JP2002332553A - 希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久性を向上させたｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ - Google Patents
希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久性を向上させたｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリInfo
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- JP2002332553A JP2002332553A JP2001139708A JP2001139708A JP2002332553A JP 2002332553 A JP2002332553 A JP 2002332553A JP 2001139708 A JP2001139708 A JP 2001139708A JP 2001139708 A JP2001139708 A JP 2001139708A JP 2002332553 A JP2002332553 A JP 2002332553A
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ７００°Ｃ以上の高温・排ガス雰囲気下にお
ける組織脆化を抑制した新規なＶＧＳタイプターボチャ
ージャの排気ガイドアッセンブリを提供する。 【解決手段】 本発明は、可変翼１、タービンフレーム
２、可変機構３等の排気ガイドアッセンブリＡの構成部
材を、耐熱金属を主要母材としＣを０．０５％以下、Ｍ
ｎを１％以上、Ｎｉを１５％以上、Ｃｒを３０％以下、
Ｔｉを０．１％以上、Ａｌを０．１％以上、Ｃｅもしく
はＬａを０．０５％以上（各元素とも全て重量％表
示）、含有した耐熱素材で構成し、部材の表面にクロム
炭化物の被膜を形成して、高温耐久性を向上させるよう
にしたことを特徴とする。
ける組織脆化を抑制した新規なＶＧＳタイプターボチャ
ージャの排気ガイドアッセンブリを提供する。 【解決手段】 本発明は、可変翼１、タービンフレーム
２、可変機構３等の排気ガイドアッセンブリＡの構成部
材を、耐熱金属を主要母材としＣを０．０５％以下、Ｍ
ｎを１％以上、Ｎｉを１５％以上、Ｃｒを３０％以下、
Ｔｉを０．１％以上、Ａｌを０．１％以上、Ｃｅもしく
はＬａを０．０５％以上（各元素とも全て重量％表
示）、含有した耐熱素材で構成し、部材の表面にクロム
炭化物の被膜を形成して、高温耐久性を向上させるよう
にしたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車用エンジン等
に用いられるターボチャージャに関するものであって、
特にこのものに組み込まれる排気ガイドアッセンブリに
係るものである。
に用いられるターボチャージャに関するものであって、
特にこのものに組み込まれる排気ガイドアッセンブリに
係るものである。
【０００２】
【発明の背景】自動車用エンジンの高出力化、高性能化
の一手段として用いられる過給機としてターボチャージ
ャが知られており、このものはエンジンの排気エネルギ
によってタービンを駆動し、このタービンの出力によっ
てコンプレッサを回転させ、エンジンに自然吸気以上の
過給状態をもたらす装置である。ところでこのターボチ
ャージャは、エンジンが低速回転しているときには、排
気流量の低下により排気タービンが効率的に回るまでの
もたつき感と、その後の一挙に吹き上がるまでの所要時
間いわゆるターボラグ等が生ずることを免れないもので
あった。またもともとエンジン回転が低いディーゼルエ
ンジンでは、ターボ効果を得にくいという欠点があっ
た。
の一手段として用いられる過給機としてターボチャージ
ャが知られており、このものはエンジンの排気エネルギ
によってタービンを駆動し、このタービンの出力によっ
てコンプレッサを回転させ、エンジンに自然吸気以上の
過給状態をもたらす装置である。ところでこのターボチ
ャージャは、エンジンが低速回転しているときには、排
気流量の低下により排気タービンが効率的に回るまでの
もたつき感と、その後の一挙に吹き上がるまでの所要時
間いわゆるターボラグ等が生ずることを免れないもので
あった。またもともとエンジン回転が低いディーゼルエ
ンジンでは、ターボ効果を得にくいという欠点があっ
た。
【０００３】このため低速回転域からでも効率的に作動
するＶＧＳタイプのターボチャージャが開発されてきて
いる。このものは少ない排気量を可変翼（羽）で絞り込
み、排気の速度を増し、排気タービンの仕事量を大きく
することで、低速回転時でも高出力を発揮できるように
したものであり、特に近年その排気ガス中のＮＯｘ量が
問題とされているディーゼルエンジンにおいては、低速
回転時からエンジンの効率化を図ることのできる有用な
ターボチャージャである。このＶＧＳタイプのターボチ
ャージャにおける排気ガイドアッセンブリは高温・排気
ガス雰囲気下で使用されるものであり、その製造には、
耐熱性を有する素材、例えばＪＩＳ規格、ＳＵＳ、ＳＵ
Ｈ、ＳＣＨ、ＮＣＦ超合金等の耐熱材料が使用されつつ
あったが、非常に過酷な条件で使用されるものであるた
め、その耐久寿命には、一定の限界があり、更なる耐久
性の向上が切望されている。
するＶＧＳタイプのターボチャージャが開発されてきて
いる。このものは少ない排気量を可変翼（羽）で絞り込
み、排気の速度を増し、排気タービンの仕事量を大きく
することで、低速回転時でも高出力を発揮できるように
したものであり、特に近年その排気ガス中のＮＯｘ量が
問題とされているディーゼルエンジンにおいては、低速
回転時からエンジンの効率化を図ることのできる有用な
ターボチャージャである。このＶＧＳタイプのターボチ
ャージャにおける排気ガイドアッセンブリは高温・排気
ガス雰囲気下で使用されるものであり、その製造には、
耐熱性を有する素材、例えばＪＩＳ規格、ＳＵＳ、ＳＵ
Ｈ、ＳＣＨ、ＮＣＦ超合金等の耐熱材料が使用されつつ
あったが、非常に過酷な条件で使用されるものであるた
め、その耐久寿命には、一定の限界があり、更なる耐久
性の向上が切望されている。
【０００４】
【開発を試みた技術的課題】本発明はこのような背景を
認識してなされたものであって、７００℃以上の高温を
伴う熱サイクル、排気ガス雰囲気下で、長時間使用され
る排気ガイドアッセンブリを構成する部材の組織脆化の
抑制を試みたものである。
認識してなされたものであって、７００℃以上の高温を
伴う熱サイクル、排気ガス雰囲気下で、長時間使用され
る排気ガイドアッセンブリを構成する部材の組織脆化の
抑制を試みたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久
性を向上させたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガ
イドアッセンブリは、エンジンから排出される排気ガス
の流量を適宜調節して排気タービンを回転させる可変翼
と、この可変翼を排気タービンの外周部において回動自
在に支持するタービンフレームと、この可変翼を適宜回
動させ、排気ガスの流量を調節する可変機構とを具え、
少ない排気流量を可変翼によって絞り込み、排気の速度
を増し、低速回転時にも高出力を発揮できるようにした
ＶＧＳタイプのターボチャージャにおける排気ガイドア
ッセンブリにおいて、前記排気ガイドアッセンブリの構
成する耐熱部材が、鉄に対して所定重量％の炭素と、所
定重量％の他の合金元素群と不可避の不純物とを含有さ
せて成る合金であって、炭素及び他の合金元素群の重量
％が、Ｃが０．０５％以下、Ｍｎが１％以上、Ｎｉが１
５％以上、Ｃｒが３０％以下、Ｔｉが０．１％以上に設
定するとともに、Ａｌ、Ｃｅ、Ｌａのうちから選択され
る一または複数の合金元素を、Ａｌが０．１％以上、Ｃ
ｅが０．０５％以上、Ｌａが０．０５％以上となるよう
に、それぞれ設定することを特徴として成るものであ
る。この発明によれば、当該耐熱部材の鋭敏化及びσ相
脆化による組織脆化を抑制することが可能となる。
希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久
性を向上させたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガ
イドアッセンブリは、エンジンから排出される排気ガス
の流量を適宜調節して排気タービンを回転させる可変翼
と、この可変翼を排気タービンの外周部において回動自
在に支持するタービンフレームと、この可変翼を適宜回
動させ、排気ガスの流量を調節する可変機構とを具え、
少ない排気流量を可変翼によって絞り込み、排気の速度
を増し、低速回転時にも高出力を発揮できるようにした
ＶＧＳタイプのターボチャージャにおける排気ガイドア
ッセンブリにおいて、前記排気ガイドアッセンブリの構
成する耐熱部材が、鉄に対して所定重量％の炭素と、所
定重量％の他の合金元素群と不可避の不純物とを含有さ
せて成る合金であって、炭素及び他の合金元素群の重量
％が、Ｃが０．０５％以下、Ｍｎが１％以上、Ｎｉが１
５％以上、Ｃｒが３０％以下、Ｔｉが０．１％以上に設
定するとともに、Ａｌ、Ｃｅ、Ｌａのうちから選択され
る一または複数の合金元素を、Ａｌが０．１％以上、Ｃ
ｅが０．０５％以上、Ｌａが０．０５％以上となるよう
に、それぞれ設定することを特徴として成るものであ
る。この発明によれば、当該耐熱部材の鋭敏化及びσ相
脆化による組織脆化を抑制することが可能となる。
【０００６】また請求項２記載の希土類元素等を添加し
た部材により構成される高温耐久性を向上させたＶＧＳ
タイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリは、
前記排気ガイドアッセンブリを構成する請求項１記載の
耐熱部材の表面を、クロム炭化物で被膜することを特徴
として成るものである。この発明によれば、基地中の炭
素が被膜部位に拡散移動して実質固溶炭素が更に低減す
るため、当該耐熱部材の鋭敏化による組織脆化を更に抑
制することが可能となる。ここで被膜成分のクロム炭化
物としては、Cr23C6、Cr7C3 、Cr3C2 等があり、特に被
膜反応性と高温化学安定性の両面を考慮するとCr7C3 が
好ましい。
た部材により構成される高温耐久性を向上させたＶＧＳ
タイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリは、
前記排気ガイドアッセンブリを構成する請求項１記載の
耐熱部材の表面を、クロム炭化物で被膜することを特徴
として成るものである。この発明によれば、基地中の炭
素が被膜部位に拡散移動して実質固溶炭素が更に低減す
るため、当該耐熱部材の鋭敏化による組織脆化を更に抑
制することが可能となる。ここで被膜成分のクロム炭化
物としては、Cr23C6、Cr7C3 、Cr3C2 等があり、特に被
膜反応性と高温化学安定性の両面を考慮するとCr7C3 が
好ましい。
【０００７】更にまた請求項３記載の希土類元素等を添
加した部材により構成される高温耐久性を向上させたＶ
ＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ
は、エンジンから排出される排気ガスの流量を適宜調節
して排気タービンを回転させる可変翼と、この可変翼を
排気タービンの外周部において回動自在に支持するター
ビンフレームと、この可変翼を適宜回動させ、排気ガス
の流量を調節する可変機構とを具え、少ない排気流量を
可変翼によって絞り込み、排気の速度を増し、低速回転
時にも高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプのタ
ーボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリにおい
て、前記排気ガイドアッセンブリの構成するγ′析出硬
化型の耐熱部材が、あらかじめ応力付与処理がなされた
部材であることを特徴として成るものである。この発明
において、当該耐熱部材の過時効脆化を抑制することが
できる。ここで、γ′析出硬化型の耐熱部材としては、
Ni3Ti やNi3Al 等の耐熱性に寄与する化合物を析出する
こととなる材料のことであり、具体的には、SUH660やIn
conel713C 等を挙げることができる また応力付与処理とは、歪みの導入により、この歪み自
身が上記化合物生成の核となって、微細均一な化合物を
形成させることとなる処理のことであり、析出熱処理の
前に行う。
加した部材により構成される高温耐久性を向上させたＶ
ＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ
は、エンジンから排出される排気ガスの流量を適宜調節
して排気タービンを回転させる可変翼と、この可変翼を
排気タービンの外周部において回動自在に支持するター
ビンフレームと、この可変翼を適宜回動させ、排気ガス
の流量を調節する可変機構とを具え、少ない排気流量を
可変翼によって絞り込み、排気の速度を増し、低速回転
時にも高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプのタ
ーボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリにおい
て、前記排気ガイドアッセンブリの構成するγ′析出硬
化型の耐熱部材が、あらかじめ応力付与処理がなされた
部材であることを特徴として成るものである。この発明
において、当該耐熱部材の過時効脆化を抑制することが
できる。ここで、γ′析出硬化型の耐熱部材としては、
Ni3Ti やNi3Al 等の耐熱性に寄与する化合物を析出する
こととなる材料のことであり、具体的には、SUH660やIn
conel713C 等を挙げることができる また応力付与処理とは、歪みの導入により、この歪み自
身が上記化合物生成の核となって、微細均一な化合物を
形成させることとなる処理のことであり、析出熱処理の
前に行う。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明について具体的に説明
する。説明にあたっては、本発明に係るＶＧＳタイプの
ターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリにつ
いて説明し、その後、排気ガイドアッセンブリＡを構成
する耐熱部材の製造及び当該耐熱部材を使用した当該ア
ッセンブリの製造等について説明する。
する。説明にあたっては、本発明に係るＶＧＳタイプの
ターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリにつ
いて説明し、その後、排気ガイドアッセンブリＡを構成
する耐熱部材の製造及び当該耐熱部材を使用した当該ア
ッセンブリの製造等について説明する。
【０００９】〔１〕排気ガイドアッセンブリ 排気ガイドアッセンブリＡは、特にエンジンの低速回転
時において排気ガスＧを適宜絞り込んで排気流量を調節
するものであり、一例として図１に示すように、排気タ
ービンＴの外周に設けられた実質的に排気流量を設定す
る複数の可変翼１と、可変翼１を回動自在に保持するタ
ービンフレーム２と、排気ガスＧの流量を適宜設定すべ
く可変翼１を一定角度回動させる可変機構３とを具えて
成るものである。
時において排気ガスＧを適宜絞り込んで排気流量を調節
するものであり、一例として図１に示すように、排気タ
ービンＴの外周に設けられた実質的に排気流量を設定す
る複数の可変翼１と、可変翼１を回動自在に保持するタ
ービンフレーム２と、排気ガスＧの流量を適宜設定すべ
く可変翼１を一定角度回動させる可変機構３とを具えて
成るものである。
【００１０】まず可変翼１について説明する。このもの
は一例として図１に示すように排気タービンＴの外周に
沿って円弧状に複数（一基の排気ガイドアッセンブリＡ
に対して概ね１０個から１５個程度）配設され、そのそ
れぞれが、ほぼ同程度づつ回動して排気流量を適宜調節
するものである。そして各可変翼１は、翼部１１と、軸
部１２とを具えて成る。翼部１１は、主に排気タービン
Ｔの幅寸法に応じて一定幅を有するように形成されるも
のであり、その幅方向における断面が概ね翼状に形成さ
れ、排気ガスＧが効果的に排気タービンＴに向かうよう
に構成されている。なおここで翼部１１の幅寸法を便宜
上、羽根高さｈとする。軸部１２は、翼部１１と一体で
連続するように形成されるものであり、翼部１１を動か
す際の回動軸に相当する部位となる。
は一例として図１に示すように排気タービンＴの外周に
沿って円弧状に複数（一基の排気ガイドアッセンブリＡ
に対して概ね１０個から１５個程度）配設され、そのそ
れぞれが、ほぼ同程度づつ回動して排気流量を適宜調節
するものである。そして各可変翼１は、翼部１１と、軸
部１２とを具えて成る。翼部１１は、主に排気タービン
Ｔの幅寸法に応じて一定幅を有するように形成されるも
のであり、その幅方向における断面が概ね翼状に形成さ
れ、排気ガスＧが効果的に排気タービンＴに向かうよう
に構成されている。なおここで翼部１１の幅寸法を便宜
上、羽根高さｈとする。軸部１２は、翼部１１と一体で
連続するように形成されるものであり、翼部１１を動か
す際の回動軸に相当する部位となる。
【００１１】また翼部１１と軸部１２との接続部位に
は、軸部１２から翼部１１に向かって窄まるようなテー
パ部１３と、軸部１２より幾分大径の鍔部１４とが連な
るように形成されている。なお鍔部１４の底面は、翼部
１１の軸部１２側の端面と、ほぼ同一平面上に形成さ
れ、この平面によって、可変翼１をタービンフレーム２
に取り付けた状態において円滑な回動状態を確保してい
る。更に軸部１２の先端部には、可変翼１の取付状態の
基準となる基準面１５が形成される。この基準面１５
は、後述する可変機構３に対しカシメ等によって固定さ
れる部位であり、一例として図１に示すように、軸部１
２を対向的に切り欠いた平面が、翼部１１に対してほぼ
一定の傾斜状態に形成されて成るものである。
は、軸部１２から翼部１１に向かって窄まるようなテー
パ部１３と、軸部１２より幾分大径の鍔部１４とが連な
るように形成されている。なお鍔部１４の底面は、翼部
１１の軸部１２側の端面と、ほぼ同一平面上に形成さ
れ、この平面によって、可変翼１をタービンフレーム２
に取り付けた状態において円滑な回動状態を確保してい
る。更に軸部１２の先端部には、可変翼１の取付状態の
基準となる基準面１５が形成される。この基準面１５
は、後述する可変機構３に対しカシメ等によって固定さ
れる部位であり、一例として図１に示すように、軸部１
２を対向的に切り欠いた平面が、翼部１１に対してほぼ
一定の傾斜状態に形成されて成るものである。
【００１２】次に本発明を実質的に適用したタービンフ
レーム２について説明する。このものは、複数の可変翼
１を回動自在に保持するフレーム部材として構成される
ものであって、一例として図１に示すように、フレーム
セグメント２１と保持部材２２とによって可変翼１を挟
み込むように構成される。そしてフレームセグメント２
１は、可変翼１の軸部１２を受け入れるフランジ部２３
と、後述する可変機構３を外周に嵌めるボス部２４とを
具えて成る。なおこのような構造からフランジ部２３に
は、周縁部分に可変翼１と同数の受入孔２５が等間隔で
形成されるものであり、本発明では特に、この受入孔２
５を高効率に形成し、また高精度に仕上げるものであ
る。このため本発明の実質的な適用対象物は、フレーム
セグメント２１となる。
レーム２について説明する。このものは、複数の可変翼
１を回動自在に保持するフレーム部材として構成される
ものであって、一例として図１に示すように、フレーム
セグメント２１と保持部材２２とによって可変翼１を挟
み込むように構成される。そしてフレームセグメント２
１は、可変翼１の軸部１２を受け入れるフランジ部２３
と、後述する可変機構３を外周に嵌めるボス部２４とを
具えて成る。なおこのような構造からフランジ部２３に
は、周縁部分に可変翼１と同数の受入孔２５が等間隔で
形成されるものであり、本発明では特に、この受入孔２
５を高効率に形成し、また高精度に仕上げるものであ
る。このため本発明の実質的な適用対象物は、フレーム
セグメント２１となる。
【００１３】また保持部材２２は、図１に示すように中
央部分が開口された円板状に形成されている。そしてこ
れらフレームセグメント２１と保持部材２２とによって
挟み込まれた可変翼１の翼部１１を、常に円滑に回動さ
せ得るように、両部材間の寸法は、ほぼ一定（概ね可変
翼１の翼幅寸法程度）に維持されるものであり、一例と
して受入孔２５の外周部分に、四カ所設けられたカシメ
ピン２６によって両部材間の寸法が維持されている。こ
こで上記カシメピン２６を受け入れるためにフレームセ
グメント２１及び保持部材２２に開口される孔をピン孔
２７とする。
央部分が開口された円板状に形成されている。そしてこ
れらフレームセグメント２１と保持部材２２とによって
挟み込まれた可変翼１の翼部１１を、常に円滑に回動さ
せ得るように、両部材間の寸法は、ほぼ一定（概ね可変
翼１の翼幅寸法程度）に維持されるものであり、一例と
して受入孔２５の外周部分に、四カ所設けられたカシメ
ピン２６によって両部材間の寸法が維持されている。こ
こで上記カシメピン２６を受け入れるためにフレームセ
グメント２１及び保持部材２２に開口される孔をピン孔
２７とする。
【００１４】なおこの実施の形態では、フレームセグメ
ント２１のフランジ部２３は、保持部材２２とほぼ同径
のフランジ部２３Ａと、保持部材２２より幾分大きい径
のフランジ部２３Ｂとの二つのフランジ部分から成るも
のであり、これらを同一部材で形成するものであるが、
同一部材での加工が複雑になる場合等にあっては、径の
異なる二つのフランジ部を分割して形成し、後にカシメ
加工やブレージング加工等によって接合することも可能
である。
ント２１のフランジ部２３は、保持部材２２とほぼ同径
のフランジ部２３Ａと、保持部材２２より幾分大きい径
のフランジ部２３Ｂとの二つのフランジ部分から成るも
のであり、これらを同一部材で形成するものであるが、
同一部材での加工が複雑になる場合等にあっては、径の
異なる二つのフランジ部を分割して形成し、後にカシメ
加工やブレージング加工等によって接合することも可能
である。
【００１５】次に可変機構３について説明する。このも
のはタービンフレーム２のボス部２４の外周側に設けら
れ、排気流量を調節するために可変翼１を回動させるも
のであり、一例として図１に示すように、アッセンブリ
内において実質的に可変翼１の回動を生起する回動部材
３１と、この回動を可変翼１に伝える伝達部材３２とを
具えて成るものである。回動部材３１は、図示するよう
に中央部分が開口された略円板状に形成され、その周縁
部分に可変翼１と同数の伝達部材３２を等間隔で設ける
ものである。なおこの伝達部材３２は、回動部材３１に
回転自在に取り付けられる駆動要素３２Ａと、可変翼１
の基準面１５に固定状態に取り付けられる受動要素３２
Ｂとを具えて成るものであり、これら駆動要素３２Ａと
受動要素３２Ｂとが接続された状態で、回動が伝達され
る。具体的には四角片状の駆動要素３２Ａを、回動部材
３１に対して回転自在にピン止めするとともに、この駆
動要素３２Ａを受け入れ得るように略Ｕ字状に形成した
受動要素３２Ｂを、可変翼１の先端の基準面１５に固定
し、四角片状の駆動要素３２ＡをＵ字状の受動要素３２
Ｂに嵌め込み、双方を係合させるように、回動部材３１
をボス部２４に取り付けるものである。
のはタービンフレーム２のボス部２４の外周側に設けら
れ、排気流量を調節するために可変翼１を回動させるも
のであり、一例として図１に示すように、アッセンブリ
内において実質的に可変翼１の回動を生起する回動部材
３１と、この回動を可変翼１に伝える伝達部材３２とを
具えて成るものである。回動部材３１は、図示するよう
に中央部分が開口された略円板状に形成され、その周縁
部分に可変翼１と同数の伝達部材３２を等間隔で設ける
ものである。なおこの伝達部材３２は、回動部材３１に
回転自在に取り付けられる駆動要素３２Ａと、可変翼１
の基準面１５に固定状態に取り付けられる受動要素３２
Ｂとを具えて成るものであり、これら駆動要素３２Ａと
受動要素３２Ｂとが接続された状態で、回動が伝達され
る。具体的には四角片状の駆動要素３２Ａを、回動部材
３１に対して回転自在にピン止めするとともに、この駆
動要素３２Ａを受け入れ得るように略Ｕ字状に形成した
受動要素３２Ｂを、可変翼１の先端の基準面１５に固定
し、四角片状の駆動要素３２ＡをＵ字状の受動要素３２
Ｂに嵌め込み、双方を係合させるように、回動部材３１
をボス部２４に取り付けるものである。
【００１６】なお複数の可変翼１を取り付けた初期状態
において、これらを周状に整列させるにあたっては、各
可変翼１と受動要素３２Ｂとが、ほぼ一定の角度で取り
付けられる必要があり、本実施の形態においては、主に
可変翼１の基準面１５がこの作用を担っている。また回
動部材３１を単にボス部２４に嵌め込んだままでは、回
動部材３１がタービンフレーム２と僅かに離反した際、
伝達部材３２の係合が解除されてしまうことが懸念され
るため、これを防止すべく、タービンフレーム２の対向
側から回動部材３１を挟むようにリング３３等を設け、
回動部材３１のタービンフレーム２側への押圧傾向を賦
与するものである。このような構成によって、エンジン
が低速回転を行った際には、可変機構３の回動部材３１
を適宜回動させ、伝達部材３２を介して軸部１２に伝達
し、図１に示すように可変翼１を回動させ、排気ガスＧ
を適宜絞り込んで、排気流量を調節するものである。
において、これらを周状に整列させるにあたっては、各
可変翼１と受動要素３２Ｂとが、ほぼ一定の角度で取り
付けられる必要があり、本実施の形態においては、主に
可変翼１の基準面１５がこの作用を担っている。また回
動部材３１を単にボス部２４に嵌め込んだままでは、回
動部材３１がタービンフレーム２と僅かに離反した際、
伝達部材３２の係合が解除されてしまうことが懸念され
るため、これを防止すべく、タービンフレーム２の対向
側から回動部材３１を挟むようにリング３３等を設け、
回動部材３１のタービンフレーム２側への押圧傾向を賦
与するものである。このような構成によって、エンジン
が低速回転を行った際には、可変機構３の回動部材３１
を適宜回動させ、伝達部材３２を介して軸部１２に伝達
し、図１に示すように可変翼１を回動させ、排気ガスＧ
を適宜絞り込んで、排気流量を調節するものである。
【００１７】〔２〕排気ガイドアッセンブリの製造 （１）耐熱部材（合金）の製造 本発明の合金は、通常の方法により製造される。なお具
現化された三種の実施の形態は、表１に示すとおりであ
る。また当該合金の各成分の限定理由を以下に示す。Ｃ
を０．０５％以下とするのは、鋭敏化感受性を低減する
ため。Ｍｎを１％以上とするのは、σ相の生成を遅滞さ
せるため。Ｎｉを１５％以上とするのは、σ相の生成自
由エネルギーを増加させるため。Ｃｒを３０％以下とす
るのは、σ相の生成自由エネルギーを増加させるため。
Ｔｉを０．１％以上とするのは、γ′相の生成のため。
Ａｌを０．１％以上とするのは、γ′相の生成のため。
ＣｅもしくはＬａを０．０５％以上とするのは、σ相の
生成を抑制させるため。
現化された三種の実施の形態は、表１に示すとおりであ
る。また当該合金の各成分の限定理由を以下に示す。Ｃ
を０．０５％以下とするのは、鋭敏化感受性を低減する
ため。Ｍｎを１％以上とするのは、σ相の生成を遅滞さ
せるため。Ｎｉを１５％以上とするのは、σ相の生成自
由エネルギーを増加させるため。Ｃｒを３０％以下とす
るのは、σ相の生成自由エネルギーを増加させるため。
Ｔｉを０．１％以上とするのは、γ′相の生成のため。
Ａｌを０．１％以上とするのは、γ′相の生成のため。
ＣｅもしくはＬａを０．０５％以上とするのは、σ相の
生成を抑制させるため。
【００１８】（２）排気ガイドアッセンブリの製造 転炉精錬工程で上記所定の成分制御を行い、その後連続
鋳造、熱間圧延及び冷間圧延の通常工程を経て、素材材
料が製造され、これを用いて排気ガイドアッセンブリを
加工・製造する。
鋳造、熱間圧延及び冷間圧延の通常工程を経て、素材材
料が製造され、これを用いて排気ガイドアッセンブリを
加工・製造する。
【００１９】（３）組織脆化の抑制 以下表１に組織脆化抑制のデータを示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】〔３〕排気ガイドアッセンブリを被膜する
方法 （１）本発明における合金の表面を被膜する方法として
は、塩浴法を使用するのが好ましく、具体的には以下の
工程で行われる。あらかじめ非平衡且つ過飽和状態に表
面侵炭処理した後、５００℃に予熱した部材をホウ砂、
塩化物、酸化クロムから成る１０００℃前後の塩浴に浸
漬することによりクロム炭化物被膜が生成される。 （２）組織脆化の抑制 以下表２に組織脆化抑制のデータを示す。
方法 （１）本発明における合金の表面を被膜する方法として
は、塩浴法を使用するのが好ましく、具体的には以下の
工程で行われる。あらかじめ非平衡且つ過飽和状態に表
面侵炭処理した後、５００℃に予熱した部材をホウ砂、
塩化物、酸化クロムから成る１０００℃前後の塩浴に浸
漬することによりクロム炭化物被膜が生成される。 （２）組織脆化の抑制 以下表２に組織脆化抑制のデータを示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】〔４〕応力付与処理 （１）処理の内容 析出熱処理を行う前に部材に何らかの加工を許容範囲で
できるだけ均一に施し、場合により更に液圧等の静水圧
を加えることにより、応力付与下において塑性歪みが導
入される。 （２）組織脆化の抑制 以下表３に組織脆化抑制のデータを示す。
できるだけ均一に施し、場合により更に液圧等の静水圧
を加えることにより、応力付与下において塑性歪みが導
入される。 （２）組織脆化の抑制 以下表３に組織脆化抑制のデータを示す。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、７００℃以上の高温を
伴う熱サイクル、排気ガス雰囲気下で長時間使用される
ことにより生ずる、ＶＧＳタイプのターボチャージャに
おける排気ガイドアッセンブリを構成する部材の鋭敏化
による組織脆化、σ相脆化、過時効脆化等の組織脆化の
抑制を図ることができる。
伴う熱サイクル、排気ガス雰囲気下で長時間使用される
ことにより生ずる、ＶＧＳタイプのターボチャージャに
おける排気ガイドアッセンブリを構成する部材の鋭敏化
による組織脆化、σ相脆化、過時効脆化等の組織脆化の
抑制を図ることができる。
【図１】本発明に係るタービンフレームを組み込んだＶ
ＧＳタイプのターボチャージャを示す斜視図（ａ）、並
びに排気ガイドアッセンブリを示す分解斜視図（ｂ）で
ある。
ＧＳタイプのターボチャージャを示す斜視図（ａ）、並
びに排気ガイドアッセンブリを示す分解斜視図（ｂ）で
ある。
１ 可変翼 ２ タービンフレーム ３ 可変機構 １１ 翼部 １２ 軸部 １３ テーパ部 １４ 鍔部 １５ 基準面 ２１ フレームセグメント ２２ 保持部材 ２３ フランジ部 ２３Ａ フランジ部（小） ２３Ｂ フランジ部（大） ２４ ボス部 ２５ 受入孔 ２６ カシメピン ２７ ピン孔 ３１ 回動部材 ３２ 伝達部材 ３２Ａ 駆動要素 ３２Ｂ 受動要素 ３３ リング Ａ 排気ガイドアッセンブリ ｈ 羽根高さ Ｇ 排気ガス Ｔ 排気タービン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 37/24 Ｆ０２Ｂ 39/00 Ｕ 39/00 Ｃ２３Ｃ 8/46 // Ｃ２３Ｃ 8/46 10/24 10/24 12/00 12/00 Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０１Ｑ
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンから排出される排気ガスの流量
を適宜調節して排気タービンを回転させる可変翼と、 この可変翼を排気タービンの外周部において回動自在に
支持するタービンフレームと、 この可変翼を適宜回動させ、排気ガスの流量を調節する
可変機構とを具え、 少ない排気流量を可変翼によって絞り込み、排気の速度
を増し、低速回転時にも高出力を発揮できるようにした
ＶＧＳタイプのターボチャージャにおける排気ガイドア
ッセンブリにおいて、 前記排気ガイドアッセンブリの構成する耐熱部材が、鉄
に対して所定重量％の炭素と、所定重量％の他の合金元
素群と不可避の不純物とを含有させて成る合金であっ
て、炭素及び他の合金元素群の重量％が、 Ｃが０．０５％以下、Ｍｎが１％以上、Ｎｉが１５％以
上、Ｃｒが３０％以下、Ｔｉが０．１％以上に設定する
とともに、Ａｌ、Ｃｅ、Ｌａのうちから選択される一ま
たは複数の合金元素を、Ａｌが０．１％以上、Ｃｅが
０．０５％以上、Ｌａが０．０５％以上となるように、
それぞれ設定することを特徴とする、 希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久
性を向上させたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガ
イドアッセンブリ。 - 【請求項２】 前記排気ガイドアッセンブリを構成する
請求項１記載の耐熱部材の表面を、クロム炭化物で被膜
することを特徴とする、 希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久
性を向上させたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガ
イドアッセンブリ。 - 【請求項３】 エンジンから排出される排気ガスの流量
を適宜調節して排気タービンを回転させる可変翼と、 この可変翼を排気タービンの外周部において回動自在に
支持するタービンフレームと、 この可変翼を適宜回動させ、排気ガスの流量を調節する
可変機構とを具え、 少ない排気流量を可変翼によって絞り込み、排気の速度
を増し、低速回転時にも高出力を発揮できるようにした
ＶＧＳタイプのターボチャージャにおける排気ガイドア
ッセンブリにおいて、 前記排気ガイドアッセンブリの構成するγ′析出硬化型
の耐熱部材が、あらかじめ応力付与処理がなされた部材
であることを特徴とする、 希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久
性を向上させたＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガ
イドアッセンブリ。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001139708A JP2002332553A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久性を向上させたｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ |
| PCT/JP2002/004552 WO2002092979A1 (fr) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | Ensemble de guidage de gaz d'echappement pour turbocompresseur de type vgs a resistance a chaud amelioree, procede de production d'elements resistant a la chaleur utilisables pour cet ensemble, et procede de production de matieres premieres a aubes variables utilisables dans cet ensemble |
| CNB028139240A CN100340749C (zh) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 可适用于可变几何形状涡轮增压器的排气引导器组件的耐热部件的制造方法 |
| KR10-2003-7014587A KR20040028753A (ko) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 내열성을 향상시킨 ｖｇｓ 타입 터보차저의 배기 가이드어셈블리 및 이에 적용가능한 내열부재의 제조방법,그리고 이에 적용가능한 가변날개의 소형재의 제조방법 |
| US10/476,789 US20040213665A1 (en) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | Exhaust gas assembly with improved heat resistance for vgs turbocharger, method for manufacturing heat resisting member applicable thereto, and method for manufacturing shaped material for adjustable blade applicable thereto |
| EP02769562A EP1396620A4 (en) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | EXHAUST GUIDE ARRANGEMENT FOR TURBOCHARGER WITH VARIABLE GEOMETRY WITH IMPROVED HEAT RESISTANCE AND METHOD FOR PRODUCING THEREFORE THERMOST-RESISTANT COMPONENTS AND METHOD FOR PRODUCING PIPE MATERIAL FOR MANUFACTURED ADJUSTABLE GUIDE SHOVELS |
| CN2007101407176A CN101187316B (zh) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 耐热性得到提高的可变几何形状涡轮增压器的排气引导器组件 |
| KR1020107027054A KR20110003393A (ko) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 내열성을 향상시킨 ｖｇｓ 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리에 적용가능한 가변날개의 소형재의 제조방법 |
| HK05101579A HK1069196A1 (en) | 2001-05-10 | 2005-02-24 | A method for manufacturing a heat resisting memberapplicable to an exhaust gas guide assembly of a gas turbocharger |
| US12/213,985 US20090145523A1 (en) | 2001-05-10 | 2008-06-26 | Method for manufacturing heat resisting member applicable to an exhaust gas guide assembly with improved heat resistance for VGS turbocharger |
| US12/980,924 US20110308084A1 (en) | 2001-05-10 | 2010-12-29 | Method for manufacturing heat resisting member applicable to an exhaust gas guide assembly with improved heat resistance for vgs turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001139708A JP2002332553A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久性を向上させたｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002332553A true JP2002332553A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=18986439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001139708A Pending JP2002332553A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久性を向上させたｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002332553A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007327077A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Nippon Karoraizu Kogyo Kk | クロマイズ処理による耐熱部品の製造方法 |
| JP2012503743A (ja) * | 2008-09-25 | 2012-02-09 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | ターボ過給機およびターボ過給機用の保持ディスク |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH084544A (ja) * | 1992-09-21 | 1996-01-09 | Asea Brown Boveri Ag | 重油運転用ターボ過給器 |
| JPH10183305A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高強度耐食耐熱合金 |
| JP2000064849A (ja) * | 1998-08-24 | 2000-02-29 | Akita Fine Blanking:Kk | 可変ベーン型ターボチャージャに適用する可変ベーン並びにその製造方法 |
-
2001
- 2001-05-10 JP JP2001139708A patent/JP2002332553A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH084544A (ja) * | 1992-09-21 | 1996-01-09 | Asea Brown Boveri Ag | 重油運転用ターボ過給器 |
| JPH10183305A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高強度耐食耐熱合金 |
| JP2000064849A (ja) * | 1998-08-24 | 2000-02-29 | Akita Fine Blanking:Kk | 可変ベーン型ターボチャージャに適用する可変ベーン並びにその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007327077A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Nippon Karoraizu Kogyo Kk | クロマイズ処理による耐熱部品の製造方法 |
| JP2012503743A (ja) * | 2008-09-25 | 2012-02-09 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | ターボ過給機およびターボ過給機用の保持ディスク |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080225 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110607 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111018 |