增壓器的制作方法

本發明涉及利用來自發動機的廢氣的能量來對向發動機供給的空氣進行增壓的車輛用增壓器等增壓器。

背景技術：

作為抑制車輛用增壓器的增壓壓力的過度上升的對策，通常在車輛用增壓器的渦輪殼體的內壁部形成有分流通路。廢氣的一部分在該分流通路流動而對渦輪葉輪進行分流。另外，在渦輪殼體的合適位置設有對分流通路的出口側的開口部進行開閉的排氣泄壓閥。在此，分流通路是對向渦輪葉輪側供給的廢氣的流量進行調整的氣體流量可變通路之一，排氣泄壓閥是對氣體流量可變通路的出口側的開口部進行開閉的流量可變閥機構之一。

排氣泄壓閥具備：能夠旋轉地支撐于渦輪殼體的軸桿(旋轉軸)；與分流通路的開口部側的閥座能夠抵接及能夠分離的閥；以及連結軸桿及閥的安裝部件。軸桿在貫通形成于渦輪殼體的外壁部的支撐孔能夠向正反方向旋轉地支撐有軸桿(旋轉軸)。軸桿的基端部(一端部)從渦輪殼體的外壁部向外側突出。另外，在軸桿的基端部一體地連結有聯桿部件的基端部(一端部)。聯桿部件通過驅動器的驅動而繞軸桿的軸心向正方向或反方向擺動。

在軸桿的前端部(另一端部)一體地連結有安裝部件的基端部。在安裝部件的前端部貫通形成有安裝孔。安裝部件的安裝孔嵌合有閥。在該嵌合中，允許閥相對于安裝部件游動(包括偏斜及微動)。另外，閥具備閥主體和一體地設于閥主體的頭部(與閥面相反側的部位)的閥軸。閥主體具有與分流通路的出口側的開口部周緣的閥座能夠抵接及能夠分離的閥面。閥軸作為閥連結部件嵌合于安裝部件的安裝孔，從而與安裝部件連結。而且，在閥軸的前端部一體地設有止動部件。止動部件用于防止閥相對于安裝部件的脫離。

當增壓壓力達到設定壓時，通過驅動器的驅動，聯桿部件向正方向擺動。通過聯桿部件的向正方向的擺動，閥經由軸桿及安裝部件而向正方向(打開方向)擺動，將分流通路的開口部打開。另外，在打開分流通路的開口部后，當增壓壓力低于設定壓時，通過驅動器的驅動，聯桿部件向反方向擺動。通過聯桿部件的向反方向的擺動，閥經由軸桿等而向反方向(關閉方向)擺動，將分流通路的開口關閉。由于允許存在閥相對于安裝部件的游動(松動)，因此，提高關閉分流通路的開口部時的、閥主體的閥面相對于閥座的追隨性(貼緊性)，確保排氣泄壓閥的動作的穩定性(可靠性)。

此外，專利文獻1及專利文獻2示出了與本發明相關的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-236088號公報

專利文獻2：日本特開2008-101589號公報

技術實現要素：

發明所要解決的課題

但是，如上所述，為了確保排氣泄壓閥的動作的穩定性，需要允許閥相對于安裝部件的游動。另一方面，當允許閥相對于安裝部件的游動時，有時，在車輛用增壓器的運轉中，例如，在將分流通路的出口側的開口部開始打開時或在即將關閉之前，在軸桿附近，由于來自發動機側的廢氣的脈動(排氣脈動)或來自驅動器側的脈動等，在閥與閥座之間產生振動接觸(因振動而引起的接觸)。在這種情況下，存在從排氣泄壓閥產生振動音(因振動而引起的接觸音)而導致排氣泄壓閥的靜音性降低的問題。

此外，在車輛用增壓器等增壓器裝備排氣泄壓閥以外的流量可變閥機構的情況下，也同樣地產生上述的問題。

因此，本發明的目的在于提供一種能夠解決上述的問題的增壓器。

用于解決上述課題的方案

本發明的方案為一種增壓器，其宗旨在于，具備流量可變閥機構，其形成于渦輪殼體的內壁部或與上述渦輪殼體以連通的狀態連接的連接體的內壁部，且對用于調整向渦輪葉輪側供給的廢氣的流量的氣體流量可變通路的出口側的開口部進行開閉，上述流量可變閥機構包括：支撐于上述渦輪殼體或上述連接體的外壁部的軸桿；與上述軸桿一體地連結的安裝部件；以及閥，其設于上述安裝部件，且具備閥主體及閥連結部件，上述閥主體具有用于對上述氣體流量可變通路的開口部進行開閉的閥面，上述閥連結部件設于上述閥主體且與上述安裝部件連結，將上述氣體流量可變通路的開口部關閉時的上述閥主體的上述閥面的中心相對于上述氣體流量可變通路的軸心向與上述軸桿側的相反側偏心。

在此，在本申請的說明書及權利要求書中，“增壓器”的意思不只是單級的增壓器，也包括多級(低壓級和高壓級)的增壓器。“與渦輪殼體以連通的狀態連接的連接體”的意思包括與渦輪殼體的氣體導入口或氣體排出口以連通的狀態連接的配管、歧管、罩體等。另外，“氣體流量可變通路”的意思包括用于使廢氣的一部分向渦輪葉輪分流的分流通路等，“流量可變閥機構”的意思包括開閉分流通路的開口部的排氣泄壓閥等。而且，“設置”的意思除了包括直接設置以外，還包括經由其它部件而間接地設置、及形成，“形成”的意思包括一體形成。“支撐”的意思除了包括直接地支撐外，還包括經由其它部件而間接地支撐。“連結”的意思除了包括直接連結外，還包括經由其它部件而間接地連結。

發明效果

根據本發明，能夠抑制在增壓器的運轉中，在軸桿附近，因來自發動機側的廢氣的脈動等而引起的閥與閥座之間的振動接觸，因此，能夠降低來自流量可變閥機構的振動音，進而能夠提高流量可變閥機構的靜音性，換言之，提高增壓器的靜音性。

附圖說明

圖1(a)及圖1(b)是沿著圖2的I-I線的放大剖視圖，圖1(a)是表示將分流通路的出口側的開口部關閉的狀態的圖，圖1(b)是表示將分流通路的出口側的開口部開始打開時或即將關閉之前的狀態的圖。

圖2是圖3的向視部II的放大圖。

圖3是沿著圖4的III-III線的剖視圖。

圖4是本發明的實施方式的增壓器的局部主視圖。

圖5是本發明的實施方式的增壓器的正剖視圖。

圖6(a)及圖6(b)是表示本發明的實施方式的變形例的剖視圖，圖6(a)是表示將分流通路的出口側的開口部關閉的狀態的圖，圖6(b)是表示將分流通路的出口側的開口部開始打開時或即將關閉之前的狀態的圖。

具體實施方式

參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。此外，附圖中的“L”表示左方向，“R”表示右方向。

本發明的實施方式的增壓器1是例如車輛用增壓器。如圖5所示，增壓器1利用來自發動機(未圖示)的廢氣的能量，對向發動機供給的空氣進行增壓(壓縮)。

如圖5所示，增壓器1具備軸承座3。在軸承座3內設有一對徑向軸承5、5及一對止推軸承7、7。這些軸承能夠旋轉地支撐向左右方向延伸的轉子軸(渦輪軸)9。換言之，在軸承座3經由多個軸承5、7而能夠旋轉地設有轉子軸9。

在軸承座3的右側設有壓縮機殼體11。另外，在壓縮機殼體11內能夠旋轉地設有壓縮機葉輪13。壓縮機葉輪13與轉子軸9的右端部同心且一體地連結，且利用離心力來壓縮空氣。

在壓縮機殼體11的壓縮機葉輪13的入口側(空氣的主流方向的上游側)形成有用于導入空氣的空氣導入口(空氣導入通路)15。空氣導入口15與凈化空氣的空氣濾清器(未圖示)連接。另外，在軸承座3與壓縮機殼體11之間的壓縮機葉輪13的出口側(空氣的主流方向的下游側)形成有擴散器流路17。擴散器流路17形成為環狀，且對壓縮的空氣進行升壓。而且，在壓縮機殼體11的內部設有壓縮機渦旋流路19。壓縮機渦旋流路19以包圍壓縮機葉輪13的方式形成為漩渦狀，壓縮機渦旋流路19與擴散器流路17連通。在壓縮機殼體11的合適位置形成有用于將壓縮的空氣排出的空氣排出口(空氣排出通路)21。空氣排出口21與壓縮機渦旋流路19連通，且與發動機的供氣歧管(未圖示)連接。

在軸承座3的左側設有渦輪殼體23。另外，在渦輪殼體23內能夠旋轉地設有渦輪葉輪25。渦輪葉輪25與轉子軸9的左端部同心且一體地連結，且利用廢氣的壓力能量來產生旋轉力(旋轉扭矩)。

如圖3～圖5所示，在渦輪殼體23的合適位置形成有用于導入廢氣的氣體導入口(氣體導入通路)27。氣體導入口27與發動機的排氣歧管(未圖示)連接。另外，在渦輪殼體23的內部的渦輪葉輪25的入口側(廢氣的主流方向的上游側)形成有漩渦狀的渦輪渦旋流路29。而且，在渦輪殼體23的渦輪葉輪25的出口側(廢氣的主流方向的下游側)形成有用于排出廢氣的氣體排出口(氣體排出通路)31。氣體排出口31經由連接管(未圖示)等而與使用了催化劑的廢氣凈化裝置(未圖示)連接。

如圖1～圖3所示，在渦輪殼體23的氣體排出口31側的內壁部23i形成有分流通路33。從氣體導入口27導入的廢氣的一部分在分流通路33流動而向氣體排出口31側導出。即，廢氣的一部分通過分流通路33而向渦輪葉輪25分流。換言之，分流通路33是用于對向渦輪葉輪25側供給的廢氣的流量進行調整的所謂的氣體流量可變通路。

在渦輪殼體23的合適位置設有排氣泄壓閥35。排氣泄壓閥35構成為對分流通路33的開口部進行開閉。即，排氣泄壓閥35是所謂的流量可變閥機構。

排氣泄壓閥35具備：能夠旋轉地支撐于渦輪殼體23的軸桿(旋轉軸)41；對分流通路33的開口部(閥座59)進行開閉的閥57；以及連結軸桿41及閥57的安裝部件53。軸桿41經由襯套(軸承)39而向正方向及反方向能夠旋轉地支撐于在渦輪殼體23的外壁部23o貫通形成的支撐孔37。軸桿41的基端部(一端部)從渦輪殼體23的外壁部23o向外側突出。襯套39壓入地設于支撐孔37。

在軸桿41的基端部一體地連結有聯桿部件(聯桿板)43的基端部(一端部)。聯桿部件43通過驅動器45的驅動而繞軸桿41的軸心向正方向及反方向擺動。另外，驅動器45具備向左右方向能夠往復移動的傳動桿47。傳動桿47的前端部經由連結銷49及扣環51等旋轉自如地連結于聯桿部件43的前端部(另一端部)。驅動器45為例如日本特開平10-103069號公報、日本特開2008-25442號公報等所示的隔膜式驅動器。此外，聯桿部件43的基端部例如通過角焊、TIG焊、激光束焊、以及鉚接等而一體地連結于軸桿41的基端部。作為驅動器45，也可以取代膜片驅動器，而使用電子控制的電動驅動器或液壓驅動的液壓驅動器。

在軸桿41的前端部(另一端部)一體地連結有安裝部件(安裝板)53的基端部。安裝部件53位于渦輪殼體23內。另外，在安裝部件53的前端部貫通形成有具有對面寬度(width across flats)的形狀或圓形的安裝孔55。此外，安裝部件53的基端部例如通過角焊、TIG焊、激光束焊、以及鉚接等而一體地連結于軸桿41的前端部。

在安裝部件53的安裝孔55嵌合有閥57。在該嵌合中，允許閥57相對于安裝部件53的游動(包括偏斜及微動)。而且，閥57具備閥主體61。閥主體61具有與分流通路33的出口側的開口部33a周緣的閥座59能夠抵接及能夠分離的圓形的閥面61f。閥主體61的頭部(與閥面61f相反側的部位)61h呈圓錐臺形狀。另外，在閥主體61的頭部61h一體形成有作為閥連結部件(閥連結部)的剖面圓形的閥軸63。閥軸63通過嵌合而連結于安裝部件53的安裝孔55。在此，通過允許閥57相對于安裝部件53的游動(松動)，能夠提高相對于閥主體61的閥面61f的追隨性(貼緊性)，從而確保排氣泄壓閥35的動作的穩定性(可靠性)。而且，在閥軸63的前端部，為了防止閥57相對于安裝部件53的脫離，作為一例，一體地設有環狀的止動部件(止動件)65。此外，止動部件65的形狀不限于環狀。止動部件65例如，通過角焊、TIG焊、激光束焊、以及鉚接等而一體地連結于閥軸63的前端部。也可以取代將閥軸63一體形成于閥主體61的頭部61h且將止動部件65通過角焊等一體地設于閥軸63的前端部，而將閥軸63一體地設于閥主體61的頭部61h且將止動部件65一體形成于閥軸63的前端部。閥軸65的剖面不限于圓形，也可以變更為四邊形等任意的形狀。閥軸65的剖面不限于圓形，也可以變更為四邊形等任意的形狀。也可以取代在閥主體61的頭部61h一體形成作為閥連結部件的閥軸63，而在閥主體61貫通閥主體61地設置其它閥連結部件(未圖示)且將其它閥連結部件連結于安裝部件53。作為一例，將閥軸63通過嵌合而連結于安裝部件53的安裝孔55，但是，閥軸63與安裝部件53的安裝孔55的連結形式(結構、方法)在能夠允許閥57相對于安裝部件53游動的范圍內能夠適當地變更。

如圖1(a)及圖1(b)所示，以分流通路33的出口側的開口部33a位于比入口側的開口部33b靠軸桿41側(圖1(a)及圖1(b)中用白箭頭表示的側)的方式，分流通路33的軸心33s相對于渦輪殼體23的內壁部23i的厚度方向TD傾斜。另外，使閥主體61的閥面61f抵接于閥座59時的閥主體61的閥面61f的中心(中心線)61fc與分流通路33的出口側的開口部33a的中心(中心線)33ac一致。而且，閥主體61的閥面61f的中心61fc相對于閥軸63的軸心63s向軸桿41側偏心。換言之，閥軸63的軸心63s相對于閥主體61的閥面61f的中心61fc向與軸桿41側相反側偏心。而且，作為安裝部件53的與閥主體61對置的面(背面)的軸桿41側的部位(靠軸桿41比靠安裝孔55近的側的部位)53a呈模仿閥主體61的頭部61h的形狀(對應的形狀的一例)。

此外，也可以，分流通路33的軸心33s相對于內壁部23i的厚度方向TD平行，且閥面61f的中心61fc與分流通路33的開口部33a的中心33ac一致。或者，也可以，分流通路33的軸心33s相對于內壁部23i的厚度方向TD傾斜，且閥面61f的中心61fc位于閥軸63的軸心63s上。分流通路33的開口部33a、33b的形狀不限于圓形，也可以變更成四邊形、三角形、橢圓形、半圓形等任意的形狀。該情況下，也將閥主體61的閥面61f根據分流通路33的開口部33a、33b的形狀而變更。

接下來，對本發明的實施方式的作用及效果進行說明。

從氣體導入口27導入的廢氣經由渦輪渦旋流路29而從渦輪葉輪25的入口側向出口側流通，從而，能夠利用廢氣的壓力能量來產生旋轉力(旋轉扭矩)，進而使轉子軸9及壓縮機葉輪13與渦輪葉輪25一體地旋轉。由此，能夠對從空氣導入口15導入的空氣進行壓縮，并經由擴散器流路17及壓縮機渦旋流路19而從空氣排出口21排出，能夠對向發動機供給的空氣進行增壓。

在增壓器1的運轉中，當增壓壓力(壓縮機葉輪13的出口側的壓力)達到設定壓時，通過驅動器45的驅動而使聯桿部件43向正方向擺動，進而使軸桿41向正方向旋轉，從而使閥57向正方向(打開方向)擺動，進而將分流通路33的開口部打開。由此，能夠使從氣體導入口27導入的廢氣的一部分向渦輪葉輪25分流，進而使向渦輪葉輪25側供給的廢氣的流量減少。

另外，在將分流通路33的開口部打開后，當增壓壓力低于設定壓時，通過驅動器45的驅動而使聯桿部件43向反方向擺動，使軸桿41向反方向旋轉，從而使閥57向反方向(關閉方向)擺動，進而將分流通路33的開口部關閉。由此，能夠遮擋分流通路33內的廢氣流，使向渦輪葉輪25側供給的廢氣的流量增加。

排氣泄壓閥35構成為，如上所述地，分流通路33的軸心33s相對于渦輪殼體23的內壁部23i的厚度方向TD傾斜，因此，通過來自分流通路33的廢氣的壓力，能夠以使安裝部件53接觸或接近閥主體61的軸桿41側的部位(靠軸桿41比靠閥軸63近的側的部位)的方式對閥57施加彈力。而且，排氣泄壓閥35構成為，閥主體61的閥面61f的中心61fc相對于閥軸63的軸心63s向軸桿41側偏心，因此，通過來自分流通路33的廢氣的壓力，能夠穩定地對閥57施加彈力。由此，能夠抑制在增壓器1的運轉中，例如，在將分流通路33的出口側的開口部33a開始打開時或關閉之前(參照圖1(b))，在軸桿41附近(軸桿41側)，因來自發動機側的廢氣的脈動或來自驅動器側的脈動等而引起的閥57與閥座59之間的振動所導致的接觸。

安裝部件53的與閥主體61對置的面且是軸桿41側的部位53a，呈模仿閥主體61的頭部61h的形狀，因此，例如，即使在由于來自分流通路33的廢氣的壓力而閥主體61接觸安裝部件53的情況下，也能夠降低閥主體61與安裝部件53的接觸壓(沖撞力)。

因此，根據本發明的實施方式，在降低閥主體61與安裝部件53的接觸壓的基礎上，能夠抑制在增壓器1的運轉中在軸桿41附近因來自發動機側的廢氣的脈動等而引起的閥57與閥座59之間的振動所導致的接觸，因此，能夠降低來自排氣泄壓閥35的振動音(因振動而引起的接觸音)，進而提高排氣泄壓閥35的靜音性，換言之，提高增壓器1的靜音性。另外，例如，即使在由于來自分流通路33的廢氣的壓力而閥主體61與安裝部件53接觸的情況下，也能夠降低閥主體61與安裝部件53的接觸壓，因此，能夠抑制閥主體61與安裝部件53的接觸部的磨損。

對本實施方式的變形例進行說明。如圖6(a)及圖6(b)所示，分流通路33的軸心33s相對于渦輪殼體23的內壁部23i的厚度方向TD平行。另外，在使閥主體61的閥面61f抵接于閥座59時的閥主體61的閥面61f的中心61fc相對于分流通路33的軸心33s向與軸桿41側(圖6(a)(b)的白色箭頭側)相反側偏心。換言之，分流通路33的軸心33s相對于使閥主體61的閥面61f抵接于閥座59時的閥主體61的閥面61f的中心61fc向軸桿41側偏心。此外，閥面61f的中心61fc也可以位于閥軸63的軸心63s上。

根據本發明的實施方式的變形例，閥座59抵接時的閥主體61的閥面61f的中心61fc相對于分流通路33的軸心33s向與軸桿41側相反的側偏心，因此，通過來自分流通路33的廢氣的壓力，能夠以使閥主體61的軸桿41側的部位接觸或接近安裝部件53的方式對閥57施加彈力。

因此，根據本發明的實施方式的變形例，具有與本發明的實施方式相同的效果。

本發明不限于上述的實施方式的說明，能夠如下地以各種方式實施。

即，作為一例，也可以取代在渦輪殼體23的合適位置設置對分流通路33的出口側的開口部33a進行開閉的排氣泄壓閥35，而在與渦輪殼體23的氣體導入口27以連通的狀態連接的排氣歧管(未圖示)的合適位置設置對形成于排氣歧管的分流通路(未圖示)的出口側的開口部進行開閉的排氣泄壓閥(未圖示)。另外，也可以，取代排氣泄壓閥35對一個分流通路33的出口側的開口部33a進行開閉，而對多個分流通路(未圖示)的出口側的開口部進行開閉。該情況下，至少一個分流通路的軸心如上所述地相對于渦輪殼體23的內壁部23i的厚度方向TD傾斜。或者，如上所述地，閥主體61的閥面61f的中心61fc相對于至少一個分流通路的軸心向與軸桿41側相反側偏心。

而且，本發明所包含的權利范圍不限于上述的實施方式。

即，本申請的流量可變閥機構不限于上述的排氣泄壓閥35，例如，也能夠應用于切換閥機構(未圖示)，該切換閥機構如日本實開昭61-33923號公報及日本特開2001-263078號公報等所示地，對在渦輪殼體(未圖示)內所形成的多個渦輪渦旋流路(未圖示)中的任一個渦輪渦旋流路切換廢氣的供給狀態和供給停止狀態。另外，本申請的流量可變閥機構例如也能夠應用于切換閥機構(未圖示)，該切換閥機構如日本特開2010-209688號公報、日本特開2011-106358號公報等所示地，對多級的渦輪殼體(未圖示)中的任一級的渦輪殼體切換廢氣的供給狀態和供給停止狀態。