(57)【要約】【課題】製造工程を簡素化可能な可変ベーンの製造方法を提供する【解決手段】素形材である金属粉末１０を鍛造により加圧及び加熱成形（プレス）し、焼結金属（焼結合金）である薄状片１１，１２を成形する。薄状片１１，１２はそれぞれ、平面部１３，１４を有している。平面部１３，１４にはそれぞれ、断面が細長形状の窪み部１５，１６と、断面が半円形状の窪み部１７，１８が形成されている。薄状片１１，１２はそれぞれ、互いの平面部１３，１４を対向させると、対称的な形状になっている。次に、平面部１３と平面部１４とを溶接することにより、薄状片１１と薄状片１２とを張り合わせる。窪み部１５と窪み部１６とにより長孔３が形成されると共に、窪み部１７と窪み部１８とにより丸孔２が形成されて、丸孔２及び長孔３を有した可変ベーン１が製造される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長孔を有する可変ベーンの製造方法において、
平面部を有する２つの薄状片であって、前記２つの薄状片のうち少なくとも一方の前記平面部に、前記長孔に相当する窪み部が設けられた２つの薄状片を、素形材から加熱加圧処理により成形するプレス工程と、
前記平面部同士を結合して、前記２つの薄状片を張り合わせる工程と
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記素形材は金属粉末であり、前記プレス工程により焼結金属の前記薄状片を形成する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
金属板を切り分け、前記素形材としての板材を準備する工程をさらに含み、
前記板材を前記プレス工程により鍛造し、前記薄状片を形成する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記可変ベーンは、丸孔をさらに有し、
前記２つの薄状片のそれぞれの平面部には、前記丸孔に相当する窪み部が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は可変ベーンの製造方法に係り、特に、可変ベーン式ターボチャージャにおける可変ベーンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変ベーン式ターボチャージャが、例えば、特許文献１に記載されている。このような可変ベーン式ターボチャージャは、タービンホイールへのガス入口流路に回動可能な可変ベーンを複数配置し、これら可変ベーンを回動させることによって、タービンホイールへ供給される排気ガスの流速及び方向を制御するものである。
【０００３】
図６に示されるように、可変ベーン５０は、回転軸５１と誘導軸５２とによって支持されており、回転軸５１が矢印Ｘのように回転すると共に、誘導軸５２が図示しないタービンホイールの回転軸に対し矢印Ｙのように回動することにより、可変ベーン５０は、一点鎖線で描かれた可変ベーン５０’の位置になるように回動する。可変ベーン５０には、回転軸５１が挿入される丸孔５３と、誘導軸５２が挿入される長孔５４とが形成されており、可変ベーン５０が上記のように回動する際、誘導軸５２は、長孔５４内を矢印Ｚの方向に摺動する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５１９２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
丸孔５３と長孔５４とを有する可変ベーン５０を製造するに際し、可変ベーン５０の本体を形成してから、丸孔５３と長孔５４とを孔加工により形成しようとすると、丸孔５３を形成するにはドリル等により孔空けが容易であるものの、長孔５４の孔空けは非常に困難であるといった問題点があった。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、製造工程を簡素化可能な可変ベーンの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
長孔を有する可変ベーンの製造方法において、平面部を有する２つの薄状片であって、２つの薄状片のうち少なくとも一方の平面部に、長孔に相当する窪み部が設けられた２つの薄状片を、素形材から加熱加圧処理により成形するプレス工程と、平面部同士を結合して、２つの薄状片を張り合わせる工程とを含むことを特徴とする。窪み部が設けられた平面部同士を結合させることにより長孔が形成されるので、孔空け加工で長孔を形成する工程が不要になる。なお、本発明における長孔は、可変ベーンを貫通する孔、及び、貫通しない穴の両方を含む。
素形材は金属粉末であり、プレス工程により焼結金属の薄状片を形成してもよい。
金属板を切り分け、素形材としての板材を準備する工程をさらに含み、板材をプレス工程により鍛造し、薄状片を形成してもよい。
可変ベーンは、丸孔をさらに有し、２つの薄状片のそれぞれの平面部には、丸孔に相当する窪み部が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、平面部を有する２つの薄状片であって、２つの薄状片のうち少なくとも一方の平面部に長孔に相当する窪み部が設けられた２つの薄状片を、素形材から加熱加圧処理により成形（プレス）し、平面部同士を結合して２つの薄状片を張り合わせることにより、長孔を有する可変ベーンが製造されるので、長孔を孔空け加工する工程が不要となり、可変ベーンの製造工程を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
実施の形態１に係る製造方法によって製造される可変ベーンの平面図を図１（ａ）に、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面図を図１（ｂ）に示す。可変ベーン１は、上面１ａから下面１ｂにかけて貫通するように形成された、断面が円形の丸孔２及び断面が非円形の長孔３を有している。矢印Ａのように回転可能に設けられる回転軸４が丸孔２内に挿入され、図示しないタービンホイールの回転軸に対して矢印Ｂのように回動可能に設けられる誘導軸５が長孔３内に挿入されている。可変ベーン１は、回転軸４及び誘導軸５によって回動可能に支持されている。可変ベーン１が回動する際、誘導軸５は、長孔３内を矢印Ｃの方向に移動するようになっている。
複数の可変ベーン１が、図示しない可変ベーン式ターボチャージャのタービンホイールに連通するガス入口流路に設けられ、可変ベーン１の回動により、タービンホイールへの排気ガス流速及び方向を制御して、可変ベーン式ターボチャージャの能力を調整するようになっている。
【００１０】
次に、可変ベーン１を製造する方法を図２に基づいて説明する。
まず、素形材である金属粉末１０を鍛造により加圧及び加熱成形（プレス）し、焼結金属（焼結合金）である薄状片１１，１２を成形する。薄状片１１，１２はそれぞれ、平面部１３，１４を有している。平面部１３，１４にはそれぞれ、断面が細長形状の窪み部１５，１６と、断面が半円形状の窪み部１７，１８が形成されている。薄状片１１，１２はそれぞれ、互いの平面部１３，１４を対向させると、対称的な形状になっている。次に、平面部１３と平面部１４とを溶接することにより、薄状片１１と薄状片１２とを張り合わせる。窪み部１５と窪み部１６とにより長孔３が形成されると共に、窪み部１７と窪み部１８とにより丸孔２が形成されて、丸孔２及び長孔３を有した可変ベーン１が製造される。
【００１１】
このように、窪み部１５，１７が形成された平面部１３を有する薄状片１１と、窪み部１６，１８が形成された平面部１４を有する薄状片１２とを、金属粉末１０から鍛造し、平面部１３と平面部１４とを溶接によって張り合わせることによって、丸孔２と長孔３とを有する可変ベーン１を製造することにより、丸孔２と長孔３とを孔空け加工する工程が不要となるので、可変ベーン１の製造工程を簡素化することができる。
【００１２】
実施の形態１では、丸孔２及び長孔３の両方を、平面部１３，１４に形成された窪み部１７，１８と、窪み部１５，１６とから形成するようにしたが、この形態に限定するものではない。平面部１３，１４のそれぞれに、長孔３に相当する窪み部１５，１６のみを形成し、平面部１３と平面部１４とを溶接により張り合わせて、長孔３を有する可変ベーン１を製造した後、ドリル加工によって丸孔２を形成するようにしてもよい。丸孔２のドリル加工は比較的容易であることから、少なくとも、長孔３の孔空け加工の工程を不要にできれば、可変ベーン１の製造工程を簡素化することができる。
【００１３】
実施の形態１では、丸孔２及び長孔３の両方とも、可変ベーン１の上面１ａから下面１ｂにかけて貫通するように形成されているが、この形状に限定するものではない。図３に示される可変ベーン２０のように、下面１ｂに対して窪んだ形状で上面１ａまで達していない丸孔２２及び長孔２３であってもよい。この場合には、各薄状片の平面部に形成される窪み部のそれぞれを、下面１ｂに対して窪んでいるが上面１ａまで達しない形状にすればよい。
【００１４】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る可変ベーンの製造方法について説明する。尚、実施の形態２において、図１及び２の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態２に係る可変ベーンの製造方法は、実施の形態１に対して、素形材と可変ベーンの形状とを変更したものである。
【００１５】
実施の形態２に係る製造方法によって製造される可変ベーンの平面図を図４に示す。可変ベーン３１は、上面から下面にかけて貫通するように形成された、断面が円形の丸孔３２及び断面が非円形の長孔３３を有している。図示しない可変ベーン式ターボチャージャにおける可変ベーン３１の配置及び動作については、実施の形態１と同じである。
【００１６】
次に、可変ベーン３１を製造する方法を図５に基づいて説明する。
まず、金属板４０を適当なサイズに切断して素形材である板材４１を準備する。ここで、適当なサイズとは、この後に行われる鍛造工程に適したサイズを意味する。適当なサイズに切断された板材４１を鍛造して、薄状片４２，４３を成形する。薄状片４２，４３はそれぞれ、平面部４４，４５を有している。薄状片４２の平面部４４には、断面が細長形状の窪み部４６が形成されている。一方、薄状片４３の平面部４５には窪み部は形成されていない。薄状片４３は、薄状片４２に比べて、薄い形状を有している。次に、平面部４４と平面部４５とを溶接することにより、薄状片４２と薄状片４３とを張り合わせる。窪み部４６により、長孔３３が形成される。最後に、ドリル加工により丸孔３２を形成することにより、丸孔３２及び長孔３３を有した可変ベーン３１が製造される。
【００１７】
このように、金属板４０を適当なサイズに切断して板材４１を準備し、窪み部４６が形成された平面部４４を有する薄状片４２と、平面部４５を有する薄状片４３とを、板材４１から鍛造し、平面部４４と平面部４５とを溶接によって張り合わせることによって、長孔３３を有する可変ベーン３１を製造することにより、長孔３３を孔空け加工する工程が不要となるので、可変ベーン３１の製造工程を簡素化することができる。
また、薄状片４３の平面部４４には、窪み部が形成されていないので、薄状片４３を薄い形状に形成することができる。薄状片４２と薄状片４３とを非対称的な形状、すなわち異なる形状に形成することにより、異なる形状の薄状片の組み合わせが増加するので、可変ベーン３１の形状のバリエーションを増加することができる。
【００１８】
実施の形態１では、素形材として金属粉末１０を使用し、実施の形態２では、素形材として、金属板４０を適当なサイズに切断した板材４１を使用したが、この形態に限定するものではない。これとは逆に、実施の形態１で板材４１を使用し、実施の形態２で金属粉末１０を使用してもよい。
【００１９】
実施の形態１及び２では、２つの薄状片を張り合わせる工程を、溶接により行ったが、これに限定するものではない。接着剤による結合等、２つの薄状片を張り合わせることができれば、どのような方法でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る製造方法によって製造される可変ベーンの平面図及び断面図である。
【図２】実施の形態１に係る可変ベーンの製造方法を説明するための図である。
【図３】実施の形態１に係る製造方法によって製造される可変ベーンの変形例の断面図である。
【図４】実施の形態２に係る製造方法によって製造される可変ベーンの平面図である。
【図５】実施の形態２に係る可変ベーンの製造方法を説明するための図である。
【図６】従来の可変ベーンの平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１，２０，３１  可変ベーン、２，２２，３２  丸孔、３，２３，３３  長孔、１０  金属粉末（素形材）、１１，１２，２１，４２，４３  薄状片、１３，１４，４４，４５  平面部、１５，１６，４６  （長孔に相当する）窪み部、１７，１８  （丸孔に相当する）窪み部、４０  金属板、４１  板材（素形材）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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