JPH0343453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はターボチヤージヤのハウジング構
造、詳しくは、タービンホイールの収容空間を画
成する仕切部材をボルトによつて接合するととも
に、該ボルトの低温側に位置する端部を仕切部材
と溶接して緩み止めを行うハウジング構造に関す
る。

（従来の技術） ターボチヤージヤは、コンプレツサインペラが
収納されたコンプレツサハウジングとタービンホ
イールが収容されたタービンハウジングとをセン
タハウジングを介し接合し、このセンタハウジン
グに支持されたシヤフトによつてコンプレツサイ
ンペラとタービンホイールとを連結する。このよ
うなターボチヤージヤにあつては排気熱による高
温下で作動するため各ハウジング等の構成部品を
ステンレス等の耐熱鋼から構成するが、また、タ
ービンハウジング内にベーン保持部材を形成する
ベースプレートあるいはトツププレート等の複数
の仕切部材を配置し、これら仕切部材を耐熱鋼か
ら成るボルトにより接合して画成される空気内に
タービンホイールを収容し、センタハウジングへ
の伝熱を防止する。

しかしながら、ターボチヤージヤは、エンジン
の運転・停止にともないタービンハウジング等の
温度が上下するため、この温度変動により仕切部
材あるいはボルト等が熱収縮と熱膨張とを繰り返
して仕切部材を固定するボルトに緩みが生じると
いう欠点があつた。

（この発明が解決しようとする問題点） 上述のようなターボチヤージヤにあつては、仕
切部材を固定するボルトを締結後に仕切部材と溶
接して上記欠点を解決することが考えられるが、
ボルトと仕切部材との溶接部分がタービンハウジ
ング側の排気通路の近傍に位置する場合、この溶
接部分にクロム鋼特有の現象であるクロム炭化物
が析出して粒界腐食を生じるという問題点があつ
た。特に、このクロム炭化物の析出は、高温環境
下（600〜800［℃］において顕著に進行するた
め、応力腐食の原因となることもあり、その解決
が不可欠であつた。

この発明は、上述した問題点を鑑みてなされた
もので、溶接部分を低温側のセンタハウジング側
に位置させたターボチヤージヤのハウジング構造
を提供し、粒界腐食の発生を防止することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） この発明にかかるターボチヤージヤのハウジン
グ構造は、タービンハウジング内に複数の仕切部
材を配置し、該複数の仕切部材を接合してタービ
ンホイールが収容される空間を画成するととも
に、前記タービンハウジングにセンタハウジング
を間にコンプレツサハウジングを一体的に結合
し、前記空間内に収容されたタービンホイールを
前記センタハウジングに支持されたシヤフトによ
つて前記コンプレツサハウジング内に収容された
コンプレツサホイールに連結するターボチヤージ
ヤにおいて、 前記複数の仕切部材を前記シヤフトと平行に貫
通して前記仕切部材の少なくとも１つと螺合する
ボルトによつて前記複数の仕切部材を固定すると
ともに、 前記センタハウジング側の１つの仕切部材に、
前記ボルトの前記センタハウジング側端部に形成
した溶接部を有する前記ボルトの廻り止め部を設
けるようにしたことを要旨とする。

（作用） この発明にかかるターボチヤージヤのハウジン
グ構造によれば、仕切部材を固定するボルトは溶
接部が溶接されるため緩みが生じることは無い。
そして、ボルトは、そのセンタハウジング側の端
部の溶接部がセンタハウジング側の仕切部材の廻
り止め部において溶接されるため、その溶接部分
が高温になることは無く、粒界腐食が進行するこ
となく、耐久性の向上が図れる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

第１図から第３図はこの発明の一実施例にかか
るターボチヤージヤのハウジング構造を表し、第
１図が縦断面図、第２図が第１図の−矢視断
面図、第３図ａが要部断面図、第３図ｂが第３図
ａの矢視図である。

図中１１は後述するコンプレツサインペラを回
転自在に収容したコンプレツサハウジング、１２
は後述するタービンホイールを回転自在に収容し
たタービンハウジング、１３はコンプレツサイン
ペラとタービンホイールとを連結するシヤフトを
支持したセンタハウジングであり、コンプレツサ
ハウジング１１とタービンハウジング１２とはセ
ンタハウジング１３を間に一体的に接合されてい
る。コンプレツサハウジング１１には、図中左方
の開口端に背板１４がボルト１５と取付板１６と
によつて固定され、内部に軸方向通路１１および
スクロール通路１８が画成されている。背板１４
はボルト１９によつてセンタハウジング１３と結
合されている。軸方向通路１７は図中左端部がス
クロール通路１８の中心部と連通し、これら通路
１７，１８の連通する部分にシヤフト２０の図中
右端に取り付けられたコンプレツサインペラ２１
が回転自在に収容されている。軸方向通路１７は
図中右端に図外の気化器に連結された吸気導入口
１７ａが開口し、また、スクロール通路１８は上
方に図外のエンジンの燃焼室に連結された吸気導
出口（図示せず）が開口している。

センタハウジング１３には内部に２つの軸受部
２２，２３が形成され、これら軸受部２２，２３
に形成された軸受孔２２ａ，２３ａにそれぞれフ
ロートベアリング２４，２５を介してシヤフトＺ
２０が回転自在に支持されている。シヤフト２０
は、図中右端が背板１４をブツシユ２６を介して
回転自在に貫通してコンプレツサインペラ２１と
結合され、図中左端がタービンホイールに結合さ
れている。なお、２７はワツシヤ、２８はカラ
ー、２９はスラストベアリングであり、これらが
シヤフト２０の段部とブツシユ２６との間に介装
されている。

センタハウジング１３には、また、前記軸受部
２２，２３の上方にフロートベアリング２４，２
５へ潤滑油を供給する給油通路３０が、軸受部２
２，２３の下方に潤滑油を排出する排油通路３１
として機能する空孔３１（排油通路３１と同一符
号を付す）が形成されている。給油通路３０は、
上端が開口した導入孔３０ａと、該導入孔３０ａ
の下端に連通し図中右端がスラストベアリング２
９との摺接面に開口した横孔３０ｂと、該横孔３
０ｂに連通してそれぞれが前記軸受孔２２ａ，２
３ａの周面に開口した２つの分配孔３０ｃ，３０
ｄと、から構成されている。導入孔３０ａは上端
開口が図外のオイルポンプ等の潤滑油供給源に連
絡され、また、空孔３１は下端の開口がリザーバ
タンク等に連絡されている。これら給油通路３０
および排油通路３１は、潤滑油供給源から供給さ
れる潤滑油をベアリング２４，２５，２９に導い
て潤滑とともに冷却を行い、この後、この潤滑油
をリザーバタンクへ還流させて回収する。なお、
３２は給油通路３０および排油通路３１のタービ
ンハウジング１２側に形成された冷却水のウオー
タジヤケツトであり、このウオータジヤケツト３
２は下部に注水口が上部に排水口が開口してい
る。このウオータジヤケツト３２は、タービンハ
ウジング１２からの伝熱を阻止し、また、ヒート
ソークバツク時に冷却水を蒸発させてその気化熱
で軸受部２２，２３を冷却する。

タービンハウジング１２は、スタツドボルト３
３が螺着され、このスタツドボルト３３にナツト
３４により締結された取付板３５によつてセンタ
ハウジング１３に固定されている。このタービン
ハウジング１２は、図中右方の開口端がタービン
ハウジング１２とセンタハウジング１３との間に
外周縁を挟着されたベーン保持部材３６により閉
止され、また、ベーン保持部材３６にボルト３７
によつて固定されたトツププレート３８が内周部
に嵌合している。タービンハウジング１２には、
内部にスクロール通路３９と出口通路４０とが画
成され、また、スクロール通路３９に接線方向を
指向して開口する排気導入口３９ａおよび出口通
路４０の左端に開口する排気排出口４０ａが形成
されている。スクロール通路３９の中央部と出口
通路４０の右端部とは連通し、これら通路３９，
４０が連通する部分にシヤフト２０の左端部に固
設されたタービンホイール４１が回転自在に配置
されている。

トツププレート３８は、タービンハウジング１
２の出口通路４０の内端部にシールリング４２を
介して嵌入した円筒部３８ａと、該円筒部３８ａ
の外周の軸方向中央部から径方向に一体に延出し
た円板部３８ｂとから構成されている。円筒部３
８ａ内には前述したタービンホイール４１が所定
のクリアランスをもつて回転自在に配置され、ま
た、円板部３８ｂはスクロール通路３９を外周路
３９ｂと内周路３９ｃとに区画している。

ベーン保持部材３６は、シヤフト２０が回転自
在に貫通した円板部３６ａと、該円板部３６ａの
外周部から軸線方向にトツププレート３８側に向
かつて一体に延出した４つの固定ベーン４３とか
ら構成されている。このベーン保持部材３６に
は、センタハウジング１３側の端面に遮熱板４４
が嵌着され、この遮熱板４４と円板部３６ａとの
間にセンタハウジング１３への伝達を阻止する断
熱層４４ａが形成されている。これらのベーン保
持部材３６、トツププレート３８および遮熱板４
４は、タービンハウジング１２側のトツププレー
ト３８の円板部３８ｂ、ベーン保持部材３６およ
び遮熱板４４をシヤフト２０と平行に貫通してベ
ーン保持部材３６に螺着した前述のボルト３７に
よつて固定されている。ボルト３７は、第３図
ａ，ｂに示すように、頭部３７に隣接して形成さ
れベーン保持部材３６に螺合したねじ部３８、該
ねじ部３８の先端に突設された棒状部３８ｄおよ
び該棒状部３８ｄの先端に形成されたテーパ部３
７ｅから成つている。このボルト３７は、センタ
ハウジング１３側の端部のテーパ部３７ｅが遮熱
板４４のセンタハウジング１３側の端面に形成さ
れた長孔３４内に突出し、このテーパ部３７ｅに
駒部材３７ａがアルゴン溶接等で溶着されてい
る。駒部材３７ａは、長孔４４ｄの周壁との間お
よび長孔１３ｄの底壁との間にそれぞれ所定のク
リアランスをもつてボルト３７の端部に固定され
ている。上述のボルト３７のテーパ部３７ｅは溶
接部に相当し、また、上述したベーン保持部材３
６、トツププレート３８および遮熱板４４は仕切
部材に相当し、これら部材３６，３８，４４およ
びボルト３７はステンレス鋼から構成されてい
る。

なお、テーパ部３７ｅおよび駒部材３７ａは廻
り止め部を構成する。

ベーン保持部材３６の固定ベーン４３は、第２
図に示すように、部分円弧状を成し、タービンホ
イール４１と同心状に回転方向等間隔に配設され
ている。これら固定ベーン４３の間には、それぞ
れ、部分円弧状の４つの可動ベーン４５が配置さ
れ、これら固定ベーン４３と可動ベーン４５とに
よつてスクロール通路３９の外周路３９ｂと内周
路３９ｃとの間に可変絞り４６が構成されてい
る。可動ベーン４５は、それぞれベーン保持部材
３６の円板部３６ａに形成された孔３６ｂを回転
自在に貫通したピン４７（回動軸）に一端が固設
され、ピン４７の回動にともない傾動して可変絞
り４６の流路面積（開度）を変更する。ピン４７
は、センタハウジング１３側に突出した端部がセ
ンタハウジング１３とベーン保持部材３６との間
に配置されたリンク機構を介してアクチユエータ
５１に接続されている。

なお、４８は外周縁が遮熱板４４の内周端とセ
ンタハウジング１３の外周壁との間に挟着された
円板状のシールド板、３３はタービンハウジング
１２に螺着した取付用のスタツドボルトであり、
シールド板４８は前述した遮熱板４４とともに排
気ガスの熱のセンタハウジング１３への伝熱を阻
止する。

次に、本実施例の作用を説明する。

このターボチヤージヤは、エンジンの回転速度
が比較的小さく排気の流量も少ない場合、可動ベ
ーン４５が第２図に示すように位置して可変絞り
４６を最小開度とする。このため、排気導入口３
９ａから導入された排気は、スクロール通路３９
の外周路３９ｂから可変絞り４６を経て加速され
て内周路３９ｃ内に流入し、内周路３９ｃ内で旋
回弁を生じてタービンホイール４１を駆動する。
したがつて、コンプレツサインペラ２１が高速で
回転されて吸入を加圧し、エンジンの低速運転時
の過給効果が確保される。

また、エンジンの回転速度が増大して排気の流
量も多くなつた場合には、エンジンの回転速度に
応じ可動ベーン４５が中心方向へ駆動され可変絞
り４６の開度が増大する。このため、排気の流動
抵抗も小さくなり、エンジンの排気背圧を小さく
することができる。そして、前述のように、ター
ビンホイール４１が排気により駆動され、コンプ
レツサインペラ２１が吸気を加圧して過給を行
う。

一方、このターボチヤージヤにあつては、ベー
ン保持部材３６、トツププレート３８および遮熱
板４４がこれらタービンハウジング１２側からシ
ヤフト２０と平行に貫通してベーン保持部材３６
に螺合したボルト３１によつて一体に接合され、
このボルト３７のセンタハウジング１３側のテー
パ部３７ｅの遮熱板４４のセンタハウジング１３
側の長孔４４ｄ内に遊嵌された駒部材３７ａと溶
着されている。したがつて、ボルト３７は、エン
ジンの運転・停止にともないベーン保持部材３６
等の温度が変動しても緩さを生じることは無く、
ベーン保持部材３６等は確実に固定され、高い信
頼性を得ることができる。そして、このボルト３
７と駒部材３７ａとの溶接部分は、潤滑油等によ
つて冷却されるセンタハウジング１３の近傍に位
置するため、粒界腐食の進行を防止でき、高い信
頼性が得られる。また、上述したボルト３７は、
ねじ部３７ｂを一部にのみ形成するため、その加
工が容易である。

また、このターボチヤージヤにあつては、ボル
ト３７のセンタハウジング１３側端部のテーパ部
３７ｅに溶着された駒部材３７ａが遮熱板４４の
長孔４４ｄの周壁および底壁との間に相当の隙間
を有してボルト３７とベーン保持部材３６等との
熱膨張差を吸収するため、熱膨張差に起因した熱
応力が生じることは無く、その耐久性の改善が図
れる。

なお、上述した実施例では、ボルト３７のセン
タハウジング１３側の端部に駒部材３７ａを溶着
して熱膨張差に起因する熱応力の発生を防止する
が、ボルト３７のセンタハウジング１３側の端部
を直接に遮熱板４４あるいはベーン保持部材３６
のセンタハウジング１３側端面に溶着しても、ボ
ルト３７の緩み止めとともに粒界腐食の進行を防
止できることは言うまでも無い。

第４図は、この発明の他の実施例を示す。

この実施例にかかるターボチヤージヤのハウジ
ング構造はベーン保持部材３６とトツププレート
３８とをセンタハウジング１３側からベーン保持
部材３６およびトツププレート３８を貫通して該
トツププレート３８に螺合するボルト３７によつ
て固定し、このボルト３７の頭部をベーン保持部
材３６に溶接したものである。なお、ボルト３７
の頭部３７ｂを溶接部としてベーン保持部材３６
に溶接したものである。これら頭部３７ｂとベー
ン保持部材３６とが廻り止め部を構成する。な
お、このターボチヤージヤは、固定ベーン４３が
トツププレート３６に一体形成されている。

このハウジング構造にあつても、ボルト３７と
ベーン保持部材３６との溶接部が低温のセンタハ
ウジング１３側に位置するため、粒界腐食の進行
が防止されて耐久性の向上が図れる。なお、その
他は、前述した実施例と同一であり、説明を省略
する。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明にかかるターボ
チヤージヤのハウジング構造によれば、仕切部材
を固定するボルトのセンタハウジング側端部に溶
接部を設け、この溶接部を低温のセンタハウジン
グ側で溶接する廻り止め部を構成して緩み止めを
行うため、その溶接部分の粒界腐食の進行が防止
され、耐久性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の一実施例にかかる
ターボチヤージヤのハウジング構造を示し、第１
図が縦断面図、第２図が第１図の−矢視断面
図、第３図ａが要部拡大断面図、第３図ｂが第３
図ａの矢視図である。第４図はこの発明の他の
実施例にかかるターボチヤージヤのハウジング構
造の要部拡大断面図である。 １１…コンプレツサハウジング、１２…タービ
ンハウジング、１３…センタハウジング、２１…
コンプレツサインペラ、３６…ベーン保持部材
（仕切部材）、３７…ボルト、３７ａ…駒部材、３
７ｂ…頭部（溶接部）、３７ｅ…テーパ部（溶接
部）、３８…トツププレート（仕切部材）、４１…
タービンホイール、４３…固定ベーン、４４…遮
熱板（仕切部材）、４４ａ…長孔、４５…可動ベ
ーン、４６…可変絞り。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タービンハウジング内に複数の仕切部材を配
   置し、該複数の仕切部材を接合してタービンホイ
   ールが収容される空間を画成するとともに、前記
   タービンハウジングにセンタハウジングを間にコ
   ンプレツサハウジングを一体的に結合し、前記空
   間内に収容されたタービンホイールを前記センタ
   ハウジングに支持されたシヤフトによつて前記コ
   ンプレツサハウジング内に収容されたコンプレツ
   サホイールに連結するターボチヤージヤにおい
   て、 前記複数の仕切部材を前記シヤフトと平行に貫
   通して前記仕切部材の少なくとも１つと螺合する
   ボルトによつて前記複数の仕切部材を固定すると
   ともに、 前記センタハウジング側の１つの仕切部材に前
   記ボルトの前記センタハウジング側端部に形成し
   た溶接部を有する前記ボルトの廻り止め部を設け
   たことを特徴とするターボチヤージヤのハウジン
   グ構造。