(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明を採用する可変ジオメトリーターボチャージャ組立体９０は、中央ハウジング９２と、中央ハウジングの一側部に取り付けられたコンプレッサハウジングと、中央ハウジングの別の側部に取り付けられたタービンハウジング９４とを有する。複数の可動のベーン１０２がタービンハウジング内に配設されている。ユニゾンリング１１０が、ベーンを一斉に動かし得るようにタービンハウジング内に回転可能に配設されている。ターボチャージャは、中央ハウジングとは別体で且つ中央ハウジングに取り付けられたインサート又は支持体１１２を有する本発明のユニゾンリング組立体を備えている。支持体は、ユニゾンリングを支持する１つ又はより多くの面を有している。ユニゾンリングは、支持体の上に回転可能に配置されている。支持体は、ユニゾンリングを中央ハウジングと接触しないよう隔離する空間１３６を更に提供する。選択的に設けられる熱シュラウド１３８は、中央ハウジングに沿って半径方向内方に延び且つ支持体により所要位置に保持される。
2007533912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央ハウジング９２と、該中央ハウジングに取り付けられたタービンハウジング９４と、該タービンハウジング内に回転可能に配設されたタービン翼車９６と、該タービン翼車の上流にて前記タービンハウジング内に可動に配設された複数のベーン１０２と、前記タービンハウジング内に回転可能に配設され且つ前記複数のベーンと接触するユニゾンリング１１０とを備える、可変ジオメトリーターボチャージャ組立体９０内にて使用されるユニゾンリング組立体において、前記中央ハウジングとは別体で且つ前記中央ハウジングの面に取り付けられた支持体１１２をさらに備え、前記ユニゾンリングは、前記支持体に回転可能に取り付けられており、該支持体は、前記ユニゾンリングと接触する１つ又はより多くの面を有して前記ユニゾンリングから軸方向に向けられた荷重および半径方向に向けられた荷重を支持しており、前記支持体は、前記ユニゾンリングの内径部１３０が配置されることを受け入れる、半径方向を向いた第一の面１２２と、前記ユニゾンリングの内面１３２が配置されることを受け入れる、軸方向を向いた第二の面１２６とを有している、ユニゾンリング組立体。
【請求項２】
請求項１に記載のユニゾンリング組立体において、前記支持体の、軸方向を向いた前記第二の面は、前記中央ハウジングの面から離れるように突き出して前記ユニゾンリングと前記中央ハウジングとの間に空間を提供している、ユニゾンリング組立体。
【請求項３】
請求項１に記載のユニゾンリング組立体において、前記支持体から前記中央ハウジングの面を亙って半径方向内方に前記中央ハウジングの中心軸の開口部１４０まで延びる熱シュラウド１３８をさらに備え、該熱シュラウドは前記支持体により所要位置に保持されるようになされている、ユニゾンリング組立体。
【請求項４】
請求項３に記載のユニゾンリング組立体において、前記支持体は、前記熱シュラウドを所要位置に保持し得るよう、該熱シュラウドの隣接する部分１４２の上方に配置された面部分１４４を有している、ユニゾンリング組立体。
【請求項５】
中央ハウジング９０と、中央ハウジングに取り付けられたタービンハウジング９４と、該タービンハウジング内に回転可能に配設されたタービン翼車９６と、該タービン翼車の上流にて前記タービンハウジング内に可動に配設された複数のベーン１０２と、前記タービンハウジング内に回転可能に配設され且つ複数のベーンと接触するユニゾンリング１１０とを備える、可変ジオメトリーターボチャージャ組立体内にて使用されるユニゾンリング組立体において、前記中央ハウジングとは別体で且つ該中央ハウジングの面に取り付けられた支持体１１２をさらに備え、前記ユニゾンリングは、前記支持体に回転可能に取り付けられており、該支持体は、前記ユニゾンリングと接触する１つ又はより多くの面を有して前記ユニゾンリングから軸方向に向けられた荷重および半径方向に向けられた荷重を支持しており、前記支持体は、前記ユニゾンリングの内径部１３０が配置されることを受け入れる、前記支持体の外面からある距離だけ延びるネック部１２２を有する外径部と、前記ユニゾンリングの内面１３２が配置されることを受け入れる、前記ネック部から半径方向外方へ延びる肩部１２６とを備えている、ユニゾンリング組立体。
【請求項６】
請求項５に記載のユニゾンリング組立体において、前記肩部は、前記ユニゾンリングと前記中央ハウジングとの間にある距離を提供し得るよう前記中央ハウジングからある距離だけ延びている、ユニゾンリング組立体。
【請求項７】
可変ジオメトリーターボチャージャ組立体９０において、
中央ハウジング９２にして、自身を貫通するように配設された軸９８を備える中央ハウジング９２と、
該中央ハウジングの一側部に取り付けられたコンプレッサハウジングにして、その内部に回転可能に配設され且つ軸の一端に取り付けられたインペラを有するコンプレッサハウジングと、
前記中央ハウジングの別の側部に取り付けられて、その内部に回転可能に配設され且つ前記軸の他端に取り付けられたタービン翼車９６を有するタービンハウジング９４と、
該タービンハウジング内に配設された、可動の複数のベーン１０２と、
前記タービンハウジング内に回転可能に配設され且つ前記複数のベーンと接触して該複数のベーンを一斉に動かすユニゾンリング１１０と、
前記中央ハウジングとは別体で且つ該中央ハウジングの面に取り付けられた支持体１１２であって、前記ユニゾンリングを支持する１つ又はより多数の面を有する支持体１１２とを備え、
前記ユニゾンリングは前記支持体に回転可能に配置されており、前記支持体は、前記ユニゾンリングを半径方向に関して支持するため該ユニゾンリングの内径部に隣接する第一の面１２２と、前記ユニゾンリングを軸方向に関して支持するため該ユニゾンリングの内面１３２に隣接する第二の面１２６とを有している、可変ジオメトリーターボチャージャ組立体９０。
【請求項８】
請求項７に記載の可変ジオメトリーターボチャージャ組立体において、前記支持体は、前記ユニゾンリングを前記中央ハウジングと接触しないよう隔離する空間１３６を提供している、可変ジオメトリーターボチャージャ組立体。
【請求項９】
請求項７に記載の可変ジオメトリーターボチャージャ組立体において、前記中央ハウジングに沿って半径方向内方に延びる熱シュラウド１３８にして、前記支持体により所要位置に保持される熱シュラウド１３８をさらに備える、可変ジオメトリーターボチャージャ組立体。
【請求項１０】
請求項９に記載の可変ジオメトリーターボチャージャ組立体において、前記支持体は、前記熱シュラウドに接触して該熱シュラウドを所要位置に保持する、前記内径部に沿った面１４４を有している、可変ジオメトリーターボチャージャ組立体。
【請求項１１】
可変ジオメトリーターボチャージャ組立体９０において、
中央ハウジング９２にして、自身を貫通するように配設された軸９８を備える中央ハウジング９２と、
該中央ハウジングの一側部に取り付けられたコンプレッサハウジングにして、その内部に回転可能に配設され且つ前記軸の一端に取り付けられたインペラを有するコンプレッサハウジングと、
前記中央ハウジングの別の側部に取り付けられたタービンハウジング９４にして、その内部に回転可能に配設され且つ前記軸の他端に取り付けられたタービン翼車９６を有するタービンハウジング９４と、
該タービンハウジング内に配設された可動の複数のベーン１０２と、
前記タービンハウジング内に回転可能に配設され且つ前記複数のベーンと接触して該複数のベーンを一斉に動かすユニゾンリング１０２と、
前記中央ハウジングとは別体で且つ該中央ハウジングの面に取り付けられた支持体１１２であって、前記ユニゾンリングを支持する１つ又はより多数の面を有する支持体１１２とを備え、
前記ユニゾンリングは前記支持体に回転可能に配置されており、前記支持体は、該支持体の外面からある距離を延びて、前記ユニゾンリングの内径部１３０が配置されることを受け入れる第一の面部分１２２と、該第一の面部分から半径方向外方に延びて、前記ユニゾンリングの内面１３２が配置されることを受け入れる第二の面部分１２６とを有する外径部を含む、可変ジオメトリーターボチャージャ組立体９０。
【請求項１２】
可変ジオメトリーターボチャージャ組立体９０において、
中央ハウジング９２にして、自身を貫通するように配設された軸９８を備える中央ハウジング９２と、
該中央ハウジングの一側部に取り付けられたコンプレッサハウジングにして、その内部に回転可能に配設され且つ前記軸の一端に取り付けられたインぺラ翼車を有するコンプレッサハウジングと、
前記中央ハウジングの別の側部に取り付けられたタービンハウジング９４にして、その内部に回転可能に配設され且つ前記軸の他端に取り付けられたタービン翼車９６を有するタービンハウジング９４と、
該タービンハウジング内に配設された可動の複数のベーン１０２と、
前記タービンハウジング内に回転可能に配設され且つ前記複数のベーンと接触して該複数のベーンを一斉に動かす環状のユニゾンリング１１０と、
前記中央ハウジングとは別体で且つ該中央ハウジングの面に取り付けられた環状の支持体１１２であって、該支持体の外面から外方に延びて、前記ユニゾンリングの内径部１３０が配置されることを受け入れる第一の面部分１２２と、該第一の面部分から半径方向外方に延びて、前記ユニゾンリングの内面１３２が配置されることを受け入れる第二の面部分１２６とを有する外径部と、半径方向に突き出すリップ部１４４を有する内径部と、を備える支持体と、
該支持体から延びる前記中央ハウジングの面に沿って半径方向内方に延びる環状の熱シュラウド１３８にして、該熱シュラウドに当接するように配置される支持リップ部により所要位置に保持される環状の熱シュラウド１３８と、を備える、可変ジオメトリーターボのチャージャ組立体９０。
【請求項１３】
中央ハウジング９２と、該中央ハウジングに取り付けられたタービンハウジング９４と、該タービンハウジング内に回転可能に配設されたタービン翼車９６と、前記タービンハウジング内に可動に配設された複数のベーン１０２と、前記タービンハウジング内に回転可能に配設され且つ前記複数のベーンと接触するユニゾンリング１１０と、を備える可変ジオメトリーターボチャージャ組立体９０を製造する方法において、
熱シュラウド１３８を前記タービンハウジングに向けて前記中央ハウジングの面の上に配置するステップと、
前記ユニゾンリングのための支持体１１２であって、前記熱シュラウドに接触し且つ該熱シュラウドを所要位置に保持する面部分を有し、前記ユニゾンリングを回転可能に配置することを受け入れるべく１つ又はより多くの面を有する支持体を、前記中央ハウジングの前記面に取り付けるステップと、
前記ユニゾンリングの内径部１３０が前記支持体の第一の面部分１２２と接触し且つ前記ユニゾンリングの内面１３２が前記支持体の第二の面部分１２６と接触するように、前記ユニゾンリングを前記支持体に取り付けるステップと、を備える、可変ジオメトリーターボチャージャ組立体９０を製造する方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、前記ユニゾンリングを前記支持体に取り付ける前記ステップにおいて、前記支持体は、前記ユニゾンリングと前記中央ハウジングとを互いに距離をおかせ、前記ユニゾンリングと前記中央ハウジングとが互いに接触するのを防止するように作用する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、可変ジオメトリーターボチャージャ（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ）の分野、より具体的には、ユニゾンリングと中央ハウジングとの間の換気を改良し得る設計とされ、これにより水分の蓄積を制御して望ましくない腐食の発生を最小限にし、ユニゾンリングの作動を改善してターボチャージャの有効寿命を延長するよう配設された改良したユニゾンリング組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリン及びディーゼル内燃機関用のターボチャージャは、エンジンから出る排気ガスの熱及び体積流量を利用することにより、エンジンの燃焼室に送り込まれる吸気流を加圧し又は昇圧させるため使用される、当該技術にて既知の装置である。具体的には、エンジンから出る排気ガスは、排気ガス駆動のタービンをハウジング内にて旋回させるような態様にてターボチャージャのタービンハウジング内に送り込まれる。排気ガス駆動のタービンは、ラジアル空気コンプレッサに共通の軸の一端に取り付けられる。該ラジアル空気コンプレッサは、該軸の他端に取り付けられ且つコンプレッサハウジング内に収容されている。このように、空気コンプレッサは、タービンハウジングとは別体のターボチャージャのコンプレッサハウジング内にて、タービンの回転動作によって旋回する。空気コンプレッサの旋回動作によって吸気はコンプレッサハウジング内に入り且つ所望の程度まで加圧又は昇圧され、その後、燃料と混合されてエンジンの燃焼室内にて燃焼する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ターボチャージャにおいて、ターボチャージャの効率又は作動範囲を改良するためタービンへの排気ガスの流れを制御することが望ましいことがよくある。可変ジオメトリーターボチャージャは、この必要性に対応するような形態とされている。１つの型式の可変ジオメトリーターボチャージャは、可変ノズルターボチャージャと称される、可変排気ノズルを有するものである。排気ガスの流れを制御すべく異なる形態の可変ノズルが可変ノズルターボチャージャにて採用されてきた。かかる可変ノズルターボチャージャ内にて排気ガスの流れの制御を実現すべく採用されている１つの方策は、タービンの入口の回りに環状に配置された多数の回動ベーンを使用することを含む。回動ベーンは、ユニゾンリングにより共通に制御され、該ユニゾンリングは、ターボチャージャ内に可動に配設されており、ベーン間の通路ののど面積を変更し、これにより、タービン内への排気ガスの流れを制御する機能を果たす。
【０００４】
かかる可変ノズルターボチャージャにおいて、ユニゾンリングは、制御されたアクチュエータの動きに応答して回転する形態とされており、この回転動作によってベーンは、タービン翼車への排気ガスの流路を開き又は閉じるような態様にて回動する。可変ノズルターボチャージャが適正に機能するのを可能にするためには、ユニゾンリングの望ましい回転動作が制限されず又は損なわれないことが重要である。かかる可変ノズルターボチャージャにおいて、水分がターボチャージャ内にて蓄積することに起因してユニゾンリングの動きが損なわれる可能性があり、この水分の蓄積は、ユニゾンリングとそれに隣接するターボチャージャの面との間にて望ましくない腐食を生じさせることが既知である。この腐食は、ターボチャージャとのユニゾンリングの適正な動きを損ない且つ制限する作用をする可能性がある。
【０００５】
このため、例えば、水分の蓄積及び腐食によって生じる動きに対する損害の可能性を最小にし又は解消するようにユニゾンリングの所望の動きを促進する態様にて可変ノズルターボチャージャと共に使用し得るようなユニゾンリング組立体の構造とすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明を採用する可変ジオメトリーターボチャージャ組立体は、中央ハウジングにして、自身を軸が貫通するように配設された中央ハウジングと、中央ハウジングの一側部に取り付けられたコンプレッサハウジングであって、その内部に回転可能に配設され且つ上記軸の一端に取り付けられたインペラを有するコンプレッサハウジングと、中央ハウジングの別の側部に取り付けられたタービンハウジングであって、その内部に回転可能に配設され且つ上記軸の他端に取り付けられたタービン翼車を有するタービンハウジングとを備えている。複数の可動ベーンがタービンハウジング内に配設され、また、ユニゾンリングは、タービンハウジング内に回転可能に配設され且つ複数のベーンと接触してベーンを一斉に動かす。
【０００７】
可変ジオメトリーターボチャージャは、中央ハウジングとは別体で且つ該中央ハウジングの面に取り付けられたインサート又は支持体の形態をしたユニゾンリング組立体を有している。該支持体は、ユニゾンリングを支持する１つ又はより多くの面を有しており、ユニゾンリングは、支持体上に回転可能に配置されている。一例としての実施の形態において、支持体は、ユニゾンリングを半径方向に関して支持するため、ユニゾンリングの内径部に隣接する第一の面を有し、また、ユニゾンリングを軸方向に関して支持するため、ユニゾンリングの内面に隣接する第二の面を有している。支持体は、ユニゾンリングを中央ハウジングとの接触から隔離する空間を更に提供する。選択的に採用可能な熱シュラウドを、中央ハウジングに沿ってインサートから半径方向内方に延ばし且つ支持体により所要位置に保持することができる。
【０００８】
このようにして形成されたユニゾンリング組立体は、ユニゾンリングと中央ハウジングとの間の直接的な接触を妨げ、それにより、中央ハウジングの面の腐食によりユニゾンリングの所望の動きが損なわれ又は防止されるであろう可能性は最小にされ又は解消される。更に、ユニゾンリングの支持体は、ユニゾンリングと同一の材料にて形成するようにし、それによって、所望のユニゾンリングの動きを損なう可能性のある、望ましくない熱膨張差による悪影響を防止し得るようにすることが好ましい。更に、支持体は、より小型で且つよりコスト面で効果的な熱シュラウドを使用することを可能にする。
【０００９】
本発明の詳細及び特徴は、詳細な説明及び図面からより一層良く理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のユニゾンリング組立体を有する可変ジオメトリーターボチャージャは、全体として、中央ハウジングとは別体で且つ該中央ハウジングの面に取り付けられたユニゾンリングのインサート又は支持体を備えている。支持体は、ユニゾンリングを軸方向及び半径方向の双方に関して支持し且つユニゾンリングを中央ハウジングの面と接触しないよう該中央ハウジングの面から隔離する形態とされている。選択的に採用可能な熱シュラウドは、中央ハウジングの面を横切って支持体から半径方向に延び、且つ、支持体により所要位置に保持することができる。
【００１１】
図１には、全体として、中央ハウジング１２にして、一端にタービンハウジング１４が取り付けられ、他端にハウジングのコンプレッサ補強板ハウジング１６が取り付けられた中央ハウジング１２を備える、先行技術のターボチャージャ組立体１０が図示されている。コンプレッサハウジングは、コンプレッサの補強板に従来方式にて取り付けられている。軸１８は、中央ハウジング内に収容された軸受組立体内に回転可能に配設されている。タービン又はタービン翼車２０が、軸の一端に取り付けられ且つタービンハウジング内に保持され、また、コンプレッサインプラ２２が、軸の他端に取り付けられ且つコンプレッサハウジング内に支持されている。タービン及びコンプレッサの補強板は、両者の間を延びるボルト２４によって中央ハウジングに取り付けられている。図１に示したターボチャージャ組立体は、ユニゾンリング及び複数のベーンのような可変ジオメトリー部材を収容し得る構造とされるが、かかる部材は、図示されていない。
【００１２】
タービンハウジング１４は、排気ガスを受け取り且つそのガスをタービン翼車に向けるべく排気入口とガス流れ連通状態にある渦巻室２６を有している。タービンハウジングは、渦巻室とタービン翼車との間に介在されたノズル壁２８を有している。ノズル壁２８は、それぞれのベーン（図２及び図３に最も良く図示）から突き出すピンを受け入れ得るように配設された複数の穴３０を有している。中央ハウジングは、ノズル壁と対向する面３２を有しており、これらは一緒になって、渦巻室からタービン翼車への流路３４を画成する作用を果たす。面３２は、その半径方向及び軸方向を向いた荷重を支持する目的のため、環状のユニゾンリングが接するようにして配置されることを受け入れ得るよう、特別な形態とされた凹状部分３６を有している。
【００１３】
図２には、上述し且つ図１に示したターボチャージャと大体において同一の多くの構成要素を備える別の先行技術の可変ジオメトリーターボチャージャ組立体３８を示す部分図が図示されている。複数のベーン４０が、タービンハウジング４４の排気ガスの流路４２内に可動に配設されており、ポスト４６が、ベーンの各々をノズル壁４８に接続するため使用される。環状のユニゾンリング５０がタービンハウジング内に配置され且つ中央ハウジングの面の肩部分５４により支持されている。ユニゾンリングは、中央ハウジングと直接接触している。ユニゾンリングは、米国特許明細書６，２６９，６４２号（その内容を参考として引用し本明細書に含めるものとする）に開示されたように、適宜なアクチュエータ組立体を介してターボチャージャ内にて回転可能に動くことができる。
【００１４】
中央ハウジングの面は、肩部からある距離だけ半径方向外方に延びる凹状部分５６を更に有しており、該凹状部分は、ユニゾンリングの内面と中央ハウジングとの間に環状空間５８を提供する。凹状部分は、空気がユニゾンリングの後方にて循環し両者の間にて望ましくない水分の蓄積を制御するのを助けるための換気路を提供する作用を奏する。
【００１５】
肩部分５４から半径方向内方に向けて動く中央ハウジングは、多数のボルト６２により取り付けられた環状の熱シュラウド６０を有している。熱シュラウドは、ほぼユニゾンリングと中央軸の開口部６４との間を延びる中央ハウジングの面の領域上に嵌まる形態とされたディスク形状の環状構造体である。熱シュラウドは、タービンハウジングから中央ハウジングへの伝熱量を制御する作用を奏する。
【００１６】
上述したように、かかる先行技術のターボチャージャ組立体の構造は、ユニゾンリングが中央ハウジングの一部分により支持され且つ該一部分と直接接触するような形態とされている。かかるターボチャージャ組立体用の中央ハウジングは、従来通り、鋳鉄にて形成されており、また、ユニゾンリングと中央ハウジングとの間に水分が生じることが知られているため、このターボチャージャの領域内にて望ましくない腐食の発生が不可避であることが多い。ユニゾンリングと中央ハウジングとの間の重要な境界面における腐食の存在は、ユニゾンリングの適正な回転動作を損ない、且つ、場合によっては阻止し、これによりベーンの所望の作動を制限し又は妨げることが知られている。
【００１７】
図３には、本発明のユニゾンリング組立体を含む構造とされた可変ジオメトリーターボチャージャ組立体６６の部分分解図が示されている。ターボチャージャ組立体は、排気入口７０と、ハウジング内に可動に配設され且つ軸７４に取り付けられたタービン翼車７２とを有するタービンハウジング６８を備えている。各々がノズル壁８２のそれぞれの穴８０により受け入れ得るよう突き出すポスト７８と、ユニゾンリング８６のそれぞれのスロット８８により受け入れられ得るよう突き出すタブ８４とを有する複数のベーン７６が示されている。ここに示したのは、ベーンをノズル壁及びユニゾンリングと協働し得る形態とすることができる１つの実施の形態に過ぎず、ベーンをこれらと接続するためのその他の手段を使用することが可能であり、また、それらもまた本発明の範囲に含められることを意図するものであることを理解すべきである。
【００１８】
図４には、本発明のユニゾンリング組立体を備える可変ジオメトリーターボチャージャ組立体９０の１つの実施の形態の部分図が示されている。ターボチャージャ組立体は、中央ハウジング９２と、中央ハウジングに取り付けられたタービンハウジング９４と、軸９８に取り付けられ且つタービンハウジング内に回転可能に配設されたタービン翼車９６とを備えている。タービンハウジングは、上述した渦巻室１００と、ポスト１０８によりノズル壁１０６に接続された排気ガス通路１０４内に配設された複数の可動のベーン１０２とを有している。環状のユニゾンリング１１０が、タービンハウジング内に回転可能に配設され、また、複数のベーンと係合して該複数のベーンを一斉に動かすよう、上述した態様にて形成されている。
【００１９】
上述した先行技術のターボチャージャ組立体とは異なり、本発明のこのターボチャージャ組立体は、ユニゾンリングが中央ハウジングと直接接触することに起因する、ユニゾンリングの動きの阻害に関する問題点を回避する特別な形態とされている。具体的には、このターボチャージャ器組立体は、この問題点に対処し得るよう、特に技術的に設計されたユニゾンリング組立体を含む構造とされる。該組立体は、別個の要素として形成され且つ中央ハウジングに取り付けられてユニゾンリング１１０を支持し、また、ユニゾンリングを中央ハウジングと直接接触しないよう隔離するユニゾンリングのインサート又は支持体１１２を備えている。ユニゾンリングのインサート又は支持体１１２は、ユニゾンリングの軸方向荷重及び半径方向荷重を支持し得る特別な形態とされている。
【００２０】
ユニゾンリングのインサート又は支持体１１２は、内径部１１４を有する環状リングの形態にて提供されることが好ましく、また、該環状リングは、中央ハウジングの面１１８の周方向端縁１１６に隣接する位置に配置し得るサイズ及び形状とされており、該周方向端縁は、インサートを誘導し且つ心合わせする作用を奏する。これと代替的に、インサートは、中央ハウジングの面に沿って等距離又は不等距離の間隔に配置された多数の別個の部材の形態にて提供されてもよい。インサートは、インサートの軸方向外面１２４からある距離だけ延びる第一の直径を有する第一の面部分又はネック部１２２を含む外径部１２０と、第一の直径よりも大きい第二の直径を有するインサートの周端縁１２８まである距離だけ半径方向外方に延びる第二の面部分又は肩部１２６とを有している。
【００２１】
インサートの第一の面部分１２２は、ユニゾンリングの半径方向荷重を支持し得るよう、ユニゾンリングの内径部１３０が配置されることを受け入れる形態とされている。インサートの第二の面部分１２６は、ユニゾンリングの内面部分１３２、例えば、ユニゾンリングの内径部に隣接する内面の一部分が配置されることを受け入れてユニゾンリングの軸方向荷重を保持し得る形態とされている。一例としての実施の形態において、ユニゾンリングのインサートは、多数の締結具１３４により中央ハウジングに取り付けられる。これと代替的に、インサートは、圧力嵌め、かしめ又は同様のその他の従来の取り付け手段により中央ハウジングに取り付けてもよい。
【００２２】
図４に示したような一例としての実施の形態において、インサートの第二の面部分１２６は、例えば、ユニゾンリングの内面１３２の残りの部分と中央ハウジングとの間に環状の空間のような所望の距離又は空間１３６を提供すべく、例えば軸方向厚さを有するような態様にて形成されている。かかる環状空間１３６の存在は、水分の望ましくない蓄積を制御し得るようユニゾンリングと中央ハウジングとの間にて換気を行い且つ空気循環を実現する目的のため望ましい。更に、インサートの第二の面部分１２６は、水分の蓄積を制御し得るよう空気の循環を促進すべく両者の間に空の空間を提供する目的のためユニゾンリングと接触しない凹状部分を含むような形態とすることができる。
【００２３】
インサートは、鋳鉄製の中央ハウジングと異なり、耐食性の材料にて形成されることが好ましい。更に、ターボチャージャの作動に固有な熱サイクルの間、インサートとユニゾンリングとの間の望ましい空間的許容公差を維持する目的のため、インサートは、ユニゾンリングと同一又は同様の熱膨張率を有する金属材料にて形成されることが望ましい。一例としての実施の形態において、ユニゾンリング及びユニゾンリングインサートの双方は、ステンレス鋼にて形成される。インサートは、粉末金属、鋳造又は機械加工工程により形成することができる。一例としての実施の形態において、ユニゾンリングインサートは、機械加工工程により形成される。
【００２４】
ユニゾンリングインサート１１２から半径方向内方に向けて、熱シュラウド１３８は、ユニゾンリングインサートから中心軸の開口部１４０まで延びる中央ハウジングの面上に配置されている。熱シュラウドは選択的に採用可能な部材であり、また、ターボチャージャの特定の形態及び用途いかんによっては、本発明のユニゾンリングインサートと共に使用し又は使用しなくてもよいことを理解すべきである。一例としての実施の形態において、熱シュラウドは、周端縁１４２を有するディスク形状の環状部材の形態にて提供されることが好ましく、該周端縁１４２は、例えば、インサートの内径部から突き出すリップ部の形態にてインサートの部分１４４により中央ハウジングの面に対する中央位置に保持し得るサイズ及び形状とされている。熱シュラウドは、軸の開口部１４０に隣接して中央ハウジングの面の一部分に対して配置し得るサイズ及び形状とされた、中央に配置された開口部１２６を有している。ユニゾンリングインサート又は支持体１１２はユニゾンリング組立体であるとみなされる。
【００２５】
選択的に採用可能な熱シュラウド１３８は、タービンハウジングから中央ハウジングまでの伝熱量を制御する作用を奏し、また、所望の構造的剛性及び伝熱特性を提供することができる任意の型式の材料にて形成することができる。一例としての実施の形態において、熱シュラウドは、ステンレス鋼又は同様のもののような耐食性材料にて形成される。上述した先行技術のターボチャージャと共に使用される熱シュラウドとは異なり、本発明にて使用される熱シュラウドは、ボルト式接続部により中央ハウジングに接続されない。本発明の熱シュラウドは、ベルビル（Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ）座金のように作用し、またユニゾンリングインサートと協働することにより所要位置に保持される形態とされている。熱シュラウドは、先行技術の熱シュラウドを形成するために使用されるものと同一の方法にて形成することができる。
【００２６】
図５には、ユニゾンリングインサート１５０を備える、上述し且つ図４に示したものと同一のユニゾンリング組立体を有する可変ジオメトリーターボチャージャ組立体１４８の別の実施の形態の部分図が示されている。ユニゾンリングインサート締結具１５２は、インサートを中央ハウジングの面に接続するため使用され、また、選択的に採用可能な熱シュラウド１５４は、インサートにより中央ハウジングに対して所要位置に保持されている。しかし、この実施の形態が異なる点は、中央ハウジングの面１５８とユニゾンリング１６２の内面１６０との間の凹状部分又は環状空間１５６の形状にある。具体的に言えば、この実施の形態は、中央ハウジングの面に延びる形態とされた半円形又は「Ｃ」字形の通路の形態にて設けられた拡張した環状空間１５６を有する。拡張した環状空間は、ユニゾンリングと中央ハウジングとの間にて、さらに高い程度にされた空気の循環及び換気を実現し、その間の望ましくない水分の蓄積に対する向上した制御作用を提供する機能を果たす。
【００２７】
上述し且つ図４及び図５に示した実施の形態は、本発明のユニゾンリング組立体を受容し得るような形態とされた可変ジオメトリーターボチャージャ組立体の幾つかの一例としての構造を提供するものでもあることを理解すべきである。上述したように、インサート、シュラウド及び環状空間のような、かかる構造的要素の特定の形態は、具体的に説明し且つ図示したものと若干相違した（変形された）ものとすることができ、また、本発明の精神に属するかかる設計の変更は、本発明の範囲に含めることを意図するものであることを理解すべきである。
【００２８】
図６には、ユニゾンリング組立体を配置し且つ中央ハウジングに取り付ける方法を示すことを説明し且つ明確に示すことを目的として、ターボチャージャハウジング無しにて部分的に組み立てた可変ジオメトリーターボチャージャ１６４の断面図が示されている。ユニゾンリングインサート１６６は、多数の締結具１７２により中央ハウジング１７０の内面１６８に取り付けられている。ユニゾンリングインサートがステンレス鋼にて形成されるところの、一例としての実施の形態において、ねじ付きボルトの形態にて締結具が設けられる。熱シュラウド１７４は、熱シュラウドの一部分を外端縁上に配置することにより、中央ハウジングの内面に隣接する所要位置に押し込まれる。
【００２９】
ユニゾンリング１７６は、上述した仕方にてインサートの回りに回転可能に配置されるよう位置決めされ、ユニゾンリングの内径部は、インサートの第一の面部分に隣接し、ユニゾンリングの内面の一部分は、インサートの第二の面部分に隣接し、インサートはユニゾンを軸方向及び半径方向の双方に関して支持する。
【００３０】
図７は、部分的に組み立てた可変ジオメトリーターボチャージャ組立体１７８を示す点にて図６と同様である。この図面の主要な相違点は、ユニゾンリング１８２に隣接して配置された複数のベーン１８０が更に存在する点である。
【００３１】
上述し且つ図４ないし図７に示したユニゾンリング組立体を備える可変ジオメトリーターボチャージャの１つの特徴は、ユニゾンリングインサート又は支持体が中央ハウジングから分離し且つユニゾンリングを中央ハウジングに直接接触しないよう隔離する態様にてユニゾンリングの軸方向及び半径方向荷重を支持し得るよう特に設計され且つ構成される点である。ユニゾンリングインサートは、ユニゾンリングと同一又は同様の熱膨張率を有する耐食性材料にて形成され、これにより、腐食の存在又は熱誘発性の膨張又は収縮によってユニゾンリングの望ましい動きを望ましくないように損ない又は制限するのを防止するのを助ける。この態様にてインサートを設計し且つ構成することは、中央ハウジングの全体をステンレス鋼のような耐食性材料にて形成することによる、コストの掛かる代替例を避け得ることになる。
【００３２】
ユニゾンリングインサートの更なる特徴は、ユニゾンリングと中央ハウジングとの間にて空気循環及び換気路を提供する目的のため、ユニゾンリングと中央ハウジングとの間に環状空間を提供し得るようなユニゾンリングインサートの更なる形態とされる点である。このことは、その間に生ずる可能性のある水分の望ましくない蓄積を制御し且つ最小にするために望まれる。
【００３３】
本発明のユニゾンリングインサートの更なる特徴は、該ユニゾンリングインサートが、熱シュラウドを配置し且つ保持することの双方の機能を果たす点である。このことは、それ自体をボルト又はその他の型式の締結具により取り付けることを必要とせずに、熱シュラウドをより小型で且つより薄く形成し、これにより熱シュラウドをよりコスト効果的な態様にて形成することを可能にする。
【００３４】
本発明のユニゾンリング組立体を備える可変ジオメトリーターボチャージャの特定の実施の形態について上述し且つ図示したが、この形態の改変例及び変更例は当該技術の当業者に明らかであり、また、かかる改変例及び変更例は本発明の範囲に含まれることを意図されたものであることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】タービン軸翼車組立体及びコンプレッサインペラが軸受システムにより支持された、先行技術のタービンハウジング、中央ハウジング及びコンプレッサの補強板とを示す断面側面図である。
【図２】中央ハウジング、タービンハウジング、ユニゾンリング、ベーン及び熱シュラウドを有する先行技術のターボチャージャ組立体の一部分を示す断面側面図である。
【図３】ターボチャージャハウジング、タービン翼車、軸、複数のベーン及びユニゾンリングを備える、ターボチャージャ組立体の分解図である。
【図４】中央ハウジング、タービンハウジング、ユニゾンリング、ベーン、インサート及び熱シュラウドを含む本発明の１つの実施の形態による構造とされたターボチャージャ組立体の一部分を示す断面側面図である。
【図５】中央ハウジング、タービンハウジング、ユニゾンリング、ベーン、インサート及び熱シュラウドを含む本発明の別の実施の形態による構造とされたターボチャージャ組立体の一部分を示す断面側面図である。
【図６】コンプレッサハウジング、ユニゾンリング、ユニゾンインサート及び熱シュラウドを含み、タービンハウジングの無い、本発明のターボチャージャ組立体を切断して形態を示す前方斜視図である。
【図７】コンプレッサハウジング、ユニゾンリング、複数のベーン、ユニゾンインサート及び熱シュラウドを含み、タービンハウジングの無い、本発明のターボチャージャ組立体を切断して形態を示す前方斜視図である。
【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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【国際調査報告】
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