JP2010127093A - Turbocharger - Google Patents

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Kenichi Nagao
健一 長尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbocharger for reducing exhaust gas flowing in a clearance between a nozzle vane and an exhaust gas introducing wall, and for restraining reduction in turbine efficiency by restraining an increase in flow passage resistance in an exhaust nozzle. <P>SOLUTION: A recessed part (a first recessed part 13a) corresponding to a rear edge rotary area Ma for rotating the rear edge 10a, is formed on an exhaust gas introducing wall (a first exhaust gas introducing wall 12a) arranged on at least the turbine housing side, and a part of the rear edge 10a is stored in the recessed part. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、ターボチャージャに関するものである。   The present invention relates to a turbocharger.

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。
特開２００３−２７８５５６号公報 Conventionally, a bearing housing that rotatably supports a turbine impeller, a turbine housing in which a scroll passage that supplies exhaust gas to the turbine impeller is formed, and a flow rate of exhaust gas that is supplied from the scroll passage to the turbine impeller side. In addition, a variable displacement turbocharger including an exhaust nozzle that can change the flow angle is known (see, for example, Patent Document 1). The turbocharger of Patent Document 1 is provided with a concave portion on a wall surface facing a nozzle vane, and the nozzle vane is made to be the same as or protruding from the wall surface, thereby preventing a gap flow and suppressing a decrease in turbine efficiency.
JP 2003-278556 A

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。   However, in the conventional turbocharger, the recess is formed in a range equal to or wider than the rotation range of the nozzle vane. Therefore, there is a problem that resistance to the exhaust gas passing through the exhaust nozzle increases and turbine efficiency decreases.

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。   Accordingly, the present invention provides a turbocharger capable of reducing exhaust gas flowing through a gap between a nozzle vane and an exhaust introduction wall, and suppressing an increase in flow resistance of the exhaust nozzle to suppress a decrease in turbine efficiency. Is to provide.

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。   In order to solve the above problems, a turbocharger according to the present invention includes a bearing housing that rotatably supports a turbine impeller, a turbine housing in which a scroll passage that supplies exhaust gas to the turbine impeller is formed, and the scroll An exhaust nozzle having a variable flow rate and flow angle of the exhaust gas supplied from the flow path to the turbine impeller side, wherein the exhaust nozzle is a flow path for the exhaust gas. And a plurality of nozzle vanes arranged between the pair of exhaust introduction walls and rotatably supported by a support shaft around the turbine impeller, and a trailing edge of the nozzle vane Is provided on the downstream side of the exhaust gas with respect to the support shaft, and at least the front of the pair of exhaust introduction walls. The exhaust introduction wall provided on the turbine housing side is formed with a recess corresponding to a rear edge rotation region in which the rear edge rotates, and a part of the rear edge is accommodated in the recess. And

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。   The turbocharger according to the present invention is characterized in that the recess is formed in the exhaust introduction wall provided on the bearing housing side.

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。   The turbocharger according to the present invention is characterized in that a support hole for supporting the support shaft is provided in the exhaust introduction wall in which the recess is formed.

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。   In the turbocharger of the present invention, the recess has an upstream edge of the exhaust gas formed in a stepped step shape in a sectional view.

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。   In the turbocharger of the present invention, the concave portion is formed with an inclined surface so that the depth of the concave portion becomes gradually shallower as it approaches the tip of the trailing edge.

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。   Further, in the turbocharger of the present invention, the recess is formed such that the downstream edge of the exhaust gas is formed in a stepped step shape in a sectional view, or the depth of the recess becomes closer to the downstream edge. An inclined surface is formed so as to gradually become shallower.

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。   Further, in the turbocharger of the present invention, the nozzle vane includes a flange portion protruding outward in the radial direction of the support shaft, the recess includes an accommodation recess for accommodating the flange portion, and an edge of the accommodation recess is It is characterized by being formed in a stepped step shape in cross-sectional view.

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。   The turbocharger of the present invention includes an exhaust nozzle that can change the flow velocity and flow angle of exhaust gas supplied from the scroll flow path of the turbine housing to the turbine impeller side. The exhaust nozzle includes a pair of exhaust introduction walls that form an exhaust gas flow path, and a plurality of nozzle vanes that are disposed between the pair of exhaust introduction walls and are rotatably supported around a turbine impeller by a support shaft. And. And at least on the exhaust introduction wall arranged on the turbine housing side, a recess is formed corresponding to a rear edge rotation region in which a rear edge provided on the downstream side of the exhaust gas from the support shaft of the nozzle vane rotates. ing. Furthermore, a part of the rear edge of the nozzle vane is accommodated in a recess provided in the exhaust introduction wall.

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。   According to such a configuration, the exhaust gas passing through the gap between the rear edge of the nozzle vane and the exhaust introduction wall flows so as to bypass the end portion of the nozzle vane accommodated in the recess. This increases the resistance to the exhaust gas passing between the trailing edge of the nozzle vane and the exhaust introduction wall. Therefore, according to the turbocharger of the present invention, the flow rate of the exhaust gas passing between the rear edge of the nozzle vane and the exhaust introduction wall can be reduced.

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。   Further, no recess is formed in the front edge rotation region in which the front edge of the nozzle vane provided upstream of the support shaft rotates. Therefore, the flow path of the exhaust gas formed by the pair of exhaust introduction walls becomes smoother than before, and the resistance when the exhaust gas flows is reduced. Therefore, according to the turbocharger of the present invention, the flow resistance of the exhaust nozzle is reduced compared to the case where the recess is formed in a range equal to or wider than the rotation range of the nozzle vane, and the turbine Efficiency can be increased.

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。   Furthermore, by providing a recess on the rear edge side of the nozzle vane, it is possible to improve the sealing performance against the exhaust gas passing between the nozzle vane and the exhaust introduction wall as compared with the case where the recess is provided on the front edge side. it can.

＜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。 <First embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The turbocharger according to the present embodiment is a variable capacity turbocharger that can adjust the flow velocity and flow angle of exhaust gas supplied to a turbine impeller based on, for example, increase or decrease in the rotational speed of an automobile engine. In the following drawings, the scale is appropriately changed for each member so that each member has a size that can be recognized on the drawing.
FIG. 1 is a partially enlarged view of a cross-sectional view of the turbocharger of the present embodiment.

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。   As shown in FIG. 1, the turbocharger 1 of this embodiment includes a bearing housing (bearing housing) 3 that rotatably supports a turbine impeller 2. A turbine housing 5 is integrally attached to one side of the bearing housing 3 by a plurality of bolts 4. A compressor housing (not shown) is integrally attached to the bearing housing 3 on the side opposite to the turbine housing 5 by a plurality of bolts.

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。 The turbine housing 5 includes a scroll passage 5a that supplies exhaust gas to the turbine impeller 2, and an exhaust nozzle 8 that adjusts the flow velocity and flow angle of the exhaust gas supplied from the scroll passage 5a to the turbine impeller 2 side. I have.
The scroll flow path 5a is provided with an exhaust gas intake (not shown) connected to, for example, an engine cylinder.

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。 The exhaust nozzle 8 includes a first exhaust introduction wall 12a and a second exhaust introduction wall 12b that form an exhaust gas flow path.
The first exhaust introduction wall 12 a is formed in a ring shape around the turbine impeller 2 and is disposed on the turbine housing 5 side.
Similarly, the second exhaust introduction wall 12b is formed in a ring shape around the turbine impeller 2, and is disposed on the bearing housing 3 side so as to face the first exhaust introduction wall 12a.
The first exhaust introduction wall 12a and the second exhaust introduction wall 12b are integrally connected by a connection pin 8a.

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。 The exhaust nozzle 8 includes a plurality of nozzle vanes 10 arranged between the first exhaust introduction wall 12a and the second exhaust introduction wall 12b.
The nozzle vanes 10 are evenly arranged around the turbine impeller 2 and are rotatably supported by support shafts 9a and 9b provided substantially parallel to the shaft 2a of the turbine impeller 2.

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。 The support shafts 9a and 9b are respectively fixed to an end portion of the nozzle vane 10 facing the first exhaust introduction wall 12a and an end portion facing the second exhaust introduction wall 12b, and are provided integrally with the nozzle vane 10. Yes.
Support holes 11a and 11b for rotatably supporting the support shafts 9a and 9b are formed in the first exhaust introduction wall 12a and the second exhaust introduction wall 12b.
The support shaft 9b is connected to a link mechanism 20 that transmits the power of an actuator (not shown) to the support shaft 9b and rotates the support shaft 9b.

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。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the exhaust nozzle 8 taken along the line AA in FIG. In addition, illustration of the connection pin 8a is abbreviate | omitted in FIG.
As shown in FIG. 2, the nozzle vane 10 is formed in a streamlined wing shape in which the trailing edge 10 a is thin and the leading edge 10 b is thick in plan view.

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。   The rear edge 10a of the nozzle vane 10 is provided on the downstream side of the exhaust gas with respect to the support shafts 9a and 9b, and the front edge 10b is provided on the upstream side of the exhaust gas with respect to the support shafts 9a and 9b. The rear edge 10a is provided closer to the turbine impeller 2 than the front edge 10b. Further, the rear edge 10a is provided so as to be located on the front side in the rotational direction R of the turbine impeller 2 with respect to the front edge 10b.

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。   As shown in FIG. 1, the side of the scroll flow path 5a outside the exhaust nozzle 8 is the high-pressure side PS of the exhaust gas, and the turbine impeller 2 side inside the exhaust nozzle 8 is the low-pressure side SS of the exhaust gas. Therefore, as shown in FIG. 2, the side opposite to the turbine impeller 2 of the nozzle vane 10 is the high-pressure side PS of the exhaust gas, and the turbine impeller 2 side of the nozzle vane 10 is the low-pressure side SS of the exhaust gas.

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。 3A is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line C-C ′ in FIG. 2.
4 (a) and 4 (b) are enlarged views of the vicinity of the nozzle vane 10 of FIG. 2, and show the nozzle vane 10 at the minimum opening and the maximum opening of the exhaust nozzle 8, respectively.

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。   As shown in FIGS. 3A and 3B, a first recess 13a is provided on the first exhaust introduction wall 12a provided on the turbine housing 5 side (the upper side in the drawing). A second recess 13b is provided in the second exhaust introduction wall 12b provided on the bearing housing 3 side (the lower side in the drawing).

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。 As shown in FIG. 3 (b), the nozzle vane 10 has an end portion 10c facing the first exhaust introduction wall 12a of the rear edge 10a on the first exhaust introduction wall 12a side of the front edge 10b. It is formed so as to protrude substantially parallel to 9a and 9b. Further, the end 10d of the rear edge 10a facing the second exhaust introduction wall 12b is formed so as to protrude substantially parallel to the support shafts 9a and 9b on the second exhaust introduction wall 12b side from the front edge 10b. Has been.
End portions 10c and 10d of the nozzle vane 10 facing the first exhaust introduction wall 12a and the second exhaust introduction wall 12b are accommodated inside the first recess 13a and the second recess 13b, respectively.

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。 A support hole 11a that rotatably supports a support shaft 9a fixed to the nozzle vane 10 is provided in the first exhaust introduction wall 12a provided with the first recess 13a. The support hole 11a is provided at the bottom of the first recess 13a.
Further, the second exhaust introduction wall 12b provided with the second recess 13b is provided with a support hole 11b for rotatably supporting the support shaft 9b fixed to the nozzle vane 10. The support hole 11b is provided at the bottom of the second recess 13b.

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。   As shown in FIG. 4A, the first recess 13a provided in the first exhaust introduction wall 12a has an inner wall 13ap that forms the outer edge of the high-pressure side PS at the minimum opening of the exhaust nozzle 8. The nozzle vane 10 is provided along the high-pressure side wall surface 10p. That is, as shown in FIG. 3A, the inner wall 13ap of the high-pressure side PS, which is the upstream side of the exhaust gas, is provided so as to contact the high-pressure side wall surface 10p of the nozzle vane 10 at the minimum opening of the exhaust nozzle 8. It has been.

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。   As shown in FIG. 4B, the first recess 13a is arranged so that the inner side wall 13as forming the outer edge of the low pressure side SS is along the low pressure side wall surface 10s of the nozzle vane 10 at the maximum opening of the exhaust nozzle 8. Is provided. That is, as shown in FIG. 3A, the inner wall 13as of the low pressure side SS, which is the downstream side of the exhaust gas, is provided so as to contact the low pressure side wall surface 10s of the nozzle vane 10 at the maximum opening of the exhaust nozzle 8. ing.

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。 In addition, the first recess 13a is used when the inner wall 13ae on the rear edge 10a side of the nozzle vane 10 changes from the minimum opening shown in FIG. 4 (a) to the maximum opening shown in FIG. 4 (b). The nozzle vane 10 is provided along a trajectory drawn by the rear edge 10a of the rear edge 10a.
That is, the first recess 13a is provided corresponding to the trailing edge rotation area Ma in which the trailing edge 10a of the nozzle vane 10 rotates.

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。   Further, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the first recess 13a has inner side walls 13ap, 13as, 13ae provided substantially parallel to the support shafts 9a, 9b, respectively, and is stepped in a sectional view. It is formed in a stepped shape.

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。   In this embodiment, as shown to Fig.3 (a) and FIG.3 (b), the 1st recessed part 13a and the 2nd recessed part 13b are formed in the same shape. That is, the inner side wall 13 bp that forms the outer edge of the high pressure side PS of the second recess 13 b is provided along the high pressure side wall surface 10 p of the nozzle vane 10 at the minimum opening of the exhaust nozzle 8. And the 2nd recessed part 13b is provided corresponding to the trailing edge rotation area | region Ma to which the rear edge 10a of the nozzle vane 10 rotates like the 1st recessed part 13a.

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。   The second recess 13 b is provided so that the inner wall 13 bs forming the outer edge of the low pressure side SS is along the low pressure side wall surface 10 s of the nozzle vane 10 at the maximum opening of the exhaust nozzle 8. The second recess 13b is formed when the inner wall 13be on the rear edge 10a side of the nozzle vane 10 changes from the minimum opening shown in FIG. 4 (a) to the maximum opening shown in FIG. 4 (b). Are provided along a locus drawn by the rear edge 10a of the nozzle vane 10.

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。   With the above configuration, the turbocharger 1 of the present embodiment takes, for example, exhaust gas discharged from a cylinder of the engine into the scroll flow path 5a of the turbine housing 5 and supplies it to the turbine impeller 2 via the exhaust nozzle 8. As a result, the turbine impeller 2 rotates to rotate the shaft 2a, and the compressor impeller rotates.

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。   The air taken in from the air intake and compressed by the rotation of the compressor impeller is converted into dynamic pressure energy in the process of passing through the diffuser flow path and supplied to the compressor scroll flow path. Then, the air whose static pressure has increased in the compressor scroll passage is supplied from an air discharge port to, for example, an engine cylinder.

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。   Here, the turbocharger 1 of the present embodiment includes an exhaust nozzle 8 that adjusts the flow velocity and flow angle of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 2 based on, for example, the rotational speed of the engine. When adjusting the flow velocity and flow angle of the exhaust gas by the exhaust nozzle 8, first, the link mechanism 20 is driven by a power source such as an actuator to rotate the support shaft 9b of the nozzle vane. Then, the plurality of nozzle vanes 10 rotate in synchronization with each support shaft 9b as a center.

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。 At this time, the angle at which the nozzle vane 10 is rotated is adjusted, and the opening of the exhaust nozzle 8 is adjusted between the minimum opening shown in FIG. 4A and the maximum opening shown in FIG. The flow velocity and flow angle of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 2 can be adjusted.
The exhaust gas that has passed between the first exhaust introduction wall 12a and the second exhaust introduction wall 12b of the exhaust nozzle 8 flows along the blades of the turbine impeller 2 with the flow velocity and the flow angle adjusted, and the turbine The impeller 2 is rotated in the rotation direction R shown in FIG.

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。 Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 to 4, the turbocharger 1 of the present embodiment has a first recess 13 a formed in a first exhaust introduction wall 12 a disposed on the turbine housing 5 side. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the first recess 13a is rotated by a rear edge 10a provided downstream of the support shafts 9a, 9b of the nozzle vane 10 from the exhaust gas. It is formed corresponding to the trailing edge rotation area Ma. Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, an end 10c of the rear edge 10a of the nozzle vane 10 facing the first exhaust introduction wall 12a is accommodated in the first recess 13a. ing.

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。   Therefore, as shown in FIG. 3A, the exhaust gas passing through the gap S1 between the end 10c of the rear edge 10a of the nozzle vane 10 facing the first exhaust introduction wall 12a and the first exhaust introduction wall 12a is , Flows from the high pressure side PS into the first recess 13a. Then, it passes through the gap S1 between the first exhaust introduction wall 12a and the nozzle vane 10, and flows out from the first recess 13a to the low pressure side SS.

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。   Therefore, the exhaust gas flows so as to bypass the end portion 10c of the nozzle vane 10, and a recess is not formed on the first exhaust introduction wall 12a, and a part of the nozzle vane 10 is not accommodated in the recess. The resistance to the exhaust gas passing through the gap S1 increases. When the resistance to the exhaust gas passing through the gap S1 increases, the flow rate of the exhaust gas flowing through the gap S1 decreases. Thereby, as shown in FIGS. 4A and 4B, the flow rate of the exhaust gas passing between the low pressure side wall surface 10s and the high pressure side wall surface 10p of the adjacent nozzle vane 10 increases.

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。 Exhaust gas passing between the low-pressure side wall surface 10s and the high-pressure side wall surface 10p of the adjacent nozzle vane 10 is adjusted to a flow velocity and a flow angle corresponding to the opening degree of the exhaust nozzle 8 to efficiently rotate the turbine impeller 2. On the other hand, the exhaust gas that passes through the gap S <b> 1 between the first exhaust introduction wall 12 a and the nozzle vane 10 has an extremely low efficiency of rotating the turbine impeller 2.
Therefore, according to the turbocharger 1 of the present embodiment, the flow rate of the exhaust gas passing through the gap S1 between the first exhaust introduction wall 12a and the nozzle vane 10 is reduced, the turbine impeller 2 is rotated more efficiently, and the turbine efficiency Can be improved.

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。   Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the turbocharger 1 of the present embodiment has a front edge 10b of a nozzle vane 10 provided on the upstream side of the exhaust gas from the support shafts 9a and 9b. A recess is not formed in the rotating front edge rotation region Mb. Therefore, the exhaust gas flow path can be made smoother as compared with the case where the concave portion is formed in the entire range in which the nozzle vane 10 rotates or the concave portion is formed in a wider area.

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。 That is, in this embodiment, as shown in FIG. 4A and FIG. 4B, resistance to the exhaust gas passing between the low pressure side wall surface 10s and the high pressure side wall surface 10p of the adjacent nozzle vane 10 is obtained. It becomes only the 1st recessed part 13a and the 2nd recessed part 13b provided corresponding to the trailing edge rotation area | region Ma. On the other hand, when the concave portion is provided also in the leading edge rotation region Mb, the concave portion also becomes a resistance against the exhaust gas.
Therefore, according to the turbocharger 1 of the present embodiment, the flow resistance of the exhaust nozzle 8 with respect to the exhaust gas can be reduced more than before, and the turbine efficiency can be improved.

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。   When the first recess 13a is not formed on the first exhaust introduction wall 12a, the rear edge 10a on the downstream side of the exhaust gas with respect to the support shafts 9a and 9b and the first exhaust introduction wall 12a The ratio of the exhaust gas flowing between the exhaust gas flowing between the first exhaust introduction wall 12a and the front edge 10b upstream of the exhaust gas with respect to the support shafts 9a and 9b is about 7: 3.

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。   Therefore, by providing the first recess 13a corresponding to the trailing edge rotation area Ma in which the trailing edge 10a of the nozzle vane 10 rotates, the nozzle vane 10 and the nozzle vane 10 are compared with the case where the recess is formed on the front edge 10b side. The exhaust gas passing between the first exhaust introduction wall 12a can be reduced more effectively. Thereby, the sealing property with respect to the exhaust gas which passes between the nozzle vane 10 and the 1st exhaust introduction wall 12a can be made more favorable.

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。   Further, in the turbocharger 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 4, a second recess 13b is formed in the second exhaust introduction wall 12b arranged on the bearing housing 3 side. And the 2nd recessed part 13b is the rear edge rotation area | region Ma where the rear edge 10a provided in the downstream of exhaust gas rather than the support shafts 9a and 9b of the nozzle vane 10 rotates similarly to the 1st recessed part 13a. It is formed corresponding to. Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the end 10d of the rear edge 10a of the nozzle vane 10 facing the second exhaust introduction wall 12b is accommodated in the second recess 13b. ing.

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。 As a result, the resistance to the exhaust gas passing through the gap S2 between the trailing edge 10a of the nozzle vane 10 and the second exhaust introduction wall 12b increases, and the flow rate of the exhaust gas passing through the gap S2 decreases. As shown in FIGS. 4A and 4B, the flow rate of the exhaust gas passing between the low pressure side wall surface 10s and the high pressure side wall surface 10p of the adjacent nozzle vane 10 increases.
Therefore, according to the turbocharger 1 of the present embodiment, the flow rate of the exhaust gas passing through the gap S2 between the second exhaust introduction wall 12b and the nozzle vane 10 is reduced, the turbine impeller 2 is rotated more efficiently, and the turbine efficiency Can be raised.

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。   Further, in the turbocharger 1 of the present embodiment, a support hole 11a for supporting the support shaft 9a is formed in the first exhaust introduction wall 12a in which the first recess 13a is formed. Therefore, as shown in FIGS. 3A and 3B, the support shaft 9a is supported by the support hole 11a, and the support shaft 9a of the nozzle vane 10 can be prevented from being inclined. Thereby, the surface facing the first exhaust introduction wall 12a of the nozzle vane 10 can be maintained in a state substantially parallel to the bottom surface of the first recess 13a and the surface of the first exhaust introduction wall 12a. Therefore, it is possible to prevent the nozzle vane 10 from biting into and sticking to the bottom surface of the first recess 13a and the surface of the first exhaust introduction wall 12a.

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。   Similarly, a support hole 11b for supporting the support shaft 9b is also formed in the second exhaust introduction wall 12b in which the second recess 13b is formed. Therefore, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the support shaft 9a is supported by the support hole 11a, and the support shaft 9b is supported by the support hole 11b to support both ends of the nozzle vane 10. It is possible to more reliably prevent the support shafts 9a and 9b of the nozzle vane 10 from being inclined. Thereby, it can prevent more reliably that the nozzle vane 10 bites into and adheres to the first exhaust introduction wall 12a and the surface and the second exhaust introduction wall 12b.

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。   Further, in the turbocharger 1 of the present embodiment, the inner walls 13ap and 13bp of the high-pressure side PS that form the upstream edge of the exhaust gas of the first recess 13a and the second recess 13b are shown in FIG. As shown, it is formed in a stepped step shape in cross-sectional view. Thereby, when forming the 1st recessed part 13a in required depth, the 1st recessed part 13a can be formed in a narrower range. In addition, the minimum opening of the exhaust nozzle 8 can be limited by bringing the inner wall 13ap into contact with the high-pressure side wall surface 10p of the nozzle vane 10.

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。   As described above, according to the turbocharger 1 of the present embodiment, the exhaust gas flowing through the gaps S1 and S2 between the nozzle vane 10 and the first exhaust introduction wall 12a and the second exhaust introduction wall 12b can be reduced. In addition, an increase in the flow resistance of the exhaust nozzle 8 can be suppressed, and a decrease in turbine efficiency can be suppressed.

＜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。 <Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 with reference to FIGS. This embodiment is different from the turbocharger 1 described in the first embodiment in that a tapered inclined surface is provided in the recess. Since the other points are the same as in the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

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。   FIG. 5A is a cross-sectional view of the turbocharger 101 of this embodiment corresponding to FIG. 3A of the first embodiment. FIG.5 (b) is sectional drawing of the turbocharger 101 of this embodiment corresponded to FIG.3 (b) of 1st embodiment.

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。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the turbocharger 101 of the present embodiment has a first recess 13c formed in the first exhaust introduction wall 12a. The nozzle vane 10 is formed in the same manner as in the first embodiment, and the end 10c of the rear edge 10a facing the first exhaust introduction wall 12a is accommodated inside the first recess 13c.
Further, a second recess 13d is formed in the second exhaust introduction wall 12b. An end portion 10d of the rear edge 10a of the nozzle vane 10 facing the second exhaust introduction wall 12b is accommodated inside the second recess 13d.

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。   As shown in FIG. 3 (a), the first recess 13c and the second recess 13d have an inner wall 13cp and an inner wall 13dp that form an edge of the high-pressure side PS that is upstream of the exhaust gas, and the support shaft 9a, It is formed substantially in parallel with 9b and is formed in a stepped step shape in cross-sectional view.

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。   The first recess 13c and the second recess 13d are provided such that the inner side wall 13cs and the inner side wall 13ds that form the edge of the low-pressure side SS downstream of the exhaust gas are inclined with respect to the support shafts 9a and 9b. It has been. That is, as the inner wall 13cs and the inner wall 13ds approach the downstream edge of the exhaust gas of the first recess 13c and the second recess 13d, the depths of the first recess 13c and the second recess 13d gradually increase. An inclined surface that is shallower is formed.

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。   3B, the first recess 13c and the second recess 13d have an inner wall 13ce and an inner wall 13de on the rear edge 10a side of the nozzle vane 10 with respect to the support shafts 9a and 9b. Inclined. That is, as the inner wall 13ce and the inner wall 13de approach the edge of the rear edge 10a of the nozzle vane 10 of the first recess 13c and the second recess 13d, the inner wall 13ce and the inner wall 13de become closer to the first recess 13c and the second recess 13d. An inclined surface is formed so that the depth gradually becomes shallower.

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。 Next, the operation of the turbocharger 101 of this embodiment will be described.
In the turbocharger 101 of this embodiment, as shown in FIG. 5A, the upstream edge of the exhaust gas of the first recess 13c and the second recess 13d is formed in a stepped step shape in cross-sectional view. ing. Therefore, it is possible to prevent the first recess 13c and the second recess 13d from expanding more than necessary to the high-pressure side PS of the nozzle vane 10, and to prevent the flow resistance of the exhaust nozzle 8 from increasing.

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。   In addition, the inner wall 13cs and the inner wall 13ds are formed in the first recess 13c and the second recess 13d as inclined surfaces such that the depth gradually decreases as approaching the downstream edge of the exhaust gas. Therefore, it is possible to reduce the resistance to the exhaust gas passing through the vicinity of the downstream edge of the exhaust gas of the first recess 13c and the second recess 13d.

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。   Further, as shown in FIG. 5 (b), the first recess 13c and the second recess 13d are inclined so that the depth gradually decreases as the end of the rear edge 10a of the nozzle vane 10 is approached. Inner side walls 13ce and 13de are formed as surfaces. Therefore, as shown in FIGS. 4A and 4B, the first recess 13c and the second recess 13d pass between the high-pressure side wall surface 10p and the low-pressure side wall surface 10s of the adjacent nozzle vane 10. It is possible to reduce the resistance to the exhaust gas passing over the.

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。   As described above, according to the turbocharger 101 of the present embodiment, not only the same effect as the turbocharger 1 of the first embodiment can be obtained, but also the flow resistance of the exhaust nozzle 8 is reduced and the turbine efficiency is improved. Can be raised.

＜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。 <Third embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the turbocharger 1 described in the first embodiment described above in that a flange portion is provided on the nozzle vane, and an accommodation recess for accommodating the flange portion is formed in the recess. Since the other points are the same as in the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

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。   FIG. 6A is an enlarged view corresponding to FIG. 4A of the first embodiment. FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line DD ′ in FIG. 6A, and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3B of the first embodiment.

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。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the turbocharger 201 of the present embodiment includes a nozzle vane 210 similar to the nozzle vane 10 of the turbocharger 1 of the first embodiment. The nozzle vane 210 of this embodiment includes disk-shaped flange portions 14a and 14b between the support shafts 9a and 9b and the nozzle vane 210, respectively. The flange portions 14a and 14b are formed so as to project outward in the radial direction of the support shafts 9a and 9b, and are provided integrally with the support shafts 9a and 9b. As shown in FIG. 6A, the flanges 14a and 14b are formed so as to protrude from the high-pressure side PS of the high-pressure side wall surface 210p of the nozzle vane 210 and the low-pressure side SS of the low-pressure side wall surface 210s, respectively.

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。 As shown in FIG. 6B, a first recess 13e is formed in the first exhaust introduction wall 12a as in the first embodiment. Further, a second recess 13f is formed in the second exhaust introduction wall 12b as in the first embodiment.
Further, the first exhaust introduction wall 12a and the second exhaust introduction wall 12b are formed continuously with the first recess 13e and the second recess 13f, respectively, and are formed along the outer shape of the flanges 14a and 14b. The accommodated recesses 15a and 15b are provided.

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。 Inner side walls 15as and 15bs forming outer edges of the housing recesses 15a and 15b are provided substantially in parallel with the support shafts 9a and 9b. As a result, the edges of the housing recesses 15a and 15b are formed in a stepped step shape in cross-sectional view.
The flange portions 14a and 14b are accommodated in the accommodating recesses 15a and 15b, respectively, and are rotatably provided in the accommodating recesses 15a and 15b.

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。 Next, the operation of the turbocharger 201 of this embodiment will be described.
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the nozzle vane 210 is formed integrally with the support shafts 9a and 9b, and has flanges 14a and 14b protruding outward in the radial direction of the support shafts 9a and 9b. I have. Thereby, compared with the case where support shaft 9a, 9b is directly fixed to nozzle vane 210, a contact area with nozzle vane 210 can be increased and support shaft 9a, 9b can be fixed to nozzle vane 210 more firmly.

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。   The first recess 13e and the second recess 13f have receiving recesses 15a and 15b for receiving the flanges 14a and 14b, respectively. Accordingly, the flanges 14a and 14b are prevented from projecting from the surfaces of the first exhaust introduction wall 12a and the second exhaust introduction wall 12b into the exhaust gas flow path, and the flow resistance of the exhaust nozzle 8 is increased. Can be prevented.

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。   Further, the edges of the accommodating recesses 15a and 15b are formed in a stepped step shape in a cross-sectional view. Therefore, when the nozzle vane 210 is rotated, the outer peripheral surfaces of the flange portions 14a and 14b and the inner side walls 15as and 15bs are slid to prevent the nozzle vane 210 from tilting, and the nozzle vane 210 can be stably rotated. it can. Therefore, it is possible to prevent the nozzle vane 210 from biting into and sticking to the first exhaust introduction wall 12a and the second exhaust introduction wall 12b.

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。   As described above, according to the turbocharger 201 of the present embodiment, not only the same effects as in the first embodiment can be obtained, but also when the flanges 14a and 14b are formed on the nozzle vane 210. It is possible to prevent the flow resistance of the exhaust nozzle 8 from increasing and prevent the turbine efficiency from decreasing.

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, as long as the recess is formed in the first exhaust introduction wall, the recess may not be provided in the second exhaust introduction wall.
Further, the support shaft of the nozzle vane may be provided only at the end facing the second exhaust introduction wall, and the nozzle vane may be supported in a cantilever manner. When the link mechanism is provided on the turbine housing side of the exhaust nozzle, the nozzle vane support shaft may be provided only at the end facing the first exhaust introduction wall, and the nozzle vane may be supported in a cantilever manner.

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。It is a partial expanded sectional view of the turbocharger in a first embodiment of the present invention. 図１のＡ−Ａ線に沿う排気ノズルの矢視断面図である。It is arrow sectional drawing of the exhaust nozzle which follows the AA line of FIG. （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。(A) is arrow sectional drawing which follows the BB 'line of FIG. 2, (b) is arrow sectional drawing which follows the CC line of FIG. （ａ）及び（ｂ）は、図２のノズルベーン１０近傍の拡大図である。(A) And (b) is an enlarged view of the nozzle vane 10 vicinity of FIG. （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。(A) And (b) is arrow sectional drawing equivalent to FIG. 3 of the turbocharger in 2nd embodiment of this invention. （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。(A) is an enlarged view corresponding to Drawing 4 (a) of a turbocharger in a third embodiment of the present invention, and (b) is an arrow sectional view which meets a DD 'line of (a).

符号の説明Explanation of symbols

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 1 turbocharger, 2 turbine impeller, 3 bearing housing (bearing housing), 5 turbine housing, 5a scroll flow path, 8 exhaust nozzle, 9a, 9b support shaft, 10 nozzle vane, 10a trailing edge, 10c, 10d end (rear edge) ), 11a, 11b support hole, 12a, 12b exhaust introduction wall, 13a recess, 13ae inner wall (rear edge edge), 13ap inner wall (upstream edge), 13as inner wall (downstream edge) , 13b recess, 13be inner wall (rear edge), 13bp inner wall (upstream edge), 13bs inner wall (downstream edge), 13c recess, 13ce inner wall (inclined surface), 13cp inner wall (upstream) Side edge), 13cs inner wall (inclined surface), 13d recess, 13de inner wall (inclined surface), 13dp inner wall (upstream side) ), 13ds inner wall (inclined surface), 13e, 13f recess, 14a, 14b collar, 15a receiving recess, 15as inner wall (edge of receiving recess), 15b receiving recess, 15bs inner wall (edge of receiving recess), 101 , 201 Turbocharger, 210 Nozzle vane, 210a trailing edge, Ma trailing edge rotation area

Claims (7)

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。 A bearing housing that rotatably supports the turbine impeller, a turbine housing in which a scroll passage for supplying exhaust gas to the turbine impeller is formed, and the exhaust gas supplied from the scroll passage to the turbine impeller side. In a variable capacity turbocharger equipped with an exhaust nozzle that makes the flow velocity and flow angle variable,
The exhaust nozzle includes a pair of exhaust introduction walls that form a flow path for the exhaust gas, and a plurality of exhaust nozzles disposed between the pair of exhaust introduction walls and rotatably supported by a support shaft around the turbine impeller A nozzle vane, and
The rear edge of the nozzle vane is provided on the downstream side of the exhaust gas from the support shaft,
Of the pair of exhaust introduction walls, at least the exhaust introduction wall provided on the turbine housing side is formed with a recess corresponding to a rear edge rotation region in which the rear edge rotates,
A turbocharger, wherein a part of the rear edge is accommodated in the recess. 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。   The turbocharger according to claim 1, wherein the recess is formed in the exhaust introduction wall provided on the bearing housing side. 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。   The turbocharger according to claim 1 or 2, wherein a support hole for supporting the support shaft is provided in the exhaust introduction wall in which the recess is formed. 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。   4. The turbocharger according to claim 1, wherein an edge on the upstream side of the exhaust gas is formed in a stepped step shape in a cross-sectional view. 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。   5. The inclined surface according to claim 1, wherein the concave portion is formed with an inclined surface such that the depth of the concave portion gradually becomes shallower as the tip of the rear edge is approached. Turbocharger. 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。   The recess has an inclined surface such that the downstream edge of the exhaust gas is formed in a stepped step shape in a cross-sectional view, or the depth of the recess gradually decreases as the downstream edge is approached. The turbocharger according to claim 1, wherein the turbocharger is formed. 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。 The nozzle vane includes a flange that projects outward in the radial direction of the support shaft,
The concave portion has an accommodating concave portion for accommodating the collar portion,
The turbocharger according to any one of claims 1 to 6, wherein an edge of the housing recess is formed in a stepped step shape in a cross-sectional view.
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