JP2021076036A

JP2021076036A - ノズルベーン

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Publication number: JP2021076036A
Application number: JP2019201417A
Authority: JP
Inventors: 涼平橋田; Ryohei Hashida; 剛樹杉; Takeshi Kisugi
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2021-05-20
Anticipated expiration: 2039-11-06
Also published as: JP7196819B2

Abstract

【課題】ターボチャージャの効率を維持しつつ、ベーンと流路壁面との干渉を起きにくくしてロバスト性を向上する。【解決手段】第１対向面Ｆ１には、第１流路壁面１５に沿いつつ長手方向Ｌに沿って延在し、第１流路壁面１５と第１対向面Ｆ１との間に一定のクリアランスＣＬ１を規定する第１先端部Ｅ１が設けられている。第２対向面Ｆ２には、第２流路壁面１６に沿いつつ長手方向Ｌに沿って延在し、第２流路壁面１６と第２対向面Ｆ２との間に一定のクリアランスＣＬ２を規定する第２先端部Ｅ２が設けられている。第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の少なくとも一方は、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１および第２側面の少なくとも一方に対して段部Ｔ１，Ｔ２を介して離間している。【選択図】図７

Description

本発明は、ノズルベーンに関する。

ノズルベーンの構成を開示した先行文献として、特開２００１−１７３４４９号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載されたノズルベーンにおいては、ベーンの軸方向端部とタービンに連通する流路の内壁とのクリアランスが、ベーンの軸方向と直交する方向における位置に応じて異なっている。ベーンは、上記軸方向と直交する方向における先端ほど上記軸方向の幅が小さくなるように形成されている。

特開２００１−１７３４４９号公報

ベーンと流路壁面とのクリアランスが大きい場合、そのクリアランスを通過するガス量が増加してターボチャージャの効率が低下する。ベーンと流路壁面とのクリアランスが小さい場合、排気ガスに含まれる異物がベーンの流路壁面側の端部に衝突すると、ベーンの形状が変化して流路壁面と干渉することによりベーンの回動時の摺動抵抗が大きくなることがある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ターボチャージャの効率を維持しつつ、ベーンと流路壁面との干渉を起きにくくしてロバスト性を向上することができる、ノズルベーンを提供することを目的とする。

本発明に基づくノズルベーンは、スクロール流路からタービン翼車へ流入するガスを通過させるガス流入路と、タービン翼車の回転軸線に沿う方向に互いに対面しガス流入路を形成する第１流路壁面および第２流路壁面と、を有するタービンに用いられるノズルベーンである。ノズルベーンは、ベーンと、回転軸部とを備える。ベーンは、ガス流入路内でタービン翼車の上記回転軸線に平行な回動軸線周りに回動し、上記回動軸線に平行な短手方向、上記回動軸線に直交する長手方向、並びに、上記短手方向および上記長手方向の両方に直交する厚さ方向を有する。回転軸部は、ベーンを回動可能に支持する。ベーンは、第１流路壁面に対向する第１対向面、第２流路壁面に対向する第２対向面、上記厚さ方向の一方側に位置する第１側面、および、上記厚さ方向の他方側に位置する第２側面を有する。第１対向面には、第１流路壁面に沿いつつ上記長手方向に沿って延在し、第１流路壁面と第１対向面との間に一定のクリアランスを規定する第１先端部が設けられている。第２対向面には、第２流路壁面に沿いつつ上記長手方向に沿って延在し、第２流路壁面と第２対向面との間に一定のクリアランスを規定する第２先端部が設けられている。第１対向面において第１先端部より第１流路壁面から上記短手方向に離れて位置する段部、および、第２対向面において第２先端部より第２流路壁面から上記短手方向に離れて位置する段部の、少なくとも一方が設けられている。第１先端部および第２先端部の少なくとも一方は、上記厚さ方向において、第１側面および第２側面の少なくとも一方に対して上記段部を介して離間している。

本発明の一形態においては、第１先端部は、上記厚さ方向において、第１側面および第２側面の両方に対して離間している。

本発明の一形態においては、第１先端部は、上記短手方向から見て、上記長手方向に対して斜めに延在している。

本発明の一形態においては、第１対向面における第１側面および第２側面の各々との角部が面取りされている。

本発明の一形態においては、第１対向面における第１側面および第２側面の少なくとも一方と第１先端部との間の位置に、上記長手方向に沿って延在する突条部が設けられている。

本発明によれば、ターボチャージャの効率を維持しつつ、ベーンと流路壁面との干渉を起きにくくしてロバスト性を向上することができる。

本発明の実施形態１に係るノズルベーンを含むターボチャージャの一部の構成を示す断面図である。本発明の実施形態１に係るノズルベーンをタービン翼車の回転軸線に沿う方向から見た図である。本発明の実施形態１に係るノズルベーンをベーンの厚さ方向から見た図である。図３のノズルベーンを矢印ＩＶ方向から見た図である。図３のノズルベーンを矢印Ｖ方向から見た図である。図３のベーンのＶＩ部を拡大して示す図である。本発明の実施形態１に係るノズルベーンが備えるベーンと第１流路壁面および第２流路壁面との配置関係を示す図である。本発明の実施形態２に係るノズルベーンをベーンの短手方向から見た図である。図８のノズルベーンをベーンの長手方向から見た図である。本発明の実施形態３に係るノズルベーンをベーンの短手方向から見た図である。図１０のノズルベーンをベーンの長手方向から見た図である。本発明の実施形態４に係るノズルベーンをベーンの長手方向から見た図である。本発明の実施形態５に係るノズルベーンをベーンの短手方向から見た図である。図１３のノズルベーンをベーンの長手方向から見た図である。本発明の実施形態６に係るノズルベーンをベーンの短手方向から見た図である。図１５のノズルベーンをベーンの長手方向から見た図である。

以下、本発明の各実施形態に係るノズルベーンについて図を参照して説明する。以下の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係るノズルベーンを含むターボチャージャの一部の構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態１に係るノズルベーンをタービン翼車の回転軸線に沿う方向から見た図である。図２においては、ノズルベーン１００が全開時の状態のベーン１１０を実線、ノズルベーン１００が全閉時の状態のベーン１１０を２点鎖線で示している。

図１に示すように、本発明の実施形態１に係るノズルベーン１００は、ターボチャージャ１に組み込まれている。具体的には、ノズルベーン１００は、タービンハウジング１０内に配置されている。タービンハウジング１０は、ベアリングハウジング３０と接続されている。

タービンハウジング１０には、内燃機関の排気ポートに連通する排気入口ポート１４が設けられている。排気入口ポート１４は、スクロール室１１と連通している。スクロール室１１は、タービン翼車２０を取り囲むように形成されており、排気入口ポート１４から遠ざかるにしたがってその断面積が小さくなるように形成されている。スクロール室１１の内周側は、タービン室１３に連通している。スクロール室１１は、内燃機関から排出された排気ガスをタービン室１３に向けて圧送する機能を有している。

スクロール室１１とタービン室１３との間に、複数のノズルベーン１００が配設されている。複数のノズルベーン１００は、スクロール室１１とタービン室１３との間の流路の有効断面積を可変する可変ノズルを構成している。

タービン室１３の内部には、外周部がスクロール室１１に向けて対向するタービン翼車２０が収納されている。タービン翼車２０は、タービン翼車２０の回転軸線Ｃ１の軸周りに等間隔に設けられた図示しない複数のブレードを有している。タービン翼車２０は、図２に示すように、スクロール室１１により圧送された排気ガスＧがタービン室１３に流入した後にブレードを押圧することにより回転する。図１に示すように、タービン室１３には、大気に連通する排気出口ポート１７が連通している。スクロール室１１からタービン室１３に流入した排気ガスは、排気出口ポート１７を介して大気に排出される。

ノズルベーン１００は、スクロール流路であるスクロール室１１からタービン翼車２０へ流入する排気ガスＧを通過させるガス流入路１２と、タービン翼車２０の回転軸線Ｃ１に沿う方向に互いに対面しガス流入路１２を形成する第１流路壁面１５および第２流路壁面１６と、を有するタービンに用いられる。

図１および図２に示すように、ノズルベーン１００は、タービン翼車２０の外周に等間隔に配設された、ベーン１１０と回転軸部１２０とを備える。図１に示すように、ベーン１１０は、ガス流入路１２内でタービン翼車２０の回転軸線Ｃ１に平行な回動軸線Ｃ２周りに回動する。回転軸部１２０は、ベーン１１０を回動可能に支持する。

図３は、本発明の実施形態１に係るノズルベーンをベーンの厚さ方向から見た図である。図４は、図３のノズルベーンを矢印ＩＶ方向から見た図である。図５は、図３のノズルベーンを矢印Ｖ方向から見た図である。図６は、図３のベーンのＶＩ部を拡大して示す図である。図７は、本発明の実施形態１に係るノズルベーンが備えるベーンと第１流路壁面および第２流路壁面との配置関係を示す図である。

図３および図５に示すように、回転軸部１２０は、ベーン１１０の短手方向Ｓに延在しており、ベーン１１０から第１流路壁面１５側に突出した第１軸部１２１、および、ベーン１１０から第２流路壁面１６側に突出した第２軸部１２２を有する。第１軸部１２１および第２軸部１２２の各々は、回動軸線Ｃ２を軸中心として短手方向Ｓに延在している。

図１および図３に示すように、第１軸部１２１は、図示しないベアリングを介してタービンハウジング１０に回動可能に支持されている。第２軸部１２２は、図示しないベアリングを介してベアリングハウジング３０に回動可能に支持されている。

図３〜図７に示すように、ベーン１１０は、回動軸線Ｃ２に平行な短手方向Ｓ、回動軸線Ｃ２に直交する長手方向Ｌ、並びに、短手方向Ｓおよび長手方向Ｌの両方に直交する厚さ方向Ｔを有する。

ベーン１１０は、第１流路壁面１５に対向する第１対向面Ｆ１、第２流路壁面１６に対向する第２対向面Ｆ２、厚さ方向Ｔの一方側に位置する第１側面Ｓ１、および、厚さ方向Ｔの他方側に位置する第２側面Ｓ２を有する。図２および図４に示すように、ベーン１１０は、翼状の形状を有している。

第１対向面Ｆ１には、第１流路壁面１５に沿いつつ長手方向Ｌに沿って延在し、第１流路壁面１５と第１対向面Ｆ１との間に一定のクリアランスＣＬ１を規定する第１先端部Ｅ１が設けられている。第１先端部Ｅ１は、第１流路壁面１５と平行に位置している。

本実施形態においては、図４に示すように、第１対向面Ｆ１の外周の全周に亘って、第１流路壁面１５から遠ざかるように第１先端部Ｅ１から切り下げられている段部Ｔ１が設けられていることにより、第１流路壁面１５と第１先端部Ｅ１との間に一定のクリアランスＣＬ１が規定されている。図５および図６に示すように、段部Ｔ１は、第１先端部Ｅ１に対して短手方向Ｓの他方側に深さＤ１だけ１段下がった段部である。なお、段部Ｔ１は、１段に限られず、複数段で第１先端部Ｅ１に対して短手方向Ｓの他方側に深さＤ１だけ下がるように構成されていてもよい。段部Ｔ１は、第１流路壁面１５と略平行に位置しつつ対向している。図７に示すように、第１流路壁面１５と段部Ｔ１との間の最大クリアランスＣＬ３は、ＣＬ１＋Ｄ１の関係を満たす。

図４に示すように、第１先端部Ｅ１は、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の両方に対して離間している。本実施形態においては、第１先端部Ｅ１と第１側面Ｓ１との離間距離Ｇ１と、第１先端部Ｅ１と第２側面Ｓ２との離間距離Ｇ２とは略同一である。

図３、図５〜図７に示すように、第２対向面Ｆ２には、第２流路壁面１６に沿いつつ長手方向Ｌに沿って延在し、第２流路壁面１６と第２対向面Ｆ２との間に一定のクリアランスＣＬ２を規定する第２先端部Ｅ２が設けられている。第２先端部Ｅ２は、第２流路壁面１６と平行に位置している。

本実施形態においては、第２対向面Ｆ２の外周の全周に亘って、第２流路壁面１６から遠ざかるように第２先端部Ｅ２から切り下げられている段部Ｔ２が設けられていることにより、第２流路壁面１６と第２先端部Ｅ２との間に一定のクリアランスＣＬ２が規定されている。段部Ｔ２は、第２先端部Ｅ２に対して短手方向Ｓの一方側に深さＤ２だけ１段下がった段部である。なお、段部Ｔ２は、１段に限られず、複数段で第２先端部Ｅ２に対して短手方向Ｓの一方側に深さＤ２だけ下がるように構成されていてもよい。段部Ｔ２は、第２流路壁面１６と略平行に位置しつつ対向している。図７に示すように、第２流路壁面１６と段部Ｔ２との間の最大クリアランスＣＬ４は、ＣＬ２＋Ｄ２の関係を満たす。

第１先端部Ｅ１と同様に、第２先端部Ｅ２は、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の両方に対して離間している。ただし、第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の少なくとも一方が、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の少なくとも一方に対して離間していればよい。本実施形態においては、第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の各々は、平坦面であるが、必ずしも平坦面でなくてもよく、たとえば、長手方向Ｌから見て湾曲している湾曲面であってもよい。

本発明の実施形態１に係るノズルベーン１００においては、第１流路壁面１５と第１対向面Ｆ１との間に一定のクリアランスＣＬ１を規定する第１先端部Ｅ１が設けられており、第２流路壁面１６と第２対向面Ｆ２との間に一定のクリアランスＣＬ２を規定する第２先端部Ｅ２が設けられている。これにより、ベーン１１０とガス流入路１２とのクリアランスを小さく維持して、クリアランスＣＬ１およびクリアランスＣＬ２を通過する排気ガスＧの量が増加することを抑制することができ、ひいては、ターボチャージャの効率を維持することができる。

また、第１先端部Ｅ１は、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の両方に対して段部Ｔ１を介して離間しており、第２先端部Ｅ２は、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の両方に対して段部Ｔ２を介して離間している。すなわち、ベーン１１０に、段部Ｔ１および段部Ｔ２が形成されている。

第１流路壁面１５と段部Ｔ１との最大クリアランスＣＬ３が、クリアランスＣＬ１より大きく確保されているため、仮に、排気ガスに含まれる異物が、ベーン１１０の第１側面Ｓ１または第２側面Ｓ２における第１流路壁面１５側の端部に衝突してベーン１１０の形状が変化した場合に、第１対向面Ｆ１と第１流路壁面１５との干渉を起きにくくしてロバスト性を向上することができる。

また、径がＣＬ３以上である異物は、第１先端部Ｅ１に衝突することができないため、径が大きい異物が第１先端部Ｅ１に衝突することを抑制することができる。これにより、第１先端部Ｅ１が異物の衝突により変形することを抑制して、第１先端部Ｅ１と第１流路壁面１５との干渉を起きにくくすることができる。その結果、クリアランスＣＬ１を小さく維持することが可能となる。

同様に、第２流路壁面１６と段部Ｔ２との最大クリアランスＣＬ４が、クリアランスＣＬ２より大きく確保されているため、仮に、排気ガスに含まれる異物が、ベーン１１０の第１側面Ｓ１または第２側面Ｓ２における第２流路壁面１６側の端部に衝突してベーン１１０の形状が変化した場合に、第２対向面Ｆ２と第２流路壁面１６との干渉を起きにくくしてロバスト性を向上することができる。

また、径がＣＬ３以上である異物は、第２先端部Ｅ２に衝突することができないため、径が大きい異物が第２先端部Ｅ２に衝突することを抑制することができる。これにより、第２先端部Ｅ２が異物の衝突により変形することを抑制して、第２先端部Ｅ２と第２流路壁面１６との干渉を起きにくくすることができる。その結果、クリアランスＣＬ２を小さく維持することが可能となる。

本発明の実施形態１に係るノズルベーン１００においては、第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の各々は、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の両方に対して段部Ｔ１，Ｔ２を介して離間している。これにより、全開時に異物が主に衝突する第１側面Ｓ１、および、全閉時に異物が主に衝突する第２側面Ｓ２の、両方の変形によるベーン１１０の回動時の摺動抵抗の増加を抑制することができる。

なお、ベーン１１０には、段部Ｔ１および段部Ｔ２の少なくとも一方が設けられていればよい。また、段部Ｔ１および段部Ｔ２の形状は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。段部Ｔ１および段部Ｔ２の各々の形状は、上記に限られず、たとえば、段部の角が丸みを帯びていてもよい。

(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係るノズルベーンについて図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態２に係るノズルベーンは、第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の形状が主に、実施形態１に係るノズルベーン１００と異なるため、実施形態１に係るノズルベーン１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図８は、本発明の実施形態２に係るノズルベーンをベーンの短手方向から見た図である。図９は、図８のノズルベーンをベーンの長手方向から見た図である。図８においては、図４と同一方向から見て図示している。図９においては、図５と同一方向から見て図示している。

図８および図９に示すように、本発明の実施形態２に係るノズルベーン２００は、ベーン２１０と回転軸部１２０とを備える。

図８に示すように、本発明の実施形態２に係るノズルベーン２００においては、第１先端部Ｅ１は、短手方向Ｓから見て、長手方向Ｌに対して斜めに延在している。具体的には、第１先端部Ｅ１と第１側面Ｓ１との離間距離Ｇ２１と第１先端部Ｅ１と第２側面Ｓ２との離間距離Ｇ２２とが同一である位置から長手方向Ｌの他方側に行くにしたがって、第１先端部Ｅ１と第１側面Ｓ１との離間距離Ｇ２１’が第１先端部Ｅ１と第２側面Ｓ２との離間距離Ｇ２２’より長くなるように、第１先端部Ｅ１が長手方向Ｌに対して斜めに延在している。

第１先端部Ｅ１と同様に、第２先端部Ｅ２は、長手方向Ｌに対して斜めに延在している。なお、第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の少なくとも一方は、長手方向Ｌに平行に延在していてもよい。

本発明の実施形態２に係るノズルベーン２００においては、第１先端部Ｅ１は、短手方向Ｓから見て、長手方向Ｌに対して斜めに延在していることにより、ベーン２１０の厚さが薄くなっている長手方向Ｌの他方側において、第１側面Ｓ１側から第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の各々に異物が衝突することを重点的に抑制することができる。

また、第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の各々の傾いている向きが逆でもよい。この場合は、ベーン２１０の厚さが薄くなっている長手方向Ｌの他方側において、第２側面Ｓ２側から第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の各々に異物が衝突することを重点的に抑制することができる。

(実施形態３)
以下、本発明の実施形態３に係るノズルベーンについて図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態３に係るノズルベーンは、第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の形状が主に、実施形態１に係るノズルベーン１００と異なるため、実施形態１に係るノズルベーン１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図１０は、本発明の実施形態３に係るノズルベーンをベーンの短手方向から見た図である。図１１は、図１０のノズルベーンをベーンの長手方向から見た図である。図１０においては、図４と同一方向から見て図示している。図１１においては、図５と同一方向から見て図示している。

図１０および図１１に示すように、本発明の実施形態３に係るノズルベーン３００は、ベーン３１０と回転軸部１２０とを備える。

図１０に示すように、本発明の実施形態３に係るノズルベーン３００においては、第１先端部Ｅ１は、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１に対して段部Ｔ１を介して離間しており、第２側面Ｓ２に対して離間していない。本実施形態においては、第１先端部Ｅ１と第１側面Ｓ１との離間距離は、Ｇ３１である。第１対向面Ｆ１の外周の略半周に亘って、第１流路壁面１５から遠ざかるように第１先端部Ｅ１から切り下げられている段部Ｔ１が設けられている。

図１１に示すように、第１先端部Ｅ１と同様に、第２先端部Ｅ２は、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１に対して段部Ｔ２を介して離間しており、第２側面Ｓ２に対して離間していない。本実施形態においては、第２対向面Ｆ２の外周の略半周に亘って、第２流路壁面１６から遠ざかるように第２先端部Ｅ２から切り下げられている段部Ｔ２が設けられている。

本発明の実施形態３に係るノズルベーン３００においては、第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の各々が、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１に対して段部Ｔ１，Ｔ２を介して離間していることにより、第１側面Ｓ１側から第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の各々に異物が衝突することを抑制することができる。

なお、第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の各々が、厚さ方向Ｔにおいて、第２側面Ｓ２に対して段部Ｔ１，Ｔ２を介して離間していてもよい。この場合は、第２側面Ｓ２側から第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の各々に異物が衝突することを抑制することができる。

(実施形態４)
以下、本発明の実施形態４に係るノズルベーンについて図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態４に係るノズルベーンは、第１対向面における第１側面および第２側面の各々との角部が面取りされている点が主に、実施形態１に係るノズルベーン１００と異なるため、実施形態１に係るノズルベーン１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図１２は、本発明の実施形態４に係るノズルベーンをベーンの長手方向から見た図である。図１２においては、図５と同一方向から見て図示している。

図１２に示すように、本発明の実施形態４に係るノズルベーン４００は、ベーン４１０と回転軸部１２０とを備える。

図１２に示すように、本発明の実施形態４に係るノズルベーン４００においては、第１対向面Ｆ１における第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の各々との角部Ｋ１が面取りされている。同様に、第２対向面Ｆ２における第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の各々との角部Ｋ２が面取りされている。

本実施形態においては、角部Ｋ１および角部Ｋ２の各々が、Ｃ面取りされているが、Ｒ面取りされていてもよい。また、角部Ｋ１および角部Ｋ２の一方のみ面取りされていてもよい。

本発明の実施形態４に係るノズルベーン４００においては、角部Ｋ１が面取りされていることにより、仮に、角部Ｋ１が異物の衝突によって形状変化した場合に、角部Ｋ１と第１流路壁面１５との干渉を起きにくくしてロバスト性を向上することができる。同様に、角部Ｋ２が面取りされていることにより、仮に、角部Ｋ２が異物の衝突によって形状変化した場合に、角部Ｋ２と第２流路壁面１６との干渉を起きにくくしてロバスト性を向上することができる。

(実施形態５)
以下、本発明の実施形態５に係るノズルベーンについて図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態５に係るノズルベーンは、第１先端部Ｅ１および第２先端部Ｅ２の形状が主に、実施形態１に係るノズルベーン１００と異なるため、実施形態１に係るノズルベーン１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図１３は、本発明の実施形態５に係るノズルベーンをベーンの短手方向から見た図である。図１４は、図１３のノズルベーンをベーンの長手方向から見た図である。図１３においては、図４と同一方向から見て図示している。図１４においては、図５と同一方向から見て図示している。

図１３および図１４に示すように、本発明の実施形態５に係るノズルベーン５００は、ベーン５１０と回転軸部１２０とを備える。

図１３および図１４に示すように、本発明の実施形態５に係るノズルベーン５００においては、第１先端部Ｅ１は、長手方向Ｌに対して平行に延在している。第１先端部Ｅ１と段部Ｔ１との間に、第１先端部Ｅ１に対して短手方向Ｓの他方側に深さＤ１だけ漸次下がった傾斜部Ｎ１が設けられている。第１先端部Ｅ１は、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の両方に対して段部Ｔ１および傾斜部Ｎ１を介して離間している。

第２先端部Ｅ２は、長手方向Ｌに対して平行に延在している。第２先端部Ｅ２と段部Ｔ２との間に、第２先端部Ｅ２に対して短手方向Ｓの一方側に深さＤ２だけ漸次下がった傾斜部Ｎ２が設けられている。

図１３に示すように、第１先端部Ｅ１と第１側面Ｓ１との離間距離Ｇ５１と、第１先端部Ｅ１と第２側面Ｓ２との離間距離Ｇ５２とは略同一である。第１先端部Ｅ１と同様に、第２先端部Ｅ２は、厚さ方向Ｔにおいて、第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の両方に対して段部Ｔ２および傾斜部Ｎ２を介して離間している。

本発明の実施形態５に係るノズルベーン５００においては、第１先端部Ｅ１と段部Ｔ１との間に傾斜部Ｎ１が設けられており、第２先端部Ｅ２と段部Ｔ２との間に傾斜部Ｎ２が設けられていることにより、仮に、傾斜部Ｎ１が異物の衝突によって形状変化した場合に、傾斜部Ｎ１と第１流路壁面１５との干渉を起きにくくしてロバスト性を向上することができる。同様に、仮に、傾斜部Ｎ２が異物の衝突によって形状変化した場合に、傾斜部Ｎ２と第２流路壁面１６との干渉を起きにくくしてロバスト性を向上することができる。

(実施形態６)
以下、本発明の実施形態６に係るノズルベーンについて図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態６に係るノズルベーンは、第１対向面に突条部が設けられている点が主に、実施形態２に係るノズルベーン２００と異なるため、実施形態２に係るノズルベーン２００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図１５は、本発明の実施形態６に係るノズルベーンをベーンの短手方向から見た図である。図１６は、図１５のノズルベーンをベーンの長手方向から見た図である。図１５においては、図８と同一方向から見て図示している。図１６においては、図９と同一方向から見て図示している。

図１５および図１６に示すように、本発明の実施形態６に係るノズルベーン６００は、ベーン６１０と回転軸部１２０とを備える。

図１５および図１６に示すように、本発明の実施形態６に係るノズルベーン６００においては、第１対向面Ｆ１における第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の各々と第１先端部Ｅ１との間の位置に、長手方向Ｌに沿って延在する突条部Ｍ１が設けられている。

本実施形態においては、図１５に示すように、第１対向面Ｆ１の外周の全周に亘って、段部Ｔ１から突出している突条部Ｍ１が設けられている。突条部Ｍ１は、段部Ｔ１に対して短手方向Ｓの一方側に高さＤ３だけ１段上がった段部である。突条部Ｍ１の高さＤ３の寸法は、段部Ｔ１の深さＤ１の寸法より小さい。なお、突条部Ｍ１は、第１対向面Ｆ１における第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の少なくとも一方と第１先端部Ｅ１との間の位置にしていればよい。

同様に、第２対向面Ｆ２における第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の各々と第２先端部Ｅ２との間の位置に、長手方向Ｌに沿って延在する突条部Ｍ２が設けられている。

本実施形態においては、第２対向面Ｆ２の外周の全周に亘って、段部Ｔ２から突出している突条部Ｍ２が設けられている。突条部Ｍ２は、段部Ｔ２に対して短手方向Ｓの他方側に高さＤ４だけ１段上がった段部である。突条部Ｍ２の高さＤ４の寸法は、段部Ｔ２の深さＤ２の寸法より小さい。なお、突条部Ｍ２は、第２対向面Ｆ２における第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２の少なくとも一方と第２先端部Ｅ２との間の位置にしていればよい。

本発明の実施形態６に係るノズルベーン６００においては、突条部Ｍ１が設けられていることにより、突条部Ｍ１が障壁となって第１先端部Ｅ１に異物が衝突することを抑制できる。また、突条部Ｍ１は段部Ｔ１と隣接しているため、仮に、突条部Ｍ１に異物が衝突した場合、突条部Ｍ１は、段部Ｔ１側に向けて変形できるため、突条部Ｍ１が第１流路壁面１５と干渉することを抑制することができる。

同様に、突条部Ｍ２が設けられていることにより、突条部Ｍ２が障壁となって第２先端部Ｅ２に異物が衝突することを抑制できる。また、突条部Ｍ２は段部Ｔ２と隣接しているため、仮に、突条部Ｍ２に異物が衝突した場合、突条部Ｍ２は、段部Ｔ２側に向けて変形できるため、突条部Ｍ２が第２流路壁面１６と干渉することを抑制することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ターボチャージャ、１０タービンハウジング、１１スクロール室、１２ガス流入路、１３タービン室、１４排気入口ポート、１５第１流路壁面、１６第２流路壁面、１７排気出口ポート、２０タービン翼車、３０ベアリングハウジング、１００，２００，３００，４００，５００，６００ノズルベーン、１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０ベーン、１２０回転軸部、１２１第１軸部、１２２第２軸部、Ｃ１回転軸線、Ｃ２回動軸線、ＣＬ１，ＣＬ２クリアランス、ＣＬ３，ＣＬ４最大クリアランス、Ｄ１，Ｄ２深さ、Ｄ３，Ｄ４高さ、Ｅ１第１先端部、Ｅ２第２先端部、Ｆ１第１対向面、Ｆ２第２対向面、Ｇ排気ガス、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ５１，Ｇ５２離間距離、Ｋ１，Ｋ２角部、Ｌ長手方向、Ｍ１突条部、Ｎ１，Ｎ２傾斜部、Ｓ短手方向、Ｓ１第１側面、Ｓ２第２側面、Ｔ厚さ方向、Ｔ１，Ｔ２段部。

Claims

スクロール流路からタービン翼車へ流入するガスを通過させるガス流入路と、前記タービン翼車の回転軸線に沿う方向に互いに対面し前記ガス流入路を形成する第１流路壁面および第２流路壁面と、を有するタービンに用いられるノズルベーンであって、
前記ガス流入路内で前記タービン翼車の前記回転軸線に平行な回動軸線周りに回動し、前記回動軸線に平行な短手方向、前記回動軸線に直交する長手方向、並びに、前記短手方向および前記長手方向の両方に直交する厚さ方向を有する、ベーンと、
前記ベーンを回動可能に支持する回転軸部とを備え、
前記ベーンは、前記第１流路壁面に対向する第１対向面、前記第２流路壁面に対向する第２対向面、前記厚さ方向の一方側に位置する第１側面、および、前記厚さ方向の他方側に位置する第２側面を有し、
前記第１対向面には、前記第１流路壁面に沿いつつ前記長手方向に沿って延在し、前記第１流路壁面と前記第１対向面との間に一定のクリアランスを規定する第１先端部が設けられており、
前記第２対向面には、前記第２流路壁面に沿いつつ前記長手方向に沿って延在し、前記第２流路壁面と前記第２対向面との間に一定のクリアランスを規定する第２先端部が設けられており、
前記第１対向面において前記第１先端部より前記第１流路壁面から前記短手方向に離れて位置する段部、および、前記第２対向面において前記第２先端部より前記第２流路壁面から前記短手方向に離れて位置する段部の、少なくとも一方が設けられており、
前記第１先端部および前記第２先端部の少なくとも一方は、前記厚さ方向において、前記第１側面および前記第２側面の少なくとも一方に対して前記段部を介して離間している、ノズルベーン。
前記第１先端部は、前記厚さ方向において、前記第１側面および前記第２側面の両方に対して離間している、請求項１に記載のノズルベーン。
前記第１先端部は、前記短手方向から見て、前記長手方向に対して斜めに延在している、請求項２に記載のノズルベーン。
前記第１対向面における前記第１側面および前記第２側面の各々との角部が面取りされている、請求項２または請求項３に記載のノズルベーン。
前記第１対向面における前記第１側面および前記第２側面の少なくとも一方と前記第１先端部との間の位置に、前記長手方向に沿って延在する突条部が設けられている、請求項２または請求項３に記載のノズルベーン。