WO2021205827A1 - リンク機構 - Google Patents
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Definitions
- Patent Document 1 discloses a link mechanism for opening and closing a wastegate port.
- the link mechanism includes a rod, a link plate, a connecting pin, a spring member, and a retaining ring.
- the connecting pin connects the rod and the link plate so as to be relatively rotatable.
- the spring member is inserted through the connecting pin and arranged between the link plate and the rod. The spring member urges the link plate and the rod in a direction that separates them from each other.
- Retaining rings are attached to connecting pins. Retaining rings prevent the link plate and rod from falling off the connecting pin.
- the object of the present disclosure is to provide a link mechanism capable of suppressing the falling off of a link member.
- the link mechanism of the present disclosure includes a first link member in which a first hole is formed, a second link member in which a second hole is formed, and a first link member or a second link member.
- the rotating shaft of the rotating body attached to the first link member, the spring member arranged between the first link member and the second link member, and the second link member and the spring member located on the opposite side of the first link member.
- a large diameter part having an outer diameter larger than the inner diameter of the first hole and the second hole, a medium diameter part having an outer diameter smaller than the large diameter part, and at least a part of which is arranged in the first hole, and a middle diameter part.
- a connecting pin having a small diameter portion having an outer diameter smaller than that of the diameter portion and having a small diameter portion at least partially arranged in the second hole is provided.
- the connecting pin is as follows.
- the formulas 1.15 ⁇ D2 / D1 ⁇ 2 and 1.1 ⁇ n / d ⁇ 5 may be satisfied.
- the connecting pin may be composed of a first member including a small diameter portion and a second member arranged radially outside the first member and including a medium diameter portion and a large diameter portion.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the turbocharger.
- FIG. 2 is an external view of the turbine housing.
- FIG. 3 is a view taken along the line III of FIG.
- FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a connection structure between the valve and the mounting plate.
- FIG. 5 is an internal view of the turbine housing after the valve shown in FIG. 3 has rotated in the direction of arrow a.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the link mechanism according to the present embodiment.
- FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the dimensional relationship of the valve-side connecting pin.
- FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the link mechanism of the first modification.
- FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the link mechanism of the second modification.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the turbocharger TC.
- the direction of arrow L shown in FIG. 1 will be described as the left side of the turbocharger TC.
- the arrow R direction shown in FIG. 1 will be described as the right side of the turbocharger TC.
- the supercharger TC includes a supercharger main body 1.
- the turbocharger main body 1 includes a bearing housing 3, a turbine housing 5, and a compressor housing 7.
- the turbine housing 5 is connected to the left side of the bearing housing 3 by a fastening mechanism 9.
- the compressor housing 7 is connected to the right side of the bearing housing 3 by a fastening bolt 11.
- a protrusion 3a is provided on the outer peripheral surface of the bearing housing 3.
- the protrusion 3a is provided on the turbine housing 5 side.
- the protrusion 3a projects in the radial direction of the bearing housing 3.
- a protrusion 5a is provided on the outer peripheral surface of the turbine housing 5.
- the protrusion 5a is provided on the bearing housing 3 side.
- the protrusion 5a projects in the radial direction of the turbine housing 5.
- the bearing housing 3 and the turbine housing 5 are band-fastened by the fastening mechanism 9.
- the fastening mechanism 9 is composed of, for example, a G coupling.
- the fastening mechanism 9 sandwiches the protrusions 3a and 5a.
- a bearing hole 3b is formed in the bearing housing 3.
- the bearing hole 3b penetrates the supercharger TC in the left-right direction.
- a bearing is arranged in the bearing hole 3b.
- a shaft 13 is inserted through the bearing.
- the bearing rotatably supports the shaft 13.
- the bearing is a plain bearing.
- the bearing is not limited to this, and the bearing may be a rolling bearing.
- a turbine impeller 15 is provided at the left end of the shaft 13.
- the turbine impeller 15 is rotatably housed in the turbine housing 5.
- a compressor impeller 17 is provided at the right end of the shaft 13.
- the compressor impeller 17 is rotatably housed in the compressor housing 7.
- An intake port 19 is formed in the compressor housing 7.
- the intake port 19 opens on the right side of the turbocharger TC.
- the intake port 19 is connected to an air cleaner (not shown).
- the diffuser flow path 21 is formed by the facing surfaces of the bearing housing 3 and the compressor housing 7.
- the diffuser flow path 21 boosts air.
- the diffuser flow path 21 is formed in an annular shape.
- the diffuser flow path 21 communicates with the intake port 19 via the compressor impeller 17 on the inner side in the radial direction.
- a compressor scroll flow path 23 is formed in the compressor housing 7.
- the compressor scroll flow path 23 is formed in an annular shape.
- the compressor scroll flow path 23 is located, for example, radially outside the shaft 13 with respect to the diffuser flow path 21.
- the compressor scroll flow path 23 communicates with the intake port of an engine (not shown) and the diffuser flow path 21.
- the intake air is pressurized and accelerated in the process of flowing between the blades of the compressor impeller 17.
- the pressurized and accelerated air is boosted in the diffuser flow path 21 and the compressor scroll flow path 23.
- the boosted air is guided to the intake port of the engine.
- a discharge port 25 is formed in the turbine housing 5.
- the discharge port 25 opens on the left side of the turbocharger TC.
- the discharge port 25 is connected to an exhaust gas purification device (not shown).
- An internal space 27 is formed inside the turbine housing 5.
- the internal space 27 opens to the discharge port 25.
- the internal space 27 is formed on the downstream side (discharge port 25 side) of the turbine impeller 15.
- the turbine housing 5 is formed with a communication passage 29 and a turbine scroll flow path 31.
- the turbine scroll flow path 31 is formed in an annular shape.
- the turbine scroll passage 31 is located, for example, radially outside the shaft 13 with respect to the communication passage 29.
- the turbine scroll flow path 31 communicates with the gas inflow port 33 (see FIG. 2).
- Exhaust gas discharged from an engine exhaust manifold (not shown) is guided to the gas inflow port 33.
- the communication passage 29 communicates the turbine scroll flow path 31 and the discharge port 25 (internal space 27) via the turbine impeller 15.
- the exhaust gas guided from the gas inflow port 33 to the turbine scroll flow path 31 is guided to the discharge port 25 via the communication passage 29, the turbine impeller 15, and the internal space 27.
- the exhaust gas guided to the discharge port 25 rotates the turbine impeller 15 in the distribution process.
- the rotational force of the turbine impeller 15 is transmitted to the compressor impeller 17 via the shaft 13.
- the compressor impeller 17 rotates, the air is boosted as described above. In this way, air is guided to the intake port of the engine.
- FIG. 2 is an external view of the turbine housing 5.
- the turbine housing 5 is provided with a valve device 100.
- the valve device 100 includes an actuator 110, a link mechanism 120, and a rotating structure 130.
- the actuator 110 and the link mechanism 120 are arranged outside the turbine housing 5.
- the actuator 110 includes a motor.
- the motor includes a rotor (rotating body) 111 and a stator (not shown).
- the rotating shaft 113 of the rotor 111 is connected to the link mechanism 120.
- the actuator 110 rotates the rotation shaft 113 around the central axis (in the direction of arrow a and arrow b in FIG. 2).
- the link mechanism 120 includes a rod 140, an actuator-side link plate 150A, a valve-side link plate 150B, an actuator-side connecting pin 160A, a valve-side connecting pin 160B, an actuator-side spring member 170A, and a valve-side spring member 170B. including.
- a pin hole 151A and a shaft hole 153A are formed in the actuator side link plate 150A.
- the actuator side connecting pin 160A is inserted into the pin hole 151A.
- the rotating shaft 113 of the rotor 111 is inserted into the shaft hole 153A.
- the rotating shaft 113 is fixed to the actuator-side link plate 150A.
- the rotation shaft 113 rotates integrally with the actuator-side link plate 150A.
- the actuator-side link plate 150A rotates around the central axis of the rotating shaft 113 in the directions of arrow a and arrow b in FIG.
- the rod 140 is formed with an actuator-side insertion hole 141A and a valve-side insertion hole 141B.
- the actuator side connecting pin 160A is inserted into the actuator side insertion hole 141A.
- a valve-side connecting pin 160B is inserted into the valve-side insertion hole 141B.
- One end of the rod 140 is connected to the actuator side link plate 150A via the actuator side connecting pin 160A, and the other end is connected to the valve side link plate 150B via the valve side connecting pin 160B.
- the actuator side connecting pin 160A is inserted into the actuator side insertion hole 141A and the pin hole 151A.
- the actuator-side connecting pin 160A connects the rod 140 and the actuator-side link plate 150A so as to be relatively rotatable.
- the actuator-side connecting pin 160A is fixed to the actuator-side link plate 150A.
- the actuator-side connecting pin 160A rotatably holds the rod 140.
- the actuator-side connecting pin 160A is subjected to surface hardening treatment such as electroless nickel treatment and nitriding treatment. Thereby, the wear resistance of the actuator side connecting pin 160A can be improved.
- the actuator side spring member 170A is inserted through the actuator side connecting pin 160A.
- the actuator-side spring member 170A is arranged between the rod 140 and the actuator-side link plate 150A.
- the actuator side spring member 170A has, for example, a disk shape.
- the actuator side spring member 170A is a countersunk spring.
- the present invention is not limited to this, and the actuator side spring member 170A may be composed of other spring members such as coil springs and leaf springs.
- One end of the actuator-side spring member 170A contacts the rod 140, and the other end of the actuator-side spring member 170A contacts the actuator-side link plate 150A.
- the actuator-side spring member 170A urges the rod 140 and the actuator-side link plate 150A in a direction in which they are separated from each other. By arranging the actuator-side spring member 170A between the rod 140 and the actuator-side link plate 150A, vibration transmission between the rod 140 and the actuator-side link plate 150A is suppressed.
- a pin hole 151B and a shaft hole 153B are formed in the valve side link plate 150B.
- a valve-side connecting pin 160B is inserted into the pin hole 151B.
- the rotating shaft 131 of the rotating structure 130 is inserted into the shaft hole 153B.
- the rotating shaft 131 is fixed to the valve side link plate 150B.
- the rotating shaft 131 rotates integrally with the valve-side link plate 150B.
- the valve-side link plate 150B rotates around the central axis of the rotating shaft 131 in the direction of arrow a and the direction of arrow b in FIG.
- the valve side connecting pin 160B is configured in the same manner as the actuator side connecting pin 160A.
- the valve-side connecting pin 160B is inserted into the valve-side insertion hole 141B and the pin hole 151B.
- the valve-side connecting pin 160B connects the rod 140 and the valve-side link plate 150B so as to be relatively rotatable.
- the valve-side connecting pin 160B is fixed to the valve-side link plate 150B.
- the valve-side connecting pin 160B rotatably holds the rod 140.
- the valve side spring member 170B is configured in the same manner as the actuator side spring member 170A.
- the valve-side spring member 170B is inserted through the valve-side connecting pin 160B.
- the valve-side spring member 170B is arranged between the rod 140 and the valve-side link plate 150B.
- One end of the valve-side spring member 170B contacts the rod 140, and the other end contacts the valve-side link plate 150B.
- the valve-side spring member 170B urges the rod 140 and the valve-side link plate 150B in a direction that separates them from each other.
- the actuator-side link plate 150A rotates around the central axis of the rotating shaft 113 in the direction of arrow a or the direction of arrow b in FIG.
- the actuator-side link plate 150A rotates in the direction of arrow a in FIG. 2
- the rod 140 moves in the direction of arrow c in FIG.
- the valve-side link plate 150B rotates around the central axis of the rotating shaft 131 in the direction of arrow a in FIG.
- FIG. 3 is a view taken along the line III of FIG.
- FIG. 3 is an internal view of the turbine housing 5.
- the rotating structure 130 is arranged in the internal space 27 of the turbine housing 5.
- the rotating structure 130 includes a rotating shaft 131, a mounting plate 133, and a valve (rotating body) 135.
- a through hole 5b is formed in the turbine housing 5.
- the bearing member 180 is inserted through the through hole 5b.
- the bearing member 180 has a cylindrical shape.
- a rotating shaft 131 is inserted through the bearing member 180.
- the bearing member 180 rotatably supports the rotating shaft 131.
- the mounting plate 133 is integrally attached to the rotating shaft 131.
- the mounting plate 133 is welded to the rotating shaft 131 and rotates integrally with the rotating shaft 131.
- the valve 135 is mounted on the side of the mounting plate 133 opposite to the side connected to the rotating shaft 131.
- the mounting plate 133 holds the valve 135.
- FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the connection structure between the valve 135 and the mounting plate 133.
- the valve 135 includes a main body portion 135a and a shaft portion 135b.
- a position regulating member 137 is attached to the shaft portion 135b of the valve 135.
- the main body 135a has a contact surface 135c.
- the shaft portion 135b is formed on the side opposite to the side on which the contact surface 135c of the main body portion 135a is formed.
- the shaft portion 135b extends in a direction orthogonal to the contact surface 135c.
- the position regulating member 137 has a disk shape.
- the position regulating member 137 has a hole 137a.
- An insertion hole 133a is formed in the mounting plate 133.
- the shaft portion 135b of the valve 135 is inserted into the insertion hole 133a of the mounting plate 133.
- the shaft portion 135b is inserted into the hole 137a of the position regulating member 137.
- the position regulating member 137 is arranged on the side opposite to the main body portion 135a with respect to the mounting plate 133.
- the position regulating member 137 is attached (fixed) to (fixed) to the shaft portion 135b by, for example, caulking.
- the mounting plate 133 is sandwiched between the main body 135a and the position regulating member 137.
- the position regulating member 137 prevents the valve 135 from falling off from the mounting plate 133.
- a bypass flow path 35 and a wastegate port 37 are formed in the turbine housing 5.
- One end of the bypass flow path 35 is connected to the turbine scroll flow path 31, and the other end is connected to the internal space 27 via the wastegate port 37.
- the bypass flow path 35 communicates the turbine scroll flow path 31 with the internal space 27.
- the bypass flow path 35 and the wastegate port 37 are located radially outside the turbine impeller 15.
- the bypass flow path 35 guides a part of the exhaust gas flowing through the turbine scroll flow path 31 to the internal space 27 by bypassing the turbine impeller 15.
- the wastegate port 37 is formed on the seat surface 39 to which the valve 135 (contact surface 135c) can come into contact with the inner wall forming the internal space 27 of the turbine housing 5.
- the wastegate port 37 is formed on the downstream side (discharge port 25 side) of the turbine impeller 15.
- the wastegate port 37 communicates the bypass flow path 35 with the internal space 27.
- the valve 135 is a valve body having an outer diameter larger than the inner diameter of the wastegate port 37.
- the valve 135 is a wastegate valve in this embodiment.
- the valve 135 closes the wastegate port 37 in a state of being in contact with the seat surface 39. When the wastegate port 37 is closed, the exhaust gas flowing through the turbine scroll flow path 31 does not flow out to the internal space 27 via the bypass flow path 35 and the wastegate port 37.
- the valve 135 opens the wastegate port 37 in a state of being separated from the seat surface 39.
- the wastegate port 37 is opened, a part of the exhaust gas flowing through the turbine scroll flow path 31 flows out to the internal space 27 via the bypass flow path 35 and the wastegate port 37.
- FIG. 5 is an internal view of the turbine housing 5 after the valve 135 shown in FIG. 3 has rotated in the direction of arrow a.
- the valve 135 rotates in the direction of arrow a
- the valve 135 moves in a direction away from the seat surface 39.
- the wastegate port 37 is in an open state.
- the valve 135 rotates around the central axis of the rotary shaft 131 in the direction of arrow b in FIG. do.
- the valve 135 rotates in the direction of arrow b, the valve 135 moves in a direction close to the seat surface 39, as shown in FIG.
- the wastegate port 37 is closed.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the link mechanism 120 according to the present embodiment.
- FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of a rod (first link member) 140, a valve side link plate (second link member) 150B, a valve side connecting pin 160B, and a valve side spring member 170B.
- the configuration of the valve-side link plate 150B, the valve-side connecting pin 160B, and the valve-side spring member 170B is substantially the same as the configuration of the actuator-side link plate 150A, the actuator-side connecting pin 160A, and the actuator-side spring member 170A. Is the same as.
- valve-side link plate 150B the valve-side connecting pin 160B, and the valve-side spring member 170B will be described in detail. Details of the configurations of the actuator-side link plate 150A, the actuator-side connecting pin 160A, and the actuator-side spring member 170A will be omitted.
- the valve side connecting pin 160B is formed with a large diameter portion 161, a medium diameter portion 163, and a small diameter portion 165.
- One end of the medium diameter portion 163 is continuous with the large diameter portion 161 and the other end is continuous with the small diameter portion 165.
- the large diameter portion 161, the medium diameter portion 163, and the small diameter portion 165 are integrally formed.
- the large diameter portion 161 has a roughly cylindrical shape.
- the large diameter portion 161 has a constant outer diameter.
- the outer diameter of the large diameter portion 161 is larger than the inner diameter of the valve side insertion hole (first hole) 141B of the rod 140.
- the large diameter portion 161 is located on the side opposite to the valve side link plate 150B and the valve side spring member 170B with respect to the rod 140.
- the medium diameter portion 163 has a roughly cylindrical shape.
- the middle diameter portion 163 has a constant outer diameter.
- the central axis of the medium diameter portion 163 roughly coincides with the central axis of the large diameter portion 161.
- the outer diameter of the medium diameter portion 163 is smaller than the outer diameter of the large diameter portion 161.
- the outer diameter of the medium diameter portion 163 is equal to or less than the inner diameter of the valve side insertion hole 141B of the rod 140.
- the outer diameter of the middle diameter portion 163 is smaller than the inner diameter of the valve side insertion hole 141B of the rod 140.
- the outer peripheral surface of the medium diameter portion 163 is separated from the inner peripheral surface of the valve side insertion hole 141B.
- the outer peripheral surface of the medium diameter portion 163 may be in contact with the inner peripheral surface of the valve side insertion hole 141B.
- the outer diameter of the middle diameter portion 163 is larger than the inner diameter of the pin hole 151B of the valve side link plate 150B.
- At least a part of the medium diameter portion 163 is arranged in the valve side insertion hole 141B.
- the rod 140 is not fixed to the medium diameter portion 163 and can rotate relative to the medium diameter portion 163.
- the medium diameter portion 163 functions as a sliding portion that slides with the valve side insertion hole 141B of the rod 140.
- the valve side spring member 170B is arranged on the radial outer side of the medium diameter portion 163.
- a large-diameter stepped surface 167 is formed between the large-diameter portion 161 and the medium-diameter portion 163.
- the large-diameter stepped surface 167 has a roughly annular shape.
- the large-diameter stepped surface 167 is continuous with the large-diameter portion 161 and the medium-diameter portion 163.
- the large-diameter stepped surface 167 is a surface that is approximately orthogonal to the central axes of the large-diameter portion 161 and the medium-diameter portion 163.
- the large-diameter stepped surface 167 functions as a sliding portion that slides on the outer surface of the rod 140.
- the small diameter portion 165 has a roughly cylindrical shape.
- the small diameter portion 165 has a constant outer diameter.
- the central axis of the small diameter portion 165 roughly coincides with the central axis of the medium diameter portion 163.
- the outer diameter of the small diameter portion 165 is smaller than the outer diameter of the middle diameter portion 163.
- the outer diameter of the small diameter portion 165 is equal to or less than the inner diameter of the pin hole (second hole) 151B of the valve side link plate 150B.
- the outer diameter of the small diameter portion 165 is approximately equal to the inner diameter of the pin hole 151B.
- the inner diameter of the pin hole 151B is smaller than the inner diameter of the valve side insertion hole 141B. At least a part of the small diameter portion 165 is arranged in the pin hole 151B.
- a small diameter stepped surface 169 is formed between the medium diameter portion 163 and the small diameter portion 165.
- the small-diameter stepped surface 169 has a roughly circular ring shape.
- the small-diameter stepped surface 169 is continuous with the medium-diameter portion 163 and the small-diameter portion 165.
- the small-diameter stepped surface 169 is a surface that is approximately orthogonal to the central axes of the medium-diameter portion 163 and the small-diameter portion 165.
- the small-diameter stepped surface 169 is a surface substantially parallel to the large-diameter stepped surface 167.
- the small-diameter stepped surface 169 is a contact surface (butting surface) that comes into contact with the valve-side link plate 150B when the valve-side connecting pin 160B is inserted into the valve-side insertion hole 141B and the pin hole 151B.
- the position of the valve-side connecting pin 160B in the central axial direction is determined.
- the small diameter portion 165 is fixed to the valve side link plate 150B in a state where the small diameter step surface 169 is in contact with the valve side link plate 150B.
- the tip of the small diameter portion 165 is crimped to the valve side link plate 150B in a state where the small diameter stepped surface 169 is in contact with the valve side link plate 150B.
- the small diameter portion 165 is fixed to the valve side link plate 150B.
- the present invention is not limited to this, and the small diameter portion 165 may be fixed to the valve side link plate 150B by welding or press fitting into the valve side link plate 150B.
- the rod 140 is pressed by the valve-side spring member 170B in a direction away from the valve-side link plate 150B.
- the rod 140 comes into contact with the large-diameter stepped surface 167 and presses the large-diameter stepped surface 167 in a direction away from the valve-side link plate 150B.
- the pressing force applied to the large-diameter stepped surface 167 is determined according to the distance between the valve-side link plate 150B and the rod 140.
- the distance between the valve-side link plate 150B and the rod 140 is determined by the distance between the small-diameter stepped surface 169 and the large-diameter stepped surface 167 in the central axis direction of the valve-side connecting pin 160B. Therefore, the urging force of the valve-side spring member 170B can be adjusted by adjusting the distance between the small-diameter stepped surface 169 and the large-diameter stepped surface 167.
- FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the dimensional relationship of the valve side connecting pin 160B.
- the outer diameter of the medium diameter portion 163 is represented by D1
- the outer diameter of the large diameter portion 161 is represented by D2.
- Half of the difference between the outer diameter D1 and the outer diameter D2 (that is, the radial width of the large diameter stepped surface 167) is represented by d.
- the height of the large diameter portion 161 in the central axis direction is represented by n.
- the gap between the rod 140 and the valve side link plate 150B in the central axis direction of the valve side connecting pin 160B is from the gap between the rod 140 and the medium diameter portion 163 in the radial direction of the valve side connecting pin 160B. big. Therefore, when the rod 140 is tilted with respect to the central axis of the valve side connecting pin 160B, the rod 140 comes into contact with the medium diameter portion 163 before coming into contact with the valve side link plate 150B. As a result, when the rod 140 is tilted with respect to the central axis of the valve-side connecting pin 160B, it is possible to prevent the valve-side spring member 170B from being crushed by the rod 140. As a result, it is possible to suppress the reduction of the urging force (reaction force) of the valve side spring member 170B.
- the outer diameter D2 of the large diameter portion 161 is larger than the outer diameter D1 of the medium diameter portion 163.
- the relational expression between the outer diameter D1 and the outer diameter D2 is 1.15 ⁇ D2 / D1 ⁇ 2.
- the width d of the large-diameter stepped surface 167 becomes smaller. That is, as the value obtained by dividing the outer diameter D2 by the outer diameter D1 approaches 1, the pressure receiving area of the large diameter stepped surface 167 pressed by the rod 140 becomes smaller. The smaller the pressure receiving area of the large-diameter stepped surface 167, the larger the pressure applied per unit area.
- the value of the height n of the large diameter portion 161 is larger than the value of the width d of the large diameter stepped surface 167.
- the relational expression between the width d and the height n is 1.1 ⁇ n / d ⁇ 5.
- the smaller the value obtained by dividing the height n by the width d the smaller the height n with respect to the width d.
- the thickness of the large diameter portion 161 becomes thinner, and the durability of the large diameter portion 161 decreases.
- the value obtained by dividing the height n by the width d is less than 1.1, the durability of the large diameter portion 161 tends to decrease when the large diameter stepped surface 167 is pressed by the rod 140.
- the valve side connecting pin 160B has a small diameter portion 165 fixed to the valve side link plate 150B.
- the valve-side connecting pin 160B has a medium-diameter portion 163 inserted into the valve-side insertion hole 141B of the rod 140.
- the valve-side connecting pin 160B has a large diameter portion 161 located on the opposite side of the rod 140 from the valve-side link plate 150B and the valve-side spring member 170B.
- the large diameter portion 161 has an outer diameter larger than that of the valve side insertion hole 141B of the rod 140.
- the valve side connecting pin 160B is integrally formed with a large diameter portion 161 instead of the retaining ring provided on the conventional connecting pin.
- the volume of the large diameter portion 161 is formed to be larger than the volume of the conventional retaining ring. Therefore, the large-diameter portion 161 of the valve-side connecting pin 160B can improve durability and wear resistance as compared with the conventional retaining ring. Therefore, when the rod 140 is rotationally slid around the medium diameter portion 163 while being pressed by the valve side spring member 170B, it is possible to prevent the rod 140 from falling off from the valve side connecting pin 160B.
- the valve side connecting pin 160B is provided with a small diameter stepped surface 169.
- height management between the rod 140 and the valve-side link plate 150B becomes easy.
- the distance between the rod 140 and the valve-side link plate 150B can be set (managed) with high accuracy.
- the load of the valve side spring member 170B can be set (managed) with high accuracy. Since it is not necessary to assemble the retaining ring to the valve side connecting pin 160B, the assemblability of the link mechanism 120 can be improved.
- the outer diameter D1 of the medium diameter portion 163 and the outer diameter D2 of the large diameter portion 161 satisfy the relational expression of 1.15 ⁇ D2 / D1 ⁇ 2.
- the width d of the large-diameter stepped surface 167 and the height n of the large-diameter portion 161 satisfy the relational expression of 1.1 ⁇ n / d ⁇ 5.
- FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the link mechanism 220 of the first modification.
- the link mechanism 220 of the first modification includes a rod (second link member) 240 and a valve side link plate (first link member) 250B in place of the rod 140 and the valve side link plate 150B of the above embodiment.
- the valve-side connecting pin 160B is arranged upside down from the valve-side connecting pin 160B of the above embodiment.
- the actuator-side insertion hole 141A, the actuator-side connecting pin 160A, the actuator-side link plate 150A, and the actuator-side spring member 170A of the rod 240 are configured such that the valve-side insertion hole 241B and the valve-side connecting pin 160B of the rod 240.
- the configuration of the valve side link plate 250B and the valve side spring member 170B is substantially the same. Therefore, detailed description of the configurations of the actuator-side insertion hole 141A, the actuator-side connecting pin 160A, the actuator-side link plate 150A, and the actuator-side spring member 170A of the rod 240 will be omitted. Other than that, the configuration is the same as that of the link mechanism 120 of the above embodiment.
- a valve side insertion hole (second hole) 241B is formed in the rod 240.
- a valve-side connecting pin 160B is inserted into the valve-side insertion hole 241B.
- a pin hole (first hole) 251B is formed in the valve side link plate 250B.
- a valve-side connecting pin 160B is inserted into the pin hole 251B.
- the inner diameter of the pin hole 251B is larger than the inner diameter of the valve side insertion hole 241B.
- the outer diameter of the large diameter portion 161 is larger than the inner diameter of the pin hole 251B of the valve side link plate 250B.
- the large diameter portion 161 is located on the side opposite to the rod 240 and the valve side spring member 170B with respect to the valve side link plate 250B.
- the outer diameter of the medium diameter portion 163 is equal to or less than the inner diameter of the pin hole 251B of the valve side link plate 250B.
- the outer diameter of the middle diameter portion 163 is smaller than the inner diameter of the pin hole 251B.
- the outer peripheral surface of the medium diameter portion 163 is separated from the inner peripheral surface of the pin hole 251B. However, the outer peripheral surface of the medium diameter portion 163 may be in contact with the inner peripheral surface of the pin hole 251B.
- the outer diameter of the middle diameter portion 163 is larger than the inner diameter of the valve side insertion hole 241B of the rod 240. At least a part of the medium diameter portion 163 is arranged in the pin hole 251B.
- the valve-side link plate 250B is not fixed to the medium-diameter portion 163 and can slide around the medium-diameter portion 163.
- the medium diameter portion 163 functions as a sliding portion that slides with the pin hole 251B of the valve side link plate 250B.
- the large-diameter stepped surface 167 functions as a sliding portion that slides on the outer surface of the valve-side link plate 250B.
- the outer diameter of the small diameter portion 165 is equal to or less than the inner diameter of the valve side insertion hole 241B of the rod 240. In the first modification, the outer diameter of the small diameter portion 165 is approximately equal to the inner diameter of the valve side insertion hole 241B. At least a part of the small diameter portion 165 is arranged in the valve side insertion hole 241B.
- the small-diameter stepped surface 169 is a contact surface (butting surface) that comes into contact with the rod 240 when the valve-side connecting pin 160B is inserted into the pin hole 251B and the valve-side insertion hole 241B. When the small-diameter stepped surface 169 comes into contact with the rod 240, the position of the valve-side connecting pin 160B in the central axial direction is determined.
- the small diameter portion 165 is fixed to the rod 240 in a state where the small diameter stepped surface 169 is in contact with the rod 240.
- the tip of the small diameter portion 165 is crimped to the rod 240 in a state where the small diameter stepped surface 169 is in contact with the rod 240.
- the small diameter portion 165 is fixed to the rod 240.
- the present invention is not limited to this, and the small diameter portion 165 may be fixed to the rod 240 by welding or press-fitting the rod 240.
- valve-side link plate 250B is pressed by the valve-side spring member 170B in a direction away from the rod 240.
- the valve-side link plate 250B comes into contact with the large-diameter stepped surface 167 and presses the large-diameter stepped surface 167 in a direction away from the rod 240.
- the pressing force applied to the large-diameter stepped surface 167 is determined according to the distance between the valve-side link plate 250B and the rod 240.
- the distance between the valve-side link plate 250B and the rod 240 is determined by the distance between the small-diameter stepped surface 169 and the large-diameter stepped surface 167 in the central axis direction of the valve-side connecting pin 160B. Therefore, the urging force of the valve-side spring member 170B can be adjusted by adjusting the distance between the small-diameter stepped surface 169 and the large-diameter stepped surface 167.
- the valve side connecting pin 160B has a small diameter portion 165 fixed to the rod 240.
- the valve-side connecting pin 160B has a medium diameter portion 163 inserted into the pin hole 251B of the valve-side link plate 250B.
- the valve-side connecting pin 160B has a large diameter portion 161 located on the side opposite to the rod 240 and the valve-side spring member 170B with respect to the valve-side link plate 250B.
- the large diameter portion 161 has an outer diameter larger than that of the pin hole 251B of the valve side link plate 250B.
- FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the link mechanism 320 of the second modification.
- the link mechanism 320 of the second modification includes a valve-side connecting pin 360B instead of the valve-side connecting pin 160B of the above embodiment.
- the configuration of the actuator side connecting pin 160A is the same as the configuration of the valve side connecting pin 360B. Therefore, detailed description of the configuration of the actuator-side connecting pin 160A will be omitted.
- the configuration is the same as that of the link mechanism 120 of the above embodiment.
- the valve side connecting pin 360B is composed of a first member 361 and a second member 363.
- the first member 361 includes a small diameter portion 361a.
- the small diameter portion 361a has a substantially cylindrical shape.
- the small diameter portion 361a has a constant outer diameter.
- the outer diameter of the small diameter portion 361a is equal to or less than the inner diameter of the pin hole (second hole) 151B of the valve side link plate (second link member) 150B.
- the outer diameter of the small diameter portion 361a is approximately equal to the inner diameter of the pin hole 151B.
- a part of the small diameter portion 361a is arranged in the pin hole 151B.
- the second member 363 is arranged radially outside the small diameter portion 361a.
- the second member 363 includes a large diameter portion 363a and a medium diameter portion 363b.
- the large diameter portion 363a has a substantially cylindrical shape.
- the large diameter portion 363a has a constant outer diameter and inner diameter.
- the outer diameter of the large diameter portion 363a is larger than the outer diameter of the small diameter portion 361a.
- the inner diameter of the large diameter portion 363a is approximately equal to the outer diameter of the small diameter portion 361a.
- a small diameter portion 361a is arranged inside the large diameter portion 363a in the radial direction.
- the central axis of the large diameter portion 363a roughly coincides with the central axis of the small diameter portion 361a.
- the outer diameter of the large diameter portion 363a is larger than the inner diameter of the valve side insertion hole (first hole) 141B of the rod (first link member) 140.
- the large diameter portion 363a is located on the side opposite to the valve side link plate 150B and the valve side spring member 170B with respect to the rod 140.
- the medium diameter portion 363b has a roughly cylindrical shape.
- the medium diameter portion 363b has a constant outer diameter and inner diameter.
- the outer diameter of the medium diameter portion 363b is smaller than the outer diameter of the large diameter portion 161 and larger than the outer diameter of the small diameter portion 361a.
- the inner diameter of the medium diameter portion 363b is approximately equal to the outer diameter of the small diameter portion 361a.
- a small diameter portion 361a is arranged inside the medium diameter portion 363b in the radial direction.
- the central axis of the medium diameter portion 163 roughly coincides with the central axes of the small diameter portion 361a and the large diameter portion 363a.
- the outer diameter of the medium diameter portion 363b is equal to or less than the inner diameter of the valve side insertion hole 141B of the rod 140.
- the outer diameter of the middle diameter portion 363b is smaller than the inner diameter of the valve side insertion hole 141B.
- the outer peripheral surface of the medium diameter portion 363b is separated from the inner peripheral surface of the valve side insertion hole 141B.
- the outer peripheral surface of the medium diameter portion 363b may be in contact with the inner peripheral surface of the valve side insertion hole 141B.
- the outer diameter of the middle diameter portion 363b is larger than the inner diameter of the pin hole 151B of the valve side link plate 150B. At least a part of the medium diameter portion 363b is arranged in the valve side insertion hole 141B.
- the rod 140 is not fixed to the medium diameter portion 363b and can slide around the medium diameter portion 363b.
- a large-diameter stepped surface 363c is formed between the large-diameter portion 363a and the medium-diameter portion 363b.
- the large-diameter stepped surface 363c has a roughly annular shape.
- the large-diameter stepped surface 363c is continuous with the large-diameter portion 363a and the medium-diameter portion 363b.
- the large-diameter stepped surface 363c is a surface that is approximately orthogonal to the central axes of the large-diameter portion 363a and the medium-diameter portion 363b.
- a small-diameter stepped surface 363d is formed on the end surface of the medium-diameter portion 363b on the side separated from the large-diameter portion 363a.
- the small-diameter stepped surface 363d has a roughly circular ring shape.
- the small-diameter stepped surface 363d is a surface that is approximately orthogonal to the central axis of the medium-diameter portion 363b.
- the small-diameter stepped surface 363d is a surface substantially parallel to the large-diameter stepped surface 363c.
- the small-diameter stepped surface 363d is a contact surface (butting surface) that comes into contact with the valve-side link plate 150B when the valve-side connecting pin 360B is inserted into the valve-side insertion hole 141B and the pin hole 151B.
- the position of the valve-side connecting pin 360B in the central axial direction is determined.
- the small diameter portion 361a is fixed to the valve side link plate 150B in a state where the small diameter stepped surface 363d is in contact with the valve side link plate 150B.
- the tip of the small diameter portion 361a is crimped to the valve side link plate 150B in a state where the small diameter stepped surface 363d is in contact with the valve side link plate 150B, and the base end portion of the small diameter portion 361a is the second member. It is crimped to the large diameter portion 363a of 363.
- the first member 361 is fixed to the valve side link plate 150B and the second member 363.
- the first member 361, the second member 363, and the valve-side link plate 150B are integrally configured.
- the present invention is not limited to this, and the small diameter portion 361a may be fixed to the valve side link plate 150B and the second member 363 by welding or press fitting into the valve side link plate 150B and the second member 363.
- the valve side connecting pin 360B has a small diameter portion 361a fixed to the valve side link plate 150B.
- the valve-side connecting pin 360B has a medium-diameter portion 363b inserted into the valve-side insertion hole 141B of the rod 140.
- the valve-side connecting pin 360B has a large diameter portion 363a located on the opposite side of the rod 140 from the valve-side link plate 150B and the valve-side spring member 170B.
- the large diameter portion 363a has an outer diameter larger than that of the valve side insertion hole 141B of the rod 140.
- the valve side connecting pin 360B is composed of a plurality of members (first member 361 and second member 363).
- first member 361 and second member 363 the shape and size of the second member 363 can be changed to change the shape and size of the first member. 361 can be diverted as it is.
- the valve-side connecting pin 360B of the second modification can reduce the cost when applied to various link mechanisms 320 (for example, the type of rod 140 or valve-side spring member 170B).
- the link mechanisms 120, 220, and 320 can be applied to other valve devices that open and close the opening.
- the link mechanisms 120, 220, and 320 may be applied to a valve device that opens and closes an opening that communicates with two turbine scroll flow paths in the turbine housing of a twin scroll turbocharger.
- the link mechanisms 120, 220, and 320 may be applied to, for example, a variable vane mechanism in which the communication opening degree of the communication passage 29 of the turbine housing 5 is variable. In that case, the link mechanisms 120, 220, 320 may operate a rotating structure that rotates the nozzle vanes of the variable vane mechanism.
- the link mechanism 320 of the second modification may be combined with the link mechanism 220 of the first modification. That is, instead of the valve-side connecting pin 160B of the first modification, the valve-side connecting pin 360B of the second modification may be applied.
- the link mechanism 120 of the above embodiment, the link mechanism 220 of the first modification, and the link mechanism 320 of the second modification may be combined with each other.
- the valve side connecting pin 360B of the second modification may be applied instead of the actuator side connecting pin 160A.
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Abstract
リンク機構120は、第1孔(バルブ側挿通孔141B)が形成された第1リンク部材(ロッド140)、または、第2孔(ピン孔151B)が形成された第2リンク部材(バルブ側リンクプレート150B)に取り付けられた回転体の回転軸と、第1リンク部材と第2リンク部材との間に配されるバルブ側バネ部材170Bと、第1リンク部材に対し第2リンク部材およびバルブ側バネ部材170Bと反対側に位置し、第1孔および第2孔の内径よりも大きい外径を有する大径部161、大径部161よりも外径が小さく、少なくとも一部が第1孔内に配される中径部163、および、中径部163よりも外径が小さく、少なくとも一部が第2孔内に配される小径部165を有するバルブ側連結ピン160Bと、を備える。
Description
本開示は、リンク機構に関する。本出願は2020年4月7日に提出された日本特許出願第2020-69164号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。
従来、タービンハウジングには、ウェイストゲートポートが形成される。特許文献1には、ウェイストゲートポートを開閉するリンク機構について開示がある。リンク機構は、ロッドと、リンクプレートと、連結ピンと、バネ部材と、止め輪とを備える。連結ピンは、ロッドとリンクプレートとを相対回転自在に連結する。バネ部材は、連結ピンに挿通され、リンクプレートとロッドとの間に配される。バネ部材は、リンクプレートおよびロッドを互いに離隔する方向に付勢する。止め輪は、連結ピンに取り付けられる。止め輪は、連結ピンからリンクプレートおよびロッドが脱落することを抑制する。
しかし、バネ部材の付勢力により、止め輪には常に荷重がかかる。この荷重がかかった状態でリンク機構が駆動されると、止め輪が摩耗する場合があった。止め輪が摩耗すると、止め輪が連結ピンから脱落し易くなる。その結果、リンクプレートおよびロッドが連結ピンから脱落するおそれがあった。
本開示は、リンク部材の脱落を抑制可能なリンク機構を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示のリンク機構は、第1孔が形成された第1リンク部材と、第2孔が形成された第2リンク部材と、第1リンク部材または第2リンク部材に取り付けられた回転体の回転軸と、第1リンク部材と第2リンク部材との間に配されるバネ部材と、第1リンク部材に対し第2リンク部材およびバネ部材と反対側に位置し、第1孔および第2孔の内径よりも大きい外径を有する大径部、大径部よりも外径が小さく、少なくとも一部が第1孔内に配される中径部、および、中径部よりも外径が小さく、少なくとも一部が第2孔内に配される小径部を有する連結ピンと、を備える。
連結ピンは、中径部の外径をD1、大径部の外径をD2、D1およびD2の差の半分をd、大径部の中心軸方向の高さをnとしたとき、以下の式、1.15≦D2/D1≦2、および、1.1≦n/d≦5を満たしてもよい。
連結ピンは、小径部を含む第1部材と、第1部材より径方向外側に配され、中径部および大径部を含む第2部材と、により構成されてもよい。
本開示によれば、リンク部材の脱落を抑制することができる。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
図1は、過給機TCの概略断面図である。以下では、図1に示す矢印L方向を過給機TCの左側として説明する。図1に示す矢印R方向を過給機TCの右側として説明する。図1に示すように、過給機TCは、過給機本体1を備える。過給機本体1は、ベアリングハウジング3と、タービンハウジング5と、コンプレッサハウジング7とを含む。タービンハウジング5は、ベアリングハウジング3の左側に締結機構9によって連結される。コンプレッサハウジング7は、ベアリングハウジング3の右側に締結ボルト11によって連結される。
ベアリングハウジング3の外周面には、突起3aが設けられる。突起3aは、タービンハウジング5側に設けられる。突起3aは、ベアリングハウジング3の径方向に突出する。タービンハウジング5の外周面には、突起5aが設けられる。突起5aは、ベアリングハウジング3側に設けられる。突起5aは、タービンハウジング5の径方向に突出する。ベアリングハウジング3とタービンハウジング5は、締結機構9によってバンド締結される。締結機構9は、例えば、Gカップリングで構成される。締結機構9は、突起3a、5aを挟持する。
ベアリングハウジング3には、軸受孔3bが形成される。軸受孔3bは、過給機TCの左右方向に貫通する。軸受孔3bには、軸受が配される。軸受には、シャフト13が挿通される。軸受は、シャフト13を回転自在に軸支する。本実施形態では、軸受は、すべり軸受である。ただし、これに限定されず、軸受は、転がり軸受であってもよい。シャフト13の左端部には、タービンインペラ15が設けられる。タービンインペラ15は、タービンハウジング5に回転自在に収容される。シャフト13の右端部には、コンプレッサインペラ17が設けられる。コンプレッサインペラ17は、コンプレッサハウジング7に回転自在に収容される。
コンプレッサハウジング7には、吸気口19が形成される。吸気口19は、過給機TCの右側に開口する。吸気口19は、不図示のエアクリーナに接続される。ベアリングハウジング3とコンプレッサハウジング7の対向面によって、ディフューザ流路21が形成される。ディフューザ流路21は、空気を昇圧する。ディフューザ流路21は、環状に形成される。ディフューザ流路21は、径方向内側において、コンプレッサインペラ17を介して吸気口19に連通している。
コンプレッサハウジング7には、コンプレッサスクロール流路23が形成される。コンプレッサスクロール流路23は、環状に形成される。コンプレッサスクロール流路23は、例えば、ディフューザ流路21よりもシャフト13の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路23は、不図示のエンジンの吸気口と、ディフューザ流路21とに連通している。コンプレッサインペラ17が回転すると、吸気口19からコンプレッサハウジング7内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ17の翼間を流通する過程において加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路21およびコンプレッサスクロール流路23で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。
タービンハウジング5には、吐出口25が形成される。吐出口25は、過給機TCの左側に開口する。吐出口25は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。タービンハウジング5の内部には、内部空間27が形成される。内部空間27は、吐出口25に開口する。内部空間27は、タービンインペラ15より下流側(吐出口25側)に形成される。
タービンハウジング5には、連通路29と、タービンスクロール流路31とが形成される。タービンスクロール流路31は、環状に形成される。タービンスクロール流路31は、例えば、連通路29よりもシャフト13の径方向外側に位置する。タービンスクロール流路31は、ガス流入口33(図2参照)と連通する。ガス流入口33には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれる。連通路29は、タービンインペラ15を介してタービンスクロール流路31と吐出口25(内部空間27)とを連通させる。ガス流入口33からタービンスクロール流路31に導かれた排気ガスは、連通路29、タービンインペラ15、および、内部空間27を介して吐出口25に導かれる。吐出口25に導かれる排気ガスは、流通過程においてタービンインペラ15を回転させる。
タービンインペラ15の回転力は、シャフト13を介してコンプレッサインペラ17に伝達される。コンプレッサインペラ17が回転すると、上記のとおりに空気が昇圧される。こうして、空気がエンジンの吸気口に導かれる。
図2は、タービンハウジング5の外観図である。図2に示すように、タービンハウジング5には、バルブ装置100が設けられる。バルブ装置100は、アクチュエータ110と、リンク機構120と、回転構造体130とを備える。図2に示すように、アクチュエータ110およびリンク機構120は、タービンハウジング5の外部に配される。
アクチュエータ110は、モータを含む。モータは、ロータ(回転体)111とステータ(不図示)とを備える。ロータ111の回転軸113は、リンク機構120に接続される。アクチュエータ110は、回転軸113を中心軸回り(図2中、矢印a方向および矢印b方向)に回転させる。
リンク機構120は、ロッド140と、アクチュエータ側リンクプレート150Aと、バルブ側リンクプレート150Bと、アクチュエータ側連結ピン160Aと、バルブ側連結ピン160Bと、アクチュエータ側バネ部材170Aと、バルブ側バネ部材170Bとを含む。
アクチュエータ側リンクプレート150Aには、ピン孔151Aと、軸孔153Aとが形成される。ピン孔151Aには、アクチュエータ側連結ピン160Aが挿通される。軸孔153Aには、ロータ111の回転軸113が挿通される。回転軸113は、アクチュエータ側リンクプレート150Aに固定される。回転軸113は、アクチュエータ側リンクプレート150Aと一体的に回転する。アクチュエータ側リンクプレート150Aは、回転軸113の中心軸周りに、図2中、矢印a方向および矢印b方向に回転する。
ロッド140には、アクチュエータ側挿通孔141Aと、バルブ側挿通孔141Bとが形成される。アクチュエータ側挿通孔141Aには、アクチュエータ側連結ピン160Aが挿通される。バルブ側挿通孔141Bには、バルブ側連結ピン160Bが挿通される。ロッド140は、一端がアクチュエータ側連結ピン160Aを介してアクチュエータ側リンクプレート150Aに接続され、他端がバルブ側連結ピン160Bを介してバルブ側リンクプレート150Bに接続される。
アクチュエータ側連結ピン160Aは、アクチュエータ側挿通孔141Aおよびピン孔151Aに挿通される。アクチュエータ側連結ピン160Aは、ロッド140とアクチュエータ側リンクプレート150Aとを相対回転自在に連結する。本実施形態では、アクチュエータ側連結ピン160Aは、アクチュエータ側リンクプレート150Aに固定される。アクチュエータ側連結ピン160Aは、ロッド140を回転自在に保持する。アクチュエータ側連結ピン160Aには、無電解ニッケル処理や窒化処理などの表面硬化処理が施される。これにより、アクチュエータ側連結ピン160Aの耐摩耗性を向上させることができる。
アクチュエータ側バネ部材170Aは、アクチュエータ側連結ピン160Aに挿通される。アクチュエータ側バネ部材170Aは、ロッド140とアクチュエータ側リンクプレート150Aとの間に配される。アクチュエータ側バネ部材170Aは、例えば、円盤形状である。本実施形態では、アクチュエータ側バネ部材170Aは、皿バネである。ただし、これに限定されず、アクチュエータ側バネ部材170Aは、コイルばねや板ばねなど他のバネ部材で構成されてもよい。アクチュエータ側バネ部材170Aは、一端がロッド140に接触し、他端がアクチュエータ側リンクプレート150Aに接触する。アクチュエータ側バネ部材170Aは、ロッド140とアクチュエータ側リンクプレート150Aとを、互いに離隔する方向に付勢する。ロッド140およびアクチュエータ側リンクプレート150Aの間にアクチュエータ側バネ部材170Aが配されることにより、ロッド140およびアクチュエータ側リンクプレート150A間の振動伝達が抑制される。
バルブ側リンクプレート150Bには、ピン孔151Bと、軸孔153Bとが形成される。ピン孔151Bには、バルブ側連結ピン160Bが挿通される。軸孔153Bには、回転構造体130の回転軸131が挿通される。回転軸131は、バルブ側リンクプレート150Bに固定される。回転軸131は、バルブ側リンクプレート150Bと一体的に回転する。バルブ側リンクプレート150Bは、回転軸131の中心軸周りに、図2中、矢印a方向および矢印b方向に回転する。
バルブ側連結ピン160Bは、アクチュエータ側連結ピン160Aと同様に構成される。バルブ側連結ピン160Bは、バルブ側挿通孔141Bおよびピン孔151Bに挿通される。バルブ側連結ピン160Bは、ロッド140とバルブ側リンクプレート150Bとを相対回転自在に連結する。本実施形態では、バルブ側連結ピン160Bは、バルブ側リンクプレート150Bに固定される。バルブ側連結ピン160Bは、ロッド140を回転自在に保持する。
バルブ側バネ部材170Bは、アクチュエータ側バネ部材170Aと同様に構成される。バルブ側バネ部材170Bは、バルブ側連結ピン160Bに挿通される。バルブ側バネ部材170Bは、ロッド140とバルブ側リンクプレート150Bとの間に配される。バルブ側バネ部材170Bは、一端がロッド140に接触し、他端がバルブ側リンクプレート150Bに接触する。バルブ側バネ部材170Bは、ロッド140とバルブ側リンクプレート150Bとを、互いに離隔する方向に付勢する。ロッド140およびバルブ側リンクプレート150Bの間にバルブ側バネ部材170Bが配されることにより、ロッド140およびバルブ側リンクプレート150B間の振動伝達が抑制される。
アクチュエータ110が駆動すると、アクチュエータ側リンクプレート150Aは、回転軸113の中心軸周りに、図2中、矢印a方向、または、矢印b方向に回転する。アクチュエータ側リンクプレート150Aが、図2中、矢印a方向に回転すると、ロッド140は、図2中、矢印c方向に移動する。ロッド140が、図2中、矢印c方向に移動すると、バルブ側リンクプレート150Bは、回転軸131の中心軸周りに、図2中、矢印a方向に回転する。
アクチュエータ側リンクプレート150Aが、図2中、矢印b方向に回転すると、ロッド140は、図2中、矢印d方向に移動する。ロッド140が、図2中、矢印d方向に移動すると、バルブ側リンクプレート150Bは、回転軸131の中心軸周りに、図2中、矢印b方向に回転する。
図3は、図2のIII矢視図である。図3は、タービンハウジング5の内観図である。図3に示すように、回転構造体130は、タービンハウジング5の内部空間27に配される。回転構造体130は、回転軸131と、取付板133と、バルブ(回転体)135とを含む。
タービンハウジング5には、貫通孔5bが形成される。貫通孔5bには、軸受部材180が挿通される。軸受部材180は、円筒形状である。軸受部材180には、回転軸131が挿通される。軸受部材180は、回転軸131を回転自在に軸支する。
回転軸131は、一端がバルブ側リンクプレート150Bに接続され、他端が取付板133に接続される。取付板133は、回転軸131に一体的に取り付けられる。例えば、取付板133は、回転軸131に溶接され、回転軸131と一体的に回転する。取付板133のうち、回転軸131と接続する側と反対側には、バルブ135が取り付けられる。取付板133は、バルブ135を保持する。
図4は、バルブ135と取付板133の接続構造を説明するための説明図である。図4に示すように、バルブ135は、本体部135aと、軸部135bとを備える。バルブ135の軸部135bには、位置規制部材137が取り付けられる。本体部135aは、当接面135cを有する。軸部135bは、本体部135aの当接面135cが形成される側とは反対側に形成される。軸部135bは、当接面135cと直交する方向に延在する。位置規制部材137は、円盤形状である。位置規制部材137は、孔137aを有する。
取付板133には、挿通孔133aが形成される。バルブ135の軸部135bは、取付板133の挿通孔133aに挿通される。軸部135bは、位置規制部材137の孔137aに挿通される。位置規制部材137は、取付板133に対し、本体部135aとは反対側に配される。位置規制部材137は、例えば、カシメにより軸部135bに取り付けられる(固定される)。取付板133は、本体部135aと位置規制部材137との間に挟まれる。位置規制部材137は、バルブ135が取付板133から脱落することを抑制する。
図1に示すように、タービンハウジング5には、バイパス流路35およびウェイストゲートポート37が形成される。バイパス流路35は、一端がタービンスクロール流路31に接続され、他端がウェイストゲートポート37を介して内部空間27に接続される。バイパス流路35は、タービンスクロール流路31と内部空間27とを連通する。バイパス流路35およびウェイストゲートポート37は、タービンインペラ15よりも径方向外側に位置する。バイパス流路35は、タービンスクロール流路31を流通する排気ガスの一部を、タービンインペラ15を迂回して内部空間27に導く。
ウェイストゲートポート37は、タービンハウジング5の内部空間27を形成する内壁のうちバルブ135(当接面135c)が当接可能な座面39に形成される。ウェイストゲートポート37は、タービンインペラ15より下流側(吐出口25側)に形成される。ウェイストゲートポート37は、バイパス流路35と内部空間27とを連通させる。
バルブ135は、ウェイストゲートポート37の内径よりも外径が大きい弁体である。バルブ135は、本実施形態では、ウェイストゲートバルブである。バルブ135は、座面39と当接した状態において、ウェイストゲートポート37を閉塞する。ウェイストゲートポート37が閉塞されると、タービンスクロール流路31を流通する排気ガスは、バイパス流路35およびウェイストゲートポート37を介して内部空間27に流出しなくなる。
バルブ135は、座面39から離隔した状態において、ウェイストゲートポート37を開放する。ウェイストゲートポート37が開放されると、タービンスクロール流路31を流通する排気ガスの一部は、バイパス流路35およびウェイストゲートポート37を介して内部空間27に流出する。
図3に戻り、アクチュエータ110(図2参照)の駆動により、回転軸131が図3中、矢印a方向に回転すると、回転軸131と一体的に取付板133が図3中、矢印a方向に回転する。取付板133が図3中、矢印a方向に回転すると、取付板133に保持されたバルブ135が、回転軸131の中心軸を中心として、図3中、矢印a方向に回転する。
図5は、図3に示すバルブ135が矢印a方向に回転した後のタービンハウジング5の内観図である。図5に示すように、バルブ135が矢印a方向に回転すると、バルブ135は、座面39から離隔する方向に移動する。バルブ135が座面39から離隔すると、ウェイストゲートポート37が開放された開放状態となる。一方、アクチュエータ110(図2参照)の駆動により、回転軸131が図5中、矢印b方向に回転すると、バルブ135は、回転軸131の中心軸周りに、図5中、矢印b方向に回転する。バルブ135が矢印b方向に回転すると、図3に示すように、バルブ135は、座面39に近接する方向に移動する。バルブ135が座面39に近接し当接すると、ウェイストゲートポート37が閉塞された閉塞状態となる。
図6は、本実施形態にかかるリンク機構120の概略断面図である。図6では、ロッド(第1リンク部材)140と、バルブ側リンクプレート(第2リンク部材)150Bと、バルブ側連結ピン160Bと、バルブ側バネ部材170Bとの概略断面図を示す。ここで、バルブ側リンクプレート150B、バルブ側連結ピン160B、および、バルブ側バネ部材170Bの構成は、アクチュエータ側リンクプレート150A、アクチュエータ側連結ピン160A、および、アクチュエータ側バネ部材170Aの構成と実質的に同一である。そのため、ここでは、バルブ側リンクプレート150B、バルブ側連結ピン160B、および、バルブ側バネ部材170Bの構成について詳細に説明する。アクチュエータ側リンクプレート150A、アクチュエータ側連結ピン160A、および、アクチュエータ側バネ部材170Aの構成については、詳細な説明を省略する。
図6に示すように、バルブ側連結ピン160Bには、大径部161と、中径部163と、小径部165とが形成される。中径部163は、一端が大径部161に連続し、他端が小径部165に連続する。大径部161、中径部163、および、小径部165は、一体的に形成される。
大径部161は、大凡円柱形状である。大径部161は、一定の外径を有する。大径部161の外径は、ロッド140のバルブ側挿通孔(第1孔)141Bの内径よりも大きい。大径部161は、ロッド140に対しバルブ側リンクプレート150Bおよびバルブ側バネ部材170Bと反対側に位置する。
中径部163は、大凡円柱形状である。中径部163は、一定の外径を有する。中径部163の中心軸は、大径部161の中心軸と大凡一致する。中径部163の外径は、大径部161の外径よりも小さい。中径部163の外径は、ロッド140のバルブ側挿通孔141Bの内径以下である。本実施形態では、中径部163の外径は、ロッド140のバルブ側挿通孔141Bの内径よりも小さい。中径部163の外周面は、バルブ側挿通孔141Bの内周面から離隔している。ただし、中径部163の外周面は、バルブ側挿通孔141Bの内周面と接触していてもよい。中径部163の外径は、バルブ側リンクプレート150Bのピン孔151Bの内径よりも大きい。中径部163は、少なくとも一部がバルブ側挿通孔141B内に配される。ロッド140は、中径部163に固定されず、中径部163に対して相対回転可能である。中径部163は、ロッド140のバルブ側挿通孔141Bと摺動する摺動部として機能する。中径部163の径方向外側にバルブ側バネ部材170Bが配される。
大径部161と中径部163の間には、大径段差面167が形成される。大径段差面167は、大凡円環形状である。大径段差面167は、大径部161および中径部163と連続する。大径段差面167は、大径部161および中径部163の中心軸に対し大凡直交する面である。大径段差面167は、ロッド140の外面と摺動する摺動部として機能する。
小径部165は、大凡円柱形状である。小径部165は、一定の外径を有する。小径部165の中心軸は、中径部163の中心軸と大凡一致する。小径部165の外径は、中径部163の外径よりも小さい。小径部165の外径は、バルブ側リンクプレート150Bのピン孔(第2孔)151Bの内径以下である。本実施形態では、小径部165の外径は、ピン孔151Bの内径と大凡等しい。ピン孔151Bの内径は、バルブ側挿通孔141Bの内径よりも小さい。小径部165は、少なくとも一部がピン孔151B内に配される。
中径部163と小径部165の間には、小径段差面169が形成される。小径段差面169は、大凡円環形状である。小径段差面169は、中径部163および小径部165と連続する。小径段差面169は、中径部163および小径部165の中心軸に対し大凡直交する面である。小径段差面169は、大径段差面167と大凡平行な面である。
小径段差面169は、バルブ側連結ピン160Bがバルブ側挿通孔141Bおよびピン孔151Bに挿通された際に、バルブ側リンクプレート150Bと当接する当接面(突き当て面)である。小径段差面169がバルブ側リンクプレート150Bと当接することで、バルブ側連結ピン160Bの中心軸方向の位置が決定される。
小径段差面169がバルブ側リンクプレート150Bと当接した状態で、小径部165は、バルブ側リンクプレート150Bに固定される。本実施形態では、小径段差面169がバルブ側リンクプレート150Bと当接した状態で、小径部165の先端部がバルブ側リンクプレート150Bにカシメられる。これにより、小径部165がバルブ側リンクプレート150Bに固定される。ただし、これに限定されず、小径部165がバルブ側リンクプレート150Bに溶接あるいは圧入されることで、バルブ側リンクプレート150Bに固定されてもよい。
このとき、ロッド140は、バルブ側バネ部材170Bにより、バルブ側リンクプレート150Bから離隔する方向に押圧される。その結果、ロッド140は、大径段差面167と当接し、バルブ側リンクプレート150Bから離隔する方向に大径段差面167を押圧する。大径段差面167にかかる押圧力は、バルブ側リンクプレート150Bとロッド140との間の距離に応じて決定される。バルブ側リンクプレート150Bとロッド140との間の距離は、バルブ側連結ピン160Bの中心軸方向における小径段差面169と大径段差面167との間の距離によって決定される。したがって、小径段差面169と大径段差面167との間の距離を調整することにより、バルブ側バネ部材170Bの付勢力を調整することができる。
図7は、バルブ側連結ピン160Bの寸法関係を説明するための説明図である。図7では、中径部163の外径をD1で表し、大径部161の外径をD2で表す。外径D1および外径D2の差の半分(すなわち、大径段差面167の径方向の幅)をdで表す。ここで、外径D1、外径D2、および、幅dの関係式は、d=(D2-D1)/2となる。大径部161の中心軸方向の高さをnで表す。
図7に示すように、バルブ側連結ピン160Bの中心軸方向におけるロッド140とバルブ側リンクプレート150Bとの隙間は、バルブ側連結ピン160Bの径方向におけるロッド140と中径部163との隙間より大きい。そのため、ロッド140がバルブ側連結ピン160Bの中心軸に対し傾斜した際に、ロッド140は、バルブ側リンクプレート150Bと当接する前に、中径部163と当接する。これにより、ロッド140がバルブ側連結ピン160Bの中心軸に対し傾斜した際に、ロッド140によりバルブ側バネ部材170Bが押しつぶされることを抑制できる。その結果、バルブ側バネ部材170Bの付勢力(反力)が低減することを抑制できる。
上述したように、大径部161の外径D2は、中径部163の外径D1よりも大きい。本実施形態では、外径D1と外径D2の関係式は、1.15≦D2/D1≦2となる。ここで、外径D2を外径D1で除した値が1に近づくほど、大径段差面167の幅dが小さくなる。つまり、外径D2を外径D1で除した値が1に近づくほど、ロッド140に押圧される大径段差面167の受圧面積が小さくなる。大径段差面167の受圧面積が小さくなるほど、単位面積あたりにかかる圧力が大きくなる。外径D2を外径D1で除した値が1.15未満である場合、大径段差面167がロッド140に押圧された状態でロッド140が中径部163周りを摺動した際に、大径段差面167(大径部161)が摩耗し易くなる。外径D2を外径D1で除した値が2を超える場合、大径段差面167とロッド140との間のフリクションロスが大きくなり、アクチュエータ110の燃費あるいは電費が悪化する。
大径部161の高さnの値は、大径段差面167の幅dの値よりも大きい。本実施形態では、幅dと高さnの関係式は、1.1≦n/d≦5となる。高さnを幅dで除した値が小さくなるほど、幅dに対して高さnが小さくなる。高さnが小さくなるほど、大径部161の厚さが薄くなり、大径部161の耐久性が低下する。高さnを幅dで除した値が1.1未満である場合、大径段差面167がロッド140に押圧された際に、大径部161の耐久性が低下し易くなる。高さnを幅dで除した値が5を超える場合、大径部161が大型化し、大径部161の重量が増大することから、大径段差面167とロッド140との間のフリクションロスが大きくなり、アクチュエータ110の燃費あるいは電費が悪化する。
本実施形態によれば、バルブ側連結ピン160Bは、小径部165がバルブ側リンクプレート150Bに固定される。バルブ側連結ピン160Bは、中径部163がロッド140のバルブ側挿通孔141Bに挿通される。バルブ側連結ピン160Bは、大径部161がロッド140に対しバルブ側リンクプレート150Bおよびバルブ側バネ部材170Bと反対側に位置する。大径部161は、ロッド140のバルブ側挿通孔141Bよりも大きい外径を有する。これにより、バルブ側連結ピン160Bに止め輪が設けられずとも、バルブ側連結ピン160Bは、ロッド140を回転(摺動)自在に保持することができる。
バルブ側連結ピン160Bには、従来の連結ピンに設けられていた止め輪の代わりに、大径部161が一体的に形成されている。大径部161の体積は、従来の止め輪の体積よりも大きく形成される。そのため、バルブ側連結ピン160Bの大径部161は、従来の止め輪よりも耐久性および耐摩耗性を向上させることができる。したがって、ロッド140がバルブ側バネ部材170Bにより押圧された状態で中径部163周りを回転摺動した際に、バルブ側連結ピン160Bからロッド140が脱落することを抑制できる。
バルブ側連結ピン160Bには、小径段差面169が設けられる。小径段差面169をバルブ側リンクプレート150Bに突き当てることで、ロッド140とバルブ側リンクプレート150Bとの間の高さ管理が容易になる。大径段差面167および小径段差面169が機械加工されることで、ロッド140とバルブ側リンクプレート150Bとの間隔を精度よく設定(管理)することができる。これにより、バルブ側バネ部材170Bの荷重を精度よく設定(管理)することができる。バルブ側連結ピン160Bに対する止め輪の組み付けが不要になるため、リンク機構120の組立性を向上させることができる。
本実施形態では、バルブ側連結ピン160Bは、中径部163の外径D1と大径部161の外径D2とが、1.15≦D2/D1≦2の関係式を満たす。バルブ側連結ピン160Bは、大径段差面167の幅dと大径部161の高さnとが、1.1≦n/d≦5の関係式を満たす。上記関係式を満たすことにより、大径部161の耐久性および耐摩耗性の向上とフリクションロスの低減とを両立させることができる。
(第1変形例)
図8は、第1変形例のリンク機構220の概略断面図である。上記実施形態の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第1変形例のリンク機構220は、上記実施形態のロッド140およびバルブ側リンクプレート150Bに代えて、ロッド(第2リンク部材)240およびバルブ側リンクプレート(第1リンク部材)250Bを備える。なお、第1変形例では、バルブ側連結ピン160Bは、上記実施形態のバルブ側連結ピン160Bと上下反対に配される。第1変形例では、ロッド240のアクチュエータ側挿通孔141A、アクチュエータ側連結ピン160A、アクチュエータ側リンクプレート150A、アクチュエータ側バネ部材170Aの構成は、ロッド240のバルブ側挿通孔241B、バルブ側連結ピン160B、バルブ側リンクプレート250B、バルブ側バネ部材170Bの構成と実質的に同一である。そのため、ロッド240のアクチュエータ側挿通孔141A、アクチュエータ側連結ピン160A、アクチュエータ側リンクプレート150A、アクチュエータ側バネ部材170Aの構成については、詳細な説明を省略する。それ以外の構成は、上記実施形態のリンク機構120と同じである。
図8は、第1変形例のリンク機構220の概略断面図である。上記実施形態の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第1変形例のリンク機構220は、上記実施形態のロッド140およびバルブ側リンクプレート150Bに代えて、ロッド(第2リンク部材)240およびバルブ側リンクプレート(第1リンク部材)250Bを備える。なお、第1変形例では、バルブ側連結ピン160Bは、上記実施形態のバルブ側連結ピン160Bと上下反対に配される。第1変形例では、ロッド240のアクチュエータ側挿通孔141A、アクチュエータ側連結ピン160A、アクチュエータ側リンクプレート150A、アクチュエータ側バネ部材170Aの構成は、ロッド240のバルブ側挿通孔241B、バルブ側連結ピン160B、バルブ側リンクプレート250B、バルブ側バネ部材170Bの構成と実質的に同一である。そのため、ロッド240のアクチュエータ側挿通孔141A、アクチュエータ側連結ピン160A、アクチュエータ側リンクプレート150A、アクチュエータ側バネ部材170Aの構成については、詳細な説明を省略する。それ以外の構成は、上記実施形態のリンク機構120と同じである。
図8に示すように、ロッド240には、バルブ側挿通孔(第2孔)241Bが形成される。バルブ側挿通孔241Bには、バルブ側連結ピン160Bが挿通される。バルブ側リンクプレート250Bには、ピン孔(第1孔)251Bが形成される。ピン孔251Bには、バルブ側連結ピン160Bが挿通される。第1変形例では、ピン孔251Bの内径は、バルブ側挿通孔241Bの内径よりも大きい。
大径部161の外径は、バルブ側リンクプレート250Bのピン孔251Bの内径よりも大きい。大径部161は、バルブ側リンクプレート250Bに対しロッド240およびバルブ側バネ部材170Bと反対側に位置する。
中径部163の外径は、バルブ側リンクプレート250Bのピン孔251Bの内径以下である。本実施形態では、中径部163の外径は、ピン孔251Bの内径よりも小さい。中径部163の外周面は、ピン孔251Bの内周面から離隔している。ただし、中径部163の外周面は、ピン孔251Bの内周面と接触していてもよい。中径部163の外径は、ロッド240のバルブ側挿通孔241Bの内径よりも大きい。中径部163は、少なくとも一部がピン孔251B内に配される。バルブ側リンクプレート250Bは、中径部163に固定されず、中径部163周りを摺動することができる。中径部163は、バルブ側リンクプレート250Bのピン孔251Bと摺動する摺動部として機能する。大径段差面167は、バルブ側リンクプレート250Bの外面と摺動する摺動部として機能する。
小径部165の外径は、ロッド240のバルブ側挿通孔241Bの内径以下である。第1変形例では、小径部165の外径は、バルブ側挿通孔241Bの内径と大凡等しい。小径部165は、少なくとも一部がバルブ側挿通孔241B内に配される。小径段差面169は、バルブ側連結ピン160Bがピン孔251Bおよびバルブ側挿通孔241Bに挿通された際に、ロッド240と当接する当接面(突き当て面)である。小径段差面169がロッド240と当接することで、バルブ側連結ピン160Bの中心軸方向の位置が決定される。
小径段差面169がロッド240と当接した状態で、小径部165は、ロッド240に固定される。第1変形例では、小径段差面169がロッド240と当接した状態で、小径部165の先端部がロッド240にカシメられる。これにより、小径部165がロッド240に固定される。ただし、これに限定されず、小径部165がロッド240に溶接あるいは圧入されることで、ロッド240に固定されてもよい。
このとき、バルブ側リンクプレート250Bは、バルブ側バネ部材170Bにより、ロッド240から離隔する方向に押圧される。その結果、バルブ側リンクプレート250Bは、大径段差面167と当接し、ロッド240から離隔する方向に大径段差面167を押圧する。大径段差面167にかかる押圧力は、バルブ側リンクプレート250Bとロッド240との間の距離に応じて決定される。バルブ側リンクプレート250Bとロッド240との間の距離は、バルブ側連結ピン160Bの中心軸方向における小径段差面169と大径段差面167との間の距離によって決定される。したがって、小径段差面169と大径段差面167との間の距離を調整することにより、バルブ側バネ部材170Bの付勢力を調整することができる。
第1変形例によれば、バルブ側連結ピン160Bは、小径部165がロッド240に固定される。バルブ側連結ピン160Bは、中径部163がバルブ側リンクプレート250Bのピン孔251Bに挿通される。バルブ側連結ピン160Bは、大径部161がバルブ側リンクプレート250Bに対しロッド240およびバルブ側バネ部材170Bと反対側に位置する。大径部161は、バルブ側リンクプレート250Bのピン孔251Bよりも大きい外径を有する。これにより、第1変形例のリンク機構220は、上記実施形態のリンク機構120と同様の作用および効果を得ることができる。
(第2変形例)
図9は、第2変形例のリンク機構320の概略断面図である。上記実施形態の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第2変形例のリンク機構320は、上記実施形態のバルブ側連結ピン160Bに代えて、バルブ側連結ピン360Bを備える。なお、第2変形例では、アクチュエータ側連結ピン160Aの構成は、バルブ側連結ピン360Bの構成と同じである。そのため、アクチュエータ側連結ピン160Aの構成については、詳細な説明を省略する。それ以外の構成は、上記実施形態のリンク機構120と同じである。
図9は、第2変形例のリンク機構320の概略断面図である。上記実施形態の過給機TCと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第2変形例のリンク機構320は、上記実施形態のバルブ側連結ピン160Bに代えて、バルブ側連結ピン360Bを備える。なお、第2変形例では、アクチュエータ側連結ピン160Aの構成は、バルブ側連結ピン360Bの構成と同じである。そのため、アクチュエータ側連結ピン160Aの構成については、詳細な説明を省略する。それ以外の構成は、上記実施形態のリンク機構120と同じである。
図9に示すように、バルブ側連結ピン360Bは、第1部材361と、第2部材363とにより構成される。第1部材361は、小径部361aを含む。小径部361aは、大凡円柱形状である。小径部361aは、一定の外径を有する。小径部361aの外径は、バルブ側リンクプレート(第2リンク部材)150Bのピン孔(第2孔)151Bの内径以下である。第2変形例では、小径部361aの外径は、ピン孔151Bの内径と大凡等しい。小径部361aは、一部がピン孔151B内に配される。
第2部材363は、小径部361aより径方向外側に配される。第2部材363は、大径部363aおよび中径部363bを含む。大径部363aは、大凡円筒形状である。大径部363aは、一定の外径および内径を有する。大径部363aの外径は、小径部361aの外径よりも大きい。大径部363aの内径は、小径部361aの外径と大凡等しい。大径部363aの径方向内側には、小径部361aが配される。大径部363aの中心軸は、小径部361aの中心軸と大凡一致する。大径部363aの外径は、ロッド(第1リンク部材)140のバルブ側挿通孔(第1孔)141Bの内径よりも大きい。大径部363aは、ロッド140に対しバルブ側リンクプレート150Bおよびバルブ側バネ部材170Bと反対側に位置する。
中径部363bは、大凡円筒形状である。中径部363bは、一定の外径および内径を有する。中径部363bの外径は、大径部161の外径よりも小さく、小径部361aの外径よりも大きい。中径部363bの内径は、小径部361aの外径と大凡等しい。中径部363bの径方向内側には、小径部361aが配される。中径部163の中心軸は、小径部361aおよび大径部363aの中心軸と大凡一致する。中径部363bの外径は、ロッド140のバルブ側挿通孔141Bの内径以下である。第2変形例では、中径部363bの外径は、バルブ側挿通孔141Bの内径よりも小さい。中径部363bの外周面は、バルブ側挿通孔141Bの内周面から離隔している。ただし、中径部363bの外周面は、バルブ側挿通孔141Bの内周面と接触していてもよい。中径部363bの外径は、バルブ側リンクプレート150Bのピン孔151Bの内径よりも大きい。中径部363bは、少なくとも一部がバルブ側挿通孔141B内に配される。ロッド140は、中径部363bに固定されず、中径部363b周りを摺動することができる。
大径部363aと中径部363bの間には、大径段差面363cが形成される。大径段差面363cは、大凡円環形状である。大径段差面363cは、大径部363aおよび中径部363bと連続する。大径段差面363cは、大径部363aおよび中径部363bの中心軸に対し大凡直交する面である。
中径部363bのうち大径部363aから離隔する側の端面には、小径段差面363dが形成される。小径段差面363dは、大凡円環形状である。小径段差面363dは、中径部363bの中心軸に対し大凡直交する面である。小径段差面363dは、大径段差面363cと大凡平行な面である。
小径段差面363dは、バルブ側連結ピン360Bがバルブ側挿通孔141Bおよびピン孔151Bに挿通された際に、バルブ側リンクプレート150Bと当接する当接面(突き当て面)である。小径段差面363dがバルブ側リンクプレート150Bと当接することで、バルブ側連結ピン360Bの中心軸方向の位置が決定される。
小径段差面363dがバルブ側リンクプレート150Bと当接した状態で、小径部361aは、バルブ側リンクプレート150Bに固定される。第2変形例では、小径段差面363dがバルブ側リンクプレート150Bと当接した状態で、小径部361aの先端部がバルブ側リンクプレート150Bにカシメられ、小径部361aの基端部が第2部材363の大径部363aにカシメられる。これにより、第1部材361がバルブ側リンクプレート150Bおよび第2部材363に固定される。第1部材361と第2部材363とバルブ側リンクプレート150Bとが一体的に構成される。ただし、これに限定されず、小径部361aがバルブ側リンクプレート150Bおよび第2部材363に溶接あるいは圧入されることで、バルブ側リンクプレート150Bおよび第2部材363に固定されてもよい。
第2変形例によれば、バルブ側連結ピン360Bは、小径部361aがバルブ側リンクプレート150Bに固定される。バルブ側連結ピン360Bは、中径部363bがロッド140のバルブ側挿通孔141Bに挿通される。バルブ側連結ピン360Bは、大径部363aがロッド140に対しバルブ側リンクプレート150Bおよびバルブ側バネ部材170Bと反対側に位置する。大径部363aは、ロッド140のバルブ側挿通孔141Bよりも大きい外径を有する。これにより、第2変形例のリンク機構320は、上記実施形態のリンク機構120と同様の作用および効果を得ることができる。
第2変形例では、バルブ側連結ピン360Bは、複数の部材(第1部材361および第2部材363)により構成される。これにより、例えば、ロッド140(バルブ側挿通孔141B)やバルブ側バネ部材170Bの形状および大きさが変更された場合でも、第2部材363の形状および大きさを変更することで、第1部材361をそのまま流用することができる。その結果、第2変形例のバルブ側連結ピン360Bは、さまざまなリンク機構320(例えば、ロッド140あるいはバルブ側バネ部材170Bの種類)に適用される際のコストを低減することができる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
上記実施形態、第1変形例、および、第2変形例では、リンク機構120、220、320がウェイストゲートポート37を開閉するバルブ装置に適用される例について説明した。しかし、これに限定されず、リンク機構120、220、320は、開口を開閉する他のバルブ装置に適用することも可能である。例えば、リンク機構120、220、320は、ツインスクロール型過給機のタービンハウジングにおいて、2つのタービンスクロール流路を連通する開口を開閉するバルブ装置に適用されてもよい。リンク機構120、220、320は、例えば、タービンハウジング5の連通路29の連通開度を可変とする可変静翼機構に適用されてもよい。その場合、リンク機構120、220、320は、可変静翼機構のノズルベーンを回転させる回転構造体を作動させてもよい。
上記第2変形例のリンク機構320は、第1変形例のリンク機構220と組み合わされてもよい。すなわち、第1変形例のバルブ側連結ピン160Bの代わりに、第2変形例のバルブ側連結ピン360Bが適用されてもよい。
上記実施形態のリンク機構120と、第1変形例のリンク機構220と、第2変形例のリンク機構320とが互いに組み合わされてもよい。例えば、上記実施形態のリンク機構120において、アクチュエータ側連結ピン160Aの代わりに、第2変形例のバルブ側連結ピン360Bが適用されてもよい。
110:アクチュエータ 111:ロータ(回転体) 113:回転軸 120:リンク機構 130:回転構造体 131:回転軸 133:取付板 135:バルブ(回転体) 140:ロッド(第1リンク部材) 141A:アクチュエータ側挿通孔(第1孔) 141B:バルブ側挿通孔(第1孔) 150A:アクチュエータ側リンクプレート(第2リンク部材) 150B:バルブ側リンクプレート(第2リンク部材) 151A:ピン孔(第2孔) 151B:ピン孔(第2孔) 160A:アクチュエータ側連結ピン(連結ピン) 160B:バルブ側連結ピン(連結ピン) 161:大径部 163:中径部 165:小径部 167:大径段差面 169:小径段差面 170A:アクチュエータ側バネ部材(バネ部材) 170B:バルブ側バネ部材(バネ部材) 220:リンク機構 240:ロッド(第2リンク部材) 241B:バルブ側挿通孔(第2孔) 250B:バルブ側リンクプレート(第1リンク部材) 251B:ピン孔(第1孔) 320:リンク機構 360B:バルブ側連結ピン(連結ピン) 361:第1部材 361a:小径部 363:第2部材 363a:大径部 363b:中径部 363c:大径段差面 363d:小径段差面
Claims (3)
- 第1孔が形成された第1リンク部材と、
第2孔が形成された第2リンク部材と、
前記第1リンク部材または前記第2リンク部材に取り付けられた回転体の回転軸と、
前記第1リンク部材と前記第2リンク部材との間に配されるバネ部材と、
前記第1リンク部材に対し前記第2リンク部材および前記バネ部材と反対側に位置し、前記第1孔および前記第2孔の内径よりも大きい外径を有する大径部、前記大径部よりも外径が小さく、少なくとも一部が前記第1孔内に配される中径部、および、前記中径部よりも外径が小さく、少なくとも一部が前記第2孔内に配される小径部を有する連結ピンと、
を備えるリンク機構。 - 前記連結ピンは、前記中径部の外径をD1、前記大径部の外径をD2、前記D1および前記D2の差の半分をd、前記大径部の中心軸方向の高さをnとしたとき、以下の式
1.15≦D2/D1≦2
1.1≦n/d≦5
を満たす、
請求項1に記載のリンク機構。 - 前記連結ピンは、
前記小径部を含む第1部材と、
前記小径部より径方向外側に配され、前記中径部および前記大径部を含む第2部材と、により構成される、請求項1または2に記載のリンク機構。
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