(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス導入部の第１の部分と連通する第１のバイパスポートと、第１のポートを囲む着座部と連係して密封可能な第１のポペット弁と、排気ガス導入部の第２の部分と連通する第２のバイパスポートと、第２のポートを囲む着座部と連係して密封可能な第２のポペット弁と、軸を中心に回転可能に支承され、且つ中央開口部を有する実質的に管状の第１のシャフトと、第１のシャフトの中央開口部を貫通して延び内部に軸を中心に回転可能に支承される実質的に管状の第２のシャフトと、第１のシャフトから実質的に半径方向に延び第２のポペット弁を第１のシャフトに対し付設する手段と、第２のシャフトから実質的に半径方向に延び第２のポペット弁を第２のシャフトに対し付設する手段と、第１及び第２のシャフトを同時に回転するシャフトの同時回転手段とを備え、第１のシャフトを第１の位置から第２の位置へ回転することにより第１のポペット弁がその着座部と密封係合する位置から開放位置へ上動され、第２のシャフトを第１の位置から第２の位置へと回転することにより第２のポペット弁がその中央開口部と密封係合する位置から開放位置へ上動されるターボチャージャの排気ゲート弁。
【請求項２】
同時シャフト回転手段は第１及び第２のシャフトの少なくとも一に対し実質的に半径方向に付設されるレバーアームと、第１及び第２のポペット弁を付設する手段から遠い位置において第１及び第２のシャフトを強固に連結する手段とを包有してなる請求項１の排気ゲート弁。
【請求項３】
シャフトを強固に連結する手段が溶接体である請求項２の排気ゲート弁。
【請求項４】
第１及び第２のシャフトが同一の平面上の第１の端部で終端し、溶接体が第１の端部上に延びる溶接ビードである請求項３の排気ゲート弁。
【請求項５】
レバーアームは実質的に同一の平面上に延び、溶接ビードはレバーアームへ向かって延び第１及び第２のシャフト及びレバーアームを強固に連結してなる請求項４の排気ゲート弁。
【請求項６】
レバーアームには第１の端部の少なくとも一を受容する開口部が具備されてなる請求項４の排気ゲート弁。
【請求項７】
第２のシャフトの第２の端部が第１のシャフトの第２の端部を越えて延び、第１及び第２のポペット弁を付設する手段は第２の端部近傍の第１及び第２のシャフトから延びてなる請求項４の排気ゲート弁。
【請求項８】
第１のシャフトは第１の端部を有するプッシングにより支承され、ブッシングは開口部近傍のレバーと連係しブッシング内のシャフトを密封し且つ長手方向の動作を制限し、更にブッシングの第２の端部で第１のシャフトを密封し長手方向の動作を制限する手段を備えてなる請求項６の排気ゲート弁。
【請求項９】
更に第１のシャフトの第２の端部において第１のシャフト内の開口部を密封する手段を備えてなる請求項７の排気ゲート弁。
【請求項１０】
開口部を密封する手段は第２のシャフトから半径方向に延び第１のシャフトの第２の端部と連係するランド部を包有してなる請求項９の排気ゲート弁。
【発明の詳細な説明】
（クロスリファレンス）
本願は１９９７年３月１７日出願の、発明の名称をデュアル同軸シャフトを有するデュアルポペット排気ゲート弁とした仮出願６０／０４０，８４７の出願日を優先権主張をするものである。
（技術分野）
本発明は排気ガスにより駆動されるターボチャージャの排気ガスバイパス・排気ゲート弁構成に関する。更に詳細には、本発明はターボチャージャのタービンハウジング内への区分された排気ガス導入部用の排気ゲート弁のデュアルポペット弁を作動させるデュアル同軸シャフトを提供する。
（背景技術）
ターボチャージャは内燃機関の吸気の圧力レベルを上昇させるために採用される。内燃機関の排気はターボチャージャの排気ガス導入部を経て行われ、共通のシャフトを介してコンプレッサのロータと連結されるタービンホイールが回転されて、圧縮チャージエアが発生される。タービン及びコンプレッサの回転速度は内燃機関の速度及び負荷に左右され、高速ではチャージエアの圧縮に対し高負荷動作範囲が生じる。排気ゲート弁を開放し、タービンの周囲の排気ガス導入部からの排気ガスの一部をバイパスして直接タービンの排気ガス導出部へ送ることにより、ターボチャージャ内の過度の圧力上昇が避けられ得る。
二列のシリンダに分割可能な内燃機関に使用されるターボチャージャでは、内燃機関及びターボチャージャの性能を改良する際分離した排気ガス導出通路を維持し、二列のシリンダあの排気ガスの分離した衝撃をタービンに別個に伝達することが極めて有効であることが判明している。この方法は通常分割された排気ガス導入部を使用して実行される。このような導入部の排気ガス調整には、デュアル排気ゲート弁機構により制御される２個のバイパスポートが必要である。
両導出ポートの同時開閉要件から生じる問題を解決するためのデュアル排気ゲート弁構成が、日本特許出願公開第５７−１３７６１９号、日本実用新案出願公開第６２−１８３０３３号及びターボチャージャの排気ゲート弁の名称で本願と同一の譲渡人に譲受された米国特許第５，０４６，３１７号に開示される。
排気ゲート弁機構を提供し好ましい構成をもってデュアルポペット弁を同時に開閉し同時にこれら弁を確実に閉鎖位置に維持して圧力パルスをタービンに伝達する際最大効率が得られるようにすることが望ましい。またそれぞれの着座部に確実に着座させて個々のポペット弁を維持することが望ましいが、着座部の公差及び歪を吸収し個々のポペット弁に加わるパルス負荷を吸収し、２個の別個の弁として作用可能にすることも望ましい。
（発明の開示）
本発明によれば、従来の装置を改良し、個々の着座部に着座する２個のポペット弁を支承し作動するデュアル同軸シャフトを設けて排気ゲート弁ポートを密封するすることにより望ましい機能が得られる。本発明に含まれる排気ゲート弁は排気ガス導入部の第１の部分と連通する第１のバイパスポートと、第１のポートを囲む着座部と連係して密封する第１のポペット弁と、排気ガス導入部の第２の部分と連通する第２のバイパスポートと、第２のポートを囲む着座部と連係して密封する第２のポペット弁とを包有している。
ポペット弁の作動は実質的に管状の第１のシャフト及び実質的に管状の第２のシャフトにより実現され、この場合第１のシャフトは軸を中心に回転可能に支承され、且つ中央開口部を有し、第２のシャフトは第１のシャフトの中央開口部を貫通して延び、軸を中心に回転可能に内部に支承される。第１のポペット弁は第１のシャフトから実質的に半径芳香に延びるアームによって第１のシャフトに付設され、これにより第１のシャフトの第１の位置から第２の位置への回動により第１のポペット弁がその着座部との密封係合位置から開放位置へ向かって上動される。同様に第２のポペット弁がアームを介して第２のシャフトに付設され、この場合第２のシャフトは第１のシャフトの終端部を越えて延び、アームが第２のシャフトから実質的に半径方向に延び、これにより第２のシャフトが第１の位置から第２の位置へ向かって回動されるとき、第２のポペット弁はその着座部との密封係合位置から開放位置へ向かって上動される。この２個のシャフトはレバーアームにより同時に回転され、レバーアームは第１のシャフトとまた反対端部で半径方向アームとそれぞれ連結され、溶接ビードが第１のシャフトの端面、開口部、及び第２のシャフトの同様の端部を横切って延びている。
【図面の簡単な説明】
本発明の詳細及び特徴が詳細な説明及び図面からより詳しく理解されよう。
図１は同軸シャフト、差動手段の配設及びポペット弁の配設の詳細を示す本発明の一実施態様の断面図、図２はターボチャージャのタービンハウジングに装着される本発明の第２の実施態様の部分断面図である。
（発明を実施するための最良の形態）
図面を参照するに、図１には本発明の一実施態様が示され、実質的に管状であり開口部１１を有する第１のシャフト１０が包有される。第２のシャフト１２は遊び嵌めにより管状内に挿入される。第１及び第２のシャフトは軸１３上で同時に回転可能である。第１のポペット弁１４がアーム１６を介し第１のシャフトに付設され、アーム１６自体は第１のシャフトから回転軸に対し実質的に半径方向に延びる。同様に第２のポペット弁１８はアーム２０を介し第２のシャフトに付設される。軸を中心としてシャフトが回転されるとき、ポペット弁がそれぞれの弁座上に着席した閉鎖位置から開放位置へ確実に移動される。回転角が９０度より相当に小さいとき、ポペット弁が移動され、排気ゲート弁のバイパスポートを経る開放流路が形成される。
第１及び第２のシャフトは実質的に同面の第１の端部２２、２４を有し、作動レバー２６は第１のシャフトの第１の端部に付設されている。図に示す実施態様の場合、レバーが第１のシャフトの第１の端部を受容する開口部２８と溶接ビード３０とを有し、溶接ビード３０がレバー、第１のシャフトの第１の端部及び第２のシャフトの第１の端部を横切って延び、これによりレバーとシャフトの第１の端部とが強固に連結される。レバーを作動すると、２個のシャフトが同時に回転される。別の実施態様においては、レバーが第２のシャフトの端部に付設され、第２のシャフト自体は第１のシャフトを僅かに越えて延び、共通の溶接ビードあるいは第２の溶接部を介し第１及び第２のシャフトが強固に連結される。
プッシング３２により第１のシャフトがタービンハウジング３４の鋳造体の一部に支承される。機械加工されたランド部３６あるいは溶接されたワッシャにより、第１のシャフト及びブッシングに対し長手方向の変位が制限され内部密封され、一方レバーはブッシングの外端部と連係し対向する長手方向の変位の制限を与えている。第２のシャフト上の機械加工された第２のランド部３８あるいは溶接されたワッシャにより、第１のシャフトの終端部で第２のシャフトが密封される。
第１の端部で共通動作が制限されるが、２本のシャフトはねじれに関しては独立して動作するように設けられており、シャフトはポペット弁の着座部の公差増大または変形を別個に吸収し、タービンへの排気ガス導入部の２部分内に流れる排気ガスの負荷パルスに対し、別個に応動する。本発明の構成により排気ゲート弁のマルチシリンダ動作後、弁着座部に対しポペット弁は正確に位置決め可能になる。
図２は一体バイパス流路４０を有するタービンハウジングと共に使用するよう構成された本発明の上述の実施態様と僅かに異なる実施態様を示す。ターボチャージャの排気ガス放出ポート（図示せず）と一体形成され、協働ランド部４２に付設されたエンドハウジングにより、バイパス流路の一部を密封し、タービン導出部４３からガス流内に排気ガスが流れ込む流路が形成される。排気ゲート弁のポペット弁１４、１８はバイパスポート４８、５０を囲む密封弁座４４、４６内に受容される。第１のポペット弁を第１のシャフトに付設する、半径方向に延びるアーム１６はスリーブ５２を有し、スリーブ５２は第１のシャフトを受容し且つこれに付設されてブッシングと当接するので、第１のシャフト及びブッシングの長手の制限及び密封が半径方向に延びるアームのシャフトに対する付設と一体化される。別の実施態様によれば、シャフトの密封部が、例えば本発明と同一の譲渡人に譲受された弁シャフト密封部の名称の米国特許第５，２５２，８７４号に開示されるような第１のシャフト及びブッシングを密封するために有効に採用され得る。
本発明を図示の実施態様に沿って詳しく説明したが、本発明はここに開示の特定の実施態様に対する設計変更、置換物、均等物が提供され得ることは当業者には理解されよう。このような設計変更、置換物、均等物は以下の請求項に限定された構成に含有される。
【図１】
0003889060.tif 000002
【図２】
0003889060.tif 000003