JPS63111236A - タ−ボ過給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンのターボ過給装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、排気ターボ過給機については種々のものが開示さ
れている。また、その中でタービンスクロールを二分割
あるいは三分割したターボ過給装置についても種々のも
のが開示されている。このようなものとして、例えば、
実開昭６０−１３４８３２号公報、実開昭５８−１８０
３３９号公報、実開昭６０−１２６３１号公報、特開昭
５８−１３８２２２号公報等に記載さたものがある。

まず、実開昭６０−１３４８３２号公報には、三分割さ
れたタービン通路が開示されている。これについて第４
図を参照して概説する。第４図において、タービンハウ
ジングガス通路切換装置を備えた排気過給機３０が示さ
れている。この排気過給機３０については、タービンハ
ウジング３１の内壁３２に複数の仕切板３３．３４を設
け、複数のガス通路３５，３６．３７と複数のガス供給
口とを形成し、ガス通路３５，３６．３７と複数のガス
供給口とを断通するロータリパルプをタービンハウジン
グ３１に形成した孔より回転自在にタービンハウジング
３１内に挿入したものである。

また、実開昭６０−１２６３１号公報に開示されたもの
を第５図を参照して概説する。第５図において、排気タ
ーボ過給機本体５０のタービンハウジング５３内にター
ビンホイール５５の周囲を囲む排気ガス流路が形成され
ると共に、タービンハウジング５３の内壁面に排気ガス
流路を第１の流路５６及び第２の流路５７に分割する仕
切板５９が設けられ、エンジンの複数のシリンダから排
出される排気ガスが第１の排気通路及び第２の排気通路
を介してタービンハウジング５３の第１及び第２の各流
路５６，５７に導入され、これらの第１及び第２の各流
路５６．５７からタービンホイール５５に排気ガスが吹
き付けられてタービンホイール５５が回転駆動される排
気ターボ過給機に関し、仕切板５９を板材によって形成
し、鋳造製のタービンハウジング５３の内壁面に平板状
の仕切板５９を設けた排気ターボ過給機が開示されてい
る。

次に、実開昭５８−１８０３３９号公報に開示されたも
のを第６図を参照して概説する。第６図において、排気
エネルギで回転するタービンと前記タービンにより駆動
されるコンプレッサとを備えたターボチャージャ４０が
示されている。このターボチャージャ４０については、
タービンスクロール４１の内部を入口部からタービンロ
ータ４４外周に至るまで二分割する隔壁４７を設け、こ
れら並列する二つのスクロール４５．４６の入口面積と
ロータ回転軸４３から入口中心までの偏心量との比を異
なって設定し、且つ一方の入口にエンジン回転数に応じ
て開く切換弁を設けたものである。

更に、特開昭５８−１３８２２２号公報に記載されたも
のについては、タービンスクロールを二分割し、一方の
タービンスクロール部分に開閉弁すなわち開閉シャッタ
を設置し、ノズル面積を可変にするような排気タービン
過給機が開示されている。これについて第７図を参照し
て概説する。

第７図において、内燃機関の排気タービンの過給機にお
ける排気タービン６０が示されている。この排気タービ
ン６０については、タービンケース６１の内部を隔壁６
２によりほぼ軸方向に並んだ流路面積の異なる大容量及
び小容量用の２つのスクロール室６３．６４に分割し、
この隔壁６２の先端はタービン羽根６７の外周の羽根入
口に近接させて、ノズル部分６５．６６も軸方向に２分
割し、且つこの２分割されたノズル幅をそれぞれに連通
している２つのスクロール室６３．６４の容量に応じて
与え、スクロール入口部にスクロール室６３．６４に連
なる２流路のうち流路面積の大きな方の流路入口を開閉
できるパルプ６８を設け、エンジン低速時の過給圧力が
低い場合には、パルプ６８を閉じて流路面積の小さな方
のスクロール室６４のみに排気ガスを流し、エンジン高
速時には次第にパルプ６日を開いて流路面積の大きな方
のスクロール室６３にも排気ガスを流すようにしたもの
である。図中、６９はアクチュエータを示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、第６図に示されているターボチャージャ４０
については、エンジンの回転数に応答してタービンスク
ロール４５．４６を可変容量にしたものである。また、
第５図に示されている排気ターボ過給機５０については
、仕切板５つは板材で形成されているが、この仕切板５
９はタービンハウジング５３内のみを分割するものであ
る。しかも、このようなタイプでは、鋳造時に、仕切板
５９を中子間に好ましい状態に設置することができず、
仕切板５９の両側を伝わって湯が流れ込むような現象が
生じることがあり、スムースなタービンスクロールが形
成されないという問題点を有している。更に、第７図に
示されている排気タービン過給［６０については、エン
ジン低速から高速まで広範囲で効率良く十分な過給圧力
を得るためにスクロール室６３．６４及びノズル部分６
５゜６６を可変容量にし、この容量を大幅に変えるため
低速時に使うスクロール流量面積をできるだけ小さくす
るもので、スクロール室６３．６４を２分割して、一方
のタービンスクロール部分にバルブ６８すなわち開閉シ
ャッタを設置し、ノズル面積を可変にしている。しかし
ながら、上記のいずれのものについても、タービン通路
に関してタービンケーシングは鋳物で構成されたもので
あり、内壁面に薄板成形体を有するものでなく、タービ
ン通路の形状を正確に且つ堅牢に構成し、所望の形状を
得るという点では問題を有するものである。

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、タービン通路に関してタービンケーシングを鋳物で構
成すると共に、前記タービン通路を複数のタービンスク
ロールに分割し、前記タービン通路の形状を所望のサイ
ズに正確に且つ堅牢に構成して所望の形状を得ることが
できる構造に構成し、特に、鋳造時にタービンスクロー
ルの所定の形状を得ることができるように構成したター
ボ過給装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段〕 この発明は、上記の問題点を解消し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。

即ち、この発明は、タービン通路の通路面積が大きいタ
ービンスクロールと通路面積が小さいタービンスクロー
ルの少なくとも一方を薄板成形体により構成し、更に前
記薄板成形体はノズル部を除いて密封されていることを
特徴とするターボ過給装置に関し、更に具体的に詳述す
ると、前記薄板成形体がタービンケーシングの内壁面に
配置される薄板と前記タービン通路を分割する薄板仕切
板から成り、前記薄板仕切板がノズル部まで伸長する平
板であり、また前記薄板の端部と前記薄板仕切板の端部
とは互いに当接状態に鋳造に先だって予め溶接等によっ
て固着され、更に前記薄板成形体で構成された前記ター
ビンスクロールを前記タービンケーシングに鋳込んで構
成し、しかも前記薄板と前記薄板仕切板との接合部が鋳
造時に溶解して前記タービンケーシングと一体的に構成
されていることを特徴とするターボ過給装置に関する。

〔作用〕

この発明は、上記のように構成されているので、次のよ
うに作用する。即ち、この発明によるターボ過給装置は
、タービン通路の通路面積が大きいタービンスクロール
と通路面積が小さいタービンスクロールの少なくとも一
方を薄板成形体により構成し、更に前記薄板成形体はノ
ズル部を除いて密封されているので、鋳造時に前記薄板
成形体の接合部から湯が流れ込むような現象が発生せず
、前記タービンスクロールが所定のサイズに且つスムー
スな形状に構成できる。前記薄板成形体がタービンケー
シングの内壁面に配置される薄板と前記タービン通路を
分割する薄板仕切板から成り、前記薄板仕切板がノズル
部まで伸長する平板であり、また前記薄板の端部と前記
薄板仕切板の端部とは互いに当接状態に溶接等によって
固着され、更に前記薄板成形体で構成された前記タービ
ンスクロールを前記タービンケーシングに鋳込んで構成
し、しかも前記薄板と前記薄板仕切板との接合部が鋳造
時に溶解して前記タービンケーシングと一体的に構成さ
れているので、前記タービン通路を分割する前記薄板仕
切板を鋳造時に中子間の所定の位置に極めて容易に設置
することができ、また前記タービン通路に関してタービ
ンケーシングは鋳物で構成するが、前記薄板成形体は鋳
造に先だって予め成形した成形品であるため、前記ター
ビン通路の形状を所望のサイズに正確に且つ堅牢に構成
できることは勿論のこと、前記タービン通路に関して所
望の形状を容易に形成することができる。更に前記薄板
成形体で形成される前記タービンスクロールを使用する
場合には、他方の前記タービンスクロールは断熱空気層
としての機能を果たすことができる。

（実施例〕 以下、図面を参照して、この発明によるターボ過給装置
の実施例を詳述する。

第１図において、この発明によるターボ過給装置の一実
施例が符号ｌにより部分的に示されている。このターボ
過給袋ｒＩ！、１については、タービン本体であるター
ビンケーシング２は鋳物によって構成されたものであり
、タービンケーシング２の内壁面には鋳造時に同時に鋳
込まれたステンレススチール材等から成る薄板成形体が
配置されている。この薄板成形体は、タービン通路の通
路面積が大きいタービンスクロール１２と通路面積が小
さいタービンスクロール１３を形成する。薄板成形体は
、鋳造に先だって予めタービン通路の通路面積が大きい
タービンスクロール１２を成形されており、ノズル部１
４を除いて密封状態に形成されている。即ち、薄板成形
体は、図の左側に位置する薄板５と、タービン通路中に
位置し且つタービン通路を分割する薄板仕切板７とによ
って構成されている。薄板５及び薄板仕切板７の各々の
端部は、ノズル部１４を形成するように隔置した状態に
成形され、他方の端部は互いに当接した状態に溶接等に
よって固着されている。符号８は当接部であり、符号９
は溶接部を示す、従って、薄板成形体は、タービン通路
であるタービンスクロール１２を形成している。そして
、薄板５はタービンケーシング２の内壁面に配置されて
いる。また、薄板仕切板７はノズル部１４．１５まで伸
長する平板で構成されている。鋳造時には、タービンス
クロール１２を構成する薄板成形体をタービンケーシン
グ２に鋳込んで構成し、それ故に、タービンケーシング
２を鋳造する場合に、薄板成形体が設置されて鋳込まれ
る時に、露出している溶接部９の付近即ち薄板５と薄板
仕切板７との接合部即ち当接部８及び溶接部９は鋳造時
に、溶解状態になってタービンケーシング２と一体的に
構成される。従って、薄板成形体はタービンケーシング
２に極めて堅固に且つ確実に固定される。ところで、図
では、薄板５と薄板仕切板７とが結合した当接部８、及
び溶接した溶接部９は、説明を分かり易くするために、
明確に区別して誇張した状態に図示されているが、実際
にはこの部分は鋳造時にタービンケーシング２に融合し
た状態になっている。

なお、図中、３はケーシング、４はタービンロータを示
す。

第２図において、この発明によるターボ過給装置の別の
実施例が符号１０によって部分的に示されている。この
ターボ過給袋２１０については、上記ターボ過給装置１
と比較して、タービンスクロールにステンレススチール
材等から成る薄板仕切板１１が曲面に形成されている以
外については、全く同一の構造であるので、同一の部品
については同一の符号を付してそれらの説明を省略する
。

薄板成形体は、タービンケーシング２の鋳造に先だって
、予め薄板５及び曲面状態の薄板仕切板ｌｌによって形
成されている。このようにして、薄板成形体はどのよう
な所望な形状にでも構成することができ、しかも、鋳造
に当たって何ら困難な設定作業もなく、どのような構造
のタービンスクロールでも極めて容易に中子間に設定す
ることができる。

第３図において、この発明によるターボ過給装置の更に
別の実施例が符号２０によって部分的に示されている。

このターボ過給装置２０については、上記ターボ過給装
置１と比較して、タービンスクロールにステンレススチ
ール材等から成る薄板成形体が小さい通路面積のタービ
ンスクロール１３を構成している以外については、全く
同一の構造であるので、同一の部品については同一の符
号を付してそれらの説明を省略する。薄板成形体は、タ
ービンケーシング２の鋳造に先だって、予め薄板６及び
平板状の薄板仕切板７によって成形されている。そして
、薄板成形体はノズル部１５を除いては密封状態に形成
されている。

この発明によるターボ過給装置の実施例について細部に
わたって詳述したが、これら細部に限定されるものでな
く、例えば、タービン通路は、２個のタービンスクロー
ルが形成されたものが示されているが、必ずしも２個に
限らず、３個以上に分割して構成されてもよいことは勿
論である。

〔発明の効果〕

この発明によるターボ過給装置は、以上のように構成さ
れているので、次のような効果を奏する。

即ち、このターボ過給装置は、タービン通路の通路面積
が大きいタービンスクロールと通路面積が小さいタービ
ンスクロールの少なくとも一方を薄板成形体により構成
し、更に前記薄板成形体はノズル部を除いて密封されて
いるので、前記薄板成形体の密封状態によって鋳造時に
前記薄板成形体の接合部から湯が流れ込むような現象が
発生せず、前記タービンスクロールが所定のサイズに且
つスムースな形状に構成できる。前記薄板成形体がター
ビンケーシングの内壁面に配置される薄板と前記タービ
ン通路を分割する薄板仕切板から成り、前記薄板仕切板
がノズル部まで伸長する平板であり、また前記薄板の端
部と前記薄板仕切板の端部とは互いに当接状態に溶接等
によって固着され、更に前記薄板成形体で構成された前
記タービンスクロールを前記タービンケーシングに鋳込
んで構成し、しかも前記薄板と前記薄板仕切板との接合
部が鋳造時に溶解して前記タービンケーシングと一体的
に構成されているので、エンジンからの排気ガス流量に
対応して、前記タービンスクロールを一方又は両方を作
動するように使用でき、いわゆる可変容量タイプとして
適用させることができることは勿論のこと、前記タービ
ン通路を分割する前記薄板仕切板を鋳造時に中子間の所
定の位置に極めて容易に且つ確実に保持して設置するこ
とができ、また前記タービン通路に関してタービンケー
シングは鋳物で構成するが、成形体であるため、前記タ
ービン通路の形状を所望のサイズに正確に且つ堅７牢に
構成できることは勿論のこと、前記タービン通路に関し
て所望の形状を得ることができる。更に、前記薄板成形
体で形成される前記タービンスクロールを使用する場合
には、他方の前記タービンスクロールは断熱空気層とし
て放熱を抑える機能を果たすこ′とができる。また、タ
ービン通路を仕切る前記薄板仕切板に関しては、従来の
ものに比較して極めて薄肉に構成することができ、前記
タービンスクロールの流路面積を前記薄板仕切板によっ
て減少させるようなことがなく、前記薄板仕切板は前記
タービンケーシングに確実に且つ堅固に取付けられる。

更に、前記ノズル部を前記薄板仕切板によって分割して
いるので、前記ノズル部の形状が堅固に且つ安定した状
態に維持される。また、前記薄板成形体を使用するので
、排気ガスの通路面積を流量、流速等に応じて所望によ
り選定して簡単に設計変更することができ、通路面積を
変更することについても、製造が極めて簡単である。そ
して、前記タービンスクロールは堅牢で且つ簡単な構造
であってその形状は維持されるので、故障等は発生する
ことがなく、メインテナンスが簡単である等、種々の極
めて有効な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるターボ過給装置に一実施例を示
す断面図、第２図はこの発明によるターボ過給装置に別
の実施例を示す断面図、第３図はこの発明によるターボ
過給装置に更に別の実施例を示す断面図、第４図は従来
の排気過給機を示す断面図、第５図は従来の排気ターボ
過給機を示す断面図、第６図は従来のターボチャージャ
を示す断面図、及び第７図は従来の排気タービン過給機
を示す断面図である。 １．１０．２０・・・・−・ターボ過給装置、２・・・
・・−タービンケーシング、５．６・−一一一一一薄板
、７．１１・−一・薄板仕切板、８−・−・・当接部、
９−・・−・溶接部、１２．１３・・・・・・・タービ
ンスクロール、１４．　１５−−・−ノズル部。 特許出願人　　　いす！自動車株式会社代理人　弁理士
　　　　尾　仲　−宗 第４図 第　　６　　図 第　　７　　図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）タービン通路の通路面積が大きいタービンスクロ
   ールと通路面積が小さいタービンスクロールの少なくと
   も一方を薄板成形体によって構成し、更に前記薄板成形
   体はノズル部を除いて密封状態に形成されていることを
   特徴とするターボ過給装置。
2. （２）前記薄板成形体はタービンケーシングの内壁面に
   配置される薄板と前記タービン通路を分割する薄板仕切
   板から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のターボ過給装置。
3. （３）前記薄板仕切板はノズル部まで伸長する平板であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のター
   ボ過給装置。
4. （４）前記薄板の端部と前記薄板仕切板の端部とは互い
   に当接状態に溶接等によって固着されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載のターボ過給装置。
5. （５）前記薄板成形体で構成された前記タービンスクロ
   ールを前記タービンケーシングに鋳込んで構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のターボ過給
   装置。
6. （６）前記薄板と前記薄板仕切板との接合部は鋳造時に
   溶解して前記タービンケーシングと一体的に構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のタ
   ーボ過給装置。