本发明涉及连结于驱动杆的连杆销连接于驱动器的杆部件上的喷嘴驱动机构、增压器以及可变容量型增压器。
背景技术：
一直以来，普及可变容量型的增压器。在这样的增压器中，如专利文献1所示，在从涡轮涡旋流路向涡轮叶轮导入尾气的流路中环状地排列配置多个喷嘴叶片。喷嘴叶片安装于叶片轴上。若叶片轴通过驱动器的动力旋转，则伴随叶片轴的旋转，喷嘴叶片的角度在流路内变化。流路宽度(所谓喷嘴喷口宽度)变化，能控制流经流路中的尾气的流量。
另外，在从驱动器至叶片轴的动力传递路径中配置连杆板。连杆板在驱动轴的一端例如进行焊接。驱动轴被枢轴支撑于环状的衬套(轴承)的轴承孔中。在驱动轴的另一端上安装驱动杆。
如专利文献1所示，驱动杆具备环状的插通部。在插通部中插通驱动轴。在插通部中、从衬套脱离的一侧(驱动轴的另一侧)上形成连结部。连结部向驱动轴的径向外方突出。在连结部上插通连杆销。驱动器的杆部件通过连杆销连结于驱动杆。若从杆部件向驱动杆传递旋转动力，则驱动轴旋转。伴随驱动轴的旋转，连杆板摆动。如此，通过驱动环等，多个喷嘴叶片的角度的变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5256977号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
如上述，驱动喷嘴叶片的喷嘴驱动机构在可动部位上产生接触摩擦。例如，希望根据今后的发动机小型化、发动机转数的高转数化等开发提高相对于摩擦的耐久性的技术。
因此，本发明的目的在于提供一种能够提高相对于摩擦的耐久性的喷嘴驱动机构、增压器以及可变容量型增压器。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的一方案的喷嘴驱动机构具备形成有轴承孔的轴承、以旋转自如的方式被轴承孔枢轴支撑的驱动轴、具有供从轴承孔突出的驱动轴的端部插通的插通以及位于插通部中的比驱动轴的轴向的中心靠轴承侧且从插通部向驱动轴的径向外侧突出的连结部的驱动杆、连接于连结部的连杆销、连接于连杆销且相对于连结部位于与轴承相反侧的设置于驱动器的杆部件。
在驱动杆的插通部上设置有使驱动轴在径向露出的露出孔，驱动轴中的至少从露出孔中露出的部位可以焊接于插通部。
连结部位于比露出孔靠轴承侧。
为了解决上述课题，本发明的一方案的增压器具备上述喷嘴驱动机构。
为了解决上述课题，本发明一方案的可变容量型增压器具备自由旋转地被支撑的驱动环、与驱动环卡合并使驱动环转动的连杆板、与连杆板卡合且使连杆板转动的驱动轴、具有向径向突出的连结部并与驱动轴卡合且使驱动轴转动的驱动杆、供驱动轴插通且位于连杆板与驱动杆之间的轴承、供连结部从连杆板侧卡合且使驱动杆转动的杆部件。
发明效果
根据本发明能够提高相对于摩擦的耐久性。
附图说明
图1是可变容量型增压器(增压器)的概略剖视图。
图2(a)是图1上侧虚线部分的抽出图。图2(b)是图1下侧点单点划线部分的抽出图。
图3是支撑环的俯视图。
图4是表示在支撑环上支撑驱动环的状态的图。
图5(a)是表示本实施方式的驱动轴附近的图。图5(b)是表示比较例的驱动轴附近的图。
具体实施方式
以下，参考附图详细地说明本发明的实施方式。所涉及实施方式中表示的尺寸、材料、其他具体数值等只是为了容易理解的示例，除了特殊不允许的情况并不限制本发明。并且，在本说明书以及附图中，关于具备实质性相同的功能、结构的要素通过标注相同符号而省略重复说明。另外，与本发明没有直接关系的要素省略图示。
图1是可变容量型增压器c(增压器)的概略剖视图。以下，将图1所示的箭头l方向作为可变容量型增压器c的左侧进行说明。将图1所示的箭头r方向作为可变容量型增压器c的右侧进行说明。如图1所示，可变容量型增压器c具备增压器主体1。增压器主体1具备轴承外壳2。在轴承外壳2的左侧通过连结螺栓3连结涡轮外壳4。在轴承外壳2的右侧通过连结螺栓5连结压缩机外壳6。轴承外壳2、涡轮外壳4、压缩机外壳6被一体化。
在轴承外壳2中形成有收纳孔2a。收纳孔2a在可变容量型增压器c的左右方向上贯通轴承外壳2。通过被收纳于收纳孔2a的向心轴承7(在本实施方式中作为一例，在图1表示浮动轴承)，自由旋转地支撑轴8。在轴8的左端部设置涡轮叶轮9。涡轮叶轮9自由旋转地被收纳于涡轮外壳4内。另外，在轴8的右端部设置压缩机叶轮10。压缩机叶轮10自由旋转地被收纳于压缩机外壳6内。
在压缩机外壳6中形成有吸气口11。吸气口11向可变容量型增压器c的右侧开口。吸气口11连接于未图示的空气过滤器。另外，在通过连结螺栓5连结了轴承外壳2与压缩机外壳6的状态下，形成扩散流路12。扩散流路12通过轴承外壳2与压缩机外壳6的对置面形成。扩散流路12使空气升压。扩散流路12从轴8的径向内侧向外侧环状地形成。扩散流路12在轴8的径向内侧通过压缩机叶轮10连通于吸气口11。
另外，在压缩机外壳6中设置有压缩机涡旋流路13。压缩机涡旋流路13是环状的。例如，压缩机涡旋流路13相比于扩散流路12可以位于轴8的径向外侧。压缩机涡旋流路13与未图示的发动机的吸气口连通。压缩机涡旋流路13也连通于扩散流路12。因此，若压缩机叶轮10旋转，则从吸气口11向压缩机外壳6内吸入空气。该被吸入的空气在流经压缩机叶轮10的叶片间的过程中增速增压。被增速增压的空气在扩散流路12以及压缩机涡旋流路13中被增压(压力恢复)。被增压的空气向发动机被导入。
另外，在通过连结螺栓3连结了轴承外壳2与涡轮外壳4的状态下，在轴承外壳2与涡轮外壳4的对置面间形成间隙14。该间隙14是构成流路x的部分。在流路x中配置后述的喷水阀50。尾气流经流路x。间隙14从轴8(涡轮叶轮9)的径向内侧向外侧环状地形成。
另外，涡轮外壳4中形成有排气口16。排气口16通过涡轮叶轮9连通于涡轮涡旋流路15。排气口16面向涡轮叶轮9的正面。排气口16连接于未图示的尾气净化装置。
涡轮涡旋流路15与未图示的气体流入口连通。在气体流入口中导入从发动机中排出的尾气。涡流涡旋流路15也连通于上述流路x。因此，从气体流入口向涡轮涡旋流路15导入的尾气通过流路x以及涡轮叶轮9向排气口16导入。即，流路x为从涡轮涡旋流路15向涡轮叶轮9的流路。在尾气的流通过程中使涡轮叶轮9旋转。并且，上述的涡轮叶轮9的旋转力通过轴8向压缩机叶轮10传递。空气通过压缩机叶轮10的旋转力升压并向发动机的吸气口导入。
此时，若被导入涡轮外壳4中的尾气流量的变化，则涡轮叶轮9以及压缩机叶轮10的旋转量就会变化。根据发动机的运转情况会存在不能充分地向发动机的吸气口导入提升至所期望的压力的空气的情况。因此，在可变容量增压器c中设置有喷嘴驱动机构20。
喷嘴驱动机构20使涡轮外壳4的流路x的流路宽度变化。喷嘴驱动机构20根据尾气的流量使向涡轮叶轮9中导入的尾气的流速变化。具体的说，喷嘴驱动机构20在发动机的转数低且尾气流量少的情况下，减小流路x的喷嘴开度而提高向涡轮叶轮9导入的尾气的流速。如此，喷嘴驱动机构20即使以小的流量也能使涡轮叶轮9旋转。以下，关于喷嘴驱动机构20的结构进行说明。
喷嘴驱动机构20具备护环21、喷嘴环22。护环21设置于涡轮外壳4侧。喷嘴环22与护环21对置地设置于轴承外壳2侧。流路x通过护环21以及喷嘴环22划分形成。
护环21具备薄板环状的主体部21a。在主体部21a的内周缘形成突出部21b。突出部21b向排气口16侧突出。另外，喷嘴环22具备主体部22a。主体部22a是薄板环状。主体部22a与护环21的主体部21a直径相等。喷嘴环22与护环21维持预定的间隔对置配置。
图2(a)是图1上侧的虚线部分的抽出图。图2(b)是图1下侧的单点划线部分的抽出图。如图2(b)所示，在护环21的主体部21a上设置销轴孔23a。销轴孔23a在厚度方向(轴8的轴向)贯通主体部21a。销轴孔23a在圆周方向上以等间隔形成多个(在本实施方式为三个，在图2(b)中仅表示一个)。
另外，在喷嘴环22的主体部22a中形成销轴孔25a。销轴孔25a在主体部22a的圆周方向上等间隔地形成多个(在本实施方式为三个，在图2(b)中仅表示一个)。销轴孔25a在厚度方向(轴8的轴向)上贯通主体部22a。形成于护环21的销轴孔23a、形成于喷嘴环22的销轴孔25a对置配置。在销轴孔23a、25a中插入连结销24。
具体的说，如图2(b)所示，连结销24的一端插通至喷嘴环22的销轴孔25a。连结销24的另一端插通至护环21的销轴孔23a。连结销24在圆周方向上等间隔隔离地配置多个(在本实施方式中为三个，在图2(b)中仅表示一个)。通过连结销24，将护环21与喷嘴环22的对置间隔维持为恒定。
另外，连结销24中、插通至喷嘴环22的销轴孔25a的一端向喷嘴环22的右侧突出。连结销24的突出部位被铆接。如此，在喷嘴环22的右侧固定支撑环30。支撑环30由圆筒状的部件构成。支撑环30成为如使薄板状的部件弯曲的剖面形状(参照图1)。
图3是支撑环30的俯视图。在图3中，图面跟前侧向图2的右侧。在图3中，图面里侧向图2的左侧。支撑环30如图2(a)、图2(b)所示具备凸缘部31、筒部32、底面部33(图3中，用网格线表示)。凸缘部31是环状。筒部32从凸缘部31的内周缘向左侧(图3中，里侧)突起。底面部33从筒部32的左端部向径向内侧弯曲。
如图2(a)、图2(b)所示，在轴承外壳2与涡轮外壳4的对置面上夹持凸缘部31。在该状态下，通过利用连结螺栓3连结轴承外壳2以及涡轮外壳4，支撑环30被保持于涡轮外壳4内。
在底面部33上如图3所示，在圆周方向上等间隔地设置三处环孔33a。底面部33可被上述连结销24的一端插通。在环孔33a中插通连结销24，通过铆接连结销24的一端，该支撑环30、护环21以及喷嘴环22被一体化。
另外，在底面部33上，在圆周方向上设置多个凹部34。在凹部34上设置支撑片35。支撑片35如图2所示由支撑部35a、脱落防止部35b构成。支撑部35a从底面部33向右侧(图3中，跟前侧)弯曲。脱落防止部35b从底面部33以预定距离隔离而对置。在支撑片35上自由旋转地支撑驱动环40(参照图4)。在此，例如，可以在喷嘴驱动机构20上设置其他的环部件、在该环部件上安装支撑片35。这种情况下，该环部件如配置于与支撑环30邻接的驱动环40侧的外周侧。环部件如上述通过铆接连结销24，支撑环30、护环21以及喷嘴环22被一体化。
图4是表示在支撑环30上支撑驱动环40的状态的图。在图4中，支撑环30中用网格线表示底面部33。在图4中，用比底面部33网眼更细的网格线表示驱动环40。
驱动环40通过环状的薄板部件构成。驱动环40的内周缘自由旋转地被支撑环30的支撑片35支撑。如图2(a)、图4所示，在驱动环40上，第一卡合凹部41在圆周方向上形成多个。第一卡合凹部41从驱动环40的内周侧的端部向径向外侧开口。在第一卡合凹部41中卡合传递连杆42的一端。
另外，如图2(b)、图4所示，在驱动环40的内周侧的端部上形成一个第二卡合凹部43。第二卡合凹部43形成与第一卡合凹部41相同的形状。在第二卡合凹部43中卡合连杆板44的一端。连杆板44形成与传递连杆42相同的形状。
并且，在传递连杆42的另一端侧上形成嵌合孔42a。在连杆板44的另一端侧上形成插入孔44a。并且，如图2(a)所示，在嵌合孔42a上以插通了叶片轴51的状态安装。在此，叶片轴51安装于喷嘴叶片50上。如图2(b)所示，在连杆板44的插入孔44a上焊接驱动轴45的一端部45a。
另外，如图2(a)所示，叶片轴51插通叶片轴孔23b、25b。叶片轴51自由旋转地被枢轴支撑于叶片轴孔23b、25b。叶片轴孔23b设置于护环21的主体部21a中的相比于上述销轴孔23a靠径向内侧。叶片轴孔23b在厚度方向(轴8的轴向)贯通主体部21a。叶片轴孔23b在主体部21a的圆周方向上空出间隔地形成多个(在本实施方式中，作为一例以等间隔为11个，在图2(a)中仅表示一个)。在此，相对于喷嘴叶片50，形成于与喷嘴环22相反侧的护环21的叶片轴孔21可以省略。该情况下，叶片轴51仅插通形成于后述的喷嘴环22的叶片轴孔25b，自由旋转地被支撑(单轴支撑)。
同样，叶片轴孔25b设置于喷嘴环22的主体部22a中的相比于上述销轴孔25a靠径向内侧。叶片轴孔25b在厚度方向(轴8的轴向)贯通主体部22a。叶片轴孔25b在主体部22a的圆周方向上空出间隔地形成多个(在本实施方式中，作为一例以等间隔11个，在图2(a)中仅表示一个)。形成于护环21上的叶片轴孔23b、形成于喷嘴环22上的叶片轴孔25b对置配置。
并且，叶片轴51中、插通喷嘴环22的叶片轴孔25b的一端向喷嘴环22的右侧突出。叶片轴51的一端插通传递连杆42的嵌合孔42a。通过铆接叶片轴51一端的突出部位，在叶片轴51上安装传递连杆42。
如此，叶片轴51以及喷嘴叶片50在上述流路x上，在涡轮叶轮9的旋转方向脱离地环状地排列配置多个。驱动轴45如图2(b)所示向驱动环40的右侧延伸。驱动轴45的延伸部分插通轴承46。详细地说，轴承46具备环状的主体部46a。主体部46a安装于设置于轴承外壳2上的安装孔2b。另外，主体部46a的轴承孔46b的内周面为轴承面。在轴承孔46b中插通驱动轴45。涡轮叶轮9的旋转方向与护环21的主体部21a的圆周方向、或喷嘴环22的主体部22a的圆周方向为大体相同的方向。
驱动轴45的一端部45a从轴承孔46b向图2(b)中左侧(一侧)突出。连杆板44与驱动轴45的一端部45a卡合。另外，驱动轴45的另一端部45b从轴承46的轴承孔46b向图2(b)中、右侧(另一侧)突出。在驱动轴45的另一端部45b侧上连结驱动杆47。轴承46配置于连杆板44与驱动杆47之间。另外，可变容量型增压器c中，在外壳外部上设置驱动器60(参照图1)。驱动杆47连结于驱动器60。
并且，若驱动器60将驱动杆47驱动，则如图2(b)所示，驱动杆47以及驱动轴45摆动(转动)。驱动杆47以及驱动轴45将驱动轴45的轴心作为旋转中心进行摆动。通过向连杆板44传递来自驱动器60的旋转动力，连杆板44摆动(转动)。
并且，在图4所示的连杆板44中，第二卡合凹部43向旋转方向被推压。如此，驱动环40旋转。若驱动环40旋转，则通过驱动环40的旋转，分别卡合于多个第一卡合凹部41的传递连杆42向旋转方向被推压并摆动。伴随传递连杆42的摆动，多个叶片轴51旋转。并且，若叶片轴51旋转，则伴随该叶片轴51的旋转，多个喷嘴叶片50在流路x中使相对于喷嘴叶片50的径向的角度变化。如此，喷嘴驱动机构20通过驱动器60的动力使连杆板44摆动。如此，喷嘴驱动机构20使多个喷嘴叶片50的角度同步地变化。喷嘴驱动机构20使相邻的喷嘴叶片50彼此的流路宽度(所谓的喷嘴喷口宽度)可变。即，喷嘴驱动机构20调整喷嘴叶片50的开度而使流路x的流路面积可变。
图5(a)是表示本实施方式的驱动轴45周围的图。图5(b)是表示比较例的驱动轴s周围的图。
如图5(a)所示，驱动轴45为相比于插通轴承46并被枢轴支撑的部位(大径部45c)，另一端部45b侧的直径小的小径部45d。在驱动杆47的插通部47a中形成插通孔47b。在插通孔47b中插通小径部45d。根据小径部45d与大径部45c的外径差形成台阶面45e。台阶面45e向驱动轴45的径向延伸。台阶面45e为将小径部45d与大径部45c连接的面。例如，台阶面45e是正交于驱动轴45的轴向的面。连接于小径部45d与大径部45c的角部上可以设置倒角形状、r形状等的曲面形状等。
驱动杆47具备插通部47a、连结部47c。插通部47a向驱动轴45的轴向延伸。连结部47c从插通部47a的外周面向径向延伸(突出)。驱动杆47如在包括驱动轴45的中心的剖面中是大致l字形状。插通部47a例如是圆筒状。在插通部47a中，驱动轴45的小径部45d插通至抵接于台阶面45e的位置。在插通部47a的外周面上形成连结部47c。连结部47c向插通孔47b(驱动轴45)的径向突出。连结部47c位于插通部47a中的比驱动轴45的轴向的中心o靠轴承46侧。连结部47c例如是平板形状。
在插通部47a中形成露出孔47d。露出孔47d从插通孔47b贯通至插通部47a的外周面。连结部47c位于比露出孔47d靠轴承46侧。插通至插通部47a的驱动轴45的一部分从露出孔47d在径向露出。驱动轴45中的从露出孔47d露出的部位焊接于插通部47a。如此，驱动杆47与驱动轴45卡合。
在连结部47c中形成连杆孔47e。连杆孔47e在图5(a)中沿左右方向(驱动轴45的轴向)贯通连结部47c。在连杆孔47e中从图5(a)中右侧插通连杆销48。连杆销48中的左侧的突出部位如进行铆接。如此，连杆销48连结于连结部47c。连杆销48是与驱动轴45大致平行的状态。连杆销48根据尺寸角度、安装公差，也存在相对于驱动轴45稍稍倾斜的情况。
另外，在连杆销48中的从连杆孔47e向图5(a)中右侧突出的部位上连接驱动器60的杆部件61。即，连结部47c从连杆板44侧与杆部件61卡合。例如，在设置于杆部件61上的孔中空出径向的间隔地嵌合(插通)连接销48。即，杆部件61相对于连杆销48自由旋转地连接。
接收来自驱动器60的主体62的动力，杆部件61向图5(a)中、上下方向移动。这样说来，被杆部件61推压的驱动杆47将驱动轴45的中心轴作为旋转中心转动。并且，被固定于驱动杆47的驱动轴45与驱动杆47一起旋转。如此，连杆板44在以驱动轴45的中心轴为旋转中心的旋转方向上摆动。
在此，关于固定连结部47c与连杆销48，杆部件61相对于连杆销48自由旋转地连接的情况进行说明。可是，也可以固定杆部件61与连杆销48，连结部47c相对于连杆销48自由旋转地连接。
可是，轴承46中的与连杆板44的对置面46c与连杆板44中的抵接部44b抵接。对置面46c与抵接部44b伴随连杆板44的摇动而滑动。在对置面46c与抵接部44b上产生摩擦。因此，在驱动轴45以及与驱动轴45一起一体旋转的连杆板44、驱动杆47(以下，称为旋转体)中，驱动轴45的轴心上的重心位置y对摩擦大小有影响。
在图5(a)所示的本实施方式中，在相比于杆部件61靠轴承46侧配置驱动杆47的连结部47c。即，杆部件61相对于连结部47c位于与轴承46相反侧。例如，连结部47c从驱动杆47的插通部47a中的轴承46侧突出。
在图5(b)所示的比较例中，驱动杆a的连结部b相比于杆部件d位于与轴承e侧的相反侧。该情况下，在包括驱动杆a以及驱动轴s的旋转体中，驱动轴s的轴心上的重心位置z位于驱动杆a的插通孔aa的内部。
即，旋转体的重心位置z相比于轴承e向图5(b)中右侧偏离。旋转体中的右侧的部位向铅垂下侧倾斜。在该状态下，驱动轴s旋转。伴随连杆板g的摇动，若轴承e的对置面ea与连杆板g的抵接部ga滑动，则摩擦变大。
另一方面，如图5(a)所示，将插通部47a配置于相比于杆部件61靠轴承侧46。这样说来，旋转体的重心位置y相比于比较例靠近连杆板44侧。旋转体的重心位置y例如位于轴承46的内部。
其结果，能抑制旋转体的铅垂方向上的倾斜。因此，能抑制轴承46的对置面46c与连杆板44的抵接部44b的摩擦。可提高耐久性。
另外，例如在可变容量型增压器c为小型、涡轮外壳4与压缩机外壳6之间的间隙狭窄的情况下，如上述实施方式，在插通部47a上焊接驱动轴45的情况多。通过借助于露出孔47d进行焊接，能提高在插通部47a上安装驱动轴45的作业性。
以上，参照附图关于实施方式进行说明，但本发明并不限定于上述实施方式。只要是本领域技术人员便能知晓，在技术方案记载的范畴中想到各种变形例或修正例中，关于那些内容当然也属于本发明的技术范畴。
例如，在上述实施方式中，作为向心轴承7举例说明半浮轴承。可是，向心轴承7并不限于浮动轴承。例如，向心轴承7可以是全浮轴承等的滑动轴承、滚珠轴承等的旋转轴承。
另外，在上述实施方式中，关于根据小径部45d与大径部45c的外径差形成台阶面45e的情况进行说明。可是，台阶面45e不是必须的结构。例如，如果使用夹具等适当地设定驱动杆47与轴承46的间隙，则也可以在驱动轴45上不设置台阶面45e。驱动轴45可以是直的形状。该情况下，连杆板44的驱动杆47侧的端面、驱动杆47的连杆板44侧的端面的距离仅比轴承46的长度稍大地设定。
另外，在上述实施方式中，如图5(a)所示，关于从插通部47a的轴承46(轴承外壳2)侧的端面连续而形成连结部47c的情况进行说明。可是，连结部47c例如可以从轴承46的端面向图5(a)中右侧隔离地形成。即使该情况下，如果连结部47c相比于杆部件61设置于轴承46侧，也能起到与上述实施方式相同的效果。
另外，在上述实施方式中，关于在支撑环30的底面部33上设置支撑片35的情况进行说明。可是，不限于在底面部33上设置支撑片35。例如，如日本特开2011-85054号公报所示，可以在支撑环30的侧面格外设置导向环部件。并且，可以为在导向环部件上形成支撑片35、支撑驱动环40的结构。另外，在格外设置导向环部件的情况下，凹部34不是必须的结构。如日本特开2011-85054号公报所示，可以不在支撑环30的内周侧的端部上设置凹部34。
另外，在上述实施方式中，关于在插通部47a上形成露出孔47d的情况进行说明。可是，露出孔47d不是必须的结构。假定伴随可变容量增压器c的小型化、压缩机外壳6与轴承外壳2的轴8的轴向上的空间狭窄的情况。该情况下，通过设置露出孔47d，从轴8的径向在插通部47a上焊接驱动轴45的作业变得容易。
产业上的可利用性
本发明能够利用于连结于驱动杆的连杆销连接于驱动器的杆部件的喷嘴驱动机构、增压器以及可变容量型增压器。
符号说明
c—可变容量型增压器(增压器)，20—喷嘴驱动机构，45—驱动轴，46—轴承，46b—轴承孔，47—驱动杆，47a—插通部，47c—连结部，47d—露出孔，48—连杆销，60—驱动器，61—杆部件。