可変ガイドベーン及びその製造方法並びに車両用過給機
【課題】製造が容易で強度に優れた可変ガイドベーンを提供する。
【解決手段】羽根部１７と軸部２０と歯車部１０１が一体構造の可変ガイドベーンである。
【解決手段】羽根部１７と軸部２０と歯車部１０１が一体構造の可変ガイドベーンである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変ガイドベーン及びその製造方法並びに車両用過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過給機に備えられる圧縮機においては、圧縮機に取り入れるガス流体（空気）の量が減少してくると、圧縮機の特性曲線がサージ線を越えてサージング領域に入るという特性がある。従って、上記サージ線を低流量側へ移動させることによりサージング領域を狭めることができれば、エンジンの運転範囲をワイドレンジとすることができて有益となる。
【０００３】
このため、従来、サージング領域に入るような低流量の運転状況下でも、サージング領域に入らないようにサージ線を低流量側へ移動させるようにした圧縮機として、コンプレッサインペラの入口上流側に可変ガイドベーン（ＶＩＧＶ）を設けて、コンプレッサインペラに向かう空気の傾き角を調整するようにしたものが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
前記特許文献１は、複数の可変ガイドベーンの夫々にコントロールアームが直結されており、各コントロールアームはその軸心と直交するレバーと、該レバーの回転平面に垂直をなすピンと、ピンを支持する球面軸受を介して環状のガイドリングに接続されており、該ガイドリングをアクチュエータの動力で回動させることにより複数の可変ガイドベーンが同時に回転するようになっている。
【０００５】
前記特許文献１では、各可変ガイドベーンにコントロールアームを備え、該各コントロールアームをピンを介して環状のガイドリングの球面軸受に接続した構成を有しているため、複雑な構造となり製造及び組み立てが大変になる問題がある。更に、部品点数及び連結箇所が多いことから、製作誤差による連結部の遊び（誤差）が大きくなって可変ガイドベーンの正確な回転が難しくなるという問題がある。
【０００６】
一方、前記特許文献２は、各可変ガイドベーンの羽根部を有する軸部にピニオン（歯車部）を備え、且つ、各ピニオンに噛合する環状のベベルギヤを備えており、１台のモータにより１つの可変ガイドベーンを回転させると、ピニオンを介してベベルギヤが回動し、ベベルギヤの回動により他のピニオンが回転して、全ての可変ガイドベーンが回転するようになっている。
【０００７】
前記特許文献２では、特許文献１に比して構成が簡略となり部品点数が減少すると共に、ベベルギヤとピニオンの噛合により作動するため製作誤差による連結部の遊びを減少させて各可変ガイドベーンの回転をより正確に行わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２８０７４９８号公報
【特許文献２】特開２００６−０４６２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２に記載の可変ガイドベーンでは、羽根部を有する軸部とピニオンとが別体に構成されており、従って、前記ピニオンをキーを用いて軸部に固定することにより可変ガイドベーンを組み立てている。
【００１０】
これは、環状のベベルギヤ（傘歯歯車）に噛合するピニオンも傘歯歯車であるため、羽根部と軸部とピニオンは成形用金型を用いて一体構造に成形することが困難なためである。
【００１１】
即ち、前記可変ガイドベーンを成形用金型を用いて一体構造に成形しようとしても前記傘歯歯車からなるピニオンは、抜き型では成形することができない。即ち、ピニオンよりも羽根部の断面が大きいために、抜き型を羽根部側へ抜き出すことができず、又、前記ピニオンは反羽根部側へ向かって径が増加するテーパを有しているために、反羽根部側へも抜き出すことができない。そのために、ピニオンは複数の歯ごとに分割された複数の割り型を用いて成形する必要があり、この場合には型費用が非常に嵩んでコストが増大する問題があり、従って、一体構造の可変ガイドベーンを製造することは一般に行われていなかった。
【００１２】
又、特許文献１では、羽根部を有する軸部とピニオンとをキーで組み立てているために、キーによる固定が緩む或いは抜け落ちる懸念を有していた。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、製造が容易で強度に優れた可変ガイドベーン及びその製造方法並びに車両用過給機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、羽根部と軸部と歯車部が一体構造を有することを特徴とする可変ガイドベーン、に係るものである。
【００１５】
上記可変ガイドベーンにおいて、前記歯車部が、外径が軸部の軸心線と平行な平歯車、又は、外径がテーパ角を備えた平歯車であることは好ましい。
【００１６】
又、上記可変ガイドベーンにおいて、前記軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置されたことは好ましい。
【００１７】
又、上記可変ガイドベーンにおいて、前記軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置され且つ歯車部の反羽根部側に別の軸部が配置されたことは好ましい。
【００１８】
又、上記可変ガイドベーンにおいて、前記羽根部と歯車部の間に配置される軸部が、該軸部を成形するための２つ割り型の合わせ部に位置する切欠き面を有することは好ましい。
【００１９】
本発明は、軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置された可変ガイドベーンを成形用金型を用いて製造する可変ガイドベーンの製造方法であって、前記羽根部と軸部を前記羽根部の面と平行な方向に延びる分割面により分割されて成形するための２つ割り型と、前記歯車部を反羽部側に抜き出して形成するための抜き型とを用いて一体構造の可変ガイドベーンを成形することを特徴とする可変ガイドベーンの製造方法、に係るものである。
【００２０】
上記可変ガイドベーンの製造方法において、前記歯車部が、外径が軸部の軸心線と平行な平歯車、又は、外径がテーパ角を備えた平歯車であることは好ましい。
【００２１】
上記可変ガイドベーンの製造方法において、前記２つ割り型によって軸部を形成する部分の分割面の位置に分割面と交差する方向へ延びた張出面を備えることにより、前記軸部の周面に切欠き面を形成することができる。
【００２２】
本発明は、前記可変ガイドベーンを備えたことを特徴とする車両用過給機、に係るものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の可変ガイドベーンによれば、強度が安定した可変ガイドベーンを安価に製作できる優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の可変ガイドベーンの一実施例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の可変ガイドベーンを製造する成形用金型の断面図、（ｂ）は（ａ）をＩＩＢ−ＩＩＢ方向から見た断面図、（ｃ）は（ａ）をＩＩＣ−ＩＩＣ方向から見た軸部の断面図、（ｄ）は（ａ）をＩＩＣ−ＩＩＣ方向から見た２つ割り型の断面図である。
【図３】本発明の可変ガイドベーンの他の実施例を示す側面図である。
【図４】本発明を適用する自動車用エンジンに備えられる過給機の圧縮機の一例を示す切断側面図である。
【図５】（ａ）はガイドベーンユニットを組み立てた状態を示す側面図、（ｂ）は軸受リングを上方から見た斜視図である。
【図６】（ａ）はリングギヤの正面図、（ｂ）は（ａ）のリングギヤをＶＩ−ＶＩ方向から見た断面図である。
【図７】（ａ）は波ワッシャの正面図、（ｂ）は（ａ）の波ワッシャをＶＩＩ−ＶＩＩ方向から見た側面図である。
【図８】止め輪の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２６】
本発明者は、図４に示すような自動車用エンジンに備えられる過給機の圧縮機を開発した。図４に示す圧縮機１のハウジング２の内部にはコンプレッサインペラ３が備えてあり、該コンプレッサインペラ３は、自動車用エンジンの排気によって回転する図示しないタービンインペラと同軸の回転軸４によって回転される。前記ハウジング２の内側には、吸い込み方向前方から前記コンプレッサインペラ３の外周部へ向かう吸込口５が形成されておれ、又、コンプレッサインペラ３によって速度が高められた空気を圧力に換えた空気をスクロール６に導くディフューザ７がハウジング２の内部に形成されている。
【００２７】
前記圧縮機１のハウジング２における前記コンプレッサインペラ３の前方内側には、前記吸込口５から拡径されて前方が開放された円筒状の段部８を形成している。この段部８は切欠底面８ａと内周面８ｂとからなる。
【００２８】
前記段部８の内周面８ｂには、その外面が嵌合し、内面に前記吸込口５の延長部５ａが形成されたガイドベーンユニット９を設けている。
【００２９】
前記ガイドベーンユニット９は、図５（ａ）にも示すように、対向面１０ａ，１０ｂによって軸長方向前後に分割された後側の軸受リング１１と前側の押えリング１２とを有している。前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂの夫々には、図４、図５に示すように、環状溝１３，１４が形成してあり、従って、この前記環状溝１３，１４によって軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂには夫々内側壁１５と外側壁１６が形成されている。そして、前記内側壁１５と外側壁１６の対向面１０ａ，１０ｂには、周方向に等間隔を有して放射状に配置される複数の可変ガイドベーン１９を挟んで回転可能に支持する軸受部２１，２１'を備えている。
【００３０】
図４に示す可変ガイドベーン１９は、軸部２０の一端（内方端）には羽根部１７が設けられ、軸部２０の他端（外方端）には歯車部であるピニオン１８が設けられ、ピニオン１８の更に外側には別の軸部２０'が設けられている。
【００３１】
前記軸受部２１，２１'は、図５に示すように、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにおける軸受リング１１側に、前記可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'が嵌合する深さを備えたＵ字状軸受凹部５０，５０を形成している。従って、前記可変ガイドベーン１９の外側の軸部２０'は外側壁１６に備えたＵ字状軸受凹部５０に嵌合し、可変ガイドベーン１９の内側の軸部２０は内側壁１５に備えたＵ字状軸受凹部５０に嵌合して２点で支持される。又、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにおける押えリング１２側には、前記Ｕ字状軸受凹部５０内に嵌合した前記軸部２０，２０'を前記Ｕ字状軸受凹部５０内に支持する直線支持部５１を備えている。図５では軸受リング１１側にＵ字状軸受凹部５０を形成し、押えリング１２側に直線支持部５１を有しているが、逆に、押えリング１２側にＵ字状軸受凹部５０を形成し、軸受リング１１側に直線支持部５１を有してもよい。又、前記Ｕ字状軸受凹部５０と直線支持部５１とからなる軸受部２１，２１'に代えて、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂの夫々に、可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'を支持する半円状軸受凹部を形成してもよい。
【００３２】
前記軸受リング１１及び押えリング１２と可変ガイドベーン１９は、アルミダイキャスト、焼結金属等からなる金属によって製造することができる。
【００３３】
又、前記軸受リング１１及び押えリング１２と可変ガイドベーン１９は、樹脂による射出成形によって製造することができる。前記軸受リング１１及び押えリング１２と、可変ガイドベーン１９の少なくとも一方を樹脂により製造すると、樹脂による自己潤滑性によって、可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'を軸受部２１，２１'により無潤滑で好適に軸支することができる。前記軸受リング１１及び押えリング１２と可変ガイドベーン１９を樹脂で成形する場合の樹脂の選定においては、射出成形における成形性、圧縮機の使用温度における耐熱性、耐腐食性（エンジンオイルに対する耐油性、耐水性等）、強度（ガイドベーン１９については、ガイドベーン１９に作用する作動力・流体力に耐えうる強度）、自己潤滑性（軸受機能）、コスト（樹脂材料単価が安価であること）等を考慮することが好ましい。
【００３４】
図４の可変ガイドベーン１９は、前記軸受部２１の内側面と外側面に係合するよう突出して、前記可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'が軸長手方向へ移動するのを規制するための鍔部５３，５４を備えている。
【００３５】
図４の環状溝１３，１４の一方には、押付手段２４を介してリングギヤ２５を挿入している。図４では、対向面１０ａ，１０ｂにＵ字状軸受凹部５０を備えている軸受リング１１の環状溝１３の底部に、押付手段２４を挿入し、押付手段２４の上部にリングギヤ２５を挿入している。
【００３６】
リングギヤ２５は、図６に示すように、短い筒状の端面にギヤ歯２５ａが形成してあり、リングギヤ２５のギヤ歯２５ａは前記軸受部２１，２１'のＵ字状軸受凹部５０に嵌合した可変ガイドベーン１９のピニオン１８と噛合するようになっている。図６のリングギヤ２５は全周に亘ってギヤ歯２５ａを形成した場合を示しているが、前記可変ガイドベーン１９のピニオン１８が噛合する部分のみにギヤ歯２５ａを備えたものでもよい。又、前記可変ガイドベーン１９に備えるピニオン１８も、軸部２０の全周に歯を備えたものでもよく、又、可変ガイドベーン１９が回動する範囲のみでリングギヤ２５と噛合するよう一部に歯を備えたセクターピニオンとしてもよい。
【００３７】
前記押付手段２４は前記リングギヤ２５を前記可変ガイドベーン１９のピニオン１８に確実に噛合させるためのものであり、図７に示すように、環状に形成された波ワッシャ２６を用いることができる。この波ワッシャ２６は図７（ｂ）に示すように、周方向３個所で突出又はへこむように波打った形状を有しており、これにより前記リングギヤ２５を３個所で押してリングギヤ２５を可変ガイドベーン１９のピニオン１８に噛合させるようになっている。尚、この押付手段２４としては、前記波ワッシャ２６に代えて、コイルバネを用いて前記リングギヤ２５を前記可変ガイドベーン１９のピニオン１８に押し付けるようにしてもよい。
【００３８】
前記ガイドベーンユニット９は、前記軸受リング１１と押えリング１２を組み立てた際に一体に保持しておくための仮止め手段を有している。この仮止め手段としては、例えば前記軸受リング１１と押えリング１２とに備られて互いに嵌合する係合凸部２２と係合凹部２３とから構成されており、前記係合凸部２２と係合凹部２３を嵌合する際に塑性変形させることで一体化している。又、前記係合凸部２２と係合凹部２３を少量の接着剤を用いて嵌合することでも達成できる。更に、図５（ｂ）に示すように、前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにピン孔３１（図示では周方向２個所）を設けておき、このピン孔３１にきつく嵌合するピン３２を挿入することによっても、軸受リング１１と押えリング１２を一体に保持することができる。上記仮止め手段は、組み立てられたガイドベーンユニット９をハウジング２の段部８に挿入する際に分解しないように保持しておくためのものであり、強度が要求されるものではない。
【００３９】
図４に示すように、前記ハウジング２の段部８の切欠底面８ａと軸受リング１１の後端面１１ａとには、ピン２８を挿入して前記軸受リング１１（ガイドベーンユニット９）をハウジング２に対して周方向の位置決め、即ち、回り止めを行うためのピン孔２９，３０が形成してあり、前記ガイドベーンユニット９側のピン孔３０には、前記ピン２８を予め取り付けるようにしている。
【００４０】
又、前記段部８の切欠底面８ａに近い内周面８ｂの位置には、軸受リング１１の底部近傍が緊密に嵌合する嵌合部３７が形成してあり、該嵌合部３７よりも前方の内周面８ｂは前記嵌合部３７よりも径が大きくなっていて隙間３８が形成されている。そして、前記ピン孔３０にピン２８を挿入したガイドベーンユニット９を前記段部８に挿入してピン２８を、切欠底面８ａに設けたピン孔２９に嵌合し、更に、ガイドベーンユニット９を前記嵌合部３７に嵌合させると、該嵌合部３７と前記回り止めのピン２８の作用によって前記ガイドベーンユニット９は径方向の位置が拘束されるようになっている。
【００４１】
更に、前記ハウジング２には、段部８に挿入した前記ガイドベーンユニット９を段部８内に固定しておくための固定手段３３を設けている。図４では、前記段部８に挿入したガイドベーンユニット９の前端面（右端面）に対応する内周面８ｂの位置には環状の係止溝３４が形成してあり、該係止溝３４に、図９に示す止め輪３５を縮めた状態で挿入し、開放して弾撥力により係合させることで、止め輪３５によって前記ガイドベーンユニット９が段部８から抜け出ないように固定している。上記固定手段３３としては、前記ガイドベーンユニット９が段部８から抜け出ないように固定ボルト等を用いてハウジング２に固定してもよい。
【００４２】
図４の可変ガイドベーン１９における外側の軸部２０'の外側端部には、直径方向から外側へ延びる扁平状の接続凸部３６が形成してあり、この接続凸部３６は、前記可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'を前記軸受リング１１のＵ字状軸受凹部５０に嵌合させて組み立てた前記ガイドベーンユニット９を段部８に挿入する際に、先端が段部８の内周面８ｂに接しない長さに形成してある。
【００４３】
図４の段部８にガイドベーンユニット９を挿入した際に、前記可変ガイドベーン１９の軸部２０の１つが対応するハウジング２位置には、前記可変ガイドベーン１９を回動する回動軸４０を外部から挿入するための１つの軸孔４１を設けている。前記回動軸４０の内側端部には、前記可変ガイドベーン１９の軸部２０'に備えた接続凸部３６と嵌合する接続凹部３９を設けている。又、前記回動軸４０の外側他端には、アーム４２を介して作動ピン４３がクランク状に取り付けてあり、図示しないアクチュエータよって前記作動ピン４３を押し引きして前記回動軸４０を回転することにより、前記接続凹部３９と接続凸部３６を介して１つの可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'が回転するようになっている。１つの可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'が回転すると、ピニオン１８を介してリングギヤ２５が回動し、該リングギヤ２５の回動によりピニオン１８を介して全ての可変ガイドベーン１９が一斉に回転するようになっている。
【００４４】
上記図４〜図８に示す圧縮機１によれば、前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにより可変ガイドベーン１９を挟み込んでガイドベーンユニット９を組み立てる作業は、ハウジング２の外部で行うことができ、更に、外部で組み立てたガイドベーンユニット９はハウジング２の段部８に挿入して容易に固定することができるので、圧縮機１の組み立て作業を容易にすることができる。
【００４５】
一方、前記可変ガイドベーン１９に備えるピニオン１８が従来と同様の傘歯歯車であると、抜き型を用いてピニオン１８を成形することができず、従って、従来と同様に、羽根部を有する軸部とピニオンとを別体に構成し、それをキーにより一体に組み立てる必要があるため、組み立て工数が増加すると共に強度上にも問題を生じることが考えられる。
【００４６】
図１は、上記課題を解決する本発明の可変ガイドベーン１００の一例を示している。この可変ガイドベーン１００は、軸部２０を挟んで一端に有する羽根部１７と他端に有する歯車部１０１、及び、前記歯車部１０１の反羽根部１７側に有する他の軸部２０'が一体構造に形成されている。図１の可変ガイドベーン１００は、図４のガイドベーンユニット９の軸受部２１，２１'に対応する軸部２０，２０'を備えた場合を示しているが、前記他の軸部２０'を備えない構成のものも本発明に含まれる。
【００４７】
前記可変ガイドベーン１００に備える歯車部１０１としては、図４のピニオン１８に代えて、平歯車１０２を設ける。この平歯車１０２は、各ギヤ歯１０３が前記軸部２０の軸心線と平行に形成されている。更に、この平歯車１０２は、図１のように周方向の必要な範囲にギヤ歯１０３を備えていてもよく、或いは、周方向全周にギヤ歯１０３を備えていてもよい。そして、前記平歯車１０２と噛合する図４、図６におけるリングギヤ２５には、前記平歯車１０２のギヤ歯１０３と噛合する放射状のギヤ歯２５ａを備えたフェースギヤと呼ばれるものを用いることができる。
【００４８】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示す可変ガイドベーン１００を製造するための成形用金型を示している。即ち、可変ガイドベーン１００の前記羽根部１７及び顎部５３と、軸部２０及び顎部５４の一部は、前記羽根部１７の広い面と平行な方向に延びる分割面Ｘによって分割されて、Ａ，Ａ'方向に分離される２つ割り型１０４，１０５によって成形される。又、前記歯車部１０１及び軸部２０'と接続凸部３６は、反羽根部１７側であるＢ方向へ抜き出される抜き型１０６によって成形される。従って、２つ割り型１０４，１０５と抜き型１０６により、一体構造の可変ガイドベーン１００が成形される。
【００４９】
このとき、前記歯車部１０１は平歯車１０２となっている。この平歯車１０２には、ギヤ歯１０３の外径が軸部２０，２０'の軸心線と平行である場合、及び、図２（ａ）に示す如く、ギヤ歯１０３の外径が抜き型の抜き出し方向Ｂへ向かって径が嶄減するように例えば０．５〜３゜程度のテーパ角α（抜き角）を備えている場合も含まれる。
【００５０】
又、前記２つ割り型１０４，１０５は、羽根部１７の広い面と平行な分割面Ｘで分割されているので、前記軸部２０における前記分割面Ｘが対応する位置には、図２（ｃ）に示す如くバリ１０７が生成する問題がある。このため、図２（ｄ）に示す如く、前記２つ割り型１０４，１０５によって軸部２０を成形する分割面Ｘの位置には、分割面Ｘと交差（直交）する方向に延びる張出面１１０が対向して平行に形成してあり、この２つ割り型１０４，１０５を用いることにより、図２（ｃ）の軸部２０の外周面における前記分割面Ｘに対応する左右側部位置には、前記分割面Ｘと交差する方向（上下方向）へ延びた平行な切欠き面１０８が形成されている。
【００５１】
次に、上記実施例の作動を説明する。
【００５２】
図１に示す一体構造の可変ガイドベーン１００を製造するには、図２（ａ）、（ｂ）に示す２つ割り型１０４，１０５と抜き型１０６を配置し、該型１０４，１０５，１０６の内部空間に成形材料を供給することにより、一体構造の可変ガイドベーン１００を成形する。ここで、前記可変ガイドベーン１００を構成する前記羽根部１７及び顎部５３と、軸部２０及び顎部５４の一部は、前記羽根部１７の広い面と平行な分割面Ｘで分割されて、Ａ，Ａ'方向に分離される２つ割り型１０４，１０５によって成形される。
【００５３】
一方、前記可変ガイドベーン１００を構成する前記歯車部１０１及び軸部２０'と接続凸部３６は、前記歯車部１０１が平歯車１０２によって形成されており、且つ、平歯車１０２が反羽根部１７側であるＢ方向への抜き出しを容易にするテーパ角α（抜き角）を有しているので、抜き型１０６によって容易に成形することができる。
【００５４】
前記２つ割り型１０４，１０５と抜き型１０６を用いることにより、樹脂を用いた射出成形により一体形の可変ガイドベーン１００を製造することができる。又、アルミダイキャスト、焼結金属等の金属の場合にも、同様に製造することができる。
【００５５】
このように、２つ割り型１０４，１０５と抜き型１０６とにより成形を可能にしたので、型費用を低減して一体構造の可変ガイドベーン１００を低コストで製造することができる。更に、羽根部１７と軸部２０と歯車部１０１が一体構造を有しているため、本発明によれば、従来の如く羽根部を有する軸部にピニオンをキーで組み立てる構造において生じる可能性があるキーが緩む或いは抜け落ちる問題を防止して、高い強度を保持した可変ガイドベーン１００が提供できる。
【００５６】
又、前記２つ割り型１０４，１０５は分割面Ｘで分割されているので、前記軸部２０の外周面における前記分割面Ｘが対応する位置には、図２（ｃ）に示す如くバリ１０７が生成する問題がある。このように軸部２０に生じたバリ１０７は、回転の障害になるために軸部２０から確実に取り除く作業が必要である。しかし、このようなバリ取り作業は面倒で時間が掛り、コストを上昇させる問題がある。
【００５７】
このため、本発明では、図２（ｃ）の軸部２０を形成するための図２（ｄ）に示す２つ割り型１０４，１０５における分割面Ｘの位置には、前記軸部２０の外周円弧面１０９よりも内側へ張出した張出面１１０が備えてあり、この張出面１１０によって、図２（ｃ）の軸部２０の外周面における前記分割面Ｘと対応した左右の位置には、上下方向へ延びる切欠き面１０８を形成している。この切欠き面１０８は、左右が平行になるように形成されていてもよく、又は、２つ割り型１０４，１０５をＡ，Ａ'方向へ分離する際の型抜きを容易にするために、前記切欠き面１０８における左右の間隔が前記分割面Ｘの位置で最も大きく、分割面Ｘから離反する程間隔が小さくなるテーパ状となっていてもよい。２つ割り型１０４，１０５によって生じるバリ１０７は前記切欠き面１０８に生成することになり、従ってこのバリ１０７が軸部２０の回転に悪影響を与えることはないので、バリ取り作業は省略することができる。
【００５８】
又、図２（ｃ）の軸部２０の切欠き面１０８は、図２（ｂ）の羽根部１７の幅方向（左右方向）の両側に設けられており、この軸部２０は図５（ａ）の前記Ｕ字状軸受凹部５０に装入されて直線支持部５１で押えられており、前記軸部２０は上下の円弧面１０９が前記Ｕ字状軸受凹部５０の底部と直線支持部５１によって回転可能に支持されている。この時、前記軸部２０に備えた切欠き面１０８は、前記羽根部１７が閉塞から全開まで回転しても、前記Ｕ字状軸受凹部５０の底部或いは直線支持部５１の位置に移動することがないようになっている。従って、前記軸受部２１，２１'は常に軸部２０の円弧面１０９を支持して可変ガイドベーン１００の安定した回転を維持することができる。
【００５９】
図３は、前記可変ガイドベーン１００の他の実施例を示すもので、この可変ガイドベーン１００は、前記羽根部１７と歯車部１０１が一体に形成され、更に、歯車部１０１の反羽根部１７側に軸部２０'が一体に形成された場合を示している。即ち、図３は、図１における軸部２０を省略した構成となっており、図１の２点で支持される可変ガイドベーン１００に対して、１つ軸部２０'で支持される片持ちとなっている。図３の実施例においても、前記歯車部１０１は平歯車１０２により形成している。
【００６０】
図３の可変ガイドベーン１００の場合には、歯車部１０１の羽根部１７側端面Ｙから羽根部１７側は、図２に示した２つ割り型１０４，１０５により成形することができ、前記羽根部１７側端面Ｙから反羽根部１７側の歯車部１０１及び軸部２０'は抜き型１０６により成形することができる。
【００６１】
上記した如く、一体構造を有する可変ガイドベーンを車両用過給機に備えると、車両用過給機のコストを低減することができ、且つ可変ガイドベーンの強度が安定することにより車両用過給機の信頼性を高めることができる。
【００６２】
尚、本発明における可変ガイドベーン及びその製造方法並びに車両用過給機は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
２０，２０' 軸部
１００ 可変ガイドベーン
１０１ 歯車部
１０２ 平歯車
１０４，１０５ ２つ割り型
１０６ 抜き型
１０８ 切欠き面
１１０ 張出面
Ｘ 分割面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変ガイドベーン及びその製造方法並びに車両用過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過給機に備えられる圧縮機においては、圧縮機に取り入れるガス流体（空気）の量が減少してくると、圧縮機の特性曲線がサージ線を越えてサージング領域に入るという特性がある。従って、上記サージ線を低流量側へ移動させることによりサージング領域を狭めることができれば、エンジンの運転範囲をワイドレンジとすることができて有益となる。
【０００３】
このため、従来、サージング領域に入るような低流量の運転状況下でも、サージング領域に入らないようにサージ線を低流量側へ移動させるようにした圧縮機として、コンプレッサインペラの入口上流側に可変ガイドベーン（ＶＩＧＶ）を設けて、コンプレッサインペラに向かう空気の傾き角を調整するようにしたものが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
前記特許文献１は、複数の可変ガイドベーンの夫々にコントロールアームが直結されており、各コントロールアームはその軸心と直交するレバーと、該レバーの回転平面に垂直をなすピンと、ピンを支持する球面軸受を介して環状のガイドリングに接続されており、該ガイドリングをアクチュエータの動力で回動させることにより複数の可変ガイドベーンが同時に回転するようになっている。
【０００５】
前記特許文献１では、各可変ガイドベーンにコントロールアームを備え、該各コントロールアームをピンを介して環状のガイドリングの球面軸受に接続した構成を有しているため、複雑な構造となり製造及び組み立てが大変になる問題がある。更に、部品点数及び連結箇所が多いことから、製作誤差による連結部の遊び（誤差）が大きくなって可変ガイドベーンの正確な回転が難しくなるという問題がある。
【０００６】
一方、前記特許文献２は、各可変ガイドベーンの羽根部を有する軸部にピニオン（歯車部）を備え、且つ、各ピニオンに噛合する環状のベベルギヤを備えており、１台のモータにより１つの可変ガイドベーンを回転させると、ピニオンを介してベベルギヤが回動し、ベベルギヤの回動により他のピニオンが回転して、全ての可変ガイドベーンが回転するようになっている。
【０００７】
前記特許文献２では、特許文献１に比して構成が簡略となり部品点数が減少すると共に、ベベルギヤとピニオンの噛合により作動するため製作誤差による連結部の遊びを減少させて各可変ガイドベーンの回転をより正確に行わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２８０７４９８号公報
【特許文献２】特開２００６−０４６２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２に記載の可変ガイドベーンでは、羽根部を有する軸部とピニオンとが別体に構成されており、従って、前記ピニオンをキーを用いて軸部に固定することにより可変ガイドベーンを組み立てている。
【００１０】
これは、環状のベベルギヤ（傘歯歯車）に噛合するピニオンも傘歯歯車であるため、羽根部と軸部とピニオンは成形用金型を用いて一体構造に成形することが困難なためである。
【００１１】
即ち、前記可変ガイドベーンを成形用金型を用いて一体構造に成形しようとしても前記傘歯歯車からなるピニオンは、抜き型では成形することができない。即ち、ピニオンよりも羽根部の断面が大きいために、抜き型を羽根部側へ抜き出すことができず、又、前記ピニオンは反羽根部側へ向かって径が増加するテーパを有しているために、反羽根部側へも抜き出すことができない。そのために、ピニオンは複数の歯ごとに分割された複数の割り型を用いて成形する必要があり、この場合には型費用が非常に嵩んでコストが増大する問題があり、従って、一体構造の可変ガイドベーンを製造することは一般に行われていなかった。
【００１２】
又、特許文献１では、羽根部を有する軸部とピニオンとをキーで組み立てているために、キーによる固定が緩む或いは抜け落ちる懸念を有していた。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、製造が容易で強度に優れた可変ガイドベーン及びその製造方法並びに車両用過給機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、羽根部と軸部と歯車部が一体構造を有することを特徴とする可変ガイドベーン、に係るものである。
【００１５】
上記可変ガイドベーンにおいて、前記歯車部が、外径が軸部の軸心線と平行な平歯車、又は、外径がテーパ角を備えた平歯車であることは好ましい。
【００１６】
又、上記可変ガイドベーンにおいて、前記軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置されたことは好ましい。
【００１７】
又、上記可変ガイドベーンにおいて、前記軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置され且つ歯車部の反羽根部側に別の軸部が配置されたことは好ましい。
【００１８】
又、上記可変ガイドベーンにおいて、前記羽根部と歯車部の間に配置される軸部が、該軸部を成形するための２つ割り型の合わせ部に位置する切欠き面を有することは好ましい。
【００１９】
本発明は、軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置された可変ガイドベーンを成形用金型を用いて製造する可変ガイドベーンの製造方法であって、前記羽根部と軸部を前記羽根部の面と平行な方向に延びる分割面により分割されて成形するための２つ割り型と、前記歯車部を反羽部側に抜き出して形成するための抜き型とを用いて一体構造の可変ガイドベーンを成形することを特徴とする可変ガイドベーンの製造方法、に係るものである。
【００２０】
上記可変ガイドベーンの製造方法において、前記歯車部が、外径が軸部の軸心線と平行な平歯車、又は、外径がテーパ角を備えた平歯車であることは好ましい。
【００２１】
上記可変ガイドベーンの製造方法において、前記２つ割り型によって軸部を形成する部分の分割面の位置に分割面と交差する方向へ延びた張出面を備えることにより、前記軸部の周面に切欠き面を形成することができる。
【００２２】
本発明は、前記可変ガイドベーンを備えたことを特徴とする車両用過給機、に係るものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の可変ガイドベーンによれば、強度が安定した可変ガイドベーンを安価に製作できる優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の可変ガイドベーンの一実施例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の可変ガイドベーンを製造する成形用金型の断面図、（ｂ）は（ａ）をＩＩＢ−ＩＩＢ方向から見た断面図、（ｃ）は（ａ）をＩＩＣ−ＩＩＣ方向から見た軸部の断面図、（ｄ）は（ａ）をＩＩＣ−ＩＩＣ方向から見た２つ割り型の断面図である。
【図３】本発明の可変ガイドベーンの他の実施例を示す側面図である。
【図４】本発明を適用する自動車用エンジンに備えられる過給機の圧縮機の一例を示す切断側面図である。
【図５】（ａ）はガイドベーンユニットを組み立てた状態を示す側面図、（ｂ）は軸受リングを上方から見た斜視図である。
【図６】（ａ）はリングギヤの正面図、（ｂ）は（ａ）のリングギヤをＶＩ−ＶＩ方向から見た断面図である。
【図７】（ａ）は波ワッシャの正面図、（ｂ）は（ａ）の波ワッシャをＶＩＩ−ＶＩＩ方向から見た側面図である。
【図８】止め輪の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２６】
本発明者は、図４に示すような自動車用エンジンに備えられる過給機の圧縮機を開発した。図４に示す圧縮機１のハウジング２の内部にはコンプレッサインペラ３が備えてあり、該コンプレッサインペラ３は、自動車用エンジンの排気によって回転する図示しないタービンインペラと同軸の回転軸４によって回転される。前記ハウジング２の内側には、吸い込み方向前方から前記コンプレッサインペラ３の外周部へ向かう吸込口５が形成されておれ、又、コンプレッサインペラ３によって速度が高められた空気を圧力に換えた空気をスクロール６に導くディフューザ７がハウジング２の内部に形成されている。
【００２７】
前記圧縮機１のハウジング２における前記コンプレッサインペラ３の前方内側には、前記吸込口５から拡径されて前方が開放された円筒状の段部８を形成している。この段部８は切欠底面８ａと内周面８ｂとからなる。
【００２８】
前記段部８の内周面８ｂには、その外面が嵌合し、内面に前記吸込口５の延長部５ａが形成されたガイドベーンユニット９を設けている。
【００２９】
前記ガイドベーンユニット９は、図５（ａ）にも示すように、対向面１０ａ，１０ｂによって軸長方向前後に分割された後側の軸受リング１１と前側の押えリング１２とを有している。前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂの夫々には、図４、図５に示すように、環状溝１３，１４が形成してあり、従って、この前記環状溝１３，１４によって軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂには夫々内側壁１５と外側壁１６が形成されている。そして、前記内側壁１５と外側壁１６の対向面１０ａ，１０ｂには、周方向に等間隔を有して放射状に配置される複数の可変ガイドベーン１９を挟んで回転可能に支持する軸受部２１，２１'を備えている。
【００３０】
図４に示す可変ガイドベーン１９は、軸部２０の一端（内方端）には羽根部１７が設けられ、軸部２０の他端（外方端）には歯車部であるピニオン１８が設けられ、ピニオン１８の更に外側には別の軸部２０'が設けられている。
【００３１】
前記軸受部２１，２１'は、図５に示すように、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにおける軸受リング１１側に、前記可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'が嵌合する深さを備えたＵ字状軸受凹部５０，５０を形成している。従って、前記可変ガイドベーン１９の外側の軸部２０'は外側壁１６に備えたＵ字状軸受凹部５０に嵌合し、可変ガイドベーン１９の内側の軸部２０は内側壁１５に備えたＵ字状軸受凹部５０に嵌合して２点で支持される。又、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにおける押えリング１２側には、前記Ｕ字状軸受凹部５０内に嵌合した前記軸部２０，２０'を前記Ｕ字状軸受凹部５０内に支持する直線支持部５１を備えている。図５では軸受リング１１側にＵ字状軸受凹部５０を形成し、押えリング１２側に直線支持部５１を有しているが、逆に、押えリング１２側にＵ字状軸受凹部５０を形成し、軸受リング１１側に直線支持部５１を有してもよい。又、前記Ｕ字状軸受凹部５０と直線支持部５１とからなる軸受部２１，２１'に代えて、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂの夫々に、可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'を支持する半円状軸受凹部を形成してもよい。
【００３２】
前記軸受リング１１及び押えリング１２と可変ガイドベーン１９は、アルミダイキャスト、焼結金属等からなる金属によって製造することができる。
【００３３】
又、前記軸受リング１１及び押えリング１２と可変ガイドベーン１９は、樹脂による射出成形によって製造することができる。前記軸受リング１１及び押えリング１２と、可変ガイドベーン１９の少なくとも一方を樹脂により製造すると、樹脂による自己潤滑性によって、可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'を軸受部２１，２１'により無潤滑で好適に軸支することができる。前記軸受リング１１及び押えリング１２と可変ガイドベーン１９を樹脂で成形する場合の樹脂の選定においては、射出成形における成形性、圧縮機の使用温度における耐熱性、耐腐食性（エンジンオイルに対する耐油性、耐水性等）、強度（ガイドベーン１９については、ガイドベーン１９に作用する作動力・流体力に耐えうる強度）、自己潤滑性（軸受機能）、コスト（樹脂材料単価が安価であること）等を考慮することが好ましい。
【００３４】
図４の可変ガイドベーン１９は、前記軸受部２１の内側面と外側面に係合するよう突出して、前記可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'が軸長手方向へ移動するのを規制するための鍔部５３，５４を備えている。
【００３５】
図４の環状溝１３，１４の一方には、押付手段２４を介してリングギヤ２５を挿入している。図４では、対向面１０ａ，１０ｂにＵ字状軸受凹部５０を備えている軸受リング１１の環状溝１３の底部に、押付手段２４を挿入し、押付手段２４の上部にリングギヤ２５を挿入している。
【００３６】
リングギヤ２５は、図６に示すように、短い筒状の端面にギヤ歯２５ａが形成してあり、リングギヤ２５のギヤ歯２５ａは前記軸受部２１，２１'のＵ字状軸受凹部５０に嵌合した可変ガイドベーン１９のピニオン１８と噛合するようになっている。図６のリングギヤ２５は全周に亘ってギヤ歯２５ａを形成した場合を示しているが、前記可変ガイドベーン１９のピニオン１８が噛合する部分のみにギヤ歯２５ａを備えたものでもよい。又、前記可変ガイドベーン１９に備えるピニオン１８も、軸部２０の全周に歯を備えたものでもよく、又、可変ガイドベーン１９が回動する範囲のみでリングギヤ２５と噛合するよう一部に歯を備えたセクターピニオンとしてもよい。
【００３７】
前記押付手段２４は前記リングギヤ２５を前記可変ガイドベーン１９のピニオン１８に確実に噛合させるためのものであり、図７に示すように、環状に形成された波ワッシャ２６を用いることができる。この波ワッシャ２６は図７（ｂ）に示すように、周方向３個所で突出又はへこむように波打った形状を有しており、これにより前記リングギヤ２５を３個所で押してリングギヤ２５を可変ガイドベーン１９のピニオン１８に噛合させるようになっている。尚、この押付手段２４としては、前記波ワッシャ２６に代えて、コイルバネを用いて前記リングギヤ２５を前記可変ガイドベーン１９のピニオン１８に押し付けるようにしてもよい。
【００３８】
前記ガイドベーンユニット９は、前記軸受リング１１と押えリング１２を組み立てた際に一体に保持しておくための仮止め手段を有している。この仮止め手段としては、例えば前記軸受リング１１と押えリング１２とに備られて互いに嵌合する係合凸部２２と係合凹部２３とから構成されており、前記係合凸部２２と係合凹部２３を嵌合する際に塑性変形させることで一体化している。又、前記係合凸部２２と係合凹部２３を少量の接着剤を用いて嵌合することでも達成できる。更に、図５（ｂ）に示すように、前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにピン孔３１（図示では周方向２個所）を設けておき、このピン孔３１にきつく嵌合するピン３２を挿入することによっても、軸受リング１１と押えリング１２を一体に保持することができる。上記仮止め手段は、組み立てられたガイドベーンユニット９をハウジング２の段部８に挿入する際に分解しないように保持しておくためのものであり、強度が要求されるものではない。
【００３９】
図４に示すように、前記ハウジング２の段部８の切欠底面８ａと軸受リング１１の後端面１１ａとには、ピン２８を挿入して前記軸受リング１１（ガイドベーンユニット９）をハウジング２に対して周方向の位置決め、即ち、回り止めを行うためのピン孔２９，３０が形成してあり、前記ガイドベーンユニット９側のピン孔３０には、前記ピン２８を予め取り付けるようにしている。
【００４０】
又、前記段部８の切欠底面８ａに近い内周面８ｂの位置には、軸受リング１１の底部近傍が緊密に嵌合する嵌合部３７が形成してあり、該嵌合部３７よりも前方の内周面８ｂは前記嵌合部３７よりも径が大きくなっていて隙間３８が形成されている。そして、前記ピン孔３０にピン２８を挿入したガイドベーンユニット９を前記段部８に挿入してピン２８を、切欠底面８ａに設けたピン孔２９に嵌合し、更に、ガイドベーンユニット９を前記嵌合部３７に嵌合させると、該嵌合部３７と前記回り止めのピン２８の作用によって前記ガイドベーンユニット９は径方向の位置が拘束されるようになっている。
【００４１】
更に、前記ハウジング２には、段部８に挿入した前記ガイドベーンユニット９を段部８内に固定しておくための固定手段３３を設けている。図４では、前記段部８に挿入したガイドベーンユニット９の前端面（右端面）に対応する内周面８ｂの位置には環状の係止溝３４が形成してあり、該係止溝３４に、図９に示す止め輪３５を縮めた状態で挿入し、開放して弾撥力により係合させることで、止め輪３５によって前記ガイドベーンユニット９が段部８から抜け出ないように固定している。上記固定手段３３としては、前記ガイドベーンユニット９が段部８から抜け出ないように固定ボルト等を用いてハウジング２に固定してもよい。
【００４２】
図４の可変ガイドベーン１９における外側の軸部２０'の外側端部には、直径方向から外側へ延びる扁平状の接続凸部３６が形成してあり、この接続凸部３６は、前記可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'を前記軸受リング１１のＵ字状軸受凹部５０に嵌合させて組み立てた前記ガイドベーンユニット９を段部８に挿入する際に、先端が段部８の内周面８ｂに接しない長さに形成してある。
【００４３】
図４の段部８にガイドベーンユニット９を挿入した際に、前記可変ガイドベーン１９の軸部２０の１つが対応するハウジング２位置には、前記可変ガイドベーン１９を回動する回動軸４０を外部から挿入するための１つの軸孔４１を設けている。前記回動軸４０の内側端部には、前記可変ガイドベーン１９の軸部２０'に備えた接続凸部３６と嵌合する接続凹部３９を設けている。又、前記回動軸４０の外側他端には、アーム４２を介して作動ピン４３がクランク状に取り付けてあり、図示しないアクチュエータよって前記作動ピン４３を押し引きして前記回動軸４０を回転することにより、前記接続凹部３９と接続凸部３６を介して１つの可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'が回転するようになっている。１つの可変ガイドベーン１９の軸部２０，２０'が回転すると、ピニオン１８を介してリングギヤ２５が回動し、該リングギヤ２５の回動によりピニオン１８を介して全ての可変ガイドベーン１９が一斉に回転するようになっている。
【００４４】
上記図４〜図８に示す圧縮機１によれば、前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにより可変ガイドベーン１９を挟み込んでガイドベーンユニット９を組み立てる作業は、ハウジング２の外部で行うことができ、更に、外部で組み立てたガイドベーンユニット９はハウジング２の段部８に挿入して容易に固定することができるので、圧縮機１の組み立て作業を容易にすることができる。
【００４５】
一方、前記可変ガイドベーン１９に備えるピニオン１８が従来と同様の傘歯歯車であると、抜き型を用いてピニオン１８を成形することができず、従って、従来と同様に、羽根部を有する軸部とピニオンとを別体に構成し、それをキーにより一体に組み立てる必要があるため、組み立て工数が増加すると共に強度上にも問題を生じることが考えられる。
【００４６】
図１は、上記課題を解決する本発明の可変ガイドベーン１００の一例を示している。この可変ガイドベーン１００は、軸部２０を挟んで一端に有する羽根部１７と他端に有する歯車部１０１、及び、前記歯車部１０１の反羽根部１７側に有する他の軸部２０'が一体構造に形成されている。図１の可変ガイドベーン１００は、図４のガイドベーンユニット９の軸受部２１，２１'に対応する軸部２０，２０'を備えた場合を示しているが、前記他の軸部２０'を備えない構成のものも本発明に含まれる。
【００４７】
前記可変ガイドベーン１００に備える歯車部１０１としては、図４のピニオン１８に代えて、平歯車１０２を設ける。この平歯車１０２は、各ギヤ歯１０３が前記軸部２０の軸心線と平行に形成されている。更に、この平歯車１０２は、図１のように周方向の必要な範囲にギヤ歯１０３を備えていてもよく、或いは、周方向全周にギヤ歯１０３を備えていてもよい。そして、前記平歯車１０２と噛合する図４、図６におけるリングギヤ２５には、前記平歯車１０２のギヤ歯１０３と噛合する放射状のギヤ歯２５ａを備えたフェースギヤと呼ばれるものを用いることができる。
【００４８】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示す可変ガイドベーン１００を製造するための成形用金型を示している。即ち、可変ガイドベーン１００の前記羽根部１７及び顎部５３と、軸部２０及び顎部５４の一部は、前記羽根部１７の広い面と平行な方向に延びる分割面Ｘによって分割されて、Ａ，Ａ'方向に分離される２つ割り型１０４，１０５によって成形される。又、前記歯車部１０１及び軸部２０'と接続凸部３６は、反羽根部１７側であるＢ方向へ抜き出される抜き型１０６によって成形される。従って、２つ割り型１０４，１０５と抜き型１０６により、一体構造の可変ガイドベーン１００が成形される。
【００４９】
このとき、前記歯車部１０１は平歯車１０２となっている。この平歯車１０２には、ギヤ歯１０３の外径が軸部２０，２０'の軸心線と平行である場合、及び、図２（ａ）に示す如く、ギヤ歯１０３の外径が抜き型の抜き出し方向Ｂへ向かって径が嶄減するように例えば０．５〜３゜程度のテーパ角α（抜き角）を備えている場合も含まれる。
【００５０】
又、前記２つ割り型１０４，１０５は、羽根部１７の広い面と平行な分割面Ｘで分割されているので、前記軸部２０における前記分割面Ｘが対応する位置には、図２（ｃ）に示す如くバリ１０７が生成する問題がある。このため、図２（ｄ）に示す如く、前記２つ割り型１０４，１０５によって軸部２０を成形する分割面Ｘの位置には、分割面Ｘと交差（直交）する方向に延びる張出面１１０が対向して平行に形成してあり、この２つ割り型１０４，１０５を用いることにより、図２（ｃ）の軸部２０の外周面における前記分割面Ｘに対応する左右側部位置には、前記分割面Ｘと交差する方向（上下方向）へ延びた平行な切欠き面１０８が形成されている。
【００５１】
次に、上記実施例の作動を説明する。
【００５２】
図１に示す一体構造の可変ガイドベーン１００を製造するには、図２（ａ）、（ｂ）に示す２つ割り型１０４，１０５と抜き型１０６を配置し、該型１０４，１０５，１０６の内部空間に成形材料を供給することにより、一体構造の可変ガイドベーン１００を成形する。ここで、前記可変ガイドベーン１００を構成する前記羽根部１７及び顎部５３と、軸部２０及び顎部５４の一部は、前記羽根部１７の広い面と平行な分割面Ｘで分割されて、Ａ，Ａ'方向に分離される２つ割り型１０４，１０５によって成形される。
【００５３】
一方、前記可変ガイドベーン１００を構成する前記歯車部１０１及び軸部２０'と接続凸部３６は、前記歯車部１０１が平歯車１０２によって形成されており、且つ、平歯車１０２が反羽根部１７側であるＢ方向への抜き出しを容易にするテーパ角α（抜き角）を有しているので、抜き型１０６によって容易に成形することができる。
【００５４】
前記２つ割り型１０４，１０５と抜き型１０６を用いることにより、樹脂を用いた射出成形により一体形の可変ガイドベーン１００を製造することができる。又、アルミダイキャスト、焼結金属等の金属の場合にも、同様に製造することができる。
【００５５】
このように、２つ割り型１０４，１０５と抜き型１０６とにより成形を可能にしたので、型費用を低減して一体構造の可変ガイドベーン１００を低コストで製造することができる。更に、羽根部１７と軸部２０と歯車部１０１が一体構造を有しているため、本発明によれば、従来の如く羽根部を有する軸部にピニオンをキーで組み立てる構造において生じる可能性があるキーが緩む或いは抜け落ちる問題を防止して、高い強度を保持した可変ガイドベーン１００が提供できる。
【００５６】
又、前記２つ割り型１０４，１０５は分割面Ｘで分割されているので、前記軸部２０の外周面における前記分割面Ｘが対応する位置には、図２（ｃ）に示す如くバリ１０７が生成する問題がある。このように軸部２０に生じたバリ１０７は、回転の障害になるために軸部２０から確実に取り除く作業が必要である。しかし、このようなバリ取り作業は面倒で時間が掛り、コストを上昇させる問題がある。
【００５７】
このため、本発明では、図２（ｃ）の軸部２０を形成するための図２（ｄ）に示す２つ割り型１０４，１０５における分割面Ｘの位置には、前記軸部２０の外周円弧面１０９よりも内側へ張出した張出面１１０が備えてあり、この張出面１１０によって、図２（ｃ）の軸部２０の外周面における前記分割面Ｘと対応した左右の位置には、上下方向へ延びる切欠き面１０８を形成している。この切欠き面１０８は、左右が平行になるように形成されていてもよく、又は、２つ割り型１０４，１０５をＡ，Ａ'方向へ分離する際の型抜きを容易にするために、前記切欠き面１０８における左右の間隔が前記分割面Ｘの位置で最も大きく、分割面Ｘから離反する程間隔が小さくなるテーパ状となっていてもよい。２つ割り型１０４，１０５によって生じるバリ１０７は前記切欠き面１０８に生成することになり、従ってこのバリ１０７が軸部２０の回転に悪影響を与えることはないので、バリ取り作業は省略することができる。
【００５８】
又、図２（ｃ）の軸部２０の切欠き面１０８は、図２（ｂ）の羽根部１７の幅方向（左右方向）の両側に設けられており、この軸部２０は図５（ａ）の前記Ｕ字状軸受凹部５０に装入されて直線支持部５１で押えられており、前記軸部２０は上下の円弧面１０９が前記Ｕ字状軸受凹部５０の底部と直線支持部５１によって回転可能に支持されている。この時、前記軸部２０に備えた切欠き面１０８は、前記羽根部１７が閉塞から全開まで回転しても、前記Ｕ字状軸受凹部５０の底部或いは直線支持部５１の位置に移動することがないようになっている。従って、前記軸受部２１，２１'は常に軸部２０の円弧面１０９を支持して可変ガイドベーン１００の安定した回転を維持することができる。
【００５９】
図３は、前記可変ガイドベーン１００の他の実施例を示すもので、この可変ガイドベーン１００は、前記羽根部１７と歯車部１０１が一体に形成され、更に、歯車部１０１の反羽根部１７側に軸部２０'が一体に形成された場合を示している。即ち、図３は、図１における軸部２０を省略した構成となっており、図１の２点で支持される可変ガイドベーン１００に対して、１つ軸部２０'で支持される片持ちとなっている。図３の実施例においても、前記歯車部１０１は平歯車１０２により形成している。
【００６０】
図３の可変ガイドベーン１００の場合には、歯車部１０１の羽根部１７側端面Ｙから羽根部１７側は、図２に示した２つ割り型１０４，１０５により成形することができ、前記羽根部１７側端面Ｙから反羽根部１７側の歯車部１０１及び軸部２０'は抜き型１０６により成形することができる。
【００６１】
上記した如く、一体構造を有する可変ガイドベーンを車両用過給機に備えると、車両用過給機のコストを低減することができ、且つ可変ガイドベーンの強度が安定することにより車両用過給機の信頼性を高めることができる。
【００６２】
尚、本発明における可変ガイドベーン及びその製造方法並びに車両用過給機は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
２０，２０' 軸部
１００ 可変ガイドベーン
１０１ 歯車部
１０２ 平歯車
１０４，１０５ ２つ割り型
１０６ 抜き型
１０８ 切欠き面
１１０ 張出面
Ｘ 分割面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根部と軸部と歯車部が一体構造を有することを特徴とする可変ガイドベーン。
【請求項２】
前記歯車部は、外径が軸部の軸心線と平行な平歯車、又は、外径がテーパ角を備えた平歯車であることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーン。
【請求項３】
前記軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の可変ガイドベーン。
【請求項４】
前記軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置され且つ歯車部の反羽根部側に別の軸部が配置されたことを特徴とする請求項３に記載の可変ガイドベーン。
【請求項５】
前記羽根部と歯車部の間に配置される軸部が、該軸部を成形するための２つ割り型の合わせ部に位置する切欠き面を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の可変ガイドベーン。
【請求項６】
軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置された可変ガイドベーンを成形用金型を用いて製造する可変ガイドベーンの製造方法であって、前記羽根部と軸部を前記羽根部の面と平行な方向に延びる分割面により分割されて成形するための２つ割り型と、前記歯車部を反羽部側に抜き出して形成するための抜き型とを用いて一体構造の可変ガイドベーンを成形することを特徴とする可変ガイドベーンの製造方法。
【請求項７】
前記歯車部は、外径が軸部の軸心線と平行な平歯車、又は、外径がテーパ角を備えた平歯車であることを特徴とする請求項６に記載の可変ガイドベーンの製造方法。
【請求項８】
前記２つ割り型によって軸部を形成する部分の分割面の位置に、分割面と交差する方向へ延びた張出面を備えることにより、前記軸部の周面に切欠き面を形成することを特徴とする請求項６に記載の可変ガイドベーンの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンを備えたことを特徴とする車両用過給機。
【請求項１】
羽根部と軸部と歯車部が一体構造を有することを特徴とする可変ガイドベーン。
【請求項２】
前記歯車部は、外径が軸部の軸心線と平行な平歯車、又は、外径がテーパ角を備えた平歯車であることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーン。
【請求項３】
前記軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の可変ガイドベーン。
【請求項４】
前記軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置され且つ歯車部の反羽根部側に別の軸部が配置されたことを特徴とする請求項３に記載の可変ガイドベーン。
【請求項５】
前記羽根部と歯車部の間に配置される軸部が、該軸部を成形するための２つ割り型の合わせ部に位置する切欠き面を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の可変ガイドベーン。
【請求項６】
軸部を挟んで一端に羽根部が配置され他端に歯車部が配置された可変ガイドベーンを成形用金型を用いて製造する可変ガイドベーンの製造方法であって、前記羽根部と軸部を前記羽根部の面と平行な方向に延びる分割面により分割されて成形するための２つ割り型と、前記歯車部を反羽部側に抜き出して形成するための抜き型とを用いて一体構造の可変ガイドベーンを成形することを特徴とする可変ガイドベーンの製造方法。
【請求項７】
前記歯車部は、外径が軸部の軸心線と平行な平歯車、又は、外径がテーパ角を備えた平歯車であることを特徴とする請求項６に記載の可変ガイドベーンの製造方法。
【請求項８】
前記２つ割り型によって軸部を形成する部分の分割面の位置に、分割面と交差する方向へ延びた張出面を備えることにより、前記軸部の周面に切欠き面を形成することを特徴とする請求項６に記載の可変ガイドベーンの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンを備えたことを特徴とする車両用過給機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１９３２４（Ｐ２０１３−１９３２４Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３５２８（Ｐ２０１１−１５３５２８）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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