(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路内に配置される排気側タービンホイ−ルと、該排気側タービンホイ−ルにシャフトによって連結され且つ吸気通路内に配置される吸気側タービンホイ−ルとを具備し、前記排気側タービンホイ−ル周りに複数の開閉弁を備え、これら開閉弁間に流路が形成され、これら開閉弁は共通の開閉弁制御用リングに連結され、該開閉弁制御用リングを回動することにより前記開閉弁を開閉させ、前記排気側タービンホイ−ルに流入する排気ガスの流量を制御し、前記開閉弁制御用リングが蓋により覆われているターボチャージャに前記開閉弁制御用リングを支持する支持部材において、前記開閉弁制御用リングを収容する凹部を間に形成する一対のフランジ部を具備し、前記排気側タービンホイールに対して前記吸気側タービンホイール側の前記シャフト側であって前記排気側タービンホイール周りの排気通路側でターボチャージャの本体および蓋のうちの一方にのみ固定されており、前記開閉弁制御用リングを前記凹部内に収容しつつ当該支持部材上に回動可能に支持することを特徴とする支持部材。
【請求項２】
前記開閉弁制御用リングに直接接触して支持する概ね円筒形のローラ部分と、該ローラ部分の穴内に挿入され且つ該ローラ部分を枢動可能に支持する軸部分とを有し、前記ローラ部分が前記フランジ部のうちの一方を有し、前記軸部分が前記フランジ部のうちのもう一方を有し、前記軸部分が前記ターボチャージャの本体および前記蓋のうちの一方にのみ固定され、前記開閉弁制御用リングが前記凹部内であって前記ローラ部分上で回動可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の支持部材。
【請求項３】
前記ターボチャージャの本体が該ターボチャージャの支持盤であり、当該支持部材が該ターボチャージャの支持盤にのみ固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の支持部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はターボチャージャに設けられた開閉弁の開閉動作を制御するための開閉弁制御用リングをターボチャージャに支持するための支持部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
より多量の空気を内燃機関の気筒内に吸入するためのターボチャージャが公知である。ターボチャージャは排気通路内に配置される排気側タービンホイ−ルと吸気通路内に配置される吸気側タービンホイ−ルとを具備する。排気側タービンホイ−ルと吸気側タービンホイ−ルとはシャフトにより互いに連結されている。排気側タービンホイ−ルが排気ガスにより回転せしめられるとシャフトを介して吸気側タービンホイ−ルが回転せしめられる。吸気側タービンホイ−ルの回転により吸気通路内を流れる空気が圧縮せしめられ、より多量の空気が気筒内に導入される。
【０００３】
上記ターボチャージャでは排気側タービンホイ−ルを通過する排気ガスの流量によって排気側タービンホイ−ルの回転数が異なる。このため例えば排気ガスの流量が小さいときには排気側タービンホイ−ルの回転数が低く、吸気側タービンホイ−ルにおいて空気が十分に圧縮されない。そこで特開平６２−１３９９３２号に開示されているターボチャージャでは、枢動可能な開閉弁を排気側タービンホイ−ル周りに設け、これら開閉弁間に流路面積可変の流路（ノズル）を形成している。排気ガスの流量が小さいときには開閉弁を閉弁して流路を絞り、排気ガスの流速を速め、排気側タービンホイ−ルの回転数を高め、吸気側タービンホイ−ルにおいて空気が十分に圧縮されるようにしている。開閉弁は共通のリングに連結され、このリングを回動することにより開閉せしめられる。リングは通常は支持ローラによりターボチャージャ本体に回動可能に支持されている。
【０００４】
ところで一般的にはリングおよび支持ローラは蓋により覆われる。すなわちリングおよび支持ローラはターボチャージャ本体と蓋との間に形成される空間内に収容され、支持ローラはターボチャージャ本体および蓋に固定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでターボチャージャ本体および蓋を構成する材料、ならびにターボチャージャ本体および蓋の温度上昇程度は一般的には異なる。このため支持ローラがターボチャージャ本体および蓋に固定されている場合にターボチャージャ本体と蓋とが異なって熱膨張すると、ターボチャージャ本体と蓋との間の相対的な位置関係が変化し、リングが支持ローラ上で回動できなくなる可能性がある。したがって本発明の目的はターボチャージャに設けられた開閉弁の開閉動作を制御する開閉弁制御用リングを支持部材により支持したターボチャージャにおいてそのターボチャージャの各部の熱膨張の程度に係わらず支持部材が開閉弁制御用リングを回動可能に支持できるようにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために一番目の発明によれば、排気通路内に配置される排気側タービンホイ−ルと、該排気側タービンホイ−ルにシャフトによって連結され且つ吸気通路内に配置される吸気側タービンホイ−ルとを具備し、前記排気側タービンホイ−ル周りに複数の開閉弁を備え、これら開閉弁間に流路が形成され、これら開閉弁は共通の開閉弁制御用リングに連結され、該開閉弁制御用リングを回動することにより前記開閉弁を開閉させ、前記排気側タービンホイ−ルに流入する排気ガスの流量を制御し、前記開閉弁制御用リングが蓋により覆われているターボチャージャに前記開閉弁制御用リングを支持する支持部材において、前記開閉弁制御用リングを収容する凹部を間に形成する一対のフランジ部を具備し、前記排気側タービンホイールに対して前記吸気側タービンホイール側の前記シャフト側であって前記排気側タービンホイール周りの排気通路側でターボチャージャの本体および蓋のうちの一方にのみ固定されており、前記開閉弁制御用リングを前記凹部内に収容しつつ当該支持部材上に回動可能に支持する。
【０００７】
上記課題を解決するために二番目の発明によれば、一番目の発明において、前記開閉弁制御用リングに直接接触して支持する概ね円筒形のローラ部分と、該ローラ部分の穴内に挿入され且つ該ローラ部分を枢動可能に支持する軸部分とを有し、前記ローラ部分が前記フランジ部のうちの一方を有し、前記軸部分が前記フランジ部のうちのもう一方を有し、前記軸部分が前記ターボチャージャの本体および前記蓋のうちの一方にのみ固定され、前記開閉弁制御用リングが前記凹部内であって前記ローラ部分上で回動可能に支持されている。
上記課題を解決するために、三番目の発明によれば、一または二番目の発明において、前記ターボチャージャの本体が該ターボチャージャの支持盤であり、当該支持部材が該ターボチャージャの支持盤にのみ固定されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は本発明のターボチャージャ１を示している。ターボチャージャ１は排気側タービンホイ−ル２と吸気側タービンホイ−ル２２（図２参照）とを具備する。図２に示したように排気側タービンホイ−ル２と吸気側タービンホイ−ル２２とはシャフト３により互いに連結される。排気側タービンホイ−ル２はターボチャージャ本体４内に形成された排気側空間５内に配置される。一方、吸気側タービンホイ−ル２２はターボチャージャ本体４内に形成された吸気側空間２３内に配置される。またターボチャージャ本体４内には排気側タービンホイ−ル２に供給すべき排気ガスを流すための概ね環状の排気供給路６が形成される。排気供給路６は排気側タービンホイ−ル２周りにその外周を覆うように形成される。
【０００９】
図１に示したように排気供給路６の上流端は排気流路７の下流端に接続される。また排気流路７の上流端は内燃機関の気筒に接続された排気通路（図示せず）の下流端に接続される。したがって内燃機関から排出された排気ガスは順に排気通路、排気流路７、排気供給路６を通って排気側タービンホイ−ル２に供給される。排気ガスが排気側タービンホイ−ル２に供給されると排気側タービンホイ−ル２が回転せしめられる。このときシャフト３を介して排気側タービンホイ−ル２に接続された吸気側タービンホイ−ル２２が回転せしめられる。吸気側タービンホイ−ル２２の回転により内燃機関の気筒内に導入すべき空気が圧縮される。こうして内燃機関の気筒内に導入される吸入空気量はターボチャージャ１により増大せしめられる。
【００１０】
図１に示したように排気側タービンホイ−ル２周りであって排気供給路６内で周方向に一定間隔を開けて複数の開閉弁８が支持盤９に取り付けられる。これら開閉弁８は支持盤９に枢動可能に取り付けられる。支持盤９は環状であり、ターボチャージャ本体４の一部をなす。これら開閉弁８の間には流路（ノズル）１０が形成される。なお開閉弁８は排気供給路６を形成するターボチャージャ本体４の壁面と該開閉弁８の一方の側部との間に僅かな空隙が形成されるように支持盤９に取り付けられる。また開閉弁８は支持盤９の壁面と該開閉弁８の他方の側部との間にも僅かに空隙が形成されるように支持盤９に取り付けられる。
【００１１】
開閉弁８を枢動するとこれらノズル１０の流路面積が変化する。これら開閉弁８の枢動は後述するように排気側タービンホイ−ル２に供給される排気ガスの流量に応じて制御せしめられる。
【００１２】
開閉弁８は枢動軸１１を介して支持盤９に取り付けられる（図３参照）。図３に示したように枢動軸１１は支持盤９を通って支持盤９の反対側まで延び、支持盤９の背面から突出する。枢動軸１１は後述するように開閉弁８を枢動するための枢動アーム１２の一端に該枢動アーム１２に対して枢動不能に固定されている。枢動アーム１２の他端は二股部分３３を有する。
【００１３】
図２および図３に示したように支持盤９内に形成された空間１３内にシャフト３の軸線周りで枢動可能な概ね環状の枢動リング１４が配置される。枢動リング１４は支持ローラ２４により支持盤９に対して枢動可能に支持される。枢動リング１４には周方向に一定間隔を開けて突起１５が形成される。枢動アーム１２の二股部分３３は突起１５を挟み込むようにして突起１５と係合する。なお二股部分３３は突起１５に固定されておらず突起１５に対して摺動可能である。
【００１４】
また枢動リング１４には後述するように枢動リング１４を駆動するための駆動用突起１６が形成される。駆動用突起１６は図１に示したアクチュエータ１７に接続される。アクチュエータ１７が作動されると駆動用突起１６を介して枢動リング１４が枢動せしめられる。このとき突起１５を介して枢動アーム１２が枢動せしめられる。さらに枢動アーム１２に接続された枢動軸１１を介して開閉弁８が枢動せしめられる。詳細には排気側タービンホイ−ルに流入する排気ガスの流量が少ないほど開閉弁８が閉弁する方向に枢動せしめられ、流路１０の流路面積が小さくされる。一方、排気側タービンホイ−ルに流入する排気ガスの流量が多いほど開閉弁８が開弁する方向に枢動せしめられ、流路１０の流路面積が大きくされる。こうして流路１０の流路面積が変化せしめられ、排気側タービンホイ−ル２に流入する排気ガスの速度が制御せしめられる。なお、枢動リング１４は開閉弁の開閉動作を制御する開閉弁制御リングに相当する。
【００１５】
ところで排気供給路６を形成するターボチャージャ本体４および支持盤９が排気ガスの熱により熱膨張すると、排気供給路６が狭くなり、開閉弁８が枢動できなくなる。そこで本発明では排気供給路６を形成するターボチャージャ本体４の壁面と支持盤９の壁面との間に概ね円筒形のスペーサ２０が挿入される。スペーサ２０の一端面はターボチャージャ本体４の壁面に当接し、スペーサ２０の他端面は支持盤９の壁面に当接する。このため排気ガスの熱によるターボチャージャ本体４の壁および支持盤９の壁の熱膨張がスペーサ２０により抑制される。なお排気側タービンホイ−ル２を通過した排気ガスは排気ガス放出口を介してターボチャージャ１の下流側の排気通路２１に放出される。
【００１６】
図４に示したように摺動リング１４は支持ローラ２４を介してターボチャージャ本体４に取り付けられる。支持ローラ２４はローラ部分３５と該ローラ部分３５に挿入される軸部分３６とを具備する。図５に示したように軸部分３６は概ね円錐形状の先端部３７と、概ね円筒形のフランジ部３８と、これら先端部３７とフランジ部３８とを連結する中間部３９とを有する。一方、図６に示したようにローラ部分３５は概ね円筒形のフランジ部４０と後述するように摺動リング１４と直接接触して該摺動リング１４を支持する円筒形の支持部４１とを具備する。支持部４１の径はそのフランジ部４０の径より小さい。また支持部４１の周面には該周面と摺動リング１４との間の摩擦を低減するための潤滑材が塗布される。さらにローラ部分３５はその軸線方向に延びる貫通穴４２を有する。
【００１７】
次に支持ローラ２４を介した摺動リング１４の取付けを説明する。まずローラ部分３５のフランジ部４０が支持盤９に形成された空間１３内に挿入される。次に摺動リング１４がローラ部分３５の支持部４１上に載置される。次に軸部分３６がローラ部分３５の支持部４１側から貫通穴４２に挿入され、次いで支持盤９に形成された穴に圧入される。図３に示したように本発明では三つの支持ローラ２４が摺動リング１４の枢動軸線Ａ周りに周方向に等間隔で取り付けられる。こうして摺動リング１４が支持ローラ２４により支持盤９にのみ固定される。摺動リング１４が支持ローラ２４により固定されたとき、ローラ部分３５のフランジ部４０と軸部分３６のフランジ部３８との間には凹部４３が形成される。この凹部４３に摺動リング１４が収容され支持される。
【００１８】
上述のように支持ローラ２４が支持盤９にのみ取り付けられるため、ターボチャージャ１の各部品の熱膨張の程度に影響されずに支持ローラは摺動リングに対して所定位置に維持される。すなわち摺動リングはターボチャージャ１の各部品の熱膨張の程度にかかわらず支持ローラ上で枢動可能に支持される。また本発明では支持ローラ２４が支持盤９にのみ取り付けられるため、支持盤と蓋との両方に取り付ける場合に比べて支持ローラの位置決めが容易である。さらに本発明では取付け工程が支持盤と蓋との両方に取り付ける場合に比べて少なく、ターボチャージャの組み立てが容易である。
【００１９】
なお本発明では摺動リング１４の内周面を保持したが支持ローラ２４が摺動リング１４の外周面を支持するようにしてもよい。また本発明の支持ローラ２４は支持盤９に固定されるが、支持ローラ２４に関して支持盤９の反対側にある蓋２５に固定されるようにしてもよい。また本発明のローラ部分３５は一端にのみフランジ部４０を有するが、図７に示したように両端にフランジ部４０を有するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
一番目および二番目の発明によればリングを支持する支持部材がターボチャージャの本体か蓋のいずれかにのみ固定されるため、ターボチャージャの本体が蓋とは異なるように熱膨張したときにおいても支持部材はリングに対して所定位置に維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】一部の部品を省略した本発明のターボチャージャの斜視図である。
【図２】本発明のターボチャージャの縦断面図であって、図３の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った平面図である。
【図４】本発明の支持ローラを示す拡大図である。
【図５】本発明の支持ローラの軸部分の斜視図である。
【図６】本発明の支持ローラのローラ部分の斜視図である。
【図７】別の実施形態であるローラ部分の斜視図である。
【符号の説明】
１…ターボチャージャ
２…排気側タービンホイ−ル
４…ターボチャージャ本体
５…ターボチャージャ本体内の排気側空間
６…排気供給路
８…開閉弁
１０…ノズル
２０…スペーサ
２４…支持ローラ
２５…蓋
３５…ローラ部分
３６…軸部分
４１…支持部
【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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