JP5181932B2

JP5181932B2 - Variable capacity turbocharger

Info

Publication number: JP5181932B2
Application number: JP2008219540A
Authority: JP
Inventors: 国彰飯塚; 幸雄高橋
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: JP2010053773A

Description

本発明は、可変ノズルベーン機構を備えた可変容量過給機に関する。 The present invention relates to a variable capacity supercharger including a variable nozzle vane mechanism.

従来、エンジン（内燃機関）の給気通路上にコンプレッサホイールを配するとともに、このコンプレッサホイールと回転軸を共有するタービンホイールを排気通路上に配設し、排気エネルギーを利用して吸入空気の過給を行う過給機が知られている。このような過給機においては、タービンホイールへの排気流入部に複数の可変ノズルベーンを設け、タービンへの排気流入流速を制御してタービン効率を向上させる機構を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
このような過給機では、給気通路上のコンプレッサホイールと排気通路上のタービンホイールとが回転軸によって連結されており、排気エネルギーを用いてタービンホイールを回転させることで、回転軸を介してコンプレッサホイールを回転させて過給を行う構成となっている。 Conventionally, a compressor wheel is disposed on an air supply passage of an engine (internal combustion engine), and a turbine wheel sharing a rotation shaft with the compressor wheel is disposed on an exhaust passage, and excess intake air is exhausted using exhaust energy. There are known superchargers for feeding. In such a turbocharger, there is a turbocharger provided with a plurality of variable nozzle vanes at an exhaust inflow portion to a turbine wheel and a mechanism for improving turbine efficiency by controlling an exhaust inflow velocity to the turbine (for example, a patent) Reference 1).
In such a turbocharger, the compressor wheel on the air supply passage and the turbine wheel on the exhaust passage are connected by a rotating shaft, and the turbine wheel is rotated by using exhaust energy, via the rotating shaft. It is configured to perform supercharging by rotating the compressor wheel.

図６は、上述した形態を示す従来の過給機の一例であり、可変ノズルベーンを備えた可変容量過給機の断面図である。すなわち、図６に示す可変容量過給機１００では、タービンホイール１０１への排気流入部に設けられる複数の可変ノズルベーン１０２が一対のシュラウドプレート１０３、１０４によって揺動可能で開度可変に取り付けられている。これらシュラウドプレート１０３、１０４は、互いに隙間調整ピン１０８によって一定の間隔をもって固定されており、一方の固定側のシュラウドプレート１０３（以下、固定用シュラウドプレートという）がタービンハウジング１０５に取り付けられるカバー１０６に固定ボルト１０７によって固定されている。 FIG. 6 is a cross-sectional view of a variable capacity supercharger including a variable nozzle vane as an example of a conventional supercharger having the above-described configuration. That is, in the variable capacity supercharger 100 shown in FIG. 6, a plurality of variable nozzle vanes 102 provided at an exhaust inflow portion to the turbine wheel 101 are swingable by a pair of shroud plates 103 and 104 and are attached with variable opening. Yes. The shroud plates 103 and 104 are fixed to each other by a gap adjusting pin 108 at a constant interval, and one of the fixed shroud plates 103 (hereinafter referred to as a fixing shroud plate) is attached to a cover 106 attached to the turbine housing 105. It is fixed by a fixing bolt 107.

さらに、固定用シュラウドプレート１０３とカバー１０６との固定構造について具体的に説明する。固定用シュラウドプレート１０３は、タービン中心軸線と同軸に配置されるリング状に形成されるとともに、断面視Ｌ字状をなしている。そして、タービン軸方向に沿うＬ字の一辺に相当する板厚部１０３ａには、固定用シュラウドプレート１０１の厚さ方向（タービンの軸線方向に平行となる方向）に向けて前記固定ボルト１０７を螺合させるための雌ねじを形成させたボルト孔１０３ｂが設けられている。一方、カバー１０６には、前記雌ねじに対応する位置に固定ボルト１０７を挿通させるための挿通孔１０６ａが設けられている。そして、固定ボルト１０７を挿通孔１０６ａに挿通させてボルト孔１０３ｂの雌ねじに螺合させることで、第１シュラウドプレート１０３とカバー１０６とが固定される構造となっている。
特開２００６−３４８８９２号公報 Further, a fixing structure between the fixing shroud plate 103 and the cover 106 will be specifically described. The fixing shroud plate 103 is formed in a ring shape arranged coaxially with the turbine central axis, and has an L shape in cross section. Then, the fixing bolt 107 is screwed into the plate thickness portion 103a corresponding to one side of the L shape along the turbine axial direction toward the thickness direction of the fixing shroud plate 101 (direction parallel to the axial direction of the turbine). A bolt hole 103b in which a female screw for mating is formed is provided. On the other hand, the cover 106 is provided with an insertion hole 106a through which the fixing bolt 107 is inserted at a position corresponding to the female screw. Then, the first shroud plate 103 and the cover 106 are fixed by inserting the fixing bolt 107 through the insertion hole 106a and screwing it into the female screw of the bolt hole 103b.
JP 2006-348892 A

しかしながら、従来の可変容量過給機では以下のような問題があった。
すなわち、図６に示す従来の可変容量過給機のシュラウド機構では、その固定用シュラウドプレート１０３に形成されるボルト孔１０３ｂの雌ねじ部において、カバー１０６に対して固定ボルト１０７で確実に固定するだけの十分なねじ深さを確保する必要があった。また、そのボルト孔１０３ｂは、排気ガスがボルト孔１０３ｂを通じてカバー１０６外へ漏出することを防ぐために、固定用シュラウドプレート１０３の厚さ方向に貫通しないように設計されており、これにより、固定用シュラウドプレート１０３のボルト孔１０３ｂを設ける部分（上記、板厚部１０３ａ）の厚さ寸法が十分に確保された構造となっている。 However, the conventional variable capacity supercharger has the following problems.
That is, in the conventional shroud mechanism of the variable capacity supercharger shown in FIG. 6, the fixing screw 107 is simply fixed to the cover 106 at the female thread portion of the bolt hole 103 b formed in the fixing shroud plate 103. It was necessary to ensure a sufficient screw depth. Further, the bolt hole 103b is designed not to penetrate the fixing shroud plate 103 in the thickness direction in order to prevent the exhaust gas from leaking out of the cover 106 through the bolt hole 103b. The shroud plate 103 has a structure in which the thickness dimension of the portion (the plate thickness portion 103a) where the bolt hole 103b is provided is sufficiently secured.

そして、シュラウド機構は、一対のシュラウドプレートで可変ノズルベーンを揺動可能に保持する機能をもたせたものであり、加工が容易となり製造コストを抑えるといった点、或いは過給機全体を小型化できるという利点から、プレートの厚さ寸法は全周にわたって均一で且つ薄く、しかも一対のシュラウドプレートの厚さ寸法をそれぞれ同じ寸法にした薄平板構造とすることが求められている。ところが、シュラウドプレートを薄平板構造とすると、上述したようなねじ深さを十分に確保することができないおそれがあることから、所定の強度で締結することが困難になるという問題があった。 The shroud mechanism has a function of holding the variable nozzle vane in a swingable manner with a pair of shroud plates, and is advantageous in that processing is facilitated and manufacturing cost is reduced, or the entire turbocharger can be reduced in size. Therefore, the thickness dimension of the plate is required to be a thin flat plate structure in which the thickness dimension is uniform and thin over the entire circumference, and the pair of shroud plates have the same thickness dimension. However, when the shroud plate has a thin flat plate structure, there is a problem that it is difficult to fasten with a predetermined strength because there is a possibility that a sufficient thread depth as described above may not be secured.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、シュラウド機構を確実に固定できるうえ、シュラウドプレートを薄くすることで、装置の小型化および軽量化を図ることができるとともに、加工が容易になる可変容量過給機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The shroud mechanism can be securely fixed, and the shroud plate can be made thin, so that the apparatus can be reduced in size and weight and easy to process. The purpose is to provide a variable capacity supercharger.

上記目的を達成するため、本発明に係る可変容量過給機では、排気ガスで回転駆動するタービンホイールを内部に収納するタービンハウジングと、タービンホイールの近傍に配置された複数の可変ノズルベーンの開度を可変可能に保持するシュラウド機構とを備えた可変容量過給機であって、シュラウド機構は、リング状の一対のシュラウドプレートどうしが所定の離間間隔をもって対向配置されるとともに、それらシュラウドプレートの間に複数の可変ノズルベーンが設けられてなり、一方の固定用シュラウドプレートには、一対のシュラウドプレートどうしが対向する面と反対の側面に対して略直交する方向に突出するボルトの機能を有するピン部材が一体化されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the variable capacity supercharger according to the present invention, the turbine housing that houses therein the turbine wheel that is rotationally driven by exhaust gas, and the openings of a plurality of variable nozzle vanes arranged in the vicinity of the turbine wheel A variable capacity supercharger having a shroud mechanism that variably holds a pair of ring-shaped shroud plates, wherein a pair of ring-shaped shroud plates are opposed to each other with a predetermined spacing, and between the shroud plates. A plurality of variable nozzle vanes, and one fixing shroud plate has a pin member functioning as a bolt projecting in a direction substantially orthogonal to the side surface opposite to the surface where the pair of shroud plates face each other Is characterized by being integrated.

本発明では、一対のシュラウドプレートのうち一方の固定用シュラウドプレートとボルト機能を有するピン部材とを一体に固定させた構成とすることで、固定用シュラウドプレートに対するピン部材の支持力がねじ構造によらずに確実に得られ、そのピン部材をタービンハウジングやタービンハウジングに取り付けられるカバーに係止させることが可能となる。例えば、タービンハウジングやカバーにピン部材を挿通し、そのピン先端部にナットを締結することにより、シュラウド機構を所定の位置に固定することができる。そのため、従来のように固定用シュラウドプレートに雌ねじを形成させたボルト孔を設けるために、そのねじ深さを十分に確保するといった構造にする必要がなく、固定用シュラウドプレートを薄平板状で、且つ厚さ寸法を均一にすることができ、さらに一対のシュラウドプレートどうしの厚さ寸法も同じにすることが可能となることから、シュラウドプレートの加工が容易になるという利点がある。 In the present invention, one of the fixing shroud plates and the pin member having a bolt function are integrally fixed so that the supporting force of the pin member with respect to the fixing shroud plate is a screw structure. Accordingly, the pin member can be securely engaged with the turbine housing or a cover attached to the turbine housing. For example, the shroud mechanism can be fixed at a predetermined position by inserting a pin member into a turbine housing or a cover and fastening a nut to the tip of the pin. Therefore, in order to provide a bolt hole in which a female thread is formed in a fixing shroud plate as in the prior art, it is not necessary to have a structure that sufficiently secures the screw depth, and the fixing shroud plate is a thin flat plate, In addition, since the thickness dimension can be made uniform and the thickness dimension of the pair of shroud plates can be made the same, there is an advantage that the processing of the shroud plate is facilitated.

また、本発明に係る可変容量過給機では、ピン部材は、この基端部が固定用シュラウドプレートの厚さ方向に挿通され、その基端部の挿通部周部が固定用シュラウドプレートによってかしめられた状態で圧接されていることが好ましい。 In the variable capacity supercharger according to the present invention, the base end portion of the pin member is inserted in the thickness direction of the fixing shroud plate, and the peripheral portion of the insertion portion of the base end portion is caulked by the fixing shroud plate. It is preferable that the contact is made in a pressed state.

本発明では、ピン部材の基端部を固定用シュラウドプレートに挿通させた状態で、固定用シュラウドプレートを厚さ方向に対して略直交する方向に押圧し、ピン部材の基端部周囲をかしめることで、その基端部と固定用シュラウドプレートとが圧接した状態で固定され、ピン部材と固定用シュラウドプレートとを互いに一体化させることができる。このように、ピン部材の支持力が得られ、従来のように固定用シュラウドプレートに形成するねじ加工が不要となることから、固定用シュラウドプレートの厚さ寸法を薄くすることができる。 In the present invention, with the base end portion of the pin member inserted through the fixing shroud plate, the fixing shroud plate is pressed in a direction substantially perpendicular to the thickness direction, and the periphery of the base end portion of the pin member is By crimping, the base end portion and the fixing shroud plate are fixed in pressure contact with each other, and the pin member and the fixing shroud plate can be integrated with each other. Thus, since the supporting force of the pin member is obtained and the screw processing to be formed on the fixing shroud plate is not required as in the prior art, the thickness dimension of the fixing shroud plate can be reduced.

また、本発明に係る可変容量過給機では、ピン部材の基端部には雄ねじが形成されており、この基端部を螺合させてピン部材を取り付けるためのナット部材が設けられ、ナット部材が固定用シュラウドプレートの厚さ方向に挿通され、そのナット部材の挿通部周部が固定用シュラウドプレートによってかしめられた状態で圧接されていてもよい。 Further, in the variable capacity supercharger according to the present invention, a male screw is formed at the base end portion of the pin member, and a nut member for attaching the pin member by screwing the base end portion is provided. The member may be inserted in the thickness direction of the fixing shroud plate, and the insertion member peripheral portion of the nut member may be press-contacted in a state of being caulked by the fixing shroud plate.

本発明では、ピン部材の基端部を螺合させたナット部材を固定用シュラウドプレートの厚さ方向に挿通させた状態で、固定用シュラウドプレートを厚さ方向に対して略直交する方向に押圧し、その挿通部に位置するナット部材の周囲をかしめることで、ナット部材と固定用シュラウドプレートとが圧接した状態で固定され、ピン部材と固定用シュラウドプレートとをナット部材を介して互いに一体化させることができる。このように、ピン部材の支持力が得られ、従来のように固定用シュラウドプレートに形成するねじ加工が不要となることから、固定用シュラウドプレートの厚さ寸法を薄くすることができる。 In the present invention, the fixing shroud plate is pressed in a direction substantially perpendicular to the thickness direction with the nut member screwed to the base end portion of the pin member inserted in the thickness direction of the fixing shroud plate. By caulking the periphery of the nut member positioned at the insertion portion, the nut member and the fixing shroud plate are fixed in pressure contact with each other, and the pin member and the fixing shroud plate are integrated with each other via the nut member. It can be made. Thus, since the supporting force of the pin member is obtained and the screw processing to be formed on the fixing shroud plate is not required as in the prior art, the thickness dimension of the fixing shroud plate can be reduced.

また、本発明に係る可変容量過給機では、ピン部材は、この基端部が固定用シュラウドプレートの厚さ方向に貫通する貫通孔の内径寸法より大きい外径寸法とされ、基端部が固定用シュラウドプレートの貫通孔に圧入された状態で圧接されていることが好ましい。 In the variable capacity supercharger according to the present invention, the pin member has an outer diameter larger than the inner diameter of the through hole through which the base end portion penetrates in the thickness direction of the fixing shroud plate. It is preferable that the contact is made in a state of being press-fitted into the through hole of the fixing shroud plate.

本発明では、固定用シュラウドプレートに形成されている貫通孔のより内径寸法より大きい外径寸法のピン部材の基端部をその貫通孔に圧入させることで、その基端部と固定用シュラウドプレートとが圧接した状態で固定され、ピン部材と固定用シュラウドプレートとを互いに一体化させることができる。このように、ピン部材の支持力が得られ、従来のように固定用シュラウドプレートに形成するねじ加工が不要となることから、固定用シュラウドプレートの厚さ寸法を薄くすることができる。 In the present invention, the base end of the pin member having an outer diameter larger than the inner diameter of the through hole formed in the fixing shroud plate is press-fitted into the through hole, so that the base end and the fixing shroud plate are pressed. And the pin member and the fixing shroud plate can be integrated with each other. Thus, since the supporting force of the pin member is obtained and the screw processing to be formed on the fixing shroud plate is not required as in the prior art, the thickness dimension of the fixing shroud plate can be reduced.

また、本発明に係る可変容量過給機では、ピン部材の基端部には雄ねじが形成されており、この基端部を螺合させてピン部材を取り付けるためのナット部材が設けられ、ナット部材が固定用シュラウドプレートの厚さ方向に貫通する貫通孔の内径寸法より大きい外径寸法をなし、ナット部材が固定用シュラウドプレートの貫通孔に圧入された状態で圧接されていてもよい。 Further, in the variable capacity supercharger according to the present invention, a male screw is formed at the base end portion of the pin member, and a nut member for attaching the pin member by screwing the base end portion is provided. The member may have an outer diameter larger than the inner diameter of the through hole penetrating in the thickness direction of the fixing shroud plate, and the nut member may be pressed into contact with the through hole of the fixing shroud plate.

本発明では、固定用シュラウドプレートの貫通孔の内径寸法より大きい外径寸法でピン部材の基端部を螺合させたナット部材をその貫通孔に圧入させることで、ナット部材と固定用シュラウドプレートとが圧接した状態で固定され、ピン部材と固定用シュラウドプレートとをナット部材を介して互いに一体化させることができる。このように、ピン部材の支持力が得られ、従来のように固定用シュラウドプレートに形成するねじ加工が不要となることから、固定用シュラウドプレートの厚さ寸法を薄くすることができる。 In the present invention, the nut member and the fixing shroud plate are press-fitted into the through hole with a nut member screwed to the base end of the pin member with an outer diameter larger than the inner diameter of the through hole of the fixing shroud plate. And the pin member and the fixing shroud plate can be integrated with each other via the nut member. Thus, since the supporting force of the pin member is obtained and the screw processing to be formed on the fixing shroud plate is not required as in the prior art, the thickness dimension of the fixing shroud plate can be reduced.

本発明の可変容量過給機によれば、一対のシュラウドプレートのうち固定用シュラウドプレートとボルト機能を有するピン部材とを一体化させて、固定用シュラウドプレートに対するピン部材の支持力を得ることで、例えばピン部材をタービンハウジングに係止して、シュラウド機構を所定位置に確実に固定することができる。また、シュラウドプレートを薄くして平板状にすることが可能となるので、装置の小型化および軽量化を図ることができるとともに、加工が容易になることから、製造コストの低減を図ることができる。 According to the variable capacity supercharger of the present invention, by integrating the fixing shroud plate and the pin member having a bolt function among the pair of shroud plates, the supporting force of the pin member with respect to the fixing shroud plate is obtained. For example, the shroud mechanism can be securely fixed at a predetermined position by locking the pin member to the turbine housing. In addition, since the shroud plate can be made thin and flat, it is possible to reduce the size and weight of the apparatus and facilitate the processing, thereby reducing the manufacturing cost. .

以下、本発明の第１の実施の形態による可変容量過給機について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態による可変容量過給機の概略構成を示す側断面図、図２は図１に示すシュラウド機構の拡大図、図３はシュラウド機構のピン部材を示す要部拡大図、図４は図２に示すＡ−Ａ線断面図である。 Hereinafter, a variable capacity supercharger according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a variable capacity supercharger according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of the shroud mechanism shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a pin member of the shroud mechanism. FIG. 4 is a sectional view taken along line AA shown in FIG.

図１の符号１は、例えば車両のエンジン（内燃機関）に備えられた本第１の実施の形態による可変容量過給機１を示している。
図１に示すように、可変容量過給機１は、エンジンの給気通路上にコンプレッサホイール２を配するとともに、このコンプレッサホイール２と回転軸３を共有するタービンホイール４を排気通路上に配設し、排気エネルギーを利用して吸入空気の過給を行う周知の機能を有する構造となっている。なお、本第１の実施の形態では、図１乃至図３において、紙面右側を給気側、その反対側の紙面左側を排気側として以下統一して説明する。 Reference numeral 1 in FIG. 1 indicates a variable capacity supercharger 1 according to the first embodiment provided in, for example, a vehicle engine (internal combustion engine).
As shown in FIG. 1, the variable capacity supercharger 1 has a compressor wheel 2 disposed on an air supply passage of an engine, and a turbine wheel 4 sharing the rotation shaft 3 with the compressor wheel 2 disposed on an exhaust passage. And has a known function of supercharging intake air using exhaust energy. In the first embodiment, in FIG. 1 to FIG. 3, the right side of the paper is the air supply side, and the left side of the opposite paper is the exhaust side.

具体的に、可変容量過給機１は、センターハウジング５と、このセンターハウジング５の給気側（図１で右側）の一端に取り付けられたコンプレッサハウジング６と、センターハウジング５の排気側（図１で左側）の他端に取り付けられたタービンハウジング７とから外殻が形成されており、さらに両端にコンプレッサホイール２と、タービンホイール４とを有する回転軸３がセンターハウジング５内を貫通して配されている。つまり、回転軸３は、この中心軸線を中心にしてセンターハウジング５に対してベアリング５１、５１を介して回転可能に支持されている。コンプレッサホイール２は、コンプレッサハウジング６内に収納され、一方、タービンホイール４がタービンハウジング７内に収納されている。 Specifically, the variable capacity supercharger 1 includes a center housing 5, a compressor housing 6 attached to one end of the center housing 5 on the air supply side (right side in FIG. 1), and an exhaust side (see FIG. The outer shell is formed from the turbine housing 7 attached to the other end of the left side 1), and the rotary shaft 3 having the compressor wheel 2 and the turbine wheel 4 at both ends passes through the center housing 5. It is arranged. That is, the rotary shaft 3 is supported so as to be rotatable with respect to the center housing 5 through the bearings 51 and 51 around the central axis. The compressor wheel 2 is housed in the compressor housing 6, while the turbine wheel 4 is housed in the turbine housing 7.

図２に示すように、タービンハウジング７には、スクロール流路Ｆが形成されており、このスクロール流路Ｆの内周側には環状の排気ガス流路ｆが形成されている。そして、タービンハウジング７は、センターハウジング５にボルト５２によって固定され、タービンホイール４を半径方向に離間して囲むようにして配置され、タービンハウジング７の給気側寄り（センターハウジング５寄り）の位置には、複数の可変ノズルベーン８、８、…を備えたシュラウド機構１０が配設されている。 As shown in FIG. 2, a scroll flow path F is formed in the turbine housing 7, and an annular exhaust gas flow path f is formed on the inner peripheral side of the scroll flow path F. The turbine housing 7 is fixed to the center housing 5 with bolts 52 and is disposed so as to surround the turbine wheel 4 so as to be spaced apart in the radial direction, and at a position closer to the supply side of the turbine housing 7 (closer to the center housing 5). A shroud mechanism 10 having a plurality of variable nozzle vanes 8, 8,.

シュラウド機構１０は、一対のリング状の薄平板からなる第１シュラウドプレート１１、及び第２シュラウドプレート１２が互いに離間間隔をもって対向しつつ、回転軸３の中心軸線に同軸に配置されるとともに、これらシュラウドプレート１１、１２の対向する面において、複数（ここでは、１５個）の可変ノズルベーン８、８、…が揺動可能に保持された構成となっている。なお、これらシュラウドプレート１１、１２どうしの間は、タービンホイール４からタービンハウジング７のスクロール流路Ｆへの流入口（排気ガス流路ｆ）の位置に一致している。このシュラウド機構１０は、一対のシュラウドプレート１１、１２、複数の可変ノズルベーン８、８、…、および可変ノズルベーン８、８、…を揺動させるためのリンク機構１４が組み合わされた複合体となっている。 The shroud mechanism 10 includes a first shroud plate 11 and a second shroud plate 12 made of a pair of ring-shaped thin flat plates, which are arranged coaxially with respect to the central axis of the rotary shaft 3 while facing each other with a spacing therebetween. A plurality (15 in this case) of variable nozzle vanes 8, 8,... Are swingably held on the opposing surfaces of the shroud plates 11, 12. In addition, between these shroud plates 11 and 12, it corresponds with the position of the inflow port (exhaust gas flow path f) from the turbine wheel 4 to the scroll flow path F of the turbine housing 7. The shroud mechanism 10 is a composite in which a pair of shroud plates 11, 12, a plurality of variable nozzle vanes 8, 8,... And a link mechanism 14 for swinging the variable nozzle vanes 8, 8,. Yes.

そして、排気側に位置する第１シュラウドプレート１１と給気側に位置する第２シュラウドプレート１２とは、それぞれ複数（図４では、５箇所）の隙間調整ピン１３、１３、…によって固定されている。この隙間調整ピン１３は、一対のシュラウドプレート１１、１２どうしの間隔を一定に保持するためのものである。各隙間調整ピン１３は、その両端部１３ａ、１３ａがそれぞれ各シュラウドプレート１１、１２の厚さ方向に挿通された状態で支持されている。 The first shroud plate 11 located on the exhaust side and the second shroud plate 12 located on the air supply side are fixed by a plurality of (five places in FIG. 4) gap adjusting pins 13, 13,. Yes. The gap adjusting pin 13 is used to keep the distance between the pair of shroud plates 11 and 12 constant. Each gap adjusting pin 13 is supported in a state where both end portions 13a and 13a thereof are inserted in the thickness direction of the respective shroud plates 11 and 12, respectively.

そして、第１および第２シュラウドプレート１１、１２には複数のノズル駆動軸１４１が回転可能な状態で挿通支持されており、そのノズル駆動軸１４１にはシュラウドプレート１１、１２どうしの間の位置において可変ノズルベーン８が固定されている。つまり、各可変ノズルベーン８は、ノズル駆動軸１４１を介して両シュラウドプレート１１、１２に両持支持された状態となっている。リンク機構１４は、複数のリンクを組み付けた構成であり、図示しないアクチュエータによってこれらリンクを介して複数のノズル駆動軸１４１、１４１、…（図４参照）を軸回転させる構造となっている。 A plurality of nozzle drive shafts 141 are inserted into and supported by the first and second shroud plates 11 and 12 in a rotatable state, and the nozzle drive shaft 141 is positioned at a position between the shroud plates 11 and 12. A variable nozzle vane 8 is fixed. That is, each variable nozzle vane 8 is supported on both shroud plates 11 and 12 via the nozzle drive shaft 141. The link mechanism 14 has a structure in which a plurality of links are assembled, and has a structure in which a plurality of nozzle drive shafts 141, 141,... (See FIG. 4) are axially rotated by actuators (not shown) via these links.

つまり、アクチュエータの駆動によって各リンクが駆動し、各ノズル駆動軸１４１を中心軸線を中心にして回転させることで、ノズル駆動軸１４１に連結されている各可変ノズルベーン８がノズル駆動軸１４１を中心にして揺動し、これにより可変ノズルベーン８の開度が変わり、排気ガスの吸入量を変化させてタービンの回転数をコントロールすることが可能となっている。 In other words, each link is driven by the drive of the actuator, and each nozzle drive shaft 141 is rotated about the central axis, whereby each variable nozzle vane 8 connected to the nozzle drive shaft 141 is centered on the nozzle drive shaft 141. As a result, the opening degree of the variable nozzle vane 8 changes, and the amount of exhaust gas sucked can be changed to control the rotational speed of the turbine.

図２および図３に示すように、第１シュラウドプレート１１には、排気側の側面１１ａ（一対のシュラウドプレート１１、１２どうしが対向する面と反対の排気側の側面）に対して略直交する方向に突出する先端部に雄ねじ１５ｂを形成させたボルト機能を有するピン部材１５、１５、…がプレート周方向に所定間隔をあけて複数本（図４では、５本）設けられている。つまり、各ピン部材１５は、基端部１５ａが第１シュラウドプレート１１に一体化された状態で、タービンハウジング７に形成されているボルト孔７ａに挿通され、その先端部の雄ねじ１５ｂにタービンハウジング７の外方（排気側）からナット１６を螺合させて締結できるように構成されている。ナット１６は、タービンハウジング７に形成されたボルト孔７ａに連通する凹部７ｂ内でピン部材１５の先端部１５ｂに螺合されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the first shroud plate 11 is substantially orthogonal to the exhaust side surface 11a (the exhaust side surface opposite to the surface where the pair of shroud plates 11 and 12 face each other). A plurality of pin members (15 in FIG. 4) are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the plate, and have a bolt function in which a male screw 15b is formed at a tip portion protruding in the direction. That is, each pin member 15 is inserted into the bolt hole 7a formed in the turbine housing 7 in a state where the base end portion 15a is integrated with the first shroud plate 11, and the male screw 15b at the distal end portion of the pin member 15 is inserted into the turbine housing. 7 from the outside (exhaust side) of FIG. The nut 16 is screwed to the tip portion 15 b of the pin member 15 in a recess 7 b communicating with a bolt hole 7 a formed in the turbine housing 7.

図３に示すように、さらに具体的にピン部材１５は、第１シュラウドプレート１１に対してかしめにより一体に固定されている。つまり、第１シュラウドプレート１１にはピン部材１５の基端部１５ａを嵌合させるための貫通孔１１ｂが厚さ方向に貫通して形成されており、この貫通孔１１ｂに挿通させた状態で、第１シュラウドプレート１１の外周部を押圧することにより、ピン部材１５の基端部１５ａを周囲からかしめて圧接した状態のかしめ部Ｋを形成させている。このように、ピン部材１５の基端部１５ａは、第１シュラウドプレート１１とのかしめ部Ｋにおいてシュラウド機構１０の荷重を受ける受け面が形成された状態となっている。
ここで、ピン部材１５の材質としては、熱膨張による軸力変化を考慮して、タービンハウジング７の熱膨張と同等になるものを採用する。 As shown in FIG. 3, more specifically, the pin member 15 is integrally fixed to the first shroud plate 11 by caulking. That is, the first shroud plate 11 is formed with a through hole 11b for fitting the base end portion 15a of the pin member 15 in the thickness direction, and is inserted through the through hole 11b. By pressing the outer peripheral portion of the first shroud plate 11, a caulking portion K in a state where the proximal end portion 15 a of the pin member 15 is caulked from the periphery and pressed is formed. Thus, the base end portion 15a of the pin member 15 is in a state where a receiving surface for receiving the load of the shroud mechanism 10 is formed in the caulking portion K with the first shroud plate 11.
Here, as the material of the pin member 15, a material that is equivalent to the thermal expansion of the turbine housing 7 is adopted in consideration of a change in axial force due to thermal expansion.

また、第１シュラウドプレート１１の貫通孔１１ｂは、給気側（対向する第２シュラウドプレート１２側）の端部位置において、給気側に向けて漸次内径寸法が大きくなるテーパ面１１ｃが形成されている。このように貫通孔１１ｂにテーパ面１１ｃ形成することによって、かしめ易くなるとともに、第１シュラウドプレート１１とピン部材１５とを確実に固定して一体化させることが可能となっている。 In addition, the through hole 11b of the first shroud plate 11 is formed with a tapered surface 11c whose inner diameter gradually increases toward the air supply side at the end position on the air supply side (opposing second shroud plate 12 side). ing. By forming the tapered surface 11c in the through hole 11b as described above, it becomes easy to caulk, and the first shroud plate 11 and the pin member 15 can be securely fixed and integrated.

次に、上述した可変容量過給機１の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図３に示すように、一対のシュラウドプレート１１、１２のうち一方の第１シュラウドプレート１１とボルト機能を有するピン部材１５とを一体に固定させた構成とすることで、第１シュラウドプレート１１に対するピン部材１５の支持力がねじ構造によらずに確実に得られ、そのピン部材１５をタービンハウジング７に係止することが可能となる。つまり、ピン部材１５の基端部１５ａを第１シュラウドプレート１１に挿通させた状態で、第１シュラウドプレート１１を厚さ方向に対して略直交する方向に押圧し、ピン部材１５の基端部周囲をかしめることで、その基端部１５ａと第１シュラウドプレート１１とが圧接した状態で固定され、ピン部材１５と第１シュラウドプレート１１とを互いに一体化させることができる。 Next, the operation of the variable capacity supercharger 1 described above will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the first shroud plate 11, 12 out of the pair of shroud plates 11, 12 is fixed integrally with the first shroud plate 11 and the pin member 15 having a bolt function, thereby the first shroud. The supporting force of the pin member 15 with respect to the plate 11 can be reliably obtained without depending on the screw structure, and the pin member 15 can be locked to the turbine housing 7. That is, with the base end portion 15 a of the pin member 15 inserted through the first shroud plate 11, the first shroud plate 11 is pressed in a direction substantially orthogonal to the thickness direction, and the base end portion of the pin member 15 By caulking the periphery, the base end portion 15a and the first shroud plate 11 are fixed in pressure contact with each other, and the pin member 15 and the first shroud plate 11 can be integrated with each other.

そして、タービンハウジング７のボルト孔７ａにピン部材１５を挿通し、そのピン先端部の雄ねじ１５ｂにナット１６を締結することにより、シュラウド機構１０を所定の位置に固定することができる。
そのため、従来のようにシュラウドプレートに雌ねじを形成させたボルト孔を設けるために、そのねじ深さを十分に確保するといった構造にする必要がなく、第１シュラウドプレート１１を薄平板状で、且つ厚さ寸法を均一にすることができ、さらに一対のシュラウドプレート１１、１２どうしの厚さ寸法も同じにすることが可能となることから、シュラウドプレート１１、１２の加工が容易になるという利点がある。 Then, the shroud mechanism 10 can be fixed at a predetermined position by inserting the pin member 15 into the bolt hole 7a of the turbine housing 7 and fastening the nut 16 to the male screw 15b at the tip of the pin.
Therefore, in order to provide a bolt hole in which a female thread is formed in the shroud plate as in the prior art, it is not necessary to have a structure that sufficiently secures the screw depth, and the first shroud plate 11 has a thin plate shape, and Since the thickness dimension can be made uniform and the thickness dimension of the pair of shroud plates 11 and 12 can be made the same, there is an advantage that the processing of the shroud plates 11 and 12 becomes easy. is there.

上述した本第１の実施の形態による可変容量過給機では、一対のシュラウドプレート１１、１２のうち第１シュラウドプレート１１とボルト機能を有するピン部材１５とを一体化させて、第１シュラウドプレート１１に対するピン部材１５の支持力を得ることで、ピン部材１５をタービンハウジング７に係止して、シュラウド機構１０を所定位置に確実に固定することができる。
また、シュラウドプレート１１、１２を薄くして平板状にすることが可能となるので、装置の小型化および軽量化を図ることができるとともに、加工が容易になることから、製造コストの低減を図ることができる。 In the variable capacity supercharger according to the first embodiment described above, the first shroud plate 11 and the pin member 15 having a bolt function of the pair of shroud plates 11 and 12 are integrated to form the first shroud plate. 11, the pin member 15 can be locked to the turbine housing 7 and the shroud mechanism 10 can be reliably fixed at a predetermined position.
Further, since the shroud plates 11 and 12 can be made thin to have a flat plate shape, the apparatus can be reduced in size and weight, and processing can be facilitated, thereby reducing the manufacturing cost. be able to.

次に、本発明による可変容量過給機の他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
図５は第２の実施の形態による可変容量過給機の概略構成を示す部分側断面図である。 Next, another embodiment of the variable capacity supercharger according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same or similar members and parts as those in the first embodiment. A description will be omitted, and a configuration different from that of the first embodiment will be described.
FIG. 5 is a partial side sectional view showing a schematic configuration of a variable capacity supercharger according to the second embodiment.

図５に示すように、第２の実施の形態による可変容量過給機１は、ボルト形状をなすピン部材１７と第１シュラウドプレート１１（固定用シュラウドプレート）との間にナット部材１８を介装した構造であり、さらにそのナット部材１８を第１シュラウドプレート１１に圧入させた構造であって、ピン部材１５と第１シュラウドプレート１１とを直接固定して一体化させる第１の実施の形態の構造（図２参照）とは異なっている。 As shown in FIG. 5, the variable capacity supercharger 1 according to the second embodiment includes a nut member 18 between a pin member 17 having a bolt shape and a first shroud plate 11 (fixing shroud plate). In the first embodiment, the nut member 18 is press-fitted into the first shroud plate 11 and the pin member 15 and the first shroud plate 11 are directly fixed and integrated. This structure is different (see FIG. 2).

具体的には、可変容量過給機１におけるピン部材１７の基端部１７ａには雄ねじが形成されており、この基端部１７ａがナット部材１８の雌ねじ１８ａに螺合されるとともに、この状態のナット部材１８が第１シュラウドプレート１１の貫通孔１１ｄに圧入された状態で圧接されている。つまり、ナット部材１８は、第１シュラウドプレート１１の厚さ方向に貫通する貫通孔１１ｄの内径寸法より大きい外径寸法となっている。これにより、圧入されたナット部材１８と第１シュラウドプレート１１とが互いに一体化して固定された構造となっている。そして、ピン部材１７は、ナット部材１８に締め込まれた状態でピン頭部１７ｂがタービンハウジング７の凹部７ｂに収まるようになっている。なお、図５の符号Ｐが圧入部を示している。 Specifically, a male screw is formed on the base end portion 17a of the pin member 17 in the variable capacity supercharger 1, and this base end portion 17a is screwed to the female screw 18a of the nut member 18 and this state The nut member 18 is press-contacted in a state of being press-fitted into the through hole 11d of the first shroud plate 11. That is, the nut member 18 has an outer diameter that is larger than the inner diameter of the through hole 11 d that penetrates the first shroud plate 11 in the thickness direction. As a result, the press-fitted nut member 18 and the first shroud plate 11 are integrally fixed to each other. The pin member 17 is configured such that the pin head portion 17 b is received in the recess 7 b of the turbine housing 7 in a state where the pin member 17 is tightened to the nut member 18. In addition, the code | symbol P of FIG. 5 has shown the press injection part.

このように、本第２の実施の形態では、ナット部材１８と第１シュラウドプレート１１との間に圧入部Ｐを形成することで、ピン部材１７の支持力が得られ、従来のようにシュラウドプレートに形成するねじ加工が不要となることから、第１シュラウドプレート１１の厚さ寸法を薄くすることができ、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, in the second embodiment, by forming the press-fit portion P between the nut member 18 and the first shroud plate 11, the support force of the pin member 17 is obtained, and the shroud is conventionally provided. Since the screw processing to be formed on the plate becomes unnecessary, the thickness dimension of the first shroud plate 11 can be reduced, and the same effect as the first embodiment described above can be obtained.

以上、本発明による可変容量過給機の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本第１の実施の形態ではかしめによってピン部材１５と第１シュラウドプレート１１とを一体化させ、第２の実施の形態では圧入によってピン部材１７を螺合させたナット部材１８と第１シュラウドプレート１１とを一体化させた構造としているが、かしめによる方法及び圧入よる方法のいずれの方法であってもかまわない。 As mentioned above, although embodiment of the variable capacity | capacitance supercharger by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.
For example, in the first embodiment, the pin member 15 and the first shroud plate 11 are integrated by caulking, and in the second embodiment, the first nut member 18 and the first nut member 18 are screwed together by press fitting. The shroud plate 11 is integrated with the shroud plate 11, but any of a caulking method and a press-fitting method may be used.

つまり、本第１の実施の形態ではシュラウド機構１０のピン部材１５をかしめて第１シュラウドプレート１１に一体化させる構造としているが、これに限定されることはない。例えば、ピン部材１５の基端部１５ａを第１シュラウドプレート１１の厚さ方向に貫通する貫通孔１１ｂの内径寸法より大きい外径寸法とし、そのピン部材１５の基端部１５ａを貫通孔１１ｂに圧入させた状態で圧接し、ピン部材１５と第１シュラウドプレート１１とを互いに一体化させる固定構造であってもよく、これによりピン部材１５の支持力が得られ、従来のように固定用シュラウドプレートに形成するねじ加工が不要となり、第１シュラウドプレート１１の厚さ寸法を薄くすることができることから、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる（図２参照）。 That is, in the first embodiment, the pin member 15 of the shroud mechanism 10 is caulked and integrated with the first shroud plate 11, but the present invention is not limited to this. For example, the base end portion 15a of the pin member 15 is set to have an outer diameter larger than the inner diameter size of the through hole 11b penetrating in the thickness direction of the first shroud plate 11, and the base end portion 15a of the pin member 15 is changed to the through hole 11b. A fixing structure in which the pin member 15 and the first shroud plate 11 are integrated with each other by press-fitting in a press-fitted state may be used, and thereby a support force for the pin member 15 can be obtained, and a fixing shroud can be obtained as in the past. Since the screw processing to be formed on the plate is not required and the thickness dimension of the first shroud plate 11 can be reduced, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained (see FIG. 2).

また、本第２の実施の形態ではピン部材１７の基端部１７ａを螺合させたナット部材１８を第１シュラウドプレート１１に圧入させて一体化させる構造としているが、これに限定されることはない。例えば、ピン部材１７の基端部１７ａを螺合させたナット部材１８を第１シュラウドプレート１１の貫通孔１１ｄに挿通させた状態で、第１シュラウドプレート１１を厚さ方向に対して略直交する方向に押圧し、その挿通部に位置するナット部材１８の周囲をかしめることで、ナット部材１８と第１シュラウドプレート１１とが圧接した状態で固定され、ピン部材１７と第１シュラウドプレート１１とをナット部材１８を介して互いに一体化させることができ、上述した第２の実施の形態と同様にピン部材１７の支持力が得られ、従来のように固定用シュラウドプレートに形成するねじ加工が不要となることから、第１シュラウドプレート１１の厚さ寸法を薄くすることができる。 In the second embodiment, the nut member 18 in which the base end portion 17a of the pin member 17 is screwed is press-fitted into the first shroud plate 11 to be integrated. However, the present invention is limited to this. There is no. For example, the first shroud plate 11 is substantially orthogonal to the thickness direction with the nut member 18 screwed into the base end portion 17a of the pin member 17 being inserted into the through hole 11d of the first shroud plate 11. The nut member 18 and the first shroud plate 11 are fixed in a pressed state by pressing in the direction and caulking the periphery of the nut member 18 located at the insertion portion, and the pin member 17 and the first shroud plate 11 are fixed. Can be integrated with each other via the nut member 18, and the supporting force of the pin member 17 can be obtained in the same manner as in the second embodiment described above, and the threading formed on the fixing shroud plate as in the prior art can be performed. Since it becomes unnecessary, the thickness dimension of the 1st shroud plate 11 can be made thin.

また、第２の実施の形態ではナット部材１８に螺合されるピン部材１７をボルト形状の部材としているが、これに限定されることはなく、第１の実施の形態のピン部材１５と同様に先端部に雄ねじを形成させた棒状部材であってもよい。
さらに、本第１および第２の実施の形態ではシュラウド機構１０をタービンハウジング７に固定させた構造としているが、これに限定されることはなく、例えばタービンハウジングに取り付けられるカバーにシュラウド機構１０（ピン部材１５、１７）を固定する形態であってもかまわない。
さらにまた、リンク機構１４の構造、および可変ノズルベーン８、隙間調整ピン１３の数量、寸法などの構成は本実施の形態に限定されることはなく、タービンの性能に応じて適宜設定することができる。 In the second embodiment, the pin member 17 screwed into the nut member 18 is a bolt-shaped member. However, the present invention is not limited to this, and is the same as the pin member 15 of the first embodiment. Alternatively, a rod-like member having a male screw formed at the tip may be used.
Further, in the first and second embodiments, the shroud mechanism 10 is fixed to the turbine housing 7. However, the present invention is not limited to this. For example, the shroud mechanism 10 ( The pin members 15, 17) may be fixed.
Furthermore, the structure of the link mechanism 14 and the configuration such as the number and size of the variable nozzle vane 8 and the gap adjusting pin 13 are not limited to the present embodiment, and can be appropriately set according to the performance of the turbine. .

本発明の第１の実施の形態による可変容量過給機の概略構成を示す側断面図である。1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a variable capacity supercharger according to a first embodiment of the present invention. 図１に示すシュラウド機構の拡大図である。It is an enlarged view of the shroud mechanism shown in FIG. シュラウド機構のピン部材を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the pin member of a shroud mechanism. 図２に示すＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line shown in FIG. 第２の実施の形態による可変容量過給機の概略構成を示す部分側断面図である。It is a fragmentary sectional side view which shows schematic structure of the variable capacity | capacitance supercharger by 2nd Embodiment. 従来の過給機の一例であり、可変ノズル機構を備えた可変容量過給機の断面図である。It is an example of the conventional supercharger, and is sectional drawing of the variable capacity | capacitance supercharger provided with the variable nozzle mechanism.

Explanation of symbols

１可変容量過給機
２コンプレッサホイール
３回転軸
４タービンホイール
５センターハウジング
６コンプレッサハウジング
７タービンハウジング
７ａボルト孔
８可変ノズルベーン
１０シュラウド機構
１１第１シュラウドプレート（固定用シュラウドプレート）
１１ｂ、１１ｄ貫通孔
１２第２シュラウドプレート
１３隙間調整ピン
１４リンク機構
１５、１７ピン部材
１５ａ、１７ａ基端部
１５ｂ雄ねじ
１６ナット
１８ナット部材
Ｋかしめ部
Ｐ圧入部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable capacity supercharger 2 Compressor wheel 3 Rotating shaft 4 Turbine wheel 5 Center housing 6 Compressor housing 7 Turbine housing 7a Bolt hole 8 Variable nozzle vane 10 Shroud mechanism 11 1st shroud plate (fixing shroud plate)
11b, 11d Through hole 12 Second shroud plate 13 Gap adjusting pin 14 Link mechanism 15, 17 Pin member 15a, 17a Base end 15b Male thread 16 Nut 18 Nut member K Caulking part P Press fitting part

Claims

A variable capacity turbocharger comprising a turbine housing that houses therein a turbine wheel that is rotationally driven by exhaust gas, and a shroud mechanism that variably holds the opening degrees of a plurality of variable nozzle vanes disposed in the vicinity of the turbine wheel Because
The shroud mechanism is configured such that a pair of ring-shaped shroud plates are opposed to each other with a predetermined spacing, and a plurality of the variable nozzle vanes are provided between the shroud plates.
One fixing shroud plate is integrated with a pin member having a function of a bolt protruding in a direction substantially orthogonal to a side surface opposite to a surface where the pair of shroud plates face each other .
The pin member has its base end portion inserted in the thickness direction of the fixing shroud plate, and the insertion portion peripheral portion of the base end portion is pressed in a state of being caulked by the fixing shroud plate. Characteristic variable capacity turbocharger.

A variable capacity turbocharger comprising a turbine housing that houses therein a turbine wheel that is rotationally driven by exhaust gas, and a shroud mechanism that variably holds the opening degrees of a plurality of variable nozzle vanes disposed in the vicinity of the turbine wheel Because
The shroud mechanism is configured such that a pair of ring-shaped shroud plates are opposed to each other with a predetermined spacing, and a plurality of the variable nozzle vanes are provided between the shroud plates.
One fixing shroud plate is integrated with a pin member having a function of a bolt protruding in a direction substantially orthogonal to a side surface opposite to a surface where the pair of shroud plates face each other.
A male screw is formed at the base end of the pin member,
A nut member for attaching the pin member by screwing the base end portion is provided,
The variable capacity supercharging characterized in that the nut member is inserted in the thickness direction of the fixing shroud plate, and a peripheral portion of the insertion portion of the nut member is pressed in a state of being caulked by the fixing shroud plate Machine.

A variable capacity turbocharger comprising a turbine housing that houses therein a turbine wheel that is rotationally driven by exhaust gas, and a shroud mechanism that variably holds the opening degrees of a plurality of variable nozzle vanes disposed in the vicinity of the turbine wheel Because
The shroud mechanism is configured such that a pair of ring-shaped shroud plates are opposed to each other with a predetermined spacing, and a plurality of the variable nozzle vanes are provided between the shroud plates.
One fixing shroud plate is integrated with a pin member having a function of a bolt protruding in a direction substantially orthogonal to a side surface opposite to a surface where the pair of shroud plates face each other.
A male screw is formed at the base end of the pin member,
A nut member for attaching the pin member by screwing the base end portion is provided,
The nut member has an outer diameter dimension larger than an inner diameter dimension of a through-hole penetrating in the thickness direction of the fixing shroud plate,
The variable capacity supercharger, wherein the nut member is press-contacted in a state of being press-fitted into the through hole of the fixing shroud plate .