(57)【要約】  油圧サーボ駆動装置３０からのドレイン用の配管を省略できたり、油圧サーボ駆動装置３０の動力を伝達する部材の潤滑を効率的にできたりする可変ターボ過給機１や、油圧サーボ駆動装置３０からの油戻し方法に関して、可変ターボ過給機１では、ノズル開度を変更するスイング機構２０と、スイング機構２０を油圧によって駆動する油圧サーボ駆動装置３０とを備えているとともに、油圧サーボ駆動装置３０から排出される油をターボ本体側の油戻し室１１７に流すドレイン流路７，２１Ｂを設けた。
2008053771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変ターボ過給機において、
ノズル開度を変更する開度変更機構と、
開度変更機構を油圧によって駆動する油圧駆動装置と、
前記油圧駆動装置から排出される油をターボ本体に流すドレイン流路とを備えている  ことを特徴とする可変ターボ過給機。
【請求項２】
請求項１に記載の可変ターボ過給機において、
前記開度変更機構は、油圧駆動装置で駆動される駆動シャフトを備え、
前記ドレイン流路は、前記駆動シャフトに設けられている
ことを特徴とする可変ターボ過給機。
【請求項３】
請求項１に記載の可変ターボ過給機において、
前記開度変更機構は、軸受部で軸支されかつ油圧駆動装置で駆動される駆動シャフトを備え、
前記ドレイン流路は、前記軸受部側と前記駆動シャフトとの間の隙間で形成されている  ことを特徴とする可変ターボ過給機。
【請求項４】
請求項１に記載の可変ターボ過給機において、
内部に前記開度変更機構が設けられたハウジングを備え、
前記ドレイン流路は、前記ハウジングの内外を連通させる孔である
ことを特徴とする可変ターボ過給機。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の可変ターボ過給機において、
前記ドレイン流路は、前記可変ターボ本体の内部と前記油圧駆動装置の油溜室とを連通している
ことを特徴とする可変ターボ過給機。
【請求項６】
油圧駆動装置からの油戻し方法は、
可変ターボ過給機に設けられたノズル開度変更用の開度変更機構を油圧駆動装置で駆動するに際して、当該油圧駆動装置に供給された油をターボ本体側に流した後、ターボ本体からドレインさせる
ことを特徴とする油圧駆動装置からの油戻し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変ターボ過給機およびこれに設けられた油圧駆動装置から油を戻す方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気ガスを排気タービンに噴出させるノズル部の開口面積を調整できるようにした可変ターボ過給機が知られている。この可変ターボ過給機によれば、排気ガス量が少ないエンジンの低速回転域では、ノズル部を形成している排気導入壁間の隙間を狭めて開口面積を小さくすればよく、こうすることで排気タービンに流入する排気ガスの流速が増加するため、タービンホイールの回転エネルギが大きくなり、給気コンプレッサの過給能力を上げることができる。【０００３】
排気導入壁間の隙間を調整する構造としては、排気導入壁の一方を他方に向けてスライドさせるスライド機構が採用されており、このスライド機構を空気圧アクチュエータで駆動するようになっている（例えば、特許文献１）。ここで、空気圧アクチュエータとしては、シリンダと、このシリンダ内を摺動するピストンで構成することが一般的であり、ピストンを一方向へ摺動させるには、圧縮空気による空気圧が用いられ、他方向に摺動させるには、ピストンを当該方向へ付勢するコイルばねが用いられる。そして、ピストンの他方向への摺動時には、空気圧の供給が遮断されている。【０００４】
ところで、特許文献１によれば、ピストンを空気圧とばね力といった手段により往復動させているが、ノズル部の開度制御を実現させる目的で、空気圧アクチュエータの代わりに油圧駆動装置を用いることが提案されている（特許文献２）。すなわち、ノズル部の開口面積を可変にするスライド機構を油圧駆動装置で駆動するのである。この油圧駆動装置では、油圧サーボピストンを用いるとともに、このサーボピストン両側の油圧室に対する油供給の切り換えを行うことにより、サーボピストンを往復動させ、この往復動をスライド機構に伝達することで開度制御を行うことが可能である。【０００５】
【特許文献１】特開平１１−７２００８号公報
【特許文献２】特表２００３−５２７５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、油圧駆動装置を用いる場合、油圧駆動装置と油圧タンク等の油源との間を油供給用の配管で接続したり、さらには、油をドレインさせるための配管で接続したりする必要があり、配管が多くなって煩雑になるという問題がある。
また、油圧駆動装置の駆動力は、何らかの駆動力伝達機構を介してノズル部の開口面積を調整する機構（例えば前記スライド機構）に伝達されることになるが、そのような駆動力伝達機構の潤滑をも、ターボ本体の可動部分を潤滑するエンジン本体からの油を使用したのでは、十分に潤滑できない可能性がある。【０００７】
本発明の第１の目的は、油圧駆動装置からのドレイン用の配管を省略できる可変ターボ過給機および油圧駆動装置からの油戻し方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、油圧駆動装置の動力を伝達する部材の潤滑を効率的に行える可変ターボ過給機および油圧駆動装置からの油戻し方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の可変ターボ過給機は、ノズル開度を変更する開度変更機構と、開度変更機構を油圧によって駆動する油圧駆動装置と、前記油圧駆動装置から排出される油をターボ本体に流すドレイン流路とを備えていることを特徴とする。【０００９】
本発明の油圧駆動装置からの油戻し方法は、可変ターボ過給機に設けられたノズル開度変更用の開度変更機構を油圧駆動装置で駆動するに際して、当該油圧駆動装置に供給された油をターボ本体側に流した後、ターボ本体からドレインさせることを特徴とする。【００１０】
以上の本発明によれば、油圧駆動装置からの油がドレイン流路を通ってターボ本体側に流れ、ここからドレインされるため、油圧駆動装置からタンクやオイルパン等にドレインするための配管を不要にできる。
また、ドレイン流路を通る油により、その周囲に設けられる動力伝達用の部材を効率的に潤滑でき、そのような部材の摩耗を良好に防止できる。
なお、ターボ本体とは、可変ターボ過給機を構成する各種部品および装置のうち、前記油圧駆動装置を除いて構成される部分をいう。【００１１】
本発明の可変ターボ過給機では、前記開度変更機構は、油圧駆動装置で駆動される駆動シャフトを備え、前記ドレイン流路は、前記駆動シャフトに設けられていることを特徴とする。
このような本発明によれば、ドレイン流路が駆動シャフトに設けられるため、駆動シャフトを介して油を確実にターボ本体側に流すことができる。【００１２】
本発明の可変ターボ過給機では、前記開度変更機構は、軸受部で軸支されかつ油圧駆動装置で駆動される駆動シャフトを備え、前記ドレイン流路は、前記軸受部側と前記駆動シャフトとの間の隙間で形成されていることを特徴とする。
このような本発明によれば、駆動シャフトを備えている場合に、その駆動シャフト周りを油が流れるため、駆動シャフトをより良好に潤滑できる。【００１３】
本発明の可変ターボ過給機では、内部に前記開度変更機構が設けられたハウジングを備え、前記ドレイン流路は、前記ハウジングの内外を連通させる孔であることを特徴とする。
このような本発明によれば、ハウジングの適宜な位置に適宜な流路径のドレイン流路を、他の部材にさほど制限されることなく比較的容易に設けることができ、加工も容易である。【００１４】
本発明の可変ターボ過給機では、前記ドレイン流路は、前記可変ターボ本体の内部と前記油圧駆動装置の油溜室とを連通していることを特徴とする。
このような本発明によれば、ターボ本体の内部と油圧駆動装置側の油溜室とがドレイン流路で連通されるので、油溜室内に油を維持的に溜めておくことができ、油圧駆動装置からの油が急激に増えた場合でも、油をターボ本体に確実に流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る可変ターボ過給機を示す断面図。
【図２】可変ターボ過給機のスライド機構を示す図であり、図１のII−II矢視図。
【図３】スライド機構の要部を示す断面図。
【図４】スライド機構と油圧サーボ駆動装置との連結部を示す斜視図。
【図５】スライド機構と油圧サーボ駆動装置との連結部を示す断面図。
【図６】油圧サーボ駆動装置を示す断面図。
【図７】油圧サーボ駆動装置の動きを説明するための断面図。
【図８】油圧サーボ駆動装置の動きを説明するための別の断面図。
【図９】エンジンの潤滑回路を示す模式図。
【図１０】本発明の第２実施形態を示す図。
【図１１】本発明の第３実施形態を示す断面図。
【図１２】本発明の第３実施形態の潤滑回路を示す模式図。
【符号の説明】
【００１６】
１…可変ターボ過給機、７…センターハウジング（ハウジング）、７Ａ，２１Ａ，２１Ｂ…ドレイン流路、２０…スライド機構（開度変更機構）、２１…駆動シャフト、３０…油圧サーボ駆動装置（油圧駆動装置）、１１７…油戻し室、１１９…軸受部。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る可変ターボ過給機１の断面図である。可変ターボ過給機１は、図中の右側にタービンを備え、左側にコンプレッサを備えた構成であり、図示略のエンジン本体に設けられている。タービン側のタービンハウジング２内にはタービンホイール３が収容され、コンプレッサ側のコンプレッサハウジング４内にはコンプレッサインペラ５が収容されている。タービンホイール３にはシャフト６が一体に設けられ、シャフト６の先端にコンプレッサインペラ５が取り付けられている。このため、排気ガスによって回転するタービンホイール３の回転が、シャフト６を介してコンプレッサインペラ５に伝達され、コンプレッサインペラ５の回転によって吸気が圧縮過給される。【００１８】
タービンハウジング２には、エンジン本体からの排気ガスを導入するボリュート状の排気導入路１０が設けられている。排気導入路１０には、排気ガスをタービンホイール３側に噴出するためのノズル部１１が周方向に連続して設けられており、ノズル部１１から噴出した排気ガスがタービンホイール３を回転させた後に排気出口１２から排気される。ノズル部１１は、互いに対向する一対の排気導入壁１３，１４によって形成されている。【００１９】
一方の排気導入壁１３は、断面コ字形で環状とされた可動リング１５の側面１６によって形成されている。可動リング１５は、センターハウジング７に設けられた環状の収容部８内に収容されている。可動リング１５の側面１６には、他方の排気導入壁１４側に向けて突出した複数のノズルベーン１７が等周間隔で取り付けられている。排気導入壁１４には、周方向に連続した凹部１８が設けられ、この凹部１８内に各ノズルベーン１７の先端側が収容される。このような構造においては、可動リング１５を後述するスライド機構２０によって進退させることにより、排気導入壁１３を排気導入壁１４に対して近接離間させ、ノズル部１１の開口面積を変更する。【００２０】
センターハウジング７の内部には、シャフト６を支持する軸受部１１０が設けられており、この軸受部１１０内にシャフト６がジャーナルベアリング１１１を介して挿通支持されている。また、軸受部１１０の図中上方には、エンジン本体側からの油を取り入れる油流入部１１２が設けられている。油流入部１１２に流入した油は、センターハウジング７内の内部流路１１３を通して、その一部がさらに分岐流路１１４から軸受部１１０内に供給され、シャフト６の回転部分が潤滑および冷却される。他の一部は、タービン側の隔壁部分に送られて、タービン側の熱がセンターハウジング７側に伝達されるのを抑制し、さらに、他の一部は、スラストベアリング１１５を潤滑した後、軸受部１１０内に流入する。そして、例えば、軸受部１１０内を潤滑・冷却した油は、軸受部１１０に設けられた流出口１１６などを通してセンターハウジング７内の油戻し室１１７に流れ落ち、この油戻し室１１７の底部に設けられた戻し口１１８からエンジン本体にドレインされる。【００２１】
なお、コンプレッサ側の構成は、通常のターボ過給機と同じであり、公知であるため、ここでの詳細な説明を省略する。以下には、スライド機構２０について詳説する。【００２２】
スライド機構２０は、センターハウジング７の下部側に挿通された駆動シャフト２１を回動駆動することで、前述の可動リング１５を進退させる構造である。図２、図３には、そのようなスライド機構２０の要部が示されている。図２、図３において、駆動シャフト２１の途中位置には、上方に向かって円弧状に延設された一対のアーム２２，２２が固定されている。各アーム２２の先端側には、水平方向外側に突出したピン２３が取り付けられ、このピン２３にはスライダ２４が嵌め込まれている。スライダ２４は、前述のシャフト６と平行な支持ロッド２５の基端側の摺動溝２６に摺動自在に嵌合している。支持ロッド２５の先端は可動リング１５の裏面側に当接されている。【００２３】
従って、駆動シャフト２１を回動させると、アーム２２がシャフト６の軸方向に沿って揺動し、よって支持ロッド２５が移動して可動リング１５を動かし、一方の排気導入壁１３が他方の排気導入壁１４に対して進退することになる。このようなスライド機構２０においては、アーム２２、ピン２３、スライダ２４、および摺動溝２６を有した支持ロッド２５が、駆動シャフト２１の回動運動を排気導入壁１３の進退運動に変換する変換手段を構成している。【００２４】
スライド機構２０の駆動シャフト２１は、その端部に設けられたアーム２７を介して油圧サーボ駆動装置３０によって回動駆動される。以下には、油圧サーボ駆動装置３０について詳説する。【００２５】
図４、図５に示すように、油圧サーボ駆動装置３０は基本的に、サーボピストン３１を上下に進退運動させることで駆動シャフト２１を回動させる構造である。このためにサーボピストン３１の外周には、軸方向に対して直交した摺動溝３２が設けられ、駆動シャフト２１側のアーム２７には、摺動溝３２側に突出したピン２８が設けられ、このピン２８にスライダ２９が嵌め込まれ、スライダ２９が前記摺動溝３２に摺動自在に嵌合している。【００２６】
つまり、本実施形態では、摺動溝３２、スライダ２９、ピン２８、アーム２７を含んで、サーボピストン３１の進退運動を駆動シャフト２１の回動運動に変換する別の変換手段が構成されている。サーボピストン３１を上下動させると、それに伴ってスライダ２９が上下動するとともに摺動溝３２に沿って摺動し、このスライダ２９の動きとピン２８の回動とによりアーム２７の円弧動を許容し、アーム２７を回動させることが可能である。【００２７】
ここで、前記変換手段は、油圧サーボ駆動装置３０のハウジング３２内に設けられた油溜室３３Ｂ内に収容されている。この油溜室３３Ｂは、サーボピストン３１の動作に使用された油が排出されて溜まる部屋であって、サーボピストン３１の外周を所定幅で取り巻くように、ハウジング３３の周方向に連続して形成されている。【００２８】
この油溜室３３Ｂとセンターハウジング７内の油戻し室１１７とは、センターハウジング７に穿設されたドレイン流路７Ａで連通している。つまり、ドレイン流路７Ａの一端側は油溜室３３Ｂに開口し、他端側は油戻し室１１７に開口している。従って、油溜室３３Ｂに流れ出した油は、ドレイン流路７Ａを通してセンターハウジング７内に流出し、戻し口１１８からドレイン回路７５を通過してエンジン本体にドレインされるのである。このドレイン流路７Ａは、油溜室３３Ｂからの油をターボ本体を介して戻すために設けられたものであるが、加工が簡単であり、かつ流路径などの設計上の自由度が大きいというメリットがある。【００２９】
また、油溜室３３Ｂ内には、開口部３３Ａを通して駆動シャフト２１が入り込んでいる。駆動シャフト２１は、センターハウジング７の別の軸受部１１９によって軸支されている。軸受部１１９内にはブッシュ１２０が配置されており、このブッシュ１２０を貫通した状態で駆動シャフト２１が支持されている。ブッシュ１２０は軸受部１１９内に圧入等されているのに対し、ブッシュ１２０と駆動シャフト２１との間には油膜が形成される程度の隙間が存在している。つまり、この隙間が別のドレイン流路２１Ｂとして機能するようになるため、油溜室３３Ｂの油がドレイン流路２１Ｂを通してもセンターハウジング７側に流れることになり、駆動シャフト２１周りを良好に潤滑できる。【００３０】
図６には、油圧サーボ駆動装置３０全体の縦断面が示されている。図６において、油圧サーボ駆動装置３０は、前記サーボピストン３１と、このサーボピストン３１を摺動自在に収容し、かつ一部に開口部３３Ａを有した前記ハウジング３３と、サーボピストン３１の軸方向に貫通したセンターホール３４内に収容されてパイロット圧によって摺動するパイロットスプール３６とを備え、開口部３３Ａ周りをシールするＯリング１００を介して可変ターボ過給機１のセンターハウジング７に取り付けられている。【００３１】
先ず、ハウジング３３の内部には、上下に貫通する円筒状のシリンダ３５が設けられており、このシリンダ３５内にサーボピストン３１が収容されている。シリンダ３５の上下端側はＯリング１０１，１０２を介して閉塞部材３７，３８によって密閉されている。ハウジング３３の開口部３３Ａに対応した位置には、駆動シャフト２１とサーボピストン３１との連結部３９が設けられている。従って、開口部３３Ａや油溜室３３Ｂの大きさは、サーボピストン３１およびスライダ２９の摺動量、および排出される油の流量等を考慮して設定されている。【００３２】
ハウジング３３において、開口部３３Ａとは反対側の側面には、例えば可変ターボ過給機１から離れた位置にある比例電磁弁９５（図９）からのパイロット圧を供給するパイロットポート４１、昇圧ポンプ９２（図９）からの油を供給するポンプポート４２が設けられている。昇圧ポンプ９２および比例電磁弁９５は、本実施形態の可変ターボ過給機１が搭載される図示しない同一のエンジン本体に設置されている。【００３３】
ハウジング３３のシリンダ３５は、サーボピストン３１が摺動する部分と、その上方の部分とが仕切部材４４によって仕切られている。この仕切部材４４は、シリンダ３５の内周面に設けられた段差部分に当接しており、当接部分の近傍には、仕切部材４４で仕切られた部位をシールするためのＯリング１０３が設けられている。仕切部材４４には下方に垂下した筒部４５が設けられており、この筒部４５がサーボピストン３１のセンターホール３４の上方側に入り込んでいる。そして、仕切部材４４で仕切られた上方の部屋がパイロット油圧室４６とされ、このパイロット油圧室４６とパイロットポート４１とが連通している。【００３４】
これに対して、仕切部材４４で仕切られた下方の部屋は、当該仕切部材４４とサーボピストン３１の上端面との間に形成される第１油圧室４７となっている。つまり、前記パイロット油圧室４６は、第１油圧室４７に対して軸方向の外側（本実施形態では上側）にずれているのであり、この配置によって油圧サーボ駆動装置３０全体が大径化するのを抑制している。さらに、サーボピストン３１の下端面と下側の閉塞部材３８との間には第２油圧室４８が形成されている。【００３５】
次に、サーボピストン３１について説明する。サーボピストン３１には、センターホール３４とハウジング３３のポンプポート４２とを連通させて、ポンプからの油をセンターホール３４内に流入させるプレッシャポート５１が設けられている。このプレッシャポート５１の外側は、径方向に対向して形成された溝部分に開口しており、溝部分が所定の上下寸法を有することにより、サーボピストン３１のストローク内でプレッシャポート５１とポンプポート４２とが常時連通することになる。【００３６】
さらに、サーボピストン３１には、センターホール３４とハウジング３３の前記油溜室３３Ｂとを連通させて、センターホール３４内の油をターボ本体のセンターハウジング７内に流すリターンポート５２が設けられている。このリターンポート５２の外側は、サーボピストン３１の外周に形成された溝部分に開口しており、サーボピストン３１のストローク内ではやはりリターンポート５２と油溜室３３Ｂとが常時連通する。また、本実施形態では、リターンポート５２がサーボピストン３１を径方向に貫通して設けられており、ドレインされる油の一部がそのまま、スライダ２９が嵌め込まれた摺動溝３２側から油溜室３３Ｂに流れ出るようになっている。【００３７】
サーボピストン３１には加えて、図６中に点線で示すように、センターホール３４と上方の第１油圧室４７とを連通させる第１ピストンポート５３、およびセンターホール３４と下方の第２油圧室４８とを連通させる第２ピストンポート５４が設けられている。この際、第１ピストンポート５３のセンターホール３４側の開口部分は、プレッシャポート５１の開口部分よりも下方に位置し、第２ピストンポート５４のセンターホール３４側の開口部分は、プレッシャポート５１の開口部分よりも上方に位置している。第１、第２ピストンポート５３，５４はそれぞれ、プレッシャポート５１およびリターンポート５２に対して連通しない位置にずれて設けられている。【００３８】
センターホール３４の下方側は、当接部材５５がサーボピストン３１にＯリング１０４を介して螺設されることで密閉されており、当接部材５５を介してサーボピストン３１が閉塞部材３８に当接し、当接した位置がサーボピストン３１の最下位置となる。第２油圧室４８内において、閉塞部材３８と当接部材５５との間にはコイルばね５６が配置され、サーボピストン３１の上方側への移動をアシストしている。昇圧ポンプ９２の故障等により、油圧サーボ駆動装置３０につながる配管内の油がなくなった時でも、コイルばね５６のばね力によって可変ターボ過給機１のノズル開度が開き側（好ましくは全開）で維持されるようになっている。【００３９】
パイロットスプール３６は、略中央部分に２つの第１、第２スプールランド６１，６２を備えている。パイロットスプール３６の内部には、下方に開口したリターン流路６３が設けられており、第１スプールランド６１の上側の溝部分とリターン流路６３とが連通し、第２スプールランド６２の下側の溝部分とリターン流路６３とが同様に連通している。さらに、リターン流路６３の下側が開口していることで、このリターン流路６３、リターンポート５２、油溜室３３Ｂが連通している。【００４０】
また、パイロットスプール３６は、仕切部材４４の筒部４５を通してサーボピストン３１のセンターホール３４内を上下に摺動可能であり、その上端部分がパイロット油圧室４６内に配置された保持部材６４に螺合保持されている。パイロット油圧室４６内において、保持部材６４はコイルばね６５によって上方に付勢されており、コイルばね６５の付勢力に抗するパイロット圧によってパイロットスプール３６が下方に移動し、パイロット油の戻り（ドレイン流路については図示しないが、電磁弁９５側でオイルパン８０にドレインされる）によりコイルばね６５の付勢力で上方へ移動する。【００４１】
このような構成の油圧サーボ駆動装置３０では、パイロットスプール３６がサーボピストン３１に対して上昇すると、それに追従してサーボピストン３１も上昇し、パイロットスプール３６が下降すると、サーボピストン３１も追従して下降する。この際、パイロットスプール３６は、サーボピストン３１内を軸方向に摺動するだけであるから、可動リング１５の進退時の駆動負荷は、スライド機構２０を介してサーボピストン３１に作用するが、パイロットスプール３６には一切作用しない。【００４２】
このため、本実施形態では、パイロットスプール３６の位置を制御し、よってサーボピストン３１の位置制御を行い、ひいては可動リング１５を進退させてノズル部１１の開口面積を変えるのであるが、この際、パイロットスプール３６の位置制御を駆動負荷に左右されずに行うことができ、負荷ドリフトをなくすことができる。従って、排気ガスによる流体圧が一定していない排気ターボ、つまり本実施形態のような可変ターボ過給機１の場合でも、ノズル部１１の開口面積を容易にコントロールでき、エミッションを正確に制御できる。また、位置制御を正確に行えることで、制御方式を例えばフィードバック制御からフィードフォワード制御にして応答時間を短くすることもでき、トランジェントにも精度よく対応できる。【００４３】
次に、図６ないし図８を参照し、油圧サーボ駆動装置３０の動きについて具体的に説明する。図６では、コイルばね６５の付勢力を越えるパイロット圧が供給されることで、パイロットスプール３６およびサーボピストン３１の両方が共に最下位置にある。従って、この状態においては、パイロットスプール３６の下端が当接部材５５の上端に当接し、また、当接部材５５の下端は閉塞部材３８に当接している。さらに、この位置では、パイロットスプール３６の上側の第１スプールランド６１が第２ピストンポート５４から下方にずれており、第２ピストンポート５４がリターン流路６３を通してリターンポート５２に連通し、第２油圧室４８内の油がドレインされている。【００４４】
一方、下側の第２スプールランド６２も第１ピストンポート５３に対して下方にずれており、プレッシャポート５１と第１ピストンポート５３とが連通している。このため、プレッシャポート５１および第１ピストンポート５３を通して第１油圧室４７に油が供給されている。【００４５】
なお、パイロット油圧室４６に供給された油の一部は、仕切部材４４の筒部４５と保持部材６４との間に形成されている僅かな隙間や、筒部４５とパイロットスプール３６の上端側外周部分との間に形成されている僅かな隙間を通して、その下方に区画されている部分、すなわちサーボピストン３１のセンターホール３４内周と、パイロットスプール３６の外周と、筒部４５の下端とで区画される部分に入り込む。【００４６】
この状態から、図７に示すように、パイロット油圧室４６内の油を戻して所定のパイロット圧まで下げると、パイロット圧とコイルばね６５とがつり合う位置までパイロットスプール３６が上昇する。この時、上側の第１スプールランド６１は第２ピストンポート５４の上方にずれるため、第２ピストンポート５４とプレッシャポート５１とが連通し、第２油圧室４８に油が供給される。【００４７】
これと同時に、下側の第２スプールランド６２も第１ピストンポート５３の上方にずれるため、第１ピストンポート５３とリターン流路６３が連通し、第１油圧室４７内にあった油の一部がドレインされ、よってサーボピストン３１がパイロットスプール３６に追従するようにして上昇する。このサーボピストン３１の上昇は、第１、第２スプールランド６１，６２によって第１、第２ピストンポート５３，５４が閉じられた時点で終了し、サーボピストン３１はパイロットスプール３６の停止位置に応じた位置で同様に停止する。サーボピストン３１がパイロットスプール３６を追い越して上昇することはない。【００４８】
続いて、図８に示すように、パイロット圧を完全に抜いた状態では、保持部材６４の上端がパイロット油圧室４６の天面に当接した状態となるまでパイロットスプール３６が上方に移動し、この移動に追従したサーボピストン３１は、上端が仕切部材４４に当接するまで上昇する。そして、この状態では、パイロットスプール３６およびサーボピストン３１は共に最上位置にあり、第２油室４８内に油が充満した状態で第１、第２ピストンポート５３，５４はそれぞれ、第１、第２スプールランド６１，６２で閉じられる。第１油室４７にあった油は、リターンポート５２から油溜室３３Ｂに排出され、センターハウジング７に設けられたドレイン流路７Ａ、および駆動シャフト２１周りの隙間で形成されるドレイン流路２１Ｂを介してセンターハウジング７の油戻し室１１７に流出し、ここからエンジン本体のオイルパン８０にドレインされる。【００４９】
この際、サーボピストン３１のセンターホール３４内周と、パイロットスプール３６の外周と、筒部４５の下端とで区画される部分に入り込んでいた油は、前述の隙間を通してパイロット油圧室４６に戻ることになる。【００５０】
サーボピストン３１を下方の所定位置に移動させる場合には、パイロット圧を供給してパイロットスプール３６を所定位置まで下降させる。こうすることで再度、第２ピストンポート５４がリターン流路６３と連通し、第２油圧室４８内の油の一部がドレインされ、サーボピストン３１が下降する。この下降はやはり、第１、第２スプールランド６１，６２によって第１、第２ピストンポート５３，５４が閉じられた時点で終了し、サーボピストン３１はパイロットスプール３６の停止位置に応じた位置で同様に停止する。勿論、サーボピストン３１がパイロットスプール３６を追い越して下降することもない。そして、第２油室４８内の油はやはり、リターンポート５２から油溜室３３Ｂに流出した後、ドレイン流路７Ａ，２１Ｂを通って油戻し室１１７に流れ、ここからエンジン本体にドレインされる。【００５１】
以上の動作をする油圧サーボ駆動装置３０によれば、サーボピストン３１の動作に伴ってドレインされる油は、駆動シャフト２１周りを潤滑しながらターボ本体を介してドレインされるので、駆動シャフト２１の焼付や摩耗を良好に防止できるうえ、ブッシュ１２０の耐久性を向上させることができる。また、油圧サーボ駆動装置３０とオイルパン８０との間には、互いを直接的に連通させるドレイン回路が不要であるから、建設機械のような狭いエンジンルーム内での油圧回路用配管の取り回しを容易にできる。【００５２】
図９には、本実施形態の可変ターボ過給機１が搭載されるエンジンの潤滑回路７０が模式的に示されている。潤滑回路７０は、オイルパン８０内の潤滑油を油圧ポンプ８１で汲み上げて、オイルクーラ８２およびオイルフィルタ８３を介してメインギャラリ８４に供給するように形成されている。このメインギャラリ８４からの潤滑油では主に、クランクシャフト８５およびカムシャフト８６が潤滑される。【００５３】
また、潤滑回路７０には、メインギャラリ８４からそれぞれ分岐して燃料噴射装置８７内のカム駆動部等を潤滑する噴射装置側回路７１と、タイミングギアを含む動力伝達機構８８を潤滑する伝達機構側回路７２と、ロッカアーム８９を潤滑するロッカアーム側回路７３と、可変ターボ過給機１のシャフト６を支持する軸受部１１０を潤滑する過給機側回路７４と、可変ターボ過給機１および燃料噴射装置８７から潤滑油をオイルパン８０に戻すためのドレイン回路７５とが設けられている。さらに、本実施形態では、潤滑回路７０とは別に、潤滑油の一部を駆動油として油圧サーボ駆動装置３０に供給する油供給回路９０が設けられ、また、油圧サーボ駆動装置３０の油溜室３３Ｂから油をターボ本体に流すためのドレイン流路７Ａ，２１Ｂが設けられているのは前述の通りである。そして、このドレイン流路７Ａ，２１Ｂはドレイン回路７５に合流している。【００５４】
すなわち、本実施形態では、油圧サーボ駆動装置３０を駆動するための油をエンジン潤滑油の一部で賄っているが、その油を供給するための回路がメインギャラリ８４手前から分岐された油供給回路９０である。そして、油供給回路９０の基端側には昇圧ポンプ９２が設けられ、昇圧された油が先端側の駆動圧回路９３を通して油圧サーボ駆動装置３０のポンプポート４２に供給される。油圧ポンプ８１での吐出圧は約１９６〜２９４kN/m2（２〜３kg/cm2）で、昇圧ポンプ９２による昇圧後の 吐出圧は約１４７０kN/m2（１５kg/cm2）である。そして、油供給回路９０の先端側は、ポンプポート４２側へ供給される前記駆動圧回路９３と、油圧サーボ駆動装置３０のパイロットポート４１にパイロット圧を供給するパイロット圧回路９４とに分岐されており、このため、パイロット圧回路９４には、パイロット圧を生じさせる比例電磁弁９５が設けられている。電磁弁９５に所定の電流を通電させることで、電流に応じた０〜１４７０kN/m2（０〜１５kg/cm2）のパイロット圧を生じさせ、パイロットスプール３６をパイロット圧に応じた位置に移動させることが可能である。
なお、図示を省略するが、ターボ本体には水冷却回路も接続されており、この水冷却回路を流れる冷却水によって冷却されている。また、図９では、ドレイン回路７５の戻し側の端部がオイルパン８０に繋がっているように図示されているが、実際には、エンジン本体に繋がっており、このエンジン本体を経由して油がオイルパン８０に戻る。【００５５】
〔第２実施形態〕
図１０には、本発明の第２実施形態が示されている。前記第１実施形態では、センターハウジング７にドレイン流路７Ａが設けられていたが、本実施形態では、ドレイン流路７Ａの代わりに、駆動シャフト２１にドレイン流路２１Ａが設けられている。具体的には、駆動シャフト２１の内部には、アーム２７を貫通したドレイン流路２１Ａが長手方向の途中位置まで穿設されている。ただし、ドレイン流路２１Ａを貫通孔ではなく、駆動シャフト２１の表面に設けられた溝によって形成してもよい。このドレイン流路２１Ａも、一端側が油溜室３３Ｂに開口し、他端側がセンターハウジング７の油戻し室１１７に開口している。【００５６】
〔第３実施形態〕
図１１、図１２には、本発明の第３実施形態が示されている。
本実施形態では、第１，第２実施形態のようなドレイン流路７Ａ，２１Ａが設けられておらず、ターボ本体側への油は駆動シャフト２１周りの隙間をドレイン流路２１Ｂとして流れることになる。また、本実施形態のハウジング３３には、リターンポート５２と連通するドレインポート４３が設けられ、ドレインされる油の一部は、このドレインポート４３から別のドレイン回路９１（図１２）を通してオイルパン８０に戻される。他の構成は第１実施形態と同じである。このような構成でも、駆動シャフト２１周りを良好に潤滑でき、本発明の第２の目的を達成できる。【００５７】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。【００５８】
例えば、前記第１実施形態では、ターボ本体側の油戻し室１１７と油圧サーボ駆動装置３０の油溜室３３Ｂとを、センターハウジング７に貫通して設けられたドレイン流路７Ａを介して連通させていたが、センターハウジング７とハウジング３３とが離間して設けられているような構造では、そのようなドレイン流路７Ａから配管を延設し、この配管を介して油溜室３３Ｂと連通させてもよい。このような配管を用いることで、油圧サーボ駆動装置３０のレイアウトの自由度が増す。また、従来のようにドレイン用の配管をオイルパン８０に直接接続する場合に比し、配管の長さを格段に短くできるので、振動による配管の破損が生じにくいというメリットもある。【００５９】
また、前記各実施形態で説明したドレイン流路７Ａ，２１Ａ，２１Ｂを、任意に組み合わせて設けることも可能であり、その組み合わせに加えてドレインポート４３を設けることも任意である。反対に、ドレイン流路７Ａ，２１Ａ，２１Ｂのいずれかを単独で設けた場合でも本発明に含まれる。いずれのドレイン流路を設けるかは、油の流量などを勘案して適宜に決められてよい。ただし、ドレイン流路７Ａやドレイン流路２１Ａを設けることで、ドレインポート４３を設けることなく十分な流量の油をターボ本体を介して戻すことができ、よってドレイン回路９１を不要にできるため、そのようにすることが望ましい。【００６０】
本発明は、対向する排気導入壁の一方を他方に対して近接離間させることでノズル開度を変更する可変ターボに限らず、ノズルベーンの向きを変更することでノズル開度を変更する可変ターボ過給機にも適用可能である。【００６１】
本発明に係る油圧駆動装置は、油圧によってノズル部の開度調整機構を駆動できればよく、サーボを用いた自動制御を行わない場合でも、本発明に含まれる。【００６２】
本発明に係る油圧駆動装置は、ターボ本体の外部に取り付けられる他、センターハウジングの内部に一体に設けられる場合でもよく、このような場合でも、油圧駆動装置から排出される油をセンターハウジング内の油戻し室に戻す構成であれば、本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、油圧駆動装置を用いてノズル部の開度を制御する可変ターボ過給機として好適に利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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