JP2002038967A - Variable nozzle type turbocharger - Google Patents

Variable nozzle type turbocharger

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JP2002038967A
JP2002038967A JP2000227021A JP2000227021A JP2002038967A JP 2002038967 A JP2002038967 A JP 2002038967A JP 2000227021 A JP2000227021 A JP 2000227021A JP 2000227021 A JP2000227021 A JP 2000227021A JP 2002038967 A JP2002038967 A JP 2002038967A
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pin
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rotation
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Hideo Aihara
Koichi Kaminaga
Masazumi Onishi
Izuru Yamamoto
昌澄 大西
出 山本
秀雄 相原
晃一 神永
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Toyota Motor Corp
トヨタ自動車株式会社
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    • Y02T10/144Non naturally aspirated engines, e.g. turbocharging, supercharging

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable nozzle type turbocharger capable of easily improving durability of a part to be slid with opening and closing of nozzle vanes.
SOLUTION: This turbocharger is provided with nozzle vanes 13 arranged on a gas inflow passage to a turbine rotor and integrally rotatably fixed to rotary shafts 14 parallel to a rotary shaft of the turbine rotor; a unison ring 17 to be rotated around the rotary shaft of the turbine rotor; pins 18 attached to the unison ring 17; and arms 16 each having pinching parts 16a between which the pin 18 is slid, and integrally rotatably fixed to the rotary shaft 14. The nozzle vanes 13 are opened or closed according to the rotation of the unison ring 17. The pin 18 is formed by applying a chromizing treatment to a rough shaped material formed by SUS420J2, and it is attached to the unison ring 17 by spinning caulking. The arm 16 is formed by nitriding a rough shaped material formed by SUS310S. A welding fixing part to the rotary shaft 14 is applied with an anti-nitriding treatment.
COPYRIGHT: (C)2002,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車載エンジンへの過給圧を可変とする可変ノズル式ターボチャージャに関するものである。 The present invention relates to relates to a variable nozzle turbocharger to boost pressure of the vehicle engine and variable.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、この種のターボチャージャとしては、例えば特開平10−37754号公報記載のものが知られている。 Conventionally, as a turbocharger of this type, such as those of JP-A-10-37754 JP it is known. このようなターボチャージャは通常、互いに同期した状態で開閉動作する複数のノズルベーンを有し、同ノズルベーンよってタービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流速を可変とすることで、コンプレッサによるエンジン吸気の過給圧を可変とする。 Such turbocharger typically has a plurality of nozzle vanes which opened and closed in sync with each other, the flow speed of exhaust gas blown to the turbine wheel I by the nozzle vanes by a variable supercharging pressure of the engine intake by the compressor a variable. 図3及び図4に、こうした可変ノズル式ターボチャージャの一例を示す。 3 and 4 show an example of such a variable nozzle turbocharger.

【0003】これら図3及び図4に示されるように、このターボチャージャにあって、そのタービン部のスクロール部10からタービンロータ11への排気ガスの流入通路12には、複数のノズルベーン13が配設されている。 [0003] As shown in these FIGS. 3 and 4, in the turbocharger, the inlet passage 12 of the exhaust gas from the scroll portion 10 of the turbine section to the turbine rotor 11, a plurality of nozzle vanes 13 are distribution It has been set. 各ノズルベーン13は、タービンロータ11の回転軸11a周りに所定間隔をおいて配設されている。 Each nozzle vane 13 is disposed at a predetermined distance to the rotation axis 11a about the turbine rotor 11. そして、各ノズルベーン13を一斉に開閉駆動して、隣り合ったノズルベーン13同士の間隔を可変とすることで、 Then, simultaneously opening and closing the nozzle vanes 13, the spacing of the nozzle vane 13 between the adjacent With variable,
タービンロータ11に吹き付ける排気ガスの流速を変更し、過給圧を調整するようにしている。 Change the flow speed of exhaust gas blown onto the turbine rotor 11, and to adjust the boost pressure.

【0004】ここで、上記各ノズルベーン13は、次のような機構によって開閉駆動されている。 [0004] Here, each nozzle vane 13 are driven to be opened and closed by the following mechanism. 各ノズルベーン13の回動軸14は、流入通路12の片方の壁面を構成するプレート15に回動可能に配設されている。 Rotation shaft 14 of each nozzle vane 13 is rotatably disposed on the plate 15 which constitutes the one of the wall surface of the inlet passage 12. 回動軸14は、タービンロータ11の回転軸11aと平行に、プレート15の裏側へと延伸されている。 Pivot shaft 14 is parallel to the rotation axis 11a of the turbine rotor 11, and is drawn into the rear side of the plate 15. 回動軸1 The rotary shaft 1
4の先端部には、同軸14と直交してプレート15の外縁部へ延びるアーム16が固定されている。 The fourth tip, the arm 16 extending to the outer edge of the plate 15 orthogonal to the coaxial 14 is fixed. アーム16 Arm 16
の先端には、二股に分岐した一対の挟持部16aが形成されている。 The tip has a pair of clamping portions 16a of bifurcated are formed.

【0005】一方、プレート15の裏側には、タービンロータ11の回転軸11aを中心として回動可能にユニゾンリング17が配設されている。 On the other hand, on the back side of the plate 15, pivotally unison ring 17 is disposed around the rotary shaft 11a of the turbine rotor 11. ユニゾンリング17 Unison ring 17
には、ノズルベーン13と同数のピン18が、タービンロータ11の回転軸11a周りに所定間隔をおいて取り付けられている。 The nozzle vanes 13 and the same number of pins 18 are attached at predetermined intervals to the rotary shaft 11a about the turbine rotor 11. これらピン18は上記各アーム16の挟持部16aに回動可能な状態で挟持されている。 These pins 18 are held in a rotatable state by the clamping portion 16a of each arm 16.

【0006】そして、ユニゾンリング17がその円心を中心に回動されると、上記各ピン18が各アーム16の挟持部16aをユニゾンリング17の回動方向へ押す。 [0006] When the unison ring 17 is rotated about its circle center, each pin 18 pushes the clamping portion 16a of each arm 16 to the rotational direction of the unison ring 17.
その結果、それらアーム16はノズルベーン13の回動軸14を回動させることとなり、回動軸14の回動に伴い各ノズルベーン13は同回動軸14を中心にして各々同期した状態で開閉動作する。 As a result, they arm 16 will be rotated the rotating shaft 14 of the nozzle vane 13, each nozzle vane 13 with the rotation of the rotary shaft 14 is opened and closed while each synchronized around the same pivot shaft 14 to.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうしたターボチャージャにあっては、ノズルベーン13の開閉に伴ってピン18とアーム16の挟持部16aとが摺動する構成であるために、ピン18とアーム16の挟持部1 Meanwhile [0007], in the such a turbocharger, in order and the holding portion 16a of the pin 18 and the arm 16 with the opening and closing of the nozzle vanes 13 are configured to slide, the pin 18 and the arm 16 clamping portion 1 of
6aとの摺動面の摩耗が避けられない。 Sliding surface of the wear of the 6a is inevitable. しかも、同ターボチャージャにあっては、これらピン18やアーム16 Moreover, in the same turbocharger, the pins 18 and arms 16
の近傍をエンジンの排気ガスが通過する構造となっているために、それらピン18及びアーム16の高温酸化も避けられない状況にある。 In the vicinity of to have a structure in which exhaust gas of the engine passes, in high-temperature oxidation nor inevitable condition of the pins 18 and the arms 16. そして、上記摩耗した摺動面が酸化される場合には、それらピン18とアーム16の挟持部16aとのクリアランス縮小に伴ってその円滑な摺動動作が妨げられ、可変ノズル式ターボチャージャとしての過給圧可変機能が低下するおそれすらある。 When the sliding surface which is the wear is oxidized, the smooth sliding operation is prevented with the clearance reduction between the pins 18 and the holding portion 16a of the arm 16, as a variable nozzle type turbocharger possibility that the boost pressure varying function is reduced even there.

【0008】本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ノズルベーンの開閉に伴って摺動する部分の耐久性を容易に向上させることのできる可変ノズル式ターボチャージャを提供することにある。 [0008] The present invention was made in view of these circumstances, and its object is a variable nozzle type turbocharger that can easily improve the durability of the portion which slides along with the opening and closing of the nozzle vanes It is to provide.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。 Means for Solving the Problems] Hereinafter, describes means and effects for achieving the above object. 先ず、請求項1記載の発明は、タービンロータへのガス流入通路に配設されてそのタービンロータの回転軸に平行な回動軸に一体回動可能に固定されたノズルベーンと、 First, a first aspect of the present invention, the nozzle vanes are integrally rotatably fixed to the parallel pivot axis to the rotation axis of the turbine rotor is disposed in the gas inlet passage to the turbine rotor,
前記タービンロータの回転軸を中心に回動されるユニゾンリングと、そのユニゾンリングに取り付けられたピンと、一方端がそのピンと摺動可能に支持されるとともに他方端が前記ノズルベーンの回動軸に固定されたアームとを備え、前記ユニゾンリングの回動に応じて前記ノズルベーンが前記アームを介して開閉駆動される可変ノズル式ターボチャージャにおいて、前記ピンは、鋼材によって成形された粗形材にクロム浸透処理が施されてなることをその要旨とする。 Secured to the unison ring is rotated about the axis of rotation of the turbine rotor, the pin attached to the unison ring, whereas rotation axis of the other end the nozzle vane with the end are supported for the pin and sliding in has been an arm, a variable nozzle type turbocharger in which the nozzle vane is driven to open and close via the arm in response to rotation of the unison ring, the pin is chrome penetrates into the coarse profile which is formed by steel process and its gist to become is subjected.

【0010】また、請求項2記載の発明は、タービンロータへのガス流入通路に配設されてそのタービンロータの回転軸に平行な回動軸に一体回動可能に固定されたノズルベーンと、前記タービンロータの回転軸を中心に回動されるユニゾンリングと、そのユニゾンリングに取り付けられたピンと、一方端がそのピンと摺動可能に支持されるとともに他方端が前記ノズルベーンの回動軸に固定されたアームとを備え、前記ユニゾンリングの回動に応じて前記ノズルベーンが前記アームを介して開閉駆動される可変ノズル式ターボチャージャにおいて、前記アームは、鋼材によって成形された粗形材に窒化処理が施されてなることをその要旨とする。 Further, the invention of claim 2, wherein, the nozzle vanes are integrally rotatably fixed to the parallel pivot axis to the rotation axis of the turbine rotor is disposed in the gas inlet passage to the turbine rotor, wherein a unison ring which is rotated about the axis of rotation of the turbine rotor, the pin attached to the unison ring and the other end is fixed to the rotation shaft of the nozzle vane with one end is supported for the pin and sliding and an arm was, in the variable nozzle turbocharger in which the nozzle vanes in accordance with the rotation of the unison ring is driven to open and close through the arm, the arm is nitrided coarse profile which is formed by steel that decorated with comprising as its gist.

【0011】また、請求項3記載の発明は、タービンロータへのガス流入通路に配設されてそのタービンロータの回転軸に平行な回動軸に一体回動可能に固定されたノズルベーンと、前記タービンロータの回転軸を中心に回動されるユニゾンリングと、そのユニゾンリングに取り付けられたピンと、一方端がそのピンと摺動可能に支持されるとともに他方端が前記ノズルベーンの回動軸に固定されたアームとを備え、前記ユニゾンリングの回動に応じて前記ノズルベーンが前記アームを介して開閉駆動される可変ノズル式ターボチャージャにおいて、前記ピンは鋼材によって成形された粗形材にクロム浸透処理が施されてなり、前記アームは鋼材によって成形された粗形材に窒化処理が施されてなることをその要旨とする。 Further, the invention of claim 3, wherein, the nozzle vanes are integrally rotatably fixed to the parallel pivot axis to the rotation axis of the turbine rotor is disposed in the gas inlet passage to the turbine rotor, wherein a unison ring which is rotated about the axis of rotation of the turbine rotor, the pin attached to the unison ring and the other end is fixed to the rotation shaft of the nozzle vane with one end is supported for the pin and sliding and an arm was, in the variable nozzle turbocharger in which the nozzle vanes in accordance with the rotation of the unison ring is driven to open and close through the arm, said pins chromium osmosis coarse profile which is shaped by steel material decorated with it, the said arm as its gist by comprising nitriding process is performed on the coarse profile which is formed by steel.

【0012】請求項1あるいは3記載の発明の構成によれば、ノズルベーンの開閉に伴ってピンとアームとが摺動する構造にあって、ピンにクロム浸透処理が施されていることにより、同ピンの表層は耐酸化性や耐摩耗性といった耐久性に優れた層となっている。 [0012] According to the invention of claim 1 or 3, wherein, in the structure in which the pin and the arm with the opening and closing of the nozzle vane slides by chromium penetration treatment to the pin is applied, the pin the surface layer has a superior layer in durability such oxidation resistance and wear resistance. 従って、こうした摺動部の耐久性を向上させることができるようになる。 Therefore, it is possible to improve the durability of such sliding portion. また、上記クロム浸透処理は通常、これを体格の大きい部材に対して施すとそのコストの増大も避けられないが、上記ピンのような体格の小さい部材であれば、こうしたコスト的な不利も無視できる程度となる。 Further, the chromium osmosis is usually this inevitable when performed on a large member of physique also the cost increases, if physique small member as the pin, ignored these cost disadvantage the extent possible.

【0013】また、請求項2あるいは3記載の発明の構成によれば、ノズルベーンの開閉に伴ってピンとアームとが摺動する構造にあって、アームに窒化処理が施されていることにより、同アームの表層は耐久性に優れた層、特に耐摩耗性に優れた層となっている。 Further, according to the configuration of the invention of claim 2 or 3, wherein, in the structure in which the pin and the arm slides along with the opening and closing of the nozzle vanes, by nitriding treatment is performed on the arm, the surface of the arm has a layer having excellent high layer, particularly wear resistance and durability. 従ってこの場合も、こうした摺動部の耐久性を向上させることができるようになる。 Therefore also in this case, it is possible to improve the durability of such sliding portion.

【0014】なお、特に請求項3記載の構成によれば、 [0014] Incidentally, according in particular to the configuration of claim 3, wherein,
上記双方の相乗効果によって、それら摺動部の更なる耐久性の向上が期待される。 A synergistic effect of the both, further improvement in durability of those sliding portions can be expected. またこの場合、アームにもピンと同様にクロム浸透処理を施すことが考えられるが、 Also in this case, it is conceivable to perform similarly chromium and infiltration and the pin in the arm,
この場合には、同アームのノズルベーン回動軸との固定部に選択的に防クロム浸透処理を施すことが困難であり、例えばこれらアーム及びノズルベーン回動軸を溶着によって固定する場合に、その溶接性を確保することが難しい。 In this case, it is difficult to apply the selective anti-chromium infiltration to the fixed part of the nozzle vane pivot axis in the arm, in the case of fixing by welding for example, these arms and nozzle vane pivot axis, the welding it is difficult to ensure gender. この点、同請求項3記載の発明の構成によれば、それら摺動部の耐久性と上記アームの溶接性との好適な両立が図られるようにもなる。 In this regard, according to the configuration of the invention in the same claim 3, also become suitable compatibility between durability and weldability of the arm thereof sliding portion can be improved.

【0015】また、請求項4記載の発明によれば、請求項1又は3記載の可変ノズル式ターボチャージャにおいて、前記ピンの粗形材がステンレス鋼からなることをその要旨とする。 [0015] According to the fourth aspect of the present invention, in claim 1 or 3 the variable nozzle turbocharger according to its gist that the coarse profile of the pin is made of stainless steel.

【0016】上記構成によれば、ピンを成形する鋼材として、そもそも耐久性に優れたステンレス鋼を採用することで、その耐久性の維持も容易となる。 According to the above configuration, a steel material forming the pins, the first place by employing a stainless steel having excellent durability, and easy maintenance of its durability. また、請求項5記載の発明は、請求項4記載の可変ノズル式ターボチャージャにおいて、前記ステンレス鋼は、炭素含有量が0.08%以上のものからなることをその要旨とする。 The invention of claim 5, wherein, in the variable nozzle turbocharger according to claim 4, wherein the stainless steel, and its gist that the carbon content is from more than 0.08%.

【0017】また、請求項6記載の発明は、請求項5記載の可変ノズル式ターボチャージャにおいて、前記ステンレス鋼がSUS420J2からなることをその要旨とする。 Further, an invention according to claim 6, wherein, in the variable nozzle turbocharger according to claim 5, wherein the stainless steel is its gist in that it consists of SUS420J2.

【0018】これら構成のように、ステンレス鋼の中でも炭素含有量が0.08%以上のステンレス鋼、特にS [0018] As in these configurations, the carbon content among stainless steel 0.08% or more of stainless steel, particularly S
US420J2を採用することで、上記クロム浸透処理において、ピンの表層に耐久性に優れた層を略均一に形成することができるようになる。 By adopting US420J2, in the chromium infiltration, the surface layer of the pin to be able to substantially uniformly formed excellent layer durability.

【0019】また、請求項7記載の発明は、請求項1又は3〜6の何れかに記載の可変ノズル式ターボチャージャにおいて、前記ピンは、冷間かしめによって前記ユニゾンリングに取り付けられてなることをその要旨とする。 [0019] The invention of claim 7, wherein, in the variable nozzle turbocharger according to claim 1 or 3 to 6, wherein the pin is that by cold caulking becomes attached to the unison ring It is referred to as the gist thereof.

【0020】クロム浸透処理を施された層は、例えば溶接される等、ごく高温に晒されると変質する。 [0020] The layer has been subjected to chrome penetration process, for example such as to be welded, altered when exposed to very high temperatures. この点、 In this regard,
上記構成によれば、クロム浸透処理されたピンの取り付けを、こうした高温に晒すことなく行うことができ、その取り付け時におけるピンの変質を防止することができる。 According to the above arrangement, the mounting of chrome penetration treated pins, can be carried out without exposing to such a high temperature, it is possible to prevent the deterioration of the pins during the mounting.

【0021】また、請求項8記載の発明は、請求項2又は3記載の可変ノズル式ターボチャージャにおいて、前記アームの粗形材がステンレス鋼からなることをその要旨とする。 Further, an invention according to claim 8, in claim 2 or 3 variable nozzle turbocharger according to its gist that the coarse profile of the arm is made of stainless steel.

【0022】また、請求項9記載の発明は、請求項8記載の可変ノズル式ターボチャージャにおいて、前記ステンレス鋼がSUS310Sからなることをその要旨とする。 Further, an invention according claim 9, in the variable nozzle turbocharger according to claim 8, wherein the stainless steel is its gist in that it consists of SUS310S. これら構成によれば、アームを成形する鋼材として、そもそも耐久性に優れたステンレス鋼、特にSUS According to these configurations, a steel material forming the arm, the first place durable stainless steel, particularly SUS
310Sを採用することで、その耐久性の維持も容易となる。 By adopting 310S, the easy maintenance of its durability.

【0023】また、請求項10記載の発明は、請求項2 [0023] The invention of claim 10, wherein the claim 2
又は3又は8又は9記載の可変ノズル式ターボチャージャにおいて、前記アームは前記ノズルベーンの回動軸に溶着固定されてなり、同アームの該溶着固定部には選択的に防窒化処理が施されてなることをその要旨とする。 Or in 3 or 8 or 9 variable nozzle turbocharger, wherein the arm comprises are welded and fixed to the rotation shaft of the nozzle vane, and selectively proof nitriding treatment in solution deposition fixing portion of the arm is subjected It made it to the gist.

【0024】上記構成によれば、アームの溶着固定部に選択的に施される防窒化処理によって、同部分での溶接性が好適に確保されるようになる。 According to the above arrangement, by selectively proof nitriding treatment applied to the welded fixing portion of the arm, so that the welding of the same portions is suitably secured.

【0025】 [0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる可変ノズル式ターボチャージャの一実施の形態について、図1及び図2を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of a variable nozzle type turbocharger according to the present invention will be described with reference to FIGS. なお、この実施の形態のターボチャージャにあって、その全体としての構造は、先の図3及び図4に例示した構造と同等の構造を想定しており、それら各部についての重複する説明は割愛する。 Incidentally, in the turbocharger of this embodiment, the structure of the whole assumes the illustrated structures and equivalent structures previously FIGS. 3 and 4, the redundant description of them each part omitted to.

【0026】さて、本実施の形態のターボチャージャにあっては、前記ピン18にクロム浸透処理を施すとともに、前記アーム16に窒化処理を施すことにより、これらピン18及びアーム16の耐酸化性や耐摩耗性といった耐久性の向上を図るようにしている。 [0026] Now, in the turbocharger of this embodiment, a chrome penetration treatment with applying to the pin 18, by applying a nitriding treatment to the arm 16, Ya oxidation resistance of these pins 18 and the arms 16 so that to improve the durability such as abrasion resistance.

【0027】はじめに、上記ピン18の形成態様及び取付態様について、図1を参照して説明する。 [0027] First, the formation aspects and mounting aspects of the pin 18 will be described with reference to FIG. 上記ピン1 The pin 1
8は、その粗形材として、鋼材(例えば、ステンレス鋼)が用いられており、図1(a)に示される態様で段状の円柱形状に形成されている。 8, the as crude profiles, steel (e.g., stainless steel) is used and is formed in a stepped cylindrical shape in the manner shown in FIG. 1 (a). そして、この粗形材にクロム浸透処理が施されている。 Then, chromium infiltration treatment is performed on the crude profile. 具体的には、周知のセメンテーション法を用いて、上記ピン18の粗形材の表層に、クロムを高温で拡散、浸透させることで、ピン1 Specifically, using well-known cementation method, the surface layer of coarse profile of the pin 18, the diffusion of chromium in a high temperature, by osmosis, pin 1
8の表層に耐久性の高い層を形成している。 It forms a durable layer on the surface layer of 8. このため、 For this reason,
ピン18自体の耐久性能が向上する。 Durability of the pin 18 itself can be improved.

【0028】なお、こうしたクロム浸透処理を適切に行う上では、上記ピン18の粗形材を形成する鋼材として、例示したステンレス鋼の中でも、炭素含有量が0. It should be noted, in performing such a chromium infiltrated properly, as steel to form a rough profile of the pin 18, among the illustrated stainless steel, carbon content 0.
08%以上のものを採用することが望ましい。 It is desirable to employ 08% more than those. また、ピン18自体の耐久性を向上させる上では、そもそも硬度が高いマルテンサイト系ステンレス鋼を採用することが望ましい。 Further, in order to improve the durability of the pin 18 itself, the first place it is desirable to employ a high hardness martensitic stainless steel. なお、これら炭素含有量が0.08%以上であって且つ、硬度が高いといった条件を満たすステンレス鋼としては、汎用性の高いSUS420J2があり、 Incidentally, and there is such a carbon content of 0.08% or more, as the condition is satisfied stainless steel such a high hardness, there are versatile SUS420J2,
本実施の形態にあっても、ピン18としてはこのSUS Even in this embodiment, the pin 18 the SUS
420J2を用いている。 It is used 420J2.

【0029】そして、このピン18の取り付けに際しては、ピン18が、常温下におけるかしめ、いわゆる「冷間かしめ」によって、ユニゾンリング17に取り付けられる。 [0029] Then, when the mounting of the pin 18, the pin 18 is caulked at room temperature, the so-called "cold staking", is attached to the unison ring 17. なお、こうした「冷間かしめ」として、本実施の形態では「スピニングかしめ」を採用している。 As these "cold staking", in this embodiment employs a "spinning crimping".

【0030】このスピニングかしめに際しては、先ず、 [0030] In this spinning caulking is, first of all,
図1(a)に示す態様で、上記ピン18の小径側を、ユニゾンリング17に形成された貫通孔17aに挿入する。 In the embodiment shown in FIG. 1 (a), the small diameter side of the pin 18 is inserted into the through hole 17a formed in the unison ring 17. そして、常温下において、先端が略半球状に形成されたロッドRを、その軸方向に回転させつつ、同ピン1 At room temperature, the rod R tip is substantially formed in a hemispherical shape, while rotating in the axial direction, the pin 1
8の小径側端部に徐々に押し付ける。 Pressed gradually smaller diameter end of the 8. これにより、同ピン18の小径側端部が徐々に塑性変形するようになり、 Thus, now the smaller diameter end of the pin 18 is gradually plastically deformed,
最終的には図1(b)に示す態様で、上記ピン18の小径側端部にかしめ部18aが形成され、同ピン18がユニゾンリング17に固定される。 Finally in the manner shown in FIG. 1 (b), the crimping portion 18a is formed on the smaller diameter end of the pin 18, the pin 18 is fixed to the unison ring 17.

【0031】なお、このように固定されるピン18とユニゾンリング17とを、異質の鋼材にて形成した場合には、これらピン18とユニゾンリング17との間に熱膨張率の差が生じ、この差によって熱歪が生じることが懸念される。 It should be noted, the pin 18 and the unison ring 17 which is fixed in this way, in the case of forming by foreign steel, the difference in thermal expansion occurs between the pins 18 and unison ring 17, the thermal distortion occurs is concerned by this difference. このため、ピン18及びユニゾンリング17 Therefore, pins 18 and unison ring 17
を形成する鋼材としては、同質の鋼材を採用することが望ましい。 The steel material for forming the, it is desirable to employ a homogeneous steel material.

【0032】次に、上記アーム16の形成態様について、図2を参照して説明する。 Next, the formation of the said arm 16, will be described with reference to FIG. 上記アーム16も、その粗形材としては鋼材(例えば、ステンレス鋼)が用いられており、この粗形材に窒化処理が施されている。 The arm 16 is also, as a coarse profile steel (e.g., stainless steel) is used and nitriding treatment is performed on the crude profile. 具体的には、周知の窒化法を用いて、上記アーム16の粗形材の表層に、窒素を拡散、浸透させることで、同アーム16の表層に耐久性の高い層を形成している。 Specifically, by using a known nitriding method, the surface layer of coarse profile of the arm 16, the diffusion of nitrogen, by osmosis, to form a surface layer having high durability in a layer of the same arm 16.

【0033】なお、このアーム16は前述のように、その貫通孔16bの部分が前記ノズルベーン13の回動軸14に溶接によって固定されるため、本実施の形態では、上記窒化処理を、この貫通孔16b及びその周辺部、すなわち図2中の斜線部をマスクした状態で行い、 It should be noted, as the arm 16 is described above, since the portion of the through-hole 16b is fixed by welding to the rotation axis 14 of the nozzle vanes 13, in the present embodiment, the nitriding process, the through holes 16b and its peripheral portion, that performs while masking the shaded portion in FIG. 2,
この斜線部については防窒化する構造としている。 It has a structure of anti-nitriding for the hatched portion. これにより、同部分の溶接性が確保され、前記ノズルベーン13の回動軸14との強固な溶着が実現されるようになる。 This will ensure the weldability of the parts, solid welding of the pivot axis 14 of the nozzle vanes 13 is to be realized.

【0034】また前述のように、ノズルベーン13は、 [0034] In addition, as described above, the nozzle vanes 13,
前記排気ガスの流入通路12内に設けられているために、同ノズルベーン13やその回動軸14をはじめ、これに溶着固定されている上記アーム16も、極めて高い温度下におかれるようになる。 To provided in the inlet passage 12 of the exhaust gas, including the nozzle vanes 13 and the rotation shaft 14, also the arm 16, which is this welded and fixed, so placed under very high temperatures . このため、こうした高温下における耐久性を高く維持する上では、上記アーム1 Therefore, in order to maintain high durability in such high temperatures, the arm 1
6の粗形材を形成する鋼材としても、例示したステンレス鋼の中で高温下における耐久性が比較的高いオーステナイト系ステンレス鋼を採用することが望ましい。 Even steel to form a rough profile of 6, it is preferable to adopt the durability is relatively high austenitic stainless steel at high temperatures in the illustrated stainless steel. そこで、本実施の形態にあって、上記アーム16としては、 Therefore, in the present embodiment, as the arm 16,
こうしたオーステナイト系ステンレス鋼の中でも特に汎用性の高いSUS310Sを用いている。 In particular using a versatile SUS310S Among these austenitic stainless steels.

【0035】また、これらアーム16とノズルベーン1 [0035] In addition, these arm 16 and the nozzle vane 1
3あるいはその回動軸14とについても、これらを異質の鋼材にて形成した場合には、これらアーム16とノズルベーン13あるいはその回動軸14との熱膨張率の差によって熱歪が生じることが懸念される。 3 or even about its pivot axis 14, the case of forming these on foreign steel, that thermal strain is caused by the difference in thermal expansion coefficient between the arms 16 and the nozzle vanes 13 or the rotation shaft 14 It is a concern. このため、これらアーム16及びノズルベーン13あるいはその回動軸14を形成する鋼材としても、同質の鋼材を採用することが望ましい。 Therefore, even if the steel material to form the arms 16 and the nozzle vane 13 or the rotation shaft 14, it is desirable to employ homogeneous steel.

【0036】以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。 [0036] As described above, according to this embodiment, so that the effect described below are obtained. (1)ピン18にクロム浸透処理を、アーム16に窒化処理を施すようにしたために、同ピン18とアーム16 (1) to the pin 18 chromium osmosis, in order to have to subjected to a nitriding treatment to the arm 16, the pin 18 and the arm 16
とが摺動する構成にあって、これらピン18及びアーム16自体の耐久性を向上させることができる。 Doo is in the configuration for sliding, it is possible to improve the durability of these pins 18 and the arm 16 itself.

【0037】(2)また、アーム16には、クロム浸透処理に比して、その処理のマスクが容易な窒化処理を施すようにしたために、同アーム16について、その耐久性と溶接性との好適な両立が図られるようになる。 Further (2), the arm 16 is different from the chromium osmosis, in order to have as a mask of the process is to perform easy nitriding, for the arm 16, its durability and weldability suitable compatible is to be achieved.

【0038】(3)ピン18及びアーム16の粗形材を形成する鋼材として、耐久性に優れるステンレス鋼を採用することで、これらピン18及びアーム16の耐久性の維持が容易である。 [0038] (3) a steel material for forming the rough profile of the pin 18 and the arm 16, by adopting a stainless steel excellent in durability, maintain the durability of the pins 18 and the arm 16 is easy.

【0039】(4)また特に、ピン18の粗形材を形成する鋼材として、こうしたステンレス鋼の中でも、炭素含有量が0.08%以上のものを採用することで、ピン18にクロム浸透処理を施す際に、その表層に略均一に耐久性の高い層を形成することができるようになる。 [0039] (4) in particular, as a steel material for forming the rough profile of the pin 18, among these stainless steel, that the carbon content to adopt more than 0.08%, the pin 18 chromium infiltration in making, it is possible to form a substantially uniform durable layer to the surface layer.

【0040】(5)また、ピン18の粗形材を形成する鋼材として、ステンレス鋼の中でも、その硬度の高いマルテンサイト系ステンレス鋼を採用することで、ピン1 [0040] (5) Further, as a steel material for forming the rough profile of the pin 18, even in stainless steel, by adopting the high hardness martensitic stainless steel, pin 1
8自体の耐久性を好適に向上させることができるようになる。 It is possible to favorably improve the durability of the 8 itself.

【0041】(6)また更に、ピン18の粗形材を形成する鋼材として、ステンレス鋼の中でも、SUS420 [0041] (6) Further, as a steel material for forming the rough profile of the pin 18, even in stainless steel, SUS420
J2を採用することで、これら耐久性が高く、炭素含有量が0.08%以上であって、硬度が高いといった各条件を満たしつつ、ピン18の粗形材を汎用性の高い鋼材にて形成することができるようになる。 By adopting J2, these high durability, comprising a carbon content of 0.08% or more, while satisfying the conditions such high hardness, a coarse profile of the pin 18 in a versatile steel it is possible to form.

【0042】(7)また、アーム16の粗形材を形成する鋼材として、ステンレス鋼の中でも、高温下における耐久性が比較的高いオーステナイト系ステンレス鋼を採用することで、ごく高温下に配設されるアーム16の耐久性を好適に向上させることができるようになる。 Further (7), as a steel material for forming the rough profile of the arm 16, even in the stainless steel, by adopting the durability is relatively high austenitic stainless steel at high temperatures, provided a very high temperature it is possible to favorably improve the durability of the arm 16 to be.

【0043】(8)また、アーム16の粗形材を形成する鋼材として、こうしたオーステナイト系ステンレス鋼の中でも、SUS310Sを採用することで、高温下における耐久性を満たしつつ、アーム16の粗形材を汎用性の高い鋼材にて形成することができるようになる。 [0043] Further (8), as a steel material for forming the rough profile of the arm 16, among these austenitic stainless steels, by adopting the SUS310S, while satisfying durability at high temperature, coarse profile of the arm 16 the makes it possible to form at versatile steel.

【0044】(9)ピン18にクロム浸透処理を施した後に、同ピン18をユニゾンリング17に取り付けるようにした。 [0044] (9) after having been subjected to chromium osmosis treatment to the pin 18, it was to attach the same pin 18 in unison ring 17. このため、ピン18をユニゾンリング17に取り付けた後に、これらピン18及びユニゾンリング1 Thus, after attaching the pin 18 to the unison ring 17, the pins 18 and unison ring 1
7双方にクロム浸透処理を施す場合と比較して、その処理装置の大型化を招くことなく、こうしたクロム浸透処理を一度に多数個に施すことができ、その処理に要するコストを低減することができるようになる。 7 as compared with the case where both subjected to chromium infiltration process, without increasing the size of the processing unit, it can be subjected to such chrome penetration treatment into a plurality at a time, to reduce the cost required for the process become able to.

【0045】(10)クロム浸透処理が施されたピン1 [0045] (10) pin 1 chromium osmosis treatment has been performed
8のユニゾンリング17への取り付けを、常温下におけるスピニングかしめによって行うようにしたために、この取り付けに際し、同ピン18の変質等を防止することができる。 The attachment 8 to the unison ring 17, in order to be performed by spinning caulking at room temperature, upon this attachment, it is possible to prevent the deterioration or the like of the pin 18.

【0046】(11)また、スピニングかしめに際し、 [0046] (11) In addition, when the spinning caulking,
ピン18の小径側端部を徐々に塑性変形させて、かしめ部18aを形成するようにしたために、例えばピン18 It is gradually plastically deforming the smaller diameter end of the pin 18, in order to have so as to form a crimped portion 18a, for example, a pin 18
の小径側端部をプレス加工等により瞬時に塑性変形させて同かしめ部18aを形成する場合と比較して、このかしめ部18aの形成に伴って生じるピン18全体としての歪み等を抑制することができる。 That of the smaller diameter end to instantaneously is plastically deformed by pressing or the like as compared with the case of forming the same caulking portion 18a, to suppress the distortion of the entire pin 18 caused by the formation of the crimped portion 18a can.

【0047】(12)アーム16への窒化処理を、アーム16に形成された貫通孔16b及びその周辺をマスクした状態にて施すようにしたために、すなわち同部分を防窒化することとしたために、同アーム16とノズルベーン13の回動軸14との溶着固定部での溶接性を好適に確保することができるようになる。 [0047] (12) nitriding treatment to the arm 16, in order to have to apply the through hole 16b and the periphery thereof is formed on the arm 16 in a state where the mask, that is, due to the fact that the same part to anti-nitriding, it is possible to suitably secure the weldability in welding the fixing portion of the pivot shaft 14 of the arm 16 and the nozzle vane 13.

【0048】なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。 [0048] Incidentally, the above embodiment can also be implemented in the following forms. ・上記実施の形態では、常温下において、スピニングかしめによってかしめ部18aを形成して、ピン18をユニゾンリング17に取り付けるようにしたが、クロム浸透処理された表層を変質させない温度にてこうしたかしめ部を形成することができる方法であれば、どのような方法を用いるようにしてもよい。 In the above embodiment, the room temperature, to form a crimped portion 18a by spinning caulking, it has been to mount the pin 18 to the unison ring 17, these crimping portion at a temperature that does not alter the chromium infiltration treated surface as long as the method can form, it may be used any method.

【0049】・また、スピニングかしめにより、ピン1 [0049] · In addition, by spinning caulking, pin 1
8の小径側端部を徐々に塑性変形させるようにしたが、 Although gradually so as to plastically deform 8 smaller diameter end of,
これを瞬時に塑性変形させるようにしてもよい。 This may be caused to plastically deform the instantaneously. ・上記実施の形態では、ピン18にクロム浸透処理を、 In the above embodiment, the pins 18 chromium infiltration,
アーム16に窒化処理をそれぞれ施すようにしたが、ピン18若しくはアーム16の何れか一方のみにこうした処理を施すようにしてもよい。 Was nitriding treatment as applied respectively to the arm 16, it may be subjected to either only to such processing of the pin 18 or arm 16.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明にかかる可変ノズル式ターボチャージャの一実施の形態としてこれに用いられるピンの取付態様を示す部分断面図。 Partial cross-sectional view showing the pin mounting aspect which is used to as an embodiment of such a variable nozzle turbocharger to the present invention; FIG.

【図2】同実施の形態に用いられるアームについてその平面構造を示す平面図。 Figure 2 is a plan view showing a planar structure for the arm to be used in the embodiment.

【図3】可変ノズル式ターボチャージャについてその内部構造の一例を示す部分断面図。 Figure 3 is a partial sectional view showing an example of the internal structure for a variable nozzle type turbocharger.

【図4】同ターボチャージャに採用されているノズルベーンの開閉機構についてその平面構造を示す平面図。 Plan view showing a planar structure for opening and closing mechanism of the nozzle vane which FIG. 4 is employed in the turbocharger.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10…スクロール部、11…タービンロータ、11a… 10 ... scroll portion, 11 ... turbine rotor, 11a ...
回転軸、12…流入通路、13…ノズルベーン、14… Rotary shaft, 12 ... inflow passage, 13 ... nozzle vanes, 14 ...
回動軸、15…プレート、16…アーム、16a…挟持部、16b…貫通孔、17…ピン、17a…貫通孔、1 Pivot shaft, 15 ... plate, 16 ... arm, 16a ... clamping portion, 16b ... through hole, 17 ... pin, 17a ... through holes, 1
8…ピン。 8 ... pin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相原 秀雄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 大西 昌澄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Fターム(参考) 3G005 EA15 FA14 GA04 KA03 KA04 4K028 AA02 AB01 AB06 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Hideo Aihara Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota-cho, Toyota first address Toyota vehicles within Co., Ltd. (72) inventor Onishi AkiraKiyoshi Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota-cho, Toyota first address Toyota Motor Co., Ltd. in F-term (reference) 3G005 EA15 FA14 GA04 KA03 KA04 4K028 AA02 AB01 AB06

Claims (10)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】タービンロータへのガス流入通路に配設されてそのタービンロータの回転軸に平行な回動軸に一体回動可能に固定されたノズルベーンと、前記タービンロータの回転軸を中心に回動されるユニゾンリングと、そのユニゾンリングに取り付けられたピンと、一方端がそのピンと摺動可能に支持されるとともに他方端が前記ノズルベーンの回動軸に固定されたアームとを備え、前記ユニゾンリングの回動に応じて前記ノズルベーンが前記アームを介して開閉駆動される可変ノズル式ターボチャージャにおいて、 前記ピンは、鋼材によって成形された粗形材にクロム浸透処理が施されてなることを特徴とする可変ノズル式ターボチャージャ。 1. A is disposed in the gas inlet passage to the turbine rotor and nozzle vanes are integrally rotatably fixed to the parallel pivot axis to the rotation axis of the turbine rotor, about the axis of rotation of the turbine rotor includes a unison ring is rotated, the pin attached to the unison ring, and an arm which on the other hand the other end with an end is supported for the pin and sliding fixed to the rotation shaft of the nozzle vanes, the unison in the variable nozzle type turbocharger in which the nozzle vane is driven to open and close via the arm in response to rotation of the ring, said pins, characterized by comprising chromium infiltration process is performed on the coarse profile which is formed by steel variable nozzle turbocharger to.
  2. 【請求項2】タービンロータへのガス流入通路に配設されてそのタービンロータの回転軸に平行な回動軸に一体回動可能に固定されたノズルベーンと、前記タービンロータの回転軸を中心に回動されるユニゾンリングと、そのユニゾンリングに取り付けられたピンと、一方端がそのピンと摺動可能に支持されるとともに他方端が前記ノズルベーンの回動軸に固定されたアームとを備え、前記ユニゾンリングの回動に応じて前記ノズルベーンが前記アームを介して開閉駆動される可変ノズル式ターボチャージャにおいて、 前記アームは、鋼材によって成形された粗形材に窒化処理が施されてなることを特徴とする可変ノズル式ターボチャージャ。 2. A are disposed in the gas inlet passage to the turbine rotor and nozzle vanes are integrally rotatably fixed to the parallel pivot axis to the rotation axis of the turbine rotor, about the axis of rotation of the turbine rotor includes a unison ring is rotated, the pin attached to the unison ring, and an arm which on the other hand the other end with an end is supported for the pin and sliding fixed to the rotation shaft of the nozzle vanes, the unison in the variable nozzle type turbocharger in which the nozzle vane is driven to open and close via the arm in response to rotation of the ring, the arms, and characterized by being nitriding is performed on the coarse profile which is formed by steel variable nozzle turbocharger to.
  3. 【請求項3】タービンロータへのガス流入通路に配設されてそのタービンロータの回転軸に平行な回動軸に一体回動可能に固定されたノズルベーンと、前記タービンロータの回転軸を中心に回動されるユニゾンリングと、そのユニゾンリングに取り付けられたピンと、一方端がそのピンと摺動可能に支持されるとともに他方端が前記ノズルベーンの回動軸に固定されたアームとを備え、前記ユニゾンリングの回動に応じて前記ノズルベーンが前記アームを介して開閉駆動される可変ノズル式ターボチャージャにおいて、 前記ピンは鋼材によって成形された粗形材にクロム浸透処理が施されてなり、前記アームは鋼材によって成形された粗形材に窒化処理が施されてなることを特徴とする可変ノズル式ターボチャージャ。 3. disposed in the gas inlet passage to the turbine rotor and nozzle vanes are integrally rotatably fixed to the parallel pivot axis to the rotation axis of the turbine rotor, about the axis of rotation of the turbine rotor includes a unison ring is rotated, the pin attached to the unison ring, and an arm which on the other hand the other end with an end is supported for the pin and sliding fixed to the rotation shaft of the nozzle vanes, the unison in the variable nozzle type turbocharger in which the nozzle vane is driven to open and close via the arm in response to rotation of the ring, the pin will be chromium infiltration process is performed on the coarse profile which is formed by steel, the arm variable nozzle type turbocharger, wherein a nitriding treatment is being applied to the coarse profile which is formed by steel.
  4. 【請求項4】前記ピンの粗形材がステンレス鋼からなる請求項1又は3記載の可変ノズル式ターボチャージャ。 4. The method of claim 1 or 3 the variable nozzle turbocharger according coarse profile of the pin is made of stainless steel.
  5. 【請求項5】前記ステンレス鋼は、炭素含有量が0.0 Wherein said stainless steel, carbon content 0.0
    8%以上のものからなる請求項4記載の可変ノズル式ターボチャージャ。 4. variable nozzle turbocharger according consisting of 8% or more.
  6. 【請求項6】前記ステンレス鋼がSUS420J2からなる請求項5記載の可変ノズル式ターボチャージャ。 6. A variable nozzle turbocharger according to claim 5, wherein said stainless steel is made of SUS420J2.
  7. 【請求項7】前記ピンは、冷間かしめによって前記ユニゾンリングに取り付けられてなる請求項1又は3〜6の何れかに記載の可変ノズル式ターボチャージャ。 Wherein said pin is the variable nozzle turbocharger according to claim 1 or 3 to 6 comprising attached to the unison ring by cold crimping.
  8. 【請求項8】前記アームの粗形材がステンレス鋼からなる請求項2又は3記載の可変ノズル式ターボチャージャ。 8. The method of claim 2 or 3 the variable nozzle turbocharger according coarse profile of the arm is made of stainless steel.
  9. 【請求項9】前記ステンレス鋼がSUS310Sからなる請求項8記載の可変ノズル式ターボチャージャ。 9. The variable nozzle type turbocharger according to claim 8, wherein said stainless steel is made of SUS310S.
  10. 【請求項10】前記アームは前記ノズルベーンの回動軸に溶着固定されてなり、同アームの該溶着固定部には選択的に防窒化処理が施されてなる請求項2又は3又は8 Wherein said arm is made is welded and fixed to the rotation shaft of the nozzle vane, selectively proof nitriding treatment in solution deposition fixing portion of the arm is subjected composed claim 2 or 3, or 8
    又は9記載の可変ノズル式ターボチャージャ。 Or 9 the variable nozzle turbocharger according.
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