JP5605218B2 - 駆動リングの製造方法、駆動リング、および駆動リングを用いた可変ノズル機構 - Google Patents

Description

本発明は、所定の部材を同期させて動作させるための駆動リングの製造方法、駆動リング、および駆動リングを用いた可変ノズル機構に関する。

従来から、複数の嵌合部が形成され、当該各嵌合部に所定の部材を嵌合させた状態で回動することで、前記所定の部材を同期させて動作させる駆動リングが知られている。

このような駆動リングとしては、例えば、特許文献１に開示される調整リング（駆動リング）がある。特許文献１に開示される駆動リングは、その内周部分に複数の係合凹部（嵌合部）が形成される。各係合凹部には、複数のブレードレバーの頭部が係合する。また、ブレードレバーには、ガイドブレード（ＶＮベーン）と連結するブレード軸が取り付けられる。
このような駆動リングを回動させた場合、各ブレードレバーおよび各ガイドブレードがそれぞれ同期して回動する。

このような駆動リングは、一般的に略板状の金属部材を、前記駆動リングの形状に沿って打ち抜くことで製造されている。
しかし、このようにして製造された駆動リングでは、ブレードレバーの頭部と係合する係合凹部の磨耗度合いが比較的大きく、また、駆動リングの疲労強度向上も望めない。そのため、ガイドブレード制御の更なる高精度化や板厚減少による更なる小型・軽量化が困難であった。

特表２００９−５２６９３９号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、耐摩耗性および耐久信頼性を向上できる駆動リングの製造方法、駆動リング、および駆動リングを用いた可変ノズル機構を提供するものである。

請求項１においては、円環状に形成される外周部と、前記外周部の軸方向における一端側から、前記外周部の形状に沿って径方向内側に延出する内周部と、前記内周部から前記外周部の一部まで窪んだ形状を有する複数の嵌合部とが形成され、前記各嵌合部にて所定の部材と嵌合し、前記所定の部材を同期させて動作させる駆動リングの製造方法であって、製造段階の前記駆動リングである被加工物を円環状に成形する円環成形工程と、前記被加工物の前記外周部に対応する部分および前記内周部に対応する部分のいずれか一方を、前記外周部に対応する部分および前記内周部に対応する部分の他方に対して折り曲げる塑性加工を行い、前記駆動リングの外周部および内周部を成形する外周部成形工程と、前記被加工物の前記嵌合部に対応する部分に塑性加工を行う嵌合部加工工程と、を行う、ものである。

請求項２においては、前記円環成形工程は、板状の被加工物を前記駆動リングの前記外周部の軸方向に沿った寸法および前記内周部の径方向に沿った寸法に基づいて、円環状に打ち抜くことで行われる、ものである。

請求項３においては、前記円環成形工程は、短冊状の前記被加工物を、前記被加工物の両端部が当接するように円環状に曲げることで行われる、ものである。

請求項４においては、円環状に形成される外周部と、前記外周部の軸方向における一端側から、前記外周部の形状に沿って径方向内側に延出する内周部と、前記内周部から前記外周部の一部まで窪んだ形状を有する複数の嵌合部とが形成され、前記各嵌合部にて所定の部材と嵌合し、前記所定の部材を同期させて動作させる駆動リングであって、前記駆動リングは、製造段階の前記駆動リングである被加工物を円環状に成形することで、円環状に成形され、前記外周部および前記内周部は、前記被加工物の前記外周部に対応する部分および前記内周部に対応する部分のいずれか一方を、前記外周部に対応する部分および前記内周部に対応する部分の他方に対して折り曲げる塑性加工を行うことで成形され、前記被加工物の前記嵌合部に対応する部分には、塑性加工が行われる、ものである。

請求項５においては、前記駆動リングは、板状の被加工物を前記駆動リングの前記外周部の軸方向に沿った寸法および前記内周部の径方向に沿った寸法に基づいて打ち抜くことで、円環状に成形される、ものである。

請求項６においては、前記嵌合部に対応する部分に行う塑性加工として、前記被加工物の両端部が当接するように前記被加工物を円環状に曲げる、ものである。

請求項７においては、請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載の駆動リングを用いた可変ノズル機構であって、前記嵌合部に一端部が嵌合され、前記駆動リングの回動によって他端部を中心に回動するベーンアームと、前記ベーンアームの他端部側に回動可能に支持される軸部が形成され、前記駆動リングの回動によって、前記軸部を中心に回動するＶＮベーンと、前記嵌合部に一端部が嵌合され、他端部の回動により、前記駆動リングを回動させる駆動リンクと、を備え、前記ベーンアームおよび前記駆動リンクの一端部は、前記嵌合部の前記外周部側に嵌合される、ものである

本発明は、駆動リングを成形するときに、嵌合部を加工硬化させるとともに駆動リングに対して残留圧縮応力を付与できるため、耐摩耗性および耐久信頼性を向上できる、という効果を奏する。

駆動リングの斜視図。 図１におけるＡ方向矢視図。 駆動リングの製造方法を示す説明図。 被加工物の断面図。 駆動リングの外周部および内周部を成形する変形例を示す図。（ａ）内周部を折り曲げる説明図。（ｂ）被加工物の断面図。 駆動リングを用いたＶＮ機構を示す斜視図。 駆動リングとベーンアームとの嵌合部分を示す図。 別実施形態の駆動リングの製造方法を示す説明図。 溶接部と駆動リンクとの位置関係を示す説明図。

以下では、駆動リング１０の製造方法について図面を参照して説明する。
本実施形態の駆動リング１０は、説明の便宜上、ターボチャージャーに設けられる可変ノズル機構（ＶＮ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｎｏｚｚｌｅ）機構、以下、「ＶＮ機構」と表記する）に用いられるものとする（図６参照）。

まず、駆動リング１０について説明する。
駆動リング１０は、所定の部材を同期させて動作させるものである。図１に示すように、駆動リング１０には、ブリッジ部１１、内周部１２、複数のアーム溝１３・１３・・・、および駆動リンク溝１４が形成される。

ブリッジ部１１は、駆動リング１０の外周部であり、連続した円環形状に形成される。

内周部１２は、駆動リング１０の軸方向におけるブリッジ部１１の一端側から、ブリッジ部１１の形状に沿って駆動リング１０の径方向の内側に延出する。

従って、駆動リング１０の軸方向に沿う方向より駆動リング１０を見た場合、ブリッジ部１１が駆動リング１０の径方向外側に位置するとともに、内周部１２が駆動リング１０の径方向内側に位置するような、略円環状となる。
また、駆動リング１０の径方向に沿う方向より駆動リング１０を見た場合、駆動リング１０の軸方向一端側にブリッジ部１１が位置するとともに、駆動リング１０の軸方向他端側に内周部１２が位置するような、略長方形状となる。

つまり、駆動リング１０の軸方向に沿った断面形状は、ブリッジ部１１と内周部１２とで略直角となるような略Ｌ字状（階段形状）となる（図４参照）。

図１および図２に示すように、各アーム溝１３・１３・・・は、それぞれ駆動リング１０に所定の部材を嵌合させるものである。各アーム溝１３・１３・・・は、それぞれ内周部１２の径方向内側の端部より径方向外側の端部まで窪むとともに、ブリッジ部１１に向かってさらに窪んでいる。
すなわち、各アーム溝１３・１３・・・は、それぞれ内周部１２からブリッジ部１１の一部まで窪んでいる。

つまり、駆動リング１０は、軸方向における内周部１２が形成される側において、その径方向に開放している。また、各アーム溝１３・１３・・・が形成される部分にて、ブリッジ部１１は、その軸方向の長さが短くなる（図２に示す符号Ｌ１・Ｌ２参照）。

このように各アーム溝１３・１３・・・を形成することで、それぞれ駆動リング１０の径方向外側の端部にて、所定の部材と嵌合したときに、ブリッジ部１１が干渉しない。従って、各アーム溝１３・１３・・・は、それぞれ駆動リング１０の径方向外側の端部にて、所定の部材と嵌合可能に構成される。

図１に示すように、各アーム溝１３・１３・・・は、それぞれ駆動リング１０の軸心を中心に、等間隔に位相をずらした状態で、駆動リング１０に形成される。本実施形態の各アーム溝１３・１３・・・は、それぞれ３６°ずつ位相をずらした状態で十箇所に形成される。

駆動リンク溝１４は、駆動リング１０を動作させるための部材と嵌合して、駆動リング１０の回動支点となるものである。駆動リンク溝１４は、隣接するあるアーム溝１３とアーム溝１３との間に配置され、アーム溝１３と略同一の形状に形成される。

つまり、駆動リング１０は、各溝１３・１４が形成される部分を除いて、その軸方向に沿った断面形状が略Ｌ字状となる。

このように構成される駆動リング１０は、各溝１３・１４に所定の部材を嵌合させ、駆動リンク溝１４と嵌合する部材からの駆動トルクを受けて回動する。
つまり、各溝１３・１４は、所定の部材を同期させて動作させるために、所定の部材と嵌合する複数の嵌合部として機能する。

次に、このような駆動リング１０を製造する駆動リング１０の製造方法について説明する。本実施形態の駆動リング１０の製造方法では、薄い略板状の金属部材を加工して駆動リング１０を製造する。
なお、以下では、説明の便宜上、製造段階にある駆動リング１０、つまり、前記略板状の金属部材や製造途中の金属部材を「被加工物Ｗ１０」と表記する。

まず、駆動リング１０の製造方法では、図３に示すように、所定の厚さに圧延された略板状の被加工物Ｗ１０を、所定の打ち抜き加工機等で略円環状に打ち抜く（図３に示す符号Ｓ１１参照）。
このような略板状の被加工物Ｗ１０は、その長手方向および短手方向の長さが、駆動リング１０の外径寸法よりも大きな形状の金属部材によって構成される。

なお、被加工物Ｗ１０は、必ずしも圧延された金属部材を用いる必要はなく、例えば、焼結によって成形された略板状の金属部材等を用いても構わない。

これにより、被加工物Ｗ１０を略円環状に成形する。この時点の被加工物Ｗ１０は、その径方向に沿う面が平らな略円環状である。
従って、被加工物Ｗ１０をその径方向外側から見た場合、駆動リング１０のブリッジ部１１に対応する部分および内周部１２に対応する部分（以下、「被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１および内周部Ｗ１２」と表記する）が重なった状態の略長方形状となる。
つまり、被加工物Ｗ１０は、ブリッジ部Ｗ１１だけが見える状態であり、その軸方向に沿った断面形状が略長方形状である（図３に示す符号Ｓ１２時点の被加工物Ｗ１０参照）。
本例においては、この状態の被加工物Ｗ１０は、径方向における内周縁から外周縁までの寸法が厚み寸法よりも大きく形成されている。

このように、駆動リング１０の製造方法では、略板状の被加工物Ｗ１０を打ち抜くような塑性加工を行う。これにより、被加工物Ｗ１０全体が加工硬化される。

被加工物Ｗ１０を打ち抜いた後で、所定の曲げ加工機等で、略円環状に成形された被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１を内周部Ｗ１２に対して折り曲げて、ブリッジ部Ｗ１１が内周部Ｗ１２に対して略垂直となるように成形する（図３に示す符号Ｓ１２参照）。つまり、略円環状に成形した被加工物Ｗ１０に対して塑性加工を行って、駆動リング１０のブリッジ部１１および内周部１２を成形する。

このような塑性加工を行うことにより、曲げられた被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１、すなわち、駆動リング１０のブリッジ部１１がさらに加工硬化される（図３に示す加工硬化部位Ｗ１６参照）。
また、被加工物Ｗ１０の内周部Ｗ１２の径方向外側の端部、すなわち、駆動リング１０の内周部１２の径方向外側の端部も、さらに加工硬化される（図３に示す加工硬化部位Ｗ１５・Ｗ１６参照）。

さらに、図４に示すように、被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１を曲げることによって、被加工物Ｗ１０の曲げた部分に、圧縮残留応力が付与される（図４に示す圧縮残留応力発生部位Ｗ１７（１７）参照）。

このようなブリッジ部１１および内周部１２の加工硬化および駆動リング１０への圧縮残留応力の付与により、駆動リング１０の疲労強度が向上する。従って、駆動リング１０の耐久信頼性を向上できる。

この時点の被加工物Ｗ１０には、アーム溝１３・１３・・・が成形されていない。従って、被加工物Ｗ１０の軸方向に沿った断面形状は、どの位置においても略Ｌ字状となる。

なお、図５（ａ）に示すように、略円環状に成形された被加工物Ｗ１０の内周部Ｗ１２をブリッジ部Ｗ１１に対して折り曲げても構わない。この場合、図５（ｂ）に示すように、駆動リング１０の内周部１２およびブリッジ部１１の内周部１２側の端部が、他の部分よりもさらに加工硬化される（図５（ｂ）に示す加工硬化部位Ｗ１５（１５）・Ｗ１６（１６）参照）。また、ブリッジ部１１および内周部１２には圧縮残留応力が付与される。
なお、この場合における折り曲げ加工がなされる前の被加工物Ｗ１０は、厚み寸法が径方向における内周縁から外周縁までの寸法よりも大きく形成されている。

つまり、被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１および内周部Ｗ１２は、どちらを折り曲げても構わない。

このように、駆動リング１０の製造方法では、被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１および内周部Ｗ１２のいずれか一方を、被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１および内周部Ｗ１２の他方に対して折り曲げる塑性加工を行い、駆動リング１０のブリッジ部１１および内周部１２を成形する外周部成形工程を行う。
また、ブリッジ部１１および内周部１２は、被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１および内周部Ｗ１２のいずれか一方を、被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１および内周部Ｗ１２の他方に対して折り曲げる塑性加工を行うことで成形される。

また、図３に示すように、略円環状に成形した時点の被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１は、その径方向の寸法が、駆動リング１０のブリッジ部１１の軸方向の寸法に対応する（図３に示す符号Ｓ１２・Ｓ１３時点の被加工物Ｗ１０参照）。

このように、駆動リング１０の製造方法では、被加工物Ｗ１０を円環状に成形する円環成形工程を行う。当該円環成形工程は、板状の被加工物Ｗ１０を駆動リング１０のブリッジ部１１の軸方向に沿った寸法および内周部１２の径方向に沿った寸法に基づいて、円環状に打ち抜くことで行われる。
また、駆動リング１０は、板状の被加工物Ｗ１０を駆動リング１０のブリッジ部１１の軸方向に沿った寸法および内周部１２の径方向に沿った寸法に基づいて打ち抜くことで、円環状に成形される。

略リング状の被加工物Ｗ１０を折り曲げた後で、所定の打ち抜き加工機等により、被加工物Ｗ１０の内周部Ｗ１２の一部を打ち抜く（図３に示す符号Ｓ１３参照）。
これにより、被加工物Ｗ１０の内周部Ｗ１２に各アーム溝１３・１３・・・および駆動リンク溝１４に対応する部分（以下、「被加工物Ｗ１０の各アーム溝Ｗ１３・Ｗ１３・・・および駆動リンク溝Ｗ１４」と表記する）を成形する（図３に示す符号Ｓ１４参照）。

ここで、前述のように、略板状の被加工物Ｗ１０を打ち抜いたときに、被加工物Ｗ１０全体が加工硬化されている（図３に示す符号Ｓ１１参照）。従って、被加工物Ｗ１０の各溝Ｗ１３・Ｗ１４は、それぞれ略板状の被加工物Ｗ１０を打ち抜いた時点で塑性加工が行われ、加工硬化されることとなる。
また、前述のように、略円環状の被加工物Ｗ１０を曲げたとき、その内周部Ｗ１２の径方向外側の端部がさらに加工硬化されている。

このように、被加工物Ｗ１０を打ち抜いて略円環状の被加工物Ｗ１０を成形する工程は、被加工物Ｗ１０の各溝Ｗ１３・Ｗ１４に塑性加工を行う嵌合部加工工程として機能する。
また、被加工物Ｗ１０の各溝１３・１４には、被加工物Ｗ１０を打ち抜いて略円環状の被加工物Ｗ１０を成形する塑性加工が行われる。

これによれば、各溝１３・１４を全体的に加工硬化できるとともに、その径方向外側の端部をさらに加工硬化できる（図３に示す加工硬化部位Ｗ１５・Ｗ１６参照）。

このような各溝１３・１４の加工硬化により、各溝１３・１４に他の部材を嵌合させたときの、各溝１３・１４の摩耗を低減できる。つまり、駆動リング１０の耐磨耗性を向上できる。
特に、被加工物Ｗ１０を曲げたときにさらに加工硬化される部分である、各溝１３・１４の径方向外側の端部において、駆動リング１０の耐摩耗性をさらに向上できる。

また、前述のように、ブリッジ部１１の軸方向の長さは、各溝１３・１４が形成される部分の方が、各溝１３・１４が形成されない部分よりも、短くなる（図２に示す符号Ｌ１・Ｌ２参照）。このような、軸方向の長さが短くなる部分は、ブリッジ部１１における疲労強度が低下する部分となる。

駆動リング１０の製造方法では、前述したような加工硬化および圧縮残留応力の付与により、駆動リング１０の疲労強度を向上させている。
つまり、駆動リング１０の製造方法では、各溝１３・１４をブリッジ部１１の一部まで窪ませることで発生するブリッジ部１１の部分的な疲労強度の低下を、このような加工硬化および残留圧縮応力によって抑制している。

これによれば、ブリッジ部１１の疲労強度が部分的に低下することなく各溝１３・１４を、ブリッジ部１１の一部まで窪ませることができる。従って、ブリッジ部１１の疲労強度を充分に確保した状態で、各溝１３・１４の径方向外側の端部に、所定の部材を嵌合可能な駆動リング１０を製造できる。

本実施形態では、略板状の被加工物Ｗ１０を略円環状に打ち抜くことで、被加工物Ｗ１０の各溝Ｗ１３・Ｗ１４を加工硬化させている。このような場合には、略円環状の被加工物Ｗ１０を削ることで、各溝Ｗ１３・Ｗ１４を成形しても構わない。
つまり、被加工物Ｗ１０の各溝Ｗ１３・Ｗ１４は、それぞれ少なくとも一回塑性加工を行って、その側面を加工硬化させればよい。

仮に、略板状の被加工物Ｗ１０を削って略円環状に成形した場合、被加工物Ｗ１０の各溝Ｗ１３・Ｗ１４を打ち抜いて成形すればよい。このような場合には、各溝Ｗ１３・Ｗ１４を成形する工程が嵌合部加工工程として機能する。
ただし、被加工物Ｗ１０をより広範囲に加工硬化できるという観点より、板状の被加工物Ｗ１０を打ち抜くことで、略円環状に成形することが好ましい。

また、被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１および内周部Ｗ１２を成形する工程と、各溝Ｗ１３・Ｗ１４を成形する工程とを行う順番は、本実施形態に限定されるものでない。すなわち、各溝Ｗ１３・Ｗ１４を成形した後で、被加工物Ｗ１０のブリッジ部Ｗ１１および内周部Ｗ１２を成形しても構わない。

以下では、駆動リング１０の製造方法によって製造される駆動リング１０を、ターボチャージャーの排気ガス流量を調整するＶＮ機構１で用いた場合に、駆動リング１０がＶＮ機構１およびターボチャージャーに与える効果について説明する。

図６および図７に示すように、ＶＮ機構１は、駆動リング１０、複数のベーンアーム２０・２０・・・、ＶＮプレート３０、複数のＶＮベーン４０・４０・・・、および駆動リンク５０を具備する。

駆動リング１０は、各アーム溝１３・１３・・・にて各ベーンアーム２０・２０・・・と嵌合するとともに、駆動リンク溝１４にて駆動リンク５０と嵌合する。

各ベーンアーム２０・２０・・・は、それぞれ一端部２１が各アーム溝１３・１３・・・に嵌合され、他端部にて各ＶＮベーン４０・４０・・・の軸部４１を支持する。つまり、各ベーンアーム２０・２０・・・の一端部２１は、それぞれ各アーム溝１３・１３・・・の側面と接触する。
また、各ベーンアーム２０・２０・・・の一端部２１は、それぞれ各アーム溝１３・１３・・・の径方向外側（ブリッジ部１１側）にて、各アーム溝１３・１３・・・に嵌合される（図２参照）。

ＶＮプレート３０は、駆動リング１０よりも大きな外径を有する略円環状に形成され、駆動リング１０の軸方向において、駆動リング１０と各ＶＮベーン４０・４０・・・との間に配置され、駆動リング１０等を支持する。

各ＶＮベーン４０・４０・・・は、それぞれ駆動リング１０の軸方向に延出する軸部４１が形成される。各ＶＮベーン４０・４０・・・は、それぞれ軸部４１の一端部が各ベーンアーム２０・２０・・・の他端部に回動可能に支持されるとともに、他端部が支持プレートに回動可能に支持される。各ＶＮベーン４０・４０・・・は、それぞれ図６におけるＶＮプレート３０の裏側に位置する。
なお、図６においては、図面を見易くするために、一部のＶＮベーン４０だけを記載しているが、実際には、一つのベーンアーム２０に一つのＶＮベーン４０が支持される。

また、図６におけるＶＮプレート３０の裏側にターボチャージャーの排気ガス流路が形成され、各ＶＮベーン４０・４０・・・は、それぞれ前記排気ガス流路上に配置される。

駆動リンク５０は、その一端部５１が駆動リンク溝１４に嵌合され、他端部が正逆回転可能なモータに連結される。
また、駆動リンク５０の一端部５１は、ベーンアーム２０の一端部２１と同様に、駆動リンク溝１４の径方向外側にて、駆動リンク溝１４に嵌合される（図２参照）。

前記モータの回動により、駆動リンク５０の他端部を中心に駆動リンク５０の一端部５１が回動する。駆動リング１０は、前記駆動リンク５０の他端部の回動による駆動トルクを受けて回動する。
このとき、各ベーンアーム２０・２０・・・は、それぞれその一端部２１にトルクがかかり、その他端部を中心に回動する。当該各ベーンアーム２０・２０・・・の回動に伴って各ＶＮベーン４０・４０・・・は、それぞれ軸部４１を中心に回動する。

このように、駆動リング１０は、回動することによって、各溝１３・１４に嵌合される各ベーンアーム２０・２０・・・や各ＶＮベーン４０・４０・・・や駆動リンク５０等を同期させて回動（動作）させる。

ＶＮ機構１は、このような駆動リング１０の回動により、各ＶＮベーン４０・４０・・・の角度（開度）を調整することで、ターボチャージャーの排気ガス流量を調整する。

このようなＶＮ機構１に、駆動リング１０を用いた場合、各ベーンアーム２０・２０・・・の一端部２１を、駆動リング１０の軸方向から見たときに、ブリッジ部１１と重なるように配置できる。

仮に、従来技術にあるような駆動リングを用いた場合、当該駆動リングの外径寸法は、耐久信頼性等の観点から、前記駆動リング１０の中心からベーンアーム２０の一端部２１までの長さよりも充分に長くなる。
一方、本実施形態の駆動リング１０を用いた場合、駆動リング１０の外径寸法を、駆動リング１０の中心からベーンアーム２０の一端部２１までの長さよりもやや長い程度の長さ寸法に設定できる。

つまり、駆動リング１０の外径寸法を小さく設定できるため、ＶＮ機構１を収容するハウジング等を小型化できる。

このように、本実施形態の駆動リング１０を、ターボチャージャーのＶＮ機構１に用いた場合には、ＶＮ機構１の形状を小さくできるため、ターボチャージャーを小型化できる。これに伴って、ターボチャージャーを低コスト化できる。

次に、駆動リング１０の製造方法の別実施形態について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、本実施形態の駆動リング１０と略同一形状の駆動リング１１０を製造するものとする。また、別実施形態の駆動リング１１０は、前記ＶＮ機構１に用いるものとする。

まず、別実施形態の駆動リング１１０の製造方法では、図８に示すように、長手方向の長さに対して短手方向の長さが短い略短冊状の金属部材を曲げる。より詳細には、略短冊状の被加工物Ｗ１１０（金属部材）の両端部が当接するように、被加工物Ｗ１１０を略円環状に曲げる（図８に示す符号Ｓ１１１・Ｓ１１２参照）。

このように曲げられる略短冊状の被加工物Ｗ１１０は、駆動リング１１０の外径等に基づいてその長手方向の長さ寸法が適宜設定され、駆動リング１１０のブリッジ部１１１および内周部１１２の形状等に基づいて、その短手方向の長さ寸法が適宜設定される。

略円環状に被加工物Ｗ１１０を曲げた後で、被加工物Ｗ１１０の当接する一端面を溶接によって接合することで、被加工物Ｗ１１０を略円環状に成形する（図８に示す符号Ｓ１１２参照）。つまり、別実施形態の駆動リング１１０の製造方法では、被加工物Ｗ１１０に溶接部Ｗ１１８が形成されることとなる。

このように略短冊状の被加工物Ｗ１１０を折り曲げて略円環状に成形する場合、被加工物Ｗ１１０全体を曲げることとなる。従って、被加工物Ｗ１１０全体が加工硬化されることとなる（図８に示す符号Ｓ１１３参照）。
このように被加工物Ｗ１１０全体を曲げた場合には、被加工物Ｗ１１０全体が、本実施形態の加工硬化部位Ｗ１６と略同程度に加工硬化される（図８に示す加工硬化部位Ｗ１１６参照）。すなわち、被加工物Ｗ１１０は、本実施形態の被加工物Ｗ１０と比較して、内周部Ｗ１１２がさらに加工硬化される。

このように、被加工物Ｗ１１０の各溝Ｗ１１３・Ｗ１１４は、それぞれ略短冊状の被加工物Ｗ１１０を曲げた時点で、塑性加工が行われ、加工硬化される。
特に、各溝Ｗ１１３・Ｗ１１４は、それぞれその径方向内側の端部においても、本実施形態の加工硬化部位Ｗ１６と略同程度に加工硬化される（図３に示す加工硬化部位Ｗ１６および図８に示す加工硬化部位Ｗ１１６参照）。

このように、被加工物Ｗ１１０を略円環状に曲げる工程は、被加工物Ｗ１１０の両端部が当接するように被加工物Ｗ１１０を略円環状に曲げる嵌合部成形工程として機能する。
また、被加工物Ｗ１１０のアーム溝Ｗ１１３・Ｗ１１３・・・には、それぞれ被加工物Ｗ１１０の両端部が当接するように被加工物Ｗ１１０を略円環状に曲げるような塑性加工が行われる。

被加工物Ｗ１１０を略円環状に成形した後は、本実施形態の駆動リング１１０の製造方法と同様である。すなわち、被加工物Ｗ１１０のブリッジ部Ｗ１１１を内周部Ｗ１１２に対して曲げた後で、各溝Ｗ１１３・Ｗ１１４を成形する（図８に示す符号Ｓ１１４・Ｓ１１５参照）。

これによれば、駆動リング１１０の内周部１１２全体を、本実施形態の加工硬化部位１６のような状態まで加工硬化できる。（図３に示す加工硬化部位Ｗ１５・Ｗ１６および図８に示す加工硬化部位Ｗ１１６参照）。
従って、本実施形態の駆動リング１０と比較して、各溝１１３・１１４を、駆動リング１１０の径方向内側の端部から径方向外側の端部までさらに加工硬化できる。つまり、駆動リング１１０の耐摩耗性をさらに向上できる。

本実施形態の駆動リング１０の製造方法のように略板状の被加工物Ｗ１０を打ち抜いた場合には、打ち抜いた部分以外の部分が無駄になる。一方、略短冊状の被加工物Ｗ１１０を曲げる場合には、無駄になる部分がない（図３に示す符号Ｓ１１および図８に示す符号Ｓ１１１参照）。
また、本実施形態の打ち抜きよりも、別実施形態のように被加工物Ｗ１１０を曲げる方が、材料歩留まりがよい。

つまり、別実施形態の駆動リング１１０の製造方法は、無駄なく駆動リング１０を製造できるとともに、歩留まりを向上できるため、本実施形態の駆動リング１０の製造方法と比較して、より低コストな駆動リング１１０を製造できる。

なお、別実施形態の駆動リング１１０の製造方法では、最初に被加工物Ｗ１１０を略円環状に成形したが、これに限定されるものでない。
すなわち、駆動リング１１０の軸方向に沿った断面形状が略Ｌ字状となるように略短冊状の被加工物Ｗ１１０を折り曲げた後で、当該被加工物Ｗ１１０の両端部を曲げて略円環状に成形しても構わない。

この場合、被加工物Ｗ１１０を折り曲げた際に被加工物Ｗ１１０のブリッジ部Ｗ１１１および内周部Ｗ１１２の径方向外側の端部が加工硬化される。そして、略円環状に曲げた際に被加工物Ｗ１１０の内周部Ｗ１１２がさらに加工硬化される。つまり、被加工物Ｗ１１０全体が加工硬化される。

また、被加工物Ｗ１１０の各溝Ｗ１１３・Ｗ１１４の成形を行う工程は、必ずしも最後に行う必要はなく、例えば、最初に行っても構わない。

そして、被加工物Ｗ１１０の両端部を曲げることで、各溝Ｗ１１３・Ｗ１１４が加工硬化されるため、被加工物Ｗ１１０の各溝Ｗ１１３・Ｗ１１４の成形を行う工程では、被加工物Ｗ１１０を打ち抜いてもよく、被加工物Ｗ１１０を削っても構わない。

つまり、別実施形態において、被加工物Ｗ１１０を加工する順番は、どのような順番であっても構わない。

このような別実施形態の駆動リング１１０の製造方法を用いて製造される駆動リング１１０を、前述したようなＶＮ機構１に用いた場合には、溶接部１１８が各ＶＮベーン４０・４０・・・の調整精度に影響を与える可能性がある。つまり、各ＶＮベーン４０・４０・・・が本来想定する開度とは異なる開度となる可能性がある。

これは、溶接部Ｗ１１８の近傍に駆動リンク溝１１４を形成した場合、溶接歪の近傍を支点として駆動リング１１０が回動することに起因する。

また、前述のように、溶接部１１８の近傍に駆動リンク溝１１４を成形した場合、駆動リング１１０の耐久信頼性が低下する可能性がある。
これは、溶接部１１８が駆動リング１１０の他の部分と比較して、相対的に強度が低くなる点、および駆動リング１１０の回動において駆動リンク５０の近傍（つまり、駆動リンク溝１１４の近傍）に高い応力が作用する点に起因する。

つまり、別実施形態の駆動リング１１０の製造方法においては、以下のように駆動リンク溝Ｗ１１４を成形することが好ましい。

すなわち、被加工物Ｗ１１０の駆動リンク溝Ｗ１１４を成形する前に被加工物Ｗ１１０の溶接部Ｗ１１８を検出する。

そして、当該溶接部Ｗ１１８が駆動リンク溝Ｗ１１４より離れた位相に位置するように位置決めした状態で、各溝Ｗ１１３・Ｗ１１４を成形する（図８の駆動リンク溝Ｗ１１４および溶接部Ｗ１１８参照）。

仮に、最初に各溝Ｗ１１３・Ｗ１１４を成形する場合、略短冊状の被加工物Ｗ１１０の中央部、つまり、被加工物Ｗ１１０の両端部（溶接部分）から離間する位置に駆動リンク溝Ｗ１１４を成形する。

また、駆動リング１１０を回動させる際に作用する応力は、駆動リンク溝１１４を中心に約１６０°の範囲において高くなる。

従って、図９に示すように、駆動リンク溝１１４は、溶接部１１８の反対側の位相を中心に、約１６０°の範囲に成形することが好ましい。言い換えれば、溶接部１１８は、駆動リンク溝１１４の反対側の位相を中心に、約２００°の範囲に成形されることが好ましい。
つまり、駆動リンク溝１１４の反対側の位相を中心に、図９において時計回り方向および反時計回り方向に約１００°の位相までの範囲に溶接部１１８が位置するように、駆動リンク溝１１４を成形することが好ましい（図９に示す範囲Ｒ参照）。

これによれば、駆動リング１１０が溶接歪の近傍を支点として回動せず、また、溶接部１１８に対して高い応力が作用しない。従って、前述したような各ＶＮベーン４０・４０・・・の調整精度の低下および駆動リング１１０の耐久信頼性の低下を抑制できる。

なお、駆動リング１０（駆動リング１１０）は、ＶＮ機構１に用いたが、必ずしもこれに限定されるものでない。

１０ 駆動リング
１１ ブリッジ部（外周部）
１２ 内周部
１３ アーム溝（嵌合部）
１４ 駆動リンク溝（嵌合部）
Ｗ１０ 被加工物
Ｗ１１ ブリッジ部（外周部に対応する部分）
Ｗ１２ 内周部（内周部に対応する部分）
Ｗ１３ アーム溝に対応する部分（嵌合部に対応する部分）

Claims (7)

1. 円環状に形成される外周部と、前記外周部の軸方向における一端側から、前記外周部の形状に沿って径方向内側に延出する内周部と、前記内周部から前記外周部の一部まで窪んだ形状を有する複数の嵌合部とが形成され、前記各嵌合部にて所定の部材と嵌合し、前記所定の部材を同期させて動作させる駆動リングの製造方法であって、
   製造段階の前記駆動リングである被加工物を円環状に成形する円環成形工程と、
   前記被加工物の前記外周部に対応する部分および前記内周部に対応する部分のいずれか一方を、前記外周部に対応する部分および前記内周部に対応する部分の他方に対して折り曲げる塑性加工を行い、前記駆動リングの外周部および内周部を成形する外周部成形工程と、
   前記被加工物の前記嵌合部に対応する部分に塑性加工を行う嵌合部加工工程と、
   を行う、
   駆動リングの製造方法。
2. 前記円環成形工程は、
   板状の被加工物を前記駆動リングの前記外周部の軸方向に沿った寸法および前記内周部の径方向に沿った寸法に基づいて、円環状に打ち抜くことで行われる、
   請求項１に記載の駆動リングの製造方法。
3. 前記円環成形工程は、短冊状の前記被加工物を、前記被加工物の両端部が当接するように円環状に曲げることで行われる、
   請求項１に記載の駆動リングの製造方法。
4. 円環状に形成される外周部と、前記外周部の軸方向における一端側から、前記外周部の形状に沿って径方向内側に延出する内周部と、前記内周部から前記外周部の一部まで窪んだ形状を有する複数の嵌合部とが形成され、前記各嵌合部にて所定の部材と嵌合し、前記所定の部材を同期させて動作させる駆動リングであって、
   前記駆動リングは、
   製造段階の前記駆動リングである被加工物を円環状に成形することで、円環状に成形され、
   前記外周部および前記内周部は、
   前記被加工物の前記外周部に対応する部分および前記内周部に対応する部分のいずれか一方を、前記外周部に対応する部分および前記内周部に対応する部分の他方に対して折り曲げる塑性加工を行うことで成形され、
   前記被加工物の前記嵌合部に対応する部分には、
   塑性加工が行われる、
   駆動リング。
5. 前記駆動リングは、
   板状の被加工物を前記駆動リングの前記外周部の軸方向に沿った寸法および前記内周部の径方向に沿った寸法に基づいて打ち抜くことで、円環状に成形される、
   請求項４に記載の駆動リング。
6. 前記嵌合部に対応する部分に行う塑性加工として、
   前記被加工物の両端部が当接するように前記被加工物を円環状に曲げる、
   請求項４に記載の駆動リング。
7. 請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載の駆動リングを用いた可変ノズル機構であって、
   前記嵌合部に一端部が嵌合され、前記駆動リングの回動によって他端部を中心に回動するベーンアームと、
   前記ベーンアームの他端部側に回動可能に支持される軸部が形成され、前記駆動リングの回動によって、前記軸部を中心に回動するＶＮベーンと、
   前記嵌合部に一端部が嵌合され、他端部の回動により、前記駆動リングを回動させる駆動リンクと、
   を備え、
   前記ベーンアームおよび前記駆動リンクの一端部は、
   前記嵌合部の前記外周部側に嵌合される、
   駆動リングを用いた可変ノズル機構。

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