JP7396955B2 - Variable capacity supercharger - Google Patents

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Description

本発明は、可変容量型過給機に関する。 The present invention relates to a variable displacement supercharger.

車両用の内燃機関の過給機には、低回転領域から高回転領域まで高い過給効果を得られるようにした可変容量型過給機がある。一般的な可変容量型過給機は、ハウジング(ベアリングハウジング)と、ハウジングに回転可能に配設されるタービンホイールと、タービンホイール側に供給される排気ガスの流路面積を可変する可変ノズルと、を備えている。 As a supercharger for an internal combustion engine for a vehicle, there is a variable capacity supercharger that can obtain a high supercharging effect from a low rotation range to a high rotation range. A typical variable displacement supercharger consists of a housing (bearing housing), a turbine wheel rotatably disposed in the housing, and a variable nozzle that changes the flow path area of exhaust gas supplied to the turbine wheel. , is equipped with.

例えば、図4に示す特許文献1の可変容量型過給機101は、タービンインペラ105側からの熱を遮蔽する環状の遮熱板130が、ベアリングハウジング120(ハウジングに相当)のタービンインペラ105(タービンホイールに相当)の側の面に嵌合されて設けられている。さらに、遮熱板130における嵌合部121よりも径方向外側の被テーパ嵌合部135に対向する位置には、テーパ嵌合が可能なテーパ嵌合部131が形成されている。 For example, in the variable capacity supercharger 101 of Patent Document 1 shown in FIG. (equivalent to a turbine wheel). Further, a tapered fitting portion 131 capable of tapered fitting is formed in the heat shield plate 130 at a position facing the tapered fitting portion 135 on the radially outer side of the fitting portion 121.

可変容量型過給機101では、高温時(運転時)における遮熱板130とベアリングハウジング120の熱膨張差により、被テーパ嵌合部135とテーパ嵌合部131が接触し、被テーパ嵌合部135とテーパ嵌合部131との間に力が発生するようになっている。この発生する力のタービンインペラ105の回転軸線JK2の方向に沿う分力によって、遮熱板130が可変ノズル111の側へ押されて、遮熱板130の接触部133とノズルリング115の一部との間をシールすることができる。これにより、可変ノズル111の側からベアリングハウジング120への排気ガスのリークを防止し、タービン効率の低下を防止する。 In the variable capacity supercharger 101, due to the difference in thermal expansion between the heat shield plate 130 and the bearing housing 120 at high temperatures (during operation), the tapered fitting part 135 and the tapered fitting part 131 come into contact with each other, and the tapered fitting part 135 and the tapered fitting part 131 come into contact with each other. A force is generated between the portion 135 and the tapered fitting portion 131. A component of the generated force along the rotation axis JK2 of the turbine impeller 105 pushes the heat shield plate 130 toward the variable nozzle 111, causing the contact portion 133 of the heat shield plate 130 and a part of the nozzle ring 115 to be pushed toward the variable nozzle 111. A seal can be created between the two. This prevents exhaust gas from leaking from the variable nozzle 111 side to the bearing housing 120, thereby preventing a decrease in turbine efficiency.

特開2011-247189号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-247189

特許文献1に記載の可変容量型過給機101では、常温時(非運転時及び暖機運転中)において、熱膨張差により被テーパ嵌合部135とテーパ嵌合部131との間に隙間が生じ、接触部133とノズルリング115の一部との間をシールすることができない場合がある。さらに、可変容量型過給機101では、常温時(非運転時及び暖機運転中)において、タービンインペラ105の径方向に遮熱板130が収縮してノズルリング115と遮熱板130との間に隙間が生じて、ベアリングハウジング120に対してノズルリング115の位置決めできない場合がある。 In the variable capacity supercharger 101 described in Patent Document 1, at room temperature (during non-operation and warm-up operation), a gap is formed between the tapered fitting portion 135 and the tapered fitting portion 131 due to the difference in thermal expansion. This may occur, and it may not be possible to seal between the contact portion 133 and a portion of the nozzle ring 115. Furthermore, in the variable capacity supercharger 101, at room temperature (during non-operation and warm-up operation), the heat shield plate 130 contracts in the radial direction of the turbine impeller 105, causing a gap between the nozzle ring 115 and the heat shield plate 130. There may be a gap between the nozzle ring 115 and the bearing housing 120, which may make it impossible to position the nozzle ring 115 with respect to the bearing housing 120.

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、ハウジングに対する可変ノズルユニットの位置決めと、タービンホイールの吸気側からハウジング側への排気ガスのリークの抑制と、ハウジングへの熱の伝導の抑制と、の3機能を集約した遮熱位置決めシール部材にて、組付性をより向上させることができる可変容量型過給機を提供することを課題とする。 The present invention has been devised in view of these points, and is aimed at positioning a variable nozzle unit with respect to the housing, suppressing leakage of exhaust gas from the intake side of the turbine wheel to the housing side, and suppressing heat transfer to the housing. It is an object of the present invention to provide a variable capacity supercharger that can further improve assemblability using a heat shielding positioning seal member that integrates three functions: suppressing conduction.

上記課題を解決するため、第1の発明は、内燃機関の排気ガスで回転駆動されるタービンホイールと、自身の先端部に前記タービンホイールを回転軸線の回りに回転可能に支持するハウジングと、前記タービンホイールの外周側に周方向に沿って配置される複数の可変ノズルと、前記ハウジングの前記先端部の外径よりも大きな内径を有して前記先端部の外周を覆うように円環状に形成されて複数の前記可変ノズルを保持するノズルプレートと、を有する可変容量型過給機であって、前記ハウジングの前記先端部の外周面であるハウジング先端外周面は、前記ノズルプレートの内周に形成されたプレート内周面と、前記回転軸線に沿う方向において少なくとも一部が対向しており、前記ハウジングの前記先端部と前記タービンホイールとの間には、円板状に形成された遮熱位置決めシール部材が設けられており、前記遮熱位置決めシール部材は、前記回転軸線の方向に沿って前記ハウジングの側に向かって連続した凸状となるように湾曲されて前記ハウジング先端外周面に接触するように前記ハウジングの前記先端部の外周側に嵌め込まれた円環状の内環状凸状湾曲部と、前記内環状凸状湾曲部の外周側に設けられて前記回転軸線の方向に沿って連続した凸状となるように湾曲されて前記プレート内周面に接触するように前記ノズルプレートの内周側に嵌め込まれた円環状の外環状凸状湾曲部と、前記内環状凸状湾曲部よりも内周側に延設されて前記ハウジングの前記先端部の端面の少なくとも一部を覆う遮熱部と、を有している、可変容量型過給機である。 In order to solve the above problems, a first invention provides a turbine wheel rotatably driven by exhaust gas of an internal combustion engine, a housing that supports the turbine wheel rotatably around a rotational axis at a distal end thereof, and a plurality of variable nozzles disposed along the circumferential direction on the outer peripheral side of the turbine wheel; and an annular shape having an inner diameter larger than an outer diameter of the tip of the housing and covering the outer periphery of the tip. and a nozzle plate holding a plurality of variable nozzles, the housing tip outer circumferential surface being an outer circumferential surface of the tip portion of the housing is located on the inner circumference of the nozzle plate. At least a portion of the formed inner peripheral surface of the plate faces the direction along the rotation axis, and a heat shield formed in a disk shape is provided between the tip end of the housing and the turbine wheel. A positioning seal member is provided, and the heat-insulating positioning seal member is curved so as to have a continuous convex shape toward the housing along the direction of the rotation axis, and comes into contact with the outer peripheral surface of the distal end of the housing. an annular inner annular convex curved portion fitted on the outer circumferential side of the distal end portion of the housing; and an annular inner annular convex curved portion provided on the outer circumferential side of the inner annular convex curved portion and continuous along the direction of the rotation axis. an annular outer annular convex curved portion that is curved to have a convex shape and is fitted into the inner circumferential side of the nozzle plate so as to contact the inner circumferential surface of the plate; The variable capacity supercharger further includes a heat shield part extending toward the inner peripheral side and covering at least a part of the end surface of the tip part of the housing.

第2の発明は、上記第1の発明に係る可変容量型過給機であって、前記外環状凸状湾曲部は、前記回転軸線の方向に沿って前記タービンホイールの側に凸状となるように湾曲されている、可変容量型過給機である。 A second invention is the variable capacity supercharger according to the first invention, wherein the outer annular convex curved portion is convex toward the turbine wheel along the direction of the rotation axis. It is a variable capacity supercharger that is curved like this.

第3の発明は、上記第2の発明に係る可変容量型過給機であって、前記ノズルプレートの前記プレート内周面は、前記回転軸線の方向において前記ハウジングの側の端部となる前記ノズルプレートの内周面に形成されて、前記ハウジング先端外周面に対向している大径のプレート大径内周面と、前記回転軸線の方向において前記プレート大径内周面に隣接するように前記タービンホイールの側に形成されて、前記プレート大径内周面よりも小径のプレート小径内周面と、前記プレート大径内周面と前記プレート小径内周面との間に形成されて径方向に沿うプレート段差面と、を有しており、前記遮熱位置決めシール部材の前記外環状凸状湾曲部は、前記プレート大径内周面と前記プレート段差面との双方に接触している、可変容量型過給機である。 A third invention is the variable displacement supercharger according to the second invention, wherein the inner circumferential surface of the nozzle plate is an end on the housing side in the direction of the rotation axis. a large-diameter inner circumferential surface of a large-diameter plate formed on the inner circumferential surface of the nozzle plate and facing the outer circumferential surface of the distal end of the housing; a small diameter inner circumferential surface of the plate formed on the side of the turbine wheel and having a smaller diameter than the inner circumferential surface of the large diameter plate; and a small diameter inner circumferential surface of the plate formed between the large inner circumferential surface of the plate and the inner circumferential surface of the plate small diameter. a plate step surface along the direction, and the outer annular convex curved portion of the heat-insulating positioning seal member is in contact with both the plate large-diameter inner circumferential surface and the plate step surface. , a variable capacity supercharger.

第4の発明は、上記第1の発明~第3の発明のいずれか1つに係る可変容量型過給機であって、前記遮熱部は、径方向におけるいずれかの位置が前記ハウジングの端面に接触するように前記回転軸線の方向において前記ハウジングの側に向かうように湾曲されている、可変容量型過給機である。 A fourth invention is the variable capacity supercharger according to any one of the first to third inventions, wherein the heat shield part is located at any position in the radial direction of the housing. The variable displacement supercharger is curved toward the housing in the direction of the rotational axis so as to contact an end surface.

第5の発明は、上記第1の発明~第4の発明のいずれか1つに係る可変容量型過給機であって、前記遮熱位置決めシール部材は、弾性力と耐熱性を有する金属にて形成されている、可変容量型過給機である。 A fifth invention is the variable capacity supercharger according to any one of the first to fourth inventions, wherein the heat shield positioning seal member is made of a metal having elastic force and heat resistance. This is a variable capacity supercharger made of

第1の発明によれば、ハウジングに対する可変ノズルユニットの位置決めと、タービンホイールの吸気側からハウジング側への排気ガスのリークの抑制と、ハウジングへの熱の伝導の抑制と、の3機能を集約した遮熱位置決めシール部材にて、組付性をより向上させることができる。 According to the first invention, three functions are integrated: positioning the variable nozzle unit with respect to the housing, suppressing leakage of exhaust gas from the intake side of the turbine wheel to the housing side, and suppressing conduction of heat to the housing. With the heat-insulating positioning seal member, ease of assembly can be further improved.

第2の発明によれば、プレート内周面に沿って外環状凸状湾曲部をタービンホイールの側へ移動させることで、遮熱位置決めシール部材をノズルプレートの内側に容易に嵌め込むことができる。 According to the second invention, by moving the outer annular convex curved portion toward the turbine wheel side along the inner peripheral surface of the plate, the heat shield positioning seal member can be easily fitted inside the nozzle plate. .

第3の発明によれば、タービンホイールの回転軸線の方向において、ノズルプレートに対して遮熱位置決めシール部材の位置決めをすることができる。 According to the third invention, the heat shield positioning seal member can be positioned with respect to the nozzle plate in the direction of the rotation axis of the turbine wheel.

第4の発明によれば、遮熱部をハウジングの端面に接触することで、タービンホイールの回転に伴い振動が発生することを防止することができる。 According to the fourth invention, by bringing the heat shield into contact with the end surface of the housing, it is possible to prevent vibrations from occurring as the turbine wheel rotates.

第5の発明によれば、高温の排気ガスに晒されても、遮熱位置決めシール部材が破壊されることがなく、ハウジング側に対する可変ノズルユニットの位置決めと、タービンホイールの吸気側からハウジング側への排気ガスのリークを抑制できる。 According to the fifth invention, the heat shield positioning seal member is not destroyed even when exposed to high temperature exhaust gas, and the positioning of the variable nozzle unit with respect to the housing side and the positioning of the variable nozzle unit from the intake side of the turbine wheel to the housing side are prevented. can suppress exhaust gas leaks.

第1の実施形態の可変容量型過給機の全体構成を説明する断面図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating the overall configuration of a variable capacity supercharger according to a first embodiment. 第1の実施形態の可変容量型過給機の詳細を説明する断面図である。FIG. 2 is a sectional view illustrating details of the variable capacity supercharger of the first embodiment. 第2の実施形態の可変容量型過給機の詳細を説明する断面図である。FIG. 7 is a sectional view illustrating details of a variable capacity supercharger according to a second embodiment. 特許文献1に記載の可変容量型過給機を説明する拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view illustrating a variable capacity supercharger described in Patent Document 1.

以下、図1~図4を用いて、本発明の実施形態の例について説明する。
●[第1の実施形態の可変容量型過給機1の構成(図1、図2)]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る車両用の可変容量型過給機1のタービンホイール5の回転軸線JKを含む断面の断面図である。本発明の実施形態に係る車両用の可変容量型過給機1は、内燃機関(図示省略)からの排気ガスのエネルギーを利用して、内燃機関の側に供給される空気を圧縮(過給)するものである。
Examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.
● [Configuration of variable capacity supercharger 1 of the first embodiment (FIGS. 1 and 2)]
FIG. 1 is a sectional view of a section including a rotation axis JK of a turbine wheel 5 of a variable capacity supercharger 1 for a vehicle according to a first embodiment of the present invention. A variable capacity supercharger 1 for a vehicle according to an embodiment of the present invention utilizes the energy of exhaust gas from an internal combustion engine (not shown) to compress (supercharge) air supplied to the internal combustion engine. ).

図1に示すように、可変容量型過給機1は、タービンハウジング3と、タービンホイール5と、可変ノズルユニット10と、ハウジング20と、遮熱位置決めシール部材30と、を有する。 As shown in FIG. 1, the variable displacement supercharger 1 includes a turbine housing 3, a turbine wheel 5, a variable nozzle unit 10, a housing 20, and a heat shield positioning seal member 30.

タービンホイール5は、内燃機関の排気ガスで回転駆動され、ハウジング20の先端部25において、回転軸線JKの回りに回転可能にロータ軸7により支持されている。可変ノズル11は、タービンホイール5の外周側に周方向に沿って複数配置され、ハウジング20自身の先端部25の外径よりも大きな内径を有して先端部25の外周を覆うように円環状に形成された第1ノズルプレート15に保持されている。 The turbine wheel 5 is rotationally driven by the exhaust gas of the internal combustion engine, and is supported by the rotor shaft 7 at the tip 25 of the housing 20 so as to be rotatable around the rotation axis JK. A plurality of variable nozzles 11 are arranged along the circumferential direction on the outer circumferential side of the turbine wheel 5, and have an annular shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the tip end 25 of the housing 20 itself so as to cover the outer circumference of the tip end 25. The first nozzle plate 15 is formed in the first nozzle plate 15.

可変ノズルユニット10は、可変ノズル11と、ノズル軸13Aと、ノズル可変機構13Bと、第1ノズルプレート15(ノズルプレートに相当)と、第2ノズルプレート19と、を有する。可変ノズル11は、ノズル軸13Aを介して、ノズル可変機構13Bへ接続されて、タービンホイール5への排気ガスの供給量を調整する。 The variable nozzle unit 10 includes a variable nozzle 11, a nozzle shaft 13A, a variable nozzle mechanism 13B, a first nozzle plate 15 (corresponding to a nozzle plate), and a second nozzle plate 19. The variable nozzle 11 is connected to a variable nozzle mechanism 13B via a nozzle shaft 13A, and adjusts the amount of exhaust gas supplied to the turbine wheel 5.

図1と図2に示すように、ハウジング20の先端部25の外周面であるハウジング先端外周面21は、第1ノズルプレート15の内周に形成されたプレート内周面17と、回転軸線JKに沿う方向において少なくとも一部が対向している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the housing tip outer circumferential surface 21, which is the outer circumferential surface of the tip portion 25 of the housing 20, is connected to the plate inner circumferential surface 17 formed on the inner circumference of the first nozzle plate 15, and to the rotation axis JK. At least a portion thereof faces each other in the direction along.

プレート内周面17は、プレート大径内周面17Aと、プレート小径内周面17Bと、プレート段差面17Cと、を有している。 The plate inner circumferential surface 17 has a plate large-diameter inner circumferential surface 17A, a plate small-diameter inner circumferential surface 17B, and a plate step surface 17C.

プレート大径内周面17Aは、回転軸線JKの方向においてハウジング20の側の端部となる第1ノズルプレート15の内周面に形成されるハウジング先端外周面21に対向する大径の内周面である。 The plate large-diameter inner circumferential surface 17A is a large-diameter inner circumferential surface that faces the housing tip outer circumferential surface 21 formed on the inner circumferential surface of the first nozzle plate 15 that is the end on the side of the housing 20 in the direction of the rotation axis JK. It is a surface.

プレート小径内周面17Bは、回転軸線JKの方向においてプレート大径内周面17Aに隣接するようにタービンホイール5の側に形成されるプレート大径内周面17Aよりも小径の内周面である。 The plate small diameter inner circumferential surface 17B is an inner circumferential surface having a smaller diameter than the plate large diameter inner circumferential surface 17A formed on the turbine wheel 5 side so as to be adjacent to the plate large diameter inner circumferential surface 17A in the direction of the rotation axis JK. be.

プレート段差面17Cは、プレート大径内周面17Aとプレート小径内周面17Bとの間に形成されて径方向に沿う段差面である。 The plate step surface 17C is a step surface formed between the plate large diameter inner circumferential surface 17A and the plate small diameter inner circumferential surface 17B and extending in the radial direction.

ハウジング20の先端部25とタービンホイール5との間に遮熱位置決めシール部材30が、設けられている。遮熱位置決めシール部材30は、弾性力と耐熱性を有する金属の材質(例えば、ニッケル基の超合金等)にて、板厚0.1mm~0.3mmの円板状に形成されている。また遮熱位置決めシール部材30は、内環状凸状湾曲部31と、外環状凸状湾曲部33と、遮熱部35と、を有している。 A heat shield positioning seal member 30 is provided between the tip 25 of the housing 20 and the turbine wheel 5. The heat shielding positioning seal member 30 is formed into a disk shape with a thickness of 0.1 mm to 0.3 mm from a metal material having elasticity and heat resistance (for example, a nickel-based superalloy). Further, the heat shield positioning seal member 30 has an inner annular convex curved portion 31 , an outer annular convex curved portion 33 , and a heat shield portion 35 .

内環状凸状湾曲部31は、回転軸線JKの方向に沿ってハウジング20の側に向かって連続した凸状となるように湾曲された円環状であり、ハウジング先端外周面21に接触するようにハウジング20の先端部25の外周側に嵌め込まれる。 The inner annular convex curved portion 31 has an annular shape that is curved in a continuous convex shape toward the housing 20 side along the direction of the rotation axis JK, and is in contact with the outer peripheral surface 21 of the housing tip. It is fitted into the outer peripheral side of the tip portion 25 of the housing 20.

外環状凸状湾曲部33は、内環状凸状湾曲部31の外周側に設けられて回転軸線JKの方向に沿って連続したタービンホイール5の側に凸状となるように湾曲された円環状であり、プレート内周面17の一部を形成するプレート大径内周面17Aに接触するように第1ノズルプレート15の内周側に嵌め込まれる。外環状凸状湾曲部33は、プレート大径内周面17Aとプレート段差面17Cとの双方に接触している。 The outer annular convex curved portion 33 is provided on the outer peripheral side of the inner annular convex curved portion 31 and is curved so as to be convex toward the continuous turbine wheel 5 along the direction of the rotation axis JK. The first nozzle plate 15 is fitted into the inner circumferential side of the first nozzle plate 15 so as to contact the large-diameter inner circumferential surface 17A of the plate, which forms a part of the inner circumferential surface 17 of the plate. The outer annular convex curved portion 33 is in contact with both the plate large-diameter inner peripheral surface 17A and the plate step surface 17C.

遮熱部35は、ハウジング20の先端部25のハウジング20の端面であるハウジング端面23(端面に相当)の少なくとも一部を覆うように、内環状凸状湾曲部31よりも内周側に延設されている。遮熱部35は、径方向におけるいずれかの位置が、ハウジング端面23に接触するように回転軸線JKの方向においてハウジング20の側に向かうように湾曲されている。 The heat shielding part 35 extends inward from the inner annular convex curved part 31 so as to cover at least a part of the housing end face 23 (corresponding to the end face), which is the end face of the housing 20 of the distal end part 25 of the housing 20. It is set up. The heat shield portion 35 is curved toward the housing 20 in the direction of the rotation axis JK so that any position in the radial direction contacts the housing end surface 23.

[遮熱位置決めシール部材の効果(図2)]
図2は、第1の実施形態の可変容量型過給機1の詳細を説明する拡大図である。なお、矢印は、排気ガスの流れを示している。
[Effect of heat shield positioning seal member (Figure 2)]
FIG. 2 is an enlarged view illustrating details of the variable capacity supercharger 1 of the first embodiment. Note that the arrows indicate the flow of exhaust gas.

図2に示すように、内環状凸状湾曲部31と外環状凸状湾曲部33により、プレート大径内周面17Aとハウジング先端外周面21との間に形成される隙間をシールし、タービンホイール5の吸気側からハウジング20側への排気ガスのリークを抑制することができる。これにより、本発明の可変容量型過給機1は、タービン効率の性能の向上を図ることができる。 As shown in FIG. 2, the inner annular convex curved portion 31 and the outer annular convex curved portion 33 seal the gap formed between the large-diameter inner circumferential surface 17A of the plate and the outer circumferential surface 21 at the tip of the housing. Leakage of exhaust gas from the intake side of the wheel 5 to the housing 20 side can be suppressed. Thereby, the variable capacity supercharger 1 of the present invention can improve the performance of the turbine efficiency.

遮熱位置決めシール部材30は、外環状凸状湾曲部33がプレート大径内周面17Aに接触し、内環状凸状湾曲部31がハウジング先端外周面21に接触して、ハウジング20に対する第1ノズルプレート15の径方向における位置決めをすることで、可変ノズルユニット10の径方向における位置決めをすることができる。 The heat shielding positioning seal member 30 has an outer annular convex curved portion 33 in contact with the plate large-diameter inner circumferential surface 17A, an inner annular convex curved portion 31 in contact with the housing tip outer circumferential surface 21, and a first By positioning the nozzle plate 15 in the radial direction, the variable nozzle unit 10 can be positioned in the radial direction.

遮熱位置決めシール部材30の内環状凸状湾曲部31と外環状凸状湾曲部33が、断面において略S字状の形状を形成する。この略S字状の断面形状と遮熱位置決めシール部材30が弾性力を有する材質であることにより、可変ノズルユニット10は、内環状凸状湾曲部31と外環状凸状湾曲部33により、ハウジング20に対して弾性支持される。 The inner annular convex curved portion 31 and the outer annular convex curved portion 33 of the heat shield positioning seal member 30 form a substantially S-shaped cross section. Due to this substantially S-shaped cross-sectional shape and the heat shielding positioning seal member 30 being made of a material having elastic force, the variable nozzle unit 10 has an inner annular convex curved portion 31 and an outer annular convex curved portion 33. 20 is elastically supported.

常温時(組立時)において、内環状凸状湾曲部31と外環状凸状湾曲部33は、弾性変形(縮む方向に変形)された状態で、プレート大径内周面17Aとハウジング先端外周面21との間に嵌め込まれる。縮む方向に弾性変形された内環状凸状湾曲部31と外環状凸状湾曲部33は、径方向に弾性変形して伸縮することで、高温時での熱膨張と低温時での熱収縮を吸収することができる。これにより、遮熱位置決めシール部材30は、プレート大径内周面17A(プレート内周面17)とハウジング先端外周面21との間の隙間のシールを維持できるとともに、ハウジング20に対する可変ノズルユニット10の径方向における位置決めを維持することができる。 At room temperature (during assembly), the inner annular convex curved portion 31 and the outer annular convex curved portion 33 are elastically deformed (deformed in the direction of contraction), and the plate large-diameter inner circumferential surface 17A and the housing tip outer circumferential surface 21. The inner annular convex curved portion 31 and the outer annular convex curved portion 33, which are elastically deformed in the direction of contraction, expand and contract by elastically deforming in the radial direction, thereby reducing thermal expansion at high temperatures and thermal contraction at low temperatures. Can be absorbed. As a result, the heat shielding positioning seal member 30 can maintain sealing of the gap between the large-diameter plate inner circumferential surface 17A (plate inner circumferential surface 17) and the housing tip outer circumferential surface 21, and the variable nozzle unit 10 relative to the housing 20 can be maintained. can maintain its radial positioning.

遮熱位置決めシール部材30は、外環状凸状湾曲部33がプレート段差面17Cに接触し、遮熱位置決めシール材30の回転軸線JKの方向における位置決めをすることができる。 In the heat shield positioning seal member 30, the outer annular convex curved portion 33 contacts the plate step surface 17C, and the heat shield positioning seal member 30 can be positioned in the direction of the rotation axis JK.

遮熱部35は、ハウジング端面23を覆うことで、タービンホイール5の吸気側からの排気ガスがハウジング端面23に直接当たることを防止し、ハウジング20へ熱が伝導することを防止することができる。 By covering the housing end surface 23, the heat shielding portion 35 can prevent exhaust gas from the intake side of the turbine wheel 5 from directly hitting the housing end surface 23, and can prevent heat from being conducted to the housing 20. .

●[第2の実施形態の可変容量型過給機1Xの構成(図3)]
本発明の第2の実施形態は、第1ノズルプレートとハウジングのそれぞれの形状が第1の実施形態の第1ノズルプレート15とハウジング20(図1、図2参照)のそれぞれの形状と異なる可変容量型過給機に対して適用される実施形態の例である。
● [Configuration of variable capacity supercharger 1X of the second embodiment (Fig. 3)]
In the second embodiment of the present invention, the shapes of the first nozzle plate and the housing are variable and different from the shapes of the first nozzle plate 15 and the housing 20 (see FIGS. 1 and 2) of the first embodiment. This is an example of an embodiment applied to a capacity type supercharger.

図3は、第2の実施形態に係る車両用の可変容量型過給機1Xのタービンホイール5の回転軸線JKを含む断面の断面図である。なお、矢印は、排気ガスの流れを示している。 FIG. 3 is a sectional view of a cross section including the rotational axis JK of the turbine wheel 5 of the variable capacity supercharger 1X for a vehicle according to the second embodiment. Note that the arrows indicate the flow of exhaust gas.

可変容量型過給機1Xは、第1の実施形態の可変容量型過給機1に対して、第1ノズルプレート15(図2参照)の代わりに第1ノズルプレート15Xであり、ハウジング20(図2参照)の代わりにハウジング20Xである点で相違する。以下、第1ノズルプレート15Xとハウジング20Xについて主に説明する。 The variable displacement supercharger 1X has a first nozzle plate 15X instead of the first nozzle plate 15 (see FIG. 2), and a housing 20 ( The difference is that a housing 20X is used instead of the housing 20X (see FIG. 2). The first nozzle plate 15X and the housing 20X will be mainly described below.

第1ノズルプレート15Xは、プレート内周面17(図2参照)の代わりにプレート内周面17Xである点で相違する。プレート内周面17Xは、単一の内周面であり、プレート大径内周面17A、プレート小径内周面17B、及びプレート段差面17Cを有していない(図2参照)。 The first nozzle plate 15X is different in that it has a plate inner circumferential surface 17X instead of the plate inner circumferential surface 17 (see FIG. 2). The plate inner circumferential surface 17X is a single inner circumferential surface and does not have the plate large diameter inner circumferential surface 17A, the plate small diameter inner circumferential surface 17B, and the plate stepped surface 17C (see FIG. 2).

ハウジング20Xは、ハウジング先端外周面21(図2参照)の代わりにハウジング先端外周面21Xである点で相違する。ハウジング先端外周面21Xは、単一の外周面であり、段差を有していない。
●[本発明の効果]
The housing 20X is different in that the housing tip outer circumferential surface 21X is replaced by the housing tip outer circumferential surface 21 (see FIG. 2). The housing tip outer circumferential surface 21X is a single outer circumferential surface and does not have a step.
● [Effects of the present invention]

以上に説明したように、本発明の可変容量型過給機は、ハウジングに対する可変ノズルユニットの位置決めと、タービンホイールの吸気側からハウジング側への排気ガスのリークの抑制と、ハウジングへの熱の伝導の抑制と、の3機能を集約した遮熱位置決めシール部材にて、組付性をより向上させることができる。 As explained above, the variable displacement supercharger of the present invention is capable of positioning the variable nozzle unit with respect to the housing, suppressing leakage of exhaust gas from the intake side of the turbine wheel to the housing side, and dissipating heat to the housing. Assemblability can be further improved by using a heat shield positioning seal member that combines the three functions of suppressing conduction.

本発明の、可変容量型過給機は、本実施の形態で説明した構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。特に、第1ノズルプレートの内周面の形状とハウジングの外周面の形状は、上記の実施形態にて説明した形状に限定されず、内環状凸状湾曲部と外環状凸状湾曲部を収容する隙間を形成する形状であれば良い。 The variable capacity supercharger of the present invention is not limited to the configuration, structure, etc. described in this embodiment, and various changes, additions, and deletions can be made without changing the gist of the present invention. In particular, the shape of the inner peripheral surface of the first nozzle plate and the shape of the outer peripheral surface of the housing are not limited to the shapes described in the above embodiments, and accommodate the inner annular convex curved portion and the outer annular convex curved portion. Any shape is acceptable as long as it forms a gap.

本願の実施形態の例にて、遮熱部35は、ロータ軸7近傍のハウジング端面23にて接触しているが、これに限定されず、内環状凸状湾曲部31よりも内周側に延設されていれば、ハウジング端面23に接触されていても、接触されていなくても良い。 In the example of the embodiment of the present application, the heat shielding portion 35 is in contact with the housing end surface 23 near the rotor shaft 7, but is not limited to this, and is located on the inner peripheral side of the inner annular convex curved portion 31. As long as it extends, it may or may not be in contact with the housing end surface 23.

1、1X 可変容量型過給機
3 タービンハウジング
5 タービンホイール
7 ロータ軸
10 可変ノズルユニット
11 可変ノズル
13A ノズル軸
13B ノズル可変機構
15、15X 第1ノズルプレート(ノズルプレート)
17、17X プレート内周面
17A プレート大径内周面
17B プレート小径内周面
17C プレート段差面
19 第2ノズルプレート
20、20X ハウジング
21、21X ハウジング先端外周面
23 ハウジン端面(端面)
25 先端部
30 遮熱位置決めシール材
31 内環状凸状湾曲部
33 外環状凸状湾曲部
35 遮熱部
JK 回転軸線
1, 1X Variable capacity supercharger 3 Turbine housing 5 Turbine wheel 7 Rotor shaft 10 Variable nozzle unit 11 Variable nozzle 13A Nozzle shaft 13B Nozzle variable mechanism 15, 15X First nozzle plate (nozzle plate)
17, 17X Plate inner peripheral surface 17A Plate large diameter inner peripheral surface 17B Plate small diameter inner peripheral surface 17C Plate step surface 19 Second nozzle plate 20, 20X Housing 21, 21X Housing tip outer peripheral surface 23 Housing end surface (end surface)
25 Tip part 30 Heat shielding positioning sealing material 31 Inner annular convex curved part 33 Outer annular convex curved part 35 Heat shield part JK Rotation axis

Claims (5)

内燃機関の排気ガスで回転駆動されるタービンホイールと、
自身の先端部に前記タービンホイールを回転軸線の回りに回転可能に支持するハウジングと、
前記タービンホイールの外周側に周方向に沿って配置される複数の可変ノズルと、
前記ハウジングの前記先端部の外径よりも大きな内径を有して前記先端部の外周を覆うように円環状に形成されて複数の前記可変ノズルを保持するノズルプレートと、
を有する可変容量型過給機であって、
前記ハウジングの前記先端部の外周面であるハウジング先端外周面は、前記ノズルプレートの内周に形成されたプレート内周面と、前記回転軸線に沿う方向において少なくとも一部が対向しており、
前記ハウジングの前記先端部と前記タービンホイールとの間には、円板状に形成された遮熱位置決めシール部材が設けられており、
前記遮熱位置決めシール部材は、
前記回転軸線の方向に沿って前記ハウジングの側に向かって連続した凸状となるように湾曲されて前記ハウジング先端外周面に接触するように前記ハウジングの前記先端部の外周側に嵌め込まれた円環状の内環状凸状湾曲部と、
前記内環状凸状湾曲部の外周側に設けられて前記回転軸線の方向に沿って連続した凸状となるように湾曲されて前記プレート内周面に接触するように前記ノズルプレートの内周側に嵌め込まれた円環状の外環状凸状湾曲部と、
前記内環状凸状湾曲部よりも内周側に延設されて前記ハウジングの前記先端部の端面の少なくとも一部を覆う遮熱部と、
を有している、
可変容量型過給機。
A turbine wheel that is rotationally driven by exhaust gas from an internal combustion engine,
a housing that rotatably supports the turbine wheel at its tip end about a rotational axis;
a plurality of variable nozzles arranged along the circumferential direction on the outer peripheral side of the turbine wheel;
a nozzle plate that has an inner diameter larger than an outer diameter of the tip of the housing, is formed in an annular shape so as to cover the outer periphery of the tip, and holds the plurality of variable nozzles;
A variable capacity supercharger having:
A housing tip outer circumferential surface that is an outer circumferential surface of the tip portion of the housing is at least partially opposed to a plate inner circumferential surface formed on an inner circumference of the nozzle plate in a direction along the rotation axis,
A heat shield positioning seal member formed in a disc shape is provided between the tip end of the housing and the turbine wheel,
The heat shielding positioning seal member is
a circle that is curved in a continuous convex shape toward the housing along the direction of the rotational axis and is fitted into the outer circumferential side of the distal end of the housing so as to contact the outer circumferential surface of the distal end of the housing; an annular inner annular convex curved portion;
an inner circumferential side of the nozzle plate, which is provided on the outer circumferential side of the inner annular convex curved portion, is curved to have a continuous convex shape along the direction of the rotational axis, and is in contact with the inner circumferential surface of the plate; an annular outer annular convex curved portion fitted into the
a heat shielding part that extends inward from the inner annular convex curved part and covers at least a part of the end surface of the distal end part of the housing;
have,
Variable capacity supercharger.
請求項1に記載の可変容量型過給機であって、
前記外環状凸状湾曲部は、前記回転軸線の方向に沿って前記タービンホイールの側に凸状となるように湾曲されている、
可変容量型過給機。
The variable capacity supercharger according to claim 1,
The outer annular convex curved portion is curved so as to be convex toward the turbine wheel along the direction of the rotation axis.
Variable capacity supercharger.
請求項2に記載の可変容量型過給機であって、
前記ノズルプレートの前記プレート内周面は、
前記回転軸線の方向において前記ハウジングの側の端部となる前記ノズルプレートの内周面に形成されて、前記ハウジング先端外周面に対向している大径のプレート大径内周面と、
前記回転軸線の方向において前記プレート大径内周面に隣接するように前記タービンホイールの側に形成されて、前記プレート大径内周面よりも小径のプレート小径内周面と、
前記プレート大径内周面と前記プレート小径内周面との間に形成されて径方向に沿うプレート段差面と、
を有しており、
前記遮熱位置決めシール部材の前記外環状凸状湾曲部は、
前記プレート大径内周面と前記プレート段差面との双方に接触している、
可変容量型過給機。
The variable capacity supercharger according to claim 2,
The inner peripheral surface of the nozzle plate is
a large-diameter inner circumferential surface of a large-diameter plate formed on an inner circumferential surface of the nozzle plate that is an end on the side of the housing in the direction of the rotational axis, and facing the outer circumferential surface of the distal end of the housing;
a plate small-diameter inner circumferential surface formed on the turbine wheel side so as to be adjacent to the plate large-diameter inner circumferential surface in the direction of the rotation axis, and having a smaller diameter than the plate large-diameter inner circumferential surface;
a plate step surface along the radial direction formed between the plate large diameter inner circumferential surface and the plate small diameter inner circumferential surface;
It has
The outer annular convex curved portion of the heat shield positioning seal member is
in contact with both the large-diameter inner circumferential surface of the plate and the step surface of the plate;
Variable capacity supercharger.
請求項1~3のいずれか一項に記載の可変容量型過給機であって、
前記遮熱部は、径方向におけるいずれかの位置が前記ハウジングの端面に接触するように前記回転軸線の方向において前記ハウジングの側に向かうように湾曲されている、
可変容量型過給機。
The variable capacity supercharger according to any one of claims 1 to 3,
The heat shielding portion is curved toward the housing in the direction of the rotation axis so that any position in the radial direction contacts an end surface of the housing.
Variable capacity supercharger.
請求項1~4のいずれか一項に記載の可変容量型過給機であって、
前記遮熱位置決めシール部材は、
弾性力と耐熱性を有する金属にて形成されている、
可変容量型過給機。
The variable capacity supercharger according to any one of claims 1 to 4,
The heat shielding positioning seal member is
Made of metal with elasticity and heat resistance,
Variable capacity supercharger.
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