JP6638594B2

JP6638594B2 - 過給機

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Publication number: JP6638594B2
Application number: JP2016156381A
Authority: JP
Inventors: 真明松田
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2020-01-29
Anticipated expiration: 2036-08-09
Also published as: JP2018025125A

Description

本発明は、過給機に関する。

特開２００９−１４４５４５号公報（特許文献１）に開示されているように、可変容量型の過給機が知られている。図５は、一般的な構成を有する過給機１００の一部を拡大して示す断面図である。過給機１００は、特許文献１に開示された過給機と略同様の構成を有している。

過給機１００においては、排気ガスがスクロール流路２Ｓから排気通路２Ｅを通してタービンインペラ５に供給され、排気ガスのエネルギーによってタービンインペラ５が回転する。タービンインペラ５の回転力は、シャフトを介してコンプレッサインペラに伝達され、コンプレッサインペラの回転によって吸気が過給される。

スクロール流路２Ｓとタービンインペラ５との間には、排気通路２Ｅが形成され、排気通路２Ｅの中に、複数のノズルベーン７が配置される。ノズルベーン７から見てタービンハウジング２側には、シュラウドリング４Ａが配置され、ノズルベーン７から見て軸受ハウジング３側には、ノズルリング９Ａが配置される。ノズルベーン７の両側には、支持軸８が固定される。支持軸８は、一端部８Ａおよび他端部８Ｂを含む。

シュラウドリング４Ａには、ノズルベーン７に固定された支持軸８の一端部８Ａを回動可能に支持する支持穴４Ｈが設けられている。ノズルリング９Ａには、ノズルベーン７に固定された支持軸８の他端部８Ｂを回動可能に支持する支持穴９Ｓが設けられている。ノズルベーン７は、支持軸８の一端部８Ａおよび他端部８Ｂを介してシュラウドリング４Ａとノズルリング９Ａとによって回動可能に支持される。

シュラウドリング４Ａとタービンハウジング２とは、互いに別の部材から構成され、シュラウドリング４Ａとタービンハウジング２との間には隙間６Ｕが設けられる。隙間６Ｕを塞ぐように、皿ばねシール６Ａが配置される。皿ばねシール６Ａは、シュラウドリング４Ａに設けられた支持穴４Ｈの位置よりも排気ガスの上流側（スクロール流路２Ｓ側）に位置するように配置され、スクロール通路２Ｓ内の排気ガスが隙間６Ｕを通してタービンインペラ５の出口側に漏出するのを防止している。

シュラウドリング４Ａの支持穴４Ｈに連通する隙間６Ｕの圧力は、排気通路２Ｅ内の圧力よりも低い。ノズルベーン７を支持している支持軸８は、この圧力差によってシュラウドリング４Ａ側に押される。特許文献１は、このような圧力差を形成することにより、ノズルベーン７とシュラウドリング４Ａとの間のクリアランスを小さくすることが可能となるため、タービンインペラ５の出口近傍を通る排気ガスに乱れが生じることを抑制でき、ひいてはタービン効率が低下することを抑制できると述べている。

特開２００９−１４４５４５号公報

図５に示す過給機１００においては、タービンハウジング２とシュラウドリング４Ａとが互いに別の部材から構成され、タービンハウジング２とシュラウドリング４Ａとの間の隙間６Ｕを塞ぐように皿ばねシール６Ａが配置される。皿ばねシール６Ａは、シール性を確保するために圧縮された状態（残留応力を有している状態）で配置されている。

近年、排気ガスは従来に比べて高い温度で排出される場合がある。過給機１００においては、皿ばねシール６Ａがスクロール流路２Ｓに露出しているため、皿ばねシール６Ａはスクロール流路２Ｓ内の高温の排気ガスに曝される場合がある。温度変化を繰り返すことによって皿ばねシール６Ａは劣化しやすく、シール性を長期にわたって確保することが難しい。

十分なシール性が得られなくなると、ノズルベーン７をタービンハウジング２の側（シュラウドリング４Ａの側）に押すための圧力差が小さくなり、その結果、タービン効率が減少することになる。皿ばねシール６Ａの素材として劣化しにくい素材を選択することも可能であるが、製造費用の増大を招く可能性がある。

また、排気ガスは、スクロール流路２Ｓおよび排気通路２Ｅを通過してタービンインペラ５に供給される。排気ガスがタービンインペラ５に供給される前に、排気ガスの熱エネルギーはできるだけ減少しないことが好ましい。より多くの熱エネルギーを持った排気ガスがタービンインペラ５に供給されると、タービンインペラ５の回転力を高めることが可能となる。

本発明は、上述のような実情に鑑みて創作されたものであって、圧力差を利用してノズルベーンをタービンハウジングの側に押圧することを長期にわたって維持できるとともに、より多くの熱エネルギーを持った排気ガスがタービンインペラに供給されることを可能とする過給機を提供することを目的とする。

本発明に基づく過給機は、ハブ部と、上記ハブ部の周囲に設けられた複数のタービン翼とを含み、複数の上記タービン翼の各々に、上流側に位置する前縁と、下流側に位置する後縁と、上記前縁と上記後縁との間に位置するチップ部とが形成された、タービンインペラと、上記タービンインペラにおける複数の上記チップ部を取り囲むように配置されるシュラウド部と、上記シュラウド部よりも径方向の外側に位置し、上記タービンインペラに排気ガスを供給するためのスクロール流路を内側に形成するスクロール部と、を有する、タービンハウジングと、上記タービンインペラの上流に配置され、上記スクロール流路から上記タービンインペラに供給される上記排気ガスの排気通路の通路面積を可変とする複数のノズルベーンと、複数の上記ノズルベーンに固定された複数の支持軸と、複数の上記支持軸を介して複数の上記ノズルベーンを回動可能に支持する支持プレートと、を備え、上記タービンハウジングは、上記排気通路の一部を構成するとともに、上記シュラウド部および上記スクロール部と一体に形成された壁部を有し、上記支持プレートは、上記壁部に対向配置され、上記壁部と上記支持プレートとの間に形成される上記排気通路には、複数の上記ノズルベーンが配置され、上記タービンハウジングの上記壁部には、複数の上記支持軸の一端部がそれぞれ挿入される複数の第１軸孔が形成され、上記支持プレートには、複数の上記支持軸の他端部がそれぞれ挿入される複数の第２軸孔が形成され、上記タービンハウジングのうち、上記スクロール部と上記シュラウド部と上記壁部とに囲まれた部分には、中空の断熱空間が形成されており、上記断熱空間は、上記壁部に設けられた上記第１軸孔に連通しており、上記タービンハウジングには、上記断熱空間と、上記排気通路内の圧力よりも低い圧力を有する空間とを連通させる連通路が形成されている。

上記の構成によれば、支持軸の一端部には、排気通路内の圧力よりも低い圧力を有する空間内の圧力が作用することとなり、その一方で支持軸の他端部には、排気通路内の圧力と略同じ圧力が作用することとなる。支持軸の他端部に作用する圧力は、支持軸の一端部に作用する圧力に比べて大きくなり、このような圧力差の存在によって、ノズルベーンは、タービンハウジングの壁部側に向けて押圧されることとなる。ノズルベーンと壁部との間のクリアランスが小さくなるため、ノズルベーンのうちの壁部寄りの部分において生じる排気ガスの漏れを少なくすることが可能となり、スクロール流路から排気通路を通して供給された排気ガスのうち、より多くの排気ガスをノズルベーンのうちの壁部寄りの部分に通過させることが可能となり、高いタービン効率を得ることが可能となる。

上記の過給機においては、上記連通路は、複数の上記タービン翼における上記前縁と、複数の上記ノズルベーンとの間に位置する空間に接続するように設けてもよい。

上記の構成によれば、排気通路内の排気ガスが第１軸孔を通して断熱空間に入った場合であっても、排気ガスは、低圧の空間へと排出された後、タービンインペラに供給されることができる。断熱空間に入った排気ガスのエネルギーをタービンインペラの回転エネルギーに変えることができ、ひいては高いタービン効率を得ることが可能となる。

上記の過給機においては、上記連通路は、複数の上記タービン翼における上記後縁よりも下流側の空間に接続するように設けてもよい。

たとえば連通路を穴あけ加工などによってタービンハウジングに設ける場合には、上記連通路をタービン翼の後縁よりも下流側の空間に接続するようにすることで、容易に穴あけ加工を実施することが可能となる。

上記の過給機においては、上記断熱空間は、上記第１軸孔よりも径方向の外側に位置する部分を有していてもよい。

上記の構成においては、断熱空間のうちの第１軸孔よりも径方向の外側に位置する部分は、排気通路に沿うように面方向に広く延びる形状を有しているだけでなく、スクロール流路の近傍にまで到達するようにも延びるように構成することができる。このような形状を有する断熱空間の存在は、排気ガスの熱エネルギーがスクロール部や壁部を介してタービンハウジングの側に移動することをより一層抑制することができる。

上記の構成によれば、圧力差を利用してノズルベーンをタービンハウジングの側に押圧することを長期にわたって維持できるとともに、中空の断熱空間の存在によって、排気ガスはより多くの熱エネルギーを持った状態でタービンインペラに供給されることが可能となる。

実施の形態１における過給機１０１を示す断面図である。図１におけるＩＩ線に囲まれた領域を拡大して示す断面図である。実施の形態１における過給機１０１の作用および効果を説明するための断面図である。実施の形態２における過給機１０２の一部を拡大して示す断面図である。一般的な構成を有する過給機１００の一部を拡大して示す断面図である。

実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

［実施の形態１］
（過給機１０１）
図１および図２を参照して、実施の形態１における過給機１０１の構成について説明する。図１は、過給機１０１を示す断面図である。図２は、図１におけるＩＩ線に囲まれた領域を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、過給機１０１は、コンプレッサハウジング１、タービンハウジング２、軸受ハウジング３、シャフト４、タービンインペラ５、コンプレッサインペラ６、複数のノズルベーン７、複数の支持軸８、支持プレート９、取付部材１０、駆動レバー１１、駆動軸１２、リンク機構１３を備える。

コンプレッサハウジング１は、コンプレッサインペラ６を収容する。軸受ハウジング３は、コンプレッサハウジング１とタービンハウジング２との間に設けられ、シャフト４を回転自在に支持する。シャフト４の一端には、コンプレッサインペラ６が取り付けられる。シャフト４の他端には、タービンインペラ５が取り付けられる。

（タービンインペラ５）
図２を参照して、タービンインペラ５は、ハブ部５Ａおよび複数のタービン翼５Ｂを含む。複数のタービン翼５Ｂは、ハブ部５Ａの周囲に設けられる。複数のタービン翼５Ｂの各々には、上流側に位置する前縁５Ｆと、下流側に位置する後縁５Ｒと、前縁５Ｆと後縁５Ｒとの間に位置するチップ部５Ｃとが形成されている。

（タービンハウジング２）
タービンハウジング２は、タービンインペラ５を収容する。タービンハウジング２は、その構成要素として、スクロール部２Ａ、壁部２Ｂ、シュラウド部２Ｃ、および筒状部２Ｄを有する。スクロール部２Ａは、シュラウド部２Ｃよりも径方向の外側に位置し、渦巻き形状を有するスクロール流路２Ｓを内側に形成する。スクロール流路２Ｓからタービンインペラ５に向けて、排気ガスが供給される。

壁部２Ｂは、後述する支持プレート９とともに、排気通路２Ｅを形成する。壁部２Ｂは、円環状の形状を有し、径方向においてスクロール部２Ａとシュラウド部２Ｃとの間に位置する。壁部２Ｂは、タービンインペラ５の回転軸に対して直交する面方向に沿って延びており、壁部２Ｂの表面は、排気通路２Ｅの内壁面の一部を構成しており、後述する複数のノズルベーン７に面するように配置される。

壁部２Ｂは、スクロール部２Ａとシュラウド部２Ｃと筒状部２Ｄと一体に形成されている。スクロール部２Ａ、壁部２Ｂ、シュラウド部２Ｃおよび筒状部２Ｄを一体的に備えたタービンハウジング２は、鋳ぐるみなどにより作製することができる。

壁部２Ｂと支持プレート９とは間隔を空けて相互に対向するように配置され、壁部２Ｂと支持プレート９との間に、複数のノズルベーン７を配置するための排気通路２Ｅが形成される。複数のノズルベーン７の各々の両端には、支持軸８（一端部８Ａおよび他端部８Ｂ）が固定される。タービンハウジング２の壁部２Ｂには、複数の支持軸８の一端部８Ａがそれぞれ挿入される複数の軸孔２Ｈ（第１軸孔）が形成される。

シュラウド部２Ｃは、タービンインペラ５と同心上に設けられ、タービンインペラ５における複数のタービン翼５Ｂ（チップ部５Ｃ）を取り囲むように配置される。筒状部２Ｄは、タービンインペラ５の下流に位置し、排気ガスを排出するための排出口２Ｔを内側に形成する。タービンハウジング２のうち、スクロール部２Ａとシュラウド部２Ｃと壁部２Ｂとに囲まれた部分には、中空の断熱空間２Ｕが形成される。

断熱空間２Ｕは、全体として環状の形状を有する（図１参照）。排気ガスがスクロール流路２Ｓや排気通路２Ｅを通過する際、排気ガスの熱エネルギーの一部は、タービンハウジング２に伝わる。断熱空間２Ｕの存在は、タービンハウジング２の熱容量を下げるため、排気ガスの熱エネルギーがスクロール部２Ａや壁部２Ｂ、シュラウド部２Ｃを介してタービンハウジング２の側に移動することを抑制する。

断熱空間２Ｕには、複数の貫通孔２Ｆが接続されている。複数の貫通孔２Ｆは、複数の軸孔２Ｈ（第１軸孔）と一対一の関係となるように設けられている。断熱空間２Ｕは、複数の貫通孔２Ｆを通して、タービンハウジング２の壁部２Ｂに設けられた複数の軸孔２Ｈ（第１軸孔）にそれぞれ連通している。

断熱空間２Ｕには、連通路２Ｇも接続されている。連通路２Ｇは、タービンハウジング２の筒状部２Ｄの一部を貫通するように形成されており、排出口２Ｔから断熱空間２Ｕに到達している。連通路２Ｇは、断熱空間２Ｕと、排気通路２Ｅ内の圧力よりも低い圧力を有する空間（ここでは、タービンインペラ５の下流側に設けられた排出口２Ｔ）とを連通させている。

本実施の形態の連通路２Ｇは、排出口２Ｔのうち、複数のタービン翼５Ｂにおける後縁５Ｒよりも下流側の空間に接続するように設けられている。このような構成によれば、たとえば連通路２Ｇを穴あけ加工などによってタービンハウジング２に設ける場合に、連通路２Ｇをタービン翼５Ｂの後縁５Ｒよりも下流側の空間に接続するようにすることで、容易に穴あけ加工を実施することが可能となる。本実施の形態の連通路２Ｇは、環状の開口形状を有しており、排出口２Ｔの内周面の周方向に沿って１つの連続した円を描くように延在している。本実施の形態では、連通路２Ｇは、単一の開口から構成される。連通路２Ｇは、筒状部２Ｄの周方向に沿って間欠的に設けられた複数の開口から構成されていてもよい。

（ノズルベーン７）
上述のとおり、壁部２Ｂと支持プレート９とは相互に対向するように配置され、壁部２Ｂと支持プレート９との間に排気通路２Ｅが形成される。複数のノズルベーン７は、排気通路２Ｅ内に設けられ、タービンインペラ５における複数のタービン翼５Ｂ（前縁５Ｆ）を取り囲むように環状に配置される。ノズルベーン７の両側には、支持軸８（一端部８Ａおよび他端部８Ｂ）が固定されており、ノズルベーン７は、支持軸８の軸心周りに回動することができる。

複数のノズルベーン７は、タービンハウジング２のスクロール流路２Ｓに導入された排気ガスをタービンインペラ５に導くとともに、スクロール流路２Ｓからタービンインペラ５に供給される排気ガスの圧力を可変とする。なお、ノズルベーン７と壁部２Ｂとの間や、ノズルベーン７と支持プレート９との間には、ノズルベーン７の回動を許容するためのクリアランスが設けられる。

（支持プレート９）
支持プレート９は、円環状の形状を有し、タービンハウジング２内においてタービンインペラ５と同心上に設けられる。支持プレート９は、複数のノズルベーン７から見て軸受ハウジング３（図１）の側に位置し、取付部材１０（図１）を介してタービンハウジング２と軸受ハウジング３とに固定される。支持プレート９は、複数の支持軸８（他端部８Ｂ）を介して複数のノズルベーン７を回動可能に支持する。

具体的には、支持プレート９には、複数の支持軸８の他端部８Ｂがそれぞれ挿入される複数の軸孔９Ｈ（第２軸孔）が形成される。ノズルベーン７に固定された支持軸８の一端部８Ａが軸孔２Ｈに挿入され、ノズルベーン７に固定された支持軸８の他端部８Ｂが軸孔９Ｈに挿入される。タービンハウジング２の壁部２Ｂと支持プレート９とによって、ノズルベーン７は回動可能に支持される。

支持軸８の一端部８Ａには、鍔部７Ａが設けられ、支持軸８の他端部８Ｂには、鍔部７Ｂが設けられる。鍔部７Ａは、壁部２Ｂに設けられた軸孔２Ｈ（第１軸孔）を覆うように配置され、鍔部７Ｂは、支持プレート９に設けられた軸孔９Ｈ（第２軸孔）を覆うように配置される。ノズルベーン７に鍔部７Ａ，７Ｂを設けることで、軸孔２Ｈや軸孔９Ｈに異物が侵入することを抑制できる。鍔部７Ａに作用する排気ガスの圧力を利用し、後述のように、ノズルベーン７を壁部２Ｂ側へより効率よく押圧することも可能となる。

図１に示すように、支持プレート９から見て軸受ハウジング３の側には、リンク機構１３が配置される。駆動レバー１１および駆動軸１２を介して入力された駆動力は、リンク機構１３に伝えられる。リンク機構１３に入力された駆動力により、複数のノズルベーン７を同期させて回動させることが可能となる。

たとえば、エンジンが高速で回転している場合には、複数のノズルベーン７は開く方向に回動する。タービンインペラ５に供給される排気ガスの流量が多くなり、排気ガスの圧力は低くなる。一方、エンジンが低速で回転している場合には、複数のノズルベーン７は絞る方向に回動する。タービンインペラ５に供給される排気ガスの流量が少なくなり、排気ガスの圧力は高くなる。

（圧力Ｐ４＞圧力Ｐ６）
図３は、実施の形態１における過給機１０１の作用および効果を説明するための断面図である。上述のとおり、タービンハウジング２のうち、スクロール部２Ａとシュラウド部２Ｃと壁部２Ｂとに囲まれた部分には、中空の断熱空間２Ｕが形成される。タービンハウジング２の壁部２Ｂには、支持軸８の一端部８Ａが挿入される軸孔２Ｈが形成されており、断熱空間２Ｕは、貫通孔２Ｆを介して軸孔２Ｈに連通している。

断熱空間２Ｕはさらに、連通路２Ｇを介して、排気通路２Ｅ内の圧力よりも低い圧力を有する空間（ここでは、タービンインペラ５の下流側に設けられた排出口２Ｔ）にも連通している。すなわち、貫通孔２Ｆや断熱空間２Ｕ内の圧力は、排出口２Ｔ内の圧力と略同一である。したがって、支持軸８の一端部８Ａには、連通路２Ｇ、断熱空間２Ｕおよび貫通孔２Ｆを通じて、排出口２Ｔ内の圧力と略同じ圧力Ｐ６が作用する。

一方、支持軸８の他端部８Ｂには、排気通路２Ｅ内の圧力と略同じ圧力Ｐ４が作用する。排気通路２Ｅ内の圧力は、排出口２Ｔ内の圧力に比べて高い。したがって、支持軸８の他端部８Ｂに作用する圧力Ｐ４は、支持軸８の一端部８Ａに作用する圧力Ｐ６に比べて大きくなる（圧力Ｐ４＞圧力Ｐ６）。

このような圧力差の存在によって、ノズルベーン７は、タービンハウジング２の壁部２Ｂ側に向けて押圧されることとなる。本実施の形態においては、支持軸８の一端部８Ａに鍔部７Ａが設けられているため、ノズルベーン７を壁部２Ｂ側に向けてより効率的に押圧することができる。

ノズルベーン７と壁部２Ｂとの間や、ノズルベーン７と支持プレート９との間には、ノズルベーン７の回動を許容するためのクリアランスが設けられる。本実施の形態に係る過給機１０１によれば、ノズルベーン７と壁部２Ｂとの間のクリアランスを小さくすることが可能となる。

ここで、ノズルベーン７のうちの壁部２Ｂ寄りの部分を通過した排気ガスは、その後、タービンインペラ５のチップ部５Ｃの近傍を通過する。一方で、ノズルベーン７のうちの支持プレート９寄りの部分を通過した排気ガスは、その後、タービンインペラ５のハブ部５Ａの近傍を通過する。

したがって、ノズルベーン７のうちの壁部２Ｂ寄りの部分を通過した排気ガスは、ノズルベーン７のうちの支持プレート９寄りの部分を通過した排気ガスに比べて、タービンインペラ５を効率よく回転させることができる。本実施の形態においては、圧力Ｐ４＞圧力Ｐ６という圧力差によって、ノズルベーン７と壁部２Ｂとの間のクリアランスが小さくなるため、ノズルベーン７のうちの壁部２Ｂ寄りの部分において生じる排気ガスの漏れを少なくすることができる。スクロール流路２Ｓから排気通路２Ｅを通して供給された排気ガスのうち、より多くの排気ガスをノズルベーン７のうちの壁部２Ｂ寄りの部分に通過させることが可能となり、高いタービン効率を得ることが可能となる。

本実施の形態においては、壁部２Ｂが、スクロール部２Ａとシュラウド部２Ｃと筒状部２Ｄと一体に形成されており、断熱空間２Ｕ、貫通孔２Ｆおよび連通路２Ｇによって、圧力Ｐ４＞圧力Ｐ６という圧力差を形成している。皿ばねシール６Ａ（図５）のような部材が使用されておらず、そのような部材がスクロール流路２Ｓに露出していることもない。したがって、本実施の形態の過給機１０１は、図５に示す過給機１００に比べて、圧力差を利用してノズルベーン７をタービンハウジング２の側に押圧することを長期にわたって維持できる。

また、排気ガスがスクロール流路２Ｓや排気通路２Ｅを通過する際、排気ガスの熱エネルギーの一部は、タービンハウジング２に伝わる。断熱空間２Ｕの存在は、排気ガスの熱エネルギーがスクロール部２Ａや壁部２Ｂ、シュラウド部２Ｃを介してタービンハウジング２の側に移動することを抑制することができる。したがって、本実施の形態の過給機１０１によれば、より多くの熱エネルギーを持った排気ガスがタービンインペラ５に供給されることを可能とすることもできる。

本実施の形態においては、断熱空間２Ｕが、軸孔２Ｈ（第１軸孔）よりも径方向の外側に位置する部分２Ｖ（図３中の一点鎖線で囲まれる領域）を有している。この部分２Ｖは、排気通路２Ｅに沿うように面方向に広く延びる形状を有しているだけでなく、スクロール流路２Ｓの近傍にまで到達するようにも延びている。このような形状を有する断熱空間２Ｕの存在は、排気ガスの熱エネルギーがスクロール部２Ａや壁部２Ｂを介してタービンハウジング２の側に移動することをより一層抑制することができる。

［実施の形態２］
図４は、実施の形態２における過給機１０２の一部を拡大して示す断面図である。実施の形態１における過給機１０１と実施の形態２における過給機１０２とは、以下の点において相違している。

本実施の形態の過給機１０２においては、連通路２Ｇが、空間２Ｗに接続するように設けられている。空間２Ｗは、複数のタービン翼５Ｂにおける前縁５Ｆと、複数のノズルベーン７との間に位置している。過給機１０２においても、断熱空間２Ｕは、連通路２Ｇを介して、排気通路２Ｅ内の圧力よりも低い圧力を有する空間（ここでは空間２Ｗ）に連通している。

貫通孔２Ｆや断熱空間２Ｕ内の圧力は、空間２Ｗと略同一である。支持軸８の一端部８Ａには、連通路２Ｇ、断熱空間２Ｕおよび貫通孔２Ｆを通じて、空間２Ｗ内の圧力と略同じ圧力Ｐ６’が作用する。排気通路２Ｅ内の圧力は、空間２Ｗ内の圧力に比べて高い。したがって、支持軸８の他端部８Ｂに作用する圧力Ｐ４は、支持軸８の一端部８Ａに作用する圧力Ｐ６’に比べて大きくなる（圧力Ｐ４＞圧力Ｐ６’）。

ノズルベーン７が開いている場合には、圧力Ｐ４と圧力Ｐ６’との間の圧力差が小さくなるため、ノズルベーン７をタービンハウジング２（壁部２Ｂ）の側に押圧する力も小さくなる。しかしながら、ノズルベーン７のうちの壁部２Ｂ寄りの部分において生じる排気ガスの漏れは、圧力Ｐ４と圧力Ｐ６’との間の圧力差が小さいため、ノズルベーン７をタービンハウジング２（壁部２Ｂ）の側に押圧するための押圧力が小さくなったとしても、そのような漏れをほとんど生じないものとすることができる。

ノズルベーン７が閉じている場合には、圧力Ｐ４と圧力Ｐ６’との間の圧力差が大きくなるため、ノズルベーン７をタービンハウジング２（壁部２Ｂ）の側に押圧する力も大きくなる。ノズルベーン７のうちの壁部２Ｂ寄りの部分において生じる排気ガスの漏れは、圧力Ｐ４と圧力Ｐ６’との間の圧力差が大きいため、ノズルベーン７をタービンハウジング２（壁部２Ｂ）の側に押圧するための押圧力が大きくなることで、そのような漏れをほとんど生じないものとすることができる。

少量ではあるが、ノズルベーン７に固定された支持軸８の一端部８Ａを支持する軸孔２Ｈから断熱空間２Ｕへ排気ガスの漏れが生じる。これは、実施の形態１，２に共通する。本実施の形態の過給機１０２においては、低い圧力を断熱空間２Ｕに導くための連通路２Ｇが、複数のタービン翼５Ｂにおける前縁５Ｆと、複数のノズルベーン７との間に位置する空間２Ｗに接続されている。

排気通路２Ｅ内の排気ガスが軸孔２Ｈから貫通孔２Ｆを通して断熱空間２Ｕに入った場合であっても、排気ガスは、低圧の空間２Ｗへと排出された後、タービンインペラ５に供給されることができる。本実施の形態の過給機１０２によれば、断熱空間２Ｕに入った排気ガスのエネルギーをタービンインペラ５の回転エネルギーに変えることができるため、実施の形態１の場合に比べて、高いタービン効率を得ることができる。

以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は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コンプレッサハウジング、２タービンハウジング、２Ａスクロール部、２Ｂ壁部、２Ｃシュラウド部、２Ｄ筒状部、２Ｅ排気通路、２Ｆ貫通孔、２Ｇ連通路、２Ｈ軸孔（第１軸孔）、２Ｓスクロール流路、２Ｔ排出口、２Ｕ，２Ｗ空間、２Ｖ部分、３軸受ハウジング、４シャフト、４Ａシュラウドリング、４Ｈ，９Ｓ支持穴、５タービンインペラ、５Ａハブ部、５Ｂタービン翼、５Ｃチップ部、５Ｆ前縁、５Ｒ後縁、６コンプレッサインペラ、６Ａ皿ばねシール、６Ｕ隙間、７ノズルベーン、７Ａ，７Ｂ鍔部、８支持軸、８Ａ一端部、８Ｂ他端部、９支持プレート、９Ａノズルリング、９Ｈ軸孔（第２軸孔）、１０取付部材、１１駆動レバー、１２駆動軸、１３リンク機構、１００，１０１，１０２過給機、Ｐ４，Ｐ６圧力。

Claims

ハブ部と、前記ハブ部の周囲に設けられた複数のタービン翼とを含み、複数の前記タービン翼の各々に、上流側に位置する前縁と、下流側に位置する後縁と、前記前縁と前記後縁との間に位置するチップ部とが形成された、タービンインペラと、
前記タービンインペラにおける複数の前記チップ部を取り囲むように配置されるシュラウド部と、前記シュラウド部よりも径方向の外側に位置し、前記タービンインペラに排気ガスを供給するためのスクロール流路を内側に形成するスクロール部と、を有する、タービンハウジングと、
前記タービンインペラの上流に配置され、前記スクロール流路から前記タービンインペラに供給される前記排気ガスの排気通路の通路面積を可変とする複数のノズルベーンと、
複数の前記ノズルベーンに固定された複数の支持軸と、
複数の前記支持軸を介して複数の前記ノズルベーンを回動可能に支持する支持プレートと、を備え、
前記タービンハウジングは、前記排気通路の一部を構成するとともに、前記シュラウド部および前記スクロール部と一体に形成された壁部を有し、
前記支持プレートは、前記壁部に対向配置され、
前記壁部と前記支持プレートとの間に形成される前記排気通路には、複数の前記ノズルベーンが配置され、
前記タービンハウジングの前記壁部には、複数の前記支持軸の一端部がそれぞれ挿入される複数の第１軸孔が形成され、
前記支持プレートには、複数の前記支持軸の他端部がそれぞれ挿入される複数の第２軸孔が形成され、
前記タービンハウジングのうち、前記スクロール部と前記シュラウド部と前記壁部とに囲まれた部分には、中空の断熱空間が形成されており、
前記断熱空間は、前記壁部に設けられた前記第１軸孔に連通しており、
前記タービンハウジングには、前記断熱空間と、前記排気通路内の圧力よりも低い圧力を有する空間とを連通させる連通路が形成されており、
前記連通路は、複数の前記タービン翼における前記後縁よりも下流側の空間に接続するように設けられている、
過給機。
ハブ部と、前記ハブ部の周囲に設けられた複数のタービン翼とを含み、複数の前記タービン翼の各々に、上流側に位置する前縁と、下流側に位置する後縁と、前記前縁と前記後縁との間に位置するチップ部とが形成された、タービンインペラと、
前記タービンインペラにおける複数の前記チップ部を取り囲むように配置されるシュラウド部と、前記シュラウド部よりも径方向の外側に位置し、前記タービンインペラに排気ガスを供給するためのスクロール流路を内側に形成するスクロール部と、を有する、タービンハウジングと、
前記タービンインペラの上流に配置され、前記スクロール流路から前記タービンインペラに供給される前記排気ガスの排気通路の通路面積を可変とする複数のノズルベーンと、
複数の前記ノズルベーンに固定された複数の支持軸と、
複数の前記支持軸を介して複数の前記ノズルベーンを回動可能に支持する支持プレートと、を備え、
前記タービンハウジングは、前記排気通路の一部を構成するとともに、前記シュラウド部および前記スクロール部と一体に形成された壁部を有し、
前記支持プレートは、前記壁部に対向配置され、
前記壁部と前記支持プレートとの間に形成される前記排気通路には、複数の前記ノズルベーンが配置され、
前記タービンハウジングの前記壁部には、複数の前記支持軸の一端部がそれぞれ挿入される複数の第１軸孔が形成され、
前記支持プレートには、複数の前記支持軸の他端部がそれぞれ挿入される複数の第２軸孔が形成され、
前記タービンハウジングのうち、前記スクロール部と前記シュラウド部と前記壁部とに囲まれた部分には、中空の断熱空間が形成されており、
前記断熱空間は、前記壁部に設けられた前記第１軸孔に連通しており、
前記タービンハウジングには、前記断熱空間と、前記排気通路内の圧力よりも低い圧力を有する空間とを連通させる連通路が形成されており、
前記断熱空間は、前記第１軸孔よりも径方向の外側に位置する部分を有している、
過給機。
前記連通路は、複数の前記タービン翼における前記前縁と、複数の前記ノズルベーンとの間に位置する空間に接続するように設けられている、
請求項２に記載の過給機。