JP3561483B2 - 過給機のタービンハウジング - Google Patents
過給機のタービンハウジング Download PDFInfo
- Publication number
- JP3561483B2 JP3561483B2 JP2001156294A JP2001156294A JP3561483B2 JP 3561483 B2 JP3561483 B2 JP 3561483B2 JP 2001156294 A JP2001156294 A JP 2001156294A JP 2001156294 A JP2001156294 A JP 2001156294A JP 3561483 B2 JP3561483 B2 JP 3561483B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scroll
- turbine housing
- exhaust gas
- turbine
- scroll portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気タービン駆動式の過給機のタービンハウジングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の過給機のタービンハウジングとしては、例えば図９〜図１１に示した態様のものが知られており、このタービンハウジングを備えた過給機は、その過給圧をコントロールするために車両に装着されて用いられるようになっている。図９は従来技術に係るタービンハウジングを示す正面図である。図１０は従来技術に係るタービンハウジングを示す背面図である。図１１は従来技術に係るタービンハウジングを示す横断面図であって、図９のＡ−Ａ線断面図である。
【０００３】
図９〜図１１に示すように、このタービンハウジング１０１は、渦巻き状の排気ガス流路を形成する金属製のスクロール部１０２と、該スクロール部１０２を隙間のある状態で被包した金属製のカバー部１０３と、スクロール部１０２及びカバー部１０３が取着される金属製のフランジ部１０４，１０５，１０６とを備えている。また、タービンハウジング１０１の内部には、図１１中に二点鎖線で示したタービンブレード１０７を備えたタービン１０８が収容されるようになっている。
【０００４】
スクロール部１０２とタービンブレード１０７との間には、タービン１０８の性能を高めるために微小なクリアランスが設定されている。カバー部１０３は、２分割された部材から形成されており、それらが溶接により接合されて一体化している。スクロール部１０２及びカバー部１０３の両端部は、溶接によってフランジ部１０５，１０６に固着されている。
【０００５】
また、タービンハウジング１０１には、スクロール部１０２内へ排気ガスを導入する排気ガス導入口１０９と、スクロール部１０２内の余分な排気ガスをバイパスしてウェストゲートポート１１３から排出するバイパス流路１１０と、スクロール部１０２内を流通した排気ガスを排出する排気ガス排出口１１１と、タービン１０８を挿通するための挿通孔１１２とが形成されている。
【０００６】
このタービンハウジング１０１においては、排気ガス導入口１０９側のフランジ部１０４には図示しないエキゾーストマニホルドが接続され、排気ガス排出口１１１及びウェストゲートポート１１３側のフランジ部１０５には図示しないエルボが接続されるようになっている。また、挿通孔１１２側のフランジ部１０６には図示しないセンターハウジングの一端部が接続され、該センターハウジングの他端部には図示しないコンプレッサーハウジングが接続されるようになっている。従来技術に係る過給機は、タービンハウジング１０１、タービン１０８、センターハウジング、コンプレッサーハウジング、ウェストゲートバルブ等を備えている。
【０００７】
そして、エキゾーストマニホルドから排気ガス導入口１０９を介してスクロール部１０２内へ導入された排気ガスにおいては、余分な排気ガスはバイパス流路１１０を介してウェストゲートポート１１３からエルボ側へ排出調整され、排出調整されなかった（スクロール部１０２内を流通した）排気ガスはタービンブレード１０７に当たってタービン１０８を回転（駆動）させると同時に排気ガス排出口１１１を介してエルボ側へ排出されるように設定されている。
【０００８】
ここで、ウェストゲートポート１１３は、スクロール部１０２内における排気ガスの流量が過剰な場合（過給機の過給圧が過剰な場合）、例えば車両のエンジンの回転数が高回転域（例えば４０００ｒｐｍ以上）の場合には、図示しないウェストゲートバルブによって開放されるようになっており、逆に排気ガスの流量が過剰でない場合（過給機の過給圧が過剰でない場合）、例えばエンジンの回転数が低回転域（例えば４０００ｒｐｍ未満）の場合には、ウェストゲートバルブによって閉塞されるように設定されている。このようなウェストゲートバルブの制御により、タービン１０８を必要以上に回転させること等を防止して、スクロール部１０２内を流通する排気ガスの流量を良好な状態で保持するようにしている。つまり、タービンハウジング１０１を備えた過給機の過給圧を良好な状態となるようにコントロールしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術に係る過給機のタービンハウジング１０１では、ウェストゲートバルブ等を用いて制御しなければ、スクロール部１０２内を流通する排気ガスの流量を良好な状態で保持することができなかった。また、タービンハウジング１０１にウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート１１３等を設ける必要があることから、タービンハウジング１０１、ひいては過給機の大型化及び重量増を招いていた。更に、従来技術に係るタービンハウジング１０１では、例えばタービン１０８の回転に起因した振動音等の騒音が発生してしまうおそれがあった。
【００１０】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ウェストゲートバルブ等を用いなくてもスクロール部内を流通する排気ガスの流量を自動的に調整することができると共に、小型化及び軽量化を図ることの可能な過給機のタービンハウジングを提供することにある。また、他の目的は、振動音等の騒音を抑制することの可能な過給機のタービンハウジングを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、渦巻き状の排気ガス流路を形成する金属製のスクロール部と、該スクロール部を隙間のある状態で被包した金属製のカバー部と、前記スクロール部及び前記カバー部が取着される金属製のフランジ部とを備え、内部にタービンが収容される過給機のタービンハウジングにおいて、前記スクロール部を第１スクロール部と第２スクロール部とに分割形成し、その分割形成した第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方を更に半割状となるように分割形成し、その半割状に分割形成したもの同士をスライド可能な状態で組み合わせて開閉可能とすると共に、第１スクロール部と第２スクロール部とをスライド可能な状態で嵌合させるようにしたことをその要旨としている。
【００１２】
上記請求項１に記載の発明によれば、排気ガスが、渦巻き状の排気ガス流路を形成する金属製のスクロール部内に流通すると、その排気ガスの熱に起因してスクロール部がその外方へ向かって熱膨張すると共に、排気ガスが、タービンハウジングの内部に収容されるタービンのタービンブレードに当たってタービンを回転（駆動）させる。
【００１３】
この場合、スクロール部は、第１スクロール部と第２スクロール部とに分割形成され、しかも第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方が更に半割状となるように分割形成されており、その半割状に分割形成されたもの同士がスライド可能な状態で組み合わされて開閉可能となると共に、第１スクロール部と第２スクロール部とがスライド可能な状態で嵌合されている。そのため、スクロール部内を流通する排気ガスによって、半割状に分割形成されたもの同士を組み合わせた部分がスライドしたり、第１スクロール部と第２スクロール部との嵌合部分がスライドしたりすることが可能である。
【００１４】
すなわち、本発明における過給機のタービンハウジングは、そのスクロール部に設けられたスライド構造により、スクロール部の容量が可変可能な構造となっており、タービンハウジングのスクロール部内を流通する排気ガスの流量に対応してスクロール部の容量も変化する。この場合、排気ガスの流量が多くなるのに伴い、スクロール部の容量は増大する傾向となり、逆に排気ガスの流量が少なくなるのに伴い、スクロール部の容量は減少する傾向となる。
【００１５】
特に、半割状に分割形成されたもの同士を組み合わせた部分がスライドする場合には、その組み合わせた部分が開閉可能となっているため、スクロール部内を流通する排気ガスの流量に対応して前記組み合わせた部分の閉鎖状態と開放状態との切り替えが行われるようになる。
【００１６】
より詳しく説明すると、閉鎖状態〔スクロール部内を流通する排気ガスの流量が過剰でない場合、すなわち車両のエンジンの回転数が低回転域（例えば４０００ｒｐｍ未満）の場合〕では、スクロール部内とカバー部内との連通状態が遮断されており、開放状態〔スクロール部内を流通する排気ガスの流量が過剰な場合、すなわち車両のエンジンの回転数が高回転域（例えば４０００ｒｐｍ以上）の場合〕では、スクロール部内とカバー部内とが連通状態となる。
【００１７】
この開放状態（連通状態）において、スクロール部内とカバー部内とが連通状態になると、スクロール部の容量に加えてカバー部の容量も活用され、排気ガスの流通する部分の容量が大幅に増大する。換言すれば、開放状態（連通状態）になることで、余分な排気ガスがスクロール部内からカバー部内へ排出されて、スクロール部内を流通する排気ガスの流量が良好な状態で保持されるようになり、タービンを必要以上に回転させることが防止される。
【００１８】
以上のように、本発明における過給機のタービンハウジングのスクロール部内を流通する排気ガスの流量に対応させて、タービンハウジング内の排気ガスの流通する部分の容量を可変可能となるように設定することで、従来技術のようにウェストゲートバルブ等を用いなくても、スクロール部内を流通する排気ガスの流量が自動的に調整されて良好な状態で保持されるようになる。
【００１９】
また、上述したように、スクロール部内を流通する排気ガスの流量を自動的に調整することが可能となるため、従来技術で用いたウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート等が不要となり、タービンハウジング、ひいては過給機の小型化及び軽量化が図られる。加えて、過給機のタービンハウジングにウェストゲートポート及びウェストゲートバルブ等を設けなくても済むことで、タービンハウジングの設計自由度も増す。
【００２０】
更に、金属製のスクロール部と金属製のカバー部との間には隙間が形成されていると共に、スクロール部がカバー部で被包されているため、隙間が断熱層の役割を果たすと共に、カバー部が排気ガスの温度を保持する役目を果たすようになる。そのため、排気ガスの熱が外部に伝達されにくくなり（奪われにくくなり）、排気ガスの熱エネルギーの有効利用が図られることとなる。すなわち、排気ガスの熱エネルギーを利用することにより、車両のエンジンの始動直後において、タービンハウジングの下流側に配設される触媒の活性化温度に達するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の過給機のタービンハウジングにおいて、前記第１スクロール部と前記第２スクロール部とをスライド可能な状態で嵌合させる部分のうち、少なくとも一方に拡径部又は縮径部を形成したことをその要旨としている。
【００２２】
上記請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方に形成された拡径部又は縮径部により、第１スクロール部と第２スクロール部とをスライド可能な状態で嵌合させる際に、その嵌合作業が簡単、かつ、確実に行われるようになる。また、拡径部又は縮径部により、第１スクロール部と第２スクロール部との嵌合部分がスライドし易くなる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の過給機のタービンハウジングにおいて、前記第１スクロール部及び前記第２スクロール部の少なくとも一方と前記カバー部との間に金属メッシュを介在させたことをその要旨としている。ここで、「金属メッシュ」とは、金属線を編み込んで所定形状となるように形成したものをいう。
【００２４】
上記請求項３に記載の発明によれば、請求項１，請求項２に記載の発明の作用に加えて、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方とカバー部との間に介在された金属メッシュにより、例えばタービンの回転に起因した振動音等の騒音が吸収・緩和されて抑制される。また、金属メッシュの介在により、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方とカバー部との間の隙間が確実に保持される。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、渦巻き状の排気ガス流路を形成する金属製のスクロール部と、該スクロール部を隙間のある状態で被包した金属製のカバー部と、前記スクロール部及び前記カバー部が取着される金属製のフランジ部とを備え、内部にタービンが収容される過給機のタービンハウジングにおいて、前記スクロール部を半割状となるように分割形成すると共に、その半割状に分割形成したもの同士をスライド可能な状態で組み合わせて開閉可能となるようにしたことをその要旨としている。
【００２６】
上記請求項４に記載の発明と上記請求項１に記載の発明との相違点は、主にスクロール部を第１スクロール部と第２スクロール部とに分割形成して両者をスライド可能な状態で嵌合させたことであるため、請求項４に記載の発明によっても請求項１に記載の発明に準じた作用が奏される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す横断面図であって、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図２はスクロール部及びカバー部の一部を拡大して示す断面図であって、第２スクロール部の開放状態を示す断面図である。図３は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す正面図である。図４は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す縦断面図であって、図５のＣ−Ｃ線断面図である。図５は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す側面図である。図６は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す背面図である。図７は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す側面図である。
【００２８】
図１〜図７に示すように、排気タービン駆動式の過給機のタービンハウジング１１は、耐熱性及び耐食性に優れた熱容量の小さなステンレス鋼にて形成されたスクロール部１２と、同じくステンレス鋼にて形成されたカバー部１３と、スクロール部１２に外嵌されたＳＵＳメッシュ１４と、フランジ部１５，１６，１７とを備えている。また、タービンハウジング１１の内部には、図１中に二点鎖線で示したタービンブレード１８を備えたタービン１９が収容されるようになっている。本実施の形態において、このタービンハウジング１１は、内管に相当するスクロール部１２と外管に相当するカバー部１３との二重管構造を有しており、スクロール部１２がカバー部１３によって隙間のある状態で被包されている。
【００２９】
また、本実施の形態のタービンハウジング１１は、３つのフランジ部１５，１６，１７を備えており、これらのフランジ部１５，１６，１７に対してカバー部１３及びスクロール部１２が溶接で接合されている。フランジ部１５，１６，１７は、耐熱性及び耐食性に優れたステンレス鋼鋳鋼にて形成された鋳物である。
【００３０】
図１，図４に示すように、排気ガス流路を形成するためのスクロール部１２は、渦巻状に形成されており、第１スクロール部１２ａと第２スクロール部１２ｂとに分割形成されている。また、第２スクロール部１２ｂは、更に半割状となるように分割形成されており、半割部１２ｃと半割部１２ｄとを備えている。第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃ，１２ｄは、スピニング成形によって所定形状にそれぞれ形成されている。
【００３１】
図４に示されるように、第１スクロール部１２ａは、フランジ部１５に対して溶接で接合されている。図１に示されるように、第２スクロール部１２ｂを半割状に分割形成した半割部１２ｃ，１２ｄ同士をスライド可能な状態で組み合わせることにより、第２スクロール部１２ｂが形成され、半割部１２ｃの一端部がフランジ部１７に溶接で接合されると共に、半割部１２ｄの一端部がフランジ部１６に溶接で接合されている。
【００３２】
また、半割部１２ｃの他端部と半割部１２ｄの他端部とを組み合わせた部分はスライド可能なスライド部２０となっており、このスライド部２０は第２スクロール部１２ｂ内を流通する排気ガスの流量に対応して開閉可能となっている。この場合、開放状態では、図２に示すように、第２スクロール部１２ｂ内とカバー部１３内とが連通状態となると共に、閉鎖状態では、図１に示すように、該連通状態が遮断された状態となる。
【００３３】
より詳しく説明すると、第２スクロール部１２ｂ内とカバー部１３内とが連通状態の開放状態となるのは、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が過剰な場合、すなわち車両のエンジンの回転数が高回転域（例えば４０００ｒｐｍ以上）の場合であり、前記連通状態が遮断された閉鎖状態となるのは、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が過剰でない場合、すなわち車両のエンジンの回転数が低回転域（例えば４０００ｒｐｍ未満）の場合である。このようにスクロール部１２内を流通する排気ガスの流量に対応して、第２スクロール部１２ｂのスライド部２０における開放状態と閉鎖状態との切り替えが自動的に行われるように設定されている。
【００３４】
図４に示すように、本実施の形態では、半割部１２ｃ，１２ｄ同士をスライド可能な状態で組み合わせた第２スクロール部１２ｂに対して第１スクロール部１２ａが嵌合されている。この場合、第２スクロール部１２ｂの端部には、若干拡径した拡径部２１が形成されており、その拡径部２１に第１スクロール部１２ａの端部が嵌合されている。この嵌合状態により、第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂの嵌合部分は、スライド可能な状態となるように設定されている。なお、第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂの嵌合部分がスライドした場合でも、両者が離脱することはない。
【００３５】
図１，図４に示すように、本実施の形態のタービンハウジング１１においては、スクロール部１２に設けられたスライド構造、すなわち、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃと半割部１２ｄとの組み合わせ部分のスライド部２０と、第１スクロール部１２ａの端部と第２スクロール部１２ｂの拡径部２１との嵌合部分により、スクロール部１２の容量が可変可能な構造となっている。
【００３６】
つまり、タービンハウジング１１のスクロール部１２内を流通する排気ガスによって、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃと半割部１２ｄとの組み合わせ部分のスライド部２０がスライドしたり、第１スクロール部１２ａの端部と第２スクロール部１２ｂの拡径部２１との嵌合部分がスライドしたりすることにより、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量に対応してスクロール部１２の容量も変化する。
【００３７】
より詳しく説明すると、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が多くなるのに伴い、スクロール部１２の容量は増大する傾向となり、排気ガスの流量が過剰になると、図１の状態から第２スクロール部１２ｂ内とカバー部１３内とが連通状態となった図２の状態へ変化して、排気ガスの流通する部分の容量が大幅に増大することとなる。また、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が少なくなるのに伴い、スクロール部１２の容量は減少する傾向となる。
【００３８】
図４に示すように、第１スクロール部１２ａの端部における曲率半径の小さい側には、排気ガスの一部をガイドするタング部２２が舌片状に形成されており、第１スクロール部１２ａの端部をスピニング成形で湾曲させることによって形成されている。ここで、舌片状とは、タング部２２周辺に剥離境界層が発生しない又は発生しにくい状態で、排気ガスの流れが整流可能となるような形状のことである。そして、スクロール部１２内を流通する排気ガスは、スクロール部１２内面及びタング部２２によって良好な状態でガイドされるようになっている。
【００３９】
また、第１スクロール部１２ａには、排気ガスを導入する排気ガス導入口２３が形成されており、第２スクロール部１２ｂには、排気ガスを排出する排気ガス排出口２４が形成されている。また、第１スクロール部１２ａとカバー部１３との間には、スクロール部１２とカバー部１３との間の隙間を保持するためのＳＵＳメッシュ２５が介在されている。図１に示すように、タービンハウジング１１には、図中二点鎖線で示したタービン１９を挿通（収容）するための挿通孔２６が形成されている。
【００４０】
図１〜図７に示すように、カバー部１３は、第１カバー部１３ａと第２カバー部１３ｂとを備えており、それぞれ半割状となるように分割形成されている。第１カバー部１３ａは、フランジ部１７に溶接で接合されており、第２カバー部１３ｂは、フランジ部１６及び第１カバー部１３ａに対して溶接で接合されている。この場合、第１カバー部１３ａの外側から第２カバー部１３ｂの一部、すなわちシール部２７が重合された状態で溶接されており、このシール部２７によりカバー部１３のシール性が確保されるようになっている。
【００４１】
図１に示すように、本実施の形態のタービンハウジング１１において、フランジ部１７には突条部２８が突出形成されており、突条部２８と第１カバー部１３ａとの合わせ面が面一となるような状態で半割部１２ｃの一端部（スライド部２０とは反対側の端部）を介して溶接されている。フランジ部１７に突条部２８を形成することにより、溶接時に発生する熱が溶接部の周辺部分に悪影響を及ぼすことなく、第１カバー部１３ａ、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃ及び突条部２８の溶接が良好な状態で行われることとなる。
【００４２】
また、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｄの一端部側（スライド部２０の反対側）には、ＳＵＳメッシュ１４が外嵌されると共に、その所定位置で溶接によって固着されている。換言すれば、ＳＵＳメッシュ１４は、第２カバー部１３ｂと半割部１２ｄとの間に介在されており、図１の上下方向の移動が規制されるようになっている。このような構造を採用することにより、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｄの熱膨張時においても、タービンブレード１８と半割部１２ｄとの間には、タービン１９の性能を高めるための微小なクリアランスが保持されることとなる。
【００４３】
更に、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｄには、タービン１９の軸方向へ延設されたスロート部２９と、該スロート部２９から徐々に縮径された傾斜部３０とが形成されている。半割部１２ｄのスロート部２９は第２カバー部１３ｂとフランジ部１６との間に挟持され、半割部１２ｄの傾斜部３０はＳＵＳメッシュ１４とフランジ部１６との間に介在されており、その状態で第２カバー部１３ｂ、スロート部２９及びフランジ部１６は溶接によって固着されている。
【００４４】
本実施の形態では、図１に示されるように、タービン１９の軸方向と直交する方向に沿って、図中一点鎖線で示した基準面３１が設定されている。この位置に基準面３１を設定することにより、タービンハウジング１１に対してタービン１９を組み付ける場合でも、精度良く組み付けることが可能となる。
【００４５】
本実施の形態のタービンハウジング１１では、図示しないエキゾーストマニホルドが排気ガス導入口２３側のフランジ部１５に接続されるようになっている。また、挿通孔２６側のフランジ部１７には図示しないセンターハウジングの一端部が接続され、該センターハウジングの他端部には図示しないコンプレッサーハウジングが接続されるようになっている。更に、排気ガス排出口２４側のフランジ部１６には、図示しないエルボが接続されるようになっている。従って、本実施の形態に係る過給機は、タービンハウジング１１、タービン１９、センターハウジング、コンプレッサーハウジング等を備えている。
【００４６】
そして、エキゾーストマニホルドから導入された排気ガスは、タービンハウジング１１のスクロール部１２内へ導入されて流通し、スクロール部１２内を流通した排気ガスは、タービンブレード１８に当たってタービン１９を回転（駆動）させると同時に、排気ガス排出口２４を介してエルボ側へ排出されるように設定されている。
【００４７】
ここで、本実施の形態のタービンハウジング１１は、スクロール部１２内における排気ガスの流量が過剰な場合（過給機の過給圧が過剰な場合）、すなわち車両のエンジンの回転数が高回転域（例えば４０００ｒｐｍ以上）の場合には、スライド部２０が開放状態となって第２スクロール部１２ｂ内とカバー部１３内とが連通状態となり、逆に排気ガスの流量が過剰でない場合（過給機の過給圧が過剰でない場合）、すなわちエンジンの回転数が低回転域（例えば４０００ｒｐｍ未満）の場合には、該連通状態が遮断された状態となる。
【００４８】
上記開放状態（連通状態）において、第２スクロール部１２ｂ内とカバー部１３内とが連通状態になると、スクロール部１２の容量に加えてカバー部１３の容量も活用され、排気ガスの流通する部分の容量が大幅に増大する。換言すれば、開放状態（連通状態）になることで、余分な排気ガスを第２スクロール部１２ｂ内からカバー部１３内へ排出し、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量を良好な状態となるように保持してタービン１９を必要以上に回転させることを防止している。
【００４９】
以上のように、本実施の形態におけるタービンハウジング１１のスクロール部１２に設けられたスライド構造により、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量に対応させて、その排気ガスの流量を良好な状態で保持するようにしている。つまり、主に第２スクロール部１２ｂのスライド部２０により、本実施の形態のタービンハウジング１１を備えた過給機の過給圧を良好な状態となるようにコントロールしている。
【００５０】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に記す効果が得られるようになる。
【００５１】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２にスライド構造が設けられているため、スクロール部１２内を流通する排気ガスによって、スライド部２０をスライドさせたり、第１スクロール部１２ａの端部と第２スクロール部１２ｂの拡径部２１との嵌合部分をスライドさせたりすることができる。
【００５２】
・本実施の形態では、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量に対応させて、第２スクロール部１２ｂのスライド部２０における開放状態と閉鎖状態との切り替えを自動的に行うことができる。
【００５３】
・本実施の形態によれば、スライド部２０における開放状態と閉鎖状態との切り替えを自動的に行うことができるため、従来技術で用いたウェストゲートバルブ等を用いなくても、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量を調整して良好な状態で保持することができるようになる。
【００５４】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量を調整できるため、従来技術で用いたウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート等が不要となり、タービンハウジング１１、ひいては過給機の小型化及び軽量化を図ることができる。また、構造が簡素化するため、タービンハウジング１１の生産性を向上させることもできるようになる。
【００５５】
・本実施の形態によれば、過給機のタービンハウジング１１にウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート等を設けなくても済むことで、タービンハウジング１１の設計自由度を増大できる。
【００５６】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が過剰な場合でも、スライド部２０を自動的に開放状態にすることで、タービン１９を必要以上に回転させることを防止できる。
【００５７】
・本実施の形態によれば、車両のエンジンの回転域に関係なく、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量を良好な状態で保持することができる。
【００５８】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２の容量（タービンハウジング１１内の排気ガスの流通する部分の容量）を可変可能な構造とすることで、車両のエンジンの全回転域でタービン効率の低下を防止できる。
【００５９】
・本実施の形態では、スクロール部１２とカバー部１３との間に隙間を形成すると共に、スクロール部１２をカバー部１３で被包することとした。このため、隙間が断熱層としての役割を果たすことができると共に、カバー部１３がスクロール部１２内を流通する排気ガスの温度を保持する役目を果たすことができるようになる。そのため、スクロール部１２内を流通する排気ガスの熱が外部に伝達されにくくなり（奪われにくくなり）、排気ガスの熱エネルギーの有効利用を図ることができる。
【００６０】
・本実施の形態によれば、排気ガスの熱エネルギーを利用することにより、車両のエンジンの始動直後において、タービンハウジング１１の下流側に配設される触媒の活性化温度に達するまでの時間の短縮を図ることができる。
【００６１】
・本実施の形態によれば、第２スクロール部１２ｂの端部に拡径部２１を形成して、該拡径部２１に対して第１スクロール部１２ａの端部をスライド可能な状態で嵌合させることとした。この拡径部２１により、第２スクロール部１２ｂに対して第１スクロール部１２ａを嵌合させる際に、簡単、かつ、確実に嵌合させることができるようになる。
【００６２】
・本実施の形態によれば、拡径部２１により、第１スクロール部１２ａと第２スクロール部１２ｂとの嵌合部分をスライドし易くできる。
【００６３】
・本実施の形態によれば、第１スクロール部１２ａとカバー部１３との間に介在されたＳＵＳメッシュ２５により、タービン１９の回転に起因した振動音等の騒音を吸収・緩和して抑制することができる。
【００６４】
・本実施の形態によれば、ＳＵＳメッシュ２５の介在により、第１スクロール部１２ａとカバー部１３との間の隙間を確実に保持できる。つまり、第１スクロール部１２ａとカバー部１３との間の断熱層を確保することができる。
【００６５】
・本実施の形態によれば、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｄの一端部側と第２カバー部１３ｂとの間に介在されたＳＵＳメッシュ１４により、タービン１９の回転に起因した振動音等の騒音を吸収・緩和して抑制することができる。
【００６６】
・本実施の形態によれば、ＳＵＳメッシュ１４の介在により、半割部１２ｄと第２カバー部１３ｂとの間の隙間を確実に保持できる。つまり、半割部１２ｄと第２カバー部１３ｂとの間の断熱層を確保することができる。
【００６７】
・本実施の形態では、図１に示されるように、タービン１９の軸方向と直交する方向に沿って基準面３１を設定することとした。この基準面３１により、タービンハウジング１１に対してタービン１９を組み付ける場合でも、精度良く組み付けることができる。
【００６８】
・本実施の形態では、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｄの一端部側にＳＵＳメッシュ１４を外嵌することとした。このため、スクロール部１２内を高温（例えば９００℃）の排気ガスが流通する際でも、ＳＵＳメッシュ１４により、タービンブレード１８と近設する部分の第２スクロール部１２ｂが外方へ向かって熱膨張することが第２スクロール部１２ｂの外側から確実に抑制できる。そのため、タービンブレード１８と第２スクロール部１２ｂとの間のクリアランスを所定間隔で確実に保持することができて、タービン性能の低下を確実に防止できるようになる。
【００６９】
・本実施の形態によれば、第２スクロール部１２ｂのスロート部２９が第２カバー部１３ｂとフランジ部１６との間に挟持されているため、第２スクロール部１２ｂのスロート部２９を第２カバー部１３ｂとフランジ部１６との間の所定位置に確実に固定することができる。
【００７０】
・本実施の形態によれば、フランジ部１７に突条部２８が形成されているため、溶接時に発生する熱が溶接部の周辺部分に悪影響を及ぼすことなく、第１カバー部１３ａ、半割部１２ｃ及び突条部２８の溶接を良好な状態で行うことができる。
【００７１】
・本実施の形態によれば、フランジ部１７に突出形成された突条部２８により、第１カバー部及び半割部１２ｃの溶接時における位置決めを容易に行うことができる。
【００７２】
・本実施の形態では、スクロール部１２にスライド構造が設けられているため、スクロール部１２内を流通する排気ガスの熱に起因してスクロール部１２が熱膨張する場合でも、第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂがスライドしてその応力を分散できるため、スクロール部１２に応力が集中することを防止できる。そのため、タービンハウジング１１の耐久性及び信頼性の低下を防止できるようになる。
【００７３】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２に対する応力集中を防止できるため、タービンハウジング１１の機能を安定した状態で長期に渡って維持することができる。
【００７４】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２に応力が集中することを防止できるため、スクロール部１２に亀裂や破損等が発生することを防止できる。
【００７５】
・本実施の形態によれば、第１スクロール部１２ａの端部をスピニング成形で湾曲させるだけで、該端部における曲率半径の小さい側に舌片状をなすタング部２２を容易に形成することができる。
【００７６】
・本実施の形態では、タング部２２を舌片状となるように形成することとした。このタング部２２により、スクロール部１２のタング部２２に剥離境界層が発生しない又は発生しにくい状態で排気ガスをガイドできるため、スクロール部１２内の排気ガスの流通を良好な状態にすることができる。
【００７７】
・本実施の形態によれば、第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃ，１２ｄをスピニング成形で形成しているため、高精度で安価に製造することが可能となる。
【００７８】
・本実施の形態のタービンハウジング１１を形成する材料は、耐熱性及び耐食性に優れたステンレス製であるため、タービンハウジング１１の軽量化を図ることができる。また、排気ガスの熱等の影響を受けにくく、タービンハウジング１１の耐久性及び信頼性の向上も図ることができる。
【００７９】
・本実施の形態によれば、タービンハウジング１１が耐熱性に優れたステンレス材料にて形成されているため、エンジンの排気ガス温度を高温域に設定することができる。
【００８０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図８に基づいて説明する。但し、本実施の形態の構成等においては、上述した第１の実施の形態と同等である部分については同一の符号を付してその説明を省略する。そして、以下に第１の実施の形態との相違点を中心として説明することとする。図８は第２の実施の形態におけるタービンハウジングを示す横断面図である。
【００８１】
図８に示すように、本実施の形態における過給機のタービンハウジング５１では、第２スクロール部１２ｂ及びフランジ部５２等の構成において、上記第１の実施の形態とは異なっている。
【００８２】
すなわち、本実施の形態のタービンハウジング５１では、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃ，１２ｅとカバー部１３との間の全周に渡ってＳＵＳメッシュ５３が介在されると共に、半割部１２ｅの一端部が前記第１の実施の形態における半割部１２ｄ（図１参照）の一端部よりも短く形成されてスロート部２９及び傾斜部３０が省略されている。この場合、ＳＵＳメッシュ５３は、半割部１２ｅの他端部を挟持するようにして半割部１２ｅに溶接で固着されており、半割部１２ｅの他端部がスライドするのに連動して、ＳＵＳメッシュ５３も同方向へスライドするようになっている。なお、半割部１２ｃの他端部とＳＵＳメッシュ５３とは溶接で固着されておらず、半割部１２ｃの他端部と半割部１２ｅの他端部に固着されたＳＵＳメッシュ５３とを組み合わせた部分はスライド可能なスライド部２０となっている。
【００８３】
また、本実施の形態におけるＳＵＳメッシュ５３の肉厚（図８中の上下方向の肉厚）において、半割部１２ｅの他端部とカバー部１３との間の肉厚は、半割部１２ｃの他端部と半割部１２ｅの他端部との間の肉厚よりも大きく設定されている。ここで、ＳＵＳメッシュ５３のスライド部２０側の肉厚を薄肉としたのは、スライド部２０の閉鎖状態において、排気ガスがＳＵＳメッシュ５３を介してカバー部１３内へ漏洩することを抑制するためである。
【００８４】
更に、本実施の形態では、上記第１の実施の形態におけるＳＵＳメッシュ１４（図１参照）に代えて、前記フランジ部１６を更にタービンブレード１８へ向かって延設したフランジ部５２が採用されている。本実施の形態のフランジ部５２には、タービンブレード１８に近設するシュラウド部５４と、第２カバー部１３ｂを溶接するための突条部５５とが形成されている。
【００８５】
加えて、突条部５５と第２カバー部１３ｂとの合わせ面が面一となるような状態で相互に溶接されている。フランジ部５２に突条部５５を形成することにより、溶接時に発生する熱が溶接部周辺に悪影響を及ぼすことなく、突条部５５及び第２カバー部１３ｂの溶接が良好な状態で行われることとなる。シュラウド部５４とタービンブレード１８との間には、タービン１９の性能を高めるために微小なクリアランスが設定されている。
【００８６】
本実施の形態によれば、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が過剰な場合（過給機の過給圧が過剰な場合）、すなわち車両のエンジンの回転数が高回転域（例えば４０００ｒｐｍ以上）の場合には、半割部１２ｃの他端部と半割部１２ｅの他端部に固着されたＳＵＳメッシュ５３とが離間してスライド部２０が開放状態となり、第２スクロール部内とカバー部内とが連通状態となる。逆に、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が過剰でない場合（過給機の過給圧が過剰でない場合）、すなわち車両のエンジンの回転数が低回転域（４０００ｒｐｍ未満）の場合には、スライド部２０が閉鎖状態となって図８に示された態様となる。
【００８７】
従って、本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態における作用効果に準じた作用効果を奏することができる。特に、本実施の形態では、半割部１２ｃ，１２ｅとカバー部１３との間の全周に渡って介在されたＳＵＳメッシュ５３により、タービン１９の回転に起因した振動音等の騒音を吸収・緩和して抑制することができる。また、ＳＵＳメッシュ５３の介在により、第２スクロール部１２ｂとカバー部１３との間の隙間を確実に保持できるようになる。
【００８８】
なお、前記各実施の形態を、次のように変更して実施することもできる。
【００８９】
・前記第１の実施の形態と前記第２の実施の形態とを組み合わせる構成としてもよい。例えば、前記第１の実施の形態におけるタービンハウジング１１において、半割部１２ｄの他端部にＳＵＳメッシュを固着するようにしてもよい。
【００９０】
・前記各実施の形態では、第２スクロール部１２ｂを半割状となるように分割形成して、半割部１２ｃ，１２ｄ，１２ｅとしたが、第１スクロール部１２ａを半割状となるように分割形成してもよい。つまり、第１スクロール部１２ａのみを半割状となるように分割形成してもよいし、第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂの両方を半割状となるように分割形成してもよい。
【００９１】
・前記各実施の形態では、スクロール部１２を第１スクロール部１２ａと第２スクロール部１２ｂとに分割形成したが、第１スクロール部１２ａと第２スクロール部１２ｂとに分割形成せずに、渦巻状のスクロール部１２を単に半割状となるように分割形成してもよい。
【００９２】
・前記各実施の形態では、第２スクロール部１２ｂの端部に拡径部２１を形成したが、拡径部２１を省略してもよい。また、第１スクロール部１２ａの端部に縮径部を形成してもよいし、拡径部２１に代えて第２スクロール部１２ｂの端部に縮径部を形成したり、第１スクロール部１２ａの端部に拡径部を形成したりしてもよい。
【００９３】
・前記第１の実施の形態におけるＳＵＳメッシュ１４，２５を省略する構成としてもよい。また、前記第２の実施の形態におけるＳＵＳメッシュ５３を省略する構成としてもよい。
【００９４】
・前記各実施の形態では、フランジ部１７，５２に突条部２８，５５を形成したが、突条部２８，５５を省略する構成としてもよい。
【００９５】
・前記各実施の形態のタービンハウジング１１，５１では、耐熱性及び耐食性に優れたステンレス材料を用いるようにしたが、特にステンレス材料に限定されるものではない。
【００９６】
他に、特許請求の範囲の各請求項に記載されないものであって、前記実施の形態等から把握される技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００９７】
（ａ） 請求項４に記載の過給機のタービンハウジングにおいて、前記スクロール部と前記カバー部との間に金属メッシュを介在させたことを特徴とする過給機のタービンハウジング。
【００９８】
上記（ａ）に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加えて、金属メッシュにより、例えばタービンの回転に起因した振動音等の騒音を吸収・緩和して抑制することができる。また、金属メッシュの介在により、スクロール部とカバー部との間の隙間を確実の保持できる。
【００９９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ウェストゲートバルブ等を用いなくても、スクロール部内を流通する排気ガスの流量を自動的に調整して良好な状態を保持することができる。また、スクロール部内を流通する排気ガスの流量を調整することができるため、従来技術で用いたウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート等が不要となり、タービンハウジング、ひいては過給機の小型化及び軽量化を図ることができる。加えて、過給機のタービンハウジングにウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート等を設けなくても済むことで、タービンハウジングの設計自由度を増大できる。また、排気ガスの熱エネルギーを有効利用できるため、車両のエンジンの始動直後において、タービンハウジングの下流側に配設される触媒の活性化温度に達するまでの時間の短縮を図ることができる。
【０１００】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方に形成された拡径部又は縮径部により、第１スクロール部と第２スクロール部とをスライド可能な状態で嵌合させる際に、その嵌合作業を簡単、かつ、確実に行うことができるようになる。また、拡径部又は縮径部により、第１スクロール部と第２スクロール部との嵌合部分をスライドし易くできる。
【０１０１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１，請求項２に記載の発明の効果に加えて、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方とカバー部との間に介在された金属メッシュにより、例えばタービンの回転に起因した振動音等の騒音を吸収・緩和して抑制することができる。また、金属メッシュの介在により、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方とカバー部との間の隙間を確実に保持できる。
【０１０２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に準じた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す横断面図であって、図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図２】スクロール部及びカバー部の一部を拡大して示す断面図。
【図３】第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す正面図。
【図４】第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す縦断面図であって、図５のＣ−Ｃ線断面図。
【図５】第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す側面図。
【図６】第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す背面図。
【図７】第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す側面図。
【図８】第２の実施の形態におけるタービンハウジングを示す横断面図。
【図９】従来技術に係るタービンハウジングを示す正面図。
【図１０】従来技術に係るタービンハウジングを示す背面図。
【図１１】従来技術に係るタービンハウジングを示す横断面図であって、図９のＡ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
１１，５１ タービンハウジング
１２ スクロール部
１２ａ 第１スクロール部
１２ｂ 第２スクロール部
１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ 半割部
１３ カバー部
１３ａ 第１カバー部
１３ｂ 第２カバー部
１４，２５，５３ ＳＵＳメッシュ
１５，１６，１７，５２ フランジ部
１８ タービンブレード
１９ タービン
２０ スライド部
２１ 拡径部
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気タービン駆動式の過給機のタービンハウジングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の過給機のタービンハウジングとしては、例えば図９〜図１１に示した態様のものが知られており、このタービンハウジングを備えた過給機は、その過給圧をコントロールするために車両に装着されて用いられるようになっている。図９は従来技術に係るタービンハウジングを示す正面図である。図１０は従来技術に係るタービンハウジングを示す背面図である。図１１は従来技術に係るタービンハウジングを示す横断面図であって、図９のＡ−Ａ線断面図である。
【０００３】
図９〜図１１に示すように、このタービンハウジング１０１は、渦巻き状の排気ガス流路を形成する金属製のスクロール部１０２と、該スクロール部１０２を隙間のある状態で被包した金属製のカバー部１０３と、スクロール部１０２及びカバー部１０３が取着される金属製のフランジ部１０４，１０５，１０６とを備えている。また、タービンハウジング１０１の内部には、図１１中に二点鎖線で示したタービンブレード１０７を備えたタービン１０８が収容されるようになっている。
【０００４】
スクロール部１０２とタービンブレード１０７との間には、タービン１０８の性能を高めるために微小なクリアランスが設定されている。カバー部１０３は、２分割された部材から形成されており、それらが溶接により接合されて一体化している。スクロール部１０２及びカバー部１０３の両端部は、溶接によってフランジ部１０５，１０６に固着されている。
【０００５】
また、タービンハウジング１０１には、スクロール部１０２内へ排気ガスを導入する排気ガス導入口１０９と、スクロール部１０２内の余分な排気ガスをバイパスしてウェストゲートポート１１３から排出するバイパス流路１１０と、スクロール部１０２内を流通した排気ガスを排出する排気ガス排出口１１１と、タービン１０８を挿通するための挿通孔１１２とが形成されている。
【０００６】
このタービンハウジング１０１においては、排気ガス導入口１０９側のフランジ部１０４には図示しないエキゾーストマニホルドが接続され、排気ガス排出口１１１及びウェストゲートポート１１３側のフランジ部１０５には図示しないエルボが接続されるようになっている。また、挿通孔１１２側のフランジ部１０６には図示しないセンターハウジングの一端部が接続され、該センターハウジングの他端部には図示しないコンプレッサーハウジングが接続されるようになっている。従来技術に係る過給機は、タービンハウジング１０１、タービン１０８、センターハウジング、コンプレッサーハウジング、ウェストゲートバルブ等を備えている。
【０００７】
そして、エキゾーストマニホルドから排気ガス導入口１０９を介してスクロール部１０２内へ導入された排気ガスにおいては、余分な排気ガスはバイパス流路１１０を介してウェストゲートポート１１３からエルボ側へ排出調整され、排出調整されなかった（スクロール部１０２内を流通した）排気ガスはタービンブレード１０７に当たってタービン１０８を回転（駆動）させると同時に排気ガス排出口１１１を介してエルボ側へ排出されるように設定されている。
【０００８】
ここで、ウェストゲートポート１１３は、スクロール部１０２内における排気ガスの流量が過剰な場合（過給機の過給圧が過剰な場合）、例えば車両のエンジンの回転数が高回転域（例えば４０００ｒｐｍ以上）の場合には、図示しないウェストゲートバルブによって開放されるようになっており、逆に排気ガスの流量が過剰でない場合（過給機の過給圧が過剰でない場合）、例えばエンジンの回転数が低回転域（例えば４０００ｒｐｍ未満）の場合には、ウェストゲートバルブによって閉塞されるように設定されている。このようなウェストゲートバルブの制御により、タービン１０８を必要以上に回転させること等を防止して、スクロール部１０２内を流通する排気ガスの流量を良好な状態で保持するようにしている。つまり、タービンハウジング１０１を備えた過給機の過給圧を良好な状態となるようにコントロールしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術に係る過給機のタービンハウジング１０１では、ウェストゲートバルブ等を用いて制御しなければ、スクロール部１０２内を流通する排気ガスの流量を良好な状態で保持することができなかった。また、タービンハウジング１０１にウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート１１３等を設ける必要があることから、タービンハウジング１０１、ひいては過給機の大型化及び重量増を招いていた。更に、従来技術に係るタービンハウジング１０１では、例えばタービン１０８の回転に起因した振動音等の騒音が発生してしまうおそれがあった。
【００１０】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ウェストゲートバルブ等を用いなくてもスクロール部内を流通する排気ガスの流量を自動的に調整することができると共に、小型化及び軽量化を図ることの可能な過給機のタービンハウジングを提供することにある。また、他の目的は、振動音等の騒音を抑制することの可能な過給機のタービンハウジングを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、渦巻き状の排気ガス流路を形成する金属製のスクロール部と、該スクロール部を隙間のある状態で被包した金属製のカバー部と、前記スクロール部及び前記カバー部が取着される金属製のフランジ部とを備え、内部にタービンが収容される過給機のタービンハウジングにおいて、前記スクロール部を第１スクロール部と第２スクロール部とに分割形成し、その分割形成した第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方を更に半割状となるように分割形成し、その半割状に分割形成したもの同士をスライド可能な状態で組み合わせて開閉可能とすると共に、第１スクロール部と第２スクロール部とをスライド可能な状態で嵌合させるようにしたことをその要旨としている。
【００１２】
上記請求項１に記載の発明によれば、排気ガスが、渦巻き状の排気ガス流路を形成する金属製のスクロール部内に流通すると、その排気ガスの熱に起因してスクロール部がその外方へ向かって熱膨張すると共に、排気ガスが、タービンハウジングの内部に収容されるタービンのタービンブレードに当たってタービンを回転（駆動）させる。
【００１３】
この場合、スクロール部は、第１スクロール部と第２スクロール部とに分割形成され、しかも第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方が更に半割状となるように分割形成されており、その半割状に分割形成されたもの同士がスライド可能な状態で組み合わされて開閉可能となると共に、第１スクロール部と第２スクロール部とがスライド可能な状態で嵌合されている。そのため、スクロール部内を流通する排気ガスによって、半割状に分割形成されたもの同士を組み合わせた部分がスライドしたり、第１スクロール部と第２スクロール部との嵌合部分がスライドしたりすることが可能である。
【００１４】
すなわち、本発明における過給機のタービンハウジングは、そのスクロール部に設けられたスライド構造により、スクロール部の容量が可変可能な構造となっており、タービンハウジングのスクロール部内を流通する排気ガスの流量に対応してスクロール部の容量も変化する。この場合、排気ガスの流量が多くなるのに伴い、スクロール部の容量は増大する傾向となり、逆に排気ガスの流量が少なくなるのに伴い、スクロール部の容量は減少する傾向となる。
【００１５】
特に、半割状に分割形成されたもの同士を組み合わせた部分がスライドする場合には、その組み合わせた部分が開閉可能となっているため、スクロール部内を流通する排気ガスの流量に対応して前記組み合わせた部分の閉鎖状態と開放状態との切り替えが行われるようになる。
【００１６】
より詳しく説明すると、閉鎖状態〔スクロール部内を流通する排気ガスの流量が過剰でない場合、すなわち車両のエンジンの回転数が低回転域（例えば４０００ｒｐｍ未満）の場合〕では、スクロール部内とカバー部内との連通状態が遮断されており、開放状態〔スクロール部内を流通する排気ガスの流量が過剰な場合、すなわち車両のエンジンの回転数が高回転域（例えば４０００ｒｐｍ以上）の場合〕では、スクロール部内とカバー部内とが連通状態となる。
【００１７】
この開放状態（連通状態）において、スクロール部内とカバー部内とが連通状態になると、スクロール部の容量に加えてカバー部の容量も活用され、排気ガスの流通する部分の容量が大幅に増大する。換言すれば、開放状態（連通状態）になることで、余分な排気ガスがスクロール部内からカバー部内へ排出されて、スクロール部内を流通する排気ガスの流量が良好な状態で保持されるようになり、タービンを必要以上に回転させることが防止される。
【００１８】
以上のように、本発明における過給機のタービンハウジングのスクロール部内を流通する排気ガスの流量に対応させて、タービンハウジング内の排気ガスの流通する部分の容量を可変可能となるように設定することで、従来技術のようにウェストゲートバルブ等を用いなくても、スクロール部内を流通する排気ガスの流量が自動的に調整されて良好な状態で保持されるようになる。
【００１９】
また、上述したように、スクロール部内を流通する排気ガスの流量を自動的に調整することが可能となるため、従来技術で用いたウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート等が不要となり、タービンハウジング、ひいては過給機の小型化及び軽量化が図られる。加えて、過給機のタービンハウジングにウェストゲートポート及びウェストゲートバルブ等を設けなくても済むことで、タービンハウジングの設計自由度も増す。
【００２０】
更に、金属製のスクロール部と金属製のカバー部との間には隙間が形成されていると共に、スクロール部がカバー部で被包されているため、隙間が断熱層の役割を果たすと共に、カバー部が排気ガスの温度を保持する役目を果たすようになる。そのため、排気ガスの熱が外部に伝達されにくくなり（奪われにくくなり）、排気ガスの熱エネルギーの有効利用が図られることとなる。すなわち、排気ガスの熱エネルギーを利用することにより、車両のエンジンの始動直後において、タービンハウジングの下流側に配設される触媒の活性化温度に達するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の過給機のタービンハウジングにおいて、前記第１スクロール部と前記第２スクロール部とをスライド可能な状態で嵌合させる部分のうち、少なくとも一方に拡径部又は縮径部を形成したことをその要旨としている。
【００２２】
上記請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方に形成された拡径部又は縮径部により、第１スクロール部と第２スクロール部とをスライド可能な状態で嵌合させる際に、その嵌合作業が簡単、かつ、確実に行われるようになる。また、拡径部又は縮径部により、第１スクロール部と第２スクロール部との嵌合部分がスライドし易くなる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の過給機のタービンハウジングにおいて、前記第１スクロール部及び前記第２スクロール部の少なくとも一方と前記カバー部との間に金属メッシュを介在させたことをその要旨としている。ここで、「金属メッシュ」とは、金属線を編み込んで所定形状となるように形成したものをいう。
【００２４】
上記請求項３に記載の発明によれば、請求項１，請求項２に記載の発明の作用に加えて、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方とカバー部との間に介在された金属メッシュにより、例えばタービンの回転に起因した振動音等の騒音が吸収・緩和されて抑制される。また、金属メッシュの介在により、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方とカバー部との間の隙間が確実に保持される。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、渦巻き状の排気ガス流路を形成する金属製のスクロール部と、該スクロール部を隙間のある状態で被包した金属製のカバー部と、前記スクロール部及び前記カバー部が取着される金属製のフランジ部とを備え、内部にタービンが収容される過給機のタービンハウジングにおいて、前記スクロール部を半割状となるように分割形成すると共に、その半割状に分割形成したもの同士をスライド可能な状態で組み合わせて開閉可能となるようにしたことをその要旨としている。
【００２６】
上記請求項４に記載の発明と上記請求項１に記載の発明との相違点は、主にスクロール部を第１スクロール部と第２スクロール部とに分割形成して両者をスライド可能な状態で嵌合させたことであるため、請求項４に記載の発明によっても請求項１に記載の発明に準じた作用が奏される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す横断面図であって、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図２はスクロール部及びカバー部の一部を拡大して示す断面図であって、第２スクロール部の開放状態を示す断面図である。図３は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す正面図である。図４は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す縦断面図であって、図５のＣ−Ｃ線断面図である。図５は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す側面図である。図６は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す背面図である。図７は本実施の形態におけるタービンハウジングを示す側面図である。
【００２８】
図１〜図７に示すように、排気タービン駆動式の過給機のタービンハウジング１１は、耐熱性及び耐食性に優れた熱容量の小さなステンレス鋼にて形成されたスクロール部１２と、同じくステンレス鋼にて形成されたカバー部１３と、スクロール部１２に外嵌されたＳＵＳメッシュ１４と、フランジ部１５，１６，１７とを備えている。また、タービンハウジング１１の内部には、図１中に二点鎖線で示したタービンブレード１８を備えたタービン１９が収容されるようになっている。本実施の形態において、このタービンハウジング１１は、内管に相当するスクロール部１２と外管に相当するカバー部１３との二重管構造を有しており、スクロール部１２がカバー部１３によって隙間のある状態で被包されている。
【００２９】
また、本実施の形態のタービンハウジング１１は、３つのフランジ部１５，１６，１７を備えており、これらのフランジ部１５，１６，１７に対してカバー部１３及びスクロール部１２が溶接で接合されている。フランジ部１５，１６，１７は、耐熱性及び耐食性に優れたステンレス鋼鋳鋼にて形成された鋳物である。
【００３０】
図１，図４に示すように、排気ガス流路を形成するためのスクロール部１２は、渦巻状に形成されており、第１スクロール部１２ａと第２スクロール部１２ｂとに分割形成されている。また、第２スクロール部１２ｂは、更に半割状となるように分割形成されており、半割部１２ｃと半割部１２ｄとを備えている。第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃ，１２ｄは、スピニング成形によって所定形状にそれぞれ形成されている。
【００３１】
図４に示されるように、第１スクロール部１２ａは、フランジ部１５に対して溶接で接合されている。図１に示されるように、第２スクロール部１２ｂを半割状に分割形成した半割部１２ｃ，１２ｄ同士をスライド可能な状態で組み合わせることにより、第２スクロール部１２ｂが形成され、半割部１２ｃの一端部がフランジ部１７に溶接で接合されると共に、半割部１２ｄの一端部がフランジ部１６に溶接で接合されている。
【００３２】
また、半割部１２ｃの他端部と半割部１２ｄの他端部とを組み合わせた部分はスライド可能なスライド部２０となっており、このスライド部２０は第２スクロール部１２ｂ内を流通する排気ガスの流量に対応して開閉可能となっている。この場合、開放状態では、図２に示すように、第２スクロール部１２ｂ内とカバー部１３内とが連通状態となると共に、閉鎖状態では、図１に示すように、該連通状態が遮断された状態となる。
【００３３】
より詳しく説明すると、第２スクロール部１２ｂ内とカバー部１３内とが連通状態の開放状態となるのは、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が過剰な場合、すなわち車両のエンジンの回転数が高回転域（例えば４０００ｒｐｍ以上）の場合であり、前記連通状態が遮断された閉鎖状態となるのは、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が過剰でない場合、すなわち車両のエンジンの回転数が低回転域（例えば４０００ｒｐｍ未満）の場合である。このようにスクロール部１２内を流通する排気ガスの流量に対応して、第２スクロール部１２ｂのスライド部２０における開放状態と閉鎖状態との切り替えが自動的に行われるように設定されている。
【００３４】
図４に示すように、本実施の形態では、半割部１２ｃ，１２ｄ同士をスライド可能な状態で組み合わせた第２スクロール部１２ｂに対して第１スクロール部１２ａが嵌合されている。この場合、第２スクロール部１２ｂの端部には、若干拡径した拡径部２１が形成されており、その拡径部２１に第１スクロール部１２ａの端部が嵌合されている。この嵌合状態により、第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂの嵌合部分は、スライド可能な状態となるように設定されている。なお、第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂの嵌合部分がスライドした場合でも、両者が離脱することはない。
【００３５】
図１，図４に示すように、本実施の形態のタービンハウジング１１においては、スクロール部１２に設けられたスライド構造、すなわち、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃと半割部１２ｄとの組み合わせ部分のスライド部２０と、第１スクロール部１２ａの端部と第２スクロール部１２ｂの拡径部２１との嵌合部分により、スクロール部１２の容量が可変可能な構造となっている。
【００３６】
つまり、タービンハウジング１１のスクロール部１２内を流通する排気ガスによって、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃと半割部１２ｄとの組み合わせ部分のスライド部２０がスライドしたり、第１スクロール部１２ａの端部と第２スクロール部１２ｂの拡径部２１との嵌合部分がスライドしたりすることにより、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量に対応してスクロール部１２の容量も変化する。
【００３７】
より詳しく説明すると、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が多くなるのに伴い、スクロール部１２の容量は増大する傾向となり、排気ガスの流量が過剰になると、図１の状態から第２スクロール部１２ｂ内とカバー部１３内とが連通状態となった図２の状態へ変化して、排気ガスの流通する部分の容量が大幅に増大することとなる。また、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が少なくなるのに伴い、スクロール部１２の容量は減少する傾向となる。
【００３８】
図４に示すように、第１スクロール部１２ａの端部における曲率半径の小さい側には、排気ガスの一部をガイドするタング部２２が舌片状に形成されており、第１スクロール部１２ａの端部をスピニング成形で湾曲させることによって形成されている。ここで、舌片状とは、タング部２２周辺に剥離境界層が発生しない又は発生しにくい状態で、排気ガスの流れが整流可能となるような形状のことである。そして、スクロール部１２内を流通する排気ガスは、スクロール部１２内面及びタング部２２によって良好な状態でガイドされるようになっている。
【００３９】
また、第１スクロール部１２ａには、排気ガスを導入する排気ガス導入口２３が形成されており、第２スクロール部１２ｂには、排気ガスを排出する排気ガス排出口２４が形成されている。また、第１スクロール部１２ａとカバー部１３との間には、スクロール部１２とカバー部１３との間の隙間を保持するためのＳＵＳメッシュ２５が介在されている。図１に示すように、タービンハウジング１１には、図中二点鎖線で示したタービン１９を挿通（収容）するための挿通孔２６が形成されている。
【００４０】
図１〜図７に示すように、カバー部１３は、第１カバー部１３ａと第２カバー部１３ｂとを備えており、それぞれ半割状となるように分割形成されている。第１カバー部１３ａは、フランジ部１７に溶接で接合されており、第２カバー部１３ｂは、フランジ部１６及び第１カバー部１３ａに対して溶接で接合されている。この場合、第１カバー部１３ａの外側から第２カバー部１３ｂの一部、すなわちシール部２７が重合された状態で溶接されており、このシール部２７によりカバー部１３のシール性が確保されるようになっている。
【００４１】
図１に示すように、本実施の形態のタービンハウジング１１において、フランジ部１７には突条部２８が突出形成されており、突条部２８と第１カバー部１３ａとの合わせ面が面一となるような状態で半割部１２ｃの一端部（スライド部２０とは反対側の端部）を介して溶接されている。フランジ部１７に突条部２８を形成することにより、溶接時に発生する熱が溶接部の周辺部分に悪影響を及ぼすことなく、第１カバー部１３ａ、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃ及び突条部２８の溶接が良好な状態で行われることとなる。
【００４２】
また、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｄの一端部側（スライド部２０の反対側）には、ＳＵＳメッシュ１４が外嵌されると共に、その所定位置で溶接によって固着されている。換言すれば、ＳＵＳメッシュ１４は、第２カバー部１３ｂと半割部１２ｄとの間に介在されており、図１の上下方向の移動が規制されるようになっている。このような構造を採用することにより、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｄの熱膨張時においても、タービンブレード１８と半割部１２ｄとの間には、タービン１９の性能を高めるための微小なクリアランスが保持されることとなる。
【００４３】
更に、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｄには、タービン１９の軸方向へ延設されたスロート部２９と、該スロート部２９から徐々に縮径された傾斜部３０とが形成されている。半割部１２ｄのスロート部２９は第２カバー部１３ｂとフランジ部１６との間に挟持され、半割部１２ｄの傾斜部３０はＳＵＳメッシュ１４とフランジ部１６との間に介在されており、その状態で第２カバー部１３ｂ、スロート部２９及びフランジ部１６は溶接によって固着されている。
【００４４】
本実施の形態では、図１に示されるように、タービン１９の軸方向と直交する方向に沿って、図中一点鎖線で示した基準面３１が設定されている。この位置に基準面３１を設定することにより、タービンハウジング１１に対してタービン１９を組み付ける場合でも、精度良く組み付けることが可能となる。
【００４５】
本実施の形態のタービンハウジング１１では、図示しないエキゾーストマニホルドが排気ガス導入口２３側のフランジ部１５に接続されるようになっている。また、挿通孔２６側のフランジ部１７には図示しないセンターハウジングの一端部が接続され、該センターハウジングの他端部には図示しないコンプレッサーハウジングが接続されるようになっている。更に、排気ガス排出口２４側のフランジ部１６には、図示しないエルボが接続されるようになっている。従って、本実施の形態に係る過給機は、タービンハウジング１１、タービン１９、センターハウジング、コンプレッサーハウジング等を備えている。
【００４６】
そして、エキゾーストマニホルドから導入された排気ガスは、タービンハウジング１１のスクロール部１２内へ導入されて流通し、スクロール部１２内を流通した排気ガスは、タービンブレード１８に当たってタービン１９を回転（駆動）させると同時に、排気ガス排出口２４を介してエルボ側へ排出されるように設定されている。
【００４７】
ここで、本実施の形態のタービンハウジング１１は、スクロール部１２内における排気ガスの流量が過剰な場合（過給機の過給圧が過剰な場合）、すなわち車両のエンジンの回転数が高回転域（例えば４０００ｒｐｍ以上）の場合には、スライド部２０が開放状態となって第２スクロール部１２ｂ内とカバー部１３内とが連通状態となり、逆に排気ガスの流量が過剰でない場合（過給機の過給圧が過剰でない場合）、すなわちエンジンの回転数が低回転域（例えば４０００ｒｐｍ未満）の場合には、該連通状態が遮断された状態となる。
【００４８】
上記開放状態（連通状態）において、第２スクロール部１２ｂ内とカバー部１３内とが連通状態になると、スクロール部１２の容量に加えてカバー部１３の容量も活用され、排気ガスの流通する部分の容量が大幅に増大する。換言すれば、開放状態（連通状態）になることで、余分な排気ガスを第２スクロール部１２ｂ内からカバー部１３内へ排出し、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量を良好な状態となるように保持してタービン１９を必要以上に回転させることを防止している。
【００４９】
以上のように、本実施の形態におけるタービンハウジング１１のスクロール部１２に設けられたスライド構造により、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量に対応させて、その排気ガスの流量を良好な状態で保持するようにしている。つまり、主に第２スクロール部１２ｂのスライド部２０により、本実施の形態のタービンハウジング１１を備えた過給機の過給圧を良好な状態となるようにコントロールしている。
【００５０】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に記す効果が得られるようになる。
【００５１】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２にスライド構造が設けられているため、スクロール部１２内を流通する排気ガスによって、スライド部２０をスライドさせたり、第１スクロール部１２ａの端部と第２スクロール部１２ｂの拡径部２１との嵌合部分をスライドさせたりすることができる。
【００５２】
・本実施の形態では、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量に対応させて、第２スクロール部１２ｂのスライド部２０における開放状態と閉鎖状態との切り替えを自動的に行うことができる。
【００５３】
・本実施の形態によれば、スライド部２０における開放状態と閉鎖状態との切り替えを自動的に行うことができるため、従来技術で用いたウェストゲートバルブ等を用いなくても、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量を調整して良好な状態で保持することができるようになる。
【００５４】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量を調整できるため、従来技術で用いたウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート等が不要となり、タービンハウジング１１、ひいては過給機の小型化及び軽量化を図ることができる。また、構造が簡素化するため、タービンハウジング１１の生産性を向上させることもできるようになる。
【００５５】
・本実施の形態によれば、過給機のタービンハウジング１１にウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート等を設けなくても済むことで、タービンハウジング１１の設計自由度を増大できる。
【００５６】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が過剰な場合でも、スライド部２０を自動的に開放状態にすることで、タービン１９を必要以上に回転させることを防止できる。
【００５７】
・本実施の形態によれば、車両のエンジンの回転域に関係なく、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量を良好な状態で保持することができる。
【００５８】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２の容量（タービンハウジング１１内の排気ガスの流通する部分の容量）を可変可能な構造とすることで、車両のエンジンの全回転域でタービン効率の低下を防止できる。
【００５９】
・本実施の形態では、スクロール部１２とカバー部１３との間に隙間を形成すると共に、スクロール部１２をカバー部１３で被包することとした。このため、隙間が断熱層としての役割を果たすことができると共に、カバー部１３がスクロール部１２内を流通する排気ガスの温度を保持する役目を果たすことができるようになる。そのため、スクロール部１２内を流通する排気ガスの熱が外部に伝達されにくくなり（奪われにくくなり）、排気ガスの熱エネルギーの有効利用を図ることができる。
【００６０】
・本実施の形態によれば、排気ガスの熱エネルギーを利用することにより、車両のエンジンの始動直後において、タービンハウジング１１の下流側に配設される触媒の活性化温度に達するまでの時間の短縮を図ることができる。
【００６１】
・本実施の形態によれば、第２スクロール部１２ｂの端部に拡径部２１を形成して、該拡径部２１に対して第１スクロール部１２ａの端部をスライド可能な状態で嵌合させることとした。この拡径部２１により、第２スクロール部１２ｂに対して第１スクロール部１２ａを嵌合させる際に、簡単、かつ、確実に嵌合させることができるようになる。
【００６２】
・本実施の形態によれば、拡径部２１により、第１スクロール部１２ａと第２スクロール部１２ｂとの嵌合部分をスライドし易くできる。
【００６３】
・本実施の形態によれば、第１スクロール部１２ａとカバー部１３との間に介在されたＳＵＳメッシュ２５により、タービン１９の回転に起因した振動音等の騒音を吸収・緩和して抑制することができる。
【００６４】
・本実施の形態によれば、ＳＵＳメッシュ２５の介在により、第１スクロール部１２ａとカバー部１３との間の隙間を確実に保持できる。つまり、第１スクロール部１２ａとカバー部１３との間の断熱層を確保することができる。
【００６５】
・本実施の形態によれば、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｄの一端部側と第２カバー部１３ｂとの間に介在されたＳＵＳメッシュ１４により、タービン１９の回転に起因した振動音等の騒音を吸収・緩和して抑制することができる。
【００６６】
・本実施の形態によれば、ＳＵＳメッシュ１４の介在により、半割部１２ｄと第２カバー部１３ｂとの間の隙間を確実に保持できる。つまり、半割部１２ｄと第２カバー部１３ｂとの間の断熱層を確保することができる。
【００６７】
・本実施の形態では、図１に示されるように、タービン１９の軸方向と直交する方向に沿って基準面３１を設定することとした。この基準面３１により、タービンハウジング１１に対してタービン１９を組み付ける場合でも、精度良く組み付けることができる。
【００６８】
・本実施の形態では、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｄの一端部側にＳＵＳメッシュ１４を外嵌することとした。このため、スクロール部１２内を高温（例えば９００℃）の排気ガスが流通する際でも、ＳＵＳメッシュ１４により、タービンブレード１８と近設する部分の第２スクロール部１２ｂが外方へ向かって熱膨張することが第２スクロール部１２ｂの外側から確実に抑制できる。そのため、タービンブレード１８と第２スクロール部１２ｂとの間のクリアランスを所定間隔で確実に保持することができて、タービン性能の低下を確実に防止できるようになる。
【００６９】
・本実施の形態によれば、第２スクロール部１２ｂのスロート部２９が第２カバー部１３ｂとフランジ部１６との間に挟持されているため、第２スクロール部１２ｂのスロート部２９を第２カバー部１３ｂとフランジ部１６との間の所定位置に確実に固定することができる。
【００７０】
・本実施の形態によれば、フランジ部１７に突条部２８が形成されているため、溶接時に発生する熱が溶接部の周辺部分に悪影響を及ぼすことなく、第１カバー部１３ａ、半割部１２ｃ及び突条部２８の溶接を良好な状態で行うことができる。
【００７１】
・本実施の形態によれば、フランジ部１７に突出形成された突条部２８により、第１カバー部及び半割部１２ｃの溶接時における位置決めを容易に行うことができる。
【００７２】
・本実施の形態では、スクロール部１２にスライド構造が設けられているため、スクロール部１２内を流通する排気ガスの熱に起因してスクロール部１２が熱膨張する場合でも、第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂがスライドしてその応力を分散できるため、スクロール部１２に応力が集中することを防止できる。そのため、タービンハウジング１１の耐久性及び信頼性の低下を防止できるようになる。
【００７３】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２に対する応力集中を防止できるため、タービンハウジング１１の機能を安定した状態で長期に渡って維持することができる。
【００７４】
・本実施の形態によれば、スクロール部１２に応力が集中することを防止できるため、スクロール部１２に亀裂や破損等が発生することを防止できる。
【００７５】
・本実施の形態によれば、第１スクロール部１２ａの端部をスピニング成形で湾曲させるだけで、該端部における曲率半径の小さい側に舌片状をなすタング部２２を容易に形成することができる。
【００７６】
・本実施の形態では、タング部２２を舌片状となるように形成することとした。このタング部２２により、スクロール部１２のタング部２２に剥離境界層が発生しない又は発生しにくい状態で排気ガスをガイドできるため、スクロール部１２内の排気ガスの流通を良好な状態にすることができる。
【００７７】
・本実施の形態によれば、第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃ，１２ｄをスピニング成形で形成しているため、高精度で安価に製造することが可能となる。
【００７８】
・本実施の形態のタービンハウジング１１を形成する材料は、耐熱性及び耐食性に優れたステンレス製であるため、タービンハウジング１１の軽量化を図ることができる。また、排気ガスの熱等の影響を受けにくく、タービンハウジング１１の耐久性及び信頼性の向上も図ることができる。
【００７９】
・本実施の形態によれば、タービンハウジング１１が耐熱性に優れたステンレス材料にて形成されているため、エンジンの排気ガス温度を高温域に設定することができる。
【００８０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図８に基づいて説明する。但し、本実施の形態の構成等においては、上述した第１の実施の形態と同等である部分については同一の符号を付してその説明を省略する。そして、以下に第１の実施の形態との相違点を中心として説明することとする。図８は第２の実施の形態におけるタービンハウジングを示す横断面図である。
【００８１】
図８に示すように、本実施の形態における過給機のタービンハウジング５１では、第２スクロール部１２ｂ及びフランジ部５２等の構成において、上記第１の実施の形態とは異なっている。
【００８２】
すなわち、本実施の形態のタービンハウジング５１では、第２スクロール部１２ｂの半割部１２ｃ，１２ｅとカバー部１３との間の全周に渡ってＳＵＳメッシュ５３が介在されると共に、半割部１２ｅの一端部が前記第１の実施の形態における半割部１２ｄ（図１参照）の一端部よりも短く形成されてスロート部２９及び傾斜部３０が省略されている。この場合、ＳＵＳメッシュ５３は、半割部１２ｅの他端部を挟持するようにして半割部１２ｅに溶接で固着されており、半割部１２ｅの他端部がスライドするのに連動して、ＳＵＳメッシュ５３も同方向へスライドするようになっている。なお、半割部１２ｃの他端部とＳＵＳメッシュ５３とは溶接で固着されておらず、半割部１２ｃの他端部と半割部１２ｅの他端部に固着されたＳＵＳメッシュ５３とを組み合わせた部分はスライド可能なスライド部２０となっている。
【００８３】
また、本実施の形態におけるＳＵＳメッシュ５３の肉厚（図８中の上下方向の肉厚）において、半割部１２ｅの他端部とカバー部１３との間の肉厚は、半割部１２ｃの他端部と半割部１２ｅの他端部との間の肉厚よりも大きく設定されている。ここで、ＳＵＳメッシュ５３のスライド部２０側の肉厚を薄肉としたのは、スライド部２０の閉鎖状態において、排気ガスがＳＵＳメッシュ５３を介してカバー部１３内へ漏洩することを抑制するためである。
【００８４】
更に、本実施の形態では、上記第１の実施の形態におけるＳＵＳメッシュ１４（図１参照）に代えて、前記フランジ部１６を更にタービンブレード１８へ向かって延設したフランジ部５２が採用されている。本実施の形態のフランジ部５２には、タービンブレード１８に近設するシュラウド部５４と、第２カバー部１３ｂを溶接するための突条部５５とが形成されている。
【００８５】
加えて、突条部５５と第２カバー部１３ｂとの合わせ面が面一となるような状態で相互に溶接されている。フランジ部５２に突条部５５を形成することにより、溶接時に発生する熱が溶接部周辺に悪影響を及ぼすことなく、突条部５５及び第２カバー部１３ｂの溶接が良好な状態で行われることとなる。シュラウド部５４とタービンブレード１８との間には、タービン１９の性能を高めるために微小なクリアランスが設定されている。
【００８６】
本実施の形態によれば、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が過剰な場合（過給機の過給圧が過剰な場合）、すなわち車両のエンジンの回転数が高回転域（例えば４０００ｒｐｍ以上）の場合には、半割部１２ｃの他端部と半割部１２ｅの他端部に固着されたＳＵＳメッシュ５３とが離間してスライド部２０が開放状態となり、第２スクロール部内とカバー部内とが連通状態となる。逆に、スクロール部１２内を流通する排気ガスの流量が過剰でない場合（過給機の過給圧が過剰でない場合）、すなわち車両のエンジンの回転数が低回転域（４０００ｒｐｍ未満）の場合には、スライド部２０が閉鎖状態となって図８に示された態様となる。
【００８７】
従って、本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態における作用効果に準じた作用効果を奏することができる。特に、本実施の形態では、半割部１２ｃ，１２ｅとカバー部１３との間の全周に渡って介在されたＳＵＳメッシュ５３により、タービン１９の回転に起因した振動音等の騒音を吸収・緩和して抑制することができる。また、ＳＵＳメッシュ５３の介在により、第２スクロール部１２ｂとカバー部１３との間の隙間を確実に保持できるようになる。
【００８８】
なお、前記各実施の形態を、次のように変更して実施することもできる。
【００８９】
・前記第１の実施の形態と前記第２の実施の形態とを組み合わせる構成としてもよい。例えば、前記第１の実施の形態におけるタービンハウジング１１において、半割部１２ｄの他端部にＳＵＳメッシュを固着するようにしてもよい。
【００９０】
・前記各実施の形態では、第２スクロール部１２ｂを半割状となるように分割形成して、半割部１２ｃ，１２ｄ，１２ｅとしたが、第１スクロール部１２ａを半割状となるように分割形成してもよい。つまり、第１スクロール部１２ａのみを半割状となるように分割形成してもよいし、第１スクロール部１２ａ及び第２スクロール部１２ｂの両方を半割状となるように分割形成してもよい。
【００９１】
・前記各実施の形態では、スクロール部１２を第１スクロール部１２ａと第２スクロール部１２ｂとに分割形成したが、第１スクロール部１２ａと第２スクロール部１２ｂとに分割形成せずに、渦巻状のスクロール部１２を単に半割状となるように分割形成してもよい。
【００９２】
・前記各実施の形態では、第２スクロール部１２ｂの端部に拡径部２１を形成したが、拡径部２１を省略してもよい。また、第１スクロール部１２ａの端部に縮径部を形成してもよいし、拡径部２１に代えて第２スクロール部１２ｂの端部に縮径部を形成したり、第１スクロール部１２ａの端部に拡径部を形成したりしてもよい。
【００９３】
・前記第１の実施の形態におけるＳＵＳメッシュ１４，２５を省略する構成としてもよい。また、前記第２の実施の形態におけるＳＵＳメッシュ５３を省略する構成としてもよい。
【００９４】
・前記各実施の形態では、フランジ部１７，５２に突条部２８，５５を形成したが、突条部２８，５５を省略する構成としてもよい。
【００９５】
・前記各実施の形態のタービンハウジング１１，５１では、耐熱性及び耐食性に優れたステンレス材料を用いるようにしたが、特にステンレス材料に限定されるものではない。
【００９６】
他に、特許請求の範囲の各請求項に記載されないものであって、前記実施の形態等から把握される技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００９７】
（ａ） 請求項４に記載の過給機のタービンハウジングにおいて、前記スクロール部と前記カバー部との間に金属メッシュを介在させたことを特徴とする過給機のタービンハウジング。
【００９８】
上記（ａ）に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加えて、金属メッシュにより、例えばタービンの回転に起因した振動音等の騒音を吸収・緩和して抑制することができる。また、金属メッシュの介在により、スクロール部とカバー部との間の隙間を確実の保持できる。
【００９９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ウェストゲートバルブ等を用いなくても、スクロール部内を流通する排気ガスの流量を自動的に調整して良好な状態を保持することができる。また、スクロール部内を流通する排気ガスの流量を調整することができるため、従来技術で用いたウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート等が不要となり、タービンハウジング、ひいては過給機の小型化及び軽量化を図ることができる。加えて、過給機のタービンハウジングにウェストゲートバルブ及びウェストゲートポート等を設けなくても済むことで、タービンハウジングの設計自由度を増大できる。また、排気ガスの熱エネルギーを有効利用できるため、車両のエンジンの始動直後において、タービンハウジングの下流側に配設される触媒の活性化温度に達するまでの時間の短縮を図ることができる。
【０１００】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方に形成された拡径部又は縮径部により、第１スクロール部と第２スクロール部とをスライド可能な状態で嵌合させる際に、その嵌合作業を簡単、かつ、確実に行うことができるようになる。また、拡径部又は縮径部により、第１スクロール部と第２スクロール部との嵌合部分をスライドし易くできる。
【０１０１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１，請求項２に記載の発明の効果に加えて、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方とカバー部との間に介在された金属メッシュにより、例えばタービンの回転に起因した振動音等の騒音を吸収・緩和して抑制することができる。また、金属メッシュの介在により、第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方とカバー部との間の隙間を確実に保持できる。
【０１０２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に準じた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す横断面図であって、図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図２】スクロール部及びカバー部の一部を拡大して示す断面図。
【図３】第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す正面図。
【図４】第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す縦断面図であって、図５のＣ−Ｃ線断面図。
【図５】第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す側面図。
【図６】第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す背面図。
【図７】第１の実施の形態におけるタービンハウジングを示す側面図。
【図８】第２の実施の形態におけるタービンハウジングを示す横断面図。
【図９】従来技術に係るタービンハウジングを示す正面図。
【図１０】従来技術に係るタービンハウジングを示す背面図。
【図１１】従来技術に係るタービンハウジングを示す横断面図であって、図９のＡ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
１１，５１ タービンハウジング
１２ スクロール部
１２ａ 第１スクロール部
１２ｂ 第２スクロール部
１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ 半割部
１３ カバー部
１３ａ 第１カバー部
１３ｂ 第２カバー部
１４，２５，５３ ＳＵＳメッシュ
１５，１６，１７，５２ フランジ部
１８ タービンブレード
１９ タービン
２０ スライド部
２１ 拡径部
Claims (4)
- 渦巻き状の排気ガス流路を形成する金属製のスクロール部と、該スクロール部を隙間のある状態で被包した金属製のカバー部と、前記スクロール部及び前記カバー部が取着される金属製のフランジ部とを備え、内部にタービンが収容される過給機のタービンハウジングにおいて、
前記スクロール部を第１スクロール部と第２スクロール部とに分割形成し、その分割形成した第１スクロール部及び第２スクロール部の少なくとも一方を更に半割状となるように分割形成し、その半割状に分割形成したもの同士をスライド可能な状態で組み合わせて開閉可能とすると共に、第１スクロール部と第２スクロール部とをスライド可能な状態で嵌合させるようにしたことを特徴とする過給機のタービンハウジング。 - 前記第１スクロール部と前記第２スクロール部とをスライド可能な状態で嵌合させる部分のうち、少なくとも一方に拡径部又は縮径部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の過給機のタービンハウジング。
- 前記第１スクロール部及び前記第２スクロール部の少なくとも一方と前記カバー部との間に金属メッシュを介在させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の過給機のタービンハウジング。
- 渦巻き状の排気ガス流路を形成する金属製のスクロール部と、該スクロール部を隙間のある状態で被包した金属製のカバー部と、前記スクロール部及び前記カバー部が取着される金属製のフランジ部とを備え、内部にタービンが収容される過給機のタービンハウジングにおいて、
前記スクロール部を半割状となるように分割形成すると共に、その半割状に分割形成したもの同士をスライド可能な状態で組み合わせて開閉可能となるようにしたことを特徴とする過給機のタービンハウジング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001156294A JP3561483B2 (ja) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | 過給機のタービンハウジング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001156294A JP3561483B2 (ja) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | 過給機のタービンハウジング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002349275A JP2002349275A (ja) | 2002-12-04 |
| JP3561483B2 true JP3561483B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=19000319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001156294A Expired - Fee Related JP3561483B2 (ja) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | 過給機のタービンハウジング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3561483B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4512058B2 (ja) * | 2006-04-04 | 2010-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | タービンハウジング |
| DE102009015353A1 (de) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung |
| JP5261350B2 (ja) * | 2009-11-13 | 2013-08-14 | トヨタ自動車株式会社 | ターボチャージャハウジングと配管との組み付け構造 |
| DE102010005761A1 (de) | 2010-01-25 | 2011-07-28 | Benteler Automobiltechnik GmbH, 33102 | Abgasbaugruppe |
| DE102010022218A1 (de) | 2010-05-21 | 2011-11-24 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Abgasturbolader |
| WO2012147161A1 (ja) | 2011-04-26 | 2012-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | ターボチャージャのタービンハウジング |
| US9719374B2 (en) | 2011-11-02 | 2017-08-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Turbine housing and exhaust gas turbine supercharger |
| JP5954411B2 (ja) | 2012-04-10 | 2016-07-20 | 株式会社Ihi | 過給機 |
| JP2015224570A (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-14 | カルソニックカンセイ株式会社 | ターボチャージャ |
| JP6395636B2 (ja) * | 2015-02-13 | 2018-09-26 | 株式会社三五 | タービンハウジングの製造方法 |
| JP6204398B2 (ja) * | 2015-03-23 | 2017-09-27 | カルソニックカンセイ株式会社 | タービンハウジング |
| CN108350797B (zh) * | 2015-11-06 | 2020-07-03 | 康奈可关精株式会社 | 涡轮壳 |
| JP6542639B2 (ja) * | 2015-11-06 | 2019-07-10 | カルソニックカンセイ株式会社 | タービンハウジング |
| JP6542640B2 (ja) * | 2015-11-06 | 2019-07-10 | カルソニックカンセイ株式会社 | タービンハウジング |
| EP3734039A4 (en) | 2017-12-26 | 2021-09-08 | Marelli Corporation | METHOD OF MANUFACTURING A TURBINE HOUSING |
| JP7424752B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2024-01-30 | 株式会社豊田自動織機 | ターボチャージャ |
| JP7099625B2 (ja) | 2019-04-17 | 2022-07-12 | 株式会社Ihi | タービンハウジングおよび過給機 |
-
2001
- 2001-05-25 JP JP2001156294A patent/JP3561483B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002349275A (ja) | 2002-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3561483B2 (ja) | 過給機のタービンハウジング | |
| JP2002349276A (ja) | タービンハウジング | |
| JP4448064B2 (ja) | タービンハウジング | |
| JP5193093B2 (ja) | 可変容量型排気ターボ過給機 | |
| JP3597758B2 (ja) | 過給機のタービンハウジング | |
| JP5722798B2 (ja) | 駆動ユニットのエグゾーストターボチャージャのためのタービンハウジング及びタービンハウジングの製造方法 | |
| JP2002054447A (ja) | タービンハウジング | |
| JP6780714B2 (ja) | 過給機 | |
| JP5369723B2 (ja) | 遠心圧縮機 | |
| EP1425495B1 (en) | Turbine housing for high exhaust temperature | |
| CN108374699A (zh) | 具有双轴蜗壳构造的金属板涡轮机外壳 | |
| JP4779898B2 (ja) | タービンハウジング | |
| JP2012219640A (ja) | タービン及びターボチャージャ | |
| CN108374698A (zh) | 具有铸造芯部的金属板涡轮机外壳 | |
| CN108374700A (zh) | 具有容纳阻尼器的金属板涡轮机外壳 | |
| JP2008231993A (ja) | タービン装置 | |
| JP3956884B2 (ja) | 可変容量ターボチャージャ | |
| JP2007192130A (ja) | ターボチャージャ | |
| JP2008196327A (ja) | ターボ過給機 | |
| JP2020101178A (ja) | ターボチャージャーのタービンハウジング | |
| JP2003184563A (ja) | 可変容量ターボチャージャ | |
| JP4370662B2 (ja) | 可変容量ターボチャージャ | |
| JP2003027951A (ja) | 可変容量型過給機の流量増加構造 | |
| JP6780778B2 (ja) | 多段過給機 | |
| JP2007192180A (ja) | ターボチャージャのタービン |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040525 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040528 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100604 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110604 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |