(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンハウジングのスクロール通路からタービンホイールを経て排出口へ排気ガスを排出する容量を変更可能とするためのバリアブルノズルユニットを備え、
このバリアブルノズルユニットは、前記スクロール通路から前記排出口に至る流路を作るように対向配置される第１、第２ノズルプレートと、この第１、第２ノズルプレート間の円周数ヶ所に設けられるノズルベーンと、全てのノズルベーンの姿勢を一括して変更させることにより前記流路の面積を変更させるためのアクチュエータとを備え、
前記スクロール通路と隣り合う領域には、前記アクチュエータに備える動力伝達用の可動部品の一部を配置するための環状空間が前記スクロール通路に連通する状態で設けられており、
この連通部分には、当該連通部分を塞ぐように前記第１ノズルプレートが取り付けられており、
この第１ノズルプレートには、前記スクロール通路から前記環状空間への排気ガスの流入を許容するための通孔が設けられており、
前記可動部品の一部には、前記通孔を開放または閉塞させるための開閉部が設けられている、ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
【請求項２】
請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャにおいて、
前記開閉部は、前記可動部品が前記流路面積を最大とする位置に配置されたときに前記通孔を開放する一方で、前記可動部品が前記流路面積を最小とする位置に配置されたときに前記通孔を閉塞するように、前記可動部品に設けられている、ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
【請求項３】
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において、
前記アクチュエータは、前記第１ノズルプレートに隣り合う位置に相対回転可能に支持される状態で配置されかつ円周数ヶ所に前記ノズルベーンが傾動可能に支持される環状板からなるユニゾンリングと、このユニゾンリングを前記流路面積を最大とする位置から前記流路面積を最小とする位置まで回転動作させるのに必要な動力を発生する駆動源と、この駆動源で発生する動力を前記ユニゾンリングに回転動力として伝達するためのリンク機構とを備え、かつ前記リンク機構において前記回転動力を前記可動部品に直接伝達する最終動力伝達部材が、前記環状板からなる前記可動部品の円周方向の所定位相に配置されており、
前記通孔は前記最終動力伝達部材の配置位置に対応して設置され、前記ユニゾンリングおよび前記最終動力伝達部材が前記可動部品とされている、ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の可変容量型ターボチャージャにおいて、
前記バリアブルノズルユニットは、前記アクチュエータを制御する制御部をさらに備え、
この制御部は、前記スクロール通路の上流側に排気ガス浄化用燃料を添加する時期や量に基づいて前記可動部品に付着、堆積するデポジットの堆積量を推定する推定手段と、
この推定手段による推定値が所定値を超えたと判定した後、前記スクロール通路を流通する排気ガス流量が所定値を超えたと判定したときに、前記アクチュエータで前記通孔を開放させるように前記可動部品を作動させる第１処理手段とを含む、ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の可変容量型ターボチャージャにおいて、
前記バリアブルノズルユニットは、前記アクチュエータを制御する制御部をさらに備え、
この制御部は、前記スクロール通路の上流側に排気ガス浄化用燃料を添加する時期や量に基づいて前記可動部品に付着、堆積するデポジットの堆積量を推定する推定手段と、
この推定手段による推定値が所定値を超えたと判定した後、前記排気ガス浄化用燃料が添加無しとなるアクセルペダルのオフ操作有りと判定し、かつ前記スクロール通路を流通する排気ガス流量が所定値を超えたと判定したときに、前記アクチュエータで前記通孔を開放させるように前記可動部品を作動させる第１処理手段とを含む、ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
【請求項６】
請求項４または５に記載の可変容量型ターボチャージャにおいて、
前記制御部は、前記通孔の開放時間を積算し、当該積算値が所定値を超えたと判定したときに、前記アクチュエータで前記通孔を閉塞させるように前記可動部品を作動させる第２処理手段をさらに含む、ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の可変容量型ターボチャージャにおいて、
前記タービンホイールと前記コンプレッサインペラとを回転一体とする共通の回転軸が回転自在に支持するためのベアリングハウジングをさらに備え、
前記タービンハウジングは、前記ベアリングハウジングの外周の軸方向中間領域においてタービン寄りに設けられる径方向外向きのフランジに結合され、
前記環状空間は、前記ベアリングハウジングのフランジと前記タービンハウジングとの結合部分に設けられている、ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の可変容量型ターボチャージャにおいて、
前記開閉部は、前記可動部品に固定されて前記第１ノズルプレートに弾性的に圧接される板ばねとされる、ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンハウジングのスクロール通路からタービンホイールを経て排出口へ排気ガスを排出する容量を変更可能とするためのバリアブルノズルユニットを備える可変容量型ターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン等に装備されるターボチャージャとして、タービン側を可変容量化した可変容量型ターボチャージャが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種のターボチャージャは、タービンハウジングのスクロール通路と排気管への排出口とを連通する連通路に、その流路面積またはスロート面積を可変とするバリアブルノズルユニットが配設されている。
【０００４】
このバリアブルノズルユニットは、エンジンの低回転域において、複数のノズルベーン（可動ベーンとも呼ばれる）の姿勢を変更させて円周方向で隣り合うノズルベーン同士の対向間隔（流路面積またはスロート面積）を減少させることにより、排気ガスの流速を上昇させ、これにより、エンジンの低回転域から高い過給圧を得るようになっている。
【０００５】
この特許文献１では、その段落０００６に、「タービンハウジングの渦室とリンク室との圧力差により、前記渦室内の燃料またはガスが、ノズルを作動させるためのピンなどの隙間からリンク室に侵入することがあり、この堆積した燃料またはガスがリンク機構の摺動を妨げ、制御性を悪化させるという問題があった」と記載されている。なお、前記リンク機構は、アクチュエータで発生する動力をバリアブルノズルユニットのリンクプレートに伝達して当該リンクプレートを回動させるためのものであり、前記リンク室内に配置されている。
【０００６】
そこで、この特許文献１では、渦室からリンク室への燃料の移動を抑制するために、前記渦室とリンク室とを接続する連結路を設けて、渦室とリンク室との圧力差を小さくするようにしている（請求項１、段落０００９、００４１参照）。なお、特許文献１の段落０００９には、「この連結路を渦室に突出するように配設しているから、渦室に付着した燃料が連結路に入ることを防止することができる」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２３３９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に係る従来例には、前記連結路を常に開放していて、それを開閉するようにはなっていないので、渦室からリンク室に排気ガスが漏れて過給効率が低下することが懸念される。
【０００９】
このような事情に鑑み、本発明は、タービンハウジングのスクロール通路からタービンホイールを経て排出口へ排気ガスを排出する容量を変更可能とするためのバリアブルノズルユニットを備える可変容量型ターボチャージャにおいて、排気ガスに含まれる未燃焼ガスが可動部品に付着、堆積したとしても、この堆積物（デポジット）を除去可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る可変容量型ターボチャージャは、タービンハウジングのスクロール通路からタービンホイールを経て排出口へ排気ガスを排出する容量を変更可能とするためのバリアブルノズルユニットを備え、このバリアブルノズルユニットは、前記スクロール通路から前記排出口に至る流路を作るように対向配置される第１、第２ノズルプレートと、この第１、第２ノズルプレート間の円周数ヶ所に設けられるノズルベーンと、全てのノズルベーンの姿勢を一括して変更させることにより前記流路の面積を変更させるためのアクチュエータとを備え、前記スクロール通路と隣り合う領域には、前記アクチュエータに備える動力伝達用の可動部品の一部を配置するための環状空間が前記スクロール通路に連通する状態で設けられており、この連通部分には、当該連通部分を塞ぐように前記第１ノズルプレートが取り付けられており、この第１ノズルプレートには、前記スクロール通路から前記環状空間への排気ガスの流入を許容するための通孔が設けられており、前記可動部品の一部には、前記通孔を開放または閉塞させるための開閉部が設けられている、ことを特徴としている。
【００１１】
この構成では、前記スクロール通路を流通する排気ガスに含まれる未燃焼ガスが、前記連通部分に対する前記第１ノズルプレートの取り付け隙間から前記環状空間へ漏洩することが起こり得る。このような漏洩が繰り返されると、前記未燃焼ガスが前記環状空間内に配置される前記可動部品に堆積することになって、この堆積物（デポジット）が前記可動部品の動きを阻害することになりかねない。
【００１２】
それに対して、本発明の構成では、前記通孔を開放させたときに前記スクロール通路を流通する高温の排気ガスの一部が前記通孔を経て前記環状空間に流入させられることになる。このようにして環状空間内に流入した高温の排気ガスの熱が、前記可動部品に付着、堆積しているデポジットを気化、消失させるように作用する。その結果、前記可動部品の動きが長期にわたって良好に保たれるようになるので、前記可変容量型ターボチャージャの信頼性を高めることが可能になる。また、前記通孔を常時開放していないので、過給効率のロスを抑制することが可能になる。
【００１３】
しかも、過給能力を変更するためにアクチュエータに備える可動部品を動かしたときに、当該動きに連動して前記通孔が開放または閉塞されるように構成されているので、前記通孔の開閉専用の制御系統を装備する必要が無くなって、設備コストの上昇を抑制することが可能になる。
【００１４】
好ましくは、前記開閉部は、前記可動部品が前記流路面積を最大とする位置に配置されたときに前記通孔を開放する一方で、前記可動部品が前記流路面積を最小とする位置に配置されたときに前記通孔を閉塞するように、前記可動部品に設けられている。
【００１５】
このように、前記可動部品によって前記流路面積を最大にする位置で前記通孔を開放させるようにしていても、前記スクロール通路から前記通孔を経て前記環状空間に流入する排気ガスの量が、前記スクロール通路を流通する排気ガスの総流量からすると僅かであるので、前記過給能力のロスが最小限で済むことになる。
【００１６】
好ましくは、前記アクチュエータは、前記第１ノズルプレートに隣り合う位置に相対回転可能に支持される状態で配置されかつ円周数ヶ所に前記ノズルベーンが傾動可能に支持される環状板からなるユニゾンリングと、このユニゾンリングを前記流路面積を最大とする位置から前記流路面積を最小とする位置まで回転動作させるのに必要な動力を発生する駆動源と、この駆動源で発生する動力を前記ユニゾンリングに回転動力として伝達するためのリンク機構とを備え、かつ前記リンク機構において前記回転動力を前記可動部品に直接伝達する最終動力伝達部材が、前記環状板からなる前記可動部品の円周方向の所定位相に配置されており、前記通孔は前記最終動力伝達部材の配置位置に対応して設置され、前記ユニゾンリングおよび前記最終動力伝達部材が前記可動部品とされている。
【００１７】
ここでは、可動部品を明確にするとともに、当該可動部品を作動させるための要素を明確にしている。この構成では、前記可動部品（ユニゾンリングおよび最終動力伝達部材）に前記未燃焼ガスが付着、堆積したとしても、前記通孔の開放時には前記スクロール通路から前記通孔を経て前記環状空間に流入される高温の排気ガスが、その流入直後に前記可動部品に触れるようになる。そのため、前記可動部品（ユニゾンリングおよび最終動力伝達部材）に付着、堆積しているデポジットが前記高温の排気ガスでもって気化、消失されやすくなる。
【００１８】
好ましくは、前記バリアブルノズルユニットは、前記アクチュエータを制御する制御部をさらに備え、この制御部は、前記スクロール通路の上流側に排気ガス浄化用燃料を添加する時期や量に基づいて前記可動部品に付着、堆積するデポジットの堆積量を推定する推定手段と、この推定手段による推定値が所定値を超えたと判定した後、前記スクロール通路を流通する排気ガス流量が所定値を超えたと判定したときに、前記アクチュエータで前記通孔を開放させるように前記可動部品を作動させる第１処理手段とを含む。
【００１９】
この構成では、前記通孔を開放させるように前記可動部品を自動的に作動させることが可能になる。また、前記可動部品を必要以上に作動させる必要がなくなる。
【００２０】
好ましくは、前記バリアブルノズルユニットは、前記アクチュエータを制御する制御部をさらに備え、この制御部は、前記スクロール通路の上流側に排気ガス浄化用燃料を添加する時期や量に基づいて前記可動部品に付着、堆積するデポジットの堆積量を推定する推定手段と、この推定手段による推定値が所定値を超えたと判定した後、前記排気ガス浄化用燃料が添加無しとなるアクセルペダルのオフ操作有りと判定し、かつ前記スクロール通路を流通する排気ガス流量が所定値を超えたと判定したときに、前記アクチュエータで前記通孔を開放させるように前記可動部品を作動させる第１処理手段とを含む。
【００２１】
この構成では、アクセルペダルのオフ操作有り時に通孔を開放させるように前記可動部品を作動させるようにしているから、通孔を開放させたときに、排気ガス浄化用燃料が排気ガスに含まれなくなる。そのため、通孔から環状空間に排気ガスが流入しても当該環状空間に余分な燃料が残存せずに済むようになる。このように、最適なタイミングで前記通孔を開放させることが可能になる。
【００２２】
好ましくは、前記制御部は、前記通孔の開放時間を積算し、当該積算値が所定値を超えたと判定したときに、前記アクチュエータで前記通孔を閉塞させるように前記可動部品を作動させる第２処理手段をさらに含む。
【００２３】
この構成では、最適なタイミングで前記通孔を閉塞させるように前記可動部品を作動させることが可能になる。
【００２４】
好ましくは、前記可変容量型ターボチャージャは、前記タービンホイールと前記コンプレッサインペラとを回転一体とする共通の回転軸が回転自在に支持するためのベアリングハウジングをさらに備え、前記タービンハウジングは、前記ベアリングハウジングの外周の軸方向中間領域においてタービン寄りに設けられる径方向外向きのフランジに結合され、前記環状空間は、前記ベアリングハウジングのフランジと前記タービンハウジングとの結合部分に設けられている。ここでは、環状空間が設けられる場所を明確にしている。
【００２５】
好ましくは、前記開閉部は、前記可動部品に固定されて前記第１ノズルプレートに弾性的に圧接される板ばねとされる。
【００２６】
ここでは、開閉部を特定している。この特定によれば、第１ノズルプレートの通孔を閉塞するときに前記板ばねからなる開閉部が第１ノズルプレートから離れてしまうという不具合が発生せずに済む。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、タービンハウジングのスクロール通路からタービンホイールを経て排出口へ排気ガスを排出する容量を変更可能とするためのバリアブルノズルユニットを備える可変容量型ターボチャージャにおいて、排気ガスに含まれる未燃焼ガスが可動部品に付着、堆積したとしても、この堆積物（デポジット）を除去することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る可変容量型ターボチャージャの一実施形態で、その概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のバリアブルノズルユニットの上半分を拡大して示す断面図である。
【図３】図１のバリアブルノズルユニットのユニゾンリングの外側面を示す図で、ノズルベーン開度を大きくした状態を示している。
【図４】図１のバリアブルノズルユニットの第１ノズルプレートの内側面を示す図で、ノズルベーン開度を大きくした状態を示している。
【図５】図１のバリアブルノズルユニットのユニゾンリングの外側面を示す図で、ノズルベーン開度を小さくした状態を示している。
【図６】図１のバリアブルノズルユニットの第１ノズルプレートの内側面を示す図で、ノズルベーン開度を小さくした状態を示している。
【図７】図１のリンク機構の一部を示す斜視図である。
【図８】図７のリンク機構の一部を分解して示す斜視図である。
【図９】図１の一対のプレートおよびユニゾンリングを上から見た図で、通孔を閉塞している状態を示している。
【図１０】図１の一対のプレートおよびユニゾンリングを上から見た図で、通孔を開放している状態を示している。
【図１１】図１に示すバリアブルノズルユニットの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】ユニゾンリング２１を過給能力の通常制御に用いる通常回転角領域内で通孔を閉塞していて、前記通常回転角領域外で通孔を開放させる場合を示すグラフである。
【図１３】ユニゾンリング２１を過給能力の通常制御に用いる通常回転角領域内で通孔を開放または閉塞させる場合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
図１から図１２に、本発明の一実施形態を示している。図示する可変容量型ターボチャージャ１は、図示していない内燃機関に付設される。この可変容量型ターボチャージャ１は、図１から図８に示すように、タービンホイール２、コンプレッサインペラ３、ベアリングハウジング４、タービンハウジング５、コンプレッサハウジング６、バリアブルノズルユニット７などを備えている。
【００３１】
タービンホイール２は、タービンシャフト２ａの軸方向一端に一体に形成されており、コンプレッサインペラ３は、タービンシャフト２ａの軸方向他端に一体に取り付けられている。このタービンシャフト２ａは、ベアリングハウジング４の中心孔内に２つのラジアルベアリング８Ａ，８Ｂを介して回転自在となるように挿通されている。
【００３２】
なお、２つのラジアルベアリング８Ａ，８Ｂは、メタルやブッシュと呼ばれるほぼ円筒形状のすべり軸受とされており、軸方向への変位が規制された状態で、フローティング状態とされている。
【００３３】
ベアリングハウジング４の軸方向一端にはタービンハウジング５が取り付けられ、また、ベアリングハウジング４の軸方向他端にはコンプレッサハウジング６が取り付けられている。タービンホイール２は、タービンハウジング５内に収納され、コンプレッサインペラ３はコンプレッサハウジング６内に収納されている。
【００３４】
タービンハウジング５には、排気ガスを旋回させるスクロール通路５ａと、スクロール通路５ａ内の排気ガスをタービンホイール２を介して図示していない排気管に排出させる排出口５ｂとが設けられている。
【００３５】
コンプレッサハウジング６には、図示していない吸気系からの吸入空気をコンプレッサインペラ３に向けて導入させる導入口６ａと、コンプレッサインペラ３の回転により圧力が高められた吸入空気を吸気管（図示省略）に送出する送出通路６ｂとが設けられている。
【００３６】
内燃機関から排気マニホールド（図示省略）に排出される排気ガスのエネルギーを利用してタービンホイール２を回転させ、このタービンホイール２と一体回転するコンプレッサインペラ３によって大気圧よりも高い圧力の新気を吸気マニホールド（図示省略）から燃焼室（図示省略）内に供給する。
【００３７】
バリアブルノズル（ＶＮ）ユニット７は、タービンハウジング５のスクロール通路５ａからタービンホイール２を経て排出口５ｂに排気ガスを排出する容量を変更可能とするものであって、図１から図６に示すように、一対の第１、第２ノズルプレート１１，１２、複数のノズルベーン１３、アクチュエータ２０、制御部１００などを備えている。
【００３８】
第１、第２ノズルプレート１１，１２は、環状板とされており、タービンハウジング５のスクロール通路５ａから排出口５ｂに至る流路を作るように平行に対向するように配置されている。これら第１、第２ノズルプレート１１，１２の対向間に作られる流路の円周数ヶ所（例えば１２ヶ所）に、ノズルベーン１３が姿勢変更可能となるように取り付けられている。
【００３９】
図４および図６に示すように、ノズルベーン１３それぞれの左右には、第１、第２支軸１４，１５が一直線状に連なるように固定されている。第１支軸１４の突出端は第１ノズルプレート１１の貫通孔（符号省略）に、また、第２支軸１５の突出端は第２ノズルプレート１２の貫通孔（符号省略）にそれぞれ回動可能に挿入支持されている。
【００４０】
アクチュエータ２０は、全てのノズルベーン１３の姿勢を一括して変更させるものであって、ユニゾンリング２１、駆動源２２、リンク機構２３などを備えている。
【００４１】
まず、ユニゾンリング２１は、第１ノズルプレート１１よりコンプレッサインペラ２寄りに非接触で隣り合うように配置されている。このユニゾンリング２１は、第１ノズルプレート１１に円周方向の両方向に回転可能となるように支持されている。そのために、図３、図５ならびに図７に示すように、第１ノズルプレート１１に複数のローラ３１がそれぞれ支軸３２を介して回転自在に取り付けられている。この各ローラ３１はユニゾンリング２１の内周面に内接されるようになっている。
【００４２】
駆動源２２は、詳細に図示していないが、回転動力を発生する直流モータ（ＤＣモータ）と、この直流モータの回転動力をリンク機構２３のリンクロッド２４を押し引きするための直線運動に変換する動力変換機構（例えば歯車機構およびウォーム機構など）とを備えている。
【００４３】
リンク機構２３は、駆動源２２で発生する動力をユニゾンリング２１に回転動力として伝達するものであって、図７および図８に示すように、リンクロッド２４、リンクアーム２５、第１、第２リンクピン２６，２７、操作レバー２８、ベーンアーム２９などを備えている。
【００４４】
ユニゾンリング２１の内周の円周数ヶ所には、図３、図５、図８に示すように、溝２１ａが設けられている。各溝２１ａには、１つの操作レバー２８および多数のベーンアーム２９の一部が係合されている。
【００４５】
各ベーンアーム２９は、ノズルベーン１３と同数設けられており、各ベーンアーム２９の傾動支点には、各第１支軸１４の突出端が個別に固定状態で取り付けられている。操作レバー２８をアクチュエータ２０により所定方向に所定角度傾動させると、ユニゾンリング２１が所定方向に所定角度回転されることになって、このユニゾンリング２１によって各ベーンアーム２９が一括連係して所定方向に所定角度傾動させられるようになっている。
【００４６】
操作レバー２８の傾動支点には、第２リンクピン２７の一端が固定されており、この第２リンクピン２７の他端にはリンクアーム２５の一端側が固定されている。リンクアーム２５の他端には、第１リンクピン２６の一端が固定されており、この第１リンクピン２６の他端にはリンクロッド２４の一端が固定されている。このリンクロッド２４の他端には、駆動源２２の前記動力変換機構の出力部材（図示省略）が連結される。第２リンクピン２７は、ベアリングハウジング４のフランジ４ａに貫通装着されている円筒形ブッシュ３３内に回転自在となるように挿通されている。
【００４７】
制御部１００は、アクチュエータ２０を制御するもので、この実施形態では、例えばエンジン１の各種動作制御に必須となる既存のエンジンコントロールコンピュータ（ＥＣＵ）とされる。このような既存のＥＣＵからなる制御部１００には、ターボチャージャ１の過給能力を制御する機能と、適宜のタイミングでアクチュエータ２０の可動部分に付着するデポジットを除去するための機能とが少なくとも装備されている。
【００４８】
この制御部１００は、詳細に図示していないが、共にＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ（データメモリ）、ならびにバックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）などを備える公知の構成とされる。ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、エンジン１の停止時にその保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。
【００４９】
ところで、アクチュエータ２０の可動部品の一部（ユニゾンリング２１、リンク機構２３の第２リンクピン２７、操作レバー２８、ベーンアーム２９）は、ベアリングハウジング４とタービンハウジング５との間に設けられる環状空間９に配置されているが、アクチュエータ２０の駆動源２２とリンク機構２３のリンクロッド２４、リンクアーム２５ならびに第１リンクピン２６は、ベアリングハウジング４のフランジ４ａの外側に露呈する状態で配置されている。
【００５０】
具体的に、環状空間９を説明する。ベアリングハウジング４の外周面の軸方向中間領域でタービン寄りの位置には、径方向外向きのフランジ４ａが設けられている。このフランジ４ａには、タービンハウジング５の外筒部５ｃが結合されている。この結合部分に、前記した環状空間９がスクロール通路５ａと隣り合うように作られている。
【００５１】
ところで、タービンハウジング５においてベアリングハウジング４寄りの側壁における内径側領域は、開放されることによってスクロール通路５ａと環状空間９とを連通する列部分になっている。但し、この連通部分には、第１ノズルプレート１１が当該連通部分を塞ぐように取り付けられている。
【００５２】
なお、第２ノズルプレート１２の内周面とタービンハウジング５において第２ノズルプレート１２の対向面との対向隙間は、シールリング１６で密封されている。
【００５３】
次に、バリアブルノズルユニット７の動作を説明する。
【００５４】
アクチュエータ２０によりリンクロッド２４を図３矢印Ｘ１に示すように引くか、あるいは図５矢印Ｙ１に示すように押すと、リンクアーム２５が所定方向に所定角度回転させられることになって、このリンクアーム２５によって操作レバー２８が傾動される。これにより、ユニゾンリング２１が図３矢印Ｘ２に示すように時計回り方向、あるいは図５矢印Ｙ２に示すように反時計回り方向に所定角度回転させられるとともに、各ベーンアーム２９が同期して傾動される。この各ベーンアーム２９の傾動に伴い、それに第１支軸１４を介して一体とされている各ノズルベーン１３が同期して傾動されるようになって、各ノズルベーン１３それぞれの対向間隔（流路面積またはスロート面積）が調節されることになる。
【００５５】
具体的に、リンクロッド２４を図３矢印Ｘ１に示すように引くと、各ノズルベーン１３それぞれの対向間隔が図４に示すように最大になる。一方、リンクロッド２４を図５矢印Ｙ１に示すように押すと、各ノズルベーン１３それぞれの対向間隔（流路面積またはスロート面積）が図６に示すように最小になる。
【００５６】
ちなみに、内燃機関の低回転域において、隣り合うノズルベーン１３の対向間隔（流路面積またはスロート面積）を小さくさせるようにノズルベーン１３の姿勢を調整すれば、排気ガスの流速が増加して、低回転域から高い過給圧を得ることが可能になる。
【００５７】
ところで、スクロール通路５ａを流通する排気ガスに含まれる未燃焼ガスが、スクロール通路５ａと環状空間９とを連通する部分に対する第１ノズルプレート１１の取り付け隙間から環状空間９へ漏洩することが起こり得る。このような漏洩が繰り返されると、前記未燃焼ガスが、環状空間９内に配置されるアクチュエータ１０の可動部品（ユニゾンリング２１、リンク機構２３の第２リンクピン２７、操作レバー２８、ベーンアーム２９）に付着、堆積するために、この堆積物（デポジット）が当該可動部品の動きを阻害することになりかねない。
【００５８】
そこで、この実施形態では、図７から図１２に示すように、第１ノズルプレート１１に、スクロール通路５ａから環状空間９への排気ガスの流入を許容するための通孔４１を設け、この通孔４１をユニゾンリング２１に設けている開閉部４２によって開放または閉塞させるように構成している。
【００５９】
この通孔４１を開放させると、スクロール通路５ａを流通する高温の排気ガスの一部が通孔４１を経て環状空間９に流入させられることになる。このようにして環状空間９内に高温の排気ガスが流入すると、当該高温の排気ガスの熱によって、アクチュエータ１０の可動部品（ユニゾンリング２１、リンク機構２３の第２リンクピン２７、操作レバー２８、ベーンアーム２９）に付着、堆積しているデポジットが気化、消失されるようになる。これにより、アクチュエータ１０の可動部品の動きが長期にわたって良好に保たれるようになるので、可変容量型ターボチャージャ１の信頼性を高めることが可能になる。
【００６０】
以下、具体的に説明する。通孔４１は、第１ノズルプレート１１の板厚方向あるいは中心軸線方向とほぼ平行に貫通するように設けられている。開閉部４２は、ユニゾンリング２１において通孔４１に中心軸線に平行な軸方向で対向する場所に取り付けられている。
【００６１】
この開閉部４２は、少なくとも耐熱性、耐蝕性に優れた弾性体とすることが好ましく、例えば板ばねなどとすることができる。この板ばねからなる開閉部４２は、図９および図１０に示すように、矩形板の数ヶ所をプレス成形などで屈曲することにより、横から見てほぼ台形のような形状にしている。これにより、開閉部４２の平坦部４２ａが第１ノズルプレート１１に面で弾性的に圧接されるようになっている。しかも、開閉部４２の平坦部４２ａは、通孔４１を完全に覆い隠せるように、当該平坦部４２ａの面積が通孔４１の開口面積より大きく設定されている。
【００６２】
そして、図９に示すように、ユニゾンリング２１をノズルベーン１３の間の流路面積を最大とする位置に配置させた場合には、開閉部４２が通孔４１を開放する位置に配置される。一方、図１０に示すように、ユニゾンリング２１を前記流路面積を最小とする位置に配置させた場合には、開閉部４２が通孔４１を閉塞する位置に配置される。
【００６３】
さらに、この実施形態では、通孔４１の設置場所について、ユニゾンリング２１に回転動力を直接伝達する操作レバー２８が、ユニゾンリング２１の円周方向の所定位相に配置されているので、当該操作レバー２８の配置位置に軸方向で正対する位置に通孔４１を設置するようにしている。なお、操作レバー２８が、請求項に記載の「最終動力伝達部材」に相当している。
【００６４】
次に、図１１のフローチャートを参照して、通孔４１の開閉動作について説明する。
【００６５】
このフローチャートは、内燃機関の始動開始から所定周期（数msec〜数十msec）毎に実行される。
【００６６】
まず、ステップＳ１では、アクチュエータ１０の可動部品（ユニゾンリング２１、リンク機構２３の第２リンクピン２７、操作レバー２８、ベーンアーム２９）に付着、堆積するデポジットの堆積量を推定する。
【００６７】
近年では、図示していないが、スクロール通路５ａの上流側に排気ガス浄化用燃料を添加することにより、この燃料をタービンハウジング５の排出口５ｂに連結される排気系の触媒で燃焼させて高温雰囲気とすることにより排気ガスの浄化能力を高めるように構成される。このような場合には、内燃機関からスクロール通路５ａに排出される排気ガスに未燃焼ガスが多く含まれる。
【００６８】
この点を考慮し、前記ステップＳ１での推定方法の一例としては、スクロール通路５ａの上流側に排気ガス浄化用燃料を添加する時期や量に基づいてアクチュエータ１０の可動部品（ユニゾンリング２１、リンク機構２３の第２リンクピン２７、操作レバー２８、ベーンアーム２９）に付着するデポジットの堆積量を推定するようにできる。一般に、アクセルペダル（図示省略）がオフ操作されると、前記排気ガス浄化用燃料が添加されなくなる。
【００６９】
この後、続くステップＳ２において、前記ステップＳ１で推定した推定値Ａが所定の閾値Ｘを超えたか否かを判定する。前記閾値Ｘはいろいろな実験またはシミュレーションにより把握した結果に基づいて適宜設定される。
【００７０】
ここで、Ａ≦Ｘの場合には前記ステップＳ２で否定判定し、このフローチャートを終了する。一方、Ａ＞Ｘの場合には前記ステップＳ２で肯定判定し、続くステップＳ３に移行する。
【００７１】
このステップＳ３では、スクロール通路５ａを流通する排気ガスの流量を測定し、この測定値Ｂが所定の閾値Ｙを超えたか否かを判定する。前記閾値Ｙはいろいろな実験またはシミュレーションにより把握した結果に基づいて適宜設定される。
【００７２】
ここで、Ｂ≦Ｙの場合には前記ステップＳ３で否定判定し、前記測定値Ｂが前記閾値Ｙを超えるまで前記ステップＳ３を繰り返す。一方、Ｂ＞Ｙの場合には前記ステップＳ３で肯定判定し、続くステップＳ４に移行する。
【００７３】
このステップＳ４では、通孔４１を開放させる。ここでは、アクチュエータ１０でユニゾンリング２１を円周方向所定方向（図１０の矢印６１方向）に作動させることにより、ユニゾンリング２１と一体に開閉部４２を円周方向所定方向へ変位させて、通孔４１を開放させる。
【００７４】
この実施形態では、図１２に示すように、ユニゾンリング２１を過給能力の通常制御に用いる通常回転角領域内では通孔４１を閉塞していて、当該通常回転角領域から外れた回転角位置θｘで通孔４１を全開にさせるようにする。そのため、前記ステップＳ４ではユニゾンリング２１を最大回転角位置θｍａｘを超えて回転角位置θｘまで回転させるようにする。
【００７５】
これにより、スクロール通路５ａを流通する排気ガスの一部が通孔４１から環状空間９に流入するようになる。この環状空間９に流入した排気ガスは流入直後にユニゾンリング２１および操作レバー２８に触れやすくなるので、アクチュエータ１０の可動部品（ユニゾンリング２１、リンク機構２３の第１リンクピン２７、操作レバー２８、ベーンアーム２９）にデポジットが付着している場合には、このデポジットが前記高温の排気ガスでもって気化、消失されるようになる。
【００７６】
この後、続くステップＳ５において、通孔４１の開放時間を積算し、当該積算値Ｃが所定の閾値Ｚを超えたか否かを判定する。前記閾値Ｚはいろいろな実験またはシミュレーションにより把握した結果に基づいて適宜設定される。
【００７７】
ここで、Ｃ≦Ｚの場合つまり環状空間９内のデポジットを消失できていない場合には前記ステップＳ５で否定判定し、前記ステップＳ３に戻る。一方、Ｃ＞Ｚの場合つまり環状空間９内のデポジットを消失できた場合には前記ステップＳ５で肯定判定し、続くステップＳ６に移行する。
【００７８】
このステップＳ６では、通孔４１を閉塞させる。ここでは、アクチュエータ１０でユニゾンリング２１を円周方向所定方向（図９の矢印６０方向）に作動させる。この後、フローチャートを終了する。
【００７９】
この実施形態において、前記ステップＳ１が請求項に記載の「推定手段」に相当し、前記ステップＳ２〜Ｓ４が請求項に記載の「第１処理手段」に相当し、前記ステップＳ５，Ｓ６が請求項に記載の「第２処理手段」に相当している。
【００８０】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態では、環状空間９に配置されるアクチュエータ１０の可動部品（ユニゾンリング２１、リンク機構２３の第１リンクピン２７、操作レバー２８、ベーンアーム２９）に排気ガスに含まれる未燃焼ガスが経時的に付着、堆積することがあるので、適宜のタイミングで通孔４１を開放させることにより前記堆積物（デポジット）を気化、消失させるようにしている。
【００８１】
これにより、アクチュエータ１０の前記可動部品の動きが長期にわたって良好に保たれるようになるので、前記可変容量型ターボチャージャ１の信頼性を高めることが可能になる。また、図１２に示すように通常使用領域を超えた領域で通孔４１を開放させるようにしているので、過給効率のロスを最小限に抑制することが可能になる。
【００８２】
特に、この実施形態では、前記デポジットによって動きが阻害されやすくなる操作レバー２８に対して軸方向で正対する位置に通孔４１を設けているから、通孔４１の開放時には環状空間９に流入される高温の排気ガスが、その流入直後に前記可動部品のうちの特に操作レバー２８に触れやすくなる。そのため、前記可動部品のうちの特に操作レバー２８に堆積している動作阻害要因であるデポジットを前記高温の排気ガスでもって気化、消失させることが可能になる。
【００８３】
また、この実施形態では、アクセルペダル（図示省略）のオフ操作時に通孔４１を開放させるようにユニゾンリング２１を作動させるようにしているから、通孔４１を開放させたときに、排気ガス浄化用燃料が排気ガスに含まれなくなる。そのため、通孔４１から環状空間９に排気ガスが流入しても当該環状空間９に余分な燃料が残存せずに済むようになる。このように、最適なタイミングで通孔４１を開放させることが可能になる。
【００８４】
さらに、この実施形態では、通孔４１を開閉するための開閉部４２を板ばねにしているから、第１ノズルプレート１１の通孔４１を閉塞するときに板ばねからなる開閉部４２が第１ノズルプレート１１から離れてしまうという不具合が発生せずに済むなど、通孔４１の開閉動作を安定化することが可能になる。
【００８５】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
【００８６】
（１）上記実施形態では、１つの通孔４１を、第１ノズルプレート１１において操作レバー２８に軸方向で正対する場所に設置した例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。通孔４１の数や、通孔４１の設置場所については任意とすることが可能である。
【００８７】
（２）上記実施形態では、図１２に示すように、ユニゾンリング２１を過給能力の通常制御に用いる通常回転角領域から外した回転角領域において通孔４１を開放させる形態にした例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図１３に示すように、ユニゾンリング２１を過給能力の通常制御に用いる通常回転角領域内で通孔４１を開放または閉塞させるような形態にすることが可能である。
【００８８】
具体的に、図１３に示す例では、ユニゾンリング２１を流路面積最小となる最小回転角位置θｍｉｎから通常回転角領域の約２／３の回転角位置θyまでの間、通孔４１を全閉にさせるようにして、ユニゾンリング２１を前記通常回転角領域の約２／３の回転角位置θｙに配置しているときに通孔４１を開放し始めて流路面積最大となる最大回転角位置θｍａｘの少し手前の位置θｚで通孔４１を全開にさせるようにしている。
【００８９】
このように、ユニゾンリング２１の過給能力の通常制御における回転動作に連動して通孔４１を開閉させるようにした場合には、上記実施形態のように通孔４１の開閉専用の制御系統を装備する必要が無くなって、設備コストの上昇を抑制することが可能になる。
【００９０】
しかも、ユニゾンリング２１を流路面積最大となる回転角位置θｍａｘに配置したときに通孔４１を全開にさせるようにしていても、スクロール通路５ａから通孔４１を経て環状空間９へ流入する排気ガスの量が、スクロール通路５ａを流通する排気ガスの総流量からすると僅かであるので、過給能力のロスを最小限に抑制することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、タービンハウジングのスクロール通路からタービンホイールを経て排出口へ排気ガスを排出する容量を変更可能とするためのバリアブルノズルユニットを備える可変容量型ターボチャージャに好適に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１      ターボチャージャ
２      タービンホイール
２ａ    タービンシャフト
３      コンプレッサインペラ
４      ベアリングハウジング
４ａ    ベアリングハウジングのフランジ
５      タービンハウジング
５ａ    タービンハウジングのスクロール通路
５ｂ    タービンハウジングの排出口
７      バリアブルノズルユニット
９      環状空間
１１      第１ノズルプレート
１１ａ    通孔
１２      第２ノズルプレート
１３      ノズルベーン
２０      アクチュエータ
２１      ユニゾンリング
２２      駆動源
２３      リンク機構
２４      リンクロッド
２５      リンクアーム
２６      第１リンクピン
２７      第２リンクピン
２８      操作レバー
２９      ベーンアーム
４１      通孔
４２      開閉部
１００      制御部
【図１】
0005527306.tif 000002
【図２】
0005527306.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005527306.tif 000006
【図６】
0005527306.tif 000007
【図７】
0005527306.tif 000008
【図８】
0005527306.tif 000009
【図９】
0005527306.tif 000010
【図１０】
0005527306.tif 000011
【図１１】
0005527306.tif 000012
【図１２】
0005527306.tif 000013
【図１３】
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