JPS63111237A - 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
又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５８−１８０３３
９号公報、実開昭６０−１２６３１号公報、特開昭５８
−１３８２２２号公報等に記載されたものがある。

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３
図を参照して概説する。第３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
供給口とを新道ずるロータリバルブ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４図を参照して概説する。第４図において、排気タ
ーボ過給機本体４０のタービンハウジング４３内にター
ビンホイール４５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４３の内壁面に排気ガス
流路を第１の流路４６及び第２の流路４７に分割する仕
切板４９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４３の第１及び第２の各流
路４６，４７に導入され、これらの第１及び第２の各流
路４６，４７からタービンホイール４５に排気ガスが吹
き付けられてタービンホイール４５が回転駆動される排
気ターボ過給機に関し、仕切板４９を板材によって形成
し、鋳造製のタービンハウジング４３の内壁面に平板状
の仕切板４９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５図を参照して概説する。第５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５０が
示されている。このターボチャージャ５０については、
タービンスクロール５１の内部を入口部からタービンロ
ータ５４外周に至るまで二分割する隔壁５７を設け、こ
れら並列する二つのスクロール５５．５６の入口面積と
ロータ回転軸５３から入口中心までの偏心量との比を異
なって設定し、且つ一方の人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子ｌ＋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
フタを設置し１．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６図を
参照して概説する。

第６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（７）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
開閉できるバルブ６８を設け、エンジン低速時の過給圧
力が低い場合には、バルブ６Ｂ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バルブ６８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０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３図に示された排気過給′ａ３０について
は、ガス通路３５．３６．３７を３個備えているが、こ
れらはタービンハウジング３１を鋳造する際に、同時に
鋳込まれて構成されていることは明らかである。第４図
に示されている排気ターボ過給［４０については、仕切
板４９は板材で形成されているが、この仕切板４９はタ
ービンハウジング４３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４９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
４９０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。また、第５図に示され
ているターボチャージャ５０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５５．５６を可変容
量にしたものである。更に、第６図に示されている排気
タービン過給機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６５．６６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を二分割して、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、いずれの上記
のものについても、タービン通路に関してタービンケー
シングは鋳物のみで構成されたものであり、内壁面に薄
板成形体を配置したものでなく、タービン通路の形状を
正確に且つ堅牢に構成し、また鋳造時に湯の流れ込みを
防止して所定の形状を維持し、所望の形状を得るという
点では問題を有しているものである。

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は鋳物で構
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、鋳造時に湯が流入するのを
防止し、前記タービンスクロールについてスムースな所
定の形状を得ることができるターボ過給装置を提供する
ことである。

Ｃ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、タービン通路を形成する薄板成形体
をタービンケーシングの内壁面に配置し、更に前記薄板
成形体内に副タービン通路を形成する内部薄板成形体を
設置して前記タービン通路を分割したことを特徴とする
ターボ過給装置に関し、更に具体的に詳述すると、前記
薄板成形体と前記内部薄板成形体とは溶接等によって固
着されており、前記内部薄板成形体がノズル部を除いて
密封状態に構成され、しかも前記内部薄板成形体が前記
副タービン通路及び前記リブ部からなり、また前記薄板
成形体の端部と前記内部薄板成形体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
と前記内部薄板成形体との接合部は鋳造時に溶解し融合
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
、タービン通路を形成する薄板成形体をタービンケーシ
ングの内壁面に配置し、更に副タービン通路を形成した
内部薄板成形体を前記薄板成形体内に設置して前記ター
ビン通路を分割し、前記ｇｉ仮成形体と前記内部薄板成
形体とを固着したので、前記薄板成形体を密封状態に構
成でき、鋳造時に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。しかも前
記内部薄板成形体がノズル部を除いて密封状態に構成さ
れ、前記内部薄板成形体が前記副タービン通路及び前記
リブ部から成り、前記リブ部が前記薄板成形体と共に前
記タービンケーシングに固定し且つ仕切板を構成し、ま
た前記薄板成形体の端部と前記内部薄板成形体の端部と
は互いに当接状態に溶接等によって固着され、また前記
薄板成形体及び前記内部薄板成形体から構成された前記
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、更に前記薄板成形体と前記内部薄板成形体と
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
に関して前記タービンケーシングは鋳物で構成するが、
鋳造に先だって成形された成形体であるため、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
望の形状を自由に選定して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
過給装置ｌ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。タービン通路を形成する薄板成形体をタービ
ンケーシング２の内壁面に配置し、更に副タービン通路
１１を形成した内部薄板成形体を薄板成形体内に設置し
て薄板成形体と内部薄板成形体とを固着したものである
。この内部薄板成形体は、薄板１６と薄板１７が拡開状
態に形成された副タービン通路１１、及び薄板１６と薄
板１７が当接状態に固着されたリブ部７から成り、ノズ
ル部１０を除いて密封状態に構成されている。言い換え
れば、内部薄板成形体は、副タービン通路１１及びリブ
部７から成り、リブ部７は薄板成形体と共にタービンケ
ーシング２に固定し且つタービンスクロール１２．１３
を形成するように仕切板の機能を果たすように構成する
。この薄板成形体及び内部ｇｊ仮成形体は、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を形成し、内部薄板
成形体自体はタービンスクロール１３より更に小さいタ
ービンスクロールである副タービン通路１１を形成して
いる。内部薄板成形体における副タービン通路１１のノ
ズル部１０は、タービンケーシング２のノズル部まで伸
長し、タービンスクロール１２に対してノズル部１４を
提供し、またタービンスクロール１３に対してノズル部
１５を提供している。薄板成形体及び内部薄板成形体は
、共に鋳造に先だって、ノズル部１０，１４．１５を除
いて密封状態に成形され、薄板５及び薄板６から成る薄
板成形体は、タービンケーシング２の内壁面に配置され
ている。鋳造時には、薄板成形体及び内部薄板成形体で
構成されたタービンスクロール１２．１３及び副タービ
ン通路１１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
板成形体及び内部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５．６とリブ
部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、薄板成形体及び内部薄板成形体はター
ビンケーシング２に掻めて堅固に且つ確実に固定される
。ところで、図では、薄板５．６とリブ部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によってタービンケ
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を構成
する薄板成形体及び内部薄板成形体を示す一部破断した
斜視図が模型的に示されている。

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及び薄板６によって成形されている。内部
薄板成形体は、同様にタービンケーシング２の鋳造に先
だって、予め薄板１６及び薄板１７によって副タービン
通路１１を形成するように成形されている。薄板成形体
の中に内部薄板成形体が配置され、内部薄板成形体は仕
切板の機能を果たし、薄板成形体内にタービンスクロー
ル１２及びタービンスクロール１３を形成するように配
置される。また、薄板成形体及び内部薄板成形体はどの
ような所望な形状にでも成形することができ、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。

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
限るものでなく、３個以上に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、タービン通路を形成する
薄板成形体をタービンケーシングの内壁面に配置し、更
に前記薄板成形体内に副タービン通路を形成した内部薄
板成形体を設置して前記タービン通路を分割し、前記薄
板成形体と前記内部薄板成形体とを溶接等によって固着
し、前記薄板成形体及び前記内部薄板成形体はノズル部
を除いて密封状態であるので、鋳造時に前記薄板成形体
及び前記内部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及び前記副
タービン通路が所定のサイズに且つスムースな形状に構
成できる。更に、前記内部薄板成形体が前記副タービン
通路及び前記リブ部から成り、また前記″ｉｉｔ＋Ｉｉ
成形体及び前記内部薄板成形体から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
成されるので、前記薄板成形体及び前記内部薄板成形体
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、また前記タービンケーシングは鋳物で構成
するが、前記薄板成形体及び前記内部薄板成形体は鋳造
に先だって成形された成形体であるため、前記タービン
通路及び前記タービンスクロールの形状を所望のサイズ
に正確に、確実に且つ堅牢に、しかも極めて容易に形成
できることは勿論のこと、前記タービン通路に関して所
望の形状を自由に選定して形成することができる。また
、前記タービンケーシングに前記薄板成形体及び前記内
部薄板成形体の一部即ち当接部及び溶接部は溶解した状
態に構成されているので、極めて堅牢に前記タービンケ
ーシングに固着される。更に、前記内部薄板成形体で形
成される前記副タービン通路を使用する場合には、他の
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。更に、エンジンからの排気ガス流量
に対応して、前記副タービン通路及び／又は前記タービ
ンスクロールを一方又は両方を選択して使用でき、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。ま
た、前記タービン通路を仕切る前記内部薄板成形体の前
記薄板に関しては、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、タービンスクロールの流路面積を
前記薄板によって減少させるようなことがなく、前記薄
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副タービン通路を形
成する前記薄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
、前記内部薄板成形体及び前記薄板成形体を使用するの
で、前記タービンスクロール及び前記副タービン通路即
ち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。前
記タービンスクロール及び前記副タービン通路は堅牢で
且つ簡単な構造であってその形状は維持されるので、故
障等が発生することがなく、メインテナンス等が簡単で
ある。更に、前記内部薄板成形体はタービンスクロール
の内面を形成するステンレススチール材等から成る前記
薄板に内包され、そのままの状態で前記タービンケーシ
ングに鋳包まれているので、鋳造応力、鋳造歪等によっ
て破壊されるようなことはない等、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の実施例を示す
断面図、第２図は第１図の薄板成形体及び内部薄板成形
体の一部を示す斜視図、第３図は従来の排気過給機を示
す断面図、第４図は従来の排気ターボ過給機を示す断面
図、第５図は従来のターボチャージャを示す断面図、及
び第６図は従来の排気タービン過給機を示す断面図であ
る。 １・・−−−−一ターボ過給装置、２−・・・−・−タ
ービンケージ　゛ング、３−・−・−ケーシング、４−
・−−−−一タービンスロータ、５．６・−−−−−Ｅ
Ｉ板成形体を形成する薄板、７・−・−リブ部、１６．
１７−・・・・内部薄板成形体を形成する薄板、８−−
−−−一当接部、９−〜−−−−−溶接部、１１・・・
−・副タービン通！、１２．１３・・・−・−・タービ
ンスクロール、１０　、　１’　４　、　１５−−−−
−−ノズル部。 特許出願人　　　いすゾ自動車株式会社代理人　弁理士
　　　　尾　仲　−宗 第３図 ’、ｊｒ　　５　　＋；１ 第４図 第６図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）タービン通路を形成する薄板成形体をタービンケ
   ーシングの内壁面に配置し、更に前記薄板成形体内に副
   タービン通路を形成する内部薄板成形体を設置して前記
   タービン通路を分割したことを特徴とするターボ過給装
   置。
2. （２）前記薄板成形体と前記内部薄板成形体とは溶接等
   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１項に記載のターボ過給装置。
3. （３）前記内部薄板成形体はノズル部を除いて密封状態
   に構成されてい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。
4. （４）前記内部薄板成形体は前記副タービン通路及びリ
   ブ部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。
5. （５）前記薄板成形体の端部と前記内部薄板成形体の端
   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１項に記載のターボ
   過給装置。
6. （６）前記薄板成形体と前記内部薄板成形体との接合部
   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１項
   に記載のターボ過給装置。