(57)【要約】【課題】タービン側のノズル開度を任意に変更し得るようにした可変ノズル式のターボチャージャにおける摩耗の問題を解決する。【解決手段】タービン翼車の周囲に複数のノズルベーンを環状に配置してタービン２ｂ側のノズル開度を任意に変更し得るようにした可変ノズル式のターボチャージャ２に関し、前記各ノズルベーンの角度を連動して変更させるためのユニソンリング１６と、該ユニソンリング１６の周方向における一箇所に装着された半径方向へ摺動自在な第一ピース２４と、該第一ピース２４に対し一端側を傾動自在に嵌合されて他端側を中心に傾動操作される駆動アーム２０とを備え、該駆動アーム２０の傾動操作により前記ユニソンリング１６を周方向へ回動し得るように構成する。【選択図】図１
2018145941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン翼車の周囲に複数のノズルベーンを環状に配置してタービン側のノズル開度を任意に変更し得るようにした可変ノズル式のターボチャージャであって、前記各ノズルベーンの角度を連動して変更させるためのユニソンリングと、該ユニソンリングの周方向における一箇所に装着された半径方向へ摺動自在な第一ピースと、該第一ピースに対し一端側を傾動自在に嵌合されて他端側を中心に傾動操作される駆動アームとを備え、該駆動アームの傾動操作により前記ユニソンリングを周方向へ回動し得るように構成したことを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
ユニソンリングにおける第一ピースの装着位置に半径方向に向け第一係合溝が形成され且つ該第一係合溝に沿い摺動し得るよう前記第一ピースが前記第一係合溝に嵌合されていると共に、前記第一ピースにΩ形の第一凹部が形成され且つ該第一凹部の円弧部分の中心回りに傾動し得るよう駆動アームの一端側がΩ形を成して前記第一凹部に嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項３】
ノズルベーンの配置に対応してユニソンリングの周方向複数箇所に装着された半径方向へ摺動自在な第二ピースと、該各第二ピースに対し一端側を傾動自在に嵌合されて他端側を前記ノズルベーンの傾動軸に対し一体的に連結されたリンクアームとを備え、前記ユニソンリングの周方向への回動により各ノズルベーンの角度を連動して変更し得るように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
ユニソンリングにおける第二ピースの装着位置に半径方向に向け第二係合溝が形成され且つ該第二係合溝に沿い摺動し得るよう前記第二ピースが前記第二係合溝に嵌合されていると共に、前記第二ピースにΩ形の第二凹部が形成され且つ該第二凹部の円弧部分の中心回りに傾動し得るようリンクアームの一端側がΩ形を成して前記第二凹部に嵌合されていることを特徴とする請求項３に記載のターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン側のノズル開度を任意に変更し得るようにした可変ノズル式のターボチャージャに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タービン翼車の周囲に複数のノズルベーンを環状に配置してタービン側のノズル開度を任意に変更し得るようにした可変ノズル式のターボチャージャが知られており、このような可変ノズル式のターボチャージャを採用すれば、エンジン回転数や走行状況等に応じターボチャージャの容量を適宜に変更して理想的な過給効果を得ることができるようになる。
【０００３】
図５は従来におけるターボチャージャの一例を示すもので、図５中における符号の１は可変ノズル式のターボチャージャ２を搭載したエンジンを示しており、エアクリーナ３から導かれた吸気４が吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４がインタークーラ６へと送られて冷却され、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へと吸気４が導かれてエンジン１の各気筒８（図５では直列６気筒の場合を例示している）に分配されるようになっており、該各気筒８から排出された排気ガス９は、排気マニホールド１０を介しターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気ガス９が排気管１１を介し車外へ排出されるようにしてある。
【０００４】
ここで、図６に示す如く、前記ターボチャージャ２においては、タービン２ｂのノズルベーン１２が、タービン翼車１３周囲に環状に配置されてノズルリング１４に対しピン１５を介して傾動自在に装着されており、これら各ノズルベーン１２の角度が前記ノズルリング１４に対するユニソンリング１６の周方向への回動によりリンクアーム１７を介し連動して変更されるようになっていて、前記ユニソンリング１６がアクチュエータ１８によるレバー１９の傾動操作により駆動アーム２０を介して回動されるようになっている。
【０００５】
即ち、前記ユニソンリング１６の内周部複数箇所にＵ字形に切欠かれた凹部２１に対し各リンクアーム１７の一端側が傾動自在に嵌合され且つその他端側が前記各ノズルベーン１２の傾動軸を成す各ピン１５に対し一体的に連結されていて、前記ノズルリング１４に対し前記ユニソンリング１６が周方向へ回動することで前記各リンクアーム１７が夫々のピン１５を中心に一斉に傾動されるようになっている。
【０００６】
また、前記ユニソンリング１６の外周部一箇所にＵ字形に切欠かれた凹部２３に対し前記駆動アーム２０の一端側が傾動自在に嵌合され、該駆動アーム２０の他端側と前記レバー１９の一端側とが同じ連結ロッド２２の両端に夫々一体的に嵌着されてクランク形状を成すようにしてあり、前記レバー１９の他端側をアクチュエータ１８により押し引きすることで前記レバー１９と共に前記駆動アーム２０が連結ロッド２２回りに傾動されて前記ユニソンリング１６が回動されるようになっている。尚、前記連結ロッド２２は、図示しないハウジング側の固定部により回動自在に軸支されるようになっている。
【０００７】
ここで、前記リンクアーム１７や前記駆動アーム２０は、何れも中括れのある繭形に形成されており、前記ユニソンリング１６におけるＵ字形の凹部２１，２３に一端側を夫々嵌合した状態で他端側を中心として傾動できるようにしてある。
【０００８】
尚、この種のターボチャージャに関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３０３１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来構造におけるリンクアーム１７及び駆動アーム２０の一端側は、円弧軌道を描いて移動することから前記ユニソンリング１６の半径方向にも移動することになるが、その半径方向への移動を許容し得るよう平行な対向面を備えたＵ字形の凹部２１，２３に対しリンクアーム１７及び駆動アーム２０の一端側が線接触の状態で摺動することになり、これによって、その摺動部分における面圧が高くなって摩耗が起こり易くなるという問題があり、特にユニソンリング１６を回動するための駆動力が一箇所に集中して入力されるリンクアーム１７の一端側と凹部２３との摺動部分では、該摺動部分における面圧が非常に高くなることから摩耗の問題が顕著であった。
【００１１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、タービン側のノズル開度を任意に変更し得るようにした可変ノズル式のターボチャージャにおける摩耗の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、タービン翼車の周囲に複数のノズルベーンを環状に配置してタービン側のノズル開度を任意に変更し得るようにした可変ノズル式のターボチャージャであって、前記各ノズルベーンの角度を連動して変更させるためのユニソンリングと、該ユニソンリングの周方向における一箇所に装着された半径方向へ摺動自在な第一ピースと、該第一ピースに対し一端側を傾動自在に嵌合されて他端側を中心に傾動操作される駆動アームとを備え、該駆動アームの傾動操作により前記ユニソンリングを周方向へ回動し得るように構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
而して、このようにすれば、駆動アームを傾動してユニソンリングを回動する際に、前記駆動アームの一端側を第一ピースに嵌合した面接触の状態で傾動させ且つユニソンリングの半径方向へ向けた動きを前記第一ピースの摺動で吸収させることが可能となり、これにより前記駆動アームの一端側と第一ピースとの摺動部分における面圧が従来より大幅に低下して摩耗が起こり難くなる。
【００１４】
また、本発明をより具体的に実施するにあたっては、ユニソンリングにおける第一ピースの装着位置に半径方向に向け第一係合溝が形成され且つ該第一係合溝に沿い摺動し得るよう前記第一ピースが前記第一係合溝に嵌合されていると共に、前記第一ピースにΩ形の第一凹部が形成され且つ該第一凹部の円弧部分の中心回りに傾動し得るよう駆動アームの一端側が前記第一凹部に嵌合されていることが好ましい。
【００１５】
更に、本発明においては、ノズルベーンの配置に対応してユニソンリングの周方向複数箇所に装着された半径方向へ摺動自在な第二ピースと、該各第二ピースに対し一端側を傾動自在に嵌合されて他端側を前記ノズルベーンの傾動軸に対し一体的に連結されたリンクアームとを備え、前記ユニソンリングの周方向への回動により各ノズルベーンの角度を連動して変更し得るように構成することも可能である。
【００１６】
このようにすれば、ユニソンリングを周方向へ回動して各ノズルベーンの角度を連動して変更する際に、リンクアームの一端側を第二ピースに嵌合した面接触の状態で傾動させ且つユニソンリングの半径方向へ向けた動きを前記第二ピースの摺動で吸収させることが可能となり、これにより前記リンクアームの一端側と第二ピースとの摺動部分における面圧が従来より大幅に低下して摩耗が起こり難くなる。
【００１７】
より具体的には、ユニソンリングにおける第二ピースの装着位置に半径方向に向け第二係合溝が形成され且つ該第二係合溝に沿い摺動し得るよう前記第二ピースが前記第二係合溝に嵌合されていると共に、前記第二ピースにΩ形の第二凹部が形成され且つ該第二凹部の円弧部分の中心回りに傾動し得るようリンクアームの一端側が前記第二凹部に嵌合されていると良い。
【発明の効果】
【００１８】
上記した本発明のターボチャージャによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１９】
（Ｉ）本発明の請求項１、２に記載の発明によれば、駆動アームの一端側と第一ピースとの摺動部分における面圧を従来より大幅に低下させて摩耗の抑制を図ることができ、タービン側のノズル開度を任意に変更し得るようにした可変ノズル式のターボチャージャにおける摩耗の問題を解決することができる。
【００２０】
（ＩＩ）本発明の請求項３、４に記載の発明によれば、駆動アームの一端側と第一ピースとの摺動部分における面圧だけでなく、リンクアームの一端側と第二ピースとの摺動部分における面圧についても従来より大幅に低下させて摩耗の抑制を図ることができ、タービン側のノズル開度を任意に変更し得るようにした可変ノズル式のターボチャージャにおける摩耗の問題を更に効果的に解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す要部の拡大図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視の断面図である。
【図３】本形態例の付加的な構造について示す要部の拡大図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視の断面図である。
【図５】一般的なターボチャージャの概要について説明する概略図である。
【図６】可変ノズル式のターボチャージャの従来構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例においては、前述した図６と略同様に構成した可変ノズル式のターボチャージャ２となっており、同一の符号を付した部分は同一物を表わしているが、図１及び図２に示す如く、ユニソンリング１６の外周部一箇所に従来の如きＵ字形の凹部２３（図６参照）を直接形成する代わりに、ここにユニソンリング１６の半径方向へ摺動自在な第一ピース２４を装着し、この第一ピース２４の第一凹部２５に対し駆動アーム２０の一端側を傾動自在に嵌合するようにしており、従前通り前記駆動アーム２０の他端側を中心としてアクチュエータ１８により傾動操作することで前記ユニソンリング１６を周方向へ回動し得るようにしてある。
【００２４】
ここで、ユニソンリング１６における第一ピース２４の装着位置には、前記ユニソンリング１６の半径方向に向け第一係合溝２６が形成され、該第一係合溝２６に沿い摺動し得るよう前記第一ピース２４が前記第一係合溝２６に嵌合されており、前記第一ピース２４に形成したΩ形の第一凹部２５に対し該第一凹部２５の円弧部分の中心回りに傾動し得るよう駆動アーム２０の一端側がΩ形を成して前記第一凹部２５に嵌合されている。
【００２５】
また、特に本形態例においては、図３及び図４に示す如く、ノズルベーン１２の配置に対応してユニソンリング１６の内周部複数箇所に従来の如きＵ字形の凹部２１（図６参照）を直接形成する代わりに、ここにユニソンリング１６の半径方向へ摺動自在な第二ピース２７を装着し、これら各第二ピース２７の第二凹部２８に対し各リンクアーム１７の一端側を傾動自在に嵌合するようにもしてあり、従前通り前記各リンクアーム１７の他端側を前記ノズルベーン１２の傾動軸を成すピン１５に対し一体的に連結しておくことで、前記ユニソンリング１６の周方向への回動により各ノズルベーン１２の角度を連動して変更し得るようにしてある。
【００２６】
ここで、ユニソンリング１６における第二ピース２７の装着位置には、前記ユニソンリング１６の半径方向に向け第二係合溝２９が形成され、該第二係合溝２９に沿い摺動し得るよう前記第二ピース２７が前記第二係合溝２９に嵌合されており、前記第二ピース２７に形成したΩ形の第二凹部２８に対し該第二凹部２８の円弧部分の中心回りに傾動し得るようリンクアーム１７の一端側がΩ形を成して嵌合されている。
【００２７】
尚、本形態例における第一ピース２４や第二ピース２７を第一係合溝２６や第二係合溝２９に嵌合するにあたっては、例えば、ユニソンリング１６の半径方向へ向けた第一ピース２４や第二ピース２７の摺動を許容可能な嵌め合い構造を相互間に付し、第一ピース２４の第一係合溝２６からの脱落、並びに第二ピース２７の第二係合溝２９からの脱落を防止し得るようにしておくと良い。
【００２８】
而して、このようにすれば、駆動アーム２０を傾動してユニソンリング１６を回動する際に、前記駆動アーム２０の一端側を第一ピース２４に嵌合した面接触の状態で傾動させ且つユニソンリング１６の半径方向へ向けた動きを前記第一ピース２４の摺動で吸収させることが可能となり、これにより前記駆動アーム２０の一端側と第一ピース２４との摺動部分における面圧が従来より大幅に低下して摩耗が起こり難くなる。
【００２９】
また、ユニソンリング１６を周方向へ回動して各ノズルベーン１２の角度を連動して変更する際においても、リンクアーム１７の一端側を第二ピース２７に嵌合した面接触の状態で傾動させ且つユニソンリング１６の半径方向へ向けた動きを前記第二ピース２７の摺動で吸収させることが可能となり、これにより前記リンクアーム１７の一端側と第二ピース２７との摺動部分における面圧が従来より大幅に低下して摩耗が起こり難くなる。
【００３０】
従って、上記形態例によれば、駆動アーム２０の一端側と第一ピース２４との摺動部分における面圧を従来より大幅に低下させて摩耗の抑制を図ることができると共に、リンクアーム１７の一端側と第二ピース２７との摺動部分における面圧についても従来より大幅に低下させて摩耗の抑制を図ることができるので、タービン２ｂ側のノズル開度を任意に変更し得るようにした可変ノズル式のターボチャージャにおける摩耗の問題を解決することができる。
【００３１】
尚、本発明のターボチャージャは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、ユニソンリングとリンクアームとの連結に第二ピースを介装する構造については、必要に応じて付加的に施すようにすれば良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
２      ターボチャージャ
２ｂ    タービン
１２    ノズルベーン
１３    タービン翼車
１５    ピン（傾動軸）
１６    ユニソンリング
１７    リンクアーム
２０    駆動アーム
２４    第一ピース
２５    第一凹部
２６    第一係合溝
２７    第二ピース
２８    第二凹部
２９    第二係合溝
【図１】
2018145941.tif 000003
【図２】
2018145941.tif 000004
【図３】
2018145941.tif 000005
【図４】
2018145941.tif 000006
【図５】
2018145941.tif 000007
【図６】
2018145941.tif 000008