けを容易にするために、前記ブッシュ４１を、前記ブッシュ４１の軸ＣＬ３の遠心方向の中間で、（図４に示す切断線ＣＬ５のところで、）分割してもよい。

また、図５（図３に示す部位の変更例を示す図）に示すように、一端部側（ベーンノズル駆動機構３３の連結部材４３と係合している側）で前記ブッシュ４１を短くした形状のブッシュ５５を、前記ブッシュ４１の代わりに設けてもよい。

さらに、前記ブッシュ５５を設けたことによって、前記フランジ部１７Ａと前記連結部材４３と前記ブッシュ５５とで囲まれた空間（ほぼ閉じた空間）ＳＰ３が形成されるようにし、この空間ＳＰ３に貫通孔４９（吸引路４７）が連通するようにしてもよい。

このように構成することにより、前記駆動軸３９と前記ブッシュ５５との係合部の近傍と、前記過給機１のコンプレッサ入り口側の流路とが、ガス吸引路４７でつながることになる。

次に、前記過給機１が稼動している場合について説明する。

前記タービンインペラ１５、前記コンプレッサインペラ１３が回転し前記過給機１が稼動しているとき、前記タービン７のガス流路２５等から前記駆動機構設置室３５内へ、何らかの要因でガスがごく僅かに漏れているものとする。

このごく僅かな漏れにより、前記駆動機構設置室３５内のガスの圧力が上昇して大気圧より高くなり、ガスが前記ハウジング３の外部へ漏れ出そうとして、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間の隙間に入り込むが、前記ブッシュ４１に設けられた溝４１Ｃにところに接続されている前記ガス吸引路４７を介して、前記隙間に入り込んだガスが前記コンプレッサ５入口側の空気流路２０のほうに吸い込まれ、コンプレッサ５によって、前記流路２０を介して吸い込んだ空気と共に圧縮される。

過給機１によれば、前記駆動軸３９と前記ブッシュ４１との係合部と前記過給機１のコンプレッサ５の入口側の空気流路２０とを互いにつないでいるガス吸引路４７が設けられているので、前記駆動機構設置室３５へ何らかの要因でガスが漏れて前記駆動機構設置室３５内のガス圧力がハウジング３の外部（前記駆動機構設置室３５の外）の気圧（大気圧）よりも高くなり、前記駆動軸３９と前記ブッシュ４１との間に形成されている隙間から、前記駆動機構設置室３５内のガスが前記ハウジング３の外部に漏れ出そうとしても、前記ガス吸引路４７を介して、前記駆動軸３９と前記ブッシュ４１との間に形成されている隙間に流れ込んできたガスが前記コンプレッサ５に吸引される。

したがって、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間の隙間（駆動軸３９の係合部）から前記駆動機構設置室３５の外部（大気）へのガス漏れを防ぐことができる。そして、過給機１の効率が低下することを防ぎ、また、大気汚染を引き起こすおそれを回避することができる。

また、過給機１によれば、前記ブッシュ４１にリング状の溝４１Ｃを形成したことによって、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間の隙間でこの隙間の延伸方向の中間部にリング状の空間ＳＰ１が形成されており、前記ガス吸引路４７は、前記リング状の空間ＳＰ１と前記コンプレッサ５の入口側のガス流路２０とを互いにつないでいるので、前記ハウジング３内（駆動機構設置室３５）から前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間の隙間を流れてきたガスを前記リング状の空間内ＳＰ１に一旦溜めて、前記ガス吸引路４７を介して前記コンプレッサ５で吸引することができ、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間の隙間からのガス漏れを一層効率良く防ぐことができる。

さらに、過給機１によれば、前記ベーンノズル駆動機構３３が設けられている駆動機構設置室３５と前記タービン７のガス流路との間には、ガスの流れを遮断するための遮断部材３７が設けられているので、前記タービン７のガス流路から前記駆動機構設置室３５へのガスの流れが遮断され、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間からのガスの漏れを一層確実に防ぐことができる。

なお、過給機１において、前記ガス吸引路４７で、前記駆動機構設置室３５と、前記過給機１のコンプレッサ５の入口側の空気流路２０とを互いにつなぐようにしてもよい。

上述した構成の過給機によれば、前記ベーンノズル駆動機構３３が設けられている駆動機構設置室３５と前記タービン７のガス流路の間には、ガスの流れを遮断するための遮断部材３７が設けられているので、前記タービン７のガス流路から前記駆動機構設置室３５へのガスの流れが遮断される。

また、前記ガス吸引路４７が、前記駆動機構設置室３５と前記コンプレッサ５の入口側の空気流路２０とを互いにつないでいるので、何らかの要因で前記タービン７のガス流路から前記駆動機構設置室３５へガスがごく僅か漏れても、この漏れたガスを前記ガス吸引路４７を介して前記コンプレッサ５で吸引することができ、前記駆動機構設置室３５内のガス圧力を低くすることができる。

したがって、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間の隙間（駆動軸３９の係合部）を通って、前記駆動機構設置室３５内部から外部へガスが漏れることを防ぐことができる。

［第２の実施形態］
前記第１の実施形態では、可変ノズルの駆動軸の係合部を例に掲げて説明したが、第２の実施形態では、ウェイストゲートバルブの駆動軸の係合部を例に掲げて説明する。

まず、ウェイストゲートバルブについて説明する。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る過給機２０１とこの過給機２０１が設置されているエンジンＥ１の概略構成を示す図である。

過給機２０１は、筐体（ハウジング）２０３と、この筐体２０３の内部でたとえば流体軸受け２０５を介して前記筐体２０３に対して回転する回転軸部材２０７と、この回転軸部材２０７の一端部２０７Ａ側に設けられた遠心式圧縮機（遠心式コンプレッサ）２０９と、前記回転軸部材２０７の他端部２０７Ｂ側に設けられたラジアルタービン２１１とを備えている。

過給機２０１は、レシプロエンジンまたはロータリエンジンに使用され、たとえば、４サイクルピストンエンジンＥ１から出てきた高温高圧の排気ガスＧ３で前記タービン２１１を回転駆動し、この回転によって前記圧縮機（コンプレッサ）２０９を回転駆動し、この圧縮機２０９の回転によって得られた圧縮空気Ｇ１を、前記エンジンＥ１に供給するようになっている。

なお、前記圧縮空気Ｇ１は、前記エンジンＥ１のシリンダ内での燃料の燃焼に供され、この燃焼によって前記高温高圧の排気ガス（前記タービン２１１を回転駆動する燃焼ガス）Ｇ３が排出されるものである。

また、過給機２０１には、コンプレッサ２０９のサージングを防止するためのウェイストゲートバルブ２１３が設けられている。

ここで、ウェイストゲートバルブ２１３の構成について例を掲げて説明する。

ウェイストゲートバルブ２１３は、コンプレッサ２０９によって圧縮された圧縮空気（エンジンＥ１に供給される前の圧縮空気）によって作動するダイヤフラムシリンダ２１５を備えている。このダイヤフラムシリンダ２１５のピストンロッド２１７の先端部２１７Ａ側には、弁体２１９が設けられている。

前記筐体２０３には、前記過給機２０１のタービン２１１の上流側流体経路２２１と下流側流体経路２２３との間を互いにつないでいるウェイストゲートバルブ用貫通孔２２５が設けられていると共に、前記ピストンロッド２１７が矢印ＡＲ３の方向に移動して、前記ウェイストゲートバルブ用貫通孔２２５を、前記弁体２１９で開閉できるようになっている。

そして、コンプレッサ２０９によって圧縮された圧縮空気の圧力が所定の圧力を超えていない場合には、前記ダイヤフラムシリンダ２１５に設けられている圧縮バネ２２７により付勢されて、弁体２１９が貫通孔２２５を閉じるようになっている。

一方、コンプレッサ２０９によって圧縮された圧縮空気の圧力が所定の圧力を超えた場合には、上流側流体経路２２１から下流側流体経路２２３へ、タービン２１１を通らないで、排気ガスＧ３が直接排出されるようになっている。

すなわち、タービン２１１のタービンインペラのホイールに支持されているベーン（羽根）を通過するガスの流量を調整することができるようになっている。

前述したように、排気ガスＧ３が直接排出されることにより、タービン２１１の回転速度を低下させることができ、コンプレッサ２０９の回転数が低下し、エンジンＥ１に対して過大な圧縮空気を与えることを防止することができるようになっている。

次に、ピストンロッド２１７の先端部２１７Ａ側における弁体２１９の設置状態や弁体２１９と貫通孔２２５との関係等について説明する。

図７は、ピストンロッド２１７の先端部２１７Ａ側における弁体２１９の設置状態や弁体２１９と貫通孔２２５との関係等について説明する図であり、図８は、図７におけるＶIII矢視を示す図であり、図９は、図８におけるＩＸ部の拡大断面図である。

筐体２０３には、円柱形状のロッド部材（駆動軸）２２９が、前記筐体２０３に一体的に設けられているブッシュ２３５を介して、回動自在に設けられており、このロッド部材２２９の一端部（筐体２０３の外部の端部）側には、棒状のリンク部材２３１の一端部側が一体的に設けられており、前記棒状のリンク部材２３１の他端部側には、ピストンロッド２１７の先端部２１７Ａ側が回動自在に係合している。

また、前記ロッド部材２２９の他端部（筐体２０３の内部の端部）側には、一端部側で弁体２１９を支持している弁体支持部材２３３が一体的に設けられている。

そして、前記ピストンロッド２１７が、図７で示す矢印ＡＲ３の方向に移動することにより、揺動中心軸ＣＬ７を揺動中心にしてロッド部材２２９が揺動（回転）し、この揺動によって弁体２１９が貫通孔２２５を開閉するようになっている。

なお、前記ピストンロッド２１７の移動量は少なく、また、前記棒状のリンク部材２３１の他端部側とピストンロッド２１７の先端部２１７Ａ側との係合部には、僅かな隙間が存在しているので、ダイヤフラムシリンダ２１５の本体部２１５Ａが筐体２０３に一体的に固定されていても、前記ロッド部材２２９を揺動させることができる。

また、前記ロッド部材２２９の他端部側、前記弁体２１９、前記弁体支持部材２３３は、前記過給機２０１のタービン２１１の下流側流体経路２２３内に設けられている。

弁体支持部材２３３は、上述したように、前記弁体２１９を支持し、前記ウェイストゲートバルブ用貫通孔２２５を開閉するために前記ウェイストゲートバルブ用貫通孔２２５に対して、前記弁体２１９を移動させるものである。

また、第１の実施形態に係る過給機１と同様に、前記ロッド部材２２９と前記ブッシュ２３５との係合部には、リング状の溝２３５Ａが形成されており（図９参照）、このリング状の溝と、前記コンプレッサ２０９の入り口側のガス流路とは、ガス流路（ガス吸引路）２４７と互いにつながっている。

そして、第１の実施形態に係る過給機１と同様に、前記ガス吸引路２４７でガスを吸引することにより、前記ブッシュ２３５と前記ロッド部材２２９との係合部からガスが漏れ出すことを防ぐことができるようになっている。

なお、前記過給機２０１の前記ブッシュ２３５と前記ロッド部材２２９との係合部や、前記ガス吸引路２４７の形態を、第１の実施形態に係る過給機１の場合と同様に（たとえば、図３〜図５で示すように）変更してもよい。

また、ブッシュ２３５を設置しないで、前記筐体２０３に対して、前記ロッド部材２２９が直接係合するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る過給機の概略構成を示す図である。 図１におけるＩＩＡ−ＩＩＢ断面を示す図である。 図１におけるＩＩＩ部の拡大図である。 図３に示す部位の変更例を示す図である。 図３に示す部位の変更例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る過給機とこの過給機が設置されているエンジンの概略構成を示す図である。 ピストンロッドの先端部側における弁体の設置状態や弁体と貫通孔との関係等について説明する図である。 図７におけるＶIII矢視を示す図である。 図８におけるＩＸ部の拡大断面図である。 従来の過給機における駆動軸の設置状態を示す図であると共に、図１のＩＩＩ部の拡大図に対応した図である。

符号の説明

１、２０１ 過給機
３、２０３ ハウジング
５、２０９ コンプレッサ
７、２１１ タービン
２０ コンプレッサ入り口側の流路
３２ ベーンノズル
３３ ベーンノズル駆動機構
３５ 駆動機構設置室
３７ 遮断部材
３９、２２９ 駆動軸
４１、５５、２３５ ブッシュ
３９Ｃ、４１Ｃ、２３５Ａ 溝
４７、２４７ ガス吸引路
Ｐ１ パイプ
ＳＰ１ 空間

Claims (3)

1. タービンのインペラを通過するガスの流量を調整するガス流量調整手段を備えた過給機において、
   前記ガス流量調整手段を駆動するために前記過給機のハウジング内に一端部側が位置し、前記ハウジング外に他端部側が位置していると共に、前記ハウジングに対して直接またはブッシュを介して回転自在に係合している駆動軸と；
   前記駆動軸と前記ブッシュもしくは前記ハウジングとの係合部または前記係合部の近傍と、前記過給機のコンップレッサの入口側のガス流路とを互いにつないでいるガス流路と；
   を有することを特徴とする過給機。
2. 請求項１に記載の過給機において、
   前記駆動軸、前記ブッシュまたは前記ハウジングの少なくとも一方に溝が形成されており、
   前記ガス流路は、前記溝と前記過給機のコンップレッサの入口側のガス流路とを互いにつないでいる流路であることを特徴とする過給機。
3. 請求項１または請求項２に記載の過給機において、
   前記ガス流量調整手段は、可変ノズルまたはウェイストゲートバルブであることを特徴とする過給機。

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