JP2013170504A

JP2013170504A - 過給機

Info

Publication number: JP2013170504A
Application number: JP2012034899A
Authority: JP
Inventors: Nobuji Tsukiyama; 宜司築山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-09-02
Anticipated expiration: 2032-02-21
Also published as: JP5942464B2

Abstract

【課題】リンク室内で発生した凝縮水の排出性を向上するとともに、リンク室内に燃料が流入するのを抑制することにより、凝縮水の排出性と燃料流入の抑制とを両立させることが可能な過給機を提供する。
【解決手段】このターボチャージャ（過給機）１は、内燃機関（エンジン）の排気ガスが吹き付けられることにより回転するタービンホイール２が収容されたタービンハウジング５と、タービンハウジング５内に収容されたタービンホイール２へ排気ガスを導くガス通路を形成する第１ノズルプレート１１と、第１ノズルプレート１１とタービンハウジング５との間に配置されるシールリング部材１６とを備える。また、シールリング部材１６は、合口１６１を有するリング部材であり、シールリング部材１６の合口１６１は、排気ガスの温度が低温時に開いた状態になるとともに、排気ガスの温度が高温時に閉じた状態になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、過給機に関し、特に、内燃機関の排気ガスが吹き付けられることにより回転するタービンホイールが収容されたタービンハウジングと、タービンハウジング内に収容されたタービンホイールへ排気ガスを導くガス通路を形成するノズルプレートとを備える過給機に関する。

従来、直噴ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどに搭載されるターボチャージャ（過給機）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に開示されたターボチャージャは、タービンホイールを収容するタービンハウジングと、コンプレッサホイールを収容するコンプレッサハウジングと、タービンハウジングとコンプレッサハウジングとを連結するセンターハウジングとを備えている。

タービンハウジングのスクロール通路とセンターハウジングとの間には、収容室が設けられており、この収容室には、ノズルプレート、ユニゾンリングおよびサポートリングなどが配置されている。ノズルプレートには、内燃機関（エンジン）の排気ガスをスクロール通路からタービンホイールへ導くガス通路を形成する複数のノズルベーンが設けられている。ユニゾンリングは、ノズルプレートに設けられた複数のノズルベーンを傾動（駆動）可能に支持するノズルベーン駆動機構の一部として機能する。サポートリングは、ノズルプレートとユニゾンリングとを支持するように配置されている。

また、収容室は、サポートリングにより、ノズルベーン駆動機構が配置される駆動室（リンク室）と、駆動室の下方に位置する水抜き室とに区画するように配置されている。サポートリングの最下部には、水抜き孔が設けられており、ノズルベーン駆動機構が配置される駆動室内に水分が発生した場合に、その水分をサポートリングの水抜き孔を介して、駆動室の下方に位置する水抜き室に排出するように構成されている。

収容室とスクロール通路との間には、収容室とスクロール通路とを隔てるように通路形成フランジが形成されており、通路形成フランジの最下部には、水抜き孔が形成されている。これにより、駆動室は、サポートリングの水抜き孔、水抜き室および通路形成フランジの水抜き孔を介して、スクロール通路に連通している。

たとえば、エンジン始動直後のように排気ガスの温度が低温時には、エンジンの排気ガスが収容室（駆動室）へ入り込み、排気ガス中の水分が駆動室内で凝縮され、液化する場合がある。この場合、駆動室内で液化した凝縮水は、駆動室の底部に落下し、サポートリングの水抜き孔、水抜き室および通路形成フランジの水抜き孔を介して、スクロール通路へ排出される。これにより、凝縮水が凍結するような低温環境化において、駆動室の底部に落下した凝縮水が凍結しにくくなるので、駆動室内に収容されたノズルベーン駆動機構が凍結によって損傷するのが抑制される。

特開２００９−０７４４９２号公報

ターボチャージャが搭載された直噴ガソリンエンジンでは、燃料をシリンダ（燃焼室）内に直接噴射するように構成されているとともに、ディーゼルエンジンでは、エンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ）を排気管内のフィルタにより捕集し、ターボチャージャの上流側に設置された排気燃料添加弁から燃料を添加して、触媒床温を上昇させることにより、排気管内のフィルタに堆積されたＰＭを燃焼させるように構成されている。このため、上記特許文献１に開示されたターボチャージャでは、駆動室内で液化した凝縮水を水抜き孔および水抜き室を介して、スクロール通路へ排出することが可能である一方、スクロール通路を流通する排気ガスおよび燃料（未燃燃料）が水抜き孔および水抜き室を介して、駆動室内に流入する場合があると考えられる。この場合、駆動室内に流入した燃料が液化することにより、駆動室内において燃料が堆積物（デポジット）として堆積することが懸念される。

また、燃料が駆動室内に流入するのを防止するために、ノズルプレートとタービンハウジングとの間の隙間を縮小させる方法が考えられる。しかしながら、ターボチャージャ内の温度が比較的高温の場合におけるノズルプレートおよびタービンハウジングの熱膨張や、ターボチャージャ内の温度が比較的高い場合と比較的低い場合とにおける温度差による熱変形などを考慮した場合には、ノズルプレートとタービンハウジングとの間に隙間は必要であると考えられる。

さらに、燃料が駆動室内に流入するのを防止するために、ノズルプレートとタービンハウジングとの間をシール部材などにより完全にシールした場合には、駆動室内に発生した凝縮水が駆動室内から排出されずに駆動室内に溜まるという不都合がある。このため、低温時に凝縮水が凍結することにより、駆動室内に収容されたノズルベーン駆動機構が凍結によって損傷し、ノズルプレートに設けられたノズルベーンが固着する原因となる。このため、凝縮水を排出するためにノズルプレートとタービンハウジングとの間に隙間は必要であると考えられる。

以上のような観点から、上記特許文献１に開示された過給機では、駆動室（リンク室）内に発生する凝縮水の排出性を向上するとともに、駆動室（リンク室）内に燃料が流入するのを抑制することが困難であると考えられる。このため、凝縮水の排出性と燃料流入の抑制とを両立させることが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、リンク室内で発生した凝縮水の排出性を向上するとともに、リンク室内に燃料が流入するのを抑制することにより、凝縮水の排出性と燃料流入の抑制とを両立することが可能な過給機を提供することである。

上述の課題を解決するための手段として、本発明による過給機は、以下のように構成されている。

すなわち、本発明による過給機は、内燃機関の排気ガスが吹き付けられることにより回転するタービンホイールが収容されたタービンハウジングと、タービンハウジング内に収容されたタービンホイールへ排気ガスを導くガス通路を形成するノズルプレートと、ノズルプレートとタービンハウジングとの間に配置されるシールリング部材とを備える過給機を前提とするものであり、シールリング部材は、合口を有するリング部材であり、シールリング部材の合口は、排気ガスの温度が低温時に開いた状態になるとともに、排気ガスの温度が高温時に閉じた状態になることを特徴とするものである。

かかる構成を備える過給機によれば、排気ガスの温度が低温時（比較的低温の場合）において合口が開いた状態のシールリング部材は、排気ガスの温度が高温時（比較的高温の場合）においてシールリング部材とタービンハウジングとの熱膨張差により合口が閉じた状態になる。これにより、燃料（未燃燃料、未燃焼ガス）がリンク室内に流入する可能性が低い低温時には、リンク室内に発生した凝縮水の排出が可能になるとともに、燃料がリンク室内に流入する可能性が高い高温時には、シールリング部材の合口が閉じた状態になることにより、リンク室内への燃料の流入を抑制することができる。これらの結果、リンク室内に発生する凝縮水の排出性を向上することができるとともに、リンク室内に燃料が流入するのを抑制することができるので、凝縮水の排出性と燃料流入の抑制とを両立することができる。

本発明の具体的な構成として、以下の複数のものが挙げられる。

本発明による過給機において、好ましくは、シールリング部材の合口は、ノズルプレートとタービンハウジングとの間の領域のうち下方向の領域に配置されていることを特徴とする。このように構成すれば、リンク室内に流入した燃料とリンク室内で発生した凝縮水とが下方向（重力方向）に落ちやすくなるので、リンク室内に流入した燃料とリンク室内で発生した凝縮水とを効率よく排出させることができる。

また、本発明による過給機において、好ましくは、シールリング部材のタービンハウジングのスクロール通路側の合口は、シールリング部材のタービンハウジングのスクロール通路側とは反対側の合口に対して、スクロール通路に流れる排気ガスの下流側に位置するように配置されていることを特徴とする。このように構成すれば、エゼクタ効果によりリンク室内に流入した燃料とリンク室内で発生した凝縮水とをスクロール通路側に吸い出すことができるとともに、リンク室内に燃料が流入するのを抑制することができる。これにより、シールリング部材の合口が開いた状態の場合に、リンク室内に溜まっている燃料および凝縮水の排出性を向上することができるとともに、リンク室内へ燃料が流入するのを抑制することができる。

本発明による過給機によれば、リンク室内で発生した凝縮水の排出性を向上するとともに、リンク室内に燃料が流入するのを抑制することにより、凝縮水の排出性と燃料流入の抑制とを両立させることができる。

本発明の一実施形態による可変容量型ターボチャージャのシールリング部材の合口が開いた状態（低温時）の概略構成を示す断面図である。図１に示す可変容量型ターボチャージャのシールリング部材の合口が開いた状態（低温時）を示す拡大図である。図１の２００−２００線に沿った可変容量型ターボチャージャのシールリング部材の合口が開いた状態（低温時）におけるバリアブルノズルユニットの第１ノズルプレートの内側面を示す図である。本発明の一実施形態による可変容量型ターボチャージャのシールリング部材の合口が閉じた状態（高温時）を示す拡大図である。図４に示す可変容量型ターボチャージャのシールリング部材の合口が閉じた状態（高温時）におけるバリアブルノズルユニットの第１ノズルプレートの内側面を示す図である。図１のバリアブルノズルユニットのユニゾンリングの外側面を示す図で、ノズルベーン開度を大きくした状態を示している。図１のバリアブルノズルユニットの第１ノズルプレートの内側面を示す図で、ノズルベーン開度を大きくした状態を示している。図１のバリアブルノズルユニットのユニゾンリングの外側面を示す図で、ノズルベーン開度を小さくした状態を示している。図１のバリアブルノズルユニットの第１ノズルプレートの内側面を示す図で、ノズルベーン開度を小さくした状態を示している。図１のリンク機構の一部を示す分解斜視図である。図１０のリンク機構の一部を示す斜視図である。本発明の一実施形態の第１変形例による可変容量型ターボチャージャのシールリング部材を示す図である。本発明の一実施形態の第１変形例による可変容量型ターボチャージャのシールリング部材の合口の形状が段付形状の場合を示す図である。本発明の一実施形態の第２変形例による可変容量型ターボチャージャのシールリング部材の合口の形状が斜め形状の場合を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図１１に、本発明の一実施形態を示している。図示する可変容量型ターボチャージャ１は、図示していない内燃機関（エンジン）に付設される。

可変容量型ターボチャージャ１は、図１に示すように、タービンホイール２、コンプレッサインペラ３、ベアリングハウジング４、タービンハウジング５、コンプレッサハウジング６、バリアブルノズル（ＶＮ）ユニット７などを備えている。

タービンホイール２は、タービンシャフト２ａの軸方向の一方端に一体的に形成されている。コンプレッサインペラ３は、タービンシャフト２ａの軸方向の他方端に一体的に取り付けられている。このタービンシャフト２ａは、ベアリングハウジング４の中心孔内に配置された２つのラジアルベアリング８ａおよび８ｂを介して回転自在となるように挿通されている。なお、２つのラジアルベアリング８ａおよび８ｂは、メタルやブッシュと呼ばれるほぼ円筒形状のすべり軸受とされており、軸方向への変位が規制された状態で、フローティング状態とされている。

ベアリングハウジング４の軸方向の一方端には、タービンハウジング５が取り付けられている。ベアリングハウジング４の軸方向の他方端には、コンプレッサハウジング６が取り付けられている。タービンホイール２は、タービンハウジング５内に収納されている。コンプレッサインペラ３は、コンプレッサハウジング６内に収納されている。ベアリングハウジング４と、タービンハウジング５との間には、後述するアクチュエータ２０の可動部品の一部が配置されるリンク室９が形成されている。

ベアリングハウジング４の外周面の軸方向の中央部近傍よりもタービンハウジング５側の位置には、径方向外向きのフランジ４ａが設けられている。このフランジ４ａには、タービンハウジング５の外筒部５ｃが結合されている。

タービンハウジング５において、ベアリングハウジング４側の側壁における内径側領域は、開放されることによってスクロール通路５ａとリンク室９とを連通する部分になっている。タービンハウジング５には、排気ガスを旋回させるスクロール通路５ａと、スクロール通路５ａ内の排気ガスをタービンホイール２を介して図示していない排気管に排出させる排出口５ｂとが設けられている。また、スクロール通路５ａのベアリングハウジング４側には、上記したリンク室９が隣り合うように配置されている。

コンプレッサハウジング６には、図示していない吸気系からの吸入空気をコンプレッサインペラ３に向けて導入させる導入口６ａと、コンプレッサインペラ３の回転により圧力が高められた吸入空気を吸気管（図示省略）に送出する送出通路６ｂとが設けられている。

内燃機関から排気マニホールド（図示省略）に排出される排気ガスのエネルギーを利用してタービンホイール２を回転させることにより、タービンホイール２と一体回転するコンプレッサインペラ３によって過給された空気が吸気マニホールド（図示省略）から燃焼室（図示省略）内に供給される。

バリアブルノズル（ＶＮ）ユニット７は、タービンハウジング５のスクロール通路５ａからタービンホイール２を経て排出口５ｂに排気ガスを排出する容量を変更可能とするものである。また、バリアブルノズル（ＶＮ）ユニット７は、制御部１０と、一対の第１ノズルプレート１１および第２ノズルプレート１２と、複数のノズルベーン１３と、アクチュエータ２０とを備えている。

図１、図７および図９に示すように、ノズルベーン１３には、第１支軸１４および第２支軸１５が一直線上に連なるように固定されている。第１支軸１４の突出端は、第１ノズルプレート１１の貫通孔（符号省略）に回動可能に挿入支持されている。また、第２支軸１５の突出端は、第２ノズルプレート１２の貫通孔（符号省略）に回動可能に挿入支持されている。

第１ノズルプレート１１および第２ノズルプレート１２は、環状板とされており、タービンハウジング５のスクロール通路５ａから排出口５ｂに至る流路を作るように平行に対向するように配置されている。これら第１ノズルプレート１１および第２ノズルプレート１２の対向間に作られる流路の円周数ヶ所（本実施形態では１２ヶ所）に、ノズルベーン１３が姿勢変更可能となるように取り付けられている。

ここで、本実施形態では、図２および図４に示すように、第１ノズルプレート１１の外周部分には、凹形状の断面形状を有する溝部１１ａが形成されている。第１ノズルプレート１１とタービンハウジング５との間には、所定の隙間が形成されており、この隙間を塞ぐように第１ノズルプレート１１の溝部１１ａにシールリング部材１６が取り付けられている。

シールリング部材１６の内周面（タービンシャフト２ａ側の面）１６ａおよび外側面（スクロール通路５ａ側の面およびリンク室９側の面）１６ｂの一部は、溝部１１ａの内底面および内側面と面接触するように配置されている。

シールリング部材１６の外周面１６ｃは、タービンハウジング５の内面５ｄ（図１参照）と面接触するように配置されている。また、シールリング部材１６の外周面１６ｃは、第１ノズルプレート１１の外周面１１ｂよりも外側方向（径方向）に所定の高さ分突出するように配置されている。

また、シールリング部材１６は、図３および図５に示すように、１つの合口１６１を有するＣ字形状のリング部材（Ｃリング）である。シールリング部材１６の合口１６１は、シールリング部材１６が第１ノズルプレート１１の溝部１１ａに取り付けられた状態において、シールリング部材１６の下方向（矢印Ｚ２方向、重力に沿った方向）に位置するように配置されている。

また、シールリング部材１６は、タービンハウジング５に対して線膨張係数の大きい材料により形成されている。なお、シールリング部材１６の材質については、タービンハウジング５に対して線膨張係数の大きい材料であれば特に限定されるものではない。

本実施形態では、図３に示すように、排気ガスの温度が比較的低温時には、シールリング部材１６の合口１６１には、円周方向に沿って所定の隙間が形成されることにより、合口１６１が開いた状態になるように構成されている。

また、本実施形態では、図５に示すように、排気ガスの温度が比較的高温時（排気ガスの温度が約２８０℃以上の場合）には、シールリング部材１６の合口１６１は、シールリング部材１６とタービンハウジング５との熱膨張差により閉塞されることにより閉じた状態になる。なお、本実施形態では、シールリング部材１６の合口１６１が閉じた状態では、シールリング部材１６のタービンハウジング５のスクロール通路５ａ側の合口と、シールリング部材１６のリンク室９側（タービンハウジング５のスクロール通路５ａ側とは反対側）の合口とは、タービンシャフト２ａの軸方向から見て、一直線上に重なるように形成されている。なお、シールリング部材１６の詳細な機能については後述する。

また、図１に示すように、第２ノズルプレート１２の内周面には、第２ノズルプレート１２の内周面とタービンハウジング５との間の隙間を塞ぐようにシール部材１７が取り付けられている。

アクチュエータ２０は、全てのノズルベーン１３の姿勢を一括して変更させるものであって、ユニゾンリング２１、駆動源２２およびリンク機構２３などを備えている。

まず、ユニゾンリング２１は、第１ノズルプレート１１のコンプレッサインペラ３側において、第１ノズルリング１１と所定の間隔を隔てて非接触状態で隣り合うように配置されている。このユニゾンリング２１は、第１ノズルプレート１１に円周方向に沿って両方向（軸方向から見て、時計回り方向および反時計回り方向の両方向）に回転可能となるように支持されている。そのために、図６、図８および図１０に示すように、第１ノズルプレート１１に複数のローラ３１がそれぞれ支軸３２を介して回転自在に取り付けられている。この各ローラ３１は、ユニゾンリング２１の内周面に接触するように配置されている。

駆動源２２は、図１に示すように、詳細に図示していないが、回転動力を発生する直流モータ（ＤＣモータ）と、直流モータの回転動力をリンク機構２３のリンクロッド２４を押し引きするための直線運動に変換する動力変換機構（たとえば、歯車機構およびウォーム機構など）とを備えている。

リンク機構２３は、駆動源２２で発生する動力をユニゾンリング２１に回転動力として伝達するものであって、リンクロッド２４、リンクアーム２５、第１リンクピン２６、第２リンクピン２７、操作レバー２８およびベーンアーム２９などを備えている。

ユニゾンリング２１の内周の円周数ヶ所には、図６、図８および図１１に示すように、溝２１ａが設けられている。各溝２１ａには、１つの操作レバー２８および複数のベーンアーム２９の各々が係合されている。

複数のベーンアーム２９の各々は、ノズルベーン１３と同数設けられており、各ベーンアーム２９の傾動支点には、各第１支軸１４の突出端が個別に固定状態で取り付けられている。操作レバー２８をアクチュエータ２０により所定方向に所定角度傾動させることにより、ユニゾンリング２１が所定方向に所定角度回転され、ユニゾンリング２１によって各ベーンアーム２９が一括連係して所定方向に所定角度傾動されるように構成されている。

操作レバー２８の傾動支点には、第２リンクピン２７の一方端が固定されており、第２リンクピン２７の他方端には、リンクアーム２５の一方端側が固定されている。リンクアーム２５の他方端には、第１リンクピン２６の一方端が固定されており、第１リンクピン２６の他方端には、リンクロッド２４の一方端が固定されている。リンクロッド２４の他方端には、駆動源２２の動力変換機構の出力部材（図示省略）が連結される。第２リンクピン２７は、ベアリングハウジング４のフランジ４ａに貫通装着されている円筒形ブッシュ３３（図１参照）内に回転自在となるように挿通されている。

図１に示すように、制御部１０は、アクチュエータ２０を制御するもので、たとえば、エンジン（図示省略）の各種動作制御に必須となる既存のエンジンコントロールコンピュータ（ＥＣＵ）とされる。このような既存のＥＣＵからなる制御部１０には、ターボチャージャ１の過給能力を制御する機能と、適宜のタイミングでアクチュエータ２０の可動部分に付着するデポジット（堆積物）を除去するための機能とが少なくとも装備されている。

また、制御部１０は、詳細に図示していないが、共にＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ（データメモリ）、および、バックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）などを備える公知の構成とされる。ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、エンジンの停止時にその保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。

アクチュエータ２０の可動部品の一部（ユニゾンリング２１、リンク機構２３の第２リンクピン２７、操作レバー２８およびベーンアーム２９）は、ベアリングハウジング４とタービンハウジング５との間に設けられるリンク室９内に配置されている。その一方で、アクチュエータ２０の駆動源２２、リンク機構２３のリンクロッド２４、リンクアーム２５および第１リンクピン２６は、ベアリングハウジング４のフランジ４ａの外側に露出した状態で配置されている。

次に、図１および図６〜図９を参照して、バリアブルノズルユニット７の動作について説明する。

アクチュエータ２０（図１参照）により、リンクロッド２４を図６に示す矢印Ｘ１方向に引くか、または、図８に示す矢印Ｙ１方向に押すことにより、リンクアーム２５が所定方向に所定角度回転させられる。そして、リンクアーム２５によって操作レバー２８が傾動される。これにより、ユニゾンリング２１が図６に示す矢印Ｘ２方向（時計回り方向）、または、図８に示す矢印Ｙ２方向（反時計回り方向）に所定角度回転させられるとともに、各ベーンアーム２９が同期して傾動される。

この各ベーンアーム２９の傾動に伴い、図７および図９に示すように、第１支軸１４を介して各ノズルベーン１３が同期して傾動される。そして、各ノズルベーン１３の各々の対向間隔（流路面積またはスロート面積）が調節される。

具体的には、リンクロッド２４を図６に示す矢印Ｘ１方向に引くことにより、図７に示すように複数のノズルベーン１３の各々の対向間隔が最大になる。その一方で、リンクロッド２４を図８に示す矢印Ｙ１方向に押すことにより、図９に示すように複数のノズルベーン１３の各々の対向間隔（流路面積またはスロート面積）が最小になる。

なお、内燃機関の低回転域において、隣り合うノズルベーン１３の対向間隔（流路面積またはスロート面積）を小さくさせるようにノズルベーン１３の姿勢を調整することにより、排気ガスの流速が増加して、低回転域から高い過給圧を得ることが可能になる。

次に、図２〜図５を参照して、第１ノズルリング１１の溝部１１ａに取り付けられたシールリング部材１６の機能について詳細に説明する。

たとえば、従来では、エンジン始動直後のように排気ガスの温度が低温時には、ターボチャージャ１内の排気ガス中の水分が凝縮し、排気ガスは、スクロール通路５ａとリンク室９とを連通する部分に対する第１ノズルプレート１１の取り付け隙間からリンク室９内へ入り込むため、排気ガス中の水分がリンク室９内において液化する。リンク室９内で液化した水は、リンク室９内の底部に落下する。そして、水が凍結するような低温環境下において、エンジン始動直後にエンジンを停止してしまった場合には、リンク室９内の底部に落下した水がリンク室９内の底部で凍結し、リンク室９内に配置されるアクチュエータ２０の可動部品（ユニゾンリング２１、リンク機構２３の第２リンクピン２７、操作レバー２８およびベーンアーム２９）が凍り付き、エンジン再始動時には、これらの可動部品が損傷する。

そこで、本実施形態では、排気ガスの温度が低温時（排気ガスの温度が比較的低い場合）には、シールリング部材１６の合口１６１は、開いた状態（図２および図３参照）になるように構成されている。これにより、低温時には、リンク室９内で液化した水を、シールリング部材１６の合口１６１の隙間を介して、スクロール通路５ａに排出させることが可能となる（図２に示す排出経路）。その結果、リンク室９内の底部に落下した水がリンク室９内の底部で凍結しにくくなるので、エンジン再始動時に、可動部品が損傷するのを抑制することが可能となる。

また、従来では、エンジンを始動させて所定の時間が経過した場合（高温時（排気ガスの温度が約２８０℃以上の場合））には、スクロール通路５ａを流通する排気ガスおよび燃料（未燃燃料、未燃焼ガス）は、スクロール通路５ａとリンク室９とを連通する部分に対する第１ノズルプレート１１の取り付け隙間からリンク室９へ流入することが起こり得る。ここで、一般的には、ターボチャージャが搭載された直噴ガソリンエンジンでは、燃料をシリンダ内に直接噴射するように構成されているとともに、ディーゼルエンジンでは、エンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ）を排気管内のフィルタにより捕集し、ターボチャージャの上流側に設置された排気燃料添加弁から燃料を添加して、触媒床温を上昇させることにより、排気管内のフィルタに堆積されたＰＭを燃焼させるように構成されている。このため、高温時には、スクロール通路を流通する排気ガスおよび燃料（未燃燃料、未燃焼ガス）がリンク室９内に流入しやすくなる。このような流入が繰り返されると、燃料が液化してリンク室９内に配置されるアクチュエータ２０の可動部品の一部（ユニゾンリング２１、リンク機構２３の第２リンクピン２７、操作レバー２８およびベーンアーム２９）に付着および堆積することにより、堆積物（デポジット）が可動部品の動きを阻害することになりかねない。

そこで、本実施形態では、排気ガスの温度が高温時には、シールリング部材１６の合口１６１は、シールリング部材１６とタービンハウジング５との熱膨張差により閉じた状態になる（図４および図５参照）ように構成されている。これにより、高温時には、シールリング部材１６の合口１６１が閉じた状態になることによって、スクロール通路５ａを流通する排気ガスおよび燃料が、スクロール通路５ａとリンク室９とを連通する部分に対する第１ノズルプレート１１の取り付け隙間からリンク室９へ流入することが抑制される。その結果、リンク室９内に配置されるアクチュエータ２０の可動部品に堆積物（デポジット）が付着または堆積するのが抑制されるので、可動部品の動きが阻害されにくくなる。

以上説明したように、本実施形態では、上記のように、排気ガスの温度が低温時（比較的低温の場合）において合口１６１が開いた状態のシールリング部材１６は、排気ガスの温度が高温時（比較的高温の場合）においてシールリング部材１６とタービンハウジング５との熱膨張差により合口１６１が閉じた状態になる。これにより、燃料がリンク室９内に流入する可能性が低い低温時には、リンク室９内に発生した凝縮水の排出が可能となるとともに、燃料がリンク室９内に流入する可能性が高い高温時には、シールリング部材１６の合口１６１が閉じた状態になることにより、リンク室９内への燃料の流入を抑制することができる。これらの結果、リンク室９内に発生する凝縮水の排出性を向上することができるとともに、リンク室９内に燃料が流入するのを抑制することができるので、凝縮水の排出性と燃料流入の抑制とを両立させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、シールリング部材１６の合口１６１を、第１ノズルプレート１１とタービンハウジング５との間の領域のうち下方向（重力に沿った方向）の領域に配置することによって、リンク室９内に流入した燃料とリンク室９内で発生した凝縮水とが下方向（重力に沿った方向）に落ちやすくなるので、リンク室９内に流入した燃料とリンク室９内で発生した凝縮水とを効率よく排出させることができる。

−他の実施形態−
たとえば、上記実施形態では、シールリング部材の一例として、１つの合口を有するシールリング部材を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、低温時に合口が開いた状態になるとともに、高温時に合口が閉じた状態になるシールリング部材であれば、２つ以上の合口を有するシールリング部材でもよい。

また、上記実施形態では、シールリング部材１６の合口１６１が閉じた状態において、シールリング部材１６のタービンハウジング５のスクロール通路５ａ側の合口と、シールリング部材１６のリンク室９側（タービンハウジング５のスクロール通路５ａ側とは反対側）の合口とを、タービンシャフト２ａの軸方向から見て、一直線上に重なるように配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１２および図１３に示す第１変形例のように、シールリング部材１１６を、段付形状の合口１１６ａを有するように構成してもよい。なお、図１２は、シールリング部材１１６をタービンシャフトの軸方向から見た図であり、図１３は、図１２に示すＰ方向から見た図である。図１２に示すように、スクロール通路５ａに流れる排気ガスの流れる方向が反時計回り方向である場合には、図１３に示すように、シールリング部材１１６のタービンハウジング５のスクロール通路５ａ側の合口１１６ｂを、シールリング部材１１６のリンク室９側の合口１１６ｃに対して、スクロール通路５ａに流れる排気ガスの下流側に位置するように配置するとよい。すなわち、燃料（未燃燃料）は、排気ガスの旋回流に沿って流れてくるため、シールリング部材１１６の合口１１６ｂを排気ガスの旋回流が流入しにくい向きに組み付けることにより、燃料・排気ガスがシールリング部材１１６の合口１１６ｂからリンク室９側に流入しにくくなる。その結果、エゼクタ効果によりリンク室９内に流入した燃料とリンク室９内で発生した凝縮水とをスクロール通路５ａ側に吸い出すことができるとともに、リンク室９内に燃料が流入するのを抑制することができる。これにより、シールリング部材１１６の合口１１６ａが開いた状態の場合に、リンク室９内に溜まっている燃料および凝縮水の排出性を向上することができるとともに、リンク室９内へ燃料が流入するのを抑制することができる。

さらに、本発明では、図１４に示す第２変形例のように、シールリング部材２１６を、斜め形状の合口２１６ａを有するように構成してもよい。この場合、図１４に示すように、シールリング部材２１６のタービンハウジング５のスクロール通路５ａ側の合口２１６ｂを、シールリング部材２１６のリンク室９側の合口２１６ｃに対して、スクロール通路５ａに流れる排気ガスの下流側に位置するように配置してもよい。これにより、上記した第１変形例と同様に、エゼクタ効果によりリンク室９内に流入した燃料とリンク室９内で発生した凝縮水とをスクロール通路５ａ側に吸い出すことができるとともに、リンク室９内に燃料が流入するのを抑制することができる。その結果、シールリング部材２１６の合口２１６ａが開いた状態の場合に、リンク室９内に溜まっている燃料および凝縮水の排出性を向上することができるとともに、リンク室９内へ燃料が流入するのを抑制することができる。

本発明は、過給機に利用可能であり、さらに詳しくは、内燃機関の排気ガスが吹き付けられることにより回転するタービンホイールが収容されたタービンハウジングと、タービンハウジング内に収容されたタービンホイールへ排気ガスを導くガス通路を形成するノズルプレートとを備える過給機に利用することができる。

２タービンホイール
５タービンハウジング
５ａスクロール通路
１１第１ノズルプレート（ノズルプレート）
１６、１１６、２１６シールリング部材
１６１、１１６ａ、２１６ａ合口

Claims

内燃機関の排気ガスが吹き付けられることにより回転するタービンホイールが収容されたタービンハウジングと、前記タービンハウジング内に収容された前記タービンホイールへ前記排気ガスを導くガス通路を形成するノズルプレートと、前記ノズルプレートと前記タービンハウジングとの間に配置されるシールリング部材とを備える過給機において、
前記シールリング部材は、合口を有するリング部材であり、
前記シールリング部材の前記合口は、前記排気ガスの温度が低温時に開いた状態になるとともに、前記排気ガスの温度が高温時に閉じた状態になることを特徴とする過給機。
請求項１に記載の過給機において、
前記シールリング部材の前記合口は、前記ノズルプレートと前記タービンハウジングとの間の領域のうち下方向の領域に配置されていることを特徴とする過給機。
請求項１または２に記載の過給機において、
前記シールリング部材の前記タービンハウジングのスクロール通路側の合口は、前記シールリング部材の前記タービンハウジングのスクロール通路側とは反対側の合口に対して、前記スクロール通路に流れる前記排気ガスの下流側に位置するように配置されていることを特徴とする過給機。