JP2018532067A - リベットベーンレバーのトルク容量を増大させるためのジオメトリー - Google Patents

Abstract

多数の変形例は、第１の端部；第２の端部；上面；及び下面を含むベーンレバー；及び第２の端部の上面及び下面を通って延びる内面によって画定される開口を含む製品を含むことができ、内面の少なくとも一部は、非円筒形の多葉形状を含む。【選択図】 図１

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１５年９月１８日付に出願された米国出願第１４／８５８，２２３号の利益を主張する。

本開示が一般的に関係する分野は、タービン用ベーンレバー及びベーンシャフトを含む。

ターボチャージャーは、タービンホイールの前方でベーンを使用する可変タービンジオメトリーを含むことができる。

多数の変形例は、第１の端部；第２の端部；上面；及び下面を含むベーンレバー；及び第２の端部の上面及び下面を通って延びる内面によって画定される開口を含む製品を含むことができ、内面の少なくとも一部は、非円筒形の多葉形状を含む。

多数の変形例は、ベーンパックアセンブリを含むことができ、ベーンパックアセンブリは：上部ベーンリング；下部ベーンリング；それぞれ上部ベーンリングと下部ベーンリングとの間に介装されたベーンシャフト及びベーンを有する複数のベーン構成要素；複数の開口を有する上部ベーンリングの一部を取り囲む調整リング；及びそれぞれベーンレバーの第２の端部で内面によって画定される非円筒形の多葉形開口を有する複数のベーンレバーであって、非円筒形の多葉形開口がベーンシャフトの一部を取り囲み、ベーンレバーの第１の端部は調整リングに取り付けられる前記複数のベーンレバーを含む。

多数の変形例は、ベーンパックアセンブリのベーンレバーとベーンシャフトとを一体に結合する方法であって、内面によって画定された非円筒形の多葉形開口を有するベーンレバーを提供する段階；ベーンレバーをベーンシャフトの上にフィッティングする段階；及びベーンシャフトをベーンレバーにリベッティングする段階を含む方法を含むことができる。

本発明の範囲内の他の例示的な変形例は、以下に提供される詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の実施例は、本発明の範囲内の変形例を開示しているが、単に例示するためのものであり、本発明の範囲を限定しようとするものではないことを理解すべきである。

本発明の範囲内の変形例の選択実施例は、詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されるであろう。
図１は、多数の変形例によるベーンレバーの斜視図を示す。 図２は、多数の変形例によるベーンレバーの斜視図を示す。 図３は、多数の変形例によるベーンレバーの平面図を示す。 図４は、多数の変形例によるベーンレバーの斜視図を示す。 図５は、多数の変形例によるベーンレバーの平面図を示す。 図６は、多数の変形例によるベーンレバーの斜視図を示す。 図７は、多数の変形例によるベーンレバーの斜視図を示す。 図８は、多数の変形例によるベーンレバーの下面斜視図を示す。 図９は、多数の変形例によるベーンレバーの斜視図を示す。 図１０は、多数の変形例によるベーン構成要素の斜視図を示す。 図１１は、多数の変形例によるベーン構成要素の斜視図を示す。 図１２は、多数の変形例によるベーンシャフト上に位置したベーンレバーの平面図を示す。 図１３は、多数の変形例によるベーンパックアセンブリの分解図を示す。 図１４は、多数の変形例によるベーンパックの斜視図を示す。 図１５は、多数の変形例によるベーンパックアセンブリの近接斜視図を示す。 図１６は、多数の変形例によるベーンパックアセンブリの近接斜視図を示す。 図１７は、多数の変形例によるベーンパックアセンブリの近接斜視図を示す。 図１８は、多数の変形例によるベーンパックアセンブリの近接斜視図を示す。 図１９は、多数の変形例によるベーンパックアセンブリの断面図を示す。 図２０は、多数の変形例によるベーン構成要素の斜視図を示す。 図２１は、多数の変形例によるベーン構成要素の斜視図を示す。

以下の変形例に関する説明は、本質的に単に例示的であるだけであり、決して本発明、その応用、または使用の範囲を限定しようとするものではない。

可変タービンジオメトリー（ｖａｒｉａｂｌｅ ｔｕｒｂｉｎｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ：ＶＴＧ）ターボチャージャーは、エンジンの使用可能な流量範囲を拡張する同時に高レベルの効率を維持するのに使用され得る。ＶＴＧターボチャージャーは、タービン入口で流入角度及び流入速度を変更することによってタービン出力を調節することができる。タービン入口で流入角度及び流入速度の変化は、図１４にその変形例が示されたベーンパックアセンブリ３０を使用して行われることができる。ＶＴＧターボチャージャーの温度及び空気荷重が増加するにつれて、ベーンパックアセンブリ３０のベーンレバー３２及びベーンシャフト６４を通じた伝達トルク容量を増加させる必要があり得る。多数の変形例において、円筒形（または非円筒形）のベーンシャフト及び非円形の多葉形（ｍｕｌｔｉ−ｌｏｂｅｄ）レバー開口は、後述するように、ＶＴＧターボチャージャーの温度及び空気荷重を耐えることができる高トルク容量の継手を形成し得るリベッティング工程を使用して一緒に結合され得る。

図１〜図９を参照すると、多数の変形例において、ベーンレバー３２は、第１の端部３４、第２の端部３６、上面３８及び下面４０を含むことができる。ベーンレバー３２はまた、開口４４を含むことができ、この開口は、ベーンレバー３２の第２の端部で上面３８及び下面４０を通って延び、ベーンレバー３２の内面５２によって画定され得る。内面５２は、ベーンシャフト６４の外周部の一部を収容するように構成及び配置され得る。ベーンレバー開口４４は、任意の数の非円筒形の多葉形状であり得る。一変形例において、ベーンレバー開口４４は、上面３８から下面４０までの界面全体にわたって、これに限定されるものではないが、図１にその変形例が示された、ダイヤモンド様または正方形を含む４面の多葉形界面４６を含むことができる。他の変形例において、ベーンレバー開口４４は、上面３８から下面４０までの界面全体にわたって、これに限定されるものではないが、図２にその変形例が示された、三角形または三葉形状を含む３面の多葉形界面４８であり得る。多数の変形例において、ベーンレバー開口４４は、下面４０において円筒形４９から上に説明した非円筒形の形状４６、４８に移行し、以後には上面３８においてそのように移行することができ、図３〜図７及び図９にその変形例が示される。一変形例において、ベーンレバー開口４４は、下面４０において円形の界面４９に移行する、上面３８上の４面の多葉形界面４６を含むことができ、図３、図４及び図９にその変形例が示される。他の変形例において、ベーンレバー開口４４は、下面４０において円形の界面４９に移行する、上面３８上の３面の多葉形界面４８を含むことができ、図５及び図６にその変形例が示される。他の変形例において、ベーンレバー開口４４は、下面４０で円形の界面４９に移行する、上面３８上のローレットされた（ｋｎｕｒｌｅｄ）４面の多葉形界面４６を含むことができ、その変形例は図７に示される。一変形例において、内面５２の上縁５０は、丸くまたは面取り５４されることができ、図１及び図２にその変形例が示される。他の変形例において、内面５２の上縁５０は、各々の葉５８にある溝５６を含むことができ、図３〜図６及び図９にその変形例が示される。また他の変形例において、内面５２の上縁５０は、上縁５０の周囲部に延びることができる複数のリッジまたは溝６０を含むことができ、図７にその変形例が示される。図８を参照すると、多数の変形例において、内面５２の下縁５１も丸く処理され得るかまたは面取りを含むことができる。

図１〜図８を参照すると、一変形例において、ベーンレバー３２はまた、後述するように、第１の端部３４から下方に延びることができ、調節リング８８の開口／切欠き９０と嵌合され得るように構成され、配置され得るタブ４２を含むことができる。多数の変形例において、タブ４２は、切欠きまたは溝がある表面４３を含むことができ、図８にその変形例が示される。下面４０は、第１の端部３４と第２の端部３６との間に位置することができるスタンドオフ（ｓｔａｎｄｏｆｆ）１００を含むことができ、図８にまたその変形例が示される。スタンドオフ１００は、調整リング８８の上面８９上に着座するように構成され、配置されることができ、図１５及び図１９にその変形例が示される。

図９を参照すると、他の変形例において、ベーンレバー３２の第１の端部３４は、第１及び第２の突出部９３を有するフォーク端部９１として構成され、配置され得る。ベーンレバー３２のフォーク端部９１は、後述するように、調節リング８８に取り付けるように構成され、配置され得る。

任意の数のベーンレバー構成は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、前記ベーンレバー開口４４の構成のうちのいずれかを含むことができることに留意しなければならない。

図１０〜図１１を参照すると、多数の変形例において、ベーン構成要素６２は、ベーン６６及びベーンシャフト６４を含むことができる。任意の数のベーン６６構成が使用され得る。ベーンシャフト６４は、ベーン６６がベーンシャフト６４の回りに回転できるようにベーン６６を通って延びることができる。後述するように、ベーンシャフト６４の第１部分６８は、下部ベーンリング８０の開口８１内に延びるように構成され、配置され得る。後述するように、ベーンシャフト６４の第２部分７０は、上部ベーンリング８２の開口８３を通って延びるように構成され、配置され得る。多数の変形例において、後述するように、ベーンシャフト６４は、円筒形であり得、ベーンレベ開口４４内に嵌合するように構成され、配置され得る肩付き段差（ｓｈｏｕｌｄｅｒｅｄ ｓｔｅｐ）７２を含むことができる。一変形例において、肩付き段差７２は、図１０にその変形例が示された、円筒形７４であり得、次いで、図２０〜図２１にその変形例が示された非円形のベーンレバー開口４４の界面に合わせられるように変形され得る。他の変形例において、肩付き段差７２は、図１１にその変形例が示された非円筒形形状のベーンレバー開口４４と嵌合され得るように非円筒形７６であり得、次いで、非円形レバーの界面に合わせられるように変形され得る。

図１３〜図１４を参照すると、多数の変形例において、複数のベーン構成要素６２は、ベーン６６が下部ベーンリング８０と上部ベーンリング８２との間に位置するように、そして、肩付き段差７２が上部ベーンリング８２上に延びるように下部ベーンリング８０と上部ベーンリング８２との間に円周方向に間隔を置いて配置され得る。多数の変形例において、上部ベーンリング８２は、上部ベーンリング８２の外周部８６の周りに延びることができ、調整リング８８の一部を収容するように構成され、配置され得る段差部８４を含むことができる。

図１５〜図１７を参照すると、多数の変形例において、ベーンレバー３２の第１の端部３４は、調整リング８８に取り付けられることができる。一変形例において、調整リング８８は、図１５にその変形例が示されたベーンレバー３２上のタブ４２を収容するように構成され、配置され得る複数の切欠き／開口９０または切欠き／開口９０内に位置することができ、調整リング８８を上部ベーンリング８２に固定させることができる、図１７にその変形例が示された、タブ４２を収容するように構成され、配置され得るブロック１０２を含むことができる。このような変形例において、ベーンレバー３２は、ベーンシャフト６４がベーンレバー開口４４を通って延びるように、そして、レバータブ４２が、図１５及び図１７にその変形例が示された、調整リング８８上の切欠き／開口９０（またはブロック１０２）を通って延びるようにベーンシャフト６４上に位置することができる。他の変形例において、図１６にその変形例が示された、フォーク端部９１を有するベーンレバー３２は、ベーンレバー３２を調整リング８８に取り付けさせるために第１及び第２の突出部９３が調整リング８８にリベッティングまたは溶接され得るピン１０４を取り囲むように調整リング８８と上部ベーンリング８２との間に位置することができる。他の変形例において、ピンと回転ブロックとの組み合わせは、ベーンレバー３２を調整リング８８に固定するのに使用され得る。ベーンレバー３２と調節リング８８との間の任意の数の取り付け方法が使用され得ることに留意しなければならない。

一変形例において、必要に応じて正確な位置決めのために圧入が使用されることができ、その変形例は図１２に示される。ベーンレバー３２をベーンシャフト６４上に圧入することにより内面５２の上縁５０に不規則な半径方向の物質変形を生じることができ、これはリベッティングに先立ってトルク容量をさらに増加させることができる。多数の変形例において、円筒形７４の肩付き段差７２を有するベーンシャフト６４を使用するアセンブリに対してベーンレバー３２とベーンシャフト６４との方位を合わせる外部固定物が使用され得る。他の変形例において、ベーンレバー３２とシャフト６４との方位を合わせることは、内面５２上の同様の非円筒形の形状４６、７６及びベーンシャフト６４の肩付き段差７２を使用して達成されることができ、図１及び図１１にその変形例が示される。

図１８〜図２１を参照すると、多数の変形例において、ベーンシャフト６４は、ベーンレバー３２にリベッティング９２されベーンシャフト６４を適所に固定することができる。ベーンシャフト６４のリベッティングは、ベーンシャフト６４の材料がベーンシャフト６４の形状に形成され、ベーンシャフト６４が内面５２の形状の輪郭を描くようにすることができ、図２０及び図２１にその変形例が示される。非円筒形の内面５２と拡張されたベーンシャフト７８物質との間の界面は、ベーンレバー３２とベーンシャフト６４との間に追加のグリップを提供することができ、これは継手のトルク容量を増加させることができる。

リベット界面の上部における前記ジオメトリーと異なる縁条件の任意の数の組み合わせは、リベッティング工程を収容するのに使用され得る。より不規則なまたは攻撃的な（ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ）ジオメトリーは、ベーンシャフト物質を拡張変形させることができる高度なリベッティング工程と共に使用され得ることに留意しなければならない。

変形例に対する以下の説明は、本発明の範囲内に含まれると見なされる構成要素、要素、作動、製品及び方法の例示に過ぎず、具体的に開示されたもの、または明確に説明されていないことによって、そのような範囲を限定することは決してない。本明細書に記載されたような構成要素、要素、作動、製品及び方法は、本明細書に明確に記述されたものと異なりに組み合わせされ、配置されることができるが、それにもかかわらず本発明の範囲内に属するものとみなされることができる。

変形例１は、製品であって：第１の端部；第２の端部；上面；及び下面を含むベーンレバー；及び第２の端部の前記上面及び前記下面を通って延びる内面によって画定される開口であって、内面の少なくとも一部が非円筒形の多葉形状を含む前記開口を含むものである、製品を含むことができる。

変形例２は、内面が下面における円筒形の形状から上面における非円筒形の多葉形状に移行する、変形例１に記載の製品を含むことができる。

変形例３は、内面の上縁が丸く処理されたものまたは各々の葉にある溝を含むもののうちの少なくとも１つである、変形例１に記載の製品を含むことができる。

変形例４は、内面の上縁が複数のリッジを含む、変形例１に記載の製品を含むことができる。

変形例５は、ベーン構成要素をさらに含み、ベーン構成要素が、ベーンシャフトに回転可能に取り付けられたベーンを含み、ベーンシャフトが段差部を含み；段差部が、ベーンレバーの非円筒形の多葉形開口を通って延び、ベーンレバーに取り付けられる、変形例１〜４のいずれかに記載の製品を含むことができる。

変形例６は、段差部が円筒形である、変形例５に記載の製品を含むことができる。

変形例７は、段差部が非円筒形である、変形例５に記載の製品を含むことができる。

変形例８は、ベーンシャフトは、ベーンレバーにリベッティングされ、変形例５〜７のいずれかに記載の製品を含むことができる。

変形例９は、ベーンパックアセンブリを含むことができ、ベーンパックアセンブリは：上部ベーンリング；下部ベーンリング；それぞれ上部ベーンリングと下部ベーンリングとの間に介装されたベーンシャフト及びベーンを有する複数のベーン構成要素；複数の開口を有する上部ベーンリングの一部を取り囲む調整リング；及びそれぞれベーンレバーの第２の端部で内面によって画定される非円筒形の多葉形開口を有する複数のベーンレバーであって、非円筒形の多葉形開口がベーンシャフトの一部を取り囲み、ベーンレバーの第１の端部が調整リングに取り付けられる前記複数のベーンレバーを含む。

変形例１０は、ベーンシャフトの一部がベーンレバーにリベッティングされ、内面の形状に合わせられる、変形例９に記載のベーンパックアセンブリを含むことができる。

変形例１１は、非円筒形の多葉形開口がダイヤモンド形状、正方形形状、三角形形状、または他の多角形形状のうちの少なくとも１つの形状である、変形例９〜１０のいずれかに記載のベーンパックアセンブリを含むことができる。

変形例１２は、内面が、丸いまたは面取りされた上縁のうちの少なくとも１つを有する、変形例９〜１１のいずれかに記載のベーンパックアセンブリを含むことができる。

変形例１３は、内面が、各々の葉に溝を有する上縁を含む、変形例９〜１１のいずれかに記載のベーンパックアセンブリを含むことができる。

変形例１４は、内面が複数のリッジを有する上縁を含む、変形例９〜１１のいずれかに記載のベーンパックアセンブリを含むことができる。

変形例１５は、ベーンシャフトがベーンレバー開口内に延びるように構成され配置される段差部を含む、変形例９〜１４のいずれかに記載のベーンパックアセンブリを含むことができる。

変形例１６は、段差部が円筒形である、変形例１５に記載のベーンパックアセンブリを含むことができる。

変形例１７は、段差部が非円筒形である、変形例１５に記載のベーンパックアセンブリを含むことができる。

変形例１８は、ベーンパックアセンブリのベーンレバーとベーンシャフトとを一体に結合する方法を含むことができ、方法は：内面によって画定された非円筒形の多葉形開口を有するベーンレバーを提供する段階；ベーンレバーをベーンシャフトの上にフィッティングする段階；及びベーンシャフトをベーンレバーにリベッティングする段階を含む。

変形例１９は、ベーンシャフトが組み立て中に非円筒形の多葉形状を非円筒形の多葉形開口と合致してベールレバーの方位を合わせるための段差部をさらに含む、変形例１８に記載の方法を含むことができる。

変形例２０は、リベッティングされたときにベーンシャフトが内面の形状に合わせられるように、内面の上縁が丸く処理されたものまたは溝が形成されたもののうちの少なくとも１つである、変形例１８〜１９のいずれかに記載の方法を含むことができる。

本発明の範囲内の選択変形例の前記説明は、本質的に単に例示的であるだけであり、従って、本発明の変形または変形例は、本発明の精神および範囲からの逸脱と見なすべきではない。

Claims (20)

1. 製品であって：
   第１の端部；第２の端部；上面；及び下面を含むベーンレバー；及び前記第２の端部の前記上面及び前記下面を通って延びる内面によって画定される開口であって、前記内面の少なくとも一部が非円筒形の多葉形状を含む前記開口を含むものである、製品。
2. 前記内面は、前記下面における円筒形形状から前記上面における非円筒形の多葉形状に移行する、請求項１に記載の製品。
3. 前記内面の上縁は、丸く処理されるか各々の葉にある溝を含むもののうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の製品。
4. 前記内面の上縁は、複数のリッジを含む、請求項１に記載の製品。
5. ベーン構成要素をさらに含み、前記ベーン構成要素は、ベーンシャフトに回転可能に取り付けられたベーンを含み、前記ベーンシャフトは、段差部を含み；前記段差部は、前記ベーンレバーの非円筒形の多葉形開口を通って延び、前記ベーンレバーに取り付けられる、請求項１に記載の製品。
6. 前記段差部は、円筒形である、請求項５に記載の製品。
7. 前記段差部は、非円筒形である、請求項５記載の製品。
8. 前記ベーンシャフトは、前記ベーンレバーにリベッティングされる、請求項５に記載の製品。
9. ベーンパックアセンブリであって：
   上部ベーンリング；
   下部ベーンリング；
   それぞれ前記上部ベーンリングと前記下部ベーンリングとの間に介装されたベーンシャフト及びベーンを有する複数のベーン構成要素；
   複数の開口を有する上部ベーンリングの一部を取り囲む調整リング；及び
   それぞれ前記ベーンレバーの第２の端部で内面によって画定される非円筒形の多葉形開口を有する複数のベーンレバーであって、前記非円筒形の多葉形開口が前記ベーンシャフトの一部を取り囲み、前記ベーンレバーの第１の端部が前記調整リングに取り付けられる前記複数のベーンレバーを含む、ベーンパックアセンブリ。
10. 前記ベーンシャフトの一部は、前記ベーンレバーにリベッティングされ、前記内面の形状に合わせられる、請求項９に記載のベーンパックアセンブリ。
11. 前記非円筒形の多葉形開口は、ダイヤモンド形状、正方形形状、三角形形状、または他の多角形形状のうちの少なくとも１つの形状である、請求項９に記載のベーンパックアセンブリ。
12. 前記内面は、丸いまたは面取りされた上縁のうちの少なくとも１つを有する、請求項９に記載のベーンパックアセンブリ。
13. 前記内面は、各々の葉に溝を有する上縁を含む、請求項９に記載のベーンパックアセンブリ。
14. 前記内面は、複数のリッジを有する上縁を含む、請求項９に記載のベーンパックアセンブリ。
15. 前記ベーンシャフトは、前記ベーンレバー開口内に延びるように構成され配置される段差部を含む、請求項９に記載のベーンパックアセンブリ。
16. 前記段差部は、円筒形である、請求項１５に記載のベーンパックアセンブリ。
17. 前記段差部は、非円筒形である、請求項１５に記載のベーンパックアセンブリ。
18. ベーンパックアセンブリのベーンレバーとベーンシャフトとを一体に結合する方法であって、
    内面によって画定された非円筒形の多葉形開口を有するベーンレバーを提供する段階；前記ベーンレバーをベーンシャフトの上にフィッティングする段階；及び前記ベーンシャフトを前記ベーンレバーにリベッティングする段階を含む、方法。
19. 前記ベーンシャフトは、組み立て中に前記非円筒形の多葉形状を非円筒形の多葉形開口と合致して前記ベールレバーの方位を合わせるための段差部をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記内面の上縁は、リベッティングされたときに前記ベーンシャフトが前記内面の形状に合わせられるように丸く処理さたものまたは溝が形成されたもののうちの少なくとも１つである、請求項１８に記載の方法。

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