WO2016152586A1 - タービンハウジング - Google Patents

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turbine housing
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turbine
welding
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原　雅之
悟 横嶋
飯島　徹
小塚　育功
悦夫 小林
公貴 戸張
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カルソニックカンセイ株式会社
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    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Definitions

  • the present invention relates to a sheet metal turbine housing used for a turbocharger (turbocharger) of a vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a turbine housing partly made of sheet metal. This is shown in FIG.
  • a turbine housing 1 for a turbocharger includes an inner cylinder 3 that forms an exhaust passage in which a turbine wheel 2 is disposed, and the inner cylinder 3 spaced from the inner cylinder 3 by a predetermined distance.
  • the outer cylinder 4 is provided.
  • the outer cylinder 4 has a multilayer structure in which a plurality of thin metal plates 4a to 4d are laminated between the back plate 5 and the open end 3a of the inner cylinder 3 in order to function as a burst protection device. Strength is increased.
  • the rigidity of the entire outer cylinder 4 is increased, the amount of heat received by the plurality of thin metal plates 4 a to 4 d constituting the outer cylinder 4 is different, that is, when high-temperature exhaust flows. Since the thermal expansion amount of the inner metal thin plate 4a is larger than the thermal expansion amount of the outer metal thin plate 4d, the outer cylinder 4 may be distorted.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and can reliably prevent distortion of the thin plate member constituting the outer cylinder and can attenuate the amplitude of the outer cylinder.
  • An object is to provide a housing.
  • a turbine housing includes an inner cylinder that forms an exhaust passage in which a turbine wheel that houses a turbine shaft is disposed, and an outer cylinder that covers the inner cylinder at a predetermined interval from the inner cylinder. Prepare. A reinforcing plate is fixed to the inner surface of the outer cylinder.
  • a plurality of reinforcing plate members may be fixed to the inner surface of the outer cylinder, and a gap may be formed between each end portion of each adjacent reinforcing plate member.
  • the outer cylinder is further composed of a plurality of thin plate members, and the thin plate members are overlapped and fixed to each other by welding along the axial direction of the turbine shaft. At least one reinforcing plate may be fixed.
  • the gap may be formed so as to cover the overlapping portion of the thin plate members.
  • the reinforcing plate material of the turbine housing may be fixed by welding at least one point.
  • this reinforcing plate may be partially welded at the center of symmetry.
  • the reinforcing plate member is fixed to the inner surface of the outer cylinder, whereby the amplitude of the entire outer cylinder can be attenuated.
  • this turbine housing can prevent collision between adjacent reinforcing plate members due to thermal expansion by forming a gap between each end portion of adjacent reinforcing plate members.
  • the outer cylinder By configuring the outer cylinder with a plurality of thin plate members divided along the axial direction of the turbine shaft of the turbine wheel, which is the vibration direction during vehicle travel, and fixing adjacent ends of the plurality of thin plate members by welding, It is possible to relieve stress due to vibration during vehicle travel. Thereby, the crack of the welding part of the edge part which a some thin plate member adjoins can be prevented. And the amplitude of the whole outer cylinder can be attenuate
  • the influence on the overall rigidity can be reduced compared to the case where the gap is provided in the single layer portion.
  • the thin plate member can be thermally expanded symmetrically, and the strain stress at the welding point can be effectively dispersed.
  • FIG. 1 is a side view of a sheet metal turbine housing used in the turbocharger according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the turbine housing.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a main part showing a joined state of the outer cylinder of the turbine housing.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a main part showing a joined state of a modified example of the outer cylinder of the turbine housing of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the main part showing a joined state of the outer cylinder of the turbine housing of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view of a sheet metal turbine housing used in the turbocharger according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the turbine housing.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a main part showing a joined state of the
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a main part showing a joined state of a modified example of the outer cylinder of the turbine housing of the second embodiment.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the main part showing the joined state of the outer cylinder of the turbine housing of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side view of a sheet metal turbine housing used in a conventional turbocharger.
  • FIG. 1 is a side view of a sheet metal turbine housing used in the turbocharger according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the turbine housing
  • FIG. It is a fragmentary sectional view of the principal part which shows.
  • the turbine housing 10 is used as a housing of a turbocharger (turbocharger) of a vehicle.
  • the turbine housing 10 includes an intake side flange 11 that includes an inlet of intake air (intake air) A with a turbine wheel 13a, an exhaust inlet side flange 15 that configures an exhaust gas B inlet, and an exhaust gas B. It has a so-called double shell structure consisting of an inner cylinder 20 and an outer cylinder 30 fixed to the flange 16 on the exhaust outlet side (exhaust flow downstream side) constituting the outlet of the exhaust pipe by welding.
  • a compressor 14 that takes in intake air A from the outside is connected to the flange 11 on the intake side, and harmful contamination of the exhaust gas B on the flange 16 on the exhaust outlet side that discharges the exhaust gas B is performed.
  • a catalytic converter (not shown) that removes the substance is connected. That is, the turbine housing 10 is interposed between the intake side compressor 14 and the catalytic converter.
  • the inner cylinder 20 substantially defines and forms an exhaust passage K for the exhaust gas B inside the housing.
  • the outer cylinder 30 completely covers the inner cylinder 20 with a gap G (predetermined interval), protects the inner cylinder 20 and thermally insulates the outer cylinder 30 and plays a role of increasing rigidity as the turbine housing 10. I am doing.
  • the inner cylinder 20 is a thin plate member made of two metal plates of a first inner cylinder divided body 21 and a second inner cylinder divided body 22 that are divided into two in a direction orthogonal to the axial direction L of the turbine shaft 13b of the turbine wheel 13a. It consists of The first inner cylinder divided body 21 and the second inner cylinder divided body 22 are formed into a predetermined curved shape by pressing a sheet metal. Then, the L-shaped exhaust flow path K is formed inside the turbine housing 10 by joining the two first press-molded sheet metal first inner cylinder divided body 21 and second inner cylinder divided body 22 by welding. It is formed. As shown in FIGS.
  • the second end 21b of the first inner cylinder divided body 21 and the first end 22a of the second inner cylinder divided body 22 are bent so as to have different lengths perpendicularly to the outside.
  • the inner cylinder 20 is formed by fixing the end portions 21b and 22a by welding. This welded portion is indicated by E.
  • the outer cylinder 30 includes a first outer cylinder divided body 31 and a second outer cylinder divided body 32 that are divided into two along the axial direction L of the turbine shaft 13b of the turbine wheel 13a (vibration direction during vehicle travel). These two sheet metal thin plate members are used.
  • the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 are formed into a predetermined curved shape by pressing a sheet metal, and the first outer cylinder made of the two sheet metals formed by press forming is used.
  • the divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 are joined by welding.
  • the outer cylinder 30 completely covers the inner cylinder 20 with a gap G therebetween. As shown in FIGS.
  • the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 are overlapped and welded along the axial direction (axial linear direction) L of the turbine shaft 13b of the turbine wheel 13a. Are fixed to each other. This welded portion is indicated by E.
  • each of the formed sheet metal plates (reinforcing plate materials) 41 and 42 is fixed by at least one point welding (dot welding). In addition, it is preferable that the symmetrical center O of each plate 41 and 42 is partially welded.
  • the opposing plates 41 and 42 face each other.
  • a gap P is formed between the end portions 41b and 42a.
  • the gap P is equal to or greater than the width (length) R of the overlapping portion Q of the end portions 31b and 32a of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 (same or more than the width R of the overlapping portion Q). Is also long).
  • one plate is covered so that the overlapping part Q of each edge part 31b, 32a of the 1st outer cylinder division body 31 and the 2nd outer cylinder division body 32 may be covered.
  • 42 is arranged so as to straddle the inner surfaces of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32, and the plates 41, 42 are arranged between the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32. You may fix to each inner surface by welding of at least one point.
  • the first end 31a side of the first outer cylinder segment 31 and the second end (not shown) side of the second outer cylinder segment 32 are provided on the flange 15 on the exhaust inlet side.
  • Each is formed in a semicircular arc shape along an opening (not shown), and fixed to the flange 15 on the exhaust inlet side around the opening (not shown) by welding.
  • FIG. 2 it is formed in an annular shape having a circular opening 11a.
  • the flange 11 on the intake side is formed with an annular plate-like protrusion 12 extending outward from the turbine shaft 13b of the turbine wheel 13a on the outer peripheral side thereof.
  • the annular plate-like protrusion 12 has a circumference larger than the circumference of the scroll-like inner cylinder 20 in which the scroll chamber F is formed by the first inner cylinder divided body 21 and the second inner cylinder divided body 22. Yes.
  • the 1st end part 21a of the 1st inner cylinder division body 21 is being fixed to the step part 11b of the inner end side around the opening part 11a of the flange 11 by the side of an intake side by welding. Thereby, as shown in FIG. 2, a gap S is formed between the first inner cylinder divided body 21 and the protrusion 12.
  • a positioning convex portion 12 a for positioning one side end portion 31 c of the first outer cylinder divided body 31 is formed.
  • a triangular plate-like reinforcing rib 12b is integrally formed at regular intervals.
  • the convex part 12a for positioning of the protrusion 12 is a part of the 1st outer cylinder division body 31 or the 1st outer cylinder division body 31, and the 2nd outer cylinder division body 32 or the 2nd outer cylinder division body 32. It is fixed by welding with a part. Thereby, the welding part E of the outer cylinder 30 and the protrusion 12 is located outside the scroll-shaped inner cylinder 20.
  • each plate reinforcing plate member 41, 42 is provided on each inner surface of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 constituting the outer cylinder 30 at least one point.
  • distortion deformation of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 constituting the outer cylinder 30 can be surely prevented, and the amplitude of the entire outer cylinder 30 is attenuated. be able to. That is, by fixing at least one point of welding, the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 constituting the outer cylinder 30 can be provided with damping performance, and at the same time, the first outer cylinder due to thermal expansion. Distortion of the divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 can be effectively prevented.
  • Each plate 41, 42 is welded by symmetric thermal expansion of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 by partially welding the center of symmetry O at least at one point.
  • the strain stress at the points can be effectively dispersed. That is, against the surface vibration of the outer cylinder 30 caused by the action of the external vibration force, the plates 41 and 42 welded at at least one point at the symmetry center O cause a drag due to the plate rigidity to act in the direction perpendicular to the surface. It vibrates while in contact with the surface vibration, and generates a friction force corresponding to the drag in the sliding direction of the vibration surface.
  • the resonance amplitude of the outer cylinder 30 can be reduced by the friction damping effect by the friction dissipation energy.
  • the adjacent plates 41 and 42 have gaps P formed between the opposing end portions 41b and 42a, collision between the adjacent plates 41 and 42 due to thermal expansion can be prevented.
  • the overlapping portion Q of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 constituting the outer cylinder 30 has a two-layer structure.
  • the overlapping portion Q is provided with a portion (width R) that absorbs thermal expansion.
  • the clearance gap P between each edge part 41b and 42a which the adjacent plates 41 and 42 mutually oppose is more than the width
  • each plate 42 may cover the overlap part Q of each edge part 31b, 32a of the 1st outer cylinder division body 31 and the 2nd outer cylinder division body 32
  • the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 are disposed so as to straddle each inner surface, and the respective plates 41, 42 are inner surfaces of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32. It is fixed to at least one point by welding. Thereby, the part where heat stress is not concentrated most is selected, and each plate 41, 42 can be fixed to each inner surface of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 by welding at least one point. .
  • first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 that are divided into two along the axial direction L of the turbine shaft 13b of the turbine wheel 13a, which is the vibration direction when the vehicle travels, constitute the outer cylinder 30.
  • Adjacent ends 31b and 32a are fixed by welding.
  • stress due to vibration during vehicle travel can be reduced, and cracking of the welded portion E between the adjacent end portions 31b and 32a of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 can be reliably prevented. can do.
  • the sheet metal turbine housing 10 in which the state of the welded portion E is more stable over time can be provided at a low cost.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a main part showing a joined state of an outer cylinder of a turbine housing according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a main part showing a joined state of a modified example of the outer cylinder. It is.
  • the step-shaped second end portion 31 b of the first outer cylinder divided body 31 constituting the outer cylinder 30 is replaced with the step-shaped first of the second outer cylinder divided body 32. Overlaid on the end portion 32a, they are fixed to each other by welding along the axial direction L of the turbine shaft 13b of the turbine wheel 13a.
  • each inner surface of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 constituting the outer cylinder 30 is press-formed so as to follow the curved shape of the outer cylinder 30.
  • Each plate (reinforcing plate material) 41, 42 made of sheet metal is fixed by welding at at least one point.
  • a gap P is formed between the opposite end portions 41b, 42a of the adjacent plates 41, 42.
  • the gap P is equal to or greater than the width R of the overlapping portion Q of the end portions 31b and 32a of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 (same or longer than the width R of the overlapping portion Q). Is formed.
  • the outer cylinder 30 covers the overlapping portion Q of the end portions 31 b and 32 a of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 with one plate 42.
  • the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 are arranged so as to straddle the inner surfaces of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32.
  • the inner surface may be fixed by welding at least one point.
  • the reinforcing plate member is fixed to each inner surface of the two thin plate members constituting the outer cylinder by welding at least at one point.
  • at least one reinforcing plate member is provided on each inner surface of the two thin plate members. It may be fixed by welding at one point, or at least one reinforcing plate may be fixed to each outer surface of the two thin plate members by welding at at least one point.
  • the outer cylinder was comprised by the thin-plate member divided into 2 along the axial direction of the turbine shaft of a turbine wheel, it is 2 along the direction orthogonal to the axial direction of the turbine shaft of a turbine wheel.
  • At least one point of welding described in this specification indicates that one point welding may be performed or welding may be performed at a plurality of adjacent points. Further, in the present specification, it has been described that the reinforcing member is fixed to the symmetrical center of the reinforcing member. However, if the object of the present invention can be achieved, the reinforcing member may be fixed while being shifted from the center.
  • the overlap portion Q (welded portion) of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 of the outer cylinder 30 in FIGS. 3 to 6 is the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body.
  • the present invention is not limited to this, and the overlapping portion Q (welding of the first outer cylinder divided body 31 and the second outer cylinder divided body 32 of the outer cylinder 30 is not limited thereto. Part) does not have to be a projection as in the third embodiment shown in FIG.
  • the outer cylinder is configured by a plurality of divided thin plate members, and the reinforcing plate material is fixed to the inner surface of the outer cylinder, whereby the amplitude of the entire outer cylinder can be attenuated. it can.

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Abstract

　タービン軸（１３ｂ）を収容するタービンホイール（１３ａ）が配置される排気流路（Ｋ）を形成する内筒（２０）と、内筒（２０）と所定間隔を空けて該内筒（２０）を覆う外筒（３０）と、を備えたタービンハウジング（１０）である。外筒（３０）の内面には、補強板材（４１，４２）が固定されている。

Description

タービンハウジング
　本発明は、車両のターボチャージャ（ターボ過給機）に用いられる板金製のタービンハウジングに関する。
　ターボチャージャに用いられるタービンハウジングとしては、鋳造製のものが一般的である。これに対し、一部が板金製のタービンハウジングが特許文献１により開示されている。これを、図８に示す。
　図８に示すように、ターボ過給機用のタービンハウジング１は、タービンホイール２が配置される排気流路を形成する内筒３と、この内筒３と所定間隔を空けて該内筒３を覆う外筒４を備えている。
　外筒４は、破裂保護装置として機能させるために、背板５と内筒３の開口端部３ａとの間に複数の金属薄板４ａ～４ｄを積層した多層構造体となっていて、その破壊強度が高められている。
特開２０１１－８５１３９号公報
　しかしながら、前記従来のタービンハウジング１では、外筒４全体の剛性は高めたものの、外筒４を構成した複数の金属薄板４ａ～４ｄの受ける熱量が異なるため、即ち、高温の排気が流れる時に、内側の金属薄板４ａの熱膨張量が外側の金属薄板４ｄの熱膨張量より大きいため、外筒４に歪みが生じるおそれがあった。
　そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、外筒を構成する薄板部材の歪み変形を確実に防止することができると共に、外筒の振幅を減衰させることができるタービンハウジングを提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係るタービンハウジングは、タービン軸を収容するタービンホイールが配置される排気流路を形成する内筒と、内筒と所定間隔を空けて該内筒を覆う外筒と、を備える。外筒の内面には補強板材が固定されている。
　このタービンハウジングは、補強板材が外筒の内面に複数固定されており、隣接する各補強板材の各端部間に隙間が形成されているものであってもよい。
　このタービンハウジングは、さらに外筒が複数の薄板部材によって構成されており、薄板部材が重ね合わせてタービン軸の軸方向に沿って溶接により互いに固定されており、薄板部材の各内面には、それぞれ少なくとも１つの補強板材が固定されているものであってもよい。
　前記隙間は、薄板部材の重ね部分を覆うように形成されているものであってもよい。
　このタービンハウジングの補強板材は、少なくとも１点の溶接により固定されているものであってもよい。
　さらに、この補強板材は対称中心が部分的に溶接されるものであってもよい。
　以上説明したように、本発明の一態様に係るタービンハウジングによれば、外筒の内面に補強板材を固定したことにより、外筒全体の振幅を減衰させることができる。
　またこのタービンハウジングは、隣接する補強板材の各端部間に隙間を形成することによって、熱膨張による隣接する補強板材同士の衝突を、防止することができる。
　車両走行時の振動方向であるタービンホイールのタービン軸の軸方向に沿って分割した複数の薄板部材で外筒を構成し、複数の薄板部材の隣接する端部同士を溶接により固定することによって、車両走行時の振動による応力を緩和することができる。これにより、複数の薄板部材の隣接する端部の溶接部分の割れを防止することができる。そして、それぞれの薄板部材の内面に補強板材を固定することによって、外筒全体の振幅をより確実に減衰させることができる。
　外筒を構成する複数の薄板部材の重ね部分を覆うように補強板材の端部間の隙間を設けることによって、単層部分に隙間をおくよりも全体の剛性に対する影響を小さくすることができる。
　補強板材を薄板部材の内面に少なくとも一点の溶接で固定することによって、熱膨張による薄板部材の歪みを有効に防止することができる。
　このタービンハウジングは、補強板材を対称中心で部分的に溶接することによって、薄板部材を対称的に熱膨張させ、溶接点における歪み応力を有効に分散させることができる。
図１は、本発明の第１実施形態のターボチャージャに用いられる板金製のタービンハウジングの側面図である。 図２は、上記タービンハウジングの要部の拡大断面図である。 図３は、上記タービンハウジングの外筒の接合状態を示す要部の部分断面図である。 図４は、上記第１実施形態のタービンハウジングの外筒の変形例の接合状態を示す要部の部分断面図である。 図５は、本発明の第２実施形態のタービンハウジングの外筒の接合状態を示す要部の部分断面図である。 図６は、上記第２実施形態のタービンハウジングの外筒の変形例の接合状態を示す要部の部分断面図である。 図７は、本発明の第３実施形態のタービンハウジングの外筒の接合状態を示す要部の部分断面図である。 図８は、従来のターボチャージャに用いられる板金製のタービンハウジングの側面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１は本発明の第１実施形態のターボチャージャに用いられる板金製のタービンハウジングの側面図、図２は同タービンハウジングの要部の拡大断面図、図３同タービンハウジングの外筒の接合状態を示す要部の部分断面図である。
　図１，図２に示すように、タービンハウジング１０は、車両のターボチャージャ（ターボ過給機）のハウジングとして用いられる。このタービンハウジング１０は、タービンホイール１３ａが入って吸入空気（吸気）Ａの入口を構成する吸気側のフランジ１１と、排気ガスＢの入口を構成する排気入口側のフランジ１５、及び、排気ガスＢの出口を構成する排気出口側（排気流れ下流側）のフランジ１６に溶接によりそれぞれ固定される内筒２０及び外筒３０からなる所謂二重殻構造となっている。
　図１に示すように、吸気側のフランジ１１には外部から吸入空気Ａを取り入れるコンプレッサ１４が接続され、また、排気ガスＢを放出する排気出口側のフランジ１６には排気ガスＢの有害な汚染物質を取り除く図示しない触媒コンバータが接続されている。即ち、タービンハウジング１０は、吸気側のコンプレッサ１４と触媒コンバータの間に介在される。
　図２に示すように、内筒２０は、ハウジング内部の排気ガスＢの排気流路Ｋを実質的に区画形成する。そして、外筒３０は、内筒２０を隙間Ｇ（所定間隔）を空けて完全に覆い、内筒２０を保護すると同時に断熱し、かつタービンハウジング１０としての剛性を高める役割を担う外殻構造体をなしている。
　内筒２０は、タービンホイール１３ａのタービン軸１３ｂの軸方向Ｌに直交する方向で２分割形成された第１内筒分割体２１と第２内筒分割体２２との２つの板金製の薄板部材で構成されている。この第１内筒分割体２１と第２内筒分割体２２は、板金をプレス加工することにより所定の湾曲形状に成形されている。そして、このプレス成形された２つの板金製の第１内筒分割体２１と第２内筒分割体２２を溶接により接合することにより、タービンハウジング１０の内部にＬ字状の排気流路Ｋが形成される。図２，図３に示すように、第１内筒分割体２１の第２端部２１ｂと第２内筒分割体２２の第１端部２２ａは、外側に垂直に長さが異なるように折れ曲がっており、この端部２１ｂ，２２ａ同士を溶接により固定することで内筒２０が形成されている。この溶接部分を符号Ｅで示す。
　また、外筒３０は、タービンホイール１３ａのタービン軸１３ｂの軸方向Ｌ（車両走行時の振動方向）に沿って２分割形成された第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２との２枚の板金製の薄板部材によって構成されている。この第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２は、板金をプレス加工することにより所定の湾曲形状に成形されており、このプレス成形された２枚の板金製の第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２を溶接により接合されている。そして外筒３０は、隙間Ｇを空けて内筒２０を完全に覆うようになっている。図１～図３に示すように、第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２は、重ね合わせてタービンホイール１３ａのタービン軸１３ｂの軸方向（軸直線方向）Ｌに沿って溶接により互いに固定されている。この溶接部分を符号Ｅで示す。
　さらに、図１～図３に示すように、外筒３０を構成する第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面には、外筒３０の湾曲形状に沿うようにプレス成形された板金製の各プレート（補強板材）４１，４２が少なくとも一点の溶接（点状の溶接）により固定されている。尚、各プレート４１，４２の対称中心Ｏが部分的に溶接されていることが好ましい。
　図３に示すように、第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面に各プレート４１，４２を少なくとも一点の溶接で固定する際、隣接するプレート４１，４２の相対向する各端部４１ｂ，４２ａ間に隙間Ｐを形成する。この隙間Ｐは、第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各端部３１ｂ，３２ａの重ね部分Ｑの幅（長さ）Ｒ以上（同じか、重ね部分Ｑの幅Ｒよりも長い）に形成されている。
　また、図４に示す外筒３０の変形例のように、第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各端部３１ｂ，３２ａの重ね部分Ｑを覆うように、一方のプレート４２を第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面を跨ぐように配置して、各プレート４１，４２を第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面に少なくとも一点の溶接で固定しても良い。
　尚、図１に示すように、第１外筒分割体３１の第１端部３１ａ側及び第２外筒分割体３２の第２端部（不図示）側は、排気入口側のフランジ１５の開口部（不図示）に沿った半円弧湾曲状にそれぞれ形成されて、開口部（不図示）のまわりの排気入口側のフランジ１５に溶接により互いに固定されている。
　図２に示すように、円形の開口部１１ａを有した円環状に形成されている。そして吸気側のフランジ１１には、その外周側にタービンホイール１３ａのタービン軸１３ｂより外側に延びる円環板状の突起１２が形成されている。この円環板状の突起１２は、第１内筒分割体２１と第２内筒分割体２２とでスクロール室Ｆを形成したスクロール状の内筒２０の円周より大きい円周を成している。そして、吸気側のフランジ１１の開口部１１ａの周りの内端側の段部１１ｂには、第１内筒分割体２１の第１端部２１ａが溶接により固定されている。これにより、図２に示すように、第１内筒分割体２１と突起１２の間には、隙間Ｓが形成される。
　また、図２，図３に示すように、突起１２の外端側には、第１外筒分割体３１の一方の側端部３１ｃを位置決めする位置決め用の凸部１２ａが形成されている。この位置決め用の凸部１２ａの下面と突起１２の内周面との間には、三角板状の補強用のリブ１２ｂが等間隔毎に一体突出形成されている。そして、突起１２の位置決め用の凸部１２ａは、第１外筒分割体３１又は第１外筒分割体３１の一部、及び、第２外筒分割体３２又は第２外筒分割体３２の一部と溶接することにより固定されている。これにより、外筒３０と突起１２の溶接部分Ｅがスクロール状の内筒２０よりも外側に位置するようになってしている。
　以上、実施形態のタービンハウジング１０によれば、外筒３０を構成する第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面に、各プレート補強板材４１，４２をそれぞれ少なくとも一点の溶接により固定したことにより、外筒３０を構成する第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の歪み変形を確実に防止することができると共に、外筒３０全体の振幅を減衰させることができる。即ち、少なくとも一点の溶接の固定により、外筒３０を構成する第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２に減衰性能を持たせることができると同時に、熱膨張による第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の歪みを有効に防止することができる。
　また、各プレート４１，４２は、その対称中心Ｏを部分的に少なくとも一点で溶接することによって、第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２を対称的に熱膨張させて、溶接点における歪み応力を有効に分散させることができる。即ち、外部起振力作用による外筒３０の表面振動に対して、対称中心Ｏで少なくとも一点で溶接したプレート４１，４２が、面直方向にそのプレート剛性による抗力を作用させ、外筒３０の表面振動に接触したまま振動し、振動面の摺動方向に抗力に応じた摩擦力を発生させる。その摩擦消散エネルギによる摩擦減衰効果にて、外筒３０の共振振幅を低減させることができる。
　さらに、隣接するプレート４１，４２は、相対向する各端部４１ｂ，４２ａ間に隙間Ｐが形成されているため、熱膨張による隣接するプレート４１，４２同士の衝突を防止することができる。
　さらに、外筒３０を構成する第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の重ね部分Ｑは２層構造になっている。当該重ね部分Ｑには、熱膨張を吸収する部分（幅Ｒ）が設けられている。そして、隣接するプレート４１，４２の相対向する各端部４１ｂ，４２ａ間の隙間Ｐは、第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の重ね部分Ｑの幅Ｒ以上にしてある。これらの構成によって、他の単層部分に隙間をおくより、全体の剛性に対する影響を小さくすることができる。
　また、図４に示す外筒３０の変形例では、一方のプレート４２が第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各端部３１ｂ，３２ａの重ね部分Ｑを覆うように、第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面を跨いで配置されており、各プレート４１，４２が第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面に少なくとも一点の溶接で固定されている。これにより、一番熱応力が集中しない部分を選んで、各プレート４１，４２を少なくとも一点の溶接で第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面に固定することができる。
　さらに、車両走行時の振動方向であるタービンホイール１３ａのタービン軸１３ｂの軸方向Ｌに沿って２分割されて外筒３０を構成する第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２は、隣接する端部３１ｂ，３２ａ同士が溶接により固定されている。これによって、車両走行時の振動による応力を緩和することができ、第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の隣接する端部３１ｂ，３２ａの溶接部分Ｅの割れを確実に防止することができる。この結果、経時的に溶接部分Ｅの状態がより安定した板金製のタービンハウジング１０を低コストで提供することができる。
　図５は、本発明の第２実施形態のタービンハウジングの外筒の接合状態を示す要部の部分断面図、図６は、同外筒の変形例の接合状態を示す要部の部分断面図である。
　図５に示すように、この第２実施形態では、外筒３０を構成する第１外筒分割体３１の段差状の第２端部３１ｂを第２外筒分割体３２の段差状の第１端部３２ａの上に重ね合わせてタービンホイール１３ａのタービン軸１３ｂの軸方向Ｌに沿って溶接により互いに固定してある。
　また、図５に示すように、外筒３０を構成する第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面には、外筒３０の湾曲形状に沿うようにプレス成形された板金製の各プレート（補強板材）４１，４２が少なくとも一点での溶接により固定されている。この際、隣接するプレート４１，４２の相対向する各端部４１ｂ，４２ａ間には隙間Ｐが形成されている。この隙間Ｐは、第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各端部３１ｂ，３２ａの重ね部分Ｑの幅Ｒ以上（同じか、重ね部分Ｑの幅Ｒよりも長い）に形成されている。
　これにより、前記第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。
　さらに外筒３０は、図６に示す変形例のように、一方のプレート４２を第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各端部３１ｂ，３２ａの重ね部分Ｑを覆うように、第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面を跨いで配置して、各プレート４１，４２を第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の各内面に少なくとも一点の溶接で固定しても良い。
　これにより、前記第１実施形態の変形例と同様の作用・効果を奏する。
　尚、前記各実施形態では、外筒を構成する２つの薄板部材の各内面に補強板材をそれぞれ少なくとも一点での溶接により固定したが、２つの薄板部材の各内面に１つの補強板材をそれぞれ少なくとも一点での溶接により固定しても良く、また、２つの薄板部材の各外面に少なくとも１つの補強板材を少なくとも一点での溶接により固定しても良い。
　また、前記各実施形態によれば、外筒をタービンホイールのタービン軸の軸方向に沿って２分割した薄板部材によって構成したが、タービンホイールのタービン軸の軸方向に直交する方向に沿って２分割した薄板部材によって構成した各内面に、補強板材を少なくとも一点での溶接により固定しても良い。
　本明細書に記載の少なくとも一点の溶接とは、一点溶接でも良く、または、複数の近接した点で溶接しても良いことを指す。また、本明細書には、補強部材を補強部材の対称中心に固定すると説明したが、本発明の目的を達成できるなら、中心からずらして固定しても良い。尚、図３～図６の外筒３０の第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の重ね部分Ｑ（溶接部）が第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２に比べ突起状に突出形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、外筒３０の第１外筒分割体３１と第２外筒分割体３２の重ね部分Ｑ（溶接部）が図７に示す第３実施形態のように突起状にならなくても良い。
　本出願は、２０１５年３月２３日に出願された日本国特許出願第２０１５－０５９４４１号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容が参照により本願明細書に組み込まれる。
　本発明の一態様に係るタービンハウジングによれば、外筒を分割された複数の薄板部材によって構成し、外筒の内面に補強板材を固定したことにより、外筒全体の振幅を減衰させることができる。
　１０　タービンハウジング　１３ａ　タービンホイール　１３ｂ　タービン軸　１４　コンプレッサ　２０　内筒　３０　外筒　３１　第１外筒分割体（薄板部材）　３２　第２外筒分割体（薄板部材）　４１，４２　プレート（補強板材）　Ｋ　排気流路　Ｇ　隙間（所定間隔）　Ｌ　軸方向　Ｏ　対称中心　Ｐ　隙間　Ｑ　重ね部分　Ｒ　重ね部分の幅

Claims (6)

  1. 　タービン軸を収容するタービンホイールが配置される排気流路を形成する内筒と、
    　前記内筒と所定間隔を空けて該内筒を覆う外筒と、を備えたタービンハウジングであって、
    　前記外筒の内面に補強板材が固定されていることを特徴とするタービンハウジング。
  2. 　請求項１記載のタービンハウジングであって、
    　前記補強板材は、前記外筒の内面に複数固定されており、
    　隣接する各補強板材の各端部間に隙間が形成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記載のタービンハウジングであって、
    　前記外筒は、複数の薄板部材によって構成されており、
    　前記薄板部材は、重ね合わせて前記タービン軸の軸方向に沿って溶接により互いに固定されており、
    　前記薄板部材の各内面には、それぞれ少なくとも１つの前記補強板材が固定されていることを特徴とするタービンハウジング。
  4. 　請求項３記載のタービンハウジングであって、
    　前記隙間は、前記薄板部材の重ね部分を覆うように形成されていることを特徴とするタービンハウジング。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載のタービンハウジングであって、
    　前記補強板材は、少なくとも１点の溶接により固定されていることを特徴とするタービンハウジング。
  6. 　請求項５記載のタービンハウジングであって、
    　前記補強板材の対称中心が部分的に溶接されることを特徴とするタービンハウジング。
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