JPWO2016031564A1 - 流量可変バルブ機構及び過給機 - Google Patents

Abstract

アクチュエータ（５７）の作動ロッド（７５）の先端部に連結ピン（７９）が一体的に設けられ、リンク部材（５５）の先端部に連結ピン（７９）を挿通させるためのピン穴（８１）が貫通形成され、リンク部材（５５）のピン穴（８１）の内側に連結ピン（７９）をピン穴（８１）の中心側へ付勢する環状の波スプリング（８９）が設けられ、波スプリング（８９）は、連結ピン（７９）の周溝（８５）に嵌合し、複数の凸部（９１）と複数の凹部（９３）をその周方向に沿って交互に有し、波スプリング（８９）の各凸部（９１）はピン穴（８１）の内周面に圧接し、波スプリング（８９）の各凹部（９３）は連結ピン（７９）の周溝（８５）の底面（８５ｆ）に圧接している。

Description

本発明は、車両用過給機等の過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を調整するためのガス流量可変通路の開口部を開閉する流量可変バルブ機構及び過給機に関する。

車両用過給機による過給圧の過度の上昇を抑制する対策として、通常、車両用過給機におけるタービンハウジングの内部にはバイパス通路が形成されている。排気ガスの一部はこのバイパス通路を流れ、タービンインペラをバイパスする。また、タービンハウジングの適宜位置には、バイパス通路の出口側における開口部を開閉するウェイストゲートバルブが設けられている。ここで、バイパス通路は、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を調整するガス流量可変通路の１つであって、ウェイストゲートバルブは、ガス流量可変通路の開口部を開閉する流量可変バルブ機構の１つである。

ウェイストゲートバルブは、タービンハウジングに回転可能に支持されたステム（回転軸）と、バイパス通路の開口部側のバルブシートに当接可能および離隔可能なバルブと、ステム及びバルブを連結する取付部材とを備える。ステムは、タービンハウジングの外壁に貫通形成された支持穴に、正方向及び逆方向へ回転可能に支持されている。ステムの基端部（一端部）は、タービンハウジングの外側へ突出している。また、ステムの先端部には、取付部材の基端部が一体的に連結されている。取付部材の先端部にはバルブが設けられている。バルブは、バイパス通路の開口部側のバルブシートに当接可能及び離隔可能である。更に、ステムの基端部には、リンク部材の基端部（一端部）が一体的に連結されている。リンク部材が、ステムの軸心周りに正方向或いは逆方向へ揺動すると、バルブがステム及び取付部材を介して正方向或いは逆方向（開方向或いは閉方向）へ揺動する。

車両用過給機におけるコンプレッサハウジングの外壁にはアクチュエータが配設されている。アクチュエータは、リンク部材をステムの軸心周りに揺動させる。また、アクチュエータは、自己の軸方向（作動ロッドの軸方向、換言すれば、アクチュエータの軸方向）へ移動可能な作動ロッドを備えている。作動ロッドの先端部は、リンク部材の先端部（他端部）に回転可能に連結されている。作動ロッドの先端部とリンク部材の先端部を回転可能に連結するため、作動ロッドの先端部には、連結ピンが設けられており、リンク部材の先端部には、前記連結ピンを挿通（嵌合）させるためのピン穴が貫通形成されている。過給圧が設定圧に達すると、アクチュエータの駆動により作動ロッドがその軸方向（作動ロッドの軸方向）の一方側へ移動して、リンク部材を正方向へ揺動させる。バイパス通路の開口部を開いた後に、過給圧が設定圧未満になると、アクチュエータの駆動により作動ロッドがその軸方向の他方側へ移動して、リンク部材を逆方向へ揺動させる。

なお、本発明に関連する技術が、特許文献１及び特許文献２に示されている。

特開２００９−２３６０８８号公報 特開２００８−１０１５８９号公報

ところで、作動ロッドとリンク部材との間の連動動作（挙動）の安定性を確保するには、リンク部材のピン穴の内周面と連結ピンの外周面との間に隙間を設ける必要がある。一方、その隙間を設けると、バイパス通路の開口部が開いたときに、連結ピンがリンク部材のピン穴に対して自由に動けるようになる。そのため、エンジン側からの排気ガスの脈動（脈動圧力）又はアクチュエータ側からの脈動等が生じると、作動ロッド等が振動することになる。このような場合に、ウェイストゲートバルブからチャタリング音（振動による接触音）が発生し、ウェイストゲートバルブの静音性の低下を招くことが懸念される。

なお、前述の問題は、ウェイストゲートバルブ以外の流量可変バルブ機構においても同様に生じる。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる流量可変バルブ機構及び過給機を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、タービンハウジング又は前記タービンハウジングに連通した状態で接続した接続体の内部に、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を可変とするためのガス流量可変通路が形成された過給機に用いられ、前記ガス流量可変通路の開口部を開閉する流量可変バルブ機構であって、前記タービンハウジング又は前記接続体の外壁に支持されたステムと、基端部が前記ステムに一体的に連結された取付部材と、前記取付部材の先端部に設けられ、前記ガス流量可変通路の開口部を開閉するバルブと、基端部が前記ステムの基端部に一体的に連結されたリンク部材と、先端部が前記リンク部材の先端部に回転可能に連結され、前記リンク部材を前記ステムの軸心周りに正方向及び逆方向へ揺動させるための作動ロッドと、を具備し、前記作動ロッドの先端部又は前記リンク部材の先端部に連結ピンが設けられ、前記リンク部材の先端部又は前記作動ロッドの先端部に前記連結ピンを挿通させるためのピン穴が貫通形成され、前記ピン穴の内側に前記連結ピンを前記リンク部材又は前記作動ロッドの前記ピン穴の中心側へ付勢する付勢部材が設けられていることを要旨とする。

ここで、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「過給機」とは、単一段の過給機だけでなく、複数段（低圧段と高圧段）の過給機を含む意である。また「タービンハウジングに連通した状態で接続した接続体」とは、タービンハウジングのガス導入口又はガス排出口に連通した状態で接続した配管、マニホールド、ケーシング等を含む意である。更に、「ガス流量可変通路」とは、排気ガスの一部をタービンインペラをバイパスさせるためのバイパス通路等を含む意であって、「流量可変バルブ機構」とは、バイパス通路の開口部を開閉するウェイストゲートバルブ等を含む意である。そして、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたこと、及び一体形成されたことを含む意であって、「連結され」とは、直接的に連結されたことの他に、別部材を介して間接的に連結されたことを含む意である。「支持され」とは、直接的に支持されたことの他に、別部材を介して間接的に支持されたことを含む意である。更に、「付勢部材」とは、トーションバネ、環状の波スプリング、板バネ、内外歯形の歯付き座金等のバネ部材、耐熱ゴムからなるゴム部材等を含む意である。

本発明の第２の態様は、エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジンに供給される空気を過給する過給機であって、第１の態様に係る流量可変バルブ機構を具備したことを要旨とする。

本発明によれば、エンジン側からの排気ガスの脈動等による作動ロッド等の振動を抑制できるため、流量可変バルブ機構からのチャタリング音を低減することができる。そのため、流量可変バルブ機構の静音性、換言すれば、過給機の静音性を向上させることができる。

図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるIA-IA線に沿った断面図、図１（ｂ）は、図４におけるIB-IB線に沿った拡大断面図であって、リンク部材のピン穴の内側に環状の波スプリングが設けられた様子を示す断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る過給機の正面図である。 図３は、図２におけるIII-III線に沿った断面図である。 図４は、ダイヤフラム式アクチュエータの断面図である。図４は、リンク部材も示している。 図５（ａ）は、図５（ｂ）におけるVA-VA線に沿った断面図、図５（ｂ）は、リンク部材のピン穴の内側に２つのトーションバネが設けられた様子を示す断面図である。 図６（ａ）は、図６（ｂ）におけるVIA-VIA線に沿った断面図、図６（ｂ）は、リンク部材のピン穴の内側に２つの板バネが設けられた様子を示す断面図である。 図７（ａ）は、図７（ｂ）におけるVIIA-VIIA線に沿った断面図、図７（ｂ）は、作動ロッドのピン穴の内側に環状の波スプリングが設けられた様子を示す断面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る過給機の正断面図である。

本発明の実施形態について図１から図８を参照して説明する。なお、図面における「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向を示す。

本発明の実施形態に係る過給機１は例えば車両用のものである。図２及び図８に示すように、過給機１は、エンジン（図示省略）からの排気ガスのエネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）する。

図８に示すように、過給機１は、ベアリングハウジング３を具備している。ベアリングハウジング３内には、一対のラジアルベアリング５、５及び一対のスラストベアリング７、７が設けられている。これらのベアリングは、左右方向へ延びたロータ軸（タービン軸）９を回転可能に支持する。換言すれば、ベアリングハウジング３には、ロータ軸９が複数のベアリング５，７を介して回転可能に設けられている。

ベアリングハウジング３の右側には、コンプレッサハウジング１１が設けられている。また、コンプレッサハウジング１１内には、コンプレッサインペラ１３が回転可能に設けられている。コンプレッサインペラ１３は、ロータ軸９の右端部に同心上に一体的に連結されており、遠心力を利用して空気を圧縮する。

コンプレッサハウジング１１におけるコンプレッサインペラ１３の入口側（空気の主流方向の上流側）には、空気を導入するための空気導入口（空気導入通路）１５が形成されている。空気導入口１５は、空気を浄化するエアクリーナー（図示省略）に接続する。また、ベアリングハウジング３とコンプレッサハウジング１１との間におけるコンプレッサインペラ１３の出口側（空気の主流方向の下流側）には、ディフューザ流路１７が設けられている。ディフューザ流路１７は環状に形成され、圧縮された空気を昇圧する。更に、コンプレッサハウジング１１の内部には、コンプレッサスクロール流路１９が設けられている。コンプレッサスクロール流路１９は、コンプレッサインペラ１３を囲むように渦巻き状に形成されており、ディフューザ流路１７に連通している。コンプレッサハウジング１１の外壁の適宜位置には、圧縮された空気を排出するための空気排出口（空気排出通路）２１が形成されている。空気排出口２１は、コンプレッサスクロール流路１９に連通しており、エンジンの給気マニホールド（図示省略）に接続する。

ベアリングハウジング３の左側には、タービンハウジング２３が設けられている。また、タービンハウジング２３内には、タービンインペラ２５が回転可能に設けられている。タービンインペラ２５は、ロータ軸９の左端部に同心上に一体的に連結されており、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させる。

図２、図３、及び図８に示すように、タービンハウジング２３の外壁の適宜位置には、排気ガスを導入するためのガス導入口（ガス導入通路）２７が形成されている。ガス導入口２７は、エンジンの排気マニホールド（図示省略）に接続する。また、タービンハウジング２３の内部におけるタービンインペラ２５の入口側（排気ガスの主流方向の上流側）には、渦巻き状のタービンスクロール流路２９が形成されている。そして、タービンハウジング２３におけるタービンインペラ２５の出口側（排気ガスの主流方向の下流側）には、排気ガスを排出するためのガス排出口（ガス排出通路）３１が形成されている。ガス排出口３１は、接続管（図示省略）等を介して、触媒を用いた排気ガス浄化装置（図示省略）に接続する。

図２及び図３に示すように、タービンハウジング２３の内部には、バイパス通路３３が形成されている。ガス導入口２７から導入した排気ガスの一部は、バイパス通路３３を流れ、ガス排出口３１側へ導出される。即ち、排気ガスの一部は、バイパス通路３３によって、タービンインペラ２５をバイパスする。バイパス通路３３は、タービンインペラ２５側へ供給される排気ガスの流量を調節するための所謂ガス流量可変通路であり、例えば特開２０１３−１８５５５２号公報に示す公知のバイパス通路と同様の構成を有している。

タービンハウジング２３の適宜位置には、ウェイストゲートバルブ３５が設けられている。ウェイストゲートバルブ３５は、バイパス通路３３の開口部を開閉するように構成されている。即ち、ウェイストゲートバルブ３５は所謂流量可変バルブ機構である。

ウェイストゲートバルブ３５は、タービンハウジング２３に回転可能に支持されたステム（回転軸）３９と、バイパス通路３３の開口部（バルブシート４７）を開閉するバルブ４５と、ステム３９及びバルブ４５を連結する取付部材４３とを備える。ステム３９は、タービンハウジング２３の外壁に貫通形成された支持穴３７に、ブッシュ４１を介して正方向及び逆方向へ回転可能に支持されている。ステム３９の基端部（一端部、第１の端部）は、タービンハウジング２３の外側へ突出している。また、ステム３９の先端部（他端部、第２の端部）には、取付部材（取付板）４３の基端部が一体的に連結されている。取付部材４３の先端部には、二面幅(width across flats)を有する形状又は円形状の取付穴（図示省略）が貫通形成されている。なお、取付部材４３の基端部は、例えば、隅肉溶接、ＴＩＧ溶接、レーザビーム溶接、又はかしめ等によってステム３９の先端部に固定される。

取付部材４３の取付穴には、バルブ４５が嵌合している。この嵌合において、バルブ４５は、取付部材４３に対する遊び（傾動及び微動を含む）が許容されている。また、バルブ４５は、バイパス通路３３の開口部側のバルブシート４７に当接可能及び離隔可能なバルブ本体４９、及びバルブ本体４９の中央部に一体形成されかつ取付部材４３の取付穴に嵌合したバルブ軸５１を備えている。上述の通り、取付部材４３に対するバルブ４５の遊び（ガタ）が許容されることによって、バルブシート４７に対するバルブ本体４９の密着性を確保している。更に、バルブ軸５１の先端部には、取付部材４３に対するバルブ４５の離脱を防止するための環状の止め金（座金）５３が隅肉溶接によって一体的に設けられている。なお、止め金５３は、例えば、隅肉溶接、ＴＩＧ溶接、レーザビーム溶接、又はかしめ等によってバルブ軸５１の先端部に一体的に設けられる。

ここで、バルブ軸５１がバルブ本体４９の中央部に一体形成されかつ止め金５３がバルブ軸５１の先端部に一体的に設けられる代わりに、バルブ軸５１がバルブ本体４９の中央部に一体的に設けられかつ止め金５３がバルブ軸５１の先端部に一体形成されても構わない。なお、バルブ軸５１は、例えば、かしめ、隅肉溶接、ＴＩＧ溶接、又はレーザビーム溶接によってバルブ本体４９の中央部に一体的に設けられる。

ステム３９の基端部には、リンク部材（リンク板）５５の基端部（一端部）が一体的に連結されている。ここで、リンク部材５５をステム３９の軸心周りに正逆方向へ揺動させることによって、バルブ４５がステム３９及び取付部材４３を介して正方向及び逆方向（開方向及び閉方向）へ揺動する。なお、リンク部材５５の基端部は、例えば、隅肉溶接、ＴＩＧ溶接、レーザビーム溶接、又はかしめ等によってステム３９の基端部に一体的に連結される。

図２から図４に示すように、コンプレッサハウジング１１の外壁には、アクチュエータ５７がブラケット５９を介して設けられている。アクチュエータ５７は、例えば下記の通り、ダイヤフラム式アクチュエータであり、リンク部材５５をステム３９の軸心周りに正逆方向へ揺動させる。アクチュエータ５７は、筒状のアクチュエータ本体６１を備えている。また、アクチュエータ本体６１内には、ダイヤフラム６３が圧力室６５と大気室６７を区画するように設けられている。圧力室６５は、圧力源としての空気排出口２１から正圧の空気が供給される部屋（空間）である。大気室６７は、大気に連通した部屋である。ダイヤフラム６３における圧力室６５側の面には、第１リテーナプレート６９が設けられている。ダイヤフラム６３における大気室６７側の面には、第２リテーナプレート７１が設けられている。更に、大気室６７内には、復帰バネ（コイルバネ）７３が設けられている。復帰バネ７３は、ダイヤフラム６３を圧力室６５側へ付勢する。

アクチュエータ本体６１には、作動ロッド７５が、ブッシュ７７を介して設けられている。作動ロッド７５は、アクチュエータ本体６１から外側へ突出しており、その軸方向（作動ロッド７５の軸方向）へ移動可能である。また、作動ロッド７５の基端部は、ダイヤフラム６３の中央部に一体的に連結されている。作動ロッド７５の先端部は、平板形状を呈しており、リンク部材５５の先端部に回転可能（揺動可能）に連結されている。

図１（ａ）、図１（ｂ）及び図４に示すように、作動ロッド７５の先端部とリンク部材５５の先端部を回転可能に連結するため、作動ロッド７５の先端部には、断面円形状の連結ピン７９（連結ピン７９の基端部）が一体的に設けられる（一体的に連結される）。また、リンク部材５５の先端部には、連結ピン７９を挿通（嵌合）させるための円形状のピン穴８１が貫通形成されている。連結ピン７９は、基端部側に、リンク部材５５の先端部を支持可能なフランジ部８３を有している。連結ピン７９の中間部（基端部と先端部の間の部位）には、周溝８５が形成されている。更に、連結ピン７９の先端部には、作動ロッド７５に対するリンク部材５５の離脱を防止するための止め輪８７が設けられている。なお、連結ピン７９は、例えば、かしめ、隅肉溶接、ＴＩＧ溶接、又はレーザビーム溶接によって作動ロッド７５の先端部に一体的に設けられる。連結ピン７９の断面形状及びピン穴８１の形状は円形である。しかしながら、これらの形状は、連結ピン７９がピン穴８１に対して相対的に回転可能であれば、四角形状等の任意の形状に変更してもよい。例えば、連結ピン７９の断面形状を円形状にしかつピン穴８１の形状を四角形状にする等、連結ピン７９の断面形状とピン穴８１の形状の組み合わせも適宜に変更してもよい。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、リンク部材５５のピン穴８１の内側には、連結ピン７９をピン穴８１の中心側へ付勢する付勢部材としての波スプリング８９が設けられている。波スプリング８９は環状に形成され、連結ピン７９をピン穴８１の中心側へ付勢する。波スプリング８９は、例えばＮｉ基合金、Ｎｉ−Ｃｏ系合金、ステンレス鋼等の耐熱金属からなり、連結ピン７９の周溝８５に嵌合している。また、波スプリング８９は、連結ピン７９（リンク部材５５のピン穴８１）の半径方向外側へ突出した複数の凸部（山部、凸面部）９１と、連結ピン７９の半径方向内側へ窪んだ複数の凹部（谷部、凹面部）９３とを有する。凸部９１と凹部９３は、波スプリング８９の周方向に沿って交互に配列している。更に、波スプリング８９の各凸部９１は、波スプリング８９の弾性力（付勢力）によって、リンク部材５５のピン穴８１の内周面に圧接している。なお、圧接とは押し付けられながら接触することを意味する。波スプリング８９の各凹部９３は、波スプリング８９の弾性力によって連結ピン７９の周溝８５の底面８５ｆ（連結ピン７９の外周面）に圧接している。なお、波スプリング８９の個数は、１つに限るものでなく、２つ以上であってもよい。波スプリング８９の凸部９１及び凹部９３の個数についても適宜に変更可能である。波スプリング８９には、本発明の効果を発揮できる範囲内において、複数の切れ目（図示省略）等を周方向（波スプリング８９の周方向）に沿って間隔を置いて形成してもよい。

そして、連結ピン７９をピン穴８１の中心側へ付勢する付勢部材等の構成については、次のように変更が可能である。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、上述の付勢部材として、少なくとも２つのトーションバネ９５を用いてもよい。トーションバネ９５は、例えばＮｉ基合金、Ｎｉ−Ｃｏ系合金、ステンレス鋼等の耐熱金属からなる。トーションバネ９５を用いる場合、連結ピン７９の側面には、トーションバネ９５を収容する周溝８５が形成される。ここで、各トーションバネ９５は、連結ピン７９の周溝８５に囲むように嵌合して設けられたコイル部９７と、このコイル部９７の両端にそれぞれ突出して一体形成された一対のアーム部９９とを備えている。また、各トーションバネ９５の各アーム部９９の先端側は、曲げ成形されており、各トーションバネ９５の弾性力（付勢力）によってリンク部材５５のピン穴８１の内周面に圧接している。更に、一方のトーションバネ９５のアーム部９９と他方のトーションバネ９５のアーム部９９は、互いに反対方向へ突出している。なお、トーションバネ９５の個数は、２つに限られず、１つ又は３つ以上であってもよい。連結ピン７９の周溝８５の個数も、トーションバネ９５の個数に等しくてもよく、異なっていてもよい。例えば、連結ピン７９に１つの周溝８５を設け、２つのトーションバネ９５のコイル部９７がこの１つの周溝８５に嵌合していてもよい。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、上述の付勢部材として、板バネ１０１を用いてもよい。板バネ１０１は、例えばＮｉ基合金、Ｎｉ−Ｃｏ系合金、ステンレス鋼等の耐熱金属からなり、連結ピン７９を挟持することで、連結ピン７９をリンク部材５５のピン穴８１の中心側へ付勢する構造を有する。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す例では、２つの板バネ１０１が用いられる。リンク部材５５のピン穴８１の形状は矩形状（四角形状）を呈している。ここで、各板バネ１０１の断面は、Ｕ字形状を呈しており、各板バネ１０１の一部分は、連結ピン７９の周溝８５に嵌合している。また、各板バネ１０１は、その弾性力（付勢力）によってリンク部材５５のピン穴８１の内周面及び連結ピン７９の周溝８５の底面８５ｆ（連結ピン７９の外周面）に圧接している。なお、板バネ１０１の個数は２つに限られず、複数の板バネ１０１が連結ピン７９をリンク部材５５のピン穴８１の中心側へ付勢していれば、３つ以上であってもよい。また、リンク部材５５のピン穴８１の形状は、矩形状以外の多角形状であってもよい。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、リンク部材５５の先端部に連結ピン７９が一体的に設けられ、作動ロッド７５の先端部にピン穴８１が貫通形成されてもよい。この場合に、連結ピン７９のフランジ部８３は、作動ロッド７５の先端部を支持可能になっている。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、作動ロッド７５のピン穴８１の内側に付勢部材の一例として環状の波スプリング８９が設けられた様子を示している。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

ガス導入口２７から導入した排気ガスがタービンスクロール流路２９を経由してタービンインペラ２５の入口側から出口側へ流通することにより、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させて、ロータ軸９及びコンプレッサインペラ１３をタービンインペラ２５と一体的に回転させることができる。これにより、空気導入口１５から導入した空気を圧縮して、ディフューザ流路１７及びコンプレッサスクロール流路１９を経由して空気排出口２１から排出することができ、エンジンに供給される空気を過給することができる。

過給機１の運転中に、過給圧（空気排出口２１の圧力）が設定圧に達して、圧力源としての空気排出口２１から圧力室６５に正圧が印加されると、作動ロッド７５がその軸方向（作動ロッド７５の軸方向）の一方側（左方向）へ移動して、リンク部材５５を正方向（図２及び図４において時計回り方向）へ揺動させる。すると、バルブ４５がステム３９及び取付部材４３を介して正方向（開方向）へ揺動して、バイパス通路３３の開口部を開くことができる。これにより、ガス導入口２７から導入した排気ガスの一部をタービンインペラ２５をバイパスさせて、タービンインペラ２５側へ供給される排気ガスの流量を減少させることができる。

また、バイパス通路３３の開口部を開いた後に、過給圧が設定圧未満になって、空気排出口２１からの正圧の印加状態が解除されると、復帰バネ７３の付勢力によって作動ロッド７５がその軸方向の他方側（右方向）へ移動して、リンク部材５５を逆方向（図２及び図４において反時計回り方向）へ揺動させる。すると、バルブ４５がステム３９及び取付部材４３を介して逆方向（閉方向）へ揺動して、バイパス通路３３の開口部を閉じることができる。よって、バイパス通路３３内の排気ガスの流れを遮断して、タービンインペラ２５側へ供給される排気ガスの流量を増加させることができる。

環状の波スプリング８９等のバネ部材によって連結ピン７９をリンク部材５５又は作動ロッド７５のピン穴８１の中心側へ付勢しているため、エンジン側からの排気ガスの脈動（脈動圧力）又はダイヤフラム式アクチュエータ５７側からの脈動等が生じても、その脈動等による作動ロッド７５及びリンク部材５５の振動、特に、作動ロッド７５の軸方向の振動を抑制することができる。また、エンジン側からの排気ガスの脈動等による作動ロッド７５等の振動を抑制することによって、結果的に、その脈動等によるバルブ４５とバルブシート４７又は取付部材４３の振動も抑制することができる。特に、バネ部材として波スプリング８９を用いた場合には、連結ピン７９をその周方向（連結ピン７９の周方向）に沿ってピン穴８１の中心側へ安定して付勢することができ、作動ロッド７５等の振動の抑制効果を高めることができる。

波スプリング８９、トーションバネ９５、又は板バネ１０１の少なくとも一部分が連結ピン７９の周溝８５に嵌合しているため、連結ピン７９の外周面とピン穴８１の内周面との最小隙間を変更することなく、波スプリング８９等のバネ部材を容易に組付けることができると共に、波スプリング８９等のバネ部材がピン穴８１の内側から離脱することを防止することができる。

従って、本発明の実施形態によれば、エンジン側からの排気ガスの脈動等による作動ロッド７５等の振動を抑制できるため、ウェイストゲートバルブ３５からのチャタリング音を低減することができ、ウェイストゲートバルブ３５の静音性、換言すれば、過給機１の静音性を向上させることができる。

また、波スプリング８９等のバネ部材の取付性を高めつつ、波スプリング８９等のバネ部材がリンク部材５５又は作動ロッド７５のピン穴８１の内側から離脱することを防止できるため、ウェイストゲートバルブ３５の組立性の向上を図りつつ、ウェイストゲートバルブ３５の静音性を安定的に向上させることができる。

更に、エンジン側からの排気ガスの脈動等による作動ロッド７５等の振動を抑制できるため、前述の効果の他に、連結ピン７９の外周面の摩耗、リンク部材５５又は作動ロッド７５のピン穴８１の内周面の摩耗を低減することができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、次のように種々の態様で実施可能である。

タービンハウジング２３の適宜位置にバイパス通路３３を開閉するウェイストゲートバルブ３５が設けられる代わりに、タービンハウジング２３のガス導入口２７に連通した状態で接続した排気マニホールド（図示省略）の適宜位置に、排気マニホールドに形成したバイパス通路（図示省略）の開口部を開閉するウェイストゲートバルブ（図示省略）が設けられてもよい。

空気排出口２１から圧力室６５に正圧を印加する代わりに、エンジン側の別の圧力源（図示省略）から圧力室６５に負圧を印加してもよい。この場合には、復帰バネ７３が圧力室６５に設けられる。また、アクチュエータ本体６１が内側に大気室６７の代わりに、負圧ポンプ等の別の圧力源（図示省略）から負圧を印加可能な別の圧力室（図示省略）を有してもよい。ダイヤフラム式アクチュエータの代わりに、電子制御による電動式アクチュエータ（図示省略）又は油圧駆動による油圧式アクチュエータ（図示省略）を用いてもよい。更に、リンク部材５５の先端部及び作動ロッド７５の先端部のうちの少なくとも一方が二股に分岐した形状を呈していてもよい。一例として、波スプリング８９等の少なくとも一部分が連結ピン７９の周溝８５に嵌合する説明をしたが、連結ピン７９の外周面に周溝８５を形成する代わりに、ピン穴８１の内径を大きくしたり、ピン穴８１の内周面に波スプリング８９等の少なくとも一部分を嵌合させるための周溝（図示省略）を形成したりしてもよい。連結ピン７９をリンク部材５５又は作動ロッド７５のピン穴８１の中心側へ付勢する付勢部材として、環状の波スプリング８９等のバネ部材を用いる代わりに、内外歯形の歯付き座金等の別のバネ部材、又は耐熱ゴムからなるゴム部材を用いてもよい。この場合に、バネ部材又はゴム部材の表面に耐熱コーティングが施されていてもよい。

そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されない。即ち、本願の流量可変バルブ機構は、前述のウェイストゲートバルブ３５に限定されるものでなく、例えば実開昭６１−３３９２３号公報及び特開２００１−２６３０７８号公報等に示すように、タービンハウジング（図示省略）内に形成された複数のタービンスクロール流路（図示省略）のうちのいずれかのタービンスクロール流路に対して排気ガスの供給状態と供給停止状態とを切り替える切替バルブ機構（図示省略）にも適用可能である。また、本願の流量可変バルブ機構は、例えば特開２０１０−２０９６８８号公報、特開２０１１−１０６３５８号公報等に示すように、複数段のタービンハウジング（図示省略）のうちいずれかの段のタービンハウジングに対して排気ガスの供給状態と供給停止状態とを切り替える切替バルブ機構（図示省略）にも適用可能である。

Claims (5)

1. タービンハウジング又は前記タービンハウジングに連通した状態で接続した接続体の内部に、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を可変とするためのガス流量可変通路が形成された過給機に用いられ、前記ガス流量可変通路の開口部を開閉する流量可変バルブ機構であって、
   前記タービンハウジング又は前記接続体の外壁に支持されたステムと、
   基端部が前記ステムに一体的に連結された取付部材と、
   前記取付部材の先端部に設けられ、前記ガス流量可変通路の開口部を開閉するバルブと、
   基端部が前記ステムの基端部に一体的に連結されたリンク部材と、
   先端部が前記リンク部材の先端部に回転可能に連結され、前記リンク部材を前記ステムの軸心周りに正方向及び逆方向へ揺動させるための作動ロッドと、を具備し、
   前記作動ロッドの先端部又は前記リンク部材の先端部に連結ピンが設けられ、前記リンク部材の先端部又は前記作動ロッドの先端部に前記連結ピンを挿通させるためのピン穴が貫通形成され、前記ピン穴の内側に前記連結ピンを前記リンク部材又は前記作動ロッドの前記ピン穴の中心側へ付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする流量可変バルブ機構。
2. 前記連結ピンの中間部の外周面に周溝が形成され、前記付勢部材の少なくとも一部分が前記連結ピンの前記周溝に嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の流量可変バルブ機構。
3. 前記付勢部材は、前記連結ピンの半径方向外側へ突出した複数の凸部と、前記連結ピンの半径方向内側へ窪んだ複数の凹部を周方向に沿って交互に有した環状の波スプリングであって、前記波スプリングの前記凸部が前記リンク部材又は前記作動ロッドの前記ピン穴の内周面に圧接し、前記波スプリングの前記凹部が前記連結ピンの外周面に圧接していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流量可変バルブ機構。
4. 前記付勢部材は、前記連結ピンの外周面に囲むように設けられたコイル部と、前記コイル部の両端にそれぞれ突出して設けられた一対のアーム部とを備えたトーションバネであって、前記トーションバネの各アーム部が前記リンク部材又は前記作動ロッドの前記ピン穴の内周面に圧接していることを特徴する請求項１又は請求項２に記載の流量可変バルブ機構。
5. エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジンに供給される空気を過給する過給機において、
   請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の流量可変バルブ機構を具備したことを特徴とする過給機。
   

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