JP6032620B2

JP6032620B2 - 可変容量タービン機構におけるレバープレートの製造方法

Info

Publication number: JP6032620B2
Application number: JP2014211219A
Authority: JP
Inventors: 智飯塚
Original assignee: 株式会社飯塚製作所
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: JP2016070260A

Description

本発明は、エンジンの回転数に応じて排気タービンのノズルベーンの開口面積を変化させることにより排気ガスの流量を制御し、過給効率を高める可変容量タービン機構において、その一部品として用いられるレバープレートの製造方法に関するものである。

従来、可変容量タービン機構におけるレバープレートとしては、図７及び図８に示すように、中間部に屈曲部１３を有するプレート本体１２の一端部１４に係合用突起１５が一体に突設され、他端部１６に結合穴１７が形成された構成のものが知られている。このように構成されたレバープレート１１は、その係合突部１５がノズルマウント１８に回転可能に支持されるドライブリング１９の溝部１９ａに係合され、また結合穴１７にはノズルマウント１８に回転可能に支持されるノズルベーン２０のノズル軸２１がカシメにて固定されている。そして、ドライブリング１９の回動によりレバープレート１１を揺動させ、レバープレート１１の揺動によりノズルベーン２０の翼角を変化させるようになされている。

そして、上記したレバープレートを製造する方法としては、所定の厚みからなる金属板を用いて、中間部に屈曲部１３を有し、かつ他端部１６に結合穴１７を備えた所定の輪郭形状のプレート本体１２を打ち抜き加工により形成する一方、プレス装置による押し出し成形によりプレート本体の一端部１４の表面を部分的に前方に突出させて係合用突起１５を一体に形成するようにしている。

特許第４８８５１１８号公報

ところが、上記したレバープレートの製造方法にあっては、プレス装置による押し出し成形により、プレート本体１２の一端部１４の表面をオス型とメス型で部分的に凹ませて係合用突起１５を一体に突出形成するため、係合用突起１５の基部とプレート本体１２との連結部分における厚みがプレート本体１２の他の部分の板厚よりも薄くなる。そのため、押圧成形により形成した係合用突起１５部分において必要十分な強度が得られるようにプレート本体１２の板厚を、求める係合用突起１５部分の強度に合わせて厚く設定する必要がある。また、同時に正確な形状の係合用突起１５を押し出し成形するには、プレート本体１２の幅寸法を凹み穴１５ａの開口寸法よりも大きく設定する必要がある。その結果、係合用突起１５の基端周りから外側方に大きくはみ出すプレート本体１２の余肉片が残ってしまう問題があった。従って、プレート本体１２の板厚が、レバーとして本来必要とする板厚以上に厚くなり、レバープレート１１が重くなる問題があり、また、係合用突起１５の基端周りに残る余肉片によりレバープレート１１のドライブリング１９との接触面積が大きくなり、ドライブリングの回転によるレバープレート１１の揺動動作時に大きな摩擦抵抗を与えてしまうといった機能上の問題も有していた。

そこで、本発明は、レバープレートを１個のブランクから複数の鍛造作業と打ち抜き加工で一体に成形して、プレート本体と係合用突起との結合を強固にできながら、プレート本体が必要以上に厚くなることなく、また係合用突起の基端周りに残るプレート本体側の余肉片を不要にして、スリムな形状でスムーズなレバー動作を可能にでき、その上、量産が容易でコスト安価に製造できる可変容量タービン機構におけるレバープレートの製造方法の提供を課題とする。

本願の請求項１記載の発明は、可変容量タービン機構における一部品として用いられるレバープレートの製造方法であって、まず、１個の棒状ブランクを複数の鍛造工程で段階的に鍛造して、長さ方向中間部に屈曲部を有しかつ両端が扁平部となる薄肉で幅広のプレート本体と、このプレート本体の一端側扁平部の中央部から厚さ方向で前記屈曲部に対して他端側扁平部とは反対側の前方に突出する係合用突起とを同時に一体形成してなる第１中間成形体を形成し、次いで、プレス装置により、第１中間成形体の他端側扁平部を、求めるレバープレートの他端側外形に合わせて外形抜きすると同時にその他端側扁平部の中央部に結合穴を穴明け加工して、他端側扁平部が外形抜きされ結合穴が形成された第２中間成形体を形成し、その後、最終工程でプレス装置により、第２中間成形体の一端側扁平部における係合用突起周りの余肉部分と、係合用突起と他端側扁平部との間に位置する屈曲部周りの部分とを、求めるレバープレートの一端側外形に合わせて外形抜きして、最終製品としてのレバープレートを形成するようにしたことを特徴とする。

本願の請求項２記載の発明は、可変容量タービン機構における一部品として用いられるレバープレートの製造方法であって、まず、１個の棒状ブランクを複数の鍛造工程で段階的に鍛造して、長さ方向中間部に屈曲部を有しかつ両端が扁平部となる薄肉で幅広のプレート本体と、このプレート本体の一端側扁平部の中央部から厚さ方向で前記屈曲部に対して他端側扁平部とは反対側の前方に突出する係合用突起とを同時に一体形成してなる第１中間成形体を、棒状ブランクの長さ方向中間を対称軸として一対連設してなる１次成形品を形成し、次いで、プレス装置により、１次成形品の両第１中間成形体の他端側扁平部を、求めるレバープレートの他端側外形に合わせて外形抜きすると同時にその各他端側扁平部の中央部に結合穴を穴明け加工して、他端側扁平部が外形抜きされ結合穴が形成された第２中間成形体を一対連設してなる２次成形品を形成し、然る後、最終工程でプレス装置により、２次成形品における両第２中間成形体の切り離しと同時に、各第２中間成形体の一端側扁平部における係合用突起周りの余分な部分と、係合用突起と他端側扁平部との間に位置する屈曲部周りの部分とを、求めるレバープレートの一端側外形に合わせて外形抜きし、最終製品としてのレバープレートを一対形成するようにしたことを特徴とする。

本願の請求項３記載の発明は、可変容量タービン機構における一部品として用いられるレバープレートの製造方法であって、まず、１個の棒状ブランクを複数の鍛造工程で段階的に鍛造して、長さ方向中間部に屈曲部を有しかつ両端が扁平部となる薄肉で幅広のプレート本体と、このプレート本体の一端側扁平部の中央部から厚さ方向で前記屈曲部に対して他端側扁平部とは反対側の前方に突出する係合用突起とを同時に一体形成してなる第１中間成形体を、棒状ブランクの長さ方向中間を対称軸として偶数個連設してなる１次成形品を形成し、次いで、プレス装置により、１次成形品の各第１中間成形体の他端側扁平部を、求めるレバープレートの他端側外形に合わせて外形抜きすると同時にその各他端側扁平部の中央部に結合穴を穴明け加工して、他端側扁平部が外形抜きされ結合穴が形成された第２中間成形体を偶数個連設してなる２次成形品を形成し、その後、最終工程でプレス装置により、２次成形品における各第２中間成形体の切り離しと同時に、各第２中間成形体の一端側扁平部における係合用突起周りの余分な部分と、係合用突起と他端側扁平部との間に位置する屈曲部周りの部分とを求めるレバープレートの一端側外形に合わせて外形抜きし、最終製品としてのレバープレートを３個以上形成するようにしたことを特徴とする。

本願の請求項１記載の可変容量タービン機構におけるレバープレートの製造方法によれば、上記した構成により中間部に屈曲部を有するプレート本体の一端側扁平部に係合用突起が一体に突設され、他端側扁平部に結合穴が形成されたレバープレートを、１個のブランクから複数の鍛造作業とプレス装置による打ち抜き加工を施すことにより一体に成形でき、これにより、プレート本体と係合用突起との結合を強固にできながら、プレート本体が必要以上に厚くなることなく、また係合用突起の基部周りに残る余肉片を不要にして、その突起周りがスリムな形状でスムーズなレバー動作を可能にでき、その上、量産が容易でコスト面でも安価に提供できる。

また、請求項２記載の可変容量タービン機構におけるレバープレートの製造方法によれば、上記した請求項１に記載と同様の効果が得られる上、１個のブランクから複数の鍛造作業とプレス装置による打ち抜き加工を施すことにより一対のレバープレートをブランクの長さ方向の中間を対称軸として一対ずつ製造するようにしたから、１個のブランクから単に１個のレバープレートを鍛造する場合に較べ、上下金型に偏荷重が作用するのをバランスよく抑えて円滑かつ正確に一対のレバープレートを鍛造することができ、かつ、一回の鍛造作業で一対のレバープレートを同時に製造できるのでより効率的に量産が可能となる。

さらに、本願の請求項３記載の可変容量タービン機構におけるレバープレートの製造方法によっても、請求項１に記載と同様の効果が得られると共に、１個のブランクから複数の鍛造作業とプレス機による打ち抜き加工を施すことにより偶数個のレバープレートを棒状ブランクの長さ方向中間を対称軸として偶数個連続させて製造するようにしたから、レバープレートを一度で偶数個製造することができ、より一層量産が可能となる。

本発明に係る可変容量タービン機構におけるレバープレートの斜視図鍛造過程を示す断面図である。同レバープレートの正面図である。同レバープレートの背面図である。同レバープレートの側面図である。同レバープレートの鍛造過程を示す斜視図である。別のレバープレートの鍛造過程を示す斜視図である。従来の説明図である。同側面図である。

以下本発明に係る可変容量タービン機構におけるレバープレートの製造方法を図に基づいて説明する。

図１〜４において、１は可変容量タービン機構における一部品として用いられるレバープレートを示すもので、このレバープレート１は、中間部に屈曲部３を有する薄肉のプレート本体２の一端側扁平部４にドライブリング（図示せず）に形成された溝部に係合される係合用突起５が一体に突設され、他端側扁平部６にベーンノズルのベーン軸（図示せず）への固定用の結合穴７が形成された構造となっている。

次に、以上のように構成するレバープレート１の製造方法について説明する。
図５（イ）〜（ホ）は１個の中実ブランクからレバープレート１をブランクの長さ方向中間線を対称軸として一対同時に製造する場合の製造工程を示す。

まず、鍛造素材として、図５の（イ）に示すようなステンレス鋼からなる所定長さの中実丸棒状ブランクＡを用い、第１工程でブランクＡを鍛造機（図示せず）における固定側の第１下型（図示せず）上に水平に寝かした状態で、その上方から可動側の第１上型（図示せず）により打撃加工して、図５の（ロ）に示すような長さ方向中間を対称軸として、左右両側にプレート本体Ｂ２，Ｂ２を一対連設してなる予備成形品Ｂを形成する。つまり、長さ方向中間部に厚肉の屈曲部Ｂ３を有しかつ屈曲部Ｂ３の両側に厚肉の扁平部Ｂ４と扁平部Ｂ６を有するプレート本体Ｂ２を、ブランクＡの長さ方向において一対対称に連設した予備成形品Ｂを形成する。一端側扁平部Ｂ４，Ｂ４は屈曲部Ｂ３，Ｂ３を介して他端側扁平部Ｂ６，Ｂ６の横幅よりもやや幅が狭くなるように形成され、また、各一端側扁平部Ｂ４，Ｂ４の表面には後工程で係合用突起を成形する際にだれが発生するのを防止するための凹所Ｂ５，Ｂ５がそれぞれ形成されている。

次に、第２工程で予備成形品Ｂを鍛造機における固定側の第２下型（図示せず）上に水平に寝かした状態で上方から可動側の第２上型（図示せず）を打撃加工して、図５の（ハ）に示すように長さ方向中間を対称軸として、左右両側に第１中間成形体Ｃ１，Ｃ１を一対連設した１次成形品Ｃを形成する。つまり、長さ方向両側に長さ方向中間部に薄肉の屈曲部Ｃ３を有しかつ両端に薄肉の扁平部Ｃ４，Ｃ６を有する薄肉で幅広のプレート本体Ｃ２と、このプレート本体Ｃ２の一端側扁平部Ｃ４の中央部から厚さ方向で前記屈曲部Ｃ３に対して他端側扁平部Ｃ６とは反対側の前方に突出する係合用突起Ｃ５とを同時に一体形成してなる第１中間成形体Ｃ１を、ブランクＡの長さ方向において一対対称に連設してなる１次成形品Ｃを形成する。薄肉の屈曲部Ｃ３，Ｃ３及び一端側扁平部Ｃ４，Ｃ４は他端側扁平部Ｃ６，Ｃ６の横幅よりもやや細幅状に形成されている。

その後、第３工程でプレス装置により、以上のように１個のブランクＡから鍛造作業で形成された１次成形品Ｃの両第２中間部材Ｃ，Ｃにおける他端側扁平部Ｃ６，Ｃ６を、求めるレバープレート１の他端側外形に合わせて外形抜きすると同時に、その外形抜きする他端側扁平部Ｃ６，Ｃ６の中央部に結合穴Ｄ７，Ｄ７を穴明け加工して、図５の（ニ）に示すように外形抜きされた他端側扁平部Ｃ６，Ｃ６と結合穴Ｄ７，Ｄ７を備えた第２中間成形体Ｄ１，Ｄ１を、ブランクＡの長さ方向において一対連設してなる２次成形品Ｄを形成する。

然る後、最終工程でプレス装置により、２次成形品Ｄにおける両第２中間成形体Ｄ１，Ｄ１の切り離しと同時に、各第２中間成形体Ｄ１，Ｄ１の一端側扁平部Ｄ４，Ｄ４における係合用突起Ｄ５，Ｄ５周りの余分な部分と、係合用突起Ｄ５，Ｄ５と他端側扁平部Ｄ６，Ｄ６との間に位置する屈曲部Ｄ３，Ｄ３周りの部分とを、求めるレバープレート１の一端側外形に合わせて外形抜きし、かつ、各結合穴Ｄ７，Ｄ７の穴面押しを施して、図５の（ホ）に示すように最終製品としてのレバープレート１，１を一対同時に形成する。これにより、中間部に屈曲部３を有する薄肉のプレート本体２の一端側扁平部４に係合用突起５が一体に突設され、他端側扁平部６に結合穴７が形成されたレバープレート１，１を一対同時に形成することができる。

また、必要に応じてレバープレート１には、後工程において例えばバレル研磨などの表面処理が施される。

以上のように本発明のレバープレート１の製造方法によれば、まず１個のブランクＡから複数の鍛造作業を行って安価に１次成形品Ｃを一体成形し、次ぎにこの１次成形品Ｃにプレス装置による外形抜き・穴明け加工などを数回施すことにより求めるレバープレート１を一体形成するようにしたから、プレート本体２と係合用突起５との結合を強固に行うことができながら、プレート本体２が必要以上に厚くなることがなく、また係合用突起５の基部周りに残る余肉片を不要にして、その突起５周りがスリムな形状で抵抗少なくスムーズなレバー動作を可能できる。

また、上記した実施の形態の製造方法では、１個のブランクＡから複数の鍛造作業とプレス装置による打ち抜き加工を行うに際し、一対のレバープレート１，１をブランクＡの長さ方向の中間を対称軸としてレバープレート１，１を一対ずつ製造するようにしているので、１個のブランクＡから単に１個のレバープレートを鍛造する場合に較べ、上下金型に偏荷重が作用するのをバランスよく抑えて円滑かつ正確に一対のレバープレート１，１を鍛造することができ、かつ、一回の鍛造作業で一対のレバープレートを同時に製造できるのでより効率的に量産が可能となり、一層安価に提供できる。

上述した実施の形態では、１個のブランクから一対のレバープレートを複数の鍛造作業とプレス機による打ち抜き加工を施すことにより製造するようにしたものについて説明したけれども、図６（イ）〜（ホ）に示すように１個のブランクから単に１個のレバープレートを上記した製造方法と同様の複数の鍛造作業とプレス機による打ち抜き加工を施すことにより製造するようにしてもよい。この場合にも、上述した実施の形態の場合と同様にプレート本体２と係合用突起５との結合を強固にできながら、プレート本体２が必要以上に厚くなることなく、また係合用突起５の基端周りに残るプレート本体側の余肉片を不要にして、スリムな形状でスムーズなレバー動作を可能にできるといった効果が得られる。

また、図示していないが１個のブランクから例えば４個など偶数個のレバープレートを上記した製造方法と同様の複数の鍛造作業とプレス機による打ち抜き加工を施すことにより製造するようにしてもよい。この場合にも、一回の鍛造作業で４個など偶数個のレバープレートを同時に製造できるのでより一層効率的に量産が可能となり、一層安価に提供できる。

さらに、レバープレート１の形状としては、中間部に屈曲部３を有する薄肉のプレート本体２の一端側扁平部４に係合用突起５が一体に突設され、他端側扁平部６に結合穴７が形成された構造であればよいのであって、図面に記載の形状、つまり図面の輪郭形状や突起形状及び結合穴形状のものに何ら限定されるものではない。

１レバープレート
２レバープレート本体
３屈曲部
４一端側扁平部
５係合用突起
６他端側扁平部
７結合穴
Ｃ１次成形品
Ｃ１第１中間成形体
Ｃ２レバープレート本体
Ｃ３屈曲部
Ｃ４一端側扁平部
Ｃ５係合用突起
Ｃ６他端側扁平部
Ｃ７結合穴
Ｄ２次成形品
Ｄ１第２中間成形体
Ｄ２レバープレート本体
Ｄ３屈曲部
Ｄ４一端側扁平部
Ｄ５係合用突起
Ｄ６他端側扁平部
Ｄ７結合穴

Claims

可変容量タービン機構における一部品として用いられるレバープレートの製造方法であって、まず、１個の棒状ブランクを複数の鍛造工程で段階的に鍛造して、長さ方向中間部に屈曲部を有しかつ両端が扁平部となる薄肉で幅広のプレート本体と、このプレート本体の一端側扁平部の中央部から厚さ方向で前記屈曲部に対して他端側扁平部とは反対側の前方に突出する係合用突起とを同時に一体形成してなる第１中間成形体を形成し、次いで、プレス装置により、第１中間成形体の他端側扁平部を、求めるレバープレートの他端側外形に合わせて外形抜きすると同時にその他端側扁平部の中央部に結合穴を穴明け加工して、他端側扁平部が外形抜きされ結合穴が形成された第２中間成形体を形成し、その後、最終工程でプレス装置により、第２中間成形体の一端側扁平部における係合用突起周りの余肉部分と、係合用突起と他端側扁平部との間に位置する屈曲部周りの部分とを、求めるレバープレートの一端側外形に合わせて外形抜きして、最終製品としてのレバープレートを形成するようにしたことを特徴とする可変容量タービン機構におけるレバープレートの製造方法。
可変容量タービン機構における一部品として用いられるレバープレートの製造方法であって、まず、１個の棒状ブランクを複数の鍛造工程で段階的に鍛造して、長さ方向中間部に屈曲部を有しかつ両端が扁平部となる薄肉で幅広のプレート本体と、このプレート本体の一端側扁平部の中央部から厚さ方向で前記屈曲部に対して他端側扁平部とは反対側の前方に突出する係合用突起とを同時に一体形成してなる第１中間成形体を、棒状ブランクの長さ方向中間を対称軸として一対連設してなる１次成形品を形成し、次いで、プレス装置により、１次成形品の両第１中間成形体の他端側扁平部を、求めるレバープレートの他端側外形に合わせて外形抜きすると同時にその各他端側扁平部の中央部に結合穴を穴明け加工して、他端側扁平部が外形抜きされ結合穴が形成された第２中間成形体を一対連設してなる２次成形品を形成し、然る後、最終工程でプレス装置により、２次成形品における両第２中間成形体の切り離しと同時に、各第２中間成形体の一端側扁平部における係合用突起周りの余分な部分と、係合用突起と他端側扁平部との間に位置する屈曲部周りの部分とを、求めるレバープレートの一端側外形に合わせて外形抜きし、最終製品としてのレバープレートを一対形成するようにしたことを特徴とする可変容量タービン機構におけるレバープレートの製造方法。
可変容量タービン機構における一部品として用いられるレバープレートの製造方法であって、まず、１個の棒状ブランクを複数の鍛造工程で段階的に鍛造して、長さ方向中間部に屈曲部を有しかつ両端が扁平部となる薄肉で幅広のプレート本体と、このプレート本体の一端側扁平部の中央部から厚さ方向で前記屈曲部に対して他端側扁平部とは反対側の前方に突出する係合用突起とを同時に一体形成してなる第１中間成形体を、棒状ブランクの長さ方向中間を対称軸として偶数個連設してなる１次成形品を形成し、次いで、プレス装置により、１次成形品の各第１中間成形体の他端側扁平部を、求めるレバープレートの他端側外形に合わせて外形抜きすると同時にその各他端側扁平部の中央部に結合穴を穴明け加工して、他端側扁平部が外形抜きされ結合穴が形成された第２中間成形体を偶数個連設してなる２次成形品を形成し、その後、最終工程でプレス装置により、２次成形品における各第２中間成形体の切り離しと同時に、各第２中間成形体の一端側扁平部における係合用突起周りの余分な部分と、係合用突起と他端側扁平部との間に位置する屈曲部周りの部分とを求めるレバープレートの一端側外形に合わせて外形抜きし、最終製品としてのレバープレートを３個以上形成するようにしたことを特徴とする可変容量タービン機構におけるレバープレートの製造方法。