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公開番号2025059499
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169619
出願日2023-09-29
発明の名称ターボチャージャ
出願人株式会社豊田自動織機
代理人
主分類F02B 37/24 20060101AFI20250403BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】排気ブレーキ時に発生するベーン軸の繰り返しの回動を抑制し、ベーン軸の摩耗を抑制できるターボチャージャの提供にある。
【解決手段】タービンホイールと、ベーン軸を中心に回動可能に設けられ、タービンホイールへの排気ガスの流速を調整する複数の可変ノズルベーン30と、複数の可変ノズルベーン30のベーン軸31を回動可能に支持する円環状の第1プレートと、可変ノズルベーン30を第1プレートとともに挟むように配置された円環状の第2プレートと、を備えたターボチャージャ10において、ベーン軸31と第1プレートとに係止されるばね部材を有し、ばね部材は、ベーン軸31に対して可変ノズルベーン30を開く方向へ付勢力を付与する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
タービンホイールと、
ベーン軸を中心に回動可能に設けられ、前記タービンホイールへの排気ガスの流速を調整する複数の可変ノズルベーンと、
前記複数の可変ノズルベーンの前記ベーン軸を回動可能に支持する円環状の第１プレートと、
前記可変ノズルベーンを前記第１プレートとともに挟むように配置された円環状の第２プレートと、を備えたターボチャージャにおいて、
前記ベーン軸と前記第１プレートとに係止されるばね部材を有し、
前記ばね部材は、前記ベーン軸に対して前記可変ノズルベーンを開く方向へ付勢力を付与することを特徴とするターボチャージャ。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記ベーン軸を回動させ、前記可変ノズルベーンを開閉させる可変ノズル機構と、
前記可変ノズル機構を作動させるアクチュエータと、を有し、
前記ばね部材の付勢力は、排気ガスの流体圧よりも大きいとともに、前記アクチュエータの駆動力よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記ばね部材は、渦巻きばねであり、
前記渦巻きばねの一方の端部は、前記ベーン軸に係止され、
前記渦巻きばねの他方の端部は、前記第１プレートに係止されていることを特徴とする請求項１又は２記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記ばね部材は、板ばねであり、
複数の前記板ばねが前記ベーン軸の周方向に配設され、
前記板ばねの一方の端部は、前記ベーン軸に係止され、前記板ばねの他方の端部は、前記第１プレートに係止されていることを特徴とする請求項１又は２記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記第１プレートは、
プレート本体と、
前記ベーン軸と同心状に形成された円筒状のリングガイド部と、を有し、
前記ばね部材の一方の端部は、前記ベーン軸に係止され、
前記ばね部材の他方の端部は、前記リングガイド部に係止されていることを特徴とする請求項１又は２記載のターボチャージャ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、ターボチャージャに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャに関係する従来技術として、例えば、特許文献１に開示された可変容量機構が知られている。特許文献１に開示された可変容量機構では、可変ノズル機構部は、過給機の複数のノズルベーンを回動させることによりノズルの開度を変化させる。可変ノズル機構部は、外部からの駆動力によって回動する駆動リングと、ノズルベーンのベーン軸に設けられ、駆動リングの回動に起因してノズルベーンと一緒に回動するノズルリンク板と、駆動リングの回動をノズルリンク板の回動に変換する係合部と、を備える。
【０００３】
この係合部は、駆動リングに設けられた凹溝と、ノズルリンク板に設けられ凹溝に対しクリアランスをもって嵌合され、凹溝から押されて変位するノズルリンク板頭部と、を有する。クリアランスの量はノズルの開度に応じて変動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－８８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された可変容量機構では、係合部は、駆動リングに設けられた凹溝と、ノズルリンク板に設けられ凹溝に対しクリアランスをもって嵌合されている。このため、ターボチャージャの下流側に排気ブレーキ用のバルブが設けられている場合、排気ブレーキが使用されると、ターボチャージャの下流側の排気ガスがターボチャージャの上流側の排気ガスよりも高圧となる。このとき、下流側の高圧の排気ガスによってノズルベーンは閉じる方向へ回動する。排気ブレーキの使用時には、ノズルリンク板の凹溝に対する係合部のクリアランスに応じてノズルベーンのベーン軸が繰り返し回動する。このベーン軸の繰り返しの回動により、ベーン軸の摩耗が促進されるという問題がある。因みに、特許文献１の可変容量機構では、係合部におけるクリアランスの量が、タービンのノズル開度に応じて変動するように構成されているが、クリアランスが小さいときでも、ベーン軸の繰り返しの回動は回避できない。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、排気ブレーキ時に発生するベーン軸の繰り返しの回動を抑制し、ベーン軸の摩耗を抑制できるターボチャージャの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、タービンホイールと、ベーン軸を中心に回動可能に設けられ、前記タービンホイールへの排気ガスの流速を調整する複数の可変ノズルベーンと、前記複数の可変ノズルベーンの前記ベーン軸を回動可能に支持する円環状の第１プレートと、前記可変ノズルベーンを前記第１プレートとともに挟むように配置された円環状の第２プレートと、を備えたターボチャージャにおいて、前記ベーン軸と前記第１プレートとに係止されるばね部材を有し、前記ばね部材は、前記ベーン軸に対して前記可変ノズルベーンを開く方向へ付勢力を付与することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、ばね部材がベーン軸と第１プレートとを連結する。ばね部材は、ベーン軸に対して可変ノズルベーンを開く方向へ付勢力を付与する。このため、排気ブレーキが使用され、可変ノズルベーンが閉じる方向への力を受けても、可変ノズルベーンの閉じる方向へのベーン軸の回動が規制される。つまり、排気ブレーキの使用時に排気ガスの圧力が変動しても、ばね部材の付勢力によって可変ノズルベーンが開く方向に付勢されてベーン軸の位置が維持される。その結果、ベーン軸の繰り返しの回動が防止され、ベーン軸の摩耗を抑制することができる。
【０００９】
また、上記のターボチャージャにおいて、前記ベーン軸を回動させ、前記可変ノズルベーンを開閉させる可変ノズル機構と、前記可変ノズル機構を作動させるアクチュエータと、を有し、前記ばね部材の付勢力は、排気ガスの流体圧よりも大きいとともに、前記アクチュエータの駆動力よりも小さい構成としてもよい。
この場合、ばね部材の付勢力は、排気ガスの流体圧よりも大きいとともに、アクチュエータの駆動力よりも小さい。このため、アクチュエータの作動により可変ノズル機構が可変ノズルベーンの開度が調整できる。また、排気ガスの流体圧が変動してもベーン軸が排気ガスによって閉じる方向へ回動されることがない。
【００１０】
また、上記のターボチャージャにおいて、前記ばね部材は、渦巻きばねであり、前記渦巻きばねの一方の端部は、前記ベーン軸に係止され、前記渦巻きばねの他方の端部は、前記第１プレートに係止されている構成としてもよい。
この場合、ばね部材が渦巻きばねであることで、ベーン軸に対して可変ノズルベーンを開く方向へ付勢力を付与することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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