JP7299137B2 - supercharger - Google Patents

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Description

本発明は、過給機に関する。 The present invention relates to superchargers.

ノズルリングと、ノズルリングに対してタービンインペラの軸方向に離隔対向した位置に設けられたシュラウドリングと、ノズルリングの対向面とシュラウドリングの対向面との間に配設された複数の可変ノズルとを備える可変容量型過給機が知られている。 A nozzle ring, a shroud ring provided at a position spaced apart from and facing the nozzle ring in the axial direction of the turbine impeller, and a plurality of variable nozzles disposed between the opposing surface of the nozzle ring and the opposing surface of the shroud ring is known.

この可変容量型過給機では、ノズルリングの対向面の反対面側にサポートリングが配設されており、サポートリングの内周縁部に複数の突出片が円周方向に間隔を置いて一体形成されている。これにより、複数の突出片とノズルリングの外周縁部とを圧接させた状態でのサポートリングのノズルリングに対する相対的な径方向の移動が許容されている。その他、サポートリングの外周縁部はベアリングハウジングによる冷却によって部材温度が低くなっている(以上、例えば特許文献1参照)。 In this variable displacement turbocharger, a support ring is disposed on the opposite side of the nozzle ring, and a plurality of protruding pieces are integrally formed on the inner peripheral edge of the support ring at intervals in the circumferential direction. It is This allows the support ring to move in the radial direction relative to the nozzle ring while the plurality of protruding pieces and the outer peripheral edge of the nozzle ring are pressed against each other. In addition, the outer periphery of the support ring has a low member temperature due to cooling by the bearing housing (see, for example, Patent Document 1).

特開2013-253519号公報JP 2013-253519 A

ところで、可変ノズル(以下、ノズルベーンという。)は排気の流路に配設されるため、上述したノズルリング(以下、ノズルプレートという。)の対向面は排気にさらされている。このため、排気の熱が直接的にノズルプレートに及び、ノズルプレートは排気の熱に起因して膨張する。 By the way, since the variable nozzle (hereinafter referred to as nozzle vane) is arranged in the exhaust flow path, the opposing surface of the nozzle ring (hereinafter referred to as nozzle plate) is exposed to the exhaust gas. Therefore, the heat of the exhaust directly reaches the nozzle plate, and the nozzle plate expands due to the heat of the exhaust.

一方で、サポートリングの突出片も排気にさらされているため、排気の熱が直接的に突出片に及ぶ。しかしながら、突出片はサポートリングに一体形成されているため、突出片に及ぶ熱はベアリングハウジングによる冷却によって緩和される。このため、突出片とノズルプレートとの間には膨張差が発生する。膨張差が発生すると、突出片とノズルプレートとの圧接面において、突出片とノズルプレートとの間で相対滑りが発生し、圧接面が摩耗する。圧接面の摩耗が進行すると、サポートリングは突出片を介してノズルプレートを支持できなくなるおそれがあり、結果的に、ノズルベーンが動作不良となる可能性がある。 On the other hand, since the projecting piece of the support ring is also exposed to the exhaust gas, the heat of the exhaust gas directly reaches the projecting piece. However, since the projecting piece is integrally formed with the support ring, the heat reaching the projecting piece is mitigated by the cooling provided by the bearing housing. Therefore, an expansion difference occurs between the projecting piece and the nozzle plate. When the difference in expansion occurs, relative slippage occurs between the protruding piece and the nozzle plate on the pressure contact surface between the protruding piece and the nozzle plate, and the pressure contact surface is worn. As the wear of the pressure contact surface progresses, the support ring may no longer be able to support the nozzle plate via the projecting piece, resulting in malfunction of the nozzle vane.

そこで、本発明では、ノズルプレートの支持不良を抑えることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to suppress poor support of the nozzle plate.

本発明に係る過給機は、排気の流路に配置されたノズルベーンの片側を前記排気が流通する第1面で支持するリング型のノズルプレートと、前記ノズルプレートを貫通せずに前記第1面とは逆の第2面から支持するサポートシャフトと、前記サポートシャフトをタービンシャフトと段違いで平行に軸支するベアリングハウジングと、を含み、前記ノズルプレートは、前記流路を除いた場所に前記サポートシャフトを隙間を介在して保持する開口部を備え、前記開口部は前記ノズルプレートの径方向の内側に前記サポートシャフトとの干渉を回避するクリアランスを有する。 A turbocharger according to the present invention includes a ring-shaped nozzle plate that supports one side of a nozzle vane arranged in an exhaust flow path on a first surface through which the exhaust flows ; a support shaft supported from a second surface opposite to the surface ; and a bearing housing supporting the support shaft parallel to and offset from the turbine shaft. An opening is provided to hold the support shaft with a gap therebetween, and the opening has a clearance inside the nozzle plate in the radial direction to avoid interference with the support shaft.

本発明によれば、ノズルプレートの支持不良を抑えることができる。 According to the present invention, poor support of the nozzle plate can be suppressed.

図1はターボチャージャの断面図の一例である。FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of a turbocharger. 図2(a)は可変ノズルユニットの平面図の一例である。図2(b)は第1実施形態に係る連結構造の平面図の一例である。FIG. 2(a) is an example of a plan view of the variable nozzle unit. FIG.2(b) is an example of the top view of the connection structure which concerns on 1st Embodiment. 図3(a)はノズルプレートの膨張前の一例である。図3(b)はノズルプレートの膨張後の一例である。FIG. 3A shows an example of the nozzle plate before expansion. FIG. 3(b) is an example after expansion of the nozzle plate. 図4(a)は第2実施形態に係る連結構造の平面図の一例である。図4(b)及び(c)は第2実施形態に係る連結構造の平面図の他の一例である。FIG. 4(a) is an example of a plan view of a connection structure according to the second embodiment. FIGS. 4B and 4C are other examples of plan views of the connection structure according to the second embodiment. 図5(a)は第3実施形態に係るノズル付近の部分拡大図である。図5(b)はサポートシャフト付近のY-Y断面の一例である。図5(c)はサポートシャフト付近のZ-Z断面の一例である。FIG. 5(a) is a partially enlarged view of the vicinity of the nozzle according to the third embodiment. FIG. 5(b) is an example of a YY section near the support shaft. FIG. 5(c) is an example of a ZZ section near the support shaft.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1はターボチャージャ100の断面図の一例である。ターボチャージャ100は、可変容量型(可変ノズル式)過給機である。ターボチャージャ100は、図1に示すように、コンプレッサ10と、ベアリング部20と、タービン30と、を備えている。ベアリング部20はコンプレッサ10とタービン30とを接続する。
(First embodiment)
FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of turbocharger 100 . The turbocharger 100 is a variable displacement (variable nozzle) turbocharger. The turbocharger 100 includes a compressor 10, a bearing section 20, and a turbine 30, as shown in FIG. A bearing section 20 connects the compressor 10 and the turbine 30 .

コンプレッサ10はコンプレッサハウジング11を含んでいる。ベアリング部20はベアリングハウジング21を含んでいる。タービン30はタービンハウジング31を含んでいる。ベアリングハウジング21はターボチャージャ100の略中央部に配設されている。コンプレッサハウジング11とベアリングハウジング21とタービンハウジング31は一体的に組付けられている。具体的には、ベアリングハウジング21の両側にコンプレッサハウジング11とタービンハウジング31がそれぞれ組付けられている。 Compressor 10 includes a compressor housing 11 . Bearing portion 20 includes a bearing housing 21 . Turbine 30 includes a turbine housing 31 . Bearing housing 21 is arranged substantially in the center of turbocharger 100 . The compressor housing 11, the bearing housing 21 and the turbine housing 31 are assembled integrally. Specifically, the compressor housing 11 and the turbine housing 31 are assembled on both sides of the bearing housing 21, respectively.

コンプレッサハウジング11内にはコンプレッサホイール12が収容されている。コンプレッサホイール12はナット13によってタービンシャフト32の一端に固定されている。コンプレッサホイール12はタービンシャフト32とともに一体的に回転する。コンプレッサホイール12には複数のコンプレッサブレードが設けられている。コンプレッサホイール12が回転すると、コンプレッサブレードにより新気が遠心力により半径方向外側に加速されて圧縮される。このため、図1に示すように、コンプレッサハウジング11の中央部に新気が導入されると、この新気が、回転するコンプレッサホイール12のコンプレッサブレードにより圧縮され、この圧縮された新気がターボチャージャ100の外部に吐出される。具体的には、この圧縮された新気は吸気管を介してエンジンに向けて吐出される。このように、コンプレッサ10では新気が流通する。 A compressor wheel 12 is accommodated in the compressor housing 11 . Compressor wheel 12 is fixed to one end of turbine shaft 32 by nut 13 . Compressor wheel 12 rotates integrally with turbine shaft 32 . Compressor wheel 12 is provided with a plurality of compressor blades. As the compressor wheel 12 rotates, the fresh air is accelerated radially outward by centrifugal force and compressed by the compressor blades. Therefore, as shown in FIG. 1, when fresh air is introduced into the central portion of the compressor housing 11, this fresh air is compressed by the compressor blades of the rotating compressor wheel 12, and this compressed fresh air is supplied to the turbo. It is discharged to the outside of charger 100 . Specifically, this compressed fresh air is discharged toward the engine through the intake pipe. Thus, fresh air circulates in the compressor 10 .

ベアリングハウジング21はタービンシャフト32を軸支する。ベアリングハウジング21は冷水路23を含み、水冷されている。ベアリングハウジング21には様々なベアリングが設けられている。例えば、タービンシャフト32のスラスト方向の荷重を受け止めるためのスラストベアリングや、タービンシャフト32のラジアル方向の荷重を保持するフローティングベアリングなどが設けられている。ベアリングはオイルなどにより潤滑される。このような様々なベアリングによってタービンシャフト32は軸支される。 A bearing housing 21 supports a turbine shaft 32 . The bearing housing 21 contains cold water passages 23 and is water cooled. Various bearings are provided in the bearing housing 21 . For example, a thrust bearing for receiving the thrust direction load of the turbine shaft 32 and a floating bearing for holding the radial direction load of the turbine shaft 32 are provided. The bearing is lubricated with oil or the like. Turbine shaft 32 is supported by these various bearings.

タービンハウジング31内にはタービンホイール33が収容されている。タービンホイール33はタービンインペラと言い換えてもよい。タービンホイール33にはタービンシャフト32の他端が接続されて固定されている。タービンホイール33はエンジンから排出される排気によって回転駆動される。これにより、タービンホイール33は回転動力を生成する。この回転動力によってタービンシャフト32を通じてコンプレッサホイール12が駆動されて、圧縮された新気が生成される。上述したように、圧縮された新気はエンジンに向けて吐出される。 A turbine wheel 33 is accommodated in the turbine housing 31 . The turbine wheel 33 may also be called a turbine impeller. The other end of the turbine shaft 32 is connected and fixed to the turbine wheel 33 . The turbine wheel 33 is rotationally driven by the exhaust discharged from the engine. Thereby, the turbine wheel 33 generates rotational power. This rotational power drives the compressor wheel 12 through the turbine shaft 32 to produce compressed fresh air. As mentioned above, the compressed fresh air is discharged towards the engine.

また、タービンハウジング31とベアリングハウジング21との間にはリンク室50が形成される。リンク室50には可変ノズルユニット34が配置される。可変ノズルユニット34はリング型のノズルプレート34a、複数のノズルベーン34b、リング型のユニゾンリング34cなどを備えている。ノズルプレート34aはT字型のサポートシャフト22により支持されている。尚、サポートシャフト22はベアリングハウジング21によってタービンシャフト32と段違いに平行に軸支され、コイルバネによってコンプレッサハウジング11側に付勢されている。 A link chamber 50 is formed between the turbine housing 31 and the bearing housing 21 . A variable nozzle unit 34 is arranged in the link chamber 50 . The variable nozzle unit 34 includes a ring-shaped nozzle plate 34a, a plurality of nozzle vanes 34b, a ring-shaped unison ring 34c, and the like. The nozzle plate 34a is supported by a T-shaped support shaft 22. As shown in FIG. The support shaft 22 is axially supported in parallel with the turbine shaft 32 by the bearing housing 21 and biased toward the compressor housing 11 by a coil spring.

ノズルプレート34aは、タービンハウジング31のシュラウド部31aと対向する位置に、タービンハウジング31に当接するように配置される。すなわち、ノズルプレート34aは、ベアリングハウジング21側に配置される。ノズルプレート34aとシュラウド部31aが対向して配置されることにより排気が流通するノズルNが流路として形成される。ノズルベーン34bの一方の片側がノズルプレート34aに支持され、ノズルベーン34bの他方の片側がシュラウド部31aに支持されることによって、ノズルベーン34bがノズルN内に回動可能に配置される。ノズルベーン34bがノズルNにおける流路断面を調節することによってタービン30の容量が可変となる。 The nozzle plate 34 a is arranged at a position facing the shroud portion 31 a of the turbine housing 31 so as to abut against the turbine housing 31 . That is, the nozzle plate 34a is arranged on the bearing housing 21 side. The nozzle plate 34a and the shroud portion 31a are arranged to face each other to form a nozzle N through which the exhaust gas flows as a flow path. One side of the nozzle vane 34b is supported by the nozzle plate 34a, and the other side of the nozzle vane 34b is supported by the shroud portion 31a. The nozzle vanes 34b adjust the flow cross-section at the nozzles N to make the capacity of the turbine 30 variable.

次に、図2(a)及び(b)を参照して、上述した可変ノズルユニット34の詳細について説明する。 Next, details of the variable nozzle unit 34 described above will be described with reference to FIGS.

図2(a)は可変ノズルユニット34の平面図の一例である。図2(b)は第1実施形態に係る連結構造34dの平面図の一例である。尚、図2(a)ではコンプレッサ10側から見た可変ノズルユニット34が示されている。可変ノズルユニット34は、上述したように、ノズルプレート34aや複数のノズルベーン34b、ユニゾンリング34cなどを含んでいるが、裏側に配設されている複数のノズルベーン34bについては、図2(a)において示されていない。 FIG. 2A is an example of a plan view of the variable nozzle unit 34. FIG. FIG. 2B is an example of a plan view of the connecting structure 34d according to the first embodiment. 2A shows the variable nozzle unit 34 viewed from the compressor 10 side. As described above, the variable nozzle unit 34 includes the nozzle plate 34a, the plurality of nozzle vanes 34b, the unison ring 34c, and the like. Not shown.

ノズルプレート34aの中心軸L1を中心とする円周上には、複数のベーン軸34fが周方向に略等間隔に配置されている。各ベーン軸34fは、中心軸L1に略平行に延びており、ノズルプレート34aに対し回動可能に挿通されている。各ベーン軸34fのうちノズルプレート34aからベアリングハウジング21側に突出している端部には、ノズルベーン34bを駆動するアーム34eの基端部が固定されている。 A plurality of vane shafts 34f are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction on the circumference centered on the central axis L1 of the nozzle plate 34a. Each vane shaft 34f extends substantially parallel to the central axis L1 and is rotatably inserted through the nozzle plate 34a. A base end portion of an arm 34e for driving the nozzle vane 34b is fixed to an end portion of each vane shaft 34f protruding from the nozzle plate 34a toward the bearing housing 21 side.

ユニゾンリング34cの外周面には複数の凹部34gが形成されている。これらの凹部34gには、アーム34eの先端部が係合している。ユニゾンリング34cはリンク(不図示)等を介してターボチャージャ100の外部から回転される。 A plurality of recesses 34g are formed on the outer peripheral surface of the unison ring 34c. The tips of the arms 34e are engaged with these recesses 34g. Unison ring 34c is rotated from the outside of turbocharger 100 via a link (not shown) or the like.

ユニゾンリング34cが、ターボチャージャ100の外部からリンク等を介して中心軸L1の周りで回動させられると、ユニゾンリング34cの複数の凹部34gに係合している各アーム34eがベーン軸34fを中心として各々同期した状態で回動(開閉)される。各ベーン軸34fの回動に基づいてノズルベーン34bの開度が変化することにより、ノズルNの流路断面が変更される。そして、隣り合う2つのノズルベーン34bの間を通じてタービンホイール33に供給される排気の流速又は流量が調整される。 When the unison ring 34c is rotated around the central axis L1 via a link or the like from the outside of the turbocharger 100, the arms 34e engaged with the plurality of concave portions 34g of the unison ring 34c move the vane shaft 34f. They are rotated (opened and closed) in a synchronized state about the center. The passage cross section of the nozzle N is changed by changing the opening degree of the nozzle vane 34b based on the rotation of each vane shaft 34f. Then, the flow velocity or flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine wheel 33 through between the two adjacent nozzle vanes 34b is adjusted.

ここで、隣り合う2つのベーン軸34fの少なくとも1つの間には連結構造34dが配置されている。連結構造34dにはサポートシャフト22が連結される。図2(b)に示すように、連結構造34dは連結部34αと開口部34βを含んでいる。連結部34αと開口部34βはいずれもU字型である。図2(a)ではコンプレッサ10側から見た可変ノズルユニット34が示されているため、連結構造34dの連結部34αと開口部34βはいずれもノズルN側とは逆の場所に設けられている。すなわち、連結部34αと開口部34βはノズルNを除いた異なる場所に設けられている。図2(b)に示すように、連結構造34dの連結部34αがサポートシャフト22のシャフト頭部22aと連結し、連結構造34dの開口部34βがシャフト軸部22bを所定の隙間GPを介在して保持する。特に、本実施形態では、シャフト軸部22bとの間に介在する径方向の隙間GPの大きさ以上の大きさを有するクリアランスCLがノズルプレート34aの径方向の内側に設けられている。連結部34αがU字型であるため、ノズルプレート34aの径方向の内側は開放されている。これにより、クリアランスCLは隙間GPの大きさより大きくなる。 Here, a connecting structure 34d is arranged between at least one of two adjacent vane shafts 34f. The support shaft 22 is connected to the connecting structure 34d. As shown in FIG. 2(b), the connecting structure 34d includes a connecting portion 34α and an opening 34β. Both the connecting portion 34α and the opening 34β are U-shaped. Since FIG. 2(a) shows the variable nozzle unit 34 as seen from the compressor 10 side, both the connection portion 34α and the opening portion 34β of the connection structure 34d are provided at locations opposite to the nozzle N side. . That is, the connection portion 34α and the opening portion 34β are provided at different locations except for the nozzle N. As shown in FIG. As shown in FIG. 2B, the connecting portion 34α of the connecting structure 34d is connected to the shaft head portion 22a of the support shaft 22, and the opening 34β of the connecting structure 34d intervenes the shaft shaft portion 22b with a predetermined gap GP. hold. In particular, in the present embodiment, a clearance CL having a size equal to or larger than the radial gap GP interposed between the nozzle plate 34a and the shaft shaft portion 22b is provided radially inside the nozzle plate 34a. Since the connecting portion 34α is U-shaped, the inner side in the radial direction of the nozzle plate 34a is open. Thereby, the clearance CL becomes larger than the size of the gap GP.

次に、図3(a)及び(b)を参照して、ノズルプレート34aの膨張前後について説明する。 Next, before and after expansion of the nozzle plate 34a will be described with reference to FIGS. 3(a) and 3(b).

図3(a)はノズルプレート34aの膨張前の一例である。図3(b)はノズルプレート34aの膨張後の一例である。特に、図3(a)及び(b)では、図2(a)に示すX-X断面が示されている。図3(a)及び(b)に示すように、ノズルプレート34aが径方向外側に膨張する前においても後にも、ノズルプレート34aが備える連結構造34dの連結部34αとサポートシャフト22のシャフト軸部22bとの間には所定の隙間GPが介在する。所定の隙間GPの大きさは設計や実験などに応じて適宜定めればよい。また、シャフト軸部22bの径方向内側にはクリアランスCLが設けられる。 FIG. 3A shows an example of the nozzle plate 34a before expansion. FIG. 3B shows an example after expansion of the nozzle plate 34a. In particular, FIGS. 3(a) and 3(b) show the XX section shown in FIG. 2(a). As shown in FIGS. 3A and 3B, both before and after the nozzle plate 34a expands radially outward, the connecting portion 34α of the connecting structure 34d of the nozzle plate 34a and the shaft shaft portion of the support shaft 22 22b, a predetermined gap GP is interposed. The size of the predetermined gap GP may be appropriately determined according to design, experiments, and the like. A clearance CL is provided radially inward of the shaft shaft portion 22b.

ここで、図3(b)に示すように、ノズルプレート34aが径方向外側に膨張すると、ノズルプレート34aが備える連結構造34dも追従して径方向外側に膨張する。特に、連結構造34dの連結部34αとサポートシャフト22のシャフト頭部22aとが摺動しながら(滑りながら)連結構造34dが膨張する。一方で、サポートシャフト22はベアリングハウジング21に軸支されているため中心軸は変わらず、連結構造34dの膨張には追従せずに静止する。この結果、隙間GPの大きさは、ノズルプレート34aの膨張に応じて、ノズルプレート34aの膨張前と比べて拡張する。逆に、クリアランスCLの大きさは、ノズルプレート34aの膨張に応じて、ノズルプレート34aの膨張前と比べて縮小する。 Here, as shown in FIG. 3(b), when the nozzle plate 34a expands radially outward, the connecting structure 34d of the nozzle plate 34a also expands radially outward. In particular, the connection structure 34d expands while the connection portion 34α of the connection structure 34d and the shaft head portion 22a of the support shaft 22 slide (while sliding). On the other hand, since the support shaft 22 is pivotally supported by the bearing housing 21, the center axis does not change, and the support shaft 22 remains stationary without following the expansion of the connecting structure 34d. As a result, the size of the gap GP expands in accordance with the expansion of the nozzle plate 34a compared to before the expansion of the nozzle plate 34a. Conversely, the size of the clearance CL is reduced as the nozzle plate 34a expands compared to before the expansion of the nozzle plate 34a.

このように、ノズルプレート34aが径方向外側に膨張しても、ノズルプレート34aの径方向内側にはクリアランスCLが設けられているため、シャフト軸部22bと干渉する対象が存在せず、シャフト軸部22bとの干渉が回避される。すなわち、本実施形態では、ノズルプレート34aが排気の熱に起因して径方向外側に膨張しても、その膨張が許容されている。 Thus, even if the nozzle plate 34a expands radially outward, the clearance CL is provided radially inwardly of the nozzle plate 34a. Interference with portion 22b is avoided. That is, in the present embodiment, even if the nozzle plate 34a expands radially outward due to the heat of the exhaust gas, the expansion is allowed.

また、仮に、ノズルプレート34aがサポートシャフト22に直接的に固定されて拘束されている場合に、ノズルプレート34aが膨張すると、ノズルプレート34aの膨張に応じた応力がノズルプレート34aにおけるサポートシャフト22との固定部分に作用し、ノズルプレート34aがその固定部分から変形する可能性がある。これにより、ノズルNの平面性が保てなくなるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、ノズルプレート34aは連結構造34dを介して間接的にサポートシャフト22と支持されており、ノズルプレート34aはサポートシャフト22に直接的に固定されていないため、ノズルプレート34aの変形を回避することができる。すなわち、ノズルプレート34aが膨張しても、ノズルNの平面性を保つことができ、ノズルベーン34bの動作に影響が及ばない。 Further, if the nozzle plate 34a is directly fixed and restrained to the support shaft 22, and if the nozzle plate 34a expands, the stress corresponding to the expansion of the nozzle plate 34a is applied to the support shaft 22 in the nozzle plate 34a. and the nozzle plate 34a may deform from its fixed portion. As a result, the flatness of the nozzles N may not be maintained. However, in this embodiment, the nozzle plate 34a is indirectly supported by the support shaft 22 via the connection structure 34d, and the nozzle plate 34a is not directly fixed to the support shaft 22. Deformation can be avoided. That is, even if the nozzle plate 34a expands, the flatness of the nozzles N can be maintained, and the operation of the nozzle vanes 34b is not affected.

以上、第1実施形態によれば、ターボチャージャ100はリング型のノズルプレート34aと、サポートシャフト22と、ベアリングハウジング21とを含んでいる。ノズルプレート34aはノズルNに配置されたノズルベーン34bの片側を支持する。サポートシャフト22はノズルプレート34aを支持する。ベアリングハウジング21はサポートシャフト22をタービンシャフト32と段違いで平行に軸支する。特に、ノズルプレート34aは、ノズルNを除いた場所にサポートシャフト22を隙間GPを介して保持する開口部34βを備え、開口部34βはノズルプレート34aの径方向の内側にサポートシャフト22との干渉を回避するクリアランスCLを含んでいる。これにより、突出片といった別の部品を採用しなくても、ノズルプレート34aの支持不良を抑えることができる。特に、本実施形態では、開口部34βがノズルNを除いた場所に設けられている。このため、開口部34βを含む連結構造34dは排気に接触せず、排気の温度より低い温度状態を保つことができる。したがって、連結構造34dの連結部34αとサポートシャフト22のシャフト頭部22aとの摺動に応じた摩耗の進行を抑制することができる。 As described above, according to the first embodiment, the turbocharger 100 includes the ring-shaped nozzle plate 34 a, the support shaft 22 and the bearing housing 21 . The nozzle plate 34a supports one side of a nozzle vane 34b located on the nozzle N. As shown in FIG. The support shaft 22 supports the nozzle plate 34a. The bearing housing 21 axially supports the support shaft 22 in parallel with the turbine shaft 32 at different levels. In particular, the nozzle plate 34a has an opening 34β that holds the support shaft 22 through the gap GP at a location other than the nozzle N. contains a clearance CL that avoids As a result, poor support of the nozzle plate 34a can be suppressed without adopting another component such as a projecting piece. In particular, in this embodiment, the opening 34β is provided at a location other than the nozzle N. As shown in FIG. Therefore, the connecting structure 34d including the opening 34β does not come into contact with the exhaust gas, and can be maintained at a temperature lower than that of the exhaust gas. Therefore, progress of wear due to sliding between the connecting portion 34α of the connecting structure 34d and the shaft head portion 22a of the support shaft 22 can be suppressed.

(第2実施形態)
続いて、図4(a)乃至(c)を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。図4(a)は第2実施形態に係る連結構造34dの平面図の一例である。図4(b)及び(c)は第2実施形態に係る連結構造34dの平面図の他の一例である。尚、図2(b)に示す各部と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。後述する第3実施形態についても同様である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4A is an example of a plan view of a connecting structure 34d according to the second embodiment. FIGS. 4B and 4C are other examples of plan views of the connecting structure 34d according to the second embodiment. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the structure similar to each part shown in FIG.2(b), and the description is abbreviate|omitted. The same applies to a third embodiment, which will be described later.

図4(a)乃至(c)に示すように、開口部34βは種々の形状を採用することができる。例えば、図4(a)に示すように、開口部34βの形状をシャフト軸部22bの径より大きな真円を採用することができる。この場合、ノズルプレート34aの径方向におけるシャフト軸部22bと連結部22αとの隙間GPとノズルプレート34aの径方向内側に設けられるクリアランスCLの各大きさは同じになる。このような形状の場合にノズルプレート34aが膨張しても、ノズルプレート34aの径方向内側にはクリアランスCLが設けられているため、シャフト軸部22bと連結部22αとが干渉するまでその干渉が回避される。すなわち、ノズルプレート34aが排気の熱に起因して径方向外側に膨張しても、その膨張を許容しつつ、ノズルプレート34aの支持不良を抑えることができる。 As shown in FIGS. 4A to 4C, the opening 34β can have various shapes. For example, as shown in FIG. 4A, the shape of the opening 34β can be a perfect circle larger than the diameter of the shaft shaft portion 22b. In this case, the gap GP between the shaft shaft portion 22b and the connecting portion 22α in the radial direction of the nozzle plate 34a and the clearance CL provided radially inward of the nozzle plate 34a have the same size. In the case of such a shape, even if the nozzle plate 34a expands, the clearance CL is provided inside the nozzle plate 34a in the radial direction. Avoided. That is, even if the nozzle plate 34a expands radially outward due to the heat of the exhaust gas, it is possible to prevent the nozzle plate 34a from being poorly supported while allowing the expansion.

また、図4(b)に示すように、開口部34βの形状をシャフト軸部22bの径より大きな長円を採用することができる。長円に換えて楕円を採用してもよい。これらの場合、ノズルプレート34aの径方向におけるシャフト軸部22bと連結部22αとの隙間GPとノズルプレート34aの径方向内側に設けられるクリアランスCLの大きさを同じにしてもよいし、隙間GPよりクリアランスCLの大きさを大きくしてもよい。真円の場合と同様に、ノズルプレート34aが排気の熱に起因して径方向外側に膨張しても、その膨張を許容しつつ、ノズルプレート34aの支持不良を抑えることができる。 Further, as shown in FIG. 4B, the shape of the opening 34β can be an oval shape larger than the diameter of the shaft shaft portion 22b. An ellipse may be adopted instead of the oval. In these cases, the gap GP between the shaft shaft portion 22b and the connecting portion 22α in the radial direction of the nozzle plate 34a and the clearance CL provided radially inward of the nozzle plate 34a may be the same, or The size of the clearance CL may be increased. As in the case of the perfect circle, even if the nozzle plate 34a expands radially outward due to the heat of the exhaust gas, it is possible to prevent the nozzle plate 34a from being poorly supported while allowing the expansion.

さらに、図4(c)に示すように、開口部34βの形状をシャフト軸部22bの径より大きな長方形を採用することができる。長方形に換えて正方形を採用してもよい。これらの場合も、真円の場合と同様に、ノズルプレート34aが排気の熱に起因して径方向外側に膨張しても、その膨張を許容しつつ、ノズルプレート34aの支持不良を抑えることができる。尚、第2実施形態では第1実施形態と異なり連結部34αが開放されていない。このため、第2実施形態で連結構造34dとサポートシャフト22とを連結させる際には、例えば連結部34αをノズルプレート34aの径方向外形側に屈曲させて、連結構造34dとサポートシャフト22とを連結させるようにすればよい。 Furthermore, as shown in FIG. 4(c), the shape of the opening 34β can be a rectangle larger than the diameter of the shaft shaft portion 22b. Squares may be used instead of rectangles. In these cases, as in the case of a perfect circle, even if the nozzle plate 34a expands radially outward due to the heat of the exhaust gas, it is possible to suppress poor support of the nozzle plate 34a while allowing the expansion. can. Incidentally, in the second embodiment, unlike the first embodiment, the connecting portion 34α is not opened. Therefore, when connecting the connecting structure 34d and the support shaft 22 in the second embodiment, for example, the connecting portion 34α is bent toward the radially outer side of the nozzle plate 34a to connect the connecting structure 34d and the support shaft 22. You can connect them.

(第3実施形態)
続いて、図5(a)乃至(c)を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。図5(a)は第3実施形態に係るノズルN付近の部分拡大図である。図5(b)はサポートシャフト22付近のY-Y断面の一例である。図5(c)はサポートシャフト22付近のZ-Z断面の一例である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5(a) to 5(c). FIG. 5(a) is a partially enlarged view of the vicinity of the nozzle N according to the third embodiment. FIG. 5(b) is an example of a YY section near the support shaft 22. As shown in FIG. FIG. 5(c) is an example of a ZZ section near the support shaft 22. FIG.

第3実施形態では、図5(a)に示すように、ノズルプレート34aとは別のノズルプレート(以下、シュラウドプレートという。)34hがタービンハウジング31のシュラウド部31aに設けられている。ノズルプレート34aの対向面とシュラウドプレート34hの対向面との間にはノズルベーン34bに加え、スペーサ34iが配置される。したがって、シュラウドプレート34hはノズルベーン34bの片側とスペーサ34iの片側とを支持する。 In the third embodiment, a shroud portion 31a of the turbine housing 31 is provided with a nozzle plate (hereinafter referred to as a shroud plate) 34h, which is different from the nozzle plate 34a, as shown in FIG. 5(a). In addition to the nozzle vane 34b, a spacer 34i is arranged between the facing surface of the nozzle plate 34a and the facing surface of the shroud plate 34h. Shroud plate 34h thus supports one side of nozzle vane 34b and one side of spacer 34i.

図5(b)に示すように、ノズルプレート34aは開口部34βを有する。一方、図5(c)に示すように、シュラウドプレート34hは開口部34γを有する。したがって、開口部34β,34γがそれぞれサポートシャフト22のシャフト軸部22bを隙間GPを介在して保持する。このように、開口部34β,34γはいずれもノズルNと異なる場所に設けられる。 As shown in FIG. 5B, the nozzle plate 34a has an opening 34β. On the other hand, as shown in FIG. 5(c), the shroud plate 34h has an opening 34γ. Therefore, the openings 34β and 34γ each hold the shaft shaft portion 22b of the support shaft 22 with the gap GP interposed therebetween. Thus, the openings 34β and 34γ are both provided at locations different from the nozzle N.

第3実施形態の場合、シュラウドプレート34hの径方向におけるシャフト軸部22bとシュラウドプレート34hとの隙間GPとシュラウドプレート34hの径方向内側に設けられるクリアランスCLの各大きさは同じになる。このように、シュラウドプレート34hが開口部34γを有する場合に、シュラウドプレート34hが膨張しても、シュラウドプレート34hの径方向内側にはクリアランスCLが設けられているため、シャフト軸部22bとシュラウドプレート34hとが干渉するまでその干渉が回避される。すなわち、シュラウドプレート34hが排気の熱に起因して径方向外側に膨張しても、その膨張を許容しつつ、シュラウドプレート34hの支持不良を抑えることができる。 In the case of the third embodiment, the gap GP between the shaft shaft portion 22b and the shroud plate 34h in the radial direction of the shroud plate 34h and the clearance CL provided radially inward of the shroud plate 34h have the same size. Thus, when the shroud plate 34h has the opening 34γ, even if the shroud plate 34h expands, the clearance CL is provided radially inward of the shroud plate 34h. 34h is avoided until it interferes. That is, even if the shroud plate 34h expands radially outward due to the heat of the exhaust gas, it is possible to prevent the shroud plate 34h from being poorly supported while allowing the expansion.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上述した第1実施形態及び第2実施形態については部分的に適宜組み合わせてもよい。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention described in the scope of claims. Change is possible. For example, the above-described first embodiment and second embodiment may be partially combined as appropriate.

21 ベアリングハウジング
22 サポートシャフト
31 タービンハウジング
32 タービンシャフト
34a ノズルプレート
34b ノズルベーン
34c ユニゾンリング
34d 連結構造
34h シュラウドプレート
34α 連結部
34β,34γ 開口部
34h シュラウドプレート
100 ターボチャージャ
CL クリアランス
GP 隙間
21 bearing housing 22 support shaft 31 turbine housing 32 turbine shaft 34a nozzle plate 34b nozzle vane 34c unison ring 34d connection structure 34h shroud plate 34α connection portion 34β, 34γ opening 34h shroud plate 100 turbocharger CL clearance GP gap

Claims (1)

排気の流路に配置されたノズルベーンの片側を前記排気が流通する第1面で支持するリング型のノズルプレートと、
前記ノズルプレートを貫通せずに前記第1面とは逆の第2面から支持するサポートシャフトと、
前記サポートシャフトをタービンシャフトと段違いで平行に軸支するベアリングハウジングと、を含み、
前記ノズルプレートは、前記流路を除いた場所に前記サポートシャフトを隙間を介在して保持する開口部を備え、前記開口部は前記ノズルプレートの径方向の内側に前記サポートシャフトとの干渉を回避するクリアランスを有する、
ことを特徴とする過給機。
a ring-shaped nozzle plate supporting one side of a nozzle vane arranged in an exhaust flow path on a first surface through which the exhaust flows ;
a support shaft that does not penetrate the nozzle plate but supports it from a second surface opposite to the first surface ;
a bearing housing that axially supports the support shaft in parallel with the turbine shaft in a staggered manner;
The nozzle plate has an opening that holds the support shaft with a gap in a place other than the flow path, and the opening is located radially inward of the nozzle plate to avoid interference with the support shaft. have clearance to
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