JP2013253520A - 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 - Google Patents

Abstract

【課題】可変容量型過給機１の車両搭載性を向上させること。
【解決手段】
第１ノズル軸６３が連結ピン５９の径方向内側に隣接する可変ノズル６１の第１アウタ鍔６５の前縁側には、複数の可変ノズル６１を全開状態にしたときに連結ピン５９の外周面と係合する凹状の第１切欠部６５ａが形成され、前記隣接する可変ノズル６１の第１アウタ鍔６５の後縁側には、複数の可変ノズル６１を全閉状態にしたときに連結ピン５９の外周面と係合する凹状の別の第１切欠部６５ｂが形成されていること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、可変容量型過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積（流量）を可変する可変ノズルユニット等に関する。

近年、可変容量型過給機におけるタービンハウジング内のタービンスクロール流路とタービンインペラとの間に配設される可変ノズルユニットについて種々の開発がなされており、本願の出願人も既に可変ノズルユニットについて開発して出願している（特許文献１及び特許文献２等参照）。そして、その先行技術に係る可変ノズルユニットの具体的な構成は、次のようになる。

タービンハウジング内には、第１ベースリングとしてのノズルリングがタービンインペラと同心状に配設されており、このノズルリングには、複数の支持穴がタービンインペラの軸心を中心とした仮想円上に等間隔に形成されている。また、ノズルリングに対してタービンインペラの軸方向に離隔対向した位置には、第２ベースリングとしてのシュラウドリングがタービンインペラと同心状に配設されており、このシュラウドリングは、タービンインペラにおける複数のタービンブレードの外縁（先端縁）を覆う筒状のシュラウド部（円筒部）を備えている。そして、ノズルリングの対向面とシュラウドリングの対向面との間には、少なくとも３本以上の連結ピンが連結するように設けられており、３本以上の連結ピンは、タービンインペラの軸心を中心としかつ前記仮想円よりも径の大きい別の仮想円上に間隔を置いて配置されている。

ノズルリングの対向面とシュラウドリングの対向面との間には、複数の可変ノズルが円周方向に等間隔に配設されており、各可変ノズルは、タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに開閉方向（正逆方向）へ回動可能である。また、各可変ノズルの前記軸方向一方側の側面には、ノズル軸が一体形成されており、このノズル軸は、ノズルリングの対応する支持穴に回動可能に支持（貫通支持）されている。更に、各可変ノズルは、径方向外側翼面におけるノズル軸の基端側に、ノズルリングの対向面に接触可能なアウタ鍔を有し、径方向内側翼面におけるノズル軸の基端側に、ノズルリングの対向面に接触可能なインナ鍔を有している。

ノズルリングの対向面の反対側に形成した環状のリンク室には、複数の可変ノズルを同期して回動させるためのリンク機構（同期機構）が配設されている。ここで、複数の可変ノズルを開方向（正方向）へ同期して回動させると、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積が大きくなると共に、複数の可変ノズルを閉方向（逆方向）へ同期して回動させると、前記排気ガスの流路面積が小さくなるようになっている。

なお、本発明に関連する先行技術として前述の特許文献１及び特許文献２の他に特許文献３から特許文献５に示すものがある。

特開２００９−２４３４３１号公報 特開２００９−２４３３００号公報 米国公開第２００８／０２６０５２０号公報 米国公開第２００７／０２１４７８８号公報 米国公開第２００８／００７５５８２号公報

ところで、近年、可変容量型過給機の車両搭載性の向上の要請が強くなっており、その要請に応えるために、タービンハウジング内に配設される可変ノズルユニットのコンパクト化を図ることが急務になってきている。

そこで、本発明は、コンパクト化を容易に図ることができる、新規な構成の可変ノズルユニット等を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、可変容量型過給機におけるタービンハウジング内に配設され、前記可変容量型過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積を可変する可変ノズルユニットにおいて、前記タービンハウジング内に前記タービンインペラと同心状に配設され、複数の支持穴が前記タービンインペラの軸心を中心とした仮想円上に等間隔に貫通形成（形成）された第１ベースリングと、前記第１ベースリングに前記タービンインペラの軸方向に離隔対向した位置に前記タービンインペラと同心状に配設された第２ベースリングと、前記第１ベースリングの対向面と前記第２ベースリングの対向面との間に連結するように設けられ、前記タービンインペラの軸心を中心としかつ前記仮想円よりも径の大きい別の仮想円上に間隔を置いて配置された少なくとも３本以上の連結ピンと、前記第１ベースリングの対向面と前記第２ベースリングの対向面との間に円周方向に等間隔に配設され、前記タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに開閉方向へ回動可能であって、前記軸方向一方側の側面に前記第１ベースリングの対応する前記支持穴に回動可能に支持（貫通支持）されるノズル軸が一体形成され、径方向外側翼面における前記ノズル軸の基端側に前記第１ベースリングの対向面に接触可能なアウタ鍔を有し、径方向内側翼面における前記ノズル軸の基端側に前記第１ベースリングの対向面に接触可能なインナ鍔を有した複数の可変ノズルと、前記第１ベースリングの対向面の反対面側又は前記第２ベースリングの対向面の反対側に配設され、複数の前記可変ノズルの回動動作を同期させるためのリンク機構と、を具備し、複数の前記可変ノズルの前記アウタ鍔のうち、前記ノズル軸が前記連結ピンの径方向内側に隣接する前記可変ノズルの前記アウタ鍔の前縁側に、複数の前記可変ノズルを全開状態にしたときに前記連結ピンの外周面（外周面の一部）と係合する切欠部が形成され、前記隣接する可変ノズルの前記アウタ鍔の後縁側に、複数の前記可変ノズルを全閉状態にしたときに前記連結ピンの外周面（外周面の一部）と係合する別の切欠部が形成されていることを要旨とする。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「配設され」とは、直接的に配設されたことの他に、別部材を介して間接的に配設されたことを含む意であって、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意である。また、「前縁」とは、主流（排気ガスの主流）の流れ方向から見て上流側の縁のことをいい、「後縁」とは、主流の流れ方向から見て下流側の縁のことをいう。

第１の特徴によると、エンジン回転数が高回転域にあって、排気ガスの流量が多い場合には、前記リンク機構を作動させつつ、複数の前記可変ノズルを開方向（正方向）へ同期して回動させることにより、前記タービンインペラ側へ供給される排気ガスのガス流路面積を大きくして、多くの排気ガスを供給する。一方、エンジン回転数が低回転域にあって、排気ガスの流量が少ない場合には、複数の前記可変ノズルを閉方向（逆方向）へ同期して回動させることにより、前記タービンインペラ側へ供給される排気ガスのガス流路面積を小さくして、排気ガスの流速を高めて、前記タービンインペラの仕事量を十分に確保する。これにより、排気ガスの流量の多少に関係なく、前記タービンインペラによって回転力を十分かつ安定的に発生させることができる。

前述の作用の他に、前記隣接する前記可変ノズルの前記アウタ鍔の前縁側及び後縁側に前記切欠部及び前記別の切欠部が形成されているため、前記連結ピンと前記可変ノズルとの干渉を回避しつつ、前記連結ピンを前記タービンインペラの軸心に極力近づけて配置することができる。これにより、前記可変ノズルユニットの大幅な設計変更を行うことなく、前記第１ベースリング及び前記第２ベースリングの外径を小さくすることができる。

本発明の第２の特徴は、エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する可変容量型過給機において、第１の特徴からなる可変ノズルユニットを具備したことを要旨とする。

第２の特徴によると、第１の特徴による作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、前記可変ノズルユニットの大幅な設計変更を行うことなく、前記第１ベースリング及び前記第２ベースリングの外径を小さくすることができるため、前記可変ノズルユニットのコンパクト化を容易に図ることができ、前記可変容量型過給機の車両搭載性を向上させることができる。

図１は、図５におけるI-I線に沿った図であって、複数の可変ノズルを全開状態にした様子を示している。 図２は、図５におけるI-I線に沿った図であって、複数の可変ノズルを全閉状態にした様子を示している。 図３（ａ）は、図１における矢視部IIIAの拡大図、図３（ｂ）は、図２における矢視部IIIBの拡大図である。 図４（ａ）は、第１アウタ鍔及び第２アウタ鍔の前縁側の端（一端）から第１切欠部及び第２切欠部が形成された可変ノズルを全開状態にした様子を示す図、図４（ｂ）は、第１アウタ鍔及び第２アウタ鍔の前縁側の端（一端）から第１切欠部及び第２切欠部が形成された可変ノズルを全閉状態にした様子を示す図である。 図５は、図９における矢視部Vの拡大図である。 図６は、図５における矢視部VIの拡大図である。 図７は、本発明の実施形態に係る可変ノズルユニットにおける第１ノズルリングの左側面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る可変ノズルユニットにおけるサポートリングの斜視図である。 図９は、本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の正断面図である。

本発明の実施形態について図１から図９を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「Ｒ」は、右方向、「Ｌ」は、左方向である。

図９に示すように、本発明の実施形態に係る可変容量型過給機１は、エンジン（図示省略）からの排気ガスのエネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）するものである。そして、可変容量型過給機１の具体的な構成等は、以下のようになる。

可変容量型過給機１は、ベアリングハウジング３を具備しており、ベアリングハウジング３内には、ラジアルベアリング５及び一対のスラストベアリング７が設けられている。また、複数のベアリング５，７には、左右方向へ延びたロータ軸（タービン軸）９が回転可能に設けられており、換言すれば、ベアリングハウジング３には、ロータ軸９が複数のベアリング５，７を介して回転可能に設けられている。

ベアリングハウジング３の右側には、コンプレッサハウジング１１が設けられており、このコンプレッサハウジング１１内には、遠心力を利用して空気を圧縮するコンプレッサインペラ１３がその軸心（換言すれば、ロータ軸９の軸心）Ｓ周りに回転可能に設けられている。また、コンプレッサインペラ１３は、ロータ軸９の右端部に一体的に連結されたコンプレッサホイール（コンプレッサディスク）１５と、このコンプレッサホイール１５の外周面に周方向に等間隔に設けられた数枚のコンプレッサブレード１７とを備えている。

コンプレッサハウジング１１におけるコンプレッサインペラ１３の入口側（コンプレッサハウジング１１の右側部）には、空気を取入れる空気取入口１９が形成されており、この空気取入口１９は、空気を浄化するエアクリーナ（図示省略）に接続可能である。また、ベアリングハウジング３とコンプレッサハウジング１１との間におけるコンプレッサインペラ１３の出口側には、圧縮された空気を昇圧する環状のディフューザ流路２１が形成されており、このディフューザ流路２１は、空気取入口１９に連通してある。更に、コンプレッサハウジング１１の内部には、渦巻き状のコンプレッサスクロール流路２３が形成されており、このコンプレッサスクロール流路２３は、ディフューザ流路２１に連通してある。そして、コンプレッサハウジング１１の適宜位置には、圧縮された空気を排出する空気排出口２５が形成されており、この空気排出口２５は、コンプレッサスクロール流路２３に連通してあって、エンジンの吸気マニホールド（図示省略）に接続可能である。

図５及び図９に示すように、ベアリングハウジング３の左側には、タービンハウジング２７が設けられており、このタービンハウジング２７内には、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させるタービンインペラ２９が軸心（タービンインペラ２９の軸心、換言すれば、ロータ軸９の軸心）Ｓ周りに回転可能に設けられている。また、このタービンインペラ２９は、ロータ軸９の左端部に一体的に設けられたタービンホイール（タービンディスク）３１と、このタービンホイール３１の外周面に周方向に等間隔に設けられた複数のタービンブレード３３とを備えている。

タービンハウジング２７の適宜位置には、排気ガスを取入れるガス取入口３５が形成されており、このガス取入口３５は、エンジンの排気マニホールド（図示省略）に接続可能である。また、タービンハウジング２７の内部には、渦巻き状のタービンスクロール流路３７が形成されており、このタービンスクロール流路３７は、ガス取入口３５に連通してある。更に、タービンハウジング２７におけるタービンインペラ２９の出口側（タービンハウジング２７の左側部）には、排気ガスを排出するガス排出口３９が形成されており、このガス排出口３９は、タービンスクロール流路３７に連通してあって、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置（図示省略）に接続可能である。

なお、ベアリングハウジング３の左側面には、タービンインペラ２９側からの熱を遮蔽する環状の遮熱板４１が設けられており、この遮熱板４１の径方向外側には、段部４３が形成されている（図６参照）。

タービンハウジング２７内には、タービンインペラ２９側へ供給される排気ガスの流路面積（流量）を可変する可変ノズルユニット４５が配設されており、この可変ノズルユニット４５の具体的な構成は、次のようになる。

図５から図８に示すように、タービンハウジング２７には、第１ベースリングとしてのノズルリング４７がタービンインペラ２９と同心状に配設されており、このノズルリング４７には、複数の第１支持穴４９がタービンインペラ２９の軸心Ｓを中心とした仮想円ＡＣ上に等間隔に形成されている。また、ノズルリング４７の内周縁部は、遮熱板４１の段部４３に嵌合してある。

ノズルリング４７に対して左右方向（タービンインペラ２９の軸方向）に離隔対向した位置には、第２ベースリングとしてのシュラウドリング５１が配設されており、このシュラウドリング５１は、タービンハウジング２７内に形成した環状の段付き凹部５３に収容されている。また、シュラウドリング５１は、複数のタービンブレード３３の外縁（先端縁）を覆う筒状のシュラウド部５５を備えており、シュラウドリング５１には、複数の第２支持穴５７がノズルリング４７の複数の第１支持穴４９に整合するように円周方向に等間隔に形成されている。

ノズルリング４７の対向面とシュラウドリング５１の対向面との間には、少なくとも３本以上（本発明の実施形態にあっては、５本）の連結ピン５９が連結するように設けられている。換言すれば、３本以上の連結ピン５９の一端部（右端部）は、ノズルリング４７にかしめよって一体的に連結されており、３本以上の連結ピン５９の他端部（左端部）は、シュラウドリング５１にかしめによって一体的に連結されている。また、３本以上の連結ピン５９は、タービンインペラ２９の軸心Ｓを中心としかつ仮想円ＡＣよりも径の大きい別の仮想円ＢＣ（図７参照）上に等間隔に配置されている。ここで、３本以上の連結ピン５９は、前述のように、ノズルリング４７とシュラウドリング５１を連結する他に、ノズルリング４７の対向面とシュラウドリング５１の対向面との間隔を設定する機能を有している。なお、３本以上の連結ピン５９が別の仮想円ＢＣ上に等間隔に配置されているが、別の仮想円ＢＣ上に不等間隔に配置されても構わない。

ノズルリング４７の対向面とシュラウドリング５１の対向面との間には、複数の可変ノズル６１が円周方向に等間隔に配設されており、各可変ノズル６１は、タービンインペラ２９の軸心Ｓに平行な軸心周りに開閉方向（正逆方向）へ回動可能である。そして、各可変ノズル６１の右側面（タービンインペラ２９の軸方向一方側の側面）には、第１ノズル軸６３が一体形成されており、この第１ノズル軸６３は、ノズルリング４７の対応する第１支持穴４９に回動可能に支持（貫通支持）されている。また、各可変ノズル６１は、径方向外側翼面６１ｅにおける第１ノズル軸６３の基端側に、ノズルリング４７の対向面に接触可能な円弧形状の第１アウタ鍔６５を有し、径方向内側翼面６１ｉにおける第１ノズル軸６３の基端側に、ノズルリング４７の対向面に接触可能な円弧形状の第１インナ鍔６７を有している。同様に、各可変ノズル６１の左側面（タービンインペラ２９の軸方向他方側の側面）には、第２ノズル軸６９が一体形成されており、この第２ノズル軸６９は、シュラウドリング５１の対応する第２支持穴５７に回動可能に支持されている。また、可変ノズル６１は、径方向外側翼面６１ｅにおける第２ノズル軸６９の基端側に、シュラウドリング５１の対向面に接触可能な円弧形状の第２アウタ鍔７１を有し、径方向内側翼面６１ｉにおける第２ノズル軸６９の基端側に、シュラウドリング５１の対向面に接触可能な円弧形状の第２インナ鍔７３を有している。

なお、各可変ノズル６１は第１ノズル軸６３と第２ノズル軸６９を備えた両持ちタイプであるが、第２ノズル軸６９を省略して片持ちタイプにしても構わなく、この場合には、第２アウタ鍔７１及び第２インナ鍔７３も省略することになる。

ノズルリング４７の対向面の反対面側に形成した環状のリンク室７５内には、複数の可変ノズル６１を同期して回動させるためのリンク機構（同期機構）７７が配設されている。また、リンク機構７７は、前述の特許文献１及び特許文献２等に示す公知の構成からなるものであって、複数の可変ノズル６１に連動連結されてあって、複数の可変ノズル６１を開閉方向へ回動させるモータ又はシリンダ等のアクチュエータ（図示省略）に動力伝達機構７９を介して接続されている。

続いて、本発明の実施形態の要部について説明する。

図１及び図３（ａ）に示すように、複数の可変ノズル６１の第１アウタ鍔６５のうち、第１ノズル軸６３が連結ピン５９の径方向内側に隣接する可変ノズル６１の第１アウタ鍔６５の前縁側には、複数の可変ノズル６１を全開状態にしたときに連結ピン５９の外周面（外周面の一部）と係合する凹状の第１切欠部６５ａが形成されている。また、図２及び図３（ｂ）に示すように、前記隣接する可変ノズル６１の第１アウタ鍔６５の後縁側には、複数の可変ノズル６１を全閉状態にしたときに連結ピン５９の外周面（外周面の一部）と係合する凹状の別の第１切欠部６５ｂが形成されている。なお、前記隣接する可変ノズル６１の第１アウタ鍔６５の第１切欠部６５ａ及び別の第１切欠部６５ｂの形状は、適宜に変更可能である。

同様に、図１及び図３（ａ）に示すように、複数の可変ノズル６１の第２アウタ鍔７１のうち、第２ノズル軸６９が連結ピン５９の径方向内側に隣接する可変ノズル６１の第２アウタ鍔７１の前縁側には、複数の可変ノズル６１を全開状態にしたときに連結ピン５９の外周面（外周面の一部）と係合する凹状の第２切欠部７１ａが形成されている。また、図２及び図３（ｂ）に示すように、前記隣接する可変ノズル６１の第２アウタ鍔７１の後縁側には、複数の可変ノズル６１を全閉状態にしたときに連結ピン５９の外周面（外周面の一部）と係合する凹状の別の第２切欠部７１ｂが形成されている。なお、前記隣接する可変ノズル６１の第２アウタ鍔７１の第２切欠部７１ａ及び別の第２切欠部７１ｂの形状は、適宜に変更可能である。

ここで、第１切欠部６５ａ及び第２切欠部７１ａが形成されても、第１アウタ鍔６５及び第２アウタ鍔７１は前縁側の端（一端）から後縁側の端（他端）にかけて残存するようになっているが、図４（ａ）（ｂ）に示すように、第１アウタ鍔６５及び第２アウタ鍔７１は前縁側の端を除去するようにしても構わない。

図５及び図６に示すように、ノズルリング４７の径方向外側には、サポートリング（取付リング）８１がタービンインペラ２９と同心状に配設されており、このサポートリング８１の外周縁部は、複数の取付ボルト８３を介してベアリングハウジング３に一体的に連結されている。また、サポートリング８１の内周縁部には、径方向内側へ突出した断面Ｌ型の複数の突出片８５が円周方向に間隔を置いて一体形成されており、円周方向に隣接する突出片８５間の間隙によって、タービンスクロール流路３７とリンク室７５が連通するようになっている。なお、サポートリング８１の外周縁部がベアリングハウジング３に一体的に連結される代わりに、タービンハウジング２７との協働によりベアリングハウジング３に挟まれるように連結されても構わない。

サポートリング８１は、複数の突出片８５とノズルリング４７の外周縁部を圧接させた状態でノズルリング４７に対して相対的な径方向（サポートリング８１の径方向又はタービンインペラ２９の径方向）の移動（変位）を許容されるようなっている。また、サポートリング８１は、複数の突出片８５のみがタービンスクロール流路３７に対峙する（臨む）ように構成されており、換言すれば、サポートリング８１における複数の突出片８５を除く大部分は、タービンハウジング２７内におけるタービンスクロール流路３７とリンク室７５との間に形成した環状の壁部８７によって、タービンスクロール流路３７に対して遮蔽されるようになっている。

ベアリングハウジング３の左側面における遮熱板４１の右側には、付勢部材としての波ワッシャ８９が設けられており、この波ワッシャ８９は、複数の突出片８５とノズルリング４７の外周縁部を圧接させるようにノズルリング４７を遮熱板４１を介してタービンインペラ２９の出口方向（左方向）へ付勢するものである。ここで、前述のように、サポートリング８１の外周縁部がベアリングハウジング３に一体的に連結される他に、複数の突出片８５とノズルリング４７の外周縁部を圧接させることにより、ノズルリング４７及びシュラウドリング５１等、換言すれば、可変ノズルユニット４５がタービンハウジング２７内に配設されるようになっている。

サポートリング８１の外周面には、サポートリング８１に発生した熱を吸熱する吸熱リング９１が圧入又は焼きばめによって圧接して設けられており、この吸熱リング９１は、タービンハウジング２７内の壁部８７によってタービンスクロール流路３７に対して遮蔽されている。更に、複数の取付ボルト８３の緩みを防止するために、吸熱リング９１の右側面（タービンインペラ２９の軸方向一方側の側面）は、複数の取付ボルト８３の頭部に圧接してある。

なお、シュラウドリング５１のシュラウド部５５の外周面には、周溝９３が形成されており、この周溝９３には、シュラウドリング５１の対向面の反対面側からタービンインペラ２９の出口側への排気ガスの漏れを抑える複数のシールリング９５が設けられている。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

（可変容量型過給機１の通常の作用）
ガス取入口３５から取入れた排気ガスをタービンスクロール流路３７を経由してタービンインペラ２９の入口側から出口側へ流通させることにより、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させて、ロータ軸９及びコンプレッサインペラ１３をタービンインペラ２９と一体的に回転させることができる。これにより、空気取入口１９から取入れた空気を圧縮して、ディフューザ流路２１及びコンプレッサスクロール流路２３を経由して空気排出口２５から排出することができ、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）することができる。

可変容量型過給機１の運転中、エンジン回転数が高回転域にあって、排気ガスの流量が多い場合（大流量の場合）には、回動アクチュエータによってリンク機構７７を作動させつつ、複数の可変ノズル６１を開方向（正方向、図１から図４において反時計回り方向）へ同期して回動させることにより、タービンインペラ２９側へ供給される排気ガスのガス流路面積（可変ノズル６１のスロート面積）を大きくして、多くの排気ガスを供給する。一方、エンジン回転数が低回転域にあって、排気ガスの流量が少ない場合（小流量の場合）には、回動アクチュエータによってリンク機構７７を作動させつつ、複数の可変ノズル６１を閉方向（逆方向、図１から図４において時計回り方向）へ同期して回動させることにより、タービンインペラ２９側へ供給される排気ガスのガス流路面積を小さくして、排気ガスの流速を高めて、タービンインペラ２９の仕事量を十分に確保する。これにより、排気ガスの流量の多少に関係なく、タービンインペラ２９によって回転力を十分かつ安定的に発生させることができる。なお、可変容量型過給機１の通常の運転状態において、複数の可変ノズル６１が図２に示すような全閉状態になることはない。

なお、大流量の場合には、前記隣接する可変ノズル６１の第１アウタ鍔６５及び第２アウタ鍔７１が連結ピン５９のウェイク（後流）の範囲内に位置しており、前記隣接する可変ノズル６１の第１アウタ鍔６５の第１切欠部６５ａ及び別の第１切欠部６５ｂ等がタービンインペラ２９に流入する流れに大きな影響を与えることはないものである。

（可変ノズルユニット４５及び可変容量型過給機１の特有の作用）
シュラウドリング５１がタービンハウジング２７内における環状の段付き凹部５３に収容されているため、タービンスクロール流路３７を流れる排気ガスがシュラウドリング５１に直撃することがなく、シュラウドリング５１の周方向の部材温度のばらつきを低減して、シュラウドリング５１の不均一な熱変形を抑えることができる。また、サポートリング８１の内周縁部に複数の突出片８５が円周方向に間隔を置いて一体形成され、サポートリング８１は複数の突出片８５のみがタービンスクロール流路３７に対峙するように構成され、サポートリング８１の外周面に吸熱リング９１が圧接して設けられているため、可変容量型過給機１の運転中に、サポートリング８１の部材温度を低くして、サポートリング８１がその内周縁部を押し広げるように熱変形することを抑えることができる。また、サポートリング８１は複数の突出片８５とノズルリング４７の外周縁部を圧接させた状態でノズルリング４７に対して相対的な径方向の移動を許容されているため、ノズルリング４７がサポートリング８１の熱変形に追従して変形することを抑えることができる。これにより、可変容量型過給機１の運転中におけるノズルリング４７の対向面とシュラウドリング５１の対向面の平行度を十分に確保した上で、ノズルサイドクリアランスを極力小さくすることができる。なお、「ノズルサイドクリアランス」とは、ノズルリング４７の対向面と可変ノズル６１の右側面との隙間、又はシュラウドリング５１の対向面と可変ノズル６１の左側面との隙間のことをいう。

前記隣接する可変ノズル６１の第１アウタ鍔６５の前縁側及び後縁側に第１切欠部６５ａ及び別の第１切欠部６５ｂが形成され、前記隣接する可変ノズル６１の第２アウタ鍔７１の前縁側及び後縁側に第２切欠部７１ａ及び別の第２切欠部７１ｂが形成されているため、連結ピン５９と可変ノズル６１との干渉を回避しつつ、連結ピン５９をタービンインペラ２９の軸心Ｓに極力近づけて配置することができる。これにより、可変ノズルユニット４５の大幅な設計変更を行うことなく、ノズルリング４７及びシュラウドリング５１の外径を小さくすることができる。

従って、本発明の実施形態によれば、可変容量型過給機１の運転中におけるノズルリング４７の対向面とシュラウドリング５１の対向面の平行度を十分に確保した上で、ノズルサイドクリアランスを極力小さくできるため、複数の可変ノズル６１の回動動作の安定性を十分に確保した上で、ノズルサイドクリアランスからの漏れ流れを低減して、可変容量型過給機１のタービン効率を高めることができる。また、可変ノズルユニット４５の大幅な設計変更を行うことなく、ノズルリング４７及びシュラウドリング５１の外径を小さくすることができるため、シュラウドリング５１がタービンハウジング２７内における環状の段付き凹部５３に収容されるようにした場合でも、可変ノズルユニット４５のコンパクト化を容易に図って、可変容量型過給機１の車両搭載性を向上させることができる。つまり、本発明の実施形態によれば、可変容量型過給機１のタービン効率を高めつつ、可変容量型過給機１の車両搭載性を向上させることができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、リンク機構７３がノズルリング４７の対向面の反対面側に配設される代わりに、シュラウドリング５１の対向面の反対側に配設されるようにする等、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

１ 可変容量型過給機
３ ベアリングハウジング
９ ロータ軸
１１ コンプレッサハウジング
１３ コンプレッサインペラ
２７ タービンハウジング
２９ タービンインペラ
３３ タービンブレード
３７ タービンスクロール流路
４１ 遮熱板
４５ 可変ノズルユニット
４７ ノズルリング
４９ 第１支持穴
５１ シュラウドリング
５３ 凹部
５５ シュラウド部
５７ 第２支持穴
５９ 連結ピン
６１ 可変ノズル
６１ｅ 径方向外側翼面
６１ｉ 径方向内側翼面
６３ 第１ノズル軸
６５ 第１アウタ鍔
６５ａ 第１切欠部
６５ｂ 別の第１切欠部
６７ 第１インナ鍔
６９ 第２ノズル軸
７１ 第２アウタ鍔
７１ａ 第２切欠部
７１ｂ 別の第２切欠部
７３ 第２インナ鍔
７５ リンク室
７７ リンク機構

Claims (4)

1. 可変容量型過給機におけるタービンハウジング内に配設され、前記可変容量型過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積を可変する可変ノズルユニットにおいて、
   前記タービンハウジング内に前記タービンインペラと同心状に配設され、複数の支持穴が前記タービンインペラの軸心を中心とした仮想円上に等間隔に貫通形成された第１ベースリングと、
   前記第１ベースリングに対して前記タービンインペラの軸方向に離隔対向した位置に前記タービンインペラと同心状に配設された第２ベースリングと、
   前記第１ベースリングの対向面と前記第２ベースリングの対向面との間に連結するように設けられ、前記タービンインペラの軸心を中心としかつ前記仮想円よりも径の大きい別の仮想円上に間隔を置いて配置された少なくとも３本以上の連結ピンと、
   前記第１ベースリングの対向面と前記第２ベースリングの対向面との間に円周方向に等間隔に配設され、前記タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに開閉方向へ回動可能であって、前記軸方向一方側の側面に前記第１ベースリングの対応する前記支持穴に回動可能に支持されるノズル軸が一体形成され、径方向外側翼面における前記ノズル軸の基端側に前記第１ベースリングの対向面に接触可能なアウタ鍔を有し、径方向内側翼面における前記ノズル軸の基端側に前記第１ベースリングの対向面に接触可能なインナ鍔を有した複数の可変ノズルと、
   前記第１ベースリングの対向面の反対面側又は前記第２ベースリングの対向面の反対側に配設され、複数の前記可変ノズルの回動動作を同期させるためのリンク機構と、を具備し、
   複数の前記可変ノズルの前記アウタ鍔のうち、前記ノズル軸が前記連結ピンの径方向内側に隣接する前記可変ノズルの前記アウタ鍔の前縁側に、複数の前記可変ノズルを全開状態にしたときに前記連結ピンの外周面と係合する切欠部が形成され、前記隣接する可変ノズルの前記アウタ鍔の後縁側に、複数の前記可変ノズルを全閉状態にしたときに前記連結ピンの外周面と係合する別の切欠部が形成されていることを特徴とする可変ノズルユニット。
2. 前記支持穴は、第１支持穴であって、前記第２ベースリングに複数の第２支持穴が前記第１ベースリングの複数の前記第１支持穴に整合するように円周方向に等間隔に貫通形成され、前記ノズル軸は、第１ノズル軸であって、各可変ノズルの他側面に対応する前記第２支持穴に回動可能に支持される第２ノズル軸が一体形成され、
   前記アウタ鍔は、第１アウタ鍔であって、前記インナ鍔は、第１インナ鍔であって、前記切欠部は、第１切欠部であって、前記別の切欠部は、別の第１切欠部であって、各可変ノズルは、径方向外側翼面における前記第２ノズル軸の基端側に前記第２ベースリングの対向面に接触可能な第２アウタ鍔を有し、径方向内側翼面における前記第２ノズル軸の基端側に前記第２ベースリングの対向面に接触可能な第２インナ鍔を有し、
   複数の前記可変ノズルの前記第２アウタ鍔のうち、前記第２ノズル軸が前記連結ピンの径方向内側に前記隣接する前記可変ノズルの前記第２アウタ鍔の前縁側に、複数の前記可変ノズルを全開状態にしたときに前記連結ピンの外周面と係合する第２切欠部が形成され、前記隣接する可変ノズルの前記第２アウタ鍔の後縁側に、複数の前記可変ノズルを全閉状態のときに前記連結ピンの外周面と係合する別の第２切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変ノズルユニット。
3. 前記第２ベースリングは、前記タービンインペラにおける複数のタービンブレードの外縁を覆うシュラウド部を備えたシュラウドリングであって、前記シュラウドリングが前記タービンハウジング内に形成した環状の段付き凹部に収容されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変ノズルユニット。
4. エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する可変容量型過給機において、
   請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の可変ノズルユニットを具備したことを特徴とする可変容量型過給機。

Images