特開 2022-84746 マルチパートタービンハウジングを有するタービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022084746

(43)【公開日】2022-06-07

(54)【発明の名称】マルチパートタービンハウジングを有するタービン

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/00 20060101AFI20220531BHJP

   F02B 37/24 20060101ALI20220531BHJP

【ＦＩ】

F02B39/00 S

F02B37/24

F02B39/00 T

F02B39/00 D

F02B39/00 H

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022039710

(22)【出願日】2022-03-14

(62)【分割の表示】P 2019523652の分割

【原出願日】2017-10-31

(31)【優先権主張番号】102016120897.3

(32)【優先日】2016-11-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】500124378

【氏名又は名称】ボーグワーナー インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100093861

【弁理士】

【氏名又は名称】大賀 眞司

(74)【代理人】

【識別番号】100129218

【弁理士】

【氏名又は名称】百本 宏之

(72)【発明者】

【氏名】トーマス・ラム

(72)【発明者】

【氏名】レイフ・ハイディングスフェルダー

(72)【発明者】

【氏名】クリスチヤン・ハイブト

(72)【発明者】

【氏名】フランク・シェラー

(57)【要約】      （修正有）

【課題】タービンハウジングと隣接した軸受ハウジングとの間のフランジ部において、改善された温度管理を示すタービンを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、内燃機関用可変タービン幾何学形状を有するタービンであって、該タービンが、軸受ハウジング、タービンハウジング、及び複数の調節可能なベーンを支持するためのベーン軸受リングを特徴とするカートリッジを含むタービンに関する。該タービンは、セパレーターディスク及び／またはシールドリングをさらに含み、セパレーターディスク及び／またはシールドリングがベーン軸受リングの半径方向外側に配置される。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関に使用するための可変タービン幾何学形状を有するタービンであって、
軸受ハウジング（１００）と、
タービンハウジング（２００）と、
複数の調節可能なベーン（３２０）を支持するためのベーン軸受リング（３１０）を特徴とするカートリッジ（３００）と、を含み、
セパレーターディスク（４００）及び／またはシールドリング（５００）を特徴とし、セパレーターディスク（４００）及び／またはシールドリング（５００）が、ベーン軸受リング（３１０）の半径方向外側に配置される、タービン。

【請求項2】

前記セパレーターディスク（４００）及び／または前記シールドリング（５００）が、タービンハウジング（２００）と軸受ハウジング（１００）との間にクランプされることを特徴とする、請求項１に記載のタービン。

【請求項3】

前記シールドリング（５００）は、軸受ハウジング（１００）に隣接し、軸受ハウジング（１００）とタービンハウジング（２００）との間に軸方向に配置されるか、または前記軸受ハウジング（１００）と前記セパレーターディスク（４００）の半径方向外側部分との間に配置され、前記部分は、シールドリング（５００）とタービンハウジング（２００）との間に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載のタービン。

【請求項4】

前記セパレーターディスク（４００）の半径方向外側部分は、タービンハウジング（２００）に隣接し、シールドリング（５００）とタービンハウジングとの間、またはタービンハウジング（２００）と軸受ハウジング（１００）との間に軸方向に配置されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項5】

前記タービンハウジング（２００）の内面上の第１のレッジ（２１０）が、セパレーターディスク（４００）及び／またはシールドリング（５００）の位置を固定させることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項6】

前記シール部（６００）が、シールドリング（５００）とタービンハウジング（２００）との間でシールドリング（４００）の半径方向外側に配置され、前記シール部（６００）が、特に、Ｖ－リングシール部を含むことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項7】

前記シール部（６００）が、タービンハウジング（２００）の内面上の第２のレッジ（２２０）と軸受ハウジング（１００）の半径方向側面との間に軸方向に配置されることを特徴とする、請求項６に記載のタービン。

【請求項8】

前記シール部（６００）が、シールドリング（５００）の外面とタービンハウジング（２００）の内面との間に半径方向に配置されることを特徴とする、請求項６または７に記載のタービン。

【請求項9】

前記ベーン軸受リング（３１０）と前記セパレーターディスク（４００）との間に半径方向に通路（７００）が形成され、特に、前記通路（７００）が、ベーン軸受リング（３１０）の全周に沿って延びることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項10】

前記セパレーターディスク（４００）の第１の側面は、ベーン（３２０）に対向するベーン軸受リング（３１０）の前面と同一平面になるように配置されることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項11】

前記シールドリング（５００）が、中空円筒状に設計されかつ軸方向に延びることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項12】

前記シールドリング（５００）の少なくとも主な部分が、タービンハウジング（２００）から一定の距離を置いて配置され、それによって、シールドリング（５００）の軸方向範囲の少なくとも大部分に沿ってシールドリング（５００）とタービンハウジング（２００）との間に半径方向にギャップが存在することを特徴とする、請求項１１に記載のタービン。

【請求項13】

前記シールドリング（５００）及びセパレーターディスク（４００）が、ワンピース一体型構成部品として設計されることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項14】

前記タービンハウジング（２００）の軸方向に延びる内面上に、半径方向でタービンハウジング（２００）の螺旋容積に接しているタービンハウジング（２００）の外壁が、前記螺旋から軸受ハウジング（１００）の方向に外壁の軸方向端部までアンダーカットを示さないことを特徴とする、請求項１～１３のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか一項に記載のタービンを有する、ターボチャージャー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マルチパートタービンハウジングを有するタービン及びこの種のタービンを有するターボチャージャーに関する。

【背景技術】

【0002】

ターボ過給装置を備えている最新世代の自動車の数が増加している。設計目標及び法的要件を満たすためには、パワートレイン全体とその個々の構成部品だけでなく、システム全体の信頼性及び効率を最適化する接近法を開発することが重要である。

【0003】

例えば、内燃機関からの排気ガス流がタービンホイールを有するタービンを駆動させる排気ガスターボチャージャーが知られている。タービンホイールとともに共通のシャフト上に配置された圧縮機ホイールは、エンジン用の新鮮な吸入空気を圧縮する。そうすると、エンジンに利用可能な空気、より正確に言えば酸素の量が増加し、したがって内燃機関の性能の増加をもたらす。

【0004】

この種のタービンはまた、排気ターボチャージャーから切り離されるとき、または例えば燃料電池エンジンの空気供給装置と組み合わせて使用され得る。

【0005】

タービンは排気ガスの流れによって駆動されるので、タービンホイール及びタービンハウジングの領域で非常に高い温度が発生する。タービンハウジングは、軸受ハウジングと連結され、タービンホイールが取り付けられているシャフトを支持するのに役に立つので、これらの高い温度も軸受ハウジングに伝達される。軸受ハウジング内の温度が高すぎると、効率と耐磨耗性に悪影響を与える可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明は、特にタービンハウジングと隣接した軸受ハウジングとの間のフランジ部において、改善された温度管理を示すタービンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、請求項１に記載の可変タービン幾何学形状を有するタービン及び請求項１５に記載のターボチャージャーに関する。

【0008】

内燃機関で使用するための可変タービン幾何学形状を有する本発明によるタービンは、軸受ハウジング、タービンハウジング及び複数の調節可能なベーンを支持するためのベーン軸受リングを特徴とするカートリッジを含む。タービンは、セパレーターディスク及び／またはシールドリング（ｓｈｉｅｌｄ ｒｉｎｇ）をさらに含み、セパレーターディスク及び／またはシールドリングは、ベーン軸受リングの半径方向外側に配置される。セパレーターディスク及び／またはシールドリングは、タービンハウジングと軸受ハウジングとの間の連結領域またはフランジ部における温度管理に有益な影響を与える。特に、軸受ハウジングに対する温度応力が低減する。

【0009】

実施形態において、セパレーターディスク及び／またはシールドリングは、タービンハウジングと軸受ハウジングとの間にクランプされ得る。

【0010】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、シールドリングは、軸受ハウジングに隣接し得、軸受ハウジングとタービンハウジングとの間に軸方向に配置され得るか、または軸受ハウジングとセパレーターディスクの半径方向外側部分との間に配置され得、上記部分は、シールドリングとタービンハウジングとの間に配置される。

【0011】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、セパレーターディスクの半径方向外側部分は、タービンハウジングに隣接し得、シールドリングとタービンハウジングとの間、またはタービンハウジングと軸受ハウジングとの間に軸方向に配置され得る。

【0012】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、タービンハウジングの内面上の第１のレッジ（ｌｅｄｇｅ）は、セパレーターディスク及び／またはシールドリングの位置を固定させることができる。

【0013】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、シール部（ｓｅａｌ）は、シールドリングとタービンハウジングとの間のシールドリングの半径方向外側に配置され得る。シール部は、特にＶ－リングシール部を含むことができる。シール部は、タービンハウジングの内面上の第２のレッジと軸受ハウジングの半径方向側面との間に軸方向に配置され得る。シール部はさらに、シールドリングの外面とタービンハウジングの内面との間に半径方向に配置され得る。

【0014】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、ベーン軸受リングとセパレーターディスクとの間に半径方向に通路が形成され得る。通路は、特に、ベーン軸受リングの全周に沿って延び得る。

【0015】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、セパレーターディスク及び／またはシールドリングは、タービンの回転軸と同心になるように配置され得る。

【0016】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、セパレーターディスクの第１の側面は、ベーンに対向するベーン軸受リングの前面（ｆｒｏｎｔ ｓｉｄｅ）と同一平面になるように配置され得る。

【0017】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、セパレーターディスクは、軸方向にタービンハウジング内の螺旋（ｓｐｉｒａｌ）に接することができる。

【0018】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、シールドリングは中空円筒状に設計することができ、軸方向に延び得る。シールドリングの少なくとも主な部分は、タービンハウジングから一定の距離を置いて配置され、それによって、シールドリングの軸方向範囲の少なくとも大部分に沿ってシールドリングとタービンハウジングとの間に半径方向にギャップが存在する。これは、タービンハウジング及び軸受ハウジングのフランジ部だけでなく、シールドリングとタービンハウジングとの間の半径方向のギャップが高温からシールディング（ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ）を保護するので、有利である。

【0019】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、セパレーターディスク及びシールドリングは、ワンピース一体型構成部品として設計することができる。

【0020】

これまで説明したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、タービンハウジングの軸方向に延びる内面上に、半径方向でタービンハウジングの螺旋容積に接しているタービンハウジングの外壁は、螺旋から軸受ハウジングの方向に外壁の軸方向端部までアンダーカットを示さない。この設計を使用すると、使用された砂が極めて安全かつ容易に除去され得るので、タービンハウジングの鋳造工程（ｃａｓｔｉｎｇ）を非常に単純化することができる。

【0021】

さらに、本発明は前述の実施形態のいずれか１つに記載のタービンを有するターボチャージャーを含む。

【図面の簡単な説明】

【0022】

本発明のさらなる詳細及び特徴は、以下のように図面を参照して説明される。

【図1A】図１Ａは、本発明によるタービンの第１の実施形態の断面図である。

【図1B】図１Ｂは、本発明によるタービンの第２の実施形態の断面図である。

【図2】図２は、本発明によるタービンの第３の実施形態の断面図である。

【図2A】図２Ａは、本発明によるタービンのさらなる実施形態の詳細図である。

【図2B】図２Ｂは、本発明によるタービンのさらなる実施形態の詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明によるタービンの実施形態について、以下のように図面を参照して説明する。

【0024】

図面に示されたすべての実施形態において当てはまることは、タービンは、軸受ハウジング１００に隣接したタービンハウジング２００を特徴とすることである。タービンは、可変タービン幾何学形状カートリッジ３００をさらに含む。カートリッジは、複数の調節可能なベーン３２０を支持するためのベーン軸受リング３１０を有する。これらの特徴は、例えば図１Ａ、図１Ｂ及び図２で見ることができる。図１Ａに示した実施形態は、ベーン軸受リング３１０の半径方向外側に配置されたセパレーターディスク４００をさらに特徴とする。したがって、セパレーターディスク４００は、タービンハウジング２００と軸受ハウジング１００との間にクランプされ、軸方向にタービンハウジング３００の螺旋に接する。図１Ｂの代替実施形態において、タービンは、ベーン軸受リング３１０の半径方向外側に配置され、軸受ハウジング１００とタービンハウジング２００との間にクランプされるシールドリング５００を含む。図１Ｂに示した特別な実施形態において、タービンハウジング２００は、半径方向内側に突出し、軸受ハウジング１００の方向に軸方向螺旋に接する突出部２１０を特徴とする。図２、図２Ａ及び図２Ｂに示したさらなる実施形態において、シールドリング５００とセパレーターディスク４００とは組み合わされて設けられる。したがって、シールドリング５００及びセパレーターディスク４００は、２つの分離された構成部品（図２及び図２Ａ参照）、または一体型構成部品（図２Ｂ参照）として設けられることができる。したがって、すべての図面から明らかなように、セパレーターディスク４００及びシールドリング５００は、軸受ハウジング及びタービンハウジングとは別個で常に分離された個々の構成部品または一体型構成部品である。したがって、図１Ａ及び図１Ｂに示したように、セパレーターディスクまたはシールドリング（またはこれらの２つの組み合わせ、図２～図２Ｂ参照）は、タービンハウジングによって半径方向外側に囲まれ、半径方向内側に位置した第１のレッジ２１０によって支持される。また、セパレーターディスク４００及び／またはシールドリング５００は、タービンの回転軸と同心になるように配置される。

【0025】

セパレーターディスク４００及び／またはシールドリング５００は、タービンハウジング２００と軸受ハウジング１００との間の連結領域またはフランジ部における温度管理に有益な影響を与える。特に、軸受ハウジング１００に対する温度応力が低減される。

【0026】

図１Ａを見てわかるように、例えば、セパレーターディスク４００は、螺旋の側壁を定義し、したがって、可変タービン幾何学形状カートリッジ３００に対する調整機構が配置される領域からガスが流れるタービンの螺旋領域を（部分的に）分離するのに役に立つ。セパレーターディスク４００の特定の部分は、タービンハウジング２００と軸受ハウジング１００との間の直接接触を防止するので、タービンハウジング２００から軸受ハウジング１００への熱伝逹は、これらの部分で減少し得、これにより軸受ハウジング１００に対する熱応力を減少させる。公知のハウジングにおいて、このような分離は、タービンハウジングの内壁から突出する一種のクロスピース（ｃｒｏｓｓｐｉｅｃｅ）によって達成される。それらが比較的高い応力に曝されることを考えると、この種のクロスピースは割れやすい。クロスピースが割れやすいことは、これをセパレーターディスク４００と交換することによって解消することができる。セパレーターディスク４００は、例えば、耐熱性材料で作ることができ、その結果、隣接した構成部品、例えば、軸受ハウジング１００に対する高いタービン温度の影響をさらに減少させることができる。

【0027】

さらに、タービンハウジング２００は、セパレーターディスク４００によって（完全に）開放された設計とすることができる。これは、タービンハウジング２００を製造するのに使用される鋳造プロセスに利点を提供し、例えば、コア及び／または砂が容易に除去されることを可能にする。また、開放型タービンハウジング２００を使用すると、タービンハウジング２００の機械加工が単純化され、タービンハウジングの初期導入が改善される。タービンの全体的な耐久性は、これらの利点に加えて、タービンハウジング２００内のセパレーターディスク４００の改良され、かつより可変的な位置によって向上し得る。

【0028】

図１Ｂ及び図２は、同様に耐熱性材料から製造され得るシールドリング５００を有する実施形態を示す。シールドリング５００は、可変タービン幾何学形状調整機構が配置されるタービンハウジング２００の半径方向外側部分に接する。シールドリング５００は、軸受ハウジング１００とタービンハウジング２００との間の軸方向力を吸収し、軸受ハウジング１００とタービンハウジング２００との間の接触面積を減少させる。他の結果は、タービンハウジング２００によって引き起こされた軸受ハウジング１００上の熱応力の減少である。また、シールドリング５００は、タービンハウジング２００及び軸受ハウジング１００のフランジ部を高温から遮断する。さらに、シール部６００（例えば）は、シールドリング５００の領域に設けられ（例えば、図１Ｂ、図２、図２Ａ及び図２Ｂ参照）、軸受ハウジング１００とタービンハウジング２００との間の連結領域を過度の温度、及び汚れ、煤煙などのような粒子から保護することができる。

【0029】

前述のように、セパレーターディスク４００をシールドリング５００と組み合わせて簡単な方法で使用することが可能である。そうすることで、セパレーターディスク４００とシールドリング５００とを組み合わせば、一体型構成部品（図２Ｂ）だけでなく、ツーピース構成部品（図２及び図２Ａ）として実現することができる。

【0030】

例えば、図１Ｂから分かるように、シールドリング５００は、軸受ハウジング１００に隣接し、軸受ハウジング１００とタービンハウジング２００との間に軸方向に配置される。図２Ａの代替実施形態において、シールドリング５００は、軸受ハウジング１００とセパレーターディスク４００の半径方向外側部分との間に配置され、次いで、シールドリング５００とタービンハウジング２００との間に配置される。

【0031】

セパレーターディスク４００の半径方向外側部分は、タービンハウジング２００に隣接し、シールドリング５００とタービンハウジング２００との間（図２参照）、またはタービンハウジング２００と軸受ハウジング１００との間に（図１Ａ参照）軸方向に配置される。

【0032】

すべての図面から分かるように、タービンハウジング２００の内面上の第１のレッジ２１０は、セパレーターディスク４００及び／またはシールドリング５００の位置を固定させることができる。設計がセパレーターディスク４００のみ（図１Ａ参照）またはシールドリング５００のみ（図１Ｂ参照）を有するかどうかに応じて、セパレーターディスク４００またはシールドリング５００は、タービンハウジング２００と軸受ハウジング１００との間にクランプされる。セパレーターディスク４００のみが存在する場合、次に、セパレーターディスク４００の半径方向外側部分は、軸受ハウジング１００とタービンハウジング２００との間、特に、この目的でタービンハウジング２００（図１Ａ参照）に設けられたレッジ２１０の部分にクランプされる。１つのシールドリング５００のみが設けられている場合、次に、シールドリング５００の第１の端部は（タービン回転軸の方向におけるシールドリング５００の長手方向の範囲に対して）軸受ハウジング１００上に配置され、第２の端部はタービンハウジング２００上に、特に、突出部２１０上に配置されるか、またはタービンハウジング２００の内部円周上の段状構造上に配置され、これは同時にシールドリング５００をセンタリングするのに役に立つ。

【0033】

セパレーターディスク４００及びシールドリング５００が設けられている場合（図２、図２Ａ及び図２Ｂ参照）、セパレーターディスク４００とシールドリング５００が２つの分離された構成部品として設けられると（図２に示し、図２Ａに詳細に示す）、セパレーターディスク４００の半径方向外側部分は、シールドリング５００とタービンハウジング２００との間にクランプされ、シールドリング５００は、セパレーターディスク４００と軸受ハウジング１００との間にクランプされ、シールドリング５００の第１の端部は軸受ハウジング１００と接触し、シールドリング５００の第２の端部はセパレーターディスク４００と接触する。したがって、この場合、セパレーターディスク４００及びシールドリング５００は、軸受ハウジング１００とタービンハウジング２００との間に組み合わされて配置される。セパレーターディスク４００及びシールドリング５００が、ワンピース一体型構成部品（図２Ｂ参照）として設けられると、この構成部品は、タービンハウジング２００と軸受ハウジング１００との間にクランプされる。

【0034】

図１Ｂ及び図２～図２Ｂの実施形態では、前述のシール部６００は、シールドリング５００とタービンハウジング２００との間でシールドリング４００の半径方向外側に配置される。特に、シール部６００は、例えば、Ｖ－リングシール部を含むことができる。シール部６００は、タービンハウジング２００の内面上の第２のレッジ２２０と軸受ハウジング１００の半径方向側面との間に軸方向に配置される。本出願の文脈において、半径方向表面とは、タービンシャフトの回転軸に垂直な方向に配置された平面内にある表面を指すことを、この時点で明らかにしなければならない。したがって、シール部６００は、シールドリング５００の外面とタービンハウジング２００の内面との間で半径方向に配置される。

【0035】

また図面に示したように、通路７００は、ベーン軸受リング３１０とセパレーターディスク４００との間に半径方向に形成される。通路７００は、ベーン軸受リング３１０の全周に沿って延び、タービン螺旋形と、カートリッジ３００に対する調整機構が配置されるタービンの領域との間に軸方向の連通を構成する。また、セパレーターディスク４００が少なくとも１つの貫通孔８００を特徴とすることを提供することができる（図１Ａ及び図２参照）。例えば、少なくとも２つの貫通孔８００が円周方向に等間隔で形成され得る。特に、貫通孔（複数）８００は、セパレーターディスク４００の半径方向外側半分に、好ましくはタービンハウジング２００の内壁付近に配置され得る。有利には、通路７００及び／または貫通孔８００は、ベーン軸受リング３１０の後面（ベーン３２０が配置される前面に対して）の領域においてある程度の高温ガスの貫通流を可能にする。こうすることにより、ベーン軸受リング３１０の前面と後面との間に過度の温度差が生じることを防止し、これは、対応する領域の熱膨脹の差によって、ベーン軸受リング３１０及びそれによるカートリッジ３００全体の応力及び反りを生じさせる可能性がある。この利点はまた、ブレード３２０が詰まる危険性なく、ベーン軸受リング３１０とカートリッジ３００のベーン３２０との間のギャップを狭くすることを可能にする。

【0036】

図１Ａ及び図２に示したように、例えば、セパレーターディスク４００の第１の側面は、ベーン３２０に対向するベーン軸受リング３１０の前面と同一平面になるように配置され得る。

【0037】

シールドリング５００は、中空円筒状に設計されかつ軸方向に延びる。シールドリング５００の少なくとも主な部分は、タービンハウジング２００から一定の距離を置いて配置され、それによって、シールドリング５００の軸方向範囲の少なくとも大部分に沿ってシールドリング５００とタービンハウジング２００との間に半径方向にギャップが存在する（図２Ａ及び図２Ｂ）。これは、タービンハウジング２００及び軸受ハウジング１００のフランジ部のみならず、シールドリング５００とタービンハウジング２００との間の半径方向ギャップが高温からシールディングを保護するので、有利である。その結果、タービンハウジング２００から軸受ハウジング１００へより少ない熱が伝達される。

【0038】

前述のように、シールドリング５００及びセパレーターディスク４００はまた、ワンピース一体型構成部品として設計され得る。これは図２Ｂに示す。ツーピースの実施形態で、またはセパレーターディスク４００あるいはシールドリング５００のいずれかが設けられる場合、セパレーターディスク４００は、例えば、打ち抜き片であり得、シールドリングは、例えば、打ち抜き曲げ片であり得る。ワンピースの実施形態において、一体型シールドリング５００及びセパレーターディスク４００から構成された組み合わせ型構成部品は、例えば、深絞り及び打ち抜き加工によって製造することができるか、または旋削することもできる。

【0039】

例えば、図１Ａ及び図２の実施形態において、タービンハウジング２００の軸方向に延びる内面上に、半径方向でタービンハウジング２００の螺旋容積に接しているタービンハウジング２００の外壁は、螺旋から軸受ハウジング１００の方向に外壁の軸方向端部までアンダーカットを示さない。言い換えれば、タービンハウジング２００の側面は、軸受ハウジング１００の方向に完全に開放されるように設計される。この設計をタービンハウジング２００に使用すると、鋳造工程中に使用されるコアまたは砂が極めて安全かつ容易に除去され得るので、タービンハウジング２００の鋳造工程を非常に単純化することができる。

【0040】

本発明は、前述の実施形態のいずれか１つに記載のタービンを有するターボチャージャーをさらに含む。

【0041】

本発明が上述され、添付された特許請求の範囲に定義されているが、本発明はまた、以下の実施形態に従って代案的に定義されてもよいことを理解すべきである：

【0042】

１．内燃機関に使用するための可変タービン幾何学形状を有するタービンであって、
軸受ハウジング１００と、
タービンハウジング２００と、
複数の調節可能なベーン３２０を支持するためのベーン軸受リング３１０を特徴とするカートリッジ３００と、を含み、
セパレーターディスク４００及び／またはシールドリング５００を特徴とし、セパレーターディスク４００及び／またはシールドリング５００が、ベーン軸受リング３１０の半径方向外側に配置される、タービン。

【0043】

２．セパレーターディスク４００及び／またはシールドリング５００が、タービンハウジング２００と軸受ハウジング１００との間にクランプされることを特徴とする、実施形態１に記載のタービン。

【0044】

３．シールドリング５００は、軸受ハウジング１００に隣接し、軸受ハウジング１００とタービンハウジング２００との間に軸方向に配置されるか、または軸受ハウジング１００とセパレーターディスク４００の半径方向外側部分との間に配置され、上記部分は、シールドリング５００とタービンハウジング２００との間に配置されることを特徴とする、実施形態１または２に記載のタービン。

【0045】

４．セパレーターディスク４００の半径方向外側部分は、タービンハウジング２００に隣接し、シールドリング５００とタービンハウジングとの間、またはタービンハウジング２００と軸受ハウジング１００との間に軸方向に配置されることを特徴とする、実施形態１～３のいずれか１つに記載のタービン。

【0046】

５．タービンハウジング２００の内面上の第１のレッジ２１０が、セパレーターディスク４００及び／またはシールドリング５００の位置を固定させることを特徴とする、実施形態１～４のいずれか１つに記載のタービン。

【0047】

６．シール部６００が、シールドリング５００とタービンハウジング２００との間でシールドリング４００の半径方向外側に配置され、上記シール部６００が、特に、Ｖ－リングシール部を含むことを特徴とする、実施形態１～５のいずれか１つに記載のタービン。

【0048】

７．シール部６００が、タービンハウジング２００の内面上の第２のレッジ２２０と軸受ハウジング１００の半径方向側面との間に軸方向に配置されることを特徴とする、実施形態６に記載のタービン。

【0049】

８．シール部６００が、シールドリング５００の外面とタービンハウジング２００の内面との間に半径方向に配置されることを特徴とする、実施形態６または７に記載のタービン。

【0050】

９．ベーン軸受リング３１０とセパレーターディスク４００との間に半径方向に通路７００が形成され、特に、通路７００が、ベーン軸受リング３１０の全周に沿って延びることを特徴とする、実施形態１～８のいずれか１つに記載のタービン。

【0051】

１０．セパレーターディスク４００及び／またはシールドリング５００が、タービンの回転軸と同心になるように配置されることを特徴とする、実施形態１～９のいずれか１つに記載のタービン。

【0052】

１１．セパレーターディスク４００の第１の側面は、ベーン３２０に対向するベーン軸受リング３１０の前面と同一平面になるように配置されることを特徴とする、実施形態１～１０のいずれか１つに記載のタービン。

【0053】

１２．セパレーターディスク４００が、軸方向にタービンハウジング３００の螺旋に接することを特徴とする、実施形態１～１１のいずれか１つに記載のタービン。

【0054】

１３．シールドリング５００が、中空円筒状に設計されかつ軸方向に延びることを特徴とする、実施形態１～１２のいずれか１つに記載のタービン。

【0055】

１４．シールドリング５００の少なくとも主な部分が、タービンハウジング２００から一定の距離を置いて配置され、それによって、シールドリング５００の軸方向範囲の少なくとも大部分に沿ってシールドリング５００とタービンハウジング２００との間に半径方向にギャップが存在することを特徴とする、実施形態１３に記載のタービン。

【0056】

１５．シールドリング５００及びセパレーターディスク４００が、ワンピース一体型構成部品として設計されることを特徴とする、実施形態１～１４のいずれか１つに記載のタービン。

【0057】

１６．タービンハウジング２００の軸方向に延びる内面上に、半径方向でタービンハウジング２００の螺旋容積に接しているタービンハウジング２００の外壁が、螺旋から軸受ハウジング１００の方向に外壁の軸方向端部までアンダーカットを示さないことを特徴とする、実施形態１～１５のいずれか１つに記載のタービン。

【0058】

１７．実施形態１～１６のいずれか１つに記載のタービンを有する、ターボチャージャー。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図2A】

【図2B】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-12

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関に使用するための可変タービン幾何学形状を有するタービンであって、
軸受ハウジング（１００）と、
タービンハウジング（２００）と、
複数の調節可能なベーン（３２０）を支持するためのベーン軸受リング（３１０）を特徴とするカートリッジ（３００）と、
シールドリング（５００）と、を含み、前記シールドリング（５００）は、前記ベーン軸受リング（３１０）の半径方向外側に配置され、
前記シールドリング（５００）が、中空円筒状に設計されかつ軸方向に延びることを特徴とする、タービン。

【請求項2】

セパレーターディスク（４００）をさらに含むタービンであって、前記セパレーターディスク（４００）は、前記ベーン軸受リング（３１０）の半径方向外側に配置される、請求項１に記載のタービン。

【請求項3】

前記セパレーターディスク（４００）及び／または前記シールドリング（５００）が、タービンハウジング（２００）と軸受ハウジング（１００）との間にクランプされることを特徴とする、請求項２に記載のタービン。

【請求項4】

前記シールドリング（５００）は、軸受ハウジング（１００）に隣接し、軸受ハウジング（１００）とタービンハウジング（２００）との間に軸方向に配置されるか、または前記軸受ハウジング（１００）と前記セパレーターディスク（４００）の半径方向外側部分との間に配置され、前記部分は、シールドリング（５００）とタービンハウジング（２００）との間に配置されることを特徴とする、請求項２または３に記載のタービン。

【請求項5】

前記セパレーターディスク（４００）の半径方向外側部分は、タービンハウジング（２００）に隣接し、シールドリング（５００）とタービンハウジングとの間、またはタービンハウジング（２００）と軸受ハウジング（１００）との間に軸方向に配置されることを特徴とする、請求項２～４のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項6】

前記タービンハウジング（２００）の内面上の第１のレッジ（２１０）が、セパレーターディスク（４００）及び／またはシールドリング（５００）の位置を固定させることを特徴とする、請求項２～５のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項7】

前記シール部（６００）が、シールドリング（５００）とタービンハウジング（２００）との間でシールドリング（５００）の半径方向外側に配置され、前記シール部（６００）が、Ｖ－リングシール部を含むことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項8】

前記シール部（６００）が、タービンハウジング（２００）の内面上の第２のレッジ（２２０）と軸受ハウジング（１００）の半径方向側面との間に軸方向に配置されることを特徴とする、請求項７に記載のタービン。

【請求項9】

前記シール部（６００）が、シールドリング（５００）の外面とタービンハウジング（２００）の内面との間に半径方向に配置されることを特徴とする、請求項７または８に記載のタービン。

【請求項10】

前記ベーン軸受リング（３１０）と前記セパレーターディスク（４００）との間に半径方向に通路（７００）が形成され、前記通路（７００）が、ベーン軸受リング（３１０）の全周に沿って延びることを特徴とする、請求項２～９のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項11】

前記セパレーターディスク（４００）の第１の側面は、ベーン（３２０）に対向するベーン軸受リング（３１０）の前面と同一平面になるように配置されることを特徴とする、請求項２～１０のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項12】

前記シールドリング（５００）の少なくとも主な部分が、タービンハウジング（２００）から一定の距離を置いて配置され、それによって、シールドリング（５００）の軸方向範囲の少なくとも大部分に沿ってシールドリング（５００）とタービンハウジング（２００）との間に半径方向にギャップが存在することを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項13】

前記シールドリング（５００）及びセパレーターディスク（４００）が、ワンピース一体型構成部品として設計されることを特徴とする、請求項２～１１のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項14】

前記タービンハウジング（２００）の軸方向に延びる内面上に、半径方向でタービンハウジング（２００）の螺旋容積に接しているタービンハウジング（２００）の外壁が、前記螺旋から軸受ハウジング（１００）の方向に外壁の軸方向端部までアンダーカットを示さないことを特徴とする、請求項１～１３のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか一項に記載のタービンを有する、ターボチャージャー。