JP4484976B2 - Manufacturing method of shift lever in wastegate valve of turbocharger - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用エンジン等に用いられるターボチャージャに組み付けられているウエストゲートバルブにおけるシフトレバーの製造手法に関するものであって、特にその製造にあたって切削加工を排除した新規なウエストゲートバルブにおけるシフトレバーの製造方法に係るものである。
【0002】
【発明の背景】
自動車用エンジンの高出力化、高性能化の一手段として用いられる過給器としてターボチャージャが知られている。このものはエンジンの排気エネルギー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ようにしている。このようなターボチャージャはエンジンの回転状態によっては、過剰な排気ガスのエネルギーをタービンが受ける場合があるから、このような過剰な排気ガスが供給された場合、すなわち実質的にはエンジンが高回転となった場合には、余分な排気ガスをタービンの駆動に用いずにバイパスさせて、そのまま排気することが行われている。このようなバイパス経路の開放のためにウエストゲートバルブが用いられているが、このウエストゲートバルブあるいはそれを駆動するシフトレバー等のターボチャージャ周辺の機材は排気ガスをほぼ直接受けて数100℃近くの高温雰囲気下におかれることから、極めて高い耐熱性を要求されている。しかしながらこのような耐熱性を有する素材、例えばJIS規格、SUS310Sの素材は耐熱性は優れるものの、切削加工等の機械加工が極めて行いにくい素材であり、このため回動部分の切削加工等には従来極めて入念な作業と時間を要し、その生産効率を上げるには一定の限界があった。
【0003】
【解決を試みた技術的課題】
本発明はこのような背景を考慮してなされたものであって、このような難切削材である耐熱金属素材であっても切削加工を排除することにより、高効率でターボチャージャのウエストゲートバルブにおけるシフトレバーを加工し得る新規な手法の開発を試みたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項1記載のターボチャージャのウエストゲートバルブにおけるシフトレバーの製造方法は、回動軸を構成するステム部と、このステム部の一端に連なるベント状に屈曲した揺動部と、この揺動部先端にバルブを取り付けるためのピン孔を有するバルブ体支持部とを有する一体の耐熱ステンレス材から成るターボチャージャのウエストゲートバルブにおけるシフトレバーを製造する方法において、
まずヘッダ加工工程において、耐熱ステンレス材から成る曲がっていない丸棒状の出発素材を、ヘッダマシンにより中間部にフランジ部が仕切状に形成されるよう、出発素材の周面を所定形状の細径に絞るように冷間塑性変形させ、この工程によってステム部を完成させるとともに、揺動部を未だ曲がっていない中間加工状態とし、次いでベンド・プレス加工工程において、中間加工状態の揺動部をほぼベント状に曲げ加工し、更に揺動部側面部からバルブ体支持部に至る範囲をプレス加工により偏平状に塑性変形させベント押し潰し部を形成した後、揺動部先端を更に押し潰してバルブ体支持部を形成し、次いでピアス加工工程において、前記バルブ体支持部にピアス加工により孔開け加工をしたことを特徴として成るものである。
【0005】
また請求項2記載のターボチャージャのウエストゲートバルブにおけるシフトレバーの製造方法は、前記請求項1記載の要件に加え、前記ヘッダ加工におけるステム部の加工は、ここに形成される粗面を基準面より凹陥した状態であって、面粗さをRa1.2以下とし、且つ軸精度を20μm以下に設定したことを特徴として成るものである。
【0006】
更にまた請求項3記載のターボチャージャのウエストゲートバルブにおけるシフトレバーの製造方法は、前記請求項1または2記載の要件に加え、前記ベンド・プレス加工工程において、揺動部をベント状に曲げ加工するにあたっては、曲げ型と中間加工状態の揺動部との接触部位には、転動自在のコロを配して行うことを特徴として成るものである。
【0007】
上記発明によれば、難切削材である耐熱素材を適用されるウエストゲートバルブにおけるシフトレバーであっても切削加工を一切採らず、極めて高性能の製品が高能率で得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図示の実施の形態に基づいて具体的に説明する。まず本発明により製造されるウエストゲートバルブにおけるシフトレバーについて説明した後、その製造方法について出発素材から製品完成に至るまでを順を追いながら説明する。図1、2において、符号1はウエストゲートバルブであって、このものは本発明により製造されるシフトレバー10を具えて成るものであり、ターボチャージャ2に対し取り付けられる。まずこのターボチャージャ2の周辺機材について説明すると、このものは周知のとおり、エンジンEの燃焼効率を向上させるための過給器の一つであり、このものに対し排気管3と、エアクリーナ4から至る吸気管5とが接続され、更にターボチャージャ2の排気側には触媒コンバータ6を介して更に消音器7が接続されている。
【0009】
ターボチャージャ2には、そのケーシング20に対し前記排気管3からの排気ガスGを受けるタービン21が設けられるとともに、このタービン21によって駆動されるコンプレッサ22が前記吸気管5側に設けられている。そしてタービン21側に形成されている排気インレット23が前記排気管3と接続されるものであり、この排気インレット23はメインインレット23Aとバイパスインレット23Bとに分岐するように形成されている。このメインインレット23Aとバイパスインレット23Bとの隔壁24にウエストゲートポート25が開口しており、このウエストゲートポート25は本発明の製造対象物を含むウエストゲートバルブ1により開閉制御されるのである。そして前記メインインレット23Aからの排気ガスGによりタービン21が駆動されるとともに、その排気ガスGは最終的にバイパスインレット23Bからの経路と合流して排気アウトレット26から排気され、前記触媒コンバータ6に至る。
【0010】
更にターボチャージャ2の側傍には前記ウエストゲートバルブ1を駆動するためのシフトリンケージ27と、このシフトリンケージ27を駆動するアクチュエータ28を具える。このアクチュエータ28は例えば図2に骨格的に示すようにエンジンの吸気圧力をダイヤフラム等によって感知して作動するものである。
【0011】
このような構造のターボチャージャ2に対して取り付けられるウエストゲートバルブ1について更に詳細に説明する。ウエストゲートバルブ1は、一例として図3に示すように全体としてほぼL字状を成すシフトレバー10に対し、その一端にバルブ体11をピン12を介して比較的ルーズに取り付けたものである。このシフトレバー10は回動軸を構成するステム部13と、ステム部13に対しベント状に屈曲した揺動部14とを有するものであり、その両者の間にフランジ部15が形成されている。そしてステム部13の端部にはこれより小径としたリンケージ受端16を具えている。
【0012】
また揺動部14はほぼ緩やかに90°程度屈曲させたベント部17と、更にその先端に連続して形成されるバルブ体支持部18とを有する。そしてベント部17とバルブ体支持部18とは偏平に押し潰されたような状態を有するものであって、ベント部17は円形断面の側面を更に幾分か押し込んだようなベント押し潰し部17Aを有し、一方バルブ体支持部18は更なる押し潰しに伴い、その側面から見た面形状を広げたような状態を有する。そしてバルブ体支持部18には前記ピン12を受け入れてバルブ体11を取り付けるためのピン孔19を有する。そしてこのシフトレバー10は、その素材としては耐熱ステンレス材を適用することが最も好ましく、例えばJIS規格、SUS310S等の材料が適用される。また前記ステム部13は図4(a)に拡大して示すように、その面粗さをRa1.2以下で且つ軸精度を20μm以下の寸法とすることが好ましい。
【0013】
本発明により製造されるウエストゲートバルブ1におけるシフトレバー10は、以上述べたような形状を有するものであり、以下図4、5に示すような本発明の製造方法を実施する工程を順次取りながら製造される。
(1)出発素材の供給
出発素材Wとしては、シフトレバー10が充分な耐熱性を要求されることから、すでに述べたように例えばSUS310S等の耐熱ステンレス素材を適用する。この出発素材Wは、製品の寸法仕様、更には材料の塑性変形の状態を見込んで選択されるものであり、図5(a)に示すように丸棒状の素材が適用される。
【0014】
(2)ヘッダ加工工程
前記丸棒状の素材をヘッダ加工により冷間塑性変形させて中間製品を得る。なお以下の説明では加工途中の中間素材を符号W1として説明する。
【0015】
(2)−i.揺動部成形工程
まず所定のヘッダ加工の型を用いて図5(b)に示すように出発素材Wの一端側に揺動部14を構成することとなる部位を加工する。実質的には出発素材Wの径を幾分か絞り込むようにヘッダ加工するとともに、後加工によってフランジ部15が形成される部位との間に段差を形成する。
【0016】
(2)−ii.ステム部の加工
続いてステム部13を構成する部位をヘッダ加工により細径に絞り込むような加工を行ってゆく。その際、図5(c)(d)に示す実施の形態では、二段階にわたって絞り込んでいるが、出発素材Wの直径と製品に求められる直径との関係からヘッダ加工の工程数が決定される。この段階で前記ステム部13の直径がほぼ設定され、所望の径が得られる。またこの段差でフランジ部15が形成される。
【0017】
(2)−iii.リンケージ受端の加工
このような状態で図5(e)に示すように前記ステム部13の先端側に更に小径のリンケージ受端16をヘッダ加工により形成する。
【0018】
(3)ベンド・プレス加工工程
(3)−i.ベント形成工程
まず図6(a)に示すように前記ベント部17となる直線状の丸棒部分を一定角度湾曲させるようにベンド加工する。これは曲げ型により加工するものであるが、その曲げ型と中間素材W1の接触部位等には転動自在のコロ等を配して、その屈曲加工が円滑に行われるように工夫することが好ましい。なおこのベンド加工は必要に応じ一回の曲げ加工で充分ではない場合、あるいは一回の曲げ加工では加工に無理が生ずる場合等、例えばリストライク加工で再度この曲げ加工を繰り返して寸法仕様に応じた屈曲状況を得る。
【0019】
(3)−ii.揺動部のプレス加工工程
次に図6(b)に示すように揺動部14全体の側面を押し潰すようなプレス加工を行う。その後図6(c)に示すように揺動部14の先端を更に偏平になるように潰し、ピン孔19を形成するためのスペースを形成する。
【0020】
(4)ピアス加工工程
その後、図6(d)に示すようにピアスポンチPによりピン孔19を形成する。このような形成状態で前記ステム部13は、面粗さがほぼRa1.2以下で且つ軸精度がほぼ20μm以下に抑え込まれる。因みにこの場合であってもステム部13に形成する粗面は、図4(a)に拡大して示すようにすべて基準面から凹陥したような状態となるから、組み付け時においてもその粗さが障害とはならない。因みに切削加工の場合には例えばこの種の難切削材の場合、軸精度が±5/100mm〜±6/100mmの範囲でバラつき、且つそのバラつきは図4(b)に示すように標準面に対し凸部と凹部とが繰り返したような形状となるから、特に凸部はこのステム部13を受け入れる軸受部との関係において、そのクリアランスを充分に取らなければならず、結果的にそれがガタつきにもつながり、製品全体としての性能向上に支障を来す場合も生ずるのである。
【0021】
(5)バルブ体の組立工程
因みにバルブ体11はファインブランキングの手法でブランク抜きするとともに、プレス加工によって笠状に形成するものであることが好ましい。そしてピン12はバルブ体11におけるピン孔19と、シフトレバー10におけるピン孔19を貫通するように設定した後、その両端をかしめてバルブ体11をシフトレバー10におけるバルブ体支持部18に取り付けるのである。なおこの取り付けにあたっては、バルブ体11が前記隔壁24におけるウエストゲートポート25に対し密着し得るように比較的ルーズな状態で組み付けることが好ましい。
【0022】
【発明の効果】
本発明は以上述べたような構成を有するものであり、難切削材である耐熱素材を適用されるウエストゲートバルブにおけるシフトレバーであってもその製造過程において切削加工を一切採らず、極めて高性能の製品が高能率で得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の製造方法により製造されるシフトレバーを組み込んだウエストゲートバブル及びターボチャージャを示す斜視図である。
【図2】 ターボチャージャの周辺機材を骨格的に示す説明図である。
【図3】 本発明の製造方法により製造されるシフトレバーを組み込んだウエストゲートバルブを一部破断して示す正面図(a)、並びにその側面図(b)である。
【図4】 異なる二種の方法によって加工したステム部の表面粗さの相違を示す拡大図である。
【図5】 シフトレバーにおけるステム部及び揺動部を絞り込み形成する様子を段階的に示す説明図である。
【図6】 シフトレバーにおけるベント部及びピン孔を形成する様子を段階的に示す説明図である。
【符号の説明】
1 ウエストゲートバルブ
2 ターボチャージャ
3 排気管
4 エアクリーナ
5 吸気管
6 触媒コンバータ
7 消音器
10 シフトレバー
11 バルブ体
12 ピン
13 ステム部
14 揺動部
15 フランジ部
16 リンケージ受端
17 ベント部
17A ベント押し潰し部
18 バルブ体支持部
19 ピン孔
20 ケーシング
21 タービン
22 コンプレッサ
23 排気インレット
23A メインインレット
23B バイパスインレット
24 隔壁
25 ウエストゲートポート
26 排気アウトレット
27 シフトリンケージ
28 アクチュエータ
E エンジン
G 排気ガス
P ピアスポンチ
W 出発素材
W1 中間素材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a shift lever in a wastegate valve assembled in a turbocharger used in an automobile engine or the like, and more particularly, to a shift lever in a novel wastegate valve that eliminates cutting in the manufacture thereof. It relates to a manufacturing method.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
A turbocharger is known as a supercharger used as a means for increasing the output and performance of an automobile engine. In this system, a turbine is driven by the exhaust energy of the engine, and a compressor is rotated by the output of the turbine so as to bring the engine to a supercharged state higher than natural intake air. Such a turbocharger may receive excessive exhaust gas energy depending on the engine rotation state. Therefore, when such excessive exhaust gas is supplied, that is, the engine is substantially rotated at high speed. In such a case, the exhaust gas is bypassed without being used for driving the turbine and exhausted as it is. A wastegate valve is used to open such a bypass path, but the equipment around the turbocharger, such as the wastegate valve or a shift lever that drives the wastegate valve, receives exhaust gas almost directly and is close to several hundred degrees Celsius. Therefore, extremely high heat resistance is required. However, such heat-resistant materials, for example, JIS standard and SUS310S materials are excellent in heat resistance, but are difficult to perform machining such as cutting. It took extremely careful work and time, and there was a certain limit to improving the production efficiency.
[0003]
[Technical problem to be solved]
The present invention has been made in consideration of such a background, and even if it is a heat-resistant metal material which is such a difficult-to-cut material, by eliminating the cutting process, the wastegate valve of the turbocharger is highly efficient. This is an attempt to develop a new technique that can machine shift levers in the factory.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the manufacturing method of the shift lever in the wastegate valve of the turbocharger according to
First, in the header processing step, the starting material round bar unbent consisting Heat resistant stainless steel material, so that the flange portion to the intermediate portion is formed in the partition like a header machine, a small diameter of the predetermined shape in the circumferential surface of the starting material In this process, the plastic part is cold plastically deformed, and the stem part is completed by this process, and the rocking part is brought into an intermediate machining state that has not been bent. Then, in the bend press process, the rocking part in the intermediate processing state is almost bent. Jo bending processed, after forming the crushed part press vent is plastically deformed into a flat shape by press working range further extending from the pivot portion side surface portion on the valve body supporting portion, further crushing and valves swing tip A body support portion is formed, and then in the piercing process, the valve body support portion is perforated by piercing.
[0005]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a shift lever in a waste gate valve of a turbocharger. This is a more depressed state, characterized in that the surface roughness is set to Ra 1.2 or less and the axial accuracy is set to 20 μm or less.
[0006]
Furthermore, the manufacturing method of the shift lever in the waste gate valve of the turbocharger according to claim 3 is characterized in that, in addition to the requirement of
[0007]
According to the above invention, even a shift lever in a wastegate valve to which a heat resistant material that is a difficult-to-cut material is applied does not take any cutting work, and an extremely high performance product can be obtained with high efficiency.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be specifically described below based on the illustrated embodiments. First, the shift lever in the wastegate valve manufactured according to the present invention will be described, and then the manufacturing method will be described in order from the starting material to the completion of the product. 1 and 2,
[0009]
The
[0010]
Further, a
[0011]
The
[0012]
Further, the swinging
[0013]
The
(1) Supply of starting material Since the
[0014]
(2) Header processing step The round bar-shaped material is cold plastically deformed by header processing to obtain an intermediate product. In the following description, the intermediate material in the middle of processing will be described as reference W1.
[0015]
(2) -i. Oscillating part forming step First, using a predetermined header processing die, a part that will constitute the
[0016]
(2) -ii. Processing of stem portion Subsequently, processing is performed so as to narrow the portion constituting the
[0017]
(2) -iii. Processing of linkage receiving end In this state, as shown in FIG. 5 (e), a smaller-diameter
[0018]
(3) Bending and pressing process
(3) -i. Bent forming step First, as shown in FIG. 6A, the straight round bar portion that becomes the
[0019]
(3) -ii. Next, as shown in FIG. 6B, a pressing process is performed so as to crush the entire side surface of the
[0020]
(4) Piercing Step After that, pin holes 19 are formed by piercing punches P as shown in FIG. In such a formed state, the
[0021]
(5) Assembling process of valve body Incidentally, it is preferable that the valve body 11 is formed in a shade shape by pressing and blanking by a fine blanking technique. Since the
[0022]
【The invention's effect】
The present invention has a configuration as described above, and even a shift lever in a wastegate valve to which a heat-resistant material that is a difficult-to-cut material is applied does not take any cutting process in the manufacturing process, and has extremely high performance. The product can be obtained with high efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a wastegate bubble and a turbocharger incorporating a shift lever manufactured by the manufacturing method of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram skeletally showing peripheral equipment of a turbocharger.
FIG. 3 is a front view (a) and a side view (b) showing a partially cutaway view of a wastegate valve incorporating a shift lever manufactured by the manufacturing method of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view showing a difference in surface roughness of a stem portion processed by two different methods.
FIG. 5 is an explanatory view showing step by step how the stem portion and the swinging portion of the shift lever are narrowed down.
FIG. 6 is an explanatory view showing step by step how vent portions and pin holes are formed in the shift lever.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
まずヘッダ加工工程において、耐熱ステンレス材から成る曲がっていない丸棒状の出発素材を、ヘッダマシンにより中間部にフランジ部が仕切状に形成されるよう、出発素材の周面を所定形状の細径に絞るように冷間塑性変形させ、この工程によってステム部を完成させるとともに、揺動部を未だ曲がっていない中間加工状態とし、次いでベンド・プレス加工工程において、中間加工状態の揺動部をほぼベント状に曲げ加工し、更に揺動部側面部からバルブ体支持部に至る範囲をプレス加工により偏平状に塑性変形させベント押し潰し部を形成した後、揺動部先端を更に押し潰してバルブ体支持部を形成し、次いでピアス加工工程において、前記バルブ体支持部にピアス加工により孔開け加工をしたことを特徴とするターボチャージャのウエストゲートバルブにおけるシフトレバーの製造方法。 Integral having a stem portion constituting a rotating shaft, a swinging portion bent in a vent shape connected to one end of the stem portion, and a valve body support portion having a pin hole for attaching a valve to the tip of the swinging portion Oite to a method of manufacturing a shift lever in the waste gate valve of the turbocharger consisting of heat-resistant stainless steel,
First, in the header processing step, the starting material of the round rod-shaped material made of heat-resistant stainless steel is bent into a small diameter with a predetermined shape so that the flange part is formed in the middle part by the header machine. This process is cold plastically deformed so that the stem is completed by this process, and the rocking part is brought into an intermediate machining state that has not yet been bent. Then, in the bending and pressing process, the rocking part in the intermediate processing state is almost vented. Jo bending processed, after forming the crushed part press vent is plastically deformed into a flat shape by press working range further extending from the pivot portion side surface portion on the valve body supporting portion, further crushing and valves swing tip forming a body supporting portion, and then the piercing process, weather turbocharger, characterized in that the drilled hole machining by piercing to the valve body supporting portion Method of manufacturing a shift lever in the preparative gate valve.
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