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JP6682899B2 - アクチュエータ - Google Patents

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Description

本発明は、アクチュエータに関し、特に、ターボチャージャの可動部を作動させるアクチュエータに関する。
従来、エンジンに搭載されるターボチャージャには、可変ノズルやウェイストゲートバルブ等の可動部を作動させるためのアクチュエータが取り付けられている。一般的に、この種のアクチュエータは、ターボチャージャの可動部にリンク結合されたロッドと、ロッドを摺動自在に軸支する軸受部を有するケースと、ケース内に収容されたダイヤフラム等を備えて構成されている。
アクチュエータのロッドとケースの軸受部との間には隙間があるため、特にアクチュエータをターボチャージャの下側に取り付けた場合には、隙間からケース内に水や塵埃が侵入し易くなり、ケース内のダイヤフラム等を腐食或は故障させる可能性がある。このため、ロッドと軸受部との摺動部をブーツ等で覆うことで、水や塵埃の浸入を効果的に防止する技術が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０−１９６７８３号公報
ところで、タービンハウジングの周囲は、タービンハウジング内を流れる排気ガスの影響で高温になるため、アクチュエータをターボチャージャに隣接して配置すると、ブーツの熱劣化を引き起こす課題がある。また、ブーツの熱劣化を防止するために、アクチュエータをターボチャージャから離間して取り付けると、エンジン周囲のスペース上の制約からターボチャージャの搭載性を悪化させる課題もある。
開示の技術は、アクチュエータのブーツの熱劣化を効果的に防止することを目的とする。
開示の技術は、排気により駆動されるタービンを収容したタービンハウジング及び、前記タービンと同軸に配置されて吸気を圧送するコンプレッサを収容したコンプレッサハウジングを含むターボチャージャの可動部を作動させるアクチュエータであって、一端側を前記可動部にリンク結合されたロッドと、前記ロッドの他端側を摺動自在に軸支する軸受部を有するケースと、前記ロッドと前記軸受部との摺動部を覆うと共に、その外周面の少なくとも一部が前記タービンハウジングの外周面に臨むブーツと、前記タービンハウジングと前記ブーツとの間に配置された遮熱部材と、を備えることを特徴とする。
前記遮熱部材が少なくとも前記タービンハウジングに臨む前記ブーツの外周面を覆う縦壁部と、前記ブーツの先端側を覆うフランジ部とを有することが好ましい。
前記縦壁部が円筒状に形成されて前記ブーツの外周面全体を覆うものでもよい。
前記ロッド及び前記ブーツの少なくとも先端側を前記タービンハウジングと前記コンプレッサハウジングとの間に挿入させて前記ケースを前記タービンハウジング又は前記コンプレッサハウジングの少なくとも一方に隣接して取り付けるためのブラケットをさらに備えてもよい。
開示の技術によれば、アクチュエータのブーツの熱劣化を効果的に防止することができる。
本発明の第一実施形態に係るアクチュエータ及びターボチャージャを示す模式的な側面図である。 本発明の第一実施形態に係るアクチュエータ及びターボチャージャを示す模式的な斜視図である。 本発明の第二実施形態に係るアクチュエータ及びターボチャージャを示す模式的な斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るアクチュエータ及びターボチャージャを示す模式的な側面図である。
以下、添付図面に基づいて、本発明の各実施形態に係るアクチュエータを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
［第一実施形態］
図１，２に示すように、ターボチャージャ２０は、所謂可変容量型ターボチャージャであって、排気ガスにより駆動する図示しないタービンを収容したタービンハウジング２１と、タービンと同軸に設けられて吸気を圧送する図示しないコンプレッサを収容したコンプレッサハウジング２２と、タービンに設けられた図示しない可変ノズルとを備えている。可変ノズルは、後述するアクチュエータ３０によって作動される。
アクチェータ３０は、ロッド部材３１と、ロッド部材３１の雄ネジ部３１Ａに螺合されて可変ノズル（不図示）にリンク機構３７を介して連結されたターンバックル３２と、ロッド部材３１の基端側を摺動自在に軸支する軸受部を有するケース部材３３と、ロッド部材３１とケース部材３３の軸受部との摺動部（隙間）を覆うゴム等の弾性部材で形成された伸縮自在なブーツ３４と、ケース部材３３をコンプレッサハウジング２２に固定する略Ｌ字状のブラケット３５と、ブーツ３４を保護するための遮熱カバー部材４０とを備えている。ロッド部材３１の雄ネジ部３１Ａには、ターンバックル３２の回り止めとして機能するナット３６が螺合されている。
ケース部材３３の内部は、ロッド部材３１の基端部に固定された図示しないダイヤフラムによって高圧室と低圧室とに区画され、低圧室内にはダイヤフラムを高圧室側に付勢する図示しないリターンスプリングが収容されている。高圧室内に作動圧が導入されると、ダイヤフラムが低圧室側に移動してロッド部材３１をケース部材３３内に引き戻し、高圧室内から作動圧が開放されると、ダイヤフラムがリターンスプリングによって高圧室側に戻されてロッド部材３１をケース部材３３から押し出すようになっている。なお、アクチェータ３０は、空圧式や油圧式に限定されず、電動式等であってもよい。
本実施形態において、アクチュエータ３０はターボチャージャ２０に隣接して取り付けられており、ロッド部材３１及びブーツ３４の先端側が互いに対向するタービンハウジング２１の背面とコンプレッサハウジング２２の背面との間に挿入配置されている。
遮熱カバー部材４０は、排気ガスにより高温になるタービンハウジング２１からブーツ３４を保護するもので、好ましくは、ステンレス鋼等の遮熱材料やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）等で形成されている。より詳しくは、遮熱カバー部材４０は、横断面略円弧状の半円筒状に形成された遮熱用縦壁部４１と、遮熱用縦壁部４１の基端部から外周側に略直角に屈曲形成された固定用フランジ部４２と、遮熱用縦壁部４１の先端部を内周側に湾曲して形成した遮熱用フランジ部４３とを備えている。
固定用フランジ部４２は、図示しないビス等によってケース部材３３の上面に固定されている。遮熱用縦壁部４１は、タービンハウジング２１の背面とブーツ３４の外周面との間に挿入配置されており、その長さをブーツ３４の最大長よりも長く形成されている。遮熱用フランジ部４３は、タービンハウジング２１に臨むブーツ３４の先端側を覆うように、遮熱用縦壁部４１の先端部からブーツ３４のロッド挿通開口部３４Ａに向かって略円弧状に湾曲形成されている。すなわち、排気ガスによって高温になるタービンハウジング２１に臨むブーツ３４の外周面や先端側を遮熱用縦壁部４１及び遮熱用フランジ部４３によって覆うことで、タービンハウジング２１からブーツ３４への熱伝達が効果的に遮断されるようになっている。
以上詳述したように、本実施形態によると、排気ガスにより高温になるタービンハウジング２１とブーツ３４との間に遮熱カバー部材４０を配置したことで、タービンハウジング２１からブーツ３４への熱伝達を効果的に遮断することが可能になる。これにより、タービンハウジング２１に隣接して設けられたアクチュエータ３０のブーツ３４が熱により劣化することを効果的に防止することができる。
また、遮熱カバー部材４０によってブーツ３４が保護されることで、従来構造に比べ、固定用のブラケット３５を短くしてアクチュエータ３０をターボチャージャ２０に隣接して取り付けることが可能となり、ターボチャージャ２０のエンジン搭載性を確実に向上することができる。
［第二実勢形態］
図３に示すように、第二実施形態に係るアクチュエータ３０は、第一実施形態の遮熱用縦壁部４１を円筒状に形成して、ブーツ３４の外周面全体を遮熱カバー部材４０によって覆うように構成したものである。
このように、遮熱カバー部材４０によってブーツ３４の外周面全体を覆うことで、第一実施形態と同様にタービンハウジング２１からブーツ３４への熱伝達を遮断しつつ、コンプレッサハウジング２２からブーツ３４への熱伝達も効果的に遮断されるようになり、ブーツ３４の熱劣化を確実に防止することが可能になる。
なお、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、図４に示すように、第一実施形態において、遮熱カバー部材４０をタービンハウジング２１とブーツ３４との間のみならず、コンプレッサハウジング２２とブーツ３４との間にさらに設けて構成してもよい。この場合も第二実施形態と同様に、コンプレッサハウジング２２からブーツ３４への熱伝達を効果的に遮断することが可能となり、ブーツ３４の熱劣化を確実に防止することができる。
また、固定用のブラケット３５はケース部材３３をコンプレッサハウジング２２に取り付けるものとして説明したが、ケース部材３３をタービンハウジング２１に固定するものでもよい。
また、アクチュエータ３０は、ターボチャージャ２０の可変ノズルを作動させるものに限定されず、ターボチャージャ２０に隣接配置されるものであれば、例えば、ウェイストゲートバルブ等の他の可動部を作動させるものであってもよい。
２０ ターボチャージャ
２１ タービンハウジング
２２ コンプレッサハウジング
３０ アクチュエータ
３１ ロッド部材
３２ ターンバックル
３３ ケース部材
３４ ブーツ
３５ ブラケット
４０ 遮熱カバー部材
４１ 遮熱用縦壁部
４２ 固定用フランジ部
４３ 遮熱用フランジ部

Claims (3)

  1. 排気により駆動されるタービンを収容したタービンハウジング及び、前記タービンと同軸に配置されて吸気を圧送するコンプレッサを収容したコンプレッサハウジングを含むターボチャージャの可動部を作動させるアクチュエータであって、
    一端側を前記可動部にリンク結合されたロッドと、
    前記ロッドの他端側を摺動自在に軸支する軸受部を有するケースと、
    前記ロッドと前記軸受部との摺動部を覆うと共に、その外周面の少なくとも一部が前記タービンハウジングの外周面に臨むブーツと、
    前記タービンハウジングと前記ブーツとの間に配置された遮熱部材と、を備え、
    前記遮熱部材が、少なくとも前記タービンハウジングに臨む前記ブーツの外周面を覆う縦壁部と、前記ブーツの先端側を覆う遮熱用フランジ部とを有し、
    前記縦壁部が、円筒状に形成されて前記ブーツの外周面全体を覆う
    ことを特徴とするアクチュエータ。
  2. 前記遮熱部材が、前記縦壁部の基端部から外周側に屈曲形成されると共に前記ケースに固定される固定用フランジ部を複数有し、
    前記固定用フランジ部が、周方向にそれぞれ離間して設けられる
    請求項１に記載のアクチュエータ。
  3. 前記ロッド及び前記ブーツの少なくとも先端側を前記タービンハウジングと前記コンプレッサハウジングとの間に挿入させて前記ケースを前記タービンハウジング又は前記コンプレッサハウジングの少なくとも一方に隣接して取り付けるためのブラケットをさらに備える
    請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
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