(57)【要約】【課題】可変容量型過給機１の運転中に、可変ノズル５７の渋りを抑えて、可変ノズルユニット４５の動作の安定性を図りつつ、可変ノズルユニット４５の組立作業の作業能率を十分に高めること。【解決手段】シュラウドリング４７の各第１支持穴４９が軸方向両側に第１ノズル軸５９を回動可能に支持する２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂを有し、ノズルリング５１の各第２支持穴５５が第２ノズル軸６１を回動可能に支持する第２軸受部５５ａを有し、第２軸受部５５ａと第２ノズル軸６１との嵌合クリアランスが第１軸受部４９ａ，４９ｂと第１ノズル軸５９との嵌合クリアランスよりも大きく設定されていること。【選択図】図１
2014055561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ回転機械におけるタービンインペラ側に供給されるガスの流路面積を可変とする可変ノズルユニットにあって、
前記ターボ回転機械におけるハウジング内に前記タービンインペラと同心状に設けられ、複数の第１支持穴が円周方向に形成された第１ベースリングと、
前記第１ベースリングに対して前記タービンインペラの軸方向に離隔対向した位置に前記第１ベースリングと一体的かつ同心状に設けられ、複数の第２支持穴が前記第１ベースリングの複数の前記第１支持穴に整合するように円周方向に形成された第２ベースリングと、
前記第１ベースリングの対向面と前記第２ベースリングの対向面との間に円周方向に等間隔に配設され、前記タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに正逆方向へ回動可能であって、前記軸方向一方側の側面に前記第１ベースリングの対応する前記第１支持穴に回動可能に支持される第１ノズル軸が一体形成され、前記軸方向他方側の側面に前記第２ベースリングの対応する前記第２支持穴に回動可能に支持される第２ノズル軸が前記第１ノズル軸と同心状に一体形成された複数の可変ノズルと、
複数の前記可変ノズルを同期して正逆方向へ回動させるためのリンク機構と、を具備し、
前記第１ベースリングの各第１支持穴が前記軸方向両側に前記可変ノズルの前記第１ノズル軸を回動可能に支持する２つの第１軸受部を有し、前記第２ベースリングの各第２支持穴が前記可変ノズルの前記第２ノズル軸を回動可能に支持する第２軸受部を有し、前記第２軸受部と前記可変ノズルの前記第２ノズル軸との嵌合クリアランスが前記第１軸受部と前記可変ノズルの前記第１ノズル軸との嵌合クリアランスよりも大きく設定されていることを特徴とする可変ノズルユニット。
【請求項２】
ユニット使用初期において、前記可変ノズルが２つの前記第１軸受部によって前記可変ノズルの前記軸方向片側から片持ち支持され、前記軸方向他方側の前記第１軸受部と前記可変ノズルの前記第１ノズル軸との間の摩耗の進行に伴って、前記可変ノズルが前記軸方向一方側の前記第１軸受部と前記第２軸受部によって前記可変ノズルの前記軸方向両側から両持ち支持されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の可変ノズルユニット。
【請求項３】
前記可変ノズルが前記軸方向一方側の前記第１軸受部と前記第２軸受部によって両持ち支持された状態における、前記第１ベースリングの前記第１支持穴の軸心に対する前記可変ノズルの軸心の傾角は、前記可変ノズルの渋りを抑えるための基準の許容傾角以下に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の可変ノズルユニット。
【請求項４】
エンジンからのガスの圧力エネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する可変容量型過給機において、
請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の可変ノズルユニットを具備したことを特徴とする可変容量型過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量型過給機、ガスタービン等のターボ回転機械におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガス等のガスの流路面積（流量）を可変とする可変ノズルユニット等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、可変容量型過給機に用いられる可変ノズルユニットについて種々の開発がなされており、従来の可変ノズルユニットの一般的な構成について簡単に説明すると、次のようになる。
【０００３】
可変容量型過給機におけるハウジング内には、第１ベースリングとしてのシュラウドリングがタービンインペラと同心状に設けられており、このシュラウドリングには、複数の第１支持穴が円周方向に等間隔に形成されている。また、シュラウドリングに対してタービンインペラの軸方向に離隔対向した位置には、第２ベースリングとしてのノズルリングがシュラウドリングと一体的かつ同心状に設けられており、このノズルリングには、複数の第２支持穴がシュラウドリングの複数の第１支持穴に整合するように円周方向に等間隔に形成されている。
【０００４】
シュラウドリングの対向面とノズルリングの対向面との間には、複数の可変ノズルが円周方向へ等間隔に配設されており、各可変ノズルは、タービンインペラに平行な軸心周りに正逆方向へ回動可能である。また、各可変ノズルの前記軸方向一方側の側面には、第１ノズル軸が一体形成されており、各第１ノズル軸は、シュラウドリングの対応する支持穴に回動可能に支持されている。更に、可変ノズルの前記軸方向他方側の側面には、第２ノズル軸が第１ノズル軸と同心状に一体形成されており、各第２ノズル軸は、ノズルリングの対応する第２支持穴に回動可能に支持されている。
【０００５】
シュラウドリングの対向面の反対面側には、複数の可変ノズルを同期して正逆方向へ回動させるためのリンク機構が設けられている。ここで、複数の可変ノズルを正方向（開方向）へ同期して回動させると、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積が大きくなると共に、複数の可変ノズルを逆方向（閉方向）へ同期して回動させると、前記排気ガスの流路面積が小さくなるようになっている。
【０００６】
そして、可変ノズルを支持するためのノズル支持構造は、次のようになっている。
【０００７】
シュラウドリングの第１支持穴は、前記軸方向一方側に、可変ノズルの第１ノズル軸を回動可能に支持する第１軸受部を有してあって、ノズルリングの第２支持穴は、可変ノズルの第２ノズル軸を回動可能に支持する第２軸受部を有している。換言すれば、可変ノズルは、第１軸受部と第２軸受部によって可変ノズルの前記軸方向両側から両持ち支持されるようになっている。ここで、第１軸受部と第１ノズル軸との嵌合クリアランス、及び第２軸受部と第２ノズル軸との嵌合クリアランスは、数十ミクロン単位の同じ値に設定されている（ノズル両持ち支持タイプの従来の可変ノズルユニットにおけるノズル支持構造）。
【０００８】
一方、従来の可変ノズルユニットにおいて、ノズルリングから複数の第２支持穴が省略されかつ各可変ノズルから第２ノズル軸が省略されることがあり、この場合にあっては、シュラウドリングの第１支持穴は、前記軸方向両側に、可変ノズルの第１ノズル軸を回動可能に支持する２つの第１軸受部を有している。換言すれば、可変ノズルは、２つの第１軸受部によって可変ノズルの前記軸方向片側から片持ち支持されるようになっている。ここで、一方の第１軸受部と第１ノズル軸との嵌合クリアランス、及び他方の軸受部と第１ノズル軸との嵌合クリアランスは、数十ミクロン単位の同じ値に設定されている（ノズル片持ち支持タイプの従来の可変ノズルユニットにおけるノズル支持構造）。
【０００９】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１及び特許文献２に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−１０２６６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−７１１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、ノズル両持ち支持タイプの従来の可変ノズルユニットにあっては、ノズル片持ち支持タイプの従来の可変ノズルユニットに比べて、可変容量型過給機の運転中におけるシュラウドリングの第１支持穴の軸心に対する可変ノズルの軸心の傾きを小さくすることができるものの、第１軸受部と第２軸受部が２つの部材であるシュラウドリングとノズルリングに形成され、第１軸受部と第２軸受部の穴位置精度を十分に確保することが難しくなる。また、ノズルリングをシュラウドリングに取付ける前において、可変ノズルが１つの第１軸受部のみによって支持された状態になり、可変ノズルの軸心がシュラウドリングの第１支持穴の軸心に対して傾き易くなっている。そのため、ノズルリングをシュラウドリングに取付ける際には、特別な治具が必要になり、可変ノズルユニットの組立作業が繁雑化するという問題がある。
【００１２】
一方、ノズル片持ち支持タイプの従来の可変ノズルユニットは、ノズル両持ち支持タイプの従来の可変ノズルユニットに比べて、ノズルリングをシュラウドリングに取付ける前に可変ノズルが２つの第１軸受部によって安定した状態で支持されるものの、可変容量型過給機の運転中におけるシュラウドリングの支持穴の軸心に対する可変ノズルの軸心の傾きが大きくなる傾向にある。そのため、可変容量型過給機の運転中に、可変ノズルの側面に近い側の第１軸受部と第１ノズル軸との間の摩耗が進行すると、可変ノズルの渋りが発生して、可変ノズルユニットの動作不良を招き易くなるという問題がある。
【００１３】
つまり、可変容量型過給の運転中における可変ノズルの渋りを抑えて、可変ノズルユニットの動作の安定性を図りつつ、可変ノズルユニットの組立作業の作業能率を高めることは困難であるという問題がある。なお、前述の問題は、可変容量型過給機に用いられる可変ノズルユニットだけでなく、ガスタービン等のターボ回転機械に用いられる可変ノズルユニットにおいても同様に生じるものである。
【００１４】
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の可変ノズルユニット等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】
【００１５】
本発明の第１の特徴は、ターボ回転機械におけるタービンインペラ側に供給されるガスの流路面積（流量）を可変とする可変ノズルユニットにあって、前記ターボ回転機械におけるハウジング（タービンハウジング）内に前記タービンインペラと同心状に設けられ、複数の第１支持穴が円周方向に形成（貫通形成）された第１ベースリングと、前記第１ベースリングに対して前記タービンインペラの軸方向に離隔対向した位置に前記第１ベースリングと一体的かつ同心状に設けられ、複数の第２支持穴が前記第１ベースリングの複数の前記第１支持穴に整合するように円周方向に形成（貫通形成）された第２ベースリングと、前記第１ベースリングの対向面と前記第２ベースリングの対向面との間に円周方向に等間隔に配設され、前記タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに正逆方向（開閉方向）へ回動可能であって、前記軸方向一方側の側面に前記第１ベースリングの対応する前記第１支持穴に回動可能に支持される第１ノズル軸が一体形成され、前記軸方向他方側の側面に前記第２ベースリングの対応する前記第２支持穴に回動可能に支持される第２ノズル軸が前記第１ノズル軸と同心状に一体形成された複数の可変ノズルと、複数の前記可変ノズルを同期して正逆方向へ回動させるためのリンク機構と、を具備し、前記第１ベースリングの各第１支持穴が前記軸方向両側に前記可変ノズルの前記第１ノズル軸を回動可能に支持する２つの第１軸受部を有し、前記第２ベースリングの各第２支持穴が前記可変ノズルの前記第２ノズル軸を回動可能に支持する第２軸受部を有し、前記第２軸受部と前記可変ノズルの前記第２ノズル軸との嵌合クリアランスが前記第１軸受部と前記可変ノズルの前記第１ノズル軸との嵌合クリアランスよりも大きく設定されていることを要旨とする。
【００１６】
なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「ターボ回転機械」とは、可変容量型過給機、ガスタービンを含む意であって、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意であって、「配設され」とは、直接的に配設されたことの他に、別部材を介して間接的に配設されたことを含む意である。
【００１７】
第１の特徴によると、エンジン回転数が高回転域にあって、ガスの流量が多い場合には、前記リンク機構を作動させつつ、複数の前記可変ノズルを正方向（開方向）へ同期して回動させることにより、複数の前記可変ノズルの開度を開いて、前記タービンインペラ側へ供給されるガスの流路面積を大きくし、多くのガスを供給する。一方、エンジン回転数が低回転域にあって、ガスの流量が少ない場合には、複数の前記可変ノズル翼を逆方向（閉方向）へ同期して回動させることにより、複数の前記可変ノズルの開度を絞って、前記タービンインペラ側へ供給されるガスの流路面積を小さくし、ガスの流速を高めて、前記タービンインペラの仕事量を十分に確保する。これにより、ガスの流量の多少に関係なく、前記タービンインペラによって回転力を十分かつ安定的に発生させることができる（第１の特徴による通常の作用）。
【００１８】
前述の第１の特徴による通常の作用の他に、前記第２軸受部と前記可変ノズルの前記第２ノズル軸との嵌合クリアランスが前記第１軸受部と前記可変ノズルの前記第１ノズル軸との嵌合クリアランスよりも大きく設定されているため、前記可変ノズルの側面に近い側の軸受部としての前記軸方向他方側の前記第１軸受部と前記可変ノズルの前記第１ノズル軸との間の摩耗の進行に伴って、前記可変ノズルが前記軸方向一方側の前記第１軸受部と前記第２軸受部によって前記可変ノズルの前記軸方向両側から両持ち支持されるようになっている。これにより、前記ターボ回転機械の運転中における前記第１ベースリングの前記第１支持穴の軸心に対する前記可変ノズルの軸心の傾き（傾動）を小さくすることができる。
【００１９】
前記第１ベースリングの各第１支持穴が前記軸方向両側に２つの前記第１軸受部を有しているため、換言すれば、２つの前記第１軸受部が１つの部材である前記第１ベースリングに形成されているため、２つの前記第１軸受部の穴位置精度を十分に確保して、前記第２ベースリングを前記第１ベースリングに取付ける前に、前記可変ノズルが２つの前記第１軸受部によって安定した状態で支持されるようになっている。
【００２０】
前記第２軸受部と前記可変ノズルの前記第２ノズル軸との嵌合クリアランスが前記第１軸受部と前記可変ノズルの前記第１ノズル軸との嵌合クリアランスよりも大きく設定されているため、前記第２ベースリングを前記第１ベースリングに取付ける際に、２つの嵌合クリアランスの差によって前記第１軸受部と前記第２軸受部の穴位置誤差（取付誤差）を吸収することができる（第１の特徴による特有の作用）。
【００２１】
本発明の第２の特徴は、エンジンからのガスの圧力エネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する可変容量型過給機において、第１の特徴からなる可変ノズルユニットを具備したことを要旨とする。
【００２２】
第２の特徴によると、第１の特徴による作用と同様の作用を奏する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、前記ターボ回転機械の運転中における前記第１ベースリングの前記第１支持穴の軸心に対する前記可変ノズルの軸心の傾きを小さくできるため、前記ターボ回転機械の運転中に、前記可変ノズルの渋りを抑えて、前記可変ノズルユニットの動作の安定性を図ることができる。
【００２４】
また、前記第２ベースリングを前記第１ベースリングに取付ける前に、前記可変ノズルが２つの前記第１軸受部によって安定した状態で支持されると共に、前記第２ベースリングを前記第１ベースリングに取付ける際に、前記２つの嵌合クリアランスの差によって前記第１軸受部と前記第２軸受部の穴位置誤差を吸収できるため、特別な治具を用いることなく、前記第２ベースリングを前記第１ベースリングに取付けることができ、前記可変ノズルユニットの組立作業の作業能率を十分に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る可変ノズルユニットの特徴部分を示す断面図、図１（ｂ）は、その可変ノズルユニッにおけるノズルリングをシュラウドリングに取付ける前の状態を示す図である。
【図２】図２は、図３における矢視部IIの拡大図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の正断面図である。
【図４】図４（ａ）は、比較例１に係る可変ノズルユニットの一部を示す断面図、図４（ｂ）は、その可変ノズルユニットにおけるノズルリングをシュラウドリングに取付ける前の状態を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、比較例２に係る可変ノズルユニットの一部を示す断面図、図５（ｂ）は、その可変ノズルユニットにおけるノズルリングをシュラウドリングに取付ける前の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態について図１から図３を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向である。
【００２７】
図３に示すように、本発明の実施形態に係る可変容量型過給機１は、エンジン（図示省略）からの排気ガスの圧力エネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）するものである。そして、可変容量型過給機１の具体的な構成等は、以下のようになる。
【００２８】
可変容量型過給機１は、ベアリングハウジング３を具備しており、ベアリングハウジング３内には、複数のラジアルベアリング５及び複数のスラストベアリング７が設けられている。また、複数のベアリング５，７には、左右方向へ延びたロータ軸（タービン軸）９が回転可能に設けられており、換言すれば、ベアリングハウジング３には、ロータ軸９が複数のベアリング５，７を介して回転可能に設けられている。
【００２９】
ベアリングハウジング３の右側には、コンプレッサハウジング１１が設けられており、このコンプレッサハウジング１１内には、遠心力を利用して空気を圧縮するコンプレッサインペラ１３がその軸心（換言すれば、ロータ軸９の軸心）周りに回転可能に設けられている。また、コンプレッサインペラ１３は、ロータ軸９の右端部に一体的に連結されたコンプレッサディスク（コンプレッサホイール）１５と、このコンプレッサディスク１５の外周面に周方向に等間隔に設けられた複数のコンプレッサブレード１７とを備えている。
【００３０】
コンプレッサハウジング１１におけるコンプレッサインペラ１３の入口側（コンプレッサハウジング１１の右側）には、空気を導入するための空気導入口１９が形成されており、この空気導入口１９は、空気を浄化するエアクリーナ（図示省略）に接続可能である。また、ベアリングハウジング３とコンプレッサハウジング１１との間におけるコンプレッサインペラ１３の出口側には、圧縮された空気を昇圧する環状のディフューザ流路２１が形成されており、このディフューザ流路２１は、空気導入口１９に連通してある。更に、コンプレッサハウジング１１の内部には、渦巻き状のコンプレッサスクロール流路２３が形成されており、このコンプレッサスクロール流路２３は、ディフューザ流路２１に連通してある。そして、コンプレッサハウジング１１の適宜位置には、圧縮された空気を排出するための空気排出口２５が形成されており、この空気排出口２５は、コンプレッサスクロール流路２３に連通してあって、エンジンの吸気マニホールド（図示省略）に接続可能である。
【００３１】
図２及び図３に示すように、ベアリングハウジング３の左側には、タービンハウジング２７が設けられており、このタービンハウジング２７は、ベアリングハウジング３の左側に設けられたタービンハウジング本体２９と、このタービンハウジング本体２９の左側に設けられたハウジングカバー３１を備えている。また、タービンハウジング２７内には、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させるタービンインペラ３３が軸心（タービンインペラ３３の軸心、換言すれば、ロータ軸９の軸心）周りに回転可能に設けられており、このタービンインペラ３３は、ロータ軸９の左端部に一体的に設けられたタービンディスク（タービンホイール）３５と、このタービンディスク３５の外周面に周方向に等間隔に設けられた複数のタービンブレード３７とを備えている。
【００３２】
タービンハウジング２７（タービンハウジング本体２９）の適宜位置には、排気ガスを導入するためのガス導入口３９が形成されており、このガス導入口３９は、エンジンの排気マニホールド（図示省略）に接続可能である。また、タービンハウジング２７（タービンハウジング本体２９）の内部には、渦巻き状のタービンスクロール流路４１が形成されており、このタービンスクロール流路４１は、ガス導入口３９に連通してある。更に、タービンハウジング２７（ハウジングカバー３１）におけるタービンインペラ３３の出口側（タービンハウジング２７の左側）には、排気ガスを排出するためのガス排出口４３が形成されており、このガス排出口４３は、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置（図示省略）に接続可能である。
【００３３】
タービンハウジング２７内には、タービンインペラ３３側へ供給される排気ガスの流路面積（流量）を可変とする可変ノズルユニット４５が配設されており、この可変ノズルユニット４５の構成は、次のようになる。
【００３４】
図２に示すように、タービンハウジング２７内には、第１リングベースとしてシュラウドリング４７がタービンインペラ３３と同心状に設けられており、このシュラウドリング４７は、複数のタービンブレード３７の外縁を覆うようになっている。また、シュラウドリング４７には、複数の第１支持穴４９が円周方向に等間隔に貫通形成（形成）されている。
【００３５】
シュラウドリング４７に対してタービンインペラ３３の軸方向（左右方向）に離隔対向した位置には、第２ベースリングとしてノズルリング５１が複数の連結ピン５３を介してシュラウドリング４７と一体的かつ同心状に設けられている。また、ノズルリング５１には、複数の第２支持穴５５がシュラウドリング４７の複数の第１支持穴４９に整合するように円周方向に等間隔に貫通形成（形成）されている。ここで、各連結ピン５３の左端部は、ネジによってシュラウドリング４７に一体的に連結され、各連結ピン５３の右端部は、カシメによってノズルリング５１に一体的に連結されてあって、複数の連結ピン５３は、シュラウドリング４７の対向面とノズルリング５１の対向面との間隔を設定する機能を有している。
【００３６】
シュラウドリング４７の対向面とノズルリング５１の対向面との間には、複数の可変ノズル５７が円周方向に等間隔に配設されており、各可変ノズル５７は、タービンインペラ３３の軸心に平行な軸心周りに正逆方向（開閉方向）へ回動可能である。また、各可変ノズル５７の左側面（前記軸方向一方側の側面）には、第１ノズル軸５９が一体形成されており、各可変ノズル５７の第１ノズル軸５９は、シュラウドリング４７の対応する第１支持穴４９に回動可能に支持されている。更に、各可変ノズル５７の右側面（前記軸方向他方側の側面）には、第２ノズル軸６１が第１ノズル軸５９と同心状に一体形成されており、各可変ノズル５７の第２ノズル軸６１は、ノズルリング５１の対応する第２支持穴５５に回動可能に支持されている。
【００３７】
シュラウドリング４７の対向面の反対側には、環状のリンク室６３が区画形成されており、このリンク室６３内には、複数の可変ノズル５７を正逆方向（開閉方向）へ同期して回動させるためのリンク機構（同期機構）６５が配設されてあって、このリンク機構６５は、複数の可変ノズル５７の第１ノズル軸５９に連動連結してある。また、リンク機構６５は、前述の特許文献１及び特許文献２等に示す公知の構成からなるものであって、複数の可変ノズル５７を開閉方向へ回動させるモータ又はシリンダ等の回動アクチュエータ（図示省略）に動力伝達機構６７を介して接続されている。
【００３８】
可変ノズル５７を両持ち支持するためのノズル支持構造は、次のようになっている。
【００３９】
図１（ａ）に示すように、可変ノズル５７の第１ノズル軸５９は、左右両側（前記軸方向両側）に、基準の外径（第１ノズル軸５９の中間部の外径）よりも大径の２つの大径部分５９ａ，５９ｂを有してあって、可変ノズル５７の第１ノズル軸５９の大径部分５９ａ，５９ｂは、シュラウドリング４７の第１支持穴４９に部分的に回動可能に支持されている。換言すれば、シュラウドリング４７の第１支持穴４９は、左右両側に、可変ノズル５７の第１ノズル軸５９を回動可能に支持する２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂ（大径部分５９ａ，５９ｂに接触する部位）を有している。
【００４０】
ここで、大径部分５９ａの外径及び大径部分５９ｂの外径は、同じ値に設定され、第１軸受部４９ａの内径及び第１軸受部４９ｂの内径は、同じ値に設定されてあって、第１軸受部４９ａと大径部分５９ａとの嵌合クリアランス及び第１軸受部４９ｂと大径部分５９ｂとの嵌合クリアランスは、数十ミクロン単位の同じ値に設定されている。
【００４１】
可変ノズル５７の第２ノズル軸６１は、基端部を除く部位に、基準の外径（第２ノズル軸６１の基端部の外径）よりも大径の大径部分６１ａを有してあって、可変ノズル５７の第２ノズル軸６１の大径部分６１ａは、ノズルリング５１の第２支持穴５５に部分的に回動可能に支持されている。換言すれば、ノズルリング５１の第２支持穴５５は、可変ノズル５７の第２ノズル軸６１を回動可能に支持する第２軸受部５５ａ（大径部分６１ａに接触する部位）を有している。
【００４２】
ここで、第２軸受部５５ａの内径は、第１軸受部４９ａ，４９ｂの内径と同じ値に設定され、大径部分６１ａの外径は、大径部分５９ａ，５９ｂの外径よりも小さく設定されてあって、第２軸受部５５ａと大径部分６１ａとの嵌合クリアランスは、数百ミクロン単位に設定され、換言すれば、第１軸受部４９ａ，４９ｂと大径部分５９ａ，５９ｂとの嵌合クリアランスよりも大きく設定されている。なお、第２軸受部５５ａの内径が第１軸受部４９ａ，４９ｂの内径と同じ値に設定され、大径部分６１ａの外径が大径部分５９ａ，５９ｂの外径よりも小さく設定される代わりに、大径部分６１ａの外径が大径部分５９ａ，５９ｂの外径と同じ値に設定され、第２軸受部５５ａの内径が第１軸受部４９ａ，４９ｂの内径よりも大きく設定されるようにしても構わない。
【００４３】
そして、ユニット使用初期（可変ノズルユニット４５の使用初期）において、可変ノズル５７が２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂによって可変ノズル５７の左片側（前記軸方向片側）から片持ち支持されるようになっている。また、右側（前記軸方向他方側）の第１軸受部４９ｂと大径部分５９ｂとの間の摩耗の進行に伴って、シュラウドリング４７の第１支持穴４９の軸心に対する可変ノズル５７の軸心の傾斜角が大きくなってくる。やがて第２ノズル軸６１の大径部分６１ａが第２軸受部５５ａと接触するようになり、最終的に可変ノズル５７が左側（前記軸方向一方側）の第１軸受部４９ａと第２軸受部５５ａによって可変ノズル５７の左右両側（前記軸方向両側）から両持ち支持されるようになる。更に、可変ノズル５７が左側の第１軸受部４９ａと第２軸受部５５ａによって両持ち支持された状態における、シュラウドリング４７の第１支持穴４９の軸心に対する可変ノズル５７の軸心の傾角は、基準の許容傾角以下に設定されている。なお、基準の許容傾角は、可変ノズル５７の渋りを抑えるために試験によって予め求められた角度である。
【００４４】
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４５】
ガス導入口３９から導入した排気ガスがタービンスクロール流路４１を経由してタービンインペラ３３の入口側から出口側へ流通することにより、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させて、ロータ軸９及びコンプレッサインペラ１３をタービンインペラ３３と一体的に回転させることができる。これにより、空気導入口１９から導入した空気を圧縮して、ディフューザ流路２１及びコンプレッサスクロール流路２３を経由して空気排出口２５から排出することができ、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）することができる。
【００４６】
可変容量型過給機１の運転中、エンジン回転数が高回転域にあって、排気ガスの流量が多い場合には、回動アクチュエータによってリンク機構６５を作動させつつ、複数の可変ノズル５７を正方向（開方向）へ同期して回動させることにより、タービンインペラ３３側へ供給される排気ガスのガス流路面積（可変ノズル５７のスロート面積）を大きくして、多くの排気ガスを供給する。一方、エンジン回転数が低回転域にあって、排気ガスの流量が少ない場合には、回動アクチュエータによってリンク機構６５を作動させつつ、複数の可変ノズル５７を逆方向（閉方向）へ同期して回動させることにより、タービンインペラ３３側へ供給される排気ガスのガス流路面積を小さくして、排気ガスの流速を高めて、タービンインペラ３３の仕事量を十分に確保する。これにより、排気ガスの流量の多少に関係なく、タービンインペラ３３によって回転力を十分かつ安定的に発生させることができる（可変容量型過給機１の通常の作用）。
【００４７】
可変容量型過給機１の通常の作用の他に、第２軸受部５５ａと大径部分６１ａとの嵌合クリアランスが第１軸受部４９ａ，４９ｂと大径部分５９ａ，５９ｂとの嵌合クリアランスよりも大きく設定されているため、右側の第１軸受部４９ｂと大径部分５９ｂとの間の摩耗の進行に伴って、可変ノズル５７が左側の第１軸受部４９ａと第２軸受部５５ａによって可変ノズル５７の左右両側から両持ち支持されるようになっている。これにより、可変容量型過給機１の運転中におけるシュラウドリング４７の第１支持穴４９の軸心に対する可変ノズル５７の軸心の傾き（傾動）を小さくすることができる。
【００４８】
シュラウドリング４７の各第１支持穴４９が左右両側に２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂを有しているため、換言すれば、２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂが１つの部材であるシュラウドリング４７に形成されているため、２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂの穴位置精度を十分に確保して、ノズルリング５１をシュラウドリング４７に取付ける前において、図１（ａ）に示すように、可変ノズル５７が２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂによって安定した状態で支持されるようになっている。
【００４９】
第２軸受部５５ａと可変ノズル５７の第２ノズル軸６１との嵌合クリアランスが第１軸受部４９ａ，４９ｂと可変ノズル５７の第１ノズル軸５９との嵌合クリアランスよりも大きく設定されているため、２つの嵌合クリアランスの差によってノズルリング５１をシュラウドリング４７に取付ける際に、第１軸受部４９ａ，４９ｂと第２軸受部５５ａの穴位置誤差（取付誤差）を吸収することができる（可変容量型過給機１の特有の作用）。
【００５０】
従って、本発明の実施形態によれば、可変容量型過給機１の運転中におけるシュラウドリング４７の第１支持穴４９の軸心に対する可変ノズル５７の軸心の傾きを小さくできるため、可変容量型過給機１の運転中に、可変ノズル５７の渋りを抑えて、可変ノズルユニット４５の動作の安定性を図ることができる。
【００５１】
また、ノズルリング５１をシュラウドリング４７に取付ける前に、可変ノズル５７が２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂによって安定した状態で支持されると共に、ノズルリング５１をシュラウドリング４７に取付ける際に、前記２つの嵌合クリアランスの差によって第１軸受部４９ａ，４９ｂと第２軸受部５５ａの穴位置誤差を吸収できるため、特別な治具を用いることなく、ノズルリング５１をシュラウドリング４７に取付けることができ、可変ノズルユニット４５の組立作業の作業能率を十分に高めることができる。
【００５２】
本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、例えば、次のように種々の態様で実施可能である。即ち、シュラウドリング４７を第１ベースリングとしかつノズルリング５１を第２ベースリングとする代わりに、ノズルリング５１を第１ベースリングとしかつシュラウドリング４７を第２ベースリングとしても構わなく、この場合には、ノズルリング５１の対向面の反対面側に形成したリンク室（図示省略）内にリンク機構６５と同様のリンク機構（図示省略）が設けられることになる。そして、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されるものでなく、例えば、可変ノズルユニット４５と同様の構成の可変ノズルユニット（図示省略）をガスタービン（図示省略）等の可変容量型過給機１以外のターボ回転機械（図示省略）に適用する場合にも及ぶものである。
【００５３】
（比較例）
本発明の比較例について図４及び図５を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向である。
【００５４】
図４（ａ）に示すように、比較例１に係る可変ノズルユニット６９は、ノズル両持ち支持タイプの従来の可変ノズルユニットに相当するものであって、本発明の実施形態に係る可変ノズルユニット４５（図１参照）と同様の構成を有している。以下、比較例１に係る可変ノズルユニット６９の構成のうち、可変ノズルユニット４５と異なる点についてのみ説明する。なお、比較例１に係る可変ノズルユニット６９における複数の構成要素のうち、可変ノズルユニット４５における構成要素と対応するものについては、図面中に同一番号を付している。
【００５５】
可変ノズル５７の第１ノズル軸５９は、左側（前記軸方向一方側）にのみ、基準の外径（第１ノズル軸５９の中間部の外径）よりも大径の大径部分５９ａを有してあって、換言すれば、シュラウドリング４７の第１支持穴４９は、左側にのみ、可変ノズル５７の第１ノズル軸５９を回動可能に支持する第１軸受部４９ａを有している。つまり、可変ノズル５７は、第１軸受部４９ａと第２軸受部５５ａによって可変ノズル５７の前記軸方向両側から両持ち支持されるようになっている。なお、図４（ｂ）に示すように、ノズルリング５１をシュラウドリング４７に取付ける前においては、可変ノズル５７は１つの第１軸受部４９ａのみによって支持された状態になっている。
【００５６】
ここで、第２軸受部５５ａの内径は、第１軸受部４９ａの内径と同じ値に設定され、大径部分６１ａの外径は、大径部分５９ａの外径と同じ値に設定され、第２軸受部５５ａと大径部分６１ａとの嵌合クリアランス及び第１軸受部４９ａと大径部分５９ａとの嵌合クリアランスは、数十ミクロン単位の同じ値に設定されている。そして、第１軸受部４９ａと第２軸受部５５ａとの間の軸受スパンをＬ１とし、排気ガスの脈動圧等によって可変ノズル５７に曲げ荷重が作用して、可変ノズル５７の側面に近い側の軸受部としての第２軸受部５５ａと可変ノズル５７の第２ノズル軸６１の大径部分６１ａとの間にＸ１だけ摩耗が生じると、可変ノズル５７の軸心はシュラウドリング４７の第１支持穴４９の軸心に対してθ１（θ１＝ｔａｎ-1（Ｘ１／Ｌ１））だけ傾くことになる。
【００５７】
図５（ａ）に示すように、比較例２に係る可変ノズルユニット７１は、ノズル片持ち支持タイプの従来の可変ノズルユニットに相当するものであって、本発明の実施形態に係る可変ノズルユニット４５と同様の構成を有している。以下、比較例２に係る可変ノズルユニット７１の構成のうち、可変ノズルユニット４５と異なる点についてのみ説明する。なお、比較例２に係る可変ノズルユニット７１における複数の構成要素のうち、可変ノズルユニット４５における構成要素と対応するものについては、図面中に同一番号を付している。
【００５８】
ノズルリング５１から複数の第２支持穴５５（図１及び図２参照）が省略されてあって、各可変ノズル５７から第２ノズル軸６１（図１参照）が省略されてある。つまり、可変ノズル５７は、２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂによって可変ノズル５７の前記軸方向片側から片持ち支持されるようになっている。なお、図５（ｂ）に示すように、ノズルリング５１をシュラウドリング４７に取付ける前においても、可変ノズル５７は２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂによって安定した状態で支持されるようになっている。
【００５９】
ここで、２つの第１軸受部４９ａ，４９ｂの間の軸受スパンをＬ２（Ｌ２＜Ｌ１）とし、排気ガスの脈動圧等によって可変ノズル５７に曲げ荷重が作用して、可変ノズル５７の側面に近い側の軸受部としての第１軸受部４９ｂと可変ノズル５７の第１ノズル軸５９の大径部分５９ｂとの間にＸ２だけ摩耗が生じると、可変ノズル５７の軸心はシュラウドリング４７の第１支持穴４９の軸心に対してθ２（θ２＝ｔａｎ-２（Ｘ２／Ｌ２））だけ傾くことになる。また、摩耗量Ｘ２を摩耗量Ｘ１と同じであると仮定すると、傾角θ２は傾角θ１よりも大きくなる。つまり、可変ノズル５７を片持ち支持する場合にあっては、可変ノズル５７を両持ちち支持する場合に比べて、可変容量型過給機１（図１参照）の運転中におけるシュラウドリング４７の第１支持穴４９の軸心に対する可変ノズル５７の軸心の傾き（傾動）が大きくなる。
【符号の説明】
【００６０】
１    可変容量型過給機
２７    タービンハウジング
３３    タービンインペラ
４５    可変ノズルユニット
４７    シュラウドリング
４９    第１支持穴
４９ａ  第１軸受部
４９ｂ  第１軸受部
５１    ノズルリング
５５    第２支持穴
５５ａ  第２軸受部
５７    可変ノズル
５９    第１ノズル軸
５９ａ  大径部分
５９ｂ  大径部分
６１    第２ノズル軸
６１ａ  大径部分
６３    リンク室
６５    リンク機構
【図１】
2014055561.tif 000003
【図２】
2014055561.tif 000004
【図３】
2014055561.tif 000005
【図４】
2014055561.tif 000006
【図５】
2014055561.tif 000007