ウェイストゲート筐体およびウェイストゲート
【課題】ターボチャージャによる過給エンジンに適用されるウェイストゲートにおいて、ウェイストゲート筐体を軽量化する。
【解決手段】ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２からなるウェイストゲート筐体２であって、ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２のうち少なくとも１つが、液晶ポリエステルから構成されている。ウェイストゲート筐体２を構成するロアーケーシング２１、アッパーケーシング２２の材料として液晶ポリエステルを採用したので、ウェイストゲート筐体２を軽量化することが可能となる。
【解決手段】ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２からなるウェイストゲート筐体２であって、ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２のうち少なくとも１つが、液晶ポリエステルから構成されている。ウェイストゲート筐体２を構成するロアーケーシング２１、アッパーケーシング２２の材料として液晶ポリエステルを採用したので、ウェイストゲート筐体２を軽量化することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャによる過給エンジンにおいて、タービンに付与される圧力を適正に抑える目的で、排気ガスの余剰分を分流させてタービンへの流入量を調節するために使用されるウェイストゲート（アクチュエータ）と、このウェイストゲートを構成する筐体、つまりウェイストゲート筐体とに関するものである。
【０００２】
ここで、ウェイストゲートは、内蔵型（ターボチャージャに内蔵されるタイプ）であると外付け型（ターボチャージャとは別に独立して設置されるタイプ）であるとを問わない。
【背景技術】
【０００３】
一般に、圧力式のウェイストゲートは、ウェイストゲート筐体の内部にダイアフラムを設置して作動圧室と大気開放室とを画定し、作動圧室の圧力と大気開放室の圧力（大気圧）との差圧を利用して作動ロッドを作動させる構造を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このウェイストゲート筐体の材料としては、従来、主に耐熱性を確保する観点から、鉄やステンレスなどの金属が採用されていた（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２１０７０７号公報（段落〔００１０〕〔００１１〕の欄、図１）
【特許文献２】特開平９−３０３１５３号公報（段落〔０００３〕〔００１８〕の欄）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、こうしたウェイストゲート筐体では、その材料が金属であるため、ウェイストゲート筐体が重くなり、その分だけウェイストゲート全体も重くなるという欠点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような事情に鑑み、ウェイストゲート筐体を軽量化することを第１の目的とする。また、ウェイストゲート筐体を備えたウェイストゲートを軽量化することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、１つ以上の部材からなるウェイストゲート筐体であって、前記部材のうち少なくとも１つが、液晶ポリエステルから構成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルが、下記式（１）で表される繰返し単位を有することを特徴としている。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ1 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルが、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有することを特徴としている。
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【００１１】
さらに、請求項４に記載の発明は、ウェイストゲートであって、請求項１乃至３のいずれかに記載のウェイストゲート筐体を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ウェイストゲート筐体を構成する部材の材料として液晶ポリエステルを採用したので、ウェイストゲート筐体を軽量化することが可能となる。
【００１３】
また、このようなウェイストゲート筐体を用いることにより、ウェイストゲートを軽量化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るウェイストゲートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１６】
図１には、本発明の実施の形態１を示す。
【００１７】
この実施の形態１に係るウェイストゲート１は、図１に示すように、ウェイストゲート筐体２を有しており、このウェイストゲート筐体２は、ロアーケーシング２１とアッパーケーシング２２とから構成されている。
【００１８】
ここで、ロアーケーシング２１は、図１に示すように、カップ状のロアーケーシング本体２１ａを有しており、ロアーケーシング本体２１ａには、ロアーケーシング２１を取付ベース４上に載置するための段付き部２１ｂが水平に形成されている。一方、アッパーケーシング２２は、カップ状のアッパーケーシング本体２２ａを有しており、アッパーケーシング本体２２ａには、吸気用チューブ３を嵌着するための円筒状の導管（ニップル）２２ｂが一体に形成されている。そして、ロアーケーシング２１の周縁部２１ｃとアッパーケーシング２２の周縁部２２ｃとが互いに溶着されて気密封止されることにより、ウェイストゲート筐体２が形成されている。
【００１９】
また、ウェイストゲート筐体２内には、図１に示すように、金属製のダイアフラム１０が、ウェイストゲート筐体２の内部空間を作動圧室１４と大気開放室１５とに上下に二分するように設置されている。このダイアフラム１０の周縁部１０ａは、ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２とともに溶着された形でウェイストゲート筐体２に固定されている。なお、ロアーケーシング２１のロアーケーシング本体２１ａには、通気孔（図示せず）が形成されており、この通気孔を通じて、ウェイストゲート筐体２の外部と大気開放室１５とが連通している。
【００２０】
このダイアフラム１０の中心部１０ｂには、図１に示すように、その上側（作動圧室１４側）にリテーナプレート１１が添設されているとともに、その下側（大気開放室１５側）にリテーナプレート１２が添設されている。一方、ロアーケーシング２１の底部２１ｄ上には、保持カップ５が載置されており、保持カップ５内には、ポリイミドからなる円筒状の軸ガイド７およびＯリング８が嵌着されている。そして、大気開放室１５にはコイルスプリング６が、ダイアフラム１０を常に上方へ弾性的に付勢するようにリテーナプレート１２と保持カップ５との間に縮設されている。
【００２１】
また、ウェイストゲート筐体２には、図１に示すように、金属からなる円柱状の作動ロッド９が、ロアーケーシング２１の底孔２１ｅを通ってウェイストゲート筐体２の内外を貫通する形で、矢印Ａ、Ｂ方向に進退自在に取り付けられている。作動ロッド９の後端部９ａは、ウェイストゲート筐体２の内部でダイアフラム１０およびリテーナプレート１１、１２に固定されている。作動ロッド９の先端部は、ウェイストゲート筐体２の外部でウェイストゲートバルブ１３に接続されている。
【００２２】
ここで、ウェイストゲート筐体２を構成するロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２は、いずれも液晶ポリエステルから構成されている。この液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示すポリエステルであり、４５０℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。なお、液晶ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよく、液晶ポリエステルエーテルであってもよく、液晶ポリエステルカーボネートであってもよく、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
【００２３】
この液晶ポリエステルの典型的な例としては、芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合（重縮合）させてなるもの、複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合させてなるもの、およびポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルと芳香族ヒドロキシカルボン酸とを重合させてなるものが挙げられる。ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部または全部に代えて、その重合可能な誘導体を用いてもよい。
【００２４】
芳香族ヒドロキシカルボン酸および芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基またはアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの（エステル）、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの（酸ハロゲン化物）、およびカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの（酸無水物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオールおよび芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。
【００２５】
液晶ポリエステルは、下記式（１）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（１）」という。）を有することが好ましく、繰返し単位（１）と、下記式（２）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（２）」という。）と、下記式（３）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（３）」という。）とを有することがより好ましい。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ1 、Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【００２６】
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基およびｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、通常１〜１０である。前記アリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基および２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、通常６〜２０である。前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ａｒ1 、Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基ごとに、それぞれ独立に、通常２個以下であり、好ましくは１個以下である。
【００２７】
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、ｎ−ブチリデン基および２−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は通常１〜１０である。
【００２８】
繰返し単位（１）は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（１）としては、Ａｒ1 がｐ−フェニレン基であるもの（ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位）、およびＡｒ1 が２，６−ナフチレン基であるもの（６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００２９】
繰返し単位（２）は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（２）としては、Ａｒ2 がｐ−フェニレン基であるもの（テレフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ2 がｍ−フェニレン基であるもの（イソフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ2 が２，６−ナフチレン基であるもの（２，６−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位）、およびＡｒ2 がジフェニルエーテル−４，４’−ジイル基であるもの（ジフェニルエーテル−４，４’−ジカルボン酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００３０】
繰返し単位（３）は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミンまたは芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位（３）としては、Ａｒ3 がｐ−フェニレン基であるもの（ヒドロキノン、ｐ−アミノフェノールまたはｐ−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位）、およびＡｒ3 が４，４’−ビフェニリレン基であるもの（４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４−アミノ−４’−ヒドロキシビフェニルまたは４，４’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位）が好ましい。
【００３１】
繰返し単位（１）の含有量は、全繰返し単位の合計含有量（液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量（モル）を求め、それらを合計した値）に対して、通常３０モル％以上、好ましくは３０〜８０モル％、より好ましくは４０〜７０モル％、さらに好ましくは４５〜６５モル％である。繰返し単位（２）の含有量は、全繰返し単位の合計含有量に対して、通常３５モル％以下、好ましくは１０〜３５モル％、より好ましくは１５〜３０モル％、さらに好ましくは１７．５〜２７．５モル％である。繰返し単位（３）の含有量は、全繰返し単位の合計含有量に対して、通常３５モル％以下、好ましくは１０〜３５モル％、より好ましくは１５〜３０モル％、さらに好ましくは１７．５〜２７．５モル％である。繰返し単位（１）の含有量が多いほど、溶融流動性や耐熱性や強度・剛性が向上しやすいが、あまり多いと、溶融温度や溶融粘度が高くなりやすく、成形に必要な温度が高くなりやすい。
【００３２】
繰返し単位（２）の含有量と繰返し単位（３）の含有量との割合は、［繰返し単位（２）の含有量］／［繰返し単位（３）の含有量］（モル／モル）で表して、通常０．９／１〜１／０．９、好ましくは０．９５／１〜１／０．９５、より好ましくは０．９８／１〜１／０．９８である。
【００３３】
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位を有してもよいが、その含有量は、全繰返し単位の合計含有量に対して、通常１０モル％以下、好ましくは５モル％以下である。
【００３４】
液晶ポリエステルは、繰返し単位（３）として、ＸおよびＹがそれぞれ酸素原子であるものを有すること、すなわち、所定の芳香族ジオールに由来する繰返し単位を有することが、溶融粘度が低くなりやすい点で好ましく、繰返し単位（３）として、ＸおよびＹがそれぞれ酸素原子であるもののみを有することが、より好ましい。
【００３５】
液晶ポリエステルは、それを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを操作性よく製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよい。この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモンなどの金属化合物や、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、１−メチルイミダゾールなどの含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
【００３６】
液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、通常２７０℃以上、好ましくは２７０〜４００℃、より好ましくは２８０〜３８０℃である。流動開始温度が高いほど、耐熱性や強度・剛性が向上しやすいが、あまり高いと、溶融温度や溶融粘度が高くなりやすく、その成形に必要な温度が高くなりやすい。
【００３７】
なお、流動開始温度は、フロー温度または流動温度とも呼ばれ、毛細管レオメーターを用いて、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の荷重下、４℃／分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、内径１ｍｍおよび長さ１０ｍｍのノズルから押し出すときに、４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポアズ）の粘度を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである（例えば、小出直之編「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」第９５〜１０５頁、（株）シーエムシー出版、１９８７年６月５日発行を参照）。
【００３８】
液晶ポリエステルは、これに充填材（フィラー）、添加剤、液晶ポリエステル以外の樹脂などの他の成分を１種以上配合して、液晶ポリエステル樹脂組成物として用いてもよい。
【００３９】
充填材は、繊維状充填材であってもよく、板状充填材であってもよく、繊維状および板状以外で、球状その他の粒状充填材であってもよい。また、充填材は、無機充填材であってもよく、有機充填材であってもよい。繊維状無機充填材の例としては、ガラス繊維；パン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維；シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維などのセラミック繊維；およびステンレス繊維などの金属繊維が挙げられる。また、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカーなどのウイスカーも挙げられる。繊維状有機充填材の例としては、ポリエステル繊維およびアラミド繊維が挙げられる。板状無機充填材の例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウムおよび炭酸カルシウムが挙げられる。マイカは、白雲母であってもよく、金雲母であってもよく、フッ素金雲母であってもよく、四ケイ素雲母であってもよい。粒状無機充填材の例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素および炭酸カルシウムが挙げられる。
【００４０】
なお、この充填材の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、通常０〜１００質量部である。ただし、熱膨張係数の増大を抑制する観点からは、液晶ポリエステル１００質量部に対して、３０質量部以上が好ましく、４０質量部以上がより好ましい。
【００４１】
添加剤の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤および着色剤が挙げられる。添加剤の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、通常０〜５質量部である。
【００４２】
液晶ポリエステル以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミドなどの液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂；およびフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。液晶ポリエステル以外の樹脂の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、通常０〜２０質量部である。
【００４３】
液晶ポリエステル樹脂組成物は、液晶ポリエステルおよび必要に応じて用いられる他の成分を押出機で溶融混練し、ペレット状に押し出すことにより調製することが好ましい。この押出機としては、シリンダーと、シリンダー内に配置された１本以上のスクリュウと、シリンダーに設けられた１箇所以上の供給口とを有するものが、好ましく用いられ、さらに、シリンダーに設けられた１箇所以上のベント部を有するものが、より好ましく用いられる。
【００４４】
液晶ポリエステルまたは液晶ポリエステル樹脂組成物を成形することにより、ウェイストゲート筐体２を得ることができる。このときの成形法としては、溶融成形法が好ましい。溶融成形法としては、射出成形法、Ｔダイ法やインフレーション法などの押出成形法、圧縮成形法、ブロー成形法、真空成形法およびプレス成形を例示することができるが、これらの中でも射出成形法が好ましい。
【００４５】
ウェイストゲート１は以上のような構成を有するので、ターボチャージャによる過給エンジンにこのウェイストゲート１を装着すれば、排気ガスの余剰分を分流させてタービンへの流入量を調節することにより、タービンに付与される圧力を適正に抑えることができる。
【００４６】
すなわち、タービン入口室の圧力が所定値を越えると、作動圧室１４の圧力と大気開放室１５の圧力（大気圧）との差圧がコイルスプリング６の弾性力より大きくなるため、ダイアフラム１０がリテーナプレート１１、１２とともに押し下げられる。これに連動して、作動ロッド９が軸ガイド７に案内されつつ下方（図１の矢印Ａ方向）に前進し、ウェイストゲートバルブ１３が開く。その結果、排気ガスの一部（余剰分）がタービン室の手前でバイパスし、タービンへの流入量が減少するため、タービンに付与される圧力が抑えられることになる。
【００４７】
逆に、タービン入口室の圧力が所定値未満になると、作動圧室１４の圧力と大気開放室１５の圧力（大気圧）との差圧がコイルスプリング６の弾性力より小さくなるため、ダイアフラム１０がリテーナプレート１１、１２とともに押し上げられる。これに連動して、作動ロッド９が軸ガイド７に案内されつつ上方（図１の矢印Ｂ方向）に後退し、ウェイストゲートバルブ１３が閉じる。その結果、排気ガスはすべてタービンへ流れ込み、過給エンジンのパワーが上昇することになる。
【００４８】
このように、ウェイストゲート１を構成するウェイストゲート筐体２は、ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２がともに液晶ポリエステルから構成されており、この液晶ポリエステルは、鉄やステンレスなどの金属に比べて比重が小さいので、ウェイストゲート筐体２を軽量化し、ひいてはウェイストゲート１全体を軽量化することができる。
【００４９】
しかも、液晶ポリエステルは、そもそも耐熱性に優れることに加えて、アッパーケーシング２２の一体成形によって導管２２ｂを長くすることが可能であることから、導管２２ｂに嵌着された吸気用チューブ３を発熱源（６００〜７００℃の高温になる排気ガス）から離した状態でウェイストゲート筐体２をウェイストゲートバルブ１３に近づけることができる。その結果、ウェイストゲートバルブ１３を開閉する作動ロッド９が短くなるため、ウェイストゲート１によるウェイストゲートバルブ１３の動作性能が向上する。したがって、ウェイストゲートバルブ１３は、作動時のレスポンスが良好になると同時に揺らぎが減少する。
【００５０】
また、液晶ポリエステルは、振動減衰性能に優れるため、ウェイストゲート筐体２に接続された部品（例えば、吸気用チューブ３、作動ロッド９など）の振動による劣化を抑制することができる。
【００５１】
また、液晶ポリエステルは、他の汎用樹脂に比べて熱膨張係数が小さいため、ウェイストゲート筐体２の周囲の気温が上昇しても、ロアーケーシング２１の底孔２１ｅと作動ロッド９との隙間が拡大して作動ロッド９が横ぶれする事態を回避することができる。
【００５２】
さらに、アッパーケーシング２２の導管２２ｂはアッパーケーシング本体２２ａに一体に形成されているため、ウェイストゲート筐体２の製造コストを安価に抑えることができる。
【００５３】
また、ウェイストゲート１の組立工程において、ダイアフラム１０は、超音波溶着やレーザー溶着により、ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２と一度に連結することが可能である。したがって、ウェイストゲート１の製造工程を簡略化し、その生産性を高めることができる。このとき、ロアーケーシング２１とアッパーケーシング２２との接合部に突起を設けて両者の接合面積を増大させることが好ましい。
【００５４】
なお、ウェイストゲート筐体２の厚さは特に限定されない。ただし、ウェイストゲート筐体２の軽量化および振動減衰の観点からは、８ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましい。また、ロアーケーシング２１とアッパーケーシング２２とのレーザー溶着の容易性の観点からは、５ｍｍ以下が好ましい。このとき、レーザーを吸収するカーボンなどの充填材を含まないことが望ましいのは言及するまでもない。
［発明のその他の実施の形態］
【００５５】
なお、上述した実施の形態１では、ウェイストゲート筐体２を構成する２つの部材、つまりロアーケーシング２１とアッパーケーシング２２の双方が液晶ポリエステルから構成されている場合について説明した。しかし、ロアーケーシング２１とアッパーケーシング２２のいずれか一方のみを液晶ポリエステルから構成するようにしても構わない。
【００５６】
また、上述した実施の形態１では、２つの部材（ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２）からなるウェイストゲート筐体２について説明したが、３つ以上の部材からなるウェイストゲート筐体２に本発明を同様に適用することも可能である。
【００５７】
また、上述した実施の形態１では、アッパーケーシング２２のアッパーケーシング本体２２ａに導管２２ｂが一体に形成されている場合について説明した。しかし、アッパーケーシング２２のアッパーケーシング本体２２ａとは別個に導管２２ｂを用意しておき、インサート成形などにより、アッパーケーシング本体２２ａに導管２２ｂを付設するようにしても構わない。
【００５８】
また、上述した実施の形態１では、ポリイミド製の軸ガイド７を備えたウェイストゲート１について説明したが、この軸ガイド７の材料としては、ポリイミドに限るわけではない。例えば、動摩擦係数が小さくて耐摩耗性に優れる液晶ポリエステルは、軸ガイド７の材料として好適に使用することができる。
【００５９】
さらに、上述した実施の形態１では、ウェイストゲート筐体２内の作動圧室１４の圧力と大気開放室１５の圧力との差圧を利用して作動ロッド９を作動させる圧力式のウェイストゲート１について説明した。しかし、ウェイストゲート筐体２を備えている限り、その他の方式（例えば、電動式など）のウェイストゲート１に本発明を同様に適用することも勿論できる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、ターボチャージャによる過給エンジンに適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１……ウェイストゲート
２……ウェイストゲート筐体
３……吸気用チューブ
４……取付ベース
５……保持カップ
６……コイルスプリング
７……軸ガイド
８……Ｏリング
９……作動ロッド
９ａ……後端部
１０……ダイアフラム
１０ａ……周縁部
１０ｂ……中心部
１１、１２……リテーナプレート
１３……ウェイストゲートバルブ
１４……作動圧室
１５……大気開放室
２１……ロアーケーシング（部材）
２１ａ……ロアーケーシング本体
２１ｂ……段付き部
２１ｃ……周縁部
２１ｄ……底部
２１ｅ……底孔
２２……アッパーケーシング（部材）
２２ａ……アッパーケーシング本体
２２ｂ……導管
２２ｃ……周縁部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャによる過給エンジンにおいて、タービンに付与される圧力を適正に抑える目的で、排気ガスの余剰分を分流させてタービンへの流入量を調節するために使用されるウェイストゲート（アクチュエータ）と、このウェイストゲートを構成する筐体、つまりウェイストゲート筐体とに関するものである。
【０００２】
ここで、ウェイストゲートは、内蔵型（ターボチャージャに内蔵されるタイプ）であると外付け型（ターボチャージャとは別に独立して設置されるタイプ）であるとを問わない。
【背景技術】
【０００３】
一般に、圧力式のウェイストゲートは、ウェイストゲート筐体の内部にダイアフラムを設置して作動圧室と大気開放室とを画定し、作動圧室の圧力と大気開放室の圧力（大気圧）との差圧を利用して作動ロッドを作動させる構造を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このウェイストゲート筐体の材料としては、従来、主に耐熱性を確保する観点から、鉄やステンレスなどの金属が採用されていた（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２１０７０７号公報（段落〔００１０〕〔００１１〕の欄、図１）
【特許文献２】特開平９−３０３１５３号公報（段落〔０００３〕〔００１８〕の欄）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、こうしたウェイストゲート筐体では、その材料が金属であるため、ウェイストゲート筐体が重くなり、その分だけウェイストゲート全体も重くなるという欠点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような事情に鑑み、ウェイストゲート筐体を軽量化することを第１の目的とする。また、ウェイストゲート筐体を備えたウェイストゲートを軽量化することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、１つ以上の部材からなるウェイストゲート筐体であって、前記部材のうち少なくとも１つが、液晶ポリエステルから構成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルが、下記式（１）で表される繰返し単位を有することを特徴としている。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ1 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルが、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有することを特徴としている。
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【００１１】
さらに、請求項４に記載の発明は、ウェイストゲートであって、請求項１乃至３のいずれかに記載のウェイストゲート筐体を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ウェイストゲート筐体を構成する部材の材料として液晶ポリエステルを採用したので、ウェイストゲート筐体を軽量化することが可能となる。
【００１３】
また、このようなウェイストゲート筐体を用いることにより、ウェイストゲートを軽量化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るウェイストゲートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１６】
図１には、本発明の実施の形態１を示す。
【００１７】
この実施の形態１に係るウェイストゲート１は、図１に示すように、ウェイストゲート筐体２を有しており、このウェイストゲート筐体２は、ロアーケーシング２１とアッパーケーシング２２とから構成されている。
【００１８】
ここで、ロアーケーシング２１は、図１に示すように、カップ状のロアーケーシング本体２１ａを有しており、ロアーケーシング本体２１ａには、ロアーケーシング２１を取付ベース４上に載置するための段付き部２１ｂが水平に形成されている。一方、アッパーケーシング２２は、カップ状のアッパーケーシング本体２２ａを有しており、アッパーケーシング本体２２ａには、吸気用チューブ３を嵌着するための円筒状の導管（ニップル）２２ｂが一体に形成されている。そして、ロアーケーシング２１の周縁部２１ｃとアッパーケーシング２２の周縁部２２ｃとが互いに溶着されて気密封止されることにより、ウェイストゲート筐体２が形成されている。
【００１９】
また、ウェイストゲート筐体２内には、図１に示すように、金属製のダイアフラム１０が、ウェイストゲート筐体２の内部空間を作動圧室１４と大気開放室１５とに上下に二分するように設置されている。このダイアフラム１０の周縁部１０ａは、ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２とともに溶着された形でウェイストゲート筐体２に固定されている。なお、ロアーケーシング２１のロアーケーシング本体２１ａには、通気孔（図示せず）が形成されており、この通気孔を通じて、ウェイストゲート筐体２の外部と大気開放室１５とが連通している。
【００２０】
このダイアフラム１０の中心部１０ｂには、図１に示すように、その上側（作動圧室１４側）にリテーナプレート１１が添設されているとともに、その下側（大気開放室１５側）にリテーナプレート１２が添設されている。一方、ロアーケーシング２１の底部２１ｄ上には、保持カップ５が載置されており、保持カップ５内には、ポリイミドからなる円筒状の軸ガイド７およびＯリング８が嵌着されている。そして、大気開放室１５にはコイルスプリング６が、ダイアフラム１０を常に上方へ弾性的に付勢するようにリテーナプレート１２と保持カップ５との間に縮設されている。
【００２１】
また、ウェイストゲート筐体２には、図１に示すように、金属からなる円柱状の作動ロッド９が、ロアーケーシング２１の底孔２１ｅを通ってウェイストゲート筐体２の内外を貫通する形で、矢印Ａ、Ｂ方向に進退自在に取り付けられている。作動ロッド９の後端部９ａは、ウェイストゲート筐体２の内部でダイアフラム１０およびリテーナプレート１１、１２に固定されている。作動ロッド９の先端部は、ウェイストゲート筐体２の外部でウェイストゲートバルブ１３に接続されている。
【００２２】
ここで、ウェイストゲート筐体２を構成するロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２は、いずれも液晶ポリエステルから構成されている。この液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示すポリエステルであり、４５０℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。なお、液晶ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよく、液晶ポリエステルエーテルであってもよく、液晶ポリエステルカーボネートであってもよく、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
【００２３】
この液晶ポリエステルの典型的な例としては、芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合（重縮合）させてなるもの、複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合させてなるもの、およびポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルと芳香族ヒドロキシカルボン酸とを重合させてなるものが挙げられる。ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部または全部に代えて、その重合可能な誘導体を用いてもよい。
【００２４】
芳香族ヒドロキシカルボン酸および芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基またはアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの（エステル）、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの（酸ハロゲン化物）、およびカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの（酸無水物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオールおよび芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。
【００２５】
液晶ポリエステルは、下記式（１）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（１）」という。）を有することが好ましく、繰返し単位（１）と、下記式（２）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（２）」という。）と、下記式（３）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（３）」という。）とを有することがより好ましい。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ1 、Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【００２６】
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基およびｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、通常１〜１０である。前記アリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基および２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、通常６〜２０である。前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ａｒ1 、Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基ごとに、それぞれ独立に、通常２個以下であり、好ましくは１個以下である。
【００２７】
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、ｎ−ブチリデン基および２−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は通常１〜１０である。
【００２８】
繰返し単位（１）は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（１）としては、Ａｒ1 がｐ−フェニレン基であるもの（ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位）、およびＡｒ1 が２，６−ナフチレン基であるもの（６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００２９】
繰返し単位（２）は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（２）としては、Ａｒ2 がｐ−フェニレン基であるもの（テレフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ2 がｍ−フェニレン基であるもの（イソフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ2 が２，６−ナフチレン基であるもの（２，６−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位）、およびＡｒ2 がジフェニルエーテル−４，４’−ジイル基であるもの（ジフェニルエーテル−４，４’−ジカルボン酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００３０】
繰返し単位（３）は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミンまたは芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位（３）としては、Ａｒ3 がｐ−フェニレン基であるもの（ヒドロキノン、ｐ−アミノフェノールまたはｐ−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位）、およびＡｒ3 が４，４’−ビフェニリレン基であるもの（４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４−アミノ−４’−ヒドロキシビフェニルまたは４，４’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位）が好ましい。
【００３１】
繰返し単位（１）の含有量は、全繰返し単位の合計含有量（液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量（モル）を求め、それらを合計した値）に対して、通常３０モル％以上、好ましくは３０〜８０モル％、より好ましくは４０〜７０モル％、さらに好ましくは４５〜６５モル％である。繰返し単位（２）の含有量は、全繰返し単位の合計含有量に対して、通常３５モル％以下、好ましくは１０〜３５モル％、より好ましくは１５〜３０モル％、さらに好ましくは１７．５〜２７．５モル％である。繰返し単位（３）の含有量は、全繰返し単位の合計含有量に対して、通常３５モル％以下、好ましくは１０〜３５モル％、より好ましくは１５〜３０モル％、さらに好ましくは１７．５〜２７．５モル％である。繰返し単位（１）の含有量が多いほど、溶融流動性や耐熱性や強度・剛性が向上しやすいが、あまり多いと、溶融温度や溶融粘度が高くなりやすく、成形に必要な温度が高くなりやすい。
【００３２】
繰返し単位（２）の含有量と繰返し単位（３）の含有量との割合は、［繰返し単位（２）の含有量］／［繰返し単位（３）の含有量］（モル／モル）で表して、通常０．９／１〜１／０．９、好ましくは０．９５／１〜１／０．９５、より好ましくは０．９８／１〜１／０．９８である。
【００３３】
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位を有してもよいが、その含有量は、全繰返し単位の合計含有量に対して、通常１０モル％以下、好ましくは５モル％以下である。
【００３４】
液晶ポリエステルは、繰返し単位（３）として、ＸおよびＹがそれぞれ酸素原子であるものを有すること、すなわち、所定の芳香族ジオールに由来する繰返し単位を有することが、溶融粘度が低くなりやすい点で好ましく、繰返し単位（３）として、ＸおよびＹがそれぞれ酸素原子であるもののみを有することが、より好ましい。
【００３５】
液晶ポリエステルは、それを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを操作性よく製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよい。この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモンなどの金属化合物や、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、１−メチルイミダゾールなどの含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
【００３６】
液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、通常２７０℃以上、好ましくは２７０〜４００℃、より好ましくは２８０〜３８０℃である。流動開始温度が高いほど、耐熱性や強度・剛性が向上しやすいが、あまり高いと、溶融温度や溶融粘度が高くなりやすく、その成形に必要な温度が高くなりやすい。
【００３７】
なお、流動開始温度は、フロー温度または流動温度とも呼ばれ、毛細管レオメーターを用いて、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の荷重下、４℃／分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、内径１ｍｍおよび長さ１０ｍｍのノズルから押し出すときに、４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポアズ）の粘度を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである（例えば、小出直之編「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」第９５〜１０５頁、（株）シーエムシー出版、１９８７年６月５日発行を参照）。
【００３８】
液晶ポリエステルは、これに充填材（フィラー）、添加剤、液晶ポリエステル以外の樹脂などの他の成分を１種以上配合して、液晶ポリエステル樹脂組成物として用いてもよい。
【００３９】
充填材は、繊維状充填材であってもよく、板状充填材であってもよく、繊維状および板状以外で、球状その他の粒状充填材であってもよい。また、充填材は、無機充填材であってもよく、有機充填材であってもよい。繊維状無機充填材の例としては、ガラス繊維；パン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維；シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維などのセラミック繊維；およびステンレス繊維などの金属繊維が挙げられる。また、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカーなどのウイスカーも挙げられる。繊維状有機充填材の例としては、ポリエステル繊維およびアラミド繊維が挙げられる。板状無機充填材の例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウムおよび炭酸カルシウムが挙げられる。マイカは、白雲母であってもよく、金雲母であってもよく、フッ素金雲母であってもよく、四ケイ素雲母であってもよい。粒状無機充填材の例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素および炭酸カルシウムが挙げられる。
【００４０】
なお、この充填材の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、通常０〜１００質量部である。ただし、熱膨張係数の増大を抑制する観点からは、液晶ポリエステル１００質量部に対して、３０質量部以上が好ましく、４０質量部以上がより好ましい。
【００４１】
添加剤の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤および着色剤が挙げられる。添加剤の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、通常０〜５質量部である。
【００４２】
液晶ポリエステル以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミドなどの液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂；およびフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。液晶ポリエステル以外の樹脂の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、通常０〜２０質量部である。
【００４３】
液晶ポリエステル樹脂組成物は、液晶ポリエステルおよび必要に応じて用いられる他の成分を押出機で溶融混練し、ペレット状に押し出すことにより調製することが好ましい。この押出機としては、シリンダーと、シリンダー内に配置された１本以上のスクリュウと、シリンダーに設けられた１箇所以上の供給口とを有するものが、好ましく用いられ、さらに、シリンダーに設けられた１箇所以上のベント部を有するものが、より好ましく用いられる。
【００４４】
液晶ポリエステルまたは液晶ポリエステル樹脂組成物を成形することにより、ウェイストゲート筐体２を得ることができる。このときの成形法としては、溶融成形法が好ましい。溶融成形法としては、射出成形法、Ｔダイ法やインフレーション法などの押出成形法、圧縮成形法、ブロー成形法、真空成形法およびプレス成形を例示することができるが、これらの中でも射出成形法が好ましい。
【００４５】
ウェイストゲート１は以上のような構成を有するので、ターボチャージャによる過給エンジンにこのウェイストゲート１を装着すれば、排気ガスの余剰分を分流させてタービンへの流入量を調節することにより、タービンに付与される圧力を適正に抑えることができる。
【００４６】
すなわち、タービン入口室の圧力が所定値を越えると、作動圧室１４の圧力と大気開放室１５の圧力（大気圧）との差圧がコイルスプリング６の弾性力より大きくなるため、ダイアフラム１０がリテーナプレート１１、１２とともに押し下げられる。これに連動して、作動ロッド９が軸ガイド７に案内されつつ下方（図１の矢印Ａ方向）に前進し、ウェイストゲートバルブ１３が開く。その結果、排気ガスの一部（余剰分）がタービン室の手前でバイパスし、タービンへの流入量が減少するため、タービンに付与される圧力が抑えられることになる。
【００４７】
逆に、タービン入口室の圧力が所定値未満になると、作動圧室１４の圧力と大気開放室１５の圧力（大気圧）との差圧がコイルスプリング６の弾性力より小さくなるため、ダイアフラム１０がリテーナプレート１１、１２とともに押し上げられる。これに連動して、作動ロッド９が軸ガイド７に案内されつつ上方（図１の矢印Ｂ方向）に後退し、ウェイストゲートバルブ１３が閉じる。その結果、排気ガスはすべてタービンへ流れ込み、過給エンジンのパワーが上昇することになる。
【００４８】
このように、ウェイストゲート１を構成するウェイストゲート筐体２は、ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２がともに液晶ポリエステルから構成されており、この液晶ポリエステルは、鉄やステンレスなどの金属に比べて比重が小さいので、ウェイストゲート筐体２を軽量化し、ひいてはウェイストゲート１全体を軽量化することができる。
【００４９】
しかも、液晶ポリエステルは、そもそも耐熱性に優れることに加えて、アッパーケーシング２２の一体成形によって導管２２ｂを長くすることが可能であることから、導管２２ｂに嵌着された吸気用チューブ３を発熱源（６００〜７００℃の高温になる排気ガス）から離した状態でウェイストゲート筐体２をウェイストゲートバルブ１３に近づけることができる。その結果、ウェイストゲートバルブ１３を開閉する作動ロッド９が短くなるため、ウェイストゲート１によるウェイストゲートバルブ１３の動作性能が向上する。したがって、ウェイストゲートバルブ１３は、作動時のレスポンスが良好になると同時に揺らぎが減少する。
【００５０】
また、液晶ポリエステルは、振動減衰性能に優れるため、ウェイストゲート筐体２に接続された部品（例えば、吸気用チューブ３、作動ロッド９など）の振動による劣化を抑制することができる。
【００５１】
また、液晶ポリエステルは、他の汎用樹脂に比べて熱膨張係数が小さいため、ウェイストゲート筐体２の周囲の気温が上昇しても、ロアーケーシング２１の底孔２１ｅと作動ロッド９との隙間が拡大して作動ロッド９が横ぶれする事態を回避することができる。
【００５２】
さらに、アッパーケーシング２２の導管２２ｂはアッパーケーシング本体２２ａに一体に形成されているため、ウェイストゲート筐体２の製造コストを安価に抑えることができる。
【００５３】
また、ウェイストゲート１の組立工程において、ダイアフラム１０は、超音波溶着やレーザー溶着により、ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２と一度に連結することが可能である。したがって、ウェイストゲート１の製造工程を簡略化し、その生産性を高めることができる。このとき、ロアーケーシング２１とアッパーケーシング２２との接合部に突起を設けて両者の接合面積を増大させることが好ましい。
【００５４】
なお、ウェイストゲート筐体２の厚さは特に限定されない。ただし、ウェイストゲート筐体２の軽量化および振動減衰の観点からは、８ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましい。また、ロアーケーシング２１とアッパーケーシング２２とのレーザー溶着の容易性の観点からは、５ｍｍ以下が好ましい。このとき、レーザーを吸収するカーボンなどの充填材を含まないことが望ましいのは言及するまでもない。
［発明のその他の実施の形態］
【００５５】
なお、上述した実施の形態１では、ウェイストゲート筐体２を構成する２つの部材、つまりロアーケーシング２１とアッパーケーシング２２の双方が液晶ポリエステルから構成されている場合について説明した。しかし、ロアーケーシング２１とアッパーケーシング２２のいずれか一方のみを液晶ポリエステルから構成するようにしても構わない。
【００５６】
また、上述した実施の形態１では、２つの部材（ロアーケーシング２１およびアッパーケーシング２２）からなるウェイストゲート筐体２について説明したが、３つ以上の部材からなるウェイストゲート筐体２に本発明を同様に適用することも可能である。
【００５７】
また、上述した実施の形態１では、アッパーケーシング２２のアッパーケーシング本体２２ａに導管２２ｂが一体に形成されている場合について説明した。しかし、アッパーケーシング２２のアッパーケーシング本体２２ａとは別個に導管２２ｂを用意しておき、インサート成形などにより、アッパーケーシング本体２２ａに導管２２ｂを付設するようにしても構わない。
【００５８】
また、上述した実施の形態１では、ポリイミド製の軸ガイド７を備えたウェイストゲート１について説明したが、この軸ガイド７の材料としては、ポリイミドに限るわけではない。例えば、動摩擦係数が小さくて耐摩耗性に優れる液晶ポリエステルは、軸ガイド７の材料として好適に使用することができる。
【００５９】
さらに、上述した実施の形態１では、ウェイストゲート筐体２内の作動圧室１４の圧力と大気開放室１５の圧力との差圧を利用して作動ロッド９を作動させる圧力式のウェイストゲート１について説明した。しかし、ウェイストゲート筐体２を備えている限り、その他の方式（例えば、電動式など）のウェイストゲート１に本発明を同様に適用することも勿論できる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、ターボチャージャによる過給エンジンに適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１……ウェイストゲート
２……ウェイストゲート筐体
３……吸気用チューブ
４……取付ベース
５……保持カップ
６……コイルスプリング
７……軸ガイド
８……Ｏリング
９……作動ロッド
９ａ……後端部
１０……ダイアフラム
１０ａ……周縁部
１０ｂ……中心部
１１、１２……リテーナプレート
１３……ウェイストゲートバルブ
１４……作動圧室
１５……大気開放室
２１……ロアーケーシング（部材）
２１ａ……ロアーケーシング本体
２１ｂ……段付き部
２１ｃ……周縁部
２１ｄ……底部
２１ｅ……底孔
２２……アッパーケーシング（部材）
２２ａ……アッパーケーシング本体
２２ｂ……導管
２２ｃ……周縁部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の部材からなるウェイストゲート筐体であって、
前記部材のうち少なくとも１つが、液晶ポリエステルから構成されていることを特徴とするウェイストゲート筐体。
【請求項２】
前記液晶ポリエステルが、下記式（１）で表される繰返し単位を有することを特徴とする請求項１に記載のウェイストゲート筐体。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ1 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
【請求項３】
前記液晶ポリエステルが、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有することを特徴とする請求項２に記載のウェイストゲート筐体。
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のウェイストゲート筐体を有することを特徴とするウェイストゲート。
【請求項１】
１つ以上の部材からなるウェイストゲート筐体であって、
前記部材のうち少なくとも１つが、液晶ポリエステルから構成されていることを特徴とするウェイストゲート筐体。
【請求項２】
前記液晶ポリエステルが、下記式（１）で表される繰返し単位を有することを特徴とする請求項１に記載のウェイストゲート筐体。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ1 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
【請求項３】
前記液晶ポリエステルが、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有することを特徴とする請求項２に記載のウェイストゲート筐体。
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のウェイストゲート筐体を有することを特徴とするウェイストゲート。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１７７３０７（Ｐ２０１２−１７７３０７Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３９２５７（Ｐ２０１１−３９２５７）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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