申请/专利权人：康奈可关精株式会社

申请日：2016-03-11

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN107429610B

主分类号：F02B39/00(20060101)

分类号：F02B39/00(20060101);B23K9/00(20060101);B23K9/02(20060101);F01D25/00(20060101);F01D25/24(20060101);F02B39/16(20060101)

优先权：["20150323 JP 2015-059441"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.03#授权;2017.12.26#实质审查的生效;2017.12.01#公开

摘要：一种涡轮壳10，其具备：内筒20，其供收纳涡轮轴13b的涡轮13a配置，形成排气流路K；外筒30，其以与内筒20隔开预定间隔的方式覆盖该内筒20。在外筒30的内表面固定有加强板材41、42。

主权项：1.一种涡轮壳，其具备：内筒，其供涡轮配置，形成排气流路；外筒，其在与所述内筒之间隔开空间的状态下覆盖该内筒，并形成为预定的弯曲形状，该涡轮壳的特征在于，在所述外筒的局部与所述内筒分开地固定有加强板材，所述加强板材以存在非焊接部且在外部起振力的作用下能够在该非焊接部处相对于所述外筒的内表面沿着面方向滑动的方式利用1点或多个接近的点的焊接固定于所述外筒的内表面，在所述加强板材设有焊接于所述外筒的1点或多个接近的点的焊接部、和由于所述外部起振力导致的所述外筒的振动而在与所述外筒之间产生摩擦的所述非焊接部，该摩擦与由所述加强板材的刚性形成的阻力相应，所述焊接部处于所述加强板材的对称中心。

全文数据：满轮壳技术领域[0001]本发明涉及车辆的涡轮增压器turbocharger所使用的金属板制成的涡轮壳。背景技术[0002]作为涡轮增压器所使用的涡轮壳，一般是铸造制的外壳。与此相对，由专利文献1公开了一种局部为金属板制成的涡轮壳。将其表示在图8中。[0003]如图8所示，涡轮增压器用的涡轮壳1具备：内筒3,其供涡轮2配置，形成排气流路；外筒4,其以与该内筒3隔开预定间隔的方式覆盖该内筒3。[0004]外筒4为了作为破裂保护装置发挥功能，成为在背板5与内筒3的开口端部3a之间层叠多个金属薄板4a〜4d而成的多层构造体，提高了其破坏强度。[0005]现有技术文献[0006]专利文献[0007]专利文献1:日本特开2011-85139号公报发明内容[0008]发明要解决的问题[0009]然而，在所述以往的涡轮壳1中，虽然提高了外筒4整体的刚性，但构成外筒4的多个金属薄板4a〜4d所受到的热量不同，即、在高温的排气流动时内侧的金属薄板4a的热膨胀量比外侧的金属薄板4d的热膨胀量大，因此，外筒4有可能产生歪斜。[0010]因此，本发明是为了解决所述的问题而做成的，其目的在于提供一种能够可靠地防止构成外筒的薄板构件的歪斜变形、并且能够使外筒的振幅衰减的涡轮壳。[0011]用于解决问题的方案[0012]本发明的一形态的涡轮壳具备：内筒，其供收纳涡轮轴的涡轮配置，形成排气流路;外筒，其以与内筒隔开预定间隔的方式覆盖该内筒。在外筒的内表面固定有加强板材。[0013]该涡轮壳也可以是，在外筒的内表面固定有多个加强板材，在相邻的各加强板材各自的端部之间形成有间隙。[0014]该涡轮壳也可以是，而且，外筒由多个薄板构件构成，薄板构件重叠并通过沿着涡轮轴的轴向焊接而彼此固定起来，在薄板构件各自的内表面分别固定有至少1个加强板材。[0015]也可以是，所述间隙以覆盖薄板构件的重叠部分的方式形成。[0016]也可以是，该涡轮壳的加强板材利用至少1点的焊接而固定起来。[0017]而且，也可以是，该加强板材的对称中心被局部地焊接。[0018]发明的效果[0019]如以上说明那样，根据本发明的一形态的涡轮壳，通过在外筒的内表面固定有加强板材，能够使外筒整体的振幅衰减。[0020]另外，该涡轮壳通过在相邻的加强板材各自的端部间形成间隙，能够防止由热膨胀导致的相邻的加强板材彼此的碰撞。[0021]由在作为车辆行驶时的振动方向的涡轮的涡轮轴的轴向上分割开的多个薄板构件构成外筒，通过利用焊接将多个薄板构件的相邻的端部彼此固定，能够缓和由车辆行驶时的振动产生的应力。由此，能够防止多个薄板构件的相邻的端部的焊接部分的裂纹。并且，通过在各薄板构件的内表面固定加强板材，能够使外筒整体的振幅更可靠地衰减。[0022]通过以覆盖构成外筒的多个薄板构件的重叠部分的方式设置加强板材的端部间的间隙，相比于在单层部分隔开间隙，能够减小对整体的刚性的影响。[0023]通过利用至少一点的焊接将加强板材固定于薄板构件的内表面，能够有效地防止由热膨胀导致的薄板构件的歪斜。[0024]该涡轮壳通过在对称中心对加强板材局部地进行焊接，能够使薄板构件对称地热膨胀，使焊接点处的变形应力有效地分散。附图说明[0025]图1是本发明的第1实施方式的涡轮增压器所使用的金属板制成的涡轮壳的侧视图。[0026]图2是上述涡轮壳的主要部分的放大剖视图。[0027]图3是表示上述涡轮壳的外筒的接合状态的主要部分的局部剖视图。[0028]图4是表示上述第1实施方式的涡轮壳的外筒的变形例的接合状态的主要部分的局部剖视图。[0029]图5是表示本发明的第2实施方式的涡轮壳的外筒的接合状态的主要部分的局部剖视图。[0030]图6是表示上述第2实施方式的涡轮壳的外筒的变形例的接合状态的主要部分的局部剖视图。[0031]图7是表示本发明的第3实施方式的涡轮壳的外筒的接合状态的主要部分的局部剖视图。[0032]图8是以往的涡轮增压器所使用的金属板制成的涡轮壳的侧视图。具体实施方式[0033]以下，基于附图说明本发明的实施方式。[0034]图1是本发明的第1实施方式的涡轮增压器所使用的金属板制成的涡轮壳的侧视图，图2是该涡轮壳的主要部分的放大剖视图，图3是表示该涡轮壳的外筒的接合状态的主要部分的局部剖视图。[0035]如图1、图2所示，涡轮壳10用作车辆的涡轮增压器turbocharger的外壳。该涡轮壳10成为由内筒20和外筒30构成的所谓双层壳构造，其中，该内筒20和外筒30利用焊接分别固定于供涡轮13a进入并构成吸入空气进气A的入口的进气侧的凸缘11、构成排气B的入口的排气入口侧的凸缘I5、以及构成排气B的出口的排气出口侧排气流动下游侧）的凸缘16。[0036]如图1所示，在进气侧的凸缘11连接有从外部将吸入空气A导入的压缩机14,另外，在释放排气B的排气出口侧的凸缘16连接有将排气B的有害的污染物质去除的未图示的催化剂转换器。即、涡轮壳1〇介于进气侧的压缩机14与催化剂转换器之间。[0037]如图2所示，内筒20实质上划分形成外壳内部的排气B的排气流路K。并且，外筒30以与内筒20隔开间隙G预定间隔）的方式完全地覆盖内筒20,成为担负对内筒20进行保护的同时进行绝热、且提高作为涡轮壳10的刚性的作用的外壳构造体。[0038]内筒20由在与涡轮13a的涡轮轴13b的轴向L正交的方向上一分为二形成的第1内筒分割体21和第2内筒分割体22这两个金属板制成的薄板构件构成。该第1内筒分割体21和第2内筒分割体22通过对金属板进行冲压加工而成形为预定的弯曲形状。并且，通过利用焊接将该冲压成形而成的两个金属板制成的第1内筒分割体21和第2内筒分割体22接合，从而在涡轮壳10的内部形成有L字状的排气流路K。如图2、图3所示，第1内筒分割体21的第2端部21b和第2内筒分割体22的第1端部22a被弯折成在外侧垂直且长度不同，通过利用焊接将该端部21b、22a彼此固定，形成了内筒20。该焊接部分以附图标记E表示。[0039]另外，外筒30由在涡轮13a的涡轮轴13b的轴向L车辆行驶时的振动方向）上一分为二形成的第1外筒分割体31和第2外筒分割体32这两张金属板制成的薄板构件构成。该第1外筒分割体31和第2外筒分割体32通过对金属板进行冲压加工，成形为预定的弯曲形状，利用焊接将该冲压成形后的两张金属板制成的第1外筒分割体31和第2外筒分割体32接合。并且，外筒30以隔开间隙G的方式完全地覆盖内筒20。如图1〜图3所示，第1外筒分割体31和第2外筒分割体32重叠并通过沿着涡轮13a的涡轮轴13b的轴向（轴直线方向）L焊接而彼此固定起来。该焊接部分以附图标记E表示。[0040]而且，如图1〜图3所示，在构成外筒30的第1外筒分割体31和第2外筒分割体32各自的内表面，冲压成形而成的金属板制成的各板加强板材41、42以沿着外筒30的弯曲形状的方式利用至少一点的焊接点状的焊接固定。此外，优选各板41、42的对称中心0被局部地焊接。[0041]如图3所示，在利用至少一点的焊接将各板41、42固定于第1外筒分割体31和第2外筒分割体32各自的内表面之际，在相邻的板41、42的相对的端部41b、42a之间形成间隙P。该间隙P形成为第1外筒分割体31的端部31b与第2外筒分割体32的端部32a的重叠部分Q的宽度长度R以上相同、或比重叠部分Q的宽度R长。[0042]另外，也可以是，如图4所示的外筒30的变形例那样，以覆盖第1外筒分割体31的端部31b与第2外筒分割体32的端部32a的重叠部分Q的方式使一个板42跨第1外筒分割体31和第2外筒分割体32各自的内表面的方式配置，利用至少一点的焊接将各板41、42固定于第1外筒分割体31和第2外筒分割体32各自的内表面。[0043]此外，如图1所示，第1外筒分割体31的第1端部31a侧和第2外筒分割体32的第2端部未图示侧分别形成为沿着排气入口侧的凸缘15的开口部未图示的半圆弧弯曲状，利用焊接彼此固定于开口部未图示的周围的排气入口侧的凸缘15。[0044]如图2所示，形成为具有圆形的开口部11a的圆环状。并且，在进气侧的凸缘11的外周侧形成有相对于涡轮13a的涡轮轴13b向外侧延伸的圆环板状的突起12。该圆环板状的突起12成为比由第1内筒分割体21和第2内筒分割体22形成涡轮室F的涡旋状的内筒20的圆周大的圆周。并且，在进气侧的凸缘11的开口部11a的周围的内端侧的台阶部lib利用焊接固定有第1内筒分割体21的第1端部21a。由此，如图2所示，在第1内筒分割体21与突起12之间形成有间隙S。[0045]另外，如图2、图3所示，在突起12的外端侧形成有对第1外筒分割体31的一个侧端部31c进行定位的定位用的凸部12a。在该定位用的凸部12a的下表面与突起12的内周面之间每隔等间隔一体地突出形成有三角板状的加强用的加强筋12b。并且，突起12的定位用的凸部12a利用焊接与第1外筒分割体31或第1外筒分割体31的一部分固定，以及与第2外筒分割体32或第2外筒分割体32的一部分固定。由此，外筒30与突起12的焊接部分E位于比涡旋状的内筒20靠外侧的位置。[0046]以上，根据实施方式的涡轮壳10,通过在构成外筒30的第1外筒分割体3丨和第2外筒分割体32各自的内表面分别利用至少一点的焊接固定有各板加强板材41、42,能够可靠地防止构成外筒30的第1外筒分割体31和第2外筒分割体32的歪斜变形，并且能够使外筒3〇整体的振幅衰减。即、利用至少一点的焊接的固定，能够在使构成外筒30的第1外筒分割体31和第2外筒分割体32具有衰减性能的同时，能够有效地防止由热膨胀导致的第1外筒分割体31和第2外筒分割体32的歪斜。[0047]另外，通过对各板41、42的对称中心0局部地在至少一点进行焊接，能够使第1外筒分割体31和第2外筒分割体32对称地热膨胀，而使焊接点处的变形应力有效地分散。即、针对由外部起振力作用导致的外筒30的表面振动，在对称中心0以至少一点进行了焊接的板41、42使由其板刚性形成的阻力在垂直于表面的方向上起作用，在与外筒30的表面振动接触的状态下振动，沿着振动面的滑动方向产生与阻力相应的摩擦力。能够利用由该摩擦消散能量带来的摩擦衰减效果使外筒30的谐振振幅降低。[0048]而且，相邻的板41、42在相对的各端部4113、42之间形成有间隙？，因此，能够防止由热膨胀导致的相邻的板41、42彼此的碰撞。[0049]而且，构成外筒30的第1外筒分割体31与第2外筒分割体32的重叠部分Q成为双层构造。在该重叠部分Q设置有吸收热膨胀的部分宽度R。并且，相邻的板41、42的相对的各端部41b、42a间的间隙P设为第1外筒分割体31与第2外筒分割体32的重叠部分Q的宽度R以上。利用这些结构，相比于在其他单层部分隔开间隙，能够缩小对整体的刚性的影响。[0050]另外，在图4所示的外筒30的变形例中，一个板42以覆盖第1外筒分割体31的端部31b与第2外筒分割体32的端部32a的重叠部分Q的方式跨第1外筒分割体31和第2外筒分割体32各自的内表面地配置，各板41、42利用至少一点的焊接固定于第1外筒分割体31和第2外筒分割体32各自的内表面。由此，能够选择热应力最不集中的部分而利用至少一点的焊接将各板41、42固定于第1外筒分割体31和第2外筒分割体32各自的内表面。[0051]而且，在作为车辆行驶时的振动方向的涡轮13a的涡轮轴13b的轴向L上一分为二而构成外筒30的第1外筒分割体31和第2外筒分割体32的相邻的端部31b、32a彼此利用焊接固定。由此，能够缓和由车辆行驶时的振动产生的应力，能够可靠地防止第1外筒分割体31和第2外筒分割体32的相邻的端部31b、端部32a的焊接部分E的裂纹。其结果，能够以低成本提供焊接部分E的状态随着时间变化更稳定的金属板制成的涡轮壳10。[0052]图5是表示本发明的第2实施方式的涡轮壳的外筒的接合状态的主要部分的局部剖视图，图6是表示该外筒的变形例的接合状态的主要部分的局部剖视图。[0053]如图5所示，在该第2实施方式中，构成外筒3〇的第1外筒分割体31的台阶状的第2端部31b重叠于第2外筒分割体32的台阶状的第1端部Ma之上并通过沿着涡轮13a的涡轮轴13b的轴向L焊接而彼此固定起来。[0054]另外，如图5所示，在构成外筒3〇的第1外筒分割体31和第2外筒分割体32各自的内表面，冲压成形而成的金属板制成的各板加强板材41、42以沿着外筒30的弯曲形状的方式利用至少一点的焊接固定。此时，在相邻的板41、42的相对的端部41b、42a间形成有间隙P。该间隙P形成为第1外筒分割体31的端部31b和第2外筒分割体32的端部32a的重叠部分Q的宽度R以上相同、或比重叠部分Q的宽度R长）。[0055]由此，起到与所述第1实施方式的作用、效果同样的作用、效果。[0056]而且，也可以是，外筒30如图6所示的变形例那样，将一个板42以覆盖第1外筒分割体31的端部31b与第2外筒分割体32的端部32a的重叠部分Q的方式跨第1外筒分割体31和第2外筒分割体32各自的内表面地配置，利用至少一点的焊接将各板41、42固定于第1外筒分割体31和第2外筒分割体32各自的内表面。[0057]由此，起到与所述第1实施方式的变形例的作用、效果同样的作用、效果。[0058]此外，在所述各实施方式中，分别利用至少一点的焊接将加强板材固定于构成外筒的两个薄板构件各自的内表面，但也可以分别利用至少一点的焊接将1个加强板材固定于两个薄板构件各自的内表面，另外，也可以利用至少一点的焊接将至少1个加强板材固定于两个薄板构件各自的外表面。[0059]另外，根据所述各实施方式，外筒由在涡轮的涡轮轴的轴向上一分为二的薄板构件构成，但也可以是，利用至少一点的焊接将加强板材固定于由在与涡轮的涡轮轴的轴向正交的方向上一分为二的薄板构件构成各自的内表面。[0060]本说明书所记载的至少一点的焊接是指，既可以是一点焊接，或者，也可以以多个接近的点进行焊接。另外，在本说明书中，说明了将加强构件固定于加强构件的对称中心，若能够达成本发明的目的，则也可以是相对于中心偏离地固定。此外，与第1外筒分割体31和第2外筒分割体32相比，图3〜图6的外筒30的第1外筒分割体31与第2外筒分割体32的重叠部分Q焊接部）突出形成为突起状，但本发明并不限定于此，外筒30的第1外筒分割体31与第2外筒分割体32的重叠部分Q焊接部也可以如图7所示的第3实施方式那样不形成为突起状。[0061]本申请主张基于2015年3月23日提出申请的日本国特许出愿第2015-059441号的优先权，该特许出愿申请的全部内容通过参照编入本申请说明书中。[0062]产业上的可利用性[0063]根据本发明的一形态的涡轮壳，外筒由分割开的多个薄板构件构成，在外筒的内表面固定有加强板材，从而能够使外筒整体的振幅衰减。[0064]附图标记说明[0065]10、涡轮壳；13a、涡轮；13b、涡轮轴；14、压缩机;20、内筒；30、外筒;31、第1外筒分割体薄板构件）；32、第2外筒分割体薄板构件）；41、42、板加强板材）；K、排气流路;G、间隙预定间隔）；L、轴向;0、对称中心;P、间隙;Q、重叠部分;R、重叠部分的宽度。

权利要求：1.一种涡轮壳，其具备：内筒，其供收纳涡轮轴的涡轮配置，形成排气流路；外筒，其以与所述内筒隔开预定间隔的方式覆盖该内筒，该涡轮壳的特征在于，在所述外筒的内表面固定有加强板材。2.根据权利要求1所述的涡轮壳，其特征在于，在所述外筒的内表面固定有多个所述加强板材，在相邻的各加强板材各自的端部之间形成有间隙。3.根据权利要求2所述的涡轮壳，其特征在于，所述外筒由多个薄板构件构成，所述薄板构件重叠并通过沿着所述涡轮轴的轴向焊接而彼此固定起来，在所述薄板构件各自的内表面分别固定有至少1个所述加强板材。4.根据权利要求3所述的涡轮壳，其特征在于，所述间隙以覆盖所述薄板构件的重叠部分的方式形成。5.根据权利要求1〜4中任一项所述的涡轮壳，其特征在于，所述加强板材利用至少1点的焊接而固定起来。6.根据权利要求5所述的涡轮壳，其特征在于，所述加强板材的对称中心被局部地焊接。

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