JP2010077834A - ターボチャージャ - Google Patents

Abstract

【課題】排気流のエネルギ損失に起因する過給率の低下を抑制しつつ、コンパクトな形状を有するターボチャージャを提供する。
【解決手段】第１のタービンハウジング１１ａには、第１のタービンホイール１６ａが第１のロータシャフト１３ａを軸として回転可能に収容されるとともに第１の出口管３２ａが第１のロータシャフト１３ａの軸線方向に延びる態様で設けられている。また、第２のタービンハウジング１１ｂにも、第２のタービンホイールが第２のロータシャフト１３ｂを軸として回転可能に収容されるとともに第２の出口管３２ｂが第２のロータシャフト１３ｂの軸線方向に延びる態様で設けられている。第１のロータシャフト１３ａ、第２のロータシャフト１３ｂ、第１の出口管３２ａ、第２の出口管３２ｂは同一断面上に設けられているため、第１の出口管３２ａと第２の出口管３２ｂは下流部が合流する。この合流部には第３の出口管３１が接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気流の持つエネルギを利用して過給を行う過給機を複数有するターボチャージャに関する。

一般に、自動車用エンジン等の内燃機関の出力向上のためには、燃焼室に充填される混合ガスの量を増やすことが好ましい。そこで従来、ピストンの往復動に伴って燃焼室に発生する負圧で吸気を燃焼室に充填するだけでなく、吸気を強制的に燃焼室へ送り込んで同燃焼室への吸気の充填効率を高める過給システムが提案され実用化されている。こうした過給システムには、内燃機関の吸気通路を流れる空気を強制的に燃焼室へ送り込むために、ターボチャージャ等の過給機が用いられている。

このようなターボチャージャでは、低回転域での出力向上等を目的として過給機を２つ備えたいわゆるツインターボ型の内燃機関が知られている（例えば特許文献１）。以下、こうしたターボチャージャの構成について図４を参照して説明する。なお、図４はツインターボ型のターボチャージャの模式図である。

図４に示されるように、ツインターボ型のターボチャージャでは、互いに対向するように備えられた一対のハウジング５３ａ、５３ｂがそれぞれコンプレッサハウジング５９ａ、５９ｂと連通するように配置されている。このターボチャージャでは、入口管５１ａ、５１ｂを通じてハウジング５３ａ、５３ｂ内に導入された排気流が出口管５４ａ、５４ｂを通じて排出されるようにしている。出口管５４ａ、５４ｂは互いに近接して設けられており、同出口管５４ａ、５４ｂから流出した排気流は単一の出口管５２で合流された後、排出されるようにしている。
特開平９−３２４６４３号公報

ところで、このように近接して設けられた２つの出口管５４ａ、５４ｂから排出された排気流を単一の出口管５２を通じて排出するためには、図４に示すように湾曲部５８ａ、５８ｂを設けざるをえない。このように湾曲部５８ａ、５８ｂを設けると、ハウジング５３ａ、５３ｂから排出された排気流は同湾曲部５８ａ、５８ｂに衝突した後に出口管５２に排出されるようになる。このように排気流が湾曲部５８ａ、５８ｂに衝突すると、この衝突部分において排気流に乱れが生じることとなり、排気流のエネルギ損失が発生するようになる。このような排気流のエネルギ損失の発生はハウジング５３ａ、５３ｂに流入する排気ガス圧の損失を招き、ターボチャージャによる過給の効率の低下を招くおそれがあった。

この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、排気流のエネルギ損失に起因するターボチャージャの過給率の低下を抑制しつつ、コンパクトな形状のターボチャージャを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、第１のタービンホイール及びその回転軸となる第１のロータシャフトと、これらタービンホイール及びロータシャフトを収容する第１のハウジングと、このハウジングの排気出口をなす第１の出口管と、第２のタービンホイール及びその回転軸となる第２のロータシャフトと、これらタービンホイール及びロータシャフトを収容する第２のハウジングと、このハウジングの排気出口をなす第２の出口管とを備えるツインターボチャージャにおいて、前記第１の出口管は、前記第１のロータシャフトの軸線方向に延びる態様で前記第１のハウジングに設けられるものであり、前記第２の出口管は、前記第２のロータシャフトの軸線方向に延びる態様で前記第２のハウジングに設けられるものであり、前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングは、前記第１のロータシャフト及び前記第２のロータシャフトの軸線を含む一の断面上においてこれら軸線が交差する態様で設けられるものであり、前記第１の出口管と前記第２の出口管とはそれぞれの出口側において合流するものであり、これら出口管の合流部には当該ターボチャージャの排気出口をなす単一の管である第３の出口管が接続されることを要旨としている。

同構成によれば、第１のハウジングと第２のハウジングを近接して設置する場合であっても、第１のロータシャフトの軸線方向に延びる第１の出口管及び第２のロータシャフトの軸線方向に延びる第２の出口管は緩やかな角度を有して湾曲しながら第３の出口管に連通するようになる。そのため、各ハウジングから排出された排気流の出口管壁面への衝突が制限され、同出口管内の排気流の乱れの発生を抑制することができるようになる。したがって、同流出口から流出した排気流のエネルギ損失に起因するターボチャージャの過給率の低下を抑制しつつ、ターボチャージャのコンパクト化を図ることができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のツインターボチャージャにおいて、当該ターボチャージャは、前記第１のハウジングの排気入口をなす第１の入口管と、前記第２のハウジングの排気入口をなす第２の入口管と、これら入口管の合流部に接続されて当該ターボチャージャの排気入口をなす単一の管である第３の入口管とを備えるものであり、前記第１のロータシャフト側からみた前記第１のタービンホイールの回転方向と前記第２のロータシャフト側からみた前記第２のタービンホイールの回転方向とは互いに反対の方向に設定されるものであることを要旨としている。

同構成によれば、第１の入口管と第２の入口管において、排気流の流動方向は同一になるため、第１の入口管と第２の入口管を近接して設置しても排気流の乱れが生じ難くエネルギ損失も発生し難くなる。そのため、２つの過給機を有するターボチャージャについて、各ハウジングの排気入口を近接して設置するとともに、共有構造とすることで更なるコンパクト化を図ることができるようになる。

請求項３に記載の発明は、第１のタービンホイール及びその回転軸となる第１のロータシャフトと、これらタービンホイール及びロータシャフトを収容する第１のハウジングと、このハウジングの排気入口をなす第１の入口管と、第２のタービンホイール及びその回転軸となる第２のロータシャフトと、これらタービンホイール及びロータシャフトを収容する第２のハウジングと、このハウジングの排気入口をなす第２の入口管とを備えるツインターボチャージャにおいて、前記第１の入口管及び前記第２の入口管の合流部には、当該ターボチャージャの排気入口をなす単一の管である第３の入口管が接続され、前記第１のロータシャフト側からみた前記第１のタービンホイールの回転方向と前記第２のロータシャフトに側からみた前記第２のタービンホイールの回転方向とは互いに反対の方向に設定されることを要旨としている。

同構成によれば、第１の入口管と第２の入口管において、排気流の流動方向は同一になるため、第１の入口管と第２の入口管を近接して設置しても排気流の乱れは生じ難くエネルギ損失も発生し難い。そのため、２つの過給機を有するターボチャージャについて、各ハウジングの排気入口を近接して設置するとともに、共有構造とすることで更なるコンパクト化を図ることができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のツインターボチャージャにおいて、前記第１のハウジングの排気出口をなす第１の出口管と、前記第２のハウジングの排気出口をなす第２の出口管と、これら出口管の合流部に接続されて当該ターボチャージャの排気出口をなす単一の管である第３の出口管を備えることを要旨とている。

同構成によれば排気出口管を一体とすることで、２つの過給機を有するターボチャージャをコンパクトな形状とすることができるようになる。
請求項５に記載の発明は、第１のコンプレッサホイール及びその回転軸となる第１のロータシャフトと、これらコンプレッサホイール及びロータシャフトを収容する第１のハウジングと、このハウジングの入口をなす第１の入口管と、第２のコンプレッサホイール及びその回転軸となる第２のロータシャフトと、これらコンプレッサホイール及びロータシャフトを収容する第２のハウジングと、このハウジングの入口をなす第２の入口管とを備えるツインターボチャージャにおいて、前記第１の入口管は、前記第１のロータシャフトの軸線方向に延びる態様で前記第１のハウジングに設けられるものであり、前記第２の入口管は、前記第２のロータシャフトの軸線方向に延びる態様で前記第２のハウジングに設けられるものであり、前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングは、前記第１のロータシャフト及び前記第２のロータシャフトの軸線を含む一の断面上においてこれら軸線が交差する態様で設けられるものであり、前記第１の入口管と前記第２の入口管とはそれぞれの入口側において合流するものであり、これら入口管の合流部には単一の管である第３の入口管が接続されることを要旨としている。

同構成によれば、第１のハウジングと第２のハウジングを近接して設置する場合であっても、第１のロータシャフトの軸線方向に延びる第１の入口管及び第２のロータシャフトの軸線方向に延びる第２の入口管は緩やかな角度を有して湾曲しながら第３の入口管に連通するようになる。そのため、第３の入口管から、第１の入口管及び第２の入口管のそれぞれを介して各ハウジングに導入される吸気流の入口管壁面への衝突が制限され、同入口管内の吸気流の乱れの発生を抑制することができるようになる。したがって、吸気流のエネルギ損失に起因するターボチャージャの過給率の低下を抑制しつつ、ターボチャージャのコンパクト化を図ることができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のツインターボチャージャにおいて、当該ターボチャージャは、前記第１のハウジングの出口をなす第１の出口管と、前記第２のハウジングの出口をなす第２の出口管と、これら出口管の合流部に接続されて当該ターボチャージャの吸気出口をなす単一の管である第３の出口管とを備えるものであり、前記第１のロータシャフト側からみた前記第１のコンプレッサホイールの回転方向と前記第２のロータシャフト側からみた前記第２のコンプレッサホイールの回転方向とは互いに反対の方向となることを要旨としている。

同構成によれば、第１の出口管と第２の出口管において、吸気流の流動方向は同一になるため、第１の出口管と第２の出口管を近接して設置しても吸気流の乱れが生じ難くエネルギ損失も発生し難くなる。そのため、２つの過給機を有するターボチャージャについて、各ハウジングの出口を近接して設置するとともに、共有構造とすることで更なるコンパクト化を図ることができるようになる。

請求項７に記載の発明は、第１のコンプレッサホイール及びその回転軸となる第１のロータシャフトと、これらコンプレッサホイール及びロータシャフトを収容する第１のハウジングと、このハウジングの出口をなす第１の出口管と、第２のコンプレッサホイール及びその回転軸となる第２のロータシャフトと、これらコンプレッサホイール及びロータシャフトを収容する第２のハウジングと、このハウジングの出口をなす第２の出口管とを備えるツインターボチャージャにおいて、前記第１の出口管及び前記第２の出口管の合流部には、当該ターボチャージャの出口をなす単一の管である第３の出口管が接続され、前記第１のロータシャフト側からみた前記第１のコンプレッサホイールの回転方向と前記第２のロータシャフト側からみた前記第２のコンプレッサホイールの回転方向とは互いに反対の方向となることを要旨としている。

同構成によれば、第１の出口管と第２の出口管における空気の流動方向は同一になるため、第１の出口管と第２の出口管を近接して設置しても吸気流の乱れは生じ難くエネルギ損失も発生し難い。そのため、２つの過給機を有するターボチャージャについて、各ハウジングの出口を近接して設置するとともに、共有構造とすることで更なるコンパクト化を図ることができるようになる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のツインターボチャージャにおいて、前記第１のハウジングの入口をなす第１の入口管と、前記第２のハウジングの入口をなす第２の入口管が形成され、これら入口管の合流部に単一の管である第３の入口管が接続されることを要旨としている。

同構成によれば、入口管を単一の管とすることで、２つの過給機を有するターボチャージャをコンパクトな形状とすることができるようになる。
請求項９に記載の発明は、請求項２または４または５または８に記載のツインターボチャージャにおいて、前記第１のハウジング及び前記第２のハウジング及び前記第１の入口管及び前記第２の入口管及び前記第３の入口管及び前記第１の出口管及び前記第２の出口管及び前記第３の出口管が一体に形成されることを要旨としている。

ツインターボチャージャは、構造が複雑になるため、部品点数の増加により大型化する傾向がある。この点、同構成によれば、一対のハウジング、入口管、出口管を一体形成するようにしているため、部品点数を削減することができ、ツインターボチャージャにおいて、そのコンパクト化を図ることができるようになる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態にかかるツインターボチャージャついて、図１及び図２を参照して説明する。

図１は、この実施にかかるツインターボチャージャに備えられる第１の過給機４０及び第２の過給機４１の断面構造を示したものである。
まず、第１の過給機４０について説明する。

図１に示されるように、第１の過給機４０は主に第１のタービンハウジング１１ａ及び第１のコンプレッサハウジング２１ａから構成されている。また、第１のタービンハウジング１１ａには、第１のロータシャフト１３ａの軸線方向に伸びる態様で設けられた第１の出口管３２ａが第１のコンプレッサハウジング２１ａの反対側に形成されている。

第１のタービンハウジング１１ａ内には第１のタービンホイール１６ａが第１のロータシャフト１３ａと一体となって、第１のロータシャフト１３ａを中心として回転可能に収容されている。また、第１のタービンハウジング１１ａにおいて、第１のタービンホイール１６ａの側部には第１のタービンハウジング１１ａ内に排気を導入する第１の入口管３４ａが形成されている。

同第１の過給機４０においては、第１の入口管３４ａから流入した排気流は第１のタービンハウジング１１ａに導入され、第１のタービンホイール１６ａに取付けられた羽根１８ａに吹きつけられる。それによって、第１のタービンホイール１６ａは第１のロータシャフト１３ａの軸線を中心として回転するようになる。この排気流は第１のタービンホイール１６ａを回転させた後、第１の流出口１４ａを通じて第１の出口管３２ａに排出されるようになっている。

本実施の形態にかかるターボチャージャにおいては、第２の過給機４１も同様の構成を有している。
図１におけるＡ−Ａ線断面、Ｂ−Ｂ線断面をそれぞれ図２に示す。なお、図２の矢印は導入される排気の流れ方向を示している。

図２に示されるように、羽根１８ａ及び羽根１８ｂはその軸心に対する傾きが互いに反対になるようなっている。すなわち、第１のタービンホイール１６ａに取付けられた羽根１８ａ及び第２のタービンホイール１６ｂに取付けられた羽根１８ｂは、それぞれ排気流を効率的に受け止めるように傾斜した形状を有している。これにより、排気流により羽根１８ａ及び羽根１８ｂが押圧されて、第１のタービンホイール１６ａ、１６ｂが効率よく回転するようになる。

また、上述のように羽根１８ａと羽根１８ｂは軸心に対する傾斜角度が反対になるように傾斜しているため、第１のタービンホイール１６ａの第１のロータシャフト１３ａからみた回転方向（Ｒ）は第２のタービンホイール１６ｂの第２のロータシャフト１３ｂからみた回転方向（Ｒ´）の反対となる。このようにすることで、第１の過給機４０及び第２の過給機４１を互いに対向するように取付ける場合であっても、各ハウジングに導入される空気の流れ方向が同一となる。

次に、この第１の過給機４０及び第２の過給機４１の取り付け構造について説明する。
図１に示されるように、第１のタービンハウジング１１ａ及び第２のタービンハウジング１１ｂは、第１のロータシャフト１３ａ及び第２のロータシャフト１３ｂを含む一の断面上においてこれら軸線が交差する態様、すなわち略ハの字型を呈している。そして、第１のロータシャフト１３ａの軸線方向に延びる第１の出口管３２ａ及び第２のロータシャフト１３ｂの軸線方向に延びる第２の出口管３２ｂはその下流部が合流している。この合流部は、単一の管である第３の出口管３１に連通している。

第１のタービンハウジング１１ａ及び第２のタービンハウジング１１ｂはこのように略ハ字形状を呈しているため、第１の出口管３２ａと第２の出口管３２ｂはその下流部ほど近接するように傾斜するようになる。そのため第１の出口管３２ａ及び第２の出口管３２ｂは第３の出口管に連通する連通部において、緩やかな角度をもって湾曲するようになる。

そのため、第１のタービンハウジング１１ａから第１の流出口１４ａを通じて排出された排気と、第２のタービンハウジング１１ｂから第２の流出口１４ｂを通じて排出された排気は、それぞれ第１の出口管３２ａ、第２の出口管３２ｂに沿って緩やかに湾曲されて第３の出口管３１に排出されるようになる。

また、上述のように第１の入口管３４ａと第２の入口管３４ｂにおける排気流の流動方向は同一となっている。したがって、第１のタービンハウジング１１ａと第２のタービンハウジング１１ｂは互いに近接して設置することができるようになる。

そこで、本実施の形態にかかるターボチャージャにおいては、第１の入口管３４ａと第２の入口管３４ｂを近接して設置し、その合流部を単一の管である第３の入口管３３と連通するようにしている。

また、第１のタービンハウジング１１ａ、第２のタービンハウジング１１ｂ、第１の入口管３４ａ、第２の入口管３４ｂ、第３の入口管３３、記第１の出口管３２ａ、第２の出口管３２ｂ、及び第３の出口管３１が一体鋳造構造として形成されている。このように、一体として形成することによって、部品点数を削減することができ、組立作業が容易となるとともに、製造コストを更に低減させることができるようになる。

以上説明した本実施形態におけるツインターボチャージャによれば、以下に列挙する効果を奏することができる。
（１）第１のタービンハウジング１１ａと第２のタービンハウジング１１ｂを近接して設置する場合であっても、第１のロータシャフト１３ａの軸線方向に延びる第１の出口管３２ａ及び第２のロータシャフトの軸線方向に延びる第２の出口管３２ｂは緩やかな角度を有して湾曲しながら第３の出口管３１に連通するようになる。そのため、第１のタービンハウジング１１ａ及び第２のタービンハウジング１１ｂから排出された排気流の第１の出口管３２ａ壁面及び第２の出口管３２ｂ壁面への衝突が制限され、第１の出口管３２ａ及び第２の出口管３２ｂ内の排気流の乱れの発生を抑制することができるようになる。したがって、第１の流出口１４ａ、第２の流出口１４ｂから流出した排気流のエネルギ損失に起因するターボチャージャの過給率の低下を抑制しつつ、ターボチャージャのコンパクト化を図ることができるようになる。

（２）第１の入口管３４ａと第２の入口管３４ｂにおいて、排気流の流動方向は同一になるため、第１の入口管３４ａと第２の入口管３４ｂを近接して設置しても排気流の乱れが生じ難く、エネルギ損失も発生し難くなる。そのため、２つの過給機を有するターボチャージャについて、第１のタービンハウジング１１ａと第２のタービンハウジング１１ｂの排気入口を近接して設置するとともに、共有構造とすることで更なるコンパクト化を図ることができるようになる。

（３）第１の出口管３２ａと第２の出口管３２ｂの下流部を第３の出口管３１として一体とすることで、２つの過給機を有するターボチャージャをコンパクトな形状とすることができるようになる。

（４）ツインターボチャージャは、構造が複雑になるため、部品点数の増加により大型化する傾向がある。この点、同構成によれば、第１のタービンハウジング１１ａ、第２のタービンハウジング１１ｂ、第１の入口管３４ａ、第２の入口管３４ｂ、第１の出口管３２ａ及び第２の出口管３２ｂを一体形成するようにしているため、部品点数を削減することができ、ツインターボチャージャにおいて、そのコンパクト化を図ることができるようになる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施の形態では、第１のタービンハウジング１１ａと第２のタービンハウジング１１ｂの軸線が交差する態様で取付けるようにしているが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、軸線第１のタービンハウジング１１ａと第２のタービンハウジング１１ｂが平行となるように設置するようにしてもよい。同構成によっても、第１の入口管３４ａと第２の入口管３４ｂにおける排気流の流動方向は同一であるため、第１の入口管３４ａと第２の入口管３４ｂを近接して設置しても排気流の乱れが生じ難くエネルギ損失も発生し難くなる。そのため、２つの過給機を有するターボチャージャについて、第１のタービンハウジング１１ａと第２のタービンハウジング１１ｂの排気入口を近接して設置するとともに、共有構造とすることでコンパクト化を図ることができるようになる。

・第１のタービンハウジング１１ａ、第２のタービンハウジング１１ｂ、第１の入口管３４ａ、第２の入口管３４ｂ及び第３の入口管３３のみを一体鋳造構造としてもよい。また、第１のタービンハウジング１１ａ、第２のタービンハウジング１１ｂ、第１の出口管３２ａ、第２の出口管３２ｂ及び第３の出口管３１のみを一体鋳造構造とするようにしてもよい。同構成によっても、上記（４）に準じた作用効果を奏することができるようになる。

・上記実施形態では、第１のタービンハウジング１１ａ及び第２のタービンハウジング１１ｂに流入する排気流の流入口を一体鋳造構造とするようにしたが、同ハウジングの流入口の形状はこれに限られない。例えば、第１のタービンハウジング１１ａ及び第２のタービンハウジング１１ｂの排気ガス流入口それぞれ別に取り付け、近接して設置するようにしてもよい。同構成によっても、上記（４）に準じた作用効果を奏することができるようになる。

・上記実施形態では、第１の出口管３２ａ及び第２の出口管３２ｂがロータシャフトの軸線方向に伸びるように取付けるようにしたが、本実施の形態はこれに限られない。第１の出口管３２ａ及び第２の出口管３２ｂが略ロータシャフトの軸線方向と等しくなるよう形成されていれば、傾斜角を有するように構成していてもよい。同構成によっても、第１の出口管３２ａ及び第２の出口管３２ｂを通じて第３の出口管３１に導入される排気流に乱れが生じないため、上記（１）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかるツインターボチャージャについて図３を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同等の部材には同一の番号を付して、その説明を省略する。

図３は、この実施の形態にかかるツインターボチャージャに備えられる第１の過給機４２及び第２の過給機４３の断面構造を示したものである。
まず、第１の過給機４２について説明する。

同図３に示されるように、第１のコンプレッサハウジング２１ａには、第１のロータシャフト１３ａの軸線方向に延びる態様で設けられた第１の入口管３６ａが第１のタービンハウジング１１ａの反対側に形成されている。

第１のコンプレッサハウジング２１ａ内には、第１のコンプレッサホイール１９ａが第１のロータシャフト１３ａの一端に第１のロータシャフト１３ａと一体となって回転可能に収容されている。また、第１のコンプレッサハウジング２１ａの側部には第１の出口管３５ａが形成されている。

一方、第１のロータシャフト１３ａの他端には、第１のタービンホイール１６ａが第１のロータシャフト１３ａと一体となって回転可能に形成されている。
第１の入口管３４ａから第１のタービンハウジング１１ａ内に導入された排気流は、第１のタービンホイール１６ａの羽根１８ａに衝突し第１のタービンホイール１６ａを回転させた後、第１の流出口１４ａから排出される。このように第１のタービンホイール１６ａが第１のロータシャフト１３ａを中心として回転すると、この第１のロータシャフト１３ａの回転を通じて第１のコンプレッサホイール１９ａが回転するようになる。この第１のコンプレッサホイール１９ａの回転に伴い、第１の入口管３６ａから第１のコンプレッサハウジング２１ａ内に導入された吸気通路内の吸気は、第１の出口管３５ａを通じて流出し、強制的に燃焼室に向けて送り出されるようになっている。

本実施の形態にかかるターボチャージャにおいては、第２の過給機４３も同様の構成を有している。
上述のように、第１のロータシャフト１３ａから見た第１のタービンホイール１６ａの回転方向と、第２のロータシャフト１３ｂから見た第２のタービンホイール１６ｂの回転方向は互いに反対方向となる。そのため、第１のロータシャフト１３ａから見た第１のコンプレッサホイール１９ａの回転方向と第２のロータシャフト１３ｂから見た第２のコンプレッサホイール１９ｂの回転方向も反対方向となる。このようにすることで、第１の過給機４２及び第２の過給機４３を互いに対向するように取付ける場合であっても、第１のコンプレッサハウジング２１ａ及び第２のコンプレッサハウジング２１ｂから排出される空気の流れ方向が同一となる。

次に、この第１の過給機４２及び第２の過給機４３の取り付け構造について説明する。
図３に示されるように、第１のコンプレッサハウジング２１ａ及び第２のコンプレッサハウジング２１ｂは、第１のロータシャフト１３ａ及び第２のロータシャフト１３ｂを含む一の断面上においてこれら軸線が交差する態様、すなわち略ハの字型を呈している。そして、第１のロータシャフト１３ａの軸線方向に延びる第１の入口管３６ａ及び第２のロータシャフト１３ｂの軸線方向に延びる第２の入口管３６ｂはその上流部が共有構造となっており、単一の管である第３の入口管３７に連通している。

第１のコンプレッサハウジング２１ａ及び第２のコンプレッサハウジング２１ｂはこのように略ハ字形状を呈しているため、第１の入口管３６ａと第２の入口管３６ｂはその上流部ほど近接するように傾斜するようになる。そのため第１の入口管３６ａ及び第２の入口管３６ｂは第３の入口管３７に連通する連通部において、緩やかな角度をもって湾曲するようになる。

したがって、第３の入口管３７から流入した吸気は、第１の入口管３６ａに沿って第１のコンプレッサハウジング２１ａに、第２の入口管３６ｂに沿って第２のコンプレッサハウジング２１ｂそれぞれ緩やかに湾曲されて流入するようになる。

また、上述のように第１の出口管３５ａと第２の出口管３５ｂにおける吸気流の流動方向は同一となっている。したがって、第１のコンプレッサハウジング２１ａと第２のコンプレッサハウジング２１ｂは互いに近接して設置することができるようになる。

そこで、本実施の形態にかかるターボチャージャにおいては、第１の出口管３５ａと第２の出口管３５ｂを近接して設置し、その合流部を単一の管である第３の出口管３８と連通するようにしている。

以上説明した本実施形態におけるツインターボチャージャによれば、以下に記載する作用効果を奏することができる。
（５）第１のコンプレッサハウジング２１ａと第２のコンプレッサハウジング２１ｂを近接して設置する場合であっても、第１のロータシャフト１３ａの軸線方向に延びる第１の入口管３６ａ及び第２のロータシャフト１３ｂの軸線方向に延びる第２の入口管３６ｂは緩やかな角度を有して湾曲しながら第３の入口管３７に連通するようになる。そのため、第１のコンプレッサハウジング２１ａ及び第２のコンプレッサハウジング２１ｂに流入する吸気流の第１の入口管３６ａ壁面及び第２の入口管３６ｂ壁面への衝突が制限され、第１の入口管３６ａ及び第２の入口管３６ｂ内の吸気流の乱れの発生を抑制することができるようになる。したがって、吸気流のエネルギ損失に起因するターボチャージャの過給率の低下を抑制しつつ、ターボチャージャのコンパクト化を図ることができるようになる。

（６）第１の出口管３５ａと第２の出口管３５ｂにおいて、吸気流の流動方向は同一になるため、第１の出口管３５ａと第２の出口管３５ｂを近接して設置しても吸気流の乱れが生じ難く、エネルギ損失も発生し難くなる。そのため、２つの過給機を有するターボチャージャについて、第１のコンプレッサハウジング２１ａと第２のコンプレッサハウジング２１ｂの吸気出口を近接して設置するとともに、共有構造とすることで更なるコンパクト化を図ることができるようになる。

（７）第１の入口管３６ａと第２の入口管３６ｂの上流部を第３の入口管３７として一体とすることで、２つの過給機を有するターボチャージャをコンパクトな形状とすることができるようになる。

（８）第１のコンプレッサハウジング２１ａ、第２のコンプレッサハウジング２１ｂ、第１の入口管３６ａ、第２の入口管３６ｂ、第１の出口管３５ａ及び第２の出口管３５ｂを一体形成するようにしているため、部品点数を削減することができ、ツインターボチャージャにおいて、そのコンパクト化を図ることができるようになる。

第１実施形態にかかるツインターボチャージャの模式図。 第１実施形態にかかるハウジングの断面図。 第２実施形態にかかるツインターボチャージャの模式図。 従来のツインターボチャージャの模式図。

符号の説明

１１ａ…第１のタービンハウジング、１１ｂ…第２のタービンハウジング、１３ａ…第１のロータシャフト、１３ｂ…第２のロータシャフト、１４ａ…第１の流出口、１４ｂ…第２の流出口、１６ａ…第１のタービンホイール、１６ｂ…第２のタービンホイール、１８ａ、１８ｂ…羽根、１９ａ…第１のコンプレッサホイール、１９ｂ…第２のコンプレッサホイール、２１ａ…第１のコンプレッサハウジング、２１ｂ…第２のコンプレッサハウジング、３１…第３の出口管、３２ａ…第１の出口管、３２ｂ…第２の出口管、３３…第３の入口管、３４ａ…第１の入口管、３４ｂ…第２の入口管、３５ａ…第１の出口管、３５ｂ…第２の出口管、３６ａ…第１の入口管、３６ｂ…第２の入口管、３７…第３の入口管、３８…第３の出口管、４０…第１の過給機、４１…第２の過給機、４２…第１の過給機、４３…第２の過給機。

Claims (9)

1. 第１のタービンホイール及びその回転軸となる第１のロータシャフトと、これらタービンホイール及びロータシャフトを収容する第１のハウジングと、このハウジングの排気出口をなす第１の出口管と、第２のタービンホイール及びその回転軸となる第２のロータシャフトと、これらタービンホイール及びロータシャフトを収容する第２のハウジングと、このハウジングの排気出口をなす第２の出口管とを備えるツインターボチャージャにおいて、
   前記第１の出口管は、前記第１のロータシャフトの軸線方向に延びる態様で前記第１のハウジングに設けられるものであり、前記第２の出口管は、前記第２のロータシャフトの軸線方向に延びる態様で前記第２のハウジングに設けられるものであり、前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングは、前記第１のロータシャフト及び前記第２のロータシャフトの軸線を含む一の断面上においてこれら軸線が交差する態様で設けられるものであり、前記第１の出口管と前記第２の出口管とはそれぞれの出口側において合流するものであり、これら出口管の合流部には当該ターボチャージャの排気出口をなす単一の管である第３の出口管が接続される
   ことを特徴とするツインターボチャージャ。
2. 請求項１に記載のツインターボチャージャにおいて、
   当該ターボチャージャは、前記第１のハウジングの排気入口をなす第１の入口管と、前記第２のハウジングの排気入口をなす第２の入口管と、これら入口管の合流部に接続されて当該ターボチャージャの排気入口をなす単一の管である第３の入口管とを備えるものであり、
   前記第１のロータシャフト側からみた前記第１のタービンホイールの回転方向と前記第２のロータシャフト側からみた前記第２のタービンホイールの回転方向とは互いに反対の方向に設定されるものである
   ことを特徴とするツインターボチャージャ。
3. 第１のタービンホイール及びその回転軸となる第１のロータシャフトと、これらタービンホイール及びロータシャフトを収容する第１のハウジングと、このハウジングの排気入口をなす第１の入口管と、第２のタービンホイール及びその回転軸となる第２のロータシャフトと、これらタービンホイール及びロータシャフトを収容する第２のハウジングと、このハウジングの排気入口をなす第２の入口管とを備えるツインターボチャージャにおいて、
   前記第１の入口管及び前記第２の入口管の合流部には、当該ターボチャージャの排気入口をなす単一の管である第３の入口管が接続され、
   前記第１のロータシャフト側からみた前記第１のタービンホイールの回転方向と前記第２のロータシャフト側からみた前記第２のタービンホイールの回転方向とは互いに反対の方向に設定される
   ことを特徴とするツインターボチャージャ。
4. 請求項３に記載のツインターボチャージャにおいて、
   前記第１のハウジングの排気出口をなす第１の出口管と、前記第２のハウジングの排気出口をなす第２の出口管と、これら出口管の合流部に接続されて当該ターボチャージャの排気出口をなす単一の管である第３の出口管を備える
   ことを特徴とするツインターボチャージャ。
5. 第１のコンプレッサホイール及びその回転軸となる第１のロータシャフトと、これらコンプレッサホイール及びロータシャフトを収容する第１のハウジングと、このハウジングの入口をなす第１の入口管と、第２のコンプレッサホイール及びその回転軸となる第２のロータシャフトと、これらコンプレッサホイール及びロータシャフトを収容する第２のハウジングと、このハウジングの入口をなす第２の入口管とを備えるツインターボチャージャにおいて、
   前記第１の入口管は、前記第１のロータシャフトの軸線方向に延びる態様で前記第１のハウジングに設けられるものであり、前記第２の入口管は、前記第２のロータシャフトの軸線方向に延びる態様で前記第２のハウジングに設けられるものであり、前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングは、前記第１のロータシャフト及び前記第２のロータシャフトの軸線を含む一の断面上においてこれら軸線が交差する態様で設けられるものであり、前記第１の入口管と前記第２の入口管とはそれぞれの入口側において合流するものであり、これら入口管の合流部には単一の管である第３の入口管が接続される
   ことを特徴とするツインターボチャージャ。
6. 請求項５に記載のツインターボチャージャにおいて、
   当該ターボチャージャは、前記第１のハウジングの出口をなす第１の出口管と、前記第２のハウジングの出口をなす第２の出口管と、これら出口管の合流部に接続されて当該ターボチャージャの吸気出口をなす単一の管である第３の出口管とを備えるものであり、
   前記第１のロータシャフト側からみた前記第１のコンプレッサホイールの回転方向と前記第２のロータシャフト側からみた前記第２のコンプレッサホイールの回転方向とは互いに反対の方向となる
   ことを特徴とするツインターボチャージャ。
7. 第１のコンプレッサホイール及びその回転軸となる第１のロータシャフトと、これらコンプレッサホイール及びロータシャフトを収容する第１のハウジングと、このハウジングの出口をなす第１の出口管と、第２のコンプレッサホイール及びその回転軸となる第２のロータシャフトと、これらコンプレッサホイール及びロータシャフトを収容する第２のハウジングと、このハウジングの出口をなす第２の出口管とを備えるツインターボチャージャにおいて、
   前記第１の出口管及び前記第２の出口管の合流部には、当該ターボチャージャの出口をなす単一の管である第３の出口管が接続され、
   前記第１のロータシャフト側からみた前記第１のコンプレッサホイールの回転方向と前記第２のロータシャフト側からみた前記第２のコンプレッサホイールの回転方向とは互いに反対の方向となる
   ことを特徴とするツインターボチャージャ。
8. 請求項７に記載のツインターボチャージャにおいて、
   前記第１のハウジングの入口をなす第１の入口管と、前記第２のハウジングの入口をなす第２の入口管が形成され、これら入口管の合流部に単一の管である第３の入口管が接続される
   ことを特徴とするツインターボチャージャ。
9. 請求項２または４または５または８に記載のツインターボチャージャにおいて、
   前記第１のハウジング及び前記第２のハウジング及び前記第１の入口管及び前記第２の入口管及び前記第３の入口管及び前記第１の出口管及び前記第２の出口管及び前記第３の出口管が一体に形成される
   ことを特徴とするツインターボチャージャ。

Images