JP4741709B1 - Vgsタイプターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の排気ガイドアッセンブリASは、可変翼1を回動自在に支持するフレーム基材2を有し、例えばこのフレーム基材2に溝部25を円周状に形成する一方、ドライブリング31にフレーム基材2側に突出するボス部34を円周状に形成し、ドライブリング31のボス部34を、フレーム基材2の溝部25に嵌め入れることによって、ドライブリング31の径方向のガイド作用を担わせるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
このため排気ガイドアッセンブリにあっては、別途可変翼の可変機構等を必要とするものであって、円環状のフレーム基材に周状に等配された複数の可変翼と、これらを一斉に且つ均等に開閉させるためのドライブリングを含む可変駆動機構が設けられている。そして、外部に設けられたアクチュエータからのシフト駆動を受けて、まずドライブリングが回動し、この回動動作をレバープレートを介して可変翼に伝え、最終的に複数の可変翼が一斉に且つ均等に開閉(回動)するものである。なお、本出願人も、この種のVGSタイプターボチャージャに関し、鋭意研究や開発を重ね、多くの特許出願に至っている(例えば特許文献1参照)。とりわけ、この特許文献1は、ドライブリングに関する発明であって、既に特許査定に至っている(特許第4098821号)。
また、図中符号Gjは、フレーム基材2′(可変翼支持フレーム基材21′)に対しドライブリング31′を挟み込むように設けられたピン状のガイド部材(軸方向ガイド)であり、これはドライブリング31′の端面と幾らかのクリアランス(間隙)CLjをあけて設けられ、これによってドライブリング31′は軸方向の移動が規制される(言わば抜け止め)。そして、ドライブリング31′は、これら径方向と軸方向とにおいて確保された両方のクリアランスCLr、CLjによって回動自在に保持される。
このようにVGSタイプの排気ガイドアッセンブリAS′は、可変機構3′だけをとっても、通常のものよりも構造や形状を複雑化させなければならず、VGSタイプでは、このような複雑化構造が半ば既成概念と考えられていた。しかし、この種の自動車業界・自動車関連部品業界にあっては、軽量化やコスト低減化は常に求められる至上命題(課題)であり、価格競争は日々熾烈になる一方である。このようなことからVGSタイプの可変機構3′であっても、構造のシンプル化、構成部材の削減化(コスト低減)、軽量化などにおいて更なる改善が求められていた。
タービンロータの外周位置に配置された複数の可変翼を、レバープレートを介してドライブリングのシフトにより回動させ、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギでタービンロータを回し、タービンロータに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮できるようにしたVGSタイプのターボチャージャに組み込まれる排気ガイドアッセンブリであって、
この排気ガイドアッセンブリは、可変翼を回動自在に支持するフレーム基材を有し、
また前記ドライブリングは、中央部が開口され、この開口部の端縁がフレーム基材側に突出形成されたボス部を有するものであり、
またフレーム基材には、このボス部を受け入れる凹陥状の溝部が形成されて成り、
前記ドライブリングのボス部を、フレーム基材の溝部に嵌め入れて、ドライブリングとフレーム基材とを円周状に係合させることにより、ドライブリングの径方向のガイド作用を担うようにしたことを特徴として成るものである。
前記レバープレートは、可変翼の軸部先端に固定されるものであり、
このレバープレートによって、ドライブリングの軸方向への移動を規制することにより、ドライブリングの軸方向のガイド作用を担うようにしたことを特徴として成るものである。
すなわち請求項1記載の発明によれば、本来、可変翼を回動自在に支持するフレーム基材に、ドライブリングの径方向のガイド作用を担わせるため、従来、当該作用を担うために設けていた専用のガイド部材が不要となり(廃止でき)、ドライブリングの作動のシンプル化が図れ、排気ガイドアッセンブリの軽量化やコストダウンという効果を奏する。
また、ドライブリングをフレーム基材に対し円周状に係合させることによって、ドライブリングの径方向のガイドを図るため、専用のガイド部材を用いることなくドライブリングの径方向をガイドする具体的構成を現実のものとする。
更に、ドライブリングとフレーム基材との係合は、ドライブリングに形成されたボス部を、フレーム基材の溝部に嵌め入れて実現するため、両部材の係合構造がより具体的となり、両部材の形状形成もより現実的なものとなる。
なお、本発明の主題は、後述する回動リング31の作動(ガイド)にあるが、以下の説明では、まず回動リング31を組み込んで成る排気ガイドアッセンブリASについて概略的に説明する。
また、翼部11には、軸部12との境界部(接続部)に、軸部12より幾分大径の鍔部13が形成される。なお鍔部13の底面(座面)は、翼部11の端面と、ほぼ同一平面上に形成され、この平面が可変翼1をフレーム基材2に挿入した際の座面となり、タービンロータTにおける幅方向(翼幅hの方向)の位置規制を図る作用を担っている。
また軸部12には、通常の軸径よりも一回り大きな径寸法を有する段差部を形成し、後述する軸受部23に対し、可変翼1(軸部12)を部分接触(部分摺動)させることが可能である。
そして、これら可変翼支持フレーム基材21と対向側フレーム基材22とによって挟み込まれた可変翼1(翼部11)を常に円滑に回動させるには、両部材間の寸法をほぼ一定(概ね可変翼1の翼幅h程度)に維持することが肝要であり、そのため本実施例では一例として軸受部23の外周部分に、四カ所設けられたカシメピン24によって両部材間の寸法を維持している。また、このカシメピン24を受け入れるために可変翼支持フレーム基材21及び対向側フレーム基材22に開孔される孔をピン孔24Pとする。
一方、レバープレート35は、図1に示すように、長片状のプレート部36の一方の端部近くに可変翼1の軸部12(基準面14)を嵌め込むための嵌込孔37を具えるとともに、前記ドライブリング31に係合するための係合突起38を、嵌込孔37と反対側の端部に具えるものである。
そして、このような伝達態様から理解されるように、レバープレート35は、ドライブリング31と可変翼1の軸部12との間に介在して、可変翼1の回動を担うものである。
なお、本実施例では、このような可変機構3を、可変翼支持フレーム基材21側に設けたが、反対側の対向側フレーム基材22側に設けることももとより差し支えない。
このように、本発明では、可変翼支持フレーム基材21の溝部25と、ドライブリング31のボス部34との係合によって、ドライブリング31の径方向をガイドするため、当該作用を担う専用部材(例えば図6に示した径方向ガイド部材Gr)が不要となるものであり、ドライブリング31の作動構造のシンプル化、構成部材の削減化、軽量化等に寄与するものである。
一方、溝部25の加工は、切削加工等で形成し得るものである。
また、レバープレート35によってドライブリング31の軸方向の規制(ガイド)を行うようにしたことにより、当該作用を担う専用部材(図6では軸方向ガイド部材Gjとしての押さえピン)が不要となるものであり、ドライブリング31の作動構造の更なるシンプル化、構成部材の一層の削減化、排気ガイドアッセンブリASとして更なる軽量化に寄与するものである。
因みに、従来は、レバープレート35によってドライブリング31の軸方向を規制し、抜け止めを図るという思想はなかった(もしくは極めて低かった)が、これはレバープレート35そのものが回動する部材であるため、これにドライブリング31を当接させてこのものの軸方向の移動を抑えることは、レバープレート35の回動作動に悪影響を及ぼしかねないとの先入観があったためだと思われる。
また、本実施例ではドライブリング31とレバープレート35との関係において、レバープレート35側に係合突起38を形成したが、両部材間の係合を図るこのような突起は、例えば図3に示すように、ドライブリング31側に形成することも可能である。もちろん、その場合には、レバープレート35は、例えば係合部先端が二股状に形成され、この部分で係合突起38を受け入れながら回転滑り接触を行うように形成されるものである。
なお、参考例では、可変翼支持フレーム基材21に溝(溝部25)を形成する必要がないため、可変翼支持フレーム基材21において肉薄となる部位がなく、ほぼ一定の板厚で形成でき、このため参考例は、もともと可変翼支持フレーム基材21の肉厚が薄く、当該部材を部分的にでも肉薄にしたくない場合等に有効な手法と考えられる。
なお、ドライブリング31の突起34Bは、フラット状のリング本体をレバープレート35を設ける方から突き押しして形成することが可能である。もちろん、突起34Bは、打ち抜き加工を途中で止める半抜き加工(ハーフブランキング)でも形成できる。因みに、突起34Bを形成する際には、突出部分の断面形状が、矩形状でも円形状(半円状)でも構わないものである。
2 フレーム基材
3 可変機構
1 可変翼
11 翼部
12 軸部
13 鍔部
14 基準面
2 フレーム基材
21 可変翼支持フレーム基材
22 対向側フレーム基材
23 軸受部
24 カシメピン
24P ピン孔
25 溝部(係合)
25A 係合段差
25B 溝部
3 可変機構
31 ドライブリング
35 レバープレート
31 ドライブリング
32 駆動係合部
33 入力部
34 ボス部(係合)
34A 係合段差
34B 突起
35 レバープレート
36 プレート部
37 嵌込孔
38 係合突起
h 翼幅
AC アクチュエータ
AS 排気ガイドアッセンブリ
C ターボチャージャ
T タービンロータ
G 排気ガス
Gr ガイド部材(径方向)
Gj ガイド部材(軸方向)
CLr クリアランス(径方向)
CLj クリアランス(軸方向)
Claims (2)
- タービンロータの外周位置に配置された複数の可変翼を、レバープレートを介してドライブリングのシフトにより回動させ、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギでタービンロータを回し、タービンロータに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮できるようにしたVGSタイプのターボチャージャに組み込まれる排気ガイドアッセンブリであって、
この排気ガイドアッセンブリは、可変翼を回動自在に支持するフレーム基材を有し、
また前記ドライブリングは、中央部が開口され、この開口部の端縁がフレーム基材側に突出形成されたボス部を有するものであり、
またフレーム基材には、このボス部を受け入れる凹陥状の溝部が形成されて成り、
前記ドライブリングのボス部を、フレーム基材の溝部に嵌め入れて、ドライブリングとフレーム基材とを円周状に係合させることにより、ドライブリングの径方向のガイド作用を担うようにしたことを特徴とする排気ガイドアッセンブリ。
- 前記レバープレートは、可変翼の軸部先端に固定されるものであり、
このレバープレートによって、ドライブリングの軸方向への移動を規制することにより、ドライブリングの軸方向のガイド作用を担うようにしたことを特徴とする請求項1記載の排気ガイドアッセンブリ。
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