JP2011117320A

JP2011117320A - Vane alignment device

Info

Publication number: JP2011117320A
Application number: JP2009273443A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Miura; 雄一三浦; Yoshiharu Kaneshima; 義治金島
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-01
Also published as: JP5407814B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce alignment time of a plurality of vanes 23 by allowing the alinement of a plurality of vanes 23 so as to face the same direction relative to an axial center of a shroud ring 9 through the action of centrifugal force and minimizing manual work. <P>SOLUTION: In a support frame 49, a rotation table 53 capable of setting a shroud ring 9 is rotatably provided around a vertical axal center via a bearing 55. A rotary motor 61 applying centrifugal force to a plurality of vanes 23 by rotating the rotation table 53 is provided to an appropriate position of the support frame 49. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ベースリング部材に円周方向に等間隔に形成した複数の支持穴に回転可能に支持された複数枚のベーンをベースリング部材の軸心に対して同じ方向を向くように整列するベーン整列装置に関する。 The present invention aligns a plurality of vanes rotatably supported by a plurality of support holes formed at equal intervals in the circumferential direction on the base ring member so as to face the same direction with respect to the axis of the base ring member. The present invention relates to a vane alignment device.

可変容量型ターボチャージャに用いられる可変ベーンユニットは、可変容量型ターボチャージャのタービンインペラ側へ供給される排気ガスのガス流路面積を可変するものであって、同心状に対向しかつ一体的に連結した一対のベースリング部材と、一対のベースリング部材の間に等間隔に配設されかつベースリング部材の軸心に平行な軸心周りに回転可能な複数枚のベーンと、いずれかのベースリング部材に設けられかつ複数枚のベーンの回転動作を同期させる同期機構とを備えている（特許文献１参照）。そして、通常、可変ベーンユニットを組み立てる際には、複数枚のベーンを同期機構に連結できるように、適宜のベースリング部材に等間隔に形成した複数の支持穴にそれぞれ回転可能に支持された複数枚のベーンの内側に整列治具をハンドリング（移送）して、複数枚のベーンをベースリング部材の軸心に対して同じ方向を向くように整列している。 The variable vane unit used in the variable capacity turbocharger is a variable vane unit that varies the gas flow passage area of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side of the variable capacity turbocharger. A pair of connected base ring members, a plurality of vanes that are arranged at equal intervals between the pair of base ring members and are rotatable about an axis parallel to the axis of the base ring member, and any of the bases And a synchronizing mechanism that is provided on the ring member and synchronizes the rotational operations of the plurality of vanes (see Patent Document 1). Usually, when assembling the variable vane unit, a plurality of vanes rotatably supported by a plurality of support holes formed at equal intervals in an appropriate base ring member so that a plurality of vanes can be connected to the synchronization mechanism. An alignment jig is handled (transferred) inside the vanes so that the plurality of vanes are aligned in the same direction with respect to the axis of the base ring member.

特開２００８−１８４９７１号公報JP 2008-184971 A

ところで、一般に、ロボットによって整列治具のハンドリングを高精度に行うことは容易でなく、通常、人手によって整列治具のハンドリングは行われている。そのため、複数枚のベーンの整列時間が長くなって、複数枚のベーンの整列作業が煩雑化するという問題がある。なお、前述の問題は、可変容量型ターボチャージャの可変ベーンユニットにおける複数枚のベーンを整列する場合だけでなく、その他種々の複数枚のベーンを整列する場合にも生じるものである。 By the way, in general, it is not easy to handle the alignment jig with high accuracy by a robot, and the alignment jig is usually handled manually. For this reason, there is a problem that the alignment time of the plurality of vanes becomes long, and the alignment work of the plurality of vanes becomes complicated. The above-mentioned problem occurs not only when aligning a plurality of vanes in a variable vane unit of a variable capacity turbocharger but also when aligning various other vanes.

そこで、本発明は、前述の従来の問題点を解決することができる、新規な構成のベーン整列装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vane aligning apparatus having a novel configuration that can solve the above-described conventional problems.

本発明の特徴は、ベースリング部材に円周方向に等間隔に形成した複数の支持穴に回転可能に支持されかつ重心位置が回転中心よりも外端側に寄った複数枚のベーンを前記ベースリング部材の軸心に対して同じ方向を向くように整列するベーン整列装置において、支持フレームに軸心周りに回転可能に設けられ、前記ベースリング部材をセット可能な回転テーブルと、前記回転テーブルを回転させて、複数枚の前記ベーンに遠心力を付与する回転アクチュエータと、を具備したことを要旨とする。 The present invention is characterized in that a plurality of vanes that are rotatably supported by a plurality of support holes formed at equal intervals in the circumferential direction on the base ring member and whose center of gravity is closer to the outer end side than the center of rotation are provided on the base. In a vane aligning apparatus that aligns so as to face the same direction with respect to an axis of a ring member, a rotary table that is provided on a support frame so as to be rotatable around the axis, and on which the base ring member can be set; and The gist of the invention is that it includes a rotation actuator that rotates and applies centrifugal force to the plurality of vanes.

ここで、本発明のベーン整列装置の整列対象は、前述のように、重心位置が回転中心よりも外端側に寄った複数枚のベーンに限られ、ベーンの内端長さ（ベーンの回転中心から内端までの長さ）とベーンの外端長さ（ベーンの回転中心から外端までの長さ）の長短は問わない。 Here, as described above, the alignment target of the vane aligning device of the present invention is limited to a plurality of vanes whose center of gravity is closer to the outer end side than the rotation center, and the inner end length of the vane (rotation of the vane). The length from the center to the inner end) and the outer end length of the vane (the length from the center of rotation of the vane to the outer end) are not limited.

なお、本願の明細書又は特許請求の範囲において、「ベーン」には、可変ベーンユニットにおけるベーンの他に、種々なベーンが含む意であって、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、介在部材等を介して間接的に設けられたことを含む意である。 In the specification or claims of the present application, “vane” means various vanes in addition to the vanes in the variable vane unit, and “provided” is directly provided. In addition to this, it is intended to include being indirectly provided through an interposition member or the like.

本発明の特徴によると、前記ベースリング部材を前記回転テーブルにセットする。そして、前記回転アクチュエータの駆動により前記回転テーブルを回転させて、複数枚の前記ベーンに遠心力を付与する。これにより、前述の整列治具を用いることなく、遠心力の作用によって複数枚の前記ベーンを前記ベースリング部材の軸心に対して同じ方向を向くように整列することができる。 According to a feature of the invention, the base ring member is set on the turntable. Then, the rotary table is rotated by driving the rotary actuator to apply centrifugal force to the plurality of vanes. Accordingly, the plurality of vanes can be aligned to face the same direction with respect to the axis of the base ring member by the action of centrifugal force without using the alignment jig described above.

本発明によれば、前記整列治具を用いることなく、遠心力の作用によって複数枚の前記ベーンを前記ベースリング部材の軸心に対して同じ方向を向くように整列できるため、前記整列治具のハンドリング等、人手による作業を極力減らして、複数枚の前記ベーンの整列時間を短縮して、複数枚の前記ベーンの整列作業の能率を高めることができる。 According to the present invention, since the plurality of vanes can be aligned in the same direction with respect to the axis of the base ring member by the action of centrifugal force without using the alignment jig, the alignment jig It is possible to reduce the manual work such as handling, shorten the alignment time of the plurality of vanes, and increase the efficiency of the alignment work of the plurality of vanes.

図３におけるI-I線に沿った断面図であって、可変ベーンユニットの一部を省略している。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line I-I in FIG. 3, and a part of the variable vane unit is omitted. 図３におけるII-II線に沿った断面図であって、可変ベーンユニットの一部を省略している。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 3 and a part of the variable vane unit is omitted. 本発明の実施形態に係るベーン整列装置の平面図であって、可変ベーンユニットの一部を省略している。It is a top view of the vane alignment device which concerns on embodiment of this invention, Comprising: A part of variable vane unit is abbreviate | omitted. 本発明の実施形態に係るノズル及びサイドノズルに対するエア配管回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the air piping circuit with respect to the nozzle and side nozzle which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る回転テーブルの平面図である。It is a top view of the turntable concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るベーン整列装置の動作を示す模式的な平面図である。It is a typical top view showing operation of a vane alignment device concerning an embodiment of the present invention. 図７（ａ）は、本発明の実施形態に係るベーン整列装置におけるノズルによるエアの噴出動作を示す図、図７（ａ）は、本発明の実施形態に係るベーン整列装置におけるノズルによるエアの吸引動作を示す図である。FIG. 7A is a view showing an air ejection operation by the nozzle in the vane aligning device according to the embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure which shows suction operation | movement. 図８（ａ）は、可変ベーンユニットの組立作業中における、複数枚のベーンの第２ベーン軸に伝達レバーを取付ける前の状態を示す斜視図、図８（ｂ）は、可変ベーンユニットの組立作業中における、複数枚のベーンの第２ベーン軸に伝達レバーを取付けた後の状態を示す斜視図である。FIG. 8A is a perspective view showing a state before the transmission lever is attached to the second vane shaft of the plurality of vanes during the assembly operation of the variable vane unit, and FIG. 8B is an assembly of the variable vane unit. It is a perspective view which shows the state after attaching the transmission lever to the 2nd vane axis | shaft of several vane in operation | work. 図１１におけるIX-IX線に沿った図である。It is a figure along the IX-IX line in FIG. 本発明の実施形態に係る可変ベーンユニットの背面図である。It is a rear view of the variable vane unit concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る可変ベーンユニットを装備したターボチャージャの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the turbocharger equipped with the variable vane unit concerning the embodiment of the present invention.

本発明の実施形態について図１から図１１を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、本発明の実施形態に係る可変ベーンユニットの構成等について説明する。 First, the configuration of the variable vane unit according to the embodiment of the present invention will be described.

図９から図１１に示すように、本発明の実施形態に係る可変ベーンユニット１は、可変容量型ターボチャージャ３におけるタービンハウジング５内に装備（配設）されており、可変容量型ターボチャージャ３におけるタービンインペラ７に供給される排気ガスのガス流路面積を可変するものである。また、可変ベーンユニット１は、タービンインペラ７を囲むシュラウドリング（第１ベースリング部材）９を備えており、シュラウドリング９には、複数の支持穴１１が等間隔に形成されている。更に、シュラウドリング９に対向する位置には、ベーンリング（第２ベースリング部材）１３が複数の連結ピン１５を介して同心状に設けられており、ベーンリング１３には、複数の支持穴１７が等間隔に形成されてあって、ベーンリング１３の各支持穴１７は、シュラウドリング９の対応する支持穴１１と整合関係にある。 As shown in FIGS. 9 to 11, the variable vane unit 1 according to the embodiment of the present invention is provided (arranged) in the turbine housing 5 of the variable displacement turbocharger 3, and the variable displacement turbocharger 3. The gas flow passage area of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 7 is varied. The variable vane unit 1 also includes a shroud ring (first base ring member) 9 surrounding the turbine impeller 7, and a plurality of support holes 11 are formed in the shroud ring 9 at equal intervals. Further, a vane ring (second base ring member) 13 is provided concentrically via a plurality of connecting pins 15 at a position facing the shroud ring 9, and the vane ring 13 has a plurality of support holes 17. Are formed at equal intervals, and each support hole 17 of the vane ring 13 is aligned with the corresponding support hole 11 of the shroud ring 9.

ベーンリング１３におけるシュラウドリング９の反対側には、サポートリング１９が複数の連結ピン１５を介して一体的に設けられており、このサポートリング１９の周縁部は、可変容量型ターボチャージャ３におけるベアリングハウジング２１とタービンハウジング５に狭持されるようになっている。換言すれば、ベーンリング１３は、サポートリング１９を介してベアリングハウジング２１に対して固定され、タービンハウジング５内に配設されるようになっている。 On the opposite side of the vane ring 13 to the shroud ring 9, a support ring 19 is integrally provided via a plurality of connecting pins 15, and the periphery of the support ring 19 is a bearing in the variable capacity turbocharger 3. It is sandwiched between the housing 21 and the turbine housing 5. In other words, the vane ring 13 is fixed to the bearing housing 21 via the support ring 19 and is arranged in the turbine housing 5.

シュラウドリング９とベーンリング１３の間には、複数枚のベーン２３が円周方向に等間隔に配設されており、各ベーン２３は、シュラウドリング９の軸心（換言すれば、ベーンリング１３の軸心）に平行な軸心周りに回転可能である。また、各ベーン２３の一端面には、第１ベーン軸２５が形成されており、各ベーン２３の第１ベーン軸２５は、シュラウドリング９の対応する支持穴１１に回転可能に支持されている。更に、各ベーン２３の他端面には、第２ベーン軸２７が第１ベーン軸２５と同心状に形成されており、各ベーン２３の第２ベーン軸２７は、ベーンリング１３の対応する支持穴１７に回転可能に支持されている。ここで、各ベーン２３は、重心位置Ｇが回転中心（ベーン軸２５，２７の軸心）よりも外端側に寄っている。 A plurality of vanes 23 are arranged at equal intervals in the circumferential direction between the shroud ring 9 and the vane ring 13, and each vane 23 has an axial center (in other words, the vane ring 13) of the shroud ring 9. It is possible to rotate around an axis parallel to the axis. A first vane shaft 25 is formed on one end face of each vane 23, and the first vane shaft 25 of each vane 23 is rotatably supported in the corresponding support hole 11 of the shroud ring 9. . Further, a second vane shaft 27 is formed concentrically with the first vane shaft 25 on the other end face of each vane 23, and the second vane shaft 27 of each vane 23 corresponds to a corresponding support hole of the vane ring 13. 17 is rotatably supported. Here, the center of gravity G of each vane 23 is closer to the outer end side than the center of rotation (axial center of the vane shafts 25 and 27).

ベーンリング１３におけるシュラウドリング９の反対側には、複数枚のベーン２３の回転動作を同期させる同期機構２９が設けられている。 On the opposite side of the vane ring 13 to the shroud ring 9, a synchronization mechanism 29 that synchronizes the rotational operations of the plurality of vanes 23 is provided.

具体的には、ベーンリング１３におけるシュラウドリング９の反対側には、ガイドリング３１が複数本の連結ピン１５を介して同心状に設けられており、このガイドリング３１の外周縁には、径方向外側へ突出した複数の突出片３３が円周方向へ間隔を置いて形成されている。また、ガイドリング３１の複数の突出片３３には、可動リング３５がガイドリング３１の軸心（可動リング３５の軸心）周りに回転可能に配設されており、この可動リング３５の径方向内側の周縁には、複数（ノズル枚数と同数）の係合凹部３７が円周方向に等間隔に形成されている。そして、各第２ベーン軸２７には、伝達レバー３９の基端部が一体的に固定されており、各伝達レバー３９の先端部は、可動リング３５の対応する係合凹部３７に係合してある。なお、可動リング３５の内側には、複数の係合凹部３７の他に、駆動用係合凹部４１が形成されており、可動リング３５の駆動用係合凹部４１は、ベアリングハウジング２１の適宜位置にベーンリング１３の軸心に平行な軸心周りに回転可能に設けられた駆動レバー４３の先端部と係合するようになっている。 Specifically, a guide ring 31 is provided concentrically on the opposite side of the shroud ring 9 in the vane ring 13 via a plurality of connecting pins 15. A plurality of projecting pieces 33 projecting outward in the direction are formed at intervals in the circumferential direction. In addition, a movable ring 35 is disposed on the plurality of protruding pieces 33 of the guide ring 31 so as to be rotatable around the axis of the guide ring 31 (the axis of the movable ring 35). A plurality of (as many as the number of nozzles) engaging recesses 37 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the inner periphery. A base end portion of the transmission lever 39 is integrally fixed to each second vane shaft 27, and a distal end portion of each transmission lever 39 engages with a corresponding engagement recess 37 of the movable ring 35. It is. In addition to the plurality of engagement recesses 37, a drive engagement recess 41 is formed inside the movable ring 35, and the drive engagement recess 41 of the movable ring 35 is positioned at an appropriate position of the bearing housing 21. In addition, it engages with a tip end portion of a drive lever 43 provided rotatably around an axis parallel to the axis of the vane ring 13.

ベーンリング１３の適宜位置には、ストッパピン４５がガイドリング３１及びサポートリング１９を貫通して設けられており、このストッパピン４５は、伝達レバー３９に当接して複数枚のベーン２３の開方向の回転動作を規制するものである。 A stopper pin 45 is provided at an appropriate position of the vane ring 13 so as to penetrate the guide ring 31 and the support ring 19. The stopper pin 45 abuts on the transmission lever 39 and opens the plurality of vanes 23. This restricts the rotational movement of the.

従って、タービンハウジング５内に流入する排気ガスの流量が少ない場合（換言すれば、エンジン回転数が低速域にある場合）には、アクチュエータ（図示省略）によって駆動レバー４３を一方向へ回転させることにより、同期機構２９を作動させつつ、複数枚のベーン２３を絞る方向へ同期して回転させる。これにより、タービンインペラ７側へ供給される排気ガスのガス流路面積を小さくして、排気ガスの流速を高くし、タービンインペラ７の仕事量を十分に確保する。 Therefore, when the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine housing 5 is small (in other words, when the engine speed is in the low speed range), the drive lever 43 is rotated in one direction by an actuator (not shown). As a result, the plurality of vanes 23 are rotated in synchronization with each other while operating the synchronization mechanism 29. Thereby, the gas passage area of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 7 side is reduced, the flow rate of the exhaust gas is increased, and the work amount of the turbine impeller 7 is sufficiently ensured.

一方、タービンハウジング５内に流入する排気ガスの流量が多い場合（換言すれば、エンジン回転数が高速域にある場合）には、アクチュエータによって駆動レバー４３を他方向へ回転させることにより、同期機構２９を作動させつつ、複数枚のベーン２３を開く方向へ同期して回転させる。これにより、タービンインペラ７側へ供給される排気ガスのガス流路面積を大きくして、タービンインペラ７側へ多くの排気ガスを供給する。 On the other hand, when the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine housing 5 is large (in other words, when the engine speed is in the high speed range), the drive mechanism 43 is rotated in the other direction by the actuator, thereby synchronizing mechanism. While operating 29, the plurality of vanes 23 are rotated synchronously in the opening direction. Thereby, the gas flow path area of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 7 side is increased, and a large amount of exhaust gas is supplied to the turbine impeller 7 side.

続いて、本発明の実施形態に係るベーン整列装置４７について説明する。 Next, the vane alignment device 47 according to the embodiment of the present invention will be described.

図１から図３に示すように、本発明の実施形態に係るベーン整列装置４７は、前述の可変ベーンユニット１を組み立てる際に用いられ、複数枚のベーン２３の第２ベーン軸２７に伝達レバー３９を取付けることができるように（図６（ａ）（ｂ）参照）、複数枚のベーン２３をシュラウドリング９の軸心（換言すれば、ベーンリング１３の軸心）に対して同じ方向を向くように整列する装置である。ここで、ベーン整列装置４７による整列の対象は、シュラウドリング９の複数の支持穴１１及びベーンリング１３の複数の支持穴１７にそれぞれ回転可能に支持されかつ重心位置Ｇが回転中心（ベーン軸２５，２７の軸心）よりも外端側に寄った複数枚のベーン２３に限られる。 As shown in FIGS. 1 to 3, the vane aligning device 47 according to the embodiment of the present invention is used when assembling the variable vane unit 1 described above, and the transmission lever is connected to the second vane shaft 27 of the plurality of vanes 23. 39 (see FIGS. 6A and 6B), the plurality of vanes 23 are arranged in the same direction with respect to the axis of the shroud ring 9 (in other words, the axis of the vane ring 13). It is a device that aligns to face. Here, the objects to be aligned by the vane alignment device 47 are rotatably supported by the plurality of support holes 11 of the shroud ring 9 and the plurality of support holes 17 of the vane ring 13, and the center of gravity position G is the center of rotation (vane shaft 25. , 27 axis) and the number of vanes 23 closer to the outer end side.

ベーン整列装置４７は、支持フレーム（装置フレーム）４９を具備しており、この支持フレーム４９は、複数本（本発明の実施形態にあっては、４本）の脚５１を備えている。また、支持フレーム４９には、シュラウドリング９を支持する（セット可能な）回転テーブル５３がベアリング５５を介して鉛直な軸心周りに回転可能に設けられている。また、回転テーブル５３の中央には、シュラウドリング９の内周面（内側面）に嵌合可能な円形の嵌合凸部５７が形成されており、回転テーブル５３における嵌合凸部５７の周りには、シュラウドリング９の周縁付近を支持する環状の支持リブ５９が形成されている。 The vane aligning device 47 includes a support frame (device frame) 49, and the support frame 49 includes a plurality of (in the embodiment of the present invention, four) legs 51. The support frame 49 is provided with a rotary table 53 that supports (sets) the shroud ring 9 so as to be rotatable around a vertical axis via a bearing 55. In addition, a circular fitting convex portion 57 that can be fitted to the inner peripheral surface (inner side surface) of the shroud ring 9 is formed at the center of the rotating table 53, and around the fitting convex portion 57 in the rotating table 53. An annular support rib 59 that supports the vicinity of the periphery of the shroud ring 9 is formed.

支持フレーム４９の適宜位置には、回転モータ（回転アクチュエータの一例）６１が設けられており、この回転モータ６１は、回転テーブル５３を回転させて、複数枚のベーン２３に遠心力を付与するものである。また、回転モータ６１の出力軸には、主動ギア６３が一体的に設けられており、回転テーブル５３の下部の外周面には、主動ギア６３に噛合した従動ギア６５が一体的に設けられている。なお、回転テーブル５３を回転モータ６１の出力軸に連動連結するために、主動ギア６３及び従動ギア６５の代わりに、主動プーリ、従動プーリ、及びタイミングベルトからなる別の連結機構を用いても構わない。 A rotation motor (an example of a rotation actuator) 61 is provided at an appropriate position of the support frame 49, and the rotation motor 61 rotates the rotation table 53 to apply centrifugal force to the plurality of vanes 23. It is. Further, a main driving gear 63 is integrally provided on the output shaft of the rotary motor 61, and a driven gear 65 meshed with the main driving gear 63 is integrally provided on the outer peripheral surface of the lower portion of the rotary table 53. Yes. In order to interlock and connect the rotary table 53 to the output shaft of the rotary motor 61, another connecting mechanism including a main driving pulley, a driven pulley, and a timing belt may be used instead of the main driving gear 63 and the driven gear 65. Absent.

図１、図４、及び図５に示すように、支持リブ５９の上面には、環状のノズル６７が形成されており、このノズル６７は、複数枚のベーン２３の回転中心（第２ベーン軸２７の軸心）に向かってエアを噴出可能であってかつ複数枚のベーン２３の回転中心側からエアを吸引可能である。また、ノズル６７は、エア供給源としての供給ポンプ６９及びエア吸引源としての吸引ポンプ（真空ポンプ）７１に接続されている。そして、ノズル６７を供給ポンプ６９及び吸引ポンプ７１に接続するための構成は、次のようになっている。 As shown in FIGS. 1, 4, and 5, an annular nozzle 67 is formed on the upper surface of the support rib 59, and this nozzle 67 is the center of rotation of the plurality of vanes 23 (second vane shaft). The air can be ejected toward the central axis of the air and the air can be sucked from the rotation center side of the plurality of vanes 23. The nozzle 67 is connected to a supply pump 69 as an air supply source and a suction pump (vacuum pump) 71 as an air suction source. The configuration for connecting the nozzle 67 to the supply pump 69 and the suction pump 71 is as follows.

即ち、ノズル６７の底面には、複数の連絡穴７３が形成されており、回転テーブル５３の内部には、回転テーブル５３の径方向へ延びた連絡通路７５が複数の連絡穴７３に連通するように形成されている。また、回転テーブル５３の下面中央（裏面中央）には、ロータリージョイント７７の上端部が連絡通路７５に連通するように設けられており、ロータリージョイント７７の下端部には、エア配管７９の一端部が接続されてあって、このエア配管７９の他端部には、方向制御弁８１における出力ポート８１ａが接続されている。そして、方向制御弁８１における第１入力ポート８１ｂには、エア配管８３の一端部が接続されており、このエア配管８３の他端部には、供給ポンプ６９が接続されている。更に、方向制御弁８１における第２入力ポート８１ｃには、エア配管８５の一端部が接続されており、このエア配管８５の他端部には、吸引ポンプ７１に接続されている。 That is, a plurality of communication holes 73 are formed on the bottom surface of the nozzle 67, and a communication passage 75 extending in the radial direction of the rotary table 53 communicates with the plurality of communication holes 73 inside the rotary table 53. Is formed. In addition, the upper end of the rotary joint 77 is provided at the center of the lower surface (the center of the rear surface) of the rotary table 53 so as to communicate with the communication passage 75, and one end of the air pipe 79 is provided at the lower end of the rotary joint 77. And an output port 81 a of the direction control valve 81 is connected to the other end of the air pipe 79. One end of an air pipe 83 is connected to the first input port 81 b of the direction control valve 81, and a supply pump 69 is connected to the other end of the air pipe 83. Furthermore, one end of an air pipe 85 is connected to the second input port 81 c of the direction control valve 81, and the other end of the air pipe 85 is connected to the suction pump 71.

なお、支持リブ５９の上面に複数の連絡穴７３及び連絡通路７５を介してロータリージョイント７７に連通した環状のノズル６７が形成される代わりに、支持リブ５９の上面にロータリージョイント７７に連通した小孔状の複数のノズル（図示省略）が円周方向に等間隔に形成されるようにしても構わない。 Instead of forming the annular nozzle 67 communicating with the rotary joint 77 through the plurality of communication holes 73 and the communication passage 75 on the upper surface of the support rib 59, a small size communicating with the rotary joint 77 is formed on the upper surface of the support rib 59. A plurality of hole-shaped nozzles (not shown) may be formed at equal intervals in the circumferential direction.

方向制御弁８１は、コントローラ８７に電気的に接続されており、このコントローラ８７は、回転テーブル５３を減速させて停止する減速過程（回転テーブル５３の減速過程）中に、第１連通状態から第２連通状態に切り替えるように方向制御弁８１を制御することができる。なお、第１連通状態とは、方向制御弁８１における出力ポート８１ａを第１入力ポート８１ｂに連通させて、ノズル６７を供給ポンプ６９に連通させた状態のことをいい、第２連通状態とは、方向制御弁８１における出力ポート８１ａを第２入力ポート８１ｃに連通させて、ノズル６７を吸引ポンプ７１に連通させた状態のことをいう。 The directional control valve 81 is electrically connected to the controller 87, and the controller 87 decelerates and stops the rotary table 53 (deceleration process of the rotary table 53) from the first communication state. The direction control valve 81 can be controlled to switch to the two-communication state. The first communication state refers to a state where the output port 81a of the directional control valve 81 is communicated with the first input port 81b and the nozzle 67 is communicated with the supply pump 69. The second communication state is the second communication state. In this state, the output port 81a of the direction control valve 81 is communicated with the second input port 81c, and the nozzle 67 is communicated with the suction pump 71.

支持フレーム４９には、サイドノズル８９がブラケット９１を介して設けられており、このサイドノズル８９は、シュラウドリング９の径方向外側から複数枚のベーン２３に向かってエアを噴出可能である。また、サイドノズル８９には、エア配管９３の一端部が接続されてあって、このエア配管９３の他端部には、エア供給源としての供給ポンプ９５が接続されており、換言すれば、サイドノズル８９は、供給ポンプ９５にエア配管９３を介して接続されている。更に、エア配管９３の途中には、連通状態と遮断状態とに切替可能な切替弁９７が配設されており、この切替弁９７は、コントローラ８７に電気的に接続されてあって、コントローラ８７は、回転モータ６１の駆動を開始してから設定時間を経過する時に連通状態から遮断状態に切り替えるように切替弁９７を制御することができる。 A side nozzle 89 is provided on the support frame 49 via a bracket 91, and the side nozzle 89 can eject air from the radially outer side of the shroud ring 9 toward the plurality of vanes 23. Further, one end of an air pipe 93 is connected to the side nozzle 89, and a supply pump 95 as an air supply source is connected to the other end of the air pipe 93. In other words, The side nozzle 89 is connected to the supply pump 95 via an air pipe 93. Further, a switching valve 97 that can be switched between a communication state and a cutoff state is provided in the middle of the air pipe 93, and this switching valve 97 is electrically connected to the controller 87. Can control the switching valve 97 to switch from the communication state to the shut-off state when a set time elapses after the driving of the rotary motor 61 is started.

支持フレーム４９の外側近傍には、複数枚のベーン２３の外端の位置を同じ仮想の円ＶＣ上に合わせる位置調節機構９９が設けられている。具体的には、支持フレーム４９の外側近傍には、支柱１０１が配設されており、この支柱１０１の上部には、水平移動エアシリンダ（位置調節用水平移動アクチュエータの一例）１０３がブラケット１０５を介して設けられており、この水平移動エアシリンダ１０３は、シリンダ本体１０７と、このシリンダ本体１０７に水平方向へ移動可能に設けられたピストンロッド１０９とを備えている。また、水平移動エアシリンダ１０３におけるピストンロッド１０９の先端には、複数枚のベーン２３の外端に径方向外側から当接可能な当接爪１１１が設けられており、この当接爪１１１は、水平移動エアシリンダ１０３の駆動によって複数枚のベーン２３の外端に当接する当接位置（図１において仮想線で示す位置）と、この当接位置に対して径方向外側へ待避した待避位置（図１において実線で示す位置）との間を移動するようになっている。ここで、水平移動エアシリンダ１０３は、コントローラ８７に電気的に接続されており、コントローラ８７は、前述の機能の他に、回転テーブル５３の減速過程中に、当接爪１１１を待避位置から当接位置へ移動させるように水平移動エアシリンダ１０３を制御することができる。 In the vicinity of the outside of the support frame 49, a position adjusting mechanism 99 is provided for aligning the positions of the outer ends of the plurality of vanes 23 on the same virtual circle VC. Specifically, a support column 101 is provided in the vicinity of the outside of the support frame 49, and a horizontal movement air cylinder (an example of a position adjustment horizontal movement actuator) 103 is attached to the bracket 105 at the upper portion of the support column 101. The horizontally moving air cylinder 103 includes a cylinder main body 107 and a piston rod 109 provided on the cylinder main body 107 so as to be movable in the horizontal direction. In addition, a contact claw 111 that can contact the outer end of the plurality of vanes 23 from the outside in the radial direction is provided at the tip of the piston rod 109 in the horizontally moving air cylinder 103. A contact position (position indicated by an imaginary line in FIG. 1) that contacts the outer ends of the plurality of vanes 23 by driving the horizontally moving air cylinder 103, and a retracted position that retracts radially outward from the contact position ( The position is moved between the position indicated by the solid line in FIG. Here, the horizontally moving air cylinder 103 is electrically connected to the controller 87, and in addition to the above function, the controller 87 applies the contact claw 111 from the retracted position during the deceleration process of the rotary table 53. The horizontally moving air cylinder 103 can be controlled to move to the contact position.

次に、本発明の実施形態に係るベーン整列装置４７の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of the vane aligning device 47 according to the embodiment of the present invention will be described.

シュラウドリング９の内周面を回転テーブル５３の嵌合凸部５７に嵌合させて、シュラウドリング９を回転テーブル５３にセットする。そして、図６（ａ）に示すように、回転モータ６１の駆動により回転テーブル５３を回転させて、複数枚のベーン２３に遠心力を付与する。 The shroud ring 9 is set on the rotary table 53 by fitting the inner peripheral surface of the shroud ring 9 to the fitting convex portion 57 of the rotary table 53. Then, as shown in FIG. 6A, the rotary table 53 is rotated by driving the rotary motor 61 to apply centrifugal force to the plurality of vanes 23.

回転テーブル５３を回転させる直前又は直後に、方向制御弁８１を第１連通状態にすることにより、図７（ａ）に示すように、ノズル６７から複数枚のベーン２３の回転中心に向かってエアを噴出させる。これにより、回転テーブル５３の減速過程前における複数枚のベーン２３の回転抵抗を低減することができる。 Immediately before or immediately after rotating the turntable 53, the directional control valve 81 is brought into the first communication state, whereby air is directed from the nozzle 67 toward the rotation center of the plurality of vanes 23 as shown in FIG. Erupt. Thereby, the rotational resistance of the plurality of vanes 23 before the deceleration process of the rotary table 53 can be reduced.

また、回転テーブル５３を回転させる直前又は直後に、切替弁９７を連通状態にすることにより、サイドノズル８９よりシュラウドリング９の径方向外側から複数枚のベーン２３に向かってエアを噴出させる。これにより、周方向に隣接関係にあるベーン２３同士が接触したり又はベーン２３の回転中心とシュラウドリング９の軸心を結ぶ線分上にベーン２３の重心Ｇが位置したりしても、遠心力によってベーン２３を確実に回転させることができる。なお、回転モータ６１の駆動を開始してから設定時間を経過する時に、コントローラ８７によって切替弁９７を制御して連通状態から遮断状態に切り替える。 Further, immediately before or after rotating the rotary table 53, the switching valve 97 is brought into a communicating state, whereby air is ejected from the side nozzle 89 toward the plurality of vanes 23 from the radially outer side of the shroud ring 9. As a result, even if the vanes 23 that are adjacent to each other in the circumferential direction come into contact with each other or the center of gravity G of the vane 23 is located on a line segment that connects the rotation center of the vane 23 and the axis of the shroud ring 9, The vane 23 can be reliably rotated by the force. When the set time elapses after the drive of the rotary motor 61 is started, the switching valve 97 is controlled by the controller 87 to switch from the communication state to the cutoff state.

回転テーブル５３の減速過程中に、コントローラ８７によって方向制御弁８１を制御して第１連通状態から第２連通状態に切り替えることにより、図７（ｂ）に示すように、ノズル６７によって複数枚のベーン２３の回転中心側からエアを吸引する。これにより、回転テーブル５３の減速過程における複数枚のベーン２３の回転を規制することができる。 During the deceleration process of the rotary table 53, the controller 87 controls the direction control valve 81 to switch from the first communication state to the second communication state, so that as shown in FIG. Air is sucked from the rotation center side of the vane 23. Thereby, the rotation of the plurality of vanes 23 during the deceleration process of the rotary table 53 can be restricted.

また、図６（ｂ）に示すように、コントローラ８７によって水平移動エアシリンダ１０３を制御して当接爪１１１を待避位置から当接位置に移動させる。これにより、当接爪１１１を複数枚のベーン２３の外端に径方向外側から当接させて、複数枚のベーン２３の外端の位置を同じ仮想の円ＶＣ周上に合わせることができる。 Also, as shown in FIG. 6B, the controller 87 controls the horizontally moving air cylinder 103 to move the contact claw 111 from the retracted position to the contact position. As a result, the contact claws 111 can be brought into contact with the outer ends of the plurality of vanes 23 from the outside in the radial direction so that the positions of the outer ends of the plurality of vanes 23 can be aligned on the same virtual circle VC.

以上により、前述の整列治具を用いることなく、遠心力の作用によって複数枚のベーン２３をシュラウドリング９の軸心に対して同じ方向を向くように整列することができる。 As described above, the plurality of vanes 23 can be aligned with respect to the axial center of the shroud ring 9 by the action of centrifugal force without using the alignment jig described above.

従って、本発明の実施形態に係るベーン整列装置４７によれば、前述の整列治具（［背景技術］参照）を用いることなく、遠心力の作用によって複数枚のベーン２３をシュラウドリング９の軸心に対して同じ方向を向くように整列できるため、整列治具のハンドリング等、人手による作業を極力減らして、複数枚のベーン２３の整列時間を短縮して、複数枚のベーン２３の整列作業の能率を高めることができる。 Therefore, according to the vane aligning device 47 according to the embodiment of the present invention, the plurality of vanes 23 are removed from the shaft of the shroud ring 9 by the action of centrifugal force without using the above-described alignment jig (see [Background Art]). Since it can be aligned so as to face the same direction with respect to the heart, manual work such as handling of an alignment jig is reduced as much as possible, the alignment time of the plurality of vanes 23 is shortened, and the alignment work of the plurality of vanes 23 is performed. Can increase the efficiency.

また、回転テーブル５３の減速過程前における複数枚のベーン２３の回転抵抗を低減しつつ、周方向に隣接関係にあるベーン２３同士が接触したり又はベーン２３の回転中心とシュラウドリング９の軸心を結ぶ線分上にベーン２３の重心Ｇが位置したりしても、遠心力によってベーン２３を確実に回転させることができるため、複数枚のベーン２３の整列不良を極力なくすことができる。 Further, while reducing the rotational resistance of the plurality of vanes 23 before the deceleration process of the rotary table 53, the vanes 23 adjacent to each other in the circumferential direction come into contact with each other or the rotation center of the vanes 23 and the axis of the shroud ring 9 are in contact with each other. Even if the center of gravity G of the vane 23 is located on the line segment connecting the two, the vane 23 can be reliably rotated by the centrifugal force, so that poor alignment of the plurality of vanes 23 can be eliminated as much as possible.

更に、回転テーブル５３の減速過程中に、複数枚のベーン２３の回転を規制しつつ、当接爪１１１を複数枚のベーン２３の外端に径方向外側から当接させて、複数枚のベーン２３の外端の位置を同じ仮想の円ＶＣ周上に合わせているため、複数枚のベーン２３の整列精度を十分に高めることができる。 Further, during the deceleration process of the rotary table 53, while restricting the rotation of the plurality of vanes 23, the contact claws 111 are brought into contact with the outer ends of the plurality of vanes 23 from the outside in the radial direction, thereby the plurality of vanes. Since the position of the outer end of 23 is matched with the circumference of the same virtual circle VC, the alignment accuracy of the plurality of vanes 23 can be sufficiently increased.

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、ベーン２３の外端に当接可能な当接爪１１１を備えかつ複数枚のベーン２３の外端の位置を同じ仮想の円ＶＣ周上に合わせる位置調節機構９９の代わりに、ベーン２３の内端に当接可能な当接爪を備えかつ複数枚のベーンの内端の位置を同じ仮想の円周上に合わせる別の位置調節機構を用いる等、その他種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。 The present invention is not limited to the description of the above-described embodiment. For example, the present invention includes a contact claw 111 capable of contacting the outer end of the vane 23 and the positions of the outer ends of the plurality of vanes 23 are the same. In place of the position adjustment mechanism 99 for matching the circumference of the virtual circle VC, a contact claw capable of coming into contact with the inner end of the vane 23 is provided, and the positions of the inner ends of the plurality of vanes are matched to the same virtual circumference. The present invention can be implemented in various other modes such as using another position adjusting mechanism. Further, the scope of rights encompassed by the present invention is not limited to these embodiments.

１可変ベーンユニット
３可変容量型ターボチャージャ
９シュラウドリング
１１支持穴
１３ベーンリング
２３ノズル
２３ベーン
２５第１ベーン軸
２７第２ベーン軸
２９同期機構
３９伝達レバー
４７ベーン整列装置
４９支持フレーム
５３回転テーブル
５７嵌合凸部
５９支持リブ
６１回転モータ
６７ノズル
６９供給ポンプ
７１吸引ポンプ
７３連絡穴
７５連絡通路
７７ロータリージョイント
８１方向制御弁
８１ａ出力ポート
８１ｂ第１入力ポート
８１ｃ第２入力ポート
８７コントローラ
８９サイドノズル
９５供給ポンプ
９７切替弁
９９位置調節機構
１０１支柱
１０３水平移動エアシリンダ
１１１当接爪 1 variable vane unit 3 variable capacity turbocharger 9 shroud ring 11 support hole 13 vane ring 23 nozzle 23 vane 25 first vane shaft 27 second vane shaft 29 synchronization mechanism 39 transmission lever 47 vane alignment device 49 support frame 53 rotary table 57 Fitting convex portion 59 Support rib 61 Rotating motor 67 Nozzle 69 Supply pump 71 Suction pump 73 Communication hole 75 Communication passage 77 Rotary joint 81 Directional control valve 81a Output port 81b First input port 81c Second input port 87 Controller 89 Side nozzle 95 Supply pump 97 Switching valve 99 Position adjusting mechanism 101 Post 103 Horizontally moving air cylinder 111 Contact claw

Claims

A plurality of vanes, which are rotatably supported by a plurality of support holes formed at equal intervals in the circumferential direction on the base ring member and whose center of gravity is closer to the outer end side than the center of rotation, are used as the axis of the base ring member. In a vane aligning device that aligns the same direction with respect to each other,
A rotary table provided on the support frame so as to be rotatable about an axis and capable of setting the base ring member;
A vane alignment apparatus comprising: a rotary actuator that rotates the rotary table to apply a centrifugal force to the plurality of vanes.

2. The nozzle according to claim 1, further comprising: a nozzle provided on the rotary table, connected to an air supply source, and capable of ejecting air toward a rotation center of the plurality of vanes. Vane alignment device.

The nozzle is connected to an air suction source and is capable of sucking air from the rotation center side of the plurality of vanes,
A controller for controlling to switch from a first communication state in which the nozzle communicates with the air supply source to a second communication state in which the nozzle communicates with the air suction source during a deceleration process of decelerating and stopping the rotary table; The vane aligning apparatus according to claim 2, further comprising:

A side nozzle connected to an air supply source and capable of ejecting air from a radially outer side of the base ring member toward the plurality of vanes. A vane alignment device according to any one of the preceding claims.

A position adjusting mechanism comprising a contact claw capable of contacting the outer end or inner end of the vane, and aligning the positions of the outer ends or inner ends of the plurality of vanes on the same virtual circumference; The vane alignment apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising: