CN116981838A - 涡轮以及增压器 - Google Patents

Abstract

涡轮具备：涡轮叶轮；涡轮壳体，其包括供从进气口接受的气体流动的流路；可变容量机构，其配置于涡轮壳体的内部并且接受气体向涡轮叶轮引导，该可变容量机构具有圆板状的喷嘴环和喷嘴翼单元，所述喷嘴翼单元包括：配置于喷嘴环的主面侧的喷嘴叶片、从喷嘴叶片延伸并且贯通喷嘴环的喷嘴轴、以及配置于喷嘴环的背面侧并且连结于喷嘴轴的前端的喷嘴连接板；以及蝶形弹簧，其在接触到喷嘴翼单元的状态下沿喷嘴轴线的方向施加力。喷嘴叶片借助力而与面对喷嘴叶片的部位抵接。

Description

涡轮以及增压器

技术领域

本公开涉及涡轮以及增压器。

背景技术

专利文献1公开具备可变容量机构的增压器。可变容量机构对从涡旋流路向涡轮供给的排出气体的流速进行控制。可变容量机构通过调整喷嘴叶片的角度，使供排出气体流动的流路的截面积变化，由此调整排出气体的流速。

专利文献1：日本特开2006-207534号公报

具备可变容量机构的涡轮被期望可靠性的提高，以便能够在各种使用环境下发挥所希望的性能。若对可变容量机构施加不规则的外力，则成为可靠性降低的因素。例如，可变容量机构配置在将从发动机排出的排出气体向涡轮叶轮引导的路径上。排出气体的状态根据发动机的动作状态而进行各种变化。构成可变容量机构的部件受到排出气体的状态变化的影响。另外，构成可变容量机构的部件受到涡轮承受的振动或者冲击的影响。

发明内容

本公开对能够提高可靠性的涡轮以及具备该涡轮的增压器进行说明。

本公开的一个方式的涡轮具备：涡轮叶轮；壳体，其包括供从进气口接受的气体流动的流路；可变容量机构，其配置于壳体的内部并且从流路接受气体向涡轮叶轮引导，该可变容量机构具有圆板状的喷嘴环和喷嘴翼单元，所述喷嘴环具有朝向涡轮叶轮的主面和背面，所述喷嘴翼单元包括：配置于喷嘴环的主面侧的喷嘴叶片、从喷嘴叶片延伸并且贯通喷嘴环的喷嘴轴、以及配置于喷嘴环的背面侧并且连结于喷嘴轴的前端的喷嘴连接板；以及施力部件，其在接触到喷嘴翼单元的状态下沿喷嘴轴的轴向施加作用力。喷嘴叶片借助作用力而与面对喷嘴叶片的部位抵接。

根据本公开的涡轮以及增压器，能够提高可靠性。

附图说明

图1是具备第一实施方式的涡轮的增压器的剖视图。

图2是将图1所示的可变容量机构以及施力部件分解示出的立体图。

图3是将第一实施方式的涡轮的可变容量机构和施力部件的主要部分放大后的剖视图。

图4是第一实施方式的涡轮的可变容量机构和施力部件的俯视图。

图5是将第二实施方式的涡轮的可变容量机构和施力部件的主要部分放大后的剖视图。

图6是第二实施方式的涡轮的可变容量机构和施力部件的俯视图。

图7是将第三实施方式的涡轮的可变容量机构和施力部件的主要部分放大后的剖视图。

图8是第三实施方式的涡轮的可变容量机构和施力部件的俯视图。

图9是将第四实施方式的涡轮的可变容量机构和施力部件的主要部分放大后的剖视图。

图10是第四实施方式的涡轮的可变容量机构和施力部件的俯视图。

图11是将第一变形例的涡轮的可变容量机构和施力部件的主要部分放大后的剖视图。

图12是将第二变形例的涡轮的可变容量机构和施力部件的主要部分放大后的剖视图。

图13是具备第三变形例的涡轮的增压器的剖视图。

图14是将第四变形例的涡轮的可变容量机构和施力部件的主要部分放大后的剖视图。

具体实施方式

本公开的一个方式的涡轮具备：涡轮叶轮；壳体，其包括供从进气口接受的气体流动的流路；可变容量机构，其配置于壳体的内部并且从流路接受气体向涡轮叶轮引导，该可变容量机构具有圆板状的喷嘴环和喷嘴翼单元，所述喷嘴环具有朝向涡轮叶轮的主面和背面，所述喷嘴翼单元包括：配置于喷嘴环的主面侧的喷嘴叶片、从喷嘴叶片延伸并且贯通喷嘴环的喷嘴轴、以及配置于喷嘴环的背面侧并且连结于喷嘴轴的前端的喷嘴连接板；以及施力部件，其在接触到喷嘴翼单元的状态下沿喷嘴轴的轴向施加作用力。喷嘴叶片借助作用力而与面对喷嘴叶片的部位抵接。

涡轮具备对喷嘴翼单元给予朝向喷嘴轴的轴向的作用力的施力部件。被给予了作用力的喷嘴翼单元与面对喷嘴叶片的部位抵接。喷嘴翼单元相对于喷嘴环的相对的运动能够是仅绕喷嘴轴的旋转。能够抑制除此之外的不希望的振摆回转等之类的喷嘴翼单元的运动。因此，即使喷嘴叶片受到不规则的外力，喷嘴翼单元也不产生相对于喷嘴环的相对的不规则运动。由于将构成可变容量机构的部件组的状态保持为良好，因此能够维持可变容量机构能够发挥所希望的性能的状态。因此，能够提高具备可变容量机构的涡轮的可靠性。

可变容量机构也可以还具有与喷嘴环协作来夹持喷嘴叶片的圆板部件。面对喷嘴叶片的部位也可以是圆板部件。圆板部件能够精密地设定从圆板部件到喷嘴环的距离。圆板部件也能够高精度地设定形成于喷嘴叶片与圆板部件之间的间隙。圆板部件也能够不阻碍喷嘴叶片绕喷嘴轴的旋转运动，而设定能够抑制喷嘴叶片发生不规则运动的作用力。

壳体也可以包括流路面，该流路面面对与设置有喷嘴轴的喷嘴叶片的端面相反侧的端面。面对喷嘴叶片的部位也可以是壳体的流路面。根据这样的结构，不需要用于供喷嘴叶片接触的另外的部件。因此，能够使涡轮成为简易的结构。

从喷嘴环到喷嘴连接板的沿着轴向的距离也可以大于从喷嘴叶片到面对喷嘴叶片的部位的沿着轴向的距离。能够使喷嘴叶片与面对喷嘴叶片的部位可靠地接触。

喷嘴连接板也可以包括：从轴向观察时与喷嘴叶片重叠的第一区域、和与喷嘴叶片不重叠的第二区域。施力部件与喷嘴连接板接触的部位也可以位于第一区域。根据这样的结构，能够将施力部件的作用力施加于接近喷嘴轴的区域。从喷嘴连接板与喷嘴轴的连结部分到作用力所作用的喷嘴连接板上的位置的距离变短。欲使喷嘴翼单元相对于喷嘴轴的旋转轴线倾斜的力矩变小。喷嘴轴与喷嘴环的贯通孔的内周面的摩擦力变小，因此能够良好地维持用于控制流路截面积的喷嘴叶片的动作。

喷嘴连接板也可以包括：从轴向观察时与喷嘴叶片重叠的第一区域、和与喷嘴叶片不重叠的第二区域。施力部件与喷嘴连接板接触的部位也可以位于第二区域。根据这样的结构，能够将作用力施加于远离喷嘴轴的区域。从喷嘴轴与喷嘴连接板连结的位置至作用力所作用的喷嘴连接板上的位置的距离增大。欲使喷嘴翼单元相对于喷嘴轴的旋转轴线倾斜的力矩变大。喷嘴轴与喷嘴环的贯通孔的内周面接触由此产生的摩擦力增大。因此，能够进一步抑制不希望的振摆回转等的动作。

本公开的其他方式的涡轮具备：涡轮叶轮；壳体，其包括供从进气口接受的气体流动的流路；可变容量机构，其配置于壳体的内部并且从流路接受气体向涡轮叶轮引导，该可变容量机构具有圆板状的喷嘴环和喷嘴翼单元，所述喷嘴环具有朝向涡轮叶轮的主面和背面，所述喷嘴翼单元包括配置于喷嘴环的主面侧的喷嘴叶片、从喷嘴叶片延伸并且贯通喷嘴环的喷嘴轴、以及配置于喷嘴环的背面侧并且连结于喷嘴轴的前端的喷嘴连接板；以及施力部件，其在接触到喷嘴翼单元的状态下沿喷嘴轴的径向施加作用力。喷嘴轴与喷嘴环的贯通孔的内周面抵接。

喷嘴轴与喷嘴环的贯通孔的内周面抵接。其结果，喷嘴翼单元相对于喷嘴环的相对的运动能够是仅绕喷嘴轴的旋转。即，能够抑制除此之外的不希望的振摆回转之类的喷嘴翼单元的运动。因此，即使喷嘴叶片受到不规则的力，喷嘴翼单元也不产生不规则运动。能够将构成可变容量机构的部件组的状态保持为良好，因此能够维持可变容量机构能够发挥所希望的性能的状态。因此，能够提高具备可变容量机构的涡轮的可靠性。

本发明的其他方式是具备上述涡轮的增压器。增压器具备上述涡轮，因此能够提高可靠性。

以下，一边参照附图、一边对具备本公开的涡轮的增压器进行详细地说明。在附图的说明中，对相同的要素标注相同的附图标记并省略重叠的说明。

＜第一实施方式＞

如图1所示，增压器1是可变容量型。增压器1例如适用于船舶或者车辆的内燃机。增压器1具有涡轮10和压缩机20。涡轮10具有涡轮壳体11、涡轮叶轮12、可变容量机构30以及轴承壳体3。压缩机20具有压缩机壳体21和压缩机叶轮22。

涡轮叶轮12设置于轴2的第一端部。压缩机叶轮22设置于轴2的第二端部。在涡轮壳体11与压缩机壳体21之间设置有轴承壳体3。在轴承壳体3配置有轴承4。轴2经由轴承4能够旋转地支承于轴承壳体3。

涡轮壳体11具有进气口11R、涡旋流路13以及流出口14。进气口11R在涡轮壳体11接受从内燃机排出的排出气体。涡旋流路13在涡轮叶轮12的周围沿以旋转轴线AX为中心的周向延伸。涡旋流路13将从进气口11R接受到的气体向涡轮叶轮12引导。经由可变容量机构30被涡轮叶轮12引导的排出气体使涡轮叶轮12旋转。在使涡轮叶轮12旋转后，排出气体通过流出口14向涡轮壳体11的外部流出。

更详细而言，涡轮10具有连接流路S。连接流路S从涡旋流路13向涡轮叶轮12引导排出气体。连接流路S包括多个喷嘴。多个喷嘴由多个喷嘴叶片34形成。更详细而言，一个喷嘴是被一对喷嘴叶片34、后述的CC板31以及喷嘴环32包围的空间。多个喷嘴叶片34在以旋转轴线AX为中心的基准圆上以等间隔配置。喷嘴叶片34绕与旋转轴线AX平行的喷嘴轴线NX旋转。多个喷嘴叶片34旋转，由此能够调整喷嘴的截面积。作为调整喷嘴的截面积的机构，涡轮10具有可变容量机构30。

压缩机壳体21具有涡旋流路23、吸入口24以及排出口21R。压缩机叶轮22伴随着涡轮叶轮12的旋转而经由轴2进行旋转。旋转的压缩机叶轮22通过吸入口24吸入外部的空气。被吸入的空气通过压缩机叶轮22以及涡旋流路23由此被压缩。空气作为压缩空气从排出口21R被排出。压缩空气被供给至内燃机。

可变容量机构30具有间隙控制板(Clearance Control Plate)和喷嘴环32。以下，将间隙控制板称为“CC板31”。CC板31具有圆板形状。喷嘴环32具有圆板形状。CC板31的中心轴线与喷嘴环32的中心轴线重叠。CC板31的中心轴线与旋转轴线AX重叠。喷嘴环32的中心轴线与旋转轴线AX重叠。CC板31在旋转轴线AX的方向上位于涡轮壳体11侧。喷嘴环32在旋转轴线AX的方向上位于轴承壳体3侧。CC板31与喷嘴环32的间隔是连接流路S。在CC板31与喷嘴环32之间配置有多个喷嘴叶片34。

如图2所示，可变容量机构30具有：CC板31、喷嘴环32、间隙控制销(ClearanceControl Pin)以及驱动环35。以下，将间隙控制销称为“CC销33”。此外，可变容量机构30具有喷嘴翼单元300。

CC板31具有板主面31a、板背面31b以及板孔31h。板主面31a面对涡轮壳体11的内表面(参照图1)。板背面31b面对喷嘴环32。板孔31h是从板主面31a至板背面31b的贯通孔。在CC板31设置有板销孔31p。板销孔31p包括至少形成于板背面31b的开口。CC销33从形成于板背面31b的开口插入板销孔31p。

喷嘴环32具有喷嘴环主体32d和喷嘴环凸缘32f。喷嘴环主体32d是圆筒状的部分。喷嘴环主体32d具有多个喷嘴轴孔32s。喷嘴轴孔32s是贯通孔。多个喷嘴轴孔32s的周向上的间隔相互相等。喷嘴环凸缘32f从喷嘴环主体32d的外周侧面沿径向突出。喷嘴环凸缘32f具有凸缘销孔32p。凸缘销孔32p的中心轴线与板销孔31p的中心轴线重叠。

喷嘴环32包括喷嘴环主面32a、喷嘴环背面32b以及环孔32h。喷嘴环主面32a与CC板31面对。喷嘴环主面32a朝向涡轮叶轮12的方向。喷嘴环背面32b包括主体背面32b1和凸缘背面32b2。主体背面32b1是喷嘴环主体32d的端面。主体背面32b1朝向轴承壳体3。在主体背面32b1形成有喷嘴轴孔32s的开口。在主体背面32b1上配置有喷嘴连接板36的一部分。因此，主体背面32b1的一部分面对喷嘴连接板36。凸缘背面32b2是喷嘴环凸缘32f的端面。凸缘背面32b2也朝向轴承壳体3。在凸缘背面32b2上配置有后述的驱动环35。因此，凸缘背面32b2面对驱动环35。

CC销33将CC板31连结于喷嘴环32。CC销33插入板销孔31p。CC销33也插入凸缘销孔32p。CC销33规定CC板31与喷嘴环32之间的间隙。

驱动环35配置在喷嘴环凸缘32f上。更详细而言，驱动环35配置在凸缘背面32b2上。驱动环35是以旋转轴线AX为中心的环状的部件。驱动环35具有驱动环孔35h。驱动环35在周向上包围配置于驱动环孔35h的喷嘴环主体32d。驱动环35相对于喷嘴环32为同轴。驱动环35能够以旋转轴线AX为中心相对于喷嘴环32进行旋转。

驱动环35具有驱动环主面35a和驱动环背面35b。驱动环主面35a面对喷嘴环32。更详细而言，驱动环主面35a面对喷嘴环32的凸缘背面32b2。在驱动环背面35b上配置有多个喷嘴连接板36。驱动环背面35b的一部分面对喷嘴连接板36。另外，在驱动环背面35b上也配置有一个驱动连接板38。

驱动环35包括接头35J。在接头35J嵌入有喷嘴连接板36。多个接头35J在周向等间隔地设置。接头35J包括一对立起部35J1。立起部35J1从驱动环背面35b突出。立起部35J1朝向轴承壳体3突出。在一对立起部35J1之间嵌入有喷嘴连接板36的连接板前端36e。

喷嘴翼单元300具有喷嘴叶片34、喷嘴轴37以及喷嘴连接板36。喷嘴翼单元300配置于每个喷嘴环32的喷嘴轴孔32s。喷嘴翼单元300配置于驱动环35的每个接头35J。喷嘴翼单元300的配置间隔在圆周方向为等间隔。

如图3所示，喷嘴叶片34配置于CC板31与喷嘴环32之间。喷嘴叶片34包括叶片主面34a和叶片背面34b。叶片主面34a面对CC板31的板背面31b。叶片背面34b面对喷嘴环32的喷嘴环主面32a。此外，将从叶片主面34a至叶片背面34b的沿着喷嘴轴线NX的方向的长度规定为喷嘴叶片宽度。将从CC板31的板背面31b至喷嘴环主面32a的距离规定为连接流路宽度。连接流路宽度比喷嘴叶片宽度稍大。因此，在叶片主面34a与板背面31b之间存在微小的第一间隙C1。另外，在叶片背面34b与喷嘴环主面32a之间也存在微小的第二间隙C2。喷嘴叶片34能够相对于CC板31沿旋转轴线AX的方向相对地移动第一间隙C1的长度。喷嘴叶片34能够相对于喷嘴环32沿旋转轴线AX的方向相对地移动第二间隙C2的长度。

在叶片背面34b安装有喷嘴轴37。更详细而言，喷嘴轴37包括喷嘴轴基端37f和喷嘴轴前端37e。在叶片背面34b固定有喷嘴轴基端37f。喷嘴轴37插通喷嘴环32的喷嘴轴孔32s。喷嘴轴前端37e配置于从喷嘴环32的主体背面32b1突出的位置。喷嘴轴37包括喷嘴轴外周面37s。喷嘴轴外周面37s相对于喷嘴轴孔32s的内周面32s1相面对。在内周面32s1与喷嘴轴外周面37s之间存在允许喷嘴轴37的旋转的程度的微小的第三间隙C3。在喷嘴轴前端37e固定有喷嘴连接板36。

喷嘴连接板36是棒状的部件。喷嘴连接板36包括连接板主面36a和连接板背面36b。喷嘴连接板36配置在喷嘴环背面32b上。更详细而言，喷嘴连接板36包括配置于主体背面32b1的部分和配置于凸缘背面32b2的部分。连接板主面36a面对喷嘴环32的凸缘背面32b2，面对驱动环背面35b，面对喷嘴环32的主体背面32b1。连接板背面36b面对轴承壳体3的轴承壳体主面3a。连接板背面36b也面对后述的蝶形弹簧39。

喷嘴连接板36包括作为第一端部的连接板基端36f、和作为第二端部的连接板前端36e。连接板基端36f配置于主体背面32b1上。在连接板基端36f设置有连接板孔36s。在连接板孔36s插入有喷嘴轴37的喷嘴轴前端37e。喷嘴轴前端37e通过敛缝加工相对于喷嘴连接板36被固定。连接板前端36e配置于凸缘背面32b2。连接板前端36e嵌入接头35J(参照图2)。更详细而言，连接板前端36e配置于一对立起部35J1之间。连接板前端36e相对于一对立起部35J1不被固定。喷嘴连接板36相对于驱动环35不被固定。

如上所述，喷嘴轴37相对于喷嘴叶片34被固定。喷嘴连接板36相对于喷嘴轴37被固定。喷嘴叶片34、喷嘴轴37以及喷嘴连接板36能够视为作为一个部件的喷嘴翼单元300。

喷嘴连接板36根据驱动环35相对于喷嘴环32的旋转位置，以喷嘴轴线NX为中心进行摆动。喷嘴轴37根据喷嘴连接板36的摆动，以喷嘴轴线NX为中心进行旋转。固定于喷嘴轴37的喷嘴叶片34根据喷嘴连接板36的摆动，以喷嘴轴线NX为中心进行摆动。

另一方面，喷嘴翼单元300也能够进行与上述的动作不同的动作。在喷嘴翼单元300与和喷嘴翼单元300邻接的其他部件之间存在微小的间隙。喷嘴翼单元300被允许相对地移动喷嘴翼单元300与邻接的其他部件之间的间隙。在喷嘴翼单元300不仅施加有从驱动环35被给予的力，也存在施加有不希望的外力的情况。例如，在喷嘴翼单元300经由喷嘴叶片34施加有排出气体的脉动所引起的外力。另外，包括喷嘴翼单元300的可变容量机构30例如也存在从内燃机之类的其他装置接受随机振动或者冲击的情况。若随机振动或者冲击作用于邻接的其他部件，则成为不希望的外力。喷嘴翼单元300因部件之间的间隙与不希望的外力的作用而存在产生不希望的动作的可能性。

作为不希望的动作，例示喷嘴翼单元300的振摆回转。不希望的动作不仅仅限定于振摆回转。喷嘴翼单元300的振摆回转意味着喷嘴轴37以摇头的方式动作的动作。根据振摆回转，例如，喷嘴连接板36的连接板前端36e相对于驱动环35的接头35J产生不规则且断续地碰撞的现象。

振摆回转因3个间隙的存在而产生。第一是喷嘴叶片34的叶片主面34a与CC板31的板背面31b的第一间隙C1。第二是喷嘴叶片34的叶片背面34b与喷嘴环主面32a的第二间隙C2。第三是喷嘴轴外周面37s与喷嘴轴孔32s的内周面32s1的第三间隙C3。

叙述了不希望的动作因间隙的存在与外力的作用而产生。振摆回转在上述的第一间隙C1、第二间隙C2以及第三间隙C3全部存在的情况下产生。因此，第一实施方式的涡轮10具备消除第一间隙C1、第二间隙C2以及第三间隙C3中的至少一个间隙的机构。第一实施方式的涡轮10通过消除第一间隙C1而抑制不希望的振摆回转的产生。作为消除第一间隙C1的部件，涡轮10具备作为施力部件的蝶形弹簧39。

“间隙的消除”不需要叶片主面34a的整个面与板背面31b接触。振摆回转在叶片主面34a的整个面呈从板背面31b分离的状态时产生。若叶片主面34a的一部分与板背面31b接触，则能够限制喷嘴叶片34的动作，因此也不产生振摆回转。叶片主面34a的一部分与板背面31b接触的状态也是消除间隙的状态。

“间隙”意味着相互面对的部件彼此完全不接触的状态。例如，“存在第一间隙C1”是指叶片主面34a与板背面31b完全不接触的状态。因此，如图3所示，叶片主面34a的一部分与板背面31b接触的状态，严格来说不能称为是存在第一间隙C1的状态。在图3中为了便于说明而示出“第一间隙C1”。

如图3以及图4所示，蝶形弹簧39配置于轴承壳体3与可变容量机构30之间。蝶形弹簧39形成为以旋转轴线AX为中心的环状。蝶形弹簧39的形状从外径至内径倾斜。蝶形弹簧39的外径小于驱动环35的外径。相对于全部的喷嘴连接板36，配置一个蝶形弹簧39。

蝶形弹簧39包括弹簧主面39a和弹簧背面39b。弹簧主面39a面对可变容量机构30。更详细而言，弹簧主面39a面对驱动环35、喷嘴连接板36以及喷嘴环32。蝶形弹簧39为圆板状。因此，蝶形弹簧39面对可变容量机构30所具备的全部的喷嘴翼单元300。一个蝶形弹簧39对多个喷嘴翼单元300进行按压。此外，弹簧主面39a面对驱动环35的驱动环背面35b。弹簧主面39a也面对喷嘴连接板36的连接板背面36b。弹簧主面39a也面对喷嘴环32的主体背面32b1。弹簧主面39a包括弹簧主面外周部39a1和弹簧主面内周部39a2。弹簧主面外周部39a1与喷嘴翼单元300接触。更详细而言，弹簧主面外周部39a1与喷嘴连接板36的连接板背面36b接触。弹簧主面内周部39a2不与喷嘴翼单元300接触。弹簧主面内周部39a2从连接板背面36b分离。例如，弹簧主面内周部39a2从喷嘴轴前端37e分离，并且面对喷嘴轴前端37e。

弹簧背面39b面对轴承壳体主面3a。弹簧背面39b包括弹簧背面外周部39b1和弹簧背面内周部39b2。弹簧背面外周部39b1从轴承壳体主面3a分离。弹簧背面内周部39b2与轴承壳体主面3a接触。

蝶形弹簧39被喷嘴连接板36与轴承壳体3夹持。从喷嘴连接板36至轴承壳体3的距离比蝶形弹簧39的自然长度短。因此，蝶形弹簧39在旋转轴线AX的方向被压缩。通过蝶形弹簧39的压缩，蝶形弹簧39产生作为作用力的弹力。弹力以弹簧主面外周部39a1与连接板背面36b接触的部分为作用点PA，作用于喷嘴连接板36。

若对喷嘴翼单元300施加力，则喷嘴轴37沿着轴向移动。伴随着喷嘴轴37的移动，喷嘴叶片34沿着轴向移动。喷嘴叶片34与面对喷嘴叶片34的部位亦即CC板31抵接。其结果，第一间隙C1被消除。

力F的大小形成不阻碍喷嘴翼单元300所要求的动作的程度。理想地，力F的大小形成喷嘴叶片34的叶片主面34a与CC板31的板背面31b接触的程度。那是因为，若叶片主面34a被板背面31b按压，则导致在叶片主面34a与板背面31b之间产生摩擦力。若因叶片主面34a与板背面31b的接触而产生的摩擦力是不阻碍与驱动环35的动作对应的喷嘴叶片34的摆动的程度，则也可以允许。弹力也可以设定为从叶片主面34a对板背面31b作用按压力的程度的大小。根据从叶片主面34a对板背面31b作用按压力的状态，能够与因排出气体的脉动而作用于喷嘴叶片34的不规则的外力进行对抗。弹力也可以基于假定的外力的大小而被设定。

为了消除上述的第一间隙C1，除了利用蝶形弹簧39赋予弹力之外，构成可变容量机构30的部件的位置也有关系。为了以对喷嘴连接板36施加力F的方式消除第一间隙C1，需要叶片主面34a能够移动至与板背面31b接触。通过满足连接板主面36a与主体背面32b1之间的第四间隙C4大于叶片主面34a与板背面31b之间的第一间隙C1的关系而能够实现。例如，在叶片主面34a与板背面31b接触的状态下，在连接板主面36a与主体背面32b1之间仍存在第四间隙C4。

进一步详细地叙述作用点PA的位置。

喷嘴连接板36的连接板背面36b具有第一区域S1和第二区域S2。第一区域S1与从沿着喷嘴轴线NX的轴向观察得到的喷嘴叶片34的投影区域SB重叠。第一区域S1包括连接板基端36f。第一区域S1是接近喷嘴轴前端37e的区域。第二区域S2是连接板背面36b中的除第一区域S1之外的剩余的部分。第二区域S2不与从沿着喷嘴轴线NX的轴向观察得到的喷嘴叶片34的投影区域SB重叠。第二区域S2是喷嘴连接板36的远离连接板基端36f的区域。第二区域S2包括直至喷嘴连接板36的连接板前端36e的区域。第二区域S2是远离喷嘴轴37的区域。第二区域S2的面积也可以大于第一区域S1的面积。

第一实施方式中的蝶形弹簧39的作用点PA位于上述的第二区域S2。作用点PA位于喷嘴连接板36的远离连接板基端36f的区域。

根据上述的第一实施方式的涡轮10，喷嘴翼单元300相对于喷嘴环32的相对的运动能够仅是以喷嘴轴线NX为中心的旋转。因此，能够抑制除此之外的不希望的振摆回转之类的喷嘴翼单元300的运动。因此，即使喷嘴叶片34受到不规则的外力，喷嘴翼单元300也不产生相对于喷嘴环32的相对的不规则运动。由于能够将构成可变容量机构30的部件组的状态保持为良好，所以能够维持可变容量机构30能够发挥所希望的性能的状态。因此，能够提高具备可变容量机构30的涡轮10的可靠性。

具备CC板31，由此能够精密地设定从CC板31至喷嘴环32的距离。也能够高精度地设定在喷嘴叶片34与圆板部件(CC板31或者喷嘴环32)之间形成的间隙。容易设定不阻碍喷嘴轴37周围的喷嘴叶片34的旋转运动，而能够抑制喷嘴叶片34的不规则的运动的产生的力。

此外，从喷嘴环32到喷嘴连接板36的沿着旋转轴线AX的方向的距离(第四间隙C4)，大于从喷嘴叶片34到面对喷嘴叶片34的CC板31的沿着旋转轴线AX的方向的距离(第一间隙C1)。借助力F，在喷嘴连接板36与喷嘴环32抵接之前，喷嘴叶片34与CC板31抵接。能够使喷嘴叶片34与面对喷嘴叶片34的部位亦即CC板31可靠地接触。

在从喷嘴轴线NX偏离的位置对喷嘴轴37施加力F。根据这样的结构，能够将蝶形弹簧39的力F施加于远离喷嘴轴37的区域(第二区域S2)。从成为力F发挥作用的作用点PA的喷嘴连接板36上的位置至喷嘴连接板36被连结于喷嘴轴37的部分的距离增大。产生欲使喷嘴翼单元300的喷嘴轴37倾斜的力矩。由于产生与喷嘴轴孔32s的内周面32s1的接触所引起的摩擦力，所以能够进一步抑制不希望的振摆回转等的运动。

喷嘴叶片34与CC板31之间的第一间隙C1的消除，除了抑制振摆回转之外也起到进一步的效果。

如图1所示，从可变容量机构30被排出的排出气体被涡轮叶轮12的叶片部12s接受。从可变容量机构30向涡轮叶轮12输送的排出气体的状态不取决于场所而始终一样是理想的。但是，因可变容量机构30中的连接流路S的结构，存在向涡轮叶轮12输送的排出气体的状态与场所对应地变化的情况。例如，喷嘴叶片34与CC板31之间的第一间隙C1以及喷嘴叶片34与喷嘴环32之间的第二间隙C2对排出气体的状态产生影响。为了使排出气体接近良好的状态，最好不存在第一间隙C1以及第二间隙C2。

在第一实施方式中，使喷嘴叶片34与CC板31接触，由此消除第一间隙C1。喷嘴叶片34与喷嘴环32之间的第二间隙C2依然存在。

若着眼于涡轮叶轮12，则排出气体的流路是被涡轮叶轮12与涡轮壳体11包围的空间。在涡轮叶轮12与涡轮壳体11面对的部分形成有微小的间隙C5。间隙C5容易对流动的状态产生影响。因此，期望向形成有间隙C5的部分提供接近理想的状态的排出气体。涡轮叶轮12与涡轮壳体11相互面对的部分位于喷嘴叶片34与CC板31相互面对的部分的下游。在喷嘴叶片34与CC板31相互面对的部分，第一间隙C1被消除。因此，处于排出气体的扰动被抑制的趋势。被抑制了扰动的排出气体被供给至喷嘴叶片34与CC板31面对的部分。其结果，向涡轮叶轮12提供接近理想的状态的排出气体。因此，能够通过涡轮叶轮12高效地回收排出气体具有的能量，因此能够有助于增压器1的性能的提高。

[第二实施方式]

图5是放大表示第二实施方式的涡轮10A的主要部分的剖视图。图6是表示第二实施方式的涡轮10A具备的施力部件的俯视图。第二实施方式的涡轮10A与第一实施方式的涡轮10的不同点在于：代替蝶形弹簧39而具备遮热板41。

遮热板41对涡轮壳体11侧的热进行遮挡。另外，遮热板41也起到蝶形弹簧39的功能。遮热板41对喷嘴翼单元300进行按压。遮热板41包括圆板部42和弹簧部43。

圆板部42的形状是以旋转轴线AX为中心的圆板状。圆板部42相对于喷嘴环32配置于轴承壳体3侧。圆板部42在沿着旋转轴线AX的轴向从喷嘴连接板36分离。圆板部42包括圆板主面42a和圆板背面42b。圆板主面42a面对喷嘴连接板36。圆板背面42b也可以与轴承壳体3接触。通过圆板部42，能够抑制轴承壳体3的温度的上升。

弹簧部43从圆板主面42a突出。圆板部42以及弹簧部43形成为一体。弹簧部43呈以旋转轴线AX为中心的环状。弹簧部43的剖面形状只要是通过被压缩而能够产生复原力的形状，则不作特别地限制。与第一实施方式的蝶形弹簧39同样地，一个弹簧部43与多个喷嘴连接板36接触。弹簧部43通过适当地设定弹簧部43的直径，能够任意地设定作用点PA的位置。在图5所示的例子中，弹簧部43与喷嘴连接板36接触的位置(作用点PA的位置)是第二区域S2。例如，若直径小于图5所示的弹簧部43，则也能够将作用点PA的位置设定于第一区域S1。

遮热板41与第一实施方式的蝶形弹簧39同样地，在与喷嘴连接板36接触的状态下，对喷嘴连接板36施加力。根据第二实施方式的涡轮10A，起到与第一实施方式的涡轮10同样的效果。

[第三实施方式]

图7是放大表示第三实施方式的涡轮10B的主要部分的剖视图。图8是表示第三实施方式的涡轮10B具备的施力部件的俯视图。在第一实施方式中，作为施力部件例示了蝶形弹簧39。在第一实施方式中，例示了通过一个蝶形弹簧39按压多个喷嘴翼单元300的结构。但是，施力部件不限定于蝶形弹簧39。施力部件也不限定于一个施力部件按压多个喷嘴翼单元300的结构。在第三实施方式中，作为施力部件例示螺旋弹簧51。另外，在第三实施方式中，例示一个螺旋弹簧51(施力部件)按压一个喷嘴翼单元300的结构。

螺旋弹簧51配置于喷嘴连接板36与轴承壳体3之间。另外，螺旋弹簧51与喷嘴轴37配置在同一轴上。相对于一个喷嘴连接板36配置一个螺旋弹簧51(参照图8)。

更详细而言，螺旋弹簧51的弹簧前端51a与喷嘴连接板36的连接板背面36b接触。连接板背面36b为平坦面，因此容易高精度地设定从连接板背面36b至轴承壳体主面3a的距离。从连接板背面36b至轴承壳体主面3a的距离对螺旋弹簧51产生的力F的大小产生影响。若能够高精度地设定从连接板背面36b至轴承壳体主面3a的距离，则也能够高精度地设定螺旋弹簧51产生的力F的大小。螺旋弹簧51的弹簧后端51b与轴承壳体主面3a接触。

另外，弹簧前端51a配置为包围喷嘴轴前端37e。在螺旋弹簧51的内侧配置有喷嘴轴前端37e。能够称为弹簧前端51a与喷嘴连接板36的第一区域S1接触。也能够称为螺旋弹簧51产生的力F的作用线与喷嘴轴线NX一致。在力F的作用线与喷嘴轴线NX不一致的情况下，产生与从作用线至喷嘴轴线NX的距离对应的力矩。与从作用线至喷嘴轴线NX的距离对应的力矩使喷嘴轴37倾斜(参照图3)，因此产生将喷嘴轴外周面37s向喷嘴轴孔32s的内周面32s1按压的作用。另一方面，在力F的作用线与喷嘴轴线NX一致的情况下，不产生使喷嘴轴37倾斜的力矩。因此，能够仅作用使喷嘴翼单元300沿喷嘴轴线NX的方向移动的力。

在第三实施方式的涡轮10B中，螺旋弹簧51的力被施加于接近喷嘴轴37的区域。因此，能够抑制力F相对于喷嘴轴37的喷嘴轴线NX的倾斜。能够抑制喷嘴轴37与喷嘴轴孔32s的内周面32s1接触。

[第四实施方式]

在第一实施方式中，采用了为了抑制振摆回转而用于消除第一间隙C1的结构。振摆回转的抑制通过消除喷嘴轴外周面37s与喷嘴轴孔32s的内周面32s1的第三间隙C3也能够实现。在第四实施方式中，例示消除第三间隙C3的施力部件。

图9是放大表示第四实施方式的涡轮10C的主要部分的剖视图。另外，图10是表示第四实施方式的涡轮10C具备的施力部件的俯视图。第四实施方式的涡轮10C相对于第一实施方式的涡轮10，在代替蝶形弹簧39而具备环形弹簧61这点不同。

环形弹簧61是弹簧部件。作为施力部件，例如也能够使用活塞环或者垫圈。环形弹簧61呈以旋转轴线AX为中心的轮状，圆周上的一部分被切开。因此，若俯视环形弹簧61，则呈C字状。环形弹簧61在被切开的部分形成有相互分离的一对弹簧端61e1、61e2。若以使第一弹簧端61e1接近第二弹簧端61e2的方式变形，则环形弹簧61的直径变小。在环形弹簧61产生欲返回原来的直径的复原力。复原力的方向也可以考虑为与环形弹簧61的直径的方向相同。

环形弹簧61包括弹簧外周面61a和弹簧内周面61b。弹簧外周面61a与喷嘴连接板36的连接板基端36f接触。更详细而言，弹簧外周面61a与连接板基端36f的基端面接触。另外，环形弹簧61在俯视时呈C字状。因此，一个环形弹簧61将多个喷嘴连接板36向径向的外侧按压。弹簧内周面61b配置于在轴承壳体3设置的弹簧槽3g。弹簧槽3g设置于从轴承壳体主面3a朝向涡轮壳体11突出的嵌入部3s的外周面。根据该结构，能够允许环形弹簧61的直径扩张或者缩小的变形。另外，能够限制环形弹簧61向旋转轴线AX的方向移动。因此，能够防止环形弹簧61的位置向旋转轴线AX的方向偏移，因此能够维持喷嘴连接板36被按压的状态。

环形弹簧61在与喷嘴连接板36接触的状态下，向喷嘴轴37的径向施加力。若对喷嘴连接板36施加径向的力，则喷嘴连接板36沿着径向移动。若喷嘴连接板36移动，则安装于连接板基端36f的喷嘴轴37沿着径向移动。然后，喷嘴轴37与喷嘴环32的喷嘴轴孔32s的内周面32s1抵接。在喷嘴叶片34与喷嘴环32之间，径向的第三间隙C3被消除。

根据第四实施方式的涡轮10C，喷嘴翼单元300相对于喷嘴环32的相对的运动能够仅是绕喷嘴轴37的旋转，能够抑制除此之外的不希望的振摆回转等的运动。因此，即使喷嘴叶片34受到不规则的力，喷嘴翼单元300也不产生不规则运动。能够将构成可变容量机构30的部件组的状态保持为良好，因此能够维持可变容量机构30能够发挥所希望的性能的状态。因此，能够提高具备可变容量机构30的涡轮10C的可靠性。

本公开不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本公开的主旨的范围内进行下述那样的各种变形。例如，施力部件的方式不限定于在实施方式中说明的方式。

＜第一变形例＞

图11是放大表示第一变形例的涡轮10D的主要部分的剖视图。第一变形例的涡轮10D相对于第三实施方式的涡轮10B，在代替螺旋弹簧51而具备弹簧71这点不同。

弹簧71例如可以是螺旋弹簧，也可以是蝶形弹簧。弹簧71配置于喷嘴环32与喷嘴连接板36之间。具体而言，弹簧71配置于喷嘴环32的主体背面32b1与喷嘴连接板36的连接板主面36a之间。另外，弹簧71与喷嘴轴37配置为大致同轴。相对于一个喷嘴连接板36，配置一个弹簧71。例如，在弹簧71为螺旋弹簧的情况下，在螺旋弹簧的内侧插入喷嘴轴37。

弹簧71在与喷嘴连接板36接触的状态下，向喷嘴轴线NX的方向施加力F。弹簧71产生的力F的朝向与第三实施方式的螺旋弹簧51产生的力F的朝向相反。若对喷嘴连接板36施加轴向的力F，则喷嘴连接板36沿着喷嘴轴线NX移动。喷嘴连接板36从喷嘴环32分离。若喷嘴连接板36从喷嘴环32分离，则安装于喷嘴连接板36的连接板基端36f的喷嘴轴37沿着轴向移动。安装于喷嘴轴基端37f的喷嘴叶片34沿着喷嘴轴线NX移动。喷嘴叶片34的叶片背面34b与喷嘴环主面32a抵接。喷嘴叶片34与喷嘴环32之间的第二间隙C2被消除。

通过第一变形例的涡轮10D，也与第一实施方式的涡轮10同样地，能够抑制不希望的振摆回转等的运动。

＜第二变形例＞

图12是放大表示第二变形例的涡轮10E的主要部分的剖视图。第二变形例的涡轮10E相对于第三实施方式的涡轮10B的不同点在于还具备遮热板81。螺旋弹簧51配置于喷嘴连接板36与遮热板81之间。如图12所示，螺旋弹簧51与喷嘴连接板36接触。螺旋弹簧51的另一端与遮热板81接触。螺旋弹簧51在与喷嘴连接板36的第一区域接触的状态下，向喷嘴轴线NX的方向施加力F。根据第二变形例的涡轮10E，起到与第三实施方式的涡轮10B同样的效果。

＜第三变形例＞

图13是具备了第三变形例的涡轮10F的增压器1F的剖视图。例如，在第一实施方式中，说明了面对喷嘴叶片34的部位是CC板31的情况。如图13所示，面对喷嘴叶片34的部位也可以是涡轮壳体11A。涡轮壳体11A包括流路面11s，该流路面11s面对与设置有喷嘴轴37的喷嘴叶片34的端面相反侧的端面。喷嘴叶片34也可以与涡轮壳体11A的流路面11s抵接。根据这样的结构，不需要用于供喷嘴叶片34接触的其他部件亦即CC板31。因此，能够将涡轮10形成简易的结构。

＜第四变形例＞

图14是放大表示第四变形例的涡轮10G具备的可变容量机构30G的主要部分的剖视图。例如，在第一实施方式中，例示了在喷嘴叶片34的叶片背面34b设置有喷嘴轴37的结构。第一实施方式的支承结构是所谓的一端支承。如图14所示，喷嘴叶片34G的支承构造也可以是所谓的两端支承。第四变形例的喷嘴叶片34G也可以在与设置有喷嘴轴37的叶片背面34b相反侧的叶片主面34a具有喷嘴轴37K。喷嘴轴37K与喷嘴轴37形成在同一轴上。喷嘴轴37K插入在CC板31形成的孔31q。喷嘴叶片34被喷嘴轴37、37K在CC板31G与喷嘴环32的两侧支承。

附图标记说明

10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G…涡轮；11…涡轮壳体(壳体)；11R…进气口；11s…流路面；12…涡轮叶轮；30、30G…可变容量机构；31…CC板(圆板部件)；32…喷嘴环；32b1…主体背面；32s1…内周面；34、34G…喷嘴叶片；36…喷嘴连接板；37…喷嘴轴；39…蝶形弹簧(施力部件)；61…环形弹簧(施力部件)；300…喷嘴翼单元；F…力(作用力)；S1…第一区域；S2…第二区域。

Claims (8)

1.一种涡轮，其特征在于，具备：

涡轮叶轮；

壳体，其包括供从进气口接受的气体流动的流路；

可变容量机构，其配置于所述壳体的内部并且从所述流路接受所述气体向所述涡轮叶轮引导，该可变容量机构具有圆板状的喷嘴环和喷嘴翼单元，所述喷嘴环具有朝向所述涡轮叶轮的主面和背面，所述喷嘴翼单元包括：配置于所述喷嘴环的主面侧的喷嘴叶片、从所述喷嘴叶片延伸并且贯通所述喷嘴环的喷嘴轴、以及配置于所述喷嘴环的背面侧并且连结于所述喷嘴轴的前端的喷嘴连接板；以及

施力部件，其在接触到所述喷嘴翼单元的状态下沿所述喷嘴轴的轴向施加作用力，

所述喷嘴叶片借助所述作用力而与面对所述喷嘴叶片的部位抵接。

2.根据权利要求1所述的涡轮，其特征在于，

所述可变容量机构还具有与所述喷嘴环协作来夹持所述喷嘴叶片的圆板部件，

面对所述喷嘴叶片的部位是所述圆板部件。

3.根据权利要求1所述的涡轮，其特征在于，

所述壳体包括流路面，该流路面面对与设置有所述喷嘴轴的所述喷嘴叶片的端面相反侧的端面，

面对所述喷嘴叶片的部位是所述壳体的所述流路面。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的涡轮，其特征在于，

从所述喷嘴环到所述喷嘴连接板的沿着所述轴向的距离，大于从所述喷嘴叶片到面对所述喷嘴叶片的部位的沿着所述轴向的距离。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的涡轮，其特征在于，

所述喷嘴连接板包括：从所述轴向观察时与所述喷嘴叶片重叠的第一区域、和与所述喷嘴叶片不重叠的第二区域，

所述施力部件与所述喷嘴连接板接触的部位位于所述第一区域。

6.根据权利要求1～4中的任一项所述的涡轮，其特征在于，

所述喷嘴连接板包括：从所述轴向观察时与所述喷嘴叶片重叠的第一区域、和与所述喷嘴叶片不重叠的第二区域，

所述施力部件与所述喷嘴连接板接触的部位位于所述第二区域。

7.一种涡轮，其特征在于，具备：

涡轮叶轮；

壳体，其包括供从进气口接受的气体流动的流路；

可变容量机构，其配置于所述壳体的内部并且从所述流路接受所述气体向所述涡轮叶轮引导，该可变容量机构具有圆板状的喷嘴环和喷嘴翼单元，所述喷嘴环具有朝向所述涡轮叶轮的主面和背面，所述喷嘴翼单元包括：配置于所述喷嘴环的主面侧的喷嘴叶片、从所述喷嘴叶片延伸并且贯通所述喷嘴环的喷嘴轴、以及配置于所述喷嘴环的背面侧并且连结于所述喷嘴轴的前端的喷嘴连接板；以及

施力部件，其在接触到所述喷嘴翼单元的状态下沿所述喷嘴轴的径向施加作用力，

所述喷嘴轴与所述喷嘴环的贯通孔的内周面抵接。

8.一种增压器，其特征在于，

具备权利要求1～7中的任一项所述的涡轮。