JP2008031924A - 可変容量タービンのノズルベーンの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】翼部の加工コストを大幅に低減することができる可変容量タービンのノズルベーンの加工方法を提供する。
【解決手段】矩形板状の翼部６１と当該翼部６１の一辺端面６１ａに翼部６１板面の延長方向へ突設された軸部６２とを備える可変容量タービンのノズルベーン６の加工方法であって、プレス機の下型１側に設置した受け台２上に上記翼部６の一辺端面６１ａを載置して、当該翼部６１を起立姿勢で受け台２上に位置させ、所定の追込み量でプレス機の上型４側に設置したパンチ５を、上方へ向く翼部６１の他辺端面６１ｂに圧接させることにより当該他辺端面６１を平面加工する。
【選択図】 図１

Description

本発明は可変容量タービンのノズルベーンの加工方法に関し、特にノズルベーンの翼部端面の平面加工方法に関する。

図４には車両ターボチャージャの可変容量タービンに使用されるノズルベーンの側面図を示す。ノズルベーン６は図４（１）に示すように、矩形板状の翼部６１と当該翼部６１の一辺端面６１ａに翼部６１板面の延長方向へ突設された円柱軸部６２とを備えている。このようなノズルベーン６は精密鋳造で製造され、鋳型砂の除去や外観検査等を行った後、図４（２）の矢印で示すように、軸部６２の外周６２ａと、翼部６１の一辺端面６１ａを切削ないし研削加工し、その後、図４（３）の矢印で示すように、軸部６２側とは反対側の翼部６１の他辺端面６１ｂを切削ないし研削加工して、当該他辺端面６１ｂの平行度と平面度を所定範囲内に収めている。なお、特許文献１には上記構造のノズルベーンを使用した可変容量タービンが示されている。
特開２００２−２５６８７６

しかし、上記従来の切削や研削による翼部の加工は、ノズルベーン全体の製造コストの大きな部分を占めていることから、加工コストの削減が求められていた。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、翼部の加工コストを大幅に低減することができる可変容量タービンのノズルベーンの加工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、矩形板状の翼部（６１）と当該翼部（６１）の一辺端面（６１ａ）に翼部（６１）板面の延長方向へ突設された軸部（６２）とを備える可変容量タービンのノズルベーン（６）の加工方法であって、プレス機の下型（１）側に設置した受け台（２）上に上記翼部（６）の一辺端面（６１ａ）を載置して、当該翼部（６１）を起立姿勢で受け台（２）上に位置させ、所定の追込み量でプレス機の上型（４）側に設置したパンチ（５）を、上方へ向く翼部（６１）の他辺端面（６１ｂ）に圧接させることにより当該他辺端面（６１ｂ）を平面加工するものである。

本発明において、追込み量を適当に設定してプレス機のパンチを翼部の他辺端面に圧接させると、他辺端面の平行度及び平面度が大幅に改善され、平面加工される。このような加工方法によれば、従来の切削等に比して加工工数が少なくて済み、加工コストが大幅に低減される。また、加工された他辺端面はスプリングバックによって原寸法近くまで回復するから、切削加工等の場合のように、加工前製品に切削代等を確保しておく必要がなく、材料の無駄が低減されるから、これによっても全体コストが削減される。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明のノズルベーンの加工方法によれば、翼部の加工コストを大幅に低減することができるから、ノズルベーン全体の製造コストを大きく下げることができる。

図１は本発明の加工方法を実施するプレス機の一例を示す断面図である。図１において、プレス機の下型１上には超硬合金の受け台２が設けられている。受け台２は厚肉の板体で、その中心には上下方向へ貫通する円形孔が形成されて挿入孔２１となっている。そして耐熱鋼製の、既に従来技術で説明したものと同形状のノズルベーン６がその軸部６２を上記挿入孔２１内に挿入されるとともに、前工程にて切削ないし研削で平面加工された、軸部６２に近い側の翼部６１の一辺端面６１ａが受け台２上に載置されている。また、受け台２上には翼部６１の長手方向両端に近接させて工具鋼製の座屈防止ガイド３が設けられている。

座屈防止ガイド３は板体で、その肉厚は翼部６１の高さよりも所定量低くなっており、この高さの差Ｄがプレス時の追込み量となっている。一方、上記下型１に対向するプレス機の上型４には下面に、超硬合金よりなる板状パンチ５が設けられて、その下面は受け台１の上面に平行になっている。この状態で、上型４を下降させるとパンチ５の下面が、上方へ向いた翼部６１の他辺端面６１ｂに衝突してこれを圧接し、上記追込み量Ｄだけ上記他辺端面６１ｂを圧縮変形させる。追込み量Ｄを最適に設定しておくと、切削や研削をしなくても他辺端面６１ｂの平行度および平面度が大幅に改善されて、平面加工がなされる。

（実施例）
表１は、追込み量Ｄを変化させつつ、複数（例えば７個）のノズルベーンについて、プレス加工前と加工後の他辺端面６１ｂの平均平行度、および平均平面度を比較したものである。ここで他辺端面６１ｂの平行度は、図２に示すように、翼部６１の長手方向の一端部と他端部での、一辺端面６１ａとの間の距離ｄ1、ｄ2を測定して、これらの差（ｄ1−ｄ2）により判定する。また、平面度は、図３に示すように、他辺端面６１ｂ上を長手方向の一端から他端へ真円度測定器７（例えば（株）東京精密製 製品名RONDCOM55A）を移動させて、測定された最大値と最小値の差により判定する。

表１によれば、追込み量を０．２０ｍｍに設定すると、プレス加工前の他辺端面６１ｂの平均平行度０．０５２ｍｍに対してプレス加工後は０．０１６ｍｍと大幅に改善される。この時には、平均平面度もプレス加工前の０．０２８ｍｍに対してプレス加工後は０．０１２ｍｍと大幅に改善される。また、追込み量を０．２５ｍｍに設定すると、平均平行度がプレス加工前の０．０５２ｍｍに対してプレス加工後は０．０１５ｍｍと大幅に改善され、平均平面度もプレス加工前の０．０２７ｍｍに対してプレス加工後は０．０１０ｍｍと大幅に改善される。

これに対して追込み量を０．１５ｍｍに設定した場合には、平均平面度はプレス加工前の０．０２７ｍｍに対してプレス加工後は０．０１４ｍｍとある程度の改善が見られるが、平均平行度はプレス加工前の０．０５１ｍｍに対してプレス加工後は０．０３４ｍｍとそれほど大きな改善は見られない。一方、追込み量を０．３０ｍｍに設定した場合も、平均平面度はプレス加工前の０．０２５ｍｍに対してプレス加工後は０．０１０ｍｍとかなりの改善が見られるが、平均平行度はプレス加工前の０．０５１ｍｍに対してプレス加工後は０．０３２ｍｍとそれほど大きな改善は見られない。したがって、追込み量を０．２０ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲に設定してプレス加工するのが好ましい。

このような加工方法において、上記追込み量で圧縮変形させられた他辺端面６１ｂはスプリングバックによって原寸法近くまで、正確には０．０３ｍｍ〜０．０６ｍｍ程度原寸法から小さい程度にまで回復する。したがって、従来の切削や研削による加工の場合のように、加工前製品に切削代や研削代を確保しておく必要がないから、材料の無駄を低減することができる。

本発明の方法を実施するプレス機の要部断面図である。 端面の平行度を測定する原理を示す概略側面図である。 端面の平面度を測定する原理を示す概略側面図である。 ノズルベーンの側面図である。

符号の説明

１…下型、２…受け台、３…座屈防止ガイド、４…上型、５…パンチ、６…ノズルベーン、６１…翼部、６１ａ…一辺端面、６１ｂ…他辺端面、６２…軸部。

Claims (1)

1. 矩形板状の翼部と当該翼部の一辺端面に翼部板面の延長方向へ突設された軸部とを備える可変容量タービンのノズルベーンの加工方法であって、プレス機の下型側に設置した受け台上に上記翼部の一辺端面を載置して、当該翼部を起立姿勢で前記受け台上に位置させ、所定の追込み量でプレス機の上型側に設置したパンチを、上方へ向く前記翼部の他辺端面に圧接させることにより当該他辺端面を平面加工することを特徴とする可変容量タービンのノズルベーンの加工方法。

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