JP4779159B2 - Ｖｇｓタイプターボチャージャにおける可変翼の製造方法並びにこの方法によって製造された可変翼 - Google Patents

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関するものであって、特にこのものに組み込まれる可変翼を製造するにあたり、可変翼の原形となる素形材を切削することなく製造し得る、新規な製造手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。
【０００３】
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が開発されてきている。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タイプのターボチャージャにあっては、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。
【０００４】
そしてこのようなＶＧＳタイプのターボチャージャにおける可変翼を製造するにあたっては、例えばロストワックス鋳造に代表される精密鋳造法や、金属射出成形法等によって、翼部と軸部とを一体に形成した金属素材（可変翼の原形となる素形材）を形成し、その後、素形材の軸部に転造等の後加工を施し、所望の径太さに加工する手法がある。因みに素形材を適宜切削加工して行き、最終的に翼部や軸部を所望の形状や寸法に仕上げる手法もあり、製造数が極めて少ない試作段階等では充分採用に値するものであった。
【０００５】
しかしながら、高い耐熱性や耐酸化性等が要求される可変翼は、素材そのものが難切削性の素材であり、切削加工に多大な時間を要するため、切削加工は必ずしも効率的な手法ではなかった。加えて可変翼は一基のターボチャージャについて１０〜１５個程度必要となるため、実際に自動車が月産３万台程度、量産される場合、可変翼は月に３０万〜４５万個製造する必要があり、切削加工では到底対応し切れるものではなかった（切削加工では、一日に５００個程度が限度であった）。このようなことから可変翼を量産するにあたっては、加工工程から切削加工を可能な限り削除する必要があり、軸部の加工にあたっては、専ら転造が主流となっていた。
【０００６】
ところで可変翼は、排気タービンの外周に設けられたフレーム部材に嵌め込まれて回動自在に保持されるものであって、可変翼の軸部は、ほぼ全長にわたって転造されることが多かった。すなわち可変翼の軸部は、フレーム部材の受入孔に挿入される嵌合部分も含めて、全体的に転造加工が施されることが一般的であった。しかしながらこのように軸部全体を転造する手法にあっては、転造に伴って生じる軸伸びが、大きくなる傾向にあり、場合によっては長手方向に延びた軸長を修正すべく、転造後、軸部に切削加工を施さなければならなかった。もちろんこのような修正のための切削加工でも、上述したように時間のかかる作業であり、可変翼の量産性を損なう一因となるため、転造に伴う軸伸びを極力抑える製造手法が求められていた。
【０００７】
また近年、特にディーゼル車においては、環境保護等の観点から大気中に放出される排気ガスが強く規制される現状にあり、元来エンジン回転が低いディーゼルエンジンにおいては、ＮＯ_X や粒子状物質（ＰＭ）等を低減するためにも低回転域からエンジンの効率化が図れるＶＧＳタイプのターボチャージャの量産化が、切望されるものであった。
【０００８】
【開発を試みた技術的課題】
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、素形材の軸部を転造によって加工することを前提としながら、転造に伴う軸伸びを格段に抑制する新規な可変翼の製造手法を技術課題としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項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にあたり、
前記可変翼は、翼部と軸部とを一体に具え、可変翼の原形と成る金属の素形材を出発素材とし、前記軸部は、この素形材の軸部形成部が転造加工されて形成されるものであり、
また軸部は、排気タービンの外周に位置するフレーム部材の受入孔に回動自在に嵌め込まれる嵌合部分を有するとともに、
この嵌合部分は、要転造部と、要転造部より幾分細径の非転造部とを具え、軸部への転造は、この要転造部のみに施されるものであって、
また前記嵌合部分は、非転造部を挟んで、その両端部分に要転造部を具えて成ることを特徴として成るものである。
この発明によれば、可変翼は、フレーム部材に挿入される嵌合部分の要転造部のみに転造が施されるため、嵌合部分を含む軸部全体を転造する場合に比べ、転造に伴う軸伸びが格段に抑えられる。このため転造後、軸伸びを修正するために行われることがあった切削加工を解消でき、可変翼を効率的に量産できる。
また、要転造部が非転造部を挟むように嵌合部分の両端部に構成されるため、転造後、この要転造部が、受入孔のすぐ内側において、円滑な摺動状態を維持する作用を担う。このため可変翼の回動がより安定化し、ターボチャージャの性能、すなわち排気ガスの確実な流量制御に寄与する。
【００１０】
更にまた請求項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、 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にあたり、
前記可変翼は、翼部と軸部とを一体に具え、可変翼の原形と成る金属の素形材を出発素材とし、前記軸部は、この素形材の軸部形成部が転造加工されて形成されるものであり、
また軸部は、排気タービンの外周に位置するフレーム部材の受入孔に回動自在に嵌め込まれる嵌合部分を有するとともに、
この嵌合部分は、要転造部と、要転造部より幾分細径の非転造部とを具え、軸部への転造は、この要転造部のみに施されるものであって、
前記素形材に形成される嵌合部分の要転造部と非転造部との段差寸法は、要転造部の転造代寸法より大きく設定され、転造の際、転造代部位の金属素材を一部、要転造部から小径側の非転造部に流動させるようにしたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、要転造部の金属素材の一部は、転造の際、段差にガイドされるように非転造部側に流動するため、転造に伴う軸伸びが、より一層、抑制される。
【００１１】
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、前記素形材において形成される嵌合部分の要転造部と非転造部との段差寸法は、約０．１ｍｍ程度に設定されるとともに、要転造部の転造代寸法は、約０．０５ｍｍ以下に設定されることを特徴として成るものである。
この発明によれば、転造の際、軸伸びを極めて小さな範囲に抑える具体的設定を可能とする。因みに軸部全体を転造した際、例えば約０．１〜０．３ｍｍ程度の軸伸びであったものが、上記寸法設定の転造によって、実質的な軸伸びが、ほぼ０で安定することが本出願人によって確認されている。
【００１２】
また請求項４記載のＶＧＳタイプのターボチャージャにおける可変翼は、排気タービンの外周位置においてフレーム部材に回動自在に保持される軸部と、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、前記可変翼の軸部は、フレーム部材に嵌め込まれる嵌合部分が、要転造部と、この要転造部より幾分小径の非転造部とを具えて成り、軸部が前記請求項１、２または３記載の製造方法によって転造されて製造されることを特徴として成るものである。
この発明によれば、転造に伴って不可避的に生じる軸伸びを可及的に抑えた、高い品質レベルの可変翼を市場に供給できる。また軸伸びを格段に抑え得ることに因み、軸伸びを修正するために行うことがあった切削加工を削除できる。このため可変翼の加工工程から時間のかかる切削加工を全て解消することができ、可変翼の量産化をより現実なものとする。
【００１３】
【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説明する。説明にあたっては本発明に係る可変翼１を適用したＶＧＳタイプのターボチャージャにおける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、本発明の可変翼１の製造方法について説明する。
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。
【００１４】
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個から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適宜調節するものである。そして各可変翼１は、翼部１１と、軸部１２とを具えて成る。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概ね翼状に形成され、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。なおここで翼部１１の幅寸法を便宜上、羽根高さｈとする。
また軸部１２は、翼部１１と一体で連続するように形成されるものであり、翼部１１を動かす際の回動軸に相当する部位となる。
【００１５】
そして翼部１１と軸部１２との接続部位には、軸部１２から翼部１１に向かって窄まるようなテーパ部１３と、軸部１２より幾分大径の鍔部１４とが連なるように形成されている。なお鍔部１４の底面は、翼部１１における軸部１２側の端面と、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に取り付けた状態における摺動面となり、可変翼１の円滑な回動状態が確保される。更に軸部１２の先端部には、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平面が、翼部１１に対してほぼ一定の傾斜状態に形成されて成るものである。
【００１６】
なお本発明に係る可変翼１は、完成状態以前の翼部１１と軸部１２とを一体で具えた金属素材（以下素形材Ｗとする）をまず形成し、この素形材Ｗに対し、適宜の加工を施して目的の形状や寸法精度を実現させ、完成品としての可変翼１を得るものである。ここで最終的に翼部１１や軸部１２が形成される素形材Ｗの各部分を、それぞれ翼部形成部１１ａ、軸部形成部１２ａと定義する。そして本発明では可変翼１のうち特に軸部１２は、転造によって所望の径太さに加工するものであり、その際、軸部１２全体を転造するのではなく、一例として図２に示すように、タービンフレーム２（排気タービンＴのフレーム部材）に嵌め込まれる嵌合部分１６を、部分的に転造する。このような手法によって、転造に伴って不可避的に生じる可変翼１の軸伸びを極力抑えるものである。
【００１７】
軸部１２における嵌合部分１６は、一例として図２に併せて示すように、その両端付近に、転造が施される要転造部１７を構成するとともに、この要転造部１７の間に転造加工が施されない非転造部１８を挟むように構成する。また本発明においては、要転造部１７のみに転造を施すことに因み、特に素形材Ｗのときの要転造部１７は、非転造部１８よりも幾分太径に形成されるものであり、一例としてこの要転造部１７と非転造部１８との段差は、０．１ｍｍ程度に設定される。なお要転造部１７を嵌合部分１６の両端付近に位置させたことによって、可変翼１の回動が嵌合部分１６の両端付近で保持されることになり、可変翼１の回動をより安定的なものとする。
【００１８】
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を挟み込むように構成される。そしてフレームセグメント２１は、可変翼１の軸部１２を受け入れるフランジ部２３と、後述する可変機構３を外周に嵌めるボス部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には、周縁部分に可変翼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口された円板状に形成されている。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の翼部１１を、常に円滑に回動させ得るように、両部材間の寸法は、ほぼ一定（概ね可変翼１の翼幅寸法程度）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ている。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に開口される孔をピン孔２７とする。
【００１９】
なおこの実施の形態では、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るものであり、これらを同一部材で形成するものであるが、同一部材での加工が複雑になる場合等にあっては、径の異なる二つのフランジ部を分割して形成し、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。
【００２０】
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口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を等間隔で設けるものである。なおこの伝達部材３２は、回動部材３１に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、この駆動要素３２Ａを受け入れ得るように略Ｕ字状に形成した受動要素３２Ｂを、可変翼１の先端の基準面１５に固定し、四角片状の駆動要素３２ＡをＵ字状の受動要素３２Ｂに嵌め込み、双方を係合させるように、回動部材３１をボス部２４に取り付けるものである。
【００２１】
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、本実施の形態においては、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に嵌め込んだままでは、回動部材３１がタービンフレーム２と僅かに離反した際、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側への押圧傾向を賦与するものである。
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に伝達し、図１に示すように可変翼１を回動させ、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。
【００２２】
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、可変翼１の製造方法について説明する。
（１）素形材の準備工程
この工程は、翼部形成部１１ａと軸部形成部１２ａとを一体に具え、可変翼１の原形となる金属の素形材Ｗを準備する工程である。なお本発明では、可変翼１に転造を施す部位は、軸部１２全体ではなく、タービンフレーム２に受け入れられる嵌合部分１６の要転造部１７のみであるため、この準備工程によって形成される素形材Ｗには、要転造部１７と非転造部１８との間に、要転造部１７を凸状態とするような段差（一例として０．１ｍｍ程度）が形成される。そしてこのような素形材Ｗを形成するにあたっては、精密鋳造、金属射出成形、ブランク材の打ち抜き等、適宜の手法が適用可能であり、以下これらの手法について概略的に説明する。
【００２３】
（ａ）精密鋳造
例えば精密鋳造法を代表するロストワックス鋳造は、目的の製品（ここでは可変翼１）を形状、大きさ共に、ほぼ忠実にろう模型で再現し、このろう模型のまわりを耐火物で被覆した後、中のろう部分を溶かし出して、耐火物（被覆物）のみを得、これを鋳型として鋳造を行う手法である。このように精密鋳造では、鋳型を目的の製品通りに、ほぼ忠実に形成することによって、鋳造品（素形材Ｗ）を高精度に再現し得るものである。しかしながら本実施の形態では、鋳造にあたって、耐熱鋼（合金）を主要母材とした処女材を適用するとともに、含有されるＣ（炭素）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｏ（酸素）量を適正化、例えばＣ、Ｓｉ、Ｏの各々の重量％を０．０５〜０．５％、０．５〜１．５％、０．０１〜０．１％とすることで、溶融金属の湯流れ性を向上させて、鋳造品の寸法精度を、より一層向上させることが可能である。また例えば、注湯後、鋳型とともに鋳込んだ金属素材を急冷することによって、型破砕までの時間を短縮し、素形材Ｗの凝固粒の微細化を図り、その後の転造加工において、シャープエッジ（軸部１２の転造によって、軸部１２表面の金属素材が塑性流動を起こし、軸部１２の先端部から突出状態に形成される鋭角部位）を発生させ難くする技術的工夫も適宜採り得るものである。
【００２４】
（ｂ）金属射出成形
この手法は、材料となる金属粉にバインダ（主に金属粉どうしを結合させる添加剤であり、一例としてポリエチレン樹脂、ワックス、フタル酸エステルの混合物）を混練し、可塑性を賦与した後、金型内に射出して所望の形状に形成して、バインダを除去した後、焼結する手法であり、精密鋳造とほぼ同様に、高精度に金属製の成形品（素形材Ｗ）が得られるものである。この際、独立泡（金属粒子間の球状間隙）を小さく且つ均一に生じさせるべく、３０分から２時間程度の時間をかけた焼結を行ったり、成形品にＨＩＰ（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇの略；熱間静水圧プレス）処理を施し、成形品の嵩密度を向上させることが可能である。また金属粉の形状を空気アトマイズや水アトマイズ等によって極力、球状且つ微細化し、素形材Ｗの高温回転曲げ疲労性を向上させる技術的工夫も適宜採り得るものである。
【００２５】
（ｃ）ブランク材の打ち抜き
この手法は、ほぼ一定の厚さ（一例として約４ｍｍ程度）を有した帯鋼等から、目的の可変翼１を実現し得るボリューム（金属素材の体積）を有するように打ち抜いたブランク材を素形材Ｗとする手法である。もちろん打ち抜き加工は、通常、打ち抜き方向がストレートであるため、打ち抜き工程のみで、例えば軸部１２の断面を、ほぼ円状に形成することは不可能であり、打ち抜かれたブランク材の軸部形成部１２ａは、ほぼ四角状断面を呈するのが一般的である。このため打ち抜き工程の後、転造工程に移行するまでの間に、例えばほぼ四角形状断面を呈した軸部形成部１２ａに、鍛造加工や圧印加工等を施してほぼ円形状断面に造形するものである。すなわち実質的には、打ち抜き工程と造形工程とによって、精密鋳造や金属射出成形等と同程度の素形材Ｗを得るものである。なお、造形工程で断面形状を変化させるような場合には、打ち抜かれたブランク材（素形材Ｗ）の軸部形成部１２ａ等の隅角部にコーナＲ（フィレット加工）や面取り加工を施し、円形状等の完成形状に近づけておく技術的工夫が適宜採り得る。これによって金属素材のデッドメタルフロウ状態が防止され、実質的な造形工程において金属素材の円滑な塑性流動が促進されるものである。因みに造形工程では、翼部１１も同時に所望の形状に形成することが可能である。
【００２６】
（２）軸部の転造工程
このように適宜の手法によって可変翼１の原形となる素形材Ｗを形成した後、この素形材Ｗの軸部形成部１２ａが転造によって所望の径太さに加工される。この際、非転造部１８に対して突出状態に形成された要転造部１７が、一例として図３に示すように、一対のダイス（転造ローラ）Ｄで押さえ付けられて、素形材ＷとダイスＤとが相対的に回転しながら実質的な転造が行われる。
なお図３に併せて示すように、要転造部１７と非転造部１８との段差が約０．１ｍｍ程度である場合、本工程における要転造部１７の転造代は、一例として０．０５ｍｍ以下に設定される。このため転造後においても要転造部１７と非転造部１８との間には、段差寸法から転造代を差し引いた分の段差（約０．０５ｍｍ）が依然として形成されるものであり、この段差によって要転造部１７の表面に位置していた金属素材が、非転造部１８へとガイドされるように流動し、転造に伴う軸伸びを、より一層抑制するものである。
【００２７】
ここで要転造部１７の転造代と、軸伸びとの関係を、一例として図４に示すものであり、この図から転造代が概ね０．０６５ｍｍ以下であれば、実質的な軸伸びが０で安定し、ほとんど生じないことが分かる。このため本実施の形態では、幾らかの余裕を考慮して、転造代を０．０５ｍｍ以下に設定するようにしている。なお本図では、転造代が０．１ｍｍのとき軸伸びが約０．０１５ｍｍとなるポイントを通る直線が、ほぼ双方の関係の基準となり、その上下のハッチング部位においてバラツキの範囲が示されている。なお本図中に示す転造代と軸伸びとの関係（基準）は、原点を通らないものであり、これは上述したように要転造部１７の金属素材が、転造によって専ら非転造部１８へと押し退けられるように流動することに起因し、ある一定の転造代（グラフ上では、概ね０．０６５ｍｍ）までは実質的な軸伸びが０に抑えられるためである。
【００２８】
このように要転造部１７のみの転造によって、軸伸びを格段に減少させ、ほぼ０に安定させ得ることに因み、従来、軸伸びを修正するために、転造後、行われることがあった切削加工を排除できるものである。従って可変翼１の加工工程から、多大な時間を要する切削加工を完全に解消することができ、可変翼１の高品質レベルでの量産化を、より現実的なものとしている。
【００２９】
また要転造部１７から非転造部１８側に流動した金属素材は、微視的に見れば、一例として図３に示すように、あたかも要転造部１７と非転造部１８とに重なったようなテーパ状態に形成されるものであり、この部分の金属素材を特に余肉部ｅと符号を付すものである。そして要転造部１７から非転造部１８に流動し、両転造部に重合するように形成された余肉部ｅは、その形成過程から要転造部１７よりも太径となることはなく、従って可変翼１が回動する際、余肉部ｅが、この回動の妨げになることは全くない。更にこの実施の形態では、非転造部１８を間に挟んで、嵌合部分１６の両端付近に要転造部１７を構成しており、この要転造部１７がフレームセグメント２１に形成された受入孔２５の直ぐ内側で、実質的に可変翼１の円滑な回動状態を維持するため、可変翼１の回動をより確実、且つ安定的なものとしている。
【００３０】
（３）翼部や可変翼全体の加工
軸部１２の転造を終了したのち、素形材Ｗ（この状態で素形材Ｗは、ほぼ可変翼１の完成状態を呈している）は、適宜、翼部高さｈが研磨されたり、全体的なバレル研磨等が施され、所望の形状及び寸法精度を実現した可変翼１が形成される。
【００３１】
【発明の効果】
まず請求項１記載の発明によれば、可変翼１の軸部１２（軸部形成部１２ａ）の転造は、要転造部１７のみに施されるため、実質的な軸伸びを、ほぼ０に安定させ得る。このため可変翼１の製造工程から、切削加工を一切解消することができ、可変翼１の量産を現実のものとする。
また、要転造部１７は、非転造部１８の両端に形成されるため、この要転造部１７によって可変翼１の円滑な摺動状態が維持され得る。このため排気ガスＧの流動制御が正確且つ確実に行え、可変翼１の性能向上に寄与する。
【００３２】
更にまた請求項２記載の発明によれば、転造によって流動される金属素材は、要転造部１７と非転造部１８との間に滞留し、余肉部ｅを形成するため、余肉部ｅが軸長方向に成長することが抑えられ、軸伸びが効果的に抑制される。
【００３３】
また請求項３記載の発明によれば、実質的な軸伸びをほぼ０に安定させる、具体的な設定を実現し得る。
【００３４】
また請求項４記載の発明によれば、従来、転造に伴う軸伸びを、ほぼ０にした、高い品質レベルの可変翼１を市場に安定して供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 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を示す斜視図（ａ）、並びに排気ガイドアッセンブリを示す分解斜視図（ｂ）である。
【図２】 本発明に係る可変翼を示す正面図並びに左側面図である。
【図３】 転造前と転造後における軸部の様子を示す説明図である。
【図４】 要転造部の転造代と軸伸びとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 可変翼
２ タービンフレーム
３ 可変機構
１１ 翼部
１１ａ 翼部形成部
１２ 軸部
１２ａ 軸部形成部
１３ テーパ部
１４ 鍔部
１５ 基準面
１６ 嵌合部分
１７ 要転造部
１８ 非転造部
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
３１ 回動部材
３２ 伝達部材
３２Ａ 駆動要素
３２Ｂ 受動要素
３３ リング
Ａ 排気ガイドアッセンブリ
Ｄ ダイス
ｅ 余肉部
Ｇ 排気ガス
ｈ 羽根高さ
Ｔ 排気タービン
Ｗ 素形材

Claims (4)

1. 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にあたり、
   前記可変翼は、翼部と軸部とを一体に具え、可変翼の原形と成る金属の素形材を出発素材とし、前記軸部は、この素形材の軸部形成部が転造加工されて形成されるものであり、
   また軸部は、排気タービンの外周に位置するフレーム部材の受入孔に回動自在に嵌め込まれる嵌合部分を有するとともに、
   この嵌合部分は、要転造部と、要転造部より幾分細径の非転造部とを具え、軸部への転造は、この要転造部のみに施されるものであって、
   また前記嵌合部分は、非転造部を挟んで、その両端部分に要転造部を具えて成ることを特徴とするＶＧＳタイプターボチャージャにおける可変翼の製造方法。
2. 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にあたり、
   前記可変翼は、翼部と軸部とを一体に具え、可変翼の原形と成る金属の素形材を出発素材とし、前記軸部は、この素形材の軸部形成部が転造加工されて形成されるものであり、
   また軸部は、排気タービンの外周に位置するフレーム部材の受入孔に回動自在に嵌め込まれる嵌合部分を有するとともに、
   この嵌合部分は、要転造部と、要転造部より幾分細径の非転造部とを具え、軸部への転造は、この要転造部のみに施されるものであって、
   前記素形材に形成される嵌合部分の要転造部と非転造部との段差寸法は、要転造部の転造代寸法より大きく設定され、転造の際、転造代部位の金属素材を一部、要転造部から小径側の非転造部に流動させる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。
3. 前記素形材において形成される嵌合部分の要転造部と非転造部との段差寸法は、約０．１ｍｍ程度に設定されるとともに、要転造部の転造代寸法は、約０．０５ｍｍ以下に設定され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。
4. 排気タービンの外周位置においてフレーム部材に回動自在に保持される軸部と、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、
   前記可変翼の軸部は、フレーム部材に嵌め込まれる嵌合部分が、要転造部と、この要転造部より幾分小径の非転造部とを具えて成り、軸部が前記請求項１、２または３記載の製造方法によって転造されて製造されることを特徴とする可変翼。

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