(57)【要約】      （修正有）【課題】高いトルクや高い出力、また、排気ガス対策を両立させることができる小型化したターボチャージャーを提供する。【解決手段】一方のコンプレッサインペラ１９と他方のコンプレッサインペラ２０で構成した対称型コンプレッサインペラと、対称型コンプレッサインペラを内包し、一方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む一方の空気室と他方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む他方の空気室をコンプレッサハウジング両側面に設け、一方の空気室と他方の空気室に連通する空気導入口４と、対称型コンプレッサインペラが加速した空気の吐出し口５をそれぞれ設けたコンプレッサハウジングで構成するコンプレッサ側が、第一タービンハウジングと第二タービンハウジングで構成するターボ側の中央に配置されたことを特徴とするツインタービン式ターボチャージャー。【選択図】図１
2013199921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブと、前記ハブ中央部から放射状に形作られた背板部の両側面間に、一方のコンプレッサインペラ及び他方のコンプレッサインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型コンプレッサインペラと、前記対称型コンプレッサインペラを内包し、前記一方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む一方の空気室が一方のコンプレッサハウジング側面に設けられるとともに、前記他方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む他方の空気室が他方のコンプレッサハウジング側面に設けられ、さらに、前記一方の空気室及び他方の空気室に連通する空気導入口と、前記対称型コンプレッサインペラが加圧した空気の空気吐出し口がそれぞれ設けられたコンプレッサハウジングで構成するコンプレッサ側が、第一タービンインペラを内包し、排気ガス導入口及び排気ガス吐出口をそれぞれ設けた第一タービンハウジングと、第二タービンインペラを内包し、排気ガス導入口及び排気ガス吐出口をそれぞれ設けた第二タービンハウジングによって構成するターボ側の中央に配置され、前記コンプレッサハウジングと第一タービンハウジング間及び前記コンプレッサハウジングと第二タービンハウジング間が、回転軸を支持する第一ベアリングハウジング及び第二ベアリングハウジングを介して一体構成されるとともに、前記回転軸中央に対称型コンプレッサインペラが固定され、回転軸両端に第一タービンインペラ及び第二タービンインペラが固定されたことを特徴とするツインタービン式ターボチャージャー。
【請求項２】
ハブと、前記ハブ中央部から放射状に形作られた背板部の両側面間に、一方のコンプレッサインペラ及び他方のコンプレッサインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型コンプレッサインペラと、前記対称型コンプレッサインペラを内包し、前記一方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む一方の空気室が一方のコンプレッサハウジング側面に設けられるとともに、前記他方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む他方の空気室が他方のコンプレッサハウジング側面に設けられ、さらに、前記一方の空気室及び他方の空気室に連通する空気導入口と、前記対称型コンプレッサインペラが加圧した空気の空気吐出し口がそれぞれ設けられたコンプレッサハウジングで構成するコンプレッサ側と、タービンインペラを内包し、排気ガス導入口及び排気ガス吐出口をそれぞれ設けたタービンハウジングによって構成するターボ側が、回転軸を支持するベアリングハウジングを介して一体構成されるとともに、前記回転軸両端に対称型コンプレッサインペラとタービンインペラがそれぞれ固定されたことを特徴とするシングルタービン式ターボチャージャー。
【請求項３】
ハブと、前記ハブ中央部から放射状で円形状に形作られた背板部の両側面間に、一方のタービンインペラ及び他方のタービンインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型タービンインペラと、前記対称型タービンインペラを内包し、前記対称型タービンインペラの背板部の外周によってタービンハウジング内が一方のタービンハウジングと他方のタービンハウジングに極力二分割されるように、タービンハウジング内周面が前記背板部の外周と僅かな隙間を保つ形状に形作られ、また、前記一方のタービンハウジング及び他方のタービンハウジングそれぞれに専用の排気ガス導入口が設けられるとともに、前記一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室が一方のタービンハウジング側面に設けられ、他方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む他方の排気ガス室が他方のタービンハウジング側面に設けられて構成するタービンハウジングであって、且つ、前記一方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第一排気管が固定され、また、前記他方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第二排気管が固定され、前記第一排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＡ−Ａ´部分に、前記第一排気管と第二排気管を連通する第一連通孔と、前記第一連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第一切換え弁を設け、さらに、一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室に第三排気管が固定され、前記第三排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＢ−Ｂ´部分に、前記第二排気管と第三排気管間を連通する第二連通孔と、前記第二連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第二切換え弁を設け、他方の排気ガス室に第四排気管が固定されて構成するターボ側が、第一コンプレッサインペラを内包し、空気導入口及び空気吐出口をそれぞれ設けた第一コンプレッサハウジングと、第二コンプレッサインペラを内包し、空気導入口及び空気吐出口をそれぞれ設けた第二コンプレッサハウジングによって構成するコンプレッサ側の中央に配置され、前記タービンハウジングと第一コンプレッサハウジング間及び前記タービンハウジングと第二コンプレッサハウジング間が、回転軸を支持する第一ベアリングハウジング及び第二ベアリングハウジングを介して一体構成されるとともに、前記回転軸中央に対称型タービンインペラが固定され、回転軸両端に第一コンプレッサインペラ及び第二一コンプレッサインペラが固定されたことを特徴とする対称型タービン式ターボチャージャー。
【請求項４】
ハブと、前記ハブ中央部から放射状で円形状に形作られた背板部の両側面間に、一方のタービンインペラ及び他方のタービンインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型タービンインペラと、前記対称型タービンインペラを内包し、前記対称型タービンインペラの背板部の外周によってタービンハウジング内が一方のタービンハウジングと他方のタービンハウジングに極力二分割されるように、タービンハウジング内周面が前記背板部の外周と僅かな隙間を保つ形状に形作られ、また、前記一方のタービンハウジング及び他方のタービンハウジングそれぞれに専用の排気ガス導入口が設けられるとともに、前記一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室が一方のタービンハウジング側面に設けられ、他方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む他方の排気ガス室が他方のタービンハウジング側面に設けられて構成するタービンハウジングであって、且つ、前記一方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第一排気管が固定され、また、前記他方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第二排気管が固定され、前記第一排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＡ−Ａ´部分に、前記第一排気管と第二排気管を連通する第一連通孔と、前記第一連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第一切換え弁を設け、さらに、一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室に第三排気管が固定され、前記第三排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＢ−Ｂ´部分に、前記第二排気管と第三排気管間を連通する第二連通孔と、前記第二連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第二切換え弁を設け、他方の排気ガス室に第四排気管が固定されて構成するターボ側と、ハブと、前記ハブ中央部から放射状に形作られた背板部の両側面間に、一方のコンプレッサインペラ及び他方のコンプレッサインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型コンプレッサインペラと、前記対称型コンプレッサインペラを内包し、前記一方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む一方の空気室が一方のコンプレッサハウジング側面に設けられるとともに、前記他方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む他方の空気室が他方のコンプレッサハウジング側面に設けられ、さらに、前記一方の空気室及び他方の空気室に連通する空気導入口と、前記対称型コンプレッサインペラが加圧した空気の空気吐出し口がそれぞれ設けられたコンプレッサハウジングで構成するコンプレッサ側が、回転軸を支持するベアリングハウジングを介して一体構成され、前記回転軸両端に対称型コンプレッサインペラと対称型タービンインペラがそれぞれ固定されたことを特徴とするターボチャージャー。
【請求項５】
ハブと、前記ハブ中央部から放射状で円形状に形作られた背板部の両側面間に、一方のタービンインペラ及び他方のタービンインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型タービンインペラと、前記対称型タービンインペラを内包し、前記対称型タービンインペラの背板部の外周によってタービンハウジング内が一方のタービンハウジングと他方のタービンハウジングに極力二分割されるように、タービンハウジング内周面が前記背板部の外周と僅かな隙間を保つ形状に形作られ、また、前記一方のタービンハウジング及び他方のタービンハウジングそれぞれに専用の排気ガス導入口が設けられるとともに、前記一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室が一方のタービンハウジング側面に設けられ、他方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む他方の排気ガス室が他方のタービンハウジング側面に設けられて構成するタービンハウジングであって、且つ、前記一方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第一排気管が固定され、また、前記他方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第二排気管が固定され、前記第一排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＡ−Ａ´部分に、前記第一排気管と第二排気管を連通する第一連通孔と、前記第一連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第一切換え弁を設け、さらに、一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室に第三排気管が固定され、前記第三排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＢ−Ｂ´部分に、前記第二排気管と第三排気管間を連通する第二連通孔と、前記第二連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第二切換え弁を設け、他方の排気ガス室に第四排気管が固定されて構成するターボ側と、ハブと、前記ハブ中央部から放射状で円形状に形作られた背板部の両側面間に、一方のコンプレッサインペラ及び他方のコンプレッサインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型コンプレッサインペラと、前記対称型コンプレッサインペラを内包し、前記対称型コンプレッサインペラの背板部の外周によってコンプレッサハウジング内を一方のコンプレッサハウジングと他方のコンプレッサハウジングに極力二分割するように、コンプレッサハウジング内周面が前記背板部の外周と僅かな隙間を保つ形状に形作られ、また、前記一方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む一方の空気室が一方のコンプレッサハウジング側面に設けられるとともに、前記他方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む他方の空気室が他方のコンプレッサハウジング側面に設けられ、さらに、一方のコンプレッサインペラによって加圧された空気の空気吐出口と他方のコンプレッサインペラによって加圧された空気の空気吐出口がそれぞれ専用に設けられて構成するコンプレッサハウジングであって、且つ、前記一方の空気室側に第一空気導入管が固定されるとともに空気吐出口側に第一吸気管が固定され、また、前記他方の空気室側に第二空気導入管が固定されるとともに空気吐出口側に第二吸気管が固定され、前記第一吸気管と第二空気導入管が第三吸気管によって連通し、前記第一吸気管と第三吸気管が連通する第三連��孔に、前記第一吸気管と第三吸気管の連通を開閉する第三切換え弁を設け、また、前記第三吸気管と第二空気導入管の連通部に、前記第三吸気管と他方のコンプレッサインペラ間、又は前記第二空気導入管と他方のコンプレッサインペラ間の連通を切換える第四切換え弁が設けられて構成するコンプレッサ側が、回転軸を支持するベアリングハウジングを介して一体構成化され、前記回転軸両端に対称型コンプレッサインペラと対称型タービンインペラがそれぞれ固定されたことを特徴とするターボチャージャー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、エンジンのトルクや出力を増強する目的で、排気ガスを利用してタービンインペラを回転させ、前記タービンインペラと同軸上に配置・固定されたコンプレサーインペラを回転させることによって、シリンダー内に空気を過給するターボチャージャーに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来のターボチャージャーは、特に、エンジンの低中速回転域において、タービンハウジング内のタービンインペラを充分に回転させるだけの絶対的排気ガス量や排気ガス圧が少なく、よって、エンジンの低中速回転域に対応するためにタービンブレードやコンプレサーインペラの小径化や軽量化を図ることで対処してきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとしている課題】
【０００３】  しかし、タービンインペラやコンプレサーインペラの小径化は、エンジンが高速回転域に至ったとき、排気ガスがタービンインペラを通過しにくい状態になるなど、出力が頭打ちになる傾向がある。
また、近年、燃費向上や排気ガス対策のために、小排気量化したエンジンを採用する傾向にあるが、小排気量化したエンジンにも高いトルクや高い出力は要求されている。
【０００４】  上述した要求に鑑みて、本出願人と同一人による、出願〔申請〕番号  特願２０１１−２０１１３５において提案した、ツインタービン式ターボチャージャーによって初期の目的は達成された。
先の出願によるツインタービン式ターボチャージャーでは、コンプレサーインペラを包むコンプレッサハウジング一基に対し、タービンインペラを包むタービンハウジングを二基備えたことを特徴とし、タービンインペラの小径化を図るとともに、さらに、一方のタービンハウジングにおけるタービンインペラを回転させた後の排気ガスを、他方のタービンハウジングに供給し、他方のタービンハウジングにおけるタービンインペラを回転させ、同軸上に固定されたコンプレサーインペラの回転上昇力を高めた。
【０００５】  しかし、前記ツインタービン式ターボチャージャーにおいては、タービンインペラの小径化を図れたが、コンプレサーインペラに関しては、従来型と同様な仕様のコンプレサーインペラを採用し組み合わせていた。
【０００６】  本出願では、空気を吸引する能力と空気を過圧する能力を確保した上で小径化を図ったコンプレッサインペラを採用することによって、慣性力を軽減し、ターボチャージャーのレスポンスを高め、結果的に、エンジン・レスポンスの向上や、さらなる高トルク、高出力、また、排気ガス対策を両立させることが可能なターボチャージャーを提供することを目的としている。
さらに、先の出願によるツインタービン式ターボチャージャーでは、タービンインペラを包むタービンハウジングを二基備えたが、タービンインペラの過給能力を確保した上で、タービンハウジングを一基とし、ターボチャージャー全体のコンパクト化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】上記目的を達成するために、請求項１のツインタービン式ターボチャージャーは、ハブと、前記ハブ中央部から放射状に形作られた背板部の両側面間に、一方のコンプレッサインペラ及び他方のコンプレッサインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型コンプレッサインペラと、前記対称型コンプレッサインペラを内包し、前記一方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む一方の空気室が一方のコンプレッサハウジング側面に設けられるとともに、前記他方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む他方の空気室が他方のコンプレッサハウジング側面に設けられ、さらに、前記一方の空気室及び他方の空気室に連通する空気導入口と、前記対称型コンプレッサインペラが加圧した空気の空気吐出し口がそれぞれ設けられたコンプレッサハウジングで構成するコンプレッサ側が、第一タービンインペラを内包し、排気ガス導入口及び排気ガス吐出口をそれぞれ設けた第一タービンハウジングと、第二タービンインペラを内包し、排気ガス導入口及び排気ガス吐出口をそれぞれ設けた第二タービンハウジングによって構成するターボ側の中央に配置され、前記コンプレッサハウジングと第一タービンハウジング間及び前記コンプレッサハウジングと第二タービンハウジング間が、回転軸を支持する第一ベアリングハウジング及び第二ベアリングハウジングを介して一体構成されるとともに、前記回転軸中央に対称型コンプレッサインペラが固定され、回転軸両端に第一タービンインペラ及び第二タービンインペラが固定されたことを特徴とする。
【０００８】  上記目的を達成するために、請求項２のシングルタービン式ターボチャージャーは、ハブと、前記ハブ中央部から放射状に形作られた背板部の両側面間に、一方のコンプレッサインペラ及び他方のコンプレッサインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型コンプレッサインペラと、前記対称型コンプレッサインペラを内包し、前記一方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む一方の空気室が一方のコンプレッサハウジング側面に設けられるとともに、前記他方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む他方の空気室が他方のコンプレッサハウジング側面に設けられ、さらに、前記一方の空気室及び他方の空気室に連通する空気導入口と、前記対称型コンプレッサインペラが加圧した空気の空気吐出し口がそれぞれ設けられたコンプレッサハウジングで構成するコンプレッサ側と、タービンインペラを内包し、排気ガス導入口及び排気ガス吐出口をそれぞれ設けたタービンハウジングによって構成するターボ側が、回転軸を支持するベアリングハウジングを介して一体構成されるとともに、前記回転軸両端に対称型コンプレッサインペラとタービンインペラがそれぞれ固定されたことを特徴とする。
【０００９】上記目的を達成するために、請求項３の対称型タービン式ターボチャージャーは、ハブと、前記ハブ中央部から放射状で円形状に形作られた背板部の両側面間に、一方のタービンインペラ及び他方のタービンインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型タービンインペラと、前記対称型タービンインペラを内包し、前記対称型タービンインペラの背板部の外周によってタービンハウジング内が一方のタービンハウジングと他方のタービンハウジングに極力二分割されるように、タービンハウジング内周面が前記背板部の外周と僅かな隙間を保つ形状に形作られ、また、前記一方のタービンハウジング及び他方のタービンハウジングそれぞれに専用の排気ガス導入口が設けられるとともに、前記一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室が一方のタービンハウジング側面に設けられ、他方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む他方の排気ガス室が他方のタービンハウジング側面に設けられて構成するタービンハウジングであって、且つ、前記一方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第一排気管が固定され、また、前記他方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第二排気管が固定され、前記第一排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＡ−Ａ´部分に、前記第一排気管と第二排気管を連通する第一連通孔と、前記第一連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第一切換え弁を設け、さらに、一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室に第三排気管が固定され、前記第三排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＢ−Ｂ´部分に、前記第二排気管と第三排気管間を連通する第二連通孔と、前記第二連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第二切換え弁を設け、他方の排気ガス室に第四排気管が固定されて構成するターボ側が、第一コンプレッサインペラを内包し、空気導入口及び空気吐出口をそれぞれ設けた第一コンプレッサハウジングと、第二コンプレッサインペラを内包し、空気導入口及び空気吐出口をそれぞれ設けた第二コンプレッサハウジングによって構成するコンプレッサ側の中央に配置され、前記タービンハウジングと第一コンプレッサハウジング間及び前記タービンハウジングと第二コンプレッサハウジング間が、回転軸を支持する第一ベアリングハウジング及び第二ベアリングハウジングを介して一体構成されるとともに、前記回転軸中央に対称型タービンインペラが固定され、回転軸両端に第一コンプレッサインペラ及び第二一コンプレッサインペラが固定されたことを特徴とする。
【００１０】  上記目的を達成するために、請求項４のターボチャージャーは、ハブと、前記ハブ中央部から放射状で円形状に形作られた背板部の両側面間に、一方のタービンインペラ及び他方のタービンインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型タービンインペラと、前記対称型タービンインペラを内包し、前記対称型タービンインペラの背板部の外周によってタービンハウジング内が一方のタービンハウジングと他方のタービンハウジングに極力二分割されるように、タービンハウジング内周面が前記背板部の外周と僅かな隙間を保つ形状に形作られ、また、前記一方のタービンハウジング及び他方のタービンハウジングそれぞれに専用の排気ガス導入口が設けられるとともに、前記一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室が一方のタービンハウジング側面に設けられ、他方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む他方の排気ガス室が他方のタービンハウジング側面に設けられて構成するタービンハウジングであって、且つ、前記一方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第一排気管が固定され、また、前記他方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第二排気管が固定され、前記第一排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＡ−Ａ´部分に、前記第一排気管と第二排気管を連通する第一連通孔と、前記第一連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第一切換え弁を設け、さらに、一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室に第三排気管が固定され、前記第三排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＢ−Ｂ´部分に、前記第二排気管と第三排気管間を連通する第二連通孔と、前記第二連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第二切換え弁を設け、他方の排気ガス室に第四排気管が固定されて構成するターボ側と、ハブと、前記ハブ中央部から放射状に形作られた背板部の両側面間に、一方のコンプレッサインペラ及び他方のコンプレッサインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型コンプレッサインペラと、前記対称型コンプレッサインペラを内包し、前記一方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む一方の空気室が一方のコンプレッサハウジング側面に設けられるとともに、前記他方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む他方の空気室が他方のコンプレッサハウジング側面に設けられ、さらに、前記一方の空気室及び他方の空気室に連通する空気導入口と、前記対称型コンプレッサインペラが加圧した空気の空気吐出し口がそれぞれ設けられたコンプレッサハウジングで構成するコンプレッサ側が、回転軸を支持するベアリングハウジングを介して一体構成され、前記回転軸両端に対称型コンプレッサインペラと対称型タービンインペラがそれぞれ固定されたことを特徴とする。
【００１１】  上記目的を達成するために、請求項５のターボチャージャーは、ハブと、前記ハブ中央部から放射状で円形状に形作られた背板部の両側面間に、一方のタービンインペラ及び他方のタービンインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型タービンインペラと、前記対称型タービンインペラを内包し、前記対称型タービンインペラの背板部の外周によってタービンハウジング内が一方のタービンハウジングと他方のタービンハウジングに極力二分割されるように、タービンハウジング内周面が前記背板部の外周と僅かな隙間を保つ形状に形作られ、また、前記一方のタービンハウジング及び他方のタービンハウジングそれぞれに専用の排気ガス導入口が設けられるとともに、前記一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室が一方のタービンハウジング側面に設けられ、他方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む他方の排気ガス室が他方のタービンハウジング側面に設けられて構成するタービンハウジングであって、且つ、前記一方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第一排気管が固定され、また、前記他方のタービンハウジングの排気ガス導入口に第二排気管が固定され、前記第一排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＡ−Ａ´部分に、前記第一排気管と第二排気管を連通する第一連通孔と、前記第一連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第一切換え弁を設け、さらに、一方のタービンインペラの排気ガス吐出口を取り囲む一方の排気ガス室に第三排気管が固定され、前記第三排気管と第二排気管の各管内を流れる排気ガスが同方向に流れるＢ−Ｂ´部分に、前記第二排気管と第三排気管間を連通する第二連通孔と、前記第二連通孔を開状態又は閉状態に切り換える第二切換え弁を設け、他方の排気ガス室に第四排気管が固定されて構成するターボ側と、ハブと、前記ハブ中央部から放射状で円形状に形作られた背板部の両側面間に、一方のコンプレッサインペラ及び他方のコンプレッサインペラが前記背板部を挟んで背中合わせ状に一体構成された対称型コンプレッサインペラと、前記対称型コンプレッサインペラを内包し、前記対称型コンプレッサインペラの背板部の外周によってコンプレッサハウジング内を一方のコンプレッサハウジングと他方のコンプレッサハウジングに極力二分割するように、コンプレッサハウジング内周面が前記背板部の外周と僅かな隙間を保つ形状に形作られ、また、前記一方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む一方の空気室が一方のコンプレッサハウジング側面に設けられるとともに、前記他方のコンプレッサインペラの空気吸込み口を取り囲む他方の空気室が他方のコンプレッサハウジング側面に設けられ、さらに、一方のコンプレッサインペラによって加圧された空気の空気吐出口と他方のコンプレッサインペラによって加圧された空気の空気吐出口がそれぞれ専用に設けられて構成するコンプレッサハウジングであって、且つ、前記一方の空気室側に第一空気導入管が固定されるとともに空気吐出口側に第一吸気管が固定され、また、前記他方の空気室側に第二空気導入管が固定されるとともに空気吐出口側に第二吸気管が固定され、前記第一吸気管と第二空気導入管が第三吸気管によって連通し、前記第一吸気管と第三吸気管が連通する第三連通孔に、前記第一吸気管と第三吸気管の連通を開閉する第三切換え弁を設け、また、前記第三吸気管と第二空気導入管の連通部に、前記第三吸気管と他方のコンプレッサインペラ間、又は前記第二空気導入管と他方のコンプレッサインペラ間の連通を切換える第四切換え弁が設けられて構成するコンプレッサ側が、回転軸を支持するベアリングハウジングを介して一体構成化され、前記回転軸両端に対称型コンプレッサインペラと対称型タービンインペラがそれぞれ固定されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】  請求項１〜請求項５記載の発明は、上述のように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００１３】  本発明における請求項１記載のツインタービン式ターボチャージャーは、出願〔申請〕番号  特願２０１１−２０１１３５において提案したツインタービン式ターボチャージャーのターボ側及び排気系に、一方のコンプレッサインペラと他方のコンプレッサインペラによって構成された対称型コンプレッサインペラを組み合わせた。
【００１４】  よって、発進時や低速回転時のときには、すべての気筒から排出された排気ガスが、第一タービンハウジングが包む第一タービンインペラへ供給される排気通路が構築されるとともに、第一タービンインペラを回転させた後の、まだエネルギーを有す排気ガスを、第二タービンハウジングが包む第二タービンインペラへ供給する排気通路が構築されるため、慣性力の軽減と小径化を図った第一タービンインペラは、すべての気筒から排出された排気ガスの供給を受け、勢い良く回転上昇し、さらに、第一タービンインペラを回転させた後の、まだエネルギーを有す排気ガスが、第二タービンハウジングが包む第二タービンインペラに供給されることによって、第一タービンインペラ及び第二タービンインペラ１２が勢い良く回転上昇させる効果に加え、同一回転軸上に配置・固定された一方のコンプレッサインペラと他方のコンプレッサインペラで構成する対称型コンプレッサインペラは、空気を吸引する能力と空気を加速する能力を確保した上で、慣性力の軽減と小径化を計ったために、対称型コンプレッサインペラは勢い良く回転上昇し、発進時や低速回転時にかけて、エンジン・レスポンスを向上させるとともに過給効果を高めることができる。
さらに、高速回転域においても、エンジンから排出された排気ガスを二分割し、その二分割された排気ガスが第一タービンインペラ７及び第二タービンインペラ１２それぞれに供給されるために、第一タービンインペラ７及び第二タービンインペラ１２それぞれを通過する排気ガスは詰まらず流れ、第一タービンインペラ７や第二タービンインペラ１２は勢い良く回転上昇し、さらに、同一回転軸上に配置・固定された対称型コンプレッサインペラ１も勢い良く回転上昇し、高速回転域に至っても過給効果を高めることができる。
【００１５】  また、対称型コンプレッサインペラは、一方のコンプレッサインペラと他方のコンプレッサインペラが背板部を挟んで背中合わせ状に配置され、さらに、ターボ側における各タービンインペラも対称型コンプレッサインペラを挟んで逆向きに配置されているために、特に高回転時においては、回転軸に加わる排気ガス圧や吸込んだ空気圧による軸方向への力が打ち消され合い、よって、回転軸は一方向に偏らず、回転軸の軸受・シール機構等への負荷が軽減され、軸受・シール機構等の耐久力も高めることができる。
また、対称型コンプレッサインペラとコンプレッサハウジング間や、各タービンインペラとタービンハウジング間の隙間を狭められ、それぞれの隙間から漏れる空気や排気ガスを低減することによって、ターボチャージャーの過給効率を向上させることができる。
【００１６】  請求項２記載の発明におけるシングルタービン式ターボチャージャーは、上述した請求項１記載のツインタービン式ターボチャージャーにおける対称型コンプレッサインペラとコンプレッサハウジングで構成したコンプレッサ側を採用したため、コンプレッサインペラにおける空気を吸引する能力と空気を加速する能力を確保した上で対称型コンプレッサインペラの慣性力の軽減と小径化を図れ、エンジン・レスポンスを向上させるとともに過給効果を高めることができる。
【００１７】  また、ツインタービン式ターボチャージャーに比べ、請求項２記載の発明におけるシングルタービン式ターボチャージャーは、タービンインペラを包むタービンハウジングで構成するターボ側一基と組み合わされているため、ターボチャージャー本体の構造が簡単で、コンパクト化を図れ、製造コストも安価でターボチャージャーを安価に提供することができる。
【００１８】  請求項３記載の発明における対称型タービン式ターボチャージャーは、ターボ側に、一方のタービンインペラと他方のタービンインペラが背板部を挟んで背中合わせ状に配置された対称型タービンインペラを採用したため、排気ガスの導入や排気ガスの吐出効率を確保した上で慣性力の軽減と小径化を図れ、さらに、コンプレッサ側に、コンプレッサインペラと前記コンプレッサインペラを包み空気の吸込み部分及び吐出部分より構成されるコンプレッサハウジングを二基備えているため、コンプレッサインペラの慣性力の軽減と小径化を図れ、結果的に、ターボチャージャーのレスポンスを向上させ、エンジン・レスポンスやトルク・出力を向上させることができる。
【００１９】  特に、対称型タービンインペラは、発進時や低速回転時において、対称型タービンインペラにおける一方のタービンインペラと他方のタービンインペラが直列上に配列される排気経路が構築される排気系を採用したため、エンジンから排出された全ての排気ガスが、一方のタービンインペラのみに供給され、次に、一方のタービンインペラを回転させた後の排気ガスが他方のタービンインペラに供給されるため、コンプレッサインペラを勢いよく回転させることができ、発進時や低速回転時においても過給を高め、エンジン・レスポンスやトルク・出力を向上させることができる。
【００２０】  さらに、高速回転時のときには、一方のタービンインペラと他方のタービンインペラが並列状に配列される排気経路が構築される排気系を採用したため、エンジンから排出された排気ガスは、一方のタービンインペラと他方のタービンインペラに二分割されて供給されるため、排気ガス量や排気ガス圧が高まった高速回転時においても引き続き一方のタービンインペラと他方のタービンインペラを勢いよく回転上昇させることができ、さらに、同一回転軸上のコンプレッサインペラも勢いよく回転上昇し、さらに過給を高めることができる。
【００２１】  また、発進時から低速回転域を経て高速回転時まで、全回転域を一個のタービンインペラで対応せざるを得なかった従来型のターボチャージャーに比べ、一方のタービンインペラと他方のタービンインペラによって構成された対称型タービンインペラは、設計の自由度が広がり、過給効果をさらに高めることができる。
【００２２】  そして、対称型タービンインペラは、一方のタービンインペラと他方のタービンインペラが背板部を挟んで背中合わせ状に配置され、さらに、両コンプレッサインペラも対称型タービンインペラを挟んで背中合わせ状に配置されているため、特に高回転時においては、回転軸に加わる排気ガス圧や吸込んだ空気による空気圧等による軸方向への力が打ち消され合うために、回転軸の軸受・シール機構への負荷を軽減し、軸受・シール機構の耐久力を高めることができる。
よって、対称型タービンインペラとタービンハウジング間や、各コンプレッサインペラとコンプレッサハウジング間の各隙間を狭められ、それぞれの隙間から漏れる空気や排気ガスを低減することによってターボチャージャーの過給効率を向上させることができる。
【００２３】  さらに、一方のタービンハウジングと他方のタービンハウジングが一体化されているために、一方のタービンハウジングにおける排気ガスの吐出口の位置と他方のタービンハウジングにおける排気ガスの導入口の位置が近く、よって、低中速回転域のときに両者間を連通する第三排気管を短く設定することができ、一方のタービンハウジングから排出された排気ガス圧や温度等を保ったまま、他方のタービンハウジング側へ供給することができる。
【００２４】  請求項４記載の発明におけるターボチャージャーは、コンプレッサ側に、一方のコンプレッサインペラと他方のコンプレッサインペラが円盤部を挟んで背中合わせ状に配置された対称型コンプレッサインペラを採用したため、空気を吸引する能力と空気を加速する能力を確保した上で慣性力の軽減と小径化を図れ、また、ターボ側においては、請求項３記載の発明における対称型タービン式ターボチャージャーにおけるターボ側と同様な構成を採用したため、上述した効果と同様な効果を得ることができ、小径化を図った対称型コンプレッサインペラと対称型タービンインペラを組み合わせたことにより、ターボチャージャーのレスポンスが向上し、エンジン・レスポンスの向上を図れ、さらに、過給効果を高めることができるため、トルク・出力を向上させることができる。
【００２５】  さらに、小径化を図った対称型コンプレッサインペラを包むコンプレッサハウジングと対称型タービンインペラを包むタービンハウジングは小型化を図れ、ターボチャージャー本体をコンパクト化することができる。
さらに、ベアリングハウジングが支持する回転軸の両端部に、対称型コンプレッサインペラと対称型タービンインペラをそれぞれ配置・固定した構成を採用したため、上述した効果を確保するとともに、ターボチャージャー本体のコンパクト化が図れ、ターボチャージャー本体の配置位置や、ターボチャージャーを装着したエンジン本体の配置位置等に対して設計の自由度が増す。
【００２６】  請求項５記載の発明におけるターボチャージャーは、ターボ側に、請求項３記載の発明における対称型タービン式ターボチャージャーにおけるターボ側と同様な構成を採用したため、上述した効果と同様な効果を得ることができ、また、コンプレッサ側においても、ターボ側における第一排気管、第二排気管、第三排気管、さらに、第一連通孔と第一切換え弁、第二連通孔と第二切換え弁等に該当する、第一吸気管、第二吸気管、第三吸気管、さらに、第三連通孔と第三切換え弁、第四連通孔と第四切換え弁等を設けたために、特に、発進時や低速回転時においては、一方のコンプレッサインペラと他方のコンプレッサインペラが直列状に配列する吸気経路が構成され、一方のコンプレッサインペラによって加速した空気を、さらに他方のコンプレッサインペラ１２７によって加速するため、発進時や低速回転時における過給効果を高めることができる。
【００２７】  また、上述した各ターボチャージャーにおいては、過給効果を高めることによって、燃焼時の温度や燃焼圧力が高まり、温度や圧力が高まった排気ガスをターボ側に供給することでさらに過給効果を高め、これらの作動を繰り返し行うことによって、エンジンの効率を高めることができる。
そして、小排気量化されたエンジンに装着することで、高いパフォーマンスを犠牲にすることなく、低燃費化や二酸化炭素の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】  本発明における対称型コンプレッサインペラ及び前記対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングを採用したツインタービン式ターボチャージャーにおける実施例を示す該略構成説明図。
【図２】  本出願人と同一人による、出願〔申請〕番号  特願２０１１−２０１１３５において提案したツインタービン式ターボチャージャーと、排気ガスを二分割する排気系を組み合わせた実施例を示す該略構成説明図。
【図３】  本発明における対称型コンプレッサインペラ及び前記対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングを採用したツインタービン式ターボチャージャーと、エンジンから排出された排気ガスを二分割する他の構成の排気経路を組み合わせた実施例を示す該略構成説明図。
【図４】  本発明における対称型コンプレッサインペラ及び前記対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングを採用したツインタービン式ターボチャージャーと、エンジンから排出された排気ガスを二分割する他の構成の排気経路を組み合わせた実施例を示す該略構成説明図。
【図５】  本発明における対称型コンプレッサインペラ及び前記対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングと、タービンインペラを包み排気ガス導入口及び排気ガス吐出口を設けて構成されるタービンハウジング一基と組み合わせたシングルタービン式ターボチャージャーの実施例を示す該略構成説明図。
【図６】  本発明における対称型タービンインペラ及び前記対称型タービンインペラを内包するタービンハウジング一基とコンプレッサインペラを包み空気導入口及び空気吐出口を設けて構成されるコンプレッサハウジング二基を組み合わせた対称型タービン式ターボチャージャーの実施例を示す該略構成説明図。
【図７】  対称型タービンインペラと回転軸の構成を示す該略構成説明図。
【図８】  他方のタービンハウジングにおける排気ガス導入部に連通する第三排気管の配列位置を示す該略構成説明図。
【図９】  本発明における対称型コンプレッサインペラ及び前記対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングと対称型タービンインペラ及び前記対称型タービンインペラを内包するタービンハウジングによって構成するターボチャージャーと、エンジンから排出された排気ガスを二分割する排気経路を組み合わせた実施例を示す該略構成説明図。
【図１０】  本発明における対称型コンプレッサインペラ及び前記対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングと組み合わせた吸気経路と、対称型タービンインペラ及び前記対称型タービンインペラを内包するタービンハウジングと組み合わせた排気ガスを二分割する排気経路によって構成するターボチャージャーの実施例を示す該略構成説明図。
【符号の説明】１，４１，５５，５７，９６，１２１      対称型コンプレッサインペラ
２，３４，５４，５８，９７，１２２      コンプレッサハウジング
３                                      ツインタービン式ターボチャージャー
４                                      空気導入口
５，１１８，１３４、１３９              空気吐出口
６，７９                                第一ベアリングハウジング
７，３９，５２，１４７，                第一タービンインペラ
８，１３，７３，７６                    排気ガス導入口
９，１４，７４，７７                    排気ガス吐出口
１０，３６，４９，１５１                第一タービンハウジング
１１，８２                              第二ベアリングハウジング
１２，４０，５３                        第二タービンインペラ
１５，３８，５１                        第二タービンハウジング
１６，６４，１０１，１２３              回転軸
１７，６５，１２４                      ハブ
１８，６６，１２５                      背板部
１９，１１５，１２６                    一方のコンプレッサインペラ
２０，１１６，１２７                    他方のコンプレッサインペラ
２１，２３，１１７，１１９，１３１，１３６            空気吸込み口
２２，１３２                            一方の空気室
２４，１３７                            他方の空気室
２５，３５，４８，８６，１０８          第一排気管
２６，３７，５０，８７，１０６          第二排気管
２７，４３，８８，１０７                第一連通孔
２８，４２，８９，１０４                第一切換え弁
２９，４６，９０，１１１，１５０        第三排気管
３０，４５，９１，１１０，１４９        第二連通孔
３１，４４，９２，１０９，１４８        第二切換え弁
３２，６１，９４，１５５                第四排気管
３３                                    コンプレッサインペラ
４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆ    排気管
５９                                    タービンインペラ
６０，６９，９９                        タービンハウジング
６２                                    対称型タービン式ターボチャージャー
６３，９８，１５３                      対称型タービンインペラ
６７，１１３                            一方のタービンインペラ
６８，１１４                            他方のタービンインペラ
７０                                    背板部の外周
７１，１１２                            一方のタービンハウジング
７２，１０６                            他方のタービンハウジング
７５，７８                              排気ガス室
８０                                    第一コンプレッサインペラ
８１                                    第一コンプレッサハウジング
８３                                    第二コンプレッサインペラ
８４                                    第二コンプレッサハウジング
８５ａ，８５ｂ                          遮熱筒
９５，１５４                            ベアリングハウジング
１００，１２０                          ターボチャージャー
１０２，１０３                          外側面
１２８                                  一方のコンプレッサハウジング
１２９                                  他方のコンプレッサハウジング
１３０                                  間仕切り板
１３３                                  第一空気導入管
１３５                                  第一吸気管
１３８                                  第二空気導入管
１４０                                  第二吸気管
１４１                                  第四吸気管
１４２                                  第三吸気管
１４３                                  第三連通孔
１４４                                  第三切換え弁
１４５                                  第四連通孔
１４６                                  第四切換え弁
【発明を実施するための形態】
【００２９】  図１は、本出願人と同一人による、出願〔申請〕番号  特願２０１１−２０１１３５において提案した、ツインタービン式ターボチャージャー〔図２〕におけるコンプレッサインペラ３３及び前記コンプレッサインペラ３３を内包するコンプレッサハウジング３４で構成したコンプレッサ側を、本発明による対称型コンプレッサインペラ１及び前記対称型コンプレッサインペラ１を内包するコンプレッサハウジング２で構成するコンプレッサ側に置き換えて組み合わせたツインタービン式ターボチャージャー３の概略説明図である。
【００３０】  本発明による対称型コンプレッサインペラ１及び前記対称型コンプレッサインペラ１を内包するコンプレッサハウジング２を組み込んだ前記ツインタービン式ターボチャージャー３は、図１のように、対称型コンプレッサインペラ１を内包し、空気導入口４及び空気吐出口５より構成されるコンプレッサハウジング２で構成したコンプレッサ側が、第一タービンインペラ７を内包し、排気ガス導入口８及び排気ガス吐出口９をそれぞれ設けた第一タービンハウジング１０と、第二タービンインペラ１２を内包し、排気ガス導入口１３及び排気ガス吐出口１４をそれぞれ設けた第二タービンハウジング１５によって構成するターボ側の中央に配置され、さらに、前記コンプレッサハウジング２と第一タービンハウジング１０間及び前記コンプレッサハウジング２と第二タービンハウジング１５間が、回転軸１６を支持する第一ベアリングハウジング６及び第二ベアリングハウジング１１それぞれを介して一体構成されている。
【００３１】  そして、前記回転軸１６中央に対称型コンプレッサインペラ１が固定され、回転軸１６両端に第一タービンインペラ７及び第二タービンインペラ１２が固定され、前記回転軸１６は、第一ベアリングハウジング６及び第二ベアリングハウジング１１における軸受・シール機構よって支持され、前記軸受・シール機構には、外部より油を循環させて各部の潤滑や冷却を図っている。
なお、図面１において、前記軸受・シール機構や外部より油を循環させて各部の潤滑や冷却を行う油圧経路等は省力した。
【００３２】  前記対称型コンプレッサインペラ１は、回転軸１６に固定されるハブ１７と前記ハブ１７中央部から放射状に形作られた背板部１８の両側面間に、一方のコンプレッサインペラ１９及び他方のコンプレッサインペラ２０が前記背板部１８を挟んで背中合わせ状に配置され、前記ハブ１７、背板部１８、一方のコンプレッサインペラ１９、他方のコンプレッサインペラ２０の各部が一体構成されている。
また、図１における対称型コンプレッサインペラ１においては、対称型コンプレッサインペラ１によって加速した空気を整流するために、背板部１８をハブ中央部から円形状に形作るとともに、円形状に形作られた背板部１８の外径を一方のコンプレッサインペラ１９及び他方のコンプレッサインペラ２０の外側部分の外径より大きく設定した実施例も考えられる。
【００３３】  前記対称型コンプレッサインペラ１における一方のコンプレッサインペラ１９と他方のコンプレッサインペラ２０は、前記背板部１８を中心面として対称形に形作られ、両者の各寸法や羽根の形状等、仕様の統一化を図った。
また、一方のコンプレッサインペラ１９と他方のコンプレッサインペラ２０は、前記ハブ１７や背板部１８と一体構成されているが、両者の各羽根の配置位置を互い違いにずらす位相差を設ける場合と、両者の各羽根の配置位置を同位相とする場合が考えられるが、対応するエンジン等に合わせて適宜選択する。
さらに、一方のコンプレッサインペラ１９と他方のコンプレッサインペラ２０両者の各寸法や形状を異にした組み合わせ方も考えられる。
【００３４】  上述したように、前記対称型コンプレッサインペラは、一方のコンプレッサインペラ１９と他方のコンプレッサインペラ２０を有すため、空気を吸引する能力と空気を加速する能力を確保した上で小径化を図れ、さらに、タービンインペラを内包するタービンハウジング二基と組み合わされているため、第一タービンインペラ７及び第二タービンインペラ１２も小径化を図れる。
ターボチャージャーの加速しにくさをはかる慣性能率は、インペラ直径の５乗に比例するので、コンプレッサインペラ及びタービンインペラの小径化は、コンプレッサインペラやタービンインペラの慣性力の軽減を図れ、エンジン・レスポンスを向上させる。
【００３５】  また、前記回転軸１６は、コンプレッサハウジング２を挟んである間隔を持って配置されている第一ベアリングハウジング６と第二ベアリングハウジング１１の二箇所によって支持され、さらに、一方のコンプレッサインペラ１９と他方のコンプレッサインペラ２０が背板部１８を挟んで背中合わせ状に一体構成されるとともに、第一タービンインペラ７及び第二タービンインペラ１２も対称型コンプレッサインペラ１を挟んだ両側に背面が向き合うように配置されているために、特に高回転時においては、回転軸１６に加わる排気ガス圧や吸入した空気による圧力等による軸方向の力が打ち消され合い、軸受けへの負荷を軽減し耐久力を高めるとともに回転軸１６の回転精度を高め、対称型コンプレッサインペラ１とコンプレッサハウジング２間や、第一タービンインペラ７と第一タービンハウジング１０間、第二タービンインペラ１２と第二タービンハウジング１５間の各隙間を狭められ、各隙間から漏れる空気や排気ガスを低減することによってターボの過給効率を向上させる。
【００３６】  そして、前記対称型コンプレッサインペラ１を回転軸１６に固定する方法に関しては、本実施例では、回転軸１６を一方の回転軸１６ａと他方の回転軸１６ｂで構成し、その一方の回転軸１６ａと他方の回転軸１６ｂにおねじ又はめねじをそれぞれ設け、一方の回転軸１６ａと他方の回転軸１６ｂの両者間をねじ止めすることによって対称型コンプレッサインペラ１が回転軸１６に固定されるように、対称型コンプレッサインペラ１が組み付けられる回転軸部分を小径化した組み立て式を採用した。
さらに、前記一方の回転軸１６ａの端部と他方の回転軸１６ｂの端部には、予め、第一タービンインペラ７と第二タービンインペラ１２がそれぞれろう付け、焼きばめにより接合されている。
【００３７】  上述した方法では、回転軸１６を一方の回転軸１６ａと他方の回転軸１６ｂで構成したが、回転軸を一体型で製造し、その回転軸に対称型コンプレッサインペラや、第一タービンインペラ、第二タービンインペラを螺子等によって固定する方法等も考えられ、上記方法に限らず、対称型コンプレッサインペラや、第一タービンインペラ、第二タービンインペラを回転軸に固定する方法においては、種々の改変を為すこともできる。
【００３８】  前記対称型コンプレッサインペラ１を内包するコンプレッサハウジング２には、前記一方のコンプレッサインペラ１９の空気吸込み口２１を取り囲む一方の空気室２２が、コンプレッサハウジング２の一方側面に設けられ、前記他方のコンプレッサインペラ２０の空気吸込み口２３を取り囲む他方の空気室２４がコンプレッサハウジングの他方側面に設けられ、さらに、前記一方の空気室２２及び他方の空気室２４に連通する空気導入口４と、前記対称型コンプレッサインペラ１によって加圧された空気の空気吐出口５がそれぞれ設けられている。
前記空気導入口４より吸入した空気は、空気導入口４と連通する一方の空気室２２及び他方の空気室２４に流入し、さらに、一方のコンプレッサインペラ１９及び他方のコンプレッサインペラ２０に流入して加速され、空気吐出口５よりエンジンの吸気側へ過給される。
【００３９】  そして、ツインタービン式ターボチャージャー３におけるコンプレッサハウジング２や第一タービンハウジング１０、第二タービンハウジング１５等の分割には、様々な分割方法が考えられるが、要は対称型コンプレッサインペラ１を挟んだ両側に、第一タービンインペラ７と第二タービンインペラ１２がそれぞれ設定された定位置で回転軸１６に配置・固定され、さらに、前記コンプレッサハウジング２や第一タービンハウジング１０、第二タービンハウジング１５、さらに、第一ベアリングハウジング６、第二ベアリングハウジング１１等によって包まれた状態に組み上げられることを目的としている。
【００４０】  本実施例では、一実施例として、コンプレッサハウジング２本体をコンプレッサハウジング２ａ及びコンプレッサハウジング２ｂから構成する二分割式とし、前記コンプレッサハウジング２ａには、予め一方の空気室２２が形成され、コンプレッサハウジング２ｂには、予め他方の空気室２４が形成されている。
さらに、第一タービンハウジング１０や第二タービンハウジング１５においては、従来型のターボチャージャーにおけるターボ側と同様な構成を採用し、第一タービンハウジング１０は、第一タービンハウジング１０と仕切り版１０ａによって構成された二分割式を採用し、第二タービンハウジング１５は、第一タービンハウジング１５と仕切り版１５ａによって構成された二分割式を採用した。
【００４１】  そして、ツインタービン式ターボチャージャー３の組み立て方の一例として、始めに、コンプレッサハウジング２ａと、予め、第一タービンハウジング１０を構成する仕切り版１０ａを組み込んだ第一ベアリングハウジング６間を嵌合やボルト等によって固定しておき、また、コンプレッサハウジング２ｂと、予め、第二タービンハウジング１５を構成する仕切り版１５ｂを組み込んだ第二ベアリングハウジング１１間を嵌合やボルト等によって固定しておく。
【００４２】  次に、第二タービンインペラ１２が接合された他方の回転軸１６ｂを前記第二ベアリングハウジング１１に差し込み、前記他方の回転軸１６ｂに対称型コンプレッサインペラ１をはめ込んでいく。
そして、前記コンプレッサハウジング２ａとコンプレッサハウジング２ｂ６間を嵌合やボルト等によって固定し、さらに、第一タービンインペラ７が接合された一方の回転軸１６ａを前記第二ベアリングハウジング６に差し込んでねじ込むことにより、他方の回転軸１６ｂのおねじと一方の回転軸１６ａのめねじ間が一体化され固定される。
その後、第一タービンハウジング１０を、仕切り版１０ａを組み込んだ第一ベアリングハウジング６に嵌合やボルト等によって固定し、さらに、第二タービンハウジング１５を、仕切り版１０ｂを組み込んだ第一ベアリングハウジング６に嵌合やボルト等によって固定する。
なお、おねじとめねじによる固定方法に限らず、嵌合による固定方法等も考えられ、さらに、コンプレッサハウジング２の分割に関しても、本実施例で採用した分割方法に限らず、種々の改変を為すこともできる。
【００４３】  そして、図１では、前記ツインタービン式ターボチャージャー３と直列４気筒型エンジンを組み合わせた場合で、エンジンから排出された排気ガスを第一排気管２５と第二排気管２６の二本の排気管に集合し、その第一排気管２５が、前記ツインタービン式ターボチャージャー３における第一タービンハウジング１０に連通して固定され、第二排気管２６が第二タービンハウジング１５に連通して固定されている。
【００４４】  また、図１の実施例では、直列配列型エンジンとツインタービン式ターボチャージャー３一基と組み合わせたが、直列配列型エンジンを始め、Ｖ字配列型エンジンや水平対向配列型エンジンに対して、前記ツインタービン式ターボチャージャーや後述する各ターボチャージャーを複数基組み合わせた実施例も考えられる。
【００４５】  排気系に関しては、本出願人と同一人による、出願〔申請〕番号  特願２０１１−２０１１３５において提案した、ツインタービン式ターボチャージャー〔図２〕における排気系と同様な構成を採用したが、再度、説明する。
【００４６】  前記第一排気管２５と第二排気管２６は、両排気管内を流れる排気ガスが合流時において同じ方向にスムースに合流するように、両排気管が並列状に配管され、その並列状に配管された部分Ａ−Ａ´に、第一排気管２５と第二排気管２６間を連通する第一連通孔２７と、前記第一連通孔２７を開状態又は閉状態に切り換える第一切換え弁２８を設けた。
【００４７】  前記第一連通孔２７と、第一連通孔２７を開状態又は閉状態に切り換える第一切換え弁２８は、発進時や低速回転時のときには、図１のように、前記第一切換え弁２８が第一連通孔２７を開状態となる位置で停止続けることによって、第二排気管２６と第二タービンハウジング１５間の連通を遮断し、第一排気管２５と第二気管２６間を連通させる排気経路を構築する。
また、エンジン回転が高まり、予め、設定した切換え時期に至った時には、前記第一切換え弁２８が第一連通孔２７を閉状態となる位置で停止続け、第一排気管２５と第二気管２６間の連通を遮断し、第一排気管２５が、引き続いて第一タービンハウジング１０と連通する排気経路が継続され、第二排気管２６が、第二タービンハウジング１５と連通する排気経路を構築する。
【００４８】  さらに、第一タービンハウジング１０における排気ガス吐出口９には、第三排気管２９が固定され、前記第三排気管２９は、第三排気管２９内を流れる排気ガスが第二排気管２６内を流れる排気ガスと同方向に流れるように途中部分で第二排気管２６と並列状に配管され、その並列状に配管された部分Ｂ−Ｂ´に、第二排気管２６と第三排気管２９間を連通する第二連通孔３０と、前記第二連通孔３０を開状態又は閉状態に切り換える第二切換え弁３１を設けた。
また、前記第二連通孔３０と第二切換え弁３１の配置位置は、上述した第一連通孔２７と第一切換え弁２８の配置位置より排気ガスの下流側に設定されている。
【００４９】  前記第二連通孔３０と、第二連通孔３０を開状態又は閉状態に切り換える第二切換え弁３１は、発進時や低速回転時のときには、図１のように、第二切換え弁３１が第二連通孔３０を開状態となる位置で停止し続けることによって、第二排気管２６と第三排気管２９間が連通する排気経路を構築する。
第二排気管２６と第三排気管２９間を連通させることによって、第一タービンハウジング１０が内包する第一タービンインペラ７を回転させた後の排気ガスが大気中に放出されず、第二タービンハウジング１５が内包する第二タービンインペラ１２に供給される。
また、エンジン回転が高まり、予め、設定した切換え時期に至った時には、第二切換え弁３１が第二連通孔３０を閉状態となる位置で停止し続け、第二排気管２６と第三排気管２９間の連通を遮断し、第一排気管２５が第一タービンハウジング１０に連通し続け、第一タービンハウジング１０が内包する第一タービンインペラ７を回転させた後の排気ガスは大気中に放出され、また、第二排気管２６が第二タービンハウジング１５に連通する排気経路が構築され、第二タービンインペラ１２を回転させた後の排気ガスは第四排気管３２から大気中に放出される。
【００５０】  次に、上述したツインタービン式ターボチャージャー３の作動について説明する。
説明では、前記ツインタービン式ターボチャージャーを装着したエンジンが搭載された自動車を例に説明する。
上記構成によって、発進時や低速回転時のときには、すべての気筒から排出された排気ガスが、第一タービンハウジング１０が内包する第一タービンインペラ７へ供給される排気通路が構築されるため、小径化され慣性力が低減した第一タービンインペラ７は、すべての気筒から排出された排気ガスの供給を受け、勢い良く回転上昇する。
【００５１】  さらに、前記第二切換え弁３１も開かれ、第二連通孔３０が閉状態となることによって、第三排気管２９と第二タービンハウジング１５間が連通する排気通路が構築されるため、第一タービンインペラ７を回転させた後の、まだ、エネルギーを有す排気ガスが、第二タービンハウジング１５が内包する第二タービンインペラ１２に供給され、第一タービンインペラ７及び第二タービンインペラ１２は回転上昇しやすい状態となって勢い良く回転上昇し、さらに、同一回転軸上に配置・固定され小径化された対称型コンプレッサインペラ１も勢い良く回転上昇し、発進時から低中速回転域にかけて、過給効果を高め、エンジン・レスポンスを向上させトルクを高めることができる。
【００５２】  さらに、エンジン回転が高まり、予め、設定した切換え時期に至った時には、第一切換え弁２８によって、第一排気管２５と第二排気管２６間を連通する第一連通孔２７が閉状態となって第一排気管２５と第二排気管２６間の連通が遮断され、第一排気管２５は、引き続いて第一タービンハウジング１０に排気ガスを供給する排気ガス経路が構築されるとともに、第二切換え弁３１によって、第二排気管２６と第三排気管２９間を連通する第二連通孔３０が閉状態となって第二排気管２６と第三排気管２９間の連通が遮断されるため、第二排気管２６は、第二タービンハウジング１５と連通する排気ガス経路が構築され、第二タービンハウジング１５に排気ガスの供給を開始する。
そして、第一タービンインペラ７を回転させた後の排気ガスは、第三排気管２９から大気中に放出され、第二タービンインペラ１２を回転させた後の排気ガスは、第四排気管３２から大気中に放出される。
【００５３】  よって、高速回転域においても、エンジンから排出された排気ガスを二分割し、その分割された排気ガスが第一タービンインペラ７及び第二タービンインペラ１２それぞれに供給されるため、第一タービンインペラ７及び第二タービンインペラ１２それぞれを通過する排気ガスは詰まらず流れるため、第一タービンインペラ７や第二タービンインペラ１２は勢い良く回転上昇し、さらに、同一回転軸上に配置・固定された対称型コンプレッサインペラ１も勢い良く回転上昇し、高速回転域に至っても過給効果を高めることができる。
【００５４】  よって、本出願人と同一人による、出願〔申請〕番号  特願２０１１−２０１１３５において提案した、ツインタービン式ターボチャージャー〔図２〕におけるコンプレッサインペラ３３及び前記コンプレッサインペラ３３を内包するコンプレッサハウジング３４で構成するコンプレッサ側を、本発明における対称型コンプレッサインペラ１及び前記対称型コンプレッサインペラ１を内包するコンプレッサハウジング２で構成するコンプレッサ側に置き換え組み合わせたツインタービン式ターボチャージャー３は、全回転域にわたって過給効果を高め、低中速回転域から高速回転域までエンジン・レスポンスとトルク及び出力を高めることができる。
【００５５】  上述したツインタービン式ターボチャージャー３は、本出願人と同一人による、出願〔申請〕番号  特願２０１１−２０１１３５において提案した、図２に示すツインタービン式ターボチャージャーのコンプレッサインペラ３３及びそのコンプレッサインペラ３３を内包するコンプレッサハウジング３４で構成するコンプレッサ側を、本発明による対称型コンプレッサインペラ１及びその対称型コンプレッサインペラ１を内包するコンプレッサハウジング２で構成するコンプレッサ側に置き換え組み合わせて構成されているので、前記出願〔申請〕番号  特願２０１１−２０１１３５におけるツインタービン式ターボチャージャーと各排気系を組み合わせた場合と同様な効果を得ることができる。
【００５６】  さらに、図３や図４を始めとする、出願〔申請〕番号  特願２０１１−２０１１３５において提案したツインタービン式ターボチャージャーにおいても、そのツインタービン式ターボチャージャーにおけるコンプレッサインペラ及びそのコンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングで構成するコンプレッサ側を、本発明による小径化された対称型コンプレッサインペラ及びその対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングで構成するコンプレッサ側に置き換えて組み合わせることにより、全回転域にわたって過給効果を高め、低中速回転域から高速回転域までエンジン・レスポンスとトルク及び出力を高めることができる。
【００５７】  例えば、図３のツインタービン式ターボチャージャーでは、図１における第一切換え弁や第一連通孔、また、第二切換え弁や第二連通孔、第三排気管等を設けず、エンジン回転中、第一排気管３５が第一タービンハウジング３６に連通した状態を継続し、第一排気管３５によって導かれた排気ガスを第一タービンハウジング３６が内包する第一タービンインペラ３９のみに供給し続け、また、第二排気管３７が第二タービンハウジング３８に連通した状態を継続し、第二排気管３７によって導かれた排気ガスを第二タービンハウジング３８が内包する第二タービンインペラ４０のみに供給し続ける。
【００５８】  よって、第一タービンインペラ３９及び第二タービンインペラ４０が勢いよく回転することによって、同一回転軸上に配置・固定された対称型コンプレッサインペラ４１も勢いよく回転上昇し、吸引した空気を加速させ、過給圧を高めた空気をエンジンに供給することができる。
また、従来型のタービンインペラを内包するタービンハウジング一基とコンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジング一基が組み合わされたターボチャージャーと比べ、小径化された第一タービンインペラ３９及び第二タービンインペラ４０、さらに対称型コンプレッサインペラ４１は、慣性力が軽減されているために、過給効果を高め、低中速回転域から高速回転域までエンジン・レスポンスとトルク及び出力を高めることができる。
【００５９】  さらに、図４のツインタービン式ターボチャージャーでは、ツインタービン式ターボチャージャーと三気筒型エンジンを組み合わせた場合の実施例で、図１における実施例と同様に、第一切換え弁４２や第一連通孔４３、第二切換え弁４４や第二連通孔４５、そして、第三排気管４６等を設けた。
本実施例の排気系は、一気筒当り二本の独立した排気管４７ａ〜４７ｆを設け、各気筒におけるいずれか一方の排気管４７ａ、４７ｃ、４７ｅを集合させた第一排気管４８を第一タービンハウジング４９と連通させて固定し、また、各気筒におけるいずれか他方の排気管４７ｂ、４７ｄ、４７ｆを集合させた第二排気管５０を第二タービンハウジング５１と連通させて固定した。
【００６０】  この実施例では、４気筒や６気筒型の偶数気筒型エンジン、また、図４の実施例のように３気筒や、５気筒型の奇数気筒型エンジンにおいても、全ての気筒から排出された排気ガスを全ての回転域で二等分割することができる。
そして、発進時や低速回転時のときには、第一切換え弁４２によって第一連通孔４３を開状態に保ち続け、第二排気管５０と第二タービンハウジング５１間の連通を遮断する。
よって、全ての気筒から排出された排気ガスは、第一タービンハウジング４９が内包する第一タービンインペラ５２に供給され、さらに、第一タービンインペラ５２を回転させた後の排気ガスを、第二タービンハウジング５１が内包する第二タービンインペラ５３に供給することによって、コンプレッサハウジング５４が内包する慣性力の軽減した対称型コンプレッサインペラ５５を勢い良く回転上昇させ、過給効果を高めることができる。
【００６１】  また、エンジン回転が高まり、予め、設定した切換え時期に至った時には、全ての各気筒から排出され二等分割された排気ガスは、それぞれ第一排気管４８と第二排気管５０に導かれ、第一排気管４８が、第一タービンハウジング４９が内包する第一タービンインペラ５２に排気ガスを供給し続け、第二排気管５０が、第二タービンハウジング５１が内包する第二タービンインペラ５３に排気ガスを供給し続ける。
【００６２】  よって、第一タービンインペラ５２と第二タービンインペラ５３に供給される排気ガス間隔は、図１におけるツインタービン式ターボチャージャー３の場合と比べ、半分に短縮され、第一タービンインペラ５２と第二タービンインペラ５３に対して、常に狭い等間隔で排気ガスを連続的に供給することができ、同軸上に配置・固定した対称型コンプレッサインペラ５５をスムーズに回転上昇させることができる。
【００６３】  さらに、排気弁が開くと同時に一気に噴出すブローダウン時の排気ガス圧が、二本の排気管によって二分割されるため、第一タービンインペラ５２及び第二タービンインペラ５３へ加わる排気ガス圧も二分割されて低減し、タービンインペラ本体の強度を下げることも可能であり、各タービンインペラの軽量化をさらに図ることも可能となる。
【００６４】  そして、前記対称型コンプレッサインペラ５５及びその対称型コンプレッサインペラ５５を内包するコンプレッサハウジング５４は、本発明における小径化された対称型コンプレッサインペラ及びその対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングに置き換え組み合わされているので、慣性力の軽減した対称型コンプレッサインペラは、勢い良く回転上昇し、過給効果を高め、低中速回転域から高速回転域までエンジン・レスポンスとトルク及び出力を高めることができる。
【００６５】  また、図５の実施例のように、図１におけるコンプレッサ側と同様に、小径化された対称型コンプレッサインペラ５７及びその対称型コンプレッサインペラ５７を内包するコンプレッサハウジング５８で構成するコンプレッサ側と、回転軸を支持するベアリングハウジングを介して、従来型のタービンインペラ５９及びそのタービンインペラ５９を内包するタービンハウジング６０で構成するターボ側を組み合わせ、前記回転軸一方端部に対称型コンプレッサインペラ５７をねじ止めし、前記回転軸他方端部にタービンインペラ５９を接合したシングルタービン式ターボチャージャーの実施例も考えられる。
【００６６】  上記シングルタービン式ターボチャージャーでは、前述したツインタービン式ターボチャージャーに比べ、タービンインペラを内包するタービンハウジング一基と組み合わされているため、ターボチャージャー本体の構造が簡単で、また、コンパクトであり、製造コストも安価に仕上げることができる。
【００６７】  さらに、上述したツインタービン式ターボチャージャー３では、図１のように、対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングを中央に、そのコンプレッサハウジング両側に第一タービンハウジングと第二タービンハウジングをそれぞれ配置し、両タービンハウジングが内包する各タービンインペラが、エンジンから排出された排気ガスで回転することによって、対称型コンプレッサインペラを回転させ大気中の空気を吸引して加速し過給圧を高めたが、図６のように、ターボ側においても上述したコンプレッサ側と同様な構造を採用した対称型タービン式ターボチャージャーも考えられる。
【００６８】  図６はその実施例で、対称型タービン式ターボチャージャー６２における対称型タービンインペラ６３は、回転軸６４に支持されるハブ６５と前記ハブ６５中央部から放射状で円形状に形作られた背板部６６の両側面間に、一方のタービンインペラ６７と他方のタービンインペラ６８が前記背板部６６を挟んで背中合わせ状態に配置され、前記ハブ６５、背板部６６、一方のタービンインペラ６７、他方のタービンインペラ６８の各部が一体構成されている。
前記背板部６６は、タービンハウジング６９内を極力二分割する役目も有すために、ハブ６５中央部から放射状で円形状に形作られている。
また、対称型タービンインペラ６３における基本的な構成は、上述した対称型コンプレッサインペラと同様であるが、タービンインペラとコンプレッサインペラは、それぞれ役割が異なり、よって、それぞれの羽根の形状や寸法等は、その役割に適応した形状や寸法等に設定されていることは勿論である。
【００６９】  そして、前記対称型タービンインペラ６３を内包するタービンハウジング６９は、対称型タービンインペラ６３における円形状の背板部６６の外周７０と、前記外周７０に相対すタービンハウジング６９内周面間によって、一方のタービンインペラ６７を内包する一方のタービンハウジング７１と、他方のタービンインペラ６８を内包する他方のタービンハウジング７２に極力二分割されるように、背板部６６の外周７０と、その外周７０に相対すタービンハウジング６９内周面間が僅かな隙間を保つ形状に形作られている。
【００７０】  上述した僅かな隙間は、背板部６６の外周７０と、その外周７０に相対すタービンハウジング６９内周面によって作られるが、対称型タービンインペラ６３全体の小径化・軽量化を図るため、円形状の背板部６６の外周７０を可能な限り小径化した場合には、その外周７０に相対すタービンハウジング６９内に、タービンハウジング６９内を一方のタービンハウジング７１と他方のタービンハウジング７２に二分割する間仕切り部を必要とし、また、円形状の背板部６６の外周７０によって、タービンハウジング６９内を一方のタービンハウジング７１と他方のタービンハウジング７２に二分割する場合には、対称型タービンインペラ６３全体の小径化・軽量化をある程度犠牲にする必要があり、よって、各条件を鑑みて決定するとよい。他の実施例においても同様である。
【００７１】  さらに、二分割された前記一方のタービンハウジング７１には、排気ガス導入口７３が設けられるとともに、前記一方のタービンインペラ６７の排気ガス吐出口７４を取り囲む排気ガス室７５が側面に設けられ、また、前記他方のタービンハウジング７２には、排気ガス導入口７６が設けられるとともに、前記他方のタービンインペラ６８の排気ガス吐出口７７を取り囲む排気ガス室７８が側面に設けられている。
そして、前記排気ガス室７５には後述する第三排気管９０が連通して固定され、前記排気ガス室７８には第四排気管６１が連通して固定されている。
【００７２】  上述した対称型タービンインペラ６３と前記対称型タービンインペラ６３を内包するタービンハウジング６９で構成するターボ側を中央に配置し、タービンハウジング６９の一方側部に、第一ベアリングハウジング７９を介して、第一コンプレッサインペラ８０を内包し、空気導入口及び空気吐出口を設けて構成される第一コンプレッサハウジング８１が配置されて結合し、また、タービンハウジング６９の他方側部に、第二ベアリングハウジング８２を介して、第二コンプレッサインペラ８３を内包し、空気導入口及び空気吐出口を設けて構成される第二コンプレッサハウジング８４が配置されて結合し、前記各部が一体化して対称型タービン式ターボチャージャー６２を構成している。
【００７３】  前記対称型タービンインペラ６３と、対称型タービンインペラ６３を挟んで両側部に位置する第一コンプレッサインペラ８０及び第二コンプレッサインペラ８３は、組み立て後に回転軸６４上のそれぞれの定位置に配置され、前記回転軸６４が、前記第一ベアリングハウジング７９と第二ベアリングハウジング８２における軸受・シール機構よって支持されている。
【００７４】  そして、図１における対称型コンプレッサインペラ１とコンプレッサハウジング２で構成するコンプレッサ側は、大気中の空気を吸引し加速させることが目的であり、よって、タービンインペラやタービンハウジングで構成するターボ側と比べ、本体温度は低く、また、その対称型コンプレッサインペラ１に接合する回転軸１６においても低い温度を保つが、図６における、エンジンから排出された排気ガスで回転する対称型タービンインペラ６３や、その対称型タービンインペラ６３を包むタービンハウジング６９、さらに高温の排気ガス中に露出する回転軸６４においては、耐熱性に優れた素材で対応する必要がある。
【００７５】  そこで、回転軸６４が、直接、排気ガス中に晒されないように、排気ガス室７５内における一方のタービンハウジング７１の中心部と、排気ガス室７６内における他方のタービンハウジング７２の中心部に、回転軸６４を通す中空状の孔を有す円錐形状に形作った遮熱筒８５ａと遮熱筒８５ｂをそれぞれ設けて対処した。前記遮熱筒８５ａ及び遮熱筒８５ｂは、排気ガスを排気管側に誘導する役目も有す。
円錐形状に形作った各遮熱筒８５ａ及び遮熱筒８５ｂを、耐熱性に優れた金属板で形作り、各排気ガス室７５及び排気ガス室７６側に固定する実施例も考えられる。
また、前記遮熱筒８５ａ及び遮熱筒８５ｂと回転軸６４間は直接接していない。
【００７６】  さらに、耐熱性に優れた金属で回転軸を製造し、金属製やセラミック製等のタービンロータと接合する方法も考えられる。
図７のように、対称型タービンインペラ６３と、排気ガス中に露出する回転軸６４の部分６４ａ及び部分６４ｂを、排気ガス熱に対応可能なセラミック素材で一体製造し、回転軸６４における排気ガス中に露出しない部分６４ｃ及び部分６４ｄを金属で製造し、両者間を接合して一体構成した対称型タービンインペラと回転軸も考えられる。
【００７７】  対称型タービン式ターボチャージャー６２におけるタービンハウジング６９や第一コンプレッサハウジング８１、第二コンプレッサハウジング８４等の分割位置は、色々な分割方法が考えられるが、図１の実施例で説明した、ツインタービン式ターボチャージャー３におけるコンプレッサハウジング２や第一タービンハウジング１０、第二タービンハウジング１５等と同様な分割方法の採用や、従来型のターボチャージャーと同様な方法を採用し組み立てるとよい。
【００７８】  そして、前記ツインタービン式ターボチャージャー６２は、エンジンから排出された排気ガスを二等分割する第一排気管８６及び第二排気管８７と固定され、前記第一排気管８６が、一方のタービンハウジング７１における排気ガス室７５と連通して固定し、また、前記第二排気管８７が、他方のタービンハウジング７２における排気ガス室７８と連通して固定されている。
さらに、前記第一排気管８６と第二排気管８７は、両排気管内を流れる排気ガスを同方向に流すように並列状に配管された部分を有し、そのＡ−Ａ´部分に、第一排気管８６と第二排気管８７を連通する第一連通孔８８と、前記第一連通孔８８を開状態又は閉状態に切り換える第一切換え弁８９が設けられている。
また、前記第一排気管８６と第二排気管８７は、図面上、両排気管を平面状に並列配管したが、実施に際しては、この限りではなく、図面上における上下方向を中心に回転させた配管も考えられる。
【００７９】  前記第一連通孔８８と、前記第一連通孔８８を開状態又は閉状態に切り換える第一切換え弁８９は、発進時や低速回転時のときには、前記第一切換え弁８９が第一連通孔８８を開状態となる位置で停止続け、第二排気管８７と他方のタービンハウジング７２間の連通を遮断し、第一排気管８６と第二排気管８７を連通状態に保ち続ける。
また、エンジン回転が高まり、予め、設定した切換え時期に至った時には、前記第一切換え弁８９が第一連通孔８８を閉状態となる位置で停止続け、第一排気管８６と第二排気管８７間の連通を遮断し、第一排気管８６が、一方のタービンハウジング７１間と連通状態を保ち続け、第二排気管８７が、他方のタービンハウジング７２間と連通する。
【００８０】  さらに、一方のタービンハウジング７１における排気ガス室７５には、第三排気管９０が固定されている。
前記第三排気管９０は、第三排気管９０内を流れる排気ガスが第二排気管８７内を流れる排気ガスと同方向に流れるように途中部分で第二排気管８７と並列状に配管され、その並列状に配管されたＢ−Ｂ´部分に、第二排気管８７と第三排気管９０間を連通する第二連通孔９１と、前記第二連通孔９１を開状態又は閉状態に切り換える第二切換え弁９２が設けられている。
前記第二連通孔９１と第二切換え弁９２の位置は、前記第一連通孔８８と第一切換え弁８９の位置より下流側に設定されている。
【００８１】  図６では、第二排気管８７と第三排気管９０が並列状に配管されているが、その並列状に配管されたＢ−Ｂ´部分に、第二連通孔９１と第二切換え弁９２を設けたために、説明上、第二排気管８７と第三排気管９０を左右に並列状に図示した。
従って、この限りではなく、実施に際しては、図８のように、他方のタービンインペラ６８の排気ガス吐出口７７を取り囲む排気ガス室７８や、第二コンプレッサハウジング８４を避け、第三排気管９０が直線状に近い形状となるように、前記排気ガス室７８や第二コンプレッサハウジング８４をかわすことができる側面部に、第三排気管９０を第二排気管８７と並列状に配管することにより、第三排気管９０に導かれた排気ガスを第二排気管８７が導く排気ガスにスムースに流し込むことができる。
他の実施例においても同様である。
【００８２】  前記第二連通孔９１と、第二連通孔９１を開状態又は閉状態に切り換える第二切換え弁９２は、発進時や低速回転時のときには、第二切換え弁９２が第二連通孔９１を開状態となる位置で停止し続け、第二排気管８７と第三排気管９０間を連通させる。
第二排気管８７と第三排気管９０間が連通することによって、一方のタービンハウジング７１が内包する一方のタービンインペラ６７を回転させた後の排気ガスを、他方のタービンハウジング７２が内包する他方のタービンインペラ６８に供給する。
【００８３】  また、エンジン回転が高まり、予め、設定した切換え時期に至った時には、第二切換え弁９２が第二連通孔９１を閉状態となる位置で停止し続け、第二排気管８７と第三排気管９０間の連通を遮断する。
第二排気管８７と第三排気管９０間の連通を遮断することによって、第一排気管８６が、一方のタービンハウジング７１に連通して一方のタービンインペラ６７を回転させ、第二排気管８７が、他方のタービンハウジング７２に連通して他方のタービンインペラ６８を回転させる。
【００８４】  上記構成により、発進時や低速回転時のときには、第二排気管８７が導く排気ガスは第一排気管８６が導く排気ガスに流れ込み、エンジンから排出された全ての排気ガスが、第一排気管８６側から一方のタービンハウジング７１が内包する一方のタービンインペラ６７に供給される。
【００８５】  さらに、一方のタービンハウジング７１に流れ込んで一方のタービンインペラ６７を回転させた後の、まだ、排気ガスエネルギーを有す排気ガスは、第三排気管９０から第二排気管８７が導く排気ガスに流れ込み、他方のタービンハウジング７２が内包する他方のタービンインペラ６８を回転させる。
【００８６】  よって、一方のタービンインペラ６７を回転させ、次に、他方のタービンハウジング７７に流れ込んで他方のタービンインペラ６８を回転させることで、対称型タービンインペラ６３は勢いよく回転し、同時に、第一コンプレッサハウジング８２が吸込んだ空気を第一コンプレッサインペラ８１によって加速してエンジン側へ過給するとともに、第二コンプレッサハウジング８５が吸込んだ空気を第二コンプレッサインペラ８４によって加速してエンジン側へ過給する。
【００８７】  また、エンジン回転が高まり、予め、設定した切換え時期に至った時には、前記第一切換え弁８９が第一連通孔８８を閉状態となる位置で停止し続け、第一排気管８６は、引き続き、一方のタービンハウジング７１に排気ガスを供給し続けて一方のタービンインペラ６７を回転させ、また、第二切換え弁９２も第二連通孔９１を閉状態となる位置で停止し続けるため、第二排気管８７は、他方のタービンハウジング７２と連通し排気ガスを供給して他方のタービンインペラ６８を回転させる。
【００８８】  よって、前記第一排気管８６に導かれた排気ガスは、一方のタービンハウジング７１が内包する一方のタービンインペラ６７に供給され続け、また、前記第二排気管８７に導かれた排気ガスは、他方のタービンハウジング７２が内包する他方のタービンインペラ６８に供給され続け、対称型タービンインペラ６３は勢いよく回転する。
さらに、第一コンプレッサハウジング８１が内包する第一コンプレッサインペラ８０と、第二コンプレッサハウジング８４が内包する第二コンプレッサインペラ８３も勢いよく回転し、第一コンプレッサハウジング８１及び第二コンプレッサハウジング８４は、各空気導入口から吸込んだ空気を加速し各空気吐出口からエンジン側へ過給する。
【００８９】  そして、上述した第一切換え弁８９及び第二切換え弁９２は、エンジン回転が高まり、予め、設定した切換え時期に至った時、前記第一切換え弁８９が第一連通孔８８を閉状態となる位置で停止し続け、第二排気管８７と他方のタービンハウジング７２間を連通させ、第二切換え弁９２が第二連通孔９１を閉状態となる位置で停止し続け、一方のタービンハウジング７１から排出された排気ガスを大気側へ放出させたが、第一連通孔８８と第二連通孔９１を同時期に閉状態としたとき、切換え時の回転数にもよるが、エンジン回転が円滑に回転上昇しない場合も考えられる。
【００９０】  そこで、エンジン回転が円滑に回転上昇しない場合に対応するためには、一方のタービンインペラ６７や他方のタービンインペラ６８、第一コンプレッサインペラ８０や第二コンプレッサインペラ８３等を始め、各部の形状や寸法、また、第一切換え弁８９や第二切換え弁９２の弁開閉時期等の最適化、さらに、第二切換え弁９２の弁閉時期を第一切換え弁８９の弁閉時期に対して遅らせる等、設計や実験等を踏まえた上で適宜・決定し対応する必要がある。
【００９１】  例えば、第一連通孔８８と第二連通孔９１を同時に閉状態としたとき、切換え時の回転数にもよるが、エンジン側への過給量の落ち込みが生じることも考えられる。
その一対応策として、第二切換え弁９２の弁閉時期を第一切換え弁８９の弁閉時期に対して遅らせ、他方のタービンハウジング７２が内包する他方のタービンインペラ６８に排気ガスを供給し続けることによって、対称型タービンインペラ６３を円滑に回転上昇させる方法が考えられる。
さらに、他方のタービンハウジング７２が内包する他方のタービンインペラ６８に供給する排気ガス量と大気側へ放出する排気ガス量の割合を第二切換え弁９２の弁開度によって調整する方法等も考えられ、これらも実際に設計や実験等を踏まえた上で適宜・決定する。
【００９２】  そして、第一切換え弁８９と第二切換え弁９２の駆動には、エンジンの回転数に対応して吸気管内の負圧力やソレノイド、モーターやステッピング・モータの駆動力によって連動させて駆動する方法等が考えられ、また、上述したように、第二切換え弁９２弁開度を調整する機構も備えておくとよい。
【００９３】  また、上記以外のターボチャージャーも考えられ、図９のように、回転軸１０１を支持するベアリングハウジング９５を中央に配置し、そのベアリングハウジング９５の一方に、対称型タービンインペラ９８を内包するタービンハウジング９９で構成したターボ側を配置し、前記ベアリングハウジング９５の他方に、対称型コンプレッサインペラ９６を内包するコンプレッサハウジング９７で構成したコンプレッサ側を配置し、一体化した構成のターボチャージャー１００も考えられる。
このターボチャージャー１００では、上述した図１における対称型コンプレッサインペラ１及び、その対称型コンプレッサインペラ１を内包するコンプレッサハウジング２で構成するコンプレッサ側と、上述した図６における対称型タービンインペラ６３及び、その対称型タービンインペラ６３を内包するタービンハウジング６９で構成するターボ側を組み合わせて構成されている。
【００９４】  タービンインペラ９８が回転軸１０１一方端部に接合され、また、回転軸１０１他方端部に対称型コンプレッサインペラ９６がねじ止めされ、前記回転軸１０１が、ベアリングハウジング９５における軸受・シール機構よって支持され、さらに、前記軸受・シール機構には、外部より油を循環させて各部の潤滑や冷却を図っている。
【００９５】  前記対称型タービンインペラ９８と回転軸１０１間は接合され一体化されるが、その回転軸１０１の部分１０１ａにおいては、排気ガスの耐熱方法として、図６の実施例における各遮熱筒８５ａ及び遮熱筒８５ｂのように、回転軸の部分１０１ａを覆うように、中空状で円錐形状に形作り対処した。
【００９６】  図９のターボチャージャー１００では、対称型コンプレッサインペラ９６と対称型タービンインペラ９８を回転軸１０１の両端にそれぞれ配置して固定したため、コンプレッサハウジング９７における外側面１０２及びタービンハウジング９９における外側面１０３は、それぞれ塞がれている。
【００９７】  そして、図９では、回転軸１０１を支持するベアリングハウジング９５を中央に配置したが、図９の対称型コンプレッサインペラ９６の外側面１０２における点線部分にベアリングハウジングを増設し、対称型コンプレッサインペラ９６側の回転軸を伸ばして、増設したベアリングハウジングで支持する方法も考えられ、二ヶ所で回転軸を支持することにより、回転軸の回転精度を高め、安定した回転精度を維持することができる。
前記対称型コンプレッサインペラ９６における外側面１０２は、対称型タービンインペラ９８を内包するタービンハウジング９９における外側面１０３と比べて温度が低く、軸受・シール機構の潤滑や冷却がしやすく、安定的に回転軸を支持することができる。
【００９８】  前記対称型コンプレッサインペラ９６と、その対称型コンプレッサインペラ９６を内包するコンプレッサハウジング９７で構成したコンプレッサ側は、上述した図１の対称型コンプレッサインペラ１と、その対称型コンプレッサインペラ１を内包するコンプレッサハウジング２とほぼ同様な構造を採用し、また、前記対称型タービンインペラ９８と、その対称型タービンインペラ９８を内包するタービンハウジング９９で構成したターボ側は、上述した図６の対称型タービンインペラ６３と、その対称型タービンインペラ６３を内包するタービンハウジング６９とほぼ同様な構造を採用しているため、コンプレッサ側及びターボ側に関する各部の説明は省略する。さらに、排気系においても、図６における排気管と同様な構成を採用しているため、各部の説明は省略する。
【００９９】  次に、作動について図９を参照して説明する。
上記のように構成されたターボチャージャー１００は、発進時や低速回転時のときには、第一切換え弁１０４が第二排気管１０５と他方のタービンハウジング１０６間の連通を遮断し、第一連通孔１０７を開状態に保つ位置で停止続けることによって、第一排気管１０８と第二気管１０５間を連通状態に保つ。
さらに、第二切換え弁１０９が、第二連通孔１１０を開状態となる位置で停止し続け、第二排気管１０５と第三排気管１１１間を連通させ、第三排気管１１１と大気側の連通を遮断する。
【０１００】  よって、第一排気管１０８が導く排気ガスに第二排気管１０５が導く排気ガスが流れ込む排気経路が構築されるとともに、一方のタービンハウジング１１２から排出された排気ガスが、第三排気管１１１を経由して他方のタービンハウジング１０６に流れ込む排気経路が構築される。
【０１０１】  そして、エンジンから排出された全ての排気ガスが、第一排気管１０８側から一方のタービンハウジング１１２が内包する一方のタービンインペラ１１３に供給され、また、第二排気管１０５と第三排気管１１１間が連通しているため、一方のタービンハウジング１１２が内包する一方のタービンインペラ１１３を回転させた後の排気ガスが、他方のタービンハウジング１０６が内包する他方のタービンインペラ１１４に供給される。
【０１０２】  一方のタービンインペラ１１３を回転させ、次に、他方のタービンハウジング１０６に流れ込んで他方のタービンインペラ１１４を回転させることで対称型タービンインペラ９８は勢いよく回転し、さらに、一方のコンプレッサインペラ１１５と他方のコンプレッサインペラ１１６によって構成された対称型コンプレッサインペラ９６は、空気吸込み口１１７から吸込んだ空気を一方のコンプレッサインペラ１１５が加速して空気吐出口１１８よりエンジン側へ過給するとともに、空気吸込み口１１９から吸込んだ空気を他方のコンプレッサインペラ１１６が加速して空気吐出口１１８よりエンジン側へ過給する。
【０１０３】  さらに、エンジン回転が高まり、予め、設定した切換え時期に至った時には、第一切換え弁１０４が、第一連通孔１０７を閉状態に保つ位置で停止続けることによって、第一排気管１０８と第二排気管１０５間の連通は遮断され、第一排気管１０８は、一方のタービンハウジング１１２と連通する排気ガス経路が構築され、第二排気管１０５は、他方のタービンハウジング１０６と連通する排気ガス経路が構築される。
また、第二切換え弁１０９が、第二連通孔１１０を閉状態となる位置で停止し続け、第二排気管１０５と第三排気管１１１間の連通が遮断されるため、第三排気管１１１は、大気中と連通する排気ガス経路が構築され、第二排気管１０５は、他方のタービンハウジング１０６と連通する排気ガス経路が構築され、他方のタービンインペラ１１４を回転させた後、第四排気管９４から大気中に放出される。
【０１０４】  よって、第一排気管１０８に導かれた排気ガスは、一方のタービンハウジング１１２が内包する一方のタービンインペラ１１３に供給され続け、また、第二排気管１０５に導かれた排気ガスは、他方のタービンハウジング１０６が内包する他方のタービンインペラ１１４に供給され、高速回転域に至っても一方のタービンインペラ１１３や他方のタービンインペラ１１４を通過する排気ガスが詰まらず流れるため、一方のタービンインペラ１１３や他方のタービンインペラ１１４、さらに、回転軸上に配置・固定された対称型コンプレッサインペラ９６も勢い良く回転上昇し、高速回転域に至っても過給効果を高められる。
【０１０５】  図９のターボチャージャー１００は、上述した構成を採用したため、ターボチャージャー本体のコンパクト化と軽量化を図れるとともに、対称型コンプレッサインペラ９６及び対称型タービンインペラ９８の小径化により、過給効果を高め、低中速回転域から高速回転域までエンジン・レスポンスとトルク及び出力を高めることができる。
【０１０６】  上述した各ターボチャージャーのターボ側において、第一連通孔と第一切換え弁、第二連通孔と第二切換え弁等を設けた場合においては、前記第一切換え弁及び第二切換え弁を開閉することによって排気ガス経路をコントロールし、各回転域における過給効果を高めたが、コンプレッサ側に対しては、特別設けていない。
【０１０７】  しかし、発進時や低速回転時において、さらに高いトルクを得るために、対称型コンプレッサインペラ及びその対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジングで構成するコンプレッサ側においても、ターボ側に設けた第一排気管、第二排気管、第三排気管、さらに、第一連通孔と第一切換え弁、第二連通孔と第二切換え弁等に該当する、第一吸気管、第二吸気管、第三吸気管、さらに、第三連通孔と第三切換え弁、第四連通孔と第四切換え弁等を設け、一方のコンプレッサインペラが加圧した空気を他方のコンプレッサインペラへ供給しさらに加圧する吸気経路を構築することによって、発進時や低速回転時に高い過給圧を得られるターボチャージャー１２０も考えられる。
【０１０８】  図１０は、その実施例で、コンプレッサ側においては、回転軸１２３に支持されるハブ１２４と前記ハブ中央部から円形状に形作られた背板部１２５の両側面間に、一方のコンプレッサインペラ１２６と他方のコンプレッサインペラ１２７が前記背板部１２５を挟んで背中合わせ状態に配置され、前記ハブ１２４、背板部１２５、一方のコンプレッサインペラ１２６、他方のコンプレッサインペラ１２７の各部が一体化され構成された対称型コンプレッサインペラ１２１と、その対称型コンプレッサインペラ１２１を内包するコンプレッサハウジング１２２によって構成されている。
【０１０９】  さらに、前記背板部１２５は、対称型コンプレッサインペラ１２１を包むコンプレッサハウジング１２２内部を、一方のコンプレッサインペラ１２６を内包する一方のコンプレッサハウジング１２８と他方のコンプレッサインペラ１２７を内包する他方のコンプレッサハウジング１２９に極力二分割するために、ハブ中央部から放射状で円形状に形作り、また、前記背板部１２５の外周に相対すコンプレッサハウジング１２２側には、前記背板部１２５の外周と僅かな隙間を持って位置する間仕切り板１３０を設けた。
【０１１０】  また、前記コンプレッサハウジング１２２側に設けた間仕切り板１３０においては、コンプレッサハウジング１２２本体と一体成形で製造する方法や、予め、間仕切り板１３０を単体で製造し、コンプレッサハウジング１２２組み立て時に、間仕切り板１３０を挟み込んで螺子や嵌合等によって一体化する方法が考えられ、予め、間仕切り板１３０を単体で製造した場合には、間仕切り板１３０の厚さを薄く設定することが出来る。
前記間仕切り板１３０の製造方法は、図面１を始め図面３〜５におけるコンプレッサハウジングや、図面６におけるタービンハウジング、また、図面９、１０におけるコンプレッサハウジング及びタービンハウジングにおいても同様な製造方法を採用するとよい。
【０１１１】  そして、前記一方のコンプレッサハウジング１２８には、一方のコンプレッサインペラ１２６の空気吸込み口１３１を取り囲む一方の空気室１３２が形成され、前記一方の空気室１３２に第一空気導入管１３３が連通して固定され、また、一方のコンプレッサインペラ１２６によって加圧した空気の空気吐出し口１３４に第一吸気管１３５が連通して固定されている。
【０１１２】  さらに、前記他方のコンプレッサハウジング１２９には、他方のコンプレッサインペラ１２７の空気吸込み口１３６を取り囲む他方の空気室１３７が形成され、前記他方の空気室１３７に第二空気導入管１３８が連通して固定され、また、他方のコンプレッサインペラ１２７によって加圧した空気の空気吐出し口１３９に第二吸気管１４０が連通して固定され、前記第一吸気管１３５と第二吸気管１４０は、合流して第四吸気管１４１となってエンジン側に連通している。
【０１１３】  前記第一吸気管１３５には、前記他方の空気室１３７に連通する第三吸気管１４２が連結し、前記第一吸気管１３５と第三吸気管１４２が連通する第三連通孔１４３に、前記第一吸気管１３５と第三吸気管１４２の連通を開閉する第三切換え弁１４４が設けられ、さらに、第三吸気管１４２が他方の空気室１３７と連通する第四連通孔１４５に、前記第一吸気管１３１と第三吸気管１３７の連通を開閉する第四切換え弁１４６が設けられている。
また、前記第三連通孔１４３と第三切換え弁１４４は、第一吸気管１３５と第二吸気管１４０が合流する手前側に設けられている。
【０１１４】  前記第三切換え弁１４４は、発進時や低速回転時のときには、第三連通孔１４３を開状態となる位置で停止続け、第一吸気管１３５と第四吸気管１４１の連通を遮断し、さらに、前記第四切換え弁１４６が第四連通孔１４５を開状態となる位置で停止続けることによって、一方のコンプレッサインペラ１２６が加圧した空気を第三吸気管１４２経由で他方のコンプレッサインペラ１２７へ供給する吸気経路が構築される。
【０１１５】  よって、発進時や低速回転時におけるターボ側においては、図６や図９の実施例におけるターボ側と同様に、すべての気筒から排出された排気ガスが、図１０における第一タービンインペラ１４７へ供給される排気通路が構築されるため、小径化され慣性力が低減した第一タービンインペラ１４７は勢い良く回転上昇し、さらに、前記第二切換え弁１４８も開かれ、第二連通孔１４９が閉状態となることによって、第三排気管１５０と第二タービンハウジング１５１間が連通する排気通路が構築され、第一タービンインペラ１４７を回転させた後の、まだ、エネルギーを有す排気ガスが、第二タービンハウジング１５１が内包する第二タービンインペラ１５２に供給され、第一タービンインペラ１４７及び第二タービンインペラ１５２を有す対称型タービンインペラ１５３は勢い良く回転上昇する。
【０１１６】  そして、コンプレッサ側においては、一方のコンプレッサインペラ１２６によって加速された空気が、第三吸気管１４２を経て、空気吸込み口１３６から他方のコンプレッサインペラ１２７に供給されさらに加速され、その過給圧を高めた空気が、第二吸気管１４０から第四吸気管１４１を経てエンジン側に供給される。
よって、発進時や低速回転時において、さらに過給効果を高められ、高いトルクを得ることができる。
【０１１７】  また、エンジン回転が高まり、予め、設定した切換え時期に至ったときには、前記第三切換え弁１４４は、第三連通孔１４３を閉状態となる位置で停止続け、第一吸気管１３５と第四吸気管１４１を連通させ、一方のコンプレッサインペラ１２６が加速された空気を第四吸気管１４１に流す吸気経路が構築され、その加速された空気が第四吸気管１４１を経てエンジン側に供給され、前記第四切換え弁１４６が第四連通孔１４５を閉状態となる位置で停止続け、他方のコンプレッサインペラ１２７によって加速された空気を第二吸気管１４０から第四吸気管１４１に流す吸気経路が構築され、その加速された空気が第四吸気管１４１を経てエンジン側に供給される。
よって、全回転域にわたって過給効果を高め、低中速回転域から高速回転域までエンジン・レスポンスとトルク及び出力をさらに高めることができる。
【０１１８】  前記対称型コンプレッサインペラ１２１における一方のコンプレッサインペラ１２６と他方のコンプレッサインペラ１２７の各寸法や羽根の形状等は、背板部１２５を中心面として各寸法や羽根の形状等、仕様を統一化した場合と、特に、発進時や低速回転時において、過給圧を高めるため、始めに一方のコンプレッサインペラ１２６が加速した空気を他方のコンプレッサインペラ１２７がさらに加速し高める各寸法や羽根の形状等を採用した場合が考えられ、エンジンに求める出力特性に適応した仕様を各コンプレッサインペラに設定するとよい。
【０１１９】  なお、上述したターボチャージャー１２０におけるターボ側に関しては、図９に示すターボチャージャー１００のターボ側と同様な構成を採用した。よって、ターボ側の構成等の説明は省略した。
【０１２０】  そして、前記対称型コンプレッサインペラ１２１が回転軸１２３一方端部にねじ止めされ、回転軸１２３他方端部に対称型タービンインペラ１５３が接合され、前記回転軸１２３は、ベアリングハウジング１５４における軸受・シール機構よって支持され、さらに、前記軸受・シール機構には、外部より油を循環させて各部の潤滑や冷却を図っている。
【０１２１】  上述した、図９に示すターボチャージャー１００や図１０に示すターボチャージャー１２０においては、ベアリングハウジングが支持する回転軸の両端部に、対称型コンプレッサインペラと対称型タービンインペラをそれぞれ配置・固定した構成を採用したため、上述した効果を確保するとともに、ターボチャージャー本体のコンパクト化が図れ、ターボチャージャー本体の配置位置や、ターボチャージャーを装着したエンジン本体の配置位置等に対して設計の自由度が増す。
【０１２２】  また、上述した、対称型コンプレッサインペラ１２１と、その対称型コンプレッサインペラ１２１を内包するコンプレッサハウジング１２２、さらに、第一吸気管１３５、第二吸気管１４０、第三吸気管１４２、第三連通孔１４３と第三切換え弁１４４、第四連通孔１４５と第四切換え弁１４６等を設けて構成されたコンプレッサ側を、前述した各ターボチャージャーにおけるコンプレッサ側に採用し組み合わせたターボチャージャーも充分に考えられる。
【０１２３】  そして、上述したツインタービン式ターボチャージャー３を始め、対称型タービン式ターボチャージャー６２やターボチャージャー１００、ターボチャージャー１２０等におけるいては、第一排気管及び第二排気管や、第一切換え弁、第一連通孔、また、第二切換え弁、第二連通孔、そして、第三排気管等を設けて構成することで、本出願の目的を達成することができるが、特に、第一排気管及び第二排気管や、第一切換え弁、第一連通孔、また、第二切換え弁、第二連通孔、そして、第三排気管等に関しては、個々のエンジンに適応した仕様が求められる。
【０１２４】  そこで、ターボチャージャー本体においては、第一排気管及び第二排気管や、第一切換え弁、第一連通孔、また、第二切換え弁、第二連通孔、そして、第三排気管等を含んで一体化した場合と、図１における、Ｃ−Ｃ´やＤ−Ｄ´また、Ｇ−Ｇ´、Ｈ−Ｈ´を境目として、対称型コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジング、回転軸を支持するベアリングハウジング、また、タービンインペラを内包するタービンハウジング等で構成された部分をターボチャージャー本体とし、第一排気管及び第二排気管や、第一切換え弁、第一連通孔、また、第二切換え弁、第二連通孔、そして、第三排気管等を別体で製造し、前記ターボチャージャー本体と組み合わせてエンジンに装着する場合等が考えられる。
【０１２５】  また、図１０に示すコンプレッサ側においても上述したターボチャージャー本体と同様に、第一吸気管、第二吸気管、第三吸気管、さらに、第三連通孔と第三切換え弁、第四連通孔と第四切換え弁等を含んで一体化した場合と、第一吸気管、第二吸気管、第三吸気管、さらに、第三連通孔と第三切換え弁、第四連通孔と第四切換え弁等を別体で製造し、コンプレッサインペラを内包するコンプレッサハウジング、回転軸を支持するベアリングハウジング、また、タービンインペラを内包するタービンハウジング等で構成されたターボチャージャー本体と組み合わせてエンジンに装着する場合が考えられる。
従って、ターボチャージャー本体と各連通孔及び各切換え弁を備えた各排気管や、各連通孔及び各切換え弁を備えた各吸気管等の境目は、適宜設定することとし、各境目は図示していない。
【０１２６】  図１から図１０の各実施例における図面は概略説明図であり、よって、各部の形状を始め、各排気管の形状や取り回し方、また、ターボチャージャー本体と各排気管や各吸気管等の境目や、組み合わせ方等は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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