本公開涉及能夠抑制振動的產(chǎn)生的可變噴嘴機構(gòu)以及可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器。

背景技術(shù)：

已知這樣一種可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器，其包括使多個噴嘴葉片的葉片角變化的可變噴嘴機構(gòu)，能夠控制增壓壓力。

該可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器包括多個噴嘴葉片和驅(qū)動環(huán)，多個噴嘴葉片能夠轉(zhuǎn)動地設(shè)于渦輪機外殼上固定的噴嘴安裝部，驅(qū)動環(huán)能夠轉(zhuǎn)動地設(shè)于該噴嘴安裝部。并且，利用驅(qū)動環(huán)使多個噴嘴葉片轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使噴嘴葉片的葉片角變化(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

所述驅(qū)動環(huán)為了轉(zhuǎn)動而不固定于噴嘴安裝部，而是在與噴嘴安裝部之間形成有間隙。驅(qū)動環(huán)能夠在所述間隙的范圍內(nèi)自由地動作，因此，若內(nèi)燃機的振動被傳遞到可變噴嘴機構(gòu)，則驅(qū)動環(huán)有時會產(chǎn)生碰撞振動。在由于該碰撞振動使得驅(qū)動環(huán)產(chǎn)生了過大的應(yīng)力的情況下，擔(dān)心驅(qū)動環(huán)破損。

在專利文獻(xiàn)2中公開了一種抑制驅(qū)動環(huán)產(chǎn)生過大的應(yīng)力的手段。該手段為，通過將固定于噴嘴安裝部并與噴嘴安裝部一起從兩側(cè)夾住驅(qū)動環(huán)而限制驅(qū)動環(huán)的動作的支承銷在驅(qū)動環(huán)的周向上配置于后述的一次振動模式下的固有振動的波節(jié)，對驅(qū)動環(huán)產(chǎn)生的固有振動的激發(fā)進(jìn)行抑制。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007－056791號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2010－156279號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

在專利文獻(xiàn)1中，沒有公開對所述碰撞振動所引起的應(yīng)力的產(chǎn)生進(jìn)行抑制的手段。

專利文獻(xiàn)2公開的振動抑制手段需要將所述驅(qū)動環(huán)的周向上的所述支承銷配置于一次振動模式下的固有振動的波節(jié)，因此若所述支承銷與所述波節(jié)的位置錯開，則擔(dān)心振動抑制效果減少。因此，需要準(zhǔn)確地把握形成所述波節(jié)的位置。

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)問題，本發(fā)明的至少一實施方式的目的在于：能夠在不考慮所述支承銷與通過一次振動模式形成的波節(jié)的位置關(guān)系的情況下抑制驅(qū)動環(huán)的振動。

用于解決技術(shù)問題的手段

(1)本發(fā)明的至少一實施方式的可變噴嘴機構(gòu)包括：

圓環(huán)狀的噴嘴安裝部；

多個噴嘴葉片，其沿所述噴嘴安裝部的周向分別被能夠轉(zhuǎn)動地支承在多處；

驅(qū)動環(huán)，其被設(shè)為相對于所述噴嘴安裝部能夠轉(zhuǎn)動，且構(gòu)成為向所述噴嘴葉片傳遞驅(qū)動力而使所述噴嘴葉片轉(zhuǎn)動，以使所述噴嘴葉片的葉片角可變；

所述驅(qū)動環(huán)包含：

低剛性區(qū)域；

高剛性區(qū)域，其在所述驅(qū)動環(huán)的厚度方向上具有凹凸，且在沿著所述驅(qū)動環(huán)的半徑方向的截面上的截面慣性矩大于所述低剛性區(qū)域；

所述低剛性區(qū)域與所述高剛性區(qū)域在所述周向上交替地排列，

所述低剛性區(qū)域以及所述高剛性區(qū)域為奇數(shù)個，或者所述低剛性區(qū)域以及所述高剛性區(qū)域在所述周向上以不相等的間距設(shè)置。

驅(qū)動環(huán)為圓環(huán)狀，具有大體對稱的構(gòu)造，容易由于從內(nèi)燃機傳遞的振動而激發(fā)一次振動模式下的固有振動。所謂一次振動模式，指的是由于最小的固有振動頻率而產(chǎn)生的振動模式。即，如圖14所示，在圓板或者圓環(huán)狀的構(gòu)造部件中，是在半徑方向x－x以及與x－x正交的方向y－y上具有波節(jié)的模式，是被這些x－x以及y－y夾住的部分為振幅較大的波腹、且陰影部分與空白部分處的振動的相位相反的模式。

圖15示意性地示出了驅(qū)動環(huán)100中的一次振動模式下的固有振動。圖中，在成為波節(jié)100a的四處的區(qū)域之間，形成有四處振幅較大的波腹100b，相鄰的波腹100b的振動的相位相反。

在所述結(jié)構(gòu)(1)中，由于具有所述凹凸的所述高剛性區(qū)域以及所述低剛性區(qū)域在驅(qū)動環(huán)的周向上為奇數(shù)個，或者以不相等的間距設(shè)置，因此能夠抑制形成等間隔的偶數(shù)個波節(jié)以及波腹的一次振動模式所導(dǎo)致的固有振動的激發(fā)。由此，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，能夠防止驅(qū)動環(huán)的損傷。另外，通過形成截面慣性矩較大的高剛性區(qū)域，在整體上提高驅(qū)動環(huán)的剛性，能夠進(jìn)一步抑制固有振動的產(chǎn)生。

另外，能夠在不考慮所述支承銷與通過一次振動模式形成的波節(jié)的位置關(guān)系的情況下抑制應(yīng)力的產(chǎn)生。而且，由于能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠減少驅(qū)動環(huán)的板厚，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。

(2)在幾個實施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(1)的基礎(chǔ)上，

在所述驅(qū)動環(huán)的至少所述高剛性區(qū)域，設(shè)有在所述驅(qū)動環(huán)的內(nèi)周側(cè)或者外周側(cè)沿所述周向延伸的肋，利用該肋形成所述凹凸。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(2)，由于利用所述肋構(gòu)成所述高剛性區(qū)域，因此能夠通過簡易且低成本的加工形成所述高剛性區(qū)域。

(3)在幾個實施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(1)或者(2)的基礎(chǔ)上，

可變噴嘴機構(gòu)還包括支承銷，該支承銷固定于所述噴嘴安裝部，將所述驅(qū)動環(huán)轉(zhuǎn)動自如地支承于所述噴嘴安裝部，

所述支承銷包含：

支柱部，其從所述噴嘴安裝部沿所述驅(qū)動環(huán)的中心軸向所述驅(qū)動環(huán)延伸；

凸緣部，其設(shè)于所述支柱部的前端側(cè)；

所述驅(qū)動環(huán)被配置為，使所述凹凸被夾持在所述凸緣部與所述噴嘴安裝部之間。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(3)，由于將所述凹凸配置于所述支承銷的凸緣部與所述噴嘴安裝部之間，因此能夠減少所述凹凸與所述凸緣部或者所述噴嘴安裝部之間的間隙。由此，能夠減少所述凹凸產(chǎn)生的碰撞振動，能夠抑制所述凹凸中的應(yīng)力的產(chǎn)生。

(4)在幾個實施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(1)～(3)中任一項的基礎(chǔ)上，

在所述驅(qū)動環(huán)上，選擇性地對所述高剛性區(qū)域設(shè)置所述凹凸。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(4)，通過在所述高剛性區(qū)域設(shè)置所述凹凸，能夠有效地增加高剛性區(qū)域的截面慣性矩。

(5)在幾個實施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(1)～(3)中任一項的基礎(chǔ)上，

在所述驅(qū)動環(huán)的整周上設(shè)有所述凹凸，

所述驅(qū)動環(huán)的所述低剛性區(qū)域與所述高剛性區(qū)域相比，所述半徑方向上的寬度更窄。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(5)，能夠通過簡易且低成本的加工容易地形成所述低剛性區(qū)域。

(6)在幾個實施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(5)的基礎(chǔ)上，

在所述驅(qū)動環(huán)的所述低剛性區(qū)域形成有缺口部。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(6)，能夠通過簡易且低成本的加工容易地形成所述低剛性區(qū)域。另外，通過形成所述缺口部，所述凹凸(例如所述肋)的形成變得較為容易。

(7)本發(fā)明的至少一實施方式的可變噴嘴機構(gòu)包括：

圓環(huán)狀的噴嘴安裝部；

多個噴嘴葉片，其沿所述噴嘴安裝部的周向分別被能夠轉(zhuǎn)動地支承在多處；

驅(qū)動環(huán)，其被設(shè)為相對于所述噴嘴安裝部能夠轉(zhuǎn)動，且構(gòu)成為向所述噴嘴葉片傳遞驅(qū)動力而使所述噴嘴葉片轉(zhuǎn)動，以使所述噴嘴葉片的葉片角可變；

所述驅(qū)動環(huán)包含：

底部，其在所述周向上彼此分離地設(shè)置；

多個頂部，其設(shè)于在所述周向上鄰接的所述底部之間，且在沿著所述驅(qū)動環(huán)的中心軸的方向上距所述噴嘴安裝部的距離比所述底部大；

所述底部與所述頂部在所述周向上交替地排列。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(7)，由于所述底部與所述頂部在所述周向上交替地配置，因此能夠使驅(qū)動環(huán)在周向上整體為高剛性。由此，能夠抑制一次振動模式下的固有振動的激發(fā)，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠防止驅(qū)動環(huán)的損傷。

另外，能夠在不考慮所述支承銷與通過一次振動模式形成的波節(jié)的位置關(guān)系的情況下抑制應(yīng)力的產(chǎn)生。而且，由于能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠減少驅(qū)動環(huán)的板厚，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。

(8)在幾個實施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(7)的基礎(chǔ)上，

在所述底部與所述頂部之間形成有臺階部，

所述臺階部在所述周向上形成有奇數(shù)個，或者所述臺階部在所述周向上以不相等的間距設(shè)置。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(8)，由于所述臺階部在驅(qū)動環(huán)的周向上形成有奇數(shù)個，或者所述臺階部在所述周向上以不相等的間距設(shè)置，因此能夠抑制形成等間隔的偶數(shù)個波節(jié)以及波腹的一次振動模式所導(dǎo)致的固有振動的激發(fā)，由此，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生。

(9)在幾個實施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(7)或者(8)的基礎(chǔ)上，

可變噴嘴機構(gòu)還包括支承銷，該支承銷固定于所述噴嘴安裝部，將所述驅(qū)動環(huán)轉(zhuǎn)動自如地支承于所述噴嘴安裝部，

所述支承銷包含：

支柱部，其從所述噴嘴安裝部沿所述驅(qū)動環(huán)的中心軸向所述驅(qū)動環(huán)延伸；

凸緣部，其設(shè)于所述支柱部的前端側(cè)；

所述驅(qū)動環(huán)被配置為，使所述頂部在所述凸緣部與所述噴嘴安裝部之間接近所述凸緣部。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(9)，由于使所述頂部在所述凸緣部與所述噴嘴安裝部之間接近所述凸緣部配置，因此能夠減小所述頂部與所述支承銷之間的間隙，由此，能夠抑制由于所述頂部與所述支承銷之間的碰撞振動而在所述頂部產(chǎn)生的應(yīng)力。

(10)在幾個實施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(7)的基礎(chǔ)上，

所述底部以及所述頂部在所述周向上以形成波形的方式交替地排列。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(10)，能夠通過簡易且低成本的加工形成高剛性區(qū)域。

(11)本發(fā)明的至少一實施方式的可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器包括：

渦輪機部，其被從內(nèi)燃機導(dǎo)入的排出氣體驅(qū)動；

壓縮機部，其與所述渦輪機部連動，向所述內(nèi)燃機壓送外部空氣；

所述結(jié)構(gòu)(1)～(10)中任一項的可變噴嘴機構(gòu)，其設(shè)于所述渦輪機部中被導(dǎo)入排出氣體的渦輪機殼體。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(11)，能夠抑制構(gòu)成可變噴嘴機構(gòu)的驅(qū)動環(huán)的振動，由此，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠防止驅(qū)動環(huán)的損傷。

另外，能夠在不考慮所述支承銷與通過一次振動模式形成的波節(jié)的位置關(guān)系的情況下抑制應(yīng)力的產(chǎn)生。而且，由于能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠減少驅(qū)動環(huán)的板厚，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的至少一實施方式，能夠抑制構(gòu)成可變噴嘴機構(gòu)的驅(qū)動環(huán)的振動，由此，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠防止驅(qū)動環(huán)的損傷。另外，能夠在不考慮所述支承銷與通過一次振動模式形成的波節(jié)的位置關(guān)系的情況下抑制應(yīng)力的產(chǎn)生。而且，由于能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠減少驅(qū)動環(huán)的板厚，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。

附圖說明

圖1是一實施方式的可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器的主剖視圖。

圖2是一實施方式的可變噴嘴機構(gòu)的主視圖。

圖3是一實施方式的驅(qū)動環(huán)的立體圖。

圖4是一實施方式的驅(qū)動環(huán)的立體圖。

圖5是一實施方式的驅(qū)動環(huán)的立體圖。

圖6是求出截面慣性矩的方棒料的示意圖。

圖7的(a)～(g)是幾個實施方式的驅(qū)動環(huán)的半徑方向的剖視圖。

圖8是一實施方式的可變噴嘴機構(gòu)的剖視圖。

圖9是表示圖5所示的驅(qū)動環(huán)的產(chǎn)生應(yīng)力的線圖。

圖10是一實施方式的驅(qū)動環(huán)的立體圖。

圖11是圖10所示的驅(qū)動環(huán)的側(cè)視圖。

圖12是一實施方式的驅(qū)動環(huán)的立體圖。

圖13的(a)是一實施方式的驅(qū)動環(huán)的主視圖，(b)是從(a)中的b方向觀察的向視圖。

圖14是一次振動模式的說明圖。

圖15是驅(qū)動環(huán)的一次振動模式的解析圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的幾個實施方式進(jìn)行說明。不過，被記載為實施方式或者附圖所示的結(jié)構(gòu)部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對配置等并非旨在將本發(fā)明的范圍限定于此，其只不過是說明例而已。

例如，“在某一方向(上)”、“沿(著)某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同軸”等對相對的或者絕對的配置進(jìn)行表示的表述，不僅要嚴(yán)格表示這樣的配置，還表示以公差、或者以可獲得相同功能的程度的角度、距離相對地發(fā)生了位移的狀態(tài)。

例如，“同一”、“相等”及“均質(zhì)”等表示事物處于相等的狀態(tài)的表述，不僅要表示嚴(yán)格相等的狀態(tài)，還表示存在公差、或者存在可獲得相同功能的程度的偏差的狀態(tài)。

例如，四邊形狀、圓筒形狀等表示形狀的表述，不僅表示在幾何學(xué)上嚴(yán)格意義下的四邊形狀、圓筒形狀等形狀，還表示在可獲得相同效果的范圍內(nèi)包含凹凸部、倒角部等的形狀。

另一方面，“包括”、“含有”、“具備”、“包含”或“具有”一結(jié)構(gòu)要素這樣的表述，并非是將其他結(jié)構(gòu)要素的存在排除在外的排他性表述。

如圖1所示，本發(fā)明的至少一實施方式的可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器10包括被從內(nèi)燃機(未圖示)導(dǎo)入的排出氣體驅(qū)動的渦輪機部12、與渦輪機部12連動而向所述內(nèi)燃機壓送外部空氣的壓縮機部14和設(shè)于渦輪機部12中被導(dǎo)入排出氣體的渦輪機殼體16的可變噴嘴機構(gòu)20。

渦輪機殼體16在外周部形成有形成為漩渦狀的渦道22。渦道22與所述內(nèi)燃機的排氣口(未圖示)連通。在渦道22的中心部配置有渦輪機轉(zhuǎn)子24。渦輪機轉(zhuǎn)子24固定于渦輪機軸26的一端，能夠與渦輪機軸26一起以渦輪機軸26的軸心c為中心旋轉(zhuǎn)。在渦輪機殼體16的中央，設(shè)有向沿著軸心c的方向開口且與排氣管(未圖示)連接的排氣出口28。

壓縮機部14包括壓縮機殼體18，壓縮機殼體18在外周部形成有漩渦狀的供氣通路30。該供氣通路30與所述內(nèi)燃機的供氣口(未圖示)連通。在供氣通路30的中心部設(shè)有壓縮機32，壓縮機32固定于渦輪機軸26的另一端，能夠與渦輪機軸26一起繞軸心c旋轉(zhuǎn)。在壓縮機殼體18的中央，設(shè)有向沿著軸心c的方向開口且與供氣管(未圖示)連接的供氣入口34。

在渦輪機部12與壓縮機部14之間設(shè)有軸承殼體36，渦輪機軸26由設(shè)于軸承殼體36的內(nèi)部的軸承38轉(zhuǎn)動自如地支承。

如圖1以及圖2所示，幾個實施方式的可變噴嘴機構(gòu)20包括圓環(huán)狀的噴嘴安裝部42、沿噴嘴安裝部42的周向分別被能夠轉(zhuǎn)動地支承在多處的多個噴嘴葉片44和構(gòu)成為使多個噴嘴葉片44轉(zhuǎn)動的驅(qū)動環(huán)46。驅(qū)動環(huán)46被設(shè)為相對于噴嘴安裝部42能夠轉(zhuǎn)動，且驅(qū)動環(huán)46能夠?qū)娮烊~片44賦予驅(qū)動力而使其轉(zhuǎn)動，從而使其葉片角可變。

噴嘴安裝部42在渦輪機殼體16的內(nèi)部通過軸承殼體36以使圓環(huán)狀的中心與軸心c一致的方式固定于渦輪機殼體16。

噴嘴葉片44在噴嘴安裝部42的渦輪機部12側(cè)且配置于渦道22內(nèi)。噴嘴葉片44一體地形成有噴嘴軸44a，噴嘴軸44a插通到形成于噴嘴安裝部42的貫通孔，噴嘴葉片44被支承為能夠以噴嘴軸44a為中心轉(zhuǎn)動。

驅(qū)動環(huán)46形成為圓環(huán)狀，位于噴嘴安裝部42的軸承殼體36側(cè)，并以使圓環(huán)狀的中心與軸心c一致的方式支承于噴嘴安裝部42。

在圖1所示的例示性實施方式中，驅(qū)動環(huán)46經(jīng)由連桿50與固定于壓縮機殼體18的促動器48的工作部連接。

另外，桿板52設(shè)于驅(qū)動環(huán)46的軸承殼體36側(cè)。在驅(qū)動環(huán)46的外周緣沿周向形成有多個凹部46a，設(shè)于桿板52的一端側(cè)的連結(jié)銷52a與凹部46a卡合，桿板52的另一端側(cè)與噴嘴葉片44的噴嘴軸44a連結(jié)。桿板52沿驅(qū)動環(huán)46的圓周方向以與噴嘴葉片44相同的數(shù)目配置。

在上述構(gòu)成中，從內(nèi)燃機排出的排出氣體被導(dǎo)入到渦輪機部12的渦道22，一邊沿渦道22的漩渦旋轉(zhuǎn)一邊到達(dá)可變噴嘴機構(gòu)20的噴嘴葉片44的位置。而且，排出氣體一邊在各噴嘴葉片44的葉片間通過一邊使渦輪機轉(zhuǎn)子24旋轉(zhuǎn)，并從排出氣體出口28向機外送出。

另一方面，在壓縮機部14中，在渦輪機轉(zhuǎn)子24旋轉(zhuǎn)的同時，經(jīng)由渦輪機軸26而使壓縮機32旋轉(zhuǎn)。在壓縮機32旋轉(zhuǎn)的同時，從供氣入口34向壓縮機殼體18導(dǎo)入供給氣體。導(dǎo)入的供給氣體一邊在供氣通路30中被壓縮，一邊被向內(nèi)燃機的供氣口(未圖示)增壓供給。

在可變噴嘴機構(gòu)20中，驅(qū)動促動器48而使驅(qū)動環(huán)46旋轉(zhuǎn)，使各桿板52擺動，調(diào)整各噴嘴葉片44的葉片角。由此，調(diào)整各噴嘴葉片44間的排氣流路的面積，控制到達(dá)渦輪機轉(zhuǎn)子24的排出氣體的容量。

在例示性實施方式中，在驅(qū)動環(huán)46的外周緣，形成有與連接于促動器48的工作部的連桿50卡合的凹部46b。另外，在驅(qū)動環(huán)46的外周緣，形成有用于供后述的支承銷54的凸緣部54b通過的切口46c。

在例示性實施方式中，如圖2所示，在噴嘴安裝部42的驅(qū)動環(huán)46側(cè)固定有支承銷54。支承銷54具有從噴嘴安裝部42沿驅(qū)動環(huán)46的中心軸向驅(qū)動環(huán)46延伸的支柱部54a和設(shè)于支柱部54a的前端側(cè)的凸緣部54b。

驅(qū)動環(huán)46能夠利用切口46c使支承銷54通過。在驅(qū)動環(huán)46使支承銷54通過之后，通過使驅(qū)動環(huán)46在周向上轉(zhuǎn)動，使得驅(qū)動環(huán)46的內(nèi)周端卡合于支承銷54，限制驅(qū)動環(huán)46的軸心c方向的位置。

驅(qū)動環(huán)46例如如圖3～圖5等所示，包含低剛性區(qū)域lr和高剛性區(qū)域hr，高剛性區(qū)域hr在驅(qū)動環(huán)46的厚度方向上具有凹凸，且在沿著驅(qū)動環(huán)46的半徑方向的截面上的截面慣性矩大于低剛性區(qū)域lr。低剛性區(qū)域lr與高剛性區(qū)域hr在驅(qū)動環(huán)46的周向上交替地排列，低剛性區(qū)域lr以及高剛性區(qū)域hr為奇數(shù)個，或者低剛性區(qū)域lr以及高剛性區(qū)域hr在周向上以不相等的間距設(shè)置。

在例示性實施方式中，例如如圖3～圖5等所示的驅(qū)動環(huán)46a以及46c那樣，在高剛性區(qū)域hr，設(shè)有在驅(qū)動環(huán)46的內(nèi)周側(cè)區(qū)域(例如內(nèi)周緣)沿周向延伸的肋46d，利用肋46d在驅(qū)動環(huán)46的厚度方向上形成凹凸。肋46d也可以在驅(qū)動環(huán)46的外周側(cè)區(qū)域(例如外周緣)沿周向延伸。

圖6中示意性地示出的方棒料a的關(guān)于x軸的截面慣性矩，能夠根據(jù)一下的算式(a)求出。

[式1]

根據(jù)算式(a)可知，方棒料a的截面慣性矩的增加率為，厚度方向尺寸h的增加下的增加率遠(yuǎn)高于寬度方向尺寸b的增加下的增加率。

因此，通過向驅(qū)動環(huán)46的厚度方向形成肋46d，能夠提高截面慣性矩的增加率。

圖7的(a)～(g)示出了驅(qū)動環(huán)46的半徑方向的截面形狀，并示出了將驅(qū)動環(huán)彎折加工而形成的幾個實施方式的凹凸的形狀。

圖7的(a)是在驅(qū)動環(huán)46的內(nèi)周緣沿半徑方向形成了凸部。

圖7的(b)是在驅(qū)動環(huán)的外周緣沿半徑方向形成了凸部。

圖7的(c)是將驅(qū)動環(huán)的半徑方向內(nèi)周側(cè)區(qū)域設(shè)為傾斜面。

圖7的(d)是在驅(qū)動環(huán)的半徑方向中央?yún)^(qū)域形成了倒梯形截面的凹部。

圖7的(e)是將驅(qū)動環(huán)的半徑方向截面形成為圓弧狀，并使中央部凹陷。

圖7的(f)是在驅(qū)動環(huán)的內(nèi)周緣以及外周緣沿半徑方向形成了凸部。

圖7的(g)是將驅(qū)動環(huán)的半徑方向截面形成為波狀。

這些凹凸形狀能夠使驅(qū)動環(huán)的厚度方向尺寸增加，通過在驅(qū)動環(huán)46上形成這些凹凸，能夠構(gòu)成高剛性區(qū)域hr。

如圖8所示，在幾個實施方式中，驅(qū)動環(huán)46被配置為，使凹凸(例如肋46d)被夾持在凸緣部54b與噴嘴安裝部42之間。由此，能夠減少所述凹凸與凸緣部54b或者噴嘴安裝部42之間的間隙，抑制該凹凸抵接于凸緣部54b或者噴嘴安裝部42時產(chǎn)生的碰撞振動。

在例示性結(jié)構(gòu)中，選擇性地在驅(qū)動環(huán)的高剛性區(qū)域hr設(shè)置所述凹凸。圖8示出了該結(jié)構(gòu)的一實施方式。在驅(qū)動環(huán)46b的內(nèi)周側(cè)區(qū)域(例如內(nèi)周緣)，沿驅(qū)動環(huán)46的周向在厚度方向上形成有肋46d。通過選擇性地在高剛性區(qū)域hr形成厚度方向的凹凸，使得高剛性區(qū)域hr的形成變得容易。

而且，在例示性實施方式中，如圖3所示，在驅(qū)動環(huán)46a的整周上設(shè)有凹凸(例如肋46d)。另一方面，低剛性區(qū)域lr形成有奇數(shù)個(在圖中是三個)與高剛性區(qū)域hr相比縮小了半徑方向上的寬度的窄幅區(qū)域46e。

由此，高剛性區(qū)域hr以及低剛性區(qū)域lr在驅(qū)動環(huán)46a的周向上分別形成有奇數(shù)個。

此外，如圖4所示，也可以在驅(qū)動環(huán)46b的周向上以不相等的間距形成窄幅區(qū)域46e。由此，高剛性區(qū)域hr以及低剛性區(qū)域lr在周向上以不相等的間距形成。這樣，在窄幅區(qū)域46e以不相等的間距形成的情況下，窄幅區(qū)域46e也可以是偶數(shù)個。

另外，也可以在彎曲加工而形成肋46d時將窄幅區(qū)域46e形成為缺口部。通過將窄幅區(qū)域46e形成為缺口部，使得肋46d的彎曲加工變得容易。

圖5所示的一實施方式的驅(qū)動環(huán)46c在驅(qū)動環(huán)46的內(nèi)周側(cè)區(qū)域沿周向形成有肋46d，但在縮小了半徑方向上的寬度的窄幅區(qū)域46e沒有形成肋46d。即，窄幅區(qū)域46e被形成為缺口部。由于該缺口部的形成，使得肋46d的彎曲加工變得容易。

根據(jù)幾個實施方式，高剛性區(qū)域hr以及低剛性區(qū)域lr在驅(qū)動環(huán)46的周向上設(shè)有奇數(shù)個，或者以不相等的間距設(shè)置，因此能夠抑制形成等間隔的偶數(shù)個波節(jié)以及波腹的一次振動模式所導(dǎo)致的固有振動的激發(fā)。由此，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，能夠防止驅(qū)動環(huán)的損傷。另外，通過形成截面慣性矩較大的高剛性區(qū)域hr而整體上提高驅(qū)動環(huán)的剛性，能夠進(jìn)一步抑制固有振動的產(chǎn)生。

另外，能夠在不像專利文獻(xiàn)2那樣考慮所述支承銷與通過一次振動模式形成的波節(jié)的位置關(guān)系的情況下抑制應(yīng)力的產(chǎn)生。而且，由于能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠減少驅(qū)動環(huán)的板厚，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。

另外，在幾個實施方式中，例如如圖3～圖5所示，高剛性區(qū)域hr由在驅(qū)動環(huán)46a或者46c上沿周向延伸的肋46d構(gòu)成，利用肋46d在驅(qū)動環(huán)的厚度方向上形成凹凸，因此能夠通過簡易且低成本的加工形成高剛性區(qū)域hr。另外，利用該凹凸能夠增加厚度方向尺寸，與增加半徑方向尺寸相比能夠大幅度增加截面慣性矩，因此能夠有效地提升高剛性區(qū)域hr的剛性。

另外，在幾個實施方式中，如圖8所示的驅(qū)動環(huán)46那樣，凹凸(例如肋46b)夾持配置在凸緣部54b與噴嘴安裝部42之間，因此能夠減少該凹凸與凸緣部54b之間的間隙c。由此，能夠減少該凹凸產(chǎn)生的碰撞振動，能夠抑制該凹凸中的應(yīng)力的產(chǎn)生。

另外，由于選擇性地在高剛性區(qū)域hr設(shè)置凹凸，因此能夠有效地增加高剛性區(qū)域hr的截面慣性矩。

另外，根據(jù)幾個實施方式，如圖3以及圖4所示，作為高剛性區(qū)域hr，在驅(qū)動環(huán)46a的整周上形成有肋46b，并且作為低剛性區(qū)域lr，在周向上形成奇數(shù)個、或者以不相等的間距形成窄幅區(qū)域46e，因此能夠通過簡易且低成本的加工容易地形成高剛性區(qū)域hr以及低剛性區(qū)域lr。

另外，根據(jù)至少一實施方式，如圖5所示的驅(qū)動環(huán)46c那樣，形成缺口部作為低剛性區(qū)域lr，因此在通過彎曲加工形成肋46d時，肋46d的加工變得容易。

圖9示出了在驅(qū)動環(huán)46的周向上的三處內(nèi)周緣形成有缺口部的驅(qū)動環(huán)46c以及以往的驅(qū)動環(huán)產(chǎn)生的應(yīng)力的計算結(jié)果。由圖9可知，即使驅(qū)動環(huán)46c相比于以往的驅(qū)動環(huán)減小了板厚，也能夠?qū)a(chǎn)生應(yīng)力的增加抑制為大致相等。

另外，根據(jù)幾個實施方式，如圖1所示，由于可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器10包括可變噴嘴機構(gòu)20，因此能夠抑制驅(qū)動環(huán)46的振動，由此，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠防止驅(qū)動環(huán)46的損傷。

另外，能夠在不考慮支承銷54與通過一次振動模式形成的波節(jié)的位置關(guān)系的情況下抑制應(yīng)力的產(chǎn)生。而且，由于能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠減少驅(qū)動環(huán)46的板厚，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。

此外，在所述實施方式中，在圖3所示的驅(qū)動環(huán)46a中，還可以不形成窄幅區(qū)域46e，而是通過僅去掉肋46d的結(jié)構(gòu)來形成低剛性區(qū)域lr。

如圖10以及圖11所示，至少一實施方式的驅(qū)動環(huán)56a包含在周向上彼此分離地設(shè)置的底部56a和設(shè)于在周向上鄰接的底部56a之間、且在沿著所述驅(qū)動環(huán)的中心軸的方向上距噴嘴安裝部42的距離比底部56a大的多個頂部56b，底部56a與頂部56b在周向上交替地排列。

在例示性結(jié)構(gòu)中，在底部56a與頂部56b之間形成有臺階部56c，該臺階部56c在驅(qū)動環(huán)56a的周向上形成有奇數(shù)個(例如，如圖10所示是五個)。

此外，也可以如圖12所示的驅(qū)動環(huán)56b那樣，臺階部56c在驅(qū)動環(huán)56a的周向上以不相等的間距設(shè)置。這樣，在臺階部56c以不相等的間距設(shè)置的情況下，臺階部56c也可以是偶數(shù)個(在驅(qū)動環(huán)56b中是四個)。

另外，如圖11所示，還包括支承銷54，該支承銷54固定于噴嘴安裝部42，將驅(qū)動環(huán)56轉(zhuǎn)動自如地支承于噴嘴安裝部42。支承銷54具有支柱部54a與凸緣部54b。

驅(qū)動環(huán)56被配置為，使頂部56b在凸緣部54b與噴嘴安裝部42之間接近凸緣部54b，在頂部56b與凸緣部54b之間形成有微小的間隙c。

如圖13所示，至少一實施方式的驅(qū)動環(huán)60將底部60a以及頂部60b以形成波形的方式交替地排列。由底部60a以及頂部60b構(gòu)成的波形遍及驅(qū)動環(huán)60的實質(zhì)上的整周而設(shè)置。

根據(jù)圖10以及圖11所示的實施方式，由于底部56a與頂部56b在驅(qū)動環(huán)56的周向上交替地配置，因此能夠使驅(qū)動環(huán)56在周向上整體為高剛性。因此，能夠抑制驅(qū)動環(huán)56的一次振動模式下的固有振動的激發(fā)，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠防止驅(qū)動環(huán)56的損傷。

另外，能夠在不考慮支柱部54a與通過一次振動模式形成的波節(jié)的位置關(guān)系的情況下抑制應(yīng)力的產(chǎn)生。而且，由于能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，因此能夠減少驅(qū)動環(huán)的板厚，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。

另外，由于臺階部56c在驅(qū)動環(huán)56a的周向上形成有奇數(shù)個，或者臺階部56c在驅(qū)動環(huán)56b的周向上以不相等的間距設(shè)置，因此能夠在與在一次振動模式中等間隔且形成有四個的波腹不同的位置形成波腹。由此，能夠抑制一次振動模式下的固有振動的激發(fā)，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生。

另外，由于頂部56b在凸緣部54b與噴嘴安裝部42之間接近凸緣部54b配置，因此能夠減小頂部56b與支承銷54之間的間隙c。因此，能夠抑制由于頂部56b與支承銷54之間的碰撞振動而在頂部56b產(chǎn)生的應(yīng)力。

另外，根據(jù)圖13所示的實施方式，由于底部60a以及頂部60b在驅(qū)動環(huán)60的周向上以形成波形的方式交替地排列，且該波形遍及驅(qū)動環(huán)60的實質(zhì)上的整周而設(shè)置，因此能夠通過簡易且低成本的加工形成高剛性區(qū)域hr。

這樣，由于能夠使驅(qū)動環(huán)60在周向上整體為高剛性，因此能夠抑制驅(qū)動環(huán)60的一次振動模式下的固有振動的激發(fā)。因此，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，所以能夠防止驅(qū)動環(huán)60的損傷。

工業(yè)實用性

根據(jù)本發(fā)明的至少一實施方式，能夠在不考慮所述支承銷與通過一次振動模式形成的波節(jié)的位置關(guān)系的情況下抑制驅(qū)動環(huán)的振動。由此，能夠抑制應(yīng)力的產(chǎn)生，所以能夠防止驅(qū)動環(huán)的損傷。

附圖標(biāo)記說明

10可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器

12渦輪機部

14壓縮機部

16渦輪機殼體

18壓縮機殼體

20可變噴嘴機構(gòu)

22渦道

24渦輪機轉(zhuǎn)子

26渦輪機軸

28排氣出口

30供氣通路

32壓縮機

34供氣入口

36軸承殼體

38軸承

42噴嘴安裝部

44噴嘴葉片

44a噴嘴軸

46、46a、46b、46c、56a、56b、60、100驅(qū)動環(huán)

46a、46b凹部

46c切口

46d肋

46e窄幅區(qū)域(缺口部)

56a、60a底部

56b、60b頂部

56c臺階部

100a波節(jié)

100b波腹

48促動器

50連桿

52桿板

52a連結(jié)銷

54支承銷

54a支柱部

54b凸緣部

a方棒料

c軸心

hr高剛性區(qū)域

lr低剛性區(qū)域

c間隙