JP7444799B2 - 可変容量タービンおよび過給機 - Google Patents

Description

本開示は、可変容量タービンおよび該可変容量タービンを備える過給機に関する。

内燃機関（エンジン）の排ガスのエネルギを利用して内燃機関の吸気を過給する排気ターボ過給機として、可変容量タービンを備える可変容量型排気ターボ過給機が知られている（例えば、特許文献１参照）。可変容量タービンは、該タービンのスクロール流路からタービンロータに送るための排ガス流路に複数のノズルベーンがタービンロータの周方向に並んで配置されており、これらのノズルベーンの翼角を外部からアクチュエータにより変化させることで、排ガス流路の流路断面積（隣接するノズルベーン間の流路）を調整できるようになっている。可変容量タービンは、排ガス流路の流路断面積を調整することで、タービンロータに導かれる排ガスの流速や圧力を変化させて過給効果を高めるものである。

特開２０１１－１０６２７６号公報

ところで、可変容量タービンに供給される排ガスが低流量時には、排ガス流路の流路断面積を小さくするため、ノズルベーンの夫々がタービンロータの周方向に沿うような姿勢になるため、ノズルベーン間を通過した排ガスのタービンロータへの流入角度が上記周方向に沿った角度になる。低流量時においてタービンロータへの流入角度が上記周方向に沿った角度になると、タービンロータのハブの前縁側近傍に大きな渦流が生じ、この渦流によりタービンの効率が低下する虞がある。なお、特許文献１には、ノズルベーン間を通過する前の排ガスの流れを変えるために、排ガス流路を画定する壁面に凹凸を形成することが開示されているが、ノズルベーン間を通過した排ガスの流れを変化させるものではない。

上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、低流量時におけるタービンの効率を向上させることができる可変容量タービン、および該可変容量タービンを備える過給機を提供することにある。

本開示の一実施形態にかかる可変容量タービンは、
タービンロータと、
前記タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するスクロール流路形成部と、
前記スクロール流路から前記タービンロータへ排ガスを導くための排ガス流路を形成する排ガス流路形成部と、
前記排ガス流路における前記排ガスの流れを調整するための可変ノズルユニットであって、前記排ガス流路に配置されて各々の回転中心回りに回動可能に構成された複数のノズルベーンを含む可変ノズルユニットと、を備え、
前記排ガス流路形成部は、
環状の第１板部を有する第１板状部材と、
前記第１板部との間に前記排ガス流路を画定する環状の第２板部であって、前記タービンロータの軸方向において前記第１板部よりもタービン出口側に配置された第２板部を有する第２板状部材と、を含み、
前記第１板状部材は、前記第１板部の前記排ガス流路に面するハブ側流路面に前記第１板部の内周縁から外周側に延びる少なくとも１つの溝部が形成された。

本開示の一実施形態にかかる過給機は、
前記可変容量タービンと、
前記可変容量タービンにより駆動されるように構成された遠心圧縮機と、を備える。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、低流量時におけるタービンの効率を向上させることができる可変容量タービン、および該可変容量タービンを備える過給機が提供される。

本開示の一実施形態にかかる過給機を備える内燃機関システムの構成を概略的に示す概略構成図である。 本開示の一実施形態にかかる可変容量タービンを備える過給機のタービン側を概略的に示す概略断面図である。 本開示の一実施形態における可変ノズルユニットを説明するための説明図である。 可変容量タービンに供給される排ガスの流量と過給機の効率との関係を説明するための説明図である。 比較例にかかる可変容量タービンのタービンロータの後縁側近傍の排ガス流れを説明するための説明図である。 比較例にかかる可変容量タービンのタービンロータ近傍の排ガス流れを説明するための説明図である。 一実施形態にかかる可変容量タービンの排ガス流路を軸方向におけるタービン出口側から視た概略図であって、ノズルベーンが開いた状態を示す概略図である。 一実施形態にかかる可変容量タービンの排ガス流路を軸方向におけるタービン出口側から視た概略図であって、ノズルベーンが閉じた状態を示す概略図である。 一実施形態にかかる可変容量タービンのタービンロータの後縁側近傍の排ガス流れを説明するための説明図である。 一実施形態にかかる可変容量タービンのタービンロータ近傍の排ガス流れを説明するための説明図である。 一実施形態にかかる可変容量タービンの排ガス流路を軸方向におけるタービン出口側から視た概略図であって、溝部近傍を拡大して示す概略図である。 一実施形態にかかる可変容量タービンにおける第１板状部材のタービンロータの軸方向に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。

以下、添付図面を参照して本開示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、本開示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。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
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」、「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。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。

（過給機）
図１は、本開示の一実施形態にかかる過給機を備える内燃機関システムの構成を概略的に示す概略構成図である。以下の各実施形態においては、排気ターボ過給機１Ａを例に挙げて説明するが、本開示は、排気ターボ過給機１Ａ以外の過給機１に適用可能である。
幾つかの実施形態にかかる過給機１は、図１に示されるように、内燃機関１０（エンジン）から排出された排ガスのエネルギにより駆動し、流体（例えば、空気）を圧縮するように構成された排気ターボ過給機１Ａを含む。過給機１（排気ターボ過給機１Ａ）は、図１に示されるように、可変容量タービン２と、可変容量タービン２により駆動されるように構成された遠心圧縮機３と、を備える。

過給機１は、図１に示されるように、回転シャフト１１と、回転シャフト１１の一方側（図１中右側）に設けられたタービンロータ２１と、回転シャフト１１の他方側（図１中左側）に設けられたインペラ３１と、回転シャフト１１を回転可能に支持するように構成されたベアリング１２と、これら（回転シャフト１１、タービンロータ２１、インペラ３１およびベアリング１２）を収容するように構成されたハウジング１３と、を備える。

図示される実施形態では、ハウジング１３は、タービンロータ２１を収容するように構成されたタービンハウジング２２と、インペラ３１を収容するように構成されたコンプレッサハウジング３２と、ベアリング１２を収容するように構成されたベアリングハウジング１４と、を含む。可変容量タービン２は、上述したタービンロータ２１と、上述したタービンハウジング２２と、を備える。遠心圧縮機３は、上述したインペラ３１と、上述したコンプレッサハウジング３２と、を備える。

以下、タービンロータ２１の軸線ＬＡが延在する方向をタービンロータ２１の軸方向Ｘとし、軸線ＬＡに直交する方向を径方向Ｙと定義する。軸方向Ｘのうち、インペラ３１に対してタービンロータ２１が位置する側をタービン側ＸＴとし、タービン側ＸＴとは反対側、すなわち、タービンロータ２１に対してインペラ３１が位置する側をコンプレッサ側ＸＣと定義する。また、径方向Ｙにおける外側を単に外周側、径方向Ｙにおける内側を単に内周側と表すことがある。

ベアリングハウジング１４は、軸方向Ｘにおいて、タービンハウジング２２とコンプレッサハウジング３２との間に配置されている。ベアリング１２は、軸方向Ｘにおいて、タービンロータ２１とインペラ３１との間に位置し、ベアリングハウジング１４に支持されている。ベアリングハウジング１４は、タービンハウジング２２およびコンプレッサハウジング３２の夫々に、不図示の締結部材（例えば、ボルト）により締結されていてもよい。

コンプレッサハウジング３２は、その内部に気体を導入するための気体導入口３３と、インペラ３１を通過した気体を外部に排出するための気体排出口３４と、を有する。気体導入口３３は、軸方向Ｘにおける過給機１の一端部（コンプレッサ側ＸＣの端部）に形成され、コンプレッサ側ＸＣに向かって開口している。

コンプレッサハウジング３２の内部には、気体導入口３３を通じてコンプレッサハウジング３２の外部から導入された気体をインペラ３１に導くための気体導入路３５と、気体排出口３４を通じてインペラ３１を通過した気体を外部に排出するための渦状のスクロール流路３７と、が形成されている。気体導入路３５は、軸方向Ｘに沿って延在している。スクロール流路３７は、インペラ３１の外周側に形成されている。

コンプレッサハウジング３２は、気体導入路３５を形成する気体導入路形成部３６と、スクロール流路３７を形成するスクロール流路形成部３８と、を有する。気体導入口３３は、気体導入路形成部３６の上流端に形成され、気体排出口３４は、スクロール流路形成部３８の下流端に形成されている。インペラ３１は、軸方向Ｘに沿ってコンプレッサ側ＸＣから導入される気体を径方向Ｙにおける外側に導くように構成されている。

タービンハウジング２２は、その内部に排ガスを導入するための排ガス導入口２３と、タービンロータ２１を通過した排ガスを外部に排出するための排ガス排出口２４と、を有する。排ガス排出口２４は、軸方向Ｘにおける過給機１の他端部（タービン側ＸＴの端部）に形成され、タービン側ＸＴに向かって開口している。

タービンハウジング２２の内部には、排ガス導入口２３を通じてタービンハウジング２２の外部から導入された排ガスをタービンロータ２１に導くための渦状のスクロール流路２５と、排ガス排出口２４を通じてタービンロータ２１を通過した排ガスを外部に排出するための排ガス排出路２７と、が形成されている。排ガス排出路２７は、軸方向Ｘに沿って延在している。スクロール流路２５は、タービンロータ２１の外周側に形成されている。

タービンハウジング２２は、スクロール流路２５を形成するスクロール流路形成部２６と、排ガス排出路２７を形成する排ガス排出路形成部２８と、を有する。排ガス排出口２４は、排ガス排出路形成部２８の下流端に形成されている。タービンロータ２１は、径方向Ｙにおける外側から導入される排ガスを軸方向Ｘに沿ってタービン側ＸＴに導くように構成されている。

過給機１は、遠心圧縮機３から内燃機関１０に気体を導くための気体ライン１５と、内燃機関１０から可変容量タービン２に排ガスを導くための排ガスライン１６と、を備える。気体ライン１５は、内燃機関１０にその一方側が接続され、且つ遠心圧縮機３の気体排出口３４にその他方側が接続された管路１５１を含む。排ガスライン１６は、内燃機関１０にその一方側が接続され、且つ可変容量タービン２の排ガス導入口２３にその他方側が接続された管路１６１を含む。

遠心圧縮機３のインペラ３１およびスクロール流路３７を通過した気体は、気体ライン１５を通じて内燃機関１０（エンジン）に導かれ、内燃機関１０における燃焼に供される。内燃機関１０における燃焼により生じた排ガスは、排ガスライン１６を通じて可変容量タービン２のスクロール流路２５を通過してタービンロータ２１に導かれる。

過給機１は、内燃機関１０から排出された排ガスのエネルギにより、タービンロータ２１を回転させるように構成さている。インペラ３１は、回転シャフト１１を介してタービンロータ２１に機械的に連結されているため、タービンロータ２１の回転に連動して回転する。過給機１は、インペラ３１の回転により、インペラ３１を通過する気体を圧縮し、上記気体の密度を高めて内燃機関１０に送るように構成されている。

（可変容量タービン）
図２は、本開示の一実施形態にかかる可変容量タービンを備える過給機のタービン側を概略的に示す概略断面図である。図２において過給機１は、回転シャフト１１の軸線ＬＡに沿った断面が概略的に示されている。
可変容量タービン２は、図２に示されるように、上述したタービンロータ２１と、タービンロータ２１の外周側にスクロール流路２５を形成する上述したスクロール流路形成部２６と、スクロール流路２５からタービンロータ２１へ排ガスを導くための排ガス流路（ノズル流路）４０を形成する排ガス流路形成部４と、排ガス流路４０における排ガスの流れを調整するための可変ノズルユニット５と、を備える。排ガス流路４０は、タービンロータ２１の周囲（径方向Ｙにおける外側）を囲むように、スクロール流路２５とタービンロータ２１との間に形成されている。

タービンロータ２１は、図２に示されるように、ハブ２１１と、ハブ２１１の外面に設けられた複数のブレード２１２と、を含む。タービンロータ２１は、径方向における外側から導入される排ガスを軸方向Ｘにおけるタービン出口側（タービン側ＸＴ）に導くように構成されている。

（排ガス流路形成部）
排ガス流路形成部４は、図２に示されるように、ハウジング１３に固定される第１板状部材（ノズルマウント）４１と、第１板状部材４１よりも軸方向Ｘにおけるタービン出口側（タービン側ＸＴ）に配置され、且つ第１板状部材４１との間に排ガス流路４０を画定する第２板状部材（ノズルプレート）４２と、を含む。以下、排ガス流路４０におけるコンプレッサ側ＸＣをハブ側と云い、排ガス流路４０におけるタービン側ＸＴをシュラウド側と云うことがある。

第１板状部材４１は、タービンロータ２１の外周側においてタービンロータ２１の周方向に沿って延在する環状の第１板部４３を含む。第１板状部材４１は、第１板部４３のタービン側ＸＴに形成されたハブ側流路面４４を有する。図示される実施形態では、第１板状部材４１は、第１板部４３の外周縁部が、タービンハウジング２２とベアリングハウジング１４との間に挟持されることで、ハウジング１３に固定されている。

第２板状部材４２は、タービンロータ２１の外周側においてタービンロータ２１の周方向に沿って延在する環状の第２板部４５と、第２板部４５の内周縁部から軸方向Ｘに沿ってタービン側ＸＴに突出する突出部４６と、を含む。第２板状部材４２は、第２板部４５のコンプレッサ側ＸＣに形成されたシュラウド側流路面４７と、シュラウド側流路面４７に連なり凸状に湾曲するシュラウド面４８と、を有する。シュラウド面４８は、第２板部４５の内周縁部に形成されており、タービンロータ２１のブレード先端との間に隙間（クリアランス）が形成されている。

排ガス流路４０は、ハブ側流路面４４とシュラウド側流路面４７との間に画定される。ハブ側流路面４４およびシュラウド側流路面４７の夫々は、回転シャフト１１の軸線ＬＡに交差（例えば、直交）する方向に沿って延在している。シュラウド側流路面４７は、ハブ側流路面４４よりもタービン側ＸＴに位置し、ハブ側流路面４４に対向している。

排ガス流路形成部４は、第１板状部材４１と第２板状部材４２とを互いに離間した状態で支持する少なくとも１つのノズルサポート４９をさらに含んでいてもよい。少なくとも一つのノズルサポート４９は、その一方側が第１板状部材４１の第１板部４３に固定され、その他方側が第２板状部材４２の第２板部４５に固定されている。第２板状部材４２は、少なくとも１つのノズルサポート４９により、第１板状部材４１から軸方向Ｘに離間して支持されている。図示される実施形態では、少なくとも１つのノズルサポート４９は、タービンロータ２１の周方向に夫々が間隔をおいて配置される複数のノズルサポート４９を含む。すなわち、排ガス流路形成部４は、複数のノズルサポート４９を含む。

タービンハウジング２２の内部に導入された排ガスは、スクロール流路２５を通り、その次に排ガス流路４０を通った後に、タービンロータ２１に導かれて、タービンロータ２１を回転させる。タービンロータ２１を通過した排ガスは、排ガス排出路２７を通った後に、排ガス排出口２４からタービンハウジング２２の外部に排出される。

（可変ノズルユニット）
可変ノズルユニット５は、図２に示されるように、上述した排ガス流路４０にタービンロータ２１の周方向に間隔をあけて配置される複数のノズルベーン６と、複数のノズルベーン６を各々の回転中心ＲＣ回りに回動させるように構成された回動機構部５１と、を含む。可変ノズルユニット５は、回動機構部５１により、排ガス流路４０に配置された複数のノズルベーンの翼角を変化させることで、排ガス流路４０の流路断面積を調整できる。可変容量タービン２は、可変ノズルユニット５により排ガス流路４０の流路断面積を増減させることで、タービンロータ２１に導かれる排ガスの流速や圧力を変化させることができ、これにより可変容量タービン２の過給圧を制御できる。

複数のノズルベーン６の夫々は、図２に示されるように、ハブ側流路面４４との間に隙間（クリアランス）が形成されたハブ側端６１と、シュラウド側流路面４７との間に隙間（クリアランス）が形成されたシュラウド側端６２と、を有する。

回動機構部５１は、図２に示されるように、第１板状部材４１に対してタービンロータ２１の周方向に沿って回転可能に設けられた環状のドライブリング５２と、複数のベーンシャフト５３と、複数のレバープレート５４と、ドライブリング５２をその軸線ＬＢ回りに回動させるように構成されたアクチュエータ５５と、アクチュエータ５５の駆動シャフト５６の駆動（すなわち、軸線ＬＣ回りの周方向に沿った移動量）を制御するように構成されたコントローラ５７（制御装置）と、を含む。

図３は、本開示の一実施形態における可変ノズルユニットを説明するための説明図である。図３において可変ノズルユニット５は、軸方向Ｘにおけるコンプレッサ側ＸＣから視た状態が概略的に示されている。
回動機構部５１は、図３に示されるように、ベーンシャフト５３およびレバープレート５４の夫々を、可変ノズルユニット５が含むノズルベーン６の数と同じ数だけ含んでいる。ベーンシャフト５３は、その一方側がノズルベーン６に固定され、その他方側がレバープレート５４の一方側に機械的に連結されている。レバープレート５４の他方側はドライブリング５２に機械的に連結されている。アクチュエータ５５は、電動モータやエアシリンダなどを含む。アクチュエータ５５の駆動シャフト５６は、ドライブリング５２に機械的に連結されている。

複数のレバープレート５４の夫々は、ドライブリング５２に形成された被嵌合部５２１に嵌合する嵌合部５４１を含む。被嵌合部５２１は、ドライブリング５２の外周縁部に形成される溝部５２２を含み、嵌合部５４１は、溝部５２２の内部に収容され、溝部５２２に緩く嵌合するように構成されている。

図３に示されるように、第１板状部材４１は、軸線ＬＡ周りの周方向に沿って互いに間隔をおいた離れた位置に形成された複数の挿通孔４１１を有する。第１板状部材４１には、可変ノズルユニット５が含むノズルベーン６の数と同じ数だけ挿通孔４１１が形成されている。複数のベーンシャフト５３の夫々は、複数の挿通孔４１１のうちの一つに回転可能に挿通されている。

図２に示されるように、第１板状部材４１の第１板部４３におけるハブ側流路面４４とは反対側（コンプレッサ側ＸＣ）に位置する背面４１２と、ベアリングハウジング１４のタービン側ＸＴに形成された環状の溝部１４１と、によりそれらの内部に環状の内部空間１７が形成されている。ドライブリング５２および複数のレバープレート５４は、ハウジング１３の内部に形成された上記内部空間１７に収容されている。

アクチュエータ５５から複数のノズルベーン６までの動力伝達経路では、駆動シャフト５６とドライブリング５２、ドライブリング５２とレバープレート５４、レバープレート５４とベーンシャフト５３、の夫々が互いに連結し合うように構成されている。コントローラ５７によりアクチュエータ５５が駆動されると、アクチュエータ５５の駆動シャフト５６の移動に伴い、ドライブリング５２が軸線ＬＣを回転中心として回動される。ドライブリング５２が回動されると、レバープレート５４およびベーンシャフト５３を介して、複数のノズルベーン６がドライブリング５２の回動に連動して各々の回転中心ＲＣ回りに回動し、その翼角を変化させる。

ドライブリング５２をタービンロータ２１の周方向における一方側に回転させると、上記周方向において隣接するノズルベーン６同士が互いに離れる方向に移動し、ノズルベーン６間の排ガス流路４０、すなわち、排ガス流路４０の流路断面積が大きくなる。また、ドライブリング５２をタービンロータ２１の周方向における他方側に回転させると、上記周方向において隣接するノズルベーン６同士が互いに近づく方向に移動し、ノズルベーン６間の排ガス流路４０、すなわち、排ガス流路４０の流路断面積が小さくなる。

図４、可変容量タービンに供給される排ガスの流量と過給機の効率との関係を説明するための説明図である。図４では、可変容量タービン２に供給される排ガスの流量を横軸とし、過給機１の効率を縦軸とするグラフに、上記排ガスの流量と過給機１の効率との関係を示す曲線Ｃ１と、可変容量タービン２に供給される排ガスの流量が低流量時、効率ピーク時、および効率ピーク時よりも高流量時のノズルベーン６間の開閉状態を示す概略図と、が示されている。

過給機１は、図４に示されるように、可変容量タービン２に供給される排ガスが高流量のときに過給機１の効率がピークになるように構成されている。可変容量タービン２は、図４に示されるように、可変容量タービン２に供給される排ガスの流量が低流量時には、高流量時に比べてタービンロータ２１の周方向において隣接するノズルベーン６同士が互いに近くなっており、排ガス流路４０の流路断面積が小さくなっている。このような低流量時には、ノズルベーン６の夫々が上記周方向に沿うような姿勢になるため、ノズルベーン６間を通過した排ガスのタービンロータ２１への流入角度が上記周方向に沿った角度になる。なお、タービンロータ２１への流入角度は、スパン方向において均一ではなく、ハブ側やシュラウド側はそれらに形成されたクリアランスによりスパン方向の中央部とは流入角度が変化している。

図５は、比較例にかかる可変容量タービンのタービンロータの後縁側近傍の排ガス流れを説明するための説明図である。図６は、比較例にかかる可変容量タービンのタービンロータ近傍の排ガス流れを説明するための説明図である。
比較例にかかる可変容量タービン２におけるハブ側流路面４４は、後述する溝部７が形成されておらず、全面に亘り平坦になっている。この場合には、低流量時には排ガスのタービンロータ２１への流入角度が上記周方向に沿った角度になるため、図５に示されるように、タービンロータ２１の前縁２１３側におけるハブ２１１の外面近傍に大きな渦流Ｖが生じる虞がある。この大きな渦流Ｖは、図６に示されるように、ハブ２１１の外面に沿ってタービンロータ２１の後縁２１４側に向かって流れるため、タービンロータ２１の前縁２１３から後縁２１４までの全域に亘り渦流Ｖによる流れ損失が生じ、可変容量タービン２の効率が低下する虞がある。

図７および図８の夫々は、一実施形態にかかる可変容量タービンの排ガス流路を軸方向におけるタービン出口側から視た概略図である。図７では、高流量時においてノズルベーンが開いた状態を示しており、図８では、低流量時においてノズルベーンが閉じた状態を示す概略図である。なお、図８に示されるように、ノズルベーン６が閉じた状態において、タービンロータ２１の周方向に隣接するノズルベーン６間に隙間が形成され、この隙間を排ガスが通過するようになっている。

図７、図８に示されるように、第１板状部材４１は、第１板部４３の排ガス流路４０に面するハブ側流路面４４に、第１板部４３の内周縁４３１から外周側に延びる少なくとも１つの溝部７が形成されている。図示される実施形態では、ハブ側流路面４４には、ノズルベーン６と同数の溝部７が形成されている。複数の溝部７の夫々は、タービンロータ２１の周方向において隣接するノズルベーン６の回転中心ＲＣの間に少なくとも一部が位置している。また、複数の溝部７の夫々の外周端７４は、上記回転中心ＲＣよりも径方向における内側に位置している。

幾つかの実施形態にかかる可変容量タービン２は、図２に示されるように、上述したタービンロータ２１と、上述したスクロール流路２５を形成するスクロール流路形成部２６と、上述した排ガス流路４０を形成する排ガス流路形成部４と、上述した複数のノズルベーン６を含む可変ノズルユニット５と、を備える。排ガス流路形成部４は、図２に示されるように、上述した環状の第１板部４３を有する第１板状部材４１と、上述した環状の第２板部４５を有する第２板状部材４２と、を含む。第１板状部材４１は、図７、図８に示されるように、第１板部４３の排ガス流路４０に面するハブ側流路面４４に、第１板部４３の内周縁４３１から外周側に延びる少なくとも１つの溝部７が形成されている。

上記の構成によれば、ハブ側流路面４４に形成された溝部７は、第１板部４３の内周縁４３１から外周側に延びているため、溝部７内に流入した排ガスを溝部７内からタービンロータ２１に直接導くことができる。溝部７内を流れる排ガスは、溝部７の壁面（第１壁面７１）により案内されることで、タービンロータ２１への流入角度が上記壁面に沿う角度に修正される。これにより、低流量時にハブ側を流れる排ガスのタービンロータ２１の前縁２１３への流入角度（径方向に対する傾斜角度）を所定角度（固定値α）に維持できる。

図９は、一実施形態にかかる可変容量タービンのタービンロータの後縁側近傍の排ガス流れを説明するための説明図である。図１０は、一実施形態にかかる可変容量タービンのタービンロータ近傍の排ガス流れを説明するための説明図である。
上述した溝部７により低流量時における上記流入角度を所定角度（固定値α）に維持することで、図９に示されるように、低流量時にタービンロータ２１のハブ２１１の前縁２１３側近傍に生じる渦流Ｖを削減できる。上記渦流Ｖを削減することで、図１０に示されるように、タービンロータ２１のハブ２１１近傍の排ガス流れの乱れを抑制できるため、渦流Ｖによるタービンロータ２１の損失を低減できる。これにより、低流量時におけるタービン２の効率を向上させることができる。

図１１は、一実施形態にかかる可変容量タービンの排ガス流路を軸方向におけるタービン出口側から視た概略図であって、溝部近傍を拡大して示す概略図である。
図１１に示されるように、複数のノズルベーン６は、複数の溝部７のうちの１つの溝部７に対してタービンロータ２１の回転方向ＲＤにおける上流側に隣接している上流側ノズルベーン６Ａと、上記１つの溝部７に対してタービンロータ２１の回転方向ＲＤにおける下流側に隣接している下流側ノズルベーン６Ｂと、を含む。複数の溝部７の夫々は、第１板部４３のハブ側流路面４４から反対側の背面４１２に向かって延びる第１壁面７１および第２壁面７２と、第１壁面７１と第２壁面７２とを繋ぐ第３の壁面（底面）７３と、を含む。

幾つかの実施形態では、図１１に示されるように、上述した少なくとも１つの溝部７は、溝部７の外周端７４と、外周端７４よりもタービンロータ２１の回転方向ＲＤにおける下流側に位置する溝部７の内周縁４３１上の下流端７１１と、を繋ぐ第１壁面７１を含む。

上記の構成によれば、溝部７内を流れる排ガスは、第１壁面７１に案内されて第１壁面７１に沿う角度に修正される。第１壁面７１により、低流量時にハブ側を流れる排ガスのタービンロータ２１の前縁２１３への流入角度（タービンロータ２１の径方向に対する傾斜角度）を所定角度（固定値α）に維持できる。第１壁面７１は、溝部７の外周端７４と溝部７の内周縁４３１上の下流端７１１とを繋いでいるため、溝部７内を流れる排ガスの流れをあまり阻害せずに排ガスの流れ方向を修正できる。

幾つかの実施形態では、図１１に示されるように、上述した第１壁面７１は、タービンロータ２１の軸線ＬＡに直交する平面視において、溝部７の外周端７４と内周縁４３１上の下流端７１１とを直線状に結んだ仮想線ＩＬに対して、回転方向ＲＤにおける下流側に突出した凸曲面７１Ａを含む。

上記の構成によれば、第１壁面７１は、タービンロータ２１の回転方向ＲＤにおける下流側に突出した凸曲面７１Ａを含むため、溝部７内を流れる排ガスを緩やかに案内することができる。これにより、排ガスの第１壁面７１からの剥離を抑制できるため、第１壁面７１により排ガスの流れをあまり阻害せずに排ガスの流れ方向を修正できる。

幾つかの実施形態では、図１１に示されるように、上述した凸曲面７１Ａは、タービンロータ２１の軸線ＬＡに直交する平面視における凸曲面７１Ａの接線ＴＬのタービンロータ２１の径方向に対する傾斜角度βが、下流端７１１側に向かうにつれて小さくなるように傾斜している。傾斜角度βは、下流端７１１において最小の角度αになる。凸曲面７１Ａに沿って流れる排ガスのタービンロータ２１への流入角度も上記角度αになる。

上記の構成によれば、凸曲面７１Ａは、タービンロータ２１の軸線ＬＡに直交する平面視における凸曲面７１Ａの接線ＴＬのタービンロータ２１の径方向に対する傾斜角度βが、下流端７１１側に向かうにつれて小さくなるように傾斜しているので、凸曲面７１Ａからの排ガスの剥離を抑制しつつ、凸曲面７１Ａに沿って流れる排ガスのタービンロータ２１への流入角度（径方向に対する傾斜角度）を小さなものに修正できる。

幾つかの実施形態では、図１１に示されるように、上述した複数のノズルベーン６は、上述した少なくとも１つの溝部７に対してタービンロータ２１の回転方向ＲＤにおける下流側に隣接している下流側ノズルベーン６Ｂを含む。上述した第１板状部材４１のハブ側流路面４４は、タービンロータ２１の軸線ＬＡに直交する平面視において、タービンロータ２１の回転方向ＲＤにおける溝部７の第１壁面７１と、下流側ノズルベーン６Ｂの回動領域ＲＡ１と、の間に溝部７が形成されていない領域Ａ１を有する。下流側ノズルベーン６Ｂの回動領域ＲＡ１は、下流側ノズルベーン６Ｂが開いた状態（図７参照）から閉じた状態（図８参照）までの間に下流側ノズルベーン６Ｂが存在する範囲を、上記平面視において第１板部４３のハブ側流路面４４上に投影したものである。この回動領域ＲＡ１には、溝部７が形成されていない。

上記の構成によれば、ハブ側流路面４４は、第１壁面７１と下流側ノズルベーン６Ｂの回動領域ＲＡ１との間に溝部７が形成されていない領域Ａ１を有するので、溝部７によりハブ側流路面４４と下流側ノズルベーン６Ｂのハブ側端６１との間のクリアランスの増大化を抑制でき、該クリアランスの増大化による排ガスの流れ損失の増大化を抑制できる。また、ハブ側流路面４４は、第１壁面７１と下流側ノズルベーン６Ｂの回動領域ＲＡ１との間に溝部７が形成されていない領域Ａ１を有することにより、第１壁面７１の形状を設定する際の第１壁面７１の形状の自由度を高めることができる。

幾つかの実施形態では、図１１に示されるように、上述した少なくとも１つの溝部７は、溝部７の外周端７４と、外周端７４よりもタービンロータ２１の回転方向ＲＤにおける上流側に位置する溝部７の内周縁４３１上の上流端７２１と、を繋ぐ第２壁面７２をさらに含む。図示される実施形態では、第２壁面７２は、タービンロータ２１の軸線ＬＡに直交する平面視において、外周端７４と上流端７２１とを直線状に繋いでいるが、外周端７４と上流端７２１とを曲線状に繋ぐようにしてもよい。

上記の構成によれば、溝部７は、溝部７の外周端７４と溝部７の内周縁４３１上の下流端７１１とを繋ぐ第１壁面７１と、溝部７の外周端７４と溝部７の内周縁４３１上の上流端７２１とを繋ぐ第２壁面７２と、を含む。この場合には、タービンロータ２１の軸線ＬＡに直交する平面視における溝部７の面積（投影面積）を大きなものにできるので、溝部７内に大量の排ガスを流入させることができる。この場合には、溝部７により溝部７内の大量の排ガスの流れ方向を修正できるため、低流量時にハブ側を流れる排ガスの流れを効果的に修正できる。

幾つかの実施形態では、図１１に示されるように、上述した複数のノズルベーン６は、上述した少なくとも１つの溝部７に対してタービンロータ２１の回転方向ＲＤにおける上流側に隣接している上流側ノズルベーン６Ａを含む。上述した第１板状部材４１のハブ側流路面４４は、タービンロータ２１の軸線ＬＡに直交する平面視において、タービンロータ２１の回転方向ＲＤにおける溝部７の第２壁面７２と、上流側ノズルベーン６Ａの回動領域ＲＡ２と、の間に溝部７が形成されていない領域Ａ２を有する。上流側ノズルベーン６Ａの回動領域ＲＡ２は、上流側ノズルベーン６Ａが開いた状態（図７参照）から閉じた状態（図８参照）までの間に上流側ノズルベーン６Ａが存在する範囲を、上記平面視において第１板部４３のハブ側流路面４４上に投影したものである。この回動領域ＲＡ２には、溝部７が形成されていない。

上記の構成によれば、ハブ側流路面４４は、第２壁面７２と上流側ノズルベーン６Ａの回動領域ＲＡ２との間に溝部７が形成されていない領域Ａ２を有するので、溝部７によりハブ側流路面４４と上流側ノズルベーン６Ａのハブ側端６１との間のクリアランスの増大化を抑制でき、該クリアランスの増大化による排ガスの流れ損失の増大化を抑制できる。

図１２は、一実施形態にかかる可変容量タービンにおける第１板状部材のタービンロータの軸方向に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。図１２では、第１板状部材４１の図７に示されるＡ－Ｂ断面を回転方向ＲＤにおける上流側から視た状態を概略的に示している。また、図７に示されるＣ－Ｄ断面における溝部７の形状を図１２中点線で示している。

幾つかの実施形態では、図１２に示されるように、上述したハブ側流路面４４は、タービンロータ２１の径方向に沿って延在する平坦面４４Ａを含む。上述した少なくとも１つの溝部７は、第１板部４３の内周側に向かうにつれて平坦面４４Ａからの深さが大きくなるように構成されている。

上記の構成によれば、溝部７を第１板部４３の内周側に向かうにつれて平坦面４４Ａからの深さが大きくなるように構成することで、平坦面４４Ａに沿って流れる排ガスが溝部７内に流入し易くなる。また、溝部７の壁面（第３壁面７３）により溝部７内を流れる排ガスを緩やかに内周側に案内し、タービンロータ２１に導くことができる。これにより、低流量時にハブ側を流れる排ガスや溝部７内を流れる排ガスの流れに乱れが生じるのを抑制できるため、低流量時におけるタービン２の効率低下を抑制できる。

幾つかの実施形態では、上述した少なくとも１つの溝部７は、図１２に示されるような、タービンロータ２１の軸線ＬＡに沿った平面視において、平坦面４４Ａに対して交差する方向に沿って延在する傾斜面７３Ａであって、平坦面４４Ａを延長した仮想延長面４４Ｂに対する傾斜角度θが、０°＜θ＜１５°の条件を満たす傾斜面７３Ａを含む。

上記の構成によれば、傾斜面７３Ａの仮想延長面４４Ｂに対する傾斜角度θが大き過ぎると、傾斜面７３Ａからの排ガスの剥離が生じ、傾斜面７３Ａが排ガスを案内できなくなる虞がある。傾斜面７３Ａの傾斜角度θが上記条件を満たすようにすることで、傾斜面７３Ａからの排ガスの剥離を抑制できるため、傾斜面７３Ａにより溝部７内を流れる排ガスを内周側に案内できる。

幾つかの実施形態では、図１２に示されるように、上述したハブ側流路面４４は、タービンロータ２１の径方向に沿って延在する平坦面４４Ａを含む。上述した少なくとも１つの溝部７は、第１板部４３の肉厚をＴ、少なくとも１つの溝部７の平坦面４４Ａからの最大深さをＴ１としたときに、０＜Ｔ１≦０．２Ｔの条件を満たすように構成されている。溝部７は、内周縁４３１において平坦面４４Ａからの深さが最大になっている。溝部７が深すぎる（すなわち、最大深さＴ１が大きすぎる）と、タービンロータ２１の背面に向かう流れが大きくなり、タービンロータ２１にかかるスラスト力が変化する虞がある。また、溝部７が深すぎると、排ガス流路４０内における主流の流れが妨げられ、排ガスの流れ損失が増大する虞がある。溝部７は、好ましくは、０＜Ｔ１≦０．１Ｔの条件を満たすように構成されている。

上記の構成によれば、溝部７の平坦面４４Ａからの最大深さＴ１が大き過ぎると、溝部７への排ガスの流入量が増え、排ガス流路４０内における主流の流れが妨げられ、排ガスの流れ損失が増大する虞がある。上記最大深さＴ１が上記条件を満たすように構成することで、溝部７によって排ガス流路４０内における主流の流れが妨げられるのを抑制でき、タービン２の効率低下を抑制できる。

幾つかの実施形態にかかる過給機１は、図１に示されるように、上述した可変容量タービン２と、可変容量タービン２により駆動されるように構成された遠心圧縮機３と、を備える。この場合には、低流量時におけるタービンロータ２１のハブ２１１の前縁２１３側近傍に生じる渦流Ｖを削減できるので、可変容量タービン２および可変容量タービン２を備える過給機１の低流量時における効率を向上させることができる。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。

１）本開示の少なくとも一実施形態にかかる可変容量タービン（２）は、
タービンロータ（２１）と、
前記タービンロータ（２１）の外周側にスクロール流路（２５）を形成するスクロール流路形成部（２６）と、
前記スクロール流路（２５）から前記タービンロータ（２１）へ排ガスを導くための排ガス流路（４０）を形成する排ガス流路形成部（４）と、
前記排ガス流路（４０）における前記排ガスの流れを調整するための可変ノズルユニット（５）であって、前記排ガス流路（４０）に配置されて各々の回転中心回りに回動可能に構成された複数のノズルベーン（６）を含む可変ノズルユニット（５）と、を備え、
前記排ガス流路形成部（４）は、
環状の第１板部（４３）を有する第１板状部材（４１）と、
前記第１板部（４３）との間に前記排ガス流路（４０）を画定する環状の第２板部（４５）であって、前記タービンロータ（２１）の軸方向において前記第１板部（４３）よりもタービン出口側に配置された第２板部（４５）を有する第２板状部材（４２）と、を含み、
前記第１板状部材（４１）は、前記第１板部（４３）の前記排ガス流路（４０）に面するハブ側流路面（４４）に前記第１板部（４３）の内周縁（４３１）から外周側に延びる少なくとも１つの溝部（７）が形成された。

上記１）の構成によれば、ハブ側流路面（４４）に形成された溝部（７）は、第１板部（４３）の内周縁（４３１）から外周側に延びているため、溝部（７）内に流入した排ガスを溝部（７）内からタービンロータ（２１）に直接導くことができる。溝部（７）内を流れる排ガスは、溝部（７）の壁面（第１壁面７１）により案内されることで、タービンロータ（２１）への流入角度が上記壁面に沿う角度に修正される。これにより、低流量時にハブ側を流れる排ガスのタービンロータ（２１）の前縁（２１３）への流入角度（径方向に対する傾斜角度）を所定角度（固定値α）に維持できる。上記流入角度を所定角度に維持することで、低流量時にタービンロータ（２１）のハブ（２１１）の前縁（２１３）側近傍に生じる渦流を削減できる。上記渦流を削減することで、渦流によるタービンロータ（２１）の損失を低減できるため、低流量時におけるタービン（２）の効率を向上させることができる。

２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の可変容量タービン（２）であって、
前記少なくとも１つの溝部（７）は、
前記溝部（７）の外周端（７４）と、前記外周端（７４）よりも前記タービンロータ（２１）の回転方向における下流側に位置する前記溝部（７）の前記内周縁（４３１）上の下流端（７１１）と、を繋ぐ第１壁面（７１）を含む。

上記２）の構成によれば、溝部（７）内を流れる排ガスは、第１壁面（７１）に案内されて第１壁面（７１）に沿う角度に修正される。上記第１壁面（７１）により、低流量時にハブ側を流れる排ガスのタービンロータ（２１）の前縁（２１３）への流入角度（径方向に対する傾斜角度）を所定角度（固定値α）に維持できる。上記第１壁面（７１）は、溝部（７）の外周端（７４）と溝部（７）の内周縁（４３１）上の下流端（７１１）とを繋いでいるため、溝部（７）内を流れる排ガスの流れをあまり阻害せずに排ガスの流れ方向を修正できる。

３）幾つかの実施形態では、上記２）に記載の可変容量タービン（２）であって、
前記第１壁面（７１）は、
前記タービンロータ（２１）の軸線に直交する平面視において、前記溝部（７）の前記外周端（７４）と前記内周縁（４３１）上の前記下流端（７１１）とを直線状に結んだ仮想線（ＩＬ）に対して、前記回転方向における下流側に突出した凸曲面（７１Ａ）を含む。

上記３）の構成によれば、第１壁面（７１）は、タービンロータ（２１）の回転方向における下流側に突出した凸曲面（７１Ａ）を含むため、溝部（７）内を流れる排ガスを緩やかに案内することができる。これにより、排ガスの第１壁面（７１）からの剥離を抑制できるため、第１壁面（７１）により排ガスの流れをあまり阻害せずに排ガスの流れ方向を修正できる。

４）幾つかの実施形態では、上記３）に記載の可変容量タービン（２）であって、
前記凸曲面（７１Ａ）は、前記タービンロータ（２１）の軸線に直交する平面視における前記凸曲面（７１Ａ）の接線（ＴＬ）の前記タービンロータ（２１）の径方向に対する傾斜角度が、前記下流端（７１１）側に向かうにつれて小さくなるように傾斜している。

上記４）の構成によれば、凸曲面（７１Ａ）は、タービンロータ（２１）の軸線に直交する平面視における凸曲面（７１Ａ）の接線（ＴＬ）のタービンロータ（２１）の径方向に対する傾斜角度が、下流端側に向かうにつれて小さくなるように傾斜しているので、凸曲面（７１Ａ）からの排ガスの剥離を抑制しつつ、凸曲面（７１Ａ）に沿って流れる排ガスのタービンロータ（２１）への流入角度（径方向に対する傾斜角度）を小さなものに修正できる。

５）幾つかの実施形態では、上記２）～４）の何れかに記載の可変容量タービン（２）であって、
前記複数のノズルベーン（６）は、前記少なくとも１つの溝部（７）に対して前記タービンロータ（２１）の回転方向における下流側に隣接している下流側ノズルベーン（６Ｂ）を含み、
前記第１板状部材（４１）の前記ハブ側流路面（４４）は、
前記タービンロータ（２１）の軸線に直交する平面視において、前記タービンロータ（２１）の前記回転方向における前記溝部（７）の前記第１壁面（７１）と、前記下流側ノズルベーン（６Ｂ）の回動領域（ＲＡ１）と、の間に前記溝部（７）が形成されていない領域（Ａ１）を有する。

上記５）の構成によれば、ハブ側流路面（４４）は、第１壁面（７１）と下流側ノズルベーン（６Ｂ）の回動領域（ＲＡ１）との間に溝部（７）が形成されていない領域（Ａ１）を有するので、溝部（７）によりハブ側流路面（４４）と下流側ノズルベーン（６Ｂ）のハブ側端（６１）との間のクリアランスの増大化を抑制でき、該クリアランスの増大化による排ガスの流れ損失の増大化を抑制できる。また、ハブ側流路面（４４）は、第１壁面（７１）と下流側ノズルベーン（６Ｂ）の回動領域（ＲＡ１）との間に溝部（７）が形成されていない領域（Ａ１）を有することにより、第１壁面（７１）の形状を設定する際に、下流側ノズルベーン（６Ｂ）の回動領域（ＲＡ１）を考慮しなくても良いので、第１壁面（７１）の形状の自由度を高めることができる。

６）幾つかの実施形態では、上記２）～５）の何れかに記載の可変容量タービン（２）であって、
前記少なくとも１つの溝部（７）は、
前記溝部（７）の外周端（７４）と、前記外周端（７４）よりも前記タービンロータ（２１）の回転方向における上流側に位置する前記溝部（７）の前記内周縁（４３１）上の上流端（７２１）と、を繋ぐ第２壁面（７２）をさらに含む。

上記６）の構成によれば、溝部（７）は、溝部（７）の外周端（７４）と溝部（７）の内周縁（４３１）上の下流端（７１１）とを繋ぐ第１壁面（７１）と、溝部（７）の外周端（７４）と溝部（７）の内周縁（４３１）上の上流端（７２１）とを繋ぐ第２壁面（７２）と、を含む。この場合には、タービンロータ（２１）の軸線に直交する平面視における溝部（７）の面積（投影面積）を大きなものにできるので、溝部（７）内に大量の排ガスを流入させることができる。この場合には、溝部（７）により溝部（７）内の大量の排ガスの流れ方向を修正できるため、低流量時にハブ側を流れる排ガスの流れを効果的に修正できる。

７）幾つかの実施形態では、上記６）に記載の可変容量タービン（２）であって、
前記複数のノズルベーン（６）は、前記少なくとも１つの溝部（７）に対して前記タービンロータ（２１）の回転方向における上流側に隣接している上流側ノズルベーン（６Ａ）を含み、
前記第１板状部材（４１）の前記ハブ側流路面（４４）は、
前記タービンロータ（２１）の軸線に直交する平面視において、前記タービンロータ（２１）の前記回転方向における前記溝部（７）の前記第２壁面（７２）と、前記上流側ノズルベーン（６Ａ）の回動領域（ＲＡ２）と、の間に前記溝部（７）が形成されていない領域（Ａ２）を有する。

上記７）の構成によれば、ハブ側流路面（４４）は、第２壁面（７２）と上流側ノズルベーン（６Ａ）の回動領域（ＲＡ２）との間に溝部（７）が形成されていない領域（Ａ２）を有するので、溝部（７）によりハブ側流路面（４４）と上流側ノズルベーン（６Ａ）のハブ側端（６１）との間のクリアランスの増大化を抑制でき、該クリアランスの増大化による排ガスの流れ損失の増大化を抑制できる。

８）幾つかの実施形態では、上記１）～７）の何れかに記載の可変容量タービン（２）であって、
前記ハブ側流路面（４４）は、前記タービンロータ（２１）の径方向に沿って延在する平坦面（４４Ａ）を含み、
前記少なくとも１つの溝部（７）は、前記第１板部（４３）の内周側に向かうにつれて前記平坦面（４４Ａ）からの深さが大きくなるように構成された。

上記８）の構成によれば、溝部（７）を第１板部（４３）の内周側に向かうにつれて平坦面（４４Ａ）からの深さが大きくなるように構成することで、平坦面（４４Ａ）に沿って流れる排ガスが溝部（７）内に流入し易くなる。また、上記溝部（７）の壁面（第３壁面７３）により溝部（７）内を流れる排ガスを緩やかに内周側に案内し、タービンロータ（２１）に導くことができる。これにより、低流量時にハブ側を流れる排ガスや溝部（７）内を流れる排ガスの流れに乱れが生じるのを抑制できるため、低流量時におけるタービン（２）の効率低下を抑制できる。

９）幾つかの実施形態では、上記８）に記載の可変容量タービン（２）であって、
前記少なくとも１つの溝部（７）は、
前記タービンロータ（２１）の軸線に沿った平面視において、前記平坦面（４４Ａ）に対して交差する方向に沿って延在する傾斜面（７３Ａ）であって、前記平坦面（４４Ａ）を延長した仮想延長面（４４Ｂ）に対する傾斜角度θが、０°＜θ＜１５°の条件を満たす傾斜面（７３Ａ）を含む。

上記９）の構成によれば、傾斜面（７３Ａ）の仮想延長面（４４Ｂ）に対する傾斜角度θが大き過ぎると、傾斜面（７３Ａ）からの排ガスの剥離が生じ、傾斜面（７３Ａ）が排ガスを案内できなくなる虞がある。傾斜面（７３Ａ）の傾斜角度θが上記条件を満たすようにすることで、傾斜面（７３Ａ）からの排ガスの剥離を抑制できるため、傾斜面（７３Ａ）により溝部（７）内を流れる排ガスを内周側に案内できる。

１０）幾つかの実施形態では、上記１）～９）の何れかに記載の可変容量タービン（２）であって、
前記ハブ側流路面（４４）は、前記タービンロータ（２１）の径方向に沿って延在する平坦面（４４Ａ）を含み、
前記少なくとも１つの溝部（７）は、前記第１板部（４３）の肉厚をＴ、前記少なくとも１つの溝部（７）の前記平坦面（４４Ａ）からの最大深さをＴ１としたときに、０＜Ｔ１≦０．２Ｔの条件を満たすように構成された。

上記１０）の構成によれば、溝部（７）の平坦面（４４Ａ）からの最大深さＴ１が大き過ぎると、溝部（７）への排ガスの流入量が増え、排ガス流路（４０）内における主流の流れが妨げられ、排ガスの流れ損失が増大する虞がある。上記最大深さ（Ｔ１）が上記条件を満たすように構成することで、溝部（７）によって排ガス流路（４０）内における主流の流れが妨げられるのを抑制でき、タービン（２）の効率低下を抑制できる。

１１）本開示の少なくとも一実施形態にかかる過給機（１）は、
上記１）～１０）の何れかに記載の可変容量タービン（２）と、
前記可変容量タービン（２）により駆動されるように構成された遠心圧縮機（３）と、を備える。

上記１１）の構成によれば、低流量時におけるタービンロータ（２１）のハブ（２１１）の前縁（２１３）側近傍に生じる渦流を削減できるので、可変容量タービン（２）および該可変容量タービン（２）を備える過給機（１）の低流量時における効率を向上させることができる。

１ 過給機
１Ａ 排気ターボ過給機
２ 可変容量タービン
３ 遠心圧縮機
４ 排ガス流路形成部
５ 可変ノズルユニット
６ ノズルベーン
６Ａ 上流側ノズルベーン
６Ｂ 下流側ノズルベーン
７ 溝部
１０ 内燃機関
１１ 回転シャフト
１２ ベアリング
１３ ハウジング
１４ ベアリングハウジング
１５ 気体ライン
１６ 排ガスライン
１７ 内部空間
２１ タービンロータ
２２ タービンハウジング
２３ 排ガス導入口
２４ 排ガス排出口
２５ スクロール流路
２６ スクロール流路形成部
２７ 排ガス排出路
２８ 排ガス排出路形成部
２９ 舌部
３１ インペラ
３２ コンプレッサハウジング
３３ 気体導入口
３４ 気体排出口
３５ 気体導入路
３６ 気体導入路形成部
３７ スクロール流路
３８ スクロール流路形成部
４０ 排ガス流路
４１ 第１板状部材
４２ 第２板状部材
４３ 第１板部
４４ ハブ側流路面
４４Ａ 平坦面
４４Ｂ 仮想延長面
４５ 第２板部
４６ 突出部
４７ シュラウド側流路面
４８ シュラウド面
４９ ノズルサポート
５１ 回動機構部
５２ ドライブリング
５３ ベーンシャフト
５４ レバープレート
５５ アクチュエータ
５６ 駆動シャフト
５７ コントローラ
６１ ハブ側端
６２ シュラウド側端
７１ 第１壁面
７１Ａ 凸曲面
７２ 第２壁面
７３ 第３壁面
７３Ａ 傾斜面
７４ 外周端
２１１ ハブ
２１２ ブレード
２１３ 前縁
２１４ 後縁
４３１ 内周縁
７１１ 下流端
７２１ 上流端
Ａ１，Ａ２ 領域
ＩＬ 仮想線
ＬＡ，ＬＣ 軸線
ＲＡ１，ＲＡ２ 回動領域
ＲＣ 回転中心
ＲＤ 回転方向
ＴＬ 接線
Ｖ 渦流
Ｘ （回転シャフトの）軸方向
ＸＣ コンプレッサ側
ＸＴ タービン側
Ｙ （回転シャフトの）径方向

Claims (8)

1. タービンロータと、
   前記タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するスクロール流路形成部と、
   前記スクロール流路から前記タービンロータへ排ガスを導くための排ガス流路を形成する排ガス流路形成部と、
   前記排ガス流路における前記排ガスの流れを調整するための可変ノズルユニットであって、前記排ガス流路に配置されて各々の回転中心回りに回動可能に構成された複数のノズルベーンを含む可変ノズルユニットと、を備え、
   前記排ガス流路形成部は、
   環状の第１板部を有する第１板状部材と、
   前記第１板部との間に前記排ガス流路を画定する環状の第２板部であって、前記タービンロータの軸方向において前記第１板部よりもタービン出口側に配置された第２板部を有する第２板状部材と、を含み、
   前記第１板状部材は、前記第１板部の前記排ガス流路に面するハブ側流路面に前記第１板部の内周縁から外周側に延びる少なくとも１つの溝部が形成され、
   前記少なくとも１つの溝部は、
   前記溝部の外周端と、前記外周端よりも前記タービンロータの回転方向における下流側に位置する前記溝部の前記内周縁上の下流端と、を繋ぐ第１壁面を含み、
   前記第１壁面は、
   前記タービンロータの軸線に直交する平面視において、前記溝部の前記外周端と前記内周縁上の前記下流端とを直線状に結んだ仮想線に対して、前記回転方向における下流側に突出した凸曲面を含み、
   前記凸曲面は、前記タービンロータの軸線に直交する平面視における前記凸曲面の接線の前記タービンロータの径方向に対する傾斜角度が、前記下流端側に向かうにつれて小さくなるとともに、前記下流端において最小の角度になるように傾斜する、
   可変容量タービン。
2. 前記複数のノズルベーンは、前記少なくとも１つの溝部に対して前記タービンロータの回転方向における下流側に隣接している下流側ノズルベーンを含み、
   前記第１板状部材の前記ハブ側流路面は、
   前記タービンロータの軸線に直交する平面視において、前記タービンロータの前記回転方向における前記溝部の前記第１壁面と、前記下流側ノズルベーンの回動領域と、の間に前記溝部が形成されていない領域を有する、
   請求項１に記載の可変容量タービン。
3. 前記少なくとも１つの溝部は、
   前記溝部の外周端と、前記外周端よりも前記タービンロータの回転方向における上流側に位置する前記溝部の前記内周縁上の上流端と、を繋ぐ第２壁面をさらに含む、
   請求項１又は２の何れか１項に記載の可変容量タービン。
4. 前記複数のノズルベーンは、前記少なくとも１つの溝部に対して前記タービンロータの回転方向における上流側に隣接している上流側ノズルベーンを含み、
   前記第１板状部材の前記ハブ側流路面は、
   前記タービンロータの軸線に直交する平面視において、前記タービンロータの前記回転方向における前記溝部の前記第２壁面と、前記上流側ノズルベーンの回動領域と、の間に前記溝部が形成されていない領域を有する、
   請求項３に記載の可変容量タービン。
5. 前記ハブ側流路面は、前記タービンロータの径方向に沿って延在する平坦面を含み、
   前記少なくとも１つの溝部は、前記第１板部の内周側に向かうにつれて前記平坦面からの深さが大きくなるように構成された、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の可変容量タービン。
6. 前記少なくとも１つの溝部は、
   前記タービンロータの軸線に沿った平面視において、前記平坦面に対して交差する方向に沿って延在する傾斜面であって、前記平坦面を延長した仮想延長面に対する傾斜角度θが、０°＜θ＜１５°の条件を満たす傾斜面を含む、
   請求項５に記載の可変容量タービン。
7. 前記ハブ側流路面は、前記タービンロータの径方向に沿って延在する平坦面を含み、
   前記少なくとも１つの溝部は、前記第１板部の肉厚をＴ、前記少なくとも１つの溝部の前記平坦面からの最大深さをＴ１としたときに、０＜Ｔ１≦０．２Ｔの条件を満たすように構成された、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載の可変容量タービン。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の可変容量タービンと、
   前記可変容量タービンにより駆動されるように構成された遠心圧縮機と、を備える、
   過給機。

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