JP2003048037A - Manufacturing method of pin-like component of exhaust guide assembly in vgs type turbocharger - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide new manufacturing method in which a hard-to-work pin- like component of an exhaust guide assembly in a VGS type turbocharger is mass-produced by header working. SOLUTION: A work W cut to a substantially constant length out of a long metal stock with a relatively thick oxalate film of 5-10 μm formed thereon is pressed in the axial direction by a header device 6 mainly comprising a punch 61 and a die 62, and an end and a middle portion of the work W are worked into an adequate shape to obtain a pin-like member P. A tapered surface TS is formed on a guide part 62a for guiding the deformation of the work in the die 62 for upsetting a part of the work W into an adequate shape, and in the header working, the working speed is reduced, or the punch 61 is held once at the bottom dead center.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は自動車用エンジン等
に用いられるターボチャージャに関するものであって、
特にこのものに組み込まれる排気ガイドアッセンブリの
ピン状の構成部材を、ヘッダー加工により量産できるよ
うにした新規な製造方法に係るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbocharger used in an automobile engine or the like,
In particular, the present invention relates to a novel manufacturing method in which the pin-shaped constituent members of the exhaust guide assembly incorporated in this product can be mass-produced by header processing.

【０００２】[0002]

【発明の背景】自動車用エンジンの高出力化、高性能化
の一手段として用いられる過給機としてターボチャージ
ャが知られており、このものはエンジンの排気エネルギ
によってタービンを駆動し、このタービンの出力によっ
てコンプレッサを回転させ、エンジンに自然吸気以上の
過給状態をもたらす装置である。ところでこのターボチ
ャージャは、エンジンが低速回転しているときには、排
気流量の低下により排気タービンがほとんど働かず、従
って高回転域まで回るエンジンにあってはタービンが効
率的に回るまでのもたつき感と、その後の一挙に吹き上
がるまでの所要時間いわゆるターボラグ等が生ずること
を免れないものであった。またもともとエンジン回転が
低いディーゼルエンジンでは、ターボ効果を得にくいと
いう欠点があった。BACKGROUND OF THE INVENTION A turbocharger is known as a supercharger used as a means for increasing the output and improving the performance of an automobile engine. This turbocharger drives a turbine by the exhaust energy of the engine, It is a device that rotates the compressor by the output and brings the engine into a supercharged state that is higher than natural intake. By the way, in this turbocharger, when the engine is rotating at a low speed, the exhaust turbine hardly works due to a decrease in the exhaust flow rate, and therefore, in the case of an engine that can rotate up to a high rotation range, the turbine has a feeling of rattling until it rotates efficiently, It was inevitable that the so-called turbo lag, etc., required for the subsequent blowing up of the air all at once. Also, the diesel engine, which has a low engine speed, has a drawback that it is difficult to obtain a turbo effect.

【０００３】このため低回転域からでも効率的に作動す
るＶＧＳタイプのターボチャージャが開発されてきてい
る。このものは排気タービンの外周に配設された複数の
可変翼（羽）によって、少ない流量の排気ガスを絞り込
み、排気の速度を増し、排気タービンの仕事量を大きく
することで、低速回転時でも高出力を発揮できるように
したものである。このためＶＧＳタイプのターボチャー
ジャにあっては、別途可変翼の可変機構等を必要とし、
周辺の構成部品も従来のものに比べて形状等をより複雑
化させなければならなかった。For this reason, a VGS type turbocharger has been developed which operates efficiently even in a low rotation range. Even in low-speed rotation, this type uses multiple variable blades (wings) arranged on the outer circumference of the exhaust turbine to narrow down the exhaust gas with a small flow rate, increase the speed of exhaust, and increase the work of the exhaust turbine. It is designed to exhibit high output. For this reason, the VGS type turbocharger requires a separate variable blade variable mechanism,
The peripheral components also had to be more complicated in shape and the like than conventional ones.

【０００４】そしてこのようなＶＧＳタイプのターボチ
ャージャにおいて、排気ガスの流量制御を担う排気ガイ
ドアッセンブリのピン状の構成部材（例えば後述するカ
シメピン２６や、駆動要素３２Ａを回動部材３１に回転
自在に接合するピン等）を製造するにあたっては、例え
ば長尺状の金属素材（無垢材）から削り出して製造する
手法が多く採られていた。In such a VGS type turbocharger, a pin-shaped component member (for example, a caulking pin 26, which will be described later, or a drive element 32A) of the exhaust guide assembly that controls the flow rate of the exhaust gas is rotatably attached to the rotating member 31. In the production of the pins to be joined), for example, a technique of carving out from a long metal material (solid material) and producing it has been often adopted.

【０００５】しかしながらこのような切削手法にあって
は、以下に示すような点において不都合があった。すな
わちこの種のターボ装置は、一般に高温・排ガス雰囲気
下で使用されるため、種々の構成部材についても、優れ
た耐熱性や耐酸化性等を有するＳＵＳ３１０Ｓ等の耐熱
ステンレス鋼が適用されるものであるが、このような素
材は、一般に難切削性の材質であり、切削に長時間を要
し、加工に手間がかかるという問題があった。またこの
種のピン状部材は、一基のターボチャージャにつき多数
要する（一例として１０〜１５個程度）ものであり、切
削加工では、量産時に到底対応し切れるものではなかっ
た。However, such a cutting method has the following disadvantages. That is, since this type of turbo equipment is generally used in a high temperature and exhaust gas atmosphere, heat resistant stainless steel such as SUS310S having excellent heat resistance and oxidation resistance is also applied to various components. However, such a material is generally difficult to cut, and there is a problem that it takes a long time for cutting and it takes time to process. Further, a large number of pin-shaped members of this type are required for one turbocharger (for example, about 10 to 15), and the cutting process cannot be completely dealt with during mass production.

【０００６】もちろん単にピン状部材を量産できる手法
としては、釘やボルトなどの頭部を機械的に据え込むヘ
ッダー加工が、従来より周知の技術となっているが、上
述したように排気ガイドアッセンブリの構成部材は、難
加工性の耐熱材であること等から、この種のピン状部材
を、釘やボルト等と同様のレベルでヘッダー加工により
量産することはできなかった。また近年、特にディーゼ
ル車においては、環境保護等の観点から大気中に放出さ
れる排気ガスが強く規制される現状にあり、元来エンジ
ン回転が低いディーゼルエンジンにおいては、ＮＯ_X や
粒子状物質（ＰＭ）等を低減するためにも低回転域から
エンジンの効率化が図れるＶＧＳタイプのターボチャー
ジャの量産化が、切望されるものである。Of course, as a method of simply mass-producing pin-shaped members, header processing in which heads such as nails and bolts are mechanically upset is a well-known technique, but as described above, the exhaust guide assembly is used. Since the constituent members of (1) are heat-resistant materials that are difficult to process, it was not possible to mass-produce this type of pin-shaped member by header processing at the same level as nails and bolts. In recent years, particularly in diesel vehicles, the exhaust gas discharged into the atmosphere is strongly regulated from the viewpoint of environmental protection and the like, and NO _x and particulate matter ( There is a strong demand for mass production of a VGS type turbocharger that can improve the efficiency of the engine even in a low rotation range in order to reduce PM).

【０００７】[0007]

【開発を試みた技術的課題】本発明はこのような背景を
認識してなされたものであって、優れた耐熱性が要求さ
れる排気ガイドアッセンブリのピン状構成部材を、ヘッ
ダー加工によって量産できるようにした、新規な製造方
法の開発を試みたものである。The present invention has been made in view of such a background, and the pin-shaped constituent member of the exhaust guide assembly, which is required to have excellent heat resistance, can be mass-produced by header processing. This is an attempt to develop a new manufacturing method.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
ＶＧＳタイプターボチャージャにおける排気ガイドアッ
センブリのピン状構成部材の製造方法は、排気タービン
の外周位置において複数の可変翼を回動自在に保持し、
エンジンから排出された比較的少ない排気ガスを、この
可変翼によって適宜絞り込み、排気ガスの速度を増幅さ
せ、排気ガスのエネルギで排気タービンを回し、この排
気タービンに直結されたコンプレッサで自然吸気以上の
空気をエンジンに送り込み、低速回転時であってもエン
ジンが高出力を発揮できるようにしたＶＧＳタイプのタ
ーボチャージャに組み込まれる排気ガイドアッセンブリ
のピン状の構成部材を製造するにあたり、主にポンチと
ダイスとを具えたヘッダー装置によって、ワークである
ピン状の金属素材の端部またはその途中部位を軸方向に
加圧し、ワークの一部を適宜の形状に形成する方法にお
いて、前記ワークの一部を適宜の形状に変形させるため
のダイスは、ワークの変形を案内するガイド部がテーパ
状に形成されたことを特徴として成るものである。この
発明によれば、加工対象ワークが難加工姓の耐熱金属材
であること等から、ヘッダー加工の際、ポンチやダイス
等には、強烈な負荷がかかることが予想されるが、ダイ
スのガイド部がテーパ状に形成されるため、加工に伴う
応力が効果的に分散でき、型寿命の延伸化が図れる。That is, a method for manufacturing a pin-shaped component of an exhaust guide assembly in a VGS type turbocharger according to a first aspect of the present invention is to rotatably hold a plurality of variable blades at an outer peripheral position of an exhaust turbine. ,
The relatively small amount of exhaust gas emitted from the engine is appropriately narrowed down by this variable vane, the speed of the exhaust gas is amplified, the exhaust turbine is rotated by the energy of the exhaust gas, and the compressor directly connected to this exhaust turbine is used to achieve more than natural intake. Punches and dies are mainly used to manufacture the pin-shaped components of the exhaust guide assembly incorporated in the VGS type turbocharger that sends air to the engine so that the engine can deliver high output even at low speeds. In the method of axially pressing the end portion or the intermediate portion of the pin-shaped metal material which is the work by a header device including and forming a part of the work into an appropriate shape, The die for deforming into an appropriate shape has a guide part that guides the deformation of the workpiece and has a tapered shape. Those comprising as a feature. According to this invention, since the workpiece to be machined is a heat-resistant metal material that is difficult to machine, it is expected that a punch or die will be subjected to a heavy load during header processing. Since the portion is formed in a tapered shape, the stress associated with the processing can be effectively dispersed, and the die life can be extended.

【０００９】また請求項２記載のＶＧＳタイプターボチ
ャージャにおける排気ガイドアッセンブリのピン状構成
部材の製造方法は、前記請求項１記載の要件に加え、前
記ヘッダー装置は、加工速度が一秒間当たり数ｍ程度の
低速状態に設定されるとともに、ポンチが下死点位置に
到達した段階で、ポンチの作動が一旦停止され、ワーク
をダイスのテーパ面になじませるようにしたことを特徴
として成るものである。この発明によれば、ヘッダー装
置の加工スピードが低速に制御されるため、ピン状部材
の仕上げ精度を向上させ得る。またポンチが下死点位置
に到達した状態で適宜の時間保持されるため、ワークが
ダイスのテーパ面に適度になじみ、ワークの変形が促進
され得る。更にこのような制御に因み、ポンチやダイス
等の型の摩耗が抑制され、型寿命のより一層の延命化を
達成し得る。According to a second aspect of the present invention, in addition to the requirements of the first aspect, the header device has a machining speed of several meters per second. It is characterized in that it is set to a low speed state of about a certain degree, and when the punch reaches the bottom dead center position, the operation of the punch is temporarily stopped so that the work is adapted to the tapered surface of the die. . According to this invention, since the processing speed of the header device is controlled to be low, the finishing accuracy of the pin-shaped member can be improved. Further, since the punch reaches the bottom dead center position and is held for an appropriate time, the work fits properly to the taper surface of the die, and the work can be deformed. Further, due to such control, the wear of the die such as the punch and the die is suppressed, and the life of the die can be further extended.

【００１０】更にまた請求項３記載のＶＧＳタイプター
ボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリのピン状
構成部材の製造方法は、前記請求項１または２記載の要
件に加え、前記ピン状部材は、予め約５〜１０μｍ程度
の蓚酸塩被膜が形成された長尺状の金属素材から、ほぼ
一定長にカットされたものをワークとし、このワークに
ヘッダー加工が施されて形成されることを特徴として成
るものである。この発明によれば、ヘッダー加工前の長
尺状の金属素材に対して、５〜１０μｍ程度の比較的厚
い蓚酸塩被膜を形成するため、ヘッダー加工時のワーク
と型との摩擦を低減でき、加工性をより一層向上させ
る。またステンレス耐熱鋼等の難加工材へのヘッダー加
工を、より現実的なものとする。According to a third aspect of the present invention, in addition to the requirements of the first or second aspect of the present invention, the pin-shaped member of the VGS-type turbocharger may have about 5 to 5 parts in advance. This is characterized in that a work is made by cutting a long metal material having an oxalate film of about 10 μm cut into a substantially constant length, and the work is subjected to header processing to be formed. . According to the present invention, since a relatively thick oxalate film of about 5 to 10 μm is formed on the long metal material before header processing, friction between the work and the mold during header processing can be reduced, Further improve the workability. Also, header processing on difficult-to-process materials such as stainless heat-resistant steel will be made more realistic.

【００１１】[0011]

【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施の形態に
基づいて説明する。なお本発明はＶＧＳタイプターボチ
ャージャにおける排気ガイドアッセンブリＡを製造する
際、具体的には排気ガイドアッセンブリＡの種々の構成
部材を接合する際に適用されるものであり、説明にあた
っては、まず、この排気ガイドアッセンブリＡについて
説明する。排気ガイドアッセンブリＡは、特にエンジン
の低速回転時において排気ガスＧを適宜絞り込んで排気
流量を調節するものであり、一例として図１に示すよう
に、排気タービンＴの外周に設けられ実質的に排気流量
を設定する複数の可変翼１と、可変翼１を回動自在に保
持するタービンフレーム２と、排気ガスＧの流量を適宜
設定すべく可変翼１を一定角度回動させる可変機構３と
を具えて成るものである。以下排気ガイドアッセンブリ
Ａの各構成部について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on the illustrated embodiments. The present invention is applied when manufacturing the exhaust guide assembly A in the VGS type turbocharger, specifically, when joining various constituent members of the exhaust guide assembly A. The exhaust guide assembly A will be described. The exhaust guide assembly A adjusts the exhaust gas flow rate by appropriately narrowing the exhaust gas G when the engine is rotating at a low speed, and is provided on the outer periphery of the exhaust turbine T as shown in FIG. A plurality of variable blades 1 for setting the flow rate, a turbine frame 2 for rotatably holding the variable blade 1, and a variable mechanism 3 for rotating the variable blade 1 by a certain angle to appropriately set the flow rate of the exhaust gas G are provided. It consists of. Hereinafter, each component of the exhaust guide assembly A will be described.

【００１２】まず可変翼１について説明する。このもの
は一例として図１に示すように排気タービンＴの外周に
沿って円弧状に複数（一基の排気ガイドアッセンブリＡ
に対して概ね１０個から１５個程度）配設され、そのそ
れぞれが、ほぼ同程度づつ回動して排気流量を適宜調節
するものである。そして各可変翼１は、翼部１１と、軸
部１２とを具えて成る。翼部１１は、主に排気タービン
Ｔの幅寸法に応じて一定幅を有するように形成されるも
のであり、その幅方向における断面が概ね翼状に形成さ
れ、排気ガスＧが効果的に排気タービンＴに向かうよう
に構成されている。なおここで翼部１１の幅寸法を便宜
上、羽根高さｈとする。また軸部１２は、翼部１１と一
体で連続するように形成されるものであり、翼部１１を
動かす際の回動軸に相当する部位となる。First, the variable blade 1 will be described. As an example, as shown in FIG. 1, a plurality of these are arranged in an arc shape along the outer periphery of the exhaust turbine T (one exhaust guide assembly A
Approximately ten to fifteen of them are disposed, and each of them is rotated by approximately the same degree to appropriately adjust the exhaust gas flow rate. Each variable blade 1 comprises a blade portion 11 and a shaft portion 12. The blade portion 11 is formed so as to have a constant width mainly according to the width dimension of the exhaust turbine T, the cross-section in the width direction thereof is formed into a substantially blade shape, and the exhaust gas G is effectively exhaust turbine. It is configured to go to T. Here, the width dimension of the blade portion 11 is referred to as a blade height h for convenience. In addition, the shaft portion 12 is formed so as to be continuous with the wing portion 11 integrally, and is a portion corresponding to a rotating shaft when the wing portion 11 is moved.

【００１３】そして翼部１１と軸部１２との接続部位に
は、軸部１２から翼部１１に向かって窄まるようなテー
パ部１３と、軸部１２より幾分大径の鍔部１４とが連な
るように形成されている。なお鍔部１４の底面は、翼部
１１における軸部１２側の端面と、ほぼ同一平面上に形
成され、この平面が、可変翼１をタービンフレーム２に
取り付けた状態における摺動面となり、可変翼１の円滑
な回動状態が確保される。更に軸部１２の先端部には、
可変翼１の取付状態の基準となる基準面１５が形成され
る。この基準面１５は、後述する可変機構３に対しカシ
メ等によって固定される部位であり、一例として図１に
示すように、軸部１２を対向的に切り欠いた平面が、翼
部１１に対してほぼ一定の傾斜状態に形成されて成るも
のである。At the connecting portion between the blade portion 11 and the shaft portion 12, there is provided a taper portion 13 that narrows from the shaft portion 12 toward the blade portion 11, and a flange portion 14 having a diameter slightly larger than that of the shaft portion 12. Are formed to be continuous. The bottom surface of the collar portion 14 is formed substantially on the same plane as the end surface of the blade portion 11 on the shaft portion 12 side, and this plane serves as a sliding surface when the variable blade 1 is attached to the turbine frame 2, The smooth rotating state of the blade 1 is ensured. Furthermore, at the tip of the shaft 12,
A reference surface 15 is formed which serves as a reference for the mounting state of the variable blade 1. The reference surface 15 is a portion that is fixed to the variable mechanism 3 described later by crimping or the like. As an example, as shown in FIG. And is formed in a substantially constant inclination state.

【００１４】次にタービンフレーム２について説明す
る。このものは、複数の可変翼１を回動自在に保持する
フレーム部材として構成されるものであって、一例とし
て図１に示すように、フレームセグメント２１と保持部
材２２とによって可変翼１を挟み込むように構成され
る。そしてフレームセグメント２１は、可変翼１の軸部
１２を受け入れるフランジ部２３と、後述する可変機構
３を外周に嵌めるボス部２４とを具えて成る。なおこの
ような構造からフランジ部２３には、周縁部分に可変翼
１と同数の受入孔２５が等間隔で形成されるものであ
り、本発明では特に、この受入孔２５を高効率に形成
し、また高精度に仕上げるものである。このため本発明
の実質的な適用対象物は、フレームセグメント２１とな
る。Next, the turbine frame 2 will be described. This is configured as a frame member that rotatably holds a plurality of variable blades 1. As an example, as shown in FIG. 1, the variable blade 1 is sandwiched by a frame segment 21 and a holding member 22. Is configured as follows. The frame segment 21 is provided with a flange portion 23 that receives the shaft portion 12 of the variable blade 1 and a boss portion 24 that fits the variable mechanism 3 described later on the outer circumference. Due to such a structure, the flange portion 23 is formed with the same number of receiving holes 25 as the variable blades 1 at the peripheral portion, and in the present invention, the receiving holes 25 are formed with high efficiency. , It is also finished with high precision. Therefore, the substantial application target of the present invention is the frame segment 21.

【００１５】また保持部材２２は、図１に示すように中
央部分が開口された円板状に形成されている。そしてこ
れらフレームセグメント２１と保持部材２２とによって
挟み込まれた可変翼１の翼部１１を、常に円滑に回動さ
せ得るように、両部材間の寸法は、ほぼ一定（概ね可変
翼１の翼幅寸法程度）に維持されるものであり、一例と
して受入孔２５の外周部分に、四箇所設けられたカシメ
ピン２６によって両部材間の寸法が維持されている。こ
こで上記カシメピン２６を受け入れるためにフレームセ
グメント２１及び保持部材２２に開口される孔をピン孔
２７とする。Further, the holding member 22 is formed in a disc shape having a central portion opened as shown in FIG. The dimension of the variable blade 1 sandwiched between the frame segment 21 and the holding member 22 is substantially constant (generally, the blade width of the variable blade 1 is approximately constant so that the blade portion 11 of the variable blade 1 can always be smoothly rotated. The dimension between the two members is maintained by the caulking pins 26 provided at four locations on the outer peripheral portion of the receiving hole 25, for example. Here, the holes opened in the frame segment 21 and the holding member 22 for receiving the crimping pins 26 are referred to as pin holes 27.

【００１６】なおこの実施の形態では、フレームセグメ
ント２１のフランジ部２３は、保持部材２２とほぼ同径
のフランジ部２３Ａと、保持部材２２より幾分大きい径
のフランジ部２３Ｂとの二つのフランジ部分から成るも
のであり、これらを同一部材で形成するものであるが、
同一部材での加工が複雑になる場合等にあっては、径の
異なる二つのフランジ部を分割して形成し、後にカシメ
加工やブレージング加工等によって接合することも可能
である。In this embodiment, the flange portion 23 of the frame segment 21 has two flange portions, that is, a flange portion 23A having substantially the same diameter as the holding member 22 and a flange portion 23B having a diameter slightly larger than the holding member 22. , Which are made of the same material,
In the case where processing with the same member becomes complicated, it is also possible to form two flange portions having different diameters by dividing them and then to join them by caulking or brazing.

【００１７】次に可変機構３について説明する。このも
のはタービンフレーム２のボス部２４の外周側に設けら
れ、排気流量を調節するために可変翼１を回動させるも
のであり、一例として図１に示すように、アッセンブリ
内において実質的に可変翼１の回動を生起する回動部材
３１と、この回動を可変翼１に伝える伝達部材３２とを
具えて成るものである。回動部材３１は、図示するよう
に中央部分が開口された略円板状に形成され、その周縁
部分に可変翼１と同数の伝達部材３２を等間隔で設ける
ものである。なおこの伝達部材３２は、回動部材３１に
回転自在に取り付けられる駆動要素３２Ａと、可変翼１
の基準面１５に固定状態に取り付けられる受動要素３２
Ｂとを具えて成るものであり、これら駆動要素３２Ａと
受動要素３２Ｂとが接続された状態で、回動が伝達され
る。具体的には四角片状の駆動要素３２Ａを、回動部材
３１に対して回転自在にピン止めするとともに、この駆
動要素３２Ａを受け入れ得るように略Ｕ字状に形成した
受動要素３２Ｂを、可変翼１の先端の基準面１５に固定
し、四角片状の駆動要素３２ＡをＵ字状の受動要素３２
Ｂに嵌め込み、双方を係合させるように、回動部材３１
をボス部２４に取り付けるものである。Next, the variable mechanism 3 will be described. This is provided on the outer peripheral side of the boss portion 24 of the turbine frame 2 and rotates the variable blade 1 in order to adjust the exhaust flow rate. As an example, as shown in FIG. The variable blade 1 includes a rotating member 31 that causes the variable blade 1 to rotate, and a transmission member 32 that transmits the rotation to the variable blade 1. The rotating member 31 is formed in a substantially disc shape with an opening in the central portion as shown in the figure, and the same number of transmitting members 32 as the variable blades 1 are provided at equal intervals on the peripheral portion thereof. The transmission member 32 includes a drive element 32A rotatably attached to the rotating member 31 and the variable blade 1.
Element 32 fixedly mounted on the reference plane 15 of the
B is included, and the rotation is transmitted in a state where the drive element 32A and the passive element 32B are connected. Specifically, a rectangular piece-shaped drive element 32A is rotatably pinned to the rotating member 31, and a passive element 32B formed in a substantially U shape so as to receive the drive element 32A is variable. Fixed to the reference surface 15 at the tip of the wing 1, and the square-piece-shaped drive element 32A is replaced by the U-shaped passive element 32.
The rotation member 31 is fitted in the B and is engaged with both.
Is attached to the boss portion 24.

【００１８】なお複数の可変翼１を取り付けた初期状態
において、これらを周状に整列させるにあたっては、各
可変翼１と受動要素３２Ｂとが、ほぼ一定の角度で取り
付けられる必要があり、本実施の形態においては、主に
可変翼１の基準面１５がこの作用を担っている。また回
動部材３１を単にボス部２４に嵌め込んだままでは、回
動部材３１がタービンフレーム２と僅かに離反した際、
伝達部材３２の係合が解除されてしまうことが懸念され
るため、これを防止すべく、タービンフレーム２の対向
側から回動部材３１を挟むようにリング３３等を設け、
回動部材３１に対してタービンフレーム２側への押圧傾
向を賦与するものである。このような構成によって、エ
ンジンが低速回転を行った際には、可変機構３の回動部
材３１を適宜回動させ、伝達部材３２を介して軸部１２
に伝達し、図１に示すように可変翼１を回動させ、排気
ガスＧを適宜絞り込んで、排気流量を調節するものであ
る。In the initial state in which a plurality of variable vanes 1 are attached, in order to align them in a circumferential shape, each variable vane 1 and the passive element 32B need to be attached at a substantially constant angle. In the above embodiment, the reference surface 15 of the variable vane 1 mainly plays this role. Further, when the rotating member 31 is simply fitted in the boss portion 24, when the rotating member 31 is slightly separated from the turbine frame 2,
Since there is concern that the engagement of the transmission member 32 may be released, in order to prevent this, a ring 33 or the like is provided so as to sandwich the rotating member 31 from the opposite side of the turbine frame 2,
The rotation member 31 is given a tendency to be pressed toward the turbine frame 2 side. With such a configuration, when the engine rotates at a low speed, the rotating member 31 of the variable mechanism 3 is appropriately rotated, and the shaft portion 12 is moved through the transmission member 32.
And the variable blade 1 is rotated as shown in FIG. 1, the exhaust gas G is appropriately narrowed, and the exhaust flow rate is adjusted.

【００１９】本発明が適用される排気ガイドアッセンブ
リＡの一例は、以上のように構成されて成り、以下、本
発明のピン状構成部材の製造方法について説明する。な
お本明細書に記載する「ピン状（構成）部材Ｐ」とは、
もとより排気ガイドアッセンブリＡを構成する部材であ
り、且つ短寸状にカットされた金属素材の端部（頭部）
や途中部位等が、ヘッダー加工によって軸方向に圧縮さ
れ、適宜の形状に形成されて成る部材を称している。因
みに排気ガイドアッセンブリＡにおけるピン状部材Ｐを
例示すると、例えばカシメピン２６や、駆動要素３２Ａ
を回動部材３１に回転自在に接合するピン等が、これに
該当し得るものである。また本実施の形態においては、
まず長尺状の金属素材（線材）から、ほぼ一定寸法にカ
ットしたワークＷを得、このワークＷに対して、ヘッダ
ー加工を施して、ピン状部材Ｐを量産するものであり、
まず本加工を行うヘッダー装置６の一例について説明す
る。An example of the exhaust guide assembly A to which the present invention is applied is configured as described above, and the method for manufacturing the pin-shaped component of the present invention will be described below. The "pin-shaped (constituent) member P" described in the present specification means
Of course, it is a member that constitutes the exhaust guide assembly A, and the end (head) of the metal material that is cut into a short dimension.
A member formed by compressing the header part in the axial direction by a header process and forming it into an appropriate shape is called. When the pin-shaped member P in the exhaust guide assembly A is illustrated, for example, the caulking pin 26 and the drive element 32A are used.
A pin or the like for rotatably joining the rotating member 31 to the rotating member 31 may correspond to this. In addition, in the present embodiment,
First, a work W cut into a substantially constant size from a long metal material (wire material) is obtained, and a header process is performed on the work W to mass-produce pin-shaped members P.
First, an example of the header device 6 that performs the main processing will be described.

【００２０】ヘッダー装置６は、一例として図２に示す
ように、ほぼ一定長のワークＷを軸方向に圧縮し、ピン
状部材Ｐの頭部等を適宜の形状に形成するポンチ６１及
びダイス６２を具えて成るものである。ダイス６２は、
ワークＷの変形を案内するガイド部６２ａが、テーパ状
に形成されるものであり（これをテーパ面ＴＳとす
る）、ヘッダー加工の際、ガイド部６２ａに作用する応
力を、テーパ面ＴＳによって効果的に分散できるように
している。これは、ワークＷが難加工性であることに因
み、その加工にあたっては、ワークＷに相当の荷重をか
ける必要があり、従ってダイス６２等の型部材に作用す
る応力負荷も必然的に強烈なものとなり、高い精度での
加工を実現し、且つ型の耐久性を向上させるための構成
である。As shown in FIG. 2 as an example, the header device 6 compresses a work W having a substantially constant length in the axial direction, and forms the head of the pin-shaped member P and the like into an appropriate shape by a punch 61 and a die 62. It consists of. Dice 62 is
The guide portion 62a for guiding the deformation of the work W is formed in a tapered shape (this is referred to as a tapered surface TS), and the stress acting on the guide portion 62a at the time of header processing is effected by the tapered surface TS. So that they can be dispersed. This is because the work W is difficult to work, so that a considerable load must be applied to the work W during the work, and the stress load acting on the die member such as the die 62 is inevitably strong. This is a structure for realizing high-precision processing and improving the durability of the mold.

【００２１】ここで上述したヘッダー装置６の加工態様
の一例について説明する。 （１）定寸カット 実質的なヘッダー加工に先立ち、まずワークＷが、一例
として図２（ａ）に示すように、長尺状の金属素材（線
材）から、ほぼ一定の長さにカットされる。もちろん予
めほぼ一定の長さに切断された、短寸状のワークＷを順
次ヘッダー装置６に供給して加工が行える場合には、ほ
ぼ一定寸に切断する本工程を省略することが可能であ
る。Here, an example of a processing mode of the header device 6 described above will be described. (1) Fixed-size cutting Prior to substantial header processing, the work W is first cut into a substantially constant length from a long metal material (wire) as shown in FIG. 2A as an example. It Of course, when the short work W that has been cut into a substantially constant length in advance is sequentially supplied to the header device 6 for processing, this step of cutting into a substantially constant size can be omitted. .

【００２２】（２）押圧加工（実質的なヘッダー加工） その後、短寸状のワークＷは、完成所望形状に応じて、
一回または複数回の押圧工程（ポンチ６１とダイス６２
による実質的なヘッダー加工）が行われるものであり、
図２に示す実施の形態では、三段階の押圧工程を経て完
成品としてのピン状部材Ｐを得るものである。従って各
段階における型部材、すなわちポンチ６１とダイス６２
とは、それぞれの押圧工程で異なるものであり、型部材
を各段階において区別する必要がある場合には、第一の
押圧工程における型部材を各々６１Ａ、６２Ａ、第二の
押圧工程における型部材を各々６１Ｂ、６２Ｂ、第三の
押圧工程における型部材を各々６１Ｃ、６２Ｃと符号を
付すものである。(2) Pressing (substantially header processing) After that, the short-sized workpiece W is
One or more pressing steps (punch 61 and die 62
Substantial header processing by) is performed,
In the embodiment shown in FIG. 2, a pin-shaped member P as a finished product is obtained through a three-step pressing process. Therefore, the die member, that is, the punch 61 and the die 62, at each stage.
Are different in each pressing step, and when it is necessary to distinguish the mold members in each stage, the mold members in the first pressing step are 61A and 62A, and the mold members in the second pressing step are respectively. 61B and 62B, respectively, and the die members in the third pressing step are denoted by 61C and 62C, respectively.

【００２３】なお図示した実施の形態では、第一及び第
二の押圧工程におけるダイス６２Ａ、６２Ｂにテーパ面
ＴＳが形成され、第三の押圧工程におけるダイス６２Ｃ
にはテーパ面ＴＳが形成されていないが、これは最終的
なピン状部材Ｐが、図示するように異径の三つの円柱を
軸方向に連ねた形状であることに起因する。すなわち本
発明においては、ワークＷの変形を案内するガイド面６
２ａにテーパ面ＴＳを形成するものであるが、テーパ面
ＴＳは、必ずしも全ての押圧工程のダイス６２に形成さ
れるものではなく、ピン状部材Ｐの最終形状に応じて、
いずれかの段階において形成されるものである。また上
記図２では、第三の押圧工程において加工後のワークＷ
（完成品としてのピン状部材Ｐ）を、突き出し部材６３
によってダイス６２の底部から突いて取り出すように示
したが、第一及び第二の押圧工程においても適宜、この
ような突き出し部材６３を適用することが可能である。In the illustrated embodiment, the tapered surfaces TS are formed on the dies 62A and 62B in the first and second pressing steps, and the die 62C in the third pressing step.
The taper surface TS is not formed on the surface, but this is because the final pin-shaped member P has a shape in which three cylinders having different diameters are connected in the axial direction as shown in the drawing. That is, in the present invention, the guide surface 6 for guiding the deformation of the work W
Although the taper surface TS is formed on the 2a, the taper surface TS is not necessarily formed on the die 62 in all the pressing steps, and depending on the final shape of the pin-shaped member P,
It is formed at any stage. Further, in FIG. 2 described above, the work W after processing in the third pressing step is performed.
(Pin-shaped member P as a finished product)
Although it is illustrated that the die 62 is protruded from the bottom of the die 62 and taken out, such a protrusion member 63 can be appropriately applied in the first and second pressing steps.

【００２４】ここでヘッダー加工を行う場合の加工速度
は、ピン状部材Ｐの仕上げ精度を向上させるべく、一秒
間当たり数ｍ程度の低速状態で行うことが好ましい。ま
たポンチ６１が下死点位置に到達した段階、すなわち上
記図２では、ワークＷがダイス６２のガイド部６２ａに
据え込まれた段階で、ワークＷがダイス６２のテーパ面
ＴＳになじむように、ポンチ６１の作動を一旦停止させ
る（実際には僅少な時間）ことが望ましい。これは極め
て加工が行いづらい難加工性のワークＷを、ダイス６２
のガイド部６２ａに効果的になじませ、ヘッダー加工性
を向上させるとともに、型にかかる負担や型摩耗を軽減
し、より一層の型寿命の延伸化を図るためである。Here, in order to improve the finishing accuracy of the pin-shaped member P, it is preferable that the header is processed at a low speed of about several meters per second. Further, when the punch 61 reaches the bottom dead center position, that is, in the above-described FIG. 2, when the work W is installed in the guide portion 62a of the die 62, the work W fits into the tapered surface TS of the die 62. It is desirable to temporarily stop the operation of the punch 61 (actually, a very short time). This is because the work W, which is difficult to machine, is difficult to machine and the die 62
This is because the guide part 62a is effectively blended with it to improve the workability of the header, reduce the load on the mold and the wear of the mold, and further prolong the life of the mold.

【００２５】更にまたヘッダー加工を施す前の長尺状部
材（カット前の線材）には、予め５〜１０μｍ程度の比
較的厚い蓚酸塩被膜を形成することが好ましい（通常の
膜厚は２〜５μｍ程度）。これによってヘッダー加工時
におけるワークＷと型部材（ポンチ６１やダイス６２）
との摩擦を低減でき、ヘッダー加工性をより一層向上さ
せ得るものである。またこのような技術的工夫を採るこ
とによって、ステンレス耐熱鋼等の難加工材に対してヘ
ッダー加工を適用する実現可能性を、より一層、高める
ものである。なおこのような耐熱部材へのヘッダー加工
を、一般的なヘッダー装置によって行った場合、型の耐
久限度は、１００００ショット程度のものであったが、
本実施の形態におけるヘッダー加工では、型の耐久限度
が、３００００ショット程度まで向上し得るものであ
る。Furthermore, it is preferable to previously form a relatively thick oxalate film having a thickness of about 5 to 10 μm on the long member (the wire before cutting) before the header processing. 5 μm). As a result, the work W and the die member (the punch 61 and the die 62) during the header processing
It is possible to reduce friction with and further improve header workability. Further, by adopting such a technical device, it is possible to further enhance the feasibility of applying header processing to difficult-to-process materials such as stainless heat resistant steel. When the header processing for such a heat-resistant member was carried out by a general header device, the mold had a durability limit of about 10,000 shots.
In the header processing in the present embodiment, the mold durability limit can be improved to about 30,000 shots.

【００２６】因みに従来のヘッダー加工においても、例
えば釘、さらねじ、さらボルト等は、円すい形の頭部形
状（座面形状）に因み、ヘッダー装置のダイス肩部（本
発明のガイド部６２ａに相当）をテーパ状に形成したも
のが存在するが、本発明とは加工を受けるワークＷの材
質や、テーパ面の目的等が大きく異なる。すなわち本発
明において加工されるワークＷは、ＮｉやＣｒを多量に
含有した耐熱性の金属素材であるが、釘等の場合には炭
素鋼であり、耐熱性の金属素材の方が、はるかに静的強
度、加工硬化度が大きく、且つねばいことから、極めて
加工しづらい素材である。Incidentally, even in the conventional header processing, for example, nails, countersunk screws, countersunk bolts, etc. are caused by the conical head shape (seat surface shape) and the die shoulder portion of the header device (the guide portion 62a of the present invention). However, the material of the workpiece W to be machined, the purpose of the tapered surface, and the like are significantly different from the present invention. That is, the work W processed in the present invention is a heat-resistant metal material containing a large amount of Ni or Cr, but in the case of nails or the like, it is carbon steel, and the heat-resistant metal material is much more It is a material that is extremely difficult to process because it has a high static strength, a high work hardening degree, and is sticky.

【００２７】またこのようなことに因み、本発明ではテ
ーパ面ＴＳの開口角は、一例として２〜７０°程度であ
るが、素材の性状等によっては７０°を越える場合も有
り得る。更にまた本発明のテーパ面ＴＳは、型に作用す
る極めて大きな応力を分散させることを目的とする。ま
た型の材質は、一例として高じん性、高強度に優れたＳ
ＫＤ（合金工具鋼）、ハイス（高速度鋼）、もしくは超
硬合金が適用され、加工を施すワークＷの硬度等によっ
ては、型の表面に更にＰＶＤ（物理的蒸着）等の表面硬
化処理を施すこともあり得る。Due to such a fact, in the present invention, the opening angle of the tapered surface TS is about 2 to 70 ° as an example, but it may exceed 70 ° depending on the properties of the material. Furthermore, the taper surface TS of the present invention aims to disperse extremely large stress acting on the mold. The material of the mold is, for example, S that has excellent toughness and high strength.
KD (alloy tool steel), high speed steel (high speed steel), or cemented carbide is applied. Depending on the hardness of the work W to be processed, surface hardening treatment such as PVD (physical vapor deposition) may be applied to the surface of the mold. It may be given.

【００２８】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、ヘッダー加工されるワ
ークＷが、極めて加工しづらい耐熱金属材であること等
に因み、加工にあたっては、ポンチ６１やダイス６２等
の型部材に相当の応力負荷が作用することが懸念される
が、ダイス６２のガイド部６２ａに形成したテーパ面Ｔ
Ｓによって、この応力を適度に分散でき、型の耐久性を
向上させる。またヘッダー加工の際に、加工スピードを
低速制御したり、ポンチ６１を下死点位置において一旦
保持することで、ピン状部材Ｐを高精度に実現でき、型
摩耗の低減を図り、より一層、型の耐久性を向上させ
る。更にまたヘッダー加工前の長尺状の金属素材に、予
め５〜１０μｍ程度の比較的厚い蓚酸塩被膜を形成する
ことによって、ヘッダー加工時におけるワークＷと型部
材（ポンチ６１やダイス６２）との摩擦を、効果的に低
減させ得、ヘッダー加工性をより一層高めることができ
る。またステンレス耐熱鋼等の難加工材へのヘッダー加
工を、より実現可能なものとする。According to the present invention, because the work W to be header processed is a heat-resistant metal material that is extremely difficult to process, and the like, in processing, it corresponds to a die member such as a punch 61 or a die 62. Although there is a concern that a stress load will act, the tapered surface T formed on the guide portion 62a of the die 62
By S, this stress can be dispersed appropriately and the durability of the mold is improved. Further, at the time of header processing, by controlling the processing speed at a low speed or temporarily holding the punch 61 at the bottom dead center position, the pin-shaped member P can be realized with high accuracy, die wear can be reduced, and further, Improves mold durability. Furthermore, by forming a relatively thick oxalate film of about 5 to 10 μm in advance on a long metal material before header processing, the work W and the die member (punch 61 and die 62) at the time of header processing are formed. Friction can be effectively reduced and header workability can be further enhanced. In addition, header processing on difficult-to-process materials such as stainless heat-resistant steel will be made more feasible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明を適用した排気ガイドアッセンブリを組
み込んだＶＧＳタイプのターボチャージャを示す斜視図
（ａ）、並びに排気ガイドアッセンブリを示す分解斜視
図（ｂ）である。FIG. 1 is a perspective view (a) showing a VGS type turbocharger incorporating an exhaust guide assembly to which the present invention is applied, and an exploded perspective view (b) showing the exhaust guide assembly.

【図２】ヘッダー加工の態様を段階的に示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory view showing a step of header processing step by step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 可変翼 ２ タービンフレーム ３ 可変機構 ６ ヘッダー装置 １１ 翼部 １２ 軸部 １３ テーパ部 １４ 鍔部 １５ 基準面 ２１ フレームセグメント ２２ 保持部材 ２３ フランジ部 ２３Ａ フランジ部（小） ２３Ｂ フランジ部（大） ２４ ボス部 ２５ 受入孔 ２６ カシメピン ２７ ピン孔 ３１ 回動部材 ３２ 伝達部材 ３２Ａ 駆動要素 ３２Ｂ 受動要素 ３３ リング ６１ ポンチ ６１Ａ ポンチ（第一の押圧工程） ６１Ｂ ポンチ（第二の押圧工程） ６１Ｃ ポンチ（第三の押圧工程） ６２ ダイス ６２Ａ ダイス（第一の押圧工程） ６２Ｂ ダイス（第二の押圧工程） ６２Ｃ ダイス（第三の押圧工程） ６２ａ ガイド部 ６３ 突き出し部材 Ａ 排気ガイドアッセンブリ Ｇ 排気ガス ｈ 羽根高さ Ｐ ピン状部材 Ｔ 排気タービン ＴＳ テーパ面（ダイス６２の） Ｗ ワーク 1 variable wings 2 turbine frame 3 variable mechanism 6 header device 11 wings 12 Shaft 13 Tapered part 14 Tsubabe 15 Reference plane 21 frame segments 22 Holding member 23 Flange 23A Flange (small) 23B Flange (large) 24 Boss 25 receiving hole 26 Caulking pins 27 pin hole 31 Rotating member 32 transmission member 32A drive element 32B passive element 33 ring 61 punch 61A punch (first pressing step) 61B punch (second pressing step) 61C punch (third pressing step) 62 dice 62A die (first pressing step) 62B die (second pressing step) 62C die (third pressing step) 62a guide part 63 protruding member A Exhaust guide assembly G exhaust gas h blade height P pin-shaped member T exhaust turbine TS taper surface (of die 62) W work

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 排気タービンの外周位置において複数の
可変翼を回動自在に保持し、エンジンから排出された比
較的少ない排気ガスを、この可変翼によって適宜絞り込
み、排気ガスの速度を増幅させ、排気ガスのエネルギで
排気タービンを回し、この排気タービンに直結されたコ
ンプレッサで自然吸気以上の空気をエンジンに送り込
み、低速回転時であってもエンジンが高出力を発揮でき
るようにしたＶＧＳタイプのターボチャージャに組み込
まれる排気ガイドアッセンブリのピン状の構成部材を製
造するにあたり、 主にポンチとダイスとを具えたヘッダー装置によって、
ワークであるピン状の金属素材の端部またはその途中部
位を軸方向に加圧し、ワークの一部を適宜の形状に形成
する方法において、 前記ワークの一部を適宜の形状に変形させるためのダイ
スは、ワークの変形を案内するガイド部がテーパ状に形
成されたことを特徴とするＶＧＳタイプターボチャージ
ャにおける排気ガイドアッセンブリのピン状部材の製造
方法。1. A plurality of variable blades are rotatably held at an outer peripheral position of an exhaust turbine, and a relatively small amount of exhaust gas discharged from an engine is appropriately narrowed by the variable blades to amplify the speed of the exhaust gas, A VGS-type turbo that rotates the exhaust turbine with the energy of the exhaust gas and sends air above the naturally aspirated air to the engine with a compressor directly connected to this exhaust turbine so that the engine can deliver high output even at low speed rotation. In manufacturing the pin-shaped components of the exhaust guide assembly to be incorporated into the charger, the header device mainly including the punch and the die
In a method of axially pressing an end portion or a middle portion of a pin-shaped metal material that is a work, and forming a part of the work into an appropriate shape, for deforming the part of the work into an appropriate shape The die is a method for manufacturing a pin-shaped member of an exhaust guide assembly in a VGS type turbocharger, wherein a guide portion for guiding the deformation of the work is formed in a tapered shape. 【請求項２】 前記ヘッダー装置は、加工速度が一秒間
当たり数ｍ程度の低速状態に設定されるとともに、ポン
チが下死点位置に到達した段階で、ポンチの作動が一旦
停止され、ワークをダイスのテーパ面になじませるよう
にしたことを特徴とする請求項１記載のＶＧＳタイプタ
ーボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリのピン
状構成部材の製造方法。2. The header device is set to a low-speed processing speed of about several meters per second, and when the punch reaches the bottom dead center position, the punch operation is temporarily stopped to move the work. The method for manufacturing a pin-shaped component member of an exhaust guide assembly in a VGS type turbocharger according to claim 1, wherein the tapered surface of the die is adapted. 【請求項３】 前記ピン状部材は、予め約５〜１０μｍ
程度の蓚酸塩被膜が形成された長尺状の金属素材から、
ほぼ一定長にカットされたものをワークとし、このワー
クにヘッダー加工が施されて形成されることを特徴とす
る請求項１または２記載のＶＧＳタイプターボチャージ
ャにおける排気ガイドアッセンブリのピン状構成部材の
製造方法。3. The pin-shaped member is approximately 5 to 10 μm in advance.
From a long metal material on which an oxalate film is formed,
The pin-shaped component member of the exhaust guide assembly in the VGS type turbocharger according to claim 1 or 2, wherein a work cut into a substantially constant length is formed, and the work is subjected to header processing. Production method.