JPWO2014050530A1 - 可変ノズルユニット、可変容量型過給機、及び動力伝達部材の製造方法 - Google Patents

可変ノズルユニット、可変容量型過給機、及び動力伝達部材の製造方法 Download PDF

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Abstract

同期ジョイント部材（６７）の動力伝達部材は、金属粉末とバインダの混合物を射出材料として金属粉末射出成形によって成形された成形体を焼結してなる。動力伝達部材の両側の側面には、成形体の成形時に動力伝達面ＳＡ等に相当する側への混合物の流動性を促進するための流動促進凹部（１０１）がそれぞれ形成されている。

Description

本発明は、可変容量型過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積（流量）を可変とする可変ノズルユニット等に関する。
近年、可変容量型過給機に装備される可変ノズルユニットについて種々の開発がなされている。
先行技術に係る可変ノズルユニットの具体的な構成は、下記の通りである。可変容量型過給機におけるタービンハウジング内には、ベースリングがタービンインペラと同心状に配設されている。このベースリングには、複数の支持穴が円周方向に等間隔に貫通形成されている。また、ベースリングには、複数の可変ノズルがタービンインペラを囲むように円周方向に等間隔に配設されている。各可変ノズルは、タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに回動可能である。更に、各可変ノズルにおけるタービンインペラの軸方向一方側の側面には、ノズル軸が一体形成されている。各ノズル軸は、ベースリングの対応する支持穴に回動可能に貫通支持されている。
ベースリングの前記軸方向一方側には、複数の可変ノズルを同期して回動させるためのリンク機構が配設されている。
このリンク機構の具体的な構成は下記の通りである。ベースリングの前記軸方向一方側には、駆動リングがベースリングと同心状でかつ回動可能に設けられている。また、駆動リングには、可変ノズルと同数の複数の同期ジョイント部材が円周方向に等間隔に配設されている。各同期ジョイント部材は、円周方向両側（径方向に直交する方向の両側）に、動力伝達面をそれぞれ有している。更に、駆動リングには、駆動ジョイント部材が設けられている。この駆動ジョイント部材は、円周方向両側に、動力伝達面をそれぞれ有している。
各可変ノズルのノズル軸には、ノズルリンク部材の基端部が一体的に連結されている。各ノズルリンク部材の先端側は、対応する同期ジョイント部材を挟むように係合している。また、各ノズルリンク部材は、先端側に、対応する同期ジョイント部材の動力伝達面に摺接可能な一対の動力伝達面を有している。
可変容量型過給機の固定部としてのベアリングハウジングには、駆動軸がタービンインペラの軸心に平行な軸心周りに回動可能に設けられている。この駆動軸は、回動アクチュエータの駆動によって回動するものである。そして、駆動軸の前記軸方向他方側の端部には、駆動リンク部材の基端部が一体的に連結されている。この駆動リンク部材の先端側は、駆動ジョイント部材を挟むように係合している。また、駆動リンク部材は、先端側に、駆動ジョイント部材の動力伝達面に摺接可能な一対の動力伝達面を有している。
従って、可変容量型過給機の運転中、エンジン回転数が高回転域にある場合には、回動アクチュエータの駆動によって駆動軸を一方向へ回動させて、駆動リンク部材を一方向へ揺動させつつ、駆動リングを正方向へ回動させる。これにより、複数のノズルリンク部材を正方向へ揺動させながら、複数の可変ノズルを同期して正方向（開方向）へ回動させて、タービンインペラ側に供給される排気ガスの流路面積（流量）を大きくすることができる。
また、エンジン回転数が低回転域にある場合には、回動アクチュエータの駆動によって駆動軸を他方向へ回動させて、駆動リンク部材を他方向へ揺動させつつ、駆動リングを逆方向へ回動させる。これにより、複数のノズルリンク部材を逆方向へ揺動させながら、複数の可変ノズルを同期して逆方向（閉方向）へ回動させて、タービンインペラ側に供給される排気ガスの流路面積を小さくすることができる。
特開２０１０−６５５９１号公報 特開２０１０−７１１３８号公報 特開２０１０−７１１４２号公報
ところで、近年、高寸法精度及び高強度の成形体の製造を可能にした金属粉末射出成形（ＭＩＭ工法）が機械加工、ダイキャスト、粉末冶金、精密鋳造に次ぐ第５世代の精密加工技術として注目されている。それに伴い、同期ジョイント部材、駆動ジョイント部材、ノズルリンク部材等の動力伝達部材の製造に金属粉末射出成形を適用する試みがなされている。
しかしながら、金属粉末とバインダの混合物を射出材料として金属粉末射出成形によって動力伝達部材（動力伝達部材の成形体）を実際に製造すると、各部材の動力伝達面にヒケ(Sink Marks)が発生することがある。この場合、動力伝達部材の動力伝達面の寸法精度及び形状精度を十分に確保することが困難になる。
そこで、本発明は、動力伝達部材の製造に金属粉末射出成形を適用しても、動力伝達部材の動力伝達面の寸法精度及び形状精度を十分に確保することができる、新規な構成の可変ノズルユニット、可変容量型過給機、及び動力伝達部材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様は、可変容量型過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積（流量）を可変とする可変ノズルユニットであって、前記可変容量型過給機におけるタービンハウジング内に前記タービンインペラと同心状に配設され、複数の支持穴が円周方向に等間隔に貫通形成されたベースリングと、前記ベースリングに前記タービンインペラを囲むように円周方向に配設され、前記タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに回動可能であって、前記タービンインペラの軸方向一方側の側面に前記ベースリングの対応する前記支持穴に回動可能に貫通支持されるノズル軸が一体形成された複数の可変ノズルと、前記ベースリングの前記軸方向一方側に配設され、複数の前記可変ノズルを同期して回動させるためのリンク機構と、を具備し、前記リンク機構は、前記ベースリングの前記軸方向一方側に前記ベースリングと同心状でかつ回動可能に設けられた駆動リングと、前記駆動リングに円周方向に等間隔に配設され、円周方向両側（径方向に直交する方向の両側）に第１動力伝達面をそれぞれ有した前記可変ノズルと同数の同期ジョイント部材と、前記駆動リングに設けられ、円周方向両側に第２動力伝達面をそれぞれ有した駆動ジョイント部材と、各可変ノズルの前記ノズル軸に基端部が一体的に連結され、先端側が対応する前記同期ジョイント部材を挟むように係合してあって、先端側に対応する前記同期ジョイント部材の前記第１動力伝達面に摺接可能な第３動力伝達面を有したノズルリンク部材と、前記可変容量型過給機の固定部に前記タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに回動可能に設けられ、回動アクチュエータの駆動によって回動する駆動軸と、前記駆動軸の前記軸方向他方側に基端部が一体的に連結され、先端側が前記駆動ジョイント部材を挟むように係合してあって、先端側に前記駆動ジョイント部材の前記第２動力伝達面に摺接可能な第４動力伝達面を有した駆動リンク部材と、を備え、前記同期ジョイント部材、前記駆動ジョイント部材、前記ノズルリンク部材、及び前記駆動リンク部材のうちの少なくともいずれかの動力伝達部材は、金属粉末とバインダの混合物を射出材料として金属粉末射出成形によって成形された成形体を焼結してなるものであって、前記いずれかの動力伝達部材の前記軸方向両側の側面に、前記成形体の成形時に動力伝達面に相当する側への前記混合物の流動性を促進するための流動促進凹部がそれぞれ形成されていることを要旨とする。
なお、本願の明細書及び請求の範囲において、「配設され」とは、直接的に配設されたことの他に、別部材を介して間接的に配設されたことを含む意であって、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意である。また、「前記ベースリングに前記タービンインペラを囲むように円周方向に等間隔に配設され」とは、前記軸方向に離隔対向した一対の前記ベースリングの間に前記タービンインペラを囲むように円周方向に等間隔に配設されたことを含む意である。更に、「前記可変容量型過給機の固定部」とは、前記可変容量型過給機におけるベアリングハウジング又はタービンハウジングの一部を含む意である。
本発明の第２の態様は、エンジンからの排気ガスの圧力エネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する可変容量型過給機であって、上記第１の態様に係る可変ノズルユニットを具備することを要旨とする。
本発明の第３の特徴は、第１の特徴からなる可変ノズルユニットに用いられる同期ジョイント部材、駆動ジョイント部材、ノズルリング部材、及び駆動リング部材のうちのいずれかの動力伝達部材の製造方法であって、前記いずれかの動力伝達部材の最終形状を反転する形状と相似形の成形面を有した射出成形金型を用い、前記射出形成金型の前記成形面に前記流動促進凹部の最終形状を反転する形状と相似形の外形面を有した凹部成形部が設けられた状態で、前記射出成形金型の前記成形面によって区画されるキャビティ内に金属粉末とバインダとの混合物を射出することにより、前記最終形状と相似形の前記成形体を成形する射出工程と、前記射出工程の終了後に、前記成形体に含まれる前記バインダを脱脂する脱脂工程と、前記脱脂工程の終了後に、前記成形体を焼成して焼結させることにより、前記成形体を前記最終形状まで熱収縮させる焼成工程と、を具備したことを要旨とする。
なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「凹部成形部が設けられた状態」とは、前記射出成形金型の一部が凹部成形部として設けられた状態の他に、前記射出成形金型とは異なるインサートが凹部成形部としてセットされた状態を含む意である。
本発明によれば、動力伝達部材の製造に金属粉末射出成形を適用しても、動力伝達部材の動力伝達面の寸法精度及び形状精度を十分に確保することができる可変ノズルユニット、可変容量型過給機、及び動力伝達部材の製造方法を提供できる。
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るノズルリンク部材の左側面図、図１（ｂ）は、そのノズルリンク部材の正断面図、図１（ｃ）は、そのノズルリンク部材の右側面図である。 図２（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る駆動リンク部材の左側面図、図２（ｂ）は、その駆動リンク部材の正断面図、図２（ｃ）は、その駆動リンク部材の右側面図である。 図３（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る同期ジョイント部材の左側面図、図３（ｂ）は、その同期ジョイント部材の正断面図、図３（ｃ）は、その同期ジョイント部材の右側面図である。 図４（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る駆動ジョイント部材の左側面図、図４（ｂ）は、その駆動ジョイント部材の正断面図、図４（ｃ）は、その駆動ジョイント部材の右側面図である。 図５は、図６における矢視部Vの拡大図である。 図６は、図７における矢視部VIの拡大図である。 図７は、本発明の第１実施形態に係る可変容量型過給機の正断面図である。 図８は、図６におけるVIII-VIII線に沿った図である。 図９は、図６におけるIX-IX線に沿った図である。 図１０は、複数の取付ピンとガイドリングとストッパとの関係を示す斜視図である。 図１１は、本発明の第２実施形態に係る射出成形金型、及び本発明の第２実施形態に係る動力伝達部材の製造方法における射出工程を説明する図である。 図１２（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る動力伝達部材の製造方法における脱脂工程を説明する図、図１２（ｂ）は、その動力伝達部材の製造方法における焼成工程を説明する図である。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１から図１０を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「Ｒ」は、右方向、「Ｌ」は、左方向である。
図７に示すように、本発明の第１実施形態に係る可変容量型過給機１は、エンジン（図示省略）からの排気ガスのエネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）するものである。
可変容量型過給機１の具体的な構成は下記の通りである。可変容量型過給機１は、ベアリングハウジング３を具備している。ベアリングハウジング３内には、ラジアルベアリング５及び一対のスラストベアリング７が設けられている。また、複数のベアリング５，７には、左右方向へ延びたロータ軸（タービン軸）９が回転可能に設けられている。換言すれば、ベアリングハウジング３には、ロータ軸９が複数のベアリング５，７を介して回転可能に設けられている。
ベアリングハウジング３の右側には、コンプレッサハウジング１１が設けられている。このコンプレッサハウジング１１内には、遠心力を利用して空気を圧縮するコンプレッサインペラ１３がその軸心（換言すれば、ロータ軸９の軸心）Ｃ周りに回転可能に設けられている。また、コンプレッサインペラ１３は、ロータ軸９の右端部に一体的に連結されたコンプレッサディスク（コンプレッサホイール）１５と、このコンプレッサディスク１５の外周面において、コンプレッサディスク１５の周方向に等間隔に設けられた数枚のコンプレッサブレード１７とを備えている。
コンプレッサハウジング１１におけるコンプレッサインペラ１３の入口側（コンプレッサハウジング１１の右側部）には、空気を導入するための空気導入口１９が形成されている。この空気導入口１９は、空気を浄化するエアクリーナ（図示省略）に接続可能である。また、ベアリングハウジング３とコンプレッサハウジング１１との間におけるコンプレッサインペラ１３の出口側には、圧縮された空気を昇圧する環状のディフューザ流路２１が形成されている。更に、コンプレッサハウジング１１の内部には、渦巻き状のコンプレッサスクロール流路２３が形成されている。このコンプレッサスクロール流路２３は、ディフューザ流路２１に連通している。そして、コンプレッサハウジング１１の適宜位置には、圧縮された空気を排出するための空気排出口２５が形成されている。この空気排出口２５は、コンプレッサスクロール流路２３に連通してあって、エンジンの吸気マニホールド（図示省略）に接続可能である。
図６及び図７に示すように、ベアリングハウジング３の左側には、タービンハウジング２７が設けられている。このタービンハウジング２７内には、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させるタービンインペラ２９が軸心（タービンインペラ２９の軸心、換言すれば、ロータ軸９の軸心）Ｃ周りに回転可能に設けられている。また、タービンインペラ２９は、ロータ軸９の左端部に一体的に設けられたタービンディスク（タービンホイール）３１と、このタービンディスク３１の外周面において、タービンディスク３１の周方向に等間隔に設けられた複数のタービンブレード３３とを備えている。
タービンハウジング２７の適宜位置には、排気ガスを導入するためのガス導入口３５が形成されている。このガス導入口３５は、エンジンの排気マニホールド（図示省略）に接続可能である。また、タービンハウジング２７の内部には、渦巻き状のタービンスクロール流路３７が形成されている。このタービンスクロール流路３７は、ガス導入口３５に連通している。更に、タービンハウジング２７におけるタービンインペラ２９の出口側（タービンハウジング２７の左側部）には、排気ガスを排出するためのガス排出口３９が形成されている。このガス排出口３９は、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置（図示省略）に接続可能である。
可変容量型過給機１は、タービンインペラ２９側へ供給される排気ガスの流路面積（流量）を可変とする可変ノズルユニット４１が装備されている。この可変ノズルユニット４１の構成は、次の通りである。
図６に示すように、タービンハウジング２７内には、第１ベースリングとしてのシュラウドリング４３がタービンインペラ２９と同心状に配設されている。このシュラウドリング４３は、複数のタービンブレード３３の外縁（先端縁）を覆っている。また、シュラウドリング４３には、複数の支持穴４５が、シュラウドリング４３の円周方向に等間隔に貫通形成（形成）されている。
シュラウドリング４３に対して左右方向（タービンインペラ２９の軸方向）に離隔対向した位置には、第２ベースリングとしてのノズルリング４７が複数の連結ピン４９を介してシュラウドリング４３と一体的かつ同心状に設けられている。また、ノズルリング４７には、複数の支持穴５１がシュラウドリング４３の複数の支持穴４５に整合するように、ノズルリング４７の円周方向に等間隔に貫通形成（形成）されている。なお、複数の連結ピン４９は、シュラウドリング４３の対向面とノズルリング４７の対向面との間隔を設定する機能を有している。
シュラウドリング４３の対向面とノズルリング４７の対向面との間（シュラウドリング４３の対向面側）には、複数の可変ノズル５３がタービンインペラ２９を囲むように、タービンインペラ２９の円周方向に等間隔に配設されている。各可変ノズル５３は、タービンインペラ２９の軸心Ｃに平行な軸心周りに正逆方向（開閉方向）へ回動可能である。また、各可変ノズル５３の右側面（前記軸方向一方側の側面）には、ノズル軸５５が一体形成されている。各ノズル軸５５は、ノズルリング４７の対応する支持穴５１に回動可能に貫通支持（支持）されている。更に、各可変ノズル５３の左側面（前記軸方向他方側の側面）には、別のノズル軸５７がノズル軸５５と同心状に一体形成されている。各別のノズル軸５７は、シュラウドリング４３の対応する支持穴４５に回動可能に支持されている。なお、各可変ノズル５３は、ノズル軸５５と別のノズル軸５７を備えた両持ちタイプであるが、別のノズル軸５７を省略して片持ちタイプにしてもよい。なお、隣接した可変ノズル５３の間隔は、個々の可変ノズルの形状や空力的な影響を考慮して、一定でなくてもよい。この場合、シュラウドリング４３の支持穴４５の間隔及びノズルリング４７支持穴５１の間隔も、可変ノズル５３の間隔に合うように設定される。後述の同期ジョイント部材６７の間隔についても同様である。
ノズルリング４７の右側（前記軸方向一方側）には、複数の可変ノズル５３を同期して正逆方向へ回動させるためのリンク機構（回動機構）５９が配設されている。このリンク機構５９は、複数の可変ノズル５３のノズル軸５５に連動連結している。そして、リンク機構５９の具体的な構成は、次のようになる。
図６及び図１０に示すように、ノズルリング４７の右側面（前記軸方向一方側の側面）には、３本以上の取付ピン６１が、ノズルリング４７の円周方向に間隔を置いて配設されている。各取付ピン６１は、ノズルリング４７の支持穴５１よりも径方向外側に位置している。また、複数の取付ピン６１の右端面（前記軸方向一方側の端面）に亘って、ガイドリング６３が設けられている。このガイドリング６３は、ノズルリング４７と同心状に位置している。
ガイドリング６３の外周面には、駆動リング６５が回動可能に設けられている。この駆動リング６５は、ノズルリング４７と同心状に位置している。換言すれば、ノズルリング４７の右側（前記軸方向一方側）には、駆動リング６５がガイドリング６３及び複数の取付ピン６１を介してノズルリング４７と同心状でかつ回動可能に設けられている。
図５、図６、及び図８に示すように、駆動リング６５の左側面（前記軸方向他方側の側面）には、複数（可変ノズル５３と同数）の矩形の同期ジョイント部材６７が連結ピン６９を介して駆動リング６５の円周方向に等間隔に配設されている。各同期ジョイント部材６７は、駆動リング６５の円周方向における両側（径方向に直交する方向の両側）に、動力伝達面（同期ジョイント用動力伝達面、第１動力伝達面）ＳＡをそれぞれ有している。なお、各同期ジョイント部材６７には、連結ピン６９を挿通させるための挿通穴７１が貫通形成されている。
図５、図６、及び図９に示すように、駆動リング６５の右側面（前記軸方向一方側の側面）における駆動リング６５の円周方向の一部には、矩形の駆動ジョイント部材７３が連結ピン７５を介して設けられている。駆動ジョイント部材７３は、駆動リング６５の円周方向における両側に、動力伝達面（駆動ジョイント用動力伝達面、第２動力伝達面）ＳＢをそれぞれ有している。なお、駆動ジョイント部材７３には、連結ピン７５を挿通させるための挿通穴７７が貫通形成されている。
図６及び図１０に示すように、ガイドリング６３の右側面には、複数の取付ピン６１の右端面と協働して駆動リング６５の左右方向の移動を規制するＣ字状のストッパ７９が設けられている。なお、ストッパ７９は、Ｃ字状を呈しているが、環状を呈するようにしてもよい。
図５及び図８に示すように、各可変ノズル５３のノズル軸５５の右端部には、ノズルリンク部材（同期リンク部材）８１の基端部が一体的に連結されている。各ノズルリンク部材８１の先端側は、二股状に分岐している。換言すれば、各ノズルリンク部材８１は、先端側に、一対のアーム部８３を有している。また、各ノズルリンク部材８１の一対のアーム部８３は、対応する同期ジョイント部材６７を挟むように係合している。各アーム部８３は、対応する同期ジョイント部材６７の動力伝達面ＳＡに摺接可能な動力伝達面（ノズルリンク用動力伝達面、第３動力伝達面）ＳＣを有している。なお、各ノズルリンク部材８１には、可変ノズル５３のノズル軸５５を挿通させるための挿通穴８５が貫通形成されている。
図５に示すように、ベアリングハウジング３の左側部（可変容量型過給機１の固定部）には、駆動軸８７がタービンインペラ２９の軸心に平行な軸心周りに回動可能にブッシュ８９を介して設けられている。この駆動軸８７は、電動モータ等の回動アクチュエータ９１の駆動によって回動するものである。また、駆動軸８７の右端部（前記軸方向一方側の端部）には、駆動レバー９３の基端部が一体的に連結されている。この駆動レバー９３は、回動アクチュエータ９１に接続されている。
図５及び図９に示すように、駆動軸８７の左端部（前記軸方向他方側の端部）には、駆動リンク部材９５の基端部が一体的に連結されている。駆動リンク部材９５の先端側は、二股に分岐している。換言すれば、駆動リンク部材９５は、先端側に、一対のアーム部９７を有している。また、駆動リンク部材９５の一対のアーム部９７は、駆動ジョイント部材７３を挟むように係合している。各アーム部９７は、対応する駆動ジョイント部材７３の動力伝達面ＳＢに摺接可能な動力伝達面（駆動リンク用動力伝達面、第４動力伝達面）ＳＤをそれぞれ有している。なお、駆動リンク部材９５には、駆動軸８７の右端部を挿通させるための挿通穴９９が貫通形成されている。
続いて、本発明の第１実施形態に係る可変ノズルユニット４１の特徴部分について説明する。
図５に示すように、同期ジョイント部材６７、駆動ジョイント部材７３、ノズルリンク部材８１、及び駆動リンク部材９５は、前述のように動力伝達部材の１つであって、金属粉末とバインダの混合物を射出材料として金属粉末射出成形によって成形された成形体を焼結してなるものである。ここで、本発明の実施形態にあっては、金属粉末とは、オーステナイト系ステンレスの粉末のことであって、バインダとは、ポリスチレン，ポリメチルメタアクリレート等の複数種の樹脂とパラフィンワックス等のワックスとからなるものである。
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、同期ジョイント部材６７の左右両側面（前記軸方向両側の側面）における混合物の導入部（導入箇所）６７ｐと動力伝達面ＳＡとの間、換言すれば、 同期ジョイント部材６７の左右両側面における混合物の導入部６７ｐ側の各コーナーには、同期ジョイント部材６７の元になる成形体の成形時に動力伝達面ＳＡに相当する側への混合物の流動性を促進するための流動促進凹部１０１がそれぞれ形成されている。また、同期ジョイント部材６７の左右両側面における混合物の導入部６７ｐ側の反対側の各コーナーには、同期ジョイント部材６７の元になる成形体の成形時に動力伝達面ＳＡに相当する側への混合物の流動性を補足的に促進するための流動促進凹部１０３がそれぞれ形成されている。そして、同期ジョイント部材６７の右側面（前記軸方向一方側の側面）に形成された複数の流動促進凹部１０１，１０３と、同期ジョイント部材６７の左側面（前記軸方向他方側の側面）に形成された複数の流動促進凹部１０１，１０３は、それぞれ表裏の関係になっている。
図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、駆動ジョイント部材７３の左右両側面における混合物の導入部（導入箇所）７３ｐと駆動ジョイント部材７３の動力伝達面ＳＢとの間、換言すれば、駆動ジョイント部材７３の左右両側面における混合物の導入部７３ｐ側の各コーナーには、駆動ジョイント部材７３の元になる成形体の成形時に駆動ジョイント部材７３の動力伝達面ＳＢに相当する側への混合物の流動性を促進するための流動促進凹部１０５がそれぞれ形成されている。また、駆動ジョイント部材７３の左右両側面における混合物の導入部７３ｐ側の反対側の各コーナーには、駆動ジョイント部材７３の元になる成形体の成形時に駆動ジョイント部材７３用動力伝達面ＳＢに相当する側への混合物の流動性を補足的に促進するための流動促進凹部１０７がそれぞれ形成されている。そして、駆動ジョイント部材７３の右側面に形成された複数の流動促進凹部１０５，１０７と、駆動ジョイント部材７３の左側面に形成された複数の流動促進凹部１０５，１０７は、それぞれ表裏の関係になっている。
図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、ノズルリンク部材８１の各アーム部８３の左右両側面には、ノズルリンク部材８１の元になる成形体８１Ｆ（図１２（ａ）、図１２（ｂ）参照）の成形時にノズルリンク部材８１の動力伝達面ＳＣに相当する側への混合物の流動性を促進するための流動促進凹部１０９がノズルリンク部材８１の動力伝達面ＳＣに沿ってそれぞれ形成されている。また、ノズルリンク部材８１の中央部の左右両側面、換言すれば、ノズルリンク部材８１の左右両側面における一対のアーム部８３の間には、ノズルリンク部材８１の元になる成形体の成形時にノズルリンク部材８１の動力伝達面ＳＣに相当する側への混合物の流動性を補助的に促進するための流動促進凹部１１１がそれぞれ形成されている。そして、ノズルリンク部材８１の右側面に形成された複数の流動促進凹部１０９，１１１と、ノズルリンク部材８１の左側面に形成された複数の流動促進凹部１０９，１１１は、それぞれ表裏の関係になっている。
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、駆動リンク部材９５の各アーム部９７の左右両側面には、駆動リンク部材９５の元になる成形体の成形時に駆動リンク部材９５の動力伝達面ＳＤに相当する側への混合物の流動性を促進するための複数の流動促進凹部１１３，１１５，１１７が駆動リンク部材９５の動力伝達面ＳＤに沿ってそれぞれ形成されている。そして、駆動リンク部材９５の右側面に形成された複数の流動促進凹部１１３，１１５，１１７と、駆動リンク部材９５の左側面に形成された複数の流動促進凹部１１３，１１５，１１７は、それぞれ表裏の関係になっている。
続いて、本発明の第１実施形態の作用及び効果について説明する。
ガス導入口３５から導入した排気ガスがタービンスクロール流路３７を経由してタービンインペラ２９の入口側から出口側へ流通することにより、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させて、ロータ軸９及びコンプレッサインペラ１３をタービンインペラ２９と一体的に回転させることができる。これにより、空気導入口１９から導入した空気を圧縮して、ディフューザ流路２１及びコンプレッサスクロール流路２３を経由して空気排出口２５から排出することができ、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）することができる。
可変容量型過給機１の運転中、エンジン回転数が高回転域にある場合には、回動アクチュエータ９１の駆動によって駆動軸８７を一方向（図９において時計回り方向）へ回動させることにより、駆動リンク部材９５を一方向へ揺動させつつ、駆動リング６５を正方向（図８において反時計回り方向、図９において時計回り方向）へ回動させる。これにより、複数のノズルリンク部材８１を正方向へ揺動させながら、複数の可変ノズル５３を同期して正方向（開方向）へ回動させて、複数の可変ノズル５３の開度を大きくすることができる。よって、タービンインペラ２９側に供給される排気ガスの流路面積（流量）を大きくして、タービンインペラ２９側に多くの排気ガスを供給することができる。
エンジン回転数が低回転域にある場合には、回動アクチュエータ９１の駆動によって駆動軸８７を他方向（図９において反時計回り方向）へ回動させることにより、駆動リンク部材９５を他方向へ揺動させつつ、駆動リング６５を逆方向（図８において時計回り方向、図９において反時計回り方向）へ回動させる。これにより、複数のノズルリンク部材８１を逆方向へ揺動させながら、複数の可変ノズル５３を同期して逆方向（閉方向）へ回動させて、複数の可変ノズル５３の開度を小さくすることができる。よって、タービンインペラ２９側に供給される排気ガスの流路面積を小さくして、排気ガスの流速を高くして、タービンインペラ２９の仕事量を十分に確保することができる。
同期ジョイント部材６７の左右両側面に複数の流動促進凹部１０１，１０３がそれぞれ形成されている。そのため、同期ジョイント部材６７の元になる成形体の成形時に、動力伝達面ＳＡに相当する側への混合物の流動性が促進され、同期ジョイント部材６７の動力伝達面ＳＡにヒケ(Sink Marks)が発生することを防止できる。また、駆動ジョイント部材７３の左右両側面に複数の流動促進凹部１０５，１０７がそれぞれ形成されている。そのため、駆動ジョイント部材７３の元になる成形体の成形時に、駆動ジョイント部材７３の動力伝達面ＳＢに相当する側への混合物の流動性が促進され、駆動ジョイント部材７３の動力伝達面ＳＢにヒケ(Sink Marks)が発生することを防止できる。
同様に、ノズルリンク部材８１の左右両側面に複数の流動促進凹部１０９，１１１がそれぞれ形成されているため、ノズルリンク部材８１の元になる成形体８１Ｆの成形時にノズルリンク部材８１の動力伝達面ＳＣに相当する側への混合物の流動性が促進され、ノズルリンク部材８１の動力伝達面ＳＣにヒケが発生することを防止できる。また、駆動リンク部材９５の左右両側面に複数の流動促進凹部１１３，１１５，１１７がそれぞれ形成されているため、駆動リンク部材９５の元になる成形体の成形時に駆動リンク部材９５の動力伝達面ＳＤに相当する側への混合物の流動性が促進され、駆動リンク部材９５の動力伝達面ＳＤにヒケが発生することを防止できる。
従って、本発明の第１実施形態によれば、同期ジョイント部材６７等の動力伝達部材の元になる成形体の成形時に動力伝達面ＳＡ等の動力伝達面に相当する側への混合物の流動性が促進され、同期ジョイント部材６７等の動力伝達部材の動力伝達面にヒケが発生することを防止できる。そのため、同期ジョイント部材６７等の動力伝達部材の製造に金属粉末射出成形を適用しても、同期ジョイント部材６７等の動力伝達部材の動力伝達面の寸法精度及び形状精度を十分に確保することができる。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「Ｒ」は、右方向、「Ｌ」は、左方向である。
図１１に示すように、本発明の第２実施形態に係る射出成形金型１１９は、本発明の第２実施形態に係る動力伝達部材の製造方法の実施に用いられるものであって、射出成形金型１１９の具体的な構成は、下記の通りである。
射出成形機における固定フレーム１２１の左側面には、固定型（固定ブロック）１２３が着脱可能に設けられている。この固定型１２３は、左側に、ノズルリンク部材８１の左側面の最終形状を反転する形状（相補する形状）と相似形の成形面１２３ｓを有している。また、射出成形機における左右方向へ移動可能な可動フレーム１２５の右側面には、可動型（可動ブロック）１２７が着脱可能に設けられている。この可動型１２７は、右側に、ノズルリンク部材８１の左側面を除く外形面の最終形状を反転する形状と相似形の成形面１２７ｓを有している。
射出成形金型１１９の型閉じ時に、固定型１２３の成形面１２３ｓと可動型１２７の成形面１２７ｓによってキャビティ１２９が区画されるようになっている。また、固定型１２３の成形面１２３ｓには、ゲート１３１が形成されている。固定型１２３の内部には、ゲート１３１に連通したランナー１３３が貫通形成されてあって、このランナー１３３は、射出成形機における射出ノズル１３５にスプール１３７を介して接続可能である。
固定型１２３の成形面１２３ｓ及び可動型１２７の成形面１２７ｓにおける流動促進凹部１０９に対応する箇所には、複数の流動促進凹部１０９の最終形状を反転する形状と相似形の外形面を有したインサート（凹部成形部の一例）１３９がそれぞれセットされている。同様に、固定型１２３の成形面１２３ｓ及び可動型１２７の成形面における流動促進凹部１１１に対応する箇所には、複数の流動促進凹部１１１の最終形状を反転する形状と相似形の外形面を有したインサート（凹部成形部の一例）１４１がそれぞれセットされている。
続いて、本発明の第２実施形態に係る動力伝達部材の製造方法について説明する。
本発明の第２実施形態に係る動力伝達部材の製造方法は、動力伝達部材の１つであるノズルリンク部材８１を製造するための方法であって、射出工程、脱脂工程、及び焼成工程を具備している。
各工程の具体的な内容は、下記の通りである。
(i) 射出工程
図１１に示すように、油圧シリンダ等の型開閉アクチュエータ（図示省略）の駆動により可動フレーム１２５を右方向へ移動させることにより、可動型１２７を可動フレーム１２５と一体的に右方向へ移動させて、射出成形金型１１９の型閉じを行う。そして、固定型１２３の成形面１２３ｓ及び可動型１２７の成形面１２７ｓに複数のインサート１３９，１４１がセットされた状態で、射出ノズル１３５からスプール１３７、ランナー１３３、ゲート１３１を経由してキャビティ１２９に前記金属粉末と前記バインダとの前記混合物を射出して、キャビティ１２９内に前記バインダを硬化させる。これにより、ノズルリンク部材８１の最終形状と相似形の成形体８１Ｆ（図１２（ａ）参照）を成形することができる。
キャビティ１２９内にバインダを硬化させた後に、型開閉アクチュエータの駆動により可動フレーム１２５を左方向へ移動させることにより、可動型１２７を可動フレーム１２５と一体的に左方向へ移動させて、射出成形金型１１９の型開きを行う。そして、適宜の離型処理を行うことにより、成形体８１Ｆを射出成形金型１１９から取り外す。
(ii) 脱脂工程
射出工程の終了後に、図１２（ａ）に示すように、脱脂炉用治具（図示省略）を用いて、成形体８１Ｆを脱脂炉１４３の所定位置にセットする。そして、脱脂炉１４３内を窒素ガス雰囲気（非酸化雰囲気の一例）中に保ちつつ、脱脂炉１４３のヒータ（図示省略）によって成形体８１Ｆを所定の脱脂温度まで加熱する。これにより、成形体８１Ｆに含まれるバインダを加熱脱脂することができる。
なお、バインダを脱脂する手法は、前述の加熱脱脂に限るものでなく、溶出脱脂、溶剤脱脂等の別の手法を採用してもよい。
(iii) 焼成工程
脱脂工程の終了後に、図１２（ｂ）に示すように、焼結炉用治具（図示省略）を用いて、成形体８１Ｆを焼結炉１４５の所定位置にセットする。そして、焼結炉１４５内を真空雰囲気（非酸化雰囲気の一例）中に保ちつつ、焼結炉１４５のヒータ（図示省略）によって成形体８１Ｆを所定の焼結温度まで加熱して、成形体８１Ｆを焼成して焼結させる。これにより、成形体８１Ｆを仮想線で示す形状から実線で示す最終形状まで熱収縮させて、成形体（焼結体）８１Ｆからなるノズルリンク部材８１を製造することができる。
続いて、本発明の第２実施形態の作用及び効果について説明する。
固定型１２３の成形面１２３ｓ及び可動型１２７の成形面１２７ｓに複数のインサート１３９，１４１がセットされた状態で、キャビティ１２９に前述の金属粉末と前述のバインダとの混合物を射出して成形体８１Ｆを成形しているため、複数のインサート１３９，１４１によってキャビティ１２９内におけるノズルリンク部材８１の動力伝達面ＳＣに相当する側への前記混合物の流動性が促進され、ノズルリンク部材８１の動力伝達面ＳＣにヒケが発生することを防止できる。
従って、本発明の第２実施形態によれば、ノズルリンク部材８１の製造に金属粉末射出成形を適用しても、ノズルリンク部材８１の動力伝達面ＳＣの寸法精度及び形状精度を十分に確保することができる。
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、例えば、第２実施形態に係る動力伝達部材の製造対象をノズルリンク部材８１から同期ジョイント部材６７、駆動ジョイント部材７３、又は駆動リンク部材９５に変更する等、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されない。
本発明は、動力伝達部材の製造に金属粉末射出成形を適用しても、動力伝達部材の動力伝達面の寸法精度及び形状精度を十分に確保することができる可変ノズルユニット、可変容量型過給機、及び動力伝達部材の製造方法に適用できる。

Claims (6)

  1. 可変容量型過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積を可変とする可変ノズルユニットであって、
    前記可変容量型過給機におけるタービンハウジング内に前記タービンインペラと同心状に配設され、複数の支持穴が円周方向に貫通形成されたベースリングと、
    前記ベースリングに前記タービンインペラを囲むように円周方向に配設され、前記タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに回動可能であって、前記タービンインペラの軸方向一方側の側面に前記ベースリングの対応する前記支持穴に回動可能に貫通支持されるノズル軸が一体形成された複数の可変ノズルと、
    前記ベースリングの前記軸方向一方側に配設され、複数の前記可変ノズルを同期して回動させるためのリンク機構と、を具備し、
    前記リンク機構は、
    前記ベースリングの前記軸方向一方側に前記ベースリングと同心状でかつ回動可能に設けられた駆動リングと、
    前記駆動リングに円周方向に配設され、円周方向両側に第１動力伝達面をそれぞれ有した前記可変ノズルと同数の同期ジョイント部材と、
    前記駆動リングに設けられ、円周方向両側に第２動力伝達面をそれぞれ有した駆動ジョイント部材と、
    各可変ノズルの前記ノズル軸に基端部が一体的に連結され、その先端側が、対応する前記同期ジョイント部材を挟むように係合し、先端側に対応する前記同期ジョイント部材の前記第１動力伝達面に摺接可能な第３動力伝達面を有したノズルリンク部材と、
    前記可変容量型過給機の固定部に前記タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに回動可能に設けられ、回動アクチュエータの駆動によって回動する駆動軸と、
    前記駆動軸の前記軸方向他方側に基端部が一体的に連結され、先端側が前記駆動ジョイント部材を挟むように係合してあって、先端側に前記駆動ジョイント部材の前記第２動力伝達面に摺接可能な第４動力伝達面を有した駆動リンク部材と、を備え、
    前記同期ジョイント部材、前記駆動ジョイント部材、前記ノズルリンク部材、及び前記駆動リンク部材のうちの少なくともいずれかの動力伝達部材は、金属粉末とバインダの混合物を射出材料として金属粉末射出成形によって成形された成形体を焼結してなるものであって、前記いずれかの動力伝達部材の前記軸方向両側の側面に、前記成形体の成形時に動力伝達面に相当する側への前記混合物の流動性を促進するための流動促進凹部がそれぞれ形成されていることを特徴とする可変ノズルユニット。
  2. 前記いずれかの動力伝達部材の前記軸方向一方側の側面に形成された前記流動促進凹部と、前記いずれかの動力伝達部材の前記軸方向他方側の側面に形成された前記流動促進凹部が表裏の関係になっていることを特徴とする請求項１に記載の可変ノズルユニット。
  3. 前記流動促進凹部は、前記混合物の導入部と前記動力伝達面との間に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変ノズルユニット。
  4. 前記流動促進凹部は、前記動力伝達面に沿って形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの一項に記載の可変ノズルユニット。
  5. エンジンからの排気ガスの圧力エネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する可変容量型過給機において、
    請求項１から請求項４のうちのいずれかの一項に記載の可変ノズルユニットを具備したことを特徴とする可変容量型過給機。
  6. 可変ノズルユニットに用いられる同期ジョイント部材、駆動ジョイント部材、ノズルリング部材、及び駆動リング部材のうちのいずれかの動力伝達部材の製造方法であって、
    前記いずれかの動力伝達部材の最終形状を反転する形状と相似形の成形面を有した射出成形金型を用い、前記射出形成金型の前記成形面に前記流動促進凹部の最終形状を反転する形状と相似形の外形面を有した凹部成形部が設けられた状態で、前記射出成形金型の前記成形面によって区画されるキャビティ内に金属粉末とバインダとの混合物を射出することにより、前記最終形状と相似形の前記成形体を成形する射出工程と、
    前記射出工程の終了後に、前記成形体に含まれる前記バインダを脱脂する脱脂工程と、
    前記脱脂工程の終了後に、前記成形体を焼成して焼結させることにより、前記成形体を前記最終形状まで熱収縮させる焼成工程と、を具備したことを特徴とする動力伝達部材の製造方法。
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