JP2015063930A - Process of manufacturing variable wing in vgs type turbocharger and variable wing manufactured by this process - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new process of manufacturing capable of preventing burrs from being generated when an end surface of a wing part of a variable wing at a VGS type turbocharger is cut.SOLUTION: This invention comprises: a preparing step P1 for raw shape material for getting alloy raw material becoming an original shape of a variable wing 1 having a wing part 11 and a shaft part 12 integrally assembled; and cutting steps P2, P3 for processing the shaft part 12 of a raw shape material W into a desired diameter size and processing the end surface of the wing part 11 into a desired wing width size (h) characterized in that the raw shape material W becoming the original shape of the variable wing 1 is formed with a chamfer C having a specified inclination and a round shape at the wing end edge in advance and the wing end surface is cut under this state. In addition, the raw shape material W can be obtained through casting work and it is preferable that a casting mold for molding the raw shape material W is formed to have a chamfer in advance and the wing end edge of the wing part 11 has already been formed with the chamfer C at the step in which the raw shape material W is taken out of the casting mold.

Description

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組み込まれる可変翼の製造手法に関するものであって、特に翼部端面(翼端)の切削時に発生していたバリを防止できるようにした新規な製造手法に係るものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a variable wing incorporated in a turbocharger used in an automobile engine or the like, and in particular, a novel method capable of preventing burrs that have occurred during cutting of a blade end face (blade tip). It relates to a simple manufacturing method.

例えば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ほとんど働かず、従って高回転域まで回るエンジンにあっては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。   For example, a turbocharger is known as a turbocharger used as a means for increasing the output and performance of an automobile engine. This turbocharger drives a turbine by engine exhaust energy, and a compressor is driven by the output of the turbine. It is a device that rotates and brings the engine to a supercharged state that exceeds natural aspiration. By the way, in this turbocharger, when the engine rotates at a low speed, the exhaust turbine hardly works due to a decrease in the exhaust flow rate. Then, the time required to blow up all at once, it was inevitable that a so-called turbo lag would occur. In addition, a diesel engine having a low engine speed originally has a drawback that it is difficult to obtain a turbo effect.

このため低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(VGSユニット)が開発されており、このものは少ない排気流量を可変翼(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る。このためVGSユニットにあっては、別途可変翼の可変機構等を必要とし、周辺の構成部品も従来のものに比べて形状等をより複雑化させなければならなかった。   For this reason, a VGS type turbocharger (VGS unit) has been developed that operates efficiently even in the low rotation range, and this one throttles a small exhaust flow rate with variable blades (blades), increasing the exhaust speed, and exhaust turbine. By increasing the amount of work, high output can be achieved even at low speeds. For this reason, in the VGS unit, a variable mechanism of a variable wing is required separately, and peripheral components have to be made more complicated in shape and the like than the conventional one.

このようなことから本出願人も、可変翼やその可変機構等に関し、鋭意、研究開発を重ね、多くの特許出願に至っている(例えば特許文献1〜3参照)。
これら従来の製造手法では、可変翼は合金素材で軸部と翼部とを一体に形成し(これが可変翼の原形となり素形材と称する)、この素形材を所望寸法に切削し、またその切削時に発生するバリを除去して、完成品としての可変翼1を得るものであり、切削工程とバリ除去工程とは、不可分の工程と考えられていた。
For this reason, the present applicant has also earnestly researched and developed the variable wing and its variable mechanism, and has made many patent applications (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
In these conventional manufacturing methods, the variable wing is made of an alloy material, and the shaft portion and the wing portion are integrally formed (this becomes the original shape of the variable wing and is referred to as a shape material). The burr generated at the time of cutting is removed to obtain the variable blade 1 as a finished product, and the cutting process and the burr removing process were considered to be inseparable processes.

具体的には、可変翼1′が片軸タイプの場合には(翼部11′の一方にのみ軸部12′が存在する可変翼1′の場合には)、一例として図6(a)に示すように、軸ナシ側の翼端(翼端面)については当該部位をエンドミルEMで切削して行くものである。この際、エンドミルEMを回転させながら材料(可変翼1′の端面)を切削して行くため、エンドミルEMが作用する左右両側の翼端エッジを比べた場合には、材料を引きずる方の翼端エッジに図示のようなバリBが発生するものであった。
また可変翼1′が両軸タイプの場合には(翼部11′の両側に軸部12′が存在する可変翼1′の場合には)、一例として図6(b)に示すように、可変翼1′を回転させながら、翼端にバイトCTを当てて切削して行くため、材料を引きずる方は、図示のように軸部12′を中心としてほぼ180度対向した位置(点対称の位置)となり、当該部位にバリBが発生する。
なお、片軸の可変翼1′の軸部12′の翼端を切削する場合にも、可変翼1′を回転させながらの切削となるため、軸部12′を中心として点対称の位置にバリBが発生するものである。
そして、このようなバリBは、従来、バフ研磨やショットブラストあるいは電解研磨等のバリ除去工程で除去しており、この工程が技術常識となっていた。このため、従来の可変翼1′の製造工程では、図7に示すように、長軸側の切削工程(翼端切削)と、短軸側の切削工程(翼端切削)との後に、計2回のバリ除去工程(例えばバフ研磨)を行っていた。
Specifically, when the variable blade 1 'is a single-shaft type (in the case of the variable blade 1' in which the shaft portion 12 'exists only on one side of the blade portion 11'), as an example, FIG. As shown in FIG. 4, the portion of the blade end (blade end surface) on the axial pear side is cut by an end mill EM. At this time, since the material (end face of the variable blade 1 ′) is cut while rotating the end mill EM, when comparing the left and right blade end edges on which the end mill EM acts, the blade tip that drags the material is compared. Burr B as shown in the figure was generated at the edge.
Further, when the variable blade 1 'is a double shaft type (in the case of the variable blade 1' having shaft portions 12 'on both sides of the blade portion 11'), as an example, as shown in FIG. Since the cutting is performed by applying the cutting tool CT to the blade tip while rotating the variable blade 1 ′, the direction of dragging the material is approximately 180 degrees opposite to the shaft portion 12 ′ as shown in FIG. Position), and burrs B are generated at the site.
Even when the blade tip of the shaft portion 12 'of the single-shaft variable blade 1' is cut, the cutting is performed while rotating the variable blade 1 '. Burr B is generated.
Such burrs B are conventionally removed in a burr removal process such as buffing, shot blasting, or electrolytic polishing, and this process has become common technical knowledge. For this reason, in the manufacturing process of the conventional variable blade 1 ′, as shown in FIG. 7, after the major axis side cutting step (blade tip cutting) and the minor axis side cutting step (blade tip cutting), the measurement is performed. Two deburring steps (for example, buffing) were performed.

しかしながら、本出願人は、このような技術常識を根本的に見直し、本発明に至ったものである。すなわち、本出願人は、素形材を獲得する段階、より詳細には翼端切削を受ける前の素形材の形状を工夫することにより、このような翼端切削で生じるバリを防止し得る着想から本発明に至ったものである。   However, the present applicant has fundamentally reviewed such technical common sense and has arrived at the present invention. That is, the present applicant can prevent burrs caused by cutting of the blade tip by devising the shape of the blank before the blade tip cutting, more specifically, by obtaining the blank. The idea has led to the present invention.

特開2007−23840号公報JP 2007-23840 A 特開2007−23841号公報JP 2007-23841 A 特開2012−20318号公報JP 2012-20318 A

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、翼端切削を受ける素形材の断面形状を工夫することにより、従来の製造工程では、翼端切削工程で生じていたバリの発生を防止し、翼端切削に付随して行われていた二回のバリ除去工程(例えばバフ研磨工程)を廃止するようにしたVGSタイプターボチャージャにおける新規な可変翼の製造手法の開発を試みたものである。   The present invention has been made in view of such a background, and has been produced in the blade cutting process in the conventional manufacturing process by devising the cross-sectional shape of the shaped material that receives blade cutting. Development of a new variable blade manufacturing method for VGS type turbochargers that prevents the generation of burrs and eliminates the two burr removal processes (for example, buffing process) that have been performed in conjunction with blade cutting. Is an attempt.

まず請求項1記載の、VGSタイプターボチャージャにおける可変翼の製造方法は、
回動中心となる軸部と、実質的に排気ガスの流量を調節する翼部とを具え、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、この排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが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組み込まれる可変翼を製造する方法において、
その工程は、少なくとも
翼部と軸部とを一体に具えた可変翼の原形となる合金素材を得る、素形材の準備工程と、
素形材の軸部を所望の径太さに加工し、また翼部の端面を所望の翼幅寸法に加工する切削工程とを具えて成り、
前記可変翼の原形となる素形材には、翼端エッジに一定傾斜やR形状の面取りを形成しておき、この状態で翼端面の切削加工を行うようにしたことを特徴として成るものである。
First, the manufacturing method of the variable blade in the VGS type turbocharger according to claim 1 is:
It includes a shaft portion serving as a rotation center and a wing portion that substantially adjusts the flow rate of exhaust gas,
A relatively small amount of exhaust gas discharged from the engine is appropriately throttled, the speed of the exhaust gas is amplified, the exhaust turbine is rotated by the energy of the exhaust gas, and air that exceeds natural intake is sent to the engine by a compressor directly connected to this exhaust turbine. In a method of manufacturing variable wings incorporated in a VGS type turbocharger that allows the engine to exhibit high output even at low speed rotation,
The process includes a step of preparing a base material to obtain an alloy material that is the original shape of a variable wing including at least a wing and a shaft.
The shaft portion of the base material is processed to have a desired diameter and thickness, and the end surface of the blade portion is processed to a desired blade width dimension,
The original shape of the variable wing is characterized in that a constant inclination or a rounded chamfer is formed at the wing tip edge and the blade tip surface is cut in this state. is there.

また請求項2記載の、VGSタイプターボチャージャにおける可変翼の製造方法は、前記請求項1記載の要件に加え、
前記素形材は、鋳造によって得るものであり、素形材を鋳込む鋳型に前記面取り加工を施し、素形材を鋳型から取り出した段階で、既に翼部の翼端エッジに面取りが形成されるようにしたことを特徴として成るものである。
In addition to the requirement of claim 1, the method of manufacturing the variable blade in the VGS type turbocharger according to claim 2
The base material is obtained by casting, and the chamfering process is already performed on the mold into which the base material is cast, and the chamfer is already formed at the blade edge of the wing portion when the base material is removed from the mold. It is characterized by that.

また請求項3記載の、VGSタイプターボチャージャにおける可変翼の製造方法は、前記請求項1または2記載の要件に加え、
前記素形材の翼端エッジに形成する面取りは一定傾斜の面取りであり、その角度は45度の傾斜面であることを特徴として成るものである。
In addition to the requirement described in claim 1 or 2, the method for manufacturing a variable blade in a VGS type turbocharger according to claim 3
The chamfer formed on the blade edge of the shaped member is a constant inclined chamfer, and the angle is an inclined surface of 45 degrees.

また請求項4記載の、VGSタイプターボチャージャにおける可変翼の製造方法は、前記請求項1、2または3記載の要件に加え、
前記可変翼は、翼部の両側に軸部を有する両軸タイプのものであることを特徴として成るものである。
In addition to the requirement described in claim 1, 2 or 3, the method for manufacturing the variable blade in the VGS type turbocharger according to claim 4
The variable wing is a double-shaft type having shaft portions on both sides of the wing portion.

また請求項5記載の、VGSタイプターボチャージャにおける可変翼は、
回動中心となる軸部と、実質的に排気ガスの流量を調節する翼部とを具え、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、この排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが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組み込まれる可変翼において、
前記請求項1、2、3または4記載の製造方法によって製造されたことを特徴として成るものである。
The variable wing in the VGS type turbocharger according to claim 5 is:
It includes a shaft portion serving as a rotation center and a wing portion that substantially adjusts the flow rate of exhaust gas,
A relatively small amount of exhaust gas discharged from the engine is appropriately throttled, the speed of the exhaust gas is amplified, the exhaust turbine is rotated by the energy of the exhaust gas, and air that exceeds natural intake is sent to the engine by a compressor directly connected to this exhaust turbine. In a variable wing incorporated in a VGS type turbocharger that allows the engine to exhibit high output even at low speed rotation,
It is manufactured by the manufacturing method according to claim 1, 2, 3 or 4.

これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
まず請求項1または5記載の発明によれば、素形材における翼部の翼端エッジに、一定傾斜やR形状の面取りを形成した状態で翼端切削を行うため、当該切削によるバリの発生を防止できる。なお、従来は、翼端エッジに特に面取りが行われていなかったため、この種の端面切削にはその後のバリ除去工程(例えばバフ研磨)が不可分と考えられていたが、本発明では、このようなバリ除去工程を廃止できるようにしたものである。
なお、翼端エッジに形成する面取りを一定傾斜の面取りとした場合には、切削位置によって翼端エッジに形成した傾斜面(面取り)の角度が変わることがなく(一定であり)、バリの発生を効果的に防止することができ(バリ発生の抑制効果が高くなり)、望ましいものである。これに対し、翼端エッジに形成する面取りをR形状の面取りとした場合には、切削位置によって、切削面とR面(面取り)の接線方向との成す角が変化するため、バリ発生の抑制効果としては幾らか低下することが考えられるが、切削位置の設定を適正に行えば、上記一定傾斜の面取りを形成した場合と同様のバリ抑制効果が得られるものである。
The above-described problems can be solved by using the configuration of the invention described in each of the claims.
According to the first or fifth aspect of the present invention, since the blade tip is cut in a state where a constant inclination or an R-shaped chamfer is formed on the blade tip edge of the blade portion of the shaped material, burrs are generated by the cutting. Can be prevented. Conventionally, since chamfering was not particularly performed on the blade edge, a subsequent burr removal process (for example, buffing) was considered inseparable for this type of end face cutting. This makes it possible to eliminate the burrs removal process.
If the chamfer formed on the blade tip edge is a chamfer with a constant inclination, the angle of the inclined surface (chamfer) formed on the blade edge is not changed (constant) depending on the cutting position, and burrs are generated. Can be effectively prevented (the effect of suppressing the generation of burrs is increased), which is desirable. On the other hand, if the chamfering formed on the blade tip edge is an R-shaped chamfer, the angle formed by the cutting surface and the tangential direction of the R surface (chamfering) changes depending on the cutting position, so that burr generation is suppressed. Although the effect may be somewhat reduced, if the cutting position is set appropriately, the same burr suppression effect as that obtained when the above-described constant chamfering is formed can be obtained.

また請求項2または5記載の発明によれば、素形材を鋳型から取り出した段階で既に翼部の翼端エッジに一定傾斜やR形状の面取りが形成されるため、素形材の獲得後(つまり鋳造後)に、別途、面取り加工を行う必要がなく、可変翼を効率良く製造することができる。   Further, according to the invention described in claim 2 or 5, since a constant slope or a rounded chamfer is already formed on the blade edge of the wing portion at the stage of removing the shaped material from the mold, after obtaining the shaped material. There is no need for chamfering separately after casting (that is, after casting), and the variable blade can be manufactured efficiently.

また請求項3または5記載の発明によれば、翼部の翼端エッジに形成する面取りの具体的構成を現実のものとする。なお、45度の面取りは、極めて一般的な面取りであるため、素形材を鋳造によって得る場合にも、鋳型に施す面取り加工が行い易いものとなる。   Further, according to the third or fifth aspect of the present invention, the specific configuration of chamfering formed on the blade tip edge of the wing portion is actualized. In addition, since 45 degree chamfering is a very general chamfering, it becomes easy to perform the chamfering process performed on the mold even when the raw material is obtained by casting.

また請求項4または5記載の発明によれば、可変翼が両軸タイプのものであるため、可変翼を回転させながら、長軸側の翼端切削と短軸側の翼端切削とを行い、つまり同様の切削態様となり、加工が行い易いものである。一方、可変翼が片軸タイプである場合には、軸部のない方の翼端切削は、回転するエンドミルに可変翼を当てる加工となり、加工の態様が異なる。   Further, according to the invention described in claim 4 or 5, since the variable blade is of the double shaft type, the blade cutting on the long axis side and the blade tip cutting on the short shaft side are performed while rotating the variable blade. That is, it becomes the same cutting mode and is easy to perform processing. On the other hand, when the variable blade is a single-shaft type, the blade tip cutting without the shaft portion is a process in which the variable blade is applied to the rotating end mill, and the processing mode is different.

本発明に係る可変翼を組み込んだVGSタイプのターボチャージャの一例を示す斜視図(a)、並びに排気ガイドアッセンブリの一例を示す分解斜視図(b)である。FIG. 4 is a perspective view (a) showing an example of a VGS type turbocharger incorporating variable blades according to the present invention, and an exploded perspective view (b) showing an example of an exhaust guide assembly. 本発明に係る可変翼(基準面アリ)の正面図、左側面図、右側面図である。It is a front view, a left side view, and a right side view of a variable wing (reference plane ant) according to the present invention. 本発明に係る他の可変翼(基準面ナシ)の正面図、右側面図である。It is the front view of the other variable wing | blade (reference surface pear) which concerns on this invention, and a right view. 可変翼の製造工程を骨格的に示す流れ図である。It is a flowchart which shows the manufacturing process of a variable wing | skeleton skeleton. 翼端エッジに一定傾斜の面取りを形成した場合の翼部と、その場合における翼端切削の様子を示す説明図(a)、並びに翼端エッジにR形状の面取りを形成した場合の翼端切削の様子を示す説明図(b)である。Blade portion when chamfering with constant slope is formed at the blade tip edge, explanatory diagram (a) showing the state of blade tip cutting in that case, and blade tip cutting when R-shaped chamfering is formed at the blade tip edge It is explanatory drawing (b) which shows the mode of. 従来の片軸タイプの可変翼において軸ナシ側の翼端面を切削する様子と、この際に生じるバリの様子を示す説明図(a)、並びに従来、両軸タイプの可変翼の翼端面を切削する様子と、この際に生じるバリの様子を示す説明図(b)である。Cutting of the blade end surface on the axial pear side of a conventional single-shaft type variable blade, an explanatory diagram (a) showing the state of burrs generated at this time, and cutting of the blade end surface of a conventional double-shaft type variable blade It is explanatory drawing (b) which shows a mode that it does, and the mode of the burr | flash which arises in this case. 従来の両軸タイプの可変翼(長軸部の先端に基準面が形成される場合)の製造工程を骨格的に示す流れ図である。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the conventional variable shaft of a double shaft type (when a reference plane is formed in the front-end | tip of a long shaft part) skeleton.

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。   The mode for carrying out the present invention includes one described in the following embodiments, and further includes various methods that can be improved within the technical idea.

説明にあたっては、本発明に係る可変翼1を適用したVGSユニットの排気ガイドアッセンブリAについて説明しながら、併せて可変翼1について説明し、その後、可変翼の製造方法について説明する。   In the description, while explaining the exhaust guide assembly A of the VGS unit to which the variable blade 1 according to the present invention is applied, the variable blade 1 will be described together, and then the method for manufacturing the variable blade will be described.

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。以下各構成部について説明する。   The exhaust guide assembly A adjusts the exhaust gas flow rate by appropriately narrowing the exhaust gas G particularly when the engine is running at a low speed. As shown in FIG. 1, as an example, the exhaust guide assembly A is provided on the outer periphery of the exhaust turbine T and substantially exhausts. A plurality of variable blades 1 for setting the flow rate, a turbine frame 2 for rotatably holding the variable blades 1, and a variable mechanism 3 for rotating the variable blades 1 at a constant angle so as to appropriately set the flow rate of the exhaust gas G. It is made up of. Each component will be described below.

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10〜15個程度)配設され、そのそれぞれが、ほぼ同程度ずつ回動して排気流量を調節するものである。可変翼1は、翼部11と、軸部12とを具えて成り、以下、これらについて説明する。   First, the variable blade 1 will be described. As an example, as shown in FIG. 1, a plurality of these are arranged in an arc shape along the outer periphery of the exhaust turbine T (approximately 10 to 15 with respect to one exhaust guide assembly A). The exhaust gas flow is adjusted by rotating approximately the same degree. The variable wing 1 includes a wing portion 11 and a shaft portion 12, which will be described below.

まず翼部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翼形に形成され、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、ここで図1(b)に示すように、翼部11の幅寸法を便宜上、翼幅hとする。また図2に示すように、翼部11の翼形断面において厚肉となる端縁を前縁11a、薄肉となる端縁を後縁11bとし、前縁11aから後縁11bまでの長さを翼弦長Lとする。更にまた、翼部11には、軸部12との境界部(接続部)に、軸部12より幾分大径の鍔部13が形成される。なお鍔部13の底面(座面)は、翼部11の端面と、ほぼ同一平面上に形成され、この平面が可変翼1をタービンフレーム2に取り付けた際の座面となり、排気タービンTにおける幅方向(翼幅hの方向)の位置規制を図る作用を担っている。   First, the blade portion 11 is formed to have a constant width mainly in accordance with the width dimension of the exhaust turbine T. The cross section in the width direction is formed into an airfoil shape so that the exhaust gas G can be effectively exhausted. It is configured to go to the turbine T. Here, as shown in FIG. 1B, the width dimension of the wing part 11 is defined as a wing width h for convenience. Further, as shown in FIG. 2, the thick edge in the airfoil cross section of the wing part 11 is the leading edge 11a, the thin edge is the trailing edge 11b, and the length from the leading edge 11a to the trailing edge 11b is as follows. The chord length is L. Furthermore, the wing portion 11 is formed with a flange portion 13 having a diameter slightly larger than that of the shaft portion 12 at a boundary portion (connection portion) with the shaft portion 12. The bottom surface (seat surface) of the flange portion 13 is formed on substantially the same plane as the end surface of the blade portion 11, and this plane becomes a seat surface when the variable blade 1 is attached to the turbine frame 2. It is responsible for regulating the position in the width direction (direction of the blade width h).

一方、軸部12は、翼部11と一体的に形成されるものであり、翼部11を動かす際の回動軸となる。なお、本実施例では、主に翼部11の両側に軸部12が形成される、いわゆる両持ちタイプの可変翼1を図示しており、これら両軸部12を区別して示す場合には、その軸長に因み、長軸部12aと短軸部12bとして便宜上区別する。因みに、このような両軸タイプの可変翼1は、翼部11の一方のみに軸部12が形成される、いわゆる片軸タイプ(片持ちタイプ)のものに比べ、可変翼1の作動安定性(回動安定性)や強度等を向上させ得る点で有効である。   On the other hand, the shaft portion 12 is formed integrally with the wing portion 11 and serves as a rotation shaft when the wing portion 11 is moved. In the present embodiment, a so-called dual-support type variable wing 1 in which shaft portions 12 are mainly formed on both sides of the wing portion 11 is illustrated, and when these shaft portions 12 are shown separately, Due to the axial length, the major axis portion 12a and the minor axis portion 12b are distinguished for convenience. Incidentally, the variable wing 1 of such a double shaft type is more stable in operation than the so-called single-shaft type (cantilever type) in which the shaft portion 12 is formed on only one of the wing portions 11. This is effective in that (rotational stability), strength, and the like can be improved.

また長軸部12aと短軸部12bとには、例えば上記図2(b)に併せ示すように、軸径よりも幾分大径となる摺動段差14が部分的に形成される。これは、可変翼1を回動させる際に、タービンフレーム2の軸受部(後述するタービンフレーム2の受入孔25)と接触する面であり、これにより可変翼1を回動させる際の摺動抵抗(摩擦抵抗)が抑制され、可変翼1の安定した作動(回動)を図るものである。なお可変翼1は、高温・排ガス雰囲気という過酷な環境下で繰り返し使用されるため、摺動段差14による摺動抵抗の抑制は、このような厳しい環境下での開閉作動をより安定化させるものである。
また、摺動段差14は、必ずしも基部となる軸部12よりも大径の凸状に形成される必要はなく、軸受部と部分接触するという観点から見れば、例えば図3に示すように、軸部12の一部を凹陥状に形成(ここでは短軸部12bにおける鍔部13の根元をクビレ状に形成)し、基部となる軸部12が軸受部と部分接触するように構成しており、このような部分接触部も実質的な摺動段差14となる。因みに、摺動段差14は可変翼1において、必ずしも必須の構成要素ではない。
Further, as shown in FIG. 2B, for example, a sliding step 14 having a diameter somewhat larger than the shaft diameter is partially formed on the long shaft portion 12a and the short shaft portion 12b. This is a surface that comes into contact with a bearing portion of the turbine frame 2 (a receiving hole 25 of the turbine frame 2 to be described later) when the variable blade 1 is rotated, thereby sliding when the variable blade 1 is rotated. Resistance (friction resistance) is suppressed, and stable operation (rotation) of the variable blade 1 is achieved. Since the variable blade 1 is repeatedly used in a severe environment of high temperature and exhaust gas atmosphere, the suppression of the sliding resistance by the sliding step 14 further stabilizes the opening / closing operation in such a severe environment. It is.
Further, the sliding step 14 does not necessarily need to be formed in a convex shape having a larger diameter than the shaft portion 12 serving as the base, and from the viewpoint of partial contact with the bearing portion, for example, as shown in FIG. A part of the shaft portion 12 is formed in a concave shape (here, the base of the flange portion 13 in the short shaft portion 12b is formed in a neck shape), and the shaft portion 12 serving as the base portion is configured to be in partial contact with the bearing portion. Such a partial contact portion also becomes a substantial sliding step 14. Incidentally, the sliding step 14 is not necessarily an essential component in the variable wing 1.

更に長軸部12aの先端側には、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、2に示すように、軸部12を対向的に切り欠いた二平面として形成される。しかしながら、基準面15は、必ずしも対向する二平面として形成されるだけでなく、長方形断面や正方形断面を成す四平面として形成されてもよく、要は可変翼1の姿勢(取付姿勢)が規制できれば種々の形態が採り得るものである。
因みに、このような基準面15も、必ずしも必須の構成要素ではなく、可変翼1の可変構造等によっては形成されないこともあり得る(例えば図3参照)。
Further, a reference surface 15 serving as a reference for the mounting state of the variable wing 1 is formed on the distal end side of the long shaft portion 12a. The reference surface 15 is a part fixed to the variable mechanism 3 to be described later by caulking or the like, and as an example, as shown in FIGS. . However, the reference surface 15 is not necessarily formed as two opposing flat surfaces, but may be formed as four flat surfaces having a rectangular cross section or a square cross section. In short, as long as the posture (mounting posture) of the variable blade 1 can be regulated. Various forms are possible.
Incidentally, such a reference surface 15 is not necessarily an essential component, and may not be formed by the variable structure of the variable blade 1 (see, for example, FIG. 3).

次に、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(翼部11)を挟み込むように構成される。フレームセグメント21は、可変翼1の長軸部12aを受け入れるフランジ部23と、後述する可変機構3を外嵌めするボス部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の周縁部分には、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る。
また保持部材22は、図1に示すように中央部分が開孔された円板状に形成されており、本実施例では可変翼1が両軸タイプであるため、この保持部材22にも可変翼1の短軸部12bを受け入れる受入孔25が等配される。
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(翼部11)を、常に円滑に回動させ得るように、両部材間の寸法が、ほぼ一定(概ね可変翼1の翼幅h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る。ここで、このカシメピン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に開孔される孔をピン孔27とする。
Next, the turbine frame 2 will be described. This is configured as a frame member that rotatably holds a plurality of variable blades 1. As an example, as shown in FIG. 1, the variable blade 1 (blade) is constituted by a frame segment 21 and a holding member 22. Part 11). The frame segment 21 includes a flange portion 23 that receives the long shaft portion 12a of the variable wing 1 and a boss portion 24 that externally fits the variable mechanism 3 described later. With this structure, the same number of receiving holes 25 as the variable blades 1 are formed at equal intervals in the peripheral portion of the flange portion 23.
Further, as shown in FIG. 1, the holding member 22 is formed in a disc shape having a hole in the center portion. In this embodiment, the variable wing 1 is a double-shaft type. A receiving hole 25 for receiving the short shaft portion 12b of the blade 1 is equally arranged.
The dimension between the two members is substantially constant (generally the blade of the variable blade 1 so that the variable blade 1 (wing portion 11) sandwiched between the frame segment 21 and the holding member 22 can be rotated smoothly at all times. As an example, the dimensions between the two members are maintained by caulking pins 26 provided at four locations on the outer peripheral portion of the receiving hole 25. Here, a hole opened in the frame segment 21 and the holding member 22 to receive the caulking pin 26 is referred to as a pin hole 27.

なお、本実施例では、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、同一部材での形成が難しい場合等にあっては、径の異なる二つのフランジ部を別体で形成しておき、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。   In this embodiment, the flange portion 23 of the frame segment 21 is composed of two flange portions, that is, a flange portion 23A having substantially the same diameter as the holding member 22 and a flange portion 23B having a diameter somewhat larger than the holding member 22. These are formed with the same member, but when it is difficult to form with the same member, two flange parts with different diameters are formed separately, and later by caulking or brazing, etc. It is also possible to join.

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孔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を等配して成るものである。また、この伝達部材32は、回動部材31に対し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にカシメ等によって固定状態に取り付けられる受動要素32B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とが接続された係合状態で、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、可変翼1の基準面15を受動要素32Bに圧入し、かしめるものである。ここで受動要素32Bには、予め駆動要素32Aを受け入れ得る略U字状部が形成されており、この部位に四角片状の駆動要素32Aを嵌め込むことにより、双方の係合を図りながら、回動部材31をボス部24に取り付けるものである。   Next, the variable mechanism 3 will be described. This is provided on the outer peripheral side of the boss portion 24 of the turbine frame 2 and rotates the variable blade 1 in order to adjust the exhaust flow rate. As an example, as shown in FIG. A rotating member 31 that causes the variable blade 1 to rotate and a transmission member 32 that transmits the rotation to the variable blade 1 are provided. As shown in the drawing, the rotating member 31 is formed in a substantially disk shape with a hole in the center portion, and the same number of transmission members 32 as the variable blades 1 are arranged at the peripheral portion thereof. The transmission member 32 includes a drive element 32A that is rotatably attached to the rotating member 31, and a passive element 32B that is fixedly attached to the reference surface 15 of the variable wing 1 by caulking or the like. The rotation is transmitted in the engaged state in which the drive element 32A and the passive element 32B are connected. Specifically, a square piece drive element 32A is rotatably pinned to the rotating member 31, and the reference surface 15 of the variable blade 1 is press-fitted into the passive element 32B and caulked. Here, the passive element 32B is formed in advance with a substantially U-shaped portion that can receive the drive element 32A, and by engaging the square-shaped drive element 32A in this part, The rotating member 31 is attached to the boss portion 24.

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、本実施例においては、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に嵌め込むだけでは、回動部材31がタービンフレーム2から僅かに離反した際、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。このため、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に対してタービンフレーム2側への押圧傾向を付与するものである。
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に伝達するものであり、これにより、可変翼1を図1(a)に示すように回動させ、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。
In the initial state where a plurality of variable blades 1 are attached, in order to align them in a circumferential shape, each variable blade 1 and the passive element 32B must be attached at a substantially constant angle. Primarily, the reference surface 15 of the variable wing 1 performs this function. Further, if the rotating member 31 is simply fitted into the boss portion 24, there is a concern that when the rotating member 31 is slightly separated from the turbine frame 2, the engagement of the transmission member 32 is released. For this reason, in order to prevent this, the ring 33 etc. are provided so that the rotation member 31 may be pinched | interposed from the opposite side of the turbine frame 2, and the pressing tendency to the turbine frame 2 side is provided with respect to the rotation member 31. .
With such a configuration, when the engine rotates at a low speed, the rotation member 31 of the variable mechanism 3 is appropriately rotated and transmitted to the shaft portion 12 via the transmission member 32. The variable vane 1 is rotated as shown in FIG. 1A, and the exhaust gas G is appropriately throttled to adjust the exhaust gas flow rate.

本発明に係る可変翼1を適用した排気ガイドアッセンブリAの一例は、以上のように構成されて成り、以下、この可変翼1の製造方法について図4に基づき説明する。
本発明に係る可変翼1は、以下に示す(1)〜(5)の工程によって、素形材Wから最終製品(可変翼1)に加工されるものである。
(1)素形材の準備工程P1
(2)長軸側の切削工程P2(長軸側の翼端切削も含む)
(3)短軸側の切削工程P3(短軸側の翼端切削も含む)
(4)二面切削工程(基準面切削工程)P4
(5)バレル研磨工程
An example of the exhaust guide assembly A to which the variable vane 1 according to the present invention is applied is configured as described above. Hereinafter, a method for manufacturing the variable vane 1 will be described with reference to FIG.
The variable wing 1 according to the present invention is processed from the raw material W into a final product (variable wing 1) by the following steps (1) to (5).
(1) Preliminary material preparation process P1
(2) Cutting step P2 on the long axis side (including blade cutting on the long axis side)
(3) Short axis side cutting process P3 (including short axis side blade tip cutting)
(4) Two-sided cutting process (reference surface cutting process) P4
(5) Barrel polishing process

(1)素形材の準備工程P1
この工程は、翼部11と軸部12とを合金素材で一体に具えた素形材W(可変翼1の原形)を準備する工程であり、一例としてロストワックスに代表される精密鋳造法が適用される。もちろん、本工程においては、素形材Wが目的の可変翼1を実現し得るボリューム(体積)を有するように考慮された鋳造が行われるが、その後の切削加工を極力、少なくするように、素形材Wを最終製品状態(いわゆるニヤネットシェイプ状態)に近づけることが好ましい。
なお、素形材Wには、これを鋳型から取り出した段階で、例えば図4に示すように、翼端エッジに面取りC(ここでは一定傾斜の面取りC)が形成されることが好ましく、そのためには素形材Wを鋳造する鋳型(翼端エッジを形成する部位)に面取り加工を施しておくことが望ましい。これにより、鋳造と同時に素形材Wの翼端エッジに面取りCが形成でき、例えば鋳造後に別途面取り加工を施す必要がなく、可変翼1をより効率的に製造することができるものである。
(1) Preliminary material preparation process P1
This step is a step of preparing a raw material W (original shape of the variable wing 1) in which the wing portion 11 and the shaft portion 12 are integrally formed of an alloy material. As an example, a precision casting method represented by lost wax is used. Applied. Of course, in this step, casting is performed so that the raw material W has a volume (volume) that can realize the target variable blade 1, but the subsequent cutting process is reduced as much as possible. It is preferable that the raw material W is brought close to the final product state (so-called near net shape state).
In addition, it is preferable that a chamfering C (here, a chamfering C having a constant slope) is formed on the blade tip edge, as shown in FIG. In this case, it is desirable to chamfer the mold for casting the raw material W (the part where the blade tip edge is formed). As a result, chamfering C can be formed at the blade tip edge of the shaped member W simultaneously with casting. For example, it is not necessary to perform chamfering separately after casting, and the variable blade 1 can be manufactured more efficiently.

因みに、翼部11の翼端エッジに形成する面取りCとしては、必ずしも一定傾斜の面取りC(例えば45度の傾斜面)に限定されるものではなく、他にも図5(b)に示すように、断面視でR形状の面取りCを形成しても構わない。ここで、本明細書で「R形状」と記載したのは、翼端エッジに丸みを帯びた面取り加工を施す場合、面取りとしての丸み(ラウンド形状)が常に一定の径寸法に形成されるものだけでなく、例えば断面視で楕円形(長円形)のように徐々に径寸法が変化するものも含むためである。また、翼端エッジに形成する面取りCとしては、例えば一定の傾斜面(断面視では傾斜状の直線)から徐々にR形状に変化するもの、つまりC面とR面とを組み合わせたものなども含まれるものである。
また、素形材Wを得るにあたっては、必ずしも鋳造(精密鋳造)に限定されるものではなく、金属射出成形によって得ることも可能であり、この場合にも当該射出成形段階で素形材W(翼端エッジ)に面取りCを形成しておくことが好ましい。更に、素形材Wを得る他の手法としては、ブランク取りによって得ることも可能であり、この場合には例えば適宜の板厚の金属板材から目的の可変翼1を実現し得るボリュームを有するよう打ち抜いたブランク材に適宜鍛造加工を施して、翼端エッジに面取りCを形成することが可能である。
Incidentally, the chamfering C formed on the blade tip edge of the wing part 11 is not necessarily limited to the chamfering C having a constant inclination (for example, an inclined surface of 45 degrees), and as shown in FIG. 5B. In addition, an R-shaped chamfer C may be formed in a sectional view. Here, “R shape” is described in this specification when rounded chamfering (round shape) is always formed with a constant diameter when the blade edge is rounded. In addition to this, for example, it also includes an elliptical (oval) shape whose diameter dimension gradually changes in a sectional view. Further, as the chamfering C formed on the blade tip edge, for example, one that gradually changes from a certain inclined surface (an inclined straight line in a sectional view) to an R shape, that is, a combination of the C surface and the R surface, etc. It is included.
Moreover, in obtaining the raw material W, it is not necessarily limited to casting (precision casting), but can also be obtained by metal injection molding. In this case as well, the raw material W ( It is preferable to form a chamfer C on the blade edge. Furthermore, as another method for obtaining the raw material W, it is also possible to obtain it by blanking. In this case, for example, a volume capable of realizing the target variable blade 1 from a metal plate having an appropriate thickness is provided. It is possible to form a chamfer C at the blade tip edge by appropriately forging the punched blank material.

(2)長軸側の切削工程P2
この工程は、主に長軸部12aの径寸法を所望の寸法に切削する工程であるが、長軸側の翼端切削も行う工程である。具体的には、可変翼1を回転させながら、バイトCTを長軸部12aの軸方向に沿って動かし、長軸部12aを所望の径寸法に切削する。このとき可変翼1が摺動段差14を有するものであれば、この摺動段差14も併せて形成される。その後、回転する可変翼1に対し、バイトCTを翼端面に沿って動かし、長軸側の翼端面を切削するものである。なお、本発明では、この翼端切削を行う際、既に素形材Wの段階で翼端エッジに一定傾斜やR形状の面取りCが形成されているため、翼端エッジにバリBが発生しないものである。従って、従来、本工程後に行っていたバリ除去工程(バフ研磨など)を廃止することができる。
(2) Long axis side cutting process P2
This step is mainly a step of cutting the diameter of the long shaft portion 12a to a desired size, but is also a step of cutting the blade tip on the long shaft side. Specifically, while rotating the variable blade 1, the cutting tool CT is moved along the axial direction of the long shaft portion 12a to cut the long shaft portion 12a to a desired diameter. At this time, if the variable blade 1 has the sliding step 14, the sliding step 14 is also formed. Thereafter, the cutting tool CT is moved along the blade tip surface with respect to the rotating variable blade 1, and the blade end surface on the long axis side is cut. In the present invention, when this blade tip cutting is performed, a burr B is not generated at the blade tip edge because a constant slope or an R-shaped chamfer C is already formed at the blade tip edge at the stage of the shaped material W. Is. Therefore, the burr removal process (buffing or the like) conventionally performed after this process can be eliminated.

因みに、翼部11の翼端エッジに形成する面取りCとしては、R形状の面取りCよりも一定傾斜の面取りCの方が好ましく、以下、これについて説明する。
例えば素形材Wの翼端エッジに一定傾斜の面取りCを形成した場合には、一例として図5(a)に示すように、切削位置(切削代)が変わっても、面取りCの傾斜角度(ここでは45度)が一定のため極めてバリBが発生し難いものである。これに対し、素形材Wの翼端エッジにR形状の面取りCを形成した場合には、一例として図5(b)に示すように、切削位置(切削代)が変わると、R面(R形状の面取りC)における接線方向と切削面との成す角度が変化するため(ばらつくため)、バリBの抑制効果も幾らか低下し得るものである。しかしながら、翼端エッジにR形状の面取りCを形成した場合であっても、切削位置の設定を適正に行えば、上記一定傾斜の面取りCを形成した場合と同様のバリ抑制効果が得られるものである。
Incidentally, as the chamfering C formed on the blade tip edge of the wing part 11, the chamfering C having a constant inclination is preferable to the chamfering C having the R shape, and this will be described below.
For example, when a chamfer C having a constant slope is formed at the blade edge of the raw material W, as shown in FIG. 5A as an example, the inclination angle of the chamfer C is changed even if the cutting position (cutting allowance) changes. Since (here, 45 degrees) is constant, burrs B are very unlikely to occur. On the other hand, when the R-shaped chamfer C is formed at the blade edge of the shaped member W, as shown in FIG. 5B, for example, when the cutting position (cutting allowance) is changed, the R surface ( Since the angle formed between the tangential direction and the cutting surface in the R-shaped chamfer C) changes (because it varies), the burr B suppressing effect can be somewhat reduced. However, even when an R-shaped chamfer C is formed at the blade edge, if the cutting position is properly set, the same burr suppressing effect as that obtained when the constant chamfer C is formed can be obtained. It is.

(3)短軸側の切削工程P3
この工程は、一例として図4に併せ示すように、主に短軸部12bの径寸法を所望の寸法に切削する工程であるが、短軸側の翼端切削も行う工程である。また、本工程では、短軸部12bの先端の切削も行い、短軸部12bを所望長さに形成するものである。具体的には、例えば回転させたエンドミルEMに短軸部12bの先端を当てて、短軸部12bを所望長さに切削し、その後、可変翼1を回転させながら、バイトCTを短軸部12bの軸方向に沿って動かし、短軸部12bを所望の径寸法に切削する。このとき可変翼1が摺動段差14を有するものであれば、この摺動段差14も併せて形成される。その後、回転する可変翼1に対し、バイトCTを翼端面に沿って動かし、短軸側の翼端面を切削するものである。なお、本発明では、この翼端切削においても長軸側と同様に、素形材Wの段階で既に翼端エッジに一定傾斜やR形状の面取りCが形成されているため、翼端エッジにバリBが発生しないものである。従って、ここでも従来、本工程後に行っていたバリ除去工程を廃止することができる。
(3) Short axis side cutting process P3
As shown in FIG. 4 as an example, this step is a step of mainly cutting the diameter of the short shaft portion 12b to a desired size, but is also a step of cutting the blade tip on the short shaft side. In this step, the tip of the short shaft portion 12b is also cut to form the short shaft portion 12b in a desired length. Specifically, for example, the tip of the short shaft portion 12b is applied to the rotated end mill EM, the short shaft portion 12b is cut to a desired length, and then the bite CT is rotated while the variable blade 1 is rotated. It moves along the axial direction of 12b, and the short shaft portion 12b is cut to a desired diameter. At this time, if the variable blade 1 has the sliding step 14, the sliding step 14 is also formed. Thereafter, the cutting tool CT is moved along the blade tip surface with respect to the rotating variable blade 1, and the blade tip surface on the short axis side is cut. In the present invention, in this blade cutting as well as the long axis side, a constant slope or an R-shaped chamfer C is already formed on the blade edge at the stage of the shaped material W. Burr B is not generated. Therefore, here again, the burr removing step that has been conventionally performed after this step can be eliminated.

(4)二面切削工程(基準面切削工程)P4
この工程は、可変翼1が軸部12(長軸部12a)の先端に基準面15を具備する場合に行われる工程(切削工程)である。なお、ここでは基準面15の形成(切削)に伴い、長軸部12aの先端も切削するものであり、これにより長軸部12aが所望の長さ寸法に形成される。因みに、可変翼1がもともと基準面15を有しない場合には、上述した長軸側の切削工程P2において、長軸部12aの先端も切削され、当該部位を所望長さに形成するものである。
また、ここでは基準面15を、長軸部12aにおける対向する二平面として形成しているが、基準面15は先に述べたように必ずしもこれに限定されるものではなく、長方形断面や正方形断面を成す四平面として形成されてもよく、その場合には本工程は四面切削工程となる(基準面切削工程であることは変わらない)。
(4) Two-sided cutting process (reference surface cutting process) P4
This step is a step (cutting step) performed when the variable blade 1 includes the reference surface 15 at the tip of the shaft portion 12 (long shaft portion 12a). Here, along with the formation (cutting) of the reference surface 15, the tip of the long shaft portion 12a is also cut, whereby the long shaft portion 12a is formed in a desired length dimension. Incidentally, when the variable blade 1 originally does not have the reference surface 15, the tip of the long shaft portion 12 a is also cut in the long-axis-side cutting step P <b> 2 described above to form the portion to a desired length. .
In addition, here, the reference surface 15 is formed as two opposing flat surfaces in the long axis portion 12a, but the reference surface 15 is not necessarily limited to this as described above. In this case, this process is a four-surface cutting process (the reference surface cutting process is not changed).

(5)バレル研磨工程
この工程は、二面切削工程P4を終了した可変翼1(素形材W)を全体的に表面研磨する工程であり、例えば可変翼1とメディアと呼ばれる添加剤とをバレル容器に入れ、バレル容器を回転もしくは振動させることによって、可変翼1とメディアとを衝突させて、可変翼1の表面を仕上げるものである。
(5) Barrel polishing step This step is a step of polishing the entire surface of the variable wing 1 (original material W) that has finished the two-face cutting step P4. For example, the variable wing 1 and an additive called a medium are added. The surface of the variable blade 1 is finished by colliding the variable blade 1 and the medium by putting it in a barrel container and rotating or vibrating the barrel container.

1 可変翼
2 タービンフレーム
3 可変機構

1 可変翼
11 翼部
11a 前縁
11b 後縁
12 軸部
12a 長軸部
12b 短軸部
13 鍔部
14 摺動段差
15 基準面

2 タービンフレーム
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

3 可変機構
31 回動部材
32 伝達部材
32A 駆動要素
32B 受動要素
33 リング

h 翼幅
A 排気ガイドアッセンブリ
B バリ(翼端切削時のバリ)
C 面取り
G 排気ガス
L 翼弦長
T 排気タービン
W 素形材
CT バイト
EM エンドミル

P1 素形材の準備工程
P2 長軸側の切削工程
P3 短軸側の切削工程
P4 二面切削工程(基準面切削工程)
1 Variable blade 2 Turbine frame 3 Variable mechanism

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable wing | blade 11 Blade | wing part 11a Leading edge 11b Trailing edge 12 Shaft part 12a Long shaft part 12b Short shaft part 13 Ridge part 14 Sliding level | step difference 15 Reference surface

2 Turbine frame 21 Frame segment 22 Holding member 23 Flange part 23A Flange part (small)
23B Flange (Large)
24 Boss portion 25 Receiving hole 26 Caulking pin 27 Pin hole

3 Variable Mechanism 31 Rotating Member 32 Transmission Member 32A Drive Element 32B Passive Element 33 Ring

h Blade width A Exhaust guide assembly B Burr (Burn at blade tip cutting)
C Chamfering G Exhaust gas L Chord length T Exhaust turbine W Shape material CT Bit EM End mill

P1 Preliminary material preparation process P2 Long axis side cutting process P3 Short axis side cutting process P4 Two-sided cutting process (reference surface cutting process)

Claims (5)

回動中心となる軸部と、実質的に排気ガスの流量を調節する翼部とを具え、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、この排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが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組み込まれる可変翼を製造する方法において、
その工程は、少なくとも
翼部と軸部とを一体に具えた可変翼の原形となる合金素材を得る、素形材の準備工程と、
素形材の軸部を所望の径太さに加工し、また翼部の端面を所望の翼幅寸法に加工する切削工程とを具えて成り、
前記可変翼の原形となる素形材には、翼端エッジに一定傾斜やR形状の面取りを形成しておき、この状態で翼端面の切削加工を行うようにしたことを特徴とする、VGSタイプターボチャージャにおける可変翼の製造方法。
It includes a shaft portion serving as a rotation center and a wing portion that substantially adjusts the flow rate of exhaust gas,
A relatively small amount of exhaust gas discharged from the engine is appropriately throttled, the speed of the exhaust gas is amplified, the exhaust turbine is rotated by the energy of the exhaust gas, and air that exceeds natural intake is sent to the engine by a compressor directly connected to this exhaust turbine. In a method of manufacturing variable wings incorporated in a VGS type turbocharger that allows the engine to exhibit high output even at low speed rotation,
The process includes a step of preparing a base material to obtain an alloy material that is the original shape of a variable wing including at least a wing and a shaft.
The shaft portion of the base material is processed to have a desired diameter and thickness, and the end surface of the blade portion is processed to a desired blade width dimension,
The base material that is the original shape of the variable wing is formed with a constant slope or a rounded chamfer at the blade tip edge, and the blade tip surface is cut in this state. Manufacturing method of variable wing in type turbocharger.
前記素形材は、鋳造によって得るものであり、素形材を鋳込む鋳型に前記面取り加工を施し、素形材を鋳型から取り出した段階で、既に翼部の翼端エッジに面取りが形成されるようにしたことを特徴とする請求項1記載の、VGSタイプターボチャージャにおける可変翼の製造方法。
The base material is obtained by casting, and the chamfering process is already performed on the mold into which the base material is cast, and the chamfer is already formed at the blade edge of the wing portion when the base material is removed from the mold. The method for manufacturing a variable wing in a VGS type turbocharger according to claim 1, wherein the variable wing is manufactured as described above.
前記素形材の翼端エッジに形成する面取りは一定傾斜の面取りであり、その角度は45度の傾斜面であることを特徴とする請求項1または2記載の、VGSタイプターボチャージャにおける可変翼の製造方法。
3. The variable wing in a VGS type turbocharger according to claim 1, wherein the chamfer formed on the blade tip edge of the shaped member is a chamfer with a constant slope, and the angle thereof is a slope of 45 degrees. Manufacturing method.
前記可変翼は、翼部の両側に軸部を有する両軸タイプのものであることを特徴とする請求項1、2または3記載の、VGSタイプターボチャージャにおける可変翼の製造方法。
4. The method of manufacturing a variable wing in a VGS type turbocharger according to claim 1, wherein the variable wing is of a double shaft type having shaft portions on both sides of the wing portion.
回動中心となる軸部と、実質的に排気ガスの流量を調節する翼部とを具え、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、この排気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエンジンが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組み込まれる可変翼において、
前記請求項1、2、3または4記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする可変翼。
It includes a shaft portion serving as a rotation center and a wing portion that substantially adjusts the flow rate of exhaust gas,
A relatively small amount of exhaust gas discharged from the engine is appropriately throttled, the speed of the exhaust gas is amplified, the exhaust turbine is rotated by the energy of the exhaust gas, and air that exceeds natural intake is sent to the engine by a compressor directly connected to this exhaust turbine. In a variable wing incorporated in a VGS type turbocharger that allows the engine to exhibit high output even at low speed rotation,
A variable wing manufactured by the manufacturing method according to claim 1, 2, 3, or 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009293418A (en) * 2008-06-03 2009-12-17 Seiko Epson Corp Nozzle vane manufacturing method, nozzle vane, variable nozzle mechanism, and turbocharger

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