(57)【要約】【課題】内燃機関の排気通路中、排気ガスの通路の切り替え又は開閉を行うためのバルブを駆動する排気切替バルブ駆動装置において、バルブを駆動するシャフト部分のシール性を高くし、しかも熱膨張による変形が生じてもシール性が低下することを防止する。【解決手段】シールリング３４〜３６は、ベアリング３３及びメッシュ３７によりシャフト２２の軸線Ｌ１方向の移動が規制され、シールリング３４，３６がシャフト２２に面接触し、シールリング３５がシャフト挿通孔３０に面接触する。また、シールリング３４〜３６が相互に接触する部位は、シャフト２２の軸直交方向に相互に向かい合う力をベアリング３３及びメッシュ３７側への反発力に変換するテーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂで面接触するように構成する。【選択図】      図３
2006118468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路中、排気ガスの通路の切り替え又は開閉を行うためのバルブをシャフトの回転により作動させる排気切替バルブ駆動装置において、該装置のベース部材にシャフト挿通孔を設け、該シャフト挿通孔と前記シャフトとの間に弾性材料よりなるシール部材を介在させ、前記シャフトと前記シャフト挿通孔と間の隙間から外部への排気ガスの流出を防止するシール構造を備えるものであって、
前記シール部材は、前記シャフトに面接触する第１シール部材と前記シャフト挿通孔に面接触する第２シール部材とを少なくとも用いて構成され、前記シャフト軸線方向への移動を規制する規制手段間に装着され、
前記第１及び第２シール部材が相互に接触する部位は、前記シャフトの軸直交方向に相互に向かい合う力を前記規制手段側への反発力に変換するテーパ面で面接触されていることを特徴とする内燃機関の排気切替バルブ駆動装置。
【請求項２】
前記第１及び第２シール部材のいずれか一方が対で用いられ、前記第１及び第２シール部材のいずれか他方が前記対で設けた第１又は第２シール部材間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気切替バルブ駆動装置。
【請求項３】
内燃機関の排気通路中、排気ガスの通路の切り替え又は開閉を行うためのバルブをシャフトの回転により作動させる排気切替バルブ駆動装置において、該装置のベース部材にシャフト挿通孔を設け、該シャフト挿通孔と前記シャフトとの間に弾性材料よりなるシール部材を介在させ、前記シャフトと前記シャフト挿通孔と間の隙間から外部への排気ガスの流出を防止するシール構造を備えるものであって、
前記シール部材は、前記シャフト及び前記シャフト挿通孔にそれぞれ面接触し、前記シャフト軸線方向への移動を規制する規制手段間に装着され、
前記規制手段の少なくとも一方と前記シール部材とが接触する部位は、前記シール部材において前記シャフトの軸直交方向における接触部位側に向かう力を前記規制手段の他方側への反発力に変換するテーパ面で面接触されていることを特徴とする内燃機関の排気切替バルブ駆動装置。
【請求項４】
前記シール部材は、無端状をなしていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の排気切替バルブ駆動装置。
【請求項５】
前記規制手段は、弾性部材を含んで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の排気切替バルブ駆動装置。
【請求項６】
前記シャフトを回転可能に支持する滑り軸受が前記シール部材よりも前記排気通路側に設けられ、前記軸受は前記規制手段の一方を構成していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の排気切替バルブ駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の排気切替バルブ駆動装置を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路中、排気ガスの通路の切り替え又は開閉を行うためのバルブを駆動する排気切替バルブ駆動装置、及びそのバルブ駆動装置を備えた排気浄化装置に係り、より詳しくは、バルブを駆動するシャフトとシャフト挿通孔との間から外部への排気ガスの流出を防止するシール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、この種の排気切替バルブ駆動装置が備えられているものがある。例えば特許文献１では、排気管に連結されるボディに排気通路を開閉するバタフライ式のバルブ（弁体）が備えられており、該バルブの両側に突出したシャフト（弁軸）がボディの側部に設けたシャフト挿通孔（軸孔）に挿通されている。シャフトの外周には環状凸部が設けられており、環状凸部のバルブ側に形成される環状凹部にはシールリングが装着されている。一方、シールリングの外側におけるシャフト挿通孔の内壁部には、バルブから離間する方向に拡開する円錐曲面をなす傾斜部が形成されている。そして、この傾斜部とシャフトの環状凸部とによりシールリングの軸線方向の移動を規制しつつ該シールリングの外周縁部をその傾斜部に弾性接触させて、シャフトとシャフト挿通孔との間の隙間から外部への排気ガスの流出が防止されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の技術で用いられるシールリングは、断面が長方形状をなしており、その角部をボディの傾斜部と接触させているため、該シールリングの接触部分は環状にほぼ線接触となっている。従って、シールリングと傾斜部との接触面積は小さく、シール性が低い。
【０００４】
また、排気ガスは高温ガスである。そのため、この熱がシールリングに直接又はシャフトやボディから間接的に伝わって、シールリングは膨張し変形する。このとき、シールリングと他部材と間の接触部分が不安定となって隙間が生じる場合があり、特許文献１の技術では良好なシール性を得ることができなかった。
【特許文献１】特開平５−１７１９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、内燃機関の排気通路中、排気ガスの通路の切り替え又は開閉を行うためのバルブを駆動する排気切替バルブ駆動装置、及びそのバルブ駆動装置を備えた排気浄化装置において、バルブを駆動するシャフト部分のシール性を高くし、しかも熱膨張による変形が生じてもシール性が低下することを防止することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、効果等を示しつつ説明する。
【０００７】
手段１．内燃機関の排気通路中、排気ガスの通路の切り替え又は開閉を行うためのバルブをシャフトの回転により作動させる排気切替バルブ駆動装置において、該装置のベース部材にシャフト挿通孔を設け、該シャフト挿通孔と前記シャフトとの間に弾性材料よりなるシール部材を介在させ、前記シャフトと前記シャフト挿通孔と間の隙間から外部への排気ガスの流出を防止するシール構造を備えるものであって、前記シール部材は、前記シャフトに面接触する第１シール部材と前記シャフト挿通孔に面接触する第２シール部材とを少なくとも用いて構成され、前記シャフト軸線方向への移動を規制する規制手段間に装着され、前記第１及び第２シール部材が相互に接触する部位は、前記シャフトの軸直交方向に相互に向かい合う力を前記規制手段側への反発力に変換するテーパ面で面接触されている。
【０００８】
手段１によれば、シール部材は、規制手段によりシャフト軸線方向への移動が規制され、少なくとも用いられる第１及び第２シール部材の内、第１シール部材がシャフトに面接触し、第２シール部材がシャフト挿通孔に面接触する。また、この第１及び第２シール部材が相互に接触する部位は、シャフトの軸直交方向に相互に向かい合う力を規制手段側への反発力に変換するテーパ面で面接触する。これにより、第１及び第２シール部材は、シャフト及びシャフト挿通孔に面接触すると共に各シール部材が相互に面接触し、シャフトとシャフト挿通孔との間の各シール部分を面接触にて行うので、各シール部分の接触面積が大きくなり、シール性が高くなる。しかも、第１及び第２シール部材間はテーパ面で面接触させているので、テーパとした分、接触面積が増大し、第１及び第２シール部材間のシール性はより高いものとなる。更に、シール部材が熱膨張して変形が生じた場合、シャフト、シャフト挿通孔及び規制手段のそれぞれに対するシール部材の各当接部位の接触圧が増加すると共に、テーパ面相互の接触圧も増加する。このとき、シール部材を径方向及び軸線方向で規制するシャフト、シャフト挿通孔及び規制手段から反力を受け、その反力によりテーパ面相互の接触圧の増加が促進され、またテーパ面相互の反発力によりシャフト、シャフト挿通孔及び規制手段との接触圧の増加も促進される。そのため、熱膨張による変形でシール性が低下することを防止でき、むしろシール性が向上する。
【０００９】
手段２．上記手段１において、前記第１及び第２シール部材のいずれか一方が対で用いられ、前記第１及び第２シール部材のいずれか他方が前記対で設けた第１又は第２シール部材間に配置されている。
【００１０】
手段２によれば、第１及び第２シール部材のいずれか一方が対で用いられ、そのいずれか他方が前記対で設けた第１又は第２シール部材間に配置される。つまり、第１及び第２シール部材間のシール構造が対となるため、よりシール性が向上する。しかもこの場合、対とするシール部材は同形状のものを用いるので、部品種類の増加が防止される。
【００１１】
手段３．内燃機関の排気通路中、排気ガスの通路の切り替え又は開閉を行うためのバルブをシャフトの回転により作動させる排気切替バルブ駆動装置において、該装置のベース部材にシャフト挿通孔を設け、該シャフト挿通孔と前記シャフトとの間に弾性材料よりなるシール部材を介在させ、前記シャフトと前記シャフト挿通孔と間の隙間から外部への排気ガスの流出を防止するシール構造を備えるものであって、前記シール部材は、前記シャフト及び前記シャフト挿通孔にそれぞれ面接触し、前記シャフト軸線方向への移動を規制する規制手段間に装着され、前記規制手段の少なくとも一方と前記シール部材とが接触する部位は、前記シール部材において前記シャフトの軸直交方向における接触部位側に向かう力を前記規制手段の他方側への反発力に変換するテーパ面で面接触されている。
【００１２】
手段３によれば、シール部材は、例えばシャフトやシャフト挿通孔に設けられる規制手段によりシャフト軸線方向への移動が規制され、シャフト及びシャフト挿通孔にそれぞれ面接触する。また、規制手段の少なくとも一方とシール部材とが接触する部位は、シール部材においてシャフトの軸直交方向における接触部位側に向かう力を規制手段の他方側への反発力に変換するテーパ面で面接触する。これにより、シール部材は、シャフト及びシャフト挿通孔に面接触するので、各シール部分の接触面積が大きくなり、シール性が高くなる。しかも、規制手段の少なくとも一方とシール部材とがテーパ面で面接触させているので、テーパとした分、接触面積が増大し、そのシール部分のシール性はより高いものとなる。更に、シール部材が熱膨張して変形が生じた場合、シャフト、シャフト挿通孔及び規制手段のそれぞれに対するシール部材の当接部位の接触圧が増加する。このとき、シール部材を径方向及び軸線方向で規制するシャフト、シャフト挿通孔及び規制手段から反力を受け、その反力によりテーパ面相互の接触圧の増加が促進され、またシール部材のテーパ面の反発力によりシャフト、シャフト挿通孔及び規制手段との接触圧の増加も促進される。そのため、熱膨張による変形でシール性が低下することを防止でき、むしろシール性が向上する。
【００１３】
手段４．上記手段１〜３のいずれかにおいて、前記シール部材は、無端状をなしている。
【００１４】
ここで、例えば周方向の一部が開放されたＣ字状のシールリングを用いた場合、装着時にその開放部分の隙間が拡大する場合があって、確実なシール性を確保できない場合がある。しかもシール部材が熱膨張して変形が生じた場合においても、その開放部分の隙間が拡大し易く、このＣ字状のシールリングはシール性が低かった。これに対し、手段４によれば、シール部材を無端状としているので、自身のシール性は高く、Ｃ字状のシールリングで挙げた問題は生じない。
【００１５】
手段５．上記手段１〜４のいずれかにおいて、前記規制手段は、弾性部材を含んで構成されている。
【００１６】
手段５によれば、規制手段は弾性部材（この場合、少なくともシャフト軸線方向に弾性力を有する弾性部材）を含んで構成されるので、この弾性部材の弾性力を調整して、シール部材の過度な膨張変形を該弾性部材自身が弾性変形して好適に吸収しながら、シール部材の膨張変形時にシール部材の接触圧を好適に増大させることが可能となる。これにより、シール部材の弾性力が好適に維持されつつ、シール部材の劣化が軽減される。
【００１７】
手段６．手段１〜５のいずれかにおいて、前記シャフトを回転可能に支持する滑り軸受が前記シール部材よりも前記排気通路側に設けられ、前記軸受は前記規制手段の一方を構成している。
【００１８】
手段６によれば、滑り軸受は支持するシャフトとの隙間が小さいため、該軸受をシール部材よりも排気通路側に設けることにより該排気通路からシール部材側への排気ガスの流入が抑制される。しかも、この軸受は、シール部材の規制を行う規制手段を構成しているので、規制手段を構成する部品が低減可能である。
【００１９】
手段７．上記手段１〜６のいずれかに記載の内燃機関の排気切替バルブ駆動装置を備えた内燃機関の排気浄化装置である。
【００２０】
手段７によれば、排気浄化装置は排気通路中でも温度が高くなる装置であり、上記したシール部材の熱膨張による変形が生じ易いが、上記したシール構造は熱膨張による変形を十分に考慮しているので、その効果は高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を内燃機関の補助触媒コンバータに具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態の補助触媒コンバータは、該触媒コンバータよりも排気通路下流側に配置するメイン触媒コンバータと対をなして用いられるものであり、メイン触媒コンバータよりも熱容量が小さく構成されている。つまり、補助触媒コンバータは、メインよりも早期に活性化するように構成され、特に冷間始動時の排気エミッションを効果的に浄化する。
【００２２】
図１は、排気管１０の途中に取り付けられた状態の本実施の形態の補助触媒コンバータ１１を示す。補助触媒コンバータ１１は、排気管１０に接続され該排気管１０と同様に円筒状をなすケース１２を備えており、ケース１２には、該ケース１２よりも小径で円筒状をなす通路部材１３が該ケース１２と同軸状に配置されて溶接により後述するベース部材２１に固定されている。通路部材１３は、ケース１２の内部空間を区画するものであり、該通路部材１３の内側を第１排気通路Ａ１、該通路部材１３の外側を第２排気通路Ａ２としている。第２排気通路Ａ２、すなわち通路部材１３の外周面とケース１２の内周面との間には、円環状をなす触媒担体１４が嵌挿されている。触媒担体１４は、排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒を担持している。
【００２３】
触媒コンバータ１１の下流側には、図１及び図２に示すように、排気切替バルブ駆動装置２０が備えられている。排気切替バルブ駆動装置２０は、排気ガスを第２排気通路Ａ２のみ通過させるか、第１及び第２排気通路Ａ１，Ａ２（主に第１排気通路Ａ１）を通過させるかを切り替えるものである。
【００２４】
排気切替バルブ駆動装置２０は、円環状のベース部材２１と、円柱状のシャフト２２と、アーム２３及び弁体２４からなるバルブ２５とを備えている。ベース部材２１は、通路部材１３の下流端部とケース１２の下流端部とに跨るような幅で円環状をなしており、ケース１２と排気管１０とで挟持されて固定される。ベース部材２１には、機構取付部２６が周方向の一部に設けられ、該機構取付部２６以外の部分には周方向に所定間隔を有する円形状の外周開口部２７が６個形成されている。各開口部２７は、前記第２排気通路Ａ２と連通している。また、ベース部材２１の内側には、通路部材１３と略同径の円形状をなす中心開口部２８が形成され、該開口部２８は前記第１排気通路Ａ１と連通している。
【００２５】
機構取付部２６には、図３に示すように、前記ケース１２の径方向の直線と直交する方向に延びその一方に挿入口３０ａを有するシャフト挿通孔３０が形成されている。シャフト挿通孔３０は、断面円形状をなしており、挿入口３０ａ側から大径部３０ｂと小径部３０ｃとなっており、この小径部３０ｃと大径部３０ｂとの間には段差部３０ｄが形成される。なお、小径部３０ｃは、シャフト２２の直径より若干大きい。シャフト挿通孔３０の反挿入口３０ａ側（小径部３０ｃ側）は、機構取付部２６に形成される切欠部３１と連通している。切欠部３１は、バルブ２５（アーム２３）の基端部を挿入すべく排気通路側が開口している。また、切欠部３１は、シャフト挿通孔３０が開口する壁面と対向する壁面において、該シャフト挿通孔３０の延長上にシャフト２２の直径と略同径の断面円形状をなすシャフト支持凹部３２が形成されている。
【００２６】
また、前記シャフト挿通孔３０の大径部３０ｂには、ベアリング３３、３個のシールリング３４〜３６及びメッシュ３７がこの順で収容される。ベアリング３３は、メタル滑り軸受よりなり、該挿通孔３０内の段差部３０ｄに当接するように嵌挿される。ベアリング３３は、シャフト２２を回転可能に支持する。また、このベアリング３３は支持するシャフト２２との隙間が小さいため、切欠部３１からシールリング３４〜３６側への排気ガスの流入を抑制する役目もある。
【００２７】
シールリング３４〜３６は、耐熱性ゴム等の弾性材料にて円環状（無端状）に形成されている。シールリング３４，３６は、図４（ａ）に示すように同形状のものを用いている。このシールリング３４，３６の内径Ｄ１はシャフト２２の外径Ｄ１１より若干小さく、該シールリング３４，３６の外径Ｄ２はシャフト挿通孔３０の大径部３０ｂの内径Ｄ１２より若干小さく設定されている。つまり、シールリング３４，３６はシャフト２２に圧入されて装着される。
【００２８】
また、このシールリング３４，３６は、軸線Ｌ１方向一方の端面３４ａ，３６ａが該軸線Ｌ１と直交する平面となっており、軸線Ｌ１方向他方にテーパ面３４ｂ，３６ｂを有しており、該テーパ面３４ｂ，３６ｂは径方向外側に向かうほど軸線Ｌ１方向一方の端面３４ａ，３６ａに次第に近接する面形状をなしている。そして、図３に示すように、シールリング３４は、その端面３４ａ側をベアリング３３の端面３３ａ（軸線Ｌ１と直交する平面をなす）と当接するように配置され、シールリング３６は、その端面３６ａ側をメッシュ３７の端面３７ａ（軸線Ｌ１と直交する平面をなす）と当接するように配置され、これらシールリング３４，３６は、逆向きにして配置される。
【００２９】
一方、シールリング３４，３６間に配置されるシールリング３５は、図４（ｂ）に示すように、内径Ｄ３がシャフト２２の外径Ｄ１１より若干大きく、外径Ｄ４がシャフト挿通孔３０の大径部３０ｂの内径Ｄ１２より若干大きく設定されている。つまり、シールリング３５はシャフト挿通孔３０の大径部３０ｂに圧入されて装着される。
【００３０】
また、このシールリング３５は、軸線Ｌ１方向両方の端面にそれぞれテーパ面３５ａを有しており、各テーパ面３５ａは互いに径方向外側に向かうほど次第に離間する面形状をなしている。このテーパ面３５ａと前記テーパ面３４ｂ，３６ｂは、軸線Ｌ１と直交する直線に対して同じ傾斜角をなし、対向するテーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂ同士が面接触するようになっている。
【００３１】
つまり、これらシールリング３４〜３６の装着時においては、図３に示すように、シールリング３４，３６の内周面がシャフト２２に密着し、シールリング３５の外周面がシャフト挿通孔３０の大径部３０ｂの内周面に密着する。また、シールリング３４の一方の端面３４ａがベアリング３３の端面３３ａに当接し、シールリング３６の一方の端面３６ａがメッシュ３７の端面３７ａに当接する。更に、シールリング３４のテーパ面３４ｂとシールリング３５の一方のテーパ面３５ａとが面接触し、シールリング３６のテーパ面３６ｂとシールリング３５の他方のテーパ面３５ａとが面接触する。こうして、シールリング３４〜３６はシャフト２２とシャフト挿通孔３０との間をシールし、切欠部３１からシャフト挿通孔３０に流入しベアリング３３の内径部分を通過してきた排気ガスを挿入口３０ａから外部に流出することを防止する。
【００３２】
この場合、無端状のシールリング３４〜３６を用いていることから、シールリング３４〜３６自身のシール性は高いものとなっている。逆に無端状のシールリング３４〜３６を用いる関係上、少なくともシールリング３４〜３６が挿通するシャフト２２の外周には凹凸をなくす必要があるため、シャフト２２の形状が簡単で、その加工も容易である。また、シールリング３４〜３６は、それぞれ相互間やシャフト２２及び挿通孔３０間が面接触になっている。更にこの時、シールリング３４〜３６の相互間はテーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂで面接触しているので、軸線Ｌ１と直交する平面同士で接触させるよりも接触面積がより増大する。従って、シールリング３４〜３６間のシール性も高い。
【００３３】
更に、シールリング３４〜３６が熱膨張して変形すると、シャフト２２、シャフト挿通孔３０、ベアリング３３及びメッシュ３７のそれぞれに対するシールリング３４〜３６の当接部位の接触圧が増加すると共に、各テーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂ相互の接触圧も増加する。このとき、シールリング３４〜３６を径方向及び軸線Ｌ１方向で規制するシャフト２２、シャフト挿通孔３０、ベアリング３３及びメッシュ３７から反力を受け、その反力により各テーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂ相互の接触圧の増加が促進され、またテーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂ相互の反発力によりシャフト２２、シャフト挿通孔３０、ベアリング３３及びメッシュ３７との接触圧の増加も促進される。そのため、熱膨張による変形でシール性が低下することを防止でき、むしろシール性が向上する。なおこの場合、シールリング３４〜３６の過度な膨張変形は、後述するメッシュ３７にて吸収される。
【００３４】
メッシュ３７は、金属製（ステンレス製）の繊維を編み込んで円環状に形成され、所定の弾性力を有している。この弾性力は、メッシュ３７がシールリング３４〜３６の過度な膨張変形を該メッシュ３７自身が弾性変形して好適に吸収しながら、シールリング３４〜３６の膨張変形時に相互間の接触圧が好適に増大するように計算や測定に基づいて設定されている。
【００３５】
そして、シャフト挿通孔３０にベアリング３３、各シールリング３４〜３６及びメッシュ３７を装着した状態でシャフト２２が挿入口３０ａから該挿通孔３０内に挿入される。切欠部３１においては、バルブ２５のアーム２３の基端部に貫通形成される固定用孔２３ａにシャフト２２が嵌挿され、該シャフト２２の先端部がシャフト支持凹部３２内に挿入される。その後、シャフト２２とバルブ２５のアーム２３とは溶接にて固定される。また、シャフト２２の基端部側には、メッシュ３７や各シールリング３４〜３６等の抜け出しを防止するための円環状のブッシュ３８が嵌挿され、該ブッシュ３８がメッシュ３７に当接する位置で固定される。
【００３６】
バルブ２５は、シャフト２２の軸直交方向に延びるアーム２３の先端部に弁体２４の中心部をピン２９にて連結してなる（図１，２参照）。弁体２４は、ベース部材２１の中心開口部２８より若干径が大きい円盤状に形成され、該中心開口部２８を閉塞可能としている。そして、バルブ２５は、弁体２４が中心開口部２８の周縁に当接する位置が該中心開口部２８を閉塞する全閉位置であり、その全閉位置からシャフト２２がアクチュエータ（図示略）の駆動により回動されると、アーム２３が揺動し、弁体２４が中心開口部２８を開放する。
【００３７】
このように構成された排気切替バルブ駆動装置２０は、主にメイン触媒コンバータが好適な触媒浄化効果の得られる触媒活性温度に達したか否かでバルブ２５が作動される。すなわち、メイン触媒コンバータが触媒活性温度以下（冷間始動時）である場合、バルブ２５がベース部材２１の中心開口部２８を閉塞（全閉）状態に維持する。このとき、排気ガスの流れは、触媒担体１４を有する第２排気通路Ａ２のみを通過し、該ベース部材２１の各外周開口部２７から下流側の排気管１０、そしてメイン触媒コンバータに流れる。つまり、熱容量の小さい本実施の形態の補助触媒コンバータ１１（触媒担体１４）はメインよりも早期に活性化されるので、メインが好適な触媒浄化効果が得られるまで、該コンバータ１１の触媒担体１４にて排気ガスの浄化を補助する。
【００３８】
一方、メイン触媒コンバータが触媒活性温度を超えると、排気切替バルブ駆動装置２０においてバルブ２５が中心開口部２８の開放を開始すると共に、その温度上昇に伴って開度が大きくされる。すると、バルブ２５の開度が大きくなるに連れて第１排気通路Ａ１を通過する排気ガスが増加し、全開時においては第１排気通路Ａ１のみをほぼ通過することになる。つまり、メイン触媒コンバータが触媒活性温度を超えると、メインのみで排気ガスの浄化を十分行うことが可能となるため、この補助触媒コンバータ１１において、排気ガスの流れの抵抗となる触媒担体１４を通過しないように第１排気通路Ａ１を通過させるようにし、内燃機関の出力性能の低下を防止している。このように本実施の形態の排気切替バルブ駆動装置２０は、補助触媒コンバータ１１内の排気ガスの通路の切り替えを行うようになっている。
【００３９】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４０】
本実施の形態では、シールリング３４〜３６は、ベアリング３３及びメッシュ３７によりシャフト２２の軸線Ｌ１方向の移動が規制され、シールリング３４，３６がシャフト２２に面接触し、シールリング３５がシャフト挿通孔３０に面接触する。また、シールリング３４〜３６が相互に接触する部位は、テーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂで面接触する。
これにより、シールリング３４〜３６は、シャフト２２及びシャフト挿通孔３０に面接触すると共に各シールリング３４〜３６が相互に面接触し、シャフト２２とシャフト挿通孔３０との間の各シール部分を面接触にて行うので、各シール部分の接触面積を大きくでき、シール性を高くすることができる。しかも、シールリング３４〜３６間はテーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂで面接触させているので、テーパとした分、接触面積が増大し、シールリング３４〜３６間のシール性はより高い。更に、シールリング３４〜３６が熱膨張して変形が生じた場合、シャフト２２、シャフト挿通孔３０、ベアリング３３及びメッシュ３７のそれぞれに対するシールリング３４〜３６の各当接部位の接触圧が増加すると共に、テーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂ相互の接触圧も増加する。このとき、シールリング３４〜３６を径方向及び軸線Ｌ１方向で規制するシャフト２２、シャフト挿通孔３０、ベアリング３３及びメッシュ３７から反力を受け、その反力によりテーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂ相互の接触圧の増加が促進され、またテーパ面３４ｂ，３５ａ，３６ｂ相互の反発力によりシャフト２２、シャフト挿通孔３０、ベアリング３３及びメッシュ３７との接触圧の増加も促進される。そのため、熱膨張による変形でシール性が低下することを防止でき、むしろシール性を向上することができる。
【００４１】
また、補助触媒コンバータ１１といった排気浄化装置は排気通路中でも温度が高くなる装置であり、上記したシールリング３４〜３６の熱膨張による変形が生じ易いが、上記した本実施の形態のシール構造は熱膨張による変形を十分に考慮しているので、その効果は高い。
【００４２】
本実施の形態では、同形状のシールリング３４，３６が対で用いられ、該シールリング３４，３６間にシールリング３５が配置される。つまり、シールリング３４〜３６間のシール構造が対となるため、よりシール性を向上することができる。しかもこの場合、対とするシールリング３４，３６は同形状のものを用いるので、部品種類が増加することを防止できる。
【００４３】
本実施の形態では、シールリング３４〜３６は無端状をなしている。ここで、例えば周方向の一部が開放されたＣ字状のシールリングを用いた場合、装着時にその開放部分の隙間が拡大する場合があって、確実なシール性を確保できない場合がある。しかもシール部材が熱膨張して変形が生じた場合においても、その開放部分の隙間が拡大し易く、このＣ字状のシールリングはシール性が低かった。これに対し、本実施の形態のシールリング３４〜３６を無端状としているので、自身のシール性は高く、Ｃ字状のシールリングで挙げた問題は生じない。
【００４４】
本実施の形態では、シャフト２２の軸線Ｌ１方向一方への移動を規制するメッシュ３７は金属製（ステンレス製）の繊維を編み込んで形成され、所定の弾性力を有している。本実施の形態では、この弾性力を計算や測定から好適に調整されており、メッシュ３７がシールリング３４〜３６の過度な膨張変形を該メッシュ３７自身が弾性変形して好適に吸収しながら、シールリング３４〜３６の膨張変形時に相互間の接触圧を好適に増大させるように機能する。
【００４５】
本実施の形態では、滑り軸受よりなるベアリング３３は支持するシャフト２２との隙間が小さいため、該ベアリング３３をシールリング３４〜３６よりも切欠部３１側（排気通路側）に設けることにより切欠部３１からシールリング３４〜３６側への排気ガスの流入を抑制することができる。しかも、このベアリング３３は、シールリング３４〜３６の軸線Ｌ１方向他方への移動の規制を行う規制手段を構成しているので、規制手段を構成する部品を個別に用意する又は周辺部材に一体形成する必要がない。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００４７】
上記実施の形態では、同形状のシールリング３４，３６とその間に配置されるシールリング３５の３個のシールリングを用いたが、シールリングの形状や数等はこれに限定されるものではなく、適宜変更しても良い。
【００４８】
例えば、図５及び図６に示すように、前記シールリング３４とシールリング４０，４１とを組み合わせて用いても良い。すなわち、シールリング４０は、前記シールリング３５と同様に、内径Ｄ３がシャフト２２の外径Ｄ１１より若干大きく、外径Ｄ４がシャフト挿通孔３０の大径部３０ｂの内径Ｄ１２より若干大きく設定されている。また、シールリング４０は、軸線Ｌ１方向一方の端面４０ａが該軸線Ｌ１と直交する平面となっており、軸線Ｌ１方向他方においては径方向外側に向かうほどその端面４０ａから次第に離間するテーパ面４０ｂを有しており、シールリング３４のテーパ面３４ｂと面接触する。シールリング４１は、前記シールリング３４と同様に、内径Ｄ１がシャフト２２の外径Ｄ１１より若干小さく、該シールリング４１の外径Ｄ２はシャフト挿通孔３０の大径部３０ｂの内径Ｄ１２より若干小さい。また、シールリング４１は、軸線Ｌ１方向の両端面４１ａが該軸線Ｌ１と直交する平面となっている。このようなシールリング３４，４０，４１を用いることでテーパ面３４ｂ，４０ｂによる面接触は１箇所になるが、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、図７に示すように、シャフト挿通孔３０の大径部３０ｂにおいて、ベアリング３３の端面３３ａよりも挿入口３０ａ側に、該大径部３０ｂよりも更に径の大きい第２大径部３０ｅが形成されている。この第２大径部３０ｅと前記大径部３０ｂとの間には段差部が形成され、該段差部がテーパ面３０ｆとなっている。テーパ面３０ｆは、径方向外側に向かうほど挿入口３０ａ側に次第に近接する面形状をなしている。第２大径部３０ｅには、シールリング４２及びメッシュ４３が挿入され、その後ブッシュ４４がシャフト２２に装着される。メッシュ４３及びブッシュ４４は、上記実施の形態と若干形状が異なるが、前記メッシュ３７と前記ブッシュ３８と同様な機能を有するものである。シールリング４２は、内径がシャフト２２の外径より若干小さく、該シャフト２２に圧入されている。また、シールリング４２は、軸線Ｌ１方向一方の端面４２ａが該軸線Ｌ１と直交する平面となっており、軸線Ｌ１方向他方においては径方向外側に向かうほどその端面４２ａに次第に近接するテーパ面４２ｂを有しており、挿通孔３０内のテーパ面３０ｆと面接触する。
【００５０】
これにより、シールリング４２は、シャフト２２及びシャフト挿通孔３０に面接触するので、各シール部分の接触面積が大きくなり、シール性が高くなる。しかも、挿通孔３０とシールリング４２とがテーパ面３０ｆ，４２ｂで面接触させているので、テーパとした分、接触面積が増大し、そのシール部分のシール性はより高いものとなる。更に、シールリング４２が熱膨張して変形が生じた場合、シャフト２２、シャフト挿通孔３０及びメッシュ４３のそれぞれに対するシールリング４２の当接部位の接触圧が増加する。このとき、シールリング４２を径方向及び軸線Ｌ１方向で規制するシャフト２２、シャフト挿通孔３０及びメッシュ４３から反力を受け、その反力によりテーパ面３０ｆ，４２ｂ相互の接触圧の増加が促進され、またテーパ面４２ｂの反発力によりシャフト２２、シャフト挿通孔３０及びメッシュ４３との接触圧の増加も促進される。これにより、図７に示す形態においても、良好なシール性が得ることのできるシール構造となる。
【００５１】
また本実施の形態のようにシールリング３４〜３６を無端状とすることが好ましいが、周方向の一部が開放されたＣ字状のシールリングを用いても良い。
【００５２】
また本実施の形態のようにシールリング３４〜３６の配置位置や該シールリング３４〜３６を含めたシャフト挿通孔３０内に収容される部材の配置位置は、これに限らず、適宜変更しても良い。
【００５３】
本実施の形態では、シールリング３４〜３６の弾性力の好適維持と劣化軽減の目的で、金属製（ステンレス製）の繊維を編み込んでなるメッシュ３７を用いたが、同様な弾性力を有する合成ゴム等、金属製以外の部材を用いても良い。特に必要なければ、メッシュ３７を省略してもよい。
【００５４】
本実施の形態の排気切替バルブ駆動装置２０は、排気ガスの通路Ａ１，Ａ２の切り替えを行うものであったが、排気通路の開閉を行うものであっても良い。また、シャフト２２の回動によりバルブ２５（アーム２３）を揺動させて通路Ａ１，Ａ２の切り替えを行ったが、シャフト２２に円盤状のバルブを固定し、該バルブの回動により通路の開度を変える所謂バタフライ式のバルブのシャフト部分に実施しても良い。
【００５５】
上記実施の形態では、排気切替バルブ駆動装置２０を排気浄化装置である補助触媒コンバータ１１に用いたが、排気通路中に備えられる触媒コンバータ以外の装置に用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施の形態における補助触媒コンバータの概略を示す断面図である。
【図２】排気切替バルブ駆動装置の概略を示す構成図である。
【図３】排気切替バルブ駆動装置内のシール構造を示す断面図である。
【図４】各シールリングの構成を示す断面図である。
【図５】別例における排気切替バルブ駆動装置内のシール構造を示す断面図である。
【図６】別例における各シールリングの構成を示す断面図である。
【図７】別例における排気切替バルブ駆動装置内のシール構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…排気管（排気通路）、２０…排気切替バルブ駆動装置、２１…ベース部材、２２…シャフト、２５…バルブ、３０…シャフト挿通孔、３０ｆ…テーパ面（規制手段）、３３…ベアリング（規制手段及び滑り軸受）、３４…シールリング（シール部材及び第１シール部材）、３４ｂ…テーパ面、３５…シールリング（シール部材及び第２シール部材）、３５ａ…テーパ面、３６…シールリング（シール部材及び第１シール部材）、３６ｂ…テーパ面、３７…メッシュ（規制手段及び弾性部材）、４０…シールリング（シール部材及び第２シール部材）、４０ｂ…テーパ面、４１…シールリング（シール部材）、４２…シールリング（シール部材）、４２ｂ…テーパ面、４３…メッシュ（規制手段及び弾性部材）、Ｌ１…軸線。
【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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【図７】
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