JPH0366500B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ターボチヤージヤの圧縮機とタービ
ンとの回転を支持する軸受支持構造物に関する。

関連する応用に関する前後参照 本出願は、本出願人により西歴1977年１月14日
差し出しの米国特許出願第759773号「ターボチヤ
ージヤ」のCIP出願である。

背景技術 ターボチヤージングは、内燃機関の動力範囲と
融通性とを非常に拡大する手段であり、実際に許
容された技術となつており、多くの場合に、200
馬力又はそれ以上の強力デイーゼル機関に対して
必要なものとなつている。又ターボチヤージング
は、たとえば航空機機関において高度の増加する
場合に動力を維持するのに使用される。

ターボチヤージヤの内燃機関への有効な応用
は、通常動力出力を50−100パーセント増加させ、
全負荷比燃費（sfc）を５−10パーセント減少さ
せる。比燃費の減少は２つの項目に帰因する。第
１に所定速度において、内燃機関の摩擦が、動力
出力が相当に増加しても、比較的一定のままであ
る。この結果機械的効率が有効に改善されること
になる。第２にターボチヤージヤ構成要素の効率
が充分に高く、ターボチヤージヤの使用される機
関の排気温度が充分に高いならば、正味サイクル
出力に付加されるポジテイブ・ポンピング・ワー
ク（positive pumping work）が生ずることに
なる。四サイクル内燃機関において、その指圧線
図から明らかなとおり、一般に負のポンプ仕事す
なわちポンプ損失の生ずることは明らかである
［たとえば、昭和44年10月30日株式会社朝倉書店
発行「内燃機関ハンドブツク」第223頁(1)ポンプ
損失の項及びエドワード・エフ・オベルト
（Edward F.Obert）著、インテクスト・エデユ
ケーシヨナル・パブリツシヤーズ（Intext
Educational Publishers）発行「内燃機関及び空
気汚染（Internal Combustion Engines and
Air Pollution）」第156頁参照）。しかし前記条件
を満たすターボチヤージヤの場合には、むしろ正
のポンプ仕事（positive pumping work）が生
ずることになるであろう。］ ターボチヤージングは、通常全負荷比燃費を減
少させ、馬力を増大させる手段と考えられてい
る。ターボチヤージヤを現在利用している機関、
たとえば大きい強力デイーゼル機関、航空機機
関、競争用自動車機関及びこれ等の類似機関の発
達の際には、前記理解は妥当であつて、限定され
た応用例においてこれ等の機関は仕事サイクルの
大部分の間全負荷又は全負荷付近で作動される。
しかし多くの応用例においては、これ等機関が長
時間にわたつて全負荷又は全負荷付近で作動され
る必要がない。実際上多くの応用例において、一
般的にこれ等の機関は50％以下の動力で作動さ
れ、多くの応用例においてこれ等の機関は、その
作動の大部分の間20％以下の動力で作動される。
これ等の応用例は、自動車、軽又は中トラツク、
発電機セツト、圧縮機、トラクタ、建築物設備及
びこれ等に類似の装置に使用される機関である。

これ等の低い動力環境で作動する機関は、非常
に効率が良くない。デイーゼル機関においては、
この非効率は燃焼温度が減少するときの熱効率の
衰退の結果である。なぜならば、内燃機関の摩擦
は負荷に関係なく比較的一定のままだからであ
る。ガソリン機関においては、この非効率は、負
荷の減少に伴なつてポンプ損失が増大する結果生
じる。なぜならば、内燃機関の摩擦は、負荷に関
係なく比較的一定のままだからである。

したがつて、一層小さい効率の良い機関寸法を
利用することによつて、すなわち一層小さい排気
量割合（四サイクル機関に対して1/2排気量×機
関速度の積）を持つ機関を利用することによつ
て、排気量の減少、作動速度の減少又はこれ等の
両方の組合わせにより、部分負荷燃料消費量を改
良することができる。ガソリン機関においては、
この改良は、機関摩擦の減少及びポンプ損失の減
少の結果として行なわれる。デイーゼル機関にお
いては、この改良は、一層高い燃焼温度に起因す
る一層高い熱効率及び機関摩擦の減少の結果であ
る。多くの応用において、ターボチヤージング
は、一層小さい有効な機関寸法を持つ機関の使用
を許容するように使用されるかもしれない。ター
ボチヤージングを行なうことによつて、排気量の
立方インチ当り２倍の自然吸気動力、或る場合に
は３倍の自然吸気動力を得ることは容易である。
しかし一層小さい機関をターボチヤージしようと
する試みは、一般に不成功に終つた。この失敗
は、ジヤーナル軸受及び平板型（flat disc type）
スラスト軸受のまわりにターボチヤージヤが組立
てられるようになつている現在の設計のせいであ
る。この型式の軸受方式は、摩擦に打ち勝つだけ
に１ないし３馬力（特定のターボチヤージヤ及び
その応用において要求される速度とにより定めら
れる）を必要とする。この損失は、タービンが圧
縮プロセスの間に30馬力以上を出すことを要求さ
れる応用（代表的には200馬力又はそれ以上の機
関）においては重要ではないが、100馬力以下の
機関をターボチヤージするときは非常に重要にな
る。たとえば、ターボチヤージヤ・タービン動力
が60−80馬力の場合に、２−３馬力の軸受摩擦損
失は重要ではない。しかしタービン動力が15馬力
にすぎない一層小さいターボチヤージヤにおいて
は、一層小さいターボチヤージヤが作動される一
層高いrpmのために、２−３馬力又はもつと多い
かもしれない４−５馬力の軸受摩擦損失は、発生
する全タービン馬力のほとんど1/3に相当し、全
く許容できない損失である。

又現在使用されている軸受方式は、油の流れと
ロータの安定性とを許容するために、かなりの半
径方向及び軸線方向のすきまを必要とする。これ
等のすきまは、圧縮機及びタービンのロータのブ
レーデイングに関係する比較的大きいすきまに転
移させられることにより、圧縮機とタービンとの
両方の効率に影響を及ぼす。たとえば現今のター
ボチヤージヤに普通使用されるジヤーナル軸受及
び平板型スラスト軸受は、タービンと圧縮機との
羽根とその周囲の構造部材との間に0.015インチ
のすきまを必要とする。羽根の高さが１インチで
ある場合に、すきまと羽根の高さとの比は１−1/
２パーセントにすぎない。しかし、たとえば0.2イ
ンチの羽根の高さを持つ一層小さいターボチヤー
ジヤが所望される場合には、羽根とその周囲の構
造部材との間の0.015インチのすきまは、羽根の
高さの７−1/2パーセントになる。それゆえ、よ
り大きいターボチヤージヤの応用において0.015
インチのすきまが許容できる場合に、一層小さい
ターボチヤージヤが設計されるときには完全に許
容できなくなる。それゆえ、一層小さいターボチ
ヤージヤにおいては、このすきまは、ターボチヤ
ージヤの全性能に対して、結局は機関の性能に対
してますます重大になる。

多くの軸受損傷は、始動の間の機関油圧の不足
又は機関油の汚染の結果である。高速ジヤーナル
軸受が従来のターボチヤージヤにおいて使用され
る場合には、軸を安定させると共に粘性摩擦によ
り発生する熱を運び去るために、連続した油の流
れが本質的に要求される。隣接するタービン
（1600〓の高い温度で作動する）から軸受方式へ
伝達される熱を運び去るためにも油の流れが要求
される。従来のターボチヤージヤにおいて、ジヤ
ーナル軸受の代りに減摩玉軸受が使用されるとし
ても、タービンから伝達される熱を運び去るため
には、連続した油の流れが要求される。したがつ
て、現今のターボチヤージヤを適当に作動させる
ためには潤滑が必要であるが、潤滑が又多くの失
敗の原因となつている。さらに連続した油の流れ
による潤滑は、軸受に潤滑剤を供給するために実
質的な鉛管工事及び関連構造を必要とする。

現今のターボチヤージヤは、タービンを通過す
る推進ガスの流れを有効に制御することはできな
い。現在基本的には、タービンの動力出力を制御
するのに使用される２つの方法がある。その第１
の方法は、最大の機関作動速度及び負荷におい
て、所望のブースト圧力が所定の限度を越えない
ように、タービンとタービン・ノズルとの寸法を
注意深く定めることである。この方法の欠点は、
低い機関速度において利用できるブースト圧力が
制限され、要求に対する応答が遅いことである。
タービンを通過するブースト圧力を制御するのに
使用される第２の方法は、最大の機関速度及び負
荷において過剰なタービン動力を生じさせるよう
にタービン・ノズルの寸法を定めると共に排気逃
し弁（wastegate）を使用することである。この
方法においては、所定のブースト圧力に達すると
きに、排気逃し弁が開いて排気の一部分をバイパ
スさせる。この方法は、一層低い機関速度におい
て利用できるブースト圧力を増加させ、要求に対
する応答を改良するが、バイパスされた高圧排気
が増大した機関背圧を犠牲にして単に浪費される
点において全く非効率的である。さらに部分的負
荷において、ターボチヤージヤが本質的に作動し
ていないときに、小さいノズル面積は排気に対す
る抑制部材として作用し、ポンプ損失の増加を引
き起す。

それゆえ大小の両内燃機関をターボチヤージす
るように有効に作動させることができるターボチ
ヤージヤが要求されるようになつた。連続した油
の流れにより潤滑される軸受によつて従来経験し
た問題を取り除き、ターボチヤージヤ・タービン
を駆動する推進ガスを最も有効に使用する軸受方
式を持つターボチヤージヤが要求されるようにな
つた。さらに圧縮機とタービンとのロータを支え
る軸受アセンブリは、所望の圧縮機及びタービ
ン・ロータのすきまを容易に減少させるものでな
ければならない。

従来のターボチヤージヤ用の圧縮機ハウジング
の製法及び設計は、又相当に色々な問題を提供し
た。遠心圧縮機は、ターボチヤージヤにおいて最
も広く使用される動力学的圧縮機の１つである。
この型式の圧縮機においては、空気又は空気−燃
料混合物は圧縮機入口にはいり、圧縮機ロータへ
向けて流れ、入口流路に直角をなして音速付近ま
で加速される。空気圧力の増加は、圧縮ロータ羽
根の先端から放出される加速されたガスの速度を
減少させることによつて、完成される。拡散とし
て知られているこのプロセスは、乱流を生じさせ
ることなくガスの速度を減少させることによつて
一層有効に達成されることにより、速度エネルギ
ーの大きなパーセンテージ部分が圧力エネルギー
に変換され、静圧を上昇させる。

この拡散プロセスを容易にするために、遠心圧
縮機を使用しているターボチヤージヤは、圧縮機
ロータ羽根の前縁から外側先端まで回転子の羽根
の輪郭にぴつたりと追従する圧縮機ロータ壁を通
常備えている。次いでこの圧縮機ロータ壁はロー
タ羽根の外側先端を通過して延び、デイフユーザ
の２つの壁の一方を形成し、次いで周辺ギヤツプ
を形成するように終る。圧縮されたガスは、この
周辺ギヤツプを通過して機関の吸込マニホルドに
通ずる周辺室内へ流れる。圧縮機ロータ羽根に向
かい合い、圧縮機ロータ羽根に輪郭がぴつたりと
合い次いで外向きに延びるこの壁は、圧縮された
ガスが圧縮機ロータ羽根を離れた後でかつ機関に
通ずる周辺室内へはいる前に、圧縮されたガスの
速度を均等に減少させる。したがつてこの壁構造
は、圧縮機により発生する静圧を非常に増大させ
る。

この構造を形成するために、多くのターボチヤ
ージヤ圧縮機ハウジングは、圧縮機の外側周囲ハ
ウジングと圧縮機壁とが１つの鋳物部材になるよ
うにサンド・カスト（sand−cast）された。通常
このことは、機関の吸込マニホルドに通ずる周辺
室を形成するようにサンド・コア（sand core）
を使用することによつて完成された。鋳造後、こ
のサンド・コアは取り除かれて、圧縮機とは反対
側の壁に周辺室が形成され、この周辺室内におい
て圧縮機ロータの先端からガスが流れ去る。

圧縮機ハウジングのダイカストが実質的には高
価にならなくて、サンド・カストより一層正確で
はあるけれども、圧縮されたガスを機関の吸込マ
ニホルドへ流す周辺室を形成すると同時にデイフ
ユーザ壁を形成するためにダイカスト型を使用す
ることができないために、最適の設計のダイカス
トを使用することはできなかつた。可変面積の室
が入口ギヤツプより必然的に大きく、この入口ギ
ヤツプを通過してガスが圧縮機ロータ羽根から噴
射されるから、最適の設計の圧縮機ハウジングを
ダイカストすることは不可能であつた。なぜなら
ば、圧縮機ロータ羽根に向かい合う壁の背後にこ
のような通路を形成できる型を設計することがで
きないからである。

ダイカスト圧縮機ハウジングが使用される場
合、サンド・カストされた圧縮機ハウジングに通
常形成される壁は単に取り除かれるから、型を合
わせて又分割して鋳物を作ることはできる。しか
しこの壁がなければ、圧縮機ロータによつて加速
されたガスは、デイフユーザから機関吸込マニホ
ルドに通ずる周辺室内へ早すぎた状態で送り出さ
れる。この結果、このような構造の圧縮機ハウジ
ングは、圧縮機の効率、したがつて圧縮機の性能
を実質的に低下させる。

発明の開示 本発明によれば、減摩玉軸受アセンブリは、圧
縮機とタービンの軸を支持するために使用され
る。ジヤーナル軸受と平板型のスラスト軸受とを
組合わせて使用している従来のターボチヤージヤ
の軸受装置においては、油の流れとロータの安定
性とを許容するためにかなりの半径方向及び軸線
方向のすきまを必要とする。この結果、圧縮機及
びタービンのロータのブレーデイングすなわち翼
配列に関係する大きいすきまを生じることにな
り、圧縮機とタービンとの効率に影響を及ぼす。
しかし玉軸受を使用することにより、このような
従来のターボチヤージヤの軸受装置の半径方向及
び軸線方向のすきますなわち移動の10ないし15％
だけでよいから、移動を一層小さくてすむように
制御できる。回転する軸受アセンブリの移動に関
するこの付加的制御は、羽根先端すきまの減少を
許容することにより、圧縮機及びタービンの効率
を評価し得るように改良する。さらに減摩玉軸受
の使用により、所要のタービン仕事を減少させる
ことにより、機関の比燃費を改良する。

本発明によれば、軸受アセンブリは、圧縮機及
びタービンの軸に形成された第１及び第２の内レ
ースを備えている。第１の内レースに相当する固
定の外レースをターボチヤージヤ・ハウジングに
取り付け、複数個の玉が、固定の外レースと第１
の内レースとの間に受け入れられる。第２の外側
レース環を設け、第１の外レースに対して滑動自
在にする。この第２の外側レース環を、ターボチ
ヤージヤ・ハウジングに対して滑動自在にし、圧
縮ばねがターボチヤージヤ・ハウジングと第２の
外側レース環との間で作用してこの外側レース環
を第１の外レースから遠ざかる向きにかたよら
せ、この第２の外側レース環と第２の内レースと
の間に位置する玉に連関させる。これと同時に、
ターボチヤージヤ・ハウジングに取り付けられた
第１の外レースは、これと、タービン及び圧縮機
の軸上の第１の内レースとの間の玉に連関させら
れる。

本発明においては、第１の内レース２０６と、
第２の内レース２１０とが、軸１６０の周辺に形
成されているために、すなわち両内レースが軸に
一体に形成されているために次のとおりの利点が
得られるのである。

(i) 内レースが軸に一体に形成されない場合に比
べて大きな直径の軸の使用が可能となり、軸を
非常に剛性にすることができる。

(ii) 内レースと軸自身との間に存在する偏心度が
除かれるので、軸と玉軸受との同心性を向上さ
せることができる。

(iii) 周辺傾斜部すなわちスリンガを玉軸受に非常
に近接して位置させることができるので、潤滑
剤の噴霧を玉軸受に直接に投射できる。

(iv) 同じ軸直径の場合に、内レースが軸にはめ込
まれたときに比べて、軸線から玉の中心までの
距離が短くなり、玉軸受が一層遅い速度で回転
できるために、潤滑の要求及び軸受の摩耗を減
少させることができる。

発明を実施するための最良の形態 第１図は本発明軸受支持構造物を備えたターボ
チヤージヤ２０の斜視図である。このターボチヤ
ージヤはタービンハウジング２６にＶ形クランプ
バンド２８によつて連結した圧縮機用ハウジング
２４から成る外部構造２２を備えている。

第１、第２図に示すように、圧縮機用ハウジン
グ２４は円筒形の入口穴４０を備え、この穴はそ
の一端部に取付けられそこから外方に延びる横壁
４２を持つている。円周方向の室４４が壁４２に
取付けてある。入口穴４０は圧縮機の空気入口５
０を形成し、室４４は圧縮機の排気口５２を形成
する。タービンハウジング２６はタービン空気取
入口５４及びタービン排気口５６を形成する。

ターボチヤージヤの使用に当つては、空気を入
口５０に引込み、圧縮された空気を排気口５２か
らターボチヤージヤが取付けてある内燃機関に排
出する。機関からくる排気空気は、タービン空気
取入口５４に導かれターボチヤージヤ用のタービ
ンを駆動し、タービン排気口５６を通つて排出さ
れる。

入口穴４０内には、この穴の内方壁面６４から
延びる複数の羽根６２によつて軸受支持筒６０を
取付ける。この軸受支持筒６０の端部上にキヤツ
プ６６を取付ける。タービンハウジング２６には
ブラケツト８２によつてピストン型のアクチユエ
ータすなわち作動器８０を取付ける。この作動器
８０は後述のように制御棒８６を延ばしたり引込
めたりするように操作される制御器８４を備えて
いる。制御棒８６を操作するために、必要に応
じ、空気を制御器８４に空気管８８，８９で送る
ようにしてある。圧縮機ハウジング２４には複数
のねじ９２によつて油溜めカバープレート９０を
取付ける。

第２図に示すように、圧縮機の後壁１００及び
タービンの後壁１０２を、圧縮機ハウジング２４
及びタービンハウジング２６の中間に、これらの
両ハウジングを組立てた際、位置させる。これら
の４個の構成部材は相互に案内し合つてＶ形クラ
ンプバンド２８により組立てられる。第２図を詳
細に見れば判るように、全組立構造を相互に保持
し合わせるためにはただ単一のＶ形クランプが必
要とされるに過ぎない。前述のように、圧縮機ハ
ウジング２４は筒形の入口穴４０を備え、この穴
はその一端部に取付けられそこから外方に延びる
横壁４２を持つている。円周方向の室４４は入口
穴４０から隔てられた方の壁４２の端部に取付
け、その円周のまわりに変化する区域を持たせ、
圧縮機の排気口５２からの吐出しに向つて増大さ
せる。

入口穴４０は、壁４２の方に向つて先細になる
直径を備えた第１の内部壁部１１０と、段１１４
によつて第１の内部壁部１１０に連結された第２
の内部壁部１１２とを持つている。この第２の壁
部１１２は壁４２の方に向つて広がる直径を持つ
ている。壁４２は円周方向に隔てられた複数の穴
１１６を持つている。室４４は、圧縮機の排気口
５２のほかにほぼ壁４２の平面に穴１１８を備え
ている。

前部圧縮機壁インサート１２６は、筒形ののど
部１２８とこののど部１２８の一端から横向きに
取付けた円形のデイスク１３０とを備えている。
のど部１２８は、デイスク１３０に向つて細まる
直径を持つ内壁面１３１と、デイスク１３０の方
に向つて広がる直径を持つ外壁面１３２とを備え
ている。広がる直径を持つ面１３２は、入口穴４
０の内壁部１１２の広がる面に対応してのど部１
２８が入口穴４０内に挿入されこれと組合うよう
にしてある。またのど部１２８の直径が小さくな
る方の壁面１３１は、入口穴４０の第１の内壁部
１１０の小さくなる直径の延長に相当する。イン
サート１２６が入口穴４０と組合うと、入口穴４
０の入口からターボチヤージヤ内に向つて連続し
て小さくなる直径が得られる。

デイスク１３０からリベツト状の複数の突出部
１４０が延び、これは壁４２の穴１１６に対応す
る。インサート１２６が圧縮機ハウジング２４と
連関しまたのど部１２８の端部が入口穴４０の段
１１４と連関すれば、突出部１４０は穴１１６に
よつて壁４２の対応面と衝合するデイスク１３０
と連関する。第２図に示すように、突出部１４０
は穴１１６内に挿入され、その頭部はインサート
１２６をハウジング２４に取付けるように変形さ
せてある。デイスク１３０は、壁４２を越えて延
ばして室４４の穴１１８を部分的におおうように
する。デイスク１３０の外端と室４４の壁との間
に円周方向の隙間１４６を作り、またデイフユー
ザー区域１４８を、遠心流圧縮機ロータ１７２及
び室４４に至るすき間１４６間の圧縮機後壁１０
０及びデイスク１３０間に形成する。

第２図に示すように、軸受支持筒６０は、入口
穴４０の壁面６４から内方に延びる複数の支柱６
２によつて入口穴４０内に同心状態に支える。タ
ーボチヤージヤ２０は、２個の球軸受１６２，１
６４によつて軸受支持筒６０内で回転するように
支えた軸１６０を持つている。半径流タービンロ
ータ１７０は軸１６０の一端に取付け、遠心流圧
縮機ロータ１７２はタービンロータ１７０及び軸
受１６２，１６４の中間に取付ける。軸１６０は
圧縮機後壁１００内の穴１７６及びタービン後壁
１０２内のラビリンスシール１７８を貫通してい
る。

半径流タービンロータ１７０は溶接などによつ
て軸１６０に固着し、遠心流圧縮機ロータ１７２
は保持ナツト１８０で軸１６０上の位置に保持す
る。遠心流圧縮機ロータ１７２は軸１６０を受け
るために穴あけをし、穴１８２を形成するため端
ぐりを行う。穴１８２は保持ナツト１８０の外径
よりも大きい直径を持ち、保持ナツト１８０が穴
１８２の底壁１８４と連関するように押付けられ
圧縮機ロータを軸１６０上の位置に保持するよう
になつている。圧縮機ロータシム１８６は、遠心
流圧縮機ロータ１７２及び軸１６０の段１８８間
に置き、遠心流圧縮機ロータ１７２を軸線方向に
精確に位置させるようにする。

本発明軸受支持構造物においては、第２図、第
３図から明らかなように、遠心流圧縮機ロータ１
７２に隣接して軸受支持筒６０の端部内にリング
２００をはめ込むと共に、この軸受支持筒６０に
固定した保持リング２０２によつて、リング２０
０が軸受支持筒６０内に移動しないようにしてあ
る。リング２００内には軸受装置１６４の外レー
ス２０４が形成してあり、内レース２０６は軸１
６０と一体に形成されている。内外両レース間に
はボールすなわち玉２０８があり、これによつて
軸受装置１６４を構成している。

軸受装置１６２は、軸１６０と一体に形成した
内レース２１０と、玉２１６を受けるために形成
された外レース２１４を設けられ、軸受支持筒６
０内で滑動可能な外リング２１２とを備えてい
る。外リング２１２と、軸受支持筒６０内に固定
された保持リング２２０との間に圧縮ばね２１８
を設け、軸受装置１６２，１６４内の玉２１６，
２０８の位置をそれぞれ固定するために、外リン
グ２１２を外方に向けて付勢し、このようにして
軸１６０の位置を固定する。

すなわち、圧縮ばね２１８は、外リング２１２
を左方（第３図において）に付勢して、玉２１６
を、軸１６０に形成した内レース２１０に押しつ
ける。これと同時に圧縮ばね２１８は、外リング
２１２をリング２００から軸線方向に遠ざかる向
きに移動させる。軸１６０に形成された内レース
２０６，２１０を越えて軸線方向へ移動するのを
防止されている玉２０８，２１６によつて、リン
グ２００と外リング２１２との移動が阻止され
る。この結果軸受支持筒６０に対する玉２０８，
２１６の位置決めと軸１６０の位置決めとが行な
われる。第３図において内レース２１０の左端
（スリンガ２２６に隣接している）と外リング２
１２の外レース２１４の左端との間の間隔を玉２
１６の直径より小さくすることにより、玉２１８
がキヤツプ６６の方へ飛び出すのを防止する。同
様に、内レース２０６の左端（スリンガ２２６に
隣接している）と、外レース２０４の左端との間
の間隔を、玉２０８の直径より小さくすることに
より玉２０８の左方への飛び出しを防止する。

第２、第３図に示すように、リング２００の外
レース２０４は、玉２０８の上側の一方の側部
（左方の）だけに直面している。この結果、玉２
０８を右方方からリング２００内に挿入し、リン
グ２００から除去できるように、玉２０８とリン
グ２００とを滑動係合させる。従つて、軸受装置
１６４の組立ては、玉２０８をレース２０６内に
置き、玉２０８をリング２００の右方からリング
２００内に挿入し、リング２００を玉２０８に係
合させることによつて、行なわれる。同様に、外
レース２１４は、玉２１６の上側の一方の側部
（右方の）だけに直面している。したがつて外リ
ング２１２をばね２１８を圧縮するように移動さ
せ、玉２１６を左方から（第３図において）軸１
６０のレース２１４内に導入することによつて軸
受装置１６２を組立てる。リング２１２を釈放す
ることにより、ばね２１８は自動的にリング２１
２の外レース２１４を玉２１６と係合させ軸受装
置１６２を形成し、同時にリング２００の外レー
ス２０４を軸受装置１６４の玉２０８に係合させ
る。リング２１２に形成された外レース２１４
と、軸１６０に形成された内レース２１０との間
のすきまは、前述したように玉２１６の直径より
充分に小さくしてあつて、玉２１６が、第２図及
び第３図に示す位置からキヤツプ６６の方へ飛び
出すのを防止している。

或いはまた、適当な保持器を使うことによつ
て、玉２０８，２１６の全体よりも少ないものを
軸受装置１６２，１６４に使うことができる。適
用例次第では、自己潤滑被覆を、玉に補給する、
油を含浸させた保持器、すなわち犠牲保持器を使
用してもよい。この犠牲保持器においては、玉の
回転の間に少量の油が消費される（犠牲にされ
る）ことにより潤滑を行なうことができる。支持
筒６０内への軸１６０の取付けは、圧縮機ロータ
１７２から離れた方の支持筒６０の穴を閉じるキ
ヤツプ６６の軸受支持筒６０の端部への連関によ
つて完成される。

一体の内レースを使う球軸受装置をこの軸受シ
ステムに使うことによつて、大きな直径の軸の使
用が可能となり、従つて極めて強固な軸が得られ
る。さらにこの軸受装置は、極めて小さな軸方向
又は半径方向移動を許すに過ぎない著しくタイト
な軸受システムを提供する。結果として、このよ
うな軸受システムは圧縮機及びタービン並びにこ
れを取囲むハウジング間に必要とされる隙間を大
きく減少させることになり、同心性の問題は最小
限にとどめられることになる。

本発明の好実施例においては、軸受装置１６
２，１６４はいわゆる油ぎれの状態（制限された
量の油だけが供給される状態）にある。すなわち
潤滑に必要な量の油だけは供給されるが、冷却に
使用されるほどの油は供給されない。この軸受装
置に与えられる唯一の潤滑は、油を毛細管現象に
よつて油だめ（Ｒ）から傾斜部すなわちスリンガ
２２６に移動させるウイツク２２２，２２４によ
つて行なわれる。スリンガ２２６に供給される油
は、遠心力によつて、軸１６０の回転中に軸受装
置１６２，１６４に投付けられる形になる。

このようにして、ターボチヤージヤ軸受用潤滑
剤としての機械油の使用及びこれらと関連する管
工作並びに密封工作が省略される。その上、潤滑
剤としての汚れた機械油の使用又は始動中の機械
油の不足から生ずる事故が避けられる。さらに、
オイルシールの必要がなくなり、シールの故障か
ら起る軸受の事故もなくなる。

或いはまた、軸受装置は、レース内に及び軸受
装置のボールのまわりに詰められた高密度の油又
はグリースによつて永久潤滑を行なうようにして
もよい。さらに別の方法としては、油を浸透させ
たフエノール保持器を使つて相当長期に亘つてボ
ールに潤滑剤を供給するようにしてもよい。この
ような場合はいずれの場合でも、軸受の寿命は短
かくなるが、ウイツク２２２，２２４及びスリン
ガ２２６の必要性はなくなる。

ジヤーナル軸受とかデイスク型スラスト軸受を
使つている従来のターボチヤージヤでは、軸受の
連続的潤滑が必要とされている。さらに、軸受が
ターボチヤージヤタービンに隣接している場合に
は、タービンは1600〓までの温度に曝されている
ので、過熱による事故を防止するため連続潤滑を
行なつて軸受を充分に冷却する必要がある。球軸
受でさえも冷却のために油の連続流れを必要とす
る。本軸受システムが、軸受の潤滑及び冷却のた
めの従来の多量の潤滑を行なうことなしに、良好
な作動を行なうことができることは、本発明にお
いて使われる特殊の軸受の配置及び圧縮機及びタ
ービンに対する軸受の相対位置の結果である。

後述するように、軸受装置は軸受の潤滑及び冷
却用の油の連続流れを必要としないので、軸受支
持構造物を備えたターボチヤージヤは任意の向き
に取付けることができる。これに対して従来のタ
ーボチヤージヤはその使用可能な向きについては
きわめてきびしい制限が課せられている。

第２図に示すターボチヤージヤにおいては、従
来のターボチヤージヤのジヤーナル軸受及びデイ
スク軸受はもつと精密な玉型の軸受装置によつて
置き換えられ、軸受用の連続潤滑流れの必要性が
除かれている。その上、第２図に示すターボチヤ
ージヤにおける圧縮機及びタービンは共に軸受装
置の一方の側にオーバハングしており、タービン
は圧縮機を軸受装置及びタービン間に置いて軸受
装置から最大限に離してある。この配置はタービ
ン及び軸受装置間に充分な熱絶縁を与えるので、
軸受は従来の潤滑法を必要とするほど多く加熱さ
れることはない。

第２図における圧縮機及びタービンの後面同志
の配置によつて、軸受装置に伝えられる熱が極め
て減小するだけでなく、熱膨脹による効果を最小
限にとどめ、これによつて必要とされる翼端の隙
間を少なくすることができる。さらにこの配置に
より従来の軸受ハウジングが不要となり、圧縮機
及びタービンの中間に支持用軸受を備えた現在の
ストラドル型取付をしたロータよりも、コンパク
トなパツケージを提供する。

さらに、減摩性の球軸受装置１６２，１６４の
使用は、圧縮機及びタービンの半径及び軸線方向
の移動をよく制御し、これからも翌端間隙を小さ
くすることができる。このことは圧縮機及びター
ビンの効率を著しく向上させる。ジヤーナル軸受
と比較して減摩性の球軸受装置１６２，１６４は
また軸受を駆動するのに必要とされるタービンの
仕事を少なくする。このことは機関の背圧を少な
くし、その結果比燃料消費量の改善及びロータ加
速の能力の強化をもたらす。

第２図に示すターボチヤージヤの速度又は圧力
出力を制御するタービンノズルの選択的変更を行
なうためのノズル面積制御構造体２２８を対象と
している。第１、第２図に見られるように、ター
ボチヤージヤを取付けてある内燃機関から出る排
気は、タービンの空気取入口５４を通つてターボ
チヤージヤに噴射され、タービン後壁１０２、こ
れに平行な壁２３２及びノズル羽根２３４によつ
て形成されたノズルエリア２３０を通してタービ
ンロータ１７０の翼に向つて通じている。このノ
ズルエリアは、そのまわりに円周上に位置させタ
ービンロータ１７０に至る排気の流速及び角度を
変えるために回動自在にした複数の可動ノズル羽
根２３４を含む構造体２２８によつて制御され
る。第２、第４図に示すように、羽根２３４はそ
の反対側から延びるトラニオン２３６，２３８を
備えている。トラニオン２３６は、タービン後壁
１０２を貫通し操作レバー２４０に取付ける。ト
ラニオン２３８は壁２３２内に延ばしてある。

操作レバー２４０の一端には、ニツプル２４２
を形成する。これらのニツプルは、制御リング２
４６内に形成した半径方向のスロツト２４４内に
延ばす。制御リング２４６及び操作レバー２４０
は、圧縮機ロータ１７２及びタービンローラ１７
０の中間にある空気間隙ギヤツプ２４７内に在
る。制御リング２４６は、軸１６０の軸線のまわ
りに同心状に位置し、圧縮機後壁１００から延び
る円筒形面２４８上に受ける。

第２図においては、制御リング２４６は、それ
ぞれ内レース及び外レースと共に形成されそれら
の間に複数のボール２５４を受ける内リング２５
０及び外リング２５２を備えている。内リング２
５０は圧縮機後壁１００から延びる円筒形面２４
８に固着して取付け、外リング２５２は内リング
に対して角度的に回動する。第４図に示すよう
に、外リング２５２の回動によつて各操作レバー
２４０はトラニオン２３６，２３８の軸線のまわ
りに回動し、その結果各ノズル羽根２３４が同時
に回動する。第４、第５図に示すように、操作レ
バー２４０のうちの１個のレバーが延長部２６２
を備えている。制御棒８６は、軸ピンによつて延
長部２６２に取付けたねじ付アイボルト８６ａを
備えている。アイボルト８６ａの反対端部は制御
棒８６内にねじで受けてあり、その中で調整自在
にしてノズル羽根の再調整がその回転軸のまわり
で可能なようにしてある。制御棒８６の移動によ
つて操作レバー２４０を枢動させて制御リング２
４６の外リング２５２を回動させ、これによつて
他の各操作レバー２４０及びこれに取付けたノズ
ル羽根２３４を回動させる。

第５図に、オツトーサイクル機関に使われるア
クチユエータすなわち作動器８０を示す。このシ
ステムでは、制御棒８６はピストン型の作動器８
０で制御される。或いはまた、これらのピストン
はダイヤフラムで置換えてもよい。作動器８０
は、管８８Ａ，８８Ｂを通つて制御器８４に送ら
れる圧縮機放出圧力によつて制御される。作動器
８０に入る増大圧力のために、制御棒８６の延長
及び圧縮機のノズルエリアの対応開きが行なわれ
る。

第５ａ図に示すように、制御棒８６は制御器８
４により制御されてノズル羽根２３４の位置の変
更をする。制御器８４は大きい円筒体２６５及び
小さい円筒体２６６を形成するハウジング２６４
を備えている。前面２６８ａ及び後面２６８ｂを
備えた大型ピストン２６８をシリンダ２６５内に
入れる。前面２７０ａ及び後面２７０ｂを備えた
小型ピストン２７０をシリンダ２６６内に入れ
る。前面板２７２を適当なボルトでハウジング２
６４に取付け、制御棒８６をハウジング内に受け
る穴２７３を設ける。ピストン２７０は制御棒８
６の一端に固定して取付け、一方ピストン２６８
は制御棒８６に対して滑動自在にしてあり、ピス
トン２６８の前面２６８ａに隣接する制御棒８６
に固定して取付けられたリング２７４だけによつ
て止めてある。

制御棒８６のまわりにばね２７６を設け、ピス
トン２６８及び前面板２７２間に入れる。これよ
りも大きなばね２７８を制御棒８６を取巻いてピ
ストン２７０及びピストン２６８間に入れる。空
気管８８Ｂ，８８Ａが、ピストン２７０の後面２
７０ｂに至るシリンダ２６６に、またピストン２
６８の前面２６８ａに至るシリンダ２６５にそれ
ぞれ連通している。空気管８８Ａ，８８Ｂの一端
部は機関の取入れマニホルドに取付けられ、他端
部は制御器８４に取付けられており、マニホルド
圧力を、それぞれピストン２６８，２７０の前面
２６８ａ及び後面２７０ｂに導く。空気管８６
は、それぞれピストン２６８，２７０の後面２６
８ｂ及び前面２７０ａに大気圧を供給する。

ピストン２６８の後壁２６８ｂから突出た案内
シリンダ２８４を通る環状グルーブ２８０及び穴
２８２によつてピストン２６８の全後面に沿う大
気圧の伝達を確実に行なうようにする。同様に、
ピストン２６８の後面の半径方向のグルーブ２８
６は、ピストンの全後面への圧力の伝達を容易に
する。

制御器８４は、低及び高の両マニホルド圧にお
いてタービンローラ１７０に至るノズル羽根２３
４を開くために制御棒８６を延ばすと共に、中間
マニホルド圧においてノズル羽根を閉じるために
制御棒８６を引込めるように計画してある。さら
に詳述すれば、吸込みマニホルドが例えば５ない
し8psi絶対圧力などのような真空状態にあるとき
閉じた絞り位置で作動している間は、制御器はノ
ズル羽根２３４を開き機関ができるだけ少ない背
圧で働くように制御棒８６を延ばすように働く。
このことは、大気圧よりも相当低い管８８Ａから
の圧力に比べてピストン２６８の後面２６８ｂに
働く管８９からの高い大気圧（約14.7psi絶対圧
力）から生ずることである。

ピストン２７０を横切る正味の圧力差は制御棒
８６を引込めるようにする力を生ずるが、ピスト
ン２６８，２７０の表面面積は、ピストン２６８
に働く外向きの力がピストン２７０にかかる引込
み圧力及びばね２７６のばね力の両方に打克つの
に充分であるように計画されている。

ばね２７６のばねレート及びピストン寸法は、
マニホルド圧が例えば12psi絶対圧力のような大
気圧に近付いた場合、制御棒８６が制御器８４内
に引入れられてノズル羽根を閉じこれによつてタ
ーボチヤージヤ２０の速度及びターボチヤージヤ
圧縮機から得られる圧力比を増加させるように計
画されている。制御器８４は羽根２３４の閉じを
大気圧に達する直前に開始するように計画してあ
るが、それは、この吸込みマニホルド圧力が開い
たキヤブレタスロツトルに相当し、従つてターボ
チヤージヤ・ブーストの必要性を示すからであ
る。

第５ａ図に示すように、ピストン２６８の前面
２６８ａに働く管８８Ａ内のマニホルド圧が大気
圧に近付くにつれ、この圧力はばね２７６の働き
と一緒になつてピストン２８６の後面２６８ｂに
管８９からかけられる大気圧に打克ち制御棒８６
を制御器８４内に引込む。ピストン２７０を横切
る圧力差は依然としてピストン２７０をそのシリ
ンダ内に引込める正味力を働かせ、このようにし
て制御棒８６の制御器８４内への引込みを助け
る。

マニホルド圧が例えば20psi絶対圧力のような
大気圧を越える値まで増大するにつれ、管８８Ｂ
を通してピストン２７０の後面２７０ｂに働いて
いるマニホルド圧がばね２７８のばね力に打克
ち、制御棒８６を制御器８４から外方に動かし、
再び羽根２３４を開きこれによつて過度の加圧を
防止する。制御棒８６は、このような圧力状態で
制御器８４から延びているが、ピストン２６８が
シリンダ２６５内に完全に引込まれた位置に保持
されてはいるのはピストン２７０がばね２７８の
ばね力に打克つてピストン２６８の方に移動する
場合制御棒８６がピストン２６８に対して相対的
に自由に移動する能力があるからである。

従つて本制御器は、本制御器及びその中の構成
部品の計画に従つて定められるような、大気圧よ
りも低い所定の値以下の絶対読みを持つマニホル
ド圧でノズル羽根２３４を開くためのシステムを
提供するものである。同様にこの制御器は、大気
圧よりも低い或る所定値から大気圧よりも高い或
る値に亘るマニホルド圧で羽根２３４を閉じ、ま
た大気圧以上の所定値を越えるマニホルド圧で羽
根２３４を開く。云うまでもなく、羽根が開閉す
る特定の圧力は、ピストン２６８，２７０の面積
の変更及びばね２７６，２７８のばねレート及び
初期撓みの変更によつて容易に変えることができ
る。

デイーゼルサイクル機関に対しては、ピストン
２６８を制御するためにソレノイドを使うことが
でき、この場合ソレノイドによつて、機関の軽負
荷運転の間は軸８６を延ばした状態に保ち、大き
な負荷が必要になつた場合には軸を釈放するよう
にする。軸を釈放すると、ばね２７６は軸８６を
引込めノズルを閉じてターボチヤージヤの速力を
増加させる。充分な圧力が吸込みマニホルドから
ピストン２７０の面２７０ｂに送られると、前述
のように軸８６が延びてノズルを開きこれによつ
てマニホルド圧を制御する。

可変面積のタービンノズルの操作に当つては、
たとえば圧縮機の吐出し圧力のような制御信号が
作動器８０に伝えられ、この作動器が該作動器に
至る信号に従つて制御棒８６を適当に伸ばし又は
後退させる。このことによつて、制御棒８６に取
付けた作動レバー２４０の回転及び制御リング２
４６の外リング２５２の同時角回転が生ずる。ま
た外リング２５２の回転は各作動レバー２４０を
回転しこれに応じてノズル羽根２３４の角度を設
定する。

第４図は破線及び実線でノズル羽根２３４を閉
じた位置と開いた位置とで示してある。各ノズル
羽根は、制御リング２４６の回転によつて単一の
作動レバー２４０によつて制御される単一の制御
棒８６の移動を介して設定されることが判る。

従来の無制御型ターボチヤージヤは、通常圧縮
機の速度に直接に関連するブースト圧力を生じ、
この圧縮機速度は通常機関速度に対応している。
従つて、従来のこのようなターボチヤージヤにお
けるブースト圧力は、機関速力がおそい場合には
速い場合よりも低い。従つて低機関速力では、従
来のターボチヤージヤは機関の性能を改善するの
に効果的ではない。さらに、加速の際には、ター
ボチヤージヤが充分なブースト圧力を生ずる速力
に達し機関性能を効果的に改善するようになるま
でに相当の「遅れ時間」がある。

第２図に示すターボチヤージヤは低機関速度に
おいてブースト圧力を出すように制御することが
できる。その結果、低い機関回転数で機関性能を
改善し、従来のターボチヤージヤに伴う遅れ時間
すなわちラグタイムをなくしたり又は少なくした
りすることができる。

このような結果を、ターボチヤージヤタービン
及び圧縮機の速度を全機関回転数において所要の
ブーストが得られるレベルに保つ可変タービンノ
ズルの制御を通じて得るようにしている。第６、
第７図に見られるように、作動器８０の代りに制
御ユニツト４００を使つている。この制御ユニツ
ト４００はパルス−電圧変換器４０４を経てモニ
タ４０３に連結された磁性感知器４０２を備えて
いる。軸１６０の回転は、軸１６０に取付けたデ
イスク１６０″と協力して感知器４０２によつて
監視されている。デイスク１６０″は複数の不連
続部を持つている。軸１６０の速度は、よく知ら
れている方法であるが、磁性感知器４０２に対す
るデイスクの運動によつて生ずる電気的パルスを
変換し次いでこれらのパルスをパルス−電圧変換
器４０４に入力させる方法により決定される。デ
イスク１６０″及び軸１６０の回転速度に比例す
るこの電圧は、モニタ４０３によつて軸速度に変
換される。モニタ４０３は、適当な導線によつて
比例制御器４１４に連結する。この制御器４１４
は電源４１６及びノズル面積制御ユニツト４１５
に連結する。このユニツト４１５は、制御棒８６
の移動を制御し、レバー延長部２６２を回転しタ
ービンロータ１７０の入口区域における羽根２３
４の方向を変える。

制御器４１４はマイクロプロセツサであつて、
これは感知器４１７からアナログ入力を受ける変
換システム及びこのマイクロプロセツサによつて
使用することのできるデイジタルフオーマツトへ
の変換用の速度モニタ４０３を備えている。この
マイクロプロセツサは現在自動車の点火装置に使
われている一般通常型のものでよい。或いはまた
このシステムに採入れることのできるマイクロプ
ロセツサは、インテル（Intel）が作つているマ
イクロプロセツサ・モデル8080でよい。比例制御
器４１４は、制御ユニツト４１５を制御するため
のマイクロプロセツサから供給される信号を増幅
する増幅システムを備えている。

このマイクロプロセツサは、タービン速度従つ
てターボチヤージヤ圧縮機によつて作られるブー
スト圧力を、いくつかのパラメータ、例えば機関
速度、絞り位置、マニホルド吸込圧力、機関トル
ク、周囲温度又は伝動ギヤリングなどの関数とし
て、制御するようそのプログラミングを組むこと
ができる。第６図に示すように、感知器４１７は
これらの各機関パラメータを計測し、これに相当
するアナログ読みを比例制御器４１４に送り、こ
こでパラメータはマイクロプロセツサによつて使
用するためにデイジタルフオームに変換される。
マイクロプロセツサは、云うまでもなく、パラメ
ータの任意の直接又は可変の関係に従つて圧縮機
速度を制御するために、タービンの入口ノズルの
位置決めをするようにそのプログラミングを組む
ことができる。

第６Ａ図により第６図に示した比例制御器４１
４を詳細に説明する。複数の感知器４１７ａ−ｇ
は自動車機関の運転に関連するパラメータを計測
する。感知器４１７の各々はタービン速度モニタ
４０３と共にアナログ信号を発生し、これがそれ
ぞれのアナログ−デイジタル変換器４２４ａ−ｈ
に伝えられる。これらの各感知器によつて発生し
た信号は、対応するアナログ−デイジタル変換器
内において、計測しつつあるパラメータの数字的
値を代表する一連のデイジタル語に変えられる。

アナログーデイジタル変換器４２４によつてで
きたデイジタル信号は、比例制御器４１４内に含
まれているマイクロプロセツサに選ばれる。マイ
クロプロセツサ４２６は感知器４１７によつて計
測しつつあるパラメータを代表するデイジタル化
信号を受ける。このマイクロプロセツサは受けた
信号の組合わせを評価し、それからノズル羽根２
３４に対する最良の制御位置に相当する信号を発
生させる。マイクロプロセツサ４２６から生じた
出力信号は、デイジタル−アナログ変換器４２８
に送られ、この変換器４２８が対応するノズル制
御信号を発生させる。デイジタル−アナログ変換
器４２８の出力は、ノズル制御信号を増幅する駆
動機回路４２９に接続される。増幅された信号
は、ノズル羽根２３４を選択的に位置決めするノ
ズル面積制御ユニツト４１５に伝えられる。駆動
機回路４２９は、ノズル制御信号に対する増幅を
行なうだけでなく、比例制御器４１４を、制御ユ
ニツト４１５及び比例制御器４１４の領域におい
て生じた偽信号から隔離する。

比例制御器４１４及び感知器４１７は、スパー
ク・タイミング及び燃料計測に対する自動車機関
制御のために従来開発されてきた技術を利用して
いる。この種の現存するシステムは、ジエラル
ド・エム・ウオーカ（Gerald M.Walker）著の
「Automotive Electronics Gets The Green
Light」ELECTRONICS、Volume50、No.20
（1977年９月29日）第83−92頁に記載されている。
このように、機関設計者はこれらのパラメータ又
はその他のパラメータの１つ又は１つ以上に相対
する所要のブースト圧力を得ることができる。云
うまでもなく、上に掲げたパラメータは、機関及
びターボチヤージヤの全運動範囲を通じて最良の
ターボチヤージヤ圧縮機速度を選択するために設
計者が使用したいと思うパラメータのいくつかを
示しているだけに過ぎない。

最も簡単な配置は、単にタービン速度従つて圧
縮機速度を機関の全運転を通して一定のレベルに
保つことによつて代表される。この状態では制御
器４１４に対してセツトポイント速度が選択され
る。制御器４１４は、セツトポイント速度のモニ
タ４０３から指示される速度に対する比較に応動
して、作動器４１８に信号を送る。モニタ４０３
がモニタをした軸速度が制御器４１４のセツトポ
イント値以下であれば、制御器４１４は作動器４
１８に棒８６を後退させるように信号を送り、羽
根２３４の回転及びタービンノズルの閉鎖が行な
われる結果となる。タービンノズルが閉鎖される
と、タービン速度は増し、軸１６０の回転速度が
増す。モニタ４０３が示す軸の速度がセツトポイ
ント値よりも速い場合は、作動器４１８に至る制
御器４１４からの信号が棒８６の延長及びこれに
相当するタービンノズルの開きを起させて、ター
ビン及びこれに取付けた軸１６０の速度を低減さ
せることになる。このような操作を続けることに
より、タービン及び圧縮器の速度を、制御器４１
４にプログラミングを行なつて入れる所定のセツ
トポイント値に従つて制御することができる。従
つて、機関速度及び絞り位置には無関係に、羽根
２３４の位置を変えることにより一定の圧縮機及
びタービン速度が保たれ、排気のタービンロータ
１７０にあたる流速を制御することができる。

第２図に示すターボチヤージヤを使用すれば、
機関速度に関係なく比較的高い圧縮機速度を保つ
ことができる。これは、タービンノズルの面積を
変更することの可能なために行ない得ることであ
る。従つて、機関を加速する際ブースト圧力の遅
れ時間は見られないが、これは圧縮機速度を比較
的低速から前記ターボチヤージヤによつて連続的
に保たれる高い値に増大させる必要性がないため
である。さらに、比較的低機関速度において高い
ブースト圧力を保つことによつて、前記ターボチ
ヤージヤは、低機関速度においてもまた高機関速
度においても共に改善された機関性能を発揮す
る。

今述べたターボチヤージヤの運転操作は、ター
ボチヤージヤ圧縮機が広い流れ範囲に亘つて使用
することができるということを仮定している。後
述するように、従来のターボチヤージヤに対して
いくらかの利点を与えるであろうが、第２図に示
すターボチヤージヤによる可変面積タービンノズ
ルによつて得られる利点は、広い流れ範囲に亘つ
て運転することのできる圧縮機に対して使用をす
ることによつて、著しく拡大される。すなわち、
広い流れ範囲に亘る圧縮機の運転を禁止するスト
ール・ラインに悩まされてきた従来のターボチヤ
ージヤは、可変面積のタービンノズルの使用によ
つては第２図に示すターボチヤージヤにおける程
の利益は蒙らないであろう。

従つて、第２図に示すターボチヤージヤは、制
御リングのまわりに周囲方向に隔てられた複数の
作動器アームを回動させる単一の制御リングの運
動によつて制御されるタービンノズル面積を持つ
ターボチヤージヤである。さらに、制御リング及
び作動レバーは、ターボチヤージヤ・タービンと
圧縮機との間に在つて極めてコンパクトなユニツ
トをなしている未使用のエヤギヤツプスペース内
に位置させてある。さらに、リンク仕掛けが特別
の位置にあるので、軸受装置がタービン及びその
周囲区域が受ける熱から絶縁される。このように
して、軸受装置は、油無しにするか又は制限され
た潤滑方式にすることができる。このことはま
た、機械油の使用及びこのような潤滑法のために
要する関連管工作による従来の潤滑の必要性を不
要なものにする。云うまでもなく、このことはタ
ーボチヤージヤを経済的に安価に製造し操作し得
るものにし且つ信頼性のあるものにする。

さらに、球軸受支えの使用及びこれに相当する
スラスト軸受及びデイスク型軸受の不使用によつ
て、さらにコントロールされた又はステイフなタ
ービン圧縮機回転装置が得られ、これによりター
ビン及び圧縮機の両者とこれらの周囲の構造物と
の間には狭い隙間が許されるにすぎない。例え
ば、比較的小型の内燃機関に使うターボチヤージ
ヤ用の圧縮機の羽根の高さは、0.2インチの程度
である。上述の球軸受装置を使用すれば、圧縮機
の構造は僅か0.005インチの隙間すなわち羽根の
全高さの僅か2.5％に当る隙間でよい。これに対
して、もしジヤーナル軸受又はデイスク型軸受を
使つたとすれば、著しく大きい隙間（普通約
0.015インチ）が必要となろう。結果としては、
第２図に示すターボチヤージヤは、低い羽根高さ
のために羽根及び周囲構造間に狭い隙間が要求さ
れるような小型の内燃機関用のターボチヤージヤ
構造に特に適応している。

球軸受の使用及びこれに伴うジヤーナル又はデ
イスク型軸受と比較した場合の摩擦損の少ないこ
とは、タービン馬力の相当な部分を軸受損及び摩
擦に失うことなく、少ないタービン馬力を発生す
るターボチヤージヤの効果的使用を始めて可能に
する。ジヤーナル軸受及びデイスク型軸受が摩擦
に４ないし５馬力の損失を占める場合を考える
と、本発明配置による摩擦損失は0.1ないし0.4馬
力の程度であろう。

第８図は、圧縮機ロータ１７２と、タービンロ
ータ１７０から離した保持ナツト１８０及び圧縮
機−タービン軸１６０を示す。タービンロータ１
７０は、溶接その他適宜の永久取付手段によつて
軸１６０の一端に取付ける。軸１６０には、ロー
タ１７０に取付ける前に、拡大した軸受面１６０
ａと、小軸径部１６０ｂに至る段付部１８８とを
形成しておく。前述のように、軸１６０にはレー
ス２０６，２１０を直接に形成しておく。

組立の際には、軸１６０を圧縮機後壁１００及
びタービン装壁１０２の穴を通して挿入する。シ
ム１８６を軸１６０の段付部１８８と連関するよ
うにして軸１６０上に位置ぎめする。圧縮機ロー
タ１７２は軸１６０と連関し軸部分１６０ｂ上に
置かれる。次いで保持ナツト１８０は、軸部分１
６０ｂ上をロータ１７２の穴１８２内に押込むと
共に穴１８２の底壁１８４と連関させる。ナツト
１８０は、なめらかな内方穴１８０ａを備えたス
リーブから成つている。ナツト１８０を貫通して
いる穴は軸１６０の部分１６０ｂと締りばめを形
成している。この締りばめは、たとえば0.001イ
ンチ程度である。

内レースは直接に圧縮機−タービン軸に形成さ
れるので、軸は熱処理を行なつて極めて高い硬度
にしておかなければならない。その結果、この保
持スリーブは圧縮機ロータ１７２を軸１６０に固
着するが、この場合硬化された軸にねじを研削し
たり切削したりする必要はない。このように、熱
処理を施した軸上にねじを形成することに伴うコ
スト及び問題点はなくなる。さらに、軸は相当に
硬化されるので、保持リング１８０は軸に対して
押込まれまた軸面に損傷を与えるようなことなく
引抜くことができる。

第８図に示すように、ナツト１８０はその外面
のまわりにねじを形成してある。穴１８２はナツ
ト１８０の外面のねじとの間に隙間４２０（第９
図）をとるのに充分な直径にしてある。この隙間
４２０は、圧縮機ロータの取外しのために軸から
ナツトを引出すための適宜の内ねじ付工具の挿入
を可能にしている。

ターボチヤージヤの構成部品が膨脹又は収縮す
る際圧縮機ロータ上に軸線方向の力を保持するた
めに、保持ナツト及び圧縮機ロータ間にばね装置
が必要とされる。ねじ付き軸に連関する内ねじ付
ナツトの場合とは異なり、本発明の保持ナツト
は、圧縮機ロータ内に高い圧縮荷重を又は圧縮機
−タービン軸内に張力を、定位置に取付けられた
際に生じさせる能力を備えてはいない。従つて第
１０図においては、保持ナツト１８０及び圧縮機
ロータ１７２間には円錐状又はベルヴイーユばね
４２２を挿入してある。

第１０図における構成部品は第２図及び第８、
第９図に示す部品と同じ又は相当するものである
ので、（′）印を付けた同一番号を使つて後者の各
図に示す実施例のものに相当する又は類似の部品
を示すこととする。第１０図において、軸１６
０′は圧縮機ロータ１７２′を貫通している。保持
ナツト１８０′は、軸１６０′の端部で軸１６０′
に取付けたベルヴイユばね４２２と、ナツト１８
０′及びロータ１７２′の穴１８２′の壁１８４′間
で、連関している。ベルヴイユばね４２２は、保
持ナツト１８０′を軸１６０′に取付ける際、もと
もと圧迫された状態にある。軸１６０′に対する
ナツト１８０′の連関は、ナツト１８０′及びロー
タ１７２′間にベルヴイユばね４２２によつて生
ずるどのような膨脹力にも打克つだけの充分な連
関である。その代りに、ロータ１７２′及びナツ
ト１８０′間のばね４２２の圧縮力がロータ１７
２′内に軸方向の荷重を誘発させる。従つて、ば
ね４２２を正常位置に置くと、軸１６０′又はロ
ータ１７２′内の収縮又は膨脹は、ナツト１８
０′及びロータ１７２′間の連関力は零となつては
こない。

第１１図は、圧縮機のハウジング２４、圧縮機
前壁インサーナ１２６及びこれらの２個の各ピー
スのダイカストに使うそれぞれの型を示す。従来
は多くのターボチヤージヤの圧縮機ハウジングは
砂型鋳造で作ることによつて、該ターボチヤージ
ヤが一緒に使われている機関の吸込マニホルドに
通ずるように圧縮空気が向けられている円周方向
の室が、圧縮空気を受ける狭い円周方向の隙間を
備えたほぼ囲まれた形状に形成されて、デイフユ
ーザの形成を可能にするようにすることができる
ようにしてある。圧縮機ハウジングを砂型鋳造に
よつてワンピースに作ることは、ダイカストで作
つた場合よりも経費がかさみ、且つ円周方向室内
にラフな壁構造を持つ精度の低い構造を作り出す
ことに通ずる。しかし、過去においてターボチヤ
ージヤの圧縮機ハウジングをダイカストで作つた
場合には、前部デイフユーザ壁を砂型鋳造におい
て可能であるように作ることは不可能であつた。
その理由はダイカスト型に適宜な入口及び出口を
備えなければならなかつたからである。

第１１図に示すように、組立ての際従来砂型鋳
造だけによつて得られた利点を持つ２個の構成成
分から成るダイカスト製圧縮機ハウジングを提供
できる。圧縮機ハウジング２４は、外型２９０、
内型２９２、中子型２９４及びキヤツプ型２９６
を使つて形成する。内型２９２には円周方向の室
４４を形成するために持上げられた外形を与えて
ある。またこの内型２９２は突き出た部分３００
を備え、対応する外型２９０からの突出た部分と
組合つて入口穴４０、羽根６２及び軸受支持シリ
ンダ６０を形成するようにしてある。中子型２９
４及びキヤツプ型２９６は、圧縮機の排気口５２
を形成するために使われる。

第１１図から明らかなように、型２９０，２９
２，２９４，２９６は圧縮機ハウジング２４のダ
イカストを可能にするため相互に協力している。
型２９０，２９２には衝合面を設け、ハウジング
２４に分離線３１０を形成する。型３２０，３２
２は協力して圧縮機前壁インサート１２６を作り
出す。型３２０，３２２は衝合面を持ち、これら
の面は互に連関して分離線３２４をデイスク１３
０の外縁に持つインサート１２６を作り出す。第
１１図に明示してあるように、のど部１２８には
ノツチ３２６を設け、これによつてインサート１
２６がハウジング２４内に取付けられたとき支柱
６２を受けるようにする。

第１２図及び切断図第１３，１４，１５図は、
羽根６２の位置決め及び形状を示している。第１
３ないし第１５図において、各支柱６２は、より
厚い中間中央切断部３３４を備えた前縁３３０及
び後縁３３２を持つている。各々の場合、最も厚
い中央切断部は線３３６で示した通りであつて、
ハウジング２４の形成に使われる型２９０，２９
２間の分離線を形成している。すなわち、支柱６
２は型２９０，２９２を使つてダイカストによつ
て形成し、前縁及び後縁の所要のエーロフオイル
形をそれらの間の厚い方の中央切断部によつて分
離して作り出すようにする。この形状は第１３，
１４，１５図に示すように、空気の圧縮機入口区
域への流入を著しく容易にし、本発明の形状にす
れば周知のダイカスト技術を使つて鋳造すること
ができる。

支柱６２のエーロフオイル形を、羽根が厚い方
の中央切断部から薄い方の前縁及び後縁に向つて
テーパするようにするためには、ダイカストの型
は前端及び後端の両端から入口穴４０内に挿入し
なければならない。すなわち第１１図に示すよう
に、第２の内壁部１１２（第２図）は型２９２の
突出し部３００によつて形成されるが、第１の内
壁部１１０（第２図）は型２９０によつて形成さ
れる。両内壁部１１０，１１２は、それぞれ、外
方に向つて拡大して、ダイカスト型をピースの形
成後取除くことができるようにしてある。

このように、支柱６２の所要の図形の形成は、
ダイカスト型を取除くための入口穴４０内の末広
がりの直径を持つ壁部１１２を必要とする。しか
し、入口穴４０の入口から圧縮機ロータ１７２に
向い連続して小さくなる直径を持つことが大切で
ある。このことは、壁インサート１２６を使うこ
とによつて行なわれる。壁インサート１２６もダ
イカストで形成され、入口穴４０の内壁部１１２
の末広がりの面に対応する末広がりの直径を持ち
互に組合う外面１３２（第２図）を備えている。
のど部１２８の内壁面１３１は、入口穴４０の第
１の内壁部１１０の先細りの直径の延長に対応し
てデイスク１３０の方に向つて細まる直径を持つ
ように形成される。すなわち、壁インサート１２
６が入口穴４０と組合わされると、穴４０の入口
から圧縮機ロータ１７２（第２図）の方に向つて
内方に連続して細まる直径が得られる。

このように、ターボチヤージヤ用の圧縮機ハウ
ジングを形成するツーピース構造が得られ、共に
ダイカストで作ることができる。これらの２個の
構成成分は、製立ての際軸受支持シリンダ６０を
支える複数の支柱６２を備えた圧縮機ハウジング
を形成し、薄い方の前縁及び薄い方の後縁に向つ
て小さくなる厚い中間切断部を持つ羽根を備えて
いる。さらにこのハウジングは、入口穴の入口か
ら圧縮機ロータに向い連続的に小さくなる入口ノ
ズルを形成する。さらにこの圧縮機ハウジング
は、圧縮されたガスが圧縮機の排気に通ずるよう
にした円周方向室を完成する前部デイフユーザ壁
を形成する。

第１６図においては、壁インサート１２６のそ
れぞれ異なる形状を対応する圧縮機ロータと共に
使用するために相互に代替することができるよう
にしてある。壁インサート１２６ａはターボチヤ
ージヤ内にさらに制限をした空気流れを送るが、
壁インサート１２６ｂはさらに大きな圧縮機ロー
タを形成しさらに大きな空気流れをターボチヤー
ジヤに送る。このような構造の変更が、それぞれ
異る壁インサート１２６を標準の圧縮機ハウジン
グ２４に取付けるだけで行なわれることが判るで
あろう。すなわち、それぞれ異る流れ性能を持つ
各種の異なるターボチヤージヤが、標準の圧縮機
ハウジング２４を使い、それぞれ対応する圧縮機
ホイールを備えた壁インサート１２６用のいくつ
かの可能な形状のうちから１つの形状を選択する
ことによつて、作られる。この特徴は、壁インサ
ート１２６が圧縮機ハウジングのうちの簡単な構
成部品であるという点において重要な意味を持つ
ている。

従来のターボチヤージヤにおいては、ダイカス
トの場合でも砂型鋳造の場合でも、改造には新し
い構造物に対して全く新しい鋳物を作ることが含
まれている。しかし前述したように、それぞれ異
なる空気流れ対空気圧力比を持つ圧縮機の計画
は、それぞれ異る計画の壁インサートを新らしい
すなわち改造された圧縮機ホイールと協力状態に
置いて単に代替するだけで達成することができ
る。

従つて、前述したようにダイカストすることの
できるターボチヤージヤ圧縮機ハウジングを提供
することができる。圧縮機ロータハウジングは圧
縮機ハウジングとこのハウジングと連関する前部
壁インサートとを含んでいる。このような２部品
から成る構造は、標準的ダイカスト技術を使つて
これらの２つの部品の各々をダイカストすること
を可能にする。圧縮機ハウジングは、これらの部
品を組合わせた形で、圧縮されたガスを圧縮機ロ
ータから受けるための円周方向の隙間を除いてす
べての側面の閉じられた円周方向室を備えたもの
として作られる。円周方向の通路がこの室に至る
隙間に通ずるように形成され、この室で加速され
たガスが拡散され静圧を増す。

そのうえ、圧縮機の軸受支持筒は入口穴と同心
状に鋳造され、その中に入口穴の壁から延びる複
数の羽根によつて支えられる。羽根は、前縁及び
後縁が厚い方の中央切断部によつて分離された状
態で形成される。これは、圧縮機ハウジングのダ
イカストを可能にするためにほぼ厚い方の横切断
区域に分離線を備えた型の使用によつて行なわれ
る。

圧縮機ハウジングを２個の構成部品でダイカス
トすることを、圧縮機ロータ及びタービンロータ
が玉軸受装置上を回転する軸の一方の側に突出さ
れこの軸から支えられた状態になつているターボ
チヤージヤに適用して説明したが、圧縮機ロータ
及びタービンロータを軸受支持装置の対向両端部
に支えた従来の構造のターボチヤージヤに容易に
適用し得ることは、関係者にとつては明白なこと
であろう。この特殊な用途に対しては、上述のよ
うな圧縮機ハウジングを軸受支持筒の改造をする
だけですぐそのまま使用することができる。

支柱６２と軸受支持筒６０との形状を選択する
ことにより得られる空気入口５０の特定の設計構
造を備えた改良型のターボチヤージヤの重要な特
徴は、圧縮機速度及び流れの極めて広い範囲に亘
る、従来のターボチヤージヤに通常現われるサー
ジング線を経験することのない作動能力である。
この極めて意義のある重要な特徴を、第１７，１
８図に示すコンプレツサ・マツプとして知られて
いる性能グラフを使つて説明する。第１７図は従
来のターボチヤージヤに対する典形的コンプレツ
サ・マツプであり、第１８図は前記改良型のター
ボチヤージヤに対するコンプレツサ・マツプであ
る。これらのコンプレツサ・マツプは、空気流れ
の１分間当りの立方呎量対ターボチヤージヤ圧縮
機に対する吐出圧力と入口圧力との比の関係を示
す。

第１７図には、圧縮機の一定速度ライン４３０
及び等エントロピ効率ライン４３２を示してあ
る。サージング線４３４は作動点を明示し、この
点の左ではターボチヤージヤ圧縮機は一様な空気
出力を生ずるように作動することはできない。タ
ーボチヤージヤの構成部品は、サージング線が垂
直軸の方に移動してもつと低いターボチヤージヤ
速度ですなわちもつと低い機関速度で安定した運
転ができるように改造することができるが、ター
ボチヤージヤの運転特性のこのような移動は、ユ
ニツトの高速度能力を減じさせる。従つてターボ
チヤージヤは従来ただ高い機関速度においてだけ
増大した性能を発揮するように格下げされてきて
いる。

したがつて、極めて低いターボチヤージヤ空気
流において一様な出力を出すことのできるターボ
チヤージヤを提供できると共に、従来のターボチ
ヤージヤが遭遇するサージング線の制限を取除く
ものである。第１８図から明らかなように、前記
改良型のターボチヤージヤに対する圧縮機の性能
マツプは、圧縮機の一定速度ライン４４０及び効
率ライン４４２を持つている。

第１８図のコンプレツサ・マツプを見れば判る
ように、前記改良型のターボチヤージヤの圧縮機
は極めて低い空気流れ値まで圧縮機出力に不整が
なく作動を続ける。実際上、前記改良型のターボ
チヤージヤは、第１７図のコンプレツサ・マツプ
に示されたようなサージング線に相当するような
サージング線を経験することはない。

第１７，１８図を見れば、従来のターボチヤー
ジヤの作動範囲の幅を前記改良型のターボチヤー
ジヤと比較することができる。第１７図によれ
ば、1.9の圧縮機圧力比において空気流れの範囲
は、効率60％における350立方呎の高さからサー
ジング線における毎分200立方呎の低さまで変動
する。従つて高流量対低流量の比（350÷200）は
1.75になる。第１８図によれば、1.9の圧力比に
おいて、前記改良型のターボチヤージヤは、効率
60％における275立方呎の流量から毎分60立方呎
までサージング線には遭遇せずに作動する。この
高低両流量の比（275÷60）は4.58になり、これ
は従来のターボチヤージヤの増加の2.5倍以上の
増加である。

このような成果は、ターボチヤージヤが低機関
速度においてもまた高機関速度においても共にそ
の性能を改善するために効果的に使い得るという
点において、極めて大きな意味を持つている。こ
のような進歩発展は、変動する機関速度に対する
一定の圧縮機速度又は変動する機関速度における
一定ブーストを提供する前記した特徴と組合わせ
をした場合、さらに高い所望の圧力比が、低い機
関回転数において、従来のターボチヤージヤにお
けるより低い圧縮機流れで通常経験されるサージ
ング又は乱流の問題なしに、得られるという点に
おいてまたさらに高い意味を持つことになる。

前記改良型のターボチヤージヤによつて得られ
るこのような有意義な進歩は、主として、進歩し
た半径流型圧縮機技術、例えば後方に曲つた翼配
列などと協力して圧縮機空気入口形状に帰せしめ
られるべきものである。既に述べたように、軸受
支持筒６０は、円筒形の入口穴４０内にこの穴の
内壁から軸受支持筒６０まで延びる複数の支柱６
２によつて支えられている。１実施例では入口穴
の内壁から軸受支持筒まで３個の支柱が延び、こ
の支持筒を圧縮機の空気入口内に同心状態に位置
させている。その結果入口は１個以上の入口チヤ
ネルに分割される。さらにこれらのチヤネルは、
幅の寸法に比較して流れ方向に比例的に長い。ま
た各支柱は、この支柱の中間区域よりも狭い前縁
及び後縁を持つ輪郭を備えている。第２図にも示
してあるように、入口穴４０の内壁部は入口端か
ら圧縮機ロータ１７２まで先細になる直径を備え
ている。

この構造は、通常低圧縮機流れで遭遇するバツ
ク流れの状態を安定させる。バツク流れ状態を安
定させることにより、圧縮機を、従来のターボチ
ヤージヤで従来可能であつたよりもずつと低い圧
縮機流れで、定常の空気流を生じさせるように作
動し続けさせることができる。

第１９図は第１図ないし第１６図に例示したタ
ーボチヤージヤの変型の竪断面図を示す。第１９
図のターボチヤージヤは、軸流段圧縮機ロータ４
５０を圧縮機入口内に取付けたことを除いて第１
図ないし第１６図に例示したターボチヤージヤと
同じである。第１９図に示した変型と第１図ない
し第１６図に例示したターボチヤージヤとの多く
の部品が実質的に同じなので同様な又は対応する
部品には同じ参照数字を使つてある。

第１９図では圧縮機流入口を、遠心流圧縮機ロ
ータ１７２への流入路４５６を仕切る内壁４５４
を持つ一層大きい直径の流入口４５２を備えるよ
うに変えてある。複数の固定子４５８は流入口４
５２の内壁４５４から延び軸受支持体４６０を支
える。軸流段圧縮機ロータ４５０は、各軸受アセ
ンブリ１６２，１６４の遠心流圧縮機ロータ１７
２の反対の側で軸１６０の端部に取付けられ適当
なナツト４６２により保持してある。圧縮機ロー
タ４５０は、ボス４６４とボス４６４及び支柱４
６８間に取付けた複数本の支柱４６６とを備えて
いる。ボス４６４は、軸１６０の段４７０に連関
し段４７０及びナツト４６２の間に位置させてあ
る。

第１９図に明らかなように流入口４５２に入る
空気は、軸流段圧縮機により圧縮され流路４５６
を経て遠心流圧縮機ロータ１７２に運ばれる。２
段圧縮機の使用は、車段圧縮機から得られる作動
範囲に比べて２段圧縮機の使用により一層広い作
動範囲が得られる点で重要である。たとえば２段
圧縮機の使用の場合に第１段は1.5ないし1.6の流
入圧力対放出圧力の圧力比を得るのに使うが、第
２段は3.0ないし3.5の圧力比を得るのに使う。こ
れ等の複合の圧力比により4.5ないし5.6の程度の
圧力比が有効に得られる。このような圧力比は単
段でも得られるが、このような圧力比を生ずるの
に必要な圧縮機速度が一層高くなるので、一層高
い品質の一層高価な圧縮機及びタービンの部品を
使わなければならなくて又流量範囲に著しい制限
を受ける。２段単位はこの付加的な費用又は欠点
を伴わないで一層高い圧力比が得られる。さらに
軸流段圧縮機を軸受支持体の遠心圧縮機及びター
ビンの各ロータとは反対側に取付けることにより
装置をつり合わせ特定の悪影響が生じない。

第２０図、第２１図、第２２図及び第２３図は
第１図ないし第１６図に例示したターボチヤージ
ヤを内燃機関に取付ける新規な方式を示す。第２
０図及び第２１図はＶ−６機関４４４に取付けた
ターボチヤージヤ２０のそれぞれ堅断面図及び平
面図を示す。この同じ応用例が任意の個数のシリ
ンダを持つＶ形機関に適用できるのはもちろんで
ある。機関４４４は、右側シリンダ群４４５及び
左側シリンダ群４４６を持つ普通のＶ形機関を表
わす。第２０図に示した断面は、右側シリンダ群
４４５の排気弁４４８と左側シリンダ群４４６の
吸気弁４４９とを通る断面を示す。ターボチヤー
ジヤ２０はタービン及び圧縮機の回転軸線を堅方
向位置にして普通のターボチヤージヤでは従来で
きない配向で取付けてある。ターボチヤージヤ２
０では燈心材と軸受への潤滑剤の連続流れを必要
としない対応する構造とにより軸受に油を送るよ
うにしてあるので、圧縮機及びタービンの回転軸
線を垂直方向に又は垂直及び水平間の任意の角度
にターボチヤージヤの向きを定めることができ
る。これに反して軸受への又軸受からの潤滑剤の
流れを通常必要とする普通のターボチヤージヤは
第２０図及び第２１図の配置で例示したように垂
直方向にして運転することには成功していない。

なお第２０図及び第２１図に示すように機関排
気はターボチヤージヤ２０にマニホルド４５１に
より導く。この場合排気は個個の各排気弁４４８
からターボチヤージヤ２０のタービンロータ１７
０に直接通ずる。ターボチヤージヤ圧縮機排気は
機関４４４の各シリンダ内にわたり管４５３によ
りマニホルド４４７を経て吸気弁４４９に送られ
る。

運転時には空気は、ターボチヤージヤ２０内に
入口５０で吸込まれ、圧縮機ロータ１７２により
圧縮しわたり管４５３を経てマニホルド４４７に
そして機関４４４の左右両側の群の各シリンダ内
に放出される。機関４４４からの排気は、マニホ
ルド４５１によりタービンロータ１７０にそのま
わりの互に間隔を隔てた位置で送出され、次で排
気管４５５を経て放出される。この間隔により、
排気弁４４８が先ず開くときに生ずる高い脈動エ
ネルギーをタービンに利用することができる。

第２０図及び第２１図から明らかなようにター
ビンロータ１７０は、このロータの回転軸線に直
交する平面に実質的に整合する可変のノズルを内
部に設けた円周方向の室を持つタービンハウジン
グ内に取付けてある。さらに各機関排気口は水平
に向いた共通の平面に整合している。図示のよう
に一般に使われる普通のタービンハウジングの代
りに、排気マニホルドとしてもタービンハウジン
グとしても作用するマニホルド４５１を使つてあ
る。前述したようにターボチヤージヤを竪方向の
向きにして使用できることにより、タービン軸軸
線を各排気口の平面にほぼ直交して位置させるこ
とによつてタービンハウジングの円周方向の室の
平面に各排気口の平面をほぼ平行に整合させるこ
とができる。このようにして排気口からの排気
は、タービンハウジングに一層直接にかつ有効に
噴射しタービンロータを駆動する。

これに反して従来のターボチヤージヤは、排気
口からタービンロータに排気を差向けるように極
めて複雑な構造を持つマニホルドを使わなければ
ならなかつた。さらにターボチヤージヤ２０は排
気マニホルドは排気を機関からの各排気口からタ
ービンロータのまわりで互にほぼ等しい間隔を隔
てた位置に差向けて、タービンロータの周辺のま
わりの互に異る位置に排気を送る。ターボチヤー
ジヤ２０が竪方向に向きを定めることができるの
で又ターボチヤージヤ２０を各シリンダ群の間で
機関に近接して設けることができる。さらに排気
は排気マニホルドにより、タービンを駆動するよ
うに排気を加える前にエネルギーの損失を極めて
少くして各シリンンダからターボチヤージヤター
ビンに直接差向ける。

気化器はターボチヤージヤの直上に取付けられ
燃料空気混合気を入口５０内に送給するのはもち
ろんである。同様に本ターボチヤージヤは、各機
関シリンダに燃料を直接送る燃料噴射機関又はデ
イーゼル機関に使うことができる。

第２２図及び第２３図には、竪方向位置に取付
けたターボチヤージヤ２０を並列４シリンダ機関
に使つた場合を示してある。ターボチヤージヤ２
０は又、４シリンダより多い又は少いシリンダを
持つ並列機関にも使えるのはもちろんである。第
２２図及び第２３図においてはターボチヤージヤ
２０は、各機関シリンダの排気弁間でターボチヤ
ージヤタービンに連通する排気マニホルド４８２
により機関４８０に連結してある。空気は、ター
ボチヤージヤ２０内に入口５０で吸入され、ター
ボチヤージヤ圧縮機ロータ１７２により圧縮しマ
ニホルド４８４を経て各機関シリンダの吸気弁内
に放出される。第２３図に明らかなように排気マ
ニホルド４８２は、ターボチヤージヤタービンを
駆動するガスをタービンにその周辺のまわりの互
に間隔を隔てた位置で送るように形成してある。
さらにマニホルド４８２は第２３図の時計回りに
タービンが回転しやすいように向きを定めてあ
る。同様に第２１図に明らかなように、本ターボ
チヤージヤをＶ形機関の２組のシリンダ群の中間
に取付けたときに同様なマニホルドを設けてあ
る。

従つてタービン及び圧縮機の回転軸線を竪方向
にして又は水平及び垂直の中間の任意の位置にし
て向きを定めることのできるターボチヤージヤが
得られる。このことは主として、ターボチヤージ
ヤ２０において圧縮機及びタービンの軸が回転す
る軸受を潤滑するようにしてあるのでできる。タ
ーボチヤージヤ２０はこのように向きを定めるこ
とができるから、このターボチヤージヤは全部の
形式及び構造の普通の機関に取付けて使うのに理
想的に適している。

第１図ないし第１６図について述べたターボチ
ヤージヤは、第２４図、第２５図、第２６図、第
２７図及び第２８図に示した有効なターボジエツ
ト機関又はターボ送風機機関に容易に変換するこ
とができる。これ等の実施例はその上半部だけの
竪断面を例示してあるが、この図示の上半部に下
半部がほぼ同じであるのはもちろんである。

ターボジエツト５００は第２４図に例示してあ
る。ターボジエツト５００は、管状の流入ノズル
５０４と主ハウジング５０６と燃焼室後壁板５０
８とから成る外部ハウジング５０２を備えてい
る。後壁板５０８は、一体の補強材５１０を備え
ボルト５１２により主ハウジング５０６に取付け
てある。タービン排気ノズル５１４は主ハウジン
グ５０６の反対側の後壁板５０８の端部にボルト
５１５により取付けることによつて主ハウジング
５０６内に支えてある。

軸受支持円筒体５１６は、管状流入ノズル５０
４の内側壁面５２０から延びる複数個の支柱５１
８により流入ノズル５０４内に取付けてある。こ
の構造は、軸受支持円筒体６０とそのターボチヤ
ージヤ２０の流入口４０内の取付けとに関しては
第１図ないし第１６図に例示したのと同様であ
る。キヤツプ５２２は軸受支持円筒体５１６の端
部に取付けてある。なお第２４図に示すように圧
縮機後壁５２４及びタービン後壁５２６は、主ハ
ウジング５０６内に位置し適当なねじ部片５２７
により相互に取付けてある。第２４図に例示した
実施例では固定の静止羽根５２８は主ハウジング
５０６及び圧縮機後壁５２４の間に適当なねじ部
片５２９により取付けてある。燃焼ライナ５３０
はタービン後壁５２６とタービン排出ノズル５１
４の横方向に延びる部分との間に取付けてある。
燃焼ライナ５３０は、複数個の口を形成した円周
方向の室を持つ普通の構造のものである。ライナ
５３０は、公知の実用例に従つて１次空気燃焼用
の口５３２と希釈空気用の口５３４とを備えてい
る。燃料は、燃焼室後壁板５０８と燃焼ライナ５
３０の上流壁５３８とを貫いて延びる燃料噴射ノ
ズル５３６により燃焼室に供給する。点火器５４
０は燃焼ライナ５３０内に上流壁５３８及び燃焼
室後壁板５０８を貫いて納めてある。燃焼ライナ
５３０は、タービン後壁５２６とタービン排出ノ
ズル５１４の横方向に延びる部分との間に形成し
たタービン流入区域５４４に通ずる口５４２を備
えている。

タービン流入区域制御装置５４６は第２４図に
例示したターボジエツト５００に使われ、第１図
ないし第１６図のターボチヤージヤについて例示
し述べたタービン流入区域制御装置２２８と同じ
である。とくにタービン流入区域制御装置５４６
は、ノズル区域のまわりに周辺方向に位置しノズ
ル流入区域５４４を通る燃焼ガスの流れの速度及
び角度を変えるように回動自在にした可能ノズル
羽根５４８を備えている。可動ノズル羽根５４８
はその互に対向する側から延びるトラニオン５５
０，５５２を備えている。トラニオン５５０はタ
ービン排出ノズル５１４の横方向に延びる部分を
貫いて延び、そしてトラニオン５５２はタービン
後壁５２６を貫いて延び駆動レバー５５４に取付
けてある。駆動レバー５５４の端部は、第１図な
いし第１６図に例示したターボチヤージヤ２０に
ついて述べたように玉軸受アセンブリ５５６の外
レースに連関し玉軸受アセンブリ５５６の内レー
スは圧縮機後壁５２４に固定してある。又駆動レ
バー５５４の作用は第１図ないし第１６図のター
ボチヤージヤ２０について述べたのと同じであり
可動ノズル羽根５４８の角度の向きを所望に応じ
制御する。

軸受支持円筒体５１６は前記したように支柱５
１８により流入ノズル５０４内に同心に支えてあ
る。圧縮機ロータ５７０及びタービンロータ５７
２は、２個の玉軸受５７６，５７８により軸受支
持円筒体５１６内で回転するように取付けた軸５
７４に支えてある。タービンロータ５７２は軸５
７４の一端部に取付けられ、そして遠心圧縮機ロ
ータ５７０はタービンロータ５７２と各玉軸受ア
センブリ５７６，５７８との間に取付けてある。
軸５７４はタービン後壁５２６及び圧縮機後壁５
２４を貫通する。この場合軸５７４のまわりに形
成したラビリンス密封部片５８０により圧縮機ロ
ータ５７０及びタービンロータ５７２間を密封す
る。

タービンロータ５７２は溶接等により軸５７４
に固定してある。又圧縮機ロータ５７０は保持ナ
ツト５８２により軸５７４に保持してある。ナツ
ト５８２は第１図ないし第１６図に例示した実施
例について述べたナツト１８０と同じ構造であ
る。圧縮機ロータ５７０はナツト５８２と軸５７
４の段５８６との間に位置させてある。

なお第２４図に示すように支持環５９０は、圧
縮機ロータ５７０に隣接する円筒体５１６の端部
内に取付けられ、円筒体５１６に取付けた保持環
５９２により円筒体５１６内で動かないようにし
てある。玉軸受アセンブリ５７８の外レース５９
４は支持環５９０内に形成してある。内レース５
９６は軸５７４に一体に形成してある。玉５９８
は内レース５９６及び外レース５９４間に納めら
れ玉軸受アセンブリ５７８を形成する。

軸受支持円筒体５１６は、流入ノズル５０４の
内側壁面５２０から延びる複数の支柱５１８によ
り流入ノズル５０４内に取付けてある。この構造
は、軸受支持円筒体６０及びそのターボチヤージ
ヤ２０の流入口内の取付けとについて第１図ない
し第１６図に例示した構造と同様である。キヤツ
プ５２２は軸受支持円筒体５１６の端部に取付け
てある。

なお第２４図に示すように圧縮機後壁５２４及
びタービン後壁５２６は圧縮機バーナハウジング
５０６内に位置しねじ部片５２７により相互に取
付けてある。

玉軸受アセンブリ５７６は、軸５７４に一体に
形成した内レース６００と円筒体５１６内で滑動
自在で玉６０８を受入れるように内部に外レース
６０４を形成した外側環６０２とを備えている。
圧縮ばね６１０は、外側環６０２と円筒体５１６
内に固定した保持環６１２との間に連関し外側環
６０２を外方に付勢しそれぞれ各玉軸受アセンブ
リ５７６，５７８内の玉６０６，５９８の位置を
固定することにより軸５７４の位置を固定する。

ターボジエツト５００用の軸受の構造は第１図
ないし第１６図に例示したターボチヤージヤ２０
に使つた構造と同じである。従つて各玉軸受アセ
ンブリの構造及び作用はターボチヤージヤ２０に
ついて前記したのと同じである。又各玉軸受を潤
滑する部片として傾斜路６１４に接触する燈心材
は第１図ないし第１６図に例示し述べたターボチ
ヤージヤ２０について例示したのと同じである。

第２４図に例示したターボジエツト５００の運
転に当たつては空気が管状の空気流入口にその入
口６２０から入り矢印６２２により示した空気径
路に追従する。この空気は、圧縮機ロータ５７０
により圧縮されこれから矢印６２４により示した
空気径路に沿い半径方向に放出する。この圧縮空
気は燃焼室区域６２６内及び燃焼ライナ５３０内
に各口５３２，５３４を経て送込む。空気は、ノ
ズル５３６を経て燃焼ライナ５３０内に噴出した
燃料と混合する。このようにして化学量論理混合
気が得られる。この混合気は燃焼ライナ５３０内
で点火器５４０により点火する。燃焼ライナ５３
０内には口５３４を経て冷却空気を送込み燃焼に
よる排出ガスをそのタービン流入区域５４４に入
る前に冷却する。これ等のガスはタービンロータ
５７２に連関しロータ５７２とこれに軸５７４に
より取付けた圧縮機ロータ５７０とを駆動する。
次で燃焼ガスはノズル５１４を経て外気に放出し
ターボジエツト５００による推力を生ずる。

第２４図に例示したターボジエツト５００から
明らかなようにこの装置は寸法が密実で部品数が
極めて少い。さらにタービン及び圧縮機のロータ
軸が回転する軸受はタービンロータ５７２から又
燃焼ライナ５３０からロータ５７２に送出す極め
て熱い燃焼ガスから離れて位置させてある。

さらにこのような軸受構造が通常受ける極めて
高い温度により生ずる切実な問題は通常前述した
独得の軸受配置により全くなくなる。軸受がター
ビンの駆動に使う燃焼ガスに伴う極めて高い温度
から免れこれ等の高い温度から圧縮機ロータと圧
縮機後壁及びタービン後壁により実際上絶縁もし
てあるのでターボチヤージヤの有効な運転に対し
限定した潤滑で十分である。この場合軸受に対す
る一定の潤滑流れの必要と共に回転軸により駆動
しなければならないこのような潤滑を生ずるのに
必要な多くの部品とがなくなる。

第２５図はターボ送風機６５０を示す。ターボ
送風機６５０の構造は、１次空気流路のほかにバ
イパス空気流路を設け遠心圧縮機の上流側に軸流
段圧縮機を設けたことを除いて第２４図に例示し
たターボジエツト５００の構造とほぼ同じであ
る。

第２５図に示すようにターボ送風機６５０は、
流入ノズル６５２、主ハウジング６５４及び燃焼
室後壁６５６を備えている。燃焼室後壁６５６は
適当なボルト６５８により主ハウジング６５４に
取付けてある。タービン排出ノズル６６０はボル
ト６６２により燃焼室後壁６５６に取付けてあ
る。圧縮機後壁６６４及びタービン後壁６６６は
主ハウジング６５４内に位置させてある。そして
燃焼ライナ６６８は燃焼室６７０内に取付けられ
口６７２がタービン後壁６６６とタービン排出ノ
ズル６６０の横方向に延びる部分６７４との間に
開口している。燃焼ライナ６６８には複数個の口
６７６を形成してある。燃料噴射単位６７８は燃
焼室後壁６５６を貫いてライナ６６８内に納めて
ある。点火器６８０も又ライナ６６８内に納めら
れターボ送風機６５０の運転時に燃料空気混合気
に点火する。

固定の静止羽根６８２は主ハウジング６５４及
び圧縮機後壁６６４の間に適当なねじ部片により
取付けてある。軸受支持円筒体６８４は流入ノズ
ル６５２内に複数の支柱６８６により取付けてあ
る。又複数の静止羽根６８８は、なお詳しく後述
するように軸流段圧縮機と協働するように流入ノ
ズル６５２に取付けてある。

軸６９０は軸受支持円筒体６８４内に軸受アセ
ンブリ６９２，６９４により支えてある。各軸受
アセンブリ６９２，６９４は第２４図のターボジ
エツト５００と第１図ないし第１６図に例示した
ターボチヤージヤとについて述べたのと同じであ
る。流入ノズル６５２の内壁６９８と軸受支持円
筒体６８４との間に油室６９６を形成してある。
Ｏ字環７０２，７０４を持つ適当な環７００は室
６９６の口内に位置し環７０６により保持してあ
る。各燈心材７０８，７１０は油室６９６を経て
連通しそれぞれ傾斜路７１２，７１４に油を送る
ことにより第１図ないし第１６図と第２４図との
各実施例について述べたように軸受６９２，６９
４を潤滑する。

半径流圧縮機ロータ７１６及びタービンロータ
７１８は軸６９０に取付けてある。第１図ないし
第１６図と第２４図とについて述べたのと同じタ
ービン流入区域制御装置７２０を協働させタービ
ンロータ７１８への燃焼ガスの速度及び角度を制
御する。

バイパス流路７２２はバイパス内壁７２４及び
バイパス外壁７２６の間に形成してある。バイパ
ス外壁７２６はバイパス内壁７２４にこれ等両壁
間に位置させた複数枚の固定の静止羽根７２８に
より取付けてある。バイパス外壁７２６は、主ハ
ウジング６５４のまわりで円周方向に主に間隔を
隔てた複数の支柱７３０により主ハウジング６５
４から位置決めしてある。

軸流段圧縮機ロータ７３２は、保持環７３６に
ロータ７３２を衝合させる適当なナツト７３４に
より軸６９０に取付けてある。ロータ７３２は、
ボス７３８とこれから半径方向に延びる複数枚の
羽根７４０とを備えている。複数個の円筒形電機
子７４２は、ロータ７３２のボス７３８内に埋込
まれこれに隣接してバイパス壁７２６から支柱７
４６により取付けた固定の界磁巻線７４４と協働
し電流を生ずる。

第２５図に例示したターボ送風機６５０の作用
は、ターボ送風機６５０の入口に軸流段圧縮機ロ
ータ７３２で入る空気が矢印７４７で示すバイパ
ス流れと矢印７４８で示す１次流れとに分れるこ
とを除いて第２４図に例示したターボジエツト５
００の作用とほぼ同じである。バイパス空気は圧
縮されバイパスノズル７４９を経て放出されター
ボ送風機６５０から推力を生ずる。１次空気は矢
印７４８により示した径路に沿つて差向けられ、
燃焼ライナ６６８内の燃料と混合しライナ６６８
内で点火する前に軸流段圧縮機ロータ７３２及び
遠心圧縮機ロータ７１６により圧縮する。点火し
たガスはタービン流入区域制御装置７２０を過ぎ
タービンロータ７１８に向つて流れタービンロー
タ７１８と共に軸流段圧縮機ロータ７３２及び遠
心流圧縮機ロータ７１６とを駆動する。タービン
ロータ７１８からの排ガスはタービン排出ノズル
６６０を経て放出されターボ送風機６５０に対し
付加的な推力を生ずる。

タービン流入区域制御装置７２０は第１図ない
し第１６図に例示したターボチヤージヤ２０と第
２４図のターボジエツト５００について例示し述
べたのと同じである。制御装置７２０は燃焼ライ
ナ６６８からタービンロータ７１８に向い差向け
る燃焼ガスの速度及び角度の両方を制御するよう
に作用する。ターボチヤージヤ２０に関し第６図
及び第７図について述べた監視装置がそれぞれ第
２４図及び第２５図のターボジエツト５００及び
ターボ送風機６５０に直接当てはまるのはもちろ
んである。すなわちタービン及び協働する圧縮機
の速度を監視し、タービンノズル流入区域をこの
速度に従つて又は所望に応じ他の機関パラメータ
に従つて変える。

軸流段圧縮機ロータ７３２の回転中に電機子７
４２は巻線７４４に対して回転し電気を生ずる。
この電気は所望に応じ種種の機関装置又は航空機
装置を作動しこの装置に対し極めて経済的及び密
実なエネルギーパツケージになる。

第２６図及び第２７図には第２４図に例示した
ターボジエツト５００の変型としてのターボジエ
ツト７５０を示してある。ターボジエツト７５０
は、主ハウジング７５４に接合した流入円筒体７
５２を備え主ハウジング７５４に複数本のボルト
７５８により後板７５６を取付けてある。タービ
ン排出ノズル７６０は適当なボルト７６２により
主ハウジング７５４の反対側の後板７５６の端部
に取付けてある。タービン排出ノズル７６０は、
排出円筒体７６４と主ハウジング７５４を接合す
るように形成した横方向に延びる部分７６６とを
備えている。

軸受支持円筒体７６８は複数の固定の静止羽根
７７０により流入円筒体７５２から支えてある。
軸７７２は軸受アセンブリ７７４，７７６により
円筒体７６８内に支えてある。各軸受アセンブリ
７７４，７７６は第２４図の実施例について例示
した軸受５７６，５７８に構造及び作用が同じで
ある。タービンロータ７７８は軸７７２に一体に
形成してある。そして圧縮機ロータ７８０はター
ビンロータ７７８と各軸受７７４，７７６との間
で軸７７２に取付けてある。

圧縮機後壁７８２及びタービン後壁７８４は主
ハウジング７５４内に取付けてある。複数の静止
羽根７８６は主ハウジング７５４及び圧縮機後壁
７８２の間にねじ部片７８８により取付けてあ
る。適当な点火器７８９はタービンノズル７６０
の横方向に延びる部分７６６内で部分７６６及び
タービン後壁７８４間に形成した室内に取付けて
ある。

それぞれ横方向に延びる部分７６６及びタービ
ン後壁７８４内で各トラニオン７９４，７９６で
回動するように支えた可動羽根７９２を備えたタ
ービンノズル流入区域制御装置７９０を設けてあ
る。タービンノズル流入区域制御装置７９０は第
１図ないし第１６図のターボチヤージヤ２０と第
２４図のターボジエツト５００との構造について
述べ例示したのと同じである。タービン後壁７８
４内にラビリンス密封部片８００を形成しタービ
ン区域及び圧縮機区域間を有効に密封する。圧縮
機ロータ７８０は、軸７７２の段８０４に対しロ
ータ７８０を衝合させるナツト８０２により軸７
７２に取付けてある。

軸流圧縮機８０６は軸７７２と一緒に回転し静
止羽根７７０と協働して流入円筒体７５２により
形成した圧縮機入口８０８内に差向ける空気を圧
縮する。第２６図及び第２７図に例示した実施例
では軸７７２に軸線方向の穴８１２を形成してあ
る。燃料供給管８１４は穴８１２に連結され軸線
方向の穴８１２内に燃料供給を行う。燃料供給管
８１４と穴８１２の表面との間に適当な密封部片
８１６を位置させ供給管８１４及び軸７７２の連
結部における燃料の損失を防ぐようにしてある。

軸７７２を貫いて複数個の半径方向の口８１８
を形成し穴８１２と圧縮機ロータ７８０に形成し
た環状みぞ８２０との間を連通させる。複数個の
半径方向の口８２２はみぞ８２０から圧縮機ロー
タ７８０を経て連通する。Ｏ字環８２６，８２８
のような適当な密封部片はロータ７８０内の環状
みぞ内に取付けられロータ７８０及び軸７７２の
間の連結部における燃料の漏れを防ぐ。

第２６図及び第２７図に例示したターボジエツ
ト７５０の運転時には燃料を軸７７２の穴８１２
に燃料供給管８１４を経て供給する。穴８１２と
矢印８１０（第２６図）により示した空気流路と
の間に、口８１８、みぞ８２０及び口８２２を経
て燃料供給路を形成してある。この燃料流路は矢
印８３８により示してある。半径流圧縮機ロータ
７８０を回転すると、燃料は遠心力により穴８１
２からこの燃料流路を経て矢印８１０により示し
た空気径路内に運ばれる。これと同時に空気は、
軸流段圧縮機８０６により流入口８０８内に吸込
まれ圧縮状態で空気径路に沿つて送出される。こ
の空気は半径流圧縮機ロータ７８０によりさらに
圧縮されロータ７８０の下流側で燃料と混合す
る。燃料は、口８２２から半径流圧縮機ロータ７
８０を経て放出される際にこの燃料に対する圧縮
機ロータ羽根の作用によつて高度に霧化する。こ
の霧化した燃料は、ターボジエツト７５０内に送
込まれる圧縮空気と混合すると空気径路に沿つて
差向けられタービンロータ７７８の上流側で点火
器８３６により点火する。燃焼から生ずる排気は
タービンロータ７７８の羽根を過ぎロータを普通
の方式で駆動する。これ等の排気は次でノズル７
６０を経て放出されターボジエツト７５０から推
力を生ずる。燃焼温度はこの燃焼方式では著しく
高くなりこの一層高い温度に耐えることのできる
材料が必要であるのはもちろんである。

第２５図及び第２６図の装置では普通のターボ
ジエツトに従来必要であつた部品の多くが不要に
なる。第２５図及び第２６図に例示した独得の燃
焼供給方式により燃料ポンプと協働する全部のハ
ードウエアとが不要になる。普通の燃料ポンプの
代りに、圧縮機ロータ軸の穴と圧縮機ロータ自体
の各口とを経てこのロータにより圧縮した空気流
中に燃料を噴射することにより霧化状態で燃料を
自動的に放出する燃料装置を使つてある。第２５
図及び第２６図の装置は、軸流段圧縮機を半径流
圧縮機すなわち遠心圧縮機の上流側に加えた２段
圧縮構造を持つ。この構造により、遠心圧縮機の
側とは反対の軸受の側に軸流段圧縮機を設けるこ
とにより装置に付加的なつりあいが得られる。

さらにこの構造では軸受を、タービンロータの
すぐ上流側でタービンロータ及び燃焼室から離れ
て軸受を位置させる。この構造により軸受をこの
装置のこの区域の受ける極めて高い温度を絶縁す
る。従つて油装置の必要がない。さらに本装置は
極めて小さいターボジエツト又はターボ送風機に
適している。

第２８図は第２７図に例示したターボジエツト
７５０の変型によるターボ送風機９００を示す。
ターボ送風機９００の構造は、バイパス空気流路
を１次空気流路のほかに設けたことを除いて第２
７図に例示したターボジエツト７５０とほぼ同じ
である。ターボ送風機９００は、本体９０４に接
合した流入円筒体９０２とボルト９０８により主
ハウジング９０４に取付けた後壁９０６とを備え
ている。タービン排出ノズル９１０はボルト９１
２により後壁９０６から支えられノズル９１０の
横方向に延びる部分９１３が主ハウジング９０４
に連関している。軸受支持円筒体９１４は複数の
支柱９１６により流入円筒体９０２から支えてあ
る。圧縮機後壁９１８及びタービン後壁９２０は
主ハウジング９０４内に支えてある。第２６図の
ターボジエツト７５０の制御装置７９０について
述べたのと同じタービン流入区域制御装置９２１
を設けてある。軸９２２は各軸受アセンブリ９２
３，９２４により軸受支持円筒体９１４内に回転
するように支えてある。各軸受アセンブリ９２
３，９２４は第２６図に例示し述べたターボジエ
ツト７５０について述べた軸受と同じである。タ
ービンロータ９２６は軸９２２の一端部に取付け
てある。又圧縮機ロータ９２８はタービンロータ
９２６と各軸受アセンブリ９２３，９２４との間
に取付けてある。

第２８図においては軸流圧縮機ロータ９３０
は、軸９２２の端部に取付けられ、流入円筒体９
０２内の１次流路と２次流れ外壁９３２及び２次
流れ内壁９３４間に形成した２次流路とに沿つて
空気を差向ける。２次流れ外壁９３２は内壁９３
４から複数の静止羽根９３６により支えてある。
２次流路を経て矢印９３８により示すように差向
ける空気は、圧縮機ロータ９２８及び請止羽根９
３６の作用により圧縮され排出ノズル９４０を経
て排出されターボジエツトからの推力を生ずる。
１次流路に沿い矢印９４２に示すように差向ける
空気は、圧縮機ロータ９２８により圧縮され、第
２６図の実施例について述べたのと同じようにし
て空気流中に供給する燃料と混合し点火器９４６
により点火する。燃焼ガスはタービン流入区域制
御装置９２１を経て差向けられタービンロータ９
２６及び圧縮機ロータ９３０，９２８を駆動す
る。タービンロータ９２６を過ぎタービン排出ノ
ズル９１０を経て排出する空気はこのターボフア
ンからさらに推力を生ずる。

第２９図においては発電機９７０を圧縮機流入
ノズル内に取付けてある。第２９図に示すように
発電機９７０は圧縮機及びタービン９７４の端部
に取付けた電機子９７２を備えている。第２９図
に示すように軸９７４は、第１図ないし第１６図
のターボチヤージヤと第２４図ないし第２８図の
ターボジエツト及びターボ送風機とについて示し
た軸受と同じ軸受９７６及び第２の軸受（図示し
てない）により支えてある。界磁巻線９７８は軸
受支持ハウジング９８０内に取付けてある。ハウ
ジング９８０はターボチヤージヤとターボジエツ
ト及びターボ送風機との各実施例について前記し
たのと同じようにして翼９８４により圧縮機流入
ノズル９８２内に同心に取付けてある。キヤツプ
９８６は軸受支持ハウジング９８０の端部に取付
けてある。

発電機９７０の作動時には、電機子９７２は界
磁巻線９７８内で軸９７４と共に回転しよく知ら
れているようにして電流を生ずる。このようにし
て生ずる電流は、導線（図示してない）により界
磁巻線９７８から装置内の電力を必要とする任意
の位置に差向けられる。すなわちターボチヤージ
ヤに、第２９図に示す装置を使う場合には、発電
機は自動車の任意の部品又は電力を必要とするそ
の他の装置に電流を供給するのに使う。第２９図
に述べた構造を第２４図ないし第２８図のターボ
ジエツトに応用する場合には電力を必要とする誘
導装置又はその他の部品に電気エネルギーを使う
ことができる。

すなわち第２９図に示すように圧縮機及びター
ビンの軸の回転により直接駆動する極めて簡単な
発電機が得られる。さらにこの発電機の場所によ
り極めて簡潔な装置が得られ重量が軽く電力を誘
導する装置の作動の妨げにならない。

従つて圧縮機及びタービンの軸を支えるのに使
う軸受から燃焼室を離したターボジエツト及びタ
ーボ送風機の構造が得られる。又軸受の遠心圧縮
機から反対側に軸流圧縮機を設けてある。さら
に、圧縮機ロータ軸から圧縮機ロータを経て燃料
を直接供給することによりターボジエツト装置内
に燃料を導入するようにできる。この場合には燃
料は遠心力により放出し、燃料ポンプ及び付属の
ハードウエアを設けてない。

ターボ送風機を形成するターボチヤージヤにお
いてはバイパス流れ及び１次流れを生じさせる。
この場合軸流段圧縮機を上流側に各軸受の遠心圧
縮機の反対側に設けてある。

又圧縮機及びタービンの軸の端部に各軸受の圧
縮機及びタービンの反対側で取付けた電機子を備
え、界磁巻線を軸受支持体内に取付けた発電機を
設ける。この構造により、装置全体に電力を送る
極めて簡単な発電機が得られる。

本発明の好適とする各実施例を前記の詳細な説
明で述べ添付図面で例示したが、本発明が前記し
た各実施例に限らなくて本発明の精神から逸脱し
ないで多くの変化変型を行い各部品及び各要素を
変えることができるのはもちろんである。従つて
本発明は添付の各特許請求の範囲内でこのような
変化変型を行い各部品及び各要素を交換すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明軸受支持構造物を備えたターボ
チヤージヤの斜視図、第２図は第１図の２−２線
に沿う竪断面図、第３図は本発明軸受支持構造物
の１実施例の拡大竪断面図、第４図は簡単にする
ため圧縮機の後壁を取除いて示す第２図の４−４
線に沿う拡大断面図、第５図は第２図の矢印方向
に見た５−５線に沿う一部切開端面図、第５Ａ図
は第５図の矢印方向に見た５Ａ−５Ｂ線に沿う切
断図、第６図はタービン入口羽根の別の制御法を
採用した第１図に示すターボチヤージヤの一部切
開端面図、第６Ａ図は第６図の制御装置を説明す
るためのブロツク構成図、第７図は第６図の７−
７線に沿う竪断面図、第８図はタービンロータ・
圧縮機−タービン軸・圧縮機後壁及びタービン後
壁・圧縮機ブツシング・圧縮機ロータ及び保持ス
リーブを示す展開斜視図、第９図は第２図の９−
９線に沿う断面図、第１０図は保持スリーブ及び
圧縮機ロータ間のばねの使用を示す図、第１１図
は圧縮機用ハウジングの２個の構成部材の展開斜
視図でこの構成部材を作るために使用された型か
らハウジングを分離して示す図、第１２図は第１
図に示すターボチヤージヤの入口をのぞいて示す
前面図、第１３図は第１２図の１３−１３線に沿
う断面図、第１４図は第１２図に１４−１４線に
沿う断面図、第１５図は第１２図の１５−１５線
に沿う断面図、第１６図は前部デイフユーザ壁
を、ターボチヤージヤの特性を変えるために変型
した図、第１７図は従来のターボチヤージヤ用の
圧縮機性能説明図、第１８図は第１図ないし第１
６図に示したターボチヤージヤ用の圧縮機性能説
明図、第１９図は第１ないし第１６図に示すター
ボチヤージヤの変型の竪断面図、第２０図は第１
ないし第１６図に示すターボチヤージヤをＶ型機
関に取付けて示す竪断面図、第２１図は第２０図
の頂部平面図、第２２図は第１ないし第１６図に
示すターボチヤージヤをインライン機関に取付け
て示す竪断面図、第２３図は第２２図の頂部平面
図、第２４図は本発明軸受支持構造物を備えたタ
ーボジエツトの上半分の竪断面図、第２５図は本
発明軸受支持構造物を備えたターボフアンの竪断
面図、第２６図は第２４図に示すターボジエツト
の変型実施例の上半分の竪断面図、第２７図は第
２６図の２７−２７線に沿う断面図、第２８図は
本発明軸受支持構造物を備えたターボフアンの上
半分を示す竪断面図、第２９図は第１ないし第１
６図に示すターボチヤージヤに適用した発電機で
第２４ないし第２９図に示すターボジエツト及び
ターボフアンにも適用することのできる発電機の
竪断面図である。 ６０……外側ハウジング（軸受支持筒）、１６
０……軸、２００，２０４……固定レース、２０
６……第１の内レース、２０８，２１６……玉、
２１０……第２の内レース、２１２，２１４……
外側レース環、２２２，２２４……ウイツク、２
２６……周辺傾斜部（スリンガ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ターボチヤージヤの圧縮機とタービンとの回
   転を支持する軸受支持構造物において、 (イ) 前記圧縮機と前記タービンとから延び、第１
   及び第２の内レースを周辺に形成した軸と、 (ロ) 複数個の玉を、前記第１の内レースとの間に
   受け入れるように、この内レースに対応する固
   定レースを持つ外側ハウジングと、 (ハ) この外側ハウジングの前記固定レースに相対
   的に滑動可能であり、複数個の玉を相互間に受
   け入れるように前記第２の内レースに隣接して
   配置された第２の外側レース環と、 (ニ) 前記玉を、前記外側ハウジングの固定レース
   と、前記第１の内レースと、前記第２の外側レ
   ース環と、前記第２の内レースとの間に配置す
   ることにより、前記軸を前記外側ハウジングに
   対して位置を定めるように、前記第２の外側レ
   ース環を前記外側ハウジングの固定レースから
   遠ざかる向きに付勢するばね手段と、 (ホ) 前記軸上に形成され、前記外側ハウジングの
   固定レースと前記第１の内レースとの間に配置
   された前記玉の方に向つて角度を付けた周辺傾
   斜部と、 (ヘ) 前記軸の回転している間に、潤滑剤が前記周
   辺傾斜部に加えられ遠心力によつて前記玉まで
   運ばれるように、前記潤滑剤に接触する一端部
   と、前記周辺傾斜部に接触する反対側端部とを
   持つウイツクを経て、潤滑剤を前記周辺傾斜部
   に供給する潤滑剤手段と、 を備えた軸受支持構造物。 ２ 前記潤滑剤手段によつて、前記外側ハウジン
   グの固定レースと、前記第１の内レースとの間の
   前記玉に、潤滑剤を噴霧してこれ等の潤滑を行な
   うようにした特許請求の範囲第１項記載の軸受支
   持構造物。 ３ 前記軸上に形成され、前記第２の外側レース
   環と前記第２の内レースとの間に配置され、前記
   玉の方に向つて角度を付けられた第２の周辺傾斜
   部と、 前記軸の回転している間に、潤滑剤が前記第２
   の周辺傾斜部に加えられ遠心力によつて前記玉ま
   で運ばれるように、潤滑剤と接触する一端部と、
   前記第２の周辺傾斜部と接触する反対側端部とを
   持つウイツクを経て、潤滑剤を前記第２の周辺傾
   斜部に供給する潤滑剤手段と、をさらに備えた特
   許請求の範囲第１項記載の軸受支持構造物。