(57)【要約】【課題】開弁時に排気バイパス通路に流入する排気ガスの流れを弁体により調整し、タービンハウジングが放熱性の悪い特定部位で局部過熱状態となるのを防止することができるターボチャージャのウエストゲート構造を提供する。【解決手段】タービンハウジング１１に形成される排気バイパス通路の開口端部２２ａを開閉可能な弁体３１と、弁体３１を支持するとともにタービンハウジング１１に対し回動軸３３を介して回動可能に支持された支持アーム３２と、回動軸３３を介して支持アーム３２と共に弁体３１を開閉させる弁体操作機構３０とを備えたターボチャージャのウエストゲート構造であって、弁体操作機構３０は、弁体３１が閉弁位置から開弁位置側に移動するとき、弁体３１をその径方向でタービンハウジング１１の内壁面１１ａに接近する方向にスライドさせるスライド操作と、弁体３１を閉弁位置から開弁位置側に回動させる回動操作とを実行する。【選択図】図２
2015081535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンハウジングに形成される排気バイパス通路の開口端部を開閉可能な弁体と、
先端側で前記弁体を支持するとともに、基端側で前記タービンハウジングに対し回動軸を介して回動可能に支持された支持アームと、
前記回動軸を介して前記支持アームと共に前記弁体を前記排気バイパス通路の開口端部を開閉するよう回動させる弁体操作機構と、を備えたターボチャージャのウエストゲート構造であって、
前記弁体操作機構は、前記弁体が前記排気バイパス通路の開口端部を閉止する閉弁位置から前記排気バイパス通路の開口端部を開放する開弁位置側に移動するとき、前記弁体を該弁体の径方向で前記タービンハウジングの内壁面に接近する方向にスライドさせるスライド操作と、前記弁体を前記閉弁位置から前記開弁位置側に回動させる回動操作とを実行することを特徴とするターボチャージャのウエストゲート構造。
【請求項２】
前記弁体操作機構は、前記弁体を前記タービンハウジングの内壁面に接近する方向にスライドさせるとき、前記弁体を前記回動軸の軸方向にスライドさせることを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャのウエストゲート構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャのウエストゲート構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気エネルギを利用してタービンを回転させ、タービンと一体回転するコンプレッサホイールによって内燃機関に空気を過給する排気ターボチャージャにおいては、タービンをバイパスする排気バイパス通路を形成して、過給圧が必要以上に上昇する場合にタービンより上流側の排気ガスの一部を余剰ガスとして排気バイパス通路を通して排気させるバルブ機構、すなわち、ウエストゲート（wastegate）が設けられている。
【０００３】
従来のウエストゲートの構造としては、例えばタービンハウジングにおける排気バイパス通路の開口端部を閉弁可能な弁体と、その弁体を支持する先端部およびタービンハウジングに回動軸を介して回動可能に支持された基端部を有する支持アームと、開口端部と支持アームとの間に介在し、開口端部から支持アーム側に排気ガスが当たるのを防ぐ突出部とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、排気バイパス通路の開口端部を通路軸線に対して傾斜させることにより、弁体を通路軸線に対し直交する方向にスライドさせて開口端部を開閉できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３３７３６号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３７９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来のターボチャージャのウエストゲート構造にあっては、特に弁体の開弁の初期段階で、排気バイパス通路の開口端部から支持アーム側に出る排気ガスが弁体やその突出部によって本来の排気方向とは異なる方向にまで方向付けられてしまい、タービンハウジングの放熱性の悪い特定の部位に高温の排気ガスが当たってしまう場合があった。そして、その場合、タービンハウジングが放熱性の悪い特定の部位で局部的に過熱状態となり、タービンハウジングや実装部品の耐久性等が低下してしまう可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明は、弁体の開弁時に排気バイパス通路の開口端部から流入する排気ガスの流れを弁体によって調整し、タービンハウジングが放熱性の悪い特定の部位で局部的に過熱状態となるのを防止することのできる耐久性および信頼性に優れたターボチャージャのウエストゲート構造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】
【０００８】
本発明に係るターボチャージャのウエストゲート構造は、上記目的達成のため、（１）タービンハウジングに形成される排気バイパス通路の開口端部を開閉可能な弁体と、先端側で前記弁体を支持するとともに、基端側で前記タービンハウジングに対し回動軸を介して回動可能に支持された支持アームと、前記回動軸を介して前記支持アームと共に前記弁体を前記排気バイパス通路の開口端部を開閉するよう回動させる弁体操作機構と、を備えたターボチャージャのウエストゲート構造であって、前記弁体操作機構は、前記弁体が前記排気バイパス通路の開口端部を閉止する閉弁位置から前記排気バイパス通路の開口端部を開放する開弁位置側に移動するとき、前記弁体を該弁体の径方向で前記タービンハウジングの内壁面に接近する方向にスライドさせるスライド操作と、前記弁体を前記閉弁位置から前記開弁位置側に回動させる回動操作とを実行するものである。
【０００９】
この構成により、本発明では、弁体が閉弁位置から開弁位置側に移動するとき、弁体がその径方向でタービンハウジングの内壁面に接近する方向にスライドする。したがって、排気エネルギが大きく、過給圧が高まったような状態で排気バイパス通路が開く場合でも、開弁時に弁体に対してタービンハウジングの内壁面とは逆側で排気バイパス通路の開口端部が開き始める。その結果、排気バイパス通路の開口端部から流入する排気ガスの流量がタービンハウジングの内壁面側では減り、タービンの下流側に向かう本来の排気方向側で増えることになり、タービンハウジングが放熱性の悪い特定の部位で局部的に過熱状態となることが有効に抑制される。しかも、スライド操作後に弁体の回動操作がなされることから、これらの操作を同時に行う場合に比べるとアクチュエータの最大負荷が抑えられ、アクチュエータの小型化が可能となる。さらに、本来の排気方向側に排気浄化用の触媒を配置する場合に、その触媒の暖機性能を高めることも可能となる。
【００１０】
本発明のターボチャージャのウエストゲート構造においては、（２）前記弁体操作機構は、前記弁体を前記タービンハウジングの内壁面に接近する方向にスライドさせるとき、前記弁体を前記回動軸の軸方向にスライドさせるものであってもよい。
【００１１】
この構成により、弁体を支持アームと共に回動させる回動軸が弁体を径方向にスライドさせる操作にも兼用でき、部品点数を抑えた構成の簡素な弁体操作機構を構成できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、弁体の開弁時に排気バイパス通路の開口端部から流入する排気ガスの流れを弁体によって調整し、タービンハウジングが放熱性の悪い特定の部位で局部的に過熱状態となるのを防止することのできる耐久性および信頼性に優れたターボチャージャのウエストゲート構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造の概略構成を示すそのターボチャージャの要部正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造をそのタービンより下流側の排気通路の開口側から見た要部側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造における弁体操作機構の要部を図２のIII矢視方向に見た要部矢視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造における弁体操作機構を図２のIII矢視方向に見たその動作説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造における弁体操作機構を図３のＶ矢視方向に見たその動作説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造における弁体操作機構をタービンより下流側の排気通路の開口側から見たその動作説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造における弁体操作機構を排気バイパス通路の開口端部の中心を通る断面で示すその動作説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造をそのタービンより下流側の排気通路の開口側から見た要部側面図である。
【図９】（ａ）は、図８のＩＸ（ａ）矢視方向の矢視図であり、（ｂ）は、図８のＩＸ（ｂ）矢視方向の矢視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造における弁体操作機構を図８のＩＸ（ａ）矢視方向に見たその動作説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造における弁体操作機構を図８のＩＸ（ｂ）矢視方向に見たその動作説明図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造における弁体操作機構をタービンより下流側の排気通路の開口側から見たその動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１ないし図７は、本発明の第１実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造を示しており、図１にそのターボチャージャの要部外観を示している。
【００１６】
まず、その構成について説明する。
【００１７】
図１に示すターボチャージャ１０は、タービンハウジング１１、コンプレッサハウジング１２およびベアリングハウジング１３を有しており、これらのハウジング１１〜１３の内部に、図示しないコンプレッサホイールをタービンシャフトに一体に結合したタービン（タービンロータ）が回転自在に収納されている。
【００１８】
また、タービンハウジング１１には、タービンの周方向に渦巻き形に延びるスクロール通路（詳細図示せず）を含む排気通路２１と、タービンをバイパスするようタービンより上流側の排気通路２１ａとタービンより下流側の排気通路２１ｂとを接続する排気バイパス通路２２とが、形成されている。そして、排気バイパス通路２２の一端側、例えば上流側の開口端部２２ａは、ウエストゲートバルブ３１により排気バイパス通路２２の内方側から開閉可能になっている。
【００１９】
図２に示すように、ウエストゲートバルブ３１は、タービンハウジング１１に形成される排気バイパス通路２２の開口端部２２ａを開閉可能な弁体となっており、このウエストゲートバルブ３１は支持アーム３２の先端側に支持されている。
【００２０】
支持アーム３２は、その基端側で回動軸３３を介してタービンハウジング１１に対し回動可能に支持されており、その先端側に支持するウエストゲートバルブ３１を上流側の開口端部２２ａを開閉する方向に移動可能に支持している。
【００２１】
また、回動軸３３は、逆Ｔ字形状の操作リンク３４を介して操作ロッド３５に連結されており、操作ロッド３５は、ＷＧアクチュエータ３６からの軸方向の操作力を入力するようになっている。
【００２２】
支持アーム３２と、これら回動軸３３、操作リンク３４、操作ロッド３５およびＷＧアクチュエータ３６とは、回動軸３３を介して支持アーム３２と共にウエストゲートバルブ３１を排気バイパス通路２２の開口端部２２ａを開閉するよう回動させる弁体操作機構３０を構成している。
【００２３】
この弁体操作機構３０は、ウエストゲートバルブ３１が排気バイパス通路２２の開口端部２２ａを閉止する閉弁位置（図６（ａ）および図７（ａ）参照）から排気バイパス通路２２の開口端部２２ａを開放する開弁位置（図６（ｂ）および図７（ｃ）参照）側に回動し始めるとき、ウエストゲートバルブ３１をその径方向でタービンハウジング１１の内壁面１１ａに接近する方向（図２中の左方向）にスライドさせるスライド操作を実行する。また、そのスライド操作に次いで、弁体操作機構３０は、ウエストゲートバルブ３１を閉弁位置側から開弁位置側に回動軸３３の軸線回りに回動させる回動操作を実行するようになっている。
【００２４】
具体的には、弁体操作機構３０においては、ＷＧアクチュエータ３６の出力に応じて軸方向に移動する操作ロッド３５が、一端部３４ａ側で回動軸３３に連結された操作リンク３４の他端部３４ｂ側に回動可能に連結されている。これにより、操作ロッド３５の軸方向の移動量に応じて回動軸３３を軸線回りに回動させることができ、回動軸３３と一体に回動する支持アーム３２と共にウエストゲートバルブ３１を閉弁位置と開弁位置とに移動させることができるようになっている。
【００２５】
また、回動軸３３は、タービンハウジング１１の周壁に埋め込まれた軸受ブッシュ３７を介してタービンハウジング１１に支持されており、タービンハウジング１１に対し軸線回りに回動可能なだけでなく、軸線方向にスライドし得るようになっている。
【００２６】
さらに、回動軸３３の図２中の右端側に連結された支持アーム３２と回動軸３３の図２中の左端側に連結された操作リンク３４とは、軸受ブッシュ３７の軸方向の長さより大きい離間距離Ｄを隔てるように離間している。そして、ウエストゲートバルブ３１が排気バイパス通路２２の開口端部２２ａを閉止する閉弁位置にあるとき、支持アーム３２と軸受ブッシュ３７との対向面間に軸方向の隙間Ｓが形成されるようになっている。さらに、図６（ａ）および図７（ａ）に示すように、支持アーム３２は、回動軸３３との連結部位において軸受ブッシュ３７の端面３７ｅに対向する円環状の対向面部３２ａを有している。
【００２７】
一方、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、操作リンク３４には、回動軸３３から離れる他端部３４ｂ側に細長いスリット状のスライド穴３４ｃが形成されており、そのスライド穴３４ｃには、操作ロッド３５の先端部側に固着された糸巻き状のスライドピン３８が摺動可能に挿入されている。
【００２８】
このスライドピン３８は、図３に示すように、両端部（符号なし）がスライド穴３４ｃのスリット幅より大径に拡径されており、操作リンク３４の他端部３４ｂと操作ロッド３５の先端部３５ａがスライドピン３８を介して回動可能に、かつ、一定の摺動可能距離ｄ１内でスライド穴３４ｃの長手方向にスライドできるように結合されている。
【００２９】
図２および図３に示すように、タービンハウジング１１の外周側には、操作ロッド３５の軸線方向に延びるテーパブロック部４１が突設されており、操作ロッド３５の基端部３５ｂがＷＧアクチュエータ３６によって軸方向に操作されるとき、操作ロッド３５の先端部３５ａは、テーパブロック部４１に係合するようになっている。
【００３０】
このテーパブロック部４１は、図３中に実線で示すように操作ロッド３５がＷＧアクチュエータ３６側に最も後退した初期位置にあるとき、操作ロッド３５の先端部３５ａに近接する案内開始点４１ａと、操作ロッド３５が案内開始点４１ａから所定移動距離Ｌだけ前進する間に隙間Ｓに等しい移動量Ｈだけ操作ロッド３５の先端部３５ａを図３中の左方向に変位させる傾斜案内面４１ｂと、傾斜案内面４１ｂに接続する操作案内面４１ｃとを有している。
【００３１】
ここで、所定移動距離Ｌは、操作リンク３４のスライド穴３４ｃ内でスライドピン３８が摺動し得る摺動可能距離ｄ１に等しいか近い値、あるいは、摺動可能距離ｄ１より小さい距離に設定されている。そして、操作ロッド３５が案内開始点４１ａから所定移動距離Ｌだけ前進するとき、スライドピン３８が操作リンク３４のスライド穴３４ｃの一端側から他端側へと摺動可能距離ｄ１だけ摺動する間は、操作リンク３４が回動操作されず、ウエストゲートバルブ３１が開弁しないようになっている。
【００３２】
また、スライドピン３８が操作リンク３４のスライド穴３４ｃ内を摺動し、操作ロッド３５の先端部３５ａが傾斜案内面４１ｂを通過するとき、操作ロッド３５の先端部３５ａは操作案内面４１ｃに達する。そして、スライドピン３８が操作リンク３４のスライド穴３４ｃ内での摺動終了後に操作ロッド３５の先端部３５ａが操作案内面４１ｃに沿って図３中の下方側にさらに前進するとき、操作リンク３４が操作ロッド３５により回動操作され、ウエストゲートバルブ３１が開弁するようになっている。
【００３３】
すなわち、操作リンク３４は、スライドピン３８が操作リンク３４のスライド穴３４ｃ内で摺動可能距離ｄ１だけ摺動した後に操作ロッド３５がさらに同じ方向に移動（前進）し始めるときに回動し始め、ウエストゲートバルブ３１を開弁させる。そして、スライドピン３８を摺動可能距離ｄ１だけ前進方向に摺動させた後の操作ロッド３５の前進方向の移動距離が所定の開弁操作距離ｄ２に達するとき、ウエストゲートバルブ３１が所定の開弁位置に対応する開弁角度に達するようになっている。
【００３４】
一方、操作ロッド３５が案内開始点４１ａから所定移動距離Ｌだけ前進するとき、操作ロッド３５の先端部３５ａは移動量Ｈだけ図３中の左方向に変位する。したがって、スライドピン３８が操作リンク３４のスライド穴３４ｃ内を摺動可能距離ｄ１だけ摺動する間、操作リンク３４は、操作ロッド３５の先端部３５ａによって回動操作されないものの、図３中に点線で示すように、同図中の左方向に移動するよう操作される。
【００３５】
この操作リンク３４は、軸線方向にスライド可能な回動軸３３と一体的に連結されているので、前述のように図３中の左方向に移動するよう操作されるとき、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、回動軸３３をその軸方向一方側であるＲ方向にスライドさせ、支持アーム３２と共にウエストゲートバルブ３１をＲ方向に移動させることができる。
【００３６】
すなわち、ＷＧアクチュエータ３６の作動により操作ロッド３５の先端部３５ａが案内開始点４１ａから所定移動距離Ｌだけ前進するとき、図６（ｂ）および図７（ｂ）に示すように、操作リンク３４が、回動軸３３に連結された支持アーム３２と共に、ウエストゲートバルブ３１をその径方向であってタービンハウジング１１の内壁面１１ａに接近するＲ方向にスライドさせるようになっている。
【００３７】
このようにウエストゲートバルブ３１をスライドさせる操作（以下、スライド操作という）が実行されることができるよう、ウエストゲートバルブ３１は、排気バイパス通路２２の開口端部２２ａを形成するタービンハウジング１１の環状弁座部１１ｂに対して、摺動可能になっている。ただし、スライド操作は、ウエストゲートバルブ３１が所定の開弁角度以下に環状弁座部１１ｂから離れた状態で実行されてもよい。タービンハウジング１１の環状弁座部１１ｂは、例えば内壁面１１ａから突出する短円筒状に形成されている。
【００３８】
ここで、所定の開弁角度とは、ウエストゲートバルブ３１が環状弁座部１１ｂから離れていても、高温のガスが開口端部２２ａからタービンハウジング１１の内壁面１１ａ（下流側の排気通路２１ｂの開口端２１ｃとは逆側の内壁面）に当たるほどに排気バイパス通路２２内に流入することがない程度に小さい、ウエストゲートバルブ３１の閉弁位置からの回動角度である。
【００３９】
ＷＧアクチュエータ３６は、例えば内部に操作ロッド３５の基端部３５ｂに連結された図示しないダイヤフラムやピストン等の隔壁状の受圧部材を内蔵しており、その受圧部材の一面側に配管３６ａを通して吸気管内の圧力を導入し、その受圧部材の他面側に大気圧を導入するようになっている。
【００４０】
これにより、ＷＧアクチュエータ３６は、過給圧が所定の設定圧を超えて高くなるとき、受圧部材によって操作ロッド３５を案内開始点４１ａ側から傾斜案内面４１ｂ側に移動させる一方、過給圧が設定圧以下であるときには、受圧部材およびその大気圧側に配置された図示しない復帰ばねによって操作ロッド３５を案内開始点４１ａに復帰させることができる。
【００４１】
このＷＧアクチュエータ３６は、取付板３９を介してコンプレッサハウジング１２およびベアリングハウジング１３のうちいずれか片方または双方に支持されている。そのようなアクチュエータ自体の構成は公知であるので、それについては、これ以上詳述しない。
【００４２】
なお、図４中では、ウエストゲートバルブ３１の開弁操作距離ｄ２を、操作リンク３４のスライド穴３４ｃ内におけるスライドピン３８の摺動可能距離ｄ１より短く図示しているが、開弁操作距離ｄ２を摺動可能距離ｄ１以上に長くしてもよいことはいうまでもない。
【００４３】
また、支持アーム３２は、回動軸３３との連結部位において軸受ブッシュ３７の端面３７ｅに対向する円環状の対向面部３２ａを有しており、操作リンク３４が回動軸３３と共にウエストゲートバルブ３１をタービンハウジング１１の内壁面１１ａに接近する側にスライドさせるとき、支持アーム３２の対向面部３２ａが軸受ブッシュ３７の端面３７ｅに当接または近接するようになっている。
【００４４】
次に、作用について説明する。
【００４５】
上述のように構成された本実施形態のターボチャージャのウエストゲート構造においては、エンジンから排出されるガスがターボチャージャ１０の排気通路２１に導入され、その排気エネルギによってターボチャージャ１０のタービンが回転駆動されるとき、ターボチャージャ１０のコンプレッサホイールによってエンジンの吸気通路上で空気が圧縮され、エンジンに空気が過給される。
【００４６】
その過給圧が予め設定された設定圧以下である場合、ターボチャージャ１０のタービンより上流側の排気ガスの全てがタービンをバイパスすることなく、スクロール通路を通過し、その排気エネルギがターボチャージャ１０の過給動作に利用される。
【００４７】
一方、過給圧が予め設定された設定圧を超えて過度に上昇しようとすると、ターボチャージャ１０のタービンより上流側の排気ガスの一部である余分な排気ガスがタービンをバイパスして排気されるよう、過給圧に応じてウエストゲートバルブ３１が開弁される。
【００４８】
この場合、まず、ＷＧアクチュエータ３６によって操作ロッド３５が開弁操作方向に駆動され、操作ロッド３５の先端部３５ａが案内開始点４１ａから所定移動距離Ｌだけ前進する。
【００４９】
このとき、スライドピン３８が操作リンク３４のスライド穴３４ｃ内で摺動可能距離ｄ１（図４中の中央側参照）だけ摺動し、操作リンク３４は、回動操作されることなく回動軸３３と共に図３中の左方向にスライドするよう操作される。よって、図６（ｂ）および図７（ｂ）に示すように、回動軸３３に連結された支持アーム３２と共に、ウエストゲートバルブ３１がその径方向であってタービンハウジング１１の内壁面１１ａに接近する側にスライドする。
【００５０】
次いで、そのウエストゲートバルブ３１のスライド完了時かその直前または直後に、操作ロッド３５の先端部３５ａが傾斜案内面４１ｂとの係合を終えて操作案内面４１ｃと係合し始める。
【００５１】
そして、操作ロッド３５の先端部３５ａが操作案内面４１ｃに沿って開弁操作距離ｄ２（図４中の右側参照）だけ前進するとき、操作リンク３４が操作ロッド３５の軸方向の移動量に応じて図５（ｂ）に示す状態から図５（ｃ）に示す状態へと回動し、回動軸３３とそれに連結された支持アーム３２とを回動軸３３の軸線回りに回動させる。
【００５２】
このように、本実施形態では、エンジンからの排気エネルギが大きく、過給圧が設定圧を超えて過大に上昇しそうになると、過給圧に応じて、弁体操作機構３０により、ウエストゲートバルブ３１のスライド操作に次いで、ウエストゲートバルブ３１の開弁方向への回動操作が実行され、図６（ｂ）および図７（ｂ）に示すスライド位置から図６（ｃ）および図７（ｃ）に示す開弁位置側へと、ウエストゲートバルブ３１が開弁方向に回動する。
【００５３】
このとき、過給圧が高まった状態で排気バイパス通路が開くことになるが、ウエストゲートバルブ３１の開弁開始時には、排気バイパス通路２２の開口端部２２ａがウエストゲートバルブ３１に対してタービンハウジング１１の内壁面１１ａとは逆側である下流側の排気通路２１ｂの開口端２１ｃ側から開き始める。
【００５４】
したがって、排気バイパス通路２２の開口端部２２ａから流入する高温の排気ガスの流れ（流量の分布やそれに対応する流入方向等）を開弁開始時のウエストゲートバルブ３１によって調整し、タービンハウジング１１の内壁面１１ａへの高温のガス当たりを軽減させることができる。その結果、タービンハウジング１１が放熱性の悪い特定の部位で高温の排気ガスの直撃を受けて局部的な過熱状態（亀裂の要因となり得る）に陥ることを防止することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、操作リンク３４が回動操作されることなく回動軸３３と共に図３中の左方向にスライドするよう操作されるタイミングと、回動軸３３の回動操作に伴ってウエストゲートバルブ３１が開弁方向に回動するタイミングとが異なるので、これらが同タイミングとなる場合に比べると、ＷＧアクチュエータの最大負荷が軽減されることになり、ＷＧアクチュエータ３６を小型にできる。
【００５６】
さらに、排気バイパス通路２２の開口端部２２ａから流入する排気ガスを例えば排気浄化用の触媒ユニットに先に当たるように方向付ければ、触媒暖機性を高めることもできる。
【００５７】
加えて、本実施形態では、ウエストゲートバルブ３１を支持アーム３２と共に回動させる回動軸３３がウエストゲートバルブ３１を径方向にスライドさせる操作にも兼用できるので、部品点数を抑えた構成の簡素な弁体操作機構３０を構成できることになる。
【００５８】
また、本実施形態では、操作リンク３４が回動軸３３と共にウエストゲートバルブ３１をタービンハウジング１１の内壁面１１ａに接近する側にスライド操作時に、支持アーム３２の対向面部３２ａが軸受ブッシュ３７の端面３７ｅに当接または近接するので、軸受ブッシュ３７と回動軸３３の間の摺動隙間を通した高温の排気ガスの外部への漏れを低減する効果も得られる。
【００５９】
このように、本実施形態によれば、排気バイパス通路２２の開口端部２２ａから流入する排気ガスの流れを、開弁開始時のウエストゲートバルブ３１によって本来の排気方向側である下流側の排気通路２１ｂの開口端２１ｃ側で流量が大きくなるように調整し、タービンハウジング１１が放熱性の悪い特定の部位で局部的に過熱状態となるのを防止することができる。よって、耐久性および信頼性に優れたターボチャージャのウエストゲート構造を提供することができる。
【００６０】
なお、上述の第１実施形態では、弁体操作機構３０の操作ロッド３５が先端部３５ａをテーパブロック部４１に沿って前進させることで、その先端部３５ａを軸方向および径方向の双方に移動させる構成となっていた。この場合、図４に示すように、操作ロッド３５の先端部３５ａと基端部３５ｂの間に関節要素３５ｃを介在させて、基端部３５の径方向移動を抑えたり、基端部３５ｂを直動方向に案内するガイド部を設けたりしてもよい。
【００６１】
また、操作ロッド３５を軸方向と径方向の双方に移動させるのではなく、操作ロッド３５を軸方向にのみ移動させるようにしながら、その直進運動を直交する方向へのスライドに変換する運動変換機構を設けてもよい。次に、そのような実施形態について説明する。
【００６２】
（第２実施形態）
図８ないし図１２は、本発明の第２実施形態に係るターボチャージャのウエストゲート構造を示す図である。なお、第２実施形態は、ＷＧアクチュエータ３６からの入力に基づく操作ロッド３５の軸方向への直進運動をこれと直交するスライド方向への運動に変換する運動変換機構を設けたものである。この運動変換機構以外の第２実施形態の構成は第１実施形態と略同様であるので、第１実施形態と同一または類似の構成については、図１ないし図７に示した第１実施形態中の対応する構成要素と同一の符号で図示し、重複する説明は省略することとして、以下、第１実施形態との相違点について説明する。
【００６３】
図８および図９に示すように、本実施形態においては、回動軸３３が、スライドブロック５１を固着させた操作リンク５４を介して操作ロッド５５に連結されており、操作ロッド５５は、タービンハウジング１１に支持されたロッド押さえ５６によって、軸方向にのみ移動可能に案内されている。
【００６４】
また、ＷＧアクチュエータ３６からの軸方向の操作力を入力する操作ロッド５５の先端部５５ａには、球状部分５５ｃが形成されている。この操作ロッド５５の球状部分５５ｃは、スライドブロック５１に形成された傾斜案内溝５１ａ（図９（ａ）参照）内に摺動可能に収納されている。
【００６５】
図９（ｂ）に示すように、傾斜案内溝５１ａは、入口側では操作ロッド５５の軸線方向に方向付けられているが、その近傍から内奥端部まで操作ロッド５５の軸線方向に対し傾斜角度θをなすように屈曲して形成されている。この傾斜案内溝５１ａの傾斜角度θは、操作ロッド５５のストロークと必要なスライド量とに応じて設定され、例えば４５度未満に設定されている。
【００６６】
そして、ＷＧアクチュエータ３６から操作ロッド５５にウエストゲートバルブ３１を開弁させる操作力が入力されるとき、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、操作ロッド５５の球状部分５５ｃが傾斜案内溝５１ａ内を摺動し、スライドブロック５１が、操作ロッド５５の軸方向よりも図１０および図１２（ｂ）中のＲ方向に優先的に操作されながら、回動軸３３を軸方向にスライドさせる。
【００６７】
具体的には、タービンハウジング１１と操作リンク５４もしくは回動軸３３との間には、ウエストゲートバルブ３１を常時閉弁方向に付勢する捩りばね５７が介装されており、操作ロッド５５に開弁方向の操作力が入力されるとき、回動軸３３にウエストゲートバルブ３１を開弁させる方向への回動に対する初期抵抗力が働くように構成されている。これにより、操作ロッド５５に開弁方向の操作力が入力されるとき、スライドブロック５１が操作ロッド５５の軸方向よりも図１０および図１２（ｂ）中のＲ方向に優先して操作され、ウエストゲートバルブ３１が径方向にスライド操作されるようになっている。
【００６８】
捩りばね５７は、捩りばね定数が小さいものの、組付け時状態で閉弁方向に作用するトルクが前記初期抵抗力となるように、予め捩った状態で組付けられている。捩りばね５７とタービンハウジング１１の間、あるいは、捩りばね５７と操作リンク５４の間に、ばね受け部分の相対的な摺動を可能にするピンやガイドが設けられてもよいし、捩りばね５７の両端部をタービンハウジング１１と操作リンク５４もしくは回転軸３３とにそれぞれ固定するようにしてもよい。
【００６９】
なお、傾斜案内溝５１ａの傾斜角度θが４５度未満に設定されているので、捩りばね５７のような特別な抵抗要素が設けない場合でも、例えば軸受ブッシュ３７に回動軸３３の急な回動の開始時に一定の粘性抵抗等を生じるような機能を持たせる一方、操作ロッド５５の球状部分５５ｃを傾斜案内溝５１ａの内奥端まで容易に摺動できるようにして、操作ロッド５５の前進開始時にスライドブロック５１を介して操作リンク５４に回動軸３３の軸方向への推力を早期に発生させ、ウエストゲートバルブ３１を径方向にスライドさせることも考えられる。ここで、ロッド押さえ５６は、タービンハウジング１１に支持され、操作ロッド５５を軸方向にのみ移動可能に案内するガイド機能を発揮するものである。
【００７０】
本実施形態においては、支持アーム３２、回動軸３３、ＷＧアクチュエータ３６、操作リンク５４、操作ロッド５５およびロッド押さえ５６によって、回動軸３３を介して支持アーム３２と共にウエストゲートバルブ３１を排気バイパス通路２２の開口端部２２ａを開閉するよう回動させる弁体操作機構６０が構成されている。
【００７１】
この弁体操作機構６０は、ウエストゲートバルブ３１が閉弁位置（図１１（ａ）および図１２（ａ）参照）から開弁位置（図１１（ｃ）および図１２（ｃ）参照）側に回動し始めるときに、ウエストゲートバルブ３１をその径方向でタービンハウジング１１の内壁面１１ａに接近する方向（図８中の左方向）にスライドさせるスライド操作を実行する。また、そのスライド操作に次いで、弁体操作機構６０は、ウエストゲートバルブ３１を閉弁位置側から開弁位置側に回動させる回動操作を実行するようになっている。
【００７２】
本実施形態においても、排気バイパス通路２２の開口端部２２ａから流入する排気ガスの流れを開弁開始時のウエストゲートバルブ３１によって調整し、タービンハウジング１１が放熱性の悪い特定の部位で局部的に過熱状態となるのを防止することのできる耐久性および信頼性に優れたターボチャージャのウエストゲート構造を提供することができ、前述の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
しかも、本実施形態の弁体操作機構６０では、ロッド押さえ５６によって操作ロッド５５を軸線方向にのみ移動可能に案内するので、操作ロッド５５がＷＧアクチュエータ３６の中心軸線に対して傾斜することがない。したがって、ＷＧアクチュエータ３６による操作ロッド５５の軸方向駆動とそれによるウエストゲートバルブ３１のスライド操作および回動操作の信頼性を向上させることができる。
【００７４】
なお、前述の第１、第２実施形態では、ＷＧアクチュエータを過給圧と大気圧の差圧に応じて作動するダイヤフラムアクチュエータとしたが、ＷＧアクチュエータが特定の方式に限定されるものでないことはいうまでもない。また、第１、第２実施形態では、ウエストゲートバルブ３１と環状弁座部１１ｂとの間のシール面は、平坦なシール面として図示しているが、ウエストゲートバルブ３１が環状弁座部１１ｂから所定開弁角度以下に離れた範囲内でスライドする場合には、図示するような平坦形状に限定されるものではなく、環状の凹凸形状等をなしていてもよい。
【００７５】
以上説明したように、本発明は、排気バイパス通路の開口端部から流入する排気ガスの流れを開弁時の弁体により調整し、タービンハウジングが放熱性の悪いり特定の部位で局部的に過熱状態となるのを防止することのできる耐久性および信頼性に優れたターボチャージャのウエストゲート構造を提供することができる。このような本発明は、排気バイパス通路を有するターボチャージャのウエストゲート構造全般に有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…ターボチャージャ、１１…タービンハウジング、１１ａ…内壁面、１１ｂ…弁座部、１２…コンプレッサハウジング、１３…ベアリングハウジング、１５…吸気管、１６…排気管、２１…排気通路、２１ａ…上流側の排気通路、２２…排気バイパス通路、２２ａ…上流側の開口端部、３０…弁体操作機構、３１…ウエストゲートバルブ（弁体）、３２…支持アーム、３２ａ…対向面部、３３…回動軸、３４…操作リンク、３４ａ…一端部、３４ｂ…他端部、３４ｃ…スライド穴、３５…操作ロッド、３５ａ…先端部、３５ｂ…基端部、３６…ＷＧアクチュエータ、３７…軸受ブッシュ、３７ｅ…端面、３８…スライドピン、３９…取付板、４１…テーパブロック部、４１ａ…案内開始点、４１ｂ…傾斜案内面、４１ｃ…操作案内面、５１…スライドブロック、５１ａ…傾斜案内溝、５４…操作リンク、５５…操作ロッド、５５ａ…先端部、５５ｃ…球状部分、５６…ロッド押さえ、５７…捩りばね、６０…弁体操作機構、ｄ１…摺動可能距離、ｄ２…開弁操作距離、Ｈ…移動量、Ｌ…所定移動距離、Ｓ…隙間、θ…傾斜角度 
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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