JP6225171B2 - 排気ガスターボチャージャ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャに関する。

このような排気ガスターボチャージャの場合、ガイドベーンがユニゾンリングによって調整される可変タービン形状（ＶＴＧ）が設けられる。可能な限り最善の制御を提供可能とするために、可能な限り最小のヒステリシス、したがって、システムの可能な限り最小の摩擦が望ましい。例えば、ユニゾンリングの半径方向軸受も、このことに影響を及ぼす。公知の排気ガスターボチャージャの場合、ピン上のローラ、さもなければ転がり軸受がこのために設けられる。

このことに鑑みて、本発明の目的は、構造がより単純な、したがって、より費用効果的な構造を有する、請求項１の前提部に示したタイプの排気ガスターボチャージャを提供することである。

この目的は請求項１の特徴によって達成される。

このことは、有利には、第一に、例えば公知の軸受の場合に設けられるようなピン上のローラ用の構成要素の数の節減をもたらす。

有利には、所定の設置空間における摩擦半径と転がり半径との非常に有益な関係も得られる。

ローラ要素（ローラブロック）は３６０°にわたって回転することができるので、ローラ要素は横方向ガイド面を有する。

従属請求項は本発明の有利な発展形態を含む。

請求項９及び１０は、独立して市販することができる対象物として本発明によるＶＴＧカートリッジを規定している。

本発明のさらなる詳細、特徴及び利点は、図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。

本発明による排気ガスターボチャージャの大幅に単純化した概略図である。 本発明によるＶＴＧカートリッジの第１の実施形態の部分斜視図である。 取り付けられたカバープレートを有する図２に示したＶＴＧカートリッジの図２に対応する部分図である。 本発明によるＶＴＧカートリッジの第２の実施形態の図３と比較して拡大した部分図である。

図１は、チャージャの回転軸線Ｌを有する本発明による排気ガスターボチャージャ１の大幅に単純化した基本概略図を示している。

排気ガスターボチャージャ１はまた、いわゆるＶＴＧカートリッジ５が設けられる吸気ダクト４によって取り囲まれたタービンホイール３を備えるタービン２を有する。このＶＴＧカートリッジ５について、図２〜図４を参照して以下に詳細に説明する。

当然、排気ガスターボチャージャ１はまた、排気ガスターボチャージャの他のすべての共通部分、例えば、軸受ハウジング２１に回転可能に取り付けられかつ一方の端部でタービンホイール３を支承し、他方の端部でコンプレッサ２２のコンプレッサホイール２３を支承するロータ２０を有する。これらの部分は、本発明の原理を説明するために重要でないので、同様に、図１に著しく大幅に単純化した概略形態でのみ示されている。

上述したように図２〜図４を参照して以下に詳細に説明するＶＴＧカートリッジは、同様に、大幅に単純化した概略形態で示されている。

ＶＴＧカートリッジは、排気ガスをタービンホイール３に通過させるための吸気ダクト４をベーン軸受リング７とディスク６との間で境界付ける構造ユニットを意味すると理解される。さらに、このようなＶＴＧカートリッジは、吸気ダクト４に配置されるが図２〜図４に見ることができない複数のベーンを有する。ベーンは、ベーン軸受リング７において閉位置と開位置との間で回転可能に移動させることができる。このために、ベーンは、各々が回転軸線を有するベーンシャフト９を有する。次に、ベーンシャフト９はベーンレバー１０に接続され、これらのうち、２つのベーンレバーが各々図２の参照番号１０で示されている。ＶＴＧカートリッジ５の場合、例えば、各々が同一に形成され、好ましくはオフセットされるこのような１０個のベーンレバーを設けることが可能である。

各々のベーンレバー１０は、ユニゾンリング１３の関連の溝１２内に係合するレバーヘッド１１を有する。図２は、この点に関して、ユニゾンリング１３が外側で、すなわちその外周に沿ってベーン軸受リング７を取り囲むことを示している。

ユニゾンリング１３を半径方向に取り付けるために、本発明に従って少なくとも１つのローラ要素８によって形成される半径方向軸受が設けられる。

図２及び図３に示した第１の実施形態では、ローラ要素８は、円周方向に配置されかつベーン軸受リング７の外周Ｕに開口しているベーン軸受リング７の窪部１４に挿入される第１の支持領域８Ａを有する。さらに、図２及び図３は、ローラ要素８が、軸受溝１５内に係合する第２の支持領域８Ｂを有し、軸受溝が窪部１４の反対側に配置され、ユニゾンリング１３に配置され、窪部１４に向かう方向に一方の側で開口していることを示している。

図２は、ローラブロックと称することもできるローラ要素８が三角構造を有することを示している。この場合、第１の支持領域８Ａは、外側に円錐状に拡大して第２の支持領域８Ｂに合流する半円形の丸い形状を有する。次に、この支持領域８Ｂは、軸受溝１５の対向面１５_Ｇで転がる丸い端面１６を有し、ユニゾンリング１３とローラ要素８との間の転がり軸受用の接点Ｋは、図３にそこにある矢印で示されている。この場合、対向面１５_Ｇは平坦な形状を有しても、同様に僅かに丸い形状を有してもよい。

図３は、ローラ要素８を軸方向に固定するために、カバープレート１９が窪部１４に挿入され、そこに固定されることを示している。ローラ要素８の構造全体を図示することを可能にするために、このカバープレート１９は図２に示されていない。

図４は、図２及び図３に示した実施形態に対応するすべての特徴に、同じ参照記号が付されている代替実施形態を示している。

この実施形態でも、ローラ要素（ローラブロック８）が設けられ、次に、ローラ要素は、一方の側で開口しているベーン軸受リング７の窪部１４内に係合する半円形の丸い第１の支持領域８Ａを有する。

このローラブロック８も、軸受溝１５内に係合する第２の支持領域８Ｂを有する。しかし、この実施形態では、第２の支持領域８Ｂは、図４の例示的な図面から詳細に明らかになるように、ユニゾンリング１３のドライバ突出部１８が係合する凹部１７を有する。

図２及び図３又は図４に示した両方の実施形態は、ローラ要素８が窪部１４及び軸受溝１５で移動可能に自由に案内される共通の特徴を有する。

さらに、両方の実施形態では、ＶＴＧカートリッジの円周にわたって分布して配置することができる３つ、４つ又は５つのローラ要素８を設けることができることが好ましい。

上述の開示に加えて、本発明の開示を補完するために図１〜図４の本発明の例示的な図面がここに明示的に参照される。

１ 排気ガスターボチャージャ
２ タービン
３ タービンホイール
４ 吸気ダクト
５ ＶＴＧカートリッジ
６ ディスク
７ ベーン軸受リング
８ ローラ要素／ローラブロック
８Ａ、８Ｂ 支持領域
９ ベーンシャフト
１０ ベーンレバー
１１ レバーヘッド
１２ 溝
１３ ユニゾンリング
１４ 窪部
１５ 軸受溝
１５_Ｇ 対向壁面
１６ 端面
１７ 凹部
１８ ドライバ突出部
１９ カバープレート
２０ ロータ
２１ 軸受ハウジング
２２ コンプレッサ
２３ コンプレッサホイール
Ｋ_１、Ｋ_２ ローラ要素８に沿って支承するための横方向接点
Ｋ 転がり軸受用の接点
Ｌ チャージャの長手方向軸線

Claims (9)

1. タービン（２）であって、
   吸気ダクト（４）によって取り囲まれたタービンホイール（３）を有するタービン（２）を有し、
   ＶＴＧカートリッジ（５）であって、
   前記吸気ダクトを境界付けるディスク（６）及びベーン軸受リング（７）を有し、
   前記吸気ダクト（４）に配置され、かつベーンレバー（１０）に接続される回転可能なベーンシャフト（９）を介して前記ベーン軸受リング（７）に取り付けられる複数のベーンを有し、前記ベーンレバー（１０）の前記レバーヘッド（１１）が、外側で前記ベーン軸受リング（７）を取り囲むユニゾンリング（１３）の関連の溝（１２）内に係合する、ＶＴＧカートリッジ（５）を有し、
   前記ユニゾンリング（１３）と前記ベーン軸受リング（７）との間に半径方向軸受を有する排気ガスターボチャージャ（１）であって、
   前記半径方向軸受が少なくとも１つのローラ要素（８）を有し、
   前記少なくとも１つのローラ要素（８）が、円周方向に配置されかつ外周（Ｕ）に開口している前記ベーン軸受リング（７）の窪部（１４）に挿入される第１の支持領域（８Ａ）を有し、
   前記少なくとも１つのローラ要素（８）が、軸受溝（１５）内に係合する第２の支持領域（８Ｂ）を有し、前記軸受溝（１５）が前記窪部（１４）の反対側に配置され、前記ユニゾンリング（１３）に設けられ、前記窪部（１４）に向かう方向に一方の側で開口し、
   前記ローラ要素（８）が三角構造を有する、
   排気ガスターボチャージャ。
2. 前記第１の支持領域（８Ａ）が半円形の丸い形状を有する請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。
3. 前記第２の支持領域（８Ｂ）が、丸い端面（１６）を有する請求項１又は２に記載の排気ガスターボチャージャ。
4. 前記第２の支持領域（８Ｂ）が凹部（１７）を有し、前記凹部（１７）に前記ユニゾンリング（１３）のドライバ突出部（１８）が係合する請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
5. 前記ローラ要素（８）を軸方向に固定するためのカバープレート（１９）を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
6. 前記ローラ要素（８）が前記窪部（１４）及び前記軸受溝（１５）で移動可能に自由に
   案内される請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
7. ３つ、４つ又は５つのローラ要素（８）が設けられる請求項１〜６のいずれか一項に記
   載の排気ガスターボチャージャ。
8. 吸気ダクト（４）を境界付けるディスク（６）及びベーン軸受リング（７）を有し、
   前記吸気ダクト（４）に配置され、かつベーンレバー（１０）に接続される回転可能なベーンシャフト（９）を介して前記ベーン軸受リング（７）に取り付けられる複数のベーンであって、前記ベーンレバー（１０）の前記レバーヘッド（１１）が、外側で前記ベーン軸受リング（７）を取り囲むユニゾンリング（１３）の関連の溝（１２）内に係合する複数のベーンを有し、
   前記ユニゾンリング（１３）と前記ベーン軸受リング（７）との間に半径方向軸受を有しする排気ガスターボチャージャ（１）のＶＴＧカートリッジ（５）であって、
   前記半径方向軸受が少なくとも１つのローラ要素（８）を有し、
   前記少なくとも１つのローラ要素（８）が、円周方向に配置されかつ外周（Ｕ）に向かって開口している前記ベーン軸受リング（７）の窪部（１４）に挿入される第１の支持領域（８Ａ）を有し、
   前記少なくとも１つのローラ要素（８）が、軸受溝（１５）内に係合する第２の支持領域（８Ｂ）を有し、前記軸受溝（１５）が前記窪部（１４）の反対側に配置され、前記ユニゾンリング（１３）に設けられ、前記窪部（１４）に向かう方向に一方の側で開口し、
   前記ローラ要素（８）が三角構造を有する、
   ＶＴＧカートリッジ（５）。
9. 請求項２〜８のいずれか一項を特徴とする請求項８に記載のＶＴＧカートリッジ。

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