JP2023134218A - バタフライバルブの軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性を向上することができる。【解決手段】バタフライバルブの軸受構造は、排気通路を有するハウジングと、前記排気通路の上流と下流との間に設けられた弁体と、前記弁体が取り付けられたシャフトと、前記シャフトの第１端部側を大気開放状態で前記ハウジングに対して回転可能に支持する第１支持部と、前記シャフトの第２端部側を閉塞状態で前記ハウジングに対して回転可能に支持する第２支持部と、前記シャフトの第２端部側と前記排気通路の上流側とを遮断する遮断部と、前記シャフトの第２端部側と前記排気通路の下流側とを連通する連通部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、バタフライバルブの軸受構造に関する。

特許文献１には、エキゾーストバルブ用のバタフライバルブとして下記が開示されている。バタフライバルブは、排気通路を開閉する弁体が設けられた回転軸と、回転軸の弁体よりも一方側をハウジングに対して回転可能に支持する筒部及び筒部の一方側を閉塞する底部を有する第１スリーブと、回転軸の弁体よりも他方側をハウジングに対して回転可能に支持する筒部を有する第２スリーブと、を備える。回転軸の一方側端面と、第１スリーブとの間には、空間が形成される。回転軸には、排気通路と空間とを連通するガス通路が形成されている。排気通路内の排気ガスは、ガス通路を通って空間に流入し、その後、第１スリーブの筒部の内径面と回転軸の外周面との隙間を通って排気通路内に戻される。そのため、第１スリーブ及び回転軸間の摺動面で発生した摩耗粉は、排気ガスと一緒に排気通路内へ排出される。

特開２０１８－７１６２９号公報

ところで、回転軸の一方側端面と第１スリーブとの間の空間にガスがたまると、空間内の圧力が高くなり過ぎる場合がある。この場合、回転軸の一方側端面が空間内の圧力によって軸方向（排気通路側）に押される。すると、回転軸が他方側に押されることで、弁体が第２スリーブに押し付けられる。弁体は回転軸と共に回転するため、弁体と第２スリーブとの摺動部が摩耗してしまう可能性がある。今後の開発において、更なる高圧力や高作動回転の要求を満足するため、更に耐摩耗性に優れた構造が要求されている。

そこで本発明は、耐摩耗性を向上できるバタフライバルブの軸受構造を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るバタフライバルブの軸受構造は、排気通路を有するハウジングと、前記排気通路の上流と下流との間に設けられた弁体と、前記弁体が取り付けられたシャフトと、前記シャフトの第１端部側を大気開放状態で前記ハウジングに対して回転可能に支持する第１支持部と、前記シャフトの第２端部側を閉塞状態で前記ハウジングに対して回転可能に支持する第２支持部と、前記シャフトの第２端部側と前記排気通路の上流側とを遮断する遮断部と、前記シャフトの第２端部側と前記排気通路の下流側とを連通する連通部と、を備える。

上記態様によれば、耐摩耗性を向上することができる。

第１実施形態に係る排気システムの一例を示す図。 第１実施形態に係るバタフライバルブの軸受構造の断面を含む図。 第１実施形態に係るシャフトの第２端部側の軸受構造の断面図。 第１実施形態に係る第２ブッシュの斜視図。 第１実施形態に係るハウジング側通路の斜視図。 第２実施形態に係るシャフトの第２端部側の軸受構造の断面図。 第２実施形態に係る第２ブッシュの斜視図。 第３実施形態に係るシャフトの第２端部側の軸受構造の断面図。 第３実施形態に係るシャフトの第２端部側の斜視図。 第３実施形態に係る第２ブッシュの斜視図。 第４実施形態に係るシャフトの第２端部側の軸受構造の断面図。 第４実施形態に係るシャフトの第２端部側の斜視図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。実施形態においては、バタフライバルブの軸受構造の一例として、エンジンの排気システムに適用した例を挙げて説明する。

＜第１実施形態＞
＜排気システム＞
図１は、第１実施形態に係る排気システム１の一例を示す図である。
図１に示すように、排気システム１は、エンジン２と、高圧段ターボ３と、低圧段ターボ４と、後処理装置５と、排気スロットルバルブ６と、バイパスバルブ７と、を備える。排気システム１の構成要素は、配管を介して関係要素と接続されている。図１中において、配管内を通るガスの流れ方向を矢印で示す。

エンジン２は、内燃機関の一構成例である。例えば、エンジン２は、多気筒のディーゼルエンジンである。
高圧段ターボ３及び低圧段ターボ４は、エンジン２の排気を利用してエンジン２の吸気を圧縮する過給機である。高圧段ターボ３及び低圧段ターボ４は、２段ターボ８を構成する。吸気は、低圧段ターボ４、高圧段ターボ３を順に通ってエンジン２の燃焼室に導かれる。エンジン２の排気の一部は、高圧段ターボ３を通って低圧段ターボ４に導かれる。エンジン２の排気の他の一部は、高圧段ターボ３は通らず、バイパスバルブ７を通って低圧段ターボ４に導かれる。

後処理装置５は、エンジン２の排気中に含まれる粒子状物質（Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ（ＰＭ））を浄化する装置である。例えば、後処理装置５は、排気管内に設けられたＤＯＣ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ；ディーゼル酸化触媒）と、エンジン２の排気中のＰＭを捕集するフィルタであるＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ；ディーゼルパティキュレートフィルタ）と、を備える。例えば、後処理装置５は、ＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣで変換された二酸化窒素によって下流で捕集されたススを酸化して二酸化炭素とし、ススを除去する。

例えば、排気システム１では、ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼させるために定期的に再生運転（ＤＰＦ再生運転）が行われる。この再生運転では、排気の温度やＤＯＣの温度が強制的に上昇させられる。例えば、再生運転は、エンジン２内で排気に燃料をわずかに混合するためのポスト噴射によって行われる。

なお、再生運転は、ＤＯＣの上流で排気管内に燃料（ＨＣ）を噴射（以下、ＨＣドージングともいう。）することによって、ＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣ内部でＨＣを燃焼させ、ＤＰＦの温度を上げることによって行われてもよい。また、再生運転は、ポスト噴射とＨＣドージングとの組み合わせによって行われてもよい。

排気スロットルバルブ６は、低圧段ターボ４の下流に設けられている。排気スロットルバルブ６は、低圧段ターボ４と後処理装置５との間に設けられている。排気スロットルバルブ６は、低圧段ターボ４と後処理装置５とをつなぐ排気管に設けられている。排気スロットルバルブ６は、通常時は排気通路を全開する。排気スロットルバルブ６は、排気温度を調整する役割を持つ。例えば、排気スロットルバルブ６は、後処理再生時等に、負荷に応じて排気通路を絞り、排気温度を上昇させる。実施形態のバタフライバルブの軸受構造１０は、排気スロットルバルブ６に設けられている。

バイパスバルブ７は、２段ターボ８の間に設けられている。バイパスバルブ７は、エンジン２と高圧段ターボ３とをつなぐ排気管から分岐して低圧段ターボ４につながる部分に設けられている。バイパスバルブ７は、低圧段ターボ４の上流に設けられている。バイパスバルブ７は、ターボの過回転防止用のバルブである。バイパスバルブ７は、筒内圧の超過防止や、ターボ許容回転の超過防止のために、高圧段ターボ３の入口から出口へのバイパス回路（排気通路）を開閉させる役割を持つ。例えば、バイパスバルブ７は、全閉時でも目標ＩＭＰ（Ｉｎｌｅｔ Ｍａｎｉｆｏｌｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ；インレットマニホールド圧力）に達しないように設定される。例えば、バイパスバルブ７は、目標ＩＭＰに対して実ＩＭＰが低い場合は閉じ（例えば全閉し）、目標ＩＭＰに対して実ＩＭＰが高い場合は開く（例えば全開する）ように制御される。実施形態のバタフライバルブの軸受構造１０は、バイパスバルブ７にも設けられる。

＜バタフライバルブの軸受構造＞
次に、実施形態の排気スロットルバルブ６及びバイパスバルブ７のそれぞれに設けられるバタフライバルブの軸受構造１０について説明する。
図２は、第１実施形態に係るバタフライバルブの軸受構造１０の断面を含む図である。図２は、バタフライバルブの開弁状態を示す縦断面図に相当する。
図２に示すように、バタフライバルブの軸受構造１０は、ハウジング１１と、弁体１２と、シャフト１３と、第１支持部１４と、第２支持部１５と、遮断部１６と、連通部１７と、を備える。

以下の説明では、図２の紙面左右方向を排気通路２０に沿う排気方向とし、左側を上流側（エンジン側）、右側を下流側（排気口側）とする。また、図２の紙面上下方向をシャフト１３の軸方向とし、上側をシャフト１３の第１端部側、下側をシャフト１３の第２端部側とする。例えば、シャフト１３は、地面に対して水平に配置される。なお、シャフト１３は、地面に対して鉛直に配置されてもよい。または、シャフト１３は、地面に対して斜めに配置されてもよい。例えば、シャフト１３の配置態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

ハウジング１１は、排気通路２０を有する。ハウジング１１は、排気方向に沿う円筒形状を有する。ハウジング１１は、排気通路２０と直交する軸受孔２１，２２を有する。軸受孔２１，２２は、シャフト１３の第１端部側及び第２端部側に設けられている。以下、シャフト１３の第１端部側の軸受孔を「第１軸受孔２１」、シャフト１３の第２端部側の軸受孔を「第２軸受孔２２」ともいう。

弁体１２は、排気通路２０の上流と下流との間に設けられている。例えば、弁体１２は、楕円形状の部材である。弁体１２の短径は、排気通路２０の内径よりも小さい。弁体１２の長径は、排気通路２０の内径よりも大きい。なお、弁体１２は、円板形状の部材であってもよい。この場合、弁体１２の直径は、排気通路２０の内径よりも小さい。例えば、弁体１２の形状は、要求仕様に応じて変更することができる。

シャフト１３には、弁体１２が取り付けられている。例えば、弁体１２は、ボルト等の締結部材によりシャフト１３に固定されている。シャフト１３は、円柱形状の部材である。シャフト１３の軸方向の長さは、排気通路２０の内径よりも大きい。

＜第１支持部＞
第１支持部１４は、シャフト１３の第１端部側を大気開放状態でハウジング１１に対して回転可能に支持する。シャフト１３の第１端部側は、シャフト１３において弁体１２よりも図２の紙面上側に相当する。第１支持部１４は、シャフト１３の第１端部側をハウジング１１に対して回転可能に支持する筒状のブッシュ３０（以下「第１ブッシュ３０」ともいう。）と、第１ブッシュ３０に隣接する環状のカラー３１と、を備える。

例えば、第１ブッシュ３０は、ハウジング１１の第１軸受孔２１に圧入されている。シャフト１３の第１端部側は、第１ブッシュ３０の内周面に対して摺動可能に設けられている。シャフト１３の第１端部側と第１ブッシュ３０との間には、シールリング３２（以下「第１シールリング３２」ともいう。）が設けられている。

第１シールリング３２は、シャフト１３の第１端部側と第１ブッシュ３０との摺動部に設けられている。第１シールリング３２は、シャフト１３の第１端部に臨む第１端側空間（外部空間）と排気通路２０とを遮断している。第１シールリング３２は、シャフト１３と第１ブッシュ３０との隙間から外部空間に排気が抜け出ることを抑制する。第１シールリング３２は、全閉時に限らず、常時、ガス抜けを低減する。シャフト１３の第１端部は、カラー３１よりも上側に配置されている。シャフト１３の第１端部は、ハウジング１１の外部空間に露出している。

シャフト１３の第１端部は、リンク機構を構成するレバー３５に接続されている。シャフト１３は、アクチュエータ３６の駆動により回転するレバー３５と一体に回転する。シャフト１３の回転により弁体１２が開閉することで、排気通路２０の面積（排気方向から見たハウジング１１内の通路面積）が変化する。レバー３５とハウジング１１との間には、スプリング３７が設けられている。

スプリング３７は、シャフト１３に沿う螺旋形状を有する。例えば、レバー３５には、スプリング３７の一端が引っ掛かる切欠きが設けられている。例えば、ハウジング１１には、スプリング３７の他端が引っ掛かる突起が設けられている。スプリング３７は、レバー３５を全開側（弁体１２が開く側）に付勢する。アクチュエータ３６の駆動により、スプリング３７の付勢力に抗してレバー３５が回転することで、弁体１２は閉じる側に動く。

＜第２支持部＞
第２支持部１５は、シャフト１３の第２端部側を閉塞状態でハウジング１１に対して回転可能に支持する。シャフト１３の第２端部側は、シャフト１３において弁体１２よりも図２の紙面下側に相当する。第２支持部１５は、シャフト１３の第２端部側をハウジング１１に対して回転可能に支持する筒状のブッシュ４０（以下「第２ブッシュ４０」ともいう。）を備える。

例えば、第２ブッシュ４０は、ハウジング１１の第２軸受孔２２に圧入されている。シャフト１３の第２端部側は、第２ブッシュ４０の内周面に対して摺動可能に設けられている。シャフト１３の第２端部側と第２ブッシュ４０との間には、シールリング４２（以下「第２シールリング４２」ともいう。）が設けられている。

図３は、第１実施形態に係るシャフト１３の第２端部側の軸受構造の断面図である。
図３に示すように、第２シールリング４２は、シャフト１３の第２端部側と第２ブッシュ４０との摺動部に設けられている。第２シールリング４２は、シャフト１３の第２端部に臨む第２端側空間４３と排気通路２０とを遮断している。

ハウジング１１の第２軸受孔２２は、排気通路２０に連通する内側孔２５と、内側孔２５に連通する外側孔２６と、を有する。内側孔２５は、外側孔２６よりもシャフト１３の軸方向内側に配置されている。外側孔２６の直径は、内側孔２５の直径よりも大きい。

第２ブッシュ４０は、内側孔２５に沿う円筒形状のブッシュ本体部４５と、外側孔２６に沿う円環形状のフランジ部４６と、を備える。例えば、ブッシュ本体部４５は、内側孔２５に圧入されている。例えば、フランジ部４６は、外側孔２６に隙間を介して嵌め合わされている。例えば、ブッシュ本体部４５及びフランジ部４６は、同一の部材で一体に形成されている。

ハウジング１１には、シャフト１３の第２端部側を閉塞するプラグ５０が取り付けられている。例えば、プラグ５０は、外側孔２６に圧入されている。外側孔２６は、プラグ５０により密閉されている。プラグ５０は、外側孔２６に沿う円筒形状のプラグ筒部５１と、円板形状のプラグ底部５２と、を備える。例えば、プラグ筒部５１及びプラグ底部５２は、同一の部材で一体に形成されている。

第２ブッシュ４０は、シャフト１３の第２端部に臨む第２端側空間４３に一端が開口し、排気通路２０の下流側に他端が開口する連通路６０（以下「ブッシュ側通路６０」ともいう。）を有する。第２端側空間４３は、シャフト１３の第２端部とプラグ５０との間に形成されている。

図４に示すように、ブッシュ側通路６０は、円孔である。図３に示すように、ブッシュ側通路６０は、シャフト１３の軸方向に対して斜めに交差している。ブッシュ側通路６０は、第２端側空間４３に臨む部位から第２ブッシュ４０の軸方向内側に向かうに従って径方向外側に位置するように直線状に傾斜して延びている。ブッシュ側通路６０の一端は、ブッシュ本体部４５の径方向内側において第２端側空間４３に臨む部位に形成されている。ブッシュ側通路６０の他端は、ブッシュ本体部４５の内側孔２５内の外周面において排気通路２０の下流側に臨む部位に形成されている。

ハウジング１１は、ブッシュ側通路６０に連通する連通路６１（以下「ハウジング側通路６１」ともいう。）を有する。ハウジング側通路６１は、ハウジング１１の内側孔２５の周壁部において排気通路２０の下流側に臨む部位に形成されている。図５に示すように、ハウジング側通路６１は、半円形状の溝である。図３に示すように、ハウジング側通路６１は、シャフト１３の軸方向と平行に直線状に延びている。ハウジング側通路６１の一端は、フランジ部４６に臨む部位に形成されている。ハウジング側通路６１の他端は、排気通路２０の下流側に臨む部位に形成されている。

上述の通り、ブッシュ側通路６０は、シャフト１３の第２端部に臨む第２端側空間４３に一端が開口している。ハウジング側通路６１は、排気通路２０の下流側に他端が開口している。ブッシュ側通路６０及びハウジング側通路６１は、内側孔２５において互いに連通している。したがって、ブッシュ側通路６０及びハウジング側通路６１は、シャフト１３の第２端部側と排気通路２０の下流側とを連通する連通部１７として機能する。言い換えると、第２ブッシュ４０及びハウジング１１において第２端側空間４３と排気通路２０の下流側との間に形成された各通路６０，６１（孔、溝）は、連通部１７を構成している。

一方、第２ブッシュ４０及びハウジング１１において第２端側空間４３と排気通路２０の上流側との間には、孔及び溝が形成されていない。したがって、第２ブッシュ４０及びハウジング１１において第２端側空間４３と排気通路２０の上流側との間の部分は、第２シールリング４２と共に、シャフト１３の第２端部側と排気通路２０の上流側とを遮断する遮断部１６として機能する。言い換えると、第２ブッシュ４０及びハウジング１１は、第２端側空間４３と排気通路２０の上流側とを連通する通路を有しない。

＜作用効果＞
以上説明したように、本実施形態のバタフライバルブの軸受構造１０は、排気通路２０を有するハウジング１１と、排気通路２０の上流と下流との間に設けられた弁体１２と、弁体１２が取り付けられたシャフト１３と、シャフト１３の第１端部側を大気開放状態でハウジング１１に対して回転可能に支持する第１支持部１４と、シャフト１３の第２端部側を閉塞状態でハウジング１１に対して回転可能に支持する第２支持部１５と、シャフト１３の第２端部側と排気通路２０の上流側とを遮断する遮断部１６と、シャフト１３の第２端部側と排気通路２０の下流側とを連通する連通部１７と、を備える。
この構成によれば、連通部１７により、シャフト１３の第２端部側のガスを排気通路２０の下流側に抜くことができる。このため、シャフト１３の第２端部側の圧力上昇を抑制することができる。これにより、シャフト１３の第２端部が軸方向（排気通路２０側）に押されて弁体１２が第１支持部１４に押し付けられることを抑制することができる。このため、弁体１２がシャフト１３と一体に回転する場合でも、弁体１２と第１支持部１４との摺動部に作用する圧力を低下させることできる。すなわち、シャフト１３が上側（大気開放側）に向かう推力が小さくなり、弁体１２と第１支持部１４との摺動部にかかる力が減るため、摩耗が低減する。したがって、耐摩耗性を向上することができる。

本実施形態では、第２支持部１５は、シャフト１３の第２端部側をハウジング１１に対して回転可能に支持する筒状の第２ブッシュ４０を備える。第２ブッシュ４０は、シャフト１３の第２端部に臨む第２端側空間４３に一端が開口し、排気通路２０の下流側に他端が開口する連通路６０を有する。
この構成によれば、第２ブッシュ４０の連通路６０により、第２端側空間４３のガスを排気通路２０の下流側に抜くことができるため、第２端側空間４３の圧力上昇を抑制することができる。したがって、シャフト１３に連通路を設けた場合と比較して、簡素な構造とすることができる。

本実施形態では、バタフライバルブの軸受構造１０は、シャフト１３の第２端部側と第２支持部１５との間に設けられた第２シールリング４２を備える。
この構成によれば、第２シールリング４２により第２端側空間４３と排気通路２０とを遮断することができる。すなわち、第２シールリング４２は、第２端側空間４３と排気通路２０の上流側とを遮断する遮断部１６として機能する。このため、排気通路２０の上流側のガスが第２端側空間４３に入り込むことによる第２端側空間４３の圧力上昇を抑制することができる。これにより、シャフト１３が上側（大気開放側）に向かう推力が更に小さくなり、弁体１２と第２ブッシュ４０との摺動部にかかる力が更に減るため、摩耗が更に低減する。したがって、耐摩耗性を更に向上することができる。

本実施形態では、バタフライバルブの軸受構造１０は、排気スロットルバルブ６に設けられる。
この構成によれば、排気スロットルバルブ６において排気通路２０の下流側の圧力は、ほぼ大気圧（例えば０～３０ｋＰａ程度）になる。このため、排気通路２０の下流側に連通する第２端側空間４３の圧力も、ほぼ大気圧になる。これにより、シャフト１３が上側（大気開放側）に向かう推力が更に小さくなり、弁体１２と第２ブッシュ４０との摺動部にかかる力が更に減るため、摩耗が更に低減する。したがって、耐摩耗性を更に向上することができる。

本実施形態では、バタフライバルブの軸受構造１０は、ターボの過回転防止用のバイパスバルブ７に設けられる。
この構成によれば、バイパスバルブ７においても耐摩耗性を向上することができる。

本実施形態では、バタフライバルブの軸受構造１０は、２段ターボ８の間に設けられる。
この構成によれば、２段ターボ８を備えた構成において耐摩耗性を向上することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、第２ブッシュ４０及びハウジング１１において第２端側空間４３と排気通路２０の下流側との間に形成された各通路６０，６１（孔、溝）が連通部１７を構成する例（図３参照）を挙げて説明した。第２実施形態では、図６に示すように、第２ブッシュ４０において第２端側空間４３と排気通路２０の下流側との間に形成された通路２６０（孔）が連通部１７を構成する点で第１実施形態と相違している。すなわち、第２実施形態では、ハウジング１１には連通部１７を構成する通路が形成されていない。以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図６は、第２実施形態に係るシャフトの第２端部側の軸受構造の断面図である。図７は、第２実施形態に係る第２ブッシュの斜視図である。
図６に示すように、第２ブッシュ４０は、シャフト１３の第２端部に臨む第２端側空間４３に一端が開口し、排気通路２０の下流側に他端が開口する連通路２６０を有する。連通路２６０は、Ｌ字状に形成されている。連通路２６０は、第２端側空間４３に開口する軸方向通路２６１と、排気通路２０の下流側に開口する径方向通路２６２と、を備える。軸方向通路２６１及び径方向通路２６２は、第２ブッシュ４０の内部において互いに連通している。

図７に示すように、軸方向通路２６１は、第２ブッシュ４０のブッシュ本体部４５の軸方向に沿って延びる円孔である。図６に示すように、軸方向通路２６１は、シャフト１３の軸方向と平行に延びている。軸方向通路２６１の一端は、ブッシュ本体部４５において第２端側空間４３に臨む部位に形成されている。軸方向通路２６１の他端は、ブッシュ本体部４５において第２シールリング４２と弁体１２との間の部位（軸方向において第２シールリング４２よりも排気通路２０側の部位）に形成されている。なお、第２ブッシュ４０とシャフト１３との間に軸方向通路２６１は無いので、第２シールリング４２の位置はシールしていればどこに配置されてもよい。

図７に示すように、径方向通路２６２は、第２ブッシュ４０のブッシュ本体部４５の径方向に沿って延びる円孔である。図６に示すように、径方向通路２６２は、シャフト１３の軸方向と直交（交差）する方向に延びている。径方向通路２６２の一端は、軸方向通路２６１の他端につながっている。径方向通路２６２の他端は、ブッシュ本体部４５の外周面において排気通路２０の下流側に臨む部位に形成されている。

上述の通り、軸方向通路２６１は、シャフト１３の第２端部に臨む第２端側空間４３に一端が開口している。径方向通路２６２は、排気通路２０の下流側に他端が開口している。軸方向通路２６１及び径方向通路２６２は、第２ブッシュ４０の内部で互いに連通している。したがって、軸方向通路２６１及び径方向通路２６２は、シャフト１３の第２端部側と排気通路２０の下流側とを連通する連通部１７として機能する。言い換えると、第２ブッシュ４０において第２端側空間４３と排気通路２０の下流側との間に形成された通路２６１，２６２（孔）が連通部１７を構成している。

＜作用効果＞
第２実施形態では、第２ブッシュ４０は、シャフト１３の第２端部に臨む第２端側空間４３に一端が開口し、排気通路２０の下流側に他端が開口する連通路２６０を有する。
この構成によれば、第２ブッシュ４０の連通路２６０により、第２端側空間４３のガスを排気通路２０の下流側に抜くことができるため、第２端側空間４３の圧力上昇を抑制することができる。したがって、シャフト１３に連通路を設けた場合と比較して、簡素な構造とすることができる。

第２実施形態では、ハウジング１１には連通部１７を構成する通路が形成されていない。
この構成によれば、ハウジング１１に連通路を設けた場合と比較して、簡素な構造とすることができる。

＜第３実施形態＞
第１実施形態では、シャフト１３には連通部１７を構成する通路が形成されていない例（図３参照）を挙げて説明した。第３実施形態では、図８に示すように、シャフト１３に連通部１７を構成する通路３６０が形成されている点で第１実施形態と相違している。第３実施形態では、シャフト１３及び第２ブッシュ４０において第２端側空間４３と排気通路２０の下流側との間に形成された通路３６０，３６４が連通部１７を構成している。以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図８は、第３実施形態に係るシャフトの第２端部側の軸受構造の断面図である。図９は、第３実施形態に係るシャフトの第２端部側の斜視図である。図１０は、第３実施形態に係る第２ブッシュの斜視図である。
図８に示すように、シャフト１３は、シャフト１３の第２端部に一端が開口し、第２ブッシュ４０の内周側に他端が開口するシャフト側通路３６０を有する。シャフト側通路３６０は、シャフト１３の第２端部に開口するシャフト側第１通路３６１と、第２ブッシュ４０の内周側に開口するシャフト側第２通路３６２と、シャフト側第１通路３６１とシャフト側第２通路３６２とを連通するシャフト側第３通路３６３と、を備える。シャフト側第１通路３６１及びシャフト側第３通路３６３は、シャフト１３の内部において互いに連通している。

図９に示すように、シャフト側第１通路３６１は、シャフト１３の軸方向に沿って延びる円孔である。図８に示すように、シャフト側第１通路３６１は、シャフト１３の中心軸に沿って延びている。シャフト側第１通路３６１の一端は、シャフト１３の第２端部の径方向中心部に形成されている。シャフト側第１通路３６１の他端は、シャフト１３において第２シールリング４２と内側孔２５との間の部位（軸方向において第２シールリング４２よりも第２端側空間４３に近い部位）に形成されている。図９中符号４１は、第２シールリング４２が嵌まる環状の溝を示す。

図９に示すように、シャフト側第２通路３６２は、シャフト１３の外周面の周方向に沿って延びる凹形状の溝である。シャフト側第２通路３６２は、シャフト１３の外周面の周方向全体にわたって連続する環状に形成されている。図８に示すように、シャフト側第２通路３６２は、シャフト１３の外周面において第２シールリング４２と内側孔２５との間の部位（軸方向においてシャフト側第１通路３６１の他端と同じ位置）に形成されている。

図９に示すように、シャフト側第３通路３６３は、シャフト１３の径方向に沿って延びる円孔である。シャフト側第３通路３６３の一端は、シャフト側第１通路３６１の他端につながっている。シャフト側第３通路３６３の他端は、シャフト側第２通路３６２の一部につながっている。シャフト側第３通路３６３は、軸方向においてシャフト側第２通路３６２と同じ位置に形成されている。

図８に示すように、第２ブッシュ４０は、シャフト側通路３６０に一端が開口し、排気通路２０の下流側に他端が開口するブッシュ側通路３６４を有する。図１０に示すように、ブッシュ側通路３６４は、第２ブッシュ４０のブッシュ本体部４５の径方向に沿って延びる円孔である。図８に示すように、ブッシュ側通路３６４は、シャフト１３の軸方向と直交（交差）する方向に延びている。ブッシュ側通路３６４の一端は、シャフト側第２通路３６２に臨む部位に形成されている。ブッシュ側通路３６４の他端は、ブッシュ本体部４５の外周面において排気通路２０の下流側に臨む部位に形成されている。

上述の通り、シャフト側通路３６０は、シャフト１３の第２端部に臨む第２端側空間４３に一端が開口している。ブッシュ側通路３６４は、排気通路２０の下流側に他端が開口している。シャフト側通路３６０及びブッシュ側通路３６４は、シャフト側第２通路３６２内で互いに連通している。シャフト側第２通路３６２は、シャフト１３の外周面において第２シールリング４２と内側孔２５との間の部位に全周にわたって形成されている。シャフト１３の回転時においても、シャフト側通路３６０及びブッシュ側通路３６４は、シャフト側第２通路３６２内で互いに連通している。したがって、シャフト側通路３６０及びブッシュ側通路３６４は、シャフト１３の第２端部側と排気通路２０の下流側とを連通する連通部１７として機能する。言い換えると、シャフト１３及び第２ブッシュ４０において第２端側空間４３と排気通路２０の下流側との間に形成された各通路３６０，３６４は、連通部１７を構成している。

＜作用効果＞
第３実施形態では、シャフト１３は、シャフト１３の第２端部に一端が開口し、第２ブッシュ４０の内周側に他端が開口するシャフト側通路３６０を有する。第２ブッシュ４０は、シャフト側通路３６０に一端が開口し、排気通路２０の下流側に他端が開口するブッシュ側通路３６４を有する。
この構成によれば、シャフト側通路３６０及びブッシュ側通路３６４により、第２端側空間４３のガスを排気通路２０の下流側に抜くことができるため、第２端側空間４３の圧力上昇を抑制することができる。

第三実施形態では、ハウジング１１には連通部１７を構成する通路が形成されていない。
この構成によれば、ハウジング１１に連通路を設けた場合と比較して、簡素な構造とすることができる。

＜第４実施形態＞
第３実施形態では、シャフト側通路３６０がシャフト側第１通路３６１とシャフト側第２通路３６２とを連通するシャフト側第３通路３６３を備える例（図８参照）を挙げて説明した。第４実施形態では、図１１に示すように、シャフト側通路３６０がシャフト側第３通路３６３を備えていない点で第３実施形態と相違している。第４実施形態では、シャフト１３及び第２ブッシュ４０において第２端側空間４３と排気通路２０の下流側との間に形成された通路４６０，３６４が連通部１７を構成している。以下の説明において、第３実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図１１は、第４実施形態に係るシャフトの第２端部側の軸受構造の断面図である。図１２は、第４実施形態に係るシャフトの第２端部側の斜視図である。
図１１に示すように、シャフト１３は、シャフト１３の第２端部に一端が開口し、第２ブッシュ４０の内周側に他端が開口するシャフト側通路４６０を有する。シャフト側通路４６０は、シャフト１３の第２端部に開口するシャフト側第１通路４６１と、第２ブッシュ４０の内周側に開口するシャフト側第２通路４６２と、を備える。シャフト側第１通路４６１及びシャフト側第２通路４６２は、シャフト１３の外周面において互いに連通している。

図１２に示すように、シャフト側第１通路４６１は、シャフト１３の外周面を軸方向に沿って延びる凹形状の溝である。図１１に示すように、シャフト側第１通路４６１の一端は、シャフト１３の第２端部の径方向外端部に形成されている。シャフト側第１通路４６１の他端は、シャフト１３において第２シールリング４２と内側孔２５との間の部位（軸方向において第２シールリング４２よりも第２端側空間４３に近い部位）に形成されている。シャフト側第１通路４６１の他端は、シャフト側第２通路４６２の一部につながっている。

上述の通り、シャフト側通路４６０は、シャフト１３の第２端部に臨む第２端側空間４３に一端が開口している。ブッシュ側通路３６４は、排気通路２０の下流側に他端が開口している。シャフト側通路４６０及びブッシュ側通路３６４は、シャフト側第２通路４６２内で互いに連通している。シャフト側第２通路４６２は、シャフト１３の外周面において第２シールリング４２と内側孔２５との間の部位に全周にわたって形成されている。シャフト１３の回転時においても、シャフト側通路４６０及びブッシュ側通路３６４は、シャフト側第２通路４６２内で互いに連通している。したがって、シャフト側通路４６０及びブッシュ側通路３６４は、シャフト１３の第２端部側と排気通路２０の下流側とを連通する連通部１７として機能する。言い換えると、シャフト１３及び第２ブッシュ４０において第２端側空間４３と排気通路２０の下流側との間に形成された各通路４６０，３６４は、連通部１７を構成している。

＜作用効果＞
第４実施形態では、シャフト１３は、シャフト１３の第２端部に一端が開口し、第２ブッシュ４０の内周側に他端が開口するシャフト側通路４６０を有する。第２ブッシュ４０は、シャフト側通路３６０に一端が開口し、排気通路２０の下流側に他端が開口するブッシュ側通路３６４を有する。
この構成によれば、シャフト側通路４６０及びブッシュ側通路３６４により、第２端側空間４３のガスを排気通路２０の下流側に抜くことができるため、第２端側空間４３の圧力上昇を抑制することができる。

第４実施形態では、シャフト側通路４６０がシャフト側第３通路３６３を備えていない。
この構成によれば、シャフト側第３通路３６３を備えた場合（図９参照）と比較して、簡素な構造とすることができる。

＜その他の実施形態＞
上述した実施形態では、バタフライバルブの軸受構造は、シャフトの第２端部側と第２支持部との間に設けられた第２シールリングを備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、バタフライバルブの軸受構造は、第２シールリングを備えていなくてもよい。例えば、バタフライバルブの軸受構造の構成態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

上述した実施形態では、バタフライバルブの軸受構造は、排気スロットルバルブに設けられる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、バタフライバルブの軸受構造は、排気スロットルバルブに設けられていなくてもよい。例えば、バタフライバルブの軸受構造は、バイパスバルブに設けられていてもよい。例えば、バタフライバルブの軸受構造の設置態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

上述した実施形態では、バタフライバルブの軸受構造は、ターボの過回転防止用のバイパスバルブに設けられる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、バタフライバルブの軸受構造は、バイパスバルブに設けられていなくてもよい。例えば、バタフライバルブの軸受構造は、排気スロットルバルブに設けられていてもよい。例えば、バタフライバルブの軸受構造の設置態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

上述した実施形態では、バタフライバルブの軸受構造は、２段ターボの間に設けられる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、バタフライバルブの軸受構造は、２段ターボの間に設けられていなくてもよい。例えば、排気システムは、２段ターボを備えていなくてもよい。例えば、排気システムは、１つのターボ（１段ターボ）を備えていてもよい。例えば、排気システムの構成態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であり、上述した実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

６…排気スロットルバルブ、７…バイパスバルブ、８…２段ターボ、１０…バタフライバルブの軸受構造、１１…ハウジング、１２…弁体、１３…シャフト、１４…第１支持部、１５…第２支持部、１６…遮断部、１７…連通部、２０…排気通路、４０…第２ブッシュ（ブッシュ）、４２…第２シールリング（シールリング）、４３…第２端側空間、６０…ブッシュ側通路（連通路）、６１…ハウジング側通路（連通路）、２６０…連通路、３６０…シャフト側通路、３６４…ブッシュ側通路、４６０…シャフト側通路

Claims (7)

1. 排気通路を有するハウジングと、
   前記排気通路の上流と下流との間に設けられた弁体と、
   前記弁体が取り付けられたシャフトと、
   前記シャフトの第１端部側を大気開放状態で前記ハウジングに対して回転可能に支持する第１支持部と、
   前記シャフトの第２端部側を閉塞状態で前記ハウジングに対して回転可能に支持する第２支持部と、
   前記シャフトの第２端部側と前記排気通路の上流側とを遮断する遮断部と、
   前記シャフトの第２端部側と前記排気通路の下流側とを連通する連通部と、を備える
   バタフライバルブの軸受構造。
2. 前記第２支持部は、前記シャフトの第２端部側を前記ハウジングに対して回転可能に支持する筒状のブッシュを備え、
   前記ブッシュは、前記シャフトの第２端部に臨む第２端側空間に一端が開口し、前記排気通路の下流側に他端が開口する連通路を有する
   請求項１に記載のバタフライバルブの軸受構造。
3. 前記第２支持部は、前記シャフトの第２端部側を前記ハウジングに対して回転可能に支持する筒状のブッシュを備え、
   前記シャフトは、前記シャフトの第２端部に一端が開口し、前記ブッシュの内周側に他端が開口するシャフト側通路を有し、
   前記ブッシュは、前記シャフト側通路に一端が開口し、前記排気通路の下流側に他端が開口するブッシュ側通路を有する
   請求項１又は２に記載のバタフライバルブの軸受構造。
4. 前記シャフトの第２端部側と前記第２支持部との間に設けられたシールリングを更に備える
   請求項１から３の何れか一項に記載のバタフライバルブの軸受構造。
5. 前記バタフライバルブの軸受構造は、排気スロットルバルブに設けられる
   請求項１から４の何れか一項に記載のバタフライバルブの軸受構造。
6. 前記バタフライバルブの軸受構造は、ターボの過回転防止用のバイパスバルブに設けられる
   請求項１から５の何れか一項に記載のバタフライバルブの軸受構造。
7. 前記バタフライバルブの軸受構造は、２段ターボの間に設けられる
   請求項６に記載のバタフライバルブの軸受構造。
   

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