JP2015078660A - Turbocharger - Google Patents

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悦豪 柳田
Yoshitoshi Yanagida
悦豪 柳田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a waste gate valve where a seal area of a poppet valve has no unsymmetrical contact pressure.SOLUTION: A waste gate valve 9 includes a turning shaft 11, and a poppet valve 13. The poppet valve 13 is formed with an insertion hole 17. The turning shaft 11 includes a valve arm 12 on which the poppet valve 13 is assembled. The valve arm 12 is provided with an insertion part 18 to be inserted into the insertion hole 17 at a clearance α therefrom. Valve closing torque imparted to the turning shaft 11 is transmitted via a contact area C between the insertion hole 17 and the insertion part 18 to the poppet valve 13. The contact area C is provided in the center of the poppet valve 13, and so a pressure point β is formed near the center of the poppet valve 13. Thus, the contact pressure of a seal area B of the poppet valve 13 can be equalized to suppress valve leakage.

Description

本発明は、排気ガスの通過孔をバルブ装置によって開閉するターボチャージャに関するものであり、例えばウエストゲートバルブに用いて好適な技術に関する。   The present invention relates to a turbocharger that opens and closes a passage hole for exhaust gas by a valve device, and relates to a technique suitable for use in, for example, a wastegate valve.

(従来技術)
ターボチャージャに搭載されるバルブ装置の一例として、図10(a)、(b)に示すウエストゲートバルブ9が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ウエストゲートバルブ9は、タービン羽根車を迂回させる排気ガスのバイパス孔10を開閉するバルブ装置であり、外部から回動操作される回動軸11と、この回動軸11と一体に回動するバルブアーム12の先に組み付けられるポペットバルブ13とを備える。
(Conventional technology)
As an example of a valve device mounted on a turbocharger, a wastegate valve 9 shown in FIGS. 10A and 10B is known (see, for example, Patent Document 1).
The wastegate valve 9 is a valve device that opens and closes an exhaust gas bypass hole 10 that bypasses the turbine impeller, and rotates integrally with the rotating shaft 11 that is rotated from the outside. And a poppet valve 13 assembled at the tip of the valve arm 12.

ポペットバルブ13は、略円板状を呈する傘部13aと、この傘部13aの円板中心から垂直方向へ延びる弁軸13bとを備える。
バルブアーム12の先には、貫通穴Xが形成されており、この貫通穴Xとの間に隙間αを隔てて弁軸13bが挿入されて組み付けられる。
The poppet valve 13 includes an umbrella part 13a having a substantially disk shape and a valve shaft 13b extending in the vertical direction from the disk center of the umbrella part 13a.
A through hole X is formed at the tip of the valve arm 12, and the valve shaft 13b is inserted and assembled with the through hole X with a gap α therebetween.

具体的な組付例は、
(i)弁軸13bの先端(頭部)をバルブアーム12の貫通穴Xの一端側から挿入し、
(ii)貫通穴Xの他端側から外部に露出する弁軸13bの先端にワッシャYを嵌め合わせ、
(iii)カシメまたは溶接によってワッシャYを弁軸13bの先端に固定する。
このように設けることで、バルブアーム12にポペットバルブ13が組み付けられ、回動軸11に付与された閉弁トルクが、バルブアーム12との接触面(加圧面)Cを介してポペットバルブ13に伝えられる。
Specific assembly examples are:
(I) Insert the tip (head) of the valve shaft 13b from one end side of the through hole X of the valve arm 12,
(Ii) The washer Y is fitted to the tip of the valve shaft 13b exposed to the outside from the other end side of the through hole X,
(Iii) The washer Y is fixed to the tip of the valve shaft 13b by caulking or welding.
By providing in this way, the poppet valve 13 is assembled to the valve arm 12, and the valve closing torque applied to the rotating shaft 11 is applied to the poppet valve 13 via the contact surface (pressure surface) C with the valve arm 12. Reportedly.

(従来技術の問題点1)
ポペットバルブ13は、バイパス孔10の周囲の弁座Aに着座してバイパス孔10を閉塞する。
この時(閉弁時)、ポペットバルブ13のシール面Bが、弁座Aに傾いて接触すると、上述した隙間αがポペットバルブ13の傾きを吸収し、ポペットバルブ13のシール面Bを弁座Aに一致させる。
(Problem 1 of the prior art)
The poppet valve 13 is seated on the valve seat A around the bypass hole 10 to close the bypass hole 10.
At this time (when the valve is closed), when the sealing surface B of the poppet valve 13 is tilted and contacts the valve seat A, the gap α described above absorbs the inclination of the poppet valve 13 and the sealing surface B of the poppet valve 13 is moved to the valve seat. Match A.

しかし、従来技術では、バルブアーム12からポペットバルブ13に閉弁トルクを伝える接触面Cは、図3(a)のハッチングで示すように、弁軸13bの周囲のリング面である。
このため、ポペットバルブ13のシール面Bが弁座Aに傾いて接触し、その傾きが隙間αによって吸収された状態では、接触面Cの加圧に偏りが生じる。具体的には、ポペットバルブ13の中心(具体的には、弁軸13bの軸方向から見た傘部13aの中心)から離れた接触面Cの端に局部的な加圧点βが生じる。その結果、ポペットバルブ13におけるシール面Bの面圧に偏りが生じてしまい、弁漏れが生じる懸念がある。
However, in the prior art, the contact surface C for transmitting the valve closing torque from the valve arm 12 to the poppet valve 13 is a ring surface around the valve shaft 13b as shown by hatching in FIG.
For this reason, when the sealing surface B of the poppet valve 13 is inclined and contacts the valve seat A, and the inclination is absorbed by the gap α, the pressurization of the contact surface C is biased. Specifically, a local pressurization point β is generated at the end of the contact surface C away from the center of the poppet valve 13 (specifically, the center of the umbrella portion 13a viewed from the axial direction of the valve shaft 13b). As a result, the surface pressure of the seal surface B in the poppet valve 13 is biased, and there is a concern that valve leakage may occur.

(従来技術の問題点2)
従来技術は、弁軸13bの抜止め目的のためだけにワッシャYを用いていた。
このワッシャYを用いることで部品点数の増加を招いてしまう。
また、ワッシャYを用いることで、タービンハウジングの内部に、ワッシャYの回動範囲を確保するためのスペースを確保する必要がある。
(Problem 2 of the prior art)
The prior art uses the washer Y only for the purpose of retaining the valve shaft 13b.
Use of the washer Y causes an increase in the number of parts.
In addition, by using the washer Y, it is necessary to secure a space for ensuring the rotation range of the washer Y inside the turbine housing.

特開平07−019065号公報Japanese Patent Laid-Open No. 07-019065

本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、閉弁時にポペットバルブのシール面が弁座に傾いて接触し、その傾きが隙間によって吸収された状態であっても、ポペットバルブのシール面に面圧の偏りが生じないバルブ装置を搭載するターボチャージャの提供にある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to provide a state in which the seal surface of the poppet valve is inclined to contact with the valve seat when the valve is closed, and the inclination is absorbed by the gap. Another object of the present invention is to provide a turbocharger equipped with a valve device that does not cause uneven pressure on the sealing surface of the poppet valve.

ターボチャージャのバルブ装置(例えば、ウエストゲートバルブ等)は、回動軸とポペットバルブを備えるものであり、ポペットバルブに挿入穴を形成する。一方、回動軸は、ポペットバルブが組み付けられるバルブアームを備えるものであり、挿入穴に隙間を隔てて挿入される挿入部をバルブアームに設ける。これにより、回動軸に付与された閉弁トルクが、挿入穴と挿入部の接触面を介してポペットバルブに伝えられる。   A turbocharger valve device (for example, a wastegate valve) includes a rotating shaft and a poppet valve, and forms an insertion hole in the poppet valve. On the other hand, the rotation shaft is provided with a valve arm to which the poppet valve is assembled, and an insertion portion to be inserted into the insertion hole with a gap is provided in the valve arm. As a result, the valve closing torque applied to the rotating shaft is transmitted to the poppet valve via the contact surface between the insertion hole and the insertion portion.

上記の構成を採用することにより、バルブアームからポペットバルブに閉弁トルクを伝える接触面(加圧面)を、ポペットバルブの中心(シール面の垂直方向から見た傘部の中心)に設けることができる。即ち、ポペットバルブの中心から接触面の端までの距離を、従来技術に比較して短く設けることができる。
このため、ポペットバルブのシール面が弁座に傾いて接触し、その傾きが隙間によって吸収された状態であっても、ポペットバルブの中心付近に加圧点が生じる。これにより、ポペットバルブにおけるシール面の面圧を均等化することができ、弁漏れを抑えることができる。
By adopting the above configuration, it is possible to provide a contact surface (pressurizing surface) for transmitting the valve closing torque from the valve arm to the poppet valve at the center of the poppet valve (the center of the umbrella portion viewed from the vertical direction of the seal surface). it can. That is, the distance from the center of the poppet valve to the end of the contact surface can be set shorter than in the prior art.
For this reason, even if the sealing surface of the poppet valve is inclined to contact with the valve seat and the inclination is absorbed by the gap, a pressure point is generated near the center of the poppet valve. Thereby, the surface pressure of the sealing surface in the poppet valve can be equalized, and valve leakage can be suppressed.

ターボチャージャの断面図である(実施例1)。(Example 1) which is sectional drawing of a turbocharger. ウエストゲートバルブの説明図である(実施例1)。(Example 1) which is explanatory drawing of a waste gate valve. 従来技術と実施例1における接触面の比較図である。It is a comparison figure of the contact surface in a prior art and Example 1. FIG. 突起片を用いたウエストゲートバルブの説明図である(実施例2)。(Example 2) which is explanatory drawing of the wastegate valve | bulb using a protrusion piece. 突起片を用いた抜止め加工の説明図である(実施例2)。(Example 2) which is explanatory drawing of the retaining process using a protrusion piece. 拡径部を用いた抜止め加工の説明図である(実施例3)。(Example 3) which is explanatory drawing of the retaining process using an enlarged diameter part. 挿入穴の内部に突起を設けた説明図である(実施例4)。(Example 4) which is explanatory drawing which provided the processus | protrusion inside the insertion hole. バルブアームの形状説明図である(変形例1)。It is shape explanatory drawing of a valve arm (modification 1). バルブアームの形状説明図である(変形例2)。It is shape explanatory drawing of a valve arm (modification 2). ウエストゲートバルブの説明図である(従来例)。It is explanatory drawing of a wastegate valve | bulb (conventional example).

以下において発明を実施するための形態を、図面に基づいて詳細に説明する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for inventing is demonstrated in detail based on drawing.

以下において開示する実施例は具体的な一例を開示するものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。   The embodiment disclosed below discloses a specific example, and it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment.

[実施例1]
図1〜図3を参照して実施例1を説明する。
ターボチャージャは、車両走行用のエンジン(燃料の燃焼により回転動力を発生する内燃機関:ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等を問わない、レシプロエンジン、ロータリーエンジン等を問わない)に搭載される。
[Example 1]
Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
The turbocharger is mounted on an engine for vehicle travel (an internal combustion engine that generates rotational power by combustion of fuel: a gasoline engine, a diesel engine, etc., a reciprocating engine, a rotary engine, etc.).

ターボチャージャは、エンジンから排出される排気ガスのエネルギーによって、エンジンに吸い込まれる吸気を加圧する過給器であり、
・エンジンから排出された排気ガスによって回転駆動されるタービン羽根車1と、
・このタービン羽根車1を収容する渦巻形状のタービンハウジング2と、
・タービン羽根車1の回転力により駆動されて吸気を加圧するコンプレッサ羽根車3と、
・このコンプレッサ羽根車3を収容する渦巻形状のコンプレッサハウジング4と、
・タービン羽根車1の回転をコンプレッサ羽根車3に伝達するシャフト5と、
・このシャフト5を高速回転自在に支持するセンターハウジング6と、
を備える。
The turbocharger is a supercharger that pressurizes intake air sucked into the engine by the energy of exhaust gas discharged from the engine.
A turbine impeller 1 that is rotationally driven by exhaust gas discharged from the engine;
A spiral-shaped turbine housing 2 that houses the turbine impeller 1;
A compressor impeller 3 driven by the rotational force of the turbine impeller 1 to pressurize the intake air;
A spiral compressor housing 4 that houses the compressor impeller 3;
A shaft 5 that transmits the rotation of the turbine impeller 1 to the compressor impeller 3;
A center housing 6 that supports the shaft 5 so as to freely rotate at high speed;
Is provided.

そして、ターボチャージャは、タービンハウジング2、コンプレッサハウジング4、センターハウジング6を、Vバンド(止め輪)、スナップリング、ボルト等の結合手段を用いて軸方向に結合して構成される。
なお、この実施例のターボチャージャには、タービンハウジング2の内部に、排気ガスをタービン羽根車1へ向けて吹き付ける第1、第2排気スクロール7、8が設けられている。
The turbocharger is configured by coupling the turbine housing 2, the compressor housing 4, and the center housing 6 in the axial direction using coupling means such as a V band (retaining ring), a snap ring, and a bolt.
The turbocharger of this embodiment is provided with first and second exhaust scrolls 7 and 8 for blowing exhaust gas toward the turbine impeller 1 inside the turbine housing 2.

このターボチャージャは、タービン羽根車1の排気上流側の排気ガスを、タービン羽根車1を迂回させてタービン下流域へ導くウエストゲートバルブ9を備える。
具体的に、タービンハウジング2には、タービン羽根車1の排気上流側の排気ガスを、タービン羽根車1を迂回させてタービン下流域へ導くバイパス孔10(通過孔の一例)が設けられている。そして、このバイパス孔10が、タービンハウジング2に対して回動自在に組み付けられたウエストゲートバルブ9の可動部によって開閉操作される。
The turbocharger includes a waste gate valve 9 that guides exhaust gas upstream of the turbine impeller 1 to the downstream region of the turbine by bypassing the turbine impeller 1.
Specifically, the turbine housing 2 is provided with a bypass hole 10 (an example of a passage hole) that guides exhaust gas upstream of the turbine impeller 1 to the turbine downstream area by bypassing the turbine impeller 1. . The bypass hole 10 is opened and closed by a movable portion of a wastegate valve 9 that is rotatably assembled to the turbine housing 2.

このウエストゲートバルブ9の作動は、エンジンの高回転時など、エンジンの排出する単位時間当たりの排気ガス量が過剰の場合に開弁し、タービン羽根車1の排気上流側の排気ガスの一部をタービン下流域へ迂回させる。
これにより、タービン羽根車1に供給される排気ガス圧が過剰に昇圧するのを防いで、タービン効率を向上させることが可能になる。
The operation of the wastegate valve 9 is opened when the amount of exhaust gas discharged per unit time of the engine is excessive, such as at high engine speed, and a part of the exhaust gas upstream of the turbine impeller 1 is exhausted. Is bypassed downstream of the turbine.
Thereby, it is possible to prevent the exhaust gas pressure supplied to the turbine impeller 1 from being increased excessively and to improve the turbine efficiency.

次に、ウエストゲートバルブ9の具体例を説明する。
ウエストゲートバルブ9(バルブ装置の一例)は、上述したように、タービンハウジング2の内部に形成されたバイパス孔10を開閉することで、タービン羽根車1へ吹き付けられる排気ガス量を調整するものであり、タービンハウジング2の外部から回動操作される回動軸11と、この回動軸11と一体に回動するバルブアーム12の先に組み付けられるポペットバルブ13とを備える。
Next, a specific example of the wastegate valve 9 will be described.
The wastegate valve 9 (an example of a valve device) adjusts the amount of exhaust gas blown to the turbine impeller 1 by opening and closing the bypass hole 10 formed in the turbine housing 2 as described above. A rotation shaft 11 that is rotated from the outside of the turbine housing 2, and a poppet valve 13 that is assembled to the tip of a valve arm 12 that rotates integrally with the rotation shaft 11.

回動軸11は、図1に示すように、タービンハウジング2に設けられた円筒部の内側において軸受14を介して回動自在に支持されるものであり、タービンハウジング2の外部に組み付けられる外部アーム15を介してアクチュエータに回動操作される。
回動軸11の外側(タービンハウジング2の外側)には、外部アーム15が固定される。この外部アーム15は、回動軸11の回動中心から径方向外側へ延びる部材(例えば、リンクプレート)であり、外部アーム15がアクチュエータに回動操作されることで、回動軸11が回動する。
As shown in FIG. 1, the rotating shaft 11 is rotatably supported via a bearing 14 inside a cylindrical portion provided in the turbine housing 2, and is externally assembled to the outside of the turbine housing 2. The actuator is rotated through the arm 15.
An external arm 15 is fixed to the outside of the rotating shaft 11 (outside of the turbine housing 2). The external arm 15 is a member (for example, a link plate) that extends radially outward from the rotation center of the rotation shaft 11, and the rotation shaft 11 is rotated when the external arm 15 is rotated by an actuator. Move.

回動軸11の内側(タービンハウジング2の内側)には、バルブアーム12が一体に設けられている。
このバルブアーム12は、回動軸11の回動中心から径方向外側へ延びる回動アームであり、回動軸11が回動することで、バルブアーム12の先端に組み付けられたポペットバルブ13が円弧を描いて回動する。
A valve arm 12 is integrally provided inside the rotating shaft 11 (inside the turbine housing 2).
The valve arm 12 is a rotation arm that extends radially outward from the rotation center of the rotation shaft 11, and the rotation of the rotation shaft 11 causes the poppet valve 13 assembled at the tip of the valve arm 12 to move. Draw an arc to rotate.

ポペットバルブ13は、バルブアーム12の先端に組み付けられるものであり、バルブアーム12が回動することで、ポペットバルブ13が回動してバイパス孔10を開閉する。
ポペットバルブ13は、閉弁時にバイパス孔10の周囲の弁座A(タービンハウジング2に形成される平面)に着座してバイパス孔10を塞ぐ略円板状の傘部13aを備える。なお、以下では、閉弁時に弁座Aに着座するポペットバルブ13側の着座面をシール面Bと称して説明する。
The poppet valve 13 is assembled at the tip of the valve arm 12, and the poppet valve 13 rotates to open and close the bypass hole 10 by rotating the valve arm 12.
The poppet valve 13 includes a substantially disc-shaped umbrella portion 13 a that sits on a valve seat A (a plane formed in the turbine housing 2) around the bypass hole 10 and closes the bypass hole 10 when the poppet valve 13 is closed. Hereinafter, the seating surface on the side of the poppet valve 13 that is seated on the valve seat A when the valve is closed will be referred to as a sealing surface B.

ポペットバルブ13には、穴形状を呈する挿入穴17が設けられている。
この挿入穴17は、ポペットバルブ13の中心(シール面Bの垂直方向から見た傘部13aの中心)を通る貫通穴であり、この挿入穴17はシール面Bに対して平行に穿設されている。
具体的な一例として、挿入穴17は、穴の断面形状が略矩形を呈する四角穴であり、この四角穴のうちシール面Bに近い平面(後述する挿入部18との接触面C)はシール面Bに対して平行に設けられている。
The poppet valve 13 is provided with an insertion hole 17 having a hole shape.
The insertion hole 17 is a through hole that passes through the center of the poppet valve 13 (the center of the umbrella portion 13a as viewed from the vertical direction of the seal surface B). The insertion hole 17 is formed in parallel to the seal surface B. ing.
As a specific example, the insertion hole 17 is a square hole having a substantially rectangular cross-sectional shape, and a plane close to the seal surface B (a contact surface C with the insertion portion 18 described later) of the square hole is a seal. It is provided parallel to the surface B.

一方、バルブアーム12には、挿入穴17に挿入される挿入部18が設けられている。挿入穴17と挿入部18との間には隙間αが設けられており、バルブアーム12に対してポペットバルブ13が隙間αによるガタツキを許容した状態で組み付けられる。
具体的な一例として、挿入部18は、断面形状が略矩形を呈する四角軸であり、閉弁時には挿入部18を成す四角軸のうちの1つの平面が挿入穴17の内面に接触し、回動軸11からバルブアーム12に与えられた閉弁トルクが接触面C(挿入部18と挿入穴17が接触して閉弁トルクを伝達する面)を介してポペットバルブ13に伝えられる。
On the other hand, the valve arm 12 is provided with an insertion portion 18 to be inserted into the insertion hole 17. A gap α is provided between the insertion hole 17 and the insertion portion 18, and the poppet valve 13 is assembled to the valve arm 12 in a state in which the play due to the gap α is allowed.
As a specific example, the insertion portion 18 is a square shaft having a substantially rectangular cross-sectional shape, and when the valve is closed, one plane of the square shaft forming the insertion portion 18 contacts the inner surface of the insertion hole 17 and rotates. The valve closing torque applied from the moving shaft 11 to the valve arm 12 is transmitted to the poppet valve 13 through the contact surface C (the surface through which the insertion portion 18 and the insertion hole 17 contact to transmit the valve closing torque).

(実施例1の効果1)
組付誤差や高温の排気ガスによる熱膨張差等の要因によって、閉弁時に、ポペットバルブ13のシール面Bが、弁座Aに傾いて接触する場合がある。
その場合、挿入穴17と挿入部18との間に意図的に設けた隙間αがポペットバルブ13の傾きを吸収し、ポペットバルブ13のシール面Bを弁座Aに一致させる。
(Effect 1 of Example 1)
The seal surface B of the poppet valve 13 may be inclined and contact the valve seat A when the valve is closed due to factors such as assembly errors and thermal expansion differences due to high-temperature exhaust gas.
In that case, the gap α intentionally provided between the insertion hole 17 and the insertion portion 18 absorbs the inclination of the poppet valve 13, and makes the seal surface B of the poppet valve 13 coincide with the valve seat A.

ここで、この実施例1のウエストゲートバルブ9は、バルブアーム12からポペットバルブ13に閉弁トルクを伝える接触面C(矩形形状の加圧面)が、図3(b)のハンチングで示すように、ポペットバルブ13の中心部(具体的には、シール面Bを垂直方向から見た傘部13aの中心部)に設けられる。即ち、この実施例1では、「ポペットバルブ13の中心」から「接触面Cの端」までの距離が、従来技術に比較して短く設けられる。
このため、ポペットバルブ13のシール面Bが弁座Aに傾いて接触し、その傾きが隙間αによって吸収された状態であっても、ポペットバルブ13の中心付近に加圧点βが生じる。これにより、ポペットバルブ13におけるシール面Bの面圧を均等化することができ、弁漏れを抑えることができる。
Here, in the wastegate valve 9 of the first embodiment, the contact surface C (rectangular pressure surface) for transmitting the valve closing torque from the valve arm 12 to the poppet valve 13 is shown by hunting in FIG. The poppet valve 13 is provided at the central portion (specifically, the central portion of the umbrella portion 13a when the seal surface B is viewed from the vertical direction). That is, in the first embodiment, the distance from “the center of the poppet valve 13” to “the end of the contact surface C” is set shorter than that in the prior art.
For this reason, even if the sealing surface B of the poppet valve 13 is inclined and contacts the valve seat A, and the inclination is absorbed by the gap α, the pressurization point β is generated near the center of the poppet valve 13. Thereby, the surface pressure of the sealing surface B in the poppet valve 13 can be equalized, and valve leakage can be suppressed.

(実施例1の効果2)
この実施例1では、上述したように、挿入穴17と挿入部18の接触面Cが、閉弁時においてシール面Bと平行な平面に設けられる。
このため、接触面Cの面積を確保することができる。
具体的には、図3(a)のハンチングで示す従来技術の接触面Cの面積と、図3(b)のハンチングで示すこの実施例1の接触面Cの面積とを、略同じ面積に設けることができる。これにより、接触面Cの摩耗を長期に亘って抑えることができる。
(Effect 2 of Example 1)
In the first embodiment, as described above, the contact surface C between the insertion hole 17 and the insertion portion 18 is provided on a plane parallel to the seal surface B when the valve is closed.
For this reason, the area of the contact surface C is securable.
Specifically, the area of the contact surface C of the prior art shown by hunting in FIG. 3A and the area of the contact surface C of Example 1 shown by hunting in FIG. Can be provided. Thereby, abrasion of the contact surface C can be suppressed over a long period of time.

[実施例2]
図4、図5を参照して実施例2を説明する。なお、以下の各実施例において、上記実施例1と同一符合は同一機能物を示すものである。
この実施例2は、挿入穴17と挿入部18の隙間αを確保したまま、バルブアーム12の先にポペットバルブ13の抜止めを行う技術を示す。
[Example 2]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same functional objects.
The second embodiment shows a technique for retaining the poppet valve 13 at the tip of the valve arm 12 while ensuring the clearance α between the insertion hole 17 and the insertion portion 18.

挿入穴17は、実施例1と同様、軸方向の両側で開口する四角穴形状の貫通穴である。挿入部18も、実施例1と同様、四角軸であり、挿入穴17の一端側から挿入されて、挿入穴17の他端側から外部に露出する露出部19を備える。
そして、露出部19を塑性変形させることで、挿入穴17に対して挿入部18の抜止めを行う。
As in the first embodiment, the insertion hole 17 is a square hole-shaped through hole that opens on both sides in the axial direction. Similarly to the first embodiment, the insertion portion 18 is also a square shaft, and includes an exposed portion 19 that is inserted from one end side of the insertion hole 17 and exposed to the outside from the other end side of the insertion hole 17.
Then, the insertion portion 18 is prevented from being removed from the insertion hole 17 by plastically deforming the exposed portion 19.

具体的に、この実施例2の露出部19(挿入穴17から露出して塑性変形される挿入部18の先端)には、プレス加工によって塑性変形可能な2つの突起片20が設けられている。
挿入部18を挿入穴17に挿入した後、図5に示すように、突起片20をプレス加工により外側へ塑性変形させる。これにより、塑性変形後の突起片20が抜止め片として機能し、挿入穴17と挿入部18の隙間αを確保したまま、挿入穴17に対して挿入部18の抜止めを行うことができる。
Specifically, two protrusion pieces 20 that can be plastically deformed by pressing are provided on the exposed portion 19 (the tip of the insertion portion 18 that is exposed from the insertion hole 17 and is plastically deformed) in the second embodiment. .
After the insertion portion 18 is inserted into the insertion hole 17, the protruding piece 20 is plastically deformed outward by pressing as shown in FIG. Thereby, the protruding piece 20 after plastic deformation functions as a retaining piece, and the insertion portion 18 can be prevented from being removed from the insertion hole 17 while the clearance α between the insertion hole 17 and the insertion portion 18 is secured. .

(実施例2の効果)
これにより、従来技術で用いていたワッシャを廃止することができ、ウエストゲートバルブ9の部品点数を減らすことができる。
また、ワッシャを廃止したことで、タービンハウジング2の内部に、ワッシャの回動範囲を確保するためのスペースを設けなくても済む。即ち、タービンハウジング2の内部におけるウエストゲートバルブ9の可動に必要な体積(デッドスペース)を減らすことができる。
(Effect of Example 2)
Thereby, the washer used by the prior art can be abolished and the number of parts of the wastegate valve 9 can be reduced.
In addition, since the washer is eliminated, it is not necessary to provide a space for ensuring the rotation range of the washer inside the turbine housing 2. That is, the volume (dead space) necessary for moving the wastegate valve 9 inside the turbine housing 2 can be reduced.

[実施例3]
図6を参照して実施例3を説明する。
この実施例3は、上記実施例2と同様、挿入穴17と挿入部18の隙間αを確保したまま、バルブアーム12の先にポペットバルブ13の抜止めを行う技術を示す。
[Example 3]
Embodiment 3 will be described with reference to FIG.
As in the second embodiment, the third embodiment shows a technique for retaining the poppet valve 13 at the tip of the valve arm 12 while ensuring the clearance α between the insertion hole 17 and the insertion portion 18.

この実施例3の露出部19(挿入穴17から露出して塑性変形される挿入部18の先端)の先端の中心部には、拡径型21が押し入れられる拡径用穴22が形成されている。
挿入部18を挿入穴17に挿入した後、図6に示すように、拡径型21を拡径用穴22に押し入れることで、挿入部18の先端を塑性変形によって拡径させ、挿入部18の先端に拡径部23を形成する。これにより、塑性変形によって形成された拡径部23が抜止めとして機能し、挿入穴17と挿入部18の隙間αを確保したまま、挿入穴17に対して挿入部18の抜止めを行うことができる。
In the central portion of the tip of the exposed portion 19 (the tip of the insertion portion 18 exposed from the insertion hole 17 and plastically deformed) of the third embodiment, a diameter expansion hole 22 into which the diameter expansion die 21 is pushed is formed. Yes.
After inserting the insertion portion 18 into the insertion hole 17, as shown in FIG. 6, the distal end of the insertion portion 18 is expanded by plastic deformation by pushing the diameter-expansion die 21 into the diameter-expansion hole 22. An enlarged diameter portion 23 is formed at the tip of 18. As a result, the enlarged diameter portion 23 formed by plastic deformation functions as a retaining, and the insertion portion 18 is prevented from being removed from the insertion hole 17 while the clearance α between the insertion hole 17 and the insertion portion 18 is secured. Can do.

これにより、従来技術で用いていた抜止めのためのワッシャを廃止することができ、実施例2と同様の効果を得ることができる。   Thereby, the washer for retaining used in the prior art can be abolished, and the same effect as in the second embodiment can be obtained.

[実施例4]
図7を参照して実施例4を説明する。
この実施例4のポペットバルブ13は、挿入穴17の内部に突起24を設けたものである。
この突起24は、ポペットバルブ13の中心(具体的には、シール面Bを垂直方向から見た傘部13aの中心)に設けられるものであり、回動軸11に付与された閉弁トルクが、挿入部18と突起24の接触面Cを介してポペットバルブ13に伝えられる。
[Example 4]
Embodiment 4 will be described with reference to FIG.
The poppet valve 13 of the fourth embodiment is provided with a protrusion 24 inside the insertion hole 17.
The protrusion 24 is provided at the center of the poppet valve 13 (specifically, the center of the umbrella portion 13a when the seal surface B is viewed from the vertical direction), and the valve closing torque applied to the rotating shaft 11 is provided. Then, it is transmitted to the poppet valve 13 through the contact surface C of the insertion portion 18 and the protrusion 24.

具体的に突起24は、挿入穴17と挿入部18の接触面Cの面積を小さくして、ポペットバルブ13の中心部に接触面Cを集中させ、「ポペットバルブ13の中心」から「接触面Cの端」までの距離を短くするものである。
これにより、バルブアーム12からポペットバルブ13に与える閉弁トルクを、ポペットバルブ13の中心部に確実に与えることができる。その結果、ポペットバルブ13のシール面Bの面圧をさらに均等化することができ、弁漏れをより確実に抑えることができる。
Specifically, the protrusion 24 reduces the area of the contact surface C between the insertion hole 17 and the insertion portion 18 so that the contact surface C is concentrated on the center portion of the poppet valve 13, and from the “center of the poppet valve 13” to the “contact surface”. The distance to the “end of C” is shortened.
Thereby, the valve closing torque applied from the valve arm 12 to the poppet valve 13 can be reliably applied to the center portion of the poppet valve 13. As a result, the surface pressure of the seal surface B of the poppet valve 13 can be further equalized, and valve leakage can be more reliably suppressed.

上記の実施例では、回動軸11の軸方向と、挿入部18の軸方向(挿入穴17に対する挿入方向)とが平行に設けられる例を示したが、回動軸11の軸方向と、挿入部18の軸方向は平行でなくても良い。その具体的な一例として、図8に示すように、回動軸11の軸方向に対して、挿入部18の軸方向を垂直に設けても良い。   In the above embodiment, the example in which the axial direction of the rotating shaft 11 and the axial direction of the insertion portion 18 (the insertion direction with respect to the insertion hole 17) are provided in parallel is shown. The axial direction of the insertion portion 18 may not be parallel. As a specific example thereof, as shown in FIG. 8, the axial direction of the insertion portion 18 may be provided perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 11.

上記の実施例では、挿入部18を四角軸で設け、その四角軸のうちの広い面が挿入穴17と接触する例を示したが、図8に示すように、挿入部18を成す四角軸のうちの狭い面を挿入穴17と接触させても良い。   In the above embodiment, the insertion portion 18 is provided with a square axis, and the wide surface of the square axis is in contact with the insertion hole 17. However, as shown in FIG. Of these, the narrow surface may be brought into contact with the insertion hole 17.

上記の実施例では、閉弁時にバルブアーム12が弁座Aやシール面Bと平行に設けられる例を示したが、もちろん限定されるものではなく、図9(a)、(b)に示すように、閉弁時にバルブアーム12が弁座Aやシール面Bと平行でなくても良い。   In the above embodiment, the valve arm 12 is provided in parallel with the valve seat A and the seal surface B when the valve is closed. However, the present invention is not limited to this, and is shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). Thus, the valve arm 12 may not be parallel to the valve seat A or the seal surface B when the valve is closed.

上記の実施例では、挿入部18を四角軸で設け、挿入穴17も四角穴で設ける例を示したが、限定するものではなく、例えば、挿入部18を丸棒(円柱軸)で設け、挿入穴17を丸穴で設けても良い。即ち、接触面Cを円筒面で設けても良い。
あるいは、挿入部18における挿入穴17との接触箇所を球面で設け、挿入穴17における挿入部18との接触箇所を窪んだ球面で設けても良い。即ち、接触面Cを球面で設けても良い。
In the above embodiment, the insertion portion 18 is provided with a square shaft and the insertion hole 17 is also provided with a square hole. However, the present invention is not limited thereto. For example, the insertion portion 18 is provided with a round bar (cylindrical shaft), The insertion hole 17 may be provided as a round hole. That is, the contact surface C may be a cylindrical surface.
Alternatively, the contact portion with the insertion hole 17 in the insertion portion 18 may be provided as a spherical surface, and the contact portion with the insertion portion 18 in the insertion hole 17 may be provided as a recessed spherical surface. That is, the contact surface C may be a spherical surface.

上記の実施例では、本発明をウエストゲートバルブ9に適用する例を示したが、第2排気スクロール8へ排気ガスを導く流路切替孔(通過孔の一例)の開閉を行う流路切替バルブ(ターボチャージャに搭載されるバルブ装置)に本発明を適用しても良い。   In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to the wastegate valve 9 has been described. However, the flow path switching valve that opens and closes a flow path switching hole (an example of a passage hole) that guides exhaust gas to the second exhaust scroll 8. The present invention may be applied to (a valve device mounted on a turbocharger).

9 ウエストゲートバルブ(バルブ装置)
10 バイパス孔(通過孔)
11 回動軸
12 バルブアーム
13 ポペットバルブ
17 挿入穴
18 挿入部
α 隙間
C 接触面
9 Wastegate valve (valve device)
10 Bypass hole (pass hole)
11 Rotating shaft 12 Valve arm 13 Poppet valve 17 Insertion hole 18 Insertion part α Clearance C Contact surface

Claims (5)

排気ガスの通過孔(10)を開閉するバルブ装置(9)を搭載するターボチャージャにおいて、
前記バルブ装置(9)は、回動操作される回動軸(11)と、この回動軸(11)と一体に回動するバルブアーム(12)の先に組み付けられるポペットバルブ(13)とを備え、
このポペットバルブ(13)には、穴形状を呈する挿入穴(17)が形成され、
前記バルブアーム(12)には、前記挿入穴(17)との間に隙間(α)を隔てて挿入される挿入部(18)が設けられ、
前記回動軸(11)に付与された閉弁トルクが、前記挿入穴(17)と前記挿入部(18)の接触面(C)を介して前記ポペットバルブ(13)に伝えられることを特徴とするターボチャージャ。
In a turbocharger equipped with a valve device (9) for opening and closing an exhaust gas passage hole (10),
The valve device (9) includes a rotating shaft (11) that is rotated, and a poppet valve (13) that is assembled to the tip of a valve arm (12) that rotates together with the rotating shaft (11). With
The poppet valve (13) is formed with an insertion hole (17) having a hole shape,
The valve arm (12) is provided with an insertion portion (18) to be inserted with a gap (α) between the insertion hole (17),
The valve closing torque applied to the rotating shaft (11) is transmitted to the poppet valve (13) through the contact surface (C) of the insertion hole (17) and the insertion portion (18). Turbocharger.
請求項1に記載のターボチャージャにおいて、
閉弁時に前記通過孔(10)の周囲の弁座(A)に着座する前記ポペットバルブ(13)の着座面をシール面(B)とした場合、
前記挿入穴(17)と前記挿入部(18)の接触面(C)は、閉弁時に前記シール面(B)と平行な平面であることを特徴とするターボチャージャ。
The turbocharger according to claim 1,
When the seating surface of the poppet valve (13) seated on the valve seat (A) around the passage hole (10) when the valve is closed is the sealing surface (B),
The turbocharger, wherein a contact surface (C) of the insertion hole (17) and the insertion portion (18) is a plane parallel to the seal surface (B) when the valve is closed.
請求項1または請求項2に記載のターボチャージャにおいて、
前記挿入穴(17)は、軸方向の両側で開口する貫通穴であり、
前記挿入部(18)は、前記挿入穴(17)の一端側から挿入されて、前記挿入穴(17)の他端側から外部に露出する露出部(19)を備え、
この露出部(19)を塑性変形させることで、前記挿入穴(17)に対して前記挿入部(18)の抜止めが成されることを特徴とするターボチャージャ。
In the turbocharger according to claim 1 or 2,
The insertion hole (17) is a through hole opened on both sides in the axial direction,
The insertion portion (18) includes an exposed portion (19) inserted from one end side of the insertion hole (17) and exposed to the outside from the other end side of the insertion hole (17),
A turbocharger characterized in that the insertion portion (18) is prevented from being removed from the insertion hole (17) by plastically deforming the exposed portion (19).
請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のターボチャージャにおいて、
前記ポペットバルブ(13)は、前記挿入穴(17)の内部に突起(24)を備え、
前記回動軸(11)に付与された閉弁トルクが、前記挿入部(18)と前記突起(24)の接触面(C)を介して前記ポペットバルブ(13)に伝えられることを特徴とするターボチャージャ。
In the turbocharger as described in any one of Claims 1-3,
The poppet valve (13) includes a protrusion (24) inside the insertion hole (17),
The valve closing torque applied to the rotating shaft (11) is transmitted to the poppet valve (13) via the contact surface (C) of the insertion portion (18) and the protrusion (24). Turbocharger.
請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載のターボチャージャにおいて、
前記通過孔(10)は、タービン羽根車(1)の排気上流側の排気ガスを、前記タービン羽根車(1)の排気下流側へ迂回させるバイパス孔(10)であり、
前記バルブ装置(9)は、前記バイパス孔(10)を開閉するウエストゲートバルブ(9)であることを特徴とするターボチャージャ。
In the turbocharger as described in any one of Claims 1-4,
The passage hole (10) is a bypass hole (10) for bypassing the exhaust gas upstream of the turbine impeller (1) to the exhaust downstream side of the turbine impeller (1),
The turbocharger, wherein the valve device (9) is a wastegate valve (9) that opens and closes the bypass hole (10).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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