(57)【要約】　　　（修正有）【課題】従来、別個の部品で形成されていたタービンロータ空間、軸受け空間およびコンプレッサロータ空間を一体に形成し、製造及び組立てコストを削減する。【解決手段】流体流動エンジン用のハウジング１は、タービンロータ２′を受け且つ収容する第一のロータ空間３と、前記タービンロータ２′の軸を収容する軸受け空間と、コンプレッサロータ３′を受け取り且つ収容する第二のロータ空間とを備えている。軸受け空間４を取り巻くハウジング部分は、ロータ空間の少なくとも１つを取り巻くこれらの部分と、少なくとも一部分、一体に形成されている。【選択図】　図１
2004092643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　流体流動発動機用のハウジングにおいて、
　タービンロータを受け且つ収容する第一のロータ空間を画成する第一の壁手段と、
　第一の軸方向端部及び第二の軸方向端部を有し、前記タービンロータの軸を収容する軸受け空間を画成する、第二の壁手段と、
　コンプレッサロータを受け且つコンプレッサロータを収容する第二のロータ空間を画成する第三の壁手段と、
　前記ハウジングに形成され、第一のガスを外部からその内部に運ぶため前記第一のロータ空間を取り巻く第一の通路手段と、
　前記ハウジングに形成され、第二のガスを前記第二のロータ空間から外端まで運ぶため前記第二のロータ空間を取り巻く第二の通路手段と、を備え、
　前記第二の壁手段が、前記第一及び第三の壁手段の少なくとも一方と、少なくとも一部分、一体に形成されるようにした、流体流動発動機用のハウジング。
【請求項２】
　請求項１に記載のハウジングにおいて、前記第一、第二及び第三の壁手段が単一体として一体に形成されるようにした、ハウジング。
【請求項３】
　請求項１に記載のハウジングにおいて、前記軸受け空間が、前記軸を受ける小さい部分と、軸受けを受けるための、軸心が片寄って、拡大されたほぼブッシュ状部分とを備える、ハウジング。
【請求項４】
　請求項１に記載のハウジングにおいて、前記第一及び第二の通路手段の少なくとも１つが、そのそれぞれの外端に一体に形成された接続部を備える、ハウジング。
【請求項５】
　請求項１に記載のハウジングにおいて、前記第二の壁手段が、前記軸受け空間内に導入されたとき、軸受けを軸方向に固着する固定手段を備える、ハウジング。
【請求項６】
　流体流動発動機用のハウジングにおいて、
　タービンロータを受け且つ収容する第一のロータ空間を画成する第一の壁手段と、
　第一の軸方向端部及び第二の軸方向端部を有し、前記タービンロータの軸を収容する軸受け空間を画成する、第二の壁手段であって、前記軸受け空間内に挿入されたとき、軸受けを軸方向に固着する固定手段を備え、該固定手段が前記軸受け空間の少なくとも１つの軸方向端部に配置された、第二の壁手段と、
　コンプレッサロータを受け且つコンプレッサロータを収容する第二のロータ空間を画成する第三の壁手段と、
　前記ハウジングに形成され、第一のガスを外部からその内部に運ぶため前記第一のロータ空間を取り巻く第一の通路手段と、
　前記ハウジングに形成され、第二のガスを前記第二のロータ空間から外端まで運ぶため前記第二のロータ空間を取り巻く第二の通路手段と、を備え、
　前記第二の壁手段が、前記第一及び第三の壁手段の少なくとも一方と、少なくとも一部分、一体に形成されるようにした、流体流動発動機用のハウジング。
【請求項７】
　請求項６に記載のハウジングにおいて、前記固定手段が、前記軸受け空間の軸方向両端に配置されるようにした、ハウジング。
【請求項８】
　請求項５に記載のハウジングにおいて、前記固定手段が、前記軸受け空間に対して半径方向内方に伸びる、一体に形成された壁を備える、ハウジング。
【請求項９】
　請求項５に記載のハウジングにおいて、前記一体に形成された壁が、環状であり、前記軸受け空間を前記第一のロータ空間に向けて封じ込め、且つ軸を通すための開口部を残すようにした、ハウジング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、ターボ過給機、二次的給気装置等のような、流体流動エンジンすなわち発動機用のハウジングに関する。より具体的には、本発明は、タービンロータを受け入れる第一のロータ空間と、その一端にてタービンロータを支持する軸を支えるための軸受け空間と、コンプレッサロータを受け入れ且つ収容する第二のロータ空間とを備え、その双方のロータ空間が排気ガス又は空気のような気体を運ぶ通路によって取り巻かれた、かかる流体流動発動機用のハウジングに関する。
【背景技術】
【０００２】
　かかるハウジングは、例えば、カナダ国特許第１，２７０，１２０号又は米国特許第２，８６０，８２７号、米国特許第４，１７９，２４７号又は米国特許第４，６５９，２９５号のような多岐に亙る文献から既知である。これら全ての既知の構造において、ハウジングは、幾つかの、主として３つのハウジング部分から成っている。例えば、殆どの場合、別個のハウジング部分がタービンロータ空間の各々を形成し、別のハウジング部分が軸受け空間を形成し、第三のハウジング部分がコンプレッサロータ空間を形成する。次に、手間がかかり、厳密な製造許容公差を必要とし、従ってコスト高である、幾つかの方法にてこれらのハウジング部分をねじ止めし又は組み立てなければならない。
【０００３】
　しかし、幾つかの部分からハウジングを形成することは、一般的に、特定の理由、すなわち熱伝導をより困難にし、また、異なるハウジング部分に対し異なる材料を選び得るようにするということに基づくものであった。
【特許文献１】カナダ国特許第１，２７０，１２０号
【特許文献２】米国特許第２，８６０，８２７号
【特許文献３】米国特許第４，１７９，２４７号
【特許文献４】米国特許第４，６５９，２９５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　本発明は、かかるハウジングを多数の部分にて実現することは、全ての用途に対し必ずしも必要ではないとの認識に基づくものである。このため、本発明の１つの目的は、製造及び組立てコストを削減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
　本発明によれば、この目的は、軸受け部分を取り巻き且つ画成するハウジング部分がロータ空間を取り巻き且つ画成するハウジング部分の少なくとも１つと一体に形成されることで達成される。従って、それぞれのロータ空間を取り巻き、また、軸受け空間の少なくとも一部分を取り巻き且つ画成するハウジング部分の少なくとも一部分と一体に相互に接続されたハウジングをロータの各々に対して鋳造することが可能である。このようにして、２つのロータハウジング部分のみを組み立てればよい。
【０００６】
　本明細書の文言において、１つの部品が別の部品と「一体である」ということは、その双方が単一の部分から成ることを意味する。
　勿論、これら３つの空間の全て、すなわち、２つのロータ空間、及び中間の軸受け空間は、一体に形成され又は鋳造されたハウジングによって取り巻かれるならば更により好ましい。
【０００７】
　本発明の好ましい実施の形態による構造の特別に有利な点は、技術的に高度の部品を複数製造すること（製造許容公差を互いに適応させることを伴う）に代えて、かかる部品を１つだけ製造すればよい点である。外部に対して開放したロータ空間は、簡単なフランジ部材にて覆い、ハウジングを取り付けるためには、２つのフランジを取り付けるだけでよく、このため、余り手間がかからないようにすることができる。
【０００８】
　本発明の更なる詳細は、図面に概略図で示した、特に好ましい１つの実施の形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【好ましい実施の形態の説明】
【０００９】
　例えば、ねずみ鋳鉄又は軽金属鋳造品のような鋳造材料で製造された単一部品のハウジング１は、その軸方向端部の一方にて、図１に示した、タービンロータ２′用のタービンロータ空間２と、ハウジングの軸方向他端にて内部に受け入れられるコンプレッサロータ３′用のコンプレッサロータ空間３と、それ自体、既知の仕方にて、その一端にて２つのロータ２′、３′の各々を支持する軸５用のその間の軸受け空間４とをその内壁にて取り巻き且つ画成する。ロータ空間２、３の各々に対し、通常、ほぼ環状又はら旋状の形態にて、すなわち供給通路６及び排出通路７の形態にてロータ空間を取り巻く１つの通路が割り当てられる。
【００１０】
　気体状媒体、すなわち、ターボ過給機の場合、燃焼機関の排気ガス、二次的給気装置の場合、空気、又は液体のような任意のその他の流体は、図２に示した接続部８から供給通路６に供給され、この接続片は、ハウジング１にて一体に形成されることが好ましく、また、燃焼機関の排気に接続することができる。他方、空気は、ボルト１９によってハウジング１の端部に締結すべきハウジングカバー１８上に配置されていて、軸方向に伸びる接続部１７を通ってコンプレッサのロータ空間３に供給される（矢印ａ′を参照）。次に、圧縮された空気は、排出通路７及び接続部９を通じて排出される。
【００１１】
　本発明によるハウジング１は、ハウジングカバー２０によりその軸方向他端にて閉じることもでき、該ハウジングカバーは、その軸方向他端に対し、ボルト１９に関して説明したのと同様の仕方にてねじ又はボルト２２を受け入れるねじ穴２１（その１つのみを図示）を備えることができる。この場合、該カバーは、また、カバー１８がロータ空間３の境を設定するのと全く同様に、ロータ空間２を画成し且つ制限することになろう。同様の仕方にて、カバー２０は、矢印ａに従って流体を排出するときに通る軸方向接続部２３を有しており、上記の流体は、供給通路６を通じてロータ２´に供給される。
【００１２】
　図１に最も良く図示するように、ハウジング１は、比較的厚いが、簡単に製造し得るような形状を有するように形成されている。しかし、ハウジング１を多かれ少なかれタービンのロータ空間２とコンプレッサのロータ空間３との間で制限し、また、所望であるならば、該ハウジングに、熱を解消するための外側リブを設けることも本発明の範囲に属することである。
【００１３】
　３つの空間２乃至４の全てを取り巻く単一のハウジング１が図１に図示されているが、本発明は、この実施の形態にのみ限定されるものではない。例えば、破線Ｌで示したように、ハウジング１を相互に接続した２つの分離可能な部品から製造することも考えられよう。勿論、この２部品の構造により製造許容公差上の問題が生じ、この理由のため、３つの空間２乃至４の全てに対し完全に一体型の構造とすることが好ましい。しかし、２つの部分から成るハウジング１の２つの部品が相互に係合する嵌合面、特に、円錐形の嵌合面１０を有し、このため、これらを互いに嵌合させて、次に、それ自体、既知の仕方にて固着されるだけでよいならば、製造許容公差上の問題は一層良く管理することができよう。かかるハウジング１の分割は、また、ロータ空間及び全軸受け空間の１つを取り巻くハウジングを提供するといった、別の仕方で行うこともできる。更なる改変例は、ロータ空間２、３及び（又は）供給通路６及び排出通路７が等しい寸法であることから成るものとすることができる。
【００１４】
　軸受け空間４は、所望であるならば、少なくとも２つの軸方向に偏心させた部品に分割することのできる従来の滑り軸受けを受け入れ且つ収容することができ、または、転がり防止軸受けが使用されることを認識すべきである。
【００１５】
　軸受けの軸方向固定が軸受け空間の中間にて行われる従来の技術（米国特許第４，１７９，２４７号を参照）と相違して、本発明に従って、それぞれのロータ空間２及び（又は）３に面する軸受け空間４の一端に、スラスト軸受けのような、軸方向固定装置が設けられることが好ましい。このようにして、費用のかかる表面処理を行わずに、軸方向固定を実現することができ、また、スラスト軸受けを容易に取り付けることができ、または、相応する装置を容易に提供することができる。かかる配置は、図１の右側に見ることができ、また、環状壁１５によって形成されている。この壁１５は、軸５を通すため空間１４を取り巻いている、すなわち、タービン空間２内でタービンロータ２´を支持し、また、その該端部にて軸受け空間４を決定し且つ閉じる、軸の当該端部を取り巻いている。壁１５は、必ずしも環状壁である必要はないが、この実施の形態とする方が好ましいことは明らかである。
【００１６】
　他方、例えば、スラスト軸受けのような軸方向固定組立体を受け入れることのできる軸受け空間４の他端（図１の左側）に円筒状空間１６が提供される。かかる軸方向固定組立体すなわちスラスト軸受けは当該技術分野の当業者に既知であり、このため、詳細に説明する必要はない。このため、軸受け空間４は、ブッシュの形状を有することが好ましい。このようにして、軸５を予め取り付けた軸受け装置と共に（又は、これと代替的に、軸受けのみを）軸受け空間４により形成されたブッシュ内に挿入することが可能であり、この軸受け空間にて、該軸５は、環状壁１５に当接し且つ係合する。環状壁１５自体、及び軸５を通すためのその開口部１４（すなわち、軸５の直径にほぼ相応する寸法の開口部１４）は、摩擦又は滑り軸受け自体として形成することができ、又は、かかる軸受けを受け入れることができる（又は、軸受け無しのままにすることができる）。軸受け空間４と同一の軸方向長さを有することが好ましい軸受け装置がその軸受け空間４内に挿入されると直ちに、スラスト軸受け又は任意のその他の軸方向固定装置を空間１６内に挿入することにより軸受けを軸方向に固定することができる。
【００１７】
　本発明の範囲内で多数の改変例が可能であり、その幾つかについては、既に上述した通りである。更に、外部から、例えば、適宜なニップルから軸受け空間４内に伸びる潤滑ボアを提供することも考えられる。ハウジング１自体は、排気ガスのような流体を排出し（図１の右側）又は空気を供給する（図１の左側）適宜な軸方向接続部１７、２３を有するハウジングカバー１８、２０をねじ止めすることのできるその両端（又はその何れか一方）に、半径方向に伸びる外側接続フランジを備えることができる。しかし、各場合にて、ハウジングの構造が簡略化されるのみならず、更に、取り付けも容易となることが理解されよう。ロータ２′、３′に関して、これらのロータは、任意の従来の型式のものとすることができる。この点に関して、冒頭に引用した文献を参照する。
【００１８】
　上述した軸方向に固定する配置に代えて、好ましいように、例えば、かかる軸方向固定装置を受け入れ得るように、軸受け空間４のブッシュ状の穴に少なくとも１つの環状溝２４を提供することにより、米国特許第４，１７９，２４７号から、それ自体、既知であるように、軸受け空間４内で軸方向固定装置を提供することも可能である。このようにして、所望であるならば、軸受け空間４の両端の間で軸受けを軸方向に固定する配置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一層良く理解し得るよう概略図で示すように、軸受けに加えて、ロータ及びハウジングカバーが取り付けられた、本発明による流体流動エンジン用のハウジングの軸方向断面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１　　ハウジング　　　　　　　　　　　２　　タービンロータ空間
２′　タービンロータ
３　　コンプレッサロータ空間　　　　　３′　コンプレッサロータ
４　　軸受け空間　　　　　　　　　　　５　　軸
６　　供給通路　　　　　　　　　　　　７　　排出通路
８　　接続片　　　　　　　　　　　　　９　　接続片
１０　　円錐形嵌合面　　　　　　　　　１４　　開口部
１５　　環状壁　　　　　　　　　　　　１６　　円筒状空間
１７　　接続片　　　　　　　　　　　　１８　　ハウジングカバー
１９　　ボルト　　　　　　　　　　　　２０　　ハウジングカバー
２１　　ねじ付きボア　　　　　　　　　２２　　ボルト
２３　　軸方向接続片　　　　　　　　　２４　　環状溝
ａ、ａ′　　矢印　　　　　　　　　　　Ｌ　　破線
【図１】
2004092643.tif 000003
【図２】
2004092643.tif 000004