JP4858489B2

JP4858489B2 - 過給装置

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Publication number: JP4858489B2
Application number: JP2008131958A
Authority: JP
Inventors: 好宏若菜
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2012-01-18
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Also published as: DE102009003244A1; JP2009281182A

Description

本発明は、内燃機関に装備される過給装置、特にターボ式過給装置に関する。

内燃機関（以下、エンジンともいう）に装備されるターボ式過給装置は、内燃機関の排気エネルギを利用してタービンを回転させ、それに直結された遠心圧縮機であるコンプレッサホイールを回転させることで、内燃機関に空気を過給するようになっている。また、ターボ式過給装置では、高速回転するコンプレッサホイールから高速に吐き出される空気が壁面間隔の狭いディフューザ部に送り込まれて減速されるとき、断熱変化（空気の速度エネルギが圧力に変換される断熱変化）等によってディフューザ部が高温となる。

また、内燃機関においては、燃焼室からシリンダとピストンの間の隙間を通ってクランクケースの上部に未燃焼の混合気や燃焼済みの燃焼ガスを含んだブローバイガス（Blow−By Gases）が漏れ出ることから、エンジン内のエンジンオイルの劣化防止等のために、クランクケース内を換気するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）方式のブローバイガス還元装置が装備されており、クランクケース内のブローバイガスがオイルセパレータを通してある程度気液分離された後、吸気管内に還流されるようになっている。

このブローバイガス還元装置により吸気管内に還流されるガス（以下、ＰＣＶガスという）は、ある程度気液分離されるものの、ミスト状のエンジンオイルや未燃焼の燃料成分等（以下、全体としてオイル成分という）を含んでいるため、そのオイル成分によるターボチャージャへの悪影響を抑える必要がある。例えば、ターボチャージャのコンプレッサ内で空気の流速が低下するディフューザ部の出口側の壁面にオイル成分が付着して酸化し、それが縮合重合により高分子化してスラッジ化しながら堆積して更に熱劣化・炭化して、圧縮機の効率を低下させるコーキングを引き起こすことがある。また、高温下でオイル中の硫黄成分による軸受の黒色腐食等が引き起こされる。

従来のこの種の過給装置としては、例えばターボチャージャのコンプレッサの吐出空気温度を検出し、その吐出空気温度をコーキング発生温度より低く設定された上限温度と比較し、吐出空気温度が上限温度を超えると過給圧を低下させて吐出空気温度をコーキング発生温度以下に低下させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、Ｍｎ−Ｓｉ系化合物を分散させた銅合金材によってターボチャージャの軸受を形成し、高温環境下でのオイルの硫黄成分による黒色腐食と、それによる軸受部の異常磨耗の発生を抑制するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２、３参照）。

さらに、コンプレッサホイール（インペラ）の吐出側となる外周部を、高温強度に優れた材料、例えばＣｕ、Ｓｉ含有率の高いアルミニウム合金で形成するものが知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開２００５−１８０３６２号公報特開２００３−４２１４５号公報特開昭６１−１１７２４０号公報特開２０００−２９１４４１号公報

しかしながら、上述のような従来の過給装置にあっては、ディフューザ部の通路内壁面のうち、特にコンプレッサホイールの回転軸を支持するセンターハウジング側の壁面にオイル成分が付着し易く、しかも、そのセンターハウジング側の壁面は、高温となるタービンホイール側や軸受からの伝熱もあるため、非常に高温となり、壁面間隔の狭いディフューザ部中でのオイルコーキングによってコンプレッサの効率が低下してしまうという問題が十分に解消できなかった。

特に、内燃機関の高回転・高負荷での運転時には、過給圧が高く、ディフューザ部の吸気温度も非常に高くなるため、ディフューザ部のセンターハウジング側の壁面でスラッジの堆積が進行し、ディフューザ部の流路が狭められることで、ディフューザ部での圧力変換効率が悪化するとともに、オイルコーキングが顕著になっていた。

これに対し、特許文献１に記載のように、コンプレッサ出口温度を基に過給圧を制御することは有効ではあるが、その機能を追加するための装置構成が必要になり、コスト高になるばかりか、ターボチャージャの運転条件が、過給圧とコンプレッサ出口温度によって制約されてしまい、エンジン性能の向上の足かせとなってしまうという問題が残る。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ディフューザ部に付着したオイルがスラッジ化する反応を抑制することができ、オイルコーキングによるコンプレッサの効率低下を防止することのできる低コストの過給装置を提供することを目的とする。

本発明に係る過給装置は、上記目的達成のため、（１）排気エネルギを利用して回転駆動される回転軸と、回転軸を回転自在に支持するセンターハウジングと、前記回転軸に支持され前記回転軸と一体に回転するコンプレッサホイールと、前記センターハウジングに連結されて前記コンプレッサホイールを収納するとともに、前記コンプレッサホイールの周りにディフューザ部を有する吸気通路を形成するコンプレッサハウジングと、を備えた過給装置において、前記吸気通路は、上流側から前記ディフューザ部に向かって放射外方へ湾曲させられており、前記センターハウジングおよび前記コンプレッサハウジングのうち少なくとも一方のハウジングが、前記コンプレッサホイールの周りで前記ディフューザ部の前記センターハウジング側の壁面を形成する環状の壁面形成部材と、該壁面形成部材を支持する本体部とからなり、前記壁面形成部材が、前記本体部の素材からなる壁面部分に比べて前記ディフューザ部の壁面に付着したオイル成分を高分子化させる反応の活性化エネルギが大きくなる壁面を形成する表層部と、前記本体部より熱伝導率の大きい基層部とからなることを特徴とする。

この構成により、ディフューザ部のうち壁面形成部材により形成される壁面に吸気側に還流されたＰＣＶガス等に含まれるオイル成分が付着したときには、その壁面温度が高くなるに従って付着したオイル成分の酸化および縮合重合による高分子化の反応の速度が増加する傾向となる一方で、その壁面を負触媒とする接触触媒反応的な作用によってオイル成分の酸化および縮合重合による高分子化の反応の速度が減少させられ、壁面に付着したオイル成分を高分子化させる反応の活性化エネルギが大きくなる。したがって、オイルのスラッジ化を招く反応が抑制されることになり、熱劣化・炭化したスラッジのディフューザ部への堆積が防止される。また、コンプレッサ出口温度に基づいて過給圧制御を行うような構成が必要でなく、コストが低減できるとともに、ターボチャージャの運転条件が、過給圧とコンプレッサ出口温度によって制約されるようなこともない。

なお、壁面形成部材は、その壁面の全域で前記活性化エネルギを本体部の素材からなる壁面部分より大きくする機能を一様に発揮するものであるのがよい。

しかも、ディフューザ部の壁面部自体でのスラッジ化反応抑制機能を十分に確保しつつ熱伝導により壁面温度の局部的な上昇を抑えることができ、付着したオイルのスラッジ化を有効に抑制し、オイルコーキングを防止することができる。

また、上記構成を有する過給装置においては、（２）前記壁面形成部材が、前記センターハウジング側の壁面を形成する金属製の板状体であるのが好ましい。この場合、その板厚が均一であり、表面が平滑であるのがより好ましい。

この構成により、オイルが付着し易い部分で、付着したオイルのスラッジ化が有効に抑制され、オイルコーキングが防止できることになる。

上記（１）または（２）記載の構成を有する過給装置においては、（３）前記壁面形成部材が、前記センターハウジング側の壁面を形成するよう前記本体部に固着された金属製の膜状体であっても好ましい。

なお、本発明の過給装置においては、前記壁面形成部材が、前記コンプレッサホイールを取り囲む円環状に形成されているのが好ましい。

このようにすると、ディフューザ部のセンターハウジング側の壁面のほぼ全域に壁面形成部材が配置されることになり、オイルが付着しかつスラッジ化し易い部分の全域で、付着したオイルのスラッジ化が有効に抑制され、オイルコーキングが確実に防止できることになる。

上記のいずれかの構成を有する場合、（４）前記壁面形成部材が、前記活性化エネルギが大きくなる壁面を形成する銅めっき表面を有するのが好ましい。

この構成により、壁面形成部材を安価な部品としつつ、オイル成分のスラッジ化反応抑制機能を十分に発揮させることができる。

上記（１）ないし（４）記載の構成を有する過給装置においては、（５）前記基層部は、前記表層部より熱伝導率が大きいのがよい。

この構成により、ディフューザ部の壁面部自体でのスラッジ化反応抑制機能を十分に確保しつつ熱伝導により壁面温度の局部的な上昇を抑えることができ、付着したオイルのスラッジ化を有効に抑制し、オイルコーキングを防止することができる。

なお、壁面形成部材の基層部によって表層部を弾性的に支持する構成として、数キロＨｚ程度となることが多いコンプレッサの吐出圧の脈動を低減する作用が得られるようにすることも考えられる。また、ディフューザ部の壁面温度の均一化が十分になされる限りにおいて、壁面形成部材の背面側（少なくとも一方のハウジング側）にコンプレッサ作動時の気流音の抑制に有効な共鳴空間となる複数の空間を形成することも考えられる。

本発明によれば、ディフューザ部のうち壁面形成部材により形成される壁面では、壁面に付着したオイル成分を高分子化させる反応の活性化エネルギが大きくなり、オイルのスラッジ化を招く反応が抑制されるようにしているので、ディフューザ部に付着したオイルがスラッジ化する反応を抑制することで、オイルコーキングによるコンプレッサの効率低下を防止することのできる低コストの過給装置を提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る過給装置の概略構成を示す断面図であり、本発明を車両用内燃機関に装備されるターボチャージャに適用した場合を例示している。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態の過給装置（全体は図示していない）は、回転軸１１と、その回転軸１１を回転自在に支持するセンターハウジング１２と、回転軸１１に支持され回転軸１１と一体に回転するコンプレッサホイール１３と、センターハウジング１２に連結されてコンプレッサホイール１３を収納するとともに、吸気通路１５を形成するコンプレッサハウジング１４と、を備えている。

回転軸１１は、図中の右端側で図示しない排気経路上のタービンホイールに連結されており、そのタービンホイールが排気エネルギを利用して回転駆動されるときに回転軸１１がこれと一体に回転するようになっている。

センターハウジング１２は、図中の右端側でタービンホイールを収納するタービンハウジングに連結されており、例えば鋳鉄製または合金鋳鉄製の鋳物で構成されている。詳細を図示しないが、センターハウジング１２の中心部には、回転軸１１を回転自在に支持するための複数の軸受および回転軸１１の軸方向位置決め用のスナップリング等が装着されている。また、コンプレッサホイール１３の背面側には軸穴封止用のシール部材１６が装着されており、シール部材１６とセンターハウジング１２の間にラビリンスシールが構成されている（センターハウジング１２側の構成要素は図示していない）。センターハウジング１２およびタービンハウジングは、図示しないエキゾーストマニホールドに連結されて支持されている。

コンプレッサハウジング１４は、図示しない内燃機関の吸気通路の一部である吸気通路１５を形成しており、例えばアルミニウム合金により形成されている。

吸気通路１５は、その上流部１５ａがコンプレッサハウジング１４の中心部で図中の左端側に開口しつつ図示しないエアクリーナに接続されており、エアクリーナを通して空気を吸入できるようになっている。

また、吸気通路１５は、上流部１５ａの直後でコンプレッサホイール１３によって中心部から放射外方へと湾曲させられており、その下流のディフューザ部１５ｂがコンプレッサホイール１３の周りを取り囲むとともに回転軸１１とほぼ直交する薄い円環状の板状通路となっている。

さらに、吸気通路１５は、ディフューザ部１５ｂの外周部に接続された渦巻状の下流部１５ｃの下流端で、インタークーラを介してスロットルバルブ等が配置された内燃機関の吸気ポート側の吸気通路（図示せず）に接続されている。

コンプレッサホイール１３は、公知の遠心圧縮機を構成するよう等角度間隔に配置された複数の羽根１３ａ（コンプレッサブレード）を有しており、回転軸１１と一体回転するとき、吸気通路１５の上流部１５ａから空気を吸入しつつ、それを圧縮してディフューザ部１５ｂ内に高速の空気流を吐出することができる。なお、ディフューザ部１５ｂは、図１中左右の壁面間の距離の小さいものであるが、同図中では便宜的にその壁面間の距離を拡大して示している。コンプレッサホイール１３から吐出される空気は、ディフューザ部１５ｂ中を放射外方に拡がりながら流れ、ここで流速を低下させるとともに下流部１５ｃ側の吸気の圧力を上昇させるようになっている。

一方、センターハウジング１２およびコンプレッサハウジング１４のうち少なくとも一方のハウジング、例えばセンターハウジング１２は、吸気通路１５のディフューザ部１５ｂに配置された壁面形成部材２１と、その壁面形成部材２１を支持する本体部２２とによって構成されている。

壁面形成部材２１は、ディフューザ部１５ｂのセンターハウジング１２側の壁面部分に壁面２１ａを形成しており、この壁面２１ａは、本体部２２の素材からなるディフューザ部１５ｂの前後の通路壁面部分に比べて、ディフューザ部１５ｂのセンターハウジング１２側の壁面に付着したオイル成分の酸化および縮合重合によるスラッジ化（高分子化）を抑制する機能を有している。

具体的には、壁面形成部材２１は、本体部２２の素材、例えば鋳鉄と比べて、オイル成分を酸化および高分子化させる反応の活性化エネルギ［Ｊ／ｍｏｌ］が大きく、かつ、熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］も大きい材料、例えば銅からなる。この壁面形成部材２１は、例えば一定厚さに圧延された表面の平滑な銅板（金属製の板状体）で構成されており、コンプレッサホイール１３を取り囲むディフューザ部１５ｂのうちセンターハウジング１２側の壁面部分に、壁面２１ａを露出するようにはめ込まれ埋め込まれて、その周囲および背面側をセンターハウジング１２の本体部２２にろう付け等により固着されている。そして、壁面形成部材２１は、その壁面２１ａに付着するオイル成分に対し接触触媒反応的に作用し、そのオイル成分の酸化および高分子化の反応に対する負触媒として機能することで、運転時に高温となる壁面２１ａ上においてそこに付着したオイル成分が酸化および縮合重合により高分子化する反応の速度を減少させるようになっている。

なお、銅板製の壁面形成部材２１の熱伝導率は、使用温度域において、概ね３８０〜４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、例えばアルミニウム合金からなるコンプレッサハウジング１４の素材の熱伝導率は、概ね２４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であり、例えば鋳鉄または合金鋳鉄からなるセンターハウジング１２の素材の熱伝導率は、概ね５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。また、コンプレッサホイール１３は、図１中の右端側でシール部材１６を介して回転軸１１に対する軸方向一方側への移動を規制され、図１中の左端側でナット１７により回転軸１１に対する軸方向他方側への移動を規制されている。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の過給装置では、内燃機関の運転時に、排気マニホールドからの排気のエネルギによってタービンが駆動され、コンプレッサホイール１３が回転する。このコンプレッサホイール１３の回転数は、高回転時には、例えば毎分１０万回転を超え得る程度になり、ディフューザ部１５ｂの出口側の温度は２００度に近いまたはそれ以上の高温となり得る。

このような状態において、ディフューザ部１５ｂのうち壁面形成部材２１により形成される壁面２１ａに対し、吸気通路１５に還流されるＰＣＶガス等に含まれるオイル成分が付着したとき、壁面形成部材２１の壁面２１ａは、そのオイル成分が本体部２２の素材の表面上に付着する場合に比べて、ディフューザ部１５ｂの内壁面上に付着したオイル成分を酸化および高分子化させる反応の活性化エネルギが大きいことから、オイルのスラッジ化を招く反応が抑制される。

すなわち、ディフューザ部１５ｂで壁面２１ａの温度が高くなるに従って、そこに付着したオイル成分の酸化および縮合重合による高分子化の反応の速度は増加する傾向となるが、その一方で、壁面形成部材２１が壁面２１ａを負触媒とする接触触媒反応的な作用により、その壁面２１ａに付着したオイル成分の酸化および縮合重合による高分子化の反応の速度を低下させることになる。

したがって、壁面２１ａ上に付着したオイル成分がスラッジ化し、熱劣化・炭化してディフューザ部１５ｂに堆積することが有効に抑制される。

そして、このように、壁面形成部材２１の壁面２１ａがオイル成分を高分子化させる反応の活性化エネルギの大きい金属表面となっていることによって、オイル成分のスラッジ化を招く反応が抑制され、ディフューザ部１５ｂに熱劣化・炭化したスラッジが堆積することが防止されることで、オイルコーキングによるコンプレッサの効率低下が防止されることになる。

その結果、従来のようにコンプレッサ出口温度に基づいて過給圧制御を行うような構成が必要でなくなり、装置コストが低減できるとともに、ターボチャージャの運転条件が、過給圧とコンプレッサ出口温度によって制約されるようなこともなく、ターボチャージャの動作限界温度も高めることができることから、エンジン性能の向上に寄与できるものとなる。

また、壁面形成部材２１の壁面２１ａが本体部２２よりも熱伝導率の大きい材料によって形成され、しかも、壁面形成部材２１が、コンプレッサホイール１３を取り囲むディフューザ部１５ｂのうちセンターハウジング１２側の壁面を形成する銅製の板状体となっているので、ディフューザ部１５ｂのうち壁面形成部材２１により形成される壁面２１ａでは温度が均一化されるとともに、局部的な高温部ができなくなる。その結果、コンプレッサホイール１３から高速で吐出された空気の流速が急に低下し、オイルが付着し易くなるディフューザ部１５ｂであっても、スラッジの発生が十分に抑制され、オイルコーキングが防止できることになる。

さらに、壁面形成部材２１が、コンプレッサホイール１３を取り囲む円環状に形成されているので、ディフューザ部１５ｂのセンターハウジング１２側の壁面のほぼ全域に壁面形成部材２１が配置されることになり、オイルが付着しかつスラッジ化し易い部分の全域で、付着したオイルのスラッジ化が有効に抑制され、オイルコーキングが確実に防止できることになる。

本実施形態においては、壁面形成部材２１が、銅からなるので、壁面形成部材２１を安価な部品としつつ、オイル成分のスラッジ化反応の抑制機能を十分に発揮させることができる。

なお、上述の実施形態においては、壁面形成部材２１は銅製としたが、本体部２２の素材表面に比べてオイル成分のスラッジ化反応の抑制機能を十分に発揮させることができる他の材料から形成されてもよいことはいうまでもない。また、その場合、壁面形成部材２１がコンプレッサホイール１３から高速に吐出される空気の速度エネルギが圧力に変換される際の発熱や排気側からの熱伝導等によって壁面２１ａの金属表面を酸化させる一方で、その表面に付着するオイル成分によって還元作用が同時に生じるように材料を選定することで、スラッジ化反応の抑制機能を発揮するものとすることができる。

（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る過給装置の概略構成を示す断面図であり、本発明を車両用内燃機関に装備されるターボチャージャに適用した場合を例示している。なお、以下に説明する各実施形態は、上述の第１実施形態に対して全体構成がほぼ同様で、壁面形成部材の構成だけが相違するものであるので、同一の構成については図１中の対応する構成要素と同様の符号で示し、相違点について詳述する。

図２に示すように、本実施の形態の過給装置においては、壁面形成部材３１が、コンプレッサホイールを取り囲むディフューザ部１５ｂのうちセンターハウジング１２側の壁面を形成するよう、本体部２２に固着された金属製の膜状体となっている。

この壁面形成部材３１は、例えばディフューザ部１５ｂのセンターハウジング１２側の壁面部分にコンプレッサホイール１３を取り囲む円環状の壁面３１ａを形成しており、この壁面３１ａは、本体部２２の素材からなるディフューザ部１５ｂの前後の通路壁面部分に比べて、ディフューザ部１５ｂのセンターハウジング１２側の壁面に付着したオイル成分を酸化および高分子化させる反応の活性化エネルギが大きくなるように、オイルのスラッジ化を抑制する不触媒構成のめっき層となっている。

具体的には、この壁面形成部材３１は、本体部２２の素材、例えば鋳鉄よりも熱伝導率の大きい材料、例えば表面が平滑になるように、ディフューザ部１５ｂのセンターハウジング１２側の壁面近傍を形成する本体部２２の壁面にほぼ一定層厚で銅めっきされた膜状体で構成されており、コンプレッサホイール１３を取り囲むディフューザ部１５ｂのうちセンターハウジング１２側の壁面部分に広範に、そのめっき表面である壁面３１ａを露出するように本体部２２に固着されている。

このように、壁面形成部材３１を銅めっきとした本実施形態においても、オイルが付着し易いディフューザ部１５ｂのセンターハウジング１２側の壁面上で、壁面形成部材３１の壁面３１ａがオイル成分を高分子化させる反応の活性化エネルギの大きい金属表面となっていることによって、オイルのスラッジ化を招く反応が抑制され、ディフューザ部１５ｂに熱劣化・炭化したスラッジが堆積することが防止されることで、オイルコーキングによるコンプレッサの効率低下が防止されることになる。

また、壁面形成部材３１の壁面３１ａが本体部２２よりも熱伝導率の大きい材料、例えば銅によって形成され、しかも、壁面形成部材３１が、コンプレッサホイール１３を取り囲むディフューザ部１５ｂのうちセンターハウジング１２側の壁面のほぼ全域を覆う銅めっき層（膜状体）となっているので、ディフューザ部１５ｂのうち壁面形成部材３１により形成される壁面３１ａでは温度が均一化されるとともに、局部的な高温部ができ難くなる。その結果、コンプレッサホイール１３から高速で吐出された空気の流速が急に低下し、オイルが付着し易くなるディフューザ部１５ｂであっても、スラッジの発生が十分に抑制され、オイルコーキングが防止できることになる。

さらに、本実施形態では、センターハウジング１２のディフューザ部１５ｂ側の端面のうちコンプレッサホイール１３の周囲の部分を広範に銅めっきすることで、壁面形状が湾曲していても一定層厚の不触媒金属層を容易に形成することができる。

なお、めっき層からなる壁面形成部材３１は、コンプレッサホイール１３の背面側（シール部材１６の外周近傍）まで広げて形成することもできる。

（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る過給装置の概略構成を示す断面図であり、本発明を車両用内燃機関に装備されるターボチャージャに適用した場合を例示している。

図３に示すように、本実施の形態の過給装置においては、壁面形成部材４１が、本体部２２の素材からなる壁面部分に比べて活性化エネルギが大きくディフューザ部１５ｂの壁面４１ａを形成する表層部４１ｂと、その表層部４１ｂより熱伝導率の大きい材料からなり表層部４１ｂと本体部２２の間で表層部４１ｂを背面側から支持する基層部４１ｃとによって構成され、全体として板状体となっている。

この壁面形成部材４１がディフューザ部１５ｂのセンターハウジング１２側の壁面部分に形成する壁面４１ａは、本体部２２の素材からなるディフューザ部１５ｂの前後の通路壁面部分に比べて、ディフューザ部１５ｂのセンターハウジング１２側の壁面に付着したオイル成分を酸化および高分子化させる反応の活性化エネルギが大きくなるように機能し、オイルのスラッジ化を抑制する金属表面となっている。

また、この壁面形成部材４１のうち少なくとも基層部４１ｃは、本体部２２の素材、例えば鋳鉄よりも熱伝導率の大きい材料で構成されており、壁面形成部材４１の表層部４１ｂは、コンプレッサホイール１３を取り囲むディフューザ部１５ｂのうちセンターハウジング１２側の壁面部分で、その表面である壁面４１ａを露出するように基層部４１ｃに固着され、第１の実施の形態の場合と同様にろう付け等により本体部２２に支持・固着されている。

このように、スラッジ化の反応抑制機能の高い表層部４１ｂと熱伝導機能に優れた基層部４１ｃとを重合させた壁面形成部材４１を用いる本実施形態においても、ディフューザ部１５ｂの壁面部自体でのスラッジ化反応抑制機能を十分に確保しつつ、十分な熱伝導により壁面４１ａの温度の局部的な上昇を抑えることができ、壁面４１ａ上に付着したオイルのスラッジ化を有効に抑制し、オイルコーキングを防止することができ、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上述の各実施形態では、センターハウジング１２およびコンプレッサハウジング１４のうち少なくとも一方のハウジングを、センターハウジング１２とし、そのセンターハウジング１２が壁面形成部材２１および本体部２２によって構成されるものとして説明したが、本発明にいう少なくとも一方のハウジングは、コンプレッサハウジング１４であってもよいし、あるいは、センターハウジング１２およびコンプレッサハウジング１４の両方であってもよい。すなわち、壁面形成部材の配置は、ディフューザ部のセンターハウジング側の壁面のみに限定されるものではなく、ディフューザ部の両側壁に壁面形成部材を配置してもよい。また、少なくとも一方のハウジングがコンプレッサハウジング１４である場合、壁面形成部材は、例えば本体部の素材（例えばアルミニウム合金）の鋳肌よりスラッジ生成反応の抑制効果が高く、その素材より熱伝導率が大きい材料、例えば銅で形成されることになる。少なくとも一方のハウジングがセンターハウジング１２およびコンプレッサハウジング１４の両方である場合、壁面形成部材はそれぞれの本体部の素材よりスラッジ生成反応の抑制効果が高く、その素材より熱伝導率が大きい２種類の材料で形成することも考えられるが、好ましくは、両ハウジングの本体部よりスラッジ生成反応の抑制効果が高く、熱伝導率が大きい材料、例えば銅で形成される。

さらに、壁面形成部材を利用してコンプレッサの吐出圧の脈動を低減する効果が得られるようにする構成も考えられる。

例えば、壁面形成部材４１の基層部４１ｃによって表層部４１ｂを弾性的に支持する構成とし、数キロＨｚ程度となることが多いコンプレッサの吐出圧の脈動を低減する作用が得られるようにすることが考えられる。

あるいは、ディフューザ部１５ｂの壁面温度の均一化が十分になされる限りにおいて、壁面形成部材の背面側（少なくとも一方のハウジング側の本体部もしくは壁面形成部材の背面側部分）にコンプレッサ作動時の気流音の抑制に有効な共鳴空間（消音機構）となるように複数の空間を形成することも考えられる。

以上、説明したように、本発明は、ディフューザ部のうち壁面形成部材により形成される壁面では、壁面に付着したオイル成分を高分子化させる反応の活性化エネルギが大きくなり、オイルのスラッジ化を招く反応が抑制されるようにしているので、ディフューザ部に付着したオイルがスラッジ化する反応を抑制することで、オイルコーキングによるコンプレッサの効率低下を防止することのできる低コストの過給装置を提供することができるという効果を奏するものであり、内燃機関に装備される過給装置、特にターボ式過給装置全般に有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る過給装置の要部断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る過給装置の要部断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る過給装置の壁面形成部材の断面図である。

符号の説明

１１回転軸
１２センターハウジング
１３コンプレッサホイール
１４コンプレッサハウジング
１５吸気通路
１５ａ上流部
１５ｂディフューザ部
１５ｃ下流部
２１、３１、４１壁面形成部材
２１ａ、３１ａ、４１ａ壁面
２２本体部
４１ｂ表層部
４１ｃ基層部

Claims

排気エネルギを利用して回転駆動される回転軸と、回転軸を回転自在に支持するセンターハウジングと、前記回転軸に支持され前記回転軸と一体に回転するコンプレッサホイールと、前記センターハウジングに連結されて前記コンプレッサホイールを収納するとともに、前記コンプレッサホイールの周りにディフューザ部を有する吸気通路を形成するコンプレッサハウジングと、を備えた過給装置において、
前記吸気通路は、上流側から前記ディフューザ部に向かって放射外方へ湾曲させられており、
前記センターハウジングおよび前記コンプレッサハウジングのうち少なくとも一方のハウジングが、前記コンプレッサホイールの周りで前記ディフューザ部の前記センターハウジング側の壁面を形成する環状の壁面形成部材と、該壁面形成部材を支持する本体部とからなり、
前記壁面形成部材が、前記本体部の素材からなる壁面部分に比べて前記ディフューザ部の壁面に付着したオイル成分を高分子化させる反応の活性化エネルギが大きくなる壁面を形成する表層部と、前記本体部より熱伝導率の大きい基層部とによって構成されていることを特徴とする過給装置。
前記壁面形成部材が、前記センターハウジング側の壁面を形成する金属製の板状体であることを特徴とする請求項１に記載の過給装置。
前記壁面形成部材が、前記センターハウジング側の壁面を形成するよう前記本体部に固着された金属製の膜状体で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の過給装置。
前記壁面形成部材が、前記活性化エネルギが大きくなる壁面を形成する銅めっき表面を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の過給装置。
前記基層部は、前記表層部より熱伝導率が大きいことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の過給装置。