(57)【要約】【課題】内燃機関用過給装置の可変機構の操作部の軸受部にシール機構を組み込むことに拠らずに、ハウジング内を流れる排気ガスが軸受部の軸受間隙を通って大気中に漏洩することを防止すること。【解決手段】ハウジングを内外に貫通する軸受部に挿通された可変機構の操作軸４７がハウジングの外部より変位操作されることにより、可変機構をハウジングの外部より操作する内燃機関用過給装置であって、ハウジングの外側に、軸受部のハウジング外に対する開口部分を収容して当該軸受部の開口部分を覆う気密カバー６０を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内にタービン状態を可変設定する可変機構を有し、前記ハウジングに当該ハウジングを内外に貫通する軸受部が設けられ、前記軸受部に挿通された操作部材が前記ハウジングの外部より変位操作されることにより、前記可変機構を前記ハウジングの外部より操作する内燃機関用過給装置であって、
前記ハウジングの外側に、前記軸受部の前記ハウジング外に対する開口部分を収容して当該軸受部の開口部分を覆う気密カバーが設けられていることを特徴とする内燃機関用過給装置。
【請求項２】
前記気密カバー内を冷却する冷却機構を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用過給装置。
【請求項３】
前記気密カバーに空気入口と空気出口とが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用過給装置。
【請求項４】
前記空気出口は内燃機関の吸気通路に連通していることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用過給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用過給装置に関し、特に、可変ノズル等の可変機構を有する内燃機関用過給装置の可変機構操作部のガス漏れ防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関に用いられるＶＧＳ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍ）過給装置として、可変ノズル式の内燃機関用過給装置（可変ノズル式過給機）が知られている。可変ノズル式過給機は、ハウジング内に組み込まれた複数個のノズルベーン（翼）を回動変位させてタービン入口部の流路面積を変化させることにより、低エンジン回転数域においても、タービンインペラを高速回転させ、所要の過給効果を得ようとするものである。
【０００３】
可変ノズル式過給機では、複数個のノズルベーンが互いに連結され、ハウジングを内外に貫通して設けられた軸受部に挿通された操作された操作軸をハウジングの外部よりアクチュエータによって回動させることにより、前記ノズルベーンを回動変位させるようになっている（例えば、特許文献１、２、３）。
【特許文献１】特開平１１−２２９８８６号公報
【特許文献２】特開２００５−４２５８８号公報
【特許文献３】特開２００６−２００４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハウジングの外部より操作される操作軸を挿通される軸受部は、一方においてハウジング外に対して開口しており、軸受部と操作軸との間には必須の軸受間隙が存在する。このため、ハウジング内を流れる排気ガスが軸受間隙を通ってハウジング外の大気中に漏洩すると云う不具合がある。
【０００５】
このことに対して軸受部にシール機構を組み込み、排気ガス漏れを防止することが考えられる。しかし、ハウジングは、排気ガスによって高温になり、温度変化も激しく、このことに耐える適切なシール機構が見あたらない。このため、軸受部にシール機構が組み込まれていないのが現状である。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、内燃機関用過給装置の可変機構の操作部の軸受部にシール機構を組み込むことに拠らずに、ハウジング内を流れる排気ガスが軸受部の軸受間隙を通って大気中に漏洩することを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による内燃機関用過給装置は、ハウジング内にタービン状態を可変設定する可変機構を有し、前記ハウジングに当該ハウジングを内外に貫通する軸受部が設けられ、前記軸受部に挿通された操作部材が前記ハウジングの外部より変位操作されることにより、前記可変機構を前記ハウジングの外部より操作する内燃機関用過給装置であって、前記ハウジングの外側に、前記軸受部の前記ハウジング外に対する開口部分を収容して当該軸受部の開口部分を覆う気密カバーが設けられている。
【０００８】
本発明による内燃機関用過給装置は、好ましくは、更に、前記気密カバー内を冷却する冷却機構を有する。
【０００９】
本発明による内燃機関用過給装置は、好ましくは、更に、前記気密カバーに空気入口と空気出口とが設けられている。
【００１０】
本発明による内燃機関用過給装置は、好ましくは、前記空気出口が内燃機関の吸気通路に連通している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による内燃機関用過給装置によれば、気密カバーによって軸受部のハウジング外に対する開口部分が覆われていることにより、つまり、開口部分が気密カバー内に収容されていることにより、ハウジング内を流れる排気ガスが軸受部の軸受間隙を通ってハウジング外に漏れ出しても、この漏洩ガスは気密カバー内に止まり、大気中に漏出することがない。
【００１２】
更に、気密カバーに空気入口と空気出口とが設けられていれば、気密カバー内の換気（掃気）が行われるようになり、気密カバー内が高い排気ガス濃度雰囲気になることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による内燃機関用過給装置を可変ノズル式過給機に適用した一つの実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。
【００１４】
可変ノズル式過給機は、ベアリングハウジング１１と、ベアリングハウジング１１の一端部側に組み付けられたタービンハウジング１２と、ベアリングハウジング１１の他端部側に組み付けられたコンプレッサハウジング１３、バックプレート１４によるハウジング組立体を有する。
【００１５】
このハウジング組立体の一端部側にラジアルタービン部２０が、他端部側に遠心式コンプレッサ部３０が構成されている。ベアリングハウジング１１は、ラジアルタービン部２０と遠心式コンプレッサ部３０との間に位置し、両者間に延在する回転軸１５を軸受部１６によって回転自在に支持している。
【００１６】
回転軸１５の一端部には、タービンハウジングハウジング１２内にあってラジアルタービン部２０の主要部をなすタービンインペラ２１が一体的に形成されている。回転軸１５の他端部には、コンプレッサハウジング１３内にあって遠心式コンプレッサ部３０の主要部をなすコンプレッサインペラ３１が一体的に組み付けられている。
【００１７】
タービンハウジング１２には、一端にガス取入口２２を備えたスクロール通路２３が形成されている。スクロール通路２３の内周側（スクロール通路２３とタービンインペラ２１を配置されたインペラ室２４との間）には、タービンインペラ２１の外周囲を取り囲む形態の円環状のガス入口通路（ガス流路）２５が形成されている。
【００１８】
内燃機関から排出される排気ガスは、ガス取入口２２よりスクロール通路２３、ガス入口通路２５を通って、インペラ室２４に供給され、タービンインペラ２１を回転させる。タービンインペラ２１の回転は回転軸１５によってコンプレッサインペラ３１に伝達され、コンプレッサインペラ３１が回転する。コンプレッサインペラ３１の回転により、遠心式コンプレッサ部３０において空気の圧縮が行わる。遠心式コンプレッサ部３０は、内燃機関の吸気系に接続されており、圧縮された空気によって内燃機関に導入する吸気の過給を行う。
【００１９】
ガス入口通路２５は、インペラ室２４のガス入口側において、タービンインペラ２１の回転中心と同心で、且つ軸線方向に所定間隔をおいて相対向する二つのノズル支持リング（シュラウド部材）２６、２７によって画定されている。ノズル支持リング２６、２７は、これらに結合された図示されていない複数個のスペーサピンによって軸線方向に所定間隔をおいて互いに固定連結され、ベアリングハウジング１１あるいはタービンハウジング１２に固定装着されている。
【００２０】
ガス入口通路２５には、タービン状態（この場合、タービン容量）を可変設定する可変機構として、複数個の翼形状のノズルベーン４１が各々ノズル支持リング２６、２７とに挟まれた態様で、円周方向に等間隔に設けられている。ノズルベーン４１は、当該ノズルベーン４１の両側面より各々外側に突出した支持軸４２を一体に有し、これら支持軸４２がノズル支持リング２６、２７に形成された軸受孔４３に嵌合している。これにより、ノズルベーン４１は、支持軸４２を回動中心としてノズル支持リング２６、２７より回動可能に両持ち支持され、支持軸４２を回動中心とした回動角度に応じてインペラ室２４に流入するガス流量を可変設定する。
【００２１】
各ノズルベーン３１の支持軸４２はノズル支持リング２６の外側に設けられた回動レバー部材４４によって連結リング４５に駆動連結されている。連結リング４５には、内部操作レバー部材４６が係合しており、内部操作レバー部材４６が操作軸４７によって移動されることにより、連結リング４５が回転変位し、複数個のノズルベーン４１が各自の支持軸４２を回動中心として一斉に回動変位する。
【００２２】
レバー部材４４、連結リング４５、内部操作レバー部材４６は、ベアリングハウジング１１、タービンハウジングハウジング１２の内側に画定されたノズル操作機構室４８に配置されている。ノズル操作機構室４８は、スクロール通路２３やガス入口通路２５に連通しており、これらと同等の排気ガス雰囲気になっている。
【００２３】
ベアリングハウジング１１には当該ベアリングハウジング１１を内外に貫通する貫通孔５１が形成されている。貫通孔５１には軸受スリーブ５２が貫通装着されている。軸受スリーブ５２は、貫通孔５１に挿入され、ベアリングハウジング１１に溶接等によって気密に固定されている。軸受スリーブ５２には軸受孔５３が貫通形成されている。軸受孔５３は、一端にてベアリングハウジング１１内のノズル操作機構室４８に開口し、他端にてベアリングハウジング１１外に開口している。
【００２４】
操作軸４７は、貫通孔５１に挿通されて軸受スリーブ５２より回動可能に支持されており、ノズル操作機構室４８内に突出した一方の端部に、前述の内部操作レバー部材４６の基端部を固着されている。操作軸４７の他端は軸受スリーブ５２よりベアリングハウジング１１外に突出しており、当該突出端に内部操作レバー５４の基端部を固着されている。
【００２５】
内部操作レバー５４には連結ピン５５によってアジャスタブル連結部材５６の一端側が連結されている。アジャスタブル連結部材５６の他端側は、ノズル用アクチュエータ５７の出力ロッド５８が連結されている。これにより、操作軸４７、ついてはノズルベーン３１は、ノズル用アクチュエータ５７によってベアリングハウジング１１の外部より変位（回動）操作される。
【００２６】
ベアリングハウジング１１の外側には、操作軸４７の軸受部、つまり、軸受スリーブ５２の軸受孔５３のベアリングハウジング１１外に対する開口部分を収容して当該開口部分を覆う気密カバー６０が設けられている。
【００２７】
気密カバー６０は、ガスケット６１を挟んでベアリングハウジング１１の外壁に気密に固定装着された側部開口箱形のカバー本体６０Ａと、カバー本体６０Ａの側部開口をガスケット６２を挟んで気密に閉じる蓋体６０Ｂとにより構成され、内部にシール室６３を画定している。カバー本体６０Ａには、軸受スリーブ５２のハウジング外側の端部が貫通する貫通孔６４が明けられている。シール室６３内には、操作軸４７の外側端部、内部操作レバー５４、連結ピン５５、アジャスタブル連結部材５６、ノズル用アクチュエータ５７の出力ロッド５８が収容されている。
【００２８】
ノズル用アクチュエータ５７はカバー本体６０Ａの底部に固定装着されており、出力ロッド５８はカバー本体６０Ａの底部に形成された貫通孔６５を貫通してノズル用アクチュエータ５７のハウジング５９よりシール室６３内に突出している。ハウジング５９と出力ロッド５８には当該両者間の空隙を気密シールするシール部材６６が設けられている。このシール部材６６は、耐熱性を有するゴム状弾性体製のものであってよく、このシール部材６６の配置位置が、排気ガスによって高温になるラジアルタービン部２０より離れていることにより、ゴム状弾性体製のシール部材６６の使用が温度的に可能になる。
【００２９】
蓋体６０Ｂの下側部分には空気入口６７が形成されている。カバー本体６０Ａの上側部分には空気出口６８が形成されている。空気入口６７は、機関吸気系の遠心式コンプレッサ部３０より下流側（機関吸気ポート側）に連通接続されている。空気出口６８は機関吸気系の遠心式コンプレッサ部３０より上流側（エアークリーナ側）の吸気通路１００に連通接続されている。
【００３０】
上述したように、軸受スリーブ５２の軸受孔５３のベアリングハウジング１１外に対する開口部分が、気密カバー６０に収容され、気密カバー６０によって覆われていることにより、ベアリングハウジング１１内を流れる排気ガスが、軸受スリーブ５２の軸受孔５３に、操作軸４７との間に存在する軸受間隙を通ってベアリングハウジング１１外に漏れ出しても、この漏洩ガスは気密カバー６０のシール室６３内に止まり、大気中に直接漏出することがない。
【００３１】
シール室６３には空気入口６７より空気（吸気の一部）が入り、シール室６３に入った空気はシール室６３を流れて空気出口６８より吸気通路１００に戻される。これにより、シール室６３の換気（掃気）が行われるようになり、気密カバー６０内が高い排気ガス濃度雰囲気になることがない。シール室６３を流れた空気は、大気中に放出されずに空気出口６８より吸気通路１００に戻されるから、この空気に排気ガスが混じっていても、大気汚染の原因になることがない。
【００３２】
これにより、ノズル用アクチュエータ５７の出力ロッド５８のシール部材６６が、万一、シール不良を起こしても、空気入口６７に近い側にあって空気によって十分に希釈された排気ガスの漏洩になり、排気ガス漏洩汚染につながることがない。
【００３３】
また、シール室６３を空気が流れることにより、シール室６３、気密カバー６０の冷却も行われる。これにより、シール室６３に納められている内部操作レバー５４、連結ピン５５、アジャスタブル連結部材５６等や、シール部材６６の熱害が防止される。
【００３４】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の実施形態、変形例で実施することができる。例えば、ハウジング内に設けられてタービン状態を可変設定する可変機構は、複数個のノズルベーン３１による可変ノズル昨日に限られることはなく、たとえば、ガス入口通路２５の一方の壁面を構成する円環状、筒状の部材がタービン軸線方向に移動することによりガス入口通路２５の流路面積を変化させるもの等であってもよい。軸受部に挿通される操作部材は、回転可能な軸体に限られることはなく、軸線方向に移動するロッド部材であってもよい。
【００３５】
本発明で云う軸受部が貫通するハウジングは、過給装置に関連して排気ガスが流れる部材であり、タービンハウジング以外に、ウエストゲートバルブ装置のバルブハウジング等を含むものである。ウエストゲートバルブ装置の場合、バルブ操作レバーが回動可能に貫通する部位のバルブハウジングの外側に、気密カバーが取り付けられればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による内燃機関用過給装置を可変ノズル式過給機に適用した一つの実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明による内燃機関用過給装置を可変ノズル式過給機に適用した一つの実施形態を示す断面図である。
【図３】本実施形態による可変ノズル式過給機の要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１  ベアリングハウジング
１２  タービンハウジング
１３  コンプレッサハウジング
２０  ラジアルタービン部
２１  タービンインペラ
２５  ガス入口通路
３０  遠心式コンプレッサ部
３１  コンプレッサインペラ
４６  内部操作レバー部材
４７  操作軸
４８  ノズル操作機構室
５２  軸受スリーブ
５３  軸受孔
５４  外部操作レバー
５７  ノズル用アクチュエータ
６０  気密カバー
６３  シール室
６７  空気入口
６８  空気出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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