(57)【要約】【課題】  ノズルベーンが円滑に摺動することが可能な可変容量型ターボチャージャーを提供する。【解決手段】  可変容量型ターボチャージャー１は、ハウジング２０１と、ハウジング２０１に設けられ、排気の流れを調整するためのノズル４２を駆動するための駆動機構２０２と、駆動機構２０２に隣接するように設けられる炭化水素吸着体３０１とを備える。【選択図】        図３
2007077965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、排気の流れを調整するためのベーンを駆動する駆動機構と、
前記駆動機構に隣接するように設けられる炭化水素吸着体とを備えた、可変容量型ターボチャージャー。
【請求項２】
前記ハウジングには前記駆動部を収納する内部空間が設けられ、前記内部空間に前記炭化水素吸着体が配置される、請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャー。
【請求項３】
前記炭化水素吸着体は前記ベーンを保持するノズルプレートを構成する、請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャー。
【請求項４】
前記駆動部は、前記ベーンに接続されるベーンシャフトと、前記ベーンシャフトを保持するノズルプレートとを含み、前記炭化水素吸着体は前記ベーンシャフトと前記ノズルプレートとの間に介在するブッシュを構成する、請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャー。
【請求項５】
前記ブッシュを取囲む第一溝と、前記第一溝に連なり他の空間まで達する第二溝とが前記ノズルプレートに設けられる、請求項４に記載の可変容量型ターボチャージャー。
【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ーに関し、より特定的には、炭化水素吸着体を備えた可変容量型ターボチャージャーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、主としてディーゼルエンジン向けに、供給する空気量をより的確に制御できる機構を持った可変容量型ターボチャージャーが製造されている。
【０００３】
この可変容量型ターボチャージャーの一種として、ベーンの向きをさまざまに変化させることでタービンの回転を調整できる、ＶＮターボ（バリアブルノズルターボ）が知られている。タービンに関しては、たとえば特開平１１−２２９８８６号公報（特許文献１）、特開２００５−９８１９３号公報（特許文献２）および特開平９−１１２３９２号公報（特許文献３）に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２２９８８６号公報
【特許文献２】特開２００５−９８１９３号公報
【特許文献３】特開平９−１１２３９２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では、ＶＮターボのノズルベーンの駆動部に未燃焼の炭化水素（ＨＣ）などが侵入しないように、プレートとタービンハウジングの間にシール構造を持たせている。
【０００５】
特許文献２では、ＶＮターボのハウジングの表面等に酸化触媒をコーティングし、始動直後の排気の浄化を促進している。
【０００６】
特許文献３では、インジェクタの噴射口に、酸化触媒のコーティング層を形成している。
【０００７】
上述のようないずれの技術であっても、ノズルを駆動させる駆動機構を円滑に動作させることが困難であるという問題があった。
【０００８】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、ベーンを確実に駆動させることが可能な可変容量型ターボチャージャー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】
【０００９】
この発明に従った可変容量型ターボチャージャーは、ハウジングと、ハウジングに設けられ、排気の流れを調整するためのベーンを駆動する駆動機構と、駆動機構に隣接するように設けられる炭化水素吸着体とを備える。
【００１０】
このように構成された可変容量型ターボチャージャーでは、駆動機構に隣接するように炭化水素吸着体が設けられるため、この炭化水素吸着体が未燃焼の炭化水素を吸着することができる。その結果、炭化水素が駆動機構に付着することを防止し、ベーンの円滑な駆動を可能とする。
【００１１】
好ましくは、ハウジングには駆動部を収納する内部空間が設けられ、内部空間に炭化水素吸着体が配置される。
【００１２】
好ましくは、炭化水素吸着体はベーンを保持するノズルプレートを構成する。
好ましくは、駆動機構は、ベーンに接続されるベーンシャフトと、ベーンシャフトを保持するノズルプレートとを含む。炭化水素吸着体は、ベーンシャフトとノズルプレートとの間に介在するブッシュを構成する。
【００１３】
好ましくは、ブッシュを取囲む第一溝と、第一溝に連なり、他の空間まで達する第二溝とがノズルプレートに設けられる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に従えば、ベーンをスムーズに駆動させることが可能な可変容量型ターボチャージャーを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。図１のディーゼルエンジンシステムは、ディーゼルエンジンのクリーン排気を実現するために、高圧コモンレール式燃料噴射装置、大容量電子制御ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）クーラ、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate NOx Reduction）触媒を組合せ、ＰＭ（Particulate Matter）およびＮＯｘを連続かつ同時に低減するシステムである。図１において、内燃機関（以下エンジンという）１０００は、燃料供給系１００、燃焼室２００、吸気系３００および排気系４００とを主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンである。なお、シリンダ数は特に限定されるものではなく、またエンジンの形状も、直列型、Ｖ型、Ｗ型、水平対向型などのさまざまな形状を採用することが可能である。また、ＤＰＮＲ４５０は、ＰＭを再生するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）であっても採用することが可能である。
【００１７】
燃料供給系１００は、サプライポンプ１１０、コモンレール１２０、燃料噴射弁１３０、遮蔽弁１４０、調量弁１６０、燃料添加ノズル１７０、機関燃料通路８００および添加燃料通路８１０とを備えて構成される。
【００１８】
サプライポンプ１１０は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした上で、機関燃料通路８００を介してコモンレール１２０に供給する。コモンレール１２０は、サプライポンプ１１０から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁１３０に分配する。燃料噴射弁１３０は、その内部に電磁ソレノイドを備え、適宜開弁して燃焼室２００内に燃料を噴射供給する。
【００１９】
サプライポンプ１１０は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料通路８１０を介して燃料添加ノズル（還元剤噴射ノズル）１７０に供給する。添加燃料通路８１０には、サプライポンプ１１０から燃料添加ノズル１７０に向かって遮蔽弁１４０および調量弁１６０が順次配設されている。遮蔽弁１４０は、緊急時において添加燃料通路８１０を遮断し、燃料供給を停止する。調量弁１６０は、燃料添加ノズル１７０に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。燃料添加ノズル１７０は所定圧以上の燃圧（たとえば０．２ＭＰａ）が付与されると開弁し、排気系４００（排気ポート４１０）内に燃料を噴射供給する機械式の開閉弁である。すなわち、調量弁１６０により燃料添加ノズル１７０上流の燃圧が制御されることにより、所望の燃料が最適なタイミングで燃料添加ノズル１７０より噴射供給（添加）される。
【００２０】
吸気系３００は、各燃焼室２００内に供給される吸入空気の通路（吸気通路）を構成する。排気系４００は、上流から下流にかけ、排気ポート４１０、排気マニホールド４２０、触媒上流側通路４３０、触媒下流側通路４４０という各種通路部材が順次接続されて構成され、各燃焼室２００から排出される排気ガスの通路（排気通路）を形成する。
【００２１】
さらに、このエンジン１０００には、過給機（可変容量型ターボチャージャー）１が設けられる。可変容量型ターボチャージャー１は、タービンシャフト７を介してコンプレッサホイール３４とタービンホイールアッセンブリ２２とが接続された構造を有する。吸気系のコンプレッサホイール３４は、吸気系３００内の吸気にさらされ、タービンホイールアッセンブリ２２は、排気系４００内の排気にさらされる。このような構成を有する可変容量型ターボチャージャー１は、タービンホイールアッセンブリ２２が受ける排気圧（排気流）を利用して、コンプレッサホイール３４を回転させ、吸気圧を高めるという、いわゆる過給を行なう。
【００２２】
吸気系３００において、可変容量型ターボチャージャー１に設けられたインタークーラ３１０は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１０よりもさらに下流に設けられたスロットル弁３２０は、その開度を無段階に調整することができる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有する。
【００２３】
また、エンジン１０００には、燃焼室２００の上流（吸気系３００）および下流（排気系４００）をバイパスする排気還流通路（ＥＧＲ経路）６００が形成されている。このＥＧＲ通路６００は、排気の一部を適宜吸気系３００に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路６００には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に調整することができるＥＧＲ弁６１０と、ＥＧＲ通路６００を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ６２０とが設けられている。
【００２４】
排気系４００において、排気がタービンホイールアッセンブリ２２の下流（触媒上流側通路４３０と触媒下流側通路４４０）との間には、ＤＰＮＲにより構成される触媒４５０が配置される。この触媒４５０は排気中のＮＯｘおよびＰＭを減少させる働きがある。エンジン１０００の各部位には、各種センサが取付けられており、それぞれの部位の環境条件やエンジン１０００の運転状態に関する信号を出力する。
【００２５】
たとえば、レール圧センサ７００は、コモンレール１２０内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ７１０は、添加燃料通路８１０内を流通する燃料のうち、調量弁１６０へ導入される燃料の圧力（燃圧）Ｐｇに応じた検出信号を出力する。エアフローメータ７２０は、吸気系３００内のスロットル弁３２０の下流において吸入空気の流量（吸気量）Ｇａに応じた検出信号を出力する。空燃比（Ａ／Ｆ）センサ７３０は、吸気系３００の触媒ケーシングの下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ７４０は、同じく排気系４００の触媒ケーシング下流において排気の温度（排気温度）Ｔｅｘに応じた検出信号を出力する。
【００２６】
また、アクセル開度センサ７５０は、エンジン１０００のアクセルペダルに取付けられ、同ペダルの踏込み量Ａｃｃに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ７６０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。これら各センサ７００〜７６０は、電子制御装置（ＥＣＵ、エンジンコントロールユニットともいう）１１００と電気的に接続される。ＥＣＵ１１００は、ＣＰＵ（中央演算ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびバックアップＲＡＭ、タイマやカウンタなどを備え、これらと、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を含む外部入力回路および外部出力回路とが双方向性バスにより接続されている。
【００２７】
次に、エンジンコントロールユニット１１００の実行する燃料添加の基本原理について、その概略を説明する。
【００２８】
一般に、ディーゼルエンジンでは、燃焼室内で燃焼に供される燃料および空気の混合気の酸素濃度は、殆どの運転状態で高濃度状態である。
【００２９】
燃焼に供される気体中の酸素濃度は、燃焼に供されて酸素を差し引いてそのまま排気中の酸素濃度に反映されるのが通常であり、混合気中の酸素濃度（空燃比）が高ければ、排気中の酸素濃度（空燃比）も基本的には同様に高くなる。
【００３０】
一方、上述したように吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は排気中の酸素濃度が高ければＮＯｘを吸収し、低ければＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出する特性を有するため、排気中の酸素濃度が高濃度状態にある限りＮＯｘを吸収することになる。但し、当該触媒のＮＯｘ吸収量に限界量が存在し、同触媒が限界量のＮＯｘを吸収した状態では、排気中のＮＯｘが触媒に吸収されず触媒ケーシングを素通りすることになる。
【００３１】
そこで、エンジン１０００のように燃料添加ノズル１７０を備えた内燃機関では、適当な時期に燃料添加ノズル１７０を通じ排気系４００の触媒４５０上流に燃料を適量添加（以下、排気添加という）することで、一時的に排気中の酸素濃度を低減し、かつ還元成分量（Ｈｃなど）を増大させる。すると、触媒４５０は、これまでに吸収したＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出し、自身がＮＯｘ吸収能力を回復（再生）するようになる。放出されたＮＯ2やＮＯが、ＨＣやＣＯと反応して速やかにＮ2に還元される。
【００３２】
なお、この実施の形態では、燃料添加ノズル１７０を設けている例を示しているが、このような燃料添加ノズル１７０を設けなくてもよい。
【００３３】
また、コモンレール型のディーゼルエンジンについて説明しているが、これに限られるものではなく、通常の列型または分配型の噴射ポンプを有するディーゼルエンジンに本発明を適用することも可能である。
【００３４】
次に、タービンの構造について説明する。図２は、この発明の実施の形態１に従った可変容量型ターボチャージャーの一部断面を含む斜視図であり、図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２および図３を参照して、この発明の実施の形態１に従った可変容量型ターボチャージャー１は可変ノズル式ターボチャージャーであり、ハウジング２０１と、ハウジング２０１に回転可能に収納されたタービンシャフト７と、タービンシャフト７に取付けられるコンプレッサホイール３４およびタービンホイールアッセンブリ２２とを有する。
【００３５】
ハウジング２０１は、コンプレッサハウジング２、センターハウジング３６およびタービンハウジング４８に分割され、中央のセンターハウジング３６の両側にコンプレッサハウジング２およびタービンハウジング４８が取付けられる構造とされる。コンプレッサハウジング２では、中央部から空気を取り入れて外部へ放出することが可能な形状とされる。具体的には、コンプレッサハウジング２の中央部に空気が導入され、この空気が回転するコンプレッサホイール３４により外部方向（半径方向）に向かって加速されて圧縮され、圧縮された空気がインテークマニホールドに導かれる。
【００３６】
コンプレッサハウジング２内にはコンプレッサホイール３４が収納される。コンプレッサホイール３４はタービンシャフト７に固定されており、タービンシャフト７とともに回転する。コンプレッサホイール３４はロックナット３５によりタービンシャフト７に固定される。コンプレッサホイール３４には複数の羽根が設けられており、コンプレッサホイール３４が回転するとこの羽根により、空気が遠心力で半径方向に加速されて圧縮される。
【００３７】
コンプレッサホイール３４に隣接するようにシールリングカラー２５が配置される。シールリングカラー２５はタービンシャフト７を取囲む形状とされる。
【００３８】
センターハウジング３６は可変容量型ターボチャージャー１の中央部に設けられる。センターハウジング３６はスラストベアリング２６が配置されている。スラストベアリング２６はタービンシャフト７のスラスト方向の荷重を受け止めるためのベアリングであり、オイルなどにより潤滑される。
【００３９】
センターハウジング３６には、タービンシャフト７の回転を保持するためのフローティングベアリング２４が設けられる。フローティングベアリング２４はタービンシャフト７のラジアル方向の荷重を保持する。フローティングベアリング２４とタービンシャフト７との間には油膜が介在しており、フローティングベアリング２４はタービンシャフト７と直接接触しない。さらに、フローティングベアリング２４とセンターハウジング３６との間にも油膜が存在し、フローティングベアリング２４はセンターハウジング３６と直接接触していない。
【００４０】
フローティングベアリング２４はリテーナリング３０により位置決めがされている。
センターハウジング３６およびタービンハウジング４８には、リンク機構としての駆動機構２０２が配置される。駆動機構２０２は、リンク室６に収納されるユニゾンリング４５と、ユニゾンリング４５の内周側に位置し、ユニゾンリング４５と接触するアーム４４と、タービンハウジング４８に隣接して設けられるノズルプレート４３と、複数本のアーム４４を駆動させるためのメインアーム３７と、アーム４４に接続されてノズルベーン４２を駆動するベーンシャフト２１と、ベーンシャフト２１を保持するノズルプレート４３とを有する。
【００４１】
駆動機構２０２は、複数枚のノズルベーン４２の角度を調整するための機構であり、ピン４０を所定の角度回動させれば、この回動がノズルベーン４２に伝わり、ノズルベーン４２が回動する構成とされている。具体的には、ピン４０には駆動リンク４１に接続され、駆動リンク４１は駆動シャフト３９を中心に回動可能である。駆動シャフト３９の外周にはブッシュ３８が設けられており、ブッシュ３８は駆動シャフト３９とセンターハウジング３６との間に介在する。駆動シャフト３９はメインアーム３７と連結されており、駆動シャフト３９が回動すれば、この回動がメインアーム３７に伝えられる。メインアーム３７の内側端部は駆動シャフト３９に固定され、外側端部はユニゾンリング４５に噛み合っている。そのため、メインアーム３７は駆動シャフト３９を中心として回動し、この回動がユニゾンリング４５に伝えられる。ユニゾンリング４５の内周面にはアーム４４が嵌まり合っており、ユニゾンリング４５が回動すると、この回動はアーム４４に伝えられる。アーム４４はベーンシャフト２１を中心として回動することが可能であり、アーム４４の回動はベーンシャフト２１に伝えられる。ベーンシャフト２１はノズルベーン４２と連結されているため、ノズルベーン４２はベーンシャフト２１およびアーム４４とともに回動する。
【００４２】
ノズルプレート４３はタービンハウジング４８と接触しており、タービンハウジング４８とセンターハウジング３６との間にリンク室６が設けられる。リンク室６は駆動機構を収納するための内部空間である。タービンハウジング４８にはタービンハウジング渦室が設けられ、タービンハウジング渦室に排気が供給されて、この排気の流れがタービンホイールアッセンブリ２２を回転させる。このタービンホイールアッセンブリ２２の回転がタービンシャフト７を介してコンプレッサホイール３４へ伝えられる。タービンハウジング４８にはスペーサボルト４７が取り付けられる。
【００４３】
図１を参照して、駆動機構２０２の駆動リンク４１はモータロッド３０２に接続される。モータロッド３０２は棒状部材であり、リンク３０３および可変ノズルコントローラ２７０に接続される。可変ノズルコントローラ２７０は直流モータ（ＤＣモータ）に接続されており、直流モータが回転することでこの回転が歯車機構およびウォーム機構を介してリンク３０３へ伝わり、リンク３０３からモータロッド３０２を介して駆動リンク４１が動かされる。
【００４４】
リンク３０３の位置は開度センサ３０４によって検出され、開度センサ３０４がリンク３０３の位置を測定する。これにより可変ノズルとしてのノズルベーン４２の傾き角度が検出される。
【００４５】
リンク室６内には炭化水素吸着体３０１が配置される。炭化水素吸着体１０１は未燃焼の炭化水素を吸着する部材であり、たとえば酸化触媒またはチャコールフィルタにより構成される。炭化水素吸着体３０１が酸化触媒により構成される場合には、排ガス中に含まれる未燃焼の炭化水素を強制的に酸化することで未燃焼の炭化水素を浄化させる。これにより、ノズルベーン４２の摺動不良を回避できる。
【００４６】
さらに、炭化水素吸着体３０１がチャコールフィルタの場合には、ガソリンエンジンの燃焼系で採用されているキャニスタと同様の原理により未燃焼の炭化水素を吸着する。ＰＭ再生のために燃料が添加される排気ガス低温時は未燃焼の炭化水素（ＨＣ）をこの吸着体で吸着させる。フィルタ自身の再生は、エンジン高負荷時（排ガス温度が高く、フィルタ周辺温度も高い）に行なう。また、吸着した燃料が他の領域に流れるような通路がセンターハウジング３６またはタービンハウジング４８に設けられていてもよい。
【００４７】
図４は、図２中の矢印ＩＶで示す方向から見た可変容量型ターボチャージャーの正面図である。図４を参照して、タービンホイールアッセンブリ２２の間に互いに等しい距離を隔てるように可変ノズルとしてのノズルベーン４２が配置される。ノズルベーン４２はノズルプレート４３上に位置決めされており、その中央部のベーンシャフト２１を中心として所定の角度回動することが可能である。円盤状のノズルプレート４３の外周から内周側へ排気が供給され、この排気は隣り合うノズルベーン４２の間を通ってタービンホイールアッセンブリ２２へ到達し、タービンホイールアッセンブリ２２を回転させる。図４では隣り合うノズルベーン４２間が最も開いた状態を示しており、この排気流量が最も大きくなる状態を示している。
【００４８】
図５は、この発明の実施の形態１に従った可変容量型ターボチャージャーの制御機構を示すブロック図である。図５を参照して、可変容量型ターボチャージャー（可変ノズル式ターボチャージャー）１は、可変ノズルコントローラ２７０およびエンジンコントロールユニット１１００により制御される。具体的には、エンジンコントロールユニット１１００は、イグニッションスイッチ、アクセル開度、エンジン回転数、大気圧、大気温、過給圧および冷却水温などに基づいて要求可変ノズル開度を決定する。この決定したデータが可変ノズルコントローラ２７０に伝えられる。可変ノズルコントローラ２７０は、上記データをもとにＤＣモータの駆動出力を可変容量型ターボチャージャー１に与え、ノズルの開度が決定される。可変容量型ターボチャージャー１では、モータにより、タービンホイールアッセンブリ外周に設けられた可変ノズルとしてのノズルベーン４２を開閉し、ターボチャージャーに入力される排ガスの流速や圧力を調整することにより、エンジン回転数および負荷に応じて背圧と過給圧のバランスを最適に制御することが可能となる。
【００４９】
図６は、この発明の実施の形態１に従った炭化水素吸着体の斜視図である。図６を参照して、炭化水素吸着体３０１は環状であり、中央部に空洞が設けられた形状である。この空洞部分はセンターハウジング３６に嵌め合わせられる。炭化水素吸着体３０１の厚みは、可変ノズル機構と干渉することがないように、できるだけ厚く構成することが好ましい。次に、ノズルベーンの駆動について詳細に説明する。
【００５０】
図７は、開かれたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の正面図である。図８は、開かれたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の背面図である。図７および図８を参照して、環状のユニゾンリング４５の内周に、円盤形状のノズルプレート４３が嵌め合わせられている。ノズルプレート４３はタービンハウジングに固定されている。ユニゾンリング４５はノズルプレート４３に対して摺動可能である。ユニゾンリング４５の外周に設けられた凹部２４５には、メインアーム３７およびアーム４４が嵌め合わせられている。アーム４４の各々はノズルベーン４２に接続されており、ノズルベーン４２は所定の角度回動することが可能である。ノズルベーン４２の回動角度により、タービンハウジング渦室から排気タービン室へ向かう排気の流量および流速を調整することが可能である。
【００５１】
ノズルプレート４３を貫通するように駆動シャフト３９が設けられ、駆動シャフト３９はメインアーム３７に接続されている。駆動シャフト３９を中心としてメインアーム３７が回転するとメインアーム３７に係合するユニゾンリング４５が矢印４４５で示す方向に回動する。この回動に伴い、アーム４４もベーンシャフト２１を中心として回動する。ベーンシャフト２１が回動し、この回動がノズルベーン４２に伝わり、ノズルベーン４２が回動する。図７および図８では、矢印４０３で示す方向にモータロッド３０２が引かれる。
【００５２】
ノズルプレート４３にはピン５２が差し込まれ、ピン５２上部にはローラ５１が嵌め合わせられている。ローラ５１はユニゾンリング４５の内周面をガイドする。これにより、ユニゾンリング４５はローラ５１に保持されて所定方向に回動することが可能である。
【００５３】
図９は、閉じられたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の正面図である。図１０は、閉じられたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の背面図である。図９および図１０を参照して、ノズルベーン４２を閉じる場合には、モータロッド３０２を矢印５０３で示す方向に押し込む。この押し込みが駆動リンク４１を介して駆動シャフト３９に伝わり、駆動シャフト３９が回動する。これにより駆動シャフト３９の先端部がユニゾンリング４５を矢印５４５で示す方向に回動させる。この回動に伴い、ユニゾンリング４５の凹部２４５に嵌め合わされたアーム４４が矢印５４５で示す方向に回動する。アーム４４に接続されたベーンシャフト２１およびノズルベーン４２も同じ方向に回転することで、隣り合うノズルベーン４２の間の空間が閉ざされるようにノズルベーン４２が回動する。これにより、ノズルベーン４２間の隙間が閉じられてノズルが閉められる。
【００５４】
この発明に従った可変容量型ターボチャージャー１は、ハウジング２０１と、ハウジング２０１に設けられ、排気の流れを調整するためのベーンとしてのノズルベーン４２を駆動する駆動機構２０２と、駆動機構２０２に隣接するように設けられる炭化水素吸着体３０１とを備える。ハウジング２０１には、駆動機構２０２を収納する内部空間としてのリンク室６が設けられ、リンク室６に炭化水素吸着体３０１が配置される。
【００５５】
このように構成された実施の形態１に従った可変容量型ターボチャージャーでは、駆動機構２０２の近傍に炭化水素吸着体３０１が設けられるため、未燃焼の燃料が存在しても、この未燃焼の燃料（炭化水素）は炭化水素吸着体３０１で吸着される。その結果、ノズルベーン４２の摺動不良を防止することができる。
【００５６】
なお、本発明では、燃料を噴射する方法として、図１で示すようなエギゾーストマニホールド部へ燃料を添加するインジェクタを配置されるものだけでなく、既存のインジェクタで筒内へポスト噴射を行なってもよい。
【００５７】
（実施の形態２）
図１１は、この発明の実施の形態２に従った可変容量型ターボチャージャーにおける排気ガスの流れを示す図である。実施の形態２では、可変容量型ターボチャージャーの構成部品であるノズルプレート４３の材質を炭化水素吸着体に変更する。なお、ノズルプレートの材質は一般的にはステンレス鋼などにより構成される。
【００５８】
可変容量型ターボチャージャーの構成部品であるノズルプレートの材質を変更することで、可変容量型ターボチャージャーのノズルベーンの摺動部に、後処理触媒まで流れずに侵入してくる未燃焼の炭化水素をその吸着体で吸着し、ノズルベーンの摺動不良の回避を図る。すなわち、図１１で示すように、エンジンから排出された排気ガスに燃料が添加され、この燃料はＶＮターボ（可変容量型ターボチャージャー）を経由して、後処理触媒へ送られた後に大気に開放される。エンジンから排出された排気ガスに燃料が添加され、その添加燃料の一部がＶＮターボ内部に侵入し、その添加燃料がノズルベーン摺動部に侵入し、摺動不良を引起す。この実施の形態では、ターボ内部の構成部品であるノズルプレートの材質を未燃焼の炭化水素を吸着する活性炭などに変更することで、可変容量型ターボチャージャーの内部に侵入した添加燃料をトラップし、ノズルベーンの摺動不良の回避を図ることができる。
【００５９】
再生は排ガス高温時に行なう。または、プレートの鉛直下方に通路を設け、そこから吸着した炭化水素をスクロール側またはユニゾンリング側に排出することも可能である。
【００６０】
図１２は、この発明の実施の形態２に従った可変容量型ターボチャージャーの断面図である。図１２を参照して、この発明の実施の形態２に従った可変容量型ターボチャージャー１では、ノズルプレート３４３が炭化水素吸着体を構成している点で、実施の形態１に従った可変容量型ターボチャージャーと異なる。ノズルプレート４３は酸化触媒またはチャコールフィルタなどにより構成することができる。ノズルプレート３４３で吸着された未燃焼の炭化水素は領域５０１または領域５０２へ排出されてもよい。具体的には、ノズルプレート３４３、またはタービンハウジング４８に通路を設けて、その通路により、吸着した炭化水素（ＨＣ）成分をユニゾンリング側の領域５０１またはスクロール室側の領域５０２へ送ってもよい。
【００６１】
すなわち、実施の形態２に従った可変容量型ターボチャージャー１は、炭化水素吸着体は、ノズルベーン４２を保持するノズルプレート３４３を構成する。
【００６２】
（実施の形態３）
図１３は、この発明の実施の形態３に従った可変容量型ターボチャージャーの断面図である。図１４は図１３中のＸＩＶで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図１３および図１４を参照して、この発明の実施の形態３に従った可変容量型ターボチャージャー１では、ベーンシャフト２１の周りにブッシュ４２１が設けられ、このブッシュ４２１が炭化水素吸着体を構成している点で、実施の形態１および２に従った可変容量型ターボチャージャー１と異なる。ブッシュ４２１は円筒形状であり、ベーンシャフト２１を取囲む。なお、ブッシュ４２１の数箇所に穴が設けられていてもよい。ブッシュ４２１はベーンシャフト２１とノズルプレート４３との間に介在してベーンシャフト２１に付着する未燃焼の炭化水素を吸収する働きを有する。この実施の形態では、複数のベーンシャフト２１が設けられるが、この複数のベーンシャフト２１のすべてにブッシュ４２１を設ける必要はなく、複数のベーンシャフト２１のいずれかにブッシュ４２１を設ければよい。
【００６３】
図１５は図１４中のＸＶで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図１５を参照して、ブッシュ４２１を取囲むようにノズルプレート４３に環状の溝３２１を設けてもよい。なお、図１５では環状の溝３２１はほぼ同一平面上で延びるように構成されるが、これに限られるものではなく、スパイラル状の環状の溝３２１を設けてもよい。環状の溝３２１には排出用の溝５２１が設けられる。排出用の溝５２１は上方向から下方向へ延びており、一方端が環状の溝３２１に接続され、他方端がタービンハウジング渦室側へ開放している。
【００６４】
ブッシュ４２１は未燃焼の炭化水素を吸着するが、この吸着した炭化水素が溝３２１，５２１を経由してタービンハウジング渦室側へ排出される。
【００６５】
図１６は、この発明の実施の形態３に従った可変容量型ターボチャージャーの別の断面図である。図１６を参照して、溝５２１がリンク室６へ連なるように設けられていてもよい。溝５２１の一方端が環状の溝３２１に接続され、他方端がリンク室６側へ開放されている。
【００６６】
すなわち、実施の形態３では、可変容量型ターボチャージャー１の構成部品であるノズルプレート４３の摺動部に、未燃焼の炭化水素を吸着するためのブッシュ４２１を挿入する。これにより、可変容量型ターボチャージャー１内部に侵入した添加燃料をトラップし、ノズルベーン４２の摺動不良の回避を図る。
【００６７】
未燃焼の炭化水素を吸着したブッシュ４２１の再生方法はさまざまなものが考えられるが、排ガス高温時の酸化還元反応を利用するか、あるいはブッシュ４２１部に鉛直した方向に通じる溝５２１を設けて、そこから吸着した炭化水素成分をユニゾンリング側、またはスクロール側へ排出する。
【００６８】
実施の形態３に従った可変容量型ターボチャージャーでは、駆動機構２０２は、ノズルベーン４２に接続されるベーンシャフト２１と、ベーンシャフト２１を保持するノズルプレート４３とを含み、炭化水素吸着体は、ベーンシャフト２１とノズルプレート４３との間に介在するブッシュ４２１を構成している。また、ブッシュ４２１を取囲む溝３２１と、溝３２１に連なり他の空間まで達する溝５２１がノズルプレート４３に設けられる。
【００６９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態は様々に変形することが可能である。まず、本発明の可変容量型ターボチャージャー１は、主としてディーゼルエンジンとともに搭載されるものであるが、これに限られず、ガソリンエンジンまたはロータリエンジンなどに本発明に従った可変容量型ターボチャージャー１を設けてもよい。さらに、ディーゼルエンジンまたはガソリンエンジンを用いるハイブリッド自動車に本発明を適用してもよい。
【００７０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
この発明は、タービンに供給する吸気量を適宜変更することが可能である、可変容量型のターボチャージャーの分野で用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明の実施の形態１に従ったディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に従った可変容量型ターボチャージャーの一部断面を含む斜視図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図２中の矢印ＩＶで示す方向から見た可変容量型ターボチャージャーの正面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に従った可変容量型ターボチャージャーの制御機構を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１に従った炭化水素吸着体の斜視図である。
【図７】開かれたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の正面図である。
【図８】開かれたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の背面図である。
【図９】閉じられたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の正面図である。
【図１０】閉じられたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の背面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に従った可変容量型ターボチャージャーにおける排気ガスの流れを示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に従った可変容量型ターボチャージャーの断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に従った可変容量型ターボチャージャーの断面図である。
【図１４】図１３中のＸＩＶで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【図１５】図１４中のＸＶで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に従った可変容量型ターボチャージャーの別の断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  可変容量型ターボチャージャー、２  コンプレッサハウジング、３  タービンハウジング渦室、６  リンク室、７  タービンシャフト、２１  ベーンシャフト、２２  タービンホイールアッセンブリ、２４  フローティングベアリング、２５  シールリングカラー、２６  スラストベアリング、３０  リテーナリング、３４  コンプレッサホイール、３５  ロックナット、３６  センターハウジング、３７  メインアーム、３８  ブッシュ、３９  駆動シャフト、４０  ピン、４１  駆動リンク、４２  ノズルベーン、４３  ノズルプレート、４４  アーム、４５  ユニゾンリング、４７  スペーサボルト、４８  タービンハウジング、１４８  排気タービン室、２０１  ハウジング、２０２  駆動機構、２４５  凹部、３０１  炭化水素吸着体、３０２  モータロッド、３０３  リンク、３０４  開度センサ、４２１  ブッシュ。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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