JP2015203398A - ターボチャージャ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の部材によって形成する排気流路の剛性を高めるとともに、排気流路がタービンに接触することを防止することのできるターボチャージャを提供することを目的としている。
【解決手段】本発明では、排気流路２５と、排気流路２５内に配置されるタービン３と、タービン３を回転自在に支持するタービンハウジング２とを備えるターボチャージャ１であって、タービンハウジング２には、タービン３を覆い、排気流路２５を形成する筒体５の最上流箇所が固定され、筒体５の最下流箇所には排気管１１が接続され、筒体５は、排気流路２５の上流側から下流側に沿って互いに接続された少なくとも３枚の分割体１７，１９，２１より形成され、３枚の分割体１７，１９，２１の少なくとも１箇所の端部同士には、一対の突き合わせ部２４，２６，２７，２９が形成され、一対の突き合わせ部２４，２６，２７，２９同士を突き合わせて接合することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両等に搭載されるターボチャージャに関する。

従来よりターボチャージャは種々提案されている。

例えば、鋳物によってターボチャージャを形成すること等が知られているが、鋳物のターボチャージャでは、製造コストが高くなることやターボチャージャを形成する部材が厚くなり、ターボチャージャの重量が重くなってしまう等の問題があった。

そこで、特許文献１（図４）に示すような薄板部材を用いたターボチャージャ２００が提案されている。

図４に示すように、ターボチャージャ２００は、タービンハウジング２０１と、シャフト２０９と羽根部２１１を備えるタービン２０２と、薄板部材で形成される筒部２０３と、タービンハウジング２０１に固定される出口管部２０４とを備えている。

タービンハウジング２０１は、内周にタービン２０２が回転自在に配置され、外周に筒部２０３が固定される筒固定部２０５が形成されている。

筒部２０３は、第１筒部２１３と第２筒部２１５とから構成されており、第１筒部２１３の端部２１９と第２筒部２１５の端部２２１が接合されることによって排気流路２１７が形成される。なお、この排気流路２１７は、タービンハウジング２０１内に連通している。

図４に示すターボチャージャ２００では、排気流路２１７へ排気が流れ込むことにより、排気流路２１７からタービンハウジング２０１内へ排気が流入し、タービンハウジング２０１内のタービン２０２を回転させ、シャフト２０９を介して図示しない吸気通路に配置されるタービンへ回転駆動力を伝達している。

図４に示すターボチャージャ２００では、鋳物ではなく薄板部材を接合することによって排気流路２１７を形成しているので、製造コストやターボチャージャ２００の重量といった点において鋳物で形成した場合と比べて優れている。

特開２０１１−１７４４６０号公報

しかしながら、図４に示すターボチャージャ２００では、薄板部材によって排気流路２１７を形成する筒部２０３の剛性が不十分である虞があった。筒部２０３の剛性が不十分である場合、車両走行中の振動の影響により筒部２０３がタービン２０２に接触してしまうという問題があった。

そこで、本発明では、複数の部材によって形成する排気流路の剛性を高めるとともに、排気流路がタービンに接触することを防止することのできるターボチャージャを提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明では、排気流路２５と、前記排気流路２５内に配置されるタービン３と、前記タービン３を回転自在に支持するタービンハウジング２とを備えるターボチャージャ１であって、前記タービンハウジング２には、前記タービン３を覆い、前記排気流路２５を形成する筒体５の最上流箇所が固定され、前記筒体５の最下流箇所には排気管１１が接続され、前記筒体５は、前記排気流路２５の上流側から下流側に沿って互いに接続された少なくとも３枚の分割体１７，１９，２１より形成され、３枚の前記分割体１７，１９，２１の少なくとも１箇所の端部同士には、一対の突き合わせ部２４，２６，２７，２９が形成され、一対の前記突き合わせ部２４，２６，２７，２９同士を突き合わせて接合することを特徴とする。また、前記タービンハウジング２には、前記筒体５を覆うように外筒６が固定され、前記筒体５と前記外筒６は接合されていることを特徴とする。さらに、複数の前記分割体１７，１９，２１のうち少なくとも１つの分割体１７，１９，２１は、他の分割体１７，１９，２１よりも厚みを有することを特徴とする。さらにまた、複数の前記分割体１７，１９，２１のうち少なくとも１つの分割体１７，１９，２１は、他の分割体１７，１９，２１よりも剛性の高い素材によって形成されることを特徴とする。

本発明によれば、筒体５は、少なくとも３枚以上の分割体１７，１９，２１が接合され、少なくとも１箇所の突き合わせ部２４，２６，２７，２９同士が接合されているため、筒体５の剛性を高めることができる。従って、車両走行中の振動に起因する筒体５の振動が抑制され、筒体５が振動によってタービン３に接触することを極力防止することができる。

本発明の第１実施形態を示すタービンハウジングの一部断面図である。 本発明の第２実施形態を示すタービンハウジングの一部断面図である。 本発明の第３実施形態を示すタービンハウジングの一部断面図である。 従来のターボチャージャ（タービンハウジング）の一部断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図１〜３を用いて詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１を用いて本実施形態のターボチャージャ１について説明する。
図１に示すように、本実施形態のターボチャージャ１は、図示しないセンタハウジングと、タービンハウジング２と、図示しないコンプレッサハウジングとを備えている。

図示しないセンタハウジングの一端側には、図示しないコンプレッサハウジングが固定され、他端側には、タービンハウジング２が固定されている。

タービンハウジング２は、排気流路２５内に配置されるタービン３と、複数の薄板部材によって排気流路２５が形成される筒体（内筒５）と、タービン３を回転自在に支持するベアリング７と、内筒５を固定する内筒固定部９と、内筒５の下流側に接続される排気管１１とを備えている。

タービン３は、タービンハウジング２に回転自在支持されるシャフト１３と、シャフト１３の一端側に固定される羽根部１５とを備えている。

内筒５は、排気の上流側に配置される上流側分割体と、排気の下流側に配置される下流側分割体とから構成されている。

上流側分割体は、第１分割体１７を備えており、下流側分割体は、第２分割体１９と、第３分割体２１とから構成され、上流側分割体と下流側分割体とを接合することによって、内側にスクロール室２３と排気流路２５とが形成される。

第１分割体１７は、一端部１７ａがタービンハウジング２の内筒固定部９に接合され、他端部１７ｂを第２分割体１９に接合される。

第２分割体１９は、一端部１９ａが第１分割体１７の他端部１７ｂに接合され、他端部１９ｂには、第３分割体２１と接合される突き合わせ部２７が立設して設けられている。

第３分割体２１は、一端部２１ａに第２分割体１９の突き合わせ部２７と接合する突き合わせ部２９が立設して設けられ、他端部２１ｂには、排気管１１が接続される。
図示しない内燃機関から排気が流入するスクロール室２３は、上流側の流路断面積が広く、下流側へ向かうにつれて流路断面積が小さくなるように形成されており、排気流路２５と連通している。

排気流路２５は、スクロール室２３の下流側に設けられており、タービン３の羽根部１３が配置されている。また、排気流路２２の下流側には、排気管１１が接続されている。

排気管１１は、第３分割体２１の他端部２１ｂ側から挿入されて接続されており、図示しない下流側の排気管等へ排気を流入させている。

次に、ターボチャージャ１の動作について説明する。

図示しない内燃機関から排気がスクロール室２３へ流入し、スクロール室２３の上流側から下流側へ排気が流れる際に、タービン３の羽根部１５を回転させる。

タービン３の羽根部１５が回転することによって、羽根部１５に固定されたシャフト１３が回転し、図示しない他端側に配置されるコンプレッサハウジング内に配置されるタービン３を回転させている。

タービン３を回転させた排気は、排気流路２５を通り、排気管１１へと排気が流れ、さらに下流側へと排気を流入させている。

本実施形態によれば、内筒５は、第１分割体１７、第２分割体１９、第３分割体２１がそれぞれ接合され、第２分割体１９と第３分割体２１に設けられた各突き合わせ部２７，２９同士が接合されているため、内筒５の剛性を高めることができる。従って、車両走行中の振動に起因する内筒５の振動が抑制され、内筒５が振動によってタービン３に接触することを極力防止することができる。

なお、本実施形態では、突き合わせ部同士を接合したことについて説明したが、互いの突き合わせ部の端部のみを接合してもよい。

〔第２実施形態〕
次に、図２を用いて本実施形態のターボチャージャ１について説明する。なお、上述した第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

本実施形態では、図２に示すように、第１分割体１７Ａの他端部１７ｂに突き合わせ部２４が立設して設けられ、第２分割体１９Ａの一端部１９ａに突き合わせ部２６が立設して設けられている。

第１分割体１７Ａに形成される突き合わせ部２４と、第２分割体１９Ａに形成される突き合わせ部２６を接合し、第２分割体１９Ａの突き合わせ部２７と第３分割体２１の突き合わせ部２９を接合することによって、内筒５が密閉され、内部に排気流路２５とスクロール室２３が形成されている。

本実施形態によれば、上記した第１実施形態の効果に加え、第１分割体１７Ａと第２分割体１９Ａにそれぞれ突き合わせ部２４，２６を設け、各突き合わせ部２４，２６を接合しているため、第１実施形態の内筒５よりも、より剛性の優れた内筒５Ａを提供することができる。

〔第３実施形態〕
次に、図３を用いて本実施形態のターボチャージャ１について説明する。なお、上述した第１，２実施形態と同様の構成については説明を省略する。

本実施形態では、図３に示すように、内筒５を覆うようにして外筒６が設けられている。

外筒６は、一端側をタービンハウジング２の外筒固定部１０に固定されており、他端側は、図示しない排気管等に接続される。

また、外筒６には、突き合わせ部２４，２６，２７，２９が突出する内筒挿通孔８が複数箇所に設けられている。

内筒挿通孔８は、図３に示すように、第１分割体１７Ｂに設けられた突き合わせ部２４と第２分割体１９Ｂに設けられた突き合わせ部２６が突出する内筒挿通部８ａと、第２分割体１９Ｂに設けられた突き合わせ部２７と３分割体２１に設けられた突き合わせ部２９が突出する内筒挿通部８ｂが設けられている。

内筒挿通孔８から突出した突き合わせ部２４，２６，２７，２９は、それぞれ各突き合わせ部２４，２６，２７，２９と接合されるとともに、外筒６と接合される。

また、内筒挿通孔８は、外筒６の周方向に設けられており、突き合わせ部２４，２６，２７，２９を突き合わせた際の厚みと同じかそれ以上の孔であることが好ましい。

なお、本実施形態では、突き合わせ部２４，２６，２７，２９が外筒６から突出しているが、外筒６の外周から突出しないように設けてもよく、さらに、外筒６の内壁と突き合わせ部２４，２６，２７，２９を接合してもよい。

また、内筒挿通孔８は、外筒６の周方向の複数箇所に設けてもよく、外筒の周方向全周に亘って設けてもよい。

本実施形態によれば、上述した第１，２実施形態の効果に加えて、第１〜３分割体１７Ｂ，１９Ｂ，２１に形成される突き合わせ部２４，２６，２７，２９を外筒６に接合するため、第１，２実施形態の内筒５，５Ａよりも、より剛性の優れた内筒５Ｂを提供することができる。

なお、本実施形態において説明したターボチャージャは、本実施形態に限定されるものではなく、上述した第１，２実施形態と適宜組み合わせることが可能である。

１ ターボチャージャ
２ タービンハウジング
３ タービン
５ 筒体（内筒）
１１ 排気管
１７ 第１分割体
１９ 第２分割体
２１ 第３分割体
２４，２６，２７，２９ 突き合わせ部

Claims (4)

1. 排気流路（２５）と、前記排気流路（２５）内に配置されるタービン（３）と、前記タービン（３）を回転自在に支持するタービンハウジング（２）とを備えるターボチャージャ（１）であって、
   前記タービンハウジング（２）には、前記タービン（３）を覆い、前記排気流路（２５）を形成する筒体（５）の最上流箇所が固定され、
   前記筒体（５）の最下流箇所には排気管（１１）が接続され、
   前記筒体（５）は、前記排気流路（２５）の上流側から下流側に沿って互いに接続された少なくとも３枚の分割体（１７，１９，２１）より形成され、
   ３枚の前記分割体（１７，１９，２１）の少なくとも１箇所の端部同士には、一対の突き合わせ部（２４，２６，２７，２９）が形成され、一対の前記突き合わせ部（２４，２６，２７，２９）同士を突き合わせて接合することを特徴とするターボチャージャ（１）。
2. 請求項１記載のターボチャージャ（１）であって、
   前記タービンハウジング（２）には、前記筒体（５）を覆うように外筒（６）が固定され、
   前記筒体（５）と前記外筒（６）は接合されていることを特徴とするターボチャージャ（１）。
3. 請求項１または請求項２記載のターボチャージャ（１）であって、
   複数の前記分割体（１７，１９，２１）のうち少なくとも１つの分割体（１７，１９，２１）は、他の分割体（１７，１９，２１）よりも厚みを有することを特徴とするターボチャージャ（１）。
4. 請求項１または請求項２記載のターボチャージャ（１）であって、
   複数の前記分割体（１７，１９，２１）のうち少なくとも１つの分割体（１７，１９，２１）は、他の分割体（１７，１９，２１）よりも剛性の高い素材によって形成されることを特徴とするターボチャージャ（１）。

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