(57)【要約】【課題】簡単な構成で、アクチュエータの駆動力をバルブに効率良く伝達可能なバルブ駆動装置を提供する。【解決手段】第１ロッド６５は、一端が第１駆動レバー軸４３に対し相対回転可能に接続され、他端が第１バルブレバー軸６１２に対し相対回転可能に接続される。第２ロッド６６は、一端が第２駆動レバー軸５３に対し相対回転可能に接続され、他端が第２バルブレバー軸６２２に対し相対回転可能に接続される。第１特定形状部７１は、第１駆動レバー４０の出力軸３７の軸から所定距離離れた位置に形成される。第２特定形状部７２は、第１特定形状部７１に当接可能なよう第２駆動レバー５０に形成される。スプリング８１は、アクチュエータ３０と第２駆動レバー５０との間に設けられ、第２バルブ１８が閉じる方向、かつ、第２特定形状部７２が第１特定形状部７１に近づく方向に第２駆動レバー５０を付勢する。【選択図】図３
2014214733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１バルブ軸（１７３）の軸周りに回転可能な第１バルブ（１７）、および、第２バルブ軸（１８３）の軸周りに回転可能な第２バルブ（１８）を備える過給機（３、２２、２３、２４）に取り付けられ、前記第１バルブおよび前記第２バルブを駆動するバルブ駆動装置（１）であって、
軸周りに回転可能な出力軸（３７）を有するアクチュエータ（３０）と、
前記出力軸と一体に回転可能なよう設けられ、軸が前記出力軸の軸から第１所定距離（Ｄ１）離れた位置で前記出力軸の軸に対し平行になるよう設けられる第１駆動レバー軸（４３）を有する第１駆動レバー（４０）と、
前記出力軸に対し相対回転可能なよう設けられ、軸が前記出力軸の軸から第２所定距離（Ｄ２）離れた位置で前記出力軸の軸に対し平行になるよう設けられる第２駆動レバー軸（５３）を有する第２駆動レバー（５０）と、
前記第１バルブ軸と一体に回転可能なよう設けられ、軸が前記第１バルブ軸の軸から第３所定距離（Ｄ３）離れた位置で前記第１バルブ軸の軸に対し平行になるよう設けられる第１バルブレバー軸（６１２）を有する第１バルブレバー（６１）と、
前記第２バルブ軸と一体に回転可能なよう設けられ、軸が前記第２バルブ軸の軸から第４所定距離（Ｄ４）離れた位置で前記第２バルブ軸の軸に対し平行になるよう設けられる第２バルブレバー軸（６２２）を有する第２バルブレバー（６２）と、
一端が前記第１駆動レバー軸に対し相対回転可能に接続され、他端が前記第１バルブレバー軸に対し相対回転可能に接続される第１ロッド（６５）と、
一端が前記第２駆動レバー軸に対し相対回転可能に接続され、他端が前記第２バルブレバー軸に対し相対回転可能に接続される第２ロッド（６６）と、
前記第１駆動レバーの前記出力軸の軸から所定距離離れた位置に形成される第１特定形状部（７１）と、
前記第１特定形状部に当接可能なよう前記第２駆動レバーに形成される第２特定形状部（７２）と、
前記アクチュエータと前記第２駆動レバーとの間に設けられ、前記第２バルブが閉じる方向、かつ、前記第２特定形状部が前記第１特定形状部に近づく方向に前記第２駆動レバーを付勢する付勢手段（８１）と、
を備えるバルブ駆動装置。
【請求項２】
内燃機関（２）に吸気を導く吸気通路（６）に設けられるコンプレッサ（１１）、前記内燃機関からの排気が流通する排気通路（１０）に設けられ排気を供給され回転することにより前記コンプレッサを回転駆動可能なタービン（１３）、前記内燃機関から前記タービンに排気を導く排気流路（１４２、１４３、１４４、１４６、２２１、２２２、２３１、２３２）に設けられ前記第１バルブ軸の軸周りに回転することにより前記排気流路を開閉可能な前記第１バルブ、ならびに、前記タービンをバイパスするよう前記排気通路の前記タービンの前記内燃機関側と前記内燃機関とは反対側とを接続するバイパス流路（１４４、１４５、１４７、２２３、２３３、２３４）に設けられ前記第２バルブ軸の軸周りに回転することにより前記バイパス流路を開閉可能な前記第２バルブを備える前記過給機（３、２２、２３）に取り付けられ、前記第１バルブおよび前記第２バルブを開閉駆動することを特徴とする請求項１に記載のバルブ駆動装置。
【請求項３】
内燃機関（２）に吸気を導く吸気通路（６）に設けられる第１コンプレッサ（２５１）および第２コンプレッサ（２５２）、前記内燃機関からの排気が流通する排気通路（１０）に設けられ排気を供給され回転することにより前記第１コンプレッサを回転駆動可能な第１タービン（２６１）、前記排気通路に設けられ排気を供給され回転することにより前記第２コンプレッサを回転駆動可能な第２タービン（２６２）、前記内燃機関から前記第１タービンに排気を導く第１排気流路（２７１）または前記内燃機関から前記第２タービンに排気を導く第２排気流路（２７２）に設けられ前記第１バルブ軸の軸周りに回転することにより前記第１排気流路または前記第２排気流路を開閉可能な前記第１バルブ、ならびに、前記第１タービンおよび前記第２タービンをバイパスするよう前記排気通路の前記第１タービンおよび前記第２タービンの前記内燃機関側と前記内燃機関とは反対側とを接続するバイパス流路（２７３）に設けられ前記第２バルブ軸の軸周りに回転することにより前記バイパス流路を開閉可能な前記第２バルブを備える前記過給機（２４）に取り付けられ、前記第１バルブおよび前記第２バルブを開閉駆動することを特徴とする請求項１に記載のバルブ駆動装置。
【請求項４】
前記付勢手段は、所定の弾性率の弾性部材により形成され、一端が前記アクチュエータに係合し、他端が前記第２駆動レバーに係合するよう設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置。
【請求項５】
前記第１駆動レバーは、「前記出力軸の軸および前記第１駆動レバー軸の軸に直交する第１直線（Ｌ１）と、前記第１駆動レバー軸の軸および前記第１バルブレバー軸の軸に直交する第２直線（Ｌ２）とが、同一の直線に重なるような回転位置」を回転可能範囲に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置。
【請求項６】
前記第２駆動レバーおよび前記第２バルブレバーは、前記第２所定距離が前記第４所定距離より小さく設定されるよう形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置。
【請求項７】
前記第１駆動レバーおよび前記第１バルブレバーは、前記第１所定距離が前記第３所定距離より小さく設定されるよう形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置。
【請求項８】
前記第２駆動レバー、前記第２ロッドおよび前記第２バルブレバーは、前記第２バルブが全閉状態のとき、「前記出力軸の軸および前記第２駆動レバー軸の軸に直交する第３直線（Ｌ３）と、前記第２駆動レバー軸の軸および前記第２バルブレバー軸の軸に直交する第４直線（Ｌ４）との成す角が鋭角または鈍角となるよう」、かつ、「前記第２バルブレバー軸の軸および前記第２バルブ軸の軸に直交する第５直線（Ｌ５）と、前記第４直線との成す角が直角となるよう」設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置。
【請求項９】
前記第１駆動レバー、前記第１ロッドおよび前記第１バルブレバーは、前記第１バルブが全閉状態のとき、「前記第１直線と前記第２直線との成す角が鋭角または鈍角となるよう」、かつ、「前記第１バルブレバー軸の軸および前記第１バルブ軸の軸に直交する第６直線（Ｌ６）と前記第２直線との成す角が直角となるよう」設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置。
【請求項１０】
前記第１特定形状部または前記第２特定形状部の一方から他方側に突出するよう前記第１特定形状部または前記第２特定形状部の一方に設けられ、前記第１特定形状部または前記第２特定形状部の他方に当接したとき、前記第１特定形状部と前記第２特定形状部との間に所定の隙間を形成する隙間形成部（９０）をさらに備え、
前記隙間形成部は、前記第１特定形状部または前記第２特定形状部の一方からの突出量を変更可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置。
【請求項１１】
前記第１駆動レバーおよび前記第２駆動レバーは、前記出力軸の軸方向に並ぶよう設けられており、
前記第１特定形状部および前記第２特定形状部の少なくとも一方は、前記第１駆動レバーまたは前記第２駆動レバーを形成する部材を折り曲げることにより形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータは、前記出力軸に接続するギア部材（３６）、および、当該ギア部材を経由して前記出力軸に駆動力を伝達する電動のモータ（３４）を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ駆動装置に関し、特に過給機のバルブを駆動するバルブ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、過給機の２つのバルブを駆動するバルブ駆動装置が知られている。例えば特許文献１に記載されたバルブ駆動装置では、１つのアクチュエータにより、２段式過給機の２つのバルブを駆動する。このバルブ駆動装置は、アクチュエータとバルブとの間にリンク機構を備えている。アクチュエータの駆動力は、リンク機構を経由してバルブに伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８１２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のバルブ駆動装置では、１つ目のバルブが所定の開度以上開くまで、２つ目のバルブは、スプリングにより閉じ側に付勢され閉弁した状態である。１つ目のバルブが所定の開度以上開くと、２つ目のバルブは、リンク機構により１つ目のバルブに連動して開く。２つ目のバルブが１つ目のバルブに連動して開くとき、１つ目のバルブおよび２つ目のバルブには、スプリングからの付勢力が作用する。特許文献１のバルブ駆動装置では、リンク機構が多数の部材により構成され複雑である。そのため、部材コストおよび製造コストが大きくなるおそれがある。
【０００５】
また、リンク機構を構成するリンク節の作用角度次第では、アクチュエータの駆動力の伝達効率が悪化するおそれがある。なお、伝達効率を向上させる構成については特許文献１に開示はない。
さらに、１つ目のバルブが開弁し始めてから２つ目のバルブが開弁し始めるまでの範囲、すなわち、１つ目のバルブがスプリングの付勢力を受けることなく開弁可能な範囲は、リンク機構を構成する第１部材と第２部材との間の隙間で決まる。よって、構成部材のばらつきにより第１部材と第２部材との隙間の大きさが左右され、上述の範囲を正確に設定することが困難になるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、アクチュエータの駆動力をバルブに効率良く伝達可能なバルブ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、第１バルブ軸の軸周りに回転可能な第１バルブ、および、第２バルブ軸の軸周りに回転可能な第２バルブを備える過給機に取り付けられ、第１バルブおよび第２バルブを駆動するバルブ駆動装置であって、アクチュエータと第１駆動レバーと第２駆動レバーと第１バルブレバーと第２バルブレバーと第１ロッドと第２ロッドと第１特定形状部と第２特定形状部と付勢手段とを備えている。本発明は、例えばウェイストゲートバルブを備える可変容量式過給機または２段式過給機に適用され、タービンに供給する排気の量を制御する第１バルブ（切替バルブまたは可変ノズル）、ならびに、タービンをバイパスする排気の量を制御する第２バルブ（ウェイストゲートバルブ）を駆動する。
【０００８】
アクチュエータは、軸周りに回転可能な出力軸を有する。第１駆動レバーは、出力軸と一体に回転可能なよう設けられ、軸が出力軸の軸から第１所定距離離れた位置で出力軸の軸に対し平行になるよう設けられる第１駆動レバー軸を有する。第２駆動レバーは、出力軸に対し相対回転可能なよう設けられ、軸が出力軸の軸から第２所定距離離れた位置で出力軸の軸に対し平行になるよう設けられる第２駆動レバー軸を有する。
【０００９】
第１バルブレバーは、第１バルブ軸と一体に回転可能なよう設けられ、軸が第１バルブ軸の軸から第３所定距離離れた位置で第１バルブ軸の軸に対し平行になるよう設けられる第１バルブレバー軸を有する。第２バルブレバーは、第２バルブ軸と一体に回転可能なよう設けられ、軸が第２バルブ軸の軸から第４所定距離離れた位置で第２バルブ軸の軸に対し平行になるよう設けられる第２バルブレバー軸を有する。第１ロッドは、一端が第１駆動レバー軸に対し相対回転可能に接続され、他端が第１バルブレバー軸に対し相対回転可能に接続される。
【００１０】
第２ロッドは、一端が第２駆動レバー軸に対し相対回転可能に接続され、他端が第２バルブレバー軸に対し相対回転可能に接続される。第１特定形状部は、第１駆動レバーの出力軸の軸から所定距離離れた位置に形成される。第２特定形状部は、第１特定形状部に当接可能なよう第２駆動レバーに形成される。付勢手段は、アクチュエータと第２駆動レバーとの間に設けられ、第２バルブが閉じる方向、かつ、第２特定形状部が第１特定形状部に近づく方向に第２駆動レバーを付勢する。
【００１１】
本発明では、例えば、第１バルブが全閉状態のとき第１特定形状部と第２特定形状部との間に所定の隙間が形成されるよう設定すれば、第１バルブが所定の開度以上開くまで、付勢手段により第２バルブを閉じ側に付勢し閉弁した状態にすることができる。そのため、付勢手段の付勢力により第２バルブを全閉状態に保ったまま、アクチュエータにより第１バルブを所定の範囲で駆動することができる。一方、第１バルブが所定の開度以上開くと、例えば第１特定形状部と第２特定形状部とが当接し、第２バルブは、第２バルブレバー、第２ロッド、第２駆動レバー、第１駆動レバー、第１ロッドおよび第１バルブレバーを経由して、第１バルブに連動して開く。
このように、本発明は、比較的少ない構成部材でリンク機構を構成し、１つのアクチュエータで２つのバルブ（第１バルブ、第２バルブ）を駆動することができる。よって、部材コストおよび製造コストを低減することができる。
【００１２】
また、本発明では、例えば、出力軸と第１駆動レバー軸との距離、出力軸と第２駆動レバー軸との距離、第１バルブ軸と第１バルブレバー軸との距離、および、第２バルブ軸と第２バルブレバー軸との距離、すなわち、第１〜４所定距離を適宜設定することにより、アクチュエータの駆動力の第１バルブおよび第２バルブへの伝達効率を調整することができる。そのため、アクチュエータの駆動力を第１バルブおよび第２バルブに効率良く伝達することができる。
【００１３】
なお、請求項２に記載の発明は、内燃機関に吸気を導く吸気通路に設けられるコンプレッサ、内燃機関からの排気が流通する排気通路に設けられ排気を供給され回転することによりコンプレッサを回転駆動可能なタービン、内燃機関からタービンに排気を導く排気流路に設けられ第１バルブ軸の軸周りに回転することにより排気流路を開閉可能な第１バルブ、ならびに、タービンをバイパスするよう排気通路のタービンの内燃機関側と内燃機関とは反対側とを接続するバイパス流路に設けられ第２バルブ軸の軸周りに回転することによりバイパス流路を開閉可能な第２バルブを備える過給機に取り付けられ、第１バルブおよび第２バルブを開閉駆動するバルブ駆動装置である。本発明は、例えばウェイストゲートバルブを備える可変容量式過給機に適用され、タービンに供給する排気の量を制御する第１バルブ（切替バルブまたは可変ノズル）、ならびに、タービンをバイパスする排気の量を制御する第２バルブ（ウェイストゲートバルブ）を駆動する。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、内燃機関に吸気を導く吸気通路に設けられる第１コンプレッサおよび第２コンプレッサ、内燃機関からの排気が流通する排気通路に設けられ排気を供給され回転することにより第１コンプレッサを回転駆動可能な第１タービン、排気通路に設けられ排気を供給され回転することにより第２コンプレッサを回転駆動可能な第２タービン、内燃機関から第１タービンに排気を導く第１排気流路または内燃機関から第２タービンに排気を導く第２排気流路に設けられ第１バルブ軸の軸周りに回転することにより第１排気流路または第２排気流路を開閉可能な第１バルブ、ならびに、第１タービンおよび第２タービンをバイパスするよう排気通路の第１タービンおよび第２タービンの内燃機関側と内燃機関とは反対側とを接続するバイパス流路に設けられ第２バルブ軸の軸周りに回転することによりバイパス流路を開閉可能な第２バルブを備える過給機に取り付けられ、第１バルブおよび第２バルブを開閉駆動するバルブ駆動装置である。本発明は、例えばウェイストゲートバルブを備える２段式過給機に適用され、２つのタービンに供給する排気の量を制御する第１バルブ（切替バルブ）、ならびに、タービンをバイパスする排気の量を制御する第２バルブ（ウェイストゲートバルブ）を駆動する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態によるバルブ駆動装置および過給機を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図２】本発明の第１実施形態によるバルブ駆動装置が取り付けられる過給機を示す模式図。
【図３】本発明の第１実施形態によるバルブ駆動装置および過給機を示す図。
【図４】図３を矢印ＩＶ方向から見た図。
【図５】図３を矢印Ｖ方向から見た図。
【図６】図３を矢印ＶＩ方向から見た図。
【図７】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図。
【図８】本発明の第１実施形態によるバルブ駆動装置を示す図であって、（Ａ）は第１バルブおよび第２バルブが閉弁しているときの図、（Ｂ）は（Ａ）からアクチュエータが所定量回転したときの図。
【図９】本発明の第１実施形態によるバルブ駆動装置を示す図であって、（Ａ）は図８（Ｂ）からアクチュエータが所定量回転したときの図、（Ｂ）は（Ａ）からアクチュエータが所定量回転したときの図。
【図１０】（Ａ）は本発明の第１実施形態によるバルブ駆動装置のアクチュエータの角度と第１バルブおよび第２バルブの開度との関係を示す図、（Ｂ）はアクチュエータの角度とアクチュエータの駆動力との関係を示す図。
【図１１】本発明の第１実施形態によるバルブ駆動装置が適用される内燃機関の回転数とＢＭＥＰまたはトルクとの関係を示す図。
【図１２】（Ａ）は本発明の第２実施形態によるバルブ駆動装置が取り付けられる過給機を示す模式図、（Ｂ）は本発明の第３実施形態によるバルブ駆動装置が取り付けられる過給機を示す模式図。
【図１３】本発明の第４実施形態によるバルブ駆動装置および過給機を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施形態によるバルブ駆動装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるバルブ駆動装置、および、その一部を図１〜７に示す。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、バルブ駆動装置１は、例えば車両の内燃機関（以下、「エンジン」という）２に吸気を過給する過給機３に取り付けられる。過給機３は、エンジン２に吸気を過給することにより、エンジン２の高出力化、実用回転域のトルク増大、および、燃費の向上等を図ることができる。
【００１８】
エンジン２には、吸気管４が接続されている。吸気管４のエンジン２とは反対側には吸気管５が設けられている。吸気管５の吸気管４とは反対側の端部には図示しない吸気口が形成され大気に開放されている。吸気管４および吸気管５の内側には、吸気通路６が形成されている。吸気通路６は、吸気口から吸入した空気（以下、「吸気」という）をエンジン２に導く。
【００１９】
また、エンジン２には、排気管７が接続されている。排気管８は、排気浄化装置９を経由して排気口が形成され大気に開放されている。排気浄化装置９は、図示しない触媒を有している。排気管７および排気管８の内側には、排気通路１０が形成されている。排気通路１０には、エンジン２の運転時に発生した燃焼ガスを含む排気が流通する。当該排気は、排気浄化装置９を経由することにより浄化された後、排気口から大気へ排出される。
過給機３は、コンプレッサ１１、コンプレッサハウジング１２、タービン１３、タービンハウジング１４、軸受部１５、シャフト１６、第１バルブ１７および第２バルブ１８等を備えている。
【００２０】
コンプレッサ１１は、例えばアルミ等の金属により形成され、吸気通路６の吸気管４と吸気管５との間に設けられている。コンプレッサ１１は、筒部１１１および翼部１１２を有している。筒部１１１は、一端から他端へ向かうに従い外径が大きくなるような筒状に形成されている。翼部１１２は、筒部１１１の外壁において筒部１１１の一端側から他端側に向かって延びるよう湾曲した板状に形成されている。翼部１１２は、筒部１１１の周方向に略等間隔で複数形成されている。コンプレッサ１１は、コンプレッサハウジング１２に収容されるようにして設けられている。
【００２１】
コンプレッサハウジング１２は、吸気管４と吸気管５との間に設けられている。コンプレッサハウジング１２は、例えば金属により形成されている。コンプレッサハウジング１２は、スクロール１２１等を有している。スクロール１２１は、コンプレッサ１１の翼部１１２の周囲に環状に形成されている。これにより、吸気管５の吸気は、コンプレッサハウジング１２の内側のコンプレッサ１１およびスクロール１２１を経由して吸気管４に導かれる。
【００２２】
タービン１３は、例えばニッケルベースの高耐熱鋼等の金属により形成され、排気通路１０の排気管７と排気管８との間に設けられる。タービン１３は、筒部１３１および翼部１３２を有している。筒部１３１は、一端から他端へ向かうに従い外径が大きくなるような筒状に形成されている。翼部１３２は、筒部１３１の外壁において筒部１３１の一端側から他端側に向かって延びるよう湾曲した板状に形成されている。翼部１３２は、筒部１３１の周方向に略等間隔で複数形成されている。タービン１３は、タービンハウジング１４に収容されるようにして設けられている。
【００２３】
タービンハウジング１４は、排気管７と排気管８との間に設けられている。タービンハウジング１４は、例えばニッケルを含む鉄等の金属により形成されている。タービンハウジング１４は、第１スクロール１４１、第２スクロール１４２等を有している。第１スクロール１４１および第２スクロール１４２は、翼部１３２の周囲に環状に形成されている。ここで、第２スクロール１４２は、第１スクロール１４１に対し筒部１３１の軸方向の一端側に形成されている。
【００２４】
図１（Ｂ）に示すように、タービンハウジング１４には、第１流路１４３、第２流路１４４および第３流路１４５が形成されている。第１流路１４３は、排気管７の内側と第１スクロール１４１とを接続するよう形成されている。第２流路１４４は、第１流路１４３に沿うよう、かつ、一端が第２スクロール１４２に接続するよう形成されている。第１流路１４３と第２流路１４４とを隔てる隔壁には、開口部１４６が形成されている。これにより、第２流路１４４の他端は、開口部１４６および第１流路１４３を経由して排気管７の内側に接続している。
【００２５】
第３流路１４５は、第１スクロール１４１および第２スクロール１４２と排気管８の内側とを接続するよう、かつ、第２流路１４４に沿うよう形成されている。ここで、タービン１３は、第３流路１４５の第１スクロール１４１および第２スクロール１４２近傍に設けられている。第２流路１４４と第３流路１４５とを隔てる隔壁には、開口部１４７が形成されている。これにより、第２流路１４４は、タービン１３をバイパスするよう開口部１４７を経由して第３流路１４５に接続している。
【００２６】
上記構成により、エンジン２から排出される排気は、排気管７の内側、第１流路１４３、第１スクロール１４１、タービン１３、第３流路１４５を経由して排気管８に流通可能である。また、エンジン２から排出される排気は、排気管７の内側、第１流路１４３、開口部１４６、第２流路１４４、第２スクロール１４２、タービン１３、第３流路１４５を経由して排気管８に流通可能である。ここで、第１流路１４３、開口部１４６、第２流路１４４、第２スクロール１４２は、特許請求の範囲における「排気流路」に対応している。また、エンジン２から排出される排気は、排気管７の内側、第１流路１４３、開口部１４６、第２流路１４４、開口部１４７、第３流路１４５を経由して排気管８に流通可能である。ここで、第２流路１４４、開口部１４７、第３流路１４５は、特許請求の範囲における「バイパス流路」に対応している。
図２は、過給機３の構成を模式的に示したものである。
【００２７】
軸受部１５は、例えば金属により形成され、コンプレッサハウジング１２とタービンハウジング１４との間に設けられている。シャフト１６は、例えば金属により棒状に形成され、筒部１１１と筒部１３１とを同軸に接続するよう設けられている。シャフト１６は、軸受部１５に軸受けされている。これにより、コンプレッサ１１およびタービン１３は、シャフト１６とともに一体に回転可能である。
【００２８】
第１スクロール１４１および第２スクロール１４２の排気がタービン１３の翼部１３２に衝突すると、タービン１３が回転する。これにより、コンプレッサ１１が回転し、吸気管５内の吸気が圧縮されてエンジン２に導かれる。本実施形態では、吸気通路６のコンプレッサハウジング１２とエンジン２との間にインタークーラー１９が設けられている。インタークーラー１９は、コンプレッサ１１により圧縮されて温度が上昇した吸気を冷却する。これにより、吸気の空気密度が高まり、より多くの量の吸気をエンジン２に供給することができる。
【００２９】
本実施形態では、吸気通路６のインタークーラー１９とエンジン２との間にスロットルバルブ２０が設けられている。スロットルバルブ２０は、吸気通路６を開閉可能に設けられている。スロットルバルブ２０には、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２１が接続されている。ＥＣＵ２１は、演算手段、記憶手段および入出力手段等を備える小型のコンピュータである。ＥＣＵ２１は、車両の各部に設けられたセンサ類からの信号等に基づき、記憶手段に格納されたプログラムに従い演算を行い、車両各部の装置および機器の作動を制御することにより車両を統合的に制御する。ＥＣＵ２１は、スロットルバルブ２０の作動（開度）を制御することにより、エンジン２に供給する吸気の量を調整可能である。
【００３０】
第１バルブ１７は、例えば金属により形成され、第２流路１４４の開口部１４６近傍に設けられている。第１バルブ１７は、アーム１７１、弁部１７２および第１バルブ軸１７３等を有している。アーム１７１は棒状に形成されている。弁部１７２は、アーム１７１の一端に設けられている。第１バルブ軸１７３は、略円筒状に形成され、一端がアーム１７１の他端に接続するようアーム１７１と一体に設けられている。第１バルブ軸１７３は、他端がタービンハウジング１４の外側に露出するよう、かつ、軸周りに回転可能なようタービンハウジング１４に設けられている。これにより、第１バルブ軸１７３が軸周りに回転すると、弁部１７２は、開口部１４６に近づいたり離れたりする。弁部１７２が開口部１４６の縁部に当接し開口部１４６を塞ぐと、「排気流路」は閉じた状態となる（全閉、閉弁状態）。一方、弁部１７２が開口部１４６の縁部から離間すると、「排気流路」は開いた状態となる（開弁状態）。
【００３１】
第１バルブ１７が閉弁状態のとき、排気は、第１流路１４３および第１スクロール１４１を経由してタービン１３に導かれ、タービン１３を回転させる。一方、第１バルブ１７が開弁状態のとき、排気は、第１流路１４３、開口部１４６、第２流路１４４、第１スクロール１４１および第２スクロール１４２を経由してタービン１３に導かれ、タービン１３を回転させる。このように、第１バルブ１７は、切替バルブとして機能し、タービン１３に供給する排気の量を制御可能である。すなわち、本実施形態では、過給機３は可変容量式の過給機である。
【００３２】
第２バルブ１８は、例えば金属により形成され、第３流路１４５の開口部１４７近傍に設けられている。第２バルブ１８は、アーム１８１、弁部１８２および第２バルブ軸１８３等を有している。アーム１８１は棒状に形成されている。弁部１８２は、アーム１８１の一端に設けられている。第２バルブ軸１８３は、略円筒状に形成され、一端がアーム１８１の他端に接続するようアーム１８１と一体に設けられている。第２バルブ軸１８３は、他端がタービンハウジング１４の外側に露出するよう、かつ、軸周りに回転可能なようタービンハウジング１４に設けられている。これにより、第２バルブ軸１８３が軸周りに回転すると、弁部１８２は、開口部１４７に近づいたり離れたりする。弁部１８２が開口部１４７の縁部に当接し開口部１４７を塞ぐと、「バイパス流路」は閉じた状態となる（全閉、閉弁状態）。一方、弁部１８２が開口部１４７の縁部から離間すると、「バイパス流路」は開いた状態となる（開弁状態）。
以下、第１バルブ１７および第２バルブ１８が開弁する方向を、適宜、「開弁方向」という。また、第１バルブ１７および第２バルブ１８が閉弁する方向を、適宜、「閉弁方向」という。
【００３３】
第１バルブ１７が開弁状態で第２バルブ１８が閉弁状態のとき、排気は、第１流路１４３、開口部１４６、第２流路１４４、第１スクロール１４１および第２スクロール１４２を経由してタービン１３に導かれ、タービン１３を回転させる。一方、第１バルブ１７および第２バルブ１８が開弁状態のとき、第２流路１４４内の排気の一部は、開口部１４７を経由して第３流路１４５へ流れる。そのため、タービン１３の回転が遅くなり、過給圧が低下する。これにより、過給圧の過度の上昇を抑制することができる。このように、第２バルブ１８は、ウェイストゲートバルブとして機能し、タービン１３をバイパスする排気の量を制御可能である。
【００３４】
図３に示すように、バルブ駆動装置１は、アクチュエータ３０、第１駆動レバー４０、第２駆動レバー５０、第１バルブレバー６１、第２バルブレバー６２、第１ロッド６５、第２ロッド６６、第１特定形状部７１、第２特定形状部７２、付勢手段および弾性部材としてのスプリング８１、隙間形成部９０等を備えている。
図４に示すように、アクチュエータ３０は、ハウジング３１、モータ３４、ギア部材３６、出力軸３７および回転位置センサ３８等を有している。
【００３５】
ハウジング３１は、例えば金属により形成され、筒部３２およびカバー部３３を有している。筒部３２は、有底筒状に形成されている。カバー部３３は、有底筒状に形成され、開口部が筒部３２の開口部に当接するようにして設けられている。カバー部３３は、底面から筒部３２とは反対側へ突出するよう形成される係合部３３１を有している（図３、４、５参照）。
【００３６】
モータ３４は、筒部３２の内側に収容されている。モータ３４は、図示しないステータおよびロータを有している。当該ロータの回転中心には、モータ軸３５が設けられている。モータ３４は、電力を供給されることにより、ロータおよびモータ軸３５が回転する。
【００３７】
ギア部材３６は、モータ軸３５に接続するようカバー部３３の内側に設けられている。出力軸３７は、一端がギア部材３６に接続し、他端がカバー部３３の外側に露出するよう設けられている。ここで、出力軸３７は、軸がモータ軸３５の軸と平行になるよう設けられている。また、出力軸３７は、カバー部３３に軸受けされている。
【００３８】
モータ３４（モータ軸３５）の回転は、ギア部材３６を経由することにより、減速されて出力軸３７から出力される。回転位置センサ３８は、ギア部材３６に設けられている。回転位置センサ３８は、出力軸３７とカバー部３３との相対回転位置に関する信号をＥＣＵ２１に出力する。これにより、ＥＣＵ２１は、出力軸３７の回転位置を検出可能である。ＥＣＵ２１は、回転位置センサ３８の信号、および、その他情報等に基づき、モータ３４に供給する電力を調整することによりモータ３４の回転を制御することで、出力軸３７の回転を制御する。
アクチュエータ３０は、ハウジング３１がコンプレッサハウジング１２に固定されるようにして過給機３に取り付けられている。
【００３９】
第１駆動レバー４０は、例えば金属により形成され、カバー部３３の筒部３２とは反対側に設けられている。第１駆動レバー４０は、本体４１、突出部４２および第１駆動レバー軸４３等を有している。本体４１は、例えば略円板状に形成され、カバー部３３の底面に対し略平行になるよう設けられている。図７に示すように、本体４１の中央には穴部が形成されており、当該穴部に出力軸３７が嵌合している。これにより、本体４１（第１駆動レバー４０）は、出力軸３７と一体に回転可能である。突出部４２は、本体４１の外縁部から径方向外側へ突出するよう形成されている。
【００４０】
第１駆動レバー軸４３は、例えば金属により略円筒状に形成され、突出部４２の本体４１とは反対側に設けられている。第１駆動レバー軸４３は、軸が出力軸３７の軸から第１所定距離Ｄ１離れた位置で出力軸３７の軸に対し平行になるよう設けられている（図３、７参照）。
【００４１】
第２駆動レバー５０は、例えば金属により形成され、第１駆動レバー４０のカバー部３３とは反対側に設けられている。第２駆動レバー５０は、本体５１、係合部５２および第２駆動レバー軸５３等を有している。本体５１は、例えば略円板状に形成され、第１駆動レバー４０の本体４１に対し略平行になるよう設けられている。図７に示すように、本体５１の中央には穴部が形成されており、当該穴部にベアリング５４が設けられている。ベアリング５４には、出力軸３７の端部が嵌合している。これにより、本体５１（第２駆動レバー５０）は、出力軸３７および第１駆動レバー４０に対し相対回転可能である。係合部５２は、本体５１の外縁部から径方向外側および第１駆動レバー４０側へ突出するよう形成されている。
【００４２】
第２駆動レバー軸５３は、例えば金属により略円筒状に形成され、本体５１の外縁部に設けられている。第２駆動レバー軸５３は、軸が出力軸３７の軸から第２所定距離Ｄ２離れた位置で出力軸３７の軸に対し平行になるよう設けられている（図３参照）。
このように、第１駆動レバー４０および第２駆動レバー５０は、出力軸３７の軸方向に並ぶよう設けられている。
【００４３】
図３に示すように、第１バルブレバー６１は、本体６１１および第１バルブレバー軸６１２を有している。本体６１１は、例えば金属により、長い板状に形成され、一端が第１バルブ軸１７３に固定されるよう設けられている。本体６１１は、板厚方向が第１バルブ軸１７３の軸に対し略平行になるよう設けられている。これにより、本体６１１（第１バルブレバー６１）は、第１バルブ軸１７３と一体に回転可能である。よって、本体６１１が第１バルブ軸１７３とともに回転すると、第１バルブ１７が開弁または閉弁する。
【００４４】
第１バルブレバー軸６１２は、例えば金属により略円筒状に形成され、本体６１１の他端に設けられている。第１バルブレバー軸６１２は、軸が第１バルブ軸１７３の軸から第３所定距離Ｄ３離れた位置で第１バルブ軸１７３の軸に対し平行になるよう設けられている。
【００４５】
図３に示すように、第２バルブレバー６２は、本体６２１および第２バルブレバー軸６２２を有している。本体６２１は、例えば金属により、長い板状に形成され、一端が第２バルブ軸１８３に固定されるよう設けられている。本体６２１は、板厚方向が第２バルブ軸１８３の軸に対し略平行になるよう設けられている。これにより、本体６２１（第２バルブレバー６２）は、第２バルブ軸１８３と一体に回転可能である。よって、本体６２１が第２バルブ軸１８３とともに回転すると、第２バルブ１８が開弁または閉弁する。
【００４６】
第２バルブレバー軸６２２は、例えば金属により略円筒状に形成され、本体６２１の他端に設けられている。第２バルブレバー軸６２２は、軸が第２バルブ軸１８３の軸から第４所定距離Ｄ４離れた位置で第２バルブ軸１８３の軸に対し平行になるよう設けられている。
【００４７】
第１ロッド６５は、例えば金属により棒状に形成されている。第１ロッド６５は、一端が第１駆動レバー軸４３に対し相対回転可能に接続され、他端が第１バルブレバー軸６１２に対し相対回転可能に接続されている。
第２ロッド６６は、例えば金属により棒状に形成されている。第２ロッド６６は、一端が第２駆動レバー軸５３に対し相対回転可能に接続され、他端が第２バルブレバー軸６２２に対し相対回転可能に接続されている。
【００４８】
第１特定形状部７１は、第１駆動レバー４０の本体４１の外縁部から径方向外側へ突出するよう本体４１と一体に形成されている。すなわち、第１特定形状部７１は、第１駆動レバー４０の、出力軸３７の軸から所定距離離れた位置に形成されている。
図７に示すように、本実施形態では、第１特定形状部７１は、断面Ｌ字状に形成されている。すなわち、第１特定形状部７１は、本体４１を形成する部材を折り曲げることにより形成されている。
【００４９】
第２特定形状部７２は、第２駆動レバー５０の本体５１の外縁部から径方向外側へ突出するよう本体５１と一体に形成されている。すなわち、第２特定形状部７２は、第２駆動レバー５０の、出力軸３７の軸から所定距離離れた位置に形成されている。
第２特定形状部７２は、第１駆動レバー４０と第２駆動レバー５０とが相対回転すると、第１特定形状部７１に当接可能なよう形成されている。
【００５０】
スプリング８１は、例えば金属等の弾性部材によりコイル状に形成されている。すなわち、スプリング８１は、所謂コイルスプリングであり、図７に示すように、軸が出力軸３７の軸に対し略平行になるよう第１駆動レバー４０の本体４１と第２駆動レバー５０の本体５１との間に設けられている。スプリング８１は、一端がアクチュエータ３０のカバー部３３の係合部３３１に係合し、他端が第２駆動レバー５０の係合部５２に係合するよう設けられている。スプリング８１は、所定の弾性率に設定され、第２バルブ１８が閉じる方向、かつ、第２特定形状部７２が第１特定形状部７１に近づく方向に第２駆動レバー５０を付勢している。本実施形態では、スプリング８１の内側に環状のスペーサ８２が設けられている。これにより、スプリング８１の崩れが抑制されている。
【００５１】
隙間形成部９０は、例えば金属により形成され、第２特定形状部７２に設けられている。図３に示すように、隙間形成部９０は、ねじ部９１およびナット部９２等を有している。ねじ部９１は、略円柱状に形成され、外壁にねじ山が形成されている。ねじ部９１は、第２特定形状部７２に形成された、内壁にねじ溝を有するねじ穴にねじ込まれている。ねじ部９１は、第２特定形状部７２のねじ穴にねじ込まれることにより、第２特定形状部７２から第１特定形状部７１側へ所定量突出した状態で設けられている。ねじ部９１は、ねじ穴へのねじ込み量を調整することにより、第２特定形状部７２から第１特定形状部７１側への突出量を変更可能である。
【００５２】
ナット部９２は、環状に形成され、ねじ部９１のねじ山に対応するねじ溝を内壁に有している。ナット部９２は、ねじ部９１の第１特定形状部７１とは反対側の端部からねじ部９１にねじ込まれ、第２特定形状部７２に当接するよう設けられている。これにより、ねじ部９１は、第２特定形状部７２に対し相対移動不能になる。
【００５３】
図３および図８（Ａ）に示すように、第１バルブ１７および第２バルブ１８のいずれもが閉弁（全閉）状態のとき、ねじ部９１と第１特定形状部７１とは離間している。一方、図８（Ｂ）に示すように、第２バルブ１８が閉弁（全閉）状態のとき、第１バルブ１７が所定量開弁すると、ねじ部９１と第１特定形状部７１とは当接する。このとき、第１特定形状部７１と第２特定形状部７２との間には、所定の隙間が形成されている。
【００５４】
本実施形態では、図３に示すように、第２駆動レバー５０および第２バルブレバー６２は、第２所定距離Ｄ２が第４所定距離Ｄ４より小さく設定されるよう、すなわち、Ｄ２＜Ｄ４の関係を満たすよう形成されている。なお、第１駆動レバー４０および第１バルブレバー６１は、第１所定距離Ｄ１と第３所定距離Ｄ３とが略同じに設定されるよう、すなわち、Ｄ１≒Ｄ３の関係を満たすよう形成されている。
【００５５】
このように、本実施形態では、第１駆動レバー４０、第１ロッド６５、第１バルブレバー６１、第２駆動レバー５０、第２ロッド６６、第２バルブレバー６２により「リンク機構（４節リンク）」が構成されている。アクチュエータ３０の駆動により第１駆動レバー４０および第２駆動レバー５０が回転すると、当該回転動作が上記「リンク機構」を経由して第１バルブ１７および第２バルブ１８に伝達され、第１バルブ１７および第２バルブ１８が開閉する。
【００５６】
次に、本実施形態によるバルブ駆動装置１の作動について、図８、９に基づき説明する。
図８（Ａ）に示すように、第１バルブ１７および第２バルブ１８のいずれもが閉弁（全閉）状態のとき、第１特定形状部７１とねじ部９１とは離間している。このときの出力軸３７の回転角度、すなわち、アクチュエータ３０の角度を第１角度θ１とする。このとき、スプリング８１からの付勢力は、第２駆動レバー５０、第２ロッド６６、第２バルブレバー６２を経由して第２バルブ１８に作用し、第２バルブ１８を閉弁方向に付勢している。これにより、第２バルブ１８の全閉状態が維持されている。一方、このとき、第１駆動レバー４０（出力軸３７）には、スプリング８１からの付勢力は作用していない。
【００５７】
また、第１駆動レバー４０は、第２バルブ１８が閉弁した状態で、第１バルブ１７が閉弁した位置（図８（Ａ）参照）から、第１特定形状部７１とねじ部９１とが当接する位置（図８（Ｂ）参照）までの範囲において、スプリング８１の付勢力を受けることなく回転可能である。
図８（Ａ）の状態で、ＥＣＵ２１がアクチュエータ３０を駆動制御することにより第１バルブ１７が開弁する方向に第１駆動レバー４０を回転させると、第１特定形状部７１は、第２特定形状部７２（隙間形成部９０）に近づく方向に移動する。
【００５８】
さらに、ＥＣＵ２１が第１駆動レバー４０を回転させると、第１特定形状部７１は、隙間形成部９０のねじ部９１に当接する（図８（Ｂ）参照）。このときのアクチュエータ３０の角度を第２角度θ２とする。このとき、第１バルブ１７は所定量開弁した状態であり、第２バルブ１８は閉弁（全閉）状態である。
【００５９】
さらに、ＥＣＵ２１が第１駆動レバー４０を回転させると、第２駆動レバー５０は、第１特定形状部７１とねじ部９１とが当接した状態で第１駆動レバー４０とともに回転する。これにより、第２バルブ１８が開弁する。このとき、アクチュエータ３０は、スプリング８１の発生トルク（閉弁方向）に抗して第１駆動レバー４０および第２駆動レバー５０を回転させる。
【００６０】
さらに、ＥＣＵ２１が第１駆動レバー４０（および第２駆動レバー５０）を回転させると、第１駆動レバー４０の突出部４２と第１ロッド６５とが直線状に並ぶ状態になる。すなわち、出力軸３７の軸および第１駆動レバー軸４３の軸に直交する第１直線Ｌ１と、第１駆動レバー軸４３の軸および第１バルブレバー軸６１２の軸に直交する第２直線Ｌ２とが、同一の直線に重なる（図９（Ａ）参照）。このときのアクチュエータ３０の角度を第３角度θ３とする。このとき、第１バルブ１７の開度は最大開度となる（図１０（Ａ）参照）。
【００６１】
さらに、ＥＣＵ２１が第１駆動レバー４０（および第２駆動レバー５０）を回転させると、第１バルブ１７は閉弁方向に移動し（第１バルブ１７の開度は小さくなり）、第２バルブ１８は開弁方向に移動する（第２バルブ１８の開度は大きくなる）。
アクチュエータ３０は、第１駆動レバー４０および第２駆動レバー５０が図９（Ｂ）の位置になるまで、第１駆動レバー４０および第２駆動レバー５０を駆動可能である。図９（Ｂ）に示す状態のときのアクチュエータ３０の角度を第４角度θ４とする。このとき、第２バルブ１８の開度は最大開度となる（図１０（Ａ）参照）。
【００６２】
図１０（Ａ）に示すように、本実施形態では、アクチュエータ３０の角度が第２角度θ２のとき、第１バルブ１７の開度が「必要開度」となるよう設定されている。ここで、必要開度とは、バルブを通過する流体の流量が変化しなくなるようなバルブ開度のうち最小の開度のことをいう。
また、アクチュエータ３０の角度が第２角度θ２と第３角度θ３との間の角度である第５角度θ５のとき、第２バルブ１８の開度が「必要開度」となるよう設定されている（図１０（Ａ）参照）。
【００６３】
つまり、本実施形態では、第１角度θ１から第２角度θ２までが第１バルブ１７の実質的な制御範囲として設定され、第２角度θ２から第５角度θ５までが第２バルブ１８の実質的な制御範囲として設定されている。なお、第５角度θ５から第４角度θ４までは、排気浄化装置９の触媒を暖機するための制御範囲として設定されている。
また、本実施形態では、図１０（Ａ）に示すように、アクチュエータ３０の角度が最大角度、すなわち、第４角度θ４のときの第１バルブ１７の開度が、第１バルブ１７の必要開度以上となるよう設定されている。
【００６４】
また、図１０（Ｂ）に示すように、アクチュエータ３０の角度が第１角度θ１から第２角度θ２までの範囲（第１バルブ１７制御範囲）でアクチュエータ３０に作用する負荷は、「排気脈動のバルブ作用力（開弁方向）」のみである。アクチュエータ３０の角度が第２角度θ２から第４角度θ４までの範囲でアクチュエータ３０に作用する負荷は、「スプリング８１の発生トルク（閉弁方向）」−「排気脈動のバルブ作用力（開弁方向）」である。
【００６５】
また、本実施形態では、アクチュエータ３０の角度が第３角度θ３のとき、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２とが同一の直線に重なり（図９（Ａ）参照）、第１バルブ１７の開度は、最大開度となる。すなわち、第１駆動レバー４０は、「出力軸３７の軸および第１駆動レバー軸４３の軸に直交する第１直線Ｌ１と、第１駆動レバー軸４３の軸および第１バルブレバー軸６１２の軸に直交する第２直線Ｌ２とが、同一の直線に重なるような回転位置」を回転可能範囲に含む。
【００６６】
また、本実施形態では、図３に示すように、第２駆動レバー５０、第２ロッド６６および第２バルブレバー６２は、第２バルブ１８が閉弁（全閉）状態のとき、「出力軸３７の軸および第２駆動レバー軸５３の軸に直交する第３直線Ｌ３と、第２駆動レバー軸５３の軸および第２バルブレバー軸６２２の軸に直交する第４直線Ｌ４との成す角が鋭角となるよう」、かつ、「第２バルブレバー軸６２２の軸および第２バルブ軸１８３の軸に直交する第５直線Ｌ５と、第４直線Ｌ４との成す角が直角となるよう」設けられている。ここで、「直角」とは、厳密な９０度に限らず、例えば８９度や９１度等、概ね直角である角度を含むものとする。
【００６７】
なお、第１駆動レバー４０、第１ロッド６５および第１バルブレバー６１は、第１バルブ１７が閉弁（全閉）状態のとき（図３参照）、「第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との成す角が鈍角となるよう」、かつ、「第１バルブレバー軸６１２の軸および第１バルブ軸１７３の軸に直交する第６直線Ｌ６と第２直線Ｌ２との成す角が鈍角となるよう」設けられている。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態では、第１バルブ１７が全閉状態のとき第１特定形状部７１と第２特定形状部７２（隙間形成部９０）との間に所定の隙間が形成されるよう設定されている。これにより、第１バルブ１７が所定の開度以上開くまで、スプリング８１により第２バルブ１８を閉じ側に付勢し閉弁した状態にすることができる。そのため、スプリング８１の付勢力により第２バルブ１８（ウェイストゲートバルブ）を全閉状態に保ったまま、アクチュエータ３０により第１バルブ１７（切替バルブ）を所定の範囲で駆動することができる。一方、第１バルブ１７が所定の開度以上開くと、第１特定形状部７１と隙間形成部９０（ねじ部９１）とが当接し、第２バルブ１８は、第２バルブレバー６２、第２ロッド６６、第２駆動レバー５０、第１駆動レバー４０、第１ロッド６５および第１バルブレバー６１を経由して、第１バルブ１７に連動して開く。
このように、本実施形態では、比較的少ない構成部材でリンク機構を構成し、１つのアクチュエータ３０で２つのバルブ（第１バルブ１７、第２バルブ１８）を駆動することができる。よって、部材コストおよび製造コストを低減することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、出力軸３７と第１駆動レバー軸４３との距離、出力軸３７と第２駆動レバー軸５３との距離、第１バルブ軸１７３と第１バルブレバー軸６１２との距離、および、第２バルブ軸１８３と第２バルブレバー軸６２２との距離、すなわち、第１〜４所定距離Ｄ１〜Ｄ４を適宜設定することにより、アクチュエータ３０の駆動力の第１バルブ１７および第２バルブ１８への伝達効率を調整することができる。そのため、アクチュエータ３０の駆動力を第１バルブ１７および第２バルブ１８に効率良く伝達することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、スプリング８１は、所定の弾性率の弾性部材により形成され、一端がアクチュエータ３０の係合部３３１に係合し、他端が第２駆動レバー５０の係合部５２に係合するよう設けられている。これにより、スプリング８１の付勢力により第２バルブ１８を全閉状態に保ったまま、アクチュエータ３０により第１バルブ１７を所定の範囲で駆動することができる。なお、アクチュエータ３０は、コンプレッサハウジング１２に取り付けられている。そのため、スプリング８１が排気の熱により高温になるのを抑制することができる。よって、スプリング８１を耐熱性の低い安価な部材により形成することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、第１駆動レバー４０および第１バルブレバー６１は、第１所定距離Ｄ１と第３所定距離Ｄ３とが略同じに設定されるよう形成されている。また、第１駆動レバー４０、第１ロッド６５および第１バルブレバー６１は、第１バルブ１７が閉弁（全閉）状態のとき、「第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との成す角が鈍角となるよう」、かつ、「第６直線Ｌ６と第２直線Ｌ２との成す角が鈍角となるよう」設けられている。よって、第１駆動レバー４０は、「第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２とが同一の直線に重なるような回転位置」を回転可能範囲に含む。そのため、アクチュエータ３０を第２バルブ１８の開弁方向に回転させるとき、第１バルブ１７は、最大開度に到達した（第３角度θ３）後、開度が小さくなるよう駆動される。これにより、第１バルブ１７の最大開度（上限）を調整することができ、タービンハウジング１４における第１バルブ１７の収容スペース（デッドボリューム）を小さくすることができる。その結果、タービンハウジング１４の小型化、ならびに、「デッドボリュームの増大による圧力損失増大およびヒートマス増大」の抑制を図ることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、第２駆動レバー５０および第２バルブレバー６２は、第２所定距離Ｄ２が第４所定距離Ｄ４より小さく設定されるよう形成されている。これにより、出力軸３７（第２駆動レバー５０）のトルクを増幅して第２バルブレバー６２（第２バルブ１８）に伝達することができる。よって、アクチュエータ３０の駆動力を第２バルブ１８に効率良く伝達することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、第２駆動レバー５０、第２ロッド６６および第２バルブレバー６２は、第２バルブ１８が閉弁（全閉）状態のとき、「第３直線Ｌ３と第４直線Ｌ４との成す角が鋭角となるよう」、かつ、「第５直線Ｌ５と第４直線Ｌ４との成す角が直角となるよう」設けられている。これにより、出力軸３７（第２駆動レバー５０）のトルクを増幅して効率よく第２バルブレバー６２（第２バルブ１８）に伝達することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、第２特定形状部７２から第１特定形状部７１側に突出するよう第２特定形状部７２に設けられ、第１特定形状部７１に当接したとき、第１特定形状部７１と第２特定形状部７２との間に所定の隙間を形成する隙間形成部９０をさらに備えている。隙間形成部９０（ねじ部９１）は、第２特定形状部７２からの突出量を変更可能に設けられている。ところで、本実施形態では、第１バルブ１７が開弁し始めてから第２バルブ１８が開弁し始めるまでの範囲、すなわち、第１バルブ１７がスプリング８１の付勢力を受けることなく開弁可能な範囲は、第１特定形状部７１と第２特定形状部７２との間の隙間で決まる。本実施形態では、隙間形成部９０により第１特定形状部７１と第２特定形状部７２との間の隙間を調整することができる。そのため、第１駆動レバー４０と第２駆動レバー５０との位置関係のばらつきやスプリング８１のトルクばらつきを調整することにより、第１バルブ１７の制御範囲（作動範囲）を正確に決めることができる。よって、部品公差を大きくでき、製造コストを低減することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、第１駆動レバー４０および第２駆動レバー５０は、出力軸３７の軸方向に並ぶよう設けられている。また、第１特定形状部７１は、第１駆動レバー４０（本体４１）を形成する部材を折り曲げることにより形成されている。これにより、第１駆動レバー４０および第１特定形状部７１を、例えばプレス材等の安価な部材により形成することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、アクチュエータ３０は、出力軸３７に接続するギア部材３６、および、当該ギア部材３６を経由して出力軸３７に駆動力を伝達する電動のモータ３４を有している。アクチュエータ３０の角度が第２角度θ２から第４角度θ４のとき、すなわち、第２バルブ１８の開制御範囲では、出力軸３７にスプリング８１の発生トルク（閉弁方向）が作用するため、ギア部材３６のバックラッシが低減される。よって、このとき、電動のモータ３４を有するアクチュエータ３０の位置制御性を向上することができる。
【００７７】
図１１は、「エンジン２の回転数」と「ＢＭＥＰ（正味平均有効圧力）またはトルク」との関係を示す図である。図１１に示すように、エンジン２の使用範囲は、ほとんどが第２バルブ１８の開制御範囲に含まれる。よって、本実施形態では、エンジン２の使用範囲のほとんどでギア部材３６のバックラッシが低減され、アクチュエータ３０の位置制御性が向上し、燃費が向上する。
【００７８】
また、本実施形態では、スプリング８１のトルク設定を「第２バルブ１８を締切る必要荷重」および「排気脈動のピーク圧力が第２バルブ１８の開弁方向に働くトルク」より大きく設定することにより、アクチュエータ３０の制御性をさらに安定にすることができる。
【００７９】
なお、アクチュエータ３０の角度が第１角度θ１から第２角度θ２のとき（第１バルブ１７の制御範囲）、出力軸３７にはスプリング８１のトルクが作用しないため、上記効果は期待できないが、このとき第１バルブ１７に作用する排気脈動は小さいため、問題とはならない。
【００８０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるバルブ駆動装置を図１２（Ａ）に示す。第２実施形態では、バルブ駆動装置１の構成は第１実施形態と同様であるものの、バルブ駆動装置１が取り付けられる過給機の構成が第１実施形態と異なる。
【００８１】
第２実施形態では、過給機２２は、第１流路２２１、第２流路２２２および第３流路２２３を有している。第１流路２２１は、エンジン２と第１スクロール１４１とを接続するよう形成されている。第２流路２２２は、第１流路２２１と第２スクロール１４２とを接続するよう形成されている。ここで、第１流路２２１および第２流路２２２は、特許請求の範囲における「排気流路」に対応している。第３流路２２３は、タービン１３をバイパスし第１流路２２１と排気浄化装置９とを接続するよう形成されている。ここで、第３流路２２３は、特許請求の範囲における「バイパス流路」に対応している。
【００８２】
本実施形態では、第１バルブ１７（切替バルブ）は、第２流路２２２を開閉可能なよう第２流路２２２に設けられている。第２バルブ１８（ウェイストゲートバルブ）は、第３流路２２３を開閉可能なよう第３流路２２３に設けられている。
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるバルブ駆動装置を図１２（Ｂ）に示す。第３実施形態では、バルブ駆動装置１の構成は第１実施形態と同様であるものの、バルブ駆動装置１が取り付けられる過給機の構成が第１実施形態と異なる。
【００８４】
第３実施形態では、過給機２３は、第１流路２３１、第２流路２３２、第３流路２３３および第４流路２３４を有している。第１流路２３１は、エンジン２と第１スクロール１４１とを接続するよう形成されている。第２流路２３２は、第１流路２３１と第２スクロール１４２とを接続するよう形成されている。第３流路２３３は、タービン１３をバイパスし第２流路２３２と排気浄化装置９とを接続するよう形成されている。第４流路２３４は、タービン１３をバイパスし第１流路２３１と第３流路２３３とを接続するよう形成されている。ここで、第１流路２３１および第２流路２３２は、特許請求の範囲における「排気流路」に対応している。また、第３流路２３３および第４流路２３４は、特許請求の範囲における「バイパス流路」に対応している。
【００８５】
本実施形態では、第１バルブ１７（切替バルブ）は、第２流路２３２を開閉可能なよう第２流路２３２に設けられている。第２バルブ１８（ウェイストゲートバルブ）は、第３流路２３３および第４流路２３４を開閉可能なよう第３流路２３３と第４流路２３４との接続点に設けられている。
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８６】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるバルブ駆動装置を図１３に示す。第４実施形態では、バルブ駆動装置１の構成は第１実施形態と同様であるものの、バルブ駆動装置１の適用対象が第１実施形態と異なる。
【００８７】
第４実施形態では、バルブ駆動装置１は、エンジン２に吸気を過給する過給機２４に取り付けられる。過給機２４は、第１コンプレッサ２５１、第２コンプレッサ２５２、第１タービン２６１、第２タービン２６２、第１シャフト２６３、第２シャフト２６４、第１バルブ１７および第２バルブ１８等を備えている。
第１コンプレッサ２５１および第２コンプレッサ２５２は、エンジン２に吸気を導く吸気通路６に設けられている。
【００８８】
第１タービン２６１および第２タービン２６２は、エンジン２からの排気が流通する排気通路１０に設けられている。第１タービン２６１は、第１シャフト２６３により第１コンプレッサ２５１に接続している。これにより、第１タービン２６１は、排気を供給され回転することにより第１コンプレッサ２５１を回転駆動可能である。ここで、第１タービン２６１は、例えば低速用（小流量用）のタービンとして用いられる。
【００８９】
また、第２タービン２６２は、第２シャフト２６４により第２コンプレッサ２５２に接続している。これにより、第２タービン２６２は、排気を供給され回転することにより第２コンプレッサ２５２を回転駆動可能である。ここで、第２タービン２６２は、例えば高速用（大流量用）のタービンとして用いられる。
【００９０】
本実施形態では、排気通路１０に、エンジン２から第１タービン２６１に排気を導く第１排気流路２７１、および、エンジン２から第２タービン２６２に排気を導く第２排気流路２７２が形成されている。ここで、第２排気流路２７２は、第２タービン２６２とは反対側の端部が第１排気流路２７１に接続するよう形成されている。
【００９１】
また、第１タービン２６１および第２タービン２６２をバイパスするよう排気通路１０の第１タービン２６１および第２タービン２６２のエンジン２側とエンジン２とは反対側とを接続するバイパス流路２７３が形成されている。
【００９２】
第１バルブ１７は、第１バルブ軸１７３の軸回りに回転することにより第２排気流路２７２を開閉可能なよう第２排気流路２７２に設けられている。また、第２バルブ１８は、第２バルブ軸１８３の軸回りに回転することによりバイパス流路２７３を開閉可能なようバイパス流路２７３に設けられている。
【００９３】
第１バルブ１７が閉弁状態のとき、排気は、第１排気流路２７１を経由して第１タービン２６１に導かれ、第１タービン２６１を回転させる。一方、第１バルブ１７が開弁状態のとき、排気は、第１排気流路２７１を経由して第１タービン２６１に導かれるとともに、第２排気流路２７２を経由して第２タービン２６２に導かれ、第１タービン２６１および第２タービン２６２を回転させる。このように、第１バルブ１７は、切替バルブとして機能し、２つのタービン（第１タービン２６１、第２タービン２６２）に供給する排気の量を制御可能である。すなわち、本実施形態では、過給機２２は２段式過給機である。
【００９４】
第２バルブ１８が開弁状態のとき、排気通路１０内の排気の一部は、バイパス流路２７３を流れる。そのため、第１タービン２６１および第２タービン２６２の回転が遅くなり、過給圧が低下する。これにより、過給圧の過度の上昇を抑制することができる。このように、第２バルブ１８は、ウェイストゲートバルブとして機能し、第１タービン２６１および第２タービン２６２をバイパスする排気の量を制御可能である。
【００９５】
バルブ駆動装置１は、第１バルブ１７および第２バルブ１８を駆動可能に過給機２４に取り付けられている。すなわち、本実施形態では、バルブ駆動装置１は、ウェイストゲートバルブを備える２段式過給機（過給機２４）に適用され、２つのタービン（第１タービン２６１、第２タービン２６２）に供給する排気の量を制御する第１バルブ１７、ならびに、タービン（第１タービン２６１、第２タービン２６２）をバイパスする排気の量を制御する第２バルブ１８（ウェイストゲートバルブ）を駆動する。
【００９６】
本実施形態のアクチュエータ３０、第１駆動レバー４０、第２駆動レバー５０、第１バルブレバー６１、第２バルブレバー６２、第１ロッド６５、第２ロッド６６、第１特定形状部７１、第２特定形状部７２およびスプリング８１は、第１実施形態と同様の構成のため、スプリング８１の付勢力により第２バルブ１８（ウェイストゲートバルブ）を全閉状態に保ったまま、アクチュエータ３０により第１バルブ１７（切替バルブ）を所定の範囲で駆動することができる。よって、第４実施形態は、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９７】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、タービンに供給する排気の量を制御する可変ノズル、すなわち、可変容量式過給機の「可変ノズル」として第１バルブを用いることとしてもよい。この場合、付勢手段の付勢力により第２バルブ（ウェストゲートバルブ）を全閉状態に保ったまま、アクチュエータにより第１バルブ（可変ノズル）を所定の範囲で駆動することができる。
【００９８】
また、本発明の他の実施形態では、付勢手段は、金属製のコイルスプリングに限らず、他の材料および形状からなる弾性部材により形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、第１駆動レバーは、「第１直線と第２直線とが同一の直線に重なるような回転位置」を回転可能範囲に含まないこととしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、第２駆動レバーおよび第２バルブレバーは、「第２所定距離が第４所定距離以上に設定されるよう」形成されていてもよい。
【００９９】
また、本発明の他の実施形態では、第１駆動レバーおよび第１バルブレバーは、「第１所定距離が第３所定距離より小さく設定されるよう」形成されていてもよい。この場合、出力軸（第１駆動レバー）のトルクを増幅して第１バルブレバー（第１バルブ）に伝達することができる。また、第１駆動レバーおよび第１バルブレバーは、「第１所定距離が第３所定距離より大きく設定されるよう」形成されていてもよい。
【０１００】
また、本発明の他の実施形態では、第２駆動レバー、第２ロッドおよび第２バルブレバーは、第２バルブが全閉状態のとき、「第３直線と第４直線との成す角が鈍角となるよう」、かつ、「第５直線と第４直線との成す角が直角となるよう」設けられていてもよい。この場合でも、出力軸（第２駆動レバー）のトルクを増幅して第２バルブレバー（第２バルブ）に伝達することができる。また、第２駆動レバー、第２ロッドおよび第２バルブレバーは、第２バルブが全閉状態のとき、「第３直線と第４直線との成す角が直角となるよう」設けられていてもよい。また、第２駆動レバー、第２ロッドおよび第２バルブレバーは、第２バルブが全閉状態のとき、「第５直線と第４直線との成す角が鋭角または鈍角となるよう」設けられていてもよい。
【０１０１】
また、本発明の他の実施形態では、第１駆動レバー、第１ロッドおよび第１バルブレバーは、第１バルブが全閉状態のとき、「第１直線と第２直線との成す角が鋭角または鈍角となるよう」、かつ、「第６直線と第２直線との成す角が直角となるよう」設けられていてもよい。この場合、出力軸（第１駆動レバー）のトルクを増幅して効率よく第１バルブレバー（第１バルブ）に伝達することができる。また、第１駆動レバー、第１ロッドおよび第１バルブレバーは、第１バルブが全閉状態のとき、「第６直線と第２直線との成す角が鋭角または鈍角となるよう」設けられていてもよい。
【０１０２】
また、本発明の他の実施形態では、隙間形成部は、第１特定形状部に設けられていてもよい。また、バルブ駆動装置は、隙間形成部を備えていなくてもよい。この場合、第１特定形状部と第２特定形状部とは当接可能な構成となり、第１特定形状部と第２特定形状部との間の隙間の調整はできないが、付勢手段の付勢力により第２バルブを全閉状態に保ったまま、アクチュエータにより第１バルブを所定の範囲で駆動することができる。
【０１０３】
また、本発明の他の実施形態では、第２特定形状部は、第２駆動レバーを形成する部材を折り曲げることにより形成されていてもよい。また、第１特定形状部および第２特定形状部は、第１駆動レバーまたは第２駆動レバーを形成する部材を折り曲げること（プレス加工）により形成されることなく、切削または鋳造等により形成されてもよい。
【０１０４】
また、本発明の他の実施形態では、アクチュエータは、出力軸に接続するギア部材を有していなくてもよい。すなわち、出力軸とモータとが直接接続されていてもよい。また、アクチュエータは、出力軸が軸周りに回転するのであれば、電動式に限らず、圧力式、油圧式等、他の方式により駆動するものであってもよい。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  ・・・・・バルブ駆動装置
１７  ・・・・第１バルブ
１７３  ・・・第１バルブ軸
１８  ・・・・第２バルブ
１８３  ・・・第２バルブ軸
３０  ・・・・アクチュエータ
３７  ・・・・出力軸
４０  ・・・・第１駆動レバー
４３  ・・・・第１駆動レバー軸
５０  ・・・・第２駆動レバー
５３  ・・・・第２駆動レバー軸
６１  ・・・・第１バルブレバー
６１２  ・・・第１バルブレバー軸
６２  ・・・・第２バルブレバー
６２２  ・・・第２バルブレバー軸
６５  ・・・・第１ロッド
６６  ・・・・第２ロッド
７１  ・・・・第１特定形状部
７２  ・・・・第２特定形状部
８１  ・・・・スプリング（付勢手段）
【図１】
2014214733.tif 000003
【図２】
2014214733.tif 000004
【図３】
2014214733.tif 000005
【図４】
2014214733.tif 000006
【図５】
2014214733.tif 000007
【図６】
2014214733.tif 000008
【図７】
2014214733.tif 000009
【図８】
2014214733.tif 000010
【図９】
2014214733.tif 000011
【図１０】
2014214733.tif 000012
【図１１】
2014214733.tif 000013
【図１２】
2014214733.tif 000014
【図１３】
2014214733.tif 000015