WO2016031565A1

WO2016031565A1 - 流量可変バルブ機構及び過給機

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Publication number: WO2016031565A1
Application number: PCT/JP2015/072777
Authority: WO
Inventors: 高橋　幸雄; 真一金田; 寛采浦
Original assignee: 株式会社Ihi
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2016-03-03
Also published as: CN106605052B; US10487725B2; JPWO2016031565A1; CN106605052A; US20170145911A1; DE112015003936T5; JP6354847B2

Abstract

　アクチュエータ（５７）の作動ロッド（７５）がリンク部材（５５）の先端部に回転可能に連結され、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）の先端部と作動ロッド（７５）の先端部の間に、リンク部材（５５）の先端部と作動ロッド（７５）の先端部を互いに反対方向としての作動ロッド（７５）の軸方向（軸方向の両側）へ付勢する皿バネ（８５）が設けられている。

Description

流量可変バルブ機構及び過給機

　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。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、車両用過給機の運転中、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発生すると、バルブだけでなく、バルブと連動関係にあるリンク部材及び作動ロッド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）が発生して、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調整するためのガス流量可変通路を含む過給機に用いられ、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、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形成されるピン穴と、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設けられ、前記ピン穴に挿通される連結ピンと、前記リンク部材の先端部と前記作動ロッドの先端部を互いに反対方向へ付勢する付勢部材とを具備す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。「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。更に、「付勢部材」とは、皿バネ、波ワッシャ、コイルバネ等のバネ部材、耐熱ゴムからなるゴム部材、制振合金からなる制振合金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リンク部材及び作動ロッド等の振動を抑制できる。そのため、流量可変バルブ機構からのチャタリング音を低減して、流量可変バルブ機構の静音性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る過給機の正面図である。図２は、図１におけるII-II線に沿った断面図である。図３は、ダイヤフラム式アクチュエータの断面図である。図３は、リンク部材も示している。図４（ａ）は、リンク部材の先端部と作動ロッドの先端部との間に皿バネが設けられた様子を示す図、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるIVB-IVB線に沿った断面図である。図５（ａ）は、リンク部材の先端部と作動ロッドの先端部との間に皿バネが設けられた他の様子を示す図、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるVB-VB線に沿った断面図である。図６（ａ）は、リンク部材の先端部と作動ロッドの先端部との間に波ワッシャが設けられた様子を示す断面図、図６（ｂ）は、リンク部材の先端部と作動ロッドの先端部との間にコイルバネが設けられた様子を示す断面図である。図７（ａ）は、リンク部材の先端部と作動ロッドの先端部との間にゴム部材が設けられた様子を示す断面図、図７（ｂ）は、リンク部材の先端部と作動ロッドの先端部との間に制振合金部材が設けられた様子を示す断面図である。図８（ａ）は、リンク部材の先端部と作動ロッドの先端部との間にバネクリップが設けられた様子を示す図、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるVIIIB-VIIIB線に沿った断面図である。図９は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す板バネの斜視図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、リンク部材の先端部と作動ロッドの先端部との間に皿バネが設けられた他の様子を示す断面図である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、リンク部材の先端部と作動ロッドの先端部との間に板バネが設けられた様子を示す断面図である。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、リンク部材の先端部と作動ロッドの先端部との間にトーションバネが設けられた様子を示す図である。図１３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１３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１及び図１３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１３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。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１、図２、及び図１３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、タービンスクロール流路２９が渦巻き状に形成されている。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の浄化装置（図示省略）に接続する。

　図１及び図２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側に導出される。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整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設けられている。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）が当該先端部を貫通するように形成されている。なお、取付部材４３の基端部は、ステム３９の先端部に、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の先端部に一体的に連結される。

　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）が許容されているので、バルブシート４７に対するバルブ本体４９の密着性が確保される。更に、バルブ軸５１の先端部には、環状の止め金（座金）５３が一体的に設けられている。止め金（座金）５３は、取付部材４３に対するバルブ４５の離脱を防止する。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いてもよい。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１から図４（ａ）及び図４（ｂ）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の軸心周りに正方向及び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からの正圧が印加される部屋（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。また、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。そして、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が一体的に設けられている。また、リンク部材５５の先端部には、連結ピン７９を挿通（嵌合）させるための円形のピン穴８１が貫通形成されている。更に、連結ピン７９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８３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。本実施形態における連結ピン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。

　リンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部の間には、リンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部を、作動ロッド７５の軸方向において互いに反対方向へ付勢する付勢部材（第1の付勢部材）として、皿バネ８５が設けられている。即ち、皿バネ８５は、リンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部が作動ロッド７５の軸方向において互いに離れるように、両先端部を付勢する。皿バネ８５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。皿バネ８５の内側には、作動ロッド７５の先端部が挿通されている。更に、作動ロッド７５の先端部には、受け座（座金）８７が止め輪８９を介して設けられている。受け座８７は、皿バネ８５の一端部（右端部）を支持（保持）する。皿バネ８５の付勢力（弾性力）によって、リンク部材５５のピン穴８１の内周面が、連結ピン７９の外周面に局所的に圧接する。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。なお、皿バネ８５の付勢方向は、作動ロッド７５の軸方向に一致している。本発明の効果が発揮できる範囲内において、この付勢方向は、作動ロッド７５の軸方向に対して傾斜していてもよい。また、作動ロッド７５の先端部に、皿バネ８５の他端部（左端部）を支持する別の受け座が設けられていてもよい。

　そして、作動ロッド７５の先端部とリンク部材５５の先端部を連結させるための構成、及び付勢部材の構成は、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、リンク部材５５の先端部に連結ピン９１がかしめ等によって一体的に設けられ、かつ作動ロッド７５の先端部に連結ピン９１を挿通（嵌合）させるためのピン穴９３が貫通形成されてもよい。この場合には、止め輪９５が連結ピン９１に設けられ、リンク部材５５に対する作動ロッド７５の離脱を防止する。従って、皿バネ８５の付勢力（弾性力）によって、作動ロッド７５のピン穴９３の内周面が、連結ピン９１の外周面に局所的に圧接する。

　図６（ａ）に示すように、上述の付勢部材として、耐熱合金からなる波ワッシャ９７を用いてもよい。或いは、図６（ｂ）に示すように、付勢部材として、耐熱合金からなるコイルバネ９９を用いてもよい。更には、図７（ａ）に示すように、付勢部材として、環状のゴム部材１０１を用いてもよい。ゴム部材１０１は、例えばシリコンゴム、クロロプレンゴム等の耐熱ゴムからなる。何れにおいても、波ワッシャ９７等の付勢力（弾性力）によって、リンク部材５５のピン穴８１の内周面が、連結ピン７９の外周面に局所的に圧接する。

　図７（ｂ）に示すように、上述の付勢部材として、環状の制振合金部材１０３を用いてもよい。制振合金部材１０３は、例えば、Ｍｇ系合金、Ｔｉ－Ｎｉ系合金、Ａｌ－Ｚｎ系合金、Ｍｎ－Ｃｎ系合金、Ｃｕ－Ａｌ－Ｍｎ系合金等の制振合金(damping alloy)からなる。なお、制振合金部材１０３は、中空の構造を有してもよい。この場合、制振合金部材１０３の内部には、空気や油が充填されていてもよく、ゴム等の弾性部材が介在していてもよい。何れにおいても、制振合金部材１０３の付勢力によって、リンク部材５５のピン穴８１の内周面が、連結ピン７９の外周面に局所的に圧接する。

　図８（ａ）、図８（ｂ）及び図９に示すように、上述の付勢部材として、バネクリップ１０５を用いてもよい。バネクリップ１０５は、一端側に、作動ロッド７５の軸方向へ弾性変形可能な折曲げ部１０７を有している。折曲げ部１０７は、リンク部材５５と受け座８７によって挟持されている。また、バネクリップ１０５の中央には、作動ロッド７５に嵌合させるためのスリット（切欠部）１０９が形成されている。さらに、スリット１０９の入口側には、抜け止め用の突起（図示省略）が形成されている。リンク部材５５のピン穴８１の内周面は、バネクリップ１０５の折曲げ部１０７の付勢力（弾性力）によって、連結ピン７９の外周面に局所的に圧接する。なお、バネクリップ１０５の中央にスリット１０９が形成される代わりに、作動ロッド７５を挿通させるための挿通穴（図示省略）が形成されてもよい。なお、バネクリップ１０５の中央にスリット１０９が形成される場合、作動ロッド７５の先端部とリンク部材５５の先端部を連結した後に、リンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部の間にバネクリップ１０５を容易に組付けることができ、ウェイストゲートバルブ３５の生産性への影響を極力小さくすることができる。

　皿バネ８５等の付勢部材及び受け座８７は、リンク部材５５の先端部の右側の代わりに、リンク部材５５の先端部の左側に配置されていてもよい。

　図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、リンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部を、連結ピン７９（又は９１）の軸方向において互いに反対方向へ付勢する付勢部材（第２の付勢部材）として、皿バネ１１１を用いてもよい。皿バネ１１１は、リンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部を、連結ピン７９（又は９１）の軸方向において互いに反対方向へ付勢する。なお、皿バネ１１１の代わりに、上述の波ワッシャ、コイルバネ、環状の制振合金部材或いはバネクリップを用いてもよい。いずれの場合においても、皿バネ１１１等の付勢部材の内側には、連結ピン７９（又は９１）が挿通する。ここで、図１０（ａ）に示すように、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かつリンク部材５５の先端部にピン穴８１が貫通形成された状態において、皿バネ１１１等の付勢部材の付勢力（弾性力）によってリンク部材５５が止め輪８３に圧接するようになっている。図１０（ｂ）に示すように、リンク部材５５の先端部に連結ピン９１が一体的に設けられかつ作動ロッド７５の先端部にピン穴９３が貫通形成された状態において、皿バネ１１１等の付勢部材の付勢力（弾性力）によって作動ロッド７５が止め輪９５に圧接するようになっている。なお、皿バネ１１１等の付勢部材の付勢方向は、連結ピン７９（又は９１）の軸方向になっているが、本発明の効果が発揮できる範囲内において、連結ピン７９（又は９１）の軸方向に対して傾斜していてもよい。

　図１１（ａ）に示すように、皿バネ１１１等の付勢部材を用いる代わりに、板バネ１１３を用いてもよい。板バネ１１３は帯状に形成され、その長手方向の中間に、例えばプレス成形によって形成された折り返し部１１３ｔを有し、側面視Ｕ字状を呈している。板バネ１１３の一端部には、連結ピン７９を挿通させるための第１挿通穴１１５が貫通形成されている。板バネ１１３の他端部には、連結ピン７９を挿通させるための第２挿通穴１１７が貫通形成されている。また、板バネ１１３の一端部は、板バネ１１３の弾性力によってリンク部材５５の先端部に圧接しており、板バネ１１３の他端部は、連結ピン７９のかしめ等によって作動ロッド７５の先端部に固定されている。また、板バネ１１３の他端部が作動ロッド７５の先端部に固定される代わりに、図１１（ｂ）に示すように、板バネ１１３の弾性力によって作動ロッド７５の先端部に圧接していてもよい。ここで、板バネ１１３の付勢力（弾性力）によってリンク部材５５が止め輪８３に圧接するようになっている。なお、板バネ１１３は側面視Ｕ字状を呈しているが、本発明の効果を発揮できる範囲内において、例えば、折り返し部１１３ｔを重なり合う形状にする等、板バネ１１３の形状（側面視形状を含む）を任意の形状に変更してもよい。板バネ１１３の一端部に第１挿通穴１１５が貫通形成される代わりに、連結ピン７９を挿通させるためのＵ字状の第１切欠部（図示省略）が形成されてもよい。板バネ１１３の他端部に第２挿通穴１１７が貫通形成される代わりに、連結ピン７９を挿通させるためのＵ字状の第２切欠部（図示省略）が形成されてもよい。

　リンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部を互いに反対方向としての作動ロッド７５等の軸方向へ付勢する皿バネ８５等の付勢部材を用いる代わりに、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、リンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部を互いに接近する方向又は離反する方向へ付勢するトーションバネ１１９を用いてもよい。また、トーションバネ１１９は、連結ピン７９に配設されたコイル部１２１と、このコイル部１２１に突出して設けられかつ先端部がリンク部材５５の一部に係止又は固定された第１アーム部１２３と、コイル部１２１に突出して設けられかつ先端部が作動ロッド７５の一部に係止又は固定された第２アーム部１２５とを備えている。なお、図１２（ａ）は、トーションバネ１１９によってリンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部を接近する方向へ付勢している状態を示しており、図１２（ｂ）は、トーションバネ１１９によってリンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部を離反する方向へ付勢している状態を示している。

　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１及び図３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１及び図３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。

　皿バネ８５等の付勢部材によってリンク部材５５の先端部と作動ロッド７５の先端部を互いに反対方向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側からの脈動等が発生しても、その脈動等によるリンク部材５５及び作動ロッド７５の振動を低減することができる。皿バネ８５等の付勢部材の付勢方向が作動ロッド７５の軸方向である場合には、受け座８７によって皿バネ８５等の付勢部材の付勢力を安定させつつ、エンジン側からの排気ガスの脈動及びダイヤフラム式アクチュエータ５７側からの脈動によるリンク部材５５等の振動を効果的に抑制することができる。皿バネ１１１等の付勢部材の付勢方向が連結ピン７９（又は９１）の軸方向である場合には、エンジン側からの排気ガスの脈動によるリンク部材５５等の振動を効果的に抑制することができる。更に、リンク部材５５及び作動ロッド７５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の振動も抑制することができる。

　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リンク部材５５及び作動ロッド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（振動による接触音）を低減して、ウェイストゲートバルブ３５の静音性を向上させることができる。また、連結ピン７９（又は９１）の外周面の摩耗、リンク部材５５のピン穴８１（又は作動ロッド７５のピン穴９３）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。そして、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。

　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

　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調整するためのガス流量可変通路を含む過給機に用いられ、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、
　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形成されるピン穴と、
　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設けられ、前記ピン穴に挿通される連結ピンと、
　前記リンク部材の先端部と前記作動ロッドの先端部を互いに反対方向へ付勢する付勢部材と
を具備することを特徴とする流量可変バルブ機構。
　前記作動ロッドの先端部に設けられ、前記付勢部材の端部を支持する受け座を更に具備す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。
　前記付勢部材の付勢方向は、前記作動ロッドの軸方向であ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。
　前記付勢部材によって、前記ピン穴の内周面は、前記連結ピンの外周面に局所的に圧接することを特徴とする請求項３に記載の流量可変バルブ機構。
　前記付勢部材の付勢方向は、前記連結ピンの軸方向であ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。
　前記付勢部材は、内側に前記連結ピンが位置する穴を有し、且つ、前記作動ロッドの先端部と前記リンク部材の先端部との間に位置することを特徴とする請求項５に記載の流量可変バルブ機構。
　前記付勢部材は板バネであり、前記板バネの両端部には、内側に前記連結ピンが位置する穴或いは切欠が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の流量可変バルブ機構。
　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７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。