WO2014050530A1 - 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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WO2014050530A1
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吉田　恵
中川　勝則
康隆 酒井
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株式会社Ihi
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a variable nozzle unit or the like that can change the flow area (flow rate) of exhaust gas supplied to a turbine impeller side in a variable capacity supercharger.
  • variable nozzle units equipped in variable capacity superchargers.
  • variable nozzle unit The specific configuration of the variable nozzle unit according to the prior art is as follows.
  • a base ring is disposed concentrically with the turbine impeller in the turbine housing of the variable displacement supercharger.
  • a plurality of support holes are formed in the base ring at equal intervals in the circumferential direction.
  • a plurality of variable nozzles are arranged at equal intervals in the circumferential direction so as to surround the turbine impeller.
  • Each variable nozzle is rotatable about an axis parallel to the axis of the turbine impeller.
  • a nozzle shaft is integrally formed on a side surface of one axial direction of the turbine impeller in each variable nozzle.
  • Each nozzle shaft is rotatably supported by a corresponding support hole in the base ring.
  • a link mechanism for rotating a plurality of variable nozzles synchronously is disposed on one side of the base ring in the axial direction.
  • this link mechanism is as follows. On one side of the base ring in the axial direction, a drive ring is provided concentrically with the base ring and rotatable. Further, the same number of synchronous joint members as the variable nozzles are arranged on the drive ring at equal intervals in the circumferential direction. Each synchronous joint member has a power transmission surface on both sides in the circumferential direction (both sides in a direction orthogonal to the radial direction). Furthermore, the drive ring is provided with a drive joint member. The drive joint member has power transmission surfaces on both sides in the circumferential direction.
  • each nozzle link member has a pair of power transmission surfaces which can be slidably contacted with the power transmission surfaces of the corresponding synchronous joint members on the tip side.
  • the bearing housing as a fixed part of the variable capacity turbocharger is provided with a drive shaft that can rotate around an axis parallel to the axis of the turbine impeller. This drive shaft is rotated by driving of the rotation actuator.
  • the base end portion of the drive link member is integrally connected to the end portion on the other axial side of the drive shaft.
  • the distal end side of the drive link member is engaged so as to sandwich the drive joint member.
  • the drive link member has a pair of power transmission surfaces that can slide on the power transmission surface of the drive joint member on the distal end side.
  • variable displacement turbocharger when the engine speed is in the high rotation range, the drive shaft is rotated in one direction by driving the rotation actuator, and the drive link member is swung in one direction.
  • the drive ring is rotated in the forward direction while being moved.
  • the flow passage area of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side by rotating the plurality of variable nozzles synchronously in the forward direction (opening direction) while swinging the plurality of nozzle link members in the forward direction. (Flow rate) can be increased.
  • the drive shaft is rotated in the other direction by driving the rotation actuator, and the drive ring is swung in the other direction, while the drive ring is moved in the opposite direction. Rotate.
  • the flow path area of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side by rotating the plurality of variable nozzles in the reverse direction (closed direction) while swinging the plurality of nozzle link members in the reverse direction. Can be reduced.
  • metal powder injection molding which makes it possible to produce compacts with high dimensional accuracy and high strength, has attracted attention as the fifth-generation precision processing technology after machining, die casting, powder metallurgy, and precision casting.
  • metal powder injection molding attempts have been made to apply metal powder injection molding to the manufacture of power transmission members such as synchronous joint members, drive joint members, and nozzle link members.
  • the present invention provides a variable nozzle having a novel configuration that can sufficiently ensure the dimensional accuracy and shape accuracy of the power transmission surface of the power transmission member even when metal powder injection molding is applied to the production of the power transmission member. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a unit, a variable capacity supercharger, and a power transmission member.
  • a first aspect of the present invention is a variable nozzle unit in which a flow area (flow rate) of exhaust gas supplied to a turbine impeller side in a variable capacity supercharger is variable, the variable capacity supercharger And a base ring in which a plurality of support holes are formed at equal intervals in the circumferential direction, and a circumferential direction so as to surround the turbine impeller in the base ring
  • the turbine impeller is rotatable about an axis parallel to the axis of the turbine impeller, and is rotatable to the support hole corresponding to the base ring on the side surface on one axial side of the turbine impeller.
  • a link mechanism, and the link mechanism is provided on one side of the base ring in the axial direction so as to be concentric with the base ring and rotatable, and to the drive ring in the circumferential direction.
  • variable nozzles which are arranged at equal intervals and have first power transmission surfaces on both sides in the circumferential direction (both sides in a direction perpendicular to the radial direction), and the drive ring
  • a drive joint member having second power transmission surfaces on both sides in the circumferential direction and a base end portion are integrally connected to the nozzle shaft of each variable nozzle, and the tip end side is engaged so as to sandwich the corresponding synchronous joint member Therefore, a nozzle link member having a third power transmission surface slidably contactable with the first power transmission surface of the synchronous joint member corresponding to the tip side, and a fixed portion of the variable capacity supercharger
  • a drive shaft that is rotatably provided around an axis parallel to the axis of the bin impeller, and a base end is integrally connected to the other side in the axial direction of the drive shaft.
  • the power transmission member of at least one of the synchronous joint member, the drive joint member, the nozzle link member, and the drive link member is formed by metal powder injection molding using a mixture of metal powder and a binder as an injection material. It is formed by sintering a molded body, and corresponds to a power transmission surface at the time of molding the molded body on the side surfaces on both axial sides of the power transmission member.
  • the gist is that flow-promoting recesses for promoting the fluidity of the mixture toward the side are formed.
  • arranged means not only directly disposed but also indirectly disposed via another member.
  • “provided” means that it is indirectly provided via another member in addition to being directly provided.
  • the base ring is arranged at equal intervals in the circumferential direction so as to surround the turbine impeller” means that the turbine impeller is surrounded between a pair of base rings that are spaced apart from each other in the axial direction. It is intended to include being arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the “fixed portion of the variable capacity supercharger” means that a part of a bearing housing or a turbine housing in the variable capacity supercharger is included.
  • variable capacity supercharger that supercharges air supplied to the engine side using pressure energy of exhaust gas from the engine.
  • the gist is to provide such a variable nozzle unit.
  • a third feature of the present invention is a method for manufacturing a power transmission member of any one of a synchronous joint member, a drive joint member, a nozzle ring member, and a drive ring member used in the variable nozzle unit according to the first feature.
  • a final shape of the flow promoting recess is formed on the molding surface of the injection molding mold using an injection mold having a molding surface similar to a shape that reverses the final shape of any one of the power transmission members. Injecting a mixture of metal powder and binder into a cavity defined by the molding surface of the injection molding die in a state in which a concave molding portion having an outer shape similar to the shape that reverses the shape is provided.
  • the state in which the recess molding portion is provided means that the injection molding is in addition to the state in which a part of the injection mold is provided as the recess molding portion. It is intended to include a state in which an insert different from the mold is set as a recessed portion molding portion.
  • variable nozzle unit which can fully ensure the dimensional accuracy and shape accuracy of the power transmission surface of a power transmission member, a variable capacity type A supercharger and a method for manufacturing a power transmission member can be provided.
  • FIG. 1A is a left side view of the nozzle link member according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a front sectional view of the nozzle link member
  • FIG. 1C is the nozzle link.
  • 2A is a left side view of the drive link member according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is a front sectional view of the drive link member
  • FIG. 2C is the drive link.
  • 3A is a left side view of the synchronous joint member according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a front sectional view of the synchronous joint member
  • FIG. 3C is the synchronous joint. It is a right view of a member.
  • FIG. 4A is a left side view of the drive joint member according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a front sectional view of the drive joint member
  • FIG. 4C is the drive joint. It is a right view of a member.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the arrow V in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the arrow VI in FIG.
  • FIG. 7 is a front sectional view of the variable capacity supercharger according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a view taken along line IX-IX in FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the relationship among a plurality of mounting pins, guide rings, and stoppers.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the relationship among a plurality of mounting pins, guide rings, and stoppers.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an injection process in an injection mold according to the second embodiment of the present invention and a method for manufacturing a power transmission member according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A illustrates a degreasing process in the method for manufacturing a power transmission member according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 12B illustrates a firing process in the method for manufacturing the power transmission member.
  • variable displacement supercharger 1 As shown in FIG. 7, the variable displacement supercharger 1 according to the first embodiment of the present invention supercharges the air supplied to the engine using the energy of the exhaust gas from the engine (not shown). (Compressed).
  • variable capacity supercharger 1 includes a bearing housing 3.
  • a radial bearing 5 and a pair of thrust bearings 7 are provided in the bearing housing 3.
  • the plurality of bearings 5 and 7 are rotatably provided with a rotor shaft (turbine shaft) 9 extending in the left-right direction.
  • the rotor shaft 9 is rotatably provided in the bearing housing 3 via the plurality of bearings 5 and 7.
  • Compressor housing 11 is provided on the right side of bearing housing 3.
  • a compressor impeller 13 that compresses air using centrifugal force is provided in the compressor housing 11 so as to be rotatable around its axis C (in other words, the axis of the rotor shaft 9).
  • the compressor impeller 13 is provided at equal intervals in the circumferential direction of the compressor disk 15 on the compressor disk (compressor wheel) 15 integrally connected to the right end of the rotor shaft 9 and the outer peripheral surface of the compressor disk 15. And several compressor blades 17.
  • An air inlet 19 for introducing air is formed on the inlet side of the compressor impeller 13 in the compressor housing 11 (the right side of the compressor housing 11).
  • the air inlet 19 can be connected to an air cleaner (not shown) for purifying air.
  • an annular diffuser passage 21 that pressurizes compressed air is formed on the outlet side of the compressor impeller 13 between the bearing housing 3 and the compressor housing 11.
  • a spiral compressor scroll passage 23 is formed in the compressor housing 11.
  • the compressor scroll channel 23 communicates with the diffuser channel 21.
  • An air discharge port 25 for discharging compressed air is formed at an appropriate position of the compressor housing 11.
  • the air discharge port 25 communicates with the compressor scroll passage 23 and can be connected to an intake manifold (not shown) of the engine.
  • a turbine housing 27 is provided on the left side of the bearing housing 3.
  • a turbine impeller 29 that generates a rotational force (rotational torque) using the pressure energy of the exhaust gas has an axis (the axis of the turbine impeller 29, in other words, the axis of the rotor shaft 9). ) It is provided to be rotatable around C. Further, the turbine impeller 29 is provided at equal intervals in the circumferential direction of the turbine disk 31 on the turbine disk (turbine wheel) 31 integrally provided at the left end portion of the rotor shaft 9 and the outer peripheral surface of the turbine disk 31. And a plurality of turbine blades 33.
  • a gas inlet 35 for introducing exhaust gas is formed at an appropriate position of the turbine housing 27.
  • the gas inlet 35 can be connected to an engine exhaust manifold (not shown).
  • a spiral turbine scroll passage 37 is formed in the turbine housing 27.
  • the turbine scroll channel 37 communicates with the gas inlet 35.
  • a gas discharge port 39 for discharging exhaust gas is formed on the outlet side of the turbine impeller 29 in the turbine housing 27 (left side portion of the turbine housing 27).
  • the gas discharge port 39 can be connected to an exhaust gas purification device (not shown) that purifies the exhaust gas.
  • variable displacement supercharger 1 is equipped with a variable nozzle unit 41 that can change the flow area (flow rate) of exhaust gas supplied to the turbine impeller 29 side.
  • the configuration of the variable nozzle unit 41 is as follows.
  • a shroud ring 43 serving as a first base ring is disposed in the turbine housing 27 concentrically with the turbine impeller 29.
  • the shroud ring 43 covers the outer edges (tip edges) of the plurality of turbine blades 33.
  • a plurality of support holes 45 are formed through the shroud ring 43 at equal intervals in the circumferential direction of the shroud ring 43.
  • a nozzle ring 47 as a second base ring is integrated with and concentric with the shroud ring 43 via a plurality of connecting pins 49 at positions opposed to the shroud ring 43 in the left-right direction (the axial direction of the turbine impeller 29). It is provided in the shape. Further, the nozzle ring 47 is penetrated (formed) at equal intervals in the circumferential direction of the nozzle ring 47 so that the plurality of support holes 51 are aligned with the plurality of support holes 45 of the shroud ring 43.
  • the plurality of connecting pins 49 have a function of setting an interval between the facing surface of the shroud ring 43 and the facing surface of the nozzle ring 47.
  • variable nozzles 53 are arranged in the circumferential direction of the turbine impeller 29 so as to surround the turbine impeller 29. They are arranged at equal intervals. Each variable nozzle 53 is rotatable in the forward and reverse direction (opening / closing direction) around an axis parallel to the axis C of the turbine impeller 29.
  • a nozzle shaft 55 is integrally formed on the right side surface (one side surface in the axial direction) of each variable nozzle 53. Each nozzle shaft 55 is rotatably supported (supported) in a corresponding support hole 51 of the nozzle ring 47.
  • nozzle shaft 57 is integrally formed concentrically with the nozzle shaft 55 on the left side surface (side surface on the other side in the axial direction) of each variable nozzle 53.
  • Each separate nozzle shaft 57 is rotatably supported in a corresponding support hole 45 of the shroud ring 43.
  • Each of the variable nozzles 53 is a both-end holding type provided with a nozzle shaft 55 and another nozzle shaft 57, but may be a cantilever type by omitting the other nozzle shaft 57.
  • the interval between the adjacent variable nozzles 53 may not be constant in consideration of the shape of individual variable nozzles and aerodynamic influence. In this case, the distance between the support holes 45 of the shroud ring 43 and the distance between the nozzle ring 47 support holes 51 are also set to match the distance between the variable nozzles 53. The same applies to the interval between synchronous joint members 67 described later.
  • a link mechanism (rotating mechanism) 59 for rotating the plurality of variable nozzles 53 in the forward and reverse directions synchronously is disposed on the right side (one axial side) of the nozzle ring 47.
  • the link mechanism 59 is interlocked with the nozzle shafts 55 of the plurality of variable nozzles 53.
  • the specific configuration of the link mechanism 59 is as follows.
  • three or more mounting pins 61 are arranged at intervals in the circumferential direction of the nozzle ring 47 on the right side surface (the one side surface in the axial direction) of the nozzle ring 47. It is installed.
  • Each mounting pin 61 is located radially outside the support hole 51 of the nozzle ring 47.
  • a guide ring 63 is provided over the right end surface of the plurality of mounting pins 61 (the end surface on the one side in the axial direction). The guide ring 63 is located concentrically with the nozzle ring 47.
  • a driving ring 65 is rotatably provided on the outer peripheral surface of the guide ring 63.
  • the drive ring 65 is located concentrically with the nozzle ring 47.
  • the drive ring 65 is provided concentrically and rotatably with the nozzle ring 47 via the guide ring 63 and the plurality of mounting pins 61. Yes.
  • a plurality of (same number as the variable nozzle 53) rectangular synchronous joint members 67 are connected to the left side surface (side surface on the other side in the axial direction) of the drive ring 65. 69 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the drive ring 65 through 69.
  • Each synchronous joint member 67 has a power transmission surface (power transmission surface for synchronous joint, first power transmission surface) SA on both sides in the circumferential direction of the drive ring 65 (both sides in a direction orthogonal to the radial direction). ing.
  • Each synchronous joint member 67 is formed with an insertion hole 71 through which the connecting pin 69 is inserted.
  • a rectangular drive joint member 73 is formed on a part of the drive ring 65 in the circumferential direction on the right side surface (the one side surface in the axial direction) of the drive ring 65. It is provided via a connecting pin 75.
  • the drive joint member 73 has power transmission surfaces (drive joint power transmission surface, second power transmission surface) SB on both sides of the drive ring 65 in the circumferential direction.
  • the drive joint member 73 is formed with an insertion hole 77 through which the connecting pin 75 is inserted.
  • a C-shaped stopper 79 is provided on the right side surface of the guide ring 63 to restrict the movement of the drive ring 65 in the left-right direction in cooperation with the right end surfaces of the plurality of mounting pins 61. Is provided.
  • the stopper 79 has a C shape, but may have an annular shape.
  • each nozzle link member (synchronous link member) 81 is integrally connected to the right end portion of the nozzle shaft 55 of each variable nozzle 53.
  • the tip end side of each nozzle link member 81 is bifurcated.
  • each nozzle link member 81 has a pair of arm portions 83 on the distal end side.
  • the pair of arm portions 83 of each nozzle link member 81 are engaged so as to sandwich the corresponding synchronous joint member 67.
  • Each arm portion 83 has a power transmission surface (nozzle link power transmission surface, third power transmission surface) SC that can slide in contact with the power transmission surface SA of the corresponding synchronous joint member 67.
  • Each nozzle link member 81 is formed with a through hole 85 through which the nozzle shaft 55 of the variable nozzle 53 is inserted.
  • a bushing is provided so that the drive shaft 87 can rotate around an axis parallel to the axis of the turbine impeller 29. 89 is provided.
  • the drive shaft 87 is rotated by driving a rotation actuator 91 such as an electric motor.
  • the base end portion of the drive lever 93 is integrally connected to the right end portion (the end portion on the one side in the axial direction) of the drive shaft 87.
  • the drive lever 93 is connected to the rotation actuator 91.
  • the base end portion of the drive link member 95 is integrally connected to the left end portion of the drive shaft 87 (the end portion on the other side in the axial direction).
  • the distal end side of the drive link member 95 is bifurcated.
  • the drive link member 95 has a pair of arm portions 97 on the distal end side. Further, the pair of arm portions 97 of the drive link member 95 are engaged so as to sandwich the drive joint member 73.
  • Each arm portion 97 has a power transmission surface (drive link power transmission surface, fourth power transmission surface) SD capable of sliding contact with the power transmission surface SB of the corresponding drive joint member 73.
  • the drive link member 95 is formed with a through hole 99 through which the right end portion of the drive shaft 87 is inserted.
  • variable nozzle unit 41 According to the first embodiment of the present invention, characteristic portions of the variable nozzle unit 41 according to the first embodiment of the present invention will be described.
  • the synchronous joint member 67, the drive joint member 73, the nozzle link member 81, and the drive link member 95 are one of the power transmission members as described above, and a mixture of metal powder and binder is used.
  • a molded body formed by metal powder injection molding as an injection material is sintered.
  • the metal powder is an austenitic stainless steel powder
  • the binder is a plurality of types of resins such as polystyrene and polymethyl methacrylate and paraffin wax. It consists of wax.
  • the mixture introduction portion (introduction location) 67p and power on the left and right side surfaces (side surfaces on both sides in the axial direction) of the synchronous joint member 67 are shown.
  • the transmission surface SA in other words, the corners on the side of the mixture introduction portion 67p on the left and right sides of the synchronous joint member 67 are formed on the power transmission surface SA at the time of forming the molded body that is the base of the synchronous joint member 67.
  • a flow promoting recess 101 is formed for promoting the fluidity of the mixture to the corresponding side.
  • the mixture to the side corresponding to the power transmission surface SA at the time of forming the molded body that is the base of the synchronous joint member 67 The flow promoting recesses 103 are formed for supplementarily promoting the fluidity of each. Then, a plurality of flow promoting recesses 101 and 103 formed on the right side surface (the one side surface in the axial direction) of the synchronous joint member 67 and the left side surface (the other side surface in the axial direction) of the synchronous joint member 67 are formed.
  • the plurality of flow promoting recesses 101 and 103 are in a front-back relationship.
  • the mixture introduction portion (introduction location) 73p and the power transmission surface SB of the drive joint member 73 on the left and right side surfaces of the drive joint member 73 are provided.
  • the power transmission surface of the drive joint member 73 is formed at each corner on the side of the left and right sides of the drive joint member 73 on the mixture introduction portion 73p side when the molded body that is the source of the drive joint member 73 is formed.
  • a flow promoting recess 105 for promoting the fluidity of the mixture toward the side corresponding to SB is formed.
  • the corners on the opposite sides of the mixture introduction portion 73p side on both the left and right side surfaces of the drive joint member 73 correspond to the power transmission surface SB for the drive joint member 73 when the molded body that is the basis of the drive joint member 73 is formed.
  • a flow promoting recess 107 is formed for supplementarily promoting the fluidity of the mixture toward the side.
  • the plurality of flow promoting recesses 105 and 107 formed on the right side surface of the drive joint member 73 and the plurality of flow promoting recesses 105 and 107 formed on the left side surface of the drive joint member 73 are in a front-back relationship. ing.
  • a molded body 81F (on the basis of the nozzle link member 81).
  • a flow promoting recess 109 for promoting the fluidity of the mixture to the side corresponding to the power transmission surface SC of the nozzle link member 81 is formed in the nozzle link member 81 at the time of molding in FIGS. 12 (a) and 12 (b). Each is formed along power transmission surface SC.
  • a flow promoting recess 111 for assisting in promoting fluidity of the mixture to the side corresponding to the power transmission surface SC of the nozzle link member 81 is formed.
  • the plurality of flow promoting recesses 109 and 111 formed on the right side surface of the nozzle link member 81 and the plurality of flow promoting recesses 109 and 111 formed on the left side surface of the nozzle link member 81 are in a front-back relationship. ing.
  • the molded body that is the basis of the drive link member 95 is formed on the left and right sides of each arm portion 97 of the drive link member 95.
  • a plurality of flow promoting recesses 113, 115, and 117 are formed along the power transmission surface SD of the drive link member 95 to promote the fluidity of the mixture to the side corresponding to the power transmission surface SD of the drive link member 95.
  • the plurality of flow promoting recesses 113, 115, 117 formed on the right side surface of the drive link member 95 and the plurality of flow promoting recesses 113, 115, 117 formed on the left side surface of the drive link member 95 are respectively front and back. It has become a relationship.
  • Exhaust gas introduced from the gas introduction port 35 flows from the inlet side to the outlet side of the turbine impeller 29 via the turbine scroll flow path 37, so that a rotational force (rotational torque) is generated using the pressure energy of the exhaust gas.
  • a rotational force rotational torque
  • the rotor shaft 9 and the compressor impeller 13 can be rotated integrally with the turbine impeller 29.
  • the air introduced from the air inlet 19 can be compressed and discharged from the air outlet 25 via the diffuser passage 21 and the compressor scroll passage 23, and the air supplied to the engine is supercharged. (Compressed).
  • variable displacement supercharger 1 when the engine speed is in a high rotation range, the drive shaft 87 is rotated in one direction (clockwise in FIG. 9) by driving the rotation actuator 91. Accordingly, the drive ring 65 is rotated in the forward direction (counterclockwise in FIG. 8 and clockwise in FIG. 9) while swinging the drive link member 95 in one direction. Thereby, while swinging the plurality of nozzle link members 81 in the forward direction, the plurality of variable nozzles 53 are synchronously rotated in the forward direction (opening direction) to increase the opening degree of the plurality of variable nozzles 53. be able to. Therefore, the flow area (flow rate) of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 29 side can be increased, and a large amount of exhaust gas can be supplied to the turbine impeller 29 side.
  • the drive link member 95 When the engine speed is in the low rotation range, the drive link member 95 is moved in the other direction by rotating the drive shaft 87 in the other direction (counterclockwise in FIG. 9) by driving the rotation actuator 91. While swinging, the drive ring 65 is rotated in the reverse direction (clockwise in FIG. 8 and counterclockwise in FIG. 9). Accordingly, while swinging the plurality of nozzle link members 81 in the reverse direction, the plurality of variable nozzles 53 are synchronously rotated in the reverse direction (closed direction) to reduce the opening degree of the plurality of variable nozzles 53. be able to. Therefore, the flow area of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 29 side can be reduced, the flow rate of the exhaust gas can be increased, and the work amount of the turbine impeller 29 can be sufficiently secured.
  • a plurality of flow promoting recesses 101 and 103 are respectively formed on the left and right side surfaces of the synchronous joint member 67. Therefore, at the time of molding the molded body that is the base of the synchronous joint member 67, the fluidity of the mixture to the side corresponding to the power transmission surface SA is promoted, and sink marks (Sink Marks) are formed on the power transmission surface SA of the synchronous joint member 67. It can be prevented from occurring.
  • a plurality of flow promoting recesses 105 and 107 are formed on the left and right side surfaces of the drive joint member 73, respectively.
  • the power transmission surface of the nozzle link member 81 is formed when the molded body 81F that is the basis of the nozzle link member 81 is formed.
  • the fluidity of the mixture toward the side corresponding to the SC is promoted, and the occurrence of sink marks on the power transmission surface SC of the nozzle link member 81 can be prevented.
  • the plurality of flow promoting recesses 113, 115, and 117 are formed on the left and right side surfaces of the drive link member 95, the power transmission surface of the drive link member 95 is formed when the molded body that is the basis of the drive link member 95 is formed.
  • the fluidity of the mixture toward the side corresponding to SD is promoted, and the occurrence of sink marks on the power transmission surface SD of the drive link member 95 can be prevented.
  • molding of the molded object used as the origin of power transmission members, such as the synchronous joint member 67 is carried out. Can be prevented, and the occurrence of sink marks on the power transmission surface of the power transmission member such as the synchronous joint member 67 can be prevented. Therefore, even if the metal powder injection molding is applied to the production of the power transmission member such as the synchronous joint member 67, the dimensional accuracy and shape accuracy of the power transmission surface of the power transmission member such as the synchronous joint member 67 can be sufficiently secured. it can.
  • an injection mold 119 according to the second embodiment of the present invention is used for carrying out the method of manufacturing a power transmission member according to the second embodiment of the present invention, and is injection molded.
  • a specific configuration of the mold 119 is as follows.
  • a fixed mold (fixed block) 123 is detachably provided on the left side surface of the fixed frame 121 in the injection molding machine.
  • the fixed mold 123 has a molding surface 123 s on the left side that is similar to a shape (complementary shape) that reverses the final shape of the left side surface of the nozzle link member 81.
  • a movable mold (movable block) 127 is detachably provided on the right side surface of the movable frame 125 that can move in the left-right direction in the injection molding machine.
  • the movable die 127 has a molding surface 127s on the right side that is similar in shape to a shape that inverts the final shape of the outer shape surface excluding the left side surface of the nozzle link member 81.
  • the cavity 129 is defined by the molding surface 123 s of the fixed mold 123 and the molding surface 127 s of the movable mold 127.
  • a gate 131 is formed on the molding surface 123 s of the fixed mold 123.
  • a runner 133 communicating with the gate 131 is formed through the fixed mold 123, and the runner 133 can be connected to an injection nozzle 135 in the injection molding machine via a spool 137.
  • Inserts having outer surfaces similar in shape to the shape of reversing the final shape of the plurality of flow promoting recesses 109 at locations corresponding to the flow promoting recesses 109 on the molding surface 123s of the fixed die 123 and the molding surface 127s of the movable die 127 (An example of a recessed part formation part) 139 is set, respectively.
  • portions corresponding to the flow promoting recesses 111 on the molding surface 123 s of the fixed mold 123 and the molding surface of the movable mold 127 have external surfaces similar to the shape that reverses the final shape of the plurality of flow promoting recesses 111.
  • the inserted inserts (an example of the recess forming portion) 141 are set.
  • the power transmission member manufacturing method is a method for manufacturing the nozzle link member 81 that is one of the power transmission members, and includes an injection step, a degreasing step, and a firing step. is doing.
  • the movable frame 127 is moved integrally with the movable frame 125 by moving the movable frame 125 to the right by driving a mold opening / closing actuator (not shown) such as a hydraulic cylinder. Then, the injection mold 119 is closed. Then, with a plurality of inserts 139 and 141 set on the molding surface 123 s of the fixed mold 123 and the molding surface 127 s of the movable mold 127, the injection nozzle 135 enters the cavity 129 via the spool 137, runner 133, and gate 131. The mixture of the metal powder and the binder is injected to cure the binder in the cavity 129. Thereby, the molded object 81F (refer FIG. 12A) similar to the final shape of the nozzle link member 81 can be shape
  • the movable frame 125 is moved to the left by driving the mold opening / closing actuator, so that the movable mold 127 is moved to the left integrally with the movable frame 125, and the injection mold The mold 119 is opened. And the molded object 81F is removed from the injection mold 119 by performing an appropriate mold release process.
  • the compact 81F is set at a predetermined position of the degreasing furnace 143 using a degreasing jig (not shown). And while maintaining the inside of the degreasing furnace 143 in a nitrogen gas atmosphere (an example of a non-oxidizing atmosphere), the molded body 81F is heated to a predetermined degreasing temperature by a heater (not shown) of the degreasing furnace 143. Thereby, the binder contained in the molded body 81F can be heated and degreased.
  • the method of degreasing the binder is not limited to the above-described heat degreasing, and other methods such as elution degreasing and solvent degreasing may be employed.
  • the compact 81F is set at a predetermined position of the sintering furnace 145 using a sintering furnace jig (not shown) as shown in FIG. Then, while maintaining the inside of the sintering furnace 145 in a vacuum atmosphere (an example of a non-oxidizing atmosphere), the molded body 81F is heated to a predetermined sintering temperature by a heater (not shown) of the sintering furnace 145, thereby forming the molded body 81F. Is fired and sintered.
  • the nozzle link member 81 made of the molded body (sintered body) 81F can be manufactured by thermally shrinking the molded body 81F from the shape indicated by the phantom line to the final shape indicated by the solid line.
  • the metal powder injection molding is applied to the manufacture of the nozzle link member 81, the dimensional accuracy and shape accuracy of the power transmission surface SC of the nozzle link member 81 are sufficiently ensured. be able to.
  • the present invention is not limited to the description of the above-described embodiment.
  • the power transmission member according to the second embodiment is manufactured from the nozzle link member 81 to the synchronous joint member 67, the drive joint member 73, or the drive.
  • Various other modes such as changing to the link member 95 can be implemented.
  • the scope of rights encompassed by the present invention is not limited to these embodiments.
  • the present invention relates to a variable nozzle unit and a variable displacement supercharger that can sufficiently ensure dimensional accuracy and shape accuracy of a power transmission surface of a power transmission member even when metal powder injection molding is applied to the production of the power transmission member. It can apply to the manufacturing method of a machine and a power transmission member.

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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

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
　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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