JPS6233070Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はエンジンの排気により駆動されてエン
ジンに吸気を過給するターボ過給機に関するもの
である。

（従来技術） エンジンの排気圧力を利用してタービンを回転
させて、このタービンによつてブロアを駆動し、
エンジンに強制的に空気を送り込むターボ過給機
が車両用として広く用いられるようになつてきて
いる。このターボ過給機を装備した場合、同一サ
イズ（排気量）エンジンでも、ターボ過給機を装
備しない場合に比較して、高出力を得ることがで
きるので、車両の性能向上、馬力当り燃費改善等
を目的として用いられている。

この場合、タービン、ブロアともかなりの高速
回転域で使用されるため、高速回転に耐え得る十
分な強度が要求される。さらに、タービン部はエ
ンジンの排気熱により高温になるため、タービン
とこれに近接するタービンケーシング内周面との
間隙はこれら（タービンおよびタービンケーシン
グ）の熱膨張を考慮して、高温下で熱膨張しても
互いが干渉しない程度に大きくしなければならな
い。しかしながら、間隙を大きくすると、この間
隙を通過して流出する排気の量が増して、過給効
率が低下するという問題がある。

一方、ターボ過給機はエンジンの排気を利用す
るため、排気量はエンジン回転速度によつて異な
り、タービンに作用する排気の圧力は排気量が多
い程高くなる。このため、エンジン回転の上昇と
ともにタービンに作用する排気圧力も上昇する。
タービンに作用する排気圧力が高くなりすぎる
と、それにつれてブロアによる過給圧も必要以上
に高くなりエンジンの強度上、性能上好ましくな
く、このため、例えば実開昭56−171631号公報に
開示されているように、タービン上流側と下流側
の主排気通路を結ぶ排気バイパス通路を、ターボ
過給機の小型化、簡略化等のためから上記タービ
ンが介装された主排気通路に近接させて単一のタ
ービンケーシング内に上記主排気通路とともに設
け、この排気バイパス通路内にブロア下流側の過
給圧を感知して該過給圧が所定値以上のときに上
記排気バイパス通路を開口する排気バイパス弁を
設けることにより、タービンに作用する排気圧
力、換言すれば上記過給圧を所定値以下に抑える
提案がなされている。

この場合、排気バイパス通路を通つてバイパス
される排気により排気バイパス通路近傍が他の部
分より高温になり易く、上述のタービンとタービ
ンケーシング内周面との互いの熱膨張による干渉
は最も高温になる排気バイパス通路近傍で頻繁に
起こるという問題があつた。

（考案の目的） 本考案は上記のような問題に鑑み、排気バイパ
ス通路近傍でのタービンとタービンケーシング内
周面との間隙が最大熱膨張時に応じて設定される
とともに、他の部分での間隙をこの設定された間
隙より小さくなるようになし過給効率の良いター
ボ過給機を提供することを目的とするものであ
る。

（考案の構成） 本考案のターボ過給機はタービンとタービンケ
ーシング内周面の間隙が、排気バイパス通路近傍
において他の部分より大きくなるように設定した
ことを特徴とするものである。

（考案の効果） 本考案によれば、タービンとタービンケーシン
グ内周面との間隙が、最も高温になる排気バイパ
ス通路近傍では大きく、排気バイパス通路近傍よ
り低温である他の部分では小さくなるように設定
されているので、使用時加熱されるタービンケー
シング内周面の温度分布の差により熱膨張の差が
生じても熱膨張に応じてタービンとタービンケー
シング内周面の間隙を設定することができ、過給
効率を良くすることができる。

（実施例） 第１図は、本考案の実施例によるターボ過給機
の断面図である。

タービンケーシング１において外部に向つて開
放する入口ポート１ａは、タービンケーシング１
内においてタービン３の外周部を囲むように形成
された空間部１ｂと連通し、この空間部１ｂはタ
ービン３を介してタービン３の軸方向外部に開放
する出口ポート１ｃと連通しており、上記入口ポ
ート１ａ、空間部１ｂ、および出口ポート１ｃか
らタービンケーシング１内において主排気通路１
ｄが構成されている。上記入口ポート１ａはエン
ジンの排気通路（図示せず）と連通しており、エ
ンジンの排気は入口ポート１ａから空間部１ｂに
流入してタービン３の羽根に当たつてタービン３
を回転させた後、出口ポート１ｃから排出され
る。

ブロアケーシング６においては、この内部に設
けたブロア５の軸方向外部に開放する入口ポート
６ａが、ブロア５を介してブロア５の外周部を囲
むように形成された空間部６ｂと連通するととも
に、空間部６ｂと連通するポート６ｃを通つて外
部と連通しており、上記入口ポート６ａ、空間部
６ｂ、およびポート６ｃからブロアケーシング６
内において吸気通路６ｄが構成されている。

タービンケーシング１とブロアケーシング６は
対向して軸受ケーシング７を挾持し、タービン
３、ブロア５、および軸受９，９が同軸になるよ
うに、タービンケーシング１とブロアケーシング
６とが軸受ケーシング７にボルト８，８，…によ
り取付けられている。さらに軸受ケーシング７内
の軸受９，９に支持されたシヤフト４はその両端
の一方がタービン３と他方がブロア５と結合され
ていて、排気によるタービン３の回転はシヤフト
４によりそのままブロア５に伝わつてブロア５が
駆動される。このため、エンジンの吸気通路上流
側と連結するポート６ａからブロア５により強制
的に空気を吸い込み、この空気は空間部６ｂを通
つた後、吸気通路下流側と連結するポート６ｃか
らエンジンへ供給されて、エンジンへの過給が行
なわれる。

軸受ケーシング７において、その内部の空間部
７ｂは入口ポート７ａおよび出口ポート７ｃを介
して外部と連通していて、入口ポート７ａから流
入する潤滑油によつて、高速で回転する軸受９，
９およびシヤフト４の潤滑が行なわれた後、この
潤滑油は出口ポート７ｃから流出する。

なお、タービン３の羽根外端３ａとこの羽根外
端３ａと対向するタービンケーシング内周面２の
間には、それぞれの熱膨張を考慮した間隙が設け
られている。

第２図は第１図に示したターボ過給機をタービ
ンケーシング１側から見た側面図であり、第３図
は第２図における線−に沿つてターボ過給機
を切断して示した断面図である。

タービンケーシング１内には、空間部１ｂと出
口ポート１ｃを、タービン３を迂回して連通する
排気バイパス通路１１ａ，１１ｂが形成されると
ともに、この排気バイパス通路１１ａ，１１ｂを
開閉する排気バイパス弁（ウエストゲート弁）１
０が排気バイパス通路１１ａ，１１ｂ内に設けら
れている。このため、排気バイパス通路１１ａ，
１１ｂは排気バイパス弁１０により上流側通路１
１ａと下流側通路１１ｂとに分けられる。排気バ
イパス弁１０はブロア５の下流側の過給圧力が所
定値以上になると作動して弁が開き、排気バイパ
ス通路１１ａ，１１ｂにより空間部１ｂと出口ポ
ート１１ｃを連通させる。ブロア５の下流側の過
給圧力が高くなるのはエンジンが高速回転して排
気量が多くなる時であり、この時は排気温度も高
温である。このため、エンジン高速回転時には排
気バイパス通路１１ａ，１１ｂ近傍におけるター
ビンケーシング内周部１ｄは、排気バイパス通路
１１ａ，１１ｂを通る高温排気およびタービン３
を通る高温排気により両側から加熱されて、他の
タービンケーシング内周部より高温になる。すな
わち、排気バイパス通路１１ａ，１１ｂ近傍のタ
ービンケーシング内周部１ｄの熱膨張が他のター
ビンケーシング内周部より大きい。

そこで、排気バイパス通路１１ａ，１１ｂ近傍
でのタービン３の羽根外端３ａとタービンケーシ
ング内周面２との間隙Ｃ１が、回転中心に対して
反対側での間隙Ｃ２より大きくなるように、ター
ビン３の回転中心３ｂをタービンケーシング内周
面２の中心２ａに対して“Ｅ”だけ偏心させてタ
ービン３が取り付けられている。このようにすれ
ば、タービンケーシング１の加工性を著しく煩雑
化することなく排気により加熱されてタービンケ
ーシング内周面２が膨張した時、排気バイパス通
路１１ａ，１１ｂ近傍が他の部分より高温になつ
て膨張量が大きくなつても、タービン３の羽根外
端３ａとタービンケーシング内周面２との干渉を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示すターボ過給機
の断面図、第２図はこのターボ過給機の側面図、
第３図は第２図に示す線−に沿つて切断して
示す断面図である。 １……タービンケーシング、３……タービン、
４……シヤフト、５……ブロア、６……ブロアケ
ーシング、７……軸受ケーシング、９……軸受、
１０……排気バイパス弁、１１ａ，１１ｂ……排
気バイパス通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主排気通路に介装されたタービンにより吸気通
   路に介装されたブロアを駆動して吸気を過給する
   とともに、上記主排気通路近傍に設けられ上記吸
   気通路のブロア下流側の過給圧力が所定値以上に
   なつた時に上記タービン上流側の排気を上記ター
   ビンをバイパスさせてタービン下流側に流す排気
   バイパス通路と、上記主排気通路とが上記タービ
   ンを内設する単一のタービンケーシング内に配設
   されてなるターボ過給機において、上記タービン
   ケーシングの上記タービンに近接する内周面とタ
   ービンとの間隙が上記排気バイパス通路近傍にお
   いて他の部分より大きくなるように設定したこと
   を特徴とするターボ過給機。