JP2002332850A - 非金属介在物を低減化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
非金属介在物を低減化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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- JP2002332850A JP2002332850A JP2001139675A JP2001139675A JP2002332850A JP 2002332850 A JP2002332850 A JP 2002332850A JP 2001139675 A JP2001139675 A JP 2001139675A JP 2001139675 A JP2001139675 A JP 2001139675A JP 2002332850 A JP2002332850 A JP 2002332850A
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- Control Of Turbines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐高温摩耗性、耐酸化性、高温強度等を向上
させた新規な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、０．１％以下（清浄度；面積率）且つ１０μｍ以
下の非金属介在物を含有した耐熱金属材で構成したこと
を特徴とする。
させた新規な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、０．１％以下（清浄度；面積率）且つ１０μｍ以
下の非金属介在物を含有した耐熱金属材で構成したこと
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てい
るが、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てい
るが、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高温摩耗
性、耐酸化性、高温硬度等の向上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高温摩耗
性、耐酸化性、高温硬度等の向上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
非金属介在物を低減化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
の構成する耐熱金属部材中に存在する非金属介在物が
０．１（清浄度；面積率％）以下であることを特徴とし
て成るものである。
非金属介在物を低減化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
の構成する耐熱金属部材中に存在する非金属介在物が
０．１（清浄度；面積率％）以下であることを特徴とし
て成るものである。
【０００６】また請求項２記載の非金属介在物を低減化
した部材により構成される高温耐久性を向上させたＶＧ
Ｓ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金属部
材中に存在する非金属介在物の大きさが１０μｍ以下
（ただしここで「大きさ」とはＡ系の場合は圧延伸長直
角方向の幅、Ｂ系及びＣ系の場合は直径をいう）である
ことを特徴として成るものである。
した部材により構成される高温耐久性を向上させたＶＧ
Ｓ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金属部
材中に存在する非金属介在物の大きさが１０μｍ以下
（ただしここで「大きさ」とはＡ系の場合は圧延伸長直
角方向の幅、Ｂ系及びＣ系の場合は直径をいう）である
ことを特徴として成るものである。
【０００７】更にまた請求項３記載の非金属介在物を低
減化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金属
部材中に存在する非金属介在物が０．１（清浄度；面積
率％）以下であり、且つその非金属介在物の大きさが１
０μｍ以下（ただしここで「大きさ」とはＡ系の場合は
圧延伸長直角方向の幅、Ｂ系及びＣ系の場合は直径をい
う）であることを特徴として成るものである。
減化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金属
部材中に存在する非金属介在物が０．１（清浄度；面積
率％）以下であり、且つその非金属介在物の大きさが１
０μｍ以下（ただしここで「大きさ」とはＡ系の場合は
圧延伸長直角方向の幅、Ｂ系及びＣ系の場合は直径をい
う）であることを特徴として成るものである。
【０００８】なおここで、耐熱金属部材とは、Ｎｉ非含
有部材及びＮｉ−Ｃｒ系部材を含むものであり、具体的
には9Cr-1Mo 、18Cr-5Al、SUS420J2、SUS310S 、SCH21
、SUH660、Incoloy800H 、Inconel713C 等を挙げるこ
とができる。
有部材及びＮｉ−Ｃｒ系部材を含むものであり、具体的
には9Cr-1Mo 、18Cr-5Al、SUS420J2、SUS310S 、SCH21
、SUH660、Incoloy800H 、Inconel713C 等を挙げるこ
とができる。
【０００９】また当該金属中に存在する非金属介在物と
しては、硫化マンガン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム
等があり、本発明により、特にＢ系及びＣ系の断裂型、
分散型、の非金属介在物が低減されることになる。
しては、硫化マンガン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム
等があり、本発明により、特にＢ系及びＣ系の断裂型、
分散型、の非金属介在物が低減されることになる。
【００１０】更に非金属介在物の存在は、当該金属中
０．１（清浄度；面積率％）以下であり、特に０．０５
以下であることが好ましく、非金属介在物の大きさは、
１０μｍ以下であり、特に５μｍ以下であることが好ま
しい。
０．１（清浄度；面積率％）以下であり、特に０．０５
以下であることが好ましく、非金属介在物の大きさは、
１０μｍ以下であり、特に５μｍ以下であることが好ま
しい。
【００１１】
【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の構成
部材中に存在する非金属介在物の存在を低減、細寸化す
る方法及び当該耐熱部材を使用した当該アッセンブリの
製造について説明する。
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の構成
部材中に存在する非金属介在物の存在を低減、細寸化す
る方法及び当該耐熱部材を使用した当該アッセンブリの
製造について説明する。
【００１２】〔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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】〔２〕非金属介在物の低減・細寸化法 本発明における耐熱金属部材中に存在する非金属物質の
存在を低減、細寸化する方法としては、耐熱金属部材に
対して、カルシウム・インジェクション、加熱加圧処
理、純酸素吹精処理等があり、具体的には以下の工程で
製造される。
存在を低減、細寸化する方法としては、耐熱金属部材に
対して、カルシウム・インジェクション、加熱加圧処
理、純酸素吹精処理等があり、具体的には以下の工程で
製造される。
【００２１】（１）耐熱金属部材中の非金属介在物の低
減化 精錬時におけるカルシウム・インジェクションによっ
て、硫化物系（Ａ系）はもちろん、酸化物系（Ｂ系、Ｃ
系）の非金属介在物の生成を、カルシウム化合物として
硫黄、ケイ素、アルミニウム等を排出することにより低
減させる。また純酸素吹精処理によって、酸化物を排滓
することによりＢ系、Ｃ系の非金属介在物を低減する。
減化 精錬時におけるカルシウム・インジェクションによっ
て、硫化物系（Ａ系）はもちろん、酸化物系（Ｂ系、Ｃ
系）の非金属介在物の生成を、カルシウム化合物として
硫黄、ケイ素、アルミニウム等を排出することにより低
減させる。また純酸素吹精処理によって、酸化物を排滓
することによりＢ系、Ｃ系の非金属介在物を低減する。
【００２２】（２）耐熱金属部材中の非金属介在物の細
寸化 加熱炉をコイルの出側・入側双方に付設したシュテッケ
ルミルや、大圧下の可能な強大な連続式熱間圧延機によ
って、精錬中に残存した非金属介在物を延伸（Ａ系）及
び細かく破砕（Ｂ系、Ｃ系）する。また純酸素吹精によ
って多量の酸化物を均一に形成することにより非金属介
在物の小寸化を図る。
寸化 加熱炉をコイルの出側・入側双方に付設したシュテッケ
ルミルや、大圧下の可能な強大な連続式熱間圧延機によ
って、精錬中に残存した非金属介在物を延伸（Ａ系）及
び細かく破砕（Ｂ系、Ｃ系）する。また純酸素吹精によ
って多量の酸化物を均一に形成することにより非金属介
在物の小寸化を図る。
【００２３】〔３〕排気ガイドアッセンブリの製造 （１）排気ガイドアッセンブリの製造方法 このような処理を施した素材を鋳造、鍛造、プレス加
工、精密打ち抜き、穴あけ、カシメ、表面改質等の処理
を行って製造する。
工、精密打ち抜き、穴あけ、カシメ、表面改質等の処理
を行って製造する。
【００２４】（２）耐久性 非処理材に比べて高温／熱疲労、クリープ特性、靱性、
応力某中、耐高温酸化性が１／５以下となって著しく向
上し、排気ガイドアッセンブリの高温耐久性が５倍以上
となった。
応力某中、耐高温酸化性が１／５以下となって著しく向
上し、排気ガイドアッセンブリの高温耐久性が５倍以上
となった。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、Ｎｉ非含有耐熱部材ま
たはＮｉ−Ｃｒ系耐熱部材等の耐熱鋼で構成される、Ｖ
ＧＳタイプのターボチャージャにおける排気ガイドアッ
センブリの耐久寿命を大幅に延長することが可能とな
る。
たはＮｉ−Ｃｒ系耐熱部材等の耐熱鋼で構成される、Ｖ
ＧＳタイプのターボチャージャにおける排気ガイドアッ
センブリの耐久寿命を大幅に延長することが可能とな
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
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金属部材中
に存在する非金属介在物が０．１（清浄度；面積率％）
以下であることを特徴とする、 非金属介在物を低減化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】 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金属部材中
に存在する非金属介在物の大きさが１０μｍ以下（ただ
しここで「大きさ」とはＡ系の場合は圧延伸長直角方向
の幅、Ｂ系及びＣ系の場合は直径をいう）であることを
特徴とする、 非金属介在物を低減化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耐熱金属部材中
に存在する非金属介在物が０．１（清浄度；面積率％）
以下であり、且つその非金属介在物の大きさが１０μｍ
以下（ただしここで「大きさ」とはＡ系の場合は圧延伸
長直角方向の幅、Ｂ系及びＣ系の場合は直径をいう）で
あることを特徴とする、 非金属介在物を低減化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 (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001139675A JP2002332850A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 非金属介在物を低減化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 |
| CNA2007101407119A CN101187313A (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 |
| 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 |
| KR1020107027054A KR20110003393A (ko) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 내열성을 향상시킨 ｖｇｓ 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리에 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 |
| 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 |
| CNA2007101407161A CN101187315A (zh) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 排气引导器组件、耐热部件及可变翼成形原材的制造方法 |
| 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 |
| CNA2007101407138A CN101187314A (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 |
| 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 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP2001139675A JP2002332850A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 非金属介在物を低減化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 |
|---|---|
| JP2002332850A true JP2002332850A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=18986412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001139675A Pending JP2002332850A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 非金属介在物を低減化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 (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002332850A (ja) |
| CN (4) | CN101187316B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE112016005491T5 (de) | 2015-12-01 | 2018-08-09 | Ihi Corporation | Montagestruktur und turbolader |
| DE16910595T1 (de) * | 2016-07-29 | 2019-02-28 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Hitzebeständiges giessen |
| DE102018211091A1 (de) * | 2018-07-05 | 2020-01-09 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine |
-
2001
- 2001-05-10 JP JP2001139675A patent/JP2002332850A/ja active Pending
-
2002
- 2002-05-10 CN CN2007101407176A patent/CN101187316B/zh not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-10 CN CNA2007101407119A patent/CN101187313A/zh active Pending
- 2002-05-10 CN CNA2007101407161A patent/CN101187315A/zh active Pending
- 2002-05-10 CN CNA2007101407138A patent/CN101187314A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101187313A (zh) | 2008-05-28 |
| CN101187314A (zh) | 2008-05-28 |
| CN101187316A (zh) | 2008-05-28 |
| CN101187315A (zh) | 2008-05-28 |
| CN101187316B (zh) | 2012-09-05 |
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