JP4661598B2

JP4661598B2 - 可変容量型ターボチャージャ

Info

Publication number: JP4661598B2
Application number: JP2006003595A
Authority: JP
Inventors: 孝佳北田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2026-01-11
Also published as: JP2007187015A

Description

本発明は、タービンハウジング内の排気導入路の流路面積をベーンの操作によって変化させる可変容量型ターボチャージャに関する。

内燃機関に適用されるターボチャージャとして、タービンハウジング内の排気導入路にベーンが配置され、そのベーンよりもベアリングハウジング側にベーン操作機構が配置され、そのベーン操作機構からベアリングハウジングの外周にベーン操作用のレバーが延ばされた構成の可変容量型ターボチャージャが知られている（例えば特許文献１参照）。一方、タービンハウジングの軸線方向外側（反ベアリングハウジング側）にカバーが取り付けられ、そのカバーにベーン操作機構及びベーンが支持された構成の可変容量型ターボチャージャも知られている（例えば特許文献２参照）。
特開２００２−３８９６５号公報特開２０００−２６５８４４号公報

可変容量型ターボチャージャにおいて、ベーンよりもベアリングハウジング側にベーン操作機構を配置した場合、ベーンをタービンホイールの外周上に配置する関係から、そのベーン操作機構の収容スペースを確保するためにはベアリングハウジングをタービンハウジング側に延長する必要が生じる。特に、ベアリングハウジング内に回転電機を組み込んだ場合には回転電機とタービンホイールとの間に十分な余裕がないため、ベーン操作機構を組み込むためにはベアリングハウジングの延長が必須である。しかしながら、ベアリングハウジングを延長すれば、これに収容されるタービン軸も長くなり、そのタービン軸及びこれと一体的に回転する組み付け部品からなる回転体アッセンブリの剛性が低下する。この場合、高速回転時の振動が増大してターボチャージャの回転性能が損なわれるおそれがある。一方、タービンハウジングのカバーにベーン操作機構及びベーンを取り付けた場合には、ベアリングハウジングを延長する必要がない。しかし、この場合には、ベーンあるいはその操作機構の構成部品とベアリングハウジングとの間でカバー及びタービンハウジングといった中間部品の加工誤差、あるいは組み付け誤差が積み重なる。また、タービンハウジングの熱変位の影響でこれらの部品の位置が変化する。このため、ベーンあるいはその操作機構の構成部品の位置が本来あるべき位置から許容限度を超えてずれ、それによりベーンの動作に支障が生じるといった不都合が生じるおそれがある。

そこで、本発明はタービン軸を含む回転体アッセンブリの長尺化を抑えることができ、しかも、ベーンあるいはその操作機構の構成部品の位置決め精度も高く維持できる可変容量型ターボチャージャを提供することを目的とする。

本発明の可変容量型ターボチャージャは、タービン軸を収容するベアリングハウジングと、前記ベアリングハウジングと組み合わされ、内部にタービンホイールを収容するタービンハウジングと、前記タービンハウジング内の排気導入路の流路面積を変化させるように動作可能なベーンと、前記ベーンを動作させるためのベーン操作機構とを具備し、前記ベアリングハウジングのタービンハウジング側の端部にベース部材が配置され、前記ベース部材の反ベアリングハウジング側に前記ベーン及び前記ベーン操作機構が配置され、前記ベーン及び前記ベーン操作機構が前記ベース部材を介して前記ベアリングハウジングに位置決めされ、前記ベース部材は、前記ベアリングハウジングに直接取り付けられることにより前記ベアリングハウジングに対して位置決めされていることにより、上述した課題を解決する。

本発明の可変容量型ターボチャージャによれば、ベーン及びその操作機構がベアリングハウジングのタービンハウジング側の端部に配置されたベース部材の反ベアリングハウジング側に配置されているので、ベーン操作機構の収容スペースを確保するためにベアリングハウジングをタービンハウジング側に延長する必要がない。これにより、回転体アッセンブリの軸線方向への長尺化を抑えて、回転体アッセンブリの剛性低下を防止し、ターボチャージャの回転性能を高く維持することができる。また、ベーン及びベーン操作機構がベース部材を介してベアリングハウジングに位置決めされるので、タービンハウジング、あるいはタービンハウジングを介してベアリングハウジングと連結される部品の加工誤差、組み付け誤差、あるいは熱変位の影響でベーン及びベーン操作機構の位置が本来の位置からずれるおそれがなくなる。従って、ベーンあるいはその操作機構の構成部品のベアリングハウジングに対する位置決め精度を高く維持し、ベーンあるいはベーン操作機構の位置ずれに伴うベーンの動作不良といった不都合が発生するおそれを低減することができる。

本発明の一形態において、前記タービン軸の軸線方向に関して前記ベース部材が前記ベアリングハウジングと前記タービンハウジングとの間に挟み込まれてもよい（請求項２）。この形態によれば、ベース部材をベアリングハウジングとタービンハウジングとで挟む込むことにより、ベース部材をベアリングハウジングに押し付けることができる。従って、ベース部材をベアリングハウジング上の定位置に確実に保持し、ベアリングハウジングに対するベース部材の位置ずれを防ぎ、それにより、ベアリングハウジングに対するベーン及びベーン操作機構の位置ずれを防止することができる。

本発明の一形態において、前記ベース部材及び前記ベアリングハウジングのそれぞれには、前記タービン軸の半径方向に関して互いに嵌合する嵌合部が設けられてもよい（請求項３）。この形態によれば、ベアリングハウジングに対してベース部材を半径方向に正確に位置決めし、半径方向に関するベース部材の位置ずれを防止することができる。

本発明の一形態において、前記タービン軸の半径方向に関して前記ベース部材が前記タービンホイールよりも外周側に位置していてもよい（請求項４）。この形態によれば、タービン軸の軸線方向において、タービンホイールとベアリングハウジングとの間にベース部材が介在しないので、ベース部材を設けてもタービンホイールとベアリングハウジング内の軸受とのスパンが増加しない。従って、タービンホイールの回転精度の劣化を防止することができる。

本発明の一形態において、前記タービンハウジングの内部には前記タービンホイールの翼縁に沿って延びるシュラウドが配置され、前記シュラウドが前記ベース部材と連結されてもよい（請求項５）。この形態によれば、ベース部材を介してシュラウドをベアリングハウジングに対して位置決めすることができるので、シュラウドに関してもタービンハウジング、あるいはタービンハウジングを介してベアリングハウジングと連結される部品の加工誤差、組み付け誤差、あるいは熱変位の影響でシュラウドの位置が本来の位置からずれるおそれがなくなる。従って、シュラウドの位置の誤差を見込んでシュラウドとタービンホイールの翼縁との隙間を拡大する必要がなくなり、その隙間を小さく設定することができる。これにより、排気エネルギの回収効率を高めることができる。

シュラウドをベース部材と連結する形態においては、さらに、前記ベーン及び前記ベーン操作機構の構成部品の少なくとも一部が前記シュラウドに取り付けられてもよい（請求項６）。この形態によれば、シュラウドをベーン又はベーン操作機構の支持部材として利用して部品点数を削減しつつ、ベーン、ベーン操作機構及びシュラウドのいずれをもベース部材を介してベアリングハウジングに位置決めしてそれらのベアリングハウジングに対する位置ずれを抑えることができる。

本発明の一形態において、前記ベアリングハウジングと前記ベース部材との間に隙間が設けられてもよい（請求項７）。さらに、前記ベアリングハウジングの前記隙間と隣接する位置には冷却水通路が設けられてもよい（請求項８）。これらの形態によれば、タービンハウジングからベアリングハウジングへの熱伝達によるベアリングハウジングの温度上昇を抑え、それによりベアリングハウジングに収容される部品の熱による性能劣化といった悪影響を抑えることができる。

本発明の一形態において、前記ベアリングハウジングの内部には前記タービン軸を駆動する回転電機が組み込まれてもよい（請求項９）。ベアリングハウジングの内部に回転電機が組み込まれた構成に対して本発明を適用することにより、回転体アッセンブリの長尺化抑制作用をより効果的に発揮させることができる。

本発明の一形態において、前記ベース部材と前記タービンハウジングとの間に、シール用のガスケットが設けられてもよい（請求項１０）。この形態によれば、ベース部材とタービンハウジングとの間にシール作用を生じさせることにより、ベアリングハウジングとタービンハウジングとの接合部分からのガス漏れを抑えることができる。ベアリングハウジングそのものに、ガスケットの保持部又はガスケットと密着するシール面を設ける必要がなくなる。

本発明の一形態において、前記タービンハウジングの内部には前記タービンホイールの翼縁に沿って延びるシュラウドが配置され、前記タービンハウジングの前記ベアリングハウジングと接合される側に対して反対側の端部には排気ダクトが取り付けられ、前記シュラウドと前記排気ダクトとの間にシール用のガスケットが設けられてもよい（請求項１１）。この形態によれば、タービンハウジングと排気ダクトとの隙間からのガス漏れをガスケットによって防止することができる。

さらに、前記ガスケットは圧力が高い側に凹部となるように配置されてもよい（請求項１２）。このような向きでガスケットを設けることにより、ガスケットに作用する圧力でガスケットをその周囲の壁面とより強く密着するように弾性変形させ、それによりシール効果を高めることができる。

以上説明したように、本発明の可変容量型ターボチャージャによれば、ベーン操作機構の収容スペースを確保するためにベアリングハウジングをタービンハウジング側に延長する必要がなくなるため、回転体アッセンブリの軸線方向への長尺化を抑えて、回転体アッセンブリの剛性低下を防止し、ターボチャージャの回転性能を高く維持することができる。また、タービンハウジング、あるいはタービンハウジングを介してベアリングハウジングと連結される部品の加工誤差、組み付け誤差、あるいは熱変位の影響でベーン及びベーン操作機構の位置が本来の位置からずれるおそれを排除し、それにより、ベーンあるいはその操作機構の構成部品のベアリングハウジングに対する位置決め精度を高く維持し、ベーンあるいはベーン操作機構の位置ずれに伴うベーンの動作不良といった不都合が発生するおそれを低減することができる。

図１は本発明の一形態に係る可変容量型ターボチャージャの軸線方向断面図である。可変容量型ターボチャージャ１は、ハウジングアッセンブリ２と、そのハウジングアッセンブリ２に収容される回転体アッセンブリ３と、回転電機４とを備えている。ハウジングアッセンブリ２は、ベアリングハウジング５と、そのベアリングハウジング５の一端部に配置されるタービンハウジング６と、ベアリングハウジング５の他端部に配置されるコンプレッサハウジング７とを相互に組み合わせた構成を有している。なお、図ではベアリングハウジング５とコンプレッサハウジング７とを一体的に描いているが、これらは適宜の位置で分割されており、適当な固定手段を利用して相互に連結される。ベアリングハウジング５とタービンハウジング６との連結構造については後述する。

ベアリングハウジング５には、これをタービン軸線ＣＬの方向に貫通する軸受孔５ａが設けられている。タービンハウジング６の内部にはタービン室６ａが設けられている。タービンハウジング６の反ベアリングハウジング側、つまりベアリングハウジング５と接合される側に対して反対側には排気ダクト８がボルト８ａを利用して固定されている。タービンハウジング６のタービン室６ａの外周には、タービン室６ａを全周に亘って取り囲むようにして排気導入路６ｂが設けられている。内燃機関の排気マニホールド（不図示）から排出された排気ガスは、排気導入路６ｂからタービン室６ａに導入され、タービン室６ａから排気ダクト８の内側に形成された排気路６ｃを経て、排気ダクト８に接続された排気管（不図示）に排出される。

一方、コンプレッサハウジング７の内部にはコンプレッサ室７ａが設けられ、そのコンプレッサ室７ａに対してタービン軸線ＣＬの方向に吸気導入路７ｂが設けられ、コンプレッサ室７ａの外周に吸気排出路７ｃが設けられている。内燃機関の吸気通路に取り込まれた空気は吸気導入路７ｂからコンプレッサ室７ａに導入され、コンプレッサ室７ａから外周側の吸気排出路７ｃを経て、コンプレッサハウジング７に接続された吸気管（不図示）に送り出される。

回転体アッセンブリ３は、ベアリングハウジング５の軸受孔５ａを貫いて配置されるタービン軸１０と、タービン室６ａに収容され、タービン軸１０と同軸上を一体回転可能なタービンホイール１１と、コンプレッサ室７ａに収容され、タービン軸１０と同軸上を一体回転可能なコンプレッサホイール１２とをその構成部品として備えている。タービン軸１０はベアリングハウジング５の軸受孔５ａ内に設けられた一対のラジアル軸受１３、１４によりタービン軸線ＣＬの回りに回転可能に支持されている。タービンホイール１１はタービン室６ａに導入される排気エネルギを回収してタービン軸１０に回転運動を生じさせる。コンプレッサホイール１２は、その回転によりコンプレッサ室７ａに導入された吸気を圧縮して吸気排出路７ｃに送り出す。

タービン軸１０とタービンホイール１１とは一体的に成形されている。一方、コンプレッサホイール１２はタービン軸１０上に一体回転可能に嵌め合わされている。コンプレッサホイール１２とタービン軸１０の段部１０ａとの間には、回転体アッセンブリ３のさらなる構成部品として、ロータ１５、スリーブ１６、スラストカラー１７及びシールリングカラー１８が装着されている。タービン軸１０の先端側（図１において左端側）にはナット１９が装着されており、コンプレッサホイール１２及び上記の構成部品１５〜１８がナット１９とタービン軸１０の段部１０ａとの間で軸線方向に締め付けられることにより、これらの部品１２、１５〜１８がタービン軸１０に対して軸線方向に位置決めされる。さらに、スラストカラー１７がハウジングアッセンブリ２に取り付けられたスラスト軸受２０と噛み合うことにより、回転体アッセンブリ３がハウジングアッセンブリ２に対して軸線方向に位置決めされる。なお、軸受孔５ａの内周面の両端部とタービン軸１０及びシールリングカラー１８との間にはシールリング２２、２３がそれぞれ設けられている。また、ベアリングハウジング５には、ラジアル軸受１３、１４に潤滑油を供給するための油孔２４、２５が設けられている。油孔２５から供給される潤滑油の一部はスラスト軸受２０の潤滑にも使用される。供給された潤滑油はドレン路２６から排出される。

回転電機４は、タービン軸１０上のロータ１５と、ベアリングハウジング５に収容されたステータ２７とを備えている。ステータ２７のコイル巻線部２７ａに通電してロータ１５に回転力を作用させることにより、回転電機４はタービン軸１０の回転をアシストする電動機として機能する。一方、タービンホイール１１に作用する排気エネルギでロータ１５に内蔵された永久磁石１５ａを回転させてコイル巻線部２７ａに誘導電流を生じさせることにより、回転電機４はタービン軸１０の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機として機能する。ステータ２７を冷却するため、ベアリングハウジング５にはステータ２７の外周側に位置するようにして冷却水通路２８が設けられている。冷却水通路２８には不図示の冷却水供給装置から冷却水が供給される。

図２及び図３に示すように、タービンハウジング６の内部にはシュラウド３０が設けられている。シュラウド３０は、タービン室６ａを反ベアリングハウジング側から覆う円筒状の隔壁部材として機能するものであり、そのタービン室６ａに臨む端面３０ａはタービンホイール１１の翼縁１１ａとの間に僅かな隙間を保ちつつ翼縁１１ａに沿って延びている。シュラウド３０の外周には、排気導入路６ｂの反ベアリング側の隔壁として機能するフランジ３０ｂが設けられている。フランジ３０ｂとベアリングハウジング５のタービンハウジング側の端部との間にはベース部材３１が設けられている。ベース部材３１は概略円盤状に形成されている。ベース部材３１とシュラウド３０とはクリアランスピン３２により所定の隙間を保ちつつ相互に連結されている。クリアランスピン３２とベース部材３１及びシュラウド３０との連結には、カシメ、溶接、ねじ止め等の適宜の連結手段を用いてよい。

ベース部材３１は、タービン軸１０の半径方向に関してタービンホイール１１よりも外周側に位置し、かつタービン軸線ＣＬの方向に関してはタービンホイール１１のベアリングハウジング側の端部に位置している。ベース部材３１をタービンホイール１１よりも外周側に配置することにより、タービンホイール１１とベアリングハウジング５内の軸受１３までのスパンを短縮し、それによりタービンホイール１１の回転精度の劣化を抑えることができる。

ベース部材３１の外周にはフランジ３１ａが形成されている。フランジ３１ａの内周にはタービン軸線ＣＬと同軸の嵌合凹部３１ｂが設けられ、その嵌合凹部３１ｂはベアリングハウジング５に設けられたタービン軸線ＣＬと同軸の嵌合突部５ｂと嵌合する。これらが嵌合することにより、ベース部材３１がタービン軸線ＣＬと同軸上に位置決めされた状態でベアリングハウジング５に保持される。さらに、フランジ３１ａは、ベアリングハウジング５とタービンハウジング６との間に挟み込まれている。そして、ベアリングハウジング５とタービンハウジング６とは、タービン軸１０の周方向に適宜に配置されたボルト３３及びワッシャ３４を利用して、タービン軸線ＣＬの方向に相互に締め込まれている。これにより、ベース部材３１がタービン軸線ＣＬの方向に位置決めされ、ベース部材３１とピン３２を介して連結されたシュラウド３０もピン３２及びベース部材３１を介してベアリングハウジング５に位置決めされる。さらに、ベアリングハウジング５とタービンハウジング６との間には位置決めピン３５が設けられ、その位置決めピン３５はベース部材３１の外周に設けられたピン溝３１ｃ（図４参照）に嵌合している。これにより、タービン軸１０の周方向に関してベース部材３１が回り止めされる。

シュラウド３０には可変ノズル装置４０が取り付けられている。可変ノズル装置４０は、排気導入路６ｂの流路面積を変化させるために設けられ、シュラウド３０とベース部材３１との隙間に配置されたベーン４１と、ベーン４１を操作するためのベーン操作機構４２とを備えている。ベーン操作機構４２は、シュラウド３０、タービンハウジング６及び排気ダクト８の間に設けられたリンク室４３にその主要部が収容されている。つまり、ベーン４１及びベーン操作機構４２はいずれもベース部材３１の反ベアリングハウジング側に配置されている。

図４から明らかなように、ベーン４１は、タービン軸線ＣＬの回りに等間隔で配置されている。各ベーン４１はタービン軸１０の半径方向に対して傾けられた状態で配置されている。ベーン４１の形状及び大きさは互いに等しく、それらの傾きも互いに等しい。図２及び図３に示すように、ベーン４１にはベーン軸４４が一体に設けられている。ベーン軸４４はシュラウド３０に設けられたベーン取付孔３０ｃに回転自在に嵌め合わされ、その軸端部はシュラウド３０を貫通してリンク室４３に突出する。ベーン操作機構４２は、ベーン軸４４に連結されたベーン駆動アーム４５と、そのベーン駆動アーム４５の外周側に配置された駆動リング４６と、駆動リング４６を操作するための操作レバー４７とを備えている。

図４に示すように、駆動リング４６は各ベーン４１を外周側から取り囲むようにして設けられており、その内周にはベーン４１と同数のアーム駆動溝４８が周方向に等間隔で設けられている。各アーム駆動溝４８にはベーン駆動アーム４５の外周側の端部が嵌め合わされている。駆動リング４６の内周には適宜数のローラ４９が配置され、駆動リング４６はそれらのローラ４９によってタービン軸線ＣＬと同軸かつタービン軸線ＣＬの回りに回転自在に支持されている。図２に示すように、ローラ４９はシュラウド３０に取り付けられたローラ軸５０により回転自在に支持されている。従って、駆動リング４６もまたシュラウド３０により支持されている。さらに、図４に示すように、駆動リング４６の内周には、アーム駆動溝４８とは別に、アーム受け溝５１が設けられており、そのアーム受け溝５１にはリング駆動アーム５２の外周部が嵌め合わされている。リング駆動アーム５２の内周側にはリング駆動軸５３が取り付けられている。図２及び図３に示すように、リング駆動軸５３は排気ダクト８に取り付けられたスリーブ５４を貫いて排気ダクト８の外側に延ばされており、その先端に操作レバー４７が一体に設けられている。操作レバー４７の外周側の端部は不図示のアクチュエータの駆動部と連結される。なお、ローラ４９、ローラ軸５０、リング駆動アーム５２及びリング駆動軸５３もまたベーン操作機構４２の構成部品である。

操作レバー４７はアクチュエータによってリング駆動軸５３の回りに旋回駆動される。この旋回駆動により、リング駆動軸５３がその軸線を中心として回転し、そのリング駆動軸５３と連結されたリング駆動アーム５２もリング駆動軸５３の軸線の回りに回転する。これにより、リング駆動アーム５２と嵌合する駆動リング４６がタービン軸線ＣＬを中心として回転し、その駆動リング４６のアーム駆動溝４８に嵌合するベーン駆動アーム４５がベーン軸４４の軸線の回りに回転する。これにより、ベーン軸４４もその軸線回りに回転し、ベーン軸４４と一体に連結されたベーン４１がベーン軸４４ととともに回転して各ベーン４１の傾きが変化する。この結果、排気導入路６ｂの流路面積が変化する。

以上のように構成されたターボチャージャ１によれば、ベーン４１及びベーン操作機構４２がいずれもベース部材３１に対して反ベアリングハウジング側に配置されているので、ベーン４１に対してベアリングハウジング側にベーン操作機構を収容するスペースを確保する必要がない。このため、ベアリングハウジング５をタービンハウジング６側に延長する必要がない。このため、回転体アッセンブリ３の長尺化を抑え、その剛性の低下を防止してターボチャージャ１の回転性能を高く維持することができる。また、ベーン４１及びベーン操作機構４２の各構成部品がいずれもシュラウド３０に取り付けられ、そのシュラウド３０はピン３２及びベース部材３１を介してベアリングハウジング５に位置決めされる。従って、ベーン４１、あるいはベーン操作機構４２の構成部品の位置がタービンハウジング６及び排気ダクト８の加工誤差、あるいは組み付け誤差の影響を受けず、これらの熱変位の影響も受けない。よって、ベーン４１及びベーン操作機構４２の構成部品の位置決め精度を高く維持でき、位置ずれによるベーン４１の動作不良といった不都合が生じるおそれを低減することができる。さらに、シュラウド３０もベース部材３１を介してベアリングハウジング５に位置決めされるので、シュラウド３０の位置決め精度も高い。よって、シュラウド３０とタービンホイール１１との隙間をシュラウド３０の位置ずれを見込んで拡大する必要がなく、その隙間を小さく設定することができる。これにより、排気エネルギの回収効率を高めることができる。

本形態の可変容量型ターボチャージャ１は以下に述べる特徴も備えている。まず、図２及び図３に示すように、タービンホイール１１とベアリングハウジング５との間には、タービン室６ａからベアリングハウジング５への熱伝達を抑えるための遮熱板６０がタービン軸線ＣＬの回りを一周するように設けられている。遮熱板６０は例えばステンレス鋼板にて構成される。遮熱板６０の外周部はベース部材３１の内周部とベアリングハウジング５との間に挟み込まれて保持されている。なお、熱変位によって遮熱板６０が周辺部品と接触して熱変形するおそれを排除するため、タービンホイール１１及びベアリングハウジング５との間にはタービン軸線ＣＬの方向にそれぞれ隙間６１、６２が設けられている。

また、ベース部材３１とベアリングハウジング５との間には隙間６３が設けられている。このような隙間６３を設けることにより、ベアリングハウジング５に対するベース部材３１の接触面積を低減させ、それによりタービンハウジング６側からベアリングハウジング５側への熱伝達を抑えることができる。ベアリングハウジング５への熱伝達を抑えることにより、ベアリングハウジング５に収容された回転電機４の温度上昇に伴う効率の低下を抑えることができる。さらに、ベアリングハウジング５の隙間６３に隣接する位置には冷却水通路６４が設けられている。冷却水通路６４には、回転電機４の外周の冷却水通路２８と同様に冷却水が供給される。これにより、ベアリングハウジング５の温度上昇をさらに効果的に抑えることができる。

図３に示したように、ベース部材３１が熱膨張によって周辺部品と接触して変形しないように、ベース部材３１とタービンハウジング６との間には隙間６５、６６が、ベース部材３１と遮熱板６０との間には隙間６７がそれぞれ設けられている。また、シュラウド３０が熱膨張によって周辺部品と接触して変形しないように、シュラウド３０とタービンハウジング６との間には隙間６８が、シュラウド３０と排気ダクト８との間には隙間６９がそれぞれ設けられている。

さらに、ベース部材３１とタービンハウジング６との間にはガスケット７０が、タービンハウジング６と排気ダクト８との間にはガスケット７１が、シュラウド３０と排気ダクト８との間にはガスケット７２がそれぞれ設けられている。ガスケット７０はベアリングハウジング５とタービンハウジング６との連結部分から外部及び隙間６３へのガス漏れを防止し、ガスケット７１はシュラウド３０と排気ダクト８との対向部分から外部へのガス漏れを防止し、ガスケット７２はタービンハウジング６と排気ダクト８との嵌合部分から外部へのガス漏れを防止する。これらのガスケット７０〜７２はいずれもタービン軸線ＣＬの回りを一周するリング形状であり、それぞれの断面形状はＶ字又はＵ字形状である。そして、ガスケット７０〜７２はいずれも圧力が高い側、この形態ではタービンハウジング６の内部に通じる側に凹部となるような向きで装着されている。このような向きでガスケット７０〜７２を装着することにより、タービンハウジング６内の圧力を利用してガスケット７０〜７２を周囲の溝壁と密着するように弾性変形させ、それらのシール効果を高めることができる。

本発明は以上の形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、ベース部材はベアリングハウジングとタービンハウジングとの間に挟み込まれるものに限らず、ベアリングハウジングに対してボルト、ピン等の連結手段を利用して定位置に取り付けられるものでもよい。ベアリングハウジングとベース部材とを半径方向に嵌合させるための嵌合部（上記の形態では嵌合凹部３１ｂ及び嵌合突部５ｂ）は、ベアリングハウジングに対してベース部材を定位置に配置できる限りにおいて省略することも可能である。ベーン、あるいはベーン操作機構の構成部品をシュラウドに代えてベース部材に取り付けてもよい。本発明はシュラウドを有しない構成の可変容量型ターボチャージャにも適用可能である。また、回転電機を有しない構成の可変容量型ターボチャージャに対しても本発明は適用可能である。

本発明の一形態に係る可変容量型ターボチャージャの軸線方向断面図。可変ノズル装置を中心としたターボチャージャの部分断面図断面図。図２の一部を拡大して示す図。可変ノズル装置をタービンハウジングの反ベアリングハウジング側から見た状態を示す図。

符号の説明

１可変容量型ターボチャージャ
２ハウジングアッセンブリ
３回転体アッセンブリ
４回転電機
５ベアリングハウジング
５ｂ嵌合突部（嵌合部）
６タービンハウジング
６ａタービン室
６ｂ排気導入路
８排気ダクト
１０タービン軸
１１タービンホイール
３０シュラウド
３１ベース部材
３２クリアランスピン
４０可変ノズル装置
４１ベーン
４２ベーン操作機構
６３ベアリングハウジングとベース部材との隙間
６４冷却水通路
７０、７１、７２ガスケット
ＣＬタービン軸線

Claims

タービン軸を収容するベアリングハウジングと、前記ベアリングハウジングと組み合わされ、内部にタービンホイールを収容するタービンハウジングと、前記タービンハウジング内の排気導入路の流路面積を変化させるように動作可能なベーンと、前記ベーンを動作させるためのベーン操作機構とを具備し、
前記ベアリングハウジングのタービンハウジング側の端部にベース部材が配置され、前記ベース部材の反ベアリングハウジング側に前記ベーン及び前記ベーン操作機構が配置され、前記ベーン及び前記ベーン操作機構が前記ベース部材を介して前記ベアリングハウジングに位置決めされ、
前記ベース部材は、前記ベアリングハウジングに直接取り付けられることにより前記ベアリングハウジングに対して位置決め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。
前記タービン軸の軸線方向に関して前記ベース部材が前記ベアリングハウジングと前記タービンハウジングとの間に挟み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャ。
前記ベース部材及び前記ベアリングハウジングのそれぞれには、前記タービン軸の半径方向に関して互いに嵌合する嵌合部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量型ターボチャージャ。
前記タービン軸の半径方向に関して前記ベース部材が前記タービンホイールよりも外周側に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量型ターボチャージャ。
前記タービンハウジングの内部には前記タービンホイールの翼縁に沿って延びるシュラウドが配置され、前記シュラウドが前記ベース部材と連結されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変容量型ターボチャージャ。
前記ベーン及び前記ベーン操作機構の構成部品の少なくとも一部が前記シュラウドに取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の可変容量型ターボチャージャ。
前記ベアリングハウジングと前記ベース部材との間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャ。
前記ベアリングハウジングの前記隙間と隣接する位置には冷却水通路が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の可変容量型ターボチャージャ。
前記ベアリングハウジングの内部には前記タービン軸を駆動する回転電機が組み込まれていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の可変容量型ターボチャージャ。
前記ベース部材と前記タービンハウジングとの間に、シール用のガスケットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャ。
前記タービンハウジングの内部には前記タービンホイールの翼縁に沿って延びるシュラウドが配置され、前記タービンハウジングの前記ベアリングハウジングと接合される側に対して反対側の端部には排気ダクトが取り付けられ、前記シュラウドと前記排気ダクトとの間にシール用のガスケットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャ。
前記ガスケットは圧力が高い側に凹部となるように配置されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の可変容量型ターボチャージャ。