WO2013005319A1 - タービンハウジング及び排気タービン過給機 - Google Patents

タービンハウジング及び排気タービン過給機 Download PDF

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治 前田
幸司 永井
知之 磯谷
裕樹 松井
昌紀 佐伯
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トヨタ自動車 株式会社
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    • F05D2230/54—Building or constructing in particular ways by sheet metal manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust turbine supercharger that performs supercharging when a turbine wheel is rotationally driven by exhaust energy, and a turbine housing that surrounds the turbine wheel.
  • the turbine housing described in Patent Document 1 includes an impeller housing member (5) surrounding the turbine impeller (9) and a downstream portion of the impeller housing member (5).
  • a discharge pipe (10) to be connected and an outer housing member (2) surrounding the impeller housing member (5) and the discharge pipe (10) are provided. That is, the tip end portion (left end portion in FIG. 1 of the literature 1) of the impeller housing member (5) is connected to the discharge pipe (10), and the base end portion (right end portion in FIG. 1 of the literature 1) is the outer housing.
  • the scroll part is formed only by the impeller housing member (5) by being fixed to the base end part of the member (2).
  • cylindrical port (8) of the impeller housing member (5) is slidable with respect to the discharge pipe (10) of the outlet flange (4).
  • the outer housing member (2) has increased rigidity because both ends thereof are connected to the flanges (3) and (4), respectively.
  • the base end portion of the impeller housing member (5) (hereinafter referred to as the inner housing member) is fixed to the base end portion of the outer housing member in order to form the scroll portion.
  • the inner housing member has a so-called cantilever structure. Therefore, since the cantilever length of the inner housing member becomes long and its rigidity tends to be low, it is necessary to take measures for increasing the rigidity such as increasing the thickness of the inner housing member. As a result, there arises a disadvantage that the weight of the inner housing member increases.
  • the proximal end portion of the inner housing member is fixed to the outer housing member at the distal end side with respect to the proximal end portion of the outer housing member, and the inner housing member and the outer housing member positioned closer to the proximal end side than the inner housing member.
  • the scroll portion of the turbine housing is formed by the portion.
  • the scroll portion is formed only by the inner housing member by fixing the proximal end portion of the inner housing member to the proximal end portion of the outer housing.
  • Cantilever length is shortened.
  • the rigidity of the inner housing member can be increased without increasing the wall thickness. Therefore, vibration of the inner housing member can be suitably suppressed while suppressing an increase in weight.
  • the distal end portion of the proximal end side housing portion, the proximal end portion of the distal end side housing portion, and the proximal end portion of the inner housing member are joined so as to overlap each other.
  • a part of the scroll portion of the turbine housing is formed into a triple structure by joining both the housing portions and the inner housing member to each other. For this reason, the rigidity of the said part can be improved further. Therefore, even if the blades of the turbine wheel are crushed and scattered due to the inclusion of foreign matter, it can be suitably prevented from penetrating the turbine housing.
  • a part of the scroll portion of the turbine housing 10 is formed into a triple structure by joining the proximal end side housing portion 20, the distal end side housing portion 30, and the inner housing member 40 to each other. For this reason, the rigidity of the said part is improved. Therefore, even if the blades of the turbine wheel 2 are crushed and scattered due to the inclusion of foreign matter, it is preferably suppressed from penetrating the turbine housing 10.

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Abstract

　タービンハウジング（１０）は、基端側ハウジング部（２０）及び先端側ハウジング部（３０）を有する外側ハウジング部材と、外側ハウジング部材の内部に設けられるとともに軸線方向Ｃにおいてタービンホイール（２）に対向するシュラウド面（４２）を有する内側ハウジング部材（４０）とを備える。内側ハウジング部材（４０）の先端部は軸線方向Ｃにおいてスライド可能なスライド部（４４）とされる。また、内側ハウジング部材（４０）の基端部（４３）は基端側ハウジング部（２０）の基端部（２３）よりも先端側において該基端側ハウジング部（２０）に固定される。また、内側ハウジング部材（４０）と、内側ハウジング部材（４０）よりも基端側に位置する基端側ハウジング部（２０）の基端側スクロール部（２１）とによってスクロール部が形成される。

Description

タービンハウジング及び排気タービン過給機
　本発明は、排気のエネルギによってタービンホイールが回転駆動されることにより過給を行なう排気タービン過給機、及びその筐体であってタービンホイールを囲繞するタービンハウジングに関する。
　従来、この種のタービンホイール及び排気タービン過給機としては例えば特許文献１に記載のタービンハウジング及び排気タービン過給機がある。
　特許文献１に記載のタービンハウジングは、同文献１の図１に示すように、タービン羽根車（９）を囲繞する羽根車ハウジング部材（５）と、羽根車ハウジング部材（５）の下流部に接続される排出管（１０）と、これら羽根車ハウジング部材（５）及び排出管（１０）を囲繞する外側ハウジング部材（２）とを備えている。すなわち、羽根車ハウジング部材（５）の先端部（同文献１の図１において左端部）が排出管（１０）に接続され、基端部（同文献１の図１において右端部）が外側ハウジング部材（２）の基端部に固定されることで羽根車ハウジング部材（５）のみによってスクロール部が形成されている。
　また、羽根車ハウジング部材（５）の筒口（８）は流出口フランジ（４）の排出管（１０）に対してスライド可能に設けられている。
　こうした構成によれば、羽根車ハウジング部材（５）の先端部がタービン羽根車（９）の軸線方向においてスライド可能とされているため、外側ハウジング部材（２）や排出管（１０）の温度低下に伴って羽根車ハウジング部材（５）に対してタービン羽根車（９）の羽根部に近接する方向に外力が作用することを抑制することができる。従って、タービン羽根車（９）と羽根車ハウジング部材（５）のシュラウド面との間隙、所謂チップクリアランスが変化することを抑制することができる。
　また、外側ハウジング部材（２）は、その両端がそれぞれフランジ（３）、（４）に連結されているため剛性が高められている。
特開２０１０―２８５９８９号公報
　ところで、上記特許文献１に記載のタービンハウジングでは、スクロール部を形成するために羽根車ハウジング部材（５）（以下、内側ハウジング部材と称する）の基端部が外側ハウジング部材の基端部に固定されている。また、前述したように、内側ハウジング部材の先端部は軸線方向においてスライド可能に支持されており、内側ハウジング部材は所謂、片持ち構造とされている。そのため、内側ハウジング部材の片持ち長さが長くなり、その剛性が低くなりやすいことから、内側ハウジング部材の肉厚を大きくするなどの剛性を高めるための対策を取る必要が生じる。その結果、内側ハウジング部材の重量が増大するといった不都合が生じることとなる。
　本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、重量増大を抑制しつつ内側ハウジング部材の振動を好適に抑制することのできるタービンハウジング及び排気タービン過給機を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明に従うタービンハウジングは、タービンホイールを囲繞するタービンハウジングにおいて、外側ハウジング部材と、外側ハウジング部材の内部に設けられるとともにタービンホイールの軸線方向において同タービンホイールの羽根部に対向するシュラウド面を有する内側ハウジング部材と、を備え、前記軸線方向においてタービンシャフトに近接する側を基端側とし、タービンシャフトから離間する側を先端側とするとき、内側ハウジング部材の先端部は前記軸線方向において外側ハウジング部材に対して変位可能な可動部とされ、内側ハウジング部材の基端部は外側ハウジング部材の基端部よりも先端側において該外側ハウジング部材に固定され、内側ハウジング部材と、同内側ハウジング部材よりも基端側に位置する外側ハウジング部材の部位とによってスクロール部が形成されている。
　同構成によれば、内側ハウジング部材の先端部がタービンホイールの軸線方向において変位可能とされているため、外部ハウジング等の温度低下に伴って内側ハウジング部材に対してタービンホイールの羽根部に近接する方向に外力が作用することを抑制することができる。従って、タービンホイールと内側ハウジング部材との間隙、所謂チップクリアランスが変化することを抑制することができる。
　また、内側ハウジング部材の基端部が外側ハウジング部材の基端部よりも先端側において該外側ハウジング部材に固定されており、内側ハウジング部材と、これよりも基端側に位置する外側ハウジング部材の部位とによってタービンハウジングのスクロール部が形成される。このため、従来のタービンハウジング、すなわち内側ハウジング部材の基端部が外側のハウジングの基端部に固定されることで内側ハウジング部材のみによってスクロール部が形成される構成とは異なり、内側ハウジング部材の片持ち長さが短くなる。これにより、内側ハウジング部材の肉厚を大きくすることなくその剛性を高めることができる。従って、重量増大を抑制しつつ内側ハウジング部材の振動を好適に抑制することができる。
　この場合、外側ハウジング部材は、タービンホイールの基端側を覆う基端側ハウジング部と、基端側ハウジング部よりも先端側に設けられる先端側ハウジング部とを備え、それら両ハウジング部は互いに分割されているといった態様が好ましい。
　こうした態様によれば、タービンハウジングのスクロール部の一部をなすために複雑な形状を有する外側ハウジング部材を例えば金型プレス成形によって容易に形成することができる。
　またこの場合、基端側ハウジング部の先端部、先端側ハウジング部の基端部、及び内側ハウジング部材の基端部が互いに重なり合うように接合されるといった態様が好ましい。
　こうした態様によれば、タービンハウジングのスクロール部の一部が、これら両ハウジング部及び内側ハウジング部材が互いに接合されることによって三重構造とされる。このため、当該部位の剛性を一層高めることができる。従って、仮に異物の混入によってタービンホイールの羽根が破砕して飛散した場合であってもこれがタービンハウジングを貫通することを好適に抑制することができる。
　また、基端側ハウジング部の先端部、先端側ハウジング部の基端部、及び内側ハウジング部材の基端部は前記軸線方向に沿って延びるといった態様が好ましい。
　こうした態様によれば、これら両ハウジング部及び内側ハウジング部材を金型プレス成形によって形成する場合には型抜きを容易に行なうことができる。従って、本発明に係るタービンハウジングを容易に具現化することができる。
　また、基端側ハウジング部は先端側ハウジング部よりも高い剛性を有するといった態様が好ましい。
　先端側ハウジング部の内側には内側ハウジング部材が存在しているため、タービンハウジング内部の熱は内側ハウジング部材を介して先端側ハウジング部に伝わる。これに対して、基端側ハウジング部にはタービンハウジング内部の熱が直接伝わるため、基端側ハウジング部の方が先端側ハウジング部に比べて受熱量が大きく、高温となりやすい。その結果、基端側ハウジング部が熱変形しやすいといった問題が生じるおそれがある。
　この点、上記態様によれば、基端側ハウジング部が先端側ハウジング部よりも高い剛性を有するため、基端側ハウジング部の熱変形を好適に抑制することができる。また、先端側ハウジング部の剛性を不要に向上させなくとも済む。
　この場合、基端側ハウジング部及び先端側ハウジング部は共に同一の材料にて形成されるとともに、基端側ハウジング部が先端側ハウジング部よりも厚いといった態様が好ましい。
　こうした態様によれば、基端側ハウジング部の剛性を先端側ハウジング部の剛性よりも高くすることが容易にできる。
　また、外側ハウジング部材の内周面には内側ハウジング部材の可動部を変位可能に支持する支持部材が連結され、可動部と支持部材との間にはこれら可動部と支持部材との間隙をシールするシール部材が設けられるといった態様が好ましい。
　こうした構成によれば、外側ハウジング部材の内周面に連結された支持部材によって内側ハウジング部材のスライド部をスライド可能に支持しつつ、これらスライド部と支持部材との間隙からの排気の漏出をシール部材により抑制することができる。
　この場合、シール部材はセラミックファイバーと結合剤とにより形成されるといった態様が好ましい。
　こうした態様によれば、内側ハウジング部材の可動部及びこれを支持する支持部材が熱膨張することでこれら可動部と支持部材との間隙の大きさが変化した場合であっても結合剤の熱膨張によって当該間隙の大きさに応じてシール部材が変形する。従って、高温下においても可動部と支持部材との間隙からの排気の漏出を好適に抑制することができる。
　また、基端側ハウジング部、先端側ハウジング部、及び内側ハウジング部材はそれぞれ板金により形成されることをその要旨としている。
　同構成によれば、タービンハウジングが板金によって形成されるため、これが鋳造により形成される場合に比べて、タービンハウジング自体の熱容量を小さくすることが容易にできる。従って、タービンハウジングを備える排気タービン過給機の排気下流側に配置される触媒装置の暖機性能を向上させることができる。
　また、上記発明のタービンハウジングを備え、排気のエネルギによってタービンホイールが回転駆動されることにより過給を行なう排気タービン過給機といった構成が好ましい。
本発明に係るタービンハウジング及び排気タービン過給機の一実施形態について、排気タービン過給機の部分断面構造を示す部分断面図。 同実施形態のタービンハウジングについて、先端側フランジ側からの斜視構造を示す斜視図。 同実施形態のタービンハウジングについて、基端側フランジ側からの斜視構造を示す斜視図。 本発明の変形例について、タービンハウジングのスクロール部を中心とした断面構造を示す断面図。
　以下、図１～図４を参照して、本発明に係るタービンハウジング及び排気タービン過給機を具体化した一実施形態について詳細に説明する。
　図１に、本実施形態における排気タービン過給機１の部分断面構造を示す。また、図２に、先端側フランジ５側からのタービンハウジング１０の斜視構造を示す。また、図３に、基端側フランジ４側からのタービンハウジング１０の斜視構造を示す。
　尚、以降において、タービンホイール２の軸線方向Ｃにおいてタービンシャフト３に近接する側（図１において左側）を基端側とし、タービンシャフト３から離間する側（図１において右側）を先端側とする。
　図１～図３に併せ示すように、排気タービン過給機１は、図示しないベアリングによって回転可能に支持されるタービンシャフト３と、タービンシャフト３に連結されるタービンホイール２と、タービンホイール２を囲繞するとともにスクロール部をなすタービンハウジング１０とを備えている。
　タービンハウジング１０は、ベアリングハウジングに連結される基端側フランジ４と、下流側排気管に連結される先端側フランジ５との間に配置されており、大きくは、分割構造を有する外側ハウジング部材と、外側ハウジング部材の内部に設けられる内側ハウジング部材４０とによって構成されている。外側ハウジング部材は、互いに分割された基端側ハウジング部２０と先端側ハウジング部３０とを備える。尚、図２及び図３において符号「６」によって示されるフランジは、排気マニホルドに連結される上流側フランジ６である。
　基端側ハウジング部２０は、外側ハウジング部材の基端側の部位を構成するものであり、タービンホイール２の基端側を覆うように設けられている。基端側ハウジング部２０の基端部２３は基端側フランジ４の先端外周面に接合されている。基端側ハウジング部２０には、基端部２３から外周側に延びる基端側スクロール部２１が形成されている。また、基端側スクロール部２１の外周側端部から軸線方向Ｃに沿って延びる先端部２４が形成されている。
　先端側ハウジング部３０は、外側ハウジング部材の先端側の部位を構成するものであり、後述する内側ハウジング部材４０、支持パイプ５０を覆うように設けられている。先端側ハウジング部３０の基端部３３は軸線方向Ｃに沿って延びており、その内周面が基端側ハウジング部２０の先端部２４の外周面に接合されている。また、先端側ハウジング部３０には、基端部３３の先端側において基端部３３よりも縮径された第１縮径部３４が形成されている。また、先端側ハウジング部３０には、第１縮径部３４の先端側において第１縮径部３４よりも縮径された第２縮径部３５が形成されている。尚、第２縮径部３５の外周面が先端側フランジ５の内周面に接合されている。
　内側ハウジング部材４０は、軸線方向Ｃにおいてタービンホイール２の羽根部２ａに対向するシュラウド面４２を有している。具体的には、内側ハウジング部材４０は断面略Ｓ字状をなしている。内側ハウジング部材４０の基端部４３は軸線方向Ｃに沿って延びており、その外周面が基端側ハウジング部２０の先端部２４の内周面に接合されている。すなわち、基端側ハウジング部２０の先端部２４、先端側ハウジング部３０の基端部３３、及び内側ハウジング部材４０の基端部４３は互いに重なり合うようにアーク溶接にて接合されている。また、基端部４３には略円弧状をなす先端側スクロール部４１が接続されている。この先端側スクロール部４１と基端側ハウジング部２０の基端側スクロール部２１とによって排気マニホルドから排出された排気をタービンホイール２の羽根部２ａに導入するための通路であるスクロール部が構成される。また、先端側スクロール部４１には曲面状のシュラウド面４２を有する部位が接続されている。また、内側ハウジング部材４０の先端部は軸線方向Ｃに沿って延びており、後に詳述するように、軸線方向Ｃにおいてスライド可能なスライド部４４とされている。
　ここで、本実施形態では、板状のステンレス鋼を金型プレス成形することによって基端側ハウジング部２０、先端側ハウジング部３０、及び内側ハウジング部材４０がそれぞれ形成されている。
　先端側ハウジング部３０の内周面には支持パイプ５０が連結されている。具体的には、支持パイプ５０の基端部が拡径部５１とされ、先端部が拡径部５１よりも縮径された縮径部５２とされている。また、先端側ハウジング部３０の第１縮径部３４の内周面に支持パイプ５０の縮径部５２の外周面が接合されている。また、拡径部５１は内側ハウジング部材４０のスライド部４４を覆うように配置されており、拡径部５１の内周面とスライド部４４の外周面との間にはこれら拡径部５１とスライド部４４との間隙をシールするシール部材６０が設けられている。ここで、本実施形態では、シール部材６０としてセラミックファイバー製マットが採用されている。このシール部材６０は、耐熱性を有するセラミックファイバー（例えばアルミナ）とセラミックファイバーを互いに結合させる機能を有するとともに高い熱膨張率を有する結合剤とからなるものであり、車載内燃機関の触媒装置等においてシール部材として従来一般に用いられているものである。こうした構成によって、内側ハウジング部材４０のスライド部４４は支持パイプ５０によって軸線方向Ｃにおいてスライド可能に支持されている。
　次に、本実施形態の作用について説明する。
　内側ハウジング部材４０の先端部であるスライド部４４が軸線方向Ｃにおいてスライド可能とされている。このため、基端側ハウジング部２０や支持パイプ５０が温度低下することでこれらが熱収縮しても、内側ハウジング部材４０に対してタービンホイール２の羽根部２ａに近接する方向に外力が作用することが抑制されるようになる。従って、タービンホイール２と内側ハウジング部材４０のシュラウド面４２との間隙、所謂チップクリアランスが変化することが抑制される。
　また、内側ハウジング部材４０の基端部４３が基端側ハウジング部２０の基端部２３よりも先端側において該基端側ハウジング部２０に固定されており、内側ハウジング部材４０と、これよりも基端側に位置する基端側ハウジング部２０の基端側スクロール部２１とによってタービンハウジング１０のスクロール部が形成される。このため、従来のタービンハウジング、すなわち内側ハウジング部材の基端部が外側のハウジングの基端部に固定されることで内側ハウジング部材のみによってスクロール部が形成される構成とは異なり、内側ハウジング部材４０の片持ち長さが短くなる。これにより、内側ハウジング部材４０の肉厚を大きくすることなくその剛性を高めることが可能となる。
　また、タービンハウジング１０のスクロール部の一部が、基端側ハウジング部２０、先端側ハウジング部３０、及び内側ハウジング部材４０が互いに接合されることにより三重構造とされる。このため、当該部位の剛性が高められる。従って、仮に異物の混入によってタービンホイール２の羽根が破砕して飛散した場合であってもこれがタービンハウジング１０を貫通することが好適に抑制される。
　また、先端側ハウジング部３０の内周面に連結された支持パイプ５０によって内側ハウジング部材４０のスライド部４４がスライド可能に支持される。また、これらスライド部４４と支持パイプ５０との間隙からの排気の漏出がシール部材６０によって抑制される。
　また、シール部材６０が耐熱性を有するセラミックファイバー製マットによって構成されているため、内側ハウジング部材４０のスライド部４４及びこれを支持する支持パイプ５０が熱膨張することでこれらスライド部４４と支持パイプ５０との間隙の大きさが変化した場合であっても当該間隙の大きさに応じてシール部材６０が変形する。従って、高温下においてもスライド部４４と支持パイプ５０との間隙からの排気の漏出が好適に抑制される。
　以上説明した本実施形態に係るタービンハウジング及び排気タービン過給機によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
　（１）内側ハウジング部材４０の先端部は軸線方向Ｃにおいてスライド可能なスライド部４４とされている。また、内側ハウジング部材４０の基端部４３は基端側ハウジング部２０の基端部２３よりも先端側において該基端側ハウジング部２０に固定されている。また、内側ハウジング部材４０と、内側ハウジング部材４０よりも基端側に位置する基端側ハウジング部２０の基端側スクロール部２１とによってスクロール部が形成されている。こうした構成によれば、タービンホイール２と内側ハウジング部材４０のシュラウド面４２との間隙、所謂チップクリアランスが変化することを抑制することができる。また、内側ハウジング部材４０の肉厚を大きくすることなくその剛性を高めることができる。従って、重量増大を抑制しつつ内側ハウジング部材４０の振動を好適に抑制することができる。
　（２）外側ハウジング部材は、タービンホイール２の基端側を覆う基端側ハウジング部２０と、基端側ハウジング部２０よりも先端側に設けられる先端側ハウジング部３０とを備える分割構造とされている。こうした構成によれば、タービンハウジング１０のスクロール部の一部をなすために複雑な形状を有する外側ハウジング部材を金型プレス成形によって容易に形成することができる。
　（３）基端側ハウジング部２０の先端部２４、先端側ハウジング部３０の基端部３３、及び内側ハウジング部材４０の基端部４３が互いに重なり合うように接合されている。こうした構成によれば、仮に異物の混入によってタービンホイール２の羽根が破砕して飛散した場合であってもこれがタービンハウジング１０を貫通することを好適に抑制することができる。
　（４）基端側ハウジング部２０の先端部２４、先端側ハウジング部３０の基端部３３、及び内側ハウジング部材４０の基端部４３はタービンホイール２の軸線方向Ｃに沿って延びている。こうした構成によれば、タービンハウジング１０を構成する各ハウジング部２０，３０及び内側ハウジング部材４０の接合部がタービンホイール２の軸線方向Ｃに沿って延びる形状とされているため、これらハウジング部２０，３０及び内側ハウジング部材４０を金型プレス成形によって容易に形成することができる。
　（５）先端側ハウジング部３０の内周面には内側ハウジング部材４０のスライド部４４をスライド可能に支持する支持パイプ５０が連結され、内側ハウジング部材４０のスライド部４４と支持パイプ５０との間にはこれらスライド部４４と支持パイプ５０との間隙をシールするシール部材６０が設けられている。具体的には、シール部材６０は耐熱性を有するセラミックファイバー製マットとされている。こうした構成によれば、先端側ハウジング部３０の内周面に連結された支持パイプ５０によって内側ハウジング部材４０のスライド部４４をスライド可能に支持しつつ、これらスライド部４４と支持パイプ５０との間隙からの排気の漏出を高温下においても好適に抑制することができる。
　（６）基端側ハウジング部２０、先端側ハウジング部３０、及び内側ハウジング部材４０はそれぞれ板金により形成されている。こうした構成によれば、タービンハウジング１０が板金によって形成されるため、これが鋳造により形成される場合に比べて、タービンハウジング１０の薄肉化を容易に図ることができ、タービンハウジング１０自体の熱容量を小さくすることが容易にできる。従って、タービンハウジング１０を備える排気タービン過給機１の排気下流側に配置される触媒装置の暖機性能を向上させることができる。
　尚、本発明に係るタービンハウジング及び排気タービン過給機は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
　・上記実施形態では、基端側ハウジング部２０、先端側ハウジング部３０、及び内側ハウジング部材４０をアーク溶接によって互いに接合するようにしたが、これらの接合方法はアーク溶接に限定されるものではなく、他の溶接方法を含む周知の接合方法を採用することもできる。
　・上記実施形態では、金型プレス成形によって基端側ハウジング部２０、先端側ハウジング部３０、及び内側ハウジング部材４０をそれぞれ形成したが、他の成形方法によってこれらハウジング部、及び内側ハウジング部材を形成することができる。
　・上記実施形態において例示したように、アルミナ及び結合剤からなるセラミックファイバー製マットによってシール部材６０を構成することが、スライド部４４と支持パイプ５０との間隙からの排気の漏出を高温下においても好適に抑制する上では望ましい。しかしながら、本発明に係るシール部材の素材はこれに限定されるものではなく、例えば他のセラミック材料及び結合剤によってこれを形成するようにしてもよい。
　・上記実施形態では、内側ハウジング部材４０のスライド部４４と支持パイプ５０との間にはシール部材６０が別体にて設けられている。これに代えて、例えばスライド部自体或いは支持パイプ自体をタービンホイールの径方向に対して可撓性を有する形状とすれば、スライド部と支持パイプとによってシール機構を構成することができる。この場合、シール部材を割愛することができる。
　・上記実施形態では筒状の支持パイプ５０によって内側ハウジング部材４０のスライド部４４（可動部）が全周にわたって支持されるものとした。しかしながら、本発明に係る支持部材の形状はこれに限定されるものではない。他に例えば、内側ハウジング部材の可動部をその周方向において部分的に支持する支持部材を採用してもよい。
　・先端側ハウジング部３０の内側には内側ハウジング部材４０が存在しているため、タービンハウジング１０内部の熱は内側ハウジング部材４０を介して先端側ハウジング部３０に伝わる。これに対して、基端側ハウジング部２０にはタービンハウジング１０内部の熱が直接伝わるため、基端側ハウジング部２０の方が先端側ハウジング部３０に比べて受熱量が大きく、高温となりやすい。その結果、基端側ハウジング部２０が熱変形しやすいといった問題が生じるおそれがある。そこで、例えば基端側ハウジング部の厚さを先端側ハウジング部よりも大きくすれば、基端側ハウジング部の剛性を先端側ハウジング部の剛性よりも高くすることが容易にできる。これにより、基端側ハウジング部の上記熱変形を好適に抑制することができる。またこの場合、先端側ハウジング部の剛性を不要に向上させなくとも済む。尚、基端側ハウジング部の剛性を高めるための方法は上述したような厚肉化に限定されるものではなく、他に例えば、補強用のリブを形成する等して基端側ハウジング部の剛性を高めるようにしてもよい。或いは、基端側ハウジング部を先端側ハウジング部に比べて耐熱強度の高い材料、すなわち熱変形しにくい材料によって形成するようにしてもよい。
　・上記実施形態において例示したように、基端側ハウジング部２０の先端部２４、先端側ハウジング部３０の基端部３３、及び内側ハウジング部材４０の基端部４３がタービンホイール２の軸線方向Ｃに沿って延びる形状とすることが、これらハウジング部２０，３０及び内側ハウジング部材４０を金型プレス成形によって容易に形成する上では望ましい。しかしながら、本発明に係る基端側ハウジング部、先端側ハウジング部、及び内側ハウジング部材の形状はこれに限定されるものではなく、互いに接合することが可能な範囲においてこれらの基端部及び先端部をそれぞれ湾曲した形状をなすものとしてもよい。
　・上記実施形態において例示したように、基端側ハウジング部２０の先端部２４、先端側ハウジング部３０の基端部３３、及び内側ハウジング部材４０の基端部４３が互いに重なり合うように接合されるものとすることが、タービンホイール２の羽根が飛散した際にタービンハウジング１０を貫通しないようにする上では望ましい。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。他に例えば、図４に示すように、内側ハウジング部材１４０の基端部１４３を先端側ハウジング部１３０の内周面に接合させてもよい。この場合、スクロール部の内周面の段差が小さくなくなることでスクロール部内の排気の流れを円滑なものとすることができる。またこの場合、内側ハウジング部材１４０の厚さと基端側ハウジング部１２０の厚さとを同一とすれば、スクロール部の内周面の段差自体がなくなることから、スクロール部内の排気の流れが当該段差によって影響を受けることを回避することができる。
　・上記実施形態において例示したように、外側ハウジング部材を基端側ハウジング部２０と先端側ハウジング部３０とからなる分割構造とすることが金型プレス成形によって外側ハウジング部材を形成する上では望ましい。しかしながら、前述したように、外側ハウジング部材の成形方法は金型プレス成形に限定されない。そのため、他に例えば液圧成形によって外側ハウジング部材を形成するのであれば、基端側ハウジング部と先端側ハウジング部とが一体とされる一体構造とすることもできる。
　１…排気タービン過給機、２…タービンホイール、２ａ…羽根部、３…タービンシャフト、４…基端側フランジ、５…先端側フランジ、６…上流側フランジ、１０…タービンハウジング、２０，１２０…基端側ハウジング部（外側ハウジング部材）、２１…基端側スクロール部、２３…基端部、２４，１２４…先端部、３０，１３０…先端側ハウジング部（外側ハウジング部材）、３３，１３３…基端部、３４…第１縮径部、３５…第２縮径部、４０，１４０…内側ハウジング部材、４１…先端側スクロール部、４２…シュラウド面、４３，１４３…基端部、４４…スライド部（可動部）、５０…支持パイプ（支持部材）、５１…拡径部、５２…縮径部、６０…シール部材。

Claims (10)

  1. 　タービンホイールを囲繞するタービンハウジングにおいて、
    　外側ハウジング部材と、
    　外側ハウジング部材の内部に設けられるとともにタービンホイールの軸線方向において同タービンホイールの羽根部に対向するシュラウド面を有する内側ハウジング部材と、を備え、
    　前記軸線方向においてタービンシャフトに近接する側を基端側とし、タービンシャフトから離間する側を先端側とするとき、
    　内側ハウジング部材の先端部は前記軸線方向において外側ハウジング部材に対して変位可能な可動部とされ、
    　内側ハウジング部材の基端部は外側ハウジング部材の基端部よりも先端側において該外側ハウジング部材に固定され、
    　内側ハウジング部材と、同内側ハウジング部材よりも基端側に位置する外側ハウジング部材の部位とによってスクロール部が形成される
    　ことを特徴とするタービンハウジング。
  2. 　請求項１に記載のタービンハウジングにおいて、
    　外側ハウジング部材は、タービンホイールの基端側を覆う基端側ハウジング部と、基端側ハウジング部よりも先端側に設けられる先端側ハウジング部とを備え、それら両ハウジング部は互いに分割されている
    　ことを特徴とするタービンハウジング。
  3. 　請求項２に記載のタービンハウジングにおいて、
    　基端側ハウジング部の先端部、先端側ハウジング部の基端部、及び内側ハウジング部材の基端部が互いに重なり合うように接合される
    　ことを特徴とするタービンハウジング。
  4. 　請求項２又は請求項３に記載のタービンハウジングにおいて、
    　基端側ハウジング部の先端部、先端側ハウジング部の基端部、及び内側ハウジング部材の基端部は前記軸線方向に沿って延びる
    　ことを特徴とするタービンハウジング。
  5. 　請求項２～請求項４のいずれか一項に記載のタービンハウジングにおいて、
    　基端側ハウジング部は先端側ハウジング部よりも高い剛性を有する
    　ことを特徴とするタービンハウジング。
  6. 　請求項５に記載のタービンハウジングにおいて、
    　基端側ハウジング部及び先端側ハウジング部は共に同一の材料にて形成されるとともに、基端側ハウジング部が先端側ハウジング部よりも厚い
    　ことを特徴とするタービンハウジング。
  7. 　請求項２～請求項６のいずれか一項に記載のタービンハウジングにおいて、
    　外側ハウジング部材の内周面には内側ハウジング部材の可動部を変位可能に支持する支持部材が連結され、
    　可動部と支持部材との間にはこれら可動部と支持部材との間隙をシールするシール部材が設けられる
    　ことを特徴とするタービンハウジング。
  8. 　請求項７に記載のタービンハウジングにおいて、
    　シール部材はセラミックファイバーと結合剤とにより形成される
    　ことを特徴とするタービンハウジング。
  9. 　請求項２～請求項８のいずれか一項に記載のタービンハウジングにおいて、
    　基端側ハウジング部、先端側ハウジング部、及び内側ハウジング部材はそれぞれ板金により形成される
    　ことを特徴とするタービンハウジング。
  10. 　請求項１～請求項９のいずれか一項に記載のタービンハウジングを備え、排気のエネルギによってタービンホイールが回転駆動されることにより過給を行なう排気タービン過給機。
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