JP6513518B2 - 排気ガスターボチャージャー - Google Patents

Description

本発明は排気ガスターボチャージャーに関する。

排気ガスターボチャージャーは、タービン及びコンプレッサーを備える。排気ガスターボチャージャーのタービンは、エンジンより排出された排気ガスを膨張させ、かつこの膨張の際にエネルギーを発生させるためのものである。排気ガスターボチャージャーの前記コンプレッサーは、前記タービンに発生されたエネルギーを利用して、エンジンに送るべき空燃混合気を圧縮するものである。前記タービンは、複数パートから成るタービンハウジングと、該タービンハウジング内に位置したタービンロータとを備える。前記コンプレッサーは、複数パートから成るコンプレッサーハウジングと、該コンプレッサーハウジング内に位置したコンプレッサーロータとを備える。前記コンプレッサーロータと前記タービンロータとはシャフトによって連結されている。

排気ガスターボチャージャーには、例えば作動中に、前記コンプレッサーロータが破損し、その破片が前記コンプレッサーハウジングを突き破りかつ前記排気ガスターボチャージャーの周囲に飛散する等のリスクがある。同様の損傷をもたらすことが、排気ガスターボチャージャーの前記タービンの部位においても起こり得る。この問題を考慮して、前記コンプレッサーハウジング及び、場合によっては、周知の排気ガスターボチャージャー内の前記タービンハウジングは、各ハウジングの損傷という事態が生じないように、かつ仮に各ロータが破損した場合でも、その破片が各ハウジングを突き破らないように構成されている。しかしながら、それによって排気ガスターボチャージャーの重量は増加するか、または、そのような手段は、新規設計の排気ガスターボチャージャーにのみ採用可能である。これとは対照的に、既存の旧型の排気ガスターボチャージャーは再設計することは出来ず、そのためこれら旧型は相応の保護手段を有しておらず、よって、損傷を受けたときにはロータ及びハウジングの破片が周囲に飛び散ることになる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、新規なタイプの排気ガスターボチャージャーを提供するという目的に基づいている。この目的は、請求項１に従う排気ガスターボチャージャーによって解決される。本発明によれば、複数パートから成る前記コンプレッサーハウジングのハウジング部分、及び／又は、複数パートから成る前記タービンハウジングのハウジング部分は、少なくとも一つのクランプ取付け具によって補強されている。本発明は、排気ガスターボチャージャーのコンプレッサー及び／又はタービンの破壊防止あるいは封じ込めを効果的なものとする。本発明による前記クランプ取付け具によって、現場において設置され又は利用されている既存の排気ガスターボチャージャーは、容易に改造又は改良することが可能となる。

好ましくは、各クランプ取付け具は、互いに対向した二つのクランプジョーと、それらクランプジョー間に延びる少なくとも一つのクランプブレースを備えて実質Ｃ字形なるもので、各クランプ取付け具は、そのクランプジョーの部分において、補強されるべき前記ハウジング部分にボルト留めされ、かつ軸方向に締め付け補強する。このようなクランプ取付け具は単純であり、かつ、破損や封じ込めに対する効果的な保護を提供し、従って、既存の排気ガスターボチャージャーにおいてさえ簡単に改良可能である。

さらに有利な実施形態では、複数パートから成る前記コンプレッサーハウジングは、複数のクランプ取付け具によって軸方向に締め付けられ、各クランプ取付け具は、コンプレッサーハウジングにおける、一方では渦巻形ハウジングに、他方ではベアリングハウジングに作用する。ここで、コンプレッサーハウジングにおける各クランプ取付け具は、そのクランプジョーを介して渦巻形ハウジング及びベアリングハウジングにボルト留め（ネジ留め）される。このボルト留めは、好ましくは、少なくとも一つの連続的な引張りアンカーが、前記渦巻形ハウジング及びベアリングハウジングを介して、及び各クランプ取付け具における少なくとも一つの前記クランプジョーを介して、延在するようになされる。この連続引張りアンカーは、前記コンプレッサーハウジングの各ハウジング、及び各前記クランプ取付け具の各クランプジョーにから突出し、そこにクランプナットが作用する。これらの構成によって、排気ガスターボチャージャーのコンプレッサー部に対する破損保護並びに封じ込み保護が簡単に実現される。

本発明のさらに有利な他の実施形態では、排気ガスターボチャージャーの複数パートからなるタービンハウジングが複数のクランプ取付け具によって補強され、クランプ取付け具の各々は、タービンハウジングの流入ハウジング及び流出ハウジングに作用する。この補強構成は、前記渦巻形ハウジングの前記コンプレッサーハウジング、及び、前記コンプレッサーハウジングの前記ベアリングハウジングの部位に対するそれと類似している。これらの構成によって、排気ガスターボチャージャーのタービン部に対する破損保護並びに封じ込め保護が簡単に実現される。

好ましくは、各クランプ取付け具は、さらに、前記クランプブレースに断面半径方向外側から取り付けられるラジアルロックペグによって、コンプレッサーハウジング又はタービンハウジングに対し半径方向にも固定される。前記封じ込め又は破損保護はさらに強固なものとなる。

さらに好ましい実施形態は引用項並びに下記の説明において開示される。以下、本発明の例示的な実施形態を図面を参照してより詳細に説明する。

本発明の排気ガスターボチャージャーのコンプレッサーを示す上面図である。 図１に示したコンプレッサーの断面図である。 図１に示したコンプレッサーの一部を示す斜視図である。 図１に示したコンプレッサーの一部を示す別の斜視図である。

排気ガスターボチャージャーはタービン及びコンプレッサーを備える。排気ガスターボチャージャーの前記タービンは、複数パートから成るタービンハウジング、及び該タービンハウジング内に受容されているタービンロータを備えている。排気ガスターボチャージャーの前記コンプレッサーは、コンプレッサーハウジング、及び該コンプレッサーハウジング内に受容されているコンプレッサーロータを備えている。タービンロータとコンプレッサーロータとは互いに結合されている。前記タービン内での排気ガスの膨張の間に発生したエネルギーが前記コンプレッサー内で利用され、空燃混合気を圧縮する。

図１は、排気ガスターボチャージャーのコンプレッサー１の部分、すなわちコンプレッサーハウジング２を示したもので、ここで、該コンプレッサーハウジング２は、ベアリングハウジング３と渦巻形ハウジング４とから組立てられている。図２は、図１に示したコンプレッサーハウジング２の断面図である。図３は同コンプレッサーハウジング２の前記ベアリングハウジング３側より示した斜視図、図４は同じく前記渦巻形ハウジング４側から示した斜視図である。前記ベアリングハウジング３及び前記渦巻形ハウジング４は、ボルト結合によって連結されて、結合されている。

排気ガスターボチャージャーの前記コンプレッサー１の部分での破損保護あるいは封じ込め保護のために、前記コンプレッサーハウジング２の前記ハウジング部分、すなわち前記ベアリングハウジング３及び前記渦巻形ハウジング４は、少なくとも一つのクランプ取付け具５によって締付け補強（ブレース補強）されている。好ましくは、複数のクランプ取付け具５が、コンプレッサーハウジング２の周囲の何箇所かに取り付けられる。特に好ましくは、前記複数部分コンプレッサーハウジング２を補強するために、少なくとも３つのこのようなクランプ取付け具５が設けられる。

各クランプ取付け具５は、互いに対向配置された二つのクランプジョー６、７と、対向配置されたこれらクランプジョー６，７間に延在する少なくとも一つのクランプブレース８とを有して、実質的にＣ字状を呈すものである。図示の実施形態においては、各クランプ取付け具５の対向配置されたクランプジョー６、７間に、二つのクランプブレース８が互いに平行となるように設けられている。

各クランプ取付け具５は、軸方向に補強すべきハウジング部分に、すなわち、図１、２に示す前記コンプレッサーハウジング２の前記ベアリングハウジング３及び前記渦巻形ハウジング４の、互いに対向配置されたクランプジョー６，７の領域において、ボルト留めされている。詳細には、各クランプ取付け具５は、前記クランプジョー６を介して接続フランジ９と共に前記ベアリングハウジング３に、また、クランプジョー７を介して前記渦巻形ハウジング４に、ボルト留めされている。

上述したように、渦巻形ハウジング４及びベアリングハウジング３は互いにボルト留めされる。すなわち、示した好ましい実施形態では、前記ベアリングハウジング３の前記接続フランジ９から、前記渦巻形ハウジング４の隣接する接続フランジ１１の内部にまで延びる接続ボルト１０と、前記渦巻形ハウジング４の径方向外側部分、及び前記ベアリングハウジング３の前記接続フランジ９を貫通して連続的に延在し、かつその両側の対応するネジ部１３がそれぞれ前記渦巻形ハウジング４及びベアリングハウジング３から突出する連続引張りアンカー１２と、が用いられている。

複数パートから成る前記コンプレッサーハウジング２への前記クランプ取付け具５の固定は、引張りアンカー１２を用いることでさらに効果的なものとなる。これら引張りアンカー１２もまた、少なくとも一つの前記クランプジョー６，７を貫いて延在するもので、そのネジ部１３が各クランプジョー６，７から突出している。これら引張りアンカー１２のネジ部１３にはクランプナット１４が作用し、これを介して、前記クランプ取付け具５は、前記ベアリングハウジング３及び前記渦巻形ハウジング４に、すなわち前記コンプレッサーハウジング２を軸方向に締め付ける。図示の実施形態では、前記引張りアンカー１２は専ら、クランプ取付け具５における前記渦巻形ハウジング４に作用する前記クランプジョー７を貫通する。各クランプ取付け具５で前記コンプレッサーハウジング２の二つの前記ハウジング部分３，４をブレース補強するために、これら引張りアンカー１２が各クランプ取付け具５における双方のクランプジョー６，７を貫通するように延在することも可能である。

さらに、好ましい実施形態における前記クランプ取付け具５は、前記コンプレッサーハウジング２の前記ハウジング部分３，４にボルト留めされる。すなわち、図２及び図４に示すように、各クランプ取付け具５の前記クランプジョー７、及び隣接する渦巻形ハウジング４に作用する固定ボルト１５によるボルト接合、並びに、前記クランプジョー６、及び、前記ベアリングハウジング３の隣接する前記接続フランジ９に作用する接続ボルト１６によるボルト接合によるボルト接合である。本実施形態における前記接続ボルト１６は、ロックナット付きの送りネジである。

本発明のさらに有利な実施形態では、各クランプ取付け具５にラジアルロックペグ１７が取り付けられる。該ラジアルロックペグ１７は、各クランプ取付け具５の各クランプブレース８を、断面における径方向外方からカバーし、かつ、接続ボルト１８によって、前記コンプレッサーハウジング２に、すなわち本実施形態にあっては前記渦巻形ハウジング４の部分に、ボルト留めされている。このラジアルロックペグ１７によって、封じ込め保護又は破損保護の効果はさらに向上する。

本発明は、有利には、排気ガスターボチャージャーのコンプレッサー１に適用され、ベアリングハウジング３及び渦巻形ハウジング４を互いに軸方向に補強する。図示しないが、本発明はまた、タービンの流入ハウジング及び流出ハウジングを軸方向に補強するため、少なくとも一つのクランプ取付け具を同様に設けることによって排気ガスターボチャージャーのタービンの部位に適用することもできる。

１ コンプレッサー
２ コンプレッサーハウジング
３ ベアリングハウジング
４ 渦巻形ハウジング
５ クランプ取付け具
６，７ クランプジョー
８ クランプブレース
９ フランジ
１０ ボルト
１１ フランジ
１２ 引張りアンカー
１３ ネジ部
１４ クランプナット
１５，１６ ボルト
１７ ラジアルロックペグ
１８ ボルト

Claims (7)

1. 排気ガスを膨張させてエネルギーを発生させるためのタービンと、
   前記タービンで発生されたエネルギーを利用して空燃混合気を圧縮するためのコンプレッサーと、を備え、
   前記タービンが、ボルト接合によって接合された複数パートから成るタービンハウジングと、前記タービンハウジング内に位置したタービンロータとを備え、かつ前記コンプレッサーが、ボルト接合によって接合された複数パートから成るコンプレッサーハウジングと、該コンプレッサーハウジング内に位置しかつ前記タービンロータに連結されたコンプレッサーロータとを備えてなる排気ガスターボチャージャーにおいて、
   複数パートから成る前記コンプレッサーハウジング（２）のハウジング部、及び／又は、複数パートから成る前記タービンハウジングのハウジング部が、少なくとも一つのクランプ取付け具（５）によって締付け補強されており、
   各前記クランプ取付け具（５）は、互いに対向配置された二つのクランプジョー（６、７）と、それらクランプジョーの間に延在した少なくとも一つのクランプブレース（８）とを有して、実質的にＣ字状に形成されており、かつ
   各前記クランプ取付け具（５）は、補強が施されるべきハウジングの部分に、該クランプ取付け具のクランプジョー（６，７）の部分でボルト留めされている
   ことを特徴とする排気ガスターボチャージャー。
2. 請求項１記載の排気ガスターボチャージャーにおいて、複数パートから成る前記コンプレッサーハウジング（２）は、複数のクランプ取付け具（５）によって締付け補強されており、前記クランプ取付け具（５）のそれぞれは、一方で前記コンプレッサーハウジング（２）の渦巻形ハウジング（４）に作用し、他方でベアリングハウジング（３）に作用することを特徴とする排気ガスターボチャージャー。
3. 請求項１または２記載の排気ガスターボチャージャーにおいて、複数パートから成る前記タービンハウジングは、複数のクランプ取付け具よって締付け補強されており、前記クランプ取付け具のそれぞれは、一方で前記タービンハウジングの流入ハウジングに作用し、かつ他方で前記タービンハウジングの流出ハウジングに作用することを特徴とする排気ガスターボチャージャー。
4. 請求項１記載の排気ガスターボチャージャーにおいて、前記コンプレッサーハウジング（２）の部分において、各前記クランプ取付け具（５）は、自身のクランプジョー（６，７）を介して、渦巻形ハウジング（４）及びベアリングハウジング（３）にボルト留めされていることを特徴とする排気ガスターボチャージャー。
5. 請求項４記載の排気ガスターボチャージャーにおいて、少なくとも一つの連続引張りアンカー（１２）が、前記渦巻形ハウジング（４）及び前記ベアリングハウジング（３）を、かつ各前記クランプ取付け具（５）の少なくとも一つの前記クランプジョー（６，７）を貫通して延在し、前記コンプレッサーハウジング（２）の各ハウジング（２，４）から、かつ各前記クランプ取付け具（５）の前記各クランプジョーから突出し、それら突出部にクランプナット（１４）が作用することを特徴とする排気ガスターボチャージャー。
6. 請求項３ないし５の何れか一項記載の排気ガスターボチャージャーにおいて、各クランプ取付け具（５）は、さらに、該クランプ取付け具（５）のクランプブレース（８）を断面径方向外方から組み付けられるラジアルロックペグ（１７）を介して、前記コンプレッサーハウジング（２）に固定されていることを特徴とする排気ガスターボチャージャー。
7. 請求項１ないし６の何れか一項記載の排気ガスターボチャージャーにおいて、複数パートから成るコンプレッサーハウジングのハウジング部分、又は複数パートから成るタービンハウジングのハウジング部分が締付け補強されていることを特徴とする排気ガスターボチャージャー。

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