JP2022076158A - ターボチャージャ - Google Patents

Abstract

【課題】ターボチャージャの大型化を抑制しつつ、冷却室を設ける。【解決手段】ターボチャージャ２０は、タービンホイール９０、タービンハウジング６０、ベアリングハウジング５０、コンプレッサハウジング３０、及びシールプレート４０を備えている。また、ターボチャージャ２０は、可変ノズル機構１１０、貫通軸１２０、及びばね部材１５０を備えている。可変ノズル機構１１０は、タービンハウジング６０の内部に位置している。可変ノズル機構１１０は、タービンホイール９０へ流通する排気の量を調整する。貫通軸１２０は、ベアリングハウジング５０を貫通し、可変ノズル機構１１０に連結している。ばね部材１５０は、貫通軸１２０を、コンプレッサハウジング３０に向かって押し出す。ベアリングハウジング５０及びシールプレート４０は、冷媒が流通する冷却室２０Ａを区画している。ばね部材１５０は、冷却室２０Ａ内に位置している。【選択図】図２

Description

本発明は、ターボチャージャに関する。

特許文献１に記載のターボチャージャは、タービンハウジング、ベアリングハウジング、シールプレート、コンプレッサハウジング、及びタービンホイールを備えている。タービンハウジングは、タービンホイールを収容する。ベアリングハウジングは、タービンハウジングに固定されている。コンプレッサハウジングは、ベアリングハウジングに固定されている。シールプレートは、ベアリングハウジングとコンプレッサハウジングとの間に位置している。

また、特許文献１のターボチャージャは、可変ノズル機構、貫通軸、及びばね部材を備えている。可変ノズル機構は、タービンハウジングの内部に位置している。可変ノズル機構は、タービンホイールへ流通する排気の量を調整する。貫通軸は、ベアリングハウジングを貫通している。貫通軸の第１端は、可変ノズル機構に連結している。貫通軸の第２端は、ベアリングハウジングとシールプレートとの間に位置している。ばね部材は、貫通軸の第２端に取り付けられている。ばね部材は、貫通軸をコンプレッサハウジングに向かって押し出している。これに伴い、可変ノズル機構は、タービンハウジング内において位置決めされる。

特開２０２０－０７６３２８号公報

特許文献１のようなターボチャージャでは、タービンハウジングからの熱が、ベアリングハウジング及び貫通軸を介してシールプレートに伝わる。したがって、貫通軸及びシールプレート等を冷却するために、冷媒が流通する冷却室を設けることが好ましい。しかし、冷却室を設けようとすると、シールプレート及びコンプレッサハウジングを、冷却室を区画するのに足る大きさに設計せざるを得ず、タービンハウジングの大型化を招くことになる。

上記課題を解決するためのターボチャージャは、排気の流通により回転するタービンホイールと、前記タービンホイールを収容するタービンハウジングと、前記タービンハウジングに固定されるベアリングハウジングと、前記ベアリングハウジングに固定されるコンプレッサハウジングと、前記ベアリングハウジング及び前記コンプレッサハウジングの間に位置するシールプレートと、前記タービンハウジングの内部に位置し、前記タービンホイールへ流通する排気の量を調整する可変ノズル機構と、前記ベアリングハウジングを貫通しており、前記可変ノズル機構に連結している貫通軸と、前記貫通軸を、前記コンプレッサハウジングに向かって押し出すばね部材と、を備えるターボチャージャであって、前記ベアリングハウジング及び前記シールプレートは、冷媒が流通する冷却室を区画しており、前記ばね部材は、前記冷却室内に位置している。

上記構成によれば、コンプレッサハウジング及びシールプレートに新たに冷却室を設けなくても、ばね部材を収容する空間を、冷却室としても有効活用できる。したがって、冷却室とばね部材を収容する空間とをそれぞれ別個に設ける場合に比較して、ターボチャージャの大型化を抑制できる。

上記構成において、前記ばね部材は、コイルドウェーブスプリングであってもよい。
一般的にコイルドウェーブスプリングの軸線方向の寸法は、例えばコイルバネの軸線方向の寸法に比べて小さい。また、一般的にコイルドウェーブスプリングは、例えば皿ばねに比べて、弾性変形量に応じた力の変化が小さいため、対象物に作用させる力を調整しやすい。したがって、上記構成によれば、コイルドウェーブスプリングから貫通軸に作用する力として十分な力を確保しつつ、コイルドウェーブスプリングの軸線方向において、ターボチャージャが大型化することを抑制できる。

上記構成において、前記貫通軸は、前記タービンホイールの回転軸線を中心とする円周上に複数設けられており、前記コイルドウェーブスプリングは、前記回転軸線を取り囲んでおり、１つの前記コイルドウェーブスプリングは、全ての前記貫通軸を、前記コンプレッサハウジングに向かって押し出していてもよい。

上記構成によれば、１つのコイルドウェーブスプリングで全ての貫通軸を押し出すことができるので、部品点数の増加を抑えられる。また、コイルドウェーブスプリングの径として大きな径が確保できるので、コイルドウェーブスプリングの弾性力を確保しやすい。

上記構成において、前記ベアリングハウジングは、前記貫通軸が挿通される貫通孔を有し、前記貫通軸の外周面と前記貫通孔の内周面との間には、前記貫通軸と前記貫通孔との隙間をシールするシール部材が位置していてもよい。上記構成によれば、貫通軸の外周面と貫通孔の内周面との隙間を介して、タービンハウジングからコンプレッサハウジングに向かって流通する排気の量を抑制できる。

上記構成において、前記ベアリングハウジングは、前記シール部材を保持する保持空間を区画しており、前記保持空間は、前記冷却室とつながっていてもよい。上記構成によれば、保持空間と冷却室とがつながっているため、冷却室を流通する冷媒との熱交換によりシール部材を冷却しやすい。

上記構成において、前記ベアリングハウジングには、前記シール部材を保持する保持板が取り付けられており、前記保持空間の内面と前記保持板の端面とが、前記シール部材を挟んでいてもよい。上記構成によれば、シール部材が保持板に当接することにより、シール部材がコンプレッサハウジングに近づくように位置ずれすることを抑制できる。

上記構成において、前記コンプレッサハウジングは、前記タービンホイールに連結されたコンプレッサホイールを収容しており、前記タービンホイールの回転軸線に直交する方向を径方向としたとき、前記冷却室の少なくとも一部は、前記コンプレッサホイールよりも径方向外側に位置していてもよい。上記構成によれば、冷却室を流通する冷媒との熱交換により、シールプレートにおけるコンプレッサホイールよりも径方向外側の部分の温度が高くなることを抑制できる。

内燃機関の概略図。 ターボチャージャの断面図。 図２の拡大断面図。 図２における４－４線での断面図。 図４における５－５線での断面図。

＜内燃機関の概略構成＞
以下、本発明の一実施形態を図１～図５にしたがって説明する。先ず、本発明のターボチャージャ２０が適用された車両の内燃機関１０の概略構成について説明する。

図１に示すように、内燃機関１０は、吸気通路１１、気筒１２、排気通路１３、及びターボチャージャ２０を備えている。吸気通路１１は、内燃機関１０の外部からの吸気を導入する。気筒１２は、吸気通路１１に接続している。気筒１２は、燃料と吸気とを混合して燃焼させる。排気通路１３は、気筒１２に接続している。排気通路１３は、気筒１２からの排気を排出する。

ターボチャージャ２０は、コンプレッサハウジング３０、シールプレート４０、ベアリングハウジング５０、タービンハウジング６０、コンプレッサホイール７０、連結シャフト８０、及びタービンホイール９０を備えている。

コンプレッサハウジング３０は、吸気通路１１の途中に取り付けられている。タービンハウジング６０は、排気通路１３の途中に取り付けられている。ベアリングハウジング５０は、コンプレッサハウジング３０及びタービンハウジング６０にそれぞれ固定されており、コンプレッサハウジング３０及びタービンハウジング６０を接続している。このように、ターボチャージャ２０は、吸気通路１１及び排気通路１３に跨って設けられている。なお、シールプレート４０はベアリングハウジング５０及びコンプレッサハウジング３０の間に位置しているが、図１ではシールプレート４０の図示を省略する。

タービンハウジング６０は、タービンホイール９０を収容している。ベアリングハウジング５０は、連結シャフト８０を収容している。ベアリングハウジング５０は、図示しないベアリングを介して回転可能に連結シャフト８０を支持している。連結シャフト８０の第１端は、タービンホイール９０に接続している。コンプレッサハウジング３０は、コンプレッサホイール７０を収容している。コンプレッサホイール７０は、連結シャフト８０の第２端に接続している。すなわち、コンプレッサホイール７０は、連結シャフト８０を介してタービンホイール９０に連結している。

タービンホイール９０がタービンハウジング６０の内部の排気の流通により回転すると、連結シャフト８０を介してコンプレッサホイール７０が共に回転する。そして、コンプレッサホイール７０が回転することにより、コンプレッサハウジング３０の内部の吸気が圧縮される。

＜ターボチャージャの構成＞
次に、ターボチャージャ２０の具体的な構成について説明する。以下では、タービンホイール９０の回転中心である回転軸線９０Ａに沿う方向を回転軸線方向と略記する。また、回転軸線９０Ａに直交する方向を径方向と略記する。

図２に示すように、タービンハウジング６０は、円弧部６０Ａ、及び筒状部６０Ｂを備えている。筒状部６０Ｂは、略円筒形状になっている。筒状部６０Ｂは、概ねタービンホイール９０の回転中心である回転軸線９０Ａに沿って延びている。円弧部６０Ａは、筒状部６０Ｂの外周を取り囲むように延びており、略円弧形状になっている。

タービンハウジング６０は、排気が流通する空間として、スクロール通路６１、収容空間６２、及び排出通路６３を区画している。スクロール通路６１は、円弧部６０Ａ及び筒状部６０Ｂの内部に位置している。スクロール通路６１は、タービンホイール９０を取り囲むように周方向に延びている。スクロール通路６１の上流端は、タービンハウジング６０よりも上流側の排気通路１３に接続している。スクロール通路６１の下流端は、収容空間６２に接続している。収容空間６２は、筒状部６０Ｂの内部空間のうち、タービンホイール９０が位置している空間である。収容空間６２は、排出通路６３に接続している。排出通路６３は、筒状部６０Ｂの内部空間のうち、ベアリングハウジング５０とは反対側の端、すなわち図２における右端を含む一部の空間である。排出通路６３の下流端は、タービンハウジング６０よりも下流側の排気通路１３に接続している。

ターボチャージャ２０は、可変ノズル機構１１０を備えている。可変ノズル機構１１０は、スクロール通路６１内に位置している。可変ノズル機構１１０は、支持部材１１１、及び複数のノズル１１２を備えている。支持部材１１１は、タービンホイール９０を取り囲む略円環形状になっている。支持部材１１１は、３つの挿通孔１１１Ａを備えている。挿通孔１１１Ａは、回転軸線方向において支持部材１１１を貫通している。３つの挿通孔１１１Ａは、回転軸線９０Ａを中心とする円周上に位置している。３つの挿通孔１１１Ａの位置関係は、回転軸線９０Ａを中心とした等角度間隔になっている。具体的には、３つの挿通孔１１１Ａの位置関係は、１２０度ピッチである。なお、図２では、３つの挿通孔１１１Ａ及びその関連構成を、１組のみ図示している。

支持部材１１１は、ノズル１１２を支持している。複数のノズル１１２は、タービンホイール９０を取り囲むように位置している。ノズル１１２は、図示しないアクチュエータにより操作されることで、タービンホイール９０に対する向きが変更される。その結果、タービンホイール９０へ流通する排気の向き及び排気の量が調整され、当該タービンホイール９０の回転速度が制御される。

ベアリングハウジング５０は、ハウジング本体５０Ａ、第１フランジ５０Ｂ、及び第２フランジ５０Ｃを備えている。ハウジング本体５０Ａは、略円柱形状になっている。第１フランジ５０Ｂは、ハウジング本体５０Ａの外周面から突出している。第１フランジ５０Ｂは、ハウジング本体５０Ａにおけるタービンハウジング６０側の端部に位置している。第１フランジ５０Ｂは、タービンハウジング６０における円弧部６０Ａに固定されている。第２フランジ５０Ｃは、ハウジング本体５０Ａの外周面から突出している。第２フランジ５０Ｃは、ハウジング本体５０Ａの周方向全域から突出しており、略円環形状になっている。第２フランジ５０Ｃは、ハウジング本体５０Ａにおけるコンプレッサハウジング３０側の端部に位置している。

図２に示すように、ベアリングハウジング５０は、挿通孔５２、凹部５３、及び３つの貫通孔５４を区画している。挿通孔５２は、回転軸線方向においてハウジング本体５０Ａを貫通している。挿通孔５２は、ハウジング本体５０Ａの中心軸線上に位置している。連結シャフト８０は、挿通孔５２に挿通されている。

図３に示すように、凹部５３は、ハウジング本体５０Ａにおけるコンプレッサハウジング３０側の端面からタービンハウジング６０に向かって窪んでいる。凹部５３は、回転軸線９０Ａを取り囲む略円環形状になっている。また、回転軸線方向から視たときに、凹部５３は、可変ノズル機構１１０における３つの挿通孔１１１Ａと重なる部分に位置している。

図４に示すように、ベアリングハウジング５０は、導入孔５６、及び排出孔５７を区画している。図５に示すように、導入孔５６は、凹部５３の底面に開口している。導入孔５６の開口は、凹部５３の外周縁の近傍に位置している。導入孔５６は、ベアリングハウジング５０に接続された図示しない導入管に接続している。導入孔５６は、凹部５３に冷媒を導入する。図４に示すように、排出孔５７は、凹部５３の底面のうち、導入孔５６の近傍に開口している。排出孔５７の開口は、凹部５３の外周縁の近傍に位置している。排出孔５７は、ベアリングハウジング５０に接続された図示しない排出管に接続している。排出孔５７は、凹部５３に導入された冷媒を排出する。なお、冷媒の一例は、冷却水である。

図２に示すように、貫通孔５４は、回転軸線方向において凹部５３の底面からハウジング本体５０Ａにおけるタービンハウジング６０側の端面まで貫通している。回転軸線方向から視たときに、３つの貫通孔５４は、可変ノズル機構１１０における３つの挿通孔１１１Ａと同じ部分に位置している。回転軸線方向から視たときに、貫通孔５４は、略真円形状である。

図３に示すように、貫通孔５４は、保持空間５４Ａ、及び接続空間５４Ｂを備えている。保持空間５４Ａは、貫通孔５４のうち、コンプレッサハウジング３０側の端を含む一部の空間である。すなわち、保持空間５４Ａは、凹部５３とつながっている。接続空間５４Ｂは、貫通孔５４のうち、保持空間５４Ａ以外の空間である。接続空間５４Ｂの内径は、可変ノズル機構１１０における挿通孔１１１Ａの内径と略同じであり、保持空間５４Ａの内径よりも小さくなっている。

図２に示すように、シールプレート４０は、ベアリングハウジング５０のハウジング本体５０Ａにおけるコンプレッサハウジング３０側の端面に固定されている。シールプレート４０は、略真円の板状になっている。シールプレート４０の外径は、ベアリングハウジング５０におけるハウジング本体５０Ａの外径よりも大きく、ベアリングハウジング５０における第２フランジ５０Ｃの外径よりも小さくなっている。シールプレート４０は、図示しないボルトによりベアリングハウジング５０のハウジング本体５０Ａの略中央部に固定されている。

シールプレート４０は、挿通孔４１、及び凹部４２を備えている。挿通孔４１は、回転軸線方向においてシールプレート４０を貫通している。回転軸線方向から視たときに、挿通孔４１は、シールプレート４０の略中央に位置している。連結シャフト８０は、挿通孔４１に挿通されている。凹部４２は、シールプレート４０におけるベアリングハウジング５０側の端面からコンプレッサハウジング３０に向かって窪んでいる。凹部４２は、回転軸線９０Ａを取り囲む略円環形状になっている。回転軸線方向から視たときに、凹部４２は、ベアリングハウジング５０の凹部５３と同じ部分に位置している。したがって、本実施形態において、シールプレート４０及びベアリングハウジング５０は、シールプレート４０の凹部４２とベアリングハウジング５０の凹部５３との間の空間を、冷却室２０Ａとして区画している。また、冷却室２０Ａの全域は、コンプレッサホイール７０よりも径方向外側に位置している。なお、シールプレート４０の凹部４２及びベアリングハウジング５０の凹部５３は略円環形状であるため、冷却室２０Ａは略円環形状である。

図４に示すように、シールプレート４０は、固定突起４６、及び仕切り４７を備えている。固定突起４６は、凹部４２における径方向外側の内周面から径方向内側に向かって突出している。回転軸線方向から視たときに、固定突起４６は、ベアリングハウジング５０における３つの貫通孔５４のうち、１つの貫通孔５４の近傍に位置している。

図５に示すように、仕切り４７は、凹部４２における底面からタービンハウジング６０に向かって突出している。仕切り４７の先端は、ベアリングハウジング５０における凹部５３の底面の近傍に位置している。図４に示すように、回転軸線方向から視たときに、仕切り４７は、ベアリングハウジング５０における導入孔５６及び排出孔５７の間に位置している。

図３に示すように、ターボチャージャ２０は、内周シール１７１、及び外周シール１７２を備えている。内周シール１７１は、回転軸線９０Ａを取り囲む略円環形状になっている。内周シール１７１は、ベアリングハウジング５０におけるハウジング本体５０Ａとシールプレート４０との間に位置している。内周シール１７１は、冷却室２０Ａよりも径方向内側に位置している。したがって、内周シール１７１は、冷却室２０Ａにおける径方向内側の部分をシールする。

外周シール１７２は、回転軸線９０Ａを取り囲む略円環形状になっている。外周シール１７２は、ベアリングハウジング５０における第２フランジ５０Ｃとシールプレート４０との間に位置している。外周シール１７２は、冷却室２０Ａよりも径方向外側に位置している。したがって、外周シール１７２は、冷却室２０Ａにおける径方向外側の部分をシールする。

図２に示すように、コンプレッサハウジング３０は、筒状部３０Ａ、及び円弧部３０Ｂを備えている。筒状部３０Ａは、略円筒形状になっている。筒状部３０Ａは、回転軸線９０Ａに沿って延びている。円弧部３０Ｂは、筒状部３０Ａの外周を取り囲むように延びており、略円弧形状になっている。

コンプレッサハウジング３０は、吸気が流通する空間として、導入通路３１、収容空間３２、接続通路３３、及びスクロール通路３４を区画している。導入通路３１は、筒状部３０Ａの内部空間のうち、シールプレート４０とは反対側の端、すなわち図２における左端を含む一部の空間である。導入通路３１の上流端は、コンプレッサハウジング３０よりも上流側の吸気通路１１に接続している。導入通路３１の下流端は、収容空間３２に接続している。収容空間３２は、筒状部３０Ａの内部空間のうち、導入通路３１以外の空間である。収容空間３２は、コンプレッサホイール７０を収容している。

スクロール通路３４は、円弧部３０Ｂの内部に位置している。スクロール通路３４は、コンプレッサホイール７０を取り囲むように周方向に延びている。スクロール通路３４の下流端は、コンプレッサハウジング３０よりも下流側の吸気通路１１に接続している。接続通路３３は、コンプレッサハウジング３０の筒状部３０Ａとシールプレート４０との間に位置しており、両者によって区画される空間である。接続通路３３は、収容空間３２とスクロール通路３４との間に位置しており、収容空間３２とスクロール通路３４とを接続している。回転軸線方向から視たときに、接続通路３３は、略円環形状になっている。

コンプレッサハウジング３０は、冷媒が流通する空間として、冷却通路３６を区画している。冷却通路３６は、筒状部３０Ａのうち、接続通路３３に近い部分に位置している。冷却通路３６は、コンプレッサホイール７０を取り囲む略円環形状になっている。冷却通路３６は、コンプレッサハウジング３０に接続された図示しない供給通路に接続している。そして、上記の供給通路を介して、冷媒が冷却通路３６を流通する。その結果、冷却通路３６は、当該冷却通路３６を流通する冷媒との熱交換により、筒状部３０Ａ等を冷却する。

図３に示すように、ターボチャージャ２０は、３つの貫通軸１２０、シール部材１３０、保持板１４０、ばね部材１５０、及び固定部材１６０を備えている。
各貫通軸１２０は、それぞれ貫通孔５４に挿通されている。したがって、３つの貫通軸１２０は、回転軸線９０Ａを中心とする円周上に位置している。また、３つの貫通軸１２０の位置関係は、回転軸線９０Ａを中心とした等角度間隔になっている。

図２及び図３に示すように、貫通軸１２０は、頭部１２１、大径部１２２、小径部１２３、及び固定端部１２４を備えている。大径部１２２は、略円柱形状になっている。大径部１２２の外径は、ベアリングハウジング５０における貫通孔５４の接続空間５４Ｂの内径と略同じになっている。大径部１２２は、ベアリングハウジング５０における貫通孔５４及び可変ノズル機構１１０における挿通孔１１１Ａに挿通されている。

頭部１２１は、大径部１２２の第１端に位置している。頭部１２１は、略円板形状になっている。頭部１２１の外径は、大径部１２２の外径よりも大きくなっている。頭部１２１は、支持部材１１１に連結している。すなわち、貫通軸１２０は、可変ノズル機構１１０に連結している。

図３に示すように、小径部１２３は、大径部１２２の第２端に位置している。小径部１２３は、略円柱形状になっている。小径部１２３の外径は、大径部１２２の外径よりも小さくなっている。

固定端部１２４は、小径部１２３における大径部１２２とは反対側の端に位置している。固定端部１２４は、略円板形状になっている。固定端部１２４の外径は、小径部１２３の外径よりも大きく、大径部１２２の外径と略同じになっている。

シール部材１３０は、ベアリングハウジング５０における保持空間５４Ａに位置している。シール部材１３０は、貫通軸１２０の大径部１２２を取り囲む略円環形状になっている。したがって、シール部材１３０は、貫通軸１２０における大径部１２２の外周面と貫通孔５４における保持空間５４Ａの内周面との隙間をシールする。

保持板１４０は、ベアリングハウジング５０における凹部５３の底面に位置している。保持板１４０は、回転軸線９０Ａを取り囲む略円環形状になっている。保持板１４０は、貫通孔５４における保持空間５４Ａを覆っている。保持板１４０は、挿通孔１４１を備えている。挿通孔１４１は、回転軸線方向において保持板１４０を貫通している。回転軸線方向から視たときに、挿通孔１４１は、貫通孔５４と同じ部分に位置している。挿通孔１４１の内径は、貫通孔５４における保持空間５４Ａの内径よりも小さく、貫通軸１２０における大径部１２２の外径よりも僅かに大きくなっている。したがって、保持板１４０におけるタービンハウジング６０側の端面と貫通孔５４における保持空間５４Ａの内面とが、回転軸線方向においてシール部材１３０を挟んでいる。すなわち、保持板１４０は、シール部材１３０を保持する。また、保持空間５４Ａは、保持板１４０における挿通孔１４１の内周面と貫通軸１２０における大径部１２２の外周面との隙間を介して、冷却室２０Ａとつながっている。

ばね部材１５０は、冷却室２０Ａ内に位置している。ばね部材１５０は、回転軸線９０Ａを取り囲む略円環形状になっている。すなわち、ばね部材１５０の軸線方向は、回転軸線方向と一致している。ばね部材１５０は、保持板１４０よりもコンプレッサハウジング３０に近い部分に位置している。ばね部材１５０は、貫通軸１２０よりも径方向内側、すなわち回転軸線９０Ａに近い部分に位置している。ばね部材１５０におけるタービンハウジング６０側の端面は、保持板１４０におけるコンプレッサハウジング３０側の端面に当接している。なお、ばね部材１５０は、回転軸線方向において圧縮された状態になっている。ばね部材１５０の一例は、コイルドウェーブスプリングである。なお、図３及び図５では、ばね部材１５０の形状を簡略化して図示している。

図３に示すように、固定部材１６０は、冷却室２０Ａ内に位置している。図４に示すように、固定部材１６０は、環状部１６１、３つの突出部１６２、及び３つの固定孔１６５を備えている。また、図５に示すように、固定部材１６０は、内周立設部１６３、及び３つの外周立設部１６４を備えている。

図４に示すように、環状部１６１は、回転軸線９０Ａを取り囲む略円環板形状になっている。環状部１６１の内径は、ばね部材１５０の内径よりも僅かに小さくなっている。環状部１６１の外径は、ばね部材１５０の外径よりも僅かに大きくなっている。回転軸線方向から視たときに、環状部１６１は、ばね部材１５０と同じ部分に位置している。環状部１６１におけるタービンハウジング６０側の端面は、ばね部材１５０におけるコンプレッサハウジング３０側の端面に当接している。したがって、ばね部材１５０は、コンプレッサハウジング３０に向かって固定部材１６０を押し出す。

突出部１６２は、環状部１６１の外周縁から径方向外側に突出している。回転軸線方向から視たときに、突出部１６２は、周方向において他の突出部１６２と離間しており、可変ノズル機構１１０における３つの挿通孔１１１Ａと同じ部分に位置している。また、３つの突出部１６２のうちの１つは、シールプレート４０における固定突起４６の近傍に位置している。回転軸線方向から視たときに、シールプレート４０における固定突起４６は、上記の突出部１６２に対して周方向の第１方向、すなわち図４において時計回り方向において隣り合っている。

図４に示すように、固定孔１６５は、回転軸線方向において環状部１６１及び突出部１６２を貫通している。固定孔１６５は、周方向に延びるような略長孔形状になっている。固定孔１６５における周方向の第１方向の一部分、すなわち図４において時計回り方向の一部分の内径は、貫通軸１２０における小径部１２３の外径と略同じであり、貫通軸１２０における固定端部１２４の外径よりも小さくなっている。固定孔１６５における周方向の第２方向の一部分、すなわち図４において反時計回り方向の一部分の内径は、固定孔１６５における周方向の第１方向の一部分の内径よりも大きく、貫通軸１２０における固定端部１２４の外径よりも大きくなっている。貫通軸１２０における小径部１２３は、固定部材１６０の固定孔１６５における周方向の第１方向の一部分に挿通されている。

図３に示すように、貫通軸１２０における固定端部１２４は、固定部材１６０の環状部１６１及び突出部１６２におけるコンプレッサハウジング３０側の端面に当接している。また、上述したように、ばね部材１５０は、コンプレッサハウジング３０に向かって固定部材１６０を押し出す。したがって、１つのばね部材１５０は、固定部材１６０を介して、コンプレッサハウジング３０に向かって３つの貫通軸１２０を押し出す。なお、これに伴い、可変ノズル機構１１０は、タービンハウジング６０のスクロール通路３４内において位置決めされる。

なお、固定部材１６０及びシールプレート４０は、以下のように取り付ける。先ず、固定部材１６０の固定孔１６５における周方向の第２方向の一部分に、貫通軸１２０を、貫通軸１２０における固定端部１２４から挿通する。そして、固定部材１６０を、貫通軸１２０に対して周方向の第２方向、すなわち図４において反時計回り方向に回転させることにより、貫通軸１２０における小径部１２３を、固定部材１６０の固定孔１６５における周方向の第１方向の一部分に挿通する。さらに、ベアリングハウジング５０に対してシールプレート４０を固定することにより、回転軸線方向から視たときに、シールプレート４０における固定突起４６を、３つの突出部１６２のうちの１つに対して周方向の第１方向、すなわち図４において時計回り方向において隣り合うように位置させる。その結果、シールプレート４０をベアリングハウジング５０に固定した状態では、シールプレート４０における固定突起４６と固定部材１６０における突出部１６２とが当接することにより、固定部材１６０が貫通軸１２０に対して周方向の第１方向、すなわち図４において時計回り方向に回転することが抑制される。

図３に示すように、内周立設部１６３は、環状部１６１の内周縁からタービンハウジング６０に向かって突出している。内周立設部１６３は、環状部１６１の内周縁全域に亘って延びており、略円環形状である。内周立設部１６３は、ばね部材１５０よりも径方向内側に位置している。

図５に示すように、外周立設部１６４は、環状部１６１の外周縁からタービンハウジング６０に向かって突出している。図４に示すように、各外周立設部１６４は、環状部１６１の外周縁のうち、周方向に並んだ２つの突出部１６２の間に位置している。３つの外周立設部１６４のうちの１つは、シールプレート４０における仕切り４７の近傍に位置している。

＜本実施形態の作用＞
図５において二点鎖線矢印で示すように、ベアリングハウジング５０における導入孔５６から冷却室２０Ａに冷媒が導入されると、図４において二点鎖線矢印で示すように、仕切り４７及び外周立設部１６４により、周方向の第１方向、すなわち図４において時計回り方向に冷媒が案内される。そして、冷却室２０Ａ内の冷媒は、周方向の第１方向に向かって流通する。こうして冷却室２０Ａを流通した冷媒は、ベアリングハウジング５０における排出孔５７から排出される。その結果、冷却室２０Ａは、当該冷却室２０Ａを流通する冷媒との熱交換により、貫通軸１２０及びシールプレート４０等を冷却する。

＜本実施形態の効果＞
（１）ターボチャージャ２０において、仮に、ばね部材１５０を収容する空間と冷却室２０Ａとを別個に設けると、それらを設けるスペースを確保することに起因してターボチャージャ２０が大型化することがある。

この点、本実施形態では、図３に示すように、ばね部材１５０が冷却室２０Ａ内に位置している。そのため、コンプレッサハウジング３０及びシールプレート４０に新たに冷却室を設けなくても、ばね部材１５０を収容する空間を、冷却室２０Ａとしても有効活用できる。したがって、冷却室２０Ａとばね部材１５０を収容する空間とをそれぞれ別個に設ける場合に比較して、ターボチャージャ２０の大型化を抑制できる。

（２）本実施形態において、ばね部材１５０は、コイルドウェーブスプリングである。一般的にコイルドウェーブスプリングの軸線方向の寸法は、例えばコイルバネの軸線方向の寸法に比べて小さい。また、一般的にコイルドウェーブスプリングは、例えば皿ばねに比べて、弾性変形量に応じた力の変化が小さいため、対象物に作用させる力を調整しやすい。したがって、ターボチャージャ２０では、ばね部材１５０から貫通軸１２０に作用する力として十分な力を確保しつつ、ばね部材１５０の軸線方向、すなわち回転軸線方向において当該ターボチャージャ２０が大型化することを抑制できる。

（３）本実施形態では、１つのばね部材１５０で全ての貫通軸１２０を押し出すことができるので、例えばばね部材１５０が複数設けられることに伴って部品点数が増加することを抑制できる。また、ばね部材１５０は回転軸線９０Ａを取り囲んでいるため、ばね部材１５０の径として大きな径を確保しやすい。その結果、例えば、ばね部材１５０が回転軸線９０Ａを取り囲んでいない構成に比べて、ばね部材１５０の弾性力を確保しやすい。

（４）シール部材１３０は、貫通軸１２０における大径部１２２の外周面とベアリングハウジング５０における貫通孔５４の内周面との間に位置している。これにより、貫通軸１２０における大径部１２２の外周面とベアリングハウジング５０における貫通孔５４の内周面との隙間を介して、タービンハウジング６０からコンプレッサハウジング３０に向かって流通する排気の量を抑制できる。

（５）シール部材１３０は、冷却室２０Ａにつながる保持空間５４Ａに位置している。保持空間５４Ａは、冷却室２０Ａにつながっているため、冷却室２０Ａを流通する冷媒の一部が流入する。これにより、保持空間５４Ａに流入した冷媒との熱交換によりシール部材１３０を冷却できる。

（６）保持板１４０におけるタービンハウジング６０側の端面と貫通孔５４における保持空間５４Ａの内面とが、回転軸線方向においてシール部材１３０を挟んでいる。そのため、シール部材１３０が保持板１４０に当接することにより、シール部材１３０がコンプレッサハウジング３０に近づくように位置ずれすることを抑制できる。その結果、例えば、シール部材１３０が保持空間５４Ａから冷却室２０Ａに位置ずれすることに起因して、シール部材１３０によるシール効果が得られなくなる、といった事態が発生することは防げる。

（７）ターボチャージャ２０では、コンプレッサホイール７０の回転によりコンプレッサハウジング３０内の吸気が圧縮されると、接続通路３３の吸気の温度が高くなる。そして、接続通路３３の吸気の温度が高くなることに起因して、シールプレート４０におけるコンプレッサホイール７０よりも径方向外側の部分の温度が高くなりやすい。

この点、冷却室２０Ａの全域は、コンプレッサホイール７０よりも径方向外側に位置している。そのため、冷却室２０Ａを流通する冷媒との熱交換により、シールプレート４０におけるコンプレッサホイール７０よりも径方向外側の部分の温度が高くなることを抑制できる。

（８）本実施形態において、内周立設部１６３は、ばね部材１５０よりも径方向内側に位置している。したがって、ばね部材１５０の径方向の移動が内周立設部１６３により規制される。そのため、ばね部材１５０の過度な位置ずれは防げる。

（９）本実施形態では、導入孔５６と排出孔５７との間に仕切り４７が存在している。そして、仕切り４７と外周立設部１６４とによって、周方向に延びる通路が区画されている。したがって、冷却室２０Ａ内に供給された冷媒は、当該冷却室２０Ａを周方向に流通し、冷却室２０Ａ全体にいきわたりやすい。

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

「ばね部材について」
・上記実施形態において、ばね部材１５０は、コイルドウェーブスプリングに限らない。例えば、ばね部材１５０として、皿ばね及びコイルバネを採用してもよい。なお、この構成においても、ばね部材１５０が冷却室２０Ａ内に位置していれば、ターボチャージャが大型化することは抑制できる。

・上記実施形態において、ばね部材１５０は１つである必要はなく、ばね部材１５０を複数設けてもよい。例えば、１つの貫通軸１２０につき、１つのばね部材１５０を設けてもよい。

「貫通軸について」
・上記実施形態において、複数の貫通軸１２０の位置関係は変更できる。例えば、複数の貫通軸１２０の位置関係は、回転軸線９０Ａを中心とした等角度間隔になっていなくてもよい。なお、貫通軸１２０により可変ノズル機構１１０を安定して位置決めする観点では、複数の貫通軸の位置関係は、回転軸線９０Ａを中心とした等角度間隔になっていることが好ましい。

・上記実施形態において、貫通軸１２０の数は変更できる。例えば、貫通軸１２０は、２つ以下であったり、４つ以上であったりしてもよい。さらに、貫通軸１２０は、複数設けなくてもよく、１つであってもよい。

「保持板について」
・上記実施形態において、保持板１４０を省略してもよい。例えば、回転軸線方向においてシール部材１３０が位置ずれする可能性が低いのであれば、保持板１４０を省略できる。なお、具体例としては、貫通軸１２０の外周面に環状の溝を設け、その溝にシール部材１３０を取り付けることによりシール部材１３０の位置ずれを抑制できる。

「保持空間について」
・上記実施形態において、保持空間５４Ａは、冷却室２０Ａにつながっていなくてもよい。具体例としては、保持空間５４Ａは、保持板１４０における挿通孔１４１の内周面と貫通軸１２０における大径部１２２の外周面との隙間を介して冷却室２０Ａとつながっていなくても、保持板１４０を介した熱伝達により、冷却室２０Ａを流通する冷媒と熱交換できる。

「シール部材について」
・上記実施形態において、シール部材１３０の位置は変更できる。例えば、シール部材１３０は、貫通軸１２０における大径部１２２の外周面と貫通孔５４における保持空間５４Ａの内周面との隙間をシールできるのであれば、貫通孔５４におけるタービンハウジング６０側の端部に位置していてもよい。

・上記実施形態において、シール部材１３０を省略してもよい。貫通軸１２０における大径部１２２の外周面と貫通孔５４における保持空間５４Ａの内周面との隙間が比較的に小さい場合には、シール部材１３０を省略したとしても、その影響は小さい。

「冷却室について」
・上記実施形態において、冷却室２０Ａの形状は変更できる。例えば、冷却室２０Ａは、コンプレッサホイール７０よりも径方向外側に位置していなくてもよい。なお、シールプレート４０におけるコンプレッサホイール７０よりも径方向外側の部分を冷却する観点では、冷却室２０Ａの少なくとも一部は、コンプレッサホイール７０よりも径方向外側に位置していることが好ましい。

・また、冷却室２０Ａは略円環形状である必要はなく、冷却室２０Ａは、例えば、円弧形状であってもよい。なお、回転軸線９０Ａの周りに位置する貫通軸１２０等を効率よく冷却する観点では、冷却室２０Ａは、略円環形状であることが好ましい。

・なお、冷却室２０Ａを設けるにあたって、シールプレート４０及びベアリングハウジング５０の形状は適宜変更すればよい。したがって、シールプレート４０の凹部４２及びベアリングハウジング５０の凹部５３を省略してもよく、シールプレート４０及びベアリングハウジング５０の間に冷却室２０Ａを区画できればよい。

「その他の構成について」
・上記実施形態において、固定部材１６０の形状は変更できる。例えば、固定部材１６０のうち、内周立設部１６３を省略してもよい。また、例えば、固定部材１６０のうち、外周立設部１６４を省略してもよい。なお、この構成においても、導入孔５６から冷却室２０Ａに導入された冷媒は、概ね排出孔５７に向かって流通するため、冷却室２０Ａを流通する冷媒の量が比較的に多ければ、冷媒との熱交換により貫通軸１２０等を冷却できる。

・上記実施形態において、固定部材１６０を省略してもよい。例えば、貫通軸１２０に対してばね部材１５０を直接取り付ければ、固定部材１６０を省略することもできる。
・上記実施形態において、シールプレート４０の形状は変更できる。例えば、固定突起４６は省略してもよい。また、例えば、仕切り４７は省略してもよい。なお、仕切り４７を省略する場合には、例えば、ベアリングハウジング５０における凹部５３の底面から仕切りを突出させて、冷媒の流れを調整することが好ましい。

１０…内燃機関
２０…ターボチャージャ
２０Ａ…冷却室
３０…コンプレッサハウジング
４０…シールプレート
５０…ベアリングハウジング
５４…貫通孔
５４Ａ…保持空間
５４Ｂ…接続空間
６０…タービンハウジング
７０…コンプレッサホイール
８０…連結シャフト
９０…タービンホイール
９０Ａ…回転軸線
１１０…可変ノズル機構
１２０…貫通軸
１３０…シール部材
１４０…保持板
１４１…挿通孔
１５０…ばね部材
１６０…固定部材

Claims (7)

1. 排気の流通により回転するタービンホイールと、
   前記タービンホイールを収容するタービンハウジングと、
   前記タービンハウジングに固定されるベアリングハウジングと、
   前記ベアリングハウジングに固定されるコンプレッサハウジングと、
   前記ベアリングハウジング及び前記コンプレッサハウジングの間に位置するシールプレートと、
   前記タービンハウジングの内部に位置し、前記タービンホイールへ流通する排気の量を調整する可変ノズル機構と、
   前記ベアリングハウジングを貫通しており、前記可変ノズル機構に連結している貫通軸と、
   前記貫通軸を、前記コンプレッサハウジングに向かって押し出すばね部材と、
   を備えるターボチャージャであって、
   前記ベアリングハウジング及び前記シールプレートは、冷媒が流通する冷却室を区画しており、
   前記ばね部材は、前記冷却室内に位置している
   ターボチャージャ。
2. 前記ばね部材は、コイルドウェーブスプリングである
   請求項１に記載のターボチャージャ。
3. 前記貫通軸は、前記タービンホイールの回転軸線を中心とする円周上に複数設けられており、
   前記コイルドウェーブスプリングは、前記回転軸線を取り囲んでおり、
   １つの前記コイルドウェーブスプリングは、全ての前記貫通軸を、前記コンプレッサハウジングに向かって押し出している
   請求項２に記載のターボチャージャ。
4. 前記ベアリングハウジングは、前記貫通軸が挿通される貫通孔を有し、
   前記貫通軸の外周面と前記貫通孔の内周面との間には、前記貫通軸と前記貫通孔との隙間をシールするシール部材が位置している
   請求項１～請求項３の何れか一項に記載のターボチャージャ。
5. 前記ベアリングハウジングは、前記シール部材を保持する保持空間を区画しており、
   前記保持空間は、前記冷却室とつながっている
   請求項４に記載のターボチャージャ。
6. 前記ベアリングハウジングには、前記シール部材を保持する保持板が取り付けられており、
   前記保持空間の内面と前記保持板の端面とが、前記シール部材を挟んでいる
   請求項５に記載のターボチャージャ。
7. 前記コンプレッサハウジングは、前記タービンホイールに連結されたコンプレッサホイールを収容しており、
   前記タービンホイールの回転軸線に直交する方向を径方向としたとき、
   前記冷却室の少なくとも一部は、前記コンプレッサホイールよりも径方向外側に位置している
   請求項１～請求項６の何れか一項に記載のターボチャージャ。

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