JP6237140B2 - ダイヤフラム式アクチュエータ及び過給機 - Google Patents

Description

本発明は、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を可変とするためのガス流量可変通路を備えた車両用過給機等の過給機に用いられ、ガス流量可変通路の開口部を開閉する流量可変バルブ機構を作動させるためのダイヤフラム式アクチュエータ等に関する。

車両用過給機による過給圧の過度の上昇を防止する対策として、通常、車両用過給機におけるタービンハウジングの内部には、排気ガスの一部をタービンインペラをバイパスさせるためのバイパス通路が形成される。また、タービンハウジングの適宜位置には、バイパス通路の開口部を開閉するウェイストゲートバルブが設けられている。ここで、バイパス通路は、エンジン側からタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を可変とするガス流量可変通路の１つであって、ウェイストゲートバルブは、ガス流路可変通路の開口部を開閉する流量可変バルブ機構の１つである。そして、流量可変バルブ機構の１つであるウェイストゲートバルブの構成は、次のようになる。

即ち、タービンハウジングの外壁に貫通形成した支持穴には、ステム（回転軸）が正逆方向へ回転可能に設けられており、このステムの基端部は、タービンハウジングの外側へ突出してある。また、ステムの先端部には、取付部材の基端部が一体的に連結されており、この取付部材の先端部には、バイパス通路の開口部側のバルブシートに当接離隔可能なバルブが設けられている。更に、ステムの基端部には、リンク部材の基端部（一端部）が一体的に連結されている。ここで、リンク部材をステムの軸心周りに正逆方向へ揺動させることによって、バルブがステム及び取付部材を介して正逆方向（開閉方向）へ揺動するようになっている。

コンプレッサハウジングの外壁には、ウェイストゲートバルブを作動させるためのダイヤフラム式アクチュエータが設けられている。そして、ダイヤフラム式アクチュエータの構成は、次のようになる。

即ち、ダイヤフラム式アクチュエータは、筒状のアクチュエータ本体を備えており、このアクチュエータ本体は、内側（内部）に、大気に連通した大気室としての第１アクチュエータ室、及び負圧ポンプ（負圧の圧力源）から負圧を印加可能（供給可能）な圧力室としての第２アクチュエータ室を有している。また、アクチュエータ本体内には、ダイヤフラムが第１アクチュエータ室と第２アクチュエータ室を区画するように設けられており、このダイヤフラムの中央部は、アクチュエータ軸方向へ変位可能である。そして、低圧側のアクチュエータ室としての第２アクチュエータ室内には、第１アクチュエータ室側へ付勢する復帰スプリングが設けられている。更に、ダイヤフラムの中央部には、作動ロッドの基端部が一体的に連結されており、作動ロッドの先端部は、リンク部材の先端部に回転可能に連結されている。

従って、車両用過給機の運転中に、過給圧（コンプレッサインペラの出口側の圧力）が設定圧に達して、負圧ポンプからの負圧の印加状態が解除されると、復帰スプリングの付勢力によってダイヤフラムの中央部がアクチュエータ軸方向の一方側へ変位する。すると、作動ロッドがアクチュエータ軸方向の一方側へ移動して、リンク部材を正方向へ揺動させる。これにより、バルブがステム及び取付部材を介して正方向（開方向）へ揺動して、バイパス通路の開口部を開くことができ、排気ガスの一部をタービンインペラをバイパスさせて、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を減少させることができる。

また、バイパス通路の開口部を開いた後に、過給圧が設定圧未満になって、負圧ポンプから圧力室に負圧が印加されると、ダイヤフラムの中央部が復帰スプリングの付勢力に抗してアクチュエータ軸方向の他方側へ変位する。すると、作動ロッドがアクチュエータ軸方向の他方側へ移動して、リンク部材を逆方向へ揺動させる。これにより、バルブがステム及び取付部材を介して逆方向（閉方向）へ揺動して、バイパス通路の開口部を閉じることができ、バイパス通路内の排気ガスの流れを遮断して、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を増加させることができる。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１及び特許文献２に示すものがある。

特開２００９−２３６０８８号公報 特開２００８−１０１５８９号公報

ところで、車両用過給機の運転中、負圧ポンプ側から負圧の脈動（脈動圧力）及びエンジン側からの排気ガスの脈動（脈動圧力）によって、作動ロッド及びバルブがリンク部材等を介して微小振動することがある。このような場合に、バルブがバイパス通路の開口部側のバルブシート又は取付部材に接触して、ウェイストゲートバルブからチャタリング音が発生して、ウェイストゲートバルブの静音性の低下を招くことが懸念される。

なお、前述の問題は、第１アクチュエータ室に正圧の圧力源から正圧が印加されるタイプのウェイストゲートバルブ、ウェイストゲートバルブ以外の流量可変バルブ機構においても同様に生じるものである。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のダイヤフラム式アクチュエータ等を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、タービンハウジング又は前記タービンハウジングに連通した状態で接続した接続体の内部に、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を可変とするためのガス流量可変通路が形成された過給機に用いられ、前記タービンハウジング又は前記接続体の外壁に形成した支持穴に正逆方向へ回転可能に設けられたステム（回転軸）と、基端部が前記ステムに連結された取付部材と、前記取付部材の先端部に設けられかつ前記ガス流量可変通路の開口部側のバルブシート（周縁部）に当接離隔可能なバルブと、基端部が前記ステムの基端部に連結されたリンク部材とを備えた流量可変バルブ機構を作動させるダイヤフラム式アクチュエータにおいて、内側（内部）に第１アクチュエータ室及び第２アクチュエータ室を有し、前記第１アクチュエータ室及び前記第２アクチュエータ室のうち少なくともいずれかが圧力源（負圧の圧力源又は正圧の圧力源）から負圧又は正圧を印加可能（供給可能）な圧力室になる筒状のアクチュエータ本体と、前記アクチュエータ本体内に前記第１アクチュエータ室と前記第２アクチュエータ室に区画するように設けられ、中央部がアクチュエータ軸方向へ変位可能なダイヤフラムと、前記第１アクチュエータ室及び前記第２アクチュエータ室のうちの低圧側のアクチュエータ室内に設けられ、前記圧力室に印加される負圧又は正圧に抗する方向へ前記ダイヤフラムを付勢する復帰スプリングと、前記ダイヤフラムの前記低圧側のアクチュエータ室側の面に設けられたリテーナと、基端部が前記ダイヤフラムの中央部に連結され、先端部が前記リンク部材の先端部に回転可能（揺動可能）に連結された作動ロッドと、前記リテーナと前記復帰スプリングとの間又は前記復帰スプリングと前記アクチュエータ本体の内壁面との間の少なくともいずれかに設けられた座金と、前記リテーナと前記座金との間又は前記座金と前記アクチュエータ本体の内壁面との間の少なくともいずれかに設けられ、弾性体からなり、前記作動ロッドの振動（前記作動ロッド及び前記ダイヤフラムの振動）を吸収（ダンピング）する防振シートと、を具備したことである。

ここで、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「タービンハウジングに連通した状態で接続した接続体」とは、タービンハウジングのガス導入口又はガス排出口に連通した状態で接続した配管、マニホールド、ケーシング等を含む意である。また、「ガス流量可変通路」とは、排気ガスの一部をタービンインペラをバイパスさせるためのバイパス通路を含む意であって、「流量可変バルブ機構」とは、バイパス通路の開口部を開閉するウェイストゲートバルブを含む意である。更に、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意であって、「連結され」とは、直接的に連結されたことの他に、別部材を介して間接的に連結されたことを含む意である。

「アクチュエータ軸方向」とは、アクチュエータ本体の軸方向のことをいう。また、「低圧側のアクチュエータ室」とは、第１アクチュエータ室及び前記第２アクチュエータ室のうち一方のアクチュエータ室が圧力源から負圧を印加可能な圧力室である場合には、一方のアクチュエータ室のことをいい、一方のアクチュエータ室が圧力源から正圧を印加可能な圧力室である場合には、他方のアクチュエータ室のことをいう。更に、「弾性体」とは、ゴム、制振合金等を含む意である。

本発明の第１の態様によると、前記過給機の運転中に、前記圧力源（前記負圧の圧力源）からの負圧の印加状態が解除されると、前記復帰スプリングの付勢力によって前記ダイヤフラムの中央部がアクチュエータ軸方向の一方側へ変位する。又は、前記圧力源（前記正圧の圧力源）から前記圧力室に正圧が印加されると、前記ダイヤフラムの中央部が前記復帰スプリングの付勢力に抗してアクチュエータ軸方向の一方側へ変位する。すると、前記作動ロッドがアクチュエータ軸方向の一方側へ移動して、前記リンク部材を正方向へ揺動させる。これにより、前記バルブが前記ステム及び前記取付部材を介して正方向へ揺動して、前記ガス流量可変通路の開口部を開くことができる。なお、前記ガス流量可変通路の開口部を開くことによって、前記タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を減少させる場合と増加させる場合がある。

また、前記ガス流量可変通路の開口部を開いた後に、前記圧力源（前記負圧の圧力源）から前記圧力室に負圧が印加されると、前記ダイヤフラムの中央部が前記復帰スプリングの付勢力に抗してアクチュエータ軸方向の他方側へ変位する。又は、前記圧力源（前記正圧の圧力源）からの正圧の印加状態が解除されると、前記復帰スプリングの付勢力によって前記ダイヤフラムの中央部がアクチュエータ軸方向の他方側へ変位する。すると、前記作動ロッドがアクチュエータ軸方向の他方側へ移動して、前記リンク部材を逆方向へ揺動させる。これにより、前記バルブが前記ステム及び前記取付部材を介して逆方向（閉方向）へ揺動して、前記ガス流量可変通路の開口部を閉じることができる。なお、前記ガス流量可変通路の開口部を閉じることによって、前記タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合がある。

そして、前記ダイヤフラムと前記復帰スプリングとの間又は前記復帰スプリングと前記アクチュエータ本体の内壁面との間の少なくともいずれかに弾性体からなる前記防振シートが設けられているため、前記過給機の運転中に、前記圧力源側からの脈動（脈動圧力）等が発生しても、前記防振シートによって前記脈動による前記作動ロッドの振動を吸収（ダンピング）することができる。これにより、前記過給機の運転中における前記バルブの振動を抑えることができる。

本発明の第２の態様は、エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジンに供給される空気を過給する過給機において、本発明の第１の態様からなるダイヤフラム式アクチュエータを具備したことである。

本発明の第２の態様によると、本発明の第１の態様による作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、前記過給機の運転中における前記バルブの振動を抑えることができるため、前記流量可変バルブ機構からのチャタリング音を低減して、前記流量可変バルブ機構の静音性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係るダイヤフラム式アクチュエータの断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るダイヤフラム式アクチュエータと負圧の圧力源としての負圧ポンプとの関係を示す図である。 図３（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態の変形例に係るダイヤフラム式アクチュエータの部分断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る車両用過給機の正面図である。 図５は、図４におけるV-V線に沿った断面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る車両用過給機の正断面図である。 図７は、本発明の他の実施形態に係るダイヤフラム式アクチュエータの断面図である。 図８は、本発明の他の実施形態に係るダイヤフラム式アクチュエータと正圧の圧力源としての空気排出口との関係を示す図である。 図９（ａ）（ｂ）は、本発明の他の実施形態の変形例に係るダイヤフラム式アクチュエータの部分断面図である。

本発明の実施形態について図１から図６を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向である。

図４及び図６に示すように、本発明の実施形態に係る車両用過給機（過給機の一例）１は、エンジン（図示省略）からの排気ガスのエネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）するものである。そして、車両用過給機１の具体的な構成等は、以下のようになる。

車両用過給機１は、ベアリングハウジング３を具備しており、ベアリングハウジング３内には、一対のラジアルベアリング５及び一対のスラストベアリング７が設けられている。また、複数のベアリング５，７には、左右方向へ延びたロータ軸（タービン軸）９が回転可能に設けられており、換言すれば、ベアリングハウジング３には、ロータ軸９が複数のベアリング５，７を介して回転可能に設けられている。

ベアリングハウジング３の右側には、コンプレッサハウジング１１が設けられている。また、コンプレッサハウジング１１内には、遠心力を利用して空気を圧縮するコンプレッサインペラ１３が回転可能に設けられており、このコンプレッサインペラ１３は、ロータ軸９の右端部に同心上に一体的に連結されている。

コンプレッサハウジング１１におけるコンプレッサインペラ１３の入口側（空気の流れ方向の上流側）には、空気を導入するための空気導入口（空気導入通路）１５が形成されており、この空気導入口１５は、空気を浄化するエアクリーナー（図示省略）に接続可能である。また、ベアリングハウジング３とコンプレッサハウジング１１との間におけるコンプレッサインペラ１３の出口側（空気の流れ方向の下流側）には、圧縮された空気を昇圧する環状のディフューザ流路１７が形成されている。更に、コンプレッサハウジング１１の内部には、渦巻き状のコンプレッサスクロール流路１９がコンプレッサインペラ１３を囲むように形成されており、このコンプレッサスクロール流路１９は、ディフューザ流路１７に連通してある。そして、コンプレッサハウジング１１の外壁の適宜位置には、圧縮された空気を排出するための空気排出口（空気排出通路）２１が形成されており、この空気排出口２１は、コンプレッサスクロール流路１９に連通しており、エンジンの給気マニホールド（図示省略）に接続可能である。

ベアリングハウジング３の左側には、タービンハウジング２３が設けられている。また、タービンハウジング２３内には、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させるタービンインペラ２５が回転可能に設けられており、このタービンインペラ２５は、ロータ軸９の左端部に同心上に一体的に連結されている。

図４から図６に示すように、タービンハウジング２３の外壁の適宜位置には、排気ガスを導入するためのガス導入口（ガス導入通路）２７が形成されており、このガス導入口２７は、エンジンの排気マニホールド（図示省略）に接続可能である。また、タービンハウジング２３の内部におけるタービンインペラ２５の入口側（排気ガスの流れ方向の上流側）には、渦巻き状のタービンスクロール流路２９が形成されている。そして、タービンハウジング２３におけるタービンインペラ２５の出口側（排気ガスの流れ方向の下流側）には、排気ガスを排出するためのガス排出口（ガス排出通路）３１が形成されており、このガス排出口３１は、排気ガスを浄化する触媒（図示省略）に接続管（図示省略）等を介して接続可能である。

図４及び図５に示すように、タービンハウジング２３の内部には、ガス導入口２７から導入した排気ガスの一部をタービンインペラ２５をバイパスさせてガス排出口３１側へ導出するためバイパス通路３３が形成されている。ここで、バイパス通路３３は、タービンインペラ２５側へ供給される排気ガスの流量を可変とするためのガス流量可変通路の１つであって、特開２０１３−１８５５５２号公報に示す公知のバイパス通路と同様の構成を有している。

タービンハウジング２３の適宜位置には、バイパス通路３３の開口部を開閉する流量可変バルブ機構の１つとしてのウェイストゲートバルブ３５が設けられている。そして、ウェイストゲートバルブ３５の具体的な構成は、次のようになる。

即ち、タービンハウジング２３の外壁に貫通形成した支持穴３７には、ステム（回転軸）３９がブッシュ４１を介して正逆方向へ回転可能に設けられており、このステム３９の基端部（一端部）は、タービンハウジング２３の外側へ突出してある。また、ステム３９の先端部（他端部）には、取付部材（取付板）４３の基端部が隅肉溶接によって一体的に連結されており、この取付部材４３の先端部には、二面幅形状又は円形状の取付穴（図示省略）が貫通形成されている。なお、取付部材４３の基端部が隅肉溶接の代わりにＴＩＧ溶接、レーザビーム溶接、又はかしめ等によってステム３９の先端部に一体的に連結されても構わない。

取付部材４３の取付穴には、バルブ４５が嵌合して設けられており、このバルブ４５は、取付部材４３に対するガタ（傾動及び微動含む）が許容されている。また、バルブ４５は、バイパス通路３３の開口部側のバルブシート（周縁部）に当接離隔可能なバルブ本体４７、及びバルブ本体４７の中央部に一体形成されかつ取付部材４３の取付穴に嵌合したバルブ軸４９を備えている。ここで、取付部材４３に対するバルブ４５のガタが許容されることによって、バイパス通路３３の開口部側のバルブシートに対するバルブ本体４７の追従性（密着性）を確保している。更に、バルブ軸４９の先端部には、環状の止め金（座金）５１が隅肉溶接によって一体的に設けられている。なお、止め金５１が隅肉溶接の代わりにＴＩＧ溶接、レーザビーム溶接、又はかしめ等によってバルブ軸４９の先端部に一体的に連結されても構わない。

ここで、バルブ軸４９がバルブ本体４７の中央部に一体形成されかつ止め金５１がバルブ軸４９の先端部に隅肉溶接等によって一体的に設けられる代わりに、バルブ軸４９がバルブ本体４７の中央部にかしめによって一体的に設けられかつ止め金５１がバルブ軸４９の先端部に一体形成されても構わない。なお、バルブ軸４９がかしめの代わりに隅肉溶接、ＴＩＧ溶接、又はレーザビーム溶接によってバルブ本体４７の中央部に一体的に設けられても構わない。

ステム３９の基端部には、リンク部材（リンク板）５３の基端部（一端部）が隅肉溶接によって一体的に連結されている。ここで、リンク部材５３をステム３９の軸心周りに正逆方向へ揺動させることによって、バルブ４５がステム３９及び取付部材４３を介して正逆方向（開閉方向）へ揺動するようになっている。なお、リンク部材５３の基端部が隅肉溶接の代わりにＴＩＧ溶接、レーザビーム溶接、又はかしめ等によってステム３９の基端部に一体的に連結されても構わない。

図４及び図５に示すように、コンプレッサハウジング１１の外壁には、ウェイストゲートバルブ３５を作動させるためのダイヤフラム式アクチュエータ５５がブラケット５７を介して設けられている。そして、ダイヤフラム式アクチュエータ５５の具体的な構成は、以下のようになる。

即ち、図１、図２、及び図４に示すように、ダイヤフラム式アクチュエータ５５は、コンプレッサハウジング１１の外壁にブラケット５７を介して設けられた筒状のアクチュエータ本体５９を備えおり、このアクチュエータ本体５９は、第１アクチュエータカップ６１と第２アクチュエータカップ６３を接合してなるものである。なお、アクチュエータ本体５９がコンプレッサハウジング１１の外壁に設けられる代わりに、ベアリングハウジング３又はタービンハウジング２３の外壁等の車両用過給機１の適宜箇所に設けられても構わない。

アクチュエータ本体５９は、内側（内部）に、第１アクチュエータ室６５及び第２アクチュエータ室６７をアクチュエータ軸方向（アクチュエータ本体５９の軸方向）に沿って有している。ここで、本発明の実施形態にあっては、第１アクチュエータ室６５は、大気に連通した大気室であって、第２アクチュエータ室６７は、負圧の圧力源としての負圧ポンプ６９から負圧を印加可能（供給可能）な圧力室でかつ低圧側のアクチュエータ室である。また、第２アクチュエータ室６７は、配管経路（経路）７１を介して負圧ポンプ６９に接続されている。更に、第２アクチュエータ室６７に印加する負圧は、配管経路７１の途中に配設された圧力制御弁としてのＥＶＲＶ（エレクトリック・バキューム・レギュレーティング・バルブ）７３をＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）７５によって制御することにより調節可能になっている。なお、ＥＶＲＶ７３に代えて、ＤＳＶ（デューティ・ソレノイド・バルブ）等の別の圧力制御弁を用いても構わない。

アクチュエータ本体５９内には、ダイヤフラム７７が第１アクチュエータ室６５と第２アクチュエータ室６７を区画するように設けられており、このダイヤフラム７７の周縁部は、第１アクチュエータカップ６１と第２アクチュエータカップ６３により挟持されている。また、ダイヤフラム７７の中央部は、アクチュエータ軸方向へ変位可能（移動可能）になっている。そして、ダイヤフラム７７の第１アクチュエータ室６５側の面には、カップ状の第１リテーナ７９が設けられており、ダイヤフラム７７の第２アクチュエータ室６７側の面には、カップ状の第２リテーナ８１が設けられている。また、第２アクチュエータ室６７内における第２リテーナ８１と第２アクチュエータカップ６３の内壁面との間には、ダイヤフラム７７を第１アクチュエータ室６５側（換言すれば、第２アクチュエータ室６７に印加される負圧に抗する方向）へ付勢する復帰スプリング（コイルスプリング）８３が設けられている。

アクチュエータ本体５９には、作動ロッド８５がブッシュ８７を介してアクチュエータ軸方向へ移動可能に設けられており、この作動ロッド８５は、アクチュエータ本体５９から外側へ突出してある。また、作動ロッド８５の基端部は、ダイヤフラム７７の中央部に一体的に連結されており、作動ロッド８５の先端部は、リンク部材５３の先端部に連結ピン８９を介して回転可能（揺動可能）に連結されている。

第２アクチュエータ室６７内における第２リテーナ８１と復帰スプリング８３との間には、座金９１が設けられている。そして、第２アクチュエータ室６７内における第２リテーナ８１と座金９１との間には、作動ロッド８５の振動（作動ロッド８５及びダイヤフラム７７の振動）を吸収（ダンピング）する環状の防振シート９３が設けられている。換言すれば、第２アクチュエータ室６７内におけるダイヤフラム７７と復帰スプリング８３との間には、防振シート９３が第２リテーナ８１及び座金９１を介して設けられている。また、防振シート９３は、シリコンゴム、クロロプレンゴム等の耐熱性のゴム（弾性体の一例）からなるものであって、第２リテーナ８１の内側に座金９１と共に収容されている。なお、座金９１が第２リテーナ８１の内側に収容されていなくても構わない。座金９１と防振シート９３を一体化したり、座金９１をダイヤフラム式アクチュエータ５５の構成から省略したりしても構わない。

第２アクチュエータ室６７内におけるダイヤフラム７７と復帰スプリング８３との間に、防振シート９３が設けられる代わりに、或いは防振シート９３が設けられる他に、次のような構成を採っても構わない。

即ち、図３（ａ）（ｂ）に示すように、第２アクチュエータ室６７内における復帰スプリング８３と第２アクチュエータカップ６３の内壁面の間には、座金９５が設けられている。また、第２アクチュエータ室６７内における座金９５と第２アクチュエータカップ６３の内壁面の間には、作動ロッド８５の振動を復帰スプリング８３を介して吸収する環状の防振シート９７が設けられている。換言すれば、第２アクチュエータ室６７内における復帰スプリング８３と第２アクチュエータカップ６３の内壁面との間には、防振シート９７が座金９５を介して設けられている。また、防振シート９７は、シリコンゴム、クロロプレンゴム等の耐熱性のゴム（弾性体の一例）からなるものであって、第２アクチュエータカップ６３の内壁面に設けられた環状の収容部９９に座金９５と共に収容されている。なお、座金９５が収容部９９の内側に収容されていなくても構わない。座金９５と防振シート９７を一体化したり、座金９５又は収容部９９をダイヤフラム式アクチュエータ５５の構成から省略したりしても構わない。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

ガス導入口２７から導入した排気ガスがタービンスクロール流路２９を経由してタービンインペラ２５の入口側から出口側へ流通することにより、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させて、ロータ軸９及びコンプレッサインペラ１３をタービンインペラ２５と一体的に回転させることができる。これにより、空気導入口１５から導入した空気を圧縮して、ディフューザ流路１７及びコンプレッサスクロール流路１９を経由して空気排出口２１から排出することができ、エンジンに供給される空気を過給することができる。

車両用過給機１の運転中に、過給圧（空気排出口２１の圧力）が設定圧に達して、負圧ポンプ６９からの負圧の印加状態が解除されると、復帰スプリング８３の付勢力によってダイヤフラム７７の中央部がアクチュエータ軸方向の一方側（左方向）へ変位する。すると、作動ロッド８５がアクチュエータ軸方向の一方側へ移動して、リンク部材５３を正方向（図１及び図４において時計回り方向）へ揺動させることができる。これにより、バルブ４５がステム３９及び取付部材４３を介して正方向（開方向）へ揺動して、バイパス通路３３の開口部を開くことができる。これにより、ガス導入口２７から導入した排気ガスの一部をタービンインペラ２５をバイパスさせて、タービンインペラ２５側へ供給される排気ガスの流量を減少させることができる。

また、バイパス通路３３の開口部を開いた後に、過給圧が設定圧未満になって、負圧ポンプ６９から第２アクチュエータ室６７に負圧が印加されると、ダイヤフラム７７の中央部が復帰スプリング８３の付勢力に抗してアクチュエータ軸方向の他方側（右方向）へ変位する。すると、作動ロッド８５がアクチュエータ軸方向の他方側へ移動して、リンク部材５３を逆方向（図１及び図４において反時計回り方向）へ揺動させる。これにより、バルブ４５がステム３９及び取付部材４３を介して逆方向（閉方向）へ揺動して、バイパス通路３３の開口部を閉じることができる。これにより、バイパス通路３３内の排気ガスの流れを遮断して、タービンインペラ２５側へ供給される排気ガスの流量を増加させることができる。

更に、過給圧が設定圧未満である場合に、ＥＶＲＶ７３を制御して第２アクチュエータ室６７に印加する負圧を調節することにより、ダイヤフラム７７の中央部がアクチュエータ軸方向へ適宜に変位する。すると、作動ロッド８５がアクチュエータ軸方向へ移動して、リンク部材５３を正逆方向へ適宜に揺動させることができる。これにより、バルブ４５の開度を連続的又は断続的に調節することができ、エンジンの運転状況に応じて、タービンインペラ２５側へ供給される排気ガスの流量を可変（調節）することができる。

そして、図１、図２、及び図３（ｂ）に示すように、第２アクチュエータ室６７内におけるダイヤフラム７７と復帰スプリング８３との間に耐熱性のゴム等の弾性体からなる防振シート９３が設けられているため、車両用過給機１の運転中に、負圧ポンプ６９側からの脈動（脈動圧力）及びエンジン側からの排気ガスの脈動（脈動圧力）が発生しても、防振シート９３によって前記脈動による作動ロッド８５の振動を吸収（ダンピング）することができる。又は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、第２アクチュエータ室６７内における復帰スプリング８３と第２アクチュエータカップ６３の内壁面との間に耐熱性のゴム等の弾性体からなる防振シート９７が設けられているため、車両用過給機１の運転中に、防振シート９７によって前記脈動による作動ロッド８５の振動を吸収することができる。これにより、車両用過給機１の運転中におけるバルブ４５の振動を抑えることができる。

特に、図３（ｂ）に示すように、第２アクチュエータ室６７内におけるダイヤフラム７７と復帰スプリング８３との間、及び第２アクチュエータ室６７内における復帰スプリング８３と第２アクチュエータカップ６３の内壁面との間に防振シート９３，９７がそれぞれ設けられている場合には、車両用過給機１の運転中に、防振シート９３，９７によって前記脈動による作動ロッド８５の振動を効果的に吸収して、バルブ４５の振動をより十分に抑えることができる。

また、第２リテーナ８１と復帰スプリング８３との間に座金９１が設けられているため、復帰スプリング８３の付勢力によって防振シート９３に働く面圧を低下させて、防振シート９３の劣化（へたり）を抑えることができる。同様に、防振シート９７をダイヤフラム式アクチュエータ５５に用いた場合にも、復帰スプリング８３と第２アクチュエータカップ６３の内壁面の間に座金９５が設けられているため、復帰スプリング８３の付勢力によって防振シート９７に働く面圧を低下させて、防振シート９７の劣化（へたり）を抑えることができる。

以上の如く、本発明の実施形態によれば、車両用過給機１の運転中におけるバルブ４５の振動を抑えることができるため、ウェイストゲートバルブ３５からのチャタリング音を低減して、ウェイストゲートバルブ３５の静音性を向上させることができる。

また、防振シート９３の劣化を抑えると共に、防振シート９７をダイヤフラム式アクチュエータ５５に用いた場合にも、防振シート９７の劣化を抑えることができるため、ダイヤフラム式アクチュエータ５５の耐久性を向上させることができる。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態について図７から図９（ａ）（ｂ）を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向である。

図７及び図８に示すように、本発明の他の実施形態に係るダイヤフラム式アクチュエータ１０１は、本発明の実施形態に係るダイヤフラム式アクチュエータ５５（図１参照）と同様に、ウェイストゲートバルブ３５（図５参照）を作動させるためのアクチュエータである。また、ダイヤフラム式アクチュエータ１０１は、ダイヤフラム式アクチュエータ５５と同様の構成を有しており、ダイヤフラム式アクチュエータ１０１の構成のうち、ダイヤフラム式アクチュエータ５５の構成と異なる部分についてのみ説明する。なお、ダイヤフラム式アクチュエータ１０１における複数の構成要素のうち、ダイヤフラム式アクチュエータ５５と対応するものについては、図面中に同一符号を付してある。

本発明の他の実施形態においては、第２アクチュエータ室６７は、負圧の圧力源としての負圧ポンプ６９（図２参照）から負圧を印加可能な圧力室ではなく、正圧の圧力源としての空気排出口２１から正圧を印加可能な圧力室になっており、大気室である第１アクチュエータ室６５は、低圧側のアクチュエータ室になっている。また、第２アクチュエータ室６７は、配管経路（経路）１０３を介して空気排出口２１に接続されており、第２アクチュエータ室６７に印加する正圧は、配管経路１０３の途中に配設されかつ連絡用の配管経路１０５を介して空気導入口１５に接続されたＤＳＶ１０７をＥＣＵ７５によって制御することにより調節可能になっている。なお、ＤＳＶ１０７に代えて、ＥＶＲＶを用いても構わない。

第２アクチュエータ室６７内に復帰スプリング８３（図２参照）が設けられる代わりに、第１アクチュエータ室６５内における第１アクチュエータカップ６１の内壁面と第１リテーナ７９との間には、ダイヤフラム７７を第２アクチュエータ室６７側（換言すれば、第２アクチュエータ室６７に印加される正圧に抗する方向）へ付勢する復帰スプリング１０９が設けられている。ここで、車両用過給機１の運転中に、過給圧が設定圧に達して、空気排出口２１から正圧が印加されると、ダイヤフラム７７の中央部が復帰スプリング１０９の付勢力に抗してアクチュエータ軸方向の一方側（左方向）へ変位することになる。また、過給圧が設定圧未満になって、空気排出口２１からの印加状態が解除されると、復帰スプリング１０９の付勢力によってダイヤフラム７７の中央部がアクチュエータ軸方向の他方側（右方向）へ変位することになる。

第２アクチュエータ室６７内に防振シート９３等（図２参照）が設けられる代わりに、次のような構成を採っている。

即ち、第１アクチュエータ室６５内における第１リテーナ７９と復帰スプリング１０９との間には、座金１１１が作動ロッド８５を貫通させた状態で設けられている。そして、第１アクチュエータ室６５内における第１リテーナ７９と座金１１１との間には、作動ロッド８５の振動（作動ロッド８５及びダイヤフラム７７の振動）を吸収する環状の防振シート１１３が作動ロッド８５を貫通させた状態で設けられている。換言すれば、第１アクチュエータ室６５内におけるダイヤフラム７７と復帰スプリング１０９との間には、防振シート１１３が第１リテーナ７９及び座金１１１を介して設けられている。また、防振シート１１３は、シリコンゴム、クロロプレンゴム等の耐熱性のゴム（弾性体の一例）からなるものであって、第１リテーナ７９の内側に座金１１１と共に収容されている。なお、座金１１１が第１リテーナ７９の内側に収容されていなくても構わない。座金１１１と防振シート１１３を一体化したり、座金１１１をダイヤフラム式アクチュエータ１０１の構成から省略したりしても構わない。

第１アクチュエータ室６５内におけるダイヤフラム７７と復帰スプリング１０９との間に、防振シート１１３が設けられる代わりに、或いは防振シート１１３が設けられる他に、次のような構成を採っても構わない。

即ち、図９（ａ）（ｂ）に示すように、第１アクチュエータ室６５内における復帰スプリング１０９と第１アクチュエータカップ６１の内壁面の間には、座金１１５が作動ロッド８５を貫通させた状態で設けられている。また、第１アクチュエータ室６５内における座金１１５と第１アクチュエータカップ６１の内壁面の間には、作動ロッド８５の振動を復帰スプリング１０９を介して吸収する環状の防振シート１１７が作動ロッド８５を貫通させた状態で設けられている。換言すれば、第１アクチュエータ室６５内における復帰スプリング１０９と第１アクチュエータカップ６１の内壁面との間には、防振シート１１７が座金１１５を介して設けられている。また、防振シート１１７は、シリコンゴム、クロロプレンゴム等の耐熱性のゴム（弾性体の一例）からなるものであって、第１アクチュエータカップ６１の内壁面に設けられた環状の収容部１１９に座金１１５と共に収容されている。なお、座金１１５が収容部１１９の内側に収容されていなくても構わない。座金１１５と防振シート１１７を一体化したり、座金１１５又は収容部１１９をダイヤフラム式アクチュエータ１０１の構成から省略したりしても構わない。

従って、車両用過給機１の運転中に、空気排出口２１側からの脈動（脈動圧力）及びエンジン側からの排気ガスの脈動（脈動圧力）が発生しても、防振シート１１３等によって前記脈動による作動ロッド８５の振動を吸収することができる。よって、本発明の他の実施形態においても、前述の本発明の実施形態と同様の効果を奏するものである。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、次のように種々の態様で実施可能である。

即ち、例えば、タービンハウジング２３の適宜位置にバイパス通路３３を開閉するウェイストゲートバルブ３５が設けられる代わりに、タービンハウジング２３のガス導入口２７に連通した状態で接続した排気マニホールド（図示省略）の適宜位置に、排気マニホールドに形成したバイパス通路（図示省略）の開口部を開閉するウェイストゲートバルブ（図示省略）が設けられても構わない。また、本発明の他の実施形態において、第１アクチュエータ室６５を大気室にする代わりに、負圧の圧力源（図示省略）から負圧を印加可能な別の圧力室にしても構わない。更に、防振シート９３，９７，１１３，１１７が耐熱性のゴムからなる代わりに、Ｍｇ系合金、Ｔｉ−Ｎｉ系合金、Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ｍｎ−Ｃｎ系合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ系合金等の制振合金（弾性体の一例）からなるようにしても構わない。また、制振合金からなる制振シート９３等を中空構造とし、制振シート９３等の内部に空気、油、ゴム等を充填又は介在させても構わない。

そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。

即ち、本願の流量可変バルブ機構は、前述のウェイストゲートバルブ３５に限定されるものでなく、例えば、実開昭６１−３３９２３号公報及び特開２００１−２６３０７８号公報等に示すように、タービンハウジング（図示省略）内に形成された複数のタービンスクロール流路（図示省略）のうちのいずれかのタービンスクロール流路に対して排気ガスの供給状態と供給停止状態とを切り替える切替バルブ機構（図示省略）にも適用可能である。また、本願の流量可変バルブ機構は、例えば、特開２０１０−２０９６８８号公報、特開２０１１−１０６３５８号公報等に示すように、複数段のタービンハウジング（図示省略）のうちいずれかの段のタービンハウジングに対して排気ガスの供給状態と供給停止状態とを切り替える切替バルブ機構（図示省略）にも適用可能である。

１：車両用過給機、３：ベアリングハウジング、５：ラジアルベアリング、９：ロータ軸、１１：コンプレッサハウジング、１３：コンプレッサインペラ、１５：空気導入口、１９：コンプレッサスクロール流路、２１：空気排出口（正圧の圧力源）、２３：タービンハウジング、２５：タービンインペラ、２７：ガス導入口、２９：タービンスクロール流路、３１：ガス排出口、３３：バイパス通路（ガス流量可変通路）、３５：ウェイストゲートバルブ（流量可変バルブ機構）、３７：支持穴、３９：ステム、４１：ブッシュ、４３：取付部材、４５：バルブ、５３：リンク部材、５５：ダイヤフラム式アクチュエータ、５９：アクチュエータ本体、６１：第１アクチュエータカップ、６３：第２アクチュエータカップ、６５：第１アクチュエータ室、６７：第２アクチュエータ室、６９：負圧ポンプ（負圧の圧力源）、７７：ダイヤフラム、７９：第１リテーナ、８１：第２リテーナ、８３：復帰スプリング、８５：作動ロッド、９１：座金、９３：防振シート、９５：座金、９７：防振シート、１０１：ダイヤフラム式アクチュエータ、１０９：復帰スプリング、１１１：座金、１１３：防振シート、１１５：座金、１１７：防振シート

Claims (3)

1. タービンハウジング又は前記タービンハウジングに連通した状態で接続した接続体の内部に、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流量を可変とするためのガス流量可変通路が形成された過給機に用いられ、
   前記タービンハウジング又は前記接続体の外壁に形成した支持穴に正逆方向へ回転可能に設けられたステムと、基端部が前記ステムに連結された取付部材と、前記取付部材の先端部に設けられかつ前記ガス流量可変通路の開口部側のバルブシートに当接離隔可能なバルブと、基端部が前記ステムの基端部に連結されたリンク部材とを備えた流量可変バルブ機構を作動させるダイヤフラム式アクチュエータにおいて、
   内側に第１アクチュエータ室及び第２アクチュエータ室を有し、前記第１アクチュエータ室及び前記第２アクチュエータ室のうち少なくともいずれかが圧力源から負圧又は正圧を印加可能な圧力室になる筒状のアクチュエータ本体と、
   前記アクチュエータ本体内に前記第１アクチュエータ室と前記第２アクチュエータ室に区画するように設けられ、中央部がアクチュエータ軸方向へ変位可能なダイヤフラムと、
   前記第１アクチュエータ室及び前記第２アクチュエータ室のうちの低圧側のアクチュエータ室内に設けられ、前記圧力室に印加される負圧又は正圧に抗する方向へ前記ダイヤフラムを付勢する復帰スプリングと、
   前記ダイヤフラムの前記低圧側のアクチュエータ室側の面に設けられたリテーナと、
   基端部が前記ダイヤフラムの中央部に連結され、先端部が前記リンク部材の先端部に回転可能に連結された作動ロッドと、
   前記リテーナと前記復帰スプリングとの間又は前記復帰スプリングと前記アクチュエータ本体の内壁面との間の少なくともいずれかに設けられた座金と、
   前記リテーナと前記座金との間又は前記座金と前記アクチュエータ本体の内壁面との間の少なくともいずれかに設けられ、弾性体からなり、前記作動ロッドの振動を吸収する防振シートと、を具備した、ダイヤフラム式アクチュエータ。
2. 前記座金は、前記リテーナと前記復帰スプリングとの間及び前記復帰スプリングと前記アクチュエータ本体の内壁面との間にそれぞれ設けられ、前記防振シートは、前記リテーナと前記座金との間及び前記座金と前記アクチュエータ本体の内壁面との間にそれぞれ設けられている、請求項１に記載のダイヤフラム式アクチュエータ。
3. エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジンに供給される空気を過給する過給機において、
   請求項１又は請求項２に記載のダイヤフラム式アクチュエータを具備した、過給機。

Images