JP3987624B2 - 可変容量型ターボチャージャ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変容量型ターボチャージャに関し、詳しくは、タービン側部分のノズルベーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ターボチャージャとして回転量を調整するために可変容量型ターボチャージャが用いられており、この可変容量型ターボチャージャとして、例えば、実公平８−７０６１号公報，実開平３−９２５０２号公報，実開平７−００８５５３号公報に示すものが開示されている。可変容量型ターボチャージャにおいては、タービン側部分に供給された排ガスの量をノズルベーンの開閉により調整する排ガス量調整手段が装着されている。
【０００３】
図１４ないし図１６は、この種の可変容量型ターボチャージャの一例を示す。
可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の排ガス量調整手段について、図１４ないし図１６により説明する。
図において、符号１０１は可変容量型ターボチャージャで、可変容量型ターボチャージャ１０１は、排ガスを取り込んで回転軸１０２を回転させるタービン側部分１０３と、回転軸１０２により回転されるコンプレッサ側部分１０４とで構成されている。
【０００４】
タービン側部分１０３は、タービンハウジング１０５と、タービン翼車１０６と、排ガス量調整手段１０７とを備えている。
タービンハウジング１０５は、排ガスを取り込む入口部１０８と、内壁面１０９Ａに沿って排ガスを旋回させる渦巻室１０９と、排ガスを排出する出口部１１０とで構成されている。
【０００５】
タービン翼車１０６は、多数のタービン翼１１１を回転軸１０２に放射状に配置してなる。
排ガス量調整手段１０７は、多数のノズルベーン１１２と、ノズルベーン開閉機構１０７Ａとで構成されている。
ノズルベーン１１２は、タービン翼車１０６の外周に所定のノズルベーン間隔で円周状に配列されている。
【０００６】
ノズルベーン開閉機構１０７Ａは、固定リング１１３に各ノズルベーン１１２に対応して軸支され各ノズルベーン１１２にそれぞれ一体に設けられたシャフト１１３Ａと、各シャフト１１３Ａにそれぞれ回動自在に設けられた多数のレバー１１４と、固定リング１１３の外周に配置され、多数のレバー１１４を同時に回動させる可動リング１１５と、可動リング１１５を、回転軸１０２の回りに一定角度回転させるエアシリンダからなるアクチュエータ１１６とで構成されており、アクチュエータ１１６で可動リング１１５を回動させることにより、すべてのノズルベーン１１２は開閉自在になっており、すべての開度は同じになっている。
【０００７】
上述のノズルベーン１１２は、長さが同じで、翼頭から翼尾に至る形状が湾曲形状に構成され、ノズルベーン間隔Ｐ0 を等しくして配列されている。シャフト１１３Ａの位置は、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にある。
そして、エンジン低速域においては、タービンハウジング１０５内に取り込まれる排ガスの流量が少なく、この場合には、ノズルベーン１１２の開度が小さく設定されてタービン翼１１１に対する流入角度が大きくとられ、反動度が大きくなっている。
【０００８】
一方、エンジン高速域においては、タービンハウジング１０５内に取り込まれる排ガスの流量が多く、この場合には、ノズルベーン１１２の開度が大きく設定されてタービン翼１１１に対する流入角度が小さくとられ、反動度が小さくなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の可変容量型ターボチャージャ１０１においては、タービンハウジング１０５の渦巻室１０９内における排ガス旋回方向の上流側領域では、排ガスの排圧及び流量が大きく、排ガスエネルギが大きくなっており、排ガス旋回方向の下流側領域では、排ガスの排圧及び流量が小さく、排ガスエネルギが小さくなっていることが、確認されている。
【００１０】
ノズルベーン１１２は、大きさが同じになっているので、排ガス旋回方向の上流側領域では、排ガスエネルギに比してノズルベーン１１２が小さく、排ガス旋回方向の下流側領域では、排ガスエネルギに比してノズルベーン１１２が大きくなっている。そのため、特に排ガス旋回方向の下流側領域では、排ガスエネルギの排圧損失が大きく、可変容量型ターボチャージャ１０１の回転効率を充分に高くできないという問題があった。
【００１１】
また、回転接触部（図示せず）における摩擦による排気温度の上昇が顕著で、例えばタービン翼車１０６の耐久性を充分に確保することができないという問題があった。
また、ノズルベーン１１２は、タービン翼車１０６の外周に円周方向に沿って等しいノズルベーン間隔で配列されているので、排ガス旋回方向の上流側領域に合わせて、排ガスエネルギを取り込むノズルベーン間隔を決定した場合には、排ガス旋回方向の下流側領域では、排ガスエネルギを取り込むにはノズルベーン間隔が狭すぎ、ノズルベーン１１２が配置されていても、充分に排ガスエネルギを取り込むことができず、ノズルベーン１１２が有効に活用されず、排圧損失が大きく、回転接触部における摩擦による排気温度の上昇が顕著で、可変容量型ターボチャージャ１０１の回転効率を高くできないという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、排圧損失を小さくして、回転効率を向上させることができる可変容量型ターボチャージャを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、排ガスを取り込んで内壁面に沿って旋回させるタービンハウジングと、タービンハウジング内に配置され、多数のタービン翼を回転軸に放射状に配置してなるタービン翼車と、タービン翼車の外周に所定のノズルベーン間隔で円周状に配列された開閉自在の多数のノズルベーンとを備えた可変容量型ターボチャージャにおいて、任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長く構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の可変容量型ターボチャージャにおいて、ノズルベーンの長さが等しいことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の可変容量型ターボチャージャにおいて、ノズルベーンの長さがタービンハウジング内の排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、排ガスを取り込んで内壁面に沿って旋回させるタービンハウジングと、タービンハウジング内に配置され、多数のタービン翼を回転軸に放射状に配置してなるタービン翼車と、タービン翼車の外周に所定のノズルベーン間隔で円周状に配列された開閉自在の多数のノズルベーンとを備えた可変容量型ターボチャージャにおいて、ノズルベーンは、タービンハウジング内の排ガス旋回方向の上流側からほぼ１８０°に亘って配置されていることを特徴とする。
【００１６】
（作用）
請求項１ないし請求項３記載の発明においては、排ガス旋回方向の下流側領域に行くに従ってノズルベーンの枚数が少なくなり、ノズルベーンによる抵抗が少なくなる。
請求項４記載の発明においては、ノズルベーンは、タービンハウジング内の排ガス旋回方向の上流側からほぼ１８０°に亘って配置されているので、排ガスの旋回方向の下流側領域では、ノズルベーンによる抵抗を受けない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。
図１，図２により本発明の前提となる実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャについて説明する。なお、本発明の前提となる実施の形態においては、可変容量型ターボチャージャの全体構造は従来例と基本的に共通であり、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、要旨部分についてのみ説明する。
【００２０】
図１において、タービン翼車１０６の外周に多数のノズルベーン１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３が円周状に配列されている。ノズルベーン１，２，・・・，１３は、それぞれ各シャフト１１３Ａに回動自在に設けられている。シャフト１１３Ａの位置は、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にあり、隣接するシャフト１１３Ａ間の間隔（ピッチ）は同じ長さＰ0 になっている。
【００２１】
任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２は、ノズルベーン２，・・・，１３の排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３より長く構成されており、ノズルベーン１の長さ寸法＞ノズルベーン２の長さ寸法，ノズルベーン２の長さ寸法＞ノズルベーン３の長さ寸法，・・・，ノズルベーン１２の長さ寸法＞ノズルベーン１３の長さ寸法となっている。すなわち、ノズルベーン１，２，・・・，１３は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなっている。
【００２２】
図２は、可変容量型ターボチャージャ１０１のタービン側部分１０３の排ガス旋回方向に沿った図１の展開図である。図において、横軸は、排ガス旋回方向の基準位置からの角度を示す。基準位置（角度０°）は、タービンハウジング１０５に取り込まれた排ガスが旋回する際における排ガス旋回方向の出発位置となっている。縦軸のＸ寸法は、回転軸１０２の軸心１０２Ａからタービンハウジング１０５の渦巻室１０９の内壁面１０９Ａまでの距離を示す。
【００２３】
図には、排ガス旋回方向の下流に行くに従って、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２は、該ノズルベーン１，２，・・・，１２の排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３より長く構成されていることが示されている。
任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから外側先端部１Ａ，２Ａ，・・・，１２Ａまでの長さ寸法は、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから外側先端部２Ａ，・・・，１３Ａまでの長さ寸法より長く構成されていることが示されている。
【００２４】
任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから内側先端部１Ｂ，２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法は、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから内側先端部２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法より長く構成されていることが示されている。
【００２５】
しかして、本実施の形態においては、エンジン低速域においては、タービンハウジング１０５内に取り込まれる排ガスの流量が少なく、この場合には、ノズルベーン１，２，・・・，１３の開度が小さく設定されてタービン翼１１１に対する流入角度が大きくとられ、反動度が大きくなっている。
一方、エンジン高速域においては、タービンハウジング１０５内に取り込まれる排ガスの流量が多く、この場合には、ノズルベーン１，２，・・・，１３の開度が大きく設定されてタービン翼１１１に対する流入角度が小さくとられ、反動度が小さくなっている。
【００２６】
そして、タービンハウジング１０５の渦巻室１０９内における排ガスエネルギは、流量×排圧で与えられ、流量及び排圧は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って小さくなる。
ノズルベーン１，２，・・・，１３は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなっているので、排ガス旋回方向の上流側領域では、タービン翼車１０６に取り込まれる排ガスエネルギが大きく、排ガス旋回方向の下流側領域では、タービン翼車１０６に取り込む排ガスエネルギが小さくなっている。従って、排ガスエネルギがタービン翼車１０６に効率良く取り込まれる。
【００２７】
以上の如き構成によれば、排ガスエネルギをタービン翼車１０６に効率良く取り込むことができるので、排圧損失を少なくし、回転効率を向上させることができる。
【００２８】
また、回転接触部における摩擦による排気温度の上昇を少なくし、例えば、タービン翼車１０６の耐久性を充分に確保することができる。
また、隣接するノズルベーン１，２，・・・，１３間の排ガス取込長さであるスロート部は、排ガスの旋回方向の上流で長くなり、排圧エネルギに応じて設定されている。従って、排ガスエネルギを効率良く取り込み、排圧損失を少なくし、回転効率を向上させることができる。
【００２９】
さらに、排ガス旋回方向の下流側領域に行くに従って、ノズルベーン１，２，・・・，１３は小さくなっているので、排ガス旋回方向の下流側領域に行くに従って、径方向にタービンハウジング１０５の渦巻室１０９を従来の寸法よりも縮め、タービンハウジング１０５の渦巻室１０９をコンパクトにし、軽量化を図ることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、ノズルベーン１１２は、翼頭から翼尾に至る形状が湾曲形状に構成されているが、例えば、直線形状に構成することもできる。
また、本実施の形態においては、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから外側先端部１Ａ，２Ａ，・・・，１３Ａまでの長さ寸法は、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから外側先端部２Ａ，・・・，１３Ａまでの長さ寸法より長く構成され、且つ、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから内側先端部１Ｂ，２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法は、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ｂから内側先端部２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法より長く構成されているが、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから外側先端部１Ａ，２Ａ，・・・，１２Ａまでの長さ寸法を、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから外側先端部２Ａ，・・・，１３Ａまでの長さ寸法より長く構成し、且つ、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから内側先端部１Ｂ，２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法を同じにすることもできる。或いは、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから外側先端部１Ａ，２Ａ，・・・，１３Ａまでの長さ寸法を同じにし、且つ、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから内側先端部１Ｂ，２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法を、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ｂから内側先端部２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法より長く構成することもできる。
【００３１】
そして、本実施の形態においては、ノズルベーン１，２，・・・，１３は、ノズルベーン１からノズルベーン１３に至るまで、排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなる例について述べたが、かかる例に限定されず、図３，図４，図５に示すようにすることもできる。
図３において、ノズルベーン１，２，３，４，５，６は、長さが同じで、ノズルベーン６，７，８，９，１０，１１，１２，１３は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなっている。
【００３２】
図４において、ノズルベーン１，２，３，４，５，６は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなっており、ノズルベーン７，８，９，１０，１１，１２，１３は、長さが同じでになっている。
図５において、ノズルベーン１，２，３，４，５は、長さが同じになっており、ノズルベーン５はノズルベーン６より長く、ノズルベーン６，７，８，９は、長さが同じになっており、ノズルベーン９はノズルベーン１０より長く、ノズルベーン１０，１１，１２，１３は、長さが同じになっている。
【００３３】
その上、本実施の形態においては、任意の円周位置のノズルベーンを、該ノズルベーンの排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーンより長く構成することにより、任意の円周位置のノズルベーンを、タービンハウジング内の排ガス旋回方向の該ノズルベーンの円周位置における排圧エネルギに応じた大きさに構成する例について説明したが、ノズルベーンの幅寸法を変えることにより、任意の円周位置のノズルベーンを、タービンハウジング内の排ガス旋回方向の該ノズルベーンの円周位置における排圧エネルギに応じた大きさに構成することもできる。
【００３４】
加えて、本実施の形態においては、可変容量型ターボチャージャのノズルベーンのノズルベーン間隔は、等しくなっているが、排ガス旋回方向に沿ってノズルベーン間隔を徐々に拡大することにより、図１０及び図１３に示す可変容量型ターボチャージャを構成することもできる。
図１０により、ノズルベーン間隔を徐々に拡大した構成の可変容量型ターボチャージャについて説明する。なお、図において、可変容量型ターボチャージャーの全体構造は従来例と基本的に共通であり、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、要旨部分についてのみ説明する。
【００３５】
図において、タービン翼車１０６の外周に多数のノズルベーン４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０が円周状に配列されている。ノズルベーン４１，４２，・・・，５０は、図１と同様にして、それぞれ各シャフト１１３Ａに回動自在に設けられ、シャフト１１３Ａの位置は、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にある。
【００３６】
ノズルベーン４１の長さ寸法＞ノズルベーン４２の長さ寸法，ノズルベーン４２の長さ寸法＞ノズルベーン４３の長さ寸法，・・・，ノズルベーン４９の長さ寸法＞ノズルベーン５０の長さ寸法となり、任意の円周位置のノズルベーン４１，４２，・・・，４９は、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン４２，・・・，４９より長く構成されている。すなわち、ノズルベーン４１，４２，・・・，４０は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って短くなっている。
【００３７】
ノズルベーン４１とノズルベーン４２のノズルベーン間隔をＰ41とし、
ノズルベーン４２とノズルベーン４３のノズルベーン間隔をＰ42とし、
ノズルベーン４３とノズルベーン４４のノズルベーン間隔をＰ43とし、
ノズルベーン４４とノズルベーン４５のノズルベーン間隔をＰ44とし、
ノズルベーン４５とノズルベーン４６のノズルベーン間隔をＰ45とし、
ノズルベーン４６とノズルベーン４７のノズルベーン間隔をＰ46とし、
ノズルベーン４７とノズルベーン４８のノズルベーン間隔をＰ47とし、
ノズルベーン４８とノズルベーン４９のノズルベーン間隔をＰ48とし、
ノズルベーン４９とノズルベーン５０のノズルベーン間隔をＰ49とし、
ノズルベーン５０とノズルベーン４１のノズルベーン間隔をＰ50とすれば、
Ｐ41＜Ｐ42＜Ｐ43＜Ｐ44＜Ｐ45＜Ｐ46＜Ｐ47＜Ｐ48＜Ｐ49＜Ｐ50に設定されている。すなわち、任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長く構成されている。
【００３８】
かかる構成の可変容量型ターボチャージャによれば、本実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャと同様な効果を奏する。
図１３により、ノズルベーン間隔を徐々に拡大した他の構成の可変容量型ターボチャージャについて説明する。なお、図において、可変容量型ターボチャージャーの全体構造は従来例と基本的に共通であり、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、要旨部分についてのみ説明する。
【００３９】
図において、シャフト１１３Ａの位置は、図１と同様にして、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にある。
図において、タービン翼車１０６の外周に多数のノズルベーン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７が配列され、図１と同様にして、ノズルベーン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７は、それぞれ各シャフト１１３Ａに回動自在に設けられている。
【００４０】
ノズルベーン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７はタービンハウジング１０５内の排ガス旋回方向の上流側領域にのみ位置している。
ノズルベーン５１の長さ寸法＞ノズルベーン５２の長さ寸法，ノズルベーン５２の長さ寸法＞ノズルベーン５３の長さ寸法，・・・，ノズルベーン５６の長さ寸法＞ノズルベーン５７の長さ寸法となり、任意の円周位置のノズルベーン５１，５２，・・・，５７は、該ノズルベーン５１，・・・，５７の排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン５２，・・・，５６より長く構成されている。すなわち、ノズルベーン５１，５２，・・・，５７は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って短くなっている。
【００４１】
ノズルベーン５１とノズルベーン５２のノズルベーン間隔をＰ51とし、
ノズルベーン５２とノズルベーン５３のノズルベーン間隔をＰ52とし、
ノズルベーン５３とノズルベーン５４のノズルベーン間隔をＰ53とし、
ノズルベーン５４とノズルベーン５５のノズルベーン間隔をＰ54とし、
ノズルベーン５５とノズルベーン５６のノズルベーン間隔をＰ55とし、
ノズルベーン５６とノズルベーン５７のノズルベーン間隔をＰ56とし、
ノズルベーン５７とノズルベーン５１のノズルベーン間隔をＰ57とすれば、
Ｐ51＜Ｐ52＜Ｐ53＜Ｐ54＜Ｐ55＜Ｐ56＜Ｐ57に設定されている。すなわち、任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長く構成されている。
【００４２】
かかる構成の可変容量型ターボチャージャによれば、本実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャと同様な効果を奏する。
図６，図７により請求項１記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャについて説明する。なお、本実施の形態においては、可変容量型ターボチャージャの全体構造は従来例と基本的に共通であり、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、要旨部分についてのみ説明する。
【００４３】
図において、タービン翼車１０６の外周に多数のノズルベーン１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０が円周状に配列されている。ノズルベーン１１，１２，・・・，２０は、それぞれ各シャフト１１３Ａに回動自在に設けられ、シャフト１１３Ａの位置は、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にある。
【００４４】
ノズルベーン１１とノズルベーン１２のノズルベーン間隔をＰ11とし、
ノズルベーン１２とノズルベーン１３のノズルベーン間隔をＰ12とし、
ノズルベーン１３とノズルベーン１４のノズルベーン間隔をＰ13とし、
ノズルベーン１４とノズルベーン１５のノズルベーン間隔をＰ14とし、
ノズルベーン１５とノズルベーン１６のノズルベーン間隔をＰ15とし、
ノズルベーン１６とノズルベーン１７のノズルベーン間隔をＰ16とし、
ノズルベーン１７とノズルベーン１８のノズルベーン間隔をＰ17とし、
ノズルベーン１８とノズルベーン１９のノズルベーン間隔をＰ18とし、
ノズルベーン１９とノズルベーン２０のノズルベーン間隔をＰ19とし、
ノズルベーン２０とノズルベーン１１のノズルベーン間隔をＰ20とすれば、
Ｐ11＜Ｐ12＜Ｐ13＜Ｐ14＜Ｐ15＜Ｐ16＜Ｐ17＜Ｐ18＜Ｐ19＜Ｐ20に設定されている。すなわち、任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長く構成されている。
【００４５】
ノズルベーン１１，１２，・・・，２０の長さは同じになっており、ノズルベーン１１，１２，・・・，２０のシャフト１１３Ａから外側先端部１１Ａ，１２Ａ，・・・，２０Ａまでの長さ、内側先端部１１Ｂ，１２Ｂ，・・・，２０Ｂまでの長さは同じになっている。
図７は、可変容量型ターボチャージャ１０１のタービン側部分１０３の排ガス旋回方向に沿った図１の展開図であり、その見方は図１と同様なので、その説明を省略する。図には、ノズルベーン間隔が排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次広くなる例が示されている。
【００４６】
しかして、排ガス旋回方向の下流側領域に行くに従ってノズルベーンの枚数が少なくなり、ノズルベーンによる抵抗が少なくなり、それだけ排圧損失が少なくなる。
以上の如き構成によれば、排圧損失を少なくし、回転効率を向上させることができ、また、重量が軽減され、回転接触部における摩擦による排気温度の上昇を少なくし、例えば、タービン翼車の耐久性を充分に確保することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、ノズルベーン１１２は、翼頭から翼尾に至る形状が湾曲形状に構成されているが、例えば、直線形状に構成することもできる。
また、本実施の形態においては、任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長くなっている構成として、ノズルベーン間隔が排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次広くなる例を挙げて説明したが、かかる例に限定されない。例えば、図８，図１１に示す例が挙げられる。
【００４８】
図において、ノズルベーン間隔は次のように定義される。
ノズルベーン２１とノズルベーン２２のノズルベーン間隔をＰ21とし、
ノズルベーン２２とノズルベーン２３のノズルベーン間隔をＰ22とし、
ノズルベーン２３とノズルベーン２４のノズルベーン間隔をＰ23とし、
ノズルベーン２４とノズルベーン２５のノズルベーン間隔をＰ24とし、
ノズルベーン２５とノズルベーン２６のノズルベーン間隔をＰ25とし、
ノズルベーン２６とノズルベーン２７のノズルベーン間隔をＰ26とし、
ノズルベーン２７とノズルベーン２８のノズルベーン間隔をＰ27とし、
ノズルベーン２８とノズルベーン２９のノズルベーン間隔をＰ28とし、
ノズルベーン２９とノズルベーン２１のノズルベーン間隔をＰ29としている。
【００４９】
Ｐ21＝Ｐ22＝Ｐ23＝Ｐ24＝Ｐ25＝Ｐ26で、Ｐ26＜Ｐ27＜Ｐ28＜Ｐ29に設定されている。
かかる構成によれば、請求項３記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャと同様の効果を奏する。
そして、本実施の形態においては、ノズルベーンの長さが等しい場合について説明したが、図１０の可変容量型ターボチャージャにて説明したように、ノズルベーンの長さを変えることもできる。
【００５０】
図９，図１２により請求項４記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャについて説明する。なお、本実施の形態においては、可変容量型ターボチャージャの全体構造は従来例と基本的に共通であり、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、要旨部分についてのみ説明する。
図において、タービン翼車１０６の外周に多数のノズルベーン３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７が配列され、ノズルベーン３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７はタービンハウジング１０５内の排ガス旋回方向の上流側領域の上流側からほぼ１８０°に亘って配置されている。
【００５１】
ノズルベーン３１，３２，・・・，３７は、それぞれ各シャフト１１３Ａに回動自在に設けられ、シャフト１１３Ａの位置は、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にある。
ノズルベーン３１とノズルベーン３２のノズルベーン間隔をＰ31とし、
ノズルベーン３２とノズルベーン３３のノズルベーン間隔をＰ32とし、
ノズルベーン３３とノズルベーン３４のノズルベーン間隔をＰ33とし、
ノズルベーン３４とノズルベーン３５のノズルベーン間隔をＰ34とし、
ノズルベーン３５とノズルベーン３６のノズルベーン間隔をＰ35とし、
ノズルベーン３６とノズルベーン３７のノズルベーン間隔をＰ36とし、
ノズルベーン３７とノズルベーン３１のノズルベーン間隔をＰ37とすれば、
Ｐ31＝Ｐ32＝Ｐ33＝Ｐ34＝Ｐ35＝Ｐ36で、Ｐ36＜Ｐ37に設定されている。ノズルベーン間隔Ｐ37には、ノズルベーンは配置されていない。
【００５２】
請求項４記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャによれば、請求項１記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャと同様な効果を奏する。
なお、本実施の形態においては、ノズルベーン１１２は、翼頭から翼尾に至る形状が湾曲形状に構成されているが、例えば、直線形状に構成することもできる。
【００５３】
また、本実施の形態においては、ノズルベーンの長さが等しい場合について説明したが、図１３の可変容量型ターボチャージャにて説明したように、ノズルベーンの長さを変えることもできる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１〜請求項４記載の発明によれば、排ガス旋回方向の下流側領域に行くに従ってノズルベーンの枚数が少なくなり、ノズルベーンによる抵抗が少なくなり、それだけ排圧損失が少なくなる。回転効率を向上させることができる。
排ガスエネルギを効率良く取り込むことができるので、排圧損失を少なくし、回転効率を向上させることができる。
また、回転接触部における摩擦による排気温度の上昇を少なくし、例えば、タービン翼車の耐久性を充分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の前提となる発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャのタービン側部分を示す横断面図である。
【図２】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図３】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の第１の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図４】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の第２の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図５】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の第３の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図６】 請求項１記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャのタービン側部分を示す横断面図である。
【図７】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図８】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の第１の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図９】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の第２の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図１０】 本発明の前提となるの発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャのタービン側部分に係わり、第４の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図１１】 図８の可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の正面図である。
【図１２】 図９の可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の正面図である。
【図１３】 本発明の前提となる発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャのタービン側部分に係わり、第５の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図１４】 従来における可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の横断面図である。
【図１５】 同可変容量型ターボチャージャの側面断面図である。
【図１６】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分におけるノズルベーンの開閉機構の説明図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変容量型ターボチャージャに関し、詳しくは、タービン側部分のノズルベーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ターボチャージャとして回転量を調整するために可変容量型ターボチャージャが用いられており、この可変容量型ターボチャージャとして、例えば、実公平８−７０６１号公報，実開平３−９２５０２号公報，実開平７−００８５５３号公報に示すものが開示されている。可変容量型ターボチャージャにおいては、タービン側部分に供給された排ガスの量をノズルベーンの開閉により調整する排ガス量調整手段が装着されている。
【０００３】
図１４ないし図１６は、この種の可変容量型ターボチャージャの一例を示す。
可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の排ガス量調整手段について、図１４ないし図１６により説明する。
図において、符号１０１は可変容量型ターボチャージャで、可変容量型ターボチャージャ１０１は、排ガスを取り込んで回転軸１０２を回転させるタービン側部分１０３と、回転軸１０２により回転されるコンプレッサ側部分１０４とで構成されている。
【０００４】
タービン側部分１０３は、タービンハウジング１０５と、タービン翼車１０６と、排ガス量調整手段１０７とを備えている。
タービンハウジング１０５は、排ガスを取り込む入口部１０８と、内壁面１０９Ａに沿って排ガスを旋回させる渦巻室１０９と、排ガスを排出する出口部１１０とで構成されている。
【０００５】
タービン翼車１０６は、多数のタービン翼１１１を回転軸１０２に放射状に配置してなる。
排ガス量調整手段１０７は、多数のノズルベーン１１２と、ノズルベーン開閉機構１０７Ａとで構成されている。
ノズルベーン１１２は、タービン翼車１０６の外周に所定のノズルベーン間隔で円周状に配列されている。
【０００６】
ノズルベーン開閉機構１０７Ａは、固定リング１１３に各ノズルベーン１１２に対応して軸支され各ノズルベーン１１２にそれぞれ一体に設けられたシャフト１１３Ａと、各シャフト１１３Ａにそれぞれ回動自在に設けられた多数のレバー１１４と、固定リング１１３の外周に配置され、多数のレバー１１４を同時に回動させる可動リング１１５と、可動リング１１５を、回転軸１０２の回りに一定角度回転させるエアシリンダからなるアクチュエータ１１６とで構成されており、アクチュエータ１１６で可動リング１１５を回動させることにより、すべてのノズルベーン１１２は開閉自在になっており、すべての開度は同じになっている。
【０００７】
上述のノズルベーン１１２は、長さが同じで、翼頭から翼尾に至る形状が湾曲形状に構成され、ノズルベーン間隔Ｐ0 を等しくして配列されている。シャフト１１３Ａの位置は、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にある。
そして、エンジン低速域においては、タービンハウジング１０５内に取り込まれる排ガスの流量が少なく、この場合には、ノズルベーン１１２の開度が小さく設定されてタービン翼１１１に対する流入角度が大きくとられ、反動度が大きくなっている。
【０００８】
一方、エンジン高速域においては、タービンハウジング１０５内に取り込まれる排ガスの流量が多く、この場合には、ノズルベーン１１２の開度が大きく設定されてタービン翼１１１に対する流入角度が小さくとられ、反動度が小さくなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の可変容量型ターボチャージャ１０１においては、タービンハウジング１０５の渦巻室１０９内における排ガス旋回方向の上流側領域では、排ガスの排圧及び流量が大きく、排ガスエネルギが大きくなっており、排ガス旋回方向の下流側領域では、排ガスの排圧及び流量が小さく、排ガスエネルギが小さくなっていることが、確認されている。
【００１０】
ノズルベーン１１２は、大きさが同じになっているので、排ガス旋回方向の上流側領域では、排ガスエネルギに比してノズルベーン１１２が小さく、排ガス旋回方向の下流側領域では、排ガスエネルギに比してノズルベーン１１２が大きくなっている。そのため、特に排ガス旋回方向の下流側領域では、排ガスエネルギの排圧損失が大きく、可変容量型ターボチャージャ１０１の回転効率を充分に高くできないという問題があった。
【００１１】
また、回転接触部（図示せず）における摩擦による排気温度の上昇が顕著で、例えばタービン翼車１０６の耐久性を充分に確保することができないという問題があった。
また、ノズルベーン１１２は、タービン翼車１０６の外周に円周方向に沿って等しいノズルベーン間隔で配列されているので、排ガス旋回方向の上流側領域に合わせて、排ガスエネルギを取り込むノズルベーン間隔を決定した場合には、排ガス旋回方向の下流側領域では、排ガスエネルギを取り込むにはノズルベーン間隔が狭すぎ、ノズルベーン１１２が配置されていても、充分に排ガスエネルギを取り込むことができず、ノズルベーン１１２が有効に活用されず、排圧損失が大きく、回転接触部における摩擦による排気温度の上昇が顕著で、可変容量型ターボチャージャ１０１の回転効率を高くできないという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、排圧損失を小さくして、回転効率を向上させることができる可変容量型ターボチャージャを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、排ガスを取り込んで内壁面に沿って旋回させるタービンハウジングと、タービンハウジング内に配置され、多数のタービン翼を回転軸に放射状に配置してなるタービン翼車と、タービン翼車の外周に所定のノズルベーン間隔で円周状に配列された開閉自在の多数のノズルベーンとを備えた可変容量型ターボチャージャにおいて、任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長く構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の可変容量型ターボチャージャにおいて、ノズルベーンの長さが等しいことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の可変容量型ターボチャージャにおいて、ノズルベーンの長さがタービンハウジング内の排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、排ガスを取り込んで内壁面に沿って旋回させるタービンハウジングと、タービンハウジング内に配置され、多数のタービン翼を回転軸に放射状に配置してなるタービン翼車と、タービン翼車の外周に所定のノズルベーン間隔で円周状に配列された開閉自在の多数のノズルベーンとを備えた可変容量型ターボチャージャにおいて、ノズルベーンは、タービンハウジング内の排ガス旋回方向の上流側からほぼ１８０°に亘って配置されていることを特徴とする。
【００１６】
（作用）
請求項１ないし請求項３記載の発明においては、排ガス旋回方向の下流側領域に行くに従ってノズルベーンの枚数が少なくなり、ノズルベーンによる抵抗が少なくなる。
請求項４記載の発明においては、ノズルベーンは、タービンハウジング内の排ガス旋回方向の上流側からほぼ１８０°に亘って配置されているので、排ガスの旋回方向の下流側領域では、ノズルベーンによる抵抗を受けない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。
図１，図２により本発明の前提となる実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャについて説明する。なお、本発明の前提となる実施の形態においては、可変容量型ターボチャージャの全体構造は従来例と基本的に共通であり、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、要旨部分についてのみ説明する。
【００２０】
図１において、タービン翼車１０６の外周に多数のノズルベーン１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３が円周状に配列されている。ノズルベーン１，２，・・・，１３は、それぞれ各シャフト１１３Ａに回動自在に設けられている。シャフト１１３Ａの位置は、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にあり、隣接するシャフト１１３Ａ間の間隔（ピッチ）は同じ長さＰ0 になっている。
【００２１】
任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２は、ノズルベーン２，・・・，１３の排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３より長く構成されており、ノズルベーン１の長さ寸法＞ノズルベーン２の長さ寸法，ノズルベーン２の長さ寸法＞ノズルベーン３の長さ寸法，・・・，ノズルベーン１２の長さ寸法＞ノズルベーン１３の長さ寸法となっている。すなわち、ノズルベーン１，２，・・・，１３は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなっている。
【００２２】
図２は、可変容量型ターボチャージャ１０１のタービン側部分１０３の排ガス旋回方向に沿った図１の展開図である。図において、横軸は、排ガス旋回方向の基準位置からの角度を示す。基準位置（角度０°）は、タービンハウジング１０５に取り込まれた排ガスが旋回する際における排ガス旋回方向の出発位置となっている。縦軸のＸ寸法は、回転軸１０２の軸心１０２Ａからタービンハウジング１０５の渦巻室１０９の内壁面１０９Ａまでの距離を示す。
【００２３】
図には、排ガス旋回方向の下流に行くに従って、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２は、該ノズルベーン１，２，・・・，１２の排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３より長く構成されていることが示されている。
任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから外側先端部１Ａ，２Ａ，・・・，１２Ａまでの長さ寸法は、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから外側先端部２Ａ，・・・，１３Ａまでの長さ寸法より長く構成されていることが示されている。
【００２４】
任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから内側先端部１Ｂ，２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法は、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから内側先端部２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法より長く構成されていることが示されている。
【００２５】
しかして、本実施の形態においては、エンジン低速域においては、タービンハウジング１０５内に取り込まれる排ガスの流量が少なく、この場合には、ノズルベーン１，２，・・・，１３の開度が小さく設定されてタービン翼１１１に対する流入角度が大きくとられ、反動度が大きくなっている。
一方、エンジン高速域においては、タービンハウジング１０５内に取り込まれる排ガスの流量が多く、この場合には、ノズルベーン１，２，・・・，１３の開度が大きく設定されてタービン翼１１１に対する流入角度が小さくとられ、反動度が小さくなっている。
【００２６】
そして、タービンハウジング１０５の渦巻室１０９内における排ガスエネルギは、流量×排圧で与えられ、流量及び排圧は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って小さくなる。
ノズルベーン１，２，・・・，１３は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなっているので、排ガス旋回方向の上流側領域では、タービン翼車１０６に取り込まれる排ガスエネルギが大きく、排ガス旋回方向の下流側領域では、タービン翼車１０６に取り込む排ガスエネルギが小さくなっている。従って、排ガスエネルギがタービン翼車１０６に効率良く取り込まれる。
【００２７】
以上の如き構成によれば、排ガスエネルギをタービン翼車１０６に効率良く取り込むことができるので、排圧損失を少なくし、回転効率を向上させることができる。
【００２８】
また、回転接触部における摩擦による排気温度の上昇を少なくし、例えば、タービン翼車１０６の耐久性を充分に確保することができる。
また、隣接するノズルベーン１，２，・・・，１３間の排ガス取込長さであるスロート部は、排ガスの旋回方向の上流で長くなり、排圧エネルギに応じて設定されている。従って、排ガスエネルギを効率良く取り込み、排圧損失を少なくし、回転効率を向上させることができる。
【００２９】
さらに、排ガス旋回方向の下流側領域に行くに従って、ノズルベーン１，２，・・・，１３は小さくなっているので、排ガス旋回方向の下流側領域に行くに従って、径方向にタービンハウジング１０５の渦巻室１０９を従来の寸法よりも縮め、タービンハウジング１０５の渦巻室１０９をコンパクトにし、軽量化を図ることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、ノズルベーン１１２は、翼頭から翼尾に至る形状が湾曲形状に構成されているが、例えば、直線形状に構成することもできる。
また、本実施の形態においては、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから外側先端部１Ａ，２Ａ，・・・，１３Ａまでの長さ寸法は、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから外側先端部２Ａ，・・・，１３Ａまでの長さ寸法より長く構成され、且つ、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから内側先端部１Ｂ，２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法は、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ｂから内側先端部２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法より長く構成されているが、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから外側先端部１Ａ，２Ａ，・・・，１２Ａまでの長さ寸法を、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから外側先端部２Ａ，・・・，１３Ａまでの長さ寸法より長く構成し、且つ、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから内側先端部１Ｂ，２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法を同じにすることもできる。或いは、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１３のシャフト１１３Ａから外側先端部１Ａ，２Ａ，・・・，１３Ａまでの長さ寸法を同じにし、且つ、任意の円周位置のノズルベーン１，２，・・・，１２のシャフト１１３Ａから内側先端部１Ｂ，２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法を、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン２，・・・，１３のシャフト１１３Ｂから内側先端部２Ｂ，・・・，１３Ｂまでの長さ寸法より長く構成することもできる。
【００３１】
そして、本実施の形態においては、ノズルベーン１，２，・・・，１３は、ノズルベーン１からノズルベーン１３に至るまで、排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなる例について述べたが、かかる例に限定されず、図３，図４，図５に示すようにすることもできる。
図３において、ノズルベーン１，２，３，４，５，６は、長さが同じで、ノズルベーン６，７，８，９，１０，１１，１２，１３は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなっている。
【００３２】
図４において、ノズルベーン１，２，３，４，５，６は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなっており、ノズルベーン７，８，９，１０，１１，１２，１３は、長さが同じでになっている。
図５において、ノズルベーン１，２，３，４，５は、長さが同じになっており、ノズルベーン５はノズルベーン６より長く、ノズルベーン６，７，８，９は、長さが同じになっており、ノズルベーン９はノズルベーン１０より長く、ノズルベーン１０，１１，１２，１３は、長さが同じになっている。
【００３３】
その上、本実施の形態においては、任意の円周位置のノズルベーンを、該ノズルベーンの排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーンより長く構成することにより、任意の円周位置のノズルベーンを、タービンハウジング内の排ガス旋回方向の該ノズルベーンの円周位置における排圧エネルギに応じた大きさに構成する例について説明したが、ノズルベーンの幅寸法を変えることにより、任意の円周位置のノズルベーンを、タービンハウジング内の排ガス旋回方向の該ノズルベーンの円周位置における排圧エネルギに応じた大きさに構成することもできる。
【００３４】
加えて、本実施の形態においては、可変容量型ターボチャージャのノズルベーンのノズルベーン間隔は、等しくなっているが、排ガス旋回方向に沿ってノズルベーン間隔を徐々に拡大することにより、図１０及び図１３に示す可変容量型ターボチャージャを構成することもできる。
図１０により、ノズルベーン間隔を徐々に拡大した構成の可変容量型ターボチャージャについて説明する。なお、図において、可変容量型ターボチャージャーの全体構造は従来例と基本的に共通であり、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、要旨部分についてのみ説明する。
【００３５】
図において、タービン翼車１０６の外周に多数のノズルベーン４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０が円周状に配列されている。ノズルベーン４１，４２，・・・，５０は、図１と同様にして、それぞれ各シャフト１１３Ａに回動自在に設けられ、シャフト１１３Ａの位置は、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にある。
【００３６】
ノズルベーン４１の長さ寸法＞ノズルベーン４２の長さ寸法，ノズルベーン４２の長さ寸法＞ノズルベーン４３の長さ寸法，・・・，ノズルベーン４９の長さ寸法＞ノズルベーン５０の長さ寸法となり、任意の円周位置のノズルベーン４１，４２，・・・，４９は、排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン４２，・・・，４９より長く構成されている。すなわち、ノズルベーン４１，４２，・・・，４０は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って短くなっている。
【００３７】
ノズルベーン４１とノズルベーン４２のノズルベーン間隔をＰ41とし、
ノズルベーン４２とノズルベーン４３のノズルベーン間隔をＰ42とし、
ノズルベーン４３とノズルベーン４４のノズルベーン間隔をＰ43とし、
ノズルベーン４４とノズルベーン４５のノズルベーン間隔をＰ44とし、
ノズルベーン４５とノズルベーン４６のノズルベーン間隔をＰ45とし、
ノズルベーン４６とノズルベーン４７のノズルベーン間隔をＰ46とし、
ノズルベーン４７とノズルベーン４８のノズルベーン間隔をＰ47とし、
ノズルベーン４８とノズルベーン４９のノズルベーン間隔をＰ48とし、
ノズルベーン４９とノズルベーン５０のノズルベーン間隔をＰ49とし、
ノズルベーン５０とノズルベーン４１のノズルベーン間隔をＰ50とすれば、
Ｐ41＜Ｐ42＜Ｐ43＜Ｐ44＜Ｐ45＜Ｐ46＜Ｐ47＜Ｐ48＜Ｐ49＜Ｐ50に設定されている。すなわち、任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長く構成されている。
【００３８】
かかる構成の可変容量型ターボチャージャによれば、本実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャと同様な効果を奏する。
図１３により、ノズルベーン間隔を徐々に拡大した他の構成の可変容量型ターボチャージャについて説明する。なお、図において、可変容量型ターボチャージャーの全体構造は従来例と基本的に共通であり、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、要旨部分についてのみ説明する。
【００３９】
図において、シャフト１１３Ａの位置は、図１と同様にして、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にある。
図において、タービン翼車１０６の外周に多数のノズルベーン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７が配列され、図１と同様にして、ノズルベーン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７は、それぞれ各シャフト１１３Ａに回動自在に設けられている。
【００４０】
ノズルベーン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７はタービンハウジング１０５内の排ガス旋回方向の上流側領域にのみ位置している。
ノズルベーン５１の長さ寸法＞ノズルベーン５２の長さ寸法，ノズルベーン５２の長さ寸法＞ノズルベーン５３の長さ寸法，・・・，ノズルベーン５６の長さ寸法＞ノズルベーン５７の長さ寸法となり、任意の円周位置のノズルベーン５１，５２，・・・，５７は、該ノズルベーン５１，・・・，５７の排ガス旋回方向の下流の円周位置のノズルベーン５２，・・・，５６より長く構成されている。すなわち、ノズルベーン５１，５２，・・・，５７は、排ガス旋回方向の下流に行くに従って短くなっている。
【００４１】
ノズルベーン５１とノズルベーン５２のノズルベーン間隔をＰ51とし、
ノズルベーン５２とノズルベーン５３のノズルベーン間隔をＰ52とし、
ノズルベーン５３とノズルベーン５４のノズルベーン間隔をＰ53とし、
ノズルベーン５４とノズルベーン５５のノズルベーン間隔をＰ54とし、
ノズルベーン５５とノズルベーン５６のノズルベーン間隔をＰ55とし、
ノズルベーン５６とノズルベーン５７のノズルベーン間隔をＰ56とし、
ノズルベーン５７とノズルベーン５１のノズルベーン間隔をＰ57とすれば、
Ｐ51＜Ｐ52＜Ｐ53＜Ｐ54＜Ｐ55＜Ｐ56＜Ｐ57に設定されている。すなわち、任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長く構成されている。
【００４２】
かかる構成の可変容量型ターボチャージャによれば、本実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャと同様な効果を奏する。
図６，図７により請求項１記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャについて説明する。なお、本実施の形態においては、可変容量型ターボチャージャの全体構造は従来例と基本的に共通であり、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、要旨部分についてのみ説明する。
【００４３】
図において、タービン翼車１０６の外周に多数のノズルベーン１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０が円周状に配列されている。ノズルベーン１１，１２，・・・，２０は、それぞれ各シャフト１１３Ａに回動自在に設けられ、シャフト１１３Ａの位置は、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にある。
【００４４】
ノズルベーン１１とノズルベーン１２のノズルベーン間隔をＰ11とし、
ノズルベーン１２とノズルベーン１３のノズルベーン間隔をＰ12とし、
ノズルベーン１３とノズルベーン１４のノズルベーン間隔をＰ13とし、
ノズルベーン１４とノズルベーン１５のノズルベーン間隔をＰ14とし、
ノズルベーン１５とノズルベーン１６のノズルベーン間隔をＰ15とし、
ノズルベーン１６とノズルベーン１７のノズルベーン間隔をＰ16とし、
ノズルベーン１７とノズルベーン１８のノズルベーン間隔をＰ17とし、
ノズルベーン１８とノズルベーン１９のノズルベーン間隔をＰ18とし、
ノズルベーン１９とノズルベーン２０のノズルベーン間隔をＰ19とし、
ノズルベーン２０とノズルベーン１１のノズルベーン間隔をＰ20とすれば、
Ｐ11＜Ｐ12＜Ｐ13＜Ｐ14＜Ｐ15＜Ｐ16＜Ｐ17＜Ｐ18＜Ｐ19＜Ｐ20に設定されている。すなわち、任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長く構成されている。
【００４５】
ノズルベーン１１，１２，・・・，２０の長さは同じになっており、ノズルベーン１１，１２，・・・，２０のシャフト１１３Ａから外側先端部１１Ａ，１２Ａ，・・・，２０Ａまでの長さ、内側先端部１１Ｂ，１２Ｂ，・・・，２０Ｂまでの長さは同じになっている。
図７は、可変容量型ターボチャージャ１０１のタービン側部分１０３の排ガス旋回方向に沿った図１の展開図であり、その見方は図１と同様なので、その説明を省略する。図には、ノズルベーン間隔が排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次広くなる例が示されている。
【００４６】
しかして、排ガス旋回方向の下流側領域に行くに従ってノズルベーンの枚数が少なくなり、ノズルベーンによる抵抗が少なくなり、それだけ排圧損失が少なくなる。
以上の如き構成によれば、排圧損失を少なくし、回転効率を向上させることができ、また、重量が軽減され、回転接触部における摩擦による排気温度の上昇を少なくし、例えば、タービン翼車の耐久性を充分に確保することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、ノズルベーン１１２は、翼頭から翼尾に至る形状が湾曲形状に構成されているが、例えば、直線形状に構成することもできる。
また、本実施の形態においては、任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長くなっている構成として、ノズルベーン間隔が排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次広くなる例を挙げて説明したが、かかる例に限定されない。例えば、図８，図１１に示す例が挙げられる。
【００４８】
図において、ノズルベーン間隔は次のように定義される。
ノズルベーン２１とノズルベーン２２のノズルベーン間隔をＰ21とし、
ノズルベーン２２とノズルベーン２３のノズルベーン間隔をＰ22とし、
ノズルベーン２３とノズルベーン２４のノズルベーン間隔をＰ23とし、
ノズルベーン２４とノズルベーン２５のノズルベーン間隔をＰ24とし、
ノズルベーン２５とノズルベーン２６のノズルベーン間隔をＰ25とし、
ノズルベーン２６とノズルベーン２７のノズルベーン間隔をＰ26とし、
ノズルベーン２７とノズルベーン２８のノズルベーン間隔をＰ27とし、
ノズルベーン２８とノズルベーン２９のノズルベーン間隔をＰ28とし、
ノズルベーン２９とノズルベーン２１のノズルベーン間隔をＰ29としている。
【００４９】
Ｐ21＝Ｐ22＝Ｐ23＝Ｐ24＝Ｐ25＝Ｐ26で、Ｐ26＜Ｐ27＜Ｐ28＜Ｐ29に設定されている。
かかる構成によれば、請求項３記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャと同様の効果を奏する。
そして、本実施の形態においては、ノズルベーンの長さが等しい場合について説明したが、図１０の可変容量型ターボチャージャにて説明したように、ノズルベーンの長さを変えることもできる。
【００５０】
図９，図１２により請求項４記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャについて説明する。なお、本実施の形態においては、可変容量型ターボチャージャの全体構造は従来例と基本的に共通であり、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、要旨部分についてのみ説明する。
図において、タービン翼車１０６の外周に多数のノズルベーン３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７が配列され、ノズルベーン３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７はタービンハウジング１０５内の排ガス旋回方向の上流側領域の上流側からほぼ１８０°に亘って配置されている。
【００５１】
ノズルベーン３１，３２，・・・，３７は、それぞれ各シャフト１１３Ａに回動自在に設けられ、シャフト１１３Ａの位置は、回転軸１０２の軸心１０２Ａを中心とした半径Ｒ0 上にある。
ノズルベーン３１とノズルベーン３２のノズルベーン間隔をＰ31とし、
ノズルベーン３２とノズルベーン３３のノズルベーン間隔をＰ32とし、
ノズルベーン３３とノズルベーン３４のノズルベーン間隔をＰ33とし、
ノズルベーン３４とノズルベーン３５のノズルベーン間隔をＰ34とし、
ノズルベーン３５とノズルベーン３６のノズルベーン間隔をＰ35とし、
ノズルベーン３６とノズルベーン３７のノズルベーン間隔をＰ36とし、
ノズルベーン３７とノズルベーン３１のノズルベーン間隔をＰ37とすれば、
Ｐ31＝Ｐ32＝Ｐ33＝Ｐ34＝Ｐ35＝Ｐ36で、Ｐ36＜Ｐ37に設定されている。ノズルベーン間隔Ｐ37には、ノズルベーンは配置されていない。
【００５２】
請求項４記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャによれば、請求項１記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャと同様な効果を奏する。
なお、本実施の形態においては、ノズルベーン１１２は、翼頭から翼尾に至る形状が湾曲形状に構成されているが、例えば、直線形状に構成することもできる。
【００５３】
また、本実施の形態においては、ノズルベーンの長さが等しい場合について説明したが、図１３の可変容量型ターボチャージャにて説明したように、ノズルベーンの長さを変えることもできる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１〜請求項４記載の発明によれば、排ガス旋回方向の下流側領域に行くに従ってノズルベーンの枚数が少なくなり、ノズルベーンによる抵抗が少なくなり、それだけ排圧損失が少なくなる。回転効率を向上させることができる。
排ガスエネルギを効率良く取り込むことができるので、排圧損失を少なくし、回転効率を向上させることができる。
また、回転接触部における摩擦による排気温度の上昇を少なくし、例えば、タービン翼車の耐久性を充分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の前提となる発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャのタービン側部分を示す横断面図である。
【図２】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図３】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の第１の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図４】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の第２の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図５】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の第３の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図６】 請求項１記載の発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャのタービン側部分を示す横断面図である。
【図７】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図８】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の第１の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図９】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の第２の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図１０】 本発明の前提となるの発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャのタービン側部分に係わり、第４の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図１１】 図８の可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の正面図である。
【図１２】 図９の可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の正面図である。
【図１３】 本発明の前提となる発明の実施の形態に係わる可変容量型ターボチャージャのタービン側部分に係わり、第５の変形例を示す排ガス旋回方向に沿った展開図である。
【図１４】 従来における可変容量型ターボチャージャのタービン側部分の横断面図である。
【図１５】 同可変容量型ターボチャージャの側面断面図である。
【図１６】 同可変容量型ターボチャージャのタービン側部分におけるノズルベーンの開閉機構の説明図である。
Claims (4)
- 排ガスを取り込んで内壁面に沿って旋回させるタービンハウジングと、
タービンハウジング内に配置され、多数のタービン翼を回転軸に放射状に配置してなるタービン翼車と、
タービン翼車の外周に所定のノズルベーン間隔で円周状に配列された開閉自在の多数のノズルベーンとを備えた可変容量型ターボチャージャにおいて、
任意の円周位置のノズルベーン間隔は、該ノズルベーン間隔の上流のノズルベーン間隔より長く構成されていることを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。 - ノズルベーンの長さが等しいことを特徴とする請求項１記載の可変容量型ターボチャージャ。
- ノズルベーンの長さがタービンハウジング内の排ガス旋回方向の下流に行くに従って漸次短くなることを特徴とする請求項１記載の可変容量型ターボチャージャ。
- 排ガスを取り込んで内壁面に沿って旋回させるタービンハウジングと、
タービンハウジング内に配置され、多数のタービン翼を回転軸に放射状に配置してなるタービン翼車と、
タービン翼車の外周に所定のノズルベーン間隔で円周状に配列された開閉自在の多数のノズルベーンとを備えた可変容量型ターボチャージャにおいて、
ノズルベーンは、タービンハウジング内の排ガス旋回方向の上流側からほぼ１８０°に亘って配置されていることを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP07173798A JP3987624B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 可変容量型ターボチャージャ |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP07173798A JP3987624B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 可変容量型ターボチャージャ |
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| JPH11270343A JPH11270343A (ja) | 1999-10-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP07173798A Expired - Lifetime JP3987624B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 可変容量型ターボチャージャ |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
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| JP4875644B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2012-02-15 | 三菱重工業株式会社 | タービンおよびこれを備えるターボチャージャ |
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1998
- 1998-03-20 JP JP07173798A patent/JP3987624B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH11270343A (ja) | 1999-10-05 |
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