JP6751685B2 - 排気バイパス装置及び過給機 - Google Patents

Description

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

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

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

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

特開２０１３−００２２９６号公報

上述した特許文献１に記載されたウェイストゲート弁の駆動機構は、ウェイストゲート弁に接続されるシャフトと、シャフトに固定されたリンク板と、リンク板に固定された固定部とアクチュエータのロッドに回動可能に挿通された回動部とを有するリンクピンとを設け、リンクピンの回動部の外周にブッシュを回転可能に装着し、ブッシュの外周にロッドを回転可能に装着し、ブッシュの回転により摩耗を分散させるため、リンクピンとブッシュとの隙間と、ブッシュとロッドとの隙間との大きさを異ならせたものである。ところが、リンクピンとブッシュとロッドとの間にそれぞれ隙間が設けられていることから、組付け性が面倒なものとなり、ブッシュの脱落による組付け不良が発生するおそれがある。

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

上記の目的を達成するための本発明の排気バイパス装置は、駆動ロッドを軸方向に往復移動するアクチュエータと、ハウジングに回動自在に支持される支持軸と、一端部が前記駆動ロッドの先端部に回動自在に連結されて他端部が前記支持軸における軸方向の一端部に固定される連結リンクと、前記駆動ロッドの先端部と前記連結リンクの一端部のいずれか一方に設けられる連結軸が前記いずれか他方に設けられる連結孔に回動自在に連結される連結部と、前記連結部における前記連結軸と前記連結孔との間に配置されるブッシュと、前記支持軸における軸方向の他端部に連結されるウエストゲートバルブと、を備え、前記ブッシュは、外周面と前記連結孔の内周面との第１連結部と、内周面と前記連結軸の外周面との第２連結部のいずれか一方が隙間なく密着し、前記いずれか他方に予め設定された所定隙間が設定される、ことを特徴とするものである。

従って、エンジンの停止時、ブッシュは、外周面と内周面のいずれかが連結孔と連結軸のいずれか一方に隙間なく密着し、いずれか他方に所定隙間が設定されることから、エンジンが駆動すると、排気ガスの熱がアクチュエータから駆動ロッド及び連結リンクに伝達されて熱膨張する。このとき、ブッシュが熱膨張することで所定隙間が減少し、駆動ロッドと連結リンクが支持軸及びブッシュにより隙間なく連結されることとなる。そのため、アクチュエータの駆動ロッドを駆動すると、その駆動力が連結リンクに伝達され、連結リンクが支持軸を中心に回動し、ウエストゲートバルブを開閉する。このとき、駆動ロッドと連結リンクの回動時に連結軸の倒れが抑制され、排気脈動による連結リンクの振動が抑制される。その結果、ウエストゲートバルブの良好な作動を確保することができると共に、駆動ロッドと連結リンクとの摺動部における摩耗を低減し、また、組付け性を向上することで信頼性の向上を図ることができる。

本発明の排気バイパス装置では、前記第１連結部が隙間なく密着し、前記第２連結部に前記所定隙間が設定されると共に、前記ブッシュは、前記駆動ロッドより熱膨張率が高い材料により形成されることを特徴としている。

従って、ブッシュの内周面と連結軸の外周面との第２連結部に所定隙間を設定することで、ブッシュが熱膨張することで、容易にこの所定隙間を減少させることができる。

本発明の排気バイパス装置では、前記第２連結部が隙間なく密着し、前記第１連結部に前記所定隙間が設定されると共に、前記ブッシュは、前記駆動ロッドより熱膨張率が高い材料により形成されることを特徴としている。

従って、ブッシュの外周面と連結孔の内周面との第１連結部に所定隙間を設定することで、ブッシュは、加熱時に外側に熱膨張しやすいことから、容易に所定隙間を減少させることができる。

本発明の排気バイパス装置では、前記ブッシュは、周方向における少なくとも一部に軸方向に沿うスリットが設けられることを特徴としている。

従って、ブッシュにスリットが設けられていることから、ブッシュが熱膨張しやすくなり、熱応力の発生を抑制して容易に所定隙間を減少させることができる。

本発明の排気バイパス装置では、前記所定隙間は、前記ブッシュの熱膨張時に０以下になることを特徴としている。

従って、ブッシュの熱膨張時に所定隙間が０以下になることで、駆動ロッドとブッシュと連結リンクの径方向隙間をなくして振動による摩耗の発生を効果的に抑制することができる。

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

従って、エンジンの駆動時に、排気ガスの熱により駆動ロッド、連結リンク、ブッシュが熱膨張することで所定隙間が減少し、駆動ロッドと連結リンクが連結軸及びブッシュにより隙間なく連結されることとなる。そのため、駆動ロッドと連結リンクの回動時に連結軸の倒れが抑制され、排気脈動による連結リンクの振動が抑制される。その結果、ウエストゲートバルブの良好な作動を確保することができると共に、駆動ロッドと連結リンクとの摺動部における摩耗を低減し、また、組付け性を向上することで信頼性の向上を図ることができる。

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

図１は、第１実施形態の排気バイパス装置が適用されるエンジンを表す概略構成図である。 図２は、排気バイパス装置の全体構成を表す斜視図である。 図３は、排気バイパス装置における連結ロッドと連結リンクの連結状態を表す平面図である。 図４は、連結ロッドと連結リンクの連結状態を表す断面図である。 図５は、ブッシュの斜視図である。 図６は、ブッシュの変形例を表す斜視図である。 図７は、排気バイパス装置における連結ロッドと連結リンクの作動時の連結状態を表す平面図である。 図８は、連結ロッドと連結リンクの作動時の連結状態を表す断面図である。 図９は、第２実施形態の排気バイパス装置における連結ロッドと連結リンクの連結状態を表す平面図である。 図１０は、連結ロッドと連結リンクの連結状態を表す断面図である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

連結リンク３３は、所定厚さの板形状をなし、平面視が長円形状をなしている。連結リンク３３は、一端部に連結軸４５が一体に形成され、この連結軸４５が連結ロッド３２の連結リング部４４に嵌合し、互いに回動自在に連結されている。そして、連結軸４５は、連結リング部４４より軸方向に先端側に係止ピン（係止部材）４６が係止することで、連結リング部４４に対する連結軸４５の抜け止めがなされている。また、連結リンク３３は、他端部が支持軸３４における軸方向の一端部に溶接部（固定部）４７により固定されている。そして、ウエストゲートバルブ３６は、支持軸３４における軸方向の他端部に固定されている。そのため、連結リンク３３とウエストゲートバルブ３６は、支持軸３４を中心に回動することができる。

この場合、駆動ロッド４１と連結部４３と連結ロッド３２の長手方向（直線方向）と、支持軸３４の軸方向は、ほぼ直交する方向に配置されている。また、連結リンク３３における連結軸４５の軸方向と、支持軸３４の軸方向は、ほぼ平行となる方向に配置されている。

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

本実施形態の排気バイパス装置２８は、連結ロッド３２と連結リンク３３との間にブッシュが配置されており、連結ロッド３２との隙間及び連結リンク３３との隙間が所定量に設定されている。図３は、排気バイパス装置における連結ロッドと連結リンクの連結状態を表す平面図、図４は、連結ロッドと連結リンクの連結状態を表す断面図、図５は、ブッシュの斜視図、図６は、ブッシュの変形例を表す斜視図、図７は、排気バイパス装置における連結ロッドと連結リンクの作動時の連結状態を表す平面図、図８は、連結ロッドと連結リンクの作動時の連結状態を表す断面図である。

図３及び図４に示すように、連結ロッド３２は、ロッド本体５１の基端部が駆動ロッド４１の先端部に連結部４３（いずれも図２参照）を介して連結されており、先端部に連結リング部４４が設けられている。連結リング部４４は、円形の連結孔５２が形成されている。一方、連結軸４５は、円柱形状をなし、小径の固定部５３と大径の回動部５４が一体に設けられて構成されている。連結リンク３３は、一端部に形成された固定孔５５に連結軸４５の固定部５３が嵌合して溶接により一体に連結されている。

そして、連結ロッド３２と連結リンク３３は、両者の間にブッシュ６１が配置されている。ブッシュ６１は、図５に示すように、円板形状をなすフランジ部６２と、円筒形状をなす支持筒部６３とが一体に設けられて構成されており、中心部に円形状をなす取付孔６４が形成されている。このブッシュ６１は、取付孔６４に連結リング部４４における連結軸４５の回動部５４が配置され、支持筒部６３が連結ロッド３２における連結リング部４４の連結孔５２に配置されている。また、連結リンク３３に設けられた連結軸４５は、回動部５４の先端部に中心を径方向に貫通する貫通孔５６が形成されている。

係止ピン４６は、直線部４６ａと屈曲部４６ｂが設けられている。この係止ピン４６は、直線部４６ａが連結軸４５の貫通孔５６に貫通し、屈曲部４６ｂが連結軸４５の外周面に密着することで、連結軸４５に対して脱落自在に装着される。連結リンク３３の連結軸４５と連結リング部４４及びブッシュ６１とは、この係止ピン４６により取付孔６４からの回動部５４の抜け止めがなされている。

なお、ブッシュ６１は、上述の構成に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、ブッシュ６６は、円板形状をなすフランジ部６７と、円筒形状をなす支持筒部６８とが一体に設けられて構成されており、中心部に円形状をなす取付孔６９が形成されている。また、ブッシュ６６は、周方向における少なくとも一部に軸方向に沿うスリット７０が形成されている。このスリット７０は、フランジ部６７と支持筒部６８を連続して切断したものであり、ブッシュ７１が連結リング部４４の連結孔５２と連結軸４５の回動部５４との間に配置されたとき、スリット７０により周方向隙間が確保される。

排気バイパス装置２８は、前述したように、連結ロッド３２における連結リング部４４の連結孔５２と連結リンク３３における連結軸４５の回動部５４との間にブッシュ６１（６６）の支持筒部６３（６８）が配置されることで、連結ロッド３２の連結リング部４４と連結リンク３３の連結軸４５が回動自在に支持される。このとき、ブッシュ６１（６６）は、支持筒部６３（６８）の外周面と連結孔５２の内周面との間に第１連結部が形成され、支持筒部６３（６８）の内周面と回動部５４の外周面との間に第２連結部が形成される。そして、第１連結部は、両者が隙間なく密着し、第２連結部は、予め設定された所定隙間が設定される。

ブッシュ６１（６６）は、連結ロッド３２の連結リング部４４より熱膨張率（線膨張率）が高い材料により形成されている。具体的には、ブッシュ６１（６６）は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂材料により形成される。また、ブッシュ６１（６６）は、フッ素系樹脂材料に代えて、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂やＰＩ（ポリイミド）樹脂を適用してもよい。なお、連結ロッド３２の連結リング部４４と連結リンク３３と連結軸４５は、鉄系材料により形成されている。また、ブッシュ６１（６６）と連結ロッド３２（連結リング部４４）は、この材料に限定されるものではない。

この場合、ブッシュ６１（６６）の熱膨張率（線膨張率）は、３０．０〜１００．０×１０^-６／℃、連結ロッド３２（連結リング部４４）の膨張率は、１０．０〜１８．０×１０^−６／℃が望ましい。

そのため、ブッシュ６１（６６）は、支持筒部６３（６８）が連結ロッド３２における連結リング部４４の連結孔５２に圧入されることで、第１連結部を構成する支持筒部６３（６８）の外周面と連結孔５２の内周面が隙間なく密着する。また、ブッシュ６１（６６）は、取付孔６４（６９）に連結リンク３３における連結軸４５の回動部５４が隙間を空けて嵌入することで、第２連結部を構成する支持筒部６３（６８）の内周面と回動部５４との間に予め設定された所定隙間Ｓ１が設定される。

そして、連結ロッド３２と連結リンク３３とブッシュ６１（６６）の組付け時は、各部材が常温であることから、前述したように、ブッシュ６１（６６）は、支持筒部６３（６８）の外周面が連結リング部４４の連結孔５２の内周面に隙間なく密着するが、取付孔６４（６９）の内周面と連結軸４５の回動部５４の外周面との間に所定隙間Ｓ１が設定される。排気バイパス装置２８が作動すると、排気ガスの熱がウエストゲートバルブ３６、アクチュエータ３１、駆動ロッド４１、連結部４３、連結ロッド３２、連結リンク３３へと伝達され、この連結ロッド３２や連結リンク３３が加熱されて熱膨張する。すると、同時にブッシュ６１（６６）も加熱されて熱膨張する。このとき、ブッシュ６１（６６）は、外周面が熱膨張率（線膨張率）の低い連結リング部４４の連結孔５２の内周面に隙間なく密着していることから、外周面側への熱膨張が抑制される。すると、ブッシュ６１（６６）は、内周面側が連結軸４５の外周面側に向けて熱膨張する。そのため、ブッシュ６１（６６）と連結軸４５との間の所定隙間Ｓ１が減少する。

ここで、連結軸４５とブッシュ６１（６６）の熱膨張率（線膨張率）及び寸法の関係について説明する。ブッシュ６１（６６）の内径Ｄｂ１、ブッシュ６１（６６）の外径Ｄｂ２、連結軸４５の外径Ｄａ２、連結孔５２の内径Ｄｃ１、所定温度上昇後のブッシュ６１（６６）の内径変化量ΔＤｂ１、所定温度上昇後のブッシュ６１（６６）の外径変化量ΔＤｂ２、所定温度上昇後の連結軸４５の外径変化量ΔＤａ２、所定温度上昇後の連結孔５２の内径変化量ΔＤｃ１とする。また、ブッシュ６１（６６）の軸方向高さＨｂ、連結軸４５の回動部５４の軸方向高さＨａ、連結リンク３３の軸方向高さＨｃ、所定温度上昇後のブッシュ６１（６６）の軸方向高さ変化量ΔＨｂ、所定温度上昇後の連結軸４５の回動部５４の軸方向高さ変化量ΔＨｃと、所定温度上昇後の連結リンク３３の軸方向高さ変化量ΔＨｃする。

このとき、ブッシュ６１（６６）と連結軸４５と連結リンク３３の径方向及び軸方向の寸法関係は、下記数式（１）（２）（３）（４）を満たし、所定温度上昇後に所定隙間Ｓ１が無くなるように、所定隙間Ｓ１の寸法、ブッシュ６１（６６）と連結軸４５と連結リンク３３の材料選定を行う。
ΔＤｂ２−ΔＤｃ１＞Ｄｃ１−Ｄｂ２ ・・・（１）
ΔＤｃ１−ΔＤｂ１＞Ｄｂ１−Ｄｃ１ ・・・（２）
ΔＨｂ−ΔＨｃ＞Ｈｃ−Ｈｂ ・・・（３）
ΔＨｂ＞ΔＨｃ ・・・（４）

排気バイパス装置２８は、上述した構成により、エンジンの停止時、各部材が常温であることから、ブッシュ６１（６６）は、連結ロッド３２の連結リング部４４に隙間なく密着し、連結リンク３３の連結軸４５との間に所定隙間Ｓ１が設定されている。そして、エンジンが作動すると、排気ガスの熱が連結ロッド３２、連結リンク３３、ブッシュ６１（６６）に伝達されて熱膨張する。すると、図７及び図８に示すように、ブッシュ６１（６６）は、所定隙間Ｓ１が設定されている内周面側に向けて熱膨張する。このとき、連結ロッド３２も外周面側に熱膨張するが、ブッシュ６１（６６）より熱膨張率（線膨張率）が低いことから、ブッシュ６１（６６）における外周面側への熱膨張量が抑制される。その結果、ブッシュ６１（６６）は、内周面側に向けて熱膨しやすくなり、所定隙間Ｓ１が減少する。

すると、ブッシュ６１（６６）は、外周面が連結ロッド３２における連結リング部４４の連結孔５２に一体に嵌合し、内周面が連結リンク３３の連結軸４５の外周面に密着している。そのため、連結ロッド３２と連結リンク３３は、径方向に隙間がなく支持されることとなる。即ち、連結ロッド３２と連結リンク３３が相対的に回動するとき、連結ロッド３２と連結リンク３３は、ブッシュ６１と連結軸４５との第２連結部が摺動部となって回動することとなる。その結果、排気脈動によりウエストゲートバルブ３６（図２参照）が振動しようとしても、連結ロッド３２と連結リンク３３は、径方向に隙間なく支持されているために振動することが抑制され、連結ロッド３２と連結リンク３３との摺動部、また、支持軸３４と支持筒３５との摺動部における摩耗の発生が抑制される。

このように第１実施形態の排気バイパス装置にあっては、駆動ロッド４１を軸方向に往復移動するアクチュエータ３１と、ハウジングに回動自在に支持される支持軸３４と、一端部が駆動ロッド４１の先端部に回動自在に連結されて他端部が支持軸３４における軸方向の一端部に固定される連結リンク３３と、連結軸４５と連結孔５２との間に配置されるブッシュ６１（６６）と、支持軸３４における軸方向の他端部に連結されるウエストゲートバルブ３６とを設け、ブッシュ６１（６６）は、外周面が連結孔５２に隙間なく密着し、内周面が連結軸４５との間に所定隙間Ｓ１を設定している。

従って、エンジンの停止時、ブッシュ６１（６６）は、外周面が連結孔５２に隙間なく密着し、内周面と連結軸４５との間に所定隙間Ｓ１が設定されることから、エンジンが駆動すると、排気ガスの熱がアクチュエータ３１から駆動ロッド４１及び連結リンク３３に伝達されて熱膨張する。このとき、ブッシュ６１（６６）が熱膨張することで所定隙間Ｓ１が減少し、駆動ロッド４１と連結リンク３３が連結軸４５及びブッシュ６１（６６）により隙間なく連結されることとなる。そのため、アクチュエータ３１の駆動ロッド４１を駆動すると、その駆動力が連結リンク３３に伝達され、連結リンク３３が支持軸３４を中心に回動し、ウエストゲートバルブ３６を開閉する。このとき、連結ロッド３２と連結リンク３３の回動時に連結軸４５の倒れが抑制され、排気脈動による連結リンク３３の振動が抑制される。その結果、ウエストゲートバルブ３６の良好な作動を確保することができると共に、連結ロッド３２と連結リンク３３との摺動部における摩耗を低減し、信頼性の向上を図ることができる。また、ブッシュ６１（６６）は、連結ロッド３２の連結孔５２に圧入されることから、脱落を防止することができ、組付け性を向上することができる。

また、連結リンク３３とブッシュ６１（６６）と連結軸４５との間に隙間が多いと、作動時に衝撃力が大きくなり、摩耗が進行するおそれがある。また、鉄系材料に表面処理（浸炭処理）などを施していた場合、衝撃力によりはく離する可能性がある。更に、組み立ての際、落下するおそれがある。そして、組付け方向を変えることで、落下のリスクを低減できるが、組み立ての方向に制約を受け、自由度がなくなる。また、樹脂材により構成されるブッシュ６１（６６）と鉄系材料で構成される連結リンク３３や連結ロッド３２との間に大きな隙間があるため、熱伝導が悪くなり、樹脂材の温度が上がらずに熱膨張しないため、隙間がある状態で動くリスクがある。

第１実施形態の排気バイパス装置では、ブッシュ６１（６６）の外周面を連結孔５２に隙間なく密着させ、内周面と連結軸４５との間に所定隙間Ｓ１を設定すると共に、ブッシュ６１（６６）を連結ロッド３２より熱膨張率が高い材料により形成している。従って、ブッシュ６１（６６）が熱膨張することで、容易にこの所定隙間Ｓ１を減少させることができる。

第１実施形態の排気バイパス装置では、ブッシュ６６の周方向における少なくとも一部に軸方向に沿うスリット７０を設けている。従って、ブッシュ６６が熱膨張しやすくなり、熱応力の発生を抑制して容易に所定隙間Ｓ１を減少させることができる。

第１実施形態の排気バイパス装置では、所定隙間Ｓ１をブッシュ６１（６６）の熱膨張時に０以下になるように設定している。従って、連結ロッド３２とブッシュ６１（６６）と連結リンク３３の径方向隙間をなくして振動による摩耗の発生を効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態の過給機にあっては、コンプレッサ２４と、タービン２５と、コンプレッサ２４とタービン２５とを同軸上に連結する回転軸２６と、排気バイパス装置２８とを設けている。従って、エンジンの駆動時に、排気ガスの熱により連結ロッド３２、連結リンク３３、ブッシュ６１（６６）が熱膨張することで所定隙間Ｓ１が減少し、連結ロッド３２と連結リンク３３が連結軸４５及びブッシュ６１（６６）により隙間なく連結されることとなる。そのため、連結ロッド３２と連結リンク３３の回動時に連結軸４５の倒れが抑制され、排気脈動による連結リンク３３の振動が抑制される。その結果、ウエストゲートバルブ３６の良好な作動を確保することができると共に、連結ロッド３２と連結リンク３３との摺動部における摩耗を低減し、また、組付け性を向上することで信頼性の向上を図ることができる。

［第２実施形態］
図９は、第２実施形態の排気バイパス装置における連結ロッドと連結リンクの連結状態を表す平面図、図１０は、連結ロッドと連結リンクの連結状態を表す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態の排気バイパス装置において、図９及び図１０に示すように、連結ロッド３２は、先端部に連結リング部４４が設けられており、連結リング部４４は、連結孔５２が形成されている。一方、連結リンク３３は、一端部に形成された固定孔５５に連結軸４５の固定部５３が嵌合して溶接により一体に連結されている。そして、連結ロッド３２と連結リンク３３は、両者の間にブッシュ７１が配置されている。

ブッシュ７１は、円板形状をなすフランジ部７２と、円筒形状をなす支持筒部７３とが一体に設けられて構成されており、中心部に円形状をなす取付孔７４が形成されている。このブッシュ７１は、取付孔７４に連結リング部４４における連結軸４５の回動部５４が配置され、支持筒部７３が連結ロッド３２における連結リング部４４の連結孔５２に配置されている。そして、係止ピン４６は、直線部４６ａが連結軸４５の貫通孔５６に貫通し、屈曲部４６ｂが連結軸４５の外周面に密着することで、連結軸４５に対して脱落自在に装着される。

排気バイパス装置は、前述したように、連結ロッド３２における連結リング部４４の連結孔５２と連結リンク３３における連結軸４５の回動部５４との間にブッシュ７１の支持筒部７３が配置されることで、連結ロッド３２の連結リング部４４と連結リンク３３の連結軸４５が回動自在に支持される。このとき、ブッシュ７１は、支持筒部７３の外周面と連結孔５２の内周面との間に第１連結部が形成され、支持筒部７３の内周面と回動部５４の外周面との間に第２連結部が形成される。そして、第２連結部は、両者が隙間なく密着し、第１連結部は、予め設定された所定隙間Ｓ２が設定される。

ブッシュ７１は、連結ロッド３２の連結リング部４４より熱膨張率（線膨張率）が高い材料により形成されている。ここで、ブッシュ７１や連結ロッド３２の材質（材料）は、第１実施形態と同様であり、熱膨張率（線膨張率）も同様である。

そのため、ブッシュ７１は、取付孔７４に連結リンク３３における連結軸４５の回動部５４が圧入されることで、第２連結部を構成する支持筒部７３の内周面と連結軸４５の回動部５４の外周面が隙間なく密着する。また、ブッシュ７１は、支持筒部７３が連結ロッド３２における連結リング部４４の連結孔５２に隙間を空けて嵌入することで、第１連結部を構成する支持筒部７３の外周面と連結リング部４４の連結孔５２との間に予め設定された所定隙間Ｓ２が設定される。

そして、連結ロッド３２と連結リンク３３とブッシュ７１の組付け時は、各部材が常温であることから、前述したように、ブッシュ７１は、支持筒部７３の取付孔７４に連結軸４５の回動部５４が隙間なく密着するが、支持筒部７３の外周面と連結リング部４４の連結孔５２の内周面との間に所定隙間Ｓ２が設定される。排気バイパス装置２８が作動すると、排気ガスの熱がウエストゲートバルブ３６、アクチュエータ３１、駆動ロッド４１、連結部４３、連結ロッド３２、連結リンク３３へと伝達され、この連結ロッド３２や連結リンク３３が加熱されて熱膨張する。すると、同時にブッシュ７１も加熱されて熱膨張する。このとき、ブッシュ７１は、内周面が連結軸４５の外周面に隙間なく密着していることから、外周面側へ熱膨張する。そして、ブッシュ７１が外周面側へ熱膨張するとき、連結リング部４４も外周面側へ熱膨張する。しかし、連結リング部４４は、ブッシュ７１よりも熱膨張率（線膨張率）の低いことから、ブッシュ７１と連結リング部４４の連結孔５２との間の所定隙間Ｓ２が減少する。

すると、ブッシュ７１は、外周面が連結ロッド３２における連結リング部４４の連結孔５２に密着し、内周面が連結リンク３３の連結軸４５の外周面に一体に嵌合する。そのため、連結ロッド３２と連結リンク３３は、径方向に隙間がなく支持されることとなる。即ち、連結ロッド３２と連結リンク３３が相対的に回動するとき、連結ロッド３２と連結リンク３３は、ブッシュ７１と連結ロッド３２との第１連結部が摺動部となって回動することとなる。その結果、排気脈動によりウエストゲートバルブ３６（図２参照）が振動しようとしても、連結ロッド３２と連結リンク３３は、径方向に隙間なく支持されているために振動することが抑制され、連結ロッド３２と連結リンク３３との摺動部、また、支持軸３４と支持筒３５との摺動部における摩耗の発生が抑制される。

このように第２実施形態の排気バイパス装置にあっては、駆動ロッド４１を軸方向に往復移動するアクチュエータ３１と、ハウジングに回動自在に支持される支持軸３４と、一端部が駆動ロッド４１の先端部に回動自在に連結されて他端部が支持軸３４における軸方向の一端部に固定される連結リンク３３と、連結軸４５と連結孔５２との間に配置されるブッシュ７１と、支持軸３４における軸方向の他端部に連結されるウエストゲートバルブ３６とを設け、ブッシュ７１は、内周面が連結軸４５の外周面に隙間なく密着し、外周面と連結ロッド３２の連結孔５２との間に所定隙間Ｓ２を設定している。

従って、エンジンの停止時、ブッシュ７１は、内周面が連結軸４５に隙間なく密着し、内周面と連結孔５２との間に所定隙間Ｓ２が設定されることから、エンジンが駆動すると、排気ガスの熱がアクチュエータ３１から駆動ロッド４１及び連結リンク３３に伝達されて熱膨張する。このとき、ブッシュ７１が熱膨張することで所定隙間Ｓ２が減少し、駆動ロッド４１と連結リンク３３が連結軸４５及びブッシュ７１により隙間なく連結されることとなる。そのため、アクチュエータ３１の駆動ロッド４１を駆動すると、その駆動力が連結リンク３３に伝達され、連結リンク３３が支持軸３４を中心に回動し、ウエストゲートバルブ３６を開閉する。このとき、連結ロッド３２と連結リンク３３の回動時に連結軸４５の倒れが抑制され、排気脈動による連結リンク３３の振動が抑制される。その結果、ウエストゲートバルブ３６の良好な作動を確保することができると共に、連結ロッド３２と連結リンク３３との摺動部における摩耗を低減し、信頼性の向上を図ることができる。また、ブッシュ７１は、連結軸４５に圧入されることから、脱落を防止することができ、組付け性を向上することができる。

この場合、ブッシュ７１の内周面が連結軸４５の外周面に隙間なく密着し、外周面と連結ロッド３２の連結孔５２との間に所定隙間Ｓ２を設定し、ブッシュ７１を連結ロッド３２より熱膨張率が高い材料により形成している。従って、ブッシュ７１は、加熱時に外側に熱膨張しやすいことから、容易に所定隙間Ｓ２を減少させることができる。

なお、上述した実施形態では、ブッシュ６１，６６，７１を連結ロッド３２の連結孔５２の連結軸４５のいずれか一方に隙間なく密着させ、他方との間に所定隙間Ｓ１，Ｓ２を設定している。ブッシュ６１，６６，７１を連結ロッド３２の連結孔５２または連結軸４５に密着させる組付け方法は、圧入の他に溶接、キー連結などがある。また、ブッシュ６１，６６，７１と連結ロッド３２の連結孔５２または連結軸４５との間に所定隙間Ｓ１，Ｓ２を設定するということは、両者が摩擦抵抗がなく回動できる状態である。

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

１０ エンジン
１１ エンジン本体
１３ ピストン
１５ 燃焼室
２１ 吸気通路
２２ 排気通路
２３ 過給機
２４ コンプレッサ
２５ タービン
２６ 回転軸
２８ 排気バイパス装置
２９ バイパス通路
３０ 作動通路
３１ アクチュエータ
３２ 連結ロッド
３３ 連結リンク
３４ 支持軸
３５ 支持筒（ハウジング）
３６ ウエストゲートバルブ
４１ 駆動ロッド
４４ 連結リング部
４５ 連結軸
４６ 係止ピン（係止部材）
５２ 連結孔
５４ 回動部
６１，６６，７１ ブッシュ
６２，６７，７２ フランジ部
６３，６８，７３ 支持筒部
６４，６９，７４ 取付孔
７０ スリット

Claims (6)

1. 駆動ロッドを軸方向に往復移動するアクチュエータと、
   ハウジングに回動自在に支持される支持軸と、
   一端部が前記駆動ロッドの先端部に回動自在に連結されて他端部が前記支持軸における軸方向の一端部に固定される連結リンクと、
   前記駆動ロッドの先端部と前記連結リンクの一端部のいずれか一方に設けられる連結軸が前記いずれか他方に設けられる連結孔に回動自在に連結される連結部と、
   前記連結部における前記連結軸と前記連結孔との間に配置されるブッシュと、
   前記支持軸における軸方向の他端部に連結されるウエストゲートバルブと、
   を備え、
   前記ブッシュは、外周面と前記連結孔の内周面との第１連結部と、内周面と前記連結軸の外周面との第２連結部のいずれか一方が隙間なく密着し、前記いずれか他方に予め設定された所定隙間が設定される、
   ことを特徴とする排気バイパス装置。
2. 前記第１連結部が隙間なく密着し、前記第２連結部に前記所定隙間が設定されると共に、前記ブッシュは、前記駆動ロッドより熱膨張率が高い材料により形成されることを特徴とする請求項１に記載の排気バイパス装置。
3. 前記第２連結部が隙間なく密着し、前記第１連結部に前記所定隙間が設定されると共に、前記ブッシュは、前記駆動ロッドより熱膨張率が高い材料により形成されることを特徴とする請求項１に記載の排気バイパス装置。
4. 前記ブッシュは、周方向における少なくとも一部に軸方向に沿うスリットが設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の排気バイパス装置。
5. 前記所定隙間は、前記ブッシュの熱膨張時に０以下になることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排気バイパス装置。
6. コンプレッサと、
   タービンと、
   前記コンプレッサと前記タービンとを同軸上に連結する回転軸と、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の排気バイパス装置と、
   を備えることを特徴とする過給機。

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