JP4440819B2 - Exhaust gas seal structure of turbocharger - Google Patents

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Description

本発明は、タービンハウジングの内部に排ガスを流入させると共に、タービン容量を可変とするターボチャージャの排ガスシール構造に関する。   The present invention relates to an exhaust gas seal structure for a turbocharger that allows exhaust gas to flow into a turbine housing and makes the turbine capacity variable.

ターボチャージャは、タービンハウジングの内部に流入する排ガスのエネルギーを利用して、エンジンに圧縮した空気を供給する。具体的には、エンジンの排ガスによって、タービンハウジングの内部に設けたタービンロータを回転させ、このタービンロータと同軸で連結しているコンプレッサハウジング内のコンプレッサロータを回転させて、コンプレッサハウジングの内部に吸入した空気を圧縮し、エンジンに供給する。   The turbocharger supplies compressed air to the engine using the energy of the exhaust gas flowing into the turbine housing. Specifically, the turbine rotor provided inside the turbine housing is rotated by the exhaust gas from the engine, and the compressor rotor in the compressor housing connected coaxially with the turbine rotor is rotated and sucked into the compressor housing. The compressed air is compressed and supplied to the engine.

ターボチャージャには、通常、エンジンの低速域から高速域まで変化する回転数に応じて変動する排ガスのエネルギーを効率的に利用するために、タービンハウジングの内部に流入する排ガス流を制御する弁部材が設けられている。このような弁部材としては、タービンロータへ送られる排ガス量を制御して過給圧が高くなり過ぎないようにするウエストゲートバルブや、流入する排ガス量に応じてタービン容量を切換え、一定の過給圧を維持するフローコントロールバルブがある。   A turbocharger usually has a valve member that controls the flow of exhaust gas flowing into the turbine housing in order to efficiently use the energy of exhaust gas that fluctuates according to the rotational speed that changes from the low speed range to the high speed range of the engine. Is provided. Such valve members include a wastegate valve that controls the amount of exhaust gas sent to the turbine rotor so that the supercharging pressure does not become too high, and the turbine capacity is switched according to the amount of exhaust gas flowing into the valve rotor. There is a flow control valve that maintains the supply pressure.

ウエストゲートバルブは、流入部に設けられた排出部と連通するバイパス通路口を開閉するもので、流入する排ガスが一定量以上の場合には、バルブを開いて過剰な排ガスをタービンロータを経由させずに排出させる。フローコントロールバルブは、タービンロータへの排ガス通路が二つに分かれている場合にその一方の通路口を開閉するもので、流入する排ガス量が少なくなるとバルブを閉じてタービンの容量を小さくする。また、流入する排ガス量が多い場合には、バルブを開いてタービン容量を大きくする。   The wastegate valve opens and closes the bypass passage port that communicates with the discharge part provided at the inflow part.If the inflowing exhaust gas exceeds a certain amount, the valve is opened to allow excess exhaust gas to pass through the turbine rotor. Without draining. The flow control valve opens and closes one passage port when the exhaust gas passage to the turbine rotor is divided into two, and closes the valve to reduce the capacity of the turbine when the amount of inflowing exhaust gas decreases. When the amount of exhaust gas flowing in is large, the valve is opened to increase the turbine capacity.

ウエストゲートバルブやフローコントロールバルブは、通常、その軸部がタービンハウジングの内部側と外部側とを連通する軸受部に回動自在に挿通支持されており、タービンハウジングの外部側から回動させることにより、バルブを開閉させて排ガス流を制御する。このような弁部材は800℃以上の排ガスに直接晒されるため、弁部材の軸部と軸受部との間隙は熱膨張や熱変形等による焼き付きを防止すべく一般的な軸と軸受との間隙よりも大きく設けてある。このため、タービンハウジングに流入した排ガスは、その一部がタービンハウジングの内外の圧力差により軸部と軸受部との間隙から大気へ流出するという問題が生じていた。   The wastegate valve and the flow control valve are normally supported by a shaft portion whose shaft portion is rotatably connected to the inner side and the outer side of the turbine housing, and can be rotated from the outer side of the turbine housing. Thus, the exhaust gas flow is controlled by opening and closing the valve. Since such a valve member is directly exposed to exhaust gas at 800 ° C. or higher, the clearance between the shaft portion of the valve member and the bearing portion is a general clearance between the shaft and the bearing to prevent seizure due to thermal expansion or thermal deformation. Larger than For this reason, there has been a problem that a part of the exhaust gas flowing into the turbine housing flows out to the atmosphere from the gap between the shaft portion and the bearing portion due to a pressure difference between the inside and outside of the turbine housing.

この問題に対しては、軸受部の内径よりも小さな内径を有するワッシャをシール部材として、弁部材と軸受部との間において軸部に嵌合した排ガスのシール構造(例えば、特許文献1参照)が知られている。このシール構造によれば、排ガスの温度によって軸部を熱膨張させて軸部とシール部材との間隙を小さくでき、また、排ガスの圧力によって弁部材とシール部材を軸受部に押し付けることができる。これにより、軸部と軸受部との間隙から外部に流出する排ガス量を低減することができる。   For this problem, an exhaust gas sealing structure in which a washer having an inner diameter smaller than the inner diameter of the bearing portion is used as a sealing member and fitted to the shaft portion between the valve member and the bearing portion (see, for example, Patent Document 1). It has been known. According to this seal structure, the shaft portion can be thermally expanded by the temperature of the exhaust gas to reduce the gap between the shaft portion and the seal member, and the valve member and the seal member can be pressed against the bearing portion by the pressure of the exhaust gas. Thereby, the amount of exhaust gas flowing out from the gap between the shaft portion and the bearing portion can be reduced.

また、軸受部の内周面に嵌合するシール部材と弁部材の軸部の外周面に嵌合するシール部材とを軸部の軸心方向に隣接配置することにより、排ガスの流出通路を曲折かつ長くし、外部に流出する排ガス量を低減する排ガスのシール構造(例えば、特許文献2参照)についても検討されている。   Further, the exhaust gas outflow passage is bent by arranging a seal member fitted to the inner peripheral surface of the bearing portion and a seal member fitted to the outer peripheral surface of the shaft portion of the valve member adjacent to each other in the axial direction of the shaft portion. Also, an exhaust gas seal structure that is long and reduces the amount of exhaust gas flowing out to the outside (for example, see Patent Document 2) has been studied.

特開平8−334030号公報JP-A-8-334030 特開平5−248253号公報JP-A-5-248253

しかしながら、前記従来のターボチャージャにおいては、エンジンの振動や弁部材を制御するアクチュエータ荷重等により軸受部内で軸部が傾く場合がある。したがって、前記特許文献1及び2に記載されたシール構造では、軸部とシール部材との間隙が小さく、軸部の傾きにシール部材が追随してしまうため、シール部材と軸受部との間に隙間が生じ、この隙間から排ガスが流出するという問題があった。   However, in the conventional turbocharger, the shaft portion may be inclined in the bearing portion due to the vibration of the engine, the actuator load for controlling the valve member, or the like. Therefore, in the seal structures described in Patent Documents 1 and 2, the gap between the shaft portion and the seal member is small, and the seal member follows the inclination of the shaft portion. There was a problem that a gap was generated and exhaust gas flowed out from this gap.

また、前記特許文献1及び2に記載されたシール構造は、タービン容量が可変のターボチャージャに採用されるものではない。そのため、タービン容量が可変のターボチャージャに特有のフローコントロールバルブのシール構造については検討されていない。すなわち、フローコントロールバルブは排ガスが流入する排ガス通路に設けられているため、排気部と連通するバイパス通路側に設けられているウエストゲートバルブに比べて雰囲気温度、圧力が高くなっている。また、フローコントロールバルブのサイズは、その役割からウエストゲートバルブよりも大きく、これに合わせて軸部及び軸受部も大きく設定されている。このようにフローコントロールバルブでは、ウエストゲートバルブに比べて軸部と軸受部との間隙はより大きく設けられており、また外部との圧力差も大きいため、外部へ流出する排ガス量はより多くなっている。したがって、フローコントロールバルブに対して求められる排ガスの流出量の低減幅は、ウエストゲートバルブにおける低減幅よりも大きくなっており、このようなフローコントロールバルブに対応できる排ガスのシール構造が求められていた。   Further, the seal structures described in Patent Documents 1 and 2 are not employed in a turbocharger having a variable turbine capacity. Therefore, the seal structure of the flow control valve specific to the turbocharger with variable turbine capacity has not been studied. That is, since the flow control valve is provided in the exhaust gas passage through which the exhaust gas flows, the ambient temperature and pressure are higher than those of the wastegate valve provided on the bypass passage side communicating with the exhaust portion. Further, the size of the flow control valve is larger than that of the wastegate valve due to its role, and the shaft portion and the bearing portion are set to be larger in accordance with this. As described above, in the flow control valve, the clearance between the shaft portion and the bearing portion is larger than that of the wastegate valve, and the pressure difference with the outside is also large, so the amount of exhaust gas flowing out to the outside is larger. ing. Therefore, the reduction width of the outflow amount of exhaust gas required for the flow control valve is larger than the reduction width of the waste gate valve, and there has been a demand for an exhaust gas seal structure that can handle such a flow control valve. .

本発明は上記問題に鑑み案出されたものであり、タービン容量を可変とするターボチャージャにおいて、タービン容量を制御する弁部材の軸部と、当該軸部を回動自在に挿通支持する軸受部との間隙から流出する排ガス量を低減できるターボチャージャの排ガスシール構造を提供することを目的とするものである。   The present invention has been devised in view of the above problems, and in a turbocharger having a variable turbine capacity, a shaft portion of a valve member that controls the turbine capacity, and a bearing portion that rotatably supports the shaft portion. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas seal structure for a turbocharger that can reduce the amount of exhaust gas flowing out from the gap.

上記目的を達成するための本発明に係るターボチャージャの第1特徴構成は、タービンロータと、第1スクロール部と第2スクロール部とを備え前記タービンロータが配置される排ガス通路が形成されるタービンハウジングと、前記タービンロータより上流側の前記排ガス通路に連通する空間に配置され、前記タービンハウジングの内部側と外部側とを連通する軸受部と、該軸受部に回動自在に挿通支持される軸部とを備え、前記軸部の回動により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御する弁部材と、を有し、前記排ガス通路に排ガスを流入させると共に、前記弁部材により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御してタービン容量を可変とするターボチャージャにおいて、前記軸受部の内径よりも小さな内径を有し、前記軸部と相対変位自在なシール部材を、前記タービンハウジングの内部側及び外部側の夫々において、前記軸部に挿通し、前記外部側のシール部材を前記軸受部の側面に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段が、前記タービンハウジングの外部側において、前記軸部に外挿すると共に、前記軸部に設けたフランジ部と前記シール部材とに亘って配置したコイルバネである点にある。 In order to achieve the above object, a first characteristic configuration of a turbocharger according to the present invention includes a turbine rotor, a first scroll portion, and a second scroll portion, and a turbine in which an exhaust gas passage in which the turbine rotor is disposed is formed. The housing is disposed in a space communicating with the exhaust gas passage on the upstream side of the turbine rotor, and a bearing portion communicating the inner side and the outer side of the turbine housing, and is rotatably inserted and supported by the bearing portion. A valve member that controls communication between the first scroll portion and the second scroll portion by rotating the shaft portion, and allows the exhaust gas to flow into the exhaust gas passage, and the valve member In the turbocharger in which the communication between the first scroll portion and the second scroll portion is controlled to make the turbine capacity variable, the inner diameter of the bearing portion is A seal member that has a small inner diameter and is relatively displaceable relative to the shaft portion, is inserted into the shaft portion on each of the inner side and the outer side of the turbine housing, and the outer side seal member is inserted into the bearing portion. An urging means for urging the side surface is provided . The urging means is externally attached to the shaft portion on the outside of the turbine housing, and extends between the flange portion provided on the shaft portion and the seal member. It is in the point which is the arranged coil spring .

つまり、この構成によれば、タービンハウジングの内部側において軸部に挿通したシール部材にはタービンロータに流入する前の排ガスの流入圧が作用するため、当該シール部材は、この排ガスの圧力によって軸受部の側面に付勢され、外部側において軸部に挿通したシール部材は、コイルバネで成る付勢手段によって軸受部の側面に付勢される。コイルバネは、タービンハウジングの外部側において軸部に挿通してあるため、排ガスの温度に対する影響を低くすることができる。
また、軸部に挿通したシール部材は、軸受部の内径よりも小さな内径を有し、軸部と相対変位自在であるため、軸部が傾いた場合であっても軸部に追随することはない。
このため、排ガスが外部へ流出する際には、排ガスを軸部とシール部材との間隙を確実に通すことができるため、排ガスの流出通路を小さくすることができる。
That is, according to this configuration, since the inflow pressure of the exhaust gas before flowing into the turbine rotor acts on the seal member inserted into the shaft portion on the inner side of the turbine housing, the seal member is supported by the pressure of the exhaust gas. The seal member that is urged to the side surface of the portion and is inserted into the shaft portion on the outside side is urged to the side surface of the bearing portion by the urging means comprising a coil spring . Since the coil spring is inserted into the shaft portion on the outer side of the turbine housing, the influence on the temperature of the exhaust gas can be reduced.
In addition, the seal member inserted through the shaft portion has an inner diameter smaller than the inner diameter of the bearing portion, and is relatively displaceable with the shaft portion. Therefore, even when the shaft portion is inclined, it is possible to follow the shaft portion. Absent.
For this reason, when the exhaust gas flows out to the outside, the exhaust gas can be surely passed through the gap between the shaft portion and the seal member, so that the exhaust gas outlet passage can be made small.

また、シール部材は、タービンハウジングの内部側及び外部側の夫々において軸部に挿通してあるため、タービンハウジングの内部と軸受部との間と、軸受部とタービンハウジング外部との間にそれぞれ圧力差を生じさせることができる。このため、それぞれの圧力差は、タービンハウジングの内部と外部との圧力差より小さくすることができる。
したがって、軸部と軸受部との間隙から排ガスをより流出し難くすることができ、比較的高い排ガスの流入圧が作用する場合、つまりタービンロータの上流側の排ガス通路に連通する空間に軸受部及び軸部が配置されるような弁部材においても、該弁部材から漏れる排ガス量を低減することができる。
Further, since the seal member is inserted into the shaft portion on each of the inner side and the outer side of the turbine housing, the pressure between the inside of the turbine housing and the bearing portion, and between the bearing portion and the outside of the turbine housing, respectively. A difference can be made. For this reason, each pressure difference can be made smaller than the pressure difference between the inside and the outside of the turbine housing.
Therefore, it is possible to make it more difficult for the exhaust gas to flow out from the gap between the shaft portion and the bearing portion, and when a relatively high exhaust gas inflow pressure acts, that is, in the space communicating with the exhaust gas passage on the upstream side of the turbine rotor, Even in the valve member in which the shaft portion is disposed, the amount of exhaust gas leaking from the valve member can be reduced.

本発明に係るターボチャージャの排ガスシール構造の第2特徴構成は、タービンロータと、第1スクロール部と第2スクロール部とを備え前記タービンロータが配置される排ガス通路が形成されるタービンハウジングと、前記タービンロータより上流側の前記排ガス通路に連通する空間に配置され、前記タービンハウジングの内部側と外部側とを連通する軸受部と、該軸受部に回動自在に挿通支持される軸部とを備え、前記軸部の回動により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御する弁部材と、を有し、前記排ガス通路に排ガスを流入させると共に、前記弁部材により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御してタービン容量を可変とするターボチャージャにおいて、前記軸受部の内径よりも小さな内径を有し、前記軸部と相対変位自在なシール部材を、前記タービンハウジングの外部側において、前記軸部に複数挿通し、該シール部材を前記軸受部の側面に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段が、前記タービンハウジングの外部側において、前記軸部に外挿すると共に、前記軸部に設けたフランジ部と前記シール部材とに亘って配置したコイルバネである点にある。 A second characteristic configuration of a turbocharger exhaust gas seal structure according to the present invention includes a turbine rotor, a first scroll portion, a second scroll portion, a turbine housing in which an exhaust gas passage in which the turbine rotor is disposed is formed, A bearing portion that is disposed in a space communicating with the exhaust gas passage upstream of the turbine rotor and that communicates the inner side and the outer side of the turbine housing; and a shaft portion that is rotatably inserted and supported by the bearing portion. A valve member that controls communication between the first scroll portion and the second scroll portion by rotation of the shaft portion, and allows the exhaust gas to flow into the exhaust gas passage, and the valve member to In a turbocharger in which communication between one scroll portion and the second scroll portion is controlled to make the turbine capacity variable, the turbocharger is smaller than the inner diameter of the bearing portion. A plurality of sealing members having a large inner diameter and freely displaceable relative to the shaft portion are inserted into the shaft portion on the outside of the turbine housing, and biasing means for biasing the seal member to the side surface of the bearing portion The biasing means is a coil spring that is externally attached to the shaft portion on the outside of the turbine housing and is disposed across the flange portion provided on the shaft portion and the seal member. .

つまり、この構成によれば、タービンハウジングの外部側において軸部に複数挿通したシール部材は、コイルバネで成る付勢手段によって軸受部の側面に付勢される。コイルバネは、タービンハウジングの外部側において軸部に挿通してあるため、排ガスの温度に対する影響を低くすることができる。
また、軸部に挿通したシール部材は、軸受部の内径よりも小さな内径を有し、軸部と相対変位自在であるため、軸部が傾いた場合であっても軸部に追随することはない。
このため、排ガスが外部へ流出する際には、排ガスを軸部とシール部材との間隙を確実に通すことができるため、排ガスの流出通路を小さくすることができる。
In other words, according to this configuration, a plurality of seal members inserted into the shaft portion on the outer side of the turbine housing are urged toward the side surface of the bearing portion by the urging means including a coil spring . Since the coil spring is inserted into the shaft portion on the outer side of the turbine housing, the influence on the temperature of the exhaust gas can be reduced.
In addition, the seal member inserted through the shaft portion has an inner diameter smaller than the inner diameter of the bearing portion, and is relatively displaceable with the shaft portion. Therefore, even when the shaft portion is inclined, it is possible to follow the shaft portion. Absent.
For this reason, when the exhaust gas flows out to the outside, the exhaust gas can be surely passed through the gap between the shaft portion and the seal member, so that the exhaust gas outlet passage can be made small.

また、シール部材を軸部に複数挿通してあるため、排ガスの流出通路を複雑にして、長くすることができる。
したがって、軸部と軸受部との間隙から排ガスをより流出し難くすることができ、比較的高い排ガスの流入圧が作用する場合、つまりタービンロータの上流側の排ガス通路に連通する空間に軸受部及び軸部が配置されるような弁部材においても、該弁部材から漏れる排ガス量を低減することができる。
Further, since a plurality of seal members are inserted into the shaft portion, the exhaust gas outflow passage can be complicated and lengthened.
Therefore, it is possible to make it difficult for the exhaust gas to flow out from the gap between the shaft portion and the bearing portion, and when the relatively high exhaust gas inflow pressure acts, that is, the bearing portion in the space communicating with the exhaust gas passage on the upstream side of the turbine rotor. Even in the valve member in which the shaft portion is disposed, the amount of exhaust gas leaking from the valve member can be reduced.

本発明に係るターボチャージャの排ガスシール構造の第3特徴構成は、タービンロータと、第1スクロール部と第2スクロール部とを備え前記タービンロータが配置される排ガス通路が形成されるタービンハウジングと、前記タービンロータより上流側の前記排ガス通路に連通する空間に配置され、前記タービンハウジングの内部側と外部側とを連通する軸受部と、該軸受部に回動自在に挿通支持される軸部とを備え、前記軸部の回動により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御する弁部材と、を有し、前記排ガス通路に排ガスを流入させると共に、前記弁部材により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御してタービン容量を可変とするターボチャージャにおいて、前記軸受部の内径よりも小さな内径を有し、前記軸部と相対変位自在なシール部材を、前記タービンハウジングの内部側において前記軸部に少なくとも1つ挿通すると共に、前記タービンハウジングの外部側において前記軸部に複数挿通し、前記外部側のシール部材を前記軸受部の側面に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段が、前記タービンハウジングの外部側において、前記軸部に外挿すると共に、前記軸部に設けたフランジ部と前記シール部材とに亘って配置したコイルバネである点にある。 A third characteristic configuration of the exhaust gas seal structure of the turbocharger according to the present invention includes a turbine rotor, a first scroll portion, a second scroll portion, a turbine housing in which an exhaust gas passage in which the turbine rotor is disposed is formed, A bearing portion that is disposed in a space communicating with the exhaust gas passage upstream of the turbine rotor and that communicates the inner side and the outer side of the turbine housing; and a shaft portion that is rotatably inserted and supported by the bearing portion. A valve member that controls communication between the first scroll portion and the second scroll portion by rotation of the shaft portion, and allows the exhaust gas to flow into the exhaust gas passage, and the valve member to In a turbocharger in which communication between one scroll portion and the second scroll portion is controlled to make the turbine capacity variable, the turbocharger is smaller than the inner diameter of the bearing portion. At least one seal member that has an inner diameter and is relatively displaceable relative to the shaft portion is inserted into the shaft portion on the inner side of the turbine housing, and a plurality of seal members are inserted into the shaft portion on the outer side of the turbine housing. And an urging means for urging the seal member on the outer side toward the side surface of the bearing portion, and the urging means is extrapolated to the shaft portion on the outer side of the turbine housing and is attached to the shaft portion. The coil spring is arranged over the provided flange portion and the seal member .

つまり、この構成によれば、タービンハウジングの内部側において軸部に挿通したシール部材にはタービンロータに流入する前の排ガスの流入圧が作用するため、当該シール部材は、この排ガスの圧力によって軸受部の側面に付勢され、外部側において軸部に挿通したシール部材は、コイルバネで成る付勢手段によって軸受部の側面に付勢される。コイルバネは、タービンハウジングの外部側において軸部に挿通してあるため、排ガスの温度に対する影響を低くすることができる。
また、軸部に挿通したシール部材は、軸受部の内径よりも小さな内径を有し、軸部と相対変位自在であるため、軸部が傾いた場合であっても軸部に追随することはない。
このため、排ガスが外部へ流出する際には、排ガスを軸部とシール部材との間隙を確実に通すことができるため、排ガスの流出通路を小さくすることができる。
That is, according to this configuration, since the inflow pressure of the exhaust gas before flowing into the turbine rotor acts on the seal member inserted into the shaft portion on the inner side of the turbine housing, the seal member is supported by the pressure of the exhaust gas. The seal member that is urged to the side surface of the portion and is inserted into the shaft portion on the outside side is urged to the side surface of the bearing portion by the urging means comprising a coil spring . Since the coil spring is inserted into the shaft portion on the outer side of the turbine housing, the influence on the temperature of the exhaust gas can be reduced.
In addition, the seal member inserted through the shaft portion has an inner diameter smaller than the inner diameter of the bearing portion, and is relatively displaceable with the shaft portion. Therefore, even when the shaft portion is inclined, it is possible to follow the shaft portion. Absent.
For this reason, when the exhaust gas flows out to the outside, the exhaust gas can be surely passed through the gap between the shaft portion and the seal member, so that the exhaust gas outlet passage can be made small.

また、シール部材は、タービンハウジングの内部側及び外部側の夫々において軸部に挿通してあるため、タービンハウジングの内部と軸受部との間と、軸受部とタービンハウジング外部との間にそれぞれ圧力差を生じさせることができる。このため、それぞれの圧力差は、タービンハウジングの内部と外部との圧力差より小さくすることができる。   Further, since the seal member is inserted into the shaft portion on each of the inner side and the outer side of the turbine housing, the pressure between the inside of the turbine housing and the bearing portion, and between the bearing portion and the outside of the turbine housing, respectively. A difference can be made. For this reason, each pressure difference can be made smaller than the pressure difference between the inside and the outside of the turbine housing.

さらに、タービンハウジングの外部側において軸部にシール部材を複数挿通してあるため、排ガスの流出通路を複雑にして、長くすることができる。
したがって、軸部と軸受部との間隙から排ガスをより流出し難くすることができ、比較的高い排ガスの流入圧が作用する場合、つまりタービンロータの上流側の排ガス通路に連通する空間に軸受部及び軸部が配置されるような弁部材においても、該弁部材から漏れる排ガス量を低減することができる。
Furthermore, since a plurality of seal members are inserted into the shaft portion on the outside of the turbine housing, the exhaust gas outflow passage can be complicated and lengthened.
Therefore, it is possible to make it more difficult for the exhaust gas to flow out from the gap between the shaft portion and the bearing portion, and when a relatively high exhaust gas inflow pressure acts, that is, in the space communicating with the exhaust gas passage on the upstream side of the turbine rotor, Even in the valve member in which the shaft portion is disposed, the amount of exhaust gas leaking from the valve member can be reduced.

本発明に係るターボチャージャの排ガスシール構造の第4特徴構成は、前記内部側のシール部材を前記軸受部の側面に付勢する第2の付勢手段を備えている点にある。 A fourth characteristic configuration of the exhaust gas seal structure for a turbocharger according to the present invention is that it includes second urging means for urging the inner seal member toward the side surface of the bearing portion.

つまり、この構成によれば、タービンハウジングの内部の排ガスの圧力が低い場合であっても、タービンハウジングの内部側において軸部に挿通したシール部材を軸受部の側面に確実に付勢することができる。   That is, according to this configuration, even when the pressure of the exhaust gas inside the turbine housing is low, the seal member inserted through the shaft portion on the inner side of the turbine housing can be reliably urged to the side surface of the bearing portion. it can.

〔第一の実施形態〕
以下に、本発明の第一の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態に係るターボチャージャは、タービン容量が可変のターボチャージャ(以下、単に「ターボチャージャ」と称する)であり、図1に示すようにタービンロータ1を備えるタービン部100と、コンプレッサロータ(図示しない)を備えるコンプレッサ部200と、タービンロータ1とコンプレッサロータとを連結する連結シャフト301を備える連結部300とを有して構成される。ターボチャージャは、エンジン(図示しない)の排ガスによってタービンロータ1を回転させ、このタービンロータ1と連結しているコンプレッサロータを回転させて空気を圧縮し、エンジンに供給する。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The turbocharger according to the present embodiment is a turbocharger having a variable turbine capacity (hereinafter simply referred to as “turbocharger”), and as shown in FIG. 1, a turbine unit 100 including the turbine rotor 1 and a compressor rotor (illustrated). Not provided) and a connecting portion 300 including a connecting shaft 301 that connects the turbine rotor 1 and the compressor rotor. The turbocharger rotates the turbine rotor 1 with the exhaust gas of the engine (not shown), rotates the compressor rotor connected to the turbine rotor 1 to compress the air, and supplies the compressed air to the engine.

タービン部100は、図1及び2に示すようにタービンロータ1を収容するタービンハウジング2と、内部が内周スクロール部(第1スクロール部)3aと外周スクロール部(第2スクロール部)3bとに仕切られた排ガス通路3と、弁部材としてのフローコントロールバルブ4及びウエストゲートバルブ5とを備えている。そして、タービンハウジング2の内部に流入した排ガスは、排ガス通路3を経てタービンロータ1へ送られる。
また、排ガス通路3を形成するタービンハウジング2の中心部にタービンロータ1が配置されており、排ガスはタービンハウジング2の外周側から排ガス通路3に流入されて、タービンハウジング2の中心部からタービンロータ1を介して該タービンハウジング2の外部に流出するようになっている。また、図2に示すように、内周スクロール部3aと外周スクロール部3bとの仕切りは、その一部分が、内周スクロール部3aと外周スクロール部3bとを仕切る仕切部15と、内周スクロール部3aと外周スクロール部3bとを連通する連通部16とが交互に配置される形態となっている。これにより、内周スクロール部3aと外周スクロール部3bとは基本的には、常に連通状態となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the turbine unit 100 includes a turbine housing 2 that houses the turbine rotor 1, an inner scroll portion (first scroll portion) 3a, and an outer scroll portion (second scroll portion) 3b. A partitioned exhaust gas passage 3, a flow control valve 4 and a waste gate valve 5 as valve members are provided. The exhaust gas flowing into the turbine housing 2 is sent to the turbine rotor 1 through the exhaust gas passage 3.
A turbine rotor 1 is disposed at the center of the turbine housing 2 that forms the exhaust gas passage 3. The exhaust gas flows into the exhaust gas passage 3 from the outer peripheral side of the turbine housing 2, and the turbine rotor 2 starts from the center of the turbine housing 2. 1 flows out of the turbine housing 2 through 1. In addition, as shown in FIG. 2, the partition between the inner peripheral scroll portion 3 a and the outer peripheral scroll portion 3 b is partially divided into a partition portion 15 that partitions the inner peripheral scroll portion 3 a and the outer peripheral scroll portion 3 b, and the inner peripheral scroll portion. 3a and the communication part 16 which connects the outer periphery scroll part 3b become a form arrange | positioned alternately. Thus, the inner scroll portion 3a and the outer scroll portion 3b are basically always in communication.

フローコントロールバルブ4は、内周スクロール部3aと外周スクロール部3bとの連通を制御して、タービン容量を可変とするための弁部材であり、タービンハウジング2の内部に流入する排ガス量に応じて、内周スクロール部3aと外周スクロール部3bとを仕切る壁部に設けられた外周スクロール部3bの入口を開閉制御するものである。フローコントロールバルブ4は、排ガスの流入量が少ない場合には外周スクロール部3bの入口を閉じて、排ガスを主に内周スクロール部3aに流入させてタービン容量を小さくする。一方、排ガスの流入量が多くなると、外周スクロール部3bの入口を開いて内周スクロール部3aと外周スクロール部3bとの両方に充分な排ガスを流入させてタービン容量を大きくする。尚、このフローコントロールバルブ4は、図2に示すようにタービンロータ1よりも上流側の排ガス通路3に連通する空間に配置されている。さらに具体的には、図3に示すように、排ガス通路3のタービンロータ1より上流側において、外周スクロール部3bを形成するタービンハウジング2の内部側と外部側とを連通するように軸受部7が配置され、この軸受部7に軸部であるシャフト6が回動自在に挿通支持されており、外周スクロール部3b内において、該シャフト6にアーム8を介してフローコントロールバルブ4が連結されている。ここで、前述したように外周スクロール部3bと内周スクロール部3aとは、連結部16により常時連通状態とされていることから、軸受部7及びシャフト6が配置される空間には、フローコントロールバルブ4の開閉状態にかかわらず、エンジンから流入してタービンロータ1に流入する前の排ガスの流入圧が作用する。そのため、これら軸受部7及びシャフト6には、比較的高い圧力が常時作用するため、より優れた排ガスのシール構造が求められている部分となっている。   The flow control valve 4 is a valve member for controlling the communication between the inner peripheral scroll portion 3a and the outer peripheral scroll portion 3b to change the turbine capacity, and according to the amount of exhaust gas flowing into the turbine housing 2. The inlet of the outer periphery scroll part 3b provided in the wall part which partitions off the inner periphery scroll part 3a and the outer periphery scroll part 3b is controlled to open and close. When the amount of inflow of exhaust gas is small, the flow control valve 4 closes the inlet of the outer scroll part 3b and causes the exhaust gas to flow mainly into the inner scroll part 3a to reduce the turbine capacity. On the other hand, when the inflow amount of exhaust gas increases, the inlet of the outer peripheral scroll portion 3b is opened, and sufficient exhaust gas flows into both the inner peripheral scroll portion 3a and the outer peripheral scroll portion 3b to increase the turbine capacity. The flow control valve 4 is arranged in a space communicating with the exhaust gas passage 3 upstream of the turbine rotor 1 as shown in FIG. More specifically, as shown in FIG. 3, on the upstream side of the turbine rotor 1 in the exhaust gas passage 3, a bearing portion 7 is provided so that the inner side and the outer side of the turbine housing 2 forming the outer peripheral scroll portion 3 b communicate with each other. The shaft 6 serving as a shaft portion is rotatably inserted and supported by the bearing portion 7, and the flow control valve 4 is connected to the shaft 6 via the arm 8 in the outer scroll portion 3 b. Yes. Here, as described above, since the outer peripheral scroll portion 3b and the inner peripheral scroll portion 3a are always in communication with each other by the connecting portion 16, the flow control is provided in the space where the bearing portion 7 and the shaft 6 are disposed. Regardless of whether the valve 4 is open or closed, the inflow pressure of the exhaust gas before flowing into the turbine rotor 1 from the engine acts. Therefore, since a relatively high pressure always acts on the bearing portion 7 and the shaft 6, a more excellent exhaust gas seal structure is required.

ウエストゲートバルブ5は、タービンハウジング2の内部に流入する排ガス量に応じて排ガスの排出口と連通するバイパス通路5aの入口を開閉制御するものである。ウエストゲートバルブ5は、排ガスの流入量が一定以上になった場合にバイパス通路5aの入口を開いて、過剰な排ガスをタービンロータを経由させずに排出させて、エンジンへ供給する空気の圧力を略一定に保つ。   The wastegate valve 5 controls opening and closing of the inlet of the bypass passage 5a that communicates with the exhaust gas exhaust port in accordance with the amount of exhaust gas flowing into the turbine housing 2. The wastegate valve 5 opens the inlet of the bypass passage 5a when the inflow amount of the exhaust gas exceeds a certain level, and discharges excess exhaust gas without passing through the turbine rotor, thereby reducing the pressure of the air supplied to the engine. Keep almost constant.

本実施形態においては、図3に示すように本発明に係るターボチャージャの排ガスシール構造を、フローコントロールバルブ4に適用した場合の一例について説明する。
本実施形態に係るターボチャージャの排ガスシール構造は、フローコントロールバルブ4の軸部であるシャフト6と、シャフト6が回動自在に挿通支持してある軸受部7とを備えており、この軸受部7の側面にタービンハウジング2の内部側及び外部側の夫々においてシャフト6に挿通したワッシャ10を、コイルバネ11によって付勢して設けてある。さらに、内部側のワッシャ10にはタービンロータ1に流入される前の排ガスの流入圧が作用するため、内部側のワッシャ10は、この排ガスの圧力によっても軸受部の側面に付勢されている。これにより、それぞれのワッシャ10と軸受部7の側面とを密着させて、排ガスが外部へ流出する際には、排ガスをシャフト6とワッシャ10との間隙に通すことができる。
In the present embodiment, an example in which the exhaust gas seal structure of a turbocharger according to the present invention is applied to a flow control valve 4 as shown in FIG. 3 will be described.
The turbocharger exhaust gas seal structure according to the present embodiment includes a shaft 6 that is a shaft portion of the flow control valve 4 and a bearing portion 7 on which the shaft 6 is rotatably inserted and supported. 7, a washer 10 inserted through the shaft 6 on each of the inner side and the outer side of the turbine housing 2 is urged by a coil spring 11. Furthermore, since the inflow pressure of the exhaust gas before flowing into the turbine rotor 1 acts on the internal washer 10, the internal washer 10 is also urged to the side surface of the bearing portion by the exhaust gas pressure. . Thereby, each washer 10 and the side surface of the bearing portion 7 are brought into close contact with each other, and when the exhaust gas flows out to the outside, the exhaust gas can be passed through the gap between the shaft 6 and the washer 10.

シャフト6には、タービンハウジング2の内部側においてフローコントロールバルブ4と連結するアーム8が外嵌装着され、外部側においてフランジ部9aを有するレバー9が外嵌装着されている。レバー9には駆動装置(図示しない)が接続されており、この駆動装置によりレバー9を介してシャフト6を回動させ、フローコントロールバルブ4を開閉制御する。   An arm 8 connected to the flow control valve 4 is fitted on the shaft 6 on the inner side of the turbine housing 2, and a lever 9 having a flange portion 9a is fitted on the outer side. A driving device (not shown) is connected to the lever 9, and the shaft 6 is rotated via the lever 9 by this driving device, so that the flow control valve 4 is controlled to open and close.

ワッシャ10は本発明におけるシール部材の一例であり、その内径を軸受部7の内径よりも小さく設定してあると共に、軸体に挿通した際にも一定の間隙を生じるようにして軸体と相対変位自在に設けてある。これにより、ワッシャ10をシャフト6に挿通した際に生じる間隙を、シャフト6と軸受部7との間隙よりも小さくすることができると共に、シャフト6が傾いた場合でもワッシャ10をシャフト6に追随しないようにできる。   The washer 10 is an example of a seal member in the present invention. The inner diameter of the washer 10 is set to be smaller than the inner diameter of the bearing portion 7, and a constant gap is generated when the shaft is inserted into the shaft body. Displaceable. Thereby, a gap generated when the washer 10 is inserted into the shaft 6 can be made smaller than a gap between the shaft 6 and the bearing portion 7, and the washer 10 does not follow the shaft 6 even when the shaft 6 is inclined. You can

また、ワッシャ10は、高温の排ガスに晒されるため、排ガス温度に耐え得るステンレス、インコネル、セラミックス等に例示される耐熱材で構成することが好ましい。さらには、低温時から高温時までワッシャ10とシャフト6との間隙を略一定に保つため、シャフト6を構成する材質の高温平均線膨張係数に対し、同等もしくは高い特性係数を有する材質で構成することが好ましい。尚、シャフト6を構成する材質は、従来のものと同様のものが適用される。   In addition, since the washer 10 is exposed to high-temperature exhaust gas, it is preferable that the washer 10 is made of a heat-resistant material exemplified by stainless steel, inconel, ceramics, etc. that can withstand the exhaust gas temperature. Further, in order to keep the gap between the washer 10 and the shaft 6 substantially constant from the low temperature to the high temperature, the material having the same or higher characteristic coefficient than the high temperature average linear expansion coefficient of the material constituting the shaft 6 is used. It is preferable. The material constituting the shaft 6 is the same as that of the conventional one.

本実施形態においては、ワッシャ10は同一の内径のものを例として説明したが、タービンハウジング2の内部側と外部側とでは雰囲気温度が異なるため、それぞれの温度に対応させて、内部側のワッシャ10の内径と外部側のワッシャ10の内径とを異なるように設けることもできる。また、ワッシャ10を構成する材料についても同様であり、内部側のワッシャ10を構成する材料と外部側のワッシャを構成する材料とは、同一でも異なっていてもよく、それぞれの温度に対して耐熱性のある材料を適宜選択すればよい。
また、本実施形態においては、タービンハウジング2の内部側においてシャフト6に挿通したワッシャ10と、外部側において挿通したワッシャ10とをそれぞれ1枚ずつ設けた例を示したが、特に制限はなく、片側または両側に複数設けることもできる。
In the present embodiment, the washer 10 has the same inner diameter as an example. However, since the ambient temperature differs between the inner side and the outer side of the turbine housing 2, the inner washer is made to correspond to each temperature. It is also possible to provide the inner diameter of 10 and the outer diameter of the washer 10 on the outer side different from each other. The same applies to the material constituting the washer 10, and the material constituting the inner washer 10 and the material constituting the outer washer may be the same or different, and are resistant to the respective temperatures. A suitable material may be selected as appropriate.
In the present embodiment, an example in which one washer 10 inserted into the shaft 6 on the inner side of the turbine housing 2 and one washer 10 inserted on the outer side is provided, but there is no particular limitation. A plurality can be provided on one side or both sides.

コイルバネ11は、本発明における付勢手段の一例である。コイルバネ11は、レバー9のフランジ部9aと外部側のワッシャ10とに亘って圧縮して配置してある。コイルバネ11の一方の側でフランジ部9aを介してシャフト6をタービンハウジング2の外部側に付勢することにより、アーム8及び軸受部7でその間に配置したワッシャ10を付勢挟持する。同時にコイルバネ11の他方の側で外部側のワッシャ10を、埃除けとして設けられたダストカバー12を介して軸受部7の側面に付勢する。これにより、ワッシャ10と軸受部7の側面とを密着させることができる。
本実施形態におけるコイルバネ11は、フランジ部9aを介してシャフト6を付勢しているため、ワッシャ10を確実に軸受部7に密着させることができると共に、エンジンの振動や、弁部材を制御するアクチュエータ荷重等によって軸部が傾くことを抑制することもできる。
また、コイルバネ11は、タービンハウジングの外部側に配置してあるため、排ガスの温度に対する影響を低くすることができ、熱膨張や熱変形等を抑えることができる。また、これによりコイルバネ11を構成する材質の選択の幅も広がる。
The coil spring 11 is an example of an urging means in the present invention. The coil spring 11 is compressed and disposed over the flange portion 9a of the lever 9 and the washer 10 on the outside. By energizing the shaft 6 to the outside of the turbine housing 2 via the flange portion 9a on one side of the coil spring 11, the washer 10 disposed between the arm 8 and the bearing portion 7 is energized. At the same time, the outer washer 10 is urged to the side surface of the bearing portion 7 through the dust cover 12 provided as a dust guard on the other side of the coil spring 11. Thereby, the washer 10 and the side surface of the bearing part 7 can be stuck.
Since the coil spring 11 in this embodiment urges the shaft 6 via the flange portion 9a, the washer 10 can be securely brought into close contact with the bearing portion 7, and the vibration of the engine and the valve member are controlled. It is also possible to suppress the tilting of the shaft portion due to an actuator load or the like.
Further, since the coil spring 11 is disposed on the outside of the turbine housing, the influence on the temperature of the exhaust gas can be reduced, and thermal expansion, thermal deformation, and the like can be suppressed. This also increases the range of selection of the material constituting the coil spring 11.

コイルバネ11は、外部側のワッシャ10を軸受部7の側面と密着させて、その間隙から排ガスが流出するのを防止するため、シャフト6と軸受部7との間隙から流出する排ガスの圧力より大きい付勢力で付勢している。
また、内部側のワッシャ10を、常にアーム8と軸受部7の側面とで付勢挟持させるためには、コイルバネ11はエンジンの振動によってシャフト6が振動するのを抑えることができる付勢力で付勢することがより好ましい。但し、コイルバネ11によってシャフト6の振動を完全に抑えられなくても、振動が大きくなるようなエンジンの回転数の場合には、タービンハウジング内部の排ガスの圧力が高まり、ワッシャ10を軸受部7の側面に付勢できる。また、排ガスの圧力が小さくなるようなエンジンの回転数の場合には、振動が小さくなるため、コイルバネ11によってアーム8を介してワッシャ10を軸受部7の側面に付勢することができる。
尚、本実施形態においては、コイルバネ11によって外部側のワッシャ10を軸受部7の側面に付勢すると同時に内部側のワッシャ10を軸受部7の側面に付勢する場合を例示したが、内部側のワッシャ10は、タービンハウジング2の内部の排ガスの圧力のみによって軸受部7の側面に付勢させてもよい。この場合、排ガスの圧力が低くなるとワッシャ10を付勢し難くなるが、排ガスの流出圧力も低下するため何ら問題はない。
The coil spring 11 brings the washer 10 on the outer side into close contact with the side surface of the bearing portion 7 and prevents the exhaust gas from flowing out from the gap, so that the pressure of the exhaust gas flowing out from the gap between the shaft 6 and the bearing portion 7 is larger. It is energized by the energizing force.
Further, in order to always hold the inner washer 10 between the arm 8 and the side surface of the bearing portion 7, the coil spring 11 is applied with an urging force capable of suppressing the vibration of the shaft 6 due to the vibration of the engine. More preferably. However, even if the vibration of the shaft 6 is not completely suppressed by the coil spring 11, the exhaust gas pressure inside the turbine housing is increased and the washer 10 is moved to Can be biased to the side. Further, when the engine speed is such that the pressure of the exhaust gas becomes small, the vibration becomes small, so that the washer 10 can be urged to the side surface of the bearing portion 7 via the arm 8 by the coil spring 11.
In this embodiment, the case where the outer washer 10 is urged to the side surface of the bearing portion 7 by the coil spring 11 and the inner side washer 10 is urged to the side surface of the bearing portion 7 at the same time is illustrated. The washer 10 may be urged toward the side surface of the bearing portion 7 only by the pressure of the exhaust gas inside the turbine housing 2. In this case, if the pressure of the exhaust gas becomes low, it becomes difficult to urge the washer 10, but there is no problem because the outflow pressure of the exhaust gas also decreases.

ダストカバー12は、従来公知の形状、材質が用いられ特に制限はない。また、使用しなくても何ら問題はない。   The dust cover 12 has a conventionally known shape and material and is not particularly limited. There is no problem even if it is not used.

このように構成されたターボチャージャの排ガスシール構造であれば、排ガスが外部へ流出する際には、排ガスをシャフト6とワッシャ10との間隙を確実に通すことができるため、排ガスの流出通路を小さくすることができる。
また、タービンハウジング2の内部と軸受部7との間と、軸受部7とタービンハウジング2の外部との間にそれぞれ圧力差を生じさせることができる。このため、それぞれの圧力差は、タービンハウジング2の内部と外部との圧力差より小さくすることができる。
したがって、シャフト6と軸受部7との間隙から排ガスをより流出し難くすることができ、タービンロータ1に流入される前の比較的高い排ガスの流入圧が作用する場合であっても、流出する排ガス量を低減することができる。
If the exhaust gas seal structure of the turbocharger configured in this way is used, the exhaust gas can be surely passed through the gap between the shaft 6 and the washer 10 when the exhaust gas flows out. Can be small.
Further, a pressure difference can be generated between the inside of the turbine housing 2 and the bearing portion 7 and between the bearing portion 7 and the outside of the turbine housing 2. For this reason, each pressure difference can be made smaller than the pressure difference between the inside and the outside of the turbine housing 2.
Therefore, it is possible to make it difficult for the exhaust gas to flow out from the gap between the shaft 6 and the bearing portion 7, and to flow out even when a relatively high inflow pressure of the exhaust gas before flowing into the turbine rotor 1 acts. The amount of exhaust gas can be reduced.

〔第二の実施形態〕
次に本発明に係る第二の実施形態について説明する。本実施形態に係るターボチャージャの排ガスシール構造では、図4に示すようにタービンハウジング2の外部側においてのみシャフト6に3枚のワッシャ10が設けてある。これらのワッシャ10はコイルバネ11によって軸受部7の側面に付勢してある。これにより軸受部7側のワッシャ10を軸受部7の側面と密着させると共に、それぞれのワッシャ10を互いに密着させている。尚、その他の構成は、第一の実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. In the turbocharger exhaust gas seal structure according to the present embodiment, three washers 10 are provided on the shaft 6 only on the outside of the turbine housing 2 as shown in FIG. These washers 10 are urged against the side surface of the bearing portion 7 by a coil spring 11. Thereby, the washer 10 on the bearing portion 7 side is brought into close contact with the side surface of the bearing portion 7 and the washers 10 are brought into close contact with each other. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

本実施形態に係るターボチャージャの排ガスシール構造によって得られる排ガスの流出通路の一例を説明する。本実施形態におけるワッシャ10は、エンジンの振動等によって、例えば図5に示すようにシャフト6の軸心方向視でそれぞれが偏心する。このためシャフト6とワッシャ10とのそれぞれの間隙13は、互いのワッシャ10の重なりによって小さくなり、排ガスはワッシャ10の重なりによって生じる間隙13aを通過し難くなる。また、排ガスが1枚のワッシャ10とシャフト6との比較的大きな間隙13を通過したとしても、2枚めのワッシャ10とシャフト6との間隙13を通過するためには、シャフト6の円周方向に移動しながら通過することになり、排ガスの流出通路を複雑にして、長くすることができる。したがって、複数のワッシャ10を設けることによりシャフト6と軸受部7との間隙から排ガスをより流出し難くすることができ、タービンロータ1に流入される前の比較的高い排ガスの流入圧が作用する場合であっても、流出する排ガス量を低減することができる。   An example of the exhaust gas outflow passage obtained by the exhaust gas seal structure of the turbocharger according to the present embodiment will be described. The washer 10 according to the present embodiment is eccentric in the axial direction of the shaft 6 as shown in FIG. 5, for example, due to engine vibration or the like. For this reason, each gap 13 between the shaft 6 and the washer 10 is reduced by the overlap of the washers 10, and the exhaust gas hardly passes through the gap 13 a generated by the overlap of the washers 10. Further, even if the exhaust gas passes through the relatively large gap 13 between the one washer 10 and the shaft 6, in order to pass through the gap 13 between the second washer 10 and the shaft 6, Passing while moving in the direction, the outflow passage of the exhaust gas can be complicated and lengthened. Therefore, by providing a plurality of washers 10, it is possible to make it difficult for the exhaust gas to flow out from the gap between the shaft 6 and the bearing portion 7, and a relatively high exhaust gas inflow pressure before flowing into the turbine rotor 1 acts. Even in this case, the amount of exhaust gas flowing out can be reduced.

尚、本実施形態では3枚のワッシャ10を使用した場合を例示したが、ワッシャ10は2枚以上設けてあればその枚数に制限はない。また、本実施形態においては、ワッシャ10を同一形状、同一材質ものを使用した例を示したが、外部側の複数のワッシャ10をそれぞれに異なる形状、材質のものを適用してもよい。   In the present embodiment, the case where three washers 10 are used is illustrated, but the number of washers 10 is not limited as long as two or more washers 10 are provided. Further, in the present embodiment, an example in which the washer 10 has the same shape and the same material is used, but a plurality of washers 10 on the outer side may have different shapes and materials.

〔第三の実施形態〕
次に本発明に係る第三の実施形態について説明する。本実施形態に係るターボチャージャの排ガスシール構造では、図6に示すようにタービンハウジング2の外部側に3枚のワッシャ10、内部側に1枚のワッシャ10が設けてあり、軸受部7側のワッシャ10を軸受部7の側面と密着させると共に、それぞれの隣り合うワッシャ10を互いに密着させている。尚、その他の構成は、第一の実施形態と同様である。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described. In the exhaust gas seal structure of the turbocharger according to this embodiment, as shown in FIG. 6, three washers 10 are provided on the outer side of the turbine housing 2, and one washer 10 is provided on the inner side. The washer 10 is in close contact with the side surface of the bearing portion 7 and the adjacent washers 10 are in close contact with each other. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

このような構成であれば、タービンハウジング2の内部と軸受部7との間と、軸受部7とタービンハウジング2の外部との間にそれぞれ圧力差を生じさせ、それぞれの圧力差を、タービンハウジングの内部と外部との圧力差より小さくすることができる。
さらに、タービンハウジング2の外部側において排ガスの流出通路を複雑にして、長くすることができる。
したがって、シャフト6と軸受部7との間隙から排ガスをより流出し難くすることができ、タービンロータ1に流入される前の比較的高い排ガスの流入圧が作用する場合であっても、流出する排ガス量を低減することができる。
With such a configuration, a pressure difference is generated between the inside of the turbine housing 2 and the bearing portion 7 and between the bearing portion 7 and the outside of the turbine housing 2, and the respective pressure differences are generated by the turbine housing. The pressure difference between the inside and the outside can be made smaller.
Furthermore, the exhaust gas outflow passage can be complicated and lengthened on the outside of the turbine housing 2.
Therefore, it is possible to make it difficult for the exhaust gas to flow out from the gap between the shaft 6 and the bearing portion 7, and to flow out even when a relatively high inflow pressure of the exhaust gas before flowing into the turbine rotor 1 acts. The amount of exhaust gas can be reduced.

〔その他の実施形態〕
前記第1の実施形態及び第3の実施形態においては、内部側のワッシャ10を、排ガスの圧力とコイルバネ11とによって付勢する例を示したが、これに限らず、例えば軸受部7の内部側の側面にフックを設けてワッシャ10を係合させて付勢するように、第2の付勢手段を設けてもよい。これによれば、排ガスの圧力が低く、かつシャフト6の振動が大きい場合であっても、確実に内部側のワッシャ10を軸受部7の側面に密着させることができる。
[Other Embodiments]
In the first embodiment and the third embodiment, the example in which the inner washer 10 is urged by the pressure of the exhaust gas and the coil spring 11 is shown. A second urging means may be provided so that a hook is provided on the side surface and the washer 10 is engaged and urged. According to this, even when the pressure of the exhaust gas is low and the vibration of the shaft 6 is large, the inner washer 10 can be reliably brought into close contact with the side surface of the bearing portion 7.

前記各実施形態においては、シャフト6を付勢する例を示したが、別に付勢しなくてもよい。
また、前記各実施形態においては、シール部材としてワッシャ10を使用した例を示したが、これに限られるものではない。
前記各実施形態においては、付勢手段としてコイルバネ11を使用した例を示したが、これに限られるものではなく、皿バネ等も使用できる。
In each of the above embodiments, the example in which the shaft 6 is urged has been shown, but it is not necessary to urge it separately.
Moreover, in each said embodiment, although the example which used the washer 10 as a sealing member was shown, it is not restricted to this.
In each of the above-described embodiments, the example in which the coil spring 11 is used as the urging means has been described. However, the present invention is not limited to this, and a disc spring or the like can be used.

尚、本発明に係るターボチャージャの排ガスシール構造は、フローコントロールバルブ4に適用するものであるが、ウエストゲートバルブ5に適用しても同様の効果が得られる。ウエストゲートバルブ5では、フローコントロールバルブ4に比べて、雰囲気温度が低く、タービンハウジング2の外部との圧力差が小さいため、本発明に係る排ガスのシール構造によって排ガスの流出量を低減できることは明らかである。   The turbocharger exhaust gas seal structure according to the present invention is applied to the flow control valve 4, but the same effect can be obtained when applied to the wastegate valve 5. The wastegate valve 5 has a lower ambient temperature than the flow control valve 4 and a small pressure difference from the outside of the turbine housing 2, so it is clear that the exhaust gas outflow can be reduced by the exhaust gas sealing structure according to the present invention. It is.

本発明の第一の実施形態に係るターボチャージャの一部断面を示す全体略図1 is an overall schematic diagram showing a partial cross section of a turbocharger according to a first embodiment of the present invention. 図1のA−A断面図AA sectional view of FIG. 図2のB−B断面図BB sectional view of FIG. 本発明の第二の実施形態に係る排ガスシール構造を示す断面図Sectional drawing which shows the exhaust gas seal structure which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態に係る排ガスシール構造における排ガスの通路形状を説明する図The figure explaining the passage shape of the exhaust gas in the exhaust gas seal structure concerning a second embodiment of the present invention 本発明の第三の実施形態に係る排ガスシール構造を示す断面図Sectional drawing which shows the exhaust gas seal structure which concerns on 3rd embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 タービンロータ
2 タービンハウジング
4 弁部材(フローコントロールバルブ)
5 弁部材(ウエストゲートバルブ)
6 軸部(シャフト)
7 軸受部
9 レバー
9a フランジ部
10 シール部材(ワッシャ)
11 付勢手段(コイルバネ)
1 Turbine rotor 2 Turbine housing 4 Valve member (flow control valve)
5 Valve member (waist gate valve)
6 Shaft (shaft)
7 Bearing 9 Lever 9a Flange 10 Seal member (washer)
11 Biasing means (coil spring)

Claims (4)

タービンロータと、
第1スクロール部と第2スクロール部とを備え前記タービンロータが配置される排ガス通路が形成されるタービンハウジングと、
前記タービンロータより上流側の前記排ガス通路に連通する空間に配置され、前記タービンハウジングの内部側と外部側とを連通する軸受部と、該軸受部に回動自在に挿通支持される軸部とを備え、前記軸部の回動により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御する弁部材と、を有し、
前記排ガス通路に排ガスを流入させると共に、前記弁部材により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御してタービン容量を可変とするターボチャージャにおいて、
前記軸受部の内径よりも小さな内径を有し、前記軸部と相対変位自在なシール部材を、前記タービンハウジングの内部側及び外部側の夫々において、前記軸部に挿通し、
前記外部側のシール部材を前記軸受部の側面に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段が、前記タービンハウジングの外部側において、前記軸部に外挿すると共に、前記軸部に設けたフランジ部と前記シール部材とに亘って配置したコイルバネであるターボチャージャの排ガスシール構造。
A turbine rotor,
A turbine housing having a first scroll part and a second scroll part, in which an exhaust gas passage in which the turbine rotor is disposed is formed;
A bearing portion that is disposed in a space communicating with the exhaust gas passage upstream of the turbine rotor and that communicates the inner side and the outer side of the turbine housing; and a shaft portion that is rotatably inserted and supported by the bearing portion. A valve member that controls communication between the first scroll portion and the second scroll portion by rotation of the shaft portion,
In the turbocharger that causes exhaust gas to flow into the exhaust gas passage and controls the communication between the first scroll portion and the second scroll portion by the valve member to make the turbine capacity variable.
A seal member having an inner diameter smaller than the inner diameter of the bearing portion and freely displaceable relative to the shaft portion is inserted into the shaft portion on each of the inner side and the outer side of the turbine housing,
There is provided an urging means for urging the seal member on the outer side toward the side surface of the bearing portion, and the urging means is externally attached to the shaft portion and provided on the shaft portion on the outer side of the turbine housing. An exhaust gas seal structure for a turbocharger, which is a coil spring disposed over the flange portion and the seal member .
タービンロータと、
第1スクロール部と第2スクロール部とを備え前記タービンロータが配置される排ガス通路が形成されるタービンハウジングと、
前記タービンロータより上流側の前記排ガス通路に連通する空間に配置され、前記タービンハウジングの内部側と外部側とを連通する軸受部と、該軸受部に回動自在に挿通支持される軸部とを備え、前記軸部の回動により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御する弁部材と、を有し、
前記排ガス通路に排ガスを流入させると共に、前記弁部材により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御してタービン容量を可変とするターボチャージャにおいて、
前記軸受部の内径よりも小さな内径を有し、前記軸部と相対変位自在なシール部材を、前記タービンハウジングの外部側において、前記軸部に複数挿通し、
該シール部材を前記軸受部の側面に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段が、前記タービンハウジングの外部側において、前記軸部に外挿すると共に、前記軸部に設けたフランジ部と前記シール部材とに亘って配置したコイルバネであるターボチャージャの排ガスシール構造。
A turbine rotor,
A turbine housing having a first scroll part and a second scroll part, in which an exhaust gas passage in which the turbine rotor is disposed is formed;
A bearing portion that is disposed in a space communicating with the exhaust gas passage upstream of the turbine rotor and that communicates the inner side and the outer side of the turbine housing; and a shaft portion that is rotatably inserted and supported by the bearing portion. A valve member that controls communication between the first scroll portion and the second scroll portion by rotation of the shaft portion,
In the turbocharger that causes exhaust gas to flow into the exhaust gas passage and controls the communication between the first scroll portion and the second scroll portion by the valve member to make the turbine capacity variable.
A plurality of seal members having an inner diameter smaller than the inner diameter of the bearing portion and capable of relative displacement with the shaft portion are inserted into the shaft portion on the outer side of the turbine housing,
An urging means for urging the seal member to the side surface of the bearing portion is provided , and the urging means is externally attached to the shaft portion on the outer side of the turbine housing, and a flange portion provided on the shaft portion. And an exhaust gas seal structure of a turbocharger that is a coil spring disposed over the seal member .
タービンロータと、
第1スクロール部と第2スクロール部とを備え前記タービンロータが配置される排ガス通路が形成されるタービンハウジングと、
前記タービンロータより上流側の前記排ガス通路に連通する空間に配置され、前記タービンハウジングの内部側と外部側とを連通する軸受部と、該軸受部に回動自在に挿通支持される軸部とを備え、前記軸部の回動により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御する弁部材と、を有し、
前記排ガス通路に排ガスを流入させると共に、前記弁部材により前記第1スクロール部及び前記第2スクロール部の連通を制御してタービン容量を可変とするターボチャージャにおいて、
前記軸受部の内径よりも小さな内径を有し、前記軸部と相対変位自在なシール部材を、前記タービンハウジングの内部側において前記軸部に少なくとも1つ挿通すると共に、前記タービンハウジングの外部側において前記軸部に複数挿通し、
前記外部側のシール部材を前記軸受部の側面に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段が、前記タービンハウジングの外部側において、前記軸部に外挿すると共に、前記軸部に設けたフランジ部と前記シール部材とに亘って配置したコイルバネであるターボチャージャの排ガスシール構造。
A turbine rotor,
A turbine housing having a first scroll part and a second scroll part, in which an exhaust gas passage in which the turbine rotor is disposed is formed;
A bearing portion that is disposed in a space communicating with the exhaust gas passage upstream of the turbine rotor and that communicates the inner side and the outer side of the turbine housing; and a shaft portion that is rotatably inserted and supported by the bearing portion. A valve member that controls communication between the first scroll portion and the second scroll portion by rotation of the shaft portion,
In the turbocharger that causes exhaust gas to flow into the exhaust gas passage and controls the communication between the first scroll portion and the second scroll portion by the valve member to make the turbine capacity variable.
At least one seal member having an inner diameter smaller than the inner diameter of the bearing portion and capable of relative displacement with the shaft portion is inserted into the shaft portion on the inner side of the turbine housing, and on the outer side of the turbine housing. A plurality of the shafts are inserted,
There is provided an urging means for urging the seal member on the outer side toward the side surface of the bearing portion, and the urging means is externally attached to the shaft portion and provided on the shaft portion on the outer side of the turbine housing. An exhaust gas seal structure for a turbocharger, which is a coil spring disposed over the flange portion and the seal member .
前記内部側のシール部材を前記軸受部の側面に付勢する第2の付勢手段を備えている請求項1又は3に記載のターボチャージャの排ガスシール構造。 The exhaust gas seal structure for a turbocharger according to claim 1 or 3 , further comprising second urging means for urging the seal member on the inner side toward the side surface of the bearing portion.
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