ターボチャージャハウジングと配管との組み付け構造
【課題】ターボチャージャハウジングと配管とを一体的に組み付けるに際し、その組み付け作業の簡素化を図ることができる組み付け構造を提供する。
【解決手段】タービンハウジング２３の外側ハウジング６に、排気管９のフランジ部９２に当接される屈曲部６５を形成し、この屈曲部６５の内周端に係止部６６を形成する。タービンハウジング２３の内側ハウジング５の外周面に上記係止部６６が係止可能な係止溝５４ｂを形成する。係止溝５４ｂに係止部６６を挿入して内側ハウジング５と外側ハウジング６とを組み付けた状態で、外側ハウジング６の屈曲部６５と排気管９のフランジ部９２とをクランプ装置７によって外周側からクランプする。これにより屈曲部６５が弾性変形してフランジ部９２に押圧され、溶接を必要とすることなく各部をシールした状態で内側ハウジング５、外側ハウジング６、排気管９が一体的に組み付けられる。
【解決手段】タービンハウジング２３の外側ハウジング６に、排気管９のフランジ部９２に当接される屈曲部６５を形成し、この屈曲部６５の内周端に係止部６６を形成する。タービンハウジング２３の内側ハウジング５の外周面に上記係止部６６が係止可能な係止溝５４ｂを形成する。係止溝５４ｂに係止部６６を挿入して内側ハウジング５と外側ハウジング６とを組み付けた状態で、外側ハウジング６の屈曲部６５と排気管９のフランジ部９２とをクランプ装置７によって外周側からクランプする。これにより屈曲部６５が弾性変形してフランジ部９２に押圧され、溶接を必要とすることなく各部をシールした状態で内側ハウジング５、外側ハウジング６、排気管９が一体的に組み付けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用エンジン等に適用されるターボチャージャのハウジング（以下、ターボチャージャハウジングと呼ぶ場合もある）と配管とを一体的に組み付ける構造に係る。特に、本発明は、上記両者の組み付け作業性の改善を図るための対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用エンジン等に適用されるターボチャージャ（過給機）は、タービンホイールと、コンプレッサホイール（コンプレッサインペラとも呼ばれる）とをタービンシャフト（ロータシャフトとも呼ばれる）により連結し、これらをターボチャージャハウジング内に収納した構成となっている。また、このターボチャージャハウジングは、上記タービンシャフトを回転自在に支持するセンタハウジングと、上記タービンホイールを収容するタービンハウジングと、上記コンプレッサホイールを収容するコンプレッサハウジングとが一体的に組み付けられた構成となっている。
【０００３】
そして、上記タービンハウジング内に形成された排気ガス流路を通過する排気ガスの圧力を受けてタービンホイールが回転し、タービンシャフトを介してコンプレッサホイールが回転する。これにより、コンプレッサハウジング内の吸入空気流路に導入された吸入空気を過給、すなわち圧縮して吸気マニホールドに向けて吐出するようになっている。
【０００４】
また、上記タービンハウジング内の排気ガス流路を通過した排気ガスは排気管を経て排出されるようになっているため、これらタービンハウジングと排気管とは排気ガスの漏れが生じないように高いシール性を確保した状態で接続しておく必要がある。そして、このタービンハウジングと排気管との接続は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているように別ピースのフランジをそれぞれ介して行われているのが一般的であった。
【０００５】
上記特許文献１及び特許文献２に開示されているタービンハウジングと排気管との接続構造として具体的には、タービンハウジングを内側ハウジングと外側ハウジングとによって構成しておき、これら両ハウジングにおける排気管側（タービン出口側）の端部を互いに重ね合わせて溶接する。そして、これら内側ハウジング及び外側ハウジングのうちの一方（例えば外側ハウジング）に別ピースのフランジを溶接すると共に、排気管にも別ピースのフランジを溶接し、フランジ同士をボルト締め等の締結によって接続した構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２７９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述の如くタービンハウジングを構成する内側ハウジングと外側ハウジングとを互いに溶接すると共にタービンハウジングに対して排気管を別ピースの両フランジを介して接続するといった従来構造では、溶接箇所が多く、これら部材の組み付け作業性の簡素化を図るには限界があった。
【０００８】
尚、上記コンプレッサハウジングと吸気管との接続も上記従来構造（タービンハウジングと排気管との接続構造）と同様に別ピースの両フランジを介した接続によって行われており、この場合においても溶接箇所が多く、これら部材の組み付け作業性の簡素化を図るには限界があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ターボチャージャハウジングと配管とを一体的に組み付けるに際し、その組み付け作業の簡素化を図ることができる組み付け構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための解決手段としては、本発明は、ターボチャージャハウジングの構成部材としての内側ハウジング及び外側ハウジングと、配管とを一体的に組み付ける組み付け構造を前提とする。そして、上記外側ハウジング及び配管に、それぞれ互いに重ね合わされるフランジ部を設ける一方、内側ハウジングに、上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部の内周側部分を係止する係止部を設ける。また、上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部の内周側部分が内側ハウジングの係止部に係止され、上記外側ハウジングのフランジ部と配管のフランジ部とが、これらフランジ部同士が近接する方向への押圧力を作用させる締結具によって締結されることにより、内側ハウジング及び外側ハウジングと、配管とを一体的に組み付けている。
【００１１】
この特定事項により、外側ハウジング及び配管の各フランジ部同士が締結具からの押圧力によって高い接触力で接触することになり、外側ハウジングと配管との間に高いシール性が確保された状態でこれら両者が接続される。また、内側ハウジングは係止部によって外側ハウジングまたは配管に係止されているため、これらハウジング同士の組み付けまたは内側ハウジングと配管との組み付けも良好に行われている。このように、従来構造において必要とされていたターボチャージャハウジングと配管との組み付け部分における溶接作業やボルトの締結作業を必要とすることなしに十分なシール性の確保と確実な接続構造とを得ることができ、ターボチャージャハウジングと配管との組み付け作業性の改善を図ることができる。
【００１２】
より具体的には、上記内側ハウジングに設けられている係止部を、この内側ハウジングの外周面が凹陥されて成る係止溝とする。また、上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部を、板金の折り曲げ加工により形成し、締結具からの押圧力を受けることにより弾性変形して配管または外側ハウジングのフランジ部に当接する構成としている。
【００１３】
この構成によれば、内側ハウジングと外側ハウジングまたは配管との係止を容易に行うことができ、これらハウジング同士の組み付け作業または内側ハウジングと配管との組み付け作業が容易である。また、外側ハウジングと配管との接続部分では、外側ハウジングまたは配管のフランジ部の弾性変形を伴って各フランジ部同士が高い接触力で接触しているため、周方向の全体に亘って高いシール性を確保することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、ターボチャージャハウジングと配管との組み付け部分における溶接作業やボルトの締結作業を不要にできるため、組み付け作業性の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るターボチャージャ及び排気管を示す断面図である。
【図２】タービンハウジングと排気管との組み付け箇所を拡大して示す断面図である。
【図３】クランプ装置を示す図である。
【図４】タービンハウジングと排気管との組み付け前の状態を示す要部拡大図である。
【図５】タービンハウジングと排気管との組み付け作業において、クランプ装置の締結開始時の状態を示す要部拡大図である。
【図６】タービンハウジングと排気管との組み付け作業完了状態を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車に搭載される可変容量型ターボチャージャにおけるタービンハウジングと排気管との組み付け構造として本発明を適用した場合について説明する。
【００１７】
−ターボチャージャの全体構成−
図１は、本実施形態に係るターボチャージャ１及び排気管（配管）９を示す断面図であり、図２は、このターボチャージャ１のタービンハウジング２３と排気管９との組み付け箇所を拡大して示す断面図である。
【００１８】
上記ターボチャージャ１は、ターボチャージャハウジング２と、このターボチャージャハウジング２の内部に収納されたタービン３とを備えている。このタービン３は、タービンシャフト３１と、このタービンシャフト３１の一端側（図１における左側）に取付けられたコンプレッサホイール３２と、タービンシャフト３１の他端側（図１における右側）に取付けられたタービンホイール３３とにより構成され、ターボチャージャハウジング２によって回転自在に支持されている。
【００１９】
上記ターボチャージャハウジング２は、上記コンプレッサホイール３２を収容するコンプレッサハウジング２１と、上記タービンシャフト３１を回転自在に支持するセンタハウジング（ベアリングハウジング）２２と、タービンホイール３３を収容するタービンハウジング２３とが一体的に組み付けられて構成されている。つまり、中央のセンタハウジング２２の両側にコンプレッサハウジング２１及びタービンハウジング２３がそれぞれ組み付けられた構成となっている。
【００２０】
上記コンプレッサハウジング２１は、中央部（軸心部分）から空気を取り入れて外周側へ放出することが可能な形状となっている。また、このコンプレッサハウジング２１内に収納されているコンプレッサホイール３２は、ロックナット３２ａによってタービンシャフト３１に固定されており、このタービンシャフト３１とともに一体的に回転する。コンプレッサホイール３２には複数のコンプレッサブレード３２ｂ，３２ｂ，…が設けられており、コンプレッサホイール３２が回転すると、このコンプレッサブレード３２ｂ，３２ｂ，…により、空気が遠心力により半径方向外側に加速されて圧縮（過給）されるようになっている。
【００２１】
尚、上記コンプレッサホイール３２に隣接してシールリングカラー３２ｃが配置されている。このシールリングカラー３２ｃは上記タービンシャフト３１を取り囲む形状となっている。
【００２２】
上記センタハウジング２２はターボチャージャ１の軸心方向の略中央部に配設されている。このセンタハウジング２２にはスラストベアリング２２ａが設けられている。このスラストベアリング２２ａは上記タービンシャフト３１のスラスト方向の荷重を受け止めるためのベアリングであり、オイルなどにより潤滑される。
【００２３】
上記センタハウジング２２には、タービンシャフト３１の回転を保持するためのフローティングベアリング２２ｂが設けられている。このフローティングベアリング２２ｂはタービンシャフト３１のラジアル方向の荷重を保持する。フローティングベアリング２２ｂとタービンシャフト３１との間には油膜が介在しており、フローティングベアリング２２ｂがタービンシャフト３１に直接接触しないようになっている。さらに、フローティングベアリング２２ｂとセンタハウジング２２との間にも油膜が存在し、フローティングベアリング２２ｂがセンタハウジング２２と直接接触しないようになっている。このフローティングベアリング２２ｂはリテーナリング２２ｃにより位置決めされている。また、このセンタハウジング２２の内部には、ターボチャージャ１を冷却するための冷却水が流通する冷却水通路Ｗが形成されている。
【００２４】
上記タービンハウジング２３は、例えば鋳物で成る内側ハウジング５（内側支柱部とも呼ばれる）と板金で成る外側ハウジング６（外側シェルとも呼ばれる）との２つの部材が一体的に組み付けられた構成となっている。外側ハウジング６を板金製とすることによりターボチャージャ１全体の軽量化が図られている。
【００２５】
また、このタービンハウジング２３は、外周側から流入した排気ガスを、中央部（軸心部分）を通過させて排気管９に排出することが可能な形状となっている。つまり、このタービンハウジング２３の内部には、上記内側ハウジング５と外側ハウジング６との間に形成されるタービンハウジング渦室Ｘが設けられており、このタービンハウジング渦室Ｘに排気が供給され、この排気が、このタービンハウジング渦室Ｘから、タービンホイール３３を収容しているタービン室Ｙへ導入されることによりタービンホイール３３が回転するようになっている。そして、その回転力が、上記タービンシャフト３１を介してコンプレッサホイール３２に伝達されることで、上記吸気の過給が行われるようになっている。
【００２６】
また、タービンホイール３３の外周側には可変ノズルベーン機構４が配設されている。これにより、タービンホイール３３が回転するに際し、可変ノズルベーン機構４の各ノズルベーン４１，４１，…の回動位置が調整され、その回動角度を設定することにより、タービンハウジング渦室Ｘからタービン室Ｙへ向かう排気の流量及び流速を調整することが可能となっている。これにより、過給性能を調整することが可能になり、例えば、エンジンの低回転時にノズルベーン４１，４１，…同士の間の流路面積（スロート面積）を減少させるように各ノズルベーン４１，４１，…の回動位置を調整すれば、排気ガスの流速が増加して、エンジン低速域から高い過給圧を得ることができることになる。尚、上記可変ノズルベーン機構の具体構成については周知であるため、ここでの説明は省略する。
【００２７】
−タービンハウジング２３と排気管９との組み付け構造−
次に、本実施形態において特徴とする構造であるタービンハウジング２３と排気管９との組み付け構造について説明する。以下の説明では、図１及び図２における右側を「排気管側」または「タービン出口側」と呼び、左側を「センタハウジング側」と呼ぶこととする。
【００２８】
（内側ハウジング５）
図２に示すように、上記タービンハウジング２３を構成している内側ハウジング５は、この内側ハウジング５の外周側部分であって半径方向に延びる外周部５１と、この外周部５１の半径方向内側端部から排気管側（タービン出口側）に向かって延びる外側筒部５２と、この外側筒部５２の排気管側の端部から半径方向内側に向かって延びる内周部５３と、この内周部５３の半径方向内側端部から排気管側に向かって延びる内側筒部５４とを備えている。
【００２９】
上記外周部５１の外周面５１ａは、外側ハウジング６の外周端を溶接により固定するための固定面として利用されている。
【００３０】
また、上記外側筒部５２の一部には半径方向に延びる貫通孔５２ａが形成されており、この貫通孔５２ａによって上記タービンハウジング渦室Ｘとタービン室Ｙとが連通されている。つまり、タービンハウジング渦室Ｘに流れ込んだ排気ガスを、この貫通孔５２ａからタービン室Ｙに導入するようになっている。
【００３１】
上記内周部５３は、上記外側筒部５２と共に上記可変ノズルベーン機構４の収容空間及びタービン室Ｙを形成している。
【００３２】
上記内側筒部５４は、外径寸法が排気管９の外径寸法よりも僅かに小さく（小径に）設定されていると共に、内径寸法は排気管９の内径寸法に略一致している。
【００３３】
また、この内側筒部５４の特徴とする構成として、その外周面５４ａの先端部（排気管側の先端部）近傍であって、この先端部から所定寸法だけ後退した位置（センタハウジング側に後退した位置）には、その周方向に亘って連続した係止溝５４ｂが形成されている。この係止溝５４ｂの深さ寸法は、内側筒部５４の剛性を十分に確保できる寸法として設定されており、例えば、内側筒部５４の板厚寸法に対して１／２程度に設定されている。また、この係止溝５４ｂの長さ寸法（内側筒部５４の軸線に沿う方向の寸法）は、この内側筒部５４の長さ寸法に対して１／４程度に設定されている。尚、この長さ寸法は、後述する外側ハウジング６に形成されている係止部６６が嵌り込むことが可能な寸法として設定されている。この係止溝５４ｂが本発明でいう内側ハウジング５の係止部に相当している。
【００３４】
（外側ハウジング６）
一方、上記タービンハウジング２３を構成しているもう一つの部材である外側ハウジング６は、金属製板材のプレス加工によって成形されている。具体的に、この外側ハウジング６の構成としては、この外側ハウジング６の外周側部分であってタービンハウジング２３の軸線に沿って（図２の左右方向に）延びる外側筒部６１と、この外側筒部６１の排気管側の端部に連続し且つ排気管側に向かって膨出するように湾曲形成された湾曲部６２と、この湾曲部６２のセンタハウジング側の端部に連続し半径方向内側に向かって延びる内周部６３と、この内周部６３の半径方向内側端部から排気管側に向かって延びる内側筒部６４とを備えている。
【００３５】
外側ハウジング６の外側筒部６１は、そのセンタハウジング側の端部が上記内側ハウジング５における外周部５１の外周面５１ａに溶接により固定されている。これにより、内側ハウジング５と外側ハウジング６との外周部が一体的に接合されている。
【００３６】
また、この外側ハウジング６の外側筒部６１及び湾曲部６２は、上記内側ハウジング５の外周部５１及び外側筒部５２との間に周方向に亘る空間を形成しており、この空間が上記タービンハウジング渦室Ｘとなっている。
【００３７】
外側ハウジング６の内周部６３は、上記内側ハウジング５の内周部５３に対してその排気管側の側面に重ね合わされるか、または、僅かな寸法を存して対向するように配置されている。尚、この外側ハウジング６の内周部６３と内側ハウジング５の内周部５３とは接合されていない。
【００３８】
また、外側ハウジング６の内側筒部６４は、上記内側ハウジング５の内側筒部５４の外周面５４ａに重ね合わされるように位置されている。
【００３９】
そして、この外側ハウジング６の内側筒部６４の特徴とする構成として、上記内側ハウジング５に形成されている係止溝５４ｂに対向する位置には、屈曲部６５及び係止部６６が連続して形成されている。以下、これら屈曲部６５及び係止部６６の構成について説明する。
【００４０】
上記屈曲部６５は、内側筒部６４の一部が外周側に向けて折り曲げられた第１フランジ部６５ａと、この第１フランジ部６５ａの外周端から排気管側に折り曲げられた比較的小寸法の（内側筒部６４の軸線に沿う方向の寸法が比較的小寸法に設定された）水平部６５ｂと、この水平部６５ｂの排気管側端部から内周側に向けて折り曲げられた第２フランジ部６５ｃとにより形成されている。上記水平部６５ｂが設けられたことで第１フランジ部６５ａと第２フランジ部６５ｃとの間に僅かな空間が形成されており、これにより屈曲部６５は、外力（内側筒部６４の軸線に沿う方向の外力）が作用した際に、第１フランジ部６５ａと第２フランジ部６５ｃとの間隔寸法を変化させながら弾性変形（屈曲部６５の全体が内側筒部６４の軸線に沿って倒れ込むような弾性変形）が可能となっている。この屈曲部６５が本発明でいう外側ハウジング６のフランジ部に相当している。
【００４１】
一方、上記屈曲部６５に連続形成される上記係止部６６は、上記屈曲部６５の第２フランジ部６５ｃが上記係止溝５４ｂの内部にまで内周側に向けて延長され且つ排気管側に折り曲げられた形状となっている。この係止部６６の長さ寸法は、上記内側ハウジング５の係止溝５４ｂの長さ寸法よりも短く設定されており、この係止部６６の全体が係止溝５４ｂの内部に嵌り込むことが可能となっている。また、この係止部６６における排気管側の先端は、後述するクランプ装置（締結具）７からの押圧力を受けて上記係止溝５４ｂの縦壁５４ｃ（排気管側に位置する縦壁）に押圧されている。このクランプ装置７により発生する押圧力については後述する。
【００４２】
（排気管９）
一方、上述の如く構成されたタービンハウジング２３に組み付けられる排気管９は、その先端部（タービンハウジング２３に組み付けられた状態でのセンタハウジング側の先端部）の形状に特徴がある。以下、具体的に説明する。
【００４３】
この排気管９の先端部には、上記内側ハウジング５に形成されている内側筒部５４の先端部分（排気管側の先端部分）が挿入される溝部９１と、タービンハウジング２３に組み付けられた状態で上記外側ハウジング６の屈曲部６５が当接するフランジ部９２とが形成されている。
【００４４】
上記溝部９１は、排気管９の内径寸法が先端部分においてのみ大径とされることによって形成されている。この先端部分における内径の拡大寸法（溝部９１の半径方向の深さ寸法）は上記内側ハウジング５の内側筒部５４の板厚寸法に略一致している。また、この溝部９１の長さ寸法（排気管９の軸線に沿う方向の寸法）は、この溝部９１の縦壁９１ａに上記内側ハウジング５の内側筒部５４の先端（排気管側の先端）が当接した状態で、且つ上記外側ハウジング６の屈曲部６５に外力が作用していない状態（図５に示す状態を参照）において、この屈曲部６５と上記フランジ部９２との間に僅かな隙間が生じる程度の寸法に設定されている。
【００４５】
一方、排気管９のフランジ部９２は、断面が略台形状の突起として形成されている。具体的には、センタハウジング側に面する壁面であって排気管９の軸心に対して直交する方向に延びる当接面９２ａと、この当接面９２ａの外周端から排気管９の軸心に沿う方向に延びる比較的小寸法の水平面９２ｂと、この水平面９２ｂの端部から内周側に向かって延びる傾斜面９２ｃとを有している。この傾斜面９２ｃは外周端から内周端に向かって排気管９の基端部側（排気流れ方向の下流側：図２における右側）に傾斜するテーパ面として形成されている。
【００４６】
（クランプ装置７）
次に、上述の如く構成された内側ハウジング５、外側ハウジング６及び排気管９を一体的に組み付けるためのクランプ装置７について説明する。図３は、このクランプ装置７の正面図（タービンハウジング２３と排気管９とを組み付けた場合に、タービンハウジング２３の軸線に沿った方向から見た図）である。
【００４７】
この図３に示すように、クランプ装置７は、ＶクランプまたはＶバンドとも呼ばれ、金属製で略半円弧状に形成された一対のクランプ材７１，７２がボルトＢ及びナットＮによって一体的に組み付けられた構成となっている。具体的に、各クランプ材７１，７２は、その周方向の両端部にフランジ７１ａ，７１ａ、７２ａ，７２ａがそれぞれ形成されており、これらフランジ７１ａ，７１ａ、７２ａ，７２ａには板厚方向に貫通するボルト孔が形成されている。そして、各フランジ７１ａ，７２ａ同士を重ね合わせると共にそれぞれのボルト孔を位置合わせしてボルトＢを挿入し、このボルトＢをナットＮにねじ込むことによって各クランプ材７１，７２同士を接近させて所定の締結力を得る構成となっている。
【００４８】
また、これらクランプ材７１，７２の断面形状としては、図１及び図２に示すように、上記外側ハウジング６の内側筒部６４に形成されている屈曲部６５及び上記排気管９に形成されているフランジ部９２を共に嵌め込み可能な凹部を内周側に設けた構成となっている。具体的には、図１に示すように、内周側に向かって外側に拡がるように傾斜された各側壁７１ｂ，７１ｂ、７２ｂ，７２ｂと、これら側壁７１ｂ，７１ｂ、７２ｂ，７２ｂの外周端同士を連結する連結部７１ｃ，７２ｃとを備えた形状となっている。各側壁７１ｂ，７１ｂ、７２ｂ，７２ｂの内面の傾斜角度は、上記排気管９に形成されているフランジ部９２の傾斜面９２ｃの傾斜角度に略一致するように設定されている。
【００４９】
−タービンハウジング２３と排気管９との組み付け作業−
次に、上述の如く構成されたタービンハウジング２３と排気管９とをクランプ装置７によって一体的に組み付けるための組み付け作業について図４〜図６に沿って説明する。
【００５０】
先ず、図４に示すように、内側ハウジング５に対して、その排気管側から外側ハウジング６を重ね合わせる。具体的には、内側ハウジング５の外周部５１の外周面５１ａに対して外側ハウジング６の外側筒部６１の外周端を重ね合わせる。また、内側ハウジング５の内周部５３に対してその排気管側の側面に外側ハウジング６の内周部６３を重ね合わせる。更に、内側ハウジング５の内側筒部５４の外周面５４ａに対して外側ハウジング６の内側筒部６４を重ね合わせる。
【００５１】
また、このように内側ハウジング５の内側筒部５４の外周面５４ａに対して外側ハウジング６の内側筒部６４を重ね合わせる際、外側ハウジング６に形成されている係止部６６の全体を内側ハウジング５の係止溝５４ｂの内部に嵌め込んでおく（図５の嵌め込み状態を参照）。
【００５２】
次に、図５に示すように、内側ハウジング５の外周部５１の外周面５１ａに対して外側ハウジング６の外側筒部６１の外周端を溶接により接合する。
【００５３】
また、内側ハウジング５に対して排気管９を嵌め合わせる。この排気管９の嵌め合わせ作業としては、排気管９に形成されている上記溝部９１内に、内側ハウジング５に形成されている内側筒部５４の先端部分（排気管側の先端部分）を挿入する。この際、溝部９１の縦壁９１ａに内側ハウジング５の内側筒部５４の先端が当接する位置まで内側ハウジング５を挿入する。この状態では、上記外側ハウジング６の屈曲部６５には外力が作用しておらず、この屈曲部６５と排気管９のフランジ部９２との間に僅かな隙間が生じている。
【００５４】
この状態で、上記外側ハウジング６の屈曲部６５及び排気管９のフランジ部９２の外周側にクランプ装置７を装着する。
【００５５】
このクランプ装置７のボルトＢをナットＮにねじ込んでいき（図３を参照）、各クランプ材７１，７２同士を接近させていくと、上記外側ハウジング６の屈曲部６５及び排気管９のフランジ部９２に対して内周側に向かう押圧力が作用する（図５に示す矢印αを参照）。また、上述した如く、各クランプ材７１，７２の各側壁７１ｂ，７１ｂ、７２ｂ，７２ｂの内面は傾斜面となっているため、各クランプ材７１，７２が外側ハウジング６の屈曲部６５及び排気管９のフランジ部９２に対して内周側に向かう押圧力を作用させるのに伴って、これら屈曲部６５及びフランジ部９２は、クランプ材７１，７２の各側壁７１ｂ，７１ｂ、７２ｂ，７２ｂから軸心に沿う方向（図５における左右方向）内向きの押圧力を受けることになる（図５に示す矢印βを参照）。これにより、上記屈曲部６５は、第１フランジ部６５ａと第２フランジ部６５ｃとの間隔寸法を小さくしながら排気管９のフランジ部９２に向かって弾性変形（屈曲部６５の全体が排気管９のフランジ部９２に向かって倒れ込むように弾性変形）する。
【００５６】
そして、上記ボルトＢのねじ込みが完了した状態では、図６に示すように、屈曲部６５の第２フランジ部６５ｃが排気管９のフランジ部９２の当接面９２ａに比較的高い圧力で接触した状態となっており、この部分で高いシール性が得られることになる。また、この状態では、上記係止部６６の先端も上記係止溝５４ｂの縦壁５４ｃに比較的高い圧力で接触した状態となっており、この部分でも高いシール性が得られることになる。このように係止部６６の先端が係止溝５４ｂの縦壁５４ｃに押圧されていることで、内側ハウジング５の内側筒部５４の先端も排気管９に向けて押圧されることになるので、これら内側ハウジング５と排気管９との間にも高いシール性が得られることになる。
【００５７】
以上の作業によってタービンハウジング２３と排気管９とが組み付けられることにより、外側ハウジング６と排気管９との間の高いシール性の確保、内側ハウジング５と排気管９との間の高いシール性の確保、外側ハウジング６と内側ハウジング５との確実な接続、タービンハウジング２３と排気管９との確実な接続を図ることができる。つまり、従来構造において必要とされていた排気管接続部分における溶接作業を必要とすることなしに十分なシール性の確保と確実な接続構造とを得ることができることになり、ターボチャージャハウジング２と排気管９との組み付け作業性の改善を図ることができる。また、従来では、この排気管の接続部分に別ピースを溶接して締結用のフランジを設けるものもあったが、本実施形態の構成によれば、この別ピースが不要になり、製造コストの削減が図れる。また、溶接に伴う材料の耐食性悪化を回避するための処理（溶接による鋭敏化を解消するための熱処理等）を不要にでき、これによっても製造コストの削減が図れる。
【００５８】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車に搭載される可変容量型ターボチャージャにおけるタービンハウジング２３と排気管９との組み付け構造として本発明を適用した場合について説明した。本発明は、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるターボチャージャに対しても適用可能である。また、上記可変ノズルベーン機構を備えていないターボチャージャに対しても本発明は適用可能である。更には、ターボチャージャハウジング２を構成している上記コンプレッサハウジング２１と吸気管との組み付け構造として本発明を適用することも可能である。併せて、外側ハウジング６の屈曲部６５（フランジ部に相当）と排気管９のフランジ部９２との関係を逆にする構造も適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ターボチャージャのタービンハウジングを構成する内側ハウジング及び外側ハウジングと、排気管とを溶接や複数のボルトナットを用いることなく一体的に組み付けるための組み付け構造に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１ ターボチャージャ
２ ターボチャージャハウジング
２３ タービンハウジング
５ 内側ハウジング
５４ｂ 係止溝（係止部）
６ 外側ハウジング
６５ 屈曲部（フランジ部）
６６ 係止部
７ クランプ装置（締結具）
９ 排気管（配管）
９２ フランジ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用エンジン等に適用されるターボチャージャのハウジング（以下、ターボチャージャハウジングと呼ぶ場合もある）と配管とを一体的に組み付ける構造に係る。特に、本発明は、上記両者の組み付け作業性の改善を図るための対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用エンジン等に適用されるターボチャージャ（過給機）は、タービンホイールと、コンプレッサホイール（コンプレッサインペラとも呼ばれる）とをタービンシャフト（ロータシャフトとも呼ばれる）により連結し、これらをターボチャージャハウジング内に収納した構成となっている。また、このターボチャージャハウジングは、上記タービンシャフトを回転自在に支持するセンタハウジングと、上記タービンホイールを収容するタービンハウジングと、上記コンプレッサホイールを収容するコンプレッサハウジングとが一体的に組み付けられた構成となっている。
【０００３】
そして、上記タービンハウジング内に形成された排気ガス流路を通過する排気ガスの圧力を受けてタービンホイールが回転し、タービンシャフトを介してコンプレッサホイールが回転する。これにより、コンプレッサハウジング内の吸入空気流路に導入された吸入空気を過給、すなわち圧縮して吸気マニホールドに向けて吐出するようになっている。
【０００４】
また、上記タービンハウジング内の排気ガス流路を通過した排気ガスは排気管を経て排出されるようになっているため、これらタービンハウジングと排気管とは排気ガスの漏れが生じないように高いシール性を確保した状態で接続しておく必要がある。そして、このタービンハウジングと排気管との接続は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているように別ピースのフランジをそれぞれ介して行われているのが一般的であった。
【０００５】
上記特許文献１及び特許文献２に開示されているタービンハウジングと排気管との接続構造として具体的には、タービンハウジングを内側ハウジングと外側ハウジングとによって構成しておき、これら両ハウジングにおける排気管側（タービン出口側）の端部を互いに重ね合わせて溶接する。そして、これら内側ハウジング及び外側ハウジングのうちの一方（例えば外側ハウジング）に別ピースのフランジを溶接すると共に、排気管にも別ピースのフランジを溶接し、フランジ同士をボルト締め等の締結によって接続した構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２７９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述の如くタービンハウジングを構成する内側ハウジングと外側ハウジングとを互いに溶接すると共にタービンハウジングに対して排気管を別ピースの両フランジを介して接続するといった従来構造では、溶接箇所が多く、これら部材の組み付け作業性の簡素化を図るには限界があった。
【０００８】
尚、上記コンプレッサハウジングと吸気管との接続も上記従来構造（タービンハウジングと排気管との接続構造）と同様に別ピースの両フランジを介した接続によって行われており、この場合においても溶接箇所が多く、これら部材の組み付け作業性の簡素化を図るには限界があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ターボチャージャハウジングと配管とを一体的に組み付けるに際し、その組み付け作業の簡素化を図ることができる組み付け構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための解決手段としては、本発明は、ターボチャージャハウジングの構成部材としての内側ハウジング及び外側ハウジングと、配管とを一体的に組み付ける組み付け構造を前提とする。そして、上記外側ハウジング及び配管に、それぞれ互いに重ね合わされるフランジ部を設ける一方、内側ハウジングに、上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部の内周側部分を係止する係止部を設ける。また、上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部の内周側部分が内側ハウジングの係止部に係止され、上記外側ハウジングのフランジ部と配管のフランジ部とが、これらフランジ部同士が近接する方向への押圧力を作用させる締結具によって締結されることにより、内側ハウジング及び外側ハウジングと、配管とを一体的に組み付けている。
【００１１】
この特定事項により、外側ハウジング及び配管の各フランジ部同士が締結具からの押圧力によって高い接触力で接触することになり、外側ハウジングと配管との間に高いシール性が確保された状態でこれら両者が接続される。また、内側ハウジングは係止部によって外側ハウジングまたは配管に係止されているため、これらハウジング同士の組み付けまたは内側ハウジングと配管との組み付けも良好に行われている。このように、従来構造において必要とされていたターボチャージャハウジングと配管との組み付け部分における溶接作業やボルトの締結作業を必要とすることなしに十分なシール性の確保と確実な接続構造とを得ることができ、ターボチャージャハウジングと配管との組み付け作業性の改善を図ることができる。
【００１２】
より具体的には、上記内側ハウジングに設けられている係止部を、この内側ハウジングの外周面が凹陥されて成る係止溝とする。また、上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部を、板金の折り曲げ加工により形成し、締結具からの押圧力を受けることにより弾性変形して配管または外側ハウジングのフランジ部に当接する構成としている。
【００１３】
この構成によれば、内側ハウジングと外側ハウジングまたは配管との係止を容易に行うことができ、これらハウジング同士の組み付け作業または内側ハウジングと配管との組み付け作業が容易である。また、外側ハウジングと配管との接続部分では、外側ハウジングまたは配管のフランジ部の弾性変形を伴って各フランジ部同士が高い接触力で接触しているため、周方向の全体に亘って高いシール性を確保することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、ターボチャージャハウジングと配管との組み付け部分における溶接作業やボルトの締結作業を不要にできるため、組み付け作業性の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るターボチャージャ及び排気管を示す断面図である。
【図２】タービンハウジングと排気管との組み付け箇所を拡大して示す断面図である。
【図３】クランプ装置を示す図である。
【図４】タービンハウジングと排気管との組み付け前の状態を示す要部拡大図である。
【図５】タービンハウジングと排気管との組み付け作業において、クランプ装置の締結開始時の状態を示す要部拡大図である。
【図６】タービンハウジングと排気管との組み付け作業完了状態を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車に搭載される可変容量型ターボチャージャにおけるタービンハウジングと排気管との組み付け構造として本発明を適用した場合について説明する。
【００１７】
−ターボチャージャの全体構成−
図１は、本実施形態に係るターボチャージャ１及び排気管（配管）９を示す断面図であり、図２は、このターボチャージャ１のタービンハウジング２３と排気管９との組み付け箇所を拡大して示す断面図である。
【００１８】
上記ターボチャージャ１は、ターボチャージャハウジング２と、このターボチャージャハウジング２の内部に収納されたタービン３とを備えている。このタービン３は、タービンシャフト３１と、このタービンシャフト３１の一端側（図１における左側）に取付けられたコンプレッサホイール３２と、タービンシャフト３１の他端側（図１における右側）に取付けられたタービンホイール３３とにより構成され、ターボチャージャハウジング２によって回転自在に支持されている。
【００１９】
上記ターボチャージャハウジング２は、上記コンプレッサホイール３２を収容するコンプレッサハウジング２１と、上記タービンシャフト３１を回転自在に支持するセンタハウジング（ベアリングハウジング）２２と、タービンホイール３３を収容するタービンハウジング２３とが一体的に組み付けられて構成されている。つまり、中央のセンタハウジング２２の両側にコンプレッサハウジング２１及びタービンハウジング２３がそれぞれ組み付けられた構成となっている。
【００２０】
上記コンプレッサハウジング２１は、中央部（軸心部分）から空気を取り入れて外周側へ放出することが可能な形状となっている。また、このコンプレッサハウジング２１内に収納されているコンプレッサホイール３２は、ロックナット３２ａによってタービンシャフト３１に固定されており、このタービンシャフト３１とともに一体的に回転する。コンプレッサホイール３２には複数のコンプレッサブレード３２ｂ，３２ｂ，…が設けられており、コンプレッサホイール３２が回転すると、このコンプレッサブレード３２ｂ，３２ｂ，…により、空気が遠心力により半径方向外側に加速されて圧縮（過給）されるようになっている。
【００２１】
尚、上記コンプレッサホイール３２に隣接してシールリングカラー３２ｃが配置されている。このシールリングカラー３２ｃは上記タービンシャフト３１を取り囲む形状となっている。
【００２２】
上記センタハウジング２２はターボチャージャ１の軸心方向の略中央部に配設されている。このセンタハウジング２２にはスラストベアリング２２ａが設けられている。このスラストベアリング２２ａは上記タービンシャフト３１のスラスト方向の荷重を受け止めるためのベアリングであり、オイルなどにより潤滑される。
【００２３】
上記センタハウジング２２には、タービンシャフト３１の回転を保持するためのフローティングベアリング２２ｂが設けられている。このフローティングベアリング２２ｂはタービンシャフト３１のラジアル方向の荷重を保持する。フローティングベアリング２２ｂとタービンシャフト３１との間には油膜が介在しており、フローティングベアリング２２ｂがタービンシャフト３１に直接接触しないようになっている。さらに、フローティングベアリング２２ｂとセンタハウジング２２との間にも油膜が存在し、フローティングベアリング２２ｂがセンタハウジング２２と直接接触しないようになっている。このフローティングベアリング２２ｂはリテーナリング２２ｃにより位置決めされている。また、このセンタハウジング２２の内部には、ターボチャージャ１を冷却するための冷却水が流通する冷却水通路Ｗが形成されている。
【００２４】
上記タービンハウジング２３は、例えば鋳物で成る内側ハウジング５（内側支柱部とも呼ばれる）と板金で成る外側ハウジング６（外側シェルとも呼ばれる）との２つの部材が一体的に組み付けられた構成となっている。外側ハウジング６を板金製とすることによりターボチャージャ１全体の軽量化が図られている。
【００２５】
また、このタービンハウジング２３は、外周側から流入した排気ガスを、中央部（軸心部分）を通過させて排気管９に排出することが可能な形状となっている。つまり、このタービンハウジング２３の内部には、上記内側ハウジング５と外側ハウジング６との間に形成されるタービンハウジング渦室Ｘが設けられており、このタービンハウジング渦室Ｘに排気が供給され、この排気が、このタービンハウジング渦室Ｘから、タービンホイール３３を収容しているタービン室Ｙへ導入されることによりタービンホイール３３が回転するようになっている。そして、その回転力が、上記タービンシャフト３１を介してコンプレッサホイール３２に伝達されることで、上記吸気の過給が行われるようになっている。
【００２６】
また、タービンホイール３３の外周側には可変ノズルベーン機構４が配設されている。これにより、タービンホイール３３が回転するに際し、可変ノズルベーン機構４の各ノズルベーン４１，４１，…の回動位置が調整され、その回動角度を設定することにより、タービンハウジング渦室Ｘからタービン室Ｙへ向かう排気の流量及び流速を調整することが可能となっている。これにより、過給性能を調整することが可能になり、例えば、エンジンの低回転時にノズルベーン４１，４１，…同士の間の流路面積（スロート面積）を減少させるように各ノズルベーン４１，４１，…の回動位置を調整すれば、排気ガスの流速が増加して、エンジン低速域から高い過給圧を得ることができることになる。尚、上記可変ノズルベーン機構の具体構成については周知であるため、ここでの説明は省略する。
【００２７】
−タービンハウジング２３と排気管９との組み付け構造−
次に、本実施形態において特徴とする構造であるタービンハウジング２３と排気管９との組み付け構造について説明する。以下の説明では、図１及び図２における右側を「排気管側」または「タービン出口側」と呼び、左側を「センタハウジング側」と呼ぶこととする。
【００２８】
（内側ハウジング５）
図２に示すように、上記タービンハウジング２３を構成している内側ハウジング５は、この内側ハウジング５の外周側部分であって半径方向に延びる外周部５１と、この外周部５１の半径方向内側端部から排気管側（タービン出口側）に向かって延びる外側筒部５２と、この外側筒部５２の排気管側の端部から半径方向内側に向かって延びる内周部５３と、この内周部５３の半径方向内側端部から排気管側に向かって延びる内側筒部５４とを備えている。
【００２９】
上記外周部５１の外周面５１ａは、外側ハウジング６の外周端を溶接により固定するための固定面として利用されている。
【００３０】
また、上記外側筒部５２の一部には半径方向に延びる貫通孔５２ａが形成されており、この貫通孔５２ａによって上記タービンハウジング渦室Ｘとタービン室Ｙとが連通されている。つまり、タービンハウジング渦室Ｘに流れ込んだ排気ガスを、この貫通孔５２ａからタービン室Ｙに導入するようになっている。
【００３１】
上記内周部５３は、上記外側筒部５２と共に上記可変ノズルベーン機構４の収容空間及びタービン室Ｙを形成している。
【００３２】
上記内側筒部５４は、外径寸法が排気管９の外径寸法よりも僅かに小さく（小径に）設定されていると共に、内径寸法は排気管９の内径寸法に略一致している。
【００３３】
また、この内側筒部５４の特徴とする構成として、その外周面５４ａの先端部（排気管側の先端部）近傍であって、この先端部から所定寸法だけ後退した位置（センタハウジング側に後退した位置）には、その周方向に亘って連続した係止溝５４ｂが形成されている。この係止溝５４ｂの深さ寸法は、内側筒部５４の剛性を十分に確保できる寸法として設定されており、例えば、内側筒部５４の板厚寸法に対して１／２程度に設定されている。また、この係止溝５４ｂの長さ寸法（内側筒部５４の軸線に沿う方向の寸法）は、この内側筒部５４の長さ寸法に対して１／４程度に設定されている。尚、この長さ寸法は、後述する外側ハウジング６に形成されている係止部６６が嵌り込むことが可能な寸法として設定されている。この係止溝５４ｂが本発明でいう内側ハウジング５の係止部に相当している。
【００３４】
（外側ハウジング６）
一方、上記タービンハウジング２３を構成しているもう一つの部材である外側ハウジング６は、金属製板材のプレス加工によって成形されている。具体的に、この外側ハウジング６の構成としては、この外側ハウジング６の外周側部分であってタービンハウジング２３の軸線に沿って（図２の左右方向に）延びる外側筒部６１と、この外側筒部６１の排気管側の端部に連続し且つ排気管側に向かって膨出するように湾曲形成された湾曲部６２と、この湾曲部６２のセンタハウジング側の端部に連続し半径方向内側に向かって延びる内周部６３と、この内周部６３の半径方向内側端部から排気管側に向かって延びる内側筒部６４とを備えている。
【００３５】
外側ハウジング６の外側筒部６１は、そのセンタハウジング側の端部が上記内側ハウジング５における外周部５１の外周面５１ａに溶接により固定されている。これにより、内側ハウジング５と外側ハウジング６との外周部が一体的に接合されている。
【００３６】
また、この外側ハウジング６の外側筒部６１及び湾曲部６２は、上記内側ハウジング５の外周部５１及び外側筒部５２との間に周方向に亘る空間を形成しており、この空間が上記タービンハウジング渦室Ｘとなっている。
【００３７】
外側ハウジング６の内周部６３は、上記内側ハウジング５の内周部５３に対してその排気管側の側面に重ね合わされるか、または、僅かな寸法を存して対向するように配置されている。尚、この外側ハウジング６の内周部６３と内側ハウジング５の内周部５３とは接合されていない。
【００３８】
また、外側ハウジング６の内側筒部６４は、上記内側ハウジング５の内側筒部５４の外周面５４ａに重ね合わされるように位置されている。
【００３９】
そして、この外側ハウジング６の内側筒部６４の特徴とする構成として、上記内側ハウジング５に形成されている係止溝５４ｂに対向する位置には、屈曲部６５及び係止部６６が連続して形成されている。以下、これら屈曲部６５及び係止部６６の構成について説明する。
【００４０】
上記屈曲部６５は、内側筒部６４の一部が外周側に向けて折り曲げられた第１フランジ部６５ａと、この第１フランジ部６５ａの外周端から排気管側に折り曲げられた比較的小寸法の（内側筒部６４の軸線に沿う方向の寸法が比較的小寸法に設定された）水平部６５ｂと、この水平部６５ｂの排気管側端部から内周側に向けて折り曲げられた第２フランジ部６５ｃとにより形成されている。上記水平部６５ｂが設けられたことで第１フランジ部６５ａと第２フランジ部６５ｃとの間に僅かな空間が形成されており、これにより屈曲部６５は、外力（内側筒部６４の軸線に沿う方向の外力）が作用した際に、第１フランジ部６５ａと第２フランジ部６５ｃとの間隔寸法を変化させながら弾性変形（屈曲部６５の全体が内側筒部６４の軸線に沿って倒れ込むような弾性変形）が可能となっている。この屈曲部６５が本発明でいう外側ハウジング６のフランジ部に相当している。
【００４１】
一方、上記屈曲部６５に連続形成される上記係止部６６は、上記屈曲部６５の第２フランジ部６５ｃが上記係止溝５４ｂの内部にまで内周側に向けて延長され且つ排気管側に折り曲げられた形状となっている。この係止部６６の長さ寸法は、上記内側ハウジング５の係止溝５４ｂの長さ寸法よりも短く設定されており、この係止部６６の全体が係止溝５４ｂの内部に嵌り込むことが可能となっている。また、この係止部６６における排気管側の先端は、後述するクランプ装置（締結具）７からの押圧力を受けて上記係止溝５４ｂの縦壁５４ｃ（排気管側に位置する縦壁）に押圧されている。このクランプ装置７により発生する押圧力については後述する。
【００４２】
（排気管９）
一方、上述の如く構成されたタービンハウジング２３に組み付けられる排気管９は、その先端部（タービンハウジング２３に組み付けられた状態でのセンタハウジング側の先端部）の形状に特徴がある。以下、具体的に説明する。
【００４３】
この排気管９の先端部には、上記内側ハウジング５に形成されている内側筒部５４の先端部分（排気管側の先端部分）が挿入される溝部９１と、タービンハウジング２３に組み付けられた状態で上記外側ハウジング６の屈曲部６５が当接するフランジ部９２とが形成されている。
【００４４】
上記溝部９１は、排気管９の内径寸法が先端部分においてのみ大径とされることによって形成されている。この先端部分における内径の拡大寸法（溝部９１の半径方向の深さ寸法）は上記内側ハウジング５の内側筒部５４の板厚寸法に略一致している。また、この溝部９１の長さ寸法（排気管９の軸線に沿う方向の寸法）は、この溝部９１の縦壁９１ａに上記内側ハウジング５の内側筒部５４の先端（排気管側の先端）が当接した状態で、且つ上記外側ハウジング６の屈曲部６５に外力が作用していない状態（図５に示す状態を参照）において、この屈曲部６５と上記フランジ部９２との間に僅かな隙間が生じる程度の寸法に設定されている。
【００４５】
一方、排気管９のフランジ部９２は、断面が略台形状の突起として形成されている。具体的には、センタハウジング側に面する壁面であって排気管９の軸心に対して直交する方向に延びる当接面９２ａと、この当接面９２ａの外周端から排気管９の軸心に沿う方向に延びる比較的小寸法の水平面９２ｂと、この水平面９２ｂの端部から内周側に向かって延びる傾斜面９２ｃとを有している。この傾斜面９２ｃは外周端から内周端に向かって排気管９の基端部側（排気流れ方向の下流側：図２における右側）に傾斜するテーパ面として形成されている。
【００４６】
（クランプ装置７）
次に、上述の如く構成された内側ハウジング５、外側ハウジング６及び排気管９を一体的に組み付けるためのクランプ装置７について説明する。図３は、このクランプ装置７の正面図（タービンハウジング２３と排気管９とを組み付けた場合に、タービンハウジング２３の軸線に沿った方向から見た図）である。
【００４７】
この図３に示すように、クランプ装置７は、ＶクランプまたはＶバンドとも呼ばれ、金属製で略半円弧状に形成された一対のクランプ材７１，７２がボルトＢ及びナットＮによって一体的に組み付けられた構成となっている。具体的に、各クランプ材７１，７２は、その周方向の両端部にフランジ７１ａ，７１ａ、７２ａ，７２ａがそれぞれ形成されており、これらフランジ７１ａ，７１ａ、７２ａ，７２ａには板厚方向に貫通するボルト孔が形成されている。そして、各フランジ７１ａ，７２ａ同士を重ね合わせると共にそれぞれのボルト孔を位置合わせしてボルトＢを挿入し、このボルトＢをナットＮにねじ込むことによって各クランプ材７１，７２同士を接近させて所定の締結力を得る構成となっている。
【００４８】
また、これらクランプ材７１，７２の断面形状としては、図１及び図２に示すように、上記外側ハウジング６の内側筒部６４に形成されている屈曲部６５及び上記排気管９に形成されているフランジ部９２を共に嵌め込み可能な凹部を内周側に設けた構成となっている。具体的には、図１に示すように、内周側に向かって外側に拡がるように傾斜された各側壁７１ｂ，７１ｂ、７２ｂ，７２ｂと、これら側壁７１ｂ，７１ｂ、７２ｂ，７２ｂの外周端同士を連結する連結部７１ｃ，７２ｃとを備えた形状となっている。各側壁７１ｂ，７１ｂ、７２ｂ，７２ｂの内面の傾斜角度は、上記排気管９に形成されているフランジ部９２の傾斜面９２ｃの傾斜角度に略一致するように設定されている。
【００４９】
−タービンハウジング２３と排気管９との組み付け作業−
次に、上述の如く構成されたタービンハウジング２３と排気管９とをクランプ装置７によって一体的に組み付けるための組み付け作業について図４〜図６に沿って説明する。
【００５０】
先ず、図４に示すように、内側ハウジング５に対して、その排気管側から外側ハウジング６を重ね合わせる。具体的には、内側ハウジング５の外周部５１の外周面５１ａに対して外側ハウジング６の外側筒部６１の外周端を重ね合わせる。また、内側ハウジング５の内周部５３に対してその排気管側の側面に外側ハウジング６の内周部６３を重ね合わせる。更に、内側ハウジング５の内側筒部５４の外周面５４ａに対して外側ハウジング６の内側筒部６４を重ね合わせる。
【００５１】
また、このように内側ハウジング５の内側筒部５４の外周面５４ａに対して外側ハウジング６の内側筒部６４を重ね合わせる際、外側ハウジング６に形成されている係止部６６の全体を内側ハウジング５の係止溝５４ｂの内部に嵌め込んでおく（図５の嵌め込み状態を参照）。
【００５２】
次に、図５に示すように、内側ハウジング５の外周部５１の外周面５１ａに対して外側ハウジング６の外側筒部６１の外周端を溶接により接合する。
【００５３】
また、内側ハウジング５に対して排気管９を嵌め合わせる。この排気管９の嵌め合わせ作業としては、排気管９に形成されている上記溝部９１内に、内側ハウジング５に形成されている内側筒部５４の先端部分（排気管側の先端部分）を挿入する。この際、溝部９１の縦壁９１ａに内側ハウジング５の内側筒部５４の先端が当接する位置まで内側ハウジング５を挿入する。この状態では、上記外側ハウジング６の屈曲部６５には外力が作用しておらず、この屈曲部６５と排気管９のフランジ部９２との間に僅かな隙間が生じている。
【００５４】
この状態で、上記外側ハウジング６の屈曲部６５及び排気管９のフランジ部９２の外周側にクランプ装置７を装着する。
【００５５】
このクランプ装置７のボルトＢをナットＮにねじ込んでいき（図３を参照）、各クランプ材７１，７２同士を接近させていくと、上記外側ハウジング６の屈曲部６５及び排気管９のフランジ部９２に対して内周側に向かう押圧力が作用する（図５に示す矢印αを参照）。また、上述した如く、各クランプ材７１，７２の各側壁７１ｂ，７１ｂ、７２ｂ，７２ｂの内面は傾斜面となっているため、各クランプ材７１，７２が外側ハウジング６の屈曲部６５及び排気管９のフランジ部９２に対して内周側に向かう押圧力を作用させるのに伴って、これら屈曲部６５及びフランジ部９２は、クランプ材７１，７２の各側壁７１ｂ，７１ｂ、７２ｂ，７２ｂから軸心に沿う方向（図５における左右方向）内向きの押圧力を受けることになる（図５に示す矢印βを参照）。これにより、上記屈曲部６５は、第１フランジ部６５ａと第２フランジ部６５ｃとの間隔寸法を小さくしながら排気管９のフランジ部９２に向かって弾性変形（屈曲部６５の全体が排気管９のフランジ部９２に向かって倒れ込むように弾性変形）する。
【００５６】
そして、上記ボルトＢのねじ込みが完了した状態では、図６に示すように、屈曲部６５の第２フランジ部６５ｃが排気管９のフランジ部９２の当接面９２ａに比較的高い圧力で接触した状態となっており、この部分で高いシール性が得られることになる。また、この状態では、上記係止部６６の先端も上記係止溝５４ｂの縦壁５４ｃに比較的高い圧力で接触した状態となっており、この部分でも高いシール性が得られることになる。このように係止部６６の先端が係止溝５４ｂの縦壁５４ｃに押圧されていることで、内側ハウジング５の内側筒部５４の先端も排気管９に向けて押圧されることになるので、これら内側ハウジング５と排気管９との間にも高いシール性が得られることになる。
【００５７】
以上の作業によってタービンハウジング２３と排気管９とが組み付けられることにより、外側ハウジング６と排気管９との間の高いシール性の確保、内側ハウジング５と排気管９との間の高いシール性の確保、外側ハウジング６と内側ハウジング５との確実な接続、タービンハウジング２３と排気管９との確実な接続を図ることができる。つまり、従来構造において必要とされていた排気管接続部分における溶接作業を必要とすることなしに十分なシール性の確保と確実な接続構造とを得ることができることになり、ターボチャージャハウジング２と排気管９との組み付け作業性の改善を図ることができる。また、従来では、この排気管の接続部分に別ピースを溶接して締結用のフランジを設けるものもあったが、本実施形態の構成によれば、この別ピースが不要になり、製造コストの削減が図れる。また、溶接に伴う材料の耐食性悪化を回避するための処理（溶接による鋭敏化を解消するための熱処理等）を不要にでき、これによっても製造コストの削減が図れる。
【００５８】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車に搭載される可変容量型ターボチャージャにおけるタービンハウジング２３と排気管９との組み付け構造として本発明を適用した場合について説明した。本発明は、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるターボチャージャに対しても適用可能である。また、上記可変ノズルベーン機構を備えていないターボチャージャに対しても本発明は適用可能である。更には、ターボチャージャハウジング２を構成している上記コンプレッサハウジング２１と吸気管との組み付け構造として本発明を適用することも可能である。併せて、外側ハウジング６の屈曲部６５（フランジ部に相当）と排気管９のフランジ部９２との関係を逆にする構造も適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ターボチャージャのタービンハウジングを構成する内側ハウジング及び外側ハウジングと、排気管とを溶接や複数のボルトナットを用いることなく一体的に組み付けるための組み付け構造に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１ ターボチャージャ
２ ターボチャージャハウジング
２３ タービンハウジング
５ 内側ハウジング
５４ｂ 係止溝（係止部）
６ 外側ハウジング
６５ 屈曲部（フランジ部）
６６ 係止部
７ クランプ装置（締結具）
９ 排気管（配管）
９２ フランジ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャハウジングの構成部材としての内側ハウジング及び外側ハウジングと、配管とを一体的に組み付ける組み付け構造において、
上記外側ハウジング及び配管に、それぞれ互いに重ね合わされるフランジ部が設けられている一方、内側ハウジングには、上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部の内周側部分を係止する係止部が設けられており、
上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部の内周側部分が内側ハウジングの係止部に係止され、上記外側ハウジングのフランジ部と配管のフランジ部とが、これらフランジ部同士が近接する方向への押圧力を作用させる締結具によって締結されることにより、内側ハウジング及び外側ハウジングと、配管とが一体的に組み付けられていることを特徴とするターボチャージャハウジングと配管との組み付け構造。
【請求項２】
請求項１記載のターボチャージャハウジングと配管との組み付け構造において、
上記内側ハウジングに設けられている係止部は、この内側ハウジングの外周面が凹陥されて成る係止溝であり、
上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部は、板金の折り曲げ加工により形成されていて、締結具からの押圧力を受けることにより弾性変形して配管または外側ハウジングのフランジ部に当接していることを特徴とするターボチャージャハウジングと配管との組み付け構造。
【請求項１】
ターボチャージャハウジングの構成部材としての内側ハウジング及び外側ハウジングと、配管とを一体的に組み付ける組み付け構造において、
上記外側ハウジング及び配管に、それぞれ互いに重ね合わされるフランジ部が設けられている一方、内側ハウジングには、上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部の内周側部分を係止する係止部が設けられており、
上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部の内周側部分が内側ハウジングの係止部に係止され、上記外側ハウジングのフランジ部と配管のフランジ部とが、これらフランジ部同士が近接する方向への押圧力を作用させる締結具によって締結されることにより、内側ハウジング及び外側ハウジングと、配管とが一体的に組み付けられていることを特徴とするターボチャージャハウジングと配管との組み付け構造。
【請求項２】
請求項１記載のターボチャージャハウジングと配管との組み付け構造において、
上記内側ハウジングに設けられている係止部は、この内側ハウジングの外周面が凹陥されて成る係止溝であり、
上記外側ハウジングまたは配管のフランジ部は、板金の折り曲げ加工により形成されていて、締結具からの押圧力を受けることにより弾性変形して配管または外側ハウジングのフランジ部に当接していることを特徴とするターボチャージャハウジングと配管との組み付け構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１０６３０３（Ｐ２０１１−１０６３０３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６００２７（Ｐ２００９−２６００２７）
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００１００８０５）アイシン高丘株式会社 (202)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００１００８０５）アイシン高丘株式会社 (202)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]