(57)【要約】【課題】翼部おける流体の流れ方向の下流側で、翼の正圧面に生じる圧力と負圧面に生じる圧力との差を小さくすることができるタービンロータ、タービンユニット、ターボチャージャを得る。【解決手段】タービン翼２６における上流端部２６Ｃ側の翼厚が、タービン翼２６における下流端部２６Ｄ側の翼厚に比して厚くされている。さらに、流入口６２Ａの流路断面積が、他の部位の流路断面積に比して大きくされている。これらにより、タービン翼２６の正圧面６０に生じる圧力と負圧面５８に生じる圧力との差が小さくなる。【選択図】図１
2015021397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ軸部と、
前記ロータ軸部から延出し、隣り合う翼間に流体が流れる流路が形成され、前記ロータ軸部の径方向の外側から前記流路に流入する流体を前記ロータ軸部の軸方向の一方側へ流出させ、前記流体の流れ方向の上流端部側の翼厚が前記流れ方向の下流端部側の翼厚に比して厚くされ、前記流体が前記流路に流入する流入口の流路断面積が前記流路の他の部位の流路断面積に比して大きくされる翼部と、
を備えるタービンロータ。
【請求項２】
前記翼の負圧面が、前記翼の正圧面に比して、前記流路側に張り出している請求項１に記載のタービンロータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のタービンロータと、
前記タービンロータを収容するタービンハウジングと、
を備えるタービンユニット。
【請求項４】
エンジンから排出される流体である排気ガスの流れる力によりタービンロータが回転する請求項３に記載のタービンユニットと、
前記タービンロータから回転力が伝達され、前記エンジンに圧縮空気を供給するコンプレッサユニットと、
を備えるターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンロータ、タービンユニット、及びターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ミーン側（シュラウド側）からハブ側にかけて翼厚が漸次厚くなるラジアルタービンのタービンインペラ（翼）が記載されている。これにより、ラジアルタービンの耐久性を確保した上で、タービンインペラにおける圧力損失を抑えるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４１５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のように、シュラウド側からハブ側にかけて翼厚が漸次厚くなっているだけでは、翼部において流体の流れ方向の下流側で、渦が発生してしまうことがある。
【０００５】
本発明の課題は、翼部おける流体の流れ方向の下流側で、翼の正圧面に生じる圧力と負圧面に生じる圧力との差を小さくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係るタービンロータは、ロータ軸部と、前記ロータ軸部から延出し、隣り合う翼間に流体が流れる流路が形成され、前記ロータ軸部の径方向の外側から前記流路に流入する流体を前記ロータ軸部の軸方向の一方側へ流出させ、前記流体の流れ方向の上流端部側の翼厚が前記流れ方向の下流端部側の翼厚に比して厚くされ、前記流体が前記流路に流入する流入口の流路断面積が前記流路の他の部位の流路断面積に比して大きくされる翼部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、翼部はロータ軸部の径方向外側から隣り合う翼間に形成される流路に流入する流体をロータ軸部の軸方向一方側へ流出させる。そして、流路に流入した流体によって翼が押圧されて、タービンロータが回転する。
【０００８】
ここで、翼部については、流れ方向の上流端部側の翼厚が、流れ方向の下流端部側の翼厚に比して厚くされている。さらに、流入口の流路断面積が、他の部位の流路断面積に比して大きくされている。
【０００９】
これにより、翼部における流体の流れ方向の下流側部分において、流路を流れる流体によって正圧面に生じる圧力と、負圧面に生じる圧力との差を小さくすることができる。
【００１０】
本発明の請求項２に係るタービンロータは、請求項１に記載のタービンロータにおいて、前記翼の負圧面が、前記翼の正圧面に比して、前記流路側に張り出していることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、翼の負圧面が、正圧面に比して流路側に張り出している。これにより、正圧面が負圧面に比して流路側に張り出している場合と比して、他の流路特性の変化を抑制した上で、正圧面に生じる圧力と、負圧面に生じる圧力との差を流入口側で大きくして流出口側で小さくすることができる。
【００１２】
本発明の請求項３に係るタービンユニットは、請求項１又は２に記載のタービンロータと、前記タービンロータを収容するタービンハウジングと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、タービンユニットが、請求項１又は２に記載のタービンロータを備えることで、正圧面に生じる圧力と、負圧面に生じる圧力との差が流入口側で大きくして流出口側で小さくなり、翼における流体の流れ方向の下流側での渦の発生が抑制される。これにより、タービン効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明の請求項４に係るターボチャージャは、エンジンから排出される流体である排気ガスの流れる力によりタービンロータが回転する請求項３に記載のタービンユニットと、前記タービンロータから回転力が伝達され、前記エンジンに圧縮空気を供給するコンプレッサユニットと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、エンジンから排出される排気ガスの流れる力によりタービンユニットのタービンロータが回転する。さらに、タービンロータから回転力が伝達されることでコンプレッサユニットが、エンジンに圧縮空気を供給する。
【００１６】
ここで、タービンユニットの翼における流体の流れ方向の下流側での渦の発生が抑制されてタービン効率が向上している。これにより、コンプレッサユニットからエンジンに圧縮空気を効率よく供給することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、翼部おける流体の流れ方向の下流側で、翼の正圧面に生じる圧力と負圧面に生じる圧力との差を流入口側で大きくして流出口側で小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るタービンロータに備えられたタービン翼のキャンバーラインに沿った翼厚分布である。
【図２】本実施形態に係るタービンロータと、比較例に係るタービンロータとにおける流路断面積の変化をグラフで示した図面である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るタービンロータと、比較例に係るタービンロータとにおけるシミュレーションから得られた翼面圧力をグラフで示した図面である。
【図４】本実施形態に係るタービンユニットと、比較例に係るタービンユニットとにおけるシミュレーションから得られたタービン効率をグラフで示した図面である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るタービンロータと、比較例に係るタービンロータとにおけるシミュレーションから得られた圧力損失の分布をドットの密度を変えて現した図面である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るタービンロータと、比較例に係るタービンロータとにおけるシミュレーションから得られた圧力損失の分布をドットの密度を変えて現した図面である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るタービンロータのタービン翼と、比較例に係るタービンロータのタービン翼とにおいて、先端部における流体流れ方向に沿った断面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るタービンロータのタービン翼と、比較例に係るタービンロータのタービン翼とにおいて、基端部における流体流れ方向に沿った断面図である。
【図９】（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るタービンロータの拡大側面図と、本実施形態に係るタービンロータの断面図である。
【図１０】本実施形態に係るタービンユニットの拡大側面図である。
【図１１】本実施形態に係るタービンユニットの流体流入路等を示した正面図である。
【図１２】本実施形態に係るターボチャージャを示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（全体構成）
本発明の実施形態に係るタービンロータ、タービンユニット、及びターボチャージャの一例について図１〜図１２を用いて説明する。
【００２０】
本実施形態に係るターボチャージャ１０は、図１２に示されるように、タービンユニット２０と、コンプレッサユニット３０と、タービンユニット２０とコンプレッサユニット３０とを連結する連結ユニット４０と、を備えている。そして、タービンユニット２０は、車のエンジン（図示省略）の排気通路１２の途中に配置され、コンプレッサユニット３０は、このエンジンの吸気通路１４の途中に配置されている。
【００２１】
タービンユニット２０には、筐体であるタービンハウジング２４が備えられ、コンプレッサユニット３０には、筐体であるコンプレッサハウジング５０が備えられ、連結ユニット４０には、コンプレッサハウジング５０とコンプレッサハウジング５０とを連結する連結ハウジング４４が備えられている。そして、タービンハウジング２４、連結ハウジング４４、及びコンプレッサハウジング５０は、図示せぬ固定具で互いに固定されている。
【００２２】
〔タービンユニット〕
タービンユニット２０は、前述したようにタービンハウジング２４を備えており、タービンハウジング２４は、内部が空洞とされている。このタービンハウジング２４内には、タービンロータ２２が配置されている。そして、このタービンロータ２２は、円柱状とされる回転軸４２の一端部側（図中右側）に固定されるロータ軸部２８と、ロータ軸部２８から延出すると共に翼部２５を構成する複数のタービン翼２６（翼の一例）とを有している。隣り合うタービン翼２６間には、エンジンから排出された排気ガス（流体の一例）が流れる流路６２（図７（Ａ）参照）が形成されている。
【００２３】
また、タービンロータ２２の回転軸４２の軸方向（図中矢印Ｃ方向：以下単に「軸方向」と記載することがある）は、タービンハウジング２４、連結ハウジング４４、及びコンプレッサハウジング５０の並び方向と同様とされている。
【００２４】
さらに、一端部側（図中右側）にロータ軸部２８が固定される回転軸４２の中央部側は、連結ハウジング４４内に配置され、回転軸４２の他端部側は、コンプレッサハウジング５０内に配置されている。そして、タービンロータ２２と回転軸４２とは一体となってタービンハウジング２４内で回転するようになっている。
【００２５】
さらに、タービンロータ２２に対して回転軸４２の径方向（図中矢印Ｄ方向：以下単に「径方向」と記載することがある）の外側には、排気通路１２を流れる排気ガスがタービンハウジング２４内に流入するための流入部２４Ａが形成されている（図１１参照）。また、タービンロータ２２に対して軸方向の外側（図１２に示す右側）には、タービンハウジング２４内でタービンロータ２２を回転させた後の排気ガスを排気通路１２に排出するための流出部２４Ｂが形成されている。
【００２６】
このように、タービンロータ２２は、回転軸４２の（ロータ軸部２８の）径方向の外側から流路６２に流入する排気ガスを回転軸４２の（ロータ軸部２８の）軸方向の一方側（図中右側）へ流出させながら回転するラジアルタービンロータとされている。
【００２７】
なお、タービンユニット２０については、詳細を後述する。
【００２８】
〔連結ユニット〕
連結ユニット４０は、前述したように連結ハウジング４４を備えている。そして、この連結ハウジング４４には、回転軸４２を回転可能に支持する支持部４４Ａが形成されている。
【００２９】
さらに、連結ハウジング４４には、循環するエンジンオイルが連結ハウジング４４内に流入するための流入口（図示省略）と、エンジンオイルを連結ハウジング４４内から排出するための排出口（図示省略）とが形成されている。そして、連結ハウジング４４内に流入したエンジンオイルは、支持部４４Ａに供給され、回転軸４２が滑らかに回転するようになっている。
【００３０】
〔コンプレッサユニット〕
コンプレッサユニット３０は、前述したようにコンプレッサハウジング５０を備えており、コンプレッサハウジング５０は、内部が空洞とされている。このコンプレッサハウジング５０内には、複数枚のインペラ翼３３を有するインペラ３２が、回転軸４２によって回転可能に支持されている。このインペラ３２は、アルミ合金で成形され、回転軸４２の他端側に固定されており、回転軸４２の回転に伴って回転するようになっている。
【００３１】
さらに、インペラ３２に対して軸方向の外側（図１２に示す左側）には、大気圧の空気（流体の一例）がコンプレッサハウジング５０内に流入するための流入部５０Ａが形成されている。また、インペラ３２に対して径方向の外側には、高速回転するインペラ３２によって圧縮された圧縮空気がコンプレッサハウジング５０内から流出するための流出部５０Ｂが形成されている。流出部５０Ｂから流出した圧縮空気は、前述のエンジンに燃焼用の圧縮空気として供給されるようになっている。
【００３２】
（全体構成の作用）
次に、ターボチャージャ１０の作用について説明する。
【００３３】
排気通路１２を流れる排気ガスは、流入部２４Ａからタービンハウジング２４内に流入してタービン翼２６を押圧する。これにより、タービンロータ２２が高速回転し、この回転力が回転軸４２を介してインペラ３２に伝達される。なお、タービンハウジング２４内でタービンロータ２２を回転させた後の排気ガスは、流出部２４Ｂから排出される。
【００３４】
回転軸４２を介して回転力が伝達されることで回転するインペラ３２は、流入部５０Ａからコンプレッサハウジング５０内に流入した大気圧の空気を圧縮して圧縮空気として流出部５０Ｂから流出させる。そして、流出部５０Ｂから流出した圧縮空気は、エンジンに燃焼用の圧縮空気として供給される。
【００３５】
（要部構成）
次に、タービンユニット２０等について説明する。
【００３６】
タービンユニット２０のタービンロータ２２は、前述したように、回転軸４２の径方向の外側から流路６２に流入する排気ガスを回転軸４２の軸方向の一方側（図中右側）へ流出させながら回転するラジアルタービンロータとされている。
【００３７】
タービンロータ２２は、図１０に示されるように、回転軸４２の一端部に固定されるロータ軸部２８と、基端部２６Ａがロータ軸部２８に固定される複数のタービン翼２６（図中には１枚のみを示す）とを有している。複数のタービン翼２６は、ロータ軸部２８の回転軸Ｄを中心としてロータ軸部２８の外周面２８Ａから、タービンロータ２２を覆うようにタービンハウジング２４に形成されたシュラウド部４８の内周面４８Ａへ向けて放射状に延出している（図１１参照）。
【００３８】
〔タービンハウジング〕
タービンハウジング２４は、前述したシュラウド部４８と、シュラウド部４８と軸方向で対向すると共に連結ハウジング４４に取り付けられるベース部５２とを有している。そして、このシュラウド部４８とベース部５２との間の空間が、排気通路１２から流入部２４Ａを通り、タービン翼２６間に形成された流路６２（図７（Ａ）参照）に流入する排気ガスが通る流体流入路５４とされている。この流体流入路５４は、図１１に示されるように、軸方向から見て、渦巻状とされている。
【００３９】
さらに、シュラウド部４８にはタービンハウジング２４内を軸方向の外側（図中右側：コンプレッサユニット３０に対して反対側）に開放する開放孔が形成され、図１０に示されるように、この開放孔が、流路６２（図７（Ａ）参照）を流れた排気ガスが排気通路１２へ流出されるための流体流出路５６とされている。
【００４０】
〔ロータ軸部〕
ロータ軸部２８は、軸方向の外側に向かうに従って徐々に細くなる割合を減らしながら先細りとなる先細り形状とされている。
【００４１】
〔タービン翼〕
図９（Ａ）には、タービン翼２６をタービンロータ２２の回転方向から見た側面が示されており、図９（Ｂ）には、タービン翼２６の延出方向に沿った断面（図９（Ａ）のＥ−Ｅ線断面）が示されている。なお、図９（Ａ）には、排気ガスの流れ方向が矢印Ｖで示されている。
【００４２】
また、図８（Ａ）には、タービン翼２６の基端部２６Ａ側における排気ガスの流れ方向（以下、単に「流体流れ方向」と記載する）に沿った断面（図９（Ａ）のＦ−Ｆ線断面）が示されている。さらに、図７（Ａ）には、タービン翼２６の先端部２６Ｂ側おける流体流れ方向に沿った断面（図９（Ａ）のＧ−Ｇ線断面）が示されている。なお、図８（Ｂ）には、後述する比較例に係るタービン翼１００における基端部１００Ａ側の断面が、図８（Ａ）の断面と同様に示され、図７（Ｂ）には、後述する比較例に係るタービン翼１００における先端部１００Ｂ側の断面が、図７（Ａ）の断面と同様に示されている。
【００４３】
図９（Ａ）に示されるように、タービン翼２６において流体流れ方向の上流側の上流端部２６Ｃは、ロータ軸部２８から軸方向に延出し、タービン翼２６において流体流れ方向の下流側の下流端部２６Ｄは、ロータ軸部２８から径方向に延出している。
【００４４】
また、図９（Ｂ）に示されるように、タービン翼２６は、回転方向（図中矢印Ｊ）を向く負圧面５８と、回転方向と反対側を向いて排気ガスに押圧される（排気ガスの流れる力を受ける）正圧面６０とを有している。この断面におけるタービン翼２６の翼厚ＴＣは、ロータ軸部２８の外周面２８Ａからタービン翼２６の先端部２６Ｂへ向うに従って減少している。なお、本実施形態では、一例として、負圧面５８、正圧面６０の流体流れ方向から見た断面形状が直線状に形成されているが、二点鎖線で示されるように、凹状に形成することも可能である。
【００４５】
また、図７（Ａ）、図８（Ａ）に示されるように、タービン翼２６において流体流れ方向の上流側の上流端部２６Ｃと、隣りに配置されるタービン翼２６の上流端部２６Ｃとの間が、流路６２の流入口６２Ａとされている。一方、タービン翼２６において流体流れ方向の下流側の下流端部２６Ｄと、隣りに配置されるタービン翼２６の下流端部２６Ｄとの間が、流路６２の流出口６２Ｂとされている。
【００４６】
また、タービン翼２６における上流端部２６Ｃ側の翼厚が、タービン翼２６における下流端部２６Ｄ側の翼厚に比して厚くされている。そして、流入口６２Ａの流路断面積が、他の部位の流路断面積に比して大きくされている。
【００４７】
以下具体的に説明する。図１（Ａ）には、タービン翼２６の先端部２６Ｂ（図９（Ａ）参照）側のキャンバーラインＫ（流体流れ方向に沿ったライン）に沿った翼厚ＴＡの分布（プロファイル）が示されている。また、図１（Ｂ）には、タービン翼２６の基端部２６Ａ（図９（Ａ）参照）側のキャンバーラインＫに沿った翼厚ＴＢの分布が示されている。なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）では、タービン翼２６のキャンバーラインＫの長さが、その全長を１．０として無次元化されている。また、図１（Ａ）、図１（Ｂ）には、後述する従来（以下「比較例」と記載する）のタービン翼１００の翼厚が破線で示されている。
【００４８】
また、図２には、本実施形態に係る流路６２の流路断面積の変化（実線）と、比較例に係る流路１０２の流路断面積の変化（破線）とがグラフで示されている。なお、グラフの縦軸は、流路の無次元流路断面積が、その最小値を１．０として無次元化されて示されており、横軸は、キャンバーラインＫの無次元長さＳが示されている。
【００４９】
図１（Ａ）に示されるように、タービン翼２６の先端部２６Ｂ側におけるキャンバーラインＫ対する正圧面６０側の肉厚（ＴＡ１）は、上流端部２６Ｃから下流端部２６Ｄにかけてほぼ同様とされている。これに対して、キャンバーラインＫ対する負圧面５８側の肉厚（ＴＡ２）は、中央部Ｈ（無次元長さＳが０．５の部分）に対して流体流れ方向の上流側のピークＧ（無次元長さＳが０．２３の部分）で最も厚くなり、ピークＧから流体流れ方向の下流側に向けて徐々に減少している。
【００５０】
そして、タービン翼２６の先端部２６Ｂ側において、キャンバーラインＫに対して負圧面５８が、正圧面６０に比して、流路６２側（図８（Ａ）参照）に張り出している。
【００５１】
図１（Ｂ）に示されるように、タービン翼２６の基端部２６Ａ側におけるキャンバーラインＫ対する正圧面６０側の肉厚（ＴＢ１）は、中央部Ｈに対して流体流れ方向の上流側のピークＥ（無次元長さＳが０．７の部分）で最も厚くなり、ピークＥから流体流れ方向の下流側に向けて徐々に減少している。同様に、キャンバーラインＫ対する負圧面５８側の肉厚（ＴＢ２）は、中央部Ｈに対して流体流れ方向の上流側のピークＦ（無次元長さＳが０．１３の部分）で最も厚くなり、ピークＦから流体流れ方向の下流側に向けて徐々に減少している。なお、正圧面６０側のピークＥは、負圧面５８側のピークＦに対して、流体流れ方向の上流側に位置している。
【００５２】
そして、タービン翼２６の基端部２６Ａ側において、キャンバーラインＫに対して負圧面５８が、正圧面６０に比して、流路６２側（図８（Ａ）参照）に張り出している。
【００５３】
このように、中央部Ｈに対して流体流れ方向の上流側の翼厚（上流端部２６Ｃ側の翼厚）が、中央部Ｈに対して流体流れ方向の下流側の翼厚（下流端部２６Ｄ側の翼厚）に比して厚くされている。さらに、キャンバーラインＫに対して負圧面５８が、正圧面６０に比して、流路６２側（図８（Ａ）参照）に張り出している。
【００５４】
また、図２の実線で示されるように、流路６２の流路断面積については、流入口６２Ａから流体流れ方向の下流へ向けて一旦増加するものの減少している。そして、流入口６２Ａの流路断面積が、他の部位の流路断面積に比して大きくされている。
【００５５】
さらに、流路６２において一旦減少した部位（図に示すＭ）の流路断面積と、流出口（図２に示すＮ）の流路断面積との比（Ｍ／Ｎ）は、比較例に係る流路１０２における一旦減少した部位（図２に示すＭ’）の流路断面積と、流出口（図２に示すＮ）の流路断面積との比（Ｍ’／Ｎ）に比して小さくされている。
【００５６】
（要部構成の作用）
次に、要部構成の作用について説明する。
【００５７】
図１２に示されるように、タービンユニット２０では、排気通路１２から流入部２４Ａを通って流体流入路５４に流入した排気ガスが、タービンロータ２２の流入口６２Ａから流路６２内に流入する（図７（Ａ）、図８（Ａ）参照）。
【００５８】
流入口６２Ａから流路６２内に流入した排気ガスが流路６２を流体流れ方向の下流側に向けて流れながら正圧面６０を押圧することでタービンロータ２２が回転する。さらに、排気ガスは、流出口６２Ｂから流体流出路５６及び流出部２４部を介して排出通路１２に排出される。
【００５９】
この際、エンジンの回転数に応じて、エンジンから排出される排気ガスの流量が変化する。具体的には、エンジンの回転数が低回転数のときには、タービンユニット２０へ供給される排気ガスの流量が減少する（少流量時）。一方、エンジンの回転数が高回転数のときには、タービンユニット２０へ供給される排気ガスの流量が増加する（大流量時）。
【００６０】
ここで、本実施形態の作用を明確にするために、比較例に係るタービン翼１００について説明し、さらに、本実施形態に係るタービン翼２６と比較例に係るタービン翼１００とを比較する。
【００６１】
比較例に係るタービン翼１００は、基端部１００Ａから先端部１００Ｂにかけて、図１（Ａ）（Ｂ）に示されるように、キャンバーラインＫを境に対称形状とされている。
【００６２】
また、タービン翼１００の先端部１００Ｂ側では、図１（Ａ）に示されるように、翼厚ＴＡが、上流端部１００Ｃから流体流れ方向の下流側へ向うに従って同様の厚さとされている。
【００６３】
さらに、タービン翼１００の基端部１００Ａ側では、図１（Ｂ）に示されるように、翼厚ＴＢが、上流端部１００Ｃから流体流れ方向の下流側へ向うに従って増加し、中央部Ｈよりも流体流れ方向の下流側の部分で最大となっている。比較例に係るタービン翼１００の基端部１００Ａ側の翼厚ＴＢは、キャンバーラインＫの無次元長さＳが０．５５付近で最大になっている。
【００６４】
これにより、基端部２６Ａ、１００Ａ側において、図８（Ａ）（Ｂ）に示されるように、本実施形態に係る流路６２における上流端部２６Ｃ側の流路幅Ｌ１が、比較例に係るタービン翼１００の翼間に形成された流路１０２における上流端部１００Ｃ側の流路幅Ｌ０（図８（Ｂ）参照）よりも狭くなっている（Ｌ１＜Ｌ０）。また、本実施形態に係る流路６２における下流端部２６Ｄ側の流路幅Ｌ３が、比較例に係る流路１０２における下流端部１００Ｄ側の流路幅Ｌ２（図８（Ｂ）参照）と同等幅とされている（Ｌ３≒Ｌ２）。
【００６５】
さらに、先端部２６Ｂ、１００Ｂ側において、図７（Ａ）（Ｂ）に示されるように、本実施形態に係る流路６２における上流端部２６Ｃ側の流路幅Ｌ５が、比較例に係る流路１０２における上流端部１００Ｃ側の流路幅Ｌ４（図７（Ｂ）参照）よりも狭くなっている（Ｌ５＜Ｌ４）。また、本実施形態に係る流路６２における下流端部２６Ｄ側の流路幅Ｌ７が、比較例に係る流路１０２における下流端部１００Ｄ側の流路幅Ｌ６（図７（Ｂ）参照）と同等幅とされている（Ｌ７≒Ｌ６）。
【００６６】
さらに、比較例に係るタービン翼１００では、図２のグラフの破線で示されるように、流路１０２の流路断面積が、流入口１０２Ａ付近から流体流れ方向の下流側へ向うに従って増加し、キャンバーラインＫの無次元長さＳが０．２５付近で最大となっている。これに対して、本実施形態では、前述したように、流入口６２Ａの流路断面積が、他の部位の流路断面積に比して大きくされている。
【００６７】
また、流路６２において一旦減少した部位（図に示すＭ）の流路断面積と、流出口（図２に示すＮ）の流路断面積との比（Ｍ／Ｎ）は、比較例に係る流路１０２における一旦減少した部位（図２に示すＭ’）の流路断面積と、流出口（図２に示すＮ）の流路断面積との比（Ｍ’／Ｎ）に比して小さくされている。
【００６８】
次に、本実施形態に係るタービン翼２６の翼面に生じる圧力、比較例に係るタービン翼１００の翼面に生じる圧力等について前述した少流量時と大流量時に分けて説明する。なお、タービン翼２６とタービン翼１００との性能比較については、流路６２、１０２を流れる排気ガスの流量を同一にして比較している。
【００６９】
（少流量時）
図３（Ｂ）のグラフの実線は、少流量時にタービン翼２６に生じるシミュレーションから得られた圧力を示し、グラフの破線は、少流量時にタービン翼１００に生じるシミュレーションから得られた圧力を示している。
【００７０】
具体的には、グラフの縦軸は、タービン翼の翼面に生じる圧力をとされ、横軸は、キャンバーラインＫの無次元長さＳが示されている。そして、グラフの実線Ｓ６０が、タービン翼２６の正圧面６０に生じる圧力を示し、グラフの実線Ｓ５８が、タービン翼２６の負圧面５８に生じる圧力を示す。これに対して、グラフの破線Ｓ１１０が、タービン翼１００の正圧面１１０に生じる圧力を示し、グラフの破線Ｓ１０８が、タービン翼１００の負圧面１０８に生じる圧力を示す。
【００７１】
図４のグラフの実線は、タービン翼２６を用いた場合のシミュレーションから得られたタービン効率が示され、グラフの破線は、タービン翼１００を用いた場合のシミュレーションから得られたタービン効率が示されている。具体的には、グラフの縦軸は、タービン効率を示し、グラフの横軸は、排気ガスの流量を示している。
【００７２】
図３（Ｂ）に示されるように、タービン翼２６の上流端部２６Ｃ側における正圧面６０側の圧力と負圧面５８側の圧力との圧力差（図中ＰＡ１）が、タービン翼１００の上流端部１００Ｃ側における正圧面１１０側の圧力と負圧面１０８側の圧力との圧力差（図中ＰＡ２）に比して大きくなっている。これに対して、タービン翼２６の下流端部２６Ｄ側における正圧面６０側の圧力と負圧面５８側の圧力との圧力差（図中ＰＢ１）が、タービン翼１００の下流端１００Ｄ側における正圧面１１０側の圧力と負圧面１０８側の圧力との圧力差（図中ＰＢ２）に比して小さくなっている。
【００７３】
前述したように、タービン翼２６における上流端部２６Ｃ側の翼厚が、タービン翼２６における下流端部２６Ｄ側の翼厚に比して厚くされている。さらに流路６２において、一旦減少した部位（図２に示すＭ）の流路断面積と、流出口（図２に示すＮ）の流路断面積との比（Ｍ／Ｎ）は、比較例に係る流路１０２における一旦減少した部位（図２に示すＭ’）の流路断面積と、流出口（図２に示すＮ）の流路断面積との比（Ｍ’／Ｎ）に比して小さくされている。そして、先端部２６Ｂ、１００Ｂ側において、本実施形態に係る流路幅Ｌ１、Ｌ５が、比較例に係る流路幅Ｌ０、Ｌ４より狭くなっている。これにより、本実施形態の流路幅比（Ｌ１／Ｌ３、Ｌ５／Ｌ７）が、比較例に係る流路幅比（Ｌ０／Ｌ２、Ｌ４／Ｌ６）より小さくなっている。さらに、比較例と相違して、本実施形態では、流入口６２Ａの流路断面積が、他の部位の流路断面積に比して大きくされている。これらにより、タービン翼２６における下流端部２６Ｄ側における圧力差（図中ＰＢ１）が、タービン翼１００における下流端１００Ｄ側における圧力差（図中ＰＢ２）に比して、小さくなっている。
【００７４】
このように、タービン翼１００の正圧面６０に生じる圧力と負圧面５８に生じる圧力との差が流出口側で小さくなる。
【００７５】
そして、正圧面６０に生じる圧力と負圧面５８に生じる圧力との差が小さくなることで、タービン翼２６の正圧面６０に沿って流れた排気ガスの流速と、負圧面５８に沿って流れた排気ガスの流速との差が小さくなり、タービン翼２６を通過して合流した際の渦の発生が抑制される。
【００７６】
ここで、図６（Ａ）には、少流量時に排気ガスがタービン翼２６を通過する際の圧力損失をシミュレーションで解析した結果が示され、図６（Ｂ）には、少流量時に排気ガスがタービン翼１００を通過する際の圧力損失をシミュレーションで解析した結果が示されている。圧力損失が大きい程、ドットが密に示されている。
【００７７】
図６（Ａ）（Ｂ）に示されるように、タービン翼２６を用いること（図６（Ａ））で、タービン翼１００を用いる（図６（Ｂ））場合と比して、ドットが密に示されている部位が少なくなる。つまり、圧力損失が小さくなる。このシミュレーションで解析した結果からもタービン翼２６を通過して合流した際の渦の発生が抑制されていることが分かる。
【００７８】
そして、タービン翼２６を通過して合流した際の渦の発生が抑制されることで、タービン翼２６を用いた際の少流量時におけるタービン効率が、タービン翼１００を用いた際の少流量時におけるタービン効率と比して向上する。
【００７９】
（大流量時）
図３（Ａ）のグラフの実線は、大流量時にタービン翼２６に生じるシミュレーションから得られた圧力を示し、グラフの破線は、大流量時にタービン翼１００に生じるシミュレーションから得られた圧力を示している。
【００８０】
大流量時においても少流量時と同様の傾向であり、タービン翼２６の上流端部２６Ｃ側における正圧面６０側の圧力と負圧面５８側の圧力との圧力差（図中ＰＣ１）が、タービン翼１００の上流端部１００Ｃ側における正圧面１１０側の圧力と負圧面１０８側の圧力との圧力差（図中ＰＣ２）に比して、大きくされている。これに対して、タービン翼２６の下流端部２６Ｄ側における正圧面６０側の圧力と負圧面５８側の圧力との圧力差（図中ＰＤ１）が、タービン翼１００の下流端１００Ｄ側における正圧面１１０側の圧力と負圧面１０８側の圧力との圧力差（図中ＰＤ２）に比して、小さくされている。
【００８１】
これにより、少流量時と同様に、タービン翼２６の正圧面６０に沿って流れた排気ガスの流速と、負圧面５８に沿って流れた排気ガスの流速との差が小さくなり、タービン翼２６を通過して合流した際の渦の発生が抑制される。
【００８２】
ここで、図５（Ａ）には、大流量時に排気ガスがタービン翼２６を通過する際の圧力損失をシミュレーションで解析した結果が示され、図５（Ｂ）には、大流量時に排気ガスがタービン翼１００を通過する際の圧力損失をシミュレーションで解析した結果が示されている。圧力損失が大きい程、ドットが密に示されている。
【００８３】
少流量時との相違は、流路６２、１０２内においても圧力損失が大きくなる部位があるが、図５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、流路６２、１０２内における圧力損失が大きくなる部位についても、タービン翼２６を用いると圧力損失が小さくなる。
【００８４】
前述したように、少流量時においても、タービン翼２６を用いた際のタービン効率が、タービン翼１００を用いた場合に比して向上している。つまり、図４のグラフからも分かるように、少流量時から大流量時までの全ての流量において、タービン翼２６を用いた際のタービン効率が、タービン翼１００を用いた際のタービン効率と比して向上している。
【００８５】
（まとめ）
以上説明したように、本実施形態では、タービン翼２６における上流端部２６Ｃ側の翼厚が、タービン翼２６における下流端部２６Ｄ側の翼厚に比して厚くされている。そして、比較例と相違して、流入口６２Ａの流路断面積が、他の部位の流路断面積に比して大きくされている。これより、タービン翼２６における流体の流れ方向の下流側での渦の発生を抑制することができる。
【００８６】
また、渦の発生が抑制されることで、タービンユニット２０のタービン効率を向上させることができる。
【００８７】
また、負圧面５８が、正圧面６０に比して、流路６２側に張り出している。これにより、排気ガスに押圧される正圧面６０を流路６２側に張り出す場合と比して、タービンユニット２０の他の特性（流量特性，出力特性等）が変化するのを抑制した上で、渦の発生を抑制し、さらに、タービン効率を向上させることができる。
【００８８】
また、タービンユニット２０のタービン効率を向上させることで、コンプレッサユニット３０からエンジンに圧縮空気を効率よく供給することができる。
【００８９】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、タービンロータ２２をラジアルタービンロータとして説明したが、斜流タービンロータ等であってもよく、回転軸４２の径方向の外側から流路６２に流入する排気ガスを回転軸４２の軸方向の一方側へ流出させながら回転するタービンロータであればよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０        ターボチャージャ
２０        タービンユニット
２２        タービンロータ
２４        タービンハウジング
２５         翼部
２６        タービン翼（翼の一例）
２６Ｃ            上流端部
２６Ｄ            下流端部
２８        ロータ軸部
３０        コンプレッサユニット
５８        負圧面
６０        正圧面
６２        流路
６２Ａ            流入口
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図５】
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【図６】
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