WO2013047123A1 - 可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機 - Google Patents

可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機 Download PDF

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WO2013047123A1
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press
pin
fit
nozzle
hole
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直人 田代
陣内 靖明
大之 有水
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三菱重工業株式会社
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    • F05D2240/12Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/128Nozzles

Definitions

  • the present invention is used for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, and can rotate a drive ring in a variable displacement exhaust gas turbocharger having a variable nozzle mechanism for changing the blade angle of a plurality of nozzle vanes with respect to the nozzle mount. It relates to the structure to hold.
  • JP-A-2011-43119 is one of variable displacement exhaust turbochargers that are used in exhaust turbochargers used in internal combustion engines and the like and that have a variable nozzle mechanism that changes the blade angle of a plurality of nozzle vanes. Technology is provided.
  • FIG. 9 attached herewith is a schematic view showing the configuration of the nozzle vane 08 before the connection with the first link member 074, in which (A) is a plan view and (B) is a Z arrow of (A).
  • the figure, (C) has shown the enlarged view of the 2nd shaft part tip part in (A).
  • a protrusion 085 is provided on the side opposite to the wing portion 064 of the insertion portion 081. The protrusion 085 penetrates the hole 074a of the first link member 074 and then is pressed in the direction of the central axis S to be a caulking portion.
  • a press-fit portion 086 and a non-press-fit portion 087 are provided in the notch range of the notch portion 082 in the second bearing portion 066.
  • the length of the press-fit portion 086 in the direction orthogonal to the notch portion 082 is set to be slightly larger than the length in the orthogonal direction of the hole portion 074a.
  • the length of the press-fit portion 086 in the direction parallel to the notch portion 082 and orthogonal to the central axis S is set to be the same as or slightly smaller than the length in the orthogonal direction of the hole portion 074a. Therefore, the notch portion 082 is shaped so as to be reduced from the press-fit portion 086 to the non-press-fit portion 087 and the projecting portion 085 as it goes toward the tip.
  • the notch portion 082 is shaped so as to be reduced toward the tip, so it is easy to be fitted into the hole portion 074a of the first link member 074, and when the press-fit portion 086 is press-fit into the hole portion 074a, the press-fit portion 086 and the hole It is disclosed that the pressure input required for press-fitting does not increase excessively even when the press-in margin between the part 074a and the part 074a is set large, thereby suppressing the occurrence of press-in failure.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2011-43119
  • a gap is formed between the non-press-fit portion of the notch portion 082 of the second bearing portion 066 and the hole portion 074a of the first link member 074.
  • the notch portion 082 is easily inserted into the hole portion 074a, and after insertion, the protrusion portion 085 is crimped in the axial direction of the second bearing portion 066 to press the notch portion 082 against the wall surface of the hole portion 074a
  • the relative movement between the second bearing portion 066 and the first link member 074 is eliminated. Therefore, there is no disclosure of technology for suppressing the expansion of the first link member 074 by the press-fit portion 086 press-fit into the hole 074a of the first link member 074.
  • the present invention has been made to solve such problems, and is produced on the outer periphery of a guide portion of a nozzle mount by press-fitting a press-fit pin into a press-in hole drilled along the axial direction of the nozzle mount.
  • the present invention provides a plurality of nozzle vanes rotatably supported by a nozzle mount fixed to a case including a turbine casing of a variable displacement exhaust turbocharger driven by exhaust gas of an engine , A drive ring interlocked with an actuator and fitted in an axially extending annular guide portion at a central portion of the nozzle mount; A lever plate in which one end side is fitted to a groove portion provided in the drive ring via a connection pin portion, and the other end side is connected to the nozzle vane; And a variable nozzle mechanism that swings each of the lever plates by pivoting the drive ring, and changes a blade angle of the plurality of nozzle vanes by pivoting the lever plate, A press-fit pin is press-fitted to a side surface of the nozzle mount slightly closer to the rotational axis than the annular guide portion.
  • the press-fit pin is produced by press-fitting the press-fit pin into the press-fit hole bored along the axial direction of the nozzle mount.
  • a bulging suppressing portion for absorbing the bulging portion on the outer peripheral surface of the annular guide portion to be generated is provided in at least one of the press-in pin and the press-in hole.
  • the inner peripheral surface of the drive ring can be provided by providing a bulging suppressing portion that prevents the pin press-in hole of the nozzle mount guide from radially expanding from the outer peripheral surface of the guide by pin pressing. It is possible to prevent the adhesion between the and the outer peripheral surface of the guide portion.
  • the press-fit hole is formed deeper than the thickness in the axial direction of the annular guide portion, and the bulging suppressing portion expands the hole diameter of the press-fit hole from the press-fit pin outer diameter.
  • the diameter-increased portion may be formed in a range corresponding to the axial thickness of the annular guide portion at least from the press-fit side.
  • the bulging suppressing portion is formed such that the hole diameter of the press-in hole from the pin press-in side to approximately the drive ring plate thickness is made larger than the pin outer diameter, whereby the guide outer peripheral surface by pin press-in Can be prevented, and adhesion between the inner peripheral surface of the drive ring and the outer peripheral surface of the guide portion can be prevented.
  • the press-fit hole is formed deeper than the thickness in the axial direction of the annular guide portion, and the bulging suppressing portion is formed by setting the outer peripheral portion of the press-fit pin from the diameter of the press-fit hole.
  • the small diameter portion to be reduced in diameter may be formed in a range corresponding at least to the thickness in the axial direction of the annular guide portion in the direction from the pin base toward the distal end.
  • the bulging suppressing portion bulges the outer peripheral surface of the guide portion due to the press-in of the pin by making the outer diameter of the pin from the press-in side of the pin to about the drive ring thickness substantially smaller than the diameter of the press-in hole. Can be prevented, and adhesion between the inner peripheral surface of the drive ring and the outer peripheral surface of the guide portion can be prevented. In addition, since the formation of pins can be precisely processed with a lathe, cost reduction is possible.
  • the bulging suppressing portion has a notch along the axial direction of the pin, and the notch is formed on the outer peripheral surface side of the annular guide. It is good.
  • the bulging suppressing portion can extend the press-fit range, the perpendicularity of the pin with respect to the nozzle mount is stabilized.
  • the bulging suppressing portion is formed by a cylindrical spring pin having a C-shaped cross-sectional shape to be press-fitted into the press-in hole and a pin press-fitted to the inner cylindrical portion of the cylindrical spring pin. It is good.
  • the bulging suppressing portion is formed by removing the bulging amount corresponding to the press-in hole portion of the outer peripheral surface of the guide portion in advance.
  • the bulging suppressing portion predicts the bulging amount of the bulging portion by press-fitting the pin in advance, and after deleting the portion, the bulging portion by pin insertion restores the deleted portion.
  • the portion can be reproduced as a smooth peripheral surface, and adhesion between the inner peripheral surface of the drive ring and the outer peripheral surface of the guide portion can be prevented.
  • the press-fitting operation can be facilitated. The press-fit over the entire circumference of the pin stabilizes the perpendicularity of the pin to the nozzle mount and improves the fixing force of the pin to the nozzle mount.
  • the press-fit pin is a headed pin that holds the inner peripheral portion of the drive ring from falling off the guide portion by a flange-shaped head.
  • the press-fit pin is a stopper pin which abuts on a side surface of the lever plate to regulate the opening degree of the nozzle vane.
  • the press-fit pin abuts against the side surface of the lever plate to form a stopper pin that regulates the opening degree of the nozzle vane, thereby making the outer peripheral edge of the guide portion a smooth outer peripheral surface.
  • the press-fit pin is a lock pin for positioning between the bearing housing and the nozzle mount.
  • the press-fit pin as a lock pin for positioning between the bearing housing and the nozzle mount, the structure is simplified by making the outer peripheral edge of the guide portion a smooth outer peripheral surface.
  • the variable nozzle mechanism function is improved.
  • the outer circumferential surface of the drive ring and the outer circumferential surface of the guide portion are provided by providing a bulge suppressing portion that prevents the pin press-in hole of the nozzle mount guide portion from radially expanding from the outer circumferential surface of the guide portion by pin pressing. Can be prevented.
  • the outer peripheral portion of the nail pin smaller in diameter than the diameter of the press-fit hole in the bulging suppressing portion, the pin can be precisely processed with a lathe, so cost can be reduced.
  • a stopper pin that regulates the swing of the lever plate that performs the opening operation of the nozzle vanes, the structure can be simplified and the cost can be reduced.
  • variable nozzle mechanism concerning 1st Embodiment of this invention is shown, (A) is the front view seen from the lever plate side, (B) is the AA sectional view in (A). (A) is an enlarged sectional view of a portion of the nozzle mount according to the first embodiment of the present invention in which the nail pin is press-fitted in the B-B cross section of FIG. 2, (B) is an enlarged view of the press-fit hole on the nozzle mount side, (C) Shows a schematic view of a nail pin. FIG. 3 shows a partially enlarged view of a cross section taken along the line CC in FIG.
  • FIG. 2A in which a lock pin is press-fit into a nozzle mount according to a second embodiment of the present invention.
  • A is an enlarged sectional view of a portion where a nail pin is press-fit into a nozzle mount according to a third embodiment of the present invention
  • B is an enlarged view of a press-fit hole on the nozzle mount side
  • C shows a schematic view of the nail pin.
  • A) is a schematic view showing the direction of the notch of the nail pin with respect to the nozzle mount according to the fourth embodiment of the present invention
  • (B) is a schematic diagram of the nail pin with the notch
  • C) is (B)
  • FIG. 6D is a schematic view of the state in which the nail pin is pressed into the press-in hole.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cylindrical spring pin according to the fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a nail pin pressed into (A)
  • (C) is a cylindrical spring pin in a press-in hole
  • D shows an FF arrow view of (C) when the nail pin is pressed in.
  • (A) is a partial enlarged view of the state in which the nail pin according to the sixth embodiment of the present invention is press-fit into the nozzle mount
  • (B) is a partial enlarged view seen from the lever plate side before press-fitting the nail pin into the nozzle mount
  • (C) show the elements on larger scale seen from the lever plate side after press-fitting a nail pin in a nozzle mount. The explanatory drawing of a prior art is shown.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part of a variable displacement exhaust turbocharger having a variable nozzle mechanism according to the present invention.
  • reference numeral 30 denotes a turbine casing
  • reference numeral 38 denotes a scroll portion spirally formed on the outer peripheral portion of the turbine casing 30.
  • 34 is a radial flow type turbine rotor
  • 35 is a compressor
  • 32 is a turbine shaft connecting the turbine rotor 34 and the compressor 35
  • 31 is a compressor housing
  • 36 is a bearing housing.
  • a turbine shaft 32 connecting the turbine rotor 34 and the compressor 35 is rotatably supported by a bearing housing 36 via two bearings 37, 37. 8 is an exhaust gas outlet
  • CL is a rotational axis of the exhaust turbocharger.
  • a plurality of nozzle vanes 2 are disposed on the inner peripheral side of the scroll 38 at equal intervals in the circumferential direction of the turbine, and nozzle shafts 2a formed at their blade tips are fixed to the turbine casing 30
  • the nozzle mount 5 is rotatably supported.
  • a lever plate 1 is connected to a drive ring 3 that rotates the nozzle shaft 2a to change the blade angle of the nozzle vane 2 on the opposite side of the blade end of the nozzle shaft 2a.
  • An actuator rod 33 transmits the reciprocation from the actuator (not shown), converts the reciprocation of the actuator rod 33 into a rotational motion through a link 15 fixed to the rotation shaft 15a, and the rotation motion is a rotation shaft 15a.
  • the drive pin 15c disposed at the other end of the lever 15b fixed to the drive ring 3 is formed on the outer peripheral portion of the drive ring 3 and engaged with the engagement groove 3z (see FIG. 2) to drive the drive ring 3 to rotate. It is a mechanism 39.
  • a portion surrounded by a one-dot chain line is a variable nozzle mechanism 100 which changes the blade angle of the nozzle vane 2.
  • the exhaust gas from the internal combustion engine enters the scroll 38, and along the spiral of the scroll 38, It flows into the nozzle vane 2 while circulating. Then, the exhaust gas flows between the blades (openings) of the nozzle vanes 2 and flows into the turbine rotor 34 from the outer peripheral side, and flows radially toward the center side to perform expansion work on the turbine rotor 34, It flows out in the axial direction and is guided to the exhaust gas outlet 8 and delivered out of the machine.
  • the blade angle of the nozzle vane 2 is set by a blade angle control means (not shown) so that the flow rate of the exhaust gas flowing through the nozzle vane 2 becomes the required flow rate.
  • a blade angle control means (not shown) so that the flow rate of the exhaust gas flowing through the nozzle vane 2 becomes the required flow rate.
  • FIG. 2 shows a variable nozzle mechanism
  • (A) is a front view seen from the lever plate 1 side
  • (B) is a cross-sectional view taken along the line AA in (A).
  • a variable nozzle mechanism 100 changes the blade angle of the nozzle vanes 2 and is configured as follows.
  • Reference numeral 3 denotes a disk-shaped drive ring, which is externally fitted to a cylindrical (annular) guide portion 5a projecting in the direction of the axis CL of the nozzle mount 5 (which is the same as the rotational axis of the exhaust turbocharger) for rotation.
  • Grooves 3y supported at the outer periphery side and engaged with a connecting pin 10, which will be described later, are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • 3z is a drive groove with which the actuator rod 33 of the drive mechanism 39 engages.
  • a lever plate 1 is provided at equal intervals in the circumferential direction as the grooves 3 y of the drive ring 3. Then, each lever plate 1 is a nozzle in which the outer peripheral side (one end side) is fitted to the groove 3 y provided in the drive ring 3 via the connection pin 10 and the inner peripheral side (the other end side) is fixed to the nozzle vane 2
  • the shaft 2a is connected.
  • the nozzle shaft 2 a is rotatably supported by the nozzle mount 5.
  • 6 is a nozzle plate formed in an annular shape
  • 61 is a plurality of nozzle supports connecting the nozzle plate 6 and the nozzle mount 5.
  • the stopper pin 7 is a stopper pin.
  • the stopper pins 7 are circumferentially equally spaced along the axial line CL direction at the outer peripheral edge of the end face of the cylindrical (annular) guide portion 5 a protruding in the axial line CL direction at the center of the nozzle mount 5
  • the press-fit holes (not shown) are pressed into four holes.
  • the stopper pin 7 restricts swinging of the lever plate 1 swinging about the nozzle shaft 2a at the closed position between the blades of the nozzle vane 2 (opening) with the rotation of the drive ring 3 It is.
  • the lock pin 9 is a lock pin.
  • the lock pin 9 is a positioning pin for improving the assembling accuracy of the bearing housing 36 and the nozzle mount 5.
  • assembly accuracy By restricting the assembly angle between the bearing housing 36 and the nozzle mount 5 (assembly accuracy), the drive amount of the drive ring 3 is accurately transmitted with respect to the drive amount of the actuator, and the opening degree of the nozzle vane 2 is accurately controlled. It makes full use of the performance of the charger.
  • the lever plate 1 is disposed axially outside (the exhaust gas outlet 8 side in FIG. 1), and the side surface of the lever plate 1 and the side surface of the nozzle mount 5
  • the drive ring 3 is disposed in parallel with the lever plate 1 and the nozzle mount 5 in the axial direction.
  • the connecting pin 10 is pressed by pressing one side of each lever plate 1 to form a rectangular recess 10a on the one side, and is extruded by extrusion so that the opposite side is projected in a rectangular shape. It is integrally formed with the material.
  • the drive ring 3 of the variable nozzle mechanism 100 configured as described above has an appropriate clearance between the nozzle mount 5 and the lever plate 1 and between the inner peripheral surface of the drive ring 3 and the outer peripheral surface of the guide portion 51. It needs to be held and held.
  • the drive ring 3 swings in the axial direction of the nozzle mount 5, so that the end in the thrust direction of the sliding surface of the guide portion 51 and the drive ring 3 comes into one contact (one-side contact) become.
  • the gap is smaller than the specified value, the sliding resistance with the nozzle mount 5 becomes large, which causes the sticking of the sliding portion.
  • a press fit having a radially extending ridge on the outer peripheral edge of the end face of the guide portion 51
  • the nail pin which is a pin, is pressed in the thrust direction, and the gap is properly maintained by the weir.
  • First Embodiment 3 (A) is an enlarged cross-sectional view of a portion of the nozzle mount 5 according to the first embodiment of the present invention in which the nail pin which is a press-fit pin is press-fitted.
  • (C) shows a schematic view of a nail pin pressed into the press-in hole of (B).
  • a disc-shaped drive ring 3 is externally fitted to a cylindrical (annular) guide portion 5a protruding in the axial direction of the nozzle mount 5 with a slight gap.
  • a nail pin 20 having a flange portion 20a that prevents the drive ring 3 from swinging in the direction of the axis line CL of the nozzle mount 5 when the drive ring 3 rotates is press-fit into the press-in hole 5b. Accordingly, the press-fit positions of the nail pin 20 are arranged at equal intervals in the circumferential direction at a portion slightly closer to the axis line CL of the nozzle mount 5 than the outer peripheral edge of the end face of the cylindrical guide portion 5a.
  • FIG. 3B is a detailed view of the press-in hole 5b
  • FIG. 3C shows a nail pin 20 which is a press-in pin.
  • a plurality of press-fit holes 5 b are formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral edge of the end face of the guide portion 51 a and in the direction along the axis line CL of the nozzle mount 5.
  • the hole diameter of the press-in hole 5b changes in two steps along the axis of the hole, and the insertion port side of the nail pin 20 has a diameter of ⁇ 1 and subsequently its diameter is 22.
  • the length L1 of the hole diameter 11 is slightly longer than the sliding surface width T (axial direction plate thickness) of the drive ring 3, ie, the sliding surface width (T) of the drive ring 3 is maintained within the range of L1. It has become.
  • the hole diameter 22 is smaller than the diameter 33 of the tip portion of the nail pin 20, and the hole diameter 22 and the diameter 33 are formed in the dimensional relationship of press fitting and the length L2 (press fit margin)
  • the nail pin 20 has a length L2 such that it can not easily come out of the press-in hole 5b by the operation of the drive ring 3.
  • the pin diameter of the nail pin 20 is ⁇ from the tip to the ridge portion 20a. It has the same shape as 3.
  • the projecting portion 20c is a portion to which a press-fitting tool abuts when the nail pin 20 is press-fitted into the press-fitting hole 5b. If the projection 20c is removed, the pin 20b is deformed by the pressure input acting on the pin 20b when press-fitting, and the collar 20a is deformed along with the deformation, thereby preventing deformation and facilitating assembly. It is what makes it possible. Further, when the nail pin 20 is press-fit into the press-in hole 5b, the height L7 of the guide portion 5a is set such that an appropriate gap L4 between the flange portion 20a of the nail pin 20 and the drive ring 3 is secured.
  • a space portion 5e which is a bulging suppressing portion is formed in the nail pin 20 and the L1 portion of the pin press-in hole 5b. Therefore, in spite of the small thickness and low rigidity of the portion of the press-fit hole 5b of the nozzle mount 5 on the drive ring 3, it is possible to prevent the outward expansion of the portion due to the press-fitting of the nail pin 20.
  • the edge of the sliding surface width (T) of the drive ring 3 reliably contacts the guide portion 5a at the connecting portion of the projection 52 (contact surface with the drive ring 3) on the side surface of the nozzle mount 5 and the guide portion 5a.
  • a relief R is provided. This is by contacting the guide portion 5a over the entire sliding surface of the drive ring 3, thereby reducing the contact in the thrust direction when the drive ring 3 is rotated, so that the end edge of the sliding surface width of the drive ring 3 And the guide portion 5a.
  • the projecting portion 52 is formed in a disc shape on the outer peripheral side of the relief R of the side surface, and a surface with which the radial direction side surface of the drive ring 3 contacts is formed. The frictional resistance with the radial side surface 3 is reduced, and the rotation of the drive ring 3 is smoothened.
  • the nail pin 20 and the L1 portion of the pin press-in hole 5b are formed with the space portion 5e which is a bulging suppressing portion at the portion where the sliding surface width (T) of the drive ring 3 is located.
  • the space portion 5e which is a bulging suppressing portion at the portion where the sliding surface width (T) of the drive ring 3 is located.
  • the present embodiment will be described based on FIG.
  • the present embodiment is the same as the first embodiment except for a structure in which a lock pin, which is a press-fit pin for positioning between the bearing housing and the nozzle mount, is press-fitted to the outer peripheral portion of the nozzle mount 5.
  • the description is omitted.
  • parts having the same shape and acting in the same manner are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
  • FIG. 4 shows a partially enlarged view of a cross section CC in FIG. 2 (A) in which the lock pin 9 is press-fit into the nozzle mount 5 according to the second embodiment of the present invention.
  • Reference numeral 5 denotes a nozzle mount, and a drive ring 3 is fitted around a guide portion 5 a of the nozzle mount 5.
  • the connection pin 10 formed in the lever plate 1 is engaged with the recess 10 a formed in the outer peripheral portion of the drive ring 3, and the lever plate 1 is rotated to adjust the opening degree of the nozzle vane 2.
  • a press-fit hole 5 h into which the lock pin 9, which is a press-fit pin for positioning the nozzle mount 5 and the bearing housing 36, is press-fitted A plurality of holes are drilled along.
  • the press-in hole 5h is a bulging suppressing portion for preventing the outer peripheral portion of the guide portion 5a from being bulging by the press-fitting of the lock pin 9 into the tip portion of the guide portion 5a (the portion corresponding to L1 in FIG. 3B).
  • the hole diameter of the part 5e is generated.
  • the lock pin 9 is a portion to which the lock pin 9 is press-fit fitted in a portion deeper than the space portion 5e (a portion corresponding to L2 in FIG. 3B).
  • the portion on the opposite side of the press-fit portion of the lock pin 9 press-fitted can be engaged with the bearing housing 36, and the position of the nozzle mount 5 can be assembled with high accuracy.
  • the space portion 5e which is a bulging suppressing portion in the portion corresponding to L1 of the lock pin 9 and the pin press-in hole 5h.
  • a bulging portion is not generated on the surface of the guide portion 5a due to the press-fitting of the lock pin 9
  • a smooth surface of the surface of the guide portion 5a is maintained, and adhesion between the drive ring 3 and the guide portion 5a is prevented. can do.
  • the diameter of the L1 portion of the press-in hole 5b is increased, the press-in operation becomes easy.
  • the drive amount of the drive ring 3 is accurately transmitted with respect to the drive amount of the actuator, and the opening degree of the nozzle vane 2 is accurately controlled. Performance can be fully demonstrated.
  • the stopper pin 7 for regulating the opening degree of the nozzle vane 2 is also formed in the same manner as the lock pin 9 described above, so the description will be omitted.
  • the present embodiment will be described based on FIG.
  • the present embodiment is the same as the first embodiment except for the structure in which the nail pin 21 is press-fit into the nozzle mount 51, so the description of the variable nozzle mechanism and the like will be omitted. Furthermore, parts having the same shape and acting in the same manner are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
  • FIG. 5 (A) is an enlarged cross-sectional view of a portion where a nail pin is press-fit into a nozzle mount according to a third embodiment of the present invention
  • (B) is a press-fit hole enlarged view on the nozzle mount side
  • (C) is a press-fit of (B).
  • Fig. 4 shows a schematic view of a nail pin pressed into a hole.
  • 51 is a nozzle mount for externally fitting the drive ring 3 to the guide portion 51a
  • 1 is a lever plate.
  • FIG. 5B shows press-fit holes 51b into which the nail pins 21 are press-fit
  • FIG. 5C shows the nail pins 21 press-fit into the press-fit holes 51b.
  • a plurality of diameters ⁇ 2 of the press-fitting holes 51b are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral edge of the end face of the guide portion 51a and in the direction along the axis line CL of the nozzle mount 51.
  • the nail pin 21, which is a press-fit pin press-fit into the press-fit hole 51b, has the tip portion 21b of the pin formed with a diameter ⁇ 3 and the reduced diameter portion 21c from the diameter ⁇ 3 to the flange portion 21a has a diameter ⁇ 4. It is in the state of ⁇ 3> diameter ⁇ 4.
  • the length L5 (press-fit allowance) of the diameter ⁇ 3 of the tip 21b is such that the nail pin 21 does not easily come off from the press-fit hole 51b when the drive ring 3 is operated when the nail pin 21 is press-fit into the press-fit hole 51b. It has become. Further, when the nail pin 21 is press-fit into the press-fit hole 51b, the tip portion 21b of the nail pin 21 and the press-fit hole 51b are each made to prevent plastic deformation of the portion (L1) of the press-fit hole 51b facing the drive ring 3. It is formed in the size of the shimmer in the elastic deformation area.
  • the bulging suppressing portion 21e is formed in the nail pin 21 and the L1 portion of the press-in hole 51b. It is possible to prevent the generation of the bulging portion due to the press-fitting of the nail pin 21 on the surface of the portion 51a, maintain the smooth surface of the surface of the guide portion 51a, and prevent the drive ring 3 and the guide portion 51a from being fixed. Further, the nail pin 21 can be machined to form a stepped portion or the like by means of lathe processing, which enables cost reduction. This embodiment can be applied not only to the nail pin but also to a form in which other pin-like parts such as a lock pin and a stopper pin for restricting the opening of the nozzle vane are press-fit into the nozzle mount.
  • FIG. 6A is a schematic view showing the direction of the notch of the nail pin in the nozzle mount according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 6B is a schematic diagram of the nail pin having the notch
  • (D) shows a schematic view in a state where a nail pin which is a press-fit pin is press-fitted into the press-fit hole.
  • a strip-like notch 22c is formed in the pin 22b along the axis of the pin 22b.
  • a plurality of press-fit holes 51b of the nozzle mount 51 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral edge of the end face of the guide portion 51a and in the direction along the axis line CL of the nozzle mount 51.
  • FIG. 6A shows a state in which the nail pin 22 is press-fitted into the press-in hole 51b, and a bulging suppressing portion 22e is formed on the drive ring 3 side.
  • a bulging suppressing portion 22e is formed by the notched portion 22c at the portion where the sliding surface width (T) of the drive ring 3 is located, so the nail pin is formed on the surface of the guide portion 51a. Since the bulging portion due to the press-fitting of 22 does not occur, the surface of the guide portion 51a becomes a smooth surface, and adhesion between the drive ring 3 and the guide portion 51a can be prevented. Furthermore, since the press-fit range is elongated in the entire area of the pin portion 22b, the perpendicularity of the nail pin to the nozzle mount is stabilized.
  • This embodiment can be applied not only to the nail pin but also to a form in which other pin-like parts such as a lock pin and a stopper pin for restricting the opening of the nozzle vane are press-fit into the nozzle mount.
  • the present embodiment will be described based on FIG. Since the present embodiment is the same as the second embodiment except for the structure in which the nail pin 21 is press-fit into the press-fit hole of the nozzle mount via the cylindrical spring pin, the explanation of the variable nozzle mechanism etc. is omitted. Furthermore, parts having the same shape and acting in the same manner are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
  • FIG. 7A is a perspective view of a cylindrical spring pin according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 7B is a schematic perspective view of a nail pin press-fit into FIG. 7A
  • FIG. 7C is a cylindrical spring pin in the press-fit hole.
  • (D) shows an FF arrow view of (C) in a state in which the nail pin is press-fitted through.
  • reference numeral 24 denotes a cylindrical spring pin having a cutout 24a formed by cutting a cylindrical shape along the axis of the cylindrical shape and having a cross section perpendicular to the axis formed in a substantially C shape. is there.
  • FIG. 7A reference numeral 24 denotes a cylindrical spring pin having a cutout 24a formed by cutting a cylindrical shape along the axis of the cylindrical shape and having a cross section perpendicular to the axis formed in a substantially C shape. is there.
  • FIG. 24 denotes a cylindrical spring pin having a cutout 24a formed by cutting
  • reference numeral 23 denotes a nail pin having a pin portion 23b press-fit into the press-fit hole 51b, a flange portion 23a for restricting the deflection of the drive ring 3, and a projection 23c serving as a receiving portion of the press-fit tool when press-fitting. is there.
  • FIG. 7C shows a state in which the nail pin 23 is press-fit into the press-fit hole 51 b via the cylindrical spring pin 24.
  • a plurality of press-fit holes 51b of the nozzle mount 51 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral edge of the end face of the guide portion 51a and in the direction along the axis line CL of the nozzle mount 51.
  • the cylindrical spring pin 24 is press-fit into the press-fit hole 51b with an outer diameter smaller than the diameter ⁇ 2 of the press-fit hole 51b.
  • the nail pin 23, which is a press-fit pin, is press-fit into the inner cylindrical portion 24b of the cylindrical spring pin 24 in a shrunk state.
  • the length L7 of the pin portion 23b of the nail pin 23 and the length L8 of the cylindrical spring pin 24 are preferably both longer than the sliding surface width T (thickness) of the drive ring 3.
  • the gap between the outer peripheral surface of the guide portion 51 a and the inner peripheral surface of the drive ring 3 is achieved by equalizing the pressure acting on the outer peripheral portion of the guide portion 51 a by press fitting the cylindrical spring pin 24 and the nail pin 23 in the thrust direction. Does not change in the thrust direction.
  • FIG. 7D shows a cross-sectional view taken along the line F-F in FIG. 7C, and in the present embodiment, the notch portion 24a of the cylindrical spring pin 24 is positioned in the circumferential direction of the guide portion 51a. It is pressed in. Even if the nail pin 23 is pressed into the inner cylindrical portion 24b of the cylindrical spring pin 24, the cylindrical spring pin 24 is deformed, and the notch 24a absorbs the deformation. Therefore, the notch 24a functions as the bulging suppressing portion 24e.
  • FIG. 8A is a partial enlarged view of a state in which the nail pin according to the fifth embodiment of the present invention is press-fit into the nozzle mount
  • FIG. 8B is a partial enlarged view of the nozzle mount viewed from the lever plate side before press-fitting the nail pin C) shows a partially enlarged view seen from the lever plate side after press-fitting a nail pin into a nozzle mount.
  • the nozzle mount 53 is press-fitted in the direction along the axis line CL of the nozzle mount 53 at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral edge of the end face of the guide portion 53a on which the drive ring 3 is fitted.
  • a plurality of holes 53b are provided.
  • the outer peripheral surface of the guide portion 53a of the nozzle mount 53 is a portion where the press-in hole 53b and the sliding surface side of the drive ring 3 face each other.
  • the outer peripheral surface of the guide portion 53a is made to be a smooth arc surface. Therefore, as shown in FIG. 8A, when the nail pin 20 is press-fit into the press-fit hole 53b, the notch 53c bulges in the radial direction on the outer peripheral surface of the guide portion 53a, and a smooth arc surface As shown in FIG. 8C, the gap between the outer peripheral surface of the guide portion 53a and the inner peripheral surface of the drive ring 3 is made to be an appropriate gap.
  • the bulging amount of the bulging portion due to the press-fitting of the nail pin 20 is predicted in advance, and the relevant portion is deleted, so the protrusion of the outer peripheral surface of the guide portion 53a due to the press-fitting of the nail pin 20 is prevented.
  • the outer peripheral surface of the portion 53a into a smooth circular arc, it is possible to prevent adhesion between the inner peripheral surface of the drive ring 3 and the outer peripheral surface of the guide portion 53a.
  • the entire length (20b) of the nail pin 20 is press-fitted, the perpendicularity of the nail pin 20 to the nozzle mount 53 is stabilized, and the fixing property of the nail pin 20 is improved.
  • the nail pin 20 for restricting the drive ring 3 in the thrust direction has been described.
  • the invention can be applied to a stopper pin 7 which restricts swinging of the blade angle of the nozzle vane 2 beyond the defined closed position. That is, it is possible to adopt the structure which press-fits a pin to an outer peripheral part edge, and to apply widely, when a smooth outer peripheral surface is required.
  • This embodiment can be applied not only to the nail pin but also to a form in which other pin-like parts such as a lock pin and a stopper pin for restricting the opening of the nozzle vane are press-fit into the nozzle mount.
  • the bulging part which absorbs the bulging part produced by pressing the nail pin into the press-in hole drilled along the axial direction of the nozzle mount for holding the drive ring in the guide part is suppressed.
  • a variable displacement exhaust turbocharger provided with a variable nozzle mechanism capable of improving durability reliability by preventing adhesion between the inner peripheral surface of the drive ring and the outer peripheral surface of the guide portion by providing the Can provide

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Abstract

ノズルマウント5に回動可能に支持される複数のノズルベーン2と、アクチュエータ41に連動されノズルマウント5のガイド部5aに嵌合するドライブリング3と、一端をドライブリング3に、他端をノズルベーン2に連結したレバープレートと、ドライブリング3の回動によりノズルベーン2の翼角を変化せしめる可変ノズル機構とを備え、ガイド部5aの僅かに回転軸線寄りにノズルマウント5の軸線方向に沿って穿設された圧入孔5bにネイルピン20を圧入することによりガイド部5aの外周面に生起される膨出部を吸収する膨出抑制部5eを設けたとを特徴とする。

Description

可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機
 本発明は、内燃機関の排気ターボ過給機に用いられ、複数のノズルベーンの翼角を変化せしめる可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機におけるドライブリングをノズルマウントに対し回動可能に保持する構造に関する。
 内燃機関等に用いられる排気ターボ過給機に用いられ、複数のノズルベーンの翼角を変化せしめる可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機の一つとして、特開2011-43119号公報の技術が提供されている。
 かかる技術においては、本願添付の図9は、第1リンク部材074との連結前におけるノズルベーン08の構成を示す該略図で、(A)は平面図,(B)は(A)のZ矢視図、(C)は(A)における第2軸部先端部の拡大図を示している。
 嵌入部081の翼部064と逆側には、突出部085が設けられている。突出部085は第1リンク部材074の孔部074aを貫通したあとに、中心軸線S方向に押圧されてカシメ部となる。
 そして、第2軸受部066における切欠き部082の切欠き範囲には、圧入部086と、非圧入部087とが設けられている。切欠き部082と直交する方向での圧入部086の長さは孔部074aの上記直交方向での長さより僅かに大きく設定されている。
 一方、切欠き部082と平行し且つ中心軸線Sと直交する方向での圧入部086の長さは、孔部074aの上記直交方向での長さと同一か僅かに小さく設定されている。
 従って、切欠き部082は先端に向かうに従い圧入部086から非圧入部087及び突出部085へと縮小する形状となっている。
 切欠き部082は先端に向かうに従い縮小する形状となっているので、第1リンク部材074の孔部074aに嵌入し易く、孔部074aに圧入部086を圧入する際も、圧入部086と孔部074aとの間の圧入代が大きく設定された場合でも、圧入に要する圧入力が過度に上昇せず、圧入不良の発生を抑制することが開示されている。 
特開2011-43119号公報
 しかしながら、特許文献1(特開2011-43119号公報)の技術は、第2軸受部066の切欠き部082の非圧入部と第1リンク部材074の孔部074aとの間に隙間部を作り、切欠き部082を孔部074aに挿入し易くして、挿入後、突出部085を第2軸受部066の軸線方向にカシメルことにより、切欠き部082を孔部074aの壁面に圧接させて、第2軸受部066と第1リンク部材074との相対動きを無くす様にするものである。
 従って、第1リンク部材074の孔部074aに圧入する圧入部086による、第1リンク部材074の膨出を抑制する技術開示が何等されていない。
 本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、圧入ピンをノズルマウントの軸線方向に沿って穿設された圧入孔に圧入することによりノズルマウントのガイド部外周に生起される膨出部を抑制する膨出抑制部を設けることにより、ドライブリングの内周面とガイド部の外周面との固着を防止して、可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機の耐久信頼性の向上を図ることを目的とする。
 本発明はかかる課題を解決するため、エンジンの排気ガスにより駆動される可変容量型排気ターボ過給機のタービンケーシングを含むケースに固定されたノズルマウントに回動可能に支持される複数のノズルベーンと、
 アクチュエータに連動され前記ノズルマウントの中央部に軸線方向に突出した環状のガイド部に嵌合するドライブリングと、
 一端側を前記ドライブリングに設けた溝部に連結ピン部を介して嵌合し、他端側を前記ノズルベーンに連結したレバープレートと、
 前記ドライブリングの回動により前記各レバープレートを揺動させ、該レバープレートの揺動により前記複数のノズルベーンの翼角を変化せしめる可変ノズル機構と、を備え、
 前記環状のガイド部より僅かに回転軸線寄りのノズルマウント側面に圧入される圧入ピンが設けられ、該圧入ピンを前記ノズルマウントの軸線方向に沿って穿設された圧入孔に圧入することにより生起される前記環状のガイド部の外周面の膨出部を吸収して生じないようにする膨出抑制部を、前記圧入ピンもしくは前記圧入孔の少なくとも何れか一方に設けられることを特徴とする。
 このような構成により、ノズルマウントガイド部のピン圧入孔がピン圧入により、ガイド部の外周面からラジアル方向に膨出するのを防止する膨出抑制部を設けることにより、ドライブリングの内周面とガイド部の外周面との固着を防止することができる。
 また、本発明において好ましくは、前記圧入孔は前記環状のガイド部の前記軸線方向の厚さより深く形成されると共に、前記膨出抑制部は、前記圧入孔の孔径を前記圧入ピン外径より拡径する拡径部を、圧入側から少なくとも前記環状のガイド部の前記軸線方向の厚さに相当する範囲に形成されるとよい。
 このような構成により、膨出抑制部は、ピン圧入側から略ドライブリング板厚相当分までの圧入孔の孔径をピン外径より拡径に形成されることにより、ピン圧入によるガイド部外周面の膨出が防げ、ドライブリングの内周面とガイド部の外周面との固着を防止することができる。
 また、本発明において好ましくは、前記圧入孔は前記環状のガイド部の前記軸線方向の厚さより深く形成されると共に、前記膨出抑制部は、前記圧入ピンの外周部を前記圧入孔の径より小径にする小径部を、前記ピン基部から先端方向へ少なくとも前記環状のガイド部の前記軸線方向の厚さに相当する範囲に形成されるとよい。
 このような構成により、膨出抑制部は、ピン圧入側から略ドライブリング板厚相当分までのピンの外径を圧入孔の径より小径することにより、ピン圧入によるガイド部外周面の膨出が防げ、ドライブリングの内周面とガイド部の外周面との固着を防止することができる。
 また、ピンの形成が旋盤で精密に加工できるので、コスト低減が可能となる。
 また、本発明において好ましくは、前記膨出抑制部は、前記ピンの軸線方向に沿った切欠き部を有し、該切欠き部を前記環状のガイド部の外周面側に位置させて形成されるとよい。
 このような構成により、膨出抑制部は圧入範囲を長くできるのでピンのノズルマウントに対する直角度が安定する。
 また、本発明において好ましくは、前記膨出抑制部は、前記圧入孔に圧入される断面形状がC形の筒状スプリングピンと、該筒状スプリングピンの内筒部に圧入されるピンとで形成されるとよい。
 このような構成により、ピン圧入の際、前記膨出抑制部は、筒状スプリングピンをC形状の切欠き部分がピン圧入による膨出を吸収するので、ガイド部外周面の膨出が防げ、ドライブリングの内周面とガイド部の外周面との固着を防止することができる。
 従って、筒状スプリングピン及び、ピン圧入する際の方向性を規制する必要がないので、圧入作業の容易化が図れる。
 また、本発明において好ましくは、前記膨出抑制部は、前記ガイド部外周面の前記圧入孔部分を予め膨出量相当分を削除して形成されるとよい。
 このような構成により、前記膨出抑制部は、ピンの圧入による膨出部の膨出量を予め予測して、当該部分を削除後に、ピン挿入により膨出した部分が該削除部分を修復して、当該部が滑らかな周面に再生され、ドライブリングの内周面とガイド部の外周面との固着を防止することができる。
 また、ピンの方向性を規制する必要がないので、圧入作業の容易化が図れると伴に、
ピン全周において圧入されるので、ピンのノズルマウントに対する直角度が安定すると共に、ノズルマウントに対するピンの固定力が向上する。
 また、本発明において好ましくは、前記圧入ピンが、フランジ状の頭部により前記ドライブリングの内周部分が前記ガイド部より脱落しないように保持する頭付ピンであるとよい。
 このような構成により、前記圧入ピンのフランジ状の頭部により前記ドライブリングが前記ガイド部より脱落しないように保持する構造なので、構造が簡素化され、コスト低減が可能となると共に、ドライブリングの保持機能が確実になる。
 また、本発明において好ましくは、前記圧入ピンが、前記レバープレートの側面と当接して前記ノズルベーンの開度規制を行うストッパピンであるとよい。
 このような構成により、前記圧入ピンが、前記レバープレートの側面と当接して前記ノズルベーンの開度規制を行うストッパピンとすることで、前記ガイド部の外周部端縁を滑らかな外周面とすることで、構造が簡素化されると共に、前記レバープレート揺動範囲を的確に規制して、可変ノズル機構機能を向上させる。
 また、本発明において好ましくは、前記圧入ピンが、前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントの間の位置決めを行うロックピンであるとよい。
 このような構成により、前記圧入ピンが前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントの間の位置決めを行うロックピンとすることで、前記ガイド部の外周部端縁を滑らかな外周面とすることで、構造が簡素化され可変ノズル機構機能を向上させる。
 ノズルマウントガイド部のピン圧入孔がピン圧入により、ガイド部の外周面からラジアル方向に膨出するのを防止する膨出抑制部を設けることにより、ドライブリングの内周面とガイド部の外周面との固着を防止することができる。
 また、膨出抑制部をネイルピンの外周部を前記圧入孔の径より小径にすることにより、ピンの形成が旋盤で精密に加工できるので、コスト低減が可能となる。
 更に、ノズルベーンの開度操作を行うレバープレートの揺動規制をするストッパピンに採用することにより、構造の簡素化とコスト低減が可能となる。
本発明に係る可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機の要部縦断面図を示す。 本発明の第1実施形態にかかる可変ノズル機構を示し、(A)はレバープレート側から視た正面図,(B)は(A)におけるA-A断面図である。 (A)は図2のB-B断面で本発明の第1実施形態にかかるノズルマウントにネイルピンを圧入した部分の拡大断面図、(B)はノズルマウント側の圧入孔拡大図、(C)はネイルピンの概略図を示す。 本発明の第2実施形態にかかるノズルマウントにロックピンを圧入した図2(A)のC-C断面の部分拡大図を示す。 (A)は本発明の第3実施形態にかかるノズルマウントにネイルピンを圧入した部分の拡大断面図、(B)はノズルマウント側の圧入孔拡大図、(C)はネイルピンの概略図を示す。 (A)は本発明の第4実施形態にかかるノズルマウントに対しネイルピンの切欠き部の方向を示した概略図、(B)は切欠き部を有したネイルピン概略図、(C)は(B)のY矢視図,(D)は圧入孔にネイルピンが圧入された状態の概略図を示す。 (A)は本発明の第5実施形態にかかる筒状スプリングピン斜視図,(B)は(A)に圧入されるネイルピンの概略斜視図,(C)は圧入孔に筒状スプリングピンを介してネイルピンが圧入された状態の概略図、(D)は(C)のF-F矢視図を示す。 (A)は本発明の第6実施形態にかかるネイルピンをノズルマウントに圧入した状態の部分拡大図、(B)はノズルマウントにネイルピン圧入前のレバープレート側から視た部分拡大図、(C)はノズルマウントにネイルピン圧入後のレバープレート側から視た部分拡大図を示す。 従来技術の説明図を示す。
 以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。
 但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
 図1は本発明にかかる可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機の要部縦断面図である。
 図1において、30はタービンケーシング、38は該タービンケーシング30の外周部に渦巻き状に形成されたスクロール部である。34はラジアル流型のタービンロータ、35はコンプレッサ、32は該タービンロータ34とコンプレッサ35とを連結するタービンシャフト、31はコンプレッサハウジング、36は軸受ハウジングである。
 該タービンロータ34とコンプレッサ35とを連結するタービンシャフト32は、2個の軸受37,37を介して軸受ハウジング36に回転自在に支持されている。8は排ガス出口、CLは該排気ターボ過給機の回転軸線である。
 2はノズルベーンで、前記スクロール38の内周側にタービンの円周方向等間隔に複数枚配設されると共に、これらの翼端部に形成されたノズル軸2aが前記タービンケーシング30に固定されたノズルマウント5に回動可能に支持されている。
 ノズル軸2aの前記翼端部の反対側にはノズル軸2aを回転させてノズルベーン2の翼角を変化させるドライブリング3にレバープレート1を介して連結されている。
 33はアクチュエータ(図示省略)からの往復運動を伝えるアクチュエータロッドで、該アクチュエータロッド33の往復運動を回転軸15aに固着されたリンク15を介して回転運動に変換し、該回転運動を回転軸15aに固着されたレバー15bの他端部に配置の駆動ピン15cをドライブリング3の外周部に形成されて係合溝3z(図2参照)に係合させて、ドライブリング3を回転駆動する駆動機構39である。
 一点差線で囲んだ部分は前記ノズルベーン2の翼角を変化せしめる可変ノズル機構100である。
 図1のように構成された可変ノズル機構付き可変容量型排気ターボ過給機の運転時において、内燃機関(図示省略)からの排ガスは前記スクロール38に入り、該スクロール38の渦巻きに沿って、周回しながらノズルベーン2に流入する。そして、排ガスは前記ノズルベーン2の翼間(開口)を流過して前記タービンロータ34にその外周側から流入し、中心側に向かい半径方向に流れて該タービンロータ34に膨張仕事をした後、軸方向に流出して排ガス出口8に案内されて機外に送出される。
 かかる可変容量タービンの容量を制御するにあたっては、前記アクチュエータに対し、前記ノズルベーン2を流れる排ガスの流量が所要の流量になるような該ノズルベーン2の翼角を、翼角制御手段(図示省略)により設定する。かかる翼角に対するアクチュエータの往復変位は駆動機構39を介してドライブリング3に伝達され、該ドライブリング3が回転駆動される。
 該該ドライブリング3の回転により、後述する連結ピン10を介してレバープレート1が前記ノズル軸2a廻りに回動せしめられ、該ノズル軸2aの回動によりノズルベーン2が回動してアクチュエータによって設定された翼角に変化せしめられ、翼間(開口)の大きさが変化する。
 図2は可変ノズル機構を示し、(A)はレバープレート1側から視た正面図、(B)は(A)におけるA-A断面図である。
 100は前記ノズルベーン2の翼角を変化せしめる可変ノズル機構で、次のように構成されている。
 3は円盤状に形成されたドライブリングで、前記ノズルマウント5の軸線CL(排気ターボ過給機の回転軸線に同じ)方向に突出した円筒状(環状)のガイド部5aに外嵌して回転可能に支持されると共に、外周側に後述する連結ピン10が係合される溝3yが円周方向等間隔に形成されている。3zは前記駆動機構39のアクチュエータロッド33が係合する駆動溝である。
 1はレバープレートでドライブリング3の溝3yと同数円周方向等間隔に設置されている。
 そして、各レバープレート1は、外周側(一端側)がドライブリング3に設けられた溝部3yに連結ピン10を介して嵌合し、内周側(他端側)をノズルベーン2と固着したノズル軸2aが連結されている。
 尚、ノズル軸2aはノズルマウント5に対し回転可能に軸支されている。
 6は環状に形成されたノズルプレート、61は該ノズルプレート6と前記ノズルマウント5とを連結する複数のノズルサポートである。
 7はストッパピンである。該ストッパピン7はノズルマウント5の中央部に軸線CL方向に突出した円筒状(環状)のガイド部5aの端面外周縁部に周方向に複数等間隔で且つ、軸線CL方向に沿って(本実施形態では4箇所)穿設された圧入孔(図示省略)に圧入されている。
 そして、ストッパピン7はドライブリング3の回動に伴い、ノズル軸2aを中心に揺動するレバープレート1をノズルベーン2の翼間(開口)の閉塞位置で揺動を規制する所謂開度規制部材である。
 9はロックピンである。該ロックピン9は、軸受ハウジング36とノズルマウント5との組付け精度を向上させるための位置決めピンである。軸受ハウジング36とノズルマウント5との組立角度を規制する(組立精度)ことにより、アクチュエータの駆動量に対しドライブリング3の駆動量が正確に伝わり、ノズルベーン2の開度が精度よく制御されてターボチャージャの性能を十分に発揮させるものである。
 前記可変ノズル機構においては、図2(B)のように、前記レバープレート1を軸方向外側(図1における排ガス出口8側)に配置し、該レバープレート1の側面と前記ノズルマウント5の側面との間に、前記ドライブリング3を前記レバープレート1及びノズルマウント5と軸方向に併設した形態で配設している。
 前記連結ピン10は、前記各レバープレート1の一側面をプレスによって加圧して、該一側面側に矩形状の凹部10aを形成すると共に、反対側の側面を矩形状に突出させる押出し成形によって母材と一体で形成される。
 前記のように構成された可変ノズル機構100のドライブリング3は、ノズルマウント5とレバープレート1の間及び、ドライブリング3の内周面とガイド部51の外周面の間夫々が適正な隙間を有して保持される必要がある。
 該隙間が規定値より大きい場合、ドライブリング3はノズルマウント5の軸線方向に振れるため、ガイド部51とドライブリング3の摺動面のスラスト方向端部が片あたり(片側接触)となり固着の原因になる。
 一方、隙間が規定値より小さい場合、ノズルマウント5との摺動抵抗が大きくなり、摺動部の固着の原因になる。
 その固着を防止するために、ノズルマウント5とドライブリング3のスラスト方向の隙間を適性量に確保するために、ガイド部51の端面の外周縁部にラジアル方向へ延在した鍔を有した圧入ピンであるネイルピンをスラスト方向圧入して、該隙間を該鍔によって適正に維持するようになっている。
 (第1実施形態)
 図3(A)は図2のB-B断面で本発明の第1実施形態にかかるノズルマウント5に圧入ピンであるネイルピンを圧入した部分の拡大断面図、(B)はノズルマウント側の圧入孔拡大図、(C)は(B)の圧入孔に圧入されるネイルピンの概略図を示す。
 図3(A)において、ノズルマウント5の軸線方向に突出した円筒状(環状)のガイド部5aに円板状のドライブリング3が若干の隙間を有して外嵌している。
 ドライブリング3が回動するときにノズルマウント5の軸線CL方向に振れるのを防止する鍔部20aを有したネイルピン20が圧入孔5bに圧入されている。
 従って、ネイルピン20の圧入位置は、円筒状ガイド部5aの端面の外周縁より僅かにノズルマウント5の軸線CL寄り部分に周方向へ等間隔に配設されている。
 図3(B)は圧入孔5bの詳細図、(C)は圧入されるピンであるネイルピン20を示
している。
 圧入孔5bはガイド部51aの端面の外周縁部に周方向へ等間隔で且つ、ノズルマウント5の軸線CLに沿った方向に複数穿設されている。
 圧入孔5bは孔の軸線に沿って孔径が2段階に変化しており、ネイルピン20の挿入口
側がΦ1、続いてその奥がΦ2の径になっている。孔径Φ1の長さL1はドライブリング3の摺動面幅T(軸線方向板厚)より若干長くL3、即ち、ドライブリング3の摺動面幅(T)がL1の範囲内に維持されるようになっている。
 孔径Φ2はネイルピン20の先端部の径φ3より小さく、該孔径Φ2と径φ3とが圧入嵌合の寸法関係に形成され、ピン先端部が孔径Φ2に圧入される長さL2(圧入代)は該ネイルピン20がドライブリング3の作動によって容易に圧入孔5bから抜けないような長さL2になっている。
 但し、ネイルピン20は図3(C)に示すように、ピン径は先端から鍔部20aまでφ
3の同形状になっている。
 尚、突出部20cはネイルピン20を圧入孔5bに圧入する際に、圧入工具を当接させる部分である。該突出部20cを削除すると、圧入の際、ピン部20bに作用する圧入力によりピン部20bが変形し、該変形に伴い鍔部20aが変形するので、変形を防止して組付け容易化を可能にするものである。
 また、圧入孔5bにネイルピン20を圧入した時に、該ネイルピン20の鍔部20aとドライブリング3との適正隙間L4が確保されるようにガイド部5aの高さL7は設定されている。
 更に、ドライブリング3の摺動面幅(T)が位置する部分は、ネイルピン20とピン圧入孔5bのL1部分には膨出抑制部である空間部5eが形成される。
 従って、ノズルマウント5の圧入孔5bのドライブリング3側部分は肉厚が薄く剛性が低いにも係わらず、ネイルピン20の圧入による当該部の外方への膨出を防止できる。
 ノズルマウント5の側面の突出部52(ドライブリング3との接触面)とガイド部5aの連結部にはドライブリング3の摺動面幅(T)の端縁がガイド部5aに確実に接触するように逃げRを設けてある。
 これはドライブリング3の摺動面全域にわたってガイド部5aに接するようにすることにより、ドライブリング3の回動時にスラスト方向の触れを少なくすることで、ドライブリング3の摺動面幅の端縁とガイド部5aとの固着を防止するものである。
 また、突出部52は、該側面の逃げRの外周側に円板状に形成されており、ドライブリング3のラジアル方向側面が接触する面が形成されており、ノズルマウント5の側面とドライブリング3のラジアル方向側面との摩擦抵抗を軽減させ、ドライブリング3の回動を円滑にするものである。
 このような構造にすることにより、ドライブリング3の摺動面幅(T)が位置する部分には、ネイルピン20とピン圧入孔5bのL1部分には膨出抑制部である空間部5eが形成されるので、ガイド部5aの表面にネイルピン20の圧入による膨出部が発生しないので、ガイド部5a表面の滑らかな面が維持され、ドライブリング3とガイド部5aとの固着を防止することができる。
 また、圧入孔5bのL1部分の径を大きくする構造なので、圧入作業が容易になる。
(第2実施形態)
 図4に基づいて本実施形態について説明する。
 尚、本実施形態はノズルマウント5の外周部に軸受ハウジングとノズルマウントの間の位置決めを行う圧入ピンであるロックピンを圧入する構造以外は、第1実施形態に同じなので、可変ノズル機構等の説明は省略する。
 更に、同一形状で、同じ作用をする部品については、同一符号を付して、その説明は省略する。
 図4は本発明の第2実施形態にかかるノズルマウント5にロックピン9を圧入した図2(A)のC-C断面の部分拡大図を示す。
 尚、図2は軸受ハウジング36を省略してあるが、図4ではロックピン9の配設状態を明確にするため付加した図にしてある。
 5はノズルマウント、該ノズルマウント5のガイド部5aにドライブリング3が外嵌している。ドライブリング3の外周部に形成された凹部10aに、レバープレート1に形成された連結ピン10が係合し、レバープレート1を回動させてノズルベーン2の開度を調整する。
 ノズルマウント5のガイド部5aの外周部近傍には、ノズルマウント5と、軸受ハウジング36との位置決めを行うための圧入ピンであるロックピン9を圧入する圧入孔5hがノズルマウント5の軸線CLに沿って複数穿設されている。
 圧入孔5hは、ガイド部5aの先端部分〔図3(B)のL1相当部分〕にロックピン9の圧入によってガイド部5aの外周部が膨出するのを防止する膨出抑制部である空間部5eが生起される孔径になっている。
 そして、空間部5eより更に深い部分〔図3(B)のL2相当部分〕にロックピン9が圧入嵌合される部分となっている。
 圧入されたロックピン9の圧入部と反対側部分は軸受ハウジング36と嵌合して、ノズルマウント5の位置を精度よく組付けることができる。
 このような構造にすることにより、ドライブリング3の摺動面幅(T)が位置する部分には、ロックピン9とピン圧入孔5hのL1相当部分には膨出抑制部である空間部5eが形成されるので、ガイド部5aの表面にロックピン9の圧入による膨出部が発生しないので、ガイド部5a表面の滑らかな面が維持され、ドライブリング3とガイド部5aとの固着を防止することができる。
 また、圧入孔5bのL1部分の径を大きくする構造なので、圧入作業が容易になる。
 更に、軸受ハウジング36とノズルマウント5との組付け精度が向上することにより、アクチュエータの駆動量に対しドライブリング3の駆動量が正確に伝わり、ノズルベーン2の開度が精度よく制御されてターボチャージャの性能を十分に発揮させることができる。
 尚、ノズルベーン2の開度を規制するストッパピン7についても前述のロックピン9と同様に形成されるので説明は省略する。
(第3実施形態)
 図5に基づいて本実施形態について説明する。
 尚、本実施形態はノズルマウント51にネイルピン21を圧入する構造以外は、第1実施形態に同じなので、可変ノズル機構等の説明は省略する。
 更に、同一形状で、同じ作用をする部品については、同一符号を付して、その説明は省略する。
 図5(A)は本発明の第3実施形態にかかるノズルマウントにネイルピンを圧入した部分の拡大断面図、(B)はノズルマウント側の圧入孔拡大図、(C)は(B)の圧入孔に圧入されるネイルピンの概略図を示す。
 図5(A)において、51はガイド部51aにドライブリング3を外嵌するノズルマウントで、1はレバープレートである。
 図5(B)はネイルピン21が圧入される圧入孔51b、図5(C)は該圧入孔51bに圧入されるネイルピン21である。
 圧入孔51bの径φ2はガイド部51aの端面の外周縁部に周方向へ等間隔で且つ、ノズルマウント51の軸線CLに沿った方向に複数穿設されている。
 圧入孔51bに圧入される圧入ピンであるネイルピン21はピンの先端部21bが径φ3に形成されており、径φ3から鍔部21aまでの縮径部21cが径φ4に形成されており、径φ3>径φ4の状態になっている。
 そして、縮径部21cの径φ4部分の長さL1は、ドライブリング3の側面と鍔部21aとの隙間L4(適正隙間L1=t+L4)を確保するように決められている。
 先端部21bの径φ3の長さL5(圧入代)は、圧入孔51bにネイルピン21を圧入した時に、該ネイルピン21がドライブリング3の操作時に圧入孔51bから容易に抜けないような長さL5になっている。
 また、ネイルピン21を圧入孔51bに圧入する際、該圧入孔51bのドライブリング3と対向する部分(L1)が塑性変形しないようにするため、ネイルピン21の先端部21b及び、圧入孔51b夫々が弾性変形領域内のシマリバメ寸法に形成されている。
 このような構造にすることにより、ドライブリング3の摺動面幅(T)が位置する部分には、ネイルピン21と圧入孔51bのL1部分には膨出抑制部21eが形成されるので、ガイド部51aの表面にネイルピン21の圧入による膨出部の発生を防止して、ガイド部51a表面の滑らかな面が維持され、ドライブリング3とガイド部51aとの固着を防止することができる。
 更に、ネイルピン21は旋盤加工で段差部等が形成でき、コスト低減が可能となる。
 この実施形態はネイルピンのみならず、ロックピンやノズルベーンの開度規制を行うストッパピンなど他のピン状の部品をノズルマウントに圧入する形態に対しても適用できる。
(第4実施形態)
 図6に基づいて本実施形態について説明する。
 尚、本実施形態は第2実施形態に対し、ネイルピンの形状が異なる以外は同じなので、ネイルピン以外の説明は省略する。
 更に、同一形状で、同じ作用をする部品については同一符号を付して、その説明は省略する。
 図6(A)は本発明の第3実施形態にかかるノズルマウントに対しネイルピンの切欠き部の方向を示した概略図、(B)は切欠き部を有したネイルピン概略図、(C)は(B)のY矢視図,(D)は圧入孔に圧入ピンであるネイルピンが圧入した状態の概略図を示す。
 本実施形態のネイルピン22は、図6(B)及び(C)に示すように、ピン部22bに該ピン部22bの軸線に沿って帯状の切欠き部22cが形成されている。
 ノズルマウント51の圧入孔51bはガイド部51aの端面の外周縁部に周方向へ等間隔で且つ、ノズルマウント51の軸線CLに沿った方向に複数穿設されている。
 圧入孔51bにネイルピン22を圧入する際は、図6(A)に示すように、切欠き部22cをドライブリング3側に向けて圧入するようになっている。
 図6(D)は圧入孔51bにネイルピン22が圧入された状態を示し、ドライブリング3側に膨出抑制部22eが形成されている。
 このような構造にすることにより、ドライブリング3の摺動面幅(T)が位置する部分には、切欠き部22cによる膨出抑制部22eが形成されるので、ガイド部51aの表面にネイルピン22の圧入による膨出部が発生しないので、ガイド部51aの表面が滑らかな面となり、ドライブリング3とガイド部51aとの固着を防止することができる。
 更に、圧入範囲がピン部22bの全域で長くなるので、ネイルピンのノズルマウントに対する直角度が安定する。
 この実施形態はネイルピンのみならず、ロックピンやノズルベーンの開度規制を行うストッパピンなど他のピン状の部品をノズルマウントに圧入する形態に対しても適用できる。
(第5実施形態)
 図7に基づいて本実施形態について説明する。
 尚、本実施形態はノズルマウントの圧入孔に筒状スプリングピンを介してネイルピン21を圧入する構造以外は、第2実施形態に同じなので、可変ノズル機構等の説明は省略する。
 更に、同一形状で、同じ作用をする部品については、同一符号を付して、その説明は省略する。
 図7(A)は本発明の第4実施形態にかかる筒状スプリングピン斜視図,(B)は(A)に圧入されるネイルピンの概略斜視図,(C)は圧入孔に筒状スプリングピンを介してネイルピンが圧入された状態の概略図、(D)は(C)のF-F矢視図を示す。
 図7(A)において、24は円筒形状を該円筒形状の軸線に沿って切欠いた切欠き部24aを備え、該軸線に直角方向の断面が略C字形状に形成された筒状スプリングピンである。
 図7(B)において、23は圧入孔51bに圧入されるピン部23bと、ドライブリング3の振れを規制する鍔部23aと、圧入時に圧入工具の受部となる突起23cを備えたネイルピンである。
 図7(C)は圧入孔51bに筒状スプリングピン24を介してネイルピン23を圧入した状態を示す。
 ノズルマウント51の圧入孔51bはガイド部51aの端面の外周縁部に周方向へ等間隔で且つ、ノズルマウント51の軸線CLに沿った方向に複数穿設されている。
 筒状スプリングピン24は圧入孔51bの径φ2に対し外径がシバリバメの状態で、圧入孔51bに圧入される。
 圧入ピンであるネイルピン23は筒状スプリングピン24の内筒部24bにシバリバメの状態で圧入される。
 尚、ネイルピン23のピン部23bの長さL7及び、筒状スプリングピン24の長さL8夫々は、伴にドライブリング3の摺動面幅T(厚さ)より長くなっていることが好ましい。
 これは、筒状スプリングピン24及び、ネイルピン23の圧入によりガイド部51aの外周部に作用する圧力をスラスト方向において均一化することで、ガイド部51a外周面とドライブリング3の内周面の隙間がスラスト方向で変化しないようにする。
 図7(D)は(C)のF-F矢視断面を示し、本実施形態では筒状スプリングピン24の切欠き部24aをガイド部51aの周方向に位置させた状態で圧入孔51bに圧入されている。
 これは、筒状スプリングピン24の内筒部24bにネイルピン23を圧入しても筒状スプリングピン24が変形し、その変形を切欠き部24aが吸収するようになっている。
 従って、切欠き部24aが膨出抑制部24eの作用をしている。
 このような構造にすることにより、ネイルピン23の圧入を筒状スプリングピン24の切欠き部24aが吸収するので、ネイルピン23圧入によるガイド部51a外周面の膨出が防げ、ドライブリング3の内周面とガイド部51aの外周面との固着を防止することができる。
 従って、筒状スプリングピン及び、ネイルピン圧入する際の方向性を規制する必要がなくなり、圧入作業の容易化が図れ、コスト軽減が可能となる。
 この実施形態はネイルピンのみならず、ロックピンやノズルベーンの開度規制を行うストッパピンなど他のピン状の部品をノズルマウントに圧入する形態に対しても適用できる。
(第6実施形態)
 図8に基づいて本実施形態について説明する。
 尚、本実施形態は第1実施形態に対し、ノズルマウントの形状が異なる以外は同じなので、ノズルマウント以外の説明は省略する。
 更に、同一形状で、同じ作用をする部品については同一符号を付して、その説明は省略する。
 図8(A)は本発明の第5実施形態にかかるネイルピンをノズルマウントに圧入した状態の部分拡大図、(B)はノズルマウントにネイルピン圧入前のレバープレート側から視た部分拡大図、(C)はノズルマウントにネイルピン圧入後のレバープレート側から視た部分拡大図を示す。
 図8(A)において、ノズルマウント53には、ドライブリング3が外嵌するガイド部53aの端面の外周縁部に周方向へ等間隔で且つ、ノズルマウント53の軸線CLに沿った方向に圧入孔53bが複数穿設されている。
 図8(B)に示すように、ノズルマウント53のガイド部53aの外周面は、圧入孔53bとドライブリング3の摺動面側とが対向する部位を、圧入ピンであるネイルピン20が圧入されることによりガイド部53aの外方へ膨出する膨出部を見込んで、当該膨出部に相当する形状を予め切削して膨出抑制部である切欠き部53cを形成したものである。
 そして、図8(C)に示すように示すように、ネイルピン20を圧入孔53bに圧入したときに、ガイド部53aの外周面は滑らかな円弧面になるようにしたものである。
 従って、図8(A)に示すように示すように、圧入孔53bにネイルピン20を圧入することにより、ガイド部53aの外周面は切欠き部53cがラジアル方向に膨出して、滑らかな円弧面〔図8(C)参照)になると伴に、ガイド部53aの外周面とドライブリング3の内周面との隙間を適正隙間になるようにしてある。
 このような構造にすることにより、ネイルピン20の圧入による膨出部の膨出量を予め予測して、当該部分を削除するので、ネイルピン20の圧入によるガイド部53a外周面の突出が防げ、ガイド部53a外周面が滑らかな円弧となることで、ドライブリング3の内周面とガイド部53aの外周面との固着を防止することができる。
 また、ネイルピン20を圧入する際の方向性を規制する必要がなくなり、圧入作業の容易化が図れ、コスト軽減が可能となる。
 更に、また、ネイルピン20のピン全長(20b)において圧入されるので、ネイルピン20のノズルマウント53に対する直角度が安定すると共に、ネイルピン20の固定性が向上する。
 尚、本実施形態ではドライブリング3をスラスト方向に規制するネイルピン20について説明したが、図2に記載のノズルベーン2の翼角を変位させるレバープレート1を該ノズルベーン2が規定された閉位置にきたときに、ノズルベーン2の翼角を該規定された閉位置以上に揺動するのを規制するストッパピン7にも同様に適用できる。
 即ち、外周部端縁にピンを圧入する構造を採用し、且つ滑らかな外周面を必要とする場合に広く適用することが可能である。
 この実施形態はネイルピンのみならず、ロックピンやノズルベーンの開度規制を行うストッパピンなど他のピン状の部品をノズルマウントに圧入する形態に対しても適用できる。
 本発明によれば、ドライブリングをガイド部に保持するための、ネイルピンをノズルマウントの軸線方向に沿って穿設された圧入孔に圧入することにより生起される膨出部を吸収する膨出抑制部を設けることにより、ドライブリングの内周面とガイド部の外周面との固着を防止して、耐久信頼性の向上を図ることのできる可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機を提供できる。

Claims (9)

  1.  エンジンの排気ガスにより駆動される可変容量型排気ターボ過給機のタービンケーシングを含むケースに固定されたノズルマウントに回動可能に支持される複数のノズルベーンと、
     アクチュエータに連動され前記ノズルマウントの中央部に軸線方向に突出した環状のガイド部に嵌合するドライブリングと、
     一端側を前記ドライブリングに設けた溝部に連結ピン部を介して嵌合し、他端側を前記ノズルベーンに連結したレバープレートと、
     前記ドライブリングの回動により前記各レバープレートを揺動させ、該レバープレートの揺動により前記複数のノズルベーンの翼角を変化せしめる可変ノズル機構と、を備え、
     前記環状のガイド部より僅かに回転軸線寄りのノズルマウント側面に圧入される圧入ピンが設けられ、該圧入ピンを前記ノズルマウントの軸線方向に沿って穿設された圧入孔に圧入することにより生起される前記環状のガイド部の外周面の膨出部を吸収して生じないようにする膨出抑制部を、前記圧入ピンもしくは前記圧入孔の少なくとも何れか一方に設けられることを特徴とする可燃ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機。
  2.  前記圧入孔は前記環状のガイド部の前記軸線方向の厚さより深く形成されると共に、前記膨出抑制部は、前記圧入孔の孔径を前記圧入ピン外径より拡径する拡径部を、圧入側から少なくとも前記環状のガイド部の前記軸線方向の厚さに相当する範囲に形成されることを特徴とする請求項1記載の可燃ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機。
  3.  前記圧入孔は前記環状のガイド部の前記軸線方向の厚さより深く形成されると共に、前記膨出抑制部は、前記圧入ピンの外周部を前記圧入孔の径より小径にする小径部を、前記ピン基部から先端方向へ少なくとも前記環状のガイド部の前記軸線方向の厚さに相当する範囲に形成されることを特徴とする請求項1記載の可燃ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機。
  4.  前記膨出抑制部は、前記ピンの軸線方向に沿った切欠き部を有し、該切欠き部を前記環状のガイド部の外周面側に位置させて形成されることを特徴とする請求項1記載の可燃ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機。
  5.  前記膨出抑制部は、前記圧入孔に圧入される断面形状がC形の筒状スプリングピンと、該筒状スプリングピンの内筒部に圧入されるピンとで形成されることを特徴とする請求項1記載の可燃ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機。
  6.  前記膨出抑制部は、前記ガイド部外周面の前記圧入孔部分を予め膨出量相当分を削除して形成されることを特徴とする請求項1記載の可燃ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機。
  7.  前記圧入ピンが、フランジ状の頭部により前記ドライブリングの内周部分が前記ガイド部より脱落しないように保持する頭付ピンであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  8.  前記圧入ピンが、前記レバープレートの側面と当接して前記ノズルベーンの開度規制を行うストッパピンであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  9.  前記圧入ピンが、前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントの間の位置決めを行うロックピンであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
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