JP2010071138A - ターボチャージャ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】排気ノズル6は、タービンインペラ2の周囲に支持軸7によって回動可能に支持された複数のノズルベーン8と、支持軸7を回動させるリンク機構20と、を備え、リンク機構20のタービンインペラ2の軸2aと平行な方向の両側には、係止部(排気導入壁10、屈曲部16a)がリンク機構20の一部を挟んで対向するように設けられ、係止部のいずれか一方とリンク機構20との間に、リンク機構20のタービンインペラ2の軸2aと平行な方向への可動域を調整する調整部材18が配置されている。
【選択図】図1
Description
図6に示すように、従来のターボチャージャ901は、タービンインペラ902を回転可能に支持するベアリングハウジング903と、タービンインペラ902に排気ガスを供給するスクロール流路904が形成されたタービンハウジング905と、スクロール流路904内からタービンインペラ902側に供給される排気ガスの圧力を調整する排気ノズル906と、を備えている。
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態のターボチャージャは、例えば自動車のエンジンの回転数の増減に基づいてタービンインペラに供給する排気ガスの圧力を調整可能な可変容量型のターボチャージャである。
以下では、まず、大型のリンク機構を適用した場合のターボチャージャの構成について説明する。図1は、本実施形態のターボチャージャの部分断面図である。図2は、図1のターボチャージャのベアリングハウジング側から見た平面図である。
ノズルベーン8は、図1及び図2に示すように、流線型の翼状の板材により形成され、支持軸7が固定されて支持軸7と一体的に設けられている。
連結ピン13は、例えば端部を塑性変形させてかしめることにより、一対の排気導入壁10,11を一体的に連結している。
また、一体的に組み立てられた一対の排気導入壁10,11のうち、タービンハウジング5側に配置された排気導入壁11は、複数の取付ボルト14及びナット15によって、タービンハウジング5に固定されている。取付ボルト14は、排ガス導入路12側の先端部がかしめられて排気導入壁11に固定されている。
リンク機構20は、図2に示すように、周方向に回動可能に設けられた駆動リング21と、駆動リング21の周方向に配置された複数のリンク板22と、を備えている。
駆動リング21は、図2に示すように、平面視で中央部の貫通孔21aが円形に形成されたリング状の形状に形成され、外縁部は波状の形状に加工されている。波状に形成された外縁部の山の部分には、図1に示すように貫通孔21cが設けられ、リンクピン24が挿通されて固定されている。リンクピン24は、貫通孔21cの外側に突出した端部を塑性変形させてかしめることで、駆動リング21に固定されている。
リンク板22の一方の端部に設けられたスライド溝22aには、図2に示すように、平面視で矩形の筒状に形成されたスライド部材25が、スライド溝22aの延在方向にスライド可能に嵌合している。また、各々のリンク板22の他方の端部に形成された貫通孔22bには、各々のノズルベーン8の支持軸7が挿通されている。支持軸7の貫通孔22bから突出した部分はかしめられて、リンク板22と支持軸7とが連結されている。
リンク板22の各々は、スライド溝22aがスライド部材25とスライド可能に嵌合することで、駆動リング21に回動可能に連結されている。
延出部21eの頂点の近傍には、リンク板22と駆動リング21とを連結するリンクピン24と同様の駆動リンクピン26が取り付けられている。
駆動リンクピン26は、スライド部材25と同様の矩形筒状の駆動スライド部材27に挿通され、例えば端部をかしめることで、駆動スライド部材27を延出部21eに回動可能に保持している。
駆動リンク板28の駆動スライド溝28aが形成された端部と反対側の端部には、例えばアクチュエータ等の動力源により軸回りに回転する駆動軸29が固定されている。これにより、駆動リンク板28は、駆動軸29の回転によって駆動軸29回りに回動するようになっている。
また、リンク機構20の係止面3aと反対側には、排気導入壁10がタービンインペラ2の軸2aと略垂直に設けられている。
屈曲部16aは、ベアリングハウジング3の係止面3aに沿って屈曲され、駆動リング21のベアリングハウジング3側の面と摺動するようになっている。
すなわち、本実施形態のターボチャージャ1では、排気導入壁10と屈曲部16aとが、リンク機構20のタービンインペラ2の軸2aと平行な方向へのずれや振動を防止するための係止部として設けられている。
調整部材18は、リング状に形成され、肉厚の異なる厚肉部18aと薄肉部18bとを有し、断面視で略L字型に形成されている。排気導入壁10側に配置された厚肉部18aの内径は薄肉部18bの内径と等しく、厚肉部18aの外径は薄肉部18bの外径よりも大きく形成されている。また、調整部材18の薄肉部18bと駆動リング21の当接部21dとは、内径及び肉厚が略等しく形成されている。
大型のリンク機構20を取り外す際には、まず、図1に示すようにベアリングハウジング3とタービンハウジング5とを締結するボルト19を取り外し、図2に示すようにタービンハウジング5からベアリングハウジング3を取り外す。このとき、一体的に形成された保護部材16及び遮熱板17と、調整部材18も取り外す。
図3及び図4に示す小型のリンク機構30は、図1及び図2に示す大型のリンク機構20と同様に、周方向に回動可能に設けられた駆動リング31と、駆動リング31の周方向に配置された複数のリンク板32と、を備えている。
したがって、リンク板32の各々は、リンク機構20のリンク板22と同様に、一方の端部に設けられたスライド溝32aがスライド部材35とスライド可能に嵌合することで、駆動リング31に対して回動可能に連結されている。
連結部31eには、図2に示す延出部21eと同様に、駆動スライド部材37と駆動リンクピン36とが設けられている。また、駆動スライド部材37は、駆動リンク板38の駆動スライド溝38aにスライド可能に嵌合している。駆動リンク板38の駆動スライド溝38aの反対側の端部には、例えばアクチュエータ等の動力源により回転する駆動軸(図示略)が連結されている。これにより、駆動リンク板38は、駆動軸の回転によって駆動軸回りに回動するようになっている。
図1及び図3に示すように、本実施形態のターボチャージャ1は、係止部である排気導入壁10または屈曲部16aと、リンク機構20,30との間に、リンク機構20,30のタービンインペラ2の軸2aと平行な方向への可動域を調整する調整部材18が配置されている。
そのため、図1及び図2に示す大型のリンク機構20と排気ノズル6とを、図3及び図4に示す小型のリンク機構30と排気ノズル6とに交換する際に、排気導入壁10と駆動リング21との間に配置された調整部材18を、駆動リング21と屈曲部16aとの間に移動させることで、小型のリンク機構30の内周側の一部を、排気導入壁10と、屈曲部16a及び調整部材18とにより挟持することができる。
さらに、保護部材16を例えばステンレス鋼等により形成することで、ベアリングハウジング3が例えば鋳鉄等により形成され、駆動リング21がステンレス鋼等により形成されている場合に、異なる材質が直接摺動することを防止して、駆動リング21を保護することができる。
また、保護部材16は、タービンインペラ2とタービンハウジング5との間に設けられた遮熱板17と一体的に形成されているので、ターボチャージャ1の部品点数を削減し、組立を容易にすることができる。
そのため、当接部21dは、大型のリンク機構20を適用する場合には、図1に示すように調整部材18と当接する。一方、小型のリンク機構30を用いる場合には、図3に示すように、当接部31dは排気導入壁10と当接する。また、内壁21b,31bは保護部材16に沿うように配置されている。
これにより、駆動リング21,31は、リンク機構20,30の大小に関係なく、ベアリングハウジング3側の面が、タービンインペラ2の軸2aと略垂直な状態で保持される。したがって、リンク機構20,30がタービンハウジング5やベアリングハウジング3と干渉することを防止できる。
次に、本発明の第二実施形態について、図5を用いて説明する。
図5は、本実施形態のターボチャージャ101の部分断面図である。
図5に示すように、本実施形態のターボチャージャ101は、タービンインペラ102を回転可能に支持するベアリングハウジング103と、タービンインペラ102に排気ガスを供給するスクロール流路104が形成されたタービンハウジング105と、スクロール流路104内からタービンインペラ102側に供給される排気ガスの圧力を調整する排気ノズル106と、を備えている。
ノズルベーン108の支持軸107は、第一実施形態と同様に、アクチュエータの動力を支持軸107に伝達して回動させるリンク機構120に連結されている。
リンク機構120は、第一実施形態と同様に、周方向に回動可能に設けられた駆動リング121と、駆動リング121の周方向に配置された複数のリンク板122と、を備えている。
タービンハウジング105側の係止面(係止部)105aと駆動リング121との間には、リング状の調整部材118が配置されている。
本実施形態のターボチャージャ101は、係止面105aとリンク機構120との間に、リンク機構120のタービンインペラ102の軸102aと平行な方向への可動域を調整する調整部材118が配置されている。そのため、排気ノズル106およびリンク機構120の寸法が変更になった場合に、タービンハウジング105側の係止面105aとリンク機構120との間に配置された調整部材118を、ベアリングハウジング103の係止面103aとリンク機構120との間に移動させることで、大型のリンク機構120と小型のリンク機構(図示略)のそれぞれの一部を、一対の係止面103a,105aと調整部材118とによって挟持することができる。
Claims (8)
- タービンインペラを回転可能に支持する軸受けハウジングと、前記タービンインペラに排気ガスを供給するスクロール流路が形成されたタービンハウジングと、前記スクロール流路内から前記タービンインペラ側に供給される前記排気ガスの圧力を調整する排気ノズルと、を備えた可変容量型のターボチャージャにおいて、
前記排気ノズルは、前記タービンインペラの周囲に支持軸によって回動可能に支持された複数のノズルベーンと、前記支持軸を回動させるリンク機構と、を備え、
前記リンク機構の前記タービンインペラの軸と平行な方向の両側には、係止部が前記リンク機構の一部を挟んで対向するように設けられ、
前記係止部のいずれか一方と前記リンク機構との間に、前記リンク機構の前記タービンインペラの軸と平行な方向への可動域を調整する調整部材が配置されていることを特徴とするターボチャージャ。 - 前記リンク機構は、周方向に回動可能に設けられた駆動リングと、該駆動リングの前記周方向に配置された複数のリンク板と、を備え、
前記リンク板の各々は、一端部が前記駆動リングに回動可能に連結され、他端部が前記ノズルベーンの各々の前記支持軸にそれぞれ連結され、
前記調整部材は、前記係止部のいずれか一方と前記駆動リングとの間に配置されていることを特徴とする請求項1記載のターボチャージャ。 - 前記排気ノズルは、前記排気ガスの流路を形成すると共に前記ノズルベーンの支持軸を回動可能に支持する支持穴が形成された排気導入壁を備え、
前記係止部の一方は前記排気導入壁であり、前記排気導入壁と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする請求項2記載のターボチャージャ。 - 前記係止部の一方は前記軸受けハウジングまたは前記タービンハウジングに設けられた係止面であり、該係止面と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする請求項2記載のターボチャージャ。
- 前記係止部の一方は、前記駆動リングの内周側と摺動する保護部材に設けられた屈曲部であり、前記屈曲部と前記駆動リングとの間に前記調整部材が配置されていることを特徴とする請求項2記載のターボチャージャ。
- 前記保護部材は、前記タービンインペラと前記タービンハウジングとの間に設けられた遮熱板と一体的に形成されていることを特徴とする請求項5記載のターボチャージャ。
- 前記駆動リングは、中央部の貫通孔に面する内壁が前記タービンインペラの軸と平行な方向に沿って前記排気導入壁側に延びるように形成された当接部を備えていることを特徴とする請求項2ないし6のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
- 前記調整部材は、リング状に形成されて肉厚の異なる厚肉部と薄肉部とを有し、
前記厚肉部の内径は前記薄肉部の内径と等しく、前記厚肉部の外径は前記薄肉部の外径よりも大きく形成され、
前記薄肉部と前記駆動リングの当接部とは、内径及び肉厚が略等しく形成されていることを特徴とする請求項7記載のターボチャージャ。
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