(57)【要約】【課題】簡単な構成で、部材の寿命が長いバルブ駆動装置を提供する。【解決手段】第１バルブレバー６１は、第１バルブ軸１７３と一体に回転可能なよう設けられ、軸が第１バルブ軸１７３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２バルブレバー６２は、第２バルブ軸１８３と一体に回転可能なよう設けられ、軸が第２バルブ軸１８３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１ロッド７３は、一端が第１バルブレバー軸６１２に対し相対回転可能に接続され、他端がシャフト３５に接続される。第２ロッド７２は、一端が第２バルブレバー軸６２２に対し相対回転可能に接続され、他端が第２部材５０に接続される。スプリング８１は、第１係合部４１２と第２係合部５３１との間に設けられ、第１当接部４１１と第２当接部５１１とが近づく方向に第１部材４０および第２部材５０を付勢する。【選択図】図３
2014214734.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、
軸方向に移動可能な出力軸（３２）を有するアクチュエータ（３０）と、
前記出力軸と同軸かつ一体、または、前記出力軸と別体に設けられるシャフト（３５）と、
前記シャフトの軸上に設けられ、第１当接部（４１１、４２１、４５１）および第１係合部（４１２、４３１）を有する第１部材（４０）と、
前記シャフトの軸上に設けられ、前記第１当接部に当接可能な第２当接部（５１１、５２１、５４１）、および、第２係合部（５１３、５３１、５４２）を有する第２部材（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１所定距離（Ｄ１）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２所定距離（Ｄ２）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バルブレバー軸に対し相対回転可能に接続され、他端が前記シャフトまたは前記第１部材に接続される第１ロッド（７１）と、
一端が前記第２バルブレバー軸に対し相対回転可能に接続され、他端が前記第２部材に接続される第２ロッド（７２）と、
前記第１係合部と前記第２係合部との間に設けられ、前記第１当接部と前記第２当接部とが近づく方向に前記第１部材および前記第２部材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、一端が前記第１係合部に係合し、他端が前記第２係合部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】
前記シャフトは、前記出力軸と同軸かつ一体に設けられ、
前記第１部材は、前記シャフトと一体に設けられ、
前記第２部材は、前記シャフトに対し相対移動可能に設けられ、
前記第１ロッドは、他端が前記シャフトに接続されている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１部材は、前記第１係合部（４１２）が形成された上部材（４１）、および、前記第１当接部（４２１）が形成された下部材（４２）を有し、
前記第２部材は、前記上部材と前記下部材との間に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のバルブ駆動装置。
【請求項７】
前記シャフトは、前記出力軸と別体に設けられ、
前記第１部材および前記第２部材は、前記シャフトに対し相対移動可能に設けられ、
前記第１ロッドは、他端が前記第１部材に接続され、
前記出力軸と前記第１部材とを接続する第３ロッド（７３）をさらに備える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８】
前記第１部材は、前記シャフトと同軸に形成される第１筒部（４６）を有し、
前記第２部材は、前記第１筒部の外側または内側に位置する第２筒部（５２）を有す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当接部または前記第２当接部の一方から他方側に突出するよう前記第１当接部または前記第２当接部の一方に設けられ、前記第１当接部または前記第２当接部の他方に当接したとき、前記第１当接部と前記第２当接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当接部または前記第２当接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１〜８のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータは、電力を供給されることにより、前記出力軸を軸方向に駆動す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。
【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、２つ目のバルブが開いているときは、スプリングの付勢力がリンク機構を経由して常にアクチュエータの出力軸に作用する。そのため、内燃機関の動作として２つ目のバルブを主に開く使い方をする場合、アクチュエータの負荷が大きくなり、アクチュエータへのストレス増となるおそれがある。また、アクチュエータが電動式の場合、消費電力が増大するおそれがある。
【０００６】
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。
【０００７】
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、部材の寿命が長い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】
【０００８】
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、アクチュエータとシャフトと第１部材と第２部材と第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。
【０００９】
アクチュエータは、軸方向に移動可能な出力軸を有する。シャフトは、出力軸と同軸かつ一体、または、出力軸と別体に設けられる。第１部材は、シャフトの軸上に設けられ、第１当接部および第１係合部を有する。
【００１０】
第２部材は、シャフトの軸上に設けられ、第１当接部に当接可能な第２当接部、および、第２係合部を有する。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１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２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。
【００１１】
第１ロッドは、一端が第１バルブレバー軸に対し相対回転可能に接続され、他端がシャフトまたは第１部材に接続される。第２ロッドは、一端が第２バルブレバー軸に対し相対回転可能に接続され、他端が第２部材に接続される。付勢手段は、第１係合部と第２係合部との間に設けられ、第１当接部と第２当接部とが近づく方向に第１部材および第２部材を付勢する。
【００１２】
本発明では、例えば、第１バルブが全閉状態のとき第１当接部と第２当接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当接部と第２当接部とが当接し、第２バルブは、第２バルブレバー、第２ロッド、第２部材、第１部材、シャフト、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。
【００１３】
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。特に、シャフトが出力軸と同軸かつ一体に設けられる場合は、構成部材をより少なくすることができる。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。
【００１４】
また、本発明では、第２バルブが閉弁した状態で第１バルブを駆動するとき、付勢手段の付勢力が第１部材およびシャフトを経由してアクチュエータの出力軸に作用する。このとき、アクチュエータの負荷は大きくなる。一方、第２バルブが開弁しているとき、すなわち、第１バルブとともに第２バルブを駆動するときは、付勢手段の付勢力は、例えば第１当接部と第２当接部とが当接することにより第１部材と第２部材との間で打ち消されるため、アクチュエータの出力軸に作用しない。そのため、内燃機関の動作として第２バルブを主に開く使い方をする場合、アクチュエータの負荷が小さくなり、アクチュエータへのストレスを低減することができる。よって、アクチュエータおよび周辺部材の高寿命化を図ることができる。また、アクチュエータが電動式の場合、消費電力を低減することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
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】
【００１７】
【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を示す模式図。
【図４】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バルブ駆動装置の図、（Ｂ）は（Ａ）に対応する過給機の状態を示す図。
【図５】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であって、（Ａ）は図４（Ａ）からアクチュエータが所定量駆動したときのバルブ駆動装置の図、（Ｂ）は（Ａ）に対応する過給機の状態を示す図。
【図６】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であって、（Ａ）は図５（Ａ）からアクチュエータが所定量駆動したときのバルブ駆動装置の図、（Ｂ）は（Ａ）に対応する過給機の状態を示す図。
【図７】（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駆動量と第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駆動量とアクチュエータの駆動力との関係を示す図。
【図８】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９】本発明の第２実施形態によるバルブ駆動装置を示す模式図。
【図１０】本発明の第３実施形態によるバルブ駆動装置を示す模式図。
【図１１】本発明の第４実施形態によるバルブ駆動装置を示す模式図。
【図１２】本発明の第５実施形態によるバルブ駆動装置を示す模式図。
【図１３】（Ａ）は本発明の第６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７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１４】本発明の第８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】
【００１８】
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を図１〜３に示す。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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）。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、シャフト３５、第１部材４０、第２部材５０、第１バルブレバー６１、第２バルブレバー６２、第１ロッド７１、第２ロッド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。
【００３７】
アクチュエータ３０は、ハウジング３１および出力軸３２等を有している。出力軸３２は、棒状に形成され、軸方向に往復移動可能にハウジング３１に収容されている。本実施形態では、アクチュエータ３０は、電力を供給されることにより出力軸３２を軸方向に駆動可能である。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。
ＥＣＵ２１は、アクチュエータ３０に供給する電力を調整することにより出力軸３２の軸方向への移動を制御する。
【００３８】
シャフト３５は、棒状に形成され、アクチュエータ３０の出力軸３２と同軸かつ一体に設けられている。これにより、シャフト３５は、出力軸３２と一体に軸方向に往復移動可能である。また、シャフト３５は、軸に対し直交する方向に略円筒状に延びる軸部３５１を有している。
【００３９】
第１部材４０は、本体４１を有している。本体４１は、略円板状に形成され、一方の面の中央がシャフト３５のアクチュエータ３０とは反対側の端部に接続するよう設けられている。すなわち、本体４１は、シャフト３５の軸上に設けられている。これにより、本体４１は、出力軸３２およびシャフト３５とともに軸方向に往復移動可能である。本体４１の他方の面には、第１当接部４１１が形成されている。本体４１の一方の面には、第１係合部４１２が形成されている。
【００４０】
第２部材５０は、本体５１、筒部５２および延伸部５３等を有している。本体５１は、略円板状に形成されている。本体５１の一方の面には、第２当接部５１１が形成されている。また、本体５１には、本体５１の面方向（径方向）に略円筒状に延びる軸部５１２が形成されている。
【００４１】
筒部５２は、本体５１の一方の面の外縁部から板厚方向に筒状に延びるよう形成されている。延伸部５３は、筒部５２の本体５１とは反対側の端部から径方向内側に環状に延びるよう形成されている。延伸部５３の本体５１側の面には、第２係合部５３１が形成されている。
【００４２】
第２部材５０は、第１部材４０が第２当接部５１１と第２係合部５３１との間に位置するよう、かつ、第１部材４０の第１当接部４１１が第２当接部５１１に対向するよう、シャフト３５の軸上に設けられている。そのため、第２部材５０と第１部材４０とが軸方向に相対移動すると、第２当接部５１１と第１当接部４１１とは当接可能である。
【００４３】
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等を有している。本体６１１は、棒状に形成され、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。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、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１所定距離Ｄ１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】
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等を有している。本体６２１は、棒状に形成され、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。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、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２所定距離Ｄ２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。
第１ロッド７１は、棒状に形成され、一端が第１バルブレバー軸６１２に対し相対回転可能に接続され、他端がシャフト３５の軸部３５１に対し相対回転可能に接続されている。
第２ロッド７２は、棒状に形成され、一端が第２バルブレバー軸６２２に対し相対回転可能に接続され、他端が第２部材５０の軸部５１２に対し相対回転可能に接続されている。
【００４７】
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、シャフト３５の外側、かつ、第１部材４０と第２部材５０の延伸部５３との間に位置するよう設けられている。スプリング８１は、一端が第１部材４０の第１係合部４１２に係合し、他端が第２部材５０の第２係合部５３１に係合している。本実施形態では、スプリング８１は、所定の弾性率に設定され、軸方向に伸びる力を有している。つまり、スプリング８１は、第１当接部４１１と第２当接部５１１とが近づく方向に第１部材４０および第２部材５０を付勢している。
【００４８】
隙間形成部９０は、本実施形態では、第２部材５０に設けられている。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部材５０の本体５１（第２当接部５１１）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、本体５１のねじ穴にねじ込まれることにより、第２当接部５１１から第１当接部４１１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当接部５１１から第１当接部４１１側への突出量を変更可能である。
【００４９】
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当接部４１１とは反対側の端部からねじ部９１にねじ込まれ、本体５１に当接するよう設けられている。これにより、ねじ部９１は、本体５１に対し相対移動不能になる。
【００５０】
図３、４（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当接部４１１とは離間している。一方、図５（Ａ）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当接部４１１とは当接する。このとき、第１当接部４１１と第２当接部５１１との間には、所定の隙間が形成されている。
本実施形態では、図３に示すように、第１バルブレバー６１および第２バルブレバー６２は、第１所定距離Ｄ１および第２所定距離Ｄ２が略同じになるよう形成されている。
【００５１】
このように、本実施形態では、シャフト３５、第１ロッド７１、第１バルブレバー６１、第２ロッド７２、第２バルブレバー６２により「リンク機構」が構成されている。アクチュエータ３０の駆動により出力軸３２およびシャフト３５が軸方向に移動すると、当該移動動作が上記「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。
【００５２】
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４〜６に基づき説明する。
図４（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当接部４１１とねじ部９１とは離間している。このときの出力軸３２の軸方向への移動量、すなわち、アクチュエータ３０の駆動量を第１駆動量Ｋ１とする。このとき、スプリング８１からの付勢力は、第２部材５０、第２ロッド７２、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。また、このとき、第１部材４０（シャフト３５、出力軸３２）には、スプリング８１からの付勢力が作用している。また、このとき、図４（Ｂ）に示すように、第１スクロール１４１を経由してタービン１３に排気が供給される。
【００５３】
また、第１部材４０（シャフト３５、出力軸３２）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４（Ａ）参照）から、第１当接部４１１とねじ部９１とが当接する位置（図５（Ａ）参照）までの範囲において、スプリング８１の付勢力を受けつつ軸方向に移動可能である。
図４（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部材４０がアクチュエータ３０から離れる方向に第１部材４０（シャフト３５、出力軸３２）が移動すると、当該移動が第１ロッド７１および第１バルブレバー６１を経由して第１バルブ１７に伝達し、第１バルブ１７が開弁する。また、このとき、第１当接部４１１は、第２当接部５１１（隙間形成部９０）に近づく方向に移動する。
【００５４】
さらに、ＥＣＵ２１が第１部材４０（シャフト３５、出力軸３２）を移動させると、第１当接部４１１は、隙間形成部９０のねじ部９１に当接する（図５（Ａ）参照）。このときのアクチュエータ３０の駆動量を第２駆動量Ｋ２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。このとき、図５（Ｂ）に示すように、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に排気が供給される。
【００５５】
さらに、ＥＣＵ２１が第１部材４０（シャフト３５、出力軸３２）を移動させると、第２部材５０は、第１当接部４１１とねじ部９１とが当接した状態で第１部材４０とともに軸方向に移動する。これにより、第２部材５０がアクチュエータ３０から離れる方向に第２部材５０が移動すると、当該移動が第２ロッド７２および第２バルブレバー６２を経由して第２バルブ１８に伝達し、第２バルブ１８が開弁する。このとき、スプリング８１の付勢力は、第１当接部４１１とねじ部９１とが当接することにより第１部材４０と第２部材５０との間で打ち消されるため、アクチュエータ３０の出力軸３２に作用しない。
さらに、ＥＣＵ２１が第１部材４０（シャフト３５、出力軸３２）を移動させると、第２バルブ１８は、第１バルブ１７とともに開弁し（開度が大きくなり）、図６（Ａ）に示す状態になる。
【００５６】
アクチュエータ３０は、第１部材４０（シャフト３５、出力軸３２）が図６（Ａ）の位置になるまで、第１部材４０（シャフト３５、出力軸３２）を駆動可能である。図６（Ａ）に示す状態のときのアクチュエータ３０の駆動量を第３駆動量Ｋ３とする。このとき、第１バルブ１７および第２バルブ１８の開度は最大開度となる。また、このとき、図６（Ｂ）に示すように、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に排気が供給されるとともに、タービン１３をバイパスするようにして排気が排気浄化装置９側へ流れる。
【００５７】
図７（Ａ）に示すように、本実施形態では、アクチュエータ３０の駆動量が第２駆動量Ｋ２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の駆動量が第３駆動量Ｋ３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。
【００５８】
つまり、本実施形態では、第１駆動量Ｋ１から第２駆動量Ｋ２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駆動量Ｋ２から第３駆動量Ｋ３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。
また、図７（Ｂ）に示すように、アクチュエータ３０の駆動量が第１駆動量Ｋ１から第２駆動量Ｋ２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、「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。アクチュエータ３０の駆動量が第２駆動量Ｋ２から第３駆動量Ｋ３までの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。
【００５９】
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部材４０と第２部材５０（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部材４０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７２、第２部材５０、第１部材４０、シャフト３５、第１ロッド７１、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。
【００６０】
また、本実施形態では、第２バルブ１８が閉弁した状態で第１バルブ１７を駆動するとき、スプリング８１の付勢力が第１部材４０を経由してアクチュエータ３０の出力軸３２に作用する。このとき、アクチュエータ３０の負荷は大きくなる。一方、第２バルブ１８が開弁しているとき、すなわち、第１バルブ１７とともに第２バルブ１８を駆動するときは、スプリング８１の付勢力は、第１部材４０と隙間形成部９０（ねじ部９１）とが当接することにより第１部材４０と第２部材５０との間で打ち消されるため、アクチュエータ３０の出力軸３２に作用しない。そのため、エンジン２の動作として第２バルブ１８を主に開く使い方をする場合、アクチュエータ３０の負荷が小さくなり、アクチュエータ３０へのストレスを低減することができる。
【００６１】
図８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８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アクチュエータ３０へのストレスを低減することができる。よって、アクチュエータ３０および周辺部材の長寿命化を図ることができる。また、本実施形態では、アクチュエータ３０が電動式のため、消費電力を低減することができる。
【００６２】
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、一端が第１部材４０の第１係合部４１２に係合し、他端が第２部材５０の第２係合部５３１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。
【００６３】
また、本実施形態では、第２当接部５１１から第１当接部４１１側に突出するよう第２当接部５１１に設けられ、第１当接部４１１に当接したとき、第１当接部４１１と第２当接部５１１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当接部５１１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は、第１当接部４１１と第２当接部５１１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当接部４１１と第２当接部５１１との間の隙間を調整することができる。そのため、第１部材４０と第２部材５０との位置関係のばらつきやスプリング８１の付勢力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。
【００６４】
（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９に示す。第２実施形態では、第１部材、第２部材および付勢手段の構成等が第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、第１部材４０の本体４１の他方の面の外縁部に環状の第１当接部４１１が形成されている。また、本体４１の他方の面の中央に第１係合部４１２が形成されている。
【００６５】
第２部材５０は、第１実施形態で示した延伸部５３を有していない。第２部材５０の筒部５２の本体５１とは反対側の端部に第２当接部５２１が形成されている。第２当接部５２１は、第１当接部４１１に当接可能である。第２部材５０の本体５１の一方の面の中央には、第２係合部５１３が形成されている。
【００６６】
本実施形態では、スプリング８１は、第２部材５０の筒部５２の内側に収容されるよう、本体５１と第１部材４０との間に設けられている。スプリング８１は、一端が第１部材４０の第１係合部４１２に係合し、他端が第２部材５０の第２係合部５１３に係合している。本実施形態では、スプリング８１は、所定の弾性率に設定され、軸方向に縮む力を有している。つまり、スプリング８１は、第１当接部４１１と第２当接部５２１とが近づく方向に第１部材４０および第２部材５０を付勢している。
【００６７】
本実施形態では、隙間形成部９０は、本体４１の第１当接部４１１に設けられている。ねじ部９１は、第１当接部４１１から第２当接部５２１側への突出量を変更可能である。これにより、第１部材４０の第１当接部４１１と第２部材５０の第２当接部５２１との間の隙間を調整することができる。
【００６８】
第２実施形態においても、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、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６９】
（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１０に示す。第３実施形態では、第１部材、第２部材および付勢手段の構成等が第１実施形態と異なる。
【００７０】
第３実施形態では、第１部材４０は、本体４２をさらに有している。本体４２は、シャフト３５の軸方向の途中から径方向外側へ突出するよう形成されている。本体４２の本体４１側には、第１当接部４２１が形成されている。ここで、本体４１は特許請求の範囲における「上部材」に対応し、本体４２は「下部材」に対応している。
【００７１】
第２部材５０は、本体５４を有している。本体５４は、略円筒状に形成され、内側にシャフト３５が挿通した状態で軸方向に往復移動可能なよう、本体４１と本体４２との間に設けられている。本体５４の本体４２側には、第２当接部５４１が形成されている。本体５４の本体４１側には、第２係合部５４２が形成されている。また、本体５４には、本体５４の径方向に略円筒状に延びる軸部５４３が形成されている。当該軸部５４３に、第２ロッド７２の他端が相対回転可能に接続される。
【００７２】
本実施形態では、スプリング８１は、シャフト３５の外側、かつ、第１部材４０の本体４１と本体４２との間に位置するよう設けられている。スプリング８１は、一端が第１部材４０の第１係合部４１２に係合し、他端が第２部材５０の第２係合部５４２に係合している。本実施形態では、スプリング８１は、所定の弾性率に設定され、軸方向に伸びる力を有している。つまり、スプリング８１は、第１当接部４２１と第２当接部５４１とが近づく方向に第１部材４０および第２部材５０を付勢している。
【００７３】
本実施形態では、隙間形成部９０は、本体４２の第１当接部４２１に設けられている。ねじ部９１は、第１当接部４２１から第２当接部５４１側への突出量を変更可能である。これにより、第１部材４０の第１当接部４２１と第２部材５０の第２当接部５４１との間の隙間を調整することができる。
【００７４】
第３実施形態においても、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、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７５】
（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１１に示す。第４実施形態では、アクチュエータ、シャフト、第１部材、第２部材の構成等が第１実施形態と異なる。
第４実施形態では、シャフト３５は、アクチュエータ３０の出力軸３２と別体に設けられている。シャフト３５は、一端がコンプレッサハウジング１２に固定されるようにして設けられている。
【００７６】
アクチュエータ３０は、出力軸３２がシャフト３５の軸に対し略直交する状態となるようハウジング３１がコンプレッサハウジング１２に固定されている。また、出力軸３２の先端部には、径方向に略円筒状に延びる軸部３２１が形成されている。
第１部材４０は、本体４３、筒部４４および延伸部４５等を有している。
【００７７】
本体４３は、略円環状に形成され、内側にシャフト３５が挿通された状態で軸方向に往復移動可能なよう設けられている。本体４３の一方の面には、第１係合部４３１が形成されている。筒部４４は、本体４３の外縁部から筒状に延びるよう形成されている。延伸部４５は、筒部４４の本体４３とは反対側の端部から径方向内側に環状に延びるよう形成されている。延伸部４５の本体４３側の面には、第１当接部４５１が形成されている。また、本体４３には、本体４３の面方向（径方向）に略円筒状に延びる軸部４３２が形成されている。当該軸部４３２に、第１ロッド７１の他端が相対回転可能に接続される。
第２部材５０は、本体５４を有している。本実施形態の第２部材５０は、第３実施形態の第２部材５０と同様の構成のため、説明を省略する。
【００７８】
本実施形態では、スプリング８１は、シャフト３５の外側、かつ、筒部４４の内側、かつ、本体４３と本体５４との間に位置するよう設けられている。スプリング８１は、一端が第１部材４０の第１係合部４３１に係合し、他端が第２部材５０の第２係合部５４２に係合している。本実施形態では、スプリング８１は、所定の弾性率に設定され、軸方向に伸びる力を有している。つまり、スプリング８１は、第１当接部４５１と第２当接部５４１とが近づく方向に第１部材４０および第２部材５０を付勢している。
【００７９】
本実施形態では、隙間形成部９０は、第１部材４０の延伸部４５の第１当接部４５１に設けられている。ねじ部９１は、第１当接部４５１から第２当接部５４１側への突出量を変更可能である。これにより、第１部材４０の第１当接部４５１と第２部材５０の第２当接部５４１との間の隙間を調整することができる。
【００８０】
本実施形態では、第３ロッド７３をさらに備えている。第３ロッド７３は、棒状に形成され、一端が出力軸３２の軸部３２１に対し相対回転可能に接続され、他端が第１部材４０の軸部４３２に対し相対回転可能に接続されている。これにより、出力軸３２が軸方向に移動すると、当該移動が第３ロッド７３、第１ロッド７１および第１バルブレバー６１を経由して第１バルブ１７に伝達し、第１バルブ１７が開閉弁する。
【００８１】
このように、本実施形態では、シャフト３５は、出力軸３２と別体に設けられている。第１部材４０および第２部材５０は、シャフト３５に対し相対移動可能に設けられている。第１ロッド７１は、他端が第１部材４０に接続されている。出力軸３２と第１部材４０とを接続する第３ロッド７３をさらに備えている。これにより、シャフト３５の移動方向と出力軸３２の移動方向とを異ならせることができ、アクチュエータ３０およびリンク機構の配置の自由度を高めることができる。
【００８２】
第４実施形態においても、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、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８３】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるバルブ駆動装置を図１２に示す。第５実施形態では、第１部材の構成等が第１実施形態と異なる。
【００８４】
第５実施形態では、第１部材４０は、筒部４６をさらに有している。筒部４６は、本体４１の外縁部から第２部材５０の延伸部５３側に略円筒状に延びるよう形成されている。すなわち、筒部４６は、シャフト３５と同軸に形成されている。ここで、筒部４６は、第２部材５０の筒部５２の内側、かつ、スプリング８１の外側に位置するよう形成されている。
【００８５】
本実施形態では、第１部材４０の筒部４６の外壁と第２部材５０の筒部５２の内壁とは摺動可能である。そのため、第２部材５０が第１部材４０に対し相対移動するとき、第２部材５０の姿勢が安定する。これにより、シャフト３５に対する第２部材５０の軸ぶれを抑制でき、部材の長寿命化を図ることができる。ここで、筒部４６は特許請求の範囲における「第１筒部」に対応し、筒部５２は「第２筒部」に対応する。
【００８６】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態によるバルブ駆動装置を図１３（Ａ）に示す。第６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。
【００８７】
第６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。
【００８８】
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。
【００８９】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態によるバルブ駆動装置を図１３（Ｂ）に示す。第７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。
【００９０】
第７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。
【００９１】
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。
【００９２】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態によるバルブ駆動装置を図１４に示す。第８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。
【００９３】
第８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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
本実施形態のアクチュエータ３０、シャフト３５、第１部材４０、第２部材５０、第１バルブレバー６１、第２バルブレバー６２、第１ロッド７１、第２ロッド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８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。
【０１０３】
（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。
【０１０４】
上述の実施形態では、各部材（第１部材、第２部材）が筒状の筒部を有する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、筒部は、周方向に連続して形成されている必要はなく、周方向の一部が欠けた形状に形成されていてもよい。
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。
【０１０５】
また、本発明の他の実施形態では、隙間形成部は、第１当接部または第２当接部のどちら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当接部と第２当接部とは当接可能な構成となり、第１当接部と第２当接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。
【０１０６】
また、本発明の他の実施形態では、アクチュエータは、出力軸が軸方向に移動するのであれば、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。
また、上述の実施形態は、構成上の阻害要因がない限り、どのように組み合わせて実施してもよい。
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】
【０１０７】
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
３２  ・・・・出力軸
３５  ・・・・シャフト
４０  ・・・・第１部材
４１１、４２１、４５１  ・・・第１当接部
４１２、４３１  ・・・第１係合部
５０  ・・・・第２部材
５１１、５２１、５４１  ・・・第２当接部
５１３、５３１、５４２  ・・・第２係合部
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
７１  ・・・・第１ロッド
７２  ・・・・第２ロッド
８１  ・・・・スプリング（付勢手段）
【図１】
2014214734.tif 000003
【図２】
2014214734.tif 000004
【図３】
2014214734.tif 000005
【図４】
2014214734.tif 000006
【図５】
2014214734.tif 000007
【図６】
2014214734.tif 000008
【図７】
2014214734.tif 000009
【図８】
2014214734.tif 000010
【図９】
2014214734.tif 000011
【図１０】
2014214734.tif 000012
【図１１】
2014214734.tif 000013
【図１２】
2014214734.tif 000014
【図１３】
2014214734.tif 000015
【図１４】
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