JP2003035152A - ターボ過給機ハウジングおよびその製造方法 - Google Patents
ターボ過給機ハウジングおよびその製造方法Info
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- JP2003035152A JP2003035152A JP2001224929A JP2001224929A JP2003035152A JP 2003035152 A JP2003035152 A JP 2003035152A JP 2001224929 A JP2001224929 A JP 2001224929A JP 2001224929 A JP2001224929 A JP 2001224929A JP 2003035152 A JP2003035152 A JP 2003035152A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】内部の排気ガス流路を精度良く且つ平滑な面に
でき、薄肉化、軽量化、および低コスト化が可能なター
ボ過給機ハウジングとその製造方法を提供する。 【解決手段】ほぼ円形を呈する排気ガスＧの流路Ｒを内
蔵し且つ係る流路Ｒの中心軸とほぼ直交し且つ上記流路
Ｒの半径方向にほぼ沿った面１４で突き合わされた一対
のハウジング半体(鋳造部品)２，３からなり、係るハウ
ジング半体２，３が互いの突き合わせ面１４で溶接Ｗさ
れている、ターボ過給機ハウジング１。
でき、薄肉化、軽量化、および低コスト化が可能なター
ボ過給機ハウジングとその製造方法を提供する。 【解決手段】ほぼ円形を呈する排気ガスＧの流路Ｒを内
蔵し且つ係る流路Ｒの中心軸とほぼ直交し且つ上記流路
Ｒの半径方向にほぼ沿った面１４で突き合わされた一対
のハウジング半体(鋳造部品)２，３からなり、係るハウ
ジング半体２，３が互いの突き合わせ面１４で溶接Ｗさ
れている、ターボ過給機ハウジング１。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などのター
ボチャージャー(過給機)においてタービンを回転可能に
内蔵するターボ過給機ハウジングおよびその製造方法に
関する。
ボチャージャー(過給機)においてタービンを回転可能に
内蔵するターボ過給機ハウジングおよびその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ターボ過給機ハウジングには、シェルモ
ールド法などによる一体構造の鋳造材または複数の板金
加工材を溶接する板金溶接組立材が用いられている。上
記鋳造材からなるターボ過給機ハウジングでは、ツイン
スクロール化に伴う内部構造の複雑化に連れて、引け巣
などの鋳造欠陥を生じる場合が増え易くなり且つ係るス
クロールを形成する内周面の粗度を向上させるのは困難
であると共に、当該過給機用ハウジングの薄肉化および
軽量化にも限界があった。
ールド法などによる一体構造の鋳造材または複数の板金
加工材を溶接する板金溶接組立材が用いられている。上
記鋳造材からなるターボ過給機ハウジングでは、ツイン
スクロール化に伴う内部構造の複雑化に連れて、引け巣
などの鋳造欠陥を生じる場合が増え易くなり且つ係るス
クロールを形成する内周面の粗度を向上させるのは困難
であると共に、当該過給機用ハウジングの薄肉化および
軽量化にも限界があった。
【０００３】また、上記板金溶接組立材からなるターボ
過給機ハウジングでは、ツインスクロール化に伴う内部
構造の複雑化に対し、金属薄板のプレス成形では成形精
度に限界があると共に、溶接部分に溶接歪みや熱影響部
が多数介在するため、溶接品質が安定しない、という問
題があった。しかも、前記鋳造材や上記板金溶接組立材
からなるターボ過給機ハウジングの問題点を解決するに
は、コスト高になり実用的ではない。例えば、ロストワ
ックス法により形成した鋳型を減圧チャンバに取り付
け、係る鋳型中のキャビティ内に溶湯を吸い上げる減圧
吸い上げ鋳造法も行われているが、上記ハウジングの肉
厚を２ｍｍ未満にすることは困難である。
過給機ハウジングでは、ツインスクロール化に伴う内部
構造の複雑化に対し、金属薄板のプレス成形では成形精
度に限界があると共に、溶接部分に溶接歪みや熱影響部
が多数介在するため、溶接品質が安定しない、という問
題があった。しかも、前記鋳造材や上記板金溶接組立材
からなるターボ過給機ハウジングの問題点を解決するに
は、コスト高になり実用的ではない。例えば、ロストワ
ックス法により形成した鋳型を減圧チャンバに取り付
け、係る鋳型中のキャビティ内に溶湯を吸い上げる減圧
吸い上げ鋳造法も行われているが、上記ハウジングの肉
厚を２ｍｍ未満にすることは困難である。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】本発明は、以上に説明した従
来の技術における問題点を解決し、内部の排気ガス流路
を精度良く且つ平滑な面にできると共に、薄肉化および
低コスト化が可能なターボ過給機ハウジングおよびその
製造方法を提供する、ことを課題とする。
来の技術における問題点を解決し、内部の排気ガス流路
を精度良く且つ平滑な面にできると共に、薄肉化および
低コスト化が可能なターボ過給機ハウジングおよびその
製造方法を提供する、ことを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、発明者による鋭意研究および調査の結果、
ターボ過給機ハウジングを複数の鋳造部品に分割し且つ
これらを溶接して一体のハウジングにする、ことに着想
して成されたものである。即ち、本発明のターボ過給機
ハウジング(請求項１)は、ほぼ円形を呈する排気ガスの
流路を内蔵し且つ係る流路の中心軸とほぼ直交し且つ上
記流路の半径方向にほぼ沿った(突き合わせ)面で突き合
わされた複数の鋳造部品からなり、係る複数の鋳造部品
が互いの突き合わせ面で溶接されている、ことを特徴と
する。
決するため、発明者による鋭意研究および調査の結果、
ターボ過給機ハウジングを複数の鋳造部品に分割し且つ
これらを溶接して一体のハウジングにする、ことに着想
して成されたものである。即ち、本発明のターボ過給機
ハウジング(請求項１)は、ほぼ円形を呈する排気ガスの
流路を内蔵し且つ係る流路の中心軸とほぼ直交し且つ上
記流路の半径方向にほぼ沿った(突き合わせ)面で突き合
わされた複数の鋳造部品からなり、係る複数の鋳造部品
が互いの突き合わせ面で溶接されている、ことを特徴と
する。
【０００６】これによれば、中空部がないか少ない複数
の鋳造部品同士を突き合わせ面で溶接しているため、薄
肉化および軽量化されたターボ過給機ハウジングとな
る。しかも、個別の鋳造部品における排気ガスの流路
(スクロール)の表面を精度良く平滑化されているため、
ガス流の乱れも低減し且つ吸気ガスの圧縮効率を高める
ことにも寄与することが可能となる。尚、複数の鋳造部
品は、例えばロストワックス鋳型を用いた減圧吸い上げ
鋳造法などの精密鋳造法により成形されるが、その他の
鋳造法による鋳造部品であっても良い。また、上記溶接
は、突き合わせ面に開先を設ける必要がなく且つ内側の
排気ガスの流路に溶接ビードが達しにくくして溶接でき
るレーザ溶接または電子ビーム溶接などが望ましい。但
し、これらに限るものではない。
の鋳造部品同士を突き合わせ面で溶接しているため、薄
肉化および軽量化されたターボ過給機ハウジングとな
る。しかも、個別の鋳造部品における排気ガスの流路
(スクロール)の表面を精度良く平滑化されているため、
ガス流の乱れも低減し且つ吸気ガスの圧縮効率を高める
ことにも寄与することが可能となる。尚、複数の鋳造部
品は、例えばロストワックス鋳型を用いた減圧吸い上げ
鋳造法などの精密鋳造法により成形されるが、その他の
鋳造法による鋳造部品であっても良い。また、上記溶接
は、突き合わせ面に開先を設ける必要がなく且つ内側の
排気ガスの流路に溶接ビードが達しにくくして溶接でき
るレーザ溶接または電子ビーム溶接などが望ましい。但
し、これらに限るものではない。
【０００７】また、本発明には、前記排気ガスの流路が
互いにほぼ平行な２つの流路からなり、係る２つの流路
の中心軸とほぼ直交し且つ上記２つの流路の半径方向に
ほぼ沿ったする２つの(突き合わせ)面で突き合わされた
３つの鋳造部品からなる、ターボ過給機ハウジング(請
求項２)も含まれる。これによれば、３つの鋳造部品か
ら形成されているため、所謂ツインスクロールのような
複雑な形状や構造であっても薄肉且つ軽量で、排気ガス
の流路の表面を平滑にでき、形状および寸法精度に優れ
たターボ過給機ハウジングとなる。更に、本発明には、
前記３つの鋳造部品のうち、中間に位置する鋳造部品
は、その内側面の円周方向に沿って前記２つの流路を仕
切る仕切壁を突設している、ターボ過給機ハウジング
(請求項３)も含まれる。これによれば、２つの排気ガス
流路が平行で且つ渦巻き形状にして内蔵される所謂ツイ
ンスクロールのターボ過給機ハウジングにおいて、薄肉
且つ軽量にできると共に、スクロールの表面を平滑にし
て高性能なものとすることができる。
互いにほぼ平行な２つの流路からなり、係る２つの流路
の中心軸とほぼ直交し且つ上記２つの流路の半径方向に
ほぼ沿ったする２つの(突き合わせ)面で突き合わされた
３つの鋳造部品からなる、ターボ過給機ハウジング(請
求項２)も含まれる。これによれば、３つの鋳造部品か
ら形成されているため、所謂ツインスクロールのような
複雑な形状や構造であっても薄肉且つ軽量で、排気ガス
の流路の表面を平滑にでき、形状および寸法精度に優れ
たターボ過給機ハウジングとなる。更に、本発明には、
前記３つの鋳造部品のうち、中間に位置する鋳造部品
は、その内側面の円周方向に沿って前記２つの流路を仕
切る仕切壁を突設している、ターボ過給機ハウジング
(請求項３)も含まれる。これによれば、２つの排気ガス
流路が平行で且つ渦巻き形状にして内蔵される所謂ツイ
ンスクロールのターボ過給機ハウジングにおいて、薄肉
且つ軽量にできると共に、スクロールの表面を平滑にし
て高性能なものとすることができる。
【０００８】一方、本発明のターボ過給機ハウジングの
製造方法(請求項４)は、追ってほぼ円形を呈する排気ガ
スの流路を内蔵し係る流路の中心軸とほぼ直交し且つ上
記流路の半径方向にほぼ沿った(突き合わせ)面で分割さ
れた複数の鋳造部品を個別に鋳造する工程と、得られた
複数の鋳造部品を互いの突き合わせ面で溶接する工程
と、を含む、ことを特徴とする。これによれば、中空部
がないか少ない複数の鋳造部品同士を突き合わせ面で溶
接するため、薄肉で軽量化され且つ排気ガスの流路(ス
クロール)の表面を平滑にしたターボ過給機ハウジング
を、低コストで確実に提供することが可能となる。
製造方法(請求項４)は、追ってほぼ円形を呈する排気ガ
スの流路を内蔵し係る流路の中心軸とほぼ直交し且つ上
記流路の半径方向にほぼ沿った(突き合わせ)面で分割さ
れた複数の鋳造部品を個別に鋳造する工程と、得られた
複数の鋳造部品を互いの突き合わせ面で溶接する工程
と、を含む、ことを特徴とする。これによれば、中空部
がないか少ない複数の鋳造部品同士を突き合わせ面で溶
接するため、薄肉で軽量化され且つ排気ガスの流路(ス
クロール)の表面を平滑にしたターボ過給機ハウジング
を、低コストで確実に提供することが可能となる。
【０００９】また、本発明には、前記排気ガスの流路が
互いにほぼ平行な２つの流路からなり、係る２つの流路
の中心軸とほぼ直交し且つ上記２つの流路の半径方向に
ほぼ沿ったする２つの(突き合わせ)面で突き合わせた３
つの鋳造部品を鋳造する工程と、得られた３つの鋳造部
品を上記２つの突き合わせ面に沿って溶接する工程とを
含む、ターボ過給機ハウジングの製造方法(請求項５)も
含まれる。これによれば、薄肉で軽量化し且つ排気ガス
の流路を平滑化した所謂ツインスクロールを内蔵する高
性能のターボ過給機ハウジングを、確実に提供すること
ができる。
互いにほぼ平行な２つの流路からなり、係る２つの流路
の中心軸とほぼ直交し且つ上記２つの流路の半径方向に
ほぼ沿ったする２つの(突き合わせ)面で突き合わせた３
つの鋳造部品を鋳造する工程と、得られた３つの鋳造部
品を上記２つの突き合わせ面に沿って溶接する工程とを
含む、ターボ過給機ハウジングの製造方法(請求項５)も
含まれる。これによれば、薄肉で軽量化し且つ排気ガス
の流路を平滑化した所謂ツインスクロールを内蔵する高
性能のターボ過給機ハウジングを、確実に提供すること
ができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施に好
適な形態を図面と共に説明する。図１は、本発明の一形
態のターボ過給機ハウジング１を示す断面図である。タ
ーボ過給機ハウジング１は、図１に示すように、左右一
対のハウジング半体(鋳造部品)２，３からなり、これら
の突き合わせ面１４に沿ってレーザ溶接Ｗしたものであ
る。左側のハウジング半体２は、ほぼ円形を呈する排気
ガスＧの流路Ｒの半分を形成する断面ほぼ半円形で且つ
リング状の円環部４と、タービン１５を収容する中空部
８を内設する円筒部６と、ベース１２を含むスタンド１
０とを一体に有する。また、右側のハウジング半体３
は、ほぼ円形を呈する排気ガスＧの流路Ｒの半分を形成
する断面ほぼ半円形で且つリング状の円環部５と、ター
ビン１５に衝突して且つこれを回転させた排気ガスＧを
排出する排出路９を内設する円筒部７と、ベース１３を
含むスタンド１１とを一体に有する。
適な形態を図面と共に説明する。図１は、本発明の一形
態のターボ過給機ハウジング１を示す断面図である。タ
ーボ過給機ハウジング１は、図１に示すように、左右一
対のハウジング半体(鋳造部品)２，３からなり、これら
の突き合わせ面１４に沿ってレーザ溶接Ｗしたものであ
る。左側のハウジング半体２は、ほぼ円形を呈する排気
ガスＧの流路Ｒの半分を形成する断面ほぼ半円形で且つ
リング状の円環部４と、タービン１５を収容する中空部
８を内設する円筒部６と、ベース１２を含むスタンド１
０とを一体に有する。また、右側のハウジング半体３
は、ほぼ円形を呈する排気ガスＧの流路Ｒの半分を形成
する断面ほぼ半円形で且つリング状の円環部５と、ター
ビン１５に衝突して且つこれを回転させた排気ガスＧを
排出する排出路９を内設する円筒部７と、ベース１３を
含むスタンド１１とを一体に有する。
【００１１】ハウジング半体２，３は、例えばフェライ
ト系またはオーステナイト系のステンレス鋼鋳鋼(ＪＩ
Ｓ：ＳＣＳ１，ＳＣＳ１６)、あるいは耐熱鋼鋳鋼(ＪＩ
Ｓ：ＳＣＨ１３，ＳＣＨ２２)からなる溶湯を、図示し
ないロストワックス鋳型のキャビティ中へ減圧吸い上げ
鋳造した精密鋳造部品であり、厚みが１．２〜１．８ｍ
ｍの範囲で且つ平均厚さは１．５ｍｍである。また、図
１に示すように、ハウジング半体２，３の円環部４，５
は、ほぼ円形を呈する排気ガスＧの流路Ｒの半分を形成
し、係る流路Ｒは、円筒部６，７間においてリング状に
開口している。円筒部６の中空部８には、図示しない軸
受けに軸支されたシャフト１６の一端に固定したタービ
ンホイール１７が位置し、その先端側には排出路９側に
螺旋状に延びる複数のブレード１８が突設されている。
ト系またはオーステナイト系のステンレス鋼鋳鋼(ＪＩ
Ｓ：ＳＣＳ１，ＳＣＳ１６)、あるいは耐熱鋼鋳鋼(ＪＩ
Ｓ：ＳＣＨ１３，ＳＣＨ２２)からなる溶湯を、図示し
ないロストワックス鋳型のキャビティ中へ減圧吸い上げ
鋳造した精密鋳造部品であり、厚みが１．２〜１．８ｍ
ｍの範囲で且つ平均厚さは１．５ｍｍである。また、図
１に示すように、ハウジング半体２，３の円環部４，５
は、ほぼ円形を呈する排気ガスＧの流路Ｒの半分を形成
し、係る流路Ｒは、円筒部６，７間においてリング状に
開口している。円筒部６の中空部８には、図示しない軸
受けに軸支されたシャフト１６の一端に固定したタービ
ンホイール１７が位置し、その先端側には排出路９側に
螺旋状に延びる複数のブレード１８が突設されている。
【００１２】更に、図１に示すように、ハウジング半体
２，３の円環部４，５により形成される排気ガスの流路
Ｒの中心軸と直交し且つ係る流路Ｒの半径方向に沿った
突き合わせ面１４に沿って、レーザ溶接Ｗにより円環部
４，５およびスタンド１０，１１を溶着することによっ
て、ターボ過給機ハウジング１を形成している。その排
気ガスの流路Ｒの平滑度(表面粗さ)は、Ｒｍａｘで０．
１ｍｍ以下である。尚、円環部４，５および排気ガスの
流路Ｒは、図１に示すように、断面を図示しない入口側
から終端部に向けて順次小さく縮径するように形成され
ている。また、右側のハウジング半体３には、入口寄り
の流路Ｒと排出路９との間に、図示しない公知のウェス
トゲート(バルブにて開閉するバイパス路)が形成され、
過剰な排気ガスＧなどを逃がすようにしている。
２，３の円環部４，５により形成される排気ガスの流路
Ｒの中心軸と直交し且つ係る流路Ｒの半径方向に沿った
突き合わせ面１４に沿って、レーザ溶接Ｗにより円環部
４，５およびスタンド１０，１１を溶着することによっ
て、ターボ過給機ハウジング１を形成している。その排
気ガスの流路Ｒの平滑度(表面粗さ)は、Ｒｍａｘで０．
１ｍｍ以下である。尚、円環部４，５および排気ガスの
流路Ｒは、図１に示すように、断面を図示しない入口側
から終端部に向けて順次小さく縮径するように形成され
ている。また、右側のハウジング半体３には、入口寄り
の流路Ｒと排出路９との間に、図示しない公知のウェス
トゲート(バルブにて開閉するバイパス路)が形成され、
過剰な排気ガスＧなどを逃がすようにしている。
【００１３】以上のようなターボ過給機ハウジング１で
は、図示しないエンジンから排出された排気ガスＧは、
図示しない入口から流路Ｒ中に送られ、係る流路Ｒをほ
ぼ１周する間に、図１中の矢印で示すように、中空部８
と排出路９との間の開口部からタービン１５のブレード
１８に吹き付けられる。この結果、タービン１５は高速
回転するため、シャフト１６の他端に位置する図示しな
い圧縮機により、エンジンへの吸気ガスを圧縮して高出
力を引き出すことができる。
は、図示しないエンジンから排出された排気ガスＧは、
図示しない入口から流路Ｒ中に送られ、係る流路Ｒをほ
ぼ１周する間に、図１中の矢印で示すように、中空部８
と排出路９との間の開口部からタービン１５のブレード
１８に吹き付けられる。この結果、タービン１５は高速
回転するため、シャフト１６の他端に位置する図示しな
い圧縮機により、エンジンへの吸気ガスを圧縮して高出
力を引き出すことができる。
【００１４】以上のようなターボ過給機ハウジング１
は、次のようにして製造される。図示しない公知のロス
トワックス鋳型のキャビティ中に、前記ステンレス鋼鋳
鋼の溶湯を減圧吸い上げ鋳造する。この際、前述したウ
ェストゲートの部分にのみ中子を用いる。この結果、図
２に示すように、円環部４、円筒部６、およびスタンド
１０を一体に有するハウジング半体２と、円環部５、円
筒部７、およびスタンド１１を一体に有するハウジング
半体３とが個別に成形される。次に、ハウジング半体
２，３の円環部４，５における内周面ｒ１，ｒ２を、例
えばバフ研磨などにより、その表面粗さをＲｍａｘ(最
大高さ)で０．１ｍｍ以下の平滑度になるよう研磨す
る。
は、次のようにして製造される。図示しない公知のロス
トワックス鋳型のキャビティ中に、前記ステンレス鋼鋳
鋼の溶湯を減圧吸い上げ鋳造する。この際、前述したウ
ェストゲートの部分にのみ中子を用いる。この結果、図
２に示すように、円環部４、円筒部６、およびスタンド
１０を一体に有するハウジング半体２と、円環部５、円
筒部７、およびスタンド１１を一体に有するハウジング
半体３とが個別に成形される。次に、ハウジング半体
２，３の円環部４，５における内周面ｒ１，ｒ２を、例
えばバフ研磨などにより、その表面粗さをＲｍａｘ(最
大高さ)で０．１ｍｍ以下の平滑度になるよう研磨す
る。
【００１５】更に、上記内周面ｒ１，ｒ２の研磨の前ま
たは後で、円環部４，５や円筒部６，７のバリや余肉を
除去し平均厚さが約１．５ｍｍになるよう研磨が施され
る。これらの研磨は、図２に示すように、ハウジング半
体２，３が全体としてオープンな形状であるため、容易
に且つ精度良く行うことができる。次いで、図２に示す
ように、ハウジング半体２，３の端面１４ａ，１４ｂを
突き合わせて、図１に示すような円環部４，５およびス
タンド１０，１１に跨る突き合わせ面１４を形成する。
係る突き合わせ面１４に沿って、外側から炭酸ガスレー
ザまたはルビーレーザを用いるレーザ溶接Ｗを全周にわ
たって施す。この結果、ハウジング半体２，３が一体に
接合され、図１に示したターボ過給機ハウジング１が得
られる。
たは後で、円環部４，５や円筒部６，７のバリや余肉を
除去し平均厚さが約１．５ｍｍになるよう研磨が施され
る。これらの研磨は、図２に示すように、ハウジング半
体２，３が全体としてオープンな形状であるため、容易
に且つ精度良く行うことができる。次いで、図２に示す
ように、ハウジング半体２，３の端面１４ａ，１４ｂを
突き合わせて、図１に示すような円環部４，５およびス
タンド１０，１１に跨る突き合わせ面１４を形成する。
係る突き合わせ面１４に沿って、外側から炭酸ガスレー
ザまたはルビーレーザを用いるレーザ溶接Ｗを全周にわ
たって施す。この結果、ハウジング半体２，３が一体に
接合され、図１に示したターボ過給機ハウジング１が得
られる。
【００１６】上記レーザ溶接Ｗは、熱エネルギの集中性
が高いので、熱影響部の狭い溶接部(溶接ビード)Ｗを容
易に形成できる。このため、上記突き合わせ面１４付近
に開先を設ける必要がなく、且つ突き合わせ面１４付近
に溶接部Ｗを限定し易く、排気ガスの流路Ｒ中に溶接ビ
ードＷが突出しないよう制御することも容易である。従
って、以上のような製造方法によれば、形状および寸法
精度に優れ軽量で薄肉のターボ過給機ハウジング１を低
コストで提供することができる。しかも、得られる上記
ハウジング１は、排気ガスＧの流路Ｒが平滑であるた
め、係るガスＧのガス流の乱れも低減し且つ吸気ガスの
圧縮効率を高めることも可能となり、軽量で且つ高性能
化に容易に対応することができる。尚、上記ハウジング
１では、ハウジング半体２，３にスタンド１０，１１を
設けたが、ハウジング半体２，３の何れか一方にのみス
タンドを設け、他方は円環部４／５および円筒部６／７
のみからなる形態としても良い。この場合、突き合わせ
面１４は円環部４，５の間にのみ位置することになる。
が高いので、熱影響部の狭い溶接部(溶接ビード)Ｗを容
易に形成できる。このため、上記突き合わせ面１４付近
に開先を設ける必要がなく、且つ突き合わせ面１４付近
に溶接部Ｗを限定し易く、排気ガスの流路Ｒ中に溶接ビ
ードＷが突出しないよう制御することも容易である。従
って、以上のような製造方法によれば、形状および寸法
精度に優れ軽量で薄肉のターボ過給機ハウジング１を低
コストで提供することができる。しかも、得られる上記
ハウジング１は、排気ガスＧの流路Ｒが平滑であるた
め、係るガスＧのガス流の乱れも低減し且つ吸気ガスの
圧縮効率を高めることも可能となり、軽量で且つ高性能
化に容易に対応することができる。尚、上記ハウジング
１では、ハウジング半体２，３にスタンド１０，１１を
設けたが、ハウジング半体２，３の何れか一方にのみス
タンドを設け、他方は円環部４／５および円筒部６／７
のみからなる形態としても良い。この場合、突き合わせ
面１４は円環部４，５の間にのみ位置することになる。
【００１７】図３は、本発明の異なる形態のターボ過給
機ハウジング２０の断面を示す。ターボ過給機ハウジン
グ２０は、図３に示すように、タービン側部品２１、中
間部品２６、および排出側部品３０の３つの鋳造部品か
らなり、これらが隣接する突き合わせ面３８，３９で、
溶接Ｗにより一体化したものである。タービン側部品２
１は、図３に示すように、タービン１５のホイール１７
を内蔵する中空部２２を有し且つ排気ガスＧの流路Ｒ１
のほぼ半分を形成する円環部２３と、ベース２５を含む
スタンド２４とからなる。また、中間部品２６は、全体
がリング形状で図３で左右に隣接する排気ガスＧの流路
Ｒ１，Ｒ２のほぼ半分を形成する左右一対のアール部２
７，２９と、これらの間から斜め内側に円環状に突出す
る仕切壁２８とを有する。更に、排出側部品３０は、排
出路３３を内設する円筒部３１と、排気ガスＧの流路Ｒ
２のほぼ半分を形成する円環部３２と、ベース３６を含
むスタンド３４を一体に有する。尚、以上の部品２１，
２６，３０も、前記同様のステンレス鋼鋳鋼からなる精
密鋳造部品であり、平均約１．５ｍｍの厚みを有する。
機ハウジング２０の断面を示す。ターボ過給機ハウジン
グ２０は、図３に示すように、タービン側部品２１、中
間部品２６、および排出側部品３０の３つの鋳造部品か
らなり、これらが隣接する突き合わせ面３８，３９で、
溶接Ｗにより一体化したものである。タービン側部品２
１は、図３に示すように、タービン１５のホイール１７
を内蔵する中空部２２を有し且つ排気ガスＧの流路Ｒ１
のほぼ半分を形成する円環部２３と、ベース２５を含む
スタンド２４とからなる。また、中間部品２６は、全体
がリング形状で図３で左右に隣接する排気ガスＧの流路
Ｒ１，Ｒ２のほぼ半分を形成する左右一対のアール部２
７，２９と、これらの間から斜め内側に円環状に突出す
る仕切壁２８とを有する。更に、排出側部品３０は、排
出路３３を内設する円筒部３１と、排気ガスＧの流路Ｒ
２のほぼ半分を形成する円環部３２と、ベース３６を含
むスタンド３４を一体に有する。尚、以上の部品２１，
２６，３０も、前記同様のステンレス鋼鋳鋼からなる精
密鋳造部品であり、平均約１．５ｍｍの厚みを有する。
【００１８】更に、図３に示すように、前記部品２１，
２６，３０の円環部２３，３２や仕切壁２８により形成
される排気ガスの流路Ｒ１，Ｒ２の中心軸と直交し且つ
係る流路Ｒ１，Ｒ２のほぼ半径方向に沿った一対の突き
合わせ面３８，３９に沿って、レーザ溶接Ｗすることに
より、ターボ過給機ハウジング３０が形成される。図３
に示すように、円環部２３，３２と仕切壁２８とにより
形成される一対の排気ガスＧの流路Ｒ１，Ｒ２は、互い
に平行で且つ断面が図示しない入口側から終端部に向け
て順次小さく縮径するように形成されると共に、右側の
中空部２２と左側の排出路３３との間にリング状に開口
している。係る開口部に沿って、中間部品２６から内側
に延び断面が薄板状の仕切壁２８の先端が臨んでいる。
また、係る開口部に対向して、図示しない軸受けに軸支
されたシャフト１６の一端に固定したホイール１７の先
端側に突設する複数のブレード１８が位置している。
２６，３０の円環部２３，３２や仕切壁２８により形成
される排気ガスの流路Ｒ１，Ｒ２の中心軸と直交し且つ
係る流路Ｒ１，Ｒ２のほぼ半径方向に沿った一対の突き
合わせ面３８，３９に沿って、レーザ溶接Ｗすることに
より、ターボ過給機ハウジング３０が形成される。図３
に示すように、円環部２３，３２と仕切壁２８とにより
形成される一対の排気ガスＧの流路Ｒ１，Ｒ２は、互い
に平行で且つ断面が図示しない入口側から終端部に向け
て順次小さく縮径するように形成されると共に、右側の
中空部２２と左側の排出路３３との間にリング状に開口
している。係る開口部に沿って、中間部品２６から内側
に延び断面が薄板状の仕切壁２８の先端が臨んでいる。
また、係る開口部に対向して、図示しない軸受けに軸支
されたシャフト１６の一端に固定したホイール１７の先
端側に突設する複数のブレード１８が位置している。
【００１９】即ち、排気ガスＧの流路Ｒ１，Ｒ２は、仕
切壁２８により互いに平行に配置され且つ係る仕切壁２
８を挟んで、タービン１５のブレード１８に排気ガスＧ
を個別に噴射する所謂ツインスクロールを形成してい
る。尚、流路Ｒ１，Ｒ２の断面が小さくなる終端側の位
置では、仕切壁２８も順次低くなり且つアール部２７，
２９の間でほぼ平坦になる。また、排出側部品３０や、
これと前記部品２６，２１には、入口寄りの流路Ｒ１，
Ｒ２と排出路３３との間に、図示しない一対のウェスト
ゲート(バルブにて開閉するバイパス路)が並列に形成さ
れ、過剰な排気ガスＧなどを個別に逃がすようにしてい
る。
切壁２８により互いに平行に配置され且つ係る仕切壁２
８を挟んで、タービン１５のブレード１８に排気ガスＧ
を個別に噴射する所謂ツインスクロールを形成してい
る。尚、流路Ｒ１，Ｒ２の断面が小さくなる終端側の位
置では、仕切壁２８も順次低くなり且つアール部２７，
２９の間でほぼ平坦になる。また、排出側部品３０や、
これと前記部品２６，２１には、入口寄りの流路Ｒ１，
Ｒ２と排出路３３との間に、図示しない一対のウェスト
ゲート(バルブにて開閉するバイパス路)が並列に形成さ
れ、過剰な排気ガスＧなどを個別に逃がすようにしてい
る。
【００２０】以上のようなターボ過給機ハウジング３０
において、図示しないエンジンから排出された排気ガス
Ｇは、図示しない入口から流路Ｒ１，Ｒ２中に送られ、
流路Ｒ１，Ｒ２をほぼ１周する間に、図３中の矢印で示
すように、中空部２２と排出路３３との間の開口部から
タービン１５のブレード１８に吹き付けられる。この
際、排気ガスＧは、流路Ｒ１，Ｒ２からほぼ平行してブ
レード１８に吹き付けられるため、タービン１５に対し
高い回転トルクを与える。従って、係るタービン１５は
高速回転するため、そのシャフト１６の他端に位置する
図示しない圧縮機により、エンジンへの吸気ガスを高圧
縮して高い出力を引き出すことができる。
において、図示しないエンジンから排出された排気ガス
Ｇは、図示しない入口から流路Ｒ１，Ｒ２中に送られ、
流路Ｒ１，Ｒ２をほぼ１周する間に、図３中の矢印で示
すように、中空部２２と排出路３３との間の開口部から
タービン１５のブレード１８に吹き付けられる。この
際、排気ガスＧは、流路Ｒ１，Ｒ２からほぼ平行してブ
レード１８に吹き付けられるため、タービン１５に対し
高い回転トルクを与える。従って、係るタービン１５は
高速回転するため、そのシャフト１６の他端に位置する
図示しない圧縮機により、エンジンへの吸気ガスを高圧
縮して高い出力を引き出すことができる。
【００２１】以上のようなターボ過給機ハウジング３０
は、次のようにして製造される。前記同様のロストワッ
クス鋳型のキャビティ中に、前記ステンレス鋼鋳鋼の溶
湯を減圧吸い上げ鋳造する。この際、前述したウェスト
ゲートになる部分にのみ中子を用いる。この結果、図４
に示すように、円環部２３、中空部２２、およびスタン
ド２４を一体に有するタービン側部品２１と、仕切壁２
８およびアール部２７，２９を一体に有する中間部品２
６と、円環部３２、円筒部３１、およびスタンド３４を
一体に有する排出側部品３０と、が個別に成形される。
次に、円環部２３，３２や円筒部３１などのバリや余肉
を除去し平均厚さが約１．５ｍｍになるよう研磨が施さ
れる。これらの研磨は、図４に示すように、タービン側
部品２１、中間部品２６、および排出側部品３０が、全
体的にほぼオープンな形状であるため、容易に且つ精度
良く行うことができる。
は、次のようにして製造される。前記同様のロストワッ
クス鋳型のキャビティ中に、前記ステンレス鋼鋳鋼の溶
湯を減圧吸い上げ鋳造する。この際、前述したウェスト
ゲートになる部分にのみ中子を用いる。この結果、図４
に示すように、円環部２３、中空部２２、およびスタン
ド２４を一体に有するタービン側部品２１と、仕切壁２
８およびアール部２７，２９を一体に有する中間部品２
６と、円環部３２、円筒部３１、およびスタンド３４を
一体に有する排出側部品３０と、が個別に成形される。
次に、円環部２３，３２や円筒部３１などのバリや余肉
を除去し平均厚さが約１．５ｍｍになるよう研磨が施さ
れる。これらの研磨は、図４に示すように、タービン側
部品２１、中間部品２６、および排出側部品３０が、全
体的にほぼオープンな形状であるため、容易に且つ精度
良く行うことができる。
【００２２】次いで、上記部品２１，２６，３０の円環
部２３，３２およびアール部２７，２９の内周面ｒ１〜
ｒ４は、例えばバフ研磨などにより研磨される。その結
果、これらの表面粗さは、Ｒｍａｘ(最大高さ)で０．１
ｍｍ以下の平滑度になる。そして、上記部品の端面３８
ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂを突き合わせて、図３に示
すように、円環部２３、アール面２７，２９、円環部３
２およびスタンド２４，３４に跨る突き合わせ面３８，
３９を形成する。係る突き合わせ面３８，３９に沿っ
て、外側から炭酸ガスレーザまたはルビーレーザを用い
るレーザ溶接Ｗを全周にわたって施す。この結果、上記
部品２１，２６，３０が一体に接合され、図３に示した
ターボ過給機ハウジング２０が得られる。
部２３，３２およびアール部２７，２９の内周面ｒ１〜
ｒ４は、例えばバフ研磨などにより研磨される。その結
果、これらの表面粗さは、Ｒｍａｘ(最大高さ)で０．１
ｍｍ以下の平滑度になる。そして、上記部品の端面３８
ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂを突き合わせて、図３に示
すように、円環部２３、アール面２７，２９、円環部３
２およびスタンド２４，３４に跨る突き合わせ面３８，
３９を形成する。係る突き合わせ面３８，３９に沿っ
て、外側から炭酸ガスレーザまたはルビーレーザを用い
るレーザ溶接Ｗを全周にわたって施す。この結果、上記
部品２１，２６，３０が一体に接合され、図３に示した
ターボ過給機ハウジング２０が得られる。
【００２３】以上のような製造方法によれば、形状およ
び寸法精度に優れ且つ軽量で薄肉のターボ過給機ハウジ
ング２０を低コストで提供することができる。しかも、
得られる上記ハウジング２０は、排気ガスＧの流路Ｒ
１，Ｒ２が平滑であるため、係るガスＧのガス流の乱れ
も低減し且つ吸気ガスの圧縮効率を一層高めることも可
能となり、軽量化および高性能化に低コストで対応する
ことができる。尚、上記ハウジング２０では、前記部品
２１，３０にスタンド２４，３４を設けたが、排出側部
品３０にのみスタンドを設けて、タービン側部品２１は
円環部２３および中空部２２のみからなり、中間部品２
６は仕切壁２８とアール面２７，２９のみからなる形態
としても良い。この場合、突き合わせ面３８，３９は円
環部２３，３２の間に位置することになる。
び寸法精度に優れ且つ軽量で薄肉のターボ過給機ハウジ
ング２０を低コストで提供することができる。しかも、
得られる上記ハウジング２０は、排気ガスＧの流路Ｒ
１，Ｒ２が平滑であるため、係るガスＧのガス流の乱れ
も低減し且つ吸気ガスの圧縮効率を一層高めることも可
能となり、軽量化および高性能化に低コストで対応する
ことができる。尚、上記ハウジング２０では、前記部品
２１，３０にスタンド２４，３４を設けたが、排出側部
品３０にのみスタンドを設けて、タービン側部品２１は
円環部２３および中空部２２のみからなり、中間部品２
６は仕切壁２８とアール面２７，２９のみからなる形態
としても良い。この場合、突き合わせ面３８，３９は円
環部２３，３２の間に位置することになる。
【００２４】本発明は、以上において説明した各形態に
限定されるものではない。例えば、前記ハウジング半体
２，３や前記部品２１，２６，３０は、前記ステンレス
鋼鋳鋼以外のステンレス鋼、またはその他の耐熱鋼など
としても良い。また、前記ターボ過給機ハウジング２０
において、タービン側部品２１や排出側部品３０の材質
に対し、仕切壁２８を含む中間部品２６の材質を一層優
れた耐熱性の異なる鋼種としても良い。更に、前記ハウ
ジング半体２，３などの鋳造部品を鋳造する方法は、前
記ロストワックス鋳型を用いる鋳造方法に限らず、砂型
鋳造方法、シェルモールド法、硬化鋳型法、Ｖプロセス
などを用いることも可能である。また、前記溶接Ｗは、
レーザ溶接や電子ビーム溶接に限らず、ＭＩＧ溶接、Ｔ
ＩＧ溶接、高周波溶接、あるいは超音波溶接などにして
も良い。尚、本発明の対象となるターボ過給機ハウジン
グは、自動車エンジン用はもちろん、各種の航空機エン
ジン用などの形態も含まれる。
限定されるものではない。例えば、前記ハウジング半体
２，３や前記部品２１，２６，３０は、前記ステンレス
鋼鋳鋼以外のステンレス鋼、またはその他の耐熱鋼など
としても良い。また、前記ターボ過給機ハウジング２０
において、タービン側部品２１や排出側部品３０の材質
に対し、仕切壁２８を含む中間部品２６の材質を一層優
れた耐熱性の異なる鋼種としても良い。更に、前記ハウ
ジング半体２，３などの鋳造部品を鋳造する方法は、前
記ロストワックス鋳型を用いる鋳造方法に限らず、砂型
鋳造方法、シェルモールド法、硬化鋳型法、Ｖプロセス
などを用いることも可能である。また、前記溶接Ｗは、
レーザ溶接や電子ビーム溶接に限らず、ＭＩＧ溶接、Ｔ
ＩＧ溶接、高周波溶接、あるいは超音波溶接などにして
も良い。尚、本発明の対象となるターボ過給機ハウジン
グは、自動車エンジン用はもちろん、各種の航空機エン
ジン用などの形態も含まれる。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明した本発明のターボ過給機ハ
ウジング(請求項１)によれば、中空部がないか少ない複
数の鋳造部品同士を突き合わせ面で溶接されているた
め、薄肉化および軽量化されたターボ過給機ハウジング
となる。しかも、個別の鋳造部品における排気ガスの流
路(スクロール)の表面が精度良く平滑化されているた
め、ガス流の乱れも低減し且つ吸気ガスの圧縮効率を高
めることも可能となる。また、請求項２，３のターボ過
給機ハウジングによれば、３つの鋳造部品から形成され
ているため、所謂ツインスクロールのような複雑な形状
や構造であっても、薄肉且つ軽量であると共に、排気ガ
スの流路の表面を平滑にされており、形状および寸法精
度に優れた高性能のターボ過給機ハウジングとなる。
ウジング(請求項１)によれば、中空部がないか少ない複
数の鋳造部品同士を突き合わせ面で溶接されているた
め、薄肉化および軽量化されたターボ過給機ハウジング
となる。しかも、個別の鋳造部品における排気ガスの流
路(スクロール)の表面が精度良く平滑化されているた
め、ガス流の乱れも低減し且つ吸気ガスの圧縮効率を高
めることも可能となる。また、請求項２，３のターボ過
給機ハウジングによれば、３つの鋳造部品から形成され
ているため、所謂ツインスクロールのような複雑な形状
や構造であっても、薄肉且つ軽量であると共に、排気ガ
スの流路の表面を平滑にされており、形状および寸法精
度に優れた高性能のターボ過給機ハウジングとなる。
【００２６】一方、本発明のターボ過給機ハウジングの
製造方法(請求項４)によれば、複数の中空部のない鋳造
部品同士を突き合わせ面で溶接するため、薄肉で軽量化
され且つ排気ガスの流路(スクロール)の表面を平滑にで
き、優れたターボ過給機ハウジングを、低コストで確実
に提供することが可能となる。また、請求項５のターボ
過給機ハウジングの製造方法によれば、薄肉で軽量化し
且つ排気ガスの流路を平滑化した所謂ツインスクロール
を内蔵する高性能のターボ過給機ハウジングを、確実に
提供することができる。
製造方法(請求項４)によれば、複数の中空部のない鋳造
部品同士を突き合わせ面で溶接するため、薄肉で軽量化
され且つ排気ガスの流路(スクロール)の表面を平滑にで
き、優れたターボ過給機ハウジングを、低コストで確実
に提供することが可能となる。また、請求項５のターボ
過給機ハウジングの製造方法によれば、薄肉で軽量化し
且つ排気ガスの流路を平滑化した所謂ツインスクロール
を内蔵する高性能のターボ過給機ハウジングを、確実に
提供することができる。
【図１】本発明のターボ過給機ハウジングの概略を示す
断面図。
断面図。
【図２】図１のターボ過給機ハウジングを形成する２つ
の鋳造部品を示す断面図。
の鋳造部品を示す断面図。
【図３】異なる形態のターボ過給機ハウジングの概略を
示す断面図。
示す断面図。
【図４】図３のターボ過給機ハウジングを形成する３つ
の鋳造部品を示す断面図。
の鋳造部品を示す断面図。
１，２０…………ターボ過給機ハウジング
２，３……………ハウジング半体(鋳造部品)
１４,３８,３９…突き合わせ面
２１………………タービン側部品(鋳造部品)
２６………………中間部品(鋳造部品)
２８………………仕切壁
３０………………排出側部品(鋳造部品)
Ｇ…………………排気ガス
Ｒ,Ｒ１,Ｒ２……流路
Ｗ…………………レーザ溶接(溶接)
Claims (5)
- 【請求項１】ほぼ円形を呈する排気ガスの流路を内蔵し
且つ係る流路の中心軸とほぼ直交し且つ上記流路の半径
方向にほぼ沿った面で突き合わされた複数の鋳造部品か
らなり、上記複数の鋳造部品が互いの突き合わせ面で溶
接されている、 ことを特徴とするターボ過給機ハウジング。 - 【請求項２】前記排気ガスの流路が互いにほぼ平行な２
つの流路からなり、係る２つの流路の中心軸とほぼ直交
し且つ上記２つの流路の半径方向にほぼ沿ったする２つ
の面で突き合わされた３つの鋳造部品からなる、 ことを特徴とする請求項１に記載のターボ過給機ハウジ
ング。 - 【請求項３】前記３つの鋳造部品のうち、中間に位置す
る鋳造部品は、その内側面の円周方向に沿って前記２つ
の流路を仕切る仕切壁を突設している、 ことを特徴とする請求項２に記載のターボ過給機ハウジ
ング。 - 【請求項４】追ってほぼ円形を呈する排気ガスの流路を
内蔵し係る流路の中心軸とほぼ直交し且つ上記流路の半
径方向にほぼ沿った面で分割された複数の鋳造部品を個
別に鋳造する工程と、 得られた複数の鋳造部品を互いの突き合わせ面で溶接す
る工程と、を含む、ことを特徴とするターボ過給機ハウ
ジングの製造方法。 - 【請求項５】前記排気ガスの流路が互いにほぼ平行な２
つの流路からなり、係る２つの流路の中心軸とほぼ直交
し且つ上記２つの流路の半径方向にほぼ沿ったする２つ
の面で突き合わせた３つの鋳造部品を鋳造する工程と、 得られた３つの鋳造部品を上記２つの突き合わせ面に沿
って溶接する工程とを含む、ことを特徴とする請求項４
に記載のターボ過給機ハウジングの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001224929A JP2003035152A (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | ターボ過給機ハウジングおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001224929A JP2003035152A (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | ターボ過給機ハウジングおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003035152A true JP2003035152A (ja) | 2003-02-07 |
Family
ID=19058010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001224929A Withdrawn JP2003035152A (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | ターボ過給機ハウジングおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003035152A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011511901A (ja) * | 2008-02-13 | 2011-04-14 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | タービンハウジング及びタービンハウジングの製造方法 |
| JP2012211572A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Denso Corp | ターボチャージャ |
| JP2013530335A (ja) * | 2010-05-28 | 2013-07-25 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 排気ガスターボチャージャ用のタービン |
| JP2016148315A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 株式会社三五 | タービンハウジングの製造方法 |
| JPWO2016071959A1 (ja) * | 2014-11-04 | 2017-05-25 | 三菱重工業株式会社 | タービンハウジングおよびタービンハウジングの製造方法 |
| KR101823991B1 (ko) * | 2010-09-27 | 2018-01-31 | 보르그워너 인코퍼레이티드 | 터보차저 제조 방법 |
| US10443414B2 (en) | 2014-07-03 | 2019-10-15 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Turbine casing, turbine, core for casting turbine casing, and method for producing turbine casing |
-
2001
- 2001-07-25 JP JP2001224929A patent/JP2003035152A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011511901A (ja) * | 2008-02-13 | 2011-04-14 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | タービンハウジング及びタービンハウジングの製造方法 |
| JP2013530335A (ja) * | 2010-05-28 | 2013-07-25 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 排気ガスターボチャージャ用のタービン |
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| JPWO2016071959A1 (ja) * | 2014-11-04 | 2017-05-25 | 三菱重工業株式会社 | タービンハウジングおよびタービンハウジングの製造方法 |
| JP2016148315A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 株式会社三五 | タービンハウジングの製造方法 |
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