KR20040028980A - 브이지에스 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법 및가변날개 - Google Patents

Abstract

VGS 타입의 터보차저에 장착되는 가변날개를 제조함에 있어서 극력 절삭가공이나 용접가공을 배제하는 소성가공기술에 기초하는 제조수법을 제공한다.

본 발명은 거의 일정한 판두께를 갖는 금속재로 블랭크재를 블랭킹하고, 이것을 가변날개 (1) 의 원형인 소형재 (W) 로 하는 것이며, 그 후, 이 소형재 (W) 를 한쌍의 대향형으로 끼워넣어 날개부 (11) 나 축부 (12) 등을 원하는 형상으로 조형한 후, 제품부위에서 비어져나온 비제품부위를 트리밍하고, 이어서 소형재 (W) 의 축부 (12) 를 한쌍의 다이스에 눌러 원하는 직경 두께로 전조하여 형상 및 치수를 목적으로 하는 가변날개에 근접시킨 니어넷 쉐이프상태로 하는 것이며, 또한 가변날개 (1) 의 날개폭 치수에 상당하는 베인 높이를 마무리함에 있어서는, 니어넷 쉐이프상태로 형성한 소형재 (W) 를 한쌍의 대향형 사이에 끼워넣어 프레스하여 완성상태로서의 베인 높이의 정밀도를 실현하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

브이지에스 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법 및 가변날개{VARIABLE BLADE MANUFACTURING METHOD AND VARIABLE BLADE IN VGS TYPE TURBO CHARGER}

자동차용 엔진의 고출력화, 고성능화의 한 수단으로서 이용되는 과급기(過給機)로서 터보차저가 알려져 있고, 이것은 엔진의 배기에너지에 의해 터빈을 구동하고, 이 터빈의 출력에 의해 컴프레서를 회전시켜 엔진에 자연흡기 이상의 과급상태를 가져오는 장치이다. 그런데 이 터보차저는 엔진이 저속회전하고 있을 때는 배기유량의 저하에 의해 배기터빈이 거의 움직이지 않고, 따라서 고회전역까지 회전하는 엔진에서는 터빈이 효율적으로 회전할 때까지의 지체감과, 그 후 일거에 동작할 때까지의 소요시간 소위 터보래그 등이 발생하는 것을 피할 수 없었다. 또한 원래 엔진회전이 낮은 디젤엔진에서는 터보효과를 얻기 어렵다는 결점이 있었다.

이 때문에 저회전역에서도 효율적으로 작동하는 VGS 타입의 터보차저가 개발되고 있다. 이것은 배기터빈의 바깥둘레에 설치된 복수의 가변날개에 의해 적은 유량의 배기가스를 압축하여 배기속도를 증가시키도록 하여 배기터빈의 작업량을 크게 함으로써 저속회전 시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 것이다. 이 때문에 VGS 타입의 터보차저에서는, 별도 가변날개의 가변기구 등이 필요하여 주변의 구성 부품도 종래의 것에 비해 형상 등을 보다 복잡하게 해야만 했다.

그리고 이와 같은 VGS 타입의 터보차저에서의 가변날개를 제조할 때는, 예를 들어 로스트 왁스로 대표되는 정밀주조법이나 금속사출성형법 등에 의해 날개부와 축부를 일체로 형성한 금속소재 (가변날개의 원형이 되는 소형재 (素形材)) 를 우선 형성하고, 이 소형재에 적절히 절삭가공 등을 실시하여 원하는 형상이나 치수의 가변날개로 마무리하는 것이 일반적이었다.

그러나 소형재를 절삭가공하는 수법에서는 이하에 나타내는 바와 같은 문제가 있었다. 즉 이러한 종류의 터보 장치는 배기가스를 도입하여 그 에너지를 이용하는 것이기 때문에 표면부재는 당연히 고온ㆍ배기가스 분위기에 노출되는 것이다. 그리고, 이 배기가스 중에는 금속소재를 부식시키는 성분이 함유되어 있기 때문에 가변날개에 대해서도 우수한 내열성이나 내산화성 등을 갖는 SUS310S 등의 내열 스테인리스강이 적용되는 것이다. 그러나, 이와 같은 소재는 일반적으로 난절삭성 재질이며 절삭에 장시간을 요하여 가공이 번잡스러운 문제가 있었다. 더불어 가변날개는 1 기의 터보차저에 대하여 10 ∼ 15 개 정도가 필요하기 때문에 실제로 자동차가 월생산 3 만대 정도 양산된 경우에는 가변날개는 매달 30 만 ∼ 45 만개 제조할 필요가 있어 절삭가공으로는 도저히 완전히 대응할 수는 없었다 (절삭가공으로는 1 일에 500 개 정도가 한계였다).

이러한 이유로 절삭가공을 배제한 가변날개의 제조수법이 개발되어 예를 들면 일본 공개특허공보 2000-145470 호 「가변베인형 터보차저에 적용하는 가변베인 그리고 그 제조방법」에 개시되어 있다. 이 일본 공개특허공보 2000-145470 호에서는 가변날개를 우선 날개부와 축부로 분할하여 형성한 후 용접하는 수법이 개시되어 있고, 절삭가공을 일절 요하지 않는 점에서 상응하는 평가를 얻을 수는 있지만 추가적인 개발의 여지가 남아 있다.

즉 미리 분할 형성된 날개부와 축부를 용접하여 가변날개를 제조하는 수법에서는 날개부와 축부를 항상 일정한 각도로 용접하는 것이나 날개폭 치수에 상당하는 베인 높이를 항상 안정된 상태에서 고정밀도로 실현하는 것 등이 매우 어려워 편차를 발생시키는 일이 있었다. 또한 날개부와 축부의 단품상태에서의 형상 자체는 고정밀도로 실현할 수 있어도 용접열이나 용접흔적 (용접비드) 이 악영향을 초래하여 최종제품으로는 원하는 치수 정밀도를 얻을 수 없는 경우도 있고, 항상 안정된 고품질수준으로 가변날개를 양산할 수 있을만한 단계에는 도달하지 못한 실정이다. 본래 가변날개는 축부를 중심으로 하여 회전운동함으로써 날개부에서 배기가스를 압축하는 것이며, 베인 높이나 날개부와 축부의 부착각도 등은 터보차저 자체의 성능에 크게 관여하는 중요한 치수 값이어서 고정밀도화가 강력하게 요구되었다.

또한 최근 특히 디젤 차에서는 환경보호 등의 관점에서 대기 중에 방출되는 배기가스가 강하게 규제되는 상황이며, 원래 엔진회전이 낮은 디젤엔진에서는 NOx 나 입자형상 물질 (PM) 등을 저감하기 위해서도 저회전역에서 엔진의 효율화를 도모할 수 있는 VGS 타입 터보차저의 양산화가 절실한 것이었다.

본 발명은 자동차용 엔진 등에 이용되는 VGS 타입의 터보차저에 관한 것으로, 특히 이것에 장착되는 가변날개를 제조함에 있어서 절삭이나 용접을 극력 배제할 수 있는 신규 제조수법에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 관한 가변날개를 장착한 VGS 타입 터보차저를 나타내는 사시도 (a), 그리고 배기가이드 어셈블리를 나타내는 분해사시도 (b) 이다.

도 2 는 본 발명에 관한 가변날개를 나타내는 정면도 그리고 죄측면도이다.

도 3 은 가변날개 (소형재) 의 축부를 전조할 때의 전조 여유부분과 이것에 수반되는 축신장의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 4 는 가변날개가 다양한 공정을 거쳐 그 형상을 서서히 변화시켜 가는 모습을 나타내는 사시도이다.

도 5 는 Md₃₀의 값이 25 ℃ 및 50 ℃ 인 경우에서의 변형온도와 마르텐사이트 변태량의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 6 은 소형재를 끼워넣어 가변날개의 베인 높이를 원하는 정밀도로 마무리하는 대향형을 나타내는 단면도이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하 본 발명을 도시한 실시 형태에 기초하혀 설명한다. 설명에서는 본 발명에 관한 가변날개 (1) 를 적용한 VGS 타입의 터보차저에서의 배기가이드 어셈블리 (A) 에 대하여 설명하면서 더불어 가변날개 (1) 에 대하여 설명하고, 그 후 가변날개 (1) 의 제조방법에 대하여 설명한다.

배기가이드 어셈블리 (A) 는 특히 엔진의 저속회전 시에서 배기가스 (G) 를 적절히 압축하여 배기유량을 조절하는 것이며, 일례로서 제 1 도에 나타내는 바와 같이 배기터빈 (T) 의 바깥둘레에 설치되며 실질적으로 배기유량을 설정하는 복수의 가변날개 (1) 와, 가변날개 (1) 를 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈프레임 (2) 과, 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 설정하기 위해 가변날개 (1) 를 일정각도로 회전운동시키는 가변기구 (3) 를 구비하여 이루어지는 것이다. 이하 각 구성부에 대하여 설명한다.

우선 가변날개 (1) 에 대하여 설명한다. 이것은 일례로서 제 1 도에 나타내는 바와 같이 배기터빈 (T) 의 바깥둘레를 따라 원호상으로 복수 (1 기의 배기가이드 어셈블리 (A) 에 대하여 대략 10 개 내지 15 개 정도) 설치되고, 그 각각이 거의 같은 정도씩 회전운동하여 배기유량을 적절히 조절하는 것이다. 그리고 각 가변날개 (1) 는 날개부 (11) 와 축부 (12) 를 구비하여 이루어진다.

날개부 (11) 는 주로 배기터빈 (T) 의 폭치수에 따라 일정폭을 갖도록 형성되는 것이며, 그 폭방향에서의 단면이 거의 날개형상으로 형성되어 배기가스 (G) 가 효과적으로 배기터빈 (T) 을 향하도록 구성되어 있다. 또 여기서 날개부 (11) 의 폭치수를 편의상 베인 높이 (h) 라고 한다.

또한 축부 (12) 는 날개부 (11) 와 일체로 연속하도록 형성되는 것이며, 날개부 (11) 를 움직일 때의 회전축에 상당하는 부위이다.

그리고 날개부 (11) 와 축부 (12) 의 접속부위에는 축부 (12) 에서 날개부 (11) 를 향하여 좁아지는 테이퍼부 (13) 와 축부 (12) 보다 약간 직경이 큰 칼라부 (14) 가 이어지도록 형성되어 있다. 또 칼라부 (14) 의 바닥면은 날개부 (11) 에서의 축부 (12) 측의 단면과 거의 동일 평면 상에 형성되고, 이 평면이 가변날개 (1) 를 터빈프레임 (2) 에 부착한 상태에서의 슬라이딩면이 되어 가변날개 (1) 의 원활한 회전운동상태를 확보한다. 또한 축부 (12) 의 선단부에는 가변날개 (1) 의 부착상태의 기준이 되는 기준면 (15) 이 형성된다. 이 기준면 (15) 은 후술하는 가변기구 (3) 에 대하여 코킹 등에 의해 고정되는 부위이며, 일례로서 제 1, 2 도에 나타내는 바와 같이 축부 (12) 를 대향적으로 절결한 평면이 날개부 (11) 에 대하여 거의 일정한 경사상태로 형성되어 이루어지는 것이다.

또 본 발명에 관한 가변날개 (1) 는 완성상태 이전의 날개부 (11) 와 축부 (12) 를 일체로 구비한 금속소재 (이하 소형재 (W) 라고 한다) 를 우선 형성하고, 이 소형재 (W) 에 대하여 적당한 가공을 실시하여 목적으로 하는 형상이나 치수 정밀도를 실현시켜 완성품으로서의 가변날개 (1) 를 얻는 것이다. 여기서 최종적으로 날개부 (11) 나 축부 (12) 가 형성되는 소형재 (W) 의 각 부분을 각각 날개부형성부 (11a), 축부형성부 (12a) 라고 정의한다.

다음으로 터빈프레임 (2) 에 대하여 설명한다. 이것은 복수의 가변날개 (1) 를 회전운동이 자유롭게 지지하는 프레임 부재로서 구성되는 것이며, 일례로서 제 1 도에 나타내는 바와 같이 프레임세그먼트 (21) 와 유지부재 (22) 사이에 가변날개 (1) 를 끼워넣어넣도록 구성된다. 그리고 프레임세그먼트 (21) 는 가변날개 (1) 의 축부 (12) 를 수용하는 플랜지부 (23) 와 후술하는 가변기구 (3) 를 바깥둘레에 끼우는 보스부 (24) 를 구비하여 이루어진다. 또 이와 같은 구성에서 플랜지부 (23) 에는 둘레가장자리부분에 가변날개 (1) 와 동수의 수용구멍 (25) 이 등간격으로 형성되는 것이다. 또한 유지부재 (22) 는 제 1 도에 나타내는 바와 같이 중앙부분이 개구된 원판형상으로 형성되어 있다. 그리고 이들 프레임세그먼트 (21) 와 유지부재 (22) 사이에 끼워넣어진 가변날개 (1) 의 날개부 (11) 를 항상 원활하게 회전운동시킬 수 있도록 양 부재 간의 치수는 거의 일정 (대략 가변날개 (1) 의 날개폭 치수 정도) 하게 유지되는 것이며, 일례로서 수용구멍 (25) 의 바깥둘레부분에 4 군데 설치된 코킹핀 (26) 에 의해 양 부재 간의 치수가 유지되고 있다. 여기서 이 코킹핀 (26) 을 수용하기 위해 프레임세그먼트 (21) 및 유지부재 (22) 에 개구되는 구멍을 핀구멍 (27) 이라고 한다.

또 이 실시 형태에서는 프레임세그먼트 (21) 의 플랜지부 (23) 는 유지부재 (22) 와 거의 동일한 크기의 플랜지부 (23A) 와 유지부재 (22) 보다 약간 큰 직경의 플랜지부 (23B) 의 2 개의 플랜지부분으로 이루어지는 것이며, 이들을 동일 부재로 형성하는 것이지만, 동일 부재에 의한 가공이 복잡해지는 경우 등에서는 직경이 다른 2 개의 플랜지부를 분할하여 형성하고, 다음에 코킹가공이나 브레이징가공 등에 의해 접합하는 것도 가능하다.

다음으로 가변기구 (3) 에 대하여 설명한다. 이것은 터빈프레임 (2) 의 보스부 (24) 의 바깥둘레측에 설치되고, 배기유량을 조절하기 위해 가변날개 (1) 를 회전운동시키는 것이며, 일례로서 제 1 도에 나타내는 바와 같이 어셈블리 내에서 실질적으로 가변날개 (1) 의 회전운동을 일으키는 회전운동부재 (31) 와 이 회전운동을 가변날개 (1) 에 전달하는 전달부재 (32) 를 구비하여 이루어지는 것이다. 회전운동부재 (31) 는 도시하는 바와 같이 중앙부분이 개구된 대략 원판형상으로 형성되고, 그 가장자리부분에 가변날개 (1) 와 동수의 전달부재 (32) 를 등간격으로 설치하는 것이다. 또 이 전달부재 (32) 는 회전운동부재 (31) 에 회전운동이 자유롭게 부착되는 구동요소 (32A) 와 가변날개 (1) 의 기준면 (15) 에 고정상태로 부착되는 수동요소 (32B) 를 구비하여 이루어지는 것이며, 이들 구동요소 (32A) 와 수동요소 (32B) 가 접속된 상태에서 회전운동이 전달된다. 구체적으로는 사각편형상의 구동요소 (32A) 를 회전운동부재 (31) 에 대하여 회전이 자유롭게 핀고정함과 동시에, 이 구동요소 (32A) 를 수용할 수 있도록 대략 U 자형상으로 형성한 수동요소 (32B) 를 가변날개 (1) 의 선단의 기준면 (15) 에 고정하고, 사각편형상의 구동요소 (32A) 를 U 자형상의 수동요소 (32B) 에 끼워넣어 양쪽을 걸어맞춰지게 하도록 회전운동부재 (31) 를 보스부 (24) 에 장착하는 것이다.

또 복수의 가변날개 (1) 를 부착한 초기상태에서 이들을 둘레형상으로 정열시킬 때에는 각 가변날개 (1) 와 수동요소 (32B) 가 거의 일정한 각도로 부착될 필요가 있고, 본 실시 형태에서는 주로 가변날개 (1) 의 기준면 (15) 이 이 작용을 담당하고 있다. 또한 회전운동부재 (31) 를 단순히 보스부 (24) 에 끼워넣은 상태에서는 회전운동부재 (31) 가 터빈프레임 (2) 과 약간 이반되었을 때 전달부재 (32) 의 걸어맞춤이 해제될 우려가 있기 때문에 이것을 방지하기 위해 터빈프레임 (2) 의 대향측에서 회전운동부재 (31) 를 끼우도록 링 (33) 등을 설치하여 회전운동부재 (31) 에 대하여 터빈프레임 (2) 측으로의 가압경향을 부여하고 있다.

이와 같은 구성에 의해 엔진이 저속회전을 행했을 때는 가변기구 (3) 의 회전운동부재 (31) 를 적절히 회전운동시켜 전달부재 (32) 를 통하여 축부 (12) 에 전달하고, 제 1 도에 나타내는 바와 같이 가변날개 (1) 를 회전운동시켜 배기가스 (G) 를 적절히 압축하여 배기유량을 조절하는 것이다.

본 발명에 관한 가변날개 (1) 를 적용한 배기가이드 어셈블리 (A) 의 일례는 이상과 같이 구성되어 이루어지고, 이하, 가변날개 (1) 의 제조방법에 대하여 설명한다. 또 설명에 있어서는 거의 일정한 판두께의 금속재로 블랭크재를 블랭킹하고, 이것을 가변날개 (1) 의 출발소재 (소형재 (W)) 로서 조형 등의 가공을 실시해가는 형태를 실시 형태 1 로 하고, 또한 소형재 (W) 등을 적절히 가온하여 조형가공 등을 행하도록 한 형태를 실시 형태 2 로서 설명한다. 또한 가변날개 (1) 의 날개폭 치수에 상당하는 베인 높이 (h) 를 마무리할 때, 목적으로 하는 형상이나 치수에 매우 가까운, 소위 니어넷 쉐이프 [Near Net Shape] 상태로 형성된 소형재 (W) 를 한쌍의 대향형 사이에 끼워넣어 마무리가공하도록 한 형태를 실시 형태 3 으로서 설명한다.

(1) 실시 형태 1

(i) 소형재 (블랭크재) 의 준비공정

이 공정은 날개부형성부 (11a) 와 축부형성부 (12a) 를 일체로 구비하고, 가변날개 (1) 의 원형이 되는 금속 소형재 (W) 를 준비하는 공정이다. 또 이 실시 형태에서는 거의 일정한 판두께를 갖는 금속재로부터, 예를 들어 파인블랭킹가공 (정밀 블랭킹수법으로 알려져 있고, 이하 FB 라고 약칭한다) 에 의해 블랭킹한 블랭크재를 소형재 (W) 로 하는 것이다. 물론 블랭크재 (소형재 (W)) 는 목적으로 하는 가변날개 (1) 를 실현할 수 있는 볼륨 (체적) 을 갖도록 블랭킹되는 것이다. 또 블랭킹공정은 1 회의 블랭킹 동작으로 복수 개의 블랭크재를 얻는 것이 바람직하고, 예를 들어 제 4 도에 나타내는 형태는 판두께 약 4 mm 정도의 띠강에서 2 개 취한 블랭크재의 형상을 나타내는 것이며, 여기서는 블랭크재가 평면에서 봤을 때 대략 I 자 형상을 나타내도록 블랭킹된다. 또 본 도면 중, 한쌍의 블랭크재의 한가운데의 폭넓은 부분은 블랭크재를 2 개 취하는 것에 의한 형태이며, 한쌍의 블랭크재를 접속하는 것이다. 또한 여기서의 띠강의 재질은 일례로서 SUS310S 등의 내열소재가 적용된다.

그리고 이와 같은 소형재 (W) 를 블랭킹함에 있어서는 상기 기술한 바와 같이 일례로서 FB 가공을 적용할 수 있는 것이며, 이 FB 가공은 피가공재 (여기서는 소형재 (W) 가 블랭킹되는 판재) 의 전단윤곽부에 높은 압축력을 작용시키면서 공구의 클리어런스를 매우 작게 한 소위 제로 클리어런스상태에서 블랭킹을 행하는 수법으로서, 절단면이 판두께 전체에 걸쳐서 매우 평활하고 양호한 상태로 얻어지는 수법이다.

또 상기 기술한 소형재 (W) 의 준비공정에서는 거의 일정한 두께를 갖는 금속판재로 소형재 (W) 를 블랭킹하도록 설명하였지만, 미리 적당한 형상으로 블랭킹된 시판품 등의 블랭크재가 적용가능하면 이것을 준비하여 소형재 (W) 의 준비공정으로 해도 상관없다.

(ii)조형공정

이 공정은 소형재 (W) 를 한쌍의 대향형 사이에 끼워넣어 프레스가공기에 의한 단조가공 (형단조) 이나 압인가공 등에 의해 소형재 (W) 를 원하는 형상으로 형성하는 공정이며, 이것에 의해 소형재 (W) 는 날개부 (11) 나 축부 (12) 등의 곡면형상이 형성된다. 이와 관련하여, 단조가공이란 주로 소형재 (W) 를 전체적으로 적당한 형상으로 부형하는 것을 나타내고, 압인가공이란 주로 소형재 (W) 의 표면에 적당한 형상이나 모양을 부여하는 것을 나타내는 것이며, 여기서는 이들을 총칭하여 조형이라고 칭하고 있다. 그리고 이 조형공정은 반드시 1 회의 가압동작으로 소형재 (W) 에 대한 부형을 종료할 필요는 없고, 복수의 대향형을 적용하여 몇 회로 나누어 서서히 부형을 실시해 가는 것이 가능하다 (제 4 도 참조).

또 이와 같은 조형공정에 수반하여 소형재 (W) 에는 제품부위에서 비어져나온 비제품부위 (a) 가 형성되는 것인데 이 부위는 후에 트리밍된다.

이와 같이 조형공정은 대향형으로 소형재 (W) 를 끼움으로써 주로 소형재 (W) 표면의 금속소재를 유동시켜 소형재 (W) 를 원하는 형상으로 변형시켜 가는 공정이다. 따라서 소형재 (W) 를 블랭킹하고 나서 상기 기술한 실질적인 조형을 행하기 전까지의 단계나 조형공정의 초기단계 등에서, 일례로서 제 4 도에 합쳐서 나타내는 바와 같이 블랭킹된 소형재 (W) 의 축부 (12) 등, 적당한 모퉁이부에 금속소재의 유동을 촉진하는 코너 R (필렛가공) 이나 모따기가공을 실시하는 것이 바람직하다. 이것은 모퉁이부 (네 모서리부) 에서의 금속소재의 데드메탈 플로우상태를 방지하여 원활한 소성유동을 촉진하기 때문이다. 구체적으로는 예를 들어 블랭킹 직후의 소형재 (W) 의 축부 (12) 의 단면형상은 거의 사각형상이지만, 축부 (12) 의 최종단면형상은 원형상 (거의 진원) 이기 때문에 조형공정의 초기단계 등에서, 우선 축부 (12) 단면의 모퉁이부 (네 모서리부) 에 코너 R 이나 모따기가공 등을 실시하여 단면을 원형상에 근접시켜 금속소재의 소성유동을 행하기 쉽게 하는 것이다. 물론 소형재 (W) 의 모든 모퉁이부에 코너 R 을 형성하는 것은 아니고, 예를 들어 최종형상이 예각형상이 되는 부위 등이면 굳이 코너 R 이나 모따기가공을 실시할 필요는 없다.

여기서 조형공정에서의 대향형은 형성되는 소형재 (W) 의 형상을 최소면적에 머물게하는 전개형상의 산출과, 집중하중에 견디는 형강성 (펀치, 다이스 등의 경도, 인성 등) 을 높이고, Mo 계 초경합금에 표면마찰을 적게 하는 코팅처리 (PVD 등) 를 실시하는 등의 기술적 연구를 채택함으로써 조형하는 소형재 (W) 에 대하여 최소 판두께 0.2 mm 를 실현할 수 있도록 구성되어 있다. 특히 날개부의 선단부는 앞으로 갈수록 예각형상으로 얇아지고 (일례로서 날개부의 선단두께는 0.3 mm 정도), 이와 같은 부위에서 원하는 형상이나 치수정밀도가 실현될 수 있다. 이와 관련하여, 가변날개 (1) 의 선단부분은 다른 가변날개 (1) 와 접촉 내지는 이반하는 부위이며, 배기가스 (G) 를 압축할 때에는 특히 가변날개 (1) 끼리의 이반거리에 의해 배기가스 (G) 의 유량을 결정하기 때문에 중요한 작용부위가 되어 더 한층 높은 정밀도가 요구되는 부위이다.

(iii) 트림공정

이 공정은 상기 조형공정에서 제품부위에서 비어져나온 비제품부위 (a) 를절제하는 공정이며, 예를 들어 한쌍의 대향형에 의해 소형재 (W) 를 끼워넣어 FB 가공에 의해 비제품부위 (a) 를 트리밍할 수 있는 것이다.

(iv) 분단공정

이 공정은 다수개 취한 (여기서는 2 개 취함) 소형재 (W) 를 1 개씩 분리하는 공정이며, 예를 들어 한쌍의 대향형에 의해 소형재 (W) 를 끼워넣어 소형재 (W) 의 접속부위에 펀치를 작용시켜 절단하는 것이다. 또 이 분단공정은 복수의 소형재 (W) 가 이어져 다수개를 취하는 경우에 필요한 공정이며, 예를 들어 소형재 (W) 를 1 개씩 블랭킹하여 조형해 가는 경우에는 행하지 않는 공정이다.

또한 상기 기술한 조형공정에서 분단공정까지는 냉간프레스 단조기의 1 종류인 너클프레스기를 적용하는 것이 가능한다. 이 때, 각 공정마다 전용 너클프레스기를 설치하는 것도 가능하고, 1 기의 너클프레스기를 공통적으로 사용하여 각 공정을 행할 때마다 대향형을 적절히 교환하여 소형재 (W) 를 목적으로 하는 가변날개 (1) 로 형성해 가는 것도 가능하다.

또 이 실시 형태에서는 상기 기술한 조형공정에서 소형재 (W) 를 완성품 (가변날개 (1)) 에 매우 가까운, 니어넷 쉐이프상태로 형성하는 것이지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니고, 주로 마무리로서 예를 들어 상기 분단공정 후에 소형재 (W) 를 대향형에 의해 가압하여 칼라부 (14) 등을 재형성하는 것이 가능하다.

(v) 전조공정

이 공정은 트리밍종료 후, 거의 제품부위만을 나타내게 된 소형재 (W) 의 축부 (12) 를 한쌍의 다이스에 눌러 원하는 직경 두께로 가공하는 공정이다. 또이 실시 형태에서의 전조 여유부분은 일례로서 0.05 ∼ 0.1 mm 정도로 억제되고, 이것에 의해 전조에 수반하여 발생하는 축신장 (축부 (12) 가 축방향으로 신장되는 현상) 을 일례로서 0.05 mm (편차를 고려한 상한값) 이하로 억제할 수 있는 것이다. 이와 관련하여, 이 정도의 축신장이면 종래 이것을 수정하기 위해 행해지는 경우가 많았던 절삭가공은 생략할 수 있는 것이다. 따라서 가변날개 (1) 의 제조공정에서 절삭가공을 완전히 해소할 수 있어 가변날개 (1) 의 양산을 현실적인 것으로 할 수 있다. 여기서 전조 여유부분과 축신장의 관계를, 일례로서 제 3 도에 나타내는 것이며, 본 도면에서는 전조 여유부분이 0.1 mm 일 때 축신장이 0.05 mm 가 되는 포인트를 통과하는 직선이 편차 상한직선이 되고, 그 하부의 해칭부위에서 표준 가공직선을 포함하여 편차의 범위가 나타나 있다 (도면에서는 표준 가공직선을 기준으로 하여 상하 편차의 범위를 상이한 해칭으로 나타내고 있다).

(vi) 배럴공정

이 공정은 전조공정을 종료한 소형재 (W) 를 전체적으로 표면연마하는 공정이며, 예를 들어 소형재 (W) 와 미디어라고 불리우는 첨가제를 배럴용기에 넣어 배럴용기를 회전 혹은 진동시킴으로써 소형재 (W) 와 미디어를 충돌시켜 소형재 (W) 의 표면을 마무리하여 완성상태로서의 가변날개 (1) 를 얻는 것이다.

(2) 실시 형태 2

실시 형태 2 는 가공 자체는 실시 형태 1 과 거의 동일하지만, 주로 조형가공을 행할 때 소형재 (W) 등을 가온하는 것에 큰 특징이 있기 때문에 주로 이 점에 대하여 설명한다.

조형가공 시, 본 실시 형태에서는 소형재 (W) 또는 대향형 중, 어느 한쪽 또는 양쪽을 소재의 가공 야기 마르텐사이트 변태지표인 Md₃₀의 값에 따라서 50 ∼ 300 ℃ 로 가열하여 행하는 것이다. 이 Md₃₀이란 오스테나이트계 (스테인리스강) 소재에 특유의 것이며, 오스테나이트 소판에 0.30 의 단축인장 진변형을 부여했을 때, 오스테나이트상의 50 vol% 가 강자성 고강도의 마르텐사이트상으로 변태하는 온도를 나타내는 것이며, 이 값이 높을수록 소재의 마르텐사이트로의 변화경향이 강한 것을 나타내는 것이다. 그리고 Md₃₀이란 소형재 (W) 에 적용되는 내열소재의 성분조성과 마이크로 결정입도에 따라서 미리 정해진 값이다.

여기서 Md₃₀= 25 ℃ 및 Md₃₀= 50 ℃ 의 각각의 경우에서의 변형온도와 마르텐사이트 변태량의 관계를 제 5 도에 나타내는데, 이 도면에서 동일한 양의 마르텐사이트 변태량을 얻기 위해서는 Md₃₀의 값이 높을수록 변태온도를 높게 해야만 하는 것을 알 수 있다. 이러한 점에서 Md₃₀의 값이 높을수록 소형재 (W) 나 대향형의 가열온도를 고온으로 설정하는 것이며, 일례로서 대략 Md₃₀= 0 ℃ 일 때 소형재 (W) 나 대향형의 가열온도를 대략 150 ℃ 정도로 설정하고, 대략 Md₃₀= 20 ℃ 일 때 가열온도를 대략 200 ℃ 정도로 설정하는 것이다.

이와 같이 재료 종류에 따른 적절한 가공온도로 소형재 (W) 등을 조형가공함으로써 소형재 (W) 의 금속소재가 유동하기 쉬워져 조형성이나 다음 공정인 전조성을 향상시키는 것이다. 즉 수 vol% 이하의 소량의 마르텐사이트가 등량의 전위밀도를 수반하면서 균일하게 변태분포함으로써 다음 공정인 전조공정 시에 균일한 소성 변형을 일으켜 진원도 확보, 축변형 억제, 샤프에지 (전조에 수반하여 축부 선단부가 돌출상태로 형성되는 예각부위) 억제 등을 가능하게 하는 것이다.

그리고 전조가공 시에는 조형공정에서의 소형재 (W) 나 대향형에 대한 가열에 기인하여 전조성이 향상되는 것이며, 일례로서 축부 (12) 가 진원도 ±10 ㎛ 이내의 정밀도로 마무리되는 것이다. 이와 같이 본 실시 형태에서는 소형재 (W) 나 대향형을 재료 종류의 Md₃₀값에 대응한 온간온도로 설정하면서 조형가공을 행함으로써 금속소재에 균질한 소성유동을 발생시켜 재료흐름을 완만하게 하여 전조 시 축부 (12) 에 샤프에지를 발생시키기 어렵게 하는 것이다.

또 조형에 앞서 소형재 (W; 블랭크재) 의 블랭킹공정은 일례로서 실온 분위기 하에서 행하는 것이지만, 금속판재 (소형재 (W)) 나 블랭킹장치 (형) 등을 적절히 가열하여 행하는 것도 가능하다. 이와 관련하여, 블랭킹가공을 실온 분위기 하에서 행하면 블랭킹가공에 드는 비용을 저감할 수 있다. 특히 본 실시 형태에서는 조형공정에서 소형재 (W) 나 대향형을 온간가열하기 때문에 그 전단의 소형재 (W) 의 준비공정에서 가열을 불필요하게 하는 것은 양산화의 실현에 기여하는 것이 된다.

또한 본 실시 형태에서는 주로 조형가공 시, 소형재 (W) 나 형 등을 가열하는 것이지만, 반드시 평균인 거의 일정한 온도상태로 설정할 필요는 없고, 적당한 온도구배를 갖도록 가온하는 것도 가능하다. 또한, 가공 시에는 온도제어뿐만아니라 가공 스피드를 적절히 조정하여 성형을 능률적으로 행하는 것이 가능하다.

(3) 실시 형태 3

(i) 소형재의 준비공정

이 공정은 상기 기술한 실시 형태 1, 2 와 마찬가지로 가변날개 (1) 의 원형이 되는 금속의 소형재 (W) 를 준비하는 공정이다. 그리고 이와 같은 소형재 (W) 를 형성할 때는 정밀주조법, 금속사출성형법, 블랭크재의 블랭킹 등, 적당한 수법이 적용가능하며, 이하, 각 수법에 대하여 개략적으로 설명한다.

(a) 정밀주조

예를 들어 정밀주조법을 대표하는 로스트 왁스법은 목적으로 하는 제품 (여기서는 가변날개 (1)) 을 형상, 크기 모두 거의 충실하게 왁스 모형으로 재현하고, 이 왁스 모형의 둘레를 내화물로 피복한 후, 가운데 납 부분을 녹여내보내고 내화물 (피복물) 만을 얻어 이것을 주형으로 하여 주조를 행하는 수법이다. 이와 같이 정밀주조에서는 주형을 목적으로 하는 제품상태로 거의 충실하게 형성함으로써 주조품 (소형재 (W)) 을 고정밀도로 재현할 수 있는 것이다. 그러나 본 실시 형태에서는 주조 시에 내열강 (합금) 을 주요 모재로 한 버진재를 적용함과 동시에 함유되는 C (탄소), Si (규소), O (산소) 양을 적정화하고, 예를 들어 C, Si, O 의 각각의 중량% 를 0.05 ∼ 0.5 %, 0.5 ∼ 1.5 %, 0.01 ∼ 0.1 % 로 함으로써 용융금속의 탕흐름성을 향상시켜 주조품의 치수 정밀도를 더 한층 향상시켜 소형재 (W) 를 보다 니어넷 쉐이프 형태로 형성할 수 있는 것이다. 또한 예를 들어 주탕 후, 주형과 함께 주입한 금속소재를 급냉함으로써 형파쇄까지의 시간을 단축하고, 소형재 (W) 의 응고입자의 미세화를 도모하여 그 후의 전조가공에서 샤프에지를 발생시키기 어렵게 하는 기술적 연구도 적절히 채택할 수 있는 것이다.

(b) 금속사출성형

이 수법은 재료가 되는 금속가루에 바인더 (주로 금속가루끼리를 결합시키는 첨가제이며, 일례로서 폴리에틸렌수지, 왁스, 프탈산에스테르의 혼합물) 를 혼련하여 가소성을 부여한 후, 금형 내로 사출하여 원하는 형상으로 형성하고, 바인더를 제거한 후 소결하는 수법으로, 정밀주조와 거의 동일하게 니어넷 쉐이프상태의 성형품 (소형재 (W)) 이 얻어지는 것이다. 이 때, 독립기포 (금속입자간의 구형상 간극) 을 작고 또한 균일하게 발생시키기 위해 30 분에서 2 시간 정도의 시간을 들인 소결을 행하거나 성형품에 HIP (Hot Isostatic Pressing 의 약자; 열간정수압 프레스) 처리를 실시하여 성형품의 부피밀도를 향상시키는 것이 가능하다. 또한 금속가루의 형상을 공기 아토마이즈나 물 아토마이즈 등에 의해 극력 구형상이면서 또한 미세화하여 소형재 (W) 의 고온회전 굽힘피로성을 향상시키는 기술적 연구도 적절히 채택할 수 있는 것이다.

(c) 블랭크재의 블랭킹

이 수법은 일례로서 약 4 mm 정도 등의 거의 일정한 두께를 갖는 띠강 등에서 목적으로 하는 가변날개 (1) 를 실현할 수 있는 볼륨 (금속소재의 체적) 을 갖도록 블랭킹한 블랭크재를 출발소재 (소형재 (W)) 로 하는 수법이다. 물론 블랭킹가공은 통상 블랭킹방향이 스트레이트이기 때문에 블랭킹공정만으로, 예를 들어 축부 (12) 의 단면을 거의 원형상으로 형성하는 것은 불가능하며, 블랭킹된 블랭크재의 축부형성부 (12a) 는 거의 사각형 단면을 나타내는 것이 일반적이다. 이 때문에 블랭킹가공 시, 전조공정으로 이행할 때까지, 예를 들어 거의 사각형 단면을 나타낸 축부형성부 (12a) 에 단조가공이나 압인가공 등을 실시하여 거의 원형상 단면으로 조형하는 것이다. 즉 실질적으로는 블랭킹공정과 조형공정에 의해 정밀주조나 금속사출성형 등과 동일 정도의 니어넷 쉐이프상태의 소형재 (W) 를 얻는 것이며, 따라서 축부 (12) 선단의 기준면 (15) 등도 이 조형단계에서 형성하는 것이 일반적이다.

또, 조형공정에서 축부형성부 (12a) 의 단면 형상을 변화시키는 경우에는 사각형 단면을 이루는 축부형성부 (12a) 등의 모퉁이부에 코너 R (필렛가공) 이나 모따기가공을 실시하여 원형상 등의 완성형상에 근접시켜 두는 기술적 연구를 적절히 채택할 수 있다. 이것에 의해 금속소재의 데드메탈 플로우상태가 방지되어 실질적인 조형공정에서 금속소재의 원활한 소성유동이 촉진되는 것이다. 이와 관련하여, 조형공정에서는 날개부 (11) 도 동시에 원하는 형상 (니어넷 쉐이프상태) 으로 형성하는 것이 가능하다.

또한 본 실시 형태에서는 베인 높이 (h) 를 한쌍의 대향형으로 프레스하여 마무리하는 것에 관련하여, 모든 가공공정을 능률적이면서 또한 정밀도 좋게 행하기 위해 소형재 (W) 를 얻을 때도 프레스에 의한 블랭킹가공이 바람직하다.

(ii) 축부의 가공

이와 같이 적당한 수법으로 소형재 (W) 를 니어넷 쉐이프상태로 형성하면, 이번에는 이 소형재 (W) 의 축부형성부 (12a) 가 원하는 직경 두께로 가공된다.이것에는 예를 들어 전조장치가 적용되어 축부형성부 (12a) 가 한쌍의 다이스에 눌려져 소형재 (W) 와 다이스를 상대적으로 회전시키면서 실질적인 전조가 실시된다. 또 여기서 전조에 의해 축부형성부 (12a) 를 원하는 직경 치수로 가공하는 것은 가변날개 (1) 의 양산성을 고려했기 때문이지만, 제조 수가 적거나 다품종 소량생산인 경우, 혹은 전조에 수반하여 샤프에지가 생기기 쉬운 경우 등에서는 축부 (12) 를 절삭에 의해 가공하는 것도 가능하다.

또 상기 기술한 정밀주조법이나 금속사출성형법 등에 의해 성상 (질) 및 치수 등에서 매우 완성품에 가까운 니어넷 쉐이프의 소형재 (W) 가 얻어지고, 예를 들어 전조가공 등이 필요하지 않은 경우에는 상기 축부의 가공공정은 생략하는 것이 가능하다.

(iii) 날개부의 프레스가공

축부형성부 (12a) 를 거의 원하는 직경 치수로 가공한 후, 니어넷 쉐이프상태의 소형재 (W) 는 한쌍의 대향형 사이에 끼워넣어져 베인 높이 (h) 등의 날개부 (11) 의 형상이나 치수 등이 원하는 정밀도로 마무리된다. 또 이와 같은 프레스 마무리를 받는 소형재 (W) 의 베인 높이 (h) 는 완성상태에 대하여 + 0.05 ∼ + 0.15 mm 의 정밀도 범위로 형성되는 것이며, 이것이 프레스에 의해 목표 치수 ±0.01 의 공차로 마무리되어 완성상태의 가변날개 (1) 를 얻는 것이다. 이와 같이 소형재 (W) 의 날개부형성부 (11a) 를 프레스하여 원하는 정밀도의 베인 높이 (h) 를 실현하기 위해서는 소형재 (W) 를 목적으로 하는 가변날개 (1) 에 매우 가까운 니어넷 쉐이프상태로 형성할 필요가 있다. 반대로 말하면 목적으로 하는가변날개 (1) 에서 먼 소형재 (W) 를 프레스가공해도 원하는 정밀도의 베인 높이 (h) 를 실현하는 것은 거의 불가능하며, 또한 대부분의 경우 날개부 (11) 나 축부 (12) 가 부주의로 만곡되거나 날개부 (11) 와 축부 (12) 의 부착상태에 문제를 일으키는 것이다.

그리고 소형재 (W) 의 날개부 (11) 를 마무리하는 프레스장치로는 일례로서 제 6 도에 나타내는 바와 같이 한쌍의 대향형 (6) 이 적용되는 것이며, 이것은 가변날개를 부동상태로 유지하는 유지형 (61) 과 이 유지형 (61) 에 대하여 상대적으로 접근 이반하는 가압형 (62) 을 구비하여 이루어지는 것이다. 또한 유지형 (61) 에는 가변날개 (1) 를 유지하기 위해 축부 (12; 축부형성부 (12a)) 를 수용하는 축부수용부 (61a) 가 파여짐과 동시에, 가압형 (62) 에는 날개부 (11; 날개부형성부 (11a)) 를 수용하는 날개부수용부 (62a) 가 파여져 있고, 이들 유지형 (61) 과 가압형 (62) 에 의해 날개폭 방향에서 소형재 (W) 를 끼워넣어 베인 높이 (h) 를 마무리하는 것이다. 이와 같이 마무리 프레스는 가변날개 (1) 의 주위가 대향형 (6) 에 의해 포위된 상태에서 가압되기 때문에 날개부 (11) 나 축부 (12) 등이 부주의로 휘거나 변형하는 일이 거의 완전히 해소될 수 있는 것이다.

또 이와 같은 베인 높이 (h) 의 프레스 마무리에 있어서는 날개부 (11) 와 축부 (12) 의 부착상태를 거의 일정하게 유지하는 것이 가변날개 (1) 의 안정적인 회전운동상태를 확보하게 되고, 나아가서는 배기가이드 어셈블리 (A) 의 성능향상으로 이어지는 것이다. 따라서 본 실시 형태에서는 축부 (12) 를 수용하는 유지형 (61) 의 통과바닥부측 (제 6 도에서는 하측) 에 또한 기준면 (15) 을 유지하는 캠형 (63) 을 구비하는 것이다. 즉 소형재 (W) 는 캠형 (63) 에 형성된 기준면 수용부 (63a) 에 기준면 (15) 을 삽입하고 거의 일정한 자세로 유지되어 위치결정된 상태에서 프레스 마무리가 실시되는 것이다. 이것에 의해 날개부 (11) 와 축부 (12) 의 부착상태, 즉 날개부 (11) 와 기준면 (15) 의 경사상태를 거의 일정하게 유지하면서 프레스 마무리를 행할 수 있어 날개부 (11) 와 축부 (12) 의 부착상태의 고정밀도화를 도모하고 또한 그 편차를 가급적 억제하는 것이다.

이와 같이 소형재 (W) 의 마무리 프레스는 기준면 (15) 을 캠형 (63) 에 삽입함과 동시에 축부 (12) 를 유지형 (61) 으로 유지함으로써 소형재 (W; 가변날개 (1)) 를 적당한 자세로 규제한 상태에서 행해진다. 이 때문에 프레스는 축부 (12) 를 기준으로 하여 날개부 (11) 의 부착상태를 약간 수정하는 작용도 담당하는 것이며, 프레스 자체에 의한 교정효과를 기대할 수 있는 것이다.

또 상기 기술한 바와 같이 마무리 프레스에 의해 소형재 (W) 는 베인 높이 (h) 뿐만 아니라 날개부 (11) 표면의 형상 등도 적절히 마무리되는 것이다.

또한 제 6 도에 나타낸 실시 형태에서는 대향형 (6) 의 작동방향 (분리방향) 을 거의 연직으로 설정하고, 유지형 (61) 을 하측으로 가압형 (62) 을 상측으로 배치하고 있지만, 반드시 형분리방향 혹은 유지형 (61) 이나 가압형 (62) 의 배치도 이것에 한정되는 것은 아니다.

또한 이 실시 형태에서는 축부 (12) 를 원하는 직경 치수로 가공하고 나서 날개부 (11) 의 마무리 프레스를 행하도록 설명하였지만, 반드시 이 순서대로 행할 필요는 없고, 날개부 (11) 의 마무리 프레스를 행하고 나서 축부 (12) 의 가공을행해도 상관없다.

(iv) 배럴처리

이 공정은 프레스공정을 종료한 소형재 (W) 를 전체적으로 표면연마하는 공정이며, 예를 들어 소형재 (W) 와 미디어라고 불리우는 첨가제를 배럴용기에 넣어 배럴용기를 회전 혹은 진동시킴으로써 소형재 (W) 와 미디어를 충돌시켜 소형재 (W) 의 표면을 마무리하여 완성상태로서 가변날개 (1) 를 얻는 것이다. 또 이 배럴처리에 의해 소형재 (W) 는 버 (burr) (특히 프레스공정에서 형성된 한쌍의 대향형 (6) 의 접합부분의 버) 가 효과적으로 제거되는 것이다.

이하 본 발명의 효과에 대하여 서술하면 우선 청구항 1 또는 10 에 기재된 발명에 의하면 종래 가공에 다대한 시간을 요하였던 절삭이나 용접 등을 극력 행하지 않고 가변날개 (1) 를 제조할 수 있기 때문에 양산품으로서의 가변날개 (1) 를 시장에 안정적으로 공급할 수 있다.

또한 청구항 2 에 기재된 발명에 의하면, FB 가공에 의해 고정밀도로 블랭킹한 소형재 (W) 를 냉간프레스 단조로 원하는 형상으로 부형하기 때문에 블랭킹에서 조형을 원활하고 또한 효과적으로 행할 수 있다.

또한 청구항 3 에 기재된 발명에 의하면 가변날개 (1) 의 제조에서, 절삭가공이나 용접가공을 극력 배제하면서 조형성이나 전조성을 향상시킨 양산체제를 현실화한다. 구체적으로는 1 일에 15000 ∼ 20000 개 정도의 가변날개 (1) 를 시장에 안정적으로 공급할 수 있다.

또한 청구항 4 에 기재된 발명에 의하면, 소형재 (W) 는 사용소재의 가공 야기 마르텐사이트 변태량에 따라 적절한 온도 조건으로 설정된 상태에서 조형가공이 실시되기 때문에 목적으로 하는 형상이나 치수를 보다 충실하게 실현한 고정밀도의 가변날개 (1) 가 얻어진다.

또한 청구항 5 에 기재된 발명에 의하면 블랭크재의 블랭킹가공은 실온 분위기에서 행해지며 특히 가온을 요하는 것은 아니기 때문에 소형재 (W) 의 준비공정에 드는 비용을 절감할 수 있다. 또한 블랭킹 후의 소형재 (W) 는 예를 들어 축부 (12) 가 사각형 단면을 나타내지만 이 단면의 모퉁이부에 코너 R (필렛가공) 나 모따기가공을 실시하기 때문에 단면이 원형상에 가깝고, 그 후의 조형가공을 순조롭게 행할 수 있다. 또한 조형가공에 수반하여 형이나 소형재 (W) 의 부담도 경감할 수 있다.

또한 청구항 6 에 기재된 발명에 의하면, 니어넷 쉐이프상태로 형성한 소형재 (W) 의 베인 높이 (h) 를 절삭가공을 요하지 않고 마무리할 수 있다. 이 때문에 가변날개 (1) 의 제조공정에서 절삭가공을 극력 배제하는 절삭리스화에 기여하여 가변날개 (1) 의 양산화를 보다 현실적인 것으로 한다.

또한 청구항 7 에 기재된 발명에 의하면 가변날개 (1) 는 그 주위가 대향형 (6) 에 의해 둘러싸인 상태, 즉 축부 (12) 가 유지형 (61) 으로 포위되고, 날개부 (11) 가 유지형 (61) 과 가압형 (62) 으로 포위된 상태에서 프레스되기 때문에 날개부 (11) 나 축부 (12) 등이 부주의로 휘거나 변형되는 일이 거의 완전히 방지된다. 특히 날개부 (11) 는 선단부가 두께가 얇은 형상이기 때문에 일반적으로는 변형되기 쉬운 것이지만 이 변형이 가급적 억제된다. 이 때문에 베인 높이 (h)를 포함하여 어디서나 높은 치수 정밀도를 실현한 가변날개 (1) 를 얻을 수 있다.

또한 청구항 8 에 기재된 발명에 의하면 캠형 (63) 에 의해 축부 (12; 기준면 (15)) 를 기준으로 한 프레스가공을 행할 수 있기 때문에 축부 (12) 와 날개부 (11) 의 부착각도나 베인 높이 (h) 등에서 고정밀도의 가변날개 (1) 가 얻어진다.

또한 청구항 9 에 기재된 발명에 의하면 가변날개의 제조를 프레스가공 중심에서 행할 수 있어 제조공정에서 보다 많은 절삭가공을 배제할 수 있다. 이 때문에 가변날개의 양산화를 더 한층 현실적인 것으로 한다.

또한 청구항 11 또는 12 에 기재된 발명에 의하면 우수한 내열성을 갖고, 또한 정밀도가 높은 배기가이드 어셈블리 (A) 나 VGS 타입 터보차저의 양산화를 현실적인 것으로 한다. 또한 고온ㆍ배기가스 분위기 하에서 배기가스 (G) 의 유량조정을 정확하고 또한 확실하게 행할 수 있다.

발명의 개시

즉 청구항 1 에 기재된 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법은 회전운동 중심이 되는 축부와 실질적으로 배기가스의 유량을 조절하는 날개부를 구비하고, 엔진에서 배출된 비교적 적은 배기가스를 적절히 압축하고, 배기가스의 속도를 증폭시켜 배기가스의 에너지로 배기터빈을 회전시키고, 이 배기터빈에 직결된 컴프레서에서 자연흡기 이상의 공기를 엔진으로 송출하여 저속회전 시에도 엔진이 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입의 터보차저에 장착되는 가변날개를 제조함에 있어서, 그 공정은 거의 일정한 판두께를 갖는 금속재로 목적으로 하는 가변날개를 실현할 수 있는 볼륨을 갖도록 블랭킹된 블랭크재를 가변날개의 원형인 소형재로 하는 소형재의 준비공정과, 상기 소형재를 한쌍의 대향형 사이에 끼워넣어 날개부와 축부 등을 원하는 형상으로 형성하는 조형공정과, 상기 조형공정에서 제품부위에서 비어져나온 소형재의 비제품부위를 트리밍하는 트림공정과, 트리밍종료 후, 거의 제품부위만을 나타내도록 된 소형재의 축부를 한쌍의 다이스에 눌러 원하는 직경 두께로 가공하는 전조 (轉造) 공정과, 소형재의 축부와 날개부 등을 전체적으로 표면연마하는 배럴공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면, 가변날개의 제조공정에서 절삭가공이나 용접가공을 가능한 한 배제할 수 있어 가변날개의 양산화를 구현한다.

또한 청구항 2 에 기재된 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법은 상기 청구항 1 에 기재된 요건에 추가하여, 상기 소형재의 준비공정에서는 파인블랭킹가공에 의해 블랭크재를 블랭킹하고, 또한 상기 조형공정에서는 냉간프레스 단조기에 의해 소형재를 원하는 형상으로 형성하도록 한 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면, 파인블랭킹장치에 의해 소형재를 블랭킹하기 위해 블랭킹가공을 고정밀도로 행할 수 있고, 전단면의 면정밀도나 치수정밀도에서 매우 양호한 소형재가 얻어진다. 또한 블랭킹한 소형재를 냉간프레스 단조기에 의해 원하는 형상으로 조형하기 때문에 블랭킹공정에서 조형공정으로 순조롭게 이행할 수 있어 효율적이면서 또한 여유도가 높은 가공을 행할 수 있다.

또한 청구항 3 에 기재된 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법은 상기 청구항 1 또는 2 에 기재된 요건에 추가하여, 상기 조형공정에서는 소형재 또는 대향형 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 50 ∼ 300 ℃ 로 가열한 상태에서 가공을 행하도록 한 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면, 조형공정에서 소형재나 대향형을 온간가열하기 때문에 금속소재가 유동하기 쉬워져 본 공정에서의 조형성이나 그 후의 공정에서의 전조성 등을 향상시킬 수 있다. 이 때문에 전조에 수반되는 축신장 (축부가 축방향으로 늘어나는 현상) 이나 샤프에지 (축부의 전조에 의해 축부표면의 금속소재가 소성 유동을 일으켜 축부의 선단부에서 돌출상태로 형성되는 예각부위) 의 발생이 효과적으로 억제된다. 따라서 전조 후, 이들 축신장이나 샤프에지 등을 수정하기위해 행해지는 경우가 많았던 절삭가공을 생략할 수 있고, 나아가서는 가변날개를 제조하는 전공정에서 보다 많은 절삭가공을 배제할 수 있어 가변날개의 양산을 보다 현실적인 것으로 한다.

또한 청구항 4 에 기재된 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법은 상기 청구항 3 에 기재된 요건에 추가하여, 상기 소형재에는 오스테나이트계 내열소재가 적용되는 것이며, 또한 상기 조형공정에서 소형재 또는 대향형을 가열하는 온도는 소형재의 가공 야기 마르텐사이트 변태지표인 Md₃₀이 클수록 고온으로 설정하도록 한 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면, 사용재 종류의 Md₃₀값에서 최적인 가열온도를 결정할 수 있고, 소형재 W 의 변형 여유도를 보다 향상시켜 정밀도가 높은 가공을 행할 수 있다.

또한 청구항 5 에 기재된 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법은 상기 청구항 1, 2, 3 또는 4 에 기재된 요건에 추가하여, 상기 소형재의 준비공정은 실온 분위기 하에서 파인블랭킹가공에 의해 행해지는 것이며, 블랭킹된 블랭크재에는 조형공정에서 날개부와 축부를 형성하기 쉽게 하도록 모퉁이부에 코너 R 또는 모따기가공을 실시하도록 한 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면, 소형재의 준비공정에서는 실온 분위기 하에서 소형재를 블랭킹하고, 특히 가온을 요하는 것은 아니기 때문에 이 공정에 드는 비용을 저감할 수 있다. 또한 블랭킹 후의 소형재 (블랭크재) 에는 적당한 모퉁이부에 코너 R (필렛가공) 이나 모따기가공이 실시되기 때문에 날개부나 축부 등의 조형가공이 행해지기 쉬워진다. 즉 조형공정에서는 소재 자체의 볼륨은 거의 증감하지 않고 소재를 소위 불필요한 부분에서 필요한 부분으로 부분적으로 유동시키도록 소형재를 변형시키기 때문에 유동시키고자 하는 부위의 모퉁이부에 코너 R 등을 형성함으로써 소재의 유동이 촉진되어 원하는 형상을 정밀도 좋게 실현할 수 있다. 물론 코너 R 이나 모따기가공은 조형공정에 수반되는 소형재나 형에 가해지는 부담도 경감할 수 있어서 조형공정 자체의 간략화에도 기여한다.

또한 청구항 6 에 기재된 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법은 회전운동 중심이 되는 축부와 실질적으로 배기가스의 유량을 조절하는 날개부를 구비하고, 엔진에서 배출된 비교적 적은 배기가스를 적절히 압축하고, 배기가스의 속도를 증폭시켜 배기가스의 에너지로 배기터빈을 회전시키고, 이 배기터빈에 직결된 컴프레서로 자연흡기 이상의 공기를 엔진으로 송출하여 저속회전 시에도 엔진이 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입의 터보차저에 장착되는 가변날개를 제조함에 있어서, 상기 가변날개는 날개부와 축부를 일체로 구비하고, 가면날개의 원형이 되는 금속 소형재를 출발소재로 하는 것이며, 이 소형재에 적당한 가공을 실시함으로써 혹은 미리 소형재를 얻는 단계에서 형상 및 치수를 목적으로 하는 가변날개에 근접시킨 니어넷 쉐이프상태로 하고, 가변날개의 날개폭 치수에 상당하는 베인 높이를 마무리함에 있어서는, 상기 니어넷 쉐이프상태로 형성한 소형재를 한쌍의 대향형 사이에 끼워넣어 프레스하여 완성상태로서의 베인 높이의 정밀도를 실현하도록 한 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면, 니어넷 쉐이프상태로 형성한 소형재를 프레스하여 날개부의 베인 높이를 원하는 정밀도로 가공하기 때문에 베인 높이를 마무리함에 있어서 번잡스러운 절삭가공을 필요로하지 않아서 마무리공정의 효율화를 도모할 수 있다. 또한 이와 관련하여 가변날개의 제조공정에서 보다 많은 절삭가공을 배제할 수 있어 가변날개의 양산체제를 보다 구체적인 것으로 한다.

또한 청구항 7 에 기재된 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법은 상기 청구항 6 에 기재된 요건에 추가하여, 상기 가변날개의 베인 높이를 마무리하는 한쌍의 대향형은 소형재를 유지하는 유지형과 유지형에 대하여 상대적으로 접근 이반하는 가압형을 구비함과 동시에, 상기 유지형에는 축부수용부를 형성하고 다른 한쪽의 상기 가압형에는 날개부수용부를 형성하여 이루어지고, 프레스를 행할 때는 상기 유지형과 가압형에 의해 소형재의 날개부를 끼워넣어 베인 높이를 원하는 정밀도로 마무리하도록 한 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면, 축부수용부가 형성된 유지형과 날개부수용부가 형성된 가압형에 의해 날개부를 끼워넣어 베인 높이를 원하는 정밀도로 마무리하기 때문에 프레스 시에 날개부나 축부 등을 부주의로 만곡시키는 일이 거의 완전히 해소되어 고정밀도의 프레스 마무리를 보다 현실적인 것으로 한다.

또한 청구항 8 에 기재된 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법은 상기 청구항 6 또는 7 에 기재된 요건에 추가하여, 상기 가변날개는 축부의 선단부에 날개부에 대하여 적당한 경사상태로 형성된 기준면을 갖는 것이며, 또한 상기 대향형은 이 기준면을 수용하여 소형재의 위치결정을 행하는 캠형을 구비하는 것이며, 베인 높이의 프레스 마무리를 행할 때는 캠형에 의해 가변날개를 적당한 자세로 규제하면서 행하도록 한 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면 프레스 마무리를 행할 때, 캠형이 가변날개를 거의 일정한 자세로 규제하기 때문에 축부와 날개부의 부착각도, 즉 기준면과 날개부의 경사상태를 고정밀도로 실현할 수 있다. 또 소형재 (가변날개) 의 마무리 프레스는 축부 (기준면) 를 캠형에 의해 유지한 위치결정상태에서 행해짐과 동시에, 축부와 날개부의 부착상태 (여기서는 축부가 기준이 된다) 를 어느정도 수정하는 교정효과도 기대할 수 있다.

또한 청구항 9 에 기재된 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법은 회전운동 중심이 되는 축부와 실질적으로 배기가스의 유량을 조절하는 날개부를 구비하고, 엔진에서 배출된 비교적 적은 배기가스를 적절히 압축하고, 배기가스의 속도를 증폭시켜 배기가스의 에너지로 배기터빈을 회전시키고, 이 배기터빈에 직결된 컴프레서로 자연흡기 이상의 공기를 엔진으로 송출하여 저속회전 시에도 엔진이 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입의 터보차저에 장착되는 가변날개를 제조함에 있어서, 상기 가변날개의 원형인 소형재를 얻을 때는 거의 일정한 판두께를 갖는 금속재로 블랭킹된 블랭크재를 소형재로 하는 것이며, 그 후, 이 소형재를 한쌍의 대향형으로 끼워넣어 날개부와 축부 등을 원하는 형상으로 조형한 후, 제품부위에서 비어져나온 소형재의 비제품부위를 트리밍하고, 이어서 소형재의 축부를 한쌍의 다이스에 눌러 원하는 직경 두께로 전조하여 형상 및 치수를 목적으로 하는 가변날개에 근접시킨 니어넷 쉐이프상태로 하는 것이며, 또한 가변날개의 날개폭 치수에상당하는 베인 높이를 마무리함에 있어서는, 상기 니어넷 쉐이프상태로 형성한 소형재를 한쌍의 대향형 사이에 끼워넣어 프레스하여 완성상태로서의 베인 높이의 정밀도를 실현하도록 한 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면, 가변날개를 제조할 때, 특히 블랭크재 (소형재) 의 블랭킹이나 베인 높이의 마무리 등에 있어서, 프레스 장치 중심의 가공이 행해지기 때문에 가변날개의 제조공정에서 수고나 비용이 드는 절삭가공을 극력 배제할 수 있어 가변날개의 양산화를 더 한층 구체적인 것으로 한다.

또한 청구항 10 에 기재된 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개는 회전운동 중심이 되는 축부와 실질적으로 배기가스의 유량을 조절하는 날개부를 구비하고, 엔진에서 배출된 비교적 적은 배기가스를 적절히 압축하고, 배기가스의 속도를 증폭시켜 이 배기가스의 에너지로 배기터빈을 회전시키고, 배기터빈에 직결된 컴프레서로 자연흡기 이상의 공기를 엔진으로 송출하여 저속회전 시에도 엔진이 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입의 터보차저에 장착되는 가변날개에서, 상기 청구항 1, 2 , 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9 에 기재된 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면, 종래, 가공에 다대한 시간을 요하였던 절삭이나 용접 등의 공정을 행하지 않고 제조할 수 있기 때문에 양산품으로서의 가변날개를 시장에 안정적으로 공급할 수 있다. 이와 관련하여, 오로지 절삭가공에 의존하였던 종래 수법으로는 1 일에 500 개 정도의 생산량이었지만, 본 발명에서는 일례로서 1 일에 15000 ∼ 20000 개 정도 양산하는 것이 가능해진다. 또한 양산된 가변날개는 금속소재를 블랭킹할 때의 연구, 조형공정에서 재료 종류의 가공 야기 마르텐사이트 변태량에 따른 적절한 가열조건 등의 연구, 축신장을 허용범위 내로 억제하기 위한 전조 여유부분의 연구 등에 의해 정밀도가 높은 정교한 가변날개가 얻어진다.

또한 청구항 11 에 기재된 VGS 타입 터보차저의 배기가이드 어셈블리는 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기터빈을 회전시키는 가변날개와, 이 가변날개를 배기터빈의 바깥둘레부에서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈프레임과, 이 가변날개를 적절히 회전운동시켜 배기가스의 유량을 조절하는 가변기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변날개에 의해 압축하고, 배기속도를 증가시켜 저속회전 시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입의 터보차저에서의 배기가이드 어셈블리에서, 상기 가변날개는 상기 청구항 10 에 기재된 가변날개가 적용되는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면 고내열성을 갖고, 또한 정밀도가 높은 배기가이드 어셈블리의 양산화를 현실적인 것으로 한다.

또한 청구항 12 에 기재된 VGS 타입 터보차저는 엔진의 배기에너지에 의해 배기터빈을 구동하고, 이 출력에 의해 배기터빈에 직결된 컴프레서를 회전시켜 엔진에 자연흡기 이상의 과급상태를 가져오게 한 터보차저에서, 상기 터보차저는 상기 청구항 11 에 기재된 배기가이드 어셈블리가 장착되어 이루어지고, 엔진이 저속회전하고 있을 때도 비교적 적은 배기가스를 적절히 압축하고, 배기가스의 속도를 증폭시켜 고출력을 발휘할 수 있도록 한 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

이 발명에 의하면, 고내열성을 갖는 VGS 타입 터보차저의 양산화를 현실적인 것으로 한다. 또한 이 터보차지에는 고정밀도의 가변날개가 장착되기 때문에 배기가스의 유량조정을 정확하고 또한 확실하게 행할 수 있어 고온ㆍ배기가스 분위기 하에서의 사용에 충분히 견딜 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 극력 절삭이나 용접을 행하지 않고 항상 안정적인 고품질수준의 가변날개 나아가서는 이것을 장착하여 이루어지는 VGS 타입의 터보차저 등을 현실적으로 양산하고자 할 경우에 적합하다.

Claims (12)

1. 회전운동 중심이 되는 축부 (12) 와 실질적으로 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 날개부 (11) 를 구비하고,

   엔진에서 배출된 비교적 적은 배기가스 (G) 를 적절히 압축하고, 배기가스 (G) 의 속도를 증폭시켜 배기가스 (G) 의 에너지로 배기터빈 (T) 을 회전시키고, 이 배기터빈 (T) 에 직결된 컴프레서로 자연흡기 이상의 공기를 엔진으로 송출하여 저속회전 시에도 엔진이 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입의 터보차저에 장착되는 가변날개 (1)를 제조하는 데 있어서, 그 공정은,

   거의 일정한 판두께를 갖는 금속재로부터 목적으로 하는 가변날개 (1) 를 실현할 수 있는 볼륨을 갖도록 블랭킹된 블랭크재를 가변날개 (1) 의 원형인 소형재 (W) 로 하는 소형재의 준비공정과,

   상기 소형재 (W) 를 한쌍의 대향형 사이에 끼워넣어 날개부 (11) 나 축부 (12) 등을 원하는 형상으로 형성하는 조형공정과,

   상기 조형공정에서 제품부위에서 흘러나온 소형재 (W) 의 비제품부위 (a) 를 트리밍하는 트림공정과,

   트리밍종료 후, 거의 제품부위만을 나타내도록 된 소형재 (W) 의 축부 (12) 를 한쌍의 다이스에 눌러 원하는 직경 두께로 가공하는 전조공정과,

   소형재 (W) 의 축부 (12) 나 날개부 (11) 등을 전체적으로 표면연마하는 배럴공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 소형재의 준비공정에서는 파인블랭킹가공에 의해 블랭크재를 블랭킹하고, 또한 상기 조형공정에서는 냉간프레스 단조기에 의해 소형재 (W) 를 원하는 형상으로 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조형공정에서는 소형재 (W) 또는 대향형 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 50 ∼ 300 ℃ 로 가열한 상태에서 가공을 행하도록 한 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 소형재 (W) 에는 오스테나이트계 내열소재가 적용되는 것이며, 또한 상기 조형공정에서 소형재 (W) 또는 대향형을 가열하는 온도는 소형재 (W) 의 가공 야기 마르텐사이트 변태지표인 Md₃₀이 클수록 고온으로 설정하도록 한 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법.
5. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 소형재의 준비공정은 실온 분위기 하에서 파인블랭킹가공에 의해 행해지는 것이며, 블랭킹된 블랭크재에는 조형공정에서 날개부 (11) 나 축부 (12) 를 형성하기 쉽게 하도록 모퉁이부에 코너 R 또는 모따기가공을 실시하도록 한 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법.
6. 회전운동 중심이 되는 축부 (12) 와 실질적으로 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 날개부 (11) 를 구비하고,

   엔진에서 배출된 비교적 적은 배기가스 (G) 를 적절히 압축하고, 배기가스 (G) 의 속도를 증폭시켜 배기가스 (G) 의 에너지로 배기터빈 (T) 을 회전시키고, 이 배기터빈 (T) 에 직결된 컴프레서로 자연흡기 이상의 공기를 엔진으로 송출하여 저속회전 시에도 엔진이 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입의 터보차저에 장착되는 가변날개 (1)를 제조하는 데 있어서,

   상기 가변날개 (1) 는 날개부 (11) 와 축부 (12) 를 일체로 구비하고, 가변날개 (1) 의 원형이 되는 금속의 소형재 (W) 를 출발소재로 하는 것이며,

   이 소형재 (W) 에 적당한 가공을 실시함으로써 혹은 미리 소형재 (W) 를 얻는 단계에서,

   형상 및 치수를 목적으로 하는 가변날개 (1) 에 근접시킨 니어넷 쉐이프상태로 하고,

   가변날개 (1) 의 날개폭 치수에 상당하는 베인 높이 (h) 를 마무리함에 있어서는 상기 니어넷 쉐이프상태로 형성한 소형재 (W) 를 한쌍의 대향형 (6) 사이에 끼워넣어 프레스하고, 완성상태로서의 베인 높이 (h) 의 정밀도를 실현하도록 한 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 가변날개 (1) 의 베인 높이 (h) 를 마무리하는 한쌍의 대향형 (6) 은 소형재 (W) 를 유지하는 유지형 (61) 과 유지형 (61) 에 대하여 상대적으로 접근 이반하는 가압형 (62) 을 구비함과 동시에,

   상기 유지형 (61) 에는 축부수용부 (61a) 를 형성하고, 다른 한쪽의 상기 가압형 (62) 에는 날개부수용부 (62a) 를 형성하여 이루어지고,

   프레스를 행할 때는 상기 유지형 (61) 과 가압형 (62) 사이에 소형재 (W) 의 날개부 (11) 를 끼워넣어 베인 (h) 을 원하는 정밀도로 마무리하도록 한 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 가변날개 (1) 는 축부 (12) 의 선단부에 날개부 (11) 에 대하여 적당한 경사상태로 형성된 기준면 (15) 을 갖는 것이며,

   또한 상기 대향형 (6) 은 이 기준면 (15) 을 수용하여 소형재 (W) 의 위치결정을 행하는 캠형 (63) 을 구비하는 것이며,

   베인 높이 (h) 의 프레스 마무리를 행할 때는 캠형 (63) 에 의해 가변날개 (1) 를 적당한 자세로 규제하면서 행하도록 한 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법.
9. 회전운동 중심이 되는 축부 (12) 와 실질적으로 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 날개부 (11) 를 구비하고,

   엔진에서 배출된 비교적 적은 배기가스 (G) 를 적절히 압축하고, 배기가스 (G) 의 속도를 증폭시켜 배기가스 (G) 의 에너지로 배기터빈 (T) 을 회전시키고, 이 배기터빈 (T) 에 직결된 컴프레서로 자연흡기 이상의 공기를 엔진으로 송출하여 저속회전 시에도 엔진이 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입의 터보차저에 장착되는 가변날개 (1) 를 제조하는 데 있어서,

   상기 가변날개 (1) 의 원형인 소형재 (W) 를 얻는 데 있어서는 거의 일정한 판두께를 갖는 금속재로 블랭킹된 블랭크재를 소형재 (W) 로 하는 것이며,

   그 후, 이 소형재 (W) 를 한쌍의 대향형 사이에 끼워넣어 날개부 (11) 나 축부 (12) 등을 원하는 형상으로 조형한 후,

   제품부위에서 비어져나온 소형재 (W) 의 비제품부위 (a) 를 트리밍하고, 이어서 소형재 (W) 의 축부 (12) 를 한쌍의 다이스에 눌러 원하는 직경 두께로 전조하여 형상 및 치수를 목적으로 하는 가변날개 (1) 에 근접시킨 니어넷 쉐이프상태로 하는 것이며,

   또한 가변날개 (1) 의 날개폭 치수에 상당하는 베인 높이 (h) 를 마무리함에 있어서는 상기 니어넷 쉐이프상태로 형성한 소형재 (W) 를 한쌍의 대향형 (6) 사이에 끼워넣어 프레스하고, 완성상태로서의 베인 높이 (h) 의 정밀도를 실현하도록 한 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법.
10. 회전 중심이 되는 축부 (12) 와 실질적으로 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 날개부 (11) 를 구비하고, 엔진에서 배출된 비교적 적은 배기가스 (G) 를 적절히 압축하고, 배기가스 (G) 의 속도를 증폭시켜 이 배기가스 (G) 의 에너지로 배기터빈 (T) 을 회전시키고, 배기터빈 (T) 에 직결된 컴프레서로 자연흡기 이상의 공기를 엔진으로 송출하여 저속회전 시에도 엔진이 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입의 터보차저에 장착되는 가변날개 (1) 에서, 상기 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 기재된 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 가변날개.
11. 엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기터빈 (T) 을 회전시키는 가변날개 (1) 와,

    이 가변날개 (1) 를 배기터빈 (T) 의 바깥둘레부에서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈프레임 (2) 과,

    이 가변날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변기구 (3) 를 구비하고,

    적은 배기유량을 가변날개 (1) 에 의해 압축하고, 배기의 속도를 증가시켜 저속회전 시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입의 터보차저에서의 배기가이드 어셈블리 (A) 에 있어서,

    상기 가변날개 (1) 는 상기 제 10 항에 기재된 가변날개 (1) 가 적용되는 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저의 배기가이드 어셈블리.
12. 엔진의 배기에너지에 의해 배기터빈 (T) 을 구동하고, 이 출력에 의해 배기터빈 (T) 에 직결된 컴프레서를 회전시켜 엔진에 자연흡기 이상의 과급상태를 가져오도록 한 터보차저에 있어서,

    상기 터보차저는 상기 제 11 항에 기재된 배기가이드 어셈블리 (A) 가 장착되어 이루어지고,

    엔진이 저속회전하고 있을 때라 하더라도 비교적 적은 배기가스 (G) 를 적절히 압축하고, 배기가스 (G) 의 속도를 증폭시켜 고출력을 발휘할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저.