JP5889629B2 - 内燃機関の排気装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）の吸気管を流れる排気ガスを制御する排気制御弁の排気ガスシール部を備えた内燃機関の排気装置に関するもので、特にターボチャージャのタービンの排気ガスシール構造に係わる。

［従来の技術］
従来より、内燃機関（エンジン）の過給機として、複数の翼（ブレード）が周方向に設けられたタービンホイールと、このタービンホイールを収容し、エンジンから排出された排気ガスが渦巻き状のスクロール流路を通って導かれるホイール収容室を有するタービンハウジングとを備えたターボチャージャが公知である。
また、ターボチャージャには、タービン容量（タービンホイールへ導入する排気ガスの流量）を変更するタービン容量可変手段を備えたものがある。

このタービン容量可変手段の一例として、タービンホイールの周囲を渦巻き状に取り囲むスクロール流路を、２つの第１、第２スクロール流路に区画する仕切り部（隔壁）と、２つの第１、第２スクロール流路の連通状態を制御してタービン容量を可変するスクロール切替弁とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このスクロール切替弁は、タービンハウジングの内部と外部とを連通する円筒軸受と、この円筒軸受に回転自在に挿通支持される軸部を有するアーム（弁軸）と、このアームの先端に取り付けられて、流路孔を開閉するバルブ（弁体）とを備えている。

ところで、スクロール切替弁は、通常、アームの軸部（バルブの回転軸であるシャフト）がタービンハウジングの内部側と外部側とを連通する円筒軸受（ブッシュ）内に回転可能に挿通支持されており、タービンハウジングの外部に設置されたアクチュエータによってアームの軸部を回転駆動することにより、バルブを開閉させて排気ガスの流量を制御している。
ここで、バルブは、５００℃以上の排気ガスに直接晒されるため、バルブの軸部と円筒軸受との間の隙間（摺動クリアランス）は、熱膨張や熱変形等による不具合（焼き付き）を防止するので、一般的な軸と軸受との間の隙間（摺動クリアランス）と比べて大きく開けられている。このため、タービンハウジングに導入された排気ガスは、その一部がタービンハウジングの内外の圧力差により軸部と円筒軸受との間の隙間を通って大気へ漏出するという問題があった。

そこで、特許文献１に記載のスクロール切替弁においては、円筒軸受の内径よりも小さな内径を有し、軸部の外周に相対変位が可能な円環状のワッシャをシール部材としてアームの軸部の外周に嵌合し、更に、外部側のワッシャを円筒軸受の側面に付勢するコイルバネを備えている。このコイルバネは、タービンハウジングの外部側において、アームの軸部の外周に嵌合すると共に、軸部に設けたフランジ部とワッシャとの間に設置されている。
コイルバネは、フランジ部を介してアームの軸部を付勢しているため、外部側のワッシャを確実に円筒軸受の側面に密着させることができ、エンジンの振動や、バルブを制御するアクチュエータ荷重等によって軸部が傾くことを抑制することもできる。
コイルバネは、タービンハウジングの外部側に配置されているので、排気ガスの温度に対する影響が低く、熱膨張差や熱変形等を抑えることができる。

［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載のスクロール切替弁においては、円筒軸受の側面とワッシャの環状端面との面接触によって、排気ガスの漏れを防ぐ排気ガスシール構造を備えているが、シール性能が不十分で、ワッシャの内周と軸部の外周との間の隙間を通って外部へ排気ガスが漏出する懸念がある。
すなわち、ワッシャの線膨張係数とアームの線膨張係数との差（温度変化（上昇）に伴う熱膨張差）を考えると、軸部の外周にワッシャを圧入する構造をとることができない。これにより、ワッシャの内周と軸部の外周との間の隙間から排気ガスが漏出するため、排気ガス漏れ量が増加する懸念がある。
また、埃除けとして設けられたダストカバーの内周とアームの軸部の外周との間には、隙間が形成されているため、ダストカバーと軸部との間の隙間で排気ガスのガスシールを行うことができない。

特許第４４４０８１９号公報

本発明の目的は、バルブの回転軸であるシャフトと軸受との間で十分なシール性能を発揮させることで、ハウジング内の流路を流通する排気ガスが、シャフトと軸受との間の隙間から漏出するのを確実に防止することのできる内燃機関の排気装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明（内燃機関の排気装置）は、内燃機関から排出された排気ガスが通り抜ける流路を有するハウジングと、このハウジングの内部と外部とを連通するように軸線方向に延びる筒状の軸受と、ハウジングの内部に収容されて、流路を開閉するバルブと、軸受に回転可能に支持されるシャフトと、このシャフトと軸受との間に形成される隙間をシールするシール手段とを備えている。
シャフトは、軸受の内部に嵌挿される径大軸部と、この径大軸部よりも外径の小さい径小軸部と、径大軸部と径小軸部との間に設けられ、シャフトの回転軸方向に対して垂直な環状の座面を形成する段差とを有すると共に、軸受は、径小軸部の外周に嵌合し、且つ段差を覆う環状の被覆部を有しており、
この被覆部は、軸受に一体形成され、且つ内側面には座面に対して軸方向から当接する環状の端面が設けられており、
シール手段は、端面を座面に押し付ける側に付勢する弾性部材を有している。

請求項１に記載の発明によれば、軸受に被覆部を一体形成しており、シャフトと軸受との間の隙間をシールするシール手段として、軸受に対して、軸受の端面（被覆部の内側面）をシャフトの座面（段差面）に押し付ける側（シャフトの回転軸方向）に付勢する弾性部材を設けたことにより、バルブの回転軸であるシャフトとこのシャフトを回転可能に支持する軸受との間で十分なシール性能を発揮できるので、ハウジング内に形成される流路を流れる排気ガスが、シャフトと軸受との間の隙間から外部へ漏出するのを確実に防止することができる。
これによって、シャフトと軸受との間の隙間を熱膨張や熱変形等による焼き付きを防止するという目的で、一般よりも大きく設けてある内燃機関の排気装置（例えばタービン、このタービンを備えたターボチャージャ等）の排気ガスシール構造においても、シャフトと軸受との間の隙間から外部への排気ガスの漏出量を低減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、シール手段は、弾性部材と軸受の被覆部との間に介装される環状のワッシャを有している。つまり、軸受の被覆部と弾性部材との間には、軸受の被覆部と弾性部材との間の相対回転運動における摺動抵抗を低下させるための環状のワッシャが設置（介装）されている。
ここで、シャフトの段差または軸受と弾性部材とが直接接触していると、両者の相対回転運動における摺動抵抗が生じ、作動性が低下する懸念がある。
そこで、シャフトの段差または軸受と弾性部材との間にワッシャを設置することで、両者間の摺動抵抗を低下させることができる。これにより、弾性部材またはシャフトの円滑な動きが妨げられないので、作動性の低下を抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、バルブの回転軸であるシャフトを回転駆動するアクチュエータと、このアクチュエータの動力をシャフトに伝達するリンクレバーとを備えている。
請求項４に記載の発明によれば、弾性部材と軸受との間に環状のワッシャが設置されている。また、ワッシャは、リンクレバーと一体回転可能に連結する嵌合部を有している。
ワッシャとリンクレバーとが一体回転可能に連結するようにワッシャとリンクレバーとを接触させて嵌合することにより、弾性部材とワッシャとの間で滑り摩耗が生じないようにすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、タービンホイールへ導入する排気ガスの流量を変更するタービン容量可変手段を有するターボチャージャを備えている。これにより、ターボチャージャのタービン容量を可変できる。
請求項６に記載の発明によれば、タービンホイールの周囲を渦巻き状に囲むように設置されるハウジングを備えている。このハウジングは、タービンホイールへ排気ガスを導く２つの第１、第２スクロールを有している。
請求項７に記載の発明によれば、ハウジングの流路を、２つの第１、第２スクロールにそれぞれ連通する２つの第１、第２流路に区画する仕切り壁（隔壁）を有している。
請求項８に記載の発明によれば、仕切り壁に、内部に流路が形成されるバルブシートを設けている。
バルブは、バルブシートに対して着座、離脱して流路を閉鎖、開放する弁体である。

請求項９に記載の発明によれば、軸受の外周を保持する軸受保持部を有するハウジングを備えている。なお、軸受保持部として、筒状の軸受（ベアリング、ブッシュ）の周囲を周方向に取り囲むように設置された筒状の軸受保持部を採用しても良い。
請求項１０に記載の発明によれば、（例えば流路の壁面で開口した一方側（内部側）の開口部からハウジングの外側面で開口した他方側（外部側）の開口部に至るまで）シャフトの回転軸方向に延びる軸受孔を有するハウジングを備えている。バルブの回転軸であるシャフトは、ハウジングの軸受孔内に回転可能に嵌挿されている。
なお、シャフトの回転軸方向の一端部には、軸受孔の開口端面から流路の内部に向かって突出する突出部が設けられている。また、シャフトの回転軸方向の他端部には、軸受孔の開口端面からハウジングの外部に向かって突出する突出（軸）部が設けられている。

請求項１１に記載の発明によれば、シャフトを摺動可能に軸支する摺動孔を有する筒状の軸受を備えている。
この場合、軸受の摺動孔とシャフトとの間の隙間から排気ガスが漏れるのを確実に低減することができる。
請求項１２に記載の発明によれば、弾性部材とは、シャフトの回転軸方向に弾性力（反力）を発生するウェーブワッシャまたは皿バネまたはコイルバネまたは合成ゴムまたは合成樹脂のことである。
ここで、弾性部材として、ハウジングの外部においてシャフトの突出（軸）部の外周を取り囲むように設置される環状弾性部材または筒状弾性部材を採用した場合には、排気ガスの熱に対する影響（劣化等）を小さくすることができる。

スクロール切替弁とウェイストゲート弁を搭載したターボチャージャを示した断面図である（実施例１）。 図１のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。 図２のＢ−Ｂ断面図である（実施例１）。 スクロール切替弁のガスシール構造を示した断面図である（実施例２）。 スクロール切替弁のガスシール構造を示した断面図である（実施例３）。 スクロール切替弁のガスシール構造を示した断面図である（実施例４）。 図６をＥ方向から見たスクロール切替弁の主要部を拡大した断面図である（実施例４）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、十分なガスシール性能を発揮することで、シャフトと軸受との間の隙間から外部へ漏出する排気ガスの漏れ量を低減するという目的を、シャフトと軸受との間の隙間をシールするガスシール手段として、軸受に対して、軸受の端面をシャフトの座面に押し付ける側（シャフトの回転軸方向）に付勢する弾性部材を設けたことで実現した。
なお、図面に示す４つの実施例のうち、実施例１、実施例２および実施例４は、本発明が適用された具体例であるのに対し、実施例３は、本発明が適用されていない参考例である。

［実施例１の構成］
図１ないし図３は本発明の実施例１を示したもので、図１および図２はスクロール切替弁とウェイストゲート弁を搭載したターボチャージャを示した図で、図３はスクロール切替弁のガスシール構造を示した図である。

本実施例の内燃機関の排気装置は、内燃機関（エンジン）から排出される排気ガスの圧力を利用して、エアクリーナを通過した吸気を過給（圧縮）するターボチャージャを有する過給システム（内燃機関の過給装置）として使用されるものである。
エンジンは、複数の気筒（シリンダボア）を有する多気筒ディーゼルエンジン（直列４気筒エンジン）が採用されている。但し、多気筒ディーゼルエンジンに限定されず、多気筒ガソリンエンジンを適用しても構わない。

エンジンは、自動車等の車両のエンジンルーム内にターボチャージャと共に設置されている。また、エンジンの各気筒（シリンダ）には、各気筒毎の燃焼室内に燃料を噴射供給するインジェクタが搭載されている。
エンジンは、各気筒毎の燃焼室に吸い込まれる吸気が流れる吸気通路を形成する吸気管（吸気ダクト）と、各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスを外部に排出する排気通路を形成する排気管（排気ダクト）とを備えている。

吸気管には、エアクリーナ、ターボチャージャのコンプレッサ、インタークーラ、吸気絞り弁およびインテークマニホールド等が設置されている。なお、インテークマニホールドは、エンジンの各気筒毎の吸気ポートに接続されている。
排気管には、エキゾーストマニホールド、ターボチャージャのタービン、排気浄化装置（触媒）、排気絞り弁、排気消音器であるマフラー等が設置されている。なお、エキゾーストマニホールドは、エンジンの各気筒毎の排気ポートに接続されている。

吸気絞り弁または排気絞り弁は、エンジンの排気ガスをＥＧＲガスとして排気管から吸気管へ再循環（還流）させる排気ガス循環装置（ＥＧＲシステム）等が搭載されているなど、必要がある場合に設けられる。吸気絞り弁または排気絞り弁は、吸気管または排気管の途中に結合されるスロットルボディ、およびスロットルボディの内部に収容されたスロットルバルブを備えている。
スロットルバルブを駆動するアクチュエータとして、スロットルバルブの回転軸であるシャフトを電動モータの動力を利用して回転駆動する電動アクチュエータが採用されている。

電動アクチュエータは、電力の供給を受けるとスロットルバルブを駆動する動力（トルク）を発生するモータ、およびこのモータの回転を減速してシャフトに伝達する減速機構等により構成される。
なお、モータは、エンジン制御ユニット（電子制御装置：以下ＥＣＵ）によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。

次に、本実施例のターボチャージャの詳細を図１ないし図３に基づいて説明する。
ターボチャージャは、エンジンの吸気管の途中に設けられたコンプレッサと、エンジンの排気管の途中に設けられたタービンとを備え、吸気管内の吸気通路を流れる吸気をコンプレッサ（インペラ１、ハウジング２）で圧縮し、圧縮された圧縮空気（吸気）をエンジンの各気筒毎の燃焼室へ送り込むターボ過給機である。
このターボチャージャは、タービン（ホイール３、ハウジング４、タービンシャフト５）が排気ガスにより回転駆動されると、ホイール３に一体回転可能に連結したコンプレッサのインペラ１も回転し、このインペラ１が吸気を圧縮する。

コンプレッサのハウジング２には、内部に流路を分割する仕切り壁（隔壁）が設けられていない渦巻き状のスクロール６が形成されている。このスクロール６の中央部には、インペラ１を回転可能に収容するインペラ収容室７が設けられている。
タービンのハウジング４には、内部に流路を分割する仕切り壁（隔壁）が設けられた渦巻き状のスクロール８が形成されている。このスクロール８の中央部には、ホイール３を回転可能に収容するホイール収容室９が設けられている。
また、タービンのハウジング４の内部には、タービンのホイール３へ導入する排気ガスの流量を変更するタービン容量可変手段としての２つの第１、第２排気制御弁（スクロール切替弁、ウェイストゲート弁）が搭載されている。

スクロール切替弁は、円板状のバルブ１１を係合支持するバルブアーム１２の回転軸であるシャフト１３が、ハウジング４の内部側と外部側とを連通するように軸線方向に延びる円筒状のブッシュ１４の摺動孔１５内で回転方向に摺動可能に軸支されている。
バルブ１１は、ハウジング４に一体的に形成されたバルブシート（円環状の突条部）１６に対して着座、離脱して流路孔１７を閉鎖、開放するように、バルブアーム１２の先端に係合支持されている。

ここで、ハウジング４の一外側面には、スクロール切替弁のバルブ１１を駆動するアクチュエータが搭載されている。
アクチュエータは、バルブ１１を駆動するロッド（図示せず）を有し、このロッドをその軸線方向に往復移動させることで、バルブアーム１２のシャフト１３とハウジング４の外部（外側）で連結するリンクレバー１９を含むリンク機構を介して、バルブ１１を開弁方向または閉弁方向に開閉動作させる。

また、スクロール切替弁は、シャフト１３とブッシュ１４との間に形成される隙間を気密シールするガスシール手段（排気ガスシール構造）を備えている。このガスシール手段は、ブッシュ１４とリンクレバー１９との間に設置された円環状の板バネ２１、およびブッシュ１４と板バネ２１との間に設置された円環状のワッシャ２２等により構成されている。
なお、本実施例のスクロール切替弁の詳細は、後述する。

ウェイストゲート弁は、円板状のバルブ３１を係合支持するバルブアーム３２の回転軸であるシャフト３３が、ハウジング４の内部側と外部側とを連通するように軸線方向に延びる円筒状のブッシュ３４の摺動孔３５内で回転方向に摺動可能に軸支されている。
バルブ３１は、ハウジング４に一体的に形成されたバルブシート（円環状の突条部）３６に対して着座、離脱して流路孔３７を閉鎖、開放するように、バルブアーム３２の先端に係合支持されている。

ここで、ハウジング４の一外側面には、ウェイストゲート弁のバルブ３１を駆動するアクチュエータが搭載されている。
アクチュエータは、バルブ３１を駆動するロッド３８を有し、このロッド３８をその軸線方向に往復移動させることで、バルブアーム３２のシャフト３３とハウジング４の外部（外側）で連結するリンクレバー３９を含むリンク機構を介して、バルブ３１を開弁方向または閉弁方向に開閉動作させる。
なお、本実施例のウェイストゲート弁の詳細は、後述する。

コンプレッサは、タービンシャフト５の中心線（回転中心）を中心にして回転するインペラ１、およびこのインペラ１の周囲を円周方向に取り囲むように設置されたハウジング２を備えている。
コンプレッサのインペラ１は、複数のコンプレッサブレード（翼）が円周方向に設置されている。このインペラ１は、タービンシャフト５を介して、タービンのホイール３と一体回転可能に連結している。
コンプレッサのハウジング２の内部には、吸気をインペラ１へ導入する吸気入口流路、インペラ１を回転自在能に収容するインペラ収容室７、およびこのインペラ収容室７から流出した吸気をハウジング２の外部へ吐出する吸気出口流路等が形成されている。

タービンは、エンジンの排気圧により回転駆動されるホイール３、およびこのホイール３の周囲を円周方向に取り囲むように設置されたハウジング４を備えている。
タービンのホイール３は、複数のタービンブレード（翼）が円周方向に設置されている。
タービンのハウジング４は、例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等の耐熱性金属により形成されている。このハウジング４の内部には、排気ガスをホイール３へ導入する排気入口流路、ホイール３を回転自在に収容するホイール収容室９、およびこのホイール収容室９から流出した排気ガスをハウジング４の外部へ吐出する排気出口流路等が形成されている。

排気入口流路は、ハウジング４の吸気流方向の上流側端面で開口した入口ポートからホイール収容室９へ排気ガスを導入する排気導入流路のことである。この排気導入流路は、２つの排気ガス流路（第１、第２流路）４１、４２、およびこれらの排気ガス流路４１、４２にそれぞれ連通する２つの第１、第２スクロール流路４３、４４により構成されている。また、ハウジング４の入口ポートは、エキゾーストマニホールドの集合部に連通している。
第１スクロール流路４３は、排気ガス流路４１の出口端部から排気ガスを導入する第１導入部（図示せず）、および第１スクロール流路４３からホイール収容室９へ排気ガスを導入する第１ノズル４５を有している。この第１ノズル４５は、ホイール収容室９の周囲を部分円形状（円弧形状）に囲むように開口したスリット状の開口部である。

第２スクロール流路４４は、排気ガス流路４２の出口端部から排気ガスを導入する第２導入部（図示せず）、および第２スクロール流路４４からホイール収容室９へ排気ガスを導入する第２ノズル４６を有している。この第２ノズル４６は、ホイール収容室９の周囲を部分円形状（円弧形状）に囲むように開口したスリット状の開口部である。
排気出口流路は、ホイール収容室９からハウジング４の排気流方向の下流側端面で開口した出口ポートへ排気ガスを排出する排気ガス流路４７のことである。また、ハウジング４の出口ポートは、触媒またはマフラーに連通している。

タービンのハウジング４には、排気導入流路を、２つの排気ガス流路４１、４２および２つの第１、第２スクロール流路４３、４４に区画する板状の仕切り壁（第１隔壁）４８が設けられている。この仕切り壁４８には、円環状（または角環状）のバルブシート（第１弁座）１６が一体的に設けられている。
バルブシート１６の内部には、仕切り壁４８をその板厚方向に貫通する流路孔１７が形成されている。このバルブシート１６は、流路孔１７の周囲を取り囲むように円周方向に延びる第１突条リブである。
また、流路孔１７は、排気ガス流路４１と排気ガス流路４２とを連通する第１連通孔である。

ハウジング４には、その内部空間を、排気ガス流路４２と排気ガス流路４７とに区画する板状の仕切り壁（第２隔壁）４９が設けられている。この仕切り壁４９には、円環状（または角環状）のバルブシート（第２弁座）３６が一体的に設けられている。
なお、ハウジング４の筒状側壁には、組み付け前のバルブ１１を排気ガス流路４２の上流部内に挿入するための開口部が形成されている。この開口部は、ハウジング４の筒状側壁に締結固定されるカバー５０により塞がれている。
バルブシート３６の内部には、仕切り壁４９をその板厚方向に貫通する流路孔３７が形成されている。このバルブシート３６は、流路孔３７の周囲を取り囲むように円周方向に延びる第２突条リブである。
流路孔３７は、排気ガス流路４２と排気ガス流路４７とを連通する第２連通孔である。この流路孔３７は、排気ガス流路４２から流入した排気ガスを２つの第１、第２スクロール流路４３、４４およびホイール収容室９を迂回（バイパス）して、排気ガス流路４７へ導くウェイストゲート流路（バイパス流路）の一部を構成している。

ハウジング４には、ブッシュ１４の周囲を円周方向に取り囲む円筒状の第１軸受保持部（以下軸受ホルダー）５１、およびブッシュ３４の周囲を円周方向に取り囲む円筒状の第２軸受保持部（以下軸受ホルダー）５２が一体的に形成されている。
軸受ホルダー５１は、ハウジング４の外側面から外部へ向かって突出した第１突出筒部である。この軸受ホルダー５１の内部には、排気ガス流路４２の流路壁面で開口した一方側（内部側、流路側）の開口部から、ハウジング４の外側面で開口した他方側（外部側）の開口部に至るまで、バルブアーム１２のシャフト１３の回転軸方向に真っ直ぐに延びる軸受孔５３が設けられている。この軸受孔５３は、バルブアーム１２のシャフト１３が挿通される第１挿通孔である。
軸受ホルダー５２は、ハウジング４の外側面から外部へ向かって突出した第２突出筒部である。この軸受ホルダー５２の内部には、排気ガス流路４７の流路壁面で開口した一方側（内部側、流路側）の開口部から、ハウジング４の外側面で開口した他方側（外部側）の開口部に至るまで、バルブアーム３２のシャフト３３の回転軸方向に真っ直ぐに延びる軸受孔５４が設けられている。この軸受孔５４は、バルブアーム３２のシャフト３３が挿通される第２挿通孔である。

本実施例のハウジング４の内部には、流路孔１７を開閉するスクロール切替弁（流量調整バルブ）が搭載されている。
スクロール切替弁は、排気ガスの流量が少ない、エンジン回転速度（以下エンジン回転数と言う）が低速回転領域の際に閉弁（全閉）して、ホイール収容室９へ排気ガスを導入するスクロール流路として第１スクロール流路４３のみを使用することで、ホイール３へ導入される排気ガスの流速を高めて、エンジンの低速回転領域での過給性能を確保し、排気ガスの流量が増えた中速回転領域の際に開弁（例えば半開または全開）して、スクロール流路として２つの第１、第２スクロール流路４３、４４を併用して排気ガスの流量を調整し、エンジンの中速回転領域での過給性能を向上する過給圧制御装置を構成する。

スクロール切替弁は、排気ガス流路４１から流路孔１７、排気ガス流路４２および第２スクロール流路４４を通ってホイール収容室９へ導かれる排気ガスの流量、つまり流路孔１７を通過する排気ガスの流量をバルブ（第１弁体）１１の開閉動作により制御（調整）する排気ガス流量制御弁を構成している。
また、スクロール切替弁は、バルブ１１の開度変化（バルブ角度変化）に対して流路孔１７の出口（第２開口部）の開口面積が変化する開口特性（バルブ開度−流量特性）を備えている。
なお、スクロール切替弁の詳細は、後述する。

本実施例のハウジング４の内部には、流路孔３７の出口を開閉するウェイストゲート弁が搭載されている。
ウェイストゲート弁は、ターボチャージャのコンプレッサの過給圧が設定値を越えた際に開弁（例えば半開または全開）して、コンプレッサの過給圧を設定値以下に抑える過給圧制御装置を構成する。
ウェイストゲート弁は、排気ガス流路４２から流路孔３７を通って排気ガス流路４７へ導かれる排気ガスの流量、つまりバイパス流路を形成する流路孔３７を通過する排気ガスの流量をバルブ（第２弁体）３１の開閉動作により制御（調整）する排気ガス流量制御弁を構成している。
また、ウェイストゲート弁は、バルブ３１の開度変化（バルブ角度変化）に対して流路孔３７の出口（第２開口部）の開口面積が変化する開口特性（バルブ開度−流量特性）を備えている。

ウェイストゲート弁は、ハウジング４の内部（排気ガス流路４７）に開閉自在に収容されるバルブ３１、このバルブ３１を支持するバルブアーム（第２弁体支持部材）３２と、このバルブアーム３２のシャフト（第２回転軸）３３を回転自在に軸支するブッシュ（第２軸受）３４と、ロッド３８およびリンクレバー３９等を含むリンク機構を介して、バルブアーム３２のシャフト３３を回転駆動するアクチュエータとを備えている。
アクチュエータは、モータの動力（トルク）を利用してバルブ３１およびバルブアーム３２のシャフト３３を、その回転方向（開弁方向または閉弁方向）に駆動するように構成された電動アクチュエータである。

アクチュエータは、ブラケットを介して、ハウジング４の外側面（外壁面）に取り付けられている。このアクチュエータは、バルブ３１およびバルブアーム３２を駆動する動力を発生するモータ、このモータの回転を減速する減速機構、およびこの減速機構の出力軸の回転運動をロッド３８の直線往復運動に変換する変換機構等を備えている。なお、モータは、ＥＣＵによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。

ロッド３８は、入力部および出力部を有し、ハウジング４の外側面に沿うように設置されている。ロッド３８の入力部は、アクチュエータの変換機構の出力部に連結されている。ロッド３８の出力部には、ヒンジピン５５が嵌合する嵌合孔が形成されている。
リンク機構は、ハウジング４の外部に露出して配置されたリンクレバー３９等を有している。このリンクレバー３９は、入力部および出力部を有し、ハウジング４の外側面に沿うように設置されている。
リンクレバー３９の入力部には、ヒンジピン５５が挿入される丸穴形状の嵌合孔が形成されている。また、リンクレバー３９の出力部には、バルブアーム３２のシャフト３３に一体的に形成されたヒンジピン５６が嵌合する嵌合孔が形成されている。

バルブ３１およびバルブアーム３２は、ハウジング４と同様に、耐熱性金属により形成されている。
バルブ３１は、ハウジング４の仕切り壁４９に一体的に設けられるバルブシート３６に対して着座、離脱して流路孔３７を閉鎖、開放する第２弁体（ウェイストゲート弁の弁体）である。
バルブ３１の背面より突出した凸状の突出軸部６１の外周には、円環状の周方向溝が形成されている。この周方向溝には、バルブ３１の突出軸部６１の外周にバルブアーム３２の結合部（第２出力部）を嵌め合わせた際に、バルブアーム３２からのバルブ３１の抜け止めを行う止め輪またはワッシャまたはＣリング等のバルブ抜け止め手段６２が装着されている。なお、バルブ３１は、バルブアーム３２に相対移動可能なように、バルブ支持部６３をその板厚方向に貫通する係合孔に緩やかに係合支持している。

バルブアーム３２は、バルブ３１の突出軸部６１を係合支持する弁体支持部材であって、バルブ支持部６３でバルブ３１と一体回転可能に連結している。このバルブアーム３２は、バルブ３１の回転軸方向に延びるシャフト３３を備えている。
バルブアーム３２のシャフト３３は、ハウジング４の軸受孔５４の孔壁面に固定されたブッシュ３４の摺動孔３５内に回転自在に収容されている。
シャフト３３の回転軸方向の一端部には、軸受ホルダー５２の軸受孔５４の開口端面から排気ガス流路４７の内部に向かって突出する突出部が設けられている。この突出部には、バルブ３１の突出軸部６１を支持するバルブ支持部６３が設けられている。なお、バルブ支持部６３は、シャフト３３の中間胴体部（軸受孔５４の孔壁面と摺動可能な摺動部：以下径大軸部）の直径よりも小さい板状部である。

シャフト３３の回転軸方向の他端部には、軸受ホルダー５２の軸受孔５４の開口端面からハウジング４の外部に向かって突出する突出部が設けられている。この突出部には、リンク機構のリンクレバー３９と結合するためのヒンジピン５６が設けられている。このヒンジピン５６は、シャフト３３の径大軸部の外径よりも小さい外径を有し、シャフト３３の回転軸方向に対して垂直な放射方向（半径方向）の環状段差面より外部に向かって突出する突出軸部（径小軸部）である。

ブッシュ３４は、例えば銅や鉄等の金属材を焼結した焼結部品であって、金属材によって円筒状に形成されている。このブッシュ３４は、シャフト３３の径大軸部（摺動部）の周囲を円周方向に取り囲むと共に、軸線方向（バルブ３１の回転軸方向と平行な方向）に真っ直ぐに延びる軸受スリーブ６４を備えている。
軸受スリーブ６４は、その軸線方向の両端が開口している。この軸受スリーブ６４は、その外周面全体が、ハウジング４の軸受ホルダー５２の内周（軸受孔５４の軸受孔壁面）に圧入固定されている。また、軸受スリーブ６４の内部には、シャフト３３の径大軸部を回転方向に摺動自在に軸支する丸孔形状の摺動孔３５が形成されている。

そして、シャフト３３の径大軸部の摺動面と軸受スリーブ６４の摺動孔３５の孔壁面との間には、シャフト３３をブッシュ３４の内部で円滑に回転させるための摺動クリアランスが形成されている。
なお、ウェイストゲート弁の軸受として、円筒状の軸受スリーブ６４を有するブッシュ（円筒ブッシュ）３４を採用しているが、ウェイストゲート弁の軸受として、円筒状の軸受スリーブを有するベアリング等を採用しても良い。

［実施例１の特徴］
次に、本実施例のスクロール切替弁の詳細を図１ないし図３に基づいて説明する。
スクロール切替弁は、ハウジング４の内部（排気ガス流路４２）に開閉自在に収容されるバルブ１１、このバルブ１１を支持するバルブアーム（第１弁体支持部材）１２と、このバルブアーム１２のシャフト（第１回転軸）１３を回転自在に軸支するベアリング（第１軸受）１４と、シャフト１３とブッシュ１４との間に形成される隙間を気密シールするガスシール手段と、ロッドおよびリンクレバー１９等を含むリンク機構を介して、バルブアーム１２のシャフト１３を回転駆動するアクチュエータとを備えている。

アクチュエータは、モータの動力（トルク）を利用してバルブ１１およびバルブアーム１２のシャフト１３を、その回転方向（開弁方向または閉弁方向）に駆動するように構成された電動アクチュエータである。
アクチュエータは、ブラケットを介して、ハウジング４の外側面（外壁面）に取り付けられている。このアクチュエータは、バルブ１１およびバルブアーム１２を駆動する動力を発生するモータ、このモータの回転を減速する減速機構、およびこの減速機構の出力軸の回転運動をロッドの直線往復運動に変換する変換機構等を備えている。なお、モータは、ＥＣＵによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。

ロッドは、入力部および出力部を有し、ハウジング４の外側面に沿うように設置されている。ロッドの入力部は、アクチュエータの変換機構の出力部に連結されている。ロッドの出力部には、ヒンジピン（図示せず）が嵌合する嵌合孔が形成されている。
リンク機構は、ハウジング４の外部に露出して配置されたリンクレバー１９等を有している。このリンクレバー１９は、入力部および出力部を有し、ハウジング４の外側面に沿うように設置されている。
リンクレバー１９の入力部には、ヒンジピンが挿入される丸穴形状の嵌合孔６５が形成されている。また、リンクレバー１９の出力部には、シャフト１３の回転軸方向に貫通した嵌合孔を有する厚肉部（ピン支持部）６６が設けられている。この厚肉部６６の嵌合孔には、バルブアーム１２のシャフト１３に一体的に形成されたヒンジピン６７が回り止めされた状態で嵌合固定されている。厚肉部６６のブッシュ側面には、ガスシール手段が当接（着座、接触）する円環状のバネ座面６８が設けられている。

バルブ１１およびバルブアーム１２は、ハウジング４と同様に、耐熱性金属により形成されている。
バルブ１１は、ハウジング４の仕切り壁４８に一体的に設けられるバルブシート１６に対して着座、離脱して流路孔１７を閉鎖、開放する第１弁体（スクロール切替弁の弁体）である。
バルブ１１の背面より突出した凸状の突出軸部７１の外周には、円環状の周方向溝が形成されている。この周方向溝には、バルブ１１の突出軸部７１の外周にバルブアーム１２の結合部（第１出力部）を嵌め合わせた際に、バルブアーム１２からのバルブ１１の抜け止めを行う止め輪またはワッシャまたはＣリング等のバルブ抜け止め手段７２が装着されている。なお、バルブ１１は、バルブアーム１２に相対移動可能なように、バルブ支持部７３をその板厚方向に貫通する係合孔に緩やかに係合支持している。

バルブアーム１２は、バルブ１１の突出軸部７１を係合支持する弁体支持部材であって、例えばＬ字状またはへの字状またはくの字状に屈曲しており、バルブ支持部７３でバルブ１１と一体回転可能に連結している。このバルブアーム１２は、バルブ１１の回転軸方向に延びるシャフト１３を備えている。
バルブアーム１２のシャフト１３は、ハウジング４の軸受孔５３の孔壁面に固定されたブッシュ１４の摺動孔１５内に回転自在に収容されている。
シャフト１３の回転軸方向の一端部には、軸受ホルダー５１の軸受孔５３の開口端面から排気ガス流路４２の内部に向かって突出する突出部が設けられている。この突出部には、シャフト１３の回転軸方向に垂直な半径方向の外側に向かって突出した円環状のフランジ（鍔部）７４が設けられている。このフランジ７４は、シャフト１３の中間胴体部（軸受孔５３の孔壁面と摺動可能な摺動部：以下径大軸部７５）の外径よりも大きい外径を有している。
なお、バルブアーム１２は、フランジ（鍔部）付きでなくても良い。

また、フランジ７４よりもバルブ支持部７３側は、屈曲部およびアーム部を介して、バルブ１１の突出軸部７１を支持するバルブ支持部７３まで傾斜して延びている。
また、フランジ７４と径大軸部７５との間には、シャフト１３の回転軸方向に垂直な半径方向の段差（円環状の段差）が設けられている。このシャフト１３の段差面は、ブッシュ１４の環状端面との間に所定の軸方向距離を隔てて対向する円環状の対向面である。
シャフト１３の回転軸方向の他端部には、軸受ホルダー５１の軸受孔５３の開口端面から外部に向かって突出する突出部が設けられている。この突出部は、シャフト１３の径大軸部７５の外径よりも小さい外径を有する突出軸部７６のことである。
また、径大軸部７５と突出軸部７６との間には、シャフト１３の回転軸方向に対して垂直な径方向の段差（円環状の段差）７７が設けられている。

突出軸部７６は、シャフト１３の段差７７より外部に向かって突出する径小軸部である。また、突出軸部７６の軸方向先端には、リンク機構のリンクレバー１９と結合するためのヒンジピン６７が設けられている。なお、ヒンジピン６７は、突出軸部７６の外径よりも小さい外径を有している。
また、突出軸部７６をリンクレバー１９の嵌合孔に挿通し、リンクレバー１９の外側面から突き出したヒンジピン６７の突出部分を工具を用いてかしめることで、シャフト１３とリンクレバー１９とが一体回転可能に連結する。
シャフト１３の段差７７には、ブッシュ１４の環状端面（ガスシール面）が隙間無く当接する円環状の軸受座面（ガスシート面）７８が設けられている。この軸受座面７８は、シャフト１３の回転軸方向で、ブッシュ１４の環状端面と対向する段差面（半径方向の段差面）である。

ブッシュ１４は、例えば銅や鉄等の金属材を焼結した焼結部品であって、金属材によって有底円筒状（カップ状）に形成されている。このブッシュ１４は、シャフト１３の径大軸部７５（摺動部）の周囲を円周方向に取り囲むと共に、軸線方向（バルブ１１の回転軸方向と平行な方向）に真っ直ぐに延びる円筒状の軸受スリーブ８１を備えている。
軸受スリーブ８１は、その外周面の一部が、ハウジング４の軸受ホルダー５１の内周（軸受孔５３の軸受孔壁面）に圧入固定されており、残りの流路側が、軸受ホルダー５１の軸受孔５３の開口端面から排気ガス流路４２の内部に向かって突出している。また、軸受スリーブ８１の内部には、シャフト１３の径大軸部７５を回転方向に摺動自在に軸支する丸孔形状の摺動孔１５が形成されている。
そして、シャフト１３の径大軸部７５の摺動面と軸受スリーブ８１の摺動孔１５の孔壁面との間には、シャフト１３をブッシュ１４の内部で円滑に回転させるための摺動クリアランスが形成されている。

軸受スリーブ８１の一端側（図３において図示下端側、流路側）は開口し、他端側（図３において図示上端側、大気側、外部側）は閉塞している。
軸受スリーブ８１の一端側には、シャフト１３のフランジ７４に設けられる段差面と所定の軸方向距離を隔てて対向する円環状の環状端面が設けられている。
軸受スリーブ８１の他端側には、摺動孔１５の他端側を閉塞する円板状の閉塞部８２が設けられている。この閉塞部８２は、シャフト１３の環状の段差面である軸受座面７８を覆う円環状の被覆部である。
閉塞部８２の中央部には、シャフト１３の突出軸部７６が挿通する挿通孔８３が形成されている。この挿通孔８３は、ブッシュ１４の中心軸線上に位置し、且つ閉塞部８２をその板厚方向に貫通する貫通孔である。この挿通孔８３内には、シャフト１３の突出軸部７６が回転可能に嵌め込まれている。なお、シャフト１３の突出軸部７６の外周と挿通孔８３の孔壁面との間に形成される隙間（クリアランス）は、シャフト１３の径大軸部７５と軸受スリーブ８１との間の摺動クリアランスよりも広い。

閉塞部８２は、軸受ホルダー５１の軸受孔５３の開口端面からハウジング４の外部に露出するように配置されている。この閉塞部８２は、シャフト１３の回転軸方向に対して垂直な径方向の段差（円環状の段差）を構成している。
閉塞部８２の内側面には、シャフト１３の段差７７の軸受座面７８が面接触（着座）する円環状の環状端面（ガスシール面）８４が設けられている。
閉塞部８２の外側面には、ガスシール手段が当接（着座、接触）する円環状のバネ座面８５が設けられている。この閉塞部８２のバネ座面８５は、リンクレバー１９のバネ座面６８との間に所定の軸方向距離を隔てて対向している。
なお、本実施例では、スクロール切替弁の軸受として、有底円筒状の軸受スリーブ８１を有する円筒状のブッシュ（円筒ブッシュ）１４を採用しているが、スクロール切替弁の軸受として、有底円筒状の軸受スリーブを有する円筒状のベアリング等を採用しても良い。

ガスシール手段は、ブッシュ１４に対して、ブッシュ１４の閉塞部８２のガスシール面８４をシャフト１３の段差７７の軸受座面７８に押し付ける側に付勢する板バネ２１、およびブッシュ１４のバネ座面８５と板バネ２１との間の相対回転運動における摺動抵抗を低下させるためのワッシャ２２を備えている。
板バネ２１は、断面Ｘ字状で、且つ円環板状の板スプリングであって、例えばステンレス鋼やバネ鋼等の金属材をプレス成形することにより製造される。この板バネ２１は、シャフト１３の突出軸部７６の周囲を円環状に取り囲むように設置されている。また、板バネ２１は、ワッシャ２２を介して、ブッシュ１４の閉塞部８２のバネ座面８５とリンクレバー１９の厚肉部６６のバネ座面６８との間に設置（介装）されている。

板バネ２１は、シャフト１３の回転軸方向と同一方向への弾性変形が可能な二重環状の弾性体である。
板バネ２１の一端側（図示下端側、ブッシュ側）には、ワッシャ２２を介して、ブッシュ１４の閉塞部８２のバネ座面８５にバネ荷重を付与する第１荷重付与部が設けられている。これにより、ブッシュ１４のバネ座面８５またはワッシャ２２の図示上端面（外部側面）は、板バネ２１のバネ荷重を受け止める第１バネ座部となる。
板バネ２１の他端側（図示上端側、外部側）には、リンクレバー１９のバネ座面６８にバネ荷重を付与する第２荷重付与部が設けられている。これにより、リンクレバー１９のバネ座面６８は、板バネ２１のバネ荷重を受け止める第２バネ座部となる。

ワッシャ２２は、ブッシュ１４の閉塞部８２のバネ座面８５と板バネ２１の第１荷重付与部との間に設置（介装）されている。このワッシャ２２は、板バネ２１と一緒に、シャフト１３の突出軸部７６の外周を円周方向に取り囲むように設置されている。
ここで、シャフト１３の径方向の段差またはブッシュ１４の径方向の段差と板バネ２１とが直接接触していると、両者の相対回転運動における摺動抵抗が生じ、スクロール切替弁の作動性（バルブ１１の制御応答性）が低下する懸念がある。
そこで、図３に示したように、シャフト１３の径方向の段差またはブッシュ１４の径方向の段差と板バネ２１との間にワッシャ２２を設置することで、両者間の摺動抵抗を低下させることができる。これにより、シャフト１３または板バネ２１の円滑な動きが妨げられないので、スクロール切替弁の作動性（バルブ１１の制御応答性）の低下を抑制することができる。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の内燃機関の過給システム（ターボチャージャ）の動作を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。

ターボチャージャのコンプレッサから吸気管（スロットルボディ、インテークマニホールド）の吸気通路、吸気ポートを経て燃焼室内に供給された吸気とインジェクタから噴射された燃料との混合気が燃焼室内で燃焼すると、この燃焼により生じた排気ガスが排気ポートから排出される。排気ポートから排出された排気ガスは、排気管（エキゾーストマニホールド）の排気通路を経てターボチャージャのタービンへ導かれる。
エンジンの全負荷の低速運転時、つまりエンジン回転数が１５００ｒｐｍ未満の低速回転領域の場合には、アクチュエータの動力を利用してスクロール切替弁とウェイストゲート弁とを共に全閉する。これによって、タービンのハウジング４に一体的に形成されたバルブシート１６、３６にスクロール切替弁とウェイストゲート弁の各バルブ１１、３１が着座して、バルブシート１６、３６を貫通する流路孔１７、３７が閉鎖（全閉）される。

この結果、エンジンの排気ポートより排出された排気ガスの全量は、エキゾーストマニホールドの集合部からハウジング４の上流側端面で開口した入口ポートを通って排気ガス流路４１に流入する。排気ガス流路４１を通過した排気ガスは、第１スクロール流路４３に流入し、第１ノズル４５からホイール収容室９内に導入される。
ホイール収容室９内に導入された排気ガスは、タービンのホイール３を回転駆動した後に、ハウジング４の排気ガス流路４７を通って、ハウジング４の下流側端面で開口した出口ポートから外部（触媒側またはマフラー側）へ排出される。

一方、吸気管の吸気通路からハウジング２の内部に流入した吸気は、吸気入口流路を通ってインペラ収容室７に導かれる。そして、インペラ収容室７に導入された吸気は、ホイール３の回転により駆動されるインペラ１の遠心力によって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した吸気は、インペラ収容室７、吸気出口流路を通って吸気管の吸気通路に流入する。吸気管の吸気通路に流入した吸気は、吸気ポートを通ってエンジンの燃焼室内に吸い込まれる。
したがって、少ない排気流量でも十分高速な吸気の流れが得られるので、エンジンの低速運転時における過給圧を高めることができる。

エンジンの中速運転時、つまりエンジン回転数が１５００ｒｐｍ以上で、且つ２５００ｒｐｍ未満の中速回転領域の場合には、ウェイストゲート弁を全閉状態に維持すると共に、アクチュエータの動力を利用してスクロール切替弁を開弁（例えば半開状態または全開状態）する。これによって、バルブシート１６からスクロール切替弁のバルブ１１が離脱して、流路孔１７の出口が開放（開弁）される。また、ウェイストゲート弁のバルブ３１の全閉状態が継続されるため、流路孔３７が閉鎖（全閉）される。

この結果、エキゾーストマニホールドの集合部から入口ポートを通って排気ガス流路４１に流入した排気ガスの一部は、第１スクロール流路４３に流入し、第１ノズル４５からホイール収容室９内に導入される。
また、排気ガス流路４１に流入した排気ガスの残部は、排気ガス流路４１から流路孔１７を通って排気ガス流路４２に流入する。排気ガス流路４２に流入した排気ガスは、第２スクロール流路４４に流入し、第２ノズル４６からホイール収容室９内に導入される。
これにより、排気ガス流路４１および第１スクロール流路４３と排気ガス流路４２および第２スクロール流路４４の双方を通ってホイール収容室９に導入された排気ガスは、タービンのホイール３を回転駆動した後に、ハウジング４の排気ガス流路４７を通って、出口ポートから外部（触媒側またはマフラー側）へ排出される。

一方、吸気管の吸気通路からハウジング２の内部に流入した吸気は、吸気入口流路を通ってインペラ収容室７に導かれる。そして、インペラ収容室７に導入された吸気は、ホイール３の回転により駆動されるインペラ１の遠心力によって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した吸気は、吸気管の吸気通路および吸気ポートを通ってエンジンの燃焼室内に吸い込まれる。
したがって、排気流量が増大し、エンジンの中速運転時における過給圧を高めることができる。

なお、エンジン回転数または目標過給圧に応じてスクロール切替弁の開度制御を行うことができる。すなわち、エンジン回転数または目標過給圧に応じてバルブアーム１２のシャフト１３の回転角度を連続的または段階的に変更することで、バルブアーム１２のシャフト１３の角度変化に伴ってバルブ１１の開度、つまり流路孔１７の出口の開口面積が徐々に変化する開口特性となる。この場合、ターボチャージャのコンプレッサの過給圧をエンジンの運転状況に応じて最適化することができる。

エンジンの高速運転時、つまりエンジン回転数が２５００ｒｐｍ以上の高速回転領域の場合には、スクロール切替弁とウェイストゲート弁とを共に開弁（例えば半開状態または全開状態）する。これによって、バルブシート１６、３６からバルブ１１、３１が離脱して、流路孔１７、３７の出口が開放（開弁）される。
この結果、エキゾーストマニホールドの集合部から入口ポートを通って排気ガス流路４１に流入した排気ガスの一部は、第１スクロール流路４３に流入し、第１ノズル４５からホイール収容室９内に導入される。

また、排気ガス流路４１に流入した排気ガスの残部は、排気ガス流路４１から流路孔１７を通って排気ガス流路４２に流入する。排気ガス流路４２に流入した排気ガスの一部は、第２スクロール流路４４に流入し、第２ノズル４６からホイール収容室９内に導入される。
これにより、排気ガス流路４１および第１スクロール流路４３と排気ガス流路４２および第２スクロール流路４４の双方を通ってホイール収容室９に導入された排気ガスは、タービンのホイール３を回転駆動した後に、ハウジング４の排気ガス流路４７を通って、出口ポートから外部（触媒側またはマフラー側）へ排出される。

一方、吸気管の吸気通路からハウジング２の内部に流入した吸気は、吸気入口流路を通ってインペラ収容室７に導かれる。そして、インペラ収容室７に導入された吸気は、ホイール３の回転により駆動されるインペラ１の遠心力によって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した吸気は、吸気管の吸気通路および吸気ポートを通ってエンジンの燃焼室内に吸い込まれる。
また、排気ガス流路４２に流入した排気ガスの残部は、排気ガス流路４２から流路孔３７を通って排気ガス流路４７に逃がされる。これにより、ターボチャージャの過給圧が設定値以下に抑えられる。

すなわち、ウェイストゲート弁のバルブ３１を開弁して流路孔３７を開放することにより、ホイール収容室９に導かれる排気ガスの流量が減るので、タービンのホイール３に作用する排気エネルギーが減少する。これにより、ホイール３の回転速度が低下するので、ターボチャージャのコンプレッサのインペラ１の過回転が抑制され、ターボチャージャのコンプレッサの過給圧が設定値以下に抑えられる。
なお、エンジン回転数または目標過給圧に応じてスクロール切替弁、ウェイストゲート弁の開度制御を行うことができる。すなわち、エンジン回転数または目標過給圧に応じてバルブアーム１２、３２のシャフト１３、３３の回転角度を連続的または段階的に変更することで、バルブアーム１２、３２のシャフト１３、３３の角度変化に伴ってバルブ１１、３１の開度、つまり流路孔１７、３７の出口の開口面積が徐々に変化する開口特性となる。この場合、ターボチャージャのコンプレッサの過給圧をエンジンの運転状況に応じて最適化することができる。

［実施例１の効果］
ターボチャージャのタービンのハウジング４の内部に搭載されるスクロール切替弁は、高圧環境下に配置されるため、バルブ１１が配置されるハウジング４の内部空間（排気ガス流路４２）の圧力とリンクレバー１９が配置されるハウジング４の外部の圧力との間の差圧（圧力差）が大きい。特に、図１に示したようなウェイストゲート弁のような排気ガスシール構造であると、バルブアーム３２のシャフト３３の軸回りの隙間（ブッシュ３４の軸受孔３５とシャフト３３の径大軸部との間の隙間）からの排気ガスの漏れが多いといった課題がある。

そこで、特許文献１に記載のスクロール切替弁（従来の技術）では、円筒軸受の側面とワッシャの環状端面との面接触によって、排気ガスの漏れを防ぐ排気ガスシール構造を採用しているが、シール性能が不十分で、ワッシャの内周とアームの軸部の外周との間の隙間を通ってハウジングの外部、特にｙ方向（図３参照）へ排気ガスが漏出する懸念があった。
そこで、本実施例のスクロール切替弁においては、バルブアーム１２のシャフト１３を段付き（断面形状がＬ字形状）の回転軸部とし、また、ブッシュ１４を段付き（断面形状がＬ字形状）の円筒軸受とすることで、ワッシャ２２の設置位置よりも前（流路側）で、排気ガスのシールを実施することが可能となる。

以上のように、ターボチャージャのタービンのハウジング４の内部に搭載されるスクロール切替弁においては、ブッシュ１４に対して、ブッシュ１４の閉塞部８２のガスシール面８４をシャフト１３の軸受座面７８に押し付ける側に付勢する板バネ２１と、ブッシュ１４のバネ座面８５と板バネ２１との間の相対回転運動における摺動抵抗を低下させるためのワッシャ２２とを備えた排気ガスシール構造を採用している。
これにより、ワッシャ２２を介して、ブッシュ１４の閉塞部８２のバネ座面８５とリンクレバー１９の厚肉部６６のバネ座面６８との間に、シャフト１３の回転軸方向に圧縮された状態で介装される板バネ２１に発生する、回転軸方向と平行な方向に荷重が作用する弾性変形力（板バネ２１の反力）によって、ブッシュ１４のガスシール面８４がシャフト１３の段差７７の軸受座面７８に張り付くため、ブッシュ１４のガスシール面８４がシャフト１３の軸受座面７８に密着する。

これによって、バルブ１１の回転軸であるシャフト１３と、このシャフト１３を回転可能に支持するブッシュ１４との間で十分なシール性能を発揮させることができるので、ハウジング４内に形成される排気ガス流路４２からシャフト１３とブッシュ１４との間の隙間を通って外部へ高温、高圧の排気ガスが漏出するのを確実に防止することができる。
したがって、シャフト１３とブッシュ１４との間の隙間を熱膨張や熱変形等による焼き付きを防止するという目的で、一般の軸受よりも大きく設けてあるターボチャージャの排気ガスシール構造においても、シャフト１３とブッシュ１４との間の隙間からハウジング４の外部への排気ガスの漏出量を低減することができる。
また、ハウジング４の外部において、シャフト１３の突出軸部７６の外周を円周方向に取り囲むように板バネ２１とワッシャ２２を設置しているので、高温、高圧の排気ガスの熱に対する影響（板バネ２１やワッシャ２２の劣化等）を小さくすることができる。

図４は本発明の実施例２を示したもので、スクロール切替弁のガスシール構造を示した図である。

本実施例のスクロール切替弁は、バルブ１１の回転軸であるバルブアーム１２のシャフト１３と、このシャフト１３を回転可能に軸支する円筒軸受であるブッシュ１４との間に形成される隙間を気密シールするガスシール手段（排気ガスシール構造）を備えている。このガスシール手段は、実施例１と同様な円環状のワッシャ２２、およびシャフト１３の突出軸部７６の周囲を螺旋状に取り囲むように設置されたコイルバネ２３等により構成されている。
なお、バルブ１１を係合支持するバルブア−ム１２は、フランジ（鍔部）付きでなくても良い。

コイルバネ２３は、ブッシュ１４に対して、ブッシュ１４の閉塞部８２のガスシール面８４をシャフト１３の段差７７の軸受座面７８に押し付ける側に付勢する付勢力（バネ荷重、スプリング力）を発生するコイル状の弾性部材である。このコイルバネ２３は、ブッシュ１４に対して、シャフト１３の回転軸方向に付勢する弾性力を付与する弾性力付与手段である。また、コイルバネ２３は、シャフト１３の回転軸方向と同一方向への弾性変形が可能である。
コイルバネ２３は、ワッシャ２２を介して、ブッシュ１４のスプリング座部（閉塞部８２のバネ座面８５）とリンクレバー１９のスプリング座部（厚肉部６６のバネ座面６８）との間で、且つシャフト１３の突出軸部７６の周囲を螺旋状に取り囲むように巻装されたコイル部を有している。
コイルバネ２３の軸線方向の一端側（図示下端側、ブッシュ側）には、ワッシャ２２を介して、ブッシュ１４のスプリング座部に接触する円環状の第１コイル端部が設けられ、また、コイルバネ２３の軸線方向の他端側（図示上端側、外部側）には、リンクレバー１９のスプリング座部に接触する円環状の第２コイル端部が設けられている。

コイルバネ２３の第１コイル端部は、ワッシャ２２を介して、ブッシュ１４のスプリング座部にバネ荷重を付与する第１荷重付与部として働く。
コイルバネ２３の第２コイル端部は、リンクレバー１９のスプリング座部にバネ荷重を付与する第２荷重付与部として働く。
以上のように、ターボチャージャのタービンのハウジング４の内部に搭載されるスクロール切替弁においては、実施例１の板バネ２１の代わりに、板バネ２１と同一方向（シャフト１３の回転軸方向）に弾性力（反力）が発生するコイルバネ２３を有するガスシール手段（排気ガスシール構造）を備えているので、実施例１と同様な効果を達成することができる。

図５は本発明の実施例３を示したもので、スクロール切替弁のガスシール構造を示した図である。

本実施例のスクロール切替弁は、バルブ１１の回転軸であるバルブアーム１２のシャフト１３と、このシャフト１３を回転可能に軸支する円筒軸受であるブッシュ１４とを備えている。
ここで、シャフト１３の突出部には、シャフト１３の回転軸方向に垂直な半径方向の外側に向かって突出した円環状のフランジ７４が設けられている。このフランジ７４は、シャフト１３の回転軸方向に対して垂直な半径方向の段差を構成している。また、フランジ７４には、ブッシュ１４の環状端面と対向し、且つブッシュ１４の環状端面が隙間無く当接する円環状の軸受座面（ガスシール面）７９が設けられている。

ブッシュ１４は、軸線方向の両端が共に開口した円筒状の軸受スリーブ８１を備えている。この軸受スリーブ８１の一端側には、シャフト１３のフランジ７４の軸受座面７９に当接する円環状の環状端面８６が設けられている。
なお、軸受スリーブ８１の他端側には、閉塞部８２が設けられていない。つまりブッシュ１４は、段付きではない。

本実施例のスクロール切替弁は、シャフト１３とブッシュ１４との間に形成される隙間を気密シールするガスシール手段（排気ガスシール構造）を備えている。このガスシール手段は、ブッシュ１４に対して、ブッシュ１４の軸受スリーブ８１の環状端面８６をシャフト１３のフランジ７４の軸受座面７９に押し付ける側に付勢する板バネ２１、およびシャフト１３の段差７７の軸受座面７８と板バネ２１との間の相対回転運動における摺動抵抗を低下させるためのワッシャ２２を備えている
以上のように、ターボチャージャのタービンのハウジング４の内部に搭載されるスクロール切替弁においては、実施例１及び２と同様な効果を達成することができる。

図６および図７は本発明の実施例４を示したもので、図６はスクロール切替弁のガスシール構造を示した図で、図７はスクロール切替弁の主要部を拡大した図である。

本実施例のワッシャ２２には、内部に２面幅（リンクレバー１９の空回りを防ぐ構造、回り止め構造）を有する嵌合溝９１が形成された嵌合部９２が一体的に形成されている。この嵌合部９２の溝底面とリンクレバー１９の厚肉部６６との間には、板バネ２１が圧縮された状態で介装されている。
リンクレバー１９の厚肉部６６は、ワッシャ２２の嵌合部９２に回り止めされた状態で、嵌合溝９１内に係合されている。

また、ワッシャ２２は、リンクレバー１９と一体回転可能に連結する嵌合部９２を有している。
ここで、バルブ１１およびシャフト１３の回転により板バネ２１が共回りし、板バネ２１とワッシャ２２との間で滑り摩耗が発生する懸念がある。
そこで、ワッシャ２２とリンクレバー１９とが一体回転可能に連結するようにワッシャ２２とリンクレバー１９とを接触させて嵌合することにより、板バネ２１とワッシャ２２との間で滑り摩耗が生じないようにすることができる。
以上のように、ターボチャージャのタービンのハウジング４の内部に搭載されるスクロール切替弁においては、実施例１〜３と同様な効果を達成することができる。

［変形例］
本実施例では、本発明の内燃機関の排気装置を、スクロール切替弁の排気ガスシール部（構造）に適用しているが、本発明の内燃機関の排気装置を、ウェイストゲート弁の排気ガスシール部（構造）に適用しても良い。
また、本発明の内燃機関の排気装置を、タービンの排気ガスシール部（構造）に適用しても良く、また、タービンを備えたターボチャージャの排気ガスシール部（構造）に適用しても良い。

本実施例では、内燃機関（エンジン）の排気管に設置される排気制御弁に本発明を適用しているが、内燃機関（エンジン）の排気管から吸気管へＥＧＲガスを還流させるＥＧＲガスパイプ（排気還流管）に設置されるＥＧＲ制御弁に本発明を適用しても良い。
また、排気管を流れる排気ガス量と排気還流管を流れる排気ガス量とを調整する排気絞り弁に本発明を適用しても良い。
また、ＥＧＲクーラの出口側に連通する低温排気ガス流路とＥＧＲガスをＥＧＲクーラより迂回させるバイパス流路（高温排気ガス流路）とを切り替える排気ガス流路切替弁、内燃機関（エンジン）の排気管（ターボチャージャのタービン等）に設置される排気ガス流量（圧力）制御弁（バイパス弁、ウェイストゲート弁）に本発明を適用しても良い。

本実施例では、弾性部材（弾性体）として、ブッシュ１４等の軸受に対し、ブッシュ１４の閉塞部８２のガスシール面８４をシャフト１３の段差７７の軸受座面７８に押し付ける側に付勢する弾性力（バネ荷重）を発生する板バネ２１を設置しているが、弾性部材（弾性体）として、軸受に対し、軸受の端面（ガスシール面）をシャフトの座面（ガスシール面）に押し付ける側に付勢する反力（荷重）を発生する合成ゴム、合成樹脂やスプリング部材を用いても良い。
なお、スプリング部材としては、皿バネ、コイルバネ等を用いても良い。また、環状の弾性部材として、バルブアーム１２のシャフト１３の回転軸方向と同一方向への弾性変形が可能で、且つ周方向に波形を有するウェーブワッシャを用いても良い。

３ タービンのホイール
４ タービンのハウジング
１１ バルブ（スクロール切替弁の弁体）
１２ バルブアーム
１３ シャフト
１４ ブッシュ（軸受）
１５ 摺動孔
１６ バルブシート（第１座面）
１７ 流路孔（第１連通孔）
１９ リンクレバー
２１ 板バネ（シール手段、弾性部材）
２２ ワッシャ（シール手段）
２３ コイルバネ（シール手段、弾性部材）
３６ バルブシート（第２座面）
３７ 流路孔（第２連通孔）
４１ 排気ガス流路（第１流路）
４２ 排気ガス流路（第２流路、第１流路）
４７ 排気ガス流路（第２流路）
４８ タービンのハウジングの仕切り壁（第１隔壁）
４９ タービンのハウジングの仕切り壁（第２隔壁）
５１ ハウジングの軸受ホルダー（第１軸受保持部）
５２ ハウジングの軸受ホルダー（第２軸受保持部）
５３ ハウジングの軸受孔（第１挿通孔）
５４ ハウジングの軸受孔（第２挿通孔）
７４ シャフトのフランジ（鍔部）
７５ 径大軸部
７６ 突出軸部（径小軸部）
７７ シャフトの段差（径方向の段差）
７８ シャフトの軸受座面
７９ シャフトの軸受座面
８１ ブッシュの軸受スリーブ
８２ ブッシュの閉塞部（被覆部）
８４ ブッシュのガスシール面（端面）
８６ ブッシュの環状端面
９１ ワッシャの嵌合溝
９２ ワッシャの嵌合部

Claims (12)

1. （ａ）内燃機関から排出された排気ガスが流通する流路を有するハウジングと、
   （ｂ）このハウジングの内部と外部とを連通するように軸線方向に延びる筒状の軸受と、
   （ｃ）前記ハウジングの内部に収容されて、前記流路を開閉するバルブと、
   （ｄ）前記軸受に回転可能に支持されて、前記バルブの回転軸であるシャフトと、
   （ｅ）このシャフトと前記軸受との間に形成される隙間をシールするシール手段と
   を備えた内燃機関の排気装置において、
   前記シャフトは、前記軸受の内部に嵌挿される径大軸部と、この径大軸部よりも外径の小さい径小軸部と、前記径大軸部と前記径小軸部との間に設けられ、前記シャフトの回転軸方向に対して垂直な環状の座面を形成する段差とを有すると共に、
   前記軸受は、前記径小軸部の外周に嵌合し、且つ前記段差を覆う環状の被覆部を有しており、
   前記被覆部は、前記軸受に一体形成され、且つ内側面には前記座面に対して軸方向から当接する環状の端面が設けられており、
   前記シール手段は、前記端面を前記座面に押し付ける側に付勢する弾性部材を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記シール手段は、前記弾性部材と前記被覆部との間に介装される環状のワッシャを有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記シャフトを回転駆動するアクチュエータと、
   このアクチュエータの動力を前記シャフトに伝達するリンクレバーと
   を備えたことを特徴とする内燃機関の排気装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記ワッシャは、前記リンクレバーと一体回転可能に連結する嵌合部を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、
   タービンホイールへ導入する排気ガスの流量を変更するタービン容量可変手段を有するターボチャージャを備えたことを特徴とする内燃機関の排気装置。
6. 請求項５に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記ハウジングは、前記タービンホイールの周囲を渦巻き状に囲むように設置されて、前記タービンホイールへ排気ガスを導く２つの第１、第２スクロールを有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、
   前記ハウジングは、前記流路を２つの第１、第２流路に区画する仕切り壁を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
8. 請求項７に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記仕切り壁は、内部に前記流路が形成されるバルブシートを有し、
   前記バルブは、前記バルブシートに対して着座、離脱して前記流路を閉鎖、開放することを特徴とする内燃機関の排気装置。
9. 請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において
   、
   前記ハウジングは、前記軸受の外周を保持する軸受保持部を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
10. 請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において
    、
    前記ハウジングは、前記シャフトの回転軸方向に延びる軸受孔を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、
    前記軸受は、前記シャフトを摺動可能に軸支する摺動孔を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
12. 請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、
    前記弾性部材とは、ウェーブワッシャまたは皿バネまたはコイルバネまたは合成ゴムまたは合成樹脂のことであることを特徴とする内燃機関の排気装置。

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