JP2014218945A - Flow rate variable valve mechanism and supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用過給機等の過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を可変とするためのガス流量可変通路の開口部を開閉する流量可変バルブ機構等に関する。 The present invention relates to a variable flow rate valve mechanism that opens and closes an opening of a gas flow rate variable passage for making the flow rate of exhaust gas supplied to a turbine impeller side of a supercharger such as a vehicle supercharger variable.
車両用過給機による過給圧の過度の上昇を防止する対策として、通常、車両用過給機におけるタービンハウジングの内部には、排気ガスの一部をタービンインペラをバイパスさせるためのバイパス通路が形成されると共に、タービンハウジングの適宜位置には、バイパス通路の開口部を開閉するウェイストゲートバルブが設けられている。ここで、バイパス通路は、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を可変とするガス流量可変通路の1つであって、ウェイストゲートバルブは、ガス流路可変通路の開口部を開閉する流量可変バルブ機構の1つである。そして、流量可変バルブ機構の1つであるウェイストゲートバルブの一般的な構成等は、次のようになる。 As a measure for preventing an excessive increase in the supercharging pressure by the vehicle supercharger, a bypass passage for bypassing a part of the exhaust gas to the turbine impeller is usually provided inside the turbine housing of the vehicle supercharger. A waste gate valve that opens and closes the opening of the bypass passage is provided at an appropriate position of the turbine housing. Here, the bypass passage is one of gas flow variable passages that make the flow rate of exhaust gas supplied to the turbine impeller side variable, and the waste gate valve is a flow rate that opens and closes the opening of the gas flow passage variable passage. One of the variable valve mechanisms. The general configuration of a waste gate valve, which is one of the variable flow valve mechanisms, is as follows.
タービンハウジングの外壁に貫通形成した支持穴には、ブッシュが圧入して設けられている。また、ブッシュには、ステム(回転軸)が正逆方向へ回転可能に支持されており、このステムの基端部(一端部)は、タービンハウジングの外側へ突出してある。更に、ステムの基端部には、リンク部材の基端部(一端部)が一体的に連結されており、このリンク部材は、アクチュエータの駆動によりステムの軸心周りに正逆方向へ揺動するものである。 A bush is press-fitted into a support hole formed through the outer wall of the turbine housing. Further, a stem (rotating shaft) is supported by the bush so as to be rotatable in forward and reverse directions, and a base end portion (one end portion) of the stem protrudes to the outside of the turbine housing. Further, the base end portion (one end portion) of the link member is integrally connected to the base end portion of the stem, and this link member swings in the forward and reverse directions around the axis of the stem by driving the actuator. To do.
ステムの先端部(他端部)には、取付部材が一体的に設けられており、この取付部材には、取付穴が貫通形成されている。また、取付部材の取付穴には、バルブが嵌合して設けられており、このバルブは、取付部材に対するガタ(傾動及び微動を含む)が許容されている。更に、バルブは、バイパス通路の開口部側のバルブシートに当接離隔可能なバルブ本体、及びバルブ本体に一体形成されかつ取付部材の取付穴に嵌合したバルブ軸を備えている。ここで、取付部材に対するバルブのガタが許容されることによって、バイパス通路の開口部側のバルブシートに対するバルブ(バルブ本体)の追従性(密着性)を確保している。更に、バルブ軸の先端部には、バルブを取付部材に対して離脱不能にするための止め金が一体的に設けられている。 An attachment member is integrally provided at the distal end portion (the other end portion) of the stem, and an attachment hole is formed through the attachment member. Further, a valve is fitted in the mounting hole of the mounting member, and this valve is allowed to play (including tilting and fine movement) with respect to the mounting member. Further, the valve includes a valve body that can be brought into contact with and separated from the valve seat on the opening side of the bypass passage, and a valve shaft that is integrally formed with the valve body and fitted into a mounting hole of the mounting member. Here, the backlash of the valve (valve body) with respect to the valve seat on the opening side of the bypass passage is ensured by allowing the backlash of the valve with respect to the mounting member. Furthermore, a stopper for making the valve non-detachable from the mounting member is integrally provided at the tip of the valve shaft.
従って、車両用過給機の運転中に、過給圧(コンプレッサインペラの出口側の圧力)が設定圧に達すると、アクチュエータの駆動によりリンク部材を正方向へ揺動させて、ステムを正方向へ回転させることにより、バルブを正方向(開方向)へ揺動させて、バイパス通路の開口部を開く。これにより、排気ガスの一部をタービンインペラをバイパスさせて、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を減少させることができる。 Therefore, when the supercharging pressure (pressure on the outlet side of the compressor impeller) reaches the set pressure during operation of the vehicle supercharger, the actuator is driven to swing the link member in the forward direction, and the stem is moved in the forward direction. , The valve is swung in the forward direction (opening direction) to open the opening of the bypass passage. Thereby, a part of exhaust gas can be bypassed by a turbine impeller, and the flow volume of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side can be decreased.
また、バイパス通路の開口部を開いた後に、過給圧が設定圧未満になると、アクチュエータの駆動によりリンク部材を逆方向へ揺動させて、ステムを逆方向へ回転させることにより、バルブを逆方向(閉方向)へ揺動させて、バイパス通路の開口部を閉じる。これにより、バイパス通路内の排気ガスの流れを遮断して、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を増加させることができる。 If the supercharging pressure becomes less than the set pressure after opening the bypass passage, the actuator is driven to swing the link member in the reverse direction and rotate the stem in the reverse direction to reverse the valve. The opening of the bypass passage is closed by swinging in the direction (closing direction). Thereby, the flow of the exhaust gas in the bypass passage can be blocked, and the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side can be increased.
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献1及び特許文献2に示すものがある。 In addition, there exist some which are shown to patent document 1 and patent document 2 as a prior art relevant to this invention.
ところで、リンク部材の揺動不良(動作不良)を防止して、ウェイストゲートバルブの動作の安定性を確保するには、ブッシュの端面とリンク部材の側面との間に隙間を設ける必要がある。一方、ブッシュの端面とリンク部材の側面との間に隙間を設けると、車両用過給機の運転中に、排気ガスの脈動圧力等によってバルブが振動した場合に、その振動が取付部材及びステムを介してリンク部材に伝達され、バルブだけでなくリンク部材も振動する。これらの振動に伴い、バルブがバイパス通路の開口部側のバルブシート又は取付部材に接触して、ウェイストゲートバルブからチャタリング音が発生する。つまり、ウェイストゲートバルブの動作の安定性を確保しつつ、ウェイストゲートバルブの静音性を向上させることが困難であるという問題がある。 By the way, in order to prevent the swing failure (operation failure) of the link member and ensure the stability of the operation of the waste gate valve, it is necessary to provide a gap between the end surface of the bush and the side surface of the link member. On the other hand, if a gap is provided between the end surface of the bush and the side surface of the link member, when the valve vibrates due to the pulsation pressure of the exhaust gas during operation of the vehicle supercharger, the vibration is caused by the mounting member and the stem. Is transmitted to the link member, and not only the valve but also the link member vibrates. Along with these vibrations, the valve contacts the valve seat or mounting member on the opening side of the bypass passage, and chattering noise is generated from the waste gate valve. That is, there is a problem that it is difficult to improve the quietness of the waste gate valve while ensuring the stability of the operation of the waste gate valve.
なお、前述の問題は、タービンハウジングに設けられたウェイストゲートバルブだけでなく、過給機に用いられる他の流量可変バルブ機構においても同様に生じるものである。 The above-mentioned problem occurs not only in the waste gate valve provided in the turbine housing but also in other flow variable valve mechanisms used in the supercharger.
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の流量可変バルブ機構等を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a variable flow rate valve mechanism or the like having a novel configuration that can solve the above-described problems.
本発明の第1の特徴は、タービンハウジングの内部又は前記タービンハウジングに連通した状態で接続した接続体の内部に、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を可変とするためのガス流量可変通路が形成された過給機に用いられ、前記ガス流量可変通路の開口部を開閉する流量可変バルブ機構において、前記タービンハウジングの外壁又は前記接続体の外壁に貫通形成した支持穴に設けられたブッシュと、前記ブッシュに正逆方向へ回転可能に支持され、基端部(一端部)が前記タービンハウジング又は前記接続体の外側へ突出したステムと、基端部(一端部)が前記ステムの基端部に一体的に連結され、アクチュエータの駆動により前記ステムの軸心周りに正逆方向へ揺動するリンク部材と、前記ステムに一体的に設けられ、取付穴が貫通形成された取付部材と、前記取付部材の前記取付穴に嵌合して設けられ、前記ガス流量可変通路の開口部側のバルブシートに当接離隔可能なバルブ本体、及び前記バルブ本体の中央に一体的に設けられかつ前記取付部材の前記取付穴に嵌合したバルブ軸を備えたバルブと、前記バルブ軸の先端部に一体的に設けられ、前記バルブを前記取付部材に対して離脱不能にするための止め金と、前記ブッシュの端面と前記リンク部材の基端部の側面との間の隙間に前記ステムを囲むように設けられ、前記リンク部材の振動を吸収する環状のバネ部材と、を具備したことを要旨とする。 The first feature of the present invention is that the gas flow rate is variable for making the flow rate of exhaust gas supplied to the turbine impeller side variable in the turbine housing or in the connection body connected in communication with the turbine housing. In a variable flow valve mechanism used for a supercharger having a passage formed therein and opening and closing an opening of the gas flow variable passage, provided in a support hole formed through the outer wall of the turbine housing or the outer wall of the connection body. A bush, a stem rotatably supported in the forward and reverse directions by the bush, a base end portion (one end portion) protruding to the outside of the turbine housing or the connection body, and a base end portion (one end portion) of the stem A link member that is integrally connected to the base end and swings in the forward / reverse direction around the axis of the stem when driven by an actuator, and is provided integrally with the stem. A mounting member having a mounting hole formed therethrough, a valve main body fitted into the mounting hole of the mounting member, and capable of contacting and separating from a valve seat on the opening side of the gas flow rate variable passage; and the valve A valve provided with a valve shaft integrally provided in the center of the main body and fitted in the mounting hole of the mounting member; and provided integrally with a distal end portion of the valve shaft; An annular ring that is provided so as to surround the stem in a gap between the stopper plate for disengagement and the end surface of the bush and the side surface of the base end portion of the link member to absorb the vibration of the link member And a spring member.
ここで、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「ガス流量可変通路」とは、排気ガスの一部をタービンインペラをバイパスさせるためのバイパス通路を含む意であって、「流量可変バルブ機構」とは、バイパス通路の開口部を開閉するウェイストゲートバルブを含む意である。また、「タービンハウジングに連通した状態で接続した接続体」とは、タービンハウジングのガス導入口又はガス排出口に連通した状態で接続した配管、マニホールド、ケーシング等を含む意である。更に、「一体的に設けられ」とは、一体形成されたことを含む意であって、「環状のバネ部材」とは、皿バネ、2枚の皿バネを直列に重ねた重ね皿バネ、コイルバネ、及び波ワッシャ等を含む意である。 Here, in the specification and claims of the present application, the “gas flow variable passage” means a bypass passage for bypassing a part of the exhaust gas to the turbine impeller, and “the flow variable valve mechanism”. "Means a waste gate valve that opens and closes the opening of the bypass passage. In addition, the “connecting body connected in a state communicating with the turbine housing” includes a pipe, a manifold, a casing, and the like connected in a state communicating with the gas inlet or the gas outlet of the turbine housing. Furthermore, “provided integrally” means that it is integrally formed, and “annular spring member” means a disc spring, a stacked disc spring in which two disc springs are stacked in series, Including coil springs and wave washers.
本発明の第1の特徴によると、前記過給機の運転中に、前記アクチュエータの駆動により前記リンク部材を正方向へ揺動させて、前記ステムを正方向へ回転させることにより、前記バルブを正方向(開方向)へ揺動させて、前記ガス流量可変通路の開口部を開く。これにより、前記タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を減少させる場合と増加させる場合がある。 According to a first aspect of the present invention, during operation of the supercharger, the link member is swung in the forward direction by driving the actuator, and the stem is rotated in the forward direction, thereby rotating the valve. By swinging in the forward direction (opening direction), the opening of the gas flow rate variable passage is opened. Thereby, the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side may be decreased or increased.
また、前記ガス流量可変通路の開口部を開いた後に、前記アクチュエータの駆動により前記リンク部材を逆方向へ揺動させて、前記ステムを逆方向へ回転させることにより、前記バルブを逆方向(閉方向)へ揺動させて、前記ガス流量可変通路の開口部を閉じる。これにより、前記タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合がある(前記流量可変バルブ機構の通常の作用)。 In addition, after opening the opening of the gas flow rate variable passage, the valve is swung in the reverse direction (closed) by swinging the link member in the reverse direction by driving the actuator and rotating the stem in the reverse direction. The opening of the gas flow rate variable passage is closed. As a result, the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side may be increased or decreased (normal operation of the variable flow rate valve mechanism).
前記ブッシュの端面と前記リンク部材の側面との間の前記隙間に環状の前記バネ部材が前記ステムを囲むように設けられているため、前記リンク部材の揺動不良(動作不良)を防止しつつ、前記過給機の運転中に、排気ガスの脈動圧力等によって前記バルブが振動した場合に、前記バルブから前記取付部材及び前記ステムを介して前記リンク部材に伝達される振動を前記バネ部材によって吸収して小さくし、かつ結果的に前記バルブ自体の振動も小さくすることができる(前記流量可変バルブ機構の特有の作用)。 Since the annular spring member is provided in the gap between the end surface of the bush and the side surface of the link member so as to surround the stem, the swinging failure (operation failure) of the link member is prevented. When the valve vibrates due to exhaust gas pulsation pressure or the like during operation of the supercharger, vibration transmitted from the valve to the link member via the mounting member and the stem is caused by the spring member. Absorption can be reduced and, as a result, vibration of the valve itself can be reduced (a characteristic action of the variable flow rate valve mechanism).
本発明の第2の特徴は、エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジンに供給される空気を過給する過給機において、第1の特徴からなる流量可変バルブ機構を具備したことを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the supercharger that supercharges the air supplied to the engine using the energy of the exhaust gas from the engine, the flow rate variable valve mechanism according to the first feature is provided. This is the gist.
第2の特徴によると、第1の特徴による作用と同様の作用を奏する。 According to the 2nd characteristic, there exists an effect | action similar to the effect | action by a 1st characteristic.
本発明によれば、前記リンク部材の揺動不良を防止しつつ、前記過給機の運転中に、前記バルブから前記リンク部材に伝達される振動を前記バネ部材によって吸収して小さくし、かつ前記バルブ自体の振動も小さくできるため、前記流量可変バルブ機構の動作の安定性を確保しつつ、前記流量可変バルブ機構からのチャタリング音を低減して、前記流量可変バルブ機構の静音性を向上させることができる。 According to the present invention, the vibration transmitted from the valve to the link member during the operation of the supercharger is absorbed by the spring member and reduced while preventing the swinging failure of the link member, and Since the vibration of the valve itself can be reduced, the chattering sound from the variable flow valve mechanism is reduced and the quietness of the variable flow valve mechanism is improved while ensuring the stability of the operation of the variable flow valve mechanism. be able to.
本発明の実施形態について図1から図7を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「L」は、左方向、「R」は、右方向である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in the drawing, “L” is the left direction and “R” is the right direction.
図7に示すように、本発明の実施形態に係る車両用過給機(過給機の一例)1は、エンジン(図示省略)からの排気ガスのエネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給(圧縮)するものである。そして、車両用過給機1の具体的な構成等は、以下のようになる。 As shown in FIG. 7, a vehicular supercharger (an example of a supercharger) 1 according to an embodiment of the present invention is supplied to an engine using the energy of exhaust gas from an engine (not shown). The air is supercharged (compressed). And the specific structure of the supercharger 1 for vehicles is as follows.
車両用過給機1は、ベアリングハウジング3を具備しており、ベアリングハウジング3内には、一対のラジアルベアリング5及び一対のスラストベアリング7が設けられている。また、複数のベアリング5,7には、左右方向へ延びたロータ軸(タービン軸)9が回転可能に設けられており、換言すれば、ベアリングハウジング3には、ロータ軸9が複数のベアリング5,7を介して回転可能に設けられている。
The vehicle supercharger 1 includes a bearing
ベアリングハウジング3の右側には、コンプレッサハウジング11が設けられている。また、コンプレッサハウジング11内には、遠心力を利用して空気を圧縮するコンプレッサインペラ13が回転可能に設けられており、このコンプレッサインペラ13は、ロータ軸9の右端部(一端部)に同心上に一体的に連結されている。
A
コンプレッサハウジング11におけるコンプレッサインペラ13の入口側(空気の流れ方向の上流側)には、空気を導入するための空気導入口(空気導入通路)15が形成されており、この空気導入口15は、空気を浄化するエアクリーナー(図示省略)に接続可能である。また、ベアリングハウジング3とコンプレッサハウジング11との間におけるコンプレッサインペラ13の出口側(空気の流れ方向の下流側)には、圧縮された空気を昇圧する環状のディフューザ流路17が形成されている。更に、コンプレッサハウジング11の内部には、渦巻き状のコンプレッサスクロール流路19がコンプレッサインペラ13を囲むように形成されており、このコンプレッサスクロール流路19は、ディフューザ流路17に連通してある。そして、コンプレッサハウジング11の外壁の適宜位置には、圧縮された空気を排出するための空気排出口(空気排出通路)21が形成されており、この空気排出口21は、コンプレッサスクロール流路19に連通してあって、エンジンの給気マニホールド(図示省略)に接続可能である。
An air introduction port (air introduction passage) 15 for introducing air is formed on the inlet side of the
ベアリングハウジング3の左側には、タービンハウジング23が設けられている。また、タービンハウジング23内には、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力(回転トルク)を発生させるタービンインペラ25が回転可能に設けられており、このタービンインペラ25は、ロータ軸9の左端部(他端部)に同心上に一体的に連結されている。
A
図5から図7に示すように、タービンハウジング23の外壁の適宜位置には、排気ガスを導入するためのガス導入口(ガス導入通路)27が形成されており、このガス導入口27は、エンジンの排気マニホールド(図示省略)に接続可能である。また、タービンハウジング23の内部におけるタービンインペラ25の入口側(排気ガスの流れ方向の上流側)には、渦巻き状のタービンスクロール流路29が形成されており、このタービンスクロール流路29は、ガス導入口27に連通してある。そして、タービンハウジング23におけるタービンインペラ25の出口側(排気ガスの流れ方向の下流側)には、排気ガスを排出するためのガス排出口(ガス排出通路)31が形成されており、このガス排出口31は、排気ガスを浄化する触媒(図示省略)に接続管(図示省略)を介して接続可能である。
As shown in FIG. 5 to FIG. 7, a gas introduction port (gas introduction passage) 27 for introducing exhaust gas is formed at an appropriate position on the outer wall of the
タービンハウジング23の内部には、ガス導入口27から導入した排気ガスの一部をタービンインペラ25をバイパスさせてガス排出口31側へ導出するため、換言すれば、タービンインペラ25側へ供給される排気ガスの流量を可変とするためのバイパス通路(ガス流量可変通路の1つ)33が形成されている。また、タービンハウジング23の適宜位置には、バイパス通路33の開口部を開閉するウェイストゲートバルブ(流量可変バルブ機構の1つ)35が設けられている。そして、本発明の実施形態の要部であるウェイストゲートバルブ35の具体的な構成は、次のようになる。
In the
図1、図2(b)、及び図5に示すように、タービンハウジング23の外壁に貫通形成した支持穴37には、ブッシュ39が圧入して設けられており、このブッシュ39の一端部は、タービンハウジング23の外側へ突出してある。また、ブッシュ39には、ステム(回転軸)41が正逆方向へ回転可能に支持されており、このステム41の基端部(一端部)は、タービンハウジング23の外側へ突出してある。
As shown in FIGS. 1, 2 (b), and 5, a
ステム41の基端部には、リンク部材(リンク板)43の基端部(一端部)が隅肉溶接等によって一体的に連結されており、このリンク部材43は、左右方向へ往復移動可能な作動ロッド45を備えたアクチュエータ47の駆動によりステム41の軸心周りに正逆方向へ揺動するようになっている。また、リンク部材43の先端部(他端部)は、作動ロッド45の先端部に連結ピン49及び止め輪51等を介して回転自在に連結されている。ここで、アクチュエータ47は、例えば特開平10−103069号公報、特開2008−25442号公報等に示すようなダイアフラムアクチュエータであって、過給圧(コンプレッサインペラ13の出口側の圧力)が設定圧に達するとリンク部材43を正方向(一方向)へ揺動させると共に、過給圧が設定圧未満になるとリンク部材43を逆方向(他方向)へ揺動させるようになっている。なお、アクチュエータ47としてダイヤフラムアクチュエータを用いる代わりに、電子制御による電動アクチュエータ又は油圧駆動による油圧アクチュエータを用いても構わない。
A base end portion (one end portion) of a link member (link plate) 43 is integrally connected to the base end portion of the
ステム41の先端部(他端部)には、取付部材(取付板)53が隅肉溶接等によって一体的に設けられており、この取付部材53は、タービンハウジング23内に位置してある。また、取付部材53は、ステム41に一体的に設けられ取付スリーブ55、及び取付スリーブ55に一体的に設けられた取付タング57を備えており、取付タング57には、二面幅形状又は円形状の取付穴59が貫通形成されている。
An attachment member (attachment plate) 53 is integrally provided at the distal end portion (the other end portion) of the
取付タング57(取付部材53)の取付穴59には、バルブ61が嵌合して設けられており、このバルブ61は、取付部材53に対するガタ(傾動及び微動含む)が許容されている。また、バルブ61は、バイパス通路33の開口部側のバルブシート63に当接離隔可能なバルブ本体65、及びバルブ本体65の中央に一体形成されかつ取付タング57の取付穴59に嵌合したバルブ軸67を備えている。ここで、取付部材53に対するバルブ61のガタが許容されることによって、バイパス通路33の開口部側のバルブシート63に対するバルブ本体65の追従性(密着性)を確保している。更に、バルブ軸67の先端部には、バルブ61を取付部材53に対して離脱不能にするための環状の止め金としての座金69が隅肉溶接又はかしめ等によって一体的に設けられている。
A
なお、バルブ軸67がバルブ本体61の中央に一体形成されかつ座金(止め金)69がバルブ軸67の先端部に隅肉溶接又はかしめ等によって一体的に設けられる代わりに、バルブ軸67がバルブ本体65の中央にかしめ等によって一体的に設けられかつ止め金69がバルブ軸67の先端部に一体形成されても構わない。
Instead of the
図1及び図2(a)に示すように、ブッシュ39の一端面39eとリンク部材43の一側面(ブッシュ39側の側面)43fとの間の隙間Cには、リンク部材43の振動を吸収する環状のバネ部材としての重ね皿バネ71が設けられており、この重ね皿バネ71は、2枚の皿バネ73,75を直列に重ねてなるものである。また、一方の皿バネ73の側面73fは、ブッシュ39の一端面39eに圧接し、他方の皿バネ75の側面75fは、リンク部材43の一側面43fに圧接してあって、一方の皿バネ73の外周縁部と他方の皿バネ75の外周縁部は、一体的に接合されている。更に、重ね皿バネ71は、ブッシュ39の他端面と取付タング61の一端面が当接した状態でリンク部材43をステム41の基端方向へ付勢するように構成されており、重ね皿バネ71の外径は、ブッシュ39の外径以下に設定されている。なお、一方の皿バネ73の外周縁部と他方の皿バネ75の外周縁部が一体的に接合される代わりに、圧接してあっても構わない。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the vibration of the
そして、環状のバネ部材の構成等については、次のように変更が可能である。 The configuration of the annular spring member and the like can be changed as follows.
即ち、図3(a)に示すように、一方の皿バネ73の内周縁には、ステム41の径方向へ弾性変形可能な中空状のフランジ部77が一体形成されており、一方の皿バネ73のフランジ部77は、ブッシュ39の内周面の一端側に形成した環状の凹段部79の内周面79sとステム41の外周面との間に圧入されている。なお、一方の皿バネ73のフランジ部77が中空状を呈する代わりに、カール状を呈してあっても構わない。
That is, as shown in FIG. 3 (a), a
図3(b)に示すように、環状のバネ部材として重ね皿バネ71を用いる代わりに、皿バネ81を用いても構わない。この場合に、皿バネ81の内周縁部(一側部)81aは、ブッシュ39の一端面39eに圧接してあって、皿バネ81の外周縁部(他側部)81bは、リンク部材43の一側面43fに圧接してある。また、皿バネ81の外径は、ブッシュ39の外径以下に設定されている。
As shown in FIG. 3B, a
図4(a)に示すように、環状のバネ部材として重ね皿バネ71等を用いる代わりに、波ワッシャ83を用いても構わない。この場合に、波ワッシャ83の一側部83aは、ブッシュ39の一端面39eに圧接してあって、波ワッシャ83の他側部83bは、リンク部材43の一側面43fに圧接してある。また、波ワッシャ83の外径は、ブッシュ39の外径以下に設定されている。
As shown in FIG. 4 (a), a
図4(b)に示すように、環状のバネ部材として重ね皿バネ71等を用いる代わりに、コイルバネ85を用いても構わない。この場合に、コイルバネ85の一端部85aは、ブッシュ39の一端面39eに形成した環状の凹部87の底面87dに圧接してあって、コイルバネ85の他端部85bは、リンク部材43の一側面43fに形成した環状の凹部89の底面89dに圧接してある。
As shown in FIG. 4B, a
なお、重ね皿バネ71等の環状のバネ部材の材質の選定には耐熱性及びバネ定数等が考慮され、環状のバネ部材の材質としては、例えばNi基合金、Ni−Co系合金等の耐熱性のある金属、又は耐熱性のあるゴムや金属等が用いられる。また、重ね皿バネ71等の環状のバネ部材の表面に耐熱コーティングを施しても構わない。
The material of the annular spring member such as the
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。 Then, the effect | action and effect of embodiment of this invention are demonstrated.
ガス導入口27から導入した排気ガスがタービンスクロール流路29を経由してタービンインペラ25の入口側から出口側へ流通することにより、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力(回転トルク)を発生させて、ロータ軸9及びコンプレッサインペラ13をタービンインペラ25と一体的に回転させることができる。これにより、空気導入口15から導入した空気を圧縮して、ディフューザ流路17及びコンプレッサスクロール流路19を経由して空気排出口21から排出することができ、エンジンに供給される空気を過給することができる(車両用過給機1の通常の作用)。
Exhaust gas introduced from the
車両用過給機1の運転中に、過給圧(コンプレッサインペラ13の出口側の圧力)が設定圧に達すると、アクチュエータ47の駆動によりリンク部材43を正方向へ揺動させて、ステム41を正方向へ回転させることにより、バルブ61を正方向(開方向)へ揺動させて、バイパス通路33の開口部を開く。これにより、ガス導入口27から導入した排気ガスの一部をタービンインペラ25をバイパスさせて、タービンインペラ25側へ供給される排気ガスの流量を減少させることができる。
When the supercharging pressure (pressure on the outlet side of the compressor impeller 13) reaches a set pressure during operation of the vehicle supercharger 1, the
また、バイパス通路33の開口部を開いた後に、過給圧が設定圧未満になると、アクチュエータ47の駆動によりリンク部材43を逆方向へ揺動させて、ステム41を逆方向へ回転させることにより、バルブ61を逆方向(閉方向)へ揺動させて、バイパス通路33の開口部を閉じる。これにより、バイパス通路33内の排気ガスの流れを遮断して、タービンインペラ25側へ供給される排気ガスの流量を増加させることができる(ウェイストゲートバルブ35の通常の作用)。
Further, after the opening of the
ブッシュ39の一端面39eとリンク部材43の一側面43fとの間の隙間Cに重ね皿バネ71等の環状のバネ部材がステム41を囲むように設けられているため、リンク部材43の揺動不良(動作不良)を防止しつつ、車両用過給機1の運転中に、排気ガスの脈動圧力等によってバルブ61が振動した場合に、バルブ61から取付部材53及びステム41を介してリンク部材43に伝達される振動を環状のバネ部材によって吸収して小さくし、かつ結果的にバルブ61自体の振動も小さくすることができる。
Since an annular spring member such as a
特に、一方の皿バネ73のフランジ部77がブッシュ39の内周面としての凹段部79の内周面79sとステム41の外周面との間に圧入されている場合には、一方の皿バネ73のフランジ部77によってステム41の振動を吸収して、リンク部材43及びバルブ61の振動をより小さくすることができる。また、環状のバネ部材として重ね皿バネ71を用いた場合には、環状のバネ部材の外径寸法の拡大を抑えつつ、環状のバネ部材のバネ定数を容易に大きくすることができるため、リンク部材43に伝達される振動を環状のバネ部材によって効果的に吸収することができる(ウェイストゲートバルブ35の特有の作用)。
In particular, when the
従って、本発明の実施形態によれば、リンク部材43の揺動不良を防止しつつ、車両用過給機1の運転中に、バルブ61からリンク部材43に伝達される振動をバルブ61の振動を吸収して小さくし、かつバルブ61自体の振動も小さくできるため、ウェイストゲートバルブ35の動作の安定性を確保しつつ、ウェイストゲートバルブ35からのチャタリング音を低減して、ウェイストゲートバルブ35の静音性を向上させることができる。
Therefore, according to the embodiment of the present invention, the vibration transmitted from the
また、ブッシュ39の一端面39eとリンク部材43の一側面43fとの間の隙間C、換言すれば、タービンハウジング25の外側に重ね皿バネ71等の環状のバネ部材が設けられているため、重ね皿バネ71等の環状のバネ部材の周辺の温度が比較的低く、重ね皿バネ71等の環状のバネ部材の劣化を抑えることができる。
Further, since a clearance C between the one
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、タービンハウジング23の適宜位置にバイパス通路33を開閉するウェイストゲートバルブ35が設けられる代わりに、タービンハウジング23のガス導入口27に連通した状態で接続した排気マニホールド(図示省略)の適宜位置に、排気マニホールドに形成したバイパス通路(図示省略)の開口部を開閉するウェイストゲートバルブ(図示省略)が設けられる等、その他、適宜の変更を行うことにより、種々の態様で実施可能である。
The present invention is not limited to the description of the above-described embodiment. For example, instead of providing a
そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。即ち、本願の流量可変バルブ機構は、前述のウェイストゲートバルブ35に限定されるものでなく、例えば、実開昭61−33923号公報及び特開2001−263078号公報等に示すように、タービンハウジング(図示省略)内に形成された複数のタービンスクロール流路(図示省略)のうちのいずれかのタービンスクロール流路に対して排気ガスの供給状態と供給停止状態とを切り替える切替バルブ機構(図示省略)にも適用可能である。また、本願の流量可変バルブ機構は、例えば、特開2010−209688号公報、特開2011−106358号公報等に示すように、複数段のタービンハウジング(図示省略)のうちいずれかの段のタービンハウジングに対して排気ガスの供給状態と供給停止状態とを切り替える切替バルブ機構(図示省略)にも適用可能である。
The scope of rights encompassed by the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, the flow rate variable valve mechanism of the present application is not limited to the above-described
C:隙間、1:車両用過給機(過給機)、3:ベアリングハウジング、9:ロータ軸、11:コンプレッサハウジング、13:コンプレッサインペラ、23:タービンハウジング、25:タービンインペラ、33:バイパス通路(ガス流量可変通路)、35:ウェイストゲートバルブ(流量可変バルブ機構)、37:支持穴、39:ブッシュ、39e:ブッシュの一端面、41:ステム、43:リンク部材、43f:リンク部材の一側面、47:アクチュエータ、53:取付部材、55:取付スリーブ、57:取付タング、59:取付穴、61:バルブ、63:バルブシート、65:バルブ本体、67:バルブ軸、69:座金(止め金)、71:重ね皿バネ(環状のバネ部材)、73:皿バネ、73f:皿バネの側面、75:皿バネ、75f:皿バネの側面、77:皿バネのフランジ部、79:ブッシュの凹段部、79s:ブッシュの凹段部の内周面(ブッシュの内周面)、81:皿バネ(環状のバネ部材)、81a:皿バネの内周縁部、81b:皿バネの外周縁部、83:波ワッシャ(環状のバネ部材)、83a:波ワッシャの一側部、83b:波ワッシャの他側部、85:コイルバネ(環状のバネ部材)、85a:コイルバネの一端部、85b:コイルバネの他端部、87:ブッシュの凹部、87d:ブッシュの凹部の底面(ブッシュの一端面)、89:リンク部材の凹部、89d:リンク部材の凹部の底面(リンク部材の一側面) C: Clearance, 1: Supercharger for vehicle (supercharger), 3: Bearing housing, 9: Rotor shaft, 11: Compressor housing, 13: Compressor impeller, 23: Turbine housing, 25: Turbine impeller, 33: Bypass Passage (gas flow variable passage), 35: waste gate valve (flow variable valve mechanism), 37: support hole, 39: bush, 39e: one end face of bush, 41: stem, 43: link member, 43f: link member One side, 47: Actuator, 53: Mounting member, 55: Mounting sleeve, 57: Mounting tongue, 59: Mounting hole, 61: Valve, 63: Valve seat, 65: Valve body, 67: Valve shaft, 69: Washer ( Clasp), 71: stacked disc spring (annular spring member), 73: disc spring, 73f: side surface of disc spring, 75: disc spring, 75f Side face of disc spring, 77: flange portion of disc spring, 79: concave step portion of bush, 79s: inner peripheral surface (inner circumferential surface of bush) of bush, 81: disc spring (annular spring member) 81a: inner peripheral edge of the disc spring, 81b: outer peripheral edge of the disc spring, 83: wave washer (annular spring member), 83a: one side of the wave washer, 83b: other side of the wave washer, 85: Coil spring (annular spring member), 85a: one end portion of the coil spring, 85b: the other end portion of the coil spring, 87: a recess portion of the bush, 87d: a bottom surface of the recess portion of the bush (one end surface of the bush), 89: a recess portion of the link member, 89d: bottom surface of recess of link member (one side surface of link member)
Claims (5)
前記ガス流量可変通路の開口部を開閉する流量可変バルブ機構において、
前記タービンハウジングの外壁又は前記接続体の外壁に貫通形成した支持穴に設けられたブッシュと、
前記ブッシュに正逆方向へ回転可能に支持され、基端部が前記タービンハウジング又は前記接続体の外側へ突出したステムと、
基端部が前記ステムの基端部に一体的に連結され、アクチュエータの駆動により前記ステムの軸心周りに正逆方向へ揺動するリンク部材と、
前記ステムに一体的に設けられ、取付穴が貫通形成された取付部材と、
前記取付部材の前記取付穴に嵌合して設けられ、前記ガス流量可変通路の開口部側のバルブシートに当接離隔可能なバルブ本体、及び前記バルブ本体の中央に一体的に設けられかつ前記取付部材の前記取付穴に嵌合したバルブ軸を備えたバルブと、
前記バルブ軸の先端部に一体的に設けられ、前記バルブを前記取付部材に対して離脱不能にするための止め金と、
前記ブッシュの端面と前記リンク部材の基端部の側面との間の隙間に前記ステムを囲むように設けられ、前記リンク部材の振動を吸収する環状のバネ部材と、を具備したことを特徴とする流量可変バルブ機構。 A turbocharger in which a gas flow rate variable passage for changing the flow rate of exhaust gas supplied to a turbine impeller side is formed in a turbine housing or in a connection body connected in communication with the turbine housing. Used,
In the variable flow valve mechanism for opening and closing the opening of the gas flow variable passage,
A bush provided in a support hole formed through the outer wall of the turbine housing or the outer wall of the connection body;
A stem that is supported by the bush so as to be rotatable in the forward and reverse directions, and a base end portion of which protrudes to the outside of the turbine housing or the connection body;
A link member that is integrally connected to a base end portion of the stem and swings in a forward / reverse direction around an axis of the stem by driving an actuator;
A mounting member provided integrally with the stem and having a mounting hole formed therethrough;
A valve body that is fitted in the mounting hole of the mounting member and is capable of coming into contact with and separated from a valve seat on the opening side of the gas flow rate variable passage; A valve having a valve shaft fitted in the mounting hole of the mounting member;
A stopper provided integrally with the tip of the valve shaft, for making the valve non-detachable from the mounting member;
An annular spring member that is provided so as to surround the stem in a gap between an end surface of the bush and a side surface of a base end portion of the link member, and absorbs vibration of the link member. Variable flow valve mechanism.
請求項1から請求項4のうちのいずれか1項の請求項に記載の流量可変バルブ機構を具備したことを特徴とする過給機。 In the supercharger that supercharges the air supplied to the engine using the energy of the exhaust gas from the engine,
A supercharger comprising the variable flow valve mechanism according to any one of claims 1 to 4.
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