(57)【要約】【課題】過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない可変容量型排気ターボ過給機を提供する。【解決手段】タービンハウジング１と、タービンロータ３と、タービンシャフト３Ａと、これを支持する軸受５と、タービンハウジング１に連結されて内部に軸受５が収納される軸受ハウジング４と、軸受ハウジング４に固定され、排気ガスの流れを調整する可変ノズル機構８と、を備え、可変ノズル機構８は、ノズル６と、ノズル６を保持するノズルマウント７と、ノズル６と係合するレバープレート１１と、該レバープレート１１と係合するドライブリング１０と、を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、ノズルマウント７は、外周側が軸受ハウジング４とタービンハウジング１により挟み込まれて、チャージャ室内で軸受ハウジング４に固定されている。【選択図】図１
2010196653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスが内部に導入されるタービンハウジングと、
該タービンハウジング内に設けられて排気ガスによって回転駆動されるタービンロータと、
一端が前記タービンハウジング内に挿入され、該一端に前記タービンロータが取り付けられるタービンシャフトと、
該タービンシャフトを支持する軸受と、
前記タービンハウジングに連結されて内部に前記軸受が収納される軸受ハウジングと、
該軸受ハウジングに固定され、排気ガスの流れを調整する可変ノズル機構と、
を備え、
前記可変ノズル機構は、ノズルと、該ノズルを保持するノズルマウントと、該ノズルと係合するレバープレートと、
該レバープレートと係合するドライブリングと、
を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、
前記ノズルマウントは、該ノズルマウントのタービンハウジング側主面の外周側が前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングにより挟み込まれて、前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとで内包されるチャージャ室内で軸受ハウジングに固定されていることを特徴とする可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項２】
前記ノズルマウントは単一の部材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項３】
前記軸受ハウジングの鍔部外周近傍に貫通穴が形成され、該貫通穴に締結ボルトが挿通されて前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとの締結が行われていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項４】
前記ノズルマウントは、前記軸受ハウジングの貫通穴よりもラジアル方向外方まで延設され、前記ノズルマウントには前記軸受ハウジングの貫通穴と連通する貫通穴が形成され、前記締結ボルトは前記軸受ハウジング及び前記ノズルマウントの貫通穴に挿通されて前記タービンハウジングに螺合されていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項５】
前記ノズルマウントの外周端部側に周方向に沿って複数の座繰り貫通穴が形成され、
該座繰り貫通穴に対応させて前記軸受ハウジングに螺子穴が形成され、
前記ノズルマウントの座繰り貫通穴及び前記軸受ハウジングの螺子穴にタービンハウジング側からボルトが挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項６】
前記ノズルマウントと前記軸受ハウジングとを連結するスプリングピンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項７】
前記スプリングピンには、前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントとの間の部分にピン軸方向及びピン軸周回方向のスリットが形成されていることを特徴とする請求項６に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項８】
前記ノズルマウントの内周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、
前記ノズルマウントが嵌め込まれる前記軸受ハウジングの外周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項９】
前記軸受ハウジングの外周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、
前記軸受ハウジングに嵌め込まれる前記ノズルマウントの内周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項１０】
前記ノズルマウントの外周端側両面であって、前記軸受ハウジング及び前記タービンハウジングと接していない部分に、それぞれ溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項１１】
前記ノズルマウントの両面に形成された溝は、ラジアル方向の位置が相互にずらされており、軸受ハウジング側の溝の方が反対側の面の溝よりもノズルマウント外周端側に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項１２】
前記溝は、前記ノズルマウントの全周に渡って形成されていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項１３】
前記ノズルマウントは、過給機回転軸心方向に段差が形成されノズルマウントより剛性が低い薄板を、ノズルマウント本体に取り付けてなることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項１４】
前記過給機回転軸心方向の段差は、前記薄板の内周側が外周側よりも軸受ハウジング側に配置され薄板の熱変形時にノズルマウントが軸受ハウジングに押し付けられるように、形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項１５】
前記タービンハウジングと前記ノズルマウント、及び前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントの合わせ面は、ガスシール可能に研磨加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項１６】
前記レバープレートは、板部材又は棒部材を折り曲げた形状であることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルベーンの翼角を変化可能に構成された可変容量型排気ターボ過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用内燃機関等に用いられる比較的小型の排気ターボ過給機では、エンジンからの排気ガスを、タービンハウジングに形成されたスクロール内に充填し、該スクロールの内周側に設けられた複数のノズルベーンに通して、該ノズルベーンの内周側に設けられたタービンロータに作用させる構造が採用されている。また、複数のノズルベーンの翼角は変化可能に構成されている。このような可変ノズル機構を備えた輻流型可変容量排気ターボ過給機は多く用いられている（例えば、特許文献１ないし３参照）。
【０００３】
図１１は、従来の可変ノズル機構付き排気ターボ過給機の一例を示している。この図は回転軸線に沿う部分断面図である。図に示すように、ターボ過給機には、厚肉多筒状のタービンハウジング１が設けられており、このタービンハウジング１の上流側の外周部には渦巻き状にスクロール２が形成されている。一方、タービンハウジング１の上流側の内周部には、輻流型のタービンロータ３が設けられている。タービンロータ３が取り付けられているタービンシャフト３Ａは、回転中心が図中、回転軸心Ｋであり、コンプレッサ（図示省略）と同軸である。また、タービンシャフト３Ａは、軸受５を介して軸受ハウジング４に回転自在に支持されている。
【０００４】
軸受ハウジング４の背面には輪環状の凹部が形成され、この凹部にノズル６及びノズルマウント７などを備えるノズルアッセンブリである可変ノズル機構８が収納されている。ここでノズル６は、回転軸心Ｋ回りに等間隔で複数設けられている。また、ノズル６は、タービンのラジアル方向の位置ではスクロール２の内周側に位置している。ノズル６はノズルべーン６ａとノズル軸６ｂを有している。ノズル軸６ｂは、軸受ハウジング４に固定されたノズルマウント７に回動可能に支持されている。そして、この可変ノズル機構８ではノズルベーン６ａの翼角を変化させることが可能となっている。
【０００５】
ノズルベーン６ａは、ノズルマウント７と、このノズルマウント７に連結された環状のノズルプレート９との間に配置され、該ノズルプレート９はタービンハウジング１の内筒部先端側に外嵌されている。
ノズルマウント７の先端側の隆起部には、円盤状のドライブリング１０が回動可能に設けられている。このドライブリング１０には、レバープレート１１が係合している。このレバープレート１１は、図１２に拡大して示すように、湾曲部１１ａと係合用突起１１ｂを有し、この係合用突起１１ｂはドライブリング１０の溝部１０ａに係合している。
また、レバープレート１１の内周側には回転軸心Ｋに沿った貫通穴が形成され、この貫通穴に、ノズル軸６ｂの先端側に形成された固定部６ｃが挿入されている。
【０００６】
図１３は、図１２の矢視Ａから見た形状である。図に示すように、円盤状のノズルマウント７には、そのラジアル方向中央付近にドライブリング１０が設けられている。このドライブリング１０にはレバープレート１１が連結されており、レバープレート１１の回転軸心Ｋ側にはノズル６の固定部６ｃが係合している。図では、レバープレート１１は回転軸心Ｋ回りに１２個設けられている。そして、ドライブリング１０を回動させることでノズル６の開度を調整することができる。
【０００７】
上記図１１ないし図１３で説明した構成からなる可変ノズル機構付き可変容量型排気ターボ過給機の作動時において、エンジン（図示省略）からの排気ガスはスクロール２に入り、該スクロール２の渦巻きに沿って周回しながらノズルベーン６ａに流入する。そして、この排気ガスは、ノズルベーン６ａの翼間を通過してタービンロータ３にその外周側から流入し、中心側に向かい半径方向に流れてタービンロータ３に膨張仕事をなした後、軸方向に沿って流れ、ガス出口に案内されて機外に送出される。
【０００８】
かかる可変容量型排気ターボ過給機の容量を制御するにあたっては、ノズルベーン６ａを流れる排気ガスが所要の流速になるような該ノズルベーン６ａの翼角を設定し、翼角制御手段（図示省略）により翼角を変更する。かかる翼角に対応するアクチュエータの往復変位はドライブリング１０に伝達され、該ドライブリング１０が回動駆動される。
該ドライブリング１０の回動により、該ドライブリング１０に形成された溝部１０ａに係合されている係合用突起１１ｂを介してレバープレート１１がノズル軸６ｂ回りに回動し、該ノズル軸６ｂの回動によりノズルベーン６ａが回動して、翼角が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１２８０６５号公報
【特許文献２】特開２００８−２１５０８３号公報
【特許文献３】米国特許２８６０８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、図１１ないし図１３に示した可変容量型排気ターボ過給機では、ノズルマウント７の外周部近傍に設けた締結ボルトＢにより、可変ノズル機構８が軸受ハウジング４に固定されているため、エンジン振動が過大な場合には、締結ボルトＢが緩み、その結果可変ノズル機構８の動揺が大きくなり、可変ノズル機構８の構成部品が破損するおそれがある。
また、従来の構造は締結ボルトがタービンハウジング１と軸受ハウジング４とで内包される空間に存在するため、締結ボルトが高温となり、熱伸びによるボルト緩みが発生する危険があり、さらに、温度上昇による強度低下に伴うボルト破損の危険がある。締結ボルトに緩みや破損が生じると、可変ノズル機構８の動揺が増大するため、可変ノズル機構８の破損に繋がる可能性がある。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などの破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない可変容量型排気ターボ過給機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明はかかる課題を解決する手段としてなされたものである。
本発明は、内燃機関の排気ガスが内部に導入されるタービンハウジングと、該タービンハウジング内に設けられて排気ガスによって回転駆動されるタービンロータと、一端が前記タービンハウジング内に挿入され、該一端に前記タービンロータが取り付けられるタービンシャフトと、該タービンシャフトを支持する軸受と、前記タービンハウジングに連結されて内部に前記軸受が収納される軸受ハウジングと、該軸受ハウジングに固定され、排気ガスの流れを調整する可変ノズル機構と、を備え、前記可変ノズル機構は、ノズルと、該ノズルを保持するノズルマウントと、該ノズルと係合するレバープレートと、該レバープレートと係合するドライブリングと、を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、前記ノズルマウントは、該ノズルマウントのタービンハウジング側主面の外周側が前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングにより挟み込まれて、前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとで内包されるチャージャ室内で軸受ハウジングに固定されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントは、該ノズルマウントのタービンハウジング側主面の外周側が軸受ハウジングとタービンハウジングにより挟み込まれて、チャージャ室内で軸受ハウジングに固定されているので、軸受ハウジングとノズルマウント、及びノズルマウントとタービンハウジングが接触し、タービンハウジングから軸受ハウジングへノズルマウントを介して力が伝達される。そのため、可変ノズル機構の構成部品に撓みなどの弾性変形が生じ難く、また、軸受ハウジングとタービンハウジングとの強固な締結が可能である。従って、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない。なお、本発明でタービンハウジング主面とは、ノズルマウントのタービンハウジング側の面をいい、主面と表現しているのは、外周端側が例えば、軸受ハウジング側に折曲した形状（例えば、特許文献３の図３参照）、を除く趣旨である。勿論、立体模様などの浅い段差のみがタービンハウジング側の面に形成されていても、タービンハウジング側の全面が主面となる。
【００１３】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントは単一の部材で形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントは単一の部材で形成されているので、複数の部材を結合したときに必要となる締結部分の外力（振動など）による緩みや破損が発生し難い。
【００１４】
本発明は、さらに、前記軸受ハウジングの鍔部外周近傍に貫通穴が形成され、該貫通穴に締結ボルトが挿通されて前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとの締結が行われていることを特徴とする。
かかる発明では、締結ボルトの座面の接触面積が十分に確保されるので、ボルト座面の陥没が抑制され、ボルトの軸力の低下を抑制することができる。
【００１５】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントは、前記軸受ハウジングの貫通穴よりもラジアル方向外方まで延設され、前記ノズルマウントには前記軸受ハウジングの貫通穴と連通する貫通穴が形成され、前記締結ボルトは前記軸受ハウジング及び前記ノズルマウントの貫通穴に挿通されて前記タービンハウジングに螺合されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントが軸受ハウジングの貫通穴よりもラジアル方向外方まで延設されているので、軸受ハウジングの鍔部が変形し難く、ボルトの締結力をより大きくすることができる。
【００１６】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの外周端部側に周方向に沿って複数の座繰り貫通穴が形成され、該座繰り貫通穴に対応させて前記軸受ハウジングに螺子穴が形成され、前記ノズルマウントの座繰り貫通穴及び前記軸受ハウジングの螺子穴にタービンハウジング側からボルトが挿入されていることを特徴とする。
かかる発明では、予め可変ノズル機構を軸受ハウジングに取り付けることができるため、ターボ過給機組立時に可変ノズル機構が落下するのが防止され、組立性が向上する。また、ボルトが可変ノズル機構の位置決め機能を果たすため、別途位置決め用のピンなどを設置する必要がない。
【００１７】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントと前記軸受ハウジングとを連結するスプリングピンが設けられていることを特徴とする。
かかる発明では、スプリングピンの存在により軸受ハウジングと可変ノズル機構の相対的位置決めが容易になる。また、軸受ハウジングがノズルマウントから落下し難く、組立性が向上する。
【００１８】
本発明は、さらに、前記スプリングピンには、前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントとの間の部分にピン軸方向及びピン軸周回方向のスリットが形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、スプリングピンにピン軸方向及びピン軸周回方向にスリットが形成されているので、軸受ハウジングとノズルマウントとでピン穴の径が異なる場合であっても、締付け力が十分に発揮され、軸受ハウジングとノズルマウントが確実に連結される。また、ピンを用いるので、螺子を用いる場合のような螺子切り作業が不要である。
【００１９】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの内周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、前記ノズルマウントが嵌め込まれる前記軸受ハウジングの外周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする。
かかる発明では、可変ノズル機構が軸受ハウジングから脱落しないので、ターボ過給機の組立性が向上する。また、リング部材を用いる場合、圧入が不要であるため、スプリングピンを用いる場合と比べて、組立性がやや向上する。
【００２０】
本発明は、さらに、前記軸受ハウジングの外周面にリング溝が形成され、該リング溝に弾性変形可能なリング部材が嵌め込まれ、前記軸受ハウジングに嵌め込まれる前記ノズルマウントの内周面に段差が形成され、前記リング部材が前記リング溝に嵌め込まれると、前記リング部材は前記段差に係止されることを特徴とする。
かかる発明では、可変ノズル機構が軸受ハウジングから脱落しないので、ターボ過給機の組立性が向上する。また、リング部材を用いる場合、圧入が不要であるため、スプリングピンを用いる場合と比べて、組立性がやや向上する。
【００２１】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの外周端側両面であって、前記軸受ハウジング及び前記タービンハウジングと接していない部分に、それぞれ溝が形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントの両面に溝が形成されているため、ノズルマウントが昇温しても、ノズルマウントは当該両面の溝間を中心に傾斜して折れ曲がるため、主にノズルマウントの内周側（溝間より内周側）に反りが発生し、ノズルマウントの全体的な反りを抑制することができる。
【００２２】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントの両面に形成された溝は、ラジアル方向の位置が相互にずらされており、軸受ハウジング側の溝の方が反対側の面の溝よりもノズルマウント外周端側に形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウントの熱変形時にノズルマウントが軸受ハウジングに押し付けられる側に変形するため、可変ノズル機構の軸受ハウジングに対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
【００２３】
本発明は、さらに、前記溝は、ノズルマウントの全周に渡って形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、間歇的な溝を形成したときに発生し得るノズルマウントの花びら状の熱変形を防止することができる。
【００２４】
本発明は、さらに、前記ノズルマウントは、過給機回転軸心方向に段差が形成されノズルマウント本体より剛性が低い薄板を、ノズルマウント本体に取り付けてなることを特徴とする。
かかる発明では、ノズルマウント本体の外周に剛性の低い部材を設けることで、ノズルマウント本体の熱伸びが吸収され、ノズルマウント全体としての反りの発生が抑制される。その結果、ノズルマウント全体としての変形によるノズル端面の隙間低減が抑制され、ノズルマウントの固着の危険が低減される。
【００２５】
本発明は、さらに、前記過給機回転軸心方向の段差は、前記薄板の内周側が外周側よりも軸受ハウジング側に配置され薄板の熱変形時にノズルマウントが軸受ハウジングに押し付けられるように、形成されていることを特徴とする。
かかる発明では、薄板が熱伸びしたときに可変ノズル機構が軸受ハウジングに押し付けられる方向に変形するため、可変ノズル機構の軸受ハウジングに対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
【００２６】
本発明は、さらに、前記タービンハウジングと前記ノズルマウント、及び前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントの合わせ面は、ガスシール可能に研磨加工が施されていることを特徴とする。
かかる発明では、シールリングが不要となり、部品点数が削減される。また、シールリング用の溝の形成が不要となり、加工の手間の軽減、及びコスト低減を図ることができる。さらに、シールリングやシールリング用の溝が不要となることで、タービンハウジングの外径を小さくすることができる。これにより、ターボ過給機の軽量化が図られ、ターボ過給機の固有振動数が増加し、外部からエンジン振動などが加わった際の信頼性が向上する。
【００２７】
本発明は、さらに、前記レバープレートは、板部材又は棒部材を折り曲げた形状であることを特徴とする。
かかる発明では、レバープレートを折り曲げた形状にすることで、ノズル軸に加わるオーバーハング荷重を低減させることができ、ノズル軸の摩擦抵抗の低減及び摩耗低減を図ることができる。また、従来のような複雑形状のレバープレートでなくなり、小型化を図ることができ、これに伴い、軸受ハウジングとタービンハウジングの外径を小さくすることができ、ターボ過給機の軽量化が図られる。そして、エンジンからの振動がターボ過給機に作用しているときの動荷重が低減され、損傷に対する信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の可変容量型排気ターボ過給機では、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などの破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第１実施形態を示す説明図である。
【図２】図２は、図１の矢視Ａから見た形態を示す説明図である。
【図３】図３は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第２実施形態を示す説明図である。図３（ａ）は軸受ハウジングの鍔部外周近傍で軸受ハウジングとタービンハウジングを締結している点を特徴としている。図３（ｂ）は、ノズルマウントをラジアル方向に延設して軸受ハウジング、ノズルマウント及びタービンハウジングを締結している点を特徴としている。
【図４】図４は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第３実施形態を示す説明図である。
【図５】図５は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第４実施形態を示す説明図である。
【図６】図６は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第５実施形態を示す説明図である。
【図７】図７は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第６実施形態を示す説明図である。
【図８】図８は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第７実施形態を示す説明図である。
【図９】図９は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第８実施形態を示す説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第９実施形態を示す説明図である。
【図１１】図１１は、従来の可変容量型排気ターボ過給機を示す説明図である。
【図１２】図１２は、図１１のノズルマウント付近を示す拡大図である。
【図１３】図１３は、図１２の矢視Ａから見た形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置などは特に記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００３１】
[第１実施形態]
図１及び図２は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第１実施形態を示している。この図は回転軸心Ｋに沿う部分断面図である。図に示すように、ターボ過給機には、内燃機関の排気ガスが内部に導入される厚肉多筒状のタービンハウジング１が設けられており、このタービンハウジング１の上流側の外周部には渦巻き状にスクロール２が形成されている。一方、タービンハウジング１の上流側の内周部には、排気ガスによって回転駆動される輻流型のタービンロータ３が設けられている。このタービンロータ３は、タービンシャフト３Ａの一端に設けられている。タービンシャフト３Ａの一端は、タービンハウジング１内に挿入されている。タービンシャフト３Ａは、回転中心が図中、回転軸心Ｋであり、コンプレッサ（図示省略）と同軸である。また、タービンシャフト３Ａは、軸受５を介して軸受ハウジング４に回転自在に支持されている。
【００３２】
軸受ハウジング４の背面には輪環状の凹部が形成され、この凹部に、ノズル６、ノズル６を保持するノズルマウント７、ノズルプレート９、ドライブリング１０、及びノズル６やドライブリング１０と係合するレバープレート１１などを備えるノズルアッセンブリとして可変ノズル機構８が設けられている。この可変ノズル機構８は、軸受ハウジング４に固定され、排気ガスの流れを調整する機能を有する。
ノズル６は、回転軸心Ｋ回りに等間隔で複数設けられている。また、ノズル６は、ターボ過給機のラジアル方向の位置ではスクロール２の内周側に位置している。ノズル６はノズルべーン６ａとノズル軸６ｂを有している。ノズル軸６ｂは、軸受ハウジング４に固定されたノズルマウント７に回動可能に支持されている。そして、この可変ノズル機構８では、ノズルベーン６ａの翼角を変化させることが可能となっている。
【００３３】
ノズルベーン６ａは、ノズルマウント７と、このノズルマウント７に結合された環状のノズルプレート９との間に配置され、該ノズルプレート９はタービンハウジング１の内筒部１ａの先端側に外嵌されている。
ノズルマウント７の先端側の隆起部には、円盤状のドライブリング１０が回動可能に設けられている。このドライブリング１０には、レバープレート１１が係合している。
また、レバープレート１１の内周側には回転軸心Ｋに沿った貫通穴が形成され、この貫通穴に、ノズル軸６ｂの先端側に形成されたカシメ部６ｃが挿入されている。
【００３４】
上記構成からなる可変ノズル機構付き可変容量型排気ターボ過給機の作動時において、エンジン（図示省略）からの排気ガスはスクロール２に入り、該スクロール２の渦巻きに沿って周回しながらノズルベーン６に流入する。そして、この排気ガスは、ノズルベーン６の翼間を通過してタービンロータ３にその外周側から流入し、中心側に向かい半径方向に流れてタービンロータ３に膨張仕事をなした後、軸方向に沿って流れ、ガス出口に案内されて機外に送出される。
【００３５】
かかる可変容量型排気ターボ過給機の容量を制御するにあたっては、ノズルベーン６ａを流れる排気ガスが所要の流速になるような該ノズルベーン６ａの翼角を設定し、翼角制御手段（図示省略）により翼角を変更する。かかる翼角に対応するアクチュエータの往復変位はドライブリング１０に伝達され、該ドライブリング１０が回動駆動される。
該ドライブリング１０の回動により、該ドライブリング１０に係合されているレバープレート１１をノズル軸６ｂ回りに回動させ、該ノズル軸６ｂの回動によりノズルベーン６ａが回動して、翼角が変化する。
【００３６】
そして、本実施形態では、ノズルマウント７は、タービンハウジング側主面７ｅの外周側が軸受ハウジング４とタービンハウジング１により挟み込まれて、チャージャ室内で軸受ハウジング４に固定されている。なお、本実施形態でタービンハウジング主面７ｅとは、ノズルマウント７のタービンハウジング側の面をいい、主面と表現しているのは、外周端側が例えば、軸受ハウジング側に折曲した形状（例えば、特許文献３の図３参照）、を除く趣旨である。勿論、立体模様などの浅い段差のみがタービンハウジング側の面に形成されていても、タービンハウジング側の全面が主面となる。
この構成では、軸受ハウジング４とノズルマウント７、及びノズルマウント７とタービンハウジング１が接触し、タービンハウジング１から軸受ハウジング４へノズルマウント７を介して力が伝達される。そのため、可変ノズル機構８の構成部品に撓みなどの弾性変形が生じ難く、また、軸受ハウジング４とタービンハウジング１との強固な締結が可能である。従って、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構８の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構８を軸受ハウジング４に締結するボルトに緩みや破損が発生しない。
【００３７】
また、本実施形態では、軸受ハウジング４とタービンハウジング１との固定は、チャージャ室の外側に設けた締結ボルトＢによって行われている。この締結ボルトＢは、比較的温度の低いチャージャ室外方にあるため、締結ボルトＢに熱伸びや緩みなどが発生し難い。
また、本実施形態では、ノズルマウント７は単一の部材で形成されているので、複数の部材を結合したときに必要となる締結部分の外力（振動など）による緩みや破損が発生し難い。
【００３８】
[第２実施形態]
図３は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第２実施形態を示している。なお、この第２実施形態では、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、軸受ハウジング４の鍔部４ａの外周近傍に貫通穴が形成され、該貫通穴に締結ボルトＢが挿通され、軸受ハウジング４とタービンハウジング１との締結が行われている。そのため、締結ボルトＢの座面の接触面積が十分に確保され、ボルト座面の陥没が抑制され、ボルトの軸力の低下を抑制することができる。
【００３９】
また、ノズルマウント７は、図３（ｂ）に示すように、軸受ハウジング４の貫通穴４ａ１よりもラジアル方向外方まで延設されていてもよい。本実施形態のノズルマウント７には、軸受ハウジング４の貫通穴４ａ１と連通する貫通穴７ａが形成され、締結ボルトＢは軸受ハウジング４及びノズルマウント７の貫通穴４ａ１，７ａに挿通されてタービンハウジング１に螺合されている。
かかる発明では、ノズルマウント７が軸受ハウジング４の貫通穴４ａ１よりもラジアル方向外方まで延設されているので、軸受ハウジング４の鍔部４ａが変形し難く、締結ボルトＢの締結力をより大きくすることができる。
【００４０】
[第３実施形態]
図４は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第３実施形態を示している。なお、この第３実施形態では、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント７の外周端部側に周方向に沿って複数の座繰り貫通穴７ｂが形成され、該座繰り貫通穴７ｂに対応させて軸受ハウジング４に螺子穴４ｂが形成されている。また、ノズルマウント７の座繰り貫通穴７ｂ及び軸受ハウジング４の螺子穴４ｂにタービンハウジング１側からボルトＢ１が挿入されている。
本実施形態では、予め可変ノズル機構８を軸受ハウジング４に取り付けることができるため、ターボ過給機組立時に可変ノズル機構８が落下するのが防止され、組立性が向上する。また、ボルトＢ１が可変ノズル機構８の位置決め機能を果たすため、別途位置決め用のピンなどを設置する必要がない。
なお、図４において、ボルトＢ１の後端面Ｂ１ａはノズルマウント７のタービンハウジング側主面７ｅと面一にされ、ボルトＢ１の後端面Ｂ１ａも、本発明のノズルマウントのタービンハウジング側主面に含まれるものとする。
【００４１】
[第４実施形態]
図５は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第４実施形態を示している。なお、この第４実施形態では、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント７と軸受ハウジング４とを連結するスプリングピンＰ２が設けられている。そのため、スプリングピンＰ２の存在により軸受ハウジング４と可変ノズル機構８の相対的位置決めが容易になる。また、軸受ハウジング４がノズルマウント７から落下し難く、組立性が向上する。
【００４２】
また、スプリングピンＰ２には、軸受ハウジング４とノズルマウント７との間の部分にピン軸方向及びピン軸周回方向のスリットＰ２ａ，Ｐ２ｂが形成されている。ピン軸方向のスリットＰ２ａはピン軸周回方向に沿って９０度間隔で４箇所に形成され、ピン軸周回方向のスリットＰ２ｂは、ピンの両端側及び中央付近の３箇所に形成されている。勿論、スプリングピンＰ２は、ピン穴に圧入したときにピン径が変化するものであればよく、スリットの位置、大きさ、範囲及び向きなどは自由に設定することができる。
【００４３】
本実施形態では、スプリングピンＰ２にスリットＰ２ａ，Ｐ２ｂが形成されているので、軸受ハウジング４とノズルマウント７でピン穴の径が異なる場合であっても、締付け力が十分に発揮され、軸受ハウジング４とノズルマウント７が確実に連結される。また、ピンを用いるので、螺子を用いる場合のような螺子切り作業が不要である。
【００４４】
[第５実施形態]
図６は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第５実施形態を示している。なお、この第５実施形態では、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、図６に示すように、ノズルマウント７の内周面にリング溝７ｃが形成され、該リング溝７ｃの部分に弾性変形可能なリング部材１２が嵌め込まれている。また、ノズルマウント７が嵌め込まれる軸受ハウジング４の外周面に段差としてリング溝４ｃが形成され、リング部材１２がリング溝７ｃに嵌め込まれると、リング部材１２は段差（リング溝４ｃ）に係止される。ここで、段差がリング溝４ｃであるため、リング部材１２はリング溝４ｃ，７ｃに嵌め込まれることになる。
【００４５】
なお、この構成とは反対に、軸受ハウジング４の外周面にリング溝４ｃが形成され、該リング溝４ｃの部分に弾性変形可能なリング部材１２を嵌め込むようにしてもよい。この場合、軸受ハウジング４に嵌め込まれるノズルマウント７の内周面に段差を形成し、リング部材１２がリング溝７ｃに嵌め込まれると、リング部材１２が前記段差に係止されるようにする。
【００４６】
本実施形態では、可変ノズル機構８が軸受ハウジング４から脱落しないので、ターボ過給機の組立性が向上する。また、リング部材１２を用いる場合、圧入が不要であるため、スプリングピンを用いる場合と比べて、組立性がやや向上する。
【００４７】
[第６実施形態]
図７は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第６実施形態を示している。なお、この第６実施形態では、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント７の外周端側両面であって、軸受ハウジング４及びタービンハウジング１と接していない部分に、それぞれ溝７ｄが形成されている。本実施形態では、ノズルマウント７の両面に溝７ｄが形成されているため、ノズルマウント７が昇温しても、ノズルマウント７は当該両面の溝間を中心に傾斜して折れ曲がるため、主にノズルマウント７の内周側（溝間より内周側）に反りが発生し、ノズルマウント７の全体的な反りを抑制することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、ノズルマウント７の両面に形成された溝７ｄは、ラジアル方向の位置が相互にずらされており、軸受ハウジング４側の断面弧状溝７ｄの方が反対側の面の断面弧状溝７ｄよりもノズルマウント外周端側に形成されている。また、溝７ｄは、全周に渡って形成されている。
なお、軸受ハウジング４と反対側の面の溝７ｄは、ノズルマウント７と軸受ハウジング４の接触面より内側、かつノズルマウント７とノズルプレート９の間に存在するサポートブッシュ１３より外側に形成され、かつ溝７ｄの深さは、強度への影響を考え、ノズルマウント７の外周部の板厚の３分の１以下程度であることが望ましい。
【００４９】
このような構成では、ノズルマウント７の熱変形時にノズルマウント７が軸受ハウジング４に押し付けられる側に変形するため、可変ノズル機構８の軸受ハウジング４に対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構８の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
また、本実施形態では、間歇的な溝を形成したときに発生し得るノズルマウント７の花びら状の熱変形を防止することができる。
【００５０】
[第７実施形態]
図８は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第７実施形態を示している。なお、この第７実施形態では、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ノズルマウント７は、過給機の回転軸心Ｋ方向に段差が形成された輪環状の薄板７１をノズルマウント本体７２に取り付けて構成されている。また、薄板７１の内周側が外周側よりも軸受ハウジング４側に配置されるように、前記段差が形成されている。
なお、図８において、薄板７１の外周側のタービンハウジング側の面７１ａはノズルマウント７のタービンハウジング側主面７ｅと面一にされ、薄板７１の面７１ａも、本発明のノズルマウントのタービンハウジング側主面に含まれるものとする。
【００５１】
本実施形態では、ノズルマウント本体７２の外周に、ノズルマウント本体７２より剛性の低い薄板７１を設けることで、ノズルマウント本体７２の熱伸びを吸収し、ノズルマウント全体として反りの発生が抑制される。その結果、ノズルマウント全体としての変形によるノズル端面の隙間低減が抑制され、ノズルマウント７の固着の危険が低減される。
また、本実施形態では、薄板７１が熱伸びしたときに可変ノズル機構８が軸受ハウジング４に押し付けられる方向に変形するため、可変ノズル機構８の軸受ハウジング４に対する締結が強固となり、エンジン振動などの外力の作用時に可変ノズル機構８の動きを抑制することができ、製品の信頼性の向上に繋がる。
【００５２】
[第８実施形態]
図９は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第８実施形態を示している。なお、この第８実施形態では、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、タービンハウジング１とノズルマウント７、及び軸受ハウジング４とノズルマウント７の合わせ面は、ガスシール可能に研磨加工が施されている。そのため、シールリングが不要となり、部品点数が削減される。また、シールリング用の溝の形成が不要となり、加工の手間の軽減、及びコスト低減を図ることができる。さらに、シールリングやシールリング用の溝が不要となることで、タービンハウジング１の外径を小さくすることができる。これにより、ターボ過給機の軽量化が図られ、ターボ過給機の固有振動数が増加し、外部からエンジン振動などが加わった際の信頼性が向上する。
【００５３】
[第９実施形態]
図１０は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第９実施形態を示している。なお、この第９実施形態では、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、レバープレート１１は、板部材を折り曲げた形状である。勿論、板部材の他、棒部材などを折り曲げた形状であってもよい。
【００５４】
本実施形態では、レバープレート１１を折り曲げた形状にすることで、ノズル軸６ｂに加わるオーバーハング荷重を低減させることができ、ノズル軸６ｂの摩擦抵抗の低減及び摩耗低減を図ることができる。また、従来のような複雑形状のレバープレートでなくなり、小型化を図ることができ、これに伴い、軸受ハウジング４とタービンハウジング１の外径を小さくすることができ、ターボ過給機の軽量化が図られる。そして、エンジンからの振動がターボ過給機に作用しているときの動荷重が低減され、損傷に対する信頼性を向上させることができる。
なお、図１０において、ボルトＢ１の後端面Ｂ１ａはノズルマウント７のタービンハウジング側主面７ｅと面一にされ、ボルトＢ１の後端面Ｂ１ａも、本発明のノズルマウントのタービンハウジング側主面に含まれるものとする。
【００５５】
以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、他の種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の可変容量型排気ターボ過給機では、過大なエンジン振動が作用しても可変ノズル機構の固定部品などに破損のリスクがなく、可変ノズル機構を軸受ハウジングに締結するボルトに緩みや破損が発生しない。本発明の特徴部分の構成は、タービンハウジング、軸受ハウジング及びノズルマウントを備える過給機全体に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  タービンハウジング
１ａ  内筒部
２  スクロール
３  タービンロータ
３Ａ  タービンシャフト
４  軸受ハウジング
４ａ  鍔部
４ａ１  貫通穴
４ｂ  螺子穴
４ｃ  リング溝
５  軸受
６  ノズル
６ａ  ノズルべーン
６ｂ  ノズル軸
６ｃ  カシメ部
７  ノズルマウント
７ａ  貫通穴
７ｂ  座繰り貫通穴
７ｃ  リング溝
７ｄ  溝
７１  薄板
７１ａ  外周側のタービンハウジング側の面
７２  ノズルマウント本体
７ｅ  タービンハウジング側主面
８  可変ノズル機構
９  ノズルプレート
１０  ドライブリング
１０ａ  溝部
１１  レバープレート
１１ａ  湾曲部
１１ｂ  係合用突起
１２  リング部材
１３  サポートブッシュ
Ｂ  締結ボルト
Ｂａ  後端面
Ｂ１  ボルト
Ｂ１ａ  後端面
Ｋ  回転軸心
Ｎ  ナット
Ｐ１  ネイルピン
Ｐ２  スプリングピン
Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ  スリット
【図１】
2010196653.tif 000003
【図２】
2010196653.tif 000004
【図３】
2010196653.tif 000005
【図４】
2010196653.tif 000006
【図５】
2010196653.tif 000007
【図６】
2010196653.tif 000008
【図７】
2010196653.tif 000009
【図８】
2010196653.tif 000010
【図９】
2010196653.tif 000011
【図１０】
2010196653.tif 000012
【図１１】
2010196653.tif 000013
【図１２】
2010196653.tif 000014
【図１３】
2010196653.tif 000015