金属板涡轮壳体的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种金属板涡轮壳体，即使与排气导入管部(20)相连的涡轮壳体(10)被加热，涡轮壳体(10)也没有损伤的隐患，且不存在排气从排气导入管部(20)与涡轮壳体(10)之间的间隙漏出的隐患，该金属板涡轮壳体构成为具备：涡旋部(11)，其由金属板形成，并且形成涡状的排气通路；排气导入管部(20)，其与所述涡旋部的形成为筒状的入口侧端部(15f)嵌合，并且向所述涡旋部(11)的所述排气通路(12a)导入排气；密封构件，其设置在所述涡旋部(11)的所述入口侧端部(15f)与所述排气导入管部(20)所嵌合的嵌合部，封堵在所述嵌合部形成的环状的间隙。
【专利说明】
金属板涡轮壳体
技术领域
[0001]本公开涉及在利用发动机的排气能量来对发动机产生增压压力的涡轮增压器中所采用的金属板制的涡轮壳体构造，尤其是涉及防止排气从在与涡旋的入口嵌合的排气导入管部和涡旋之间形成的间隙漏出的构造。
【背景技术】
[0002]以往，公知利用从发动机排出的排气能量来向进气歧管内供给加压空气从而提高输出的涡轮增压器。在以车载用为目的而装备并使用该涡轮增压器的情况下，尤其是从近些年的提高燃料经济性的观点出发，要求轻量化，并且，为了抑制对位于下游的催化剂供给的排气温度的降低而要求低热容化，因此使用金属板制的涡轮壳体来代替以往的铸造制的涡轮壳体。
[0003]该涡轮壳体具有吸入发动机的排气而使用排气来使涡轮叶轮旋转的功能，因此在涡轮壳体的入口部分，被900 °C?1000 °C左右的排气加热。在涡轮壳体的出口部分，被温度降低至700°C的排气加热，该排气在通过涡轮叶轮时做功以使涡轮叶轮旋转，因而能量减少，温度降低。因此，涡轮壳体是温差大且温差致使每个部位的热变形差大的零件。
[0004]在这种每个部位的热变形差大的涡轮壳体中，由于连接设置于涡轮壳体的入口的配管的排气导入管部和与排气导入管部相连的涡轮壳体的入口周边的温差导致的热变形差，产生热膨胀约束力从而产生压缩热应力。而且，由于热应力的反复，与排气导入管部相连的涡轮壳体有产生裂纹等损伤的隐患。
[0005]另一方面，作为相关联的现有技术，提出了涉及金属板制的涡轮壳体构造的专利文献1、专利文献2所记载的内容。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:(日本)特开2013-164076号
[0009]专利文献2:(日本)特开2013-155646号
【发明内容】
[0010]发明所要解决的技术问题
[0011]在专利文献I所记载的涡轮壳体构造中，排气导入管部与涡轮壳体的入口一体连接，由于排气导入管部和与之相连的涡轮壳体的入口周边的温差造成的热变形差而产生压缩热应力，由于该热应力的反复，与排气导入管部相连的涡轮壳体有产生裂纹的隐患。
[0012]另外，专利文献2所记载的涡轮壳体构造中，相当于出口侧的涡轮壳体的引导管配设为与围绕涡轮叶轮的内侧壳体的出口侧端部重叠且能够伸缩。因此，即使引导管被加热而相对于内侧壳体伸长，也无需担心在引导管、内侧壳体上产生裂纹。然而，在引导管与内侧壳体重叠的部分存在间隙，排气可能会从该间隙漏出。尤其是在将涡轮壳体设置成相对于专利文献I所记载的排气导入管部能够伸缩的情况下，会在排气导入管部与涡轮壳体的入口之间形成间隙，排气可能会从该间隙漏出而使涡轮的效率降低。
[0013]鉴于上述情形，本发明的至少若干实施方式的目的在于，提供一种金属板涡轮壳体，即使与排气导入管部相连的涡轮壳体被加热，在涡轮壳体上也不会产生裂纹，并且排气不会从排气导入管部与涡轮壳体之间的间隙漏出。
[0014]用于解决问题的技术方案
[0015]本发明的若干实施方式的金属板涡轮壳体，具备:
[0016]涡旋部，其由金属板形成，并且形成涡状的排气通路；
[0017]排气导入管部，其在所述涡旋部的形成为筒状的入口侧端部，向所述涡旋部的所述排气通路导入排气；
[0018]所述涡旋部的所述入口侧端部和所述排气导入管部构成为能够相对移动并且防止排气漏出。
[0019]根据上述金属板涡轮壳体，涡旋部的入口侧端部和排气导入管部构成为能够相对移动并且防止排气漏出，因此在高温的排气在涡旋部中流通时，即使涡旋部被排气加热而伸长，排气也不会从入口侧端部与排气导入管部之间泄漏，入口侧端部与排气导入管部相对移动。因此，能够实现不会由于热应力的反复而在涡旋部上产生裂纹等损伤且排气不会从入口侧端部与所述排气导入管部之间漏出的金属板涡轮壳体。
[0020]另外，在若干实施方式中，
[0021 ]所述涡旋部与所述排气导入管部分体构成，
[0022]所述排气导入管部与所述涡旋部的形成为筒状的入口侧端部嵌合，
[0023]所述金属板涡轮壳体具备密封构件，该密封构件设置在所述涡旋部的所述入口侧端部与所述排气导入管部所嵌合的嵌合部，封堵在所述嵌合部形成的环状的间隙。
[0024]在该情况下，涡旋部与排气导入管部分体构成，排气导入管部与涡旋部的形成为筒状的入口侧端部嵌合，并且设有封堵在涡旋部的入口侧端部与排气导入管部所嵌合的嵌合部形成的环状的间隙的密封构件，因此，在高温的排气在涡旋部中流通时，即使涡旋部被排气加热而伸长，涡旋部也能够相对于排气导入管部移动。另外，即使在涡旋部与排气导入管部嵌合的嵌合部形成有间隙，也能够利用闭塞构件来封堵该间隙。因此，不会在涡旋部上产生热应力。因此，能够实现不会由于该热应力的反复而在涡旋部产生裂纹等损伤，并且排气不会从排气导入管部与涡轮壳体之间的间隙漏出的金属板涡轮壳体。
[0025]另外，在若干实施方式中，
[0026]所述密封构件是沿着所述环状的间隙配置、并且形成为在所述嵌合部的高压侧能够扩开的密封部件。
[0027]在该情况下，密封部件形成为在嵌合部的高压侧能够扩开，因此在排气要进入间隙内时，密封部件被排气向扩开的方向按压而扩张。因此，密封部件能够与涡旋部和排气导入管部更紧密地贴合，能够更可靠地封堵间隙。需要说明的是，密封部件优选使用环状的密封环。
[0028]另外，在若干实施方式中，
[0029]所述密封部件由金属材料形成，从剖面看形成为V形、U形或C形，开口的一侧的端部朝向与所述涡旋部的入口相反的一侧方向配设。
[0030]在该情况下，由于密封部件由金属材料形成，即使在排气温度较高的情况下(例如，约900 °C?1000°C)，也能够发挥密封部件的功能。另外，密封部件从剖面看形成为V形、U形或C形，开口的一侧的密封部件的端部朝向与涡旋部的入口相反的一侧方向配设，因此在排气具有进入间隙内的趋势时，排气与密封部件的呈V形开口侧的面接触而将密封部件向使其扩开的方向按压而使其扩张。因此，密封部件与涡旋部和排气导入管部更紧密地贴合，能够更可靠地封堵间隙。
[0031]另外，在若干实施方式中，
[0032]所述排气导入管部具有与所述涡旋部的所述入口侧端部嵌合的筒状的导入管主体部，
[0033]所述密封构件安装于在构成所述嵌合部的所述排气导入部的所述导入管主体部的外周面呈环状设置的凹槽内，并且形成为从内侧对与所述外周面相对的所述涡旋部的所述入口侧端部的内周面施力。
[0034]在该情况下，密封构件安装于在构成嵌合部的排气导入部的导入管主体部的外周面呈环状设置的凹槽内，并且形成为从内侧对与外周面相对的涡旋部的入口侧端部的内周面施力，因此即使在涡旋部被加热而伸长了的情况下，也能够防止密封构件相对于排气导入管部错开的隐患。另外，密封构件从内侧对涡旋部的所述入口侧端部的内周面施力，因此即使在涡旋部被加热而伸长的情况下，也能够封堵涡旋部与排气导入管部之间的间隙。
[0035]另外，在若干实施方式中，
[0036]在所述涡旋部的所述入口侧端部，设有随着朝向所述涡旋部的入口侧而向径向外侧扩开的环状扩开部，
[0037]所述排气导入管部具有:筒状的导入管主体部，其与所述涡旋部的入口侧端部嵌合;连接部，其设置在该导入管主体部的一端部，用于与排气歧管、发动机等连接；
[0038]所述连接部构成为向径向外侧突出而形成为环状的凸缘状，
[0039]所述密封构件是能够弹性变形且形成为环状，安装于所述导入管主体部并且被所述环状扩开部向所述连接部侧施力，从而与所述排气导入管部的所述导入管主体部的外周面和所述连接部的内面接触的密封部件。
[0040]在该情况下，密封构件能够弹性变形且形成为环状，安装于导入管主体部，并且被环状扩开部向连接部侧施力，从而与排气导入管部的导入管主体部的外周面和连接部的内面接触，因此能够使密封部件与导入管主体部的外周面和连接部的内面这两个面相接触。因此，能够可靠地封堵涡旋部与排气导入管部之间的间隙。另外，在涡旋部被加热而向伸长侧延伸时，密封部件被环状扩开部压缩而弹性变形，与导入管主体部的外周面和连接部的内面更紧密地贴合。因此，能够更可靠地封堵涡旋部与排气导入管部之间的间隙。需要说明的是，通过利用云母形成密封部件，能够在流动有温度较低(例如，大约900°C以下)的排气的涡轮增压器中使用云母制的密封部件。
[0041]另外，在若干实施方式中，
[0042]所述排气导入管部具有:筒状的导入管主体部，其与所述涡旋部的入口侧端部嵌合;连接部，其设置在该导入管主体部的一端部，用于与排气歧管、发动机等连接；
[0043]所述密封构件，一端部与所述涡旋部的所述入口侧端部的周缘端和所述排气导入管部的所述连接部的径向内侧周缘端中的任一方连接，另一端部与所述排气导入管部的所述导入管主体部的外周面和所述涡旋部的入口侧端部的内周面中的另一方弹性接触。
[0044]在该情况下，密封构件的一端部与涡旋部的入口侧端部的周缘端和排气导入管部的连接部的径向内侧周缘端中的任一方连接，另一端部与排气导入管部的导入管主体部的外周面和涡旋部的入口侧端部的内周面中的另一方弹性接触，因此即使在涡旋部被排气加热而伸长的情况下，密封构件也能够维持相对于排气导入管部或涡旋部接触的状态。因此，即使涡旋部伸长，也能够利用密封构件使排气导入管部与涡旋部之间的间隙始终处于被封堵的状态。
[0045]另外，在若干实施方式中，
[0046]在所述密封构件的另一端部，设有折曲部，该折曲部具有与所述排气导入管部的所述导入管主体部的外周面和所述涡旋部的入口侧端部的内周面中的任一面接触的接触面。
[0047]在该情况下，在密封构件的另一端部设有折曲部，该折曲部具有与排气导入管部的导入管主体部的外周面和涡旋部的入口侧端部的内周面中的任一面接触的接触面，因此密封构件的另一端部经由接触面与导入管主体部的外周面和涡旋部的入口侧端部的内周面中的任一面接触。因此，能够使密封构件的另一端部可靠地与导入管主体部的外周面和涡旋部的入口侧端部的内周面中的任一方接触。
[0048]另外，在若干实施方式中，
[0049]所述排气导入管部具有:筒状的导入管主体部，其与所述涡旋部的入口侧端部嵌合;连接部，其设置在该导入管主体部的一端部，用于与排气歧管、发动机等连接；
[0050]所述密封构件构成为具有内螺纹部和外螺纹部，
[0051]所述内螺纹部设置在构成所述嵌合部的所述涡旋部的所述入口侧端部的内周面，
[0052]所述外螺纹部设置在构成所述嵌合部的所述排气导入管部的所述导入管主体部的外周面，并且能够与所述内螺纹部螺纹结合。
[0053]在该情况下，密封构件构成为具有内螺纹部和外螺纹部，该内螺纹部设置于构成嵌合部的涡旋部的入口侧端部的内周面，该外螺纹部设置于构成嵌合部的排气导入管部的导入管主体部的外周面，并能够与内螺纹部螺纹结合，因此在涡旋部被加热而伸长的情况下，通过内螺纹部和外螺纹部之间的间隙来吸收涡旋部的伸长。因此，能够防止在涡旋部上产生裂纹等损伤。另外，在内螺纹部与外螺纹部之间，形成有螺旋状的间隙，因此即使排气进入内螺纹部与外螺纹部之间，螺旋状的间隙也能够发挥迷宫效应而阻止排气的移动，能够防止排气的泄漏。
[0054]另外，在若干实施方式中，
[0055]所述排气导入管部具有:筒状的导入管主体部，其与所述涡旋部的入口侧端部嵌合;连接部，其设置在该导入管主体部的一端部，用于与排气歧管、发动机等连接；
[0056]所述密封构件具备蛇纹管状胴部，该蛇纹管状胴部设置在与构成所述嵌合部的所述涡旋部的所述入口侧端部相对的一侧而包围所述排气导入管部的所述导入管主体部，
[0057]所述蛇纹管状胴部的刚性比所述涡旋部低，
[0058]所述蛇纹管状胴部的两端与所述涡旋部的所述入口侧端部的周缘部和所述排气导入管部的所述导入管主体部的外周面接合。
[0059]在该情况下，密封构件具备蛇纹管状胴部，该蛇纹管状胴部设置在与构成嵌合部的涡旋部的入口侧端部相对的一侧而包围排气导入管部的导入管主体部，蛇纹管状胴部的刚性比涡旋部低，蛇纹管状胴部的两端与涡旋部的入口侧端部的周缘部和排气导入管部的导入管主体部的外周面接合，因此在涡旋部被加热而伸长的情况下，能够通过蛇纹管状胴部来吸收涡旋部的伸长。因此，能够防止在涡轮壳体上产生裂纹。另外，密封构件的两端与涡旋部的入口侧端部的周缘部和排气导入管部的导入管主体部的外周面接合，因此涡旋部的入口侧端部与排气导入管部之间的间隙被完全封堵。因此，能够可靠地防止排气从涡旋部与排气导入管部之间漏出。
[ΟΟ?Ο]另外，在若干实施方式中，
[0061]所述涡旋部由线膨胀系数比与所述涡旋部嵌合的所述排气导入管部的所述导入管主体部的线膨胀系数小的材料形成。
[0062]在该情况下，涡旋部由线膨胀系数比与涡旋部嵌合的排气导入管部的导入管主体部的线膨胀系数小的材料形成，因此在涡旋部被加热时，排气导入管部的变形比涡旋部的变形大，因此能够使排气导入管部的外周面与涡旋部的内周面紧密贴合。因此，能够更可靠地消除涡旋部与排气导入管部之间的间隙，能够更可靠地防止排气泄漏。
[0063]另外，在若干实施方式中，
[0064]所述涡旋部与所述排气导入管部一体构成，
[0065]所述金属板涡轮壳体具备:
[0066]连接部，其在所述导入管部的入口侧端部用于与排气歧管、发动机等连接；
[0067]波纹管状的环状突出部，其设置在所述导入管部的所述连接部侧，沿着所述涡旋部的周向向径向外侧突出。
[0068]在该情况下，涡旋部与排气导入管部一体构成，金属板涡轮壳体具备:连接部，其在导入管部的入口侧端部，用于与排气歧管、发动机等连接;波纹管状的环状突出部，其设置在导入管部的所述连接部侧，沿着涡旋部的周向向径向外侧突出，因此在涡旋部被加热时涡旋部伸长的情况下，该伸长被波纹管状的环状突出部吸收。因此，不会在涡旋部上产生热应力，能够防止涡旋部由于热应力而破损。另外，涡旋部与排气导入管部一体地卡止，因此在涡旋部与排气导入管部之间没有间隙。因此，无须担心在涡轮壳体上产生损伤，并且能够实现排气不会漏出的金属板涡轮壳体。
[0069]发明的效果
[0070]根据本发明的至少若干实施方式，能够提供一种金属板涡轮壳体，无需担心在涡轮壳体产生裂纹、排气从排气导入管部与涡轮壳体之间的间隙漏出。
【附图说明】
[0071]图1(a)是本发明的第一实施方式的金属板涡轮壳体的部分剖视图，图1(b)是图1
(a)的A向视部分的放大图。
[0072]图2(a)是使用活塞环作为本发明的第一实施方式的闭塞构件的情况下的金属板涡轮壳体的部分剖视图，图2(b)是使用云母制的密封部件作为闭塞构件的情况下的金属板涡轮壳体的部分剖视图。
[0073]图3(a)是关于本发明的第二实施方式的、涡旋部的入口侧端部具备与排气导入管部弹性接触的闭塞构件的金属板涡轮壳体的部分剖视图，图3(b)是关于本发明的第二实施方式的、排气导入管部具备与涡旋部的入口侧端部弹性接触的闭塞构件的金属板涡轮壳体的部分剖视图。
[0074]图4是本发明的第三实施方式的在涡旋部和排气导入管部设有具备迷宫构造的闭塞构件的金属板涡轮壳体的部分剖视图。
[0075]图5是本发明的第四实施方式的构成闭塞构件的涡旋部和排气导入管部的线膨胀系数不同的情况下的金属板涡轮壳体的部分剖视图。
[0076]图6是本发明的第五实施方式的在涡旋部与排气导入管部之间设有蛇纹管状的闭塞构件的金属板涡轮壳体的部分剖视图。
[0077]图7是本发明的第六实施方式的涡旋部与排气导入管部一体化且设有波纹管状的环状突出部的金属板涡轮壳体的部分剖视图。
【具体实施方式】
[0078]【第一实施方式】
[0079]以下，按照附图，一边参照图1?图7，一边对本发明的金属板涡轮壳体的实施方式进行说明。在本实施方式中，以利用排气的能量使涡轮旋转、通过涡轮的旋转将由压缩机压缩后的空气送入内燃机的涡轮增压器为例进行说明。需要说明的是，在本实施方式中所记载的构成部件的材质、形状、其相对的配置等并非旨在将本发明的范围限定于此，只不过是单纯的说明例。
[0080]如图1(a)所示，涡轮增压器I具备:涡轮叶轮5，其与被未图示的轴承旋转自如地支承的涡轮轴3的一端部连结；涡轮壳体10，其围绕涡轮叶轮5。涡轮增压器I利用排气的能量来驱动涡轮叶轮5使其旋转，由此使与涡轮轴3的另一端部相连结的压缩机叶轮(未图示)旋转，从而将通过压缩机叶轮压缩后的空气送入内燃机。
[0081]涡轮壳体10具备涡旋部11和与涡旋部11的入口侧端部15f相连接的排气导入管部
20。涡旋部11构成为，通过将冲压加工后的两个金属板零件组合对该组合的部分进行焊接而在内部形成漩涡状的排气通路12a。涡旋部11具有涡旋主体部13和排气引导部15，涡旋主体部13形成漩涡状的排气通路12a，排气引导部15将排气向涡旋主体部13引导。
[0082]排气引导部15形成为筒状，在排气引导部15的内部形成有筒状的排气通路12b。在排气引导部15的入口侧端部15f嵌合有排气导入管部20。
[0083]排气导入管部20由金属材料(例如，不锈钢)形成，具有筒状的导入管主体部21和在导入管主体部21的一端部设置并且用于与排气歧管、发动机等连接的连接部23。如图1
(b)所示，导入管主体部21的轮廓形状与排气引导部15的入口侧端部15f的轮廓形状大致相似但比其稍小。因此，导入管主体部21以具有极小的间隙25的方式与排气引导部15的入口侧端部15f嵌合。因此，排气引导部15能够相对于导入管主体部21滑动。需要说明的是，在连接部23连接有供从内燃机排出的排气流动的排气管(未图示)。
[0084]在排气导入管部20的导入管主体部21的前端部，沿着导入管主体部21的轮廓形状设有台阶部21a。在该台阶部21a安装有密封部件27，该密封部件27与排气引导部15的内周面15b和台阶部21a的外周面相接触，并且封堵在排气引导部15与导入管主体部21之间形成的间隙25。密封部件27由金属材料(例如，不锈钢、镍合金等)形成，从剖面看形成为V形、U形或C形。密封部件27的开口侧的端部朝向与排气引导部15的入口 15a位于相反侧的方向配设。
[0085]因此，在排气通过排气导入管部20而在涡旋部11的排气通路12b中流动时，如果排气沿箭头B方向绕过而想要进入间隙25内，排气与密封部件27的开口侧的面接触而将密封部件27向使其扩开的方向按压。因而，密封部件27与排气引导部15的内周面15b和台阶部21a的外周面更紧密地贴合，能够可靠地封堵间隙25。因此，能够消除排气从间隙25漏出的隐患。
[0086]另外，优选所述导入管主体部21的轮廓形状和所述排气引导部15的入口侧端部15f的轮廓形状构成为大致圆形，所述密封部件为环状的密封环。
[0087]由此，排气的压力均等地施加于所述密封环，因此排气不会局部地压力上升，能够消除排气漏出的隐患。另外，能够通过使密封环为大致圆形来使密封环的每个部位的刚性均等，因此密封环沿着间隙而均等地扩开，能够消除排气漏出的隐患。
[0088]另外，通过排气导入管部20而流入排气引导部15内的排气的温度为900°C?1000°C左右，因此排气引导部15的变形(伸长)较大。若该变形(伸长)被束缚，则会在排气引导部15产生热应力，若该热应力反复，则存在排气引导部15产生裂纹等损伤的隐患。然而，如前所述，在排气引导部15与导入管主体部21之间形成有间隙25，排气引导部15能够相对于导入管主体部21移动。因此，即使排气引导部15被排气加热而变形(伸长)，由于排气引导部15会相对于导入管主体部21移动，因此不会在排气引导部15产生热应力，不存在排气引导部15因热应力而受损的隐患。
[0089]需要说明的是，如图2(a)所示，密封部件27可以是金属材料(例如，不锈钢)制的活塞环30。在该情况下，在排气导入管部20的导入管主体部21的前端侧的外周面21b，设有沿周向延伸并能够安装活塞环30的环状槽21c。通过使活塞环30在向环状槽21c安装时具有弹性地进行安装，能够将活塞环30牢固地安装于环状槽21c。活塞环30构成为其外周面与排气引导部15的内周面15b接触。
[0090]这样，通过在排气导入管部20设置活塞环30，与形成为从剖面看成为V形、U形或C形的密封部件27(参照图1(b))同样地，能够实现不存在排气从间隙25(参照图1(b))漏出的隐患，并且不存在排气引导部15因热应力而破损的隐患的金属板制的涡轮壳体10。
[0091]另外，如图2(b)所示，密封部件27也可以是云母制的密封部件33。该密封部件33的剖面形成为圆形而能够弹性变形。在该情况下，排气的温度的上限需要为700?800°C左右。这是因为，如果排气的温度超过该上限值，则云母会变质而导致密封部件33的功能受损。另夕卜，涡旋部11中，排气引导部15形成为双层结构。即，在排气引导部15的径向外侧配设有隔着空间部34而围绕排气引导部15的罩部35。后面将对罩部35的细节进行说明。
[0092]云母制的密封部件33在发生了弹性变形的状态下与导入管主体部21的外周面21b和凸缘状的连接部23接触而被安装。排气引导部15相对于导入管主体部21的外周面21b以具有间隙25(参照图1(b))的方式嵌合。在排气引导部15的入口 15a侧的端部，形成有向径向外侧扩开而与密封部件33接触的环状扩开部15c。因此，即使排气引导部15被排气加热而变形(伸长)，也可以利用环状扩开部15c对云母制的密封部件33进行压缩来吸收排气引导部15的变形(伸长)。因此，能够防止排气引导部15因热应力而破损的情况。
[0093]另外，云母制的密封部件33以与导入管主体部21的外周面21b和凸缘状的连接部23相接触的状态安装。进而，在排气引导部15因加热而变形(伸长)时，密封部件33被环状扩开部15c进一步按压，与导入管主体部21的外周面21b和凸缘状的连接部23紧密贴合。因此，不存在排气从排气引导部15与导入管主体部21之间的间隙25(参照图1(b))漏出的隐患。
[0094]另外，围绕排气引导部15的罩部35为金属板(例如，不锈钢)制且形成为筒状，罩部35的一端部通过焊接或钎焊而与排气导入管部20的连接部23的内面的径向外侧相接合，罩部35的另一端部通过焊接或钎焊而与涡旋部11的外表面相接合。因此，即使在排气从云母性的密封部件33漏出的情况下，也能够通过罩部35可靠地防止排气向外部泄漏。
[0095]【第二实施方式】
[0096]接着，一边参照图3(a)和图3(b)，一边对涡轮壳体10的第二实施方式进行说明。关于第二实施方式，仅对与第一实施方式的不同点进行说明，对与第一实施方式相同的部分标注同一附图标记并省略说明。在排气引导部15的入口 15a侧的端部，如图3(a)所示，形成有向排气引导部15的径向内侧呈圆弧状弯曲且沿排气引导部15的周向形成为环状的密封部40。
[0097]密封部40例如通过冲压加工而形成。密封部40具有弹性地与排气导入管部20的导入管主体部21的外周面21b相接触。因此，抑制了在密封部40与导入管主体部21的外周面21b之间产生间隙的隐患。另外，密封部40向排气引导部15的径向内侧呈圆弧状弯曲，因此在排气朝向密封部40流动时，密封部40会因排气而扩开，因此密封部40能够被更牢固地按压于导入管主体部21。因此，能够更可靠地防止排气从密封部40与导入管主体部21之间漏出的隐患。另外，密封部40具有弹性地与导入管主体部21相接触，因此当排气引导部15被排气加热而变形(伸长)时，密封部40会在导入管主体部21的外周面21b上滑动。因此，不存在排气引导部15产生热应力的隐患，能够防止由热应力引起的排气引导部15的破损。
[0098]需要说明的是，密封部40也可以如图3(b)所示那样设置于排气导入管部20的导入管主体部21的前端部。在该情况下，排气导入管部20的连接部23通过铸造和机械加工等而形成，导入管主体部21通过对金属板进行冲压加工等而形成，连接部23和导入管主体部21通过焊接等而连接。密封部40形成在导入管主体部21的一端部，向导入管主体部21的径向外侧呈圆弧状弯曲并沿导入管主体21部的周向呈环状延伸。该密封部40具有弹性地与排气引导部15的内周面15b相接触。
[0099]【第三实施方式】
[0100]接着，一边参照图4，一边对涡轮壳体10的第三实施方式进行说明。关于第三实施方式，仅对与第一实施方式的不同点进行说明，对与第一实施方式相同的部分标注同一附图标记并省略说明。如图4所示，在排气引导部15的内周面15b形成有内螺纹部42，在导入管主体部21的外周面21b形成有能够与内螺纹部42螺纹结合的外螺纹部44，通过使内螺纹部42与外螺纹部44相配合来构成密封部46。内螺纹部42与外螺纹部44构成为在纸面上下方向上具有游隙，在内螺纹部42和外螺纹部44的螺纹结合时，在内螺纹部42和外螺纹部44之间形成有迷宫构造。
[0101]另外，也可以通过使内螺纹部42和外螺纹部44各自的螺纹牙型角或纸面上下方向上的宽度比一般的构造用螺纹小，从而积极地增大纸面上下方向的游隙。
[0102]因此，在涡旋部11的排气引导部15被加热而伸长的情况下，通过所述纸面上下方向的游隙来吸收排气引导部15的伸长。因此，在排气引导部15不会产生热应力，能够防止排气引导部15因热应力而损伤。另外，在内螺纹部42和外螺纹部44之间形成有迷宫构造，因此即使排气进入内螺纹部42与外螺纹部44之间，也能够利用迷宫构造来阻止排气的移动，防止排气泄漏。
[0103]需要说明的是，在图4中，上述在剖视图中呈V形、U形或C形的密封部件27安装于导入管主体部21。因此，密封部件27与具有迷宫构造的密封部46相配合而能够更可靠地防止排气泄漏。不过，如果仅通过具有迷宫构造的密封部46就能够可靠地防止排气泄漏，则不需要密封部件27。
[0104]【第四实施方式】
[0105]接着，一边参照图5，一边对涡轮壳体10的第四实施方式进行说明。关于第四实施方式，仅对与第二实施方式和第三实施方式的不同点进行说明，对与第二实施方式和第三实施方式相同的部分标注同一附图标记并省略说明。如图5所示，涡旋部11的排气引导部15由线膨胀系数比与排气引导部15嵌合的排气导入管部20的导入管主体部21的线膨胀系数小的材料形成。在该情况下，排气引导部15例如由铁素体系不锈钢形成，导入管主体部21例如由奥氏体系不锈钢形成。
[0106]这样，排气引导部15由线膨胀系数比导入管主体部21的线膨胀系数小的材料形成，因此在通过排气的流通对涡旋部11和排气导入管部20进行加热时，导入管主体部21的变形比排气引导部15的变形大。因此，能够使导入管主体部21的外周面21b与排气引导部15的内周面15b紧密贴合，能够可靠地消除排气引导部15与导入管主体部21之间的间隙。因此，能够更可靠地防止排气泄漏。另外，在导入管主体部21的外周面21b与排气引导部15的内周面15b紧密贴合的温度以下，当排气引导部15被排气加热而变形(伸长)时，内周面15b会在外周面21b上滑动。因此，不存在排气引导部15产生热应力的隐患，能够防止排气引导部15因热应力而破损。
[0107]【第五实施方式】
[0108]接着，一边参照图6，一边对祸轮壳体10的第五实施方式进行说明。关于第五实施方式，仅对与第一实施方式的不同点进行说明，对与第一实施方式相同的部分标注同一附图标记并省略说明。如图6所示，在涡旋部11的排气引导部15和排气导入管部20的导入管主体部21，设有将它们连接并且能够伸缩的密封部50。密封部50具有与排气引导部15的外周面15d连接而封堵排气引导部15的入口 15a的一端部50a、沿着导入管主体部21的外周面21b呈环状无间隙地与外周面21b连接的另一端部50b以及连接在一端部50a与另一端部50b之间且刚性比排气引导部15低的蛇纹管状胴部50c。密封部50例如通过将厚度薄的金属板多次弯折而形成能够弹性变形的蛇纹管状胴部50c。密封部50的一端部50a和另一端部50b通过焊接或钎焊固定于排气引导部15和导入管主体部21。
[0109]因此，在涡旋部11的排气引导部15被加热而伸长的情况下，密封部50的蛇纹管状胴部50c缩小而吸收排气引导部15的伸长。因此，在排气引导部15不会产生热应力，能够防止排气引导部15因热应力而损伤。另外，密封部50的两端部通过焊接等而与排气引导部15和导入管主体部21连接，因此即使排气流入排气引导部15与导入管主体部21之间的间隙25也不会有漏出到外部的隐患。
[0110]需要说明的是，不限于密封部50的一端部50a与排气引导部15的外周面15d连接的情况，如双点划线所不，密封部50的一端部50a也可以与排气引导部15的一端侧端部15e连接。另外，密封部50也可以配设在排气引导部15和导入管主体部21的内部。即，如双点划线所示，密封部50的一端部50a可以与排气引导部15的内周面15b连接，另一端部50b与导入管主体部21的内周面21 d连接。
[0111]【第六实施方式】
[0112]接着，一边参照图7，一边对涡轮壳体10的第六实施方式进行说明。关于第六实施方式，仅对与第一实施方式的不同点进行说明，对与第一实施方式相同的部分标注同一附图标记并省略说明。如图7所示，在涡旋部11的排气引导部15的入口 15a的径向端部，设有用于与排气歧管、发动机等连接的连接部55。另外，在排气引导部15的连接部55侧，沿着排气引导部15的周向设有向径向外侧突出的波纹管状的环状突出部57。环状突出部57例如通过冲压加工而形成。连接部55例如通过铸造和机械加工而形成，通过焊接等而与排气引导部15的入口 15a的径向端部连接。
[0113]环状突出部57构成为在排气引导部15被加热而变形(伸长)时，以被压缩的方式弹性变形而挠曲。即，环状突出部57的刚性构成为比排气引导部15的刚性小。因此，能够利用环状突出部57来吸收排气引导部15的变形。因此，在排气引导部15不会产生热应力，能够防止排气引导部15因热应力而受损。另外，排气引导部15与连接部55—体地形成，因此不存在流入到排气引导部15内的排气漏出的隐患。因此，能够防止向涡轮叶轮5供给的排气的量减小的情况。因而，能够防止通过涡轮叶轮5的旋转来使压缩机叶轮旋转从而对内燃机供给加压空气的涡轮增压器I的性能降低。
[0114]以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的目的的范围内能够进行各种变更。例如，可以将上述各种实施方式适当组合。
[0115]附图标记说明
[0116]I涡轮增压器
[0117]3涡轮轴
[0118]5涡轮叶轮
[0119]10涡轮壳体
[0120]11涡旋部
[0121]12a、12b 排气通路
[0122]13涡旋主体部
[0123]15排气引导部
[0124]15a 入口
[0125]15b内周面
[0126]15c环状扩开部
[0127]15d外周面
[0128]15e 一端侧端部
[0129]15f入口侧端部
[0130]20排气导入管部
[0131]21导入管主体部
[0132]21a台阶部
[0133]21b外周面
[0134]21c环状槽
[0135]21d内周面
[0136]23、55 连接部
[0137]25、45 间隙
[0138]27密封部件
[0139]30活塞环
[0140]33云母制的密封部件
[0141]34空间部
[0142]35 罩部
[0143]40、46、50 密封部
[0144]42内螺纹部
[0145]44外螺纹部
[0146]50a 一端部
[0147]50b 另一端部
[0148]50c蛇纹管状胴部
[0149]57环状突出部
【主权项】
1.一种金属板涡轮壳体，其特征在于，具备: 涡旋部，其由金属板形成，并且形成涡状的排气通路； 排气导入管部，其在所述涡旋部的形成为筒状的入口侧端部，向所述涡旋部的所述排气通路导入排气； 所述涡旋部的所述入口侧端部和所述排气导入管部构成为能够相对移动并且防止排气漏出。2.根据权利要求1所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 所述涡旋部与所述排气导入管部分体构成， 所述排气导入管部与所述涡旋部的形成为筒状的入口侧端部嵌合， 所述金属板涡轮壳体具备密封构件，该密封构件设置在所述涡旋部的所述入口侧端部与所述排气导入管部所嵌合的嵌合部，封堵在所述嵌合部形成的环状的间隙。3.根据权利要求2所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 所述密封构件是沿着所述环状的间隙配置、并且形成为在所述嵌合部的高压侧能够扩开的密封部件。4.根据权利要求3所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 所述密封部件由金属材料形成，从剖面看形成为V形、U形或C形，开口的一侧的端部朝向与所述涡旋部的入口相反的一侧方向配设。5.根据权利要求2所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 所述排气导入管部具有与所述涡旋部的所述入口侧端部嵌合的筒状的导入管主体部， 所述密封构件安装于在构成所述嵌合部的所述排气导入部的所述导入管主体部的外周面呈环状设置的凹槽内，并且形成为从内侧对与所述外周面相对的所述涡旋部的所述入口侧端部的内周面施力。6.根据权利要求2所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 在所述涡旋部的所述入口侧端部，设有随着朝向所述涡旋部的入口侧而向径向外侧扩开的环状扩开部， 所述排气导入管部具有:筒状的导入管主体部，其与所述涡旋部的入口侧端部嵌合；凸缘状的连接部，其设置在该导入管主体部的一端部，向径向外侧突出且形成为环状； 所述密封构件是能够弹性变形且形成为环状，安装于所述导入管主体部并且被所述环状扩开部向所述凸缘部侧施力，从而与所述排气导入管部的所述导入管主体部的外周面和所述凸缘部的内面接触的密封部件。7.根据权利要求2所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 所述排气导入管部具有:筒状的导入管主体部，其与所述涡旋部的入口侧端部嵌合;连接部，其设置在该导入管主体部的一端部，用于与排气歧管、发动机等连接； 所述密封构件，一端部与所述涡旋部的所述入口侧端部的周缘端和所述排气导入管部的所述连接部的径向内侧周缘端中的任一方连接，另一端部与所述排气导入管部的所述导入管主体部的外周面和所述涡旋部的入口侧端部的内周面中的另一方弹性接触。8.根据权利要求7所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 在所述密封构件的另一端部，设有折曲部，该折曲部具有与所述排气导入管部的所述导入管主体部的外周面和所述涡旋部的入口侧端部的内周面中的任一面接触的接触面。9.根据权利要求2所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 所述排气导入管部具有:筒状的导入管主体部，其与所述涡旋部的入口侧端部嵌合;连接部，其设置在该导入管主体部的一端部，用于与排气歧管、发动机等连接； 所述密封构件构成为具有内螺纹部和外螺纹部， 所述内螺纹部设置在构成所述嵌合部的所述涡旋部的所述入口侧端部的内周面， 所述外螺纹部设置在构成所述嵌合部的所述排气导入管部的所述导入管主体部的外周面，并且能够与所述内螺纹部螺纹结合。10.根据权利要求2所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 所述排气导入管部具有:筒状的导入管主体部，其与所述涡旋部的入口侧端部嵌合;连接部，其设置在该导入管主体部的一端部，用于与排气歧管、发动机等连接； 所述密封构件具备蛇纹管状胴部，该蛇纹管状胴部设置在与构成所述嵌合部的所述涡旋部的所述入口侧端部相对的一侧而包围所述排气导入管部的所述导入管主体部， 所述蛇纹管状胴部的刚性比所述涡旋部低， 所述蛇纹管状胴部的两端与所述涡旋部的所述入口侧端部的周缘部和所述排气导入管部的所述导入管主体部的外周面接合。11.根据权利要求7或9所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 所述涡旋部由线膨胀系数比与所述涡旋部嵌合的所述排气导入管部的所述导入管主体部的线膨胀系数小的材料形成。12.根据权利要求1所述的金属板涡轮壳体，其特征在于， 所述涡旋部与所述排气导入管部一体构成， 所述金属板涡轮壳体具备: 连接部，其在所述导入管部的入口侧端部用于与排气歧管、发动机等连接； 波纹管状的环状突出部，其设置在所述导入管部的所述连接部侧，沿着所述涡旋部的周向向径向外侧突出。
【文档编号】F02B39/00GK105940203SQ201480074224
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年2月28日
【发明人】秋山洋二, 铃木浩, 尾崎诚
【申请人】三菱重工业株式会社