JP5845650B2 - Wastegate valve - Google Patents
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Description
本発明は、排気ガス流路に設けられるウエストゲートバルブに関し、特に取付板に取り付けた弁体の回転を規制するようにしたウエストゲートバルブに関するものである。 The present invention relates to a wastegate valve provided in an exhaust gas passage, and more particularly, to a wastegate valve that regulates rotation of a valve body attached to a mounting plate.
従来からエンジンの性能を向上して低燃費化を図るために排気タービン過給機が用いられている。 Conventionally, exhaust turbine superchargers have been used to improve engine performance and reduce fuel consumption.
排気タービン過給機付きエンジンとしては、例えば、特許文献1に記載のものがある。特許文献1の排気タービン過給機付きエンジンは、エンジンの排気ガスを、排気タービン過給機のタービンハウジングに備えられるタービンインペラにガス入口部から導入してタービンインペラを回転し、その後の排気ガスは排気ガス出口部から排気ガス流路に排出している。又、エンジンに供給される圧縮空気の過給圧を制御するために、前記排気ガス入口部と排気ガス出口部との間にはバイパス流路が設けられ、該バイパス流路にウエストゲートバルブを設け、過給圧が設定値を越えたときに、ウエストゲートバルブを開いて、前記排気ガスの一部を、タービンインペラをバイパスさせて前記排気ガス流路に排出するようにしている。 As an engine with an exhaust turbine supercharger, there exists a thing of patent document 1, for example. The engine with an exhaust turbine supercharger of Patent Document 1 introduces engine exhaust gas into a turbine impeller provided in a turbine housing of the exhaust turbine supercharger from a gas inlet, rotates the turbine impeller, and then exhausts the exhaust gas. Is discharged from the exhaust gas outlet to the exhaust gas flow path. In order to control the supercharging pressure of the compressed air supplied to the engine, a bypass passage is provided between the exhaust gas inlet and the exhaust gas outlet, and a wastegate valve is provided in the bypass passage. When the supercharging pressure exceeds a set value, the wastegate valve is opened, and a part of the exhaust gas is discharged to the exhaust gas flow path by bypassing the turbine impeller.
前記ウエストゲートバルブは、取付板と、該取付板に取り付けて支持された弁体とを有している。弁体のシール面に対する背面には、前記取付板を貫通する貫通軸が形成されていると共に、該貫通軸の軸心には取付ピンが形成されており、前記弁体の貫通軸を取付板に貫通させ、更に、前記取付ピンに座金を嵌合させ、座金から突出した前記取付ピンの先端をカシメ加工することで、弁体を取付板に固定している。従って、前記弁体は、前記座金との間で前記取付板を挾持するようにして取付板に取り付けられる。 The wastegate valve includes a mounting plate and a valve body that is mounted and supported on the mounting plate. A through shaft that penetrates the mounting plate is formed on the back surface of the sealing body of the valve body, and a mounting pin is formed at the axis of the through shaft, and the through shaft of the valve body is attached to the mounting plate. Further, the valve body is fixed to the mounting plate by fitting a washer to the mounting pin and crimping the tip of the mounting pin protruding from the washer. Therefore, the valve body is attached to the attachment plate so as to hold the attachment plate with the washer.
前記取付板は、前記バイパス流路を貫通する回動軸に対して溶接により固定している。そして、前記回動軸は外部に設けたアクチュエータによって回動されるようになっており、ウエストゲートバルブの弁体はアクチュエータの駆動により回動軸を介して開閉される。 The mounting plate is fixed by welding to a rotation shaft that penetrates the bypass flow path. The rotating shaft is rotated by an externally provided actuator, and the valve body of the wastegate valve is opened and closed through the rotating shaft by driving of the actuator.
ところで、前記ウエストゲートバルブの弁体は、取付板を貫通する貫通軸に備えた取付ピンを座金に貫通させてカシメ加工することで取付板に取り付けられているため、弁体と取付板と座金の相互間には隙間が存在しており、更に、前記貫通軸及び取付ピンの回りにも隙間が存在しており、このために、弁体は排気ガスの作用を受けて取付板に対し回転する問題がある。 By the way, the valve body of the waste gate valve is attached to the mounting plate by passing the mounting pin provided on the through shaft penetrating the mounting plate through the washer and caulking, so that the valve body, the mounting plate and the washer There is also a gap between them, and there is also a gap around the through shaft and the mounting pin. For this reason, the valve body receives the action of exhaust gas and rotates with respect to the mounting plate. There is a problem to do.
弁体が回転すると、ウエストゲートバルブの取付姿勢により、弁体の重心のずれから前記貫通軸及び取付ピンに偏荷重が作用して片当たりによる偏摩耗が生じ、この偏摩耗は経時的に進行するため、弁体と取付板との間におけるガタが大きくなり、弁体の密閉性が低下する可能性がある。又、弁体と弁座面の回転方向の摺動により摩耗が生じ、アクチュエータによる過給圧コントロールに不具合を生じる可能性がある。 When the valve body rotates, due to the mounting posture of the wastegate valve, an uneven load is applied to the penetrating shaft and mounting pin due to the deviation of the center of gravity of the valve body, resulting in uneven wear due to contact, and this uneven wear progresses over time. Therefore, the backlash between the valve body and the mounting plate increases, and the sealing performance of the valve body may be reduced. Further, the sliding of the valve body and the valve seat surface in the rotational direction causes wear, which may cause a problem in supercharging pressure control by the actuator.
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、弁体の回転を規制するようにしたウエストゲートバルブを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a wastegate valve that regulates the rotation of a valve body.
本発明は、支持板を含み回動軸に固定される取付板に、取付ピンと座金を介して弁体が取り付けられているウエストゲートバルブであって、
前記取付板と弁体との間に設けられ、前記取付板に対し前記弁体が回転しないように規制する回転規制手段と、
前記支持板における平坦部に対して前記弁体の軸中心を挟んで反対側の位置における前記支持板の外周に設けられた押え凸部とを備え、
前記回転規制手段が、前記取付板と弁体の一方に備えた1つの被係止部と、該1つの被係止部を挟んで回転を規制するよう前記取付板と弁体の他方に備えた2つの係止部とからなり、前記2つの係止部の一方は、前記平坦部に対して前記弁体の軸中心を挟んで反対側に位置していることを特徴とするウエストゲートバルブ、に係るものである。
The present invention is a wastegate valve in which a valve body is attached to a mounting plate that includes a support plate and is fixed to a rotating shaft via a mounting pin and a washer,
A rotation restricting means provided between the mounting plate and the valve body for restricting the valve body from rotating relative to the mounting plate;
A presser convex portion provided on the outer periphery of the support plate at a position opposite to the flat portion of the support plate across the axial center of the valve body ,
The rotation restricting means includes one locked portion provided on one of the mounting plate and the valve body, and the other of the mounting plate and the valve body so as to restrict the rotation with the one locked portion interposed therebetween. A wastegate valve, wherein one of the two locking portions is located on the opposite side of the flat portion with the axial center of the valve body interposed therebetween. , Related to
本発明によれば、取付板に対して弁体が回転しないウエストゲートバルブを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wastegate valve in which the valve body does not rotate with respect to the mounting plate.
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1、図2はエンジンに備えられる本発明のウエストゲートバルブを有する排気タービン過給機の一例を示すもので、排気タービン過給機100のタービンハウジング1には、エンジンの排気マニホールドからの排気ガスが、タービンスクロール部2の排気ガス入口部3に導かれており、タービンスクロール部2に供給される排気ガスによってタービンインペラ4が回転される。圧縮機ハウジング5の圧縮機スクロール6内には、前記タービンインペラ4と同軸の圧縮機インペラ(図示せず)が設けてあり、圧縮機インペラの回転により軸中心の空気取入口7aから取り入れた空気を圧縮し、圧縮した空気は圧縮空気取出口7bからエンジンに供給されてエンジンを過給するようになっている。
1 and 2 show an example of an exhaust turbine supercharger having a wastegate valve of the present invention provided in an engine. The turbine housing 1 of the
図2(b)に示す如く、前記タービンインペラ4を駆動した排気ガスは、排気ガス出口部8から排気ガス流路9に排出される。又、エンジンに供給される圧縮空気の過給圧を制御するために、前記排気ガス入口部3と排気ガス出口部8との間に排気ガスをバイパスさせるバイパス流路10を設けると共に、バイパス流路10に設けた弁座面10aに当接してバイパス流路10の開閉を行うウエストゲートバルブ11を設けている。ウエストゲートバルブ11は、エンジンへの過給圧が設定値を越えると、図2に示すウエストゲートバルブ11の弁体12が開かれて、排気ガスの一部がタービンインペラ4をバイパスしてバイパス流路10から排気ガス流路9に送られるようになっている。
As shown in FIG. 2 (b), the exhaust gas that has driven the turbine impeller 4 is discharged from the exhaust
前記ウエストゲートバルブ11を回動する回動軸13は、バイパス流路10を貫通してタービンハウジング1の外部に導かれており、回動軸13の外側端部には、レバー14を介して前記回動軸13と平行な駆動ピン15がクランク状に固定されている。前記駆動ピン15には図1に示す如く、前記駆動ピン15を押し引きすることにより前記レバー14を介して回動軸13を回動するアクチュエータ16が接続されている。アクチュエータ16は、圧縮空気の過給圧が設定値を越えたときに、ウエストゲートバルブ11を開いて、前記排気ガスの一部をタービンインペラ4をバイパスさせて、前記排気ガス入口部3から排気ガス流路9に排出する。アクチュエータ16としては空気駆動によるダイヤフラム式駆動装置が用いられる。
A rotating
前記ウエストゲートバルブ11は、図2(b)、図3に示す如く、前記回動軸13に固定された取付板17と、該取付板17に取り付けられた弁体12とを有している。
As shown in FIGS. 2B and 3, the
前記取付板17は、円板状の支持板18と、該支持板18の外側に一体に形成されて、前記回動軸13が嵌合する前記支持部18の面と平行な嵌合穴19を有する固定部20とから構成されている。21は前記回動軸13と溶接固定するために前記固定部20に備えた溶接穴である。
The
前記弁体12は、シール面12aの背面側に、前記取付板17の支持板18の中心に備えた貫通穴18aに貫通するよう突出した貫通軸22を形成していると共に、該貫通軸22の軸心には取付ピン23が形成されている。前記弁体12の貫通軸22を支持板18の貫通穴18aに貫通させ、更に、前記取付ピン23に座金24を嵌合させて、座金24から突出した前記取付ピン23の先端をカシメ加工することでカシメ部23'を形成することにより、前記弁体12は、前記座金24との間で支持板18を挾持するようにして取付板17に取り付けられる。
The
尚、前記取付板17の支持板18には、図2、図3に示すように、円板状の支持板18と略同径の座金24が取付られており、一方、取付板17と一体の固定部20の長手方向中心は、前記支持板18の中心に対して距離Xだけ偏心(オフセット)しており、このため、図3に示すように、前記支持板18が偏心した側の上面における座金24の外側には平坦部25が現われている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
前記したように、取付ピン23により座金24を介して取付板17に取り付けた弁体12は、取付板17及び取付ピン23との間に隙間を有しているために、弁体12が排気ガスの作用を受けて回転する問題がある。
As described above, since the
本発明では、前記取付板17と弁体12との間に、回転規制手段26を設けて、前記取付板17に対して前記弁体12が回転しないように規制した。
In the present invention, the rotation restricting means 26 is provided between the
図2、図3は、前記回転規制手段26の第1の参考例を示しており、前記取付板17を1つの被係止部50と見做し、前記支持板18から固定部20に連なる部分の一側の被係止辺27aと他側の被係止辺27bに対応して前記取付板17を挟むように、前記弁体12に、2つの係止部51a,51bを突設している。図3中、28は、前記支持板18における平坦部25に対して弁体12の軸中心を挟んで反対側の位置の支持板18の外周に、外方へ突出して設けた押え凸部である。
2 and 3 show a first reference example of the
図4は、本発明の第2の参考例を示しており、図4の参考例では、弁体12に、支持板18側(図4の上側)へ突出した1つの被係止部50が設けてあり、前記取付板17における前記他側の被係止辺27bに近接した位置の支持板18の外周に外方へ突出した係止部51aを設け、該係止部51aと前記他側の被係止辺27bとからなる2つの係止部51a,51bによって前記被係止部50を挟むようにしている。
FIG. 4 shows a second reference example of the present invention. In the reference example of FIG. 4, the
図5は、本発明の実施例を示しており、図5の実施例では、弁体12に、支持板18側(図4の上側)へ突出させた1つの被係止部50を設け、又、前記取付板17における前記支持板18の外周に、前記被係止部50を挟むように外方へ突出した2つの係止部51a,51bを設けた場合を示している。この時、2つの係止部51a,51bの一方(図5(a)では51a)は、前記平坦部25に対して弁体12の軸中心を中心に反対側に位置している。又、図5に代えて、前記支持板18の外周における前記係止部51aの位置に1つの被係止部50を設け、該被係止部50を挟むように、弁体12に、支持板18側(図4の上側)へ突出させた2つの係止部51a,51bを設けてもよい。
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 5, the
以下に、上記した参考例及び本発明の実施例の作動を説明する。 The operation of the reference example and the embodiment of the present invention will be described below.
図2〜図5に示す如く、前記取付板17と弁体12の一方に備えた1つの被係止部50と、該1つの被係止部50を挟んで回転を規制するよう前記取付板17と弁体12の他方に2つの係止部51a,51bを設けた回転規制手段26を備えたことにより、弁体12はA方向とB方向のいずれの方向にも回転が規制されるので、従来問題となっていた弁体12が回転することによる偏摩耗の問題を確実に防止することができる。
As shown in FIGS. 2 to 5, one locked
又、前記ウエストゲートバルブ11では、ウエストゲートバルブ11とタービンハウジング1及び弁座面10aの製作誤差を解消するために、前記取付板17の固定部20の嵌合穴19に回動軸13を嵌合させ、弁体12のシール面12aを弁座面10aに押付けた状態において、前記溶接穴21を埋めるように溶接部21aを形成するようにして、取付板17と回動軸13を固定している。
Further, in the
溶接時には、前記弁体12のシール面12aが弁座面10aに密着するように取付板17を押し付けた状態で前記溶接を行う必要があるが、図2(a)に示すように、溶接作業は排気ガス流路9の狭い空間から行う必要があるため、取付板17を安定して押し付けることが難しい。
At the time of welding, it is necessary to perform the welding while pressing the mounting
しかし、前記支持板18の平坦部25に対して弁体12の軸中心を挟んで反対側の位置の支持板18に押え凸部28を設けたことにより、図3に示すような二股の押え具29を用いて、前記押え凸部28と平坦部25を同時に押すことにより、取付板17を確実に押し付けることができる。又、図5に示した実施例のように、前記支持板18における平坦部25に対し、弁体12の軸中心を挟んで反対側位置に係止部51aが位置するように設けた場合には、該係止部51aと前記平坦部25を押え具29により同時に押付けることができる。
However, the presser
図6は、本発明の第3の参考例を示しており、図6の参考例では、前記取付板17の下面(弁体12側)には係止穴30が形成してあり、又、前記弁体12には前記係止穴30に嵌合するように突出した係止凸部31を設けることで、回転規制手段26を構成している。上記係止穴30と係止凸部31を設ける位置は任意に選定することができる。尚、前記弁体12に係止穴30を設け、該係止穴30に嵌合するように支持板18の下面(弁タイ側)に係止凸部31を設けてもよい。
FIG. 6 shows a third reference example of the present invention. In the reference example of FIG. 6, a locking
図6に示す第3の参考例では、前記取付板17と弁体12の一方に備えた係止穴30と、該係止穴30に嵌合する係止凸部31を前記取付板17と弁体12の他方に設けたので、前記係止穴30と係止凸部31の係合により、弁体12はA方向とB方向のいずれの方向にも回転が規制され、よって、従来問題となっていた弁体12が回転することによる偏摩耗の問題を確実に防止することができる。
In the third reference example shown in FIG. 6, a locking
尚、本発明のウエストゲートバルブは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、排気タービン過給機付きエンジン或いはその他のエンジン等の種々の排気ガス流路に設けられるウエストゲートバルブに適用することができること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The waste gate valve of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is applied to a waste gate valve provided in various exhaust gas passages such as an engine with an exhaust turbine supercharger or other engines. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
11 ウエストゲートバルブ
12 弁体
13 回動軸
17 取付板(被係止部)
18 支持板
23 取付ピン
24 座金
25 平坦部
26 回転規制手段
50 被係止部
51a,51b 係止部
11
18
25
Claims (1)
前記取付板と弁体との間に設けられ、前記取付板に対し前記弁体が回転しないように規制する回転規制手段と、
前記支持板における平坦部に対して前記弁体の軸中心を挟んで反対側の位置における前記支持板の外周に設けられた押え凸部とを備え、
前記回転規制手段が、前記取付板と弁体の一方に備えた1つの被係止部と、該1つの被係止部を挟んで回転を規制するよう前記取付板と弁体の他方に備えた2つの係止部とからなり、前記2つの係止部の一方は、前記平坦部に対して前記弁体の軸中心を挟んで反対側に位置していることを特徴とするウエストゲートバルブ。 A wastegate valve in which a valve body is attached to a mounting plate including a support plate and fixed to a rotating shaft via a mounting pin and a washer,
A rotation restricting means provided between the mounting plate and the valve body for restricting the valve body from rotating relative to the mounting plate;
A presser convex portion provided on the outer periphery of the support plate at a position opposite to the flat portion of the support plate across the axial center of the valve body ,
The rotation restricting means includes one locked portion provided on one of the mounting plate and the valve body, and the other of the mounting plate and the valve body so as to restrict the rotation with the one locked portion interposed therebetween. A wastegate valve, wherein one of the two locking portions is located on the opposite side of the flat portion with the axial center of the valve body interposed therebetween. .
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