JP2015129520A - 内燃機関の排気装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ターボチャージャのタービンには、スクロール切替弁のバルブ11の回転軸であるシャフト13を回転可能に支持する円筒状のブッシュ14に対して、ブッシュ14のガスシール面84をシャフト13の軸受座面78に押し付ける側に付勢する付勢力(回転軸方向に付勢するバネ荷重)を発生する板バネ21を備えた排気ガスシール構造が採用されているので、バルブアーム12のシャフト13とブッシュ14との間で十分なガスシール性能を発揮する。よって、ハウジング4内の排気ガス流路42からシャフト13とブッシュ14との間の隙間を通って外部へ排気ガスが漏出するのを確実に防止できる。
【選択図】図3
Description
従来より、内燃機関(エンジン)の過給機として、複数の翼(ブレード)が周方向に設けられたタービンホイールと、このタービンホイールを収容し、エンジンから排出された排気ガスが渦巻き状のスクロール流路を通って導かれるホイール収容室を有するタービンハウジングとを備えたターボチャージャが公知である。
ところが、特許文献1に記載のスクロール切替弁においては、円筒軸受の側面とワッシャの環状端面との面接触によって、排気ガスの漏れを防ぐ排気ガスシール構造を備えているが、シール性能が不十分で、ワッシャの内周と軸部の外周との間の隙間を通って外部へ排気ガスが漏出する懸念がある。
図1ないし図3は本発明の実施例1を示したもので、図1および図2はスクロール切替弁とウェイストゲート弁を搭載したターボチャージャを示した図で、図3はスクロール切替弁のガスシール構造を示した図である。
次に、本実施例のスクロール切替弁の詳細を図1ないし図3に基づいて説明する。
弾性体である。
次に、本実施例の内燃機関の過給システム(ターボチャージャ)の動作を図1ないし図3に基づいて簡単に説明する。
ターボチャージャのタービンのハウジング4の内部に搭載されるスクロール切替弁は、高圧環境下に配置されるため、バルブ11が配置されるハウジング4の内部空間(排気ガス流路42)の圧力とリンクレバー19が配置されるハウジング4の外部の圧力との間の差圧(圧力差)が大きい。特に、図1に示したようなウェイストゲート弁のような排気ガスシール構造であると、バルブアーム32のシャフト33の軸回りの隙間(ブッシュ34の軸受孔35とシャフト33の径大軸部との間の隙間)からの排気ガスの漏れが多いといった課題がある。
付与する第2荷重付与部として働く。
ここで、バルブ11およびシャフト13の回転により板バネ21が共回りし、板バネ21とワッシャ22との間で滑り摩耗が発生する懸念がある。
本実施例では、本発明の内燃機関の排気装置を、スクロール切替弁の排気ガスシール部(構造)に適用しているが、本発明の内燃機関の排気装置を、ウェイストゲート弁の排気ガスシール部(構造)に適用しても良い。
4 タービンのハウジング
11 バルブ(スクロール切替弁の弁体)
12 バルブアーム
13 シャフト
14 ブッシュ(軸受)
15 摺動孔
16 バルブシート(第1座面)
17 流路孔(第1連通孔)
19 リンクレバー
21 板バネ(シール手段、弾性部材)
22 ワッシャ(シール手段)
23 コイルバネ(シール手段、弾性部材)
36 バルブシート(第2座面)
37 流路孔(第2連通孔)
41 排気ガス流路(第1流路)
42 排気ガス流路(第2流路、第1流路)
47 排気ガス流路(第2流路)
48 タービンのハウジングの仕切り壁(第1隔壁)
49 タービンのハウジングの仕切り壁(第2隔壁)
51 ハウジングの軸受ホルダー(第1軸受保持部)
52 ハウジングの軸受ホルダー(第2軸受保持部)
53 ハウジングの軸受孔(第1挿通孔)
54 ハウジングの軸受孔(第2挿通孔)
74 シャフトのフランジ(鍔部)
75 径大軸部
76 突出軸部(径小軸部)
77 シャフトの段差(径方向の段差)
78 シャフトの軸受座面
79 シャフトの軸受座面
81 ブッシュの軸受スリーブ
82 ブッシュの閉塞部(被覆部)
84 ブッシュのガスシール面(端面)
86 ブッシュの環状端面
91 ワッシャの嵌合溝
92 ワッシャの嵌合部
Claims (11)
- (a)内燃機関から排出された排気ガスが流通する流路を有するハウジングと、
(b)このハウジングにより円周方向を取り囲まれるとともに、軸線方向に延びる筒状の軸受と、
(c)前記ハウジングの内部に収容されて、前記流路を開閉するバルブと、
(d)前記軸受に回転可能に支持されて、前記バルブの回転軸であるシャフトと、
(e)このシャフトと前記軸受との間に形成される隙間をシールするシール手段とを備えた内燃機関の排気装置において、
前記シャフトは、前記軸受の内部に嵌挿される径大軸部と、この径大軸部よりも外径の小さい径小軸部と、前記径大軸部と前記径小軸部との間に設けられ、前記シャフトの回転軸方向に対して垂直な環状の座面を形成する段差とを有すると共に、
前記軸受は、前記径小軸部の外周に嵌合し、且つ前記段差を覆う環状の被覆部を有しており、
前記被覆部は、前記軸受に一体形成され、且つ内側面には前記座面に対して軸方向から当接する環状の端面が設けられており、
前記シール手段は、前記端面を前記座面に押し付ける側に付勢する弾性部材を有し、
前記シャフトは、前記軸受との間に空隙を有しつつ、当該シャフトの回転軸方向に対して垂直な径方向の外側に向かって突出するフランジ部を備えることを特徴とする内燃機関の排気装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の排気装置において、
前記シール手段は、前記弾性部材と前記被覆部との間に介装される環状のワッシャを有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。 - 請求項1または請求項2に記載の内燃機関の排気装置において、
前記シャフトを回転駆動するアクチュエータと、
このアクチュエータの動力を前記シャフトに伝達するリンクレバーとを備えたことを特徴とする内燃機関の排気装置。 - 請求項3に記載の内燃機関の排気装置において、
前記ワッシャは、前記リンクレバーと一体回転可能に連結する嵌合部を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。 - 請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載の内燃機関の排気装置において、
タービンホイールへ導入する排気ガスの流量を変更するタービン容量可変手段を有するターボチャージャを備えたことを特徴とする内燃機関の排気装置。 - 請求項5に記載の内燃機関の排気装置において、
前記ハウジングは、前記タービンホイールの周囲を渦巻き状に囲むように設置されて、
前記タービンホイールへ排気ガスを導く2つの第1、第2スクロールを有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。 - 請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載の内燃機関の排気装置において、
前記ハウジングは、前記流路を2つの第1、第2流路に区画する仕切り壁を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。 - 請求項7に記載の内燃機関の排気装置において、
前記仕切り壁は、内部に前記流路が形成されるバルブシートを有し、
前記バルブは、前記バルブシートに対して着座、離脱して前記流路を閉鎖、開放することを特徴とする内燃機関の排気装置。 - 請求項1ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載の内燃機関の排気装置において、
前記ハウジングは、前記シャフトの回転軸方向に延びる軸受孔を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。 - 請求項1ないし請求項9のうちのいずれか1つに記載の内燃機関の排気装置において、
前記軸受は、前記シャフトを摺動可能に軸支する摺動孔を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。 - 請求項1ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載の内燃機関の排気装置において、
前記弾性部材とは、ウェーブワッシャまたは皿バネまたはコイルバネまたは合成ゴムまたは合成樹脂のことであることを特徴とする内燃機関の排気装置。
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