JP4556501B2 - 過給機およびシール装置 - Google Patents

Description

本発明は過給機およびシール装置に係り、特に、ハウジングの一方の側から他方の側に貫通していると共に前記ハウジングに回動自在に係合している駆動軸の隙間をシールするものに関する。

自動車の排ガスと環境の問題が世界的にクローズアップされているなか、乗用車クラスの小型ディーゼルエンジン市場、ガソリンエンジン市場をはじめとして、エミッション規制への対応と低燃費化、性能向上のため過給機の使用が必須となりつつあり、低速から高速域まで広い範囲での性能向上を図ることができる過給機が注目されている。

このような過給機の一つにマルチベーン方式の過給機が存在する。

ここで、図１を参照しつつ前記従来の過給機１００について説明する。

前記過給機１００はハウジング（筐体）３を備え、このハウジング３の一端部側には遠心式コンプレッサ５が設けられ、他端部側にはラジアルタービン７が設けられている。

前記タービン７と前記コンプレッサ５との間における前記ハウジング３の内部には、前記ハウジング３に対して回転自在なように、回転軸部材９がたとえば流体軸受け１１を介して設けられている。

前記回転軸部材９の一端部には、前記コンプレッサ５を構成しているコンプレッサインペラ１３が一体的に固定されており、前記回転軸部材９の他端部には、前記タービン７を構成しているタービンインペラ１５が一体的に固定されている。

前記ハウジング３は、前記回転軸部材９を支持しているベアリングハウジング１７と、前記コンプレッサインペラ１３を囲むように前記コンプレッサインペラ１３側で前記ベアリングハウジング１７に一体的に設けられているコンプレッサハウジング１９と、前記タービンインペラ１５を囲むように前記タービンインペラ１５側で前記ベアリングハウジング１７に一体的に設けられているタービンハウジング２１とにより構成されている。

また、前記タービンハウジング２１には、一端にガス入口（図示せず）を供えたスクロール通路２３が設けられており、このスクロール通路２３の内周部（前記スクロール通路２３と前記タービンインペラ１５との間）には、環状のガス流路２５が形成されている。

詳しく説明すると、前記環状のガス流路２５は、前記タービンインペラ１５の先端部側（前記コンプレッサ５とは反対側）で前記タービンインペラ１５と前記タービンハウジング２１との間に設けられた環状のシュラウド２６と、前記シュラウド２６から所定の間隔をあけて前記コンプレッサ５側に設けられた環状のノズル支持リング２８との間に形成されている。

前記スクロール通路２３、前記ガス流路２５を通って、自動車のエンジンから出てきた排ガスが前記タービンインペラ１５に供給されて前記タービンインペラ１５が回転し、前記回転軸部材９を介して前記コンプレッサインペラ１３を回転し空気を圧縮するようになっている。

前記タービンインペラ１５を回転駆動した後のガスは、前記タービンハウジング２１の中心部（前記ベアリングハウジング１７とは反対側に位置している中心部）に形成されたガス出口２７から排出されるようになっている。

次に、前記過給機１００のマルチベーンノズル方式の可変容量装置２９について、図１、図２を参照し説明する。

前記マルチベーンノズル方式の可変容量装置２９は、図２に示すように、前記環状のガス流路２５の円周上に配置された複数のノズルベーン３１によって構成されたベーンノズル３２を備えている。前記各ノズルベーン３１は、前記回転軸部材９の回転中心軸ＣＬ１と平行な中心軸を回動中心にして、前記環状のノズル支持リング２８および前記環状のシュラウド２６に対して回動可能に設けられている。

前記ノズル支持リング２８は、スライドジョイント方式などの方式で構成されたベーンノズル駆動機構３３（図１参照）を介して、たとえば、図２に実線で示す姿勢から破線で示す姿勢の間で回動するようになっている。なお、図２に実線で示す姿勢に各ノズルベーン３１があるときには、前記ベーンノズル３２におけるガス流路の幅Ｗ１が最も狭くなっており、図２に破線で示す姿勢に各ノズルベーン３１があるときには、前記ベーンノズル３２におけるガス流路の幅Ｗ３が最も広くなっている。

このように、各ノズルベーン３１のそれぞれを同じように回動することで、前記ベーンノズル３２の流路の大きさを変えることができ、前記タービン７（タービンインペラ１５）に供給されるガスの流速を変えることができる。

すなわち、タービンのインペラホイールに支持されたベーンを通過するガスの流量を調整することができる。

前記ベーンノズル駆動機構３３は、前記コンプレッサ５側で前記タービン７（ガス流路２５、スクロール通路２３）に隣接して設けられた環状の駆動機構設置室３５内に設けられている。また、前記駆動機構設置室３５と、前記ガス流路２５、前記スクロール通路２３および前記タービンインペラ１５との間は、前記環状のノズル支持リング２８や円板状の遮断部材３７によって遮断され、ガスが駆動機構設置室３５内に入り込むこと防いでいる。

前記駆動機構設置室３５を構成している前記コンプレッサ５側の壁は、前記タービンハウジング２１側に形成されている前記ベアリングハウジング１７のフランジ状の部位１７Ａによって構成されている。

前記ベアリングハウジング１７の壁（フランジ状の部位）１７Ａには、図１１に示すように、円筒状のブッシュ１０２が貫通して一体的に設けられており、このブッシュ１０２に、前記ベーンノズル駆動機構３３を駆動するための駆動軸３９が回動自在に係合している。

なお、図１１は、従来の過給機１００における前記駆動軸３９の設置状態を示す図であると共に、図１のＩＩＩ部の拡大図に対応した図である。

前記駆動軸３９は、前記ブッシュ１０２よりもごく僅かに長く形成されていると共に、前記ベアリングハウジング１７の壁１７Ａを貫通して設けられており、前記駆動機構設置室３５内に一端部３９Ａ側が位置し、前記駆動機構設置室３５内に設けられたベーンノズル駆動機構３３に連結部材４３を介して前記一端部３９Ａ側が連動連結され、前記ベアリングハウジング１７の外に他端部３９Ｂ側が位置している。

前記駆動軸３９の他端部３９Ｂ側は、外側の連結部材４５を介して、たとえばダイヤフラムシリンダ（図示せず）のピストンロッドと係合している。そして、前記ダイヤフラムシリンダによって前記駆動軸３９が回動し、前記内側の連結部材４３と前記ベーンノズル駆動機構３３とを介して、前記各ノズルベーン３１が回動するようになっている。

なお、前記従来の過給機１００に関連する技術として、たとえば、特許文献１に記載の技術が知られている。
実開平５−９３５号公報

ところで、前記従来の過給機１００では、前記環状のガス流路２５と前記駆動機構設置室３５との間に遮断部材３７等を設けてあるが、何らかの要因で前記環状のガス流路２５から前記駆動機構設置室３５へごく僅かではあるがガスが漏れることがある。

また、前記ブッシュ１０２に対して前記駆動軸３９が回動可能になっていることから、前記ブッシュ１０２の内径は前記駆動軸３９の外径よりも僅かに大きくなっており、前記ブッシュ１０２と前記駆動軸３９との間には、僅かな隙間が存在している。

したがって、前記駆動機構設置室３５にガスが漏れた場合、この漏れたガスが、前記ブッシュ１０２と前記駆動軸３９との間に形成されている隙間を通り、図１１に矢印ＡＲ１で示すような経路で、前記過給機１００の外部に漏れる場合があるという問題がある。

このようにガスが漏れると、過給機の効率が低下し、また、大気汚染を引き起こすおそれがある。

なお、前述したように、ブッシュ１０２と駆動軸３９との間に形成されている隙間を通り、外部にガスが漏れるという問題は、可変ノズルを備えた過給機だけでなく、たとえばウェイストゲートバルブを備えた過給機においても同様に発生する。

すなわち、過給機のハウジング内に設けられた前記ウェイストゲートバルブの弁体を支持するために、前記過給機のハウジング内に一端部側が位置し、前記ハウジング外に他端部側が位置していると共に、前記ハウジングに対しブッシュを介して回動自在に係合している駆動軸と、前記ブッシュとの間に形成されている隙間から、排ガスが漏れる場合がある。

さらに、前記問題は、前記過給機１００やウェイストゲートバルブを備えた過給機のみならず、ハウジングの一方の側から他方の側へ貫通するように設けられ前記ハウジングに固定されているブッシュと、前記ブッシュに回動自在に係合している駆動軸とを備えていると共に、前記ハウジングの一方の側の流体の圧力が前記他方の側の圧力よりも大きい装置においても、同様に発生する問題である。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、ハウジングの一方の側から他方の側へのガスの漏れを極力少なくすることができる過給機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、タービンインペラのホイールに支持されるベーンを通過するガスの流量を調整するガス流量調整手段を備えた過給機において、ハウジングの壁の一方の側から他方の側へ貫通するように一体的に設けられた筒状のブッシュと、前記ブッシュに回転自在に係合し、前記ブッシュよりも長く形成され、一端部側が前記ハウジング内に位置し、他端部側が前記ハウジング外に位置してあって、一端部に内側連結部材の基端部側が一体的に固定され、他端部に外側連結部材の基端部側が一体的に固定され、前記内側連結部材を介して前記ガス流量調整手段に連結され、前記ガス流量調整手段を駆動するための駆動軸と、前記ハウジング内に位置している前記ブッシュの端面により構成された環状の第１のシール当接面と、前記内側連結部材における前記駆動軸側に位置している平面により構成され、前記第１のシール当接面と当接自在な環状の第２のシール当接面と、 前記ハウジング外に位置している前記ブッシュの端面と前記外側連結部材の間に設けられ、周方向に波状の凹凸が繰り返し形成され、前記第１のシール当接面と前記第２のシール当接面とを互いに押圧付勢する波ワッシャと、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の過給機において、前記第１のシール当接面および前記第２のシール当接面は、前記ハウジング内のガス圧力と前記ハウジング外の空気圧力との圧力差と、前記波ワッシャの押圧付勢力とにより、互いに押圧付勢されるように設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の過給機において、前記ガス流量調整手段は、可変ノズルであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の過給機において、前記ガス流量調整手段は、ウェイストゲートバルブであって、前記駆動軸は、ロッド部材であって、前記内側連結部材は、前記ロッド部材の一端部側に一体的に設けられた弁体支持部材であって、前記外側連結部材は、前記ロッド部材の他端部側に一体的に設けられたリンク部材であることを特徴とする。

本発明によれば、前記第１のシール当接面と前記第２のシール当接面とが前記波ワッシャによって互いに押圧付勢されているため、前記第１のシール当接面と前記第２のシール当接面との接触部でガスの漏れを遮断して、前記ブッシュと前記駆動軸との隙間からのガスの漏れを防ぐことができる。

［第１の実施形態］
図1は、本発明の第１の実施形態に係る過給機１の概略構成を示す図である。

図２は、図１におけるＩＩＡ−ＩＩＢ断面を示す図であり、図３は図１におけるＩＩＩ部の拡大図である。

本発明の第１の実施形態に係る過給機１と前記従来の過給機１００との主な相違点は、ノズルベーン駆動機構３３を回動するための駆動軸３９の設置形態が異なっているところにあり、その他の点は前記従来の過給機１００とほぼ同様に構成されている。

したがって、以下の説明においては、前記従来の過給機１００の説明と重複する説明を一部省略してあると共に、同様に構成されているものには、同じ符号を付してある。

過給機１は、タービン７の入口側のガス流路２５に、可変ノズルの例であるベーンノズル３２を備えた過給機であり、ベアリングハウジング１７とタービンハウジング２１とコンプレッサハウジング１９とで構成されたハウジング３を備えている。

また、前記過給機１のタービン７の入口には、タービン７に流入するガスの流速を変えるために上述したベーンノズル３２が設けられており、このベーンノズル３２を構成している各ノズルベーン３１を回動するために、ベーンノズル駆動機構（可変ノズル駆動機構）３３が設けられている。

前記ベーンノズル駆動機構３３は、前記コンプレッサ５側で前記タービン７に隣接して設けられた駆動機構設置室３５の内部に設置されている。なお、前記ベーンノズル駆動機構３３や前記駆動機構設置室３５が、前記コンプレッサ５とは反対側で前記タービン７に隣接して設けられていてもよい。

前記駆動機構設置室３５は、前記ベアリングハウジング１７と前記タービンハウジング２１と前記ノズルベーン３１を支持しているノズル支持リング２８等によって囲まれて形成されており、したがって、前記ベーンノズル駆動機構３３は前記ハウジング３の内側に設けられていることになる。

また、前記ベーンノズル駆動機構３３が設けられている駆動機構設置室３５と前記タービン７のガス流路との間には、前記タービン７のガス流路から前記駆動機構設置室３５へのガスの流れを遮断するために、円板状の遮断部材３７が設けられている。

前記駆動機構設置室３５の前記コンプレッサ５側の壁は、前記タービン７側に形成されている前記ベアリングハウジング１７のフランジ状の部位１７Ａによって構成されていると共に、図３に示すように、前記壁（フランジ状の部位）１７Ａには円筒状ブッシュ４１が一体的に設けられている。前記ブッシュ４１は、前記壁１７Ａを貫通して設けられており、したがって、前記ブッシュ４１の一端部４１Ａ側は、前記駆動機構設置室３５内（ハウジング３内）に存在しており、前記ブッシュ４１の他端部４１Ｂ側は、前記駆動機構設置室３５の外（ハウジング３の外）に存在していることになる。

前記ブッシュ４１には、円柱形状の駆動軸３９が回動自在に係合している。すなわち、前記駆動軸３９は、前記ブッシュ４１を介して前記ハウジング３に対して回動自在に支持されている。

なお、前記ブッシュ４１を削除し、前記壁１７Ａ（ハウジング３）に対して前記駆動軸３９が直接係合するようにしてもよい。

前記駆動軸３９の回動中心軸ＣＬ３は、回転軸部材９の回転中心軸と平行になっており、前記駆動軸３９の外径は、前記ブッシュ４１の内径よりも僅かに小さくなっている。

また、前記駆動軸３９は、前記ブッシュ４１よりも所定の長さだけ長く形成されており、前記駆動軸３９の一端部３９Ａ側は、前記駆動機構設置室３５内に位置し、前記駆動軸３９の他端部３９Ｂ側は、前記駆動機構設置室３５の外（前記ハウジング３の外）に位置している。

前記駆動軸３９の一端部３９Ａ側は、前記駆動機構設置室３５内（ハウジング３内）に存在している帯板状の連結部材（内側連結部材）４３を介して、前記ハウジング３内に設けられた前記ベーンノズル駆動機構３３に連動連結されている。

より詳しく説明すると、前記内側連結部材４３の基端部側が、溶接等によって前記駆動軸３９の一端部３９Ａに一体的に固定されており、前記内側連結部材４３の先端部側が、前記ベーンノズル駆動機構３３に係合し、前記駆動軸３９が回動することによって前記内側連結部材４３が揺動し、前記ベーンノズル駆動機構３３を介して、前記ベーンノズル３２を構成している各ノズルベーン３１のそれぞれが同じように回動するようになっている。

また、前記駆動軸３９の他端部３９Ｂ側は、前記ハウジング３の外側に存在している帯板状の連結部材（外側連結部材）４５を介して、前記ハウジング３の外に設けられたダイヤフラムシリンダ（図示せず）のピストンロッド等のアクチュエータの出力軸に連動連結している。

より詳しく説明すると、前記外側連結部材４５の基端部側が、溶接等によって前記駆動軸３９の他端部３９Ｂに一体的に固定されており、前記外側連結部材４５の先端部側が、前記ダイヤフラムシリンダのピストンロッドに係合しており、前記ピストンロッドが動くことによって前記駆動軸３９が回動し、上述したように、前記ベーンノズル３２を構成している各ノズルベーン３１が回動するようになっている。

また、前記ブッシュ４１には、環状の第１のシール当接面４７が設けられている。つまり、円筒状に形成されている前記ブッシュ４１の前記一端部４１Ａに形成されている円環状であって平面状の端部が、前記第１のシール当接面４７を形成している。

前記第１のシール当接面４７は、前記駆動軸３９の回動中心軸ＣＬ３の延伸方向から眺めたときに、前記駆動軸３９の係合部に沿うように、すなわち、たとえば、円柱側面形状に形成され前記駆動軸３９のラジアル軸受けを形成している係合部を囲むように形成されている。

なお、前記駆動軸３９が、前記ハウジング３に対して直接回動自在に係合しているときには、前記第１のシール当接面４７は、前記ハウジング３に形成されることになる。

また、前記駆動軸３９に一体的に設置された部材（前記内側連結部材４３）には、前記第１のシール当接面４７と当接自在な環状の第２のシール当接面４９が設けられている。すなわち、前記帯板状の内側連結部材４３の基端部側の平面であって、前記ブッシュ４１の一端部４１Ａに対向し当接する円環状の部位が、前記第２のシール当接面４９を形成している。

なお、後述する第２の実施形態や第３の実施形態で示すように、前記第２のシール当接面を前記駆動軸に直接形成してもよい。この場合、前記第１のシール当接面の設置箇所が変更されることになる（図５、図６参照）。

上述のように構成されていることにより、前記各シール当接面４７、４９が、前記ハウジング３の内側（駆動機構設置室３５内）に設けられていることなり、前記駆動機構設置室３５内のガス圧力が、前記ハウジング３の外側の気体の圧力（たとえば大気圧）よりも高くなった場合、前記駆動機構設置室３５内のガス圧力と大気圧との圧力差によって、また、後述する付勢手段５１によって、前記第１のシール当接面４７と前記第２のシール当接面４９とが互いに押圧されることになる。すなわち、前記駆動軸３９が、図３に示す矢印ＡＲ３の方向に押されることになる。

なお、本明細書において前記各シール当接面４７、４９の設置形態を変更した場合であっても、上述したように、前記駆動機構設置室３５内のガス圧力と前記駆動機構設置室３５の大気圧との圧力差によって、前記第１のシール当接面４７と前記第２のシール当接面４９とが互いに押圧されるように、前記各シール当接面４７、４９を形成することが望ましい。

また、過給機１には、前記第１のシール当接面４７と前記第２のシール当接面４９とを互いに押圧付勢する付勢手段５１が設けられている。

前記付勢手段５１は、前記駆動軸３９が前記ハウジング３の外方向（矢印ＡＲ３の方向）に移動するように、前記ハウジング３の外に位置している前記ブッシュ４１の他端部４１Ｂの端面と、前記駆動軸３９の他端部３９Ｂに設けられた外側連結部材４５との間に、図４に示すような波ワッシャ５３を設けて構成されている。

前記波ワッシャ５３は、平ワッシャ状の部材にこの部材の周方向で波状の凹凸を繰り返し形成することにより得られるものである。前記凹凸は前記波ワッシャ５３が挟み込まれる方向で凹凸に形成されている。

前記波ワッシャ５３を設置するためのスペース（前記ブッシュ４１の他端部４１Ｂの端面と、前記駆動軸３９の他端部に設けられた外側連結部材４５との間のスペース）は、前記駆動軸３９の長さが前記ブッシュ４１の長さよりも所定の長さだけ長いこと、および、前記各シール当接面４７、４９が互いに当接していることによって得られるものである。

なお、前記駆動軸３９が、前記ハウジング３に対して直接回動自在に係合しているときには、前記波ワッシャ５３は、前記外側連結部材４５と前記ハウジング３との間に設けられることになる。

また、前記弾性体として、波ワッシャに代えて、皿バネ等の他の弾性体を採用してもよい。

前記第１のシール当接面４７と前記第２のシール当接面４９とを互いに押圧する方向（図３の矢印ＡＲ３の方向）には、前記ハウジング３に対して前記駆動軸３９が移動せず、また、前記付勢手段５１によって、前記第１のシール当接面４７と前記第２のシール当接面４９とが互いに離反する方向には、前記ハウジング３に対して前記駆動軸３９が移動し難くなっている。したがって、前記第１のシール当接面４７、前記第２のシール当接面４９および前記付勢手段５１によって、前記駆動軸３９のスラスト軸受けが形成されていることになる。

次に、前記過給機１の稼動時において、前記ベーンノズル３２の各ノズルベーン３１を回動する場合について説明する。

前記過給機１が稼動しているとき、前記タービン７のガス流路２５等から前記駆動機構設置室３５内へ、何らかの要因でガスがごく僅か漏れているものとする。

このごく僅かな漏れにより、前記駆動機構設置室３５内のガスの圧力が上昇し大気圧より高くなる。

しかし、前記各シール当接面４７、４９が前記付勢手段５１で押圧付勢されているので、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間の僅かな隙間で形成されているガス流路が遮断される。なお、前記各シール当接面４７、４９が互いに付勢され当接しているにもかかわらず、前記駆動軸３９は回動可能になっている。

過給機１によれば、前記第１のシール当接面４７と前記第２のシール当接面４９とが、前記付勢手段５１によって互いに押圧付勢されているので、前記第１のシール当接面４７と前記第２のシール当接面４９との接触部でガスの漏れを遮断することができ、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間からのガスの漏れを防ぐことができる。そして、過給機１の効率が低下することを防ぎ、また、大気汚染を引き起こすおそれを回避することができる。

また、過給機１によれば、前記付勢手段５１による押圧力に加えて、前記ハウジング３内のガスの圧力と前記ハウジング３外の空気の圧力との圧力差により生じた力で、前記第１のシール当接面４７と前記第２のシール当接面４９とが互いに押圧付勢されているので、前記各シール当接面４７、４９同士が一層離反し難くなり、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間からのガスの漏れが一層発生しにくくなっている。

さらに、過給機１によれば、前記第１のシール当接面４７が、前記ブッシュ４１の、前記ハウジング３内に位置している端面４１Ａで構成されており、前記第２のシール当接面４９が、前記駆動軸３９の一端部３９Ａに一体的に設けられた帯板状の連結部材４３の平面で構成されており、前記付勢手段５１が、前記ブッシュ４１の前記ハウジング３の外に位置している端面４１Ｂと前記駆動軸３９の他端部３９Ｂ側に一体的に設けられた連結部材４５との間に波ワッシャ５３を設けて構成されているので、すなわち簡素な形状や構成の各部材を単純に組み合わせて、各シール当接面４７、４９や付勢手段５１が構成されているので、全体的な構成が簡素であると共に組立てが容易になっている。

また、過給機１によれば、前記付勢手段５１として、皿バネや波ワッシャを用いてあるので、小さい設置スペースで大きな付勢力を得ることができると共に、タービン７からの熱によっても付勢力が低下しにくくなっている。

また、過給機１によれば、前記ベーンノズル駆動機構３３が設けられている駆動機構設置室３５と前記タービンのガス流路の間には、ガスの流れを遮断するための遮断部材３７が設けられているので、前記タービン７のガス流路から前記駆動機構設置室３５へのガスの流れが遮断され、前記ブッシュ４１と前記駆動軸３９との間からのガスの漏れを一層抑制することができる。

なお、過給機１において、前記各シール当接面４７、４９を、ハウジング３の外側に設け、前記波ワッシャ５３を、前記駆動機構設置室３５内に設けてもよい。

たとえば、図３において示されている第１のシール当接面４７と第２のシール当接面４９とを互いに離反させ、ここに波ワッシャ５３を設置し、前記ブッシュ４１の端面４１Ｂと前記外側連結部材４５とによって、各シール当接面を形成してもよい。

［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係る過給機に設けられている各シール当接面の設置形態を示す断面図であり、図１におけるＩＩＩ部の拡大図に対応する図である。

第２の実施形態に係る過給機は、各シール当接面の設置形態が、前記第１の実施形態に係る過給機１とは異なり、その他の点は、前記第１の実施形態に係る過給機１とほぼ同様に構成されておりほぼ同様の効果を奏する。

前記第２の実施形態に係る過給機のブッシュ５５は、前記第１の実施形態に係るブッシュ４１内部の長手方向の中間部に、短い長さの円柱状の内部空間５７を設けた形状に形成されている。なお、前記内部空間５７の内径は、前記円筒状のブッシュ４１の内径よりも大きくなっている。

前記第２の実施形態に係る過給機の駆動軸５９は、前記第１の実施形態に係る駆動軸３９の長手方向の中間部に、長さの短い円柱状の鍔６１を設けた形状に形成されている。なお、前記鍔６１の外径は、前記内部空間５７の内径よりも小さくなっており、前記鍔６１の長さは前記内部空間５７の長さよりも短くなっている。

また、前記鍔６１の長手方向の設置位置は、前記ブッシュ５５の外側の端面５５Ｂと前記外側連結部材４５との間に付勢手段５１を構成する波ワッシャ５３を設置した場合、前記内部空間５７の前記波ワッシャ５３側の面５７Ａと前記鍔６１の前記波ワッシャ５３側の端面６１Ａとが互いに接するような位置になっている。波ワッシャ５３を上述したように設置した場合、前記ブッシュ５５の内側の端面５５Ａと前記内側連結部材４３とは互いに接触することなく離反している。

なお、本実施形態では、前記内部空間５７の前記波ワッシャ５３側の面５７Ａが、第１のシール当接面を構成し、前記鍔６１の前記波ワッシャ５３側の端面６１Ａが第２のシール当接面を構成している。

図５に示す形態のままでは、ブッシュ５５に駆動軸５９を組み付けることは不可能であるが、たとえば、ブッシュ５５を適宜分割することにより、ブッシュ５５に駆動軸５９を組み付けることが可能になるものである。

［第３の実施形態］
図６は、本発明の第３の実施形態に係る過給機に設けられている各シール当接面の設置形態を示す断面図であり、図１におけるＩＩＩ部の拡大図に対応する図である。

第３の実施形態に係る過給機は、各シール当接面の設置形態が、前記第１の実施形態に係る過給機１とは異なり、その他の点は、前記第１の実施形態に係る過給機１とほぼ同様に構成されておりほぼ同様の効果を奏する。

前記第３の実施形態に係る過給機のブッシュ６３は、前記第１の実施形態に係るブッシュ４１内部の長手方向の中間部に、短い長さの円環状の鍔状の部位（軸を含む平面による断面が矩形状に形成されている鍔状の部位）６５を設けた形状に形成されている。なお、前記鍔状の部位６５の内径は、前記円筒状のブッシュ４１の内径よりも小さくなっている。

前記第３の実施形態に係る過給機の駆動軸６７は、前記第１の実施形態に係る駆動軸３９の長手方向の中間部に、長さの短い円環状の切り欠き溝（軸を含む平面による断面が矩形状に形成されている切り欠き溝）６９を設けた形状に形成されている。なお、前記切り欠き溝６９が形成されている部分の外径は、前記鍔状の部位６５の内径よりも小さくなっており、前記切り欠き溝６９の長さは前記鍔状の部位６５の長さよりも長くなっている。

また、前記切り欠き溝６９の長手方向の設置位置は、前記ブッシュ６３の外側の端面６３Ｂと前記外側連結部材４５との間に付勢手段５１を構成する波ワッシャ５３を設置した場合、前記鍔状の部位６５の前記波ワッシャ５３とは反対側の面６５Ａと、前記切り欠き溝６９の前記波ワッシャ５３とは反対側の面６９Ａとが互いに接するような位置になっている。波ワッシャ５３を上述したように設置した場合、前記ブッシュ６３の内側の端面６３Ａと前記内側連結部材４３とは互いに接触することなく離反している。

なお、本実施形態では、前記鍔状の部位６５の前記波ワッシャ５３とは反対側の面６５Ａが、第１のシール当接面を構成し、前記切り欠き溝６９の前記波ワッシャ５３とは反対側の面６９Ａが、第２のシール当接面を構成している。

さらに、図１１に示す形態のままでは、ブッシュ６３に駆動軸６７を組み付けることは不可能であるが、前記第２の実施形態と同様に、ブッシュ６３を適宜分割すること等により、ブッシュ６３に駆動軸６７を組み付けることが可能になるものである。

ところで、前記各実施形態では、各シール当接面が平面状に形成されているが、必ずしも平面状に形成されている必要はなく、たとえば、球面の一部を採用した形状に形成されていてもよい。

［第４の実施形態］
前記第１の実施形態〜前記第３の実施形態では、可変ノズルの駆動軸の係合部を例に掲げて説明したが、第４の実施形態では、ウェイストゲートバルブの駆動軸の係合部を例に掲げて説明する。

まず、ウェイストゲートバルブについて説明する。

図７は、本発明の第４の実施形態に係る過給機２０１とこの過給機２０１が設置されているエンジンＥ１の概略構成を示す図である。

過給機２０１は、筐体（ハウジング）２０３と、この筐体２０３の内部でたとえば流体軸受け２０５を介して前記筐体２０３に対して回転する回転軸部材２０７と、この回転軸部材２０７の一端部２０７Ａ側に設けられた遠心式圧縮機（遠心式コンプレッサ）２０９と、前記回転軸部材２０７の他端部２０７Ｂ側に設けられたラジアルタービン２１１とを備えている。

過給機２０１は、レシプロエンジンまたはロータリエンジンに使用され、たとえば、４サイクルピストンエンジンＥ１から出てきた高温高圧の排気ガスＧ３で前記タービン２１１を回転駆動し、この回転によって前記圧縮機（コンプレッサ）２０９を回転駆動し、この圧縮機２０９の回転によって得られた圧縮空気Ｇ１を、前記エンジンＥ１に供給するようになっている。

なお、前記圧縮空気Ｇ１は、前記エンジンＥ１のシリンダ内での燃料の燃焼に供され、この燃焼によって前記高温高圧の排気ガス（前記タービン２１１を回転駆動する燃焼ガス）Ｇ３が排出されるものである。

また、過給機２０１には、コンプレッサ２０９のサージングを防止するためのウェイストゲートバルブ２１３が設けられている。

ここで、ウェイストゲートバルブ２１３の構成について例を掲げて説明する。

ウェイストゲートバルブ２１３は、コンプレッサ２０９によって圧縮された圧縮空気（エンジンＥ１に供給される前の圧縮空気）によって作動するダイヤフラムシリンダ２１５を備えている。このダイヤフラムシリンダ２１５のピストンロッド２１７の先端部２１７Ａ側には、弁体２１９が設けられている。

前記筐体２０３には、前記過給機２０１のタービン２１１の上流側流体経路２２１と下流側流体経路２２３との間を互いにつないでいるウェイストゲートバルブ用貫通孔２２５が設けられていると共に、前記ピストンロッド２１７が矢印ＡＲ５の方向に移動して、前記ウェイストゲートバルブ用貫通孔２２５を、前記弁体２１９で開閉できるようになっている。

そして、コンプレッサ２０９によって圧縮された圧縮空気の圧力が所定の圧力を超えていない場合には、前記ダイヤフラムシリンダ２１５に設けられている圧縮バネ２２７により付勢されて、弁体２１９が貫通孔２２５を閉じるようになっている。

一方、コンプレッサ２０９によって圧縮された圧縮空気の圧力が所定の圧力を超えた場合には、上流側流体経路２２１から下流側流体経路２２３へ、タービン２１１を通らないで、排気ガスＧ３が直接排出されるようになっている。

すなわち、タービン２１１のタービンインペラのホイールに支持されているベーン（羽根）を通過するガスの流量を調整することができるようになっている。

このように、排気ガスＧ３が直接排出されることにより、タービン２１１の回転速度を低下させることができ、コンプレッサ２０９の回転数が低下し、エンジンＥ１に対して過大な圧縮空気を与えることを防止することができるようになっている。

次に、ピストンロッド２１７の先端部２１７Ａ側における弁体２１９の設置状態や弁体２１９と貫通孔２２５との関係等について説明する。

図８は、ピストンロッド２１７の先端部２１７Ａ側における弁体２１９の設置状態や弁体２１９と貫通孔２２５との関係等について説明する図であり、図９は、図８におけるIＸ矢視を示す図であり、図１０は、図９におけるＸ部の拡大断面図である。

筐体２０３には、円柱形状のロッド部材（駆動軸）２２９が、前記筐体２０３に一体的に設けられているブッシュ２７１を介して回動自在に設けられており、このロッド部材２２９の一端部（筐体２０３の内部の端部）側には、弁体２１９を支持している弁体支持部材２３３が一体的に設けられている。

また、このロッド部材２２９の他端部（筐体２０３の外部の端部）側には、棒状のリンク部材２３１が一体的に設けられており、前記棒状のリンク部材２３１には、ピストンロッド２１７の先端部２１７Ａ側が回動自在に係合している。

そして、前記ピストンロッド２１７が、図７で示す矢印ＡＲ５の方向に移動することにより、揺動中心軸ＣＬ５を揺動中心にしてロッド部材２２９が揺動し（回転）、この揺動によって弁体２１９が貫通孔２２５を開閉するようになっている。

なお、前記ピストンロッド２１７の移動量は少なく、また、前記棒状のリンク部材２３１とピストンロッド２１７の先端部２１７Ａ側との係合部には、僅かな隙間が存在しているので、ダイヤフラムシリンダ２１５の本体部２１５Ａが筐体２０３に一体的に固定されていても、前記ロッド部材２２９を揺動させることができる。

また、前記ロッド部材２２９の一端部側、前記弁体２１９、前記弁体支持部材２３３は、前記過給機２０１のタービン２１１の下流側流体経路２２３内に設けられている。

弁体支持部材２３３は、上述したように、前記弁体２１９を支持し、前記ウェイストゲートバルブ用貫通孔２２５を開閉するために前記ウェイストゲートバルブ用貫通孔２２５に対して、前記弁体２１９を移動させるものである。

第１の実施形態に係る過給機１と同様に、前記ブッシュ２７１の一端面（ハウジング２０３の外側の端面）と前記リンク部材２３１との間には波ワッシャ５３が設置され、前記ブッシュ２７１の他端面（ハウジング２０３の外側の端面；シール当接面）と、前記弁体支持部材２３３の面（シール当接面）とが互いに押圧されるように付勢している。

そして、第１の実施形態〜第３の実施形態に係る過給機と同様に、前記ブッシュ２７１と前記ロッド部材２２９との係合部からガスが漏れ出すことを防ぐことができるようになっている。

なお、前記過給機２０１のシール当接面やシール当接面の付勢形態を、前記第２の実施形態や前記第３の実施形態に係る過給機と同様に、適宜変更してよい。

本発明の第１の実施形態に係る過給機の概略構成を示す図である。 図１におけるＩＩＡ−ＩＩＢ断面を示す図である。 図１におけるＩＩＩ部の拡大図である。 波ワッシャの概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る過給機に設けられている各シール当接面の設置形態を示す断面図であり、図１におけるＩＩＩ部の拡大図に対応した図である。 本発明の第３の実施形態に係る過給機に設けられている各シール当接面の設置形態を示す断面図であり、図１におけるＩＩＩ部の拡大図に対応した図である。 本発明の第４の実施形態に係る過給機とこの過給機が設置されているエンジンの概略構成を示す図である。 ピストンロッドの先端部側における弁体の設置状態や弁体と貫通孔との関係等について説明する図である。 図８におけるIＸ矢視を示す図である。 図９におけるＸ部の拡大断面図である。 従来の過給機におけるベーンノズル駆動機構の駆動軸の設置状態を示す図であると共に、図１のＩＩＩ部の拡大図に対応した図である。

符号の説明

１、２０１ 過給機
３、２０３ ハウジング
７、２１１ タービン
２５ ガス流路
３２ ベーンノズル
３３ ベーンノズル駆動機構
３５ 駆動機構設置室
３７ 遮断部材
３９、５９、６７、２４９ 駆動軸
４１、５５、６３、２７１ ブッシュ
４３ 内側連結部材
４５ 外側連結部材
４７ 第１のシール当接面
４９ 第２のシール当接面
５１ 付勢手段
５３ 波ワッシャ
ＣＬ３ 回動中心軸

Claims (4)

1. タービンインペラのホイールに支持されるベーンを通過するガスの流量を調整するガス流量調整手段を備えた過給機において、
   ハウジングの壁の一方の側から他方の側へ貫通するように一体的に設けられた筒状のブッシュと、
   前記ブッシュに回転自在に係合し、前記ブッシュよりも長く形成され、一端部側が前記ハウジング内に位置し、他端部側が前記ハウジング外に位置してあって、一端部に内側連結部材の基端部側が一体的に固定され、他端部に外側連結部材の基端部側が一体的に固定され、前記内側連結部材を介して前記ガス流量調整手段に連結され、前記ガス流量調整手段を駆動するための駆動軸と、
   前記ハウジング内に位置している前記ブッシュの端面により構成された環状の第１のシール当接面と、
   前記内側連結部材における前記駆動軸側に位置している平面により構成され、前記第１のシール当接面と当接自在な環状の第２のシール当接面と、
   前記ハウジング外に位置している前記ブッシュの端面と前記外側連結部材の間に設けられ、周方向に波状の凹凸が繰り返し形成され、前記第１のシール当接面と前記第２のシール当接面とを互いに押圧付勢する波ワッシャと、を有することを特徴とする過給機。
2. 請求項１に記載の過給機において、
   前記第１のシール当接面および前記第２のシール当接面は、前記ハウジング内のガス圧力と前記ハウジング外の空気圧力との圧力差と、前記波ワッシャの押圧付勢力とにより、互いに押圧付勢されるように設けられていることを特徴とする過給機。
3. 請求項１又は請求項２に記載の過給機において、
   前記ガス流量調整手段は、可変ノズルであることを特徴とする過給機。
4. 請求項１又は請求項２に記載の過給機において、
   前記ガス流量調整手段は、ウェイストゲートバルブであって、前記駆動軸は、ロッド部材であって、前記内側連結部材は、前記ロッド部材の一端部側に一体的に設けられた弁体支持部材であって、前記外側連結部材は、前記ロッド部材の他端部側に一体的に設けられたリンク部材であることを特徴とする過給機。

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