JPS63111243A - タ−ビンハウジングの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンのターボ過給装置用のタービンハ
ウジングの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、排気ターボ過給機については種々のものが開示さ
れている。また、その中でタービンスクロールを二分割
あるいは三分割したターボ過給装置についても種々のも
のが開示されている。このようなものとして、例えば、
実開昭５８−１８０３３９号公報、実開昭６０−１３４
８３２号公報、実開昭６０−１２６３１号公報等に記載
されたものがある。

まず、実開昭５８−１８０３３９号公報に開示されたも
のを第３図を参照して概説する。第３図において、排気
エネルギで回転するタービンと前記タービンにより駆動
されるコンプレッサとを備えたターボチャージャ２０が
示されている。このターボチャージャ２０については、
タービンスクロール２１の内部を入口部からタービンロ
ータ２４外因に至るまで二分割する隔壁２７を設け、こ
れら並列する二つのスクロール２５．２６の入口面積と
ロータ回転軸２３から入口中心までの偏心量との比を異
なって設定し、且つ一方の入口にエンジン回転数に応じ
て開く切換弁を設けたものである。

次に、実開昭６０−１３４８３２号公帳には、三分割さ
れたタービン通路が開示されている。これについて第４
図を参照して概説する。第４図において、タービンハウ
ジングガス通路切換装置を備えた排気過給［３０が示さ
れている。この排気過給機３０については、タービンハ
ウジング３１の内壁３２に複数の仕切板３３．３４を設
け、複数のガス通路３５，３６．３７と複数のガス供給
口とを形成し、ガス通路３５，３６．３７と複数のガス
供給口とを新道するロークリバルブをタービンハウジン
グ３１に形成した孔より回転自在にタービンハウジング
３１内に挿入したものである。

また、実開昭６０−１２６３１号公報に開示されたもの
を第５図を参照して概説する。第５図において、排気タ
ーボ過給機本体４０のタービンハウジング４３内にター
ビンホイール４５の周囲を囲む排気ガス流路が形成され
ると共に、タービンハウジング４３の内壁面に排気ガス
流路を第１の流路４６及び第２の流路４７に分割する仕
切板４９が設けられ、エンジンの複数のシリンダから排
出される排気ガスが第１の排気通路及び第２の排気通路
を介してタービンハウジング４３の第１及び第２の各流
路４６．４７に導入され、これらの第１及び第２の各流
路４６，４７からタービンホイール４５に排気ガスが吹
き付けられてタービンホイール４５が回転駆動される排
気ターボ過給機に関し、仕切板４９を板材によって形成
し、鋳造製のタービンハウジング４３の内壁面に平板状
の仕切板４９を設けた排気クーポ過給機が開示されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、第３図に示されているターボチャージャ２０
については、エンジンの回転数に応答してタービンスク
ロール２５．２６を可変容量にしたものである。第４図
に示された排気過給機については、ガス通路３５，３６
．３７を３個備えているが、これらはタービンハウジン
グ３１を鋳造する際に同時に鋳込まれて構成されている
ことは明らかである。第５図に示されている排気ターボ
過給機については、仕切板４９は板材で形成されている
が、この仕切板４９はタービンハウジング４３内のみを
分割するものである。しかも、このようなタイプでは、
鋳造時に、仕切板４９を中子間に好ましい状態に設置す
る三とができず、仕切板４９の両側を伝わって湯が流れ
込むような現象が生じることがあり、スムースなタービ
ンスクロールが形成されないという問題点を有している
。

上記のように、いずれのものについても、タービン通路
に関してタービンハウジングは鋳物のみで構成されたも
のであり、内壁面に薄板成形体を有するものでなく、タ
ービン通路の形状を正確に且つ堅牢に構成し、また鋳造
時に湯の流れ込みを防止して所定の形状を維持し、所望
の形状を得るという点については問題を有するものであ
る。

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、タービン通路に関してタービンハウジングを鋳物で構
成すると共に、前記タービン通路を複数のタービンスク
ロールに分割し、前記タービン通路の形状を所望のサイ
ズに正確に且つ堅牢に構成して所望の形状を得ることが
でき、特に、鋳造時にタービンスクロールに湯が流入す
るのを防止し、前記タービンスクロールの所定の形状を
得ると共に、ノズル部を分割する仕切板を正確に位置さ
せることができるように構成したタービンハウジングの
製造方法を堤供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を解消し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。

即ち、この発明は、平板の一側面にタービンスクロール
を形成する薄板を固着し且つ前記平板の他側面に複数の
支柱を立設した薄板成形体を、鋳型に固定して鋳造する
ことを特徴とするタービンハウジングの製造方法に関し
、更に具体的に詳述すると、前記平板と前記薄板が前記
タービンハウジングのノズル部となる部位まで伸長し、
前記支柱が前記薄板成形体を前記鋳型に位置決めする機
能を有し且つ前記平板に対して垂直に伸長し、前記平板
と前記薄板とが互いに当接して密封状態に鋳造に先だっ
て予め溶接等によって固着され、また前記支柱が鋳造後
に前記平板から取除くことができるように構成され、更
に前記平板の端部が鋳造時に溶解して前記タービンハウ
ジング本体と一体的に構成されていることを特徴とする
タービンハウジングの製造方法に関する。

〔作用］ この発明は、上記のように構成されているので、次のよ
うに作用する。即ち、この発明によるタービンハウジン
グの製造方法は、平板の一側面にタービンスクロールを
形成する薄板を固着し且つ前記平板の他側面に複数の支
柱を立設した薄板成形体を、鋳型に固定して鋳造したの
で、鋳造時に薄板成形体の接合部から湯が流れ込むよう
な現象が発生せず、前記タービンスクロールが所定のサ
イズに且つスムースな形状に構成できると共に、立設さ
れている前記支柱によって前記薄板成形体が前記鋳型に
対して移動するようなことがな（、従って前記平板をノ
ズル部の所定の位置に確実に且つ正確に位置決めして設
定することができる。しかも、前記タービン通路を分割
する前記薄板成形体は、予め成形されているので、鋳造
時に中子間即ち鋳型に所定の位置に極めて容易に設置す
ることができ、前記タービン通路の形状を所望のサイズ
に正確に且つ堅牢に構成できることは勿論のこと、前記
タービン通路に関して所望の形状を自由に選定して形成
することができる。

Ｃ実施例〕 以下、図面を参照して、この発明によるタービンハウジ
ングの製造方法の実施例を詳述する。

第１図において、この発明によるタービンハウジングの
製造方法を達成するための鋳型の断面図が示されている
。第２図において、この発明によるタービンハウジング
の製造方法を達成するための鋳型の斜視図が示されてい
る。この鋳型１については、ターボ過給装置を製造する
ためのものであり、タービン本体であるタービンハウジ
ングは鋳物によって構成されるものであり、タービンハ
ウジングの内壁面には鋳造時に同時に鋳込まれたステン
レススチール材等から成る薄板成形体が配置されている
。このタービンハウジングの製造方法は、タービン通路
を二分割に構成し、一方を通路面積の大きいタービンス
クロール１２に形成し、他方を通路面積の小さいタービ
ンスクロール１３に形成するものである。ターボ過給装
置を製造するための鋳型１については、ステンレススチ
ール等から成る平板７の一側面にタービンスクロール１
３を形成する薄板５を鋳造に先だって予め溶接等によっ
て固着し、また平板７の他側面に複数の支柱１１を立設
した薄板成形体ＩＯを、鋳物砂から成る鋳型２に固定し
たものである。この薄板５については、ステンレススチ
ール等から成り、ターボ過給装置のタービンハウジング
の内壁面に位置するように配置される。従って、薄板５
の一側面はタービンスクロール１３を形成する面となり
、他側面はタービンハウジングの内壁面に接触状態に固
着されるように構成される。この薄板成形体１０につい
ては、鋳造に先だって予め成形したものであり、平板７
と薄板５とによって通路面積の小さいタービンスクロー
ル１３を形成しており、平板７と薄板５との接合部は互
いに当接状態になって溶接等によって密封状態に固着さ
れている。

従って、平板７と薄板５とは溶接部９及び当接部８にお
いて密封状態に形成されている。更に、タービンスクロ
ール１３のノズル部１５については、途中までは平板７
と薄板５とが密封状態に固着されており、境界部４（第
２図参照）より開口するように構成することもできる。

また、平板７の他側面には、複数個の支柱１１が平板７
に対して垂直に立設されており、支柱１１は平板７に接
着剤等によって固着することができる。薄板成形体ＩＯ
が形成された後に、これらの支柱１１を鋳物砂の鋳型２
に埋込むことによって鋳型１を構成する。

これらの支柱１１は、薄板成形体ｌＯを鋳型２に位置決
めする機能を有し且つ平板７に対して垂直に伸長してい
る。支柱１１については、鋳造後に、平板７から取除く
こともできる。鋳型２については、ターボ過給装置にお
けるメインタービンスクロール即ち通路面積の大きいタ
ービンスクロール１２を形成する部分に相当する。また
、平板７と薄板５によって形成される通路面積の小さい
タービンスクロール１３に相当する部分には、湯が流れ
込まないように密封状態であるので、鋳物砂を充填する
必要はない、平板７と薄板５のノズル部１４．１５側の
端部は、タービンハウジングのノズル部１４．１５とな
る部位まで伸長している。

平板の他方の端部３は、鋳造時に溶解してタービンハウ
ジング本体と一体的に構成される。従って、この鋳型１
によってタービンハウジングを製造した場合には、平板
７は、仕切板となってタービン通路を通路面積の大きい
タービンスクロール１２と通路面積の小さいタービンス
クロール１３とに仕切る機能を果たすようになる。

ターボ過給装置を構成するために、鋳型１を使用してタ
ービンハウジングを製造する場合に、鋳造時には、薄板
成形体１０を鋳型２に設定して鋳型ｌを形成し、この鋳
型１を中子として所定の鋳型に設置する０次いで、湯を
所定の空所に流し込んでタービンハウジングを形成する
。タービンハウジングを鋳造する場合に、薄板成形体を
形成する平板７の端部３、鋳物内即ちタービンハウジン
グ内に位置する薄板５の端部６及び鋳込まれる時に露出
している側の溶接部９については、鋳造時に、溶解状態
になって鋳物から成るタービンハウジングと一体的に構
成される。従って、薄板成形体１０はタービンハウジン
グに対して極めて堅固に且つ確実に固定される。また、
薄板成形体１０はどのような所望な形状にでも成形する
ことができ、しかも、鋳型１は鋳造に当たって何ら困難
な設定作業もなく、どのような構造のタービンスクロー
ルでも極めて容易に中子として設定することができる。

この発明によるターボ過給装置の実施例について細部に
わたって詳述したが、これら細部に限定されるものでな
く、例えば、タービン通路は、２個のタービンスクロー
ルが形成されたものが示されているが、必ずしも２個に
限るものでなく、３個以上に構成されてもよいことは勿
論である。

〔発明の効果〕

この発明によるタービンハウジングの製造方法は、以上
のように構成されているので、次のような効果を奏する
。即ち、このタービンハウジングの製造方法は、平板の
一側面にタービンスクロールを形成する薄板を固着し且
つ前記平板の他側面に複数の支柱を立設した薄板成形体
を、鋳型に固定して鋳造したので、鋳造時に薄板成形体
の接合部から湯が流れ込むような現象が発生せず、前記
タービンスクロールが所定のサイズに且つスムースな形
状に構成できると共に、立設されている前記支柱によっ
て前記薄板成形体が前記鋳型に対して移動するようなこ
とがなく、従って前記平板をノズル部の所定位置に確実
に且つ正確に位置決めして設定することができる。しか
も、前記タービン通路を分割する前記’Ｆｉｇ＠、成形
体は、予め成形されているので、鋳造時に中子間即ち鋳
型に所定の位置に極めて容易に設置することができ、前
記タービン通路の形状を所望のサイズに正確に且つ堅牢
に構成できることは勿論のこと、前記タービン通路に関
して所望の形状を自由に選定して形成することができる
。この製造方法によれば、前記薄板成形体を構成する前
記平板及び前記薄板の端部は鋳造時に溶解して前記ター
ビンハウジングと一体的に構成され、仕切板となる前記
平板は堅固に前記タービンハウジングに固定される。前
記薄板成形体を使用するので、鋳造時に中子として所定
の位置に極めて容易に設置することができる。更に、前
記内部薄板成形体で形成される前記タービンスクロール
を使用する場合には、他の前記タービンスクロールは断
熱空気層としての機能を果たすことができる。更に、エ
ンジンからの排気ガス流量に対応して、前記副タービン
通路及び／又は前記タービンスクロールを一方又は両方
を作動するように使用でき、いわゆる可変容量タイプと
して適用させることができる。また、タービン通路を仕
切る前記平板に関しては、従来のものに比較して極めて
薄肉に構成することができ、タービンスクロールの流路
面積を前記平板によって減少させるようなことがなく、
前記平板は前記タービンケーシングに確実に且つ堅固に
取付けられる。更に、前記ノズル部を前記平板によって
分割しているので、前記ノズル部の形状が堅固に且つ安
定した状態に維持される。また、前記薄板成形体を使用
するので、前記タービンスクロール即ち排気ガスの通路
面積を変更する場合にも、流量、流速等に応じて所望の
ものに選定して簡単に設計変更することができ、製造も
極めて簡単である。そして、前記タービンスクロールは
堅牢で且つ簡単な構造であってその形状は維持されるの
で、故障等が発生することがなく、メインテナンス等が
簡単である等、種々の極めて有効な効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるタービンハウジングの製造方法
を達成するための鋳型の一実施例を示す断面図、第２図
は第１図の鋳型を示す斜視図、第３図は従来のターボチ
ャージャを示す断面図、第４図は従来の排気過給機を示
す断面図、及び第５図は従来の排気ターボ過給機を示す
断面図である。 １．２・・・−・鋳型、３．　６−−−−−−・端部、
４−ｍ−・境界部、５−・・・−薄板、７・・・−平板
、８・・−−−−一当接部、９、〜１．・−溶接部、１
０−・・・薄板成形体、１１−−−一皮柱、１２．１３
・−・−タービンスクロール、１４．１５・・・−ノズ
ル部。 特許出願人　　　いすソ自動車株式会社代理人　弁理士
　　　　尾　仲　−宗 Ｊ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）平板の一側面にタービンスクロールを形成する薄
   板を固着し且つ前記平板の他側面に複数の支柱を立設し
   た薄板成形体を、鋳型に固定して鋳造することを特徴と
   するタービンハウジングの製造方法。
2. （２）前記平板と前記薄板はタービンハウジングのノズ
   ル部となる部位まで伸長していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のタービンハウジングの製造方
   法。
3. （３）前記支柱は前記薄板成形体を前記鋳型に位置決め
   する機能を有し且つ前記平板に対して垂直に伸長してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のター
   ビンハウジングの製造方法。
4. （４）前記平板と前記薄板とは互いに当接して密封状態
   に鋳造に先だって予め溶接等によって固着されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のタービン
   ハウジングの製造方法。
5. （５）前記支柱は鋳造後に前記平板から取除くことがで
   きるように構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のタービンハウジングの製造方法。
6. （６）前記平板の端部が鋳造時に溶解して前記タービン
   ハウジング本体と一体的に構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のタービンハウジング
   の製造方法。