(57)【要約】【課題】エンジン配管を複雑化することになく、空気がコンプレッサインペラをバイパス可能とする。【解決手段】コンプレッサインペラ１ａ１に空気を供給する供給流路１ａ３と、上記コンプレッサインペラ１ａ１から上記空気を排出する排出流路１ａ２と、上記コンプレッサインペラ１ａ１をバイパスして上記供給流路１ａ３と上記排出流路１ａ２と接続するバイパス流路１ａ４と、該バイパス流路１ａ４を開閉するバルブ１ａ６とを備える。【選択図】図１
2011085043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ及びタービンを備えるターボチャージャであって、
コンプレッサインペラに空気を供給する供給流路と、前記コンプレッサインペラから前記空気を排出する排出流路と、前記コンプレッサインペラをバイパスして前記供給流路と前記排出流路と接続するバイパス流路と、該バイパス流路を開閉するバルブとを備えることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
前記排出流路、前記供給流路及び前記バイパス流路が前記コンプレッサインペラを囲うコンプレッサケーシング内に形成されていることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記バルブは、前記供給流路に臨む前記バイパス流路の開口端を開閉し、前記供給流路に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記バルブは、前記排出流路に臨む前記バイパス流路の開口端を開閉し、前記排出流路内に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記排出流路の圧力が前記供給流路と同一である場合に前記バルブが前記開口端から離間するように前記バルブを付勢し、前記排出流路の圧力が前記供給流路よりも高い場合に前記バルブが前記開口端を閉塞するように縮む弾性体を備えることを特徴とする請求項４記載のターボチャージャ。
【請求項６】
エンジンから排出される排気ガスの流動方向に直列に配置される複数のターボチャージャを備える過給装置であって、
前記ターボチャージャとして請求項１〜５いずれかに記載のターボチャージャを備えることを特徴とする過給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサ及びタービンを備えるターボチャージャ及び過給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年は、広い作動範囲を確保するために、容量の異なる２つのターボチャージャを、エンジンから排出される排気ガスの流動方向に直列に配列する２段過給方式を応用した過給装置（シリーズシーケンシャルツインターボ）が用いられている。
このような過給装置では、エンジンの低速回転域において第１（高圧側）ターボチャージャが作動し、エンジンの高速回転域において第２（低圧側）ターボチャージャが作動することによって広い作動範囲を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１４２２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような過給装置では、排気ガスの流動方向に複数のターボチャージャが配列されているため、第１（高圧側）のターボチャージャのみが作動する環境においても、エンジンに供給される空気は、第２（低圧側）ターボチャージャのコンプレッサインペラと第１（高圧側）第２ターボチャージャのコンプレッサインペラの両方を通過することとなる。
【０００５】
このため、第１（高圧側）のターボチャージャのみが作動し、第２（低圧側）のターボチャージャのコンプレッサインペラが作動していない場合には、第２（低圧側）のターボチャージャのコンプレッサインペラが空気の流れを阻害する障害物となる。この結果、吸入抵抗が増大し、エンジンを搭載する車両や船舶等の加速を遅らせることとなる。
また、吸入抵抗の増加を抑制するために、第２（低圧側）のターボチャージャのコンプレッサインペラを回転させると、第２（低圧側）のターボチャージャを回転させるまでの時間を確保する必要があり、いわゆるターボラグが長くなる。
【０００６】
このような問題を解決するために、第２（低圧側）のターボチャージャのコンプレッサインペラをバイパスするバイパス流路を設け、エンジンの回転域が第２（高圧側）のターボチャージャのみが作動される領域である場合には、当該バイパス流路を介して空気を第１（高圧側）のターボチャージャのコンプレッサインペラのみに供給する方法が本発明者により提案されている（特願２００９−０４２１６６）。
【０００７】
しかしながら、ターボチャージャのコンプレッサインペラをバイパスするためには、エンジンの配管にバイパス流路を設ける必要があり、エンジン配管を大幅に変更する必要がある。
エンジン配管は、現状において、極めて狭い空間において複雑に取り回されて配置されている。このため、現状以上に配管を複雑化することは現実的ではない。
【０００８】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、エンジン配管を複雑化することになく、空気がコンプレッサインペラをバイパス可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１０】
第１の発明は、コンプレッサ及びタービンを備えるターボチャージャであって、コンプレッサインペラに空気を供給する供給流路と、上記コンプレッサインペラから上記空気を排出する排出流路と、上記コンプレッサインペラをバイパスして上記供給流路と上記排出流路と接続するバイパス流路と、該バイパス流路を開閉するバルブとを備えるという構成を採用する。
【００１１】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記排出流路、上記供給流路及び上記バイパス流路が上記コンプレッサインペラを囲うコンプレッサケーシング内に形成されているという構成を採用する。
【００１２】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記バルブが、上記供給流路に臨む上記バイパス流路の開口端を開閉し、上記供給流路に配置されているという構成を採用する。
【００１３】
第４の発明は、上記第１または第２の発明において、上記バルブが、上記排出流路に臨む上記バイパス流路の開口端を開閉し、上記排出流路内に形成されているという構成を採用する。
【００１４】
第５の発明は、上記第４の発明において、上記排出流路の圧力が上記供給流路と同一である場合に上記バルブが上記開口端から離間するように上記バルブを付勢し、上記排出流路の圧力が上記供給流路よりも高い場合に上記バルブが上記開口端を閉塞するように縮む弾性体を備えるという構成を採用する。
【００１５】
第６の発明は、エンジンから排出される排気ガスの流動方向に直列に配置される複数のターボチャージャを備える過給装置であって、上記ターボチャージャとして上記第１〜第５いずれかの発明であるターボチャージャを備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、ターボチャージャであって、コンプレッサインペラをバイパスして供給流路と排出流路と接続するバイパス流路を備えている。
このため、エンジン配管に別途バイパス流路を設けることなく、空気がコンプレッサインペラをバイパスすることが可能となる。
したがって、本発明によれば、エンジン配管を複雑化することになく、空気がコンプレッサインペラをバイパス可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態における過給装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態における過給装置における低圧側ターボチャージャのコンプレッサが備えるバルブを含む断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における過給装置における高圧側ターボチャージャのコンプレッサが備えるバルブを含む断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における過給装置の動作を説明するための模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態における過給装置の動作を説明するための模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態における過給装置の概略構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態における過給装置における低圧側ターボチャージャのコンプレッサが備えるバルブを含む断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態における過給装置における高圧側ターボチャージャのコンプレッサが備えるバルブを含む断面図である。
【図９】本発明におけるバルブの配置位置や開閉方向の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係るターボチャージャ及び過給装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の過給装置Ｓ１の概略構成を示す模式図である。
本実施形態の過給装置Ｓ１は、エンジンＥから排出される排気ガスのエネルギを用いてエンジンＥに供給する空気を圧縮するものであり、エンジンＥと接続されるエンジン配管Ｅ１の途中部位に配置されている。
そして、図１に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ１は、低圧側ターボチャージャ２と、高圧側ターボチャージャ１とを備えている。
【００２０】
エンジン配管Ｅ１は、エンジンＥに空気を供給する給気部Ｅ２と、エンジンＥから排気する排気部Ｅ３とを有している。
【００２１】
給気部Ｅ２は、外部から低圧側ターボチャージャ２に空気を供給するための第１給気管Ｅ２１と、高圧側ターボチャージャ１から排出された空気をマニホルドＥ４を介してエンジンＥに供給するための第２給気管Ｅ２２とを備えている。
【００２２】
より詳細には、第１給気管Ｅ２１は、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサインペラ２ａ１に導通する供給流路２ａ２と接続されている。なお、第１給気管Ｅ２１の出口端と、供給流路２ａ２の入口端とには、各々フランジＦ１が設けられており、これらのフランジＦ１同士がボルト等により固定されることによって第１給気管Ｅ２１と供給流路２ａ２とが接続されている。
【００２３】
また、第２給気管Ｅ２２は、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサインペラ１ａ１に導通する排出流路１ａ２と接続されている。なお、第２給気管Ｅ２２の入口端と、排出流路１ａ２の出口端とには、各々フランジＦ２が設けられており、これらのフランジＦ２同士がボルト等により固定されることによって第２給気管Ｅ２２と排出流路１ａ２とが接続されている。
【００２４】
排気部Ｅ３は、エンジンＥからマニホルドＥ５を介して排出された排気ガスを高圧側ターボチャージャ１に供給する第１排気管Ｅ３１と、低圧側ターボチャージャ２から排出された排気ガスをフィルタ等を介して外部に排出する第２排気管Ｅ３２とを備えている。
【００２５】
より詳細には、第１排気管Ｅ３１は、高圧側ターボチャージャ１のタービンインペラ１ｂ１に導通する供給流路１ｂ２と接続されている。なお、第１排気管Ｅ３１の出口端と、供給流路１ｂ２の入口端とには、各々フランジＦ３が設けられており、これらのフランジＦ３同士がボルト等により固定されることによって第１排気管Ｅ３１と供給流路１ｂ２とが接続されている。
【００２６】
また、第２排気管Ｅ３２は、低圧側ターボチャージャ２のタービンインペラ２ｂ１かに導通する排出流路２ｂ２と接続されている。なお、第２排気管Ｅ３２の入口端と、排出流路２ｂ２とには、各々フランジＦ４が設けられており、これらのフランジＦ４同士がボルト等により固定されることによって第２排気管Ｅ３２と排出流路２ｂ２とが接続されている。
【００２７】
高圧側ターボチャージャ１は、主としてエンジンＥの低回転時（低圧時）に作動するターボチャージャであり、エンジンＥに直接接続されている。
そして、この高圧側ターボチャージャ１は、コンプレッサ１ａと、タービン１ｂと、軸部１ｃとを備えている。
【００２８】
コンプレッサ１ａは、上述のコンプレッサインペラ１ａ１と排出流路１ａ２とに加えて、供給流路１ａ３と、バイパス流路１ａ４と、コンプレッサケーシング１ａ５と、バルブ１ａ６と、アクチュエータ１ａ７とを備えている。
【００２９】
供給流路１ａ３は、コンプレッサインペラ１ａ１に空気を供給するための流路であり、フランジＦ５を介して低圧側ターボチャージャ２と接続されている。
バイパス流路１ａ４は、コンプレッサインペラ１ａ１をバイパスして排出流路１ａ２と供給流路１ａ３とを接続する流路である。
コンプレッサケーシング１ａ５は、コンプレッサインペラ１ａ１を囲って収容すると共に内部に上記排出流路１ａ２、供給流路１ａ３及びバイパス流路１ａ４が形成されたケーシングである。
【００３０】
バルブ１ａ６は、バイパス流路１ａ４の開閉を行うものである。図２は、バルブ１ａ６を含む拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ１においては、バイパス流路１ａ４の一方の開口端１０が供給流路１ａ３の内部に配置されており、バルブ１ａ６が供給流路１ａ３に配置されると共にバイパス流路１ａ４の開口端１０を開閉する。
なお、バルブ１ａ６の組立てやバイパス流路１ａ４の開口端１０に対する加工は、作業性を高めるために、高圧側ターボチャージャ１をエンジン配管Ｅ１に取り付ける前に、供給流路１ａ３の入口開口から行うことが望ましい。このため、図２に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ１においてバルブ１ａ６及びバイパス流路１ａ４の開口端１０は、供給流路１ａ３の入口開口から作業可能な範囲、すなわちフランジＦ５の近傍に配置されている。
なお、バイパス流路１ａ４の開口端１０に対する作業としては、例えば、開口端１０の平面度を高めてバルブ１ａ６とのシール性を高める加工が挙げられる。
【００３１】
アクチュエータ１ａ７は、バルブ１ａ６を開閉するものであり、例えば、エンジンＥから供給される負圧あるいは正圧によって変位するダイアフラムを用いたアクチュエータを用いることができる。
【００３２】
タービン１ｂは、上述のタービンインペラ１ｂ１と供給流路１ｂ２とに加えて、排出流路１ｂ３と、バイパス流路１ｂ４と、タービンケーシング１ｂ５と、バルブ１ｂ６と、アクチュエータ１ｂ７とを備えている。
【００３３】
排出流路１ｂ３は、タービンインペラ１ｂ１を通過した排気ガスを排出するための流路であり、上述のフランジＦ６を介して低圧側ターボチャージャ２と接続されている。
バイパス流路１ｂ４は、タービンインペラ１ｂ１をバイパスして排出流路１ｂ３と供給流路１ｂ２とを接続する流路である。
タービンケーシング１ｂ５は、タービンインペラ１ｂ１を囲って収容すると共に内部に上記供給流路１ｂ２、排出流路１ｂ３及びバイパス流路１ｂ４が形成されたケーシングである。
【００３４】
アクチュエータ１ｂ７は、バルブ１ｂ６を開閉するものであり、例えば、エンジンＥから供給される負圧あるいは正圧によって変位するダイアフラムを用いたアクチュエータを用いることができる。
【００３５】
軸部１ｃは、コンプレッサ１ａとタービン１ｂとを接続するものであり、コンプレッサインペラ１ａ１とタービンインペラ１ｂ１とを接続するシャフト１ｃ１と、当該シャフト１ｃ１を囲って収容する軸部ケーシング１ｃ２と、当該軸部ケーシング１ｃ２に固定されると共にシャフト１ｃ１を軸支する軸受１ｃ３とを備えている。
【００３６】
低圧側ターボチャージャ２は、主としてエンジンＥの高回転時に作動するターボチャージャであり、高圧側ターボチャージャ１を介してエンジンＥに接続されている。
そして、この低圧側ターボチャージャ２は、コンプレッサ２ａと、タービン２ｂと、軸部２ｃとを備えている。
【００３７】
コンプレッサ２ａは、上述のコンプレッサインペラ２ａ１と供給流路２ａ２とに加えて、排出流路２ａ３と、バイパス流路２ａ４と、コンプレッサケーシング２ａ５と、バルブ２ａ６と、アクチュエータ２ａ７とを備えている。
【００３８】
排出流路２ａ３は、コンプレッサインペラ２ａ１を通過した空気を排出するための流路であり、フランジＦ５を介して低圧側ターボチャージャ２と接続されている。
バイパス流路２ａ４は、コンプレッサインペラ２ａ１をバイパスして供給流路２ａ２と排出流路２ａ３とを接続する流路である。
コンプレッサケーシング２ａ５は、コンプレッサインペラ２ａ１を囲って収容すると共に内部に上記供給流路２ａ２、排出流路２ａ３及びバイパス流路２ａ４が形成されたケーシングである。
【００３９】
バルブ２ａ６は、バイパス流路２ａ４の開閉を行うものである。図３は、バルブ２ａ６を含む拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ１においては、バイパス流路２ａ４の一方の開口端２０が供給流路２ａ２の内部に配置されており、バルブ２ａ６が供給流路２ａ２に配置されると共にバイパス流路２ａ４の開口端２０を開閉する。
なお、バルブ２ａ６の組立てやバイパス流路２ａ４の開口端２０に対する加工は、作業性を高めるために、低圧側ターボチャージャ２をエンジン配管Ｅ１に取り付ける前に、供給流路２ａ２の入口開口から行うことが望ましい。このため、図３に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ１においてバルブ２ａ６及びバイパス流路２ａ４の開口端２０は、供給流路２ａ２内であって入口開口から作業可能な範囲、すなわちフランジＦ１の近傍に配置されている。
なお、バイパス流路２ａ４の開口端２０に対する作業としては、例えば、開口端２０の平面度を高めてバルブ２ａ６とのシール性を高める加工が挙げられる。
【００４０】
アクチュエータ２ａ７は、バルブ２ａ６を開閉するものであり、例えば、エンジンＥから供給される負圧あるいは正圧によって変位するダイアフラムを用いたアクチュエータを用いることができる。
【００４１】
タービン２ｂは、上述のタービンインペラ２ｂ１と排出流路２ｂ２とに加えて、供給流路２ｂ３と、バイパス流路２ｂ４と、タービンケーシング２ｂ５と、バルブ２ｂ６と、アクチュエータ２ｂ７とを備えている。
【００４２】
供給流路２ｂ３は、タービンインペラ２ｂ１に排気ガスを供給するための流路であり、フランジＦ６を介して低圧側ターボチャージャ２と接続されている。
バイパス流路２ｂ４は、タービンインペラ２ｂ１をバイパスして排出流路２ｂ２と供給流路２ｂ３とを接続する流路である。
タービンケーシング２ｂ５は、タービンインペラ２ｂ１を囲って収容すると共に内部に上記排出流路２ｂ２、供給流路２ｂ３及びバイパス流路２ｂ４が形成されたケーシングである。
【００４３】
アクチュエータ２ｂ７は、バルブ２ｂ６を開閉するものであり、例えば、エンジンＥから供給される負圧あるいは正圧によって変位するダイアフラムを用いたアクチュエータを用いることができる。
【００４４】
軸部２ｃは、コンプレッサ２ａとタービン２ｂとを接続するものであり、コンプレッサインペラ２ａ１とタービンインペラ２ｂ１とを接続するシャフト２ｃ１と、当該シャフト２ｃ１を囲って収容する軸部ケーシング２ｃ２と、当該軸部ケーシング２ｃ２に固定されると共にシャフト２ｃ１を軸支する軸受２ｃ３とを備えている。
【００４５】
また、本実施形態の過給装置Ｓ１は、不図示の制御装置を備えており、当該制御装置によってアクチュエータ１ａ７，１ｂ７、２ａ７，２ｂ７を制御することによってバルブ１ａ６，１ｂ６，２ａ６，２ｂ６の開閉を行っている。
【００４６】
次に、このように構成された本実施形態の過給装置Ｓ１の動作について説明する。なお、以下の動作説明においては、エンジンＥの低回転域における動作と、エンジンＥの高回転域における動作について説明する。
【００４７】
エンジンＥが低回転域である場合には、エンジンＥから排出される排気ガスは、少量である。そこで、本実施形態の過給装置Ｓ１においては、エンジンＥが低速回転域である場合には、主として高圧側ターボチャージャ１を用いてエンジンＥに供給する空気を圧縮する。
【００４８】
そして、本実施形態の過給装置Ｓ１は、エンジンＥが低回転域である場合には、図４に示すように、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバルブ２ａ６を開放し、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバルブ１ａ６を閉鎖する。
この結果、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバイパス流路２ａ４が開放され、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバイパス流路１ａ４が閉鎖される。
【００４９】
また、本実施形態の過給装置Ｓ１は、エンジンＥが低回転域である場合には、図４に示すように、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバルブ１ｂ６を閉鎖し、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバルブ２ｂ６を開放する。
この結果、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバイパス流路１ｂ４が閉鎖され、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバイパス流路２ｂ４が開放される。
【００５０】
このように、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバイパス流路１ｂ４が閉鎖され、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバイパス流路２ｂ４が開放されると、図４に示すように、エンジンＥから排出された排気ガスＧ１は、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるタービンインペラ１ｂ１を回転駆動させた後、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるタービンインペラ２ｂ１をバイパスして排出される。この結果、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１が回転し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１は回転せずに停止していることとなる。
【００５１】
また、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバイパス流路２ａ４が開放され、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバイパス流路１ａ４が閉鎖されるため、空気Ｇ２は、図４に示すように、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１をバイパスした後、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１によって圧縮されてエンジンＥに供給される。
【００５２】
一方、本実施形態の過給装置Ｓ１は、エンジンＥが高回転域である場合には、図５に示すように、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバルブ２ａ６を閉鎖し、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバルブ１ａ６を開放する。
この結果、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバイパス流路２ａ４が閉鎖され、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバイパス流路１ａ４が開放される。
【００５３】
また、本実施形態の過給装置Ｓ１は、エンジンＥが高回転域である場合には、図５に示すように、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバルブ１ｂ６を開放し、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバルブ２ｂ６を閉鎖する。
この結果、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバイパス流路１ｂ４が開放され、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバイパス流路２ｂ４が閉鎖される。
【００５４】
このように、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバイパス流路１ｂ４が開放され、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバイパス流路２ｂ４が閉鎖されると、図５に示すように、エンジンＥから排出された排気ガスＧ１は、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるタービンインペラ１ｂ１をバイパスした後、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるタービンインペラ２ｂ１を回転駆動させて排出される。この結果、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１が回転せずに停止し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１が回転することとなる。
【００５５】
また、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバイパス流路２ａ４が閉鎖され、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバイパス流路１ａ４が開放されるため、空気Ｇ２は、図５に示すように、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１によって圧縮された後、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａをバイパスしてエンジンＥに供給される。
【００５６】
なお、本実施形態の過給装置Ｓ１の動作では、上述のようなエンジンＥが低回転域である場合と、エンジンＥが高回転域である場合とが瞬時に切り替わるものではない。より詳細には、エンジンＥが中回転域である場合には、その回転域に応じてバルブ１ａ６，１ｂ６，２ａ６，２ｂ６の開度が徐々に調節され、エンジンＥが低回転域である場合の動作と、エンジンＥが高回転域である場合の動作とが徐々に切り替えられていく。
【００５７】
以上のような本実施形態の過給装置Ｓ１においてターボチャージャ（高圧側ターボチャージャ１及び低圧側ターボチャージャ２）が、コンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１をバイパスして供給流路１ａ３，２ａ２と排出流路１ａ２，２ａ３と接続するバイパス流路１ａ４，２ａ４を備えている。
このため、エンジン配管Ｅ１に別途バイパス流路を設けることなく、空気Ｇ２がコンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１をバイパスすることが可能となる。
したがって、本実施形態の過給装置Ｓ１によれば、エンジン配管Ｅ１を複雑化することになく、空気Ｇ２がコンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１をバイパス可能とする。
【００５８】
また、本実施形態の過給装置Ｓ１においては、コンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１に導通する排出流路１ａ２，２ａ３、供給流路１ａ３，２ａ２及びバイパス流路１ａ４，２ａ４がコンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１を囲うコンプレッサケーシング１ａ５，２ａ５内に形成されている。
このため、バイパス流路１ａ４，２ａ４を備えるにも関わらず、ターボチャージャ（高圧側ターボチャージャ１及び低圧側ターボチャージャ２）の外部に露出する形状が複雑化せず、例えば、ターボチャージャを取り付ける際の作業性が向上する。
【００５９】
また、本実施形態の過給装置Ｓ１においては、ターボチャージャ（高圧側ターボチャージャ１及び低圧側ターボチャージャ２）が備えるバルブ１ａ６，２ａ６が供給流路１ａ３，２ａ２内に配置されている。
供給流路１ａ３，２ａ２の入口開口は、排出流路１ａ２，２ａ３の出口開口と比較して広いため、バルブ１ａ６，２ａ６が供給流路１ａ３，２ａ２内に配置されることによって、バルブ１ａ６，２ａ６を取り付ける場合の作業性が向上する。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００６１】
図６は、本実施形態の過給装置Ｓ２の概略構成を示す模式図である。
この図に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ２においては、バルブ１ａ６，２ａ６が、排出流路１ａ２，２ａ３内に形成されている。
【００６２】
図７は、バルブ１ａ６を含む拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ２においては、バイパス流路１ａ４の一方の開口端３０が排出流路１ａ２の内部に配置されており、バルブ１ａ６が排出流路１ａ２に配置されると共にバイパス流路１ａ４の開口端３０を開閉する。
なお、バルブ１ａ６の組立てやバイパス流路１ａ４の開口端３０に対する加工は、作業性を高めるために、低圧側ターボチャージャ１をエンジン配管Ｅ１に取り付ける前に、排出流路１ａ２の出口開口から行うことが望ましい。このため、図７に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ２においてバルブ１ａ６及びバイパス流路１ａ４の開口端３０は、排出流路１ａ２の出口開口から作業可能な範囲、すなわちフランジＦ２の近傍に配置されている。
【００６３】
また、本実施形態の過給装置Ｓ２は、バルブ１ａ６を開閉するアクチュエータを備えておらず、図７に示すように、コイルバネ１ａ８（弾性体）を備えている。
このコイルバネ１ａ８は、排出流路１ａ２の圧力が供給流路１ａ３と同一である場合にバルブ１ａ６が開口端３０から離間するようにバルブ１ａ６を付勢し、排出流路１ａ２の圧力が供給流路１ａ３よりも高い場合にバルブ１ａ６が開口端３０を閉塞するように縮む。より詳細には、コイルバネ１ａ８のバネ定数は、排出流路１ａ２の圧力が供給流路１ａ３よりも高い場合にバルブ１ａ６に作用する荷重によってコイルバネ１ａ８が縮むように設定されている。
【００６４】
図８は、バルブ２ａ６を含む拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ２においては、バイパス流路２ａ４の一方の開口端４０が排出流路２ａ３の内部に配置されており、バルブ２ａ６が排出流路２ａ３に配置されると共にバイパス流路２ａ４の開口端４０を開閉する。
なお、バルブ２ａ６の組立てやバイパス流路２ａ４の開口端４０に対する加工は、作業性を高めるために、高圧側ターボチャージャ２をエンジン配管Ｅ１に取り付ける前に、排出流路２ａ３の出口開口から行うことが望ましい。このため、図８に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ２においてバルブ２ａ６及びバイパス流路２ａ４の開口端４０は、排出流路２ａ３の出口開口から作業可能な範囲、すなわちフランジＦ５の近傍に配置されている。
【００６５】
また、本実施形態の過給装置Ｓ２は、バルブ２ａ６を開閉するアクチュエータを備えておらず、図８に示すように、コイルバネ２ａ８（弾性体）を備えている。
このコイルバネ２ａ８は、排出流路２ａ３の圧力が供給流路２ａ２と同一である場合にバルブ２ａ６が開口端４０から離間するようにバルブ２ａ６を付勢し、排出流路２ａ３の圧力が供給流路２ａ２よりも高い場合にバルブ２ａ６が開口端４０を閉塞するように縮む。より詳細には、コイルバネ２ａ８のバネ定数は、排出流路２ａ３の圧力が供給流路２ａ２よりも高い場合にバルブ２ａ６に作用する荷重によってコイルバネ２ａ８が縮むように設定されている。
【００６６】
このような構成を有する本実施形態の過給装置Ｓ２においては、エンジンＥが低回転域である場合には、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバルブ１ｂ６を閉鎖し、高圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバルブ２ｂ６を開放する。
この結果、上記第１実施形態と同様に、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１が回転し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１は回転せずに停止していることとなる。
この結果、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１に導通する排出流路１ａ２の圧力が供給流路１ａ３よりも高くなってバルブ１ａ６が閉鎖し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａを備えるコンプレッサインペラ２ａ１に導通する排出流路２ａ３の圧力が供給流路２ａ２と同一となってバルブ２ａ６が開放される。
【００６７】
また、エンジンＥが高回転域である場合には、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバルブ１ｂ６を開放し、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバルブ２ｂ６を閉鎖する。
この結果、上記第１実施形態と同様に、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１が停止し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１が回転することとなる。
この結果、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１に導通する排出流路１ａ２の圧力が供給流路１ａ３と同一となってバルブ１ａ６が開放し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａを備えるコンプレッサインペラ２ａ１に導通する排出流路２ａ３の圧力が供給流路２ａ２よりも高くなってバルブ２ａ６が閉鎖される。
【００６８】
以上のような本実施形態の過給装置Ｓ２によれば、上記第１実施形態の過給装置Ｓ１と同様に、エンジン配管Ｅ１に別途バイパス流路を設けることなく、空気Ｇ２がコンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１をバイパスすることが可能となる。
したがって、本実施形態の過給装置Ｓ１によれば、エンジン配管Ｅ１を複雑化することになく、空気Ｇ２がコンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１をバイパス可能とする。
【００６９】
また、本実施形態の過給装置Ｓ２によれば、ターボチャージャ（高圧側ターボチャージャ１及び低圧側ターボチャージャ２）が備えるバルブ１ａ６，２ａ６が排出流路１ａ２，２ａ３内に配置されている。
このため、コイルバネ１ａ８，２ａ８を用いたバルブ１ａ６，２ａ６の開閉が可能となり、別途アクチュエータを設置することなく、バルブ１ａ６，２ａ６の開閉を行うことが可能となる。
【００７０】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７１】
例えば、上記実施形態においては、本発明のターボチャージャを、エンジンから排出される排気ガスの流動方向に直列に配置された複数のターボチャージャを備える過給装置（シリーズシーケンシャルツインターボ）に適用した構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、単段式のターボチャージャやパラレルツインターボ、又は２段過給に適用することも可能である。
【００７２】
また、上記実施形態においては、本発明のバネとしてコイルバネを用いる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他のバネを本発明のバネとして用いても良い。
【００７３】
また、本発明におけるバルブの配置位置や開閉方向は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、図９に示すように、供給流路２ａ２（１ａ３）に沿ってバイパス流路２ａ４（１ａ４）の入り口側端部が延在している場合には、当該バイパス流路２ａ４の入り口側端部形状に応じて、バルブ２ａ６（１ａ６）は、フランジＦ１（Ｆ５）に向けて開口するように配置されることとなる。
【符号の説明】
【００７４】
Ｓ１，Ｓ２……過給装置、１……高圧側ターボチャージャ（ターボチャージャ）、２……低圧側ターボチャージャ（ターボチャージャ）、１ａ，２ａ……コンプレッサ、１ａ１，２ａ１……コンプレッサインペラ、１ａ２，２ａ３……排出流路、１ａ３，２ａ２……供給流路、１ａ４，２ａ４……バイパス流路、１ａ５，２ａ５……コンプレッサケーシング、１ａ６，２ａ６……バルブ、１ａ７，２ａ７……アクチュエータ、１ａ８，２ａ８……コイルバネ（弾性体）、１ｂ，２ｂ……タービン、１０，２０，３０，４０……開口端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011085043.tif 000009
【図８】
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【図９】
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