(57)【要約】  過給機は、タービンインペラ９（インペラ）と、タービンインペラ９の径方向外側に設けられたノズルベーン２４と、ノズルベーン２４が設けられたノズルリング２３と、タービンインペラ９の背面９ｃと、ベアリングハウジング２（ハウジング）の壁部２ｂとの間に配され、ノズルリング２３にノズルベーン２４と反対側から接触する外側接触部３１ｃ、および、外側接触部３１ｃよりもシャフト８の径方向内側に位置し、ベアリングハウジング２の壁部２ｂにタービンインペラ９側から接触する内側接触部３１ｄを有する遮熱部材３１と、ベアリングハウジング２の壁部２ｂに設けられ、遮熱部材３１の内側接触部３１ｄに接触する被接触部２ｅよりも遮熱部材３１から離隔する側に窪む離隔部２ｆと、を備える。
2017163657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラと、
前記インペラの径方向外側に設けられたノズルベーンと、
前記ノズルベーンが設けられたノズルリングと、
前記インペラの背面と、ハウジングの壁部との間に配され、前記ノズルリングに前記ノズルベーンと反対側から接触する外側接触部、および、前記外側接触部よりも前記インペラの径方向内側に位置し、前記ハウジングの壁部に前記インペラ側から接触する内側接触部を有する遮熱部材と、
前記ハウジングの壁部に設けられ、前記遮熱部材の内側接触部に接触する被接触部よりも前記遮熱部材から離隔する側に窪む離隔部と、
を備える過給機。
【請求項２】
前記ノズルベーンと前記ノズルリングを含み、前記ハウジングから軸方向に離隔するノズルユニットを備える請求項１に記載の過給機。
【請求項３】
前記遮熱部材は、前記内側接触部よりも前記外側接触部の方が前記ハウジングの壁部から離隔する湾曲形状である請求項１に記載の過給機。
【請求項４】
前記遮熱部材は、前記内側接触部よりも前記外側接触部の方が前記ハウジングの壁部から離隔する湾曲形状である請求項２に記載の過給機。
【請求項５】
前記遮熱部材は、前記内側接触部と前記外側接触部との間の少なくとも一部が、前記インペラの背面に沿って延在する請求項３に記載の過給機。
【請求項６】
前記遮熱部材は、前記内側接触部と前記外側接触部との間の少なくとも一部が、前記インペラの背面に沿って延在する請求項４に記載の過給機。
【請求項７】
前記遮熱部材のうち、前記内側接触部から前記外側接触部までの間に形成された屈曲部を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、インペラの背面に遮熱部材が配された過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変容量型の過給機が普及している。このような過給機では、例えば、特許文献１に示されるように、タービンスクロール流路からタービンインペラに排気ガスを導く流路に、複数のノズルベーンが環状に整列配置される。ノズルベーンは軸部に取り付けられる。軸部がアクチュエータの動力によって回転すると、軸部の回転に伴ってノズルベーンの角度が流路内で変化する。流路幅（所謂ノズルスロート幅）が変化して流路を流通する排気ガスの流量が制御される。【０００３】
また、タービンインペラの背面とベアリングハウジングとの間には、遮熱部材が配されている。遮熱部材は、ベアリングハウジング側への伝熱を抑制する。遮熱部材は、シャフトの径方向外側が、ノズルベーンの軸部を軸支するノズルリングに接触する。遮熱部材は、シャフトの径方向内側がベアリングハウジングに接触する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４０９７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の遮熱部材によって、タービンインペラ側からベアリングハウジングへの伝熱が抑制される。しかし、シャフトを軸支する軸受の性能低下を抑制するため、さらなる伝熱抑制機能の向上が希求されている。【０００６】
本開示の目的は、伝熱抑制機能を向上することができる過給機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る過給機は、インペラと、インペラの径方向外側に設けられたノズルベーンと、ノズルベーンが設けられたノズルリングと、インペラの背面と、ハウジングの壁部との間に配され、ノズルリングにノズルベーンと反対側から接触する外側接触部、および、外側接触部よりもインペラの径方向内側に位置し、ハウジングの壁部にインペラ側から接触する内側接触部を有する遮熱部材と、ハウジングの壁部に設けられ、遮熱部材の内側接触部に接触する被接触部よりも遮熱部材から離隔する側に窪む離隔部と、を備える。【０００８】
ノズルベーンとノズルリングを含み、ハウジングから軸方向に離隔するノズルユニットを備えてもよい。【０００９】
遮熱部材は、内側接触部よりも外側接触部の方がハウジングの壁部から離隔する湾曲形状であってもよい。【００１０】
遮熱部材は、内側接触部と外側接触部との間の少なくとも一部が、インペラの背面に沿って延在してもよい。【００１１】
遮熱部材のうち、内側接触部から外側接触部までの間に形成された屈曲部を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、伝熱抑制機能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】過給機の概略断面図である。
【図２】ノズル駆動機構の分解斜視図である。
【図３】ノズル駆動機構の組み付け後の斜視図である。
【図４】過給機の断熱構造を説明するための説明図である。
【図５】図４の一点鎖線部分の抽出図である。
【図６】変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
図１は、過給機Ｃの概略断面図である。以下では、図１に示す矢印Ｌ方向を過給機Ｃの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を過給機Ｃの右側として説明する。図１に示すように、過給機Ｃは、過給機本体１を備える。過給機本体１は、ベアリングハウジング２（ハウジング）を備える。ベアリングハウジング２の左側には、締結ボルト３によってタービンハウジング４（ハウジング）が連結される。ベアリングハウジング２の右側には、締結ボルト５によってコンプレッサハウジング６が連結される。ベアリングハウジング２、タービンハウジング４、コンプレッサハウジング６は、一体化される。
【００１６】
ベアリングハウジング２には、収容孔２ａが形成されている。収容孔２ａは、過給機Ｃの左右方向に貫通する。収容孔２ａに収容されたラジアル軸受７（本実施形態では一例として、セミフローティング軸受を図１に示す）によって、シャフト８が回転自在に軸支されている。シャフト８の左端部にはタービンインペラ９（インペラ）が設けられる。タービンインペラ９がタービンハウジング４内に回転自在に収容されている。また、シャフト８の右端部にはコンプレッサインペラ１０が設けられる。コンプレッサインペラ１０がコンプレッサハウジング６内に回転自在に収容されている。
【００１７】
コンプレッサハウジング６には、吸気口１１が形成されている。吸気口１１は、過給機Ｃの右側に開口する。吸気口１１は、不図示のエアクリーナに接続される。また、締結ボルト５によってベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６とが連結された状態では、ディフューザ流路１２が形成される。ディフューザ流路１２は、ベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６の対向面によって形成される。ディフューザ流路１２は、空気を昇圧する。ディフューザ流路１２は、シャフト８の径方向内側から外側に向けて環状に形成される。ディフューザ流路１２は、シャフト８の径方向内側において、コンプレッサインペラ１０を介して吸気口１１に連通している。
【００１８】
また、コンプレッサハウジング６には、コンプレッサスクロール流路１３が設けられている。コンプレッサスクロール流路１３は環状である。コンプレッサスクロール流路１３は、ディフューザ流路１２よりもシャフト８の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路１３は、不図示のエンジンの吸気口と連通する。コンプレッサスクロール流路１３は、ディフューザ流路１２にも連通している。したがって、コンプレッサインペラ１０が回転すると、吸気口１１からコンプレッサハウジング６内に空気が吸気される。当該吸気された空気は、コンプレッサインペラ１０の翼間を流通する過程において増速増圧される。増速増圧された空気は、ディフューザ流路１２およびコンプレッサスクロール流路１３で昇圧（圧力回復）される。昇圧された空気は、エンジンに導かれる。
【００１９】
また、締結ボルト３によってベアリングハウジング２とタービンハウジング４とが連結された状態では、ベアリングハウジング２とタービンハウジング４の対向面間に間隙１４が形成される。この間隙１４は、流路ｘが構成される部分である。流路ｘには、後述するノズルベーン２４が配置される。流路ｘを排気ガスが流通する。間隙１４は、シャフト８（タービンインペラ９）の径方向内側から外側に向けて環状に形成されている。
【００２０】
また、タービンハウジング４には、排気口１６が形成されている。排気口１６は、タービンインペラ９を介してタービンスクロール流路１５に連通する。排気口１６は、タービンインペラ９の正面に臨む。排気口１６は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。
【００２１】
タービンスクロール流路１５は、不図示のガス流入口と連通する。ガス流入口には、エンジンから排出される排気ガスが導かれる。タービンスクロール流路１５は、上記の流路ｘにも連通している。したがって、ガス流入口からタービンスクロール流路１５に導かれた排気ガスは、流路ｘおよびタービンインペラ９を介して排気口１６に導かれる。すなわち、流路ｘは、タービンスクロール流路１５からタービンインペラ９に向かう流路となっている。排気ガスの流通過程においてタービンインペラ９を回転させる。そして、上記のタービンインペラ９の回転力は、シャフト８を介してコンプレッサインペラ１０に伝達される。空気は、コンプレッサインペラ１０の回転力によって、昇圧されて、エンジンの吸気口に導かれる。
【００２２】
このとき、タービンハウジング４に導かれる排気ガスの流量が変化すると、タービンインペラ９およびコンプレッサインペラ１０の回転量が変化する。エンジンの運転状況によっては、所望の圧力に昇圧された空気をエンジンの吸気口に十分に導くことができなくなる場合がある。そこで、過給機Ｃには、ノズル駆動機構２０（ノズルユニット）が設けられている。
【００２３】
ノズル駆動機構２０は、タービンハウジング４の流路ｘの流路幅（後述するノズルスロート幅）を変化させる。ノズル駆動機構２０は、排気ガスの流量に応じて、タービンインペラ９に導かれる排気ガスの流速を変化させる。具体的に、ノズル駆動機構２０は、エンジンの回転数が低く排気ガスの流量が少ない場合には、流路ｘのノズル開度を小さくしてタービンインペラ９に導かれる排気ガスの流速を向上させる。こうして、ノズル駆動機構２０は、少ない流量でもタービンインペラ９を回転させることができるようにする。以下に、ノズル駆動機構２０の構成について説明する。
【００２４】
図２は、ノズル駆動機構２０の分解斜視図である。図２に示すように、ノズル駆動機構２０は、プレート２１を有する。プレート２１には、プレート軸孔２１ａが形成される。プレート軸孔２１ａは、プレート２１をシャフト８の軸方向（以下、単に軸方向と称す）に貫通する。プレート２１は、例えば、シャフト８の軸方向に垂直な断面形状が円となる平板形状となっている。プレート２１における外周面側には、プレートピン孔２１ｂが設けられている。プレートピン孔２１ｂは、プレート２１を軸方向に貫通する。
【００２５】
プレートピン孔２１ｂは、プレート２１の周方向に離隔して複数（ここでは３つ）設けられている。プレートピン孔２１ｂには、それぞれ、ピン２２の一端が挿通されている。
【００２６】
ノズルリング２３は、プレート２１に対してコンプレッサインペラ１０側（図１中、右側）に位置する。ノズルリング２３は、環状の本体部２３ｂを有する。本体部２３ｂには、挿通孔２３ａが形成される。挿通孔２３ａは、本体部２３ｂを軸方向に貫通する。本体部２３ｂのうち、プレート２１側には、環状のフランジ部２３ｃが設けられる。フランジ部２３ｃは、本体部２３ｂから径方向外側に突出する。フランジ部２３ｃのうち、プレート２１のプレートピン孔２１ｂとの対向部には、リングピン孔２３ｄが形成される。リングピン孔２３ｄは、フランジ部２３ｃを軸方向に貫通する。リングピン孔２３ｄにピン２２が挿通される。
【００２７】
ピン２２は、第１環状突起２２ａを有する。第１環状突起２２ａは、径方向に突出する。第１環状突起２２ａの外径はプレートピン孔２１ｂの内径よりも大きい。そのため、ピン２２がプレートピン孔２１ｂに挿通されると、プレート２１におけるノズルリング２３との対向面に、第１環状突起２２ａが当接する。こうして、ピン２２のプレートピン孔２１ｂへの挿通位置が定まる。
【００２８】
同様に、ピン２２は、第２環状突起２２ｂを有する。第２環状突起２２ｂは、径方向に突出する。第２環状突起２２ｂは、第１環状突起２２ａより他端側に位置する。第２環状突起２２ｂの外径はリングピン孔２３ｄの内径よりも大きい。そのため、ピン２２がリングピン孔２３ｄに挿通されると、ノズルリング２３におけるプレート２１との対向面に、第２環状突起２２ｂが当接する。こうして、ピン２２のリングピン孔２３ｄへの挿通位置が定まる。
【００２９】
このように、ピン２２によって、プレート２１とノズルリング２３との対向間隔が規定される。上記の流路ｘは、プレート２１とノズルリング２３が対向する隙間によって形成される。ピン２２によって流路ｘの軸方向の長さが規定される。
【００３０】
また、本体部２３ｂには、軸部孔２３ｈ（軸孔）が形成される。軸部孔２３ｈは、本体部２３ｂを軸方向に貫通する。軸部孔２３ｈは、本体部２３ｂの周方向に離隔して複数（ここでは１１個）設けられている。
【００３１】
ノズルベーン２４は、軸部孔２３ｈと同様、本体部２３ｂの周方向（タービンインペラ９の回転方向）に離隔して複数（ここでは１１個）設けられている。翼体２４ｂは、プレート２１とノズルリング２３との隙間（すなわち、流路ｘ）に位置している。翼体２４ｂからノズルリング２３側に突出した軸部２４ａが軸部孔２３ｈに挿通されて軸支される（片軸持ち）。ノズルベーン２４がノズルリング２３に設けられる（支持される）。ここでは、軸部２４ａがノズルリング２３によって軸支される場合について説明した。ただし、軸部２４ａをプレート２１側にも延在させるとともに、プレート２１に、軸部２４ａを軸支する孔を形成してもよい。
【００３２】
サポートリング２５は、環状部材である。サポートリング２５は、サポート軸孔２５ａを有する。サポート軸孔２５ａには、ノズルリング２３の本体部２３ｂが設けられる。サポート軸孔２５ａの内周面には、径方向内側に突出する突起部２５ｂが形成される。突起部２５ｂは、リングピン孔２３ｄに合わせて複数（ここでは３つ）形成されている。突起部２５ｂには、サポートピン孔２５ｃが設けられている。サポートピン孔２５ｃは、リングピン孔２３ｄと対向する位置に設けられる。サポートピン孔２５ｃは、突起部２５ｂを軸方向に貫通する。
【００３３】
駆動リングサポート２６は、環状部材である。駆動リングサポート２６は、サポートリング２５に対してノズルリング２３のフランジ部２３ｃと反対側（ノズルベーン２４に対してプレート２１と反対側）に位置する。駆動リングサポート２６には、サポートリング２５と同様、駆動サポート軸孔２６ａが形成される。駆動サポート軸孔２６ａには、ノズルリング２３の本体部２３ｂが、図２中、左側から挿通される。また、駆動リングサポート２６には、駆動サポートピン孔２６ｂが設けられている。駆動サポートピン孔２６ｂは、サポートピン孔２５ｃと対向する位置に設けられる。駆動サポートピン孔２６ｂは、駆動リングサポート２６を軸方向に貫通する。
【００３４】
駆動リングサポート２６の外周には、係止部２６ｃが設けられている。係止部２６ｃは、軸方向に、図２中、右側（サポートリング２５から離隔する側）に突出する。係止部２６ｃの先端には、屈曲部２６ｄが形成されている。屈曲部２６ｄは、駆動リングサポート２６の径方向外側に屈曲する。また、駆動リングサポート２６の外周には、サポート突出部２６ｅが形成されている。サポート突出部２６ｅは、径方向外側に突出する。サポート突出部２６ｅは、係止部２６ｃと周方向の位置を異にして配される。
【００３５】
図３は、ノズル駆動機構２０の組み付け後の斜視図である。図３に示すように、プレートピン孔２１ｂ、リングピン孔２３ｄ、サポートピン孔２５ｃ、駆動サポートピン孔２６ｂ（図２参照）にピン２２が挿通され、ピン２２の両端がかしめられる。こうして、プレート２１、ノズルリング２３、サポートリング２５、駆動リングサポート２６が組み付けられる。
【００３６】
駆動リング２７は、環状部材である。駆動リング２７は、駆動軸孔２７ａを有する。駆動軸孔２７ａは、駆動リング２７を軸方向に貫通する。駆動軸孔２７ａの内径は、駆動リングサポート２６の係止部２６ｃよりも大径である。ノズル駆動機構２０の組み付け状態において、駆動リングサポート２６の係止部２６ｃが駆動軸孔２７ａの内側に位置する。このとき、屈曲部２６ｄが駆動リング２７よりも、図２中、右側に位置している。駆動リング２７は、屈曲部２６ｄとサポート突出部２６ｅに挟まれる。駆動リング２７は、径方向内側から係止部２６ｃに支持される。
【００３７】
ノズルベーン２４の軸部２４ａのうち、先端部２４ｃは、ノズルリング２３の軸部孔２３ｈから突出する。軸部２４ａの先端部２４ｃは、リンク板２８の後述の板孔２８ａに嵌合する。
【００３８】
リンク板２８は、ノズルベーン２４と同数設けられる。複数のリンク板２８は、それぞれ、本体２８ｂを有する。本体２８ｂには、板孔２８ａ（図２参照）が形成される。板孔２８ａには、軸部２４ａの先端部２４ｃが挿通される。ノズルリング２３は、ノズルベーン２４の翼体２４ｂとリンク板２８の本体２８ｂとの間に配される。
【００３９】
リンク板２８の本体２８ｂは、駆動リング２７の駆動軸孔２７ａ内に配されている。リンク板２８には、リンク突起２８ｃが形成されている。リンク突起２８ｃは、本体２８ｂから駆動軸孔２７ａの内周面に向かって径方向外側に突出する。
【００４０】
駆動リング２７のうち、駆動軸孔２７ａの内周には、嵌合溝２７ｂが設けられる。嵌合溝２７ｂは、径方向外側に窪んでいる。嵌合溝２７ｂは、駆動軸孔２７ａの周方向に離隔してノズルベーン２４と同数設けられている。嵌合溝２７ｂそれぞれにリンク突起２８ｃが嵌合している。リンク板２８には、本体２８ｂの板孔２８ａに挿通された軸部２４ａの先端部２４ｃがかしめられている。リンク板２８と軸部２４ａが一体回転する。
【００４１】
ここで、駆動リング２７には、駆動軸孔２７ａの内周に、駆動溝２７ｃが１か所設けられている。駆動溝２７ｃは、嵌合溝２７ｂと大凡同形である。駆動溝２７ｃは、嵌合溝２７ｂと周方向の位置を異にする。駆動溝２７ｃには、駆動リンク（不図示）が嵌合される。駆動リンクは、リンク板２８と大凡同形である。駆動リング２７には、駆動リンクを介して不図示のアクチュエータの動力が伝達される。その結果、駆動リング２７は、駆動リングサポート２６の係止部２６ｃに支持されて回転（摺動）する。
【００４２】
駆動リング２７が回転すると、嵌合溝２７ｂに嵌合するリンク突起２８ｃが駆動リング２７に回転方向に押圧される。リンク板２８が軸部２４ａの軸心周りに回転（揺動）する。その結果、リンク板２８に固定された軸部２４ａが回転する。複数のノズルベーン２４の翼体２４ｂが同期して、軸部２４ａとともに回転する。こうして、流路ｘ内で隣り合う翼体２４ｂ間の流路幅（所謂ノズルスロート幅）が変化する。すなわち、ノズルベーン２４の開度が変化する。隣り合う翼体２４ｂ、プレート２１、ノズルリング２３で形成される流路ｘの流路面積が変化する。
【００４３】
図４は、過給機Ｃの断熱構造３０を説明するための説明図である。図４には、図１の破線部分を抽出して示す。図４に示すように、サポートリング２５の外周端部２５ｄは、ベアリングハウジング２とタービンハウジング４に挟持される。こうして、ノズル駆動機構２０は、ベアリングハウジング２およびタービンハウジング４の内部に保持される。
【００４４】
遮熱部材３１は、例えば、皿バネ状の弾性部材で構成される。タービンインペラ９は、複数の羽根９ａと、インペラ本体９ｂを有している。インペラ本体９ｂには、羽根９ａが立設される。遮熱部材３１は、インペラ本体９ｂのうち、排気口１６（図１参照）と反対側の背面９ｃに対向して配される。
【００４５】
壁部２ｂは、ベアリングハウジング２のうち、インペラ本体９ｂの背面９ｃ側に位置する。壁部２ｂには、背面９ｃ側に突出する環状突起２ｃが形成されている。環状突起２ｃに、ハウジング孔２ｄが開口している。ハウジング孔２ｄには、シャフト８が挿通される。
【００４６】
遮熱部材３１は、環状の本体部３１ｂを有する。本体部３１ｂには、遮熱孔３１ａが形成される。遮熱孔３１ａは、環状突起２ｃが挿通される。本体部３１ｂの一部は、タービンインペラ９の背面９ｃと、ベアリングハウジング２の壁部２ｂの間に位置する。
【００４７】
また、ノズルリング２３の挿通孔２３ａの内周面のうち、図４中、左側（ノズルベーン２４側）には、軸孔突起２３ｉが形成される。軸孔突起２３ｉは、径方向内側に突出する。軸孔突起２３ｉは、タービンインペラ９のインペラ本体９ｂに対し、径方向外側に位置する。軸孔突起２３ｉとインペラ本体９ｂとの間には、間隙Ｓａが設けられる。
【００４８】
そして、外側接触部３１ｃは、本体部３１ｂのうち、シャフト８の径方向外側の部位である。外側接触部３１ｃは、軸孔突起２３ｉに対し、図４中、右側（リンク板２８側、ノズルベーン２４と反対側）から接触する。また、内側接触部３１ｄは、本体部３１ｂのうち、外側接触部３１ｃよりシャフト８の径方向内側の部位である。内側接触部３１ｄは、壁部２ｂの被接触部２ｅに対し、図４中、左側（タービンインペラ９側）から接触する。すなわち、遮熱部材３１は、壁部２ｂの被接触部２ｅと軸孔突起２３ｉの間に配置される。遮熱部材３１は、シャフト８の軸方向に押圧力を持つように、自然長よりも所定量縮められた（変形した）状態となっている。外側接触部３１ｃが軸孔突起２３ｉに、内側接触部３１ｄが被接触部２ｅに、それぞれ当接する。
【００４９】
外側接触部３１ｃが軸孔突起２３ｉに押圧され、内側接触部３１ｄが壁部２ｂの被接触部２ｅに押圧される。遮熱部材３１は、両接触部分を通る排気ガスをシールすることができる。また、遮熱部材３１は、排気ガスの熱のベアリングハウジング２側への伝熱を抑制することができる。
【００５０】
また、ベアリングハウジング２の壁部２ｂには、離隔部２ｆが形成される。離隔部２ｆは、被接触部２ｅより、図４中、右側に窪んで遮熱部材３１から離隔している。離隔部２ｆと遮熱部材３１との間に、空間Ｓｂが形成される。
【００５１】
このように、離隔部２ｆが形成された場合、遮熱部材３１から離隔して空間Ｓｂが大きく形成される。そのため、排気ガスの熱のベアリングハウジング２への伝熱抑制機能を向上することが可能となる。
【００５２】
また、例えば、内側接触部３１ｄよりも外側接触部３１ｃの方が、図４に示すように、左側（軸方向のタービンインペラ９側）に位置してもよい。この場合、遮熱部材３１は、例えば、内側接触部３１ｄよりも外側接触部３１ｃの方が、ベアリングハウジング２の壁部２ｂから離隔する湾曲形状である。そのため、空間Ｓｂが大きく確保される。断熱効果を向上することが可能となる。
【００５３】
また、遮熱部材３１の本体部３１ｂのうち、外側接触部３１ｃおよび内側接触部３１ｄの間に位置する部位３１ｅは、湾曲してもよい。本体部３１ｂの部位３１ｅは、例えば外側接触部３１ｃおよび内側接触部３１ｄよりも、図４中、左側（タービンインペラ９側）に突出する向きに湾曲してもよい。この場合、空間Ｓｂがさらに大きくなる。断熱効果を向上することが可能となる。
【００５４】
また、本体部３１ｂのうち、外側接触部３１ｃおよび内側接触部３１ｄの間の一部は、例えばタービンインペラ９の背面９ｃに沿って延在してもよい。ここで、タービンインペラ９と遮熱部材３１の接触を防ぐために、タービンインペラ９との間に間隙Ｓｃを設ける必要がある。本体部３１ｂの一部をタービンインペラ９の背面９ｃに沿わせる場合、遮熱部材３１とタービンインペラ９が接触しない範囲で、間隙Ｓｃを小さく抑えることができる。このため、流路ｘから間隙Ｓａ、Ｓｃを通って背面９ｃ側に流入する排気ガスが抑制される。損失を抑えることが可能となる。
【００５５】
また、タービンインペラ９のインペラ本体９ｂは、図４中、右側から見た外径（背面９ｃを正面に捉えた外径）が円形状となっていてもよい（フルディスク）。この場合、インペラ本体９ｂのうち、軸孔突起２３ｉと対向する対向部９ｅと軸孔突起２３ｉとの間隙Ｓａは、周方向に大凡一定である。
【００５６】
また、遮熱部材３１の本体部３１ｂには、例えば内側接触部３１ｄから外側接触部３１ｃまでの間に複数の屈曲部３１ｆが形成されてもよい。すなわち、遮熱部材３１は、複数の弾性要素を組み合わせた弾性部材としてもよい。ここで、例えば、屈曲部が１か所設けられていると、２つの弾性要素が組み合わされた遮熱部材３１と考えることができる。ここで、遮熱部材３１を構成する各弾性要素の弾性係数は、図４中、上下方向に対する傾斜が大きい（軸方向に平行に近い）ほど、大きい傾向となる。遮熱部材３１の軸方向の圧縮変形に対して、遮熱部材３１に生じる弾性力が大きく設定可能となる。また、遮熱部材３１を構成する各弾性要素は、図４中、上下方向に対する傾斜角度が同一、かつ、径方向内側の端部位置が同一であれば、径方向外側まで延在した方が、遮熱部材３１の軸方向の圧縮変形に対して生じる弾性力が小さく設定される。このように、屈曲部３１ｆを設け、複数の弾性要素を組み合わせて、遮熱部材３１を形成する場合、遮熱部材３１の軸方向の変形に対して生じる弾性力（弾性係数）を所定の大きさに設定することが容易となる。設計自由度を向上することができる。本実施形態では、図４に示すように、一例として屈曲部３１ｆ（変曲点）は５か所設けられている。
【００５７】
ここで、遮熱部材３１は、過給機Ｃに組み付けられたとき、ノズル駆動機構２０の各部材やベアリングハウジング２、タービンハウジング４の寸法誤差の影響を受ける。この影響により、遮熱部材３１は、構造上許容される範囲内で、軸方向の変形量（自然長からの縮み量）にばらつきが生じる。そのため、遮熱部材３１の変形量が変われば、遮熱部材３１が生じさせる弾性力も変わる。また、遮熱部材３１の弾性力が大きすぎれば、運転時にノズル駆動機構２０のノズルベーン２４の動作に影響を与えてしまうおそれがある。また、遮熱部材３１の弾性力が小さすぎれば、外側接触部３１ｃと軸孔突起２３ｉ、および、内側接触部３１ｄと壁部２ｂの被接触部２ｅのシール性能に影響してしまうおそれがある。そのため、遮熱部材３１が生じさせる弾性力のばらつき量が所定範囲に収まるように、遮熱部材３１を設計する必要がある。
【００５８】
そこで、遮熱部材３１を、所定範囲内の軸方向の変形量の増減に対して、生じる弾性力が線形に増減する（線形関係となる、弾性係数が概ね一定となる）ように、弾性特性を設定してもよい。この場合、軸方向の所定変形量に対して生じる弾性力が概ね一定となるため、運転時に遮熱部材３１が生じさせる弾性力を上記の所定範囲に抑えることが容易となる。ここで、遮熱部材３１の軸方向の変形量の増減に対して生じる弾性力は、厳密に線型関係でなくてもよい。例えば、遮熱部材３１の軸方向の変形量が所定範囲内であるとき、特定の変形量となると急激に弾性力が変化することがなければ、生じる弾性力にばらつき幅があってもよい。
【００５９】
図５は、図４の一点鎖線部分の抽出図である。図５に示すように、例えば、環状突起２ｃは遮熱孔３１ａに嵌合してもよい。このとき、環状突起２ｃのうち、タービンインペラ９の背面９ｃ側（図５中、左側）の先端２ｇは、遮熱部材３１の遮熱孔３１ａよりも、タービンインペラ９の背面９ｃ側に突出しているとよい。
【００６０】
環状突起２ｃの先端２ｇと遮熱孔３１ａとの（例えば、軸方向の）離間距離を、距離Ｌａとする。また、タービンインペラ９の背面９ｃと遮熱部材３１の本体部３１ｂとの軸方向の最小距離を、距離Ｌｂとする。図５では、タービンインペラ９の背面９ｃと、遮熱部材３１の本体部３１ｂとの軸方向の最小距離の一例を示す。タービンインペラ９の背面９ｃと、遮熱部材３１の本体部３１ｂとの軸方向の距離が最小となる径方向の位置は、図５に示す位置よりも、径方向外側であってもよいし径方向内側であってもよい。
【００６１】
このとき、距離Ｌａは、タービンインペラ９の背面９ｃと、遮熱部材３１の本体部３１ｂとの距離Ｌｂよりも大きくともよい。言い換えれば、ノズルリング２３を組み付ける前、遮熱部材３１がタービンインペラ９に当接する位置にあるとき、環状突起２ｃが遮熱孔３１ａに嵌合してもよい。
【００６２】
この場合、ノズルリング２３を組み付ける前、遮熱部材３１の遮熱孔３１ａに環状突起２ｃを嵌合させた状態で、遮熱部材３１がタービンインペラ９の背面９ｃ側に脱落し難くなる。遮熱部材３１が安定した状態で他の部材を組み付けることができる。
【００６３】
また、壁部２ｂのうち、被接触部２ｅと離隔部２ｆとの間には、湾曲部２ｈが形成される。湾曲部２ｈは、径方向外側ほどタービンインペラ９の背面９ｃから離隔する向きに湾曲する。図５には、湾曲部２ｈの一例を示す。ただし、湾曲部２ｈのうち、被接触部２ｅとの境界部２ｉが、図５に示す形状よりも鋭角形状であってもよい。
【００６４】
そして、例えば、被接触部２ｅは、遮熱部材３１の内側接触部３１ｄよりも径方向外側まで延在してもよい。この場合、湾曲部２ｈは、内側接触部３１ｄよりも径方向外側に位置する。内側接触部３１ｄが境界部２ｉに接触しない。そのため、境界部２ｉとの接触による内側接触部３１ｄの局部変形が回避される。内側接触部３１ｄの局部変形によるシール性の低下を回避することができる。
【００６５】
また、湾曲部２ｈは、例えば、空間Ｓｂ側に突出する向きに湾曲していてもよい。例えば、ハウジング孔２ｄのうち、環状突起２ｃと反対側の端部２ｊは、シャフト８から飛散する潤滑油が飛散する空間Ｓｄに開口している。この空間Ｓｄを拡大し、ベアリングハウジング２からタービンインペラ９側への潤滑油のシール性の向上を図る場合がある。湾曲部２ｈを設けることで、空間Ｓｂと空間Ｓｄとの間の壁部２ｂの肉厚を確保できる。そのため、空間Ｓｄを拡大するといったように、設計自由度を向上することが可能となる。
【００６６】
また、壁部２ｂのうち、環状突起２ｃの基端の外周には、環状溝２ｋが形成されていてもよい。例えば、環状溝２ｋが形成されていない場合、内側接触部３１ｄと環状突起２ｃとの接続部分の応力集中を抑えるため、内側接触部３１ｄから環状突起２ｃの基端に向かって湾曲面を形成する（Ｒ形状とする）ことが考えられる。この場合、遮熱部材３１の遮熱孔３１ａのうち、図５中、右側の端部３１ｇが湾曲面に当接して径方向外側に拡がってしまう（湾曲面に乗り上げてしまう）。
【００６７】
環状溝２ｋを設けることで、例えば、環状突起２ｃの基端部分に湾曲面を形成した場合であっても、遮熱孔３１ａの端部３１ｇの乗り上げを回避することができる。
【００６８】
また、ここでは、例えば、屈曲部３１ｆを、径方向外側から第１屈曲部３１ｆ１、第２屈曲部３１ｆ２、第３屈曲部３１ｆ３、第４屈曲部３１ｆ４、第５屈曲部３１ｆ５と称する。図５に示す一例では、第３屈曲部３１ｆ３は、タービンインペラ９の背面９ｃおよび離隔部２ｆの双方と軸方向に対向する。
【００６９】
タービンインペラ９の背面９ｃは、運転時に生じる遠心力を緩和するために、径方向内側ほど、軸方向において遮熱部材３１に近接する向きに傾斜している場合がある。この場合、第３屈曲部３１ｆ３を設けることで、遮熱部材３１をタービンインペラ９の背面９ｃに沿った形状にすることが容易となる。遮熱部材３１とタービンインペラ９の背面９ｃとの間隙Ｓｃが小さく抑えられる。間隙Ｓｃへの排気ガスの漏れを抑制することが可能となる。ここでは、第２屈曲部３１ｆ２と第４屈曲部３１ｆ４の間に第３屈曲部３１ｆ３が１つ設けられる場合を例に挙げて説明した。ただし、第２屈曲部３１ｆ２と第４屈曲部３１ｆ４の間に複数の屈曲部３１ｆが設けられてもよい。
【００７０】
また、例えば、壁部２ｂのうち、離隔部２ｆの径方向外側には、嵌合面２ｍが形成されてもよい。嵌合面２ｍは、例えば、軸方向に平行に延在する。嵌合面２ｍは、ノズルリング２３の挿通孔２３ａの周方向に延在する。言い換えれば、壁部２ｂには、嵌合面２ｍを外周面とする環状の突起２ｎが形成されている。突起２ｎがノズルリング２３の挿通孔２３ａに嵌合してもよい。この場合、ノズルリング２３などをベアリングハウジング２に組み付けるとき、径方向の位置決めが、他の部材を介して行う場合に比べて容易となる。
【００７１】
また、例えば、第２屈曲部３１ｆ２は、径方向外側ほど、軸方向においてタービンインペラ９から離隔する方向に屈曲している。このとき、例えば、遮熱部材３１の第２屈曲部３１ｆ２は、タービンインペラ９の対向部９ｅ（インペラ本体９ｂにおける径方向外側の端部）より、径方向外側に位置してもよい。この場合、第２屈曲部３１ｆ２がタービンインペラ９の対向部９ｅと軸方向に対向する位置や、対向部９ｅより径方向内側にある場合に比べて、タービンインペラ９の背面９ｃと遮熱部材３１との間隙Ｓｃが小さく抑えられる。間隙Ｓｃへの排気ガスの漏れを抑制することが可能となる。
【００７２】
また、例えば、遮熱部材３１の第２屈曲部３１ｆ２は、ノズルリング２３の軸孔突起２３ｉより、径方向外側に位置してもよい。この場合、例えば、流体損失をＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics）などで数値解析するとき、タービンインペラ９の背面９ｃと遮熱部材３１との間隙Ｓｃを円環形状に模擬できる。そのため、遮熱部材３１の第２の径方向の位置が、ノズルリング２３の軸孔突起２３ｉと同じか、軸孔突起２３ｉより径方向内側である場合に比べて、流体損失を容易に精度よく予測することが可能となる。
【００７３】
（変形例）
続いて、変形例におけるノズル駆動機構を説明する。変形例では、上述した実施形態と異なり、変形例のノズル駆動機構に、サポートリング２５および駆動リングサポート２６が設けられていない。
【００７４】
そして、プレート２１とノズルリング２３には、ピン２２が挿通される。プレート２１とノズルリング２３は、ピン２２の両端がかしめられて組み付けられる。また、ノズルリング２３の本体部２３ｂのうち、プレート２１と反対側には、円筒部が形成されている。円筒部は、プレート２１から離隔する側に突出する。駆動リング２７がこの円筒部に回転自在に組み付けられる。ガイドピンで駆動リング２７の抜け止めがなされる。ノズルベーン２４は、プレート２１とノズルリング２３の隙間（流路ｘ）に配される。軸部２４ａがノズルリング２３の軸部孔２３ｈに軸支される。軸部２４ａの先端部２４ｃにリンク板２８が固定される。
【００７５】
リンク板２８は、延在部を有する。延在部は、本体２８ｂからノズルリング２３の径方向外側に延在する。延在部のうち、本体２８ｂと反対側の端部には、係止部が設けられている。係止部は、例えば円柱状である。係止部は、ノズルベーン２４側に向かって突出する。
【００７６】
また、駆動リング２７の外周面には、嵌合溝が設けられている。嵌合溝は、径方向内側に窪んでいる。リンク板２８の係止部は、駆動リング２７の嵌合溝内に突出している。
【００７７】
ここで、駆動リング２７の外周面には、嵌合溝とは別に駆動溝が形成される。駆動溝に駆動リンクが嵌合される。駆動リング２７には、駆動リンクを介して不図示のアクチュエータの動力が伝達される。その結果、駆動リング２７は、ノズルリング２３の円筒部に支持されて回転（摺動）する。
【００７８】
駆動リング２７が回転すると、係止部が駆動リング２７に回転方向に押圧される。リンク板２８が軸部２４ａの軸心周りに回転（揺動）する。こうして、リンク板２８に固定された軸部２４ａが回転する。複数のノズルベーン２４が同期して軸部２４ａとともに回転する。こうして、流路ｘの流路幅が変化する。
【００７９】
図６は、変形例を説明するための図である。図６には、図４に対応する位置の断面を示す。図６に示すように、変形例のノズル駆動機構４０（ノズルユニット）では、上述した実施形態と同様、遮熱部材３１の外側接触部３１ｃは、ノズルリング２３の軸孔突起２３ｉに、リンク板２８側から接触する。また、遮熱部材３１の内側接触部３１ｄは、ベアリングハウジング２の壁部２ｂの被接触部２ｅに、タービンインペラ９側から接触する。
【００８０】
ただし、上述した実施形態と異なり、例えば、ノズルリング２３の外周面２３ｆには、突出部４３ｋが設けられている。突出部４３ｋは、本体部２３ｂの径方向外側に突出する。そして、タービンハウジング４には、突出壁部４ａが設けられている。突出壁部４ａは、シャフト８の径方向内側に突出する。突出部４３ｋは、突出壁部４ａに対して、リンク板２８側（ベアリングハウジング２側）から当接している。
【００８１】
また、ノズル駆動機構４０とベアリングハウジング２が軸方向に離隔している。具体的には、ノズルリング２３は、ベアリングハウジング２の嵌合面２ｍに対して径方向に当接する。ノズルリング２３は、軸方向において、タービンインペラ９側に離隔している。同様に、ノズルベーン２４およびリンク板２８は、ベアリングハウジング２に対し、軸方向において、タービンインペラ９側に離隔している。換言すれば、ベアリングハウジング２は、ノズルリング２３に対し、軸方向において、タービンインペラ９側から当接する面を備えない。
【００８２】
遮熱部材３１は、ノズルリング２３とベアリングハウジング２の間に自然長から縮んだ状態で配置される。遮熱部材３１は、外側接触部３１ｃからノズルリング２３に対して弾性力を作用させる。遮熱部材３１は、ノズルリング２３を、プレート２１側に押圧する。
【００８３】
ノズルリング２３の突出部４３ｋは、遮熱部材３１によって、タービンハウジング４の突出壁部４ａに押圧される。こうして、ノズルリング２３は、ベアリングハウジング２およびタービンハウジング４の内部での位置が保持される。
【００８４】
そして、変形例においても、上述した実施形態と同様に、ベアリングハウジング２の壁部２ｂに離隔部２ｆが設けられている。空間Ｓｂを形成して、排気ガスの熱のベアリングハウジング２への伝熱抑制機能を向上することが可能となる。
【００８５】
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８６】
例えば、上述した実施形態および変形例では、遮熱部材３１は、内側接触部３１ｄよりも外側接触部３１ｃの方がベアリングハウジング２の壁部２ｂから離隔する湾曲形状である場合について説明した。ただし、遮熱部材３１の形状は、これに限られない。例えば、遮熱部材３１の内側接触部３１ｄと外側接触部３１ｃは、ベアリングハウジング２の壁部２ｂからの離間距離が概ね同一でもよい。外側接触部３１ｃよりも内側接触部３１ｄの方がベアリングハウジング２の壁部２ｂから離隔していてもよい。また、例えば、遮熱部材３１は、湾曲形状に限られず、円錐台形状としてもよい。
【００８７】
また、上述した実施形態および変形例では、遮熱部材３１のうち、内側接触部３１ｄと外側接触部３１ｃとの間の一部は、タービンインペラ９の背面９ｃに沿って延在する場合について説明した。ただし、遮熱部材３１の形状は、これに限られない。例えば、遮熱部材３１は、内側接触部３１ｄと外側接触部３１ｃとの間の一部が、タービンインペラ９の背面９ｃの形状に沿っていなくてもよい。
【００８８】
また、上述した実施形態および変形例では、遮熱部材３１は、内側接触部３１ｄから外側接触部３１ｃまでの間に屈曲部３１ｆを備える場合について説明した。ただし、遮熱部材３１は、これに限られない。例えば、遮熱部材３１に屈曲部３１ｆが設けられていなくてもよい。
【００８９】
また、上述した実施形態および変形例では、屈曲部３１ｆは、一例として５か所設ける場合について説明した。ただし、屈曲部３１ｆの数は、これに限られない。例えば、３か所や４か所の屈曲部３１ｆを設けてもよい。所定の運転条件などに応じて任意に屈曲部３１ｆの数を設定することができる。また、外側接触部３１ｃと内側接触部３１ｄは、自然長の状態において、軸方向に対して垂直方向でなく、傾斜していてもよい。例えば、ノズルリング２３を組み付ける前、外側接触部３１ｃは、径方向外側ほど、軸方向においてタービンインペラ９に近接する向きに傾斜してもよい。また、例えば、ノズルリング２３を組み付ける前、内側接触部３１ｄは、径方向内側ほど、軸方向においてタービンインペラ９から離隔する向きに傾斜してもよい。これらの場合、ノズルリング２３の組み付け後、外側接触部３１ｃと内側接触部３１ｄは、軸方向に対して概ね垂直方向となるように縮められた状態で、軸孔突起２３ｉと被接触部２ｅに当接することとなる。
【００９０】
また、上述した実施形態および変形例では、タービンインペラ９のインペラ本体９ｂは、図４中、右側から見た外径（背面９ｃを正面に捉えた外径）が円形状（フルディスク）となっている場合について説明した。ただし、インペラ本体９ｂの形状は，これに限られない。例えば、インペラ本体９ｂのうち、軸孔突起２３ｉと対向する対向部９ｅにおいて、隣り合う羽根９ａの間の部位に切り欠き部（スキャロップ）を形成していてもよい。ただしフルディスクの場合、隣り合う羽根９ａの間の部位に切り欠き部を設ける場合と比べて、軸孔突起２３ｉとインペラ本体９ｂとの間隙Ｓａが小さく抑えられる。背面９ｃ側への排気ガスの流入が抑制される。損失を抑えることが可能となる。
【００９１】
また、上述した実施形態および変形例では、過給機Ｃが可変容量型過給機である場合について説明した。ただし、ノズルベーン２４が揺動する機構を備えないノズルユニットを搭載した過給機に、上述した構成を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本開示は、インペラの背面に遮熱部材が配された過給機に利用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
Ｃ  過給機
２  ベアリングハウジング（ハウジング）
２ｂ  壁部
２ｅ  被接触部
２ｆ  離隔部
９  タービンインペラ（インペラ）
９ｃ  背面
２３  ノズルリング
２４  ノズルベーン
３１  遮熱部材
３１ｃ  外側接触部
３１ｄ  内側接触部
３１ｆ  屈曲部
【図１】
2017163657.tif 000003
【図２】
2017163657.tif 000004
【図３】
2017163657.tif 000005
【図４】
2017163657.tif 000006
【図５】
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【図６】
2017163657.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月6日(2017.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラと、
前記インペラの径方向外側に設けられたノズルベーンと、
前記ノズルベーンが設けられたノズルリングと、
前記インペラの背面と、ハウジングの壁部との間に配され、前記ノズルリングに前記ノズルベーンと反対側から接触する外側接触部、および、前記外側接触部よりも前記インペラの径方向内側に位置し、前記ハウジングの壁部に前記インペラ側から接触する内側接触部を有する遮熱部材と、
前記ハウジングの壁部に設けられ、前記遮熱部材の内側接触部に接触する被接触部よりも前記遮熱部材から離隔する側に窪む離隔部と、
前記ハウジングの壁部に設けられ、前記インペラの背面側に突出する環状突起と、
前記環状突起の基端の外周に設けられる環状溝と、
を備える過給機。
【請求項２】
前記ノズルベーンと前記ノズルリングを含み、前記ハウジングから軸方向に離隔するノズルユニットを備える請求項１に記載の過給機。
【請求項３】
前記遮熱部材は、前記内側接触部よりも前記外側接触部の方が前記ハウジングの壁部から離隔する湾曲形状である請求項１に記載の過給機。
【請求項４】
前記遮熱部材は、前記内側接触部よりも前記外側接触部の方が前記ハウジングの壁部から離隔する湾曲形状である請求項２に記載の過給機。
【請求項５】
前記遮熱部材は、前記内側接触部と前記外側接触部との間の少なくとも一部が、前記インペラの背面に沿って延在する請求項３に記載の過給機。
【請求項６】
前記遮熱部材は、前記内側接触部と前記外側接触部との間の少なくとも一部が、前記インペラの背面に沿って延在する請求項４に記載の過給機。
【請求項７】
前記遮熱部材のうち、前記内側接触部から前記外側接触部までの間に形成された屈曲部を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の過給機。
【国際調査報告】
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