(57)【要約】【課題】摺動部の構造が従来よりも簡素化された可変容量機構を備える可変容量型排気ターボ過給機を提供すること。【解決手段】回転シャフト２４及びタービンホイール１２からなるタービンロータ２６と、軸受装置２２を収容するベアリングハウジング２０と、タービンホイールを回転可能に収容するとともに排気ガスが流れる環状の排気スクロール部１６が形成されるタービンハウジング１０と、排気スクロール部を流れる排気ガスをタービンホイールに導流する環状のノズル部１８に配置された可変容量機構４０とを備え、可変容量機構４０はノズル部のシュラウド側及びハブ側の少なくともいずれか一方側からノズル部に向かって回動不能な状態で突出するノズルベーン４２と、ノズル部のハブ側からシュラウド側にあるいはシュラウド側からハブ側に向かって進退自在に構成され、且つノズル部のノズル幅Ｂを全周に亘って可変せしめる環状のノズル壁４４と、ノズル壁を進退させる駆動手段４６とを含む。
2014128894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量型排気ターボ過給機において、
回転シャフト及び前記回転シャフトの一端部に固定されるタービンホイールからなるタービンロータと、
前記回転シャフトを回転可能に支持する軸受装置を収容するベアリングハウジングと、
前記タービンホイールを回転可能に収容するとともに、排気ガスが流れる環状の排気スクロール部が前記タービンホイールの周囲に形成されてなるタービンハウジングと、
前記排気スクロール部を流れる排気ガスを前記タービンホイールに導流する環状のノズル部に配置された可変容量機構と、を備え、
前記可変容量機構は、
前記ノズル部のシュラウド側及びハブ側の少なくともいずれか一方側から前記ノズル部に向かって回動不能な状態で突出するノズルベーンと、
前記ノズル部のハブ側からシュラウド側にあるいはシュラウド側からハブ側に向かって進退自在に構成され、且つ前記ノズル部のノズル幅を全周に亘って可変せしめる環状のノズル壁と、
前記ノズル壁を進退させる駆動手段と、を含むことを特徴とする可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項２】
前記ノズル壁は、
前記タービンハウジングのシュラウド側導流壁との間で前記ノズル部を画定するハブ側導流壁の少なくとも一部を構成する環状の導流壁部と、
前記導流壁部の外周側に連結された環状の外周側壁部と、
前記導流壁部の内周側に連結された環状の内周側壁部と、を有し、
前記導流壁部には、前記ノズルベーンが挿通可能に構成された開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項３】
前記ノズルベーンは、前記シュラウド側導流壁から前記ノズル部に向かって突出していることを特徴とする請求項２に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項４】
前記タービンハウジングのシュラウド部には、冷却媒体が流れるための環状の冷却通路が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項５】
前記ノズルベーンの内部には、前記冷却通路と連通する空洞部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項６】
前記ノズルベーンの内部には、該ノズルベーンを軸方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項７】
前記タービンハウジングのシュラウド部には、前記ノズルベーンの貫通孔と、前記タービンホイール下流側の排気出口部とを連通する冷却媒体排出孔が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項８】
前記可変容量型排気ターボ過給機は、前記導流壁部、前記外周側壁部、及び前記内周側壁部とで囲まれた前記ノズル壁の内部空間に冷却媒体を導入するための冷却媒体導入機構を備えることを特徴とする請求項２乃至７の何れか一項に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項９】
前記ノズル壁は、前記開口部の周縁端から前記内部空間に向かって突設されたツバ部を有することを特徴とする請求項２乃至８の何れか一項に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項１０】
前記冷却媒体導入機構は、前記可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサハウジングを流れる空気を冷却媒体として導入するように構成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項１１】
前記冷却媒体導入機構は、前記ノズル壁の内部空間に導入する空気の圧力を制御するための圧力制御手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は可変容量型排気ターボ過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ターボ過給機においては、タービンハウジングに形成される環状の排気スクロール部と、タービンハウジングの中心部に回転可能に配置されるタービンホイールとの間のノズル部に配置され、タービンホイールに作用する排気ガスの流れを制御する可変容量機構が多く用いられている。【０００３】
かかる可変容量機構の一例としては、ノズル部に配置された可動ベーンを回転させることで排気ガスの流れを制御するスイングベーン式、及びノズルベーンが固定されたノズル壁をノズル部に進退させることで排気ガスの流れを制御するスライドベーン式と呼ばれる方式がある。
例えば特許文献１には、スライドベーン式の可変容量型排気ターボ過給機の一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３３９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらスイングベーン式及びスライドベーン式などの可変容量機構はいずれも摺動部を有するため、摺動部の熱変形による摩耗や固着などの特有の課題がある。また、これらの課題を解決するために摺動部の隙間を拡大するとタービン性能が低下してしまうとの問題が生ずる。
そこで本発明者は、摺動部の熱変形による影響を受け難くするために、摺動部の構造を出来るだけ簡素化することが有効と考えた。【０００６】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したように従来技術の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、摺動部の構造が従来よりも簡素化された可変容量機構を備える可変容量型排気ターボ過給機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機は、
回転シャフト及び前記回転シャフトの一端部に固定されるタービンホイールからなるタービンロータと、
前記回転シャフトを回転可能に支持する軸受装置を収容するベアリングハウジングと、
前記タービンホイールを回転可能に収容するとともに、排気ガスが流れる環状の排気スクロール部が前記タービンホイールの周囲に形成されてなるタービンハウジングと、
前記排気スクロール部を流れる排気ガスを前記タービンホイールに導流する環状のノズル部に配置された可変容量機構と、を備え、
前記可変容量機構は、
前記ノズル部のシュラウド側及びハブ側の少なくともいずれか一方側から前記ノズル部に向かって回動不能な状態で突出するノズルベーンと、
前記ノズル部のハブ側からシュラウド側にあるいはシュラウド側からハブ側に向かって進退自在に構成され、且つ前記ノズル部のノズル幅を全周に亘って可変せしめる環状のノズル壁と、
前記ノズル壁を進退させる駆動手段と、を含むことを特徴とする。【０００８】
上記可変容量型排気ターボ過給機によれば、ノズルベーンはノズル部に回動不能な状態で固定されており、ノズル壁だけが進退する構成となっている。よって、従来のスイングベーン式やスライドベーン式の可変容量機構と比べて摺動部の構造を簡素化することができる。【０００９】
また特に、ノズルベーン自体をスイング又はスライドさせる従来の場合は、ノズルベーンは排気ガスの流れを直接的に制御する部材であるが故にその駆動機構に高い作動精度が要求される。これに対して、本実施形態のようにノズルベーンはノズル部に固定し、ノズル壁だけを進退させる構成とすることで、従来と比べて駆動機構の作動精度を緩く管理することができ、その分だけコストの低減が可能となる。【００１０】
幾つかの実施形態では、上記ノズル壁は、タービンハウジングのシュラウド側導流壁との間でノズル部を画定するハブ側導流壁の少なくとも一部を構成する環状の導流壁部と、導流壁部の外周側に連結された環状の外周側壁部と、導流壁部の内周側に連結された環状の内周側壁部とを有し、前記導流壁部にはノズルベーンが挿通可能に構成された開口部が形成されている。
このような実施形態によれば、導流壁部、外周側壁部、及び内周側壁部の３つの環状の壁部からなるシンプルな構成によってノズル壁を構成することができる。【００１１】
幾つかの実施形態では、上記ノズルベーンはシュラウド側導流壁からノズル部に向かって突出している。
このような実施形態によれば、凹部が形成されるハブ側からノズルベーンを突出させる場合よりも、ノズルベーンの長さを短くすることができる。【００１２】
幾つかの実施形態では、上記タービンハウジングのシュラウド部には冷却媒体が流れるための環状の冷却通路が形成されている。
このような実施形態によれば、冷却通路に水、油、空気などの冷却媒体を流すことで、シュラウド側導流壁やこれから突出するノズルベーンを冷却することができる。【００１３】
幾つかの実施形態では、上記ノズルベーンの内部には冷却通路と連通する空洞部が形成されている。
このような実施形態によれば、ノズルベーンをより効果的に冷却することができる。【００１４】
幾つかの実施形態では、上記ノズルベーンの内部には該ノズルベーンを軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。
このような実施形態によれば、貫通孔に冷却媒体が流れることでノズルベーンが効果的に冷却される。【００１５】
幾つかの実施形態では、上記タービンハウジングのシュラウド部には、ノズルベーンの貫通孔とタービンホイール下流側の排気出口部とを連通する冷却媒体排出孔が形成されている。
このような実施形態によれば、貫通孔を流れた冷却媒体が冷却媒体排出孔を介してタービンホイール下流側の排気出口部へ排出されるため、貫通孔に連続的に冷却媒体を供給することができる。【００１６】
幾つかの実施形態では、上記可変容量型排気ターボ過給機は、導流壁部、外周側壁部、及び内周側壁部とで囲まれた上記ノズル壁の内部空間に冷却媒体を導入するための冷却媒体導入機構を備える。
このような実施形態によれば、冷却媒体導入機構からノズル壁の内部空間に冷却媒体を導入することができるため、ノズル壁を効果的に冷却することができる。【００１７】
幾つかの実施形態では、上記ノズル壁は開口部の周縁端から上記内部空間に向かって突設されたツバ部を有する。
このような実施形態によれば、ノズル壁は開口部の周縁端から内部空間に向かって突設されたツバ部を有するため、例えば内部空間に導入された冷却媒体などの流体がノズル部に漏れ難い構成となっており、冷却媒体の漏れによるタービン効率の低下を防止することができる。【００１８】
また、ノズルベーンの内部に貫通孔が形成されている上記実施形態と組み合わせることで、内部空間に導入された冷却媒体が貫通孔を流れるため、ノズル壁と同時にノズルベーンも冷却することができる。【００１９】
幾つかの実施形態では、上記冷却媒体導入機構は、可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサハウジングを流れる空気を冷却媒体として導入するように構成されている。
このような実施形態によれば、簡単な構造によって、上記冷却媒体としてコンプレッサハウジングを流れる空気を利用することができる。【００２０】
幾つかの実施形態では、上記冷却媒体導入機構は、上記ノズル壁の内部空間に導入する空気の圧力を制御するための圧力制御手段を有する。
このような実施形態によれば、ノズル壁の内部空間に導入する空気の圧力を制御することができる。したがって、ノズル壁を進退するタイミングに合わせて導入する空気の圧力を制御することで、ノズル壁を進退させる駆動手段の駆動力を小さくすることも可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ノズルベーンは回動不能な状態で固定され、ノズル壁だけが進退する構成とすることで、摺動部の構造が従来よりも簡素化された可変容量機構を備える可変容量型排気ターボ過給機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機の断面図である。
【図２】一実施形態にかかる可変容量機構を示した図である。
【図３】一実施形態にかかる可変容量機構を示した図である。
【図４】一実施形態にかかるノズル壁を示した図である。
【図５】一実施形態にかかる駆動手段を示した図である。
【図６】一実施形態にかかる可変容量機構の冷却構造を示した図である。
【図７】一実施形態にかかる可変容量機構の冷却構造を示した図である。
【図８】一実施形態にかかるノズル壁を示した図である。
【図９】一実施形態にかかる冷却媒体導入機構を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機１の断面図である。先ず、図１に基づいて、本発明の一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機１の基本的な構成について説明する。
【００２５】
図１に示したように、本発明の一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機１は、回転シャフト２４及び回転シャフト２４の一端部に固定されるタービンホイール１２からなるタービンロータ２６と、回転シャフト２４を回転可能に支持する軸受装置２２を収容するベアリングハウジング２０と、タービンホイール１２を回転可能に収容するとともに、排気ガスが流れる排気スクロール部１６がタービンホイール１２の周囲に形成されてなるタービンハウジング１０と、を備えている。この排気スクロール部１６は、排気出口部１４を画定する環状のシュラウド部１５の外周側に形成されており、タービンハウジング１０を軸方向から視認した場合に環状に形成されている。また、この排気スクロール部１６とタービンホイール１２との間に形成されているノズル部１８も軸方向視で環状に形成されている。
【００２６】
また、ベアリングハウジング２０を挟んだタービンハウジング１０の反対側には、回転シャフト２４の他端部に固定されたコンプレッサホイール３２を回転可能に収容するコンプレッサハウジング３０が、ベアリングハウジング２０と連結されている。
【００２７】
エンジン（不図示）から排出された高温の排気ガスは、タービンハウジング１０の排気スクロール部１６を流れ、図中の矢印で示したようにノズル部１８を介してタービンホイール１２へと導流される。そしてタービンホイール１２に対して仕事をなすことでタービンロータ２６を回転せしめた後、排気出口部１４から過給機１の外部へと排出される。
【００２８】
一方、コンプレッサハウジング３０では、タービンロータ２６の回転とともにコンプレッサホイール３２も回転する。そして図中の矢印で示したように、吸気入口部３４から導入された空気がコンプレッサホイール３２によって圧縮されて吸気スクロール部３６に送られる。そしてこの圧縮された空気がエンジンに供給されるようになっている。
【００２９】
また、本発明の一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機１は、図中のａ部に示されているように、上記排気スクロール部１６を流れる排気ガスをタービンホイール１２に導流する環状のノズル部１８に配置された可変容量機構４０を備えている。
以下、本発明の一実施形態にかかる可変容量機構４０の具体的な構成について、図２〜図５を基に説明する。
【００３０】
図２は、一実施形態にかかる可変容量機構４０Ａを示した図である。図３は、他の実施形態にかかる可変容量機構４０Ｂを示した図である。
図２及び図３に示したように、本発明の一実施形態にかかる可変容量機構４０は、ノズル部１８のシュラウド側及びハブ側の少なくともいずれか一方側からノズル部１８に向かって突出するノズルベーン４２と、ノズル部１８のハブ側に形成された凹部５６に収容されるとともに、ノズル部１８のハブ側からシュラウド側に向かって進退自在に構成されるノズル壁４４と、このノズル壁４４を進退させる駆動手段４６と、を含んでいる。
【００３１】
ノズルベーン４２は、その基端部４３がタービンハウジング１０又はベアリングハウジング２０に溶接又はボルト締結等によって固定され、回動不能な状態でノズル部１８に突出している。またノズルベーン４２は、環状のノズル部１８において周方向に間隔を置いて複数設置されている。
図２に示す可変容量機構４０Ａでは、ノズルベーン４２はシュラウド側からハブ側に向かって突出している。また図３に示す可変容量機構４０Ｂでは、このノズルベーン４２はノズル部１８のハブ側からシュラウド側に向かって突出している。
【００３２】
ノズル壁４４は、タービンハウジング１０のシュラウド側導流壁５２との間でノズル部１８を画定するハブ側導流壁５４の少なくとも一部を構成する環状の導流壁部４４ａと、導流壁部４４ａの外周側に連結された環状の外周側壁部４４ｂと、導流壁部４４ａの内周側に連結された環状の内周側壁部４４ｃとを有する。そして、導流壁部４４ａには、ノズルベーン４２が挿通可能に構成された開口部４４ｄが形成されている。
なお、図２及び図３において、符号１２ａはタービンホイールのハブ、符号１２ｂはハブ１２ａに設けられた動翼である。
また、図２及び図３に示した実施形態では、ノズル壁４４の進退方向はハブ側からシュラウド側となっているが、本発明はこれに限定されない。ノズル壁４４の進退方向は、シュラウド側からハブ側であってもよい。
【００３３】
図４はノズル壁４４を示した図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はｂ−ｂ断面図、図４（ｃ）はｃ−ｃ断面図である。
図４に示すように、開口部４４ｄはノズルベーン４２の設置位置に対応して周方向に間隔を空けて形成されており、ノズルベーン４２が設置されていない箇所では導流壁部４４ａに開口部４４ｄは形成されていない。また開口部４４ｄの開口形状は、ノズルベーン４２との間の隙間が小さくなるようにノズルベーン４２の断面形状と相似形状をなしている。
【００３４】
図５は、一実施形態にかかる駆動手段４６を示した図である。駆動手段４６は、ノズル壁４４をその背面側から進退する環状の背面可動体４６ａ、この背面可動体と連結されたロッド４６ｂ、ノズル壁４４をハブ側に移動させる方向にロッド４６ｂを付勢するスプリング４６ｃ、ロッド４６ｂの頭部と当接するように配置されるカム４６ｄ、及びカム４６ｄと連結されたカム軸４６ｅからなる。このロッド４６ｂは、例えば回転シャフト２４の両側に配置される。
【００３５】
そして、不図示のアクチュエータによってカム軸４６ｅが回転することで、そのカム４６ｄのカムプロファイルに沿ってノズル壁４４が軸方向に進退する。ノズル壁４４が軸方向に進退することで、ノズル部１８のシュラウド側導流壁５２とハブ側導流壁５４との幅として規定されるノズル幅Ｂが環状のノズル部１８の全周に亘って変化する。そして、ノズル幅Ｂが変化することで、ノズル部１８を流れる排気ガスの流れが制御されるようになっている。
【００３６】
このような可変容量型排気ターボ過給機１によれば、ノズルベーン４２はノズル部１８に回動不能な状態で固定されており、ノズル壁４４だけが進退する構成となっている。このため、従来のスイングベーン式やスライドベーン式の可変容量機構と比べて摺動部の構造が簡素に構成されている。
【００３７】
また特に、ノズルベーン自体をスイング又はスライドさせる従来の場合は、ノズルベーンは排気ガスの流れを直接的に制御する部材であるが故にその駆動機構に高い作動精度が要求されていた。これに対して、本実施形態のようにノズルベーン４２はノズル部１８に固定し、ノズル壁４４だけを進退させるようにすれば、従来と比べて駆動機構の作動精度を緩く管理することができ、その分だけコストの低減が可能となる。
【００３８】
また上述した実施形態のように、ノズルベーン４２はシュラウド側導流壁５２からノズル部１８に向かって突出するように構成することで、凹部５６が形成されるハブ側からノズルベーン４２を突出させる場合よりもノズルベーン４２の長さを短くすることができる。
【００３９】
図６は、一実施形態にかかる可変容量機構４０の冷却構造を示した図である。
幾つかの実施形態では、図６（ａ）に示したように、タービンハウジング１０のシュラウド部１５には冷却媒体が流れるための環状の冷却通路６０が形成されている。
このような実施形態によれば、冷却通路６０に水、油、空気などの冷却媒体を流すことで、シュラウド側導流壁５２やこれから突出するノズルベーン４２を冷却することができる。したがって、例えばノズルベーン４２に耐熱性Ｎｉ基合金などの高価な材料を使用せずに、通常の安価なステンレスでノズルベーン４２を形成することも可能となる。
【００４０】
また特に、この冷却通路６０がノズルベーン４２の基端部４３の背面に形成されていれば、ノズルベーン４２に対して高い冷却効果を発揮させることができる。
【００４１】
また幾つかの実施形態では、図６（ｂ）に示したように、ノズルベーン４２の内部に冷却通路６０と連通する空洞部６２が形成されている。
このような実施形態によれば、ノズルベーン４２をより効果的に冷却することができる。
【００４２】
図７は、一実施形態にかかる可変容量機構４０の冷却構造を示した図である。
幾つかの実施形態では、図７に示したように、ノズルベーン４２の内部には該ノズルベーン４２を軸方向に貫通する貫通孔６４が形成されている。そしてこの貫通孔６４は、図７に示したように、冷却通路６０と連通している。
このような実施形態によれば、貫通孔６４に空気などの冷却媒体が流れることでノズルベーン４２が効果的に冷却される。
【００４３】
また幾つかの実施形態では、タービンハウジング１０のシュラウド部１５には、ノズルベーン４２の貫通孔６４と、タービンホイール１２下流側の排気出口部１４とを連通する冷却媒体排出孔６６が形成されている。このような冷却媒体排出孔６６は少なくとも一つ形成されていればよく、周方向に間隔を置いて複数形成されていてもよい。
このような実施形態によれば、貫通孔６４を流れた冷却媒体が冷却媒体排出孔６６を介してタービンホイール１２下流側の排気出口部１４へ排出されるため、貫通孔６４に連続的に冷却媒体を供給することができる。
【００４４】
図８は、一実施形態にかかるノズル壁４４を示した図である。
幾つかの実施形態では、可変容量型排気ターボ過給機１は、図８に示したように、導流壁部４４ａ、外周側壁部４４ｂ、及び内周側壁部４４ｃとで囲まれたノズル壁４４の内部空間４４ｆに冷却媒体を導入するための冷却媒体導入機構７０を備える。また、ノズル壁４４は開口部４４ｄの周縁端から内部空間４４ｆに向かって突設された環状のツバ部４４ｅを有する。
【００４５】
このような実施形態によれば、冷却媒体導入機構７０からノズル壁４４の内部空間４４ｆに冷却媒体を導入することができるため、ノズル壁４４を効果的に冷却することができる。しかも、ノズル壁４４は開口部４４ｄの周縁端からハブ側に向かって突設されたツバ部４４ｅを有するため、内部空間４４ｆに導入された冷却媒体がノズル部１８に漏れ難くなっており、冷却媒体の漏れによるタービン効率の低下を防止している。
【００４６】
また、ノズルベーン４２の内部に貫通孔６４が形成されている図７に示した実施形態と組み合わせることで、内部空間４４ｆに導入された冷却媒体がノズルベーン４２内部の貫通孔６４を流れるため、ノズル壁４４と同時にノズルベーン４２も冷却することができる。
【００４７】
図９は、一実施形態にかかる冷却媒体導入機構７０を示した図である。
幾つかの実施形態では、図９に示したように、上記冷却媒体導入機構７０は、可変容量型排気ターボ過給機１のコンプレッサハウジング３０を流れる空気を冷却媒体として導入するように構成されている。
【００４８】
すなわち、冷却媒体導入機構７０は、コンプレッサハウジング３０の吸気スクロール部３６とノズル壁４４が収容される凹部５６とを連通する冷媒導入管７２を有し、コンプレッサホイール３２によって圧縮された空気を冷却媒体としてノズル壁４４の内部空間４４ｆに導入することができるようになっている。
このような実施形態によれば、簡単な構造によって、上記冷却媒体としてコンプレッサハウジング３０を流れる空気を利用することができる。
【００４９】
幾つかの実施形態では、図９に示したように、上記冷却媒体導入機構７０は、ノズル壁４４の内部空間４４ｆに導入する空気の圧力を制御するための圧力制御手段としての制御弁７４を有する。吸気スクロール部３６から導入される空気はノズル部１８を流れる排気ガスよりも高圧である。このため制御弁７４は、例えば減圧弁７４として構成される。
【００５０】
このような実施形態によれば、ノズル壁４４の内部空間４４ｆに導入する空気の圧力を制御することができる。したがって、ノズル壁４４を進退するタイミングに合わせて制御弁７４を制御し、導入する空気の圧力を制御することで、ノズル壁４４を進退させる駆動手段４６の駆動力を小さくすることも可能となる。このように本実施形態の可変容量型排気ターボ過給機１は、駆動手段４６と制御弁７４とを一体的に制御する制御装置を備えていてもよいものである。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。上述した実施形態同士を組み合わせても良いことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の少なくとも一つの実施形態の可変容量型排気ターボ過給機は、例えば自動車エンジン用の過給器として好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５３】
１            可変容量型排気ターボ過給機
１０          タービンハウジング
１２          タービンホイール
１２ａ        ハブ
１２ｂ        動翼
１４          排気出口部
１５          シュラウド部
１６          排気スクロール部
１８          ノズル部
２０          ベアリングハウジング
２２          軸受装置
２４          回転シャフト
２６          タービンロータ
３０          コンプレッサハウジング
３２          コンプレッサホイール
３４          吸気入口部
３６          吸気スクロール部
４０          可変容量機構
４２          ノズルベーン
４３          基端部
４４          ノズル壁
４４ａ        導流壁部
４４ｂ        外周側壁部
４４ｃ        内周側壁部
４４ｄ        開口部
４４ｅ        ツバ部
４４ｆ        内部空間
４６          駆動手段
４６ａ        背面可動体
４６ｂ        ロッド
４６ｃ        スプリング
４６ｄ        カム
４６ｅ        カム軸
５２          シュラウド側導流壁
５４          ハブ側導流壁
５６          凹部
６０          冷却通路
６２          空洞部
６４          貫通孔
６６          冷却ガス排出孔
７０          冷却媒体導入機構
７２          冷媒導入管
７４          制御弁
【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】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年6月1日(2016.6.1)
【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】
可変容量型排気ターボ過給機において、
回転シャフト及び前記回転シャフトの一端部に固定されるタービンホイールからなるタービンロータと、
前記回転シャフトを回転可能に支持する軸受装置を収容するベアリングハウジングと、
前記タービンホイールを回転可能に収容するとともに、排気ガスが流れる環状の排気スクロール部が前記タービンホイールの周囲に形成されてなるタービンハウジングと、
前記排気スクロール部を流れる排気ガスを前記タービンホイールに導流する環状のノズル部に配置された可変容量機構と、を備え、
前記可変容量機構は、
前記ノズル部のシュラウド側及びハブ側の少なくともいずれか一方側から前記ノズル部に向かって回動不能な状態で突出するノズルベーンと、
前記ノズル部のハブ側からシュラウド側にあるいはシュラウド側からハブ側に向かって進退自在に構成され、且つ前記ノズル部のノズル幅を全周に亘って可変せしめる環状のノズル壁と、
前記ノズル壁を進退させる駆動手段と、を含み、
前記ノズル壁は、
前記タービンハウジングのシュラウド側導流壁との間で前記ノズル部を画定するハブ側導流壁の少なくとも一部を構成する環状の導流壁部と、
前記導流壁部の外周側に連結された環状の外周側壁部と、
前記導流壁部の内周側に連結された環状の内周側壁部と、を有し、
前記導流壁部には、前記ノズルベーンが挿通可能に構成された開口部が形成されているとともに、
前記タービンハウジングのシュラウド部には、冷却媒体が流れるための環状の冷却通路が形成されていることを特徴とする可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項２】
前記ノズルベーンは、前記シュラウド側導流壁から前記ノズル部に向かって突出していることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項３】
前記ノズルベーンの内部には、前記冷却通路と連通する空洞部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項４】
前記ノズルベーンの内部には、該ノズルベーンを軸方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項５】
前記タービンハウジングのシュラウド部には、前記ノズルベーンの貫通孔と、前記タービンホイール下流側の排気出口部とを連通する冷却媒体排出孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項６】
前記可変容量型排気ターボ過給機は、前記導流壁部、前記外周側壁部、及び前記内周側壁部とで囲まれた前記ノズル壁の内部空間に冷却媒体を導入するための冷却媒体導入機構を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項７】
可変容量型排気ターボ過給機において、
回転シャフト及び前記回転シャフトの一端部に固定されるタービンホイールからなるタービンロータと、
前記回転シャフトを回転可能に支持する軸受装置を収容するベアリングハウジングと、
前記タービンホイールを回転可能に収容するとともに、排気ガスが流れる環状の排気スクロール部が前記タービンホイールの周囲に形成されてなるタービンハウジングと、
前記排気スクロール部を流れる排気ガスを前記タービンホイールに導流する環状のノズル部に配置された可変容量機構と、を備え、
前記可変容量機構は、
前記ノズル部のシュラウド側及びハブ側の少なくともいずれか一方側から前記ノズル部に向かって回動不能な状態で突出するノズルベーンと、
前記ノズル部のハブ側からシュラウド側にあるいはシュラウド側からハブ側に向かって進退自在に構成され、且つ前記ノズル部のノズル幅を全周に亘って可変せしめる環状のノズル壁と、
前記ノズル壁を進退させる駆動手段と、を含み、
前記ノズル壁は、
前記タービンハウジングのシュラウド側導流壁との間で前記ノズル部を画定するハブ側導流壁の少なくとも一部を構成する環状の導流壁部と、
前記導流壁部の外周側に連結された環状の外周側壁部と、
前記導流壁部の内周側に連結された環状の内周側壁部と、を有し、
前記導流壁部には、前記ノズルベーンが挿通可能に構成された開口部が形成されているとともに、
前記可変容量型排気ターボ過給機は、前記導流壁部、前記外周側壁部、及び前記内周側壁部とで囲まれた前記ノズル壁の内部空間に冷却媒体を導入するための冷却媒体導入機構を備えること
を特徴とする可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項８】
前記ノズル壁は、前記開口部の周縁端から内部空間に向かって突設されたツバ部を有することを特徴とする請求項７に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項９】
前記冷却媒体導入機構は、前記可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサハウジングを流れる空気を冷却媒体として導入するように構成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【請求項１０】
前記冷却媒体導入機構は、前記ノズル壁の内部空間に導入する空気の圧力を制御するための圧力制御手段を有することを特徴とする請求項９に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
【国際調査報告】
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