JP6263973B2 - Valve actuator and supercharger - Google Patents

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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を作動させるためのバルブ作動装置等に関する。   The present invention operates a flow rate variable valve mechanism that opens and closes an opening of a gas flow rate variable passage for varying the flow rate of exhaust gas supplied to a turbine impeller side in a turbocharger such as a vehicular turbocharger. The present invention relates to a valve operating device.

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。また、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構成は、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. It is formed. 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. And the structure of the waste gate valve which is one of the flow variable valve mechanisms is as follows.

即ち、タービンハウジングの外壁に貫通形成した支持穴には、ステム(回転軸)が正逆方向へ回転可能に設けられており、このステムの基端部は、タービンハウジングの外側へ突出してある。また、ステムの先端部には、取付部材の基端部が一体的に連結されており、この取付部材の先端部には、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が設けられている。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いる。ここで、リンク部材をステムの軸心周りに正逆方向へ揺動させることによって、バルブがステム及び取付部材を介して正逆方向(開閉方向)へ揺動するようになっている。   In other words, a stem (rotating shaft) is provided in a support hole formed through the outer wall of the turbine housing so as to be able to rotate in the forward and reverse directions, and a base end portion of the stem projects to the outside of the turbine housing. Further, the proximal end portion of the mounting member is integrally connected to the distal end portion of the stem, and a valve that can contact and be separated from the valve seat on the opening side of the bypass passage is provided at the distal end portion of the mounting member. Is provided. Further, the base end portion (one end portion) of the link member is integrally connected to the base end portion of the stem. Here, by swinging the link member in the forward / reverse direction around the axis of the stem, the valve swings in the forward / reverse direction (opening / closing direction) via the stem and the mounting member.

コンプレッサハウジングの外壁には、ウェイストゲートバルブを作動させるためのバルブ作動装置としてダイヤフラム式アクチュエータが設けられており、このダイヤフラム式アクチュエータは、リンク部材を正逆方向へ揺動させるものである。そして、ダイヤフラム式アクチュエータの構成は、次のようになる。   A diaphragm actuator is provided on the outer wall of the compressor housing as a valve operating device for operating the waste gate valve. The diaphragm actuator swings the link member in the forward and reverse directions. The configuration of the diaphragm actuator is as follows.

即ち、ダイヤフラム式アクチュエータは、筒状のアクチュエータ本体を備えており、このアクチュエータ本体は、内側(内部)に、圧力源としてのコンプレッサインペラの出口側から正圧を印加可能(供給可能)な圧力室と、大気に連通したアクチュエータ大気室とを有している。また、アクチュエータ本体内には、ダイヤフラムが圧力室とアクチュエータ大気室を区画するように設けられており、このダイヤフラムの中央部は、アクチュエータ軸方向(アクチュエータ本体の軸方向)へ変位可能である。そして、アクチュエータ大気室には、圧力室側へ付勢するアクチュエータ付勢部材が設けられている。更に、ダイヤフラムの中央部には、作動ロッドの基端部が一体的に連結されており、作動ロッドの先端部は、リンク部材の先端部に回転可能に連結されている。なお、コンプレッサインペラの出口側とは、例えばコンプレッサハウジングの空気排出口又はコンプレッサスクロール流路のことである。   That is, the diaphragm type actuator has a cylindrical actuator body, and this actuator body has a pressure chamber in which positive pressure can be applied (supplied) from the outlet side of the compressor impeller as a pressure source on the inside (inside). And an actuator atmosphere chamber communicating with the atmosphere. Further, a diaphragm is provided in the actuator main body so as to partition the pressure chamber and the actuator atmospheric chamber, and the central portion of the diaphragm can be displaced in the actuator axial direction (the axial direction of the actuator main body). An actuator urging member that urges the actuator air chamber toward the pressure chamber side is provided. Furthermore, the base end portion of the operating rod is integrally connected to the central portion of the diaphragm, and the distal end portion of the operating rod is rotatably connected to the distal end portion of the link member. The outlet side of the compressor impeller is, for example, an air discharge port of the compressor housing or a compressor scroll flow path.

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)が設定圧に達して、コンプレッサインペラの出口側から圧力室に正圧が印加されると、ダイヤフラムの中央部がアクチュエータ付勢部材の付勢力に抗してアクチュエータ軸方向の一方側へ変位する。すると、作動ロッドがアクチュエータ軸方向の一方側へ移動して、リンク部材を正方向へ揺動させることができる。これにより、バルブがステム及び取付部材を介して正方向(開方向)へ揺動して、バイパス通路の開口部を開くことができ、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 and positive pressure is applied to the pressure chamber from the outlet side of the compressor impeller, the diaphragm The central portion is displaced to one side in the actuator axial direction against the biasing force of the actuator biasing member. Then, the operating rod moves to one side in the actuator axial direction, and the link member can be swung in the forward direction. As a result, the valve can swing in the forward direction (opening direction) via the stem and the mounting member to open the opening of the bypass passage, and a portion of the exhaust gas can be bypassed by the turbine impeller. The flow rate of the exhaust gas supplied to the side can be reduced.

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って、コンプレッサインペラの出口側からの正圧の印加状態が解除されると、アクチュエータ付勢部材の付勢力によってダイヤフラムの中央部がアクチュエータ軸方向の他方側へ変位する。すると、作動ロッドがアクチュエータ軸方向の他方側へ移動して、リンク部材を逆方向へ揺動させることができる。これにより、バルブがステム及び取付部材を介して逆方向(閉方向)へ揺動して、バイパス通路の開口部を閉じることができ、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。   Further, after the opening of the bypass passage is opened, when the supercharging pressure becomes lower than the set pressure and the application state of the positive pressure from the outlet side of the compressor impeller is released, the diaphragm is driven by the biasing force of the actuator biasing member. The central part of the actuator is displaced to the other side in the actuator axial direction. Then, the operating rod moves to the other side in the actuator axial direction, and the link member can be swung in the reverse direction. As a result, the valve swings in the reverse direction (closed direction) via the stem and the mounting member, and the opening of the bypass passage can be closed, the flow of exhaust gas in the bypass passage is shut off, and the turbine impeller The flow rate of the exhaust gas supplied to the 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.

特開2009−236088号公報JP 2009-236088 A 特開2008−101589号公報JP 2008-101589 A

ところで、車両用過給機の運転中、圧力源側から印加される正圧が脈動成分を持つことがあり、このような場合には、作動ロッドが微小振動して、その振動がリンク部材等を介してバルブに伝達される。そのため、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して、ウェイストゲートバルブの静音性の低下を招くことが懸念される。   By the way, during the operation of the vehicle supercharger, the positive pressure applied from the pressure source side may have a pulsating component. In such a case, the operating rod slightly vibrates, and the vibration is linked to a link member or the like. Is transmitted to the valve via. Therefore, there is a concern that the valve comes into contact with the valve seat or the mounting member on the opening side of the bypass passage, and chattering noise is generated from the waste gate valve, leading to a reduction in the quietness of the waste gate valve.

なお、前述の問題は、圧力源から正圧の代わりに負圧が印加されるタイプのウェイストゲートバルブ、ウェイストゲートバルブ以外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-described problem also occurs in the type of waste gate valve to which negative pressure is applied instead of positive pressure from a pressure source, and in a flow rate variable valve mechanism other than the waste gate valve.

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の態様は、タービンハウジング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ガス流量可変通路が形成された過給機に用いられ、
前記タービンハウジング又は前記接続体の外壁形成した支持穴に正逆方向へ回転可能に設けられたステム(回転軸)、基端部が前記ステム連結された取付部材、前記取付部材の先端部に設けられかつ前記ガス流量可変通路の開口部側のバルブシート(周縁部)に当接離隔可能なバルブ、及び基端部(一端部)が前記ステムの基端部連結されたリンク部材を備え、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を作動させバルブ作動装置において、内側(内部)に圧力源から正圧又は負圧を印加可能(供給可能)な圧力室と大気に連通したアクチュエータ大気室とを有した筒状のアクチュエータ本体、前記アクチュエータ本体内に前記圧力室とアクチュエータ大気室を区画するように設けられかつ中央部がアクチュエータ軸方向へ変位可能なダイヤフラム、前記圧力室に印加される正圧又は負圧に抗する方向へ前記ダイヤフラムを付勢するアクチュエータ付勢部材、及び基端部が前記ダイヤフラムの中央部連結されかつ先端部(他端部)が前記リンク部材の先端部に回転可能(揺動可能)に連結された作動ロッドを備え、前記リンク部材を正逆方向へ揺動させるダイヤフラム式アクチュエータと、内側に前記圧力源と前記圧力室を連絡す配管経路(経路)の途中(中間部)に連通した受容室と大気に連通したタンク大気室とを有した筒状のタンク本体、前記タンク本体内に前記受容室と前記タンク大気室を区画するように設けられかつタンク軸方向摺動可能な仕切部材(ピストン)、及び前記受容室に印加される正圧又は負圧に抗する方向へ前記仕切部材を付勢するタンク付勢部材を備え、前記圧力源から正圧又は負圧を受容するサージタンク(受容タンク)と、を具備し、前記ダイヤフラム式アクチュエータが前記過給機におけるコンプレッサハウジングの外壁に設けられ、前記サージタンクが前記コンプレッサハウジングの外壁における前記タービンインペラの軸心を中心とした前記ダイヤフラム式アクチュエータの反対側の領域に位置していることである。
A first aspect of the present invention, the interior of the connecting body connected in a state of communication with the turbine housing or the turbine housing, the gas flow rate variable passage it the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side variable is formed Used for the turbocharger
Stem (rotary shaft) provided in a support hole formed in the outer wall of the turbine housing or the connection body so as to be rotatable in forward and reverse directions, a mounting member whose base end is connected to the stem, and a distal end of the mounting member And a link member having a base end portion (one end portion) connected to the base end portion of the stem, and a valve that can contact and separate from a valve seat (peripheral portion) on the opening side of the gas flow rate variable passage. comprising, in the valve actuating device Ru operates the variable flow valve mechanism for opening and closing the opening of the gas flow rate variable passage, positive or from the pressure source to the inside (interior) of the negative pressure can be applied (can be supplied) pressure chamber A cylindrical actuator body having an actuator atmosphere chamber in communication with the atmosphere; the actuator body is provided so as to partition the pressure chamber and the actuator atmosphere chamber; Displaceable diaphragm axially, positive or applied to the pressure chamber actuator biasing member for urging the diaphragm in a direction opposing the negative pressure, and a proximal end coupled to a central portion of the diaphragm and A distal end portion (the other end portion) includes an operating rod that is rotatably (swingable) connected to the tip end portion of the link member, and a diaphragm actuator that swings the link member in the forward and reverse directions; pressure source and the middle (the middle portion) communicating with the receiving chamber and a cylindrical tank body having a tank air chamber communicating with the atmosphere of the pipe path (route) contact the pressure chamber, the said tank body receiving chamber and the provided so as to divide the tank atmosphere chamber and slidable partition member to the tank axis (piston), and the positive pressure or applied to the receiving chamber is the partition section in a direction against the negative pressure Comprising a tank biasing member for biasing the positive pressure or from the pressure source to the surge tank for receiving the negative pressure (receiving tank), comprising a, the outer wall of the compressor housing said diaphragm actuator in the turbocharger provided, Ru der that the surge tank is positioned opposite a region of the diaphragm actuator around the axis of the turbine impeller in an outer wall of the compressor housing.

ここで、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「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。また、「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。更に、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意であって、「連結され」とは、直接的に連結されたことの他に、別部材を介して間接的に連結されたことを含む意である。そして、「アクチュエータ軸方向」とは、アクチュエータ本体の軸方向のことをいい、「タンク軸方向」とは、タンク本体の軸方向のことをいう。   Here, in the specification and claims of the present application, “a connection body connected in a state communicating with the turbine housing” means a pipe or manifold connected in a state communicating with the gas inlet or the gas outlet of the turbine housing. Including the casing and the like. Further, the “variable gas flow rate passage” includes a bypass passage for bypassing a part of the exhaust gas to the turbine impeller, and the “variable flow rate valve mechanism” opens and closes the opening of the bypass passage. Including the waste gate valve. Furthermore, “provided” means that it is provided directly, or indirectly provided via another member, and “connected” means directly connected. In addition to what has been done, it is meant to include being indirectly connected through another member. The “actuator axial direction” refers to the axial direction of the actuator body, and the “tank axial direction” refers to the axial direction of the tank body.

本発明の第1の態様によると、前記過給機の運転中に、前記圧力源が正圧の圧力源の場合には、前記圧力源から前記圧力室に正圧が印加されると、前記ダイヤフラムの中央部が前記復帰スプリングの付勢力に抗してアクチュエータ軸方向の一方側へ変位する。又は、前記圧力源が負圧の圧力源の場合には、前記圧力源からの負圧の印加状態が解除されると、前記復帰スプリングの付勢力によって前記ダイヤフラムの中央部がアクチュエータ軸方向の一方側へ変位する。すると、前記作動ロッドがアクチュエータ軸方向の一方側へ移動して、前記リンク部材を正方向へ揺動させることができる。これにより、前記バルブが前記ステム及び前記取付部材を介して正方向(開方向)へ揺動して、前記ガス流量可変通路の開口部を開くことができる。なお、前記ガス流量可変通路の開口部を開くことによって、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 the first aspect of the present invention, when the pressure source is a positive pressure source during operation of the supercharger, when a positive pressure is applied from the pressure source to the pressure chamber, The central portion of the diaphragm is displaced to one side in the actuator axial direction against the urging force of the return spring. Alternatively, when the pressure source is a negative pressure source, when the application state of the negative pressure from the pressure source is released, the central portion of the diaphragm is moved in the actuator axial direction by the urging force of the return spring. Displace to the side. Then, the operating rod moves to one side in the actuator axial direction, and the link member can be swung in the forward direction. Thereby, the valve can swing in the forward direction (opening direction) via the stem and the mounting member, and the opening of the gas flow rate variable passage can be opened. Note that the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side may be decreased or increased by opening the opening of the gas flow rate variable passage.

また、前記圧力源が正圧の圧力源の場合には、前記ガス流量可変通路の開口部を開いた後に、前記圧力源からの正圧の印加状態が解除されると、前記復帰スプリングの付勢力によって前記ダイヤフラムの中央部がアクチュエータ軸方向の他方側へ変位する。又は、前記圧力源が負圧の圧力源の場合には、前記圧力源から前記圧力室に負圧が印加されると、前記ダイヤフラムの中央部が前記復帰スプリングの付勢力に抗してアクチュエータ軸方向の他方側へ変位する。すると、前記作動ロッドがアクチュエータ軸方向の他方側へ移動して、前記リンク部材を逆方向へ揺動させる。これにより、前記バルブが前記ステム及び前記取付部材を介して逆方向(閉方向)へ揺動して、前記ガス流量可変通路の開口部を閉じることができる。なお、前記ガス流量可変通路の開口部を閉じることによって、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(本発明の第1の態様による通常の作用)。 Further, when the pressure source is a positive pressure source, when the application state of the positive pressure from the pressure source is released after opening the opening of the gas flow rate variable passage, the return spring is attached. The central portion of the diaphragm is displaced to the other side in the axial direction of the actuator by the force. Alternatively, when the pressure source is a negative pressure source, when a negative pressure is applied from the pressure source to the pressure chamber, the central portion of the diaphragm resists the urging force of the return spring to actuate the actuator shaft. Displace to the other side of the direction. Then, the operating rod moves to the other side in the actuator axial direction and swings the link member in the reverse direction. Thereby, the valve can swing in the reverse direction (closing direction) via the stem and the mounting member, and the opening of the gas flow rate variable passage can be closed. Note that closing the opening of the gas flow rate variable passage may increase or decrease the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side (normal operation according to the first aspect of the present invention). .

前記過給機の運転中に、前記圧力源から前記圧力室に正圧又は負圧が印加される他に、前記圧力源から前記受容室に正圧又は負圧が受容されることにより、前記仕切部材が前記タンク付勢部材の付勢力に抗してタンク軸方向の一方側又は他方側摺動する。これにより、前記圧力源側から印加される正圧又は負圧が脈動成分を持っている場合でも、前記サージタンク(主に前記タンク付勢部材)によってその脈動成分を十分に吸収することができる。よって、前記過給機の運転中における前記作動ロッドの振動、及びその振動による前記バルブの振動を十分に抑えることができる(本発明の第1の態様による特有の作用)。 During operation of the supercharger, positive pressure or negative pressure is applied to the pressure chamber from the pressure source, and positive pressure or negative pressure is received from the pressure source to the receiving chamber. partition member slides to one side or the other side of the tank axial direction against the biasing force of the tank biasing member. Thereby, even when the positive pressure or the negative pressure applied from the pressure source side has a pulsating component, the pulsating component can be sufficiently absorbed by the surge tank (mainly the tank urging member). . Therefore, it is possible to sufficiently suppress the vibration of the operating rod during the operation of the supercharger and the vibration of the valve due to the vibration (the specific action according to the first aspect of the present invention).

本発明の第2の態様は、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の態様からなるバルブ作動装置を具備したことである。 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 valve operating device according to the first aspect is provided. der Ru.

本発明の第2の態様によると、本発明の第1の態様による作用と同様の作用を奏する。 According to the 2nd mode of the present invention, the same operation as the operation by the 1st mode of the present invention is produced.

本発明によれば、前記圧力源側から印加される正圧又は負圧が脈動成分を持っている場合でも、前記過給機の運転中における前記バルブの振動を十分に抑えることができるため、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, even when the positive pressure or negative pressure applied from the pressure source side has a pulsating component, vibration of the valve during operation of the supercharger can be sufficiently suppressed, Chattering noise from the variable flow valve mechanism can be reduced, and the quietness of the variable flow valve mechanism can be improved.

図1は、本発明の実施形態に係る車両用過給機の右側面図である。FIG. 1 is a right side view of a vehicle supercharger according to an embodiment of the present invention. 図2は、ダイヤフラム式アクチュエータ及びサージタンク等を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a diaphragm actuator, a surge tank, and the like. 図3は、図4におけるIII-III線に沿った断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 図4は、本発明の実施形態に係る車両用過給機の正面図である。FIG. 4 is a front view of the vehicle supercharger according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施形態に係る車両用過給機の正断面図である。FIG. 5 is a front sectional view of the vehicle supercharger according to the embodiment of the present invention.

本発明の実施形態について図1から図5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4及び図5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 FIGS. 4 and 5, a vehicular supercharger (an example of a supercharger) 1 according to an embodiment of the present invention uses the energy of exhaust gas from an engine (not shown) to the engine. The supplied 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 housing 3, and a pair of radial bearings 5 and a pair of thrust bearings 7 are provided in the bearing housing 3. In addition, a rotor shaft (turbine shaft) 9 extending in the left-right direction is rotatably provided in the plurality of bearings 5, 7. In other words, the rotor shaft 9 is provided in the bearing housing 3. , 7 are rotatably provided.

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の右端部に同心上に一体的に連結されている。   A compressor housing 11 is provided on the right side of the bearing housing 3. A compressor impeller 13 for compressing air using centrifugal force is rotatably provided in the compressor housing 11, and the compressor impeller 13 is concentrically integrated with the right end portion of the rotor shaft 9. It is connected.

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に連通しており、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 compressor impeller 13 in the compressor housing 11 (upstream side in the air flow direction). It can be connected to an air cleaner (not shown) for purifying air. An annular diffuser flow path 17 that pressurizes compressed air is formed on the outlet side of the compressor impeller 13 between the bearing housing 3 and the compressor housing 11 (downstream side in the air flow direction). Further, a spiral compressor scroll passage 19 is formed in the compressor housing 11 so as to surround the compressor impeller 13, and the compressor scroll passage 19 communicates with the diffuser passage 17. An air discharge port (air discharge passage) 21 for discharging compressed air is formed at an appropriate position on the outer wall of the compressor housing 11, and the air discharge port 21 is connected to the compressor scroll flow channel 19. It communicates and can be connected to an air supply manifold (not shown) of the engine.

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の左端部に同心上に一体的に連結されている。   A turbine housing 23 is provided on the left side of the bearing housing 3. A turbine impeller 25 that generates a rotational force (rotational torque) using the pressure energy of the exhaust gas is rotatably provided in the turbine housing 23, and the turbine impeller 25 is provided at the left end of the rotor shaft 9. It is integrally connected to the part concentrically.

図3から図5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が形成されている。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 FIGS. 3 to 5, a gas introduction port (gas introduction passage) 27 for introducing exhaust gas is formed at an appropriate position on the outer wall of the turbine housing 23. It can be connected to an engine exhaust manifold (not shown). A spiral turbine scroll passage 29 is formed on the inlet side of the turbine impeller 25 inside the turbine housing 23 (upstream side in the exhaust gas flow direction). A gas discharge port (gas discharge passage) 31 for discharging exhaust gas is formed at the outlet side of the turbine impeller 25 in the turbine housing 23 (downstream side in the flow direction of the exhaust gas). The outlet 31 can be connected to a catalyst (not shown) for purifying exhaust gas via a connecting pipe (not shown).

図3及び図4に示すように、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側へ導出するためのバイパス通路33が形成されている。ここで、バイパス通路33は、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ガス流量可変通路の1つであって、特開2013−185552号公報に示す公知のバイパス通路と同様の構成を有している。   As shown in FIGS. 3 and 4, a bypass passage for introducing a part of the exhaust gas introduced from the gas introduction port 27 to the gas discharge port 31 side by bypassing the turbine impeller 25 is provided in the turbine housing 23. 33 is formed. Here, the bypass passage 33 is one of gas flow variable passages for making the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 25 side variable, and is a known bypass passage disclosed in JP2013-185552A. It has the same composition as.

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流量可変バルブ機構の1つとしてのウェイストゲートバルブ35が設けられている。そして、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。   A waste gate valve 35 as one of variable flow valve mechanisms for opening and closing the opening of the bypass passage 33 is provided at an appropriate position of the turbine housing 23. The specific configuration of the waste gate valve 35 is as follows.

即ち、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、ステム(回転軸)39がブッシュ41を介して正逆方向へ回転可能に設けられており、このステム39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。また、ステム39の先端部(他端部)には、取付部材(取付板)43の基端部が隅肉溶接によって一体的に連結されており、この取付部材43の先端部には、二面幅形状又は円形状の取付穴(図示省略)が貫通形成されている。なお、取付部材43の基端部が隅肉溶接の代わりにTIG溶接、レーザビーム溶接、又はかしめ等によってステム39の先端部に一体的に連結されても構わない。   In other words, a stem (rotating shaft) 39 is provided in a support hole 37 formed through the outer wall of the turbine housing 23 so as to be able to rotate in the forward and reverse directions via a bush 41. Part) protrudes to the outside of the turbine housing 23. A proximal end portion of an attachment member (attachment plate) 43 is integrally connected to the distal end portion (the other end portion) of the stem 39 by fillet welding. A surface width shape or a circular mounting hole (not shown) is formed through. The base end portion of the mounting member 43 may be integrally connected to the distal end portion of the stem 39 by TIG welding, laser beam welding, caulking, or the like instead of fillet welding.

取付部材43の取付穴には、バルブ45が嵌合して設けられており、このバルブ45は、取付部材43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45は、バイパス通路33の開口部側のバルブシート(周縁部)に当接離隔可能なバルブ本体47、及びバルブ本体47の中央部に一体形成されかつ取付部材43の取付穴に嵌合したバルブ軸49を備えている。ここで、取付部材43に対するバルブ45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に対するバルブ本体47の追従性(密着性)を確保している。更に、バルブ軸49の先端部には、環状の止め金(座金)51が隅肉溶接によって一体的に設けられている。なお、止め金51が隅肉溶接の代わりにTIG溶接、レーザビーム溶接、又はかしめ等によってバルブ軸49の先端部に一体的に連結されても構わない。   A valve 45 is fitted in the mounting hole of the mounting member 43, and the valve 45 is allowed to play (including tilting and fine movement) with respect to the mounting member 43. Further, the valve 45 is formed integrally with a valve body 47 that can be brought into contact with and separated from the valve seat (peripheral part) on the opening side of the bypass passage 33, and is fitted in a mounting hole of the mounting member 43. A combined valve shaft 49 is provided. Here, the backlash of the valve 45 with respect to the mounting member 43 is allowed, so that the followability (adhesion) of the valve body 47 with respect to the valve seat on the opening side of the bypass passage 33 is ensured. Furthermore, an annular stopper (washer) 51 is integrally provided at the tip of the valve shaft 49 by fillet welding. The stopper 51 may be integrally connected to the tip of the valve shaft 49 by TIG welding, laser beam welding, or caulking instead of fillet welding.

ここで、バルブ軸49がバルブ本体47の中央部に一体形成されかつ止め金51がバルブ軸49の先端部に隅肉溶接等によって一体的に設けられる代わりに、バルブ軸49がバルブ本体47の中央部にかしめによって一体的に設けられかつ止め金51がバルブ軸49の先端部に一体形成されても構わない。なお、バルブ軸49がかしめの代わりに隅肉溶接、TIG溶接、又はレーザビーム溶接によってバルブ本体47の中央部に一体的に設けられても構わない。   Here, instead of the valve shaft 49 being integrally formed at the central portion of the valve body 47 and the clasp 51 being integrally provided at the tip of the valve shaft 49 by fillet welding or the like, the valve shaft 49 is attached to the valve body 47. The clasp 51 may be integrally formed at the center portion of the valve shaft 49 and may be integrally formed by caulking. The valve shaft 49 may be integrally provided at the central portion of the valve main body 47 by fillet welding, TIG welding, or laser beam welding instead of caulking.

ステム39の基端部には、リンク部材(リンク板)53の基端部(一端部)が隅肉溶接によって一体的に連結されている。ここで、リンク部材53をステム39の軸心周りに正逆方向へ揺動させることによって、バルブ45がステム39及び取付部材43を介して正逆方向(開閉方向)へ揺動するようになっている。なお、リンク部材53の基端部が隅肉溶接の代わりにTIG溶接、レーザビーム溶接、又はかしめ等によってステム39の基端部に一体的に連結されても構わない。   A base end portion (one end portion) of a link member (link plate) 53 is integrally connected to the base end portion of the stem 39 by fillet welding. Here, by swinging the link member 53 around the axis of the stem 39 in the forward / reverse direction, the valve 45 swings in the forward / reverse direction (opening / closing direction) via the stem 39 and the mounting member 43. ing. The base end portion of the link member 53 may be integrally connected to the base end portion of the stem 39 by TIG welding, laser beam welding, caulking, or the like instead of fillet welding.

図1、図2、及び図4に示すように、コンプレッサハウジング11の外壁には、ウェイストゲートバルブ35を作動させるためのバルブ作動装置55が設けられている。そして、バルブ作動装置55の具体的な構成は、以下のようになる。   As shown in FIGS. 1, 2, and 4, a valve operating device 55 for operating the wastegate valve 35 is provided on the outer wall of the compressor housing 11. The specific configuration of the valve operating device 55 is as follows.

即ち、コンプレッサハウジング11の外壁には、リンク部材53を正逆方向へ揺動させるためのダイヤフラム式アクチュエータ57がブラケット59を介して設けられており、このダイヤフラム式アクチュエータ57は、バルブ作動装置55の主要な構成要素の1つである。また、ダイヤフラム式アクチュエータ57は、コンプレッサハウジング11の外壁にブラケット59を介して設けられた筒状のアクチュエータ本体61を備えている。更に、アクチュエータ本体61は、内側(内部)に、圧力源としての空気排出口21から正圧を印加可能(供給可能)な圧力室63と、大気に連通したアクチュエータ大気室65とをアクチュエータ軸方向(アクチュエータ本体61の軸方向)に沿って有している。なお、アクチュエータ本体61がコンプレッサハウジング11の外壁に設けられる代わりに、ベアリングハウジング3又はタービンハウジング23の外壁等の車両用過給機1の適宜箇所に設けられても構わない。   That is, a diaphragm actuator 57 for swinging the link member 53 in the forward / reverse direction is provided on the outer wall of the compressor housing 11 via the bracket 59, and the diaphragm actuator 57 is connected to the valve actuator 55. One of the main components. The diaphragm actuator 57 includes a cylindrical actuator body 61 provided on the outer wall of the compressor housing 11 via a bracket 59. Further, the actuator body 61 has a pressure chamber 63 capable of applying (supplying) positive pressure from the air discharge port 21 as a pressure source and an actuator atmosphere chamber 65 communicating with the atmosphere on the inside (inside) of the actuator in the axial direction. It has along (the axial direction of the actuator main body 61). Instead of being provided on the outer wall of the compressor housing 11, the actuator body 61 may be provided at an appropriate location of the vehicle supercharger 1 such as the outer wall of the bearing housing 3 or the turbine housing 23.

図2及び図4に示すように、アクチュエータ本体61内には、ダイヤフラム67が圧力室63とアクチュエータ大気室65を区画するように設けられており、このダイヤフラム67の中央部は、アクチュエータ軸方向へ変位可能(移動可能)になっている。そして、ダイヤフラム67の圧力室63側の面には、第1リテーナプレート69が設けられており、ダイヤフラム67のアクチュエータ大気室65側の面には、第2リテーナプレート71が設けられている。また、アクチュエータ大気室65内には、ダイヤフラム67を圧力室63側(換言すれば、圧力室63に印加される正圧に抗する方向)へ付勢するアクチュエータ付勢部材としてコイルスプリング73が設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 4, a diaphragm 67 is provided in the actuator main body 61 so as to partition the pressure chamber 63 and the actuator atmospheric chamber 65, and the central portion of the diaphragm 67 extends in the actuator axial direction. Displaceable (movable). A first retainer plate 69 is provided on the surface of the diaphragm 67 on the pressure chamber 63 side, and a second retainer plate 71 is provided on the surface of the diaphragm 67 on the actuator atmosphere chamber 65 side. A coil spring 73 is provided in the actuator atmosphere chamber 65 as an actuator urging member that urges the diaphragm 67 toward the pressure chamber 63 (in other words, a direction against the positive pressure applied to the pressure chamber 63). It has been.

アクチュエータ本体61には、作動ロッド75がブッシュ77を介してアクチュエータ軸方向へ移動可能に設けられており、この作動ロッド75は、アクチュエータ本体61から外側へ突出してある。また、作動ロッド75の基端部は、ダイヤフラム67の中央部に一体的に連結されており、作動ロッド75の先端部は、リンク部材53の先端部に連結ピン79を介して回転可能(揺動可能)に連結されている。   An actuator rod 75 is provided on the actuator body 61 so as to be movable in the actuator axial direction via a bush 77. The actuator rod 75 protrudes outward from the actuator body 61. The proximal end portion of the operating rod 75 is integrally connected to the central portion of the diaphragm 67, and the distal end portion of the operating rod 75 is rotatable via a connecting pin 79 to the distal end portion of the link member 53 (swinging). Movable).

図1及び図2に示すように、圧力源としての空気排出口21と圧力室63との間には、配管経路(経路)81が連絡するように設けられている。また、配管経路81の途中には、圧力制御弁の1つとしてデューティ制御可能なデューティソレノイドバルブ83が配設されており、このデューティソレノイドバルブ83と空気導入口15との間には、逃がし用の配管経路(逃がし用の経路)85が連絡するように設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a piping path (path) 81 is provided between the air outlet 21 as a pressure source and the pressure chamber 63 so as to communicate with each other. Further, a duty solenoid valve 83 capable of duty control is provided as one of the pressure control valves in the middle of the piping path 81, and between the duty solenoid valve 83 and the air inlet 15 is used for relief. Are provided so as to communicate with each other.

コンプレッサハウジング11の外壁には、空気排出口21からの正圧を受容するサージタンク(受容タンク)87が設けられている。また、サージタンク87は、バルブ作動装置55の主要な構成要素の1つであって、コンプレッサインペラ13の軸心を中心としたダイヤフラム式アクチュエータ57の反対側の領域に位置している。   A surge tank (accepting tank) 87 that receives positive pressure from the air discharge port 21 is provided on the outer wall of the compressor housing 11. The surge tank 87 is one of the main components of the valve operating device 55 and is located in a region on the opposite side of the diaphragm actuator 57 around the axis of the compressor impeller 13.

サージタンク87は、コンプレッサハウジング11の外壁にブラケット89を介して設けられた筒状のタンク本体91を備えている。また、タンク本体91は、内側(内部)に、空気排出口21と圧力室63を連絡するための配管経路81の途中(中間部)に連通した受容室93と、大気に連通したタンク大気室95とをタンク軸方向(タンク本体91の軸方向、左右方向)に沿って有している。更に、エンジン側からの排気ガスの脈動を吸収するために、受容室93の横断面積は、バイパス通路33の開口部の開口面積よりも大きく設定されることが好ましく、具体的には、バイパス通路33の開口部の開口面積の4倍以上に設定されることが好ましい。また、タンク本体91の長辺部分91aには、配管経路81におけるデューティソレノイドバルブ83側の部分に連通した第1ポート97、及び配管経路81におけるアクチュエータ本体61側の部分に連通した第2ポート99がそれぞれ形成されている。なお、タンク本体91がコンプレッサハウジング11の外壁に設けられる代わりに、ベアリングハウジング3又はタービンハウジング23の外壁等の車両用過給機1の適宜箇所、エンジン側の適宜箇所等に設けられたり、コンプレッサハウジング11の一部に一体形成されたりしても構わない。   The surge tank 87 includes a cylindrical tank body 91 provided on the outer wall of the compressor housing 11 via a bracket 89. Further, the tank body 91 has an inner side (inside) a receiving chamber 93 communicating with the middle (intermediate portion) of the piping path 81 for connecting the air discharge port 21 and the pressure chamber 63, and a tank atmosphere chamber communicating with the atmosphere. 95 along the tank axial direction (the axial direction of the tank body 91, the left-right direction). Further, in order to absorb the pulsation of exhaust gas from the engine side, the cross-sectional area of the receiving chamber 93 is preferably set larger than the opening area of the opening portion of the bypass passage 33, specifically, the bypass passage. It is preferable that the opening area of the 33 openings is set to be four times or more. The long side portion 91a of the tank body 91 has a first port 97 communicating with the portion on the duty solenoid valve 83 side in the piping path 81 and a second port 99 communicating with the portion on the actuator body 61 side in the piping path 81. Are formed respectively. Instead of the tank body 91 being provided on the outer wall of the compressor housing 11, the tank body 91 may be provided at an appropriate location of the vehicle supercharger 1, such as the outer wall of the bearing housing 3 or the turbine housing 23, an appropriate location on the engine side, etc. It may be formed integrally with a part of the housing 11.

タンク本体91内には、板状の仕切部材(ピストン)101が受容室93とタンク大気室95を区画するように設けられており、この仕切部材101は、Oリング103を介してタンク軸方向へ気密的に摺動可能(移動可能)である。また、タンク本体91内には、仕切部材101におけるタンク軸方向の一方側の側面(右側面)に当接可能な環状のストッパ105が設けられている。更に、タンク大気室95(タンク本体91内)には、ストッパ105側(換言すれば、受容室93に印加される正圧に抗する方向)へ仕切部材101を付勢するタンク付勢部材としてのコイルスプリング107が設けられている。ここで、コイルスプリング107のバネ定数は、コイルスプリング73のバネ定数の0.1〜1.5倍に設定されている。なお、仕切部材101の摺動時の気密性が必要ない場合には、Oリング103を省略しても構わなく、板状の仕切部材101の代わりに、ゴム(樹脂)等からなる弾性変形可能な膜状の仕切部材(図示省略)を用いても構わない。また、コイルスプリング107がタンク大気室95に設けられる代わりに、ストッパ105側へ仕切部材101を付勢する別のタンク付勢部材(図示省略)がタンク本体91の外側に設けられても構わない。   A plate-like partition member (piston) 101 is provided in the tank body 91 so as to partition the receiving chamber 93 and the tank atmosphere chamber 95, and this partition member 101 is arranged in the tank axial direction via an O-ring 103. Airtightly slidable (movable). In addition, an annular stopper 105 that can come into contact with one side surface (right side surface) of the partition member 101 in the tank axial direction is provided in the tank body 91. Further, the tank atmosphere chamber 95 (in the tank body 91) is a tank urging member that urges the partition member 101 toward the stopper 105 (in other words, the direction against the positive pressure applied to the receiving chamber 93). The coil spring 107 is provided. Here, the spring constant of the coil spring 107 is set to 0.1 to 1.5 times the spring constant of the coil spring 73. In addition, when the airtightness at the time of sliding of the partition member 101 is not required, the O-ring 103 may be omitted, and elastic deformation made of rubber (resin) or the like is possible instead of the plate-like partition member 101. A film-like partition member (not shown) may be used. Further, instead of the coil spring 107 being provided in the tank atmosphere chamber 95, another tank urging member (not shown) that urges the partition member 101 toward the stopper 105 may be provided outside the tank main body 91. .

なお、配管経路81の途中(配管経路81の途中における圧力室63と受容室93との間又はデューティソレノイドバルブ83と受容室93との間)に、膨張収縮可能であってかつ空気排出口21からの正圧を受容する収容袋(図示省略)が分岐して設けられたり、配管経路81の一部が膨張収縮可能なゴム等により構成されたりしても構わない。また、配管経路81内(配管経路81内における圧力室63と受容室93との間又はデューティソレノイドバルブ83と受容室93との間)に、流路面積(経路面積)を絞るオリフィス(図示省略)が設けられても構わない。   In the middle of the piping path 81 (between the pressure chamber 63 and the receiving chamber 93 or between the duty solenoid valve 83 and the receiving chamber 93 in the middle of the piping path 81), the air discharge port 21 can be expanded and contracted. A storage bag (not shown) for receiving the positive pressure from the pipe may be branched, or a part of the piping path 81 may be made of rubber that can expand and contract. Further, an orifice (not shown) that narrows the flow path area (path area) in the piping path 81 (between the pressure chamber 63 and the receiving chamber 93 or between the duty solenoid valve 83 and the receiving chamber 93 in the piping path 81). ) May be provided.

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。   Exhaust gas introduced from the gas inlet 27 flows from the inlet side to the outlet side of the turbine impeller 25 via the turbine scroll flow path 29, so that a rotational force (rotational torque) is generated using the pressure energy of the exhaust gas. Thus, the rotor shaft 9 and the compressor impeller 13 can be rotated integrally with the turbine impeller 25. Thereby, the air introduced from the air introduction port 15 can be compressed and discharged from the air discharge port 21 via the diffuser flow path 17 and the compressor scroll flow path 19, and the air supplied to the engine is supercharged. can do.

車両用過給機1の運転中に、過給圧(空気排出口21の圧力)が設定圧に達して、圧力源としての空気排出口21から圧力室63に正圧が印加されると、ダイヤフラム67の中央部がアクチュエータ軸方向の一方側(左方向)へ変位する。すると、作動ロッド75がアクチュエータ軸方向の一方側へ移動して、リンク部材53を正方向(図4において時計回り方向)へ揺動させることができる。これにより、バルブ45がステム39及び取付部材43を介して正方向(開方向)へ揺動して、バイパス通路33の開口部を開くことができる。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 of the air discharge port 21) reaches a set pressure during the operation of the vehicle supercharger 1, and positive pressure is applied to the pressure chamber 63 from the air discharge port 21 as a pressure source, The central portion of the diaphragm 67 is displaced to one side (left direction) in the actuator axial direction. Then, the operating rod 75 moves to one side of the actuator axial direction, and the link member 53 can be swung in the forward direction (clockwise direction in FIG. 4). As a result, the valve 45 can swing in the forward direction (opening direction) via the stem 39 and the mounting member 43 to open the opening of the bypass passage 33. Thereby, a part of the exhaust gas introduced from the gas inlet 27 can be bypassed by the turbine impeller 25, and the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 25 side can be reduced.

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って、空気排出口21からの正圧の印加状態が解除されると、コイルスプリング73の付勢力によってダイヤフラム67の中央部がアクチュエータ軸方向の他方側(右方向)へ変位する。すると、作動ロッド75がアクチュエータ軸方向の他方側へ移動して、リンク部材53を逆方向(図4において反時計回り方向)へ揺動させる。これにより、バルブ45がステム39及び取付部材43を介して逆方向(閉方向)へ揺動して、バイパス通路33の開口部を閉じることができる。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。   Further, after the opening of the bypass passage 33 is opened, when the supercharging pressure becomes less than the set pressure and the application state of the positive pressure from the air discharge port 21 is released, the diaphragm 67 is applied by the urging force of the coil spring 73. Is displaced to the other side (right direction) in the actuator axial direction. Then, the operating rod 75 moves to the other side in the actuator axial direction and swings the link member 53 in the reverse direction (counterclockwise direction in FIG. 4). As a result, the valve 45 can swing in the reverse direction (closing direction) via the stem 39 and the mounting member 43, and the opening of the bypass passage 33 can be closed. Thereby, the flow of the exhaust gas in the bypass passage 33 can be cut off, and the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 25 side can be increased.

更に、過給圧が設定圧未満である場合に、デューティソレノイドバルブ83の励磁と消磁をデューティ制御して圧力室63に印加する正圧を調節することにより、ダイヤフラム67の中央部がアクチュエータ軸方向へ適宜に変位する。すると、作動ロッド75がアクチュエータ軸方向へ適宜に移動して、リンク部材53を正逆方向へ適宜に揺動させることができる。これにより、バルブ45の開度を連続的又は断続的に調節することができ、エンジンの運転状況に応じて、タービンインペラ25側へ供給される排気ガスの流量を可変(調節)することができる(本発明の実施形態の通常の作用)。   Further, when the supercharging pressure is lower than the set pressure, the central portion of the diaphragm 67 is adjusted in the axial direction of the actuator by adjusting the positive pressure applied to the pressure chamber 63 by controlling the excitation and demagnetization of the duty solenoid valve 83. Displace appropriately. Then, the operating rod 75 can be appropriately moved in the actuator axial direction, and the link member 53 can be appropriately swung in the forward and reverse directions. Thereby, the opening degree of the valve 45 can be adjusted continuously or intermittently, and the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 25 side can be varied (adjusted) according to the operating state of the engine. (Normal operation of the embodiment of the present invention).

車両用過給機1の運転中に、空気排出口21から圧力室63に正圧が印加される他に、空気排出口21から受容室93に正圧が受容されることにより、仕切部材101がコイルスプリング107の付勢力に抗してタンク軸方向の一方側(左方向)へ気密的に摺動する。これにより、空気排出口21側から印加される正圧が脈動成分を持っている場合でも、サージタンク87(主にコイルスプリング107)によってその脈動成分を十分に吸収することができる。よって、車両用過給機1の運転中における作動ロッド75の振動、及びその振動によるバルブ45の振動を十分に抑えることができる。   During operation of the vehicle supercharger 1, the positive pressure is applied from the air discharge port 21 to the pressure chamber 63, and the positive pressure is received from the air discharge port 21 to the receiving chamber 93. Slides airtightly to one side (left direction) in the tank axial direction against the urging force of the coil spring 107. Thereby, even when the positive pressure applied from the air discharge port 21 side has a pulsating component, the pulsating component can be sufficiently absorbed by the surge tank 87 (mainly the coil spring 107). Therefore, it is possible to sufficiently suppress the vibration of the operating rod 75 and the vibration of the valve 45 due to the vibration during the operation of the vehicle supercharger 1.

特に、コイルスプリング107のバネ定数がコイルスプリング73のバネ定数の0.8〜1.5倍に設定されているため、コイルスプリング107による正圧の脈動成分の吸収性が高くなる。また、第1ポート97及び第2ポート99がタンク本体91の長辺部分91aにそれぞれ形成されているため、タンク本体91の短辺部分91bにそれぞれ形成されている場合に比較して、受容室93内において正圧の脈動成分が緩和(分散)され易くなる。これにより、車両用過給機1の運転中における作動ロッド75の振動等をより十分に抑えることができる。   Particularly, since the spring constant of the coil spring 107 is set to 0.8 to 1.5 times the spring constant of the coil spring 73, the absorbability of the positive pressure pulsation component by the coil spring 107 is increased. Further, since the first port 97 and the second port 99 are respectively formed in the long side portion 91a of the tank body 91, the receiving chamber is compared with the case where they are formed in the short side portion 91b of the tank body 91, respectively. In 93, the positive pressure pulsation component is easily relaxed (dispersed). Thereby, the vibration of the operating rod 75 during the operation of the vehicle supercharger 1 can be more sufficiently suppressed.

サージタンク87がコンプレッサインペラ13の軸心を中心としたダイヤフラム式アクチュエータ57の反対側の領域に位置しているため、車両用過給機1にバルブ作動装置55を装備しても、車両用過給機1の重量バランスを安定させることができる。(本発明の実施形態の特有の作用)。   Since the surge tank 87 is located in a region on the opposite side of the diaphragm actuator 57 centering on the axis of the compressor impeller 13, even if the vehicle turbocharger 1 is equipped with the valve operating device 55, the vehicle overload The weight balance of the feeder 1 can be stabilized. (Specific operation of the embodiment of the present invention).

従って、本発明の実施形態によれば、空気排出口21側から印加される正圧が脈動成分を持っている場合でも、車両用過給機1の運転中におけるバルブ45の振動をより十分に抑えることができるため、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, even when the positive pressure applied from the air discharge port 21 side has a pulsating component, the vibration of the valve 45 during the operation of the vehicle supercharger 1 is more sufficiently achieved. Therefore, chattering noise from the waste gate valve 35 can be reduced, and the quietness of the waste gate valve 35 can be improved.

また、車両用過給機1にバルブ作動装置55を装備しても、車両用過給機1の重量バランスを安定させることができるため、車両に対する車両用過給機1の搭載性を向上させることができる。   Further, even if the vehicle supercharger 1 is equipped with the valve actuating device 55, the weight balance of the vehicle supercharger 1 can be stabilized, so that the mountability of the vehicle supercharger 1 to the vehicle is improved. be able to.

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、次のように種々の態様で実施可能である。   In addition, this invention is not restricted to description of the above-mentioned embodiment, It can implement in a various aspect as follows.

即ち、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)が設けられても構わない。また、圧力室63を空気排出口21から正圧を印加可能とする代わりに、エンジン側の別の圧力源(図示省略)から負圧を印加可能としても構わなく、この場合には、コイルスプリング73が圧力室63に設けられかつコイルスプリング107が受容室93に設けられることになる。   That is, for example, instead of providing a waste gate valve 35 for opening and closing the bypass passage 33 at an appropriate position of the turbine housing 23, an exhaust manifold (not shown) connected in a state communicating with the gas inlet 27 of the turbine housing 23 is appropriately used. A waste gate valve (not shown) that opens and closes an opening of a bypass passage (not shown) formed in the exhaust manifold may be provided at the position. In addition, instead of allowing the pressure chamber 63 to apply a positive pressure from the air discharge port 21, a negative pressure may be applied from another pressure source (not shown) on the engine side. 73 is provided in the pressure chamber 63 and the coil spring 107 is provided in the receiving chamber 93.

アクチュエータ本体61が内側にアクチュエータ大気室65の代わりに、負圧ポンプ等の別の圧力源(図示省略)から負圧を印加可能な別の圧力室(図示省略)を有しても構わない。また、タンク本体91による脈動成分の吸収性が十分に高い場合には、サージタンク87から仕切部材101、ストッパ105、及びコイルスプリング107を省略しても構わない。   The actuator body 61 may have another pressure chamber (not shown) capable of applying a negative pressure from another pressure source (not shown) such as a negative pressure pump, instead of the actuator atmospheric chamber 65 inside. Further, when the absorbability of the pulsating component by the tank main body 91 is sufficiently high, the partition member 101, the stopper 105, and the coil spring 107 may be omitted from the surge tank 87.

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。   The scope of rights encompassed by the present invention is not limited to the above-described embodiment.

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。   That is, the flow rate variable valve mechanism of the present application is not limited to the above-described waste gate valve 35. For example, as shown in Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 61-33923 and 2001-263078, the turbine housing A switching valve mechanism (not shown) that switches the supply state and the supply stop state of the exhaust gas to any one of the turbine scroll passages (not shown) formed in (not shown). ) Is also applicable. The variable flow rate valve mechanism of the present application is, for example, as shown in JP 2010-209688 A, JP 2011-106358 A, etc. The present invention can also be applied to a switching valve mechanism (not shown) that switches between an exhaust gas supply state and a supply stop state with respect to the housing.

1:車両用過給機、3:ベアリングハウジング、5:ラジアルベアリング、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、15:空気導入口、17:ディフューザ流路、21:空気排出口(圧力源)、23:タービンハウジング、25:タービンインペラ:27:ガス導入口、29:タービンスクロール流路、31:ガス排出口、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:ステム、41:ブッシュ、43:取付部材、45:バルブ、53:リンク部材、55:バルブ作動装置、57:ダイヤフラム式アクチュエータ、61:アクチュエータ本体、63:圧力室、65:アクチュエータ大気室、67:ダイヤフラム、73:コイルスプリング(アクチュエータ付勢部材)、75:作動ロッド、81:配管経路、87:サージタンク、91:タンク本体、93:受容室、95:タンク大気室、101:仕切部材、105:ストッパ、107:コイルスプリング(タンク付勢部材)   1: vehicle turbocharger, 3: bearing housing, 5: radial bearing, 9: rotor shaft, 11: compressor housing, 13: compressor impeller, 15: air inlet, 17: diffuser flow path, 21: air outlet (Pressure source), 23: turbine housing, 25: turbine impeller: 27: gas inlet, 29: turbine scroll passage, 31: gas outlet, 33: bypass passage (gas flow variable passage), 35: waste gate valve (Variable flow rate valve mechanism), 37: support hole, 39: stem, 41: bush, 43: mounting member, 45: valve, 53: link member, 55: valve actuator, 57: diaphragm actuator, 61: actuator body 63: Pressure chamber, 65: Actuator atmosphere chamber, 67: Diaphragm, 73: Carp Spring (actuator urging member), 75: Actuating rod, 81: Piping path, 87: Surge tank, 91: Tank body, 93: Receiving chamber, 95: Tank atmosphere chamber, 101: Partition member, 105: Stopper, 107: Coil spring (tank urging member)

Claims (3)

タービンハウジング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ガス流量可変通路が形成された過給機に用いられ、
前記タービンハウジング又は前記接続体の外壁形成した支持穴に正逆方向へ回転可能に設けられたステム、基端部が前記ステム連結された取付部材、前記取付部材の先端部に設けられかつ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、及び基端部が前記ステムの基端部連結されたリンク部材を備え、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を作動させバルブ作動装置において、
内側に圧力源から正圧又は負圧を印加可能な圧力室と大気に連通したアクチュエータ大気室とを有した筒状のアクチュエータ本体、前記アクチュエータ本体内に前記圧力室とアクチュエータ大気室を区画するように設けられかつ中央部がアクチュエータ軸方向へ変位可能なダイヤフラム、前記圧力室に印加される正圧又は負圧に抗する方向へ前記ダイヤフラムを付勢するアクチュエータ付勢部材、及び基端部が前記ダイヤフラムの中央部連結されかつ先端部が前記リンク部材の先端部に回転可能に連結された作動ロッドを備え、前記リンク部材を正逆方向へ揺動させるダイヤフラム式アクチュエータと、
内側に前記圧力源と前記圧力室を連絡す配管経路の途中に連通した受容室と大気に連通したタンク大気室とを有した筒状のタンク本体、前記タンク本体内に前記受容室と前記タンク大気室を区画するように設けられかつタンク軸方向へ摺動可能な仕切部材、及び前記受容室に印加される正圧又は負圧に抗する方向へ前記仕切部材を付勢するタンク付勢部材を備え、前記圧力源から正圧又は負圧を受容するサージタンクと、を具備し
前記ダイヤフラム式アクチュエータが前記過給機におけるコンプレッサハウジングの外壁に設けられ、前記サージタンクが前記コンプレッサハウジングの外壁における前記タービンインペラの軸心を中心とした前記ダイヤフラム式アクチュエータの反対側の領域に位置している、バルブ作動装置。
Inside the connection body connected in a state of communication with the turbine housing or the turbine housing is used the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side supercharger gas flow variable passage is formed shall be the variable,
The turbine housing or said rotatable provided stem to a support hole formed in the outer wall of the connecting member to the forward and reverse directions, the mounting member having a base end portion connected to the stem, and provided at the distal end portion of said mounting member the gas flow rate variable passage opening side of the abutment spaced valving on the valve seat, and includes a link member having a base end portion is connected to the base end portion of the stem, closing the opening of the gas flow rate variable passage in the valve actuating device Ru operates the variable flow valve mechanism,
A cylindrical actuator body having a pressure chamber capable of applying a positive pressure or a negative pressure from a pressure source and an actuator atmosphere chamber communicating with the atmosphere inside, so that the pressure chamber and the actuator atmosphere chamber are partitioned in the actuator body A diaphragm having a central portion that is displaceable in the axial direction of the actuator, an actuator urging member that urges the diaphragm in a direction against positive pressure or negative pressure applied to the pressure chamber, and a base end portion. provided is connected to the center portion of the diaphragm and tip rotatably linked actuating rod to the distal end portion of the link member, a diaphragm actuator for oscillating the link member to the forward and reverse directions,
Wherein said pressure source inside the pressure chamber cylindrical tank body having a tank atmospheric chamber communicating with the receiving chamber and the atmosphere communicating in the middle of the to that piping channel contact, and said receiving chamber to said tank body A partition member provided to partition the tank atmosphere chamber and slidable in the tank axial direction, and a tank bias for biasing the partition member in a direction against a positive pressure or a negative pressure applied to the receiving chamber A surge tank comprising a member and receiving a positive pressure or a negative pressure from the pressure source ,
The diaphragm actuator is provided on an outer wall of the compressor housing in the turbocharger, and the surge tank is located in a region on the opposite side of the diaphragm actuator around the axis of the turbine impeller on the outer wall of the compressor housing. The valve actuator.
過給機の流量可変バルブ機構を作動させるバルブ作動装置であって、
前記流量可変バルブ機構に連結される作動ロッドを備えたダイヤフラム式アクチュエータと、
前記ダイヤフラム式アクチュエータと独立して設けられ、かつ前記ダイヤフラム式アクチュエータと圧力源を連絡する配管経路の途中に配置されたサージタンクと、を備え
前記サージタンクは、前記圧力源からガスを受容する受容室と、大気に連通したタンク大気室と、前記受容室と前記タンク大気室とを区画しかつ摺動可能な仕切部材と、前記受容室に印加される圧力に抗する方向へ前記仕切部材を付勢するタンク付勢部材と、を有する、バルブ作動装置。
A valve operating device for operating a variable flow rate valve mechanism of a supercharger,
A diaphragm type actuator having an operating rod connected to the variable flow rate valve mechanism;
A surge tank provided independently of the diaphragm actuator and disposed in the middle of a piping path connecting the diaphragm actuator and a pressure source ;
The surge tank includes a receiving chamber that receives gas from the pressure source, a tank atmospheric chamber that communicates with the atmosphere, a partition member that partitions the receiving chamber and the tank atmospheric chamber, and is slidable, and the receiving chamber A tank biasing member that biases the partition member in a direction against a pressure applied to the valve actuating device.
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、
請求項1又は請求項2に記載のバルブ作動装置を具備した過給機。
In the supercharger that supercharges the air supplied to the engine using the energy of the exhaust gas from the engine,
To claim 1 or claim 2 equipped with a valve actuation system according supercharger.
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