JP7097505B2 - ノズル装置及び排気ターボ過給機 - Google Patents

Description

本開示は、ノズル装置及び該ノズル装置を備える排気ターボ過給機に関する。

排気ターボ過給機は、エンジンから排出される排気ガスのエネルギを利用して、該エンジンに供給される空気を過給するものである。従来、排気ターボ過給機は、例えば車両用でディーゼルエンジンなどに用いられ、可変ノズル装置を備える可変容量型のものがある。排気ガスはタービンハウジング内に形成されるスクロール流路を通り、次に可変ノズル装置により画定されたノズル流路を通った後に、タービンロータに供給される。可変ノズル装置は、ノズルマウントとノズルプレートとがノズルサポートによって互いに離間した状態で支持されており、ノズルマウントとノズルプレートとの間にノズル流路が形成され、ノズル流路にノズルベーンが設けられている。

特許文献１には、ノズルプレートをノズルマウントより肉厚に形成することで、熱変形量を小さくし、これによって、ノズルサポートに加わるせん断力や曲げモーメントを小さくし、ノズルプレートやノズルサポートの損傷を防止することが開示されている。また、特許文献１には、ノズルサポートの端部がノズルプレートやノズルマウントに形成された貫通孔にかしめ固定されることが開示されている。

国際公開第２０１８／１６７９３１号

ノズルプレートやノズルマウントにノズルサポートをかしめ固定する場合、かしめ加工によって変形したかしめ部に連なるノズルサポートの一部が、ノズルプレートやノズルマウントに形成された貫通孔を形成する面側へ変形し、この貫通孔形成面に接触した状態となる場合がある。この場合、ノズルプレートやノズルマウントの振動荷重が該接触部に負荷されるため、ノズルプレートにフレッティング疲労が発生し、該接触部の端部を起点にき裂が発生する場合がある。フレッティング疲労き裂が発生すると、ノズルサポートの疲労限度が大幅に低下する。

本開示に係る幾つかの実施形態は、ノズルプレートやノズルマウントにかしめ固定されるノズルサポートにフレッティング疲労が発生するのを抑制することを目的とする。

（１）一実施形態に係るノズル装置は、
環状のノズルプレートと、
前記ノズルプレートの一面との間にノズル流路を画定する環状のノズルマウントと、
前記ノズルプレートおよび前記ノズルマウントを連結するとともに、少なくとも前記ノズルプレートに対してかしめ固定される少なくとも一つのノズルサポートと、
前記ノズルプレートと前記ノズルマウントの間に支持される少なくとも一つのノズルベーンと、を備え、
前記ノズルプレートは、前記少なくとも一つのノズルサポートの端部が挿入される貫通孔を有し、
前記貫通孔は、
前記ノズルプレートの前記一面から他面に向かって延在するストレート部と、
前記ノズルプレートの前記他面側に形成された、前記ストレート部よりも大きな径を有する拡径部と、
前記拡径部に連なる前記ストレート部の一部に形成されたヌスミ加工部であって、前記ヌスミ加工部が形成されていない前記ストレート部の他の部分よりも大きな径を有するヌスミ加工部と、を含む。

上記（１）の構成において、ノズルサポートの端部がノズルプレートの貫通孔に挿入され、かしめ加工によってノズルサポートの端部は変形して上記拡径部を形成する面に当接し、ノズルプレートとノズルサポートとは連結される。上記（１）の構成によれば、貫通孔は、上記拡径部に連なるストレート部の一部にヌスミ加工部が形成されるため、かしめ加工時に拡径部を形成する面と当接するかしめ部に連なるノズルサポートの一部（以下、後述するように、「非かしめ部」とも言う。）が貫通孔を形成する面側へ変形しても、非かしめ部が貫通孔形成面に接触しない。従って、フレッティング疲労が発生する起点となる接触部が存在しないため、フレッティング疲労の発生を抑制できる。

（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記貫通孔の中心と前記ヌスミ加工部を形成する面との距離は、前記ノズルプレートの径方向外側よりも径方向内側の方が大きい。
上記（２）の構成によれば、貫通孔の中心とヌスミ加工部を形成する面との距離は、ノズルプレートの径方向外側よりも径方向内側の方が大きいため、ノズルプレートが高温環境下で熱延びして径が拡大しても、非かしめ部はヌスミ加工部を形成する面に接触しない。これによって、ノズルサポートにフレッティング疲労が発生するのを抑制できる。

（３）一実施形態では、前記（２）の構成において、
前記ヌスミ加工部の中心は、前記貫通孔の中心に対して、前記ノズルプレートの径方向内側へオフセットされた位置にある。
上記（３）の構成によれば、ヌスミ加工部の中心が前記ノズルプレートの径方向内側へオフセットされた位置にある場合、上記ヌスミ加工部の形成は、回転中心が貫通孔の中心に対してノズルプレートの径方向内側へオフセットされた切削刃で容易に切削できる。

（４）一実施形態では、前記（１）～（３）の何れかの構成において、
前記ノズルサポートの外径がＡ_１であり、前記ヌスミ加工部の内径がＡ_２であるとき、前記内径Ａ_２は１．１×Ａ_１以上１．５×Ａ_１以下である。
上記（４）の構成によれば、Ａ_２／Ａ_１＝１．１～１．５とすることで、ヌスミ加工部を必要以上に拡大形成することなく、非かしめ部が、貫通孔を形成する面に接触するのを回避できる。

（５）一実施形態に係るノズル装置は、
環状のノズルプレートと、
前記ノズルプレートの一面との間にノズル流路を画定する環状のノズルマウントと、
前記ノズルプレートおよび前記ノズルマウントを連結するとともに、少なくとも前記ノズルプレートに対してかしめ固定される少なくとも一つのノズルサポートと、
前記ノズルプレートと前記ノズルマウントの間に支持される少なくとも一つのノズルベーンと、を備え、
前記ノズルプレートは、前記少なくとも一つのノズルサポートの端部が挿入される貫通孔を有し、
前記貫通孔は、
前記ノズルプレートの前記一面から他面に向かって延在するストレート部と、
前記ノズルプレートの前記他面側に形成された、前記ストレート部よりも大きな径を有する拡径部と、を含み、
前記少なくとも一つのノズルサポートは、
前記拡径部を形成する面と当接するかしめ部と、
前記拡径部に連なる前記ストレート部の一部を形成する面との間に隙間を有して設けられる非かしめ部と、を含む。

上記（５）の構成によれば、ノズルサポートの上記非かしめ部が、かしめ加工後においても貫通孔の拡径部に連なるストレート部の一部を形成する面との間に隙間を有しているので、フレッティング疲労が発生する起点となる接触部が存在しない。そのため、フレッティング疲労の発生を抑制できる。

（６）一実施形態では、前記（１）～（５）の何れかの構成において、
前記拡径部を形成する面はテーパ状に形成されている。
上記（６）の構成によれば、拡径部を形成する面がテーパ状に形成されているため、かしめ加工時にかしめ部を拡径部のテーパ面に沿わせて拡径できる。これによって、かしめ部を形成するためにノズルサポートの端部に付加される所要荷重を低減できるため、非かしめ部が貫通孔形成面側へ変形するのを抑制できる。

（７）一実施形態では、前記（１）～（６）の何れかの構成において、
前記ノズルマウントは軸受ハウジングに固定され、
前記ノズルプレートは、前記ノズルサポートを介して前記ノズルマウントによって支持される。
上記（１）の構成によれば、ノズルプレート又はノズルマウントにかしめ固定されるノズルサポートに、ノズルプレート又はノズルマウントから受ける振動荷重によってフレッティング疲労が発生するのを抑制できる。

（８）一実施形態では、前記（１）～（７）の何れかの構成において、
前記ノズルプレートの熱膨張係数は、前記ノズルサポートの熱膨張係数より大きい。
上記（８）の構成によれば、ノズルプレートの熱膨張係数がノズルサポートの熱膨張係数より大きいために、ノズルプレート及びノズルサポートが高温環境下で昇温したとき、ノズルプレートとノズルサポート間にガタが発生するのを抑制できる。

（９）一実施形態に係る排気ターボ過給機は、
前記（１）～（８）の何れかの構成を有するノズル装置を備える。
上記（９）の構成によれば、上記ノズル装置に設けられるノズルサポートのフレッティング疲労の発生を抑制できる。

幾つかの実施形態によれば、ノズル装置に設けられるノズルサポートのかしめ部に連なる非かしめ部を起点としたフレッティング疲労の発生を抑制できる。

一実施形態に係る可変容量型排気ターボ過給機の縦断面図である。 図１中のＡ矢視図である。 図２中のＢ－Ｂ線に沿う一部拡大縦断面図である。 一実施形態に係るノズルプレートの正面図である。 一実施形態に係るノズルプレートのかしめ部を示す断面図である。 ノズルプレートのかしめ加工前の連結部を示す断面図である。 一実施形態に係るノズルプレートのかしめ部を示す断面図である。 従来の可変ノズル装置におけるノズルサポートのかしめ部を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

一実施形態に係る可変容量型排気ターボ過給機４０は、図１及び図２に示すように、タービンロータ４２を内部に収納するタービンハウジング４４と、タービンロータ４２の回転軸４２ａを回転可能に支持する軸受４６を内部に収納する軸受ハウジング４８と、これらハウジングを組み合わせたものの内部に取付けられる可変ノズル装置１０と、を備える。タービンハウジング４４と軸受ハウジング４８の連結手段として、例えば、図１に示す例では、後述するノズルマウント１４の外周縁部を図１中で左右方向から挟み込んだ状態で、例えばボルトなどの締結手段により互いに締結される。ノズルマウント１４と軸受ハウジング４８に形成されている環状の溝部とにより、内部空間Ｓｉが形成されている。

さらに、軸受ハウジング４８を挟んでタービンハウジング４４とは反対側の位置にコンプレッサハウジング（不図示）を備える。このコンプレッサハウジングは、軸受ハウジング４８に連結されており、その内部にコンプレッサロータ（不図示）が収容される。該コンプレッサロータは、タービンロータ４２の回転軸４２ａに連結され、回転軸４２ａの回転に連動して回転し、エンジンに供給される空気を過給する。また、タービンハウジング４４の内部に排気ガス流路Ｆが形成され、タービンハウジング４４内の外周側には、排気マニホールド（不図示）と連通し、エンジンから排出された排気ガスが流れるスクロール流路Ｆ（Ｆ_１）が形成される。

可変ノズル装置１０は、その軸線１０ａがタービンロータ４２の軸線に対して同一直線状になるように配置されており、タービンロータ４２に対して、タービンロータ４２の軸線（図１の軸線１０ａと同一直線上の線）に垂直方向（図１中上下方向）外側に配置されている。そして、可変ノズル装置１０は、スクロール流路Ｆ（Ｆ_１）とタービンロータ４２との間に、排気ガスが流れるノズル流路Ｆ（Ｆ_２）を形成している。図１における矢印ｆは、排気ガスの流れを示す。エンジンから排出される排気ガスは、スクロール流路Ｆ（Ｆ_１）を通り、その次に可変ノズル装置１０により画定されたノズル流路Ｆ（Ｆ_２）を通った後に、タービンロータ４２に供給される。その後、排気ガスは排気出口５０からタービンハウジング４４の外部に排出される。

一実施形態に係る可変ノズル装置１０は、図３に示すように、環状のノズルプレート１２と、ノズルプレート１２の一面１２ａとの間にノズル流路Ｆ（Ｆ_２）を画定する環状のノズルマウント１４と、を備える。ノズルプレート１２とノズルマウント１４とは、ノズルサポート１６によって連結される。ノズルサポート１６は、少なくともノズルプレート１２に対してかしめ固定され、かつ少なくとも一つのノズルベーン１８がノズルプレート１２とノズルマウント１４との間に配置される。

図５に示すように、ノズルプレート１２は、少なくとも一つのノズルサポート１６の端部（図５ではノズルプレート連結部１６ａが相当）が挿入される貫通孔１３を有し、貫通孔１３は、ノズルプレート１２の一面１２ａ（ノズルマウント１４側の面）から他面１２ｂに向かって延在するストレート部１３ａと、ノズルプレート１２の他面１２ｂ側に形成された、ストレート部１３ａよりも大きな径を有する拡径部１３ｂと、拡径部１３ｂに連なるストレート部１３ａの一部に形成されたヌスミ加工部１３ｃとを有する。ヌスミ加工部１３ｃは、ヌスミ加工部１３ｃが形成されていないストレート部１３ａの他の部分よりも大きな径を有する。従って、ノズルプレート１２には、ストレート部形成面１３ａｓ、拡径部形成面１３ｂｓ及びヌスミ加工部形成面１３ｃｓが形成される。図５中、１３ｃｓ’はヌスミ加工部１３ｃが形成されないときの貫通孔形成面を示す。

ノズルプレート連結部１６ａが貫通孔１３に挿入され、貫通孔１３の面１２ｂ側の開口からノズルプレート連結部１６ａの端部が突出し、この突出部にかしめ荷重Ｇが負荷されてかしめ加工される。かしめ加工によってノズルプレート連結部１６ａの端部は拡径部形成面１３ｂｓに接触するまで変形してかしめ部１６ｆを形成する。貫通孔１３は、拡径部１３ｂに連なるストレート部１３ａの一部にヌスミ加工部１３ｃが形成されるため、かしめ加工時にかしめ部１６ｆに連なるノズルプレート連結部１６ａの一部（非かしめ部１６ｇ）がたとえ貫通孔１３のヌスミ加工部形成面１３ｃｓ側へ変形したとしても、ヌスミ加工部形成面１３ｃｓに接触しない。従って、フレッティング疲労が発生する起点となる接触部が存在しないため、ノズルサポート１６でフレッティング疲労が発生するのを抑制できる。

なお、図５に示す実施形態では、かしめ部１６ｆの一部はノズルプレート１２の面１２ｂから突出した形状をしている。別な実施形態では、かしめ部１６ｆは面１２ｂと連続した平滑面を形成する。

図８は、従来の可変ノズル装置において、ノズルサポート１００がノズルプレート１０４にかしめ固定される場合を示している。ノズルプレート１０４に形成された貫通孔１０６はストレート部１０６ａと開口部に形成された拡径部１０６ｂを含む。ノズルプレート１０４にはストレート部形成面１０６ａｓ及び拡径部形成面１０６ｂｓが形成されている。貫通孔１０６にノズルプレート連結部１０２が挿入され、ノズルプレート連結部１０２の先端部にかしめ荷重Ｇが負荷されてかしめ加工される。かしめ加工によってかしめ部１０２ａが形成され、かしめ部１０２ａは変形（拡径）して拡径部１０６ｂに接触した状態となる。貫通孔１０６には、上記実施形態のように、ヌスミ加工部１３ｃが形成されていないため、かしめ加工によってかしめ部１０２ａに連なるノズルプレート連結部１０２の一部（非かしめ部１０２ｂ）が変形して、ストレート部形成面１０６ａｓの一部に接触する場合がある。非かしめ部１０２ｂがストレート部形成面１０６ａｓの一部に接触すると、ノズルプレート１０４から非かしめ部１０２ｂに振動荷重Ｌが加わり、非かしめ部１０２ｂの端部を起点として、フレッティング疲労き裂ｃが発生するおそれがある。フレッティング疲労き裂ｃが発生すると、大幅に疲労限度が低下する。

一実施形態では、図３に示すように、ノズルサポート１６は基本的には円筒形を有し、ノズルプレート連結部１６ａ及びノズルマウント連結部１６ｂが最も小径に形成されている。ノズル流路Ｆ（Ｆ_２）に面する軸方向中央部１６ｃはノズルプレート連結部１６ａ及びノズルマウント連結部１６ｂより大径に形成される。軸方向中央部１６ｃとノズルプレート連結部１６ａ及びノズルマウント連結部１６ｂとの間に形成される段差にノズルプレート１２及びノズルマウント１４が係止し、ノズルプレート１２及びノズルマウント１４が位置決めされる。
一実施形態では、中央部１６ｃの軸方向両側部に中央部１６ｃよりさらに大径のフランジ部１６ｄ及び１６ｅが形成され、フランジ部１６ｄ及び１６ｅにノズルプレート１２及びノズルマウント１４が係止し位置決めされる。

上記実施形態は、ノズルサポート１６をノズルプレート１２にかしめ固定する例であるが、図３に示すように、ノズルサポート１６をノズルマウント１４にかしめ固定するようにしてもよい。この場合、ノズルマウント連結部１６ｂがノズルマウント１４に形成された貫通孔１４ｂに挿入され、ノズルマウント連結部１６ｂの先端部がかしめ加工されてかしめ部１６ｈを形成する。かしめ部１６ｈは貫通孔１４ｂの出口開口に形成された拡径部形成面に接触した状態となる。

一実施形態では、図３に示すように、ノズルプレート１２は環状かつ略板状に形成される。より詳細には、環状かつ板状の本体部分と、該本体部分の内周縁部よりタービンロータ４２の外周形状に沿うように、ノズルマウント１４とは反対側（図１中右側）に延在する延在部１２ｃと、を有する。延在部１２ｃは該本体部分と一体に形成される。また、該本体部分にはノズルプレート連結部１６ａを係止するための貫通孔１３がノズルサポート１６の数だけ形成されている。図４に示す実施形態では、ノズルプレート１２の周方向に９０°間隔で４個の貫通孔１３が形成されている。

一実施形態では、図３に示すように、ノズルマウント１４は環状かつ略板状に形成され、内周側部分でノズルベーン１８を支持し、外周側部分にノズルサポート１６が連結されている。即ち、内周側部分にノズルベーン１８のノズル軸１８ａを回動可能に支持するための円柱状の貫通孔１４ａがノズルベーン１８の数だけ形成され、外周側部分にノズルマウント連結部１６ｂを係止するための貫通孔１４ｂがノズルサポート１６の数だけ形成されている。この貫通孔１４ｂは、ノズルプレート１２の貫通孔１３に対応する周方向位置に配置されている。

一実施形態では、図３に示すように、可変ノズル装置１０はノズル翼可変部２０を備える。ノズル翼可変部２０は、少なくとも一つのレバープレート２２と、ドライブリング２４と、を備えるものであり、内部空間Ｓｉに配置されている。レバープレート２２は、ノズルベーン１８と同じ数だけ設けられており、複数の場合には、図２に示すように、円周上に互いに間隔をおいて離れて配置されている。また、レバープレート２２は、一端が内部空間Ｓｉ内に突出するノズル軸１８ａの突出部に連結されており、他端はドライブリング２４に連結されている。ドライブリング２４は、環状かつ板状に形成されており、その内周面が、ノズルマウント１４の外周側部分と内周側部分との間に形成された段差面に対向するように配置されている。また、ドライブリング２４は、ノズルマウント１４に対して回転可能に設けられている。

このため、ノズル翼可変部２０は、ドライブリング２４を所定角度回転させることで、レバープレート２２が連動して動作して、ノズルベーン１８の翼角を変化させることが可能になっている。さらに、可変ノズル装置１０は、ノズルベーン１８の翼角を変化させることで、タービンロータ４２に供給される排気ガスの流路面積を拡大縮小させることができ、これに伴いタービンロータ４２に供給される排気ガスの流速やタービンロータ４２への供給量を調整して、エンジンに供給される空気の過給圧を調整することができる。

一実施形態では、図５に示すように、拡径部形成面１３ｂｓは、ノズルプレート連結部１６ａの軸方向に対して傾斜したテーパ面を形成する。また、他の実施形態では、拡径部形成面１３ｂｓは、図６に示すように、ノズルプレート連結部１６ａの軸方向に対して直角及び平行な面を有する角形断面を形成するものであってもよい。あるいは、拡径部形成面１３ｂｓは円形、楕円形等の別な断面形状を形成するものでもよい。

図７に示す実施形態は、図５に示すテーパ面を有する拡径部形成面１３ｂｓの面取り部ｄ（かしめ部１６ｆと拡径部形成面１３ｂｓとの接触部）の接触面積を拡大させたものである。これによって、ノズルプレート１２からノズルプレート連結部１６ａに加わる振動荷重Ｌに対する面取り部ｄの強度を増加できる。

一実施形態では、図４に示すように、ヌスミ加工部１３ｃは、貫通孔１３の中心Ｏ_１とヌスミ加工部１３ｃを形成する面との距離Ｌ_１及びＬ_２が、ノズルプレート１２の径方向外側距離Ｌ_１よりも径方向内側距離Ｌ_２のほうが大きくなるように形成される（Ｌ_１＜Ｌ_２）。この実施形態によれば、高温環境下でノズルサポート１６が熱延びして径が拡大した場合においても、非かしめ部１６ｇは貫通孔１３のストレート部形成面１３ａｓと接触しない。そのため、ノズルサポート１６にフレッティング疲労が発生するのを抑制できる。

一実施形態では、図４に示すように、ヌスミ加工部１３ｃは、ヌスミ加工部１３ｃの中心Ｏ_２が貫通孔１３の中心Ｏ_１に対して、ノズルプレート１２の径方向内側へオフセットされた位置にあるように形成される。この実施形態によれば、ヌスミ加工部１３ｃを加工する場合に、切削刃の中心軸を貫通孔１３の中心Ｏ_１から中心Ｏ_２までオフセットされた位置に位置決めすることで、ヌスミ加工部１３ｃを容易に加工できる。

一実施形態では、図５に示すように、ノズルプレート連結部１６ａの外径Ａ_１に対し、ヌスミ加工部１３ｃの内径Ａ_２は、Ａ_２＝１．１×Ａ_１～１．５×Ａ_１の関係にある。この実施形態によれば、Ａ_２／Ａ_１＝１．１～１．５とすることで、ヌスミ加工部１３ｃを必要以上に拡大形成することなく、非かしめ部１６ｇがストレート部形成面１３ａｓの一部に接触するのを抑制できる。これによって、ノズルサポート１６にフレッティング疲労が発生するのを抑制できる。
一実施形態では、ヌスミ加工部１３ｃの内径Ａ_２が、拡径部１３ｂの最大径より小さくなるように、ヌスミ加工部１３ｃを形成する。これによって、ヌスミ加工部１３ｃを面１２ｂ側から切削加工する場合にヌスミ加工部１３ｃの加工が容易になる。

一実施形態では、図５及び図７に示すように、ノズルサポート１６のノズルプレート連結部１６ａは、拡径部形成面１３ｂｓと当接するかしめ部１６ｆと、拡径部形成面１３ｂｓに連なるストレート部形成面１３ａｓとの間に隙間ｓを有して設けられる非かしめ部１６ｇと、を含んで構成される。この実施形態によれば、非かしめ部１６ｇと非かしめ部１６ｇに対面するストレート部形成面１３ａｓの一部との間に隙間ｓが存在し、フレッティング疲労が発生する起点となる接触部が存在しないため、ノズルプレート連結部１６ａに発生するフレッティング疲労を抑制できる。

一実施形態では、図５及び図７に示すように、拡径部形成面１３ｂｓはテーパ状に形成される。この実施形態によれば、拡径部形成面１３ｂｓがテーパ状に形成されているため、かしめ加工時にノズルプレート連結部１６ａに形成されるかしめ部１６ｆを拡径部形成面１３ｂｓのテーパ面に沿わせて拡径できる。これによって、かしめ加工時にノズルサポート１６に付加されるかしめ加工に必要な荷重を低減できるため、非かしめ部１６ｇがヌスミ加工部形成面１３ｃｓ側へ変形するのを抑制できる。

一実施形態では、ノズルプレート１２を構成する材料は、ノズルサポート１６を構成する材料の熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する材料が選択される。これによって、可変ノズル装置１０が高温環境下にあって昇温したとき、ノズルプレート１２とノズルサポート１６間に発生するガタを抑制できる。
一実施形態では、ノズルマウント１４とノズルサポート１６とがかしめ固定されるとき、ノズルマウント１４を構成する材料は、ノズルサポート１６を構成する材料の熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する材料が選択される。これによって、可変ノズル装置１０が高温環境下にあって昇温したとき、ノズルマウント１４とノズルサポート１６間に発生するガタを抑制できる。

排気ターボ過給機４０は、上記幾つかの実施形態に係る可変ノズル装置１０を備えるため、ノズルプレート連結部１６ａ又はノズルマウント連結部１６ｂをノズルプレート１２又はノズルマウント１４とにかしめ固定されるかしめ部に発生するフレッティング疲労を抑制できる。これによって、ノズルサポート１６のフレッティング疲労き裂を抑制し疲労破壊を防止できる。

上記実施形態は、ノズルベーン１８の翼角を変化できる可変ノズル装置１０、及び可変ノズル装置１０を備えた可変容量型排気ターボ過給機４０に適用したものであるが、別な実施形態では、ノズルベーン１８の翼角が固定された固定ノズル装置、及び該固定ノズル装置を備えた固定容量型排気ターボ過給機に適用することができる。

幾つかの実施形態によれば、ノズル装置において、ノズルプレートやノズルマウントにかしめ固定されるノズルサポートにフレッティング疲労が発生するのを抑制できる。

１０ 可変ノズル装置
１０ａ 軸線
１２、１０４ ノズルプレート
１２ｃ 延在部
１３、１０６ 貫通孔
１３ａ、１０６ａ ストレート部
１３ｂ、１０６ｂ 拡径部
１３ｃ ヌスミ加工部
１３ａｓ、１０６ａｓ ストレート部形成面
１３ｂｓ、１０６ｂｓ 拡径部形成面
１３ｃｓ ヌスミ加工形成面
１４ ノズルマウント
１４ａ、１４ｂ 貫通孔
１６、１００ ノズルサポート
１６ａ、１０２ ノズルプレート連結部
１６ｆ、１６ｈ、１０２ａ かしめ部
１６ｂ ノズルマウント連結部
１６ｃ 軸方向中央部
１６ｄ、１６ｅ フランジ部
１６ｇ、１０２ｂ 非かしめ部
１８ ノズルベーン
１８ａ ノズル軸
２０ ノズル翼可変部
２２ レバープレート
２４ ドライブリング
４０ 可変容量型排気ターボ過給機
４２ タービンロータ
４２ａ 回転軸
４４ タービンハウジング
４６ 軸受
４８ 軸受ハウジング
５０ 排気出口
Ｆ 排気ガス流路
Ｆ（Ｆ_１） スクロール流路
Ｆ（Ｆ_２） ノズル流路
Ｇ かしめ荷重
Ｌ 振動荷重
Ｏ_１、Ｏ_２ 中心
Ｓｉ 内部空間
ｄ 面取り部
ｆ 排気ガスの流れ
ｓ 隙間

Claims (9)

1. 環状のノズルプレートと、
   前記ノズルプレートの一面との間にノズル流路を画定する環状のノズルマウントと、
   前記ノズルプレートおよび前記ノズルマウントを連結するとともに、少なくとも前記ノズルプレートに対してかしめ固定される少なくとも一つのノズルサポートと、
   前記ノズルプレートと前記ノズルマウントの間に支持される少なくとも一つのノズルベーンと、を備え、
   前記ノズルプレートは、前記少なくとも一つのノズルサポートの端部が挿入される貫通孔を有し、
   前記貫通孔は、
   前記ノズルプレートの前記一面から他面に向かって延在するストレート部と、
   前記ノズルプレートの前記他面側に形成された、前記ストレート部よりも大きな径を有する拡径部と、
   前記拡径部に連なる前記ストレート部の一部に形成されたヌスミ加工部であって、前記ヌスミ加工部が形成されていない前記ストレート部の他の部分よりも大きな径を有するヌスミ加工部と、を含む
   ことを特徴とするノズル装置。
2. 前記貫通孔の中心と前記ヌスミ加工部を形成する面との距離は、前記ノズルプレートの径方向外側よりも径方向内側の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載のノズル装置。
3. 前記ヌスミ加工部の中心は、前記貫通孔の中心に対して、前記ノズルプレートの径方向内側へオフセットされた位置にあることを特徴とする請求項２に記載のノズル装置。
4. 前記ノズルサポートの外径がＡ_１であり、前記ヌスミ加工部の内径がＡ_２であるとき、前記内径Ａ_２は１．１×Ａ_１以上１．５×Ａ_１以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のノズル装置。
5. 環状のノズルプレートと、
   前記ノズルプレートの一面との間にノズル流路を画定する環状のノズルマウントと、
   前記ノズルプレートおよび前記ノズルマウントを連結するとともに、少なくとも前記ノズルプレートに対してかしめ固定される少なくとも一つのノズルサポートと、
   前記ノズルプレートと前記ノズルマウントの間に支持される少なくとも一つのノズルベーンと、を備え、
   前記ノズルプレートは、前記少なくとも一つのノズルサポートの端部が挿入される貫通孔を有し、
   前記貫通孔は、
   前記ノズルプレートの前記一面から他面に向かって延在するストレート部と、
   前記ノズルプレートの前記他面側に形成された、前記ストレート部よりも大きな径を有する拡径部と、を含み、
   前記少なくとも一つのノズルサポートは、
   前記拡径部を形成する面と当接するかしめ部と、
   前記拡径部に連なる前記ストレート部の一部を形成する面との間に隙間を有して設けられる非かしめ部と、を含む
   ことを特徴とするノズル装置。
6. 前記拡径部を形成する面はテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のノズル装置。
7. 前記ノズルマウントは軸受ハウジングに固定され、
   前記ノズルプレートは、前記ノズルサポートを介して前記ノズルマウントによって支持されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のノズル装置。
8. 前記ノズルプレートの熱膨張係数は、前記ノズルサポートの熱膨張係数より大きいことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のノズル装置。
9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のノズル装置を備えることを特徴とする排気ターボ過給機。

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