JP2002332861A - 高炭素化された部材により構成される高温強度を向上させた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
高炭素化された部材により構成される高温強度を向上させた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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- JP2002332861A JP2002332861A JP2001139945A JP2001139945A JP2002332861A JP 2002332861 A JP2002332861 A JP 2002332861A JP 2001139945 A JP2001139945 A JP 2001139945A JP 2001139945 A JP2001139945 A JP 2001139945A JP 2002332861 A JP2002332861 A JP 2002332861A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐高温摩耗性、耐酸化性、高温強度及び硬度
等を向上させるとともに、生産性や経済性も向上させた
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、耐熱金属を主要母材としＣを０．１５〜０．３５
％、Ｓｉを１．５％以下、Ｍｎを２％以下、Ｐを０．４
５％以下、Ｓを０．０３％以下、Ｎｉを１９〜２２％、
Ｃｒを２４〜２６％（各元素とも全て重量％表示）含有
させ、溶解精錬後、高温スラブ加熱と圧延／鍛造後急冷
処理により、クロム炭化物及びセメンタイトを解離・固
溶させ、高炭素化させた耐熱部材で構成したことを特徴
とする。
等を向上させるとともに、生産性や経済性も向上させた
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、耐熱金属を主要母材としＣを０．１５〜０．３５
％、Ｓｉを１．５％以下、Ｍｎを２％以下、Ｐを０．４
５％以下、Ｓを０．０３％以下、Ｎｉを１９〜２２％、
Ｃｒを２４〜２６％（各元素とも全て重量％表示）含有
させ、溶解精錬後、高温スラブ加熱と圧延／鍛造後急冷
処理により、クロム炭化物及びセメンタイトを解離・固
溶させ、高炭素化させた耐熱部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
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てい
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高温摩耗
性、耐酸化性、高温強度及び硬度等の耐久性のみなら
ず、生産性及び経済性の向上をも試みたものである。
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、高温強度及び硬度等の耐久性のみなら
ず、生産性及び経済性の向上をも試みたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
高炭素化された部材により構成される高温強度を向上さ
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
０．１５〜０．３５％、Ｓｉが１．５％以下、Ｍｎが
２．０％以下Ｐが０．４５％以下、Ｓが０．０３％以
下、Ｎｉが１９．０〜２２．０％、Ｃｒが２４．０〜２
６．０％となるようにそれぞれ設定し、溶解精錬後、高
温スラブ加熱と圧延／鍛造後急冷処理により、クロム炭
化物及びセメンタイトを解離・固溶させたことを特徴と
して成るものである。この発明によれば、高強度な当該
排気アッセンブリを製造することが可能となる。これは
当該処理により固溶炭素濃度が固溶限界に達し、いわゆ
る侵入型原子の固溶強化作用が最大限に発揮されるため
である。また本発明の合金鋼は、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３１
０Ｓに炭素を適量付加したものであるため、圧延・鍛造
等の加工が本来可能であるが、この解離固溶処理によっ
てそれが更に容易となり、しかも高温耐久性を付与する
ためのクロム炭化物被膜を行うに際し、ＳＵＳ３１０Ｓ
では絶対に必要な侵炭処理を回避できるため、経済性に
優れている。
高炭素化された部材により構成される高温強度を向上さ
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
０．１５〜０．３５％、Ｓｉが１．５％以下、Ｍｎが
２．０％以下Ｐが０．４５％以下、Ｓが０．０３％以
下、Ｎｉが１９．０〜２２．０％、Ｃｒが２４．０〜２
６．０％となるようにそれぞれ設定し、溶解精錬後、高
温スラブ加熱と圧延／鍛造後急冷処理により、クロム炭
化物及びセメンタイトを解離・固溶させたことを特徴と
して成るものである。この発明によれば、高強度な当該
排気アッセンブリを製造することが可能となる。これは
当該処理により固溶炭素濃度が固溶限界に達し、いわゆ
る侵入型原子の固溶強化作用が最大限に発揮されるため
である。また本発明の合金鋼は、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３１
０Ｓに炭素を適量付加したものであるため、圧延・鍛造
等の加工が本来可能であるが、この解離固溶処理によっ
てそれが更に容易となり、しかも高温耐久性を付与する
ためのクロム炭化物被膜を行うに際し、ＳＵＳ３１０Ｓ
では絶対に必要な侵炭処理を回避できるため、経済性に
優れている。
【０００６】また請求項２記載の高炭素化された部材に
より構成される高温強度を向上させた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、非鋳造型耐熱鋼では必須の侵炭処理を行うこと
なく、クロム／チタニウム／タングステン等の炭化物で
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、当該耐熱部材の耐高温摩耗性を向上させること
が可能となる。ここで被膜成分のクロム炭化物として
は、Cv23C6、Cr7C3 、Cr3C2 等があり、特に被膜性、高
温摩耗の観点からCr7C3 が好ましい。
より構成される高温強度を向上させた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、非鋳造型耐熱鋼では必須の侵炭処理を行うこと
なく、クロム／チタニウム／タングステン等の炭化物で
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、当該耐熱部材の耐高温摩耗性を向上させること
が可能となる。ここで被膜成分のクロム炭化物として
は、Cv23C6、Cr7C3 、Cr3C2 等があり、特に被膜性、高
温摩耗の観点からCr7C3 が好ましい。
【０００７】
【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排
気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排
気アッセンブリの製造等について説明する。
【０００８】〔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。
【０００９】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。
【００１０】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。
【００１１】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。
【００１２】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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】〔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、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３１０Ｓに炭素を付
加することにより製造されるものであり、具体的には、
以下の工程で行われる。また具現化された実施の形態
は、後掲の表１に示すとおりである。転炉精錬で組成制
御を行い、炉外精錬にて更に組成の精緻化を図った後、
連続鋳造機でスラブとする。その後１２００℃以上均熱
１時間以上のスラブ加熱を行い、初期軽圧下でのシュテ
ッケルミル等の熱間圧延を行い、圧延下限温度を９５０
℃以上に操作しながら熱延を行い、最後に大量の冷却注
水によって急冷する。こうして得られた熱延コイルを冷
間圧延し、焼鈍（なまし）は、連続設備にて基地鉄の炭
化物生成を回避するため、１１００℃程度で行って製品
素材とする。なお炭素含有率を０．１５〜０．３５％と
するのは、炭素が本発明の処理により固溶し、非侵炭に
てクロム炭化物が被膜され得る範囲に限定したことによ
る。
加することにより製造されるものであり、具体的には、
以下の工程で行われる。また具現化された実施の形態
は、後掲の表１に示すとおりである。転炉精錬で組成制
御を行い、炉外精錬にて更に組成の精緻化を図った後、
連続鋳造機でスラブとする。その後１２００℃以上均熱
１時間以上のスラブ加熱を行い、初期軽圧下でのシュテ
ッケルミル等の熱間圧延を行い、圧延下限温度を９５０
℃以上に操作しながら熱延を行い、最後に大量の冷却注
水によって急冷する。こうして得られた熱延コイルを冷
間圧延し、焼鈍（なまし）は、連続設備にて基地鉄の炭
化物生成を回避するため、１１００℃程度で行って製品
素材とする。なお炭素含有率を０．１５〜０．３５％と
するのは、炭素が本発明の処理により固溶し、非侵炭に
てクロム炭化物が被膜され得る範囲に限定したことによ
る。
【００１７】（２）排気ガイドアッセンブリ部材の製造 転炉精錬で組成制御を行い、連続鋳造したスラブを１２
５０℃以上の高温加熱し、その後、圧延／鍛造急冷工程
を経て耐熱部材が製造される。
５０℃以上の高温加熱し、その後、圧延／鍛造急冷工程
を経て耐熱部材が製造される。
【００１８】（３）高強度化 以下表１に高温硬度のデータを示す
【００１９】
【表１】
【００２０】〔３〕排気ガイドアッセンブリの被膜 （１）本発明における合金の表面の被膜は、当該耐熱材
料中で大部分解離・固溶している炭素を利用して行うも
のであり、具体的には以下の工程で行われる。この部材
を洗浄後、５００℃で予熱し、次いで酸化クロム／チタ
ニウム／タングステン等を含む塩浴中に浸漬し、その後
中和処理を行う。 （２）高摩耗性 上記表１に高温硬度及び高温摩耗性に関するデータを示
す。
料中で大部分解離・固溶している炭素を利用して行うも
のであり、具体的には以下の工程で行われる。この部材
を洗浄後、５００℃で予熱し、次いで酸化クロム／チタ
ニウム／タングステン等を含む塩浴中に浸漬し、その後
中和処理を行う。 （２）高摩耗性 上記表１に高温硬度及び高温摩耗性に関するデータを示
す。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、ＶＧＳのタイプのター
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
る耐熱部材の経済的量産の向上を図ることができる。
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
る耐熱部材の経済的量産の向上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） Ｆ０１Ｄ 25/24 Ｆ０１Ｄ 25/24 Ｍ Ｎ // Ｃ２３Ｃ 10/24 Ｃ２３Ｃ 10/24 10/26 10/26
Claims (2)
- 【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０．１５〜０．３５％、Ｓｉが１．５％以下、Ｍｎ
が２．０％以下、Ｐが０．４５％以下、Ｓが０．０３％
以下、Ｎｉが１９．０〜２２．０％、Ｃｒが２４．０〜
２６．０％となるようにそれぞれ設定し、溶解精錬後、
高温スラブ加熱と圧延／鍛造後急冷処理により、クロム
炭化物及びセメンタイトを解離・固溶させたことを特徴
とする、 高炭素化された部材により構成される高温強度を向上さ
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、非鋳造型耐熱鋼では
必須の侵炭処理を行うことなく、クロム／チタニウム／
タングステン等の炭化物で被膜することを特徴とする、 高炭素化された部材により構成される高温強度を向上さ
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 |
|---|---|---|---|
| JP2001139945A JP2002332861A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 高炭素化された部材により構成される高温強度を向上させたｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP2001139945A JP2002332861A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 高炭素化された部材により構成される高温強度を向上させた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 |
|---|---|
| JP2002332861A true JP2002332861A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=18986638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001139945A Pending JP2002332861A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 高炭素化された部材により構成される高温強度を向上させた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) | JP2002332861A (ja) |
-
2001
- 2001-05-10 JP JP2001139945A patent/JP2002332861A/ja active Pending
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