WO2022014513A1 - 可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置 - Google Patents

可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置 Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • This disclosure relates to a bearing rust preventive device for a variable capacity turbocharger.
  • a plurality of movable nozzle vanes provided on a turbine nozzle are opened and closed by rotating an operation shaft protruding outside the turbine.
  • the operating shaft is rotatably supported by bearings provided in the turbine housing.
  • rust may infiltrate the contact area between the bearing and the operating shaft.
  • friction during rotation of the operating shaft increases, which may cause rotation failure.
  • the present disclosure was conceived in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a bearing rust preventive device for a variable capacity turbocharger capable of suppressing infiltration of rust at a contact portion between a bearing and an operating shaft. ..
  • Multiple nozzle vanes that can be opened and closed on the turbine nozzles,
  • the link mechanism connected to the plurality of nozzle vanes and A mechanism chamber formed in the turbine housing and accommodating the link mechanism, and A bearing provided in the turbine housing and communicating the mechanism chamber with the outside of the turbine housing,
  • An operating shaft rotatably provided in the bearing and having one end connected to the link mechanism,
  • It is a bearing rust preventive device for variable capacity turbocharger equipped with.
  • a bearing rust preventive device for a variable capacity turbocharger comprising a gas supply device configured to supply the pressure gas from the outside of the turbine toward a contact portion between the bearing and the operation shaft. Will be done.
  • the operating shaft has a first contact surface formed on the mechanism chamber side and in contact with the bearing, a second contact surface formed on the outer side and in contact with the bearing, the first contact surface and the like.
  • a reduced diameter portion formed between the second contact surfaces and separated from the bearing is provided.
  • the gas supply device supplies pressure gas into the bearing at the axial position of the reduced diameter portion.
  • the gas supply device supplies a pressure gas having a pressure higher than the pressure in the mechanism chamber.
  • the pressure gas is compressed air generated by the compressor of the turbocharger.
  • the pressure gas is compressed air stored in an air tank.
  • the gas supply device is provided with a check valve for preventing backflow in the direction opposite to the pressure gas supply direction.
  • the gas supply device includes a nozzle provided in the bearing and supplying pressure gas into the bearing, a gas supply source, and a pipe connecting the nozzle and the gas supply source.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal side view of a variable capacity turbocharger.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic front view when viewed from line III-III of FIG.
  • FIG. 4 is a schematic longitudinal side view showing a state before pressure gas supply.
  • FIG. 5 is a schematic longitudinal side view showing a state after pressure gas supply.
  • FIG. 6 is a schematic vertical sectional side view showing a modified example.
  • FIG. 1 is a schematic vertical sectional side view of the variable capacity turbocharger according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1
  • FIG. 3 is a schematic front view when the housing cover described later is removed and viewed from line III-III of FIG.
  • FIG. 3 is shown as a transmission diagram.
  • the internal combustion engine (also referred to as an engine) to which the turbocharger of this embodiment is applied is a diesel engine for vehicles.
  • the vehicle is a large vehicle such as a truck.
  • the type, type, application, etc. of the internal combustion engine are not particularly limited, and the engine may be, for example, a gasoline engine.
  • the central axis of the turbine that is, the turbine axis is indicated by the symbol C.
  • the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction with respect to the turbine axis C are simply referred to as the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction.
  • the turbocharger 1 includes a turbine 2 driven by exhaust gas and a compressor 3 driven by the turbine 2 to compress or supercharge intake air.
  • the turbine 2 includes a turbine housing 4 and a turbine wheel 5 rotatably provided in the turbine housing 4.
  • the compressor 3 includes a compressor housing 6 and an impeller 7 rotatably provided in the compressor housing 6.
  • the turbine wheel 5 and the impeller 7 are coaxially coupled to each other by the turbine shaft 8.
  • the turbine housing 4 and the compressor housing 6 are coupled to a center housing 9 located between them.
  • the turbine shaft 8 is rotatably supported coaxially with the turbine shaft C by the center bearing 10 in the center housing 9.
  • the turbine wheel 5, the turbine shaft 8, and the impeller 7 are integrally arranged so as to be coaxial with the turbine shaft C and can rotate around the turbine shaft C.
  • the turbine housing 4 has a housing body 11 that houses the turbine wheel 5, and a housing cover 12 that is fixed to the front end of the housing body 11. Inside the housing body 11, there is a nozzle 13 that supplies exhaust gas to the turbine wheel 5 from the outside in the radial direction, and a turbine scroll chamber 14 that supplies exhaust gas introduced from the turbine inlet (not shown) to the nozzle 13 at the entire circumference position. Is formed.
  • a compressor scroll chamber 16 that guides the air is formed.
  • the turbocharger 1 includes a plurality of nozzle vanes 21 provided to be openable and closable on the nozzle 13, a link mechanism 22 connected to the plurality of nozzle vanes 21, and a mechanism chamber 23 formed in the turbine housing 4 and accommodating the link mechanism 22.
  • the turbine housing 4 includes a bearing 24 that communicates with the mechanism chamber 23 from the outside, and an operation shaft 25 that is rotatably provided in the bearing 24 and has one end (front end) connected to the link mechanism 22.
  • the bearing 24 is formed as a slide bearing.
  • the bearing 24 is formed of a metal pipe having a predetermined length and a constant inner and outer diameter, for example, a steel pipe, and is arranged so as to extend in the front-rear direction in parallel with the turbine shaft C.
  • the bearing 24 penetrates the housing body 11 and is fixed to the housing body 11, its front end (inner end) is located inside the mechanism chamber 23, and its rear end (outer end) is outside the turbine housing 4. Be positioned.
  • the operation shaft 25 is provided coaxially and rotatably in the bearing 24.
  • the operating shaft 25 is rotatable around its central axis C1.
  • the front and rear ends of the operating shaft 25 project from the bearing 24.
  • the drive plate 26 of the link mechanism 22 is fixed to the front end of the operation shaft 25.
  • An operating lever 27 is fixed to the rear end of the operating shaft 25.
  • the operating lever 27 is connected to an actuator (not shown) via a link 28, and is rotationally driven around the central axis C1 by the actuator.
  • the driving force of the actuator is finally transmitted to the nozzle vane 21 via the link mechanism 22.
  • the actuator is formed by, for example, a servomotor.
  • the operation shaft 25 has an inner contact surface 29 which is a first contact surface, an outer contact surface 30 which is a second contact surface, and a reduced diameter portion 31 formed between the inner contact surface 29 and the outer contact surface 30.
  • the inner contact surface 29 is formed on the mechanism chamber 23 side in the direction of the central axis C1 and is in contact with the inner peripheral surface of the bearing 24.
  • the outer contact surface 30 is formed on the outer side in the direction of the central axis C1 and is in contact with the inner peripheral surface of the bearing 24.
  • the reduced diameter portion 31 is formed to have a smaller diameter than the inner contact surface 29 and the outer contact surface 30, and is separated from the inner peripheral surface of the bearing 24. As a result, a gap 32 is formed between the bearing 24 and the reduced diameter portion 31.
  • the drive plate 26 rotates integrally with the operation shaft 25.
  • the drive plate 26 is formed in a downward bifurcated fork shape, and a quadrangular joint plate 33 is slidably sandwiched in the fork portion.
  • the rear end portion of the pin 34 is rotatably attached to the joint plate 33.
  • the front end of the pin 34 is rotatably attached to the input arm 36 of the unisonring 35.
  • the unisonring 35 is formed in the shape of a ring plate that goes around the turbine shaft C once, and is rotatably supported around the turbine shaft C by the housing body 11.
  • the unisonring 35 is connected to a plurality of (15 in this embodiment) nozzle vanes 21 arranged at equal intervals in the circumferential direction as follows.
  • the nozzle vane 21 integrally has a vane shaft 37 as its rotation axis.
  • the vane shaft 37 is slidably and rotatably inserted into the bearing hole 38 of the housing body 11 and protrudes into the mechanism chamber 23.
  • a vane arm 39 is fixed to the front end of the protruding vane shaft 37.
  • the vane arm 39 is formed in a bifurcated fork shape facing outward in the radial direction.
  • a substantially quadrangular joint plate 40 is slidably sandwiched in the fork portion.
  • the rear end of the pin 41 is rotatably attached to the joint plate 40.
  • the front end of the pin 41 is rotatably attached to the unisonring 35.
  • reference numeral 42 indicates a plurality of female screw holes used when bolting the housing cover 12 to the housing body 11.
  • Reference numeral 43 indicates an elongated hole provided in the unisonring 35 in order to avoid interference with the vane shaft 37.
  • a sealed mechanism chamber 23 is formed between them.
  • the link mechanism 22 is arranged in the mechanism chamber 23.
  • a bearing rust preventive device is provided in order to suppress the infiltration of such rust.
  • the bearing rust preventive device includes a gas supply device 50 configured to supply pressure gas from the outside of the turbine 2 toward the contact portion between the bearing 24 and the operation shaft 25.
  • the gas supply device 50 includes a nozzle 51 provided in the bearing 24 and supplying pressure gas into the bearing 24, a compressor 3 as a gas supply source, and a pipe 52 connecting the nozzle 51 and the compressor 3.
  • the compressor 3 is used as a gas supply source, and the compressed air generated by the compressor 3 is used as the pressure gas.
  • the nozzle 51 is formed by a pipe joint (for example, a nipple) that penetrates the inside and outside of the bearing 24 and is fixed to the bearing 24.
  • the nozzle 51 is arranged at a position in the direction of the central axis C1 where the reduced diameter portion 31 is located, perpendicular to the central axis C1, and is located outside the turbine housing 4.
  • the nozzle 51 discharges high-pressure compressed air into the gap 32 between the bearing 24 and the reduced diameter portion 31. In this way, the gas supply device 50 supplies the pressure gas into the bearing 24 at the axial position of the reduced diameter portion 31.
  • the pipe 52 includes an outlet pipe 53 attached to the compressor housing 6 and a connecting pipe 54 that connects the nozzle 51 and the outlet pipe 53.
  • the outlet pipe 53 is formed by a pipe joint (for example, a nipple) that penetrates the inside and outside of the compressor housing 6 and is fixed to the compressor housing 6.
  • the outlet pipe 53 is communicated with the compressor scroll chamber 16 on the downstream side of the impeller 7, and is adapted to extract compressed air from the compressor scroll chamber 16.
  • the connecting pipe 54 is formed of a rubber hose or tube. However, the material of the connecting pipe 54 is arbitrary, and may be made of metal or resin.
  • the upstream end of the connecting pipe 54 is connected to the outlet pipe 53, and the downstream end is connected to the nozzle 51.
  • the gas supply device 50 is provided with a check valve 55 for preventing backflow in the direction opposite to the pressure gas supply direction.
  • the check valve 55 is provided in the pipe 52 in the present embodiment, and is provided in the middle of the connecting pipe 54.
  • the installation position is arbitrary, and may be integrated into, for example, the nozzle 51 or the outlet pipe 53.
  • the check valve 55 allows only the flow from the compressor 3 side to the bearing 24 side, and prohibits the flow in the reverse direction.
  • the contact portion is a contact portion (referred to as an inner contact portion) 43 of the inner contact surface 29 and the bearing 24, and a contact portion (referred to as an outer contact portion) 44 of the outer contact surface 30 and the bearing 24.
  • the exhaust temperature is low, so the water vapor contained in the exhaust may condense below the dew point and condensate water may be generated. ..
  • Sulfuric acid, nitric acid, organic acids and the like produced in the combustion process of fuel are dissolved in the condensed water, so that the condensed water is highly corrosive acidic water. Therefore, when the condensed water adheres to the inside of the mechanism chamber 23, rust is likely to occur.
  • the rust generated in the mechanism chamber 23 partially peels off and moves in the chamber, passes through the gap between the drive plate 26 and the front end surface of the bearing 24, and invades the inner contact portion 43. After that, it moves outward in the central axis C1 direction, sequentially passes through the gap 32 and the outer contact portion 44, and is finally discharged to the outside.
  • other foreign substances may infiltrate and move in the rust.
  • Rust may be discharged from the contact portions 43 and 44 due to the rotation of the operation shaft 25, but when the deposition rate exceeds the discharge rate, the deposition amount gradually increases.
  • compressed air is supplied into the bearing 24 by the gas supply device 50 in order to suppress the adhesion of rust to the contact portions 43 and 44.
  • the operation at this time will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 shows a state in which rust R is attached before the compressed air is supplied. Rust R adheres not only to the inner contact portion 43 and the outer contact portion 44 but also to various places.
  • the compressed air is divided into a flow F1 toward the inside of the turbine housing 4 and a flow F2 toward the outside.
  • the inward flow F1 pushes out the rust R adhering to the inner contact portion 43 and discharges it into the mechanism chamber 23.
  • the outward flow F2 pushes out the rust R adhering to the outer contact portion 44 and discharges it to the outside. In this way, the rust adhering to the inner contact portion 43 and the outer contact portion 44 can be removed. At the same time, the rust adhering to the gap 32 can also be removed.
  • the gas supply device 50 supplies a pressure gas having a pressure higher than the pressure in the mechanism chamber 23.
  • the gas supply device 50 since the gas supply device 50 is provided, it is possible to suppress the infiltration of rust R in the contact portions 43 and 44 of the bearing 24 and the operation shaft 25.
  • the rust R infiltrated into the inner contact portion 43 can be reliably discharged into the mechanism chamber 23.
  • the compressed air generated by the compressor 3 of the turbocharger 1 is used as the pressure gas, it is not necessary to separately provide a gas supply source, and the configuration can be simplified. Further, the distance from the gas supply source to the gas supply position (nozzle 51) can be shortened, and the pressure loss can be reduced.
  • the pressure gas from the outside of the turbine 2 since the pressure gas from the outside of the turbine 2 is supplied, it is advantageous for suppressing rust adhesion at the contact portion. That is, when the pressure gas from the inside of the turbine 2, that is, the exhaust gas is supplied to the contact portion, as described above, the contact portion is further rusted by the acidic water caused by the condensation of the exhaust gas. However, in the present embodiment, since the pressure gas from the outside of the turbine 2 is supplied, such rusting can be avoided and the rust prevention effect can be enhanced.
  • an air tank 61 provided separately from the turbocharger 1 may be used as a pressure gas supply source, and compressed air stored in the air tank 61 may be used as the pressure gas.
  • compressed air stored in the air tank 61 may be used as the pressure gas.
  • a gas other than air for example, a nonflammable gas such as nitrogen or argon may be used.
  • the contact portion between the bearing and the operation shaft may be one. In this case, it is preferable to directly supply the pressure gas to the contact portion.
  • a solenoid valve may be provided instead of the check valve, and this solenoid valve may be controlled by a control unit.
  • the bearing rust preventive device includes a gas supply device including an electromagnetic valve, a control unit, a first pressure sensor for detecting the pressure in the mechanism chamber, and a second pressure sensor for detecting the gas pressure of the gas supply source. Be prepared.
  • the control unit opens the solenoid valve when the gas pressure detected by the second pressure sensor is higher than the mechanism chamber pressure detected by the first pressure sensor, and closes the solenoid valve in other cases.
  • an electronic control unit ECU (Electronic Control Unit) mounted on the vehicle for engine control can be used.

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Abstract

可変容量型ターボチャージャ１は、タービン２のノズル１３に開閉可能に設けられた複数のノズルベーン２１と、複数のノズルベーンに連結されたリンク機構２２と、タービンハウジング４内に形成されリンク機構を収容する機構室２３と、タービンハウジングに設けられ機構室とタービンハウジングの外部を連通する軸受２４と、軸受内に回転可能に設けられ一端がリンク機構に接続された操作軸２５とを備える。可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置は、軸受と操作軸の接触部４３，４４に向かって、タービンの外から圧力ガスを供給するように構成されたガス供給装置５０を備える。

Description

可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置
　本開示は可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置に関する。
　一般的に可変容量型ターボチャージャでは、タービンのノズルに設けられた複数の可動ノズルベーンを、タービンの外に突出された操作軸を回転させて開閉する。操作軸は、タービンハウジングに設けられた軸受によって回転可能に支持される。
日本国特開２０１２－４７０９０号公報
　しかし、軸受と操作軸の接触部に錆が浸入することがある。こうした錆の浸入が起こると、操作軸の回転時におけるフリクションが増加し、回転不良が生じる可能性がある。
　そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、軸受と操作軸の接触部における錆の浸入を抑制することができる可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置を提供することにある。
　本開示の一の態様によれば、
　タービンのノズルに開閉可能に設けられた複数のノズルベーンと、
　前記複数のノズルベーンに連結されたリンク機構と、
　タービンハウジング内に形成され前記リンク機構を収容する機構室と、
　前記タービンハウジングに設けられ前記機構室と前記タービンハウジングの外部を連通する軸受と、
　前記軸受内に回転可能に設けられ前記リンク機構に接続された一端を有する操作軸と、
　を備えた可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置であって、
　前記軸受と前記操作軸の接触部に向かって前記タービンの外から前記圧力ガスを供給するように構成されたガス供給装置を備える
　ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置が提供される。
　好ましくは、前記操作軸は、前記機構室側に形成され前記軸受に接触される第１接触面と、外部側に形成され前記軸受に接触される第２接触面と、前記第１接触面および前記第２接触面の間に形成され前記軸受から離間される縮径部とを備え、
　前記ガス供給装置は、前記縮径部の軸方向位置において前記軸受内に圧力ガスを供給する。
　好ましくは、前記ガス供給装置は、前記機構室内の圧力より高圧の圧力ガスを供給する。
　好ましくは、前記圧力ガスは、前記ターボチャージャのコンプレッサにより生成された圧縮空気である。
　好ましくは、前記圧力ガスは、エアタンクに貯留された圧縮空気である。
　好ましくは、前記ガス供給装置は、圧力ガス供給方向と反対方向の逆流を防止するための逆止弁を備える。
　好ましくは、前記ガス供給装置は、前記軸受に設けられ前記軸受内に圧力ガスを供給するノズルと、ガス供給源と、前記ノズルおよび前記ガス供給源を接続する配管とを備える。
　本開示によれば、軸受と操作軸の接触部における錆の浸入を抑制することができる。
図１は、可変容量型ターボチャージャの概略縦断側面図である。 図２は、図１の要部拡大図である。 図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線から見たときの概略正面図である。 図４は、圧力ガス供給前の状態を示す概略縦断側面図である。 図５は、圧力ガス供給後の状態を示す概略縦断側面図である。 図６は、変形例を示す概略縦断側面図である。
　以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。
　図１は、本実施形態に係る可変容量型ターボチャージャの概略縦断側面図である。図２は図１の要部拡大図であり、図３は後述のハウジングカバーを取り外して図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線から見たときの概略正面図である。理解容易のため、図３は透過図で示してある。
　本実施形態のターボチャージャが適用される内燃機関（エンジンともいう）は、車両用ディーゼルエンジンである。車両はトラック等の大型車両である。但し内燃機関の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えばエンジンはガソリンエンジンであってもよい。
　便宜上、前後左右上下の各方向を図示の通り定める。但しこれら各方向が説明の便宜上定められたものに過ぎない点に留意されたい。
　タービンの中心軸すなわちタービン軸を符号Ｃで示す。以下特に断らない限り、タービン軸Ｃを基準とした軸方向、半径方向および周方向を単に軸方向、半径方向および周方向というものとする。
　ターボチャージャ１は、排気によって駆動されるタービン２と、タービン２によって駆動され吸入空気を圧縮もしくは過給するコンプレッサ３とを備える。タービン２は、タービンハウジング４と、タービンハウジング４内に回転可能に設けられたタービンホイール５とを備える。コンプレッサ３は、コンプレッサハウジング６と、コンプレッサハウジング６内に回転可能に設けられたインペラ７とを備える。タービンホイール５とインペラ７はタービンシャフト８により互いに同軸に結合される。タービンハウジング４とコンプレッサハウジング６は、それらの間に位置されたセンターハウジング９に結合される。センターハウジング９内のセンターベアリング１０によってタービンシャフト８がタービン軸Ｃと同軸に回転可能に支持される。これによりタービンホイール５、タービンシャフト８およびインペラ７が一体となって、タービン軸Ｃと同軸に配置され、かつ、タービン軸Ｃの回りを回転可能である。
　タービンハウジング４は、タービンホイール５を収容するハウジング本体１１と、ハウジング本体１１の前端部に固定されたハウジングカバー１２とを有する。ハウジング本体１１の内部には、排気をタービンホイール５に半径方向外側から供給するノズル１３と、タービン入口（図示せず）から導入した排気をノズル１３に全周位置で供給するタービンスクロール室１４とが形成される。
　コンプレッサハウジング６の内部には、インペラ７から排出された圧縮空気を半径方向外側に向かって案内するディフューザ１５と、ディフューザ１５から排出された圧縮空気をコンプレッサ出口（図示せず）に向かって周方向に案内するコンプレッサスクロール室１６とが形成される。
　またターボチャージャ１は、ノズル１３に開閉可能に設けられた複数のノズルベーン２１と、複数のノズルベーン２１に連結されたリンク機構２２と、タービンハウジング４内に形成されリンク機構２２を収容する機構室２３と、タービンハウジング４に設けられ機構室２３と外部を連通する軸受２４と、軸受２４内に回転可能に設けられ一端（前端）がリンク機構２２に接続された操作軸２５とを備える。
　軸受２４は、すべり軸受として形成される。軸受２４は、所定長さを有し内外径が一定の金属管、例えば鋼管により形成され、タービン軸Ｃと平行に前後方向に延びて配置される。軸受２４は、ハウジング本体１１を貫通してハウジング本体１１に固定され、その前端部（内側端部）は機構室２３内に位置され、その後端部（外側端部）はタービンハウジング４の外部に位置される。
　この軸受２４内に操作軸２５が同軸かつ回転可能に設けられる。操作軸２５は、その中心軸Ｃ１の回りを回転可能である。操作軸２５の前端と後端は軸受２４から突出されている。操作軸２５の前端には、リンク機構２２の駆動板２６が固定されている。操作軸２５の後端には、操作レバー２７が固定されている。操作レバー２７は、リンク２８を介してアクチュエータ（図示せず）に連結され、アクチュエータによって中心軸Ｃ１回りに回転駆動される。アクチュエータの駆動力はリンク機構２２を介して最終的にノズルベーン２１に伝達される。アクチュエータは例えばサーボモータにより形成される。
　操作軸２５は、第１接触面である内側接触面２９と、第２接触面である外側接触面３０と、内側接触面２９および外側接触面３０の間に形成された縮径部３１とを備える。内側接触面２９は、中心軸Ｃ１の方向における機構室２３側に形成され、軸受２４の内周面に接触される。外側接触面３０は、中心軸Ｃ１の方向における外部側に形成され、軸受２４の内周面に接触される。縮径部３１は、内側接触面２９および外側接触面３０より小径に形成され、軸受２４の内周面から離間される。これにより軸受２４と縮径部３１の間には隙間３２が形成される。
　リンク機構２２において、駆動板２６は操作軸２５と一体に回転するようになっている。駆動板２６は下向きの二股フォーク状に形成され、そのフォーク部分には四角形のジョイント板３３がスライド可能に挟まれる。ジョイント板３３にはピン３４の後端部が回転可能に取り付けられる。ピン３４の前端部はユニゾンリング３５の入力アーム部３６に回転可能に取り付けられる。ユニゾンリング３５は、タービン軸Ｃの回りを１周するリング板状に形成され、ハウジング本体１１により、タービン軸Ｃの回りに回転可能に支持される。
　ユニゾンリング３５は、周方向等間隔で配置された複数（本実施形態では１５個）のノズルベーン２１に以下の如く連結される。まずノズルベーン２１は、その回転軸となるベーンシャフト３７を一体的に有する。ベーンシャフト３７はハウジング本体１１の軸受穴３８に摺動回転可能に挿通され、機構室２３内に突出される。その突出されたベーンシャフト３７の前端部にはベーンアーム３９が固定されている。
　ベーンアーム３９は、半径方向外側に向く二股フォーク状に形成される。そのフォーク部分には略四角形のジョイント板４０がスライド可能に挟まれる。ジョイント板４０にはピン４１の後端部が回転可能に取り付けられる。ピン４１の前端部はユニゾンリング３５に回転可能に取り付けられる。
　これにより、操作軸２５の回転がリンク機構２２を通じてノズルベーン２１に伝達され、ノズルベーン２１が回転される。図３に示すように、操作軸２５がＡ１方向に回転されるとユニゾンリング３５がＢ１方向に回転され、ノズルベーン２１がＶ１方向すなわち閉弁方向に回転される。逆に、操作軸２５がＡ２方向に回転されるとユニゾンリング３５がＢ２方向に回転され、ノズルベーン２１がＶ２方向すなわち開弁方向に回転される。
　図３において符号４２は、ハウジング本体１１にハウジングカバー１２をボルト止めする際に用いる複数の雌ネジ穴を示す。符号４３は、ベーンシャフト３７の干渉を避けるためにユニゾンリング３５に設けられた長孔を示す。
　ハウジング本体１１にハウジングカバー１２を取り付けると、これらの間に密閉された機構室２３が形成される。リンク機構２２はこの機構室２３内に配置される。
　こうしたターボチャージャ１においては、軸受２４と操作軸２５の接触部に錆が浸入し、操作軸２５の回転時におけるフリクションが増加し、回転不良が生じる可能性がある。
　そこで本実施形態では、こうした錆の浸入を抑制するため軸受防錆装置を設けている。軸受防錆装置は、軸受２４と操作軸２５の接触部に向かってタービン２外からの圧力ガスを供給するように構成されたガス供給装置５０を備える。
　ガス供給装置５０は、軸受２４に設けられ軸受２４内に圧力ガスを供給するノズル５１と、ガス供給源としてのコンプレッサ３と、ノズル５１およびコンプレッサ３を接続する配管５２とを備える。本実施形態では、コンプレッサ３をガス供給源として用い、コンプレッサ３により生成された圧縮空気を圧力ガスとして用いる。
　ノズル５１は、軸受２４の内外を貫通して軸受２４に固定された管継手（例えばニップル）により形成される。ノズル５１は、縮径部３１のある中心軸Ｃ１方向の位置に、中心軸Ｃ１に垂直に配置されると共に、タービンハウジング４の外部に位置される。ノズル５１は、軸受２４と縮径部３１の間の隙間３２に、高圧の圧縮空気を排出する。このようにガス供給装置５０は、縮径部３１の軸方向位置において軸受２４内に圧力ガスを供給する。
　配管５２は、コンプレッサハウジング６に取り付けられた出口管５３と、ノズル５１および出口管５３を連結する連結管５４とを備える。出口管５３は、ノズル５１と同様、コンプレッサハウジング６の内外を貫通してコンプレッサハウジング６に固定された管継手（例えばニップル）により形成される。出口管５３は、インペラ７の下流側のコンプレッサスクロール室１６に連通され、コンプレッサスクロール室１６から圧縮空気を抽出するようになっている。
　連結管５４は、ゴム製のホースまたはチューブにより形成される。但し連結管５４の材質は任意であり、金属製または樹脂製であってもよい。連結管５４の上流端は出口管５３に、下流端はノズル５１に接続される。
　またガス供給装置５０は、圧力ガス供給方向と反対方向の逆流を防止するための逆止弁５５を備える。逆止弁５５は、本実施形態では配管５２に設けられ、連結管５４の途中に設けられる。但しその設置位置は任意であり、例えばノズル５１または出口管５３に一体的に組み込んでもよい。逆止弁５５は、コンプレッサ３側から軸受２４側への流れのみを許容し、逆方向の流れを禁止する。
　さて、前述したように、軸受２４と操作軸２５の接触部に錆が浸入し、所謂もらい錆の状態となることがある。この接触部とは、内側接触面２９および軸受２４の接触部（内側接触部という）４３と、外側接触面３０および軸受２４の接触部（外側接触部という）４４とである。
　錆の原因は様々であるが、主に、タービンハウジング４の機構室２３内で発生した錆が挙げられる。ノズル１３を通過する排気は、ベーンシャフト３７と軸受穴３８の間の僅かな隙間を通じて、微量ではあるが、機構室２３内に漏れ出す。この排気に起因して機構室２３内に錆が発生する。
　特に、エンジンの低負荷運転時および低温運転時、ならびに外気温が低温の環境下では、排気温度が低いため、排気に含まれる水蒸気が露点を下回って凝縮し、凝縮水が発生することがある。凝縮水には、燃料の燃焼過程で生成される硫酸、硝酸、有機酸等が溶け込んでいるため、凝縮水は腐食性の高い酸性水である。そのため、凝縮水が機構室２３内に付着すると錆が発生し易くなる。
　エンジン運転中は、機構室２３内に排気が漏れ出すため、機構室２３内の圧力は、外部の大気圧より高くなる。従って機構室２３から、軸受２４と操作軸２５の間を通って、外部に漏れ出る排気の流れが生成される。この流れに乗って機構室２３内の錆も移動する。
　機構室２３内で発生した錆は、一部剥離して室内を移動し、駆動板２６と軸受２４前端面との隙間を通過して、内側接触部４３に浸入する。その後、中心軸Ｃ１方向外側に移動して隙間３２と外側接触部４４を順次通過し、最終的に外部に排出される。なお錆に混じって他の異物が浸入、移動することもある。
　一方、他の原因として、ターボチャージャ１の外表面部、特に外側接触部４４付近で発生した錆が挙げられる。冬期には、路面に凍結防止剤として塩（岩塩や、塩化カルシウム等の融雪剤）が散布されることがある。この塩が、ターボチャージャ１の外表面部に付着した雨水や凝縮水に混入し、腐食性の高い塩水を生じさせる。この塩水によりターボチャージャ１の外表面部が錆びる。
　錆の一部は剥離して外側接触部４４に接近する。そしてこの錆は、操作レバー２７と軸受２４後端面との間の隙間を通過した後、外側接触部４４に浸入する。その後、さらに中心軸Ｃ１方向内側に移動して隙間３２と内側接触部４３に順次浸入することもある。
　上述の錆の移動過程において、錆が内側接触部４３と外側接触部４４に止まり、堆積する。操作軸２５の回転により接触部４３，４４から錆が排出されることがあるが、堆積速度が排出速度を上回ると、堆積量が徐々に増加する。
　接触部４３，４４に錆が付着、堆積すると、操作軸２５の回転時におけるフリクションが増加し、最悪、操作軸２５が軸受２４に固着して動かなくなる。すると、操作軸２５に回転不良が生じ、操作軸２５の回転動作、ひいてはノズルベーン２１の開閉動作が正常に行われなくなる可能性がある。
　そこで本実施形態では、接触部４３，４４への錆の付着を抑制するため、ガス供給装置５０によって軸受２４内に圧縮空気を供給する。この際の作動を図４および図５を参照して説明する。
　図４は、圧縮空気供給前の錆Ｒが付着した状態を示す。錆Ｒは、内側接触部４３および外側接触部４４のみならず随所に付着している。
　この状態で、コンプレッサスクロール室１６内の圧力が機構室２３内の圧力より高くなると、逆止弁５５が開弁し、図５に矢印で示すように、コンプレッサスクロール室１６内の圧縮空気が出口管５３および連結管５４を順に通じて、ノズル５１から隙間３２内に供給される。
　圧縮空気は、タービンハウジング４の内側に向かう流れＦ１と、外側に向かう流れＦ２とに分かれる。内側に向かう流れＦ１は、内側接触部４３に付着していた錆Ｒを押し出し、機構室２３内に排出する。外側に向かう流れＦ２は、外側接触部４４に付着していた錆Ｒを押し出し、外部に排出する。こうして、内側接触部４３および外側接触部４４に付着していた錆を除去することができる。このとき同時に、隙間３２に付着していた錆も除去することができる。
　また、コンプレッサスクロール室１６内の圧力が機構室２３内の圧力より高いとき、圧縮空気が常時供給されるので、上記流れＦ１，Ｆ２により内側接触部４３および外側接触部４４への新たな錆Ｒの浸入を抑制することができる。よって錆Ｒの付着を予防することができる。
　このようにガス供給装置５０は、機構室２３内の圧力より高圧の圧力ガスを供給する。
　一方、コンプレッサスクロール室１６内の圧力が機構室２３内の圧力以下のときには、逆止弁５５が閉弁される。よって、機構室２３内の排気がコンプレッサスクロール室１６内に逆流するのを抑制することができる。
　このように本実施形態によれば、ガス供給装置５０を設けたので、軸受２４と操作軸２５の接触部４３，４４における錆Ｒの浸入を抑制することができる。
　また本実施形態によれば、内側接触部４３および外側接触部４４という二つの接触部を設けた場合でも、両接触部への錆Ｒの浸入を効果的に抑制することができる。
　また本実施形態によれば、機構室２３内の圧力より高圧の圧縮空気を供給するので、内側接触部４３に浸入した錆Ｒを確実に機構室２３内に排出できる。
　また本実施形態によれば、ターボチャージャ１のコンプレッサ３により生成された圧縮空気を圧力ガスとして利用するので、ガス供給源を別途設けずに済み、構成の簡素化を図れる。またガス供給源からガス供給位置（ノズル５１）までの距離を短縮し、圧力損失を低減できる。
　また本実施形態によれば、タービン２外からの圧力ガスを供給するので、接触部での錆付着抑制に有利である。すなわち、タービン２内からの圧力ガス、つまり排気を接触部に供給してしまうと、上述したように、排気の凝縮に起因する酸性水により接触部が益々錆びてしまう。しかしながら本実施形態では、タービン２外からの圧力ガスを供給するので、こうした錆付きを回避することができ、防錆効果を高めることができる。
　以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態および変形例は他にも様々考えられる。
　（１）例えば、図６に示すように、ターボチャージャ１とは別に設けられたエアタンク６１を圧力ガスの供給源とし、エアタンク６１に貯留された圧縮空気を圧力ガスとして使用してもよい。本実施形態の車両の場合、ブレーキ等の作動のためにこうしたエアタンク６１を備えているので、これを利用することで、別途ガス供給源を設けずに済む。
　（２）圧力ガスとして、空気以外の気体、例えば窒素、アルゴン等の不燃性ガスを用いてもよい。
　（３）軸受と操作軸の接触部は一つであってもよい。この場合、接触部に圧力ガスを直接供給するのが好ましい。
　（４）逆止弁の代わりに電磁弁を設け、この電磁弁を制御ユニットによって制御してもよい。この場合、軸受防錆装置は、電磁弁を含むガス供給装置と、制御ユニットと、機構室内の圧力を検出する第１圧力センサと、ガス供給源のガス圧力を検出する第２圧力センサとを備える。制御ユニットは、第２圧力センサにより検出されたガス圧力が、第１圧力センサにより検出された機構室内圧力より高い場合に電磁弁を開弁し、それ以外の場合に電磁弁を閉弁する。制御ユニットには、例えば、エンジン制御のために車両に搭載された電子制御ユニット（ＥＣＵ（Electronic Control Unit））を用いることができる。
　本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
　本出願は、2020年7月15日付で出願された日本国特許出願（特願2020-121558）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１　ターボチャージャ
２　タービン
３　コンプレッサ
４　タービンハウジング
１３　ノズル
２１　ノズルベーン
２２　リンク機構
２３　機構室
２４　軸受
２５　操作軸
２９　内側接触面
３０　外側接触面
３１　縮径部
４３　内側接触部
４４　外側接触部
５０　ガス供給装置
５１　ノズル
５２　配管
５５　逆止弁
６１　エアタンク

Claims (7)

  1. 　タービンのノズルに開閉可能に設けられた複数のノズルベーンと、
    　前記複数のノズルベーンに連結されたリンク機構と、
    　タービンハウジング内に形成され前記リンク機構を収容する機構室と、
    　前記タービンハウジングに設けられ前記機構室と前記タービンハウジングの外部を連通する軸受と、
    　前記軸受内に回転可能に設けられ前記リンク機構に接続された一端を有する操作軸と、
    　を備えた可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置であって、
    　前記軸受と前記操作軸の接触部に向かって、前記タービンの外から圧力ガスを供給するように構成されたガス供給装置を備える
    　ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置。
  2. 　前記操作軸は、前記機構室側に形成され前記軸受に接触される第１接触面と、外部側に形成され前記軸受に接触される第２接触面と、前記第１接触面および前記第２接触面の間に形成され前記軸受から離間される縮径部とを備え、
    　前記ガス供給装置は、前記縮径部の軸方向位置において前記軸受内に前記圧力ガスを供給する
    　請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置。
  3. 　前記ガス供給装置は、前記機構室内の圧力より高圧の前記圧力ガスを供給する
    　請求項１または２に記載の可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置。
  4. 　前記圧力ガスは、前記ターボチャージャのコンプレッサにより生成された圧縮空気である
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置。
  5. 　前記圧力ガスは、エアタンクに貯留された圧縮空気である
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置。
  6. 　前記ガス供給装置は、圧力ガス供給方向と反対方向の逆流を防止するための逆止弁を備える
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置。
  7. 　前記ガス供給装置は、前記軸受に設けられ前記軸受内に圧力ガスを供給するノズルと、ガス供給源と、前記ノズルおよび前記ガス供給源を接続する配管とを備える
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の可変容量型ターボチャージャの軸受防錆装置。
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