(57)【要約】【課題】排気ガスの漏れを抑え、部品点数を抑え、設計上の自由度を向上できるターボチャージャを提供する。【解決手段】容量可変バルブをスイングバルブ１５で設け、ウエストゲートバルブをロータリバルブ１６で設ける。そして、スイングバルブ１５とロータリバルブ１６を共通のバルブ軸１４で回動操作する。これにより、排気ガスが漏れる可能性のあるクリアランスの数を減らすことができ、排気ガスの漏れ量を半減できる。また、バルブ軸１４を操作するための部品の数を減らすことができるため、ターボチャージャの軽量化、コンパクト化、低コスト化が可能になる。さらに、１つのバルブ軸１４によりスイングバルブ１５とロータリバルブ１６を操作するため、バルブレイアウトの自由度が向上する。【選択図】  図３
2017025888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排出した排気ガスにより回転駆動されるタービンホイール（２）と、
このタービンホイールを収容するタービンハウジング（３）と、
このタービンハウジングの内外を貫通して配置され、前記タービンハウジングに対して回動自在に支持されるバルブ軸（１４）と、
このバルブ軸の回動により前記タービンホイールに流入する排気ガス量の調整を行う容量可変バルブ（１５、４２）と、
前記バルブ軸と一体に回動し、前記タービンホイールを迂回する排気ガスが流れるバイパス通路（１３）の開閉を行う円筒状のロータリバルブ（１６）と、
を具備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、
前記容量可変バルブが全閉の時は、前記ロータリバルブも全閉に設けられ、
前記容量可変バルブの開度が全閉から全開に向かって変化する際に、前記容量可変バルブの開度が所定開度に達した後に前記ロータリバルブが開き始めることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のターボチャージャにおいて、
前記バルブ軸を回動方向へ摺動自在に支持する摺動穴（１７）と、前記バルブ軸との径方向のクリアランス（ａ）は、前記摺動穴に対して前記バルブ軸が傾いても、前記ロータリバルブの外周面が、前記ロータリバルブ１６の外周を覆う部材（３）に接するのを防ぐ距離に設けら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、
前記バルブ軸の外径寸法（φ１）は、前記ロータリバルブの外径寸法（φ２）より小さく設けられ、
前記バルブ軸と前記ロータリバルブの境界部には、前記バルブ軸と前記ロータリバルブの径差による環状の段差面（２３）が設けられ、
前記バルブ軸を回動方向へ摺動自在に支持する部材（３）には、前記段差面と摺接可能な環状のシール面（２４）が設けられることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項５】
請求項４に記載のターボチャージャにおいて、
前記ロータリバルブには、前記バルブ軸とは異なる側の端の外周において外径方向へ広がる環状の鍔部（２７）が設けられ、
前記ロータリバルブの外周を覆う部材（３）には、前記鍔部との間に隙間を介して対向する環状のサブシール面（２８）が設けられることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、
前記バルブ軸の内部には、前記タービンハウジングの外部と連通する空間（α）が設けられ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〜請求項６のいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、
前記バイパス通路は、前記タービンハウジングの排気下流に接続される排気配管（３１）に対して直接接続される排気パイプ（３２）に設けられることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、
前記タービンハウジングの内部には、前記エンジンから排出された排気ガスを旋回させて前記タービンホイールへ吹き付ける独立した第１、第２スクロール通路（１１、１２）が設けられ、
前記容量可変バルブは、前記第１スクロール通路または前記第２スクロール通路の一方の開閉を行うスイングバルブ（１５）であ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〜請求項７のいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、
前記タービンハウジングの内部には、前記エンジンから排出された排気ガスを旋回させて前記タービンホイールへ吹き付けるノズル通路（４１）が設けられ、
前記容量可変バルブは、前記ノズル通路から前記タービンホイールへ吹き出す排気ガスの吹出し角度を変化させる可変ノズル（４２）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、容量可変バルブとウエストゲートバルブを有するターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
容量可変バルブとウエストゲートバルブを有するターボチャージャの一例として、特許文献１に開示される技術が知られている。
この特許文献１のターボチャージャでは、容量可変バルブとウエストゲートバルブが、独立したスイングバルブによって設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４１８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
（問題点１）
容量可変バルブとウエストゲートバルブは、独立したバルブ軸を備えている。
このため、容量可変バルブのバルブ軸を摺動自在に支持するクリアランスと、ウエストゲートバルブのバルブ軸を摺動自在に支持するクリアランスの両方から排気ガスが大気中へ漏れ出る可能性がある。
【０００５】
（問題点２）
独立したバルブ軸を２つ用いるため、２つのバルブ軸の他に、２つのバルブ軸を操作するための部品が多数必要になる。
このため、部品点数が多くなってしまい、重量増加、体格増加、製造コストの増加を招く不具合がある。
【０００６】
（問題点３）
独立したバルブ軸を有する容量可変バルブとウエストゲートバルブをタービンハウジングに搭載する構成であったため、容量可変バルブとウエストゲートバルブのバルブレイアウトの制約が大きく、構造が複雑になる。
（問題点４）
１つのアクチュエータによって独立したバルブ軸を有する容量可変バルブとウエストゲートバルブを制御する場合、両バルブの全閉状態を確認することが難しかった。
【０００７】
（発明の目的）
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、排気ガスの漏れを抑え、部品点数を抑え、設計上の自由度を向上できるターボチャージャの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ウエストゲートバルブをロータリバルブで設け、このロータリバルブを容量可変バルブのバルブ軸により回動操作する。これにより、容量可変バルブとウエストゲートバルブを１つのバルブ軸により操作できる。
このため、排気ガスが漏れる可能性のあるクリアランスの数を、従来技術の２つから１つに減らすことができる。その結果、排気ガスの漏れ量を半減することができる。
バルブ軸にアクチュエータを直結することが可能になる。このため、バルブ軸とアクチュエータの間にリンク機構を無くすことが可能になり、簡易な構造を実現できる。
【０００９】
容量可変バルブとウエストゲートバルブを１つのバルブ軸で操作できるため、部品点数を減らすことができる。その結果、軽量化、コンパクト化、低コスト化を図ることができる。
１つのバルブ軸により容量可変バルブとウエストゲートバルブを操作するため、容量可変バルブとウエストゲートバルブのバルブレイアウトの自由度を向上できる。
容量可変バルブの閉弁位置とウエストゲートバルブの閉弁位置の相対角度からそれぞれの開度を特定できるため、両バルブの閉弁状態を精度良く把握することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ツインスクロール式可変容量ターボの要部断面図である。
【図２】バイパス通路が開き始める状態の説明図である。
【図３】スイングバルブとロータリバルブの断面図である。
【図４】排気パイプの説明図である。
【図５】（ａ）従来例におけるタービンハウジングの出口形状の説明図、（ｂ）実施形態におけるタービンハウジングの出口形状の説明図である。
【図６】排気パイプの排気吹出口に設けた空燃比センサの説明図である。
【図７】可変ノズル式可変容量ターボの要部断面図である。
【図８】可変ノズルの操作機構の説明図である。
【図９】リンクレバーが設けられたロータリバルブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、図面に基づいて発明を実施するための形態を説明する。なお、以下で開示する実施形態は、一例を開示するものであって、本発明が実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００１２】
［実施形態１］
図１〜図３に基づいて実施形態１を説明する。
自動車に搭載される走行用のエンジンは、排気エネルギーにより吸気を過給するターボチャージャを備える。
ターボチャージャは、エンジンに吸気を導く吸気通路の途中に設けられる吸気コンプレッサと、エンジンの排出した排気ガスを導く排気通路の途中に設けられる排気タービン１とを備える。
【００１３】
排気タービン１は、エンジンから排出された排気ガスによって回転駆動されるタービンホイール２と、このタービンホイール２を収容する渦巻形状のタービンハウジング３とを備える。
【００１４】
実施形態１のターボチャージャは、ツインスクロール式可変容量ターボである。タービンハウジング３の内部には、エンジンから排出された排気ガスを旋回させてタービンホイール２へ吹き付ける独立した第１、第２スクロール通路１１、１２が設けられている。
【００１５】
第１スクロール通路１１には、排気ガスが常に第１スクロール通路１１を通過するように設けられている。
具体的に、第１スクロール通路１１の排気上流部は、タービンハウジング３における排気ガスの流入口と常に連通している。このため、エンジンから排出された排気ガスが常に第１スクロール通路１１を通ってタービンホイール２に吹きつけられる。
【００１６】
第２スクロール通路１２の排気上流部は、第１スクロール通路１１と同様、タービンハウジング３における排気ガスの流入口に連通する。そして、第２スクロール通路１２は、容量可変バルブによって開閉可能に設けられている。
【００１７】
タービンハウジング３には、タービンホイール２を迂回して排気ガスを流すバイパス通路１３が設けられる。
この実施形態１のバイパス通路１３は、タービンハウジング３に流入した排気ガスを直接タービンハウジング３の出口へ導く。そして、バイパス通路１３は、ウエストゲートバルブによって開閉可能に設けられる。
【００１８】
（実施形態１の特徴技術１）
上述した容量可変バルブとウエストゲートバルブは、共通のバルブ軸１４によって回動操作される。以下では、バルブ軸１４の軸芯が伸びる方向を軸方向とする。
バルブ軸１４は、タービンハウジング３の内外を貫通して配置され、タービンハウジング３に対して回動自在に支持される。
【００１９】
容量可変バルブは、バルブ軸１４と一体に回動するスイングバルブ１５であり、バルブ軸１４の回動操作により第２スクロール通路１２に流入する排気ガス量の調整を行う。なお、以下では、容量可変バルブをスイングバルブ１５と称して説明する。
ウエストゲートバルブは、バルブ軸１４と一体に回動する円筒状のロータリバルブ１６であり、バルブ軸１４の回動操作によりバイパス通路１３の開閉を行う。なお、以下では、ウエストゲートバルブをロータリバルブ１６と称して説明する。
【００２０】
バルブ軸１４を説明する。
バルブ軸１４は、外周面が円筒状のシャフトである。バルブ軸１４は、タービンハウジング３に形成された円筒状の摺動穴１７に挿入配置される。バルブ軸１４の外周面は、摺動穴１７の内周面によって摺動自在に支持される。バルブ軸１４の外径寸法φ１は、摺動穴１７の内径寸法より僅かに小径に設けられており、その径差によりクリアランスが設けられる。
以下では、このクリアランスを第１ラジアルクリアランスａと称する。
【００２１】
バルブ軸１４は、タービンハウジング３の外部から回動操作される。バルブ軸１４においてタービンハウジング３の外部に露出する箇所には、外部レバー１８が設けられる。
外部レバー１８は、バルブ軸１４から径方向へ伸びる部品であり、溶接、圧入、カシメなどの結合技術によりバルブ軸１４に固定される。
【００２２】
ロータリバルブ１６を説明する。
バルブ軸１４においてタービンハウジング３の内部に配置される端部には、バイパス通路１３の開閉および開度調整を行うロータリバルブ１６が設けられている。このロータリバルブ１６は、バルブ軸１４と一体に設けられるものであっても良いし、バルブ軸１４の先端に溶接等の結合技術により一体化されるものであっても良い。
【００２３】
ロータリバルブ１６は、外周面と内周面が共に円筒状の円筒体である。ロータリバルブ１６は、タービンハウジング３に形成された円筒状のシリンダ壁１９の内側に挿入配置される。ロータリバルブ１６の外径寸法φ２は、シリンダ壁１９の内径寸法より小径に設けられており、その径差によりロータリバルブ１６がシリンダ壁１９に接触しないためのクリアランスが設けられる。
以下では、このクリアランスを第２ラジアルクリアランスｂと称する。
【００２４】
ロータリバルブ１６におけるバルブ軸１４に近い側の端部は閉じられている。一方、ロータリバルブ１６におけるバルブ軸１４から離れた側の端部は開口しており、ロータリバルブ１６の内部がタービンハウジング３の内部と常に連通する。
また、ロータリバルブ１６には、径方向に貫通する開口部が設けられている。この開口部を可動開口Ｘと称する。
一方、シリンダ壁１９には、バイパス通路１３に連通する開口部が設けられている。この開口部を固定開口Ｙと称する。
【００２５】
バルブ軸１４を回動操作することで、シリンダ壁１９の内側でロータリバルブ１６が回動操作される。
バルブ軸１４を回動操作して、可動開口Ｘが固定開口Ｙに重ならないようにすることで、ロータリバルブ１６が閉弁する。その結果、タービンホイール２の上流側の排気ガスが、バイパス通路１３を通過するのが阻止される。
また、バルブ軸１４を回動操作して、可動開口Ｘと固定開口Ｙをオーバーラップさせることで、ロータリバルブ１６が開弁する。その結果、タービンホイール２の上流側の排気ガスがバイパス通路１３を通過する。
【００２６】
スイングバルブ１５を説明する。
スイングバルブ１５は、ロータリバルブ１６と一体に回動する内部アーム２１と、第２スクロール通路１２のガス上流端を開閉する弁体２２とを備える。内部アーム２１と弁体２２との結合箇所には、所定の隙間が設けられている。
内部アーム２１は、ロータリバルブ１６と一体に回動する部材であり、ロータリバルブ１６の先端に設けられる。なお、内部アーム２１は、ロータリバルブ１６と一体に設けられるものであっても良いし、ロータリバルブ１６の先端に溶接等の結合技術により一体化されるものであっても良い。
【００２７】
バルブ軸１４を回動操作することで、タービンハウジング３の内部でスイングバルブ１５が回動操作される。
バルブ軸１４を回動操作して、弁体２２が第２スクロール通路１２の上流端を閉塞することで、スイングバルブ１５が閉弁する。その結果、排気ガスが第１スクロール通路１１のみを通ってタービンホイール２へ吹き出される。
また、バルブ軸１４を回動操作して、弁体２２が第２スクロール通路１２の上流端を開くことで、スイングバルブ１５が開弁する。その結果、排気ガスが第１スクロール通路１１と第２スクロール通路１２の両方を通ってタービンホイール２へ吹き出される。
【００２８】
（効果１）
この実施形態１のターボチャージャは、スイングバルブ１５とロータリバルブ１６を共通のバルブ軸１４により回動操作する。
このように、ロータリバルブ１６とスイングバルブ１５を１つのバルブ軸１４により操作するため、排気ガスが漏れる可能性のあるクリアランスの数を、従来技術の２つから１つに減らすことができる。その結果、排気ガスの漏れ量を半減することができる。
【００２９】
この実施形態１のターボチャージャは、スイングバルブ１５とロータリバルブ１６を１つのバルブ軸１４で操作するため、バルブ軸１４を操作するための部品の数を減らすことができる。このように、部品点数を減らすことができるため、ターボチャージャの軽量化、コンパクト化、低コスト化を図ることができる。
【００３０】
この実施形態１のターボチャージャは、１つのバルブ軸１４によりスイングバルブ１５とロータリバルブ１６を操作するため、スイングバルブ１５とロータリバルブ１６のバルブレイアウトの自由度が向上する。
バルブ軸１４の操作構造をシンプルにできる。このため、設計の自由度を向上できるとともに、構造の簡素化が可能になる。
具体的な一例として、バルブ軸１４を駆動するためのアクチュエータを、バルブ軸１４に直結することが可能になる。これにより、バルブ軸１４とアクチュエータの間のリンク機構を不要にでき、ターボチャージャの構造を簡易化できる。
【００３１】
第２スクロール通路１２の開閉は、既存の技術で用いられるスイングバルブ１５を採用するため、信頼性および制御性を確保できる。
さらに、スイングバルブ１５の閉弁位置とロータリバルブ１６の閉弁位置の相対角度からそれぞれの開度を特定できる。このため、アクチュエータに設けた出力角度の検出センサや、アクチュエータに搭載される電動モータの駆動電流の変化状態などから、両バルブの閉弁状態を精度良く把握することが可能になる。
【００３２】
（実施形態１の特徴技術２）
この実施形態１のターボチャージャは、スイングバルブ１５が全閉の時に、ロータリバルブ１６も全閉に設けられる。即ち、弁体２２が第２スクロール通路１２を閉塞する際は、可動開口Ｘが固定開口Ｙに重ならないように設けられる。
そして、スイングバルブ１５の開度が全閉から全開に向かって変化する際、スイングバルブ１５の開度が所定開度に達した後にロータリバルブ１６が開き始めるように設けられる。即ち、弁体２２が第２スクロール通路１２を一定以上開いた状態で、可動開口Ｘが固定開口Ｙとオーバーラップするように設けられる。
【００３３】
換言すると、この実施形態１のターボチャージャは、１つのバルブ軸１４の回動操作によってスイングバルブ１５とロータリバルブ１６の両方を操作するものであるが、スイングバルブ１５の開度が大きくなる途中でロータリバルブ１６が閉弁状態から開弁を開始する。このため、スイングバルブ１５が全閉から所定開度まで範囲ではロータリバルブ１６が全閉状態に保たれる。そして、スイングバルブ１５の開度が所定開度に達するとロータリバルブ１６が開弁を開始し、スイングバルブ１５の開度が所定開度より大きくなるに従ってロータリバルブ１６の開度も大きくなる。
【００３４】
（効果２）
このように設けることで、バルブ軸１４を変化させることによって、過給圧を任意にコントロールすることができる。
即ち、ウエストゲートバルブとしてロータリバルブ１６を用いたものを、ツインスクロール式可変容量ターボの過給圧の制御システムに用いることができる。
【００３５】
（実施形態１の特徴技術３）
第１ラジアルクリアランスａは、第２ラジアルクリアランスｂより小さく設けられ、摺動穴１７に対してバルブ軸１４が最大に傾いた状態でも、ロータリバルブ１６の外周面がタービンハウジング３（ロータリバルブ１６の周囲を覆う部材の一例）に接するのを防ぐ距離に設けられる。即ち、第１ラジアルクリアランスａの設定により、高温の排気ガスに直接触れるロータリバルブ１６がタービンハウジング３に接触しないように設けられている。
なお、第１ラジアルクリアランスａは、上述したように、バルブ軸１４を回動方向へ摺動自在に支持する摺動穴１７と、バルブ軸１４との径方向のクリアランスである。
【００３６】
（効果３）
バルブ軸１４は、高温の排気ガスが直接触れない。また、バルブ軸１４は、一部が大気に触れるとともに、大気によって冷やされるタービンハウジング３の内側に挿入される。このため、バルブ軸１４は、ロータリバルブ１６に比較して温度が低い。
このように、比較的温度の低いバルブ軸１４のみを摺動させて、高温のロータリバルブ１６がタービンハウジング３に摺動することを防いでいる。このため、高温のロータリバルブ１６がタービンハウジング３に摺動することにより生じる摺動部の固着や摩耗等を防ぐことができる。
【００３７】
（実施形態１の特徴技術４）
この実施形態１では、バルブ軸１４の外径寸法φ１を、ロータリバルブ１６の外径寸法φ２より小さく設けている。
バルブ軸１４とロータリバルブ１６の境界部には、バルブ軸１４とロータリバルブ１６の径差による環状の段差面２３が設けられる。
そして、バルブ軸１４を回動方向へ摺動自在に支持するタービンハウジング３（バルブ軸１４を回動方向へ摺動自在に支持する部材の一例）には、段差面２３と摺接可能な環状のシール面２４が設けられる。
【００３８】
なお、バルブ軸１４を回動方向へ摺動自在に支持する部材は、タービンハウジング３に限定するものではなく、タービンハウジング３と別部品で設けられた軸受部品であっても良い。もちろん、軸受部品を用いる場合は、軸受部品にシール面２４が設けられるものである。
【００３９】
（効果４）
バルブ軸１４の外径寸法φ１を小径に設けたことにより、バルブ軸１４の摺動面積を小さくできる。このため、バルブ軸１４のフリクションを少なくできる。
【００４０】
ロータリバルブ１６の外径寸法φ２を大径に設けたことで、ロータリバルブ１６を通過してバイパス通路１３へ導かれる排気ガス量を増やすことができる。
【００４１】
ロータリバルブ１６は、タービンハウジング３の内部において排気圧を受ける。この排気圧により、シール面２４が段差面２３に押し付けられる。これにより、第１ラジアルクリアランスａへ排気ガスが侵入するのを防ぐことができ、大気中への排気ガスの漏れを抑えることができる。
【００４２】
また、この実施形態では、外部レバー１８とタービンハウジング３との間に圧縮コイルバネ２５を配置している。この圧縮コイルバネ２５は、シール面２４を段差面２３に押し付ける。このため、第１ラジアルクリアランスａへ排気ガスが侵入するのを確実に防ぐことができ、大気中への排気ガスの漏れを抑えることができる。
【００４３】
（実施形態１の特徴技術５）
この実施形態１のタービンハウジング３には、シール面２４と段差面２３の軸方向の最大離間距離を所定距離以下（例えば、１ｍｍ以下等）に規制する延長筒２６が設けられている。
この延長筒２６は、タービンハウジング３の一部を外部レバー１８に近づく方向へ延長した筒体である。この延長筒２６を設けることにより、圧縮コイルバネ２５を圧縮する負荷が外部レバー１８やバルブ軸１４に加えられても、シール面２４と段差面２３の軸方向の最大の離間距離を僅かな距離に抑える。また、延長筒２６の先端が外部レバー１８と接触することによっても、排気ガスの漏れを抑える効果が得られる。
以下では、シール面２４と段差面２３の軸方向の最大の離間距離を第１スラストクリアランスｃと称する。
【００４４】
一方、この実施形態１のロータリバルブ１６には、バルブ軸１４とは異なる側の端の外周に鍔部２７を設けている。この鍔部２７は、外径方向へ広がる環状体であり、ロータリバルブ１６と一体に設けられている。
ロータリバルブ１６の外周を覆うタービンハウジング３（ロータリバルブ１６の外周を覆う部材の一例）には、鍔部２７との間に隙間を介して対向する環状のサブシール面２８が設けられる。
以下では、サブシール面２８と鍔部２７の軸方向の最大の離間距離を第２スラストクリアランスｄとする。
【００４５】
なお、ロータリバルブ１６の外周を覆う部材は、タービンハウジング３に限定するものではなく、タービンハウジング３と別部品で設けられた軸受部品であっても良い。もちろん、軸受部品を用いる場合は、軸受部品にサブシール面２８が設けられるものである。
【００４６】
（効果５）
第１スラストクリアランスｃは、大気中への排気ガスの漏れを防ぐ。一方、第２スラストクリアランスｄは、バイパス通路１３への排気ガスの漏れを防ぐ。大気中への排気ガスの漏れを抑えることが優先される。
そこで、この実施形態１では、第１スラストクリアランスｃを第２スラストクリアランスｄより小さく設けている。
これにより、大気中への排気ガスの漏れを抑えることを優先できる。
【００４７】
（実施形態１の特徴技術６）
バルブ軸１４の内部には、タービンハウジング３の外部と連通する空間αが設けられる。
この空間αは、バルブ軸１４の先端からロータリバルブ１６に近い箇所まで穿設した穴によって設けられる。
【００４８】
（効果６）
外気に触れる空間αを設けたことにより、バルブ軸１４と外気との接触面積が増えるため、バルブ軸１４の放熱能力が向上する。
【００４９】
また、バルブ軸１４を中空に設けたことで、バルブ軸１４において熱を軸方向へ伝える伝熱面積を減らすことができる。このため、バルブ軸１４の断熱能力を高めることができる。これにより、高温の排気ガスに晒されるロータリバルブ１６からタービンハウジング３の外部に伝わる熱量を抑えることができる。
【００５０】
さらに、バルブ軸１４の放熱能力を高めたことで、バルブ軸１４の温度上昇を抑えることができる。このため、バルブ軸１４に求められる耐熱性を下げることができる。その結果、バルブ軸１４に使用される材料コストを抑えることができる。
【００５１】
［実施形態２］
図４〜図６に基づいて実施形態２を説明する。なお、以下において上記実施形態１と同一符合は同一機能物を示すものである。また、以下では、実施形態１に対する変更箇所のみを開示するものであり、実施形態２において説明していない箇所については先行して説明した形態を採用するものである。
【００５２】
実施形態２のバイパス通路１３は、タービンハウジング１３の排気下流に接続されるキャタライザ３１に対して直接接続される排気パイプ３２に設けられる。このキャタライザ３１は、排気配管に相当する。具体的に、キャタライザ３１は、排気ガスの浄化を行う周知の３元触媒を収容する。
そして、排気パイプ３２の上流端部は、タービンハウジング３の内部に開口する。また、排気パイプ３２の下流端部は、キャタライザ３１の入口側に開口する。
【００５３】
図４に示すように、排気パイプ３２を設けることにより、図５（ｂ）に示すように、タービンハウジング３の出口開口βを小さくできる。これにより、タービンハウジング３の材料量を減らすことができ、ターボチャージャのコストを抑えることが可能になる。
【００５４】
排気パイプ３２を設けたことで、タービンハウジング３の出口付近の構造をシンプルにできる。このため、キャタライザ３１を排気タービン１の出口に近づけることができる。その結果、タービンホイール２を通過した排気ガスを素早くキャタライザ３１へ送ることができ、触媒の暖機性能を高めることができる。
【００５５】
排気パイプ３２を設けたことで、バイパス通路１３の形状や配置の自由度が高まる。
これにより、排気パイプ３２からキャタライザ３１へ流入する排気ガスの角度を任意にコントロールすることが可能になる。このため、キャタライザ３１内における排気ガスの流れを均一化することができ、触媒の暖機性能を高めることができる。
また、排気パイプ３２を用いることにより、排気パイプ３２から排出される排気ガスの角度を任意にコントロールすることができる。このため、図６に示すように、空燃比センサ３３に対する排気ガスの当たりを改善することが可能になる。
【００５６】
［実施形態３］
図７〜図９に基づいて実施形態３を説明する。
この実施形態３のターボチャージャは、可変ノズル式可変容量ターボである。
【００５７】
タービンハウジング３の内部には、エンジンから排出された排気ガスを旋回させてタービンホイール２へ吹き付ける１つのノズル通路４１が設けられる。
この実施形態３の容量可変バルブは、ノズル通路４１からタービンホイール２へ吹き出す排気ガスの吹出し角度を変化させる可変ノズル４２である。以下では、容量可変バルブを可変ノズル４２と称して説明する。
【００５８】
可変ノズル４２の具体的な一例を説明する。
ノズル通路４１には、隙間を介して対向配置される２枚のノズルプレート４３が設けられる。なお、一方のノズルプレート４３は、ノズル通路４１とリンク室４４を区画する隔壁の機能を果たす。２枚のノズルプレート４３の間には、支持軸４５を介して複数のノズル翼４６が支持される。各支持軸４５は、２枚のノズルプレート４３に対して回動可能に支持される。各ノズル翼４６は、ラジアル方向に等間隔で配置される。各ノズル翼４６は、ラジアル方向に対する傾斜角が可変可能に設けられている。
【００５９】
可変ノズル４２は、支持軸４５と一体に回動するノズルアーム４７を備える。各ノズルアーム４７の外径方向の端は、リング円板状を呈するレバープレート４８と係合している。そして、２枚のノズルプレート４３に対してレバープレート４８を回動操作することで、各ノズルアーム４７の傾斜角が変化して、各支持軸４５が回動する。その結果、各ノズル翼４６の傾斜角が変化して、ノズル通路４１からタービンホイール２へ吹き出す排気ガスの吹出し角度が変化する。
【００６０】
ここで、この実施形態３では、ロータリバルブ１６がバルブ軸１４を兼ねる。
ロータリバルブ１６の先端は、リンク室４４に配置される。ロータリバルブ１６の先端には、レバープレート４８を回動操作するリンクレバー４９が設けられる。
そして、外部レバー１８を回動操作することで、ロータリバルブ１６とともにリンクレバー４９が回動する。その結果、２枚のノズルプレート４３に対してレバープレート４８が回動して、各ノズル翼４６の傾斜角が変化する。
【００６１】
一方、この実施形態３のロータリバルブ１６は、タービンハウジング３に設けた軸受５１の内部においてラジアル方向へ摺動自在に支持される。
軸受５１には、タービンホイール２の上流側のタービンハウジング３の内部と常に連通する入口開口５２が設けられるとともに、排気パイプ３２と常に連通する出口開口５３が設けられる。
【００６２】
ロータリバルブ１６には、軸方向に沿う溝５４が形成されている。この溝５４は、入口開口５２と出口開口５３を連通させて、排気ガスを排気パイプ３２へ導くためのものである。
具体的に、バルブ軸１４を兼ねるロータリバルブ１６を回動操作して、溝５４が入口開口５２と出口開口５３に重ならないようにすることで、ロータリバルブ１６が閉弁する。また、バルブ軸１４を兼ねるロータリバルブ１６を回動操作して、溝５４が入口開口５２と出口開口５３の両方にオーバーラップすることで、ロータリバルブ１６が開弁する。
【００６３】
このように、ウエストゲートバルブとしてロータリバルブ１６を用いたものを、可変ノズル式可変容量ターボの過給圧の制御システムに用いることができる。
【符号の説明】
【００６４】
２  タービンホイール
３  タービンハウジング
１３  バイパス通路
１４  バルブ軸
１５  スイングバルブ（容量可変バルブの一例）
１６  ロータリバルブ
４２  可変ノズル（容量可変バルブの一例）
【図１】
2017025888.tif 000003
【図２】
2017025888.tif 000004
【図３】
2017025888.tif 000005
【図４】
2017025888.tif 000006
【図５】
2017025888.tif 000007
【図６】
2017025888.tif 000008
【図７】
2017025888.tif 000009
【図８】
2017025888.tif 000010
【図９】
2017025888.tif 000011