特許 6676215 排気バイパス装置及び過給機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6676215

(24)【登録日】2020年3月13日

(45)【発行日】2020年4月8日

(54)【発明の名称】排気バイパス装置及び過給機

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/18 20060101AFI20200330BHJP

【ＦＩ】

   F02B37/18 A

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-508041(P2019-508041)

(86)(22)【出願日】2017年3月30日

(86)【国際出願番号】JP2017013340

(87)【国際公開番号】WO2018179258

(87)【国際公開日】20181004

【審査請求日】2019年1月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】316015888

【氏名又は名称】三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉見 壮司

(72)【発明者】

【氏名】石崎 達也

(72)【発明者】

【氏名】林 慎之

(72)【発明者】

【氏名】永代 行日出

(72)【発明者】

【氏名】加藤 永護

(72)【発明者】

【氏名】▲恵▼比寿 幹

(72)【発明者】

【氏名】山口 紘

(72)【発明者】

【氏名】重田 亮治

【審査官】 家喜 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０３２０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６２２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１４９４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００９７３４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０９０８０５０４（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動ロッドを軸方向に往復移動するアクチュエータと、
ハウジングに回動自在に支持される支持軸と、
一端部が前記駆動ロッドの先端部に回動自在に連結されて他端部が前記支持軸における軸方向の一端部に固定される連結リンクと、
前記支持軸における軸方向の他端部に連結されるウエストゲートバルブと、
前記ハウジングと前記連結リンクとの間に配置されて前記ハウジングに対して前記連結リンクを前記支持軸の軸方向における一方側に付勢する軸方向におけるコイル径が相違する圧縮コイルばねと、
を備え、
前記ハウジングに円筒形状をなす支持筒が固定され、前記圧縮コイルばねは、小径部が前記支持筒の径方向の外側で前記ハウジングと前記連結リンクとの間に配置され、
前記支持筒は、軸方向における一端部が前記ハウジングの端面より前記連結リンク側に突出し、前記圧縮コイルばねは、前記支持筒の外周面の外側に配置される、
ことを特徴とする排気バイパス装置。

【請求項2】

前記圧縮コイルばねは、つつみ形をなす圧縮コイルばねであることを特徴とする請求項１に記載の排気バイパス装置。

【請求項3】

前記圧縮コイルばねは、たる形をなす圧縮コイルばねであることを特徴とする請求項１に記載の排気バイパス装置。

【請求項4】

コンプレッサと、
タービンと、
前記コンプレッサと前記タービンとを同軸上に連結する回転軸と、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の排気バイパス装置と、
を備えることを特徴とする過給機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンから排出された排気ガスをタービンに流動させずにバイパスさせる排気バイパス装置、並びに、この排気バイパス装置を備える過給機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

過給機は、コンプレッサとタービンとが回転軸により一体に回転するように連結されて構成されている。この過給機は、排気通路を流れる排ガスによりタービンが回転し、タービンの回転が回転軸により伝達されてコンプレッサが回転し、コンプレッサが空気を圧縮して吸気通路からエンジンに供給する。このような過給機において、タービンより上流側の排気通路から、このタービンをバイパスさせる排気バイパス装置（ウエストゲートバルブ）が設けられている。エンジンの排ガス量が過大のとき、ウエストゲートバルブを開放することで排ガスをタービンに供給せずに排出し、タービンの回転上昇による過給圧の過昇圧を防止することで、低負荷時の排ガス流量の作動点を上昇させ、エンジンの高出力化を図る。

【0003】

このような過給機に適用された排気バイパス装置は、空圧ベローズとばねを内蔵したアクチュエータによりレバープレートを回動し、このレバープレートの回転軸に連結されたウエストゲートバルブを開閉する構成である。そのため、ベローズへの作動流体の供給を停止した状態では、ウエストゲートバルブがばね部材のばね力によりバイパス通路を閉止しており、ベローズへ作動流体を供給すると、ウエストゲートバルブがばね部材のばね力に抗して回動してバイパス通路を開放する。

【0004】

このような排気バイパス装置は、タービンハウジングの内部に配置されることから、各構成部材が高温雰囲気化にさらされ、摺動部分が固着するおそれがある。また、アクチュエータは、吸気圧により作動するものであることから、エンジンの排気脈動により吸気圧が変動すると、ウエストゲートバルブのばたつきによる振動が発生し、摺動部分が摩耗してしまうおそれがある。このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−１２９５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した特許文献１に記載された内燃機関の排気装置は、スクロール切替弁のバルブの回転軸であるシャフトを円筒状のブッシュにより回転可能に支持し、ブッシュのガスシール面をシャフトの軸受座面に押し付ける側に付勢する付勢力を発生するコイルばねを設けたものである。ところで、エンジンの排気脈動によるウエストゲートバルブのばたつきによる振動の発生を防止するには、コイルばねは、所定の大きさの押付け荷重が必要となる。コイルばねの押付け荷重を上げるためには、線径を大きくしたり、巻数を増やしたりする必要があり、コイルばねの大型化を招いてしまう。コイルばねの大型化は、排気バイパス装置の大型化を招いてしまい、大きな配置スペースが必要となってしまう。

【0007】

本発明は上述した課題を解決するものであり、ウエストゲートバルブの良好な作動を確保すると共に作動部における摩耗の低減を可能として信頼性の向上を図る排気バイパス装置及び過給機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するための本発明の排気バイパス装置は、駆動ロッドを軸方向に往復移動するアクチュエータと、ハウジングに回動自在に支持される支持軸と、一端部が前記駆動ロッドの先端部に回動自在に連結されて他端部が前記支持軸における軸方向の一端部に固定される連結リンクと、前記支持軸における軸方向の他端部に連結されるウエストゲートバルブと、前記ハウジングと前記連結リンクとの間に配置されて軸方向におけるコイル径が相違する圧縮コイルばねと、を備えることを特徴とするものである。

【0009】

従って、アクチュエータの駆動ロッドを駆動すると、その駆動力が連結リンクに伝達され、連結リンクが支持軸を中心に回動し、ウエストゲートバルブを開閉する。このとき、圧縮コイルばねが付勢力によりハウジングに対して連結リンクを軸方向に押圧することから、排気脈動による連結リンクの振動が抑制される。そのため、ウエストゲートバルブの良好な作動を確保すると共にハウジングと支持軸との摺動部における摩耗を低減して信頼性の向上を図ることができる。また、軸方向におけるコイル径が相違する圧縮コイルばねを用いることで、収縮時にコイルが径方向にずれることから、線径を大きくすることが可能となり、連結リンクに対する付勢力を増加して連結リンクの振動を効果的に抑制することができる。更に、圧縮コイルばねの線径を大きくしても、全長が長くなることが抑制され、装置の大型化を抑制することができる。

【0010】

本発明の排気バイパス装置では、前記圧縮コイルばねは、つつみ形をなす圧縮コイルばねであることを特徴としている。

【0011】

従って、ハウジングと連結リンクとの間につつみ形をなす圧縮コイルばねを配置することで、圧縮コイルばねの各座部におけるコイル径が軸方向の中間部におけるコイル径より大きくなる。すると、圧縮コイルばねは、中心位置から各座部とハウジング及び連結リンクとの接触位置までの長さが長くなり、ハウジング及び連結リンクに対する押圧力を増加させることができる。

【0012】

本発明の排気バイパス装置では、前記圧縮コイルばねは、たる形をなす圧縮コイルばねであることを特徴としている。

【0013】

従って、ハウジングと連結リンクとの間にたる形をなす圧縮コイルばねを配置することで、線径を大きくすることで連結リンクに対する付勢力を増加して連結リンクの振動を効果的に抑制することができる一方で、装置の大型化を抑制することができる。

【0014】

本発明の排気バイパス装置では、前記ハウジングに円筒形状をなす支持筒が固定され、前記圧縮コイルばねは、前記支持筒の径方向の外側で前記ハウジングと前記連結リンクとの間に配置されることを特徴としている。

【0015】

従って、圧縮コイルばねを支持筒の径方向の外側に配置することで、支持軸と圧縮コイルばねとの干渉を抑制することができる。

【0016】

本発明の排気バイパス装置では、前記支持筒は、軸方向における一端部が前記ハウジングの端面より前記連結リンク側に突出し、前記圧縮コイルばねは、前記支持筒の外周面の外側に配置されることを特徴としている。

【0017】

従って、圧縮コイルばねを支持筒の外周面の外側に配置することで、支持軸と圧縮コイルばねとの間に支持筒が位置することとなり、支持軸と圧縮コイルばねとの干渉を効果的に抑制することができる。

【0018】

また、本発明の過給機は、コンプレッサと、タービンと、前記コンプレッサと前記タービンとを同軸上に連結する回転軸と、前記排気バイパス装置と、を備えることを特徴とするものである。

【0019】

従って、過給機の作動時に、ウエストゲートバルブを開閉すると、圧縮コイルばねが付勢力によりハウジングに対して連結リンクを軸方向に押圧することから、排気脈動による連結リンクの振動が抑制される。そのため、ウエストゲートバルブの良好な作動を確保すると共にハウジングと支持軸との摺動部における摩耗を低減して信頼性の向上を図ることができる。また、軸方向におけるコイル径が相違する圧縮コイルばねを用いることで、収縮時にコイルが径方向にずれることから、線径を大きくすることが可能となり、連結リンクに対する付勢力を増加して連結リンクの振動を効果的に抑制することができる。更に、圧縮コイルばねの線径を大きくしても、全長が長くなることが抑制され、装置の大型化を抑制することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の排気バイパス装置及び過給機によれば、ウエストゲートバルブの良好な作動を確保すると共に作動部における摩耗の低減を可能として信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、第１実施形態の排気バイパス装置が適用されるエンジンを表す概略構成図である。

【図2】図２は、排気バイパス装置の全体構成を表す斜視図である。

【図3】図３は、排気バイパス装置における支持軸の位置での縦断面図である。

【図4】図４は、つつみ形をなす圧縮コイルばねを表す正面図である。

【図5】図５は、圧縮コイルばねの組付け方法を表す断面図である。

【図6】図６は、第２実施形態の排気バイパス装置における支持軸の位置での縦断面図である。

【図7】図７は、たるをなす圧縮コイルばねを表す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に添付図面を参照して、本発明に係る排気バイパス装置及び過給機の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

【0023】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の排気バイパス装置が適用されるエンジンを表す概略構成図である。

【0024】

第１実施形態において、図１に示すように、エンジン１０は、多気筒式の内燃機関である。シリンダブロック上にシリンダヘッドが締結されて構成されるエンジン本体１１は、複数のシリンダボア１２が設けられ、各シリンダボア１２にシリンダライナ（図示略）を介してピストン１３がそれぞれ上下移動自在に支持されている。エンジン本体１１は、図示しないが、下部にクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン１３がコネクティングロッド１４を介してクランクシャフトにそれぞれ連結されている。

【0025】

燃焼室１５は、シリンダボア１２の壁面及び下面とピストン１３の頂面とにより区画されて構成されている。燃焼室１５は、上方、つまり、エンジン本体１１に吸気ポート１６及び排気ポート１７が並んで形成されており、吸気ポート１６及び排気ポート１７に対して吸気弁１８及び排気弁１９の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁１８及び排気弁１９は、エンジン本体１１に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート１６及び排気ポート１７を閉止する方向（図１にて上方）に付勢支持されている。吸気弁１８及び排気弁１９は、図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの吸気カム及び排気カムが作用することで、吸気ポート１６及び排気ポート１７を開閉することができる。また、燃焼室１５は、上方、つまり、エンジン本体１１に燃料噴射弁２０が設けられている。燃料噴射弁２０は、燃焼室１５に高圧燃料を噴射することができる。

【0026】

従って、エンジン１０は、クランクシャフトが２回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトが１回転し、吸気弁１８及び排気弁１９が吸気ポート１６及び排気ポート１７を開閉することとなる。

【0027】

エンジン本体１１は、吸気ポート１６に吸気通路２１が連結され、排気ポート１７に排気通路２２が連結されている。過給機２３は、コンプレッサ２４とタービン２５とが回転軸２６により一体に回転するように連結されて構成されている。この過給機２３は、エンジン本体１１の排気通路２２を流れる排ガスによりタービン２５が回転し、タービン２５の回転が回転軸２６により伝達されてコンプレッサ２４が回転し、このコンプレッサ２４が空気を圧縮して吸気通路２１からエンジン本体１１に供給する。また、吸気通路２１にインタークーラ２７が装着されている。

【0028】

排気通路２２は、タービン２５の装着位置に対応して排気バイパス装置２８が設けられている。排気通路２２は、タービン２５より排ガスの流れ方向の上流側の位置から分岐し、タービン２５より排ガスの流れ方向の下流側の位置に接続されるバイパス通路２９が設けられている。作動通路３０は、一端部が吸気通路２１におけるコンプレッサ２４とインタークーラ２７の間に連結され、他端部が排気バイパス装置２８のアクチュエータに連結されている。なお、図示しないが、作動通路３０は、三方電磁弁が設けられており、アクチュエータと吸気通路２１を連通している時間と、アクチュエータと大気を連通している時間を交互に切り替え、また、その時間の 比率を変えることで、アクチュエータ内部の圧力を吸気圧力と大気圧との間の任意の圧力に設定できる。そのため、排気バイパス装置２８は、吸気通路２１における吸気圧によりバイパス通路２９を開閉することで、タービン２５のバイパスする排ガス量、つまり、タービン２５に供給する排ガス量を調整することができる。

【0029】

そのため、エンジン本体１１は、吸気通路２１から燃焼室１５に空気が供給されると、ピストン１３の上昇によりこの空気が圧縮され、燃料噴射弁２０から燃焼室１５に高圧燃料が噴射されると、この高圧燃料が着火して燃焼する。そして、発生した燃焼ガスは、排ガスとして排気通路２２に排出される。燃焼室１５から排出された排ガスは、過給機２３におけるタービン２５を回転させることで、回転軸２６を介してコンプレッサ２４を回転し、燃焼室１５に対して過給を行う。また、排気バイパス装置２８によりバイパス通路２９が開放されると、排ガスは、このバイパス通路２９を通ることでタービン２５を迂回する。

【0030】

ここで、排気バイパス装置２８について説明する。図２は、排気バイパス装置の全体構成を表す斜視図である。

【0031】

排気バイパス装置２８は、図２に示すように、アクチュエータ３１と、連結ロッド３２と、連結リンク３３と、支持軸３４と、支持筒（ブッシュ）３５と、ウエストゲートバルブ３６とを備えている。

【0032】

アクチュエータ３１は、駆動ロッド４１が設けられ、吸気圧に応じてこの駆動ロッド４１を軸方向に往復移動するものである。アクチュエータ３１は、図示しないが、内部に仕切弁により２部屋に区画され、この仕切弁に駆動ロッド４１の基端部が連結されている。仕切弁は、一方の部屋に収容されたばねの付勢力により駆動ロッド４１が引き込まれる方向（図２にて、右方向）に付勢されている。また、他方の部屋に吸気圧を作用させる作動管４２（作動通路３０）が連結されている。そのため、アクチュエータ３１は、仕切弁に作用するばねの付勢力により駆動ロッド４１が引き込まれた位置で停止している。そして、作動管４２を通して他方の部屋に吸気圧が作用すると、仕切弁がばねの付勢力に抗して移動し、仕切弁と一体の駆動ロッド４１が突出する方向に移動する。

【0033】

駆動ロッド４１は、先端部に連結部４３を介して連結ロッド３２の基端部が連結されている。駆動ロッド４１と連結部４３と連結ロッド３２は、ほぼ一直線上に配置されている。この連結ロッド３２は、先端部に連結孔４４が形成された連結リング部４５が設けられている。

【0034】

支持軸３４は、円柱形状をなし、ハウジング４６（図３参照）に固定された円筒形状をなす支持筒３５に回動自在に支持されている。支持軸３４の外周面と支持筒３５の内周面との間には、支持筒３５に対して支持軸３４が回動することができる程度の隙間が確保されている。

【0035】

連結リンク３３は、所定厚さの板形状をなし、平面視が長円形状をなしている。連結リンク３３は、一端部に連結軸４７が一体に形成され、この連結軸４７が連結ロッド３２の連結リング部４５に設けられた連結孔４４に嵌合し、互いに回動自在に連結されている。そして、連結軸４７は、連結リング部４５より軸方向に先端側に係止ピン４８が係止することで、連結リング部４５の連結孔４４に対する連結軸４７の抜け止めがなされている。また、連結リンク３３は、他端部が支持軸３４における軸方向の一端部に固定されている。そして、ウエストゲートバルブ３６は、支持軸３４における軸方向の他端部に固定されている。そのため、連結リンク３３とウエストゲートバルブ３６は、支持軸３４を中心に回動することができる。

【0036】

この場合、駆動ロッド４１と連結部４３と連結ロッド３２の長手方向（直線方向）と、支持軸３４の軸方向は、ほぼ直交する方向に配置されている。また、連結リンク３３における連結軸４７の軸方向と、支持軸３４の軸方向は、ほぼ平行となる方向に配置されている。

【0037】

そのため、アクチュエータ３１を作動すると、駆動ロッド４１が突出する軸方向に移動し、連結部４３を介して連結ロッド３２が同方向に移動する。連結ロッド３２が長手方向に移動すると、連結ロッド３２と連結リンク３３が相対回動し、連結リンク３３は、支持軸３４と共にこの支持軸３４を中心に回動する。そして、支持軸３４が回動すると、支持軸３４に一体に設けられたウエストゲートバルブ３６が移動し、閉止位置から開放位置へ変位する。

【0038】

本実施形態の排気バイパス装置２８は、ハウジング４６と連結リンク３３との間に圧縮コイルばねが配置されている。図３は、排気バイパス装置における支持軸の位置での縦断面図、図４は、つつみ形をなす圧縮コイルばねを表す正面図である。

【0039】

図３に示すように、ハウジング４６は、取付孔５１に支持筒３５が固定されている。支持軸３４は、この支持筒３５に嵌入して回動自在に支持されている。また、支持軸３４は、軸方向における一端部に同心状をなして延出する連結ピン５２が一体に設けられている。この連結ピン５２は、外径が支持軸３４の外径より小径となっている。一方、連結リンク３３は、取付孔５３が形成されている。そして、支持軸３４の連結ピン５２が連結リンク３３の取付孔５３に嵌入し、溶接されている。即ち、支持軸３４は、連結ピン５２が連結リンク３３の取付孔５３を嵌入したその先端部に溶接部５４が形成されることで、支持軸３４における軸方向の一端部に連結リンク３３の端部が固定されることとなる。

【0040】

図４に示すように、圧縮コイルばね６１は、つつみ形をなすことで、軸方向におけるコイル径が相違している。圧縮コイルばね６１は、軸方向の一方側に座部６２が設けられ、軸方向の他方側に座部６３が設けられ、各座部６２，６３は、コイル径Ｄ１，Ｄ２が同径となっている。また、圧縮コイルばね６１は、軸方向における中間部に小径部６４が設けられ、小径部６４のコイル径Ｄ３が各座部６２，６３のコイル径Ｄ１，Ｄ２より小径となっている。また、圧縮コイルばね６１は、線径ｄがコイルの長手方向で同径となっている。

【0041】

図３に示すように、つつみ形をなす圧縮コイルばね６１は、ハウジング４６と連結リンク３３との間に配置されている。圧縮コイルばね６１は、座部６２がハウジング４６端面４６ａに接触し、座部６３が連結リンク３３の下面側の平面部３３ａに接触している。

【0042】

この場合、ハウジング４６に支持筒３５が固定され、圧縮コイルばね６１は、この支持筒３５の径方向の外側でハウジング４６と連結リンク３３との間に配置されている。また、支持筒３５は、軸方向における一端部（図３の上端部）３５ａがハウジング４６の端面４６ａより連結リンク３３側に突出し、圧縮コイルばね６１は、支持筒３５の外周面より外側に配置されている。

【0043】

上述した構成により、連結リンク３３は、ハウジング４６に対して圧縮コイルばね６１の付勢力により支持軸３４の軸方向における一方側に付勢支持されることとなる。このとき、圧縮コイルばね６１は、座部６２がハウジング４６の端面４６ａに押圧し、座部６３が連結リンク３３の平面部３３ａに押圧している。そのため、連結リンク３３は、圧縮コイルばね６１の付勢力によりハウジング４６に対してその回動方向における位置が拘束されることとなる。即ち、連結リンク３３は、回動するとき、圧縮コイルばね６１の各座部６２，６３とハウジング４６の端面４６ａ及び連結リンク３３の平面部３３ａとの摩擦抵抗や圧縮コイルばね６１の付勢力に打ち勝って回動することとなる。その結果、排気脈動によりウエストゲートバルブ３６（図２参照）が振動しようとしても、連結リンク３３は、その位置が圧縮コイルばね６１により保持されているために振動することが抑制され、連結ロッド３２と連結リンク３３との摺動部、また、支持軸３４と支持筒３５との摺動部における摩耗の発生が抑制される。

【0044】

ここで、圧縮コイルばね６１の組付け方法について説明する。図５は、圧縮コイルばねの組付け方法を表す断面図である。

【0045】

図５に示すように、まず、ハウジング４６に固定された支持筒３５に支持軸３４を挿入し、支持筒３５の外周側に圧縮コイルばね６１を配置する。次に、押え治具７１を用いて圧縮コイルばね６１を収縮させる。この押え治具７１は、治具本体７２の先端部に二股形状をなす押え部７３が設けられて構成されている。つまり、作業ロボットまたは作業者が押え治具７１の治具本体７２を保持し、二股形状（Ｕ字形状）をなす押え部７３により圧縮コイルばね６１をハウジング４６側に押付けて収縮させる。そして、支持軸３４の連結ピン５２に連結リンク３３の取付孔５３を嵌入する。このとき、連結リンク３３と圧縮コイルばね６１との間に押え治具７１が位置することとなる。この状態で、溶接装置（図示略）により連結ピン５２の先端部と連結リンク３３とを溶接する。すると、図３に示すように、連結ピン５２の先端部に溶接部５４が形成され、支持軸３４と連結リンク３３が一体に連結されて固定される。その後、連結リンク３３と圧縮コイルばね６１との間から押え治具７１を抜き取る。

【0046】

この溶接作業時に、押え治具７１が連結リンク３３と圧縮コイルばね６１との間に位置することから、溶接装置が連結ピン５２の先端部と連結リンク３３とを溶接するとき、溶接による入熱が圧縮コイルばね６１に作用することがなく、圧縮コイルばね６１の変形が防止される。

【0047】

このように第１実施形態の排気バイパス装置にあっては、駆動ロッド４１を軸方向に往復移動するアクチュエータ３１と、ハウジング４６に回動自在に支持される支持軸３４と、一端部が駆動ロッド４１の先端部に回動自在に連結されて他端部が支持軸３４における軸方向の一端部に固定される連結リンク３３と、支持軸３４における軸方向の他端部に連結されるウエストゲートバルブ３６と、ハウジング４６と連結リンク３３との間に配置されて軸方向におけるコイル径が相違する圧縮コイルばね６１とを設けている。

【0048】

従って、圧縮コイルばね６１がその付勢力によりハウジング４６に対して連結リンク３３を軸方向に押圧することから、排気脈動による連結リンク３３の振動を抑制することができる。そのため、ウエストゲートバルブ３６の良好な作動を確保することができると共に、ハウジング４６と支持軸３４との摺動部における摩耗を低減して信頼性の向上を図ることができる。

【0049】

また、軸方向におけるコイル径が相違する圧縮コイルばね６１を用いることで、圧縮コイルばね６１の収縮時にコイルが径方向にずれることから、収縮時における全長が短くなり、線径を大きくすることが可能となる。圧縮コイルばね６１は、線径が大きくなると、バネ定数が大きくなり、付勢力が大きくなることから、連結リンク３３に対する押圧力を増加して摩擦抵抗を大きくすることができ、連結リンク３３の振動を効果的に抑制することができる。更に、圧縮コイルばね６１の線径を大きくしても、全長が長くなることが抑制され、装置の大型化を抑制することができる。

【0050】

第１実施形態の排気バイパス装置では、圧縮コイルばねとして、つつみ形をなす圧縮コイルばね６１を適用する。従って、ハウジング４６と連結リンク３３との間につつみ形をなす圧縮コイルばね６１を配置することで、圧縮コイルばね６１の各座部６２，６３におけるコイル径が、軸方向の中間部におけるコイル径より大きくなる。すると、圧縮コイルばね６１は、中心位置から各座部６２，６３とハウジング４６及び連結リンク３３との接触位置までの長さが長くなり、ハウジング４６及び連結リンク３３に対する押圧力を増加させることができる。

【0051】

第１実施形態の排気バイパス装置では、ハウジング４６に支持筒３５が固定し、圧縮コイルばね６１を支持筒３５の径方向の外側でハウジング４６と連結リンク３３との間に配置している。従って、支持軸３４と圧縮コイルばね６１との干渉を抑制することができる。

【0052】

第１実施形態の排気バイパス装置では、支持筒３５の軸方向における一端部３５ａをハウジング４６の端面４６ａより連結リンク３３側に突出し、圧縮コイルばね６１を支持筒３５の外周面の外側に配置している。従って、支持軸３４と圧縮コイルばね６１との間に支持筒３５が位置することとなり、支持軸３４と圧縮コイルばね６１との干渉を効果的に抑制することができる。

【0053】

また、第１実施形態の過給機にあっては、コンプレッサ２４と、タービン２５と、コンプレッサ２４とタービン２５とを同軸上に連結する回転軸２６と、排気バイパス装置２８とを設けている。従って、過給機２３の作動時に、ウエストゲートバルブ３６を開閉すると、圧縮コイルばね６１が付勢力によりハウジング４６に対して連結リンク３３を軸方向に押圧することから、排気脈動による連結リンク３３の振動を抑制することができる。そのため、ウエストゲートバルブ３６の良好な作動を確保することができると共に、ハウジング４６と支持軸３４との摺動部における摩耗を低減して信頼性の向上を図ることができる。

【0054】

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の排気バイパス装置における支持軸の位置での縦断面図、図７は、たるをなす圧縮コイルばねを表す正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0055】

第２実施形態において、図６に示すように、排気バイパス装置は、ハウジング４６と連結リンク３３との間に圧縮コイルばね８１が配置されている。

【0056】

図７に示すように、圧縮コイルばね８１は、たる形をなすことで、軸方向におけるコイル径が相違している。圧縮コイルばね８１は、軸方向の一方側に座部８２が設けられ、軸方向の他方側に座部８３が設けられ、各座部８２，８３は、コイル径Ｄ１１，Ｄ１２が同径となっている。また、圧縮コイルばね８１は、軸方向における中間部に大径部８４が設けられ、大径部８４のコイル径Ｄ１３が各座部８２，８３のコイル径Ｄ１１，Ｄ１２より大径となっている。また、圧縮コイルばね８１は、線径ｄがコイルの長手方向で同径となっている。

【0057】

図６に示すように、たる形をなす圧縮コイルばね８１は、ハウジング４６と連結リンク３３との間に配置されている。圧縮コイルばね８１は、座部８２がハウジング４６の端面４６ａに接触し、座部８３が連結リンク３３の下面側の平面部３３ａに接触している。

【0058】

この場合、ハウジング４６に支持筒３５が固定され、圧縮コイルばね８１は、この支持筒３５の径方向の外側でハウジング４６と連結リンク３３との間に配置されている。また、支持筒３５は、軸方向における一端部（図６の上端部）３５ａがハウジング４６の端面４６ａより連結リンク３３側に突出し、圧縮コイルばね８１は、支持筒３５の外周面より外側に配置されている。

【0059】

上述した構成により、連結リンク３３は、ハウジング４６に対して圧縮コイルばね８１の付勢力により支持軸３４の軸方向における一方側に付勢支持されることとなる。このとき、圧縮コイルばね８１は、座部８２がハウジング４６の端面４６ａに押圧し、座部８３が連結リンク３３の平面部３３ａに押圧している。そのため、連結リンク３３は、圧縮コイルばね８１の付勢力によりハウジング４６に対してその回動方向における位置が拘束されることとなる。即ち、連結リンク３３は、回動するとき、圧縮コイルばね８１の各座部８２，８３とハウジング４６の端面４６ａ及び連結リンク３３の平面部３３ａとの摩擦抵抗や圧縮コイルばね８１の付勢力に打ち勝って回動することとなる。その結果、排気脈動によりウエストゲートバルブ３６（図２参照）が振動しようとしても、連結リンク３３は、その位置が圧縮コイルばね８１により保持されているために振動することが抑制され、連結ロッド３２と連結リンク３３との摺動部、また、支持軸３４と支持筒３５との摺動部における摩耗の発生が抑制される。

【0060】

このように第２実施形態の排気バイパス装置にあっては、ハウジング４６と連結リンク３３との間にたる形をなす圧縮コイルばね８１が配置されている。

【0061】

従って、圧縮コイルばね８１の収縮時にコイルが径方向にずれることから、収縮時における全長が短くなり、線径を大きくすることが可能となり、連結リンク３３に対する付勢力を増加して連結リンク３３の振動を効果的に抑制することができる。更に、圧縮コイルばね８１の線径を大きくしても、全長が長くなることが抑制され、装置の大型化を抑制することができる。

【0062】

なお、上述した実施形態では、軸方向におけるコイル径が相違する圧縮コイルばねとして、つつみ形をなす圧縮コイルばね６１とたる形をなす圧縮コイルばね８１を適用したが、この構成に限定されるものではない。例えば、円錐台形状や逆円錐台形状をなす圧縮コイルばねを適用してもよい。

【0063】

また、上述した実施形態では、ハウジング４６に支持筒３５を固定し、支持軸３４をこの支持筒３５に回動自在に支持したが、ハウジング４６に直接支持孔を形成し、支持軸３４をこの支持孔に回動自在に支持してもよい。

【0064】

また、上述した実施形態では、駆動ロッド４１の先端部に連結ロッド３２を連結し、連結ロッド３２の先端部と連結リンク３３の一端部を回動自在に連結したが、駆動ロッド４１の先端部と連結リンク３３の一端部を直接回動自在に連結してもよい。

【符号の説明】

【0065】

１０ エンジン
１１ エンジン本体
１３ ピストン
１５ 燃焼室
２１ 吸気通路
２２ 排気通路
２３ 過給機
２４ コンプレッサ
２５ タービン
２６ 回転軸
２８ 排気バイパス装置
２９ バイパス通路
３０ 作動通路
３１ アクチュエータ
３２ 連結ロッド
３３ 連結リンク
３４ 支持軸
３５ 支持筒
３６ ウエストゲートバルブ
４１ 駆動ロッド
４５ 連結リング部
４６ ハウジング
４７ 連結軸
４８ 係止ピン
５４ 溶接部
６１，８１ 圧縮コイルばね
６２，６３，８２，８３ 座部
６４ 小径部
７１ 押え治具
８４ 大径部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】