JP4424060B2

JP4424060B2 - 過給機

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Publication number: JP4424060B2
Application number: JP2004143238A
Authority: JP
Inventors: 房芳中村; 信之池谷; 明弘大北; 清和飯塚; 雄一郎秋山
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2024-05-13
Also published as: JP2005325728A

Description

本発明は、過給機に係り、特に、前記ダイヤフラムシリンダに供給される流体の流体経路にチャンバーが設けられているものに関する。

従来、ピストンエンジン等に使用される過給機のコンプレッサのサージングを防ぐために、ウェイストゲートバルブを使用する技術が知られている。

なお、ウェイストゲートバルブは、コンプレッサを回転駆動するタービンの上流側から下流側へ、バイバス経路を設けると共に、前記バイパス経路中にバルブを設けた構成のものであり、前記タービンの上流側の圧力が高くなったときに、前記タービンの上流側から下流側へ流体を直接逃がし、前記タービンと前記コンプレッサの回転数が上昇することを防止し、前記コンプレッサのサージングを防止するものである。

図９は、従来の過給機のウェイストゲートバルブ１００の概略構成を示す図である。

ウェイストゲートバルブ１００は弁体１９を備え、この弁体１９は弁体支持部材３３に支持されている。

また、弁体支持部材３３が矢印ＡＲ５１の方向に回動することによって、過給機の筐体３にあけられている貫通孔（バイパス経路）２５を開閉するようになっている。

そして、図９に実線で示すＰＳ５１の位置に弁体１９や弁体支持部材３３が存在している状態や、図９に二点鎖線で示すＰＳ５３の位置に弁体１９や弁体支持部材３３が存在して、弁体１９の弁座部１９Ａと貫通孔２５周辺の平面状の弁座部２５Ａとの間に隙間がある状態では、前記貫通孔２５は閉じられておらず、すなわち開いており、前記タービンの上流側から下流側へ排気ガス等の流体の一部が、前記タービンを通過しないで直接流れるようになっている。

一方、図９に実線で示すＰＳ５１の位置に弁体１９や弁体支持部材３３が存在している状態よりも、弁体１９や弁体支持部材３３がさらに左側に移動し、弁体１９の弁座部１９Ａと、貫通孔２５の周辺に設けられている弁座部２５Ａとが互いに接触すると、前記貫通孔２５が閉じられて、前記タービンの上流側から下流側へ排気ガス等の流体が直接流れないようになっている。

なお、前記ウェイストゲートバルブの弁体１９を移動させるために、前記弁体支持部材３３を回動させるのであるが、前記弁体支持部材３３は、ダイヤフラムシリンダによって回動されるようになっている。

また、前記ダイヤフラムシリンダは、前記過給機のコンプレッサの下流側の流体圧力に応じて駆動するようになっており、コンプレッサの下流側の流体圧力が所定の圧力以下のときには、前記弁体１９で貫通孔２５を閉じた状態を維持し、コンプレッサの下流側の流体圧力が所定の圧力を超えたときには、前記弁体支持部材３３や前記弁体１９が、前記貫通孔２５から離反する方向に移動して、前記貫通孔２５を開くようになっている。

さらに、前記ダイヤフラムシリンダの動作を円滑にするために、前記コンプレッサの下流側と前記ダイヤフラムシリンダとの間には、数十ヘルツの振動数で前記コンプレッサの下流側から前記ダイヤフラムシリンダへの圧縮空気等の流体の供給をオン・オフするバルブ（ＤＳＶバルブ）が設けられている。

なお、前記コンプレッサの下流側と前記ダイヤフラムシリンダとを接続している流体の流路の途中から、圧縮空気を間歇的に大気に逃がすように、前記ＤＳＶバルブが設けられている場合もある。

なお、前記技術に関連する文献として、たとえば特許文献１に記載のものが知られている。
特開平１０−１０３０６９号公報

前記従来の過給機のウェイストゲートバルブの弁体１９と、弁体支持部材３３との間には、僅かな隙間が形成されている。

前記ウェイストゲートバルブの弁体１９と前記弁体支持部材３３との互いの係合部の形状が円筒の表面の形状に形成されているとすると、前記係合部の隙間として、半径方向の隙間ＧＰ５１とスラスト方向の隙間ＧＰ５３との各隙間が存在する。

前記各隙間ＧＰ５１、ＧＰ５３が設けられている理由は、前記弁体１９の平面状の弁座部１９Ａと、貫通孔２５周辺の平面状の弁座部２５Ａとを互いに面で密着させて、貫通孔２５を確実に閉じることができるようにするためである。

すなわち、もしも、各隙間ＧＰ５１、ＧＰ５３が存在しないとすると、弁体１９や弁体支持部材３３の僅かな加工精度の低下や組み立て精度の低下によって、前記弁体１９の平面状の弁座部１９Ａと、貫通孔２５周辺の平面状の弁座部２５Ａとが互いに面で接触しなくなり、貫通孔２５を確実に閉じることができないおそれが生じるからである。

そして、貫通孔２５を確実に閉じることができないと、貫通孔２５を閉じる必要があるときでも、僅かではあるが、タービンの上流側から下流側に、貫通孔２５を通過する漏れが存在し、過給機の効率が低下することになる。

また、各隙間ＧＰ５１、ＧＰ５３が存在しないとすると、弁体１９や弁体支持部材３３の僅かな加工精度の低下や組み立て精度の低下によって、弁体１９で貫通孔２５を閉じる場合、弁体１９が、貫通孔２５周辺の平面状の弁座部２５Ａと点接触や線接触をし、弁体１９や貫通孔２５周辺の平面状の弁座部２５Ａが異常磨耗等をするおそれがあるからである。

ところで、前記ＤＳＶバルブを稼動させた場合、このＤＳＶバルブによって、前記弁体支持部材３３が十数ヘルツの振動数で揺動（回動）し、この揺動によって、前記弁体１９と前記弁体支持部材３３とが互いに衝突し、また、前記弁体１９と前記筐体３とが互いに衝突し、騒音が発生するという問題がある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、ダイヤフラムシリンダを用いてウェイストゲートバルブを駆動する構成の過給機において、この過給機を稼動している場合におけるウェイストゲートバルブからの騒音の発生を抑制することができる過給機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ダイヤフラムシリンダを用いてウェイストゲートバルブを駆動する構成の過給機において、筐体に設けられ、タービンの上流側流体経路と下流側流体経路との間を互いにつないでいるウェイストゲートバルブ用貫通孔と、上記ウェイストゲートバルブ用貫通孔を開閉する弁体と、上記筐体に回動自在に設けられ、一端部側がダイヤフラムシリンダのピストンロッドの先端部側にリンク部材を介して回動自在に係合したロッド部材と、上記ロッド部材の他端部側に一体的に設けられ、一端側で上記弁体を支持する弁体支持部材と、コンプレッサの下流側の経路と、前記ダイヤフラムシリンダのシリンダハウジング内におけるベローズを堺にして前記ピストンロッドの反対側に形成された空間との間を互いにつないでいる流体流路と、前記流体流路の中間部から圧縮空気を間歇的に放出可能な流体放出手段と、前記ダイヤフラムシリンダの前記シリンダハウジング内に前記空間に隣接して設けられ、前記流体流路の端部に接続され、前記流体流路を流れる圧縮空気を蓄えることが可能であって、容積が前記空間の容積より大きく構成されたチャンバーと、前記ダイヤフラムシリンダの前記シリンダハウジング内における前記空間と前記チャンバーとの間に設けられた絞り弁と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の過給機において、前記絞り弁は、前記空間と前記チャンバーとの間の部材に設けられた小孔によって形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ダイヤフラムシリンダを用いてウェイストゲートバルブを駆動する構成の過給機において、この過給機を稼動している場合におけるウェイストゲートバルブからの騒音の発生を抑制することができるという効果を奏する。

［第１の実施形態］
図1は、本発明の第１の実施形態に係る過給機１とこの過給機１が設置されているエンジンＥ１の概略構成を示す図である。

過給機１は、筐体３と、この筐体３の内部でたとえば流体軸受け５を介して前記筐体３に対して回転する回転軸部材７と、この回転軸部材７の一端部７Ａ側に設けられた遠心式圧縮機（遠心式コンプレッサ）９と、前記回転軸部材７の他端部７Ｂ側に設けられたラジアルタービン１１とを備えている。

過給機１は、レシプロエンジンまたはロータリエンジンに使用され、たとえば、４サイクルピストンエンジンＥ１から出てきた高温高圧の排気ガスＧ３で前記タービン１１を回転駆動し、この回転によって前記圧縮機（コンプレッサ）９を回転駆動し、この圧縮機９の回転によって得られた圧縮空気Ｇ１を、前記エンジンＥ１に供給するようになっている。

なお、前記圧縮空気Ｇ１は、前記エンジンＥ１のシリンダ内での燃料の燃焼に供され、この燃焼によって前記高温高圧の排気ガス（前記タービン１１を回転駆動する燃焼ガス）Ｇ３が排出されるものである。

また、過給機１には、コンプレッサ９のサージングを防止するためのウェイストゲートバルブ１３が設けられている。

ここで、ウェイストゲートバルブ１３の構成について詳しく説明する。

ウェイストゲートバルブ１３は、コンプレッサ９によって圧縮された圧縮空気（エンジンＥ１に供給される前の圧縮空気）によって作動するダイヤフラムシリンダ１５を備えている。このダイヤフラムシリンダ１５のピストンロッド１７の先端部１７Ａ側には、弁体１９が設けられている。

前記筐体３には、前記過給機１のタービン１１の上流側流体経路２１と下流側流体経路２３との間を互いにつないでいるウェイストゲートバルブ用貫通孔２５が設けられていると共に、前記ピストンロッド１７が矢印ＡＲ１の方向に移動して、前記ウェイストゲートバルブ用貫通孔２５を、前記弁体１９で開閉できるようになっている。

そして、コンプレッサ９によって圧縮された圧縮空気の圧力が所定の圧力を超えていない場合には、前記ダイヤフラムシリンダ１５に設けられている圧縮バネ２７により付勢されて、弁体１９が貫通孔２５を閉じるようになっている。

一方、コンプレッサ９によって圧縮された圧縮空気の圧力が所定の圧力を超えた場合には、前記ダイヤフラムシリンダ１５により、弁体１９が貫通孔２５から離されて貫通孔２５が開き、前記過給機１のタービン１１の上流側流体経路２１から下流側流体経路２３へ、タービン１１を通らないで、排気ガスＧ３が直接排出されるようになっている。

このように、排気ガスＧ３が直接排出されることにより、タービン１１の回転速度を低下させることができ、コンプレッサ９の回転数が低下し、エンジンＥ１に対して過大な圧縮空気を与えることを防止することができるようになっている。

次に、ピストンロッド１７の先端部１７Ａ側における弁体１９の設置状態や弁体１９と貫通孔２５との関係等について説明する。

図２は、ピストンロッド１７の先端部１７Ａ側における弁体１９の設置状態や弁体１９と貫通孔２５との関係等について説明する図である。

筐体３には、円柱形状のロッド部材２９が回動自在に設けられており、このロッド部材２９の一端部（筐体３の外部の端部）側には、棒状のリンク部材３１の一端部側が一体的に設けられており、前記棒状のリンク部材３１の他端部側には、ピストンロッド１７の先端部１７Ａ側が回動自在に係合している。換言すれば、ロッド部材２９の一端部側がピストンロッド１７の先端部１７Ａ側にリンク部材３１を介して回動自在に係合している。

また、前記ロッド部材２９の他端部（筐体３の内部の端部）側には、一端部側で弁体１９を支持している弁体支持部材３３が前記他端部側で一体的に設けられている。

そして、前記ピストンロッド１７が、図２で示す矢印ＡＲ１の方向に移動することにより、揺動中心軸ＣＬ１を揺動中心にしてロッド部材２９が揺動し、この揺動によって弁体１９が貫通孔２５を開閉するようになっている。

なお、前記ピストンロッド１７の移動量は少なく、また、前記棒状のリンク部材３１の他端部側とピストンロッド１７の先端部１７Ａ側との係合部には、僅かな隙間が存在しているので、ダイヤフラムシリンダ１５の本体部１５Ａが筐体３に一体的に固定されていても、前記ロッド部材２９を揺動させることができる。

また、前記ロッド部材２９の他端部側、前記弁体１９、前記弁体支持部材３３は、前記過給機１のタービン１１の下流側流体経路２３内に設けられている。

弁体支持部材３３は、上述したように、前記弁体１９を支持し、前記ウェイストゲートバルブ用貫通孔２５を開閉するために前記ウェイストゲートバルブ用貫通孔２５に対して、前記弁体１９を移動させるものである。

なお、弁体支持部材３３が前記弁体１９を支持している形態は、従来と同様であるので、ここでの説明は省略する。

次に、ダイヤフラムシリンダ１５とこのダイヤフラムシリンダ１５を駆動するための回路について説明する。

図３は、過給機１のウェイストゲートバルブ１３を駆動するダイヤフラムシリンダ１５を駆動する流体の回路を示す図である。

前記過給機１には、前記ダイヤフラムシリンダ１５を駆動するための流体流路４１が設けられている。この流体流路４１は、前記過給機１のコンプレッサ９で圧縮された圧縮空気が流れる経路（前記コンプレッサ９の下流側の経路；図１参照）９Ａと、前記ダイヤフラムシリンダ１５のシリンダハウジング４３とピストンロッド１７を駆動するためのベローズ４５とによって形成された空間ＳＰ１、換言すれば、図３及び図４に明確に示されるようにダイヤフラムシリンダ１５のシリンダハウジング４３内におけるベローズ４５を堺にして前記ピストンロッドの反対側に形成された空間ＳＰ１との間を互いにつないでいる流路である。

なお、前記空間ＳＰ１に圧縮空気が流れ込むことによって、前記ピストンロッド１７が、図３の左側に移動するようになっている。

前記流体流路４１の端部（前記ダイヤフラムシリンダ１５側における前記流体流路４１の端部）には、前記ピストンロッド１７を駆動するための圧縮空気であって、前記流体流路４１を流れる圧縮空気を蓄えることが可能なチャンバー（空間）ＳＰ３が設けられている。

また、図３及び図４に明確に示されるように、ダイヤフラムシリンダ１５のシリンダハウジング４３内における空間ＳＰ１と前記チャンバーＳＰ３との間には絞り弁４７が設けられている。

前記過給機１には、前記ダイヤフラムシリンダ１５のピストンロッド１７の出入り動作を円滑にするために、前記チャンバーＳＰ３と前記コンプレッサ９との間における前記流体流路４１の中間部から、圧縮空気を大気に間歇的に放出可能な流体放出手段４９が設けられている。

より詳しく説明すると、前記流体流路４１の中間部から別の流体流路５０が分岐しており、この分岐している流体流路５０は、圧縮空気の流れをオン・オフすることができる電磁バルブ（ＤＳＶバルブ）５２に接続されており、前記ＤＳＶバルブ５２が圧縮空気の流れを、たとえば数十ヘルツの間隔でオン・オフすることにより、圧縮空気が大気に間歇的に放出されるようになっている。

なお、前記チャンバーＳＰ３は、空間ＳＰ１に隣接し、前記シリンダハウジング４３によって前記空間ＳＰ１から隔てられて設けられている。

また、前記絞り４７は、前記シリンダハウジング４３内における空間ＳＰ１と前記空間ＳＰ３との間に設けられた小孔５１によって形成されている。

換言すれば、従来のダイヤフラムシリンダに前記チャンバーＳＰ３がくっついた状態で一体的に設けられていると考えることができる。

前記ダイヤフラムシリンダ１５についてさらに詳しく説明する。

図４は、ダイヤフラムシリンダ１５の概略構成を示す断面図であり、図５は、図４におけるＶ部の拡大図である。

前記ダイヤフラムシリンダ１５は、第１の部材５３と、第２の部材５５と、第３の部材５７と、ダイヤフラム（ベローズ）４５とを備えている。これらの各部材５３、５５、５７は、前記シリンダハウジング４３を構成しているものである。

前記第１の部材５３は、一端部５３Ａが閉じた円筒状に形成されていると共に他端部に円環状のフランジ部５３Ｂが形成されている。

前記第２の部材５５は、一端部５５Ａが閉じた円筒状に形成されており、前記一端部５５Ａの閉じている部位には、前記小孔５１が形成されており、他端部には円環状のフランジ部５５Ｂが形成されている。

また、中心軸が前記第１の部材５３の中心軸とほぼ一致した状態で、円板状の前記ベローズ４５の外周部を間にして前記第１の部材５３のフランジ部５３Ｂと対向するように、前記フランジ部５５Ｂが前記第１の部材５３のフランジ部５３Ｂに一体的に設けられている。

したがって、前記一端部の閉じている部位（前記第２の部材５５の底部）５５Ａは、前記第１の部材５３のフランジ部５３Ｂとは離れて設けられている。なお、前記第２の部材５５の筒状部位の内径と、前記第１の部材５３の筒状部位の内径とはほぼ等しい。

前記第３の部材５７は、一端部５７Ａが閉じた円筒状に形成され、この閉じている部位５７Ａには圧縮空気が流出入するための孔５７Ｂが形成されている。なお、この孔５７Ｂは、前記流体流路４１に接続されている。

前記第３の部材５７の円筒状の部位は、前記第２の部材５５の筒状部位の外径よりも僅かに大きな内径で前記第２の部材５５の筒状部位よりも長く延びて形成されている。

また、前記第３の部材５７の円筒状の部位の他端部には円環状のフランジ部５７Ｃが形成されていると共に、中心軸が前記第１の部材５３の中心軸とほぼ一致した状態で、前記ベローズ４５の外周部と前記第２の部材５５のフランジ部５５Ｂとを間にして前記第１の部材５３のフランジ部５３Ｂと対向するように、前記フランジ部５７Ｃが前記第１の部材５３のフランジ部５３Ｂに一体的に設けられている。

したがって、前記一端部の閉じている部位（前記第３の部材５７の底部）５７Ａは、前記第１の部材５３のフランジ部５３Ｂとは離れて設けられており、さらに、前記第３の部材５７は、前記第２の部材５５を内側に収納するように設けられている。

また、前記空間ＳＰ１は、前記ベローズ４５と前記第２の部材５５（シリンダハウジング４３）とによって構成されており、前記空間ＳＰ３は、前記第２の部材５５と前記第３の部材５７とによって構成されている。

さらに説明すると、たとえば、前記第１の部材５３、第２の部材５５、第３の部材５７は、金属で構成された薄い板状の素材に、塑性加工を施すことによって、前記各形状に形成されており、前記ベローズ４５は、前記第１の部材５３のフランジ部５３Ｂよりも小さな外径を備えたゴム等の弾性体で板状に形成されており、前記第２の部材５５のフランジ部５５Ｂの外径、前記第３の部材５７のフランジ部５７Ｃの外径は、前記第１の部材５３のフランジ部５３Ｂよりも小さく形成されており、前記ベローズ４５の外周部と前記第２の部材５５のフランジ部５５Ｂと前記第３の部材５７のフランジ部５７Ｃとを囲むように、前記第１の部材５３のフランジ部５３Ｂを折り曲げそしてガス漏れの無いように、図４に示す矢印ＡＲ３の方向にカシメて、前記第１の部材５３と前記ベローズ４５と前記第２の部材５５と前記第３の部材とが一体的に固定されている。

なお、前記第１の部材５３のフランジ部５３Ｂの代わりに、前記第３の部材５７のフランジ部５７Ｃを大きくし、この大きくしたフランジ部を折り曲げそしてカシメて、前記第１の部材５３と前記ベローズ４５と前記第２の部材５５と前記第３の部材５７とを一体的に固定してもよい。

また、溶接や接着等によって、前記第１の部材５３と前記ベローズ４５と前記第２の部材５５と前記第３の部材５７とを一体的に固定してもよい。

前記ピストンロッド１７は、前記第１の部材５３の筒状部位の延伸方向に延びていると共に、基端部１７Ｂ側が前記ダイヤフラム（ベローズ）４５のほぼ中心に固定されている。

より詳しく説明すると、前記ピストンロッド１７の基端部１７Ｂは前記ダイヤフラム４５を貫通し前記空間ＳＰ１内に僅かに延出しており、図５に示すように、前記ピストンロッド１７の基端部１７Ｂ側に設けられた第１のベローズ支持部材（前記第１の部材５３の筒状部位の内径よりも小さな内径で環状に形成された支持部材）５９と、この第１のベローズ支持部材５９よりもさらに僅かに基端部１７Ｂ側（ピストンロッド１７の基端部側）に設けられた第２のベローズ支持部材（前記第２の部材５５の筒状部位の内径よりも小さな内径に環状に形成された支持部材）６１とによって前記ベローズ４５が挟み込まれ、さらに、前記第１のベローズ支持部材５９と前記第２のベローズ支持部材６１が、前記ピストンロッド１７の基端部１７Ｂの近傍で前記ピストンロッド１７に一体的に固定されていることによって、前記ピストンロッド１７の基端部１７Ｂ側が前記ベローズ４５に一体的に固定されている。

また、図４に示すように、前記ピストンロッド１７の先端部１７Ａ側は、前記第１の部材５３の底部（前記第１の部材５３の一端部の閉じている部位）５３Ａの中心を貫通して、前記ダイヤフラムシリンダ１５の外部まで延出しており、前記ピストンロッド１７の中間部が、前記第１の部材５３の底部５３Ａに設けられたベアリング６３を介して支持されており、前記ピストンロッド１７が、前記第１の部材５３に対して前記ピストンロッド１７の長手方向に移動できるようになっている。

前記第１のベローズ支持部材５９と前記第１の部材５３の底部５３Ａとの間には、圧縮バネ２７が設けられ、この圧縮バネ２７によって、前記ピストンロッド１７は、このピストンロッド１７の基端部１７Ｂ側方向に付勢されている。なお、前記ピストンロッド１７は、前記圧縮バネ２７の内側に存在している。

そして、前記空間ＳＰ１に圧縮空気等の圧縮された圧縮空気が供給されると、前記ベローズ４５が前記第１の部材５３の底部５３Ａ側に変形し、前記圧縮バネ２７が圧縮され、前記ピストンロッド１７が、前記第１の部材５３から延出する方向に移動するようになっている。

一方、前記空間ＳＰ１に供給されている圧縮空気を除去すると、前記第１の部材５３の底部５３Ａ側に変形していた前記ベローズ４５が、前記圧縮バネ２７の伸張により元に戻り（圧縮空気が供給されていない状態に戻り）、前記ピストンロッド１７が、前記第１の部材５３側へ引っ込む方向に移動するようになっている。

なお、前記圧縮バネ２７を前記空間ＳＰ１内に設け、さらに、前記空間ＳＰ１における圧縮空気の圧力を、大気圧と大気圧よりも低い圧力である負圧との間で変化させ、前記ピストンロッド１７を駆動するようにしてもよい。

さらに、前記圧縮バネ２７の外径が、前記第１の部材５３の筒状部位の内径に比べ、ずっと小さい場合には、図４に二点鎖線Ｌ１で示すように、前記第１の部材５３の筒状部位のうちの底部５３Ａ側の部位の内径を、圧縮バネ２７の外径に応じて小さくしてもよい。このように構成することにより、前記圧縮バネ２７によって、前記第１の部材５３の底部５３Ａに発生する曲げモーメントを小さくすることができる。

また、ダイヤフラムシリンダ１５では、前記チャンバー（空間）ＳＰ３の容積が空間ＳＰ１の容積よりも大きく構成されている。

上述したように構成されたダイヤフラムシリンダによれば、空間ＳＰ１と空間ＳＰ３とが互いに隣接していると共に、前記空間ＳＰ１と前記空間ＳＰ３との間に小さな孔５１が設けられているので、前記ダイヤフラムシリンダ１５のピストンロッド１７を周期的にシリンダハウジング４３から出入りさせるべく前記空間ＳＰ３に圧力が脈動している圧縮空気を供給した場合でも、別途チャンバーを設けることなく前記空間ＳＰ３内の圧縮空気の圧力変動の幅を小さくすることができ、ピストンロッド１７を緩やかに動かすことができる。

また、ダイヤフラムシリンダ１５によれば、薄い板状に素材を塑性加工しカシメを行うことによって、前記ダイヤフラムシリンダ１５が形成されているので、前記ダイヤフラムシリンダ１５を軽量化することができると共に、前記ダイヤフラムシリンダ１５を容易に製造することができる。

次に、過給機１のウェイストバルブの動作について説明する。

前記エンジンＥ１と過給機１とが稼動している状態では、前記コンプレッサ９の下流側の経路９Ａから、前記流体流路４１を通って、各空間ＳＰ３、ＳＰ１に圧縮空気が供給されている。そして、経路９Ａの圧力が所定の値を超えた場合、ウェイストゲートバルブが１３開き、一方、経路９Ａの圧力が所定の値よりも低い場合、ウェイストゲートバルブ１３が閉じる。

また、前記エンジンＥ１と過給機１とが稼動している状態では、前記ＤＳＶバルブ５２が、たとえば数十ヘルツの振動数でオン・オフしている。

そして、前記弁体支持部材３３が、たとえば数十ヘルツでしかも小さい振幅で揺動し、前記弁体１９と前記弁体支持部材３３とが、衝突を繰り返している。

過給機１によれば、チャンバーＳＰ３と絞り弁４７とが設けられているので、過給機１を稼動し前記ＤＳＶバルブ５２をたとえば数十ヘルツで開閉している場合、前記チャンバーＳＰ３内における圧縮空気の圧力の変動幅よりも、前記シリンダハウジング４３とベローズ４５とによって形成された空間ＳＰ１内における圧縮空気の圧力の変動幅が小さくなる。

したがって、前記弁体支持部材３３の揺動振幅が従来よりも小さくなり、前記弁体１９と前記弁体支持部材３３との衝突エネルギーが小さくなり、過給機１を稼動している場合におけるウェイストゲートバルブ１３からの騒音の発生を抑制することができる。

また、過給機１によれば、チャンバーＳＰ３がダイヤフラムシリンダ１５にくっついた状態で一体的に設けられているので、チャンバーＳＰ３を別途設置する必要がなく、すなわち、ダイヤフラムシリンダ１５を設置すればチャンバーＳＰ３も同時に設置され、ウェイストゲートバルブ１３（過給機１）の製作や組み立てが容易になる。

また、別途チャンバーを設けるためのスペースや設置部材（チャンバーをたとえばエンジンＥ１に設置するための部材）が不要になり、チャンバーを設置しやすくなる。

また、絞り弁４７をシリンダハウジング４３に形成された小孔５１で構成してあるので、絞り弁４７の構造が簡素になっている。

さらに、過給機１によれば、前記チャンバーＳＰ３の容積が、前記シリンダハウジング４３と前記ベローズ４５とによって形成された空間ＳＰ１の容積よりも大きく構成されているので、ＤＳＶバルブ５２の稼動による前記空間ＳＰ１内の圧縮空気の圧力変動の幅を一層小さくすることができ、騒音の発生を一層抑制することができる。

［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態に係る過給機のウェイストゲートバルブを駆動するダイヤフラムシリンダ１５を駆動する流体の回路を示す図である。

本発明の第２の実施形態に係る過給機は、ＤＳＶバルブ５２の設置形態が、前記第１の実施形態に係る過給機１とは異なり、その他の点は、前記第１の実施形態に係る過給機１と同様に構成され同様の効果を奏する。

すなわち、本発明の第２の実施形態に係る過給機では、前記コンプレッサ９の下流側の経路９Ａ（図１参照）と前記ダイヤフラムシリンダ１５との間の流体流路４１の中間部に、流体の流れを間歇的にオン・オフ放出可能なＤＳＶバルブ５２が設けられている。

なお、図６に破線で示したように、流体流路４１の中間部にＤＳＶバルブ５２を設ける代わりに、前記チャンバーＳＰ３から流体を直接放出可能なようにＤＳＶバルブ５２を設けてもよい。

［第３の実施形態］
図７は、本発明の第３の実施形態にかかる過給機のウェイストゲートバルブを駆動するダイヤフラムシリンダ６７を駆動する流体の回路を示す図である。

本発明の第３の実施形態に係る過給機は、チャンバーＳＰ３、絞り弁の設置形態が、前記第１の実施形態に係る過給機１とは異なり、その他の点は、前記第１の実施形態に係る過給機１と同様に構成され同様の効果を奏する。

すなわち、第３の実施形態にかかる過給機では、前記流体流路４１の中間部に、チャンバーＳＰ３が設けられており、前記シリンダハウジング４３とベローズ４５とによって形成された空間ＳＰ１と、前記チャンバーＳＰ３との間の流体流路４１に絞り弁６５が設けられている。

なお、前記ダイヤフラムシリンダ６７は、図４に示すダイヤフラムシリンダ１５から、前記第３の部材５７と小孔５１とを取り除き、この小孔５１の代わりに、前記第３の部材５７に設けられている孔５７Ｂと同様な孔（流体流路４１、絞り弁６５、チャンバーＳＰ３に接続している孔）を設けた形態に構成されている。

［第４の実施形態］
図８は、本発明の第４の実施形態にかかる過給機のウェイストゲートバルブを駆動するダイヤフラムシリンダ６７を駆動する流体の回路を示す図である。

本発明の第４の実施形態に係る過給機は、チャンバーＳＰ３、絞り弁６５、ＤＳＶバルブ５２の設置形態が、前記第３の実施形態に係る過給機とは異なり、その他の点は、前記第３の実施形態に係る過給機と同様に構成され同様の効果を奏する。

すなわち、本発明の第４の実施形態に係る過給機は、前記第３の実施形態に係るダイヤフラムシリンダと同様に構成されているダイヤフラムシリンダ６７を備え、前記コンプレッサ９で圧縮された圧縮流体が流れる経路９Ａと、前記空間ＳＰ１との間を互いにつないでいる流体流路４１の中間部から、別の流体流路６９が分岐している。

前記流体流路６９にはチャンバーＳＰ３が接続されており、前記チャンバーＳＰ３と前記流体流路６９の前記分岐部位との間に絞り弁６５が設けられている。

また、前記チャンバーＳＰ３から、流体を大気に間歇的に放出可能なように、ＤＳＶバルブ５２が設けられている。

本発明の第１の実施形態に係る過給機とこの過給機が設置されているエンジンの概略構成を示す図である。ダイヤフラムシリンダのピストンロッドの先端部側における弁体の設置状態や弁体と貫通孔の関係等について説明する図である。過給機のウェイストゲートバルブを駆動するダイヤフラムシリンダを駆動する流体の回路を示す図である。ダイヤフラムシリンダの概略構成を示す断面図である。図４におけるＶ部の拡大図である。本発明の第２の実施形態に係る過給機のウェイストゲートバルブを駆動するダイヤフラムシリンダを駆動する流体の回路を示す図である。本発明の第３の実施形態にかかる過給機のウェイストゲートバルブを駆動するダイヤフラムシリンダを駆動する流体の回路を示す図である。本発明の第４の実施形態にかかる過給機のウェイストゲートバルブを駆動するダイヤフラムシリンダを駆動する流体の回路を示す図である。従来の過給機のウェイストゲートバルブの概略構成を示す図である。

符号の説明

１５ダイヤフラムシリンダ
１３ウェイストゲートバルブ
１過給機
９コンプレッサ
９Ａ経路
４３シリンダハウジング
４５ベローズ
ＳＰ１空間
４１、５０流体流路
ＳＰ３チャンバー
４７、６５絞り弁
４９流体放出手段
５１小孔
５３第１の部材
５３Ｂフランジ部
５５第２の部材
５５Ｂフランジ部
５７第３の部材
５７Ｃフランジ部

Claims

ダイヤフラムシリンダを用いてウェイストゲートバルブを駆動する構成の過給機において、
筐体に設けられ、タービンの上流側流体経路と下流側流体経路との間を互いにつないでいるウェイストゲートバルブ用貫通孔と、
上記ウェイストゲートバルブ用貫通孔を開閉する弁体と、
上記筐体に回動自在に設けられ、一端部側がダイヤフラムシリンダのピストンロッドの先端部側にリンク部材を介して回動自在に係合したロッド部材と、
上記ロッド部材の他端部側に一体的に設けられ、一端側で上記弁体を支持する弁体支持部材と、
コンプレッサの下流側の経路と、前記ダイヤフラムシリンダのシリンダハウジング内におけるベローズを堺にして前記ピストンロッドの反対側に形成された空間との間を互いにつないでいる流体流路と、
前記流体流路の中間部から圧縮空気を間歇的に放出可能な流体放出手段と、
前記ダイヤフラムシリンダの前記シリンダハウジング内に前記空間に隣接して設けられ、前記流体流路の端部に接続され、前記流体流路を流れる圧縮空気を蓄えることが可能であって、容積が前記空間の容積より大きく構成されたチャンバーと、
前記ダイヤフラムシリンダの前記シリンダハウジング内における前記空間と前記チャンバーとの間に設けられた絞り弁と、を有することを特徴とする過給機。
請求項１に記載の過給機において、
前記絞り弁は、前記空間と前記チャンバーとの間の部材に設けられた小孔によって形成されていることを特徴とする過給機。