(57)【要約】【課題】ロッドを摺動自在に支持するブッシュを設けた場合は、部品点数が増加するため、高価となり、また組立が複雑になる。【解決手段】空気圧が導入されるケース２０と、ケース２０とで圧力室を形成する弾性体で形成されたダイアフラム２３と、一端がダイアフラム２３に取り付けられたロッド１６と、頭部２９ａの外周縁部に平面部２９ｂを形成したボルト２９と、ケース２０とでダイアフラム２３を挟着するハウジング２２とを備え、ハウジング２２は、ボルト２９を突出させ平面部２９ｂを当接するとともに、ロッド１６を貫通するバーリング２８を形成している。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧が導入されるケースと、
前記ケースとで圧力室を形成する弾性体で形成されたダイアフラムと、
一端が前記ダイアフラムに取り付けられたロッドと、
頭部の外周縁部に平面部を形成したボルトと、
前記ケースとで前記ダイアフラムを挟着するハウジングとを備え、
前記ハウジングは、前記ボルトを突出させ前記平面部を当接するとともに、前記ロッドを貫通するバーリングを形成したことを特徴とするターボ用空圧式アクチュエータ。
【請求項２】
前記平面部は前記ハウジングの内壁に当接すること
を特徴とする請求項１に記載のターボ用空圧式アクチュエータ。
【請求項３】
前記平面部は前記ハウジングに形成された凸部に当接すること
を特徴とする請求項１に記載のターボ用空圧式アクチュエータ。
【請求項４】
前記平面部は前記ハウジングに形成された爪に当接すること
を特徴とする請求項１に記載のターボ用空圧式アクチュエータ。
【請求項５】
前記バーリングの先端はＲ形状に形成されたこと
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のターボ用空圧式アクチュエータ。
【請求項６】
ウエストゲートバルブのアクチュエータに用いられること
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のターボ用空圧式アクチュエータ。
【請求項７】
可変容量ターボチャージャのアクチュエータに用いられること
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のターボ用空圧式アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はターボ用空圧式アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャは、エンジンからの排気ガスによってタービンを回転させ、タービンと一体に回転するコンプレッサで吸気を加圧して、その加圧された空気をエンジンに供給する構成である。そのため、加圧の過上昇を防止するために排気ガスの流量を制限するウエストゲートバルブが備えられている。ウエストゲートバルブには、バルブを回動して開閉するレバーが設けられており、レバーの端部にはターボ用空圧式アクチュエータのロッドの先端が取り付けられている。このロッドの直動運動によりレバーを揺動させてバルブを開閉している。また、このターボ用空圧式アクチュエータは、ターボチャージャに設けられたブラケットを介して取り付けられている。
【０００３】
そこで、従来のアクチュエータは、ピストンロッドを摺動自在に支持するブッシュと、第１部材の底部の中央から外部に向けて突出してブッシュを収容する収容部を備えている。そして、ブラケットに固定するため、第１部材の底部内壁に当接するリング状のステーと、このステーの対向する位置に頭部の末端が、かしめ、篏合または圧入等の手段により連結されるとともに相互に平行する一対の、第１部材の底部のボルト孔から突出する、ボルトと、このボルトに螺合される一対のナットとを備えて構成している。（例えば特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９５２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来のアクチュエータは、ピストンロッドを摺動自在に支持するブッシュと、ブラケットに固定するためのボルトが連結されたステーを備えた構成にしている。従って、部品点数が増加する。その結果、アクチュエータが高価になるとともに、組立が複雑になるという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、部品点数を削減して低価格化するとともに、組立が容易なターボ用空圧式アクチュエータを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わるターボ用空圧式アクチュエータは、空気圧が導入されるケースと、ケースとで圧力室を形成する弾性体で形成されたダイアフラムと、一端がダイアフラムに取り付けられたロッドと、頭部の外周縁部に平面部を形成したボルトと、ケースとでダイアフラムを挟着するハウジングとを備え、ハウジングは、ボルトを突出させ平面部を当接するとともに、ロッドを貫通するバーリングを形成している。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成されたターボ用空圧式アクチェータは、ボルトの頭部の外周縁部に平面部を設けるとともに、ハウジングにロッドを貫通して摺動自在に支持するバーリングを形成することにより、部品点数を削減して低価格化するとともに、組立が容易なターボ用空圧式アクチュエータを得ることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るターボ用空圧式アクチュエータが搭載されるターボチャージャシステムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るターボ用空圧式アクチュエータによってバルブが開閉される構造を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るターボ用空圧式アクチュエータの断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るターボ用空圧式アクチュエータのボルトの頭部とハウジングの構造を示す要部斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るターボ用空圧式アクチュエータのボルトの頭部とハウジングの構造を示す要部斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係るターボ用空圧式アクチュエータのボルトの頭部とハウジングの構造を示す要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１におけるターボ用空圧式アクチュエータについて図１〜６を用いて説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るターボ用空圧式アクチュエータが搭載されるターボチャージャシステムの構成を示す図である。図２は、この発明の実施の形態１に係るターボ用空圧式アクチュエータによってバルブが開閉される構造を示す図である。図３は、この発明の実施の形態１に係るターボ用空圧式アクチュエータの断面図である。図４は、この発明の実施の形態１に係るターボ用空圧式アクチュエータのボルトの頭部とハウジングの構造を示す要部斜視図である。図５は、この発明の実施の形態２に係るターボ用空圧式アクチュエータのボルトの頭部とハウジングの構造を示す要部斜視図である。図６は、この発明の実施の形態３に係るターボ用空圧式アクチュエータのボルトの頭部とハウジングの構造を示す要部斜視図である。
【００１１】
図１に示すように、ターボチャージャ１は、エンジン２からの排気通路３を流通する排気ガスにより回転するタービン４と、タービン４と一体に回転して吸入した空気を加圧してエンジン２への吸入通路５へ流通させるコンプレッサ６と、排気通路３に設けられて排気ガスの一部を排気バイパス通路７からマフラ８へ迂回させるためのウエストゲートバルブ９と、ウエストゲートバルブ９を開閉させるターボ用空圧式アクチュエータ１０と、ターボ用空圧式アクチュエータ１０を駆動させるための負圧を発生させる負圧ポンプ１１、及び、負圧ポンプ１１で発生させた負圧を制御してターボ用空圧式アクチュエータ１０へ導入するソレノイドバルブ１２とで構成されている。
【００１２】
図２に示すように、ウエストゲートバルブ９は、排気通路３を流通する排気ガスを排気バイパス通路７へ迂回させるための開口であるウエストゲート１３に設けられ、排気バイパス通路７の内部に配置されている。このウエストゲートバルブ９には回動自在に軸支された軸１４が取り付けられており、軸１４の一端は排気バイパス通路７に設けられた穴から排気ガスが漏れないようにシール部材（図示せず）を介在して回動自在に外部へ突出されている。そして、外部に突出した軸１４にはレバー１５の一端が回動自在に取り付けられ、レバー１５の他端がターボ用空圧式アクチュエータ１０のロッド１６の先端にピン軸１７により屈曲自在に取り付けられている。
【００１３】
図３が示すように、ターボ用空圧式アクチュエータ１０は、ロッド１６と、ケース２０と、ハウジング２２と、ダイアフラム２３と、スプリング２５と、スプリングホルダ２６と、ホルダ２７、及び、ボルト２９とで構成されている。そして、ターボチャージャ１に設けられたブラケット３０にボルト２９とナット３１によって固定される。
【００１４】
ターボ用空圧式アクチュエータ１０は、片側が閉じた円筒状のケース２０と、同じく片側が閉じた円筒状のハウジング２０とが開口側を対向してダイアフラム２３を挟み込んでかしめられている。これにより、ケース２０とダイアフラム２３とて気密された圧力室２４が形成されている。また、ケース２０、ハウジング２２、及び、ダイアフラム２３の中心軸は同一線上に配置されている。
【００１５】
ロッド１６は、金属の棒材で形成されてハウジング２２に形成されたバーリング２８から摺動自在に突出している。
また、ロッド１６の片端には、ダイアフラム２３を挟着したスプリングホルダ２６とホルダ２７とをワッシャ（図示せず）を介在してハイスピンカシメなどによって固定している。また、ロッド１６の中心軸はロッド１６が押し出された状態においてハウジング２２と同一線上に配置されている。
【００１６】
ケース２０は、板金で形成されており、圧力室２４へ負圧を導入するニップル２１が設けられている。
【００１７】
ハウジング２２は、板金で形成されており、ロッド１６を突出するバーリング２８が穿設されている。また、ターボ用空圧式アクチュエータ１０をブラケット３０にナット３１とで固定するためのボルト２３が突出する穿孔が設けられている。
【００１８】
ダイアフラム２３は、圧力室２４の圧力により弾性変形するゴムなどの弾性体によって、ハウジング２２の側に底のある椀状に形成されている。
【００１９】
スプリング２５は、圧力室２４の内部に配置され、片端がケース２０に設けられた円環状の突出部に嵌め込まれ、他端がスプリングホルダ２６を介在してダイアフラム２３を付勢している。また、スプリング２５の中心軸はケース２０の中心軸と同一線上に配置されている。
【００２０】
スプリングホルダ２６は、板金又は樹脂によって、外径がダイアフラム２３より若干小さい椀状に形成され、底の外側がダイアフラム２３に密接されている。また、スプリングホルダ２６の中心軸はダイアフラム２３の中心軸と同一線上に配置されている。
このスプリングホルダ２６は、レバー１５が取り付けられた反対側のアクチュエータロッド１６の端部に、ホルダ２７とでダイアフラム２３を挟着してハイスピンカシメなどによって取り付けられている。
【００２１】
ホルダ２７は、板金又は樹脂によって、外径がスプリングホルダ２６の底と等しい円板形状に形成され、ダイアフラム２３に密接されている。また、ホルダ２７は、ロッド１６が押し出された状態又はブラケット３０に組み付けられる状態において、スプリング２５の付勢力によりボルト２９の頭部２９ａに当接されている。また、ホルダ２７の中心軸はダイアフラム２３の中心軸と同一線上に配置されている。
このホルダ２７は、レバー１５が取り付けられた反対側のアクチュエータロッド１６の端部に、スプリングホルダ２６とでダイアフラム２３を挟着してハイスピンカシメなどによって取り付けられている。
【００２２】
バーリング２８は、ハウジング２２の底にバーリング加工によって穿設されており、ハウジング２２の外側にフランジ部２８ａが形成されている。また、フランジ部２８ａの縁は穴の外側方向へ断面Ｕ字形状に形成されている。また、穴の外周縁部にはハウジング２２の内側へ環状に盛り上げられた隆起部２８ｂが形成されている。この隆起部２８ｂはボルト２９の頭部２９ａより低く形成されている。なお、バーリング２８の中心軸はハウジング２２の中心軸と同一線上に配置されて、ロッド１６が摺動自在に支持されている。
【００２３】
ボルト２９は、頭部２９ａがハウジング２２の内側に配設されてハウジング２２の穿孔から突出して、ブラケット３０にハウジング２２と一緒にナット３１で固定される。
【００２４】
図４が示すように、ボルト２９の頭部２９ａはＤカット形状で形成されている。また、Ｄカット形状によって形成された平面部２９ｂが、ハウジング２２の内壁に当接されている。
【００２５】
次に、このように構成されたターボ用空圧式アクチュエータにおける作用について図２及び図３を用いて説明する。ニップル２１に導入された負圧は、圧力室２４に大気との差圧を発生させる。この差圧がスプリング２５の付勢力を超えると、ダイアフラム２３が弾性変形して圧力室２４の側へ引き寄せられる。そして、ダイアフラム２３に接続されたロッド１６が、バーリング２８を摺動してターボ用空圧式アクチュエータ１０の内部へ引き込まれる。その結果、アクチュエータロッド１６はピン軸１７によりレバー１５に屈曲自在に取り付けられていので、レバー１５がアクチュエータロッド１６の引き込み動作によって軸１４を支点として回動される。これにより、レバー１５が取り付けられたウエストゲートバルブ９が開かれる。
【００２６】
ニップル２１に導入された負圧が解除されると、スプリング２５の付勢力によってダイアフラム２３の弾性変形は元に戻される。そして、ダイアフラム２３に接続されたロッド１６は、ターボ用空圧式アクチュエータ１０から押し出される。その結果、レバー１５は反対方向へ回動される。これにより、バルブ９が閉じられる。
【００２７】
したがって、ロッド１６は直動運動を生じる。この直動運動を生じるロッド１６は、ハウジング２２に形成されたバーリング２８によって摺動自在に支持される。
【００２８】
次に、ターボ用空圧式アクチュエータのターボチャージャへの取り付けについて図３及び図４を用いて説明する。ターボ用空圧式アクチュエータ１０は、ターボチャージャ１に設けられたブラケット３０に、ハウジング２２をボルト２９とナット３１とによって固定される。ターボ用空圧式アクチュエータ１がブラケット３０に組み付けられる状態において、ボルト２９の頭部２９ａはスプリング２５により付勢されたホルダ２７が当接されているので、ボルト２９はハウジング２２に押し付けられて保持される。また、頭部２９ａに形成されたＤカット形状の平面部２９ｂはハウジング２２の内壁に当接されているので、ボルト２９の締め付け時の空転が回避される。これによりハウジング２２がブラケット３０に確実に締結される。
【００２９】
以上述べたように、この実施の形態１にて示したターボ用空圧式アクチュエータにあっては、ハウジング２２にロッド１６が貫通して摺動自在に支持するバーリング２８を形成することにより、従来のブッシュを用いる場合に比べて、部品点数を削減できるので安価となり、また、組立性とメンテナンス性を向上させることができるという効果を奏する。
更に、従来のブッシュを省略できるので、小型化と軽量化できるという効果も奏する。
【００３０】
また、実施の形態１にて示したターボ用空圧式アクチュエータにあっては、ボルト２９の頭部２９ａにＤカット形状を形成して、Ｄカット形状によって形成された平面部２９ｂをハウジング２２の内壁に当接させることにより、ボルト２９の締め付け時の空転を回避できる。これによって、従来のステーを用いる場合に比べて、部品点数を削減できるので安価となり、また、組立性とメンテナンス性を向上させることができるとともに、確実にターボチャージャ１へ取り付けることができるので信頼性が向上するという効果も奏する。
【００３１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２におけるターボ用空圧式アクチュエータについて図５を用いて説明する。図５は、この発明の実施の形態２に係るターボ用空圧式アクチュエータのボルトの頭部とハウジングの構造を示す要部斜視図である。なお、図５中、図３、及び、図４と同一符号は同一、または、相当分を示す。
【００３２】
この実施の形態２のターボ用空圧式アクチュエータは、実施の形態１のターボ用空圧式アクチュエータが、ボルト頭部２９ａにＤカット形状で形成された平面部２９ｂをハウジング２２の内壁に当接するように構成されているものに対して、ボルト頭部６９ａに二面取りのＤカット形状を形成して、ハウジング６２の底に、平面部６９ｂが当接する凸部６０を設けて構成したものである。また、凸部６０は、二面の平面部６９ｂの各々に設けられている。
【００３３】
すなわち、ボルト頭部６９ａに形成された平面部６９ｂと、ハウジング６２に設けられた凸部６０の構成が、実施形態１に示したターボ用空圧式アクチュエータのボルト頭部２９ａ、及び、ハウジング２２と異なるだけであり、その他の構成は同じである。
【００３４】
このように構成された実施の形態２に示されたターボ用空圧式アクチュエータにあっても、実施の形態１に示されたターボ用空圧式アクチュエータと同様の作用をし、ボルト頭部６９ａに二面取りのＤカット形状を形成して、Ｄカット形状によって形成された平面部６９ｂをハウジング６２に設けられた凸部６０に当接させることにより、ボルト６９の締め付け時の空転を回避できる。これによって、確実にターボチャージャ１へ取り付けることができるので信頼性が向上するという効果を奏する。
さらに、凸部６０をハウジング６２の中心軸側に設けることができるので、ターボ用空圧式アクチュエータを小型化できるという効果も奏する。
【００３５】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３におけるターボ用空圧式アクチュエータについて図６を用いて説明する。図６は、この発明の実施の形態３に係るターボ用空圧式アクチュエータのボルトの頭部とハウジングの構造を示す要部斜視図である。なお、図６中、図３、及び、図４と同一符号は同一、または、相当分を示す。
【００３６】
この実施の形態３のターボ用空圧式アクチュエータは、実施の形態１のターボ用空圧式アクチュエータが、ボルト頭部２９ａにＤカット形状で形成された平面部２９ｂをハウジング２２の内壁に当接するように構成されているものに対して、ハウジング７２の底に、平面部２９ｂが当接する爪７０を設けて構成したものである。また、爪７０はハウジング７２の底の切り込みよって形成されている。
【００３７】
すなわち、ハウジング７２に設けられた爪７０の構成が、実施形態１に示したターボ用空圧式アクチュエータのハウジング２２と異なるだけであり、その他の構成は同じである。
【００３８】
このように構成された実施の形態３に示されたターボ用空圧式アクチュエータにあっても、実施の形態１に示されたターボ用空圧式アクチュエータと同様の作用をし、ボルト頭部２９ａに形成された平面部２９ｂをハウジング７２に設けられた爪７０に当接させることにより、ボルト２９の締め付け時の空転を回避できる。これによって、確実にターボチャージャ１へ取り付けることができるので信頼性が向上するという効果を奏する。
さらに、爪７０をハウジング７２の中心軸側に設けることができるので、ターボ用空圧式アクチュエータを小型化できるという効果も奏する。
【００３９】
なお、上記した実施の形態１では、ニップル２１へは負圧が導入されるものとしたが、正圧であっても良い。
【００４０】
ところで、上記した実施の形態に示したターボ用空圧式アクチュエータは、ターボチャージャのウエストゲートバルブを駆動するアクチュエータとして説明したが、ウエストゲートバルブに限られるものではなく、例えば、可変容量ターボチャージャを駆動するアクチュエータなど、ウエストゲートバルブとは異なるバルブを駆動するものであっても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４１】
１  ターボチャージャ、  ２  エンジン、  ３  排気通路、  ４  タービン、  ５  吸気通路、  ６  コンプレッサ、  ７  排気バイパス通路、  ８  マフラ、  ９  ウエストゲートバルブ、  １０  ターボ用空圧式アクチュエータ、  １１  負圧ポンプ、  １２  ソレノイドバルブ、  １３  ウエストゲート、  １４  軸、  １５  レバー、  １６  ロッド、  １７  ピン軸、  ２０  ケース、  ２１ニップル、  ２２、６２、７２  ハウジング、  ２３  ダイアフラム、  ２４  圧力室、  ２５  スプリング、  ２６  スプリングホルダ、  ２７  ホルダ、  ２８  バーリング、  ２８ａ  フランジ部、  ２８ｂ  隆起部、  ２９、６９  ボルト、  ２９ａ、６９ａ  頭部、  ２９ｂ、６９ｂ  平面部、３０  ブラケット、  ３１  ナット、  ６０  凸部、  ７０爪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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