JP5916377B2 - 過給機用タービン及び過給機の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、小型軽量化を可能にすると共に、組立を容易にした過給機用タービン及び該過給機用タービンを組み込んだ過給機の組立方法に関する。

乗用車に搭載される過給機のタービンは、主に低コストなラジアルタービンが用いられている。図１１に示すように、ラジアルタービン１００は、回転軸１０２の軸端にタービンホィール１０４が装着されている。タービンホィール１０４は、回転軸１０２に固定されたタービンディスク１０５と、タービンディスク１０５から径方向外側へ突設された複数の動翼１０６とから構成されている。タービンホィール１０４を覆うようにタービンハウジング１０８が設けられている。タービンハウジング１０８は、隣接する軸受ハウジング１１６にキャップ１１８で取り付けられている。

タービンハウジング１０８は、渦巻き形状をしたスクロール部１１０と、スクロール部１１０の内部に形成された渦巻き形状のスクロール室ｓが連通部ｄで連通した円筒部１１２とから構成されている。動翼１０６の上流側で、タービンハウジング１０８に動翼１０６が通過可能な開口ｏが設けられ、開口ｏを遮蔽するバックプレート１１４がタービンハウジング１０８に着脱可能に取り付けられている。バックプレート１１４を除去することで、タービンホィール付き回転軸１０２を、開口ｏを通してタービンハウジング１０８の内外に出し入れ可能になっている。

スクロール室ｓではタービンホィール１０４の周方向に向かう旋回流ｃが形成される。ラジアルタービン１００のスクロール部１１０は、外径が比較的大きく、かつ連通部ｄの面積が絞られている。これによって、スクロール室ｓ内の旋回流ｃは、大きな流速で円筒部１１２の内部に進入し、動翼１０６を回転させる。このように、スクロール室ｓ内で旋回流ｃが形成されるため、静翼が不要であり、低コスト化できる。

一方で、ラジアルタービン１００は、旋回流ｃの旋回力を動翼１０６に効率良く伝達させるため、動翼１０６はスクロール室ｓに向かって径方向外方へせり出すせり出し部位ａが形成されている。そのため、動翼１６の回転中に周速が大きくなるせり出し部位ａに大きな慣性モーメントが発生する。

図１２は軸流タービンを示す。軸流タービン１２０は、回転軸１２２の軸端にタービンホィール１２４が設けられ、タービンホィール１２４はタービンディスク１２５と動翼１２６から構成されている。タービンホィール１２４を覆うようにタービンハウジング１２８が設けられ、タービンハウジング１２８は、環状の流体流入部１３０と、流体流入部１３０内に形成される流入空間Ｓと連通部ｄで連通した円筒部１３２とから構成されている。動翼１２６の上流側で円筒部１３２の内壁に静翼１３６が設けられている。流入空間Ｓの連通部ｄは絞られておらず、静翼１３６で旋回流ｃを形成し、旋回流ｃによって動翼１２６を回転させる。

舶用などの大型過給機では軸流タービンが用いられるが、静翼１３６を設ける必要があるためコスト高となる。しかし、軸流タービンは、静翼１３６で旋回流を形成するため、スクロール部１３０を小型化できると共に、動翼１２６が円筒部１３２の内部に配置されるため、動翼１２６に大きな慣性モーメントが発生しない。

乗用車等、特に軽自動車に搭載される過給機は、スタート時の加速応答性（レスポンス）が重要である。そのため、少量の排ガス流量で効率良くタービンホィールを回転させる必要があり、そのため、タービンホィールを含めた過給機全体の小型軽量化を進める必要がある。これに対し、ラジアルタービンは動翼にせり出し部位ａがあり、外径が大きくなるため、大きな慣性モーメントが発生する。そのため、レスポンスが良くないという問題がある。一方、軸流タービンは、静翼を設けるため、コストアップになると共に、組立時に動翼を出口方向（図１２中の矢印ｂ方向）から挿入する必要がある。さらに、円筒部１３２の寸法が回転軸１２２の軸方向に長くなる等の問題がある。

特許文献１には、乗用車等に用いる目的で小型軽量化されたラジアルタイプの過給機用タービンが開示されている。この過給機用タービンを図１３により簡単に説明する。図１３において、過給機用タービン１４０は、回転軸１４２の軸端に固定されたタービンホィール１４４が固定されている。タービンホィール１４４は、回転軸１４２の軸端に固定されたタービンディスク１４５と、タービンディスク１４５から径方向外方へ突設された複数の動翼１４６とからなる。タービンホィール１４４を覆うようにタービンハウジング１４８が設けられ、タービンハウジング１４８は、渦巻き形状をしたスクロール部１５０と、動翼１４６が収容される円筒部１５２とから構成されている。

この過給機用タービン１４０は、動翼１４６の前縁１４６ａに径方向外方へせり出すせり出し部位をなくし、動翼１４６の前縁１４６ａをタービンホィール１４４の軸方向に対して斜めに形成し、その傾斜角αを３５〜６０°と大きくしている。これによって、動翼１４６の慣性モーメントを低下できると共に、動翼１４６の遠心力を低減し、スクロール室ｓからの排ガス等の流入を容易にしている。また、動翼１４６を円筒部１５２の内側に配置し、その外径Ｄを一定にしたことで、組立て時に、タービンホィール１４４の軸方向（矢印ｂ方向）から出し入れ可能にしている。これによって、タービンハウジング１４８の一体化を可能にしている。特許文献２にも、特許文献１と同様の構成をもつ過給機用タービンが開示されている。

特開平９−１４４５５０号公報 特表昭６０−５０１０１６号公報

特許文献１及び２に開示された過給機用タービンは、動翼のせり出し部位をなくし、動翼の前縁に傾斜角を設けたため、動翼の面積が縮小する。そのため、スクロール室ｓから流入する旋回流の旋回力が動翼に効率良く伝達できなくなり、過給機の効率が低下するという問題がある。過給機の効率を回復するためには、動翼の面積を後縁側で増大させるか、あるいはスクロール部１５０を大型化して、旋回流の旋回エネルギを大きくする必要があるが、これは過給機の小型軽量化のニーズに逆行する。

一方、軸流タービンはタービンハウジングの内部に静翼が付設されているので、組立て時、タービンハウジングより先にタービンホィールを装着できない。そのため、タービンハウジングを軸受ハウジングに装着した後で、タービンホィール付き回転軸を軸受ハウジングに装着せざるを得ない。従って、回転軸の取り付けや回転軸の回転バランス試験を、タービンハウジングの取付け後に行わざるを得ず、これらの作業が困難になるという問題がある。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、自動車用過給機等に要求されるレスポンス性等の性能を高く維持しながら、小型軽量化を可能にし、かつ組立てを容易にした過給機用タービンを実現することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明の過給機用タービンは、軸受によって回転可能に軸支された回転軸と、回転軸の軸端に設けられたタービンディスク、及びタービンディスクから径方向外方へ突設された複数の動翼からなるタービンホィールと、タービンホィールを覆うように配置され、タービンホィールの周方向に旋回流を形成するスクロール部と、スクロール部で形成された旋回流をタービンホィールの軸方向へ導くタービンハウジングとを備えた過給機用タービンにおいて、動翼が円筒部に配置されると共に、スクロール部は、その内部流路が円筒部の動翼上流側流路空間に連通すると共に、流路断面がタービンホィールの周方向に沿って漸減するように形成され、動翼上流側流路空間を形成するタービンハウジングのバックプレートは、タービンホィール周方向に沿って動翼の前縁側に徐々にせり出すように形成され、せり出し部の終端は前記スクロール部の連通部より動翼の前縁側に接近した位置までせり出すように構成されている。

このように、タービンホィールの周方向に沿って漸減するスクロール部に歩調を合わせて、円筒部の動翼上流側流路空間を漸減させることで、スクロール部から該動翼上流側流路空間に流入する旋回流の旋回エネルギを、減衰させることなく動翼に作用させることができる。そのため、静翼を設けなくても、動翼に大きな回転力を付与できる。また、動翼の表面積を増加させたり、あるいは径方向外方へせり出し部位を設ける必要がなくなるので、タービンハウジングの小型軽量化及び低コスト化を達成できる。また、動翼上流側流路空間を漸減させることで、タービン前縁の空間を有効利用できると共に、スクロール部の大きさを縮小できる。

また、動翼に径方向外方へせり出すせり出し部位を設ける必要がないため、動翼に大きな慣性モーメントが発生しない。そのため、過給機のレスポンスを良好に維持できる。また、タービンハウジングの動翼上流側のバックプレートに形成されたせり出し部の終端は、スクロール部の連通部より動翼の前縁側に接近した位置までせり出すように構成されているので、スクロール部内の旋回流がスクロール部に残留せず、旋回流をすべて動翼へ向けて送り出すことができる。

本発明において、バックプレートに形成されるせり出し部の終端が動翼の前縁に隣接するまでせり出すようにするとよい。これによって、動翼に流入する旋回流の旋回エネルギを最大限動翼に付与でき、過給機の効率をさらに向上できる。

本発明において、タービンハウジングは、動翼の上流側に動翼が通過可能な開口が形成され、この開口を遮蔽するバックプレートがタービンハウジングに着脱可能に装着されているとよい。これによって、タービンホィールは、動翼の上流側からタービンハウジングの内外に出し入れ可能になり、過給機の組立てが容易になる。なお、動翼の外径を円筒部の内壁面より小さくすれば、タービンホィールを軸方向両側からタービンハウジングの内外へ出し入れ可能になり、過給機の組立がさらに容易になる。

本発明において、タービンハウジングの動翼上流側流路空間を形成するバックプレートの表面に、該バックプレートの表面に沿って流れ動翼の翼根領域に流入する旋回流の流れ方向を動翼に対する衝突角を小さくする方向に修正するリブを突設するとよい。これによって、リブを通り動翼の翼根領域に流入する旋回流によって動翼を効率良く回転できるようになり、過給機の効率がさらに向上する。そのため、タービンハウジングのさらなる小型軽量化が可能になる。

本発明の過給機の組立方法は、本発明の過給機用タービンを組み込んだ過給機の組立方法であり、一端にタービンホィールが設けられた回転軸を軸受ハウジングに組み付ける第１ステップと、回転軸の他端にコンプレッサホィールを固定する第２ステップと、第２ステップの後で、回転軸の回転バランスを修正する第３ステップと、コンプレッサハウジング及びタービンハウジングを前記軸受ハウジングに取り付ける第４ステップとからなるものである。

本発明の過給機用タービンは、静翼をなくすことができるため、軸受ハウジングへのタービンホィール付き回転軸の取付けを、軸受ハウジングへのタービンハウジングの取付けより前に行うことができる。そのため、回転軸の取付けが容易になる。また、タービンホィール及びコンプレッサホィールを取り付けた後の回転軸の回転バランス試験を、タービンハウジング及びコンプレッサハウジングを軸受ハウジングに取り付ける前に行うことができる。従って、回転バランス試験を容易に行うことができると共に、精度良い試験が可能になるので、回転バランスの修正を容易かつ精度良く行うことができる。

本発明の過給機用タービンによれば、円筒部の動翼上流側流路空間を形成するタービンハウジングのバックプレートが、スクロール部の形状に合わせてタービンホィール周方向に沿って動翼の前縁側に徐々にせり出すように形成されているので、スクロール部の旋回流の旋回力を、減衰させることなく動翼に作用させることができる。そのため、静翼を設けなくても、動翼に大きな旋回力を付与できるため、タービンハウジングの小型軽量化と低コスト化を達成できる。また、動翼にせり出し部位を設ける必要がないため、動翼の慣性モーメントを低減でき、そのため、過給機のレスポンスを良好に維持できる。また、動翼上流側流路空間を漸減させることで、タービン前縁の空間を有効利用できると共に、スクロール部の大きさを縮小できる。

本発明の過給機の組立方法によれば、タービンホィール付き回転軸及びコンプレッサホィールの取付け、及び回転軸の回転バランス試験をタービンハウジング及びコンプレッサハウジングを組み立てる前に行うことができる。そのため、タービンホィール付き回転軸やコンプレッサホィールの取付け、及び回転バランス試験が容易になると共に、精度良い試験が可能になるので、回転バランスの修正を容易かつ精度良く行うことができる。

（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の第１実施形態に係る過給機用タービンを示し、排ガスの旋回方向に沿って順々に裁断した正面視断面図である。 前記第１実施形態の過給機用タービンを構成する動翼の展開図である。 前記第１実施形態の変形例を示す。 本発明に係る過給機用タービンの第２実施形態に係る正面視断面図である。 図４中のＡ―Ａ線に沿う断面図である。 前記第２実施形態の過給機用タービンを構成するバックプレートの斜視図である。 前記第２実施形態において、（Ａ）は動翼先端領域における排ガスの衝突角を示す説明図であり、（Ｂ）は動翼翼根領域に流入する排ガスの衝突角を示す説明図である。 本発明に係る過給機の組立方法の第１実施形態に係り、組立て後の過給機の正面視断面図である。 本発明方法の前記第１実施形態に係る組立て手順を示す工程図である。 比較例としての過給機の組立手順を示す工程図である。 ラジアルタービンの正面視断面図である。 軸流タービンの正面視断面図である。 従来の過給機用タービンの正面視断面図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

（実施形態１）
本発明の過給機用タービンを自動車用過給機に適用した第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１において、本実施形態の過給機用タービン１０Ａは、回転軸１２の軸端にタービンホィール１４が装着されている。タービンホィール１４は、回転軸１２に固定されたタービンディスク１５と、タービンディスク１５から径方向外側へ等間隔で突設された複数の動翼１６とから構成されている。動翼１６の外側にタービンホィール１４を覆うようにタービンハウジング１８が設けられている。動翼１６の先端の大きさは、円筒部２２の内壁の径より小さく形成され、動翼１６は円筒部２２の内部に配置されている。

タービンハウジング１８は、渦巻き形状をしたスクロール部２０と円筒部２２とから構成されている。タービンハウジング１８は軸受ハウジング２にキャップ２８で結合されている。スクロール部２０の内部に形成されるスクロール室ｓ１は、動翼１６の上流側円筒部２２に位置する連通部ｄで円筒部２２に連通している。動翼１６の上流側のタービンハウジング１４は、動翼１６が通過可能な開口ｏが設けられ、開口ｏを遮蔽するバックプレート２４がタービンハウジング１８及び軸受ハウジング２６に対して着脱可能に取り付けられている。

スクロール室ｓ１に流入した排ガスｅは、タービンホィール１４の周方向に向かう旋回流ｃを形成し、動翼１６の上流側円筒部２２に流入する。円筒部２２に流入した排ガスｅは、旋回力を保持したまま動翼１６に達し、動翼１６を回転軸Ｒを中心に矢印ｆ方向へ回転させる（図２参照）。図１は、スクロール室ｓ１を流れる排ガスｅの旋回方向上流側から下流側へ向かって順々に裁断した断面図である。図１の（Ａ）から（Ｃ）に示すように、スクロール室ｓ１の断面積は、徐々に縮小し、図１（Ｄ）に示すように、最後は消滅する。

円筒部２２の動翼上流側流路空間ｓ２は、バックプレート２４によって形成される。流路空間ｓ２も、スクロール室ｓ１の容積の縮小に合わせ、排ガスｅの旋回方向上流側から下流側へ向かって徐々に縮小する。即ち、図１に示すように、バックプレート２４がスクロール室ｓ１の容積の縮小に合わせ、排ガスｅの旋回方向上流側から下流側へ向かって徐々に動翼側にせり出すように形成されている。バックプレート２４のせり出し量は、連通部ｄを超えて動翼１６に接近し、図１（Ｆ）に示すように、終端においては、動翼１６の前縁１６ａに隣接する位置まで達している。そのため、流路空間ｓ２は該終端で実質的に消滅している。

かかる構成において、スクロール室ｓ１で旋回流となった排ガスｅは、連通部ｄから円筒部２２の動翼上流側流路空間ｓ２に流入する。流路空間ｓ２でバックプレート２４が旋回流ｃの旋回方向に沿って徐々にせり出しているため、排ガスｅはその旋回力が減衰しないまま動翼１６の前縁１６ａから後縁１６ｂまで動翼１６の表面に沿って流れ、その間に動翼１６に回転力を付与し、動翼１６を回転させる。

本実施形態によれば、旋回流ｃの旋回方向に沿って、バックプレート２４が徐々に動翼側にせり出すように形成されているので、流速が増大した旋回流ｃを、旋回力を減衰させることなく動翼１６に当てることができる。これによって、動翼１６を効率良く回転でき、過給機の効率を向上できる。そのため、静翼を不要にでき、低コスト化できると共に、動翼１６の表面積を増加させたり、あるいは径方向外方へせり出し部位ａを設ける必要がなくなるので、タービンハウジング１８の小型軽量化及び低コスト化を達成できる。また、動翼上流側流路空間ｓ２を漸減させることで、タービン前縁の空間を有効利用できると共に、スクロール部２０の大きさを縮小できる。

即ち、従来のラジアルタービンのスクロール部２０’の大きさに対して本実施形態のスクロール部２０を図１（Ａ）に示すように縮小できる。本実施形態では、図１（Ｆ）に示すように、せり出し部の終端でせり出し部を動翼１６に隣接するまでせり出しているので、過給機の効率を最大限まで向上できる。

また、従来のラジアルタービンのように、動翼１６に径方向外側にせり出すせり出し部位ａを設ける必要がないため、動翼１６に大きな慣性モーメントが発生しない。そのため、過給機のレスポンスを良好に維持できる。また、タービンホィール１４をタービンハウジング１８に対して軸方向の両方向に出し入れ可能であり、これによって、過給機の組立てが容易になる。

次に、第１実施形態の変形例を図３により説明する。本変形例に係る過給機用タービン１０Ａ’は、動翼１６’の前縁１６ａ’は、前記第１実施形態と比べて、上流側に延設され、かつ前縁１６ａ’の外側先端は、円筒部２２の内壁のカーブに沿って外方へ突き出ている。これによって、前縁１６ａ’の先端径は円筒部２２の内壁の径より大きくなるが、開口ｏの径より小さい。そのため、タービンホイール１４は、タービンハウジング１８に対して開口ｏ側からの出し入れのみが可能になる。動翼の後縁１６ｂ’は第１実施形態の動翼１６の後縁１６ｂと同一の形状をしている。その他の構成は第１実施形態と同一である。

本変形例によれば、動翼１６’の前縁１６ａ’が上流側に延設され、かつ前縁１６ａ’の外側先端の径を大きくしているので、第１実施形態と比べて、慣性モーメントの増大を抑制しつつ、旋回流ｃに大きな旋回力を付与できる。また、タービンホイール１４を開口ｏから出し入れ可能であるので、過給機の組立を容易にしている。

（実施形態２）
次に、本発明の過給機用タービンを自動車用に適用した第２実施形態を図４〜図７により説明する。本実施形態の過給機用タービン１０Ｂは、第１実施形態の過給機用タービン１０Ａの構成をすべて備えている。加えて、以下に説明する構成を有する。図５に示すように、流路空間ｓ２を形成するバックプレート２４の表面に、等間隔に４個の旋回防止リブ３０が固設されている。なお、図６は、旋回防止リブ３０を１枚のみ図示し、他の旋回防止リブ３０の図示を省略している。

旋回防止リブ３０は、バックプレート２４の外端から中心に向かって配置され、曲率半径が大きい曲面を有している。スクロール室ｓ１から流路空間ｓ２に流入し、バックプレート２４の表面近傍を通る旋回流ｃ２（図４、５参照）は、旋回防止リブ３０がないとき、破線ｃ２’の方向へ向かう。旋回防止リブ３０があると、旋回流ｃ２は、バックプレート２４の中心側（実線ｃ２の方向）に向くように修正される。

図７（Ａ）は、動翼１６の翼端領域に流入する旋回流ｃ１の流入方向及び流入速度を示す。旋回流ｃ１は絶対速度Ｃで動翼１６の前縁１６ａに流入するが、動翼１６の先端領域は周速Ｕ１で回転しているため、実際には、旋回流ｃ１は前縁１６ａに対して相対速度Ｗに示す方向及び大きさで流入する。翼端領域では、絶対速度Ｃに比して周速Ｕ１が大きいため、旋回流ｃ１は小さい衝突角θ（動翼１６の中心線Ｏを前縁１６ａから上流側へ伸ばした線とのなす角度）で前縁１６ａに流入する。そのため、旋回流ｃ１から動翼１６に効率良く回転力を付与できる。

図７（Ｂ）は、動翼１６の翼根領域に流入する旋回流ｃ２の流入方向及び流入速度を示す。旋回防止リブ３０がないとき、旋回流ｃ２は絶対速度Ｃ２で前縁１６ａに流入するが、動翼１６の翼根領域は周速Ｕ２で回転しているため、実際には、旋回流ｃ２は前縁１６ａに相対速度Ｗ２に示す方向及び大きさで流入する。翼根領域では、絶対速度Ｃ２に比して周速Ｕ２が小さくなるため、旋回流ｃ２の衝突角θ２が大きくなり、旋回流ｃ２から動翼１６に効率良く回転力を付与できない。一方、旋回防止リブ３０を付設した場合、旋回流ｃ２の方向を旋回防止リブ３０で変えることができるため、旋回流ｃ２の衝突角θ１を小さくできる。そのため、旋回流ｃ２から動翼１６に効率良く回転力を付与できる。

本実施形態によれば、第１実施形態で得られる作用効果に加えて、動翼１６の前縁１６ａに流入する旋回流ｃの衝突角を小さくでき、これによって、動翼１６の翼根領域で旋回流ｃから動翼１６に効率良く回転力を付与できる。なお、本実施形態では、バックプレート２４に等間隔に４個の旋回防止リブ３０を設けているが、本発明では、旋回防止リブ３０の取付け個数及び取付け位置はこれに限定されるものではない。

（実施形態３）
次に、本発明に係る過給機の組立方法の一実施形態を図８〜図１０に基づいて説明する。図８は、本発明の過給機用タービンを組み込んだ組立て後の自動車用過給機４０を示す。この過給機４０は、中央に設けられた軸受ハウジング４２に対して、両側からタービンハウジング４４及びコンプレッサハウジング４６が装着されている。軸受ハウジング４２の内部に設けられた２個の軸受４８に、回転軸５６が回転可能に支持されている。回転軸５６の軸端にタービンホィール５０が取り付けられている。タービンホィール５０は、回転軸５６に固定されたタービンディスク５２と、タービンディスク５２から径方向外側へ突設された複数の動翼５４とから構成されている。回転軸５６の他端には、コンプレッサホィール５８がボルト６０によって装着されている。

次に、図９により、本実施形態による過給機４０の組立て手順を説明する。図９において、まず、軸受ハウジング４２にタービンホィール５０を組み付ける（ステップＳ１０）。次に、回転軸５６にコンプレッサホィール５８をボルト６０で装着する（ステップＳ１２）。次に、回転軸５６の回転バランス試験を行い、回転軸５６の回転バランスを修正する（ステップＳ１４）。次に、コンプレッサハウジング４６及びタービンホィール５０を軸受ハウジング４２に取り付ける（ステップＳ１６）。

本実施形態の組立方法によれば、タービンハウジング４４に静翼が付設されていないので、タービンハウジング４４を取り付ける前に、タービンホィール５０が付設された回転軸５６を軸受ハウジング４２に装着できる。そのため、コンプレッサハウジング４６及びタービンホィール５０を取り付ける前に、回転軸５６の回転バランス試験を行うことができる。従って、回転バランス試験を容易に行うことができると共に、精度良い試験が可能になるので、回転バランスの修正を容易かつ精度良く行うことができる。

図１０は、比較例として従来の軸流タービンの組立手順を示している。図１０において、まず、タービンハウジングを軸受ハウジングに取り付ける（ステップＳ２０）。次に、タービンホィール付き回転軸を軸受ハウジングに回転可能に軸支させる（ステップＳ２２）。次に、回転軸にコンプレッサホィールを固定する（ステップＳ２４）。次に、回転軸４６の回転バランス試験を行い、回転軸４６の回転バランスを修正する（ステップＳ２６）。次に、コンプレッサハウジングを軸受ハウジングに取り付ける（ステップＳ２８）。

軸流タービンはタービンハウジングの内部に静翼が付設されているので、タービンハウジングを軸受ハウジングに取り付けた後で、タービンホィールを取り付ける必要がある。そのため、タービンハウジングを取り付けた後で、回転軸の回転バランス試験を行わざるを得ない。従って、タービンホィール及び回転軸の取付け作業や回転軸の回転バランス試験が困難になる。一方、本実施形態の組立方法によれば、このような困難を解消できる。

本発明によれば、自動車用過給機等に要求されるレスポンス性等の性能を高く維持しながら、小型軽量化を可能にし、かつ組立てを容易にした過給機用タービンを実現できる。

１０Ａ、１０Ａ’１０Ｂ、１４０ 過給機用タービン
１２、５６，１０２，１２２，１４２ 回転軸
１４、５０，１０４，１２４，１４４ タービンホィール
１５、５２，１０５，１２５，１４５ タービンディスク
１６、１６’、５４，１０６，１２６，１４６ 動翼
１６ａ、１６ａ’，１４６ａ 前縁
１６ｂ、１６ｂ’ 後縁
１８、４４，１０８，１２８，１４８ タービンハウジング
２０、２０’、１１０，１５０ スクロール部
２２，１１２，１３２，１５２ 円筒部
２４，１１４ バックプレート
２６，１１６ 軸受ハウジング
２８，１１８ キャップ
３０ 旋回防止リブ
４０ 自動車用過給機
４２ 軸受ハウジング
４６ コンプレッサハウジング
５８ コンプレッサホィール
６０ ボルト
４８ 軸受
１００ ラジアルタービン
１２０ 軸流タービン
１３０ 流体流入部
１３６ 静翼
Ｓ 流入空間
Ｏ 中心線
ａ せり出し部位
ｃ、ｃ１、ｃ２ 旋回流
ｄ 連通部
ｅ 排ガス
ｓ、ｓ１ スクロール室
ｓ２ 動翼上流側流路空間
θ、θ１、θ２ 衝突角

Claims (5)

1. 軸受によって回転可能に軸支された回転軸と、
   該回転軸の軸端に設けられたタービンディスク、及び該タービンディスクから径方向外方へ突設された複数の動翼からなるタービンホィールと、
   該タービンホィールを覆うように配置され、該タービンホィールの周方向に旋回流を形成するスクロール部と、該スクロール部で形成された旋回流を該タービンホィールの軸方向へ導く円筒部とからなるタービンハウジングとを備えた過給機用タービンにおいて、
   前記動翼が前記円筒部に配置されると共に、前記スクロール部は、その内部流路が前記円筒部の動翼上流側流路空間に連通すると共に、流路断面がタービンホィールの周方向に沿って漸減するように形成され、
   前記動翼上流側流路空間を形成するタービンハウジングのバックプレートは、タービンホィール周方向に沿って動翼の前縁側に徐々にせり出すように形成され、せり出し部の終端は前記スクロール部の連通部より動翼の前縁側に接近した位置までせり出していることを特徴とする過給機用タービン。
2. 前記せり出し部の終端が前記動翼の前縁に隣接するまでせり出していることを特徴とする請求項１に記載の過給機用タービン。
3. 前記タービンハウジングの動翼の上流側に該動翼が通過可能な開口が形成され、該開口を遮蔽する前記バックプレートが該タービンハウジングに着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の過給機用タービン。
4. 前記タービンハウジングの動翼上流側流路空間を形成する前記バックプレートの表面に、該バックプレートの表面に沿って流れ前記動翼の翼根領域に流入する旋回流の流れ方向を動翼に対する衝突角を小さくする方向に修正するリブを突設したことを特徴とする請求項１又は２に記載の過給機用タービン。
5. 請求項１又は２に記載の過給機用タービンを組み込んだ過給機の組立方法において、
   一端にタービンホィールが設けられた回転軸を軸受ハウジングに組み付ける第１ステップと、
   前記回転軸の他端にコンプレッサホィールを固定する第２ステップと、
   前記第２ステップの後で、前記回転軸の回転バランスを修正する第３ステップと、
   コンプレッサハウジング及びタービンハウジングを前記軸受ハウジングに取り付ける第４ステップとからなることを特徴とする過給機の組立方法。
   

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