(57)【要約】【課題】ガスのシール性の向上と破損などの問題がなく、構造が簡素化でき、コストの低減も図ることができる可変容量型過給機のガスシール構造を提供すること。【解決手段】可変容量型過給機１において、ベーンノズルを構成する円周方向に複数配置されたノズル１１を環状のノズル支持リング１２にそれぞれ回動可能に支持するとともに、これらノズル１１を連動させて開度を調整する駆動機構１３をベアリングハウジング２側のリンク室１４に設け、このリンク室１４へのガスの流入を、タービンインペラ４の背面に配置される遮熱板２１のフランジ部２１ａに弾性部材２２を介してノズ支持ルリング１２とベアリングハウジング２とで挟んでシールするようにする。これにより、遮熱板２１で熱を遮蔽し、シール必要な弾性力を弾性部材２２で得ることができ、それぞれの機能に必要な材質として、シール性を向上し、しかも熱応力などによる遮熱板の破損を防止するようにしている。【選択図】  図１
2005042588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間部がベアリングハウジングで支持されたタービン軸の端部にタービンインペラとコンプレッサインペラが設けられた過給機の前記タービンのガス入口側の環状ガス流路にガス流量を可変とするベーンノズルを備えた可変容量型過給機において、
前記ベーンノズルを構成する円周方向に複数配置されたノズルを環状のノズル支持リングにそれぞれ回動可能に支持するとともに、これらノズルを連動させて開度を調整する駆動機構を前記ベアリングハウジング側のリンク室に設け、このリンク室へのガスの流入を、前記タービンインペラの背面に配置される遮熱板のフランジ部に弾性部材を介して前記ノズル支持リングと前記ベアリングハウジングとで挟んでシールすることを特徴とする可変容量型過給機のガスシール構造。
【請求項２】
前記弾性部材を、環状で円周方向に沿って波状に成形された波ワッシャで構成してなることを特徴とする請求項１記載の可変容量型過給機のガスシール構造。
【請求項３】
前記ノズル支持リングを前記ガス入口側の環状ガス流路の側壁部と兼用して配置してなることを特徴とする請求項１または２記載の可変容量型過給機のガスシール構造。
【請求項４】
前記ノズル支持リングの外周側と前記リンク室のタービン側との間に、前記駆動機構のタービン側を遮蔽する環状リングを配置してシールすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量型過給機のガスシール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は可変容量型過給機のガスシール構造に関し、ガスのシールに必要な機能を分けることで、シール性の向上とコスト低減を図るようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の排気ガスと環境の問題が世界的にクローズアップされているなか、乗用車クラスの小型ディーゼルエンジン市場をはじめとして、エミッション規制への対応と低燃費化、性能向上のため過給機の使用が必須となりつつあり、低速から高速域まで広い領域での性能向上を図ることができる可変容量型過給機が注目されている。
【０００３】
このような可変容量型過給機の一つにマルチベーンノズル方式の可変容量型過給機があり、例えば図３および図４に示すように構成されている。
【０００４】
この可変容量型過給機  １は、図３に示すように、ベアリングハウジング２内で回転可能に支持されたタービン軸３の両端部にそれぞれタービンインペラ４とコンプレッサインペラ５とが一体に連結されている。そして、図４に示すように、タービンインペラ４を囲むようにタービンハウジング６が設けられるとともに、コンプレッサインペラ５を囲むように図示しないコンプレッサハウジングが設けられてそれぞれベアリングハウジング２と連結されている。
【０００５】
また、タービンハウジング６には、一端にガス入口を備えたスクロール通路７が設けられ、このスクロール通路７の内周部に環状ガス流路８が設けられてガスをタービンインペラ４に導入する一方、タービンインペラ４を駆動した後のガスを中心部に形成したガス出口９から排出するようになっている。
【０００６】
そして、タービンハウジング６の環状ガス流路８には、ベーンノズルを構成する複数のノズルベーン１１が環状のノズル支持リング１２に回動可能に設けられ、スライドジョイント方式などのノズル駆動機構１３によって外部からノズルベーン１１の角度を調整制御することで開閉され、タービンインペラ４に導入されるガスの流量を変えることができるようになっている。
【０００７】
このような可変容量型過給機  １では、タービンインペラ４に導入されるガスがノズルベーン１１を通過した後、ノズル駆動機構１３が設けられるリンク室１４内に漏れ出ると、過給機としての性能低下を招くとともに、ノズル駆動機構１３も高温になることからノズルの円滑な作動上の問題となる。
【０００８】
そこで、特許文献１に開示されたターボチャージャでは、図４に示すように、ノズル支持リング１２の内周部に突起１５を形成し、この突起１５の側面とベアリングハウジング２の側面との間に遮熱板１６を設けてタービンインペラ４の背面からの熱影響がベアリングハウジング２に及ばないようにする熱遮蔽とリンク室１４へのガスのシールを行うようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６２‐１３９９３１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような可変容量型過給１では、遮熱板１６をノズル支持リング１２の突起１５の側面とベアリングハウジング２の側面との間に設けてガスをシールするが、ノズル支持リング１２やベアリングハウジング２の熱膨張などが生じても密着させてシール性を確保する必要があることから、遮熱板１６をバネ材などで構成している。
【００１１】
ところが、このような遮熱板６が高温に曝される状態が繰り返されると、熱応力などによってバネ力が減少したり、破損する恐れがあり、万一遮熱板６が破損すると、高速で回転しているタービンインペラ４と衝突してタービンインペラ４などが破損してしまうという問題がある。
【００１２】
この発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたもので、ガスのシール性の向上と破損などの問題がなく、構造が簡素化でき、コストの低減も図ることができる可変容量型過給機のガスシール構造を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
これまでの可変容量型過給機では、ガスのシールと熱の遮蔽との２つの機能を遮熱板に持たせるようにしていたが、これらの機能を分離した構造とすることで、それぞれの機能に必要な材質にでき、これによってシール性を向上し、しかも熱応力などによる破損を防止できることを見出し、この発明を完成したものである。
【００１４】
すなわち、上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明の請求項１記載の可変容量型過給機のガスシール構造の具体的構成は、中間部がベアリングハウジングで支持されたタービン軸の端部にタービンインペラとコンプレッサインペラが設けられた過給機の前記タービンのガス入口側の環状ガス流路にガス流量を可変とするベーンノズルを備えた可変容量型過給機において、前記ベーンノズルを構成する円周方向に複数配置されたノズルを環状のノズル支持リングにそれぞれ回動可能に支持するとともに、これらノズルを連動させて開度を調整する駆動機構を前記ベアリングハウジング側のリンク室に設け、このリンク室へのガスの流入を、前記タービンインペラの背面に配置される遮熱板のフランジ部に弾性部材を介して前記ノズル支持リングと前記ベアリングハウジングとで挟んでシールすることを特徴とするものである。
【００１５】
この可変容量型過給機のガスシール構造によれば、中間部がベアリングハウジングで支持されたタービン軸の端部にタービンインペラとコンプレッサインペラが設けられた過給機の前記タービンのガス入口側の環状ガス流路にガス流量を可変とするベーンノズルを備えた可変容量型過給機において、前記ベーンノズルを構成する円周方向に複数配置されたノズルを環状のノズル支持リングにそれぞれ回動可能に支持するとともに、これらノズルを連動させて開度を調整する駆動機構を前記ベアリングハウジング側のリンク室に設け、このリンク室へのガスの流入を、前記タービンインペラの背面に配置される遮熱板のフランジ部に弾性部材を介して前記ノズル支持リングと前記ベアリングハウジングとで挟んでシールするようにしており、遮熱板で熱を遮蔽し、シールに必要な弾性力を弾性部材で得るようにでき、これにより、それぞれの機能に必要な材質として、シール性を向上し、しかも熱応力などによる破損を防止できるようにしている。
【００１６】
また、この発明の請求項２記載の可変容量型過給機のガスシール構造は、請求項１記載の構成に加え、  前記弾性部材を、環状で円周方向に沿って波状に成形された波ワッシャで構成してなることを特徴とするものである。
【００１７】
この可変容量型過給機のガスシール構造によれば、前記弾性部材を、環状で円周方向に沿って波状に成形された波ワッシャで構成するようにしており、波ワッシャによってシールに必要な弾性力を簡単に得ることができるようにしている。
【００１８】
さらに、この発明の請求項３記載の可変容量型過給機のガスシール構造は、請求項１または２記載の構成に加え、前記ノズル支持リングを前記ガス入口側の環状ガス流路の側壁部と兼用して配置してなることを特徴とするものである。
【００１９】
この可変容量型過給機のガスシール構造によれば、前記ノズル支持リングを前記ガス入口側の環状ガス流路の側壁部と兼用して配置するようにしており、組立性の向上を図ることができるようになる。
【００２０】
また、この発明の請求項４記載の可変容量型過給機のガスシール構造は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記ノズル支持リングの外周側と前記リンク室のタービン側との間に、前記駆動機構のタービン側を遮蔽する環状リングを配置してシールすることを特徴とするものである。
【００２１】
この可変容量型過給機のガスシール構造によれば、前記ノズル支持リングの外周側と前記リンク室のタービン側との間に、前記駆動機構のタービン側を遮蔽する環状リングを配置してシールするようにしており、ノズル支持リングの上流側もシールでき、リンク室のシール性を高めてガス漏れを防止できるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２はこの発明の可変容量型過給機のガスシール構造の一実施の形態にかかる部分拡大断面図および遮熱板と弾性部材の分解状態の概略斜視図である。
【００２３】
この可変容量型過給機のガスシール構造２０では、可変容量型過給機の基本構造は、既に図３および図４で説明したマルチベーンノズル方式の可変容量型過給機  １と同一であり、タービンハウジング６には、一端にガス入口が形成されたスクロール通路７が設けられ、このスクロール通路７の内周部に環状ガス流路８が設けられている。そして、この環状ガス流路８には、ベーンノズルを構成する複数のノズルベーン１１が環状のノズル支持リング１２に回動可能に設けられ、この環状流路８のベアリングハウジング２側の側壁部の一部をなすようにノズル支持リング１２が配置されている。
【００２４】
このノズル支持リング１２に取り付けられたノズルベーン１１は、スライドジョイント方式などのノズル駆動機構１３によって外部からノズルベーン１１の角度を調整制御することでタービンインペラ４に導入されるガスの流量を変えることができるようになっている。
【００２５】
そして、このノズル駆動機構１３がタービンハウジング６の背面側とベアリングハウジング２との間のリンク室１４内に配置されている。
【００２６】
このリンク室１４へ環状ガス流路８からのガスの流入を防止するため、タービンインペラ４の背面に配置される遮熱板２１のフランジ部２１ａに弾性部材２２を介してノズル支持リング１２とベアリングハウジング２とで挟んでシールするようにしてある。
【００２７】
この遮熱板２１は、図１および図２に示すように、略底付き円筒状の端部外周にフランジ部２１ａが一体に形成された形状とされ、底部分である円板部２１ｂにベアリングハウジング２への装着孔２１ｃが形成されて構成されており、タービンインペラ４に導入されるガスに対する耐熱性のある材料で形成してある。
【００２８】
そして、この遮熱板２１の円板部２１ｂがタービンインペラ４の背面側のべアリングハウジング２の端面に沿ってノズル支持リング１２との間に配置され、フランジ部２１ａの一方面がノズル支持リング１２に当てられ、他方面に弾性部材２２が当てられてベアリングハウジング２とノズル支持リング１２とで挟むようにして取り付けられている。
【００２９】
この弾性部材２２としては、例えば図２に示すように、遮熱板２１のフランジ部２１ａに対応した大きさのリング状のバネ材の円周方向に沿って繰り返し波状の凹凸を成形した波ワッシャで構成される。
【００３０】
したがって、遮熱板２１のフランジ部２１ａの一方の面をノズル支持リング１２に当て、フランジ部２１ａの他方の面に波ワッシャ２２を介してベアリングハウジング２で挟んで締め付けるようにすることで、ノズル支持リング１２の内周側とベアリングハウジング２との間からリンク室１４にガスが漏れ出ることを防止することができるとともに、遮熱板２１の円板部２１ｂでベアリングハウジング２側への熱を遮蔽することができる。
【００３１】
なお、ノズル支持リング１２の外周側のリンク室１４のシールは、環状リング２３が用いられ、内周側をノズル支持リング１２に取り付け、外周側をタービンハウジング６とベアリングハウジング２とで挟むようにして取り付けることでシールするようにしてある。
【００３２】
このように構成した可変容量型過給機のガスシール構造２０によれば、遮熱板２１で熱を遮蔽し、シールに必要な弾性力を弾性部材２２としての波ワッシャで得るようにでき、これら遮熱板２１と弾性部材２２をそれぞれの機能に必要な材質とすることができ、繰り返し高温状態となっても弾性部材２２によってシール性を確保でき、しかも遮熱板２１が熱応力などによって破損することを防止できる。
【００３３】
また、この可変容量型過給機のガスシール構造２０によれば、遮熱板２１と弾性部材２２としての波ワッシャでリンク室１４へのガスの流入を防止することができ、ノズル駆動機構１３への影響を極力抑え、安定した状態で作動させることができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、ベーンノズルを構成する各ノズルベーンを駆動するノズル駆動機構についての説明を省略したが、例えばスライドジョイントと呼ばれる４角形のこまをフォーク状のリンク板で動かすスライドジョイント方式、あるいはリンクピンにより駆動力を伝達するマークＩＩ方式やユニソンリング方式など通常採用されているいずれの方式であっても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上、一実施の形態とともに具体的に説明したようにこの発明の請求項１記載の可変容量型過給機のガスシール構造によれば、中間部がベアリングハウジングで支持されたタービン軸の端部にタービンインペラとコンプレッサインペラが設けられた過給機の前記タービンのガス入口側の環状ガス流路にガス流量を可変とするベーンノズルを備えた可変容量型過給機において、前記ベーンノズルを構成する円周方向に複数配置されたノズルを環状のノズル支持リングにそれぞれ回動可能に支持するとともに、これらノズルを連動させて開度を調整する駆動機構を前記ベアリングハウジング側のリンク室に設け、このリンク室へのガスの流入を、前記タービンインペラの背面に配置される遮熱板のフランジ部に弾性部材を介して前記ノズル支持リングと前記ベアリングハウジングとで挟んでシールするようにしたので、遮熱板で熱を遮蔽し、シールに必要な弾性力を弾性部材で得ることができ、これにより、それぞれの機能に必要な材質として、シール性を向上し、しかも熱応力などによる遮熱板の破損を防止することができる。
【００３６】
また、この発明の請求項２記載の可変容量型過給機のガスシール構造によれば、前記弾性部材を、環状で円周方向に沿って波状に成形された波ワッシャで構成するようにしたので、波ワッシャによってシールに必要な弾性力を簡単に得ることができる。
【００３７】
さらに、この発明の請求項３記載の可変容量型過給機のガスシール構造によれば、前記ノズル支持リングを前記ガス入口側の環状ガス流路の側壁部と兼用して配置するようにしたので、部品点数を削減することができるとともに、組立性の向上を図ることができる。
【００３８】
また、この発明の請求項４記載の可変容量型過給機のガスシール構造によれば、前記ノズル支持リングの外周側と前記リンク室のタービン側との間に、前記駆動機構のタービン側を遮蔽する環状リングを配置してシールするようにしたので、ノズル支持リングの上流側もシールでき、リンク室のシール性を高めてガス漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の可変容量型過給機のガスシール構造の一実施の形態にかかる部分拡大断面図である。
【図２】この発明の可変容量型過給機のガスシール構造の一実施の形態にかかる遮熱板と弾性部材の分解状態の概略斜視図である。
【図３】従来の可変容量型過給機の基本構造部分の概略縦断面図である。
【図４】従来の可変容量型過給機のベーンノズル部分の概略断面図および部分正面図である。
【符号の説明】
１  可変容量型過給機
２  ベアリングハウジング
３  タービン軸
４  タービンインペラ
５  コンプレッサインペラ
６  タービンハウジング
７  スクロール通路
８  環状ガス流路
９  ガス出口
１１  ノズルベーン
１２  ノズル支持リング
１３  ノズル駆動機構
１４  リンク室
２０  可変容量型過給機のガスシール構造
２１  遮熱板
２１ａ  フランジ部
２１ｂ  円板部
２１ｃ  装着部
２２    弾性部材（波ワッシャ）
２３    環状リング
【図１】
2005042588.tif 000003
【図２】
2005042588.tif 000004
【図３】
2005042588.tif 000005
【図４】
2005042588.tif 000006