(57)【要約】【課題】製造コストを低減できると共に軽量化できる可変容量型ターボチャージャを提供する。【解決手段】固定ノズルリング１は、１枚の板金をリング状に形成したものであり、固定ノズル１ａは、固定ノズルリング１の外縁の一部が屈曲されることで形成されている。固定ノズル１ａは、固定ノズルリング１の円周方向に沿って等間隔に複数個設けられている。回転ノズルリング２は、円筒状の本体２ｂを備えている。本体２ｂの一部が本体２ｂの内部に向けて短冊状の形状で屈曲されることによって、可変ノズル２ａが形成されている。可変ノズル２ａは、本体２ｂの円周方向に沿って複数個設けられている。【選択図】図４
2008196452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンホイールと、タービンホイールに連通するガス入口流路との間に、
固定ノズルを有すると共に前記ガス入口流路内に固定された固定ノズルリングと、
可変ノズルを有すると共に前記固定ノズルリングに対して回転可能な回転ノズルリングと
が設けられ、
前記回転ノズルリングの回転によって、前記固定ノズルと前記可変ノズルとの間のスロート部の幅を調整して、前記タービンホイールへのガス流路を制御する可変容量型ターボチャージャにおいて、
前記固定ノズルは、前記固定ノズルリングの外縁が屈曲されることで形成され、
前記回転ノズルリングは、円筒状の本体を有し、
前記可変ノズルは、前記本体の一部分が該本体の内部に向けて屈曲されることで形成されることを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
【請求項２】
前記固定ノズルリングは、前記固定ノズルが前記固定ノズルリングに対して前記可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーと同じ側に位置するように固定され、
前記可変容量型ターボチャージャは、前記回転ノズルリングを回転させる駆動部を備え、
前記駆動部は、前記固定ノズルリングに対して前記コンプレッサーとは反対側に位置するように設けられる、請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャ。
【請求項３】
前記固定ノズルリングは、前記固定ノズルが前記固定ノズルリングに対して前記可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーと同じ側に位置するように固定され、
前記可変容量型ターボチャージャは、前記回転ノズルリングを回転させる駆動部を備え、
前記駆動部は、前記固定ノズルリングに対して前記コンプレッサーと同じ側に位置するように設けられる、請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャ。
【請求項４】
前記固定ノズルリングは、前記固定ノズルが前記固定ノズルリングに対して前記可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーとは反対側に位置するように固定され、
前記可変容量型ターボチャージャは、前記回転ノズルリングを回転させる駆動部を備え、
前記駆動部は、前記固定ノズルリングに対して前記コンプレッサーと同じ側に位置するように設けられる、請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャ。
【請求項５】
前記固定ノズルリングは、前記固定ノズルが前記固定ノズルリングに対して前記可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーとは反対側に位置するように固定され、
前記可変容量型ターボチャージャは、前記回転ノズルリングを回転させる駆動部を備え、
前記駆動部は、前記固定ノズルリングに対して前記コンプレッサーと反対側に位置するように設けられる、請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は可変容量型ターボチャージャに係り、特に、タービンホイールへのガス流路を変化させる固定ノズル及び可変ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変容量型ターボチャージャが、例えば特許文献１に記載されている。このような可変容量型ターボチャージャでは、タービンホイールへのガス流路を変化させるために、円周方向に沿って複数個の固定ノズルを固着した固定ノズルリングと、円周方向に沿って複数個の可変ノズルを固着した回転ノズルリングとを向かい合わせて、固定ノズルと可変ノズルとが円周方向において交互に位置するようにし、回転ノズルリングを回転させることにより、固定ノズルと可変ノズルとの間のスロート部の幅を変化させるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４１３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には明記されていないが、従来の可変容量型ターボチャージャでは、固定ノズル及び可変ノズルの個々のノズルを、鋳造やプレス加工にて粗成形した後、表面を研磨し、製造する。そして、個々の固定ノズル及び可変ノズルを、溶接により固定ノズルリング及び回転ノズルリングに固着させる必要があり、製造コストが高いといった問題点があった。また、固定ノズルリング及び回転ノズルリングとも、前述の製造工程の都合上、溶接によっても歪みが生じないように、ある程度の厚みが必要となり、重くなるといった問題点もあった。
【０００５】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、製造コストを低減できると共に軽量化できる可変容量型ターボチャージャを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
タービンホイールと、タービンホイールに連通するガス入口流路との間に、固定ノズルを有すると共に前記ガス入口流路内に固定された固定ノズルリングと、可変ノズルを有すると共に前記固定ノズルリングに対して回転可能な回転ノズルリングとが設けられ、前記回転ノズルリングの回転によって、前記固定ノズルと前記可変ノズルとの間のスロート部の幅を調整して、前記タービンホイールへのガス流路を制御する可変容量型ターボチャージャにおいて、前記固定ノズルは、前記固定ノズルリングの外縁が屈曲されることで形成され、前記回転ノズルリングは、円筒状の本体を有し、前記可変ノズルは、前記本体の一部分が該本体の内部に向けて屈曲されることで形成されることを特徴とする。固定ノズルは、１枚の板金の縁部を折り曲げることにより形成されるので、製造工程が簡略化される。一方、可変ノズルは円筒状の回転ノズルリングの本体の一部をプレス等で加工することにより形成されるので、製造工程が簡略化さる。さらに、簡単な構造のため、軽量化される。
前記固定ノズルリングは、前記固定ノズルが前記固定ノズルリングに対して前記可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーと同じ側に位置するように固定され、前記可変容量型ターボチャージャは、前記回転ノズルリングを回転させる駆動部を備え、前記駆動部は、前記固定ノズルリングに対して前記コンプレッサーとは反対側に位置するように設けられてもよい。
前記固定ノズルリングは、前記固定ノズルが前記固定ノズルリングに対して前記可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーと同じ側に位置するように固定され、前記可変容量型ターボチャージャは、前記回転ノズルリングを回転させる駆動部を備え、前記駆動部は、前記固定ノズルリングに対して前記コンプレッサーと同じ側に位置するように設けられてもよい。
前記固定ノズルリングは、前記固定ノズルが前記固定ノズルリングに対して前記可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーとは反対側に位置するように固定され、前記可変容量型ターボチャージャは、前記回転ノズルリングを回転させる駆動部を備え、前記駆動部は、前記固定ノズルリングに対して前記コンプレッサーと同じ側に位置するように設けられてもよい。
前記固定ノズルリングは、前記固定ノズルが前記固定ノズルリングに対して前記可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーとは反対側に位置するように固定され、前記可変容量型ターボチャージャは、前記回転ノズルリングを回転させる駆動部を備え、前記駆動部は、前記固定ノズルリングに対して前記コンプレッサーと反対側に位置するように設けられてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、固定ノズルは、固定ノズルリングの外縁が屈曲されることで形成され、可変ノズルは、円筒状の回転ノズルリングの本体の一部分が本体の内部に向けて屈曲されることで形成されるので、製造工程が簡略化されて製造コストを低減できると共に、構造が簡単なため、軽量化することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の実施の形態に係る可変容量型ターボチャージャのタービン側の概略断面図を、図１に示す。可変容量型ターボチャージャのタービン側では、センターハウジング２０及びタービンハウジング１０にて形成された空間に、タービンホイール１１が収容されている。タービンホイール１１は、センターハウジング２０に回転可能に支持された回転軸１５の一端に固定されており、また、回転軸１５の他端には図示しないコンプレッサーホイールが固定されている。タービンハウジング１０には、タービンホイール１１の外周側にて、タービンホイール１１の上流側排気ガス流路として、タービンホイール１１に排気ガスを供給するガス入口流路１２が形成されており、また、ガス入口流路１２とタービンホイール１１との間には、排気ガスの向きと流速を変化させるためのノズル部１４が配置されている。タービンホイール１１の下流側排気ガス流路としては、回転軸１５と同軸上にて、センターハウジング２０の中心を貫通する如く、ガス出口流路１３が形成されている。
【０００９】
ノズル部１４には、複数の固定ノズル１ａと、固定ノズル１ａと同数の可変ノズル２ａとが設けられている。固定ノズル１ａは、ノズル部１４の内周面に固定された固定ノズルリング１に一体で形成されている。固定ノズルリング１は、センターハウジング２０とタービンハウジング１０との間に配置され、固定ノズル１ａがセンターハウジング２０側に延びるように固定されている。すなわち、固定ノズル１ａが固定ノズルリング１に対して可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーと同じ側に位置するように、固定ノズルリング１が設けられている。一方、可変ノズル２ａは、隣り合う固定ノズル１ａの間に位置し、固定ノズル１ａと可変ノズル２ａとが、ノズル部１４に沿って交互に位置するようになっている。可変ノズル２ａは、ノズル部１４において固定ノズルリング１に対して回転可能に設けられた回転ノズルリング２に固定されている。回転ノズルリング２には、回転ノズルリング２を回転させるための駆動部３が接続されている。駆動部３は、図示しないエンジンの運転状態に応じて作動するアクチエータであり、固定ノズルリング１に対してコンプレッサーと反対側に位置するように設けられている。
【００１０】
図２に、固定ノズルリング１及び固定ノズル１ａの平面図を示す。固定ノズルリング１は、１枚の板金をリング状に形成したものであり、固定ノズル１ａは、固定ノズルリング１の外縁の一部が屈曲されることで形成されている。図２では省略されているが、固定ノズル１ａは、固定ノズルリング１の円周方向に沿って等間隔に複数個設けられている。
【００１１】
図３に、回転ノズルリング２及び可変ノズル２ａの斜視図を示す。回転ノズルリング２は、円筒状の本体２ｂと、本体２ｂの端部から細長く延びた柄部２ｃとを備えている。柄部２ｃの先端部分には穴２ｄが形成されており、この穴２ｄに駆動部３（図１参照）が係合されるようになっている。本体２ｂの一部が本体２ｂの内部に向けて短冊状の形状で屈曲されることによって、可変ノズル２ａが形成されている。図３では省略されているが、可変ノズル２ａは、本体２ｂの円周方向に沿って複数個設けられている。本体２ｂには、可変ノズル２ａの形状に相当する開口部２ｅが、本体２ｂの円周方向に沿って複数個形成されている。開口部２ｅは、本体２ｂの一方の端部に対して短冊状に切り欠くように形成されている。
【００１２】
次に、この発明の実施の形態に係る可変容量型ターボチャージャの動作について説明する。
図示しないエンジンから排出された排気ガスは、ガス入口流路１２を流通し、ノズル部１４を介してタービンホイール１１に送られる。ノズル部１４により流速及び向きが制御された排気ガスは、タービンホイール１１を回転させた後、ガス出口流路１３を流通して下流側排気ガス通路に排出される。タービンホイール１１の回転は、回転軸１５を介して図示しないコンプレッサーのタービンホイールに伝達され、エンジンに吸入される空気を圧縮する。
【００１３】
このような可変容量型ターボチャージャの運転時において、タービンホイール１１への排気ガス流路を変化させるためには、エンジンの運転状態に応じて作動する駆動部３が回転ノズルリング２を回転させることによって、固定ノズル１ａと可変ノズル２ａとの間のスロート部５（図４参照）の幅を調整する。すなわち、タービンホイール１１への排気ガス流路を増加する場合には、スロート部５の幅を大きくし、タービンホイール１１への排気ガス流路を減少する場合には、スロート部５の幅を小さくする。
【００１４】
次に、回転ノズルリング２の回転とタービンホイール１１への排気ガス流路との関係を詳細に説明する。
図４（ａ）は、タービンホイール１１への排気ガス流路を最大にする場合の固定ノズルリング１と回転ノズルリング２との位置関係を示しており、図４（ｂ）は、タービンホイール１１への排気ガス流路を最小にする場合の固定ノズルリング１と回転ノズルリング２との位置関係を示している。タービンホイール１１への排気ガス流路を最大にする場合には、回転ノズルリング２を回転させて、固定ノズル１ａと可変ノズル２ａとの間のスロート部５の幅を最大にする。この時、ノズル部１４（図１参照）の排気ガスは、開口部２ｅを介し、スロート部５を流通してタービンホイール１１へ流入するが、流路が最大のため、排気ガスの流速は落ちると共に、タービンホイール１１上にて当たる位置も広がる。回転ノズルリング２を矢印Ａの方向に回転させると、スロート部５の幅が小さくなるので、タービンホイール１１への排気ガス流路は減少する。そして、回転ノズルリング２をさらに矢印Ａの方向に回転させると、やがて図４（ｂ）の状態になり、スロート部５の幅が最小になって、タービンホイール１１への排気ガス流路が最小となる。排気ガス流路が減少すると、排気ガスの流速が上がると共に、その向きも絞られる。
【００１５】
このように、回転ノズルリング２の回転によって、固定ノズル１ａと可変ノズル２ａとの間のスロート部５の幅を調整して、タービンホイール１１へのガス流路を制御する可変容量型ターボチャージャにおいて、固定ノズル１ａは、固定ノズルリング１の外縁が屈曲されることで形成され、可変ノズル２ａは、回転ノズルリング２の本体２ｂの一部分が本体２ｂの内部に向けて短冊状の形状で屈曲されることで形成されているので、製造工程が簡略化されて製造コストを低減できると共に、製造上も溶接工程を必要としないため、固定ノズルリング及び回転ノズルリング２を軽量化することもできる。
【００１６】
この実施の形態では、開口部２ｅは、本体２ｂの一方の端縁に対して短冊状に切り欠くように形成されているが、この形態に限定するものではない。図５に示されるように、本体２ｂの両端部から離れた位置に設けられて、貫通穴の形態に形成してもよい。
【００１７】
この実施の形態では、固定ノズルリング１は、固定ノズル１ａが固定ノズルリング１に対して可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーと同じ側に位置するように固定されると共に、駆動部３は、固定ノズルリング１に対してコンプレッサーとは反対側に位置するように設けられているが、この形態に限定するものではない。固定ノズルリング１の固定形態は上記のままで、回転ノズルリング２の方向を１８０°反転させて、固定ノズルリング１と回転ノズルリング２とを組み合わせることもでき、この場合には、駆動部３は、固定ノズルリング１に対してコンプレッサーと同じ側に位置するように設けられる。また、固定ノズルリング１は、固定ノズル１ａが固定ノズルリング１に対して可変容量型ターボチャージャのコンプレッサーとは反対側に位置するように固定することができ、このような固定ノズルリング１の固定形態において、回転ノズルリング２は、１８０°回転させた２通りの態様、すなわち、駆動部３が固定ノズルリング１に対してコンプレッサーと同じ側または反対側のいずれにも位置するように、固定ノズルリング１と組み合わせることができる。従って、このような固定ノズルリング１及び回転ノズルリング２の構造により、固定ノズルリング１及び回転ノズルリング２を配置する自由度を大きくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態に係る可変容量型ターボチャージャのタービン側の断面図である。
【図２】この実施の形態に係る可変容量型ターボチャージャの固定ノズルリング及び固定ノズルの平面図である。
【図３】この実施の形態に係る可変容量型ターボチャージャの回転ノズルリング及び可変ノズルの斜視図である。
【図４】回転ノズルリングの回転とタービンホイールへの排気ガス流路との関係を説明するための平面図である。
【図５】この実施の形態に係る可変容量型ターボチャージャの回転ノズルリング及び可変ノズルの変形例の斜視図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  固定ノズルリング、１ａ  固定ノズル、２  回転ノズルリング、２ａ  可変ノズル、２ｂ  本体、２ｅ  開口部、３  駆動部、５  スロート部、１１  タービンホイール、１２  ガス入口流路。
【図１】
2008196452.tif 000003
【図２】
2008196452.tif 000004
【図３】
2008196452.tif 000005
【図４】
2008196452.tif 000006
【図５】
2008196452.tif 000007