专利名称：用于涡轮增压器的叶轮壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于涡轮增压器的叶轮壳体，通过将分开地形成的第一结构体结合于第二结构体来组装该叶轮壳体，并且其中，在第一结构体与第二结构体之间形成有气体通路。本发明还涉及包括该叶轮壳体的涡轮增压器。
背景技术：
例如，日本专利申请特开No. 2008-106667 (JP-A-2008-106667)描述了一种用于涡轮增压器的叶轮壳体，该叶轮壳体通过分开地形成作为第一结构体的金属薄板制成的涡旋体和作为第二结构体的金属薄板制成的基体以及随后将涡旋体焊接至基体而制成。在上述涡轮机壳体中，由涡旋体的表面和基体的表面形成拐角部，使得拐角部附近的排气流受到干扰。 如图12中示出的，拐角部E由涡旋体130的面向排气通路160的内周表面133A和基体部150的同样面向排气通路160的外周表面形成。当排气通路160中的排气冲击拐角部E时，排气的流动受到干扰。
发明内容
本发明提供了一种涡轮增压器及其叶轮壳体，其通过使用将第一结构体结合于第二结构体的结构而使气体通路中的气流的扰动最小。本发明的第一方面涉及一种用于涡轮增压器的叶轮壳体。叶轮壳体包括第一结构体；第二结构体，该第二结构体与第一结构体分开地形成并且结合于第一结构体；和气体通路，气体通路形成在第一结构体与第二结构体之间，其中第一结构体和第二结构体之间的结合部设置有拐角部，该拐角部由第一结构体的面向气体通路的第一表面和第二结构体的面向气体通路的第二表面形成；并且该拐角部设置有引导部，该引导部具有使气体的沿着第一表面的流动方向改变为沿着第二表面的方向的形状。根据上述方面，第一结构体和第二结构体之间的结合部中的由面向气体通路的第一表面和面向气体通路的第二表面形成的拐角部设置有引导部，该引导部具有使气体的沿着第一表面的流动方向改变为沿着第二表面的方向的形状。因此，可以在采用第一结构体和第二结构体相互结合的结构的同时抑制气体通路中的气流的扰动的发生。在上述叶轮壳体中，第一结构体和第二结构体可以通过钎焊相互结合，并且引导部可以是通过钎焊形成的圆角。根据此构造，第一结构体和第二结构体通过钎焊相互结合，由钎焊材料形成的圆角用作引导部。因此，钎焊操作既完成了第一结构体和第二结构体之间的结合又完成了引导部的形成，从而能够改进涡轮增压器的生产率。在上述构造中，第一表面可以设置有限制形成圆角的钎焊材料的流动的第一限制部，第二表面可以设置有限制形成圆角的钎焊材料的流动的第二限制部。根据此构造，第一表面设置有第一限制部，第二表面设置有第二限制部。因此，能够适当地管理用作引导部的圆角的尺寸。在上述构造中，第一结构体可以是由压制成形的金属薄板制成并且包括涡旋形部位的涡旋体，第二结构体可以是包括法兰部的基体，并且气体通路可以形成在涡旋形部位与法兰部之间。根据此构造，由于由金属薄板制成的第一结构体和由金属薄板制成的第二结构体通过钎焊结合一起，故而与结合过程包括焊接的情况相比，可以抑制由于结合过程期间的热导致的结构体中的过大变形的发生。在上述构造中，第一结构体可以包括当与压制成形相关联地导致的残余应力被释放时发生比别的部位大的变形的第一部位，第二结构体可以包括当与压制成形相关联地导致的残余应力被释放时发生比别的部位大的变形的第二部位，并且在叶轮壳体中，第一结构体和第二结构体可以设置并相互结合成使得与残余应力的释放相关联地导致的第二部位的变形的方向和与残余应力的释放相关联地导致的第一部位的变形的方向相一致。
压制成形的第一结构体和压制成形的第二结构体由于压制成形过程而具有残余应力。因此，当第一结构体和第二结构体通过钎焊结合时，由于热而释放残余应力。此时，在每个结构体中沿残余应力的方向发生变形。此外，变形的方向和大小根据在每个结构体中的每个部位处释放的残余应力的方向和大小而变化。假设第一结构体和第二结构体结合为使得第一结构体中的发生相对较大的变形的第一部位与第二结构体中的发生相对较小的变形或者基本不发生变形的部位相对应或者相一致。在此假设情况下，第一部位中的变形使第一部位背离第二结构部件的上述相对应的或者相一致的部位移动。因此，在第一结构体与第二结构体之间部分地形成大的间隙。相反，在本发明的上述构造中，两个结构体结合为使得第一结构体的发生相对较大的变形的第一部位在相位上对应于第二结构体的发生相对较大的变形的第二部位。因此，第一部位的变形和第二部位的变形沿减少第一结构体和第二结构体之间形成的间隙的方向作用。因此，可以抑制在结构体之间的结合部中形成大的间隙。在上述构造中，叶轮壳体可以是涡轮增压器的涡轮机壳体。根据此构造，在分开地形成的第一结构体和第二结构体相互结合并且在第一结构体和第二结构体之间形成有排气通路的涡轮机壳体中，第一结构体与第二结构体之间的结合部的拐角部设置有引导部。因此，可以抑制排气流中的扰动的发生。在上述构造中，叶轮壳体可以是涡轮增压器的压缩机壳体。根据此构造，在分开地形成的第一结构体和第二结构体相互结合并且在第一结构体和第二结构体之间形成有排气通路的压缩机壳体中，第一结构体和第二结构体之间的结合部的拐角部设置有引导部。因此，可以抑制排气流中的扰动的发生。本发明的第二方面涉及一种涡轮增压器。该涡轮增压器包括上述叶轮壳体。
从下面参照附图的示例性实施方式的描述中，本发明的上述和其他特征和优点将变得显而易见，其中相同的附图标记用来表示相同的元件，在附图中图I示出了根据本发明第一实施方式的涡轮增压器的总体结构；图2是根据本发明第一实施方式的涡轮机壳体的立体图3是根据第一实施方式的涡轮机壳体的分解立体图；图4是沿图2中的DA-DA线截取的涡轮机壳体的截面图；图5是沿图2中的DB-DB线截取的涡轮机壳体的截面图；图6是涡轮机壳体的放大截面图，示出了图5中示出的部分A的结构；图7A是涡轮机壳体的改型涡旋体的示意图，图7B是涡轮机壳体的改型基体的示意图；图8是示出了涡轮机壳体的涡旋体和基体在周向方向上的位置与变形量之间的关系的图形；图9是根据本发明第二实施方式的涡轮增压器的截面图； 图10是根据本发明的改型实施方式的涡轮增压器中的涡轮机壳体的拐角部的截面图；图11是根据本发明的另一改型实施方式的涡轮增压器中的涡轮机壳体的拐角部的截面图；以及图12是现有技术的涡轮机壳体中的拐角部的截面图。
具体实施例方式将参照图I至图8描述本发明第一实施方式。在本实施方式中，将本发明实施为用于内燃发动机的涡轮增压器的涡轮机壳体。如图I所示，涡轮增压器I包括涡轮机叶轮81，其通过排气的能量旋转；压缩机叶轮82，其在涡轮机叶轮81旋转时压缩进气；转子轴83，其将涡轮机叶轮81连接至压缩机叶轮82 ;涡轮机壳体11，其容置涡轮机叶轮81 ;压缩机壳体12，其容置压缩机叶轮82 ;以及中央壳体13，其容置转子轴83。在涡轮增压器I中，因为涡轮机叶轮81和压缩机叶轮82连接至转子轴83，所以这三个元件作为单个单元一起旋转。此外，因为涡轮机壳体11、压缩机壳体12和中央壳体13彼此连接，所以这三个元件组合成整体件。在涡轮机壳体11内，形成有叶轮室52A和排气通路60，该叶轮室52A容置涡轮机叶轮81，该排气通路60引导排气从涡轮机壳体11上游的排气管流动至涡轮机壳体11下游的排气管。排气通路60由叶轮室52A、涡旋通路61和出口通路62形成，叶轮室52A容置涡轮机叶轮81，涡旋通路61将排气从上游排气管引导至叶轮室52A，出口通路62将排气从涡轮机叶轮81引导至下游排气管。将参照图2至图4描述涡轮机壳体11的结构。如图2所示，涡轮机壳体11包括一起形成排气通路60的涡旋体30和基体50 ;入口法兰21，涡轮机壳体11上游的排气管连接于该入口法兰21 ;和出口法兰22，涡轮机壳体11下游的排气管连接于该出口法兰22。涡旋体30和基体50是通过压制形成的由金属薄板制成的本体。在本实施方式中使用的入口法兰21和出口法兰22通过铸造制成。如图3所示，涡旋体30包括圆筒部31和开口 35，该开口 35形成至涡旋体30的入口开口。圆筒部31设置有通路部32，该通路部32由圆筒部31的沿周向延伸的周壁和圆筒部31的沿径向延伸的顶壁形成，并且形成涡旋通路61 ;第一结合部34，第一结合部34结合于基体50的圆筒部51 ;和第二结合部33,该第二结合部33结合于基体50的法兰部53。
连接于上游侧排气管的入口法兰21结合于涡旋通路61的入口开口部35。基体50包括圆形法兰部53，该圆形法兰部53连接至中央壳体13(见图I);圆筒部51，涡旋体30的第一结合部34和出口法兰22配合于该圆筒部51 ;和壳体部52，涡轮机叶轮81容置在该壳体部52中。壳体部52使圆筒部51和法兰部53互连。壳体部52中形成有连通开口 52B，以便使涡旋通路61与叶轮室52A可连通地连接。将参照图4描述涡轮机壳体11的纵截面结构。图4在沿图2中的线DA-DA截取的截面中示出了涡轮机壳体11的结构。图4中的单点划线P描绘了涡轮机壳体11和涡轮机叶轮81的中心 线。涡旋体30的第一结合部34配合至基体50的圆筒部51的近端部5IB的外侧。近端部51B的外周表面51A通过钎焊结合于第一结合部34的内周表面34A。由此，涡旋体30的第一结合部34的内周表面34A撞击(impinges)在壳体部52的上表面52C上。涡旋体30的第二结合部33配合至基体50的法兰部53的外侧。法兰部53的外周表面53A通过钎焊结合于第二结合部33的内周表面33A。出口法兰22配合至基体50的圆筒部51的远端部51C的外侧。远端部51C的外周表面51A通过钎焊结合于出口法兰22的内周表面22A。在涡轮机壳体11内，在圆筒部31、壳体部52和法兰部53之间形成涡旋通路61。此外，出口通路62is形成在圆筒部51中。涡旋通路61经由连通开口部52B与叶轮室52A的入口开口连通。出口通路62与叶轮室52A连通。将参照图5描述涡轮机壳体11的横截面结构。图5示出了沿着图2中的线DB-DB观察到的涡轮机壳体11的横截面结构。此外，图5中的点P示出了涡轮机壳体11和涡轮机叶轮81的中心线。入口法兰21配合至开口 35的入口侧结合部36的外侧。入口侧结合部36的外周表面36A和入口法兰21的内周表面21A通过钎焊相互结合。排气以如下方式在涡轮机壳体11中流动。如箭头GA所示，涡轮机壳体11上游的排气管中的排气经由开口 35流入涡旋通路61的涡旋部中。如箭头GB所示，流入涡旋通路61的入口开口的排气在涡旋通路61内沿周向方向绕壳体部52流动。当排气流动时，排气中的一些经由连通开口部52B流入叶轮室52A。如箭头GC所示，流入叶轮室52A的排气冲击(strikes)涡轮机叶轮81的叶片，随后在涡轮机叶轮81旋转时被引导至出口通路62中。送入到出口通路62中的排气流动通过出口通路62，随后流入涡轮机壳体11下游的排气管中。将参照图6描述润旋体30和基体50的结合方式。图6在放大的局部截面图中不出了图4中示出的部分A的结构。此外，箭头Gl、箭头G2和箭头GX描绘了排气的流动。在涡旋体30的第二结合部33配合至基体50的法兰部53处的配合部的涡旋通路61侦彳，由第二结合部33的面向涡旋通路61的内周表面33A和法兰部53的面向涡旋通路61的外周表面53A形成内侧拐角部C。此外，在涡轮机壳体11的配合部的外侧，由第二结合部33的端面33E和法兰部53的端面53E形成外侧拐角部D。此处，将沿涡轮机壳体11的中心线截取的涡轮机壳体11的截面限定为基准截面平面，并且将分开地形成并且结合一起的两个结构体(例如，涡旋体30和基体50)的在基准截面平面内相互邻接的的两个邻接面分别限定为第一邻接面和第二邻接面(例如，内周表面33A和外周表面53A)。此外，将至少部分地位于基准截面平面内的第一邻接面上的曲线限定为第一曲线，并且将至少部分地位于基准截面平面内的第二邻接面上的曲线限定为第二曲线。通过对涡轮机壳体11这样限定的因素，包括第一曲线和第二曲线相交处的部分以及与该部分相邻的部分的区域可以称为内侧拐角部C或者外侧拐角部D。在图6中示出的示例构型中，部分地位于第二结合部33的下阶梯面33C上的直线对应于第一曲线，部分地位于法兰部53的下阶梯面53C上的直线对应于第二曲线，第一曲线与第二曲线相交处的点对应于内侧拐角部C的顶点CX。涡旋体30的第二结合部33的内周表面33A包括第一限制部33D，第一限制部33D是阶梯部。由此，内周表面33A包括相对靠近涡旋通路61的上阶梯面33B和相对远离涡旋通路61的下阶梯面33C。第一限制部33D形成在从第二结合部33的端面33E朝向涡旋通路61侧相距预定距离LA处。基体50的法兰部53的外周表面53A包括第二限制部53D，第二限制部53D是阶梯部。由此，外周表面53A包括相对靠近涡旋通路61的上阶梯面53B和相对远离涡旋通路61的下阶梯面53C。第二限制部53D形成在从法兰部53的端面53E朝向法兰部53的中央 侧相距预定距离LB处。第二结合部33通过结合钎焊材料70结合于法兰部53。结合钎焊材料70包括形成在内侧拐角部C中的内侧圆角71、形成在外侧拐角部D中的外侧圆角72、以及填充部73，该填充部73填充第二结合部33的下阶梯面33C与法兰部53的下阶梯面53C之间的间隙。内侧圆角71从第一限制部33D延伸至第二限制部53D。内侧圆角71的内周表面弯曲以使排气的沿着第二结合部33的内周表面33A的流动方向Gl改变为沿着法兰部53的外周表面53A的方向G2。因此，当排气沿着内侧圆角71流动时，由箭头Gl示出的排气流按照箭头GX和G2的顺序改变为由箭头GX和G2示出的流动方向。内侧圆角71的尺寸取决于形成第一限制部33D和第二限制部53D的位置。顺便提及，内侧圆角71的尺寸意指内侧拐角部C的顶点CX与内侧圆角71的端部(下文称为“第一端部71A”)之间的距离，以及内侧拐角部C的顶点CX至内侧圆角71的另一端部(下文称为“第二端部71B”)之间的距离。在涡轮机壳体11中，形成第一限制部33D和第二限制部53D的位置设定为使得顶点CX与第一限制部33D之间的距离LAX大致等于顶点CX与第二限制部53D之间的距离LBX0因此，在内侧拐角部C中，内侧圆角71形成为从顶点CX至第一端部7IA的长度大致等于从顶点CX至第二端部71B的长度。内侧圆角71的厚度取决于第一限制部33D的高度和第二限制部53D的高度。此夕卜，内侧圆角71的高度意指内侧圆角71的表面与在其上形成内侧圆角71的第一端部7IA或第二端部71B中的任一个处的圆角形成面(即，下阶梯面33C或53C)之间的距离。在涡轮增压器I中，第一限制部33D的高度HA大致等于第二限制部53D的高度HB。因此，形成在内侧拐角部C中的内侧圆角71的第一端部71A的厚度大致等于第二端部7IB的厚度。将参照图7A和图7B描述组装涡旋体30和基体50的过程。图7A是从涡轮机叶轮81侧观察的涡旋体30的示意性平面图。图7B是从涡轮机叶轮81侧观察的基体50的示意性平面图。
如图7A中示出的，在将涡旋体30结合于基体50以前，由于压制成形过程而存在残余应力。残余应力由于通过钎焊结合涡旋体30和基体50时的热得以释放。当释放残余应力时，涡旋体30如图7A中的虚线示出地变形。如图7B中示出的，由于压制成形过程中的滚轧，在被结合于涡旋体30之前，基体50中存在沿方向S的残余应力。残余应力由于当通过钎焊结合涡旋体30和基体50时的热得以释放。当释放残余应力时，基体50如图7B中的虚线示出地变形。在以下描述中，关于与涡旋体30和基体50中的残余应力的释放相关联的变形，将背离中心点P的方向的变形称为“正方向变形”，而将沿朝向中心点P的方向的变形称为“负方向变形”。如图7A中示出的，涡旋体30中的沿正方向的变形量在涡旋体30的开口 35内的预定圆周范围内最大(下文称为“正方向变形部位XI”)。此外，涡旋体30中的沿负方向的变形量在中心点P的与正方向变形部位Xl相反的一侧的预定圆周范围内最大(下文称为“负方向变形部位X2”)。另外，与涡旋体30中的残余应力释放相关联的沿正方向和负方向 的变形量在沿着圆周在正方向变形部位Xl与负方向变形部位X2之间的中间位置的预定范围内最低(下文称为“最少变形部位X3”)。在最少变形部位X3与正方向变形部位Xl或负方向变形部位X2之间，变形量从正方向变形部位Xl或负方向变形部位X2朝向最少变形部位X3逐渐减小。如图7B中示出的，基体50中的变形量在压制成形过程中的滚轧方向S上在沿着圆周的预定范围内沿正方向最大(下文称为“正方向变形部位Y1”)。此外，基体50中的变形量在中心点P的与正方向变形部位Yl的相反侧在沿着圆周的预定范围内沿负方向最大(下文称为“负方向变形部位Y2”)。另外，与基体50中的残余应力的释放相关联的沿正方向和负方向的变形量在沿着圆周延伸的在正方向变形部位Yl与负方向变形部位Y2之间的中间位置的预定范围内最低(下文称为“最少变形部位Y3”)。在最少变形部位Y3与正方向变形部位Yl或负方向变形部位Y2之间，变形量从正方向变形部位Yl或负方向变形部位Y2朝向最少变形部位Y3逐渐减小。此处，假设涡旋体30和基体50相互配合使得涡旋体30的正方向的变形量相对较大的正方向变形部位Xl在周向上对应于基体50的负方向变形部位Y2或与之相一致。因此，当由于将涡旋体30和基体50钎焊在一起而释放残余应力时，涡旋体30的正方向变形部位Xl中的变形使正方向变形部位Xl与基体50的负方向变形部位Y2分开。因此，在涡旋体30和基体50之间部分地形成大的间隙。因此，在涡轮机壳体11的组装过程中，当将涡旋体30配合至基体50时，通过考虑与结构体中的残余应力的释放相关联的沿正方向和负方向的变形量来设定这些结构体的沿周向方向的相位。具体地，将结构体的沿周向方向的相位设定为使得与钎焊相关联地产生的沿正方向和负方向的变形不导致涡旋体30和基体50之间形成过大的间隙。此处的间隙意指在涡旋体30和基体50上的相同的周向位置处形成在涡旋体30与基体50之间的间隙。具体地，如图8中的实线和虚线示出地设定涡旋体30的沿周向方向的位置和基体50的沿周向方向的位置之间的关系。即，将涡旋体30和基体50在周向方向上的相位设定为使得涡旋体30的正方向变形部位Xl和基体50的正方向变形部位Yl在周向上相互对准。
当将涡旋体30配合至基体50但尚未通过钎焊结合时，尚未释放残余应力，使得涡旋体30和基体50的沿正方向和负方向的变形量为“O”。即，涡旋体30和基体50的上述部位在图8中的变形量为“O”的位置，使得涡旋体30与基体50之间的间隙也为“O”。通过经由钎焊将涡旋体30结合于基体50，上文描述的部位经受沿正方向和/或负方向的变形，使得涡旋体30中的所述部位移位至由图8中的实线指示的位置，并且基体50中的所述部位移位至由图8中的虚线指示的位置。因为涡旋体30的正方向变形部位Xl的变形和基体50的正方向变形部位Yl的变形分别使涡旋体30和基体50沿相同的方向移位，所以沿周向方向在涡旋体30与基体50之间形成的间隙小于例如当正方向变形部位Xl与负方向变形部位Y2对准时形成的间隙。将描述将涡旋体30结合于基体50的过程。[步骤A]将涡旋体30和基体50配合在一起，随后使涡旋体30的正方向变形部位Xl与基体50的正方向变形部位Yl对准。
[步骤B]随后将硬焊料设置在涡旋体30和基体50之间的每一个结合部上。[步骤C]将涡旋体30和基体50放置在炉中并加热。在此过程步骤中，硬焊料熔化并流入涡旋体30和基体50之间的结合部中的间隙中，从而将涡旋体30结合于基体50。[步骤G]将入口法兰21和出口法兰22配合至已经结合的涡旋体30和基体50的与入口法兰21和出口法兰22对应的部位。[步骤H]将硬焊料设置在涡旋体30与入口法兰21之间的结合部以及基体50与出口法兰22之间的结合部中的每一个上。[步骤J]将涡旋体30、基体50、入口法兰21和出口法兰22放置在炉中并加热。此实施方式实现了如下效果。(I)在本实施方式中的涡旋体30与基体50之间的结合部处，由涡旋体30的面向排气通路60的内周表面33A和基体50的同样面向排气通路60的外周表面53A形成内侧拐角部C。内侧圆角71成形为使排气的沿着涡旋体30的内周表面33A的流动方向改变为沿着基体50的外周表面53A的方向，并且形成在内侧拐角部C上。因此，可以在采用涡旋体30和基体50相互结合的结构的同时抑制排气通路60中的排气流中扰动的发生。(2)在本实施方式中的涡旋体30和基体50通过钎焊相互结合。此外，当涡旋体30和基体50结合时，内侧圆角71也形成为引导部。因为钎焊操作既使涡旋体30与基体50结合又使内侧圆角71形成为引导部，所以能够改进涡轮增压器I的生产率。(3)在本实施方式中的涡旋体30的内周表面33A设置有第一限制部33D，该第一限制部33D限制形成内侧圆角71的结合钎焊材料70的流动。同样，基体50的法兰部53a设置有第二限制部53D。因此，适当地管理了内侧圆角71的尺寸。这使得能够抑制如下情形的发生内侧圆角71的尺寸制得过小，因此不能充分地获得使排气的沿着涡旋体30的内周表面33A的方向改变为沿着基体50的外周表面53A的方向的效果。(4)在本实施方式中的涡轮机壳体11包括通过压制分开地形成的由金属薄板制成的涡旋体30和由金属薄板制成的基体50，并且具有涡旋体30和基体50通过钎焊结合的结构。因为涡旋体30和基体50通过钎焊结合，而钎焊在比通过熔化构件本身来结合构件的焊接过程低的温度下实现结合，所以可以抑制由于在结合过程(焊接过程)期间施加的热导致的涡旋体30和基体50的过大变形。即，除了通过采用由金属薄板制成的构件而减小涡轮增压器I的重量之外，还可以抑制由于采用由金属薄板制成的构件可能导致的在结合(焊接)过程期间构件的变形量的增大。(5)在本实施方式中的涡轮机壳体11中，涡轮机壳体11的结构体即涡旋体30和基体50结合一起，使得涡旋体30的发生相对较大的变形的正方向变形部位Xl与基体50的发生相对较大的变形的正方向变形部位Yl在相位上相互对应。因此，正方向变形部位Xl和正方向变形部位Yl中的变形沿减少涡旋体30与基体50之间的间隙的方向发生，使得可以抑制在涡旋体30与基体50之间的结合部中形成大的间隙。(6)在本实施方式中的涡轮机壳体11中，作为涡轮机壳体11的主要部件的涡旋体30和基体50为由金属薄板制成的本体。因此，涡轮增压器I中的涡轮机壳体11的壁的厚度比铸造金属涡轮机壳体的壁的厚度薄，使得涡轮增压器I重量和热容量减少。(7)如果用于结合涡旋体30和基体50方法即焊接熔化了结构体的部分，则存在焊接过程的热可能导致涡旋体30和基体50的过度变形的风险。然而，在本实施方式中，因为涡旋体30和基体50通过钎焊结合，所以结合过程期 间的温度低于结构体通过焊接结合的上述情况中的温度。因此，能够减少由于结合过程期间的热导致的涡旋体30和基体50的变形。此外，通过抑制这些结构体的变形，也抑制了排气通路60的变形。由此，可以抑制由排气通路60的变形导致的排气流的压力损失的增大。另外，关于涡旋体30、基体50、入口法兰21和出口法兰22的结合部，获得了与上文描述的大致相同的效果。(8)如果用于结合涡旋体和基体方法熔化了结构体本身的部分，则如图12中示出的，在涡旋体130的内周表面133A和基体150的外周表面153A之间形成间隙。在这种情况下，当排气冲击涡旋体130的内周表面133A时，在涡旋体130与基体150之间的结合部170中产生过大的应力集中。然而，在本实施方式中的涡轮机壳体11中，因为涡旋体30和基体50通过钎焊结合，所以第二结合部33与法兰部53之间的间隙由结合钎焊材料70充分地填充。因此，可以抑制第二结合部33和法兰部53中过大的应力集中。此外，关于涡旋体30、基体50、入口法兰21和出口法兰22的结合部，获得了与上文描述的大致相同的效果。(9)例如，如果采用内侧拐角部C设置有与涡旋体30并且与基体50分开地形成的引导部的构型，则必须在已经将涡旋体30配合至基体50之后将引导部设置在内侧拐角部C中并且将引导部结合于内侧拐角部C。然而，一旦已经将涡旋体30配合至基体50，操作者必须在由于不能保证用于操作的足够空间而导致可操作性非常低的环境中进行操作。然而，在本实施方式中的涡轮机壳体11中，内侧圆角71可以通过从涡旋体30和基体50的外侧进行钎焊操作而形成，使得涡旋体30可以与基体50容易地结合。将参照图9描述本发明的第二实施方式。根据第二实施方式的涡轮增压器构造为改变了根据第一实施方式的涡轮机壳体的一部分的涡轮增压器。下面将详细描述结构的被改变的部分。在其他方面，第二实施方式与第一实施方式大致相同。因此，与第一实施方式的部件大致相同的部件用相同的附图标记指示，并省略其描述。如图9中示出的，在涡旋体30的第二结合部33的内周表面33A和第二结合部33的端面33E上形成有粗糙化的表面部分33S，表面部分33S已经经过表面粗糙化处理以具有比涡旋体30的其他表面处更大的表面粗糙度。此外，在基体50的法兰部53的外周表面53A和法兰部53的端面53E上也形成有已经经过表面粗糙化处理的粗糙化的表面部分53S。此处使用的表面粗糙化处理可以例如是喷丸处理。第二结合部33的内周表面33A的粗糙化的表面部分33S从端面33E朝向涡旋通路61延伸预定距离LC。端面E的粗糙化的表面部分33S在整个端面E上延伸。法兰部53的法兰部53a的粗糙化的表面部分53S从端面53E朝向法兰部53的中央延伸预定距离LD。端面E的粗糙化的表面部分53S在整个端面53E上延伸。距离LC对应于从内侧拐角部C的顶点CX到内侧圆角71的第一端部71C的长度。距离LD对应于从内侧拐角部C的顶点CX到内侧圆角71的第二端部71D的长度。根据此实施方式，可以实现第一实施方式的在采用将涡旋体30结合于基体50的结构的同时抑制排气通路60中的气流的扰动的发生的效果(I)，还有第一实施方式的上述效果(2)和(4)至(9)，另外获得了如下效果。(10)在根据本实施方式的涡轮机壳体11中，涡旋体30包括粗糙化的表面部分33S，并且基体50设置有粗糙化的表面部分53S。这增大了钎焊材料的可湿性，使得涡旋体 30和基体50更紧固地结合。此外，本发明的实施方式不局限于上述实施方式，而是也能够例如以如下形式实施。如下改型不仅适用于上述实施方式，而是也能够以其组合实施。尽管在第一实施方式中第一限制部33D和第二限制部53D形成为阶梯部，但限制部的构型并不局限于此；即，限制部可以采用任何构型，只要构造限制结合钎焊材料70的流动即可。例如，可以形成槽或壁，以代替形成为第一限制部33D和第二限制部53D的阶梯部中的至少一个。尽管在第一实施方式中将第一限制部33D和第二限制部53D的位置设定为使得内侧圆角71的距离LAX和距离LBX大致彼此相等，但形成限制部的位置可以以如下方式改变。具体地，第一限制部33D和第二限制部53D可以形成为使得距离LAX小于距离LBX。相反，第一限制部33D和法兰部53d可以形成为使得距离LAX大于距离LBX。此外，尽管在第一实施方式中第一限制部33D和第二限制部53D的阶梯部形成为使得内侧圆角71的高度HA和高度HB大致彼此相等，但限制部的高度可以以如下方式改变。具体地，第一限制部33D和第二限制部53D可以形成为使得高度HA小于高度HB。此夕卜，第一限制部33D和第二限制部53D可以形成为使得高度HA大于高度HB。尽管在第一实施方式中，涡旋体30的第二结合部33包括第一限制部33D，并且基体50的法兰部53包括第二限制部53D，但可以省略限制部中的一个或两个。在上述实施方式中，当将涡旋体30和基体50配合在一起时，正方向变形部位Xl和正方向变形部位Yl在周向方向上相互对应或者相一致，这抑制了在涡旋体30和基体50之间形成大的间隙。然而，也可以使用替代性组装过程，只要这种过程充分地抑制大的间隙的形成。例如，可以这样来减少涡旋体30与基体50之间的间隙预先控制涡旋体30和基体50在周向方向上的相位，这使图8中示出的涡旋体30的变形量曲线和基体50的变形量曲线之间的面积的总和最小，随后将预先控制的相位设定为当涡旋体30和基体50相互配合时涡旋体30和基体50所布置的相位。尽管通过用钎焊将涡旋体30结合于基体50、随后将入口法兰21和出口法兰22通过钎焊结合于涡旋体30和基体50来组装涡轮机壳体11，但组装工序不局限于此工序。例如，可以执行结合涡旋体30、基体50、入口法兰21和出口法兰22。
在上述实施方式中，内侧圆角71形成在如图6中示出地那样成形的内侧拐角部C中。然而，也允许关于具有与对于内侧拐角部C示出的形状不同的形状的拐角部形成内侧圆角。例如，如图10中示出的，如果将涡旋体30和基体50结合在一起使得涡旋体30的弯曲表面和基体50的弯曲表面彼此邻接，则两个弯曲表面在它们之间限定内侧拐角部C，也容许在内侧拐角部C中形成内侧圆角71。在上述实施方式中，涡旋体30、基体50、入口法兰21和出口法兰22通过钎焊结合。然而，只要通过钎焊将涡旋体30第二结合部33结合于基体50的法兰部53，即使其他结合通过除钎焊以外的方式形成，也可以获得第一实施方式的效果(I)至(3)、(5)、(6)、
(8)和(9)。尽管在上述实施方式中，内侧圆角71形成为引导部，但引导部的构造并不局限于此。例如，如图11中示出的，也允许将如下引导部74结合于内侧拐角部C :该引导部74与涡旋体30和基体50分开地形成，并且具有使排气的沿着第二结合部33的内周表面33A的方向改变为沿着法兰部53的外周表面53A的方向的形状。将引导部74结合于涡旋体30 和法兰部53方法的示例包括钎焊，或者包括甚至熔化引导部74本身。在上述实施方式中，尽管涡旋体30、基体50、入口法兰21和出口法兰22分开地形成并结合在一起以形成涡轮机壳体11，但涡轮机壳体11的构造并不局限于此。例如，各个结构体中的至少一个可以由多个结构体形成。此外，上述结构体中的至少两个可以各自形成为整体结构体。尽管在上述实施方式中，涡旋体30和基体50是由金属薄板制成的本体，但这些结构体中的至少一个可以形成为铸造体或者树脂制造体。尽管在上述实施方式中，本发明仅应用于涡轮机壳体11而不是应用于压缩机壳体12，但也可以将本发明应用于涡轮机壳体和压缩机壳体中的每一个。另外，也可以将本发明应用于压缩机壳体12。
权利要求
1.一种用于涡轮增压器的叶轮壳体，包括 第一结构体； 第二结构体，所述第二结构体与所述第一结构体分开地形成并且结合于所述第一结构体；以及 气体通路，所述气体通路形成在所述第一结构体与所述第二结构体之间，其中 所述第一结构体与所述第二结构体之间的结合部设置有拐角部，所述拐角部由所述第一结构体的面向所述气体通路的第一表面和所述第二结构体的面向所述气体通路的第二表面形成；并且 在所述拐角部上形成有引导部，所述引导部成形为使气体的沿着所述第一表面的流动方向改变为沿着所述第二表面的方向。
2.如权利要求I所述的叶轮壳体，其中 所述第一结构体通过钎焊结合于所述第二结构体；并且 所述弓I导部是通过钎焊形成的圆角。
3.如权利要求2所述的叶轮壳体，其中 在所述第一表面中形成有第一限制部，所述第一限制部限制形成所述圆角的钎焊材料的流动；并且 在所述第二表面中形成有第二限制部，所述第二限制部限制形成所述圆角的钎焊材料的流动。
4.如权利要求I或3中任一项所述的叶轮壳体，其中 所述第一结构体是涡旋体，所述涡旋体由压制成形的金属薄板制成，并且所述涡旋体包括涡旋形部位； 所述第二结构体是包括法兰部的基体；并且 所述气体通路形成在所述涡旋形部位与所述法兰部之间。
5.如权利要求4所述的叶轮壳体，其中 所述第一结构体包括第一部位，当由压制成形导致的残余应力被释放时，在所述第一部位处发生最大变形； 所述第二结构体包括第二部位，当由压制成形导致的残余应力被释放时，在所述第二部位处发生最大变形；并且 在所述叶轮壳体中，所述第一结构体和所述第二结构体设置并相互结合成使得当所述残余应力被释放时导致的所述第二部位的变形的方向与当所述残余应力被释放时导致的所述第一部位的变形的方向相一致。
6.如权利要求I至5中任一项所述的叶轮壳体，其中，所述叶轮壳体是所述涡轮增压器的润轮机壳体。
7.如权利要求I至5中任一项所述的叶轮壳体，其中，所述叶轮壳体是所述涡轮增压器的压缩机壳体。
8.如权利要求I至7中任一项所述的叶轮壳体，其中，所述引导部背离所述气体通路弯曲。
9.一种涡轮增压器，包括 如权利要求I至8中任一项所述的叶轮壳体。
全文摘要
涡轮增压器的涡轮机壳体(11)通过使涡旋体(30)与基体(50)结合而形成。在涡旋体与基体之间形成有排气通路(60，81)。在涡旋体与基体之间的结合部(33)处，由涡旋体的面向排气通路的内周表面(33A)和基体的同样面向排气通路的外周表面(53A)形成内侧拐角部(C)。在内侧拐角部上形成有内侧圆角(71)，该内侧圆角(71)成形为使排气的沿着涡旋体的内周表面的方向(G1)改变为沿着基体的外周表面的方向(G2)。
文档编号F02C6/12GK102834600SQ201180006137
公开日2012年12月19日 申请日期2011年1月4日 优先权日2010年1月15日
发明者贞光贵裕, 饭田达雄 申请人:丰田自动车株式会社