(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧空気出口を備えるコンプレッサハウジング内に装着されるコンプレッサホイールと、コンプレッサハウジング出口から供給される空気を制御するための制御バルブと、制御バルブを作動するためにターボチャージャに装着される圧力操作のアクチュエータ手段とを有し、アクチュエータは圧力チャンバとこのチャンバに圧力を供給するための入口を画成するケースと、アクチュエータ入口からコンプレッサハウジングへ延在する接続パイプとを有し、接続パイプのケースから離間する側の端部が、コンプレッサ出口と連通して圧力をアクチュエータ入口へ供給することからなるターボチャージャにおいて、
接続パイプは、適切に設定された形状の実質的に剛体であり、アクチュエータのターボチャージャへの装着前に、アクチュエータの一構成部分を形成するようアクチュエータケースに対し一体化または固定されて、且つアクチュエータケースをターボチャージャに装着するために設けられた装着手段は、ケースのターボチャージャへの装着操作によって接続パイプの前記端部がコンプレッサ出口と連通されるよう構成されるターボチャージャ。
【請求項２】
アクチュエータの圧力入口はアクチュエータケースの一端部をシールする端部キャップにより画成され、そして前記接続パイプは、前記端部キャップに対し固定または一体化されることからなる請求項１記載のターボチャージャ。
【請求項３】
装着手段は、アクチュエータケースのターボチャージャに対する相対位置をアクチュエータケースのターボチャージャに対する固定前に調節することにより、接続パイプの端部が正確に配置するよう構成することからなる請求項１または２記載のターボチャージャ。
【請求項４】
装着手段は、比較的滑動可能な部材をアクチュエータケース上およびコンプレッサハウジング上に有することにより、アクチュエータケースをコンプレッサハウジング方向へ滑動させて前記調節を達成する請求項３記載のターボチャージャ。
【請求項５】
装着手段は、コンプレッサハウジングによって画成されるブラケットを有し、これにアクチュエータケースをボルトにより取着する請求項３または４記載のターボチャージャ。
【請求項６】
ブラケットは、アクチュエータケースから延在するボルト軸を受領するための２つのスロットを画成し、これによりアクチュエータは、このアクチュエータが締結ボルトによりボルト軸上の所定位置に固定される前に、前記ブラケット上を滑動可能とすることからなる請求項５記載のターボチャージャ。
【請求項７】
前記コンプレッサハウジングは通路を形成して、これをコンプレッサ出口に連通し、さらに開口部を形成して接続パイプの前記端部と連通し、シール手段を接続パイプの前記端部とコンプレッサハウジング内の前記開口部との間に設けることにより、アクチュエータがターボチャージャに装着される際に接続パイプの前記端部が前記開口部と連通されてガス気密シールを形成される請求項１乃至６のいずれかに記載のターボチャージャ。
【請求項８】
シール手段は、圧縮シール部材からなり、これをアクチュエータのターボチャージャへの装着前に接続パイプの前記端部に装着することからなる請求項７記載のターボチャージャ。
【請求項９】
接続パイプはその端部に隣接する環状フランジを有し、このフランジにシール部材のための着座シートを設けることからなる請求項８記載のターボチャージャ。
【請求項１０】
沈みシール・シートをコンプレッサハウジング内の通路に対する前記開口部の周りに画成し、接続パイプがコンプレッサ出口と連通される際にシール部材を前記フランジと前記沈みシートとの間で圧縮することからなる請求項９記載のターボチャージャ。
【請求項１１】
排気ガス入口を備えるタービンハウジング内に装着されるタービンホイールと、入口から出口へ延在してタービンホイールをバイパスするバイパス通路とを有し、前記制御バルブを、タービンハウジング内に装着してバイパス通路を通る排気ガス流量を制御することからなる請求項１乃至１０のいずれかに記載のターボチャージャ。
【請求項１２】
空気圧アクチュエータを、ターボチャージャのコンプレッサに装着すると共に、アクチュエータの圧力入口を、コンプレッサハウジング内の開口部に接続してコンプレッサの出口と連通する方法からなり、この方法は、アクチュエータに、前記圧力入口から延在する適切に設定された形状を備える実質的剛体の接続パイプを設け、アクチュエータを、コンプレッサハウジングに対し、アクチュエータとコンプレッサハウジングとの間の所期相対移動度を許容する装着手段を用いて装着し、アクチュエータのコンプレッサハウジングに対する相対位置を調節して、接続パイプのアクチュエータから離間する側の端部をコンプレッサハウジング内の前記開口部に連通し、さらにアクチュエータを装着手段に対して固定することによりアクチュエータとコンプレッサハウジングとの間の移動を阻止して、接続パイプの前記端部のコンプレッサハウジング内の開口部に対するガス気密連通を保持する方法。
【請求項１３】
アクチュエータは、コンプレッサハウジングに対し、このコンプレッサハウジングによって形成されるブラケット上に装着され、このブラケットが、アクチュエータをコンプレッサハウジングに対して固定する２つの固定ボルトの軸を滑動可能に受ける２つのスロットを画成することからなる請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記固定ボルトは、アクチュエータの部分から延在することからなる請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
シール部材が接続パイプの前記端部に設けられ、このシール部材が、接続パイプがコンプレッサハウジングと接触される際にこの接続パイプとコンプレッサハウジングとの間のガス気密シールを形成することからなる請求項１２乃至１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄ゲート（wastegate）および廃棄ゲート・アクチュエータを組込んだターボチャージャに関し、更に詳細には、アクチュエータを廃棄ゲートに連結する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターボチャージャは、広く公知の装置であって、空気を内燃エンジンの取入口へ大気圧以上の圧力（ブースト圧）で供給し、自動車等に広く使用されている。通常のターボチャージャは、本質的に、タービンハウジング内の回転軸上に装着される排気ガス駆動のタービンホイールを有する。例えば求心タービンにおいて、タービンハウジングは、タービンホイール周りの環状入口通路とタービンホイールから延在する軸線上の全体的円筒状出口通路とを画成する。タービンホイールの回転は、コンプレッサハウジング内の軸の他端部上に装着されているコンプレッサホイールを回転する。このコンプレッサホイールがエンジンの取入れマニホールドに加圧空気を供給することにより、エンジン出力が増大される。
【０００３】
また、ターボチャージャに対してタービンハウジングの排気入口と排気出口との間にバイパス通路を設けることにより、ターボチャージャのブースト圧を制御できるよう構成することも広く公知である。廃棄ゲート・バルブが通路内に配置されそしてブースト空気の圧力レベルが所定のレベルよりも増大すると通路を開くよう制御することにより、排気ガスの一部がタービンホイールをバイパスされてブースト圧の更なる上昇が防止される。廃棄ゲート・バルブは、一般に、コンプレッサホイールから供給されるブースト空気圧で操作する空気圧アクチュエータによって作動される。
【０００４】
通常の空気圧アクチュエータは、コンプレッサハウジングに装着されるキャニスタ（廃棄ゲート・アクチュエータ容器）内に収容されるスプリング負荷のダイヤフラムからなる。ダイヤフラムは、タービンハウジング内に装着される廃棄ゲート・バルブ組立てを作動（一般に、回転）する連結ロッド上に、リンク・レバーアームを介して作用する。
【０００５】
アクチュエータ容器はコンプレッサ出口に可撓ホースを介して連結され、このホースが、スプリングの付勢力に抗するようダイヤフラム上に作用するブースト空気を前記容器に供給する。低ブースト状態では廃棄ゲート・バルブは閉止されるようスプリングが選定されると共にアクチュエータおよび廃棄ゲート・バルブが予め設定されている。しかしながらブースト圧が所定の最大値に達すると、ダイヤフラムがスプリングの作用に抗して作動し廃棄ゲート・バルブを（連結ロッドおよびリンクアームを介して）開くことにより、排気ガスの一部がタービンホイールからバイパスされる。
【０００６】
【発明の大要】
本発明の目的は、新規な廃棄ゲート・バルブ・アクチュエータ／コンプレッサ接続、および、アクチュエータ容器のコンプレッサハウジング出口に対する新規な装着および接続方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の第一態様によれば、加圧空気出口を備えるコンプレッサハウジング内に装着されるコンプレッサホイールと、コンプレッサハウジング出口から供給される空気を制御するための制御バルブと、制御バルブを作動するためにターボチャージャに装着される圧力操作のアクチュエータ手段とを有し、アクチュエータは圧力チャンバとこのチャンバに圧力を供給するための入口を画成するケースと、アクチュエータ入口からコンプレッサハウジングへ延在する適切に設定された形状の実質的に剛体の接続パイプとを有し、接続パイプのケースから離間する側の端部が、コンプレッサ出口と連通して圧力をアクチュエータ入口へ供給することからなるターボチャージャが提供される。
【０００８】
接続パイプは、好適には、アクチュエータのターボチャージャへの装着前に、アクチュエータの一構成部分を形成するようアクチュエータケースに対し一体化または固定される。これにより、パイプの端部は、アクチュエータをターボチャージャに装着する際にこれを単に適宜に配置するだけで、コンプレッサ出口と連通することができる。代案として、パイプをコンプレッサハウジングの一体構成部分として形成し、コンプレッサハウジングをターボチャージャに装着する際にアクチュエータをコンプレッサハウジング上に適宜に配置するよう操作すれば、これだけで、パイプのコンプレッサハウジングから離間する側の端部を、同じくアクチュエータと連通させることが可能である。
【０００９】
本発明の好適実施例では、アクチュエータの圧力入口はアクチュエータケースの一端部をシールする端部キャップにより画成され、そして前記接続パイプは、前記端部キャップに対し固定または一体化されている。
【００１０】
好適には、装着手段を設けてアクチュエータケースをターボチャージャに装着し、この装着手段はアクチュエータケースのターボチャージャに対する相対位置がアクチュエータケースのターボチャージャに対する固定前に調節することにより、接続パイプの端部の正確な配置を可能とする。
【００１１】
装着手段は、例えば、比較的滑動可能な部材をアクチュエータケース上およびコンプレッサハウジング上に備えることにより、アクチュエータケースをコンプレッサハウジング方向へ滑動させて前記調節を達成する。
【００１２】
バイプがアクチュエータの部分を形成する好適実施例においては、コンプレッサハウジングは通路を形成して、これをコンプレッサ出口に連通し、さらに開口部を形成して接続パイプの前記端部と連通し、シール手段を接続パイプの前記端部とコンプレッサハウジング内の前記開口部との間に設けることにより、アクチュエータがターボチャージャに装着される際に接続パイプの前記端部が前記開口部と連通されてガス気密シールを形成される。
【００１３】
シール手段は、圧縮シール部材からなり、これをアクチュエータのターボチャージャへの装着前に接続パイプの前記端部に装着することができる。接続パイプは、例えばその端部に隣接して、シール部材のための着座シートを提供する環状フランジを備えることができる。
【００１４】
本発明の第二態様によれば、ターボチャージャの圧力制御バルブの操作を制御するための空気圧アクチュエータであって、空気圧アクチュエータは圧力チャンバおよびこのチャンバに圧力を供給するための入口を形成するケースと、前記入口から延在する適切に設定された形状の実質的剛体の接続パイプとを有することからなる空気圧アクチュエータが提供される。
【００１５】
好適には、アクチュエータケースの一端部は、前記入口を形成する端部キャップによりシールされ、一方前記出口パイプは前記端部キャップに対し固定または一体化される。
【００１６】
シール部材は、好適には、接続パイプのアクチュエータケースから離間する側の端部に装着される。
【００１７】
空気圧アクチュエータを、ターボチャージャのコンプレッサに装着すると共に、アクチュエータの圧力入口をコンプレッサハウジング内の開口部に接続して、コンプレッサの出口と連通する方法は、
アクチュエータに、前記圧力入口から延在する適切に設定された形状を備える実質的剛体の接続パイプを設け、
アクチュエータを、コンプレッサハウジングに対し、このアクチュエータをコンプレッサハウジングの所定の相対位置に固定する装着手段を用いて装着し、接続パイプのアクチュエータから離間する側の端部をコンプレッサハウジング内の前記開口部に連通する。
【００１８】
装着工程は、好適には、
アクチュエータを、コンプレッサハウジングに対し、アクチュエータとコンプレッサハウジングとの間の所期相対移動度を許容する装着手段を用いて装着し、アクチュエータのコンプレッサハウジングに対する相対位置を調節して、接続パイプのアクチュエータから離間する側の端部をコンプレッサハウジング内の前記開口部に連通し、さらに
アクチュエータを装着手段に対して固定することによりアクチュエータとコンプレッサハウジングとの間の移動を阻止して、接続パイプの前記端部のコンプレッサハウジング内の開口部に対するガス気密連通を保持することからなる。
【００１９】
【実施例】
次に、本発明の特定実施態様を、添付図面を参照しながら、以下一実施例として説明する。
【００２０】
図面を参照すると、図示するターボチャージャは求心型であり、全体的に参照符号１で示すタービンと全体的に参照符号２で示すコンプレッサとを含む。タービン１はタービンホイール４を収容するタービンハウジング３を含む。同様に、コンプレッサ２はコンプレッサンホイール６を収容するコンプレッサハウジング５を含む。タービンホイール４およびコンプレッサホイール６は共通軸７の両端部上に装着されている。タービンハウジング３およびコンプレッサハウジング５は通常の環状Ｖ−バンド・クランプ８で結合されている。
【００２１】
タービンハウジング３は排気ガス入口９および排気ガス出口１０を有する。入口９は、進入排気ガスを、タービンホイール４を囲繞する環状入口チャンバへ指向させる。排気ガスは、タービンを通り次いで環状開口部を介して出口１０内へ流動し、この出口はタービンホイール４と同軸線であって、排気ガスを出口パイプ２０へ指向させる。
【００２２】
タービンハウジング３は、また、排気入口９と排気出口１０との間でタービンホイール４をバイパス連通するバイパス通路１１を画成する。このバイパス通路１１は、流量制御用の廃棄ゲート・バルブ１２のバルブ部材１２ａで閉塞される環状開口部を介して排気入口９と連通する。
【００２３】
廃棄ゲート・バルブ１２の作動は、スプリング負荷の空気圧アクチュエータ１３−これは、コンプレッサ２の出口ボリュート１４から圧縮空気を受領する−によって制御される。アクチュエータ１３は、アクチュエータロッド１７の一端部上のキャニスタ（アクチュエータ容器）１６内に装着されるダイヤフラム１５を有する。ロッド１７は、キャニスタ１６の前部からタービンハウジング３および廃棄ゲート・バルブ１２方向へ延在する。ダイヤフラム１５は、アクチュエータロッド１７の周囲に同軸的に装着されるコイルスプリング１８を介しアクチュエータ容器１６の後部方向へ付勢されていて、ダイヤフラム１５とアクチュエータ容器１６の前端部との間で作用する。図面では、容器１６は、スプリング１８およびダイヤフラム１５を詳細に示すため切断されているが、実際には閉塞されたユニットであることは理解されるであろう。
【００２４】
アクチュエータロッド１７は、レバーアーム１９を介してバルブ１２にリンクされ、レバーアームは、タービンハウジング３内のブッシュ２１に挿通されるバルブステム２０の端部に取着されている。アクチュエータロッド１７は、レバーアーム１９に連結される端部（詳細を示すべく、図１および図２には一部切断して示されている）に、球状のロッド端部接手２２を有する。ダイヤフラムがアクチュエータ容器１６の後方へ付勢されている（図１および図２に示す）状態では、バルブ部材１２ａは閉止された位置にあることが認められるであろう。
【００２５】
アクチュエータ容器１６は、その後端部を、容器の駆体に取着されるキャップ１６ａで閉塞されている。キャップ１６ａは、通常の設計では、容器１６をコンプレッサ出口に接続する可撓ホースをに易に取着できるようニップル等を設けられている。しかしながら本発明では、キャップ１６ａは剛体の接続パイプ２３を備え、そしてこのパイプ２３は、キャップ１６ａに対してアクチュエータ１３の組付けの前またはその間−但し、アクチュエータ１３がコンプレッサハウジング５に装着される前の（或いは、この剛体パイプ２３はキャップ１６ａと一体に形成されることもできるが）−に固定される。パイプ２３は互いに直交する２つのベンドを有し、そしてパイプ２３の（キャップ１６ａから離間する側の）端部は、容器１６から所定の（全体的にロッド１７に垂直であるがキャツプ１６ａの半径からはオフセットする）方向へ延在している。パイプ２３の端部には、環状フランジ２３ａ上に着座するＯリング・シール２４が設けられている。
【００２６】
コンプレッサハウジング５は、アクチュエータ１３をコンプレッサ２に装着する装着ブラケット２５と、およびコンプレッサの出口ボリュート１４と連通する通路２６とを有する。図面では、通路２６およびパイプ２３の接続を詳細に示すべく、コンプレッサハウジング５の一部は切断されている。通路２６は、接続パイプ２３のフランジ２３ａおよびＯリング２４を受領するための拡大された直径の環状開口部２６ａを有する。装着ブラケット２５は二股のアーム２５ａおよび２５ｂを有し、このアームは、アクチュエータ装着ボルト２８−このボルトの軸はアクチュエータ容器１６から延在する−を受領するためのスロット２７を画成する。
【００２７】
本発明に係る、アクチュエータ１３のコンプレッサハウジング５に対する装着は、直接操作（straight forward operation）である。キャニスタ装着ボルト２８が二股ブラケット・アーム２５ａおよび２５ｂのスロット２７内にそれぞれ単に配置され、（ロッド１７を取着された）キャニスタ１６がコンプレッサハウジング５へ向け滑入されることにより、接続パイプ２３のフランジ付き端部およびＯリング２４（このＯリングは、フランジ２３ａとコンプレッサハウジングとの間に圧縮されてガス気密シールを提供する）がコンプレッサハウジング内の開口部２６ａで受領される。正確に位置すると、ナット３０がボルト２８上に単に締結される。球状ロッド端部接手２２が、ロッド１７とレバーアーム１９との間の全ての誤整列を許容する。
【００２８】
使用に際し廃棄ゲート・バルブ１２は、通常はスプリング１８の作用を介して、アクチュエータロッド１７に連結されているダイヤフラム１５上に閉止されている。しかしながらコンプレッサ出口ボリュート１４内の圧力が一旦所定の限度に達すると、接続パイプ２３を介してアクチュエータ１３へ伝達される加圧空気がスプリング１８の作用に抗してダイヤフラム１５を押圧しそして廃棄ゲート・バルブ１２を開口することにより、入口排気ガスをタービンからバイパスさせる。これにより、ターボチャージャで発生される最大のブースト圧が制御且つ制限されることができる。
【００２９】
本発明に係る、アクチュエータ１３のコンプレッサハウジング５に対する連結方法は、従来の方法、すなわち、先ずキャニスタをコンプレッサハウジング上のブラケットに装着し（場合によっては、ブラケットをキャニスタと一体化してハウジング上にボルト結合する）、次いでキャニスタおよびコンプレッサ出口の間を可撓ホースによって接続する（この場合、ホースはキャニスタおよびコンプレッサハウジングの双方に対してそれぞれ接続されねばならない）方法と対比されることができる。
【００３０】
本発明によれば、ただ１つの直接操作によって、アクチュエータ１３がコンプレッサハウジングに装着されそしてアクチュエータ容器１６がコンプレッサ出口１４に接続される。従って、アクチュエータのコンプレッサに対する組付けが通常の設計よりもずっと簡単且つ安価な作業となり、しかも更に部品および接続接手も減小される。
【００３１】
上述した本発明の実施例の個々の設計に対して、多くの変形が行われ得ることは理解されるであろう。例えば上記実施例において、接続パイプ２３とコンプレッサとの間のシールは、Ｏリング２４（この場合好適には、装着を容易にするよう大きな半径方向の公差を有する高アスペクト比のＯリング）を用いても達成される。別の形式のシール、例えばリップシール等も使用することができる。しかしながら好適には、シール部材は、アクチュエータをコンプレッサに装着する際の組付け作業を簡単にするため、接続パイプ２３またはコンプレッサハウジングのいずれかに予め装着されることができるものから構成される。
【００３２】
上記実施例におけるパイプ２３は、その寸法、形状および方向を、装着ブラケット２５の性状およびコンプレッサハウジング内の開口部位置に適応されるよう構成されることは理解されるであろう。従って、これらの細部は、装着ブラケットおよびコンプレッサハウジングの設計の相違を考慮して変更され得ることも理解されるであろう。更に、ブラケットの装着がキャニスタ１６の位置決めに或る程度の調節を許容することは、パイプ２３の正確な配置を可能にするのに推賞されることではあるが、しかしながらこれが必須のことではない（但しこの場合、この効果がなければ、種々の部品は、パイプ２３とコンプレッサハウジング５との間のシールを良好に形成するようより小さな公差内で製造されなければならなくなるが）ことも理解されるであろう。また、別の形式の調節可能な装着が設備され得ることも理解されるであろう。例えば、コンプレッサハウジングは固定用のスタッドを形成されることができ、一方キャニスタ１６は前記スタッドを受領するスロット（または別の構造）を設けられることができる。その他可能な変形が、適宜の同業者には明らかであろう。
【００３３】
その他の細部−例えば、アクチュエータ１３の構造および操作の細部、アクチュエータロッド１７のレバーアーム１９に対する連結方法、および廃棄ゲート・バルブ１２の細部等−は、本発明の操作に直接影響しないので相応に変動されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に包含されるターボチャージャを一部切断して示す斜視図である。
【図２】  廃棄ゲート・バルブおよびアクチュエータのコンプレッサハウジングに対する連結を詳細に説明すべく、図１の部分を、僅かに異なる角度から見且つ一部切断して示す拡大図である。
【図３】  図１に示すターボチャージャの、図１の矢印Ａ方向における側面図である。
【符号の説明】
１  タービン
２  コンプレッサ
３  タービンハウジング
４  タービンホイール
５  コンプレッサハウジング
６  コンプレッサホイール
７  共通軸
８  Ｖ−ベルト・クランプ
９  排気ガス入口
１０  排気ガス出口
１１  バイパス通路
１２  廃棄ゲート・バルブ
１３  アクチュエータ
１４  出口ボリュート
１５  ダイヤフラム
１６  キャニスタ（アクチュエータ容器）
１６ａ  キャップ
１７  アクチュエータロッド
１８  コイルスプリング
１９  レバーアーム
２０  バルブステム
２２  球状ロッド端部接手
２３  剛体接続パイプ
２４  Ｏリング・シール
２５  装着ブラケット
２５ａ、２５ｂ  二股アーム
２６  通路
２７  スロット
２８  ボルト
３０  ナット
【図１】
0004563527.tif 000002
【図２】
0004563527.tif 000003
【図３】
0004563527.tif 000004