CN210422762U - 涡轮机用致动器 - Google Patents

Abstract

一种涡轮机用致动器(1)，包括树脂制的电动机外壳(4)和金属轴套(21)。电动机外壳(4)的树脂凸缘部(4a)与金属轴套(21)的金属凸缘部(21a)共同紧固于涡轮机(100)的安装部(102)。

Description

涡轮机用致动器

技术领域

本实用新型涉及一种涡轮机用致动器。

背景技术

在专利文献1的致动器中，对轴进行驱动的电动机被树脂制的外壳包覆。上述外壳形成有凸缘部，凸缘部利用螺钉紧固于涡轮机的压缩机外壳。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：

国际公开第2016/135825号。

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

现有的致动器如上所述构成，因此，树脂制的凸缘部会与涡轮机的压缩机外壳接触。致动器在驱动时会自身发热，因此，致动器内部变为高温。此外，涡轮机由于排放气体的热量而变为高温，因此，致动器的凸缘部受到涡轮机的热量而变为高温。由此，致动器的外壳等耐热差的树脂制的零件有时会发生熔损。这样一来，现有的致动器存在耐热性低这样的技术问题。

本实用新型为解决上述技术问题而作，其目的在于提高涡轮机用致动器的耐热性。

解决技术问题所采用的技术方案

本实用新型的涡轮机用致动器包括：电动机，所述电动机使轴沿所述涡轮机用致动器的轴向移动，且所述电动机被树脂制的外壳包覆；树脂凸缘部，所述树脂凸缘部形成于外壳；衬套，所述衬套被轴贯穿，并供轴在内部沿所述涡轮机用致动器的轴向移动；金属轴套，所述金属轴套位于衬套的外周，并对衬套进行支承；以及金属凸缘部，所述金属凸缘部形成于金属轴套，与树脂凸缘部一起共同紧固(日文：共締め)于涡轮机的安装部并与安装部接触。

此外，在金属轴套与衬套之间存在空气层。

此外，金属轴套与衬套的至少一部分抵接。

此外，金属轴套具有排水孔。

此外，金属凸缘部中的供螺钉穿过的孔的数量和树脂凸缘部中的供螺钉穿过的孔的数量中的一方为另一方以上，能通过改变将金属凸缘部和树脂凸缘部共同紧固的孔的组合，从而改变金属凸缘部相对于树脂凸缘部的、以轴为中心的周向的安装角度。

实用新型效果

根据本实用新型，构成为金属凸缘部和树脂凸缘部共同紧固于涡轮机的安装部，且金属凸缘部与安装部接触，因此，能够将电动机产生的热量和涡轮机产生的热量从金属凸缘部散热至安装部。由此，能够抑制致动器的温度上升，并提高致动器的耐热性。

附图说明

图1是表示本实用新型实施方式1的致动器的结构例的外观立体图。

图2是表示本实用新型实施方式1的致动器的结构例的剖视图。

图3是表示本实用新型实施方式1的致动器的结构例的分解立体图。

图4是例示将本实用新型实施方式1的致动器安装于涡轮机的状态的图。

图5是在图2的A-A线处将本实用新型实施方式1的致动器切断的剖视图。

图6是表示本实用新型实施方式2的致动器中的金属轴套的结构例的剖视图。

图7是表示本实用新型实施方式2的致动器中的电动机外壳和金属轴套的结构例的俯视图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本实用新型，参照附图，对用于实施本实用新型的方式进行说明。

实施方式1

图1是表示本实用新型实施方式1的致动器1的结构例的外观立体图。图 2是表示本实用新型实施方式1的致动器1的结构例的剖视图。图3是表示本实用新型实施方式1的致动器1的结构例的分解立体图。实施方式1的致动器 1使轴2沿其轴向往复移动。以下，将致动器1用于将涡轮机的废弃门阀(日文：ウェイストゲートバルブ)打开、关闭的用途。上述致动器1通过螺钉26 安装于涡轮机的安装部102。

电动机3产生使轴2沿其轴向往复移动的驱动力。电动机3是包括换向器 7、电刷8、转子9、线圈10、磁体11和轭部12的带刷电动机。在上述电动机 3的内部设置有两个轴承部5a、5b，轴承部5a、5b将管6支承为能自由旋转。在管6的外周面固定有换向器7、转子9和线圈10。在换向器7的外周侧设置有电刷8。在转子9和线圈10的外周侧设置有磁体11和轭部12。另外，电动机3并不限定于带刷电动机，只要能产生使轴2沿电动机3的轴向往复移动的驱动力即可。

电动机3被树脂制的电动机外壳4包覆。在电动机外壳4的一端侧一体形成有连接器15，在另一端侧一体形成有树脂凸缘部4a。此外，在电动机外壳4 的内部设置有用于对轴2的位置进行检测的磁传感器16、传感器用磁体17和传感器用轴18。

在电动机外壳4的形成有树脂凸缘部4a的一侧设置有衬套20和金属轴套 21。衬套20和金属轴套21被轴2贯穿。在贯穿衬套20和金属轴套21后的轴 2的端部，连结有未图示的废弃门阀。

衬套20具有凸缘部20a和圆筒部20b。在圆筒部20b的靠电动机3一侧形成有凸缘部20a，在相反侧形成有轴2的贯穿孔。凸缘部20a与电动机外壳 4的形成有树脂凸缘部4a的一侧嵌合。圆筒部20b对轴2的轴向移动进行引导。密封构件24将衬套20与轴2的间隙堵塞。上述密封构件24例如为O形环。盖部23嵌合于衬套20的贯穿孔侧，并对密封构件24进行支承。为了抑制与内周面接触的轴2的磨损，衬套20和盖部23例如由树脂构成。

在衬套20的外周设置有对衬套20进行包覆的金属轴套21。上述金属轴套21具有金属凸缘部21a和圆筒部21b。在圆筒部21b的靠电动机3一侧形成有金属凸缘部21a，在相反侧形成有轴2的贯穿孔。金属凸缘部21a通过螺钉25紧固于电动机外壳4的树脂凸缘部4a。螺钉25穿过树脂凸缘部4a的孔4b 和金属凸缘部21a的孔21c。此外，金属凸缘部21a通过螺钉26而与树脂凸缘部4a一起共同紧固于安装部102。螺钉26穿过树脂凸缘部4a的孔4c和金属凸缘部21a的孔21d。由于树脂凸缘部4a和金属凸缘部21a共同紧固于安装部 102，因此，即使这些零件中存在尺寸不均，也可在树脂凸缘部4a对金属凸缘部21a进行了按压的状态下紧固。由此，树脂凸缘部4a、金属凸缘部21a和安装部102相互紧密接触而无间隙。

另外，在图示例中，是使用两个螺钉25在两处进行电动机外壳4与金属轴套21的紧固的结构，但并不限定于此，也可以在任意处进行紧固。同样地，在图示例中，是使用两个螺钉26在两处进行电动机外壳4和金属轴套21朝安装部102的共同紧固的结构，但并不限定于此，也可以在任意处进行共同紧固。例如，也可以设为使用两个螺钉25在两处进行电动机外壳4与金属轴套21的紧固的结构，并且设为使用四个螺钉26在四处进行电动机外壳4和金属轴套 21朝安装部102的共同紧固的结构。

为了将电动机3产生的热量H1散热至安装部102，并且为了将从涡轮机的涡轮外壳传递来的排放气体的热量H2散热至安装部102，上述金属轴套21 由铝等导热率高的金属材料构成。此外，在衬套20的圆筒部20b与金属轴套 21的圆筒部21b之间存在空气层22。上述空气层22是利用空气的隔热功能的隔热层。

在管6中配置有轴2。在管6的内周面形成有阴螺纹形状的螺纹机构13。另一方面，在轴2的外周面形成有阳螺纹形状的螺纹机构14。螺纹机构14螺入并结合于螺纹机构13。轴2的一端侧贯穿电动机外壳4、衬套20和金属轴套21而与未图示的废弃门阀连结。轴2的另一端侧与传感器用轴18抵接。

当电压施加于连接器15的端子15a时，电流流向端子15a、电刷8、换向器7和线圈10。当电流在线圈10中流动时，转子9被磁化而被磁体11吸引。由此，转子9旋转，从而使与上述转子9一体化的管6等也旋转。转子9的旋转运动通过管6的螺纹机构13与轴2的螺纹机构14的结合而转换成直线运动，从而使轴2被朝金属轴套21外推出。当在线圈10中流动的电流反转时，转子 9反向旋转，轴2被朝金属轴套21内拉入。伴随轴2的往复移动，未图示的废弃门阀打开、关闭。

传感器用磁体17固定于传感器用轴18。当传感器用轴18伴随轴2的往复移动而往复移动时，传感器用磁体17也联动地往复移动。磁传感器16对伴随传感器用磁体17的往复移动而变化的磁通密度进行检测。未图示的运算装置基于磁传感器16检测出的磁通密度对轴2的位置进行运算。

图4是例示将本实用新型实施方式1的致动器1安装于涡轮机100的状态的图。涡轮机100包括压缩机100a和涡轮100b。压缩机100a设置在吸气配管 103的压缩机外壳101a内。上述压缩机外壳101形成有用于安装致动器1的安装部102。涡轮100b设置于排气配管104的涡轮外壳101b。压缩机外壳101a 和涡轮外壳101b由耐热性优良的铸铁等构成。

从发动机105排出的高温的排放气体在流过排气配管104并排出车辆外时，使涡轮100b旋转。涡轮100b的旋转量根据废弃门阀110的开度进行调节。涡轮100b与压缩机100a连结，因此，当涡轮100b旋转时，压缩机100a也旋转。当压缩机100a旋转时，被取入吸气配管103的外部气体被压缩而变成增压气体。增压气体经由中冷器106和节流阀107流向发动机105。在节流阀107 闭阀时，空气旁通阀108开阀而将空气旁通配管109打开，压缩机100a上游侧的增压气体流过空气旁通配管109返回至压缩机100a下游侧。

在图4中，致动器1的靠电动机3一侧配置于相对低温的压缩机100a侧。另一方面，致动器1的靠金属轴套21一侧配置于相对高温的涡轮100b侧。此外，安装部102与相对低温的压缩机外壳101a连接，因此，安装部102也为相对低温。

涡轮外壳101b的排放气体的热量H2在废弃门阀110、轴2和金属轴套21 中传递，并散热至供金属凸缘部21a接触的安装部102。金属轴套21由导热率高的金属材料构成，因此，能够有效地将热量H2朝安装部102散热。此外，电动机外壳4的树脂凸缘部4a与金属轴套21的金属凸缘部21a通过螺钉26 共同紧固于安装部102，因此，金属凸缘部21a与安装部102紧密接触，热量 H2容易从金属凸缘部21a传递至安装部102。根据上述结构，能够抑制致动器1的温度上升，从而能够保护耐热差的树脂制的电动机外壳4。

此外，设置在金属轴套21与衬套20之间的空气层22可抑制热量H2从金属轴套21向衬套20的传递。由此，能够保护耐热差的树脂制的衬套20和盖部23。

另外，在电动机3驱动时线圈10等产生的热量H1从轴承部5b传递至金属轴套21，或者从电动机外壳4传递至树脂凸缘部4a，并散热至供金属凸缘部21a接触的安装部102。由此，能够抑制致动器1的温度上升，从而能够保护耐热差的树脂制的电动机外壳4。

如上所述，实施方式1的致动器1包括：电动机3，所述电动机3使轴2 沿致动器1的轴向移动，且所述电动机3被树脂制的电动机外壳4包覆；树脂凸缘部4a，所述树脂凸缘部4a形成于电动机外壳4；衬套20，所述衬套20 被轴2贯穿，并供轴2在内部沿致动器1的轴向移动；金属轴套21，所述金属轴套21位于衬套20的外周，并对衬套20进行支承；以及金属凸缘部21a，所述金属凸缘部21a形成于金属轴套21，与树脂凸缘部4a一起共同紧固于涡轮机100的安装部102并与安装部102接触。通过共同紧固，金属凸缘部21a与安装部102紧密接触。由此，能够将电动机3产生的热量H1和涡轮机100产生的热量H2从金属凸缘部21a散热至安装部102，从而能够抑制致动器1的温度上升。因此，致动器1的耐热性提高，能够将致动器用于打开、关闭涡轮机 100的废弃门阀110的用途。

此外，实施方式1的致动器1在金属轴套21与衬套20之间存在空气层 22。利用空气的隔热功能，能够抑制热量H2从金属轴套21向衬套20等传递。因此，能够抑制致动器1的温度上升。

另外，致动器1也可以是供金属轴套21和衬套20的至少一部分抵接的结构。

图5是在图2的A-A线处将本实用新型实施方式1的致动器1切断的剖视图。金属轴套21的圆筒部21b相对于轴2和圆筒部20b的中心O偏心。由此，金属轴套21和衬套20在抵接部B处抵接。根据上述结构，电动机3产生的热量H1在电动机外壳4、衬套20、抵接部B和金属轴套21中传递，并从金属凸缘部21a散热至安装部102。因此，能够抑制致动器1的温度上升。

实施方式2

图6是表示本实用新型实施方式2的致动器1中的金属轴套21的结构例的剖视图。实施方式2的致动器1是相对于图1所示的实施方式1的致动器1 追加了排水孔21e的结构。在图6中，与图1相同或相当的部分标注相同的符号，并省略说明。

排水孔21e是用于将进入金属轴套21内的水和灰尘等异物排出至金属轴套21外的孔。水和灰尘等异物例如会从树脂凸缘部4a与金属凸缘部21a之间以及金属凸缘部21a与安装部102之间进入金属轴套21内。金属轴套21开设有用于供轴2贯穿的贯穿孔，但由于轴2与贯穿孔的间隙微小，因此，异物容易停留在金属轴套21内。例如，在水停留于金属轴套21内的情况下，空气层 22的隔热功能会降低。此外，根据致动器1的使用环境，停留的水可能会冻结而使致动器1破损。因而，较为理想的是，将进入金属轴套21内的水从排水孔21e迅速排出至金属轴套21外。

在图6的示例中，在圆筒部21b的重力方向上的下部形成排水孔21e，以便于将金属轴套21内的异物排出。在图6中，在纸面上侧为重力方向G1上的上部而纸面下侧为重力方向G1上的下部的情况下，水容易从排水孔21e排出。或者，根据致动器1的安装角度，有时纸面右侧为重力方向G2上的上部而纸面左侧为重力方向G2上的下部。在这种情况下，水也容易从排水孔21e排出。

根据致动器1的安装角度，排水孔21e不限于位于重力方向上的下部。因此，也可以将致动器1构成为使金属轴套21的排水孔21e位于重力方向上的下部，而与致动器1的安装角度无关。在图7中表示出具体例。

图7是表示本实用新型实施方式2的致动器1中的电动机外壳4和金属轴套21的结构例的俯视图。在金属轴套21的金属凸缘部21a存在以等间隔排列于圆筒部21b周围的四个孔21d-1、21d-2、21d-3、21d-4。另一方面，在电动机外壳4的树脂凸缘部4a存在两个孔4c-1、4c-2。另外，在图7中，省略了孔21c的图示。

在图7中，纸面上侧为重力方向G3上的上部，纸面下侧为重力方向G3 上的下部。因此，较为理想的是，排水孔21e配置在重力方向G3上的下部。

在此，根据配线的情况，电动机3的连接器15假定为配置在重力方向G3 上的上部的情况。在这种情况下，将孔21d-1和孔4c-1共同紧固于安装部102，并且将孔21d-3和孔4c-2共同紧固于安装部102。

或者，根据配线的情况，电动机3的连接器15有时也有配置在重力方向 G3上的下部的情况。在这种情况下，将孔21d-1和孔4c-2共同紧固于安装部 102，并且将孔21d-3和孔4c-1共同紧固于安装部102。由此，金属轴套21 的排水孔21e和电动机3的连接器15配置在重力方向G3上的下部。

这样，通过改变将金属凸缘部21a与树脂凸缘部4a共同紧固的孔的组合，能够使金属凸缘部21a相对于树脂凸缘部4a的、以轴2为中心的周向的安装角度每次旋转90度。由此，能够容易地改变排水孔21e的位置。

另外，在图示例中，为使用两个螺钉26在两处进行电动机外壳4和金属轴套21朝安装部102的共同紧固的结构，但并不限定于此，也可以在任意处进行共同紧固。例如，也可以设为将树脂凸缘部4a的孔4c-1、4c-2的数量增加到四个，并使用四个螺钉26在四处进行电动机外壳4和金属轴套21朝安装部102的共同紧固的结构。

如上所述，实施方式2的金属轴套21具有排水孔21e。由此，能够防止水和灰尘等停留在金属轴套21内，进而能够抑制空气层22的隔热功能降低。

此外，在实施方式2的致动器1中，金属凸缘部21a的孔21d-1～21d-4 的数量为树脂凸缘部4a的孔4c-1、4c-2的数量以上，能够通过改变将金属凸缘部21a与树脂凸缘部4a共同紧固的孔的组合，从而改变金属凸缘部21a相对于树脂凸缘部4a的、以轴2为中心的周向的安装角度。由此，能够容易地改变排水孔21e的位置。

另外，在图示例中，为在金属凸缘部21a设置四个孔21d-1～21d-4的结构，但孔的数量也可以是任意的数量。孔的数量越多，则将金属凸缘部21a与树脂凸缘部4a一起紧固的孔的组合数越多，排水孔21e可采用的位置越多。

此外，在图示例中，金属凸缘部21a的孔的数量为树脂凸缘部4a的孔的数量以上，但相反地，树脂凸缘部4a的孔的数量也可以为金属凸缘部21a的孔的数量以上。在上述结构的情况下，也能通过改变将金属凸缘部21a与树脂凸缘部4a共同紧固的孔的组合，从而改变金属凸缘部21a相对于树脂凸缘部 4a的、以轴2为中心的周向的安装角度。

另外，本实用新型在其实用新型的范围内，能进行各实施方式的自由组合、各实施方式的任意构成要素的变形或各实施方式的任意构成要素的省略。

(工业上的可利用性)

本实用新型的涡轮机用致动器由于能使耐热性提高，因此，适合用于使在高温下使用的废弃门阀和可变几何叶片(日文：可変ジオメトリベーン)等动作的致动器。

(符号说明)

1致动器；

2轴；

3电动机；

4电动机外壳；

4a树脂凸缘部；4b、4c、4c-1、4c-2、21c、21d、21d-1～21d-4孔；

5a、5b轴承部；

6管；

7换向器；

8电刷；

9转子；

10线圈；

11磁体；

12轭部；

13、14螺纹机构；

15连接器；

15a端子；

16磁传感器；

17传感器用磁体；

18传感器用轴；

20衬套；

20a凸缘部；

20b、21b圆筒部；

21金属轴套；

21a金属凸缘部；

21e排水孔；

22空气层；

23盖部；

24密封构件；

25、26螺钉；

100涡轮机；

100a压缩机；

100b涡轮；

101a压缩机外壳；

101b涡轮外壳；

102安装部；

103吸气配管；

104排气配管；

105发动机；

106中冷器；

107节流阀；

108空气旁通阀；

109空气旁通配管；

110废弃门阀；

B抵接部；

G1、G2、G3重力方向；

H1、H2热量；

O中心。

Claims (5)

1.一种涡轮机用致动器，其特征在于，包括：

电动机，所述电动机使轴沿所述涡轮机用致动器的轴向移动，且所述电动机被树脂制的外壳包覆；

树脂凸缘部，所述树脂凸缘部形成于所述外壳；

衬套，所述衬套被所述轴贯穿，并供所述轴在内部沿所述涡轮机用致动器的轴向移动；

金属轴套，所述金属轴套位于所述衬套的外周，并对所述衬套进行支承；以及

金属凸缘部，所述金属凸缘部形成于所述金属轴套，与所述树脂凸缘部一起共同紧固于涡轮机的安装部并与所述安装部接触。

2.如权利要求1所述的涡轮机用致动器，其特征在于，

在所述金属轴套与所述衬套之间存在空气层。

3.如权利要求1所述的涡轮机用致动器，其特征在于，

所述金属轴套与所述衬套的至少一部分抵接。

4.如权利要求1所述的涡轮机用致动器，其特征在于，

所述金属轴套具有排水孔。

5.如权利要求4所述的涡轮机用致动器，其特征在于，

所述金属凸缘部中的供螺钉穿过的孔的数量和所述树脂凸缘部中的供螺钉穿过的孔的数量中的一方为另一方以上，能通过改变将所述金属凸缘部和所述树脂凸缘部共同紧固的孔的组合，从而改变所述金属凸缘部相对于所述树脂凸缘部的、以所述轴为中心的周向的安装角度。

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