JP2010169101A - Variable displacement exhaust turbo supercharger and method of manufacturing variable nozzle mechanism structuring member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気ターボ過給機に用いられ、複数のノズルベーンの翼角を変化せしめる可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機におけるドライブリング及びレバープレートの構造、並びに、該可変ノズル機構の組立方法に関する。 The present invention relates to a structure of a drive ring and a lever plate in a variable displacement exhaust turbocharger that is used in an exhaust turbocharger of an internal combustion engine and includes a variable nozzle mechanism that changes a blade angle of a plurality of nozzle vanes, and The present invention relates to a method for assembling the variable nozzle mechanism.
複数のノズルベーンの翼角を変化せしめる可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機におけるドライブリング及びレバープレートの構造に関する技術の一つとして、本件出願人の発明に係る特許文献1(特開2002−285804号公報)の技術が提供されている。 As one of the technologies related to the structure of the drive ring and the lever plate in the variable displacement exhaust turbocharger having a variable nozzle mechanism that changes the blade angle of a plurality of nozzle vanes, Patent Document 1 relating to the invention of the present applicant (specially No. 2002-285804) is provided.
かかる技術においては、タービンケーシングに固定されたノズルマウントに回動可能に支持される複数のノズルベーンと、アクチュエータに連動される環状のドライブリングと、円周方向に沿って前記ノズルベーンと同数配設され、一端側を該ドライブリングに連結ピン部及び該連結ピン部が嵌合される溝部を介して連結されるとともに、他端側を前記ノズルベーンに連結されるレバープレートとをそなえ、前記ドライブリングの回動により前記各レバープレートを揺動させ、該レバープレートの揺動により前記複数のノズルベーンの翼角を変化せしめる可変ノズル機構を備え、前記連結ピン部を、前記各レバープレートまたはドライブリングのいずれか一方を押出し成形、精密鋳造等の一体成形によって母材と一体に形成している。 In such a technique, a plurality of nozzle vanes rotatably supported by a nozzle mount fixed to a turbine casing, an annular drive ring interlocked with an actuator, and the same number of nozzle vanes are disposed along the circumferential direction. The one end side is connected to the drive ring via a connecting pin portion and a groove portion into which the connecting pin portion is fitted, and the other end side is provided with a lever plate connected to the nozzle vane, Each lever plate is swung by rotation, and a variable nozzle mechanism for changing the blade angle of the plurality of nozzle vanes by swinging the lever plate is provided, and the connecting pin portion is connected to either the lever plate or the drive ring. One of them is integrally formed with the base material by integral molding such as extrusion molding or precision casting.
しかしながら、前記特許文献1(特開2002−285804号公報)の技術にあっては、ドライブリングと各レバープレートとを連結する連結ピン部を、各レバープレートまたはドライブリングのいずれか一方を押出し成形、精密鋳造等の一体成形によって母材と一体に形成しているにとどまり、該連結ピン部及び相手部材の連結ピン部係合用の溝の摩耗への対処については開示されていない。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-285804), a connecting pin portion for connecting the drive ring and each lever plate is formed by extrusion molding one of each lever plate or drive ring. However, it is only formed integrally with the base material by integral molding such as precision casting, and it is not disclosed how to deal with wear of the connecting pin portion and the groove for engaging the connecting pin portion of the mating member.
また、かかる技術にあっては、レバープレートの側面とノズルマウントの側面との間に、ドライブリングを該レバープレート及びノズルマウントと軸方向に並設した形態で配置可能となっているが、ドライブリングのノズルマウントからレバープレート側への抜出し防止手段については開示されていない。 In this technique, the drive ring can be arranged between the side surface of the lever plate and the side surface of the nozzle mount in the form of being arranged in parallel with the lever plate and the nozzle mount. No means for preventing the ring from being mounted on the nozzle plate from the nozzle mount is disclosed.
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、前記特許文献1(特開2002−285804号公報)の技術にさらに改良を加え、各レバープレートまたはドライブリングの母材と一体成形した連結ピン部及び連結ピン部係合用の溝の摩耗を防止する手段、及びドライブリングのノズルマウントからレバープレート側への抜出しを防止して可変ノズル機構の作動不良の発生可能性を皆無とする手段をそなえた可変容量型排気ターボ過給機を提供することを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention further improves the technique of Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-285804), and a connection pin portion and a connection formed integrally with the base material of each lever plate or drive ring. Variable capacity with means to prevent wear of pin engaging groove and means to prevent drive ring nozzle mount from being pulled out to lever plate side and eliminate possibility of malfunction of variable nozzle mechanism An object is to provide a type exhaust turbocharger.
本発明はかかる目的を達成するもので、タービンケーシングを含むケースに固定されたノズルマウントに回動可能に支持される複数のノズルベーンと、アクチュエータに連動される環状のドライブリングと、円周方向に沿って前記ノズルベーンと同数配設され、一端側を該ドライブリングに連結ピン部及び該連結ピン部が嵌合される溝部を介して連結されるとともに他端側を前記ノズルベーンに連結されるレバープレートとをそなえ、前記ドライブリングの回動により前記各レバープレートを揺動させ、該レバープレートの揺動により前記複数のノズルベーンの翼角を変化せしめる可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機において、
前記レバープレートの側面と前記ノズルマウントの側面との間に、前記ドライブリングを前記レバープレート及びノズルマウントと軸方向に並設した形態で配置し、前記ドライブリングの外側面に当接可能に構成されて該ドライブリングの軸方向の移動を阻止する部位を前記ノズルマウントの側部に設け、
前記ドライブリングの軸方向の移動を阻止する部位が、前記ノズルマウントの側部に円周方向に沿って設けた環状の溝であり、該溝内に前記ドライブリングを嵌合して該溝の側面により該前記ドライブリングの軸方向移動を阻止するように構成したことを特徴とする。
The present invention achieves such an object, and a plurality of nozzle vanes rotatably supported by a nozzle mount fixed to a case including a turbine casing, an annular drive ring interlocked with an actuator, and a circumferential direction. The same number of nozzle vanes are disposed along the lever plate, one end of which is connected to the drive ring via a connecting pin portion and a groove portion into which the connecting pin portion is fitted, and the other end is connected to the nozzle vane. The variable displacement exhaust turbocharger is provided with a variable nozzle mechanism that swings each lever plate by rotating the drive ring and changes the blade angle of the plurality of nozzle vanes by swinging the lever plate. In the machine
The drive ring is arranged between the lever plate side surface and the nozzle mount side surface in the form of an axial arrangement with the lever plate and nozzle mount, and can be brought into contact with the outer surface of the drive ring. A portion for preventing axial movement of the drive ring is provided on the side of the nozzle mount;
The portion that prevents the drive ring from moving in the axial direction is an annular groove provided in a circumferential direction on the side of the nozzle mount, and the drive ring is fitted into the groove to A side surface is configured to prevent the drive ring from moving in the axial direction.
かかる発明によれば、前記ノズルマウントの側部に円周方向に沿って設けた環状の溝内に前記ドライブリングを嵌合して該溝の側面により該前記ドライブリングの軸方向移動を阻止するように構成するもので、格別な部材を追設せず部品数の増加及び部品コストの増加を伴うことの無い手段で以って、ドライブリングの軸方向への抜出しを確実に回避でき、ドライブリングの軸方向への抜出しに伴なう可変ノズル機構の作動不良の発生を防止できる。 According to this invention, the drive ring is fitted into an annular groove provided along the circumferential direction on the side of the nozzle mount, and the axial movement of the drive ring is prevented by the side surface of the groove. The drive ring can be reliably prevented from being pulled out in an axial direction by means that do not require extra members and do not increase the number of parts and increase the part cost. Occurrence of malfunction of the variable nozzle mechanism associated with extraction of the ring in the axial direction can be prevented.
かかる発明に加えて、好ましくは、前記ドライブリング及びノズルマウントに、該ドライブリングあるいはノズルマウントのいずれか一方に形成した係合凸部と他方に形成した係合凹部とを該ドライブリング及びノズルマウントの軸方向相対移動により係合して、該ドライブリングを前記ノズルマウントに設けられた環状の溝に嵌合する係合部を設ける。 In addition to the invention, preferably, the drive ring and the nozzle mount are provided with an engagement convex portion formed on one of the drive ring and the nozzle mount and an engagement concave portion formed on the other of the drive ring and the nozzle mount. An engagement portion is provided that engages with the relative movement in the axial direction to fit the drive ring into an annular groove provided in the nozzle mount.
また、前記のように構成された可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機の製造方法の発明は、
前記レバープレートの側面と側部に環状の溝を設けた前記ノズルマウントの側面との間に、前記ドライブリングを前記レバープレート及びノズルマウントと軸方向に並設した形態で配置し、前記ドライブリングあるいはノズルマウントのいずれか一方に形成した係合凸部と他方に形成した係合凹部とを該ドライブリング及びノズルマウントを軸方向に相対移動させて該係合凸部と係合凹部とを係合して該ドライブリングを前記ノズルマウントの溝に嵌合した後、該ドライブリングを円周方向に所定量回動させて該ドライブリングの前記溝からの抜出しを阻止し、次いで前記レバープレートを前記ドライブリングの側部に組付けて、レバープレートを前記ノズルベーンに固定することを特徴とする。
The invention of the manufacturing method of the variable displacement exhaust turbocharger provided with the variable nozzle mechanism configured as described above,
The drive ring is arranged between the side surface of the lever plate and the side surface of the nozzle mount provided with an annular groove on a side portion thereof in the form of being arranged in parallel with the lever plate and the nozzle mount, and the drive ring. Alternatively, the engagement protrusion formed on one of the nozzle mounts and the engagement recess formed on the other are moved relative to each other in the axial direction of the drive ring and the nozzle mount to engage the engagement protrusions with the engagement recesses. After fitting the drive ring into the groove of the nozzle mount, the drive ring is rotated by a predetermined amount in the circumferential direction to prevent the drive ring from being pulled out from the groove, and then the lever plate is The lever plate is fixed to the nozzle vane by being assembled to the side of the drive ring.
かかる発明によれば、ノズルマウントの側部に円周方向に沿って設けた環状の溝にドライブリングを嵌合するという、格別な部材を追設せず部品数の増加及び部品コストの増加を伴うことのない手段で以って、ドライブリングの軸方向への抜出しを確実に回避でき、かかるドライブリングの軸方向への抜出しに伴なう可変ノズル機構の作動不良の発生を防止できる。 According to this invention, the drive ring is fitted into the annular groove provided in the circumferential direction on the side portion of the nozzle mount, so that the number of parts and the cost of parts can be increased without adding a special member. By means that do not accompany it, it is possible to reliably avoid the drive ring from being pulled out in the axial direction, and to prevent the malfunction of the variable nozzle mechanism that accompanies the drive ring from being pulled out in the axial direction.
また本発明は、前記可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機において、
前記連結ピン部及び該連結ピン部が嵌合される前記溝部の、少なくとも該連結ピン部と溝部のいずれか一方の接触部分に、PVD処理(物理的イオン吸着処理)による被膜またはCVD処理(化学的イオン吸着処理)による被膜を形成するのがよい。
かかる発明によれば、連結ピン部と溝部との接触部分にPVD処理による硬質被膜形成、あるいはCVD処理による硬質被膜形成をなすことにより、連結ピン部と溝部との接触部分の摩耗低減効果をさらに向上することができる。
The present invention also provides a variable displacement exhaust turbocharger including the variable nozzle mechanism.
At least one contact portion of the connection pin portion and the groove portion into which the connection pin portion is fitted is coated with a PVD process (physical ion adsorption process) or a CVD process (chemical) It is preferable to form a film by a general ion adsorption treatment.
According to this invention, the effect of reducing the wear of the contact portion between the connecting pin portion and the groove portion is further improved by forming a hard coating by PVD processing or a hard coating formation by the CVD processing at the contact portion between the connecting pin portion and the groove portion. Can be improved.
また本発明は、前記可変容量型排気ターボ過給機において、
前記連結ピン部を、前記各レバープレートまたは前記ドライブリングのいずれか一方を押出し成形、精密鋳造等の一体成形によって母材と一体に形成し、少なくとも前記連結ピン部と前記溝部のいずれか一方の接触部分に、拡散浸透処理を含む表面硬化処理を施すのがよい。
かかる発明において、具体的には、前記レバープレートの側面と前記ノズルマウントの側面との間に、前記ドライブリングを前記レバープレート及びノズルマウントと軸方向に並設した形態で配置し、前記各レバープレートまたは前記ドライブリングのいずれか一方側の部材の側面から母材と一体に前記連結ピン部を突設して、他方側の部材の側部に形成された前記溝部に該連結ピン部が係合するように構成するのが好ましい。
The present invention also provides the variable displacement exhaust turbocharger,
The connection pin portion is formed integrally with a base material by integral molding such as extrusion molding, precision casting, or the like, and at least one of the connection pin portion and the groove portion. It is preferable to subject the contact portion to a surface hardening treatment including a diffusion penetration treatment.
In this invention, specifically, the drive ring is arranged between the side surface of the lever plate and the side surface of the nozzle mount in the form of being arranged in parallel with the lever plate and the nozzle mount, and each lever The connecting pin portion protrudes integrally with the base material from the side surface of either the plate or the drive ring member, and the connecting pin portion is engaged with the groove portion formed on the side portion of the other member. It is preferable to configure so as to match.
また、前記のように構成された可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機の製造方法の発明は、
前記各レバープレートまたは前記ドライブリングのいずれか一方について、側面の一方側を押圧し反対側を突出せしめて前記連結ピン部を押出し成形し、あるいは精密鋳造により側面の一方側に前記連結ピン部を突設することにより、前記連結ピン部を母材と一体形成し、次いで少なくとも前記連結ピン部と前記溝部のいずれか一方の接触部分に、拡散浸透処理を含む表面硬化処理を施すことを特徴とする。
The invention of the manufacturing method of the variable displacement exhaust turbocharger provided with the variable nozzle mechanism configured as described above,
For either one of the lever plates or the drive ring, one side of the side is pressed and the opposite side is projected to extrude the connecting pin part, or the connecting pin part is formed on one side of the side by precision casting. By projecting, the connecting pin part is integrally formed with a base material, and then at least one contact part of the connecting pin part and the groove part is subjected to a surface hardening process including a diffusion permeation process. To do.
かかる発明によれば、連結ピン部を、各レバープレートまたはドライブリングのいずれか一方を押出し成形、精密鋳造等の一体成形によって母材と一体に形成するので、各レバープレートまたはドライブリングを、高い靭性を有するが比較的軟質で押出し成形加工が容易な鋼材、あるいは精密鋳造材で構成することによって、前記連結ピン部を各レバープレートあるいはドライブリングと容易に一体成形できるとともに、少なくとも連結ピン部と該連結ピン部が嵌合される溝部との接触部分に拡散浸透処理を含む表面硬化処理を施すことにより該接触部分の硬度を増大できて、該連結ピン部と溝部との接触部分の摩耗を低減することができる。 According to this invention, since the connecting pin portion is integrally formed with the base material by integral molding such as extrusion molding, precision casting, etc., either one of each lever plate or drive ring, each lever plate or drive ring is made high. The connecting pin portion can be easily formed integrally with each lever plate or drive ring by being composed of a steel material that has toughness but is relatively soft and can be easily extruded, or a precision cast material, and at least a connecting pin portion and By subjecting the contact portion with the groove portion into which the connecting pin portion is fitted to the surface hardening treatment including diffusion penetration treatment, the hardness of the contact portion can be increased, and the wear of the contact portion between the connecting pin portion and the groove portion can be reduced. Can be reduced.
これにより、連結ピン部と該連結ピン部が嵌合される溝部との接触部分の硬度を増大することによって、該接触部分の摩耗を抑制して高い耐久性を保持しつつ、連結ピン部を1工程の押出し成形加工あるいは精密鋳造によってレバープレートあるいはドライブリングと一体成形にて容易に製作できることとなって、連結ピン部を別個に製作してレバープレートとドライブリングとを連結するものに比べて、組立工数及び組立コストを低減できるとともに、部品数及び部品コストを低減できる。 Thereby, by increasing the hardness of the contact portion between the connecting pin portion and the groove portion into which the connecting pin portion is fitted, the wear of the contact portion is suppressed and high durability is maintained, and the connecting pin portion is It can be easily manufactured by integral molding with the lever plate or the drive ring by one-step extrusion molding or precision casting, compared with the case where the connecting pin part is manufactured separately and the lever plate and the drive ring are connected. The number of assembly steps and the assembly cost can be reduced, and the number of parts and the part cost can be reduced.
本発明によれば、ノズルマウントの側部に円周方向に沿って設けた環状の溝にドライブリングを嵌合するという、簡単な構造で格別な部材を追設せず部品数の増加及び部品コストの増加を伴うことのない手段で、ドライブリングの軸方向への抜出しを確実に回避でき、かかるドライブリングの軸方向への抜出しに伴なう可変ノズル機構の作動不良の発生を防止できる。 According to the present invention, the drive ring is fitted into an annular groove provided in the circumferential direction on the side portion of the nozzle mount, and the number of parts is increased without adding a special member with a simple structure. With the means that does not increase the cost, the drive ring can be reliably prevented from being pulled out in the axial direction, and the malfunction of the variable nozzle mechanism due to the drive ring being pulled out in the axial direction can be prevented.
また本発明によれば、連結ピン部と該連結ピン部が嵌合される溝部との接触部分に拡散浸透処理を含む表面硬化処理を施すことにより該接触部分の硬度を増大することができて、該接触部分の摩耗を抑制して高い耐久性を保持しつつ、各レバープレートまたはドライブリングのいずれか一方を押出し成形、精密鋳造等の一体成形によって母材と一体に形成することにより、連結ピン部を1工程の押出し成形加工あるいは精密鋳造によってレバープレートあるいはドライブリングと一体成形にて容易に製作できることとなり、該連結ピン部を別個に製作してレバープレートとドライブリングとを連結するものに比べて組立工数及び組立コストを低減できるとともに、部品数及び部品コストを低減できる。
なお、表面硬化処理に関して、例えば鋼同士のような金属同士の組み合わせを用いると、両者の材料同士が凝着することにより発生する摩耗(凝着摩耗)により大きな摩耗が発生することが懸念されるが、一方の表面に処理を施すと表面がセラミックス化、ないしは金属間化合物の生成により硬化され、凝着摩耗を緩和できる。また、表面処理により硬化すると摺動にともなう面あれが防止できるため、相手面に表面処理を施していない場合でも面あれによる引っかき摩耗(アブレシブ摩耗)の発生を緩和できる。以上のような理由から、一方に表面処理を施工しただけでも摩耗低減効果が期待できる。
According to the present invention, the hardness of the contact portion can be increased by subjecting the contact portion between the connecting pin portion and the groove portion into which the connecting pin portion is fitted to the surface hardening treatment including diffusion penetration treatment. , While maintaining high durability by suppressing wear of the contact portion, either one of each lever plate or drive ring is integrally formed with the base material by integral molding such as extrusion molding, precision casting, etc. The pin part can be easily manufactured by integral molding with the lever plate or drive ring by one-step extrusion or precision casting, and the connecting pin part is manufactured separately to connect the lever plate and the drive ring. Compared to the number of assembly steps and the assembly cost, the number of components and the component cost can be reduced.
As for the surface hardening treatment, for example, when a combination of metals such as steel is used, there is a concern that large wear may occur due to wear (adhesion wear) caused by adhesion between the two materials. However, when one surface is treated, the surface is hardened by the formation of ceramics or the formation of an intermetallic compound, and adhesion wear can be reduced. In addition, since the surface roughness caused by sliding can be prevented when cured by the surface treatment, the occurrence of scratch wear (abrasive wear) due to the surface roughness can be alleviated even when the other surface is not subjected to the surface treatment. For the reasons as described above, the effect of reducing wear can be expected only by applying a surface treatment on one side.
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.
図5は本発明に係る可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機の要部縦断面図である。
図5において、30はタービンケーシング、38は該タービンケーシング30の外周部に渦巻状に形成されたスクロールである。34はラジアル流型のタービンロータ、35はコンプレッサ、32は該タービンロータ34とコンプレッサ35とを連結するタービンシャフト、31はコンプレッサハウジング、36は軸受ハウジングである。
該タービンロータ34とコンプレッサ35とを連結するタービンシャフト32は、2個の軸受37,37を介して軸受ハウジング36に回転自在に支持されている。8は排ガス出口、40は該排気ターボ過給機の回転軸心である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an essential part of a variable displacement exhaust turbocharger equipped with a variable nozzle mechanism according to the present invention.
In FIG. 5, 30 is a turbine casing, and 38 is a scroll formed in a spiral shape on the outer periphery of the
A
2はノズルベーンで、前記スクロール38の内周側にタービンの円周方向等間隔に複数枚配置されるとともに、これの翼端部に形成されたノズル軸2aが前記タービンケーシング30に固定されたノズルマウント5に回動可能に支持されている。
41はアクチュエータ、33はアクチュエータロッド、39は該アクチュエータロッド33と前記ドライブリング3とを連結する駆動機構で、該アクチュエータロッド33の往復運動をドライブリング3の回転運動に変換する。
100は前記ノズルベーン2の翼角を変化せしめる可変ノズル機構である。
A
図5のように構成された可変ノズル機構付き可変容量型排気ターボ過給機の運転時において、内燃機関(図示省略)からの排ガスは前記スクロール38に入り、該スクロール38の渦巻きに沿って周回しながらノズルベーン2に流入する。そして、該排ガスは、前記ノズルベーン2の翼間を流過して前記タービンロータ34にその外周側から流入し、中心側に向かい半径方向に流れて該タービンロータ34に膨張仕事をなした後、軸方向に流出して排ガス出口8に案内されて機外に送出される。
During operation of the variable displacement exhaust turbocharger with a variable nozzle mechanism configured as shown in FIG. While flowing into the
かかる可変容量タービンの容量を制御するにあたっては、前記アクチュエータ41に対し、前記ノズルベーン2を流れる排ガスの流量が所要の流量になるような該ノズルベーン2の翼角を、翼角制御手段(図示省略)により設定する。かかる翼角に対応するアクチュエータ41の往復変位は駆動機構39を介してドライブリング3に伝達され、該ドライブリング3が回転駆動される。
該ドライブリング3の回転により、後述する連結ピン部10(あるいは11)を介してレバープレート1が前記ノズル軸2a廻りに回動せしめられ、該ノズル軸2aの回動によりノズルベーン2が回動して前記アクチュエータ41にて設定された翼角に変化せしめられる。
本発明はかかる可変容量タービンの容量を制御する可変ノズル機構100の改良に係るものである。
In controlling the capacity of such a variable capacity turbine, the blade angle of the
By rotation of the
The present invention relates to an improvement of the
図1は本発明の第1実施例にかかる可変ノズル機構を示し、(A)はレバープレート側から視た正面図、(B)は(A)におけるA−A線断面図である。
100は前記ノズルベーン2の翼角を変化せしめる可変ノズル機構100で、次のように構成されている。
3は円盤状に形成されたドライブリングで、前記ノズルマウント5に回転可能に支持されるとともに、外周側に後述する連結ピン部10が係合される溝3yが円周方向等間隔に形成されている。3zは前記駆動機構39のリンクが係合する駆動溝である。
1はレバープレートで、前記ドライブリング3の溝3yと同数円周方向等間隔に設置されている。各レバープレート1の外周側には連結ピン部10が形成され、内周側には前記ノズルベーン2のノズル軸2aが固定されている。
6は環状に形成された支持プレート、7は該支持プレート6と前記ノズルマウント5とを連結する複数のノズルサポートである。
1A and 1B show a variable nozzle mechanism according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a front view seen from the lever plate side, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
Reference numeral 1 denotes a lever plate, which is installed at equal intervals in the circumferential direction in the same number as the grooves 3y of the
前記可変ノズル機構100においては、図1(B)のように、前記レバープレート1を軸方向外側(図5における排ガス出口8側)に配置し、該レバープレート1の側面と前記ノズルマウント5の側面との間に、前記ドライブリング3を前記レバープレート1及びノズルマウント5と軸方向に並設した形態で配置している。
前記連結ピン部10は、前記各レバープレート1の一側面をプレスによって加圧して、該一側面側に円状の凹部10aを形成するとともに、反対側の側面を円柱状に突出させる押出し成形によって母材と一体で形成される。
また、前記各レバープレート1を精密鋳造品で構成する場合には、鋳造時に前記連結ピン部10をレバープレート1母材と一体成形する。
そして、該連結ピン部10の外周面及び該連結ピン部10が係合する前記ドライブリング3の溝3yの一方ないしは両方に、クロム拡散浸透処理、アルミニウム拡散浸透処理、バナジウム拡散浸透処理、ニオブ拡散浸透処理、ボロン拡散浸透処理等の拡散浸透処理、あるいは窒化処理、前記拡散浸透処理と浸炭処理との併合処理、等の表面硬化処理を施す。
In the
The connecting
Moreover, when each said lever plate 1 is comprised with a precision casting, the said
Then, one or both of the outer peripheral surface of the connecting
前記のように構成された可変ノズル機構100を製作するにあたっては、前記各レバープレート1の一側面をプレスによって加圧して、該一側面側に円状の凹部10aを形成することにより、各レバープレート1に前記連結ピン部10を母材と一体に突設する。一方前記ドライブリング3には溝3yを機械加工、あるいは該ドライブリング3が精密鋳造品の場合は精密鋳造により形成する。
次いで、前記連結ピン部10の外周面及び該連結ピン部10が係合する前記ドライブリング3の溝3yの一方ないしは両方に、前記のような表面硬化処理を施す。
In manufacturing the
Next, one or both of the outer peripheral surface of the connecting
図2は本発明の第2実施例に係る可変ノズル機構を示し、(A)はレバープレート側から視た正面図、(B)は(A)におけるA−A線断面図である。
この第2実施例においては、前記ドライブリング3側に、円周方向等間隔に、該ドライブリング3の一側面をプレスによって加圧して、該一側面側に、前記第1実施例と同様な円状の凹部3aを形成するとともに反対側の側面を円柱状に突出させる押出し成形によって連結ピン部11を母材と一体で形成している。また、各レバープレート1の外周部を二股状に形成して、前記連結ピン部11が係合される溝1bを設けている。
その他の構成は前記第1実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
2A and 2B show a variable nozzle mechanism according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a front view seen from the lever plate side, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
In the second embodiment, one side surface of the
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals.
かかる第1、第2実施例によれば、ドライブリング3と各レバープレート1とを連結する連結ピン部10(11)を、各レバープレート1またはドライブリング3のいずれか一方を押出し成形、精密鋳造等の一体成形によって母材と一体に形成するので、各レバープレート1またはドライブリング3を、高い靭性を有するが比較的軟質で押出し成形加工が容易な鋼材、あるいは精密鋳造材で構成することによって、前記連結ピン部10を各レバープレート1あるいはドライブリング3と容易に一体成形できる。
それとともに、前記連結ピン部10(あるいは11)と該連結ピン部が嵌合される溝3y(あるいは1b)との接触部分の一方ないしは両方に拡散浸透処理を含む表面硬化処理を施すことにより、該接触部分の硬度を増大、ないしは材料間の凝着防止ができて、該連結ピン部(あるいは11)と溝3y(あるいは1b)との接触部分の摩耗を低減することができる。
According to the first and second embodiments, the connecting pin portion 10 (11) for connecting the
At the same time, by subjecting one or both of the contact portions between the connecting pin portion 10 (or 11) and the groove 3y (or 1b) in which the connecting pin portion is fitted to the surface hardening treatment including diffusion penetration treatment, The hardness of the contact portion can be increased, or adhesion between materials can be prevented, and wear of the contact portion between the connecting pin portion (or 11) and the groove 3y (or 1b) can be reduced.
これにより、前記連結ピン部10(あるいは11)と該連結ピン部が嵌合される溝3y(あるいは1b)との接触部分の硬度を増大することによって、該接触部分の摩耗を抑制して高い耐久性を保持しつつ、連結ピン部10(あるいは11)を1工程の押出し成形加工あるいは精密鋳造によってレバープレート1あるいはドライブリング3と一体成形にて容易に製作できることとなって、連結ピン部を別個に製作してレバープレート1とドライブリング3とを連結するものに比べて、組立工数及び組立コストを低減できるとともに、部品数及び部品コストを低減できる。
(参考例1)
Thereby, by increasing the hardness of the contact portion between the connecting pin portion 10 (or 11) and the groove 3y (or 1b) into which the connecting pin portion is fitted, the wear of the contact portion is suppressed and high. While maintaining the durability, the connecting pin portion 10 (or 11) can be easily manufactured integrally with the lever plate 1 or the
(Reference Example 1)
図3は本発明の参考例1に係る可変ノズル機構を示し、(A)はレバープレート側から視た正面図、(B)は(A)におけるC−C線断面図である。また(C)は変形例を示す前記C−C線断面相当図である。尚、この参考例1における図3のA−A線断面図は図1(B)と同様である。
この参考例1においては、前記第1、第2実施例と同様に、前記レバープレート1の側面と前記ノズルマウント5の側面との間に、前記ドライブリング3を前記レバープレート1及びノズルマウント5と軸方向に並設した形態で配置し、前記ドライブリング3の外側面3aに当接可能にされて該ドライブリング3の軸方向移動つまり前記レバープレート1側への抜出しを阻止する複数個(この例では円周方向等間隔に4個)の鋲12を前記ノズルマウント5の側部に固定している。
3A and 3B show a variable nozzle mechanism according to Reference Example 1 of the present invention, in which FIG. 3A is a front view seen from the lever plate side, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. (C) is a cross-sectional view corresponding to the CC line showing a modification. In addition, the AA line sectional view of FIG. 3 in this reference example 1 is the same as FIG.
In this reference example 1, as in the first and second embodiments, the
また、この参考例1において、図3(C)のように、前記ドライブリング3の外側面3c及び前記ノズルマウント5の側面5cに溝13を形成し、該溝13内に前記鋲12の頭部を嵌め込み、該鋲12がレバープレート1側に突出しないようにして、コンパクトな構造とすることもできる。
Further, in Reference Example 1, as shown in FIG. 3C, a
かかる参考例1によれば、前記鋲12を前記ノズルマウント5の側部の円周方向複数箇所(この例では4箇所)に固定するという、きわめて簡単な構造で且つ低コストの手段で以って、ドライブリング3の軸方向への抜出しを確実に回避でき、かかるドライブリング3の軸方向への抜出しに伴なう可変ノズル機構100の作動不良の発生を防止できる。
その他の構成は前記第1実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
According to the first reference example, the
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals.
図4は本発明の第3実施例に係る可変ノズル機構を示し、(A)はレバープレート側から視た正面図、(B)は(A)におけるD−D線断面図である。尚、この第3実施例における図4のA−A線断面図は図1(B)と同様である。
この第3実施例においては、前記第1、第2実施例と同様に、前記レバープレート1の側面と前記ノズルマウント5の側面との間に、前記ドライブリング3を前記レバープレート1及びノズルマウント5と軸方向に並設した形態で配置し、前記ノズルマウント5の側部に円周方向に沿って環状の溝15を設け、該溝15内に前記ドライブリング3を嵌合して、該溝15の側面により該前記ドライブリング3のレバープレート1側への抜出しを阻止している。
そして、図4(A)のように、前記ドライブリング3及びノズルマウント5の側部5zに、該ドライブリング3に形成した係合凹部14aと該ノズルマウント5の側部5zに形成した係合凸部14bとを係合する係合部14を設けている。
4A and 4B show a variable nozzle mechanism according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a front view seen from the lever plate side, and FIG. 4B is a sectional view taken along line DD in FIG. In addition, the AA sectional view of FIG. 4 in the third embodiment is the same as FIG.
In the third embodiment, like the first and second embodiments, the
Then, as shown in FIG. 4A, the
従って、この第3実施例における可変ノズル機構100を組立てるにあたっては、前記レバープレート1の側面と側部に環状の溝15を設けた前記ノズルマウント5の側面との間に、前記ドライブリング3を前記レバープレート1及びノズルマウント5と軸方向に並設した形態で配置し、前記ドライブリング3を軸方向にノズルマウント5側に移動させて、係合凹部14aとノズルマウント5の側部5zの係合凸部14bとを係合して該ドライブリング3を前記ノズルマウント5の溝15内に嵌合する。
次いで、該ドライブリング3を円周方向に所定量回動させて、前記係合凹部14aと係合凸部14bとを円周方向にずらして、該ドライブリング3の前記溝15からの抜出しを阻止する。さらに、前記レバープレート1を前記ドライブリング3の側部に組付けて、該レバープレート1を前記ノズルベーン2に固定する。
その他の構成は前記第1実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
Therefore, when assembling the
Next, the
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals.
かかる第3実施例によれば、ノズルマウント5の側部5zに円周方向に沿って設けた環状の溝15にドライブリング3を嵌合するという、格別な部材を追設せず部品数の増加及び部品コストの増加を伴うことの無い手段で以って、ドライブリング3の軸方向への抜出しを確実に回避でき、かかるドライブリング3の軸方向への抜出しに伴なう可変ノズル機構100の作動不良の発生を防止できる。
According to the third embodiment, the number of components can be reduced without additionally installing a special member in which the
本発明の第4実施例においては、図1〜図4に示されるような可変ノズル機構100を備えた可変容量型排気ターボ過給機において、前記連結ピン部10(あるいは11)及び該連結ピン部が嵌合される前記溝3y(あるいは1b)の一方ないしは両方の接触部分(連結ピン部10(あるいは11)及び溝3y(あるいは1b)の全体でもよい)に、PVD処理(物理的イオン吸着処理)による被膜またはCVD処理(化学的イオン吸着処理)による被膜を形成している。
かかる第4実施例によれば、連結ピン部10(あるいは11)と溝3y(あるいは1b)との接触部分にPVD処理による硬質被膜形成、あるいはCVD処理による硬質被膜形成をなすことにより、該連結ピン部10(あるいは11)と溝3y(あるいは1b)との接触部分の摩耗低減効果をさらに向上することができる。
In the fourth embodiment of the present invention, in the variable displacement exhaust turbocharger including the
According to the fourth embodiment, a hard film is formed by PVD processing or a hard coating is formed by CVD processing at the contact portion between the connecting pin portion 10 (or 11) and the groove 3y (or 1b). The effect of reducing wear at the contact portion between the pin portion 10 (or 11) and the groove 3y (or 1b) can be further improved.
本発明によれば、各レバープレートまたはドライブリングの母材と一体成形した連結ピン部及び連結ピン部係合用の溝の摩耗を防止する手段、及びドライブリングのノズルマウントからレバープレート側への抜出しを防止して可変ノズル機構の作動不良の発生可能性を皆無とする手段をそなえた可変容量型排気ターボ過給機を提供できる。 According to the present invention, the connecting pin portion integrally formed with each lever plate or the base material of the drive ring, the means for preventing the wear of the connecting pin portion engaging groove, and the drive ring from the nozzle mount to the lever plate side are extracted. Therefore, it is possible to provide a variable displacement exhaust turbocharger having means for preventing the occurrence of malfunctions of the variable nozzle mechanism.
1 レバープレート
2 ノズルベーン
2a ノズル軸
3 ドライブリング
3y、1b 溝
5 ノズルマウント
10、11 連結ピン部
14 係合部
15 溝
30 タービンケーシング
34 タービンロータ
35 コンプレッサ
41 アクチュエータ
100 可変ノズル機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記レバープレートの側面と前記ノズルマウントの側面との間に、前記ドライブリングを前記レバープレート及びノズルマウントと軸方向に並設した形態で配置し、前記ドライブリングの外側面に当接可能に構成されて該ドライブリングの軸方向の移動を阻止する部位を前記ノズルマウントの側部に設け、
前記ドライブリングの軸方向の移動を阻止する部位が、前記ノズルマウントの側部に円周方向に沿って設けた環状の溝であり、該溝内に前記ドライブリングを嵌合して該溝の側面により該ドライブリングの軸方向移動を阻止するように構成したことを特徴とする可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機。 A plurality of nozzle vanes rotatably supported by a nozzle mount fixed to a case including a turbine casing, an annular drive ring interlocked with an actuator, and the same number as the nozzle vanes are disposed along the circumferential direction. The drive ring is connected to the drive ring through a connecting pin portion and a groove portion into which the connecting pin portion is fitted, and the other end side is connected to the nozzle vane. In the variable displacement exhaust turbocharger provided with a variable nozzle mechanism that swings each lever plate and changes the blade angle of the plurality of nozzle vanes by swinging the lever plate,
The drive ring is arranged between the lever plate side surface and the nozzle mount side surface in the form of an axial arrangement with the lever plate and nozzle mount, and can be brought into contact with the outer surface of the drive ring. Is provided on the side of the nozzle mount to prevent the drive ring from moving in the axial direction,
The portion that prevents the drive ring from moving in the axial direction is an annular groove provided in a circumferential direction on the side of the nozzle mount, and the drive ring is fitted into the groove to A variable displacement exhaust turbocharger provided with a variable nozzle mechanism configured to prevent axial movement of the drive ring by a side surface.
前記連結ピン部及び該連結ピン部が嵌合される前記溝部の、少なくとも該連結ピン部と溝部のいずれか一方の接触部分に、PVD処理(物理的イオン吸着処理)による被膜またはCVD処理化学的イオン吸着処理)による被膜を形成したことを特徴とする可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機。 The variable capacity exhaust turbocharger according to claim 1,
At least one contact portion of the connecting pin portion and the groove portion into which the connecting pin portion is fitted is coated with a PVD treatment (physical ion adsorption treatment) or chemically treated with chemicals. A variable capacity exhaust turbocharger equipped with a variable nozzle mechanism, characterized in that a film is formed by ion adsorption treatment).
前記レバープレートの側面と側部に環状の溝を設けた前記ノズルマウントの側面との間に、前記ドライブリングを前記レバープレート及びノズルマウントと軸方向に並設した形態で配置し、前記ドライブリングあるいはノズルマウントのいずれか一方に形成した係合凸部と他方に形成した係合凹部とを該ドライブリング及びノズルマウントを軸方向に相対移動させて該係合凸部と係合凹部とを係合し、該ドライブリングを前記ノズルマウントの溝に嵌合した後、該ドライブリングを円周方向に所定量回動させて該ドライブリングの前記溝からの抜出しを阻止し、次いで前記レバープレートを前記ドライブリングの側部に組付けて、レバープレートを前記ノズルベーンに固定することを特徴とする可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機の製造方法。 A method of manufacturing a variable displacement exhaust turbocharger according to claim 2,
The drive ring is arranged between the side surface of the lever plate and the side surface of the nozzle mount provided with an annular groove on a side portion thereof in the form of being arranged in parallel with the lever plate and the nozzle mount, and the drive ring. Alternatively, the engagement protrusion formed on one of the nozzle mounts and the engagement recess formed on the other are moved relative to each other in the axial direction of the drive ring and the nozzle mount to engage the engagement protrusions with the engagement recesses. The drive ring is fitted into the groove of the nozzle mount, and then the drive ring is rotated by a predetermined amount in the circumferential direction to prevent the drive ring from being pulled out of the groove, and then the lever plate is A variable displacement exhaust turbocharger equipped with a variable nozzle mechanism, wherein the lever plate is fixed to the nozzle vane and assembled to a side portion of the drive ring. Method of manufacturing a paper machine.
前記各レバープレートまたは前記ドライブリングのいずれか一方について、側面の一方側を押圧し反対側を突出せしめて前記連結ピン部を押出し成形し、あるいは精密鋳造により側面の一方側に前記連結ピン部を突設することにより、前記連結ピン部を母材と一体形成し、次いで少なくとも前記連結ピン部と前記溝部のいずれか一方の接触部分に、拡散浸透処理を含む表面硬化処理を施すことを特徴とする可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機の製造方法。 A method for manufacturing a variable displacement exhaust turbocharger according to any one of claims 1 to 4,
For either one of the lever plates or the drive ring, one side of the side is pressed and the opposite side is projected to extrude the connecting pin part, or the connecting pin part is formed on one side of the side by precision casting. By projecting, the connecting pin part is integrally formed with a base material, and then at least one contact part of the connecting pin part and the groove part is subjected to a surface hardening process including a diffusion permeation process. Of manufacturing a variable displacement exhaust turbocharger including a variable nozzle mechanism.
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