JP5107223B2 - 可変ノズル機構および可変容量型排気ターボ過給機 - Google Patents
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Description
本発明は、振動の発生を抑制することのできる可変ノズル機構、およびこの可変ノズル機構を適用する可変容量型排気ターボ過給機に関するものである。
可変容量型排気ターボ過給機は、過給圧を制御する可変ノズル機構を備えている。従来、この可変容量型排気ターボ過給機における可変ノズル機構は、タービンケーシングに固定される環状のノズルマウントと、ノズルマウントの円周方向に沿って複数配置されつつノズルマウントに対して回転軸を挿通して回転可能に支持されたノズルベーンと、ノズルマウントに対して回転可能に設けられた環状のドライブリングと、ドライブリングの円周方向に沿ってノズルベーンと同数配置されつつ一端側がドライブリングに連結ピンを介して係合され、かつ他端側がノズルベーンの回転軸に連結されたレバープレートとを備えている。この可変ノズル機構は、アクチュエータによりドライブリングを円周方向に回転させると、各レバープレートが揺動されることで、各ノズルベーンの翼角が変化する。これにより、タービンの過給圧が制御される（例えば、特許文献１参照）。
上述した特許文献１に示されている可変容量型排気ターボ過給機では、可変ノズル機構は、ノズルマウントに、ドライブリングを回転可能に支持し、かつ回転の軸心の延在方向に沿う方向へのドライブリングの移動を規制するための鋲が固定されている。
しかし、ドライブリングは、回転移動するために鋲との間にクリアランスが形成されている。このため、内燃機関の振動がタービンを介して可変ノズル機構に伝達されると、ドライブリングに振動が生じて鋲に衝突する場合がある。この場合、ドライブリングに過大な応力が発生して可変ノズル機構が破損するおそれがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、振動によりドライブリングに生じる過大な応力を抑制することのできる可変ノズル機構および可変容量型排気ターボ過給機を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明の可変ノズル機構では、内燃機関から排気ガスが導入されるタービンケーシング内に固定される円環状のノズルマウントと、前記ノズルマウントの円周方向に沿って複数配置されつつ前記ノズルマウントに対してノズル軸を挿通して回転可能に支持されたノズルベーンと、前記ノズルマウントに対して回転可能に設けられた円環状のドライブリングと、前記ドライブリングの円周方向に沿って前記ノズルベーンと同数配置されつつ一端側が前記ドライブリングに連結ピンを介して係合され、かつ他端側が前記ノズルベーンのノズル軸に連結されたレバープレートとを備え、前記ドライブリングの回転により各前記レバープレートを揺動させることで各前記ノズルベーンの翼角を変化させる可変ノズル機構において、前記ノズルマウントに固定され、前記ドライブリングの回転を案内しつつ回転軸心の延在方向に沿う方向への前記ドライブリングの移動を規制する複数の鋲を備え、全ての前記鋲を、前記ドライブリングの円周方向で２ＮＤ振動モードの節に配置したことを特徴とする。
ドライブリングは、円環状で対称な構造あり、その固有振動である一次振動モードは、２軸対称で軸心Ｃに沿う方向に折れ曲がるような２ＮＤ振動モード（以下、２ＮＤモードという）の固有振動が励起されやすい。このようなドライブリングに対し、本発明の可変ノズル機構によれば、内燃機関の振動がタービンケーシングを介して伝達されても、ドライブリングが２ＮＤモードの固有振動の振幅の腹で支持されていないことから、ドライブリングに生じる固有振動の励起を抑制することが可能になる。この結果、ドライブリングが鋲に衝突する事態を低減し、ドライブリングに過大な応力が発生することを抑制できる。なお、２ＮＤ（ノーダルダイヤ）モードとは、図７に示すように円板あるいは円環状の構造部材にて直径方向Ｘ−ＸおよびＸ−Ｘに直交する直径方向Ｙ−Ｙに節を持つモードであり、これらＸ−ＸおよびＹ−Ｙに挟まれている部分が振幅の大きい腹になり、網掛け部分と白地部分とでは振動の位相が逆になるモードである。
また、本発明の可変ノズル機構では、内燃機関から排気ガスが導入されるタービンケーシング内に固定される円環状のノズルマウントと、前記ノズルマウントの円周方向に沿って複数配置されつつ前記ノズルマウントに対してノズル軸を挿通して回転可能に支持されたノズルベーンと、前記ノズルマウントに対して回転可能に設けられた円環状のドライブリングと、前記ドライブリングの円周方向に沿って前記ノズルベーンと同数配置されつつ一端側が前記ドライブリングに連結ピンを介して係合され、かつ他端側が前記ノズルベーンのノズル軸に連結されたレバープレートとを備え、前記ドライブリングの回転により各前記レバープレートを揺動させることで各前記ノズルベーンの翼角を変化させる可変ノズル機構において、前記ノズルマウントに固定され、前記ドライブリングの回転を案内しつつ回転軸心の延在方向に沿う方向への前記ドライブリングの移動を規制する複数の鋲を備え、前記鋲の少なくとも１つを、前記ドライブリングの円周方向で２ＮＤ振動モードの節に配置し、かつ前記鋲を前記ドライブリングの周方向に不等間隔で配置したことを特徴とする。
この可変ノズル機構によれば、ドライブリングの周方向で、２ＮＤモードの固有振動の振幅の腹から避けた位置に鋲が設けられるので、内燃機関の振動がタービンケーシングを介して伝達されても、ドライブリングが２ＮＤモードの固有振動の振幅の腹で支持されていないことから、ドライブリングに生じる固有振動の励起を抑制できる。
また、本発明の可変ノズル機構では、内燃機関から排気ガスが導入されるタービンケーシング内に固定される円環状のノズルマウントと、前記ノズルマウントの円周方向に沿って複数配置されつつ前記ノズルマウントに対してノズル軸を挿通して回転可能に支持されたノズルベーンと、前記ノズルマウントに対して回転可能に設けられた円環状のドライブリングと、前記ドライブリングの円周方向に沿って前記ノズルベーンと同数配置されつつ一端側が前記ドライブリングに連結ピンを介して係合され、かつ他端側が前記ノズルベーンのノズル軸に連結されたレバープレートとを備え、前記ドライブリングの回転により各前記レバープレートを揺動させることで各前記ノズルベーンの翼角を変化させる可変ノズル機構において、前記ノズルマウントに固定され、前記ドライブリングの回転を案内しつつ回転軸心の延在方向に沿う方向への前記ドライブリングの移動を規制する複数の鋲を備え、前記鋲の少なくとも１つを、前記ドライブリングの円周方向で２ＮＤ振動モードの節に配置し、かつ前記ドライブリングには、前記鋲の位置に対応しつつ前記鋲の頭部を通す切欠を設けたことを特徴とする。
この可変ノズル機構によれば、鋲の位置に対応して切欠を設けると、円環状のドライブリングの円周方向で重量バランスおよび剛性バランスが変化するため、ドライブリングの２ＮＤモードの固有振動の振幅の節や腹の位置が、ドライブリングの周方向で変化する。このため、ドライブリングに生じる２ＮＤモードの固有振動を抑制できる。
また、本発明の可変ノズル機構では、内燃機関から排気ガスが導入されるタービンケーシング内に固定される円環状のノズルマウントと、前記ノズルマウントの円周方向に沿って複数配置されつつ前記ノズルマウントに対してノズル軸を挿通して回転可能に支持されたノズルベーンと、前記ノズルマウントに対して回転可能に設けられた円環状のドライブリングと、前記ドライブリングの円周方向に沿って前記ノズルベーンと同数配置されつつ一端側が前記ドライブリングに連結ピンを介して係合され、かつ他端側が前記ノズルベーンのノズル軸に連結されたレバープレートとを備え、前記ドライブリングの回転により各前記レバープレートを揺動させることで各前記ノズルベーンの翼角を変化させる可変ノズル機構において、前記ノズルマウントに固定され、前記ドライブリングの回転を案内しつつ回転軸心の延在方向に沿う方向への前記ドライブリングの移動を規制する複数の鋲を備え、前記鋲の少なくとも１つを、前記ドライブリングの円周方向で２ＮＤ振動モードの節に配置し、かつ前記ドライブリングの周方向の３箇所に等間隔で、またはドライブリングの周方向の５箇所以上で質量可変部を配置したことを特徴とする。
この可変ノズル機構によれば、質量可変部により、円環状のドライブリングの円周方向で重量バランスおよび剛性バランスが変化するため、ドライブリングの２ＮＤモードの固有振動の振幅の節や腹の位置が、ドライブリングの周方向で変化する。このため、ドライブリングに生じる２ＮＤモードの固有振動を抑制することが可能になる。
上述の目的を達成するために、本発明の可変容量型排気ターボ過給機では、内燃機関から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、前記タービン部の駆動に伴って駆動されて前記内燃機関に外気を圧送するコンプレッサ部と、前記タービン部において排気ガスが内部に導入されるタービンハウジングに設けられた上記のいずれか一つに記載の可変ノズル機構と、を備えたことを特徴とする。
この可変容量型排気ターボ過給機によれば、上述したいずれか一つに記載の可変ノズル機構を適用することにより、可変ノズル機構の破損がなく耐久性の高い可変容量型排気ターボ過給機を実現できる。
本発明によれば、振動によりドライブリングに生じる過大な応力を抑制できる。
以下に、本発明にかかる可変ノズル機構および可変容量型排気ターボ過給機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
図１は、本発明の実施の形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機の概略構成図、図２は、本発明の実施の形態にかかる可変ノズル機構の概略構成図である。
本実施の形態の可変容量型排気ターボ過給機１は、図１に示すように、内燃機関（図示せず）から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部２と、タービン部２の駆動に伴って駆動されて内燃機関に外気を圧送するコンプレッサ部３と、タービン部２に導入される排気ガスの容量を制御する可変ノズル機構４とを備えている。
タービン部２は、タービンケーシング２１を有している。タービンケーシング２１は、外周部に、渦巻状に形成されたスクロール２２が形成されている。このスクロール２２は、内燃機関の排気側に接続される。また、スクロール２２の中心部には、輻流型のタービンロータ２３が配置されている。タービンロータ２３は、タービンシャフトＳの一端に固定され、タービンシャフトＳと共にタービンシャフトＳの軸心Ｃ廻りに回転可能に設けられている。また、タービンケーシング２１の中央には、軸心Ｃに沿う方向に沿って開口し、排気管（図示せず）が接続される排気ガス出口２４が設けられている。
コンプレッサ部３は、コンプレッサハウジング３１を有している。コンプレッサハウジング３１は、外周部に、渦巻状の空気通路３２が形成されている。この空気通路３２は、内燃機関の給気側に接続される。また、空気通路３２の中心部には、コンプレッサ３３が配置されている。コンプレッサ３３は、タービンシャフトＳの一端に固定され、タービンシャフトＳと共にタービンシャフトＳの軸心Ｃ廻りに回転可能に設けられている。また、コンプレッサハウジング３１の中央には、軸心Ｃに沿う方向に沿って開口し、給気管（図示せず）が接続される空気入口３４が設けられている。
また、タービンシャフトＳは、タービン部２とコンプレッサ部３との間に介在される軸受ハウジング５１の内部に配置された軸受５２により回転自在に支持されている。
可変ノズル機構４は、図１および図２に示すように、ノズルマウント４１と、ノズルベーン４２と、ドライブリング４３と、レバープレート４４とを備えてなる。
ノズルマウント４１は、円環状に形成され、タービンケーシング２１内であって、軸受ハウジング５１側にて、円環状の中心を軸心Ｃと一致するようにタービンケーシング２１に固定されている。
ノズルベーン４２は、ノズルマウント４１のタービン部２側であって、スクロール２２内に設けられている。ノズルベーン４２は、ノズル軸４２ａが一体に形成されており、このノズル軸４２ａをノズルマウント４１に対して挿通することでノズル軸４２ａを中心に回転可能に支持されている。このノズルベーン４２は、ノズルマウント４１の円周方向に沿って複数配置されている。
ドライブリング４３は、円環状に形成され、ノズルマウント４１の軸受ハウジング５１側にて、円環状の中心を軸心Ｃと一致するようにドライブリング４３に支持されている。このドライブリング４３は、ノズルマウント４１に対し軸心Ｃ廻りに回転可能に設けられている。また、ドライブリング４３は、コンプレッサ部３のコンプレッサハウジング３１に固定されたアクチュエータ４５の作動部に対し、リンク４６を介して接続されている。
レバープレート４４は、ドライブリング４３の軸受ハウジング５１側に設けられている。レバープレート４４は、一端側が自身に固定の連結ピン４４ａがドライブリング４３に係合され、かつ他端側がノズルベーン４２のノズル軸４２ａに連結されている。このノズルベーン４２は、ドライブリング４３の円周方向に沿ってノズルベーン４２と同数配置されている。
このような可変容量型排気ターボ過給機１は、タービン部２において、内燃機関からの排気ガスは、タービン部２のスクロール２２に導かれ、スクロール２２の渦巻きに沿って周回しながら可変ノズル機構４のノズルベーン４２の位置に至る。さらに、排気ガスは、各ノズルベーン４２の翼間を通過しつつタービンロータ２３を回転させ、排気ガス出口２４から機外に送出される。一方、コンプレッサ部３において、タービンロータ２３の回転に伴い、タービンシャフトＳを介してコンプレッサ３３が回転する。すると、コンプレッサ３３の回転に伴って空気入口３４からコンプレッサハウジング３１内に空気が導入される。そして、導入された空気は、空気通路３２にて圧縮されつつ内燃機関の給気側に過給される。ここで、可変ノズル機構４においては、アクチュエータ４５を駆動することによりドライブリング４３を回転させると、各レバープレート４４が揺動して各ノズルベーン４２の翼角が変化する。翼角が変化すると、各ノズルベーン４２の翼間が狭くなったり広がったりするので、タービンロータ２３に至る排気ガスの容量が制御できる。
上記可変容量型排気ターボ過給機１において、本実施の形態では、可変ノズル機構４を改良した。
図２に示すように、可変ノズル機構４は、ノズルマウント４１のドライブリング４３側に鋲４７が固定されている。鋲４７は、細径の鋲本体４７ａの先端に太径円盤状の頭部４７ｂを有している。鋲４７は、ノズルマウント４１の周方向に沿って少なくとも３箇所に設けられている。
一方、ドライブリング４３の内周縁には、鋲４７の頭部４７ｂを通すための切欠４３ａが設けられている。切欠４３ａは、各鋲４７に対応する位置に設けられている。すなわち、ドライブリング４３は、鋲４７の位置に切欠４３ａを合わせつつノズルマウント４１に近づけることで、切欠４３ａに鋲４７の頭部４７ｂが通される。そして、ドライブリング４３を軸心Ｃ廻りに所定角度回転させることで、切欠４３ａが鋲４７から離隔する。このため、切欠４３ａのないドライブリング４３の内周縁が、鋲４７の頭部４７ｂに引っかかることでドライブリング４３が軸心Ｃの延在方向に沿う方向への移動を規制されノズルマウント４１から抜け止めされて取り付けられ、かつ切欠４３ａのないドライブリング４３の内周縁が、鋲４７の鋲本体４７ａとの間にクリアランスを有することでドライブリング４３の軸心Ｃ廻りの回転が支持される。
また、ドライブリング４３の外周縁には、レバープレート４４の連結ピン４４ａに係合する連結ピン係合凹部４３ｂが、各レバープレート４４に対応して設けられている。さらに、ドライブリング４３の外周縁には、アクチュエータ４５の作動部に接続されたリンク４６に係合するリンク係合凹部４３ｃが設けられている。
この可変ノズル機構４では、図３のドライブリング４３の一次振動モードの解析図に示すように鋲４７を、ドライブリング４３の周方向で、固有振動である一次振動モードの振幅の大きい腹Ｂから避けた位置に設けられている。好ましい形態としては、鋲４７を、一次振動モードの振幅の大きい腹Ｂから遠ざかり、かつ一次振動モードの振幅の小さい節Ａに接近する位置に設ける。さらに好ましい形態としては、鋲４７を、節Ａの位置に合わせて節Ａに一致する位置に設ける。なお、上述したように、ドライブリング４３には、切欠４３ａが設けられており、切欠４３ａを鋲４７の位置に合わせつつドライブリング４３をノズルマウント４１に近づけることで、鋲４７の頭部４７ｂを通し、その後、ドライブリング４３を軸心Ｃ廻りに所定角度回転させることでドライブリング４３がノズルマウント４１に取り付けられる。このため、ドライブリング４３を軸心Ｃ廻りに所定角度回転させたときに、鋲４７が腹Ｂから遠ざかり、かつ節Ａに接近する位置となるように構成すればよい。さらに好ましい形態としては、ドライブリング４３を軸心Ｃ廻りに所定角度回転させたときに、鋲４７が節Ａの位置に一致するように構成すればよい。
ドライブリング４３の一次振動モードは、上記構成のドライブリング４３について、その重量バランスや剛性バランスから振動解析や試験により求められる。そして、この解析や試験の結果に基づき、鋲４７の位置を決定する。
ドライブリング４３は、円環状で対称な構造あり、その固有振動である一次振動モードは、２軸対称で軸心Ｃに沿う方向に折れ曲がるような２ＮＤ（ノーダルダイヤ）振動モード（以下、２ＮＤモードという）の固有振動が励起されやすい。このようなドライブリング４３に対し、かかる可変ノズル機構４では、内燃機関の振動が可変容量型排気ターボ過給機１を介して可変ノズル機構４に伝達されても、ドライブリング４３が２ＮＤモードの固有振動の振幅の腹Ｂで支持されていないことから、ドライブリング４３に生じる固有振動の励起を抑制することが可能になる。この結果、ドライブリング４３が鋲４７に衝突する事態を低減し、ドライブリング４３に過大な応力が発生することを抑制することが可能になる。なお、２ＮＤモードとは、図７に示すように円板あるいは円環状の構造部材にて直径方向Ｘ−ＸおよびＸ−Ｘに直交する直径方向Ｙ−Ｙに節を持つモードであり、これらＸ−ＸおよびＹ−Ｙに挟まれている部分が振幅の大きい腹になり、網掛け部分と白地部分とでは振動の位相が逆になるモードである。
また、本実施の形態の可変ノズル機構４では、図２に示すように、鋲４７が、ドライブリング４３の周方向の４箇所に不等間隔で配置されている。
かかる可変ノズル機構４によれば、ドライブリング４３の周方向で、２ＮＤモードの固有振動の振幅の腹Ｂから避けた位置に鋲４７が設けられるので、内燃機関の振動が可変容量型排気ターボ過給機１を介して可変ノズル機構４に伝達されても、ドライブリング４３が２ＮＤモードの固有振動の振幅の腹Ｂで支持されていないことから、ドライブリング４３に生じる固有振動の励起を抑制することが可能になる。この結果、ドライブリング４３が鋲４７に衝突する事態を低減し、ドライブリング４３に過大な応力が発生することを抑制することが可能になる。
また、本実施の形態の可変ノズル機構４では、図４の他の形態に示すように、鋲４７が、ドライブリング４３の周方向の３箇所に配置されている。
かかる可変ノズル機構４によれば、ドライブリング４３の周方向で、２ＮＤモードの固有振動の振幅の腹Ｂから避けた位置に鋲４７が設けられるので、内燃機関の振動が可変容量型排気ターボ過給機１を介して可変ノズル機構４に伝達されても、ドライブリング４３が２ＮＤモードの固有振動の振幅の腹Ｂで支持されていないことから、ドライブリング４３に生じる固有振動の励起を抑制することが可能になる。この結果、ドライブリング４３が鋲４７に衝突する事態を低減し、ドライブリング４３に過大な応力が発生することを抑制することが可能になる。
また、本実施の形態の可変ノズル機構４では、図５の他の形態に示すように、鋲４７が、ドライブリング４３の周方向の５箇所以上に配置されている。
かかる可変ノズル機構４によれば、ドライブリング４３の周方向で、２ＮＤモードの固有振動の振幅の腹Ｂから避けた位置に鋲４７が設けられるので、内燃機関の振動が可変容量型排気ターボ過給機１を介して可変ノズル機構４に伝達されても、ドライブリング４３が２ＮＤモードの固有振動の振幅の腹Ｂで支持されていないことから、ドライブリング４３に生じる固有振動の励起を抑制することが可能になる。この結果、ドライブリング４３が鋲４７に衝突する事態を低減し、ドライブリング４３に過大な応力が発生することを抑制することが可能になる。
なお、上述した鋲４７の配置は、ドライブリング４３に切欠４３ａを設けない構成であっても効果を得ることができる。なお、この場合、ドライブリング４３をノズルマウント４１に合わせた後に鋲４７をノズルマウント４１に固定すればよい。一方、ドライブリング４３に切欠４３ａを設けた構成においては、図２、図４および図５に示すように、ドライブリング４３に、上記鋲４７の位置に対応して切欠４３ａが設けられる。
鋲４７の位置に対応して切欠４３ａを設けると、円環状のドライブリング４３の円周方向で重量バランスおよび剛性バランスが変化するため、ドライブリング４３の２ＮＤモードの固有振動の振幅の節Ａや腹Ｂの位置が、ドライブリング４３の周方向で変化する。このため、ドライブリング４３に生じる２ＮＤモードの固有振動を抑制することが可能になる。この結果、ドライブリング４３が鋲４７に衝突する事態を低減し、ドライブリング４３に過大な応力が発生することを抑制することが可能になる。
また、本実施の形態の可変ノズル機構４では、図６の他の形態のドライブリング４３に示すように、ドライブリング４３の周方向の３箇所に等間隔で質量可変部４３ｄを配置してもよい。質量可変部４３ｄは、ドライブリング４３の外周縁の一部を切除した部分であり、ドライブリング４３の周方向の一部の質量を変えためのものである。なお、図６では、ドライブリング４３の周方向の３箇所に等間隔で鋲４７が配置され、この鋲４７に位置に対応して切欠４３ａを設けたドライブリング４３を示しているが、図２、図４および図５に示すドライブリング４３に質量可変部４３ｄを配置してもよい。
かかる構成によれば、質量可変部４３ｄにより、円環状のドライブリング４３の円周方向で重量バランスおよび剛性バランスが変化するため、ドライブリング４３の２ＮＤモードの固有振動の振幅の節Ａや腹Ｂの位置が、ドライブリング４３の周方向で変化する。このため、ドライブリング４３に生じる２ＮＤモードの固有振動を抑制することが可能になる。この結果、ドライブリング４３が鋲４７に衝突する事態を低減し、ドライブリング４３に過大な応力が発生することを抑制することが可能になる。なお、質量可変部４３ｄは、ドライブリング４３の周方向の３箇所に等間隔で配置されている以外に、５箇所以上に配置されていてもよく、この構成であっても円環状のドライブリング４３の円周方向で重量バランスおよび剛性バランスが変化するため、ドライブリング４３に生じる２ＮＤモードの固有振動を抑制することが可能になる。
また、本実施の形態の可変容量型排気ターボ過給機１では、上述した可変ノズル機構４を適用することにより、可変ノズル機構４の破損がなく耐久性の高い可変容量型排気ターボ過給機１を実現することが可能になる。
以上のように、本発明にかかる可変ノズル機構および可変容量型排気ターボ過給機は、振動によりドライブリングに生じる過大な応力を抑制することに適している。
１ 可変容量型排気ターボ過給機
２ タービン部
２１ タービンケーシング
２２ スクロール
２３ タービンロータ
２４ 排気ガス出口
３ コンプレッサ部
３１ コンプレッサハウジング
３２ 空気通路
３３ コンプレッサ
３４ 空気入口
Ｃ 軸心
Ｓ タービンシャフト
４ 可変ノズル機構
４１ ノズルマウント
４２ ノズルベーン
４２ａ ノズル軸
４３ ドライブリング
４３ａ 切欠
４３ｂ 連結ピン係合凹部
４３ｃ リンク係合凹部
４３ｄ 質量可変部
４４ レバープレート
４４ａ 連結ピン
４５ アクチュエータ
４６ リンク
４７ 各鋲
４７ａ 鋲本体
４７ｂ 頭部
５１ 軸受ハウジング
５２ 軸受
Ａ ドライブリングの固有振動の節
Ｂ ドライブリングの固有振動の腹
２ タービン部
２１ タービンケーシング
２２ スクロール
２３ タービンロータ
２４ 排気ガス出口
３ コンプレッサ部
３１ コンプレッサハウジング
３２ 空気通路
３３ コンプレッサ
３４ 空気入口
Ｃ 軸心
Ｓ タービンシャフト
４ 可変ノズル機構
４１ ノズルマウント
４２ ノズルベーン
４２ａ ノズル軸
４３ ドライブリング
４３ａ 切欠
４３ｂ 連結ピン係合凹部
４３ｃ リンク係合凹部
４３ｄ 質量可変部
４４ レバープレート
４４ａ 連結ピン
４５ アクチュエータ
４６ リンク
４７ 各鋲
４７ａ 鋲本体
４７ｂ 頭部
５１ 軸受ハウジング
５２ 軸受
Ａ ドライブリングの固有振動の節
Ｂ ドライブリングの固有振動の腹
Claims (5)
- 内燃機関から排気ガスが導入されるタービンケーシング内に固定される円環状のノズルマウントと、前記ノズルマウントの円周方向に沿って複数配置されつつ前記ノズルマウントに対してノズル軸を挿通して回転可能に支持されたノズルベーンと、前記ノズルマウントに対して回転可能に設けられた円環状のドライブリングと、前記ドライブリングの円周方向に沿って前記ノズルベーンと同数配置されつつ一端側が前記ドライブリングに連結ピンを介して係合され、かつ他端側が前記ノズルベーンのノズル軸に連結されたレバープレートとを備え、前記ドライブリングの回転により各前記レバープレートを揺動させることで各前記ノズルベーンの翼角を変化させる可変ノズル機構において、
前記ノズルマウントに固定され、前記ドライブリングの回転を案内しつつ回転軸心の延在方向に沿う方向への前記ドライブリングの移動を規制する複数の鋲を備え、
全ての前記鋲を、前記ドライブリングの円周方向で２ＮＤ振動モードの節に配置したことを特徴とする可変ノズル機構。 - 内燃機関から排気ガスが導入されるタービンケーシング内に固定される円環状のノズルマウントと、前記ノズルマウントの円周方向に沿って複数配置されつつ前記ノズルマウントに対してノズル軸を挿通して回転可能に支持されたノズルベーンと、前記ノズルマウントに対して回転可能に設けられた円環状のドライブリングと、前記ドライブリングの円周方向に沿って前記ノズルベーンと同数配置されつつ一端側が前記ドライブリングに連結ピンを介して係合され、かつ他端側が前記ノズルベーンのノズル軸に連結されたレバープレートとを備え、前記ドライブリングの回転により各前記レバープレートを揺動させることで各前記ノズルベーンの翼角を変化させる可変ノズル機構において、
前記ノズルマウントに固定され、前記ドライブリングの回転を案内しつつ回転軸心の延在方向に沿う方向への前記ドライブリングの移動を規制する複数の鋲を備え、
前記鋲の少なくとも１つを、前記ドライブリングの円周方向で２ＮＤ振動モードの節に配置し、かつ前記鋲を前記ドライブリングの周方向に不等間隔で配置したことを特徴とする可変ノズル機構。 - 内燃機関から排気ガスが導入されるタービンケーシング内に固定される円環状のノズルマウントと、前記ノズルマウントの円周方向に沿って複数配置されつつ前記ノズルマウントに対してノズル軸を挿通して回転可能に支持されたノズルベーンと、前記ノズルマウントに対して回転可能に設けられた円環状のドライブリングと、前記ドライブリングの円周方向に沿って前記ノズルベーンと同数配置されつつ一端側が前記ドライブリングに連結ピンを介して係合され、かつ他端側が前記ノズルベーンのノズル軸に連結されたレバープレートとを備え、前記ドライブリングの回転により各前記レバープレートを揺動させることで各前記ノズルベーンの翼角を変化させる可変ノズル機構において、
前記ノズルマウントに固定され、前記ドライブリングの回転を案内しつつ回転軸心の延在方向に沿う方向への前記ドライブリングの移動を規制する複数の鋲を備え、
前記鋲の少なくとも１つを、前記ドライブリングの円周方向で２ＮＤ振動モードの節に配置し、かつ前記ドライブリングには、前記鋲の位置に対応しつつ前記鋲の頭部を通す切欠を設けたことを特徴とする可変ノズル機構。 - 内燃機関から排気ガスが導入されるタービンケーシング内に固定される円環状のノズルマウントと、前記ノズルマウントの円周方向に沿って複数配置されつつ前記ノズルマウントに対してノズル軸を挿通して回転可能に支持されたノズルベーンと、前記ノズルマウントに対して回転可能に設けられた円環状のドライブリングと、前記ドライブリングの円周方向に沿って前記ノズルベーンと同数配置されつつ一端側が前記ドライブリングに連結ピンを介して係合され、かつ他端側が前記ノズルベーンのノズル軸に連結されたレバープレートとを備え、前記ドライブリングの回転により各前記レバープレートを揺動させることで各前記ノズルベーンの翼角を変化させる可変ノズル機構において、
前記ノズルマウントに固定され、前記ドライブリングの回転を案内しつつ回転軸心の延在方向に沿う方向への前記ドライブリングの移動を規制する複数の鋲を備え、
前記鋲の少なくとも１つを、前記ドライブリングの円周方向で２ＮＤ振動モードの節に配置し、かつ前記ドライブリングの周方向の３箇所に等間隔で、またはドライブリングの周方向の５箇所以上で質量可変部を配置したことを特徴とする可変ノズル機構。 - 内燃機関から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、
前記タービン部の駆動に伴って駆動されて前記内燃機関に外気を圧送するコンプレッサ部と、
前記タービン部において排気ガスが内部に導入されるタービンハウジングに設けられた上記請求項１〜４のいずれか一つに記載の可変ノズル機構と、
を備えたことを特徴とする可変容量型排気ターボ過給機。
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