JPH0435537Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、排気ターボ過給機のタービンケーシ
ングに複数の排気ガス導入口を形成し、該複数の
排気ガス導入口を適宜の弁装置によつてエンジン
の運転状態に応じて開閉制御することにより上記
タービンケーシング内における排気ガス通路の通
路面積を可変とした排気ターボ過給装置に関する
ものである。

（従来技術） 従来の排気ターボ過給機においては、そのター
ビンケーシングの内部に単一の排気通路を形成し
且つ該排気通路の通路面積を固定的に設定すると
ともに、エンジンの全運転領域を通じて可及的に
高水準のタービン効率が得られるようにするとい
う観点からタービン効率を決定するＡ／Ｒ値（但
し、Ａ：タービンケーシングの排気ガス通路の通
路面積、Ｒ：タービンケーシングのスクロール部
の曲率半径）をエンジンの中速運転時の排気ガス
量に応じて設定するのが通例であつた。

ところが、このように、Ａ／Ｒ値をエンジンの
中速運転時に対応させて設定した場合には、エン
ジンの高速運転領域においては排気ガス量が上記
基準排気ガス量よりも多くなるところから排気ガ
スの流通抵抗が増大し、排気ガスのもつ排気エネ
ルギーが十分に活用できず、しかもエンジン側に
おいてはその排圧が高まるところから燃焼性が悪
化してエンジン出力が十分に得られない等の問題
が発生し、これに対してエンジンの低速運転領域
においては排気ガス量が上記基準排気ガス量より
も少なくなるところから排気ガスの流速が低下
し、タービンホイールの回転が十分に得られずタ
ービン効率が低下するという問題が発生すること
になる。

このような単一の排気ガス通路を有するタービ
ンケーシングを備えた排気ターボ過給機特有の欠
点を改善するために、第８図に示す如くタービン
ケーシング１０１内の排気ガス通路を第１の排気
ガス通路１０２と第２の排気ガス通路１０３の２
つの排気ガス通路に区画し、この複数に区画され
た排気ガス通路のうち第１の排気ガス通路１０２
を排気管１０４側に設けた弁装置１０５によつて
開閉制御することにより上記排気ガス通路の通路
面積をエンジンの運転状態に応じて可変とし、も
つてエンジンの全運転領域を通じて高水準の過給
性能を確保するという技術の開発が試みられてい
る（例えば、実公昭60−1230号公報参照）。

そして、この公知例のものにおいては、上記弁
装置１０５が排気ガスＧの圧力に抗して開かれる
構成であるため該弁装置１０５の開作動時には弁
体１０６に負荷される上記排気ガスのガス圧力に
より該弁体１０６の前後における圧力差が大き
く、従つて、大きな開作動力を必要とするところ
からこれを改善するために、上記弁体１０６と弁
棒１０７とを相互に浮動自在に支持し、該弁装置
１０５の開作動時には、弁体１０６の開作動に先
立つて該弁体１０６に形成した弁棒受穴１０８と
該弁棒１０７との間に形成される環状の嵌合隙間
１０９を開通させて上記排気管１０４側の排気ガ
ス通路１１０と上記タービンケーシング１０１側
の第１の排気ガス通路１０２とを該嵌合隙間１０
９を介して相互に連通させ、該排気ガス通路１１
０側の排気ガスＧの一部を第１の排気ガス通路１
０２側に逃がして両者間の圧力差を低減させ、も
つて該弁装置１０５の開作動力を軽減させるよう
にしている。

ところが、このようにした場合には、弁装置１
０５の開作動時には高温の排気ガスＧが上記嵌合
隙間１０９内を流通するため、上記弁棒受穴１０
８の表面の酸化被膜が落とされてその酸化が急速
に進行し、該弁棒受穴１０８の口径が次第に拡大
され、場合によつては該弁棒１０７と弁体１０６
とが離脱するなど弁装置１０５の損壊を招くとい
うおそれがある。

又、排気ガスの逃がし作用による弁装置１０５
の開作動力の軽減効果を上げるためには上記嵌合
隙間１０９を大きくすればよいわけであるが、こ
の嵌合隙間１０９があまり大きくなると弁体１０
６と弁棒１０７との浮動幅が過大となり、該弁体
１０６の弁座面１１１に対する位置決め精度が悪
化するという新たな問題が発生するため該嵌合隙
間１０９を大きくすることには限界があり、結果
的に十分な開作動力の軽減効果が得られないもの
である。

（考案の目的） 本考案は上記従来技術の項で指摘した問題点を
解決しようとするもので、排気ガスのガス圧力に
抗して開弁する弁装置を備えた排気ターボ過給装
置において、上記弁装置の作動力を、構造の複雑
化を招いたり、装置の耐久性及び信頼性を損ねる
ことなく軽減せしめることを目的としてなされた
ものである。

（目的を達成するための手段） 本考案は上記の目的を達成するための手段とし
て、タービンケーシングへ至る排気ガス通路内に
排気ガスのガス圧力に抗して開弁する弁装置を設
けた排気ターボ過給装置において、上記弁装置
を、開弁作動時に適宜の弁作動装置によつて排気
ガス下流側から上流側に向つて揺回動せしめられ
る弁支持体と、上記排気ガス通路中に形成された
弁座面に対して着座または離間することで該排気
ガス通路を閉塞または開放せしめる弁体と、上記
弁体を、上記弁支持体の先端部の排気ガス下流側
の面に対して、該弁支持体の揺回動方向において
相互に重合させた状態で且つ該揺回動方向におい
て上記弁体と弁支持体の先端部とが所定範囲内で
相互に接離可能なる如く連結する連結部材とで構
成するとともに、上記弁体の上記弁支持体との重
合範囲内で且つ上記連結部材の配置位置以外の部
位に、該弁体をその厚さ方向に貫通して形成され
るとともに、該弁体と上記弁支持体先端部との離
間状態においては開口され、接触状態においては
閉塞される通気孔を形成したことを特徴とする。

（作用） 本考案では上記の手段により次のような作用が
得られる。

(1) 弁支持体を排気ガス下流側から上流側へ揺回
動させる弁装置の開弁作動時には、該弁支持体
の先端部と該先端部の排気ガス下流側の面に配
置された弁体とが、連結部材によつて該弁支持
体の揺回動方向に所定範囲だけ接離可能に連結
されていることから、開弁操作の初期段階にお
いては排気ガスのガス圧力によつて弁座面に着
座する方向に付勢された上記弁体に対して上記
弁支持体が上記所定範囲内において離間してこ
の両者間に所定大きさの隙間が生じることとな
る。

この場合、この弁体の上記弁支持体先端部と
の重合部分のしかも上記連結部材の配置位置以
外の部位には該弁体をその厚さ方向に貫通して
通気孔が形成されているため、上記弁支持体が
開弁操作されて上記弁体と弁支持体の先端部と
の間に隙間が生じると上記通気孔が開口し、該
通気孔を通して上記弁体の排気ガス上流側から
排気ガス下流側に排気ガスが流入し該弁体の前
後両側おける圧力差が可及的に低減される。こ
の結果、上記弁体をその前後において高い圧力
差を生じた状態のまま開弁方向に移動させる場
合に比して、弁装置の開弁操作力が可及的に軽
減されることとなる。

(2) 上記弁体に形成される通気孔が、上記弁支持
体先端部との重合部分のしかも上記連結部材の
配置位置以外の部分に形成され、且つ該弁体と
弁支持体との接離動作によつて開閉操作される
構成となつていることから、排気ガスの流通に
より上記連通孔の内周面が酸化してその口径が
大きくなつたような場合においても該弁支持体
と弁体との連結状態にはなんら影響はなく、従
つて弁装置の弁機能が長期に亘つて良好に維持
されその作動状の信頼性が高められる。

（実施例） 以下、第１図ないし第７図を参照して本考案の
好適な実施例を説明する。

構 成 第１図ないし第３図には本考案の実施例に係る
排気ターボ過給装置が示されており、図中符号１
はエンジン本体、２は排気ターボ過給機（後に詳
述する）であり、該排気ターボ過給機２はガスケ
ツト３（第３図参照）を介して排気管４（後に詳
述する）に固定されている。

排気ターボ過給機２は、第１図に示す如くター
ビンホイール（図示省略）を内蔵したタービンケ
ーシング２１（後に詳述する）と、コンプレツサ
ホイール（図示省略）を内蔵したコンプレツサケ
ーシング２２とをセンターケーシング２３を介し
て連結して構成されている。

タービンケーシング２１は、第１図並びに第３
図ないし第５図に示す如くその内部に形成された
スクロール状の排気ガス通路を、スクロール方向
に延設された隔壁２６によつて、該タービンケー
シング２１の軸方向に並ぶ２つの排気ガス通路即
ち、該隔壁２６の一方側に位置する断面長円状の
第１の排気ガス通路２７と、該隔壁２６の他方側
に位置し且つ上記第１の排気ガス通路２７より通
路面積の小さい断面長円状の第２の排気ガス通路
２８の左右２つの排気ガス通路に分割している。
この２つの排気ガス通路２７，２８は、ともにそ
の排気ガス上流側の開口端で構成される排気ガス
導入口２９，３０を、排気管４側への衝合面とし
て作用するタービンケーシング２１の排気ガス上
流側の端面２１ａ上に開口させている。尚、この
２つの排気ガス導入口２９，３０のうち、第１の
排気ガス導入口２９はエンジンの全運転域を通し
て常開とされるが、第２の排気ガス導入口３０
は、後述する弁装置６によつて排気ガスの流量の
少ないエンジンの低速運転時には閉塞され、排気
ガスの流量の多いエンジンの高速運転時には開口
される。従つて、エンジンの低速運転時には第１
の排気ガス導入口２９のみが開口し、排気ガスは
第１の排気ガス通路２７を通つてタービンケーシ
ング２１のスクロール部２１ｂ側に導入され、こ
れに対してエンジンの高速運転時には第１の排気
ガス導入口２９と第２の排気ガス導入口３０の両
方が開口しており、排気ガスは第１の排気ガス通
路２７と第２の排気ガス通路２８の両方からター
ビンケーシング２１のスクロール部２１ｂ側に導
入されることとなる。

又、この場合、この実施例においてはタービン
ケーシング２１の端面２１ａのうち、上記隔壁２
６の端面２６ａを含めた上記第２の排気ガス導入
口３０の口縁部に位置する略長円環状部分を後述
する弁装置６に対する弁座面３３としている。

このように、タービンケーシング２１の端面２
１ａの一部を弁装置６の弁座面３３とすると、該
第２の排気ガス導入口３０が排気ガスの流通方向
に対向して開口することとなる。このため、弁装
置６の開弁状態時には、排気ガスは迂回すること
なくほぼ直線状に低流通抵抗でもつてスムーズに
タービンケーシング２１側に流入し、該排気ガス
流が迂回流となる場合に比して流通抵抗の減少分
だけタービン効率が向上せしめられることにな
る。

また、この場合、第２の排気ガス導入口３０の
開口部の全域が排気ガスの流通路として有効に機
能可能であり、従つて、例えば排気ガスの流量を
一定とした場合には、排気ガスの流通方向と第２
の排気ガス導入口３０の軸心方向とが交差するよ
うな構造のものに比して該第２の排気ガス導入口
３０の口径を小さくしたりまたこれに伴つて弁装
置６も小さくできるなど、装置のコンパクト化と
いう点において有利である。

さらに、弁座面３３の平面方向が排気ガスの流
通方向に略直交する方向とされているため、該弁
座面３３の平面方向と排気ガスの流通方向とが略
平行とされた場合に比して該弁座面３３における
シール性が良好であり（即ち、後述する弁装置６
の弁体６１が上記弁座面３３に着座したとき、両
者間のシール面の延出方向が排気ガスの流通方向
と直交しそれだけ該シール面に沿つて洩出する排
気ガスの流通抵抗が増大するため）、それだけ排
気ガスの流通制御が確実に行なわれることとな
る。

また、タービンケーシング２１には隔壁２６が
形成されているため、該隔壁２６を有しない構造
のタービンケーシングの場合に比してその構造が
複雑で且つ不整定な熱変形も多くなるわけである
が、この実施例のものにおいては、後述する如く
弁装置６を該タービンケーシング２１側にではな
く該タービンケーシング２１に比べて比較的構造
が簡単であり不整定な熱変形が生じにくい排気管
４側に設けるようにしているため、弁装置６を備
えた排気ターボ過給装置のタービンケーシングで
あるにもかかわらず該タービンケーシング２１の
構造の複雑化を最小限度に抑えることが可能であ
り、またそれにより形状の大型化も可及的に抑制
されることとなる。

尚、第１図において符号３１は、タービンケー
シング２１の側部に設けられた公知の構造をもつ
ウエストゲートバルブであり、該ウエストゲート
バルブ３１はエンジンの吸気圧（過給圧）を受け
て作動する第１アクチユエータ８により開閉制御
される。

排気管４は、第１図ないし第３図に示す如くエ
ンジン本体１の各気筒の排気ポート（図示省略）
に対して略水平方向に向けて接続される４本の分
岐管４１Ａ，４１Ｂ……よりなる分岐管部４１
と、該各分岐管４１Ａ，４１Ｂ……をその排気ガ
ス下流端部において集合させながら該分岐管部４
１から該分岐管部４１に対して直交する方向に延
出する集合管部４２とを一体形成して構成されて
おり、その分岐管側の端面４ａをエンジン本体１
側に衝合させた状態で該エンジン本体１の側部に
締着固定されるとともに、集合管部４２側の端面
４ｂ（即ち、集合管部４２の上端面４２ａ）には、
第３図及び第４図に示す如く上記排気ターボ過給
機２のタービンケーシング２１がガスケツト３を
介して衝合固定されている。

この排気管４の集合管部４２の排気ガス上流側
端部に位置して上記分岐管部４１に連続する連続
部４６は、第４図において投影線l₁及び第５図に
おいて想像線l₂でそれぞれ示す如く該排気管４の
端面４ｂに上記タービンケーシング２１を締着固
定した状態において、上下方向において（即ち、
排気ガスの流通方向において）上記タービンケー
シング２１の上記第１の排気ガス導入口２９と第
２の排気ガス導入口３０を同時にしかも該各排気
ガス導入口２９，３０の開口方向に沿う方向にお
いて臨み得るような開口面積及び開口方向をもつ
断面略正方形状開口とされている。従つて、集合
管部４２内の排気ガス集合通路４３と、上記第１
の排気ガス通路２７と第２の排気ガス通路２８に
よりなるタービンケーシング２１側の排気ガス通
路とが略同軸状に連続することになり、排気管４
内をその分岐管部４１側から集合管部４２側に流
通する排気ガスＧは、上記連続部４６に案内され
て該集合管部４２内をその軸心方向に沿つて直線
状に流通し、上記タービンケーシング２１の第１
の排気ガス導入口２９と第２の排気ガス導入口３
０側にほとんど流通抵抗を生じることなくスムー
ズに導入せしめられることになる。

さらに、この排気管４は、その集合管部４２の
側壁のうち、上記タービンケーシング２１の上記
第２の排気ガス導入口３０に対向する側の側壁４
８を、上記連続部４６より上記端面４ｂ側寄り位
置において外方に適宜量だけ膨出させて、その内
部に上記排気ガス集合通路４３に連続してその側
方に位置し且つその一端が上記端面４ｂ上に開口
する適宜大きさの拡張スペース４５をもつ拡張部
４４としている。この拡張部４４は、後述する弁
装置６の取付け及び収納スペースとして機能す
る。

弁装置６は、第４図ないし第７図に示す如く上
記排気管４の拡張部４４に取付けられて上記ター
ビンケーシング２１の第２の排気ガス導入口３０
を開閉制御するものであつて、特にこの実施例に
おいては本考案を適用して後述する如く該弁装置
６を揺動型の弁装置としている。即ち、弁装置６
は、第５図に示す如く上記排気管４の拡張部４４
のしかも上記タービンケーシング２１の第２の排
気ガス導入口３０の長軸方向において対向する一
対の側壁のうち反エンジン本体１側に位置する側
壁４７を内外方向に（換言すれば、上記第２の排
気ガス導入口３０の長軸方向に平行な方向に）貫
通して設けられた軸受筒６６にその作動中心軸６
５を回転自在に支承せしめた弁支持体６２と、該
弁支持体６２の揺動端６２ａに形成した弁押えプ
レート６３（実用新案登録請求の範囲中の弁支持
体の先端部に該当する）に対して一対の連結ピン
６７，６８（実用新案登録請求の範囲中の連結部
材に該当する）を介して浮動自在（即ち、接離自
在）に支持された弁体６１とを有している。

この弁体６１は、第５図に示す如く上記タービ
ンケーシング２１の端面２１ａの第２の排気ガス
導入口３０の口縁部に形成される上記弁座面３３
に衝合せしめられた状態において、少なくとも上
記第２の排気ガス導入口３０を閉塞し且つ上記タ
ービンケーシング２１の隔壁２６の端面２６ａを
覆うことのできるような大きさをもつ長円形プレ
ートとされており、しかもその長軸方向中央部に
は、本考案を適用して、該弁体６１をその厚さ方
向に貫通する適宜口径の通気孔７１が形成されて
いる。

このように、弁装置６の閉弁状態において上記
隔壁２６の端面２６ａが弁体６１によつて覆蓋さ
れるように構成した場合には、後述する如く該隔
壁２６の熱酸化あるいはクラツク発生等の熱劣化
現象が可及的に抑制され且つ排気ガスの流通抵抗
も低減されることになる。即ち、弁装置６の閉弁
状態において弁体６１によつて隔壁２６の端面２
６ａを覆蓋するようにすると該端面２６ａ部分が
高温の排気ガスに直接に晒される頻度が、該端面
２６ａがエンジンの全運転域を通じて排気ガスに
直接晒されるように構成されたものに比して大幅
に低減され（尚、エンジンの全運転域を通して弁
装置６が閉弁状態とされる割合は通常、約70〜80
％と高率である）、それだけ該隔壁２６の端面近
傍における熱酸化が可及的に防止される。

また、該隔壁２６の温度上昇が抑制されるとこ
ろから、該隔壁２６の端面近傍における熱応力に
起因するクラツク発生が未然に防止されることに
なり、これらのことからタービンケーシング２１
の耐久性が向上せしめられることとなる。

さらに、上記の如く隔壁２６の端面近傍におけ
る熱酸化及びクラツク発生が防止されるところか
ら該隔壁２６の厚さ寸法を薄くすることが可能で
ある。従つて、それだけタービンケーシング２１
の軽量化及びコンパクト化が促進されるととも
に、隔壁２６が薄肉化された分だけ弁装置６の開
弁状態時における排気ガスの流通抵抗が低減せし
められ、過給性能の向上を図る上において好都合
である。

一方、この弁体６１と上記弁支持体６２の弁押
えプレート６３とを連結する上記一対の連結ピン
６７，６８は、第６図及び第７図に示す如く、上
記通気孔７１と干渉しないように弁体６１の長軸
方向に適宜離間して固着されており、その上面６
１ａ側に突出した嵌合軸部６７ａ，６８ａをそれ
ぞれ上記弁支持体６２の弁押えプレート６３に形
成したピン受孔７２，７２に遊動自在に嵌入せし
めている。

又、この一対の連結ピン６７，６８の上記嵌合
軸部６７ａ，６８ａの長さ寸法は、上記弁体６１
と弁押えプレート６３とを相互に浮動自在に支持
できるように、上記弁押えプレート６３の厚さ寸
法より適宜寸法だけ長寸とされている。このた
め、弁装置６をその閉弁状態（第６図に図示する
状態）から開弁させる場合には、その開弁作動初
期において第７図に示す如く弁体６１と弁押えプ
レート６３の間に、上記通気孔７１に連通する平
行な隙間７４が形成され、上記タービンケーシン
グ２１の第２の排気ガス通路２８と排気管４の排
気ガス集合通路４３とが上記通気孔７１及び隙間
７４を介して相互に連通せしめられることとな
る。

従つて、第６図に示す如く弁装置６をその閉弁
状態から矢印Ａ方向（第４図参照）に回動させて
開弁させる場合、その開弁操作開始時においては
排気ガスの静圧及び動圧が弁体６１の上面６１ａ
側に負荷されているため、該弁体６１をこの排気
ガスの圧力に抗して開作動させるためには大きな
作動力が必要となるが、この実施例のものにおい
ては上記弁体６１が弁支持体６２に対して浮動自
在に支持され且つ該弁体６１に通気孔７１が形成
されているため、第７図に示す如く弁装置６の開
弁初期においては上記弁体６１と弁押えプレート
６３とが離間して高圧の排気ガス集合通路４３と
低圧の第２の排気ガス通路２８とが相互に連通さ
れる。従つて、排気ガスの一部が通気孔７１を通
つて第２の排気ガス通路２８側に流入し、両者間
の圧力差が可及的に減少せしめられ（換言すれ
ば、弁体６１に対する開弁方向規制力が減少しせ
められ）、該弁装置６をより小さい開弁操作力で
スムーズ且つ迅速に開弁させることが可能とな
る。この結果、後述する弁作動装置７の小形化が
促進されるとともに、作動中心軸６５あるいは軸
受筒６６の耐摩耗性が向上せしめられることとな
る。

さらに、この場合、弁押えプレート６３の各ピ
ン受孔７２，７２がそれぞれ連結ピン６７，６８
の頭部６７ｂ，６８ｂによつてそれぞれ略閉塞状
態とされるため、排気ガス集合通路４３から第２
の排気ガス通路２８側へ流出する排気ガスは、該
各ピン受孔７２，７２を通ることなく弁体６１と
弁押えプレート６３との間の隙間７４から通気孔
７１側に流入することとなる。このため、弁機能
上重要な役割りを果たす上記各ピン受孔７２，７
２の内周面が高温の排気ガスに晒されて熱劣化し
弁体６１と弁支持体６２との間の遊動量が過大と
なつて弁装置６の機能を損ねるというようなこと
が未然に防止される。

このことは、裏を返せば、上記通気孔７１は弁
体６１と弁支持体６２との連結構造にはなんら関
与していないことから、例え該通気孔７１がここ
を流通する排気ガスにより酸化されてその径寸法
が拡大してもなんら弁装置６の作動特性には影響
は及ばず、良好な弁作動特性が長期に亘つて維持
されることとなるものである。また、開弁時に排
気ガスが通気孔７１を流通するとしても、この排
気ガスは排気通路内の主流から分岐して上記弁体
６１と弁支持体６２との間の隙間に流れ込んだも
のであることから、高温高圧の主流排気ガスが直
接流通する場合に比して該通気孔７１の酸化作用
そのものが少ない。

また、弁体６１と弁押えプレート６３とが相互
に浮動自在に連結されているため、例えば経年劣
化により排気管４とタービンケーシング２１との
間に介在されたガスケツト３がへたつたような場
合とか、弁体６１あるいは弁座面３３が長期の使
用により摩滅したような場合でも弁体６１が両者
間の相対関係の変化状態に追従して浮動変位し該
弁体６１と弁座面３３との密着性即ち、シール性
が長期に亘つて良好に維持されることになる。

さらに、この弁装置６においては、弁体６１と
弁押えプレート６３とが一対の連結ピン６７，６
８によつて連結されているため、該弁体６１と弁
押えプレート６３との平面方向における相対位置
決めが容易で且つ一旦設定された相対位置が使用
中ズレるというようなこともない（弁体６１に対
する位置決め機能の確保）。従つて、弁体６１を
円形とすることなく長円形とすることが可能であ
り、該弁体６１を円形とする場合に比して該弁体
６１をより一層コンパクトとすることが可能であ
る。

また、このような弁体６１の位置決めが容易で
ありかつその位置ズレが発生しないという利点
は、上記の如く第２の排気ガス導入口３０の開口
形状を円形でなく長円形に形成すること即ち、第
２の排気ガス導入口３０と弁装置６の上記作動中
心軸６５との相対距離を可及的に小さく抑えた状
態でしかも該第２の排気ガス導入口３０の開口面
積を可及的に大きくとることを可能ならしめるも
のである。この結果、弁体６１あるいは第２の排
気ガス導入口３０を円形にする場合に比して該第
２の排気ガス導入口３０と上記作動中心軸６５と
の間隔即ち、弁支持体６２のアーム長さを可及的
に短くして該弁装置６の開弁作動力を低下させる
ことが可能となる（即ち、弁装置６の軽快且つ円
滑な作動が実現される）。即ち、この実施例のも
のにおいては、このように弁支持体６２のアーム
長さを短くできることと前述の如く弁体６１に通
気孔７１を形成したこととの相乗作用により、弁
装置６の開作動力がより一層軽減されるものであ
る。

一方、この弁装置６は、後述する弁作動装置７
によつて上記作動中心軸６５を中心として矢印Ａ
−Ｂ方向に回動され、第４図において実線図示す
る閉弁位置と同図において鎖線図示（符号６′）
する開弁位置の２位置に択一的に位置決めされる
わけであるが、この場合、弁装置６の開弁位置に
おいては該弁装置６が上記排気管４の拡張スペー
ス４５内に収納される（換言すれば、上記連続部
４６の投影線l₁よりも拡張部４４側に位置する）
ように、上記弁支持体６２のアーム長さ及び作動
中心軸６５の取付位置等を適宜に設定している。

このようにすることにより、弁装置６の開弁状
態時において排気管４の排気ガス集合通路４３の
通路面積が開弁位置に位置決めされた弁装置６に
よつて実質的に減殺されるというようなことがな
く、排気ガスの流通抵抗が可及的に軽減されるこ
とになり、また弁装置６の閉弁状態時においては
弁装置６の弁支持体６２及び作動中心軸６５（実
質的には軸受筒６６）によつて排気ガスが上記タ
ービンケーシング２１の端面２１ａのうち拡張ス
ペース４５に臨んで露出している部分に直接当た
るのが可及的に防止され、該端面２１ａの熱劣化
が抑制される。このことから、該タービンケーシ
ング２１の耐久性が向上せしめられることとな
る。

さらに、弁装置６が、隔壁２６が形成されてお
らず比較的構造が簡単で、そのため不整定な熱変
形が少ない排気管４側に設けられているため、構
造が比較的複雑でそのため不整定な熱変形が生じ
易いタービンケーシング２１側に弁装置６を設け
る場合に比して該弁装置６の作動特性に与える熱
変形の影響が少なく、それだけ該弁装置６の作動
精度を高水準に維持することが可能となる。

弁作動装置７は、上記弁装置６をエンジンの運
転状態に応じて開閉作動させるものであつて、エ
ンジンの運転状態に応じて適宜に供給制御される
エア圧力を受けてその作動子１０を進退変位させ
るようしたダイヤフラム式の圧力応動機構を有す
る第２アクチユエータ９で構成されており、第１
図ないし第３図に示す如く上記排気管４の集合管
部４２の側方に後述する如く略断熱的に取付けら
れている。即ち、上記排気管４の集合管部４２に
は、略コ字状に折曲形成された板材よりなる排気
管用インシユレータ１２が、上記集合管部４２の
上記エンジン本体１側に対向する側面を除く他の
三つの側面の外側を包囲する如く該集合管部４２
の外側から嵌合され且つ該集合管部４２の一側部
に膨出形成したインシユレータ取付部４２ｂと該
インシユレータ取付部４２ｂに対向する該アクチ
ユエータ用インシユレータ１１の一側面１２ａと
を一対の取付ボルト１５，１５によつて締結する
ことによつて固定されている。

さらに、この排気管用インシユレータ１２の取
付けの際、該排気管用インシユレータ１２ととも
にに平板状のブラケツト１３が、その先端部１３
ａを該排気管用インシユレータ１２の反エンジン
本体１寄りの外端部より外方に突出させた状態で
上記取付ボルト１５，１５によつて共締め固定さ
れている。さらに、このブラケツト１３の先端部
１３ａには、その外周を略密閉容器状のアクチユ
エータ用インシユレータ１１によつて被包された
上記第２アクチユエータ９が、該アクチユエータ
用インシユレータ１１の上記作動子１０側の一側
面１１ａを上記ブラケツト１３の先端部１３ａと
第２アクチユエータ９の前端面９ａとの間に挟ん
だ状態で一対の取付ボルト１６，１６によつて締
結固定されている。

従つて、第２アクチユエータ９は、上記排気管
４の集合管部４２に対して上記アクチユエータ用
インシユレータ１１と排気管用インシユレータ１
２の２部材を介して略断熱的に固定されることと
なる。このようにして排気管４側に取付けられた
第２アクチユエータ９の作動子１０には、リンク
レバー６９，７０を介して上記弁装置６の作動中
心軸６５が連結されており、該作動子１０が矢印
ａ方向（第１図参照）に突出することにより上記
弁装置６が矢印Ａ方向（第４図参照）に回動して
上記第２の排気ガス導入口３０が開口され、これ
に対して該作動子１０が矢印ｂ方向に後退するこ
とにより上記弁装置６が矢印Ｂ方向に回動して上
記第２の排気ガス導入口３０が閉塞される。

このように、排気管４の外側に排気管用インシ
ユレータ１２が取付けられ、さらに該排気管用イ
ンシユレータ１２とともに排気管４側に取付けら
れたブラケツト１３の先端部１３ａに、その周囲
をアクチユエータ用インシユレータ１１によつて
被包された第２アクチユエータ９をその端面９ａ
と該ブラケツト先端部１３ａとの間に上記アクチ
ユエータ用インシユレータ１１を介在させた状態
で共締め固定すると、インシユレータ１１，１２
の作用により排気管４側から第２アクチユエータ
９側に輻射熱が伝達されるのが可及的に防止さ
れ、また排気管４側からブラケツト１３を介して
伝達される伝導伝熱がアクチユエータ用インシユ
レータ１１側に伝達され第２アクチユエータ９側
への伝熱量が可及的に低減される。また、上記の
如く第２アクチユエータ９の全周をアクチユエー
タ用インシユレータ１１によつて被包すると、飛
石の衝突、汚泥あるいは雨水の付着等から該第２
アクチユエータ９を保護することができる。これ
らのことから、該第２アクチユエータ９の耐久性
が向上することになる。

さらに、上述の如く第２アクチユエータ９の昇
温が可及的に抑制されるところから、該第２アク
チユエータ９のダイヤフラム（図示省略）の材質
を比較的耐熱性の劣る低級品とすることが可能で
あり、それだけ第２アクチユエータ９のコストの
低廉化が促進される。

また、弁装置６と該弁装置６を作動させる第２
アクチユエータ９とをともに排気管４側に取付け
るようにしているため、排気ガスからの熱の影響
を受けて排気管４が熱変形を生じたような場合で
も該排気管４に取付けられた第２アクチユエータ
９と弁装置６との相対関係をほぼ一定に保つこと
ができ、弁装置６の制御精度が常時高水準に維持
されることになる。また、弁装置６と第２アクチ
ユエータ９とがともに排気管４に取付けられてい
るため、装置の分解組立時には該弁装置６と第２
アクチユエータ９とを相互に連動連結させたまま
これを行なうことができ、またその作動検査は装
置の分解状態あるいは組立状態のいずれの状態に
おいてでも高精度で行なうことができ、弁装置６
と第２アクチユエータ９相互間の組立精度及び組
立性が良好ならしめられる。

作動並びにその作用 続いて、この排気ターボ過給装置の作動並びに
その作用を説明する。

エンジンが運転されるとエンジン本体１側の各
気筒から排出される排気ガスＧは、排気管４の各
分岐管４１Ａ，４１Ｂ……を介して集合管部４２
に集められたのち、該集合管部４２の排気ガス集
合通路４３から排気ターボ過給機２のタービンケ
ーシング２１内の排気ガス通路即ち、第１の排気
ガス通路２７及び第２の排気ガス通路２８内に導
入され、その排気エネルギーでもつてタービンホ
イールを駆動し、コンプレツサホイールによる吸
入空気の予圧作用（吸気過給）を行なわしめる。
この際、エンジンの運転状態に応じて弁装置６が
開閉作動し、排気ガスの導入形態が選択される。
即ち、エンジンの運転状態が排気ガスの流量の少
ない低速運転領域にある場合には第２アクチユエ
ータ９により上記弁装置６が開弁位置（第４図、
実線図示位置）に設定され、逆にエンジンの運転
状態が排気ガスの流量の多い高速運転領域にある
場合には第２アクチユエータ９により上記弁装置
６が開弁位置（第４図、鎖線図示位置）に設定さ
れる。従つて、排気ガスの排出量が少ないエンジ
ンの低速運転領域においては、第１の排気ガス通
路２７のみから排気ガスがタービンケーシング２
１内に導入されるため、排気ガス量が少ないにも
かかわらず該排気ガスのタービンケーシング２１
内におけるガス流速が十分に確保され、タービン
ホイールの回転が高回転側に維持されてより低速
域から排気ターボ過給機２による過給効果を得る
ことが可能となる。さらに、この場合、排気ガス
通路の通路面積が第１の排気ガス通路２７と第２
の排気ガス通路２８の両方が有効とされている場
合よりも絞られるため、タービンケーシング２１
の排気入口側での排気ガス圧力とスクロール部出
口での排気ガス圧力との差をより大きくとること
ができ（即ち、排気ガスの膨張比が上昇し）、よ
り高水準の過給性能が得られることとなる。

一方、排気ガスの排出量が多いエンジンの高速
運転領域においては、第１の排気ガス通路２７と
第２の排気ガス通路２８の両方が開通されるた
め、この両者から同時に多量の排気ガスがタービ
ンケーシング２１内に大きな流通抵抗を生じるこ
となくスムーズに導入される。従つて、多量の排
気ガスの排気エネルギーがタービンホイールの駆
動力として有効に活用されて過給性能が向上する
とともに、エンジン側においてはその排圧が低下
せしめられるところからその燃焼性が良好とな
り、エンジンの高出力化が実現されることにな
る。

なお、本考案の弁装置６は、例えば排気ガス流
量、エンジンへの吸入空気量等を直接検知して制
御すれば良く、あるいは比較的エンジン負荷の高
い運転領域においてエンジン回転数に応じて制御
する等、その制御信号、制御領域に限定されるも
のではない。

（考案の効果） 本考案の排気ターボ過給装置は、タービンケー
シングへ至る排気ガス通路内に排気ガスのガス圧
力に抗して開弁する弁装置を設けた排気ターボ過
給装置において、上記弁装置が、開弁作動時に適
宜の弁作動装置によつて排気ガス下流側から上流
側に向つて揺回動せしめられる弁支持体と、上記
排気ガス通路中に形成された弁座面に対して着座
または離間することで該排気ガス通路を閉塞また
は開放せしめる弁体と、上記弁体を、上記弁支持
体の先端部の排気ガス下流側の面に対して、該弁
支持体の揺回動方向において相互に重合させた状
態で且つ該揺回動方向において上記弁体と弁支持
体の先端部とが所定範囲内で相互に接離可能なる
如く連結する連結部材とを備えるとともに、上記
弁体の上記弁支持体との重合範囲内で且つ上記連
結部材の配置位置以外の部位に、該弁体をその厚
さ方向に貫通して形成されるとともに、該弁体と
上記弁支持体先端部との離間状態においては開口
され、接触状態においては閉塞される通気孔が形
成されていることを特徴としている。

従つて、本考案の排気ターボ過給装置によれば
次のような効果が得られる。

(1) 弁体と弁支持体の先端部とが連結部材によつ
て該弁支持体の揺回動方向に所定範囲内で接離
可能に連結されているとともに、この両者の接
離動作によつて開閉される通気孔を上記弁体に
形成しているので、弁装置の開弁作動時には、
上記弁体の開作動に先立つて上記通気孔が開口
するため、該弁体の両側面間における圧力差が
可及的に低減され、該弁装置の開弁操作力の軽
減化が促進される。

(2) 弁体に設けられ且つ弁体と弁支持体との接離
動作に伴つて開閉される通気孔を通して排気ガ
スを流通せしめる構成であることから、例え該
通気孔が排気ガスにより酸化されその口径が拡
大したような場合でも何ら弁装置自体の弁機能
には何ら影響がなく（むしろ排気ガスの流通を
促進させる上では高都合である）、従来の弁装
置（例えば、実公昭60−1230号公報参照）の如
く弁機能に直接関係のある弁棒受穴部分に排気
ガスを流通させるようにしたものに比して、そ
の耐久性及び作動上の信頼性が高められる。

(3) 弁体に通気孔を形成しこれを弁体と弁支持体
との接離動作によつて開閉させるようにしてい
るため（換言すれば、通気孔の口径の大きさに
よつて弁体と弁支持体との相対関係が変化する
というようなことがないため）、該通気孔の口
径を比較的ラフに設定することができ、上記従
来例の如く弁体に形成される弁棒受穴の口径に
よつて弁機能が左右され且つ排気ガスの流通状
態も変化するというようなものに比して、製造
が容易であり且つ構造が簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る排気ターボ過給
装置の正面図、第２図は第１図の−矢視図、
第３図は第１図の−矢視図、第４図は第３図
の−断面図、第５図は第４図の−断面
図、第６図は第５図の−断面図、第７図は第
６図に示した弁装置の状態変化図、第８図は従来
の排気ターボ過給装置のタービンケーシング部の
構造説明図である。 １……エンジン本体、２……ターボ過給機、４
……排気管、６……弁装置、７……弁作動装置、
８，９……アクチユエータ、１１，１２……イン
シユレータ、２１……タービンケーシング、２２
……コンプレツサケーシング、２３……センター
ケーシング、２６……隔壁、２７，２８……排気
ガス通路、２９，３０……排気ガス導入口、３１
……ウエストゲートバルブ、３３……弁座面、４
１……分岐管部、４２……集合管部、４４……拡
張部、６１……弁体、６２……弁支持体、６３…
…弁押えプレート、６５……作動中心軸、７１…
…通気孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タービンケーシングへ至る排気ガス通路内に排
   気ガスのガス圧力に抗して開弁する弁装置を設け
   た排気ターボ過給装置において、上記弁装置が、
   開弁作動時に適宜の弁作動装置によつて排気ガス
   下流側から上流側に向つて揺回動せしめられる弁
   支持体と、上記排気ガス通路中に形成された弁座
   面に対して着座または離間することで該排気ガス
   通路を閉塞または開放せしめる弁体と、上記弁体
   を、上記弁支持体の先端部の排気ガス下流側の面
   に対して、該弁支持体の揺回動方向において相互
   に重合させた状態で且つ該揺回動方向において上
   記弁体と弁支持体の先端部とが所定範囲内で相互
   に接離可能なる如く連結する連結部材とを備える
   とともに、上記弁体の上記弁支持体との重合範囲
   内で且つ上記連結部材の配置位置以外の部位に、
   該弁体をその厚さ方向に貫通して形成されるとと
   もに、該弁体と上記弁支持体先端部との離間状態
   においては開口され、接触状態においては閉塞さ
   れる通気孔が形成されていることを特徴とする排
   気ターボ過給装置。