(57)【要約】【課題】高温の排ガスＧによる熱変形が生じた場合であっても、閉弁時におけるシール性の向上が図られたウェイストゲートバルブを提供する。【解決手段】ウェイストゲートバルブは、ターボチャージャの排気タービンをバイパスするバイパス通路を開閉するためのウェイストゲートバルブであって、バイパス通路を流れる排ガスＧが通過する複数の貫通孔を有するバルブシートと、バルブシートのシート面上に配置され、シート面上を摺動することにより貫通孔を開閉する複数の可動プレートと、複数の可動プレートの各々が回転可能に連結され、アクチュエータから伝達される駆動力によって回転することで、複数の可動プレートの各々をシート面上で摺動させる駆動リングと、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャの排気タービンをバイパスするバイパス通路を開閉するためのウェイストゲートバルブであって、
前記バイパス通路を流れる排ガスが通過する複数の貫通孔を有するバルブシートと、
前記バルブシートのシート面上に配置され、前記シート面上を摺動することにより前記複数の貫通孔を開閉する複数の可動プレートと、
前記複数の可動プレートの各々が回転可能に連結され、アクチュエータから伝達される駆動力によって回転することで、前記複数の可動プレートの各々を前記シート面上で摺動させる駆動リングと、を備えることを特徴とするウェイストゲートバルブ。
【請求項２】
前記バルブシートの前記シート面は、前記バイパス通路の上流側に配向されていることを特徴とする請求項１に記載のウェイストゲートバルブ。
【請求項３】
前記駆動リングは、前記複数の可動プレートを挟むように、前記バルブシートの前記シート面に対向して配置されるとともに、
前記アクチュエータは、前記ターボチャージャの圧縮機に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のウェイストゲートバルブ。
【請求項４】
前記複数の可動プレートの各々は、
前記駆動リングと回転可能に連結されるリング側連結部と、
前記バルブシートと回転可能に連結されるシート側連結部と、
前記リング側連結部と前記シート側連結部とが径方向において所定距離だけ離間するように接続する接続部と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のウェイストゲートバルブ。
【請求項５】
前記接続部は、前記シート側連結部が前記リング側連結部よりも径方向において前記所定距離だけ内側に位置するように構成されることを特徴とする請求項４に記載のウェイストゲートバルブ。
【請求項６】
前記複数の可動プレートの各々は、
前記接続部から前記駆動リングの回転方向反対側に向かって突出する弁本体部をさらに有することを特徴とする請求項４または５に記載のウェイストゲートバルブ。
【請求項７】
前記弁本体部は、前記複数の貫通孔が閉塞されている状態において、前記駆動リングに対して径方向において離間するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のウェイストゲートバルブ。
【請求項８】
前記弁本体部の少なくとも一部は、前記複数の貫通孔が開放されている状態において、前記バルブシートと前記駆動リングとの間に位置することを特徴とする請求項６または７に記載のウェイストゲートバルブ。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載のウェイストゲートバルブを備えることを特徴とするターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ウェイストゲートバルブ及びターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャには、過給圧の過度な上昇を抑制する手段としてウェイストゲートバルブが設けられる場合がある。ウェイストゲートバルブは、ターボチャージャの排気タービンをバイパスするバイパス通路を開閉することにより、排気タービンへの排ガスの流入量を調節するものであり、過給圧（ブースト圧）を調整したり、サージングや過回転などの異常運転状態を回避する手段として用いられる。また、ウェイストゲートバルブを通過した排ガスは、タービン駆動に寄与せずに高温のまま排気タービン下流側の触媒へ流入することから、触媒の早期の暖機を図るための手段として用いられることもある。
【０００３】
ウェイストゲートバルブの一形態として、特許文献１〜３に記載のターボチャージャでは、回転式のスライド弁が採用されている。特許文献１に記載のウェイストゲートバルブは、複数の貫通孔を有するバルブシート（静止板）と、バルブシートに隣接して配置されるとともに複数の貫通孔を有するバルブプレート（可動板）と、アクチュエータと、バルブプレートを挟んでバルブシートと反対側に設けられ、アクチュエータの駆動力をバルブプレートに伝達してバルブプレートを回動させるように構成された駆動伝達ユニットとを備える。この種のウェイストゲートバルブでは、バルブプレートの貫通孔とバルブシートの貫通孔とが重なりを有するようにバルブプレートを回動させることにより、バイパス通路は開状態とされる。逆に、バルブプレートの貫通孔とバルブシートの貫通孔とが重なりを有しないようにバルブプレートを回動させることにより、バイパス通路が閉状態とされる。また、バルブプレートの貫通孔とバルブシートの貫通孔とが重なる面積を変化させることで、バルブ開度の調節が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０００４０２０号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３／０２５１５１２号
【特許文献３】米国特許第８３５３６６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３が開示するウェイストゲートバルブでは、その全閉時には、バルブシートの複数の孔を、１枚のバルブプレートで同時にシールする必要がある。しかしながら、高温の排ガスによって生じる、バルブシートおよびバルブプレートの双方の熱変形（熱変形によるゆがみ）の違いから、バルブシートとバルブプレートとの間のシール性が悪化し、全閉時において排ガスがバイパス通路から、タービン下流の排気通路に漏れ出る可能性が懸念される。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、高温の排ガスによる熱変形が生じた場合であっても、閉弁時におけるシール性の向上が図られたウェイストゲートバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るウェイストゲートバルブは、
ターボチャージャの排気タービンをバイパスするバイパス通路を開閉するためのウェイストゲートバルブであって、
前記バイパス通路を流れる排ガスが通過する複数の貫通孔を有するバルブシートと、
前記バルブシートのシート面上に配置され、前記シート面上を摺動することにより前記複数の貫通孔を開閉する複数の可動プレートと、
前記複数の可動プレートの各々が回転可能に連結され、アクチュエータから伝達される駆動力によって回転することで、前記複数の可動プレートの各々を前記シート面上で摺動させる駆動リングと、を備える。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、ウェイストゲートバルブは、バルブシートの複数の貫通孔を開閉するための部材として、複数の可動プレートを備える。換言すれば、バルブシートの複数の貫通孔を開閉するための部材は一体として形成されているのではなく、各々が別体に形成された複数の可動プレートからなる。これによって、高温の排ガスによる熱変形（ゆがみ）がバルブシートなどに生じた場合には、各々の可動プレートは、他の可動プレートへ影響を与えずに、各々が設置される位置における熱変形後の形状に追従してそれぞれ動くことができる。したがって、ウェイストゲートバルブがバルブシートの複数の貫通孔を開閉するための複数の可動プレートを備えることによって、ウェイストゲートバルブの閉弁時におけるシール性（密封性）の向上を図ることができる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記バルブシートの前記シート面は、前記バイパス通路の上流側に配向されている。
上記（２）の構成によれば、バルブシートのシート面がバイパス通路の上流側に配向されることにより、バルブシートのシート面を摺動するよう構成された複数の可動プレートは、バイパス通路を流れる排ガスに直接対向する。そして、ウェイストゲートバルブは、閉弁時において、バイパス通路を流れようとする排ガスをせき止めた状態にあるため、バルブシートのシート面側は排ガスの圧力がかけられた状態となる。つまり、ウェイストゲートバルブの閉弁時において、バルブシートの複数の貫通孔を塞ぐ複数の可動プレートの各々は排ガスの圧力によってバルブシートのシート面に押圧された状態となる。このように、排ガスの圧力により複数の可動プレートの各々をバルブシートのシート面に押圧することにより、ウェイストゲートバルブの閉弁時におけるシール性（密封性）のさらなる向上を図ることができる。
【００１０】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記駆動リングは、前記複数の可動プレートを挟むように、前記バルブシートの前記シート面に対向して配置されるとともに、
前記アクチュエータは、前記ターボチャージャの圧縮機に取り付けられている。
上記（３）の構成によれば、ターボチャージャの回転軸の軸線に沿った方向（軸線方向）において、駆動リングおよびアクチュエータはバルブシートよりも圧縮機側に近い位置に配置される。これによって、アクチュエータの動力を駆動リングに伝達するために、アクチュエータと駆動リングとを動力伝達部によって接続する場合に、バルブシートに対して、駆動リングおよびアクチュエータが同じ圧縮機側に位置するため、動力伝達部を簡素化することができる。
【００１１】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の構成において、
前記複数の可動プレートの各々は、
前記駆動リングと回転可能に連結されるリング側連結部と、
前記バルブシートと回転可能に連結されるシート側連結部と、
前記リング側連結部と前記シート側連結部とが径方向において所定距離だけ離間するように接続する接続部と、を有する。
上記（４）の構成によれば、リング側連結部とシート側連結部とが、ターボチャージャの回転軸の径方向において所定距離だけ離間されて配置されることにより、駆動リングが回転した際には、複数の可動プレートの各々は、各々のシート側連結部を回転中心として、それぞれバルブシートのシート面上を回転するように動く。このように、複数の可動プレートがシート側連結部を中心に回転することにより、バルブシートの複数の貫通孔の開閉を行うことができる。
【００１２】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記接続部は、前記シート側連結部が前記リング側連結部よりも径方向において前記所定距離だけ内側に位置するように構成される。
上記（５）の構成によれば、リング側連結部に連結される駆動リングが、バルブシートにおける回転軸の径方向の外側に位置することにより、回転軸の径方向の内側に位置するよりも、アクチュエータと駆動リングとの接続を容易に行うことができる。
【００１３】
（６）幾つかの実施形態では、上記（４）〜（５）の構成において、
前記複数の可動プレートの各々は、
前記接続部から前記駆動リングの回転方向反対側に向かって突出する弁本体部をさらに有する。
上記（６）の構成によれば、複数の可動プレートは、駆動リングの回転に伴ってシート側連結部を回転中心として回転するところ、バルブシートの複数の貫通孔と接続部との距離が長いほど、駆動リングの回転に伴い移動する弁本体部における複数の貫通孔を塞ぐ部分の移動距離が大きくなる。このため、弁本体部が接続部から突出することにより、バルブシートの複数の貫通孔の開閉の開度を迅速に行うことができる。
【００１４】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記弁本体部は、前記複数の貫通孔が閉塞されている状態において、前記駆動リングに対して径方向において離間するように形成されている。
上記（７）の構成によれば、弁本体部の面積の低減が図られている。弁本体部の面積がより小さくされることによって、複数の可動プレートの各々の熱変形等への追従性をより向上させることができる。
【００１５】
（８）幾つかの実施形態では、上記（６）〜（７）の構成において、
前記弁本体部の少なくとも一部は、前記複数の貫通孔が開放されている状態において、前記バルブシートと前記駆動リングとの間に位置する。
上記（８）の構成によれば、開弁時において、バルブシートと駆動リングとの間に弁本体部の少なくとも一部が入り込むよう構成される。これによって、バルブシートの径方向で小さくすることができ、ウェイストゲートバルブを小型化することができる。
【００１６】
（９）本発明の少なくとも一実施形態に係るターボチャージャは、
上記（１）〜（８）の何れかに記載のウェイストゲートバルブを備える。
上記（９）の構成によれば、上記（１）〜（８）と同様の効果を奏するターボチャージャを提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、高温の排ガスによる熱変形が生じた場合であっても、閉弁時におけるシール性の向上が図られたウェイストゲートバルブが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るターボチャージャの構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るウェイストゲートバルブの閉弁時を概略的に示す図であり、図１の矢印Ａから見た図に対応する。
【図３】本発明の一実施形態に係るウェイストゲートバルブの開弁時を概略的に示す図であり、図１の矢印Ａから見た図に対応する。
【図４Ａ】図２の閉弁時のウェイストゲートバルブの一部を示す斜視図である。
【図４Ｂ】図２の閉弁時のウェイストゲートバルブの一部を示す正面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る動力伝達部のリンク機構を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係るターボチャージャ１の構成を概略的に示す断面図である。図１に示されるように、ターボチャージャ１は、不図示のエンジンから排出された排ガスＧにより回転するよう構成された排気タービン２と、排気タービン２によって駆動されてエンジンの吸気を圧縮する圧縮機３（コンプレッサ）と、排気タービン２をバイパスするバイパス通路１４を開閉するためのウェイストゲートバルブ５とを備える。そして、排気タービン２の内部にはタービンホイール２１が収容されると共に、圧縮機３の内部にはコンプレッサホイール３１が収容されており、これらのタービンホイール２１、コンプレッサホイール３１、タービンホイール２１とコンプレッサホイール３１とを連結する回転軸４が、排ガスＧにより回転駆動される回転体を構成する。
【００２１】
また、排気タービン２は、排気タービン２の内部に収容されるタービンホイール２１に排ガスＧを導く渦形の通路を形成する中空のスクロール部２２と、タービンホイール２１に供給された排ガスＧを外部へ導くための中空のガス案内筒部２３と、を備える。上記のスクロール部２２は、エンジンが備える管状の排気通路の一部を形成するガス入口部１３に接続されており、エンジンから排出された排ガスＧは、エンジンに直接接続された排気通路（上流側排気通路１１）を通った後に、ガス入口部１３からスクロール部２２に導入される。他方、ガス案内筒部２３は、ガス入口部１３よりも下流側の排気通路（下流側排気通路１２）に連結されており、スクロール部２２を経てタービンホイール２１に供給された排ガスＧは、タービンホイール２１を回転駆動した後に、下流側排気通路１２に排出される。つまり、ターボチャージャ１は、エンジンの排気通路に介設されており、エンジンから排出された排ガスＧは排気タービン２を経由して排気通路を流れるようになっている。
【００２２】
その一方で、エンジンから排出された排ガスＧが、バイパス通路１４を経由することにより、排気タービン２を迂回して下流側排気通路１２に流れることが可能とされる。具体的には、上記のガス入口部１３に、バイパス通路１４に連通するための開口（バイパス入口１４ｉ）が形成されることによって、排ガスＧは、ガス入口部１３からバイパス通路１４に流れることが可能となっている。また、バイパス通路１４は、バイパス入口１４ｉの反対側の開口（バイパス出口）において下流側排気通路１２に接続されている。つまり、ガス入口部１３と下流側排気通路１２とがバイパス通路１４によって直接接続されることで、排ガスＧは、排気タービン２を迂回して流れることが可能となっている。
【００２３】
ここで、バイパス通路１４について詳述すると、バイパス通路１４は排気タービン２のガス案内筒部２３の周囲に形成される。図１に示される実施形態では、排気タービン２のガス案内筒部２３は円筒形状を有しており、ターボチャージャ１の回転軸４の周方向に沿って延在している。この排気タービン２のガス案内筒部２３の周囲を覆うように、円筒形状の外壁１４ｐが設けられており、この外壁１４ｐとガス案内筒部２３とによって、バイパス通路１４が環状に形成されている。また、このように形成された環状のバイパス通路１４における一方の開放端（回転軸４の軸線ｒに沿った方向となる軸線方向における圧縮機３側の端）はスクロール部２２およびガス入口部１３によって閉じられている。他方、環状のバイパス通路１４における他方の開放端はバイパス出口を形成し、このバイパス出口を塞ぐように、環状のウェイストゲートバルブ５が設けられている。換言すれば、バイパス通路１４は、上記の外壁１４ｐと、ガス入口部１３（ガス入口部１３の外周面１３ｐ）と、スクロール部２２およびガス入口部１３と、ウェイストゲートバルブ５と、に囲まれることにより形成されている。なお、他の幾つかの実施形態ではバイパス通路１４は円環状でなくても良く、例えば、外壁１４ｐが、ガス入口部１３の周囲の一部を覆うことによって、半円形状など、円形となっていなくても良い。
【００２４】
また、上述したようにバイパス通路１４がガス案内筒部２３の外周側に形成されることで、バイパス通路１４を経由して流れる排ガスＧは、ガス案内筒部２３（タービンホイール２１）を経由して流れる排ガスＧの主流の外周側から下流側排気通路１２に流入する。この際、図１に示される実施形態では、バイパス通路１４はガス案内筒部２３の外周側に環状に形成されており、バイパス通路１４を経由して流れる排ガスＧが、ガス案内筒部２３を経由して流れる排ガスＧの主流に対して、その全周方向から均等に合流するように構成されている。これによって、下流側排気通路１２を流れる排ガスＧが排気通路内を偏って流れることの防止を図っている。
【００２５】
次に、図２〜図５を用いて、幾つかの実施形態におけるウェイストゲートバルブ５を詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るウェイストゲートバルブ５の閉弁時を概略的に示す図であり、図１の矢印Ａから見た図に対応する。図３は、本発明の一実施形態に係るウェイストゲートバルブ５の開弁時を概略的に示す図であり、図１の矢印Ａから見た図に対応する。図４Ａは、図２の閉弁時のウェイストゲートバルブ５の一部を示す斜視図である。図４Ｂは、図２の閉弁時のウェイストゲートバルブ５の一部を示す正面図である。図４Ａの側面図である。また、図５は、本発明の一実施形態に係る動力伝達部６２のリンク機構６４を概略的に示す斜視図である。図２〜図５に示されるように、ウェイストゲートバルブ５は、バルブシート５１と、複数の可動プレート５２と、駆動リング５３とを備える。
以下、ウェイストゲートバルブ５が備える上記の構成について、それぞれ説明する。
【００２６】
バルブシート５１は、図２〜図４Ｂに示されるように、バイパス通路１４を流れる排ガスＧが通過する複数の貫通孔５１ｈを有する。バルブシート５１は、バイパス通路１４のバイパス出口側を塞ぐようにして設置される部材であり、バルブシート５１によって塞がれた通路の両側は、バルブシート５１に形成された複数の貫通孔５１ｈによって連通する。図１〜図５に示される実施形態では、バルブシート５１は、バイパス通路１４の出口に設置されており、バルブシート５１はバイパス通路１４と下流側排気通路１２との境界に位置している。なお、他の幾つかの実施形態では、バルブシート５１は、バイパス通路１４におけるよりバイパス入口１４ｉにより近い位置に設けられていても良く、この場合には、バルブシート５１の両側にはバイパス通路１４の上流側と下流側がそれぞれ位置することになる。
【００２７】
また、図１〜図５に示される実施形態では、バルブシート５１は、円筒状のガス案内筒部２３の形状に合致するように、円環状の板状の部材で形成されており、円環状の内側に形成される円形の空間（中空部５１ｃ）にガス案内筒部２３が嵌合されるように構成されている。また、バルブシート５１の外周側は、バイパス通路１４を形成する上記の外壁１４ｐに対して、バイパス通路１４を密封するように当接している。これによって、排ガスＧは、複数の貫通孔５１ｈを介してのみ、バイパス通路１４と下流側排気通路１２との間を流れることが可能となっている。なお、図２〜図４Ｂに示されるように、バルブシート５１には、６つの貫通孔５１ｈが円環状に等間隔で設けられていが、この実施形態には限定されない。他の幾つかの実施形態では、複数の貫通孔５１ｈの数は２以上であれば良く、また、複数の貫通孔５１ｈは等間隔で並べられていなくても良い。
【００２８】
上述したように、バルブシート５１によって排気通路は２つの部分に区画されるが、区画された２つの排気通路の部分の各々に面するバルブシート５１の面のうち、後述する複数の可動プレート５２が設けられる側をシート面５１ｓと呼ぶ。図１〜図５に示される実施形態では、バルブシート５１のシート面５１ｓはバイパス通路１４に面している側となっている。
【００２９】
複数の可動プレート５２は、図２〜図４Ｂに示されるように、バルブシート５１のシート面５１ｓ上に配置され、シート面５１ｓ上を摺動することにより複数の貫通孔５１ｈを開閉する。つまり、シート面５１ｓ上を摺動することによって、複数の可動プレート５２がバルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈに完全に重なると、複数の可動プレート５２によって複数の貫通孔５１ｈが閉塞された状態（閉塞状態）となる（図２、図４Ａ〜図４Ｂ参照）。この閉塞状態は、バルブシート５１を排ガスＧが通過することができない状態であり、ウェイストゲートバルブ５の閉弁時に該当する。逆に、シート面５１ｓ上を摺動することによって、複数の可動プレート５２がバルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈに部分的に重なった状態になったり、複数の可動プレート５２と複数の貫通孔５１ｈとの重なりが全くない状態になると、複数の可動プレート５２によって複数の貫通孔５１ｈが開放された状態（開放状態）となる（図３参照）。この開放状態は、バルブシート５１を排ガスＧが通過することが可能な状態であり、ウェイストゲートバルブ５の開弁時に該当する。
【００３０】
図１〜図５に示される実施形態では、複数の可動プレート５２は、バルブシート５１が有する複数の貫通孔５１ｈと同数だけ設けられており、複数の可動プレート５２の各々がバルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈをそれぞれ開閉するように構成されている。ただし、この実施形態には限定されない。例えば、他の幾つかの実施形態では、複数の可動プレート５２の数の方が、複数の貫通孔５１ｈの数よりも少なくても良い。この場合には、例えば、複数の可動プレート５２の少なくとも１つが、バルブシート５１の２以上の貫通孔５１ｈを開閉するように構成されても良い。
【００３１】
駆動リング５３は、図２〜図５に示されるように、複数の可動プレート５２の各々が回転可能に連結され、アクチュエータ６から伝達される駆動力によって回転することで、複数の可動プレート５２の各々をシート面５１ｓ上で摺動させる。換言すれば、複数の可動プレート５２と駆動リング５３とは互いに固定（剛接合）されておらず、互いにガタを有した状態で連結される。そして、駆動リング５３は、複数の可動プレート５２の各々とそれぞれ回転可能に接合（ピン接合）されている。また、駆動リング５３が回転されると、複数の可動プレート５２の各々は、駆動リング５３の回転方向に応じた開弁方向あるいは閉弁方向のいずれか一方に向かって、それぞれバルブシート５１のシート面５１ｓを同時に摺動する。図１〜図５に示される実施形態では、駆動リング５３の右回転が開弁方向に一致しており、駆動リング５３が右回転していくと、複数の可動プレート５２によって閉塞されていたバルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈの開放の度合が徐々に大きくなるように構成されている。逆に、駆動リング５３の左回転が閉弁方向に一致しており、駆動リング５３が左回転するのにつれて、バルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈが徐々に閉じられていき、最終的に完全に閉塞されるように構成されている。
【００３２】
また、図１〜図５に示される実施形態では、駆動リング５３は、バルブシート５１に互いに等間隔となるように形成された複数の貫通孔５１ｈと連結するために、円環状の形状をしている。また、円環状の駆動リング５３は、円環状のバルブシート５１の外周側に設けられている。また、円環状の駆動リング５３は、バルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈを通過しようとする排ガスＧの流れを妨害することがないように、図示された方向（図１の矢印Ａの方向）から見た平面視において、複数の貫通孔５１ｈに重ならないような円環幅Ｗを有している。他の幾つかの実施形態では、円環状の駆動リング５３は、円環状のバルブシート５１の中空部５１ｃ側となる内周側に設けられても良い。
【００３３】
すなわち、上記の構成によれば、ウェイストゲートバルブ５は、バルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈを開閉するための部材として、複数の可動プレート５２を備える。換言すれば、バルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈを開閉するための部材は一体として形成されているのではなく、各々が別体に形成された複数の可動プレート５２からなる。これによって、高温の排ガスＧによる熱変形（ゆがみ）がバルブシート５１などに生じた場合には、各々の可動プレート５２は、他の可動プレート５２へ影響を与えずに、各々が設置される位置における熱変形後の形状に追従してそれぞれ動くことができる。したがって、ウェイストゲートバルブ５がバルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈを開閉するための複数の可動プレート５２を備えることによって、ウェイストゲートバルブ５の閉弁時におけるシール性（密封性）の向上を図ることができる。
【００３４】
また、幾つかの実施形態では、図１に示されるように、バルブシート５１のシート面５１ｓは、バイパス通路１４の上流側に配向されている。この構成によれば、バルブシート５１のシート面５１ｓがバイパス通路１４の上流側に配向されることにより、バルブシート５１のシート面５１ｓを摺動するよう構成された複数の可動プレート５２は、バイパス通路１４を流れる排ガスＧに直接対向する。そして、ウェイストゲートバルブ５は、閉弁時において、バイパス通路１４を流れようとする排ガスＧをせき止めた状態にあるため、バルブシート５１のシート面５１ｓ側は排ガスＧの圧力がかけられた状態となる。つまり、ウェイストゲートバルブ５の閉弁時において、バルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈを塞ぐ複数の可動プレート５２の各々は排ガスＧの圧力によってバルブシート５１のシート面５１ｓに押圧された状態となる。
【００３５】
このように、排ガスＧの圧力により複数の可動プレート５２の各々をバルブシート５１のシート面５１ｓに押圧することにより、ウェイストゲートバルブ５の閉弁時におけるシール性（密封性）のさらなる向上を図ることができる。
【００３６】
また、幾つかの実施形態では、図１〜図４Ｂに示されるように、駆動リング５３は、複数の可動プレート５２を挟むように、バルブシート５１のシート面５１ｓに対向して配置される。また、アクチュエータ６は、ターボチャージャ１の圧縮機３に取り付けられている（図１参照）。図１〜図５に示される実施形態では、バルブシート５１のシート面５１ｓ上に複数の可動プレート５２が配置されている。また、バルブシート５１上の可動プレート５２上に駆動リング５３が配置されている。換言すれば、駆動リング５３は、少なくとも可動プレート５２の厚み分（図２〜図４Ｂでは、後述するリング側連結部５２ｒの厚み分）だけ、バルブシート５１から離間して配置される。そして、図１に示されるように、バルブシート５１のシート面５１ｓがバイパス通路１４の上流側に配向された状態では、駆動リング５３は、バルブシート５１よりも圧縮機３側に近い位置に設けられることになる。また、アクチュエータ６は、高温の排ガスＧが通過する排気タービン２よりも低温となる圧縮機３（コンプレッサハウジング）に取り付けられる。このため、駆動リング５３は、アクチュエータ６のより近くに設置される。
【００３７】
また、アクチュエータ６と駆動リング５３とは、動力伝達部６２で接続される（図１参照）。動力伝達部６２は、回転軸４の軸線方向に沿って、アクチュエータ６から駆動リング５３の近くまで直線状に延在した棒状のロッド６３と、ロッド６３と駆動リング５３とを接続するリンク機構６４と、を有している。また、図５に示されるように、駆動リング５３には、リンク機構６４が接続される取付部５４が設けられており、リンク機構６４は、駆動リング５３に設けられた取付部５４に接続される。図５に示される実施形態では、取付部５４は、バイパス通路１４の上流側に配向されたリング面５３ｓから互いに隣接した状態でそれぞれ突出した２つの突出部材（５４ａ、５４ｂ）からなっている。そして、取付部５４を構成する２つの突出部材（５４ａ、５４ｂ）の間にリンク機構６４の一端が配置されることにより、動力伝達部６２のリンク機構６４と駆動リング５３との接続が形成される。
【００３８】
より詳細には、図５に示されるように、リンク機構６４は、駆動リング５３に設けられた取付部５４に接続される棒状の部材であって、回転軸４の軸線方向に沿って延在する駆動端部６４ｆと、駆動端部６４ｆから回転軸４の径方向に延在する棒状の部材であって、延在する方向（回転軸４の径方向）を回転中心として回転可能な回転支点部６４ｒと、アクチュエータ６によって駆動されるロッド６３の運動を、回転支点部６４ｒの回転運動に変換する変換部６４ｔと、を有している。
【００３９】
そして、ロッド６３は、幾つかの実施形態では、アクチュエータ６によって操作されることにより、回転軸４の軸線方向に沿って前進、後退するようになっている。この場合、変換部６４ｔは、回転支点部６４ｒが延在する方向（回転軸４の径方向）に交差する方向に延在し、一端が回転支点部６４ｒに連結されると共に、他端がロッド６３に連結されている。このため、ロッド６３がアクチュエータ６から前進すると、変換部６４ｔで接続された回転支点部６４ｒを一方の方向（例えばａ方向）に回転される。逆に、ロッド６３がアクチュエータ６から後退すると、変換部６４ｔで接続された回転支点部６４ｒを逆方向（例えばｂ方向）に回転される。そして、回転支点部６４ｒの回転に伴って駆動端部６４ｆが同じ方向に回転すると、駆動端部６４ｆは、取付部５４を構成する２つの突出部材（５４ａ、５４ｂ）の一方を押すことになり、これによって、駆動リング５３は押された方向に回転する。なお、他の幾つかの実施形態では、アクチュエータ６はロッド６３を回転駆動するように構成されていても良い。この場合には、変換部６４ｔは、例えば歯車の組み合わせにより、回転軸４の周方向に回転するロッド６３の回転方向を、回転軸４の径方向を回転軸とした回転運動に変換し、回転支点部６４ｒを回転させる。
【００４０】
上記の構成によれば、ターボチャージャ１の軸線方向において、駆動リングお５３よびアクチュエータ６はバルブシート５１よりも圧縮機３側に近い位置に配置される。これによって、アクチュエータ６の動力を駆動リング５３に伝達するために、アクチュエータ６と駆動リング５３とを動力伝達部６２によって接続する場合に、バルブシート５１に対して、駆動リング５３およびアクチュエータ６が同じ圧縮機３側に位置するため、動力伝達部６２を簡素化することができる。
【００４１】
また、幾つかの実施形態では、図２〜図４Ｂに示されるように、複数の可動プレート５２の各々は、駆動リング５３と回転可能に連結されるリング側連結部５２ｒと、バルブシート５１と回転可能に連結されるシート側連結部５２ｓと、リング側連結部５２ｒとシート側連結部５２ｓとが径方向（回転軸４の径方向）において所定距離ｄ１だけ離間するように接続する接続部５２ｃと、を有する。図１〜図５に示される実施形態では、図４Ａに示されるように、リング側連結部５２ｒはＵ字状に形成されており、Ｕ字状の内側に第１ピン部材５５ａが位置することにより、駆動リング５３にリング側連結部５２ｒが回転可能に連結されている。この第１ピン部材５５ａは、駆動リング５３から、駆動リング５３が対面しているバルブシート５１のシート面５１ｓに向けて突出するようにして設置されており、この第１ピン部材５５ａの突出した部分にＵ字状のリング側連結部５２ｒが係合している。他方、シート側連結部５２ｓには第２ピン部材５５ｂを挿通可能な挿通孔５２ｈが形成されている。そして、バルブシート５１のシート面５１ｓから突出して設置された第２ピン部材５５ｂがシート側連結部５２ｓの挿通孔５２ｈに挿通されることにより、シート側連結部５２ｓがバルブシート５１に連結されている。
【００４２】
上記の構成によれば、リング側連結部５２ｒとシート側連結部５２ｓとが、ターボチャージャ１の回転軸４の径方向において所定距離ｄ１だけ離間されて配置されることにより、駆動リング５３が回転した際には、複数の可動プレート５２の各々は、各々のシート側連結部５２ｓを回転中心として、それぞれバルブシート５１のシート面５１ｓ上を回転するように動く。このように、複数の可動プレート５２がシート側連結部５２ｓを中心に回転することにより、バルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈの開閉を行うことができる。
【００４３】
また、図１〜図５に示される実施形態では、接続部５２ｃは、シート側連結部５２ｓがリング側連結部５２ｒよりも径方向（回転軸４の径方向）において所定距離ｄ１だけ内側に位置するように構成される。換言すれば、回転軸４の軸線ｒからの回転軸４の径方向に沿った距離は、リング側連結部５２ｒの方が、シート側連結部５２ｓよりも長い。上述したように、アクチュエータ６の動力伝達部６２は、回転軸４の径方向において、バイパス通路１４よりもさらに回転軸４の軸線ｒからの距離が離れた位置にある。このため、バルブシート５１の外周側の方が、内周側よりも動力伝達部６２に近い。
【００４４】
上記の構成によれば、リング側連結部５２ｒに連結される駆動リング５３が、バルブシート５１における回転軸４の径方向の外側に位置することにより、回転軸４の径方向の内側に位置するよりもアクチュエータ６と駆動リング５３との接続を容易に行うことができる。
【００４５】
なお、他の幾つかの実施形態では、接続部５２ｃは、シート側連結部５２ｓがリング側連結部５２ｒよりも径方向（回転軸４の径方向）において所定距離ｄ１だけ外側に位置するように構成されていても良い。
【００４６】
また、幾つかの実施形態では、図２〜図４Ａに示されるように、複数の可動プレート５２の各々は、接続部５２ｃから駆動リング５３の回転方向反対側に向かって突出する弁本体部５２ｂをさらに有する。図１〜図５に示される実施形態では、弁本体部５２ｂは四角形（扇状）の形状をしている。また、図２〜図４Ａに示されるように、接続部５２ｃから突出する弁本体部５２ｂの先端側にバルブシート５１の貫通孔５１ｈが位置する。この際、弁本体部５２ｂは、接続部５２ｃから可能な限り長く突出するように設けられる。複数の可動プレート５２は、駆動リング５３の回転に伴ってシート側連結部５２ｓを回転中心として回転するところ、バルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈと接続部５２ｃとの距離が長いほど、駆動リング５３の回転に伴い移動する弁本体部５２ｂにおける複数の貫通孔５１ｈを塞ぐ部分の移動距離が大きくなる。つまり、駆動リング５３の回転時の移動距離に対して、より長く弁本体部５２ｂの先端側が動くことが可能となる。このため、バルブシート５１の複数の貫通孔５１ｈの開閉をより迅速に行うことができる。なお、他の幾つかの実施形態では、接続部５２ｃから突出する形状であれば、弁本体部５２ｂは四角形の形状以外の他の形状をしていても良い。
【００４７】
また、幾つかの実施形態では、図２〜図４Ａに示されるように、弁本体部５２ｂは、複数の貫通孔５１ｈが閉塞されている状態において、駆動リング５３に対して径方向（回転軸４の径方向）において離間するように形成されている。そして、図１〜図５に示される実施形態では、図２に示されるような平面視において、弁本体部５２ｂの外周縁（駆動リング５３と対向している辺）と駆動リング５３の内周縁（回転軸４側を向いている辺）とは、離間距離Ｌだけ離間されている。このように、閉弁時において、弁本体部５２ｂの外周縁が、駆動リング５３の内周縁から離れるように構成することにより、弁本体部５２ｂの面積は、離間距離Ｌだけ離された分だけ、より面積が小さくなっている。
【００４８】
上記の構成によれば、弁本体部５２ｂの面積の低減が図られている。弁本体部５２ｂの面積がより小さくされることによって、複数の可動プレート５２の各々の熱変形等への追従性をより向上させることができる。
【００４９】
また、幾つかの実施形態では、図３〜図４Ｂに示されるように、弁本体部５２ｂの少なくとも一部は、複数の貫通孔５１ｈが開放されている状態において、バルブシート５１と駆動リング５３との間に位置する。詳述すると、図４Ａ〜図４Ｂに示されるように、互いに対面するように配置されるバルブシート５１と駆動リング５３とは対面距離ｄ２だけ離間されている。この対面距離ｄ２は、可動プレート５２の弁本体部５２ｂが入り込むことが可能な長さに設定される。具体的には、開弁方向に可動プレート５２が摺動している際に、バルブシート５１と駆動リング５３との間に位置する弁本体部５２ｂの部分（特定部分）の厚みを板厚ｄ３とすると、対面距離ｄ２＞板厚ｄ３の関係が成立する。
【００５０】
また、図１〜図５に示される実施形態では、可動プレート５２の弁本体部５２ｂは、その全体において一定の板厚ｄ３を有している。ただし、本実施形態に限定されず、他の幾つかの実施形態では、可動プレート５２の弁本体部５２ｂは、その全体において一定の板厚を有していなくても良い。例えば、弁本体部５２ｂのうちの板厚ｄ３を有する上記の特定部分以外の部分の板厚は、板厚ｄ３以上であっても良いし、板厚ｄ３以下であっても良い。また、弁本体部５２ｂの上記の特定部分は、特定部分の全領域で一定の厚みを有していなくても良い。
【００５１】
上記の構成によれば、開弁時において、バルブシート５１と駆動リング５３との間に弁本体部５２ｂの少なくとも一部が入り込むよう構成される。これによって、バルブシート５１の径方向で小さくすることができ、ウェイストゲートバルブ５を小型化することができる。
【００５２】
以上、本発明の幾つかの実施形態に係るウェイストゲートバルブ５について説明した。本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００５３】
１        ターボチャージャ
１１      上流側排気通路
１２      下流側排気通路
１３      ガス入口部
１３ｐ    外周面
１４      バイパス通路
１４ｉ    バイパス入口
１４ｐ    外壁
２        排気タービン
２１      タービンホイール
２２      スクロール部
２３      ガス案内筒部
５１      バルブシート
３        圧縮機
３１      コンプレッサホイール
４        回転軸
５        ウェイストゲートバルブ
５１ｃ    中空部
５１ｈ    貫通孔
５１ｓ    シート面
５２      可動プレート
５２ｂ    弁本体部
５２ｃ    接続部
５２ｒ    リング側連結部
５２ｓ    シート側連結部
５２ｈ    挿通孔
５３      駆動リング
５３ｓ    リング面
５４      取付部
５４ａ    突出部材
５４ｂ    突出部材
５５ａ    第１ピン部材
５５ｂ    第２ピン部材
６        アクチュエータ
６２      動力伝達部
６３      ロッド
６４      リンク機構
６４ｆ    駆動端部
６４ｒ    回転支点部
６４ｔ    変換部
Ｇ        排ガスＧ
ｒ        回転軸の軸線
Ｌ        離間距離（弁本体部と駆動リングとの間の距離）
Ｗ        駆動リングの円環幅
ｄ１      所定距離（リング側連結部とシート側連結部との距離）
ｄ２      対面距離（バルブシートと駆動リングとの間の距離）
ｄ３      可動プレートの板厚
ａ、ｂ    方向
【図１】
2018031327.tif 000003
【図２】
2018031327.tif 000004
【図３】
2018031327.tif 000005
【図４Ａ】
2018031327.tif 000006
【図４Ｂ】
2018031327.tif 000007
【図５】
2018031327.tif 000008