JPS60201006A

JPS60201006A - ラジアルタ−ビンの可変ノズル

Info

Publication number: JPS60201006A
Application number: JP5731684A
Authority: JP
Inventors: Seiji Achinami; 阿知波　清次
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-03-27
Filing date: 1984-03-27
Publication date: 1985-10-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明はラジアルタービンの可変ノズルに関し、特にタ
ービンロータ入口部に沿って複数のノズル翼を配置し、
これらの軸をリングを介して一斉回動させるようにした
ラジアルタービンの可変ノズルに関する。

〔従来技術〕

最近では自動車エンジン等のターボチャージャにこのｆ
（ｌｉの可変ノズル翼を設けたものが開発されてきてお
シ、以て、低速から高速壕での広い範囲にわたシ排気エ
ネルギの有効利用が図られている。

第１図（Ａ）および（Ｂ）はこのようなラジアルタービ
ンの可変ノズルを示すもので、本例は三菱重工技報ＶＯ
Ｌ、　２Ｏ−Ｎ１５（１９８３，９）　（７）　ｒ　）
　７７り、バス用バリアプル、ジェオメトリ、ターボ過
給機付きエンジンの開発」に開示されている。

ここで、■はノズル翼、２はそのノズル翼１の端部に数
句けられたベーン回動軸であシ、回動軸２によシ回動自
在としたこのような複数のノズル翼１がタービンハウジ
ング３に形成されたロータ入口部４に沿って等間隔に配
置されている。５　ｉｌ、タービンロータである。

回動軸２は一方のベアリング・・ウジング６に枢支され
ており、回動軸２の他端部にはレバ７が数句けられてい
て、とのレバ７の外側の端部を摺動自在に保持している
スライダ８、スライダ８とビン９によって連結されスラ
イダ８と共に回動自在なリング１０およびリング１０を
回動させる図示しない駆動装餘により回動軸２を同方向
に一斉回動させ、以て、ノズルＸｌＯ数角を変化させて
、そのスロート面積を変化させるようにし７ている。

しかしながら、このような従来のラジアルタービンの可
変ノズルにあっては、回動軸２がノズル翼１の興弦のほ
ぼ中央近傍に取付けられておシ、この周シに回動させら
れるので、回動軸２を回動させると翼１のトレーリング
エツジＩＡからロータ５の先端部５Ａまでの距離が大き
く変化してしまい、圧力損失の増大を招くことによって
エンジン全体の効率を低下させる。

また、リシ１の回動軸２がベアリングハウジング６を貫
通しているために、個々の軸２に沿ってガスが洩れる虞
があり、タービン効率に影響する。

〔目　的　〕

本発９ｊの目的は、上述したような欠点を除去し、ノズ
ル翼を回動させたときのトレーリングエツジのロータ半
径方向の移動景が少なくてすみ、かつ回動軸に沿っての
ガスの漏洩が防止できて、タービン効率の向上と共にエ
ンジン全体の効率向上に貢献できるラジアルタービンの
可変ノズルを提供することにある。

〔要点〕

かかる目的を達成するために、本発明では、ノズル翼の
一方の翼端面に設けた枢支部をノズル壁に枢支させてノ
ズル翼をトレーリングエツジの近傍を中心に回動可能と
なし、更にこの枢支部から突出させたビンをハウジング
に内蔵したリングの摺動溝にそれぞれ保持させて、この
リングを回動させることによシ個々のビンとその枢支部
を介してノズル翼を一斉回動させるようにする。

〔実施例〕

以下に、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図〜第４図は本発明の一実施例を示す。第２図にお
いて、１１はノズル翼、１１Ａはそのトレーリングエツ
ジであ５、ＩＩＢはノズル翼１１の回動軸心である。す
なわち、本例ではこのように回動軸心１１Ｂをトレーリ
ングエツジＩＩＡの近傍に設定し、細心１１Ｂと同心の
支持孔１２をノズルＲ１１に設け、ノズルＲ１ｉの他方
の興端からは円柱形状の枢支部１３をノ・ウジフグ３側
に突設する。

一方、ベアリングハウジング６の側からは支持ビン１４
を突出させて、ノズルｇｘｉ　ｔ：軸支させると共に、
タービンハウジング３には第４図に示すような枢支孔１
５を設けて、この枢支孔１５に個々のノズル興枢支部１
３を回動自在に枢支させる。

１６は枢支部１３から軸心１１Ｂ　に平行に突出させた
摺動ビンであシ、１７はタービン軸の周シに回動自在と
したリングである。しかして、リング１７は第３図およ
び第４図に示すような摺動溝１８を有し、この摺動溝１
８にピン１６を摺動自在に保持させるが、このピン１６
を枢支部１３の軸心１１Ｂから偏心させて設けることに
よシ、ピン１６を介して枢支部１３を軸心１１Ｂの周り
に回動可能とする。

更に第３図および第４図において、１９は連結ピン１９
Ａにより回動腕１９Ｂ　と往復動軸１９０とを連結させ
たりリンク装置であシ、回動腕１９Ｂの端部をリング１
７の支点に枢支ピン２０を介して連結する。また、往復
動軸１９０をハウジング３の外部に導くようになし、そ
の貫通部３Ｂには１９Ｇ　を摺動自在に保持するシール
装Ｗ（図示せず）を設けて、軸１９Ｇ　を不図示の駆動
装置により往復動させてもリング１７やリンク１９が収
納される環状空間３Ｃからガスが外部に漏洩するのを防
止する。

更にまた、この環状空間３Ｃを外部と隔絶するだめの蓋
２１を図示しないバッキングと共にボルト２２によって
ハウジング３に装着し、この蓋２１によりリング１７を
所定の回動位置に保持させるようにする。

このように構成したラジアルタービンの可変ノズルにあ
っては、空気圧や電気を用いた駆動装置のアクチュエー
タをエンジンの運転状ｊπに応じて動作させるように制
御され、例えば低負荷からの加速時等にはノズル翼１１
によって形成されるスロート部（図示せず）が狭められ
る方向に、まだ、過給圧が所定の値に達するとスロート
部が広げられる方向に駆動される。

しかして、このような動作はリンク装置１９の軸１９Ｇ
の直線運動として伝達され、リンク装置１９ではこの直
線運動が回動腕１９Ｂ、枢支ビン２０を介してリング１
７０回動運動に変換されるＯそこで、第３図にあって、
例えば軸１９Ｃが右方に移動させられたとすると、リン
グ１７が１時計回りの方向に回動させられ、ピン１６を
摺動溝１８に活つヤ溝１８の左方に移動させる。

よって、ピン１６の移動にともない、枢支孔１５に枢支
されている枢支部１３は時計回シの方向に回動させられ
、以て、ノズル翼１１を同時にその方向に回動させて、
相隣るノズル翼１１間に形成されるスロート部面積を狭
めることができる。

また、リンク装置１９の反対方向の操作により、スロー
ト部面積が広けられるが、このようなノズル翼１１の回
動動作が常にトレーリングエツジ１１Ａに近い軸心１１
Ｂの周シに行われるので、トレーリングエツジＩＩＡか
らロータ５の翼端までの半径方向の距離の変化が小さく
てずみ、空気流れによる摩擦損失の増大が防止される。

更にまた、ノズル翼１１が枢支されるピン１４および枢
支部１３を倒れも外界から隔絶した位置に配置し、しか
もこれらを−斉回動させる機構が全て気密に内蔵されて
いるので、これらの部分からのガス洩れによる効率低下
を防止することができる。

第５図は本発明の他の実施例を示す。本例ではリング１
７を弾性支持するように構成する。すなわち、３０は転
動体の球でアシ、リング１７およびハウジング３の球３
０と接触を保つ位置には、球３０の径に合わせた円弧形
状の断面の転動溝１７Ａおよび３Ａをそれぞれ形成する
。

かくして、球３０をリング１７０周辺に浴って等間隔に
複数個配置するようになし、これらの球３０を蓋３１の
保持部３１Ａに保持させたコイルばね３２によシ転動溝
１７Ａおよび３Ａに向けて偏倚させて、リング１７を弾
性支持させる。なお、その他の構成については第２〜第
４図の例と同様とする。

このように構成した可変ノズルにあっては、熱膨張など
によって生じるリング１７の軸方向の遊びをなくシ、シ
かも球を介装したことによシリング１７の円滑な回動動
作を助成することができる。

〔効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、ノズル翼の
一方の翼端面に、トレーリングエツジの近傍に細心を持
つ円柱形状の枢支部を突設して、この枢支部をノズル壁
に枢支させ、更に枢支部の先端面には上記軸心よシ偏心
した位置からピンを突出させて、このピンをタービンロ
ータと同心のリングに形成した摺動溝に摺動自在に保持
させ、リングをリンク機構を介して回動させるようにし
たので、リングの回動動作によシピンがその摺動溝に清
って移動させられ、ピンの変位によシ枢支部が軸心の周
シに回動させられてノズル翼を回動させることができ、
その軸心がトレーリングエツジ近傍の位置に保持されて
いることによって、流体の摩擦損失の増大を防止するこ
とができる。

また、リングおよびリンク機構がハウジング内に内蔵さ
れ、リンク機構の外部駆動装置との連結部もまた気密に
保たれる構造となして、更にノズル翼の枢支されるピン
および枢支部を外界から隔絶して設けるようにしたので
、従来のようにノズル翼の回動軸に泊ってガスが外部に
漏洩するようなことがなく、上述した摩擦損失増大の抑
制と相俟って可変ノズルとしての機能を高め、タービン
効率の向上に貢献することができる。

更にまた、リングを、ばねによって保持される転動球を
介して弾性支持させるように構成することによシ、熱膨
張の影響によって生じるリングの細心方向の遊びを抑制
することができると共にリングの回動動作を円滑にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は従来のラジアルタービンの可変ノズルの
構成の一例を示す断面図、第１図（Ｂ）はその可変機構の正面図、第２図は本発明
ラジアルタービンの可変ノズルの構成の一例を示す断面
図、第３図はそのリングとリングの回動機構との関連を示す
説明図、第４図は本発明ラジアルタービンの可変ノズルの構成を
分解して示す斜視図、第５図は本発明の他の実施例の構成を示す断面図である
。１・・・　ノズル翼ＩＡ・・・トレーリングエツジ２・・・　回動軸３・・・　タービンハウジング３Ａ・・・　満４・・・　ロータ入口部５・・・　タービンロータ５Ａ・・・　先端部６・・・　ベアリングハウジング７・・・　レバ８・・・　スライダ９・・・　ピン１０・・・　リング１１・・・　ノズル翼１１Ａ・・・　トレーリングエツジ１１Ｂ・・・　回動軸心１２・・・　支持孔１３・・・　枢支部１４・・・　支持ピン１５・・・　枢支孔１６・・・　摺動ピ。１７・・・　リング１７Ａ・・・　溝１８・・・　摺動溝１９・・・　リンク装置１９Ａ・・・　連結ピン１９Ｂ・・・　回動腕１９Ｇ・・・軸２０・・・　枢支ピン２１・・・蓋３０・・・球３１・・・蓋３１Ａ・・・　保持部３２・・・　コイルはね特許出願人　日産自動車株式会社代理人　弁理士　谷　義　− 第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１）タービンロータの入口部に沿ったノズル壁の間にノ
ズル翼を配置し、該ノズル翼のチ変角が可能なラジアル
タービンの可変ノズルにおいて、前記ノズル翼の翼端面
に該ノズル翼のトレーリングエツジ近傍を回動軸心とす
る円柱形状の枢支部を設け、該枢支部の先端面の前記回
動軸心よシ偏心した位置から該軸心方向にピンを突出さ
せて、前記枢支部を一方の前記ノズル壁に設けた枢支孔
に回動自在に枢支させると共に、前記ピンを前記タービ
ンロータと同心の回動自在としたリングの溝に摺動自在
に保持させ、該リングを回動させることによシ、前記ピ
ンを前記溝に沿って摺動させ、前記ピンを介して前記枢
支部を回動させるようにしたことを特徴とするラジアル
タービンの可変ノズル。２、特許請求の範囲第１項に記載のラジアルタービンの
可変ノズルにおいて、前記リングの周方向等分の位置に
配置した複数の転動球と、該転動球を介して前記リング
を前記タービンロータの軸心方向に偏倚させるばねとに
よシ前記リングを回動自在に保持させるようにしたこと
を特徴とするラジアルタービンの可変ノズル。３）０許請求の範囲第１項壕だけ第２項に記載のラジア
ルタービンの可変ノズルにおいて、前記リングおよび該
リングに連結し、該リングを回動させる手段を前記ラジ
アルタービンのハウジング内に気密に内蔵したことを特
徴とするラジアルタービンの可変ノズル。（以下余白）