(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエストゲートバルブ弁体と２個の排ガスバイパス通路の開口部シート面とを均一に接触させることにより、ウエストゲートバルブ弁体の振動及び振動音の発生、並びにウエストゲートバルブ弁体とタービンハウジング側シート部のガス洩れの発生を防止して、耐久性及び信頼性を向上させた排気ターボチャージャを提供する。【解決手段】ツインスクロール型の排気ターボチャージャで、２個の排ガスバイパス通路３ａ，３ｂをタービンハウジング１内に隔壁３ｃで形成し、２個の排ガスバイパス通路の出口端面及び隔壁の端面を含むタービンハウジング端面に板状の弁体１１を着脱することにより２個の排ガスバイパス通路を開閉するウエストゲートバルブを備えた排気ターボチャージャにおいて、ウエストゲートバルブを構成する板状の弁体とタービンハウジング側端面との当接部の少なくとも隔壁端面を含む部分を非接触とする凹部１１ａを形成したことを特徴とする。【選択図】図１
2008101589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンハウジングに２個の排ガス入口通路が形成されたツインスクロール型の排気ターボチャージャであって、前記２個の排ガス入口通路からタービンロータへの排ガス通路をバイパスして排ガス出口通路にそれぞれ接続される２個の排ガスバイパス通路をタービンハウジング内に隔壁により仕切って形成し、前記タービンハウジングに形成された前記２個の排ガスバイパス通路の出口端面及び前記隔壁の端面を含むタービンハウジング端面に板状の弁体を着脱することにより、前記２個の排ガスバイパス通路を開閉するウエストゲートバルブを備えた排気ターボチャージャにおいて、
前記ウエストゲートバルブを構成する前記板状の弁体と前記タービンハウジング側端面との当接部の少なくとも前記隔壁端面を含む部分を非接触とする凹部を形成したことを特徴とするウエストゲートバルブをそなえた排気ターボチャージャの構造。
【請求項２】
前記凹部を、前記弁体の少なくとも前記隔壁の端面への当接部に形成したことを特徴とする請求項１記載のウエストゲートバルブをそなえた排気ターボチャージャの構造。
【請求項３】
前記凹部を、前記弁体が当接する前記タービンハウジング側端面の少なくとも前記隔壁端面を含む当接部に形成したことを特徴とする請求項１記載のウエストゲートバルブをそなえた排気ターボチャージャの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンハウジングに２個の排ガス入口通路が形成されたツインスクロール型の排ガス通路を有し、ウエストゲートバルブを備えた排気ターボチャージャの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガスのエネルギにより、エンジンへの給気を加圧する排気ターボチャージャ、特に自動車エンジン用排気ターボチャージャにおいては、排ガス圧力の増大による給気の過給圧力の過昇を防止するため、タービンハウジングの排ガス通路の入口側から、排ガスの一部を、ウエストゲートバルブにより開閉される排ガスバイパス通路を経て排ガス出口通路にバイパスさせて、タービンロータに付与される排ガスエネルギーを低減するように構成されたウエストゲートバルブが装備されている。
【０００３】
図４及び図７は、たとえば特許文献１（特開平１１−４４２１９号公報）に開示されているウエストゲートバルブを備えたツインスクロール型の排気ターボチャージャの一例を示し、図４はそのタービン側の要部縦断面図、図７はウエストゲートバルブ装着部の部分断面図である。
図４及び図７において、かかる排気ターボチャージャは、ツインスクロール型の排ガス通路を有するタービンハウジング１、該タービンハウジング１に固定された軸受箱１ａ、タービンロータ２等をそなえている。前記タービンロータ２のタービンシャフト４は、軸受５を介して前記軸受箱１ａに回転自在に支持されている。
前記タービンハウジング１には２つの排ガス入口通路０３ａ，０３ｂ及びタービン入口排ガス通路３０ａ，３０ｂがスクロール状に形成されるとともに、排ガスバイパス通路３ａ，３ｂ及び排ガス出口通路７が形成されている。前記２個の排ガスバイパス通路３ａ，３ｂはタービンハウジング１に一体形成された隔壁３ｃにより仕切られている。
【０００４】
図７において、符号１０で示すウエストゲートバルブは、前記排ガス入口通路０３ａ，０３ｂからタービンロータ２への排ガス通路であるタービン入口排ガス通路３０ａ，３０ｂをバイパスして排ガス出口通路７に接続される前記排ガスバイパス通路３ａ，３ｂに設けられ、該排ガスバイパス通路３ａ，３ｂを開閉するものである。
前記ウエストゲートバルブ１０は、前記排ガスバイパス通路３ａ，３ｂを開閉する板状の弁体１１、該弁体１１に連結されるレバー１２等を備え、図示省略のウエストゲートバルブ駆動装置によってレバー１２を介して、前記弁体１１のシート面１１ｓを前記タービンハウジング１側の前記排ガスバイパス通路３ａ，３ｂの開口部のシート面３ｄに着脱することにより、該排ガスバイパス通路３ａ，３ｂを開閉するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４４２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記排気ターボチャージャのウエストゲートバルブには、エンジン振動に同期した振動、排ガスの噴出圧力による弁体の振動、複数気筒に伴う排気脈動を受けての弁体の振動等の振動が重畳して作用している。
然るに、前記特許文献１（特開平１１−４４２１９号公報）に開示されているような従来のウエストゲートバルブを備えたツインスクロール型の排気ターボチャージャ（図６〜７）にあっては、２個の排ガスバイパス通路３ａ，３ｂを隔壁３ｃにより仕切り、面一に仕上げられた前記排ガスバイパス通路３ａ，３ｂの開口部のシート面３ｄ及び隔壁３ｃの端面３ｅに、ウエストゲートバルブ１０の弁体１１のシート面１１ｓを着脱するように構成されている。
【０００７】
このため、かかる従来技術にあっては、前記のような弁体１１に重畳されて作用する振動によって、該弁体１１が前記排ガスバイパス通路３ａ，３ｂ開口部のシート面３ｄ及び隔壁３ｃの端面３ｆに着座する際に、タービンハウジング１側のシート面３ｄ及び端面３ｆが前記のように面一に仕上げられていることから、前記弁体１１が、タービンハウジング１側の中央部のシート面である隔壁３ｃの端面３ｆを支点として外周側が上下に（シート面に直角方向に）振動しながら、外周側のシート面３ｄに着脱を繰り返し、かかる弁体１１の振動に伴う振動音、つまりチャタリング音が発生し易くなる。
【０００８】
また、かかる従来技術にあっては、タービンハウジング１側のシート面３ｄ及び端面３ｆを面一に仕上げる際に、中央部に形成された幅の狭い隔壁３ｃの端面３ｆと外周部に環状に形成されたシート面３ｄとを同時加工によって仕上げるため、中央部の隔壁３ｃの端面３ｆが外周部のシート面３ｄよりも突出した形態に仕上がるという加工上のミスが発生することがあり、かかる中央部の隔壁端面３ｆと外周部のシート面３ｄとの不均一な仕上がりによる加工ミスやかかる不均一な仕上がりに伴い発生する組立ミスによって、ウエストゲートバルブ１０の弁体１１のシート面１１ｓと前記外周部のシート面３ｄとの間にシート不良による微小隙間が形成されて、該微小隙間からガス洩れが発生し易くなる。
【０００９】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ウエストゲートバルブの弁体と２個の排ガスバイパス通路の開口部シート面とを、隔壁端面の影響を受けることなく常時均一に接触させることにより、ウエストゲートバルブ弁体の振動及び振動音（チャタリング音）の発生、並びにウエストゲートバルブ弁体とタービンハウジング側のシート部におけるシート不良に伴うガス洩れの発生を防止して、耐久性及び信頼性を向上させたウエストゲートバルブ付き排気ターボチャージャ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】
【００１０】
本発明はかかる目的を達成するもので、タービンハウジングに２個の排ガス入口通路が形成されたツインスクロール型の排気ターボチャージャであって、前記２個の排ガス入口通路からタービンロータへの排ガス通路をバイパスして排ガス出口通路にそれぞれ接続される２個の排ガスバイパス通路をタービンハウジング内に隔壁により仕切って形成し、前記タービンハウジングに形成された前記２個の排ガスバイパス通路の出口端面及び前記隔壁の端面を含むタービンハウジング端面に板状の弁体を着脱することにより前記２個の排ガスバイパス通路を開閉するウエストゲートバルブを備えた排気ターボチャージャにおいて、前記ウエストゲートバルブを構成する前記板状の弁体と前記タービンハウジング側端面との当接部の少なくとも前記隔壁端面を含む部分を非接触とする凹部を形成したことを特徴とする。
【００１１】
かかる発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記凹部を、前記弁体の少なくとも前記隔壁の端面への当接部に形成する。
前記ウエストゲートバルブの弁体に形成される前記凹部の形状は、前記隔壁の端面近傍に対向する中央部を頂点とする円錐状の溝、前記隔壁の端面近傍を同一深さに陥没させた円柱状の溝等が好適である。
（２）前記凹部を、前記弁体が当接する前記タービンハウジング側端面の少なくとも前記隔壁端面を含む当接部に形成する。
前記タービンハウジング側端面に形成される凹部の形状は、前記隔壁の端面近傍を同一深さに陥没させた円柱状の溝が好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ウエストゲートバルブを構成する板状の弁体のシート面、あるいは該弁体が当接する排ガスバイパス通路開口部のシート面及び隔壁の端面からなるタービンハウジング側シート面の、隔壁端面を含む中央部近傍に凹部を形成し、ウエストゲートバルブの閉時に前記凹部が形成されている隔壁端面近傍を非接触としてウエストゲートバルブの外周のシート面をタービンハウジング側シート面に当接するように構成したので、ウエストゲートバルブの閉時において、該ウエストゲートバルブの弁体とタービンハウジング側シート面とを、中央部の隔壁端面近傍を非接触として前記弁体の外周部とタービンハウジング側シート面とをシートさせることとなって、前記弁体の外周部とタービンハウジング側シート面とを常時均一に接触させることができ、従来技術のようにウエストゲートバルブの弁体が、隔壁端面を支点として外周側がシート面に直角方向に振動しながら外周側シート面に着脱を繰り返すのを回避できる。
【００１３】
従って本発明によれば、従来技術のような隔壁端面近傍における弁体とタービンハウジング側シート面との局部的な接触による弁体の振動の発生及びかかる振動に伴うチャタリング音の発生を防止できる。
【００１４】
また本発明によれば、弁体のシート面あるいはタービンハウジング側シート面の隔壁端面を含む中央部近傍に凹部を形成して両シート面間に空間を存する非接触となっているので、タービンハウジング側のシート面を仕上げる際において、シート面全体を精度良く面一に仕上げることができて、前記シート面を仕上げる際の加工上のミス及びこれに関連する組立上のミスの発生を回避でき、かかる加工上及び組立上のミスに伴う弁体シート面のシート不良による微小隙間の形成を抑制でき、該微小隙間からのガス洩れの発生を防止できる。
これにより、耐久性及び信頼性を向上させたウエストゲートバルブ付き排気ターボチャージャを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１６】
図４は本発明が適用されるウエストゲートバルブ付き排気ターボチャージャのタービン側の要部縦断面図、図５は前記排気ターボチャージャにおける図４のＹ矢視図、図６は前記排気ターボチャージャにおける図５のＡ−Ａ線断面図である。
図４〜６において、かかるウエストゲートバルブ付き排気ターボチャージャは、ツインスクロール型の排ガス通路を有するタービンハウジング１、該タービンハウジング１に固定された軸受箱１ａ、タービンロータ２等をそなえている。前記タービンロータ２のタービンシャフト４は、軸受５を介して前記軸受箱１ａに回転自在に支持されている。
前記タービンハウジング１には、２つの排ガス入口通路０３ａ，０３ｂ及びタービン入口排ガス通路３０ａ，３０ｂがスクロール状に形成されるとともに、排ガス出口通路７が形成され、さらに前記各排ガス入口通路０３ａ，０３から分岐された排ガスバイパス通路３ａ，３ｂが形成されている。前記２個の排ガスバイパス通路３ａ，３ｂはタービンハウジング１に一体形成された隔壁３ｃによって仕切られている。
【００１７】
図６において、符号１０で示すウエストゲートバルブは、前記排ガス入口通路０３ａ，０３ｂからタービンロータ２への排ガス通路であるタービン入口排ガス通路３０ａ，３０ｂ（図４参照）をバイパスして排ガス出口通路７に接続される前記排ガスバイパス通路３ａ，３ｂに設けられ、該排ガスバイパス通路３ａ，３ｂを開閉する。
そして前記ウエストゲートバルブ１０は、前記排ガスバイパス通路３ａ，３ｂを開閉する板状の弁体１１、該弁体１１に連結されるレバー１２、弁体１１取付用のナット１４、連結アーム１３等を備え、図示省略のウエストゲートバルブ駆動装置によって、連結アーム１３、レバー１２等を介して、前記弁体１１のシート面１１ｓを前記タービンハウジング１側の前記排ガスバイパス通路３ａ，３ｂの開口部のタービンハウジング１側のシート面３ｄに着脱することにより、該排ガスバイパス通路３ａ，３ｂを開閉するようになっている。
１０１は前記ウエストゲートバルブ１０の中心である。
【００１８】
かかる排気ターボチャージャの運転時において、エンジン（図示省略）からの排ガスは２口（ツイン形状）になっている排ガス入口通路０３ａ，０３ｂに入り、スクロール状の排ガス通路内を貫流し、タービン入口排ガス通路３０ａ，３０ｂのスロート部から半径方向に噴出されてタービンロータ２に半径方向から作用してこれを駆動し、排ガス出口通路７から排気管へ排出される。
【００１９】
排気ターボチャージャの機能を必要としない低速時や、過給圧力が過大気味となる高速時には、図示省略のウエストゲートバルブ駆動装置により連結アーム１３、レバー１２等を介して前記弁体１１を開く。これにより、排ガス入口通路０３ａ，０３ｂを通る排ガスの一部は、タービンロータ２を駆動することなく該排ガスバイパス通路３ａ，３ｂを通って排ガス出口通路７へと放出される。
本発明は、以上のように構成されたウエストゲートバルブ付き排気ターボチャージャのウエストゲートバルブとタービンハウジング側とのシート部の改良に関するものである。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の第１実施例に係るウエストゲートバルブ付き排気ターボチャージャのウエストゲートバルブ近傍の部分断面図（図６のＺ部拡大断面図）である。
図１において、ウエストゲートバルブ１０は、前記２個の排ガスバイパス通路３ａ，３ｂを開閉する板状の弁体１１、該弁体１１に連結されるレバー１２、弁体１１取付用のナット１４、連結アーム１３（図５参照）等を備えており、前記弁体１１のシート面１１ｓが前記タービンハウジング側における排ガスバイパス通路３ａ，３ｂの外周側のシート面３ｄに着脱されるようになっている。
【００２１】
一方、前記弁体１１のシート面１１ｓの、前記隔壁３ｃ端面３ｆを含む中央部近傍に臨む面には、中央部を頂点とする円錐状の溝からなる凹部１１ａを形成し，該凹部１１ａと前記隔壁３ｃ端面３ｆとの間に最大隙間Ｓ１なる非接触部を形成している。
【実施例２】
【００２２】
図２は本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
この第２実施例においては、前記弁体１１のシート面１１ｓの、前記隔壁３ｃ端面３ｆを含む中央部近傍に臨む面に、同一深さ（Ｓ２）に陥没させた円柱状の溝なる凹部１１ａを形成し、該凹部１１ａと前記隔壁３ｃ端面３ｆとの間に隙間Ｓ２なる非接触部を形成している。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【実施例３】
【００２３】
図３は本発明の第３実施例を示す図１対応図である。
この第３実施例においては、前記弁体１１が当接する前記タービンハウジング側端面の前記隔壁端面３ｆ及びその近傍を前記タービンハウジング側シート面３ｄから深さＳ３だけ陥没させてハウジング側凹部３ｇを形成し、該ハウジング側凹部３ｇの底面を前記隔壁端面３ｆとして、前記弁体１１のシート面１１ｓと前記隔壁３ｃ端面３ｆとの間に隙間Ｓ３なる非接触部を形成している。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００２４】
以上の第１〜第３実施例によれば、ウエストゲートバルブ１０を構成する板状の弁体１１のシート面１１ｓ、あるいは該弁体１１が当接する排ガスバイパス通路開口部の隔壁端面３ｆを含む中央部近傍に凹部１１ａを形成し、ウエストゲートバルブ１０の閉時に前記凹部１１ａが形成されている隔壁端面３ｆ近傍を非接触として、ウエストゲートバルブ１０の外周のシート面１１ｓをタービンハウジング側シート面３ｄに当接するように構成したので、ウエストゲートバルブ１０の閉時において、該ウエストゲートバルブ１０の弁体１１とタービンハウジング側シート面３ｄとを、中央部の隔壁端面３ｆ近傍を非接触として、前記弁体１１の外周部とタービンハウジング側シート面３ｄとをシートさせることにより、従来技術のようにウエストゲートバルブ１０の弁体１１が、隔壁端面３ｆを支点として、外周側がシート面１１ｓに直角方向に振動しながら外周側シート面３ｄに着脱を繰り返すのを回避できて、前記弁体１１の外周部とタービンハウジング側シート面３ｄとを、常時均一に接触させることができる。
【００２５】
これにより、従来技術のような前記隔壁端面３ｆ近傍における弁体１１とタービンハウジング側シート面３ｄとの局部的な接触による弁体１１の振動の発生及びかかる振動に伴うチャタリング音の発生を防止できる。
【００２６】
またかかる実施例によれば、弁体１１のシート面１１ｓあるいはタービンハウジング側シート面３ｄの隔壁端面３ｆを含む中央部近傍に凹部１１ａを形成して、両シート面間に空間を存する非接触となっているので、タービンハウジング側のシート面３ｄを仕上げる際において、該シート面３ｄの加工を精度良く面一に仕上げることができて、前記シート面３ｄを仕上げる際の加工上のミス及びこれに関連する組立上のミスの発生を回避でき、かかる加工上及び組立上のミスに伴う弁体シート部のシート不良による微小隙間の形成を抑制でき、該微小隙間からのガス洩れの発生を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、ウエストゲートバルブの弁体と２個の排ガスバイパス通路の開口部シート面とを、隔壁端面の影響を受けることなく常時均一に接触させることにより、ウエストゲートバルブ弁体の振動及び振動音（チャタリング音）の発生、並びにウエストゲートバルブ弁体とタービンハウジング側のシート部におけるシート不良に伴うガス洩れの発生を防止して、耐久性及び信頼性を向上させたウエストゲートバルブ付き排気ターボチャージャを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施例に係るウエストゲートバルブ付き排気ターボチャージャのウエストゲートバルブ近傍の部分断面図（図６のＺ部拡大断面図）である。
【図２】本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す図１対応図である。
【図４】本発明が適用されるウエストゲートバルブ付き排気ターボチャージャのタービン側の要部縦断面図である。
【図５】前記排気ターボチャージャにおける図４のＹ矢視図である。
【図６】前記排気ターボチャージャにおける図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】従来技術を示すウエストゲートバルブ装着部の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１              タービンハウジング
１ａ            軸受箱
２              タービンロータ
０３ａ，０３ｂ  排ガス入口通路
３ａ，３ｂ      排ガスバイパス通路
３ｃ            隔壁
３ｄ            タービンハウジング側のシート面
３ｆ            隔壁端面
８              排ガス出口通路
１１            弁体
１１ａ          凹部
１１ｓ          弁体のシート面
【図１】
2008101589.tif 000003
【図２】
2008101589.tif 000004
【図３】
2008101589.tif 000005
【図４】
2008101589.tif 000006
【図５】
2008101589.tif 000007
【図６】
2008101589.tif 000008
【図７】
2008101589.tif 000009