WO2023162139A1 - 可変ノズル装置及び可変容量型ターボチャージャ - Google Patents

可変ノズル装置及び可変容量型ターボチャージャ Download PDF

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WO2023162139A1
WO2023162139A1 PCT/JP2022/007887 JP2022007887W WO2023162139A1 WO 2023162139 A1 WO2023162139 A1 WO 2023162139A1 JP 2022007887 W JP2022007887 W JP 2022007887W WO 2023162139 A1 WO2023162139 A1 WO 2023162139A1
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drive ring
variable nozzle
pin
vane lever
vane
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PCT/JP2022/007887
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English (en)
French (fr)
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正義 矢野
壮司 吉見
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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present disclosure relates to a variable nozzle device and a variable displacement turbocharger.
  • Patent Literature 1 discloses a variable nozzle device for a variable displacement turbocharger (VG turbocharger).
  • the variable nozzle device adjusts the flow of an exhaust gas flow path for guiding exhaust gas from a scroll flow path of a turbine to a turbine wheel. It is configured to adjust the road area by changing the blade angle of the variable nozzle vanes.
  • a typical variable displacement turbocharger employs a link mechanism for transmitting the driving force of an electric actuator to the variable nozzle vanes in order to simultaneously open and close the variable nozzle vanes that are spaced apart in the circumferential direction. .
  • the contact force of each part of the link mechanism be small. It is necessary to secure a distance, and the increase in the number of friction parts tends to increase the driving force required for the actuator. An increase in the driving force required for the actuator causes an increase in the size of the actuator, so countermeasures are required.
  • a typical variable nozzle device in a variable displacement turbocharger includes a first annular member that rotatably supports variable nozzle vanes, and a second annular member that forms an exhaust gas flow path between the first annular member. , a vane lever provided on the opposite side of the exhaust gas flow path across the first annular member and connected to the shaft portion of the variable nozzle vane, and engaged with the vane lever so as to rotate the vane lever around the rotation axis of the variable nozzle vane. a configured drive ring.
  • an object of at least one embodiment of the present disclosure is to provide a variable nozzle device capable of suppressing an increase in driving force for rotating a drive ring, and a variable displacement turbocharger including the same. do.
  • a variable nozzle device includes: A variable nozzle device for a variable displacement turbocharger, a first annular member; Between the first annular member and the first annular member is an exhaust gas passage for guiding exhaust gas from a scroll passage formed on the outer peripheral side of a turbine wheel of the turbocharger to the turbine wheel.
  • a second annular member formed at a rotatable variable nozzle vane provided in the exhaust gas flow path; a first vane lever connected to the shaft of the variable nozzle vane; a drive ring configured to engage with the first vane lever and rotate the first vane lever about the rotation axis of the shaft; When the first vane lever is rotated, the drive ring is pressed and displaced in the radial direction of the drive ring, so that the inner peripheral surface of the drive ring and the first vane lever are displaced.
  • a drive ring pressing portion configured to change the distance from the rotation axis; Prepare.
  • variable displacement turbocharger includes: the variable nozzle device; the turbine wheel; a casing housing the turbine wheel; Prepare.
  • variable nozzle device capable of suppressing an increase in driving force for rotating a drive ring and a variable capacity turbocharger including the same are provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a part of a cross section along a rotation axis of a variable displacement turbocharger according to one embodiment;
  • FIG. It is the figure which looked the variable nozzle apparatus from the bearing casing side (compressor side) along the axial direction of a turbine wheel.
  • FIG. 3 is a view showing part of an example of the variable nozzle device shown in FIGS. 1 and 2, and is a view of the part of the variable nozzle device viewed from the side opposite to the exhaust gas flow path in the axial direction of the drive ring.
  • FIG. 4 is a diagram showing a part of a cross section along the axial direction of the drive ring in the variable nozzle device;
  • FIG. 4 is an axial view schematically showing the positional relationship between each part of the vane lever and a part of the inner peripheral surface of the drive ring (the surface of the drive ring that contacts the lifting pins) in a state where the drive ring is not lifted by the lifting pins; be.
  • FIG. 3 is a view showing part of another example of the variable nozzle device shown in FIGS. 1 and 2 , and is a view of the part of the variable nozzle device seen from the side opposite to the exhaust gas flow path in the axial direction of the drive ring.
  • FIG. 4 is a diagram showing a part of a cross section along the axial direction of the drive ring in the variable nozzle device; FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of shapes of a lifting pin and a convex portion in a cross section perpendicular to the axial direction of the drive ring;
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the shape of the lifting pin and the projection in a cross section perpendicular to the axial direction of the drive ring;
  • FIG. 10 is a diagram showing still another example of the shapes of the lifting pins and the protrusions in a cross section perpendicular to the axial direction of the drive ring;
  • FIG. 10 is a diagram showing still another example of the shapes of the lifting pins and the protrusions in a cross section perpendicular to the axial direction of the drive ring;
  • FIG. 10 is a diagram showing still another example of the shapes of the lifting pins and the protrusions in a cross section perpendicular to the axial direction of the drive ring;
  • FIG. 3 is a view showing a part of still another example of the variable nozzle device shown in FIGS. 1 and 2, and is a view of the variable nozzle device viewed from the side opposite to the exhaust gas flow path in the axial direction of the drive ring.
  • FIG. 4 is a diagram showing a part of a cross section along the axial direction of the drive ring in the variable nozzle device;
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the opening degree of the variable nozzle vane and the drive torque required for the actuator to rotate the drive ring when no lifting pin is provided in the variable nozzle device.
  • FIG. 5 shows an example of a preferred arrangement of lifting pins in the circumferential direction of the drive ring;
  • FIG. 11 shows another example of a preferred arrangement of lifting pins in the circumferential direction of the drive ring;
  • FIG. 11 shows another example of a preferred arrangement of lifting pins in the circumferential direction of the drive ring;
  • 10 is an axial view showing the positional relationship between each part of the third pin-equipped vane lever and the inner peripheral surface of the drive ring (the surface of the drive ring that comes into contact with the lifting pins) when the drive ring is not lifted by the lifting pins; . It is the figure which looked the variable nozzle apparatus which concerns on other embodiment from the bearing casing side (compressor side) along the axial direction of a turbine wheel. It is the figure which looked the variable nozzle apparatus which concerns on other embodiment from the bearing casing side (compressor side) along the axial direction of a turbine wheel.
  • 10B is a cross-sectional view showing a modification of the variable nozzle device shown in FIG. 10B; FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a view showing another example of the configuration of the pin-equipped vane lever, and is a view of part of the variable nozzle device as seen from the side opposite to the exhaust gas flow path in the axial direction of the drive ring.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the frictional force between the inner peripheral surface of the drive ring and the first annular member when the drive ring is driven;
  • expressions that express shapes such as squares and cylinders do not only represent shapes such as squares and cylinders in a geometrically strict sense, but also include irregularities and chamfers to the extent that the same effect can be obtained.
  • the shape including the part etc. shall also be represented.
  • the expressions “comprising”, “comprising”, “having”, “including”, or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a part of a cross section along a rotation axis O of a variable displacement turbocharger 100 according to one embodiment.
  • the variable displacement turbocharger 100 is simply referred to as the turbocharger 100.
  • the turbocharger 100 includes a turbine wheel 2 that is coaxial with a compressor (not shown), a turbine casing 4 that houses the turbine wheel 2, and a bearing casing 6 that houses bearings (not shown) that rotatably support the turbine wheel 2. and a variable nozzle device 8 provided between the turbine casing 4 and the bearing casing 6 .
  • a scroll passage 10 is formed in the turbine casing 4 on the outer peripheral side of the turbine wheel 2 , and exhaust gas from an engine (not shown) passes through the scroll passage 10 and then passes through the variable nozzle device 8 to the turbine wheel 2 . supplied to
  • FIG. 2 is a view of the variable nozzle device 8 as viewed along the axial direction of the turbine wheel 2 from the bearing casing 6 side (compressor side). 1 or 2, the variable nozzle device 8 includes a first annular member 12 (nozzle mount), a second annular member 14 (nozzle plate), a plurality of variable nozzle vanes 16, a plurality of vane levers 18 and a drive ring 20. It has
  • the first annular member 12 is an annular plate provided on the outer peripheral side of the turbine wheel 2 centering on the rotational axis O of the turbine wheel 2, and allows the plurality of variable nozzle vanes 16 to rotate.
  • a plurality of support holes 30 (through holes) penetrating through the first annular member 12 in the axial direction are formed in the first annular member 12 at intervals in the circumferential direction of the first annular member 12 .
  • the plurality of support holes 30 are provided in one-to-one correspondence with the plurality of variable nozzle vanes 16, and each of the support holes 30 allows the shaft 16a (shaft) of the corresponding variable nozzle vane 16 to rotate. Support.
  • the first annular member 12 is fixed to at least one of the turbine casing 4 and bearing casing 6 .
  • the first annular member 12 includes a protruding portion 13 that protrudes in the axial direction of the first annular member 12 from a surface 12 a opposite to the exhaust gas flow path 24 .
  • the projecting portion 13 is located on the inner peripheral side of the drive ring 20 , and the outer surface 13 a of the projecting portion 13 in the radial direction of the first annular member 12 faces the inner peripheral surface 20 a of the drive ring 20 .
  • the second annular member 14 is an annular plate provided on the outer peripheral side of the turbine wheel 2 with the rotational axis O of the turbine wheel 2 as the center, and is provided facing the first annular member 12 .
  • the second annular member 14 and the first annular member 12 form an annular exhaust gas flow path 24 for guiding exhaust gas from the scroll flow path 10 to the turbine wheel 2 .
  • the first annular member 12 and the second annular member are connected by a plurality of support pins (not shown).
  • the plurality of variable nozzle vanes 16 are spaced in the exhaust gas flow path 24 between the first annular member 12 and the second annular member 14 in the circumferential direction of the first annular member 12 . It is rotatably supported in each of the plurality of support holes 30 .
  • the variable nozzle device 8 is configured to adjust the flow area of the exhaust gas flow path 24 by changing blade angles of the plurality of variable nozzle vanes 16 .
  • the plurality of vane levers 18 are provided at intervals in the circumferential direction of the drive ring 20 on the side opposite to the exhaust gas flow path 24 with the first annular member 12 interposed therebetween.
  • the plurality of vane levers 18 are provided in one-to-one correspondence with the plurality of variable nozzle vanes 16 .
  • Each of the vane levers 18 includes a lever body portion 18a and an engaging projection portion 18b.
  • the lever body portion 18a is connected to the shaft portion 16a of the corresponding variable nozzle vane 16 at one end side of the lever body portion 18a and extends along the radial direction.
  • the engaging convex portion 18b protrudes in the axial direction of the drive ring 20 toward the first annular member 12 from the lever body portion 18a outside the shaft portion 16a of the corresponding variable nozzle vane 16 in the radial direction of the drive ring 20. 20 engages with a later-described notch 22a.
  • the drive ring 20 is an annular plate provided around the rotation axis O of the turbine wheel 2 and arranged between the first annular member 12 and the plurality of vane levers 18 in the axial direction of the turbine wheel 2 .
  • the drive ring 20 is configured to engage with each of the plurality of vane levers 18 and rotate each of the plurality of vane levers 18 around the rotation axis C of the shaft portion 16 a of the corresponding variable nozzle vane 16 .
  • the outer peripheral edge portion 22 of the drive ring 20 is provided with a plurality of notches 22a spaced apart in the circumferential direction of the drive ring 20, and the plurality of notches 22a correspond to a plurality of engagements. They are formed in one-to-one correspondence with the joint protrusions 18b.
  • the engaging projection 18b of the vane lever 18 is arranged inside the corresponding notch 22a and engages with the notch 22a.
  • the drive ring 20 is rotationally driven by driving force transmitted from an actuator (not shown) of the variable displacement turbocharger 100 to the pin 23 via a link mechanism (not shown).
  • an actuator not shown
  • the drive ring 20 rotates, each of the plurality of vane levers 18 engaged with the drive ring 20 rotates the shaft portion 16a of the corresponding variable nozzle vane 16, and as a result, the plurality of variable nozzle vanes 16 rotate simultaneously.
  • blade angles of the plurality of variable nozzle vanes 16 uniformly change.
  • the blade angles of the plurality of variable nozzle vanes 16 are simultaneously adjusted to a common blade angle by the drive ring 20 .
  • FIG. 3A is a diagram showing a part of a variable nozzle device 8A, which is an example of the variable nozzle device 8 shown in FIGS. It is the figure seen from the road 24 and the opposite side.
  • FIG. 3B is a diagram showing a part of the cross section along the axial direction of the drive ring 20 in the variable nozzle device 8A.
  • the plurality of vane levers 18 of the variable nozzle device 8A are provided with lifting pins 25 (drive ring pressing portions) capable of coming into contact with the drive ring 20.
  • the lifting pin 25 protrudes in the axial direction of the drive ring 20 from the drive ring 20 side surface 18c of the lever main body portion 18a of the pin vane lever 18A, and is configured to lift the drive ring 20 by rotation of the pin vane lever 18A. be done.
  • the lifting pin 25 is in contact with the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 in the radial direction of the drive ring 20, and the inner peripheral surface of the drive ring 20 is lifted by the rotation of the pin-equipped vane lever 18A. It is configured to lift the drive ring 20 outward in the radial direction of the drive ring 20 via the surface 20a.
  • lifting the drive ring 20 means pressing and displacing the drive ring 20 in the radial direction of the drive ring 20 so that the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 is aligned with the rotation axis of the vane lever 18A. It means keep away from C.
  • FIG. 4 shows the positions of each part of the vane lever 18 and a part of the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 (the surface of the drive ring 20 that contacts the lifting pins 25) when the drive ring 20 is not lifted by the lifting pins 25. It is an axial direction view which shows a relationship typically.
  • the farthest position from the rotation axis C of the pin vane lever 18A on the outer peripheral surface 25a of the lifting pin 25 is P1
  • the distance between the position P1 and the rotation axis C of the pin vane lever 18A is r1
  • the drive ring 20 When r0 is the distance between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the rotation axis C of the pin vane lever 18A when the is not lifted by the lifting pin 25, the lifting pin 25 is arranged so as to satisfy r1>r0. there is In FIG.
  • the trajectory of the position P1 when the pin vane lever 18A is rotated around the rotation axis C of the pin vane lever 18A is indicated by the dashed-dotted circle, and the drive ring 20 is lifted by the lifting pin 25.
  • the trajectory of the pin 25 exceeds the position of the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 when it is absent (the angle of the vane lever 18A with the pin is within the range of the angle ⁇ in FIG. 4) in the radial direction of the shaft portion 16a. ), the drive ring 20 is lifted by the lift pins 25 .
  • the lifting pin 25 presses and displaces the drive ring 20 in the radial direction of the drive ring 20 when the pin-equipped vane lever 18A rotates, thereby causing the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the pin-equipped vane lever 18A to be displaced.
  • the distance from the rotation axis C of 18A can be changed. Therefore, the distance between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the rotation axis C of the pinned vane lever 18A varies between r0 and r1 according to the opening of the variable nozzle vane 16.
  • the lifting pin 25 is arranged so that the distance between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the rotation axis C of the pin-equipped vane lever 18A becomes large at the nozzle opening at which the driving force for rotating the drive ring 20 tends to increase.
  • the frictional force between the inner peripheral surface 20a of the drive ring and the first annular member 12 at this nozzle opening can be reduced with a simple configuration.
  • an increase in the driving force for rotating the drive ring 20 can be suppressed, and an increase in the size of the actuator for rotating the drive ring 20 can be suppressed.
  • the lift pin 25 presses the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 in the radial direction of the drive ring 20 to lift the drive ring 20, the convex portion 26 described later is compared with the variable nozzle devices 8B and 8C described later. Since there is no need to provide a structure such as the recess 32 or the like, it is advantageous in terms of strength. Further, since the contact range between the drive ring 20 and the lifting pin 25 can be widened, it is advantageous in terms of wear resistance.
  • FIG. 5A is a view showing part of a variable nozzle device 8B, which is another example of the variable nozzle device 8 shown in FIGS. It is the figure seen from the exhaust gas flow path 24 and the opposite side.
  • FIG. 5B is a diagram showing a part of the cross section along the axial direction in the variable nozzle device 8B.
  • the reference numerals common to the configurations shown in FIGS. 3A and 3B indicate the same configurations as those shown in FIGS. 3A and 3B unless otherwise specified. Description is omitted.
  • the drive ring 20 is positioned outside the lifting pins 25 in the radial direction of the drive ring 20, and the pin-equipped vane lever side surface 20c of the drive ring 20 (the surface opposite to the exhaust gas flow path 24). includes a projection 26 projecting axially of the drive ring 20 from.
  • the lifting pin 25 abuts on the protrusion 26 in the radial direction of the drive ring 20, and lifts the drive ring 20 outward in the radial direction of the drive ring 20 via the protrusion 26 as the pin-equipped vane lever 18A rotates. configured to
  • the lifting pin 25 is arranged so that the distance between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the rotation axis C of the pin-equipped vane lever 18A becomes large at the nozzle opening at which the driving force for rotating the drive ring 20 tends to increase.
  • the frictional force between the inner peripheral surface 20a of the drive ring and the first annular member 12 at this nozzle opening can be reduced with a simple configuration.
  • an increase in the driving force for rotating the drive ring 20 can be suppressed with a simple configuration, and an increase in size of the actuator for rotating the drive ring 20 can be suppressed.
  • the convex portion 26 can be formed outside the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 in the radial direction of the drive ring 20, the rotation radius of the lifting pin 25 (lifting pin 25 and the rotation axis C) can be increased, and the frictional force between the drive ring 20 and the first annular member 12 can be reduced over a wide range in the circumferential direction of the drive ring 20 .
  • the lifting pin 25 is formed in a circular shape and the convex portion 26 is formed in a quadrangular shape (rectangular shape in the illustrated example) in a cross section orthogonal to the axial direction of the drive ring 20. Further, in a cross section orthogonal to the axial direction, the length of the projection 26 in the direction orthogonal to the radial direction of the drive ring 20 is greater than the width of the projection 26 in the radial direction of the drive ring 20. It is larger than the diameter of pin 25 .
  • the shape of the lifting pin 25 and the convex portion 26 is not limited to this. For example, as shown in FIGS. and may include arcs.
  • the lifting pin 25 in the cross section orthogonal to the axial direction of the drive ring 20, is formed in a circular shape, and the radially inner surface 26a of the drive ring 20 at the convex portion 26 is formed by a concave curve 28. It is configured.
  • the concave curve 28 In a cross section perpendicular to the axial direction of the drive ring 20 , the concave curve 28 is an arc, and the radius of curvature of the concave curve 28 is larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface 25 a of the lifting pin 25 .
  • the length of the projection 26 in the direction orthogonal to the radial direction of the drive ring 20 is longer than the width of the projection 26 in the radial direction of the drive ring 20. , which is larger than the diameter of the lifting pin 25 .
  • the drive ring 20 and the first annular The frictional force with the member 12 can be reduced over a wide circumferential range of the drive ring 20 .
  • the lifting pin 25 is formed in a polygonal shape (a regular octagon in the illustrated example), and the convex portion 26 is formed in a quadrangular (rectangular) shape. ing.
  • a radially inner surface 26a of the drive ring 20 in the convex portion 26 is formed of a flat surface.
  • the length of the projection 26 in the direction orthogonal to the radial direction of the drive ring 20 is greater than the width of the projection 26 in the radial direction of the drive ring 20.
  • the lifting effect of lifting the convex portion 26 by the lifting pin 25 can be obtained over a wide range in the circumferential direction.
  • the lifting pin 25 in the cross section orthogonal to the axial direction of the drive ring 20, is formed in a circular shape, and the radially inner surface 26a of the drive ring 20 in the convex portion 26 is concave (arc-shaped). It is composed of a shape in which multiple straight lines are connected along.
  • the lifting pin 25 is formed in a semicircle (fan shape), and the protrusion 26 is formed in a quadrangle (rectangle in the example shown). ing.
  • a radially inner surface 26a of the drive ring 20 in the convex portion 26 is formed of a flat surface.
  • the lifting pin 25 is arranged so that the arc forming the semicircle abuts the radially inner surface 26 a of the drive ring 20 in the convex portion 26 .
  • the radially inner surface 26a of the drive ring 20 in the convex portion 26 is configured by a concave curve (for example, an arc) or a plane,
  • the range in which the lifting pins 25 can exert the lifting effect of lifting the convex portion 26 can be arbitrarily set.
  • FIG. 10A is a diagram showing a part of a variable nozzle device 8C, which is still another example of the variable nozzle device 8 shown in FIGS. It is the figure seen from the road 24 and the opposite side.
  • FIG. 10B is a diagram showing a part of the cross section along the axial direction of the drive ring 20 in the variable nozzle device 8C.
  • the reference numerals common to the configurations shown in FIGS. 3A and 3B indicate configurations similar to the configurations shown in FIGS. 3A and 3B unless otherwise specified. Description is omitted.
  • the surface 20c of the drive ring 20 on the pin vane lever 18A side (the surface of the drive ring 20 opposite to the exhaust gas flow path 24) includes a recess 32.
  • a tip 25 b of the lifting pin 25 is positioned inside the recess 32 .
  • the lifting pin 25 is in contact with a surface 32a1 of the inner surface 32a of the recess 32 that faces radially inward of the drive ring 20, and the drive ring 20 is lifted through the surface 32a1 of the recess 32 by the rotation of the pin-equipped vane lever 18A. configured to lift.
  • the concave portion 32 is formed in a sector shape, and the lifting pin 25 is formed in a circular shape.
  • the length of the arc forming the surface 32a1 is greater than the diameter of the lifting pin 25 and greater than the width of the recess 32 in the radial direction of the drive ring 20.
  • the distance between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the rotation axis C of the vane lever 18A with a pin is lifted at a nozzle opening degree at which the driving force for rotating the drive ring 20 tends to increase.
  • the frictional force between the inner peripheral surface 20a of the drive ring and the first annular member 12 at the nozzle opening can be reduced with a simple configuration.
  • an increase in the driving force for rotating the drive ring 20 can be suppressed with a simple configuration, and an increase in size of the actuator for rotating the drive ring 20 can be suppressed.
  • the recess 32 can be formed radially outward of the drive ring 20 from the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20, the rotation radius of the lifting pin 25 (lifting pin 25 and the rotation axis C) can be increased, and the frictional force between the drive ring 20 and the first annular member 12 can be reduced over a wide range in the circumferential direction of the drive ring 20 . Moreover, compared with the variable nozzle device 8B, the contact range between the lifting pin 25 and the drive ring 20 can be widened, which is advantageous in terms of wear resistance.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the opening degree of the variable nozzle vane 16 and the drive torque required for the actuator to rotate the drive ring 20 when the lifting pin 25 is not provided in the variable nozzle device 8. is.
  • the opening of the variable nozzle vanes 16 is simply referred to as nozzle opening.
  • the driving torque of the actuator in the process of changing the nozzle opening from fully open (maximum) to fully closed (minimum) is greater than that of the actuator in the process of changing the nozzle opening from fully closed to fully open. It tends to be larger than the driving torque.
  • the position where the drive ring 20 receives the force for rotating the drive ring 20 (the position of the pin 23) is defined as the 0 degree position in the circumferential direction of the drive ring 20, and the variable nozzle vane
  • the rotational direction d1 of the drive ring 20 for rotating the nozzle 16 in the closing direction is defined as the positive direction of the position in the circumferential direction of the drive ring 20
  • the variable nozzle device 8 can be rotated 180 degrees to 360 degrees in the circumferential direction of the drive ring 20. degree range (more preferably within the range of 225 degrees to 315 degrees).
  • the opening near full opening in the process of changing the nozzle opening from fully open (maximum) to fully closed (minimum) for example, the nozzle opening is 65% to 95%).
  • the degree of opening in the vicinity of fully closed for example, region S2 where the nozzle opening is 0% to 30%
  • the drive torque required for the actuator is particularly large.
  • the drive torque required for the actuator is calculated for each of the opening degree near full opening (region S1 above) and the opening degree near full closing (region S2 above) in the process of changing the nozzle opening degree from full open to full close. It is desirable to determine the placement of the pinned vane lever 18A so that it can be lowered.
  • the pin 23 of the drive ring 20 (not shown) Assuming that the direction of the driving force received from the actuator is F1, and the direction of the driving force that the pin 23 of the drive ring 20 receives from the actuator (not shown) at the opening near the fully closed position is F2, the rotation of the drive ring 20 changes the position of the pin 23. Since the position of the pin 23 indicated by the solid line changes to the position of the pin 23 indicated by the broken line, the direction F1 and the direction F2 are different directions.
  • the plurality of vane levers 18 of the variable nozzle device 8 are in the process of changing the nozzle opening degree of the variable nozzle device 8 from fully open to fully closed.
  • a pin 25 is provided in order to reduce the lift of the first pin vane levers 18A1 (two first pin vane levers 18A1 in the illustrated example) described below within a range of 180 degrees to 270 degrees in the circumferential direction of the drive ring 20
  • a pin 25 is provided.
  • the variable nozzle device 8 is configured to reduce the driving torque of the actuator at the opening degree near the fully closed state in the process of changing the nozzle opening degree of the variable nozzle device 8 from fully closed to fully open.
  • lift pins 25 of second pinned vane levers 18A2 are provided in the range of 270 degrees to 360 degrees at .
  • FIG. 13 shows each part of the first vane lever with pin 18A1 and the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 (the surface of the drive ring 20 contacting the lifting pin 25) when the drive ring 20 is not lifted by the lifting pin 25.
  • 1 is an axial view schematically showing the positional relationship of .
  • the farthest position from the rotation axis C of the first pin vane lever 18A1 on the outer peripheral surface 25a of the lifting pin 25 is P1
  • the distance between the position P1 and the rotation axis C of the first pin vane lever 18A1 is r1
  • the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 when the drive ring 20 is not lifted by the lifting pins 25 (the surface of the drive ring 20 contacting the lifting pins 25) and the rotation axis C of the first vane lever with pin 18A1 the lifting pin 25 is arranged so as to satisfy r1>r0.
  • the trajectory of the position P1 when the first pin vane lever 18A1 is rotated around the rotation axis C of the first pin vane lever 18A1 is indicated by a dashed circle, and the drive ring 20 is lifted.
  • the position of the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 when it is not lifted by the pins 25, and the drive ring 20 is moved outward in the radial direction by the lifting pins 25 when the locus of the lifting pins 25 exceeds the position in the radial direction. be lifted.
  • the lifting pin 25 shown in FIG. 13 is arranged at a position shifted in the direction d1 from the widthwise center of the first vane lever with pin 18A1 (the position of the dashed line in FIG. 13).
  • the difference (r1-r0) between the distance r1 and the distance r0 becomes maximum when the nozzle opening is close to full opening (for example, the opening is within the range of 65% to 95%).
  • the effect of lifting the drive ring 20 by 25 is maximized.
  • the distance r between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the rotation axis C of the first pinned vane lever 18A1 is maximized when the nozzle opening is within the range of 65% to 95%.
  • the width direction of the first vane lever 18A1 with pin means the rotation axis C of the first vane lever 18A1 with pin and the longitudinal direction of the vane lever 18A1 with pin 18A1 (direction along the dashed line in FIG. 13). It is the orthogonal direction.
  • FIG. 14 shows each part of the second vane lever with pin 18A2 and the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 (the surface of the drive ring 20 that contacts the lifting pin 25) in a state where the drive ring 20 is not lifted by the lifting pin 25.
  • 1 is an axial view schematically showing the positional relationship of .
  • the farthest position from the rotation axis C of the second pin vane lever 18A2 on the outer peripheral surface 25a of the lifting pin 25 is P1
  • the distance between the position P1 and the rotation axis C of the second pin vane lever 18A2 is r1
  • the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 when the drive ring 20 is not lifted by the lifting pins 25 (the surface in contact with the lifting pins 25 of the drive ring 20) and the rotation axis C of the second vane lever with pin 18A2 the lifting pin 25 is arranged so as to satisfy r1>r0.
  • the trajectory of the position P1 when the second pin vane lever 18A2 is rotated around the rotation axis C of the second pin vane lever 18A2 is indicated by the dashed-dotted circle, and the drive ring 20 is lifted.
  • the drive ring 20 is lifted by the lifting pins 25 when the trajectory of the lifting pins 25 exceeds the position of the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 when it is not lifted by the pins 25 .
  • the lift pin 25 shown in FIG. 14 is located at a position shifted in the direction opposite to the first direction d1 in the circumferential direction of the drive ring 20 from the center in the width direction of the second vane lever 18A2 with pin (the position indicated by the dashed line in FIG. 14). are placed in As a result, the difference (r1-r0) between the distance r1 and the distance r0 becomes maximum when the nozzle opening is close to fully closed (for example, the opening is within the range of 0% to 30%). The lifting effect of the drive ring 20 by the pin 25 is maximized.
  • the distance r between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the rotation axis C of the second pin vane lever 18A2 is maximized when the nozzle opening is within the range of 0% to 30%.
  • the width direction of the second vane lever 18A2 with pin means the rotation axis C of the vane lever 18A2 with a pin and the longitudinal direction of the vane lever 18A2 with a pin 18A2 (direction along the dashed line in FIG. 14). It is the orthogonal direction.
  • the arrangement of the pin vane lever 18A may be determined so as to reduce the drive torque required for the actuator.
  • the driving force for rotating the drive ring 20 acts on the pin 23 from the actuator in the direction of arrow F3 shown in FIG. .
  • the plurality of vane levers 18 of the variable nozzle device 8 are positioned within a range of 90 degrees to 180 degrees in the circumferential direction of the drive ring 20 to lift a third pin-equipped vane lever 18A3 described below.
  • a pin 25 may be provided.
  • the plurality of vane levers 18 of the variable nozzle device 8 are provided with two third vane levers 18A3 with pins within a range of 90 degrees to 180 degrees in the circumferential direction of the drive ring 20 .
  • FIG. 16 shows each part of the third pin-equipped vane lever 18A3 and the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 (the surface of the drive ring 20 contacting the lifting pin 25) when the drive ring 20 is not lifted by the lifting pin 25. is an axial view showing the positional relationship of the .
  • the farthest position from the rotation axis C of the third pin vane lever 18A3 on the outer peripheral surface 25a of the lifting pin 25 is P1
  • the distance between the position P1 and the rotation axis C of the third pin vane lever 18A3 is r1
  • the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 when the drive ring 20 is not lifted by the lifting pins 25 (the surface in contact with the lifting pins 25 of the drive ring 20) and the rotation axis C of the third vane lever with pin 18A3 the lifting pin 25 is arranged so as to satisfy r1>r0.
  • the trajectory of the position P1 when the third pin-equipped vane lever 18A3 is rotated around the rotation axis C of the third pin-equipped vane lever 18A3 is indicated by the dashed-dotted circle.
  • the drive ring 20 is lifted by the lifting pins 25 when the trajectory of the lifting pins 25 exceeds the position of the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 when it is not lifted by the pins 25 .
  • the lifting pin 25 shown in FIG. 16 is arranged at a position shifted in the circumferential direction of the drive ring 20 from the center in the width direction of the third pin-equipped vane lever 18A3 (the position indicated by the dashed line in FIG. 16) in the direction opposite to the direction d1. It is In the third pin vane lever 18A3, the difference (r1 ⁇ r0) is maximized, and the lifting effect of the drive ring 20 by the lift pin 25 is maximized. In other words, the distance r between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the rotation axis C of the third pinned vane lever 18A3 is maximized when the nozzle opening is within the range of 20% to 50%.
  • the width direction of the third vane lever 18A3 with a pin means the rotation axis C of the vane lever 18A3 with a pin and the longitudinal direction of the vane lever 18A3 with a pin 18A3 (direction along the dashed line in FIG. 16). It is the orthogonal direction.
  • the torque for rotating the drive ring 20 may increase. 50%), the frictional force between the drive ring 20 and the first annular member 12 can be effectively reduced. As a result, an increase in drive torque required for the actuator for driving the drive ring 20 can be suppressed, and an increase in size of the actuator can be suppressed.
  • FIG. 17 is a view of a variable nozzle device 8D according to another embodiment, viewed along the axial direction of the turbine wheel 2 from the bearing casing 6 side (compressor side).
  • the variable nozzle device 8D includes a connecting member 40 (drive ring pressing portion) that connects a pair of adjacent vane levers 18B and 18C among the plurality of vane levers 18.
  • a pin 42 projecting in the axial direction of the drive ring 20 is provided on the surface 18d of each of the vane levers 18B and 18C opposite to the exhaust gas flow path 24, and one end of the connecting member 40 is connected to the vane lever.
  • the other end of the connecting member 40 is rotatably connected to a pin 42 provided on the vane lever 18C.
  • a pin 44 projecting in the axial direction of the drive ring 20 is provided on the surface 20 b of the drive ring 20 opposite to the exhaust gas flow path 24 .
  • the connecting member 40 is positioned inside the pin 44 in the radial direction of the drive ring 20 and is provided so as to contact the pin 44 in the radial direction of the drive ring 20 .
  • the connecting member 40 swings along an arc as indicated by arrow d3 in conjunction with the rotation of the pair of vane levers 18B and 18C, and can lift the drive ring 20.
  • variable nozzle device 8D is configured such that the connecting member 40 (and By providing the pins 42 and 44 of the pair of vane levers 18B and 18C, it is possible to reduce the driving torque of the drive ring 20 when changing the nozzle opening of the variable nozzle device 8D in the closing direction.
  • the pin 42 provided on the vane lever 18B is arranged at a position shifted in the direction d1 in the circumferential direction from the center in the width direction of the vane lever 18B, and the pin 42 provided on the vane lever 18C , in the circumferential direction of the drive ring 20 from the center of the vane lever 18C in the width direction.
  • the lifting effect of the drive ring 20 by the connecting member 40 is maximized when the nozzle opening is close to full opening (for example, the opening is within the range of 65% to 95% corresponding to the region S2 in FIG. 11). Become.
  • the distance between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the rotation axis C of the vane lever 18B is maximized when the nozzle opening is within the range of 65% to 95%
  • the inner peripheral surface of the drive ring 20 The distance between 20a and the rotation axis C of the vane lever 18C is maximized when the nozzle opening is within the range of 65% to 95%.
  • the width direction of the vane lever 18B is a direction orthogonal to the rotation axis of the vane lever 18B and the longitudinal direction of the vane lever 18B
  • the width direction of the vane lever 18C is the rotation axis of the vane lever 18C and the longitudinal direction of the vane lever 18C. It is a direction orthogonal to each.
  • the position at which the drive ring 20 is pressed in the radial direction of the drive ring 20 can be set at any position in the circumferential direction of the drive ring 20.
  • the drive ring 20 can be displaced by being pressed in the radial direction of the drive ring 20 at a position apart from each of the vane levers 18B and 18C in the circumferential direction of the ring 20 .
  • the frictional force between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the first annular member 12 can be reduced at any nozzle opening.
  • FIG. 18 is a view of a variable nozzle device 8E according to another embodiment, viewed along the axial direction of the turbine wheel 2 from the bearing casing 6 side (compressor side).
  • variable nozzle device 8E includes a connecting member 40 (drive ring pressing portion) that connects a pair of adjacent vane levers 18D and 18E among the plurality of vane levers 18.
  • a pin 42 projecting in the axial direction of the drive ring 20 is provided on the surface 18d of each of the vane levers 18D and 18E opposite to the exhaust gas flow path 24, and one end of the connecting member 40 is connected to the vane lever.
  • the other end of the connecting member 40 is rotatably connected to a pin 42 provided on the vane lever 18E.
  • a pin 44 projecting in the axial direction of the drive ring 20 is provided on the surface 20 b of the drive ring 20 opposite to the exhaust gas flow path 24 .
  • the connecting member 40 is positioned inside the pin 44 in the radial direction of the drive ring 20 and is provided so as to contact the pin 44 in the radial direction of the drive ring 20 .
  • the connecting member 40 swings along an arc as indicated by arrow d4 in conjunction with the rotation of the pair of vane levers 18D and 18E, and can lift the drive ring 20.
  • variable nozzle device 8E is arranged to extend the connecting member 40 (and By providing the pin 42 and pin 44 of the pair of vane levers 18D and 18E, the drive ring 20 is driven when changing the direction of opening the nozzle opening of the variable nozzle device (when rotating the drive ring in the direction d2). Torque can be reduced.
  • the pin 42 provided on the vane lever 18D extends from the center of the vane lever 18D in the width direction in the circumferential direction of the drive ring 20 in a direction d2 (nozzle opening degree opening) opposite to the direction d1.
  • the pin 42 provided on the vane lever 18E is arranged at a position shifted in the direction of rotation of the drive ring 20 when the direction is changed), and the pin 42 provided on the vane lever 18E is arranged in the direction d2 in the circumferential direction of the drive ring 20 from the center in the width direction of the vane lever 18E. It is placed in a shifted position.
  • the lifting effect of the drive ring 20 by the connecting member 40 is maximized. becomes.
  • the distance r between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the rotation axis C of the vane lever 18D is maximized when the nozzle opening is within the range of 0% to 30%.
  • the distance r between the surface 20a and the rotation axis C of the vane lever 18E is maximized when the nozzle opening is within the range of 0% to 30%.
  • the width direction of the vane lever 18D is a direction orthogonal to the rotation axis of the vane lever 18D and the longitudinal direction of the vane lever 18D
  • the width direction of the vane lever 18E is the rotation axis of the vane lever 18E and the longitudinal direction of the vane lever 18E. It is a direction orthogonal to each.
  • the position at which the drive ring 20 is pressed in the radial direction of the drive ring 20 can be set at any position in the circumferential direction of the drive ring 20.
  • the drive ring 20 can be displaced by being pressed in the radial direction of the drive ring 20 at a position apart from each of the vane levers 18B and 18C in the circumferential direction of the ring 20 .
  • the frictional force between the inner peripheral surface 20a of the drive ring 20 and the first annular member 12 can be reduced at any nozzle opening.
  • the lifting pin 25 may be configured as a separate part from the vane lever 18 in the above-described variable nozzle device 8 (8A-8C).
  • the workability of the vane lever 8 is advantageous.
  • the lifting pin 25 may be fixed by press-fitting or the like into a through-hole extending through the main body portion 18a of the vane lever 18 in the axial direction of the drive ring 20, or fixed to the main body portion 18a of the vane lever 18 by welding or the like. may be
  • the pinned vane lever 18A may be provided with two lifting pins 25, as shown in FIG. 20, for example.
  • the two lifting pins 25 provided on the pin vane lever 18A are arranged on one side and the other side of the pin vane lever 18A across the widthwise center of the pin vane lever 18A.
  • the drive ring 20 can be lifted both when the opening is within the range of 0% to 30% corresponding to the region S1).
  • a variable nozzle device for example, the above-described variable nozzle device 8 (8A to 8E) of a variable displacement turbocharger (for example, the above-described variable displacement turbocharger 100), a first annular member (eg, the first annular member 12 described above); From a scroll flow path (for example, the above-described scroll flow path 10) provided facing the first annular member and formed on the outer peripheral side of the turbine wheel (for example, the above-described turbine wheel 2) of the turbocharger to the turbine wheel a second annular member (for example, the above-described second annular member 14) that forms an exhaust gas passage (for example, the above-described exhaust gas passage 24) for guiding exhaust gas between the first annular member and the first annular member; A rotatable variable nozzle vane (for example, the variable nozzle vane 16 described above) provided in the exhaust gas flow path; First vane levers connected to the shafts of the variable nozzle vanes (for
  • the drive ring pressing portion presses and displaces the drive ring in the radial direction of the drive ring.
  • the distance between the surface and the axis of rotation of the first vane lever can be varied. Therefore, by arranging the drive ring pressing portion so that the distance between the inner peripheral surface of the drive ring and the rotation axis of the pin-equipped vane lever increases at the opening of the nozzle at which the driving force for rotating the drive ring tends to increase. , the frictional force between the inner peripheral surface of the drive ring and the first annular member can be reduced at the nozzle opening. As a result, it is possible to suppress an increase in the driving force for rotating the drive ring, and to suppress an increase in the size of the actuator for rotating the drive ring.
  • the drive ring pressing portion is a pin (for example, the above-described lifting pin 25) protruding in the axial direction of the drive ring from the drive ring-side surface (for example, the above-described surface 18c) of the first vane lever.
  • variable nozzle device described in (2) above, the effect of (1) above can be obtained with a simple configuration.
  • the drive ring includes a convex portion (for example, the above-described convex portion 26) that protrudes in the axial direction of the drive ring from the first vane lever-side surface (for example, the above-described surface 20c) of the drive ring,
  • the convex portion is positioned outside the pin in the radial direction of the drive ring,
  • the pin is configured to displace the drive ring by pressing the convex portion in the radial direction of the drive ring when the first vane lever rotates.
  • variable nozzle device since the convex portion can be formed outside the inner peripheral surface of the drive ring in the radial direction of the drive ring, compared with the configuration in (6) below, The radius of rotation of the pin can be increased, and the frictional force between the drive ring and the first annular member can be reduced over a wide range in the circumferential direction of the drive ring.
  • the radially inner surface of the drive ring (for example, the above-described surface 26a) in the protrusion is formed by a concave curve (for example, the above-described concave curve 28).
  • the frictional force between the drive ring and the first annular member is reduced compared to the case where the radially inner surface of the drive ring in the convex portion is configured by a flat surface. It can be reduced over a wide range in the circumferential direction of the drive ring.
  • the surface of the drive ring on the first vane lever side (for example, the surface 20c described above) includes a recess (for example, the recess 32 described above), the tip of the pin is positioned inside the recess, When the first vane lever rotates, the pin presses a surface (for example, the above-described surface 32a1) of the inner surface of the recess that faces radially inward of the drive ring in the radial direction of the drive ring. configured to displace the drive ring;
  • the pin can be increased, and the frictional force between the drive ring and the first annular member can be reduced over a wide range in the circumferential direction of the drive ring.
  • the contact range between the pin and the drive ring can be widened, which is advantageous in terms of wear resistance.
  • the pin displaces the drive ring by pressing the inner peripheral surface of the drive ring (for example, the inner peripheral surface 20a described above) in the radial direction of the drive ring when the first vane lever rotates. Configured.
  • variable nozzle device since there is no need to provide a unique structure such as the protrusion (3) or the recess (5) in the portion of the drive ring that contacts the pin, It is advantageous in terms of strength. Moreover, since the contact range with the pin in the drive ring can be widened, it is advantageous in terms of wear resistance.
  • variable nozzle device in the variable nozzle device according to any one of (2) to (6) above, The pin is configured as a separate part from the first vane lever.
  • variable nozzle device it is advantageous in terms of workability of the first vane lever, compared to the case where the first vane lever is formed as a single component. In addition, it is advantageous in that it becomes easy to adopt an arbitrary shape such as a polygon for the pin.
  • the pin When viewed from the axial direction of the drive ring, the pin is arranged at a position shifted in the circumferential direction of the drive ring from the widthwise center of the first vane lever.
  • variable nozzle device it is possible to reduce the frictional force between the drive ring and the first annular member when the nozzle opening is close to full opening or close to full closing.
  • the drive ring pressing portion is a connecting member (for example, the connecting member 40 described above) that connects the first vane lever and the second vane lever, The connecting member is configured to press and displace the drive ring in a radial direction of the drive ring when the first vane lever rotates.
  • the connecting member by providing the connecting member, the position at which the drive ring is pressed in the radial direction of the drive ring can be set to any position in the circumferential direction of the drive ring, The drive ring can be pushed and displaced in the radial direction of the drive ring at a position away from the vane lever in the circumferential direction of the drive ring. Further, by adjusting the position of the connecting member, it is possible to reduce the frictional force between the inner peripheral surface of the drive ring and the first annular member at any nozzle opening.
  • variable nozzle device in the variable nozzle device according to any one of (1) to (9) above, The distance between the inner peripheral surface of the drive ring and the rotation axis of the first vane lever is maximized when the opening of the variable nozzle vane is in the range of 65% to 95%.
  • variable nozzle device in the process of changing the nozzle opening in the closing direction, the frictional force between the drive ring and the first annular member tends to increase near full opening (65% to 95%). can effectively reduce the frictional force between the drive ring and the first annular member at the opening of the nozzle. As a result, it is possible to suppress an increase in the driving force for rotating the drive ring, and to suppress an increase in the size of the actuator for rotating the drive ring.
  • variable nozzle device in the variable nozzle device according to any one of (1) to (9) above, The distance between the inner peripheral surface of the drive ring and the rotation axis of the first vane lever is maximized when the opening of the variable nozzle vane is in the range of 0% to 30%.
  • variable nozzle device in the process of changing the nozzle opening in the closing direction, the frictional force between the drive ring and the first annular member tends to increase near full closure (0% to 30% ), the frictional force between the drive ring and the first annular member can be effectively reduced. As a result, it is possible to suppress an increase in the driving force for rotating the drive ring, and to suppress an increase in the size of the actuator for rotating the drive ring.
  • the drive ring includes a force receiving portion (for example, the pin 23 described above) that receives a force that rotates the drive ring,
  • the position of the force receiving portion is defined as the 0 degree position in the circumferential direction of the drive ring
  • the rotation direction of the drive ring for rotating the variable nozzle vanes in the closing direction is defined as
  • the drive ring pressing portion is positioned within a range of 180 degrees to 360 degrees in the circumferential direction of the drive ring.
  • variable nozzle vanes In a typical variable nozzle device, torque is applied to the variable nozzle vanes in the direction of opening them due to the fluid force of the exhaust gas that has flowed in from the scroll flow path. Therefore, when rotating the variable nozzle vane in the closing direction, it is necessary to change the nozzle opening against the torque due to the fluid force of the exhaust gas. The torque required to rotate the For this reason, it is desirable to reduce the driving force for rotating the drive ring when rotating the variable nozzle vanes in the closing direction, from the viewpoint of downsizing the actuator.
  • the drive ring pressing portion within the range of 180 degrees to 360 degrees in the circumferential direction of the drive ring as described in (12) above, the drive ring generated when the variable nozzle vanes are rotated in the closing direction.
  • An increase in friction between the inner peripheral surface and the first annular member can be suppressed, and an increase in driving force for rotating the drive ring can be suppressed.
  • variable displacement turbocharger according to at least one embodiment of the present disclosure (for example, the variable displacement turbocharger 100 described above)
  • the variable nozzle device according to any one of (1) to (12) above for example, the variable nozzle device 8 (8A to 8E) described above); the turbine wheel; a casing housing the turbine wheel; Prepare.
  • variable displacement turbocharger since it includes the variable nozzle device described in any one of (1) to (12) above, an increase in driving force for rotating the drive ring is suppressed. In addition, it is possible to suppress an increase in the size of the actuator for rotating the drive ring.

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Abstract

可変容量型ターボチャージャの可変ノズル装置であって、第１ベーンレバーに設けられ、第１ベーンレバーが回動したときにドライブリングをドライブリングの径方向に押圧して変位させることにより、ドライブリングの内周面と第１ベーンレバーの回転軸線との距離を変化させるように構成されたドライブリング押圧部を備える。

Description

可変ノズル装置及び可変容量型ターボチャージャ
　本開示は、可変ノズル装置及び可変容量型ターボチャージャに関する。
　特許文献１には、可変容量型ターボチャージャ（ＶＧターボチャージャ）の可変ノズル装置が開示されており、可変ノズル装置は、タービンのスクロール流路からタービンホイールに排ガスを導くための排ガス流路の流路面積を可変ノズルベーンの翼角を変化させることによって調節するように構成されている。
　典型的な可変容量型ターボチャージャでは、周方向に間隔をあけて配置された可変ノズルベーンを同時に開閉するために、電動のアクチュエータの駆動力を可変ノズルベーンに伝達するためのリンク機構が採用されている。ターボチャージャの小型化や軽量化を実現するためにはリンク機構の各部の接触力は小さい方が望ましいが、ターボチャージャのタービンは高温環境で使用されるため、リンク機構における高温部品とアクチュエータとの距離を確保する必要があり、摩擦部品が増加することでアクチュエータに要求される駆動力が増加する傾向にある。アクチュエータに要求される駆動力の増加は、アクチュエータを大型化させる要因となるため、対策が必要である。
国際公開第２０１９／０９００１８号
　ところで、可変容量型ターボチャージャにおける典型的な可変ノズル装置は、可変ノズルベーンを回動可能に支持する第１環状部材と、第１環状部材との間に排ガス流路を形成する第２環状部材と、第１環状部材を挟んで排ガス流路と反対側に設けられ、可変ノズルベーンの軸部に接続するベーンレバーと、ベーンレバーに係合し、ベーンレバーを可変ノズルベーンの回転軸線の周りに回動させるように構成されたドライブリングとを備える。
　このような可変ノズル装置において、図２１に示すように、ドライブリングを回転させるための駆動力をドライブリング（図に示す例ではドライブリングの位置Ａ）に伝達する場合、当該駆動力によってドライブリングが変位する。これにより、ドライブリングの内周面は、ドライブリングの中心に対してドライブリングの変位する方向と反対側の位置（図に示す例では位置Ｂ）で第１環状部材に接触して接触部を押圧することとなり、ドライブリングと第１環状部材との摩擦力が増大する。この場合、ドライブリングを回転させるためのアクチュエータに要求される駆動力が増大し、アクチュエータの大型化を招く恐れがある。特許文献１には、このような課題を解決するための知見は何ら開示されていない。
　上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、ドライブリングを回転させるための駆動力の増大を抑制可能な可変ノズル装置及びこれを備える可変容量型ターボチャージャを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る可変ノズル装置は、
　可変容量型ターボチャージャの可変ノズル装置であって、
　第１環状部材と、
　前記第１環状部材に対向して設けられ、前記ターボチャージャのタービンホイールの外周側に形成されるスクロール流路から前記タービンホイールに排ガスを導くための排ガス流路を前記第１環状部材との間に形成する第２環状部材と、
　前記排ガス流路に設けられた回動可能な可変ノズルベーンと、
　前記可変ノズルベーンの軸部に接続する第１ベーンレバーと、
　前記第１ベーンレバーに係合し、前記第１ベーンレバーを前記軸部の回転軸線の周りに回動させるように構成されたドライブリングと、
　前記第１ベーンレバーに設けられ、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記ドライブリングを前記ドライブリングの径方向に押圧して変位させることにより、前記ドライブリングの内周面と前記第１ベーンレバーの回転軸線との距離を変化させるように構成されたドライブリング押圧部と、
　を備える。
　上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る可変容量型ターボチャージャは、
　上記可変ノズル装置と、
　前記タービンホイールと、
　前記タービンホイールを収容するケーシングと、
　を備える。
　本開示の少なくとも一実施形態によれば、ドライブリングを回転させるための駆動力の増大を抑制可能な可変ノズル装置及びこれを備える可変容量型ターボチャージャが提供される。
一実施形態に係る可変容量型ターボチャージャの回転軸線に沿った断面の一部を示す概略断面図である。 可変ノズル装置をタービンホイールの軸方向に沿って軸受ケーシング側（コンプレッサ側）から視た図である。 図１及び図２に示した可変ノズル装置の一例の一部を示す図であり、可変ノズル装置の一部をドライブリングの軸方向における排ガス流路と反対側から視た図である。 可変ノズル装置におけるドライブリングの軸方向に沿った断面の一部を示す図である。 ドライブリングが持ち上げピンによって持ち上げられていない状態におけるベーンレバーの各部とドライブリングの内周面（ドライブリングにおける持ち上げピンに当接する面）の一部との位置関係を模式的に示す軸方向視図である。 図１及び図２に示した可変ノズル装置の他の一例の一部を示す図であり、可変ノズル装置の一部をドライブリングの軸方向における排ガス流路と反対側から視た図である。 可変ノズル装置におけるドライブリングの軸方向に沿った断面の一部を示す図である。 ドライブリングの軸方向に直交する断面における持ち上げピン及び凸部の形状の一例を示す図である。 ドライブリングの軸方向に直交する断面における持ち上げピン及び凸部の形状の他の一例を示す図である。 ドライブリングの軸方向に直交する断面における持ち上げピン及び凸部の形状の更に他の一例を示す図である。 ドライブリングの軸方向に直交する断面における持ち上げピン及び凸部の形状の更に他の一例を示す図である。 図１及び図２に示した可変ノズル装置の更に他の一例の一部を示す図であり、可変ノズル装置をドライブリングの軸方向における排ガス流路と反対側から視た図である。 可変ノズル装置におけるドライブリングの軸方向に沿った断面の一部を示す図である。 可変ノズル装置における持ち上げピンが設けられていない場合について、可変ノズルベーンの開度とドライブリングを回転させるために上記アクチュエータに要求される駆動トルクとの関係を示す図である。 ドライブリングの周方向における持ち上げピンの好ましい配置の一例を示す図である。 ドライブリングが持ち上げピンによって持ち上げられていない状態における第１のピン付ベーンレバーの各部とドライブリングの内周面（ドライブリングにおける持ち上げピンに当接する面）との位置関係を模式的に示す軸方向視図である。 ドライブリングが持ち上げピンによって持ち上げられていない状態における第２のピン付ベーンレバーの各部とドライブリングの内周面（ドライブリングにおける持ち上げピンに当接する面）との位置関係を模式的に示す軸方向視図である。 ドライブリングの周方向における持ち上げピンの好ましい配置の他の一例を示す図である。 ドライブリングが持ち上げピンによって持ち上げられていない状態における第３のピン付ベーンレバーの各部とドライブリングの内周面（ドライブリングにおける持ち上げピンに当接する面）との位置関係を示す軸方向視図である。 他の実施形態に係る可変ノズル装置をタービンホイールの軸方向に沿って軸受ケーシング側（コンプレッサ側）から視た図である。 他の実施形態に係る可変ノズル装置をタービンホイールの軸方向に沿って軸受ケーシング側（コンプレッサ側）から視た図である。 図１０Ｂに示した可変ノズル装置の変形例を示す断面図である。 ピン付ベーンレバーの構成の他の一例を示す図であり、可変ノズル装置の一部をドライブリングの軸方向における排ガス流路と反対側から視た図である。 ドライブリングの駆動時におけるドライブリングの内周面と第１環状部材との摩擦力について説明するための図である。
　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、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。
（可変容量型ターボチャージャ）
　図１は、一実施形態に係る可変容量型ターボチャージャ１００の回転軸線Ｏに沿った断面の一部を示す概略断面図である。以下、可変容量型ターボチャージャ１００を単にターボチャージャ１００と記載する
　ターボチャージャ１００は、不図示のコンプレッサと同軸に設けられたタービンホイール２と、タービンホイール２を収容するタービンケーシング４と、タービンホイール２を回転可能に支持する不図示の軸受を収容する軸受ケーシング６と、タービンケーシング４と軸受ケーシング６の間に設けられた可変ノズル装置８とを備えている。
　タービンケーシング４には、タービンホイール２の外周側にスクロール流路１０が形成されており、不図示のエンジンからの排ガスは、スクロール流路１０を通った後に可変ノズル装置８を介してタービンホイール２に供給される。
（可変ノズル装置）
　図２は、可変ノズル装置８をタービンホイール２の軸方向に沿って軸受ケーシング６側（コンプレッサ側）から視た図である。
　図１又は図２に示すように、可変ノズル装置８は、第１環状部材１２（ノズルマウント）、第２環状部材１４（ノズルプレート）、複数の可変ノズルベーン１６、複数のベーンレバー１８及びドライブリング２０を備えている。
　例えば図１に示すように、第１環状部材１２は、タービンホイール２の回転軸線Ｏを中心としてタービンホイール２の外周側に設けられる環状のプレートであり、複数の可変ノズルベーン１６を回動可能に支持する。第１環状部材１２には、第１環状部材１２の軸方向に貫通する複数の支持穴３０（貫通穴）が第１環状部材１２の周方向に間隔を空けて形成されている。複数の支持穴３０は、複数の可変ノズルベーン１６にそれぞれ１対１で対応して設けられており、支持穴３０の各々は、対応する可変ノズルベーン１６の軸部１６ａ（シャフト）を回動可能に支持している。第１環状部材１２は、タービンケーシング４及び軸受ケーシング６のうち少なくとも一方に固定されている。第１環状部材１２は、排ガス流路２４と反対側の面１２ａから第１環状部材１２の軸方向に向けて突出する突出部１３を含む。突出部１３は、ドライブリング２０の内周側に位置し、第１環状部材１２の径方向における突出部１３の外側の面１３ａは、ドライブリング２０の内周面２０ａに対向している。
　第２環状部材１４は、タービンホイール２の回転軸線Ｏを中心としてタービンホイール２の外周側に設けられる環状のプレートであり、第１環状部材１２に対向して設けられる。第２環状部材１４は、スクロール流路１０からタービンホイール２に排ガスを導くための環状の排ガス流路２４を第１環状部材１２との間に形成する。第１環状部材１２と第２環状部材とは、不図示の複数のサポートピンによって連結されている。
　複数の可変ノズルベーン１６は、第１環状部材１２と第２環状部材１４の間の排ガス流路２４に第１環状部材１２の周方向に間隔を空けて配置されており、第１環状部材１２の複数の支持穴３０にそれぞれ回動可能に支持されている。可変ノズル装置８は、複数の可変ノズルベーン１６の翼角を変化させることにより排ガス流路２４の流路面積を調節するよう構成されている。
　図１又は図２に示すように、複数のベーンレバー１８は、第１環状部材１２を挟んで排ガス流路２４と反対側において、ドライブリング２０の周方向に間隔を空けて設けられる。複数のベーンレバー１８は、複数の可変ノズルベーン１６にそれぞれ１対１で対応して設けられる。ベーンレバー１８の各々は、レバー本体部１８ａ及び係合凸部１８ｂを含む。レバー本体部１８ａは、対応する可変ノズルベーン１６の軸部１６ａにレバー本体部１８ａの一端側で接続し、径方向に沿って延在する。係合凸部１８ｂは、対応する可変ノズルベーン１６の軸部１６ａよりもドライブリング２０の径方向における外側においてレバー本体部１８ａから第１環状部材１２側にドライブリング２０の軸方向に突出してドライブリング２０の後述の切り欠き部２２ａに係合する。
　ドライブリング２０は、タービンホイール２の回転軸線Ｏの周りに設けられる環状のプレートであり、タービンホイール２の軸方向において第１環状部材１２と複数のベーンレバー１８との間に配置される。ドライブリング２０は、複数のベーンレバー１８の各々に係合し、複数のベーンレバー１８の各々を対応する可変ノズルベーン１６の軸部１６ａの回転軸線Ｃの周りに回動させるように構成される。図示する例では、ドライブリング２０の外周縁部２２には、ドライブリング２０の周方向に間隔を空けて複数の切り欠き部２２ａが設けられており、複数の切り欠き部２２ａは、複数の係合凸部１８ｂにそれぞれ１対１で対応して形成されている。ベーンレバー１８の係合凸部１８ｂは、対応する切り欠き部２２ａの内部に配置されて切り欠き部２２ａに係合する。
　ドライブリング２０が回転すると、切り欠き部２２ａに係合する係合凸部１８ｂがドライブリング２０の回転方向に移動することにより、可変ノズルベーン１６の軸部１６ａの回転軸線Ｃの周りにベーンレバー１８が回動する。ドライブリング２０の軸方向におけるドライブリング２０の一方側の面（図示する例ではドライブリング２０における排ガス流路２４と反対側の面）には、不図示のアクチュエータからドライブリング２０を回動させる駆動力を受けるための駆動力受け部としてのピン２３（図２参照）が設けられている。ピン２３は、軸方向におけるドライブリング２０の上記一方側の面から排ガス流路２４と反対側に向けて軸方向に突出している。
　かかる可変ノズル装置８では、可変容量型ターボチャージャ１００が備える不図示のアクチュエータから不図示のリンク機構を介してピン２３に伝達される駆動力によってドライブリング２０が回転駆動される。ドライブリング２０が回動すると、ドライブリング２０に係合している複数のベーンレバー１８の各々は、対応する可変ノズルベーン１６の軸部１６ａを回動させ、その結果、複数の可変ノズルベーン１６が同時に回動して複数の可変ノズルベーン１６の翼角が一様に変化する。このように、複数の可変ノズルベーン１６の各々の翼角はドライブリング２０によって同時に共通の翼角に調節される。
　図３Ａは、図１及び図２に示した可変ノズル装置８の一例である可変ノズル装置８Ａの一部を示す図であり、可変ノズル装置８Ａの一部をドライブリング２０の軸方向における排ガス流路２４と反対側から視た図である。図３Ｂは、可変ノズル装置８Ａにおけるドライブリング２０の軸方向に沿った断面の一部を示す図である。
　幾つかの実施形態では、例えば図３Ａ及び図３Ｂに示すように、可変ノズル装置８Ａの複数のベーンレバー１８は、ドライブリング２０に当接可能な持ち上げピン２５（ドライブリング押圧部）が設けられたベーンレバー１８を含む。以下、持ち上げピン２５が設けられたベーンレバー１８をピン付ベーンレバー１８Ａと記載する。持ち上げピン２５は、ピン付ベーンレバー１８Ａのレバー本体部１８ａにおけるドライブリング２０側の面１８ｃからドライブリング２０の軸方向に突出しており、ピン付ベーンレバー１８Ａの回動によってドライブリング２０を持ち上げるように構成される。図３Ａ及び図３Ｂに示す構成では、持ち上げピン２５は、ドライブリング２０の内周面２０ａにドライブリング２０の径方向に当接しており、ピン付ベーンレバー１８Ａの回動によってドライブリング２０の内周面２０ａを介してドライブリング２０をドライブリング２０の径方向における外側に持ち上げるように構成される。なお、本明細書において、「ドライブリング２０を持ち上げる」とは、ドライブリング２０をドライブリング２０の径方向に押圧して変位させることにより、ドライブリング２０の内周面２０ａをベーンレバー１８Ａの回転軸線Ｃから遠ざけることを意味する。
　以下、持ち上げピン２５によるドライブリング２０の持ち上げ効果について、図４を用いて説明する。
　図４は、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていない状態におけるベーンレバー１８の各部とドライブリング２０の内周面２０ａ（ドライブリング２０における持ち上げピン２５に当接する面）の一部との位置関係を模式的に示す軸方向視図である。
　図４に示すように、持ち上げピン２５の外周面２５ａにおけるピン付ベーンレバー１８Ａの回転軸線Ｃから最も遠い位置をＰ１、位置Ｐ１とピン付ベーンレバー１８Ａの回転軸線Ｃとの距離をｒ１、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていないときのドライブリング２０の内周面２０ａとピン付ベーンレバー１８Ａの回転軸線Ｃとの距離をｒ０とすると、ｒ１＞ｒ０を満たすように持ち上げピン２５が配置されている。図４では、ピン付ベーンレバー１８Ａの回転軸線Ｃの周りにピン付ベーンレバー１８Ａを回転させた場合における位置Ｐ１の軌跡を一点鎖線の円で示しており、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていないときのドライブリング２０の内周面２０ａの位置を持ち上げピン２５の上記軌跡が軸部１６ａの径方向における外側に超えているとき（ピン付きベーンレバー１８Ａの角度が図４の角度θの範囲内にあるとき）にドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられる。
　このように、持ち上げピン２５は、ピン付ベーンレバー１８Ａが回動したときにドライブリング２０をドライブリング２０の径方向に押圧して変位させることにより、ドライブリング２０の内周面２０ａとピン付ベーンレバー１８Ａの回転軸線Ｃとの距離を変化させることができる。このため、ドライブリング２０の内周面２０ａとピン付ベーンレバー１８Ａの回転軸線Ｃとの距離は、可変ノズルベーン１６の開度に応じてｒ０とｒ１との間で変化する。
　したがって、ドライブリング２０を回転させるための駆動力が大きくなりやすいノズル開度でドライブリング２０の内周面２０ａとピン付ベーンレバー１８Ａの回転軸線Ｃとの距離が大きくなるように持ち上げピン２５を配置することにより、該ノズル開度におけるドライブリングの内周面２０ａと第１環状部材１２との摩擦力を簡素な構成で低減することができる。これにより、ドライブリング２０を回転させるための駆動力の増大を抑制し、ドライブリング２０を回転させるためのアクチュエータの大型化を抑制することができる。
　また、持ち上げピン２５がドライブリング２０の内周面２０ａをドライブリング２０の径方向に押圧することによってドライブリング２０を持ち上げるため、後述の可変ノズル装置８Ｂ，８Ｃと比較して後述の凸部２６や凹部３２等の構造を設ける必要が無いため、強度の点で有利である。また、ドライブリング２０における持ち上げピン２５との接触範囲を広くとれるため、耐摩耗性の点で有利である。
　図５Ａは、図１及び図２に示した可変ノズル装置８の他の一例である可変ノズル装置８Ｂの一部を示す図であり、可変ノズル装置８Ｂの一部をドライブリング２０の軸方向における排ガス流路２４と反対側から視た図である。図５Ｂは、可変ノズル装置８Ｂにおける軸方向に沿った断面の一部を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂに示す可変ノズル装置８Ｂにおいて、図３Ａ及び図３Ｂに示した構成と共通の符号は、特記しない限り図３Ａ及び図３Ｂに示した各構成と同様の構成を示すものとし、説明を省略する。
　図５Ａ及び図５Ｂでは、ドライブリング２０は、ドライブリング２０の径方向における持ち上げピン２５の外側の位置に、ドライブリング２０におけるピン付ベーンレバー側の面２０ｃ（排ガス流路２４と反対側の面）からドライブリング２０の軸方向に突出する凸部２６を含む。持ち上げピン２５は、凸部２６にドライブリング２０の径方向に当接しており、ピン付ベーンレバー１８Ａの回動によって凸部２６を介してドライブリング２０をドライブリング２０の径方向における外側に持ち上げるように構成される。
　したがって、ドライブリング２０を回転させるための駆動力が大きくなりやすいノズル開度でドライブリング２０の内周面２０ａとピン付ベーンレバー１８Ａの回転軸線Ｃとの距離が大きくなるように持ち上げピン２５を配置することにより、該ノズル開度におけるドライブリングの内周面２０ａと第１環状部材１２との摩擦力を簡素な構成で低減することができる。これにより、ドライブリング２０を回転させるための駆動力の増大を簡素な構成で抑制し、ドライブリング２０を回転させるためのアクチュエータの大型化を抑制することができる。
　また、凸部２６をドライブリング２０の内周面２０ａよりもドライブリング２０の径方向における外側に形成することができるため、上記可変ノズル装置８Ａと比較して持ち上げピン２５の回転半径（持ち上げピン２５と回転軸線Ｃとの距離）を大きくすることができ、ドライブリング２０と第１環状部材１２との摩擦力をドライブリング２０の周方向の広い範囲に亘って低減することができる。
　なお、図５Ａに示す例では、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、持ち上げピン２５は円形に形成されており、凸部２６は四角形（図示する例では長方形）に形成されている。また、該軸方向に直交する断面において、ドライブリング２０の径方向に直交する方向における凸部２６の長さは、ドライブリング２０の径方向における凸部２６の幅よりも大きくなっており、持ち上げピン２５の直径よりも大きくなっている。ただし、持ち上げピン２５及び凸部２６の形状はこれに限らず、例えば図６～図９に示すように、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、四角形、多角形又は扇形状等であってもよく、円弧を含んでいてもよい。
　図６に示す例では、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、持ち上げピン２５は円形に形成されており、凸部２６におけるドライブリング２０の径方向の内側の面２６ａは凹曲線２８によって構成されている。また、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、上記凹曲線２８は円弧であり、凹曲線２８の曲率半径は、持ち上げピン２５の外周面２５ａの曲率半径よりも大きい。また、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、ドライブリング２０の径方向に直交する方向における凸部２６の長さは、ドライブリング２０の径方向における凸部２６の幅よりも長くなっており、持ち上げピン２５の直径よりも大きくなっている。このように、凸部２６におけるドライブリング２０の径方向の内側の面２６ａを凹曲線２８によって構成することにより、当該面２６ａを平面によって構成する場合と比較して、ドライブリング２０と第１環状部材１２との摩擦力をドライブリング２０の周方向の広い範囲に亘って低減することができる。
　図７に示す例では、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、持ち上げピン２５は多角形（図示する例では正八角形）に形成されており、凸部２６は四角形（長方形）に形成されている。また、凸部２６におけるドライブリング２０の径方向の内側の面２６ａは平面よって構成されている。また、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、ドライブリング２０の径方向に直交する方向における凸部２６の長さは、ドライブリング２０の径方向における凸部２６の幅よりも大きくなっており、ドライブリング２０の径方向に直交する方向おける持ち上げピン２５の幅よりも大きくなっている。図７に示す構成によれば、持ち上げピン２５によって凸部２６を持ち上げる持ち上げ効果を、周方向における広い範囲で得ることができる。
　図８に示す例では、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、持ち上げピン２５は円形に形成されており、凸部２６におけるドライブリング２０の径方向の内側の面２６ａは凹状（円弧に沿って複数の直線を接続した形状）によって構成されている。
　図９に示す例では、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、持ち上げピン２５は半円（扇形状）に形成されており、凸部２６は四角形（図示する例では長方形）に形成されている。また、凸部２６におけるドライブリング２０の径方向の内側の面２６ａは平面によって構成されている。ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、持ち上げピン２５は、上記半円を構成する円弧が凸部２６におけるドライブリング２０の径方向の内側の面２６ａに当接するように配置される。
　上記の幾つかの例のように、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、凸部２６におけるドライブリング２０の径方向の内側の面２６ａが凹曲線（例えば円弧）又は平面によって構成され、持ち上げピン２５が多角形等により構成される場合には、持ち上げピン２５によって凸部２６を持ち上げる持ち上げ効果を発揮できる範囲を任意に設定することができる。
　図１０Ａは、図１及び図２に示した可変ノズル装置８の更に他の一例である可変ノズル装置８Ｃの一部を示す図であり、可変ノズル装置８Ｃをドライブリング２０の軸方向における排ガス流路２４と反対側から視た図である。図１０Ｂは、可変ノズル装置８Ｃにおけるドライブリング２０の軸方向に沿った断面の一部を示す図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示す可変ノズル装置８Ｃにおいて、図３Ａ及び図３Ｂに示した構成と共通の符号は、特記しない限り図３Ａ及び図３Ｂに示した各構成と同様の構成を示すものとし、説明を省略する。
　図１０Ａ及び図１０Ｂでは、ドライブリング２０におけるピン付ベーンレバー１８Ａ側の面２０ｃ（ドライブリング２０における排ガス流路２４と反対側の面）は凹部３２を含む。持ち上げピン２５の先端部２５ｂは、凹部３２の内側に位置する。持ち上げピン２５は、凹部３２の内面３２ａのうちドライブリング２０の径方向の内側を向く面３２ａ１に当接しており、ピン付ベーンレバー１８Ａの回動によって凹部３２の面３２ａ１を介してドライブリング２０を持ち上げるように構成される。なお、図示する例では、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、凹部３２は扇形状に形成されており、持ち上げピン２５は円形に形成されている。また、ドライブリング２０の軸方向に直交する断面において、上記面３２ａ１を構成する円弧の長さは、持ち上げピン２５の直径より大きく、ドライブリング２０の径方向における凹部３２の幅より大きい。
　ノズル装置８Ｃにおいても、ドライブリング２０を回転させるための駆動力が大きくなりやすいノズル開度でドライブリング２０の内周面２０ａとピン付ベーンレバー１８Ａの回転軸線Ｃとの距離が大きくなるように持ち上げピン２５を配置することにより、該ノズル開度におけるドライブリングの内周面２０ａと第１環状部材１２との摩擦力を簡素な構成で低減することができる。これにより、ドライブリング２０を回転させるための駆動力の増大を簡素な構成で抑制し、ドライブリング２０を回転させるためのアクチュエータの大型化を抑制することができる。
　また、凹部３２をドライブリング２０の内周面２０ａよりもドライブリング２０の径方向における外側に形成することができるため、上記可変ノズル装置８Ａと比較して、持ち上げピン２５の回転半径（持ち上げピン２５と回転軸線Ｃとの距離）を大きくすることができ、ドライブリング２０と第１環状部材１２との摩擦力をドライブリング２０の周方向の広い範囲に亘って低減することができる。また、上記可変ノズル装置８Ｂと比較して、持ち上げピン２５とドライブリング２０との接触範囲を広くとれるため、耐摩耗性の点で有利である。
　ここで、上記可変ノズル装置８（８Ａ～８Ｃ）におけるピン付ベーンレバー１８Ａの好ましい配置等について説明する。
　図１１は、上記可変ノズル装置８における持ち上げピン２５が設けられていない場合について、可変ノズルベーン１６の開度とドライブリング２０を回転させるために上記アクチュエータに要求される駆動トルクとの関係を示す図である。以下、可変ノズルベーン１６の開度を単にノズル開度と記載する。
　図１１に示すように、ノズル開度を全開（最大）から全閉（最小）へ変更する過程における上記アクチュエータの駆動トルクの方が、ノズル開度を全閉から全開へ変更する過程におけるアクチュエータの駆動トルクよりも大きくなる傾向がある。
　以下、上記のようなノズル開度と駆動トルクとの関係が得られる理由について説明する。典型的な可変ノズル装置では、可変ノズルベーンには、スクロール流路から流入した排ガスの流体力によって、可変ノズルベーンを開く方向（図２の矢印ｄ０の方向）のトルクがかかっている。このため、可変ノズルベーンを閉じる方向に回動させる場合（図２においてドライブリング２０を矢印ｄ１の方向に回転させる場合）には、排ガスの流体力による上記矢印ｄ０の方向のトルクに逆らってノズル開度を変更する必要があるため、ノズル開度を開く方向に変更する場合よりも上記アクチュエータに要求される駆動トルクが大きくなると考えられる。このため、可変ノズルベーンを閉じる方向に回動させるときに上記アクチュエータに要求される駆動トルクを低減することが、アクチュエータの小型化等の観点で望ましい。
　したがって、例えば図１２に示すように、ドライブリング２０を回転させるための力をドライブリング２０が受ける位置（ピン２３の位置）をドライブリング２０の周方向における０度の位置と定義し、可変ノズルベーン１６を閉じる方向に回動させるためのドライブリング２０の回転方向ｄ１をドライブリング２０の周方向における位置の正方向と定義すると、可変ノズル装置８は、ドライブリング２０の周方向において１８０度～３６０度の範囲内（より望ましくは２２５度から３１５度の範囲内）にピン付ベーンレバー１８Ａの持ち上げピン２５を備えていることが望ましい。
　これにより、可変ノズルベーン１６を閉じる方向に回動させるときに生じるドライブリング２０の内周面２０ａと第１環状部材１２との摩擦の増大を抑制し、上記アクチュエータに要求される駆動トルクの増大を抑制することができる。
　また、図１１に示すように、従来の可変ノズル装置では、ノズル開度を全開（最大）から全閉（最小）へ変更する過程における全開近傍の開度（例えばノズル開度が６５％～９５％である領域Ｓ１）及び全閉近傍の開度（例えばノズル開度が０％～３０％である領域Ｓ２）において、アクチュエータに要求される駆動トルクが特に大きくなっていることが分かる。このため、ノズル開度を全開から全閉へ変更する過程における全開近傍の開度（上記領域Ｓ１）及び全閉近傍の開度（上記領域Ｓ２）の各々について、アクチュエータに要求される駆動トルクを下げられるように、ピン付ベーンレバー１８Ａの配置を決定することが望ましい。
　また、図１２に示すように、可変ノズル装置８のノズル開度を全開（最大）から全閉（最小）へ変更する過程において、全開近傍の開度においてドライブリング２０のピン２３が不図示のアクチュエータから受ける駆動力の方向をＦ１、全閉近傍の開度においてドライブリング２０のピン２３が不図示のアクチュエータから受ける駆動力の方向をＦ２とすると、ドライブリング２０の回転によりピン２３の位置が実線で示すピン２３の位置から破線で示すピン２３の位置へ変化するため、方向Ｆ１と方向Ｆ２とは異なる方向となる。
　このため、図１２に示す例では、可変ノズル装置８の複数のベーンレバー１８は、可変ノズル装置８のノズル開度を全開から全閉へ変更する過程における全開近傍の開度でのアクチュエータの駆動トルクを低減するために、ドライブリング２０の周方向における１８０度から２７０度の範囲内に以下で説明する第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１（図示する例では２つの第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１）の持ち上げピン２５を備えている。また、可変ノズル装置８は、可変ノズル装置８のノズル開度を全閉から全開へ変更する過程における全閉近傍の開度でのアクチュエータの駆動トルクを低減するために、ドライブリング２０の周方向における２７０度から３６０度の範囲内に以下で説明する第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２（図示する例では２つの第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２）の持ち上げピン２５を備えている。
　図１３は、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていない状態における第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１の各部とドライブリング２０の内周面２０ａ（ドライブリング２０における持ち上げピン２５に当接する面）との位置関係を模式的に示す軸方向視図である。
　図１３に示す構成において、持ち上げピン２５の外周面２５ａにおける第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１の回転軸線Ｃから最も遠い位置をＰ１、位置Ｐ１と第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１の回転軸線Ｃとの距離をｒ１、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていないときのドライブリング２０の内周面２０ａ（ドライブリング２０における持ち上げピン２５に当接する面）と第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１の回転軸線Ｃとの距離をｒ０とすると、ｒ１＞ｒ０を満たすように持ち上げピン２５が配置されている。図１３では、第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１の回転軸線Ｃの周りに第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１を回転させた場合における位置Ｐ１の軌跡を一点鎖線の円で示しており、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていないときのドライブリング２０の内周面２０ａの位置を持ち上げピン２５の上記軌跡が径方向における外側に超えているときにドライブリング２０は持ち上げピン２５によって径方向における外側に持ち上げられる。
　また、図１３に示す持ち上げピン２５は、第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１の幅方向の中央（図１３における一点鎖線の位置）から上記方向ｄ１にずれた位置に配置されている。これにより、ノズル開度が全開近傍の開度（例えば６５％～９５％の範囲内の開度）であるときに上記距離ｒ１と距離ｒ０との差（ｒ１－ｒ０）が最大となり、持ち上げピン２５によるドライブリング２０の持ち上げ効果が最大となる。換言すれば、ドライブリング２０の内周面２０ａと第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１の回転軸線Ｃとの距離ｒは、ノズル開度が６５％～９５％の範囲内にあるときに最大となる。なお、第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１の幅方向とは、第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１の回転軸線Ｃ及び第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１の長手方向（図１３における一点鎖線に沿う方向）の各々と直交する方向である。
　図１３に示す構成によれば、ノズル開度を閉方向に変更する過程について、ドライブリング２０を回転させるための駆動力が大きくなりやすい全開近傍（６５％～９５％）のノズル開度におけるドライブリング２０の内周面２０ａと第１環状部材１２との摩擦力を効果的に低減することができる。これにより、ドライブリング２０を回転させるための駆動力の増大を抑制し、アクチュエータの大型化を抑制することができる。
　図１４は、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていない状態における第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２の各部とドライブリング２０の内周面２０ａ（ドライブリング２０における持ち上げピン２５に当接する面）との位置関係を模式的に示す軸方向視図である。
　図１４に示す構成において、持ち上げピン２５の外周面２５ａにおける第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２の回転軸線Ｃから最も遠い位置をＰ１、位置Ｐ１と第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２の回転軸線Ｃとの距離をｒ１、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていないときのドライブリング２０の内周面２０ａ（ドライブリング２０における持ち上げピン２５に当接する面）と第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２の回転軸線Ｃとの距離をｒ０とすると、ｒ１＞ｒ０を満たすように持ち上げピン２５が配置されている。図１４では、第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２の回転軸線Ｃの周りに第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２を回転させた場合における位置Ｐ１の軌跡を一点鎖線の円で示しており、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていないときのドライブリング２０の内周面２０ａの位置を持ち上げピン２５の上記軌跡が径方向における外側に超えているときにドライブリング２０は持ち上げピン２５によって持ち上げられる。
　図１４に示す持ち上げピン２５は、第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２の幅方向の中央（図１４における一点鎖線の位置）からドライブリング２０の周方向において上記第１方向ｄ１と反対方向にずれた位置に配置されている。これにより、ノズル開度が全閉近傍の開度（例えば０％～３０％の範囲内の開度）であるときに上記距離ｒ１と距離ｒ０との差（ｒ１－ｒ０）が最大となり、持ち上げピン２５によるドライブリング２０の持ち上げ効果が最大となる。換言すれば、ドライブリング２０の内周面２０ａと第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２の回転軸線Ｃとの距離ｒは、ノズル開度が０％～３０％の範囲内にあるときに最大となる。なお、第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２の幅方向とは、第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２の回転軸線Ｃ及び第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２の長手方向（図１４における一点鎖線に沿う方向）の各々と直交する方向である。
　図１４に示す構成によれば、ノズル開度を閉方向に変更する過程について、ドライブリング２０を回転させるためのトルクが大きくなりやすい全閉近傍（０％～３０％）のノズル開度におけるドライブリング２０と第１環状部材１２との摩擦力を効果的に低減することができる。これにより、ドライブリング２０を駆動するためのアクチュエータに要求される駆動トルクの増大を抑制し、アクチュエータの大型化を抑制することができる。
　幾つかの実施形態では、可変ノズル装置８のノズル開度を全閉から全開へ変更する過程における全閉寄りの中間開度（例えば図１１におけるノズル開度が１０％～７０％である領域Ｓ３）について、上記アクチュエータに要求される駆動トルクを下げられるように、ピン付ベーンレバー１８Ａの配置を決定してもよい。ノズル開度を全閉から全開へ変更する過程における全閉寄りの中間開度では、ドライブリング２０を回転させるための駆動力が上記アクチュエータからピン２３に図１５に示す矢印Ｆ３の方向に作用する。
　この場合、図１５に示すように、可変ノズル装置８の複数のベーンレバー１８は、ドライブリング２０の周方向における９０度から１８０度の範囲内に以下で説明する第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の持ち上げピン２５を備えていてもよい。図１５に示す例では、可変ノズル装置８の複数のベーンレバー１８は、ドライブリング２０の周方向における９０度から１８０度の範囲内に２つの第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３を備えている。
　図１６は、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていない状態における第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の各部とドライブリング２０の内周面２０ａ（ドライブリング２０における持ち上げピン２５に当接する面）との位置関係を示す軸方向視図である。
　図１６に示すように、持ち上げピン２５の外周面２５ａにおける第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の回転軸線Ｃから最も遠い位置をＰ１、位置Ｐ１と第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の回転軸線Ｃとの距離をｒ１、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていないときのドライブリング２０の内周面２０ａ（ドライブリング２０における持ち上げピン２５に当接する面）と第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の回転軸線Ｃとの距離をｒ０とすると、ｒ１＞ｒ０を満たすように持ち上げピン２５が配置されている。図１６では、第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の回転軸線Ｃの周りに第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３を回転させた場合における位置Ｐ１の軌跡を一点鎖線の円で示しており、ドライブリング２０が持ち上げピン２５によって持ち上げられていないときのドライブリング２０の内周面２０ａの位置を持ち上げピン２５の上記軌跡が径方向における外側に超えているときにドライブリング２０は持ち上げピン２５によって持ち上げられる。
　図１６に示す持ち上げピン２５は、第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の幅方向の中央（図１６における一点鎖線の位置）からドライブリング２０の周方向において上記方向ｄ１と反対方向にずれた位置に配置されている。第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３では、ノズル開度が全閉寄りの中間開度（例えば２０％～５０％の範囲内のノズル開度）であるときに上記距離ｒ１と距離ｒ０との差（ｒ１－ｒ０）が最大となり、持ち上げピン２５によるドライブリング２０の持ち上げ効果が最大となる。換言すれば、ドライブリング２０の内周面２０ａと第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の回転軸線Ｃとの距離ｒは、ノズル開度が２０％～５０％の範囲内にあるときに最大となる。なお、第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の幅方向とは、第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の回転軸線Ｃ及び第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３の長手方向（図１６における一点鎖線に沿う方向）の各々と直交する方向である。
　図１５及び図１６に示す構成によれば、ノズル開度を開方向に変更する過程について、ドライブリング２０を回転させるためのトルクが大きくなる可能性がある全閉寄りの中間開度（２０％～５０％）のノズル開度におけるドライブリング２０と第１環状部材１２との摩擦力を効果的に低減することができる。これにより、ドライブリング２０を駆動するためのアクチュエータに要求される駆動トルクの増大を抑制し、アクチュエータの大型化を抑制することができる。
　図１７は、他の実施形態に係る可変ノズル装置８Ｄをタービンホイール２の軸方向に沿って軸受ケーシング６側（コンプレッサ側）から視た図である。
　幾つかの実施形態では、例えば図１７に示すように、可変ノズル装置８Ｄは、複数のベーンレバー１８のうち隣り合う一対のベーンレバー１８Ｂ，１８Ｃを連結する連結部材４０（ドライブリング押圧部）を含む。図示する例では、ベーンレバー１８Ｂ及びベーンレバー１８Ｃの各々における排ガス流路２４と反対側の面１８ｄにはドライブリング２０の軸方向に突出するピン４２が設けられており、連結部材４０の一端部はベーンレバー１８Ｂに設けられたピン４２に回動可能に連結し、連結部材４０の他端部はベーンレバー１８Ｃに設けられたピン４２に回動可能に連結されている。ドライブリング２０における排ガス流路２４と反対側の面２０ｂにはドライブリング２０の軸方向に突出するピン４４が設けられている。連結部材４０は、ドライブリング２０の径方向においてピン４４の内側に位置し、ピン４４に対してドライブリング２０の径方向に当接するように設けられている。
　かかる構成では、連結部材４０は、一対のベーンレバー１８Ｂ，１８Ｃの回動に連動して矢印ｄ３のように円弧に沿って揺動し、ドライブリング２０を持ち上げることができる。
　したがって、図１７に示すように、可変ノズル装置８Ｄは、ドライブリング２０の周方向において１８０度～３６０度の範囲内（より望ましくは２２５度から３１５度の範囲内）に上記連結部材４０（及び上記一対のベーンレバー１８Ｂ，１８Ｃのピン４２並びにピン４４）を備えることにより、可変ノズル装置８Ｄのノズル開度を閉じる方向に変更する場合におけるドライブリング２０の駆動トルクを低減することができる。
　また、図１７に示す構成では、ベーンレバー１８Ｂに設けられるピン４２は、ベーンレバー１８Ｂの幅方向の中央から周方向において上記方向ｄ１にずれた位置に配置されており、ベーンレバー１８Ｃに設けられるピン４２は、ベーンレバー１８Ｃの幅方向の中央からドライブリング２０の周方向において上記方向ｄ１にずれた位置に配置されている。また、ノズル開度が全開近傍の開度（例えば図１１の領域Ｓ２に対応する６５％～９５％の範囲内の開度）であるときに連結部材４０によるドライブリング２０の持ち上げ効果が最大となる。換言すれば、ドライブリング２０の内周面２０ａとベーンレバー１８Ｂの回転軸線Ｃとの距離は、ノズル開度が６５％～９５％の範囲内にあるときに最大となり、ドライブリング２０の内周面２０ａとベーンレバー１８Ｃの回転軸線Ｃとの距離は、ノズル開度が６５％～９５％の範囲内にあるときに最大となる。なお、ベーンレバー１８Ｂの幅方向とは、ベーンレバー１８Ｂの回転軸線及びベーンレバー１８Ｂの長手方向の各々と直交する方向であり、ベーンレバー１８Ｃの幅方向とは、ベーンレバー１８Ｃの回転軸線及びベーンレバー１８Ｃの長手方向の各々と直交する方向である。
　図１７に示す構成によれば、連結部材４０を設けることによって、ドライブリング２０をドライブリング２０の径方向に押圧する位置をドライブリング２０の周方向における任意の位置に設定することができ、ドライブリング２０の周方向においてベーンレバー１８Ｂ，１８Ｃの各々から離れた位置でドライブリング２０をドライブリング２０の径方向に押圧して変位させることができる。また、連結部材４０を設ける位置を調節すれば、任意のノズル開度におけるドライブリング２０の内周面２０ａと第１環状部材１２との摩擦力を低減することができる。
　図１８は、他の実施形態に係る可変ノズル装置８Ｅをタービンホイール２の軸方向に沿って軸受ケーシング６側（コンプレッサ側）から視た図である。
　幾つかの実施形態では、例えば図１８に示すように、可変ノズル装置８Ｅは、複数のベーンレバー１８のうち隣り合う一対のベーンレバー１８Ｄ，１８Ｅを連結する連結部材４０（ドライブリング押圧部）を含む。図示する例では、ベーンレバー１８Ｄ及びベーンレバー１８Ｅの各々における排ガス流路２４と反対側の面１８ｄにはドライブリング２０の軸方向に突出するピン４２が設けられており、連結部材４０の一端部はベーンレバー１８Ｄに設けられたピン４２に回動可能に連結し、連結部材４０の他端部はベーンレバー１８Ｅに設けられたピン４２に回動可能に連結されている。ドライブリング２０における排ガス流路２４と反対側の面２０ｂにはドライブリング２０の軸方向に突出するピン４４が設けられている。連結部材４０は、ドライブリング２０の径方向においてピン４４の内側に位置し、ピン４４に対してドライブリング２０の径方向に当接するように設けられている。
　かかる構成では、連結部材４０は、一対のベーンレバー１８Ｄ，１８Ｅの回動に連動して矢印ｄ４のように円弧に沿って揺動し、ドライブリング２０を持ち上げることができる。
　したがって、図１８に示すように、可変ノズル装置８Ｅは、ドライブリング２０の周方向において０度～１８０度の範囲内（より望ましくは４５度から１３５度の範囲内）に上記連結部材４０（及び上記一対のベーンレバー１８Ｄ，１８Ｅのピン４２並びにピン４４）を備えることにより、可変ノズル装置のノズル開度を開く方向に変更する場合（ドライブリングを方向ｄ２に回転させる場合）におけるドライブリング２０の駆動トルクを低減することができる。
　また、図１８に示す構成では、ベーンレバー１８Ｄに設けられるピン４２は、ベーンレバー１８Ｄの幅方向の中央からドライブリング２０の周方向において上記方向ｄ１と反対の方向である方向ｄ２（ノズル開度を開方向に変更するときのドライブリング２０の回転方向）にずれた位置に配置されており、ベーンレバー１８Ｅに設けられるピン４２は、ベーンレバー１８Ｅの幅方向の中央からドライブリング２０の周方向において上記方向ｄ２にずれた位置に配置されている。また、ノズル開度が全閉近傍の開度（例えば図１１の領域Ｓ１に対応する０％～３０％の範囲内の開度）であるときに連結部材４０によるドライブリング２０の持ち上げ効果が最大となる。換言すれば、ドライブリング２０の内周面２０ａとベーンレバー１８Ｄの回転軸線Ｃとの距離ｒは、ノズル開度が０％～３０％の範囲内にあるときに最大となり、ドライブリング２０の内周面２０ａとベーンレバー１８Ｅの回転軸線Ｃとの距離ｒは、ノズル開度が０％～３０％の範囲内にあるときに最大となる。なお、ベーンレバー１８Ｄの幅方向とは、ベーンレバー１８Ｄの回転軸線及びベーンレバー１８Ｄの長手方向の各々と直交する方向であり、ベーンレバー１８Ｅの幅方向とは、ベーンレバー１８Ｅの回転軸線及びベーンレバー１８Ｅの長手方向の各々と直交する方向である。
　図１８に示す構成によれば、連結部材４０を設けることによって、ドライブリング２０をドライブリング２０の径方向に押圧する位置をドライブリング２０の周方向における任意の位置に設定することができ、ドライブリング２０の周方向においてベーンレバー１８Ｂ，１８Ｃの各々から離れた位置でドライブリング２０をドライブリング２０の径方向に押圧して変位させることができる。また、連結部材４０を設ける位置を調節すれば、任意のノズル開度におけるドライブリング２０の内周面２０ａと第１環状部材１２との摩擦力を低減することができる。
　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。
　幾つかの実施形態では、例えば図１９に示すように、上述した可変ノズル装置８（８Ａ～８Ｃ）において、持ち上げピン２５は、ベーンレバー１８とは別部品として構成されていてもよい。この場合、ベーンレバー８ととも一部品で形成する場合と比較して、ベーンレバー８の加工性の点で有利である。また、持ち上げピン２５の断面形状に多角形等の任意の形状を採用しやすくなる点で有利である。なお、持ち上げピン２５は、例えばベーンレバー１８の本体部１８ａをドライブリング２０の軸方向に貫通する貫通孔に圧入等により固定されていてもよいし、ベーンレバー１８の本体部１８ａに溶接等により固定されていてもよい。
　幾つかの実施形態では、例えば図２０に示すように、ピン付ベーンレバー１８Ａには、２つの持ち上げピン２５が設けられていてもよい。図２０に示す例では、ピン付ベーンレバー１８Ａに設けられる２つの持ち上げピン２５は、ピン付ベーンレバー１８Ａの幅方向の中央を挟んで一方側及び他方側にそれぞれ配置されている。この場合、例えばノズル開度が全開近傍の開度（例えば図１１の領域Ｓ２に対応する６５％～９５％の範囲内の開度）であるとき及び全閉近傍の開度（例えば図１１の領域Ｓ１に対応する０％～３０％の範囲内の開度）であるときの両方において、ドライブリング２０を持ち上げることができる。
　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）本開示の少なくとも一実施形態に係る可変ノズル装置は、
　可変容量型ターボチャージャ（例えば上述の可変容量型ターボチャージャ１００）の可変ノズル装置（例えば上述の可変ノズル装置８（８Ａ～８Ｅ））であって、
　第１環状部材（例えば上述の第１環状部材１２）と、
　前記第１環状部材に対向して設けられ、前記ターボチャージャのタービンホイール（例えば上述のタービンホイール２）の外周側に形成されるスクロール流路（例えば上述のスクロール流路１０）から前記タービンホイールに排ガスを導くための排ガス流路（例えば上述の排ガス流路２４）を前記第１環状部材との間に形成する第２環状部材（例えば上述の第２環状部材１４）と、
　前記排ガス流路に設けられた回動可能な可変ノズルベーン（例えば上述の可変ノズルベーン１６）と、
　前記可変ノズルベーンの軸部に接続する第１ベーンレバー（例えば上述のピン付ベーンレバー１８Ａ、第１のピン付ベーンレバー１８Ａ１、第２のピン付ベーンレバー１８Ａ２、第３のピン付ベーンレバー１８Ａ３、ベーンレバー１８Ｂ、ベーンレバー１８Ｃ、ベーンレバー１８Ｄ又はベーンレバー１８Ｅ）と、
　前記第１ベーンレバーに係合し、前記第１ベーンレバーを前記軸部の回転軸線の周りに回動させるように構成されたドライブリング（例えば上述のドライブリング２０）と、
　前記第１ベーンレバーに設けられ、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記ドライブリングを前記ドライブリングの径方向に押圧して変位させることにより、前記ドライブリングの内周面と前記第１ベーンレバーの回転軸線との距離を変化させるように構成されたドライブリング押圧部（例えば上述の持ち上げピン２５又は連結部材４０）と、
　を備える。
　上記（１）に記載の可変ノズル装置によれば、第１ベーンレバーが回動したときにドライブリング押圧部がドライブリングをドライブリングの径方向に押圧して変位させることにより、ドライブリングの内周面と第１ベーンレバーの回転軸線との距離を変化させることができる。このため、ドライブリングを回転させるための駆動力が大きくなりやすいノズル開度でドライブリングの内周面とピン付ベーンレバーの回転軸線との距離が大きくなるようにドライブリング押圧部を配置することにより、該ノズル開度におけるドライブリングの内周面と第１環状部材との摩擦力を低減することができる。これにより、ドライブリングを回転させるための駆動力の増大を抑制し、ドライブリングを回転させるためのアクチュエータの大型化を抑制することができる。
　（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の可変ノズル装置において、
　前記ドライブリング押圧部は、前記第１ベーンレバーにおける前記ドライブリング側の面（例えば上述の面１８ｃ）から前記ドライブリングの軸方向に突出するピン（例えば上述の持ち上げピン２５）である。
　上記（２）に記載の可変ノズル装置によれば、簡素な構成で上記（１）の効果を得ることができる。
　（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の可変ノズル装置において、
　前記ドライブリングは、前記ドライブリングにおける前記第１ベーンレバー側の面（例えば上述の面２０ｃ）から前記ドライブリングの軸方向に突出する凸部（例えば上述の凸部２６）を含み、
　前記凸部は、前記ドライブリングの径方向における前記ピンの外側に位置し、
　前記ピンは、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記凸部を前記ドライブリングの径方向に押圧することによって前記ドライブリングを変位させるように構成される。
　上記（３）に記載の可変ノズル装置によれば、凸部をドライブリングの内周面よりもドライブリングの径方向における外側に形成することができるため、下記（６）の構成と比較してピンの回転半径を大きくすることができ、ドライブリングと第１環状部材との摩擦力をドライブリングの周方向の広い範囲に亘って低減することができる。
　（４）幾つかの実施形態では、上記（３）に記載の可変ノズル装置において、
　前記ドライブリングの軸方向に直交する断面において、前記凸部における前記ドライブリングの径方向の内側の面（例えば上述の面２６ａ）は凹曲線（例えば上述の凹曲線２８）によって構成される。
　上記（４）に記載の可変ノズル装置によれば、凸部における前記ドライブリングの径方向の内側の面を平面によって構成する場合と比較して、ドライブリングと第１環状部材との摩擦力をドライブリングの周方向の広い範囲に亘って低減することができる。
　（５）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の可変ノズル装置において、
　前記ドライブリングにおける前記第１ベーンレバー側の面（例えば上述の面２０ｃ）は凹部（例えば上述の凹部３２）を含み、
　前記ピンの先端部は、前記凹部の内側に位置し、
　前記ピンは、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記凹部の内面のうち前記ドライブリングの径方向の内側を向く面（例えば上述の面３２ａ１）を前記ドライブリングの径方向に押圧することによって前記ドライブリングを変位させるように構成される。
　上記（５）に記載の可変ノズル装置によれば、凹部をドライブリングの内周面よりもドライブリングの径方向における外側に形成することができるため、下記（６）の構成と比較してピンの回転半径を大きくすることができ、ドライブリングと第１環状部材との摩擦力をドライブリングの周方向の広い範囲に亘って低減することができる。また、上記（３）に記載の構成と比較して、ピンとドライブリングとの接触範囲を広くとれるため、耐摩耗性の点で有利である。
　（６）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の可変ノズル装置において、
　前記ピンは、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記ドライブリングの内周面（例えば上述の内周面２０ａ）を前記ドライブリングの径方向に押圧することによって前記ドライブリングを変位させるように構成される。
　上記（６）に記載の可変ノズル装置によれば、ドライブリングにおける上記ピンに当接する部分に上記（３）の凸部や上記（５）の凹部等の特異な構造を設ける必要がないため、強度の点で有利である。また、ドライブリングにおけるピンとの接触範囲を広くとれるため、耐摩耗性の点で有利である。
　（７）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（６）の何れかに記載の可変ノズル装置において、
　前記ピンは、前記第１ベーンレバーと別部品で構成される。
　上記（７）に記載の可変ノズル装置によれば、第１ベーンレバーととも一部品で形成する場合と比較して、第１ベーンレバーの加工性の点で有利である。また、ピンに多角形等の任意の形状を採用しやすくなる点で有利である。
　（８）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（７）の何れかに記載の可変ノズル装置において、
　前記ドライブリングの軸方向から視たときに、前記ピンは、前記第１ベーンレバーの幅方向の中央から前記ドライブリングの周方向にずれた位置に配置される。
　上記（８）に記載の可変ノズル装置によれば、ノズル開度が全開寄り又は全閉寄りの開度であるときにおけるドライブリングと第１環状部材との摩擦力を低減することができる。
　（９）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の可変ノズル装置において、
　前記第１ベーンレバー（例えば上述のベーンレバー１８Ｂ）に隣り合う第２ベーンレバー（例えば上述のベーンレバー１８Ｃ）を更に備え、
　前記ドライブリング押圧部は、前記第１ベーンレバーと前記第２ベーンレバーとを連結する連結部材（例えば上述の連結部材４０）であり、
　前記連結部材は、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記ドライブリングを前記ドライブリングの径方向に押圧して変位させるように構成される。
　上記（９）に記載の可変ノズル装置によれば、連結部材を設けることによって、ドライブリングをドライブリングの径方向に押圧する位置をドライブリングの周方向における任意の位置に設定することができ、ドライブリングの周方向においてベーンレバーから離れた位置でドライブリングをドライブリングの径方向に押圧して変位させることができる。また、連結部材を設ける位置を調節すれば、任意のノズル開度におけるドライブリングの内周面と第１環状部材との摩擦力を低減することができる。
　（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかに記載の可変ノズル装置において、
　前記ドライブリングの内周面と前記第１ベーンレバーの回転軸線との距離は、前記可変ノズルベーンの開度が６５％～９５％の範囲内にあるときに最大となる。
　上記（１０）に記載の可変ノズル装置によれば、ノズル開度を閉方向に変更する過程について、ドライブリングと第１環状部材との摩擦力が大きくなりやすい全開近傍（６５％～９５％）のノズル開度におけるドライブリングと第１環状部材との摩擦力を効果的に低減することができる。これにより、ドライブリングを回転させるための駆動力の増大を抑制し、ドライブリングを回転させるためのアクチュエータの大型化を抑制することができる。
　（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかに記載の可変ノズル装置において、
　前記ドライブリングの内周面と前記第１ベーンレバーの回転軸線との距離は、前記可変ノズルベーンの開度が０％～３０％の範囲内にあるときに最大となる。
　上記（１１）に記載の可変ノズル装置によれば、ノズル開度を閉方向に変更する過程について、ドライブリングと第１環状部材との摩擦力が大きくなりやすい全閉近傍（０％～３０％）のノズル開度におけるドライブリングと第１環状部材との摩擦力を効果的に低減することができる。これにより、ドライブリングを回転させるための駆動力の増大を抑制し、ドライブリングを回転させるためのアクチュエータの大型化を抑制することができる。
　（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１１）の何れかに記載の可変ノズル装置において、
　前記ドライブリングは、前記ドライブリングを回動させる力を受ける力受け部（例えば上述のピン２３）を含み、
　前記ドライブリングの周方向について、前記力受け部の位置を前記ドライブリングの周方向における０度の位置と定義し、前記可変ノズルベーンを閉方向に回動させるための前記ドライブリングの回動方向を前記ドライブリングの周方向位置の正方向と定義すると、前記ドライブリング押圧部は、前記ドライブリングの周方向において１８０度～３６０度の範囲内に位置する。
　典型的な可変ノズル装置では、可変ノズルベーンには、スクロール流路から流入した排ガスの流体力によって、可変ノズルベーンを開く方向のトルクがかかっている。このため、可変ノズルベーンを閉じる方向に回動させる場合には、排ガスの流体力によるトルクに逆らってノズル開度を変更する必要があるため、ノズル開度を開く方向に変更する場合よりもドライブリングを回転させるために必要なトルクが大きくなる。このため、可変ノズルベーンを閉じる方向に回動させるときにドライブリングを回転させるための駆動力を低減することが、アクチュエータの小型化等の観点で望ましい。
　したがって、上記（１２）に記載のようにドライブリングの周方向において１８０度～３６０度の範囲内にドライブリング押圧部を設けることにより、可変ノズルベーンを閉じる方向に回動させるときに生じるドライブリングの内周面と第１環状部材との摩擦の増大を抑制し、ドライブリングを回転させるための駆動力の増大を抑制することができる。
　（１３）本開示の少なくとも一実施形態に係る可変容量型ターボチャージャ（例えば上述の可変容量型ターボチャージャ１００）は、
　上記（１）乃至（１２）の何れかに記載の可変ノズル装置（例えば上述の可変ノズル装置８（８Ａ～８Ｅ））と、
　前記タービンホイールと、
　前記タービンホイールを収容するケーシングと、
　を備える。
　上記（１３）に記載の可変容量型ターボチャージャによれば、上記（１）乃至（１２）の何れかに記載の可変ノズル装置を備えるため、ドライブリングを回転させるための駆動力の増大を抑制し、ドライブリングを回転させるためのアクチュエータの大型化を抑制することができる。
２　タービンホイール
４　タービンケーシング
６　軸受ケーシング
８（８Ａ～８Ｅ）　可変ノズル装置
１０　スクロール流路
１２　第１環状部材
１３　突出部
１３ａ　外側の面
１４　第２環状部材
１６　可変ノズルベーン
１６ａ　軸部
１８　ベーンレバー
１８　ベーンレバー
１８Ａ　ピン付ベーンレバー
１８Ａ１　第１のピン付ベーンレバー
１８Ａ２　第２のピン付ベーンレバー
１８Ａ３　第３のピン付ベーンレバー
１８ａ　レバー本体部
１８ｂ　係合凸部
１８ｃ　ドライブリング側の面
２０　ドライブリング
２０ａ　内周面
２０ｂ　反対側の面
２０ｃ　ピン付ベーンレバー側の面
２２　外周縁部
２２ａ　切り欠き部
２３　ピン
２４　排ガス流路
２５　持ち上げピン
２５ａ　外周面
２５ｂ　先端部
２６　凸部
２６ａ　ドライブリングの径方向の内側の面
２８　凹曲線
３０　支持穴
３２　凹部
３２ａ　内面
３２ａ１　ドライブリングの径方向の内側を向く面
１００　可変容量型ターボチャージャ

Claims (13)

  1. 　可変容量型ターボチャージャの可変ノズル装置であって、
    　第１環状部材と、
    　前記第１環状部材に対向して設けられ、前記ターボチャージャのタービンホイールの外周側に形成されるスクロール流路から前記タービンホイールに排ガスを導くための排ガス流路を前記第１環状部材との間に形成する第２環状部材と、
    　前記排ガス流路に設けられた回動可能な可変ノズルベーンと、
    　前記可変ノズルベーンの軸部に接続する第１ベーンレバーと、
    　前記第１ベーンレバーに係合し、前記第１ベーンレバーを前記軸部の回転軸線の周りに回動させるように構成されたドライブリングと、
    　前記第１ベーンレバーに設けられ、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記ドライブリングを前記ドライブリングの径方向に押圧して変位させることにより、前記ドライブリングの内周面と前記第１ベーンレバーの回転軸線との距離を変化させるように構成されたドライブリング押圧部と、
    　を備える、可変ノズル装置。
  2. 　前記ドライブリング押圧部は、前記第１ベーンレバーにおける前記ドライブリング側の面から前記ドライブリングの軸方向に突出するピンである、請求項１に記載の可変ノズル装置。
  3. 　前記ドライブリングは、前記ドライブリングにおける前記第１ベーンレバー側の面から前記ドライブリングの軸方向に突出する凸部を含み、
    　前記凸部は、前記ドライブリングの径方向における前記ピンの外側に位置し、
    　前記ピンは、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記凸部を前記ドライブリングの径方向に押圧することによって前記ドライブリングを変位させるように構成された、請求項２に記載の可変ノズル装置。
  4. 　前記ドライブリングの軸方向に直交する断面において、前記凸部における前記ドライブリングの径方向の内側の面は凹曲線によって構成された、請求項３に記載の可変ノズル装置。
  5. 　前記ドライブリングにおける前記第１ベーンレバー側の面は凹部を含み、
    　前記ピンの先端部は、前記凹部の内側に位置し、
    　前記ピンは、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記凹部の内面のうち前記ドライブリングの径方向の内側を向く内側向き面を前記ドライブリングの径方向に押圧することによって前記ドライブリングを変位させるように構成された、請求項２に記載の可変ノズル装置。
  6. 　前記ピンは、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記ドライブリングの内周面を前記ドライブリングの径方向に押圧することによって前記ドライブリングを変位させるように構成された、請求項２に記載の可変ノズル装置。
  7. 　前記ピンは、前記第１ベーンレバーと別部品で構成された、請求項２乃至６の何れか１項に記載の可変ノズル装置。
  8. 　前記ドライブリングの軸方向から視たときに、前記ピンは、前記第１ベーンレバーの幅方向の中央から前記ドライブリングの周方向にずれた位置に配置された、請求項２乃至７の何れか１項に記載の可変ノズル装置。
  9. 　前記第１ベーンレバーに隣り合う第２ベーンレバーを更に備え、
    　前記ドライブリング押圧部は、前記第１ベーンレバーと前記第２ベーンレバーとを連結する連結部材であり、
    　前記連結部材は、前記第１ベーンレバーが回動したときに前記ドライブリングを前記ドライブリングの径方向に押圧して変位させるように構成された、請求項１に記載の可変ノズル装置。
  10. 　前記ドライブリングの内周面と前記第１ベーンレバーの回転軸線との距離は、前記可変ノズルベーンの開度が６５％～９５％の範囲内にあるときに最大となる、請求項１乃至９の何れか１項に記載の可変ノズル装置。
  11. 　前記ドライブリングの内周面と前記第１ベーンレバーの回転軸線との距離は、前記可変ノズルベーンの開度が０％～３０％の範囲内にあるときに最大となる、請求項１乃至９の何れか１項に記載の可変ノズル装置。
  12. 　前記ドライブリングは、前記ドライブリングを回動させる力を受ける力受け部を含み、
    　前記力受け部の位置を前記ドライブリングの周方向における０度の位置と定義し、前記可変ノズルベーンを閉方向に回動させるための前記ドライブリングの回動方向を前記ドライブリングの周方向位置の正方向と定義すると、前記ドライブリング押圧部は、前記ドライブリングの周方向において１８０度～３６０度の範囲内に位置する、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の可変ノズル装置。
  13. 　請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載の可変ノズル装置と、
    　前記タービンホイールと、
    　前記タービンホイールを収容するケーシングと、
    　を備える、可変容量型ターボチャージャ。
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JPS5970035U (ja) * 1982-10-30 1984-05-12 いすゞ自動車株式会社 可変容量型過給機のノズルベ−ン駆動装置
JPH1130128A (ja) * 1997-07-10 1999-02-02 Toyota Motor Corp 可変ノズル型ターボチャージャ

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