JP2012062803A

JP2012062803A - Turbocharger

Info

Publication number: JP2012062803A
Application number: JP2010206861A
Authority: JP
Inventors: Yoshitoshi Yanagida; 悦豪柳田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2030-09-15
Also published as: JP5299390B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbocharger in which a variable volume valve and a waste-gate valve are driven by an electric actuator; deformation of a cam plate caused by heat is prevented; and backlash in an engaged portion of a cam groove is also prevented.SOLUTION: A variable volume valve 2 and a waste-gate valve 3 are driven by an electric actuator 4 and a link device 30. The link device 30 includes: a cam plate 5 driven by the electric actuator 4; a first link 31 transmitting displacement of a cam groove 33 of the cam plate 5 to the variable volume valve 2; and a second link 32 transmitting displacement of a cam groove 33 of the cam plate 5 to the waste-gate valve 3. The electric actuator 4 and the cam plate 5 are mounted on a compressor housing or the like other than a turbine housing 6, to thereby place the electric actuator 4 and the cam plate 5 in a low-temperature environment.

Description

本発明は、独立した２つのバルブを備えるターボチャージャに関し、特に２つのバルブの駆動技術に関する。 The present invention relates to a turbocharger having two independent valves, and more particularly to a driving technique for two valves.

独立した２つのバルブを備えるターボチャージャの一例として、特許文献１および特許文献２に開示される技術が知られている。
特許文献１、２に開示されるターボチャージャは、容量可変バルブ（タービン羽根車に流入する排気の流路面積を可変するバルブ）とウエストゲートバルブとを搭載する。 As an example of a turbocharger including two independent valves, techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known.
The turbocharger disclosed in Patent Documents 1 and 2 is equipped with a variable capacity valve (a valve that changes the flow area of the exhaust gas flowing into the turbine impeller) and a wastegate valve.

容量可変バルブは、エンジンの運転状態に応じた目標トルクが得られるように、エンジン回転数やエンジン負荷（アクセル開度）などに応じて開度制御される。
一方、ウエストゲートバルブは、過過給（吸気圧の過剰上昇）を防ぐものであり、過給圧やタービン羽根車の入口の排気圧などに応じて開度制御される。 The opening of the variable displacement valve is controlled according to the engine speed, the engine load (accelerator opening), and the like so that a target torque according to the operating state of the engine can be obtained.
On the other hand, the wastegate valve prevents supercharging (excessive rise in intake pressure), and its opening degree is controlled according to the supercharging pressure, the exhaust pressure at the inlet of the turbine impeller, or the like.

このように、容量可変バルブとウエストゲートバルブは、それぞれが別の運転要因に基づいて作動制御される。
このため、特許文献１、２の技術では、容量可変バルブを駆動するための「専用のアクチュエータ」と、ウエストゲートバルブを駆動するための「専用のアクチュエータ」とを用いて、容量可変バルブおよびウエストゲートバルブを独立制御するように設けられており、コストアップ、体格アップ、重量アップの要因になっていた。 As described above, the variable capacity valve and the wastegate valve are controlled to operate based on different operating factors.
For this reason, in the techniques of Patent Documents 1 and 2, a “dedicated actuator” for driving the variable displacement valve and a “dedicated actuator” for driving the wastegate valve are used. The gate valve is provided to be independently controlled, which increases the cost, builds up, and increases the weight.

そこで、小型化、軽量化、コスト削減などの目的で、容量可変バルブとウエストゲートバルブとを、１つのアクチュエータ（例えば、電動モータ＋減速装置で構成される電動アクチュエータ）で駆動する要求がある。 Therefore, there is a demand for driving the variable displacement valve and the wastegate valve with a single actuator (for example, an electric actuator composed of an electric motor and a reduction gear) for the purpose of reducing the size, weight, and cost.

この要求に答えるため、図６に示すように（符号は、後述する［発明を実施するための形態］および［実施例］と関連機能物に対して同一符号を付したものである）、
・１つの電動アクチュエータ４で容量可変バルブ２を駆動するとともに、
・電動アクチュエータ４の出力を、カムプレート５に設けたカム溝３３で変換させ、カム溝３３に係合するリンク３２（トルク伝達ロッド）を用いてウエストゲートバルブ３に伝えることで、
１つの電動アクチュエータ４で容量可変バルブ２とウエストゲートバルブ３の両方を操作する技術が提案されている（この技術は提案技術であり、周知技術ではない）。 In order to answer this requirement, as shown in FIG. 6 (the reference numerals are the same reference numerals for the related functional objects as those described in the [DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION] and [Examples] described later)
・ The variable displacement valve 2 is driven by one electric actuator 4, and
The output of the electric actuator 4 is converted by the cam groove 33 provided in the cam plate 5 and transmitted to the wastegate valve 3 using the link 32 (torque transmission rod) that engages with the cam groove 33.
A technique for operating both the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3 with one electric actuator 4 has been proposed (this technique is a proposed technique, not a well-known technique).

この提案技術のカムプレート５は、容量可変バルブ２と一体に回転するように設けられる。このため、カムプレート５は、容量可変バルブ２を装着するタービンハウジング６に設置される。
タービンハウジング６は、エンジンから排出された高温の排気ガスを内部に流すため高温になる。このため、カムプレート５は、タービンハウジング６から高熱を受けて歪みが発生し、カムプレート５とリンク３２との係合部にガタ（規定以上の隙間）が発生する懸念がある。 The proposed cam plate 5 is provided so as to rotate integrally with the variable capacity valve 2. For this reason, the cam plate 5 is installed in the turbine housing 6 to which the variable capacity valve 2 is mounted.
The turbine housing 6 becomes high temperature because the high-temperature exhaust gas discharged from the engine flows inside. For this reason, the cam plate 5 is distorted by receiving high heat from the turbine housing 6, and there is a concern that the engaging portion between the cam plate 5 and the link 32 may have a backlash (a gap greater than a specified amount).

このガタが発生することにより、ウエストゲートバルブ３の開度精度が低下したり、ウエストゲートバルブ３が作動不良を起こす懸念が生じる。また、ガタが原因でカムプレート５とリンク３２がロックすると、カムプレート５が回転できなくなり、容量可変バルブ２とウエストゲートバルブ３の両方が作動不良を起こす可能性がある。 When this play occurs, there is a concern that the opening accuracy of the wastegate valve 3 is lowered, or that the wastegate valve 3 malfunctions. Further, when the cam plate 5 and the link 32 are locked due to backlash, the cam plate 5 cannot rotate, and both the variable capacity valve 2 and the waste gate valve 3 may malfunction.

実開昭６２−１６２３４９号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-162349 特開２００８−１９６３３２号公報JP 2008-196332 A

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、独立した２つのバルブ（例えば、容量可変バルブとウエストゲートバルブ）を１つのアクチュエータで駆動するターボチャージャにおいて、熱によるカムプレートの歪みの発生を防ぎ、カムプレートとリンクのガタの発生を防ぐことを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a turbocharger in which two independent valves (for example, a variable capacity valve and a wastegate valve) are driven by a single actuator, cam plate distortion due to heat is prevented. The purpose is to prevent the occurrence of backlash between the cam plate and the link.

〔請求項１の手段〕
請求項１のターボチャージャは、１つのアクチュエータとカムプレートを用いて独立した２つのバルブを駆動するものであり、アクチュエータとカムプレートを、タービンハウジングとは異なる部材（コンプレッサハウジング、センターハウジング等）に取り付け、アクチュエータとカムプレートを低温環境に配置するものである。
このように、アクチュエータを低温環境に配置できるため、アクチュエータの耐熱性を確保する必要が無くなり、アクチュエータのコストを抑えることができる。 [Means of Claim 1]
The turbocharger according to claim 1 drives two independent valves by using one actuator and a cam plate, and the actuator and the cam plate are mounted on members (compressor housing, center housing, etc.) different from the turbine housing. Mounting, placing the actuator and cam plate in a low temperature environment.
Thus, since the actuator can be arranged in a low temperature environment, it is not necessary to ensure the heat resistance of the actuator, and the cost of the actuator can be suppressed.

また、カムプレートを低温環境に配置できるため、カムプレートがタービンハウジングの高熱によって歪む不具合を回避でき、カムプレートとリンクとの係合部にガタが発生する不具合を回避できる。
このように、ガタの発生が防がれるため、独立した２つのバルブの作動不良や開度精度の劣化を防ぐことができる。このため、１つのアクチュエータによって２つのバルブを駆動するターボチャージャの信頼性を高めることができる。 In addition, since the cam plate can be arranged in a low temperature environment, it is possible to avoid the problem that the cam plate is distorted by the high heat of the turbine housing, and it is possible to avoid the problem that the engagement between the cam plate and the link is generated.
In this way, since the occurrence of backlash is prevented, it is possible to prevent malfunction of the two independent valves and deterioration of the opening accuracy. For this reason, the reliability of the turbocharger which drives two valves by one actuator can be improved.

〔請求項２の手段〕
請求項２のターボチャージャにおいて独立した２つのバルブのそれぞれは、常にバルブ開度を初期位置へ戻すためのリターンスプリングを備える。
これにより、独立した２つのバルブに、それぞれのリターンスプリングの付勢力が常時加わる。このため、排気脈動やエンジン振動によって、それぞれのバルブがばたつく不具合を抑えることができる。 [Means of claim 2]
Each of the two independent valves in the turbocharger according to claim 2 includes a return spring for always returning the valve opening to the initial position.
Thereby, the urging | biasing force of each return spring is always added to two independent valves. For this reason, the malfunction that each valve flutters by exhaust pulsation or engine vibration can be suppressed.

〔請求項３の手段〕
「２つの独立したカムプレートのそれぞれにカム溝を設ける場合」や、「１つのカムプレートに２つの独立したカム溝を用いる場合」は、カムプレートが大型化してしまう。
これに対し、請求項３のターボチャージャは、１つのカム溝によって２つのバルブを駆動するものであるため、カムプレートを小型化でき、搭載性を向上できるとともに、コストを抑えることができる。 [Means of claim 3]
“When two independent cam plates are provided with cam grooves” and “when two independent cam grooves are used for one cam plate”, the cam plate becomes large.
On the other hand, since the turbocharger according to the third aspect drives two valves by one cam groove, the cam plate can be reduced in size, the mountability can be improved, and the cost can be suppressed.

〔請求項４の手段〕
請求項４のターボチャージャのカム溝は、
・カムプレートの回転中心と同一中心の同心円弧溝を備え、
・この同心円弧溝の一端に、２つのバルブのうちの一方のバルブを駆動するカム溝が接続され、
・同心円弧溝の他端に、２つのバルブのうちの他方のバルブを駆動するカム溝が接続される。
このように、カム溝の中央部分に同心円弧溝を配置することで、電動アクチュエータが、２つのバルブを同時に駆動する区間を無くすことができる。
これにより、アクチュエータに要求される駆動力を抑えることができ、アクチュエータを小型化できる。 [Means of claim 4]
The cam groove of the turbocharger according to claim 4 is:
・ Equipped with a concentric arc groove with the same center as the rotation center of the cam plate,
A cam groove for driving one of the two valves is connected to one end of the concentric arc groove,
A cam groove for driving the other of the two valves is connected to the other end of the concentric arc groove.
As described above, by arranging the concentric arc groove in the central portion of the cam groove, it is possible to eliminate a section in which the electric actuator drives the two valves simultaneously.
Thereby, the driving force required for the actuator can be suppressed, and the actuator can be miniaturized.

〔請求項５の手段〕
請求項５のターボチャージャのカム溝において、
・一方のバルブを駆動するカム溝は、同心円弧溝より曲率半径の大きい大円弧溝であり、・他方のバルブを駆動するカム溝は、同心円弧溝より曲率半径の小さい小円弧溝である。
このように、カム溝の全てを円弧の溝で構成することにより、滑らかなカム溝を形成することができる。 [Means of claim 5]
In the turbocharger cam groove of claim 5,
The cam groove for driving one valve is a large arc groove having a larger radius of curvature than the concentric arc groove, and the cam groove for driving the other valve is a small arc groove having a smaller radius of curvature than the concentric arc groove.
In this way, a smooth cam groove can be formed by configuring all the cam grooves with arc-shaped grooves.

〔請求項６の手段〕
請求項６のターボチャージャにおける２つのバルブは、容量可変バルブとウエストゲートバルブである。
このため、カムプレートとリンクとの係合部のガタが防がれることで、容量可変バルブとウエストゲートバルブの作動不良を防ぐことはもちろん、容量可変バルブとウエストゲートバルブの開度精度の劣化を防ぐことができる。
その結果、１つのアクチュエータによって容量可変バルブとウエストゲートバルブを駆動するターボチャージャの信頼性を高めることができる。 [Means of claim 6]
The two valves in the turbocharger of claim 6 are a variable capacity valve and a wastegate valve.
For this reason, the backlash of the engaging part between the cam plate and the link is prevented, so that the malfunction of the variable capacity valve and the wastegate valve is prevented, and the opening accuracy of the variable capacity valve and the wastegate valve is deteriorated. Can be prevented.
As a result, the reliability of the turbocharger that drives the variable displacement valve and the wastegate valve with one actuator can be improved.

バルブ駆動部の作動説明図である（実施例）。It is operation | movement explanatory drawing of a valve drive part (Example). ターボチャージャの軸方向に沿う断面図、およびＡ−Ａ線に沿うタービンハウジングにおける排気入口の断面図である（実施例）。It is sectional drawing in alignment with the axial direction of a turbocharger, and sectional drawing of the exhaust inlet in the turbine housing in alignment with the AA line (Example). カムプレートにおけるカム溝の説明図である（実施例）。It is explanatory drawing of the cam groove in a cam plate (Example). カムプレートの回転角度に対する容量可変バルブとウエストゲートバルブのバルブ開度の関係を示すグラフである（実施例）。It is a graph which shows the relationship of the valve opening degree of a capacity | capacitance variable valve and a wastegate valve with respect to the rotation angle of a cam plate (Example). エンジン回転数に対する容量可変バルブとウエストゲートバルブのバルブ開度の関係を示すグラフである（実施例）It is a graph which shows the relationship between the valve opening degree of a capacity | capacitance variable valve and a wastegate valve with respect to engine speed (Example). バルブ駆動部の説明図である（提案技術）。It is explanatory drawing of a valve drive part (proposed technique).

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
ターボチャージャは、
タービン羽根車１に流入する排気の流路面積を可変する容量可変バルブ２と、
タービン羽根車１を迂回する排気の流路面積を可変するウエストゲートバルブ３とを備える。
このターボチャージャは、１つ電動アクチュエータ４と、この電動アクチュエータ４によって駆動されるカムプレート５とを用いて、容量可変バルブ２とウエストゲートバルブ３を駆動する。
電動アクチュエータ４およびカムプレート５は、タービン羽根車１を収容するタービンハウジング６とは異なる部材（コンプレッサハウジング７、センターハウジング８等）に取り付けられ、電動アクチュエータ４およびカムプレート５を低温環境に配置する。 [Description of Embodiments] [Mode for carrying out the invention] will be described with reference to the drawings.
Turbocharger
A variable capacity valve 2 for changing the flow path area of the exhaust gas flowing into the turbine impeller 1;
And a wastegate valve 3 that varies the flow area of the exhaust that bypasses the turbine impeller 1.
The turbocharger drives the variable displacement valve 2 and the wastegate valve 3 by using one electric actuator 4 and a cam plate 5 driven by the electric actuator 4.
The electric actuator 4 and the cam plate 5 are attached to members (compressor housing 7, center housing 8, etc.) different from the turbine housing 6 that houses the turbine impeller 1, and the electric actuator 4 and the cam plate 5 are arranged in a low temperature environment. .

以下において本発明が適用された具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。実施例は具体的な一例を開示するものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。なお、以下の実施例において上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。 Hereinafter, a specific example (example) to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. The embodiment discloses a specific example, and it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment. In the following embodiments, the same reference numerals as those in the “DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION” denote the same functional objects.

（ターボチャージャの説明）
ターボチャージャは、エンジン（燃料の燃焼により回転動力を発生する内燃機関：ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等を問わない、レシプロエンジン、ロータリーエンジン等を問わない）に搭載されるものであり、この実施例のターボチャージャは、車両走行用エンジンに搭載されるものとして説明する。 (Description of turbocharger)
The turbocharger is mounted on an engine (an internal combustion engine that generates rotational power by combustion of fuel: regardless of gasoline engine, diesel engine, etc., regardless of reciprocating engine, rotary engine, etc.). The turbocharger will be described as being mounted on a vehicle travel engine.

ターボチャージャは、エンジンから排出される排気ガスのエネルギーによって、エンジンに吸い込まれる吸気を加圧する過給装置であり、図２（ａ）に示すように、
・排気によって回転駆動されるタービン羽根車１と、
・このタービン羽根車１を収容する渦巻形状を呈するタービンハウジング６と、
・タービン羽根車１の回転力により駆動されて吸気を加圧するコンプレッサ羽根車９と、・このコンプレッサ羽根車９を収容する渦巻形状を呈するコンプレッサハウジング７と、・タービン羽根車１の回転をコンプレッサ羽根車９に伝達するシャフト１０と、
・このシャフト１０を高速回転自在に支持するセンターハウジング８と、
を備える。
そして、ターボチャージャは、タービンハウジング６とコンプレッサハウジング７の間にセンターハウジング８を配置した状態で、スタットボルト等により結合した構成を採用する。 The turbocharger is a supercharging device that pressurizes the intake air sucked into the engine by the energy of the exhaust gas discharged from the engine, as shown in FIG.
A turbine impeller 1 that is rotationally driven by exhaust;
A turbine housing 6 having a spiral shape that houses the turbine impeller 1;
A compressor impeller 9 that is driven by the rotational force of the turbine impeller 1 to pressurize the intake air, a compressor housing 7 having a spiral shape that accommodates the compressor impeller 9, and a compressor impeller that rotates the turbine impeller 1 A shaft 10 for transmission to the car 9;
A center housing 8 that supports the shaft 10 so as to freely rotate at high speed;
Is provided.
The turbocharger employs a configuration in which the center housing 8 is disposed between the turbine housing 6 and the compressor housing 7 and is coupled by a stat bolt or the like.

（容量可変バルブ２の説明）
このターボチャージャは、容量可変タイプであり、タービンハウジング６の内部は、図２（ａ）に示すように、仕切壁１１によって区画されており、タービンハウジング６の内部に、第１スクロール流路１２と第２スクロール流路１３（図２中のスクロール１とスクロール２）が形成されている。
この第１、第２スクロール流路１２、１３は、それぞれタービン羽根車１の周囲に形成されて、排気ガスの流れをタービン羽根車１に与えるものである。 (Description of variable displacement valve 2)
This turbocharger is of a variable capacity type, and the interior of the turbine housing 6 is partitioned by a partition wall 11 as shown in FIG. 2A. And a second scroll channel 13 (scroll 1 and scroll 2 in FIG. 2) are formed.
The first and second scroll flow paths 12 and 13 are formed around the turbine impeller 1, respectively, and give the flow of exhaust gas to the turbine impeller 1.

仕切壁１１は、図２（ｂ）に示すように、タービンハウジング６における排気流入口（エキマニの接続付近）６ａまで形成されており、第１スクロール流路１２の排気上流が、排気流入口６ａと常時連通するように設けられている。 As shown in FIG. 2B, the partition wall 11 is formed up to the exhaust inlet (near the connection of the exhaust manifold) 6a in the turbine housing 6, and the exhaust upstream of the first scroll passage 12 is located at the exhaust inlet 6a. It is provided so that it can always communicate with.

第１スクロール流路１２の排気上流は、図２（ｂ）に示すように、仕切壁１１によって排気通路が排気下流方向に向かって絞られている。
この絞り部を形成する仕切壁１１には、第１スクロール流路１２と第２スクロール流路１３とを連通する容量可変用連通穴１４が形成されている。
この容量可変用連通穴１４は、容量可変バルブ２によって開閉される。この容量可変バルブ２が容量可変用連通穴１４の開度調整を行なうことで、第２スクロール流路１３からタービン羽根車１に向かう排気ガスの量をコントロールすることができる。即ち、容量可変バルブ２の開度に応じてタービン羽根車１に流入する排気の流路面積を可変することができる。 As shown in FIG. 2 (b), the exhaust passage of the first scroll passage 12 is restricted by the partition wall 11 toward the exhaust downstream direction.
The partition wall 11 that forms the throttle portion is formed with a variable capacity communication hole 14 that allows the first scroll channel 12 and the second scroll channel 13 to communicate with each other.
The capacity variable communication hole 14 is opened and closed by the capacity variable valve 2. The capacity variable valve 2 adjusts the opening of the capacity variable communication hole 14, whereby the amount of exhaust gas from the second scroll flow path 13 toward the turbine impeller 1 can be controlled. That is, the flow area of the exhaust gas flowing into the turbine impeller 1 can be varied according to the opening of the variable capacity valve 2.

容量可変バルブ２は、タービンハウジング６に対して回転自在に支持される第１バルブ回転軸１５の回動操作により回動して容量可変用連通穴１４の開閉を行なうものであり、容量可変用連通穴１４を直接開閉する第１弁体１６と、タービンハウジング６の内部に配置されて第１弁体１６と第１バルブ回転軸１５を結合する第１内部アーム１７と、タービンハウジング６の外部に配置されて第１バルブ回転軸１５と一体に回転する第１外部アーム１８とを備える。
これにより、第１外部アーム１８を回動操作することで、第１弁体１６によって容量可変用連通穴１４の開度を調整でき、結果的に第２スクロール流路１３からタービン羽根車１に向かう排気ガスの量をコントロールすることができる。
なお、この実施例は、第１バルブ回転軸１５と第１内部アーム１７が１つの部品で形成されたものである。 The variable capacity valve 2 is rotated by a rotation operation of a first valve rotating shaft 15 that is rotatably supported with respect to the turbine housing 6 to open and close the capacity variable communication hole 14. A first valve body 16 that directly opens and closes the communication hole 14, a first inner arm 17 that is disposed inside the turbine housing 6 and connects the first valve body 16 and the first valve rotating shaft 15, and an exterior of the turbine housing 6 And a first external arm 18 that rotates integrally with the first valve rotating shaft 15.
Thereby, by opening the first external arm 18, the opening degree of the capacity variable communication hole 14 can be adjusted by the first valve body 16, and as a result, the second scroll flow path 13 is moved to the turbine impeller 1. The amount of exhaust gas going can be controlled.
In this embodiment, the first valve rotating shaft 15 and the first inner arm 17 are formed of one component.

（ウエストゲートバルブ３の説明）
一方、第２スクロール流路１３の外壁には、図２（ｂ）に示すように、排気ガスの一部を、タービン羽根車１を迂回（バイパス）させて排気下流側（マフラー側）に導くウエストゲート用連通穴２１が形成されている。
このウエストゲート用連通穴２１は、ウエストゲートバルブ３によって開閉される。このウエストゲートバルブ３がウエストゲート用連通穴２１の開度調整を行なうことで、タービン羽根車１を迂回する排気ガスの量をコントロールすることができる。 (Description of wastegate valve 3)
On the other hand, on the outer wall of the second scroll flow path 13, as shown in FIG. 2B, a part of the exhaust gas bypasses the turbine impeller 1 and is led to the exhaust downstream side (muffler side). A communication hole 21 for a wastegate is formed.
The waste gate communication hole 21 is opened and closed by the waste gate valve 3. The wastegate valve 3 adjusts the opening degree of the communication hole 21 for the wastegate, whereby the amount of exhaust gas that bypasses the turbine impeller 1 can be controlled.

ウエストゲートバルブ３は、上述した容量可変バルブ２と同様の構造を備える。
具体的に、ウエストゲートバルブ３は、タービンハウジング６に対して回転自在に支持される第２バルブ回転軸２２の回動操作により回動してウエストゲート用連通穴２１の開閉を行なうものであり、ウエストゲート用連通穴２１を直接開閉する第２弁体２３と、タービンハウジング６の内部に配置されて第２弁体２３と第２バルブ回転軸２２を結合する第２内部アーム２４と、タービンハウジング６の外部に配置されて第２バルブ回転軸２２と一体に回転する第２外部アーム２５とを備える。
これにより、第２外部アーム２５を回動操作することで、第２弁体２３によってウエストゲート用連通穴２１の開度を調整でき、結果的にタービン羽根車１を迂回する排気ガスの量をコントロールすることができる。
なお、この実施例は、第２バルブ回転軸２２と第２内部アーム２４が１つの部品で形成されたものである｛図２（ａ）参照｝。 The wastegate valve 3 has the same structure as the capacity variable valve 2 described above.
Specifically, the wastegate valve 3 opens and closes the wastegate communication hole 21 by turning by a turning operation of a second valve rotating shaft 22 that is rotatably supported with respect to the turbine housing 6. A second valve body 23 that directly opens and closes the waste gate communication hole 21, a second internal arm 24 that is disposed inside the turbine housing 6 and connects the second valve body 23 and the second valve rotating shaft 22, and a turbine. A second external arm 25 that is disposed outside the housing 6 and rotates integrally with the second valve rotating shaft 22 is provided.
Thereby, by rotating the second external arm 25, the opening degree of the communication hole 21 for the wastegate can be adjusted by the second valve body 23, and as a result, the amount of exhaust gas that bypasses the turbine impeller 1 can be reduced. Can be controlled.
In this embodiment, the second valve rotating shaft 22 and the second inner arm 24 are formed of one component {see FIG. 2 (a)}.

ここで、第１バルブ回転軸１５と第２バルブ回転軸２２は、平行に配置されるものである。
また、第１バルブ回転軸１５と第２バルブ回転軸２２は、タービンハウジング６に装着された軸受部（筒状の軸受ブッシュ等）２６によって回転自在に支持されるものであり、内部を流れる排気がタービンハウジング６の外部へ漏れないように設けられている。 Here, the first valve rotation shaft 15 and the second valve rotation shaft 22 are arranged in parallel.
Further, the first valve rotating shaft 15 and the second valve rotating shaft 22 are rotatably supported by a bearing portion (cylindrical bearing bush or the like) 26 mounted on the turbine housing 6, and exhaust gas flowing inside. Is provided so as not to leak to the outside of the turbine housing 6.

（容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３の駆動装置の説明）
この実施例では、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３のそれぞれに、常にバルブ開度を初期位置へ戻すためのリターンスプリング（図示しない）が独立して設けられている。
具体的に、容量可変バルブ２には、バルブ開度を初期位置（容量可変用連通穴１４を閉塞する閉弁位置）へ戻すための専用リターンスプリングが設けられている。
同様に、ウエストゲートバルブ３には、バルブ開度を初期位置（ウエストゲート用連通穴２１を閉塞する閉弁位置）へ戻すための専用リターンスプリングが設けられている。 (Description of drive device for variable capacity valve 2 and wastegate valve 3)
In this embodiment, each of the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3 is independently provided with a return spring (not shown) for always returning the valve opening to the initial position.
Specifically, the variable capacity valve 2 is provided with a dedicated return spring for returning the valve opening to an initial position (a closed position where the variable capacity communication hole 14 is closed).
Similarly, the wastegate valve 3 is provided with a dedicated return spring for returning the valve opening to an initial position (a valve closing position where the wastegate communication hole 21 is closed).

上述した容量可変バルブ２とウエストゲートバルブ３の両方は、１つの電動アクチュエータ４によって駆動される。
具体的に、容量可変バルブ２とウエストゲートバルブ３の両方は、
・１つの電動アクチュエータ４と、
・この電動アクチュエータ４の出力トルクを変換して容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３に伝達するリンク装置３０と、
によって駆動されるように設けられている。 Both the capacity variable valve 2 and the waste gate valve 3 described above are driven by one electric actuator 4.
Specifically, both the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3 are
One electric actuator 4 and
A link device 30 that converts the output torque of the electric actuator 4 and transmits it to the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3;
It is provided so that it may be driven by.

（電動アクチュエータ４の説明）
電動アクチュエータ４は、通電により回転出力を発生する電動モータ（例えば、ＤＣモータ）と、この電動モータの回転出力を減速して出力トルクを増大させる減速装置（例えば歯車減速装置）とを組み合わせたものであり、電動モータに印加される通電量に応じた回転出力を発生するものである。
この実施例の電動アクチュエータ４は、一例として、リターンスプリングを内蔵しないものである。 (Description of the electric actuator 4)
The electric actuator 4 is a combination of an electric motor (for example, a DC motor) that generates a rotational output when energized and a speed reducer (for example, a gear speed reducer) that decelerates the rotational output of the electric motor and increases output torque. Thus, a rotational output corresponding to the amount of current applied to the electric motor is generated.
As an example, the electric actuator 4 of this embodiment does not include a return spring.

このように、電動アクチュエータ４は、リターンスプリングを内蔵しないものであるが、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３のそれぞれに設けたリターンスプリングの復元力が、リンク装置３０を介して電動アクチュエータ４に伝達されるため、電動アクチュエータ４の出力軸を初期位置に戻すことができる。
なお、この実施例とは異なるが、電動アクチュエータ４に付勢力の小さい補助リターンスプリングを設けて、電動アクチュエータ４の出力軸の開度を初期位置に戻す力を発生させても良い。 Thus, although the electric actuator 4 does not incorporate a return spring, the restoring force of the return spring provided in each of the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3 is applied to the electric actuator 4 via the link device 30. Since it is transmitted, the output shaft of the electric actuator 4 can be returned to the initial position.
Although different from this embodiment, an auxiliary return spring having a small urging force may be provided in the electric actuator 4 to generate a force for returning the opening degree of the output shaft of the electric actuator 4 to the initial position.

電動アクチュエータ４の作動を説明すると、
（ｉ）電動モータの通電量を大きくして電動アクチュエータ４の出力トルクを大きくするに従い、リターンスプリングの付勢力に抗して電動アクチュエータ４の出力軸の回転角度が大きくなり、
（ｉｉ）電動モータの通電量を小さくして電動アクチュエータ４の出力トルクを小さくするに従い、リターンスプリングの付勢力によって電動アクチュエータ４の出力軸の回転角度が小さくなり、
（ｉｉｉ）電動モータの通電を停止することにより、リターンスプリングの付勢力によって電動アクチュエータ４の出力軸の回転角度が初期位置（回転角度０°の位置）に戻される。 The operation of the electric actuator 4 will be described.
(I) As the energization amount of the electric motor is increased and the output torque of the electric actuator 4 is increased, the rotation angle of the output shaft of the electric actuator 4 is increased against the biasing force of the return spring,
(Ii) The rotation angle of the output shaft of the electric actuator 4 is reduced by the urging force of the return spring as the energization amount of the electric motor is reduced and the output torque of the electric actuator 4 is reduced.
(Iii) By stopping energization of the electric motor, the rotation angle of the output shaft of the electric actuator 4 is returned to the initial position (position of the rotation angle 0 °) by the urging force of the return spring.

なお、電動アクチュエータ４は、出力軸の回転角度を検出する回転角センサ（図示しない）を備える。この回転角センサは、磁気センサ等を用いた非接触型であっても良いし、ポテンショメータなどを用いた接触型であっても良い。
回転角センサのセンサ出力は、電動アクチュエータ４を通電制御することで容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３の開度制御を行なうＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略：図示しない）に出力される。 The electric actuator 4 includes a rotation angle sensor (not shown) that detects the rotation angle of the output shaft. This rotation angle sensor may be a non-contact type using a magnetic sensor or the like, or a contact type using a potentiometer or the like.
The sensor output of the rotation angle sensor is output to an ECU (engine control unit: not shown) that controls the opening of the variable displacement valve 2 and the wastegate valve 3 by energizing the electric actuator 4.

（リンク装置３０の説明）
この実施例は、上述した電動アクチュエータ４と、この電動アクチュエータ４の出力軸に結合されるカムプレート５とが、タービンハウジング６から離れた位置に取り付けられるものである。
具体的には、電動アクチュエータ４およびカムプレート５を、タービンハウジング６から離して低温環境に配置するものであり、電動アクチュエータ４は、コンプレッサハウジング７（またはセンターハウジング８）に、ステー等を介して取り付けられるものである。
なお、電動アクチュエータ４およびカムプレート５をステー等を介して支持する部材は、コンプレッサハウジング７またはセンターハウジング８に限定されるものではなく、電動アクチュエータ４およびカムプレート５を低温環境に配置可能であれば良い。 (Description of Link Device 30)
In this embodiment, the electric actuator 4 described above and the cam plate 5 coupled to the output shaft of the electric actuator 4 are attached at a position away from the turbine housing 6.
Specifically, the electric actuator 4 and the cam plate 5 are arranged in a low temperature environment apart from the turbine housing 6, and the electric actuator 4 is connected to the compressor housing 7 (or the center housing 8) via a stay or the like. It can be attached.
The member that supports the electric actuator 4 and the cam plate 5 via a stay or the like is not limited to the compressor housing 7 or the center housing 8, and the electric actuator 4 and the cam plate 5 can be arranged in a low temperature environment. It ’s fine.

このように、電動アクチュエータ４およびカムプレート５が、タービンハウジング６から離れた位置に配置されるため、
リンク装置３０は、
・低温環境のカムプレート５と高温環境の第１外部アーム１８（上述したように、容量可変バルブ２を回動操作するアーム）を連結する第１リンク３１と、
・低温環境のカムプレート５と高温環境の第２外部アーム２５（上述したように、ウエストゲートバルブ３を回動操作するアーム）を連結する第２リンク３２と、
を用いる。 Thus, since the electric actuator 4 and the cam plate 5 are disposed at positions away from the turbine housing 6,
The link device 30
A first link 31 connecting the cam plate 5 in a low temperature environment and the first external arm 18 in a high temperature environment (as described above, an arm for rotating the displacement variable valve 2);
A second link 32 connecting the cam plate 5 in a low temperature environment and the second external arm 25 in a high temperature environment (the arm that rotates the wastegate valve 3 as described above);
Is used.

（カムプレート５の説明）
カムプレート５は、板状を呈し、耐熱・耐摩耗性に優れた材料（例えば、金属材料あるいは樹脂材料）により形成されたものであり、具体的な一例を開示すると電動アクチュエータ４の出力軸に対して直角に固定配置されるものである。なお、図３の符号５ａは、カムプレート５に形成された二面幅のシャフト挿通穴であり、電動アクチュエータ４の出力軸と嵌まり合うことで、カムプレート５が電動アクチュエータ４の出力軸と一体に回転する。 (Explanation of cam plate 5)
The cam plate 5 has a plate shape and is formed of a material having excellent heat resistance and wear resistance (for example, a metal material or a resin material). If a specific example is disclosed, the cam plate 5 is used as an output shaft of the electric actuator 4. It is fixedly arranged at a right angle to it. 3 is a shaft insertion hole having a two-sided width formed in the cam plate 5, and the cam plate 5 is connected to the output shaft of the electric actuator 4 by fitting with the output shaft of the electric actuator 4. Rotates together.

カムプレート５は、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３の両方を駆動する１つのカム溝３３を備える。
このカム溝３３は、図３に示すように、
（ｉ）第１リンク３１（容量可変バルブ２）のみを駆動する第１カム溝領域３３ａと、
（ｉｉ）第１、第２リンク３１、３２（容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３）を非駆動にする第２カム溝領域３３ｂと、
（ｉｉｉ）第２リンク３２（ウエストゲートバルブ３）のみを駆動する第３カム溝領域３３ｃと、
で構成される。 The cam plate 5 includes one cam groove 33 that drives both the variable displacement valve 2 and the wastegate valve 3.
As shown in FIG.
(I) a first cam groove region 33a that drives only the first link 31 (volume variable valve 2);
(Ii) a second cam groove region 33b that non-drives the first and second links 31, 32 (the variable capacity valve 2 and the waste gate valve 3);
(Iii) a third cam groove region 33c that drives only the second link 32 (waist gate valve 3);
Consists of.

ここで、第１〜第３カム溝領域３３ａ〜３３ｃの各形成範囲（カムプレート５の回転角に対応したカム溝３３の範囲）を説明する。
第１、第２リンク３１、３２は、後述するように棒状を呈するロッド部品であり、この実施例では、図１に示すように、第１、第２リンク３１、３２の各延長線上にカムプレート５の回転中心が位置するように、第１、第２リンク３１、３２がＶ字配置されるものである。 Here, each formation range (range of the cam groove 33 corresponding to the rotation angle of the cam plate 5) of the first to third cam groove regions 33a to 33c will be described.
As will be described later, the first and second links 31 and 32 are rod parts having a rod shape. In this embodiment, as shown in FIG. 1, cams are provided on the extended lines of the first and second links 31 and 32, respectively. The first and second links 31 and 32 are V-shaped so that the center of rotation of the plate 5 is located.

そして、この実施例では、電動アクチュエータ４が、容量可変バルブ２とウエストゲートバルブ３（２つのバルブ）を同時に駆動する回動区間を無くすために、
・カム溝３３の中央部分に第２カム溝領域３３ｂを配置する構成に加え、
・第１、第２リンク３１、３２の角度をＸとした場合、
（ｉ）第１カム溝領域３３ａの回動範囲θａが「Ｘ以下」に設けられ、
（ｉｉ）第２カム溝領域３３ｂの回動範囲θｂが「Ｘ以上」に設けられ、
（ｉｉｉ）第３カム溝領域３３ｃの回動範囲θｃが「Ｘ以下」に設けられるものである。 And in this Example, in order to eliminate the rotation area where the electric actuator 4 drives the capacity variable valve 2 and the wastegate valve 3 (two valves) simultaneously,
In addition to the configuration in which the second cam groove region 33b is arranged in the central portion of the cam groove 33,
・ If the angle of the first and second links 31, 32 is X,
(I) The rotation range θa of the first cam groove region 33a is provided at “X or less”,
(Ii) The rotation range θb of the second cam groove region 33b is provided at “X or more”,
(Iii) The rotation range θc of the third cam groove region 33c is provided at “X or less”.

具体的な一例（後述する作動説明に関連する数値例）として、
この実施例では、
・第１、第２リンク３１、３２の角度Ｘが「３８°」に設けられ、
・第１カム溝領域３３ａの回動範囲θａが「３８°」に設けられ、
・第２カム溝領域３３ｂの回動範囲θｂが「４０°」に設けられ、
・第３カム溝領域３３ｃの回動範囲θｃが「３５°」に設けられる。
そして、カムプレート５の回動範囲は、後述する第２ローラ３６（第２リンク３２とカム溝３３の係合部）が、第１カム溝領域３３ａと第２カム溝領域３３ｂの境界部から、第３カム溝領域３３ｃの終端部までの範囲（４０°＋３５°）で、回動可能に設けられている。 As a specific example (numerical example related to the operation explanation described later),
In this example,
The angle X of the first and second links 31 and 32 is provided at “38 °”,
The rotation range θa of the first cam groove region 33a is provided at “38 °”,
The rotation range θb of the second cam groove region 33b is provided at “40 °”,
The rotation range θc of the third cam groove region 33c is provided at “35 °”.
The rotation range of the cam plate 5 is such that a second roller 36 (an engagement portion between the second link 32 and the cam groove 33), which will be described later, starts from the boundary between the first cam groove region 33a and the second cam groove region 33b. The third cam groove region 33c is provided so as to be rotatable within a range (40 ° + 35 °) up to the end portion.

以下において、カム溝３３の具体例を説明する。
この実施例のカム溝３３は、大円弧溝、同心円弧溝、小円弧溝を繋いで形成されるものである。
大円弧溝は、第１カム溝領域３３ａに相当するものであり、同心円弧溝の一端に連続し、同心円弧溝より曲率半径が大きく設けられている。具体的な大円弧溝の円弧の中心点を図３のＲ１に示す。
同心円弧溝は、第２カム溝領域３３ｂに相当するものであり、カムプレート５の回転中心と同一中心の円弧溝である。同心円弧溝の円弧の中心点を図３のＲ２に示す。
小円弧溝は、第３カム溝領域３３ｃに相当するものであり、同心円弧溝の他端に連続し、同心円弧溝より曲率半径が小さく設けられている。具体的な小円弧溝の円弧の中心点を図３のＲ３に示す。 Hereinafter, a specific example of the cam groove 33 will be described.
The cam groove 33 of this embodiment is formed by connecting a large arc groove, a concentric arc groove, and a small arc groove.
The large arc groove corresponds to the first cam groove region 33a, is continuous with one end of the concentric arc groove, and has a larger radius of curvature than the concentric arc groove. A specific center point of the arc of the large arc groove is indicated by R1 in FIG.
The concentric arc groove corresponds to the second cam groove region 33 b and is an arc groove having the same center as the rotation center of the cam plate 5. The center point of the arc of the concentric arc groove is indicated by R2 in FIG.
The small arc groove corresponds to the third cam groove region 33c, is continuous with the other end of the concentric arc groove, and has a smaller radius of curvature than the concentric arc groove. A specific center point of the arc of the small arc groove is indicated by R3 in FIG.

（第１リンク３１の説明）
第１リンク３１は、カムプレート５のカム溝３３と第１外部アーム１８を駆動連結するものであり、棒状を呈し、耐熱性に優れた材料（例えば、金属材料）により形成されたロッド部品である。
第１リンク３１は、例えば、図示しないガイド手段によって、主に長手方向のみに変位可能に支持される。
具体的に第１リンク３１は、カムプレート５の回転中心と、第１リンク３１と第１外部アーム１８との結合部（後述する第１アーム結合部３５）とを結ぶ軸線上に沿って変位するように設けられている。 (Description of the first link 31)
The first link 31 drives and connects the cam groove 33 of the cam plate 5 and the first external arm 18 and is a rod part formed of a rod-like material having excellent heat resistance (for example, a metal material). is there.
The first link 31 is supported, for example, by a guide means (not shown) so as to be displaceable mainly in the longitudinal direction.
Specifically, the first link 31 is displaced along an axis connecting the rotation center of the cam plate 5 and a coupling portion (a first arm coupling portion 35 described later) between the first link 31 and the first external arm 18. It is provided to do.

第１リンク３１の一端（カムプレート５側）には、カム溝３３に嵌まり合う第１ローラ３４が設けられている。
第１リンク３１の他端（第１外部アーム１８側）には、第１外部アーム１８の外側（第１バルブ回転軸１５の回動中心から離れた部位）と回転自在に係合する第１アーム結合部３５が設けられている。 A first roller 34 that fits into the cam groove 33 is provided at one end (cam plate 5 side) of the first link 31.
The other end of the first link 31 (on the first external arm 18 side) is rotatably engaged with the outside of the first external arm 18 (part away from the center of rotation of the first valve rotating shaft 15). An arm coupling portion 35 is provided.

このため、カムプレート５の回転に伴うカム溝３３の変位によって第１ローラ３４がカムプレート５の回転中心側へ変位すると、第１リンク３１もカムプレート５の回転中心側へ変位し、結果的に容量可変バルブ２が開く側へ回動する。
逆に、カムプレート５の回転に伴うカム溝３３の変位によって第１ローラ３４がカムプレート５の回転中心側とは異なる側へ変位すると、第１リンク３１もカムプレート５の外側へ変位し、結果的に容量可変バルブ２が閉じる側へ回動する。 Therefore, when the first roller 34 is displaced toward the rotation center side of the cam plate 5 due to the displacement of the cam groove 33 accompanying the rotation of the cam plate 5, the first link 31 is also displaced toward the rotation center side of the cam plate 5. Then, the variable capacity valve 2 rotates to the opening side.
Conversely, when the first roller 34 is displaced to a side different from the rotation center side of the cam plate 5 due to the displacement of the cam groove 33 accompanying the rotation of the cam plate 5, the first link 31 is also displaced to the outside of the cam plate 5, As a result, the capacity variable valve 2 rotates to the closing side.

（第２リンク３２の説明）
第２リンク３２は、カムプレート５のカム溝３３と第２外部アーム２５を駆動連結するものであり、第１リンク３１と同様、棒状を呈し、耐熱性に優れた材料（例えば、金属材料）により形成されたロッド部品である。
第２リンク３２は、例えば、図示しないガイド手段によって、主に長手方向のみに変位可能に支持される。
具体的に第２リンク３２は、カムプレート５の回転中心と、第２リンク３２と第２外部アーム２５との結合部（後述する第２アーム結合部３７）とを結ぶ軸線上に沿って変位するように設けられている。 (Description of second link 32)
The second link 32 drives and connects the cam groove 33 of the cam plate 5 and the second external arm 25. Like the first link 31, the second link 32 has a rod shape and is excellent in heat resistance (for example, a metal material). It is the rod part formed by.
For example, the second link 32 is supported by a guide means (not shown) so as to be displaceable mainly in the longitudinal direction.
Specifically, the second link 32 is displaced along an axis connecting the rotation center of the cam plate 5 and a coupling portion (second arm coupling portion 37 described later) between the second link 32 and the second external arm 25. It is provided to do.

第２リンク３２の一端（カムプレート５側）には、カム溝３３に嵌まり合う第２ローラ３６が設けられている。
第２リンク３２の他端（第２外部アーム２５側）には、第２外部アーム２５の外側（第２バルブ回転軸２２の回動中心から離れた部位）と回転自在に係合する第２アーム結合部３７が設けられている。 A second roller 36 that fits into the cam groove 33 is provided at one end (on the cam plate 5 side) of the second link 32.
The other end (the second external arm 25 side) of the second link 32 is rotatably engaged with the outside of the second external arm 25 (a part away from the rotation center of the second valve rotating shaft 22). An arm coupling portion 37 is provided.

このため、カムプレート５の回転に伴うカム溝３３の変位によって第２ローラ３６がカムプレート５の回転中心側へ変位すると、第２リンク３２もカムプレート５の回転中心側へ変位し、結果的にウエストゲートバルブ３が開く側へ回動する。
逆に、カムプレート５の回転に伴うカム溝３３の変位によって第２ローラ３６がカムプレート５の回転中心側とは異なる側へ変位すると、第２リンク３２もカムプレート５の外側へ変位し、結果的にウエストゲートバルブ３が閉じる側へ回動する。 Therefore, when the second roller 36 is displaced toward the rotation center side of the cam plate 5 due to the displacement of the cam groove 33 accompanying the rotation of the cam plate 5, the second link 32 is also displaced toward the rotation center side of the cam plate 5. Then, the wastegate valve 3 is rotated to the opening side.
Conversely, when the second roller 36 is displaced to a side different from the rotation center side of the cam plate 5 due to the displacement of the cam groove 33 accompanying the rotation of the cam plate 5, the second link 32 is also displaced to the outside of the cam plate 5, As a result, the wastegate valve 3 rotates to the closing side.

（作動説明）
次に、電動アクチュエータ４の出力軸の回転角度（カムプレート５の回転角度と同じ）に対する容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３の開度との関係を、図４を参照して説明する。
この実施例は、電動アクチュエータ４およびカムプレート５が０°〜７５°（第２カム溝領域３３ｂの４０°＋第３カム溝領域３３ｃの３５°）の回転範囲で回転するものである。なお、図４では、容量可変バルブ２の開度を実線Ａに示し、ウエストゲートバルブ３の開度を実線Ｂに示す。 (Description of operation)
Next, the relationship between the rotation angle of the output shaft of the electric actuator 4 (same as the rotation angle of the cam plate 5) and the opening amounts of the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3 will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the electric actuator 4 and the cam plate 5 rotate within a rotation range of 0 ° to 75 ° (40 ° of the second cam groove region 33b + 35 ° of the third cam groove region 33c). In FIG. 4, the opening of the capacity variable valve 2 is indicated by a solid line A, and the opening of the waste gate valve 3 is indicated by a solid line B.

（カムプレート５の回転角度が０°の時）
電動アクチュエータ４の通電停止時は、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３のそれぞれのリターンスプリングの作用によって、図１（ａ）、（ａ’）に示すように、第１外部アーム１８（第１内部アーム１７）と第２外部アーム２５（第２内部アーム２４）が、ともに閉弁側へ付勢され、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３が、容量可変用連通穴１４およびウエストゲート用連通穴２１を閉じる。
これにより、エキマニからタービンハウジング６に流入した排気ガスの全てが第１スクロール流路１２を流れる。これにより、タービン羽根車１は、第１スクロール流路１２を流れる排気ガスのみによって回転駆動される。 (When the rotation angle of the cam plate 5 is 0 °)
When the electric actuator 4 is de-energized, the first external arm 18 (the first outer arm 18) is operated by the action of the return springs of the variable capacity valve 2 and the waste gate valve 3, as shown in FIGS. The internal arm 17) and the second external arm 25 (second internal arm 24) are both biased toward the valve closing side, and the variable capacity valve 2 and the waste gate valve 3 are connected to the variable capacity communication hole 14 and the waste gate communication. Close the hole 21.
As a result, all of the exhaust gas flowing from the exhaust manifold into the turbine housing 6 flows through the first scroll passage 12. Thereby, the turbine impeller 1 is rotationally driven only by the exhaust gas flowing through the first scroll flow path 12.

（カムプレート５の回転角度が０°より大きく３８°以下の時）
電動アクチュエータ４の通電が行なわれてカムプレート５が回動する場合で、且つカムプレート５の回転角度が３８°以下の場合は、
・容量可変バルブ２を駆動する第１ローラ３４が大円弧溝（第１カム溝領域３３ａ）の範囲内で変位し、
・ウエストゲートバルブ３を駆動する第２ローラ３６が同心円弧溝（第２カム溝領域３３ｂ）の範囲内で変位する。 (When the rotation angle of the cam plate 5 is greater than 0 ° and less than 38 °)
When the electric actuator 4 is energized and the cam plate 5 rotates, and the rotation angle of the cam plate 5 is 38 ° or less,
The first roller 34 that drives the variable capacity valve 2 is displaced within the range of the large arc groove (first cam groove region 33a),
The second roller 36 that drives the wastegate valve 3 is displaced within the range of the concentric arc groove (second cam groove region 33b).

これにより、図４に示すように、カムプレート５の回転角度が３８°以下の範囲では、カムプレート５の回転角度が大きくなるに従い、容量可変バルブ２の開度が大きくなるが、ウエストゲートバルブ３は閉弁状態に維持される。
即ち、カムプレート５の回転角度が３８°以下の範囲では、ウエストゲートバルブ３がウエストゲート用連通穴２１を閉じた状態のままで、カムプレート５の回動に伴って容量可変バルブ２の開度制御を実施できる。 As a result, as shown in FIG. 4, when the rotation angle of the cam plate 5 is in the range of 38 ° or less, the opening of the variable capacity valve 2 increases as the rotation angle of the cam plate 5 increases. 3 is maintained in a closed state.
That is, in the range where the rotation angle of the cam plate 5 is 38 ° or less, the wastegate valve 3 remains in the state where the wastegate communication hole 21 is closed, and the variable capacity valve 2 is opened as the cam plate 5 rotates. Degree control.

このため、エキマニからタービンハウジング６に流入した排気ガスが第１スクロール流路１２を流れるとともに、第２スクロール流路１３を流れる排気ガスの流量が容量可変バルブ２の開度に応じて制御される。
このようにして、カムプレート５の回動制御によりタービン羽根車１を駆動する排気ガスの圧力をコントロールすることができる。 For this reason, the exhaust gas flowing into the turbine housing 6 from the exhaust manifold flows through the first scroll passage 12, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the second scroll passage 13 is controlled according to the opening of the variable capacity valve 2. .
In this way, the pressure of the exhaust gas that drives the turbine impeller 1 can be controlled by the rotation control of the cam plate 5.

（カムプレート５の回転角度が３８°より大きく４０°以下の時）
電動アクチュエータ４の通電によりカムプレート５の回転角度が３８°より大きく４０°以下の場合は、
容量可変バルブ２を駆動する第１ローラ３４と、ウエストゲートバルブ３を駆動する第２ローラ３６とが、ともに同心円弧溝（第２カム溝領域３３ｂ）の範囲内で変位する。
これにより、カムプレート５の回転角度が３８°より大きく４０°以下の範囲では、容量可変バルブ２が全開開度（バルブ開度３０°）に維持されるとともに、ウエストゲートバルブ３が閉弁状態に維持される。 (When the rotation angle of the cam plate 5 is greater than 38 ° and less than 40 °)
When the rotation angle of the cam plate 5 is greater than 38 ° and 40 ° or less due to energization of the electric actuator 4,
The first roller 34 that drives the variable displacement valve 2 and the second roller 36 that drives the wastegate valve 3 are both displaced within the range of the concentric arc groove (second cam groove region 33b).
As a result, in the range where the rotation angle of the cam plate 5 is greater than 38 ° and less than or equal to 40 °, the displacement variable valve 2 is maintained at the fully open opening (valve opening 30 °) and the wastegate valve 3 is closed. Maintained.

（カムプレート５の回転角度が４０°より大きく７５°以下の時）
電動アクチュエータ４の通電によりカムプレート５の回転角度が４０°より大きい場合は、
・容量可変バルブ２を駆動する第１ローラ３４が同心円弧溝（第２カム溝領域３３ｂ）の範囲内で変位し、
・ウエストゲートバルブ３を駆動する第２ローラ３６が小円弧溝（第３カム溝領域３３ｃ）の範囲内で変位する。 (When the rotation angle of the cam plate 5 is greater than 40 ° and less than 75 °)
When the rotation angle of the cam plate 5 is larger than 40 ° by energization of the electric actuator 4,
The first roller 34 that drives the variable capacity valve 2 is displaced within the range of the concentric arc groove (second cam groove region 33b);
The second roller 36 that drives the wastegate valve 3 is displaced within the range of the small arc groove (third cam groove region 33c).

これにより、図４に示すように、カムプレート５の回転角度が４０°より大きい範囲では、カムプレート５の回転角度が大きくなるに従い、ウエストゲートバルブ３の開度が大きくなるが、容量可変バルブ２は全開開度（バルブ開度３０°）に維持される。
即ち、カムプレート５の回転角度が４０°以上の範囲では、容量可変バルブ２が全開開度のままで、カムプレート５の回動に伴ってウエストゲートバルブ３の開度制御を実施できる。 As a result, as shown in FIG. 4, when the rotation angle of the cam plate 5 is larger than 40 °, the opening degree of the wastegate valve 3 increases as the rotation angle of the cam plate 5 increases. 2 is maintained at a fully open opening (valve opening 30 °).
That is, when the rotation angle of the cam plate 5 is in a range of 40 ° or more, the opening control of the wastegate valve 3 can be performed with the rotation of the cam plate 5 while the capacity variable valve 2 remains fully open.

このため、エキマニからタービンハウジング６に流入した排気ガスが第１スクロール流路１２および第２スクロール流路１３に流れる状態のままで、タービン羽根車１をバイパスする排気ガス量をコントロールできる。 For this reason, the amount of exhaust gas that bypasses the turbine impeller 1 can be controlled while the exhaust gas flowing into the turbine housing 6 from the exhaust manifold flows into the first scroll passage 12 and the second scroll passage 13.

（制御例の説明）
次に、ＥＣＵによる電動アクチュエータ４の制御例を、図５を参照して説明する。なお、図５では、容量可変バルブ２の開度を実線Ａに示し、ウエストゲートバルブ３の開度を実線Ｂに示す。
ＥＣＵは、車両の運転状態に応じて、
・容量可変バルブ２が容量可変用連通穴１４を閉じるとともに、ウエストゲートバルブ３がウエストゲート用連通穴２１を閉じるモード１と｛図１（ａ）、（ａ’）参照｝、
・ウエストゲートバルブ３がウエストゲート用連通穴２１を閉じた状態で、容量可変バルブ２の開度制御を行なうモード２｛図１（ｂ）、（ｂ’）参照｝と、
・容量可変バルブ２を全開にした状態で、ウエストゲートバルブ３の開度制御を行なうモード３｛図１（ｃ）、（ｃ’）参照｝とを実行する。 (Explanation of control example)
Next, an example of control of the electric actuator 4 by the ECU will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the opening of the variable capacity valve 2 is indicated by a solid line A, and the opening of the waste gate valve 3 is indicated by a solid line B.
Depending on the driving state of the vehicle, the ECU
A mode 1 in which the variable capacity valve 2 closes the variable capacity communication hole 14 and the waste gate valve 3 closes the waste gate communication hole 21 {see FIGS. 1A and 1A}},
-Mode 2 {refer to Figs. 1 (b) and (b ')} for controlling the opening of the variable capacity valve 2 with the waste gate valve 3 closing the waste gate communication hole 21;
In the state in which the variable capacity valve 2 is fully opened, the mode 3 {see FIGS. 1 (c) and 1 (c ')} for controlling the opening degree of the wastegate valve 3 is executed.

具体的に、ＥＣＵは、エンジン回転数とエンジン負荷（アクセル開度）から目標トルクを算出し、その目標トルクとエンジン回転数から目標吸気量を算出し、この目標吸気量から目標過給圧を算出する。そして、算出された目標過給圧とエンジン回転数との関係から容量可変バルブ２の開度を算出する。
そして、算出された容量可変バルブ２の開度が得られるように、電動アクチュエータ４の通電量を回転角センサの検出値に基づいてフィードバック制御する。 Specifically, the ECU calculates a target torque from the engine speed and engine load (accelerator opening), calculates a target intake air amount from the target torque and engine speed, and calculates a target boost pressure from the target intake air amount. calculate. Then, the opening degree of the variable capacity valve 2 is calculated from the relationship between the calculated target boost pressure and the engine speed.
Then, the energization amount of the electric actuator 4 is feedback-controlled based on the detection value of the rotation angle sensor so that the calculated opening of the variable capacity valve 2 is obtained.

一方、ＥＣＵは、コンプレッサにより加圧された吸気圧力を検出する過給圧センサ、あるいはタービン羽根車１の排気入口の排気圧力を検出するタービン排気圧センサの少なくとも一方の信号を入力する。
そして、過給圧センサによって検出される過給圧が所定過給圧を超えないように、電動アクチュエータ４の通電量を過給圧センサの検出値に基づいてフィードバック制御する。あるいは、排気圧センサによって検出される排気圧力が所定排気圧力を超えないように、電動アクチュエータ４の通電量を排気圧センサの検出値に基づいてフィードバック制御する。
なお、ＥＣＵは、容量可変バルブ２の開度制御より、ウエストゲートバルブ３の開度制御を優先するように設けられている。 On the other hand, the ECU inputs at least one signal of a supercharging pressure sensor that detects the intake pressure pressurized by the compressor or a turbine exhaust pressure sensor that detects the exhaust pressure at the exhaust inlet of the turbine impeller 1.
Then, the energization amount of the electric actuator 4 is feedback-controlled based on the detected value of the supercharging pressure sensor so that the supercharging pressure detected by the supercharging pressure sensor does not exceed the predetermined supercharging pressure. Alternatively, the energization amount of the electric actuator 4 is feedback-controlled based on the detection value of the exhaust pressure sensor so that the exhaust pressure detected by the exhaust pressure sensor does not exceed a predetermined exhaust pressure.
The ECU is provided so that the opening control of the wastegate valve 3 is given priority over the opening control of the variable capacity valve 2.

（実施例の効果１）
本実施例のターボチャージャは、上述したように、それぞれが異なる運転要因に基づいて作動制御される容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３の両方を、１つの電動アクチュエータ４で駆動制御する。このため、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３を、独立した２つの専用アクチュエータを用いて制御する場合に比較して、コストを抑えることができる。 (Effect 1 of an Example)
As described above, the turbocharger of the present embodiment drives and controls both the variable displacement valve 2 and the wastegate valve 3 that are operated and controlled based on different driving factors, with one electric actuator 4. For this reason, compared with the case where the variable capacity valve 2 and the waste gate valve 3 are controlled using two independent dedicated actuators, the cost can be reduced.

（実施例の効果２）
本実施例のターボチャージャは、上述したように、電動アクチュエータ４とカムプレート５を、タービンハウジング６とは異なるコンプレッサハウジング７（またはセンターハウジング８等）に取り付け、電動アクチュエータ４とカムプレート５を低温環境に配置するものである。
このように、電動アクチュエータ４を低温環境に配置するため、電動アクチュエータ４の耐熱性を確保する必要が無くなり、電動アクチュエータ４のコストを抑えることができる。 (Effect 2 of Example)
As described above, in the turbocharger of this embodiment, the electric actuator 4 and the cam plate 5 are attached to the compressor housing 7 (or the center housing 8 or the like) different from the turbine housing 6, and the electric actuator 4 and the cam plate 5 are cooled at a low temperature. To be placed in the environment.
Thus, since the electric actuator 4 is arranged in a low-temperature environment, it is not necessary to ensure the heat resistance of the electric actuator 4, and the cost of the electric actuator 4 can be suppressed.

（実施例の効果３）
カムプレート５を低温環境に配置するため、カムプレート５がタービンハウジング６の高熱に晒されて歪む不具合を回避でき、カムプレート５と第１リンク３１の係合部、およびカムプレート５と第２リンク３２の係合部のそれぞれにガタが発生する不具合を回避することができる。
このように、ガタの発生が防がれるため、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３の作動不良および開度精度の劣化を防ぐことができる。
その結果、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３を１つの電動アクチュエータ４で駆動するターボチャージャの信頼性を高めることができる。 (Effect 3 of Example)
Since the cam plate 5 is disposed in a low temperature environment, it is possible to avoid a problem that the cam plate 5 is exposed to the high heat of the turbine housing 6 and is distorted. The engaging portion of the cam plate 5 and the first link 31 and the cam plate 5 and the second It is possible to avoid a problem that play occurs in each of the engaging portions of the link 32.
As described above, since the play is prevented, the malfunction of the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3 and the deterioration of the opening accuracy can be prevented.
As a result, the reliability of the turbocharger that drives the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3 with one electric actuator 4 can be enhanced.

（実施例の効果４）
本実施例のターボチャージャは、上述したように、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３のそれぞれに、常にバルブ開度を初期位置へ戻すためのリターンスプリングを独立して設けている。
これにより、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３には、それぞれの専用リターンスプリングによって閉弁位置へ戻すための付勢力が常に作用する。
このため、排気脈動やエンジン振動等によって、容量可変バルブ２およびウエストゲートバルブ３のそれぞれがばたつく不具合を回避できる。 (Effect 4 of Example)
As described above, the turbocharger according to the present embodiment is provided independently with the return springs for always returning the valve opening to the initial position in each of the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3.
Thereby, the urging force for returning to the valve closing position by the respective dedicated return springs always acts on the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3.
For this reason, the malfunction that each of the capacity variable valve 2 and the wastegate valve 3 flutters due to exhaust pulsation, engine vibration, or the like can be avoided.

（実施例の効果５）
本実施例のターボチャージャは、上述したように、１つのカム溝３３に第１リンク３１と第２リンク３２の２つを係合させて、容量可変バルブ２とウエストゲートバルブ３を駆動する。
このため、カムプレート５を小型化でき、車両への搭載性を向上できるとともに、コストを抑えることができる。 (Effect 5 of Example)
As described above, the turbocharger according to the present embodiment drives the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3 by engaging two of the first link 31 and the second link 32 with one cam groove 33.
For this reason, the cam plate 5 can be reduced in size, the mounting property to a vehicle can be improved, and cost can be suppressed.

（実施例の効果６）
本実施例のターボチャージャは、上述したように、カム溝３３の中央部分に同心円弧溝（第２カム溝領域３３ｂ）を配置したことにより、電動アクチュエータ４が、容量可変バルブ２とウエストゲートバルブ３（２つのバルブ）を同時に駆動する回動区間を無くすことができる。
具体的には、第１、第２リンク３１、３２の角度Ｘに対し、
（ｉ）第１カム溝領域３３ａの回動範囲θａを「Ｘ以下」に設け、
（ｉｉ）第２カム溝領域３３ｂの回動範囲θｂを「Ｘ以上」に設け、
（ｉｉｉ）第３カム溝領域３３ｃの回動範囲θｃを「Ｘ以下」に設けることで、
電動アクチュエータ４が、容量可変バルブ２とウエストゲートバルブ３を同時に駆動する回動区間を無くすことができる。
これにより、電動アクチュエータ４に要求される駆動力を抑えることができ、電動アクチュエータ４を小型化できる。 (Effect 6 of Example)
As described above, in the turbocharger of this embodiment, the concentric arc groove (second cam groove region 33b) is arranged in the central portion of the cam groove 33, so that the electric actuator 4 is connected to the variable capacity valve 2 and the waste gate valve. It is possible to eliminate the rotation section for simultaneously driving 3 (two valves).
Specifically, for the angle X of the first and second links 31, 32,
(I) The rotation range θa of the first cam groove region 33a is provided at “X or less”,
(Ii) The rotation range θb of the second cam groove region 33b is set to “X or more”,
(Iii) By providing the rotation range θc of the third cam groove region 33c at “X or less”,
The electric actuator 4 can eliminate the rotation section in which the variable capacity valve 2 and the wastegate valve 3 are driven simultaneously.
Thereby, the drive force requested | required of the electric actuator 4 can be suppressed, and the electric actuator 4 can be reduced in size.

（実施例の効果７）
本実施例のターボチャージャのカム溝３３は、上述したように、大円弧溝、同心円弧溝、小円弧溝を接続して設けたものである。
このように、カム溝３３の全てを円弧の溝で構成することにより、滑らかなカム溝３３を形成することができる。
そして、滑らかなカム溝３３を用いることにより、カム溝３３によるひっかかりを防いで信頼性を高めることができるとともに、電動アクチュエータ４の駆動負荷を軽減することができ、電動アクチュエータ４の小型化を図ることができる。 (Effect 7 of Example)
As described above, the cam groove 33 of the turbocharger of the present embodiment is provided by connecting a large arc groove, a concentric arc groove, and a small arc groove.
Thus, the cam groove 33 can be formed smoothly by configuring all the cam grooves 33 with arc-shaped grooves.
By using the smooth cam groove 33, it is possible to increase the reliability by preventing the cam groove 33 from being caught, reduce the driving load of the electric actuator 4, and reduce the size of the electric actuator 4. be able to.

上記の実施例では、容量可変バルブ２を駆動する第１カム溝領域３３ａのカムプロフィールを大円弧溝（円弧溝の一例）に設ける例を示したが、第１カム溝領域３３ａのカムプロフィールは円弧溝に限定されるものではなく、直線状やサインカーブなど、他の形状に設けても良い。 In the above embodiment, an example in which the cam profile of the first cam groove region 33a that drives the variable capacity valve 2 is provided in the large arc groove (an example of the arc groove) is shown. It is not limited to the arc groove, but may be provided in other shapes such as a straight line or a sine curve.

同様に、上記の実施例では、ウエストゲートバルブ３を駆動する第３カム溝領域３３ｃのカムプロフィールを小円弧溝（円弧溝の一例）に設ける例を示したが、第３カム溝領域３３ｃのカムプロフィールは円弧溝に限定されるものではなく、直線状やサインカーブなど、他の形状に設けても良い。 Similarly, in the above-described embodiment, the example in which the cam profile of the third cam groove region 33c that drives the wastegate valve 3 is provided in the small arc groove (an example of the arc groove) has been described. The cam profile is not limited to the arc groove, and may be provided in other shapes such as a straight line or a sine curve.

上記の実施例では、アクチュエータ（実施例では電動アクチュエータ４）の負荷を軽減する目的で、２つのバルブを同時に駆動しないように設ける例を示したが、２つのバルブを同時に駆動するように設けても良い。具体的な一例を開示すると、ウエストゲートバルブ３の開度上昇に連動して、さらに容量可変バルブ２の開度が大きくなるようにカム溝３３のカムプロフィールを設けても良い。 In the above embodiment, the example in which the two valves are not driven at the same time is shown for the purpose of reducing the load on the actuator (the electric actuator 4 in the embodiment), but the two valves are provided to be driven at the same time. Also good. If a specific example is disclosed, the cam profile of the cam groove 33 may be provided so that the opening of the variable capacity valve 2 is further increased in conjunction with the increase in the opening of the wastegate valve 3.

上記の実施例では、アクチュエータの一例として電動アクチュエータ４を用いる例を示したが、ＥＣＵによって制御可能は油圧アクチュエータや負圧アクチュエータなど、他のアクチュエータを用いても良い。 In the above-described embodiment, the electric actuator 4 is used as an example of the actuator. However, other actuators such as a hydraulic actuator and a negative pressure actuator that can be controlled by the ECU may be used.

上記の実施例では、アクチュエータの出力軸（実施例では電動アクチュエータ４の出力軸）にカムプレート５を直接固定する例を示したが、アクチュエータ（例えば、電動アクチュエータ４）とカムプレート５を離して配置しても良い。 In the above embodiment, the cam plate 5 is directly fixed to the output shaft of the actuator (in the embodiment, the output shaft of the electric actuator 4). However, the actuator (for example, the electric actuator 4) and the cam plate 5 are separated from each other. It may be arranged.

上記の実施例では、カムプレート５を回動変位させる例を示したが、カムプレート５をスライド変位するように設けても良い。
具体的に、アクチュエータとして油圧アクチュエータや負圧アクチュエータを用いる場合や、離れた位置のカムプレート５を電動アクチュエータ４で駆動する場合などでは、カムプレート５が回動変位するものであっても、スライド変位するものであっても良い。 In the above embodiment, the cam plate 5 is rotationally displaced. However, the cam plate 5 may be slidably displaced.
Specifically, when a hydraulic actuator or a negative pressure actuator is used as the actuator, or when the cam plate 5 at a distant position is driven by the electric actuator 4, even if the cam plate 5 is rotationally displaced, the slide It may be displaced.

１タービン羽根車
２容量可変バルブ（２つのバルブの一方）
３ウエストゲートバルブ（２つのバルブの他方）
４電動アクチュエータ
５カムプレート
６タービンハウジング
７コンプレッサハウジング（タービンハウジングとは異なる部材）
８センターハウジング（タービンハウジングとは異なる部材）
３３カム溝
３３ａ第１カム溝領域（大円弧溝、一方のバルブを駆動するカム溝）
３３ｂ第２カム溝領域（同心円弧溝）
３３ｃ第３カム溝領域（小円弧溝、他方のバルブを駆動するカム溝） 1 Turbine impeller 2 Variable capacity valve (one of two valves)
3 Wastegate valve (the other of the two valves)
4 Electric actuator 5 Cam plate 6 Turbine housing 7 Compressor housing (member different from turbine housing)
8 Center housing (member different from turbine housing)
33 Cam groove 33a First cam groove region (large arc groove, cam groove for driving one valve)
33b Second cam groove region (concentric arc groove)
33c Third cam groove region (small arc groove, cam groove for driving the other valve)

Claims

In a turbocharger with two independent valves (2, 3),
This turbocharger
The two independent valves (2, 3) are driven using one actuator (4) capable of energization control and a cam plate (5) driven by the actuator (4).
The turbocharger, wherein the actuator (4) and the cam plate (5) are attached to different members from the turbine housing (6) that houses the turbine impeller (1).

The turbocharger according to claim 1,
The turbocharger characterized in that each of the two independent valves (2, 3) includes a return spring for always returning the valve opening to the initial position.

In the turbocharger according to claim 1 or 2,
The turbocharger characterized in that the two independent valves (2, 3) are driven by one cam groove (33) formed in the cam plate (5).

The turbocharger according to claim 3,
The cam groove (33)
A concentric arc groove (33b) having the same center as the rotation center of the cam plate (5);
A cam groove (33a) for driving one valve (2) is connected to one end of the concentric arc groove (33b),
A turbocharger characterized in that a cam groove (33c) for driving the other valve (3) is connected to the other end of the concentric arc groove (33b).

The turbocharger according to claim 4, wherein
The cam groove (33a) for driving the one valve (2) is a large arc groove (33a) having a larger radius of curvature than the concentric arc groove (33b),
The turbocharger characterized in that the cam groove (33c) for driving the other valve (3) is a small arc groove (33c) having a smaller radius of curvature than the concentric arc groove (33b).

In the turbocharger in any one of Claims 1-5,
One of the two valves (2, 3) is a variable capacity valve (2) for controlling the exhaust gas flowing into the turbine impeller (1),
The turbocharger characterized in that the other of the two valves (2, 3) is a wastegate valve (3) for controlling exhaust gas that bypasses the turbine impeller (1).