JP6504075B2

JP6504075B2 - Vehicle turbocharger

Info

Publication number: JP6504075B2
Application number: JP2016028600A
Authority: JP
Inventors: 智仁水野
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2036-02-18
Also published as: JP2017145770A

Description

この発明は、車両用ターボチャージャに関する。 The present invention relates to a turbocharger for a vehicle.

例えば、特許文献１には、ノズルベーンを開閉動作させることで、タービンホイールに吹き付けられる排気の流速を可変とする可変ノズル機構が組み込まれた車両用のターボチャージャが開示されている。特許文献１に開示されたターボチャージャは、タービンシャフトを回転可能に支持するベアリングハウジングと、ベアリングハウジングのタービンシャフトの軸線方向の一方にタービンハウジングとを備えている。タービンハウジングは、タービンハウジングの中心にタービンホイールを収容するタービン室と、タービン室の軸線方向を中心とした周囲に車両エンジンから流入した排気が流通するスクロール通路が設けられたスクロール室とを備えている。タービン室とスクロール室との間には、可変ノズル機構が配置されている。排気は、スクロール室から可変ノズル機構を経由してタービン室に流入する。 For example, Patent Document 1 discloses a turbocharger for a vehicle incorporating a variable nozzle mechanism that changes the flow velocity of exhaust blown to a turbine wheel by opening and closing nozzle vanes. The turbocharger disclosed in Patent Document 1 includes a bearing housing rotatably supporting a turbine shaft, and a turbine housing on one axial direction of the turbine shaft of the bearing housing. The turbine housing includes a turbine chamber accommodating the turbine wheel at the center of the turbine housing, and a scroll chamber provided with a scroll passage around which the exhaust gas flowing from the vehicle engine flows around the axial direction of the turbine chamber. There is. A variable nozzle mechanism is disposed between the turbine chamber and the scroll chamber. Exhaust flows from the scroll chamber into the turbine chamber via the variable nozzle mechanism.

皿ばねは、可変ノズル機構をタービンシャフトの軸線に沿う方向に付勢してベアリングハウジングに押し当て、可変ノズル機構をタービンハウジングに固定することなく位置決めさせている。また、皿ばねは、可変ノズル機構とタービンハウジングとの間の間隙に設けられ、スクロール室とタービン室との間をシールしている。したがって、皿ばねは付勢部材とシール部材とを兼ね、ターボチャージャの部品点数を少なくしている。 The disc spring biases the variable nozzle mechanism in the direction along the axis of the turbine shaft to press it against the bearing housing, thereby positioning the variable nozzle mechanism without fixing it to the turbine housing. Also, a disc spring is provided in the gap between the variable nozzle mechanism and the turbine housing to seal between the scroll chamber and the turbine chamber. Therefore, the disc spring serves as the biasing member and the seal member, thereby reducing the number of parts of the turbocharger.

特開２０１３−１０４４１３号公報JP, 2013-104413, A

しかしながら、特許文献１のターボチャージャでは、スクロール室を流れる比較的高温の排気が皿ばねに直接当たり、皿ばねの温度が上昇し、皿ばねの弾性部材としての付勢力が低下して、皿ばねのシール性能が低下し、排気がスクロール室からタービン室のタービン出口に直接漏れ出てしてしまうという問題がある。 However, in the turbocharger of Patent Document 1, the relatively high temperature exhaust flowing in the scroll chamber directly strikes the disc spring, the temperature of the disc spring rises, and the biasing force of the disc spring as an elastic member decreases, and the disc spring There is a problem that the sealing performance of the engine is deteriorated, and the exhaust gas leaks directly from the scroll chamber to the turbine outlet of the turbine chamber.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、排気による皿ばねの昇温を抑制し、排気が可変ノズル機構を経由しないでスクロール室からタービン室に直接漏れ出てしまうことを防止することができるターボチャージャの提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress the temperature rise of the disc spring due to the exhaust, and the exhaust directly leaks from the scroll chamber to the turbine chamber without passing through the variable nozzle mechanism. Another object of the present invention is to provide a turbocharger that can prevent the

上記の課題を解決するために、本発明は、タービンホイールと、前記タービンホイールと一体回転可能に設けられたタービンシャフトと、前記タービンシャフトを回転可能に支持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に接続されるとともに、前記タービンホイールを収容するタービン室と、前記タービン室の周囲に設けられたエンジンの排気が流通するスクロール室と、を有するタービンハウジングと、前記スクロール室から前記タービン室に流入する前記排気の流速を変更する可変ノズル機構と、を備えるターボチャージャにおいて、前記可変ノズル機構は、前記タービンシャフトの軸心方向において前記ベアリングハウジング側に設けられた円環状の第１ノズルプレートと、前記タービンシャフトの軸心方向において前記第１ノズルプレートと対向して設けられた円環状の第２ノズルプレートと、前記第１ノズルプレートと前記第２ノズルプレートの間のノズル空間に設けられるとともに、回動軸を中心に回動可能に設けられた複数のノズルベーンと、を備え、前記タービンハウジングは、前記スクロール室と前記タービン室とを隔てるとともに、前記ベアリングハウジング側へ向けて延在し、前記スクロール室側に雄ねじが形成された隔壁部を有し、前記タービンハウジングと前記可変ノズル機構との間に設けられ、内径端部において前記隔壁部と当接するとともに、外径端部において前記第２ノズルプレートと当接して、前記第２ノズルプレートを前記第１ノズルプレートへ向けて付勢する皿ばねと、前記スクロール室に配置されるとともに、前記第２ノズルプレートと当接する第１端部と、雌ねじが形成され前記隔壁部の前記雄ねじと螺合する第２端部とを有し、前記排気から前記皿ばねを遮蔽する円環状の遮熱部材と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is connected to a turbine wheel, a turbine shaft provided integrally rotatably with the turbine wheel, a bearing housing rotatably supporting the turbine shaft, and the bearing housing A turbine housing having a turbine chamber for accommodating the turbine wheel, and a scroll chamber through which exhaust gas of an engine provided around the turbine chamber flows, and the turbine chamber flowing from the scroll chamber into the turbine chamber And a variable nozzle mechanism for changing the flow rate of exhaust gas, wherein the variable nozzle mechanism comprises: an annular first nozzle plate provided on the bearing housing side in the axial center direction of the turbine shaft; In the axial direction of the shaft And an annular second nozzle plate provided opposite to the first nozzle plate, and provided in a nozzle space between the first nozzle plate and the second nozzle plate, and being pivoted about a pivot axis And a plurality of nozzle vanes provided to be provided, wherein the turbine housing separates the scroll chamber from the turbine chamber, and extends toward the bearing housing, and an external thread is formed on the scroll chamber A partition wall, which is provided between the turbine housing and the variable nozzle mechanism, and in contact with the partition wall at an inner diameter end, and in contact with the second nozzle plate at an outer diameter end; A disc spring for biasing a second nozzle plate toward the first nozzle plate; and a scroll spring disposed in the scroll chamber; An annular heat shielding member having a first end contacting the screw plate, and a second end formed with a female screw and screwing with the male screw of the partition, and shielding the disc spring from the exhaust gas; , And.

本発明によれば、遮熱部材により、排気が皿ばねに直接当たることを防止して皿ばねの昇温を抑制し、遮熱部材の雌ねじとタービンハウジングの隔壁部の雄ねじとの螺合によってスクロール室とタービン室との間を好適にシールすることができる。 According to the present invention, the heat shield prevents the exhaust gas from directly contacting the disc spring, thereby suppressing the temperature rise of the disc spring, and screwing the female screw of the heat shield to the male screw of the partition of the turbine housing The space between the scroll chamber and the turbine chamber can be suitably sealed.

また、上記のターボチャージャにおいて、前記第２ノズルプレートは前記スクロール室側端部に段差部が形成されており、前記遮熱部材の第１端部が前記段差部に嵌め込まれていても良い。
この場合、第２ノズルプレートに嵌め込まれた遮熱部材により皿ばねの外径側が確実に覆われて、遮熱部材は排気から皿ばねを確実に遮蔽することができる。 In the above-described turbocharger, the second nozzle plate may have a step portion formed at an end portion on the side of the scroll chamber, and a first end portion of the heat shield member may be fitted into the step portion.
In this case, the outer diameter side of the disc spring is reliably covered by the heat shield member fitted into the second nozzle plate, and the heat shield member can reliably shield the disc spring from the exhaust gas.

また、上記のターボチャージャにおいて、前記可変ノズル機構は、前記第１ノズルプレートと前記第２ノズルプレートとの間を一定の間隔に保つ軸状部材を備え、前記皿ばねの前記外径端部は、前記軸状部材の軸線上において前記第２ノズルプレートと当接しても良い。
この場合、皿ばねの付勢力が第２ノズルプレートから軸状部材を介して第１ノズルプレートに効率良く伝達され、皿ばねの付勢力により可変ノズル機構を正確に位置決めすることができる。 Further, in the above-mentioned turbocharger, the variable nozzle mechanism includes a shaft-like member for keeping a constant interval between the first nozzle plate and the second nozzle plate, and the outer diameter end of the disc spring is You may contact | abut with the said 2nd nozzle plate on the axis line of the said axial member.
In this case, the biasing force of the disc spring can be efficiently transmitted from the second nozzle plate to the first nozzle plate via the shaft-like member, and the variable nozzle mechanism can be accurately positioned by the biasing force of the disc spring.

本発明は、排気による皿ばねの昇温を抑制し、排気が可変ノズル機構を経由しないでスクロール室からタービン室に直接漏れ出てしまうことを防止することができることができるターボチャージャを提供することができる。 The present invention can provide a turbocharger capable of suppressing the temperature rise of a disc spring due to exhaust and preventing the exhaust from leaking directly from the scroll chamber to the turbine chamber without passing through the variable nozzle mechanism. Can.

本発明の実施形態に係るターボチャージャのタービンハウジングを示す断面図である。It is a sectional view showing a turbine housing of a turbocharger concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るターボチャージャのタービンハウジングの一部を拡大して示す断面図である。It is a sectional view expanding and showing a part of turbine housing of a turbocharger concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るターボチャージャの第２ノズルプレートと皿ばねと遮熱部材とを拡大して示す断面図である。It is a sectional view expanding and showing the 2nd nozzle plate of a turbocharger concerning a embodiment of the present invention, a disk spring, and a thermal insulation member.

以下、実施形態に係るターボチャージャを図面に基づいて説明する。
本実施形態では、車両エンジンに搭載される過給機としてのターボチャージャについて例示する。 Hereinafter, a turbocharger according to an embodiment will be described based on the drawings.
In the present embodiment, a turbocharger as a supercharger mounted on a vehicle engine is illustrated.

図１に示す本実施形態のターボチャージャ１０は、タービンシャフト１１と、タービンシャフト１１を図示されない軸受を介して回転可能に支持するベアリングハウジング１２とを備える。図１に示す軸線Ｌ１は、タービンシャフト１１の軸心を通る線である。ターボチャージャ１０は、タービンシャフト１１の軸心方向である軸線Ｌ１方向におけるベアリングハウジング１２の一方に軸線Ｌ１を中心として接合されたタービンハウジング１３を備え、他方の側にはコンプレッサハウジング（図示しない）を備える。ベアリングハウジング１２とタービンハウジング１３とコンプレッサハウジングとは、ターボチャージャ１０のハウジングを構成する。 The turbocharger 10 of the present embodiment shown in FIG. 1 includes a turbine shaft 11 and a bearing housing 12 that rotatably supports the turbine shaft 11 via a bearing (not shown). An axis L1 shown in FIG. 1 is a line passing through the axial center of the turbine shaft 11. The turbocharger 10 includes a turbine housing 13 joined to one side of a bearing housing 12 in the direction of an axis L1 which is the axial center direction of the turbine shaft 11 with the axis L1 at the center, and a compressor housing (not shown) on the other side. Prepare. The bearing housing 12, the turbine housing 13 and the compressor housing constitute a housing of the turbocharger 10.

タービンハウジング１３の中心部にはタービン室１５が軸線Ｌ１を中心とした略円筒状に配置されている。タービンハウジング１３において、タービン室１５の軸線Ｌ１を中心とする周囲には、渦巻き状のスクロール通路を内部に備えるスクロール室１６が設けられている。スクロール室１６はタービン室１５の外周に位置する。スクロール室１６はターボチャージャ１０の外部に位置する車両エンジンから排出されてターボチャージャ１０に流入したエンジンの排気が流通する。タービンシャフト１１のタービンハウジング１３側の一端には、タービンホイール１４がタービンシャフト１１と一体回転可能に取り付けられており、タービン室１５にはタービンホイール１４が収容されている。タービンシャフト１１の他端には、コンプレッサホイール（図示しない）がタービンシャフト１１と一体回転可能に固定されており、コンプレッサハウジングにはコンプレッサホイールが収容されている。 At a central portion of the turbine housing 13, a turbine chamber 15 is disposed in a substantially cylindrical shape centered on the axis L1. In the turbine housing 13, around the axis L 1 of the turbine chamber 15, a scroll chamber 16 including a scroll passage in a spiral shape is provided. The scroll chamber 16 is located on the outer periphery of the turbine chamber 15. In the scroll chamber 16, the exhaust gas of the engine discharged from the vehicle engine located outside the turbocharger 10 and flowing into the turbocharger 10 flows. A turbine wheel 14 is attached to one end of the turbine shaft 11 on the side of the turbine housing 13 so as to be integrally rotatable with the turbine shaft 11, and the turbine wheel 14 is accommodated in the turbine chamber 15. A compressor wheel (not shown) is fixed to the other end of the turbine shaft 11 so as to be integrally rotatable with the turbine shaft 11, and the compressor wheel is accommodated in the compressor housing.

タービン室１５とスクロール室１６との間には、軸線Ｌ１を中心とする連通路１７が配置されている。タービン室１５とスクロール室１６は、タービンシャフト１１の径方向において連通路１７を介して連通している。 A communication passage 17 centered on the axis L1 is disposed between the turbine chamber 15 and the scroll chamber 16. The turbine chamber 15 and the scroll chamber 16 communicate with each other in the radial direction of the turbine shaft 11 via the communication passage 17.

ベアリングハウジング１２は、軸線Ｌ１方向においてタービンハウジング１３側に位置し、軸線Ｌ１方向と直交して延びる内壁面１８を備える。 The bearing housing 12 has an inner wall surface 18 located on the turbine housing 13 side in the direction of the axis L1, and extending orthogonal to the direction of the axis L1.

タービンハウジング１３は、スクロール室１６とタービン室１５とをタービンシャフト１１の径方向において隔て、ベアリングハウジング１２側へ向けて延在する隔壁部２１を備える。図１及び図２に示すように、隔壁部２１は、スクロール室１６側に位置する外周壁面２３と、タービン室１５側に位置する内周壁面２４とを備える。外周壁面２３及び内周壁面２４は軸線Ｌ１に沿って延びている。 The turbine housing 13 includes a partition 21 that separates the scroll chamber 16 and the turbine chamber 15 in the radial direction of the turbine shaft 11 and extends toward the bearing housing 12. As shown in FIGS. 1 and 2, the partition portion 21 includes an outer peripheral wall surface 23 located on the scroll chamber 16 side and an inner peripheral wall surface 24 located on the turbine chamber 15 side. The outer peripheral wall surface 23 and the inner peripheral wall surface 24 extend along the axis L1.

隔壁部２１は、外周壁面２３と内周壁面２４とをベアリングハウジング１２側において接続し、軸線Ｌ１方向と直交して延びる内壁面２０を備える。内壁面２０は、軸線Ｌ１方向と直交する方向において、内壁面１８よりも短く、スクロール室１６側の端部が内壁面１８のスクロール室１６側の端部よりもタービン室１５側に位置している。 The partition portion 21 connects the outer peripheral wall surface 23 and the inner peripheral wall surface 24 on the bearing housing 12 side, and includes an inner wall surface 20 extending orthogonal to the direction of the axis L1. The inner wall surface 20 is shorter than the inner wall surface 18 in a direction orthogonal to the direction of the axis L1, and the end on the scroll chamber 16 side is positioned closer to the turbine chamber 15 than the end on the scroll chamber 16 side of the inner wall 18 There is.

図３に示すように、隔壁部２１の内壁面２０と外周壁面２３との間には、図１に示す軸線Ｌ１を中心とする円環状の内段差部２２が設けられている。内段差部２２は、軸線Ｌ１を中心とし、雄ねじが設けられた外周壁面２６と、外周壁面２６と外周壁面２３とを接続し、軸線Ｌ１方向と直交して延びる接続壁面２７とを備える。 As shown in FIG. 3, between the inner wall surface 20 and the outer peripheral wall surface 23 of the partition wall 21, an annular inner step portion 22 centered on the axis L1 shown in FIG. 1 is provided. The inner step portion 22 includes an outer peripheral wall surface 26 provided with a male screw around the axis L1, a connecting wall surface 27 connecting the outer peripheral wall surface 26 and the outer peripheral wall surface 23 and extending orthogonally to the axis L1 direction.

図２に示すように、連通路１７には、可変ノズル機構３０が配置されている。可変ノズル機構３０は、連通路１７の排気が流通する面積を変更して、スクロール室１６からタービン室１５に流入する排気の流速を変更する機構である。可変ノズル機構３０は、第１ノズルプレート３１と、第２ノズルプレート３２と、ユニゾンリング４４と、複数のノズルベーン４５とを備える。 As shown in FIG. 2, a variable nozzle mechanism 30 is disposed in the communication passage 17. The variable nozzle mechanism 30 is a mechanism that changes the flow area of the communication passage 17 through which the exhaust gas flows and changes the flow velocity of the exhaust gas flowing from the scroll chamber 16 into the turbine chamber 15. The variable nozzle mechanism 30 includes a first nozzle plate 31, a second nozzle plate 32, a unison ring 44, and a plurality of nozzle vanes 45.

第１ノズルプレート３１は、図１に示す軸線Ｌ１を中心とする円環状の部材である。第１ノズルプレート３１は外周面４６を備える。第１ノズルプレート３１は、軸線Ｌ１方向と直交する内側面３５と外側面３６とを備える。第１ノズルプレート３１の外側面３６側には、ユニゾンリング４４が配置されている。 The first nozzle plate 31 is an annular member centered on the axis L1 shown in FIG. The first nozzle plate 31 has an outer circumferential surface 46. The first nozzle plate 31 has an inner surface 35 and an outer surface 36 orthogonal to the direction of the axis L1. A unison ring 44 is disposed on the side of the outer surface 36 of the first nozzle plate 31.

第２ノズルプレート３２は、図１に示す軸線Ｌ１を中心とする円環状の部材である。第２ノズルプレート３２は、タービン室１５に収容され、軸線Ｌ１を中心とし軸線Ｌ１に沿って延びる円筒部３３と、円筒部３３のベアリングハウジング１２側の一端と接続され、軸線Ｌ１方向と直交し、連通路１７を区画するフランジ部３４とを備える。円筒部３３は隔壁部２１の内周壁面２４と接するように配されている。フランジ部３４は、軸線Ｌ１方向と直交する内側面３７と外側面３８とを備える。 The second nozzle plate 32 is an annular member centered on the axis L1 shown in FIG. The second nozzle plate 32 is accommodated in the turbine chamber 15, and is connected to a cylindrical portion 33 extending along the axis L1 with the axis L1 at the center, and one end of the cylindrical portion 33 on the bearing housing 12 side, orthogonal to the axis L1 direction. And a flange portion 34 which divides the communication passage 17. The cylindrical portion 33 is disposed in contact with the inner peripheral wall surface 24 of the partition 21. The flange portion 34 includes an inner side surface 37 and an outer side surface 38 orthogonal to the direction of the axis L1.

また、フランジ部３４は、スクロール室１６側に外周面３９を備え、外周面３９のベアリングハウジング１２側と反対側には、段差部として外段差部４０が設けられている。図３に示すように、外段差部４０は、図１に示す軸線Ｌ１を中心とし、軸線Ｌ１方向に延びる外周壁面４８と、外周面３９と外周壁面４８とを接続し、軸線Ｌ１方向と直交して延びる接続壁面４９とを備える。外周面３９は、本発明のスクロール室側端部である。 Further, the flange portion 34 has an outer peripheral surface 39 on the scroll chamber 16 side, and an outer step portion 40 is provided on the opposite side of the outer peripheral surface 39 to the bearing housing 12 side as a step portion. As shown in FIG. 3, the outer step portion 40 connects the outer peripheral wall surface 48 extending in the direction of the axis L1 about the axis L1 shown in FIG. 1 and the outer peripheral surface 39 and the outer peripheral wall 48 and is orthogonal to the axis L1 direction. And an extending connection wall 49. The outer peripheral surface 39 is the scroll chamber side end of the present invention.

図２に示すように、第１ノズルプレート３１の内側面３５と第２ノズルプレート３２のフランジ部３４の内側面３７とは対向し、第１ノズルプレート３１と第２ノズルプレート３２との間には、スペーサ４３が設けられている。スペーサ４３は軸状の部材である。第１ノズルプレート３１と第２ノズルプレート３２とはスペーサ４３によって一定の間隔に保たれている。図２に示す軸線Ｌ２は、スペーサ４３の軸心を通る線であり、軸線Ｌ１と平行する。スペーサ４３は、本発明の軸状部材である。 As shown in FIG. 2, the inner side surface 35 of the first nozzle plate 31 and the inner side surface 37 of the flange portion 34 of the second nozzle plate 32 face each other, and between the first nozzle plate 31 and the second nozzle plate 32. A spacer 43 is provided. The spacer 43 is a shaft-like member. The first nozzle plate 31 and the second nozzle plate 32 are kept at a constant distance by a spacer 43. An axis L2 shown in FIG. 2 is a line passing through the axis of the spacer 43 and is parallel to the axis L1. The spacer 43 is an axial member of the present invention.

スペーサ４３のベアリングハウジング１２側の一端は、第１ノズルプレート３１の内側面３５に設けられた凹部に嵌め込まれ、スペーサ４３の他端は第２ノズルプレート３２の内側面３７に設けられた凹部に嵌め込まれて、スペーサ４３は第１ノズルプレート３１と第２ノズルプレート３２とを接続している。 One end of the spacer 43 on the bearing housing 12 side is fitted in the recess provided on the inner side surface 35 of the first nozzle plate 31, and the other end of the spacer 43 is in the recess provided on the inner side surface 37 of the second nozzle plate 32. The spacer 43 connects the first nozzle plate 31 and the second nozzle plate 32.

第１ノズルプレート３１の内側面３５と第２ノズルプレート３２のフランジ部３４の内側面３７とにより連通路１７の内壁が構成されている。第１ノズルプレート３１と第２ノズルプレート３２のフランジ部３４との間のスペーサ４３よりタービン室１５側には、図１に示す軸線Ｌ１を中心とする円環状のノズル空間Ｓが設けられている。ノズル空間Ｓには、ノズル空間Ｓを流通する排気の流速を変更する複数のノズルベーン４５が第１ノズルプレート３１及び第２ノズルプレート３２の周方向に略等角度間隔に設けられている。ノズルベーン４５は、軸線Ｌ１と平行に延びる回動軸４１を中心に回動可能に、第１ノズルプレート３１と第２ノズルプレート３２とユニゾンリング４４とに支持されている。互いに隣り合うノズルベーン４５間の開度は変更可能となっている。ユニゾンリング４４はリンク（図示しない）と接続され、ターボチャージャ１０の外部からの動力によりリンクが動作されて回動されて、回動軸４１が回動される。 The inner surface of the communication passage 17 is constituted by the inner surface 35 of the first nozzle plate 31 and the inner surface 37 of the flange portion 34 of the second nozzle plate 32. An annular nozzle space S centered on the axis L1 shown in FIG. 1 is provided on the side of the turbine chamber 15 from the spacer 43 between the first nozzle plate 31 and the flange portion 34 of the second nozzle plate 32. . In the nozzle space S, a plurality of nozzle vanes 45 for changing the flow velocity of the exhaust flowing through the nozzle space S are provided at substantially equal angular intervals in the circumferential direction of the first nozzle plate 31 and the second nozzle plate 32. The nozzle vanes 45 are supported by the first nozzle plate 31, the second nozzle plate 32 and the unison ring 44 so as to be pivotable about a pivot shaft 41 extending in parallel with the axis L 1. The opening degree between the nozzle vanes 45 adjacent to each other can be changed. The unison ring 44 is connected to a link (not shown), and the link is operated and rotated by the external power of the turbocharger 10, and the rotation shaft 41 is rotated.

スクロール室１６には、遮熱部材としての遮熱板６０が配置されている。遮熱板６０は、金属製、例えばステンレス製、であって、図１に示す軸線Ｌ１を中心とする略円環状の板部材である。図２及び図３に示すように、遮熱板６０は、スクロール室１６側において第２ノズルプレート３２と接し、タービン室１５側においてタービンハウジング１３の隔壁部２１と接している。 A heat shield plate 60 as a heat shield member is disposed in the scroll chamber 16. The heat shield plate 60 is made of metal, for example, stainless steel, and is a substantially annular plate member centered on the axis L1 shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the heat shield plate 60 is in contact with the second nozzle plate 32 on the side of the scroll chamber 16 and in contact with the partition 21 of the turbine housing 13 on the side of the turbine chamber 15.

遮熱板６０は、軸線Ｌ１方向と直交する方向において、タービン室１５からスクロール室１６に向かって第２ノズルプレート３２側に傾く円環状の中板部６１と、中板部６１のタービン室１５側の一端から軸線Ｌ１方向に延びる円筒状の内板部６２と、中板部６１のスクロール室１６側の他端から軸線Ｌ１方向の内板部６２と反対側に延びる円筒状の外板部６３とを備える。内板部６２は、本発明の遮熱板６０の第２端部である。外板部６３は、本発明の遮熱板６０の第１端部である。 The heat shield plate 60 has an annular middle plate portion 61 that inclines toward the second nozzle plate 32 from the turbine chamber 15 toward the scroll chamber 16 in the direction orthogonal to the axis L 1 direction, and the turbine chamber 15 of the middle plate portion 61. A cylindrical inner plate portion 62 extending in the direction of the axis L1 from one end on the side and a cylindrical outer plate portion extending in the opposite direction to the inner plate portion 62 in the direction of the axis L1 from the other end of the middle plate 61 on the scroll chamber 16 side And 63. The inner plate portion 62 is a second end of the heat shield plate 60 of the present invention. The outer plate portion 63 is a first end of the heat shield plate 60 of the present invention.

内板部６２は、タービン室１５側に図１に示す軸線Ｌ１に沿って延びる内周壁面６４を備える。内周壁面６４には雌ねじが設けられている。外板部６３は、軸線Ｌ１に沿って延びる内周壁面６５を備える。 The inner plate portion 62 includes an inner peripheral wall surface 64 extending along the axis L1 shown in FIG. 1 on the turbine chamber 15 side. The inner peripheral wall surface 64 is provided with a female screw. The outer plate portion 63 includes an inner circumferential wall surface 65 extending along the axis L1.

内板部６２の内周壁面６４に設けられた雌ねじがタービンハウジング１３の隔壁部２１の内段差部２２の外周壁面２６に設けられた雄ねじにねじ締結され、内板部６２の先端が内段差部２２の接続壁面２７に押し当てられて、内板部６２はタービンハウジング１３の隔壁部２１に固定されている。外板部６３は、先端が第２ノズルプレート３２のフランジ部３４の外段差部４０の接続壁面４９と接し、内周壁面６５が外周壁面４８と接するように、外段差部４０に嵌め込まれている。 The female screw provided on the inner peripheral wall surface 64 of the inner plate portion 62 is screwed to the male screw provided on the outer peripheral wall surface 26 of the inner step portion 22 of the partition 21 of the turbine housing 13, and the tip of the inner plate portion 62 is an inner step The inner plate portion 62 is fixed to the partition wall portion 21 of the turbine housing 13 by pressing the connection wall surface 27 of the portion 22. The outer plate portion 63 is fitted in the outer step portion 40 such that the tip is in contact with the connection wall surface 49 of the outer step portion 40 of the flange portion 34 of the second nozzle plate 32 and the inner peripheral wall surface 65 is in contact with the outer peripheral wall surface 48 There is.

スクロール室１６には、タービンハウジング１３と可変ノズル機構３０との間において、第２ノズルプレート３２のフランジ部３４の外側面３８と、第２ノズルプレート３２の円筒部３３の外周面と、遮熱板６０の中板部６１の可変ノズル機構３０側の面と、タービンハウジング１３の内壁面２０により囲まれた間隙４２が設けられている。間隙４２には皿ばね５０が配置されている。皿ばね５０は、円環板状の弾性部材である。皿ばね５０は、軸線Ｌ１方向と直交する方向において、タービン室１５からスクロール室１６に向かって第２ノズルプレート３２側に傾いて配置されており、遮熱板６０の中板部６１より大きく傾斜している。皿ばね５０は、可変ノズル機構３０側の面がフランジ部３４の外側面３８と対向し、タービンハウジング１３側の面が遮熱板６０の中板部６１の可変ノズル機構３０側の面と対向して配置されている。 In the scroll chamber 16, the outer surface 38 of the flange portion 34 of the second nozzle plate 32, the outer peripheral surface of the cylindrical portion 33 of the second nozzle plate 32, and the heat shield between the turbine housing 13 and the variable nozzle mechanism 30 A gap 42 surrounded by a surface of the middle plate portion 61 of the plate 60 on the variable nozzle mechanism 30 side and the inner wall surface 20 of the turbine housing 13 is provided. A disc spring 50 is disposed in the gap 42. The disc spring 50 is an annular plate-like elastic member. The disc spring 50 is inclined toward the second nozzle plate 32 from the turbine chamber 15 toward the scroll chamber 16 in the direction orthogonal to the direction of the axis L 1, and is inclined more than the middle plate portion 61 of the heat shield plate 60. doing. In the disc spring 50, the surface on the variable nozzle mechanism 30 side faces the outer surface 38 of the flange portion 34, and the surface on the turbine housing 13 side faces the surface of the middle plate portion 61 of the heat shield plate 60 on the variable nozzle mechanism 30 side. It is arranged.

皿ばね５０は、図１に示す軸線Ｌ１を中心とする円環状のスクロール室１６側の端部である外径端部５１とタービン室１５側の端部である内径端部５２とを備える。外径端部５１は、第２ノズルプレート３２側に外径側端面５３を備え、内径端部５２は、遮熱板６０側に内径側端面５４を備える。皿ばね５０の外径端部５１は、第２ノズルプレート３２の外側面３８の軸線Ｌ２と交差する部位と外径側端面５３において当接し、皿ばね５０の内径端部５２は、第２ノズルプレート３２へ向けて延在するタービンハウジング１３の隔壁部２１の内壁面２０と内径側端面５４において当接する。皿ばね５０は、遮熱板６０と接していない。 The disc spring 50 includes an outer diameter end 51 which is an end on the side of the annular scroll chamber 16 centered on the axis L1 shown in FIG. 1 and an inner diameter end 52 which is an end on the turbine chamber 15 side. The outer diameter end portion 51 includes an outer diameter side end surface 53 on the second nozzle plate 32 side, and the inner diameter end portion 52 includes an inner diameter side end surface 54 on the heat shield plate 60 side. The outer diameter end 51 of the disc spring 50 abuts on the outer diameter side end face 53 intersecting the axis L2 of the outer surface 38 of the second nozzle plate 32, and the inner diameter end 52 of the disc spring 50 is the second nozzle The inner wall surface 20 of the partition 21 of the turbine housing 13 extending toward the plate 32 abuts on the inner diameter side end surface 54. The disc spring 50 is not in contact with the heat shield plate 60.

皿ばね５０が外径側端面５３において当接する第２ノズルプレート３２の部位は、遮熱板６０が第２ノズルプレート３２の外段差部４０と当接する部位よりもタービン室１５側に位置する。皿ばね５０が内径側端面５４において当接するタービンハウジング１３の隔壁部２１の内壁面２０の部位は、タービンハウジング１３の隔壁部２１が遮熱板６０と螺合する部位よりもタービン室１５側に位置する。 The portion of the second nozzle plate 32 in which the disc spring 50 abuts on the outer diameter side end face 53 is located closer to the turbine chamber 15 than the portion in which the heat shield plate 60 abuts on the outer step portion 40 of the second nozzle plate 32. The portion of the inner wall surface 20 of the partition 21 of the turbine housing 13 in which the disc spring 50 abuts on the inner diameter side end face 54 is closer to the turbine chamber 15 than the portion where the partition 21 of the turbine housing 13 is screwed with the heat shield plate 60 To position.

タービンハウジング１３と可変ノズル機構３０との間に設けられた皿ばね５０は、可変ノズル機構３０をベアリングハウジング１２の内壁面１８に押し当てるように付勢する。皿ばね５０は、可変ノズル機構３０とタービンハウジング１３との間においてスクロール室１６とタービン室１５とをシールするシール部材であり、かつ、可変ノズル機構３０をベアリングハウジング１２側に付勢する付勢部材である。 A disc spring 50 provided between the turbine housing 13 and the variable nozzle mechanism 30 urges the variable nozzle mechanism 30 against the inner wall surface 18 of the bearing housing 12. The disc spring 50 is a seal member that seals the scroll chamber 16 and the turbine chamber 15 between the variable nozzle mechanism 30 and the turbine housing 13, and biases the variable nozzle mechanism 30 toward the bearing housing 12. It is a member.

以上の構成を有するターボチャージャ１０の作用について以下に説明する。
ターボチャージャ１０の外部に位置する車両エンジンから排出された比較的高温の排気は、ターボチャージャ１０に流入する。排気は、タービンハウジング１３のスクロール室１６に設けられたスクロール通路に沿ってスクロール室１６を流通する。排気はスクロール室１６から連通路１７に流入し、連通路１７の可変ノズル機構３０のノズルベーン４５の間を流通する。ノズルベーン４５間の開度は、ターボチャージャ１０の外部からリンク等が操作されることにより回動されて変更される。排気は、連通路１７からタービン室１５に流入し、タービン室１５のタービンホイール１４に吹き付けられる。吹き付けられる排気の流速は、ノズルベーン４５の開度により決まる。 The operation of the turbocharger 10 having the above configuration will be described below.
The relatively hot exhaust exhausted from the vehicle engine located outside the turbocharger 10 flows into the turbocharger 10. Exhaust flows through the scroll chamber 16 along a scroll passage provided in the scroll chamber 16 of the turbine housing 13. Exhaust gas flows from the scroll chamber 16 into the communication passage 17 and flows between the nozzle vanes 45 of the variable nozzle mechanism 30 of the communication passage 17. The opening degree between the nozzle vanes 45 is rotated and changed by operating a link or the like from the outside of the turbocharger 10. The exhaust gas flows from the communication passage 17 into the turbine chamber 15 and is blown to the turbine wheel 14 of the turbine chamber 15. The flow velocity of the blown exhaust is determined by the opening degree of the nozzle vanes 45.

タービンホイール１４は、排気が吹き付けられることによって回転駆動される。排気の流速が変更されることにより、タービンホイール１４の回転速度が変更される。タービンホイール１４の回転に伴い、タービンホイール１４に一体回転可能に接続されたタービンシャフト１１が回転し、タービンシャフト１１と一体回転可能に接続されたコンプレッサホイールが回転して、吸入空気が圧縮される。圧縮空気は車両エンジンに送られ、過給が行われる。以上のように、ターボチャージャ１０の回転速度が変更されて、車両エンジンの過給圧が調整される。 The turbine wheel 14 is rotationally driven by blowing the exhaust gas. By changing the flow rate of the exhaust gas, the rotational speed of the turbine wheel 14 is changed. As the turbine wheel 14 rotates, the turbine shaft 11 integrally rotatably connected to the turbine wheel 14 rotates, and a compressor wheel integrally rotatably connected to the turbine shaft 11 rotates to compress intake air. . Compressed air is sent to the vehicle engine for supercharging. As described above, the rotational speed of the turbocharger 10 is changed to adjust the boost pressure of the vehicle engine.

皿ばね５０は、内径端部５２がタービンハウジング１３の内壁面２０と内径側端面５４において当接し、外径端部５１が第２ノズルプレート３２の外側面３８と外径側端面５３において当接して、間隙４２の遮熱板６０側と第２ノズルプレート３２側の間をシールしている。また、皿ばね５０は、第２ノズルプレート３２の外側面３８と当接することによる付勢力が、第２ノズルプレート３２からスペーサ４３を介して第１ノズルプレート３１に伝達される。よって、可変ノズル機構３０は、皿ばね５０の付勢力により、ベアリングハウジング１２の内壁面１８に押し当てられて位置決めされている。 In the disc spring 50, the inner diameter end 52 abuts on the inner wall surface 20 of the turbine housing 13 on the inner diameter side end face 54, and the outer diameter end 51 abuts on the outer side surface 38 of the second nozzle plate 32 on the outer diameter side end face 53. Thus, the gap between the heat shield plate 60 side and the second nozzle plate 32 side is sealed. Further, the biasing force of the disc spring 50 coming into contact with the outer side surface 38 of the second nozzle plate 32 is transmitted from the second nozzle plate 32 to the first nozzle plate 31 via the spacer 43. Therefore, the variable nozzle mechanism 30 is pressed against the inner wall surface 18 of the bearing housing 12 by the biasing force of the disc spring 50 and positioned.

スクロール室１６の排気は、間隙４２に配置された皿ばね５０に直接当たることなく、皿ばね５０のタービンハウジング１３側の面を覆う遮熱板６０に直接当たり、連通路１７に流入する。よって、遮熱板６０は排気から皿ばね５０を遮蔽している。 The exhaust gas of the scroll chamber 16 directly strikes the heat shield plate 60 covering the surface of the disc spring 50 on the turbine housing 13 side without directly hitting the disc spring 50 disposed in the gap 42 and flows into the communication passage 17. Thus, the heat shield plate 60 shields the disc spring 50 from the exhaust.

遮熱板６０の内板部６２の内周壁面６４に設けられた雌ねじとタービンハウジング１３の隔壁部２１の内段差部２２の外周壁面２６に設けられた雄ねじとがねじ締結されて螺合され、遮熱板６０とタービンハウジング１３との間をシールしている。 The female screw provided on the inner peripheral wall surface 64 of the inner plate portion 62 of the heat shield plate 60 and the male screw provided on the outer peripheral wall surface 26 of the inner step portion 22 of the partition 21 of the turbine housing 13 are screwed and screwed together Between the heat shield plate 60 and the turbine housing 13.

本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（１）スクロール室１６を流れる比較的高温の排気は、皿ばね５０のタービンハウジング１３側の面を覆う遮熱板６０に当たる。また、タービンハウジング１３の隔壁部２１のスクロール室１６側に形成された雄ねじは遮熱板６０の内板部６２に形成された雌ねじと螺合している。したがって、遮熱板６０により排気が皿ばね５０に直接当たることが防止され、皿ばね５０の昇温が抑制されて皿ばね５０の付勢力及びシール性能の低下が防止され、隔壁部２１と遮熱板６０の螺合によって遮熱板６０とタービンハウジング１３との間を好適にシールすることができる。よって、排気が連通路１７に配置された可変ノズル機構３０を経由しないでスクロール室１６からタービン室１５に直接漏れ出ることを防止することができる。よって、ターボチャージャ１０の過給性能の低下を防止することができる。 The following effects are achieved in the present embodiment.
(1) The relatively high temperature exhaust gas flowing through the scroll chamber 16 hits the heat shield plate 60 covering the surface of the disc spring 50 on the turbine housing 13 side. An external thread formed on the scroll chamber 16 side of the partition 21 of the turbine housing 13 is screwed with an internal thread formed on the inner plate 62 of the heat shield plate 60. Therefore, the heat shield plate 60 prevents the exhaust gas from directly contacting the disc spring 50, the temperature rise of the disc spring 50 is suppressed, and the lowering of the biasing force and the sealing performance of the disc spring 50 is prevented. By screwing the heat plate 60, the space between the heat shield plate 60 and the turbine housing 13 can be suitably sealed. Therefore, it is possible to prevent the exhaust gas from leaking directly from the scroll chamber 16 to the turbine chamber 15 without passing through the variable nozzle mechanism 30 disposed in the communication passage 17. Therefore, it is possible to prevent the decrease in the supercharging performance of the turbocharger 10.

（２）遮熱板６０は、内板部６２に形成された雌ねじがタービンハウジング１３のスクロール室１６側に形成された雄ねじと螺合されて、タービンハウジング１３に固定されている。したがって、遮熱板６０はタービンハウジング１３に確実に固定され、遮熱板６０は比較的高温の排気から皿ばね５０を確実に遮蔽している。 (2) The heat shield plate 60 is fixed to the turbine housing 13 by screwing the female screw formed on the inner plate portion 62 with the male screw formed on the scroll chamber 16 side of the turbine housing 13. Therefore, the heat shield plate 60 is securely fixed to the turbine housing 13, and the heat shield plate 60 reliably shields the disc spring 50 from relatively high temperature exhaust.

（３）第２ノズルプレート３２のフランジ部３４は外周面３９に外段差部４０を備え、遮熱板６０の外板部６３が段差部に嵌め込まれている。したがって、第２ノズルプレート３２に嵌め込まれた遮熱板６０により皿ばね５０の外径側が確実に覆われて、皿ばね５０がスクロール室１６を流通する排気から確実に遮蔽される。 (3) The flange portion 34 of the second nozzle plate 32 has the outer step portion 40 on the outer peripheral surface 39, and the outer plate portion 63 of the heat shield plate 60 is fitted in the step portion. Therefore, the outer diameter side of the disc spring 50 is reliably covered by the heat shield plate 60 fitted in the second nozzle plate 32, and the disc spring 50 is reliably shielded from the exhaust gas flowing through the scroll chamber 16.

（４）皿ばね５０の外径端部５１は、スペーサ４３の軸線Ｌ２上において第２ノズルプレート３２と当接する。したがって、皿ばね５０の付勢力が第２ノズルプレート３２からスペーサ４３を介して第１ノズルプレート３１に効率良く伝達され、また、皿ばね５０の付勢力により可変ノズル機構３０を正確に位置決めすることができる。 (4) The outer diameter end 51 of the disc spring 50 abuts on the second nozzle plate 32 on the axis L 2 of the spacer 43. Therefore, the biasing force of the disc spring 50 is efficiently transmitted from the second nozzle plate 32 to the first nozzle plate 31 via the spacer 43, and the biasing force of the disc spring 50 accurately positions the variable nozzle mechanism 30. Can.

○ 上記の実施形態では、遮熱板の外板部の先端は、第２ノズルプレートの外段差部に嵌め込まれているが、この限りではない。第２ノズルプレートと遮熱板とにより、皿ばねの外径側を覆うことができれば良く、例えば、第２ノズルプレートに外段差部を設けずに、遮熱板を第２ノズルプレートの外側面に押し当てることで皿ばねの外径側を覆っても良い。また、遮熱板に外段差部を設けて、第１ノズルプレートのスクロール室１６側の端部を嵌め込ませることで皿ばねの外径側を覆っても良い。 In the above embodiment, the front end of the outer plate portion of the heat shield plate is fitted into the outer step portion of the second nozzle plate, but the present invention is not limited to this. The outer diameter side of the disc spring may be covered by the second nozzle plate and the heat shield plate. For example, the heat shield plate may be used as the outer surface of the second nozzle plate without providing the outer step portion on the second nozzle plate. The outer diameter side of the disc spring may be covered by pressing it. Alternatively, an outer step portion may be provided on the heat shield plate, and the outer diameter side of the disc spring may be covered by inserting the end portion of the first nozzle plate on the scroll chamber 16 side.

○ 上記の実施形態では、遮熱板をねじ締結による螺合によりタービンハウジングに固定したが、この限りではない。遮熱板をタービンハウジングに固定することができれば良く、タービンハウジングに圧入することによってタービンハウジングに固定しても良い。 In the above embodiment, the heat shield plate is fixed to the turbine housing by screwing and screwing, but the present invention is not limited to this. As long as the heat shield plate can be fixed to the turbine housing, it may be fixed to the turbine housing by press-fitting to the turbine housing.

○ 上記の実施形態では、遮熱板に中板部のタービン室１５側の一端から軸線Ｌ１に沿って延びる円筒状の内板部を設けたが、この限りではない。ねじ締結により遮熱板がタービンハウジングに固定されれば良く、内板部を設けず、遮熱板を中板部と外板部とで構成し、中板部の内周面に雌ねじを設け、タービンハウジングの隔壁部の内段差部の外周壁面に設けられた雄ねじとねじ締結することにより、遮熱板をタービンハウジングに固定しても良い。 In the above embodiment, the heat shield plate is provided with the cylindrical inner plate portion extending along the axis L1 from one end of the middle plate portion on the turbine chamber 15 side, but the present invention is not limited to this. The heat shield plate may be fixed to the turbine housing by screw fastening, the inner plate portion is not provided, the heat shield plate is configured of the middle plate portion and the outer plate portion, and the female screw is provided on the inner peripheral surface of the middle plate portion. The heat shield plate may be fixed to the turbine housing by screw fastening with an external screw provided on the outer peripheral wall surface of the inner step portion of the partition portion of the turbine housing.

１０ターボチャージャ
１１タービンシャフト
１２ベアリングハウジング
１３タービンハウジング
１４タービンホイール
１５タービン室
１６スクロール室
２１隔壁部
３０可変ノズル機構
３１第１ノズルプレート
３２第２ノズルプレート
３４ノズルベーン
３９外周面（スクロール室側端部としての）
４０外段差部（段差部としての）
４１回動軸
４３スペーサ（軸状部材としての）
５０皿ばね
５１外径端部
５２内径端部
６０遮熱板（遮熱部材としての）
６２内板部（第２端部としての）
６３外板部（第１端部としての）
Ｓノズル空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Turbocharger 11 Turbine shaft 12 Bearing housing 13 Turbine housing 14 Turbine wheel 15 Turbine chamber 16 Scroll chamber 21 Partition part 30 Variable nozzle mechanism 31 1st nozzle plate 32 2nd nozzle plate 34 Nozzle vane 39 Outer peripheral surface (as scroll chamber side end of)
40 Outside step (as a step)
41 Rotating shaft 43 Spacer (as an axial member)
Reference Signs List 50 disc spring 51 outer diameter end 52 inner diameter end 60 heat shield plate (as a heat shield member)
62 inner plate (as the second end)
63 Outer plate (as the first end)
S nozzle space

Claims

With the turbine wheel
A turbine shaft provided integrally rotatably with the turbine wheel;
A bearing housing rotatably supporting the turbine shaft;
A turbine housing connected to the bearing housing and having a turbine chamber accommodating the turbine wheel, and a scroll chamber through which exhaust gas of an engine provided around the turbine chamber flows;
A variable nozzle mechanism for changing the flow rate of the exhaust flowing into the turbine chamber from the scroll chamber;
The variable nozzle mechanism is
An annular first nozzle plate provided on the side of the bearing housing in the axial direction of the turbine shaft;
An annular second nozzle plate provided opposite to the first nozzle plate in the axial direction of the turbine shaft;
And a plurality of nozzle vanes provided in a nozzle space between the first nozzle plate and the second nozzle plate, and provided rotatably about a rotation axis,
The turbine housing separates the scroll chamber from the turbine chamber, and has a partition portion extending toward the bearing housing and having an external thread formed on the scroll chamber side.
The second nozzle plate is provided between the turbine housing and the variable nozzle mechanism, in contact with the partition wall at an inner diameter end and in contact with the second nozzle plate at an outer diameter end. (1) a disc spring biased toward the nozzle plate;
It has a first end portion disposed in the scroll chamber and in contact with the second nozzle plate, and a second end portion formed with an internal thread and screwed with the external thread in the partition, and the exhaust from the exhaust And an annular heat shield member for shielding the disc spring.

The stepped portion is formed at the scroll chamber side end portion of the second nozzle plate, and the first end portion of the heat shield member is fitted into the stepped portion. Turbocharger.

The variable nozzle mechanism includes a shaft-like member for keeping a constant distance between the first nozzle plate and the second nozzle plate, and the outer diameter end of the disc spring is an axial line of the shaft-like member. The turbocharger according to claim 1 or 2, wherein the second nozzle plate abuts on the second nozzle plate.