(57)【要約】【課題】ノズルベーンと排気導入壁との隙間を流れる排気ガスを低減することができ、かつ排気ノズルの流路抵抗の増加を抑制してタービン効率の低下を抑制することができるターボチャージャを提供する。【解決手段】少なくともタービンハウジング側に設けられた排気導入壁（第１の排気導入壁１２ａ）に、後縁１０ａが回動する後縁回動領域Ｍａに対応した凹部（第１の凹部１３ａ）が形成され、後縁１０ａの一部が凹部に収容されていることを特徴とする。【選択図】図４
2010127093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンインペラを回転可能に支持する軸受けハウジングと、前記タービンインペラに排気ガスを供給するスクロール流路が形成されたタービンハウジングと、前記スクロール流路内から前記タービンインペラ側に供給される前記排気ガスの流速及び流れ角度を可変とする排気ノズルと、を備えた可変容量型のターボチャージャにおいて、
前記排気ノズルは、前記排気ガスの流路を形成する一対の排気導入壁と、前記一対の排気導入壁の間に配置され前記タービンインペラの周囲に支持軸によって回動可能に支持された複数のノズルベーンと、を備え、
前記ノズルベーンの後縁は、前記支持軸よりも前記排気ガスの下流側に設けられ、
前記一対の排気導入壁のうち、少なくとも前記タービンハウジング側に設けられた前記排気導入壁に、前記後縁が回動する後縁回動領域に対応した凹部が形成され、
前記後縁の一部が前記凹部に収容されていることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
前記軸受けハウジング側に設けられた前記排気導入壁に、前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記凹部が形成された前記排気導入壁に、前記支持軸を支持する支持穴が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記凹部は、前記排気ガスの上流側の縁が断面視でステップ状の段差形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記凹部は、前記後縁の先端に近づくにつれて前記凹部の深さが漸次浅くなるように傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項６】
前記凹部は、前記排気ガスの下流側の縁が断面視でステップ状の段差形状に形成されているか、または、前記下流側の縁に近づくにつれて前記凹部の深さが漸次浅くなるように傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項７】
前記ノズルベーンは、前記支持軸の径方向外側に張り出した鍔部を備え、
前記凹部は、前記鍔部を収容する収容凹部を有し、
前記収容凹部の縁は、断面視でステップ状の段差形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ターボチャージャに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、タービンインペラを回転可能に支持する軸受けハウジングと、タービンインペラに排気ガスを供給するスクロール流路が形成されたタービンハウジングと、スクロール流路内からタービンインペラ側に供給される排気ガスの流速及び流れ角度を可変とする排気ノズルと、を備えた可変容量型のターボチャージャが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のターボチャージャは、ノズルベーンに対向する壁面に凹部を設け、ノズルベーンを壁面の位置と同一もしくは突出させることで、隙間流れを防止してタービン効率の低下を抑制するものである。
【特許文献１】特開２００３−２７８５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のターボチャージャでは、ノズルベーンの回動範囲と等しい範囲か、それよりも広い範囲に凹部が形成されている。そのため、排気ノズルを通過する排気ガスに対する抵抗が増加して、タービン効率が低下するという課題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、ノズルベーンと排気導入壁との隙間を流れる排気ガスを低減することができ、かつ排気ノズルの流路抵抗の増加を抑制してタービン効率の低下を抑制することができるターボチャージャを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明のターボチャージャは、タービンインペラを回転可能に支持する軸受けハウジングと、前記タービンインペラに排気ガスを供給するスクロール流路が形成されたタービンハウジングと、前記スクロール流路内から前記タービンインペラ側に供給される前記排気ガスの流速及び流れ角度を可変とする排気ノズルと、を備えた可変容量型のターボチャージャにおいて、前記排気ノズルは、前記排気ガスの流路を形成する一対の排気導入壁と、前記一対の排気導入壁の間に配置され前記タービンインペラの周囲に支持軸によって回動可能に支持された複数のノズルベーンと、を備え、前記ノズルベーンの後縁は、前記支持軸よりも前記排気ガスの下流側に設けられ、前記一対の排気導入壁のうち、少なくとも前記タービンハウジング側に設けられた前記排気導入壁に、前記後縁が回動する後縁回動領域に対応した凹部が形成され、前記後縁の一部が前記凹部に収容されていることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明のターボチャージャは、前記軸受けハウジング側に設けられた前記排気導入壁に、前記凹部が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のターボチャージャは、前記凹部が形成された前記排気導入壁に、前記支持軸を支持する支持穴が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のターボチャージャは、前記凹部は、前記排気ガスの上流側の縁が断面視でステップ状の段差形状に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のターボチャージャは、前記凹部は、前記後縁の先端に近づくにつれて前記凹部の深さが漸次浅くなるように傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のターボチャージャは、前記凹部は、前記排気ガスの下流側の縁が断面視でステップ状の段差形状に形成されているか、または、前記下流側の縁に近づくにつれて前記凹部の深さが漸次浅くなるように傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のターボチャージャは、前記ノズルベーンは、前記支持軸の径方向外側に張り出した鍔部を備え、前記凹部は、前記鍔部を収容する収容凹部を有し、前記収容凹部の縁は、断面視でステップ状の段差形状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のターボチャージャは、タービンハウジングのスクロール流路内からタービンインペラ側に供給される排気ガスの流速及び流れ角度を可変とする排気ノズル備えている。また、排気ノズルは、排気ガスの流路を形成する一対の排気導入壁と、それら一対の排気導入壁の間に配置されタービンインペラの周囲に支持軸によって回動可能に支持された複数のノズルベーンと、を備えている。そして、少なくともタービンハウジング側に配置された排気導入壁には、ノズルベーンの支持軸よりも排気ガスの下流側に設けられた後縁が回動する後縁回動領域に対応して凹部が形成されている。さらに、ノズルベーンの後縁の一部は、排気導入壁に設けられた凹部に収容されている。
【００１３】
このような構成によれば、ノズルベーンの後縁と排気導入壁との隙間を通過する排気ガスは、凹部に収容されたノズルベーンの端部を迂回するようにして流れるようになる。これにより、ノズルベーンの後縁と排気導入壁との間を通過する排気ガスに対する抵抗が増加する。したがって、本発明のターボチャージャによれば、ノズルベーンの後縁と排気導入壁との間を通過する排気ガスの流量を減少させることができる。
【００１４】
また、支持軸よりも排気ガスの上流側に設けられたノズルベーンの前縁が回動する前縁回動領域には、凹部が形成されていない。そのため、一対の排気導入壁により形成される排気ガスの流路が従来よりも滑らかになり、排気ガスが流れる際の抵抗が減少する。したがって、本発明のターボチャージャによれば、ノズルベーンの回動範囲と等しい範囲か、それよりも広い範囲に凹部が形成されている場合と比較して、排気ノズルの流路抵抗を減少させ、タービン効率を上昇させることができる。
【００１５】
さらに、ノズルベーンの後縁側に凹部を設けることで、前縁側に凹部を設ける場合と比較して、ノズルベーンと排気導入壁との間を通過する排気ガスに対するシール性をより良好なものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態のターボチャージャは、例えば自動車のエンジンの回転数の増減に基づいてタービンインペラに供給する排気ガスの流速及び流れ角度を調整可能な可変容量型のターボチャージャである。なお、以下の各図面では、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、部材毎に縮尺を適宜変更している。
図１は、本実施形態のターボチャージャの断面図の部分拡大図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態のターボチャージャ１は、タービンインペラ２を回転可能に支持するベアリングハウジング（軸受けハウジング）３を備えている。ベアリングハウジング３の片側には、複数のボルト４によりタービンハウジング５が一体的に取り付けられている。また、ベアリングハウジング３のタービンハウジング５と反対側には、複数のボルトによりコンプレッサハウジング（図示略）が一体的に取り付けられている。
【００１８】
タービンハウジング５は、タービンインペラ２に排気ガスを供給するスクロール流路５ａと、スクロール流路５ａ内からタービンインペラ２側に供給される排気ガスの流速及び流れ角度を調整する排気ノズル８と、を備えている。
スクロール流路５ａには、例えばエンジンのシリンダ等に接続された排気ガス取入口（図示略）が設けられている。
【００１９】
排気ノズル８は、排気ガスの流路を形成する第１の排気導入壁１２ａと第２の排気導入壁１２ｂとを備えている。
第１の排気導入壁１２ａは、タービンインペラ２の周囲にリング状に形成され、タービンハウジング５側に配置されている。
第２の排気導入壁１２ｂは、同様にタービンインペラ２の周囲にリング状に形成され、第１の排気導入壁１２ａに対向してベアリングハウジング３側に配置されている。
第１の排気導入壁１２ａと第２の排気導入壁１２ｂは、連結ピン８ａにより一体的に連結されている。
【００２０】
また、排気ノズル８は、第１の排気導入壁１２ａと第２の排気導入壁１２ｂとの間に配置された複数のノズルベーン１０を備えている。
ノズルベーン１０は、タービンインペラ２の周囲に均等に配置され、タービンインペラ２の軸２ａと略平行に設けられた支持軸９ａ，９ｂによって回動可能に支持されている。
【００２１】
支持軸９ａ，９ｂは、ノズルベーン１０の第１の排気導入壁１２ａに対向する端部と第２の排気導入壁１２ｂに対向する端部とにそれぞれ固定され、ノズルベーン１０と一体的に設けられている。
第１の排気導入壁１２ａ及び第２の排気導入壁１２ｂには、支持軸９ａ，９ｂを回動可能に支持する支持穴１１ａ，１１ｂが形成されている。
支持軸９ｂは、アクチュエータ（不図示）の動力を支持軸９ｂに伝達して回動させるリンク機構２０に連結されている。
【００２２】
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う排気ノズル８の矢視断面図である。なお、図２では連結ピン８ａの図示を省略している。
図２に示すように、ノズルベーン１０は、平面視で後縁１０ａの厚みが薄く前縁１０ｂの厚みが厚い流線型の翼状の形状に形成されている。
【００２３】
ノズルベーン１０の後縁１０ａは、支持軸９ａ，９ｂよりも排気ガスの下流側に設けられ、前縁１０ｂは、支持軸９ａ，９ｂよりも排気ガスの上流側に設けられている。そして、後縁１０ａは、前縁１０ｂよりも、タービンインペラ２に近接するように設けられている。また、後縁１０ａが、前縁１０ｂよりもタービンインペラ２の回転方向Ｒの前方側に位置するように設けられている。
【００２４】
図１に示すように、排気ノズル８の外側のスクロール流路５ａ側が排気ガスの高圧側ＰＳとなり、排気ノズル８の内側のタービンインペラ２側が排気ガスの低圧側ＳＳとなる。そのため、図２に示すように、ノズルベーン１０のタービンインペラ２と反対側が排気ガスの高圧側ＰＳとなり、ノズルベーン１０のタービンインペラ２側が排気ガスの低圧側ＳＳとなっている。
【００２５】
図３（ａ）は、図２のＢ−Ｂ´線に沿う矢視断面図であり、図３（ｂ）は、図２のＣ−Ｃ´線に沿う矢視断面図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、図２のノズルベーン１０近傍の拡大図であり、それぞれ排気ノズル８の最小開度及び最大開度におけるノズルベーン１０を示している。
【００２６】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、タービンハウジング５側（図示上側）に設けられた第１の排気導入壁１２ａには、第１の凹部１３ａが設けられている。また、ベアリングハウジング３側（図示下側）に設けられた第２の排気導入壁１２ｂには、第２の凹部１３ｂが設けられている。
【００２７】
ノズルベーン１０は、図３（ｂ）に示すように、後縁１０ａの第１の排気導入壁１２ａに対向する端部１０ｃが、前縁１０ｂよりも第１の排気導入壁１２ａ側に、支持軸９ａ，９ｂと略平行に突出するように形成されている。また、後縁１０ａの第２の排気導入壁１２ｂに対向する端部１０ｄが、前縁１０ｂよりも第２の排気導入壁１２ｂ側に、支持軸９ａ，９ｂと略平行に突出するように形成されている。
ノズルベーン１０の第１の排気導入壁１２ａ及び第２の排気導入壁１２ｂに対向する端部１０ｃ，１０ｄは、それぞれ第１の凹部１３ａ及び第２の凹部１３ｂの内側に収容されている。
【００２８】
第１の凹部１３ａが設けられた第１の排気導入壁１２ａには、ノズルベーン１０に固定された支持軸９ａを回転自在に支持する支持穴１１ａが設けられている。支持穴１１ａは、第１の凹部１３ａの底部に設けられている。
また、第２の凹部１３ｂが設けられた第２の排気導入壁１２ｂには、ノズルベーン１０に固定された支持軸９ｂを回転自在に支持する支持穴１１ｂが設けられている。支持穴１１ｂは、第２の凹部１３ｂの底部に設けられている。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、第１の排気導入壁１２ａに設けられた第１の凹部１３ａは、高圧側ＰＳの外縁を形成する内側壁１３ａｐが、排気ノズル８の最小開度において、ノズルベーン１０の高圧側壁面１０ｐに沿うように設けられている。すなわち、図３（ａ）に示すように、排気ガスの上流側となる高圧側ＰＳの内側壁１３ａｐが、排気ノズル８の最小開度において、ノズルベーン１０の高圧側壁面１０ｐと当接するように設けられている。
【００３０】
図４（ｂ）に示すように、第１の凹部１３ａは、低圧側ＳＳの外縁を形成する内側壁１３ａｓが、排気ノズル８の最大開度において、ノズルベーン１０の低圧側壁面１０ｓに沿うように設けられている。すなわち、図３（ａ）に示すように、排気ガスの下流側となる低圧側ＳＳの内側壁１３ａｓが、排気ノズル８の最大開度においてノズルベーン１０の低圧側壁面１０ｓと当接するように設けられている。
【００３１】
また、第１の凹部１３ａは、ノズルベーン１０の後縁１０ａ側の内側壁１３ａｅが、排気ノズル８が図４（ａ）示す最小開度から図４（ｂ）に示す最大開度まで変化するときにノズルベーン１０の後縁１０ａの後縁が描く軌跡に沿って設けられている。
すなわち、第１の凹部１３ａは、ノズルベーン１０の後縁１０ａが回動する後縁回動領域Ｍａに対応して設けられている。
【００３２】
また、第１の凹部１３ａは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、内側壁１３ａｐ，１３ａｓ，１３ａｅがそれぞれ支持軸９ａ，９ｂと略平行に設けられ、断面視でステップ状の段差形状に形成されている。
【００３３】
本実施形態では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の凹部１３ａと第２の凹部１３ｂとが同様の形状に形成されている。すなわち、第２の凹部１３ｂの高圧側ＰＳの外縁を形成する内側壁１３ｂｐが、排気ノズル８の最小開度においてノズルベーン１０の高圧側壁面１０ｐに沿うように設けられている。そして、第２の凹部１３ｂは、第１の凹部１３ａと同様に、ノズルベーン１０の後縁１０ａが回動する後縁回動領域Ｍａに対応して設けられている。
【００３４】
また、第２の凹部１３ｂは、低圧側ＳＳの外縁を形成する内側壁１３ｂｓが、排気ノズル８の最大開度においてノズルベーン１０の低圧側壁面１０ｓに沿うように設けられている。また、第２の凹部１３ｂは、ノズルベーン１０の後縁１０ａ側の内側壁１３ｂｅが、排気ノズル８が図４（ａ）示す最小開度から図４（ｂ）に示す最大開度まで変化するときにノズルベーン１０の後縁１０ａが描く軌跡に沿って設けられている。
【００３５】
以上の構成により、本実施形態のターボチャージャ１は、例えばエンジンのシリンダから排出された排気ガスをタービンハウジング５のスクロール流路５ａに取り込んで、排気ノズル８を介してタービンインペラ２に供給する。これにより、タービンインペラ２が回転して軸２ａを回転させ、コンプレッサインペラが回転する。
【００３６】
空気取入口から取り入れられ、コンプレッサインペラの回転により圧縮された空気は、ディフューザ流路を通過する過程で動圧エネルギが静圧に変換され、コンプレッサスクロール流路に供給される。そして、コンプレッサスクロール流路内の静圧上昇した空気は、空気排出口から、例えばエンジンのシリンダに供給される。
【００３７】
ここで、本実施形態のターボチャージャ１は、例えばエンジンの回転数等に基づいて、タービンインペラ２に供給する排気ガスの流速及び流れ角度を調整する排気ノズル８を備えている。排気ノズル８により排気ガスの流速及び流れ角度を調整する際には、まず、アクチュエータ等の動力源によりリンク機構２０を駆動して、ノズルベーンの支持軸９ｂを回転させる。すると、複数のノズルベーン１０が、各々の支持軸９ｂを中心として同期して回動する。
【００３８】
このとき、ノズルベーン１０を回転させる角度を調整して、排気ノズル８の開度を図４（ａ）に示す最小開度と、図４（ｂ）に示す最大開度との間で調整し、タービンインペラ２に供給する排気ガスの流速及び流れ角度を調整することができる。
排気ノズル８の第１の排気導入壁１２ａと第２の排気導入壁１２ｂとの間を通過した排気ガスは、流速及び流れ角度が調整された状態でタービンインペラ２の羽根に沿って流れ、タービンインペラ２を図２に示す回転方向Ｒに回転させる。
【００３９】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
本実施形態のターボチャージャ１は、図１〜図４に示すように、タービンハウジング５側に配置された第１の排気導入壁１２ａに第１の凹部１３ａが形成されている。そして、第１の凹部１３ａは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ノズルベーン１０の支持軸９ａ，９ｂよりも排気ガスの下流側に設けられた後縁１０ａが回動する後縁回動領域Ｍａに対応して形成されている。さらに、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ノズルベーン１０の後縁１０ａの第１の排気導入壁１２ａに対向する端部１０ｃが、第１の凹部１３ａの内部に収容されている。
【００４０】
そのため、図３（ａ）に示すように、ノズルベーン１０の後縁１０ａの第１の排気導入壁１２ａに対向する端部１０ｃと第１の排気導入壁１２ａとの隙間Ｓ１を通過する排気ガスは、高圧側ＰＳから第１の凹部１３ａに流入する。そして、第１の排気導入壁１２ａとノズルベーン１０との隙間Ｓ１を通過して、第１の凹部１３ａから低圧側ＳＳに流出する。
【００４１】
したがって、排気ガスがノズルベーン１０の端部１０ｃを迂回するように流れ、第１の排気導入壁１２ａに凹部が形成されておらずノズルベーン１０の一部が凹部に収容されていない場合と比較して、隙間Ｓ１を通過する排気ガスに対する抵抗が増加する。隙間Ｓ１を通過する排気ガスに対する抵抗が増加すると、隙間Ｓ１を流れる排気ガスの流量が減少する。これにより、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、隣接するノズルベーン１０の低圧側壁面１０ｓと高圧側壁面１０ｐとの間を通過する排気ガスの流量が増加する。
【００４２】
隣接するノズルベーン１０の低圧側壁面１０ｓと高圧側壁面１０ｐとの間を通過する排気ガスは、排気ノズル８の開度に応じた流速及び流れ角度に調整されてタービンインペラ２を効率よく回転させる。一方、第１の排気導入壁１２ａとノズルベーン１０との隙間Ｓ１を通過する排気ガスは、タービンインペラ２を回転させる効率が著しく低い。
したがって、本実施形態のターボチャージャ１によれば、第１の排気導入壁１２ａとノズルベーン１０との隙間Ｓ１を通過する排気ガスの流量を減少させ、タービンインペラ２をより効率よく回転させ、タービン効率を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態のターボチャージャ１は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、支持軸９ａ，９ｂよりも排気ガスの上流側に設けられたノズルベーン１０の前縁１０ｂが回動する前縁回動領域Ｍｂには、凹部が形成されていない。したがって、ノズルベーン１０が回動する全範囲に凹部を形成したり、それよりも広い領域に凹部を形成したりする場合と比較して、排気ガスの流路をより滑らかにすることができる。
【００４４】
すなわち、本実施形態では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、隣接するノズルベーン１０の低圧側壁面１０ｓと高圧側壁面１０ｐとの間を通過する排気ガスに対して抵抗となるのは後縁回動領域Ｍａに対応して設けられた第１の凹部１３ａ及び第２の凹部１３ｂのみである。これに対して、前縁回動領域Ｍｂにも凹部を設ける場合には、その凹部も排気ガスに対して抵抗となってしまう。
したがって、本実施形態のターボチャージャ１によれば、従来よりも排気ノズル８の排気ガスに対する流路抵抗を減少させ、タービン効率を向上させることができる。
【００４５】
また、第１の排気導入壁１２ａに第１の凹部１３ａが形成されていない場合には、支持軸９ａ，９ｂよりも排気ガスの下流側の後縁１０ａと第１の排気導入壁１２ａとの間を流れる排気ガスと、支持軸９ａ，９ｂよりも排気ガスの上流側の前縁１０ｂと第１の排気導入壁１２ａとの間を流れる排気ガスとの割合は約７：３となる。
【００４６】
したがって、ノズルベーン１０の後縁１０ａが回動する後縁回動領域Ｍａに対応して第１の凹部１３ａを設けることで、前縁１０ｂ側に凹部を形成する場合と比較して、ノズルベーン１０と第１の排気導入壁１２ａとの間を通過する排気ガスをより効果的に減少させることができる。これにより、ノズルベーン１０と第１の排気導入壁１２ａとの間を通過する排気ガスに対するシール性をより良好なものにすることができる。
【００４７】
また、本実施形態のターボチャージャ１は、図１〜図４に示すように、ベアリングハウジング３側に配置された第２の排気導入壁１２ｂに第２の凹部１３ｂが形成されている。そして、第２の凹部１３ｂは、第１の凹部１３ａと同様に、ノズルベーン１０の支持軸９ａ，９ｂよりも排気ガスの下流側に設けられた後縁１０ａが回動する後縁回動領域Ｍａに対応して形成されている。さらに、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ノズルベーン１０の後縁１０ａの第２の排気導入壁１２ｂに対向する端部１０ｄが、第２の凹部１３ｂの内部に収容されている。
【００４８】
これにより、ノズルベーン１０の後縁１０ａと第２の排気導入壁１２ｂとの隙間Ｓ２を通過する排気ガスに対する抵抗が増加して、隙間Ｓ２を通過する排気ガスの流量が減少する。そして、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、隣接するノズルベーン１０の低圧側壁面１０ｓと高圧側壁面１０ｐとの間を通過する排気ガスの流量が増加する。
したがって、本実施形態のターボチャージャ１によれば、第２の排気導入壁１２ｂとノズルベーン１０との隙間Ｓ２を通過する排気ガスの流量を減少させ、タービンインペラ２をより効率よく回転させ、タービン効率を上昇させることができる。
【００４９】
また、本実施形態のターボチャージャ１は、第１の凹部１３ａが形成された第１の排気導入壁１２ａに支持軸９ａを支持する支持穴１１ａが形成されている。そのため、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、支持穴１１ａによって支持軸９ａを支持し、ノズルベーン１０の支持軸９ａが傾くことを防止できる。これにより、ノズルベーン１０の第１の排気導入壁１２ａに対向する面を、第１の凹部１３ａの底面および第１の排気導入壁１２ａの表面と略平行な状態に維持することができる。したがって、ノズルベーン１０が第１の凹部１３ａの底面や、第１の排気導入壁１２ａの表面に食い込んだり固着したりすることを防止できる。
【００５０】
同様に、第２の凹部１３ｂが形成された第２の排気導入壁１２ｂにも支持軸９ｂを支持する支持穴１１ｂが形成されている。そのため、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、支持穴１１ａによって支持軸９ａを支持し、さらに支持穴１１ｂによって支持軸９ｂを支持することでノズルベーン１０の両端を支持し、ノズルベーン１０の支持軸９ａ，９ｂが傾くことをより確実に防止できる。これにより、ノズルベーン１０が第１の排気導入壁１２ａ及び面及び第２の排気導入壁１２ｂに食い込んだり固着したりすることをより確実に防止できる。
【００５１】
また、本実施形態のターボチャージャ１は、第１の凹部１３ａ及び第２の凹部１３ｂの排気ガスの上流側の縁を形成する高圧側ＰＳの内側壁１３ａｐ，１３ｂｐが、図３（ａ）に示すように、断面視でステップ状の段差形状に形成されている。これにより、第１の凹部１３ａを必要な深さに形成する場合に、より狭い範囲で第１の凹部１３ａを形成することができる。また、内側壁１３ａｐをノズルベーン１０の高圧側壁面１０ｐと当接させ、排気ノズル８の最小開度を制限することができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態のターボチャージャ１によれば、ノズルベーン１０と第１の排気導入壁１２ａ及び第２の排気導入壁１２ｂとの隙間Ｓ１，Ｓ２を流れる排気ガスを低減することができ、かつ排気ノズル８の流路抵抗の増加を抑制してタービン効率の低下を抑制することができる。
【００５３】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図１、図２及び図４を援用し、図５を用いて説明する。本実施形態では上述の第一実施形態で説明したターボチャージャ１と、凹部にテーパー状の傾斜面が設けられている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５４】
図５（ａ）は、第一実施形態の図３（ａ）に相当する本実施形態のターボチャージャ１０１の断面図である。図５（ｂ）は、第一実施形態の図３（ｂ）に相当する本実施形態のターボチャージャ１０１の断面図である。
【００５５】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本実施形態のターボチャージャ１０１は、第１の排気導入壁１２ａに第１の凹部１３ｃが形成されている。ノズルベーン１０は、第１の実施形態と同様に形成され、後縁１０ａの第１の排気導入壁１２ａに対向する端部１０ｃが第１の凹部１３ｃの内側に収容されている。
また、第２の排気導入壁１２ｂには、第２の凹部１３ｄが形成されている。そして、第２の凹部１３ｄの内側には、ノズルベーン１０の後縁１０ａの第２の排気導入壁１２ｂに対向する端部１０ｄが収容されている。
【００５６】
図３（ａ）に示すように、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄは、排気ガスの上流側となる高圧側ＰＳの縁を形成する内側壁１３ｃｐ及び内側壁１３ｄｐが支持軸９ａ，９ｂと略平行に形成され、断面視でステップ状の段差形状に形成されている。
【００５７】
また、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄは、排気ガスの下流側となる低圧側ＳＳの縁を形成する内側壁１３ｃｓ及び内側壁１３ｄｓが支持軸９ａ，９ｂに対して傾斜して設けられている。すなわち、内側壁１３ｃｓ及び内側壁１３ｄｓは、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄの排気ガスの下流側の縁に近づくにつれて、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄの深さが漸次浅くなるような傾斜面を形成している。
【００５８】
また、図３（ｂ）に示すように、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄは、ノズルベーン１０の後縁１０ａ側の内側壁１３ｃｅ及び内側壁１３ｄｅが、支持軸９ａ，９ｂに対して傾斜して設けられている。すなわち、内側壁１３ｃｅ及び内側壁１３ｄｅは、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄのノズルベーン１０の後縁１０ａの先端側の縁に近づくにつれて、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄの深さが漸次浅くなるような傾斜面を形成している。
【００５９】
次に、本実施形態のターボチャージャ１０１の作用について説明する。
本実施形態のターボチャージャ１０１は、図５（ａ）に示すように、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄの排気ガスの上流側の縁が断面視でステップ状の段差形状に形成されている。そのため、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄが必要以上にノズルベーン１０の高圧側ＰＳに拡大することが防止され、排気ノズル８の流路抵抗が増加することを防止できる。
【００６０】
また、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄには、排気ガスの下流側の縁に近づくにつれて深さが漸次浅くなるような傾斜面として内側壁１３ｃｓ及び内側壁１３ｄｓが形成されている。そのため、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄの排気ガスの下流側の縁の近傍を通過する排気ガスに対する抵抗を低減することができる。
【００６１】
また、図５（ｂ）に示すように、第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄには、ノズルベーン１０の後縁１０ａの先端側の縁に近づくにつれて、深さが漸次浅くなるような傾斜面として内側壁１３ｃｅ，１３ｄｅが形成されている。そのため、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、隣接するノズルベーン１０の高圧側壁面１０ｐと低圧側壁面１０ｓとの間を通過して第１の凹部１３ｃ及び第２の凹部１３ｄの上を通過する排気ガスに対する抵抗を低減することができる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態のターボチャージャ１０１によれば、第一実施形態のターボチャージャ１と同様の効果が得られるだけでなく、排気ノズル８の流路抵抗を低減してタービン効率を上昇させることができる。
【００６３】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について、図１〜図４を援用し、図６を用いて説明する。本実施形態では上述の第一実施形態で説明したターボチャージャ１と、ノズルベーンに鍔部が設けられ、凹部に鍔部を収容する収容凹部が形成されている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６４】
図６（ａ）は、第一実施形態の図４（ａ）に相当する拡大図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＤ−Ｄ´線に沿う矢視断面図であり、第一実施形態の図３（ｂ）に相当する断面図である。
【００６５】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、本実施形態のターボチャージャ２０１は、第一実施形態のターボチャージャ１のノズルベーン１０と同様のノズルベーン２１０を備えている。本実施形態のノズルベーン２１０は、支持軸９ａ，９ｂとノズルベーン２１０との間に、それぞれ円盤状の鍔部１４ａ，１４ｂを備えている。鍔部１４ａ，１４ｂは、支持軸９ａ，９ｂの径方向外側に張り出すように形成され、支持軸９ａ，９ｂと一体的に設けられている。そして、図６（ａ）に示すように、鍔部１４ａ，１４ｂはノズルベーン２１０の高圧側壁面２１０ｐの高圧側ＰＳ及び低圧側壁面２１０ｓの低圧側ＳＳにそれぞれ張り出すように形成されている。
【００６６】
図６（ｂ）に示すように、第１の排気導入壁１２ａには、第一実施形態と同様に第１の凹部１３ｅが形成されている。また、第２の排気導入壁１２ｂには、第一実施形態と同様に第２の凹部１３ｆが形成されている。
また、第１の排気導入壁１２ａ及び第２の排気導入壁１２ｂには、それぞれ第１の凹部１３ｅ及び第２の凹部１３ｆと連続的に形成され、鍔部１４ａ，１４ｂの外形に沿って形成された収容凹部１５ａ，１５ｂが設けられている。
【００６７】
収容凹部１５ａ，１５ｂの外縁を形成する内側壁１５ａｓ，１５ｂｓは、支持軸９ａ，９ｂと略平行に設けられている。これにより、収容凹部１５ａ，１５ｂの縁は、断面視でステップ状の段差形状に形成されている。
鍔部１４ａ，１４ｂは、それぞれ収容凹部１５ａ，１５ｂに収容され、収容凹部１５ａ，１５ｂ内で回動自在に設けられている。
【００６８】
次に、本実施形態のターボチャージャ２０１の作用について説明する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ノズルベーン２１０は、支持軸９ａ，９ｂと一体的に形成され、支持軸９ａ，９ｂの径方向外側に張り出した鍔部１４ａ，１４ｂを備えている。これにより、支持軸９ａ，９ｂを直接ノズルベーン２１０に固定する場合と比較して、ノズルベーン２１０との接触面積を増加させ、支持軸９ａ，９ｂをより強固にノズルベーン２１０に固定することができる。
【００６９】
また、第１の凹部１３ｅ及び第２の凹部１３ｆは、それぞれ鍔部１４ａ，１４ｂを収容する収容凹部１５ａ，１５ｂを有している。したがって、鍔部１４ａ，１４ｂが、第１の排気導入壁１２ａ及び第２の排気導入壁１２ｂの表面から排気ガスの流路に突出することが防止され、排気ノズル８の流路抵抗が増加することを防止できる。
【００７０】
また、収容凹部１５ａ，１５ｂの縁は断面視でステップ状の段差形状に形成されている。そのため、ノズルベーン２１０の回動時に、鍔部１４ａ，１４ｂの外周面と内側壁１５ａｓ，１５ｂｓとを摺動させ、ノズルベーン２１０が傾くことを防止して、ノズルベーン２１０を安定的に回動させることができる。したがって、ノズルベーン２１０が第１の排気導入壁１２ａや第２の排気導入壁１２ｂに食い込んだり固着したりすることが防止される。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態のターボチャージャ２０１によれば、第一実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、ノズルベーン２１０に鍔部１４ａ，１４ｂが形成されている場合であっても、排気ノズル８の流路抵抗が増加することを防止して、タービン効率が低下することを防止できる。
【００７２】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、凹部は第１の排気導入壁に形成されていれば、第２の排気導入壁には設けなくてもよい。
また、ノズルベーンの支持軸は、第２の排気導入壁に対向する端部にのみ設け、ノズルベーンを片持ち状に支持してもよい。また、リンク機構を排気ノズルのタービンハウジング側に設ける場合には、ノズルベーンの支持軸を第１の排気導入壁に対向する端部にのみ設け、ノズルベーンを片持ち状に支持してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一実施形態におけるターボチャージャの部分拡大断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う排気ノズルの矢視断面図である。
【図３】（ａ）は、図２のＢ−Ｂ´線に沿う矢視断面図であり、（ｂ）は、図２のＣ−Ｃ´線に沿う矢視断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、図２のノズルベーン１０近傍の拡大図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第二実施形態におけるターボチャージャの図３に相当する矢視断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の第三実施形態におけるターボチャージャの図４（ａ）に対応する拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ´線に沿う矢視断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  ターボチャージャ、２  タービンインペラ、３  ベアリングハウジング（軸受けハウジング）、５  タービンハウジング、５ａ  スクロール流路、８  排気ノズル、９ａ，９ｂ  支持軸、１０  ノズルベーン、１０ａ  後縁、１０ｃ，１０ｄ  端部（後縁の一部）、１１ａ，１１ｂ  支持穴、１２ａ，１２ｂ  排気導入壁、１３ａ  凹部、１３ａｅ  内側壁（後縁側の縁）、１３ａｐ  内側壁（上流側の縁）、１３ａｓ  内側壁（下流側の縁）、１３ｂ  凹部、１３ｂｅ  内側壁（後縁側の縁）、１３ｂｐ  内側壁（上流側の縁）、１３ｂｓ  内側壁（下流側の縁）、１３ｃ  凹部、１３ｃｅ  内側壁（傾斜面）、１３ｃｐ  内側壁（上流側の縁）、１３ｃｓ  内側壁（傾斜面）、１３ｄ  凹部、１３ｄｅ  内側壁（傾斜面）、１３ｄｐ  内側壁（上流側の縁）、１３ｄｓ  内側壁（傾斜面）、１３ｅ，１３ｆ  凹部、１４ａ，１４ｂ  鍔部、１５ａ  収容凹部、１５ａｓ  内側壁（収容凹部の縁）、１５ｂ  収容凹部、１５ｂｓ  内側壁（収容凹部の縁）、１０１，２０１  ターボチャージャ、２１０  ノズルベーン、２１０ａ  後縁、Ｍａ  後縁回動領域
【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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