(57)【要約】      （修正有）【課題】タービンハウジングの熱膨張に起因して、収容部を形成する壁とタービンインペラとが干渉することを抑制することが可能なタービンハウジングおよびターボチャージャーを提供する。【解決手段】タービンハウジング１２１は、内部に排気ガスが入り込む排気入口１２１Ｃと、排気入口１２１Ｃから入り込んだ排気ガスがタービンインペラ１２２の回転に沿って周回する流路とを有する本体部１２１Ａと、本体部１２１Ａに設けられ、タービンインペラ１２２を収容する円形状の収容部１２１Ｂと、を備え、収容部１２１Ｂを形成する壁は、第１壁１２１Ｄと、第１壁１２１Ｄよりも熱膨張係数が大きく、かつ、本体部１２１Ａにおいて相対的に温度が低くなる位置に対応した位置に位置する第２壁１２１Ｅとを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に排気ガスが入り込む排気入口と、前記排気入口から入り込んだ前記排気ガスがタービンインペラの回転に沿って周回する流路とを有する本体部と、
前記本体部に設けられ、前記タービンインペラを収容する円形状の収容部と、
を備え、
前記収容部を形成する壁は、第１壁と、前記第１壁よりも熱膨張係数が大きく、かつ、前記本体部において相対的に温度が低くなる位置に対応した位置に位置する第２壁とを有する、
タービンハウジング。
【請求項２】
前記第２壁は、前記収容部における、前記タービンインペラの回転方向における前記流路の最下流側に対応する部分側に位置する、
請求項１に記載のタービンハウジング。
【請求項３】
前記第１壁および前記第２壁の熱膨張係数は、前記排気ガスが前記流路を周回する際、前記本体部に熱膨張差が生じないように設定される、
請求項１または請求項２に記載のタービンハウジング。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のタービンハウジングと、
回転可能なタービンインペラと、
を備えるターボチャージャー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の過給に用いられるタービンハウジングおよびターボチャージャーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の内燃機関においては、過給機としてターボチャージャーを設けたものが知られている。ターボチャージャーには、排気ガスを取り込むことで、排気ガスのエネルギーを機械的動力に変換するタービンが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１に示すように、タービン１０は、排気ガスが取り込まれるタービンハウジング１１と、タービンハウジング１１内の収容部１１Ａに回転可能に収容されるタービンインペラ１２とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２１１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、タービンハウジング１１内に取り込まれる排気ガスは高温であるため、タービンハウジング１１が熱膨張した場合、その熱膨張に起因して、タービンハウジング１１が動いてしまう場合がある。図１では、矢印の方向にタービンハウジング１１が動く例を示している。
【０００６】
タービンハウジング１１が動いてしまうと、収容部１１Ａを形成する壁とタービンインペラ１２との間隔が縮まって、収容部１１Ａとタービンインペラ１２とが干渉してしまうおそれがあった。
【０００７】
本発明の目的は、タービンハウジングの熱膨張に起因して、収容部を形成する壁とタービンインペラとが干渉することを抑制することが可能なタービンハウジングおよびターボチャージャーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るタービンハウジングは、
内部に排気ガスが入り込む排気入口と、前記排気入口から入り込んだ前記排気ガスがタービンインペラの回転に沿って周回する流路とを有する本体部と、
前記本体部に設けられ、前記タービンインペラを収容する円形状の収容部と、
を備え、
前記収容部を形成する壁は、第１壁と、前記第１壁よりも熱膨張係数が大きく、かつ、前記本体部において相対的に温度が低くなる位置に対応した位置に位置する第２壁とを有する。
【０００９】
本発明に係るターボチャージャーは、
上記したタービンハウジングと、
回転可能なタービンインペラと、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タービンハウジングの熱膨張に起因して、収容部を形成する壁とタービンインペラとが干渉することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来例におけるタービンを示す図である。
【図２】本実施の形態に係るタービンハウジングを備えるターボチャージャーおよびその周辺構造を示す図である。
【図３】本実施の形態に係るタービンハウジングを有するタービンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係るタービンハウジング１２１を備えるターボチャージャー１００およびその周辺構造を示す図である。
【００１３】
図２に示すように、ターボチャージャー１００は、内燃機関１の吸気管２の途中に配設されたコンプレッサ１１０と、内燃機関１の排気管３の途中に配設されたタービン１２０とを備えている。
【００１４】
コンプレッサ１１０は、コンプレッサハウジング１１１と、コンプレッサインペラ１１２とを有する。タービン１２０は、タービンハウジング１２１と、タービンインペラ１２２とを有する。
【００１５】
コンプレッサインペラ１１２とタービンインペラ１２２とは回転軸１３０を介して一体に回転するように構成されている。
【００１６】
また、図３に示すように、タービンハウジング１２１は、本体部１２１Ａと、タービンインペラ１２２と小さなクリアランスを形成する収容部１２１Ｂとを有する。
【００１７】
本体部１２１Ａは、内部に排気ガスＧが入り込む排気入口１２１Ｃと、排気入口１２１Ｃから入り込んだ排気ガスＧがタービンインペラ１２２の回転に沿って周回する流路（破線矢印参照）とを有する。
【００１８】
このように本体部１２１Ａが形成されることで、排気管３における排気ガスがタービンハウジング１２１内に送り込まれてタービンインペラ１２２が回転する。これに伴って、コンプレッサインペラ１１２が回転する。
【００１９】
コンプレッサインペラ１１２の回転により、吸気管２から吸気した空気が圧縮されて内燃機関１の燃焼室に送り込まれる。これにより、燃焼室の空気温度が高くなり、ひいては燃焼状態が良好な状態となる。このようにターボチャージャー１００は、排気ガスをタービン１２０に取り込んで、排気ガスのエネルギーを機械的動力に変換することにより、内燃機関１における燃焼効率を向上させる。
【００２０】
ところで、タービンハウジング１２１の本体部１２１Ａに入り込む排気ガスは高温であるため、本体部１２１Ａは排気ガスに起因して熱膨張する場合がある。本体部１２１Ａが熱膨張すると、その熱膨張に起因して本体部１２１Ａが動いてしまう場合がある。
【００２１】
熱膨張に起因して本体部１２１Ａが変形する例としては、例えば、本体部１２１Ａの部位によって温度が異なる場合が挙げられる。
【００２２】
本体部１２１Ａの温度は、排気ガスＧの温度に対して低いため、排気ガスＧは、排気入口１２１Ｃから本体部１２１Ａ内に入り込んだ後、タービンハウジング１２１の流路の下流側に行くほど温度が下がっていく。
【００２３】
図３の場合、本体部１２１Ａの上部が、排気ガスＧの流路の最下流側に相当するため、その他の部位に対して温度が低くなる。このように本体部１２１Ａの部位によって温度差が生じてしまうことにより、本体部１２１Ａの部位における熱膨張の度合いが異なる。
【００２４】
具体的には、本体部１２１Ａの上部は、本体部１２１Ａのその他の部分に対して熱膨張による変形が小さくなる。そのため、本体部１２１Ａの下部の熱膨張による変形に起因して、本体部１２１Ａの上部が影響を受け変形してしまう場合がある。
【００２５】
それに対し、タービンインペラ１２２は、回転軸１３０がコンプレッサインペラ１１２と同軸に設けられているため、その回転中心Ｃが固定されている。そのため、本体部１２１Ａが動いてしまうと、収容部１２１Ｂを形成する壁と、タービンインペラ１２２との間隔が縮まってしまい、収容部１２１Ｂを形成する壁とタービンインペラ１２２とが干渉してしまうおそれがあった。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、収容部１２１Ｂを形成する壁が、第１壁１２１Ｄと、第１壁１２１Ｄよりも熱膨張係数が大きい第２壁１２１Ｅとを有する。第２壁１２１Ｅは、本体部１２１Ａにおいて相対的に温度が低くなる位置に対応した位置に位置する。
【００２７】
つまり、第２壁１２１Ｅは、収容部１２１Ｂにおける、タービンインペラ１２２の回転方向における流路の最下流側に対応する部分側に位置する。
【００２８】
本体部１２１Ａの上部は、相対的に温度が低くなる部位であり、熱膨張による変形が小さくなる部位であるが、収容部１２１Ｂを形成する第２壁１２１Ｅの熱膨張係数を第１壁１２１Ｄより大きくすることにより、第２壁１２１Ｅの部分の変形量を第１壁１２１Ｄの部分の変形量に近づける、又は、同等の変形量とすることができる。
【００２９】
その結果、本体部１２１Ａにおける熱膨張に起因する変形量を、全体として略同様の変形量とすることができるので、収容部１２１Ｂを形成する壁とタービンインペラ１２２とが干渉することを抑制することができる。
【００３０】
また、第１壁１２１Ｄおよび第２壁１２１Ｅの熱膨張係数は、排気ガスＧが流路を周回する際、本体部１２１Ａに熱膨張差が生じないように設定されることが望ましい。このようにすることで、本体部１２１Ａにおける熱膨張の程度を全体として均一にすることができる。
【００３１】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本開示のタービンハウジングは、タービンハウジングの熱膨張に起因して、収容部を形成する壁とタービンインペラとが干渉することを抑制することが可能なタービンハウジングおよびターボチャージャーとして有用である。
【符号の説明】
【００３３】
１００  ターボチャージャー
１１０  コンプレッサ
１１１  コンプレッサハウジング
１１２  コンプレッサインペラ
１２０  タービン
１２１  タービンハウジング
１２１Ａ  本体部
１２１Ｂ  収容部
１２１Ｃ  排気入口
１２１Ｄ  第１壁
１２１Ｅ  第２壁
１２２  タービンインペラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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