JPS63143326A - タ−ボチヤ−ジヤのハウジング構造 - 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） この発明はターボチャージャのハウジング構造、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
ボルトによっ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） ターボチャージャは、コンプレッサインペラが収納され
たコンプレッ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ャフトによ
ってコンプレッ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ャージャにあっては排気熱に
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スプレートあるいはトッププレート
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間内にター
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、ターボチャージャは、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った。

（この発明が解決しようとする問題点）上述のようなタ
ーボチャージャにあっては、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った。特に
、このクロム炭化物の析出は、高温環境下（６００〜８
００［ｔ］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った。

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
ーボチャージャ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ャージャ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ッ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ャフトによって
前記コンプレッサハウジング内に収容されたコンプレッ
サホイールに連結するターボチャージャにおいて、 前記複数の仕切部材を前記シャ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って
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つの仕切部材と前記ボルト
の前記センタハウジング側端部とを溶接したことを要旨
とする。

（作用） この発明にかかるターボチャージャ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仕切部材の１つに
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がセンタハウジン
グ側の仕切部材と溶接されるため、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　図はこの発明の一実施例にかかるターボ
チャージャ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ＩＩ　−１１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ＩＩ
Ｉ矢視図である。

図中（１１）は後述するコンプレッサインペラを回転自
在に収容したコンプレッサハウジング、　（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）はコンプレッサインペラとタービ
ンホイールとを連結するシャフトを支持したセンタハウ
ジングであり、コンプレッサハウジング（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。コンプレッサハウジン
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）とによって固定され、内
部に軸方向Ａ路（１）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）により
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）　、　（１ａ）の
連通する部分にシャフト（２０）の図中右端に取り付け
られたコンプレッサインペラ（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
化器に連絡された吸気導入口（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
焼室に連絡された吸気導出口　（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（２
２）　、　（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）を介してシャフト（２０）が回転自在に支持さ
れている。シャフト（２０）は、図中右端が背板（１４
）をブツシュ（２６）を介して回転自在に貫通してコン
プレッサインペラ゛（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
ッシャ、（２８）はカラー、（２９）はスラストベアリ
ングであり、これらがシャフト（２０）の段部とブツシ
ュ（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（２
２）　、　（２３）の上方にフロートベアリング（２４
）。

（２５）へ潤滑油を供給する給油通路（３０）が、軸受
部（２２）　、　（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（２９）との摺接面に開口した横孔（３０
ｂ）と、該横孔（３０ｂ）に連通してそれぞれが前記軸
受孔（２２ａ）　、　（２３ａ）の周面に開口した２つ
の分配孔（３０ｃ）　、　（３０ｄ）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
の潤滑油をりザーバタンタ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
クォータジャケットであり、このクォータジャケット（
３２）は下部に注水口が上部に排水口が開口している。

このウォータジャケット（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
ッ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、スタッドボルト（３３
）が螺着され、このスタッドボルト（３３）にナツト（
３４）により締結された取付板（３５）によってセンタ
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
よって固定されたトッププレート（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（，１
０）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）が連通ずる部分にシャフト（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。

トッププレート（３８）は、タービンハウジング（１２
）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（３８
ａ）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（３８
ａ）内には前述したタービンホイール（４１）が所定の
クリアランスをもっ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（３９
ｂ）と内周路（３９ｃ）とに区画している。

ベーン保持部材（３６）は、シャフト（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ッププレート（３８）側に
向かって一体に延出した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（３８ａ）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）、トップブレー）−（３８）および遮熱板（
４４）は、タービンハウジング（工２）側のトッププレ
ート（３８）の円板部（３８ｂ）　、ベーン保持部材（
３６）および遮熱板（２４）をシャフト（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）によって固定されている。ボルト（３７）
は、第３図（ａ）、（ｂ）に示すように、頭部（３８ｂ
）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（３７ｃ）　、該ねじ部（３７ｃ）の先端に突
設された棒状部（３８ａ）および該棒状部（３７ａ）の
先端に形成されたテーバ部（３７ｅ）から成っている。

このボルト（３７）は、センタハウジング（１３）側の
端部のテーバ部（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、このテーバ部（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って
ボルト（３７）の端部に固定されている。なお、上述し
たベーン保持部材（３６）、トッププレート（３８）お
よび遮熱板（４４）は仕切部材に相当し、これら部材（
３Ｂ）　、　（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。

ベーン保持部材（３８）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）とによってスク
ロール通路（３９）の外周路（３９ｂ）と内周路（３９
ｃ）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（３８ａ）に形成された孔（３８ｂ）を回転自在
に貫通したビン（４７）　（回、動軸）に一端が固設さ
れ、ビン（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）を衆更する。ビン（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ュエータ（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）の外周壁との間に決着された円
板状のシールド板、（４９）はタービンハウジング（工
２）に螺着した取付用のスタッドボルトであり、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。

このターボチャージャは、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（３９ａ）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（３９
ｃ　）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。したがって、
コンプレッサインペラ（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
なった場合には、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、コンプレッサインペラ（２１）が吸気を加
圧して過給を行う。

一方、このターボチャージャにあっては、ベーン保持部
材（３６）、トッププレート（３８）および遮熱板（４
４）がこれらタービンハウジング（１２）側からシャフ
ト（２０）と平行に貫通してベーン保持部材（３５）に
螺合したボルト（３１）によって一体に接合され、この
ボルト（３７）のセンタハウジング（１３）側のチー　
ハ部（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（３７
ａ）と溶着されている。したがって、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（３
６）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（３７）と駒
部材（３７ａ）との溶接部分は、潤滑油等によフて冷却
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、このターボチャージャにあっては、ボルト（３７
）のセンタハウジング（１３）側端部のテーバ部（３７
ａ）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この実施
例にかかるターボチャージャのハウジング構造はベーン
保持部材（３６）とトッププレート（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
びトッププレート（３８）を貫通して該トッププレート
（３８）に螺合するボルト（３７）によって固定し、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、このターボチャージャは、固
定ベーン（４３）がトッププレート（３６）に一体形成
されている。

このハウジング構造にあっても、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ャージ
ャのハウジング構造によれば、仕切部材を固定するボル
トを低温のセンタハウジング側で仕切部材に溶接して緩
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
ャージャ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ＩＩ　−Ｉｆ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Ｉ
ＩＩ矢視図である。第４図はこの発明の他の実施例にか
かるターボチャージャのハウジング構造の要部拡大断面
図である。 １１・・・コンプレッサハウジング １２・・・タービンハウジング １３・・・センタハウジング ２１・・・コンプレッサインペラ ３６・・・ベーン保持部材（仕切部材）３７・・・ボル
ト　　　　　　　３７ａ・・・駒部材３８・・・トップ
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
・・・可変絞り特　許　出　願　人　　　　本田技研工
業株式会社代理人　　弁理士　　　　　下　　１）　容
一部間　　　　弁理士　　　　　　　大　　橋　　邦　
　度量　　　弁理士　　　　　小　　山　　　　有量　
　　弁理士　　　　　野　　１）　　　茂第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ッ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ャフトによって前
   記コンプレッサハウジング内に収容されたコンプレッサ
   ホイールに連結するターボチャージャにおいて、 前記複数の仕切部材を前記シャ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って
   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つの仕切部材と前記ボルト
   の前記センタハウジング側端部とを溶接したことを特徴
   とするターボチャージャのハウジング構造。