(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスターボチャージャーなどに用いられる過給機用の調節機構（１２）であって、保持リング（４２）などの少なくとも１つの保持部材（４２）を備え、該保持部材に複数の案内翼（１４）が取付けられており、それら複数の案内翼はそれらに対応した夫々の連係部材（１０）を介して調節リング（１６）などの作動部材（１６）との間で動作連係するようにしてあり、また更に、それら複数の案内翼は前記作動部材（１６）によって夫々の迎角が調節されるようにしてある調節機構（１２）において、
前記連係部材（１０）と前記作動部材（１６）とが、該調節機構（１２）の軸心方向に平行な方向に対して傾斜して延展している少なくとも１つの傾斜作用面（３４、３６）を介して動作連係するようにしてあることを特徴とする調節機構（１２）。
【請求項２】
前記傾斜作用面（３４、３６）は、前記連係部材（１０）に設けられていることを特徴とする請求項１記載の調節機構（１２）。
【請求項３】
前記傾斜作用面（３４、３６）は、前記作動部材（１６）に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の調節機構（１２）。
【請求項４】
前記案内翼（１４）は、前記保持部材（４２）に回転可能に取付けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の調節機構（１２）。
【請求項５】
タービンホイールとして形成された羽根車を備えており、前記案内翼（１４）は、前記傾斜作用面（３４、３６）によって、前記タービンホイールの流出口に近付く向きに移動されるようにしてあることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の調節機構（１２）。
【請求項６】
前記連係部材（１０）、及び／または、前記案内翼（１４）、及び／または、前記作動部材（１６）は、金属粉末射出成形法により製作されたものであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の調節機構（１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば排気ガスターボチャージャーなどに用いられる、請求項１の前提部分に記載した種類の過給機用の調節機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開WO 2007/093407 A1号パンフレット（特許文献１）には、可変タービンジオメトリ方式のターボチャージャーが開示されており、そのターボチャージャーは、排気導入路を備えたタービンハウジングと、このタービンハウジングの中に回転可能に軸支されたタービンロータと、このタービンロータの外周を囲繞するようにして配設された案内翼列機構とを備えている。案内翼列機構は、案内翼支持リングと、複数の案内翼と、案内翼調節リングとを備えている。複数の案内翼は、その各々が案内翼軸を有しており、この案内翼軸が案内翼支持リングに軸支されている。また、複数の案内翼には、その各々に案内翼レバーが備えられており、この案内翼レバーの一端が案内翼軸に固定連結されている。更に、案内翼レバーを介して、案内翼調節リングと複数の案内翼との間で動作連係が行われるようにしてあり、その動作連係のために、夫々の案内翼レバーの他端に形成したレバーヘッドを、案内翼調節リングに形成した複数の係合凹部の夫々に係合させてある。また、案内翼レバーは非対称形状であり、案内翼レバーの中心から一方の側方にのみ扇形の当接凸部が突出しており、この当接凸部はレバーヘッドと同一平面上に形成されている。
【０００３】
以上に説明したターボチャージャーには隙間損失が大きいという不都合があり、そのことがこのターボチャージャーの効率的な運転の妨げとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開WO 2007/093407 A1号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の目的は、過給機の効率的な運転を可能にする、過給機用の調節機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、請求項１に記載した特徴を備えた過給機用の調節機構により達成される。従属請求項は、本発明の好適且つ自明でない修正を加えた有利な構成例の特徴を記載したものである。
【０００７】
本発明に係る調節機構は、例えば排気ガスターボチャージャーなどに用いられる過給機用の調節機構であって、例えば保持リングなどの少なくとも１つの保持部材を備え、該保持部材に複数の案内翼が取付けられており、それら複数の案内翼はそれらに対応した夫々の連係部材を介して例えば調節リングなどの作動部材との間で動作連係するようにしてあり、また更に、それら複数の案内翼は前記作動部材によって夫々の迎角が調節されるようにしてある調節機構であり、以上において、前記連係部材と前記作動部材とが、該調節機構の軸心方向に対して傾斜して延展している少なくとも１つの傾斜作用面を介して動作連係するようにしてあることを特徴とする。
【０００８】
前記調節機構の軸心方向に平行な方向に対して傾斜している前記傾斜作用面は、例えば前記連係部材に設けるようにしてもよく、前記作動部材に設けるようにしてもよく、或いはまた、前記連係部材と前記作動部材との両方に１つずつの前記傾斜作用面を設け、それら２つの前記傾斜作用面が互いに少なくとも実質的に平行に延展しているようにしてもよい。そのようにして設けた前記傾斜作用面によって、例えば板状の連係部材などとして形成された前記連係部材を、この調節機構の軸心方向における所定位置に、即ち、前記案内翼の回転軸心に対して平行な方向における所定位置に、確実に位置付けることができ、それによって、この調節機構の隙間損失が、またひいては過給機の全体としての隙間損失が、顕著に低減される。またそれによって、過給機の非常に効率的な運転が可能となり、従って、過給機の効率が大いに向上する。
【０００９】
更に、本発明に係る調節機構によれば、摩耗発生量が非常に少ないために故障発生率が極めて低くなり、これは、軸心方向における前記連係部材の（ひいては前記案内翼の）ガタ付きが防止されることによるものである。
【００１０】
またそれと共に、本発明に係る調節機構によれば、複数の前記案内翼は、それらに対応した夫々の前記連係部材を介して、前記作動部材によってそれら案内翼の迎角が変更されることから、それら案内翼を流動条件に最適に適合させることができる。そのため、例えば過給機を装備した内燃機関において、その過給機を非常に広い動作点範囲に亘って極めて高い効率で運転することができ、このことは、内燃機関の燃料消費量を低減する上で、またひいては二酸化炭素排出量を低減する上で大いに資するものである。また、前記案内翼の迎角の調節は、例えば、複数の前記案内翼を夫々の回転軸心を中心として回転させることにより行われ、その際には、前記作動部材が、本発明の特徴である前記傾斜作用面を介して複数の前記連係部材と協働し、それによって複数の前記案内翼が夫々に回転させられる。
【００１１】
また、１つの構成例として、前記連係部材を作動部材の溝部に係合させた構成とするのもよい。或いは、これとは逆の構成例として、前記連係部材の溝部に対応した前記作動部材の所定部分をその溝部に係合させた構成とするのもよい。
【００１２】
これら２つの構成例のいずれを採用した場合でも、前記傾斜作用面によって、前記案内翼を軸心方向に押圧する押圧力が生成されるため、上述した利点が得られる。
【００１３】
本発明の特に有利な１つの実施の形態は、タービンホイールとして形成された羽根車を備えており、前記案内翼は、前記傾斜作用面によって、前記タービンホイールの流出口に近付く向きに移動されるようにしてある。また、そうするために、前記傾斜作用面の傾斜の向きを、前記作動部材の移動の向きに応じた向きにしてある。例えば、前記作動部材を調節リングとして形成した構成例では、前記傾斜作用面の傾斜の向きを、その調節リングを回転させる回転方向に応じた向きに、即ち、その調節リングを回転させたときに、前記連係部材が（ひいては前記案内翼が）前記タービンホイールの流出口に近付く向きに移動されるような傾斜の向きにしてある。
【００１４】
調節リングを回転させる方向が逆方向である場合には、前記傾斜作用面の傾斜の向きも以上に述べた第１の構成例における前記傾斜作用面の傾斜の向きとは逆向きにする必要がある。例えば、本発明に係る調節機構の縦断面図に現れる前記傾斜作用面の形状について述べるならば、その形状は例えば楔形の形状とすることができ、またその楔形の形状は、前記連係部材を（ひいては前記案内翼を）軸心方向に押圧して移動させるときのその移動の向きに従って、即ち、例えばタービンホイールの流出口に近付く向きに従って、次第に高さが増すような傾斜の向きとすればよい。
【００１５】
前記傾斜作用面を形成するには、例えば、前記連係部材、及び／または、前記案内翼の翼、及び／または、前記作動部材を金属粉末射出成形法により製作し、その製作過程において前記傾斜作用面を形成するようにするとよい。金属粉末射出成形法によりそれらを製作する場合には、例えば、前記連係部材と前記作動部材とが動作連係を行うために互いに当接する夫々の当接面を焼結形成する焼結工程において、本発明の特徴である前記傾斜作用面を形成するようにすればよい。
【００１６】
本発明の特徴である前記傾斜作用面が提供する作用効果は、前記作動部材が作動したときに、前記連係部材に作用する前記調節機構の軸心方向の力成分を発生させることによって、前記連係部材を（ひいては前記案内翼を）軸心方向に移動させることである。また、そのとき、前記連係部材から前記作動部材へ反力が作用するが、この反力は、前記案内翼に加わっている排気の圧力が、前記連係部材を介して前記作動部材に伝達されることによるものである。
【００１７】
本発明の更なる利点、特徴、及び細部構成については、以下に示す好適な実施の形態についての説明により、また添付図面を参照することにより明らかとなる。尚、ここまでの説明中で言及した様々な特徴及びそれら特徴の組合せ、並びに、添付図面に即した以下の説明中で言及し、及び／または、添付図面中に示す、様々な単独の特徴及びそれら特徴の組合せは、それら説明ないし図面に示した通りの組合せで利用し得るばかりでなく、それとは異なる組合せで利用することもでき、また、それら個々の特徴を単独で利用することも可能なものであり、そのように特徴を利用した場合でも本発明の範囲から逸脱するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る調節機構に用いられる連係部材の１つの実施の形態を示した斜視図である。
【図２】図１に示した連係部材、並びに本発明に係る調節機構に用いられる作動部材の断面図であり、該作動部材によって本発明に係る調節機構の連係部材が（ひいては案内翼が）移動調節される。
【図３】本発明に係る調節機構の１つの実施の形態を示した一部断面斜視図である。
【図４】図３に示した調節機構の２通りの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に示したのは、調節機構１２（図３及び図４参照）に用いられる連係部材（リンク部材）１０である。保持リング４２（図３及び図４参照）に案内翼１４（図３参照）が取付けられており、その案内翼１４の迎角が、この連係部材１０を介して、調節リング１６として形成された作動部材により調節されるようにしてある。調節機構１２は、かかる案内翼１４を複数備えており、また連係部材１０も複数備えているが、ただし図３及び図４では、図の見易さを考慮して、それらのうち１つの案内翼１４と１つの連係部材１０とにだけ参照符号を付してある。
【００２０】
案内翼１４の迎角の調節を行うために、連係部材１０と調節リング１６とが、それらの夫々の当接領域１８及び当接領域２０が互いに当接することによって、互いに動作連係するようにしてあり、この動作連係は、調節リング１６が矢印２２で示した回転方向に回転させられることによって発生する。調節リング１６は調節軸２４により回転させられ、この調節軸２４は軸受機構２６を介してこの調節機構１２の不図示のハウジングに軸支されている。更に、調節軸２４は調節板２８によって駆動されるようにしてあり、この調節板２８は不図示のアクチュエータによって駆動されるようにしてある。調節軸２４の回転運動は調節レバー３０を介して調節リング１６へ伝達される。調節レバー３０は調節リング１６に形成されたこの調節レバー３０に対応した溝部に係合している。同様に複数の連係部材１０も、調節リング１６に形成されたそれら連係部材１０の夫々に対応した複数の溝部に夫々に係合している。
【００２１】
特に図２から明らかなように、調節リング１６が回転したならば、互いに対応している連係部材１０の側端面部分と調節リング１６の側端面部分とが当接することにより、それら側端面部分どうしの間で動作連係が発生し、より詳しくは、図中の当接領域１８と当接領域２０とが互いに当接する。そのため、調節リング１６が回転すると、連係部材１０が回転軸心１１を中心として回転し、即ち連係部材１０が揺動することになる。
【００２２】
更にこれも図２から明らかなように、連係部材１０と調節リング１６とは、調節機構１２の軸心方向（この方向を矢印３２で示した）に対して傾斜して延展している夫々の傾斜作用面３４及び傾斜作用面３６を介して互いに動作連係するようにしてあり、その動作連係によって、連係部材１０を（ひいては案内翼１４を）、矢印３２で示した軸心方向に、そして、矢印３８で示したタービンホイール（不図示）のタービンホイール流出口に近付く向きに押圧する、押圧力が発生する。
【００２３】
この押圧力によって、連係部材１０が（ひいては案内翼１４が）軸心方向における所定位置に確実に位置付けられ、そのため、連係部材１０の（ひいては案内翼１４の）軸心方向におけるガタ付きが防止され、それによって、調節機構１２の摩耗発生量が格段に減少するという効果が得られる。更に、連係部材１０が（ひいては案内翼１４が）軸心方向における所定位置に確実に位置付けられるということは、調節機構１２の隙間損失に対しても有利な影響をもたらし、それによって隙間損失が非常に小さくなるため、この調節機構１２を装備した例えば排気ガスターボチャージャーなどの過給機の効率的な運転が可能となる。更に、その結果として過給機の効率が向上し、そのことが、この調節機構１２を装備した内燃機関に好影響をもたらし、即ち、それによって内燃機関の燃料消費量が減少し、二酸化炭素排出量も減少する。
【００２４】
図３及び図４に示したように、調節機構１２は更に複数本のスペーサボルト４０を備えている。ノズル４３を形成しているリング部材４４が、それらスペーサボルト４０を介して保持リング４２に固定されており、これによって、リング部材４４と保持リング４２との間隔が維持されている。また更に、支持リング４６と、ストッパーピン４８と、調節リング１６を支持するための支持リング５０とを備えている。
【００２５】
図３に示した矢印５２は、前記傾斜作用面として形成された作用面３４及び作用面３６によって、連係部材１０が（ひいては案内翼１４が）移動させられ、ないしは押圧される方向を示したものである。
【００２６】
図２に示した構成例においては、作用面３４の延展方向と矢印３２で示した軸心方向とが角度αを成しており、これによって、この作用面が傾斜作用面３４であることが示されている。作用面３４と同様に傾斜しているもう１つの傾斜作用面３６は、作用面３４に対して少なくとも実質的に平行に延展しており、それら傾斜作用面３４、３６によって、作動部材１０が（ひいては案内翼１４が）所定位置に確実に位置付けられ、そしてその所定位置に保持されることになる。尚、この調節機構１２の適用箇所は、以上に説明したような排気タービンに限られるものではなく、例えば過給機のコンプレッサなどをはじめとするその他の箇所にも同様に装備し得るものである。
【図１】
0005632484.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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