(57)【要約】【課題】首部３５に大きな変形が生じることを抑制することのできるターボチャージャおよびそのホイールハウジングを提供する。【解決手段】このターボチャージャのタービンハウジング１１は、スクロール体３０の内部に排気通路８０が形成され、スクロール体３０の一部に排気通路８０の端部を形成する首部３５を含む。そして、首部３５の内側には、スクロール体３０とは各別に形成された補強体５０が設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング本体の内部にガス通路が形成され、前記ハウジング本体の一部に前記ガス通路の端部を形成する首部を含むターボチャージャのホイールハウジングにおいて、
前記首部の内側には、前記ハウジング本体とは各別に形成された補強体が設けられる
ことを特徴とするターボチャージャのホイールハウジング。
【請求項２】
請求項１に記載のターボチャージャのホイールハウジングにおいて、
前記補強体は、前記首部の内周面に接合される接合部と、ガスの流れを整流する整流部とを含む
ことを特徴とするターボチャージャのホイールハウジング。
【請求項３】
請求項２に記載のターボチャージャのホイールハウジングにおいて、
前記整流部は、柱状をなすものであり、
前記接合部は、前記ガス通路のガスの流れ方向に直交する断面を流路断面としたとき、この流路断面においての形状が前記首部の内周に沿う円弧形状をなすものであり、
前記接合部の弦の長さが前記整流部の幅よりも大きい
ことを特徴とするターボチャージャのホイールハウジング。
【請求項４】
請求項３に記載のターボチャージャのホイールハウジングにおいて、
前記補強体として第１の補強体および第２の補強体が設けられ、
前記第１の補強体および前記第２の補強体は、それぞれの補強体を前記流路断面に投影したときにそれぞれの整流部が互いに交差する態様で前記首部に設けられている
ことを特徴とするターボチャージャのホイールハウジング。
【請求項５】
ハウジング本体の内部にガス通路が形成され、前記ハウジング本体の一部に前記ガス通路の端部を形成する首部を含むターボチャージャのホイールハウジングにおいて、
前記首部の外側には、前記ハウジング本体とは各別に形成された補強体が設けられ、
前記補強体には、前記首部の外側に接合される第１の部位と、前記首部の周方向において同第１の部位と隣り合うところに設けられて前記首部との間に隙間を有する第２の部位とが含まれる
ことを特徴とするターボチャージャのホイールハウジング。
【請求項６】
ハウジング本体の内部にガス通路が形成され、前記ハウジング本体の一部に前記ガス通路の端部を形成する首部を含むターボチャージャのホイールハウジングにおいて、
前記首部の外側には、前記ハウジング本体とは各別に形成されるとともに排気管または吸気管が接続されるフランジと、前記ハウジング本体とは各別に形成されるとともに前記フランジに対して排気管または吸気管とは反対側に位置する補強体とが設けられ、
前記フランジと前記補強体との間には隙間が形成される
ことを特徴とするターボチャージャのホイールハウジング。
【請求項７】
請求項６に記載のターボチャージャにおいて、
前記補強体には、前記首部の外側に接合される第１の部位と、前記首部との間に隙間を有する第２の部位とが含まれる
ことを特徴とするターボチャージャのホイールハウジング。
【請求項８】
請求項５または７に記載のターボチャージャのホイールハウジングにおいて、
前記補強体は、前記第１の部位および前記第２の部位をそれぞれ複数含むとともに、前記第１の部位および前記第２の部位が周方向において交互に設けられる
ことを特徴とするターボチャージャのホイールハウジング。
【請求項９】
請求項５または７または８に記載のターボチャージャのホイールハウジングにおいて、
前記補強体は、周方向の一方に向かうにつれて前記首部との間に形成された隙間が次第に大きくなる部位Ａと、この部位Ａの端部から前記周方向の一方に向かうにつれて前記首部との間に形成された隙間が次第に小さくなる部位Ｂとを含む山形部を備え、周方向に並べられた複数の山形部のうち隣り合うもの同士が互いにつなぎ合わせられた構造を有するものであり、
前記隣り合う山形部同士がつなぎ合わせられた部位は、前記補強体において前記第２の部位に相当する
ことを特徴とするターボチャージャのホイールハウジング。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載されるターボチャージャのホイールハウジングにおいて、
前記ハウジング本体および前記補強体がろう付けにより接合される
ことを特徴とするターボチャージャのホイールハウジング。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載されるターボチャージャのホイールハウジングにおいて、
前記ハウジング本体は、スクロール形状の部位および前記首部を含む板金製のスクロール体と、同スクロール体に接合されるフランジ部を含むベース体とを備えるものであり、
前記ガス通路は、前記スクロール体と前記ベース体との間に形成されるものである
ことを特徴とするホイールハウジング。
【請求項１２】
ターボチャージャのタービンハウジングにおいて、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のホイールハウジングとして構成される
ことを特徴とするターボチャージャのタービンハウジング。
【請求項１３】
請求項１２に記載のターボチャージャのタービンハウジングにおいて、
当該タービンハウジングは、前記首部として排気入口側に設けられる入口側首部および排気出口側に設けられる出口側首部を含むものであり、
前記補強体は、前記入口側首部および前記出口側首部のうち前記入口側首部に設けられるものである
ことを特徴とするターボチャージャのタービンハウジング。
【請求項１４】
ターボチャージャのコンプレッサハウジングにおいて、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のホイールハウジングとして構成される
ことを特徴とするターボチャージャのコンプレッサハウジング。
【請求項１５】
請求項１４に記載のターボチャージャのコンプレッサハウジングにおいて、
当該コンプレッサハウジングは、前記首部として吸気入口側に設けられる入口側首部および吸気出口側に設けられる出口側首部を含むものであり、
前記補強体は、前記入口側首部および前記出口側首部のうち前記出口側首部に設けられるものである
ことを特徴とするターボチャージャのタービンハウジング。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載のホイールハウジングを含むターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング本体の内部にガス通路が形成され、同本体の一部にガス通路の端部を形成する首部を含むターボチャージャおよびそのホイールハウジングに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記ホイールハウジングとして、例えば特許文献１のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２１４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のホイールハウジングをはじめとする首部を含むホイールハウジングにおいては首部の強度が低いため、例えば内燃機関の振動等に起因して首部に変形が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、首部に大きな変形が生じることを抑制することのできるターボチャージャおよびそのホイールハウジングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、ハウジング本体の内部にガス通路が形成され、前記ハウジング本体の一部に前記ガス通路の端部を形成する首部を含むターボチャージャのホイールハウジングにおいて、前記首部の内側には、前記ハウジング本体とは各別に形成された補強体が設けられることを要旨としている。
【０００７】
この発明では、首部の内側にハウジング本体とは各別に形成された補強体が設けられているため、すなわち首部が内側から補強体により補強されているため、首部に大きな変形が生じることを抑制することができる。
【０００８】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のターボチャージャのホイールハウジングにおいて、前記補強体は、前記首部の内周面に接合される接合部と、ガスの流れを整流する整流部とを含むことを要旨としている。
【０００９】
ホイールハウジングとしてのタービンハウジングに流れ込む排気の流れが不均一な状態にあるとき、同ハウジング内のガス通路において排気の圧力損失が大きくなる。また、ホイールハウジングとしてのコンプレッサハウジングから流れ出る吸気の流れが不均一な状態にあるとき、同ハウジングの下流側の吸気通路において吸気の圧力損失が大きくなる。上記発明では、ガスの流れを整流する整流部を含めて補強体が構成されているため、ホイールハウジングに流れ込むガスの流れ、またはホイールハウジングから流れ出るガスの流れが整流されることにより、ガスの圧力損失を低減することができる。
【００１０】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のターボチャージャのホイールハウジングにおいて、前記整流部は、柱状をなすものであり、前記接合部は、前記ガス通路のガスの流れ方向に直交する断面を流路断面としたとき、この流路断面においての形状が前記首部の内周に沿う円弧形状をなすものであり、前記接合部の弦の長さが前記整流部の幅よりも大きいことを要旨としている。
【００１１】
この発明では、柱状の整流部および円弧形状の接合部を含めて補強体を構成するとともに接合部の弦の長さを整流部の幅よりも大きくしているため、首部と接合部との接合面積が十分に確保される。従って、首部と補強体との接合をより強固にすることができる。
【００１２】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のターボチャージャのホイールハウジングにおいて、前記補強体として第１の補強体および第２の補強体が設けられ、前記第１の補強体および前記第２の補強体は、それぞれの補強体を前記流路断面に投影したときにそれぞれの整流部が互いに交差する態様で前記首部に設けられていることを要旨としている。
【００１３】
この発明では、２つの補強体が設けられているため、補強体を１つのみ設ける場合と比較して、ホイールハウジングに流れ込むガスの流れ、またはホイールハウジングから流れ出るガスの流れを整流する作用を高めることができる。
【００１４】
（５）請求項５に記載の発明は、ハウジング本体の内部にガス通路が形成され、前記ハウジング本体の一部に前記ガス通路の端部を形成する首部を含むターボチャージャのホイールハウジングにおいて、前記首部の外側には、前記ハウジング本体とは各別に形成された補強体が設けられ、前記補強体には、前記首部の外側に接合される第１の部位と、前記首部の周方向において同第１の部位と隣り合うところに設けられて前記首部との間に隙間を有する第２の部位とが含まれることを要旨としている。
【００１５】
この発明では、首部の外側にハウジング本体とは各別に形成された補強体が設けられているため、すなわち首部が外側から補強体により補強されているため、首部に大きな変形が生じることを抑制することができる。また、首部との間に隙間を有する部位を含めて補強体が構成されているため、ハウジング本体と補強体との間の熱伝導の度合を低減することができる。
【００１６】
（６）請求項６に記載の発明は、ハウジング本体の内部にガス通路が形成され、前記ハウジング本体の一部に前記ガス通路の端部を形成する首部を含むターボチャージャのホイールハウジングにおいて、前記首部の外側には、前記ハウジング本体とは各別に形成されるとともに排気管または吸気管が接続されるフランジと、前記ハウジング本体とは各別に形成されるとともに前記フランジに対して排気管または吸気管とは反対側に位置する補強体とが設けられ、前記フランジと前記補強体との間には隙間が形成されることを要旨としている。
【００１７】
この発明では、首部の外側にハウジング本体とは各別に形成された補強体が設けられているため、すなわち首部が外側から補強体により補強されているため、首部に大きな変形が生じることを抑制することができる。また、フランジと補強体との間に隙間が設けられているため、フランジと補強体との間の熱伝導の度合を低減することができる。
【００１８】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のターボチャージャにおいて、前記補強体には、前記首部の外側に接合される第１の部位と、前記首部との間に隙間を有する第２の部位とが含まれることを要旨としている。
【００１９】
この発明では、首部の外側に接合される部位と、首部との間に隙間を有する部位とを含めて補強体が構成されているため、ハウジング本体と補強体との間の熱伝導の度合を低減することができる。
【００２０】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項５または７に記載のターボチャージャのホイールハウジングにおいて、前記補強体は、前記第１の部位および前記第２の部位をそれぞれ複数含むとともに、前記第１の部位および前記第２の部位が周方向において交互に設けられることを要旨としている。
【００２１】
この発明では、補強体には第１の部位および第２の部位が周方向において交互に設けられるため、ハウジング本体と補強体との間で熱伝導が行われたときに、ハウジング本体および補強体のそれぞれにおいて熱の分布に大きな偏りが生じることを抑制することができる。
【００２２】
（９）請求項９に記載の発明は、請求項５または７または８に記載のターボチャージャのホイールハウジングにおいて、前記補強体は、周方向の一方に向かうにつれて前記首部との間に形成された隙間が次第に大きくなる部位Ａと、この部位Ａの端部から前記周方向の一方に向かうにつれて前記首部との間に形成された隙間が次第に小さくなる部位Ｂとを含む山形部を備え、周方向に並べられた複数の山形部のうち隣り合うもの同士が互いにつなぎ合わせられた構造を有するものであり、前記隣り合う山形部同士がつなぎ合わせられた部位は、前記補強体において前記第２の部位に相当することを要旨としている。
【００２３】
この発明では、周方向に並べられた複数の山形部のうち隣り合うもの同士が互いにつなぎ合わせられた構造を有する補強体が設けられているため、すなわち補強体は周方向に連続するものであるため、連続しない複数の補強体を設ける場合と比較して補強体をハウジング本体に取り付けるための作業の手間を軽減することができる。
【００２４】
（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載されるターボチャージャのホイールハウジングにおいて、前記ハウジング本体および前記補強体がろう付けにより接合されることを要旨としている。
【００２５】
この発明では、ハウジング本体および補強体がろう付けにより接合されるため、ハウジング本体および補強体そのものを溶融して接合する場合と比較して、溶接時の熱に起因するハウジング本体および補強体の歪みを小さくすることができる。
【００２６】
（１１）請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載されるターボチャージャのホイールハウジングにおいて、前記ハウジング本体は、スクロール形状の部位および前記首部を含む板金製のスクロール体と、同スクロール体に接合されるフランジ部を含むベース体とを備えるものであり、前記ガス通路は、前記スクロール体と前記ベース体との間に形成されるものであることを要旨としている。
【００２７】
この発明では、スクロール体として板金製のものが設けられているため、当該ホイールハウジングの軽量化および熱容量の低減を図ることができる。また、鋳造製のスクロール体と比較して首部の強度が小さくなるものの、補強体により首部が補強されているため、首部の変形を抑制することができる。
【００２８】
（１２）請求項１２に記載の発明は、ターボチャージャのタービンハウジングにおいて、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のホイールハウジングとして構成されることを要旨としている。
【００２９】
（１３）請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のターボチャージャのタービンハウジングにおいて、当該タービンハウジングは、前記首部として排気入口側に設けられる入口側首部および排気出口側に設けられる出口側首部を含むものであり、前記補強体は、前記入口側首部および前記出口側首部のうち前記入口側首部に設けられるものであることを要旨としている。
【００３０】
入口側首部はタービンハウジング内のスクロール通路を形成する部分の一部となるため、すなわち出口側首部と比較して形状に対する制約が大きいため、強度が高くなる構造を取り入れにくい。上記発明では、そのような入口側首部に補強体が設けられているため、入口側首部に変形が生じることをより確実に抑制することができる。
【００３１】
（１４）請求項１４に記載の発明は、ターボチャージャのコンプレッサハウジングにおいて、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のホイールハウジングとして構成されることを要旨としている。
【００３２】
（１５）請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載のターボチャージャのコンプレッサハウジングにおいて、当該コンプレッサハウジングは、前記首部として吸気入口側に設けられる入口側首部および吸気出口側に設けられる出口側首部を含むものであり、前記補強体は、前記入口側首部および前記出口側首部のうち前記出口側首部に設けられるものであることを要旨としている。
【００３３】
出口側首部はコンプレッサハウジング内のスクロール通路を形成する部分の一部となるため、すなわち入口側首部と比較して形状に対する制約が大きいため、強度が高くなる構造を取り入れにくい。上記発明では、そのような出口側首部に補強体が設けられているため、出口側首部に変形が生じることをより確実に抑制することができる。
【００３４】
（１６）請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のホイールハウジングを含むターボチャージャであることを要旨としている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のターボチャージャを具体化した第１実施形態について、ターボチャージャの全体の構造を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態のタービンハウジングについて、その斜視構造を示す斜視図。
【図３】同実施形態のタービンハウジングについて、その分解斜視構造を示す斜視図。
【図４】同実施形態のタービンハウジングについて、図２のＤＡ−ＤＡ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図５】同実施形態のタービンハウジングについて、図２のＤＢ−ＤＢ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図６】同実施形態のタービンハウジングについて、図５のＤＣ−ＤＣ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図７】本発明のターボチャージャを具体化した第２実施形態について、タービンハウジングの首部周辺の側面構造を示す側面図。
【図８】同実施形態のタービンハウジングについて、図７のＤＤ−ＤＤ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図９】同実施形態のタービンハウジングについて、図８のＢ部の断面構造を拡大して示す断面図。
【図１０】本発明のタービンハウジングの第１の変形例について、図６の断面構造に対応する断面構造を示す断面図。
【図１１】本発明のタービンハウジングの第２の変形例について、図８の断面構造に対応する断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。なお、この実施形態では、本発明を内燃機関のターボチャージャのタービンハウジングとして具体化した一例を示している。
【００３７】
図１に示されるように、ターボチャージャ１には、排気のエネルギにより回転するタービンホイール２１と、同ホイール２１の回転にともない吸気を圧縮するコンプレッサホイール２２と、これらホイールを接続するロータシャフト２３と、タービンホイール２１を収容するタービンハウジング１１と、コンプレッサホイール２２を収容するコンプレッサハウジング１２と、ロータシャフト２３を収容するセンタハウジング１３とが設けられている。タービンハウジング１１およびコンプレッサハウジング１２には、それぞれ排気管９１および吸気管９２が接続される。
【００３８】
ターボチャージャ１においては、タービンホイール２１およびコンプレッサホイール２２がそれぞれロータシャフト２３に接続されていることにより、これら３つの要素が一体的に回転する。また、タービンハウジング１１およびコンプレッサハウジング１２とセンタハウジング１３とが互いに接続されている。
【００３９】
タービンハウジング１１内には、タービンハウジング１１上流側の排気管９１からの排気をタービンハウジング１１下流側の排気管９１に流すための排気通路８０が形成されている。排気通路８０は、タービンホイール２１を収容する収納室４２Ａと、上流側の排気管９１からの排気を収納室４２Ａに供給するスクロール通路８１と、タービンホイール２１からの排気を下流側の排気管９１に送り出す出口通路８２とにより形成されている。
【００４０】
図２〜図４を参照して、タービンハウジング１１の構造について説明する。
図２に示されるように、タービンハウジング１１は、ハウジング本体としてのスクロール体３０およびベース体４０と、タービンハウジング１１上流側の排気管が接続される入口フランジ７１と、タービンハウジング１１下流側の排気管が接続される出口フランジ７２とを含む。ハウジング本体は、スクロール部３１を備えるスクロール体３０とフランジ部４３を備えるベース体４０とが互いに組み合わされることにより構成されている。スクロール体３０としては、プレス成形された板金製のものが用いられている。ベース体４０および入口フランジ７１および出口フランジ７２としては、鋳造製のものが用いられている。
【００４１】
図３に示されるように、スクロール体３０は、円盤形状のスクロール部３１とスクロール体３０の入口を形成する首部３５とを含む。スクロール部３１には、周方向に延びる周壁および径方向に延びる頂壁により構成されてスクロール通路８１を形成する通路部３２と、ベース体４０の円筒部４１と接合される第１接合部３４と、ベース体４０のフランジ部４３と接合される第２接合部３３とが設けられている。
【００４２】
首部３５の外側には、入口フランジ７１が接合されている。首部３５の内側には、スクロール体３０とは各別に形成された２つの補強体５０が接合されている。各々の補強体５０は、スクロール体３０の首部３５の内周に対応した円弧状の２つの接合部５１と、これら２つの接合部５１を互いに接続する円柱形状の整流部５２とを含む。
【００４３】
ベース体４０には、センタハウジング１３（図１参照）とタービンハウジング１１と接続するための円形状のフランジ部４３と、スクロール体３０の接合部３３および出口フランジ７２が嵌め込まれる円筒部４１と、タービンホイール２１を収納する収納部４２とが設けられている。収納部４２は、円筒部４１とフランジ部４３とを接続する態様で設けられている。収納部４２には、スクロール通路８１と収納室４２Ａとを連通する連通路４２Ｂが設けられている。
【００４４】
図４を参照して、タービンハウジング１１の縦断面構造について説明する。なお同図は、図２のＤＡ−ＤＡ線に沿うタービンハウジング１１の断面構造を示している。また図中の一点鎖線Ｐは、タービンハウジング１１およびタービンホイール２１の中心線を示している。
・    タービンハウジング１１の各要素は次のように組み合わせられている。
【００４５】
ベース体４０の円筒部４１の先端部４１Ｃ外側には、出口フランジ７２が嵌め込まれている。先端部４１Ｃの外周面４１Ａと出口フランジ７２の内周面７２Ａとは、ろう付けにより互いに接合されている。
【００４６】
ベース体４０の円筒部４１の基端部４１Ｂ外側には、スクロール体３０の第１接合部３４が嵌め込まれている。基端部４１Ｂの外周面４１Ａと第１接合部３４の内周面３１Ａとは、ろう付けにより互いに接合されている。
【００４７】
ベース体４０の収納部４２の頂面４２Ｃとスクロール体３０のスクロール部３１の内周面３１Ａとは、頂面４２Ｃの径方向の外側において頂面４２Ｃと内周面との間に隙間が形成されないように互いに接触している。
【００４８】
ベース体４０のフランジ部４３外側には、スクロール体３０の第２接合部３３が嵌め込まれている。フランジ部４３の外周面４３Ｂと第２接合部３３の内周面３１Ａとは、ろう付けにより互いに接合されている。
【００４９】
タービンハウジング１１内には次のように排気の通路が形成されている。
スクロール部３１と収納部４２およびフランジ部４３との間にスクロール通路８１が形成されている。また、円筒部４１内に出口通路８２が形成されている。スクロール通路８１は、連通路４２Ｂを介して収納室４２Ａの入口と連通している。出口通路８２は、収納室４２Ａの出口と連通している。
【００５０】
図５に、図２のＤＢ−ＤＢ線に沿うタービンハウジング１１の断面構造を示す。なお図中の点Ｐは、タービンハウジング１１およびタービンホイール２１の中心線を示している。また図中の矢印ＲＡは、タービンホイール２１の回転方向を示している。
【００５１】
首部３５の入口側接合部３６外側には、入口フランジ７１が嵌め込まれている。入口側接合部３６の外周面３６Ｂと入口フランジ７１の内周面７１Ａとは、ろう付けにより互いに接合されている。
【００５２】
排気は次のようにタービンハウジング１１内を流れる。
矢印ＧＡにて示されるように、タービンハウジング１１上流側の排気管９１の排気は、首部３５の開口部を介してスクロール通路８１に流れ込む。ちなみに、排気管９１からの排気の流れには乱流が生じている。また、排気管９１の排気がスクロール通路８１に流れ込んだときに、首部３５の周方向に旋回する旋回流が形成されることもある。この旋回流は、タービンホイールを回転させるための排気の流れを形成しないため、過給の効率が低下する。
【００５３】
タービンハウジング１１においては、首部３５に設けられた補強体５０の整流作用により、スクロール通路８１に流れ込んだ排気流れが整流されるため、補強体５０が設けられていない場合と比較してスクロール通路８１を流れる排気の乱流や旋回流が弱められる。
【００５４】
矢印ＧＢにて示されるように、スクロール通路８１の入口に流れ込んだ排気は、同通路８１において収納部４２のまわりを周方向に流れるとともに、その過程で連通路４２Ｂを介して収納室４２Ａに流れ込む。
【００５５】
矢印ＧＣにて示されるように、収納室４２Ａに流れ込んだ排気は、タービンホイール２１のブレードに衝突した後に同ホイール２１の回転にともない出口通路８２に送り出される。そして、出口通路８２に送り出された排気は、同通路８２を通過してタービンハウジング１１下流側の排気管９１に流れ込む。
【００５６】
図６に、図５のＤＣ−ＤＣ線に沿う首部３５の断面構造を示す。
首部３５の内周面３５Ａには、補強体５０の接合部５１の外周面５１Ｂが接合されている。各々の補強体５０は、２つの接合部５１がそれぞれ首部３５に接合されることにより、首部３５に対して固定されている。補強体５０の整流部５２は、首部３５の中心Ｃを通過するところに設けられている。補強体５０の２つの接合部５１は、首部３５の径方向において中心Ｃを介して互いに対向するように設けられている。
【００５７】
各補強体５０は、それぞれを首部３５の径方向に沿う流路断面に投影したときにそれぞれの整流部５２が互いに交差かつ接触するように首部３５に接合されている。各補強体５０が投影された流路断面においては、スクロール通路８１が各補強体５０の整流部５２により４つの領域に区画されている。ここでは、一方の整流部５２と他方の整流部５２とのなす角が９０度に設定されているため、上記４つの領域は同じ大きさとなる。
【００５８】
本実施形態によれば以下に示す効果が得られる。
（１）本実施形態では、首部３５の内側にスクロール体３０とは各別に形成された補強体５０が設けられているため、すなわち首部３５が内側から補強体５０により補強されているため、首部３５に大きな変形が生じることを抑制することができる。
【００５９】
（２）本実施形態では、スクロール体３０として板金製のものを用いている。これにより、鋳造製のスクロール体を用いた場合と比較して薄肉化されるため、ターボチャージャ１の軽量化と、タービンハウジング１１の熱容量の低減とを図ることができる。また、薄肉化にともない首部３５の強度は鋳造製のものよりも小さくなるものの、首部３５に補強体５０が設けられるため、上記のように軽量化および熱容量の低減を図りつつ首部３５の変形を抑制することができる。
【００６０】
（３）タービンハウジング１１に流れ込む排気の流れが不均一な状態にあるとき、同ハウジング１１内の排気通路８０において排気の圧力損失が大きくなる。また、排気管９１の排気がスクロール通路８１に流れ込んだときに、首部３５において周方向に旋回する旋回流が形成されることもある。本実施形態では、排気の流れを整流する整流部５２が首部３５の内側に設けられているため、タービンハウジング１１に流れ込む排気の流れが整流される。これにより、排気の圧力損失を低減すること、および旋回流を起因する過給の効率低下を抑制することができる。
【００６１】
（４）本実施形態では、整流部５２が柱状をなすとともに、接合部５１は、排気通路８０の排気の流れ方向に直交する断面を流路断面としたとき、この流路断面においての形状が首部３５の内周に沿う円弧形状をなしている。そして、接合部５１の弦の長さを整流部５２の幅よりも大きくしているため、首部３５と接合部５１との接合面積が十分に確保される。従って、首部３５と補強体５０との接合をより強固にすることができる。
【００６２】
（５）本実施形態では、２つの補強体５０を流路断面に投影したときにそれぞれの整流部５２が互いに交差する態様で首部３５に設けられている。このため、補強体を１つのみ設ける場合と比較して、ホイールハウジングに流れ込むガスの流れ、またはホイールハウジングから流れ出るガスの流れを整流する作用を高めることができる。
【００６３】
（６）本実施形態では、スクロール体３０および補強体５０がろう付けにより接合されるため、スクロール体３０および補強体５０そのものを溶融して接合する場合と比較して、溶接時の熱に起因するスクロール体３０および補強体５０の歪みを小さくすることができる。
【００６４】
（７）本実施形態では、タービンハウジング１１は、スクロール形状の部位および首部３５を含むスクロール体３０と、同スクロール体３０に接合されるフランジ部４３を含むベース体４０とを備えている。そして、排気通路８０は、スクロール体３０とベース体４０との間に形成される。スクロール体３０としては、板金製のものが設けられているため、タービンハウジング１１の軽量化および熱容量の低減を図ることができる。
【００６５】
（８）タービンハウジング１１においては、首部３５として排気の入口側に設けられる入口側の首部３５および排気の出口側に設けられる出口側の首部としての円筒部４１を含む。入口側の首部３５はタービンハウジング１１内のスクロール通路８１を形成する部分の一部となるため、すなわち出口側の円筒部４１と比較して形状に対する制約が大きいため、強度が高くなる構造を取り入れにくい。本実施形態では、そのような入口側の首部３５に補強体５０が設けられているため、入口側の首部３５に変形が生じることをより確実に抑制することができる。また、入口側の首部３５および出口側の首部のうち前者にのみ補強体５０が設けられているため、両者に補強体５０を設けた場合と比較して、タービンハウジング１１の軽量化を図ることができる。
【００６６】
（第２実施形態）
図７〜図９を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
上記第１実施形態では、スクロール体３０の首部３５の内側に補強体６０を接合することにより、首部３５の変形を抑制している。これに対して本実施形態では、スクロール体３０の首部３５の外側に補強体６０を接合することにより、首部３５の変形を抑制している。なお、本実施形態のターボチャージャ１においては、上記の変更点以外は第１実施形態と共通の構成が採用されているため、共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
図７に示されるように、首部３５の外周面３５Ｂには、スクロール体３０とは別体に形成された補強体６０が設けられている。補強体６０は、入口フランジ７１の側面との間に間隙Ｓを形成して首部３５に接合されている。
【００６８】
図８に、図７のＤＤ−ＤＤ線に沿う首部３５の断面構造を示す。
補強体６０は、周方向に並べられた複数の山形部６１のうち隣り合うもの同士が互いにつなぎ合わせられた構造を有する。そして、隣り合う山形部６１同士がつなぎ合わせられた部位である接合部６２（図９参照）およびその近傍が首部３５に接合されることにより、首部３５の外側に固定されている。これにより、首部３５の外周面３５Ｂは周方向の全体にわたり補強体６０により取り囲まれている。また山形部６１の接合部６２以外の部分の内周面６０Ａと首部３５の外周面３５Ｂとの間には隙間６４が形成されている。
【００６９】
図９に、山形部６１の拡大構造（図８のＢ部の拡大構造）を示す。
１つの山形部６１の第１傾斜部６１Ａと、同山形部６１に対して方向ＲＡとは反対側にある別の山形部６１の第２傾斜部６１Ｂとが互いにつなぎ合わせられて１つの接合部６２が形成されている。また、１つの山形部６１の第２傾斜部６１Ｂと、同山形部６１に対して方向ＲＡ側にある別の山形部６１の第１傾斜部６１Ａとが互いにつなぎ合わせられて１つの接合部６２が形成されている。接合部６２の内周面６０Ａと首部３５の外周面３５Ｂとはろう材６３によりろう付けで接合されている。
【００７０】
１つの山形部６１は、周方向の一方である方向ＲＡに向かうにつれて首部３５から離間する第１傾斜部６１Ａと、この傾斜部６１Ａの方向ＲＡ側の端部から延長して方向ＲＡに向かうにつれて首部３５に近接する第２傾斜部６１Ｂとにより構成されている。
【００７１】
すなわち、第１傾斜部６１Ａは、方向ＲＡに向かうにつれてその内周面６０Ａと首部３５の外周面３５Ｂとの距離ＴＸが次第に大きくなるように首部３５に対して傾斜している。また第２傾斜部６１Ｂは、方向ＲＡに向かうにつれてその内周面６０Ａと首部３５の外周面３５Ｂとの距離ＴＸが次第に小さくなるように首部３５に対して傾斜している。
【００７２】
従って、山形部６１の内周面６０Ａと首部３５の外周面３５Ｂとの距離ＴＸは、接合部６２の中央付近である底点６１Ｄで最小となり、隣り合う２つの底点６１Ｄの中央である頂点６１Ｃにおいて最大となる。
【００７３】
本実施形態によれば、第１実施形態の（１）の効果、すなわち首部に大きな変形が生じることを抑制する旨の効果および同実施形態の（６）〜（８）の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。
【００７４】
（９）本実施形態では、首部３５の外側には、スクロール体３０とは各別に形成された補強体６０が設けられている。補強体６０には、首部３５の外側に接合される接合部６２と、首部３５の周方向において接合部６２と隣り合うところに設けられて首部３５との間に隙間６４を有する部位とが含まれる。首部３５は、外側から補強体６０により補強されているため、首部３５に大きな変形が生じることを抑制することができる。また、首部３５との間に隙間６４を有する部位を含めて補強体６０が構成されているため、ハウジング本体と補強体６０との間の熱伝導の度合を低減することができる。従って、タービンホイール２１に衝突する前の排気の熱量の低下、すなわちタービンホイール２１を回転させるためのエネルギの低下を抑制することができる。また、補強体６０には接合部６２および隙間６４を有する部位が周方向において交互に設けられるため、スクロール体３０と補強体６０との間で熱伝導が行われたときに、スクロール体３０および補強体６０のそれぞれにおいて熱の分布に大きな偏りが生じることを抑制することができる。入口フランジ７１と補強体６０との間には間隙Ｓが形成されるため、入口フランジ７１と補強体６０との間の熱伝導の度合を低減することができる。また、補強体６０が外側に設けられているため、補強体６０を内側に設ける場合と比較して接合時の作業を容易に行うことができる。
【００７５】
（１０）本実施形態では、補強体６０は、周方向の一方に向かうにつれて首部３５との間に形成された隙間６４が次第に大きくなる第１傾斜部６１Ａと、第１傾斜部６１Ａの端部から周方向の一方に向かうにつれて首部３５との間に形成された隙間６４が次第に小さくなる第２傾斜部６１Ｂとを含む山形部６１を備えている。周方向に並べられた複数の山形部６１のうち隣り合うもの同士は、互いにつなぎ合わせられた構造を有している。すなわち補強体６０は周方向に連続するものであるため、連続しない複数の補強体を設ける場合と比較して、補強体６０をハウジング本体に取り付けるための作業の手間を軽減することができる。
【００７６】
（１１）本実施形態では、補強体６０は、周方向において交互に設けられる複数の接合部６２を含んでいるため、接合部６２が首部３５の周上の複数の箇所に配置されることになる。すなわち、首部３５を一箇所のみで接合する場合と比較して首部３５全体を補強できる。
【００７７】
（１２）本実施形態では、補強体６０は、首部３５の全周に巻きつけられているため、首部３５の周上の一部にだけ設ける場合と比較して、首部３５の変形をより好適に抑制できる。
【００７８】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態に限られるものではなく、例えば各実施形態を以下に示すように変形した形態として実施することもできる。また以下の各変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００７９】
・上記第１実施形態では、補強体５０の構成として、首部３５の内周に対応した円弧状の２つの接合部５１と、２つの接合部５１を互いに接続する整流部５２とを含むものを採用しているが、補強体の構成はこれに限らない。例えば、図１０に示されるように、首部３５の内周面に接合される環状の接合部５４と、接合部５４の内側において格子状に配置される複数の整流部５５とを含む補強体５３を首部３５の内側に接合することもできる。
【００８０】
・上記第１実施形態では、各補強体５０のそれぞれを首部３５の径方向に沿う流路断面に投影したときにそれぞれの整流部５２が互いに直交するように各補強体５０を首部３５に接合しているが、投影したときの整流部５２のなす角が９０度以外のものになるように各補強体５０を首部３５に接合することもできる。
【００８１】
・上記第１実施形態では、一方の補強体５０の整流部５２と他方の補強体５０の整流部５２とがその一部で互いに接触するように各補強体５０を配置しているが、整流部５２同士が接触しないように、すなわち排気通路８０の長さ方向に間隔をおいて各補強体５０を配置することもできる。
【００８２】
・上記第１実施形態では、補強体５０の構成として円弧形状の接合部５１を有する構成を採用しているが、接合部５１の形状を環状に変更することもできる。なお、この場合には１つの補強体５０には１つの接合部５１が設けられる。
【００８３】
・上記第１実施形態では、首部３５に２つの補強体５０を接合しているが、一方の補強体５０を省略して首部３５に１つだけ補強体５０を接合することもできる。また、首部３５に上記２つの補強体５０とは別に１または複数の補強体５０を接合し、全部で３つ以上の補強体５０を首部３５に接合することもできる。
【００８４】
・上記第１実施形態では、補強体５０の構成として整流部５２の両端部のそれぞれに接合部５１を設ける構成を採用しているが、２つの接合部５１を省略して整流部５２を直接的に首部３５の内周面３５Ａに接合することもできる。
【００８５】
・上記第１実施形態では、補強体５０の構成として接合部５１および整流部５２を含む構成を採用しているが、整流部５２を省略することもできる。すなわち、首部３５を補強する機能および排気を整流する機能のうち前者のみを有するように補強体を構成することもできる。この場合の接合部５１の形状として、環状を採用することもできる。
【００８６】
・上記第２実施形態では、補強体６０の構成として、複数の山形部６１が周方向に並べられて隣り合う山形部６１同士が互いに接続され構成を採用しているが、補強体の構成はこれに限らない。例えば、図１１に示されるように、首部３５を内接円とした五角形の補強体６５を用いることもできる。この場合には、補強体６５の各辺の内周面６５Ａと首部３５とが接する接合部６６において、補強体６５および首部３５が互いに接合される。また、補強体６５および首部３５が接合された部位の１つと、これに隣り合う接合された部位との間においては、補強体６０の内周面６５Ａと首部３５の外周面３５Ｂとの間に隙間６７が形成される。なお、補強体の形状として、首部３５を内接円とする五角形以外の多角形を採用することもできる。
【００８７】
・上記第２実施形態では、補強体６０の全部の接合部６２と首部３５とを接合しているが、一部の接合部６２を首部３５と接合しない構成に変更することもできる。
・上記第２実施形態では、補強体６０の構成として、周方向の長さが同一の複数の山形部６１を周方向に並べた構成を採用しているが、周方向の長さが互いに異なる山形部６１を周方向に並べた構成に変更することもできる。一例として、周方向の長さが相対的に大きい山形部６１、および周方向の長さが相対的に小さい山形部６１を周方向において交互に並べる構成が挙げられる。
【００８８】
・上記第２実施形態では、首部３５の外周面３５Ｂの周方向の全体にわたり補強体６０を設けているが、外周面３５Ｂの一部のみに対応する形状の補強体を用いることもできる。一例としては、環状の補強体の一部に切欠が形成された不連続な環状の補強体が挙げられる。
【００８９】
・上記各実施形態では、スクロール通路８１の入口部分を構成する首部３５に補強体５０，６０を設けるようにしたが、首部としてのベース体４０の円筒部４１に補強体５０，６０を設けることもできる。
【００９０】
・上記各実施形態では、補強体５０，６０および首部３５をろう付けにより接合したが、補強体５０，６０および首部３５の接合方法はこれに限らない。例えば、母材自身を溶融して接合する方法、圧入またはかしめにより接合する方法、またはボルト等の締結部材により接合する方法を採用することもできる。
【００９１】
・上記各実施形態では、タービンハウジング１１の構成として、各別に形成されたスクロール体３０、ベース体４０、入口フランジ７１および出口フランジ７２を接合するものを採用したが、タービンハウジング１１の構成はこれに限られるものではない。例えば、上記の各別に形成された各構造体の少なくとも１つをさらに複数の構造体に分割して形成することもできる。また、上記各構造体の少なくとも２つを単一の構造体として形成することもできる。
【００９２】
・上記各実施形態では、スクロール体３０として板金製のものを採用したが、スクロール体３０を鋳造製または樹脂製のものに変更することもできる。
・上記各実施形態では、ベース体４０として鋳造製のものを採用したが、ベース体４０を板金製または樹脂製のものに変更することもできる。
【００９３】
・上記各実施形態では、タービンハウジング１１およびコンプレッサハウジング１２のうち前者にのみ本発明を適用したが、各ハウジングに対して本発明を適用することもできる。また、コンプレッサハウジング１２に対してのみ本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００９４】
１…ターボチャージャ、１１…タービンハウジング（ホイールハウジング）、１２…コンプレッサハウジング、１３…センタハウジング、２１…タービンホイール、２２…コンプレッサホイール、２３…ロータシャフト、３０…スクロール体、３１…スクロール部、３１Ａ…内周面、３２…通路部、３３…第２接合部、３４…第１接合部、３５…首部（入口側首部）、３５Ａ…内周面、３５Ｂ…外周面、３６…入口側接合部、３６Ｂ…外周面、４０…ベース体、４１…円筒部（出口側首部）、４１Ａ…外周面、４１Ｂ…基端部、４１Ｃ…先端部、４２…収納部、４２Ａ…収納室、４２Ｂ…連通路、４２Ｃ…頂面、４３…フランジ部、４３Ｂ…外周面、５０…補強体、５１…接合部、５１Ｂ…外周面、５２…整流部、５３…補強体、５４…接合部、５５…整流部、６０…補強体、６０Ａ…内周面、６１…山形部、６１Ａ…第１傾斜部、６１Ｂ…第２傾斜部、６１Ｃ…頂点、６１Ｄ…底点、６２…接合部、６３…ろう材、６４…隙間、６５…補強体、６５Ａ…内周面、６６…接合部、６７…隙間、７１…入口フランジ、７１Ａ…内周面、７２…出口フランジ、７２Ａ…内周面、８０…排気通路（ガス通路）、８１…スクロール通路、８２…出口通路、９１…排気管、９２…吸気管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011179370.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011179370.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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