(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンハウジングの反軸受ハウジング側内周部に、環状のタービンシュラウドを配置して、該タービンシュラウドの外周部とタービンハウジングの軸受ハウジング側内周部との軸方向対向面部間に環状流路を形成し、該環状流路に、上記タービンシュラウドの外周部を貫通させた操作軸の回転操作により開閉角度調整可能とした多数のノズルベーンを配列し、又、上記タービンハウジングの環状流路形成面部に環状の凹部を形成し、該凹部内に配置したリング状のクリアランスコントロールプレートを、タービンシュラウドに支持させた取付軸に固定して、該クリアランスコントロールプレートの前面とノズルベーンとの間のクリアランスを一定に保持させるようにしてある可変容量型過給機における上記クリアランスコントロールプレートの背面側とタービンハウジングの軸受ハウジング側内周面との間の隙間に、外周縁部を外側へ開くように折り曲げて片側ビード形状とした２枚の厚みの薄いガスケットを、互いの外周縁部が離反する向きとなるように重合接着して、外周縁部が上記取付軸の位置となるようにして配置し、上記隙間を通ってリークしようとするガスの圧力が両ガスケットの対向する外周縁部を押し広げるように作用して一方のガスケットの外周縁部をクリアランスコントロールプレートの背面に、又、他方のガスケットの外周縁部をタービンハウジングの凹部壁面にそれぞれ押接させるようにしてシールさせるようにした構成を有することを特徴とする可変容量型過給機のガスシール装置。
【請求項２】
タービンシュラウドを、タービンハウジングに対し軸方向から嵌合させる構造としてタービンハウジングとの縁を切るようにして、該タービンシュラウドのガス排出流路部をタービンハウジングの外側面部のカバーに取り付け、且つ上記タービンシュラウドとタービンハウジングの軸方向嵌合部に、ピストンリング形状のシールリングを介在させて、該軸方向嵌合部に生じる隙間のガスリークを防止するようにした請求項１記載の可変容量型過給機のガスシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導入されるガスの流量を調整できるようにした可変容量型過給機のガスシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数のノズルベーンを組み込んで該ノズルベーン間のスロートを変えることによってタービンへ導入されるガス流量を調整するようにした可変容量型過給機は、従来より広く採用されており、その一例を示すと、図３に示す構成のものがある。すなわち、タービンハウジング１とコンプレッサハウジング２とを軸受ハウジング３を介して一体構造とし、タービンハウジング１内のタービンインペラ４とコンプレッサハウジング２内のコンプレッサインペラ５とを、軸受ハウジング３内に軸受６で回転自在に支承されたタービン軸７にて連結し、又、上記タービンハウジング１の反軸受ハウジング３側の内周部に、内周側にガス排出流路部９ａを形成した環状のタービンシュラウド９をボルト８により取り付けて、該タービンシュラウド９の外周部とタービンハウジング１の軸受ハウジング３側の内周部との軸方向対向面部間に環状流路１０を形成し、且つ上記タービンハウジング１の反軸受ハウジング３側の外側面部に、上記タービンシュラウド９のガス排出流路部９ａと連通するようにしたガス出口１１を有するカバー１２をボルト１３により取り付け、ガス入口１４から導入されたガスを、タービンハウジング１に有するスクロール通路１５から上記環状流路１０を通してタービンインペラ４に導いた後、ガス排出流路部９ａ内を経てガス出口１１から排出させるようにしてある構成において、上記スクロール通路１５からタービンインペラ４の外周部に至る間の環状ガス流路１０に、円周方向に多数のノズルベーン１６を配置し、該各ノズルベーン１６に一端を固定した操作軸１７の他端を、タービンシュラウド９の外周位置を貫通させて、タービンシュラウド９とカバー１２との間に形成したトルク伝達室１８内に突出させ、リンク機構式の伝動機構１９を介してアクチュエータに接続し、アクチュエータの作動で操作軸１７を介して各ノズルベーン１６の開閉角度が変えられるようにし、各ノズルベーン１６の開閉角度をコントロールすることで各ノズルベーン１６間のスロートを広狭調整することにより、ガスの流量を大流量から小流量に変えることができるようにしてある。
【０００３】
又、環状流路１０を形成するタービンハウジング１の環状流路形成面部に環状の凹部２０を形成し、該凹部２０内に、リング状のクリアランスコントロールプレート２１を凹部２０壁面に対し所要の間隙Ｓを介して配置し、該クリアランスコントロールプレート２１の円周方向所要間隔位置を、タービンシュラウド９の外周部に取り付けた取付軸２２によって位置固定させるようにし、クリアランスコントロールプレート２１の前面を環状流路形成面としてノズルベーン１６との間のクリアランスＣを微小一定に保持させるようにしてある。
【０００４】
上記クリアランスコントロールプレート２１の背面側の間隙Ｓは、本来不要なものであるが、タービンハウジング１が冷態時と熱間時との間で熱変形を起すこと、及び組み立て部品に精度上ばらつきがあること等のために設けるようにしているが、この間隙Ｓからガスがリークすると、低速側の性能が大きく変化し、エンジン性能が不安定になる原因となる。特に、ガスリーク量が多い場合、ノズルベーン１６の開度の小さい領域では、ノズルベーン１６の上流と下流との圧力差によりノズルベーン１６を閉じるようにする力が作用し、制御性に支障が生じることになる。
【０００５】
そのため、図４に示す如く、環状の凹部２０を大きく形成し、凹部２０の内径側の周面部にシール用ピストンリング２３を装着し、該シール用ピストンリング２３の外周面に、クリアランスコントロールプレート２１の背面に突設したガイド環部２４を、軸方向へ摺動自在に嵌装させて、ガイド環部２４とシール用ピストンリング２３との係合によって、ガスリークを防止すると共に熱変形を吸収することができるようにしたものが提案されている（特開平１−１３０００２号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特開平１−１３０００２号公報に示されているものは、船舶に使用する大型の過給機を対象としているので、クリアランスコントロールプレート２１の背面側のスペースにシール用ピストンリング２３を組み付けることができるが、乗用車等で使用する小型の過給機では、スペース的に余裕がないので、ピストンリング方式を採用することはできない。
【０００７】
そこで、本発明は、小型の過給機に対しても採用することができて、安定したガスシールを行うことができるようなガスシール装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、タービンハウジングの反軸受ハウジング側内周部に、環状のタービンシュラウドを配置して、該タービンシュラウドの外周部とタービンハウジングの軸受ハウジング側内周部との軸方向対向面部間に環状流路を形成し、該環状流路に、上記タービンシュラウドの外周部を貫通させた操作軸の回転操作により開閉角度調整可能とした多数のノズルベーンを配列し、又、上記タービンハウジングの環状流路形成面部に環状の凹部を形成し、該凹部内に配置したリング状のクリアランスコントロールプレートを、タービンシュラウドに支持させた取付軸に固定して、該クリアランスコントロールプレートの前面とノズルベーンとの間のクリアランスを一定に保持させるようにしてある可変容量型過給機における上記クリアランスコントロールプレートの背面側とタービンハウジングの軸受ハウジング側内周面との間の隙間に、外周縁部を外側へ開くように折り曲げて片側ビード形状とした２枚の厚みの薄いガスケットを、互いの外周縁部が離反する向きとなるように重合接着して、外周縁部が上記取付軸の位置となるようにして配置し、上記隙間を通ってリークしようとするガスの圧力が両ガスケットの対向する外周縁部を押し広げるように作用して一方のガスケットの外周縁部をクリアランスコントロールプレートの背面に、又、他方のガスケットの外周縁部をタービンハウジングの凹部壁面にそれぞれ押接させるようにしてシールさせるようにした構成とする。
【０００９】
ガスケットは片側ビード形状としてあることから、タービンハウジングの熱変形に弾性力より追従変位でき、且つこの際、ガス圧がガスケットの外周縁部を押し広げるよう作用するので、押し付け力が維持され、安定したシール性能が得られる。
【００１０】
又、タービンシュラウドを、タービンハウジングに対し軸方向から嵌合させる構造としてタービンハウジングとの縁を切るようにして、該タービンシュラウドのガス排出流路部をタービンハウジングの外側面部のカバーに取り付け、且つ上記タービンシュラウドとタービンハウジングの軸方向嵌合部に、ピストンリング形状のシールリングを介在させて、該軸方向嵌合部に生じる隙間のガスリークを防止するようにした構成とすると、タービンハウジングの熱変形がタービンシュラウドに直接作用することがなくなり、更に、タービンハウジングとタービンシュラウドとの嵌合部からのガスのリークはシールリングにて抑えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１（イ）（ロ）は本発明の実施の一形態を示すもので、図３に示したと同様に、タービンハウジング１の反軸受ハウジング３側内周部に、環状のタービンシュラウド９を配置して、該タービンシュラウド９の外周部とタービンハウジング１の軸受ハウジング３側内周部との軸方向対向面部間に環状流路１０を形成し、該環状流路１０に、上記タービンシュラウド９の外周部を貫通させた操作軸１７の回転操作により開閉角度調整可能とした多数のノズルベーン１６を配列し、又、上記タービンハウジング１の環状流路形成面部に環状の凹部２０を形成し、該凹部２０内に、リング状のクリアランスコントロールプレート２１を、タービンシュラウド９に支持させた取付軸２２により固定配置して、該クリアランスコントロールプレート２１の前面とノズルベーン１６との間のクリアランスＣを一定に保持させるようにしてある可変容量型過給機において、上記クリアランスコントロールプレート２１の背面側の間隙Ｓに、図１（ロ）に拡大して示す如く、外周縁部２５ａを折り曲げて片側ビード形状とした厚みの薄い２枚のガスケット２５を、互いの外周縁部２５ａが離反する向きとなるように重合接着して配置し、一方のガスケット２５の外周縁部２５ａをクリアランスコントロールプレート２１の背面に、又、他方のガスケット２５の外周縁部２５ａをタービンハウジング１の凹部２０壁面に、それぞれ押接させるようにした構成とする。なお、２５ｂはクリアランスコントロールプレート２１の取付軸２２の位置を避けるようにガスケット２５の外周縁部２５ａの所要位置に設けた切り欠きを示す。
【００１３】
その他の構成は図３に示したものと同じであり、同一部分には同一符号が付してある。
【００１４】
クリアランスコントロールプレート２１の背面と凹部２０壁面との間の間隙Ｓは、タービンハウジング１の熱変形により広くなったり、狭くなったりするが、この間隙Ｓに２枚１組として配置してあるガスケット２５は片側ビード形状となっていて、外周縁部２５ａが弾性変形できることから、上記熱変形に支障なく追従変形することができる。又、この際、間隙Ｓを通ってリークしようとするガスの圧力が両ガスケット２５の対向する外周縁部２５ａを押し広げるように作用するので、外周縁部２５ａのクリアランスコントロールプレート２１の前面に対する押し付け力と凹部２０壁面に対する押し付け力が維持されることにより、安定したシール性能が得られる。なお、この押し付け力は機械的な押し付け力ではないので、クリアランスコントロールプレート２１をノズルベーン１６に接触させてしまうような必要はない。
【００１５】
このように、上記クリアランスコントロールプレート２１の背面側からのガスのリークを防止できることから、常にノズルベーン１６に開方向の力を作用させることができるようになり、制御性を向上させることができる。
【００１６】
上記において、２枚１組としたガスケット２５は小さな間隙Ｓに設けることができることから、スペース的に余裕のない小さな過給機に対しても支障なく採用することができる。
【００１７】
次に、図２は本発明の実施の他の形態を示すもので、タービンハウジング１の熱変形の影響がタービンシュラウド９側へ直接作用しないようにしたものである。すなわち、図１に示したものと同様な構成において、上記タービンシュラウド９を、タービンハウジング１に対し軸方向から嵌合させる構造として、該タービンシュラウド９の内周側のガス排出流路部９ａを、タービンハウジング１の外側面部のカバー１２に止めねじ２６により一体的に取り付け、且つ上記タービンシュラウド９とタービンハウジング１の軸方向嵌合部に、ピストンリング形状のシールリング２７を介在させたものである。
【００１８】
図２の実施の形態の場合には、タービンシュラウド９とタービンハウジング１とは縁が切られていることから、タービンハウジング１に熱変形が発生しても、その影響がタービンシュラウド９に直接作用することがなくなる。したがって、タービンシュラウド９からノズルベーン１６やクリアランスコントロールプレート２１に対しても熱変形の影響が作用しなくなるので、上記間隙Ｓの変化も少なくなり、間隙Ｓのガスシール性能をより安定化させることができる。
【００１９】
一方、タービンシュラウド９とタービンハウジング１との軸方向の嵌合部には隙間が生じることになって、ガスがリークしようとするが、ピストンリング形状のシールリング２７の存在によりガスリークが防止される。したがって、ガス中のすす等の異物がトルク伝達室１８に侵入するおそれはなく、異物の堆積により伝動機構１９が作動不良を起してしまう等の心配もない。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の可変容量型過給機のガスシール装置によれば、タービンハウジングの反軸受ハウジング側内周部に、環状のタービンシュラウドを配置して、該タービンシュラウドの外周部とタービンハウジングの軸受ハウジング側内周部との軸方向対向面部間に環状流路を形成し、該環状流路に、上記タービンシュラウドの外周部を貫通させた操作軸の回転操作により開閉角度調整可能とした多数のノズルベーンを配列し、又、上記タービンハウジングの環状流路形成面部に環状の凹部を形成し、該凹部内に配置したリング状のクリアランスコントロールプレートを、タービンシュラウドに支持させた取付軸に固定して、該クリアランスコントロールプレートの前面とノズルベーンとの間のクリアランスを一定に保持させるようにしてある可変容量型過給機における上記クリアランスコントロールプレートの背面側とタービンハウジングの軸受ハウジング側内周面との間の隙間に、外周縁部を外側へ開くように折り曲げて片側ビード形状とした２枚の厚みの薄いガスケットを、互いの外周縁部が離反する向きとなるように重合接着して、外周縁部が上記取付軸の位置となるようにして配置し、上記隙間を通ってリークしようとするガスの圧力が両ガスケットの対向する外周縁部を押し広げるように作用して一方のガスケットの外周縁部をクリアランスコントロールプレートの背面に、又、他方のガスケットの外周縁部をタービンハウジングの凹部壁面にそれぞれ押接させるようにしてシールさせるようにした構成としてあるので、タービンハウジングが熱変形を起しても、ガスケットは弾性変形により追従することができ、且つガス圧が両ガスケットの外周縁部を押し広げるよう作用することから、安定したシール性能を発揮することができ、しかもガスケットには厚みの薄いものを使用できることから、小型の過給機に支障なく採用でき、又、タービンシュラウドを、タービンハウジングに対し軸方向から嵌合させる構造としてタービンハウジングとの縁を切るようにして、該タービンシュラウドのガス排出流路部をタービンハウジングの外側面部のカバーに取り付け、且つ上記タービンシュラウドとタービンハウジングの軸方向嵌合部に、ピストンリング形状のシールリングを介在させて、該軸方向嵌合部に生じる隙間のガスリークを防止するようにした構成とすることにより、タービンハウジングの熱変形の影響をタービンシュラウドに直接作用させることがなくて有利であり、更に、タービンシュラウドとタービンハウジングとの嵌合部からのガスリークをシールリングで抑えることができる、という優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可変容量型過給機のガスシール装置の実施の一形態を示すもので、（イ）は全体の概要図、（ロ）はガスケットの拡大図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図３】従来の可変容量型過給機の一例を示す概要図である。
【図４】従来の可変容量型過給機の他の例を示す部分図である。
【符号の説明】
１  タービンハウジング
３  軸受ハウジング
９  タービンシュラウド
１０  環状流路
１２  カバー
１６  ノズルベーン
１７  操作軸
２０  凹部
２１  クリアランスコントロールプレート
２２ 取付軸
２５  ガスケット
２５ａ  外周縁部
２７  シールリング
Ｃ クリアランス
Ｓ 隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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