JP2022035654A - ターボチャージャー - Google Patents
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Abstract
【課題】ハウジングの相対的な回転を抑制する。【解決手段】過給機は、インペラおよびシャフトを含む回転体と、回転体のうち一部が内部に配される第1ハウジング(タービンハウジング5)と、回転体のうち他の一部が内部に配される第2ハウジング(ベアリングハウジング3)と、第1ハウジングと第2ハウジングとを締結する締結部材と、第1ハウジングと第2ハウジングとの間に挟持される環状の本体部33aと、本体部に設けられ、第2ハウジングとインペラの回転軸方向に対向する対向部と、本体部に設けられ、対向部と同一半径位置に配され、対向部よりも第2ハウジングに近接する側に位置する被規制部(傾斜部39b)と、を含む環状部材(遮熱板33)と、第2ハウジングに設けられ、回転軸方向の位置が被規制部と同じであって、被規制部とインペラの回転方向に異なる位置に設けられる規制部(第2対向面37b)と、を備える。【選択図】図2
Description
本開示は、ターボチャージャーに関する。
特許文献1には、インペラハウジングと、軸受ハウジングと、締結部材と、薄板部材とを備えたターボチャージャーについて開示がある。引用文献1のターボチャージャーは、インペラハウジングと軸受ハウジングとの間に薄板部材が挟持される。インペラハウジングと軸受ハウジングとは、締結部材により締結される。これにより、インペラの回転軸から軸受ハウジングを介してインペラハウジングに伝達される振動を減衰することができる。
ところで、ターボチャージャーは、タービン側がエンジンの排気系統に接続され、コンプレッサ側がエンジンの吸気系統に接続される。エンジン稼働時、ターボチャージャーには、エンジンから振動が伝達される。また、ターボチャージャーには、エンジンから排気ガスが導入される。排気ガスにより、ターボチャージャーの温度が上昇する。
ターボチャージャーの温度が上昇すると、インペラハウジングと軸受ハウジングとを締結する締結部材の締結力が低下する場合がある。締結部材の締結力が低下すると、インペラハウジングと軸受ハウジングとが周方向に相対的に回転する場合がある。
本開示の目的は、ハウジングの相対的な回転を抑制可能なターボチャージャーを提供することである。
上記課題を解決するために、本開示のターボチャージャーは、インペラおよびシャフトを含む回転体と、回転体のうち一部が内部に配される第1ハウジングと、回転体のうち他の一部が内部に配される第2ハウジングと、第1ハウジングと第2ハウジングとを締結する締結部材と、第1ハウジングと第2ハウジングとの間に挟持される環状の本体部と、本体部に設けられ、第2ハウジングとインペラの回転軸方向に対向する対向部と、本体部に設けられ、対向部と同一半径位置に配され、対向部よりも第2ハウジングに近接する側に位置する被規制部と、を含む環状部材と、第2ハウジングに設けられ、回転軸方向の位置が被規制部と同じであって、被規制部とインペラの回転方向に異なる位置に設けられる規制部と、を備える。
上記課題を解決するために、本開示のターボチャージャーは、インペラおよびシャフトを含む回転体と、回転体のうち一部が内部に配される第1ハウジングと、回転体のうち他の一部が内部に配される第2ハウジングと、第1ハウジングと第2ハウジングとを締結する締結部材と、第1ハウジングに設けられ、第2ハウジングとインペラの回転軸方向に対向する対向部と、第1ハウジングに設けられ、対向部と同一半径位置に配され、対向部よりも第2ハウジングに近接する側に位置する被規制部と、第2ハウジングに設けられ、回転軸方向の位置が被規制部と同じであって、被規制部とインペラの回転方向に異なる位置に設けられる規制部と、を備える。
被規制部は、対向部に対し、第2ハウジングに近接する側に突出する突出部であり、規制部は、第2ハウジングのうち対向部に対向面に対し、第1ハウジングから離隔する側に窪む窪み部であり、突出部が挿入されてもよい。
被規制部は、対向部に対し、第2ハウジングに近接する側に傾斜する傾斜部であり、規制部は、第2ハウジングのうち対向部に対向する対向面に対し、第1ハウジングから離隔する側に傾斜する傾斜部であってもよい。
対向部および被規制部は、本体部のうち径方向外側の外縁部に設けられ、外縁部は、インペラの回転軸と直交する面に対し傾斜した環状平面部であり、第2ハウジングには、外縁部と面接触する環状平面部を有してもよい。
第1ハウジングおよび第2ハウジングは、タービンハウジングおよびベアリングハウジングであり、環状部材は、遮熱板であってもよい。
第1ハウジングおよび第2ハウジングは、タービンハウジングおよびベアリングハウジングであり、環状部材は、タービンハウジング内を流通する排気ガスの流通路に配された可変容量機構を支持するサポートリングであってもよい。
本開示によれば、ハウジングの相対的な回転を抑制することが可能となる。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
図1は、本実施形態の過給機TCの概略断面図である。以下では、図1に示す矢印L方向を過給機TCの左側として説明する。図1に示す矢印R方向を過給機TCの右側として説明する。
図1に示すように、過給機(ターボチャージャー)TCは、過給機本体1を備える。過給機本体1は、ベアリングハウジング3と、タービンハウジング5と、コンプレッサハウジング7とを含む。タービンハウジング5は、ベアリングハウジング3の左側に締結部材9によって連結される。コンプレッサハウジング7は、ベアリングハウジング3の右側に締結ボルト11によって連結される。
ベアリングハウジング3の外周面には、突起3aが設けられる。突起3aは、タービンハウジング5側に設けられる。突起3aは、ベアリングハウジング3の径方向に突出する。タービンハウジング5の外周面には、突起5aが設けられる。突起5aは、ベアリングハウジング3側に設けられる。突起5aは、タービンハウジング5の径方向に突出する。ベアリングハウジング3とタービンハウジング5は、締結部材9によってバンド締結される。締結部材9は、例えば、Gカップリングで構成される。締結部材9は、突起3a、5aを挟持する。
ベアリングハウジング3には、軸受孔3bが形成される。軸受孔3bは、過給機TCの左右方向に貫通する。軸受孔3bには、軸受13が配される。軸受13は、回転体RBを回転自在に軸支する。回転体RBは、シャフト15と、タービンインペラ17と、コンプレッサインペラ19とを含む。シャフト15は、軸受13に回転自在に支持される。シャフト15の左端部には、タービンインペラ17が設けられる。タービンインペラ17は、タービンハウジング5に形成された収容室5bに回転自在に収容される。シャフト15の右端部には、コンプレッサインペラ19が設けられる。コンプレッサインペラ19は、コンプレッサハウジング7に形成された収容室7bに回転自在に収容される。
コンプレッサハウジング7には、吸気口21が形成される。吸気口21は、過給機TCの右側に開口する。吸気口21は、不図示のエアクリーナに接続される。ベアリングハウジング3とコンプレッサハウジング7の対向面によって、ディフューザ流路23が形成される。ディフューザ流路23は、空気を昇圧する。ディフューザ流路23は、環状に形成される。ディフューザ流路23は、径方向内側において、コンプレッサインペラ19を介して吸気口21に連通している。
コンプレッサハウジング7には、コンプレッサスクロール流路25が形成される。コンプレッサスクロール流路25は、環状に形成される。コンプレッサスクロール流路25は、例えば、ディフューザ流路23よりもシャフト15の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路25は、不図示のエンジンの吸気口と、ディフューザ流路23とに連通している。コンプレッサインペラ19が回転すると、吸気口21からコンプレッサハウジング7内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ19の翼間を流通する過程において加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路23およびコンプレッサスクロール流路25で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。
タービンハウジング5には、吐出口27が形成される。吐出口27は、過給機TCの左側に開口する。吐出口27は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。タービンハウジング5には、連通路29と、タービンスクロール流路31とが形成される。タービンスクロール流路31は、環状に形成される。タービンスクロール流路31は、例えば、連通路29よりもタービンインペラ17の径方向外側に位置する。タービンスクロール流路31は、不図示のガス流入口と連通する。ガス流入口には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれる。連通路29は、タービンインペラ17を介してタービンスクロール流路31と吐出口27とを連通させる。ガス流入口からタービンスクロール流路31に導かれた排気ガスは、連通路29、タービンインペラ17を介して吐出口27に導かれる。吐出口27に導かれる排気ガスは、流通過程においてタービンインペラ17を回転させる。
タービンインペラ17の回転力は、シャフト15を介してコンプレッサインペラ19に伝達される。コンプレッサインペラ19が回転すると、上記のとおりに空気が昇圧される。こうして、空気がエンジンの吸気口に導かれる。
図2は、図1の破線部分を抽出した図である。図2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との間には、遮熱板(環状部材)33が配される。タービンハウジング5は、タービンインペラ17の回転軸方向(以下、単に回転軸方向という)において、ベアリングハウジング3と対向する対向面35を備える。ベアリングハウジング3は、タービンハウジング5と回転軸方向に対向する対向面37を備える。
遮熱板33は、環状の本体部33aを有する。本体部33aは、径方向外側の外周端(外周縁)に設けられる環状の外縁部39を含む。外縁部39は、タービンハウジング5の対向面35と、ベアリングハウジング3の対向面37とに挟持される。
図3は、遮熱板33の外縁部39を示す概略平面図である。図3に示すように、外縁部39は、平面部39aと、傾斜部39bとを含む。平面部39aは、少なくとも傾斜部39bと同一半径位置となる部位を含む。このように、傾斜部39bは、平面部39aと同一半径位置に配される。つまり、平面部39aに対し、周方向の異なる位置に傾斜部39bが配される。本実施形態では、平面部39aは、傾斜部39bよりも径方向内側に位置する部位を含む。平面部39aは、タービンインペラ17の回転軸(中心軸)と直交する平面内に延在している。ただし、これに限定されず、平面部39aは、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面から傾斜していてもよい。
傾斜部39bは、平面部39aに対し傾斜している。本実施形態では、傾斜部39bは、平面部39aに対しベアリングハウジング3と近接する側に傾斜する(図2参照)。ただし、これに限定されず、傾斜部39bは、平面部39aに対しベアリングハウジング3から離隔する側に傾斜していてもよい。
傾斜部39bは、外縁部39の一部に形成される。本実施形態では、傾斜部39bは、外縁部39のうち、タービンインペラ17の周方向(以下、単に周方向、あるいは、回転方向という)の1箇所に形成される。ただし、これに限定されず、傾斜部39bは、外縁部39のうち周方向に複数形成されてもよい。本実施形態では、傾斜部39bは、外縁部39の内縁端と外縁端の中間位置近傍から、ベアリングハウジング3と近接する側に折り曲げられる。ただし、これに限定されず、傾斜部39bは、外縁部39の内縁端から折り曲げられてもよい。
図2に戻り、タービンハウジング5の対向面35は、第1対向面35aと、第2対向面35bとを含む。第1対向面35aは、少なくとも第2対向面35bと同一半径位置となる部位を含む。本実施形態では、第1対向面35aは、第2対向面35bよりも径方向内側に位置する部位を含む。第1対向面35aは、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面を含む。ただし、第1対向面35aは、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面から傾斜していてもよい。第1対向面35aは、遮熱板33の外縁部39のうち、平面部39aと回転軸方向に対向する。
第2対向面35bは、第1対向面35aに対しベアリングハウジング3と近接する側に傾斜する。第2対向面35bは、遮熱板33の外縁部39のうち傾斜部39bと回転軸方向に対向する。つまり、第2対向面35bは、対向面35のうち、周方向において、傾斜部39bと対応する位置に配される。タービンインペラ17の回転軸と直交する平面に対し、第2対向面35bと傾斜部39bの傾斜角度は、互いに大凡等しい。第2対向面35bは、傾斜部39bと面接触している。ただし、これに限定されず、第2対向面35bの傾斜角度は、傾斜部39bの傾斜角度より小さくても、大きくてもよい。つまり、第2対向面35bと傾斜部39bとの間に、回転軸方向の隙間が形成されてもよい。
ベアリングハウジング3の対向面37は、第1対向面37aと、第2対向面37bとを含む。第1対向面37aは、少なくとも第2対向面37bと同一半径位置となる部位を含む。本実施形態では、第1対向面37aは、第2対向面37bよりも径方向内側に位置する部位を含む。第1対向面37aは、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面を含む。ただし、第1対向面37aは、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面から傾斜していてもよい。第1対向面37aは、遮熱板33の外縁部39のうち、平面部39aと回転軸方向に対向する。
第2対向面37bは、第1対向面37aに対しタービンハウジング5から離隔する側に傾斜する。第2対向面37bは、遮熱板33の外縁部39のうち傾斜部39bと回転軸方向に対向する。つまり、第2対向面37bは、対向面37のうち、周方向において、傾斜部39bと対応する位置に形成される。タービンインペラ17の回転軸と直交する平面に対し、第2対向面37bと傾斜部39bの傾斜角度は、互いに大凡等しい。第2対向面37bは、傾斜部39bと面接触している。ただし、これに限定されず、第2対向面37bの傾斜角度は、傾斜部39bの傾斜角度より大きくても、小さくてもよい。つまり、第2対向面37bと傾斜部39bとの間に、回転軸方向の隙間が形成されてもよい。
図4は、図1の一点鎖線部分を抽出した図である。図4に示すように、遮熱板33の平面部39aは、タービンハウジング5の第1対向面35aと、ベアリングハウジング3の第1対向面37aとに挟持される。遮熱板33は、第1対向面35a、37aにより回転軸方向の移動が規制される。遮熱板33は、第1対向面35a、37aとの摩擦力により周方向への移動が抑制される。
図2に戻り、遮熱板33の傾斜部39bは、タービンハウジング5の第2対向面35bと、ベアリングハウジング3の第2対向面37bとに挟持される。遮熱板33は、第1対向面35a、37aおよび第2対向面35b、37bにより回転軸方向の移動が規制される。遮熱板33は、第1対向面35a、37aおよび第2対向面35b、37bとの摩擦力により周方向への移動が抑制される。
ところで、過給機TCは、タービン側が不図示のエンジンの排気系統に接続され、コンプレッサ側が不図示のエンジンの吸気系統に接続される。エンジン稼働時、過給機TCには、エンジンから振動が伝達される。また、過給機TCには、エンジンから排気ガスが導入される。排気ガスにより、過給機TCの温度が上昇する。
過給機TCの温度が上昇すると、例えば、タービンハウジング5とベアリングハウジング3とを締結する締結部材9の締結力が低下する場合がある。締結部材9の締結力が低下すると、タービンハウジング5とベアリングハウジング3とが周方向に相対的に回転する場合がある。
そこで、本実施形態の遮熱板33は、外縁部39の一部に平面部39aと異なる傾斜部39bを有する。平面部(対向部)39aは、ベアリングハウジング3と回転軸方向に対向する。傾斜部(被規制部)39bは、平面部39aよりもベアリングハウジング3に近接する側に位置する。
本実施形態では、タービンハウジング5は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち一部(タービンインペラ17)が内部に配される第1ハウジングである。ベアリングハウジング3は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち他の一部(シャフト15)が内部に配される第2ハウジングである。
ベアリングハウジング3は、対向面37の一部に第1対向面37aと異なる第2対向面37bを有する。第2対向面37bは、第1対向面37aよりタービンハウジング5から離隔する側に位置する。第2対向面(規制部)37bは、回転軸方向の位置が傾斜部(被規制部)39bと同じであって、傾斜部39bと回転方向に異なる位置に設けられる。換言すれば、第2対向面(規制部)37bは、傾斜部39bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。第2対向面37bは、傾斜部39bと周方向に相対回転した場合、傾斜部39bを押圧する。
また、タービンハウジング5は、対向面35の一部に第1対向面35aと異なる第2対向面35bを有する。第2対向面35bは、第1対向面35aよりベアリングハウジング3に近接する側に位置する。第2対向面35bは、傾斜部39bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。第2対向面35bは、傾斜部39bと周方向に相対回転した場合、傾斜部39bを押圧する。
過給機TCの温度上昇により締結部材9の締結力が低下し、タービンハウジング5とベアリングハウジング3が相対回転した場合、第2対向面35b、37bが傾斜部39bを押圧する。これにより、タービンハウジング5およびベアリングハウジング3の相対回転が規制される。
このように、本実施形態によれば、傾斜部39bを有する遮熱板33により、タービンハウジング5とベアリングハウジング3の相対的な回転を抑制することができる。また、回転を抑制するための構成を遮熱板33に持たせることにより、別途新たに回転を抑制するための部材を設ける必要がなくなる。その結果、部品点数を削減することができる。
図5は、第1変形例の遮熱板133の傾斜部139bの概略断面図である。上記実施形態の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第1変形例の遮熱板133の傾斜部139bは、上記実施形態の遮熱板33の傾斜部39bと傾斜方向が異なっている。
図5に示すように、傾斜部139bは、平面部39aに対しベアリングハウジング3から離隔する側に傾斜する。傾斜部139bは、平面部39aと同一半径位置に配される。つまり、平面部39aに対し、周方向の異なる位置に傾斜部139bが配される。タービンハウジング5の対向面35は、第1対向面35aと、第2対向面135bとを含む。
第2対向面(傾斜部)135bは、第1対向面35aに対しベアリングハウジング3から離隔する側に傾斜する傾斜面である。タービンインペラ17の回転軸と直交する平面に対し、第2対向面135bと傾斜部139bの傾斜角度は、互いに大凡等しい。第2対向面135bは、傾斜部139bと面接触している。ただし、これに限定されず、第2対向面135bの傾斜角度は、傾斜部139bの傾斜角度より大きくても、小さくてもよい。
ベアリングハウジング3の対向面37は、第1対向面37aと、第2対向面137bとを含む。第2対向面137bは、第1対向面37aに対しタービンハウジング5に近接する側に傾斜する傾斜面(傾斜部)である。タービンインペラ17の回転軸と直交する平面に対し、第2対向面137bと傾斜部139bの傾斜角度は、互いに大凡等しい。ただし、これに限定されず、第2対向面137bの傾斜角度は、傾斜部139bの傾斜角度より小さくても、大きくてもよい。
遮熱板133の傾斜部139bは、タービンハウジング5の第2対向面135bと、ベアリングハウジング3の第2対向面137bとに挟持される。
第1変形例では、ベアリングハウジング3は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち一部(シャフト15)が内部に配される第1ハウジングである。タービンハウジング5は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち他の一部(タービンインペラ17)が内部に配される第2ハウジングである。
タービンハウジング5は、対向面35の一部に第1対向面35aと異なる第2対向面135bを有する。第2対向面135bは、第1対向面35aよりベアリングハウジング3から離隔する側に位置する。第2対向面(規制部)135bは、回転軸方向の位置が傾斜部(被規制部)139bと同じであって、傾斜部139bと回転方向に異なる位置に設けられる。換言すれば、第2対向面(規制部)135bは、傾斜部139bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。第2対向面135bは、傾斜部139bと周方向に相対回転した場合、傾斜部139bを押圧する。
また、ベアリングハウジング3は、対向面37の一部に第1対向面37aと異なる第2対向面137bを有する。第2対向面137bは、第1対向面37aよりタービンハウジング5に近接する側に位置する。第2対向面137bは、傾斜部139bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。第2対向面137bは、傾斜部139bと周方向に相対回転した場合、傾斜部139bを押圧する。
第1変形例によれば、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
図6は、第2変形例の過給機TCの概略断面図である。上記実施形態の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第2変形例の過給機TCは、上記実施形態とタービンハウジング5、遮熱板33、ベアリングハウジング3の形状が異なる。
図7は、図6の破線部分を抽出した図である。図7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との間には、遮熱板(環状部材)233が配される。遮熱板233の外縁部39は、環状平面部239を含む。環状平面部239は、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面に対し傾斜した平面内に延在する。環状平面部239は、全周がタービンインペラ17の回転軸と直交する平面に対し傾斜している。環状平面部239は、周方向の位相に応じて回転軸方向の位置が連続的に変化している。
第2変形例では、環状平面部239は、最も鉛直上側の位置を基準位置としたときの回転軸方向の位置を第1位置としたとき、基準位置と位相が異なる位置では、第1位置と回転軸方向の位置が異なる第2位置となる。第2変形例では、基準位置から鉛直下側ほど、第1位置に対し、ベアリングハウジング3から離隔する第2位置となる。ただし、これに限定されず、環状平面部239は、基準位置から鉛直下側ほど、第1位置に対し、ベアリングハウジング3に近接する第2位置であってもよい。
タービンハウジング5の対向面35は、環状傾斜面(環状平面部)235aを含む。環状傾斜面235aは、遮熱板233の外縁部39のうち、環状平面部239と回転軸方向に対向する。タービンインペラ17の回転軸と直交する平面に対し、環状傾斜面235aと環状平面部239の傾斜角度は、互いに大凡等しい。環状傾斜面235aは、環状平面部239と面接触している。ただし、これに限定されず、環状傾斜面235aの傾斜角度は、環状平面部239の傾斜角度より小さくても、大きくてもよい。
ベアリングハウジング3の対向面37は、環状傾斜面(環状平面部)237aを含む。環状傾斜面237aは、遮熱板233の外縁部39のうち、環状平面部239と回転軸方向に対向する。タービンインペラ17の回転軸と直交する平面に対し、環状傾斜面237aと環状平面部239の傾斜角度は、互いに大凡等しい。環状傾斜面237aは、環状平面部239と面接触している。ただし、これに限定されず、環状傾斜面237aの傾斜角度は、環状平面部239の傾斜角度より大きくても、小さくてもよい。
遮熱板233の環状平面部239は、環状傾斜面235a、237aにより挟持される。環状平面部239は、例えば、最も鉛直下側の位置にベアリングハウジング3と回転軸方向に対向する対向部239aを有する。環状平面部239は、例えば、最も鉛直上側の位置に、対向部239aよりもベアリングハウジング3に近接する側に位置する被規制部239bを有する。被規制部239bは、対向部239aと同一半径位置に配される。つまり、対向部239aに対し、周方向の異なる位置に被規制部239bが配される。
第2変形例では、タービンハウジング5は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち一部(タービンインペラ17)が内部に配される第1ハウジングである。ベアリングハウジング3は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち他の一部(シャフト15)が内部に配される第2ハウジングである。
ベアリングハウジング3は、環状傾斜面237aを有する。環状傾斜面(規制部)237aは、回転軸方向の位置が被規制部239bと同じであって、被規制部239bと回転方向に異なる位置に設けられる。換言すれば、環状傾斜面(規制部)237aは、環状平面部239の被規制部239bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。環状傾斜面237aは、環状平面部239と周方向に相対回転した場合、環状平面部239(被規制部239b)を押圧する。
また、タービンハウジング5は、環状傾斜面235aを有する。環状傾斜面235aは、環状平面部239に対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。環状傾斜面235aは、環状平面部239と周方向に相対回転した場合、環状平面部239(被規制部239b)を押圧する。
第2変形例によれば、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
図8は、第3変形例の過給機TCの概略断面図である。上記実施形態の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第3変形例の過給機TCは、タービンハウジング5とベアリングハウジング3の間に、可変容量機構300を備える。
図8に示すように、可変容量機構300は、複数のノズルベーン302と、駆動機構304と、サポートリング306とを含む。タービンスクロール流路31とタービンインペラ17との間には、流通路xが形成される。流通路xは、タービンスクロール流路31を流通する排気ガスをタービンインペラ17に導く。
複数のノズルベーン302は、流通路xに配される。複数のノズルベーン302は、タービンインペラ17の周方向に等間隔に配される。駆動機構304は、複数のノズルベーン302と、不図示のアクチュエータとに接続される。不図示のアクチュエータは、駆動機構304を介して複数のノズルベーン302を回転駆動する。複数のノズルベーン302が回転駆動されると、複数のノズルベーン302の間隔が変化する。
サポートリング306は、複数のノズルベーン302、駆動機構304を支持する。サポートリング306は、タービンハウジング5とベアリングハウジング3との間に挟持される。
ここで、タービンハウジング5の対向面35は、第1対向面35aと、第2対向面35bとを含む。第1対向面35aは、例えば、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面を含む。第2対向面35bは、第1対向面35aに対しベアリングハウジング3と近接する側に傾斜する傾斜面(傾斜部)である。また、ベアリングハウジング3の対向面37は、第1対向面37aと、第2対向面37bとを含む。第1対向面37aは、例えば、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面を含む。第2対向面(傾斜部)37bは、第1対向面37aに対しタービンハウジング5から離隔する側に傾斜する傾斜面である。
可変容量機構300は、排気ガスの流量に応じて、複数のノズルベーン302の間隔(開度)を変更する。例えば、可変容量機構300は、排気ガスの流量が小さいとき、複数のノズルベーン302の開度を小さくし、排気ガスの流速を増大させる。これにより、可変容量機構300は、排気ガスの流量が小さいときでも、タービンインペラ17の回転量を増大させることができる。その結果、可変容量機構300は、排気ガスの流量が小さいときでも、コンプレッサインペラ19の回転量を増大させることができる。
図9は、図8の破線部分を抽出した図である。図9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との間には、サポートリング(環状部材)306が配される。タービンハウジング5は、ベアリングハウジング3と回転軸方向に対向する対向面35を備える。ベアリングハウジング3は、タービンハウジング5と回転軸方向に対向する対向面37を備える。
サポートリング306は、環状の本体部306aを有する。本体部306aは、径方向外側の外周端(外周縁)に設けられる環状の外縁部310を含む。外縁部310は、タービンハウジング5の対向面35と、ベアリングハウジング3の対向面37とに挟持される。
図10は、図8の一点鎖線部分を抽出した図である。図10に示すように、外縁部310は、平面部310aを含む。平面部310aは、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面内に延在している。ただし、これに限定されず、平面部310aは、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面から傾斜していてもよい。
平面部310aは、第1対向面35a、37aと回転軸方向に対向する。平面部310aは、第1対向面35a、37aと面接触している。平面部310aは、タービンハウジング5の第1対向面35aと、ベアリングハウジング3の第1対向面37aとに挟持される。
図9に戻り、外縁部310は、傾斜部310bを含む。傾斜部310bは、平面部310aに対し傾斜する。第3変形例では、傾斜部310bは、平面部310aに対しベアリングハウジング3と近接する側に傾斜する。ただし、これに限定されず、傾斜部310bは、平面部310aに対しベアリングハウジング3から離隔する側に傾斜していてもよい。傾斜部310bは、平面部310aと同一半径位置に配される。つまり、平面部310aに対し、周方向の異なる位置に傾斜部310bが配される。
傾斜部310bは、第2対向面35b、37bと回転軸方向に対向する。傾斜部310bは、第2対向面35b、37bと面接触している。傾斜部310bは、第2対向面35b、37bに挟持される。
第3変形例のサポートリング306は、外縁部310の一部に平面部310aと異なる傾斜部310bを有する。平面部(対向部)310aは、ベアリングハウジング3と回転軸方向に対向する。傾斜部(被規制部)310bは、平面部310aよりもベアリングハウジング3に近接する側に位置する。
第3変形例では、タービンハウジング5は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち一部(タービンインペラ17)が内部に配される第1ハウジングである。ベアリングハウジング3は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち他の一部(シャフト15)が内部に配される第2ハウジングである。
ベアリングハウジング3は、対向面37の一部に第1対向面37aと異なる第2対向面37bを有する。第2対向面37bは、第1対向面37aよりタービンハウジング5から離隔する側に位置する。第2対向面(規制部)37bは、回転軸方向の位置が傾斜部(被規制部)310bと同じであって、傾斜部310bと回転方向に異なる位置に設けられる。換言すれば、第2対向面(規制部)37bは、傾斜部310bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。第2対向面37bは、傾斜部310bと周方向に相対回転した場合、傾斜部310bを押圧する。
また、タービンハウジング5は、対向面35の一部に第1対向面35aと異なる第2対向面35bを有する。第2対向面35bは、第1対向面35aよりベアリングハウジング3に近接する側に位置する。第2対向面35bは、傾斜部310bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。第2対向面35bは、傾斜部310bと周方向に相対回転した場合、傾斜部310bを押圧する。
第3変形例によれば、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、回転を抑制するための構成をサポートリング306に持たせることにより、別途新たに回転を抑制するための部材を設ける必要がなくなる。その結果、部品点数を削減することができる。
図11は、第4変形例の過給機TCの概略断面図である。上記実施形態の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第4変形例の過給機TCは、上記実施形態とタービンハウジング5、ベアリングハウジング3、コンプレッサハウジング7の形状が異なる。
図11に示すように、第4変形例のタービンハウジング5は、ベアリングハウジング3と対向する対向面35(図12参照)として、第1対向面35aと、第2対向面435bとを含む。第1対向面35aは、例えば、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面と平行な面である。第2対向面(傾斜部)435bは、第1対向面35aに対しベアリングハウジング3に近接する側に傾斜する傾斜面である。第2対向面435bは、第1対向面35aと同一半径位置に配される。つまり、第1対向面35aに対し、周方向の異なる位置に第2対向面435bが配される。
第4変形例のベアリングハウジング3は、タービンハウジング5と対向する対向面37(図12参照)として、第1対向面37aと、第2対向面437bとを含む。第1対向面37aは、例えば、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面と平行な面である。第2対向面(傾斜部)437bは、第1対向面37aに対しタービンハウジング5から離隔する側に傾斜する傾斜面である。第2対向面437bは、第1対向面37aと同一半径位置に配される。つまり、第1対向面37aに対し、周方向の異なる位置に第2対向面437bが配される。
また、ベアリングハウジング3は、コンプレッサハウジング7と対向する対向面として、第1対向面437cと、第2対向面437dとを含む。第1対向面437cは、例えば、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面と平行な面である。第2対向面437dは、第1対向面437cに対しコンプレッサハウジング7に近接する側に傾斜する傾斜面である。
第4変形例のコンプレッサハウジング7には、ベアリングハウジング3と対向する対向面として、第1対向面440aと、第2対向面440bとが形成される。第1対向面440aは、例えば、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面と平行な面である。第2対向面440bは、第1対向面440aに対しベアリングハウジング3から離隔する側に傾斜する傾斜面である。第4変形例のベアリングハウジング3とコンプレッサハウジング7は、締結部材9により締結されている。
ここで、タービンハウジング5およびベアリングハウジング3の第1対向面35a、37aは、ベアリングハウジング3およびコンプレッサハウジング7の第1対向面437c、440aと実質的に同じ形状である。また、タービンハウジング5およびベアリングハウジング3の第2対向面435b、437bは、ベアリングハウジング3およびコンプレッサハウジング7の第2対向面437d、440bと実質的に同じ形状である。したがって、以下では、タービンハウジング5およびベアリングハウジング3の第1対向面35a、37aおよび第2対向面435b、437bの構成について詳細に説明する。ベアリングハウジング3およびコンプレッサハウジング7の第1対向面437c、440aおよび第2対向面437d、440bの構成については説明を省略する。
図12は、図11の破線部分を抽出した図である。図13は、図11の一点鎖線部分を抽出した図である。図12および図13に示すように、タービンハウジング5の第1対向面35aは、ベアリングハウジング3の第1対向面37aと面接触している。タービンハウジング5の第2対向面435bは、タービンインペラ17の回転軸と直交する平面に対し、ベアリングハウジング3の第2対向面437bと同一方向に傾斜している。タービンハウジング5の第2対向面435bは、ベアリングハウジング3の第2対向面437bと面接触している。
第4変形例では、タービンハウジング5は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち一部(タービンインペラ17)が内部に配される第1ハウジングである。ベアリングハウジング3は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち他の一部(シャフト15)が内部に配される第2ハウジングである。
タービンハウジング5は、第1対向面35aと異なる第2対向面435bを有する。第1対向面(対向部)35aは、ベアリングハウジング3と回転軸方向に対向する。第2対向面(被規制部)435bは、第1対向面35aよりもベアリングハウジング3に近接する側に位置する。
ベアリングハウジング3は、第1対向面37aと異なる第2対向面437bを有する。第2対向面437bは、第1対向面37aよりタービンハウジング5から離隔する側に位置する。第2対向面(規制部)437bは、回転軸方向の位置が第2対向面(被規制部)435bと同じであって、第2対向面435bと回転方向に異なる位置に設けられる。換言すれば、第2対向面(規制部)437bは、第2対向面435bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。第2対向面437bは、第2対向面435bと周方向に相対回転した場合、第2対向面437bを押圧する。
第4変形例によれば、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、回転を抑制するための構成をタービンハウジング5およびベアリングハウジング3に持たせることにより、別途新たに回転を抑制するための部材を設ける必要がなくなる。その結果、部品点数を削減することができる。
図14は、第5変形例における図11の破線部分を抽出した図である。上記第4変形例の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第5変形例のタービンハウジング5およびベアリングハウジング3は、上記第4変形例のタービンハウジング5およびベアリングハウジング3と、第2対向面435b、437bの傾斜方向が異なる。
図14に示すように、タービンハウジング5の第2対向面(傾斜部)535bは、第1対向面35aに対しベアリングハウジング3から離隔する側に傾斜する傾斜面である。ベアリングハウジング3の第2対向面(傾斜部)537bは、第1対向面37aに対しタービンハウジング5に近接する側に傾斜する傾斜面である。
第5変形例では、ベアリングハウジング3は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち一部(シャフト15)が内部に配される第1ハウジングである。タービンハウジング5は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち他の一部(タービンインペラ17)が内部に配される第2ハウジングである。
ベアリングハウジング3は、第1対向面37aと異なる第2対向面537bを有する。第1対向面(対向部)37aは、タービンハウジング5と回転軸方向に対向する。第2対向面(被規制部)537bは、第1対向面37aよりもタービンハウジング5に近接する側に位置する。
タービンハウジング5は、第1対向面35aと異なる第2対向面535bを有する。第2対向面535bは、第1対向面35aよりベアリングハウジング3から離隔する側に位置する。第2対向面(規制部)535bは、回転軸方向の位置が第2対向面(被規制部)537bと同じであって、第2対向面537bと回転方向に異なる位置に設けられる。換言すれば、第2対向面(規制部)535bは、第2対向面537bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。第2対向面537bは、第2対向面535bと周方向に相対回転した場合、第2対向面535bを押圧する。
第5変形例によれば、上記第4変形例と同様の作用および効果を得ることができる。
図15は、第6変形例における図11の破線部分を抽出した図である。上記第4変形例の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第6変形例のタービンハウジング5は、上記第4変形例の第2対向面435bの代わりに、突出部635bが形成される。第6変形例のベアリングハウジング3は、上記第4変形例の第2対向面437bの代わりに、窪み部637bが形成される。
図15に示すように、タービンハウジング5の対向面35には、第1対向面35aと、突出部635bとが形成される。突出部635bは、第1対向面35aに対し、ベアリングハウジング3に近接する側に突出する。突出部635bは、第1対向面35aと同一半径位置に配される。つまり、第1対向面35aに対し、周方向の異なる位置に突出部635bが配される。
ベアリングハウジング3の対向面37には、第1対向面37aと、窪み部637bとが形成される。第1対向面37aは、第1対向面35aと回転軸方向に離隔する。ただし、第1対向面37aは、第1対向面35aと当接していてもよい。窪み部637bは、第1対向面37aに対し、タービンハウジング5から離隔する側に窪む。窪み部637bは、第1対向面37aと同一半径位置に配される。つまり、第1対向面37aに対し、周方向の異なる位置に窪み部637bが配される。窪み部637bは、突出部635bと回転軸方向に対向する。つまり、窪み部637bは、周方向において、突出部635bと対応する位置に形成される。窪み部637bには、突出部635bが挿入される。
第6変形例では、タービンハウジング5は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち一部(タービンインペラ17)が内部に配される第1ハウジングである。ベアリングハウジング3は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち他の一部(シャフト15)が内部に配される第2ハウジングである。
タービンハウジング5は、第1対向面35aと異なる突出部635bを有する。第1対向面(対向部)35aは、ベアリングハウジング3と回転軸方向に対向する。突出部(被規制部)635bは、第1対向面35aよりもベアリングハウジング3に近接する側に位置する。
ベアリングハウジング3は、第1対向面37aと異なる窪み部637bを有する。窪み部637bは、第1対向面37aよりタービンハウジング5から離隔する側に位置する。窪み部(規制部)637bは、回転軸方向の位置が突出部(被規制部)635bと同じであって、突出部635bと回転方向に異なる位置に設けられる。換言すれば、窪み部(規制部)637bは、突出部635bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。窪み部637bは、突出部635bと周方向に相対回転した場合、突出部635bを押圧する。
第6変形例によれば、上記第4変形例と同様の作用および効果を得ることができる。
図16は、第7変形例の図11の破線部分を抽出した図である。上記第6変形例の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第7変形例のタービンハウジング5は、上記第6変形例の突出部635bの代わりに、窪み部735bが形成される。第7変形例のベアリングハウジング3は、上記第6変形例の窪み部637bの代わりに、突出部737bが形成される。
図16に示すように、突出部737bは、ベアリングハウジング3の対向面37に形成される。突出部737bは、第1対向面37aに対しタービンハウジング5に近接する側に突出する。窪み部735bは、タービンハウジング5に形成される。窪み部735bは、第1対向面35aに対しベアリングハウジング3から離隔する側に窪む。窪み部735bには、突出部737bが挿入される。
第7変形例では、ベアリングハウジング3は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち一部(シャフト15)が内部に配される第1ハウジングである。タービンハウジング5は、タービンインペラ17およびシャフト15のうち他の一部(タービンインペラ17)が内部に配される第2ハウジングである。
ベアリングハウジング3は、第1対向面37aと異なる突出部737bを有する。第1対向面(対向部)37aは、タービンハウジング5と回転軸方向に対向する。突出部(被規制部)737bは、第1対向面37aよりもタービンハウジング5に近接する側に位置する。
タービンハウジング5は、第1対向面35aと異なる窪み部735bを有する。窪み部735bは、第1対向面35aよりベアリングハウジング3から離隔する側に位置する。窪み部(規制部)735bは、回転軸方向の位置が突出部(被規制部)737bと同じであって、突出部737bと回転方向に異なる位置に設けられる。換言すれば、窪み部(規制部)735bは、突出部737bに対してタービンインペラ17の回転方向に対向する。窪み部735bは、突出部737bと周方向に相対回転した場合、突出部737bを押圧する。
第7変形例によれば、上記第4変形例と同様の作用および効果を得ることができる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
上記実施形態と上記第1~7変形例とを組み合わせた構成としてもよい。例えば、上記第4変形例のコンプレッサハウジング7およびベアリングハウジング3の締結部において、第6~7変形例のタービンハウジング5およびベアリングハウジング3の締結部の構成が適用されてもよい。また、上記第4~7変形例のタービンハウジング5およびベアリングハウジング3に、上記実施形態、上記第1変形例、上記第2変形例の遮熱板が設けられてもよい。また、上記第4~7変形例のタービンハウジング5およびベアリングハウジング3に、上記3変形例のサポートリングが設けられてもよい。
本開示は、ターボチャージャーに利用することができる。
TC 過給機(ターボチャージャー)
3 ベアリングハウジング(第1ハウジング、第2ハウジング)
5 タービンハウジング(第1ハウジング、第2ハウジング)
7 コンプレッサハウジング(第1ハウジング、第2ハウジング)
15 シャフト
17 タービンインペラ
19 コンプレッサインペラ
33 遮熱板(環状部材)
33a 本体部
35 対向面
37 対向面
35a 第1対向面(対向部)
37a 第1対向面(対向部)
37b 第2対向面(規制部)
39 外縁部
39a 平面部(対向部)
39b 傾斜部(被規制部)
133 遮熱板(環状部材)
135b 第2対向面(規制部)
139b 傾斜部(被規制部)
233 遮熱板(環状部材)
237a 環状傾斜面(環状平面部)
239 環状平面部
300 可変容量機構
306 サポートリング(環状部材)
310 外縁部
310a 平面部(対向部)
310b 傾斜部(被規制部)
435b 第2対向面(被規制部、傾斜部)
437b 第2対向面(規制部、傾斜部)
535b 第2対向面(規制部、傾斜部)
537b 第2対向面(被規制部、傾斜部)
635b 突出部(被規制部)
637b 窪み部(規制部)
735b 窪み部(規制部)
737b 突出部(被規制部)
3 ベアリングハウジング(第1ハウジング、第2ハウジング)
5 タービンハウジング(第1ハウジング、第2ハウジング)
7 コンプレッサハウジング(第1ハウジング、第2ハウジング)
15 シャフト
17 タービンインペラ
19 コンプレッサインペラ
33 遮熱板(環状部材)
33a 本体部
35 対向面
37 対向面
35a 第1対向面(対向部)
37a 第1対向面(対向部)
37b 第2対向面(規制部)
39 外縁部
39a 平面部(対向部)
39b 傾斜部(被規制部)
133 遮熱板(環状部材)
135b 第2対向面(規制部)
139b 傾斜部(被規制部)
233 遮熱板(環状部材)
237a 環状傾斜面(環状平面部)
239 環状平面部
300 可変容量機構
306 サポートリング(環状部材)
310 外縁部
310a 平面部(対向部)
310b 傾斜部(被規制部)
435b 第2対向面(被規制部、傾斜部)
437b 第2対向面(規制部、傾斜部)
535b 第2対向面(規制部、傾斜部)
537b 第2対向面(被規制部、傾斜部)
635b 突出部(被規制部)
637b 窪み部(規制部)
735b 窪み部(規制部)
737b 突出部(被規制部)
Claims (7)
- インペラおよびシャフトを含む回転体と、
前記回転体のうち一部が内部に配される第1ハウジングと、
前記回転体のうち他の一部が内部に配される第2ハウジングと、
前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとを締結する締結部材と、
前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとの間に挟持される環状の本体部と、前記本体部に設けられ、前記第2ハウジングと前記インペラの回転軸方向に対向する対向部と、前記本体部に設けられ、前記対向部と同一半径位置に配され、前記対向部よりも前記第2ハウジングに近接する側に位置する被規制部と、を含む環状部材と、
前記第2ハウジングに設けられ、前記回転軸方向の位置が前記被規制部と同じであって、前記被規制部と前記インペラの回転方向に異なる位置に設けられる規制部と、
を備えるターボチャージャー。 - インペラおよびシャフトを含む回転体と、
前記回転体のうち一部が内部に配される第1ハウジングと、
前記回転体のうち他の一部が内部に配される第2ハウジングと、
前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとを締結する締結部材と、
前記第1ハウジングに設けられ、前記第2ハウジングと前記インペラの回転軸方向に対向する対向部と、
前記第1ハウジングに設けられ、前記対向部と同一半径位置に配され、前記対向部よりも前記第2ハウジングに近接する側に位置する被規制部と、
前記第2ハウジングに設けられ、前記回転軸方向の位置が前記被規制部と同じであって、前記被規制部と前記インペラの回転方向に異なる位置に設けられる規制部と、
を備えるターボチャージャー。 - 前記被規制部は、前記対向部に対し、前記第2ハウジングに近接する側に突出する突出部であり、
前記規制部は、前記第2ハウジングのうち前記対向部に対向する対向面に対し、前記第1ハウジングから離隔する側に窪む窪み部であり、前記突出部が挿入される、請求項1または2に記載のターボチャージャー。 - 前記被規制部は、前記対向部に対し、前記第2ハウジングに近接する側に傾斜する傾斜部であり、
前記規制部は、前記第2ハウジングのうち前記対向部に対向する対向面に対し、前記第1ハウジングから離隔する側に傾斜する傾斜部である、請求項1または2に記載のターボチャージャー。 - 前記対向部および前記被規制部は、前記本体部のうち径方向外側の外縁部に設けられ、
前記外縁部は、前記インペラの回転軸と直交する面に対し傾斜した環状平面部であり、
前記第2ハウジングには、前記外縁部と面接触する環状平面部を有する、
請求項1に記載のターボチャージャー。 - 前記第1ハウジングおよび前記第2ハウジングは、タービンハウジングおよびベアリングハウジングであり、
前記環状部材は、遮熱板である、請求項1に記載のターボチャージャー。 - 前記第1ハウジングおよび前記第2ハウジングは、タービンハウジングおよびベアリングハウジングであり、
前記環状部材は、前記タービンハウジング内を流通する排気ガスの流通路に配された可変容量機構を支持するサポートリングである、請求項1に記載のターボチャージャー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2020
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