特許 7377369 ウェストゲートバルブ装置、タービン及びターボチャージャ

(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】

(24)【登録日】2023-10-31

(45)【発行日】2023-11-09

(54)【発明の名称】ウェストゲートバルブ装置、タービン及びターボチャージャ

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/18 20060101AFI20231101BHJP

   F02B 39/00 20060101ALI20231101BHJP

【ＦＩ】

F02B37/18 D

F02B37/18 E

F02B39/00 F

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022543820

(86)(22)【出願日】2020-08-17

(86)【国際出願番号】 JP2020030969

(87)【国際公開番号】W WO2022038653

(87)【国際公開日】2022-02-24

【審査請求日】2023-01-06

(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】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】冨川 邦弘

(72)【発明者】

【氏名】星 徹

(72)【発明者】

【氏名】八十島 健

(72)【発明者】

【氏名】田代 直人

【審査官】小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１４４７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１１７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４９２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３８２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１４９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０５１３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１５２７９３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ ３７／１８

Ｆ０２Ｂ ３９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンの排ガス通路上に配置されたターボチャージャのタービンホイールをバイパスするように、前記タービンホイールを収容するタービンハウジングの内部に形成されたスクロール流路と排出通路とを接続するバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブ装置であって、
前記バイパス通路の出口に形成された弁座面と、
軸線周りに回転可能に支持された支持アーム、及び前記支持アームに支持された弁体であって、前記支持アームの回転に伴って前記弁座面から接離するように構成された弁体、を含むウェストゲートバルブ本体と、備え、
前記軸線方向から見たときに、前記弁座面が前記バイパス通路の軸方向と直交する方向に対して傾斜しており、
前記弁体の回転中心は、前記軸線方向から見たときに、前記バイパス通路の中心線よりも前記タービンホイールの径方向外側、且つ、前記スクロール流路を形成するスクロール部の最外周端よりも前記径方向外側に位置している、
ウェストゲートバルブ装置。

【請求項2】

前記弁座面は、前記軸線方向から見たときに、前記弁座面の内、前記バイパス通路の前記中心線を挟んだ一方側に位置する領域の方が他方側に位置する領域よりも前記バイパス通路の上流側に位置し、
前記弁体の回転中心は、前記軸線方向から見たときに、前記中心線を挟んで前記一方側に位置する
請求項１に記載のウェストゲートバルブ装置。

【請求項3】

前記回転中心は、前記軸線方向から見たときに、前記弁体における端部であって前記弁座面側且つ前記中心線を挟んで前記一方側に位置する端部を通る前記弁座面の法線よりも前記中心線から遠い領域に存在する
請求項２に記載のウェストゲートバルブ装置。

【請求項4】

エンジンの排ガス通路上に配置されたターボチャージャのタービンホイールをバイパスするように、前記タービンホイールを収容するタービンハウジングの内部に形成されたスクロール流路と排出通路とを接続するバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブ装置であって、
前記バイパス通路の出口に形成された弁座面と、
軸線周りに回転可能に支持された支持アーム、及び前記支持アームに支持された弁体であって、前記支持アームの回転に伴って前記弁座面から接離するように構成された弁体、を含むウェストゲートバルブ本体と、備え、
前記軸線方向から見たときに、前記弁座面が前記バイパス通路の軸方向と直交する方向に対して傾斜しており、
前記弁座面は、前記軸線方向から見たときに、前記弁座面の内、前記バイパス通路の中心線を挟んだ他方側に位置する領域の方が一方側に位置する領域よりも前記バイパス通路の上流側に位置し、
前記弁体の回転中心は、前記軸線方向から見たときに、前記中心線を挟んで前記タービンホイールの径方向外側である前記一方側に位置する
ウェストゲートバルブ装置。

【請求項5】

請求項１に記載のウェストゲートバルブ装置、
を備えるタービン。

【請求項6】

請求項２又は３に記載のウェストゲートバルブ装置と、
タービンホイールと、
前記タービンホイールの下流側に形成される排出通路を形成する排出通路形成部と、
を備え、
前記排出通路は、
前記軸線方向から見たときに、前記バイパス通路の中心線を挟んだ前記他方側において前記バイパス通路の隣に配置されている排出通路主流領域と、
前記バイパス通路の前記出口から排出された排ガスと、前記排出通路主流領域を流れる排ガスとが合流する合流領域と、を含む、
タービン。

【請求項7】

前記軸線方向から見たときに、前記排出通路主流領域の下流側に向かう延在方向と、前記弁座面において前記バイパス通路の中心線を挟んだ前記一方側から前記他方側に向かう前記弁座面の延在方向との角度差は、９０度未満である
請求項６に記載のタービン。

【請求項8】

請求項５に記載のタービン、
を備えるターボチャージャ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ウェストゲートバルブ装置、タービン及びターボチャージャに関する。

【背景技術】

【0002】

ターボチャージャには、過給圧の過度な上昇を抑制するためにウェストゲートバルブが設けられる場合がある。ウェストゲートバルブは、ターボチャージャのタービンをバイパスするバイパス通路であるウェストゲート流路を開閉することにより、タービンへの排ガスの流入量を調節するものである（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１２７９８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば自動車等の車両に用いられるターボチャージャでは、従来、ウェストゲートバルブの開度の制御は、コンプレッサの出口圧等、ターボチャージャの過回転と関連のあるパラメータが予め設定した閾値を超えるか否かによってウェストゲートバルブを全開とするか全閉とするかを決めるような制御が主であった。
しかし、近年、過給圧の緻密な制御が要求される場合が増えてきている。そのため、タービンをバイパスする排ガス流量の制御精度に対する要求も高まりつつある。

【0005】

本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、タービンをバイパスする排ガス流量の制御精度を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るウェストゲートバルブ装置は、
エンジンの排ガス通路上に配置されたターボチャージャのタービンをバイパスするバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブ装置であって、
前記バイパス通路の出口に形成された弁座面と、
軸線周りに回転可能に支持された支持アーム、及び前記支持アームに支持された弁体であって、前記支持アームの回転に伴って前記弁座面から接離するように構成された弁体、を含むウェストゲートバルブ本体と、備え、
前記軸線方向から見たときに、前記弁座面が前記バイパス通路の軸方向と直交する方向に対して傾斜している。

【0007】

（２）本開示の少なくとも一実施形態に係るタービンは、上記（１）の構成のウェストゲートバルブ装置を備える。

【0008】

（３）本開示の少なくとも一実施形態に係るターボチャージャは、上記（２）の構成のタービンを備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示の少なくとも一実施形態によれば、タービンをバイパスする排ガス流量の制御精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】幾つかの実施形態に係るターボチャージャの一例を示す断面図である。

【図2】幾つかの実施形態に係るタービンホイールの外観の斜視図である。

【図3】一実施形態に係るタービンの一部の断面を模式的に示した図である。

【図4】図３の一部を拡大した図である。

【図5】他の実施形態に係るタービンの一部の断面を模式的に示した図である。

【図6】幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置における流量特性の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0012】

（ターボチャージャ１の全体構成）
図１は、幾つかの実施形態に係るターボチャージャ１の一例を示す断面図である。
幾つかの実施形態に係るターボチャージャ１は、例えば自動車などの車両に搭載されるエンジンの吸気を過給するための排気ターボ過給機であり、不図示のエンジンの排ガス通路上に配置されている。
ターボチャージャ１は、ロータシャフト２を回転軸として連結されたタービンホイール３及びコンプレッサホイール４と、タービンホイール３を回転自在に収容するケーシング（タービンハウジング）５と、コンプレッサホイール４を回転自在に収容するケーシング（コンプレッサハウジング）６とを有する。
タービンハウジング５は、内部にスクロール流路７ａを有するスクロール部（スクロール流路生成部）７と、タービンホイール３を収容するタービンホイール収容部５３と、タービンホイール３の下流側に形成される排出通路１７１を形成する排出通路形成部５５とを含む。
コンプレッサハウジング６は、内部にスクロール流路８ａを有するスクロール部８を含む。

【0013】

幾つかの実施形態に係るタービン３０は、タービンホイール３と、ケーシング５とを備える。幾つかの実施形態に係るコンプレッサ４０は、コンプレッサホイール４と、ケーシング６とを備える。

【0014】

（タービンホイール３）
図２は、幾つかの実施形態に係るタービンホイール３の外観の斜視図である。
図３は、一実施形態に係るタービン３０の一部の断面を模式的に示した図である。
図４は、図３の一部を拡大した図である。
図５は、他の実施形態に係るタービン３０の一部の断面を模式的に示した図である。
なお、図３及び図４は、後述するウェストゲートバルブ装置１００において、バルブ開度が比較的小さい領域のある場合について示している。また、図５は、ウェストゲートバルブ装置１００が全閉の場合について示している。

【0015】

幾つかの実施形態に係るタービンホイール３は、ロータシャフト（回転軸）２に連結されて回転軸線ＡＸｗの周りに回転される羽根車である。幾つかの実施形態に係るタービンホイール３は、回転軸線ＡＸｗに沿った断面において、回転軸線ＡＸｗに対して傾斜するハブ面３２を有するハブ３１と、ハブ面３２に設けられた複数の翼（動翼）３３とを有する。なお、図１乃至図３及び図５に示したタービンホイール３はラジアルタービンであるが、斜流タービンであってもよい。図２において、矢印Ｒはタービンホイール３の回転方向を示す。翼３３は、タービンホイール３の周方向に間隔をあけて複数設けられる。

【0016】

なお、斜視図による図示は省略するが、幾つかの実施形態に係るコンプレッサホイール４も、幾つかの実施形態に係るタービンホイール３と同様の構成を有している。すなわち、幾つかの実施形態に係るコンプレッサホイール４は、ロータシャフト（回転軸）２に連結されて回転軸線ＡＸｗの周りに回転される羽根車である。幾つかの実施形態に係るコンプレッサホイール４は、回転軸線ＡＸｗに沿った断面において、回転軸線ＡＸｗに対して傾斜するハブ面４２を有するハブ４１と、ハブ面４２に設けられた複数の翼（動翼）４３とを有する。翼４３は、コンプレッサホイール４の周方向に間隔をあけて複数設けられる。
以下の説明では、回転軸線ＡＸｗの延在方向を単に軸方向とも称し、回転軸線ＡＸｗを中心とする径方向を単に径方向とも称し、回転軸線ＡＸｗを中心とする周方向を単に周方向とも称する。

【0017】

このように構成されるターボチャージャ１では、タービン３０の作動流体である排ガスは、タービンホイール３の前縁３６から後縁３７に向かって流れる。これにより、タービンホイール３は、回転させられるとともに、ロータシャフト２を介して連結されたコンプレッサ４０のコンプレッサホイール４が回転させられる。これにより、コンプレッサ４０の入口部４０ａから流入した吸気は、コンプレッサホイール４の前縁４６から後縁４７に向かって流れる過程でコンプレッサホイール４によって圧縮される。

【0018】

（ウェストゲートバルブ装置１００）
図３乃至図５に示すように、幾つかの実施形態に係るタービン３０は、タービン３０をバイパスするバイパス通路１１０に設けられたウェストゲートバルブ装置１００を備えている。
図３乃至図５に示すように、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００は、バイパス通路１１０の出口１１１に形成された弁座面１１３と、ウェストゲートバルブ本体１５０と、備える。
幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ本体１５０は、支持アーム１２０と、弁体１３０とを含む。
幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ本体１５０では、支持アーム１２０は、軸線ＡＸ周りに回転可能に支持されている。なお、支持アーム１２０は、軸線ＡＸ周りに回転可能に構成された回転軸１２１に取り付けられていてもよい。
幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ本体１５０では、弁体１３０は、支持アーム１２０に支持されていて、支持アーム１２０の回転に伴って弁座面１１３から接離するように構成されている。幾つかの実施形態では、弁体１３０は、支持アーム１２０の回転に伴って揺動可能に構成されたスイングバルブである。

【0019】

図３乃至図５に示すように、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００では、上記軸線ＡＸ方向から見たときに、弁座面１１３がバイパス通路１１０の軸方向ＢＰａｘと直交する方向に対して傾斜している。なお、バイパス通路１１０の軸方向ＢＰａｘは、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐの延在方向である。以下の説明では、バイパス通路１１０の軸方向ＢＰａｘと直交する方向を単に直交方向ＢＰｏｒｔｈとも称する。

【0020】

なお、図３乃至図５に示すように、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００は、タービンホイール３の前縁３６よりもタービンホイール３の径方向の外側の領域に配置されている。
また、図３乃至図５に示すように、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００では、回転軸線ＡＸｗとバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐとが平行である。
図３乃至図５に示すように、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００では、回転軸１２１及び支持アーム１２０の回転中心となる軸線ＡＸは、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐよりもタービンホイール３の径方向の外側に位置している。

【0021】

幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００では、支持アーム１２０の回転中心である上記軸線ＡＸを中心とした弁体１３０の揺動角度θｖ（図５参照）が大きくなるほど、弁体１３０と弁座面１１３との間の隙間の大きさ、すなわち弁体１３０と弁座面１１３との間の距離は大きくなる。なお、ここで、弁体１３０の揺動角度θｖは、弁体１３０と弁座面１１３とが当接している状態、すなわち、ウェストゲートバルブ装置１００が全閉の時の弁体１３０の角度を基準（０度）とし、弁体１３０と弁座面１１３とが離れるにつれて大きくなるものとする。また、以下の説明では、弁体１３０の揺動角度θｖをバルブ開度θｖとも称する。

【0022】

図６は、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００における流量特性の一例を示すグラフである。図６のグラフでは、バルブ開度θｖを横軸にとり、バイパス通路１１０を通過する排ガス量とウェストゲートバルブ装置１００が全開時にバイパス通路１１０を通過する排ガス量との比（通過流量／全開時の通過流量）を縦軸にとっている。
図６のグラフにおいて、太い実線で示した流量特性Ａは、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００における流量特性の一例である。図６のグラフにおいて、細い実線で示した流量特性Ｂは、理想的な流量特性の一例である。図６のグラフにおいて、破線で示した流量特性Ｃは、従来のウェストゲートバルブ装置における流量特性の一例である。

【0023】

従来のウェストゲートバルブ装置では、バルブ開度θｖが比較的小さい領域では、バルブ開度θｖが比較的大きい領域と比べて、単位バルブ開度あたりのウェストゲートバルブ装置を通過する排ガス量の変化量は大きい。そのため、バルブ開度θｖが比較的小さい領域における排ガス量の制御精度がバルブ開度θｖが比較的大きい領域における排ガス量の制御精度よりも低下する傾向にある。そのため、バルブ開度θｖが比較的小さい領域において、単位バルブ開度あたりのウェストゲートバルブ装置１００を通過する排ガス量の変化量を従来のウェストゲートバルブ装置よりも小さくすることが望まれる。

【0024】

図３乃至図５に示す、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００によれば、バルブ開度θｖが比較的小さい領域において、同じバルブ開度θｖであっても、弁座面１１３が直交方向ＢＰｏｒｔｈに対して傾斜していない場合と比べて、弁体１３０と弁座面１１３との間の距離が小さくなる。これにより、バルブ開度θｖが比較的小さい領域において、同じバルブ開度θｖであっても、弁体１３０と弁座面１１３との間のスロート面積Ｓｓが小さくなる。

【0025】

なお、弁体１３０と弁座面１１３との間のスロート面積Ｓｓとは、弁体１３０と弁座面１１３との間で排ガスが流出する開口の面積である。より具体的には、次のとおりである。
全閉時に弁体１３０においてバイパス通路１１０の出口１１１を塞いでいた面を閉止面１３１と称する。上記スロート面積Ｓｓは、バイパス通路１１０の出口１１１におけるバイパス通路１１０の内周縁１１５から、閉止面１３１までの距離Ｌｖを内周縁１１５に沿って積分した値である。

【0026】

よって、図３乃至図５に示す、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００によれば、バルブ開度θｖが比較的小さい領域において、弁座面１１３が直交方向ＢＰｏｒｔｈに対して傾斜していない場合と比べて、単位バルブ開度あたりのスロート面積Ｓｓの変化量を小さくすることができる。
そのため、図３乃至図５に示す、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００によれば、バルブ開度θｖが比較的小さい領域において、弁座面１１３が直交方向ＢＰｏｒｔｈに対して傾斜していない場合と比べて、単位バルブ開度あたりのウェストゲートバルブ装置１００（バイパス通路１１０）を通過する排ガス量の変化量を小さくすることができる。これにより、バルブ開度θｖが比較的小さい領域における排ガス量の制御精度を向上できる。

【0027】

（弁座面１１３の傾斜方向について）
例えば図３及び図４に示すウェストゲートバルブ装置１００では、弁座面１１３は、タービンホイール３の径方向内側（図３及び図４において回転軸線ＡＸｗに近づく方向）に向かうにつれて、バイパス通路１１０の下流側（図３及び図４における図示右方）に向かうように傾斜している。

【0028】

すなわち、幾つかの実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００では、例えば図３及び図４に示すように、弁座面１１３は、軸線ＡＸ方向から見たときに、弁座面１１３の内、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ一方側に位置する領域１１３ａの方が他方側に位置する領域１１３ｂよりもバイパス通路１１０の上流側に位置するとよい。弁体１３０の回転中心である軸線ＡＸは、軸線ＡＸ方向から見たときに、中心線Ｃｂｐを挟んで上記一方側に位置するとよい。
なお、上記一方側は、中心線Ｃｂｐよりもタービンホイール３の径方向外側である。上記他方側は、中心線Ｃｂｐよりもタービンホイール３の径方向内側である。

【0029】

例えば図３及び図４に示すウェストゲートバルブ装置１００では、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側に位置する領域１１３ａの方が上記他方側に位置する領域１１３ｂよりもバイパス通路１１０の上流側に位置するように弁座面１１３が直交方向ＢＰｏｒｔｈに対して傾斜している。そのため、弁体１３０と弁座面１１３とが当接している状態（ウェストゲートバルブ装置１００が全閉の時）、及び、少なくともバルブ開度θｖが比較的小さい領域では、閉止面１３１は、弁座面１１３と同様に、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側に位置する領域の方が上記他方側に位置する領域よりもバイパス通路１１０の上流側に位置するように直交方向ＢＰｏｒｔｈに対して傾斜していることになる。
そのため、少なくともバルブ開度θｖが比較的小さい領域では、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスは、図３における矢印ａで示すように、上記閉止面１３１に沿ってバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側から上記他方側へ案内されることとなる。

【0030】

バイパス通路１１０の外部の領域のうち、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側の領域には、支持アーム１２０や回転軸１２１等が存在することになる。そのため、バイパス通路１１０の外部の領域のうち、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側の領域の方が上記一方側の領域に比べて、バイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスの流れを阻害するおそれがある部材等が少なくなる可能性が高い。
したがって、例えば図３及び図４に示すウェストゲートバルブ装置１００によれば、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスがバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側から上記他方側へ案内されるので、バイパス通路１１０の出口１１１から排出された後の排ガスの流れがスムーズになり、圧力損失を抑制できる。

【0031】

（軸線ＡＸの位置について）
例えば図３及び図４に示すウェストゲートバルブ装置１００では、図４に示すように、弁体１３０の回転中心である軸線ＡＸは、軸線ＡＸ方向から見たときに、弁体１３０における端部であって弁座面１１３側且つ上記中心線Ｃｂｐを挟んで上記一方側に位置する端部１３５を通る弁座面１１３の法線Ｎよりも上記中心線Ｃｂｐから遠い領域に存在するとよい。
これにより、弁体１３０と弁座面１１３とが当接している状態、すなわち、ウェストゲートバルブ装置１００が全閉の状態からバルブ開度θｖが大きくなるにつれて、上記端部１３５は、弁座面１１３から離れるように移動する。これにより、弁体１３０の揺動時に上記端部１３５と弁座面１１３とが干渉することを回避できる。
なお、図４において軸線ＡＸを中心として１点鎖線で描いた円弧は、弁体１３０の揺動時の上記端部１３５の軌跡Ｌｏである。

【0032】

（弁座面１１３の傾斜方向の他の実施形態について）
例えば図５に示すウェストゲートバルブ装置１００では、弁座面１１３は、タービンホイール３の径方向内側（図５において回転軸線ＡＸｗに近づく方向）に向かうにつれて、バイパス通路１１０の上流側（図５における図示左方）に向かうように傾斜している。
すなわち、他の実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００では、例えば図５に示すように、弁座面１１３は、軸線ＡＸ方向から見たときに、弁座面１１３の内、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ他方側に位置する領域１１３ｂの方が一方側に位置する領域１１３ａよりもバイパス通路１１０の上流側に位置していてもよい。弁体１３０の回転中心である軸線ＡＸは、軸線ＡＸ方向から見たときに、中心線Ｃｂｐを挟んで上記一方側に位置していてもよい。

【0033】

例えば図５に示すウェストゲートバルブ装置１００では、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側に位置する領域１１３ｂの方が一方側に位置する領域１１３ａよりもバイパス通路の上流側に位置するように弁座面がバイパス通路の軸方向と直交する方向に対して傾斜している。そのため、弁体１３０と弁座面１１３とが当接している状態（ウェストゲートバルブ装置１００が全閉の時）、及び、少なくともバルブ開度θｖが比較的小さい領域では、閉止面１３１は、弁座面１１３と同様に、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側に位置する領域の方が上記一方側に位置する領域よりもバイパス通路の上流側に位置するように直交方向ＢＰｏｒｔｈに対して傾斜していることになる。
そのため、少なくともバルブ開度θｖが比較的小さい領域では、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスは、図５における矢印ｂで示すように、上記閉止面１３１に沿ってバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側から上記一方側へ案内されることとなる。

【0034】

バイパス通路１１０の外部の領域のうち、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ一方側の領域には、支持アーム１２０や回転軸１２１等、バイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスの流れを阻害するおそれがある部材等が存在することになる。しかし、設計上の制約等の理由で、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側の領域よりも上記一方側の領域の方へバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスをより多く流した方がよい場合があることも考えられる。
このような場合であっても、例えば図５に示すウェストゲートバルブ装置１００によれば、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスがバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ他方側から一方側へ案内されるので、バイパス通路１１０の出口１１１から排出された後の排ガスの流れの阻害が抑制されて、圧力損失を抑制できる。

【0035】

上述したように、幾つかの実施形態に係るタービン３０は、上述した何れかの構成のウェストゲートバルブ装置１００を備えるので、バルブ開度が比較的小さい領域における排ガス量の制御精度を向上できる。

【0036】

（排出通路１７１について）
幾つかの実施形態に係るタービン３０では、例えば図３に示すように、排出通路１７１は、排出通路主流領域１７３と、合流領域１７５と、を含む。
排出通路主流領域１７３は、軸線ＡＸ方向から見たときに、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側（中心線Ｃｂｐよりもタービンホイール３の径方向内側）においてバイパス通路１１０の隣に配置されている。
合流領域１７５は、図３における矢印ｃで示すようにバイパス通路１１０の出口１１１から排出された排ガスと、矢印ｄで示すように排出通路主流領域１７３を流れる排ガスとが合流する領域である。

【0037】

図３に示すタービン３０では、図３及び図４に示すウェストゲートバルブ装置１００を備えるので、上述したように、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスが図３における矢印ａで示すように弁体１３０の閉止面１３１に沿ってバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側から上記他方側へ案内される。そのため、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスが排出通路主流領域１７３を流れる排ガスと合流領域１７５において合流し易くなり、排出通路１７１を流れる排ガスの流れが乱れることが抑制され、排出通路１７１における排ガスの圧損を抑制できる。

【0038】

幾つかの実施形態に係るタービン３０では、例えば図３に示すように、軸線ＡＸ方向から見たときに、排出通路主流領域１７３の下流側に向かう延在方向（矢印ｃの延在方向）と、弁座面１１３においてバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側から上記他方側に向かう弁座面１１３の延在方向との角度差Δθは、９０度未満であるとよい。
上記角度差Δθが９０度未満であると、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスが排出通路主流領域１７３を流れる排ガスと合流領域１７５においてさらに合流し易くなり、排出通路１７１を流れる排ガスの流れが乱れることがさらに抑制され、排出通路１７１における排ガスの圧損をさらに抑制できる。

【0039】

なお、軸線ＡＸ方向から見たときにバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側から上記他方側に向かう弁座面１１３の延在方向が、排ガスの処理のための不図示の触媒の方を向いているとよい。これにより、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスが触媒に向かって流れ易くなる。よって、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスによって触媒を加熱し易くなるので、触媒の温度を排ガスの処理に適した温度まで昇温するのに要する時間を短縮できる。

【0040】

幾つかの実施形態に係るターボチャージャ１は、上述したタービン３０を備えるので、過給圧の制御の精度を向上できる。

【0041】

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0042】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００は、エンジンの排ガス通路上に配置されたターボチャージャ１のタービン３０をバイパスするバイパス通路１１０に設けられたウェストゲートバルブ装置である。本開示の少なくとも一実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００は、バイパス通路１１０の出口１１１に形成された弁座面１１３と、軸線ＡＸ周りに回転可能に支持された支持アーム１２０、及び支持アーム１２０に支持された弁体１３０であって、支持アーム１２０の回転に伴って弁座面１１３から接離するように構成された弁体１３０、を含むウェストゲートバルブ本体１５０と、備える。本開示の少なくとも一実施形態に係るウェストゲートバルブ装置１００は、上記軸線ＡＸ方向から見たときに、弁座面１１３がバイパス通路１１０の軸方向ＢＰａｘと直交する方向（直交方向ＢＰｏｒｔｈ）に対して傾斜している。

【0043】

上記（１）の構成によれば、バルブ開度θｖが比較的小さい領域において、同じバルブ開度θｖであっても、弁座面１１３が直交方向ＢＰｏｒｔｈに対して傾斜していない場合と比べて、弁体１３０と弁座面１１３との間の距離が小さくなる。そのため、上記（１）の構成によれば、バルブ開度θｖが比較的小さい領域において、弁座面１１３が直交方向ＢＰｏｒｔｈに対して傾斜していない場合と比べて、単位バルブ開度あたりのウェストゲートバルブ装置１００（バイパス通路１１０）を通過する排ガス量の変化量を小さくすることができる。これにより、バルブ開度θｖが比較的小さい領域における排ガス量の制御精度を向上できる。

【0044】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、弁座面１１３は、上記軸線ＡＸ方向から見たときに、弁座面１１３の内、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ一方側に位置する領域１１３ａの方が他方側に位置する領域１１３ｂよりもバイパス通路１１０の上流側に位置するとよい。弁体１３０の回転中心である軸線ＡＸは、上記軸線ＡＸ方向から見たときに、上記中心線Ｃｂｐを挟んで上記一方側に位置するとよい。

【0045】

上記（２）の構成によれば、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスがバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側から上記他方側へ案内されるので、バイパス通路１１０の出口１１１から排出された後の排ガスの流れがスムーズになり、圧力損失を抑制できる。

【0046】

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、上記回転中心（軸線ＡＸ）は、上記軸線ＡＸ方向から見たときに、弁体１３０における端部であって弁座面１１３側且つ上記中心線Ｃｂｐを挟んで上記一方側に位置する端部１３５を通る弁座面１１３の法線Ｎよりも上記中心線Ｃｂｐから遠い領域に存在するとよい。

【0047】

上記（３）の構成によれば、弁体１３０と弁座面１１３とが当接している状態（ウェストゲートバルブ装置１００が全閉の時）からバルブ開度θｖが大きくなるにつれて、上記端部３５は、弁座面１１３から離れるように移動する。これにより、弁体１３０の揺動時に上記端部１３５と弁座面１１３とが干渉することを回避できる。

【0048】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、弁座面１１３は、上記軸線ＡＸ方向から見たときに、弁座面１１３の内、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側に位置する領域１１３ｂの方が上記一方側に位置する領域１１３ａよりもバイパス通路１１０の上流側に位置していてもよい。弁体１３０の回転中心である軸線ＡＸは、上記軸線ＡＸ方向から見たときに、上記中心線Ｃｂｐを挟んで上記一方側に位置していてもよい。

【0049】

バイパス通路１１０の外部の領域のうち、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側の領域には、支持アーム１２０や、弁体１３０の回転中心（軸線ＡＸ）に位置する軸等、バイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスの流れを阻害するおそれがある部材等が存在することになる。しかし、設計上の制約等の理由で、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側の領域よりも上記一方側の領域の方へバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスをより多く流した方がよい場合があることも考えられる。
このような場合であっても、上記（４）の構成によれば、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスがバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側から上記一方側へ案内されるので、バイパス通路１１０の出口１１１から排出された後の排ガスの流れの阻害が抑制されて、圧力損失を抑制できる。

【0050】

（５）本開示の少なくとも一実施形態に係るタービン３０は、上記（１）乃至（４）の何れかの構成のウェストゲートバルブ装置１００を備える。

【0051】

上記（５）の構成では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成のウェストゲートバルブ装置１００を備えるので、バルブ開度θｖが比較的小さい領域における排ガス量の制御精度を向上できる。

【0052】

（６）本開示の少なくとも一実施形態に係るタービンは、上記（２）又は（３）の構成のウェストゲートバルブ装置１００と、タービンホイール３と、タービンホイール３の下流側に形成される排出通路１７１を形成する排出通路形成部５５と、を備える。排出通路１７１は、上記軸線ＡＸ方向から見たときに、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側においてバイパス通路１１０の隣に配置されている排出通路主流領域１７３と、バイパス通路１１０の出口１１１から排出された排ガスと、排出通路主流領域１７３を流れる排ガスとが合流する合流領域１７５と、を含む。

【0053】

上記（６）の構成によれば、排出通路１７１の排出通路主流領域１７３が上記軸線ＡＸ方向から見たときに、バイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記他方側においてバイパス通路１１０の隣に配置されている。
上記（６）の構成によれば、上記（２）又は（３）の構成のウェストゲートバルブ装置１００を備えるので、上述したように、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスが弁体の閉止面１３１に沿ってバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側から上記他方側へ案内される。そのため、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスが排出通路主流領域１７３を流れる排ガスと合流領域１７５において合流し易くなり、排出通路１７１を流れる排ガスの流れが乱れることが抑制され、排出通路１７１における排ガスの圧損を抑制できる。

【0054】

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、上記軸線ＡＸ方向から見たときに、排出通路主流領域１７３の下流側に向かう延在方向と、弁座面１１３においてバイパス通路１１０の中心線Ｃｂｐを挟んだ上記一方側から上記他方側に向かう弁座面１１３の延在方向との角度差Δθは、９０度未満であるとよい。

【0055】

上記（７）の構成によれば、上記角度差Δθが９０度未満であると、バイパス通路１１０を流通してバイパス通路１１０の出口１１１から排出される排ガスが排出通路主流領域１７３を流れる排ガスと合流領域１７５においてさらに合流し易くなり、排出通路１７１を流れる排ガスの流れが乱れることがさらに抑制され、排出通路１７１における排ガスの圧損をさらに抑制できる。

【0056】

（８）本開示の少なくとも一実施形態に係るターボチャージャ１は、上記（５）乃至（７）の何れかの構成のタービン３０を備える。

【0057】

上記（８）の構成によれば、ターボチャージャ１において過給圧の制御の精度を向上できる。

【符号の説明】

【0058】

１ ターボチャージャ
３ タービンホイール
５ ケーシング（タービンハウジング）
７ スクロール部（スクロール流路生成部）
３０ タービン
５５ 排出通路形成部
１００ ウェストゲートバルブ装置
１１０ バイパス通路
１１１ 出口
１１３ 弁座面
１２０ 支持アーム
１２１ 回転軸
１３０ 弁体
１３１ 閉止面
１３５ 端部
１５０ ウェストゲートバルブ本体
１７１ 排出通路
１７３ 排出通路主流領域
１７５ 合流領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】