JPWO2020075370A1 - 可変容量機構、及び、過給機 - Google Patents
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Abstract
可変容量機構は、第1面及び第2面を含み軸受孔が形成された環状のプレートと、第3面及び第4面を含み、プレートの軸線を中心に回転可能な駆動リングと、第1端及び第2端を含むノズル軸と第1端に設けられたノズル本体とを有し、ノズル軸が軸受孔に挿通されて第2端が第2面から突出するように、プレートに取り付けられた複数のノズルベーンと、第2面上に位置する基端と、第4面上に位置する先端と、をそれぞれ含む複数のノズルリンク板と、を備え、駆動リングは、第4面に設けられ、第4面から突出する複数の取付部と、第4面に設けられ、第4面から突出するセルフストッパと、を有し、ノズルリンク板の基端は、ノズル軸の第2端に取り付けられ、ノズルリンク板の先端は、取付部に動作可能に取り付けられ、セルフストッパは、プレートの径方向において1つの軸受孔と1つの取付部との間に配置され、ノズルリンク板の移動範囲を規制する。
Description
本開示は、可変容量機構、及び、過給機に関する。
プレートと、プレートに対して回転することが可能に配置された駆動リング(Drive ring)と、プレート及び駆動リングに取り付けられたノズルリンク板(Nozle link plate)と、を備える可変容量機構が知られている(例えば、特許文献1を参照)。このような可変容量機構では、ノズルリンク板の端部は、駆動リングの内周面に形成された凹部に嵌め合わせられている。駆動リングがプレートに対して回転すると、ノズルリンク板がピンを中心に回転する。そして、この回転がピンに伝えられると、ピンに連結されているノズルベーン(Nozle vane)がノズルリンク板及びピンと共に回転する。
上述したような可変容量機構を取り付け先に取り付けるときには、駆動リングがプレートに対して所定量以上回転すると、ノズルリンク板が駆動リングから脱落するおそれがある。
本開示は、ノズルリンク板の脱落を抑制することができる可変容量機構、及び、過給機を説明する。
本開示の一態様に係る可変容量機構は、第1面、及び第1面の反対側の第2面を含み、複数の軸受孔が形成された環状のプレートと、第1面と同じ方向に面する第3面、及び第3面の反対側の第4面を含み、プレートの軸線を中心に回転可能な駆動リングと、第1端及び第2端を含むノズル軸と、第1端に設けられたノズル本体と、をそれぞれ有し、ノズル軸が軸受孔に挿通されて第2端が第2面から突出するように、プレートに取り付けられた複数のノズルベーンと、プレートの第2面上及び駆動リングの第4面上に配置され、第2面上に位置する基端と、第4面上に位置する先端と、をそれぞれ含む複数のノズルリンク板と、を備える。駆動リングは、第3面及び第4面を含む本体部と、第4面に設けられ、第4面から突出する複数の取付部と、第4面に設けられ、第4面から突出するセルフストッパ(Self stopper)と、を有する。ノズルリンク板の基端は、ノズル軸の第2端に取り付けられている。ノズルリンク板の先端は、取付部に動作可能に取り付けられている。セルフストッパは、プレートの径方向において1つの軸受孔と1つの取付部との間に配置され、ノズルリンク板の移動範囲(Moving range)を規制する。
本開示の一態様に係る過給機は、上記可変容量機構と、可変容量機構が取り付けられるベアリングハウジング(Bearing housing)と、を備える。ベアリングハウジングは、可変容量機構のノズルリンク板に対面する取付面と、取付面に設けられ、取付面から突出する全開ストッパ(Fully open stopper)と、を含む。全開ストッパは、ノズルリンク板の移動範囲を規制する。全開ストッパによって規制されるノズルリンク板の移動範囲は、セルフストッパによって規制されるノズルリンク板の移動範囲よりも小さい。
本開示によれば、ノズルリンク板の脱落を抑制することができる可変容量機構、及び、過給機を提供することができる。
本開示の一態様に係る可変容量機構は、第1面、及び第1面の反対側の第2面を含み、複数の軸受孔が形成された環状のプレートと、第1面と同じ方向に面する第3面、及び第3面の反対側の第4面を含み、プレートの軸線を中心に回転可能な駆動リングと、第1端及び第2端を含むノズル軸と、第1端に設けられたノズル本体と、をそれぞれ有し、ノズル軸が軸受孔に挿通されて第2端が第2面から突出するように、プレートに取り付けられた複数のノズルベーンと、プレートの第2面上及び駆動リングの第4面上に配置され、第2面上に位置する基端と、第4面上に位置する先端と、をそれぞれ含む複数のノズルリンク板と、を備える。駆動リングは、第3面及び第4面を含む本体部と、第4面に設けられ、第4面から突出する複数の取付部と、第4面に設けられ、第4面から突出するセルフストッパと、を有する。ノズルリンク板の基端は、ノズル軸の第2端に取り付けられている。ノズルリンク板の先端は、取付部に動作可能に取り付けられている。セルフストッパは、プレートの径方向において1つの軸受孔と1つの取付部との間に配置され、ノズルリンク板の移動範囲を規制する。
この可変容量機構では、駆動リングは、プレートの軸線を中心に回転可能である。また、ノズルベーンは、ノズル軸がプレートの軸受孔に挿通されて第2端が第2面から突出するように、プレートに取り付けられている。駆動リングは、第4面から突出する複数の取付部を有している。そして、ノズルリンク板の基端は、ノズル軸の第2端に取り付けられ、ノズルリンク板の先端は、取付部に動作可能に取り付けられている。駆動リングがプレートの軸線を中心に回転すると、取付部に取り付けられたノズルリンク板の先端は、駆動リングの回転に伴って駆動リングの周方向に沿って移動する。これにより、ノズルリンク板は、ノズル軸の軸線を中心に回転する。ノズルリンク板が回転すると、ノズルリンク板の基端に取り付けられたノズル軸が回転すると共に、ノズル軸の第1端に設けられたノズル本体が回転する。ここで、駆動リングは、第4面から突出しプレートの径方向において1つの軸受孔と1つの取付部との間に配置されたセルフストッパを有している。このため、駆動リングの回転が所定範囲を超えたときには、ノズルリンク板がセルフストッパに当接する。その結果、ノズルリンク板の回転がセルフストッパによって規制される。これにより、ノズルリンク板が駆動リングの取付部から脱落することが抑制される。
いくつかの態様において、セルフストッパは、プレスで本体部を半抜き加工(Half blanking)することによって、本体部と一体的に形成されてもよい。この場合、可変容量機構の部品の点数を削減することができる。
いくつかの態様において、セルフストッパの高さは、ノズルリンク板の厚さよりも小さくてもよい。
本開示の一態様に係る過給機は、上記可変容量機構と、可変容量機構が取り付けられるベアリングハウジングと、を備える。ベアリングハウジングは、可変容量機構のノズルリンク板に対面する取付面と、取付面に設けられ、取付面から突出する全開ストッパと、を含む。全開ストッパは、ノズルリンク板の移動範囲を規制する。全開ストッパによって規制されるノズルリンク板の移動範囲は、セルフストッパによって規制されるノズルリンク板の移動範囲よりも小さい。可変容量機構がベアリングハウジングに取り付けられた後は、ノズルリンク板は、セルフストッパよりも前に全開ストッパに当接する。このため、セルフストッパの位置精度(Accuracy of position)は、過給機としての機能に影響しない。これにより、全開ストッパの位置精度に比べて、セルフストッパの位置精度を緩和することができる。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図1に示される過給機1は、例えば、船舶や車両用の過給機である。過給機1は、図示しないエンジンから排出された排気ガスを利用して、エンジンに供給される空気を圧縮する。図1に示されるように、過給機1は、タービン2と、コンプレッサ3と、タービン2とコンプレッサ3との間に設けられたベアリングハウジング4と、を備えている。タービン2は、回転軸線Xを有するタービン翼車5と、タービン翼車5を収容するタービンハウジング6と、を有している。タービンハウジング6は、タービン翼車5の周囲において周方向(回転軸線Xを中心とする周方向)に延びるタービンスクロール流路6aを有している。コンプレッサ3は、コンプレッサ翼車7と、コンプレッサ翼車7を収容するコンプレッサハウジング8と、を有している。コンプレッサハウジング8は、コンプレッサ翼車7の周囲において周方向に延びるコンプレッサスクロール流路8cを有している。
タービン翼車5は、回転軸9の第1端に設けられている。コンプレッサ翼車7は、回転軸9の第2端に設けられている。ベアリングハウジング4は、回転軸線X方向において、タービン2とコンプレッサ3との間に配置されている。ベアリングハウジング4は、回転軸線X方向において、タービン2及びコンプレッサ3に隣接している。回転軸9は、軸受41を介してベアリングハウジング4に支持されている。回転軸9は、ベアリングハウジング4に対して回転することが可能である。回転軸9、タービン翼車5及びコンプレッサ翼車7が一体の回転体42として回転軸線X周りに回転する。
タービンハウジング6には、排気ガスがタービンスクロール流路6aに流入する流入口(図示省略)、タービンスクロール流路6aに連通する(Communicating with)流出流路6b、及び排気ガスが流出流路6bから流出する流出口6cが設けられている。タービン翼車5は、流出流路6b内に配置されている。エンジンから排出された排気ガスは、排気ガス流入口を通じてタービンスクロール流路6aに流入する。そして、排気ガスは、流出流路6bに流入することによって、タービン翼車5を回転させる。その後、排気ガスは、流出口6cを通じてタービンハウジング6外に流出する。
コンプレッサハウジング8には、空気が吸入される吸入口8a、コンプレッサスクロール流路8cに連通する流入流路8b、及び圧縮空気がコンプレッサスクロール流路8cから吐出される吐出口(図示省略)が設けられている。コンプレッサ翼車7は、流入流路8b内に配置されている。上記のようにタービン翼車5が回転すると、回転軸9及びコンプレッサ翼車7が回転する。回転するコンプレッサ翼車7は、吸入口8a及び流入流路8bから吸入した空気を圧縮する。圧縮空気は、コンプレッサスクロール流路8cを通過した後、吐出口から吐出される。吐出口から吐出された圧縮空気は、エンジンに供給される。
続いて、タービン2について更に詳細に説明する。過給機1は、ベアリングハウジング4に取り付けられた可変容量機構10を備えている。つまり、タービン2は、可変容量型タービンである。図1及び図2に示されるように、可変容量機構10は、CCプレート(Clearance Control Plate)11と、CCプレート11と対面するように配置されたノズルリング(プレート)12と、CCプレート11とノズルリング12とを連結する複数(ここでは、3つ)のCCピン(Clearance Control Pin)13と、を有している。可変容量機構10は、更に、ノズルリング12に取り付けられた複数(ここでは、11個)のノズルベーン14と、ノズルリング12に対してCCプレート11とは反対側に配置された複数(ここでは、11個)のノズルリンク板15と、ノズルリンク板15を回転させる駆動リング16と、を備えている。
CCプレート11及びノズルリング12の形状は、それぞれ回転軸線Xを中心とする環状(リング状)である。CCプレート11及びノズルリング12は、タービン翼車5を周方向に囲んでいる。CCプレート11及びノズルリング12は、タービンスクロール流路6aと流出流路6bとの間に配置されている。CCプレート11とノズルリング12とは、互いに平行に配置されている。CCプレート11とノズルリング12とは、回転軸線X方向において互いに離間している。CCプレート11とノズルリング12との間には、接続流路Sが形成されている。接続流路Sは、タービンスクロール流路6aと流出流路6bとを接続する。CCプレート11は、ノズルリング12に対してベアリングハウジング4とは反対側に配置されている。
図1及び図3に示されるように、ベアリングハウジング4は、可変容量機構10に対面する取付面4aを含んでいる。可変容量機構10は、ベアリングハウジング4に取り付けられている。ノズルリンク板15は、取付面4aに対面している。取付面4aには、それぞれ取付面4aから突出する位置決め部材43と、駆動部材44と、全開ストッパ45と、が設けられている。
位置決め部材43は、ベアリングハウジング4に対して可変容量機構10の位置を決めるための部材である。駆動部材44は、駆動リング16を回転駆動させるための部材である。全開ストッパ45は、可変容量機構10がベアリングハウジング4に取り付けられたときに、ノズルリンク板15の第5面15cと第6面15dとの間の位置まで突出している(図5参照)。なお、図1においては、位置決め部材43、駆動部材44、及び全開ストッパ45の図示が省略されている。
図4及び図5に示されるように、ノズルリング12は、CCプレート11に対面する第1面12a、及び第1面12aとは反対側の第2面12bを含んでいる。ノズルリング12は、第2面12bを含む突出部121を有している。つまり、第2面12bは、ノズルリング12の全体における第1面12aとは反対側の面である。突出部121の形状は、回転軸線Xを中心とする円柱状である。突出部121の外径は、ノズルリング12全体の外径よりも小さい。ノズルリング12には、突出部121を貫通する複数(ここでは、11個)の軸受孔12cが形成されている。複数の軸受孔12cは、周方向において、互いに等間隔に形成されている。CCプレート11とノズルリング12とは、CCピン13によって、互いに連結されている。CCプレート11とノズルリング12との距離は、CCピン13によって規定される。なお、図5においては、ベアリングハウジング4及びタービン2の一部も示されている。
複数のノズルベーン14は、回転軸線Xを中心とする円周上に配置されている。ノズルベーン14は、ノズル本体141と、ノズル本体141から突出するノズル軸142と、をそれぞれ有している。ノズル軸142は、ノズル本体141が設けられた第1端14a、及び第1端14aとは反対側の第2端14bを含んでいる。ノズル軸142は、ノズルリング12の軸受孔12cに挿入されている。ノズル本体141は、CCプレート11とノズルリング12との間(接続流路S)に配置されている。ノズル軸142は、ノズルリング12の軸受孔12cに挿通されている。ノズル軸142の第2端14bは、ノズルリング12の第2面12bから突出している。このように、ノズルベーン14は、ノズルリング12に取り付けられている。
ノズル軸142は、ノズルリング12に支持されている。ノズル軸142は、ノズルリング12に対して回転することが可能である。ノズル本体141は、ノズル軸142の回転に伴って回転する。可変容量機構10では、ノズル本体141を回転させることによって、接続流路Sの断面積を最適に調整する。その結果、タービンスクロール流路6aから流出流路6bに流入する排気ガスの流速が制御される。これにより、タービン翼車5の回転数が最適に制御される。
駆動リング16は、ノズルリング12の第2面12b上に配置されている。駆動リング16の形状は、回転軸線Xを中心とする環状(リング状)である。駆動リング16は、ノズルリング12の突出部121を周方向において囲んでいる。駆動リング16は、回転軸線X(ノズルリング12の軸線)を中心に回転することが可能である。駆動リング16は、本体部161と、本体部161から突出する複数(ここでは、11個)の取付部162と、本体部161から突出する1つのセルフストッパ163と、を有している。本体部161は、ノズルリング12の第1面12aと同じ方向(CCプレート11に面する方向)に面する第3面16a、及び第3面16aの反対側の第4面16bを含んでいる。第3面16aは、ノズルリング12の第2面12bに対面している。第4面16bは、ノズルリング12の第2面12bと同じ方向に面している。
取付部162は、第4面16bに設けられ、第4面16bから突出している。取付部162は、周方向において互いに等間隔に形成されている。取付部162は、それぞれ周方向において互いに離間している2つの取付部材を有している。取付部162は、本体部161の外縁部において、本体部161と一体的に形成されている。取付部162は、本体部161の外縁部を折り曲げることによって形成されている。
セルフストッパ163は、第4面16bに設けられている。セルフストッパ163は、第4面16bから突出している。セルフストッパ163は、例えば、ノズルリンク板15の第5面15cと第6面15dとの間の位置まで突出している。セルフストッパ163は、例えば、ノズルリンク板15の第5面15cと第6面15dとの概ね中間の位置まで突出している。セルフストッパ163は、例えば、ノズルリンク板15の第5面15cと第6面15dとの概ね中間の位置よりも第5面15c側まで突出していてもよい。セルフストッパ163の高さHは、例えば、ノズルリンク板15の厚さTよりも小さい。セルフストッパ163の高さHは、例えば、ノズルリンク板15の厚さTの概ね半分程度である。セルフストッパ163の高さHは、例えば、ノズルリンク板15の厚さTの半分よりも小さくてもよい。セルフストッパ163は、径方向(回転軸線Xを中心とする径方向)において取付部162よりも内側に位置している。セルフストッパ163は、取付部162の1つの取付部材に対して径方向の内側に位置している。セルフストッパ163は、ノズルリング12の径方向において1つの軸受孔12cと1つの取付部162との間に配置されている。セルフストッパ163の形状は、例えば、円柱状である。セルフストッパ163は、例えば、プレスで本体部161を半抜き加工することによって、本体部161と一体的に形成されている。
ノズルリンク板15は、ノズルリング12の第2面12b上及び駆動リング16の第4面16b上に配置されている。ノズルリンク板15は、ノズルリング12の突出部121の第2面12b上に配置されている。ノズルリンク板15は、径方向においてノズルリング12及び駆動リング16を跨いでいる。ノズルリンク板15の形状は、バー状である。ノズルリンク板15は、突出部121の第2面12b上に位置する基端15aと、駆動リング16の第4面16b上に位置する先端15bと、をそれぞれ含んでいる。ノズルリンク板15は、第5面15c、及び第5面15cの反対側の第6面15dをそれぞれ含んでいる。第5面15cは、ノズルリング12の第2面12b及び駆動リング16の第4面16bに対面している。
ノズルリンク板15の基端15aは、ノズル軸142の第2端14bに取り付けられている。具体的には、ノズルリンク板15の基端15aには、貫通孔15eが形成されている。貫通孔15e及びノズル軸142の第2端14bの形状は、略矩形状である。ノズル軸142の第2端14bは、貫通孔15eに挿入されることによってノズルリンク板15に取り付けられている。ノズル軸142の軸線X1を中心とする周方向において、ノズル軸142とノズルリンク板15とは、互いに固定されている。
ノズルリンク板15の先端15bは、駆動リング16の取付部162に取り付けられている。ノズルリンク板15の先端15bは、駆動リング16の取付部162に対して動作することが可能である。すなわち、ノズルリンク板15の先端15bは、駆動リング16の取付部162に対して動くことが可能である。具体的には、ノズルリンク板15の先端15bは、取付部162の2つの取付部材の間に配置されている。ノズルリンク板15の先端15bは、取付部162の2つの取付部材の間から径方向の内側に向かって脱落(脱臼)することが可能である。換言すれば、ノズルリンク板15の先端15bは、駆動リング16の取付部162に着脱することが可能である。ノズルリンク板15の先端15bは、駆動リング16の取付部162に遊嵌(loosely fitting)されている。ノズルリンク板15の先端15bは、駆動リング16の取付部162に自由に(遊びをもって)嵌められている。
ノズルリンク板15の先端15bは、駆動リング16の取付部162に回転することが可能である。具体的には、駆動リング16が外部(図3に示される駆動部材44)から駆動力を受けた結果、回転軸線Xを中心に回転すると、取付部162に取り付けられたノズルリンク板15の先端15bは、駆動リング16の回転に伴って周方向に沿って移動する。これにより、ノズルリンク板15は、ノズル軸142の軸線X1を中心に回転する。ノズルリンク板15が回転すると、ノズルリンク板15の基端15aに取り付けられたノズル軸142が軸線X1を中心に回転する。これに伴って、ノズル軸142の第1端14aに取り付けられたノズル本体141が回転する。駆動リング16からの力をノズルリンク板15に伝達できるのであれば、駆動リング16が回転軸線Xを中心に回転するときに、ノズルリンク板15の先端15bは、駆動リング16の回転に伴って周方向に沿って移動すると共に、取付部162に対して摺動してもよいし、取付部162に対して摺動しなくてもよい。ノズルリンク板15の先端15bは、取付部162に対して摺動しない場合には、例えばサイクロイド歯車のように、取付部162に対して転がってもよい。
次に、全開ストッパ45及びセルフストッパ163の機能について説明する。図6(a)及び図6(b)は、可変容量機構10がベアリングハウジング4に取り付けられた状態を示している。図6(a)に示されるように、可変容量機構10が全閉状態にあるときには、ノズルリンク板15は、全開ストッパ45及びセルフストッパ163の何れにも当接していない。可変容量機構10の全閉状態とは、互いに隣り合うノズルベーン14のノズル本体141が互いに当接していて、接続流路Sが塞がれている状態をいう。
そして、図6(b)に示されるように、駆動リング16が周方向に所定角度回転すると、1つのノズルリンク板15が全開ストッパ45に当接する。そのノズルリンク板15の基端15aと先端15bの間の中間部分の側面15fが、全開ストッパ45に当接する。このときの可変容量機構10は、全開状態にある。可変容量機構10が全開状態にあるときには、ノズルリンク板15は、ノズル軸142の軸線X1を中心として、中立位置に対して第1角度を回転した位置にある。
今、中立位置について定義する。まず、2つの仮想線を定義する。ノズルリンク板15の基端15aから先端15bに向かって延びる仮想線を中心線L1と呼ぶ。可変容量機構10の中心C(回転軸線Xが通る点)とノズル軸142の中心C1(ノズル軸142の軸線X1が通る点)を結んだ仮想線を中立線Lと呼ぶ。中立位置とは、中心線L1が、中立線Lと重なるときにおけるノズルリンク板15の位置をいう。つまり、可変容量機構10が全開状態にあるときには、ノズルリンク板15の中心線L1と中立線Lとの角度A1が上記第1角度である。このように、全開ストッパ45は、ノズルリンク板15の移動範囲を規制する。
今、中立位置について定義する。まず、2つの仮想線を定義する。ノズルリンク板15の基端15aから先端15bに向かって延びる仮想線を中心線L1と呼ぶ。可変容量機構10の中心C(回転軸線Xが通る点)とノズル軸142の中心C1(ノズル軸142の軸線X1が通る点)を結んだ仮想線を中立線Lと呼ぶ。中立位置とは、中心線L1が、中立線Lと重なるときにおけるノズルリンク板15の位置をいう。つまり、可変容量機構10が全開状態にあるときには、ノズルリンク板15の中心線L1と中立線Lとの角度A1が上記第1角度である。このように、全開ストッパ45は、ノズルリンク板15の移動範囲を規制する。
一方、可変容量機構10がベアリングハウジング4に取り付けられていない状態においては(図4参照)、駆動リング16が周方向に所定角度回転すると、1つのノズルリンク板15がセルフストッパ163に当接する。そのノズルリンク板15の基端15aと先端15bの間の中間部分の側面15fが、セルフストッパ163に当接する。このとき、ノズルリンク板15は、ノズル軸142の軸線X1を中心として、中立位置に対して第2角度を回転した位置にある。つまり、このとき、ノズルリンク板15の中心線L1と中立線Lとの角度A2が上記第2角度である。このように、セルフストッパ163は、可変容量機構10がベアリングハウジング4に取り付けられていないときに、ノズルリンク板15の移動範囲を規制する。
全開ストッパ45によって規制されるノズルリンク板の移動範囲(例えば、中立位置からの移動範囲)は、セルフストッパ163によって規制されるノズルリンク板15の移動範囲(例えば中立位置からの移動範囲)よりも小さい。つまり、角度A1が角度A2よりも小さい関係が成り立っている。可変容量機構10がベアリングハウジング4に取り付けられた状態においては、駆動リング16が回転したとき、ノズルリンク板15は、セルフストッパ163よりも先に全開ストッパ45に当接する。可変容量機構10がベアリングハウジング4に取り付けられた状態においては、ノズルリンク板15がセルフストッパ163に当接することはない。一方、可変容量機構10がベアリングハウジング4に取り付けられていない状態においては、駆動リング16が回転したとき、ノズルリンク板15は、先端15bが取付部162から脱落する前にセルフストッパ163に当接する。
以上説明したように、可変容量機構10では、駆動リング16は、ノズルリング12の回転軸線Xを中心に回転することが可能である。また、ノズルベーン14は、ノズルリング12に取り付けられている。ノズルベーン14のノズル軸142は、ノズルリング12の軸受孔12cに挿通されている。ノズル軸142の第2端14bは、第2面12bから突出している。駆動リング16は、第4面16bから突出する複数の取付部162を有している。そして、ノズルリンク板15の基端15aは、ノズル軸142の第2端14bに取り付けられている。ノズルリンク板15の先端15bは、取付部162に取り付けられている。ノズルリンク板15の先端15bは、取付部162に対して動作することが可能である。駆動リング16がノズルリング12の回転軸線Xを中心に回転すると、取付部162に取り付けられたノズルリンク板15の先端15bは、駆動リング16の回転に伴って駆動リング16の周方向に沿って移動する。これにより、ノズルリンク板15は、ノズル軸142の軸線X1を中心に回転する。ノズルリンク板15が回転すると、ノズルリンク板15の基端15aに取り付けられたノズル軸142が回転すると共に、ノズル軸142の第1端14aに設けられたノズル本体141が回転する。ここで、駆動リング16は、第4面16bから突出しノズルリング12の径方向において1つの軸受孔12cと1つの取付部162との間に配置されたセルフストッパ163を有している。このため、駆動リング16の回転が所定範囲を超えたときには、ノズルリンク板15がセルフストッパ163に当接する。その結果、ノズルリンク板15の回転がセルフストッパ163によって規制される。これにより、ノズルリンク板15が駆動リング16の取付部162から脱落することが抑制される。よって、可変容量機構10を例えばベアリングハウジング4に取り付けるときに、可変容量機構10のハンドリングが容易となる。
可変容量機構10では、駆動リング16の取付部162は、本体部161の第4面16bから突出している。これにより、上述した特許文献1に記載の可変容量機構のように、ノズルリンク板の端部が駆動リングの内周面に形成された凹部に嵌め合わせられている場合に比べて、少なくとも当該凹部を形成する駆動リングの径方向の肉厚分だけ、駆動リング16の外径を小さくすることができる。すなわち、駆動リング16を径方向において小型化することができる。また、駆動リング16の取付部162が、本体部161の第4面16bから突出しているため、セルフストッパ163をノズルリング12ではなく、駆動リング16の本体部161に設けることができる。これにより、ノズルリング12において、セルフストッパ163が設けられる場所が必要ではなくなるため、ノズルリング12の外径を小さくすることができる。特に、ノズルリング12の厚さが駆動リング16の厚さよりも大きい場合には、ノズルリング12の外径を小さくすることによって、軽量化を図ることができる。これと共に、駆動リング16の内径を小さくすることによって、駆動リング16の強度を向上させることができる。この効果は、上述したように駆動リング16の外径が小さくされたときに特に有効である。
セルフストッパ163は、プレスで本体部161を半抜き加工することによって、本体部161と一体的に形成されている。これにより、可変容量機構10の部品の点数を削減することができる。
セルフストッパ163の高さHは、ノズルリンク板15の厚さTよりも小さい。これにより、ノズルリンク板15の脱落を抑制しつつ、装置の軽量化を図ることができる。また、材料の節約によってコストを削減することができる。
過給機1は、可変容量機構10と、可変容量機構10が取り付けられるベアリングハウジング4と、を備えている。ベアリングハウジング4は、可変容量機構10のノズルリンク板15に対面する取付面4aと、取付面4aに設けられ、取付面4aから突出する全開ストッパ45と、を含んでいる。全開ストッパ45は、ノズルリンク板15の移動範囲を規制する。全開ストッパ45によって規制されるノズルリンク板15の移動範囲は、セルフストッパ163によって規制されるノズルリンク板15の移動範囲よりも小さい。可変容量機構10がベアリングハウジング4に取り付けられた後は、ノズルリンク板15は、セルフストッパ163よりも前に全開ストッパ45に当接する。このため、セルフストッパ163の位置精度は、過給機1としての機能に影響しない。これにより、全開ストッパ45の位置精度に比べて、セルフストッパ163の位置精度を緩和することができる。
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではない。
ベアリングハウジング4には、全開ストッパ45が設けられていなくてもよい。この場合、例えば、セルフストッパ163が全開ストッパ45の機能を兼ねていてもよい。
可変容量機構10では、ノズルリンク板15を全開ストッパ45に当接させることによって、ノズルベーン14の開度のイニシャライズ(Initialize)を行ってもよい。
セルフストッパ163は、駆動リング16の本体部161とは別体として設けられていてもよい。セルフストッパ163は、例えば、圧入又は溶接等によって本体部161に固定されていてもよい。
セルフストッパ163は、ノズルリンク板15の第5面15cと第6面15dとの概ね中間の位置よりも第6面15d側まで突出していてもよい。セルフストッパ163は、ノズルリンク板15の第6面15dから突出していてもよい。セルフストッパ163の高さHは、ノズルリンク板15の厚さTの半分よりも大きくてもよい。セルフストッパ163の高さHは、ノズルリンク板15の厚さT以上であってもよい。
セルフストッパ163の形状は、様々な形状であってもよい。セルフストッパ163の形状は、例えば長方体状であってもよい。
1 過給機
4 ベアリングハウジング
4a 取付面
45 全開ストッパ
10 可変容量機構
12 ノズルリング(プレート)
12a 第1面
12b 第2面
12c 軸受孔
14 ノズルベーン
141 ノズル本体
142 ノズル軸
14a 第1端
14b 第2端
15 ノズルリンク板
15a 基端
15b 先端
16 駆動リング
16a 第3面
16b 第4面
161 本体部
162 取付部
163 セルフストッパ
H 高さ
T 厚さ
X 回転軸線(軸線)
4 ベアリングハウジング
4a 取付面
45 全開ストッパ
10 可変容量機構
12 ノズルリング(プレート)
12a 第1面
12b 第2面
12c 軸受孔
14 ノズルベーン
141 ノズル本体
142 ノズル軸
14a 第1端
14b 第2端
15 ノズルリンク板
15a 基端
15b 先端
16 駆動リング
16a 第3面
16b 第4面
161 本体部
162 取付部
163 セルフストッパ
H 高さ
T 厚さ
X 回転軸線(軸線)
Claims (4)
- 第1面、及び前記第1面の反対側の第2面を含み、複数の軸受孔が形成された環状のプレートと、
前記第1面と同じ方向に面する第3面、及び前記第3面の反対側の第4面を含み、前記プレートの軸線を中心に回転可能な駆動リングと、
第1端及び第2端を含むノズル軸と、前記第1端に設けられたノズル本体と、をそれぞれ有し、前記ノズル軸が前記軸受孔に挿通されて前記第2端が前記第2面から突出するように、前記プレートに取り付けられた複数のノズルベーンと、
前記プレートの前記第2面上及び前記駆動リングの前記第4面上に配置され、前記第2面上に位置する基端と、前記第4面上に位置する先端と、をそれぞれ含む複数のノズルリンク板と、を備え、
前記駆動リングは、前記第3面及び前記第4面を含む本体部と、前記第4面に設けられ、前記第4面から突出する複数の取付部と、前記第4面に設けられ、前記第4面から突出するセルフストッパと、を有し、
前記ノズルリンク板の前記基端は、前記ノズル軸の前記第2端に取り付けられ、前記ノズルリンク板の前記先端は、前記取付部に動作可能に取り付けられ、
前記セルフストッパは、前記プレートの径方向において1つの前記軸受孔と1つの前記取付部との間に配置され、前記ノズルリンク板の移動範囲を規制する、可変容量機構。 - 前記セルフストッパは、プレスで前記本体部を半抜き加工することによって、前記本体部と一体的に形成されている、請求項1に記載の可変容量機構。
- 前記セルフストッパの高さは、前記ノズルリンク板の厚さよりも小さい、請求項1又は2に記載の可変容量機構。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の可変容量機構と、
前記可変容量機構が取り付けられるベアリングハウジングと、を備え、
前記ベアリングハウジングは、前記可変容量機構の前記ノズルリンク板に対面する取付面と、前記取付面に設けられ、前記取付面から突出する全開ストッパと、を含み、
前記全開ストッパは、前記ノズルリンク板の移動範囲を規制し、
前記全開ストッパによって規制される前記ノズルリンク板の移動範囲は、前記セルフストッパによって規制される前記ノズルリンク板の移動範囲よりも小さい、過給機。
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- 2019-07-31 JP JP2020549986A patent/JP7040631B2/ja active Active
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- 2021-04-05 US US17/221,843 patent/US11585266B2/en active Active
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