JP2016003565A - 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 - Google Patents

Abstract

【課題】 可変ノズルユニット４３の信頼性、換言すれば、可変容量型過給機１の信頼性を確保しつつ、ノズルサイドクリアランスからの漏れ流れを低減して、可変容量型過給機１のタービン効率の維持又は向上を図ること。【解決手段】 第１ノズルリング４５に左右方向に離隔対向した位置には、第２ノズルリング５７が円周方向に並んだ複数の連結ピン５９を介して第１ノズルリング４５と一体的に設けられ、サポートリング８７の内縁部は複数の連結ピン５９の一端部のかしめ結合によって第１ノズルリング４５に連結され、サポートリング８７の各ピン穴９１がサポートリング８７の半径方向へ延びる形状に構成され、サポートリング８７の各ピン穴９１の周縁と対応する連結ピン５９の一端部の結合によるかしめ頭９３との間には、座金９５が設けられていること。【選択図】 図１

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（流量）を調整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おけるタービンハウジング内に配設さ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ている（特許文献１及び特許文献２等参照）。そして、その先行技術に係る可変ノズルユニットの具体的な構成は、次のようになる。

タービンハウジング内には、環状の第１壁部材としての第１ノズルリングがタービンインペラと同心状に配設されている。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）に離隔した位置には、環状の第２壁部材としての第２ノズルリングが円周方向（所定の円周方向）に間隔を置いて並んだ複数の連結ピンによって第１ノズルリングと一体的に設けられている。

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）に等間隔に配設されており、各可変ノズルは、タービンインペラの軸心に平行な軸心（可変ノズルのノズル軸の軸心）周りに正逆方向（開閉方向）へ回動可能である。また、第１ノズルリングの対向面の反対面側に区画形成したリンク室には、複数の可変ノズルを正逆方向へ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。ここで、複数の可変ノズルを正方向（開方向）へ同期して回動させると、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積（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、前記排気ガスの流路面積が小さくなるようになっている。

第１ノズルリングの対向面の反対面には、第１ノズルリングの外径よりも大径のサポートリング（環状のサポート部材）が設けられている。また、サポートリングの内縁部（内周縁部）は、複数の連結ピンの一端部の結合によって一体的に連結されており、サポートリングの内縁部には、連結ピンの一端部を挿通させるための複数のピン穴が円周方向（所定の円周方向）に間隔を置いて貫通形成（貫通して形成）されている。更に、サポートリングの外縁部（外周縁部）は、ベアリングハウジングにタービンハウジングとの協働により挟持された状態で取付けられている。

特開２００９−２４３４３１号公報 特開２００９−２４３３００号公報

ところで、可変容量型過給機の運転中、第１ノズルリングの周辺温度（周辺のガス温度）がサポートリングの周辺温度に比べて非常に高くなり、可変容量型過給機の運転状況によっては、第１ノズルリングの周辺温度がサポートリングの周辺温度に比べて低くなることがある。換言すれば、可変容量型過給機の運転中に、第１ノズルリングとサポートリングとの周辺温度差（周辺のガス温度差）が発生する。これにより、第１ノズルリングとサポートリングとの半径方向の熱膨張差（熱変形差）によって、第１ノズルリングの対向面が軸方向に垂直な方向に対して傾くように、第１ノズルリングが熱変形することになる。すると、可変容量型過給機の運転状況によっては、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の平行度が低下し、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の間隔が局所的に狭くなるおそれがある。

そのため、複数の可変ノズルの動作の安定性を維持して、可変ノズルユニットの信頼性、換言すれば、可変容量型過給機の信頼性を確保できるように、ノズルサイドクリアランスの大きさを設定してある。一方、ノズルサイドクリアランスを大きめに設定すると、ノズルサイドクリアランスからの漏れ流れが増大して、可変容量型過給機のタービン効率が低下する傾向になる。なお、ノズルサイドクリアランスとは、第１ノズルリングの対向面と可変ノズルの一側面（軸方向の一方側の側面）との隙間、又は第２ノズルリングの対向面と可変ノズルの他側面（軸方向の他方側の側面）との隙間のことをいう。

つまり、可変容量型過給機の信頼性を確保しつつ、可変容量型過給機のタービン効率の維持又は向上を図ることが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の可変ノズルユニット等を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、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（流量）を調整する可変ノズルユニットにおいて、前記可変容量型過給機におけるタービンハウジング内に前記タービンインペラと同心状に配設された環状の第１壁部材と、前記第１壁部材に対して軸方向に離隔対向した位置に、円周方向（所定の円周方向）に間隔を置いて並んだ複数の連結ピンによって前記第１壁部材と一体的に設けられた環状の第２壁部材と、前記第１壁部材の対向面と前記第２壁部材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、前記タービンインペラの軸心に平行な軸心（可変ノズルのノズル軸の軸心）周りに正逆方向へ回動可能な複数の可変ノズルと、複数の前記可変ノズルを同期して回動させるためのリンク機構と、前記第１壁部材に複数の前記連結ピンの一端部の結合によって連結され、前記連結ピンの一端部を挿通させるための複数のピン穴が円周方向に間隔を置いて貫通形成（貫通して形成）されたサポートリング（環状のサポート部材）と、を具備し、前記第１壁部材に、前記可変容量型過給機の運転中における前記第１壁部材と前記サポートリングとの半径方向の熱膨張差（前記第１壁部材の半径方向の熱膨張と前記サポートリングの半径方向の熱膨張の差）を吸収するための吸収手段が施されていることを要旨とする。

ここで、例えば、前記吸収手段として、前記サポートリングの各ピン穴が前記サポートリングの内縁部側から外縁部側に向かって延びるように構成されていることが挙げられる。また、前記吸収手段として、前記サポートリングにおける各ピン穴に対応する位置にスリットが形成されていることが挙げられる。

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。「環状の第１壁部材」及び「環状の第２壁部材」は、前記タービンハウジング等の一部を構成するものであっても構わない。また、「軸方向」とは、特に断らない限り、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、第２ノズルリング、及びサポートリングの軸方向）のことをいう。「結合」とは、カシメ結合、溶接結合、ねじ結合等を含む意である。更に、「半径方向」とは、特に断らない限り、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、第２ノズルリング、及びサポートリングの半径方向）のことをいう。そして、「各ピン穴に対応する位置」とは、各ピン穴の半径方向外側（半径方向の外側）、各ピン穴の半径方向内側（半径方向の内側）、各ピン穴の近傍等を含む意である。

第１の特徴によると、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する（前記可変ノズルユニットの通常の作用）。

前記可変容量型過給機の運転中に、前記第１壁部材と前記サポートリングとの半径方向の熱膨張差が生じた場合に、その熱膨張差を前記吸収手段によって吸収することができる。これにより、前記第１壁部材の対向面が軸方向に垂直な方向に対して傾くように、前記第１壁部材が熱変形することを十分に十分に抑制できる。（前記可変ノズルユニットの特有の作用）。

本発明の第２の特徴は、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の特徴からなる可変ノズルユニットを具備したことを要旨とする。

第２の特徴によると、第１の特徴による作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、前記可変容量型過給機の運転中に、前記第１壁部材の対向面が軸方向に垂直な方向に対して傾くように、前記第１壁部材が熱変形することを十分に抑制できるため、前記可変容量型過給機の運転中における前記第１壁部材の対向面と前記第２壁部材の対向面の平行度を十分に確保しつつ、ノズルサイドクリアランスを極力小さくすることができる。よって、本発明によれば、複数の前記可変ノズルの動作の安定性を維持して、前記可変ノズルユニットの信頼性、換言すれば、前記可変容量型過給機の信頼性を確保しつつ、ノズルサイドクリアランスからの漏れ流れを低減して、前記可変容量型過給機のタービン効率の維持又は向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る可変ノズルユニットの要部を示す断面図であって、図２における矢視部Iの拡大断面図である。 図２は、図６における矢視部IIの拡大断面図である。 図３Ａ（ａ）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サポートリングを示す図、図３Ａ（ｂ）は、図３Ａ（ａ）におけるIII-III線に沿った断面図である。 図３Ｂ（ａ）は、図３Ａ（ａ）における矢視部IVの拡大図、図３Ｂ（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サポートリングの他の態様を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係る可変ノズルユニットをリンク機構側から見た図である。 図５（ａ）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第１ノズルリングを示す図、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるV-V線に沿った断面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の正断面図である。 図７は、本発明の実施形態の変形例に係る可変ノズルユニットの要部を示す断面図であって、図１に対応する図である。 図８Ａ（ａ）は、本発明の実施形態の変形例に係る可変ノズルユニットにおけるサポートリングを示す図、図８Ａ（ｂ）は、図８Ａ（ａ）におけるVI-VI線に沿った断面図である。 図８Ｂ（ａ）は、図８Ａ（ａ）における矢視部VIIの拡大図、図８Ｂ（ｂ）は、本発明の実施形態の変形例に係る可変ノズルユニットにおけるサポートリングの他の態様を示す図である。

（本発明の実施形態）
本発明の実施形態について図１から図８Ｂ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、「ＡＤ」は、軸方向、「ＢＤ」は、半径方向、「ＢＤｉ」は、半径方向内側、「ＢＤｏ」は、半径方向外側、「ＣＤ」は、円周方向である。

図６に示すように、本発明の実施形態に係る可変容量型過給機１は、エンジン（図示省略）からの排気ガスの圧力エネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）するものである。そして、可変容量型過給機１の具体的な構成等は、以下のようになる。

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、一対の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（コンプレッサインペラ１３の軸心）Ｃ周りに回転可能に設けられており、この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ている。また、コンプレッサインペラ１３は、コンプレッサディスク１５を備えており、コンプレッサディスク１５のハブ面１５ｈは、右側から半径向外側（コンプレッサインペラ１３の半径方向の外側）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（コンプレッサディスク１５のハブ面１５ｈの周方向）に間隔を置いて一体形成されている。

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（空気の主流方向から見て上流側）には、空気をコンプレッサハウジング１１内に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（空気の主流方向から見て下流側）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に連通している。そして、コンプレッサハウジング１１の適宜位置には、圧縮された空気をコンプレッサハウジング１１の外側へ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、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。

なお、ベアリングハウジング３の右側部には、スラストベアリング７側への圧縮空気の漏れを抑える環状のシールプレート２７が設けられている。

図２及び図６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２９が設けられている。そして、タービンハウジング２９内には、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力を発生させるタービンインペラ３１がその軸心（タービンインペラ３１の軸心）Ｃ周りに回転可能に設けられており、このタービンインペラ３１は、ロータ軸９の左端部に一体的に連結されている。また、タービンインペラ３１は、タービンディスク３３を備えており、このタービンディスク３３のハブ面３３ｈは、左側（軸方向の一方側）から半径方向外側（タービンインペラ３１の半径方向の外側）へ延びている。更に、タービンディスク３３のハブ面３３ｈには、複数のタービンブレード３５が周方向（タービンディスク３３のハブ面３３ｈの周方向）に間隔を置いて一体形成されている。

タービンハウジング２９の適宜位置には、排気ガスをタービンハウジング２９内に取入れるためのガス取入口３７が形成されており、このガス取入口３７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２９の内部におけるタービンインペラ３１の入口側（排気ガスの主流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３９が形成されており、このタービンスクロール流路３９は、ガス取入口３７に連通している。そして、タービンハウジング２９におけるタービンインペラ３１の出口側（排気ガス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４１が形成されており、このガス排出口４１は、接続管（図示省略）を介して触媒（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３１側へ供給される排気ガスの流路面積（流量）を調整する可変ノズルユニット４３を装備しており、この可変ノズルユニット４３の構成の詳細は、次のようになる。

図１、図２、及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、タービンハウジング２９内には、環状の第１壁部材としての第１ノズルリング４５がタービンインペラ３１と同心状に配設されている。そして、第１ノズルリング４５の右側面には、環状の嵌合突部４７が右方向へ突出して形成されており、この嵌合突部４７は、ベアリングハウジング３の左側面に形成された環状の支持部４９に嵌合した状態で支持されている。また、第１ノズルリング４５には、複数の支持穴５１が円周方向に等間隔に貫通形成（貫通して形成）されている。更に、第１ノズルリング４５の嵌合突部４７には、複数のガイド爪５３が円周方向（所定の円周方向）に間隔を置いて形成されており、各ガイド爪５３は、先端側（半径方向外側）に、断面Ｕ字状のガイド溝５５を有している。

図１及び図２に示すように、第１ノズルリング４５に左右方向（タービンインペラ３１の軸方向）に離隔対向した位置には、環状の第２壁部材としての第２ノズルリング５７が円周方向（所定の円周方向）に並んだ複数（少なくとも３つ以上）の連結ピン５９を介して第１ノズルリング４５と一体的かつ同心状に設けられている。ここで、複数の連結ピン５９は、第１ノズルリング４５の対向面（左側面）と第２ノズルリング５７の対向面（右側面）との間隔を設定する機能を有している。なお、前述の特許文献１及び特許文献２に示すように、第２ノズルリング５７が複数のタービンブレード３５のチップ３５ｔを覆う円筒状のシュラウド部（図示省略）を有するようにしても構わない。

第１ノズルリング４５の対向面と第２ノズルリング５７の対向面との間には、複数の可変ノズル６１がタービンインペラ３１を囲むように円周方向（所定の円周方向）に等間隔に配設されている。また、各可変ノズル６１は、タービンインペラ３１の軸心Ｃに平行な軸心（可変ノズル６１の軸心）周りに正逆方向（開閉方向）へ回動可能である。更に、各可変ノズル６１の右側面（軸方向の一方側の側面）には、ノズル軸６３が一体形成されており、各ノズル軸６３は、第１ノズルリング４５の対応する支持穴５１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。各可変ノズル６１は１つのノズル軸６３を有してあるが、各可変ノズル６１の左側面（軸方向の他方側の側面）に別のノズル軸（図示省略）が一体形成されるようにしても構わなく、この場合には、各別のノズル軸が第２ノズルリング５７の別の支持穴（図示省略）に回動可能に支持されることになる。

第１ノズルリング４５の対向面の反対面側（右側面側）には、環状のリンク室６５が区画形成されており、このリンク室６５内には、複数の可変ノズル６１を同期して正逆方向（開閉方向）へ回動させるためのリンク機構６７が配設されている。そして、リンク機構６７の具体的な構成は、次のようになる。

図１、図２、及び図４に示すように、第１ノズルリング４５の複数のガイド爪５３のガイド溝５５には、駆動リング６９がタービンインペラ３１の軸心（第１ノズルリング４５の軸心）Ｃ周りに正逆方向へ回動可能に設けられている。また、駆動リング６９は、電動モータ又はダイヤフラムアクチュエータ等の回動アクチュエータ７１の駆動によって正逆方向へ回動するものである。そして、駆動リング６９には、複数（可変ノズル６１と同数）の係合凹部（係合部）７３が半径方向外側へ窪みかつ周方向（駆動リング６９の周方向）に等間隔に形成されており、駆動リング６９の適宜位置には、別の係合凹部（別の係合部）７５が半径方向外側へ窪んで形成されている。更に、各可変ノズル６１のノズル軸６３には、ノズルリンク部材７７の基部が一体的に連結されており、各ノズルリンク部材７７の先端部は、駆動リング６９の対応する係合凹部７３に係合してある。なお、駆動リング６９が第１ノズルリング４５の複数のガイド爪５３のガイド溝５５に正逆方向へ回動可能に設けられる代わりに、特許文献１及び特許文献２に示すように、第１ノズルリング４５の対向面の反対面に配設したガイドリング（図示省略）に正逆方向へ回動可能に設けられるようにしても構わない。リンク機構６７が第１ノズルリング４５の対向面の反対面側（リンク室６５内）に配設される代わりに、第２ノズルリング５７の対向面の反対面側（左側面側）に配設されるようにしても構わない。複数の可変ノズル６１が円周方向に不等間隔に並んでいる場合には、複数の係合凹部７３が不等間隔に並ぶことになる。

ベアリングハウジング３の左側部には、駆動軸７９がタービンインペラ３１の軸心に平行な軸心（駆動軸７９の軸心）周りに回動可能にブッシュ８１を介して設けられており、この駆動軸７９の一端部（右端部）は、動力伝達機構８３を介して回動アクチュエータ７１に接続されている。また、駆動軸７９の他端部（左端部）には、駆動リンク部材８５の基端部が一体的に連結されており、この駆動リンク部材８５の先端部は、駆動リング６９の別の係合凹部７５に係合してある。

図１、図２、及び図３Ａ（ａ）（ｂ）に示すように、第１ノズルリング４５の対向面の反対面（右側面）には、第１ノズルリング４５の外径よりも大径のサポートリング（環状のサポート部材）８７が設けられている。そして、サポートリング８７の内縁部は、複数の連結ピン５９の一端部（右端部）のかしめ結合によって第１ノズルリング４５に連結されている。また、サポートリング８７の内縁部には、第１ノズルリング４５に連結するための複数の連結片８９が半径向内側へ突出しかつ周方向（サポートリング８７の周方向）に間隔を置いて形成されており、各連結片８９には、連結ピン５９の左端部を挿通させるためのピン穴９１が貫通形成されている。更に、サポートリング８７の外縁部は、ベアリングハウジング３にタービンハウジング２９との協働により挟持された状態で取付けられており、ベアリングハウジング３に対して半径方向の変位（微動）が許容されている。なお、サポートリング８７の外縁部がベアリングハウジング３にタービンハウジング２９との協働により挟持された状態で取付けられる代わりに、ベアリングハウジング３に取付ボルト（図示省略）によって取付けられても構わない。

図１、図３Ａ（ａ）（ｂ）、及び図３Ｂ（ａ）に示すように、サポートリング８７には、可変容量型過給機１の運転中における第１ノズルリング４５とサポートリング８７との周辺温度差（第１ノズルリング４５の周辺のガス温度とサポートリング８７の周辺のガス温度との差）による半径方向の熱膨張差（第１ノズルリング４５の半径方向の熱膨張とサポートリング８７の半径方向の熱膨張との差）を吸収するための吸収手段が施されている。具体的には、サポートリング８７の各ピン穴９１（各連結片８９のピン穴９１）は、サポートリング８７の半径方向へ延びる形状に構成されており、サポートリング８７の各ピン穴９１の形状（開口形状）は、楕円状を呈している。また、サポートリング８７の各ピン穴９１の周縁と対応する連結ピン５９の一端部の結合によるかしめ頭９３（結合部の一例）との間には、座金９５が設けられている。なお、サポートリング８７の各ピン穴９１の形状が楕円形状を呈する代わりに、図３Ｂ（ｂ）に示すように、平行な２つの長辺を有した長穴形状にしても構わない。また、図示は省略するが、サポートリング８７の各ピン穴９１がサポートリング８７の内縁部側（内周縁部側）から外縁部側（外周縁部側）に向かって延びていれば、半径方向に対して傾斜しても構わない。更に、座金９５の形状は、円形状、四角形状、又は三角形状のいずれであっても構わなく、座金９５が一部に合口（切欠）を有しても構わない。座金９５がサポートリング８７と連結ピン５９のかしめ頭９３との間にだけでなく、サポートリング８７と第１ノズルリング４５との間に設けられても構わない。

図２及び図３Ａ（ａ）（ｂ）に示すように、サポートリング８７の内側（内周面側）における周方向（サポートリング８７の周方向）に隣接する連結片８９の間には、タービンスクロール流路３９とリンク室６５を連通させるための不連続な環状の連絡通路９７が形成されている。換言すれば、第１ノズルリング４５の対向面の反対面側（右側面側）は、連絡通路９７及びリンク室６５を介してタービンスクロール流路３９に連通している。

図２に示すように、ベアリングハウジング３の支持部４９の内縁部に左方向へ突出して形成した環状の突起部９９には、タービンインペラ３１側からの熱を遮蔽する環状の遮熱板１０１が嵌合して設けられている。また、遮熱板１０１の外縁部（外周縁部）には、環状の嵌合段部１０３が半径方向内側へ窪んで形成されており、この嵌合段部１０３は、第１ノズルリング４５の内縁部に嵌合してある。更に、ベアリングハウジング３の突起部９９における遮熱板１０１の右側には、遮熱板１０１の嵌合段部１０３と第１ノズルリング４５の内縁部を圧接（圧力を加えた状態で接触）させるように第１ノズルリング４５を左方向へ付勢する皿バネ１０５が設けられている。そして、第２ノズルリング５７の内周面とタービンハウジング２９の適宜箇所との間には、第２ノズルリング５７の対向面の反対面側（左側面側）からの排気ガスの漏れを抑える複数のシールリング１０７が設けられている。

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３７から取入れた排気ガスがタービンスクロール流路３９を経由してタービンインペラ３１入口側から出口側へ流通することにより、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力を発生させて、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３１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、エンジン回転数が高く、排気ガスの流量が多い場合には、回動アクチュエータ７１によってリンク機構６７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とにより、タービンインペラ３１側へ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、多くの排気ガスを供給する。一方、エンジン回転数が低く、排気ガスの流量が少ない場合には、回動アクチュエータ７１によってリンク機構６７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とにより、タービンインペラ３１側へ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めて、タービンインペラ３１の仕事量を十分に確保する。これにより、排気ガスの流量の多少に関係なく、タービンインペラ３１によって回転力を十分かつ安定的に発生させることができる（可変容量型過給機１の通常の作用）。

サポートリング８７の各ピン穴９１がサポートリング８７の内縁部側から外縁部側に向かって延びるように構成されているため、可変容量型過給機１の運転中に、第１ノズルリング４５とサポートリング８７との半径方向の熱膨張差が生じた場合に、連結ピン５９（連結ピン５９の一端部）がサポートリング８７の連結片８９のピン穴９１に沿ってサポートリング８７に対して相対的に移動（微動）する。特に、サポートリング８７の各ピン穴９１の周縁と対応する連結ピン５９のかしめ頭９３との間に座金９５が設けられているため、前述の場合に、サポートリング８７に対する連結ピン５９の相対的な移動又は連結ピン５９によるサポートリング８７の保持力を安定させることができる。これにより、第１ノズルリング４５とサポートリング８７との半径方向の熱膨張差を吸収して、可変容量型過給機１の運転中に、第１ノズルリング４５の対向面が軸方向に垂直な方向に対して傾くように、第１ノズルリング４５が熱変形することを十分かつ安定的に抑制できる。

第１ノズルリング４５の対向面の反対面側がタービンスクロール流路３９に連通してあるため、可変容量型過給機１の運転中、各可変ノズル６１のノズル軸６３の端面に働く圧力を高くして、各可変ノズル６１を第２ノズルリング５７の対向面側へ寄せることができる（可変容量型過給機１の特有の作用）。

従って、本発明の実施形態によれば、可変容量型過給機１の運転中に、第１ノズルリング４５の対向面が軸方向に垂直な方向に対して傾くように、第１ノズルリング４５が熱変形することを十分かつ安定的に抑制できるため、可変容量型過給機１の運転中における第１ノズルリング４５の対向面と第２ノズルリング５７の対向面の平行度を十分に確保しつつ、ノズルサイドクリアランスを極力小さくすることができる。よって、本発明の実施形態によれば、複数の可変ノズル６１の動作の安定性を維持して、可変ノズルユニット４３の信頼性、換言すれば、可変容量型過給機１の信頼性を確保しつつ、ノズルサイドクリアランスからの漏れ流れを低減して、可変容量型過給機１のタービン効率の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、各可変ノズル６１を第２ノズルリング５７の対向面側へ寄せることができるため、各可変ノズル６１の左側面と第２ノズルリング５７の対向面との隙間からの漏れ流れを抑えて、タービンブレード３５のチップ３５ｔ側部分（ミッドスパン側からチップ３５ｔ側にかけての部分）に沿う排気ガスの流れを安定させて、可変容量型過給機１のタービン効率の向上をより図ることができる。

（本発明の実施形態の変形例）
可変ノズルユニット４３（図１参照）の構成部材としてサポートリング８７（図１参照）を用いる代わりに、図７に示すように、別のサポートリング８７Ａを用いても構わない。サポートリング８７Ａは、サポートリング８７と同様の構成を有しており、サポートリング８７Ａの構成のうち、サポートリング８７の構成と異なる部分についてのみ説明する。なお、サポートリング８７Ａにおける複数の構成要素のうち、サポートリング８７と対応するものについては、図面中に同一符号を付してある。

図７、図８Ａ（ａ）（ｂ）、及び図８Ｂ（ａ）に示すように、サポートリング８７Ａは、サポートリング８７Ａの各ピン穴９１は、丸穴状に構成されている。そして、サポートリング８７Ａにおける各ピン穴９１の半径方向外側には、可変容量型過給機１の運転中における第１ノズルリング４５とサポートリング８７との周辺温度差（周辺のガス温度差）による半径方向の熱膨張差を吸収するためのスリット１０９が形成されており、各スリット１０９は、円周方向へ延びている。また、図８Ｂ（ｂ）に示すように、サポートリング８７Ａの各スリット１０９の一端部は、サポートリング８７Ａの内縁部側に開口（開放）されるようにしても構わない。更に、サポートリング８７Ａにおける各ピン穴９１の半径方向外側にスリット１０９が形成される他に、サポートリング８７Ａにおける各ピン穴９１の半径方向内側に別のスリット（図示省略）が形成されるようにしても構わない。なお、サポートリング８７Ａの各スリット１０９の形成箇所は、サポートリング８７Ａにおける各ピン穴９１の半径方向外側又は半径方向内側に限定されるものでなく、各ピン穴９１に対応する箇所であれば変更可能である。同様に、サポートリング８７Ａの各スリット１０９の長さ、幅、及び形状も適宜に変更可能である。

本発明の実施形態の変形例によると、サポートリング８７Ａにおける各ピン穴９１の半径方向外側等、各ピン穴９１に対応する箇所にスリット１０９が形成されているため、可変容量型過給機１の運転中に、第１ノズルリング４５とサポートリング８７との半径方向の熱膨張差が生じた場合に、第１ノズルリング４５とサポートリング８７との半径方向の熱膨張差を吸収することができる。例えば、スリット１０９がサポートリング８７Ａにおける各ピン穴９１の半径方向外側に形成されている場合には、サポートリング８７Ａ全体の剛性を十分に維持して、第１ノズルリング４５とサポートリング８７との半径方向の熱膨張差を吸収することができる。これにより、可変容量型過給機１の運転中に、第１ノズルリング４５の対向面が軸方向に垂直な方向に対して傾くように、第１ノズルリング４５が熱変形することを十分に抑制できる。

従って、本発明の実施形態の変形例によれば、前述の本発明の実施形態の効果と同様の効果を奏する。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

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、２９：タービンハウジング、３１：タービンインペラ、３３：タービンディスク、３５：タービンブレード、３５ｔ：チップ、３９：タービンスクロール流路、４３：可変ノズルユニット、４５：第１ノズルリング（環状の第１壁部材）、５１：支持穴、５３：ガイド爪、５５：ガイド溝、５７：第２ノズルリング（環状の第２壁部材）、５９：連結ピン、６１：可変ノズル、６３：ノズル軸、６５：リンク室、６７：リンク機構、８７：サポートリング、８７Ａ：サポートリング、８９：連結片、９１：ピン穴、９３：かしめ頭、９５：座金、９７：連絡通路、１０９：スリット（吸収手段）

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。「環状の第１壁部材」及び「環状の第２壁部材」は、前記タービンハウジング等の一部を構成するものであっても構わない。また、「軸方向」とは、特に断らない限り、タービンインペラの軸方向（換言すれば、第１壁部材、第２壁部材、及びサポートリングの軸方向）のことをいう。「結合」とは、カシメ結合、溶接結合、ねじ結合等を含む意である。更に、「半径方向」とは、特に断らない限り、タービンインペラの半径方向（換言すれば、第１壁部材、第２壁部材、及びサポートリングの半径方向）のことをいう。そして、「各ピン穴に対応する位置」とは、各ピン穴の半径方向外側（半径方向の外側）、各ピン穴の半径方向内側（半径方向の内側）、各ピン穴の近傍等を含む意である。

Claims (6)

1. 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を調整する可変ノズルユニットにおいて、
   前記可変容量型過給機におけるタービンハウジング内に前記タービンインペラと同心状に配設された第１ノズルリングと、
   前記第１壁部材に対して軸方向に離隔対向した位置に、円周方向に間隔を置いて並んだ複数の連結ピンによって前記第１壁部材と一体的に設けられた第２ノズルリングと、
   前記第１壁部材の対向面と前記第２壁部材の対向面との間に円周方向に間隔を置いて配設され、前記タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに正逆方向へ回動可能な複数の可変ノズルと、
   複数の前記可変ノズルを同期して回動させるためのリンク機構と、
   前記第１壁部材に複数の前記連結ピンの一端部の結合によって連結され、前記連結ピンの一端部を挿通させるための複数のピン穴が円周方向に間隔を置いて貫通形成されたサポートリングと、を具備し、
   前記サポートリングに、前記可変容量型過給機の運転中における前記第１壁部材と前記サポートリングとの半径方向の熱膨張差を吸収するための吸収手段が施されていることを特徴とする可変ノズルユニット。
2. 前記吸収手段として、前記サポートリングの各ピン穴が前記サポートリングの内縁部側から外縁部側に向かって延びる形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変ノズルユニット。
3. 前記サポートリングの各ピン穴の周縁と対応する前記連結ピンの一端部の結合による結合部との間に、座金が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の可変ノズルユニット。
4. 前記吸収手段として、前記サポートリングにおける各ピン穴に対応する位置にスリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変ノズルユニット。
5. 前記第１壁部材に複数の支持穴が円周方向に間隔を置いて貫通形成され、各可変ノズルのノズル軸が前記第１壁部材に対応する前記支持穴に回動可能に支持され、前記第１壁部材の対向面の反対面側が前記タービンハウジングのタービンスクロール流路に連通していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項の請求項に記載の可変ノズルユニット。
6. 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５のうちのいずれか１項の請求項に記載の可変ノズルユニットを具備したことを特徴とする可変容量型過給機。

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