JP5118767B1 - ターボチャージャのシールリング組付け方法及びターボチャージャ - Google Patents
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Abstract
【課題】シールリングに対する他部品からの影響を受けにくくしたターボチャージャのシールリング組付け方法及び該シールリングを備えるターボチャージャを提供することを目的とする。
【解決手段】タービンハウジング１２の内周壁１２ｂの先端部１２ｈに、シールリング１６の位置を半径方向に規制する環状凸部１２ｊが設けられ、シールリング１６の外周部が環状凸部１２ｊで規制されるようにノズルプレート３６の側面３６ｃと内周壁１２ｂの先端部１２ｈの第１段部１２ｋとの間にシールリング１６が組付けられる。
【選択図】図４
【解決手段】タービンハウジング１２の内周壁１２ｂの先端部１２ｈに、シールリング１６の位置を半径方向に規制する環状凸部１２ｊが設けられ、シールリング１６の外周部が環状凸部１２ｊで規制されるようにノズルプレート３６の側面３６ｃと内周壁１２ｂの先端部１２ｈの第１段部１２ｋとの間にシールリング１６が組付けられる。
【選択図】図４
Description
本発明は、タービンハウジングと、可変ノズル機構を構成するノズルプレートとの間をシールするためのシールリングを組付けるターボチャージャのシールリング組付け方法及び該シールリングを備えるターボチャージャに関する。
車両用エンジン等に用いられるターボチャージャでは、エンジンの排気ガスを、タービンハウジングに形成されたスクロール内に充填し、このスクロールの内周側に設けられた複数のノズルベーンを通じてこれらのノズルベーンの内周側に設けられたタービンホイールに作用させる構造が採用されている。
複数のノズルベーンは、２枚の環状のプレート（ノズルマウント、ノズルプレート）の間に翼角が変更可能に設けられ、複数のノズルベーンと、上記の２枚のプレートと、複数のノズルベーンの翼角を変更するための翼角変更機構とで、可変ノズル機構の主要部が構成される。
上記可変ノズル機構によって、エンジン回転数に応じて複数のノズルベーンの翼角が変更されると、２枚のプレート間に形成される排気ガス通路を流れる排気ガスの流量が変化し、タービンホイールの回転数が変化する。
可変ノズル機構の主要部は、タービンハウジングと、タービンホイールの回転軸を支持するベアリングハウジングとの間に配置され、可変ノズル機構（詳しくは、ノズルプレート）とタービンホイールとの間には組立時の隙間が生じるため、この隙間はシールリングが組付けられることで密封される。
このような従来のターボチャージャ用シールリング組付け方法及びシールリングを備えるターボチャージャとして、排ガスをタービンインペラに導く複数のベーンを備えるシュラウドと、このシュラウドに対向するように位置するタービンハウジング側の部位との間に、皿ばね状のシール部材を組付けるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１の図１によれば、添付図面の図１０に示すようにシュラウド０１０は、タービンハウジング０１のスクロール通路０８に導入される排ガスをタービンインペラ０４に導くための複数のベーン０９と、これらのベーン０９を挟み込む２枚の環状のプレート０９ａ，０９ｂとによって構成されている。
また、タービンハウジング０１は、シュラウド０１０に対峙するシュラウド対峙部０１４が形成され、このシュラウド対峙部０１４の端面０１４ａの内縁部にシュラウド０１０側へ突出する環状突部０２７が形成されている。
また、タービンハウジング０１は、シュラウド０１０に対峙するシュラウド対峙部０１４が形成され、このシュラウド対峙部０１４の端面０１４ａの内縁部にシュラウド０１０側へ突出する環状突部０２７が形成されている。
上記シュラウド０１０とシュラウド対峙部０１４との間には環状の間隙０１５が形成され、この間隙０１５に皿ばねシール部材０２４が配置されている。詳しくは、皿ばねシール部材０２４の内周端０２５がシュラウド対峙部０１４の環状突部０２７の外周面に嵌合しつつシュラウド対峙部０１４の端面０１４ａに当たり、皿ばねシール部材０２４の外周端０２６がシュラウド０１０のプレート０９ａに当たっている。
特許文献１では、皿ばねシール部材０２４を半径方向に規制する環状突部０２７は、タービンハウジング０１におけるシュラウド対峙部０１４の端面０１４ａの内縁部に形成されているので、例えば、熱でタービンハウジング０１が膨張した場合に、環状突部０２７の外径が大きくなり、皿ばねシール部材０２４の内周端０２５に干渉して、皿ばねシール部材０２４が変形するおそれがある。
そこで、皿ばねシール部材０２４の内周端０２５の内径を大きく設定することが考えられる。この場合には、環状突部０２７による皿ばねシール部材０２４の半径方向の規制が甘くなるため、例えば、皿ばねシール部材０２４がシュラウド０１０に対して大きく偏心して組付けられ、皿ばねシール部材０２４の外周端０２６がプレート０９ａの外周部から外れることが予想される。
前記問題点に鑑み本発明の目的は、シールリングに対する他部品からの影響を受けにくくしたターボチャージャのシールリング組付け方法及び該シールリングを備えるターボチャージャを提供することにある。
本発明は、かかる目的を達成するため、シールリングの組付け方法にかかる発明は、排気ガスを、タービンハウジングに形成されたスクロール及びこのスクロールの内周側に設けられた複数のノズルベーンを通じて、該ノズルベーンの内周側に配置されたタービンホイールに作用させるターボチャージャであって、前記スクロールの内周側に、前記ノズルベーンを挟むように該ノズルベーンを回動自在に支持する環状のノズルマウントと該ノズルマウントに取付けられた環状のノズルプレートとを配置することで排気ガス通路を形成し、前記ノズルプレートの側面に対向して前記スクロールの内壁を形成する前記タービンハウジングの内周壁が設けられ、これらのノズルプレートの側面とタービンハウジングの内周壁との間を密封するように環状のシールリングが組付けられるターボチャージャのシールリング組付け方法において、
前記タービンハウジングの内周壁の先端部に、前記シールリングの位置を半径方向に規制する半径方向規制部が設けられ、前記シールリングを前記半径方向規制部の内周側に載置し、その後、前記シールリングの上方から前記ノズルプレートを含んで構成されるノズル組立体を被せて前記タービンハウジングの上にノズル組立体を載置するように組付け、前記シールリングの外周部が前記半径方向規制部で規制されるように前記ノズルプレートの側面と前記タービンハウジングの内周壁との間に前記シールリングが組付けられることを特徴とする。
前記タービンハウジングの内周壁の先端部に、前記シールリングの位置を半径方向に規制する半径方向規制部が設けられ、前記シールリングを前記半径方向規制部の内周側に載置し、その後、前記シールリングの上方から前記ノズルプレートを含んで構成されるノズル組立体を被せて前記タービンハウジングの上にノズル組立体を載置するように組付け、前記シールリングの外周部が前記半径方向規制部で規制されるように前記ノズルプレートの側面と前記タービンハウジングの内周壁との間に前記シールリングが組付けられることを特徴とする。
本発明によれば、前記シールリングの外周部が前記半径方向規制部で規制されるようにして前記ノズルプレートの側面と前記タービンハウジングの内周壁との間に前記シールリングが組付けられるので、すなわち、前記シールリングの外周部が前記半径方向規制部で規制されるように組み付けられるので、シールリングの位置決めが確実になされる。
また、本発明によれば、前記シールリングを内周壁の先端部の前記半径方向規制部の内周側に載置し、その後、前記シールリングの上方から前記ノズルプレートを含んで構成されるノズル組立体を被せて前記タービンハウジングの上にノズル組立体を載置するようにして組付ける。
このようにシールリングを半径方向規制部の内側に載置すればよく、逆の半径方向規制部の外側に位置決めして載置する場合に比べて、偏心させずに位置決めしての組み付けが簡単であり、かつ安定して確実に行うことができる。また、載置した上からノズル組立体を載置するように組み付けるので、組み付けが簡単かつ確実に行える。
また、ターボチャージャにかかる発明は、タービンハウジングに形成されたスクロールと、該スクロールの内周側に設けられた複数のノズルベーンと、該ノズルベーンの内周側に配置されたタービンホイールと、前記スクロールの内周側に、前記ノズルベーンを挟むように該ノズルベーンを回動自在に支持する環状のノズルマウントと該ノズルマウントに取付けられた環状のノズルプレートと、前記ノズルプレートの側面に対向して前記スクロールの内壁を形成する前記タービンハウジングの内周壁が設けられ、前記ノズルプレートの側面とタービンハウジングの前記内周壁の前記ノズルプレート側の端面との間を密封するように配設される環状のシールリングと、前記タービンハウジングの内周壁の先端部に設けられ、前記シールリングの外周部を半径方向に規制する半径方向規制部と、を備え、 前記シールリングは、その外周部が前記半径方向規制部で規制されるように前記ノズルプレートの側面と前記タービンハウジングの内周壁の前記ノズルプレート側の端面との間にタービンホイールの回転軸方向に挟まれて圧縮された状態で組付けられていることを特徴とする。
かかる発明によれば、タービンハウジングの内周壁の先端部に設けられた半径方向規制部によってシールリングの外周部を半径方向に規制することで、タービンハウジングの半径方向規制部が半径方向外側へ熱膨張したとしても、半径方向規制部がシールリングに干渉することがなく、シールリングに対する半径方向規制の熱膨張の影響が及ぶことがない。従って、シールリングの変形を防止することができる。
また、本発明において好ましくは、前記半径方向規制部は、前記タービンハウジングの内周壁の先端部から該タービンホイールの回転軸に沿う方向に突出する環状凸部であるとよい。
このように、半径方向規制部を、前記タービンハウジングの内周壁の先端部から該タービンホイールの回転軸に沿う方向に突出する環状凸部によって形成することで、環状凸部をタービンハウジングの内周壁の先端部に容易に形成することができる。
このように、半径方向規制部を、前記タービンハウジングの内周壁の先端部から該タービンホイールの回転軸に沿う方向に突出する環状凸部によって形成することで、環状凸部をタービンハウジングの内周壁の先端部に容易に形成することができる。
また、本発明において好ましくは、前記半径方向規制部は、前記タービンハウジングの内周壁の先端部に設けられた外周面であり、該外周面に前記シールリングに形成された円筒部を嵌合する。
このように構成することによって、タービンハウジングの内周壁の先端部を単純な形状とすることができ、コストを低減することができる。
具体的には、タービンハウジングの内周壁の先端部に設けられた外周面に、シールリング本体の半径方向外側の端部に形成された円筒状の円筒部を嵌合する。
このように構成することによって、タービンハウジングの内周壁の先端部を単純な形状とすることができ、コストを低減することができる。
具体的には、タービンハウジングの内周壁の先端部に設けられた外周面に、シールリング本体の半径方向外側の端部に形成された円筒状の円筒部を嵌合する。
また、本発明において好ましくは、前記シールリングは、その要部の幅の中央部が半径方向内側に窪み前記スクロール側に向かって開いた断面Ｖ字状に形成されているとよい。
このように、中央部が半径方向内側に窪んだ断面Ｖ字形状のシールリングとすることで、「Ｖ」字の開いた側をスクロール側へ向けることができ、スクロール内の圧力を利用してシールリングをノズルプレートの側面とタービンハウジングの内周壁とに密着させることができるため、シール効果を高めることができる。
このように、中央部が半径方向内側に窪んだ断面Ｖ字形状のシールリングとすることで、「Ｖ」字の開いた側をスクロール側へ向けることができ、スクロール内の圧力を利用してシールリングをノズルプレートの側面とタービンハウジングの内周壁とに密着させることができるため、シール効果を高めることができる。
以上記載のごとく本発明によれば、タービンハウジングの内周壁の先端部に、シールリングの位置を半径方向に規制する半径方向規制部が設けられ、シールリングの外周部が半径方向規制部で規制されるようにノズルプレートの側面とタービンハウジングの内周壁との間にシールリングが組付けられるので、タービンハウジングが半径方向外側へ熱膨張したとしても、半径方向規制部がシールリングに干渉することがなく、シールリングに対する半径方向規制の熱膨張の影響が及ぶことがない。従って、シールリングの変形を防止することができる。
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
（第１実施形態）
図１に示すように、ターボチャージャ１０は、タービンホイール１１を回転自在に収容するタービンハウジング１２と、タービンホイール１１の回転軸（不図示。符号１１ａはタービンホイール１１の回転軸の軸線である。）を回転自在に支持するとともにタービンハウジング１２に隣接して取付けられたベアリングハウジング１３と、タービンホイール１１へ流れ込む排気ガスの流量を調整するためにタービンハウジング１２及びベアリングハウジング１３のそれぞれの間に且つそれぞれの内側に配置されたノズル組立体１５と、タービンハウジング１２及びノズル組立体１５のそれぞれの間をシールするために組付けられたシールリング１６とを備える。なお、符号２１はタービンハウジング１２とベアリングハウジング１３との間をシールするシールリング、２２はベアリングハウジング１３とノズル組立体１５（詳しくは、ノズルマウント３１）との間をシールする皿ばね状のバックプレートである。
上記シールリング１６，２１の断面にはハッチングを施さず、黒塗りとしている（以下同様）。
図１に示すように、ターボチャージャ１０は、タービンホイール１１を回転自在に収容するタービンハウジング１２と、タービンホイール１１の回転軸（不図示。符号１１ａはタービンホイール１１の回転軸の軸線である。）を回転自在に支持するとともにタービンハウジング１２に隣接して取付けられたベアリングハウジング１３と、タービンホイール１１へ流れ込む排気ガスの流量を調整するためにタービンハウジング１２及びベアリングハウジング１３のそれぞれの間に且つそれぞれの内側に配置されたノズル組立体１５と、タービンハウジング１２及びノズル組立体１５のそれぞれの間をシールするために組付けられたシールリング１６とを備える。なお、符号２１はタービンハウジング１２とベアリングハウジング１３との間をシールするシールリング、２２はベアリングハウジング１３とノズル組立体１５（詳しくは、ノズルマウント３１）との間をシールする皿ばね状のバックプレートである。
上記シールリング１６，２１の断面にはハッチングを施さず、黒塗りとしている（以下同様）。
タービンホイール１１は、回転軸の一端部に設けられたハブ１１ｂと、このハブ１１ｂの外周面に設けられた複数のタービン翼１１ｃとからなる。
タービンハウジング１２は、タービンホイール１１の排気ガス下流側に設けられた排気ガス排出口１２ａを形成する筒状の内周壁１２ｂと、この内周壁１２ｂを囲むように内周壁１２ｂの半径方向外側に形成された筒状の外周壁１２ｃと、内周壁１２ｂの中間部から半径方向外側に延びて外周壁１２ｃの一端部に繋がる環状壁１２ｄとからなる。
タービンハウジング１２は、タービンホイール１１の排気ガス下流側に設けられた排気ガス排出口１２ａを形成する筒状の内周壁１２ｂと、この内周壁１２ｂを囲むように内周壁１２ｂの半径方向外側に形成された筒状の外周壁１２ｃと、内周壁１２ｂの中間部から半径方向外側に延びて外周壁１２ｃの一端部に繋がる環状壁１２ｄとからなる。
ベアリングハウジング１３は、タービンホイール１１の回転軸を支持する筒状の内周壁１３ａと、この内周壁１３ａから半径方向外側に立ち上がる環状壁１３ｂと、この環状壁１３ｂの外周縁に繋がる筒状の外周壁１３ｃとを備える。
ノズル組立体１５は、タービンハウジング１２の外周壁１２ｃに形成された内方突出フランジ部１２ｆ及びベアリングハウジング１３の外周壁１３ｃのそれぞれに挟まれて固定された環状のノズルマウント３１と、このノズルマウント３１に周方向に並ぶように且つ回動自在に取付けられた複数のノズル３２と、これらのノズル３２の一端部にそれぞれ一端が取付けられたレバープレート３３と、これらのレバープレート３３の他端にそれぞれ設けられた係合凸部３３ａに係合する溝部３４ａを外周部に複数有するとともに内周部がノズルマウント３１の小径部３１ａに回転自在に嵌合するドライブリング３４と、ノズル３２を構成するノズルベーン３２ａをノズルマウント３１とで挟み込むようにノズルマウント３１に取付けられた環状のノズルプレート３６とからなる。
また、上記のノズル組立体１５と、このノズル組立体１５のドライブリング３４を回動させるためにドライブリング３４に連結されたアクチュエータ（不図示）とは、可変ノズル機構３８を構成する。
即ち、アクチュエータによってドライブリング３４を回動させることで、各レバープレート３３がノズルマウント３１に対して一定の方向に揺動し、ノズル３２が回動することで、ノズルベーン３２ａの翼角が変化する。
即ち、アクチュエータによってドライブリング３４を回動させることで、各レバープレート３３がノズルマウント３１に対して一定の方向に揺動し、ノズル３２が回動することで、ノズルベーン３２ａの翼角が変化する。
ノズル３２は、上記のノズルベーン３２ａと、このノズルベーン３２ａの回動軸となるノズル軸３２ｂと、ノズル３２の軸方向位置を規制するフランジ３２ｃとが一体成形された部品であり、ノズル軸３２ｂは、ノズルマウント３１に開けられた軸受穴部３１ｂに回動自在に嵌合し、ノズル軸３２ｂの端部にレバープレート３３が加締め固定されている。
ノズルプレート３６は、環状のプレート部３６ａと、このプレート部３６ａの内周端からタービンホイール１１のタービン翼１１ｃの外形に沿って且つ所定の隙間を保ってタービンホイール１１の軸方向に延びる筒状部３６ｂとからなる一体成形品である。
ノズルマウント３１とノズルプレート３６とは、排気ガスが流れる排気ガス通路４１を形成し、この排気ガス通路４１は、排気ガスがタービンハウジング１２に渦巻き状に形成されたスクロール４２からタービンホイール１１に流れる途中の通路として形成されている。
従って、排気ガス通路４１に設けられたノズルベーン３２ａの翼角を可変ノズル機構３８により変化させることで、タービンホイール１１に作用する排気ガスの流量を変更することが可能になり、ターボチャージャ１０に備えるコンプレッサの過給圧を制御することができる。
タービンハウジング１２の内周壁１２ｂの先端部１２ｈには、その外周縁にタービンホイール１１の回転軸に沿って延びる環状凸部１２ｊ、この環状凸部１２ｊの内周側に位置する第１段部１２ｋ、この第１段部１２ｋの更に内周側に位置する第２段部１２ｍが形成されている。
シールリング１６は、タービンハウジング１２の内周壁１２ｂにおける先端部１２ｈの第１段部１２ｋと、ノズルプレート３６のプレート部３６ａの側面３６ｃとの間に圧縮された状態で配置され、シールリング１６の外周部は、タービンハウジング１２の内周壁１２ｂにおける先端部１２ｈの環状凸部１２ｊによって、シールリング１６の半径方向に規制されている。
第２段部１２ｍは、ノズルプレート３６の筒状部３６ｂとの干渉を避ける部分である。
第２段部１２ｍは、ノズルプレート３６の筒状部３６ｂとの干渉を避ける部分である。
図２に示すシールリング１６は、同形状の２つのテーパ部１６ａ，１６ａを有し、これらのテーパ部１６ａ，１６ａの小径縁部同士が一体に接続され、図１にも示したように、その幅の中央部が半径方向内側に窪んだ断面Ｖ字状に形成された弾性を有する環状の部品であって、耐熱、耐食性に優れた合金製からなる。例えば、ニッケル・クロム耐熱合金「インコネル」（登録商標）が用いられる。
以上に述べたシールリング１６の組付け要領を次に説明する。
図３（ａ）に示すように、まず、タービンハウジング１２の内周壁１２ｂの先端部１２ｈが上を向くように配置する。
図３（ａ）に示すように、まず、タービンハウジング１２の内周壁１２ｂの先端部１２ｈが上を向くように配置する。
次に、図３（ｂ）に示すように、内周壁１２ｂの先端部１２ｈ、詳しくは、先端部１２ｈの第１段部１２ｋにシールリング１６を載置する。このとき、シールリング１６は、その外周部が内周壁１２ｂの先端部１２ｈに形成された環状凸部１２ｊによって半径方向に規制される。
そして次に、図３（ｃ）に示すように、シールリング１６の上からノズル組立体１５（ここでは、ノズルプレート３６のみ図示）を被せ、ノズル組立体１５をタービンハウジング１２に載置する。
このように、シールリング１６は、ターボチャージャの組立工程の中で、タービンハウジング１２の内周壁１２ｂに規制されながら所定の位置に組付けられるので、ターボチャージャの組立工程を問題なくスムーズに進行させることができる。
続いて、シールリング１６に対する他部品からの影響について説明する。
図４（ａ）に示すように、ターボチャージャ内に流れる排気ガスによってターボチャージャ内が高温になると、ノズルプレート３６は、タービンハウジング１２の各部に比べて板厚が薄いために、例えば、ノズルプレート３６の筒状部３６ｂが二点鎖線で示す位置まで熱変形する。
図４（ａ）に示すように、ターボチャージャ内に流れる排気ガスによってターボチャージャ内が高温になると、ノズルプレート３６は、タービンハウジング１２の各部に比べて板厚が薄いために、例えば、ノズルプレート３６の筒状部３６ｂが二点鎖線で示す位置まで熱変形する。
しかし、シールリング１６は、その外周部が環状凸部１２ｊで規制されているため、シールリング１６の内周部とノズルプレート３６の筒状部３６ｂとの隙間を大きく確保することが可能であり、筒状部３６ｂが熱変形して外径が大きくなったとしても、シールリング１６はその影響を受けることはない。
また、シールリング１６の形状の効果として、シールリング１６は断面Ｖ字状に形成され、且つ「Ｖ」字の開いた側がスクロール４２側に向いているので、スクロール４２側の圧力が排気ガス排出口１２ａ側の圧力より高い場合、シールリング１６における「Ｖ」字の開いた側へ作用する圧力で、シールリング１６の両側端部が第１段部１２ｋ及びノズルプレート３６の側面３６ｃに押し付けられ、シールリング１６の両側端部と第１段部１２ｋ及びノズルプレート３６の側面３６ｃとの密着性が増してシール性を向上させることができる。
次に、シールリング１６の汎用性について説明する。
図４（ａ）に示したタービンホイール１１の外径はＤＴ１であり、このタービンホイール１１を、図４（ｂ）に示すタービンホイール５１（外径はＤＴ２（＞ＤＴ１））に変更し、これに伴って、図４（ａ）に示したノズルプレート３６を図４（ｂ）に示すノズルプレート５２に変更する場合、ノズルプレート５２の筒状部５２ｂの外径はＤ２（＞Ｄ１）となる。
図４（ａ）に示したタービンホイール１１の外径はＤＴ１であり、このタービンホイール１１を、図４（ｂ）に示すタービンホイール５１（外径はＤＴ２（＞ＤＴ１））に変更し、これに伴って、図４（ａ）に示したノズルプレート３６を図４（ｂ）に示すノズルプレート５２に変更する場合、ノズルプレート５２の筒状部５２ｂの外径はＤ２（＞Ｄ１）となる。
このように、ノズルプレート５２の筒状部５２ｂの外径Ｄ２が大きくなっても、シールリング１６は、その内周部が半径方向に規制されていないので、筒状部５２ｂの外径変化の影響を受けない。即ち、ターボチャージャの機種等が異なる場合でも、シールリング１６を共用化することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態に関して、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図５に示すように、ターボチャージャ１０は、タービンハウジング１２及びノズル組立体１５のそれぞれの間をシールするために組付けられたシールリング６１を備える。
タービンハウジング１２は、その内周壁１２ｂの先端部１２ｐに、ノズルプレート３６の側面３６ｃに対向する端面１２ｑと、外周面１２ｒと、ノズルプレート３６の筒状部３６ｂとの干渉を避ける段部１２ｓとを備える。
第２実施形態に関して、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図５に示すように、ターボチャージャ１０は、タービンハウジング１２及びノズル組立体１５のそれぞれの間をシールするために組付けられたシールリング６１を備える。
タービンハウジング１２は、その内周壁１２ｂの先端部１２ｐに、ノズルプレート３６の側面３６ｃに対向する端面１２ｑと、外周面１２ｒと、ノズルプレート３６の筒状部３６ｂとの干渉を避ける段部１２ｓとを備える。
図５及び図６において、シールリング６１は、その幅の中央部が半径方向内側に窪んだ断面Ｖ字状に形成された弾性を有する環状のシール本体部６１ａと、このシール本体部６１ａの一側部から半径方向外側へ延びる環状プレート部６１ｂと、この環状プレート部６１ｂの外周端から環状プレート部６１ｂに対してシール本体部６１ａとは反対方向（シール本体部６１ａの半径方向に直交する方向）に延びる円筒部６１ｃとが一体成形されたインコネル製の部品である。
例えば、シールリングを、シール本体部６１ａと円筒部６１ｃのみから構成した場合には、シール本体部６１ａの一方の外縁が、タービンハウジング１２の内周壁１２ｂにおける先端部１２ｐの端面１２ｑと外周面１２ｒとの角部に当たり、シール面が確保できなくなる可能性がある。そこで、シールリング６１に、端面１２ｑに沿って延びて端面１２ｑに密着できる環状プレート部６１ｂを加えている。
シール本体部６１ａは、第１実施形態（図１及び図２）に示したシールリング１６と同一形状である。
シール本体部６１ａは、第１実施形態（図１及び図２）に示したシールリング１６と同一形状である。
図５において、シールリング６１のシール本体部６１ａは、タービンハウジング１２の内周壁１２ｂにおける先端部１２ｐの端面１２ｑと、ノズルプレート３６のプレート部３６ａの側面３６ｃとの間に圧縮された状態で配置され、シールリング６１の環状プレート部６１ｂは、先端部１２ｐの端面１２ｑに沿って延び、シールリング６１の円筒部６１ｃは、先端部１２ｐの外周面１２ｒに嵌合することでシールリング６１の半径方向に規制されている。
図７に示すように、比較例のターボチャージャ１００では、タービンハウジング１０１の内周壁１０１ａの先端部１０１ｂ、詳しくは先端部１０１ｂの端面１０１ｃと、ノズル組立体１０２を構成するノズルプレート１０３のプレート部１０３ａの側面１０３ｂとの間に、幅の中央部が半径方向内側に窪んだ断面Ｖ字状に形成された弾性を有するシールリング１０４が圧縮された状態で配置され、シールリング１０４の内周部がノズルプレート１０３の内周側に設けられた筒状部１０３ｃによって半径方向に規制されている。なお、符号１０６はタービンハウジング１０１に回転自在に収容されたタービンホイールである。
以上に述べた比較例のシールリング１０４の組付け要領を次に説明する。
図８の白抜き矢印で示すように、タービンハウジング１０１の内周壁１０１ａの先端部１０１ｂを上にして配置し、この先端部１０１ｂにシールリング１０４を載置し、次に、シールリング１０４に上から被せるようにノズル組立体１０２（ここでは、ノズルプレート１０３のみ図示）をタービンハウジング１０１に載置する。
図８の白抜き矢印で示すように、タービンハウジング１０１の内周壁１０１ａの先端部１０１ｂを上にして配置し、この先端部１０１ｂにシールリング１０４を載置し、次に、シールリング１０４に上から被せるようにノズル組立体１０２（ここでは、ノズルプレート１０３のみ図示）をタービンハウジング１０１に載置する。
以上の工程において、内周壁１０１ａの先端部１０１ｂにシールリング１０４を載置するときに、シールリング１０４の半径方向の規制が行われないので、シールリング１０４が先端部１０１ｂに対して大きく偏心したり、シールリング１０４が先端部１０１ｂから脱落することがあり、次工程でのノズル組立体１０２の組付けが出来なくなる。
これに対して本実施形態では、図３（ｂ）に示したように、シールリング１６が、タービンハウジング１２の内周壁１２ｂに規制されながら所定の位置に組付けられるので、ターボチャージャの組立工程を問題なくスムーズに進行させることができる。
次に、シールリング１０４に対する他部品の影響について説明する。
図９に示すように、ターボチャージャ内に流れる排気ガスによってターボチャージャ内が高温になると、ノズルプレート１０３は、例えば、筒状部１０３ｃが二点鎖線で示す位置まで熱変形する。
図９に示すように、ターボチャージャ内に流れる排気ガスによってターボチャージャ内が高温になると、ノズルプレート１０３は、例えば、筒状部１０３ｃが二点鎖線で示す位置まで熱変形する。
シールリング１０４は、その内周部がノズルプレート１０３の筒状部１０３ｃで規制されているため、筒状部１０３ｃが熱変形して外径が大きくなると、筒状部１０３ｃがシールリング１０４の内周部に干渉してシールリング１０４を変形させることになる。
シールリング１０４の変形が進めば、弾性変形から塑性変形に至り、シールリング１０４によるシール性が損なわれることになる。
シールリング１０４の変形が進めば、弾性変形から塑性変形に至り、シールリング１０４によるシール性が損なわれることになる。
これに対して本実施形態では、図４（ａ）に示したように、シールリング１６は、その外周部が環状凸部１２ｊで規制されているため、シールリング１６の内周部とノズルプレート３６の筒状部３６ｂとの隙間を大きく確保することが可能であり、筒状部３６ｂが熱変形して外径が大きくなったとしても、シールリング１６はその影響を受けることはない。
従って、シールリング１６の変形を防止することができ、シール性を維持することができる。
従って、シールリング１６の変形を防止することができ、シール性を維持することができる。
また、図９において、タービンホイール１０６の外径が変更され、これに伴ってノズルプレート１０３の筒状部１０３ｃの外径が変更されて大きくなった場合に、シールリング１０４の内周部よりも筒状部１０３ｃの外径が大きくなると、シールリング１０４を筒状部１０３ｃに嵌合することが出来なくなる。従って、タービンホイール１０６の外径に応じて、内周部の内径の異なるシールリング１０４を準備しなければならず、コストが嵩む。
これに対して本実施形態では、図４（ａ），（ｂ）に示したように、ノズルプレート５２の筒状部５２ｂの外径Ｄ２が大きくなっても、シールリング１６は、その内周部が半径方向に規制されていないので、筒状部５２ｂの外径変化の影響を受けない。従って、ターボチャージャの機種等が異なる場合でも、シールリング１６を共用化することができる。
本発明は、タービンハウジングに、シールリングの外周部を規制する内周壁が設けられたターボチャージャに好適である。
１０ ターボチャージャ
１１ タービンホイール
１２ タービンハウジング
１２ｂ 内周壁
１２ｈ，１２ｐ 先端部
１２ｊ，１２ｒ 半径方向規制部（環状凸部、外周面）
１５ ノズル組立体
１６，６１ シールリング
６１ａ シール本体部
６１ｂ 環状プレート部
６１ｃ 円筒部
３１ ノズルマウント
３２ａ ノズルベーン
３６ ノズルプレート
３６ｃ ノズルプレートの側面
４１ 排気ガス通路
４２ スクロール
１１ タービンホイール
１２ タービンハウジング
１２ｂ 内周壁
１２ｈ，１２ｐ 先端部
１２ｊ，１２ｒ 半径方向規制部（環状凸部、外周面）
１５ ノズル組立体
１６，６１ シールリング
６１ａ シール本体部
６１ｂ 環状プレート部
６１ｃ 円筒部
３１ ノズルマウント
３２ａ ノズルベーン
３６ ノズルプレート
３６ｃ ノズルプレートの側面
４１ 排気ガス通路
４２ スクロール
Claims (5)
- 排気ガスを、タービンハウジングに形成されたスクロール及びこのスクロールの内周側に設けられた複数のノズルベーンを通じて、該ノズルベーンの内周側に配置されたタービンホイールに作用させるターボチャージャであって、
前記スクロールの内周側に、前記ノズルベーンを挟むように該ノズルベーンを回動自在に支持する環状のノズルマウントと該ノズルマウントに取付けられた環状のノズルプレートとを配置することで排気ガス通路を形成し、前記ノズルプレートの側面に対向して前記スクロールの内壁を形成する前記タービンハウジングの内周壁が設けられ、これらのノズルプレートの側面とタービンハウジングの内周壁との間を密封するように環状のシールリングが組付けられるターボチャージャのシールリング組付け方法において、
前記タービンハウジングの内周壁の先端部に、前記シールリングの位置を半径方向に規制する半径方向規制部が設けられ、前記シールリングを前記半径方向規制部の内周側に載置し、その後、前記シールリングの上方から前記ノズルプレートを含んで構成されるノズル組立体を被せて前記タービンハウジングの上にノズル組立体を載置するように組付け、前記シールリングの外周部が前記半径方向規制部で規制されるように前記ノズルプレートの側面と前記タービンハウジングの内周壁との間に前記シールリングが組付けられることを特徴とするターボチャージャのシールリング組付け方法。 - タービンハウジングに形成されたスクロールと、該スクロールの内周側に設けられた複数のノズルベーンと、該ノズルベーンの内周側に配置されたタービンホイールと、前記スクロールの内周側に、前記ノズルベーンを挟むように該ノズルベーンを回動自在に支持する環状のノズルマウントと該ノズルマウントに取付けられた環状のノズルプレートと、前記ノズルプレートの側面に対向して前記スクロールの内壁を形成する前記タービンハウジングの内周壁が設けられ、前記ノズルプレートの側面とタービンハウジングの前記内周壁の前記ノズルプレート側の端面との間を密封するように配設される環状のシールリングと、
前記タービンハウジングの内周壁の先端部に設けられ、前記シールリングの外周部を半径方向に規制する半径方向規制部と、を備え、
前記シールリングは、その外周部が前記半径方向規制部で規制されるように前記ノズルプレートの側面と前記タービンハウジングの内周壁のノズルプレート側の端面との間にタービンホイールの回転軸方向に挟まれて圧縮された状態で組付けられていることを特徴とするターボチャージャ。 - 前記半径方向規制部は、前記タービンハウジングの内周壁の先端部から該タービンホイールの回転軸に沿う方向に突出する環状凸部であることを特徴とする請求項２記載のターボチャージャ。
- 前記半径方向規制部は、前記タービンハウジングの内周壁の先端部に設けられた外周面であり、該外周面に前記シールリングに形成された円筒部を嵌合することを特徴とする請求項２記載のターボチャージャ。
- 前記シールリングは、その要部の幅の中央部が半径方向内側に窪み前記スクロール側に向かって開いた断面Ｖ字状に形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載のターボチャージャ。
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