專利名稱：Vgs型渦輪增壓器中的可變葉片制造方法和可變葉片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車用發(fā)動機等中所用的VGS型渦輪增壓器，特別是涉及在制造裝入其中的可變葉片時，對成為可變葉片的原形的毛坯，極力不施行切削加工而得到成品的全新的制造方法。
背景技術：
作為汽車用發(fā)動機的高功率化、高性能化的一種機構所用的增壓器，渦輪增壓器是公知的，這種機構是靠發(fā)動機的廢氣能量驅動渦輪，靠該渦輪的輸出使壓縮機旋轉，給發(fā)動機帶來自然吸氣以上的增壓狀態(tài)的裝置?？墒沁@種渦輪增壓器，在發(fā)動機低速旋轉時，因排氣流量的低下，排氣渦輪幾乎不動，因而在直到高轉速區(qū)旋轉的發(fā)動機中產生直到渦輪高效地旋轉的遲鈍感，和其后直到一舉吹起的所需時間所謂渦輪滯后等的產生是不可避免的。此外在發(fā)動機轉速本來就低的柴油發(fā)動機中，存在著不容易得到渦輪效果的缺點。
因此開發(fā)了即使在低轉速區(qū)也高效地工作的VGS型的渦輪增壓器。這種增壓器靠可變葉片節(jié)流很少的排氣流量，增加排氣的速度，加大排氣渦輪的做功量，借此即使在低轉速時也可以發(fā)揮高功率。因此在VGS型的渦輪增壓器中，有必要另外設置可變葉片的可變機構，周邊的構成零件的形狀也必須比現(xiàn)有技術更加復雜。
而且在制造這種VGS型的渦輪增壓器中的可變葉片時，首先通過例如以失蠟鑄造為代表的精密鑄造法，或金屬注射成形法等，形成整體形成葉片部與軸部的金屬毛坯(成為可變葉片的原形的毛坯)，對該毛坯施行適當切削加工，最終把葉片部或軸部精加工成想要的形狀或尺寸是一般的。
但是，在切削加工毛坯的方法中，存在著以下所示的問題。也就是說，因為這種渦輪裝置，引入廢氣，利用其能量，故表面構件當然暴露于高溫·廢氣氣氛。而且，因為在該廢氣中，含有腐蝕金屬材料的成分，故即使對可變葉片來說，也可以使用具有優(yōu)秀的耐熱性或耐氧化性等的SUS310S等耐熱不銹鋼。但是，這種材料，一般來說是難切削材料，因為切削需要很多時間，故存在著加工很費工夫這樣的問題。另外因為一臺渦輪增壓器需要10～15個左右可變葉片，故在實際上月產汽車3萬輛左右，批量生產的場合，可變葉片需要每月制造30萬～45萬個，用切削加工無論如何不能完成(切削加工中一天500個左右是極限)。因此在批量生產可變葉片時有必要盡可能從加工工序中消除切削加工，在軸部的加工中，專用滾壓成為主流。
但是即使通過滾壓加工可變葉片的軸部，例如如果滾壓余量大了，則伴隨滾壓產生的軸伸長(軸部沿軸向伸長的現(xiàn)象)，或銳邊(軸部前端部形成突出狀態(tài)的銳角部位)等有變大的傾向，根據(jù)情況應該修正它們，在滾壓后必須再次進行切削加工。當然用于這樣修正的切削加工也如上所述是費時的作業(yè)，成為損及可變葉片的批量生產性的一個原因，故尋求可以極力抑制伴隨滾壓的軸伸長的制造方法。
此外近年來，特別是在柴油機車輛中，從環(huán)境保護的觀點向大氣中排放的廢氣受到嚴格限制是現(xiàn)狀，在本來發(fā)動機轉速就低的柴油發(fā)動機中，為了減少NOx或顆粒狀物質(PM)等也殷切期望從低轉速區(qū)可以謀求發(fā)動機的高效的VGS型的渦輪增壓器的批量生產化。

發(fā)明內容
即、技術方案1所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，在制造具有成為轉動中心的軸部，和實質上調節(jié)廢氣的流量的葉片部，適當節(jié)流從發(fā)動機所排出的比較少的廢氣，放大廢氣的速度，用廢氣的能量旋轉排氣渦輪，靠直接連結在該排氣渦輪上的壓縮機把自然吸氣以上的空氣送入發(fā)動機，即使在低速旋轉時也使發(fā)動機發(fā)揮高功率的VGS型的渦輪增壓器中所裝入的可變葉片時，前述可變葉片一體地具有葉片部與軸部，以成為可變葉片的原形的金屬的毛坯為原始毛坯，在形成可變葉片的軸部時，滾壓毛坯的軸部形成部，加工到所希望的直徑粗細度。
根據(jù)本發(fā)明，則加工中盡可能不用費工夫的切削或焊接加工等，可以制造VGS型渦輪增壓器的可變葉片。因此可以降低可變葉片的制造成本，可以實現(xiàn)可變葉片的批量生產。
技術方案2所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，除了前述技術方案1所述的要件外，在形成前述可變葉片的毛坯時，通過精密鑄造法或金屬注射成形法或者將從具有一定的板厚的金屬材料沖裁后的坯料造形成所希望的形狀的方法得到，并且使形狀和尺寸形成為接近所需可變葉片的近精確成形狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，則因為毛坯形成為接近凈形態(tài)(Near Net Shape)狀態(tài)，故滾壓余量被抑制得極小。因而，隨著軸部的滾壓產生的軸伸長也得到抑制，可以消除歷來為了修正該軸伸長往往施行的切削加工，可以從可變葉片的制造工序中，排除更多的切削加工。此外作為最終制品的可變葉片，也可以高精度地得到，使可變葉片的批量生產更加現(xiàn)實。
技術方案3所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，除了前述技術方案1或2所述的要件外，前述可變葉片的軸部有轉動自如地嵌入位于排氣渦輪的外周的框架構件的承裝孔的嵌合部分，并且該嵌合部分具有要滾壓部，與比該要滾壓部細些的非滾壓部，對軸部的滾壓，僅對該要滾壓部施行。
根據(jù)本發(fā)明，則因為可變葉片僅對嵌合部分的要滾壓部施行滾壓，故與滾壓包括嵌合部分的整個軸部的場合相比，可以顯著抑制伴隨滾壓的軸伸長，可以高效地進行可變葉片的制造。
技術方案4所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，除了前述技術方案3所述的要件外，前述可變葉片中的嵌合部分夾著非滾壓部，在其兩端部分上具有要滾壓部而成。
根據(jù)本發(fā)明，則因為要滾壓部夾著非滾壓部地在嵌合部分的兩側構成，故滾壓后，要滾壓部在承裝口的筆直內側，擔任維持順利的滑動狀態(tài)的作用。因此在調節(jié)廢氣的流量之際，通過可變葉片的轉動穩(wěn)定化，可以進行渦輪增壓器的性能，也就是可靠的流量控制。
技術方案5所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，除了前述技術方案3或4所述的要件外，在前述毛坯上所形成的嵌合部分的要滾壓部與非滾壓部的級差尺寸設定成大于要滾壓部的滾壓余量，在滾壓之際，使一部分滾壓余量部位的金屬材料，從要滾壓部向小直徑一側的非滾壓部流動。
根據(jù)本發(fā)明，則因為滾壓時，使要滾壓部的金屬材料一部分沿著級差流動到非滾壓部側，故可以進一步抑制伴隨滾壓的軸伸長。也就是說在滾壓之際，利用金屬材料的塑性流動，可以進一步抑制軸伸長。
技術方案6所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，除了技術方案1、2、3、4或5所述的要件外，在滾壓前述毛坯的軸部形成部時，靠一組滾壓輥進行加工，此外在選定滾壓輥的轉速，與使一組滾壓輥接近的進給速度時，根據(jù)伴隨滾壓產生的軸伸長或銳邊或者因滾壓而蓄積于軸部的應變或滾壓所需軋制力綜合地判斷滾壓性的優(yōu)劣，一邊將該滾壓性維持在近乎于所希望的值，一邊極力提高生產率地設定加工條件。
根據(jù)本發(fā)明，則不降低滾壓性，可以容易地進行極力提高生產率的加工條件(滾壓輥的轉速與進給速度)的設定。也就是一般來說，如果把滾壓輥的轉速與進給速度設定得高，則雖然可以提高生產率，但是必定不能實施精致的滾壓加工，另一方面，如果把滾壓輥的轉速與進給速度設定得低，則雖然可以進行精致的滾壓加工(滾壓性優(yōu)秀)，但是必然不能避免生產率降低。因此歷來，同時使?jié)L壓性與生產率都良好的加工條件的設定是極其困難的，但是這里同時考慮它們，極力使軸部表面平滑的加工條件的設定，可以極其容易地進行。
技術方案7所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，除了前述技術方案6所述的要件外，在選定前述滾壓輥的轉速與進給速度時，在以滾壓輥的轉速與滾壓性的程度為不同的二軸的曲線上，在由以滾壓輥的進給速度為極限最小值Vmin之際的，表示滾壓輥的轉速與滾壓性的關系的軌跡，以滾壓輥的轉速為極限最大值Rmax的直線，和以滾壓性的程度為極限最小值Pmin的直線，所包圍的區(qū)域內，設定滾壓輥的轉速、與進給速度的加工條件。
根據(jù)本發(fā)明，則可以設定考慮滾壓輥的進給速度的極限最小值Vmin、滾壓輥的轉速的極限最大值Rnax、滾壓性的極限最小值Pnim的實用的加工條件。
技術方案8所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，除了前述技術方案7所述的要件外，在選定前述滾壓輥的轉速與進給速度時，在前述區(qū)域內，設定所希望的滾壓性Pf(Pf＞Pmin)，在該想要的滾壓性Pf的直線上，設定滾壓輥的轉速與滾壓輥的進給速度。
根據(jù)本發(fā)明，則可以容易地進行既考慮滾壓輥的進給速度的極限最小值Vnim、滾壓輥的轉速的極限最大值Rmax、滾壓性的極限最小值Pmin，又可靠地保持所希望的滾壓性Pf的，加工條件的設定。
技術方案9所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片，是具有成為轉動中心的軸部和實質上調節(jié)廢氣的流量的葉片部，適當節(jié)流從發(fā)動機所排出的比較少的廢氣，放大廢氣的速度，靠該廢氣的能量旋轉排氣渦輪，靠直接連接于排氣渦輪的壓縮機把自然吸氣以上的空氣送入發(fā)動機，即使在低速旋轉時也使發(fā)動機發(fā)揮高功率的VGS型的渦輪增壓器中所裝入的可變葉片，其特征在于，其中通過前述技術方案1、2、3、4、5、6、7、或8所述的制造方法來制造。
根據(jù)本發(fā)明，則因為在加工中極力不進行花費很多時間的切削或焊接等，可以制造VGS型渦輪增壓器的可變葉片，故可以在市場上穩(wěn)定地供應作為批量產品的可變葉片。順便說一下雖然在依存于專用切削加工的歷來方法中，不過一日500個左右的產量，但是在滾壓方法中，可以一日500個左右批量生產。此外可變葉片可以得到盡可能抑制伴隨滾壓不可避免地產生的軸伸長的，高質量水平的葉片。
技術方案10所述的VGS型渦輪增壓器的排氣導管總成，在具有適當調節(jié)從發(fā)動機所排出的廢氣的流量使排氣渦輪旋轉的可變葉片，在排氣渦輪的外周部轉動自如地支承可變葉片的渦輪框架，以及使該可變葉片適當轉動，調節(jié)廢氣的流量的可變機構，靠可變葉片節(jié)流少的排氣流量，增加廢氣的速度，即使在低速旋轉時也可以發(fā)揮高功率的VGS型的渦輪增壓器中的排氣導管總成中，其特征在于，前述可變葉片運用前述技術方案9所述的可變葉片。
根據(jù)本發(fā)明，則使具有耐高熱性，且精度高的排氣導管總成的批量生產化成為現(xiàn)實。
技術方案11所述的VGS型渦輪增壓器，利用發(fā)動機的廢氣能量來驅動排氣渦輪，通過該輸出使直接連結在排氣渦輪上的壓縮機旋轉，給發(fā)動機帶來自然吸氣以上的增壓狀態(tài)，其特征在于，前述渦輪增壓器裝入前述技術方案10所述的排氣導管總成而成，即使在發(fā)動機低速旋轉時也適當節(jié)流比較少的廢氣，放大廢氣的速度，可以發(fā)揮高功率。
根據(jù)本發(fā)明，則使具有耐高熱性的VGS型渦輪增壓器的批量生產化成為現(xiàn)實。此外因為在該渦輪增壓器中裝入高精度的可變葉片，故正確且可靠地進行廢氣的流量調節(jié)，可充分經受在高溫·廢氣氣氛下的使用。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明所制造的裝入可變葉片的VGS型的渦輪增壓器之一例的透視圖(a)，和表示排氣導管總成的分解透視圖(b)。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明所制造的可變葉片之一例的主視圖和左側視圖。
圖3是表示在第1、2實施方式中，滾壓可變葉片的軸部之際的滾壓余量與伴隨該滾壓余量的軸伸長的關系的曲線。
圖4是裝入具有要滾壓部與非滾壓部的第3實施方式的可變葉片而成的VGS型的渦輪增壓器之一例的透視圖(a)，和表示排氣導管總成的分解透視圖(b)。
圖5是表示第3實施方式的可變葉片的主視圖和左側視圖。
圖6是在滾壓前與滾壓后比較地表示第3實施方式的可變葉片的說明圖。
圖7是表示在第3實施方式中，要滾壓部的滾壓余量與軸伸長的關系的曲線。
圖8是分階段地表示第4實施方式中的滾壓裝置的動作形式的概略的說明圖。
圖9是表示在第4實施方式中，滾壓可變葉片的軸部之際，滾壓性、滾壓輥的轉速、滾壓輥的進給速度的相互關系的曲線。
具體實施例方式
以下基于圖示的實施方式說明本發(fā)明。在說明時一邊就運用根據(jù)本發(fā)明的可變葉片1的VGS型的渦輪增壓器中的排氣導管總成A進行說明一邊就可變葉片1進行說明，然后，就可變葉片1的制造方法進行說明。
排氣導管總成A，特別是在發(fā)動機低速運行時適當節(jié)流廢氣G而調節(jié)排氣流量，作為一個例子如圖1中所示，具有設在排氣渦輪T的外周并實質上設定排氣流量的多個可變葉片1，轉動自如地保持可變葉片1的渦輪框架2，和將要適當設定廢氣G的流量而使可變葉片1轉動一定角度的可變機構3而成。以下就各構成部進行說明。
首先就可變葉片1進行說明。這種葉片作為一個例子如圖1中所示沿著排氣渦輪T的外周圓弧狀地配置多個(對于一臺的排氣導管總成A大概10個至15個左右)，其備個葉片大致相同程度地轉動來適當調節(jié)排氣流量。而且各可變葉片1具有葉片部11與軸部12而成。
葉片部11主要根據(jù)排氣渦輪T的寬度尺寸具有一定寬度地形成，其寬度方向上的剖面大致呈機翼狀地形成，構成為廢氣G高效地流向排氣渦輪T。再者這里為了方便起見把葉片部11的寬度尺寸取為葉片高度h。
此外軸部12與葉片部11整體地連續(xù)形成，是相當于轉動葉片部11之際的轉動軸的部位。
而且在葉片部11與軸部12的連接部位，連續(xù)形成從軸部12向葉片部11變窄的錐部13，和比軸部12直徑大些的突緣部14。再者突緣部14的底面與葉片部11處的軸部12側的端面，幾乎在同一平面上形成，該平面成為把可變葉片1安裝于渦輪框架2的狀態(tài)下的滑動面，確?？勺內~片1的圓滑的轉動狀態(tài)。進而在軸部12的前端部，形成成為可變葉片1的安裝狀態(tài)的基準的基準面15。該基準面15是通過鉚接等對后述的可變機構3固定的部位，作為一個例子如圖1、2中所示，對置地把軸部12切口的平面相對于葉片部11形成為幾乎一定的傾斜狀態(tài)而成。
再者根據(jù)本發(fā)明的可變葉片1，首先形成整體地具有完成狀態(tài)以前的葉片部11與軸部12的金屬毛坯(以下稱為毛坯W)，對該毛坯W，施行滾壓等適當?shù)募庸崿F(xiàn)目標的形狀或尺寸精度，得到作為成品的可變葉片1。這里把最終形成葉片部11或軸部12的毛坯W的各部分分別定義成葉片部形成部11a，軸部形成部12a。
接下來就渦輪框架2進行說明。這種框架作為旋轉自如地保持多個可變葉片1的框架構件而構成，作為一個例子如圖1中所示，由框架輪緣21與保持構件22夾著可變葉片1構成。而且框架輪緣21具有收入可變葉片1的軸部12的法蘭部23，與把后述的可變機構3套在外周的輪轂部24而成。再者根據(jù)這種結構在法蘭部23上，在周緣部分等間隔地形成與可變葉片1同數(shù)的收入孔25。此外保持構件22，如圖1中所示形成為中央部分開口的圓板狀。而且兩構件間的尺寸維持成幾乎恒定(大概可變葉片1的葉片寬度尺寸左右)，以便使靠這些框架輪緣21與保持構件22夾著的可變葉片1的葉片部11始終可以圓滑地轉動，作為一個例子在收入孔25的外周部分，靠設置四處的鉚釘26維持兩構件間的尺寸。這里為了收入該鉚釘26以在框架輪緣21和保持構件22上開口的孔為鉚釘孔27。
再者在本實施方式中，框架輪緣21的法蘭部23由與保持構件22幾乎同一直徑的法蘭部23A，和比保持構件22直徑稍大的法蘭部23B兩個法蘭部分組成，雖然這些是由同一構件形成的，但是在同一構件上的加工變得復雜的場合等，分割直徑不同的兩個法蘭部而形成，然后通過鉚接加工或壓制加工接合也是可能的。
接下來就可變機構3進行說明。這種機構設在渦輪框架2的輪轂部24的外周側，為了調節(jié)排氣流量使可變葉片1轉動，作為一個例子如圖1中所示，具有在總成內實質上產生可變葉片1的轉動的轉動構件31，和把該轉動傳遞到可變葉片1的傳動構件32而成。轉動構件31，如圖中所示形成為中央部分開口的大致圓板狀，在其周緣部分等間隔地設有與可變葉片1同數(shù)的傳動構件32。再者該傳動構件32具有旋轉自如地安裝于轉動構件31的驅動元件32A，和以固定狀態(tài)安裝于可變葉片1的基準面15的受動元件32B而成，在這些驅動元件32A與受動元件32B連接的狀態(tài)下，轉動被傳遞。具體地說把四邊片狀的驅動元件32A旋轉自如地對轉動構件31銷止，并且把可以收入該驅動元件32A地形成為大致U字形的受動元件32B固定于可變葉片1的前端的基準面15，把四邊片狀的驅動元件32A插入U字形的受動元件32B，使雙方接合地，把轉動構件32安裝于輪轂部24。
再者在安裝了多個可變葉片1的初期狀態(tài)下，在使這些葉片呈圓周狀排列時，各可變葉片1與受動元件32B有必要以幾乎恒定的角度安裝，在本實施方式中，主要是可變葉片1的基準面15擔任該作用。此外因為單單把轉動構件31套在輪轂部24上，轉動構件31與渦輪框架2稍微離開之際，傳動構件32的接合被解除的擔心，故應該防止這種情況，從渦輪框架2的對置側夾著轉動構件31地設置環(huán)33等，對轉動構件31賦予向渦輪框架2側推壓的傾向。
通過用這種構成，在發(fā)動機進行低速旋轉之際，使可變機構3的轉動構件31適當轉動，經由傳動構件32傳遞到軸部12，如圖1中所示使可變葉片1轉動，適當節(jié)流廢氣G，調節(jié)排氣流量。
運用根據(jù)本發(fā)明的可變葉片1的排氣導管總成A之一例，像以上這樣構成而成，下面就可變葉片1的制造方法進行說明。再者在本發(fā)明中，將要從可變葉片1的制造工序中，盡量排除需要很多時間的切削加工，對毛坯W的軸部形成部12a施行滾壓加工，形成目標的直徑粗細。當然單單僅靠滾壓軸部形成部12a，伴隨滾壓發(fā)生的軸伸長(軸部12在軸向上伸長的現(xiàn)象)或銳邊(軸部12的前端部形成突出狀態(tài)的銳角部位)等變得過大，因為用來修正這些的新的切削成為必要的，故在本發(fā)明中，在以下所示的各實施方式中，極力抑制這種軸伸長或銳邊，此外可以排除用來修正的切削。
而且在制造方法的說明中，以通過精密鑄造法形成毛坯W的形式為第1實施方式，以通過金屬注射成形法形成毛坯W的形式為第2實施方式進行說明。進而，由要滾壓部與非滾壓部構成軸部12，以僅對要滾壓部施行滾壓的形態(tài)為第3實施方式，以合理地確定滾壓輥的轉速與使一組滾壓輥接近的進給速度而進行的形式為第4實施方式進行說明。
(第1實施方式)(i)毛坯的準備工序(鑄造工序)該工序是準備一體地具有葉片部形成部11a與軸部形成部12a，成為可變葉片1的原形的金屬的毛坯W的工序，在本實施方式中可以運用以失蠟鑄造為代表的精密鑄造法。在該工序中所鑄造的毛坯W雖然形成為比完成狀態(tài)下的可變葉片1稍大，但是具有幾乎接近于完成狀態(tài)的形狀或尺寸，形成所謂近精確成形(Near Net Shape)狀態(tài)。再者雖然在失蠟方法本身中，可以忠實地再現(xiàn)比較復雜的形狀者一般是公知的，但是在本實施方式中，在鑄造之際，一并施行使?jié)茶T材料的流動性提高，使毛坯W的形狀和尺寸更接近于完成狀態(tài)的可變葉片1(提高近精確率)的處理。
具體地說，在澆鑄原料(作為一個例子SUS310S等耐熱材料)中運用原生料，并且把該原生料中所含有的C(碳)量調節(jié)為0.05～0.5％，把Si(硅)量調節(jié)為0.5～1.5％，把O(氧)量調節(jié)為0.01～0.1％(各成分的添加量表示重量％)。再者由本申請人確認，通過像這樣使C、Si、O量適當化，斯托克斯流的粘性流動性至少提高20～40％左右。
此外在鑄造之際，采用通過急速冷卻鑄?；蛎鱓當中的某一方或雙方縮短直到模型破碎的時間，細化毛坯W的凝固組織的處理。具體地說例如在鑄造前后向鑄模噴水霧冷卻，把直到鑄模破碎的時間作為一個例子縮短到1小時以下(通常的空氣冷卻下需要1～4小時)。此時，在澆鑄前的事前冷卻中，僅冷卻鑄模，在澆鑄后的冷卻中，冷卻鑄模與毛坯W雙方。當然在急速冷卻時，在不引起鑄模熱應力開裂的范圍內進行。再者如果沒有必要在鑄造前后兩時期中冷卻，則任何一方都可以，在希望更加提高冷卻效果的場合，施加鑄造前后兩時期的冷卻，對從鑄模中取出的毛坯W噴霧冷卻水也是可能的。而且通過像這樣極力細化毛坯W的凝固組織，在以后的滾壓加工之際，可以盡量抑制能產生的銳邊，此外滾壓加工等也更容易進行。
(ii)滾壓工序該工序是把所鑄造的毛坯W的軸部形成部12a壓靠于一對模具上，加工成想要的直徑粗細的工序。再者本實施方式中的滾壓余量，作為一個例子抑制到大約0.05～0.1mm左右，借此作為一個例子可以把伴隨滾壓產生的軸伸長抑制到0.05mm(考慮加工的離散的上限值)以下。順便說一下如果是該程度的軸伸長，則可以排除現(xiàn)有技術為了修正軸伸長所進行的切削加工。這里滾壓余量與軸伸長的關系示于圖3，在該圖中，通過滾壓余量0.1mm時軸伸長為0.05mm的點的直線成為離散上限直線，在其下部的陰影部分中包括標準加工直線，示出離散的范圍(圖中，以標準加工直線為基準上下的離散范圍用不同的陰影線表示)。
當然鑄造后的軸部形成部12a的滾壓余量可以抑制到上述尺寸內者，除了通過失蠟鑄造方法鑄造毛坯W外，可以舉出起因于使?jié)茶T原料的流動性提高等處理，可以得到毛坯W更接近于實際制品尺寸的狀態(tài)。反過來說，無論怎樣滾壓遠離實際制品尺寸的毛坯W，滾壓余量越大則軸伸長越大，根據(jù)情況，為了修正軸伸長新的切削加工成為必要的，無法實現(xiàn)采用滾壓加工的初衷。
(iii)葉片部端面的磨削(葉片高度磨削)葉片部11如在上述排氣導管總成A的說明中所述，雖然在安裝狀態(tài)下夾在框架輪緣21與保持構件22之間，但是是確保圓滑的轉動狀態(tài)的部位。因此在本工序中，磨削葉片部11中的框架輪緣21側(軸部12側)的端面，和與之對置的保持構件22側的端面兩面，把葉片高度h精加工成想要的尺寸精度。當然在可變葉片1的功能上，葉片部11的兩端面當中，任何一方的端面的磨削都可以的場合，可以僅磨削一方。
(iv)滾筒拋光工序該工序，是總體地表面研磨葉片部11的兩端面被磨削，具有想要的葉片高度h的毛坯W的工序，例如把毛坯W與稱為磨料的添加劑放入滾筒容器，使?jié)L筒容器旋轉或振動，借此使毛坯W與磨料碰撞，光飾毛坯W的表面，得到作為完成制品的可變葉片1。
(第2實施方式)(i)毛坯的準備工序(金屬注射成形工序)該工序，與第1實施方式同樣，是準備成為可變葉片1的原形的毛坯W的工序，在本實施方式中運用金屬注射成形法，可以得到近精確成形狀態(tài)。金屬注射成形法，實質上，是與歷來公知的一般的合成樹脂(塑料)的注射成形同樣的，例如在鐵、鈦等金屬粉(原料)中混練粘接劑(主要是使金屬粉彼此結合的添加劑，作為一個例子聚乙烯樹脂、蠟、鄰苯二甲酸酯的混合物)，賦予可塑性后，注射到金屬模內，固定成適當?shù)男螤?。然后去除粘接劑后，進行燒結而得到想要形狀的毛坯W。
再者，金屬注射成形一般來說所成形的毛坯W的孔隙率比實心(熔化)材料要高，特別是在耐熱高合金材料中，存在著體積密度不充分，或高溫彎曲疲勞性差這樣的缺點。這里所謂孔隙是金屬材料等中的結晶中的空腔(空孔(空隙)的大量的集合體，如果這些連結集合則成為微觀的(微)裂紋)的一種，如果該比例過高則對金屬材料帶來不良影響。因此在本實施方式中，應使獨立空泡(金屬顆粒間的球形間隙)少且均一地產生，進行費時間的燒結。具體地說，例如在運用熔點為1500℃的SUS310S的場合，在1300℃下進行大約2小時左右的比較長時間的燒結。
(ii)HIP工序雖然通過進行這種燒結，謀求毛坯W孔隙率降低，體積密度的提高，但是注射成形的毛坯W進一步在該HIP(Hot Isostatic Pressing(絕熱加壓)的縮寫)工序中，施行高溫靜水壓制處理，謀求更高的高密度化。具體地說把毛坯W加熱到大約1300℃，對毛坯W各向相等地施加大約100MPa(1000大氣壓)左右的壓力。
再者本申請人確認，通過上述燒結或HIP處理等，燒結前大約100μm左右的獨立空泡燒結后成為大約10μm左右，體積密度大約提高5％。而且通過該體積密度的提高，可以謀求毛坯W的強度的提高，并且尺寸精度提高，可以得到近精確率更高的毛坯W。
此外在本實施方式中，還施行把注射成形的金屬粉弄成球狀且微細化，使所成形的毛坯W的高溫扭曲疲勞性提高的技術處理。這里在把金屬粉弄成球狀且微細化時，例如從噴嘴噴出熔融金屬，對其作用空氣或水等的高速流體，靠高速流體的沖擊力把金屬分割成多個液滴后，使之冷卻、凝固而得到金屬粉末，運用所謂空氣粉化法或水粉化法。而且在這種粉化法中，通過適當變更噴出熔融金屬的噴嘴的形狀或尺寸，作用于熔融金屬的空氣或水等的噴出速度、冷卻速度等，可以得到想要的大小的金屬粉末。順便說一下由本申請人確認，在SUS310S的金屬粉細化到大約200μm左右進行燒結的場合，高溫扭曲疲勞性大約提高20％。
(iii)滾壓工序該工序是把結束了HIP工序的毛坯W的軸部12壓靠于一對模具上，加工成想要的直徑粗細的工序。再者本實施方式中的滾壓余量，與第1實施方式同樣，作為一個例子抑制到大約0.05～0.1mm左右的極其小的尺寸，借此作為一個例子可以把伴隨滾壓產生的軸伸長抑制到0.05mm(考慮加工的離散的上限值)以下。當然如果是該程度的軸伸長，則不需要用來修正軸伸長的實質的后續(xù)加工，借此可以排除為了修正軸伸長往往進行的切削加工(參照圖3)。
再者毛坯W的軸部形成部12a的滾壓余量可以抑制到上述尺寸內，除了通過金屬注射成形得到毛坯W外，可以舉出起因于使毛坯W的體積密度提高等處理，可以形成毛坯W更接近于凈精確成形狀態(tài)。反過來說，無論怎樣滾壓遠離實際制品尺寸的毛坯W，滾壓余量越大則軸伸長越大，根據(jù)情況，為了修正軸伸長而需要新的切削加工，無法實現(xiàn)采用滾壓加工的初衷。
然后，雖然毛坯W經過葉片部端面的磨削(葉片高度磨削)、滾筒拋光工序作為完成制品形成可變葉片1，但是由于關于這些工序，實質上與第1實施方式是同樣的，所以這里省略。
(第3實施方式)
第3實施方式是通過軸部12本身的結構，抑制伴隨滾壓不可避免地產生的軸伸長等的形式。也就是說，在本實施方式中，不是整個地對軸部12施行滾壓，作為一個例子如圖4中所示，局部地滾壓嵌入渦輪框架2(排氣渦輪T的框架構件)的嵌合部分16。
首先就該嵌合部分16進行說明。嵌合部分16，作為一個例子如圖5中一并所示，在其兩端附近，構成滾壓所施加的要滾壓部17，并且在該要滾壓部17間隔著滾壓加工不施行的非滾壓部18地構成。在本實施方式中，與僅對要滾壓部17施行滾壓的情況有關，特別是毛坯W時的要滾壓部17比非滾壓部18稍粗地形成，作為一個例子該要滾壓部17與非滾壓部的級差設定成0.1mm左右。再者通過使要滾壓部17位于嵌合部分16的兩端附近，可變葉片1成為在嵌合部分16的兩端附近被保持，使可變葉片1的轉動更穩(wěn)定。
(i)毛坯的準備工序該工序，與上述第1、2實施方式同樣，是準備成為可變葉片1的原形的毛坯W的工序。再者在本實施方式中，因為對可變葉片1的滾壓不是在軸部12全體，而是僅對要滾壓部17施行，故在通過該工序所形成的毛坯W上，在要滾壓部17與非滾壓部18之間，形成使要滾壓部17成為凸狀態(tài)的級差(作為一個例子0.1mm左右)。而且雖然在準備這種毛坯W時，除了上述精密鑄造法或金屬注射成形法之外，可以舉出坯料的沖裁等，但是這里關于精密鑄造法、金屬注射成形法省略，僅就沖裁坯料得到毛坯W的方法進行說明。
(a)坯料的沖裁該方法作為一個例子從大約4mm左右的，具有幾乎恒定的厚度的帶鋼等，沖裁成具有可以實現(xiàn)目標的可變葉片1的體積(金屬材料的體積)的把坯料制成原始材料(毛坯W)的方法。當然因為沖裁加工，通常，沖裁方向是平直的，故僅靠沖裁工序，不可能把例如軸部形成部12a的剖面形成為幾乎圓形，沖裁了的坯料一般呈大致方形剖面。因此在沖裁工序之后，直到過渡到滾壓工序之間，例如對大致呈方形剖面的軸部形成部12a施行鍛造加工或壓印加工等造形加工，形成大致圓形剖面。也就是說實質上，靠沖裁工序與造形工序，得到與精密鑄造或金屬注射成形等同等程度的近精確成形狀態(tài)的毛坯W。
再者，在造形工序中使剖面形狀變化的場合，可以適當采用對沖裁了的坯料(毛坯W)的軸部形成部12a等的棱角部施行圓角R(圓角加工)或倒角加工，接近于圓形等完成形狀的技術處理。借此防止金屬材料的死區(qū)金屬流動狀態(tài)，在實質上的造形工序中促進金屬材料的順利的塑性流動。順便說一下在造形工序中，葉片部11也同時形成為想要的形狀是可能的。
(ii)軸部的滾壓工序在靠這種方法形成近精確成形狀態(tài)的毛坯W后，通過滾壓把該毛坯W的軸部形成部12a加工成想要的直徑粗細。此時，作為一個例子如圖6中所示，用一對模具(滾壓輥)D壓靠形成為比非滾壓部18突出狀態(tài)的要滾壓部17，一邊使毛坯W與模具D相對旋轉一邊實質上進行滾壓。
再者也如圖6中一并所示，在要滾壓部17與非滾壓部18的級差為大約0.1mm左右的場合，本工序中的要滾壓部17的滾壓余量，作為一個例子設定成大約0.05mm以下。因此即使在滾壓后在要滾壓部17與非滾壓部18之間，從級差尺寸減去滾壓余量的級差(大約0.05mm)依然存在，靠該級差，位于要滾壓部17的表面的金屬材料被向非滾壓部18引導而流動，更加抑制伴隨滾壓的軸伸長。
這里作為一個例子要滾壓部17的滾壓余量與軸伸長的關系示于圖7從該圖可以明白，如果滾壓余量大概為0.065mm以下，則實質上的軸伸長穩(wěn)定于0，幾乎不產生。因此在本實施方式中，考慮到留有余地，可以把滾壓余量設定成0.05mm以下。再者在本圖中，通過滾壓余量0.1mm之時軸伸長約為0.015mm的點的直線，大致成為雙方的關系的基準，在其上下的陰影部位中示出離散的范圍。再者本圖中所示的滾壓余量與軸伸長的關系(基準)不通過原點，這起因于如上所述要滾壓部17的金屬材料通過滾壓主要向非滾壓部18擠退地流動，直到一定的滾壓余量(在曲線圖上，大約0.065mm)實質上軸伸長被抑制為0的緣故。
通過像這樣僅在要滾壓部17施行滾壓加工，與滾壓嵌合部分16或軸部12整體的場合相比，大大減少軸伸長，可以幾乎穩(wěn)定于0。因此，也可以排除歷來，為了修正軸伸長，滾壓后進行的切削加工，因而可以從可變葉片1的加工工序中幾乎完全消除需要很多時間的切削加工，更加能夠實現(xiàn)可變葉片1的批量生產。
此外從要滾壓部17流動到非滾壓部18側的金屬材料，微觀地看，如圖6中所示，正好形成重疊于要滾壓部17與非滾壓部18的錐形狀態(tài)，特別把該部分的金屬材料賦予標號成多余部e。而且從要滾壓部17向非滾壓部18流動，連接兩部分地形成的多余部e根據(jù)其形成過程成為不比要滾壓部17直徑粗，因而在可變葉片1轉動之際，多余部e完全不妨礙該轉動。進而在本實施方式中，隔著非滾壓部18，在嵌合部分16的兩端附近構成要滾壓部17，該要滾壓部17接近框架輪緣21上所形成的承裝孔25內側，因為保持可變葉片1，故使可變葉片1的轉動更可靠、且穩(wěn)定。
然后，雖然毛坯W經過葉片部端面的磨削(葉片高度磨削)、滾筒拋光工序作為完成制品成為可變葉片1，但是因為關于這些工序，實質上與第1實施方式是同樣的，故這里省略。
(第4實施方式)第4實施方式示出在滾壓軸部12之際，作為加工條件采納滾壓輥的轉速，與一組使?jié)L壓輥接近的進給速度，在設定這些條件時，一邊考慮軸伸長等的抑制，同時可以極力提高生產率的，合理的確定方法。
此外在本實施方式中滾壓所施行的毛坯W對作為制品的可變葉片1，形成近精確成形狀態(tài)，作為得到毛坯W的方法，可以運用前面所述的，精密鑄造、金屬注射成形、坯料的沖裁等，適當?shù)姆椒?。再者，在以下的說明中，省略毛坯的準備工序等，主要就軸部的滾壓進行說明。
(i)軸部的滾壓(a)滾壓裝置的說明首先就滾壓裝置6之一例進行說明。滾壓裝置6，作為一個例子如圖8中所示，把工件(毛坯W)夾在一對滾壓輥61(模具)之間，一邊使?jié)L壓輥61與毛坯W相對地旋轉一邊進行滾壓。而且在本實施方式中滾壓輥61，一方為不動狀態(tài)，另一方對不動狀態(tài)的滾壓輥接近離開自如地構成。此外這里不動狀態(tài)的輥子設定成自由旋轉狀態(tài)，并且僅旋轉驅動接近離開自如的輥子。再者上述一對滾壓輥61當中，給設定成不動狀態(tài)的輥賦予標號自由旋轉輥61A，給設定成接近離開自如的輥賦予標號可動輥61B加以區(qū)別。
而且在滾壓時，可動輥61B的旋轉經由夾著的毛坯W傳遞到自由旋轉輥61A，雙方的滾壓輥61實質上以同一的轉速旋轉。此外進行滾壓前的一對滾壓輥61，作為一個例子如圖8(a)中所示，在充分離開的狀態(tài)下等待，在把毛坯W就位于自由旋轉輥61A(非旋轉狀態(tài))附近后(參照圖8(b))，在滾壓時一邊使可動輥61B旋轉，一邊使之慢慢接近(參照圖8(b)～(d))。這里，把一對滾壓輥61的接近，也就是可動輥61B接近于自由旋轉輥61A稱為‘進給’。再者在滾壓加工中，把毛坯W保持在一對滾壓輥61間時，根據(jù)需要運用支承用的夾具是可能的。
(b)關于加工條件與滾壓性有關毛坯W的軸部形成部12a的滾壓像以上這樣進行，作為滾壓時的加工條件，可以舉出例如滾壓輥61的轉速R，與滾壓輥的進給速度V。另一方面，對于這種加工條件，舉出將會綜合地評價軸部12處的滾壓的狀態(tài)，或滾壓加工本身的進行容易程度等，綜合地考察軸伸長或銳邊、滾壓力(加工時滾壓輥61作用于毛坯W的加壓力)、累積變形(因滾壓而在軸部12累積的變形)等種種因素的，滾壓性P。因而例如所謂‘滾壓性非常優(yōu)秀的狀態(tài)’(相當于圖9中所示的縱軸的最上方部位)，是指加工后的軸部12上幾乎沒有軸伸長和銳邊等的發(fā)生，此外滾壓所需的滾壓力少，軸部12的表面極其平滑，而且對軸部12的累積變形極小的狀態(tài)。
再者雖然一般來說如果使?jié)L壓輥61高速旋轉，而且以高速進給(轉速R、進給速度V全都設定成高的狀態(tài))，則可以縮短滾壓一個可變葉片1的時間，可以大批量地加工，但是單靠這種設定，滾壓性P降低。也就是一般來說，如果把滾壓輥61弄成高速旋轉·高速進給狀態(tài)，雖然可以大量加工(提高生產性)可變葉片1，但是滾壓性P降低，例如軸伸長或銳邊等變得容易發(fā)生。另一方面，一般來說如果把滾壓輥61弄成低速旋轉·低速進給狀態(tài)，則雖然提高滾壓性P，可以進行精度高的滾壓加工，但是進行大批量進行滾壓變得困難。在本實施方式中，共同考慮這種滾壓性與批量生產性，既維持想要的滾壓性，又極力提高生產率，以下，基于圖9中所示的曲線圖就這種加工條件的設定方法進行說明。
(c)關于曲線圖首先圖9的曲線圖的橫軸表示滾壓輥61的轉速R(例如每單位時間的轉數(shù))，縱軸表示滾壓性的優(yōu)劣程度(程度)。這里橫軸上的所謂‘Rmax’表示滾壓輥61的轉速極限的最大值，是根據(jù)希望保持的滾壓性的程度(一般來說在特定的轉速以上因為轉速越高則滾壓性越低，故根據(jù)希望確保的滾壓性程度，可以允許的最高轉速幾乎被確定)，或者滾壓裝置6本身的能力而預先設定的轉速R的最大極限值。此外，縱軸上的所謂‘Pmin’表示滾壓性P的極限最小值，是根據(jù)作為功能部位對軸部12所要求的最低限度的品質(為要使可變葉片1圓滑且可靠地轉動，最低限度必要的滾壓性)，或者作為批量生產零件對軸部12所要求的最低限度的滾壓性等預先設定的，滾壓性P的允許極限值。
上述曲線圖，為要像這樣把轉速R與滾壓性P弄成不同的兩個軸，使?jié)L壓輥61的進給速度V種種變化，示出轉速R與滾壓性P的關系，也就是轉速R引起的滾壓性P的變化的情形(軌跡)。這里，如果分別觀察使進給速度V種種不同的各軌跡，則可以看出各個軌跡雖然滾壓性P與轉速R的增加一起提高，但是從某個階段(使其為極大值)起滾壓性P降低下去。此外如果綜合觀察各軌跡，則可以看出該極大值幾乎位于一條直線上(令各個極大值幾乎連成的線為直線L)。當然在綜合觀察各軌跡的場合，進給速度V小的一方位于曲線圖的上方，可以查明進給速度V越慢，則滾壓性P越好。再者所謂‘Vmin’表示滾壓輥61的進給速度的極限最小值，是根據(jù)生產率(一般來說因為越降低進給速度生產率越降低，故根據(jù)希望維持的最低限度的生產率，可以允許的最小的進給速度幾乎被確定)，或者滾壓裝置6本身的能力等預先設定的進給速度V的最小極限值。
因而滾壓加工中的加工條件，也就是滾壓輥61的轉速R與進給速度V，在本圖9中，在由把滾壓輥的進給速度V設定成極限最小值Vmin之際的軌跡，滾壓輥的轉速的極限最大值Rmax、與滾壓性的最小值Pmin所圍成的區(qū)域AR內(圖中的四邊形ABCD內)設定。此外在本圖中，使進給速度種種變化，示出轉速引起的滾壓性的變化的情形(軌跡)當中，對于通過上述區(qū)域AR內的直線賦予V1、V2、V3、V4的標號(V1＜V2＜V3＜V4)。
(d)具體的設計步驟然后如果設定通過區(qū)域AR內的所希望的滾壓性，例如Pf(當然Pf＞Pmin的關系成立)，則雖然在區(qū)域AR內只要是處于Pf的直線上的位置(例如圖中的×號)，哪里都可以作為加工條件采用，但是在實際的現(xiàn)場中因為生產率主要優(yōu)先，故將會把進給速度V與轉速R極力設定得大些，把Pf的直線與直線L的交點設定成為極大值的進給速度V(這里是Vf)，和轉速R(這里是Rf)。換句話說，在區(qū)域AR內設定以想要的滾壓性Pf為滾壓性的極大值的，進給速度V與轉速R。
再者雖然這里在選定進給速度Vf與轉速Rf的說明的情況下，軌跡(Vf的軌跡)舉例表示了預先明白的滾壓性Pf，但是在選定這些加工條件時，沒有必要一定明確滾壓性的軌跡。也就是說在本實施方式中，因為可知道像以上這樣滾壓性的極大值幾乎在直線L上相連，故即使不明確滾壓性的軌跡，不能從曲線圖明確地讀取進給速度，也可以從例如轉速Rf的值，或其他的滾壓性的軌跡等，幾乎正確地推測進給速度Vf。
這樣一來在本實施方式中，因為容易且正確地進行既維持想要的滾壓性又可以極力提高生產率的加工條件的選定，而且可以平衡良好地設定滾壓輥61的轉速R與進給速度V，故在制品質量的穩(wěn)定性或可靠性方面可以進行希望的作業(yè)，可以更現(xiàn)實地實現(xiàn)可變葉片1的高質量水平上的批量生產化。
然后，雖然施行了滾壓的毛坯W經過葉片部端面的磨削(葉片高度磨削)、滾筒拋光工序作為完成制品成為可變葉片1，但是由于關于這些工序，與第1實施方式是同樣的，故這里省略。
再者雖然在本實施方式中，靠兩個滾壓輥61進行可變葉片1的軸部12的滾壓，但是不一定必須這樣，運用三個以上的多個滾壓輥61，進行軸部12的滾壓是可能的。順便說一下在運用三個滾壓輥61的場合，不僅能夠以一個為可動輥61B，以其余兩個為自由旋轉輥61A，以兩個為可動輥61B，以其余一個為自由旋轉輥61A的形式也是可能的。
以下就本發(fā)明的效果進行描述，首先，根據(jù)技術方案1或9所述的發(fā)明，則因為幾乎不進行歷來加工中需要很多時間的切削或焊接等，可以制造可變葉片1，故可以實現(xiàn)可變葉片的批量生產，可以向市場供應作為批量產品的可變葉片1。具體地說，通過從加工工序中極力排除切削加工而一天可以制造、供應5000個左右的可變葉片1。
根據(jù)技術方案2所述的發(fā)明，則因為滾壓余量被抑制成極小尺寸，故伴隨滾壓的軸伸長可以抑制到不需要以后的切削的修正加工的程度。因此可以從可變葉片1的制造工序中幾乎完全消除切削加工，使可變葉片1的批量生產更加能夠實現(xiàn)。此外可變葉片1因為極力抑制伴隨滾壓的軸伸長，尺寸精度更高。
根據(jù)技術方案3所述的發(fā)明，則因為可變葉片1的軸部12(軸部形成部12a)僅對要滾壓部17施行，故可以使實質上的軸伸長幾乎為0。因此可以從可變葉片1的制造工序中排除更多的切削加工，使可變葉片1的批量生產更加現(xiàn)實。
根據(jù)技術方案4所述的發(fā)明，則因為要滾壓部17在非滾壓部18的兩端形成，故靠該非滾壓部18可以維持可變葉片1的圓滑的滑動狀態(tài)。因此廢氣G的流量控制正確且可靠地進行，有助于可變葉片1的性能提高。
根據(jù)技術方案5所述的發(fā)明，則因為因滾壓而流動的金屬材料，滯留于要滾壓部17與非滾壓部18之間，形成多余部e，故多余部e可以抑制軸長度方向上的成長，可以有效地抑制軸伸長。
根據(jù)技術方案6所述的發(fā)明，則同時考慮生產率與滾壓性P的，滾壓輥61的轉速R與進給速度V的設定容易進行。順便說一下如果在短時間內高速地進行一個可變葉片1的滾壓，則雖然生產率提高，但是滾壓性降低，軸伸長或銳邊等變得容易發(fā)生。雖然像這樣同時使生產率與滾壓性都良好的加工條件的設定，一般來說是極難的，但是這里可以極容易地進行這種加工條件的設定。
根據(jù)技術方案7所述的發(fā)明，則可以進行考慮滾壓輥61的進給速度V的極限最小值Vmin、滾壓輥61的轉速R的極限最大值Rmax、滾壓性P的極限最小值Pmin的加工條件的設定，可以進行更根據(jù)現(xiàn)實的選定。
根據(jù)技術方案8所述的發(fā)明，則因為預先設定極限最小值Pmin以上的想要的滾壓性Pf，在該直線上(Pf值)選定滾壓輥61的轉速Rf與進給速度Vf，故很容易進行可靠地保持想要的滾壓性Pf的設定。
根據(jù)技術方案10或11所述的發(fā)明，則使具有高耐熱性，且精度高的排氣導管總成A或VGS型渦輪增壓器的批量生產成為現(xiàn)實。此外在高溫·廢氣氣氛下，可以正確且可靠地進行廢氣G的流量調節(jié)。
工業(yè)上的可利用性象以上這樣，本發(fā)明從VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造工序中排除花費時間的切削加工，在軸部的制造時，通過滾壓將軸部形成目標的直徑粗細，再者，大大抑制伴隨滾壓的軸伸長或銳邊，還排除為了修正這些問題歷來所進行的切削加工，適于使可變葉片進而裝入這些而成的VGS型渦輪增壓器等的批量生產成為現(xiàn)實的場合。
權利要求
1.一種VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，在制造具有成為轉動中心的軸部(12)，和實質上調節(jié)廢氣(G)的流量的葉片部(11)，適當節(jié)流從發(fā)動機所排出的比較少的廢氣(G)，增大廢氣(G)的速度，用廢氣(G)的能量旋轉排氣渦輪(T)，通過直接連結在該排氣渦輪(T)上的壓縮機將自然吸氣以上的空氣送入發(fā)動機，即使在低速旋轉時也使發(fā)動機發(fā)揮高功率的VGS型的渦輪增壓器中所裝入的可變葉片(1)時，前述可變葉片(1)一體地具有葉片部(11)與軸部(12)，以成為可變葉片(1)的原形的金屬的毛坯(W)為原始毛坯，在形成可變葉片(1)的軸部(12)時，滾壓毛坯(W)的軸部形成部(12a)，加工到所希望的直徑粗細度。
2.如權利要求1所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，在形成前述可變葉片(1)的毛坯(W)時，通過精密鑄造法或金屬注射成形法或者將從具有一定的板厚的金屬材料沖裁后的坯料造形成所希望的形狀的方法得到，使形狀和尺寸形成為接近所需可變葉片(1)的近精確成形狀態(tài)。
3.如權利要求1或2所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，前述可變葉片(1)的軸部(12)具有轉動自如地嵌入位于排氣渦輪(T)的外周的框架構件的承裝孔(25)的嵌合部分(16)，該嵌合部分(16)具有要滾壓部(17)、與比該要滾壓部(17)細些的非滾壓部(18)，對軸部(12)的滾壓僅對該要滾壓部(17)施行。
4.如權利要求3所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，前述可變葉片(1)中的嵌合部分(16)夾著非滾壓部(18)，在其兩端部分上具有要滾壓部(17)而成。
5.如權利要求3或4所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，在前述毛坯(W)上所形成的嵌合部分(16)的要滾壓部(17)與非滾壓部(18)的級差尺寸設定成大于要滾壓部(17)的滾壓余量尺寸，在滾壓時，使一部分滾壓余量部位的金屬材料，從要滾壓部(17)向小直徑一側的非滾壓部(18)流動。
6.如權利要求1、2、3、4或5所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，在滾壓前述毛坯(W)的軸部形成部(12a)時，通過一組滾壓輥(61)來進行加工，此外，在選定滾壓輥(61)的轉速(R)，與使一組滾壓輥(61)接近的進給速度(V)時，根據(jù)伴隨滾壓產生的軸伸長或銳邊或者因滾壓而蓄積于軸部(12)的應變或滾壓所需軋制力，綜合地判斷滾壓性(P)的優(yōu)劣，一邊將該滾壓性(P)維持在近乎于所希望的值，一邊極力提高生產率地設定加工條件。
7.如權利要求6所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，在選定前述滾壓輥(61)的轉速(R)與進給速度(V)時，在以滾壓輥(61)的轉速(R)與滾壓性(P)的程度為不同的二軸的曲線上，在由以滾壓輥(61)的進給速度(V)為極限最小值Vmin時的，表示滾壓輥(61)的轉速(R)與滾壓性(P)的關系的軌跡，以滾壓輥(61)的轉速(R)為極限最大值Rmax的直線，和以滾壓性(P)的程度為極限最小值Pmin的直線，所包圍的區(qū)域(AR)內，設定滾壓輥(61)的轉速(R)、與進給速度(V)的加工條件。
8.如權利要求7所述的VGS型渦輪增壓器中的可變葉片的制造方法，其特征在于，在選定前述滾壓輥(61)的轉速(R)與進給速度(V)時，在前述區(qū)域(AR)內，設定所希望的滾壓性Pf(Pf＞Pmin)，在該所希望的滾壓性Pf的直線上，設定滾壓輥(61)的轉速(R)與滾壓輥(61)的進給速度(V)。
9.一種可變葉片，是具有成為轉動中心的軸部(12)和實質上調節(jié)廢氣(G)的流量的葉片部(11)，適當節(jié)流從發(fā)動機所排出的比較少的廢氣(G)，放大廢氣(G)的速度，通過該廢氣(G)的能量旋轉排氣渦輪(T)，通過直接連結在排氣渦輪(T)上的壓縮機把自然吸氣以上的空氣送入發(fā)動機，即使在低速旋轉時也使發(fā)動機發(fā)揮高功率的VGS型的渦輪增壓器中所裝入的可變葉片(1)，其特征在于，通過前述權利要求1、2、3、4、5、6、7、或8所述的制造方法來制造。
10.一種VGS型渦輪增壓器的排氣導管總成，是具有適當調節(jié)從發(fā)動機所排出的廢氣(G)的流量，使排氣渦輪(T)旋轉的可變葉片(1)；在排氣渦輪(T)的外周部轉動自如地支承可變葉片(1)的渦輪框架(2)；使該可變葉片(1)適當轉動，調節(jié)廢氣(G)的流量的可變機構(3)；靠可變葉片(1)節(jié)流少的排氣流量，增加廢氣的速度，即使在低速旋轉時也可以發(fā)揮高功率的VGS型的渦輪增壓器中的排氣導管總成(A)，其特征在于，前述可變葉片(1)適用前述權利要求9所述的可變葉片(1)。
11.一種VGS型渦輪增壓器，利用發(fā)動機的廢氣能量來驅動排氣渦輪(T)，通過該輸出使直接連結在排氣渦輪(T)上的壓縮機旋轉，給發(fā)動機帶來自然吸氣以上的增壓狀態(tài)，其特征在于，前述渦輪增壓器裝入前述權利要求10所述的排氣導管總成(A)而成，即使在發(fā)動機低速旋轉時也適當節(jié)流比較少的廢氣(G)，放大廢氣(G)的速度，可以發(fā)揮高功率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠實現(xiàn)不僅單個可變葉片而且通過把可變葉片組裝于其中實現(xiàn)VGS型渦輪增壓器的批量生產的全新的制造方法，通過滾壓而不是通過切削把軸部加工成所希望的直徑，以便從可變葉片制造工序中最大限度地消除費時的切削加工，顯著地抑制因滾壓引起的軸部的伸長和銳邊，消除以前為了糾正軸部的伸長和銳邊所進行的切削工序。本發(fā)明的特征在于，將成為一體地具有葉片部(11)和軸部(12)的可變葉片(1)的原形的金屬毛坯形成為尺寸及形狀都接近所需可變葉片(1)的近精確成形的狀態(tài)，材料的軸部形成部滾壓成所希望的直徑以便形成軸部(12)。
文檔編號F01D17/16GK1561432SQ0281932
公開日2005年1月5日 申請日期2002年8月2日 優(yōu)先權日2001年8月3日
發(fā)明者大石新二朗 申請人:株式會社秋田精密沖壓