(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内において所定の軸線を中心として回転自在に支持されたタービンと、
前記ハウジング内において前記タービンのノズル部に配設さ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該ノズルベーンを開位置と閉位置との間で連続的に同期させて動作させるために前記ハウジング内において前記タービンの回転軸線を中心として回動自在に設けられたリンクプレートと、
前記ハウジングの外部に設けられ伝達機構を介して前記リンクプレートに連結されたアクチュエータとを具備し前記ノズルベーンの開度を調節可能にした可変ターボチャージャにおいて、
前記伝達機構は、前記アクチュエータにより往復動作させられるロッドと、前記ロッドの先端部にリンク部材を介して連結されると共に前記ハウジングに回転自在に支持された揺動部材と、前記揺動部材の揺動腕の端面に延設されたピン部と、前記ピン部に取り付けられたローラ部材と、前記ローラ部材を半径方向内側の摺動面により受承、円滑に摺動すると共に前記リンクプレートを周溝により受承する駒とを備え、
前記伝達機構が前記リンクプレートに対して摺動しながら前記リンクプレートを回動させるようにしたことを特徴とする可変ターボチャージャ。
【請求項２】
前記ノズルベーンは、その基端部に設けた軸部を中心として開位置と閉位置との間で回動自在に支持され、前記ノズルベーンの軸部はレバープレートを介して環状のリンクプレートに連結されている請求項１に記載の可変ターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変ターボチャージャに関し、特に、可変ターボチャージャのノズルベーンを動作させるアクチュエータの変位をノズルベーンに伝達する伝達機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の出力増強を図る手段として、内燃機関からの排気ガスでタービンを回転し、タービンと同軸上に設けられたコンプレッサで内燃機関に供給する空気を加圧するターボチャージャは有効であり、既に様々の内燃機関に装着されている。ところが、内燃機関の機関回転数により排気ガスの流量が異なるので、実際に内燃機関から供給される排ガス流量と、ターボチャージャの最適な作動条件に合致した排ガス流量との間で不一致を生ずる。この不一致を補償し、ターボチャージャの性能を充分に発揮するために、内燃機関の作動状態に応じて、ターボチャージャのタービン車室内の排ガスの流れを調整きるようにした可変ターボチャージャが開発されている。
【０００３】
こうした可変ターボチャージャでは、ハウジング内のタービンのノズル部に複数のノズルベーンが配設される。前記ノズルベーンは、その基端部に設けた軸部を中心として開位置と閉位置との間で回動自在に支持されており、前記ノズルベーンの軸部はレバープレートを介して環状のリンクプレートに連結される。前記リンクプレートは前記タービンの回転軸線を中心として回転自在に設けられており、前記ハウジングの外部に設けられているアクチュエータにより伝達機構を介して前記リンクプレートを回動させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記伝達機構は、前記リンクプレートとの間の係合部において、該リンクプレートに対して摺動しながら前記リンクプレートを回動させるようになっている。前記リンクプレートが回動することにより、前記複数のノズルベーンが、開位置と閉位置との間で連続的に同期して動作しノズル開度が調節される。然しながら、伝達機構は上記のようにリンクプレートとの係合部において摺動しながらリンクプレートを動作させるので、両者間の摩擦によりリンクプレートの動作が円滑になされない問題がある。特に、ターボチャージャのハウジング内では高温となるために、潤滑を行うことが困難であり、リンクプレートの円滑な動作を損なわれると共に、両者間の摩擦により係合部の摺動面が摩滅する問題もある。
【０００５】
本発明は、こうした従来技術の問題点を解決することを技術課題としており、ノズルベーンを一体的に同期して動作させるリンクプレートの動作を円滑にすると共に、ターボチャージャのハウジングの外部に設けられたアクチュエータの動作を前記リンクプレートに伝達する伝達機構と前記リンクプレートとの間の係合部の摩滅を低減することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、ハウジング内において所定の軸線を中心として回転自在に支持されたタービンと、前記ハウジング内において前記タービンのノズル部に配設さ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該ノズルベーンを開位置と閉位置との間で連続的に同期させて動作させるために前記ハウジング内において前記タービンの回転軸線を中心として回動自在に設けられたリンクプレートと、前記ハウジングの外部に設けられ伝達機構を介して前記リンクプレートに連結されたアクチュエータとを具備し前記ノズルベーンの開度を調節可能にした可変ターボチャージャにおいて、前記伝達機構は、前記アクチュエータにより往復動作させられるロッドと、前記ロッドの先端部にリンク部材を介して連結されると共に前記ハウジングに回転自在に支持された揺動部材と、前記揺動部材の揺動腕の端面に延設されたピン部と、前記ピン部に取り付けられたローラ部材と、前記ローラ部材を半径方向内側の摺動面により受承、円滑に摺動すると共に前記リンクプレートを周溝により受承する駒とを備え、前記伝達機構が前記リンクプレートに対して摺動しながら前記リンクプレートを回動させるようにしたことを特徴とする可変ターボチャージャを要旨とする。
【０００７】
本発明によれば、アクチュエータの動作が伝達機構を介してリンクプレートに伝達される際、伝達機構とリンクプレートとの間の係合部にローラ部材が配設されていることから、この係合部における摺動面での摩擦が低減され、上記リンクプレートの動作が円滑になると共に、係合部の摺動面の摩滅が防止される。
【０００８】
前記ノズルベーンは、好ましくは、その基端部に設けた軸部を中心として開位置と閉位置との間で回動自在に支持され、前記ノズルベーンの軸部はレバープレートを介して環状のリンクプレートに連結されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
先ず、図１を参照すると、本発明を適用する可変ターボチャージャ１０の外観が図示されている。可変ターボチャージャ１０は、タービンハウジング２０と、コンプレッサハウジング４０と、タービンハウジング２０およびコンプレッサハウジング４０の間の主ハウジング３０とから成るハウジングを含んでいる。タービンハウジング２０は吸気ポート２２と排気ポート２４とを含み、コンプレッサハウジング４０は吸込ポート４４と吐出ポート４２とを含む。
【００１０】
前記ハウジング２０、３０、４０の外部には、後述するノズルベーンを駆動するためのアクチュエータ５０が配設されている。アクチュエータ５０は、空圧、特に、該可変ターボチャージャ１０が取り付けられる内燃機関（図示せず）の吸気負圧を利用してロッド５２を前後に往復動作させるアクチュエータである。
【００１１】
次に、図２を参照すると、回転軸３２が主ハウジング３０に回転自在に支持されており、タービンハウジング２０内には、回転軸３２の一端に取り付けられたタービン２８が配設されている。前記内燃機関からの排気ガスは、吸気ポート２２からタービンハウジング２０内に導入され、タービンハウジング２０内に画成されているスクロール通路２６、および、タービン２８への入口を形成するノズル部１００を経てタービン２８に供給される。タービン２８に供給された排気ガスは、該タービン２８を駆動した後に排気ポート２４から排出される。
【００１２】
ノズル部１００は、タービンハウジング２０に固定されたマウントプレート１０２と、支持ボルト１０８によりマウントプレート１０２に取り付けられたサイドプレート１０６とにより画成され、両者間に複数のノズルベーン１０４が周方向に等間隔に配設されている。ノズルベーン１０４は、その基端部に軸部１０４ａを有しており、該軸部１０４ａにより開位置と閉位置との間で回動自在にマウントプレート１０２に取り付けられている。ノズルベーン１０４の各々の軸部１０４ａの先端１０４ｂは、マウントプレート１０２を軸方向に貫通して、複数のレバープレート１１４（図３、４参照）の各々に連結されている。レバープレート１１４の各々は、前記軸部１０４ａの先端部１０４ｂを受承する通孔１１４ｂと、該通孔１１４ｂの反対側に形成されたボスまたは軸部１１４ａとを有している。
【００１３】
マウントプレート１０２においてノズル部１００の反対側には円筒形状のボス部１０２ａが形成されており、該ボス部１０２ａに環状のリンクプレート１１２（図５参照）が、タービン２８の回転軸線を中心として回動自在に取り付けられる。リンクプレート１１２は、レバープレート１１４の軸部１１４ａを受承するために、周方向に等間隔で配置された長穴１１２ｄを有している。更に、リンクプレート１１２は、同一平面内で一方の側部に台形状に突き出した延長部１１２ａを有しており、該延長部１１２ａは、その先端に二股に分岐した一対の係合腕部１１２ｃを有しており、一対の係合腕部１１２ｃの間に矩形の受承凹部１１２ｂが形成される。
【００１４】
本実施形態による可変ターボチャージャ１０は、更に、前記アクチュエータ５０の動作をリンクプレート１１２に伝達するための伝達機構を具備している。該伝達機構は、アクチュエータ５０のロッド５２、ピン５０ａを介してロッド５２の先端部に連結されたリンク部材５４（図１参照）、該リンク部材５４に連結された揺動部材１２０（図６参照）、揺動部材１２０とリンクプレート１１２の間に配設され、該伝達機構とリンクプレート１１２との間の係合部を形成するローラ部材１４０および駒１３０を含んでいる。
【００１５】
図６を参照すると、揺動部材１２０は、揺動腕１２２と、揺動腕１２２の一方の端面から所定の軸線Ｏ（図９参照）に沿って延設されタービンハウジング２０にスリーブ１１８を介して回転自在に支持される軸部１２４と、軸部１２４の先端に同軸に設けられリンク部材５４に対して相対動作しないように連結される連結部１２８と、揺動腕１２２において軸部１２４の反対側の端面から軸部１２４と平行に延設されたピン部１２６とを含んで成る。揺動部材１２０は、金属材料、例えばステンレス鋼、好ましくはオーステナイト系ステンレス鋼から一体的に形成することができる。また、揺動部材１２０は、揺動腕１２２、軸部１２４と、連結部１２８と、ピン部１２６を個別に形成して互いに溶接しても良い。
【００１６】
図７を参照すると、駒１３０は、互いに平行に離間配置された一対の平板部１３２と、一対の平板１３２の間に設けられ平板部１３２を連結する中央部１３４とを有している。一対の平板部１３２の間にはリンクプレート１１２の係合腕部１１２ｃを受承する周溝１３６が形成される。また、駒１３０は、その一側から半径方向内側に中央部１３４を含んで切り欠かれた欠切部１３８を有しており、その対向する両側面が互いに平行な摺動面１３８ａとなっている。欠切部１３８は、図９に示すように、伝達機構を組み立てたときに、揺動部材１２０のピン部１２６に取り付けられるローラ部材１４０を受承し、前記係合部を形成する。駒１３０は、金属材料、例えばオーステナイト系ステンレス鋼から形成することができる。
【００１７】
図８に示すように、ローラ部材１４０は、ピン部１２６の外径よりも僅かに大きな内径の中心孔１４２を有する概ね円筒形状に形成されており、駒１３０の摺動面１３８ａの間隔よりも僅かに小さな外径を有している。ローラ部材１４０は、金属材料、例えばマルテンサイト系ステンレス鋼から形成することができる。
【００１８】
以下、本実施形態の作用を説明する。
内燃機関が作動すると、その回転数やアクセル開度に応じて吸気負圧が生じアクチュエータ５０が作動する。ロッド５２は、前記吸気負圧の大きさに対応して、その軸方向に前進後退（図１において右左に移動）する。ロッド５２が動作すると、リンク部材５４は、それに応じて揺動部材１２０の軸部１２４を中心として回動する。図１を参照すると、実線で示すリンク部材５４は、停止部材５６の上側のボルト５６ａに当接しており、このときノズルベーン１０４は最も大きなノズル開度を与える開位置にある。内燃機関の回転数が低く、また、アクセル開度も小さいときには、アクチュエータ５０はロッド５２を後退させる。ロッド５２が最も後退すると、リンク部材５４は一点鎖線で示すように停止部材５６の下側のボルト５６ｂに当接する位置に移動し、このとき、ノズルベーン１０４は最も小さなノズル開度を与える閉位置にある。
【００１９】
こうして、ロッド５２の直線動作はリンク部材５４を介して、揺動部材１２０の揺動動作に変換され、揺動部材１２０のピン部１２６が軸部１２２の軸線Ｏを中心とする円弧上を移動する。このとき、ピン部１２６およびローラ部材１４０は、駒１３０の欠切部１３８内において、ローラ部材１４０と摺動面１３８ａとの間で駒１３０に対して相対的に図９の位置関係で上下方向、つまり、タービン２８の回転軸線方向に摺動しながら、リンクプレート１１２をタービン２８の回転軸線を中心としてマウントプレート１０２のボス部１０２ａの外周面に沿って回動させる。リンクプレート１１２が回動すると、リンクプレート１１２に連結されているレバープレート１１４が、ノズルベーン１０４の軸部１０４ａを中心としてノズルベーン１０４と共に回動し、ノズルベーン１０４が、その開位置と閉位置との間で動作する。
【００２０】
本実施形態によれば、ロッド５２の直線動作が揺動部材１２０の揺動動作に変換され、これがリンクプレート１１２の回動動作に変換される際、揺動部材１２０のピン部１２６と駒１３０の間にローラ部材１４０が配設されていることから、ピン部１２６と駒１３０の摺動面１３８ａとの間の摩擦が低減され、上記リンクプレートの動作が円滑になると共に、ピン部１２６や摺動面１３８ａの摩滅が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する可変ターボチャージャの外観側面図である。
【図２】図１の可変ターボチャージャのタービン車室部分の断面図である。
【図３】図１の可変ターボチャージャの一部を破断して示す正面図である。
【図４】図３の部分拡大図であり、アクチュエータの動作をリンクプレートに伝達する伝達機構と、リンクプレートとの間の係合部を示す図である。
【図５】リンクプレートの平面図である。
【図６】本実施形態による揺動部材を示す図であり、
（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図である。
【図７】アクチュエータの動作をリンクプレートに伝達する伝達機構と、リンクプレートとの間の係合部に設けられた駒を示す図であり、
（ａ）は平面図、
（ｂ）は図７（ａ）において矢視Ｂ−Ｂの方向に見た側面図、
（ｃ）は図７（ａ）において矢視線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。
【図８】アクチュエータの動作をリンクプレートに伝達する伝達機構と、リンクプレートとの間の係合部に設けられたローラ部材の半断面図である。
【図９】アクチュエータの動作をリンクプレートに伝達する伝達機構と、リンクプレートとの間の係合部の分解図である。
【符号の説明】
１０…可変ターボチャージャ
５０…アクチュエータ
５２…ロッド
５４…リンク部材
１０４…ノズルベーン
１１２…リンクプレート
１１４…レバープレート
１２０…揺動部材
１３０…駒
１４０…ローラ部材
【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】
0003686311.tif 000009
【図９】
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