WO2009090768A1 - ハウジング締結方法 - Google Patents

Abstract

　本発明は、ハウジング構造を工夫することにより、ハウジングが高温状態に曝された場合であってもＧカップリングの締結力の低下を抑制することができるハウジング締結方法及び過給機を提供することを目的とする。 本発明は、流体の供給により動翼１ａを回転させるタービン１と、動翼１ａと回転軸３ａを介して連結された羽根車２ａにより空気を吸入するコンプレッサ２と、タービン１の外形を構成するタービンハウジング１ｂと、回転軸３ａを回転可能に支持するベアリングハウジング３と、を有し、タービンハウジング１ｂの凹部１ｃにベアリングハウジング３の凸部３ｂを挿入し、凹部１ｃの段差部１ｄにより凸部３ｂの端面３ｃを係止させた後、凹部１ｃ，凸部３ｂの外周に形成された各フランジ部１ｅ，３ｄの外周をＧカップリング４により互いに締結した過給機において、段差部１ｄの係止面の軸方向位置を調整して凹部１ｃ，凸部３ｂの形状を設定した。

Description

ハウジング締結方法

　本発明は、Ｇカップリング等の締付具によりハウジングを締結するハウジング締結方法及びＧカップリング等の締付具によりハウジングを締結した過給機に関し、特に、締付具の締結力の低下を抑制することができるハウジング締結方法及び過給機に関する。

　流体を動翼に供給して、流体の運動エネルギーを回転運動に変換して動力を得る回転式原動機は、一般にタービンと呼ばれている。特に、動翼の半径方向から流体を供給して軸方向に排出するタイプをラジアルタービンという。かかるラジアルタービンを利用した装置の一つに車両用過給機がある。ここで、車両用過給機（ターボチャージャー）は、排気ガスの供給によりタービン動翼を回転させるガスタービンと、前記タービン動翼と同軸に連結された羽根車により空気を吸入するコンプレッサと、を備えている。前記コンプレッサにより吸入された空気は、圧縮されてエンジンに供給され、燃料と混合されて燃焼される。燃焼後の排気ガスは、前記ガスタービンに送られて仕事をした後、最終的に大気中に放出される。前記排気ガスを前記タービン動翼に供給する流路は、排気ガスを加速させるために、前記タービン動翼の回転軸周りに渦巻き形状に形成されたスクロール部を有し、前記タービン動翼の半径方向から前記排気ガスを供給するように構成されている。
　かかる車両用過給機は、ガスタービンのタービン動翼とコンプレッサの羽根車とを連結する回転軸を有しており、該回転軸はベアリングハウジングにより回転可能に支持されている。そして、タービンハウジングとベアリングハウジングの締結に際し、タービンハウジング及びベアリングハウジングにそれぞれ形成されたフランジ部をＧカップリング等の締付具により互いに締結する場合がある（例えば、特許文献１の図１２参照）。

特開２００６－２５８１０８号公報、図１２

　ところが、特許文献１のように、タービンハウジングとベアリングハウジングをＧカップリング等の締付具により締結した場合、各フランジ部と締付具の線膨張係数が相違するため、過給機の使用時における各フランジ部及び締付具の熱膨張により、これらフランジ部と締付具との間に隙間ができてしまい、締付具の締結力が低下してしまう場合があった。また、タービンハウジング内が高温の排気ガスに曝されると、前記フランジ部が熱膨張して前記締付具を変形させてしまい、排気ガスの温度が低温になった場合における締付具の締結力が低下してしまう場合もあった。

　本発明は上述した問題点に鑑み創案されたものであり、ハウジング構造を工夫することにより、ハウジングが高温状態に曝された場合であってもＧカップリング等の締付具の締結力の低下を抑制することができるハウジング締結方法及び過給機を提供することを目的とする。
　上述した目的を達成するべく本発明に係るハウジング締結方法は、一方のハウジングに形成された凹部に他方のハウジングに形成された凸部を挿入し、前記凹部に形成された段差部により前記凸部の端面を係止させると共に、前記凹部及び前記凸部の外周に形成された各フランジ部を互いに対峙させた後、これら対峙されたフランジ部を収容する溝が内周に形成された環状の締結具により、前記一方のハウジングと他方のハウジングを互いに締結するハウジング締結方法において、使用状態において前記各ハウジング及び前記締結具に熱膨張が生じても、前記締結具の溝と前記各フランジ部との隙間が所定値以下となるように、前記段差部の係止面の軸方向位置を設定すると共に、前記凹部及び前記凸部の形状を設定する、ことを特徴とする。

　上述した本発明のハウジング締結方法は、本発明者がＧカップリング等の締付具により締結したハウジングにおける熱膨張による締結力の低下について鋭意研究した結果、段差部の係止面の軸方向位置と締付具の締結力との間に関係性があることを見出して創案された発明である。すなわち、段差部の係止面の軸方向位置を調整することにより、フランジ部及び締付具の熱膨張の全容を逐次解明せずに締付具の締結力の低下を抑制することができる。したがって、前記段差部の係止面の軸方向位置を設定すると共に、前記凹部及び前記凸部の形状を設定することにより、熱膨張状態であっても前記締結具の溝と各フランジ部との隙間を容易にコントロールできる。例えば、段差部の係止面の軸方向位置を従来設定されている位置よりも端部寄りに設定する（凹部の深さを浅くする）ことにより、ハウジングの内部が高温（例えば、約１０００℃）に曝される場合であっても、熱膨張による締付具の締結力の低下を抑制することができる。
　好適な態様として、上述のハウジング締結方法は、前記段差部の係止面の軸方向位置を前記締付具の軸方向投影幅の範囲内に含まれるように設定する。
　この構成によれば、前記凹部が形成されたハウジングのフランジ部における前記締結具に対する接点と前記段差部の係止面との軸方向の距離が小さくなる。このため、特に前記凹部が形成されたハウジングが、前記凸部が形成されたハウジング及び前記締結具に比べて、より高温に曝される場合でも、熱膨張による締付具の締結力の低下を抑制することができる。

　すなわち、各フランジ部における締結具との接点間の軸方向の距離は、前記凸部側のハウジングのフランジ部における前記係止面と前記締結具との接点との距離から、前記凹部側のハウジングのフランジ部における前記係止面と前記締結具との距離を差し引いた値である。したがって、ハウジング及び締結具の熱膨張が同じである場合、理論的には締結具の締結力の低下は生じないが、他方、前記凹部側のハウジングが、前記凸部側のハウジングよりも大きく熱膨張した場合、各フランジ部における締結具との接点間の軸方向の距離が相対的に小さくなり、締結具との間に隙間が生じることになる。
　しかし、この構成においては、前記凹部が形成されたハウジングのフランジ部における前記締結具に対する接点と前記段差部の係止面との軸方向の距離が小さいので、前記凹部が形成されたハウジングに熱膨張が生じても該接点と係止面との軸方向の距離の増大は極めて小さい。したがって、前記凹部が形成されたハウジングが、前記凸部が形成されたハウジング及び前記締結具に比べて、より高温に曝される場合でも、熱膨張によるハウジングと締付具との隙間の増大を抑制することができ、これにより締結具の締結力の低下を抑制することができる。
　別の態様において、本発明のハウジング締結方法は、前記段差部の係止面と前記凸部の端面との間に挟持される薄板の厚さを考慮して前記凸部の形状を設定する。
　この構成によれば、段差部の係止面と凸部の端面との間にスペーサや隣接するハウジングの遮熱板等の薄板が挟持される場合には、その薄板の熱膨張も考慮されるので、より効果的に熱膨張による締付具の締結力の低下を抑制することができる。

　さらに別の態様において、本発明のハウジング締結方法は、熱膨張がし難い側のハウジングにおけるフランジ部の外径を、熱膨張がし易い側のハウジングにおけるフランジ部の外径よりも大きく形成する。
　この構成によれば、締結されるハウジングの熱膨張の度合いが異なるような場合でも、高温状態における両フランジ部の外周縁を略同一外径上に位置させることができ、締結具に同締結具を傾けるような力の作用を大幅に低減することができる。
　また具体的な態様において、本発明のハウジング締結方法は、前記凹部側のフランジ部における前記締付具との接点と前記段差部の係止面との軸方向長さＡｚと、前記凸部側のフランジ部における前記締付具との接点と前記端面との軸方向長さＢｚとに基づき、前記フランジ部の接点間の軸方向長さＣ＝ｔ+Ｂｚ－Ａｚと規定し、また前記締付具の接点間の軸方向長さＣｇと規定し、０≦Ｃｇ－Ｃ≦許容値ｋを満たすように前記軸方向長さＡｚ，Ｂｚを決定する。さらに、前記許容値ｋは、所定の温度において許容できる前記締付具と前記フランジ部の接点の隙間により設定される。具体的には、前記許容値ｋは、前記締付具の把持部の開度θに対して、０≦ｋ＜０．０３８８／ｃｏｓ（θ／２）の範囲内の数値に設定されることが好ましい。
　この構成によれば、上述の条件に従って、凹部側の軸方向長さＡｚと凸部側の軸方向長さＢｚを設定することにより、高温時における締付具とフランジ部との隙間を所望の範囲内に収めることができ、これにより締付具の締結力の低下を抑制することができる。

　別の態様において、本発明の過給機は、流体の供給により動翼を回転させるタービンと、前記動翼と回転軸を介して連結された羽根車により空気を吸入するコンプレッサと、前記タービンの外形を構成するタービンハウジングと、前記回転軸を回転可能に支持するベアリングハウジングと、を有し、前記タービンハウジングに形成された凹部に前記ベアリングハウジングに形成された凸部を挿入し、前記凹部に形成された段差部により前記凸部の端面を係止させると共に、前記凹部及び前記凸部の外周に形成された各フランジ部を互いに対峙させた後、これら対峙されたフランジ部を収容する溝が内周に形成された環状の締結具により、これらフランジ部を互いに締結した過給機において、上述したいずれかのハウジング締結方法により、前記ベアリングハウジングと前記タービンハウジングとを前記締結具により締結する。
　この構成によれば、熱膨張による締付具の締結力の低下を抑制することができる過給機を得ることができる。

本発明に係る過給機を示す側面断面図である。 図１ＡのＧカップリング４の正面図である。 図１ＡにおけるII部の拡大図である。 従来技術における図２Ａに対応する部分を示す拡大図である。 本発明に係るハウジング締結方法の一実施形態の説明に必要な寸法を定義する説明図である。 常温状態におけるＧカップリング４とフランジ部１ｅ及び３ｄの関係を示す図である。 高温状態におけるＧカップリング４とフランジ部１ｅ及び３ｄの関係を示す図である。 図４Ｂにおける隙間ΔｇとΔｃとの関係を示す説明図である。 本発明に係るハウジング締結方法の他の実施形態を示す締結部の側面断面図である。 本発明に係るハウジング締結方法のさらに他の実施形態を示す締結部の側面断面図である。

　以下、本発明の実施形態について図１Ａ～図５Ｂを用いて説明する。ここで、図１Ａは、本発明に係る過給機を示す側面断面図、図１Ｂは図１ＡのＧカップリングの正面図である。また、図２Ａは、図１ＡにおけるＩＩ部の拡大図であり、図２Ｂは、従来技術における図２Ａに対応する部分を示す拡大図である。
　図１Ａに示した本発明の過給機は、流体の供給により動翼１ａを回転させるタービン１と、動翼１ａと回転軸３ａを介して連結された羽根車２ａにより空気を吸入するコンプレッサ２と、タービン１の外形を構成するタービンハウジング１ｂと、回転軸３ａを回転可能に支持するベアリングハウジング３と、を有している。タービンハウジング１ａとベアリングハウジング３とベアリングハウジング３との組み付けは、次のとおり行われる。すなわち、タービンハウジング１ｂに形成された凹部１ｃにベアリングハウジング３に形成された凸部３ｂを挿入し、凹部１ｃに形成された段差部１ｄにより凸部３ｂの端面３ｃを係止させると共に、凹部１ｃ及び凸部３ｂの外周に形成された各フランジ部１ｅ及び３ｄを互いに対峙させた後、これら対峙されたフランジ部１ｅ，３ｄを収容する溝が内周に形成された環状のＧカップリング４により、各フランジ部１ｅ，３ｄが互いに締結されている。そして、後述するように、段差部１ｄの係止面の軸方向位置が設定されると共に、凹部１ｃ及び凸部３ｂの形状が設定されるものである。なお、図１Ａに示した過給機は、タービン１のスクロール部１ｆを多室に形成したものであるが、本発明は係る構成に限定されるものではなく、単室のスクロール部を有する過給機であってもよいし、スクロール部１ｆと動翼１ａとの間に流量を調整する可変ノズルが配置された過給機であってもよい。また、コンプレッサハウジング２ｂとベアリングハウジング３とは、周方向に配置された複数のボルト２ｃにより締結されているが、他の方法で締結してもよい。

　図１Ａに示した過給機において、段差部１ｄの係止面の軸方向位置は、例えば、図２Ａに示したように、段差部１ｄの係止面の軸方向位置をＧカップリング４の軸方向投影幅Ｚｇの範囲内に含まれるように設定される。ここで、タービンハウジング１ｂのフランジ部１ｅの端面と段差部１ｄの係止面における軸方向幅をＺａとすれば、フランジ部１ｅとフランジ部３ｄの軸方向幅が略等しいことを前提に、Ｚａ≦０．５Ｚｇの関係を有している。一方、図２Ｂに示した従来技術の場合には、段差部１ｄの係止面の軸方向位置は、Ｇカップリング４の軸方向投影幅Ｚｇの範囲外に設定されている。すなわち、Ｚａ＞０．５Ｚｇの関係を有している。この図２Ｂに示した形状では、タービンハウジング１ｂの内部が高温（例えば、約１０００℃）に曝された場合、各部材の熱膨張によって、Ｇカップリング４とフランジ部３ｄとの間に隙間ができて締結力が低下したり、フランジ部１ｅ，３ｄがＧカップリング４を押し広げて変形させてしまったりしてしまう。かかる問題点について、本発明者が鋭意研究した結果、段差部１ｄの係止面の軸方向位置とＧカップリング４の締結力との間に関係性があることを見出した。そこで、本発明では、段差部１ｄの係止面の軸方向位置を、従来技術よりもフランジ部１ｅの端部寄りに設定することにより、上述した問題点の解決を図っている。言い換えれば、本発明の過給機は、凹部１ｃの深さ（＝Ｚａ）を従来技術よりも浅く設定したものである。
　この構成によれば、タービンハウジング１ｂのフランジ部１ｅにおけるＧカップリング４に対する接点と段差部１ｄの係止面との軸方向の距離が小さくなる。このため、特にタービンハウジング１ｂが、ベアリングハウジング３及びＧカップリング４に比べて、より高温に曝される場合でも、熱膨張によるＧカップリング４の締結力の低下を抑制することができる。
　すなわち、タービンハウジング１ｂのフランジ部１ｅにおけるＧカップリング４に対する接点と段差部１ｄの係止面との軸方向の距離が小さいので、タービンハウジング１ｂに熱膨張が生じても該接点と係止面との軸方向の距離の増大は極めて小さい。したがって、タービンハウジング１ｂが、ベアリングハウジング３及びＧカップリング４に比べて、より高温に曝される場合でも、熱膨張によるハウジングと締付具との隙間の増大を極力小さくすることができ、これによりＧカップリング４の締結力の低下を抑制することができる。

　前記Ｇカップリング４は締付具の一種であり、図１Ｂに示したように、一対の半円弧部４ａ，４ａと、各半円弧部４ａの同じ側の端部に形成されたフランジ部４ｂ，４ｂと、各半円弧部４ａの反対側の端部に形成された折返部４ｃ，４ｃと、フランジ部４ｂに挿通されるボルト・ナット等の締結具４ｄと、折返部４ｃ，４ｃを拘束する環状リング４ｅと、により構成されている。半円弧部４ａの断面は、図２Ａに示すように、その内周に、タービンハウジング１ｂのフランジ部１ｅ及びベアリングハウジング３のフランジ部３ｄが収容される溝を有しており、同溝は、ハ字状に配置された傾斜面を有している。さらに、タービンハウジング１ｂのフランジ部１ｅ及びベアリングハウジング３のフランジ部３ｄは、Ｇカップリング４の傾斜面と接触するようにテーパ状に形成されている。このＧカップリング４の傾斜面とフランジ部１ｅ，３ｄのテーパ面とは、図２Ａに示した断面図では点接触しており、図１Ｂに示した各半円弧部４ａに沿って線接触している。そして、Ｇカップリング４の傾斜面の間にタービンハウジング１ｂのフランジ部１ｅ及びベアリングハウジング３のフランジ部３ｄを挟み込んで締結具４ｄを締め付けることによって、タービンハウジング１ｂとベアリングハウジング３を締結している。なお、Ｇカップリング４は、Ｖバンドカップリングと称されることもある。

　また、図１Ａ及び図２Ａに示すように、タービンハウジング１ｂの段差部１ｄの係止面とベアリングハウジング３の凸部３ｂの端面３ｃとの間には、薄板を筒状に形成した遮熱板５の端部を噛み込ませて挟持するようにしている。かかる遮熱板５は、ベアリングハウジング３をタービンハウジング１ｂにより送流される高温の排気ガスから保護する部材である。かかる構成そのものは、図２Ｂに示したように、従来技術と変わるものではないが、本発明では段差部１ｄの係止面の軸方向位置をフランジ部１ｅの端部寄りにずらしたことにより、遮熱板５の軸方向長さが従来技術のものより長く設定されている。このようにタービンハウジング１ｂの段差部１ｄの係止面とベアリングハウジング３の凸部３ｂの端面３ｃとにより、遮熱板５を挟持するようにする場合には、この板厚を考慮して凸部３ｂの形状を設計する必要がある。なお、かかる遮熱板５は必須の構成要素ではなく、かかる遮熱板５の替わりにシール部材を構成する薄板を環状に形成したスペーサを挟持するようにしてもよいし、タービンハウジング１ｂの段差部１ｄの係止面とベアリングハウジング３の凸部３ｂの端面３ｃとを直に接触させてもよい。
　次に、本発明に係るハウジング締結方法の一実施形態について詳細に説明する。ここで、図３は、本発明に係るハウジング締結方法の一実施形態の説明に必要な寸法を定義する説明図である。また、図４Ａは、常温状態におけるＧカップリング４とフランジ部１ｅ及び３ｄの関係を示し、図４Ｂは、高温状態におけるＧカップリング４とフランジ部１ｅ及び３ｄの関係を示している。図４Ｃは、図４Ｂにおける隙間ΔｇとΔｃとの関係を示している。

　図３に示すように、各部品の寸法を定義する。
Ｐａ：タービンハウジング１ｂにおけるＧカップリング４との接点。
Ａｚ：タービンハウジング１ｂにおける段差部１ｄの係止面と接点Ｐａとの軸方向長さ。
Ａｒ：タービンハウジング１ｂにおける接点Ｐａの径方向長さ（軸Ｚからの長さ）。
Ｐｂ：ベアリングハウジング３におけるＧカップリング４との接点。
Ｂｚ：ベアリングハウジング３における凸部３ｂの端面３ｃと接点Ｐｂとの軸方向長さ。
Ｂｒ：ベアリングハウジング３における接点Ｐｂの径方向長さ（軸Ｚからの長さ）。
θ：Ｇカップリング４の開度。
ｔ：遮熱板５の板厚。
Ｃ：接点Ｐａ，Ｐｂ間の軸方向長さ。

　また、各部品における高温時の線膨張係数及び常温との温度差を次のように定義する。α：タービンハウジング１ｂの高温時における線膨張係数。
β：ベアリングハウジング３の高温時における線膨張係数。
γ：Ｇカップリング４の高温時における線膨張係数。
ε：遮熱板５の高温時における線膨張係数。
ΔＴａ：タービンハウジング１ｂの高温時における常温との温度差。
ΔＴｂ：ベアリングハウジング３の高温時における常温との温度差。
ΔＴｇ：Ｇカップリング４の高温時における常温との温度差。
ΔＴｓ：遮熱板５の高温時における常温との温度差。

　また、図４Ａに示すように、常温状態では、タービンハウジング１ｂのフランジ部１ｅとベアリングハウジング３のフランジ部３ｄとは、それぞれ接点Ｐａ，ＰｂによりＧカップリング４と接触している。一般に、フランジ部１ｅ，３ｄ間は、若干の隙間Δｐが空いており、ここでは誇張した状態を図示している。この隙間Δｐが存在することにより、タービンハウジング１ｂの内部が高温（例えば、約１０００℃）に曝された場合、図４Ｂに示すように、各部品の熱膨張によりベアリングハウジング３のフランジ部３ｄとＧカップリング４との間に隙間Δｇが形成されてしまうことが本発明者の研究により確認されている。例えば、図２Ｂに示した従来技術において、タービン１に供給される排気ガス温度が１０５０℃の場合には、０．０３８８ｍｍの隙間Δｇが形成される。この程度の隙間であっても、Ｇカップリング４の締結力の低下を招くことになる。したがって、本発明では、タービン１に供給される排気ガス温度が１０５０℃の場合に、少なくともこの従来技術の隙間Δｇ（＝０．０３８８ｍｍ）よりも小さくする必要がある。

　ここで、常温状態において接点Ｐｂに対応していたＧカップリング４側の接点をＰｇとすれば、高温状態におけるＧカップリング４の接点Ｐａ，Ｐｇ間の軸方向長さＣｇは、フランジ部１ｅ，３ｄ側の接点Ｐａ，Ｐｂ間の軸方向長さＣよりも長くなる。この差分（Ｃｇ－Ｃ）をΔＣとする。ここで、図４Ｃに示した図から、ΔＣとΔｇの関係を求めれば、ΔＣ＝Δｇ／ｃｏｓ（θ／２）となる。上述したようにΔｇは、少なくともΔｇ＜０．０３８８ｍｍであることが必要であるため、差分ΔＣは、ΔＣ＜０．０３８８／ｃｏｓ（θ／２）ｍｍであることが必要である。この差分ΔＣの許容できる数値が許容値ｋとして設定される。すなわち、タービン１に供給される排気ガス温度が１０５０℃の場合における従来技術のＧカップリング４よりも僅かでも締結力を向上させるためには、許容値ｋは、０≦ｋ＜０．０３８８／ｃｏｓ（θ／２）（単位はｍｍ）の範囲内の数値として定義することができる。また、本発明においてＧカップリング４の締結力の低下を効果的に抑制する場合には、隙間Δｇは０．００２ｍｍ程度にすることが好ましい。この場合、許容値ｋは、０≦ｋ≦０．００２／ｃｏｓ（θ／２）（単位はｍｍ）の範囲内の数値として定義することができる。また、標準的なＧカップリング４を用いた場合の許容値ｋを数値で定義すれば、０≦ｋ≦０．００１６（単位はｍｍ）と定義することもできる。

　また、上述した定義から、高温状態における接点Ｐａ，Ｐｂ間の軸方向長さＣを算出すれば、Ｃ＝｛ｔ（１＋εΔＴｓ）＋Ｂｚ（１＋βΔＴｂ）｝－Ａｚ（１＋αΔＴａ）・・・（１）と表記することができる。また、高温状態における接点Ｐａ，Ｐｇ間の軸方向長さＣｇは、Ｃｇ＝（ｔ＋Ｂｚ－Ａｚ）（１＋γΔＴｇ）－｛Ａｒ（１＋αΔＴａ）－（Ａｒ＋Ｂｒ）（１＋γΔＴｇ）＋Ｂｒ（１＋βΔＴｂ）｝ｔａｎ（θ／２）・・・（２）と表記される。したがって、許容値ｋが設定されれば、０≦ΔＣ≦ｋ・・・（３）の関係を満たすように、タービンハウジング１ｂにおける段差部１ｄの係止面と接点Ｐａとの軸方向長さＡｚと、ベアリングハウジング３における凸部３ｂの端面３ｃと接点Ｐｂとの軸方向長さＢｚを求めることができる。すなわち、本実施形態においては、上式（１）（２）（３）を用いることで、板厚ｔ（薄板の厚さ）を考慮して、凸部３ｂの形状に関するパラメータ（軸方向長さＢｚ、径方向長さＢｒ、開度θ等）を決めることができ、ひいては、板厚ｔを考慮した凸部３ｂの形状の設計を行うことができる。
　上述したハウジング締結方法により凹部側の軸方向長さＡｚ及び凸部側の軸方向長さＢｚを設定することにより、過給機の型式や容量に関係なく、Ｇカップリング４の締結力の低下を抑制することができる。また、Ｇカップリング４を用いてハウジングを締結するものであれば、過給機以外の製品（例えば、ウエストゲート弁、エキゾーストマニホールド、マフラー等）にも適用することができる。

　続いて、本発明に係るハウジング締結方法の他の実施形態について、図５Ａ及び図５Ｂを参照しつつ説明する。ここで、図５Ａは、本発明に係るハウジング締結方法の他の実施形態を示す締結部の側面断面図であり、図５Ｂはさらに他の実施形態を示す締結部の側面断面図である。なお、図２Ａに示した構成部品と同じ部分には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
　図５Ａに示した実施形態では、ベアリングハウジング３のフランジ部３ｄの外径（半径）をタービンハウジング１ｂのフランジ部１ｅの外径（半径）よりもΔｈだけ拡径している。これは、ベアリングハウジング３よりもタービンハウジング１ｂの方が高温状態となるため熱膨張し易いことを考慮したものである。すなわち、熱膨張の差により接点Ｐａと接点Ｐｂとが径方向にずれが生じることを考慮して、高温状態において接点Ｐａと接点ｐｂとが軸方向と略平行になるようにしたものである。この場合には、上述した接点Ｐａ，Ｐｂ間の軸方向長さＣ及び接点Ｐａ，Ｐｇ間の軸方向長さＣｇの計算式をそのまま適用することができる。仮に、図５Ａに示したハウジング締結方法を採用しない場合であっても、接点Ｐａと接点Ｐｂを結ぶ線分と軸方向とのなす角度を考慮して容易に接点Ｐａ，Ｐｂ間の軸方向長さＣを算出することができる。

　図５Ｂに示した実施形態では、タービンハウジング１ｂの凹部１ｃにおける段差部１ｄの係止面と、ベアリングハウジング３の凸部３ｂにおける端面３ｃとを直に接触させている。すなわち、図２Ａに示した遮熱板５が必要ない場合である。これは、過給機の型式によっては遮熱板５が必要ない場合を考慮したものである。この場合、上述した接点Ｐａ，Ｐｂ間の軸方向長さＣ及び接点Ｐａ，Ｐｇ間の軸方向長さＣｇの計算式から遮熱板５に関する変数（ｔ，ε，ΔＴｓ）を除外すれば、各軸方向長さＣ，Ｃｇを容易に算出することができる。なお、段差部１ｄの係止面と凸部３ｂの端面３ｃとの間に、遮熱板５に替えてスペーサやシール部材を挟持させる場合には、かかる挟持部材の板厚や線膨張係数等を用いて各軸方向長さＣ，Ｃｇを算出すればよい。
　本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、Ｇカップリング以外の締付具にも適用することができる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

Claims (8)

1. 　一方のハウジングに形成された凹部に他方のハウジングに形成された凸部を挿入し、前記凹部に形成された段差部により前記凸部の端面を係止させると共に、前記凹部及び前記凸部の外周に形成された各フランジ部を互いに対峙させた後、これら対峙されたフランジ部を収容する溝が内周に形成された環状の締結具により、これらフランジ部を互いに締結するハウジング締結方法において、
   　使用状態において前記各ハウジング及び前記締結具に熱膨張が生じても、前記締結具の溝と前記各フランジ部との隙間が所定値以下となるように、前記段差部の係止面の軸方向位置を設定すると共に、前記凹部及び前記凸部の形状を設定する、ことを特徴とするハウジング締結方法。
2. 　前記段差部の係止面の軸方向位置を前記締付具の軸方向投影幅の範囲内に含まれるように設定した、ことを特徴とする請求項１に記載のハウジング締結方法。
3. 　前記段差部の係止面と前記凸部の端面との間に挟持される薄板の厚さを考慮して前記凸部の形状を設定する、ことを特徴とする請求項１に記載のハウジング締結方法。
4. 　使用状態における熱膨張が前記一方のハウジングと他方のハウジングが異なるものにおいて、
   　熱膨張がし難い側のハウジングにおけるフランジ部の外径を、熱膨張がし易い側のハウジングにおけるフランジ部の外径よりも大きく形成する、ことを特徴とする請求項１に記載のハウジング締結方法。
5. 　前記凹部側のフランジ部における前記締付具との接点と前記段差部の係止面との軸方向長さＡｚと、前記凸部側のフランジ部における前記締付具との接点と前記端面との軸方向長さＢｚとに基づき、前記フランジ部の接点間の軸方向長さＣ＝ｔ+Ｂｚ－Ａｚと規定し、また前記締付具の接点間の軸方向長さＣｇと規定し、０≦Ｃｇ－Ｃ≦許容値ｋを満たすように前記軸方向長さＡｚ，Ｂｚを決定する、ことを特徴とする請求項１に記載のハウジング締結方法。
6. 　前記許容値ｋは、所定の温度において許容できる前記締付具と前記フランジ部の接点の隙間により設定される、ことを特徴とする請求項５に記載のハウジング締結方法。
7. 　前記許容値ｋは、前記締付具の把持部の開度θに対して、０≦ｋ＜０．０３８８／ｃｏｓ（θ／２）の範囲内の数値である、ことを特徴とする請求項５に記載のハウジング締結方法。
8. 　流体の供給により動翼を回転させるタービンと、前記動翼と回転軸を介して連結された羽根車により空気を吸入するコンプレッサと、前記タービンの外形を構成するタービンハウジングと、前記回転軸を回転可能に支持するベアリングハウジングと、を有し、前記タービンハウジングに形成された凹部に前記ベアリングハウジングに形成された凸部を挿入し、前記凹部に形成された段差部により前記凸部の端面を係止させると共に、前記凹部及び前記凸部の外周に形成された各フランジ部を互いに対峙させた後、これら対峙されたフランジ部を収容する溝が内周に形成された環状の締結具により、これらフランジ部を互いに締結した過給機において、
   　請求項１～請求項７のいずれかに記載のハウジング締結方法により、前記ベアリングハウジングと前記タービンハウジングとを前記締結具により締結する、ことを特徴とする過給機。

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