JP5402548B2 - 可変容量型過給機 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に用いられる可変容量型過給機に関する。

従来から知られる可変容量型過給機の一つは、図１１の（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、複数のノズルベーン１４を備える。この複数のノズルベーン１４は、タービンホイールの外周において環状の排気流路を構成する流路構成部材（例えば、ノズルプレート及び／又はタービンハウジングの一部）１３ａ，１３ｂに対して回転軸１４ａの周りに回動可能に軸支され、機関の運転状態に応じて回動させられるようになっている。複数のノズルベーン１４が回動させられると、互いに隣接するノズルベーン間に形成される排気流路の断面積が変化する。従って、「ノズルベーン間に形成される排気流路の断面積が最も小さくなる部分」であるノズルスロート１４ｂの面積が同様に変化する。これにより、タービンホイールに吹き付けられる排気の流速が変化する。その結果、タービンホイールの回転速度が調整されるので、機関の運転状態に応じた効率の良い過給が行われ得る。このような可変容量型過給機は、可変ノズル式過給機とも称呼される。

上記可変ノズル式過給機において、流路構成部材１３ａ，１３ｂは高温（例えば、８００℃前後）の排気に曝される。従って、流路構成部材１３ａ，１３ｂは、排気によりもたらされる熱によって変形し又は膨張する。流路構成部材１３ａ，１３ｂに熱変形や熱膨張が生じると、ノズルベーン１４と流路構成部材１３ａ，１３ｂとの当接量が増大し、従って、ノズルベーン１４と流路構成部材１３ａ又は１３ｂとの間の摺動抵抗が大きくなる。その結果、ノズルベーン１４は回動させられ難くなる。

この問題に対処するため、図１１の（Ｂ）及び（Ｃ）に示したように、各ノズルベーン１４と流路構成部材１３ａ又は１３ｂとの間に一定の隙間であるノズルサイドクリアランス２１，２２が設けられている。より詳細には、ノズルベーン１４は、その回転軸１４ａの軸方向端部における部分が流路構成部材１３ａ，１３ｂの排気流路を形成する壁面と所定の間隙（ノズルサイドクリアランス）２１，２２を有するように構成されている。このノズルサイドクリアランス２１，２２により、流路構成部材１３ａ，１３ｂに熱変形や熱膨張が生じた場合であっても、ノズルベーン１４と流路構成部材１３ａ，１３ｂとの間に隙間が確保される。従って、ノズルベーン１４を回動させる際に摺動抵抗は増大しないので、ノズルベーン１４を容易に回動させることができる。

ところが、ノズルサイドクリアランス２１，２２を設けると、図１１の矢印Ｂ１，Ｂ２により示したように、タービンホイールに供給される排気の一部がノズルサイドクリアランス２１，２２を通過する。この結果、ノズルベーン１４を回動させることによりノズルスロート１４ｂの面積を減少させた場合であっても、排気が増速されないままタービンホイールへと導かれてしまうという新たな問題が生じる。

そこで、ノズルサイドクリアランス２１，２２に弾性体からなるガスケットを配設することにより、ノズルサイドクリアランス２１，２２を通過する排気の量を低減する提案がなされている（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、ノズルサイドクリアランス２１，２２にガスケットを配設すると、ノズルベーン１４と流路構成部材１３ａ又は１３ｂとの間の隙間が実質的に小さくなる。このため、ガスケットが弾性体からなるとはいえども、ノズルベーン回動時の摺動抵抗が増大するから、ノズルベーン１４が回動させられ難くなる。その結果、ノズルベーン１４を回動するための駆動力を大きくしなければならない。

特開２０００−２６５８４５号公報

本発明は上記の問題を解決するためになされた発明であり、その目的の一つはノズルサイドクリアランスのクリアランス量を低減することなく、ノズルサイドクリアランスを通過する排気の量を低減することができる可変容量型過給機を提供することにある。

具体的に述べると、本発明の可変容量型過給機は、
内燃機関からの排気が供給されることにより駆動させられるタービンホイールと、
互いに対向する一対の平行な壁面を備えるとともに同一対の壁面により「前記タービンホイールに前記排気を供給するための排気流路であって同タービンホイールの外周部に環状に形成される排気流路」を構成する流路構成部材と、
前記排気流路内において前記一対の壁面と直交する回転軸周りに回動可能に軸支され前記流路構成部材に対して所定の回動範囲内において回動させられることにより同排気流路の流路断面積を変更する複数のノズルベーンと、
を備え、前記排気流路に流入した後に前記タービンホイールに供給される排気の流速を前記複数のノズルベーンにより変更するように構成されている。

更に、本発明の可変容量型過給機において、
前記ノズルベーンは、前記回転軸の軸方向両端部における部分のそれぞれが前記流路構成部材の前記一対の壁面のそれぞれと所定の間隙（ノズルサイドクリアランス）を有するように構成され、
前記流路構成部材には、前記ノズルベーンよりも前記排気の流れる方向に対して上流側の位置に、前記排気流路に流入した排気のうち「前記流路構成部材の前記一対の壁面の少なくとも一方の近傍を同壁面に沿って流れる排気」の向きを「同少なくとも一方の壁面から離れる向き」であって「前記ノズルベーンの前記回転軸の軸方向中央部に近づく向き」に変更する排気流方向変更手段を備える。排気流方向変更手段は、前記流路構成部材の前記一対の壁面の両方に設けられていてもよく、何れか一方の壁面のみに設けられていてもよい。

これによれば、ノズルベーンと流路構成部材との間には間隙（ノズルサイドクリアランス）が形成される。更に、前記流路構成部材の前記一対の壁面の少なくとも一方の近傍を同壁面に沿って流れる排気の向きは、「ノズルベーンよりも排気の上流側位置に備えられた排気流方向変更手段」により、「その少なくとも一方の壁面から離れる向きであってノズルベーンの回転軸方向の中央部に近づく向き」に変更させられる。

この結果、本発明の可変容量型過給機は、ノズルサイドクリアランスによりノズルベーンを回動する際の摺動抵抗が増加しないので、ノズルベーンを回動するための駆動力を大きくする必要がなく、且つ、ノズルサイドクリアランスを通過する排気の量を減少させるとともにノズルベーンにより形成されるノズルスロートを通過する排気の量を増加させることができる。従って、この可変容量型過給機は、ノズルサイドクリアランスを設けながらも、ノズルベーンによって増速される排気の量を増加させることができるので、常に効率良く過給を行うことができる。

前記排気流方向変更手段は、
前記流路構成部材の前記一対の壁面の少なくとも一方に形成された凹部又は凸部であることが望ましい。この凹部又は凸部は、前記複数のノズルベーンのそれぞれに対して設けられていてもよいが、前記複数のノズルベーンのうちの少なくとも一つ以上に対して設けられていればよい。

これによれば、凹部又は凸部が、前記一対の壁面の少なくとも一方であって前記ノズルベーンよりも前記排気の上流側位置に形成される。従って、前記環状の排気流路に流入した排気のうち前記一対の壁面の少なくとも一方の近傍を同壁面に沿って流れる排気は、この凹部又は凸部を通過する際に渦流を発生させる（図３の（Ｂ）における渦流３１，３２を参照。）。この渦流により、前記一対の壁面の少なくとも一方の近傍を同壁面に沿って流れる排気の向きは、前記少なくとも一方の壁面から離れる向きであって前記ノズルベーンの前記回転軸の軸方向中央部に近づく向きに変更させられる（図３の（Ｂ）の矢印Ｂ１，Ｂ２を参照。）。この結果、ノズルサイドクリアランス量を低減させることなく、ノズルサイドクリアランスを通過する排気の量を簡単な構成により容易に低減することができる。

前記凹部又は凸部は、長手軸と短手軸とを有するとともに、前記複数のノズルベーンが前記回動範囲内において前記排気流路の流路断面積（ノズルスロート面積）を最小にするように回動された状態において同長手軸が同複数のノズルベーンのうちの一つの前記排気の上流側の面と略平行となるように形成され得る。

このように、前記排気流方向変更手段が凹部である場合その凹部は長手軸を有する溝状に形成され、前記排気流方向変更手段が凸部である場合その凸部は長手軸を有する突起状に形成され得る。そして、いずれの場合においても、その長手軸は、複数のノズルベーンが流路断面積を最小にするように回動されている状態において、その複数のノズルベーンの一つの「排気が流れる方向に対して上流側の面（前記環状の排気流路に流入した排気が衝突するノズルベーンの面、排気衝突面）」と略平行となっている。

このように構成される凹部又は凸部によれば、複数のノズルベーンが上記流路面積を最小とするように回動されている状態である場合（即ち、過給効率に対するノズルサイドクリアランスからの排気の漏れの影響が最大になる場合）において、前記壁面に沿って流れる排気であって同凹部又は凸部を通過する排気を、その凹部又は凸部に対して排気が流れる方向に対して下流側位置にあるノズルベーンの前記排気衝突面に精度良く向けることができる。この結果、ノズルサイドクリアランスからの排気の漏れに起因する過給効率の低下をより確実に回避することができる。

更に、前記排気流方向変更手段は、前記排気流路に流入した排気のうち前記流路構成部材の前記一対の壁面の少なくとも一方の近傍を同壁面に沿って流れる排気の流れの向きを表す成分のうち、前記複数のノズルベーンが前記回動範囲内において前記流路断面積を最小にするように回動されたときに同複数のノズルベーンにより形成される排気の流れの向きを表す成分、が増大するように、同壁面に沿って流れる排気の向きを変更するように構成されることが好ましい。

上述したように、前記排気流方向変更手段は、ノズルサイドクリアランスを通過する排気の量が減少するように、前記環状の排気通路外から同環状の排気通路内へと流入した排気であって「前記流路構成部材の前記一対の壁面の少なくとも一方の近傍を同壁面に沿って流れる排気」の流れの向きを変更する。加えて、上記構成を有する排気流方向変更手段は、その壁面に沿って流れる排気の向きが「複数のノズルベーンのうちの互いに隣接するノズルベーン間に形成されるノズルスロートであって、その面積が最小のノズルスロート」により形成される排気の流れの向きに近づくように、その壁面に沿って流れる排気の向きをノズルベーンの上流側の部分において変更する。これにより、ノズルサイドクリアランスを通過する排気の量をより低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る可変容量型過給機のタービン部の部分断面図である。 図１に示した可変容量型過給機のタービンホイールの外周に配置されるノズルベーン及びノズルプレート等の斜視図である。 図１に示したノズルベーンがノズルスロートの面積を最小にするように回動させられた場合における図であって、（Ａ）はノズルベーン及び流路構成部材の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の１−１線に沿った平面にてノズルベーン及び流路構成部材を切断した断面図、（Ｃ）はノズルベーン及び流路構成部材の斜視図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る可変容量型過給機のノズルベーンがノズルスロートの面積を最小にするように回動させられた場合における図であって、（Ａ）はノズルベーン及び流路構成部材の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の２−２線に沿った平面にてノズルベーン及び流路構成部材を切断した断面図、（Ｃ）はノズルベーン及び流路構成部材の斜視図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の別の変形例に係る可変容量型過給機のノズルベーンがノズルスロートの面積を最小にするように回動させられた場合におけるノズルベーン及び排気流方向変更手段の平面図、（Ｂ）は本発明の第１実施形態の更に別の変形例に係る可変容量型過給機のノズルベーンがノズルスロートの面積を最小にするように回動させられた場合におけるノズルベーン及び排気流方向変更手段の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る可変容量型過給機のノズルベーンがノズルスロートの面積を最小にするように回動させられた場合における図であって、（Ａ）はノズルベーン及び流路構成部材の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の３−３線に沿った平面にてノズルベーン及び流路構成部材を切断した断面図である。 本発明の第２実施形態に係る可変容量型過給機のノズルベーンがノズルスロートの面積を最大にするように回動させられた場合における図であって、（Ａ）はノズルベーン及び流路構成部材の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の４−４線に沿った平面にてノズルベーン及び流路構成部材を切断した断面図である。 本発明の第２実施形態に係る可変容量型過給機の流路構成部材に排気流方向変更手段を設ける製造方法の一例の製造手順を示した図であって、その製造手順における流路構成部材の側面を（Ａ）〜（Ｄ）の順に段階的に示した側面図である。 本発明の第３実施形態に係る可変容量型過給機のノズルベーンがノズルスロートの面積を最小にするように回動させられた場合における、ノズルベーン及び流路構成部材の平面図である。 本発明の第４実施形態に係る可変容量型過給機のノズルベーンがノズルスロートの面積を最小にするように回動させられた場合における、ノズルベーン及び流路構成部材の平面図である。 従来の可変容量型過給機のノズルベーンがノズルスロートの面積を最小にするように回動させられた場合における図であって、（Ａ）はノズルベーン及び流路構成部材の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の５−５線に沿った平面にてノズルベーン及び流路構成部材を切断した断面図、（Ｃ）はノズルベーン及び流路構成部材の斜視図である。

以下、本発明による可変容量型過給機の各実施形態について図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る可変容量型過給機（以下、「第１過給機」とも称呼する。）は、図示しない内燃機関（例えば、４気筒ディーゼルエンジン）に適用されている。第１過給機１０は、図示しないコンプレッサ部、図１に示したタービン部１０Ａ及び図１に示したシャフト部１０Ｂを備える。第１過給機１０は良く知られた可変ノズル式過給機と同種の可変容量型過給機である。

図１に示したように、第１過給機１０のタービン部１０Ａは、タービンハウジング１１と、タービンホイール１２と、第１ノズルプレート１３ａと、第２ノズルプレート１３ｂと、複数のノズルベーン（可動ノズルベーン）１４と、ユニゾンリング１５と、ノズルベーン１４と同数のアーム１６と、を備える。

タービンハウジング１１は、シャフト部１０Ｂを構成するシャフトハウジング（ベアリングハウジング）１０Ｂ１の一方の端部に設けられている。シャフトハウジング１０Ｂ１の他方の端部にはコンプレッサ部を構成する図示しないコンプレッサハウジングが設けられている。コンプレッサハウジングにはコンプレッサホイールが収容されている。

タービンハウジング１１は、タービンホイール１２に内燃機関からの排気を流入させるためのスクロール通路１１１を形成している。このスクロール通路１１１は巻き始めから巻き終わりに向けて流路断面積が徐々に減少するように構成されている。

タービンホイール１２は、タービンハウジング１１内に収容されている。タービンホイール１２は、シャフトハウジング１０Ｂ１内に回転可能に支持されたタービンシャフト１０Ｂ２と同軸的に連結されていて、タービンシャフト１０Ｂ２を介してコンプレッサホイールと連結されている。従って、タービンホイール１２が内燃機関からの排気により回転させられるとコンプレッサホイールが回転し、それにより吸気通路内の空気が圧縮されて内燃機関に供給される（過給が行われる。）。

第１ノズルプレート１３ａは、図１及び図２に示したように、円環状の板体である。第１ノズルプレート１３ａの中央に設けられた円形の穴の直径はタービンホイール１２の外形よりも大きい。第１ノズルプレート１３ａは、スクロール通路１１１内においてタービンホイール１２と同軸的タービンハウジング１１内に配置・固定されている。第１ノズルプレート１３ａの中央部の円形の穴を構成する壁面は、タービンホイール１２の羽根の基端部１２ａの外周部に実質的に対向している。

第２ノズルプレート１３ｂは、図１及び図２に示したように、円環状板体部１３ｂ１と円筒部１３ｂ２とからなる。
円環状板体部１３ｂ１は、第１ノズルプレート１３ａと略同一の形状を有する。
円筒部１３ｂ２は、円環状板体部１３ｂ１の内周側端部から軸方向に立設されている。円筒部１３ｂ２の内周側壁面により形成される円筒体の直径はタービンホイール１２の羽根の先端部１２ｂの直径よりも僅かに大きい。第２ノズルプレート１３ｂは、タービンホイール１２と同軸的であって、円筒部１３ｂ２の内周側壁面がタービンホイール１２の羽根の先端部１２ｂの外周部に対向するようにタービンハウジング１１内に配置・固定されている。

このように、第１ノズルプレート１３ａ及び第２ノズルプレート１３ｂは、第１ノズルプレート１３ａの板面と円環状板体部１３ｂ１とが互いに平行であって且つ対向するようにタービンハウジング１１内に保持され、これによりタービンホイール１２の外周部に「環状の排気流路１７」を形成している。換言すると、第１ノズルプレート１３ａ及び第２ノズルプレート１３ｂは、互いに対向する一対の平行な壁面を備えるとともに、その一対の壁面により「タービンホイール１２にタービンホイール１２を回転させるための排気を供給する排気流路１７であって、タービンホイール１２の外周部に環状に形成される排気流路１７」を構成する流路構成部材である。

複数のノズルベーン１４のそれぞれは、第１ノズルプレート１３ａ及び第２ノズルプレート１３ｂにより形成される前記環状の排気通路１７に配設されている。ノズルベーン１４は、第１ノズルプレート１３ａの壁面及び第２ノズルプレート１３ｂの壁面のそれぞれに直行する回転軸部（回転軸）１４ａの中心軸周りに回転可能となるように、第１ノズルプレート１３ａ及び第２ノズルプレート１３ｂに軸支されている。回転軸部１４ａは第１ノズルプレート１３ａを貫通している。複数のノズルベーン１４は、第１ノズルプレート１３ａの中心軸を中心として同一円周上に等角度間隔をもって配設されている。

各ノズルベーン１４は、図３の（Ｂ）に示したように、回転軸部１４ａの軸方向両端部における部分のそれぞれが、第１ノズルプレート１３ａ及び第２ノズルプレート１３ｂの壁面（排気通路１７を形成する一対の壁面）のそれぞれと所定の間隙（即ち、ノズルサイドクリアランス）２１，２２を有するように構成されている。

再び図１を参照すると、ユニゾンリング１５は、第１ノズルプレート１３ａのノズルベーン１４が配設される側と反対側に第１ノズルプレート１３ａと同軸的に配置されている。このユニゾンリング１５にはノズルベーン１４と同数の図示しない係止部が配設されている。この係止部は、ノズルベーン１４の回転軸部１４ａと対応するように等角度間隔をもって配設されている。

アーム１６は、第１ノズルプレート１３ａのノズルベーン１４が配設される側と反対側に設けられている。各アーム１６の一端は各ノズルベーン１４と一体的に回動するように、第１ノズルプレート１３ａを貫通した「各ノズルベーン１４の回転軸部１４ａ」の端部に取り付けられている。各アーム１６の他端は二股状に分岐していて、その分岐部にてユニゾンリング１５の図示しない係止部を挟み込むようになっている。アーム１６は、これにより、係止部に係止しながら係止部と相対移動できるようになっている。

以上の構成により、図示しない電気制御装置（ＥＣＵ）から送信される指示信号に応答して図示しない駆動装置がユニゾンリング１５を回動させると、各ノズルベーン１４は互いに同じ角度だけ回転軸部１４ａの軸周りに回動する。これにより、図３の（Ａ）に示したように、互いに隣接する一対のノズルベーン１４の間の隙間（即ち、ノズルスロート）１４ｂの面積が変化する。換言すると、複数のノズルベーン１４のそれぞれは、回転軸部１４ａの軸周りに所定の回動範囲内において回動させられることにより、タービンホイールに供給される排気の流路（排気流路）の流路断面積（流路面積）を変更するように構成されている。このように、可変容量型過給機１０は、ノズルベーン１４を所定の回動範囲内において回動するノズルベーン駆動手段を有する。なお、このようなノズルベーンの駆動手段は、例えば、特許第３４７３５６２号及び特開２００４−１５６５９２号公報等に開示された周知の機構である。

以上のように構成された可変容量型過給機１０において、機関から排出された排気は「タービンハウジング１１が形成するスクロール１１１」を通して環状の排気流路１７に流入し、その排気は「複数のノズルベーン１４により形成されるノズルスロート１４ｂ」を通過した後にタービンホイール１２へと導かれる。排気はノズルスロート１４ｂを通過する際に増速される。即ち、この可変容量型過給機１０は、環状の排気流路１７に流入した後にタービンホイール１２に供給される排気の流速を複数のノズルベーン１４により変更するように構成されている。

図３の（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、第１ノズルプレート１３ａのノズルベーン１４が配設されている側の壁面（即ち、第１ノズルプレート１３ａの排気流路１７を構成している壁面）には複数の溝部（凹部）１３１が形成されている。複数の溝部１３１のそれぞれは複数のノズルベーン１４のそれぞれと対応している。換言すると、一つのノズルベーン１４に対して一つの溝部１３１が形成されている。

溝部１３１は、図３（Ａ）に示したように、平面視における形状が長方形であって、長手軸と短手軸とを有している。溝部１３１は対応するノズルベーン１４よりも排気の上流側の位置に設けられている。排気の上流側の位置とは、排気流路１７に流入し且つタービンホイール１２へと供給される排気の流れ方向において上流側の位置のことである。更に、溝部１３１は、図３の（Ａ）に示したように、複数のノズルベーン１４がその回動範囲内において流路断面積（ノズルスロート１４ｂの面積）を最小にするように回動された状態において、その長手軸が対応するノズルベーン１４（複数のノズルベーン１４のうちの一つ）の「排気の上流側の面１４ｃ」と略平行となるように形成されている。この溝部１３１は、排気流方向変更手段を構成している。

同様に、第２ノズルプレート１３ｂのノズルベーン１４ｂが配設されている側の壁面（即ち、第２ノズルプレート１３ｂの排気流路１７を構成している壁面）には複数の溝部（凹部）１３２が形成されている。溝部１３２は溝部１３１と同形である。溝部１３２とノズルベーン１４との相対位置関係は、溝部１３１とノズルベーン１４との相対位置関係と同じである。

即ち、複数の溝部１３２のそれぞれは複数のノズルベーン１４のそれぞれと対応するように、一つの溝部１３２が一つのノズルベーン１４に対して形成されている。溝部１３２は、平面視における形状が長方形であって長手軸と短手軸とを有し、対応するノズルベーン１４よりも排気の上流側の位置に設けられている。更に、溝部１３２は、複数のノズルベーン１４がノズルスロート１４ｂの面積を最小にするように回動された状態において、その長手軸が対応するノズルベーン１４の排気の上流側の面１４ｃと略平行となるように形成されている。この溝部１３２も、排気流方向変更手段を構成している。

次に、第１過給機１０の作用について従来の可変容量型過給機と対比しながら説明する。図３（Ａ）〜（Ｃ）は、複数のノズルベーン１４がノズルスロートの面積を最小にするように回動された状態における第１過給機１０の作用を示している。図１１（Ａ）〜（Ｃ）は複数のノズルベーン１４がノズルスロート１４ｂの面積を最小にするように回動された状態における従来の過給機の作用を示している。図３（Ａ）〜（Ｃ）及び図１１（Ａ）〜（Ｃ）において、太い実線の矢印Ａは「環状の排気流路１７に流れ込む排気のうちノズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向中央部付近を通過する排気」の流れを示す。細い実線の矢印Ｂ１は「環状の排気流路１７に流れ込む排気のうち第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍をその壁面に沿って（壁面に略平行に）流れる排気」の流れを示す。細い実線の矢印Ｂ２は「環状の排気流路１７に流れ込む排気のうち第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍をその壁面に沿って（壁面に略平行に）流れる排気」の流れを示す。

図３及び図１１の矢印Ａにより示したように、排気流路１７に流れ込んだ排気のうちノズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向中央部近傍に向けて流れる排気（第１ノズルプレート１３ａと第２ノズルプレート１３ｂとの中央部近傍を流れる排気）は、ノズルベーン１４の排気の上流側の面１４ｃに衝突し、上流側の面１４ｃに沿った方向へと曲げられる。従って、排気流路１７に流れ込んだ排気の多くの部分はノズルスロート１４ｂを通過し、その際に増速される。

一方、図１１の実線の矢印Ｂ１及びＢ２により示したように、従来の過給機において、排気流路１７に流れ込んだ排気のうちノズルプレート（第１、第２ノズルプレート１３ａ，１３ｂ）の壁面近傍を流れる排気は、ノズルベーン１４によって曲げられることがないまま、タービンホイール１２へと流入する。具体的には、タービンハウジング１１のスクロール通路から排気流路１７へと流入した排気のうちノズルプレートの壁面近傍を同壁面に沿って流れる排気は、「ノズルプレートの壁面と、ノズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向上端部及び下端部と、の間の隙間」であるノズルサイドクリアランス２１，２２を通過する。

他方、第１過給機１０においては、図３の実線の矢印Ｂ１により示したように、排気流路１７に流れ込んだ排気のうち第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍をその壁面に沿うように流れる排気は、第１ノズルプレート１３ａに設けられた溝部１３１を通過する際に渦流３１を発生させる。この渦流３１により、第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気の向き（排気流方向）は、ノズルベーン１４よりも排気の上流側位置において、第１ノズルプレート１３ａの壁面から離れる向きであってノズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向中央部に近づく向きへと変更される。従って、第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気のうち、「ノズルサイドクリアランス２１を通過する排気」の量は減少し、「ノズルベーン１４の排気の上流側の面１４ｃ」へと衝突する排気の量が増大する。

同様に、第１過給機１０においては、図３の実線の矢印Ｂ２により示したように、排気流路１７に流れ込んだ排気のうち第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍をその壁面に沿うように流れる排気は、第２ノズルプレート１３ｂに設けられた溝部１３２を通過する際に渦流３２を発生させる。この渦流３２により、第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍を流れる排気の向き（排気流方向）は、ノズルベーン１４よりも排気の上流側位置において、第２ノズルプレート１３ｂの壁面から離れる向きであってノズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向中央部に近づく向きへと変更される。従って、第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍を流れる排気のうち、「ノズルサイドクリアランス２２を通過する排気」の量は減少し、「ノズルベーン１４の排気の上流側の面１４ｃ」へと衝突する排気の量が増大する。

この結果、第１過給機１０は、排気流路１７に流入した排気をノズルベーン１４により効率良く増速することができるので、排気流量が小さい場合においても効率良く運転され得る。更に、第１過給機１０においては、第１過給機の過給効率を低下させることなくノズルサイドクリアランス２１、２２を確保できるので、第１、第２ノズルプレート１３ａ、１３ｂ等が熱変形した場合であってもノズルベーン１４を円滑に回動させることができる。

なお、第１過給機１０においては、第１ノズルプレート１３ａ及び第２ノズルプレート１３ｂの両方に溝部１３１及び溝部１３２が設けられていたが、第１ノズルプレート１４ａ及び第２ノズルプレート１３ｂのうちの何れか一方のみに溝部（排気流方向変更手段）が設けられてもよい。

また、第１過給機１０において、排気流方向変更手段は「長手軸及び短手軸を有する溝部（凹部）１３１，１３２」であったが、図４の（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、「長手軸及び短手軸を有する凸部１３３，１３４」とすることもできる。更に、排気流方向変更手段は、図５の（Ａ）に示したように、平面視のそれぞれの形状が多角形（図５（Ａ）においては正方形）の複数の「凹部又は凸部」１３５からなっていてもよい。同様に、排気流方向変更手段は、図５の（Ｂ）に示したように、平面視のそれぞれの形状が円形の複数の「凹部又は凸部」１３６からなっていてもよい。この場合、複数の凹部又は凸部（１３５，１３６）は、複数のノズルベーン１４がノズルスロート１４ｂの面積を最小にするように回動された状態において、対応するノズルベーン１４の排気の上流側の面１４ｃと略平行となるように直線状に配列されていることが望ましい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る可変容量型過給機（以下、「第２過給機」とも称呼する。）について、図６及び図７を参照しながら説明する。第２過給機４０は、排気流方向変更手段として形成される溝部１３７，１３８の形状が第１過給機１０の溝部１３１，１３２の形状と相違する点のみにおいて、第１過給機１０と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明する。

第２過給機４０においては、第１ノズルプレート１３ａに溝部１３７が形成され、第２ノズルプレート１３ｂに溝部１３８が形成されている。

溝部１３７は、溝部１３１（及び溝部１３２）と同様、図６（Ａ）に示したように、平面視における形状が長方形であって、長手軸と短手軸とを有している。溝部１３７は、ノズルベーン１４よりも排気の上流側の位置に設けられている。溝部１３７の長手軸の長さは溝部１３１の長手軸の長さと略同一である。溝部１３７の短手軸の長さは溝部１３１の短手軸の長さよりも僅かに大きい。溝部１３７は、図６の（Ａ）に示したように、複数のノズルベーン１４がその回動範囲内においてノズルスロート１４ｂの面積を最小にするように回動された状態（ノズルベーン閉時）において、その長手軸が対応するノズルベーン１４（複数のノズルベーン１４のうちの一つ）の「排気の上流側の面１４ｃ」と略平行となるように形成されている。

溝部１３７は、図６の（Ｂ）に示したように、排気流路１７内を流れる排気の上流側端部において最も深く、排気の下流側の部分に進むほど浅くなるように形成されている。換言すると、溝部１３７の深さは、その長手軸に直交する方向に沿って「排気流路１７内を流れる排気の上流側から下流側に向うにつれて」次第に小さくなっている。但し、ノズルベーン閉時において、溝部１３７の排気下流側端部はノズルベーン１４よりも上流側に位置している。

溝部１３７は、図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、複数のノズルベーン１４がその回動範囲内においてノズルスロート１４ｂの面積を最大にするように回動された状態（ノズルベーン全開時）において、その一部がノズルベーン１４の排気上流側端部（先端部）１４ｄによって覆われるように形成されている。換言すると、平面視において、ノズルベーン１４の排気上流側端部１４ｄが溝部１３７の一部とオーバーラップするように、溝部１３７が形成されている。但し、ノズルベーン１４の排気上流側端部１４ｄは、溝部１３７の排気上流側端部よりも僅かに排気下流側に位置するようになっている。

溝部１３８は溝部１３７と同形である。溝部１３８とノズルベーン１４との相対位置関係は、溝部１３７とノズルベーン１４との相対位置関係と同じである。

このように構成された第２過給機４０において、ノズルベーン閉時には、図６の実線の矢印Ｂ１により示したように、排気流路１７に流れ込んだ排気のうち第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気は、溝部１３７を通過する際に渦流３１を発生させる。この渦流３１により、第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気の向きは、ノズルベーン１４よりも排気の上流側位置において、第１ノズルプレート１３ａの壁面から離れる向きであってノズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向中央部に近づく向きへと変更される。従って、第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気のうち、「ノズルサイドクリアランス２１を通過する排気」の量は減少し、「ノズルベーン１４の排気が流れる方向に対して上流側の面１４ｃ」へと衝突する排気の量が増大する。

同様に、図６の実線の矢印Ｂ２により示したように、排気流路１７に流れ込んだ排気のうち第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍を流れる排気の向きは、その排気が溝部１３８を通過する際に発生する渦流３２により、第２ノズルプレート１３ｂの壁面から離れる向きであってノズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向中央部に近づく向きへと変更される。従って、第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍を流れる排気のうち、「ノズルサイドクリアランス２２を通過する排気」の量は減少し、「ノズルベーン１４の排気の上流側の面１４ｃ」へと衝突する排気の量が増大する。

一方、ノズルベーン全開時においては、図７の実線の矢印Ｂ１により示したように、排気流路１７に流れ込んだ排気のうち第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気は、溝部１３７の排気上流側端部に流入する。溝部１３７の深さは、前述したように、排気下流に向かうにつれて次第に小さくなる。しかも、ノズルベーン全開時において、溝部１３７の排気下流側端部の上方にはノズルベーン１４の排気上流側端部の下部が存在している。従って、第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気が通過する流路の面積（流路断面積）は、溝１３７の上流から下流に向けて次第に小さくなる。この結果、第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気は、溝部１３７において増速された後にノズルサイドクリアランス２１を通過する。この増速された排気により、ノズルサイドクリアランス２１に付着したデポジットを吹き飛ばすことができるので、ノズルサイドクリアランス２１にデポジットが堆積することを防止することができる。

また、図７の実線の矢印Ｂ２により示したように、排気流路１７に流れ込んだ排気のうち第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍を流れる排気は、第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気と同様、溝部１３８において増速された後、ノズルベーン１４と第２ノズルプレート１３ｂとの間のノズルサイドクリアランス２２を通過する。この結果、そのノズルサイドクリアランス２２にデポジットが堆積することを防止することができる。

なお、溝部１３７にて増速された排気はノズルベーン１４を回転軸部１４ａの軸方向に沿って第２ノズルプレート１３ｂに向けて押圧する。これに対し、溝部１３８にて増速された排気はノズルベーン１４を回転軸部１４ａの軸方向に沿って第１ノズルプレート１３ａに向けて押圧する。この結果、ノズルベーン１４は、第１ノズルプレート１３ａ及び第２ノズルプレート１３ｂの何れとも接触しない位置に保持される。

ここで、本発明の第２実施形態に係る可変容量型過給機４０が備えるノズルプレート１３ａ，１３ｂの製造方法の一例について図８を参照しながら説明する。

一般に、ノズルプレートは平板素材に塑性加工（プレス加工）を施すことにより製造される。塑性加工を施されて製造されたノズルプレートは、その内部に圧縮応力が残留する。通常、ノズルプレートの外周側部分に残留する圧縮応力より内周側部分に残留する圧縮応力の方が大きいため、残留圧縮応力に偏りができている。そのため、ノズルプレートが高温の排気に曝され続けると熱変形が起こる。可変容量型過給機４０においては、ノズルサイドクリアランスを比較的大きく設定することができる。しかしながら、ノズルプレートに過大な熱変形が起こると、それに伴ってノズルベーン１４とノズルプレートとが当接してしまう虞がある。以下に述べるノズルプレートの製造方法によれば、ノズルプレート内部に残留する圧縮応力の偏りを低減することにより、ノズルプレートの熱変形量を減少することができる。

以下においては、第１ノズルプレート１３ａの製造手順について説明する。但し、第２ノズルプレート１３ｂも同様の手順にて製造される。

ステップ１：図８（Ａ）に示したように、平板素材１３を準備する。
ステップ２：図８（Ｂ）に示したように、プレス型を用いて平板素材１３の太い実線の矢印Ｃで示される位置に圧力を加えることにより、平板素材１３に塑性加工を施す。この結果、図８（Ｃ）に示した「略円盤形状の第１ノズルプレート１３ａ」が形成される。

このように製造された第１ノズルプレート１３ａにおいては、図８（Ｃ）に両矢印により示したように、その外周部１３ａ１及び内周部１３ａ２に「塑性加工の際に加えられた圧力に起因する圧縮応力」が残留する。図８（Ｃ）に示した両矢印の長さは残留する圧縮応力の大きさを示す。この両矢印により示されるように、第１ノズルプレート１３ａの内部に残留する圧縮応力は、外周部１３ａ１よりも内周部１３ａ２の方が大きい。

ステップ３：次に、図８（Ｄ）に示したように、第１ノズルベーン１３ａの壁面部に上述した溝部１３７を形成する。具体的には、図８（Ｄ）に太い矢印Ｄにより示された位置に「プレス型を用いた圧力を加える塑性加工」を施すことにより溝部１３７を形成する。

この溝部１３７を形成する際の塑性加工によっても、溝部１３７に隣接する領域であって「溝部１３７から外周部１３ａ１に近づく部分及び溝部１３７から内周部１３ａ２に近づく部分」に、それぞれ圧縮応力が与えられる。この圧縮応力は「溝部１３７を形成する以前にノズルプレート１３ａに残留していた圧縮応力（ステップ２にて発生した残留圧縮応力）」を打ち消す方向に与えられる。また、上述したように、溝部１３７は、第１ノズルプレート１３ａの外周部１３ａ１に向かうほど深く、内周部１３ａ２に向かうほど浅く形成される。従って、溝部１３７から内周部１３ａ２に近づく部分に与えられた圧縮応力は、溝部１３７から外周部１３ａ１に近づく部分に与えられた圧縮応力よりが大きくなる。この結果、ステップ２にて第１ノズルプレート１３ａ内部に発生した残留圧縮応力が、ステップ３にて第１ノズルプレート１３ａに与えられた圧縮応力により打ち消されるので、第１ノズルプレート１３ａ内部に残留する圧縮応力の偏りが小さくなる。

即ち、この製造方法によれば、第１ノズルプレート１３ａにおいて、その内周部１３ａ２に残留する圧縮応力とその外周部１３ａ１に残留する圧縮応力との釣り合いがとられる。従って、第１ノズルプレート１３ａが高熱の排気に曝された場合においても、第１ノズルプレート１３ａに変形が生じ難くなる。従って、第１ノズルプレート１３ａの熱変形に伴うノズルサイドクリアランスの縮小量を低減することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る可変容量型過給機（以下、「第３過給機」とも称呼する。）について、図９を参照しながら説明する。第３過給機５０は、排気流方向変更手段１３９，１４０が第１過給機１０の排気流方向変更手段としての溝部１３１，１３２と相違する点のみにおいて、第１過給機１０と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明する。

この第３過給機５０において、排気流方向変更手段１３９は第１ノズルプレート１３ａ上に形成され、排気流方向変更手段１４０は第２ノズルプレート１３ｂ上に形成されている。

排気流方向変更手段１３９は、ノズルベーン１４よりも排気の上流側の位置に設けられた複数（本例においては３本）の溝部１３９ａ，１３９ｂ及び１３９ｃからなっている。これらの溝部１３９ａ，１３９ｂ及び１３９ｃは、互いに同じ形状を有している。従って、以下、溝部１３９ａの形状について説明する。

溝部１３９ａは、溝部１３１（及び溝部１３２）と同様、平面視における形状が長方形であって、長手軸と短手軸とを有している。溝部１３９ａの長手軸の長さは溝部１３１の長手軸の長さよりも僅かに短い。溝部１３９ａの短手軸の長さは溝部１３１の短手軸の長さと略同一である。溝部１３９ａの深さは溝部１３１の深さと略同一である。

溝部１３９ａは、複数のノズルベーン１４がその回動範囲内においてノズルスロート１４ｂの面積を最小にするように回動された状態（ノズルベーン閉時）において、その長手軸が対応するノズルベーン１４（複数のノズルベーン１４のうちの一つ）の「排気の上流側の面１４ｃ」と略平行になるように（即ち、第１実施形態に示した溝部１３１と同様の位置に）設けられている。

溝部１３９ｂは、その長手軸が溝部１３９ａの長手軸と平行であり、且つ、溝部１３９ａから排気の上流側（即ち、第１ノズルプレート１３ａの径方向外側）に所定距離だけ離間するように形成されている。溝部１３９ｃは、その長手軸が溝部１３９ｂの長手軸と平行であり、且つ、溝部１３９ｂから排気の上流側に所定距離だけ離間するように形成されている。このように、排気流方向変更手段１３９は、互いに同じ距離だけ離間し、且つ、互いに平行（従って、ノズルベーン閉時におけるノズルベーン１４の排気が流れる方向に対して上流側の面１４ｃと平行）である、３本の溝部１３９ａ，１３９ｂ及び１３９ｃから構成されている。

排気流方向変更手段１４０は、３本の溝部１３９ａ，１３９ｂ及び１３９ｃと同一形状の３本の溝部から構成されている。排気流方向変更手段１４０とノズルベーン１４との相対位置関係は、排気流方向変更手段１３９とノズルベーン１４との相対位置関係と同じである。

このように構成された第３過給機５０において、ノズルベーン閉時には、図９の実線の矢印Ｂ１により示したように、排気流路１７に流れ込んだ排気のうち第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気の向きは排気流方向変更手段１３９を通過する際に変更される。

詳細には、上記壁面近傍を流れる排気は、その排気が複数の溝部１３９ｃ，１３９ｂ及び１３９ａに段階的に接触する際、上述した渦流を発生させる。従って、上記壁面近傍を流れる排気は、第１ノズルプレート１３ａの壁面から離れる向きであってノズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向中央部に近づく向きへと変更される。更に、上記壁面近傍を流れる排気の向きは、その排気が複数の溝部１３９ｃ，１３９ｂ及び１３９ａに段階的に接触する際、ノズルベーン閉時におけるノズルスロート１４ｂにより形成される排気の流れの向き（ノズルベーン閉時におけるノズルスロート１４ｂに対して垂直に進入する向き）へ近づく向きへと変更される。

換言すると、「環状の排気流路１７に流入した排気のうち第１ノズルプレート１３ａの壁面の近傍を同壁面に沿って流れる排気」の流れの向きを表す成分のうちの「ノズルベーン閉時において複数のノズルベーン１４により形成される排気の流れの向きを表す成分」が、排気流方向変更手段１３９により、増大させられる。

この結果、第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気のうち、「ノズルサイドクリアランス２１を通過する排気」の量は減少し、「ノズルベーン１４の排気の上流側の面１４ｃ」へと衝突する排気の量が増大する。加えて、上記排気の向きは、予めノズルベーン１４よりも排気の上流側位置においてノズルベーン１４により形成される排気の流れの向きへと変更されるため、上記排気がノズルベーン１４にて増速される排気の流れを乱すことがなく、従って、より効率良く過給を行うことができる。

同様に、ノズルベーン閉時において、排気流路１７に流れ込んだ排気のうち第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍を流れる排気の向きは、その排気が排気流方向変更手段１４０（３本の溝部）を通過する際、第２ノズルプレート１３ｂの壁面から離れる向きであってノズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向中央部に近づく向きへと変更される。更に、上記壁面近傍を流れる排気の向きは、その排気が「排気流方向変更手段１４０の複数の溝部」に段階的に接触する際、ノズルベーン閉時におけるノズルスロート１４ｂにより形成される排気の流れの向きへ近づく向きへと変更される。

換言すると、「環状の排気流路１７に流入した排気のうち第２ノズルプレート１３ｂの壁面の近傍を同壁面に沿って流れる排気」の流れの向きを表す成分のうちの「ノズルベーン閉時において複数のノズルベーン１４により形成される排気の流れの向きを表す成分」が、排気流方向変更手段１４０により、増大させられる。

この結果、第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍を流れる排気のうち、「ノズルサイドクリアランス２２を通過する排気」の量は減少し、「ノズルベーン１４の排気の上流側の面１４ｃ」へと衝突する排気の量が増大する。加えて、上記排気の流れの向きは、予めノズルベーン１４よりも排気の上流側位置においてノズルベーン１４により形成される排気の流れの向きへと変更されるため、上記排気がノズルベーン１４にて増速される排気の流れを乱すことがなく、従って、より効率良く過給を行うことができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る可変容量型過給機（以下、「第４過給機」とも称呼する。）について、図１０を参照しながら説明する。第４過給機６０は、排気流方向変更手段１４１，１４２が第１過給機１０の排気流方向変更手段としての溝部１３１，１３２と相違する点のみにおいて、第１過給機１０と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明する。

この第４過給機６０において、排気流方向変更手段１４１は第１ノズルプレート１３ａ上に形成され、排気流方向変更手段１４２は第２ノズルプレート１３ｂ上に形成されている。

排気流方向変更手段１４１は、ノズルベーン１４よりも排気の上流側の位置に設けられた複数（本例においては３本）の溝部１４１ａ，１４１ｂ及び１４１ｃからなっている。これらの溝部１４１ａ，１４１ｂ及び１４１ｃは、互いに同じ形状を有している。従って、以下、溝部１４１ａの形状について説明する。

溝部１４１ａは、平面視において、長手軸と短手軸とを有している。長手軸は所定の角度をもって屈曲している。その角度は鈍角である。長手軸のうち排気の上流側（第１ノズルプレート１３ａの径方向外側）に位置する部分は、円環状の流路１７の径方向（第１ノズルプレート１３ａの径方向）に沿って伸びている。即ち、溝部１４１ａの長手軸の排気の上流側部分は、排気流路１７に流入する排気の向きに略平行となっている。長手軸のうち排気の下流側（第１ノズルプレート１３ａの径方向内側）に位置する部分は、複数のノズルベーン１４がその回動範囲内においてノズルスロート１４ｂの面積を最小にするように回動された状態（ノズルベーン閉時）において、対応するノズルベーン１４（複数のノズルベーン１４のうちの一つ）の「排気の上流側の面１４ｃ」と略平行となっている。溝部１４１ａの短手軸の長さは溝部１３１の短手軸の長さと略同一である。溝部１４１ａの深さは溝部１３１の深さと略同一である。

溝部１４１ｂは、その長手軸の排気上流側部分及び下流側部分が、溝部１４１ａの長手軸の排気上流側部分及び下流側部分とそれぞれと平行であり、溝部１４１ａから排気の上流側に所定距離だけ離間した位置に設けられている。溝部１４１ｃは、その長手軸の排気上流側部分及び下流側部分が、溝部１４１ｂの長手軸の排気上流側部分及び下流側部分とそれぞれ平行であり、溝部１４１ｂから排気の上流側に所定距離だけ離間した位置に設けられている。このように、排気流方向変更手段１４１は、互いに同じ距離だけ離間し、且つ、それぞれの長手軸の排気上流側部分及び下流側部分が互いに平行である３本の溝部１４１ａ，１４１ｂ及び１４１ｃから構成されている。

排気流方向変更手段１４２は、３本の溝部１４１ａ，１４１ｂ及び１４１ｃと同一形状の３本の溝部から構成されている。排気流方向変更手段１４２とノズルベーン１４との相対位置関係は、排気流方向変更手段１４１とノズルベーン１４との相対位置関係と同じである。

このように構成された第４過給機６０において、排気流路１７に流入する排気のうち第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気は、排気流方向変更手段１４１（３本の溝部１４１ａ，１４１ｂ及び１４１ｃ）に沿って流れる。この結果、排気流路１７に流入する排気のうち第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気の向きは、ノズルベーン１４に到達する前に、排気流方向変更手段１４１によってノズルベーン１４により形成される排気の流れの向きへと変更される。更に、排気流路１７に流入する排気のうち第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気の一部は、その排気が複数の溝部１４１ｃ，１４１ｂ及び１４１ａに段階的に接触する際、上述した渦流を発生させる。従って、上記壁面近傍を流れる排気は、第１ノズルプレート１３ａの壁面から離れる向きであってノズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向中央部に近づく向きにも変更される。

この結果、第１ノズルプレート１３ａの壁面近傍を流れる排気のうち、「ノズルサイドクリアランス２１を通過する排気」の量は減少し、「ノズルベーン１４の排気の上流側の面１４ｃ」へと衝突する排気の量が増大する。加えて、上記排気の向きは、予めノズルベーン１４よりも排気の上流側位置においてノズルベーン１４により形成される排気の流れの向きへと変更されるため、上記排気がノズルベーン１４にて増速される排気の流れを乱すことが少なく、従って、より効率良く過給を行うことができる。

同様に、第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍を流れる排気の向きは、排気流方向変更手段１４１により、ズルベーン１４の回転軸部１４ａの軸方向中央部に近づく向きへと変更されるとともに、ノズルベーン１４により形成される排気の流れの向きへと変更される。この結果、第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍を流れる排気がノズルベーン１４にて増速される排気の流れを乱すことが少なく、従って、より効率良く過給を行うことができる。

なお、上記第４実施形態において、排気流方向変更手段１４１，１４２は、鈍角をもって屈曲する長手軸を有する形状を備えていたが、第１ノズルプレート１３ａ及び第２ノズルプレート１３ｂの壁面近傍を流れる排気の向きを「ノズルスロート１４ｂに垂直に進入する向き」へと変更できる形状を備えていれば特に限定されることはなく、例えば、その長手軸が曲線状であってもよい。

以上、説明したように、本発明の各実施形態に係る可変容量型過給機は、
内燃機関からの排気が供給されることにより駆動させられるタービンホイール（１２）と、
互いに対向する一対の平行な壁面を備えるとともに同一対の壁面により、前記タービンホイールに前記排気を供給するための排気流路であって同タービンホイールの外周部に環状に形成される排気流路（１７）、を構成する流路構成部材（１３ａ，１３ｂ）と、
前記排気流路内において前記一対の壁面と直交する回転軸（１４ａ）周りに回動可能に軸支され前記流路構成部材に対して所定の回動範囲内において回動させられることにより同排気流路の流路断面積を変更する複数のノズルベーン（１４）と、
を備え、前記排気流路に流入した後に前記タービンホイールに供給される排気の流速を前記複数のノズルベーンにより変更するように構成された可変容量型過給機において、
前記ノズルベーンは、前記回転軸の軸方向両端部における部分のそれぞれが前記流路構成部材の前記一対の壁面のそれぞれと所定の間隙（２１，２２）を有するように構成され、
前記流路構成部材は、前記ノズルベーンよりも前記排気の上流側の位置に、前記排気流路に流入した排気のうち前記流路構成部材の前記一対の壁面の少なくとも一方の近傍を同壁面に沿って流れる排気の向きを同少なくとも一方の壁面から離れる向きであって前記ノズルベーンの前記回転軸の軸方向中央部に近づく向きに変更する排気流方向変更手段（１３１，１３２）を備える。

即ち、本発明の各実施形態に係る可変容量型過給機は、「タービンハウジング１１が形成するスクロール１１１」を通して環状の排気流路１７に流入した排気の一部であって、同排気流路１７を形成する流路構成部材１３ａ，１３ｂの壁面近傍を流れる排気の排気流方向を変更する。

詳細には、上記排気が上記流路構成部材１３ａ，１３ｂ上に設けられた排気流方向変更手段（例えば、溝部１３１，１３２）を通過する際に形成される渦流３１，３２により、その排気の向きは、上記流路構成部材１３ａ，１３ｂの壁面近傍から離れる方向であって、ノズルベーン１４の中央部に近づく方向へと変更させられる。

これにより、ノズルサイドクリアランス２１，２２を通過する排気の量を低減することができるとともに、ノズルスロート１４ｂを通過することによりノズルベーン１４によって増速される排気の量を増加させることができる。更に、ノズルサイドクリアランス２１，２２のクリアランス量を低減させる必要がないので、ノズルベーンを回動する際の摺動抵抗が増加しない。従って、ノズルベーンを回動するための駆動力を大きくする必要がない。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態に係る可変容量型過給機は、４気筒のディーゼルエンジンに適用されていたが、他の形式の機関（例えば、ガソリン機関）にも適用することができる。

上記各実施形態の可変容量型過給機においては、第１ノズルプレート１３ａ及び第２ノズルプレート１３ｂにより排気流路１７が構成されていたが、第１ノズルプレート１３ａと、第２ノズルプレート１３ｂの代わるタービンハウジング１１と、によって排気流路１７が構成されてもよい。その場合、排気流方向変更手段としての溝部（又は凸部）１３２等は、タービンハウジング１１上に設けられてもよい。

加えて、排気流方向変更手段（例えば、溝部１３１，１３２）は、第１ノズルプレート１３ａと、第２ノズルプレート１３ｂ又はタービンハウジング１１と、の何れか一方のみに設けられていてもよい。また、排気流方向変更手段（例えば、溝部１３１，１３２）は、複数のノズルベーン１４の総てに対してそれぞれ設けられる必要はなく、複数のノズルベーン１４の少なくとも一つ以上に対して設けられていればよい。

更に、本発明に係る各実施形態は、図示しない電気制御装置から送信される指示信号に応答して図示しない駆動装置がユニゾンリング１５を回動させることにより、各ノズルベーン１４を回転軸部１４ａの軸周りに回動させるように構成されているが、各ノズルベーン１４を駆動するための機構はこれに限定されない。

１１…タービンハウジング、１２…タービンホイール、１３ａ，１３ｂ…ノズルプレート（流路構成部材）、１３１，１３２…溝部、１４…ノズルベーン、１４ｂ…ノズルスロート、１７…排気流路、２１，２２…ノズルサイドクリアランス。

Claims (4)

1. 内燃機関からの排気が供給されることにより駆動させられるタービンホイールと、
   互いに対向する一対の平行な壁面を備えるとともに同一対の壁面により、前記タービンホイールに前記排気を供給するための排気流路であって同タービンホイールの外周部に環状に形成される排気流路、を構成する流路構成部材と、
   前記排気流路内において前記一対の壁面と直交する回転軸周りに回動可能に軸支され前記流路構成部材に対して所定の回動範囲内において回動させられることにより同排気流路の流路断面積を変更する複数のノズルベーンと、
   を備え、前記排気流路に流入した後に前記タービンホイールに供給される排気の流速を前記複数のノズルベーンにより変更するように構成された可変容量型過給機において、
   前記ノズルベーンは、前記回転軸の軸方向両端部における部分のそれぞれが前記流路構成部材の前記一対の壁面のそれぞれと所定の間隙を有するように構成され、
   前記流路構成部材は、前記ノズルベーンよりも前記排気が流れる方向に対して上流側の位置に、前記排気流路に流入した排気のうち前記流路構成部材の前記一対の壁面の少なくとも一方の近傍を同壁面に沿って流れる排気の向きを同少なくとも一方の壁面から離れる向きであって前記ノズルベーンの前記回転軸の軸方向中央部に近づく向きに変更する排気流方向変更手段を備える、ことを特徴とする可変容量型過給機。
2. 請求項１に記載の可変容量型過給機において、
   前記排気流方向変更手段は、
   前記流路構成部材の前記一対の壁面の少なくとも一方に形成された凹部又は凸部であることを特徴とする可変容量型過給機。
3. 請求項２に記載の可変容量型過給機において、
   前記凹部又は凸部は、長手軸と短手軸とを有するとともに、前記複数のノズルベーンが前記回動範囲内において前記排気流路の流路断面積を最小にするように回動された状態において同長手軸が同複数のノズルベーンのうちの一つの前記排気の上流側の面と略平行となるように形成されていることを特徴とする可変容量型過給機。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の可変容量型過給機において、
   前記排気流方向変更手段は、前記排気流路に流入した排気のうち前記流路構成部材の前記一対の壁面の少なくとも一方の近傍を同壁面に沿って流れる排気の流れの向きを表す成分のうち、前記複数のノズルベーンが前記回動範囲内において前記流路断面積を最小にするように回動されたときに同複数のノズルベーンにより形成される排気の流れの向きを表す成分、が増大するように、同壁面に沿って流れる排気の向きを変更するように構成されている可変容量型過給機。

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