(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とした径方向で前記軸線を挟んで第一ポートおよび第二ポートがあるいは少なくとも計２つ以上のポートが形成されて前記軸線に直交する断面が円形に形成されたチャンバーを有するハウジングと、
前記軸線を中心に全開位置と全閉位置との間で回転可能に前記チャンバーに収容されて前記軸線に直交する断面の少なくとも一部が弧状に形成され、全開位置に配されたときに前記第一ポートと前記第二ポートとを連通するバルブと、を備え、
前記チャンバーの周方向で前記第一ポート以外のポートの両側の少なくとも２箇所で前記軸線の延びる方向に延びて前記チャンバーの内周面と前記バルブの外周面との間をシールする第一シール部を有し、
前記バルブは、
前記軸線に直交する断面が楕円に形成され、前記楕円の内側を通るバルブ軸線回りに回転可能とされている
ロータリー弁装置。
【請求項２】
前記チャンバーは、軸線を中心とした径方向で前記軸線を挟んで第一ポートおよび第二ポートが形成され、
前記バルブは、前記チャンバーに収容される筒状に形成され、全開位置に配されたときに前記第一ポートと前記第二ポートとを連通する貫通孔を有する請求項１に記載のロータリー弁装置。
【請求項３】
前記バルブは、
前記楕円の短軸が、全閉位置にあるときに、前記第一ポートと前記第二ポートとを結ぶ方向を向く請求項２に記載のロータリー弁装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、
前記軸線を中心とした周方向で、前記第二ポートを挟んだ両側に、前記軸線の径方向で内側に向かって突出する突出部を有する請求項１から３の何れか一項に記載のロータリー弁装置。
【請求項５】
前記バルブは、その筒状の中心からずれた偏心軸を中心に回転する請求項１から４の何れか一項に記載のロータリー弁装置。
【請求項６】
前記第一シール部は、
前記チャンバーの内周面と前記バルブの外周面との間に挟まれるパッキンを有する請求項１から５の何れか一項に記載のロータリー弁装置。
【請求項７】
前記チャンバーの軸線方向における前記第二ポートの両側に、前記チャンバーの周方向に延びるパッキンを有する第二シール部を備える請求項６に記載のロータリー弁装置。
【請求項８】
前記第一シール部は、前記チャンバーの内周面と前記バルブの外周面との間に挟まれるパッキンを有し、
前記チャンバーの軸線方向における前記第二ポートの両側に、前記チャンバーの周方向に延びるパッキンを有する第二シール部を備え、
前記第二シール部のパッキンは、
前記バルブの周方向の全周に渡って連続するリング状に形成されている請求項２に記載のロータリー弁装置。
【請求項９】
前記第一シール部と、前記第二シール部とは、
前記バルブが全閉位置にある場合に、前記第二ポートの周囲を囲むように連続して配されている請求項７に記載のロータリー弁装置。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記バルブの駆動軸が回転可能に挿通される挿通孔を備え、
前記バルブを前記軸線方向で前記駆動軸側に向かって付勢する付勢部を備える請求項１から９の何れか一項に記載のロータリー弁装置。
【請求項１１】
前記付勢部は、前記ハウジングとの間に座金を有する請求項１０に記載のロータリー弁装置。
【請求項１２】
軸線を中心とした径方向で前記軸線を挟んで第一ポートおよび第二ポートがあるいは少なくとも計２つ以上のポートが形成されて前記軸線に直交する断面が円形に形成されたチャンバーを有するハウジングと、
前記軸線を中心に全開位置と全閉位置との間で回転可能に前記チャンバーに収容されて前記軸線に直交する断面の少なくとも一部が弧状に形成され、全開位置に配されたときに前記第一ポートと前記第二ポートとを連通するバルブと、を備え、
前記チャンバーの周方向で前記第一ポート以外のポートの両側の少なくとも２箇所で前記軸線の延びる方向に延びて前記チャンバーの内周面と前記バルブの外周面との間をシールする第一シール部を有し、
前記ハウジングは、
前記軸線を中心とした周方向で、前記第二ポートを挟んだ両側に、前記軸線の径方向で内側に向かって突出する突出部を有し、
前記突出部は、前記軸線に直交する断面で、前記チャンバーの内周面が直線状に面取りされた平面を有するロータリー弁装置。
【請求項１３】
内燃機関の排気ガスを作動流体として回転するタービンを備え、
前記タービンよりも高圧側の通路と前記タービンよりも低圧側の通路との間に請求項１から１２の何れか一項に記載のロータリー弁装置を備える過給機。
【請求項１４】
作動流体として内燃機関の排気ガスを使用して回転させるように構成された複数段のタービンと、
請求項１に記載のロータリー弁装置と、を備え、
前記ロータリー弁装置は、複数のポートを備え、前記内燃機関の排気ガスを、前記複数のタービンと、最も低圧側に配置されるタービンから排気する排気通路と、の少なくとも一つに供給する多段過給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロータリー弁装置、過給機、および、多段過給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの過給を行うターボチャージャーは、排気ガスを作動流体としてタービンを駆動する。ターボチャージャーは、過給圧が高くなり過ぎて破損しないように、排気ガスを迂回させるウェストゲート機構を有している。このウェストゲート機構によれば、ウェストゲートバルブを開弁することでタービンを介さずに、排気ガスを排気側に流すことができる。これにより、タービンに流入する排気ガスの流量を、ウェストゲートバルブの開度に応じて低減することができる。
【０００３】
ウェストゲート機構は、フラップ式のウェストゲートバルブを用いる場合が多い。しかし、フラップ式のウェストゲートバルブの場合、開閉トルクが大きくなるとともに、部品点数が増加してしまう。
【０００４】
特許文献１には、ローラバレル型のウェストゲートバルブを有するウェストゲート機構が開示されている。この特許文献１のウェストゲートバルブは、バレル型の弁体に、その径方向に貫通する孔を備えている。このバレル型の弁体は、シリンダー内に設けられて全閉位置と全開位置との間でアクチュエータ等によって回転する。この特許文献１のウェストゲートバルブによれば、フラップ式のウェストゲートバルブで生じる摩耗や騒音を低減できる。特許文献１のウェストゲートバルブによれば、更に、部品点数および開閉トルクを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１４／０７８１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のウェストゲートバルブは、シリンダーに対して摺動させている。そのため、ウェストゲートバルブとシリンダーとの間に隙間が形成されている。作動流体である排気ガスは、この隙間から漏れてしまう可能性が有る。
さらに、ウェストゲートバルブは、排気ガスの圧力により押される。そのため、筒状のウェストゲートバルブとシリンダーとの中心がずれて、ウェストゲートバルブとシリンダーの内面との間に形成される隙間が広がってしまう可能性が有る。
【０００７】
この発明は、構造が複雑化することを抑制しつつ、作動流体の漏れを抑制することができるロータリー弁装置、過給機、および、多段過給システム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】
この発明の第一態様によれば、ロータリー弁装置は、軸線に直交する断面が円形に形成され、前記軸線を中心とした径方向で前記軸線を挟んで第一ポートおよび第二ポートがあるいは少なくとも計２つ以上のポートが形成されたチャンバーを有するハウジングを備えている。このロータリー弁装置は、前記軸線を中心に全開位置と全閉位置との間で回転可能に前記チャンバーに収容されて前記軸線に直交する断面の少なくとも一部が弧状に形成され、全開位置に配されたときに前記第一ポートと前記第二ポートとを連通するバルブを更に備えている。このロータリー弁装置は、前記チャンバーの周方向で前記第一ポート以外のポートの両側の少なくとも２箇所で前記軸線の延びる方向に延びて前記チャンバーの内周面と前記バルブの外周面との間をシールする第一シール部を更に有し、前記バルブは、前記軸線に直交する断面が楕円に形成され、前記楕円の内側を通るバルブ軸線回りに回転可能とされている。
例えば、第一ポート側の圧力が高く、第二ポート側の圧力が低い場合に、バルブが第二ポート側に押される。この場合、バルブの外周面のうち、最も第二ポート側に配される箇所がチャンバーの内周面に当たる。そのため、チャンバーの周方向で第二ポートの両側のバルブとチャンバーとの間に隙間が生じてしまう。つまり、第一ポートからチャンバー内に流れ込んだ流体が、チャンバーの内周面とバルブの外周面との隙間を介して第二ポートから流れ出る可能性がある。しかし、上記第一態様のロータリー弁装置のように、チャンバーの周方向で第二ポートの両側に第一シール部が形成されることで、第一ポートからチャンバーの内周面とバルブの外周面との隙間に流体が流入したとしても、第一シール部によって流体が第二ポートから流れ出ることを抑制できる。したがって、構造が複雑化することを抑制しつつ、流体の漏れを抑制することができる。
【０００９】
この発明の第二態様によれば、ロータリー弁装置は、第一態様におけるチャンバーが、軸線を中心とした径方向で前記軸線を挟んで第一ポートおよび第二ポートが形成され、前記バルブは、前記チャンバーに収容される筒状に形成され、全開位置に配されたときに前記第一ポートと前記第二ポートとを連通する貫通孔を有するようにしてもよい。
このように構成することで、バルブの形状が複雑化することを抑制できる。
【００１０】
この発明の第三態様によれば、ロータリー弁装置は、ロータリー弁装置は、第二態様のバルブの楕円の短軸が、全閉位置にあるときに、前記第一ポートと前記第二ポートとを結ぶ方向を向くようにしてもよい。
このように構成することで、例えば、バルブを全閉位置にしたときに、第一ポート側の流体の圧力によってバルブが第二ポート側に押されたとしても、断面が円形のチャンバーの内周面に対して、バルブの外周面をチャンバーの周方向における第二ポートの両側で接触させることができる。そのため、第一シール部を容易に形成することができる。
【００１１】
この発明の第四態様によれば、ロータリー弁装置は、第一から第三態様の何れか一つの態様における前記ハウジングが、前記軸線を中心とした周方向で、前記第二ポートを挟んだ両側に、前記軸線の径方向で内側に向かって突出する突出部を有していてもよい。
このように構成することで、軸線を中心とした周方向における第二ポートの両側で、バルブの外周面を前記チャンバーの内周面に接触させてシールすることができる。
【００１２】
この発明の第五態様によれば、ロータリー弁装置は、第一から第四態様の何れか一つの態様におけるバルブが、その筒状の中心からずれた偏心軸を中心に回転するようにしてもよい。
これにより、バルブを回転させることで、チャンバーの内周面にバルブの外周面を押し付けることができる。その結果、第一シール部の信頼性を向上することができる。
【００１３】
この発明の第六態様によれば、ロータリー弁装置は、第一から第五態様の何れか一つの態様における第一シール部が、前記チャンバーの内周面と前記バルブの外周面との間に挟まれるパッキンを有していてもよい。
このように構成することで、チャンバーの周方向における第二ポートの両側をパッキンによってシールすることができる。その結果、チャンバーの内周面とバルブの外周面との間から流体が漏れることを抑制できる。
【００１４】
この発明の第七態様によれば、ロータリー弁装置は、第一から第六態様の何れか一つの態様において、チャンバーの軸線方向における前記第二ポートの両側に、前記チャンバーの周方向に延びるパッキンを有する第二シール部を備えていてもよい。
このように構成することで、チャンバーの軸線方向における第二ポートの両側で第二シール部によってバルブの外周面とチャンバーの内周面との隙間をシールすることができる。
【００１５】
この発明の第八態様によれば、ロータリー弁装置は、第二態様における前記第一シール部が、前記チャンバーの内周面と前記バルブの外周面との間に挟まれるパッキンを有し、前記チャンバーの軸線方向における前記第二ポートの両側に、前記チャンバーの周方向に延びるパッキンを有する第二シール部を備え、第二シール部のパッキンは、前記バルブの周方向の全周に渡って連続するリング状に形成されていてもよい。
このように構成することで、バルブが第二ポート側に押された場合であっても、軸線方向における第二ポートの両側だけではなく、バルブの全周でバルブの外周面とチャンバーの内周面との間をシールすることができる。そのため、流体が漏れることをより一層抑制できる。
【００１６】
この発明の第九態様によれば、ロータリー弁装置は、第七態様のシール部と第二シール部とが、前記バルブが全閉位置にある場合に、前記第二ポートの周囲を囲むように連続して配されていてもよい。
このように構成することで、バルブが全閉位置にある場合に第二ポートの周囲を切れ目なくシールすることができる。そのため、バルブが全閉位置にある場合に第二ポートから流体が漏れることをより一層低減することができる。
【００１７】
この発明の第十態様によれば、ロータリー弁装置は、第一から第九態様の何れか一つの態様におけるハウジングが、前記バルブの駆動軸が回転可能に挿通される挿通孔を備えていてもよい。このロータリー弁装置は、バルブを前記軸線方向で前記駆動軸側に向かって付勢する付勢部を更に備えていてもよい。
このように構成することで、付勢部によってバルブがハウジングの挿通孔側に付勢される。そのため、挿通孔側の内周面にバルブを押し付けることができる。これにより、挿通孔の周りをシールして、挿通孔を介して流体がハウジングの外部に漏れることを抑制できる。
【００１８】
この発明の第十一態様によれば、ロータリー弁装置は、第十態様における付勢部が、前記ハウジングとの間に座金を有していてもよい。
このように構成することで、座金によって、付勢部とハウジングとの間に生じる摩擦を低減することができる。
【００１９】
この発明の第十二態様によれば、ロータリー弁装置は、軸線を中心とした径方向で前記軸線を挟んで第一ポートおよび第二ポートがあるいは少なくとも計２つ以上のポートが形成されて前記軸線に直交する断面が円形に形成されたチャンバーを有するハウジングと、
前記軸線を中心に全開位置と全閉位置との間で回転可能に前記チャンバーに収容されて前記軸線に直交する断面の少なくとも一部が弧状に形成され、全開位置に配されたときに前記第一ポートと前記第二ポートとを連通するバルブと、を備え、前記チャンバーの周方向で前記第一ポート以外のポートの両側の少なくとも２箇所で前記軸線の延びる方向に延びて前記チャンバーの内周面と前記バルブの外周面との間をシールする第一シール部を有し、前記ハウジングは、前記軸線を中心とした周方向で、前記第二ポートを挟んだ両側に、前記軸線の径方向で内側に向かって突出する突出部を有し、前記突出部は、前記軸線に直交する断面で、前記チャンバーの内周面が直線状に面取りされた平面を有する。
この発明の第十三態様によれば、過給機は、内燃機関の排気ガスを作動流体として回転するタービンを備え、前記タービンよりも高圧側の通路と前記タービンよりも低圧側の通路との間に第一から第十二態様の何れか一つの態様のロータリー弁装置を備える。
このように構成することで、タービンの高圧側の通路とタービンの低圧側の通路とをバイパスするウェストゲート機構が複雑化することを抑制しつつ、排気ガスが漏れることを抑制できる。
【００２０】
この発明の第十四態様によれば、多段過給システムは、作動流体として内燃機関の排気ガスを使用して回転させるように構成された複数段のタービンと、第一態様のロータリー弁装置と、を備え、前記ロータリー弁装置は、複数のポートを備え、前記内燃機関の排気ガスを、前記複数のタービンと、最も低圧側に配置されるタービンから排気する排気通路と、の少なくとも一つに供給する。
このように構成することで、構造の複雑化や排気ガスが漏れることを抑制しつつ、多段過給システムにおいて内燃機関の運転状況に応じた効率のよい過給を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
上記ロータリー弁装置によれば、構造が複雑化することを抑制しつつ、作動流体の漏れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の第一実施形態における過給機の概略構成を示す図である。
【図２】この発明の第一実施形態におけるタービンハウジングの斜視図である。
【図３】この発明の第一実施形態における全閉位置にあるウェストゲートバルブの軸線に直交する断面を示す図である。
【図４】この発明の第一実施形態におけるウェストゲートバルブの斜視図である。
【図５】ウェストゲートバルブの断面とチャンバーの断面とが共に円形の場合の比較例を示す図である。
【図６】弁開度（Opening）に対する流量（Flow）の変化を示すグラフである。
【図７】ウェストゲートバルブが全閉位置にある場合における、第一ポートと第二ポート間に生じる圧力（Pressure）に対する、流体の漏れ量（Leakage）の変化を示すグラフである。
【図８】この発明の第二実施形態における図４に相当する図である。
【図９】この発明の第二実施形態の第一変形例における図４に相当する図である。
【図１０】この発明の第二実施形態の第二変形例における図４に相当する図である。
【図１１】この発明の第二実施形態の第三変形例における図４に相当する図である。
【図１２】この発明の第二実施形態の第四変形例におけるパッキンの配置を示す図である。
【図１３】この発明の第二実施形態の第五変形例におけるパッキンの配置を示す図である。
【図１４】この発明の第三実施形態におけるウェストゲート機構の軸線に沿う断面を示す図である。
【図１５】この発明の第三実施形態の変形例における図１４に相当する図である。
【図１６】この発明の第四実施形態における図３に相当する図である。
【図１７】この発明の第四実施形態におけるバルブの斜視図である。
【図１８】この発明の第五実施形態におけるウェストゲート機構を採用した過給器システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、この発明の第一実施形態のロータリー弁装置、過給機、および、多段過給システムについて説明する。
この実施形態の過給機は、内燃機関としてレシプロエンジン（以下、単にエンジンと称する）を駆動源として有した自動車等の車両に搭載されている。この過給機は、エンジンの排気ガスを利用して吸気を圧縮する、いわゆるターボチャージャーである。
【００２４】
図１は、この発明の第一実施形態における過給機の概略構成を示す図である。
図１に示すように、過給機１は、コンプレッサー部２と、タービン部３と、軸受部４と、ウェストゲート機構（ロータリー弁装置）５と、備えている。
コンプレッサー部２は、エアクリーナー（図示せず）から導入された吸気を圧縮して、エンジン６のシリンダー７に送り込む。コンプレッサー部２は、コンプレッサーホイール８と、コンプレッサーハウジング９とを備えている。
コンプレッサーホイール８は、その軸線Ｏ１を中心に回転する。コンプレッサーホイール８は、その遠心力により、軸線Ｏ１方向から流入する吸気Ａを、軸線を中心とした径方向の内側から外側に向かって圧縮しながら流す。このコンプレッサーホイール８により圧縮された圧縮空気Ｂは、軸線Ｏ１を中心とする径方向において、コンプレッサーホイール８の外側に向かって排出される。
【００２５】
コンプレッサーハウジング９は、ホイール収容部１０と、コンプレッサー導入部１１と、コンプレッサー排出部１２と、を備えている。ホイール収容部１０は、コンプレッサーホイール８が回転可能な状態で外側から覆っている。コンプレッサー導入部１１は、ホイール収容部１０に対してコンプレッサーホイール８の回転中心の近くで連通している。このコンプレッサー導入部１１は、ホイール収容部１０に対して軸線Ｏ１方向に吸気Ａを導入する導入通路１３を形成している。コンプレッサー排出部１２は、コンプレッサーホイール８の径方向の外側でホイール収容部１０と連通している。このコンプレッサー排出部１２は、インテークマニホールド１４に接続されている。このコンプレッサー排出部１２は、圧縮空気Ｂを、インテークマニホールド１４を介してエンジン６のシリンダー７へ導入する排出通路１５を形成している。
【００２６】
タービン部３は、タービンホイール１６と、タービンハウジング１７とを備えている。
タービンホイール１６は、エンジン６から排出される排気ガスＣの熱エネルギーの一部を回収して、その軸線Ｏ２回りに回転する。
タービンハウジング１７は、タービンホイール収容部１９と、排気導入部２０と、排気排出部２１と、を備えている。
【００２７】
タービンホイール収容部１９は、タービンホイール１６が回転可能な状態で外側から覆っている。
排気導入部２０は、エンジン６の排気ガスをタービンホイール収容部１９へ導入する排気導入通路（高圧側の通路）２０ａを形成する。
タービンホイール収容部１９は、タービンホイール１６の径方向外側で排気導入部２０と連通している。
排気排出部２１は、コンプレッサーホイール８の回転中心の近くでタービンホイール収容部１９に連通する排気排出通路（低圧側の通路）２１ａを形成する。
【００２８】
軸受部４は、回転軸１８と、軸受ハウジング（図示せず）と、を備えている。
回転軸１８は、タービンホイール１６の回転を、コンプレッサーホイール８に伝達する。回転軸１８は、その第一端部１８ａにタービンホイール１６が固定され、その第二端部１８ｂにコンプレッサーホイール８が固定されている。
軸受ハウジングは、回転軸１８を外側から覆う。この軸受ハウジングは、回転軸１８を回転自在に支持する軸受（図示せず）を有している。この軸受としては、例えば、すべり軸受や、転がり軸受などが例示できる。軸受ハウジングには、上述したコンプレッサーハウジング９やタービンハウジング１７がそれぞれ固定される。
【００２９】
ウェストゲート機構５は、タービンホイール１６に向けて供給される排気ガスの流量を調整する。言い換えれば、ウェストゲート機構５は、余分な排気ガスを、タービンホイール収容部１９を介さずに排気排出部２１に流す。
【００３０】
図２は、この発明の第一実施形態におけるタービンハウジングの斜視図である。図３は、この発明の第一実施形態における全閉位置にあるウェストゲートバルブの軸線に直交する断面を示す図である。
図２、図３に示すように、ウェストゲート機構５は、チャンバー２３と、ウェストゲートバルブ（バルブ）２４と、を備えている。
【００３１】
チャンバー２３は、上述したタービンハウジング１７と一体に成形されている。このチャンバー２３は、上述した排気導入部２０と排気排出部２１とを、タービンホイール収容部１９を経由することなく連通させるバイパス路を形成する。このチャンバー２３は、ウェストゲートバルブ２４を収容する収容空間２５を有している。このチャンバー２３の内周面２６は、その軸線Ｏ３に直交する断面が円形に形成されている。チャンバー２３は、ウェストゲートバルブ２４よりも僅かに大きい円筒状に形成されている。この実施形態におけるチャンバー２３は、軸線Ｏ３に直交する断面が真円形状になっている。このチャンバー２３は、第一ポート２７と第二ポート２８とを有している。
【００３２】
第一ポート２７と第二ポート２８とは、軸線Ｏ３を中心とした径方向で軸線Ｏ３を挟んでそれぞれ配されている。言い換えれば、第一ポート２７と第二ポート２８とは、軸線を挟んで対称に形成されている。チャンバー２３の収容空間２５は、第一ポート２７を介して排気導入部２０に連通されている。チャンバー２３の収容空間２５は、第二ポート２８を介して排気排出部２１に連通されている。この実施形態における第一ポート２７と、第二ポート２８とは、それぞれ軸線Ｏ３方向に長い長孔とされている。この実施形態における第一ポート２７および第二ポート２８は、更に、軸線Ｏ３方向におけるチャンバー２３の中央にそれぞれ形成されている。
【００３３】
ウェストゲートバルブ２４は、第一ポート２７と第二ポート２８との間の連通、非連通を切り替える。このウェストゲートバルブ２４は、チャンバー２３の収容空間２５に収容されている。言い換えれば、このチャンバー２３は、ウェストゲートバルブ２４の弁箱である。ウェストゲートバルブ２４は、このチャンバー２３によって回転可能に支持されている。
【００３４】
図４は、この発明の第一実施形態におけるウェストゲートバルブ２４の斜視図である。
図４に示すように、ウェストゲートバルブ２４は、弁本体２９と、駆動軸３０とを有している。
弁本体２９は、筒状（言い換えれば、バレル状）に形成されている。弁本体２９は、その径方向に貫通する貫通孔３１を有している。この貫通孔３１は、弁本体２９の軸線Ｏ４方向に長い長孔に形成されている。この貫通孔３１は、上述した第一ポート２７と第二ポート２８と同等の大きさの開口を有する長孔とされている。弁本体２９は、チャンバー２３内において、全開位置から全閉位置の間で回転することができる。ここで、全開位置とは、貫通孔３１の開口が第一ポート２７および第二ポート２８と重なり、第一ポート２７と第二ポート２８とが連通される位置である。全閉位置とは、貫通孔３１の開口部が第一ポート２７および第二ポート２８と一切重ならず、第一ポート２７と第二ポート２８とが連通されない位置である。弁本体２９は、全閉位置から全開位置までの間において、全開位置に向かって、貫通孔３１の開口部と、第一ポート２７および第二ポート２８との重なりが徐々に大きくなる。これにより第一ポート２７と第二ポート２８とを連通する流路断面（言い換えれば、弁開度）が徐々に増加していく。
【００３５】
この実施形態における弁本体２９は、軸線に直交する断面が楕円形となっている。この弁本体２９の楕円形は、チャンバー２３の直径よりも僅かに短い長軸３２を有している。上述した貫通孔３１は、この長軸３２に沿って形成されている。言い換えれば、図３に示すように、弁本体２９が全閉位置にあるときに、弁本体２９の楕円形の短軸３３は、第一ポート２７と第二ポート２８とを結ぶ方向を向く。
【００３６】
駆動軸３０は、弁本体２９の軸線Ｏ４方向における２つの端面３４（図４中、一方のみを示す）のうち、片方の端面３４に形成されている。駆動軸３０は、弁本体２９の軸線Ｏ４の延長線上に配される軸線Ｏ５を有した円柱状に形成されている。この駆動軸３０は、タービンハウジング１７に形成された挿通孔３５（図３参照）を介してタービンハウジング１７の外部に露出している。この実施形態における駆動軸３０は、その径方向に延びるアーム３６を有している。このアーム３６を、アクチュエータ（図示せず）の動力を用いて揺動させることで、弁本体２９を全開位置と全閉位置とに回転させることができる。アーム３６の端部には、アクチュエータと連係させるための円柱状の凸部３７が形成されている。
【００３７】
図５は、ウェストゲートバルブ１２４の断面とチャンバー１２３の断面とが共に円形の場合の比較例を示す図である。
上述したウェストゲートバルブ１２４は、第一ポート１２７側の排気ガスの圧力よりも第二ポート１２８側の排気ガスの圧力が低圧となる。そのため、ウェストゲートバルブ１２４は、全閉位置にある場合に、排気ガスの圧力により第一ポート１２７側から第二ポート１２８側へ押圧される。
【００３８】
このとき、図５に示す比較例のように、ウェストゲートバルブ１２４の断面とチャンバー１２３の断面とが共に円形である場合、チャンバー１２３の内周面１２６とウェストゲートバルブ１２４の外周面１３８とは、チャンバー１２３の周方向において、第二ポート１２８の配される位置Ｐ１で接触する。これは、ウェストゲートバルブ１２４の外周面１３８の曲率半径が、チャンバー１２３の内周面１２６の曲率半径よりも僅かに小さいためである。これにより、チャンバー１２３の周方向において、第二ポート１２８の両側のウェストゲートバルブ１２４の外周面１３８とチャンバー１２３の内周面１２６との間に隙間Ｇ１が生じてしまう。図５において、符号「１２７」は、軸線Ｏ３を挟んで第二ポート１２８と反対側に形成されている第一ポート１２７である。
【００３９】
これに対して、第一実施形態におけるウェストゲートバルブ２４は、断面が楕円形状に形成されている。それに加えて、第一実施形態のウェストゲートバルブ２４は、全閉位置にある場合に、楕円の短軸３３が第一ポート２７と第二ポート２８とを結ぶ方向を向いている。つまり、第一実施形態のウェストゲートバルブ２４は、図３に示す全閉位置にある場合に、第二ポート２８を向く外周面３８が、第二ポート２８が配されているチャンバー２３の内周面２６よりも、緩やかな曲面となる。そのため、ウェストゲートバルブ２４が全閉位置にある場合に、チャンバー２３の周方向における、第二ポート２８の両側の位置Ｐ２で、チャンバー２３の内周面２６にウェストゲートバルブ２４の外周面３８が押し当てられる。言い換えれば、チャンバー２３の周方向における第二ポート２８の両側で、ウェストゲートバルブ２４の外周面３８とチャンバー２３の内周面２６との間の隙間が無くなりシールされる。さらに言い換えれば、チャンバー２３の周方向で第二ポート２８の両側において、それぞれ軸線方向に延びる２つのシール部（第一シール部）３９が形成される。これらシール部３９は、チャンバー２３の周方向において、第二ポート２８の近傍に配される。ここで、第二ポート２８の近傍とは、チャンバー２３の周方向において、少なくとも第一ポート２７よりも第二ポート２８に近い位置である。この実施形態における２つのシール部３９は、第二ポート２８を中心としてそれぞれ対称に配される。
【００４０】
図６は、弁開度（Opening）に対する流量（Flow）の変化を示すグラフである。
図６において、実線は、この第一実施形態のウェストゲートバルブ２４のグラフである。破線は、比較例におけるウェストゲートバルブのグラフである。この比較例は、一般的なフラップ式のウェストゲートバルブである。
図６に示すように、第一実施形態におけるウェストゲートバルブ２４の場合、弁開度が大きくなるにつれて、流量の増加率が徐々に上昇する。つまり、第一実施形態のウェストゲートバルブ２４のグラフは、主に下方に向かって凸状の曲線になる。
【００４１】
これに対して、比較例のウェストゲートバルブの場合、特に弁開度が小さい領域において、弁開度が大きくなるにつれて、流量が急激に立ち上がる。つまり、比較例のウェストゲートバルブのグラフは、上方に向かって凸状の曲線になる。
そのため、第一実施形態のウェストゲートバルブ２４は、特に弁開度が小さい領域において、比較例のウェストゲートバルブと比べて、細かい流量制御が可能になる。
【００４２】
図７は、ウェストゲートバルブが全閉位置にある場合の、第一ポートと第二ポートとの間に生じる圧力（Pressure）に対する、流体の漏れ量（Leakage）の変化を示すグラフである。
図７において、実線は第一実施形態のウェストゲートバルブ２４の漏れ量である。破線は、図５に示す比較例のウェストゲートバルブの漏れ量である。
図７に示すように、比較例におけるウェストゲートバルブの場合、横軸の圧力が大きくなるにつれて、縦軸の漏れ量が急激に上昇する。これに対して、第一実施形態のウェストゲートバルブ２４の場合、比較例と比較して、同じ圧力における漏れ量が、大幅に低減され、１／３以下になっている。この実施形態のウェストゲートバルブ２４の場合、更に、圧力増加に対する漏れ量の増加率が低くなっている。これは、チャンバー２３の周方向で、第二ポート２８の両側のシール部３９が良好に機能していることを意味する。
【００４３】
したがって、第一実施形態によれば、第一ポート２７側の圧力が高く、第二ポート２８側の圧力が低い場合に、ウェストゲートバルブ２４が第二ポート２８側に押される。しかし、第一実施形態では、チャンバー２３の周方向で第二ポート２８の両側にシール部３９が形成される。これにより、第一ポート２７からチャンバー２３の内周面２６とウェストゲートバルブ２４の外周面３８との隙間に流体が流入したとしても、シール部３９によって流体が第二ポート２８から流れ出ることを抑制できる。
その結果、ウェストゲート機構５が複雑化することを抑制しつつ、排気ガスの漏れを抑制することができる。
【００４４】
さらに、第一実施形態は、ウェストゲートバルブ２４の軸線Ｏ４に直交する断面が楕円形に形成されている。さらに、この楕円形の短軸３３は、全閉位置にあるときに、第一ポート２７と第二ポート２８とを結ぶ方向を向いている。そのため、ウェストゲートバルブ２４を全閉位置にしたときに、チャンバー２３の内周面２６に対して、ウェストゲートバルブ２４の外周面３８を接触させて、チャンバー２３の周方向における第二ポート２８の両側でシールすることができる。その結果、シール部３９を容易に形成することができる。
【００４５】
（第二実施形態）
次に、この発明の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態は、上述した第一実施形態とウェストゲートバルブおよびチャンバーの形状が異なるだけである。そのため、第二実施形態の説明においては、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明する。加えて、第二実施形態の説明においては、第一実施形態と重複する説明を省略する。
図８は、この発明の第二実施形態における図４に相当する図である。
図８に示すように、ウェストゲート機構５は、チャンバー２３と、ウェストゲートバルブ２４と、を備えている。
ウェストゲートバルブ２４は、弁本体２９と、駆動軸３０とを備えている。この実施形態における弁本体２９は、円筒状に形成されている。駆動軸３０は、第一実施形態と同様に、弁本体２９の軸線Ｏ４の延長線と重なる軸線Ｏ５を有している。弁本体２９は、駆動軸３０がアクチュエータにより回転することで、軸線Ｏ４回りに回転する。
【００４６】
チャンバー２３は、その軸線Ｏ３に直交する断面が円形に形成されている。チャンバー２３は、弁本体２９の直径よりも僅かに大きい直径を有している。このチャンバー２３は、複数の突出部４１を有している。この実施形態におけるチャンバー２３は、２つの突出部４１を有している。これら突出部４１は、軸線Ｏ３の径方向で内周面２６から内側に向かって突出している。
【００４７】
突出部４１は、チャンバー２３の周方向で、第二ポート２８の両側に配されている。これら突出部４１は、更に、軸線Ｏ３に沿って延びている。この実施形態における突出部４１は、軸線Ｏ３方向における長さ寸法が、第二ポート２８の長さ寸法よりも長く形成されている。突出部４１は、軸線Ｏ３に直交する断面で、チャンバー２３の内周面２６が部分的に直線状に面取りされた平面４２を有している。
【００４８】
第二実施形態によれば、軸線Ｏ４に直交する弁本体２９の断面が、軸線Ｏ３に直交するチャンバー２３の断面と同じ円形である。しかし、チャンバー２３が突出部４１を備えている。そのため、軸線Ｏ３を中心とした周方向における第二ポート２８の両側で、弁本体２９の外周面３８をチャンバー２３の内周面２６に形成された平面４２に接触させてシールすることができる。
【００４９】
図９は、この発明の第二実施形態の第一変形例における図４に相当する図である。
上述した第二実施形態においては、突出部４１がチャンバー２３の内周面２６を部分的に面取りした平面４２を有する場合（図８参照）について説明した。しかし、突出部４１の形状は、チャンバー２３の内周面２６から、その径方向における内側に向かって突出していればよく、図８に示す形状に限られない。
例えば、図９に示す第一変形例のように、突出部４１が、チャンバー２３の内周面２６から、その径方向における内側に向かって突出する凸曲面４３を有していても良い。
【００５０】
第二実施形態、および、その第一変形例においては、軸線Ｏ４に直交する断面が円形の弁本体２９を用いる場合について説明した。しかし、軸線Ｏ４に直交する断面が楕円形である第一実施形態の弁本体２９と、第二実施形態、および、その第一変形例における突出部４１を有したチャンバー２３とを組み合わせるようにしても良い。
【００５１】
図１０は、この発明の第二実施形態の第二変形例における図４に相当する図である。
図１０に示すように、この実施形態のウェストゲートバルブ２４は、その駆動軸３０の軸線Ｏ５が弁本体２９の軸線Ｏ４に対して偏心している。より具体的には、ウェストゲートバルブ２４の駆動軸３０は、その軸線（偏心軸）Ｏ５の延長線が円筒状の弁本体２９の軸線Ｏ４と平行に延びて、且つ、駆動軸３０の軸線Ｏ５の延長線と弁本体２９の軸線Ｏ４とが重ならないように形成されている。
【００５２】
この駆動軸３０の軸線Ｏ５の延長線は、チャンバー２３内を通るように配されている。この軸線Ｏ５の延長線は、更に、ウェストゲートバルブ２４が全閉位置にある場合に、図１０に示す断面において弁本体２９の軸線Ｏ４を通る第一ポート２７の中心と第二ポート２８の中心とを結ぶ直線４４から離間して配される。ここで、この直線４４から軸線Ｏ５の延長線が離間する距離Ｌ１は、例えば、弁本体２９の外周面３８とチャンバー２３の内周面２６との隙間の大きさなどに応じて、全開位置と全閉位置との間で弁本体２９が回転可能な距離に設定される。
【００５３】
第二実施形態の第二変形例によれば、駆動軸３０を回転させることで、弁本体２９を駆動軸３０の軸線Ｏ５の延長線を中心にして回転させることができる。そのため、全閉位置から更に閉塞方向（図１０中、矢印で示す）に駆動軸３０を回転させることで、チャンバー２３の内周面２６に弁本体２９の外周面３８を押し付けることができる。その結果、シール部３９の信頼性を向上することができる。
【００５４】
この第二実施形態の第二変形例において、弁本体２９の軸線Ｏ４と直交する断面が円形であるため、上述した第二実施形態の第一変形例と同様に、チャンバー２３の内周面２６に突出部４１を設けている。しかし、この第二変形例において軸線Ｏ４と直交する断面が楕円形である場合には、突出部４１を省略しても良い。突出部４１は、第二実施形態の平面４２を有する突出部４１であっても良い。
【００５５】
図１１は、この発明の第二実施形態の第三変形例における図４に相当する図である。
上述した第一実施形態、第二実施形態、第二実施形態の第一変形例、および、第二実施形態の第二変形例においては、ウェストゲートバルブ２４の弁本体２９の外周面３８と、チャンバー２３の内周面２６とを接触させることでシール部３９を構成する場合について説明した。
【００５６】
しかし、図１１に示す第三変形例のように、シール部３９にパッキン４５を設けるようにしても良い。このパッキン４５は、ウェストゲートバルブ２４の弁本体２９が全閉位置にある場合に、チャンバー２３の周方向における第二ポート２８の両側で、弁本体２９の外周面３８とチャンバー２３の内周面２６との間に挟まれるように配されている。パッキン４５は、上記全閉位置の場合に、チャンバー２３の周方向における第二ポート２８の両側で、第二ポート２８の長手方向すなわち、軸線Ｏ４方向に延びるように形成されている。パッキン４５としては、例えば、金属からなる硬質のパッキン４５を用いることができる。この実施形態における弁本体２９は、パッキン４５を取り付けるための取付溝４６を有している。パッキン４５は、この取付溝４６に装着される。ここで、パッキン４５は、弁本体２９ではなく、チャンバー２３に取り付けるようにしても良い。
【００５７】
この第三変形例によれば、チャンバー２３の周方向における第二ポート２８の両側をパッキン４５によってシールすることができる。その結果、チャンバー２３の内周面２６と弁本体２９の外周面３８との間から流体が漏れることを、より一層抑制できる。
【００５８】
図１２は、この発明の第二実施形態の第四変形例におけるパッキンの配置を示す図である。図１３は、この発明の第二実施形態の第五変形例におけるパッキンの配置を示す図である。
上述した第二実施形態の第三変形例においては、チャンバー２３の周方向における第二ポート２８の両側に軸線Ｏ４に沿ってパッキン４５を設ける場合を説明した。しかし、パッキン４５は、上述した配置のパッキン４５に限られない。
【００５９】
例えば、図１２の第四変形例に示すように、第三変形例のパッキン４５に加えて、リング状の第二パッキン４７を弁本体２９に装着するようにしても良い。この第四変形例の場合、リング状の第二パッキン４７は、２つ設けられている。これらリング状の第二パッキン４７は、弁本体２９の周方向の全周に渡って連続するとともに、軸線Ｏ４方向で、弁本体２９の貫通孔３１、および、第二ポート２８の両側に配置される。これら第二パッキン４７と、チャンバー２３の内周面２６、および、弁本体２９の外周面３８との接触によってシール部（第二シール部）４８が形成されている。
【００６０】
図１３の第五変形例に示すように、チャンバー２３の内周面２６（図１２参照）にシール部４８を形成しても良い。このシール部４８は、第二ポート２８の周囲を連続して囲むように形成されている。この第五変形例のシール部４８は、軸線方向に延びる２つの第一パッキン４５ａと、これら第一パッキン４５ａの端部同士を接続するようにチャンバー２３の周方向に延びる２つの第二パッキン４７を備えている。この第五変形例においても、第一パッキン４５ａおよび第二パッキン４７が弁本体２９の外周面３８とチャンバー２３の内周面２６とによって挟まれることで、第二ポート２８の周囲がシールされる。
【００６１】
第四変形例、および、第五変形例によれば、チャンバー２３の軸線方向における第二ポート２８の両側でシール部４８によってバルブの外周面３８とチャンバー２３の内周面２６との隙間をシールすることができる。特に、第四変形例によれば、全周で弁本体２９の外周面３８とチャンバー２３の内周面２６との間をシールすることができる。そのため、流体が漏れることをより一層抑制できる。
【００６２】
（第三実施形態）
次に、この発明の第三実施形態を図面に基づき説明する。この第三実施形態は、上述した各実施形態の構成に対して付勢部５０を追加している点でのみ相違している。そのため、上述した各実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
図１４は、この発明の第三実施形態におけるウェストゲート機構５の軸線に沿う断面を示す図である。
【００６３】
図１４に示すように、この実施形態におけるウェストゲート機構５は、ウェストゲートバルブ２４と、チャンバー２３と、付勢部５０と、を備えている。
付勢部５０は、アーム３６と、チャンバー２３を形成するタービンハウジング１７との間に配置されている。この実施形態における付勢部５０は、ばね座金５１である。駆動軸３０は、この付勢部５０に挿通されている。この付勢部５０は、タービンハウジング１７の外面から離れる方向（図１３中、矢印で示す方向）にアーム３６を付勢する。
【００６４】
この第三実施形態によれば、付勢部５０によってアーム３６が付勢されることで、弁本体２９がチャンバー２３内で挿通孔３５側に付勢される。そのため、挿通孔３５側のチャンバー２３の内周面２６に弁本体２９を押し付けることができる。これにより、挿通孔３５の周りがシールされて、挿通孔３５を介して排気ガスがハウジングの外部に漏れることを抑制できる。
【００６５】
図１５は、この発明の第三実施形態の変形例における図１４に相当する図である。
図１５の変形例に示すように、駆動軸３０の軸線Ｏ５方向で、付勢部５０のチャンバー２３側、および、アーム３６側に座金５１を配置しても良い。付勢部５０とアーム３６との間に座金５１を配置することで、アーム３６の揺動による付勢部５０とアーム３６との間に生じる摩擦力を低減できる。さらに、付勢部５０とハウジングとの間に座金５１を配置することで、駆動軸３０の回転により付勢部５０が回転した場合に、付勢部５０とハウジングとの間に生じる摩擦力を低減できる。そのため、付勢部５０を設ける場合に、駆動軸３０の回転に伴う摩耗を低減できる。
【００６６】
（第四実施形態）
次に、この発明の第四実施形態を図面に基づき説明する。この第四実施形態は、上述した第一実施形態の構成に対してバルブの形状が異なる点でのみ相違している。そのため、上述した第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
図１６は、この発明の第四実施形態におけるウェストゲート機構の軸線に沿う断面を示す図である。図１７は、この発明の第四実施形態におけるバルブの斜視図である。
【００６７】
図１６に示すように、ウェストゲート機構１０５は、ウェストゲートバルブ６０と、チャンバー２３とを備えている。チャンバー２３は、上述した第一実施形態のチャンバー２３と同じ構成である。
ウェストゲートバルブ６０は、第一実施形態と同様に、第一ポート２７と第二ポート２８との間の連通、非連通を切り替える。このウェストゲートバルブ６０は、弁箱であるチャンバー２３の収容空間６２に収容されている。
【００６８】
図１６、図１７に示すように、ウェストゲートバルブ６０は、弁本体６３と、駆動軸６４とを有し、チャンバー２３によって回転可能に支持されている。
弁本体６３は、軸線Ｏ４に直交する断面の一部が弧状に形成されている。より具体的には、弁本体６３は、軸線Ｏ４方向から見た輪郭が楕円形状とされ、軸線Ｏ４と直交する断面において、軸線Ｏ４を通る長軸３２よりも軸線Ｏ４を通る短軸３３方向で一方側に配置された楕円形の曲面６５を備えている。この曲面６５は、第二ポート２８を閉塞可能な周方向長さを有している。さらに言い換えれば、弁本体６３は、軸線Ｏ４を挟んで断面楕円形の曲面６５の反対側に、長軸３２方向から見てＵ字状に形成された凹部６６を備えている。この凹部６６は、弁本体６３が全開位置に配置された場合には、第一ポート２７と第二ポート２８とを連通する。この実施形態においては、凹部６６は、長軸３２を中心とした短軸３３方向の一方に凹部６６の底部６７と曲面６５との両方が配置されている。
【００６９】
ここで、図１６において、全閉位置に弁本体６３が配置されているときに、底部６７が長軸３２と平行に広がるように形成されている場合を例示しているが、底部６７の形状は、この図１６の形状に限られない。また、凹部６６が軸線Ｏ４方向に長いＵ字状に形成される場合を例示したが、この形状に限られない。凹部６６は、弁本体６３が全開位置にあるときに第一ポート２７と第二ポート２８とを連通可能な形状であればよい。
【００７０】
弁本体６３は、全閉位置にある場合に、第二ポート２８を向く曲面６５が、第二ポート２８が配されているチャンバー２３の内周面２６よりも、緩やかな曲面となる。そのため、ウェストゲートバルブ６０が全閉位置にある場合に、チャンバー２３の周方向における、第二ポート２８の両側の位置Ｐ２で、チャンバー２３の内周面２６にウェストゲートバルブ６０の曲面６５が押し当てられる。
【００７１】
さらに、弁本体６３は、全閉位置から全開位置までの間において、全開位置に向かって、凹部６６の空間と第二ポート２８との重なりが徐々に大きくなる。これにより第一ポート２７と第二ポート２８とを連通する流路断面（言い換えれば、弁開度）が徐々に増加していく。
【００７２】
駆動軸６４は、弁本体６３の軸線Ｏ４方向における２つの端面６８（図１７中、一方のみを示す）のうち、片方の端面６８から軸線Ｏ４方向に突出して形成されている。駆動軸６４は、弁本体６３の軸線Ｏ４の延長線上に配される軸線Ｏ５を有した円柱状に形成されている。この駆動軸６４は、第一実施形態の駆動軸３０と同様に、タービンハウジング１７に形成された挿通孔３５（図３参照）を介してタービンハウジング１７の外部に露出している。この実施形態における駆動軸６４には、図示しないアーム等が嵌合されてアクチュエータ（図示せず）の動力を用いてこのアーム等を揺動させることが可能となっている。このアーム等の揺動により、駆動軸６４が回動されて、弁本体６３を全開位置と全閉位置とに回転させることができる。
【００７３】
なお、上述した第四実施形態においては、弁本体６３の軸線Ｏ４方向から見た輪郭を楕円形状にした。そして、これにより、チャンバー２３の周方向における、第二ポート２８の両側の位置Ｐ２で、チャンバー２３の内周面２６にウェストゲートバルブ６０の曲面６５が押し当てられてシールされるようにした。しかし、この構成に限られず、第二実施形態、第二実施形態の第一変形例、第二実施形態の第二変形例、および、第二実施形態の第三変形例のように、弁本体６３の軸線Ｏ４方向から見た輪郭を円形としつつ、シール部３９、突出部４１、および、パッキン４５を用いて周方向における第二ポート２８の両側でシールするようにしても良い（以下、第五実施形態も同様）。さらに、第四実施形態のウェストゲート機構１０５に対して、第三実施形態、および、第三実施形態の変形例のように、付勢部５０や座金５１を設けても良い（以下、第五実施形態も同様）。
【００７４】
（第五実施形態）
次に、この発明の第五実施形態を図面に基づき説明する。この第五実施形態は、上述した第四実施形態の構成に対して３つのポートを形成し、複数のターボを備える多段過給システムに適用した点でのみ相違している。そのため、上述した各実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
図１８は、この発明の第五実施形態における多段過給システムの概略構成を示す図である。
【００７５】
図１８に示すように、多段過給システム７０は、高圧ターボチャージャー７１と、低圧ターボチャージャー７２と、フローコントロールバルブ７４と、ウェストゲート機構２０５と、を備えている。
【００７６】
高圧ターボチャージャー７１は、高圧タービンＨＰＴによりエンジンＥの排気ガスのエネルギーを回収して、このエネルギーを用いて高圧コンプレッサーＨＰＣを駆動して空気を昇圧する。高圧タービンＨＰＴには、エンジンＥからの排気ガスを供給する第一排気管７５が接続されている。さらに高圧タービンＨＰＴには、エネルギー回収済みの排気ガスを、低圧ターボチャージャー７２の低圧タービンＬＰＴへ供給する第二排気管７６が接続されている。
【００７７】
高圧コンプレッサーＨＰＣには、第一吸気管７７が接続されている。この第一吸気管７７は、低圧ターボチャージャー７２の低圧コンプレッサーＬＰＣによって昇圧された空気を高圧コンプレッサーＨＰＣに導入する。また、高圧コンプレッサーＨＰＣには、昇圧した空気をエンジンＥへ供給する第二吸気管７８が接続されている。
【００７８】
低圧ターボチャージャー７２は、主に、高圧タービンＨＰＴから排出された排気ガスよりエネルギー回収して低圧コンプレッサーＬＰＣを駆動して外部から取り込んだ吸気を昇圧する。低圧コンプレッサーＬＰＣには、上述した第一吸気管７７が接続されるとともに、外部から空気を導入する第三吸気管７９が接続されている。
【００７９】
低圧タービンＬＰＴは、上述した第二排気管７６が接続されるとともに、エキゾーストシステムに排気ガスを送り込む第三排気管８０が接続されている。
エキゾーストシステムは、第三排気管８０を介して送り込まれた排気ガスを触媒等を用いて浄化するとともに消音して外部に放出する。
【００８０】
フローコントロールバルブ７４は、第一吸気管７７と第二吸気管７８との間をバイパスするバイパス吸気管８１の途中に設けられている。このフローコントロールバルブ７４は、バイパス吸気管８１を開閉可能とされている。このフローコントロールバルブ７４によりバイパス吸気管８１を閉塞することで低圧コンプレッサーＬＰＣによって昇圧された空気の全てが、高圧コンプレッサーＨＰＣに供給される。一方で、フローコントロールバルブ７４を開放することで、高圧コンプレッサーＨＰＣに導入される空気量を減少させることができる。
【００８１】
ウェストゲート機構２０５は、上述した第四実施形態におけるウェストゲート機構１０５を３ポート化したものである。より具体的には、ウェストゲート機構２０５は、入口ポート８２と、第一出口ポート８３と、第二出口ポート８４との３つのポートを有している。入口ポート８２は、第一排気管７５に分岐接続されている。第一出口ポート８３は、第二排気管７６に合流接続されている。第二出口ポート８４は、第三排気管８０に合流接続されている。
【００８２】
ウェストゲート機構２０５は、第四実施形態のウェストゲート機構１０５と同じ弁本体６３を有している。つまり、ウェストゲート機構２０５は、曲面６５を周方向の一部に有するとともに、凹部６６を有している。この弁本体６３は、軸線に直交する断面が円形となるチャンバー２３によって回転可能に支持されている。
【００８３】
この弁本体６３は、第一出口ポート８３のみを閉塞する第一位置と、第二出口ポート８４のみを閉塞する第二位置と、第一出口ポート８３と第二出口ポート８４とを両方とも閉塞する第三位置と、にそれぞれ配置可能となっている。
【００８４】
弁本体６３が第一位置に配置された場合には、第一排気管７５からの排気ガスを入口ポート８２および第二出口ポート８４を介して第三排気管８０に流すことが可能となる。この第一位置では、高圧タービンＨＰＴおよび低圧タービンＬＰＴに排気ガスが供給されない。この第一位置では、周方向における第一出口ポート８３の両側で弁本体６３がチャンバー２３の内周面２６に接触してシールされる。
【００８５】
弁本体６３が第二位置に配置された場合には、第一排気管７５からの排気ガスを入口ポート８２および第一出口ポート８３を介して第二排気管７６に流すことが可能となる。この第二位置では、低圧タービンＬＰＴのみが駆動することとなる。この第二位置では、周方向における第二出口ポート８４の両側で弁本体６３がチャンバー２３の内周面２６に接触してシールされる。
【００８６】
弁本体６３が第三位置に配置された場合には、第一排気管７５からの排気ガスを全て高圧タービンＨＰＴに流入させることができる。そして、高圧タービンＨＰＴから排出された排気ガスは、第二排気管７６を介して低圧タービンＬＰＴに流入することになる。つまり、第三位置では、高圧タービンＨＰＴおよび低圧タービンＬＰＴの両方を駆動することができる。この第三位置では、周方向に並んだ第一出口ポート８３と第二出口ポート８４との周方向の両外側で弁本体６３がチャンバー２３の内周面２６に接触してシールされる。これは、曲面６５が楕円曲面の場合であって、この場合、第一出口ポート８３と第二出口ポート８４との間ではシールされない。なお、第二実施形態、第二実施形態の第一変形例、および、第二実施形態の第二変形例と同様のシール構造を採用する場合には、これら第一出口ポート８３と第二出口ポートとの間でシールすることも可能である。
【００８７】
したがって、上述した第五実施形態によれば、ウェストゲート機構２０５のポートが３つ以上設けられている場合であっても、ロータリー弁機構のシール性を向上することができる。したがって、多段過給システム７０において、構造の複雑化や排気ガスが漏れることを抑制できる。さらに、エンジンの運転状況に応じて最適な過給器を選択的に使用できるため、より効率よく過給を行うことができる。
【００８８】
この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
【００８９】
例えば、上述した第三実施形態、および、その変形例においては、弁本体２９の軸線Ｏ４の延長線上に駆動軸３０の軸線Ｏ５が配される場合を例示した。しかし、第二実施形態の第二変形例のように偏心した駆動軸３０を適用しても良い。
上述した各実施形態、および、各変形例においては、自動車等の車両に搭載される過給機を一例にして説明した。しかし、過給機１は、車両に搭載される過給機に限られない。
上述した各実施形態、および、各変形例においては、この発明のロータリー弁装置を、過給機のウェストゲート機構に適用する場合について説明した。しかし、この発明のロータリー弁装置の適用箇所は、過給機や、ウェストゲート機構に限られない。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
この発明のロータリー弁装置は、過給機１のウェストゲート機構５に適用できる。このロータリー弁装置を用いることで、構造が複雑化することを抑制しつつ、作動流体の漏れを抑制することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１…過給機  ２…コンプレッサー部  ３…タービン部  ４…軸受部  ５…ウェストゲート機構  ６…エンジン  ７…シリンダー  ８…コンプレッサーホイール  ９…コンプレッサーハウジング  １０…ホイール収容部  １１…コンプレッサー導入部  １２…コンプレッサー排出部  １３…導入通路  １４…インテークマニホールド  １５…排出通路  １６…タービンホイール  １７…タービンハウジング  １８…回転軸  １８ａ…第一端部  １８ｂ…第二端部  １９…タービンホイール収容部  ２０…排気導入部  ２１…排気排出部  ２２…排気導入通路  ２３…チャンバー  ２４…ウェストゲートバルブ  ２５…収容空間  ２６…内周面  ２７…第一ポート  ２８…第二ポート  ２９…弁本体  ３０…駆動軸  ３１…貫通孔  ３２…長軸  ３３…短軸  ３４…端面  ３５…挿通孔  ３６…アーム  ３７…凸部  ３８…外周面  ３９…シール部  ４１…突出部  ４２…平面  ４３…凸曲面  ４４…直線  ４５…パッキン  ４６…取付溝  ４７…第二パッキン  ４８…第二シール部  ５０…付勢部  ５１…座金  ６０…ウェストゲートバルブ  ６２…収容空間  ６３…弁本体  ６４…駆動軸  ６５…曲面  ６６…凹部  ６７…底部  ６８…端面  ７０…多段過給システム  ７１…高圧ターボチャージャー  ７２…低圧ターボチャージャー  ７３…エキゾーストシステム  ７４…フローコントロールバルブ  ７５…第一排気管  ７６…第二排気管  ７７…第一吸気管  ７８…第二吸気管  ７９…第三吸気管  ８０…第三排気管  ８１…バイパス吸気管  ８２…入口ポート  ８３…第一出口ポート  ８４…第二出口ポート  １０５，２０５…ウェストゲート機構  １２３…チャンバー  １２４…ウェストゲートバルブ  １２６…内周面  １２７…第一ポート  １２８…第二ポート  １３８…外周面  Ｅ…エンジン  ＨＰＴ…高圧タービン  ＨＰＣ…高圧コンプレッサー  ＬＰＴ…低圧タービン  ＬＰＣ…低圧コンプレッサー
【図１】
0006590734.tif 000002
【図２】
0006590734.tif 000003
【図３】
0006590734.tif 000004
【図４】
0006590734.tif 000005
【図５】
0006590734.tif 000006
【図６】
0006590734.tif 000007
【図７】
0006590734.tif 000008
【図８】
0006590734.tif 000009
【図９】
0006590734.tif 000010
【図１０】
0006590734.tif 000011
【図１１】
0006590734.tif 000012
【図１２】
0006590734.tif 000013
【図１３】
0006590734.tif 000014
【図１４】
0006590734.tif 000015
【図１５】
0006590734.tif 000016
【図１６】
0006590734.tif 000017
【図１７】
0006590734.tif 000018
【図１８】
0006590734.tif 000019