JP2000265845A - 可変容量型過給機のガスシール装置 - Google Patents
可変容量型過給機のガスシール装置Info
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Abstract
ルが得られるようにする。 【解決手段】 タービンハウジング1とタービンシュラ
ウド9の対向面部に形成した環状流路10に、多数のノ
ズルベーン16を配列する。タービンハウジング1の環
状流路形成面部に凹部20を形成し、凹部20に、ノズ
ルベーン16との間のクリアランスCが一定になるよう
にクリアランスコントロールプレート21を配置する。
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、片側ビード形状とした2枚のガスケット25を、
互いの外周縁部が離反する向きとなるよう重ね合わせて
配置する。
Description
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。
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1
6の開閉角度が変えられるようにし、各ノズルベーン1
6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。
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2
1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。
1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。
0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)。
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。
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。
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、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側からの支持により固
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の上記クリアラン
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に、外周縁部を開くよ
うに折り曲げて片側ビード形状としたガスケットを配置
し、ガス圧を利用して外周縁部を広げてシールさせるよ
うにした構成とする。
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。
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。
を参照して説明する。
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2
0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1
6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2
5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。
あり、同一部分には同一符号が付してある。
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2
1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2
1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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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側か
らの支持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
の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に、
外周縁部を開くように折り曲げて片側ビード形状とした
ガスケットを配置し、ガス圧を利用して外周縁部を広げ
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。
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。
ある。
である。
Claims (2)
- 【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、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側からの支持により固
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に、外周縁部を
開くように折り曲げて片側ビード形状としたガスケット
を配置し、ガス圧を利用して外周縁部を広げてシールさ
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た請
求項1記載の可変容量型過給機のガスシール装置。
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