JP6349745B2 - 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 - Google Patents

Description

本発明は、可変容量型過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積（スロート面積）を可変とする可変ノズルユニット等に関する。

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、本願の出願人も既に可変ノズルユニットについて開発して出願し、その内容も公開されている（特許文献１及び特許文献２等参照）。そして、その従来の可変ノズルユニットの具体的な構成は、次のようになる。

可変容量型過給機におけるタービンハウジング内には、第１ノズルリングが配設されており、この第１ノズルリングには、無底（貫通）の複数の第１支持穴が円周方向（所定の円周方向）に間隔を置いて形成されている。また、第１ノズルリングに対して軸方向（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ノズルリングが第１ノズルリングと一体的に設けられており、この第２ノズルリングは、第１ノズルリングよりも可変容量型過給機のベアリングハウジングに対して離反する側（ベアリングハウジングの反対側）に位置している。更に、第２ノズルリングには、無底（貫通）の複数の第２支持穴が第１ノズルリングの複数の第１支持穴に整合するように形成されている。

第１ノズルリングの対向面と第２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（所定の円周方向）に間隔を置いて配設されており、各可変ノズルは、タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに開閉方向（正逆方向）へ回動可能である。そして、各可変ノズルの一側面（一端面）には、第１ノズル軸が一体形成されており、この第１ノズル軸は、第１ノズルリングの対応する第１支持穴に回動可能に支持されている。また、各可変ノズルの他側面（他端面）には、第２ノズル軸が一体形成されており、この第２ノズル軸は、第２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。更に、各可変ノズルの翼面（半径方向内側翼面及び半径方向外側翼面）における第１ノズル軸の基端側には、第１ノズルリングの対向面に接触可能な第１ノズル鍔（第１インナノズル鍔及び第１アウタノズル鍔）が一体形成されている。また、各可変ノズルの翼面における第２ノズル軸の基端側には、第２ノズルリングの対向面に接触可能な第２ノズル鍔（第２インナノズル鍔及び第２アウタノズル鍔）が一体形成されている。

ここで、各可変ノズルの第１ノズル鍔が第１ノズルリングの対向面に接触可能になっているため、第１ノズルリングの第１支持穴の内周面と可変ノズルの第１ノズル軸の外周面との隙間を塞いで、第１ノズルリングの第１支持穴に対する煤等の異物の進入を抑えることができる。また、各可変ノズルの第２ノズル鍔が第２ノズルリングの対向面に接触可能になっているため、第２ノズルリングの第２支持穴の内周面と可変ノズルの第２ノズル軸の外周面との隙間を塞いで、第２ノズルリングの第２支持穴に対する異物の進入を抑えることができる。更に、各可変ノズルの第１ノズル鍔及び第２ノズル鍔が第１ノズルリング及び第２ノズルリングの対向面にそれぞれ接触可能になっているため、第１ノズルリングの対向面及び第２ノズルリングの対向面による可変ノズルの支持状態を安定させて、可変ノズル（可変ノズルの軸心）の傾動を抑えることができる。

第１ノズルリングの対向面の反対側には、複数の可変ノズルを同期して回動させるためのリンク機構が配設されている。そして、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（スロート面積）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、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小さくなるようになっている。

特開２０１３−２２９３号公報 特開２０１１−２４７１８９号公報

ところで、前述のように、可変ノズルの第１ノズル鍔及び第２ノズル鍔は、第１ノズルリングの第１支持穴等に対する異物の進入等を抑えるために必要であるものの、可変ノズルの第１ノズル鍔及び第２ノズル鍔によって排気ガスの主流の流れが局所的に妨げられる。そのため、可変容量型過給機の運転状況によっては、可変ノズル間の圧力損失が増大して、可変容量型過給機のタービン効率の低下することが懸念され、可変容量型過給機のタービン効率の更なる向上が望まれる。

そこで、前述の課題を解決することができる、新規な可変ノズルユニット等を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、可変容量型過給機のタービンハウジング内に配設され、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積（スロート面積）を可変とする可変ノズルユニットにおいて、前記タービンハウジング内に配設され、複数の第１支持穴が円周方向（所定の円周方向）に間隔を置いて形成された第１ノズルリングと、前記第１ノズルリングに対して軸方向に離隔対向した位置に設けられ、複数の第２支持穴が前記第１ノズルリングの複数の前記第１支持穴に整合するように形成された第２ノズルリングと、前記第１ノズルリングの対向面と前記第２ノズルリングの対向面との間に円周方向（所定の円周方向）に間隔を置いて配設され、正逆方向（開閉方向）へ回動可能であって、一側面（一端面）に、前記第１ノズル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ノズル軸が形成され、他側面（他端面）に、前記第２ノズル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リンク機構と、を具備し、各可変ノズルの前記第１ノズル軸又は前記第２ノズル軸のうちの一方のノズル軸の外径寸法が他方のノズル軸の外径寸法よりも小さく設定され、各可変ノズルの一側面又は他側面のうち一方の側面における前記一方のノズル軸の周りを包囲する部位が前記第１ノズルリング又は前記第２ノズルリングのうちの一方のノズルリングの対向面に接触可能であって、各可変ノズルの翼面（半径方向内側翼面及び半径方向外側翼面）における他方のノズル軸の基部側に、他方のノズルリングの対向面に接触可能なノズル鍔（インナノズル鍔及びアウタノズル鍔）が形成されていることである。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「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る。また、「軸方向」とは、タービンインペラの軸方向（換言すれば、第１ノズルリング又は第２ノズルリングの軸方向）のことをいう。なお、「半径方向」とは、タービンインペラの半径方向（換言すれば、第１ノズルリング又は第２ノズルリングの半径方向）のことをいう。

本発明の態様によると、前記可変容量型過給機の運転中、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、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。これにより、前記タービンインペラ側へ供給される排気ガスのガス流路面積（スロート面積）を大きくして、前記タービンインペラ側に多量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、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逆方向（閉方向）へ同期して回動させる。これにより、前記タービンインペラ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、前記タービンインペラの仕事量を十分に確保する（前記可変ノズルユニットの通常の作用）。

各可変ノズルの前記一方の側面における前記包囲する部位が前記一方のノズルリングの対向面に接触可能になっているため、前記一方のノズルリングの支持穴（前記第１支持穴又は前記第２支持穴）の内周面と前記可変ノズルの前記一方のノズル軸の外周面との隙間を塞いで、前記一方のノズルリングの支持穴に対する煤等の異物の進入を抑えることができる。また、各可変ノズルの前記ノズル鍔が前記他方のノズルリングの対向面に接触可能になっているため、前記他方のノズルリングの支持穴（前記第２支持穴又は前記第１支持穴）の内周面と前記可変ノズルの前記他方のノズル軸の外周面との隙間を塞いで、前記他方のノズルリングの支持穴に対する異物の進入を抑えることができる。更に、各可変ノズルの前記一方の側面における前記包囲する部位が前記一方のノズルリングの対向面に接触可能、或いは各可変ノズルの前記ノズル鍔が前記他方のノズルリングの対向面に接触可能になっているため、前記第１ノズルリングの対向面或いは前記第２ノズルリングの対向面による前記可変ノズルの支持状態を安定させて、前記可変ノズル（前記可変ノズルの軸心）の傾動を抑えることができる。つまり、排気ガスの主流の流れを妨げるノズル鍔を各可変ノズルの前記一方のノズル軸の基端側から省略しても、前記第１ノズルリングの前記第１支持穴等に対する異物の進入又は前記可変ノズルの傾動を抑えることができる（前記可変ノズルユニットの特有の作用）。

本発明の第２の態様は、エンジンからの排気ガスの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の態様からなる可変ノズルユニットを具備したことである。

第２の態様によると、第１の態様による作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、排気ガスの主流の流れを妨げるノズル鍔を各可変ノズルの前記一方のノズル軸の基端側から省略しても、前記第１ノズルリングの前記第１支持穴等に対する異物の進入又は前記可変ノズルの傾動を抑えることができるため、前記可変容量型過給機の運転中における前記可変ノズル間の圧力損失を低減して、前記可変容量型過給機のタービン効率の更なる向上を図ることができる。

図１は、図２における矢視部Iの拡大図である。 図２は、図７における矢視部IIの拡大図である。 図３は、図２におけるIII-III線に沿った拡大断面図であって、複数の可変ノズルが開いた状態を示している。 図４は、図２におけるIV-IV線に沿った拡大断面図であって、複数の可変ノズルが開いた状態を示している。 図５（ａ）は、図３における矢視部VAの拡大図、図５（ｂ）は、図４における矢視部VBの拡大図である。 図６（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態に係る可変ノズルユニットにおける可変ノズルの斜視図であって、図６（ａ）は、可変ノズルの半径方向内側翼面側から見た状態、図６（ｂ）は、可変ノズルを半径方向外側翼面側から見た状態を示している。 図７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。

本発明の実施形態について図１から図７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、「Ｄ１」は、軸方向、「Ｄ２」は、半径方向、「Ｄ３」は、タービンインペラの回転方向である。

図７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。

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、ラジアルベアリング５及び一対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。

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は、内側に、シュラウド１１ｓを有している。そして、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）Ｃ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１５を備えており、このコンプレッサディスク１５のハブ面１５ｈは、左側に向かって半径方向外側（コンプレッサインペラ１３の半径方向外側）へ延びている。更に、コンプレッサディスク１５のハブ面１５ｈには、複数のコンプレッサブレード１７が周方向に間隔を置いて一体的に設けられており、各コンプレッサブレード１７の先端縁（外縁）１７ｔは、コンプレッサハウジング１１のシュラウド１１ｓに沿うように延びている。なお、複数のコンプレッサブレード１７の他に、コンプレッサブレード１７よりも軸長の短い複数の別のコンプレッサブレード（図示省略）を用い、コンプレッサディスク１５のハブ面１５ｈにコンプレッサブレード１７と別のコンプレッサブレードが周方向に交互に一体的に設けられるようにしても構わない。

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（空気の主流の流れ方向から見て上流側）には、空気を取入れるための空気取入口１９が形成されており、この空気取入口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（空気の流れ方向の下流側）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が形成されている。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（圧縮空気）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、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。

図２及び図７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、内側に、シュラウド２７ｓを有している。そして、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２９が軸心（タービンインペラ２９の軸心、換言すれば、ロータ軸９の軸心）Ｃ周りに回転可能に設けられている。また、このタービンインペラ２９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３１を備えており、このタービンディスク３１のハブ面３１ｈは、右側（タービンインペラ２９の軸方向一方側）に向かって半径方向外側（タービンインペラ２９の半径方向外側）へ延びている。更に、タービンディスク３１のハブ面３１ｈには、複数のタービンブレード３３が周方向に間隔を置いて一体的に設けられており、各タービンブレード３３の先端縁（外縁）３３ｔは、タービンハウジング２７のシュラウド２７ｓに沿うように延びている。

タービンハウジング２７の適宜位置には、排気ガスを取入れるためのガス取入口３５が形成されており、このガス取入口３５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の内部におけるタービンインペラ２９の入口側（排気ガスの主流の流れ方向から見て上流側）には、渦巻き状のタービンスクロール流路３７が形成されており、このタービンスクロール流路３７は、ガス取入口３５に連通してある。更に、タービンハウジング２７におけるタービンインペラ２９の出口側（排気ガスの主流の流れ方向から見て下流側）には、排気ガスを排出するためのガス排出口３９が形成されており、このガス排出口３９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。

可変容量型過給機１は、タービンインペラ２９側へ供給される排気ガスの流路面積（スロート面積）を可変する可変ノズルユニット４１を装備しており、この可変ノズルユニット４１は、タービンハウジング２７内におけるタービンスクロール流路３７とタービンインペラ２９との間に配設されている。

続いて、可変ノズルユニット４１の具体的な構成について説明する。

図１及び図２に示すように、タービンハウジング２７内におけるタービンスクロール流路３７とタービンインペラ２９との間には、第１ノズルリング４３がカップ状のサポートリング４５を介してタービンインペラ２９と同心状に配設されている。また、第１ノズルリング４３には、無底の複数（１つのみ図示）の第１支持穴４７が円周方向（所定の円周方向）に等間隔に形成されており、第１ノズルリング４３の内周面には、環状の第１段差部４９が半径方向外側へ窪んで形成されている。なお、サポートリング４５の外周縁部は、ベアリングハウジング３の左側部とタービンハウジング２７の右側部によって挟持されている。複数の第１支持穴４７は円周方向に等間隔に並んでいるが、不等間隔に並んでいても構わない。

第１ノズルリング４３に対して軸方向（タービンインペラ２９の軸方向、換言すれば、左右方向）に離隔対向した位置には、第２ノズルリング５１が複数（１つのみ図示）の連結ピン５３を介して第１ノズルリング４３と一体的かつ同心状に設けられている。また、第２ノズルリング５１は、タービンハウジング２７内におけるタービンスクロール流路３７とタービンインペラ２９の間に右方向（軸方向一方側）へ突出して形成した環状の凸部５５を囲んでおり、換言すれば、タービンハウジング２７の環状の凸部５５の半径方向外側に位置している。更に、第２ノズルリング５１は、第１ノズルリング４３よりもベアリングハウジング３に対して離反する側（左側）に位置しており、環状の凸部５５を間にして複数のタービンブレード３３の先端縁３３ｔの一部分を囲むようになっている。そして、第２ノズルリング５１には、有底の複数（１つのみ図示）の第２支持穴５７が第１ノズルリング４３の複数の第１支持穴４７に整合するように形成されており、第２ノズルリング５１の内周面には、環状の第２段差部５９が半径方向外側へ窪んで形成されている。ここで、複数の連結ピン５３は、第１ノズルリング４３の対向面と第２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。なお、第２ノズルリング５１が複数のタービンブレード３３の先端縁３３ｔの一部分を囲む代わりに、前述の特許文献１及び特許文献２に示すように、複数のタービンブレード３３の先端縁３３ｔの全域を囲む円筒部を有するようにしても構わない。

図１から図５（ａ）（ｂ）に示すように、第１ノズルリング４３の対向面（左側面）と第２ノズルリング５１の対向面（右側面）との間には、複数の可変ノズル６１が円周方向（所定の円周方向）に等間隔に配設されており、各可変ノズル６１は、タービンインペラ２９の軸心Ｃに平行な軸心周りに開閉方向（正逆方向）へ回動可能である。そして、各可変ノズル６１の一側面（右側面）には、第１ノズル軸６３が一体形成されており、各第１ノズル軸６３は、第１ノズルリング４３の対応する第１支持穴４７に回動可能に支持されている。また、各可変ノズル６１の他側面（左側面）には、第２ノズル軸６５が第１ノズル軸６３と同心状に一体形成されており、各第２ノズル軸６５は、第２ノズルリング５１の対応する第２支持穴５７に回動可能に支持されている。なお、複数の可変ノズル６１が円周方向に等間隔に並んでいるが、不等間隔に並んでいても構わない。各第１ノズル軸６３及び各第２ノズル軸６５の軸心が可変ノズル６１の半径方向内側翼面（内側翼面）６１ｉ又は半径方向外側翼面（外側翼面）６１ｏのいずれかに片寄っても構わない。

図１及び図２に示すように、第１ノズルリング４３の対向面の反対面側に形成した環状のリンク室６７内には、複数の可変ノズル６１を開閉方向へ同期して回動させるためのリンク機構６９が配設されており、このリンク機構６９は、複数の可変ノズル６１の第１ノズル軸６３に連動連結してある。また、リンク機構６９は、例えば特開２００９−２４３３００号公報及び特開２００９−２４３４３１号公報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６１を開閉方向へ回動させる回動モータ又は回動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７１を介して接続されている。なお、リンク機構６９が第１ノズルリング４３の対向面の反対面側（リンク室６７内）に配設される代わりに、第２ノズルリング５１の対向面の反対面側に配設されるようにしても構わない。

続いて、可変ノズルユニット４１の特徴部分について説明する。

図１、図５（ａ）（ｂ）、及び図６（ａ）（ｂ）に示すように、第１ノズルリング４３の対向面の反対面（右側面）側は、サポートリング４５に形成した通孔（図示省略）を介してタービンスクロール流路３７に連通してある。そして、各可変ノズル６１の第２ノズル軸６５の外径寸法は、第１ノズル軸６３の外径寸法よりも小さく設定されており、各可変ノズル６１の他側面（左側面）における第２ノズル軸６５の周りを包囲する部位６１ｅは、第２ノズルリング５１の対向面に接触可能になっている。更に、各可変ノズル６１の半径方向内側翼面（一方の翼面）６１ｉにおける第１ノズル軸６３の基部側には、第１ノズルリング４３の対向面に接触可能なインナノズル鍔（ノズル鍔の１つ）７３が一体形成されている。また、各可変ノズル６１の半径方向外側翼面（他方の翼面）６１ｏにおける第１ノズル軸６３の基部側には、第１ノズルリング４３の対向面に接触可能なアウタノズル鍔（ノズル鍔の１つ）７５が一体形成されている。なお、各可変ノズル６１の他側面における前記包囲する部位６１ｅは、第２ノズル軸６５の全周を包囲してあるが、例えば、第２ノズル軸６５の外径寸法が可変ノズル６１の厚み寸法（翼厚寸法）よりも大きい場合にあっては、第２ノズル軸６５の周方向の一部分を包囲していなくても構わない。

続いて、可変ノズルユニット４１の周辺の構成について説明する。

図１に示すように、ベアリングハウジング３におけるタービンディスク３１の背面３１ｂに対向する側面の中央部には、タービンインペラ２９側からの熱を遮蔽する環状の遮熱板７７が複数（１つのみ図示）の皿ボルト（取付ボルトの一例）７９による締結によって一体的に設けられている。また、遮熱板７７は、タービンインペラ２９と同心状に配置されており、遮熱板７７の外周面は、第１ノズルリング４３の内周面に嵌合してある。そして、遮熱板７７の内周縁部には、環状の嵌合鍔８１が右方向へ突出して形成されており、この遮熱板７７の嵌合鍔８１は、ベアリングハウジング３におけるタービンディスク３１の背面３１ｂに対向する側面の中央部にタービンインペラ２９と同心状に形成した嵌合周溝８３に嵌合してある。更に、遮熱板７７の外周面には、嵌入周溝８５が形成されている。

第１ノズルリング４３の第１段差部４９の底面４９ｕには、第１ノズルリング４３の対向面の反対面側からタービンインペラ２９の入口側への排気ガスの漏れを抑えるための複数の第１シールリング８７が自己の弾性力（第１シールリング８７の弾性力）によって圧接して設けられている。また、各第１シールリング８７の内周縁部は、遮熱板７７の嵌入周溝８５に嵌入してある。

なお、遮熱板７７がベアリングハウジング３に一体的に設けられる代わりに、例えば特開２０１３ー１９４５４６号公報等に示すように、ベアリングハウジング３の突出部（図示省略）の外周面に嵌合して設けられるようにしても構わない。この場合には、複数の第１シールリング８７を省略して、ベアリングハウジング３の突出部の適宜位置に、遮熱板７７を第１ノズルリング４３の内周縁部に圧接させる方向へ付勢する波ワッシャ等の付勢部材（図示省略）が設けられることになる。

タービンハウジング２７の凸部５５の外周面には、嵌入周溝８９が形成されている。そして、第２ノズルリング５１の第２段差部５９の底面５９ｕには、第２ノズルリング５１の対向面の反対面側からタービンインペラ２９の入口側への排気ガスの漏れを抑えるための複数の第２シールリング９１が自己の弾性力（第２シールリング９１の弾性力）によって圧接して設けられている。また、各第２シールリング９１の内周縁部は、タービンハウジング２７の凸部５５の嵌入周溝８９に嵌入してある。

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。

ガス取入口３５から取入れた排気ガスをタービンスクロール流路３７を経由してタービンインペラ２９の入口側から出口側へ流通させることにより、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２９と一体的に回転させることができる。これにより、空気取入口１９から取入れた空気を圧縮して、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。

可変容量型過給機１の運転中に、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の駆動によりリンク機構６９を作動させつつ、複数の可変ノズル６１を正方向（開方向）へ同期して回動させる。これにより、タービンインペラ２９側に供給される排気ガスの流路面積（スロート面積）を大きくして、タービンインペラ２９側に多量の排気ガスを供給することができる。

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の駆動によりリンク機構６９を作動させつつ、複数の可変ノズル６１を逆方向（閉方向）へ同期して回動させる。これにより、タービンインペラ２９側に供給される排気ガスの流路面積を小さくして、排気ガスの流速を高くして、タービンインペラ２９の仕事量を十分に確保することができる（可変容量型過給機１の通常の作用）。

各可変ノズル６１の他側面における前記包囲する部位６１ｅが第２ノズルリング５１の対向面に接触可能になっているため、第２ノズルリング５１の第２支持穴５７の内周面と可変ノズル６１の第２ノズル軸６５の外周面との隙間を塞いで、第２ノズルリング５１の第２支持穴５７に対する煤等の異物の進入を抑えることができる。また、各可変ノズル６１のインナノズル鍔７３及びアウタノズル鍔７５が第１ノズルリング４３の対向面に接触可能になっているため、第１ノズルリング４３の第１支持穴４７の内周面と可変ノズル６１の第１ノズル軸６３の外周面との隙間を塞いで、第１ノズルリング４３の第１支持穴４７に対する異物の進入を抑えることができる。更に、各可変ノズル６１の他側面における前記包囲する部位６１ｅが第２ノズルリング５１の対向面に接触可能で、かつ各可変ノズル６１のインナノズル鍔７３及びアウタノズル鍔７５が第１ノズルリング４３の対向面に接触可能になっているため、第１ノズルリング４３の対向面及び第２ノズルリング５１の対向面による可変ノズル６１の支持状態を安定させて、可変ノズル６１（可変ノズル６１の軸心）の傾動を抑えることができる。つまり、排気ガスの主流の流れを妨げるノズル鍔（インナノズル鍔及びアウタノズル鍔）を各可変ノズル６１の第２ノズル軸６５の基端側から省略しても、第１ノズルリング４３の第１支持穴４７等に対する異物の進入及び可変ノズル６１の傾動を抑えることができる。

第１ノズルリング４３の各第１支持穴４７が無底（貫通穴）であって、第１ノズルリング４３の対向面の反対面側がタービンスクロール流路３７に連通し、第２ノズルリング５１の各第２支持穴５７が有底であるため、可変容量型過給機１の運転中、各可変ノズル６１における第１ノズル軸６３の端面に働く圧力を第２ノズル軸６５の端面に働く圧力よりも十分に大きくすることができる。これにより、可変容量型過給機１の運転中に、各可変ノズル６１をその圧力差によって第２ノズルリング５１の対向面側に寄せて、可変ノズル６１の左側面と第２ノズルリング５１の対向面との間の隙間からの漏れ流れを低減することができる。

以上の如き、本発明の実施形態によれば、排気ガスの主流の流れを妨げるノズル鍔を各可変ノズル６１の第２ノズル軸６５の基端側から省略しても、第１ノズルリング４３の第１支持穴４７等に対する異物の進入及び可変ノズル６１の傾動を抑えることができるため、第２ノズルリング５１の対向面側の排気ガスの流れを安定させつつ、可変容量型過給機１の運転中における可変ノズル６１間の圧力損失を低減して、可変容量型過給機１のタービン効率の更なる向上を図ることができる。

特に、可変容量型過給機１の運転中に、可変ノズル６１の左側面と第２ノズルリング５１の対向面との間の隙間からの漏れ流れを低減できるため、タービンインペラ２９内におけるタービンハウジング２７のシュラウド２７ｓ側の排気ガスの流れを安定させて、可変容量型過給機１のタービン効率の更なる向上をより図ることができる。

なお、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、各可変ノズル６１の第２ノズル軸６５の外径寸法が第１ノズル軸６３の外径寸法よりも小さく設定される代わりに、各可変ノズル６１の第１ノズル軸６３の外径寸法が第２ノズル軸６５の外径寸法よりも小さく設定されるようにしても構わない。この場合には、各可変ノズル６１の一側面（右側面）における第１ノズル軸６３の周りを包囲する部位が第１ノズルリング４３の対向面に接触可能になっている。また、各可変ノズル６１の半径方向内側翼面６１ｉ及び半径方向外側翼面６１ｏにおける第２ノズル軸６５の基部側に第２ノズルリング５１の対向面に接触可能な別のノズル鍔（図示省略）がそれぞれ形成されることになる。更に、可変ノズル６１は、ノズル形状（翼形状）が軸方向に沿って一定になっている所謂二次元ノズルであるが、可変ノズル６１に代えて、ノズル形状が軸方向に沿って一定になっていない所謂三次元ノズル（例えば特開２０１２−２４６８０７号公報等参照）等を用いても構わない。

そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものでなく、可変ノズル６１等の二次元ノズル及び三次元ノズル等を備えた種々の可変容量型過給機に及ぶものである。

１：可変容量型過給機、３：ベアリングハウジング、９：ロータ軸、１１：コンプレッサハウジング、１３：コンプレッサインペラ、２７：タービンハウジング、２７ｓ：シュラウド、２９：タービンインペラ、３１：タービンディスク、３１ｂ：背面、３３：タービンブレード、３５：ガス取入口、３７：タービンスクロール流路、３９：ガス排出口、４１：可変ノズルユニット、４３：第１ノズルリング、４５：サポートリング、４７：第１支持穴、５１：第２ノズルリング、５３：連結ピン、５５：凸部、５７：第２支持穴、６１：可変ノズル、６１ｅ：第１ノズル軸の周りを包囲する部位、６１ｉ：半径方向内側翼面、６１ｏ：半径方向外側翼面、６３：第１ノズル軸、６５：第２ノズル軸、６７：リンク室、６９：リンク機構、７３：インナノズル鍔、７５：アウタノズル鍔

Claims (4)

1. 可変容量型過給機のタービンハウジング内に配設され、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積を可変とする可変ノズルユニットにおいて、
   前記タービンハウジング内に配設され、複数の第１支持穴が円周方向に間隔を置いて形成された第１ノズルリングと、
   前記第１ノズルリングに対して軸方向に離隔対向した位置に設けられ、複数の第２支持穴が前記第１ノズルリングの複数の前記第１支持穴に整合するように形成された第２ノズルリングと、
   前記第１ノズルリングの対向面と前記第２ノズルリングの対向面との間に円周方向に間隔を置いて配設され、正逆方向へ回動可能であって、一側面に、前記第１ノズル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ノズル軸が形成され、他側面に、前記第２ノズル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リンク機構と、を具備し、
   各可変ノズルの前記第１ノズル軸又は前記第２ノズル軸のうちの一方のノズル軸の外径寸法が他方のノズル軸の外径寸法よりも小さく設定され、各可変ノズルの一側面又は他側面のうち一方の側面における前記一方のノズル軸の周りを包囲する部位が前記第１ノズルリング又は前記第２ノズルリングのうちの一方のノズルリングの対向面に接触可能であって、各可変ノズルの翼面における他方のノズル軸の基部側に、他方のノズルリングの対向面に接触可能なノズル鍔が形成されている、可変ノズルユニット。
2. 前記第２ノズルリングが前記第１ノズルリングよりも前記可変容量型過給機のベアリングハウジングに対して離反する側に位置しており、前記一方のノズル軸が前記第２ノズル軸であって、前記他方のノズル軸が前記第１ノズル軸であって、前記一方のノズルリングが前記第２ノズルリングであって、前記他方のノズルリングが前記第１ノズルリングである、請求項１に記載の可変ノズルユニット。
3. 前記第１ノズルリングの対向面の反対面側がタービンスクロール流路に連通し、前記第１ノズルリングの各第１支持穴が無底であって、前記第２ノズルリングの各第２支持穴が有底である、請求項１又は請求項２に記載の可変ノズルユニット。
4. エンジンからの排気ガスの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１項に記載の可変ノズルユニットを具備した、可変容量型過給機。

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