JP6962177B2

JP6962177B2 - タービンハウジングの製造方法

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Publication number: JP6962177B2
Application number: JP2017244331A
Authority: JP
Inventors: 昌紀佐伯
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: JP2019112942A

Description

本発明は、タービンハウジングの製造方法に関する。

特許文献１には、ターボチャージャにおけるタービンハウジングが記載されている。特許文献１のタービンハウジングは、タービンホイールが収容される収容部、収容部に接続されるとともに収容部を取り囲むように円弧状に延びるスクロール通路、収容部に接続されて排気を外部に排出する排出通路、及びタービンホイールを迂回するようにスクロール通路と排出通路とを接続するバイパス通路を備えている。

また、特許文献１には、上記タービンハウジングを鋳造で製造する方法が記載されている。この鋳造方法においては、収容部、スクロール通路、及びバイパス通路に対応した形状の砂製の第１中子と、排出通路に対応した形状の砂製の第２中子とを用いる。そして、タービンハウジングの外面形状に対応した形状の鋳型の内部の空間に、第１中子及び第２中子を配置する。このとき、第１中子における収容部に対応する部分の先端及びバイパス通路に対応する部分の先端を第２中子に嵌め合わせて、両中子を互いに位置決めする。その状態で、鋳型の内部の空間における第１中子及び第２中子以外の空間に溶融した金属を流す。溶融した金属が固まった後において、その固まった金属を鋳型の内部から取り出して中子を崩す。こうして所望の形状のタービンハウジングが形成される。

特開平４−０８１５２３号公報

特許文献１のタービンハウジングの鋳造方法においては、第１中子及び第２中子を鋳型の内部の空間に配置したときに、鋳型に対する第１中子及び第２中子の位置決め誤差が生じたり、第１中子と第２中子との位置関係に誤差が生じたりする。このような誤差が生じると、タービンハウジングの外面に対して内部に区画される各通路の延設方向が、設計時の延設方向に対してずれることがある。特に、タービンハウジングの外面に対するバイパス通路の延設方向が設計時の延設方向からずれてしまうと、バイパス通路を流通してタービンハウジングよりも下流側に排出される排気の流れが設計した排気の流れとは変わってしまうおそれがある。

上記課題を解決するためのタービンハウジングの製造方法は、タービンホイールが収容される収容部、前記収容部に接続されるとともに前記収容部を取り囲むように円弧状に延びるスクロール通路、前記収容部に接続されていて排気を外部に排出する排出通路、及び前記タービンホイールを迂回するように前記スクロール通路と前記排出通路とを接続するバイパス通路を備えるターボチャージャにおけるタービンハウジングの製造方法であって、前記収容部及び前記スクロール通路に対応した形状の第１中子、前記排出通路に対応した形状の第２中子、及び前記バイパス通路に対応した形状よりも細い第３中子を製作する製作工程と、前記製作工程の後、前記タービンハウジングの外面形状に対応した形状の鋳型の内部の空間に前記第１中子及び前記第２中子を配置するとともに、当該空間における前記バイパス通路に対応した位置内に前記第３中子を配置して、当該第３中子によって前記第１中子及び前記第２中子の位置関係を定める配置工程と、前記配置工程の後、前記鋳型の内部の空間における前記第１中子、前記第２中子、及び前記第３中子以外の空間に溶融した金属を流して固める鋳造工程と、前記鋳造工程の後、固まった金属の内部から前記第１中子、前記第２中子、及び前記第３中子を除去する除去工程と、前記除去工程の後、前記第３中子が位置していたことにより形成された孔の周りの壁部を切削して前記バイパス通路を形成する切削工程とを備える。

上記構成では、仮に、第３中子が位置していたことにより形成される孔の延設方向が設計時の延設方向からずれたとしても、切削工程によってバイパス通路が形成されるため、タービンハウジングの外面に対するバイパス通路の延設方向が設計時の延設方向から過度にずれることがない。すなわち、第３中子の位置ずれが、バイパス通路の延設方向のずれとして顕在化することは、ほぼない。その結果、バイパス通路を流通してタービンハウジングよりも下流側に排出される排気の流れと設計した排気の流れとが変わってしまうことを抑制できる。

なお、上記構成では、第１中子と第２中子との位置関係が第３中子によって定められていて、これら３つの中子の位置関係がある程度定まっている。したがって、例えば上述した特許文献１のタービンハウジングの鋳造方法と比較して、鋳型内における各中子の互いの位置が過度に不安定になることはない。

内燃機関の概略図。タービンハウジング周辺の構成を示す断面図。鋳型内に各中子を配置した状態を示す説明図。中間成形物を鋳型内から取り出した状態を示す説明図。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。先ず、本発明のターボチャージャ５０が適用された内燃機関１００の概略構成について説明する。
図１に示すように、内燃機関１００は、当該内燃機関１００の外部から吸気を導入するための吸気通路１１を備えている。吸気通路１１には、燃料を吸気と混合させて燃焼させる気筒１２が接続されている。気筒１２には、当該気筒１２から排気を排出するための排気通路１３が接続されている。排気通路１３の内部には、排気を浄化するための触媒２１が設けられている。

内燃機関１００は、吸気を圧縮するためのターボチャージャ５０を備えている。ターボチャージャ５０におけるアルミニウム合金製のコンプレッサハウジング５１は、吸気通路１１の途中に取り付けられている。また、ターボチャージャ５０における鋳鉄製のタービンハウジング６０は、排気通路１３における触媒２１よりも上流側に取り付けられている。ターボチャージャ５０におけるコンプレッサハウジング５１及びタービンハウジング６０は、ターボチャージャ５０における鋳鉄製のベアリングハウジング５２を介して接続されている。

タービンハウジング６０の内部には、排気の流れによって回転するタービンホイール９６が収容されている。タービンホイール９６は、当該タービンホイール９６の回転軸線９６ａを中心に回転可能になっている。タービンホイール９６には、連結シャフト９７の一端部が接続されている。連結シャフト９７の中央部分は、ベアリングハウジング５２の内部に収容されている。連結シャフト９７は、図示しないベアリングによって回転可能に支持されている。連結シャフト９７の回転軸線は、タービンホイール９６の回転軸線９６ａと同軸になっている。連結シャフト９７の他端部には、コンプレッサホイール９８が接続されている。コンプレッサホイール９８は、コンプレッサハウジング５１の内部に収容されている。コンプレッサホイール９８の回転軸線は、タービンホイール９６の回転軸線９６ａと同軸になっている。コンプレッサホイール９８は、タービンホイール９６の回転に伴って回転し、吸気を圧縮して気筒１２側へと供給する。

次に、ターボチャージャ５０におけるタービンハウジング６０について具体的に説明する。
図２に示すように、タービンハウジング６０は、タービンホイール９６が収容されるハウジング本体７０を備えている。ハウジング本体７０は、全体として円柱形状の円柱部７１と円柱部７１の外周を取り囲むように延びている円弧部７２とを備えている。円弧部７２は、円柱部７１の軸線方向において一方の端部側（図２における左側）に位置している。円弧部７２は、円柱部７１の軸線方向から見たときに、全体として円弧状に延びており、円弧部７２の一端部（図２における下側の端部）が円柱部７１の外周円の接線方向に突き出ている。

ハウジング本体７０における円柱部７１には、タービンホイール９６を収容する略円柱形状の空間である収容部７６が区画されている。収容部７６は、タービンホイール９６の回転軸線９６ａに沿うように延びている。収容部７６の一方側（図２における左側）の端部は、円柱部７１の一方側の端部まで延びており、円柱部７１の一方側の端部において開口している。

ハウジング本体７０における円弧部７２には、収容部７６に接続するスクロール通路７７が区画されている。スクロール通路７７は、収容部７６を取り囲むように延びている。スクロール通路７７は、円柱部７１の軸線方向から見たときに、全体として円弧状に延びている。スクロール通路７７は、ハウジング本体７０における円柱部７１まで延びて、スクロール通路７７に接続されている。スクロール通路７７における収容部７６とは反対側の端部（図２における下側の端部）は、円弧部７２の一端部（図２における下側の端部）まで延びており、円弧部７２の一端部において開口している。

円弧部７２の一端部からは、スクロール通路７７の外側に向かって上流側フランジ８１が張り出している。上流側フランジ８１には、当該上流側フランジ８１の厚み方向にボルト孔８１ａが貫通している。上流側フランジ８１のボルト孔８１ａに図示しないボルトが挿通されることによって、上流側フランジ８１がタービンハウジング６０よりも上流側の排気通路１３に固定されている。

ハウジング本体７０における円柱部７１には、収容部７６に接続する排出通路７８が区画されている。排出通路７８は、全体として円柱部７１の軸線方向に延びている。排出通路７８の他方側の端部（図２における右側の端部）は、円柱部７１の他方側の端部まで延びており、円柱部７１の他方側の端部において開口している。

円柱部７１の他方側（図２における右側）の端部からは、円柱部７１の径方向外側に向かって下流側フランジ８２が張り出している。下流側フランジ８２における円柱部７１の他方側の面は、円柱部７１における他方側の端面と面一になっている。下流側フランジ８２における円柱部７１の他方側の面と円柱部７１における他方側の端面とが、タービンハウジング６０における固定端面６０ａを構成している。タービンハウジング６０における固定端面６０ａは、タービンハウジング６０よりも下流側の排気通路１３の端面１３ａと面接触している。このようにタービンハウジング６０の固定端面６０ａと排気通路１３の端面１３ａとが面接触した状態で、タービンハウジング６０は、タービンハウジング６０よりも下流側の排気通路１３と固定されている。

ハウジング本体７０には、タービンホイール９６を迂回するようにスクロール通路７７と排出通路７８とを接続するバイパス通路７９が区画されている。バイパス通路７９は、略直線状に延びている。バイパス通路７９の延設方向は、当該バイパス通路７９が下流側ほどタービンホイール９６の回転軸線９６ａに近づくように回転軸線９６ａに対して傾いている。なお、この実施形態では、タービンハウジング６０に排気通路１３を固定したときに、バイパス通路７９の中心軸線が、排気通路１３に位置する触媒２１の上流端の略中央を通過するように、バイパス通路７９の延設方向が定められている。

図２に示すように、ターボチャージャ５０は、バイパス通路７９を開閉するウェイストゲートバルブ９１を備えている。ウェイストゲートバルブ９１は、タービンハウジング６０における排出通路７８内に配置されている。ウェイストゲートバルブ９１は、略棒状のシャフト９２を備えている。シャフト９２の一方側の端部（紙面奥側の端部）は、タービンハウジング６０におけるハウジング本体７０の壁部に回動可能に支持されている。シャフト９２の他方側の端部（紙面手前側の端部）からは、シャフト９２の径方向外側に向かって略板状の弁板９３が突出している。ウェイストゲートバルブ９１は、シャフト９２が周方向一方側（図２における反時計周り側）に回動して弁板９３がバイパス通路７９における下流端外周の壁部である当接面７９ａに当接することで、バイパス通路７９を閉状態にする。一方、ウェイストゲートバルブ９１は、シャフト９２が周方向他方側（図２における時計周り側）に回動して弁板９３が当接面７９ａから離間することで、バイパス通路７９を開状態にする。

次に、タービンハウジング６０の製造方法について説明する。
先ず、製作工程において、その後の工程で用いる砂製の第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３を製作する。製作工程においては、図示は省略するが、第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３の外形に合わせて成形された金属製の中子用金型の内部に砂を充填し、砂を固める。そして、中子用金型から固まった砂を取り出すことで、第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３が形成される。

図３に示すように、第１中子３１は、収容部７６に対応した形状の収容部対応部３１ａを備えている。収容部対応部３１ａには、スクロール通路７７に対応した形状のスクロール通路対応部３１ｂが接続されている。なお、収容部対応部３１ａの延設方向一方側（図３における左側）への延設長さは、タービンハウジング６０を成形した場合における収容部７６の延設方向一方側への延設長さよりも長くなっている。また、収容部対応部３１ａの延設方向他方側（図３における右側）の端面からは、当該収容部対応部３１ａの延設方向の他方側に向かって略円柱形状の突部３１ｄが突出している。突部３１ｄの外径は、収容部対応部３１ａの延設方向他方側の端部の外径よりも小さくなっている。

図３に示すように、第１中子３１におけるスクロール通路対応部３１ｂからは、バイパス通路７９に対応した形状よりも細い略棒状の第３中子３３が突出している。すなわち、本実施形態では、第１中子３１及び第３中子３３が一体になっている。第３中子３３は、収容部対応部３１ａの延設方向に沿うように直線的に延びている。第１中子３１におけるスクロール通路対応部３１ｂと第３中子３３との接続位置は、タービンハウジング６０を成形した場合におけるスクロール通路７７とバイパス通路７９との接続位置の範囲内にある。また、第３中子３３の全体的な位置は、タービンハウジング６０を成形した場合におけるバイパス通路７９の範囲内にある。

第２中子３２は、排出通路７８に対応した形状になっている。第２中子３２の延設方向他方側（図３における右側）への延設長さは、タービンハウジング６０を成形した場合における排出通路７８の延設方向他方側への延設長さよりも長くなっている。第２中子３２のうち、タービンハウジング６０を成形した場合における当接面７９ａの周辺部分は、当該当接面７９ａよりも第２中子３２の延設方向他方側に位置している。また、第２中子３２のうち、タービンハウジング６０を成形した場合における当接面７９ａの周辺部分には、第２中子３２の延設方向他方側に向かって位置決め凹部３２ｄが窪んでいる。位置決め凹部３２ｄは、バイパス通路７９に対応した形状よりも細く、第３中子３３と略同じ幅になっている。第２中子３２における位置決め凹部３２ｄの位置は、タービンハウジング６０を成形した場合における排出通路７８とバイパス通路７９との接続位置の範囲内にある。第２中子３２のうち、タービンハウジング６０を成形した場合における収容部７６側に対応する面からは、排出通路７８の延設方向他方側に向かって略円柱形状の凹部３２ｅが窪んでいる。凹部３２ｅの内径は、第１中子３１における突部３１ｄの外径と略同じになっている。

その後、配置工程では、略四角柱状の金属製の金型である鋳型４０を用いる。鋳型４０の内部には、タービンハウジング６０の外面形状に対応した形状の内部空間４１が区画されている。内部空間４１の一方側（図３における左側）の端部は、タービンハウジング６０を成形した場合における円柱部７１の軸線方向一方側の端部よりも一方側に向かって長く延びている。また、内部空間４１の他方側（図３における左側）の端部は、タービンハウジング６０を成形した場合における固定端面６０ａよりも他方側に向かって長く延びている。なお、図示は省略しているが、鋳型４０は、複数の型を組み合わせて構成されている。

配置工程において、鋳型４０の内部空間４１に第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３を配置する。具体的には、第１中子３１を、内部空間４１における収容部７６及びスクロール通路７７に対応した位置に配置する。また、第１中子３１を鋳型４０内に配置することにより、第３中子３３が内部空間４１におけるバイパス通路７９に対応した位置である仮想領域Ｒ内に配置される。そして、第２中子３２を、内部空間４１における排出通路７８に対応した位置に配置する。このとき、第２中子３２における凹部３２ｅと第１中子３１における突部３１ｄとの位置を合わせて配置する。また、第２中子３２における位置決め凹部３２ｄと第３中子３３における先端との位置とを合わせて配置する。すると、第３中子３３によって、第１中子３１及び第２中子３２の位置関係が定まる。

その後、鋳造工程において、鋳型４０の内部空間４１における第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３以外の空間に溶融した鋳鉄を流し、鋳型４０の内部空間４１において鋳鉄を固める。

図４に示すように、その後、除去工程において、鋳型４０の内部空間４１から固まった鋳鉄を取り出す。そして、固まった鋳鉄の内部の第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３を崩して砂を排出する。こうして完成品であるタービンハウジング６０と略同じ外面１６０ａを有する中間成形物１６０が形成される。

中間成形物１６０における一方側（図４における左側）の端部は、タービンハウジング６０を成形した場合における円柱部７１の軸線方向一方側（図４における左側）の端部よりも一方側に向かって長く延びている。すなわち、中間成形物１６０における一方側の端部は、その後の切削加工によって削られる第１削り代１６１として機能する。また、中間成形物１６０における他方側（図４における右側）の端部は、タービンハウジング６０を成形した場合における固定端面６０ａよりも他方側に向かって長く延びている。すなわち、中間成形物１６０における他方側の端部は、その後の切削加工によって削られる第２削り代１６２として機能する。中間成形物１６０のうち、タービンハウジング６０を成形した場合における当接面７９ａの周辺部分は、当該当接面７９ａよりも中間成形物１６０における他方側に向かって長く延びている。すなわち、中間成形物１６０のうち、タービンハウジング６０を成形した場合における当接面７９ａの周辺部分は、その後の切削加工によって削られる第３削り代１６３として機能する。また、中間成形物１６０のうち、タービンハウジング６０を成形した場合におけるバイパス通路７９は、この段階ではまだ区画されてなく、第３中子３３が存在していたことによって形成された形成孔１６５の周辺の壁部として第４削り代１６４が存在している。

その後、切削工程において、中間成形物１６０における第１削り代１６１を切削して、タービンハウジング６０を成形した場合における円柱部７１の軸線方向一方側（図４における左側）の端部を形成する。また、中間成形物１６０における第２削り代１６２を切削して、タービンハウジング６０を成形した場合における固定端面６０ａを形成する。そして、中間成形物１６０における第３削り代１６３を切削して、タービンハウジング６０を成形した場合における当接面７９ａを形成する。さらに、中間成形物１６０における第４削り代１６４を切削して、タービンハウジング６０を成形した場合におけるバイパス通路７９を形成する。こうしてタービンハウジング６０が形成される。なお、本実施形態の切削工程では、治具によって中間成形物１６０を一度固定して取り外すまでの間において、中間成形物１６０における第２削り代１６２、第３削り代１６３、及び第４削り代１６４を切削する。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
図３に示すように、本実施形態では、第３中子３３がバイパス通路７９に対応した形状よりも細くなっている。仮に、比較構成として、第３中子３３がバイパス通路７９に対応した形状である場合には、鋳型４０の内部空間４１における仮想領域Ｒ全体に第３中子３３が配置されることになる。この比較構成において、鋳型４０の内部空間４１に対する第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３の位置決め誤差が生じたり、第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３の互いの位置関係に誤差が生じたりすると、タービンハウジング６０を成形した場合におけるバイパス通路７９の延設方向が設計時の延設方向からずれることがある。例えば、図２に示すように、バイパス通路７９の中心軸線が、排気通路１３に位置する触媒２１の上流端の略中央を通過するように、バイパス通路７９の延設方向が設計されていた場合には、バイパス通路７９の中心軸線が、排気通路１３に位置する触媒２１の上流端の略中央を通過しないようになるおそれがある。このような場合には、バイパス通路７９を通過した排気によって触媒２１の暖気が適切に行われず、触媒２１の排気浄化性能が低下することもある。

本実施形態においても、除去工程までの工程において、中間成形物１６０における形成孔１６５の延設方向が設計時の延設方向からずれることはある。仮に、このようなずれが生じたとしても、本実施形態では、その後の切削工程において、完成品であるタービンハウジング６０と同じ外面１６０ａを有する中間成形物１６０における第４削り代１６４を切削して、タービンハウジング６０を成形した場合におけるバイパス通路７９を形成する。そのため、タービンハウジング６０の外面に対するバイパス通路７９の延設方向が設計時の延設方向から過度にずれることがない。すなわち、第３中子３３の位置ずれが、バイパス通路７９の延設方向のずれとして顕在化することは、ほぼない。その結果、バイパス通路７９を流通してタービンハウジング６０よりも下流側に排出される排気の流れと設計した排気の流れとが変わってしまうことを抑制できる。

なお、このようにタービンハウジング６０の外面に対するバイパス通路７９の延設方向が設計時の延設方向から過度にずれることがない場合には、ウェイストゲートバルブ９１における弁板９３の大きさを、当該ずれを考慮して大きめに設計しておく必要もない。そのため、本実施形態では、ウェイストゲートバルブ９１の軽量化が期待できる。

図３に示すように、本実施形態の配置工程においては、第２中子３２における凹部３２ｅと第１中子３１における突部３１ｄとの位置を合わせて配置している。そのため、タービンハウジング６０を成形した場合における収容部７６周辺における第１中子３１及び第２中子３２の位置関係は、第１中子３１及び第２中子３２が直接当接することで定まる。とはいえ、第１中子３１の突部３１ｄと第２中子３２の凹部３２ｅとの嵌め合わせ関係のみでは、第１中子３１と第２中子３２との位置決めが十分とはいいにくい。そこで、本実施形態では、第２中子３２における位置決め凹部３２ｄと第３中子３３における先端との位置とを合わせて配置している。そのため、タービンハウジング６０を成形した場合におけるバイパス通路７９周辺における第１中子３１及び第２中子３２の位置関係は、第３中子３３によっても定まる。このようにして第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３の位置関係が定まる。したがって、本実施形態では、上記した第３中子３３がバイパス通路７９に対応した形状となった比較構成と比べて、鋳型４０の内部空間４１における第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３の互いの位置が過度に不安定になることがない。

図２に示すように、本実施形態では、タービンハウジング６０における固定端面６０ａが排気通路１３における端面１３ａと面接触して、タービンハウジング６０と当該タービンハウジング６０よりも下流側の排気通路１３とが固定されている。そのため、タービンハウジング６０のバイパス通路７９の延設方向が設計時の延設方向と同じであっても、固定端面６０ａに対するバイパス通路７９の延設方向が設計時の延設方向からずれてしまうと、バイパス通路７９を流通してタービンハウジング６０よりも下流側に排出される排気の流れと設計した排気の流れとが変わってしまうことがある。ここで、本実施形態の切削工程では、治具によって中間成形物１６０を一度固定して取り外すまでの間において、中間成形物１６０における第２削り代１６２及び第４削り代１６４を切削して、タービンハウジング６０における固定端面６０ａ及びバイパス通路７９を形成している。そのため、本実施形態では、タービンハウジング６０における固定端面６０ａに対するバイパス通路７９の延設方向が設計時の延設方向からずれにくい。

また、本実施形態では、バイパス通路７９を切削によって形成するため、鋳造工程においてバイパス通路７９を形成する場合に比べて、バイパス通路７９の内面における表面粗さを小さくできる。これにより、本実施形態では、バイパス通路７９を流通する排気の圧力損失を抑制できる。

ところで、製作工程において、第１中子３１及び第３中子３３の製作に用いる中子用金型としては、例えば、第１中子３１における収容部対応部３１ａの延設方向一方側に位置する第１の中子用金型と、第１中子３１における収容部対応部３１ａの延設方向他方側に位置する第２の中子用金型とによって構成することが考えられる。この場合には、第１の中子用金型と第２の中子用金型との間から第１中子３１及び第３中子３３を取り出す際には、第１中子３１における収容部対応部３１ａの延設方向に沿って、第１の中子用金型と第２の中子用金型とを離間することが考えられる。ここで、仮に、第３中子３３が第１中子３１における収容部対応部３１ａの延設方向に沿うように延びていない場合には、製作工程において、第１中子３１における収容部対応部３１ａの延設方向に沿って、第１の中子用金型と第２の中子用金型とを離間することができない。そして、そのような第１中子３１及び第３中子３３を製作するために中子用金型の構成が複雑化して、第１中子３１及び第３中子３３を製作するためのコストが上昇することがある。

これに対して、本実施形態では、第３中子３３が第１中子３１における収容部対応部３１ａの延設方向に沿うように延びている。そのため、第１の中子用金型と第２の中子用金型との間から第１中子３１及び第３中子３３を取り出す際には、第１中子３１における収容部対応部３１ａの延設方向に沿って、第１の中子用金型と第２の中子用金型とを離間することができる。そのため、本実施形態では、第３中子３３が第１中子３１における収容部対応部３１ａの延設方向に沿うように延びていない場合に比べて、中子用金型の構成が複雑化することがなく、第１中子３１及び第３中子３３を製作するためのコストが上昇しない。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、第３中子３３は、第２中子３２から突出していてもよい。すなわち、第３中子３３及び第２中子３２が一体になっていてもよい。この場合には、第１中子３１において、第３中子３３の幅と略同じ幅の位置決め凹部が設けられていればよい。

・上記実施形態において、第３中子３３は、第１中子３１及び第２中子３２と一体になっていなくてもよく、第１中子３１及び第２中子３２とは別体の中子として構成されていてもよい。この場合には、第１中子３１及び第２中子３２において、第３中子３３の幅と略同じ幅の位置決め凹部が設けられていればよい。

・上記実施形態において、第３中子３３の太さは、バイパス通路７９に対応した形状よりも細くなる範囲で適宜変更できる。
・上記実施形態において、第１中子３１に対する第３中子３３の全体的な位置は、適宜変更できる。具体的には、配置工程において、第３中子３３が、内部空間４１におけるバイパス通路７９に対応した位置である仮想領域Ｒ内に配置されるような範囲で、第３中子３３の位置を適宜変更できる。

・上記実施形態において、例えば、製作工程における中子用金型の構成が過度に複雑化しないのであれば、第３中子３３の延設方向が第１中子３１の延設方向に沿っていなくてもよい。

・上記実施形態において、例えば、第２中子３２における位置決め凹部３２ｄと第３中子３３における先端との位置関係によって、第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３の位置関係が十分に定まるのであれば、第１中子３１の突部３１ｄや第２中子３２の凹部３２ｅを省略してもよい。

・上記実施形態において、中間成形物１６０における第１削り代１６１、第２削り代１６２、第３削り代１６３、及び第４削り代１６４の大きさは適宜変更できる。例えば、タービンハウジング６０における各通路の延設方向と設計時の延設方向とずれが比較的小さいのであれば、第１削り代１６１、第２削り代１６２、第３削り代１６３、及び第４削り代１６４を小さくしてもよい。この場合には、鋳型４０の形状や第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３の形状を変更すればよい。さらに、第１削り代１６１、第２削り代１６２、及び第３削り代１６３については省略してもよい。この場合には、鋳型４０における内部空間４１がタービンハウジング６０の外面形状と略同じ大きさになっていればよい。また、この内部空間４１に合わせて、第１中子３１、第２中子３２、及び第３中子３３の形状を変更すればよい。

・上記実施形態において、タービンハウジング６０の材質は適宜変更できる。例えば、タービンハウジング６０の材質は鋳鋼としてもよい。
・上記実施形態において、鋳型４０は、砂を固めた砂型としてもよい。

Ｒ…仮想領域、１１…吸気通路、１２…気筒、１３…排気通路、１３ａ…端面、２１…触媒、３１…第１中子、３１ａ…収容部対応部、３１ｂ…スクロール通路対応部、３１ｄ…突部、３２…第２中子、３２ｄ…位置決め凹部、３２ｅ…凹部、３３…第３中子、４０…鋳型、４１…内部空間、５０…ターボチャージャ、５１…コンプレッサハウジング、５２…ベアリングハウジング、６０…タービンハウジング、６０ａ…固定端面、７０…ハウジング本体、７１…円柱部、７２…円弧部、７６…収容部、７７…スクロール通路、７８…排出通路、７９…バイパス通路、７９ａ…当接面、８１…上流側フランジ、８１ａ…ボルト孔、８２…下流側フランジ、９１…ウェイストゲートバルブ、９２…シャフト、９３…弁板、９６…タービンホイール、９６ａ…回転軸線、９７…連結シャフト、９８…コンプレッサホイール、１００…内燃機関、１６０…中間成形物、１６０ａ…外面、１６１…第１削り代、１６２…第２削り代、１６３…第３削り代、１６４…第４削り代、１６５…形成孔。

Claims

タービンホイールが収容される収容部、前記収容部に接続されるとともに前記収容部を取り囲むように円弧状に延びるスクロール通路、前記収容部に接続されていて排気を外部に排出する排出通路、及び前記タービンホイールを迂回するように前記スクロール通路と前記排出通路とを接続するバイパス通路を備えるターボチャージャにおけるタービンハウジングの製造方法であって、
前記収容部及び前記スクロール通路に対応した形状の第１中子、前記排出通路に対応した形状の第２中子、及び前記バイパス通路に対応した形状よりも細い第３中子を製作する製作工程と、
前記製作工程の後、前記タービンハウジングの外面形状に対応した形状の鋳型の内部の空間に前記第１中子及び前記第２中子を配置するとともに、当該空間における前記バイパス通路に対応した位置内に前記第３中子を配置して、当該第３中子によって前記第１中子及び前記第２中子の位置関係を定める配置工程と、
前記配置工程の後、前記鋳型の内部の空間における前記第１中子、前記第２中子、及び前記第３中子以外の空間に溶融した金属を流して固める鋳造工程と、
前記鋳造工程の後、固まった金属の内部から前記第１中子、前記第２中子、及び前記第３中子を除去する除去工程と、
前記除去工程の後、前記第３中子が位置していたことにより形成された孔の周りの壁部を切削して前記バイパス通路を形成する切削工程とを備える
ことを特徴とするタービンハウジングの製造方法。
前記バイパス通路における下流端外周の壁部を当接面としたとき、
前記切削工程では、前記当接面の周辺部分を切削して前記当接面を形成し、
前記孔の周りの壁部における削り代は、前記当接面の周辺部分の削り代よりも大きい部分を含んでいる
請求項１に記載のタービンハウジングの製造方法。