WO2021149244A1

WO2021149244A1 - ターボチャージャ

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Publication number: WO2021149244A1
Application number: PCT/JP2020/002518
Authority: WO
Inventors: 正義矢野; 豊隆吉田; 英雄野上; 洋輔段本; 隆史吉本; 貴也二江
Original assignee: 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
Priority date: 2020-01-24
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2021-07-29

Abstract

一実施形態に係るターボチャージャは、前記回転軸の一端側に設けられたタービンホイールと、前記回転軸を回転可能に支持する軸受を収容するための軸受ハウジングと、前記タービンホイールの背面との間に背面空間を形成する第１面、および、前記第１面に対して反対側の面である第２面であって、前記軸受ハウジングの端面との間の少なくとも一部に圧力溜り空間を形成する第２面、を有する仕切板と、を備え、前記仕切板は、前記背面空間と前記圧力溜り空間とを連通する第１連通部と、該第１連通部より前記タービンホイールの径方向内側において前記背面空間と前記圧力溜り空間とを連通する第２連通部とを有する。

Description

ターボチャージャ

　本開示は、ターボチャージャに関する。

　内燃機関の熱効率を高めるための一手段として、ターボチャージャが知られている。ターボチャージャは、軸受ハウジングの内部に回転軸を回転自在に支持する軸受を備え、内燃機関から排気される排ガスによって回転軸の一端側に設けられたタービンホイールを回転させる。タービンホイールの回転によって回転軸の他端側に設けられたコンプレッサホイールが回転することで、圧縮空気が内燃機関に供給され、熱効率を高めている。

　ターボチャージャは、近年圧力比が高くなる傾向にある。そのため、圧力比の増加がコンプレッサホイールの背面圧の増加を招き、これがコンプレッサホイール側に向かって回転軸に作用するスラスト荷重を増加させるおそれがある。スラスト荷重の増加は回転軸を支持する軸受の摩耗や機械効率を低下させるおそれがある。タービンホイールに流れ込む排ガスの流量を可変とする可変ノズル装置を備えた可変容量型のターボチャージャでは、圧力比の変動幅が大きくなるため、スラスト荷重の増減幅が大きくなる。そのため、特に、スラスト荷重の増加が問題視される。

　特許文献１には、回転軸に付加されるスラスト荷重を軽減するため、コンプレッサホイールの背面側に形成される空気室の入口側及び出口側の２か所にラビリンスシールを設け、該空気室に出入りする排ガスの流量を抑制すると共に、該空気室に大気と通じる抽気通路を設けた構成が開示されている。この構成では、高回転時などに抽気通路を開け、上記空気室の圧力を下げることで、スラスト荷重を軽減するようにしている。

特開昭６１－１１２７３７号公報

　ターボチャージャにおいては、回転軸に付加されるスラスト荷重をさらに抑制することで、軸受の摩耗や機械効率の低下を抑制することが望まれている。特許文献１では、上記抽気通路から高圧の圧縮空気を外気に逃しているため、ターボチャージャの効率が低下するおそれがある。

　本開示は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ターボチャージャの効率を低下させることなく、ターボチャージャの回転軸に付加されるスラスト荷重を効果的に軽減することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本開示に係るターボチャージャは、回転軸と、前記回転軸の一端側に設けられたタービンホイールと、前記回転軸を回転可能に支持する軸受を収容するための軸受ハウジングと、前記タービンホイールの背面との間に背面空間を形成する第１面、および、前記第１面に対して反対側の面である第２面であって、前記軸受ハウジングの端面との間の少なくとも一部に圧力溜り空間を形成する第２面、を有する仕切板と、を備え、前記仕切板は、前記背面空間と前記圧力溜り空間とを連通する第１連通部と、該第１連通部より前記タービンホイールの径方向内側において前記背面空間と前記圧力溜り空間とを連通する第２連通部とを有する。

　本開示に係るターボチャージャによれば、回転軸に付加されるスラスト荷重の軽減効果を従来より向上できるため、回転軸を支持する軸受の摩耗や機械効率の低下を抑制できる。

一実施形態に係る可変容量型ターボチャージャの縦断面図である。一実施形態に係る可変容量型ターボチャージャの一部拡大縦断面図である。一実施形態に係る可変容量型ターボチャージャの一部拡大縦断面図である。従来のタービンホイールの背面に作用する圧力分布を示す模式図である。一実施形態に係るタービンホイールの背面に作用する圧力分布を示す図である。

　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。
　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、一つの構成要素を「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。

　図１～図３は、幾つかの実施形態に係るターボチャージャ１０（１０Ａ、１０Ｂ）を示し、図１は、ターボチャージャ１０（１０Ａ）のタービン側を示す縦断面図であり、図２はその一部拡大縦断面図であり、図３は、ターボチャージャ１０（１０Ｂ）を示す一部拡大縦断面図である。

　ターボチャージャ１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、回転軸１２を備え、回転軸１２の一端側にタービンホイール１４が設けられ、回転軸１２の他端側にコンプレッサホイール（不図示）が設けられている。さらに、タービンホイール１４が収容されるタービンハウジング１８と、コンプレッサホイールが収容されるコンプレッサハウジング（不図示）が設けられている。タービンホイール１４は、回転軸１２の軸線１２ａ周りにタービンホイール１４の周方向（以下、単に「周方向」とも言う。）に沿って互いに間隔を有して配置された複数のタービンブレード１６を備えている。回転軸１２は、タービンホイール１４とコンプレッサホイールとの間で軸受２０によって回転可能に支持され、軸受２０は軸受ハウジング２２の内部に収容されている。

　タービンハウジング１８の外周領域には、内燃機関（不図示）から排出された排ガスが供給されるスクロール状の排ガス通路２４（スクロール流路）が形成されている。排ガスは、矢印ｆで示すように、排ガス通路２４から、流路２６を通ってタービンホイール１４に導入される。流路２６の少なくとも一部はシュラウド３２によって形成される。タービンホイール１４に導入された排ガスは、タービンホイール１４及び回転軸１２を回転し、タービンブレード１６の出口からタービンハウジング１８の内部に形成された出口通路２８を経て排出される。排ガスによって回転軸１２が回転するため、回転軸１２の他端側に設けられたコンプレッサホイールが回転軸１２と共に回転する。コンプレッサホイールの回転によって給気口（不図示）から空気が導入され、コンプレッサホイールによって圧縮されて圧縮空気となり、この圧縮空気が内燃機関に供給されることで、熱効率を高めることができる。

　ターボチャージャ１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、図２及び図３に示すように、タービンホイール１４の背面１４ａ側に仕切板３４（３４ａ、３４ｂ）を備えている。仕切板３４の一方の面３６（第１面）は、タービンホイール１４の背面１４ａとの間に背面空間Ｓｂを形成し、仕切板３４の他方の面３８、即ち、面３６に対して反対側の面３８（第２面）は、面３８に対向する軸受ハウジング２２の対向端面２２ａとの間で圧力溜り空間Ｓｐを形成する。また、仕切板３４は、背面空間Ｓｂと圧力溜り空間Ｓｐとを連通するための第１連通部４０及び第２連通部４２（４２ａ、４２ｂ）を有する。第２連通部４２（４２ａ、４２ｂ）は、第１連通部４０よりタービンホイール１４の径方向（以下、単に「径方向」とも言う。）内側に形成されている。

　ターボチャージャ１０の稼働中、タービンホイール１４、コンプレッサホイール及び回転軸１２は、夫々回転軸１２の軸線１２ａに沿う方向の様々なスラスト荷重を受ける。例えば、タービンホイール１４には、スクロール状の排ガス通路２４及び流路２６を通って増速された排ガスがタービンホイール１４に流入するので、タービンブレード１６が設けられた正面側から排ガスの圧力を受けると共に、流路２６からタービンホイール１４の背面１４ａ側に流入した排ガスによって、背面圧を受ける。コンプレッサホイールにおいても、給気口から導入される給気によってコンプレッサホイールの正面側及び背面側から様々なスラスト荷重を受ける。

　図４は、従来のターボチャージャにおいて、タービンホイール０１４の背面０１４ａに加わるスラスト荷重の径方向分布を示す模式図である。同図に示すように、タービンホイール０１４の背面０１４ａ側には、軸受ハウジング０２２との間に形成される隙間に流路０２６から高圧の排ガスｅが流入するため、タービンホイール０１４の径方向外側領域の圧力は、径方向内側領域の圧力より高くなる圧力分布となる。

　コンプレッサホイールに作用する種々のスラスト荷重を合計すると、コンプレッサホイールをタービンホイール０１４から引き離す方向のスラスト荷重が発生し、コンプレッサホイール、タービンホイール０１４及び回転軸０１２に加わるスラスト荷重は、図４に示す圧力分布を加えて、全体としてタービンホイール０１４とコンプレッサホイールとを引き離す方向のスラスト荷重となる。図４に示す圧力分布は、タービンホイール０１４の径方向内側領域よりも径方向外側領域において増加しているため、最近の圧力比の増加傾向によって、径方向外側領域における背面圧がさらに増加する傾向にある。そのため、回転軸０１２などに加わるスラスト荷重をさらに増加させるおそれがある。径方向内側領域より径方向外側領域で背面圧が増加する要因として、タービンホイール０１４の回転によって径方向外側へ発生する遠心力が考えられる。

　図１～図３に示す幾つかの実施形態では、図２及び図３中の矢印で示すように、流路２６からタービンブレード１６の入口端で背面空間Ｓｂの径方向外側領域に流入した排ガスは、第１連通部４０から圧力溜り空間Ｓｐに流入する。圧力溜り空間Ｓｐに流入した排ガスｅは、その後、第２連通部４２から径方向外側領域より低圧である背面空間Ｓｂの径方向内側領域に流出する流れを形成する。図２及び図３に示す矢印ｆ’はこのような排ガスｅの流れを示している。

　背面１４ａ側で排ガスｅが上記流れを形成するため、圧力溜り空間Ｓｐの排ガス圧は、タービンホイール１４の径方向で一定となる。図５に示す圧力分布１は、図４に示す背面圧の圧力分布であり、圧力分布２は図２及び図３に示す実施形態で形成される、背面圧の圧力分布である。圧力分布２では、背面１４ａにはタービンホイール１４の径方向内側から外側に沿って一定のスラスト荷重となる。これによって、タービンホイール１４側へ作用するスラスト荷重を増加できるため、コンプレッサホイール側へ作用するスラスト荷重と、タービンホイール１４側へ作用するスラスト荷重との差を減少することができる。こうして、回転軸１２に全体として作用するスラスト荷重を軽減できるため、軸受２０の摩耗やターボチャージャ１０の機械効率の低下を抑制できる。また、これらの実施形態では、特許文献１のように、高圧の排ガスを外部に逃していないため、これによるターボチャージャの効率低下を回避できる。

　一実施形態では、仕切板３４及び圧力溜り空間Ｓｐはタービンホイール１４の周方向全域に形成される。これによって、タービンホイール１４の周方向全域で回転軸１２に作用するスラスト荷重を軽減できる。別な実施形態では、仕切板３４及び圧力溜り空間Ｓｐは、タービンホイール１４の周方向の一部に形成される。これによっても、回転軸１２に作用するスラスト荷重を部分的に軽減できる。

　一実施形態では、仕切板３４及び圧力溜り空間Ｓｐが、回転軸１２の軸線１２ａを中心に対称の周方向位置にある複数箇所に形成される。これによって、背面１４ａには軸線１２ａを中心にタービンホイール１４の周方向に対称なスラスト荷重が発生するため、不均衡なスラスト荷重に起因した振動などの発生を抑制できる。

　なお、第１連通部４０及び第２連通部４２は、仕切板３４の面３６と面３８とを貫通する貫通孔であってもよく、あるいは仕切板３４と軸受ハウジング２２との間に形成された隙間であってもよい。

　また、第１連通部４０及び第２連通部４２の開口面積を調整することで、タービンホイール１４の背面１４ａに発生するスラスト荷重を制御できる。これによって、タービンホイール１４側に発生するスラスト荷重と、コンプレッサホイール側に発生するスラスト荷重との差を調整できるため、回転軸１２に全体として作用するスラスト荷重を軽減できる。

　一実施形態では、図１に示すように、ターボチャージャ１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、排ガス通路２４からタービンホイール１４に向かって流れる排ガスの流量を調整するための可変ノズル装置５０を備えている。可変ノズル装置５０は、ノズルマウント５２と、ノズルマウント５２に対向して配置されたノズルプレート５４とを備え、ノズルマウント５２とノズルプレート５４との間に、タービンホイール１４に排ガスを導入するための流路２６（ノズル流路）を画定している。流路２６には、回転軸１２の軸線１２ａの周りに一つ又は複数のノズルベーン５６が軸線周りに回転可能に設けられている。ノズルマウント５２の背面５２ｂ（ノズルプレート５４と対向する正面５２ａと反対側の面）側には、ノズルベーン５６を回転駆動するための駆動装置５８を備えている。

　ターボチャージャ１０が可変ノズル装置５０を備えた可変容量型ターボチャージャであるとき、ノズルベーン５６の角度調整によってタービンホイール１４に流入する排ガスの流量を制御可能であるが、タービンホイール１４に流入する排ガスの流量に応じてタービンホイール１４に付加されるスラスト荷重も異なってくるため、スラスト荷重の増減幅が大きくなる。そのため、付加されるスラスト荷重の最大値を許容範囲に抑える必要がある。上記実施形態によれば、回転軸１２に付加するスラスト荷重を軽減できるため、回転軸１２に付加するスラスト荷重の変動幅を許容範囲に抑えることができる。

　一実施形態では、駆動装置５８の一部はノズルマウント５２の背面５２ｂ側に設けられ、背面５２ｂと軸受ハウジング２２との間に形成された背面空間Ｓｄに設けられると共に、軸受ハウジング２２の外側にアクチュエータ（不図示）が設けられる。そして、軸受ハウジング２２に貫通孔（不図示）が形成され、該貫通孔に連結アーム（不図示）が挿入され、該アクチュエータの動力は該連結アームを介して背面空間Ｓｄに設けられた部位に伝えられる。

　一実施形態では、図１に示すように、ノズルマウント５２とノズルプレート５４との間にノズルサポート６０が架設されている。ノズルサポート６０によって支持されるノズルマウント５２とノズルプレート５４とによって流路２６を画定できる。また、図１に示す実施形態では、ノズルプレート５４とシュラウド３２とが一体に形成されているため、流路２６の画定が容易になる。

　一実施形態では、圧力溜り空間Ｓｐは、タービンホイール１４の径方向に長く延在させる。これによって、少なくとも圧力溜り空間Ｓｐが延在する径方向領域において、背面１４ａに付加されるスラスト荷重の径方向の分布を均一化できる。

　一実施形態では、図２に示すように、仕切板３４の外周側端部は、軸受ハウジング２２とノズルマウント５２との間に挟持され、仕切板３４（３４ａ）の内周側端部は、軸受ハウジング２２の対向端面２２ａに当接されている。第１連通部４０及び第２連通部４２（４２ａ）は、仕切板３４（３４ａ）の一方の面３６と他方の面３８とを貫通する貫通孔で構成されている。これによって、簡単な構造で仕切板３４（３４ａ）を背面空間Ｓｂと圧力溜り空間Ｓｐとの間に固定できると共に、第１連通部４０及び第２連通部４２（４２ａ）の形成が容易である。

　一実施形態では、図２に示すように、仕切板３４（３４ａ）の面３８に対向して軸受ハウジング２２の対向端面２２ａが形成され、面３８と対向端面２２ａとの間に圧力溜り空間Ｓｐが形成される。仕切板３４（３４ａ）の外周側端部は、ノズルマウント５２の内周側端部に形成され軸受ハウジング２２側に面した内周側端面５２ｃと、軸受ハウジング２２の対向端面２２ａよりタービンホイール１４側に位置する外周側端面２２ｂとの間に形成された凹部に挿入されている。仕切板３４（３４ａ）の内周側端部は、軸受ハウジング２２の対向端面２２ａよりタービンホイール１４側に位置する内周側端面２２ｃに当接している。背面空間Ｓｂの内周側端部に、回転軸１２と軸受ハウジング２２との間をシールすることで、背面空間ＳｂをシールするＯリング６２が設けられている。従って、背面空間Ｓｂの内周側端部で排ガスが漏れるのを抑制できる。

　一実施形態では、図２に示すように、仕切板３４は一枚の直線状の板で構成されている。これによって、仕切板３４（３４ａ）を簡素化できる。

　一実施形態では、図２に示すように、仕切板３４（３４ａ）の外周側端部よりもノズルマウント５２の背面５２ｂ側に設けられたシール部材６４を備えている。シール部材６４は、仕切板３４（３４ａ）の外周側端部と軸受ハウジング２２の外周側端面２２ｂとの間に設けられ、仕切板３４（３４ａ）の外周側端部と軸受ハウジング２２の外周側端面２２ｂとの間をシールする。別な実施形態では、シール部材６４は、軸受ハウジング２２とノズルマウント５２との間に設けられ、軸受ハウジング２２とノズルマウント５２との間をシールする。シール部材６４を備えているため、圧力溜り空間Ｓｐに溜まった排ガスが、ノズルマウント５２の背面５２ｂと軸受ハウジング２２との間に形成され可変ノズル装置５０の駆動装置５８が設けられた背面空間Ｓｄに漏れるのを抑制できる。　

　一実施形態では、図３に示すように、仕切板３４（３４ｂ）は、タービンホイール１４の径方向に延在する第１本体部７０及び第２本体部７２と、第１本体部７０の外周端部と第２本体部７２の外周端部とを接続する接続部７４と、を有する。第１本体部７０は、背面１４ａに対向した面３６及び圧力溜り空間Ｓｐに面した面３８を有する。第２本体部７２は、面３８との間で圧力溜り空間Ｓｐを形成する面７６（第３面）を有する。また、第１連通部４０は面３６と面３８とを貫通する貫通孔で構成され、第２連通部４２（４２ｂ）は、第１本体部７０の内周端部と軸受ハウジング２２との間の隙間で構成される。仕切板３４（３４ｂ）は、上記構成を有するため、圧力溜り空間Ｓｐとノズルマウント５２の背面５２ｂ側に位置する背面空間Ｓｄとをシールするシール機能を有する。そのため、別途シール部材を設けることなく、圧力溜り空間Ｓｐと背面空間Ｓｄとの間をシールできる。

　一実施形態では、図３に示すように、仕切板３４（３４ｂ）は、１枚のプレートを折り曲げ加工した平面状の第１本体部７０、第２本体部７２及び接続部７４で構成される。第１本体部７０と第２本体部７２とはほぼ平行に折り曲げ加工され、接続部７４は、第１本体部７０及び第２本体部７２に対してほぼ直角に折り曲げ加工されている。これによって、仕切板３４（３４ｂ）の成形加工が容易になる。

　一実施形態では、第２本体部７２の内周端部は、軸受ハウジング２２（例えば、軸受ハウジング２２の対向端面２２ａ）に当接し、軸受ハウジング２２との間をシール可能となるように構成されている。また、第１本体部７０の外周端部及び接続部７４の外周面の少なくとも一方は、ノズルマウント５２に当接され、これらとノズルマウント５２との間をシール可能になっている。例えば、第１本体部７０の外周端部がノズルマウント５２の内周側端面５２ｃに当接され、あるいは接続部７４の外周面がノズルマウント５２の内側端面５２ｄに当接される。これによって、圧力溜り空間Ｓｐと背面空間Ｓｄとの間のシール効果を向上できる。

　一実施形態では、軸受ハウジング２２とノズルマウント５２との組立時に、第２本体部７２の内周端部が軸受ハウジング２２の対向端面２２ａに押圧されるように構成される。これによって、第２本体部７２の内周端部と軸受ハウジング２２の対向端面２２ａとのシール効果を向上できる。一実施形態では、軸受ハウジング２２とノズルマウント５２との組立時に、第１本体部７０の外周端部がノズルマウント５２の内周側端面５２ｃに押圧されるように構成される。これによって、第１本体部７０の外周端部と内周側端面５２ｃとの間のシール効果を向上できる。また、一実施形態では、軸受ハウジング２２とノズルマウント５２との組立時に、接続部７４の外周面がノズルマウント５２の内側端面５２ｄに押圧されるように構成される。これによって、接続部７４の外周面と内側端面５２ｄとの間のシール効果を向上できる。

　一実施形態では、仕切板３４（３４ｂ）にバネ機能を持たせることで、上記幾つかの当接部の少なくとも一つにおいて、仕切板３４（３４ｂ）が軸受ハウジング２２又はノズルマウント５２の当接面に押圧した状態で取り付けられるように構成する。例えば、第１本体部７０と第２本体部７２とが互いに外側へ開く応力を有した状態でタービンホイール１４の背面側空間に配置されるようにする。

　上記各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。

　１）一つの態様に係るターボチャージャ（１０（１０Ａ、１０Ｂ））は、回転軸（１２）と、前記回転軸の一端側に設けられたタービンホイール（１４）と、前記回転軸を回転可能に支持する軸受（２０）を収容するための軸受ハウジング（２２）と、前記タービンホイールの背面（１４ａ）との間に背面空間（Ｓｂ）を形成する第１面（３６）、および、前記第１面に対して反対側の面である第２面（３８）であって、前記軸受ハウジングの端面（２２ａ）との間の少なくとも一部に圧力溜り空間（Ｓｐ）を形成する第２面、を有する仕切板（３４（３４ａ、３４ｂ））と、を備え、前記仕切板は、前記背面空間と前記圧力溜り空間とを連通する第１連通部（４０）と、該第１連通部より前記タービンホイールの径方向内側において前記背面空間と前記圧力溜り空間とを連通する第２連通部（４２（４２ａ、４２ｂ））とを有する。

　このような構成によれば、タービンホイールの背面側に上記仕切板を挟んで背面空間と圧力溜り空間とが形成され、さらに、背面空間と圧力溜り空間とは、仕切板に形成された第１連通部及び第２連通部で連通している。このため、排ガス通路からタービンホイールに流入する排ガスの一部がタービンホイールの背面側に流入したとき、背面空間から第１連通部を通って圧力溜り空間に流入し、さらに、第２連通部から背面空間に戻る排ガス流が形成される。この排ガス流の形成によって圧力溜り空間はタービンホイールの径方向で均一な圧力分布となるため、タービンホイールの背面に作用する圧力分布を均一化させることができる。これによって、回転軸に付加するスラスト荷重を軽減でき、軸受の摩耗や機械効率の低下を抑制できる。また、タービンホイールの背面側に流入した排ガスを外部に放出しないので、ターボチャージャの効率低下を招かない。

　２）一つの態様に係るターボチャージャは、１）に記載のターボチャージャであって、前記仕切板及び前記圧力溜り空間は、前記タービンホイールの周方向における少なくとも一部に形成されている。

　このような構成によれば、上記仕切板及び上記圧力溜り空間がタービンホイールの周方向で少なくとも一部に形成されるため、回転軸に付加するスラスト荷重を軽減できる。

　３）別な態様に係るターボチャージャは、１）又は２）に記載のターボチャージャであって、前記タービンホイールを収容するとともに、前記タービンホイールの径方向外側に形成されたスクロール流路（２４）を内部に有するタービンハウジング（１８）と、前記スクロール流路から前記タービンホイールに向かって流れる排ガス（ｅ）の流量を調整するための可変ノズル装置であって、ノズルマウント（５２）と、前記ノズルマウントに対向して配置されるとともに、前記ノズルマウントとの間で前記タービンホイールに排ガスを導入するためのノズル流路（２６）を画定するノズルプレート（５４）と、前記ノズル流路に前記回転軸の軸周りに回転可能に設けられた少なくとも一つのノズルベーン（５６）と、前記少なくとも一つのノズルベーンを回転駆動させるための駆動装置であって、前記ノズルマウントの背面側に配置された駆動装置（５８）と、を含む可変ノズル装置（５０）と、をさらに備える。

　上記構成の可変ノズル装置を備えた可変容量型ターボチャージャは、ノズルベーンの角度に応じてタービンホイールに流入する排ガス流量が異なるため、スラスト荷重の増減幅が大きくなる。そのため、スラスト荷重の最大値を抑える必要がある。上記１）又は２）に記載の構成によれば、回転軸に付加するスラスト荷重を軽減できるため、回転軸に付加するスラスト荷重の変動幅を低く抑えることができる。

　４）さらに別な態様に係るターボチャージャは、３）に記載のターボチャージャであって、前記仕切板の外周側端部は、前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントとの間に挟持され、前記仕切板の内周側端部は、前記軸受ハウジングに当接されており、前記第１連通部および前記第２連通部は、前記仕切板の前記第１面と前記第２面とを貫通する貫通孔で構成されている。

　このような構成によれば、簡単な構造で仕切板を背面空間と圧力溜り空間との間に固定できると共に、第１連通部及び第２連通部の形成が容易である。

　５）さらに別な態様に係るターボチャージャは、４）に記載のターボチャージャであって、前記仕切板の前記外周側端部よりも前記ノズルマウントの前記背面側に設けられたシール部材であって、前記仕切板の前記外周側端部と前記軸受ハウジングとの間、又は前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントとの間をシールするシール部材（６４）をさらに備える。　

　このような構成によれば、上記シール部材を備えるため、圧力溜り空間と、ノズルマウントの背面側に形成され可変ノズル装置の駆動装置が設けられた空間（Ｓｄ）との間にシール機能を付与でき、圧力溜り空間に溜まった排ガスが該空間に漏れるのを抑制できる。

　６）さらに別な態様に係るターボチャージャは、３）に記載のターボチャージャであって、前記仕切板は、前記第１面及び前記第２面を有し、前記タービンホイールの径方向に延在する第１本体部（７０）と、前記第１本体部の前記第２面との間で前記圧力溜まり空間を形成する第３面（７６）を有し、前記タービンホイールの径方向に延在する第２本体部（７２）と、前記第１本体部の外周端部と前記第２本体部の外周端部とを接続する接続部（７４）と、を含み、前記第１連通部は、前記第１本体部の前記第１面と前記第２面とを貫通する貫通孔で構成され、前記第２連通部は、前記第１本体部の内周端部と前記軸受ハウジングとの間の隙間で構成される。

　このような構成によれば、仕切板が上記構成を有するため、該仕切板が圧力溜り空間とノズルマウントの背面側空間（Ｓｄ）とをシールするシール機能をもつことができるため、別途シール部材を設ける必要がなくなる。

　７）さらに別な態様に係るターボチャージャは、６）に記載のターボチャージャであって、前記第２本体部の内周端部は、前記内周端部と前記軸受ハウジングとの間をシール可能なように前記軸受ハウジングに当接するように構成され、前記第１本体部の外周端部および前記接続部の外周面の少なくとも一方は、前記外周端部および前記外周面の少なくとも一方と前記ノズルマウントとの間をシール可能なように前記ノズルマウントに当接するように構成される。

　このような構成によれば、仕切板が上記構成を有するため、圧力溜り空間とノズルマウントの背面側空間との間のシール効果を向上できる。

　１０（１０Ａ、１０Ｂ）　　ターボチャージャ
　１２、０１２　　回転軸
　　１２ａ、０１２ａ　　軸線
　１４、０１４　　タービンホイール
　　１４ａ、０１４ａ　　背面
　１６、０１６　　タービンブレード
　１８　　タービンハウジング
　２０　　軸受
　２２、０２２　　軸受ハウジング
　　２２ａ　　対向端面
　　２２ｂ　　外周側端面
　　２２ｃ　　内周側端面
　２４　　排ガス通路（スクロール流路）
　２６、０２６　　流路
　２８　　出口通路
　３２　　シュラウド
　３４（３４ａ、３４ｂ）　　仕切板
　３６　　面（第１面）
　３８　　面（第２面）
　４０　　第１連通部
　４２（４２ａ、４２ｂ）　　第２連通部
　５０　　可変ノズル装置
　５２　　ノズルマウント
　　５２ａ　　正面
　　５２ｂ　　背面
　　５２ｃ　　内周側端面
　　５２ｄ　　内側端面
　５４　　ノズルプレート
　５６　　ノズルベーン　
　５８　　駆動装置
　６０　　ノズルサポート
　６２　　Ｏリング
　６４　　シール部材
　７０　　第１本体部
　７２　　第２本体部
　　７６　　面（第３面）
　７４　　接続部
　Ｓｂ、Ｓｄ　　背面空間
　Ｓｐ　　圧力溜り空間
　ｅ　　　排ガス
　ｆ、ｆ’　　排ガス流れ

Claims

　回転軸と、
　前記回転軸の一端側に設けられたタービンホイールと、
　前記回転軸を回転可能に支持する軸受を収容するための軸受ハウジングと、
　前記タービンホイールの背面との間に背面空間を形成する第１面、および、前記第１面に対して反対側の面である第２面であって、前記軸受ハウジングの端面との間の少なくとも一部に圧力溜り空間を形成する第２面、を有する仕切板と、
を備え、
　前記仕切板は、前記背面空間と前記圧力溜り空間とを連通する第１連通部と、該第１連通部より前記タービンホイールの径方向内側において前記背面空間と前記圧力溜り空間とを連通する第２連通部とを有する
ターボチャージャ。
　前記仕切板及び前記圧力溜り空間は、前記タービンホイールの周方向における少なくとも一部に形成されている
請求項１に記載のターボチャージャ。
　前記タービンホイールを収容するとともに、前記タービンホイールの径方向外側に形成されたスクロール流路を内部に有するタービンハウジングと、
　前記スクロール流路から前記タービンホイールに向かって流れる排ガスの流量を調整するための可変ノズル装置であって、
　　ノズルマウントと、
　　前記ノズルマウントに対向して配置されるとともに、前記ノズルマウントとの間で前記タービンホイールに排ガスを導入するためのノズル流路を画定するノズルプレートと、
　　前記ノズル流路に前記回転軸の軸周りに回転可能に設けられた少なくとも一つのノズルベーンと、
　　前記少なくとも一つのノズルベーンを回転駆動させるための駆動装置であって、前記ノズルマウントの背面側に配置された駆動装置と、
　を含む可変ノズル装置と、をさらに備える
請求項１又は２に記載のターボチャージャ。
　前記仕切板の外周側端部は、前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントとの間に挟持され、
　前記仕切板の内周側端部は、前記軸受ハウジングに当接されており、
　前記第１連通部および前記第２連通部は、前記仕切板の前記第１面と前記第２面とを貫通する貫通孔で構成されている
請求項３に記載のターボチャージャ。
　前記仕切板の前記外周側端部よりも前記ノズルマウントの前記背面側に設けられたシール部材であって、前記仕切板の前記外周側端部と前記軸受ハウジングとの間、又は前記軸受ハウジングと前記ノズルマウントとの間をシールするシール部材をさらに備える
請求項４に記載のターボチャージャ。
　前記仕切板は、
　　前記第１面及び前記第２面を有し、前記タービンホイールの径方向に延在する第１本体部と、
　　前記第１本体部の前記第２面との間で前記圧力溜まり空間を形成する第３面を有し、前記タービンホイールの径方向に延在する第２本体部と、
　　前記第１本体部の外周端部と前記第２本体部の外周端部とを接続する接続部と、を含み、
　前記第１連通部は、前記第１本体部の前記第１面と前記第２面とを貫通する貫通孔で構成され、
　前記第２連通部は、前記第１本体部の内周端部と前記軸受ハウジングとの間の隙間で構成される
請求項３に記載のターボチャージャ。
　前記第２本体部の内周端部は、前記内周端部と前記軸受ハウジングとの間をシール可能なように前記軸受ハウジングに当接するように構成され、
　前記第１本体部の外周端部および前記接続部の外周面の少なくとも一方は、前記外周端部および前記外周面の少なくとも一方と前記ノズルマウントとの間をシール可能なように前記ノズルマウントに当接するように構成される
請求項６に記載のターボチャージャ。