JP4412650B2 - 内燃機関の排気ターボ過給機における排気ガス制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に付属されている排気ターボ過給機において、この排気ターボ過給機における排気タービンに供給される排気ガスを、内燃機関の運転状態に応じて制御する装置に関するものである。

一般に、内燃機関に付属される排気ターボ過給機においては、内燃機関からこの排気ターボ過給機における排気タービンに至る排気ガス通路に、前記排気タービンを迂回するバイパス通路を設け、このバイパス通路に設けた排気制御弁（ウエストゲート弁）を、内燃機関の運転状態に関連するダイヤフラム機構等の往復作動式のアクチェータにて、内燃機関における制御目標過給圧以下において閉じ、制御目標過給圧以上において開くように制御している。

この場合において、従来における排気ガス制御装置は、先行技術としての特許文献１及び特許文献２に記載されているように、前記排気制御弁（ウエストゲート弁）における弁体を回動にて開閉する弁軸に、開閉レバーの基端を固着し、この開閉レバーの先端を、前記アクチェータにロッド軸を介して連動・連結するという構成にしている。
実開平７−１０４３４号公報 特開平７−１４５７３５号公報

しかし、前記した従来の排気ガス制御装置においては、低負荷運転域と高負荷運転域との中間域等において前記排気制御弁における弁体が、開閉を繰り返すように振動するというチャタリングが発生するという問題があった。

本発明は、この問題を解消することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明は、
「内燃機関の排気ターボ過給機における排気タービンを迂回する排気バイパス通路に排気制御弁を設け、この排気制御弁における弁体を回動にて開閉するようにした開閉レバーに、前記内燃機関における運転状態に関連するアクチェータにロッド軸を介して連動・連結して成る排気ガス制御装置において、
前記ロッド軸における外周面のうち当該ロッド軸が前記開閉レバーの回動によって左右方向に往復して揺動する面と平行な側面に、当該ロッド軸における軸線方向への往復動に摩擦抵抗を付与するようにしたばね手段を、前記ロッド軸における軸線方向への往復動及び左右方向への往復揺動を許容する状態にして、直接に押圧するか、或いは摩擦部材を介して押圧する。」
ことを特徴としている。

ところで、排気ガス制御装置が、前記した特許文献１及び２のように、排気制御弁（ウエストゲート弁）における弁体を回動にて開閉する弁軸に、開閉レバーの基端を固着し、この開閉レバーの先端を、前記アクチェータにロッド軸を介して連動・連結するという構成である場合において、前記ロッド軸は、軸線の方向に往復動すると同時に、このロッド軸と前記開閉レバーとの連結点が開閉レバーの回動にて円弧運動することに追従して、軸線方向に対して左右両側の方向に往復して揺動することになる。

このロッド軸の外周面にばね手段を押圧するだけの構成であると、当該ロッド軸における軸線方向への往復動に対して、摩擦抵抗を安定して付与することができないから、チャタリング抑制の効果が低くて、チャタリング抑制を安定して確実に達成することができない。

そこで、本発明においては、請求項１に記載したように、前記ばね手段を、前記ロッド軸における外周面のうち当該ロッド軸が前記開閉レバーの回動によって左右方向に往復して揺動する面と平行な側面に、当該ロッド軸における軸線方向への往復動及び左右方向への往復揺動を許容する状態にして、直接に押圧するか、或いは摩擦部材を介して押圧するという構成にした。

このように構成することにより、前記ロッド軸における軸線方向への往復動に対する摩擦抵抗が、当該ロッド軸における左右方向への往復揺動によって変動することを回避できるから、前記ロッド軸における軸線方向への往復動に対して、常時一定の摩擦抵抗を付与することができる。

従って、請求項１によると、排気ガス制御装置を、その排気制御弁における弁体を回動にて開閉する弁軸に、開閉レバーの基端を固着し、この開閉レバーの先端を、アクチェータにロッド軸を介して連動・連結するという構成した場合に、前記排気制御弁における弁体にチャタリングが発生することを、安定して確実に抑制できる効果を有する。

以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。

図１〜図４は、第１の実施の形態を示す。

これらの図において、符号１は、内燃機関における排気ターボ過給機（図示せず）の排気タービン（図示せず）を迂回する排気バイパス通路を示し、この排気バイパス通路には、排気制御弁２が設けられている。

前記排気制御弁２は、弁体３と、この弁体３を取付けた弁軸４と、この弁軸４に基端を固着した開閉レバー５とを備え、前記開閉レバー５の回動によって前記弁体３を開閉するように構成されている。

符号６は、ダイヤフラム式のアクチェータを示す。このアクチェータ６は、ケース体７と、このケース体７内に圧力室８を形成するように設けたダイヤフラム９と、このダイヤフラム９に一端を固着したロッド軸１０を備えている。

このアクチェータ６は、その前記ロッド軸１０の他端を、前記排気制御弁２における開閉レバー５の先端に枢着ピン１１にて回動自在に連結する一方、前記ロッド軸１０を、矢印Ａで示すように、その軸線方向に沿って前記排気制御弁２における弁体３を閉じる方向に付勢するばね１２を備え、前記圧力室８に前記排気ターボ過給機におけるブロワー圧縮機にて圧縮された過給吸気の圧力を導入することにより、この過給吸気の圧力が低いときには、前記排気制御弁２における弁体３を前記ばね１２にて閉じているが、前記過給吸気の圧力が所定値越えて高くなると、前記ロッド軸１０が、矢印Ｂで示すように、その軸線方向に沿って、前記矢印Ａとは反対の方向に前記ばね１２に抗して移動して、前記排気制御弁２における弁体３を開くように作動する。

前記排気制御弁２における弁体３の開閉作動に際して、前記ロッド軸１０は、当該ロッド軸１０の他端と開閉レバー５との枢着ピン１１が開閉レバー５の回動にて円弧運動することにより、前記ダイヤフラム９に対する固着点を中心とし、矢印Ｃで示すように、軸線に対して左右方向に往復揺動することになる。

符号１３は、前記ロッド軸１０における矢印Ａ，Ｂの方向への往復動に対して所定の摩擦抵抗を付与するためのばね手段を示す。

このばね手段１３は、前記ロッド軸１０を挟む両側に配設した一対の板ばね１４ａ，１４ｂと、この両板ばね１４ａ，１４ｂの両端を前記アクチェータ６に対して支持するためのブラケット１５とから成り、前記ロッド軸１０における外周面のうち当該ロッド軸が前記矢印Ｃで示すように左右方向に往復揺動する面と平行な両側面１０ａ，１０ｂに、摩擦部材１６ａ，１６ｂを接触して、この摩擦部材１６ａ，１６ｂを前記ロッド軸１０における両面１０ａ，１０ｂに対して前記板ばね１４ａ，１４ｂにて弾性的に押圧する。

この場合において、前記両摩擦部材１６ａ，１６ｂには、前記ロッド軸１０が矢印Ａ，Ｂで示すように自在に往復動できる状態で嵌まる溝が設けられている一方、この両摩擦部材１６ａ，１６ｂは、その各々における板ばね１４ａ，１４ｂに対して、前記ロッド軸１０の軸線と直角の方向に自在に往復動できるように支持されている。

つまり、前記両板ばね１４ａ，１４ｂは、前記ロッド軸１０における外周面のうち当該ロッド軸が前記矢印Ｃで示すように左右方向に往復揺動する面と平行な両側面１０ａ，１０ｂに対して、前記ロッド軸１０における矢印Ａ，Ｂで示す軸線方向への往復動及び矢印Ｃで示す左右方向への往復揺動を許容する状態にして、前記摩擦部材１６ａ，１６ｂを介して押圧するという構成にしている。

この構成において、前記ロッド軸１０における外周面のうち当該ロッド軸が前記矢印Ｃで示すように左右方向に往復揺動する面と平行な両側面１０ａ，１０ｂに、摩擦部材１６ａ，１６ｂがその各々における板ばね１４ａ，１４ｂにて押圧されていることにより、このロッド軸１０における矢印Ａ，Ｂで示す軸線方向への往復動に対して、前記排気制御弁２におけるチャタリングを発生することを確実に抑制することができる程度の摩擦抵抗を付与できる。

一方、前記両摩擦部材１６ａ，１６ｂは、この溝が前記ロッド軸１０が嵌まった状態で、前記ロッド軸１０が前記矢印Ｃで示すように左右方向に往復揺動することと一緒に移動することにより、前記ロッド軸１０における矢印Ａ，Ｂで示す軸線方向への往復動に対して付与する摩擦抵抗が、ロッド軸１０における前記矢印Ｃで示す左右方向への往復揺動によって変動することを確実に回避できるから、前記ロッド軸１０における矢印Ａ，Ｂで示す軸線方向への往復動に対して、常に一定の摩擦抵抗を付与することができる。

この場合、別の実施の形態においては、前記両摩擦部材１６ａ，１６ｂを使用することなく、両板ばね板ばね１４ａ，１４ｂを、前記ロッド軸１０における両側面１０ａ，１０ｂに、前記ロッド軸１０における矢印Ａ，Ｂで示す軸線方向への往復動及び矢印Ｃで示す左右方向への往復揺動を許容する状態にして、直接に押圧するという構成にすることができる。

次に、図５及び図６は、第２の実施の形態を示す。

この第２の実施の形態は、アクチェータ６におけるロッド軸１０に対して摩擦抵抗を付与するためのばね手段１７を、以下に述べるように構成したものである。

すなわち、板ばね材によるリング体１７ａを前記ロッド軸１０に被嵌し、このリング体１７ａに、前記ロッド軸１０における軸線方向に沿って延びるばね体１７ｂを一体的に設けて、この両ばね体１７ｂの他端を、前記アクチェータ６に対して着脱自在に係着する一方、前記両ばね体１７ｂを、前記ロッド軸１０に向かって凸型に湾曲することにより、前記ロッド軸１０における外周面のうち当該ロッド軸が前記矢印Ｃで示すように左右方向に往復揺動する面と平行な両側面１０ａ，１０ｂに対して、前記ロッド軸１０における矢印Ａ，Ｂで示す軸線方向への往復動及び矢印Ｃで示す左右方向への往復揺動を許容する状態にして、直接に押圧するという構成にしたものである。

このように構成した場合においても、前記ロッド軸１０における矢印Ａ，Ｂで示す軸線方向への往復動に対する摩擦抵抗が、当該ロッド軸１０における矢印Ｃで示す左右方向への往復揺動によって変動することを回避できるから、前記ロッド軸１０における矢印Ａ，Ｂで示す軸線方向への往復動に対して、常時一定の摩擦抵抗を付与することができる。

なお、前記両実施の形態は、前記ロッド軸１０における外周面のうち当該ロッド軸が前記矢印Ｃで示すように左右方向に往復揺動する面と平行な両側面１０ａ，１０ｂに対して、板ばね１４ａ，１４ｂ又はばね体１７ｂを、直接に押圧するか、摩擦部材１６ａ，１６ｂを介して押圧するという構成にした場合であったが、この構成に代えて、前記両側面１０ａ，１０ｂのうちいずれか一方の側面のみに、板ばね１４ａ，１４ｂ又はばね体１７ｂを、直接に押圧するか、摩擦部材を介して押圧するという構成にしても所定の目的を達成できることはいうまでもない。

第１の実施の形態を示す図である。 図１における要部を示す拡大図である。 図２のIII −III 視断面図である。 図２のIV−IV視断面図である。 第２の実施の形態を示す斜視図である。 図５のVI−VI視断面図である。

符号の説明

１ 排気バイパス通路
２ 排気制御弁
３ 弁体
４ 弁軸
５ 開閉レバー
６ アクチェータ
７ ダイヤフラム
１０ ロッド軸
１１ 枢着ピン
１３，１７ ばね手段
１４ａ，１４ｂ 板ばね
１６ａ，１６ｂ 摩擦部材
１７ｂ ばね体

Claims (1)

1. 内燃機関の排気ターボ過給機における排気タービンを迂回する排気バイパス通路に排気制御弁を設け、この排気制御弁における弁体を回動にて開閉するようにした開閉レバーに、前記内燃機関における運転状態に関連するアクチェータにロッド軸を介して連動・連結して成る排気ガス制御装置において、
   前記ロッド軸における外周面のうち当該ロッド軸が前記開閉レバーの回動によって左右方向に往復して揺動する面と平行な側面に、当該ロッド軸における軸線方向への往復動に摩擦抵抗を付与するようにしたばね手段を、前記ロッド軸における軸線方向への往復動及び左右方向への往復揺動を許容する状態にして、直接に押圧するか、或いは摩擦部材を介して押圧することを特徴とする内燃機関の排気ターボ過給機における排気ガス制御装置。

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