本發明涉及渦輪增壓器用的壓縮機殼體的制造方法。

背景技術：

搭載于汽車等上的渦輪增壓器構成為，在壓縮機中壓縮吸入的空氣并向內燃機排出。即，在形成于壓縮機殼體的內側的空氣流路中，具有從葉輪排出的壓縮空氣流入的渦旋室，該渦旋室構成為將壓縮空氣導向排出口、從排出口將壓縮空氣向內燃機側排出。

并且，特別地，渦旋室的形狀對于壓縮機的性能影響很大，要求根據所要求的性能加工成恰當的形狀。因而，考慮通過重力鑄造或低壓鑄造來成形壓縮機殼體。在這些方法中，由于可以使用所謂型芯進行鑄造，所以，形狀自由度高，對于復雜的形狀也能夠應對。但是，由于鑄造周期長，因而生產率差，另外，型芯等成為必要的，成本也高。另外，由于當使用砂型時，表面粗糙度變大，因而還存在著壓縮機的效率會降低的問題。

與此相對，存在著通過壓鑄來成形壓縮機殼體的方法。在這種情況下，與重力鑄造或低壓鑄造相比，由于鑄造周期短，所以，生產率良好，成本也低。但是，由于除非是能夠脫模的形狀(即，沒有切陷的形狀)否則不能成形，所以形狀自由度低，不能應對復雜的形狀。因此，如專利文獻1所公開地那樣，提出了通過將相互作為獨立的部件成形的渦旋部件和護罩部件相互組裝而構成的壓縮機殼體。從而，將各個部件制成容易通過壓鑄來成形的形狀，并且，確保壓縮機殼體的渦旋室的形狀自由度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014－62492號公報

技術實現要素：

發明所要解決的課題

但是，專利文獻1所記載的壓縮機殼體，排出口從渦旋室沿著周向方向的切線方向延伸地設置。從而，在通過壓鑄來成形渦旋部件時，有必要利用型芯，或者另外準備成形渦旋室的壓鑄鑄模和形成排出口的壓鑄鑄模，并且，在脫模時，有必要將兩個壓鑄鑄模向不同的方向拔出。因此，存在著模具結構變得復雜，并且，制造工藝變得復雜，制造成本變高的問題。

另外，排出口的形狀也對壓縮機性能產生影響，并且，還影響向車輛的發動機室的裝載性。因而，不能只以鑄件脫模的容易程度為優先來設計壓縮機殼體的形狀。

本發明是鑒于上述課題而做出的，其目的是提供一種制造容易的渦輪增壓器用的壓縮機殼體的制造方法。

解決課題的手段

本發明的一種方式為一種制造能夠容納葉輪地構成的渦輪增壓器用的壓縮機殼體的方法，其中，

上述壓縮機殼體具有：形成在上述葉輪的頂端側并且向軸向方向的頂端側開口的進氣口；在上述葉輪的外周側形成沿周向方向形成的渦旋室；在上述進氣口的外周側向軸向方向的頂端側開口的排出口；和使上述排出口和上述渦旋室連通的排出連通部，

上述壓縮機殼體在軸向方向上將作為相互獨立的構件形成的渦旋部件和護罩部件組裝起來，

上述渦旋部件具有：構成上述進氣口并且在軸向方向上貫通的進氣筒部；在該進氣筒部的外周側構成上述渦旋室的壁面的頂端側的一部分的頂端側壁部；和從該頂端側壁部的周向方向的一部分延伸設置并且構成上述排出連通部及上述排出口的排出筒部，

該排出筒部彎曲而使得上述排出連通部的內壁面從上述渦旋室的內壁面順滑地連接至上述排出口的內壁面，

上述護罩部件具有：被壓入到上述進氣筒部的內側的筒狀的護罩壓入部；構成上述渦旋室的壁面的內周側的一部分的內周側壁部；與上述葉輪對向的護罩面；和從該護罩面向上述渦旋室延伸的擴散面，

在制作上述渦旋部件時，通過利用配備有向頂端側突出的第一突出部的基端側模具、和作為能夠相對于該基端側模具在軸向方向上前進后退的模具且配備有向基端側突出的第二突出部的頂端側模具的壓鑄，進行：

壓鑄工序，在所述壓鑄工序，成形在上述排出筒部的內側具有殘留了金屬材料的殘留部的中間成形體，

切削除去工序，在所述切削除去工序，通過切削加工除去上述中間成形體上的上述殘留部，

在上述壓鑄工序中，形成上述第一突出部和上述第二突出部兩者被配置在上述排出筒部的內側的狀態。

發明的效果

上述壓縮機殼體的制造方法具有上述壓鑄工序和上述切削除去工序。并且，在上述壓鑄工序中，利用在軸向方向上能夠相互前進后退的上述基端側模具和上述頂端側模具進行壓鑄。另外，設置在基端側模具上的第一突出部和設置頂端側模具上的第二突出部成為被配置在排出筒部的內側的狀態。從而，不使用型芯等，就能夠容易地壓鑄成形出與渦旋部件的最終形狀接近的形狀的中間成形體。

并且，在切削除去工序中，通過切削加工而除去中間成形體上的殘留部，可以容易地制造渦旋部件。

這樣，借助簡易的壓鑄工序和簡易的切削除去工序，可以容易地制造渦旋部件。因而，可以容易地進行壓縮機殼體的制造，可以抑制制造工時、制造成本。

如上所述，根據上述方式，可以提供制造容易的渦輪增壓器用的壓縮機殼體的制造方法。

附圖說明

圖1是從頂端側觀察實施方式1中的組裝了密封板的壓縮機殼體的俯視圖。

圖2是實施方式1中的內置有葉輪的壓縮機殼體的剖視圖，相當于圖1的III－III線向視圖的剖視圖。

圖3是圖1的III－III線向視剖視圖。

圖4是圖1的IV－IV線向視剖視圖。

圖5是圖1的V－V線向視剖視圖。

圖6是實施方式1中的渦旋部件、護罩部件、密封板的立體圖。

圖7是說明實施方式1中的壓鑄工序的剖視說明圖。

圖8是實施方式1中的相當于圖7的VIII－VIII線向視剖面的第一突出部、第二突出部及排出筒部的剖視說明圖。

圖9是說明實施方式1中的壓鑄工序的另外的剖視說明圖。

圖10是表示實施方式1中的壓鑄工序的鑄件拔出后的狀態的剖視說明圖。

圖11是實施方式1中的中間成形體的剖視圖。

圖12是實施方式1中的中間成形體的立體圖。

圖13是實施方式1中的渦旋部件的立體圖。

圖14是實施方式1中的渦旋部件的剖視圖。

圖15是從實施方式1中的基端側觀察的渦旋部件的俯視圖。

圖16是實施方式1中的壓縮機殼體的剖視圖。

圖17是說明實施方式2中的壓鑄工序的剖視說明圖。

圖18是實施方式2中的相當于圖17的XVIII－XVIII線向視剖面的第一突出部、第二突出部及排出筒部的剖視說明圖。

圖19是實施方式2中的中間成形體的剖視圖。

具體實施方式

在本說明書中，“周向方向”指的是葉輪的旋轉方向，“軸向方向”指的是葉輪的旋轉軸的方向。另外，“頂端側”指的是在軸向方向上進氣口的開口側，將其相反側稱為“基端側”。

另外，優選地，在上述壓鑄工序中，上述第一突出部和上述第二突出部相互抵接。在這種情況下，可以減小中間成形體的殘留部的體積，可以減少切削除去工序中的工時。其結果是，可以進一步提高壓縮機殼體的生產率。

另外，優選地，上述中間成形體只在上述排出筒部的內壁面的一部分上具有上述殘留部。在這種情況下，在切削除去工序中，可以減小對排出筒部的內壁面進行切削加工的面積。其結果是，可以進一步提高壓縮機殼體的生產率。

另外，優選地，上述第一突出部具有成形上述中間成形體中的上述排出筒部的內壁面的一部分用的第一突出模具工作面，上述第二突出部具有成形上述中間成形體的上述排出筒部的內壁面的另外的一部分用的第二突出模具工作面。在這種情況下，可以借助基端側模具和頂端側模具，高效率地成形排出筒部的內壁面的一部分。因而，可以生產率良好地容易地制造設計自由度更高的渦旋部件。

另外，優選地，在上述壓鑄工序中，上述第一突出部的突出端部被配置在比上述第二突出部的突出端部更靠頂端側。在這種情況下，可以減小中間成形體的殘留部的體積，可以減少切削除去工序中的工時。

(實施方式1)

下面參照圖1～圖16對于渦輪增壓器用的壓縮機殼體的制造方法的實施方式進行說明。

如圖2所示，壓縮機殼體1構成為能夠容納葉輪10。

如圖1～圖5所示，壓縮機殼體1具有進氣口11、渦旋室12、排出口13和排出連通部14。進氣口11形成在葉輪10的頂端側，并且，向軸向方向Z的頂端側開口。渦旋室12在葉輪10的外周側沿周向方向形成。排出口13在進氣口11的外周側向軸向方向Z的頂端側開口。排出連通部14使排出口13和渦旋室12連通。

壓縮機殼體1將相互作為獨立的構件形成的渦旋部件2和護罩部件3在軸向方向Z上組裝起來。

渦旋部件2具有進氣筒部21、頂端側壁部22和排出筒部23。進氣筒部21構成進氣口11，并且，在軸向方向Z上貫通。頂端側壁部22在進氣筒部21的外周側構成渦旋室12的壁面的頂端側的一部分。排出筒部23從頂端側壁部22的周向方向的一部分起延伸設置，并且，構成排出連通部14及排出口13。

如圖5所示，排出筒部23彎曲而使得排出連通部14的內壁面從渦旋室12的內壁面順滑地連接至排出口13的內壁面。

如圖2～圖4所示，護罩部件3具有：壓入到進氣筒部21的內側的筒狀的護罩壓入部31、構成渦旋室12的壁面的內周側的一部分的內周側壁部32、與葉輪10對向的護罩面33、和從護罩面33向渦旋室12延伸的護罩面34。

在制作渦旋部件2時，進行壓鑄工序和切削除去工序。

如圖7～圖12所示，在壓鑄工序中，通過利用基端側模具4和頂端側模具5的壓鑄，成形中間成形體20。

如圖7、10所示，基端側模具4配備有向頂端側突出的第一突出部41。頂端側模具5配備有向基端側突出的第二突出部51。頂端側模具5是能夠相對于基端側模具4在軸向方向Z上前進后退的模具。如圖11、圖12所示，利用壓鑄工序獲得的中間成形體20在排出筒部14的內側具有殘留了金屬材料的殘留部201。

如圖7、圖8所示，在壓鑄工序中，變成第一突出部41和第二突出部51兩者被配置在排出筒部23的內側的狀態。另外，在圖8中，省略了排出筒部23的外側的模具的截面。

在切削除去工序中，利用切削加工除去圖11、圖12中所示的中間成形體20的殘留部201。借此，如圖13、圖14所示，獲得渦旋部件2。

如圖7、圖9、圖10所示，在壓鑄工序中使用的壓鑄成形模具包括上述基端側模具4和頂端側模具5一組金屬模具，該一組金屬模具能夠沿著軸向方向Z相互前進后退。另外，在該壓鑄工序中，不使用型芯或滑動模具等除基端側模具4和頂端側模具5之外的模具。

另外，如圖7、圖9所示，基端側模具4和頂端側模具5配備有分別成形渦旋部件2的各個部分用的模具工作面。

首先，如圖7、圖8所示，基端側模具4的第一突出部41具有成形中間成形體20的排出筒部23的內壁面的一部分用的第一突出模具工作面411。另外，頂端側模具5的第二突出部51具有成形中間成形體20的排出筒部23的內壁面的另外一部分用的第二突出模具工作面511。

另外，如圖7、圖9所示，基端側模具4，除了上述第一突出模具工作面411以外，還具有成形渦旋部件2的頂端側壁部22的內壁面、排出筒部23的外壁面的一部分、進氣筒部21的基端側的一部分的內壁面等用的模具工作面。另外，頂端側模具5，除了上述第二突出模具工作面511之外，還具有成形渦旋部件2的頂端側壁部22的外壁面、排出筒部23的外壁面的一部分、進氣筒部21的頂端側的一部分的內壁面等用的模具工作面。

在壓鑄工序中，在成形中間成形體20時，首先，將基端側模具4和頂端側模具5組合起來。這時，如圖7、圖8所示，第一突出部41和第二突出部51相互抵接。另外，第一突出部41的突出端部414被配置得比第二突出部51的突出端部514更靠頂端側。即，第一突出部41和第二突出部51在軸向方向Z上相互重疊。

另外，形成在第一突出部41的突出端部414上的端面412與第二突出部51的階梯面512在軸向方向Z上相互面接觸。另外，第一突出部41的側面413與第二突出部51的側面513在與軸向方向Z大致正交的方向上面接觸。

之后，在形成于基端側模具4與頂端側模具5之間的腔體內，注入鋁等的熔融金屬。其次，使腔體內的金屬材料固化。如圖7、圖9所示，在該階段，在腔體內獲得渦旋部件2的中間成形體20。并且，在該狀態下，形成第一突出部41和第二突出部51兩者被配置在中間成形體20的排出筒部23的內側的狀態。

之后，如圖10所示，使基端側模具4和頂端側模具5在軸向方向Z上相對遠離，進行鑄件脫模。借此，獲得作為金屬材料的成形體的中間成形體20。如圖11、圖12所示，中間成形體20具有與最終想要獲得的渦旋部件2(參照圖13、圖14)大致同樣的形狀。但是，在中間成形體20的排出筒部32的內側殘留有殘留部201。這是因為，在渦旋部件2的排出筒部23的內側，存在著在軸向方向Z上鑄件脫模中不能形成的部分。

即，在想要獲得的排出筒部23的內側空間中，存在不能配置沿著軸向方向Z前進后退的第一突出部41和第二突出部51中的任一個突出部的空間區域。相當于該空間區域的部分變成殘留部201，殘留在中間成形體20的一部分上。但是，如圖7、圖8所示，通過在排出筒部23的內側以足夠的體積比例配置第一突出部41及第二突出部51，可以減小殘留部201的體積。并且，如圖12所示，在本實施方式中，殘留部210只部分地存在于排出筒部23的內壁的兩個部位處。

在切削除去工序中，通過切削加工除去這些殘存部210。借此，如圖13、圖14所示，獲得具有所希望的排出筒部23的渦旋部件2。在切削除去工序中，例如，利用圓頭槽銑刀等切削工具，切削除去殘留部201。具體地說，一邊從中間成形體20的基端側或者頂端側，或者從中間成形體20的基端側和頂端側兩者將切削工具插入到排出筒部23的內側，一邊切削除去殘留部201。這樣，對排出筒部23的內壁面進行加工。這時，通過利用多軸工作機械進行數控加工(即，NC加工)，可以提高生產率。

如上所述，可以獲得渦旋部件2。另外，根據需要，通過鉆孔加工等形成插入貫通渦旋部件2固定到密封板6上的螺釘用的插入貫通孔等。

如圖16所示，通過將護罩部件3在軸向方向Z上組裝到渦旋部件2上，形成壓縮機殼體1。即，將護罩3的護罩壓入部31壓入到渦旋部件2的進氣筒部21的內側。并且，通過護罩部件3的內周側壁部32與渦旋部件2的頂端側壁部22順滑地連接，形成渦旋室12。

護罩3也可以通過鋁等金屬的壓鑄來進行鑄造。由于護罩3為能夠在軸向方向Z上脫模的形狀，所以，并不專門需要相當于上述切削除去工序的工序。

另外，如圖1～圖6所示，進而，將密封板6組裝到已經組裝了護罩部件3的渦旋部件2上。如圖6所示，密封板6是大致為圓盤狀的板。在密封板6的頂端側面，平坦的擴散器對向面61形成為圓環狀。另外，在密封板6的外周的大致全周上，形成向頂端側突出的外周隆起部62。如圖3、圖4所示，在外周隆起部62的內周側面，在包含壓縮機殼體1的中心軸在內的截面的形狀中，形成成為順滑的凹狀的外周凹狀面63。另外，如圖3、圖4、圖6所示，外周隆起部62形成突出高度沿著周向方向逐漸變化的形狀。另外，如圖5、圖6所示，在外周隆起部62的周向方向的一部分形成有排出凹狀面64，其中，所述排出凹狀面64形成為順滑地連接到渦旋部件2的排出筒部23上。

在將密封板6組裝到已經組裝了護罩部件3的渦旋部件2上時，擴散器對向面61與護罩部件3的擴散器面34對向。在該擴散器面34與擴散器對向面61之間形成擴散器通路15。

另外，在將密封板6組裝到壓縮機殼體1上時，形成將葉輪10配置到壓縮機殼體1內的狀態。實際上，如圖2所示，相對于組裝到圖中未示出的渦輪增壓器的中間殼體上的密封板6，將葉輪10配置于內側地固定壓縮機殼體1。在本實施方式中，表示出了將密封板6作為與中間殼體獨立的部件的形態，但是，密封板也可以作為中間殼體的一部分而被一體化。

這樣，如圖3、圖4所示，在壓縮機殼體1和密封板6被組裝起來的狀態下，護罩部件3的內周側壁部32、渦旋部件2的頂端側壁部22、和密封板6的外周凹狀面63順滑地連接起來。并且，在它們的內側，完成渦旋室12。另外，在組裝密封板6之前的壓縮機殼體1的狀態下，將由內周側壁部32和頂端側壁部22形成的空間稱作渦旋室12。

并且，如圖5所示，密封板6的排出凹狀面64順滑地連接于渦旋部件2的排出筒部23的內壁面。

這樣，如圖1～圖5所示，在渦輪增壓器中，成為將密封板6組裝到了壓縮機殼體1上的狀態。并且，如圖2所示，葉輪10被容納在這種狀態的壓縮機殼體1內，構成壓縮機。

壓縮機通過葉輪10的旋轉而從進氣口11吸入空氣。并且，吸入的空氣從葉輪10通過擴散器通路15被送往渦旋室12。在此期間，吸入空氣被壓縮，該壓縮空氣被從排出口13送往內燃機。

其次，對于本實施方式的作用效果進行說明。

上述壓縮機殼體的制造方法，具有壓鑄工序和切削除去工序。并且，在壓鑄工序，利用能夠在軸向方向Z上相互前進后退的基端側模具4和頂端側模具5進行壓鑄鑄造。另外，設置在基端側模具4上的第一突出部41和設置在頂端側模具5上的第二突出部51形成被配置在排出筒部23的內側的狀態。借此，無需使用型芯等，就可以容易地壓鑄成形出形狀接近于渦旋部件2的最終形狀的中間成形體20。

并且，在切削除去工序中，通過切削加工來除去中間成形體20的殘留部201，可以容易地制造渦旋部件2。

這樣，通過進行簡易的壓鑄工序和簡易的切削除去工序，可以容易地制造渦旋部件2。因而，可以容易地進行壓縮機殼體1的制造，可以抑制制造工時、制造成本。

另外，在壓鑄工序中，第一突出部41和第二突出部51相互抵接。借此，可以減小中間成形體20的殘留部201的體積，可以減少切削除去工序的工時。另外，中間成形體20只在排出筒部23的內壁面的一部分上具有殘留部201。因而，在切削除去工序中能夠減小對排出筒部23的內壁面進行切削加工的面積。其結果是，可以進一步提高壓縮機殼體1的生產率。

另外，基端側模具4的第一突出部41具有第一突出模具工作面411，頂端側模具5的第二突出部51具有第二突出模具工作面511。從而，可以借助基端側模具4和頂端側模具5高效率地成形排出筒部23的內壁面的一部分。因而，可以生產率良好地容易地制造設計自由度更高的渦旋部件2。

另外，在壓鑄工序中，第一突出部41的突出端部414配置得比第二突出部51的突出端部514更靠頂端側。借此，也可以減小中間成形體20的殘留部201的體積，可以減少切削除去工序中的工時。

如上所述，根據本實施方式，可以提供制造容易的渦輪增壓器用的壓縮機殼體的制造方法。

(實施方式2)

如圖17～圖19所示，本實施方式是在壓鑄工序中，第一突出部41和第二突出部51相互不抵接的實施方式。

即，如圖17、圖18所示，在將基端側模具4和頂端側模具5組裝起來時，成為第一突出部41和第二突出部51不相互接觸，而在兩者之間形成間隙C的狀態。在這種情況下，熔融金屬也進入到該間隙C中。

其結果是，如圖19所示，中間成形體20的排出筒部23成為不貫通的形狀。即，進入第一突出部41與第二突出部51之間的間隙C中的熔融金屬固化了的部分，作為殘留部202形成在中間成形體20的排出筒部23內。該殘留部202將排出筒部23內的空間間隔成排出口13側和渦旋室12側。在本實施方式中，該殘留部202的形狀呈膜狀。另外，與膜狀的殘留部202一起，還殘留有與形成在實施方式1中的中間成形體20上殘留部同樣的殘留部201，殘留部201和殘留部202連續地形成。

優選地，膜狀的殘留部202的厚度盡可能地小。另外，對于殘留部202的形狀沒有特定的限制。

并且，在切削除去工序中，將膜狀的殘留部202與其它殘留部201一起除去。借此，使排出筒部23貫通，并且，將排出筒部23的內壁面加工成所希望的形狀。

這樣，制造出渦旋部件2(參照圖14)。

其它結構與實施方式1一樣。另外，除非特別聲明，否則在本實施方式中使用的附圖標記中，與實施方式1中使用的附圖標記相同的標記表示與已有的實施方式相同的結構部件等。

在本實施方式中，由于不使第一突出部41和第二突出部51接觸，所以，第一突出部41及第二突出部51的相互的對向面的尺寸精度不需要特別高。其結果是，可以降低制造成本。

另外，具有與實施方式1同樣的作用效果。

本發明并不被上述實施方式所限定，在不脫離其主旨的范圍內，可以應用于各種實施方式。

附圖標記說明

1 壓縮機殼體

2 渦旋部件

20 中間成形體

201、202 殘留部

21 進氣筒部

22 頂端側壁部

23 排出筒部

3 護罩部件

4 基端側模具

41 第一突出部

5 頂端側模具

51 第二突出部