JP6627798B2 - ターボチャージャのウェイストゲートバルブ - Google Patents
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Description
上記課題を解決するためのターボチャージャのウェイストゲートバルブは、タービンハウジングに当接してウェイストゲートポートを閉塞する弁板及び同弁板における前記ウェイストゲートポートを閉塞する当接面とは反対側の裏面に設けられている弁軸からなる弁体と、前記タービンハウジングに回動可能に支持されているシャフト及び前記弁軸が挿通されている挿通孔が設けられているレバーからなるスイングアームと、前記弁軸における前記挿通孔から突出している部分に固定されている支持プレートと、を備えている。そして、このウェイストゲートバルブでは、前記支持プレートと前記弁板との間に前記レバーが挟まれている。また、このウェイストゲートバルブは、前記支持プレートと前記レバーとの間又は前記レバーと前記弁板との間に挟み込まれていて前記レバーを前記弁軸の延伸方向に付勢する弾性部材を備えており、このウェイストゲートバルブでは、前記レバーに対して前記弁体が傾動可能に固定されている。さらに、このウェイストゲートバルブでは、前記支持プレート及び前記レバー及び前記弁板のうち、前記弾性部材を挟んでいる一対の部材の一方における、他方の部材と対向している部分の前記弾性部材よりも前記弁軸に近い位置若しくは前記弾性部材よりも前記弁軸から遠い位置に、前記一対の部材の他方に向かって突出している凸部が設けられている。
ウェイストゲートバルブは高温の排気が流れるタービンハウジング内に設けられているため、支持プレートと弁板との間には、高温の排気が入り込む。これに対して、弾性部材よりも弁軸から遠い位置に凸部が設けられていれば、外側から支持プレートと弁板との間に入り込んで弾性部材に向かう排気を凸部で遮り、弾性部材に排気が当たることを抑制できる。これにより、高温の排気が当たることによる弾性部材のクリープ変形の進行を抑制できる。
このウェイストゲートバルブの一態様では、前記凸部は、前記支持プレート及び前記レバー及び前記弁板のうち前記凸部と対向している部材に前記凸部が当接する前に、同凸部に前記皿バネが当接する位置に配設されている。
上記構成によれば、凸部によって弁軸の周囲の周方向の全ての位置におけるがたつきの大きさを規制することができる。また、弾性部材よりも弁軸から遠い位置に凸部を設ける場合には、上記のように円環状にすることにより、ウェイストゲートバルブの外側から支持プレートと弁板との間に挟み込まれている弾性部材に向かって排気が進入することを、全周に亘って抑制することができる。
図1に示されているように、ターボチャージャ100は、コンプレッサハウジング110と、ベアリングハウジング120と、タービンハウジング130とを組み合わせて構成されている。なお、コンプレッサハウジング110はコンプレッサホイールを収容するハウジングであり、タービンハウジング130はタービンホイールを収容するハウジングである。そして、ベアリングハウジング120はコンプレッサホイールとタービンホイールとを連結している連結シャフトを支持するハウジングである。
図3に示されているように、ウェイストゲートバルブ10は、シャフト15を備えたスイングアーム14に、弁体11を組み付けたものである。弁体11は、スイングアーム14におけるレバー16に組み付けられている。
(1)一般に、弁板とレバーとの間や、レバーと支持プレートとの間に生じる隙間は小さいため、この小さな隙間に挟むことによって適切な付勢力を発生させることのできる皿バネなどの弾性部材を実現しようとすると、素材の選択に大きな制約が生じてしまう。一方で、こうした制約を受けにくくするために、弁板とレバーとの隙間や、レバーと支持プレートとの隙間を敢えて大きくし、大きなサイズの弾性部材を配置してがたつきを抑制するようにした場合には、弾性部材にへたりが生じて適切な付勢力を得られなくなってしまった場合に、弁体のがたつきがかえって大きくなってしまう。
(4)ウェイストゲートバルブは高温の排気が流れるタービンハウジング内に設けられているため、支持プレートと弁板との間には、高温の排気が入り込む。これに対して、ウェイストゲートバルブ10では、皿バネ18よりも弁軸13から遠い位置に凸部61が設けられており、皿バネ18は凸部61によって外側から覆われている。そのため、支持プレート17とレバー16との間に入り込んで皿バネ18に向かう排気を凸部61で遮り、皿バネ18に排気が当たることを抑制できる。また、凸部61が一つながりの円環状であるため、皿バネ18に向かって排気が進入することを、全周に亘って抑制することができる。これにより、高温の排気が当たることによる皿バネ18のクリープ変形の進行を抑制できる。
・円環状の皿バネ18を採用した例を示したが、皿バネは中央に挿通孔が設けられた外歯付き皿バネであってもよい。また、皿バネは中央に挿通孔が設けられた内歯付き皿バネであってもよい。すなわち、皿バネにおける支持プレート17と当接する部分やレバー16と当接する部分は、必ずしも周方向に連続していなくてもよい。
例えば、図8に示されているように、レバー16と弁板12の裏面12bとの間に円環状の皿バネ19を設ける構成を採用してもよい。ここでは、皿バネ19は、弁軸13を挿通させるように、レバー16とともに弁板12と支持プレート17との間に挟み込まれている。こうして、皿バネ19は弾性変形した状態でレバー16と弁板12との間に挟み込まれている。これにより、皿バネ19は復元力によってレバー16を支持プレート17に押し付けるように付勢しており、弁体11のがたつきを抑制している。
例えば、図9に示されているように、皿バネ18の挿通孔よりも直径の小さい円環状の凸部62を支持プレート17に設ける構成を採用してもよい。凸部62は、支持プレート17における皿バネ18よりも弁軸13に近い位置に設けられており、レバー16に向かって突出している。これにより、支持プレート17とレバー16との隙間は、凸部62が設けられている部分で最も狭くなっている。すなわち、皿バネ18が配置されている部分における支持プレート17とレバー16との間隔D9よりも、凸部62とレバー16との間隔D3が小さくなっている。
・弁板12とレバー16との間や、レバー16と支持プレート17との間に配置する弾性部材は皿バネ以外であってもよい。例えば、コイルばねを弁板12とレバー16との間や、レバー16と支持プレート17との間に挟むようにしてもよい。弁板12とレバー16との間や、レバー16と支持プレート17との間に弾性部材を挟むようにすれば、弾性部材の復元力により弁体11のがたつきを低減することができる。
例えば、図4に二点鎖線で示されているように、レバー16を大きくすれば、皿バネ18全体を支持プレート17とレバー16とによって覆うことができる。こうした構成を採用すれば、弾性部材を挟んでいる部材によって弾性部材を覆い、弾性部材に排気が当たることを抑制できる。これにより、高温の排気が当たることによる弾性部材のクリープ変形の進行を抑制できる。
Claims (6)
- タービンハウジングに当接してウェイストゲートポートを閉塞する弁板及び同弁板における前記ウェイストゲートポートを閉塞する当接面とは反対側の裏面に設けられている弁軸からなる弁体と、前記タービンハウジングに回動可能に支持されているシャフト及び前記弁軸が挿通されている挿通孔が設けられているレバーからなるスイングアームと、前記弁軸における前記挿通孔から突出している部分に固定されている支持プレートと、を備えており、
前記支持プレートと前記弁板との間に前記レバーが挟まれているとともに、
前記支持プレートと前記レバーとの間又は前記レバーと前記弁板との間に挟み込まれていて前記レバーを前記弁軸の延伸方向に付勢する弾性部材を備え、前記レバーに対して前記弁体が傾動可能に固定されているターボチャージャのウェイストゲートバルブであって、
前記支持プレート及び前記レバー及び前記弁板のうち、前記弾性部材を挟んでいる一対の部材の一方における、他方の部材と対向している部分の前記弾性部材よりも前記弁軸に近い位置若しくは前記弾性部材よりも前記弁軸から遠い位置に、前記一対の部材の他方に向かって突出している凸部が設けられており、
前記弾性部材が、前記弁軸が挿通していて前記レバーとともに前記支持プレートと前記弁板との間に挟まれている円環状の皿バネであり、
前記凸部は、前記支持プレート及び前記レバー及び前記弁板のうち前記凸部と対向している部材に前記凸部が当接する前に、同凸部に前記皿バネが当接する位置に配設されているターボチャージャのウェイストゲートバルブ。 - 前記凸部が、前記支持プレート及び前記レバー及び前記弁板のいずれかの部材の一部として、当該いずれかの部材と一体に形成されている
請求項1に記載のターボチャージャのウェイストゲートバルブ。 - 前記凸部が、前記弾性部材よりも前記弁軸から遠い位置に設けられている
請求項1又は請求項2に記載のターボチャージャのウェイストゲートバルブ。 - 前記弾性部材の前記支持プレート側の面全体が前記支持プレート及び前記レバーのうち前記弾性部材と対向している部材によって覆われているとともに、前記弾性部材の前記弁板側の面全体が前記レバー及び前記弁板のうち前記弾性部材と対向している部材によって覆われている
請求項1〜3のいずれか一項に記載のターボチャージャのウェイストゲートバルブ。 - 前記凸部が、前記弁軸を中心とする円環状に形成されている
請求項1〜4のいずれか一項に記載のターボチャージャのウェイストゲートバルブ。 - 前記レバーと前記支持プレートとの間及び前記レバーと前記弁板との間の双方に前記弾性部材が挟み込まれており、
前記弁板及び前記レバー及び前記支持プレートのうち、各弾性部材を挟んでいるそれぞれ一対の部材においては、前記一対の部材の一方における、前記弾性部材よりも前記弁軸に近い位置若しくは前記弾性部材よりも前記弁軸から遠い位置に、前記一対の部材の他方の部材に向かって突出している前記凸部が設けられている
請求項1〜5のいずれか一項に記載のターボチャージャのウェイストゲートバルブ。
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