(57)【要約】【課題】  従来のターボチャージャは、バルブとレバーをタービンハウジングに組み付ける際に、バルブをタービンハウジングに挿入し、固定保持したままレバーを溶接する、もしくはかしめる必要があり、組付作業性が悪いという課題があった。【解決手段】  ターボチャージャに組み込まれる流路切替弁７を構成する、バルブ４１、アーム４２、シャフト４３、カバー４４、軸受スリーブ４５およびリンクレバー６１を、タービンハウジング４に組み付ける前（事前）にサブアッシー８としておくことで、簡易な構成にて組み立てに係る作業工程を簡略化することができる。また、カバー４４に一体的に形成された軸受スリーブ４５に、アーム４２のシャフト４３を回転方向に摺動可能に支持するバルブ軸受機能を持たせることで、従来では必要であったブッシュを廃止できる。これにより、従来よりも軽量化およびコストを低減できる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出された排気のエネルギーを利用してタービンホイール（３）を回し、このタービンホイール（３）と一体回転可能に連結したコンプレッサインペラ（１）を駆動して吸気を圧縮するターボチャージャにおいて、
（ａ）排気または吸気が流通する流路（３３、３６）を形成するハウジング（４）と、  （ｂ）このハウジング（４）の内部に組み込まれる可動部材（４１、５１）と、
（ｃ）この可動部材（４１、５１）の回転軸方向に延びるシャフト（４３、５３）を有し、前記可動部材（４１、５１）と一体回転可能に連結したアーム（４２、５２）と、
（ｄ）前記シャフト（４３、５３）を回転方向に摺動可能に支持する軸受（４５）と
を備え、
前記可動部材（４１、５１）は、前記アーム（４２、５２）および前記軸受（４５）が予め組み付けられたサブアッシー（８）の状態で、前記ハウジング（４）に組み付けられていることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
請求項１に記載のターボチャージャにおいて、
前記ハウジング（４）は、内部と外部とを連通すると共に、前記ハウジング（４）に対する前記サブアッシー（８）の組付時に前記可動部材（４１）が挿通可能な挿通開口（３８）、およびこの挿通開口（３８）を塞ぐように前記ハウジング（４）に固定されるカバー（４４）を有していることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項３】
請求項２に記載のターボチャージャにおいて、
前記カバー（４４）は、前記ハウジング（４）との間にガスケット（４６）を挟み込んで前記ハウジング（４）に締結されることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項４】
請求項３に記載のターボチャージャにおいて、
前記カバー（４４）は、前記ハウジング（４）の挿通開口（３８）の周縁部に気密的に密着すると共に、前記可動部材（４１、５１）の回転軸方向に対して垂直な方向に延びる環状のシール面を有していることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、
前記カバー（４４）は、前記流路（３３、３６）を流通する排気または吸気の熱を外部に放熱する放熱部（４５、７１、７３）を有していることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、
前記軸受（４５）は、前記可動部材（４１、５１）の回転軸方向に延びる軸方向孔（４８）が形成される円筒部（４５ａ、４５ｂ）を有し、
前記円筒部（４５ａ、４５ｂ）は、前記カバー（４４）に一体的に形成されていることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、
前記可動部材（４１、５１）を駆動するロッドを有し、このロッドをその軸線方向に往復移動させるアクチュエータ（１０）と、
前記アーム（４２、５２）と前記ロッドとを連結するレバー（６１、６２）を有し、前記ロッドの直線運動を前記可動部材（４１、５１）の回転運動に変換するリンク機構と
を備えたことを特徴とするターボチャージャ。
【請求項８】
請求項７に記載のターボチャージャにおいて、
前記可動部材（４１、５１）は、前記レバー（６１）が予め組み付けられたサブアッシー（８）の状態で、前記ハウジング（４）に組み付けられていることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、
前記軸受（４５）は、前記ハウジング（４）の内部と外部とを連通するように、前記可動部材（４１、５１）の回転軸方向に延びる軸方向孔（４８）を有していることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項１０】
請求項９に記載のターボチャージャにおいて、
前記アーム（４２、５２）は、前記軸方向孔（４８）を貫通して前記カバー（４４）の外部へ突出する突出部（６５）を有していることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、  前記軸受（４５）は、前記アーム（４２、５２）と同一の金属材料によって形成されていることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、  前記可動部材とは、前記流路（３３、３６）を開閉するバルブ（４１、５１）のことであ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】
本発明は、吸気コンプレッサと排気タービンとを備えたターボチャージャに関するもので、特にタービン容量を変更可能なターボチャージャに係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、内燃機関（エンジン）の過給機として、複数のタービンブレード（翼）が周方向に設けられたタービンホイールと、このタービンホイールを収容し、エンジンから排出された排気ガスが渦巻き状のスクロール流路を通って導かれるホイール収容室を有するタービンハウジングとを備えたターボチャージャが公知である。
また、ターボチャージャには、タービン容量（タービンホイールへ導入する排気ガスの流量）を変更するタービン容量可変手段を備えたものがある。
【０００３】
このタービン容量可変手段の一例として、タービンホイールの周囲を渦巻き状に取り囲むスクロール流路を、２つのスクロール流路に区画する仕切り部（隔壁）と、２つのスクロール流路の連通状態を制御してタービン容量を可変する流路切替弁とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この流路切替弁は、タービンハウジングの内部と外部とを連通する円筒軸受と、この円筒軸受に回転自在に挿通支持される軸部を有するシャフト（弁軸）と、このシャフトの先端にアームを介して取り付けられて、流路孔を開閉するバルブ（弁体）とを備えている。  
【０００４】
流路切替弁は、小流量時と大流量時との間で２つのスクロール流路を切り替えることにより、タービン容量を可変する。
ところで、流路切替弁は、バルブをタービンハウジングに組み付けるために、タービンハウジングの側面で開口した開口部をカバーで密閉している。
そして、開口部からタービンハウジング内にバルブを入れ、ブッシュをタービンハウジングの軸受孔の孔壁面に圧入固定し、外部に突出したシャフトの端部にレバーを組み付けている。
【０００５】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載のターボチャージャにおいては、バルブおよびレバーをタービンハウジングに組み付ける際に、バルブをタービンハウジングに挿入し、固定保持したままレバーを溶接する、もしくはかしめる必要があり、組付作業性が悪い。
タービンハウジングの軸受部に対するシャフトの摺動性を考えると、タービンハウジングと異なる材料のブッシュを軸受部に挿入して圧入する必要がある。タービンハウジングの軸受部からのブッシュの抜け止め対策も必要となる。
したがって、タービンハウジングに対するバルブおよびレバーの組み立てに係る作業工程が煩雑であり、且つタービンハウジングに対するブッシュの組み立てに係る作業工程も煩雑であり、コストアップになる。
なお、特許文献１に記載のターボチャージャにおいては、ウェイストゲートバルブも流路切替弁と同じ方法で組み付けられているので、ウェイストゲートバルブも同じ課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９１７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、組み立て工程の簡略化を図ることで、コストを削減することのできるターボチャージャを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明（ターボチャージャ）によれば、可動部材、アームおよび軸受をハウジングに組み付ける前に、予め組み立てて（ユニット化して）サブアッシーの状態にした後、可動部材、シャフトおよび軸受からなるサブアッシーをハウジングに組み付ける。
これによって、可動部材、アームおよび軸受を予め（事前に）サブアッシーの状態にすることができるので、ハウジングに対して可動部材、アームおよび軸受を簡易に組み付けることができる。
したがって、簡易な構成にて組み立てに係る作業工程を簡略化することができる。これにより、コストを削減することができる。
【０００９】
請求項２〜４に記載の発明によれば、カバーのシール面が、可動部材の回転軸方向に対して垂直な方向に延伸されている。これにより、ガスケットを介してハウジングにカバーを締結する際の可動部材の回転軸方向の位置ズレを無くすことができるので、可動部材をバルブに用いた場合、バルブが流路を全閉（シール）できなくなる不具合を回避することができる。
請求項２〜５に記載の発明によれば、排気または吸気の熱が、ハウジング、ガスケット、カバーの順に伝熱するため、カバーに圧入または一体的に形成された軸受の温度が低くなり、軸受の摺動性や耐摩耗性が良好になる。
【００１０】
請求項２〜６に記載の発明によれば、カバーに一体的に形成された円筒部に、アームのシャフトを回転方向に摺動可能に支持する軸受機能を持たせることにより、ブッシュを廃止できる。
ところで、ブッシュとハウジングは、高温に晒されるため、熱膨張するが、ブッシュを圧入するだけでは、抜ける可能性があるため、抜け止め対策が必要となる。しかし、カバーに対して別体部品であるブッシュを廃止したことにより、ブッシュの抜け止め対策の懸念がなくなる。
したがって、組み立て工程の簡略化および部品点数の削減を図ることができる。これにより、従来よりも軽量化を図ることができ、且つコストの削減を図ることができる。
【００１１】
請求項１１に記載の発明によれば、軸受（または軸受を一体的に形成したカバー）とアームとが同一の金属材料によって形成されている。この場合、熱膨張係数が同一であるので、軸受（またはカバー）とアームとの間のクリアランスの管理がし易くなる。これにより、アームのシャフトと軸受（またはカバー）との間の摺動性や耐摩耗性を向上することができる。
ここで、アームのシャフトを回転方向に摺動可能に支持する軸受機能を持たせたカバーを摺動性が良く、耐摩耗性に優れる金属材料で作ることで、ブッシュを廃止できる。したがって、簡易な構成にて組み立てに係る作業工程を簡略化することができる。これにより、従来よりも軽量化を図ることができ、且つコストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ターボチャージャを示した側面図である（実施例１）。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である（実施例１）。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である（実施例１）。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ断面図である（実施例１）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
［実施例１の構成］
図１ないし図４は、本発明を適用したターボチャージャ（実施例１）を示したものである。
【００１５】
本実施例の内燃機関（エンジン）には、吸気コンプレッサで圧縮された吸気をエンジンの気筒内に強制的に送り込むターボチャージャが搭載されている。
エンジンの各気筒の吸気ポートには、インテークマニホールドを介して、吸気が流れる吸気管が接続されている。この吸気管には、エアクリーナ、ターボチャージャの吸気コンプレッサ、インタークーラおよびスロットルバルブ等が設置されている。
エンジンの各気筒の排気ポートには、エキゾーストマニホールドを介して、排気が流れる排気管が接続されている。この排気管には、ターボチャージャの排気タービン、排気浄化装置（触媒）およびマフラー等が設置されている。
【００１６】
ターボチャージャは、エンジンの吸気管の途中に設けられた吸気コンプレッサ（コンプレッサインペラ１、コンプレッサハウジング２）と、エンジンの排気管の途中に設けられた排気タービン（タービンホイール３、タービンハウジング４、タービンシャフト５）とを備えている。
ターボチャージャは、タービンホイール３が排気のエネルギーにより回転駆動され、コンプレッサインペラ１が回転し、このコンプレッサインペラ１が吸気を圧縮して、エンジンの気筒内に送り込む。
ターボチャージャは、コンプレッサハウジング２とタービンハウジング４との間にセンターハウジング６を設置している。
ターボチャージャのタービンハウジング４には、流路切替弁７が搭載されている。流路切替弁７は、複数の部品をユニット化したサブアッシー８を備えている。
タービンハウジング４には、ウェイストゲート弁９が搭載されている。タービンハウジング４には、流路切替弁７およびウェイストゲート弁９を開閉動作させるアクチュエータ１０が搭載されている。
【００１７】
吸気コンプレッサは、タービンシャフト５の回転軸周りに回転可能なコンプレッサインペラ１、およびこのコンプレッサインペラ１の周囲を取り囲むように設置されたコンプレッサハウジング２を備えている。
コンプレッサインペラ１は、コンプレッサハウジング２のシュラウド壁面との間に、子午面形状の吸気流路を形成するハブ（図示せず）を有している。
ハブは、タービンシャフト５の周囲を円周方向に取り囲むように形成されている。このハブは、座付きナット１１によりタービンシャフト５の外周に締結されている。
ハブの表面上には、吸気流路の軸線（曲線）に沿うように延長された複数のコンプレッサブレード（翼）が設置されている。
複数のコンプレッサ翼は、ハブの円周方向に所定の間隔（例えば等間隔）をおいて設置されている。
【００１８】
コンプレッサハウジング２は、金属材料または樹脂材料によって形成されている。このコンプレッサハウジング２には、コンプレッサインペラ１の周囲を取り囲むシュラウド壁面が設けられている。コンプレッサハウジング２の中央部には、コンプレッサインペラ１を回転可能に収容するインペラ収容空間１２が形成されている。このインペラ収容空間１２の上流側には、コンプレッサインペラ１の回転軸方向の一端側から吸気が流入する吸気導入流路１３が設けられている。この吸気導入流路１３の上流端には、吸気入口ポート（吸気入口部）１４が設けられている。
また、インペラ収容空間１２の下流側には、コンプレッサインペラ１およびインペラ収容空間１２を渦巻き状に囲むようにスクロール流路１５が設けられている。このスクロール流路１５の下流側には、コンプレッサハウジング２の外部へ吸気を排出する吸気排出流路（図示せず）が設けられている。この吸気排出流路の下流端には、吸気出口ポート（吸気出口部）が設けられている。
なお、コンプレッサハウジング２には、スクロール流路１５を２分割する仕切り壁（隔壁）が設けられていない。
【００１９】
排気タービンは、タービンシャフト５の回転軸周りに回転可能なタービンホイール３、このタービンホイール３の周囲を取り囲むように設置されたタービンハウジング４、およびコンプレッサインペラ１とタービンホイール３とを一体回転可能に連結したタービンシャフト５を備えている。
タービンホイール３は、タービンハウジング４のシュラウド壁面との間に、子午面形状の排気流路を形成するハブ（図示せず）を有している。
ハブは、タービンシャフト５の周囲を円周方向に取り囲むように形成されている。このハブは、座付きナット２１によりタービンシャフト５の外周に締結されている。
ハブの表面上には、排気流路の軸線（曲線）に沿うように延長された複数のタービンブレード（翼）が設置されている。
複数のタービン翼は、ハブの円周方向に所定の間隔（例えば等間隔）をおいて設置されている。
【００２０】
タービンハウジング４は、耐熱性金属（例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等）により形成されている。このタービンハウジング４には、タービンホイール３の周囲を取り囲むシュラウド壁面が設けられている。タービンハウジング４の中央部には、タービンホイール３を回転可能に収容するホイール収容空間２２が形成されている。このホイール収容空間２２の上流側には、タービンホイール３およびホイール収容空間２２を渦巻き状に囲むように２つの第１、第２スクロール流路２３、２４が設けられている。第１スクロール流路２３の上流側には、タービンハウジング４の外部から排気が流入する排気入口ポート（排気入口部）２５が設けられている。
【００２１】
また、ホイール収容空間２２の下流側には、タービンホイール３の回転軸方向の他端側へ排気を排出させる排気排出流路２６が設けられている。この排気排出流路２６の下流端には、排気出口ポート（排気出口部）２７が設けられている。
第１スクロール流路２３の入口部には、排気入口ポート２５から排気を導入する第１導入部（図示せず）が設けられている。この第１スクロール流路２３の出口部には、第１スクロール流路２３からホイール収容空間２２へ排気を導入する第１ノズル２８が設けられている。
第２スクロール流路２４の入口部には、第１スクロール流路２３から排気を導入する第２導入部（流路孔３３）が設けられている。この第２スクロール流路２４の出口部には、第２スクロール流路２４からホイール収容空間２２へ排気を導入する第２ノズル２９が設けられている。
【００２２】
タービンハウジング４には、スクロール流路を第１、第２スクロール流路２３、２４のように２分割する仕切り壁３１が設けられている。この仕切り壁３１には、円環状（または角環状）のバルブシート（第１弁座）３２が一体的に設けられている。
バルブシート３２の内部には、仕切り壁３１をその板厚方向に貫通する流路孔３３が形成されている。この流路孔３３は、２つの第１、第２スクロール流路２３、２４を連通する第１連通孔である。
タービンハウジング４には、その内部空間を、第２スクロール流路２４と排気排出流路２６とに区画する板状の仕切り壁（第２隔壁）３４が設けられている。この仕切り壁３４には、円環状（または角環状）のバルブシート（第２弁座）３５が一体的に設けられている。
バルブシート３５の内部には、仕切り壁３４をその板厚方向に貫通する流路孔３６が形成されている。この流路孔３６は、第２スクロール流路２４と排気排出流路２６とを連通する第２連通孔である。なお、流路孔３６は、第２スクロール流路２４から流入した排気をホイール収容空間２２を迂回（バイパス）して、排気排出流路２６へ導くウェイストゲート流路（バイパス流路）の一部を構成している。
【００２３】
タービンハウジング４には、ブッシュ（図示せず）の周囲を円周方向に取り囲む円筒状の軸受ホルダー３７が一体的に形成されている。
軸受ホルダー３７は、タービンハウジング４の外側面から外部へ向かって突出した突出筒部を有している。この軸受ホルダー３７の内部には、排気排出流路２６の流路壁面で開口した一方側（内部側、流路側）の第１開口から、タービンハウジング４の外側面（突出筒部の先端面）で開口した第２開口に至るまで、ウェイストゲート弁９の回転軸方向に真っ直ぐに延びる軸方向孔（図示せず）が設けられている。この軸方向孔は、ウェイストゲート弁９の回転軸が挿通される第２挿通孔である。
また、タービンハウジング４には、サブアッシー８の組み付け時に、流路切替バルブ（以下バルブ）４１を第２スクロール流路２３内に挿入するための挿通開口３８が形成されている。
【００２４】
また、タービンハウジング４の内部には、タービンホイール３のハブとシュラウド壁面との間の排気流路へ導入する排気の流量を変更する排気タービン容量可変手段としての２つの第１、第２排気制御弁（流路切替弁７、ウェイストゲート弁９）が搭載されている。  流路切替弁７は、仕切り壁３１に設けられる流路孔３３を開閉する円板状のバルブ４１と、このバルブ４１と一体回転可能に連結したバルブアーム（以下アーム）４２と、バルブ４１の回転軸であるバルブシャフト（アーム４２の回転中心部：以下シャフト）４３と、アーム４２のシャフト４３がその軸線方向（バルブ４１の回転軸方向）に挿通可能なブラケットカバー（以下カバー）４４と、アーム４２のシャフト４３を回転方向に摺動可能に支持する円筒軸受部である円筒状の軸受スリーブ４５とを備えている。
【００２５】
バルブ４１は、仕切り壁３１のバルブシート３２に対して着座、離脱して流路孔３３を閉鎖、開放するように、アーム４２の出力部に組み付けられている。
タービンハウジング４の外側面で開口した挿通開口３８は、カバー４４により塞がれている。このカバー４４は、タービンハウジング４の結合端面に締結固定されている。また、カバー４４は、タービンハウジング４の結合端面（挿通開口３８の周縁部）との間にガスケット４６を挟み込んでタービンハウジング４に締結固定されている。ガスケット４６には、挿通開口３８に対応した形状、大きさの窓部４７が形成されている。
軸受スリーブ４５は、カバー４４に一体的に形成されている。この軸受スリーブ４５は、カバー４４の内側面から内部へ向かって突出した第１突出筒部（円筒部）４５ａ、およびカバー４４の外側面から外部へ向かって突出した第２突出筒部（円筒部）４５ｂを有している。
また、軸受スリーブ４５の内部には、第２スクロール流路２４の流路壁面で開口した一方側（内部側、流路側）の開口部から、カバー４４の外側面（第２突出筒部４５ｂの先端面）で開口した他方側（外部側）の開口部に至るまで、アーム４２のシャフト４３の回転軸方向に真っ直ぐに延びる軸方向孔（軸受孔）４８が設けられている。この軸受孔４８は、アーム４２のシャフト４３が挿通される第１挿通孔である。
なお、本実施例の流路切替弁７の詳細は、後述する。
【００２６】
ウェイストゲート弁９は、仕切り壁３４に設けられる流路孔３６を開閉する円板状の流路切替バルブ（以下バルブ）５１と、このバルブ５１と一体回転可能に連結したバルブアーム（以下アーム）５２と、バルブ５１の回転軸であるバルブシャフト（アーム５２の回転中心部：以下シャフト）５３と、アーム５２のシャフト５３を回転方向に摺動可能に支持するブッシュとを備えている。
ブッシュは、バルブ５１の回転軸方向に延びる軸方向孔（軸受孔）が形成される円筒部を有している。
【００２７】
ここで、バルブ４１、５１およびアーム４２、５２は、タービンハウジング４と同様に、耐熱性金属（例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等）により形成されている。
バルブ４１、５１には、アーム４２、５２に一体回転可能に連結（結合）する柱状の結合部が一体的に形成されている。この結合部は、バルブ４１、５１の閉鎖部の凸曲面側（バルブフェース側）に対して反対側の背面から外部へ向けて真っ直ぐに突出した凸状の嵌合ピン部（突起）である。また、結合部の中心線方向の一端部（バルブ４１、５１の閉鎖部の背面から最も離れた先端部）には、アーム４２、５２の出力部からのバルブ４１、５１の抜け止めを行うためのワッシャ５４、５５が設けられている。
なお、バルブ４１、５１の結合部とアーム４２、５２との間には、熱歪みによる変形を吸収するための隙間（ガタ）が設けられている。これによって、高温の排気が流通する排気通路のような高温環境下で、バルブ４１、５１とアーム４２、５２が使用された場合であっても、バルブ４１、５１の結合部とアーム４２、５２との間のガタにより熱歪みによる変形を吸収することができる。
【００２８】
ここで、タービンハウジング４の外側面には、アクチュエータ１０が搭載されている。  アクチュエータ１０は、バルブ４１、５１を駆動する２本の第１、第２ロッドを有し、これらの第１、第２ロッドをその軸線方向に往復移動させることで、アーム４２、５２のシャフト４３、５３とタービンハウジング４の外部（外側）で連結するリンクレバー６１、６２を含む第１、第２リンク機構を介して、バルブ４１、５１を開弁方向または閉弁方向に開閉動作させる。
第１、第２ロッドは、入力部および出力部を有し、タービンハウジング４の外側面に沿うように設置されている。
第１、第２ロッドの入力部は、アクチュエータ１０の変換機構の出力部に連結されている。第１、第２ロッドの出力部は、ヒンジピン（連結部）６３、６４に連結されている。  第１、第２リンク機構は、タービンハウジング４の外部に露出して配置されたリンクレバー６１、６２等を有している。これらのリンクレバー６１、６２は、入力部および出力部を有し、タービンハウジング４の外側面に沿うように設置されている。
リンクレバー６１、６２の入力部には、ヒンジピン６３、６４が挿入される丸穴形状の嵌合孔が形成されている。また、リンクレバー６１、６２の出力部には、アーム４２、５２のシャフト４３、５３に一体的に形成されたヒンジピン（連結部）６５、６６が嵌合する嵌合孔が形成されている。
ヒンジピン６５は、軸受孔４８を貫通してカバー４４の外部へ突出する突出部（アーム４２の突出部）を構成している。
【００２９】
アクチュエータ１０は、２つの第１、第２モータの動力（トルク）を利用して各バルブ４１、５１を、その回転方向（開弁方向または閉弁方向）に駆動するように構成された電動アクチュエータである。
アクチュエータ１０は、ブラケット（図示せず）を介して、タービンハウジング４の外側面（外壁面）に取り付けられている。このアクチュエータ１０は、バルブ４１とアーム４２を駆動する動力を発生する第１モータ、この第１モータの回転を減速する第１減速機構、この第１減速機構の出力軸の回転運動を第１ロッドの直線往復運動に変換する第１変換機構、バルブ５１とアーム５２を駆動する動力を発生する第２モータ、この第２モータの回転を減速する第２減速機構、およびこの第２減速機構の出力軸の回転運動を第２ロッドの直線往復運動に変換する第２変換機構等を備えている。
なお、各第１、第２モータは、エンジン制御ユニット（電子制御装置：以下ＥＣＵ）によって電子制御される各第１、第２モータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
【００３０】
次に、本実施例の流路切替弁７の詳細を図１ないし図４に基づいて説明する。
流路切替弁７は、カバー４４に軸受スリーブ４５が一体成形されており、バルブ４１、アーム４２、シャフト４３、カバー４４、軸受スリーブ４５およびリンクレバー６１が予め（事前に）組み付けられたサブアッシー８の状態で、タービンハウジング４に組み付けられていることを最大の特徴としている。つまり流路切替弁７は、バルブ４１、アーム４２、シャフト４３、カバー４４、軸受スリーブ４５およびリンクレバー６１をユニット化してサブアッシー８を構成している。
カバー４４は、シャフト４３と同様に、耐熱性金属（例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等）により形成されている。また、カバー４４は、少なくとも軸受スリーブ４５が、シャフト４３と摺動可能な材料により形成されている。
【００３１】
軸受スリーブ４５は、金属材料によって円筒形状に形成されている。この軸受スリーブ４５は、アーム４２のシャフト４３の摺動部の周囲を円周方向に取り囲むと共に、バルブ４１の回転軸方向に真っ直ぐに延びる円筒部である。
また、軸受スリーブ４５の内部には、シャフト４３の摺動部を回転方向に摺動自在に軸支する丸孔形状の軸受孔４８が形成されている。
そして、シャフト４３の摺動部の摺動面と軸受スリーブ４５の軸受孔４８の孔壁面との間には、シャフト４３を軸受スリーブ４５の内部で円滑に回転させるための摺動クリアランスが形成されている。
すなわち、本実施例のカバー４４に、内部に軸受孔４８が形成された円筒状の軸受スリーブ４５を設けることで、流路切替弁７のシャフト４３を回転自在に支持するバルブ軸受機能を持たせることができる。
【００３２】
カバー４４は、軸受スリーブ４５の軸線方向に対して垂直な方向で、軸受スリーブ４５の周囲を取り囲むように拡がる環板状のプレートカバー（以下閉塞部）７１を備えている。この閉塞部７１は、タービンハウジング４の挿通開口３８を覆うように、タービンハウジング４の外側面（挿通開口３８の周縁部）との間にタービンハウジング４にボルト７２等の締結手段を用いて締め付け固定されている。
また、閉塞部７１の内側面には、バルブ４１の回転軸方向に対して垂直な方向に延びる環状のシール面（密着面）が設けられている。閉塞部７１のシール面は、平坦な面（平面）であり、ガスケット４６を介して、タービンハウジング４の挿通開口３８の周縁部に気密的に密着する。
【００３３】
カバー４４は、軸受スリーブ４５の第２突出筒部４５ｂの外周面と閉塞部７１の外側面との間を繋ぐように補強リブ７３を備えている。
カバー４４は、第２スクロール流路２４を流通する排気の熱を外部に放熱する放熱部を備えている。この放熱部は、軸受スリーブ４５の第２突出筒部４５ｂの外周面、閉塞部７１の外側面および補強リブ７３等によって構成されて、第２スクロール流路２４を流通する排気の熱を、タービンハウジング４の外部を通過する空気（自動車等の車両の外部からエンジンルーム内に流れ込む冷却風（外気））に対して放熱可能となるように突出または露出した部分である。
【００３４】
なお、タービンハウジング４の取付け座には、ボルト７２の締結方向に垂直な方向に延びる環状の取付け座面（挿通開口３８の周縁部）が設けられている。この取付け座には、取付け座面で開口する複数の取付け孔７４が設けられている。これらの取付け孔７４には、ボルト７２のボルト軸部の外周に形成される雄ネジと螺合する雌ネジが設けられている。また、カバー４４およびガスケット４６には、ボルト７２のボルト軸部がその軸線方向（締結方向）に貫通するボルト挿通孔７５、７６が形成されている。
【００３５】
［実施例１の組付方法］
次に、本実施例のタービンハウジング４に対する流路切替弁７の組付方法を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。
【００３６】
タービンハウジング４、バルブ４１、シャフト４３、アーム４２、カバー４４、軸受スリーブ４５およびリンクレバー６１は、例えば鍛造加工および切削加工等により一体的に形成される。
このとき、シャフト４３は、アーム４２に一体成形される。また、軸受スリーブ４５は、カバー４４に一体成形される。
タービンハウジング４に流路切替弁７を組み付ける前に、先ずバルブ４１の結合部にアーム４２を組み合わせて、アーム４２の出力部よりも突出した結合部の外周にワッシャ５４を固定して、アーム４２の出力部からのバルブ４１の抜け止めを図る。これにより、アーム４２の出力部にバルブ４１が組み立てられたバルブユニットが構成される。
【００３７】
次に、カバー４４に一体化された軸受スリーブ４５の軸受孔４８内にバルブユニットを挿入する。具体的には、アーム４２のシャフト４３を軸受孔４８を貫通するように挿入する。
次に、軸受スリーブ４５の第２突出筒部４５ｂより突出した突出部（シャフト４３の突出部）にリンクレバー６１の嵌合孔を嵌め込み、リンクレバー６１の外側面より突出した突出先端部をかしめることで、シャフト４３に一体化されたヒンジピン６５をリンクレバー６１に固定する。これにより、バルブユニットと軸受スリーブ４５を有するカバー４４とリンクレバー６１とが事前に組み立てられた、流路切替弁７のサブアッシー８が構成される。
【００３８】
以上のように、バルブユニット（バルブ４１、アーム４２、シャフト４３）、カバー４４、軸受スリーブ４５およびリンクレバー６１を予めユニット化したサブアッシー８を、その中で（タービンハウジング４の内部に収容される内部構成部品である）バルブ４１およびアーム４２を、タービンハウジング４の挿通開口３８からタービンハウジング４の内部（第２スクロール流路２４）に挿入する。このとき、タービンハウジング４の取付け座面上にガスケット４６を載せておく。
次に、閉塞部７１およびガスケット４６の各ボルト挿通孔７５、７６にボルト７２のボルト軸部を通し、ボルト軸部の先端外周の雄ネジを、タービンハウジング４の取付け座面で開口した取付け孔７４の雌ネジに螺合させて、締結することにより、タービンハウジング４の取付け座にサブアッシー８が固定される。
以上によってタービンハウジング４に対する流路切替弁７の組み立て工程が終了する。  
【００３９】
［実施例１の作用］
次に、本実施例のターボチャージャの動作を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。
【００４０】
ターボチャージャの吸気コンプレッサから吸気管（スロットルボディ、インテークマニホールド）の吸気通路、吸気ポートを経て燃焼室内に供給された吸気とインジェクタから噴射された燃料との混合気が燃焼室内で燃焼すると、この燃焼により生じた排気が排気ポートから排出される。排気ポートから排出された排気は、排気管（エキゾーストマニホールド）の排気通路を経てターボチャージャの排気タービンへ導かれる。
エンジンの全負荷の低速運転時、つまりエンジン回転数が１５００ｒｐｍ未満の低速回転領域の場合には、アクチュエータ１０の動力を利用して流路切替弁７とウェイストゲート弁９とを共に全閉する。これによって、排気タービンのタービンハウジング４に一体的に形成されたバルブシート３２、３５に流路切替弁７とウェイストゲート弁９の各バルブ４１、５１が着座して、バルブシート３２、３５を貫通する流路孔３３、３６が閉鎖（全閉）される。
【００４１】
この結果、エンジンの排気ポートより排出された排気の全量は、エキゾーストマニホールドの集合部からタービンハウジング４の上流側端面で開口した排気入口ポート２５を通って第１スクロール流路２３に流入する。第１スクロール流路２３を通過した排気は、第１ノズル２８からホイール収容空間２２内に導入される。
ホイール収容空間２２内に導入された排気は、排気タービンのタービンホイール３を回転駆動した後に、タービンハウジング４の排気排出流路２６を通って、タービンハウジング４の下流側端面で開口した排気出口ポート２７から外部（触媒側またはマフラー側）へ排出される。
【００４２】
一方、吸気管の吸気通路からコンプレッサハウジング２の内部に流入した吸気は、吸気導入流路１３を通ってインペラ収容空間１２に導かれる。そして、インペラ収容空間１２に導入された吸気は、タービンホイール３の回転により駆動されるコンプレッサインペラ１の遠心力によって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した吸気は、インペラ収容空間１３、スクロール流路１５、吸気排出流路を通って吸気管の吸気通路に流入する。吸気管の吸気通路に流入した吸気は、吸気ポートを通ってエンジンの燃焼室内に吸い込まれる。
したがって、少ない排気流量でも十分高速な吸気の流れが得られるので、エンジンの低速運転時における過給圧を高めることができる。
【００４３】
エンジンの中速運転時、つまりエンジン回転数が１５００ｒｐｍ以上で、且つ２５００ｒｐｍ未満の中速回転領域の場合には、ウェイストゲート弁９を全閉状態に維持すると共に、アクチュエータ１０の動力を利用して流路切替弁７を開弁（例えば半開状態または全開状態）する。これによって、バルブシート３２から流路切替弁７のバルブ４１が離脱して、流路孔３３の出口が開放（開弁）される。また、ウェイストゲート弁９のバルブ５１の全閉状態が継続されるため、流路孔３６が閉鎖（全閉）される。
この結果、エキゾーストマニホールドの集合部から排気入口ポート２５を通って第１スクロール流路２３に流入した排気の一部は、第１スクロール流路２３に流入し、第１ノズル２８からホイール収容空間２２内に導入される。
また、第１スクロール流路２３に流入した排気の残部は、第１スクロール流路２３から流路孔３３を通って第２スクロール流路２４に流入する。第２スクロール流路２４に流入した排気は、第２ノズル２９からホイール収容空間２２内に導入される。
これにより、第１、第２スクロール流路２３、２４の双方を通ってホイール収容空間２２に導入された排気は、タービンホイール３を回転駆動した後に、タービンハウジング４の排気排出流路２６を通って、排気出口ポート２７から外部（触媒側またはマフラー側）へ排出される。
【００４４】
一方、吸気管の吸気通路からコンプレッサハウジング２の内部に流入した吸気は、吸気導入流路１３を通ってインペラ収容空間１２に導かれる。そして、インペラ収容空間１２に導入された吸気は、タービンホイール３の回転により駆動されるコンプレッサインペラ１の遠心力によって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した吸気は、インペラ収容空間１３、スクロール流路１５、吸気排出流路を通って吸気管の吸気通路に流入する。吸気管の吸気通路に流入した吸気は、吸気ポートを通ってエンジンの燃焼室内に吸い込まれる。
したがって、排気流量が増大し、エンジンの中速運転時における過給圧を高めることができる。
なお、エンジン回転数または目標過給圧に応じて流路切替弁７の開度制御を行うことができる。すなわち、エンジン回転数または目標過給圧に応じてアーム４２のシャフト４３の回転角度を連続的または段階的に変更することで、アーム４２のシャフト４３の角度変化に伴ってバルブ４１の開度、つまり流路孔３３の出口の開口面積が徐々に変化する開口特性となる。この場合、ターボチャージャの吸気コンプレッサの過給圧をエンジンの運転状況に応じて最適化することができる。
【００４５】
エンジンの高速運転時、つまりエンジン回転数が２５００ｒｐｍ以上の高速回転領域の場合には、流路切替弁７とウェイストゲート弁９とを共に開弁（例えば半開状態または全開状態）する。これによって、バルブシート３２、３５からバルブ４１、５１が離脱して、流路孔３３、３６の出口が開放（開弁）される。
この結果、エキゾーストマニホールドの集合部から排気入口ポート２５を通って第１スクロール流路２３に流入した排気の一部は、第１スクロール流路２３に流入し、第１ノズル２８からホイール収容空間２２内に導入される。
また、第１スクロール流路２３に流入した排気の残部は、第１スクロール流路２３から流路孔３３を通って第２スクロール流路２４に流入する。第２スクロール流路２４に流入した排気の一部は、第２ノズル２９からホイール収容空間２２内に導入される。
これにより、第１、第２スクロール流路２３、２４の双方を通ってホイール収容空間２２に導入された排気は、タービンホイール３を回転駆動した後に、タービンハウジング４の排気排出流路２６を通って、排気出口ポート２７から外部（触媒側またはマフラー側）へ排出される。
【００４６】
一方、吸気管の吸気通路からコンプレッサハウジング２の内部に流入した吸気は、吸気導入流路１３を通ってインペラ収容空間１２に導かれる。そして、インペラ収容空間１２に導入された吸気は、タービンホイール３の回転により駆動されるコンプレッサインペラ１の遠心力によって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した吸気は、インペラ収容空間１３、スクロール流路１５、吸気排出流路を通って吸気管の吸気通路に流入する。吸気管の吸気通路に流入した吸気は、吸気ポートを通ってエンジンの燃焼室内に吸い込まれる。
また、第２スクロール流路２４に流入した排気の残部は、第２スクロール流路２４から流路孔３６を通って排気排出流路２６に逃がされる。これにより、ターボチャージャの過給圧が設定値以下に抑えられる。
すなわち、ウェイストゲート弁９のバルブ５１を開弁して流路孔３６を開放することにより、ホイール収容空間２２に導かれる排気の流量が減るので、排気タービンのタービンホイール３に作用する排気エネルギーが減少する。これにより、タービンホイール３の回転速度が低下するので、コンプレッサインペラ１の過回転が抑制され、吸気コンプレッサの過給圧が設定値以下に抑えられる。
【００４７】
なお、エンジン回転数または目標過給圧に応じて流路切替弁７、ウェイストゲート弁９の開度制御を行うことができる。すなわち、エンジン回転数または目標過給圧に応じてアーム４２、５２のシャフト４３、５３の回転角度を連続的または段階的に変更することで、アーム４２、５２のシャフト４３、５３の角度変化に伴ってバルブ４１、５１の開度、つまり流路孔３３、３６の出口の開口面積が徐々に変化する開口特性となる。この場合、ターボチャージャの吸気コンプレッサの過給圧をエンジンの運転状況に応じて最適化することができる。
【００４８】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のターボチャージャに組み込まれる流路切替弁７においては、バルブ４１、アーム４２、シャフト４３、カバー４４、軸受スリーブ４５およびリンクレバー６１を、予め（タービンハウジング４に組み付ける前に）サブアッシー８の状態にすることができるので、タービンハウジング４に対して、バルブ４１、アーム４２、シャフト４３、カバー４４、軸受スリーブ４５およびリンクレバー６１を簡易に組み付けることができる。したがって、組付作業性を向上できるため、流路切替弁７の組み立て工程の簡略化を図ることができる。また、簡易な構成にて組み立てに係る作業工程を簡略化することができる。これにより、従来よりもコストの削減を図ることができる。
【００４９】
また、本実施例の流路切替弁７のサブアッシー８においては、カバー４４のシール面が、バルブ４１の回転軸方向に対して垂直な方向に延伸されている。これにより、ガスケット４６を介してタービンハウジング４にカバー４４を締結する際のバルブ４１の回転軸方向の位置ズレを無くすことができるので、バルブ４１が流路を全閉（シール）できなくなる不具合を回避することができる。
また、バルブ４１の結合部とアーム４２との間には、隙間（ガタ）が設けられている。このため、バルブ４１の回転軸方向に対して垂直な方向にバルブ４１の位置がズレた場合であっても、流路孔３３からバルブ４１がズレないので、バルブ４１の位置ズレを吸収し易い。なお、流路孔３３からバルブ４１がその回転軸方向にズレると、流路切替弁７の閉弁時（全閉時）に流路孔３３をバルブ４１でシールすることができなくなる可能性がある。
【００５０】
また、エンジンの各気筒からターボチャージャに流入した排気の熱が、タービンハウジング４の取付け座、ガスケット４６、カバー４４の順に伝熱するため、カバー４４に一体的に形成された軸受スリーブ４５の温度が低くなり、軸受スリーブ４５の摺動性や耐摩耗性が良好になる。
また、カバー４４に一体的に形成された軸受スリーブ４５に、アーム４２のシャフト４３を回転方向に摺動可能に支持するバルブ軸受機能を持たせる。例えばカバー４４の軸受スリーブ４５を摺動可能な金属材料で作ることにより、従来のターボチャージャに設置されていたブッシュを廃止できる。
【００５１】
ところで、ブッシュとタービンハウジングは、高温に晒されるため、熱膨張するが、ブッシュを圧入するだけでは、抜ける可能性があるため、ブッシュの抜け止め対策が必要となる。しかし、カバー４４に対して別体部品であるブッシュを廃止したことで、その懸念がなくなる。
したがって、カバー４４と軸受スリーブ４５とを一体化し、且つブッシュを廃止することにより、抜け止め対策も不要となり、流路切替弁７の組み立て工程の簡略化および部品点数の削減を図ることができる。また、簡易な構成にて組み立てに係る作業工程を簡略化することができる。これにより、従来よりも軽量化を図ることができ、且つコストの削減を図ることができる。
また、カバー４４の軸受スリーブ４５とアーム４２のシャフト４３とが同一の金属材料によって形成されている。この場合、熱膨張係数が同一であるので、軸受スリーブ４５とシャフト４３との間の摺動クリアランスの管理がし易くなる。これにより、アーム４２のシャフト４３とカバー４４の軸受スリーブ４５との間の摺動性や耐摩耗性を向上することができる。
【００５２】
［変形例］
本実施例では、カバー４４に軸受スリーブ４５が一体成形されており、バルブ４１、アーム４２、シャフト４３、カバー４４、軸受スリーブ４５およびリンクレバー６１が予め組み立てられたサブアッシー８の状態で、タービンハウジング４に組み付けているが、カバー４４と軸受スリーブ４５とを別体部品で構成し、バルブ４１、アーム４２、シャフト４３および軸受スリーブ４５が予め組み立てられたサブアッシー８の状態で、タービンハウジング４に組み付けても良い。
本実施例では、１つのアクチュエータ１０によって、流路切替弁７のバルブ４１、アーム４２およびウェイストゲート弁９のバルブ５１、アーム５２を駆動するロッドをその軸線方向に往復移動させるようにしているが、独立した２つのアクチュエータによって、流路切替弁７のバルブ４１、アーム４２およびウェイストゲート弁９のバルブ５１、アーム５２を駆動するロッドをその軸線方向に往復移動させるようにしても良い。
なお、バルブ等の可動部材とアクチュエータとの間にリンク機構を介さなくても良い。例えばアクチュエータの出力軸（回転軸）にアームのシャフトを直結しても良い。この場合、アクチュエータをモータと減速機構とによって構成する。
【００５３】
また、可動部材として、流路切替弁７のバルブ４１の代わりに、ウェイストゲート弁９のバルブ５１を用いても良い。この場合、バルブ５１、アーム５２、シャフト５３および軸受（ブッシュ等）が予め組み付けられたサブアッシーの状態で、タービンハウジング４に組み付けられる。なお、実施例と同様に、バルブ軸受機能をウェイストゲート弁９の挿通開口を覆うカバーに一体的に形成しても良い。
また、可動部材として、容量可変型ターボチャージャのノズルベーンを用いても良い。この場合、ノズルベーン、アーム、シャフトおよび軸受（ブッシュ等）が予め組み付けられたサブアッシーの状態で、タービンハウジング４に組み付けられる。なお、実施例と同様に、軸受機能をノズルベーンの挿通開口を覆うカバーに一体的に形成しても良い。
【００５４】
また、排気が流通する流路を開閉するバルブ（排気制御弁の弁体）を可動部材として使用するだけでなく、吸気が流通する流路を開閉するバルブ（吸気制御弁の弁体）を可動部材として使用しても良い。
吸気制御弁の一例として、吸気コンプレッサの吸気流方向の下流側の吸気通路と上流側の吸気通路とを連通するバイパス流路を形成するハウジングと、バイパス流路を開閉するエアバイパスバルブ（可動部材）と、このエアバイパスバルブの回転軸方向に延びるシャフトを有し、エアバイパスバルブと一体回転可能に連結したバルブアームと、シャフトを回転方向に摺動可能に支持する軸受と、この軸受を一体的に形成し、ハウジングの挿通開口を塞ぐようにハウジングに固定されるカバーとを備えた構成が考えられる。この場合、エアバイパスバルブ、バルブアーム、シャフト、軸受を有するカバーが予め組み付けられたサブアッシーの状態で、ハウジングに組み付けられる。
【符号の説明】
【００５５】
１…コンプレッサインペラ  ３…タービンホイール  ４…タービンハウジング  ７…流路切替弁  ８…サブアッシー  １０…アクチュエータ  ３３…流路孔  ４１…バルブ（可動部材）  ４２…アーム  ４３…シャフト  ４４…カバー  ４５…軸受スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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