专利名称：涡轮增压器和涡轮增压器叶轮壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涡轮增压器叶轮壳体，其包括罩本体和基部本体，罩本体具有涡旋部，基部本体具有容置部，在该容置部中容置有叶轮，其中罩本体和基部本体之间形成有气体通道。
背景技术：
作为增压器叶轮壳体，已知一种在日本专利申请公报No. 2008-106667(JP-A-2008-106667)中公开的涡轮机壳体。根据薄板金属涡轮机壳体例如此涡轮机壳体，与铸造涡轮机壳体相比较，能够使相应壁部的厚度小，从而能够实现减重和减小热容量。然而，在薄板金属壳体中，由于罩本体的小厚度而产生了如下问题。S卩，如果在叶轮的旋转过程中叶轮的一部分从主体分离为碎片，并且撞击罩本体，被碎片撞击的区域由于罩本体的小厚度而大大地变形。应当指出，不仅在薄板金属壳体中，而且在具有其侧壁部包括薄壁部的罩本体的任何壳体中也可能会产生类似问题。
发明内容
本发明提供了一种能够限制罩本体发生大的变形的涡轮增压器及其叶轮壳体。本发明的第一方面涉及一种涡轮增压器叶轮壳体。此叶轮壳体包括罩本体和基部本体，所述罩本体具有涡旋部，所述基部本体具有容置部，在所述容置部中容置有叶轮，且其中，在所述罩本体与所述基部本体之间形成有气体通道。所述罩本体由第一罩本体和第二罩本体组成，所述第一罩本体和所述第二罩本体彼此分开地形成并且彼此结合。所述第二罩本体包括所述涡旋部。所述容置部包括叶轮室、连通部和柱部，所述叶轮布置在所述叶轮室中，所述连通部允许气体从所述气体通道流动至所述叶轮室，所述柱部与所述连通部相邻地设置以阻挡气体从所述气体通道流动至所述叶轮室。所述第一罩本体包括加强部，所述加强部叠置在所述涡旋部的周壁的内周面或者外周面中的一者上。所述加强部具有切口部，所述切口部沿圆周方向部分地中断。所述柱部设置在所述叶轮的碎片从所述叶轮的主体朝向所述切口部移动的行进路径上。在此叶轮壳体中，加强部叠置在涡旋部的周壁上。因此，当叶轮的碎片撞击涡旋部的周壁时，能够使第二罩本体的变形量小。同时，还可以设想，使加强部构成为不包括切口部。然而，在此结构的情况下，在制造罩本体时，将加强部叠置在涡旋部的周壁上的操作是困难的。在本发明中，切口部设置为穿过加强部。因此，能够使将加强部叠置在涡旋部的周壁的内周面或者外周面上的可操作性良好。另一方面，根据包括切口部的罩本体的结构，第二罩本体的对应于切口部的 区域大致未由加强部加强。因此，未充分地限制第二罩本体在此区域中的变形。在本发明中，柱部设置在叶轮的碎片从叶轮的主体朝向切口部移动的行进路径上。因此，当从叶轮的主体分离时，叶轮的碎片撞击位于叶轮和切口部之间的柱部，因此较不可能撞击切口部。因此，能够限制第二罩本体的对应于切口部的区域发生大的变形。
本发明的第二方面涉及一种涡轮增压器叶轮壳体。此叶轮壳体包括罩本体和基部本体，所述罩本体具有涡旋部，所述基部本体具有容置部，在所述容置部中容置有叶轮，且其中，在所述罩本体与所述基部本体之间形成有气体通道。所述罩本体由第一罩本体和第二罩本体组成，所述第一罩本体和所述第二罩本体彼此分开地形成并且彼此结合。所述第二罩本体包括所述涡旋部。所述容置部包括叶轮室、连通部和柱部，所述叶轮布置在所述叶轮室中，所述连通部允许气体从所述气体通道流动至所述叶轮室，所述柱部与所述连通部相邻地设置以阻挡气体从所述气体通道流动至所述叶轮室。所述第一罩本体包括加强部，所述加强部叠置在所述涡旋部的周壁的内周面或者外周面中的一者上。所述加强部具有切口部，所述切口部沿圆周方向部分地中断。所述柱部设置成与所述叶轮的经过所述切口部的切线相交。在此叶轮壳体中，加强部叠置在涡旋部的周壁上。因此，当叶轮的碎片撞击涡旋部的周壁时，能够使第二罩本体的变形量小。同时，还可以设想，加强部构成为不包括切口部。然而，在此结构的情况下，在制造罩本体时，将加强部叠置在涡旋部的周壁上的操作是困难的。在本发明中，切口部设置为穿过加强部。因此，能够使将加强部叠置在涡旋部的周壁的 内周面或者外周面上的可操作性良好。另一方面，根据包括切口部的罩本体的结构，第二罩本体的对应于切口部的区域大致未由加强部加强。因此，未充分限制第二罩本体在此区域中的变形。在本发明中，柱部设置为与叶轮的经过切口部的切线相交，叶轮从叶轮的主体朝向切口部移动。因此，当从叶轮的主体分尚时，叶轮的碎片撞击位于叶轮和切口部之间的柱部，因此较不可能撞击切口部。因此，能够限制第二罩本体的对应于切口部的区域发生大的变形。本发明的第三方面涉及一种涡轮增压器叶轮壳体。此叶轮壳体包括罩本体和基部本体，所述罩本体具有涡旋部，所述基部本体具有容置部，在所述容置部中容置有叶轮，且其中，在所述罩本体与所述基部本体之间形成有气体通道。所述罩本体由第一罩本体和第二罩本体组成，所述第一罩本体和所述第二罩本体彼此分开地形成并且彼此结合。所述第二罩本体包括所述涡旋部。所述容置部包括叶轮室、连通部和柱部，所述叶轮布置在所述叶轮室中，所述连通部允许气体从所述气体通道流动至所述叶轮室，所述柱部与所述连通部相邻地设置以阻挡气体从所述气体通道流动至所述叶轮室。所述第一罩本体包括加强部，所述加强部叠置在所述涡旋部的周壁的内周面或者外周面中的一者上。所述加强部具有切口部，所述切口部沿圆周方向部分地中断。所述柱部设置成防止所述叶轮的从所述叶轮的主体分离并且朝向所述罩本体的周壁的薄壁部移动的碎片撞击所述薄壁部，所述薄壁部是所述罩本体的所述周壁上的、所述涡旋部的周壁与所述切口部彼此叠置的区域。在此叶轮壳体中，加强部叠置在涡旋部的周壁上。因此，当叶轮的碎片撞击涡旋部的周壁时，能够使第二罩本体的变形量小。同时，还可以设想，加强部构成为不包括切口部。然而，在此结构的情况下，在制造罩本体时，将加强部叠置在涡旋部的周壁上的操作是困难的。在本发明中，切口部设置为穿过加强部。因此，能够使将加强部叠置在涡旋部的周壁的内周面或者外周面上的可操作性良好。另一方面，根据包括切口部的罩本体的结构，第二罩本体的对应于切口部的区域大致未由加强部加强。因此，未充分限制第二罩本体在此区域中的变形。在本发明中，柱部设置为防止叶轮的从叶轮的主体朝向切口部移动的碎片撞击薄壁部。因此，当从叶轮的主体分离时，叶轮的碎片撞击位于叶轮和切口部之间的柱部，因此较不可能撞击切口部。因此，能够限制第二罩本体的对应于切口部的区域发生大的变形。在根据本发明上述方面中的每一方面的涡轮增压器叶轮壳体中，所述第一罩本体和所述第二罩本体可以设置为薄板 金属罩本体。在此叶轮壳体中，第一罩本体和第二罩本体设置为薄板金属罩本体。因此，叶轮壳体能够减重以及减小热容量。另外，由于设置为薄板金属罩本体的第一罩本体和第二罩本体，与铸造的罩本体相比较，周壁的强度更低。然而，周壁由加强部加强，因此能够限制变形。在根据本发明上述方面中的每一方面的涡轮增压器叶轮壳体中，所述罩本体可以包括连接部，所述连接部使所述涡旋部与排气管或者进气管连接，所述第一罩本体可以包括作为所述连接部的一部分的第一分割连接部，所述第二罩本体可以包括形成所述连接部的一部分的第二分割连接部，并且所述连接部可以由彼此结合的所述第一分割连接部和所述第二分割连接部组成。还设想，薄板金属罩本体构成为使得其连接部不分割。然而，在此情况下，当用于气体通道的开口部穿过连接部形成时，需要冲切薄板金属的一部分的过程。在上述叶轮壳体中，连接部由彼此结合的第一分割连接部和第二分割连接部组成。因此，不需要冲切薄板金属的一部分以形成连接部的过程。因此，能够提高材料的屈服比。在上述涡轮增压器叶轮壳体中，所述第一罩本体可以由金属板形成，所述金属板具有长方形的平板部和从所述平板部的长边突出的突出部，所述加强部可以通过将所述平板部加工为圆筒形形状而形成，并且所述第一分割连接部可以通过将所述突出部加工为圆形形状而获得。还设想，第一罩本体通过如下方式构成使加强部和第一分割连接部彼此分开地形成，并且通过诸如焊接之类的连结操作使加强部和第一分割连接部彼此连结。然而，在此情况下，在制造第一罩本体时需要上述连结过程。在本发明中，第一罩本体由单个金属板形成，该金属板具有长方形平板部和突出部，该突出部从此平板部的长边突出。因此能够在不必须包括诸如焊接之类的连结操作的情况下制造第一罩本体。在上述涡轮增压器叶轮壳体中，所述基部本体可以包括凸缘部，所述凸缘部沿径向向外突出超出所述容置部，并且所述叶轮壳体可以通过将所述第一罩本体的所述加强部和所述第二罩本体的所述涡旋部中的一者装配至所述基部本体的所述凸缘部的外周、并且将所述加强部和所述涡旋部中的另一者装配至所述加强部和所述涡旋部中的装配至所述凸缘部的所述外周的所述一者的内周而形成。根据此叶轮壳体，将第一罩本体的加强部装配至基部本体的凸缘部的外周，并且将第二罩本体的涡旋部装配至加强部的内周。替代性地，将第二罩本体的涡旋部装配至基部本体的凸缘部的外周，并且将第一罩本体的加强部装配至第二罩本体的涡旋部的内周。在任一种情况下，均将上述相应结构本体彼此装配以保持彼此结合。因此，可以省去或者在构造上简化用于使上述相应结构本体彼此结合的夹具。在所述叶轮壳体中，所述柱部沿圆周方向可以比所述切口部长。一种涡轮增压器涡轮机壳体可以以与上述叶轮壳体相同的方式构造。根据此涡轮机壳体，能够使涡轮机壳体的第二罩本体的变形量小，并且能够使将加强部叠置在涡旋部的周壁的内周面或者外周面上的可操作性良好。一种涡轮增压器压缩机壳体可以以与上述叶轮壳体相同的方式构造。根据此压缩机壳体，可以使压缩机壳体的第二罩本体的变形量小，并且使将加强部叠置在涡旋部的周壁的内周面或者外周面上的可操作性良好。一种涡轮增压器可以包括上述叶轮壳体。
通过参照附图，由本发明的示例性实施方式的如下描述，本发明的上述和进一步特征和优点将变得显而易见，其中相同的附图标记用于表示相同的元件，并且在所述附图中图I是示意性地示出了根据通过实施本发明的涡轮增压器而实现的一个实施方 式的整个涡轮增压器的结构的示意图；图2是示出了根据本发明实施方式的涡轮机壳体的立体结构的立体图；图3是示出了根据本发明实施方式的涡轮机壳体的分解立体结构的立体图；图4是示出了沿图2的IV-IV线的根据本发明实施方式的涡轮机壳体的截面结构的截面图；图5A是沿图4的V-V线的根据本发明实施方式的涡轮机壳体的截面结构的截面图，而图5B是以放大比例示出图5A的一部分的放大图；图6是示出了沿图4的VI-VI线的根据本发明实施方式的涡轮机壳体的截面结构的截面图；以及图7A和图7B是示出了制造根据本发明实施方式的涡轮机壳体的第一罩本体的操作模式的过程图。
具体实施例方式(第一实施方式)现在将参照图I至图7描述本发明的第一实施方式。应当指出，本发明的此实施方式示出了本发明实施为用于内燃发动机的涡轮增压器涡轮机壳体的示例。如图I中示出的，涡轮增压器I设置有涡轮机叶轮21，该涡轮机叶轮21借助于废气能量旋转；压缩机叶轮22，该压缩机叶轮22随着叶轮21旋转而压缩进气；转子轴23，该转子轴23使这些叶轮彼此连接；涡轮机壳体11，该涡轮机壳体11容置涡轮机叶轮21 ;压缩机壳体12，该压缩机壳体12容置压缩机叶轮22 ;以及中心壳体13，该中心壳体13容置转子轴23。排气管91和进气管92分别连接至涡轮机壳体11和压缩机壳体12。在涡轮增压器I中，涡轮机叶轮21和压缩机叶轮22分别连接至转子轴23。因此，这三个元件一体地旋转。另外，将涡轮机壳体11和压缩机壳体12连接至中心壳体13。在涡轮机壳体11中形成有叶轮室64和排气通道80，叶轮室64中容置涡轮机叶轮
21,排气通道80用于使来自涡轮机壳体11上游的排气管91的废气流动至涡轮机壳体11下游的排气管91。排气通道80由叶轮室64、和涡旋通道81、以及出口通道形成，在该叶轮室64中容置有涡轮机叶轮21，涡旋通道81用于将废气从上游的排气管91供给至叶轮室64，出口通道用于将废气从涡轮机叶轮21传送至下游的排气管91。现在将参照图2至图4描述涡轮机壳体11的结构。如图2中示出的，涡轮机壳体11构造为包括罩本体30和基部本体60、入口凸缘71以及出口凸缘72，罩本体30和基部本体60彼此结合以形成排气通道80，入口凸缘71经由连接部31连接至涡轮机壳体11上游的排气管91，涡轮机壳体11下游的排气管91连接至出口凸缘72。罩本体30由第一罩本体40和第二罩本体50组成。第一罩本体40和第二罩本体50通过对薄板金属进行压制成型而获得。基部本体60、入口凸缘71和出口凸缘72是铸造的。如图3中示出的，第二罩本体50构造为包括盘状涡旋部51以及构成连接部31的一部分的第二分割连接部54。涡旋部51设置有侧壁部53和顶壁部52，侧壁部53沿圆周方向延伸，顶壁部52沿径向方向延伸。第一罩本体40构造为包括第一分割连接部41和圆筒形加强部42，第一分割连接部41构成连接部31的一部分，圆筒形加强部42沿圆周方向从连接部41伸长以沿着第二罩本体50的侧壁部53的外周延伸。穿过加强部42形成有切口部43，该切口部43沿圆周 方向部分地中断。即，加强部42构造为具有沿圆周方向中断的区域的圆筒形元件。基部本体60设置有圆形凸缘部62、和筒部61、以及容置部63，圆形凸缘部62用于使中心壳体13 (见图I)和涡轮机壳体11彼此连接，筒部61装配有第二罩本体50的连结部52A和出口凸缘72，容置部63中容置涡轮机叶轮21。容置部63设置为使得筒部61和凸缘部62彼此连接。容置部63设置有连通部66，涡旋通道81和叶轮室64通过该连通部66彼此连通。柱部65中的每一个均以使凸缘部62和筒部61彼此连接的方式设置在连通部66中对应的相邻的连通部之间。将参照图4描述涡轮机壳体11的纵向截面结构。应当指出，图4示出了沿图2的IV-IV的涡轮机壳体11的截面结构。另外，图4中的长短交替划线P指示涡轮机壳体11和涡轮机叶轮21的中心线。如将在下文描述的，涡轮机壳体11的相应元件彼此结合。出口凸缘72装配于基部本体60的筒部61的末端部61C的外侧。末端部61C的外周面61A和出口凸缘72的内周面72A通过钎焊彼此连结。第二罩本体50的连结部52A装配至基部本体60的筒部61的基体端部61B。基体端部61B的外周面61A和连结部52A的内周面52B通过钎焊彼此连结。第二罩本体50的顶壁部52的内周面52B在筒部61附近抵接靠在基部本体60的容置部63的顶面63A上。筒部61附近的顶面63A和顶壁部52的内周面52B以其间不形成间隙的方式彼此接触。第二罩本体50的侧壁部53的下端面53B抵接靠在基部本体60的凸缘部62的顶面62A上。凸缘部62的顶面62A和侧壁部53的下端面53B通过钎焊彼此连结。第一罩本体40的加强部42的下端部42B装配至基部本体60的凸缘部62的外侧以及第二罩本体50的侧壁部53的外侧。凸缘部62的外周面62B和侧壁部53的外周面53A通过钎焊连结至加强部42的下端部42B的内周面42A。如下文将描述的，涡轮机壳体11中形成有用于废气的通道。在一方面的涡旋部51和另一方面的容置部63及凸缘部62之间形成有涡旋通道81。另外，筒部61中形成有出口通道82。涡旋通道81经由连通部66与叶轮室64的入口连通。出口通道82与叶轮室64的出口连通。
将参照图5A和图5B描述涡轮机壳体11的横向截面结构。应当指出，图5A示出了沿图4的V-V线的涡轮机壳体11的截面结构。另外，图5A中的点P指示涡轮机壳体11和涡轮机叶轮21的中心线。另外，图5A中的箭头RA指示涡轮机叶轮21的旋转方向。如图5A中示出的，第一罩本体40的第一分割连接部41装配至第二罩本体50的第二分割连接部54的外侧。第二分割 连接部54的外周面54A和第一分割连接部41的内周面41B通过钎焊彼此连接。入口凸缘71装配至第一罩本体40的第一分割连接部41的外侧。连接部41的外周面41A和入口凸缘71的内周面7IA通过钎焊彼此连结。尽管未示出，入口凸缘71在平行于图4的截面延伸并且比该截面更进一步位于出口通道82下游的截面上装配至第二罩本体50的第二分割部54的外侧。连接部54的外周面54A和入口凸缘71的内周面71A通过钎焊彼此连结。即，入口凸缘71装配至由第二分割连接部54和第一分割连接部41组成的连接部31的外周面，并且连接部31的外周面和入口凸缘71的内周面71A通过钎焊彼此连结。第一罩本体40的加强部42沿圆周方向整体地叠置在第二罩本体50的侧壁部53的外周面53A上。罩本体30的侧壁部32由加强部42和侧壁部53彼此叠置的区域构成。如图5B中示出的，侧壁部32具有厚度HA，该厚度HA设定为大致等于沿罩本体30的圆周方向从连接部31的一端至另一端。然而，侧壁部32的切口部43和侧壁部53彼此叠置的区域(下文称为薄壁部32A)具有厚度HB，该厚度HB小于侧壁部32的其他区域的厚度。如下文将描述的，相应区域的厚度彼此相关。加强部42具有厚度HC，该厚度HC设定为大致等于侧壁部53的厚度HD。除薄壁部32A以外的侧壁部32的厚度HA等于加强部42的厚度HC和侧壁部53的厚度HD的和。薄壁部32A的厚度HB等于侧壁部53的厚度HD。柱部65具有厚度HE，该厚度HE设定为分别大于加强部42的厚度HC和侧壁部53的厚度HD。另外，柱部65的厚度HE设定为大于除薄壁部32A以外的侧壁部32的厚度HA。如下文将描述的，废气在涡轮机壳体11中流动。如由图5A的箭头GA指示的，涡轮机壳体11的排气管91中的废气通过由连接部31构成的、涡旋通道81的入口流入涡轮机壳体11。如由箭头GB指示的，已经流入涡旋通道81的入口的废气在通道81中沿圆周方向绕容置部63流动，并且在此过程中经由连通部66流入叶轮室64。如由箭头GC指示的，已经流入叶轮室64的废气撞击涡轮机叶轮21的叶片，随后随着叶轮21旋转而传送至出口通道82。已经传送至出口通道82的废气经由通道82流入涡轮机壳体11下游的排气管91。将参照图6详细描述涡轮机壳体11的更详细的结构，主要是基部本体60的柱部65、第一罩本体40的加强部42、以及第二罩本体50的侧壁部53的构造。应当指出，图6示出了沿图4的VI-VI线的涡轮机壳体11的截面结构。另外，图6中的箭头RA指示涡轮机叶轮21的旋转方向。基部本体60设置有沿圆周方向以90°的角度间隔布置的四个柱部65。连通部66中的每一个均形成在柱部65中沿圆周方向彼此相邻的对应的柱部之间。连通部66具有周向长度，该周向长度设定为比柱部65的周向长度长。柱部65的周向长度设定为比切口部43的周向长度长。基于将在下文描述的原理设定罩本体30和基部本体60的周向旋转相位。S卩，罩本体30的侧壁部32的薄壁部32A的厚度小于侧壁部32的其他区域的厚度，因此很可能在涡轮机叶轮21的叶片的碎片撞击薄壁部32A时过度变形。因此，在此涡轮机壳体11中，将柱部65设置在涡轮机叶轮21的碎片从涡轮机叶轮21的主体朝向薄壁部32A移动的行进路径上。S卩，罩本体30和基部本体60的周向相位设定为使得沿所有方向从涡轮机叶轮21的主体飞出的碎片中的、可能会撞击罩本体30的薄壁部32A的一个碎片在该碎片到达薄壁部32A之前由强度高于薄壁部32A的区域接收。设定这些相位的模式能够如下描述。在此应当指出，将涡轮机叶轮21的切线的一个限定为切线Tl :所述切线经过薄壁部32A的一端，即，所述切线经过涡轮机叶轮21的外周上的切点PTl以及薄壁部32A的端部处的点PCl。另外，将涡轮机叶轮21的切线中的一个限定为切线T2 :所述切线经过薄壁部32A的另一端，即，所述切线经过涡轮机叶轮21的外周的切点PT2以及薄壁部32A的端部处的点PC2。在涡轮机壳体11中，罩本体30和基部、本体60的周向相位设定为使得柱部65中的每一个均位于这些切线Tl和T2之间。因此，当碎片从涡轮机叶轮21的主体分离时，此叶片撞击位于涡轮机叶轮21与薄壁部32A之间的柱部65的频率高。因此，限制了罩本体30由碎片的撞击造成的过度变形。下面将示例已经从涡轮机叶轮21分离的碎片的行进路径的型式。当假设碎片已经从切点PTl和PT2飞出时，此碎片在切线Tl和T2上移动，并且在到达罩本体30的薄壁部32A之前撞击柱部65中的对应一个。当假设碎片已经飞出切点PT3时，碎片在其切点与切点PT3 —致的切线T3上移动，并且撞击罩本体30的侧壁部32的由加强部42和侧壁部53形成的区域。当假设碎片已经从切点PT4飞出时，此碎片在其切点与切点PT4 —致的切线T4上移动，并且在到达罩本体30的侧壁部32之前撞击基部本体60的柱部65中的对应一个。将参照图7A和图7B描述制造第一罩本体40的过程。如图7A中示出的，形成有金属板140，其具有长方形平板部141和从此平板部141的长边141A突出的突出部142。如图7B中示出的，将金属板140的平板部141弯曲为圆筒形状，形成具有切口部43的加强部42。另外，将突出部142压制成型为第一分割连接部41的形状。由此形成了第一罩本体40。将描述组装罩本体30和基部本体60的过程。(步骤A)将第一罩本体40的加强部42装配至基部本体60的凸缘部62的外侧。此时，将基部本体60和第一罩本体40的周向相位调整为使得基部本体60的柱部65定位为对应于切线Tl和T2。(步骤B)将第二罩本体50的侧壁部53装配至第一罩本体40的加强部42的内侧，并且使第二罩本体50的下端面53B抵接靠在基部本体60的凸缘部62的顶面62A上。(步骤C)在第一罩本体40、第二罩本体50和基部本体60的相应连结部上布置钎焊焊料。(步骤D)将第一罩本体40、第二罩本体50和基部本体60放入炉中并加热。此时,钎焊焊料熔化并且流入相应连结部之间的间隙，并且使第一罩本体40、第二罩本体50和基部本体60彼此连结。(步骤EMfAD凸缘71装配至罩本体30的连接部31的外侧，并且将出口凸缘72装配至基部本体60的筒部61的外侧。(步骤F)将钎焊焊料布置在罩本体30的连接部31和入口凸缘71之间的连结部上、并且布置在基部本体60和出口凸缘72之间的连结部上。(步骤G)将罩本体30、基部本体60、入口凸缘71和出口凸缘72放入炉中并且加热。此时，钎焊焊料熔化并且流入相应连结部之间的间隙，并且借此使罩本体30、基部本体60、入口凸缘71和出口凸缘72彼此连结。如上文详细描述的，根据本发明的此实施方式，获得了如下效果。(I)在本发明的此实施方式中，第一罩本体40设置为包括加强部42，该加强部42叠置在涡旋部51的侧壁部53的外周面53A上。另外，加强部42设置为具有切口部43，该切口部43沿圆周方向部分地中断。另外，罩本体30和基部本体60彼此结合，使得柱部65定位为与涡轮机叶轮21的切线中的经过薄壁部32A的端部处的点PCl和PC2的切线Tl和T2相交，即，使得柱部65位于叶轮21的碎片从叶轮21的主体朝向薄壁部32A移动的行进路径上。
因此，当叶轮21的碎片撞击涡旋部51的侧壁部53时，能够使第二罩本体50的变形量小。另一方面，还可以设想，加强部42构成为不包括切口部43。在这种结构的情况下，在制造罩本体50时将加强部42叠置在涡旋部51的侧壁部53上的操作是麻烦的。在本发明的此实施方式中，加强部42设置有切口部43。因此，能够使将加强部42叠置在涡旋部51的侧壁部53的外周面53A的可操作性良好。(2)根据本发明的此实施方式的第一罩本体40和第二罩本体50设置为薄板金属罩本体。因此,可以减小润轮机壳体11的重量和热容量。另外,第一罩本体40和第二罩本体50是薄板金属罩本体，因此与铸造罩本体的情况相比较，侧壁部53的强度更低。然而，侧壁部53由加强部42加强，因而能够限制侧壁部53变形。此外，由于将第一罩本体40和第二罩本体50用于涡轮机壳体11，故而可以限制废气的热能减少。(3)还可以设想，使薄板金属罩本体30构成为使连接部31不分割。然而，在此情况下，在形成用于使排气通道80穿过连接部31的开口部中，需要冲切薄板金属的一部分的过程。在本发明的此实施方式中，罩本体的连接部31通过使第一罩本体40的第一分割连接部41和第二罩本体50的第二分割连接部54彼此结合构造。因此，不需要冲切薄板金属的一部分以形成连接部31的过程。因此，可以提高材料的屈服比。(4)还可以设想，使第一罩本体40构成为，使加强部42和第一分割连接部41彼此分开地形成，并且通过诸如焊接之类的连结操作使加强部42和第一分割连接部41彼此连结。然而，在此情况下，在制造第一罩本体40时需要上述连结过程。在本发明的此实施方式中，将金属板140用作用于第一罩本体40的材料，所述金属板140具有长方形平板部141和突出部142，该突出部142从此平板部141的长边突出。随后，将此金属板140的平板部141加工为圆筒形状以形成加强部42，并且通过将突出部142加工为圆形形状以形成第一分割连接部41的步骤制造第一罩本体40。因此可以在不需要包括诸如焊接之类的连结操作的情况下制造第一罩本体40。另外，由于第一罩本体40通过简单的加工获得，故而能够提高屈服比。(5)在本发明的此实施方式中，涡轮机壳体11构成为使得该涡轮机壳体11能够通过将第一罩本体40的加强部42装配至基部本体60的凸缘部62的外周并且将第二罩本体50的侧壁部53装配至加强部42的内周组装。因此，第一罩本体40、第二罩本体50和基部本体60保持彼此结合。因此，可以省去或者在结构上简化用于使第一罩本体40、第二罩本体50和基部本体60彼此结合的夹具。(其他实施方式)应当指出，本发明的实施方式不局限于本发明的上述实施方式。例如，本发明也能够以将在下文描述的方式实施。另外，以下各改型示例不仅应用于本发明的上述实施方式，而是还可以将不同的改型示例彼此组合以实施它们。
在本发明的上述实施方式中，将第二罩本体50的侧壁部53装配至第一罩本体40的加强部42的内侧。然而，也可以将第一罩本体40的加强部42装配至第二罩本体50的侧壁部53的内侧。在本发明的上述实施方式中，第一罩本体40构成为使第一分割连接部41和加强部42由相同材料制成并且彼此一体地形成。然而,罩本体40的结构也能够以下文描述的方式改变。S卩，第一罩本体40也能够构造为使第一分割连接部41和加强部42彼此分开地形成并且通过焊接之类将这些部件彼此结合。另外，替代第一分割连接部41，对应于连接部31的区域也能够由与加强部42相同的材料制成，并且与加强部42 —体地形成以构成第一罩本体40。在本发明的上述实施方式中，第二罩本体50构成为具有由相同材料制成并且彼此一体地形成的第二分割连接部54和涡旋部51。然而，罩本体50的结构也能够以将在下文描述的方式改变。即，第二罩本体50也能够构造为使第二分割连接部54和涡旋部51彼此分开地形成并且使这些部件通过焊接之类彼此连结。此外，替代第二分割连接部54，对应 于连接部31的区域也能够由与涡旋部51相同的材料制成，并且与涡旋部51 —体地形成以构成第二罩本体50。在本发明的上述实施方式中，构成连接部31的第一分割连接部41和第二分割连接部54分别构造为第一罩本体40的一部分和第二罩本体50的一部分。然而，连接部31也能够与相应的罩本体分开地形成。在此情况下，第一分割连接部41和第二分割连接部54能够与相应的罩分开地形成，并且彼此连结以构成连接部31。替代性地，在第一分割连接部41和第二分割连接部54与相应的罩本体分开地形成并且彼此连结的情况下，连接部31也能够形成为用作连接部31的单个元件。在本发明的上述实施方式中，切口部43形成为如下形状该形状使得加强部42的一个端面和另一端面彼此平行地延伸。然而，切口部43不局限于此形状。例如，切口部43也能够形成为如下形状，该形状使得加强部42的一个端面和另一端面之间的空隙沿加强部42的宽度方向从一端向另一端逐渐增大。在本发明的上述实施方式中，基部本体60构成为包括柱部65和四个连通部66。然而，柱部65或者连通部66的数量能够改变为I和3之间的整数、或者大于等于5的整数。在本发明的上述实施方式中，作为防止涡轮机叶轮21的碎片撞击薄壁部32A的结构，柱部65设置在涡轮机叶轮21的切线中分别经过切口部43的两个端点的那些切线Tl和T2的内侧。然而，上述结构的具体内容并不局限于上文描述的内容。例如，柱部65也能够定位为使切线Tl和T2中仅有一个经过柱部65。此外，在本发明的上述实施方式中，在以图5A和图5B中示出的方式形成尺寸的柱部65和切口部43的前提下，采用使得可以防止涡轮叶片21的碎片撞击薄壁部32A的上述结构。然而，即使在柱部65和切口部43的大小与本发明的上述实施方式中所示例的不同的情况下，通过基于与本发明的实施方式相同的原理设定罩本体30和基部本体60的周向相位获得类似于本发明实施方式的效果。简言之，只要存在柱部65设置在从涡轮机叶轮21的主体分离并且朝向薄壁部32A移动的碎片的行进路径上的结构，就能够适当地改变柱部65和切口部43之间的位置关系以及这些元件的大小和形状。在本发明上述实施方式中的每一个中，涡轮机壳体11由彼此分开地形成并且彼此连结在一起的第一罩本体40、第二罩本体50、基部本体60、入口凸缘71、和出口凸缘72构成。然而，涡轮机壳体11不局限于此构造。例如，彼此分开地形成的上述各结构本体中的至少一个也能够形成为多个进一步分割的结构本体。另外，上述各结构本体的除了第一罩本体40和第二罩本体50以外的至少两个也能够形成为单个结构本体。在本发明的上述实施方式中的每一个中，采用薄板金属罩本体作为第一罩本体40和第二罩本体50。然而,第一罩本体40和第二罩本体50也能够以铸造的或者树脂的罩本体替代。在本发明的上述实施方式中的每一个中，采用铸造基部本体作为基部本体60。然而，基部本体60也能够由铸造或者树脂基部本体替代。在本发明的上述实施方式中的每一个中，本发明仅应用于涡轮机壳体11和压缩机壳体12中的在前的一个。然而，本发明也能够应用于各壳体。另外，本发明还能够仅应用于压缩机壳体12。尽管参照本发明示例性实施方式的示例描述了本发明，但应理解，本发明不局限于上述实施方式或者构造。相反，本发明意于覆盖各种改型和等效装置。此外，尽管在各种 示例组合和构型中示出了所公开的发明的各种元件，但包括更多、更少或者仅单个元件的其他组合和构型也在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种涡轮增压器叶轮壳体，所述涡轮增压器叶轮壳体包括罩本体和基部本体，所述罩本体具有涡旋部，所述基部本体具有容置部，在所述容置部中容置有叶轮，其中，在所述罩本体与所述基部本体之间形成有气体通道，所述涡轮增压器叶轮壳体的特征在于 所述罩本体由第一罩本体和第二罩本体组成，所述第一罩本体和所述第二罩本体彼此分开地形成并且彼此结合， 所述第二罩本体包括所述涡旋部， 所述容置部包括叶轮室、连通部和柱部，所述叶轮布置在所述叶轮室中，所述连通部允许气体从所述气体通道流动至所述叶轮室，所述柱部与所述连通部相邻地设置以阻挡气体从所述气体通道流动至所述叶轮室， 所述第一罩本体包括加强部，所述加强部叠置在所述涡旋部的周壁的内周面或者外周面中的一者上， 所述加强部具有切口部，所述切口部使所述加强部沿圆周方向部分地中断，并且 所述柱部设置在所述叶轮的碎片从所述叶轮的主体朝向所述切口部移动的行进路径上。
2.一种涡轮增压器叶轮壳体，所述涡轮增压器叶轮壳体包括罩本体和基部本体，所述罩本体具有涡旋部，所述基部本体具有容置部，在所述容置部中容置有叶轮，其中，在所述罩本体与所述基部本体之间形成有气体通道，所述涡轮增压器叶轮壳体的特征在于 所述罩本体由第一罩本体和第二罩本体组成，所述第一罩本体和所述第二罩本体彼此分开地形成并且彼此结合， 所述第二罩本体包括所述涡旋部， 所述容置部包括叶轮室、连通部和柱部，所述叶轮布置在所述叶轮室中，所述连通部允许气体从所述气体通道流动至所述叶轮室，所述柱部与所述连通部相邻地设置以阻挡气体从所述气体通道流动至所述叶轮室， 所述第一罩本体包括加强部，所述加强部叠置在所述涡旋部的周壁的内周面或者外周面中的一者上， 所述加强部具有切口部，所述切口部使所述加强部沿圆周方向部分地中断，并且 所述柱部设置成与所述叶轮的经过所述切口部的切线相交。
3.一种涡轮增压器叶轮壳体，所述涡轮增压器叶轮壳体包括罩本体和基部本体，所述罩本体具有涡旋部，所述基部本体具有容置部，在所述容置部中容置有叶轮，且其中，在所述罩本体与所述基部本体之间形成有气体通道，所述涡轮增压器叶轮壳体的特征在于 所述罩本体由第一罩本体和第二罩本体组成，所述第一罩本体和所述第二罩本体彼此分开地形成并且彼此结合， 所述第二罩本体包括所述涡旋部， 所述容置部包括叶轮室、连通部和柱部，所述叶轮布置在所述叶轮室中，所述连通部允许气体从所述气体通道流动至所述叶轮室，所述柱部与所述连通部相邻地设置以阻挡气体从所述气体通道流动至所述叶轮室， 所述第一罩本体包括加强部，所述加强部叠置在所述涡旋部的周壁的内周面或者外周面中的一者上， 所述加强部具有切口部，所述切口部沿圆周方向部分地中断，并且所述柱部设置成防止所述叶轮的从所述叶轮的主体分离并且朝向所述罩本体的周壁的薄壁部移动的碎片撞击所述薄壁部，所述薄壁部是所述罩本体的所述周壁上的、所述涡旋部的周壁与所述切口部彼此叠置的区域。
4.如权利要求I至3中任一项所述的涡轮增压器叶轮壳体，其特征在于，所述第一罩本体和所述第二罩本体设置为薄板金属罩本体。
5.如权利要求I至4中任一项所述的涡轮增压器叶轮壳体，其特征在于，所述罩本体包括连接部，所述连接部使所述涡旋部与排气管或者进气管连接， 所述第一罩本体包括作为所述连接部的一部分的第一分割连接部， 所述第二罩本体包括形成所述连接部的一部分的第二分割连接部，并且 所述连接部由彼此结合的所述第一分割连接部和所述第二分割连接部组成。
6.如权利要求5所述的涡轮增压器叶轮壳体，其特征在于，所述第一罩本体由金属板形成，所述金属板具有长方形的平板部和从所述平板部的长边突出的突出部， 所述加强部通过将所述平板部加工为圆筒形形状而形成，并且 所述第一分割连接部通过将所述突出部加工为圆形形状而获得。
7.如权利要求I至6中任一项所述的涡轮增压器叶轮壳体，其特征在于，所述基部本体包括凸缘部，所述凸缘部沿径向向外突出超出所述容置部，并且 所述叶轮壳体通过将所述第一罩本体的所述加强部和所述第二罩本体的所述涡旋部中的一者装配至所述基部本体的所述凸缘部的外周、并且将所述加强部和所述涡旋部中的另一者装配至所述加强部和所述涡旋部中的装配至所述凸缘部的所述外周的所述一者的内周而形成。
8.如权利要求I至7中任一项所述的涡轮增压器叶轮壳体，其特征在于，所述柱部沿圆周方向比所述切口部长。
9.一种涡轮增压器涡轮机壳体，其特征在于，所述涡轮增压器涡轮机壳体以与如权利要求I至8中任一项所述的叶轮壳体相同的方式构造。
10.一种涡轮增压器压缩机壳体，其特征在于，所述涡轮增压器压缩机壳体以与如权利要求I至8中任一项所述的叶轮壳体相同的方式构造。
11.一种涡轮增压器，所述涡轮增压器包括如权利要求I至10中任一项所述的叶轮壳体。
全文摘要
一种涡轮机壳体11，其包括第一罩本体40，在该第一罩本体40中，加强部42叠置在涡旋部的侧壁部53的外周面53A上。另外，具有切口部43的加强部设置为加强部42，该切口部43沿圆周方向部分地中断。另外，罩本体30和基部本体60彼此结合，使得柱部65定位为与涡轮机叶轮21的切线中的经过罩本体30的薄壁部32A的切线T1、T2相交，即，使得柱部65定位在叶轮21的碎片从叶轮21的主体朝向薄壁部32A移动的行进路径中。
文档编号F01D21/04GK102741507SQ201180008391
公开日2012年10月17日 申请日期2011年2月2日 优先权日2010年2月4日
发明者贞光贵裕, 饭田达雄 申请人:丰田自动车株式会社