JPH0330590Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は内燃機関の排気ガスを駆動源とする、
所謂ターボチヤージヤと呼ばれる内燃機関のため
の過給機に関し、特に排気タービンの入口部分に
設けられたベーンの翼列からなる可変タービンノ
ズルを有する上記形式の過給機に関する。

〈従来の技術〉 従来から、ターボチヤージヤと呼ばれる形式の
過給機がエンジンの出力を増大させる目的で用い
られているが、エンジンの低速域に於ては過給効
果が不十分となる傾向を有し、特に車輌用エンジ
ンなどのように運転速度域が大きく変化するエン
ジンに対する過給を行なう上での問題となつてい
た。そこで、排気タービンの上流側にベーンから
なる翼列を或る円周上に設け、エンジンの低速域
に於ては各ベーンを前記円周線に接する向きに傾
動し得るように、各ベーンの傾斜角を可変とする
ことにより、排気タービンに流入する排気ガスの
流速を増大させ、低速域に於ける過給効果を改善
し得ることが公知となつている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 このような過給機に於ては、ベーンを軸支する
ために排気ガスの通路の一部を郭定する基板が用
いられ、ベーンのための軸受を設ける必要上、ま
た熱による変形を回避するために基板として比較
的厚肉の部材が用いられる。そのため基板のヒー
トマスが大きくなり、排気ガスの熱をベーンの傾
動機構に伝達し、傾動機構の軸受等に悪影響を及
ぼしたり、或いは、タービンの回転軸及びその潤
滑系に熱と伝達し、潤滑不良、潤滑油の劣化、カ
ーボンの堆積等の原因となつたりする不都合があ
る。

このような従来技術の欠点に鑑み、本考案の主
な目的は、排気タービン領域からベーン傾動機構
或いは潤滑構造への熱伝達を抑制し得る構造を具
備する上記形式の過給機を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本考案によれば、排気ター
ビンと、該排気タービンにより駆動されるコンプ
レツサと、前記排気タービンの上流側にあつて基
板に傾動可能に軸支されたベーンの列からなる可
変タービンノズルとを有する過給機に於て、前記
基板の外周部とスクロールケーシングとの間に前
記スクロールケーシングの内面及び前記排気ター
ビンの背面に対向する熱遮蔽板が挟み込まれ、か
つ前記基板と前記熱遮蔽板とが前記ベーンを軸支
する軸受けブツシユを介して一体的に連結される
と共に、前記排気タービンの軸受部を有するケー
シングの中央部及び前記基板と前記熱遮蔽板との
対向面に空隙が形成されていることを特徴とする
可変タービンノズル式過給機を提供することによ
り達成される。

〈作用〉 このように、例えば比較的ヒートマスの小さい
材料からなる熱遮蔽板を、スクロールケーシング
の内要及び排気タービンの背面に対向して設け、
かつケーシングの中央部及び基板と熱遮蔽板との
対向面に空隙を形成しておけば、排気タービン側
からの熱伝達が好適に抑制される。しかも、ベー
ン軸の軸受ブツシユを介して剛性の高い基板に熱
遮蔽板を固着すれば、熱遮蔽板の外周部のみをケ
ーシングに直接的に接触させただけで熱遮蔽板と
ケーシングとの剛固な結合を確保し得る。

〈実施例〉 以下に添付の図面を参照して本考案を特定の実
施例について詳細に説明する。

第１図及び第２図は、本考案に基づく過給機の
全体を示す。軸線方向開口部２を有する排気ター
ビンケーシング１は、スタツドボルト５に螺合さ
れたナツト６により、背板３に結合されている。
前記軸線方向開口部２に対して相反する位置に同
軸的に設けられた開口部７を有するコンプレツサ
ケーシング８は、背板９に環状押え板１１を介し
てボルト１２により結合されている。排気タービ
ン側の背板３の中央部はコンプレツサ側に向けて
延長された潤滑部ケーシング３ａをなしており、
コンプレツサ側の背板９が潤滑部ケーシング３ａ
の遊端部にボルト１０により結合されている。

これらのケーシング１，８及び背板３，９によ
り過給機全体のケーシングが形成されており、そ
の中央部には回転軸１３が支持されている。回転
軸１３の排気タービン側は大径部１３ａをなし、
その遊端部は中空の拡径部１３ｃからなり、該拡
径部の遊端から、例えばセラミツクからなるもの
であつて良いタービンホイール１４が嵌着されて
いる。回転軸１３の大径部１３ａは、潤滑部ケー
シング３ａの内部に形成された軸受孔１５内にて
スナツプリングにより抜け止めされた滑り軸受部
材１６により回転自在に軸支されている。

回転軸１３のコンプレツサ側の部分は小径部１
３ｂをなし、該小径部に嵌装されたコンプレツサ
ホイール１７の軸線方向外向きについての抜け止
めが、該小径部の遊端に形成されたねじ部に螺合
されたナツト１８によりなされている。小径部１
３ｂの最遊端部に形成された六角断面部分１９
は、回転軸１３に対して過大な捩り力を加えるこ
となくナツト１８を締結し得るようにするための
もので、ナツト１８を締結する際に、別の工具に
て六角断面部分１９を把持するようにして回転軸
１３が共回りするのを防止する働きをする。

回転軸１３の大径部１３ａと小径部１３ｂとの
間の段部は、コンプレツサ側の背板９と潤滑部ケ
ーシング３ａとの間に挾持されたスラストメタル
２１にスラストワツシヤ２０を介して当接し、回
転軸１３に対してコンプレツサ側に向けて加わる
スラスト力を支持し得るようにしてある。一方ス
ラストメタル２１のコンプレツサ側の面は、小径
部１３ｂに嵌装されたブツシング２３の端面と当
接している。更に、スラストメタル２１の両面に
加わる取付時の面圧を抑制するために、スラスト
ワツシヤ２０とブツシング２３の排気タービン側
の端面との間にカラー２２が介装され、小径部１
３ｂのねじ部にナツト１８が締結される際の締付
力が、回転軸１３の大径部１３ａと小径部１３ｂ
との間の段部と、スラストワツシヤ２０と、カラ
ー２２と、ブツシング２３と、コンプレツサホイ
ール１７との間で支持されることとなる。

図示されていないエンジンからの排気ガスはケ
ーシング１に接線方向を向くように設けられた入
口開口部２４から導入され（第２図参照）、環状
室２５を経てベーン２６を通過してタービンホイ
ール１４に至り、軸線方向開口部２から図示され
ていない排気管路へと排出されるようになつてい
る。

ベーン２６は第２図に良く示されているよう
に、翼型をなすと共に、タービンホイール１４の
外周にて同一円周上に配設されている。これらの
ベーン２６は周方向について等間隔に設けられて
いると共に、前記円周方向に対して概ね同一の角
度をなし、しかもこの傾斜角を可変としてある。
即ち、ベーン２６の背板３側の基部は、円板状軸
部２７と、該円板状軸部２７から背板３の方向に
同軸的に突出する小径軸部２９とからなつてい
る。これら小径軸部２９及び円板状軸部２７は、
互いに重合されかつケーシング１と背板３との間
に挾持された熱遮蔽板３７及び比較的剛性の高い
材質からなる基板２８を貫通して嵌装された軸受
ブツシユ３６に回動自在に嵌合されている。

熱遮蔽板３７は、例えばステンレス材をプレス
成形、或いは鍛造により成形すれば良く、その全
体は環状をなすと共に基板２８の排気タービン側
の面に重ね合わされている。該熱遮蔽板３７のタ
ービンホイール１４側の面は、排気ガスの通路を
郭定するべく平坦にされているが、基板２８側の
面は窪められ外周縁３７ａのみが基板２８と接触
し得るようにされている。更に、この熱遮蔽板３
７の内周縁３７ｂは、排気タービン１４のブレー
ドの背部にまで達している。一方、基板２８の内
周端面２８ｂは、背板３のタービンホイール１４
側の面に突設された突部の外周面に比較的隙間な
く嵌合されている。

軸受ブツシユ３６のベーン２６側の端部は、熱
遮蔽板３７に凹設された座ぐり穴と対応した段付
とされている。一方、基板２８を貫通して背板３
側に突出した端部は、その周囲を基板に溶接され
ている。このようにして、基板２８と熱遮蔽板３
７とが軸受ブツシユ３６を介して一体化されてい
る。

ベーン軸の小径軸部２９は、軸受ブツシユ３６
を、背板３の側に向けて比較的隙間なく貫通し、
その遊端部には円板３０が固着されている。円板
３０の半径方向外側の位置には拡頭突起３０ａが
一体的に突設されており、これらの円板３０の環
状の列を外囲するリング部材３１のタービンホイ
ール１４側の面に凹設された切欠部３１ａに支承
されている。

このリング部材３１の内周面は複数のボール３
３を介してインナレース３２と互いに同軸的に転
動可能に組合わされ、インナレース３２の内周面
は背板３の一部に形成された環状段部の外周面に
嵌合されている。更にリング部材３１の適所には
操作軸３４の一端が嵌着され、該操作軸の他端が
背板３の対応部分に設けられた弧状スロツト３５
からコンプレツサ側に向けて突出している。

従つて、図示されていないリンク機構を介して
操作軸３４を周方向に駆動すれば、リング部材３
１が回動し、その切欠部３１ａに受容された拡頭
突起３０ａを介してベーン２６の小径軸部２９を
回動させ、ベーン２６の傾斜角を調節することが
できる。

更に、排気ガスが潤滑油ケーシング３ａ内に向
けて漏洩することのないように、回転軸１３の中
空拡径部１３ｃの外周部に凹設された環状溝にシ
ールリング３９が装着され、拡径部１３ｃと対応
孔との間の空隙からの排気ガスの漏洩を防止して
いる。

一方、開口部７から吸入された吸気は、コンプ
レツサホイール１７により圧縮されて還状室５０
に至り、第２図に示された吸気出口５１から内燃
機関の吸気系に供給されることとなる。またコン
プレツサホイール１７の側に於ても、ブツシング
２３の外周に凹設された環状溝に前記と同様のシ
ールリング４０が装着され、ブツシング２３の外
周面と対応孔との間の空隙からコンプレツサホイ
ール１７の背面に生じる負圧により、潤滑油が潤
滑部ケーシング３ａの外部に向けて漏洩すること
のないようにされている。

過給機の作動中には、排気ガスが流通する環状
室２５及びベーン２６の近傍がかなり高温とな
り、排気ガスの熱が、ベーン２６を傾動するため
の構造、或いは後記する潤滑系に伝達されて悪影
響を及ぼす可能性が問題となる。しかるに本実施
例に於ては、比較的ヒートマスの小さい熱遮蔽板
３７が用いられているため、熱の影響を受け易い
部分への熱伝達を好適に抑制している。特に、そ
の外周縁３７ａのみが基板２８に当接し、また熱
遮蔽板３７と基板２８とは、軸受ブツシユ３６で
部分的に接続されているに過ぎない。しかも基板
２８と熱遮蔽板３７との間隙には中空部３８が形
成され、しかも熱遮蔽板の中央部は潤滑油ケーシ
ング３ａのタービンホイール１４側の端面と非接
触とされているため、熱伝達の抑制効果が一層高
められる。

次に本実施例に於ける潤滑系統について説明す
る。潤滑ケーシング３ａの第１図に於ける上端部
には潤滑油導入孔４１が穿設され、図示されてい
ない潤滑油ポンプから供給された潤滑油を、潤滑
部ケーシング３ａの内部に穿設された潤滑油通路
を経て滑り軸受部材１６及びスラストメタル２１
に供給している。各潤滑部から排出された潤滑油
は潤滑部ケーシング３ａ内に郭定された空室４２
内に落込み、図示されていないオイルサンプに回
収される。

特にスラストメタル２１に供給された潤滑油が
ブツシング２３の外周面に付着してコンプレツサ
側に流れ込むのを回避するために、ブツシング２
３の外周に環状溝４４が切設されていると共に、
背板９とスラストメタル２１との間に挾設された
ガイド板４３に設けられた孔にブツシング２３が
挿通されている。また、ガイド板４３の下端部が
湾曲した形状に形成されている。

従つて、スラストメタル２１から流れ出した潤
滑油は、ブツシング２３の外周面に沿つてコンプ
レツサホイール１７の側に向けて流れ出すことが
阻止され、ブツシング２３の外周面から遠心力に
より投げ飛ばされた潤滑油は、ガイド板４３によ
り受止められ、オイルサンプに戻されることとな
る。従つて、遠心力により投げ飛ばされた潤滑油
が空室４２内で飛散してシールリング３９，４０
の近傍に侵入する事態を回避することができ、潤
滑油の空室４２外への漏洩を効果的に防止するこ
とができる。

〈考案の効果〉 このように本考案によれば、極めて簡単な構造
により、排気ガスの熱が、熱による影響を受け易
い部分に伝達されるのを効果的に防止することが
でき、しかも組付性及び熱変形についての問題を
生ずることがないため、過給機の信頼性を向上す
る効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に基づく可変タービンノズル式
過給機の縦断面図である。第２図は第１図の過給
機を一部切除しかつ排気タービンの側から見た端
面図である。 １……ケーシング、２……開口部、３……背
板、３ａ……潤滑部ケーシング、５……スタツド
ボルト、６……ナツト、７……開口部、８……ケ
ーシング、９……背板、１０……ボルト、１１…
…押え板、１２……ボルト、１３……回転軸、１
３ａ……大径部、１３ｂ……小径部、１３ｃ……
中空拡径部、１４……タービンホイール、１５…
…軸受孔、１６……軸受部材、１７……コンプレ
ツサホイール、１８……ナツト、１９……六角断
面部、２０……スラストワツシヤ、２１……スラ
ストメタル、２２……カラー、２３……ブツシン
グ、２４……開口部、２５……環状室、２６……
ベーン、２７……円板状軸部、２８……基板、２
８ａ……外周縁、２８ｂ……内周端面、２９……
小径軸部、３０……円板、３０ａ……拡頭突部、
３１……リング部材、３１ａ……切欠部、３２…
…インナレース、３３……ボール、３４……操作
軸、３５……スロツト、３６……軸受ブツシユ、
３７……熱遮蔽板、３７ａ……外周部、３７ｂ…
…内周部、３８……中空部、３９，４０……シー
ルリング、４１……潤滑油導入口、４２……空
室、４３……ガイド板、４４……環状溝、５０…
…環状室、５１……吸気出口。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 排気タービンと、該排気タービンにより駆動さ
   れるコンプレツサと、前記排気タービンの上流側
   にあつて基板に傾動可能に軸支されたベーンの列
   からなる可変タービンノズルとを有する過給機に
   於て、 前記基板の外周部とスクロールケーシングとの
   間に前記スクロールケーシングの内面及び前記排
   気タービンの背面に対向する熱遮蔽板が挟み込ま
   れ、かつ前記基板と前記熱遮蔽板とが前記ベーン
   を軸支する軸受けブツシユを介して一体的に連結
   されると共に、前記排気タービンの軸受部を有す
   るケーシングの中央部及び前記基板と前記熱遮蔽
   板との対向面に空隙が形成されていることを特徴
   とする可変タービンノズル式過給機。