JP2016186237A - バルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポペットバルブを直線的に移動させる直動タイプのバルブ装置では、ポペットバルブの移動方向に駆動源が配置されるため、排気通路を急激に曲げる必要があった。
【解決手段】直動タイプのポペットバルブ２３を用いることで、開弁時に弁座Ａとシート面Ｂの間に形成される隙間の偏りを無くすことができる。このため、第２スクロール通路２２に流入する排気ガスに乱流が生じる不具合を回避でき、タービン効率を向上できる。また、ポペットバルブ２３を駆動操作するバルブ操作手段２５を、ポペットバルブ２３の移動方向のｘ軸上ではなく、ｘ軸方向に対する垂直方向に配置するため、第２スクロール通路２２を急激に曲げる制約を無くすことができる。これにより、排気ガスの急激な曲がりによる圧力損失を抑えることができ、タービン効率を向上できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、タービン羽根車へ排気ガスを導く排気通路の開閉を行うターボチャージャ用のバルブ装置に関する。

（従来技術）
タービン羽根車へ排気ガスを導く排気通路の開閉を行うバルブ装置の具体例を、図８を参照して説明する。
図８に示すバルブ装置は、スイングバルブタイプの開閉弁であり、ハウジングＪ１の外部から回動操作されるバルブ軸Ｊ２と、このバルブ軸Ｊ２と一体に回動するバルブアームＪ３と、このバルブアームＪ３の先側に支持される弁体Ｊ４とを備える。

（従来技術の問題点）
排気通路Ｊ５を形成するハウジングＪ１のうち、閉弁時に弁体Ｊ４が着座する箇所を弁座Ａとした場合、スイングタイプのバルブ装置は、図８に示すように、弁座Ａに対して弁体Ｊ４が傾いて開弁する。その結果、開弁した際の弁座Ａと弁体Ｊ４の隙間距離は、バルブ軸Ｊ２に近い側が狭く、バルブ軸Ｊ２から遠い側が広くなる。
このため、バルブ軸Ｊ２から遠い側を排気ガス量が多く流れ、バルブ軸Ｊ２に近い側を排気ガス量が少なく流れることになり、弁体Ｊ４の直下には排気ガスの流れにより強い乱流が生じてしまう。この乱流による圧力損失によって、タービン羽根車を駆動する排気エネルギーが減少するため、タービン効率の低下を招いてしまう。

（参考技術）
一方、ターボチャージャ用のバルブ装置ではないが、直線方向へスライド駆動されるポペットバルブによって排気通路を開閉する直動タイプ（直線駆動タイプ）のバルブ装置が知られている。
ポペットバルブを用いた直動タイプのバルブ装置は、ポペットバルブのスライド方向をｘ軸方向とした場合、ポペットバルブを駆動するアクチュエータがポペットバルブのｘ軸上に配置されていた。

（参考技術の問題点）
ポペットバルブのｘ軸上にアクチュエータを配置する構造では、弁座とアクチュエータの間で排気通路を急激に曲げる必要がある。すると、排気ガス流の急激な曲がりによる圧力損失が生じてしまい、タービン羽根車を駆動する排気エネルギーが減少して、タービン効率の低下を招いてしまう。

特許第２８７３８８２号公報

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、偏流の発生を抑えるとともに、排気通路を急激に曲げる制約を無くすことのできるターボチャージャ用のバルブ装置の提供にある。

本発明のバルブ装置は、直動タイプのポペットバルブによって排気通路の開閉を行うため、開弁時に弁座とポペットバルブの間に形成される隙間に偏りが生じない。その結果、偏流による乱流の発生を防ぐことができ、乱流による圧力損失を抑えてタービン効率を向上できる。

また、本発明のバルブ装置は、ポペットバルブの移動方向をｘ軸方向とした場合に、ｘ軸方向に対する垂直方向からポペットバルブを開閉駆動する。即ち、ポペットバルブをｘ軸方向へ操作するバルブ操作手段を、ポペットバルブのｘ軸上ではなく、ｘ軸方向に対する垂直方向に配置する構成を採用する。これにより、排気通路を急激に曲げる制約を無くすことができる。このため、排気ガスの急激な曲がりによる圧力損失を抑えることができ、タービン効率を向上できる。
即ち、本発明を採用することにより、タービン羽根車を駆動する排気エネルギーを大きくすることができる。

エンジン吸排気システムの概略図である（実施例１）。 バルブ装置の概略断面図である（実施例１）。 カムプレートの回動位置とスライドピンの端との関係の説明図である（実施例１）。 バルブ装置の概略断面図である（実施例２）。 バルブ装置の概略断面図である（実施例３）。 バルブ装置の概略断面図である（実施例４）。 バルブ装置の概略断面図である（実施例５）。 バルブ装置の作動説明図である（従来例）。

以下において発明を実施するための形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

本発明を適用した実施例を説明する。なお、以下で開示する実施例は、具体的な一例を開示するものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。

［実施例１］
図１〜図３に基づいて実施例１を説明する。
車両走行用のエンジン１（燃料の燃焼により回転動力を発生する内燃機関：燃料の種類は問わない、またレシプロエンジン、ロータリーエンジン等のエンジン形式を問わない）は、ターボチャージャ２を搭載する。

エンジン１は、吸気をエンジン気筒内へ導く吸気通路３を備えるとともに、気筒内で発生した排気ガスを浄化して大気中に排出する排気通路４を備える。
ターボチャージャ２は、エンジン１から排出される排気ガスのエネルギーによって、エンジン１に吸い込まれる吸気を加圧する過給器であり、エンジン１の排気ガスによって駆動される排気タービン５と、この排気タービン５により駆動されてエンジン１に吸い込まれる吸気を加圧する吸気コンプレッサ６とを備える。

排気タービン５は、エンジン１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羽根車５ａと、このタービン羽根車５ａを収容する渦巻形状のタービンハウジング５ｂとを備えて構成される。

吸気コンプレッサ６は、タービン羽根車５ａの回転力により駆動されて吸気通路３内の吸気を加圧するコンプレッサ羽根車６ａと、このコンプレッサ羽根車６ａを収容する渦巻形状のコンプレッサハウジングとを備えて構成される。
そして、タービン羽根車５ａとコンプレッサ羽根車６ａはシャフト７を介して結合されるものであり、このシャフト７はセンターハウジングによって高速回転自在に支持される。

吸気通路３は、吸気管、インテークマニホールド、吸気ポートの各内部通路によって構成される。
具体的に、吸気通路３には、エンジン１に吸い込まれる吸気中に含まれる塵や埃を除去するエアクリーナ１１、ターボチャージャ２の吸気コンプレッサ６、この吸気コンプレッサ６により圧縮されて昇温した吸気を強制冷却するインタークーラ１２、エンジン１へ吸引される吸気量の調整を行うスロットルバルブ１３などが設けられている。

排気通路４は、排気ポート、エキゾーストマニホールド、排気管の各内部通路によって構成される。
具体的に、排気通路４には、ターボチャージャ２の排気タービン５、この排気タービン５の排気下流側に配置されて排気ガスの浄化を行う触媒１４、排気音を消音させて排気ガスを大気中に排出するマフラー１５などが設けられている。

ターボチャージャ２は、容量可変タイプであり、排気タービン５には、タービン羽根車５ａを駆動する排気ガスの流量を調整するバルブ装置２０が設けられる。
具体的に、タービンハウジング５ｂの内部には、エンジン１から排出された排気ガスを旋回させてタービン羽根車５ａへ吹き付ける独立した第１、第２スクロール通路２１、２２が設けられている。

第１スクロール通路２１には、開閉手段が設けられておらず、常に開かれており、排気ガスが常に第１スクロール通路２１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２１の排気上流部は、タービンハウジング５ｂの排気入口（即ち、エキゾーストマニホールドとの接続口）と常に連通しており、排気ガスが常時第１スクロール通路２１を通ってタービン羽根車５ａに吹きつけられる。

第２スクロール通路２２は、バルブ装置２０によって開閉可能に設けられている。
具体的に、第２スクロール通路２２の排気上流部は、第１スクロール通路２１と同様、タービンハウジング５ｂの排気入口に連通するものであり、この第２スクロール通路２２の上流端がバルブ装置２０によって開閉される。

このバルブ装置２０は、第２スクロール通路２２の上流端（即ち、排気ガスの入口）の開閉および開度調整を行なうものであり、開度調整を行うことにより、第２スクロール通路２２に流入する排気ガス量をコントロールしてターボチャージャ２による過給圧を制御する。

バルブ装置２０は、直線方向へスライド駆動されるポペットバルブ２３によって第２スクロール通路２２を開閉する直動タイプの開閉弁であり、以下ではポペットバルブ２３の移動方向をｘ軸方向と称し、このｘ軸方向に対して垂直な方向をｙ軸方向と称し、ｘ軸方向とｙ軸方向の両方向に対して垂直な方向をｚ軸方向と称して説明する。

この実施例のバルブ装置２０は、
・排気タービン５のタービン羽根車５ａへ排気ガスを導く第２スクロール通路２２（排気通路の一部）を開閉するポペットバルブ２３と、
・このポペットバルブ２３の移動方向を、ｘ軸方向のみに規制するガイド手段２４と、
・ｘ軸方向に対する垂直方向からポペットバルブ２３を開閉駆動するバルブ操作手段２５と、
を備えて構成される。

この実施例のバルブ装置２０は、第２スクロール通路２２のガス上流端を開閉するものであり、ポペットバルブ２３が排気ガスの流れ方向の上流側へ移動することにより開弁する内開弁タイプである。

ポペットバルブ２３が組み付けられるタービンハウジング５ｂは、耐熱性に優れた金属材料によって設けられるものであり、閉弁時にポペットバルブ２３が着座する箇所を弁座Ａと称する。
この弁座Ａの形状は限定するものではないが、具体的な一例として、バルブとのかじり防止のために排気上流側に向かって拡径するリング状のテーパ面に設けられている。なお、弁座Ａを一定角のテーパ面に設ける場合、ｘ軸方向に対して直角な面の角度をテーパ角の基準角（０°）とした場合に、テーパ角は１５°以内に設けることが望ましい（限定しない）。

ポペットバルブ２３が組み付けられるタービンハウジング５ｂには、第２スクロール通路２２に隣接する部位に収容空間αが設けられる。
この収容空間αは、弁座Ａより排気下流側に設けられる。即ち、収容空間αは、弁座Ａより図２の上側に設けられる。

収容空間αは、ガイド手段２４やバルブ操作手段２５を収容配置する小部屋であり、形状等は限定するものではないが、例えば円筒や四角筒等を呈する壁材の内側に形成される。
また、収容空間αと第２スクロール通路２２の間に隔壁２６が設けられており、この隔壁２６によって収容空間αの内部に配置されるバルブ操作手段２５およびガイド手段２４と、第２排気スクロール２２を通過する排気ガスとを区画する。

隔壁２６には、バルブ操作手段２５が出力する直線運動をポペットバルブ２３に伝えるスライドピン２７が挿通されるシャフト挿通穴２６ａが形成されており、このシャフト挿通穴２６ａは、スライドピン２７のｘ軸方向の移動を妨げないように、ｘ軸方向に伸びる長穴形状に設けられている。

収容空間αを形成する壁材２８や隔壁２６は、タービンハウジング５ｂと一体に設けられる。なお、この実施例とは異なり、収容空間αを形成する壁材２８や隔壁２６を別部材で設けてタービンハウジング５ｂに結合するように設けても良い。

ポペットバルブ２３は、耐熱性に優れた金属材料よりなり、
・第２スクロール通路２２に組み付けられた状態でｘ軸方向へ伸びるポペット軸２３ａと、
・このポペット軸２３ａの排気上流側の先端に設けられ、ポペット軸２３ａの軸方向に対して垂直方向へ傘状に広がる形状の弁体２３ｂと、
を一体に設けたものである。

ポペット軸２３ａは、スライドピン２７の端部と結合して設けられている。ポペット軸２３ａとスライドピン２７は、垂直に結合されており、スライドピン２７がｘ軸方向へ駆動操作されることでポペットバルブ２３もｘ軸方向へ駆動操作される。

弁体２３ｂのうち、閉弁時にタービンハウジング５ｂ（具体的には、タービンハウジング５ｂの弁座Ａ）に直接触れる面をシート面Ｂと称する。
このシート面Ｂの形状は限定するものではないが、具体的な一例として排気下流側に向かって縮径する円錐面に設けられる。さらに具体例を説明すると、この実施例のシート面Ｂは外側へ膨出する凸形の球面形状に設けられており、閉弁すると弁座Ａとシート面Ｂが線接触するように設けられている（限定しない）。

ポペットバルブ２３をｘ軸方向へ駆動するためのバルブ操作手段２５は、ポペットバルブ２３のｙ軸方向に配置される。具体的に、この実施例のバルブ操作手段２５は、ガイド手段２４とともに、上述した収容空間αの内部に配置される。

バルブ操作手段２５は、駆動源であるアクチュエータ２９から与えられる回転運動を、ポペットバルブ２３の駆動方向であるｘ軸方向へ変換し、変換したｘ軸方向の直線運動をポペットバルブ２３に与えるものであり、
・収容空間αの外部から与えられる回転運動を収容空間αの内側へ導く回転シャフト３１と、
・この回転シャフト３１を回転自在に支持する軸受３２と、
・回転シャフト３１と一体に回動するカムプレート３３と、
・カムプレート３３に形成されたカム溝３３ａに嵌め入れられてポペットバルブ２３と一体にｘ軸方向へ移動するスライドピン２７と、
を備える。

バルブ操作手段２５を構成する各部品は、耐熱性に優れた金属材料によって設けられる。
回転シャフト３１は、ｙ軸方向へ軸方向が伸びて配置される円柱棒状の軸体であり、収容空間αの内部でカムプレート３３と結合される。また、回転シャフト３１の一部は、収容空間αの外部に露出するものであり、この外部露出部分は外部レバー３４が設けられる。そして、この外部レバー３４を回動操作することで、回転シャフト３１を介してカムプレート３３が回動操作される。なお、外部レバー３４は、排気タービン５から熱的に離れた部位（例えば吸気コンプレッサ６等）に配置されたアクチュエータ２９からロッド等によるトルク伝達手段２９ａを介して回動操作される。

軸受３２は、壁材２８に形成された開口部２８ａに圧入される。軸受３２が圧入される開口部２８ａは、収容空間αの内部にバルブ操作手段２５とガイド手段２４を組み入れる部品組付用の開口箇所であり、その開口部２８ａに軸受３２を圧入することで、収容空間αの内部と大気中とが遮断される。

カムプレート３３は、ｙ軸方向に平な板形状を呈し、回転シャフト３１に対して直角に固定配置される。
カムプレート３３には、カムプレート３３に付与される回転力をｘ軸方向の直線力に変換するためのカム溝３３ａが形成されている。このカム溝３３ａには、スライドピン２７の端部が嵌め入れられる。

カムプレート３３の回動操作によりスライドピン２７をｘ軸方向へ駆動するカム溝３３ａは、「カムプレート３３の回転中心と同一中心の円弧」に対して傾斜して設けられるものである。
カムプレート３３の回動範囲は、カム溝３３ａに嵌め入れられたスライドピン２７によって最小回転角θ０｛図３（ａ）参照｝から最大回動角θｘに規制される｛図３（ｄ）参照｝。

カムプレート３３には、スライドピン２７の端部に設けられるスライダ３５を挿し入れるための組付け穴３３ｂが設けられている。この組付け穴３３ｂは、図３に示すように、カム溝３３ａに繋がって設けられる。なお、スライダ３５はガイド手段２４の構成部品である。
カムプレート３３の最大回動角θｘは、スライダ３５をカム溝３３ａに組付ける際に用いる組付け穴３３ｂと、第２スクロール通路２２を介してシャフト挿通穴２６ａに挿入したスライドピン２７の端部とが合致する角度である。このため、ポペットバルブ２３をタービンハウジング５ｂに組付ける際は、カムプレート３３を最大回動角θｘに設定した状態で、スライダ３５を組付け穴３３ｂに挿し入れる｛図３（ｄ）参照｝。

また、カムプレート３３の回動範囲のうち、最小回動角θ０〜最大開弁角θｍａｘの範囲がポペットバルブ２３の開閉操作範囲であり、
・カムプレート３３を図３の左回転させて、カムプレート３３を最小回動角θ０｛図３（ａ）参照｝に設定することでバルブ装置２０が全閉状態に設定され、
・カムプレート３３を図３の右回転させて、カムプレート３３を最大開弁角θｍａｘ｛図３（ｃ）参照｝に設定することでバルブ装置２０が全開状態（最大開度の状態）に設定され、
・カムプレート３３を最小回動角θ０と最大開弁角θｍａｘの間の任意の角度｛図３（ｂ）参照｝に設定することでバルブ装置２０が任意の開度に設定される。
即ち、アクチュエータ２９によってカムプレート３３を最小回動角θ０〜最大開弁角θｍａｘの範囲で回動操作することで、バルブ装置２０を全閉〜全開の範囲で操作することができる。

この実施例のガイド手段２４は、第２スクロール通路２２の外部に設けられる。一例としてこの実施例１では、ガイド手段２４は、第２スクロール通路２２と隔壁２６で区画された収容空間αの内部に設けられる。また、この実施例１のガイド手段２４は、上述したバルブ操作手段２５の一部として共通化されている。

ガイド手段２４は、ポペットバルブ２３の移動方向をｘ軸方向のみに規制し、ポペットバルブ２３をｘ軸方向へスライド自在に支持するものであり、
・スライドピン２７の端部に設けられるスライダ３５と、
・軸受３２とカムプレート３３の対向面によってスライダ３５をｙ軸方向に挟み、スライダ３５がｙ軸方向へ移動するのを規制する第１規制部と、
・軸受３２の内面に形成されたｘ軸方向へ伸びる２つのレール３６によってスライダ３５をｘ軸方向に挟み、スライダ３５がｚ軸方向へ移動するのを規制する第２規制部と、
を備えて構成される。

スライダ３５の具体的な形状は限定するものではないが、理解補助の目的でスライダ３５の具体例を説明する。
スライダ３５のｘ軸方向の端（図３の上下端）の形状は自由であり、この実施例では図３に示すように、組付け穴３３ｂの穴径に合致する円弧形状に設けられている。
スライダ３５のｙ軸方向の端（図２の左右端）の形状はｘ軸とｚ軸による平面形状であり、軸受３２とカムプレート３３の対向面に挟まれ、且つ軸受３２とカムプレート３３の対向面に摺動するように設けられる。
スライダ３５のｚ軸方向の端（図３の左右端）の形状はｘ軸とｙ軸による平面形状であり、２つのレール３６の対向面に挟まれ、且つ２つのレール３６の対向面に摺動するように設けられる。

アクチュエータ２９は、通電制御により回転出力またはストローク出力を発生するものであり、一例として回転出力を発生する電動アクチュエータ２９を採用する。電動アクチュエータ２９の具体例は、通電により回転出力を発生する電動モータ（ＤＣモータ等）と、この電動モータの回転出力を減速して出力トルクを増大させる減速装置（例えば歯車減速装置等）とを組み合わせたものである。

また、アクチュエータ２９は、バルブ装置２０の開度を検出する開度センサを備える。開度センサの具体例は、アクチュエータ２９の出力角を検出する回転角センサである。なお、回転角センサは、磁気センサ等を用いた非接触型であっても良いし、ポテンショメータなどを用いた接触型であっても良い。そして、開度センサのセンサ出力は、アクチュエータ２９の通電制御を行うＥＣＵ３０に出力される。

ＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを搭載するエンジン・コントロール・ユニットであり、アクチュエータ２９を通電制御することでターボチャージャ２の過給圧をコントロールする過給圧コントロール手段（制御プログラム）を備える。
この過給圧コントロール手段は、エンジン１の運転状態（エンジン回転数や、スロットル開度など）からエンジン１の運転状態に適した目標過給圧を算出する。そして、図示しない過給圧センサで検出した実過給圧（吸気圧）が目標過給圧に合致するように（あるいは、目標過給圧に応じたアクチュエータ２９の出力角が得られるように）、アクチュエータ２９をフィードバック制御する（一例であり、限定しない）。

なお、過給圧コントロール手段は、第２スクロール通路２２を閉じる際（即ち、全閉状態をキープする際）に、カムプレート３３へ図３の左回転方向の閉弁トルクを付与して、タービンハウジング５ｂの弁座Ａにポペットバルブ２３のシート面Ｂを押し付けるように設けられている。

（実施例１の効果１）
この実施例１のバルブ装置２０は、上述したように、直動タイプのポペットバルブ２３を用いて第２スクロール通路２２の開閉を行うため、開弁時に弁座Ａとシート面Ｂの間に形成される隙間距離に偏りが生じない。このため、弁座Ａとシート面Ｂの隙間を通過して第２スクロール通路２２に流入する排気ガスに偏流による乱流が生じる不具合を回避できる。その結果、乱流による圧力損失を抑えることができ、タービン効率を向上できる。

また、この実施例１のバルブ操作手段２５は、ｘ軸方向に対する垂直方向からポペットバルブ２３を開閉駆動する。即ち、ポペットバルブ２３をｘ軸方向へ操作するバルブ操作手段２５を、ポペットバルブ２３のｘ軸上ではなく、ｘ軸方向に対する垂直方向に配置する構成を採用する。このため、第２スクロール通路２２を急激に曲げる制約を無くすことができる。これにより、排気ガスの急激な曲がりによる圧力損失を抑えることができ、タービン効率を向上できる。
即ち、この実施例１のバルブ装置２０を用いることにより、タービン羽根車５ａを駆動する排気エネルギーを大きくすることができ、燃費向上を図ることができる。

（実施例１の効果２）
この実施例１のバルブ操作手段２５は、上述したように、第２スクロール通路２２に隣接して設けられた収容空間αの内部に配置される。
これにより、高温高速で流れる排気ガスにバルブ操作手段２５が直接晒される不具合を回避でき、バルブ操作手段２５の高温に対する信頼性を高めることができる。

（実施例１の効果３）
この実施例１のバルブ装置２０は、上述したように、収容空間αと第２スクロール通路２２の間に隔壁２６を設けている。
これにより、バルブ操作手段２５に高温の排気ガスが当たるのをより確実に低減することができるため、バルブ操作手段２５の高温に対する信頼性を大きく向上できる。

（実施例１の効果４）
この実施例１のバルブ装置２０は、上述したように、収容空間αの内部にバルブ操作手段２５とガイド手段２４を組み入れる開口部２８ａを、軸受３２によって塞ぐ構成を採用している。
バルブ操作手段２５とガイド手段２４を第２スクロール通路２２から組付けるのではなく、開口部２８ａからバルブ操作手段２５とガイド手段２４を組付けことができるため、バルブ操作手段２５とガイド手段２４の組付けを容易に実施できる。

（実施例１の効果５）
この実施例１のカムプレート３３には、上述したように、スライダ３５を挿し入れる組付け穴３３ｂが設けられる。
これにより、第２スクロール通路２２から組み入れられるスライダ３５を組付け穴３３ｂに挿入することが可能になり、第２スクロール通路２２から組み入れたスライダ３５をカムプレート３３と軸受３２との間でスライダ３５を挟むことができる。

（実施例１の効果６）
この実施例１の収容空間αは、上述したように、弁座Ａよりも排気下流側に設けられる。
これにより、収容空間αの内部に配置されるバルブ操作手段２５が、高温の排気ガスに晒される時間を減らすことができ、バルブ操作手段２５の高温に対する信頼性をさらに高めることができる。
また、弁座Ａより排気下流側は、弁座Ａの排気上流側に比較して低圧であるため、壁材２８と軸受３２の隙間から漏れ出る排気ガス量を低減することができる。

（実施例１の効果７）
この実施例１のガイド手段２４は、上述したように、第２スクロール通路２２の外部に設けられる。具体的に、この実施例１では、ガイド手段２４がバルブ操作手段２５と同様、収容空間αの内部に設けられる。
このため、上述したバルブ操作手段２５と同様、ガイド手段２４の高温に対する信頼性を高めることができる。

［実施例２］
図４に基づいて実施例２を説明する。なお、以下の各実施例において、上記実施例１と同一符合は同一機能物を示すものである。
上記実施例１のガイド手段２４では、スライドピン２７のｙ軸方向の移動を規制する手段として、スライドピン２７の端部に設けたスライダ３５をカムプレート３３と軸受３２で挟む構造を採用した。
これに対し、この実施例２のガイド手段２４は、スライドピン２７のｙ軸方向の移動を規制する手段として、カムプレート３３に設けたスライダ３５と、このスライダ３５と平行に設けた第２スライダ３７によってカムプレート３３をｙ軸方向で挟む構造を採用するものである。
なお、他の構造は実施例１と同じであり、実施例１と同様の効果を得ることができる。

［実施例３］
図５に基づいて実施例３を説明する。
この実施例３のガイド手段２４は、タービンハウジング５ｂ（具体的には隔壁２６）に設けられてｘ軸方向へ直線的に伸びる軸穴３８と、スライドピン２７に結合されてポペット軸２３ａと平行な支持軸３９とによって設けられる。
この支持軸３９は、軸穴３８に微細なクリアランスを介して挿し入れられるものであり、支持軸３９が軸穴３８の内部においてｘ軸方向のみに摺動自在に支持されることで、ポペットバルブ２３の移動方向がｘ軸方向のみに規制される。

［実施例４］
図６に基づいて実施例４を説明する。
上記実施例１〜実施例３では、ガイド手段２４を第２スクロール通路２２の外部に設ける例を示した。
これに対し、この実施例３は、ガイド手段２４を第２スクロール通路２２の内部に設けるものである。

具体的に、この実施例３のガイド手段２４は、ポペットバルブ２３の中心から放射状に設けられ、第２スクロール通路２２の内壁面に摺接する複数のガイドリブ４１によって設けられる。
第２スクロール通路２２において各ガイドリブ４１が摺接する範囲の内壁面は、円筒面に設けられる。そして、各ガイドリブ４１は、第２スクロール通路２２の内壁面に対して微細なクリアランスを介して挿入配置されるものであり、複数のガイドリブ４１が第２スクロール通路２２の内壁面に摺接するすることで、ポペットバルブ２３の移動方向がｘ軸方向のみに規制される。

なお、弁体２３ｂの形状は何ら限定するものではないが、この実施例の弁体２３ｂは、ポペットバルブ２３とタービンハウジング５ｂの間を通過する排気ガスの流れをスムーズにするべく、弁体２３ｂの上流面が上流方向へ膨出する球面に設けられる。
また、弁体２３ｂにおいて弁座Ａに着座するシート面Ｂも外側へ膨出する球面に設けられる。さらに、弁体２３ｂの下流面は、中心部が下流方向に膨出する円錐面に設けられるとともに、その円錐表面が排気ガスの流れをスムーズにするべく緩やかな曲面に設けられる。

［実施例５］
図７に基づいて実施例５を説明する。
上記実施例１〜４では、ポペットバルブ２３が排気ガスの流れ方向の上流側へ移動することにより開弁する内開弁タイプを示した。
これに対し、この実施例５は、ポペットバルブ２３が排気ガスの流れ方向の下流側へ移動することにより開弁する外開弁タイプを採用するものである。
このような外開弁タイプのバルブ装置２０であっても、上記実施例１〜４で開示したバルブ操作手段２５およびガイド手段２４を採用することで、上記実施例１〜４と同様の効果を得ることができる。

上記実施例のバルブ操作手段２５は、回転シャフト３１の回転運動をスライドピン２７の直線移動に変換する手段としてカム溝３３ａによるカム機構を用いる例を示したが、回転シャフト３１の回転運動をスライドピン２７の直線移動に変換する手段は適宜変更可能なものである。
具体的な一例として、回転駆動されるピニオンによって直線歯車であるラックを駆動するラック＆ピニオンを用いたり、ワイヤを巻き取ることでスライドピン２７を駆動操作するワイヤ駆動タイプを用いたり、カム山を用いたカム機構など、種々適用可能なものである。

上記の実施例では、タービンハウジング５ｂに独立した２つの排気スクロール（第１、第２スクロール通路２１、２２）を設けて、一方の排気スクロール（第２スクロール通路２２）をバルブ装置２０によって開閉する例を示したが限定するものではない。
具体的には、上記の実施例とは異なり、独立した２つのターボチャージャ２を搭載する車両において、一方のターボチャージャ５の排気タービン５に通じる排気通路を開閉するバルブ装置２０に本発明を適用しても良い。即ち、ツインターボの運転状態をコントロールするバルブ装置２０に本発明を適用しても良い。

５ 排気タービン
５ａ タービン羽根車
２０ バルブ装置
２２ 第２スクロール通路（排気通路）
２３ ポペットバルブ
２４ ガイド手段
２５ バルブ操作手段

Claims (8)

1. 排気タービン（５）のタービン羽根車（５ａ）へ排気ガスを導く排気通路（２２）を開閉するポペットバルブ（２３）と、
   このポペットバルブ（２３）の移動方向を直線方向に規制するガイド手段（２４）と、
   前記ポペットバルブ（２３）の移動方向をｘ軸方向とした場合に、前記ｘ軸方向に対する垂直方向から前記ポペットバルブ（２３）を開閉駆動するバルブ操作手段（２５）と、
   を備えるバルブ装置（２０）。
2. 請求項１に記載のバルブ装置（２０）において、
   前記ポペットバルブ（２３）が組み付けられるハウジング（５ｂ）には、前記排気通路（２２）に隣接する部位に収容空間（α）が設けられ、
   前記バルブ操作手段（２５）は、前記収容空間（α）の内部に配置されることを特徴とするバルブ装置（２０）。
3. 請求項２に記載のバルブ装置（２０）において、
   前記収容空間（α）と前記排気通路（２２）の間には、前記収容空間（α）の内部に配置される前記バルブ操作手段（２５）と、前記排気通路（２２）を通過する排気ガスとを区画する隔壁（２６）が設けられることを特徴とするバルブ装置（２０）。
4. 請求項２または請求項３に記載のバルブ装置（２０）において、
   前記ハウジング（５ｂ）は、内側に前記収容空間（α）を形成する壁材（２８）を備え、
   前記バルブ操作手段（２５）は、前記収容空間（α）の外部から与えられる回転運動を前記収容空間（α）の内側へ導く回転シャフト（３１）を回転自在に支持する軸受（３２）を備え、
   この軸受（３２）は、前記壁材（２８）に形成された開口部（２８ａ）に圧入されて、前記収容空間（α）の内部と大気中とを遮断することを特徴とするバルブ装置（２０）。
5. 請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載のバルブ装置（２０）において、
   前記バルブ操作手段（２５）は、前記収容空間（α）の外部から与えられる回転運動を前記収容空間（α）の内側へ導く回転シャフト（３１）と、この回転シャフト（３１）と一体に回動するカムプレート（３３）と、前記カムプレート（３３）に形成されたカム溝（３３ａ）に嵌め入れられて前記ポペットバルブ（２３）と一体に前記ｘ軸方向へ移動するスライドピン（２７）とを備え、
   前記カムプレート（３３）は、前記スライドピン（２７）の端部に設けられるスライダ３５を挿し入れる組付け穴（３３ｂ）を備え、この組付け穴（３３ｂ）は前記カム溝（３３ａ）に繋がって設けられることを特徴とするバルブ装置（２０）。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のバルブ装置（２０）において、
   前記ポペットバルブ（２３）が組み付けられるハウジング（５ｂ）は、閉弁時に前記ポペットバルブ（２３）が着座する弁座（Ａ）を備え、
   前記収容空間（α）は、前記弁座（Ａ）より排気下流側に設けられることを特徴とするバルブ装置（２０）。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のバルブ装置（２０）において、
   前記ガイド手段（２４）は、前記排気通路（２２）の外部に設けられることを特徴とするバルブ装置（２０）。
8. 請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のバルブ装置（２０）において、
   前記ガイド手段（２４）は、前記排気通路（２２）の内部に設けられることを特徴とするバルブ装置（２０）。

Images