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JP7688780B2 - Variable nozzle unit, turbine and turbocharger - Google Patents
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Description

本開示は、可変ノズルユニット、該可変ノズルユニットを備えるタービン及びターボチャージャに関する。 The present disclosure relates to a variable nozzle unit, and a turbine and turbocharger equipped with the variable nozzle unit.

内燃機関(エンジン)の排ガスのエネルギを利用して内燃機関の吸気を過給するターボチャージャ(過給機)として、可変容量タービンを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。可変容量タービンは、該タービンのスクロール流路からタービンホイールに排ガスを送るための排ガス流路に複数のノズルベーンがタービンホイールの周方向に並んで配置されており、これらのノズルベーンの翼角を外部からアクチュエータにより変化させることで、排ガス流路の流路断面積(隣接するノズルベーン間の流路)を調整できるようになっている。可変容量タービンは、排ガス流路の流路断面積を調整することで、タービンホイールに導かれる排ガスの流速や圧力を変化させて過給効果を高めるものである。 Turbochargers that use the energy of exhaust gas from an internal combustion engine to supercharge the intake air of the engine are known to have variable-capacity turbines (see, for example, Patent Document 1). In a variable-capacity turbine, multiple nozzle vanes are arranged in the circumferential direction of the turbine wheel in an exhaust gas flow passage that sends exhaust gas from the scroll flow passage of the turbine to the turbine wheel, and the blade angle of these nozzle vanes can be changed from the outside by an actuator to adjust the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas flow passage (the flow passage between adjacent nozzle vanes). A variable-capacity turbine adjusts the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas flow passage to change the flow speed and pressure of the exhaust gas led to the turbine wheel, thereby enhancing the supercharging effect.

可変容量タービンの性能向上のためには、ノズルベーンのベーン端面の隙間からの漏れ流れを抑制することが有効である。このため、従来はノズルサポートにより排ガス流路を形成する2つの板状部材(ノズルマウント、ノズルプレート)の距離を調整し、ベーン端面の隙間を最小に保つようにすることがあった。また、可変ノズル機構のハウジングへの組付けを容易にする目的で、ノズルサポートの両端をノズルマウント、ノズルプレートとかしめや溶接により固定することで可変ノズル機構を一体化する工夫がされることがある。 To improve the performance of a variable geometry turbine, it is effective to suppress leakage flow from the gap at the end face of the nozzle vane. For this reason, in the past, the distance between the two plate-like members (nozzle mount, nozzle plate) that form the exhaust gas flow passage was adjusted using the nozzle support to keep the gap at the end face of the vane to a minimum. Also, to make it easier to assemble the variable nozzle mechanism into the housing, a method of integrating the variable nozzle mechanism is sometimes used, whereby both ends of the nozzle support are fixed to the nozzle mount and nozzle plate by crimping or welding.

特開2013-072401号公報JP 2013-072401 A

可変ノズル機構を一体化することで、可変ノズル機構をハウジングへの組付ける際の工程を簡素化できる。しかしながら、現状の構造だと可変ノズル機構を組み立てる際にかしめや溶接の工程が存在し、これらの工程を行うための特殊な組み立て装置が必要となる。このため、可変ノズル機構の組立性の向上が望まれる。 By integrating the variable nozzle mechanism, the process of assembling the variable nozzle mechanism into the housing can be simplified. However, with the current structure, assembling the variable nozzle mechanism requires crimping and welding processes, and special assembly equipment is required to perform these processes. For this reason, it is desirable to improve the assembly ease of the variable nozzle mechanism.

また、可変容量タービンの運転中において、可変容量タービンの排ガス流路に高温の排ガスが流入した際に、可変ノズル機構が熱変形することがある。可変ノズル機構に適用しているノズルサポートは剛性が高いため、ノズルマウントとノズルプレートに熱伸び差が生じると、大きな応力がノズルサポートのサポート部に生じ、ノズルサポートを破損させる虞がある。ノズルサポートの破損を防止するためには、ノズルサポートの径を大きくする必要がある。 In addition, when high-temperature exhaust gas flows into the exhaust gas flow path of the variable geometry turbine during operation, the variable nozzle mechanism can be thermally deformed. Because the nozzle support used in the variable nozzle mechanism has high rigidity, if a thermal expansion difference occurs between the nozzle mount and the nozzle plate, large stress is generated in the support part of the nozzle support, which may damage the nozzle support. To prevent damage to the nozzle support, it is necessary to increase the diameter of the nozzle support.

上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、可変ノズルユニットの組立性を向上できるとともに熱変形時における損傷を抑制できる可変ノズルユニット、タービン及びターボチャージャを提供することを目的とする。In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present disclosure aims to provide a variable nozzle unit, turbine, and turbocharger that can improve the assembly of the variable nozzle unit and suppress damage during thermal deformation.

本開示の少なくとも一実施形態に係る可変ノズルユニットは、
タービンに搭載されることでタービンホイールに供給されるガスの流路面積を可変可能に構成された可変ノズルユニットであって、
環状の第1板部を含む第1板状部材と、
前記第1板部との間にガス流路を形成する環状の第2板部であって、前記第1板部よりも前記可変ノズルユニットの軸方向における一方側に前記第1板部に対向して配置される第2板部、を含む第2板状部材と、
前記ガス流路に設けられ、前記第1板状部材又は前記第2板状部材に回動可能に支持される少なくとも1つの可変ノズルベーンと、
前記第1板状部材および前記第2板状部材を締結して前記第1板部と前記第2板部との間に第1隙間を形成する少なくとも1つの締結部材と、を備え、
前記少なくとも1つの締結部材は、
前記可変ノズルユニットの径方向における内側に向かって開口する凹部を有して前記第1板部の外周縁部を挟持する第1挟持部と、
前記径方向における内側に向かって開口する凹部を有して前記第2板部の外周縁部を挟持する第2挟持部と、
前記第1挟持部に一端が接続され、他端が前記第2挟持部に接続される板状の接続部と、を含む。
The variable nozzle unit according to at least one embodiment of the present disclosure includes:
A variable nozzle unit that is mounted on a turbine and is configured to be able to vary a flow passage area of gas supplied to a turbine wheel,
A first plate-shaped member including an annular first plate portion;
a second plate member including an annular second plate portion that forms a gas flow path between itself and the first plate portion, the second plate portion being disposed opposite to the first plate portion on one side of the first plate portion in the axial direction of the variable nozzle unit;
at least one variable nozzle vane provided in the gas flow passage and rotatably supported by the first plate-shaped member or the second plate-shaped member;
at least one fastening member fastening the first plate member and the second plate member to form a first gap between the first plate portion and the second plate portion;
The at least one fastening member is
a first clamping portion having a recess that opens toward an inner side in a radial direction of the variable nozzle unit and clamps an outer circumferential edge portion of the first plate portion;
a second clamping portion having a recess that opens toward the inside in the radial direction and clamps an outer peripheral edge portion of the second plate portion;
The plate-shaped connecting portion has one end connected to the first clamping portion and the other end connected to the second clamping portion.

本開示の少なくとも一実施形態に係るタービンは、
前記可変ノズルユニットを備える。
A turbine according to at least one embodiment of the present disclosure includes:
The variable nozzle unit is provided.

本開示の少なくとも一実施形態に係るターボチャージャは、
前記タービンと、
前記タービンにより駆動されるように構成された遠心圧縮機と、を備える。
A turbocharger according to at least one embodiment of the present disclosure includes:
The turbine;
and a centrifugal compressor configured to be driven by the turbine.

本開示の少なくとも一実施形態によれば、可変ノズルユニットの組立性を向上できるとともに熱変形時における損傷を抑制できる可変ノズルユニット、タービン及びターボチャージャが提供される。 At least one embodiment of the present disclosure provides a variable nozzle unit, turbine, and turbocharger that can improve the assembly of the variable nozzle unit and suppress damage during thermal deformation.

一実施形態に係るターボチャージャを備える内燃機関システムの概略図である。1 is a schematic diagram of an internal combustion engine system including a turbocharger according to an embodiment; 一実施形態に係るタービンの軸線に沿った概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view along the axis of a turbine according to an embodiment; 一実施形態に係るタービンが備える可変ノズルユニットの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a variable nozzle unit included in a turbine according to an embodiment. 一実施形態に係るタービンの軸線よりも一方側の軸線に沿った断面を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along an axis line on one side of an axis line of a turbine according to an embodiment of the present invention. 一実施形態に係る可変ノズルユニットの軸線よりも一方側の軸線に沿った断面を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along an axis on one side of the axis of a variable nozzle unit according to one embodiment. FIG. 一実施形態に係る可変ノズルユニットの軸線に直交する断面を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the axis of a variable nozzle unit according to one embodiment. 一実施形態に係る可変ノズルユニットの軸線よりも一方側の軸線に沿った断面を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along an axis on one side of the axis of a variable nozzle unit according to one embodiment. FIG. 一実施形態に係る可変ノズルユニットの軸線よりも一方側の軸線に沿った断面を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along an axis on one side of the axis of a variable nozzle unit according to one embodiment. FIG. 一実施形態に係る可変ノズルユニットの軸線よりも一方側の軸線に沿った断面を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along an axis on one side of the axis of a variable nozzle unit according to one embodiment. FIG. 一実施形態における締結部材の接続部の図9に示されるA-B断面の一例を示す概略断面図である。10 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section taken along line AB of FIG. 9 of a connection portion of a fastening member according to one embodiment. FIG. 図10に示される締結部材を径方向における外側から視た状態を示す概略図である。11 is a schematic view showing the fastening member shown in FIG. 10 as viewed from the outside in the radial direction. FIG. 一実施形態における締結部材の接続部の図9に示されるA-B断面の一例を示す概略断面図である。10 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section taken along line AB of FIG. 9 of a connection portion of a fastening member according to one embodiment. FIG. 一実施形態に係る可変ノズルユニットの軸線よりも一方側の軸線に沿った断面を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along an axis on one side of the axis of a variable nozzle unit according to one embodiment. FIG. 図13に示される締結部材の斜視図である。FIG. 14 is a perspective view of the fastener shown in FIG. 13 . 図13に示される可変ノズルユニットの軸線に直交する断面を示す概略断面図である。14 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the axis of the variable nozzle unit shown in FIG. 13.

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。Hereinafter, several embodiments of the present disclosure will be described with reference to the attached drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present disclosure and are merely illustrative examples.

(ターボチャージャ)
図1は、一実施形態に係るターボチャージャ1を備える内燃機関システム10の概略図である。本開示に係るタービン2は、例えば、自動車用、舶用又は産業用(例えば、陸上発電用)のターボチャージャ(過給機)1などに搭載可能である。以下の各実施形態では、ターボチャージャ1に搭載されるタービン2を例に挙げて説明するが、本開示に係るタービン2は、ターボチャージャ1に搭載されるものに限定されない。また、タービン2の作動流体を排ガスに限定する必要はない。すなわち、本開示のタービン2は、作動流体エネルギを機械的動力(例えば、回転力)に変換することが可能であればよく、タービン2単体で構成しても、遠心圧縮機12以外の機構や装置と複合して構成してもよい。また、タービン2の用途等を限定する必要もない。
(Turbocharger)
FIG. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine system 10 including a turbocharger 1 according to an embodiment. The turbine 2 according to the present disclosure can be mounted on, for example, a turbocharger (supercharger) 1 for automobiles, ships, or industries (for example, for land-based power generation). In the following embodiments, the turbine 2 mounted on the turbocharger 1 will be described as an example, but the turbine 2 according to the present disclosure is not limited to being mounted on the turbocharger 1. In addition, the working fluid of the turbine 2 does not need to be limited to exhaust gas. In other words, the turbine 2 according to the present disclosure may be configured as a single turbine 2 or may be configured in combination with a mechanism or device other than the centrifugal compressor 12 as long as it is capable of converting the working fluid energy into mechanical power (for example, rotational force). In addition, there is no need to limit the use of the turbine 2.

幾つかの実施形態に係るターボチャージャ1は、図1に示されるように、内燃機関(エンジン)11から排出された排ガスのエネルギにより駆動し、流体(例えば、空気)を圧縮するように構成されている。ターボチャージャ1は、タービン2と、タービン2により駆動されるように構成された遠心圧縮機12と、を備える。As shown in Fig. 1, a turbocharger 1 according to some embodiments is configured to be driven by the energy of exhaust gas discharged from an internal combustion engine (engine) 11 and to compress a fluid (e.g., air). The turbocharger 1 includes a turbine 2 and a centrifugal compressor 12 configured to be driven by the turbine 2.

遠心圧縮機12は、インペラ13と、インペラ13を回転可能に収容するように構成されたコンプレッサハウジング14と、を備える。タービン2は、タービンホイール3と、第1ハウジング(タービンハウジング)4と、第1ハウジング4との間にタービンホイール3を回転可能に収容するように構成された第2ハウジング(軸受ハウジング)5と、を少なくとも備える。The centrifugal compressor 12 includes an impeller 13 and a compressor housing 14 configured to rotatably accommodate the impeller 13. The turbine 2 includes at least a turbine wheel 3, a first housing (turbine housing) 4, and a second housing (bearing housing) 5 configured to rotatably accommodate the turbine wheel 3 between the first housing 4 and the second housing 4.

ターボチャージャ1は、図1に示されるように、タービンホイール3が一端側に連結され、他端側にインペラ13が連結される回転シャフト15と、タービンホイール3とインペラ13の間において回転シャフト15を回転可能に支持するように構成された軸受16と、をさらに備える。第2ハウジング5は、第1ハウジング4とコンプレッサハウジング14の間に配置され、例えば、ボルトやナットなどの締結部材(不図示)を介して第1ハウジング4及びコンプレッサハウジング14の夫々に連結されている。第2ハウジング5は、軸受16を収容するように構成されていてもよい。1, the turbocharger 1 further includes a rotating shaft 15 to which the turbine wheel 3 is connected at one end and the impeller 13 is connected at the other end, and a bearing 16 configured to rotatably support the rotating shaft 15 between the turbine wheel 3 and the impeller 13. The second housing 5 is disposed between the first housing 4 and the compressor housing 14, and is connected to each of the first housing 4 and the compressor housing 14 via fastening members (not shown) such as bolts and nuts. The second housing 5 may be configured to accommodate the bearing 16.

ターボチャージャ1のタービン2は、内燃機関11から排出された排ガスのエネルギによりタービンホイール3を回転させるように構成されている。インペラ13は、回転シャフト15を介してタービンホイール3と同軸上に連結されているため、タービンホイール3の回転に連動して軸線LA回りに回転駆動する。ターボチャージャ1の遠心圧縮機12は、インペラ13を軸線LA回りに回転駆動させることにより、コンプレッサハウジング14の内部に空気(給気、気体)を吸入し、該空気を圧縮し、圧縮された空気を内燃機関11に送るように構成されている。The turbine 2 of the turbocharger 1 is configured to rotate the turbine wheel 3 using the energy of exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11. The impeller 13 is coaxially connected to the turbine wheel 3 via a rotating shaft 15, and is therefore driven to rotate about an axis LA in conjunction with the rotation of the turbine wheel 3. The centrifugal compressor 12 of the turbocharger 1 is configured to draw air (supply air, gas) into the compressor housing 14, compress the air, and send the compressed air to the internal combustion engine 11 by driving the impeller 13 to rotate about an axis LA.

遠心圧縮機12から内燃機関11に送られた圧縮空気は、内燃機関11における燃焼に供されるようになっている。内燃機関11における燃焼により生じた排ガスは、内燃機関11からタービン2に送られ、タービンホイール3を回転させるようになっている。The compressed air sent from the centrifugal compressor 12 to the internal combustion engine 11 is used for combustion in the internal combustion engine 11. The exhaust gas generated by the combustion in the internal combustion engine 11 is sent from the internal combustion engine 11 to the turbine 2, which rotates the turbine wheel 3.

(インペラ)
インペラ13は、図1に示されるように、回転シャフト15の他端側に連結されているため、インペラ13の軸線を中心として回転シャフト15と一体的に回転可能に設けられている。インペラ13は、インペラ13の軸方向に沿って導入される空気をインペラ13の径方向における外側に導くように構成されている。図示される実施形態では、インペラ13は、インペラ13の翼の外周を囲む環状部材を含まないオープンタイプのインペラからなる。
(Impeller)
1, the impeller 13 is connected to the other end side of the rotating shaft 15 and is provided so as to be rotatable integrally with the rotating shaft 15 about the axis of the impeller 13. The impeller 13 is configured to guide air introduced along the axial direction of the impeller 13 to the outside in the radial direction of the impeller 13. In the illustrated embodiment, the impeller 13 is an open-type impeller that does not include an annular member surrounding the outer periphery of the blades of the impeller 13.

(コンプレッサハウジング)
コンプレッサハウジング14の内部には、気体導入流路141とスクロール流路142とが形成されている。換言すると、コンプレッサハウジング14は、気体導入流路141とスクロール流路142とを有する。
(Compressor housing)
A gas introduction passage 141 and a scroll passage 142 are formed inside the compressor housing 14. In other words, the compressor housing 14 has the gas introduction passage 141 and the scroll passage 142.

気体導入流路141は、コンプレッサハウジング14(遠心圧縮機12)の外部から空気(気体)を取り込み、取り込んだ空気をインペラ13に導くための流路である。気体導入流路141は、インペラ13よりもインペラ13の軸方向における一方側に設けられ、インペラ13の軸方向に沿って延在している。インペラ13を回転駆動させることで、気体導入流路141にコンプレッサハウジング14の外部から空気が取り込まれ、取り込まれた空気が気体導入流路141をインペラ13に向かって流れてインペラ13に導かれる。The gas introduction passage 141 is a passage for taking in air (gas) from outside the compressor housing 14 (centrifugal compressor 12) and guiding the taken-in air to the impeller 13. The gas introduction passage 141 is provided on one side of the impeller 13 in the axial direction of the impeller 13 and extends along the axial direction of the impeller 13. By driving the impeller 13 to rotate, air is taken in from outside the compressor housing 14 into the gas introduction passage 141, and the taken-in air flows through the gas introduction passage 141 toward the impeller 13 and is guided to the impeller 13.

スクロール流路142は、インペラ13の外周側に設けられ、インペラ13の周方向に沿って延在する渦巻状の流路からなる。インペラ13を通過してインペラ13により圧縮された空気は、スクロール流路142に導かれる。スクロール流路142を通過した圧縮空気は、内燃機関11に導かれる。The scroll passage 142 is provided on the outer periphery of the impeller 13 and consists of a spiral passage extending along the circumferential direction of the impeller 13. Air that passes through the impeller 13 and is compressed by the impeller 13 is guided to the scroll passage 142. The compressed air that has passed through the scroll passage 142 is guided to the internal combustion engine 11.

図2は、一実施形態に係るタービン2の軸線LAに沿った概略断面図である。以下、タービンホイール3の軸線LAが延在する方向をタービンホイール3の軸方向とし、軸線LAに直交する方向をタービンホイール3の径方向とし、軸線LA回りの周方向をタービンホイール3の周方向とする。以下、タービンホイール3の軸方向において第2ハウジング5に対して第1ハウジング4が位置する側(図2中右側)を前方側と定義し、第1ハウジング4に対して第2ハウジング5が位置する側(前方側とは反対側、図2中左側)を後方側と定義する。2 is a schematic cross-sectional view taken along the axis LA of the turbine 2 according to one embodiment. Hereinafter, the direction in which the axis LA of the turbine wheel 3 extends is referred to as the axial direction of the turbine wheel 3, the direction perpendicular to the axis LA is referred to as the radial direction of the turbine wheel 3, and the circumferential direction around the axis LA is referred to as the circumferential direction of the turbine wheel 3. Hereinafter, the side where the first housing 4 is located relative to the second housing 5 in the axial direction of the turbine wheel 3 (the right side in FIG. 2) is defined as the front side, and the side where the second housing 5 is located relative to the first housing 4 (the side opposite to the front side, the left side in FIG. 2) is defined as the rear side.

(タービンホイール)
タービンホイール3は、図2に示されるように、略円錐台形状のハブ31と、ハブ31の外周面に設けられた複数のタービン翼32と、を含む。複数のタービン翼32の夫々は、軸線LA周りの周方向に互いに間隔を開けて配置されている。ハブ31や複数のタービン翼32は、軸線LAを中心として回転シャフト15と一体的に回転可能に設けられている。タービンホイール3は、タービンホイール3の径方向における外側から導入される排ガスをタービンホイール3の軸方向に沿ってタービンホイール3の前方側に導くように構成されている。
(Turbine wheel)
2, the turbine wheel 3 includes a hub 31 having a substantially truncated cone shape, and a plurality of turbine blades 32 provided on the outer circumferential surface of the hub 31. The plurality of turbine blades 32 are arranged at intervals from one another in the circumferential direction about the axis line LA. The hub 31 and the plurality of turbine blades 32 are provided so as to be rotatable integrally with the rotating shaft 15 about the axis line LA. The turbine wheel 3 is configured to guide exhaust gas introduced from the outside in the radial direction of the turbine wheel 3 to the front side of the turbine wheel 3 along the axial direction of the turbine wheel 3.

(スクロール流路、排ガス排出流路)
第1ハウジング4の内部には、内燃機関11から排出された排ガスをタービンホイール3に導くためのスクロール流路41と、タービンホイール3を通過した排ガスを第1ハウジング4(タービン2)の外部に排出するための排ガス排出流路42が形成されている。換言すると、第1ハウジング4は、スクロール流路41及び排ガス排出流路42を有する。スクロール流路41は、タービンホイール3の外周側に設けられ、タービンホイール3の周方向に沿って延在する渦巻状の流路からなる。排ガス排出流路42は、タービンホイール3の軸方向に沿ってタービンホイール3から前方側に向かって延在している。
(Scroll passage, exhaust gas discharge passage)
Inside the first housing 4, a scroll passage 41 for guiding exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 to the turbine wheel 3 and an exhaust gas discharge passage 42 for discharging exhaust gas that has passed through the turbine wheel 3 to the outside of the first housing 4 (turbine 2) are formed. In other words, the first housing 4 has the scroll passage 41 and the exhaust gas discharge passage 42. The scroll passage 41 is provided on the outer periphery of the turbine wheel 3 and is a spiral passage extending along the circumferential direction of the turbine wheel 3. The exhaust gas discharge passage 42 extends from the turbine wheel 3 toward the front side along the axial direction of the turbine wheel 3.

第1ハウジング4と第2ハウジング5とが締結されることで、第1ハウジング4と第2ハウジング5の間に、スクロール流路41と排ガス排出流路42とを繋ぐ内部空間43が形成される。この内部空間43にタービンホイール3が第1ハウジング4及び第2ハウジング5に対して回転可能に収容されている。タービンホイール3は、スクロール流路41の内周側に設けられる。By fastening the first housing 4 and the second housing 5 together, an internal space 43 is formed between the first housing 4 and the second housing 5, connecting the scroll passage 41 and the exhaust gas discharge passage 42. The turbine wheel 3 is accommodated in this internal space 43 so as to be rotatable relative to the first housing 4 and the second housing 5. The turbine wheel 3 is provided on the inner peripheral side of the scroll passage 41.

内燃機関11から排出された排ガスは、スクロール流路41を介してタービンホイール3に導かれ、タービンホイール3を回転駆動させる。タービンホイール3を回転駆動させた排ガスは、排ガス排出流路42を介して第1ハウジング4(タービン2)の外部に排出される。The exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 is guided to the turbine wheel 3 via the scroll passage 41, and drives the turbine wheel 3 to rotate. The exhaust gas that drives the turbine wheel 3 to rotate is discharged to the outside of the first housing 4 (turbine 2) via the exhaust gas discharge passage 42.

(可変ノズルユニット)
図3は、一実施形態に係るタービン2が備える可変ノズルユニット6の概略図である。タービン2は、上述した内部空間43におけるタービンホイール3の外周側に収容される可変ノズルユニット6をさらに備える。可変ノズルユニット6は、スクロール流路41からタービンホイール3へ排ガスを導くためのガス流路(排ガス流路)43Aを形成するとともに、ガス流路43Aにおける排ガスの流れを調整するためのものである。ガス流路43Aは、内部空間43の一部である。ガス流路43Aは、タービンホイール3の周囲(径方向における外側)を囲むように、スクロール流路41とタービンホイール3との間に形成されている。
(Variable nozzle unit)
3 is a schematic diagram of the variable nozzle unit 6 included in the turbine 2 according to one embodiment. The turbine 2 further includes the variable nozzle unit 6 housed on the outer circumferential side of the turbine wheel 3 in the above-mentioned internal space 43. The variable nozzle unit 6 forms a gas flow passage (exhaust gas flow passage) 43A for guiding exhaust gas from the scroll flow passage 41 to the turbine wheel 3, and also serves to adjust the flow of exhaust gas in the gas flow passage 43A. The gas flow passage 43A is a part of the internal space 43. The gas flow passage 43A is formed between the scroll flow passage 41 and the turbine wheel 3 so as to surround the periphery (the outer side in the radial direction) of the turbine wheel 3.

可変ノズルユニット6は、図2に示されるように、第1板状部材(ノズルマウント)7と、第2板状部材(ノズルプレート)8と、少なくとも1つ(図示例では複数)の可変ノズルベーン61と、環状部材(ドライブリング)62と、少なくとも1つ(図示例では複数)のリンク部材(レバープレート)63と、を備える。可変ノズルユニット6は、タービン2に搭載されることでタービンホイール3に供給されるガスの流路面積を可変可能に構成されている。2, the variable nozzle unit 6 includes a first plate-shaped member (nozzle mount) 7, a second plate-shaped member (nozzle plate) 8, at least one (multiple in the illustrated example) variable nozzle vane 61, an annular member (drive ring) 62, and at least one (multiple in the illustrated example) link member (lever plate) 63. The variable nozzle unit 6 is configured to be mounted on the turbine 2 so as to be able to vary the flow passage area of the gas supplied to the turbine wheel 3.

(第1板状部材)
第1板状部材(ノズルマウント)7は、タービンホイール3の外周側においてタービンホイール3の周方向に沿って延在する環状の第1板部71を含む。第1板部71の前方側にはガス流路43Aに面する第1流路面72が形成され、第1板部71の後方側、すなわち第1流路面72とは反対側には第1背面73が形成されている。
(First plate-like member)
The first plate member (nozzle mount) 7 includes an annular first plate portion 71 extending along the circumferential direction of the turbine wheel 3 on the outer circumferential side of the turbine wheel 3. A first flow path surface 72 facing the gas flow path 43A is formed on the front side of the first plate portion 71, and a first back surface 73 is formed on the rear side of the first plate portion 71, i.e., on the opposite side to the first flow path surface 72.

(第2板状部材)
第2板状部材(ノズルプレート)8は、第1板部71に対向して配置され、第1板部との間にスクロール流路41からタービンホイール3に向かうガス流路43Aを形成する環状の第2板部81を含む。第2板部81は、第1板部71よりも前方側に配置され、タービンホイール3の外周側においてタービンホイール3の周方向に沿って延在している。第2板部81の後方側にはガス流路43Aに面する第2流路面82が形成され、第2板部81の前方側、すなわち第2流路面82とは反対側には第2背面83が形成されている。
(Second plate-like member)
The second plate-like member (nozzle plate) 8 is disposed opposite the first plate portion 71 and includes an annular second plate portion 81 that forms a gas flow passage 43A from the scroll flow passage 41 toward the turbine wheel 3 between the first plate portion and the second plate portion. The second plate portion 81 is disposed forward of the first plate portion 71 and extends along the circumferential direction of the turbine wheel 3 on the outer circumferential side of the turbine wheel 3. A second flow passage surface 82 facing the gas flow passage 43A is formed on the rear side of the second plate portion 81, and a second back surface 83 is formed on the front side of the second plate portion 81, i.e., on the opposite side to the second flow passage surface 82.

ガス流路43Aは、第1流路面72と第2流路面82の間に形成される。第1流路面72は、第2流路面82よりも後方側に位置し、第2流路面82に対向している。タービン2の内部に導入された排ガスは、スクロール流路41を通り、その次にガス流路43Aを通った後に、タービンホイール3に導かれて、タービンホイール3を回転させる。The gas flow passage 43A is formed between the first flow passage surface 72 and the second flow passage surface 82. The first flow passage surface 72 is located rearward of the second flow passage surface 82 and faces the second flow passage surface 82. The exhaust gas introduced into the inside of the turbine 2 passes through the scroll flow passage 41 and then the gas flow passage 43A, and is then guided to the turbine wheel 3 to rotate the turbine wheel 3.

(第1空間)
第2ハウジング5は、第1板部71の第1背面73との間に第1空間43Bを挟んで対向する対向面51を有する。第1空間43Bは、内部空間43の一部であり、第1板部71を挟んでガス流路43Aとは反対側に形成される。
(first space)
The second housing 5 has an opposing surface 51 that faces the first back surface 73 of the first plate portion 71 with the first space 43B interposed therebetween. The first space 43B is a part of the internal space 43, and is formed on the opposite side of the first plate portion 71 to the gas flow path 43A.

(可変ノズルベーン)
複数の可変ノズルベーン61の各々は、ガス流路43Aに配置され、第1板部71(第1板状部材7)又は第2板部81(第2板状部材8)に各々の回転中心RC回りに回動可能に支持されている。複数の可変ノズルベーン61は、タービンホイール3の周方向に夫々が間隔をおいて配置されている。
(Variable nozzle vane)
Each of the variable nozzle vanes 61 is disposed in the gas flow passage 43A and supported by the first plate portion 71 (first plate-shaped member 7) or the second plate portion 81 (second plate-shaped member 8) so as to be rotatable about its own rotation center RC. The variable nozzle vanes 61 are disposed at intervals in the circumferential direction of the turbine wheel 3.

(環状部材)
環状部材(ドライブリング)62は、第1空間43Bに配置され、外部からの駆動力により第1板状部材7に対して環状部材62の軸線LB回りに回動するように構成されている。
(Annular member)
The annular member (drive ring) 62 is disposed in the first space 43B, and is configured to rotate about an axis LB of the annular member 62 relative to the first plate-like member 7 by an external driving force.

(駆動機構部、制御装置)
タービン2は、図2に示されるように、環状部材62に駆動力を伝達して、環状部材62をその軸線LB回りに回動させるように構成された駆動機構部(アクチュエータ)65と、環状部材62の軸線LB回りの回転を制御するように構成された制御装置(コントローラ)66と、をさらに備える。駆動機構部65は、駆動力を発生させる電動モータや駆動力を伝達するエアシリンダなどを含む。
(Drive mechanism, control device)
2, the turbine 2 further includes a drive mechanism unit (actuator) 65 configured to transmit a drive force to the annular member 62 to rotate the annular member 62 about its axis LB, and a control device (controller) 66 configured to control the rotation of the annular member 62 about the axis LB. The drive mechanism unit 65 includes an electric motor that generates a drive force, an air cylinder that transmits the drive force, and the like.

(リンク部材)
可変ノズルユニット6は、図3に示されるように、可変ノズルベーン61と同数のリンク部材(レバープレート)63を備える。複数のリンク部材63の各々は、第1空間43Bに配置され、環状部材62に一端631が連結され、可変ノズルベーン61に他端632が連結されており、環状部材62の回動に連動して他端632に連結された可変ノズルベーン61の翼角を変化させるように構成されている。
(Link member)
3, the variable nozzle unit 6 includes link members (lever plates) 63 in the same number as the variable nozzle vanes 61. Each of the multiple link members 63 is disposed in the first space 43B, has one end 631 connected to the annular member 62, and has the other end 632 connected to the variable nozzle vane 61, and is configured to change the blade angle of the variable nozzle vane 61 connected to the other end 632 in conjunction with the rotation of the annular member 62.

図3に示される実施形態では、各リンク部材63の一端631は、環状部材62に形成された被嵌合部621に嵌合する嵌合部631Aを含む。被嵌合部621は、環状部材62の外周縁部に形成される溝部621Aを含み、嵌合部631Aは、溝部621Aの内部に収容され、溝部621Aに緩く嵌合するようになっている。第1板部71には、第1流路面72及び第1背面73を貫通する複数の貫通孔74を有する。複数の貫通孔74は、タービンホイール3の周方向に夫々が間隔をおいて配置されている。第1板部71には、可変ノズルベーン61及びリンク部材63と同数の貫通孔74が形成されている。各リンク部材63の上記他端は、該リンク部材63に個別に対応する貫通孔74を挿通し、該リンク部材63に個別に対応する可変ノズルベーン61に連結されている。In the embodiment shown in FIG. 3, one end 631 of each link member 63 includes a fitting portion 631A that fits into a fitting portion 621 formed in the annular member 62. The fitting portion 621 includes a groove portion 621A formed in the outer peripheral edge portion of the annular member 62, and the fitting portion 631A is accommodated inside the groove portion 621A and is loosely fitted into the groove portion 621A. The first plate portion 71 has a plurality of through holes 74 that penetrate the first flow path surface 72 and the first back surface 73. The plurality of through holes 74 are respectively arranged at intervals in the circumferential direction of the turbine wheel 3. The first plate portion 71 is formed with the same number of through holes 74 as the variable nozzle vanes 61 and the link members 63. The other end of each link member 63 is inserted through the through hole 74 that corresponds to the link member 63 individually and is connected to the variable nozzle vane 61 that corresponds to the link member 63 individually.

環状部材62をタービンホイール3の周方向における一方側に回転させると、上記周方向において隣接する可変ノズルベーン61同士が互いに離れる方向に移動(回転)し、可変ノズルベーン61間のガス流路43Aの流路断面積が大きくなる。また、環状部材62をタービンホイール3の周方向における他方側に回転させると、上記周方向において隣接する可変ノズルベーン61同士が互いに近づく方向に移動(回動)し、可変ノズルベーン61間のガス流路43Aの流路断面積が小さくなる。When the annular member 62 is rotated to one side in the circumferential direction of the turbine wheel 3, the variable nozzle vanes 61 adjacent to each other in the circumferential direction move (rotate) away from each other, and the flow passage cross-sectional area of the gas flow passage 43A between the variable nozzle vanes 61 increases. When the annular member 62 is rotated to the other side in the circumferential direction of the turbine wheel 3, the variable nozzle vanes 61 adjacent to each other in the circumferential direction move (rotate) toward each other, and the flow passage cross-sectional area of the gas flow passage 43A between the variable nozzle vanes 61 decreases.

可変ノズルユニット6は、環状部材62及び複数のリンク部材63を介して可変ノズルユニット6の外部(駆動機構部65)からの駆動力を複数の可変ノズルベーン61に伝達させることで、複数の可変ノズルベーン61を各々の回転中心RC回りに回動させ、各々の翼角を変化させることで、ガス流路43Aの流路断面積を調整できる。タービン2は、可変ノズルユニット6によりガス流路43Aの流路断面積を増減させることで、タービンホイール3に導かれる排ガスの流速や圧力を変化させることができ、これによりタービン2の過給圧を制御できる。The variable nozzle unit 6 transmits a driving force from the outside of the variable nozzle unit 6 (drive mechanism 65) to the multiple variable nozzle vanes 61 via the annular member 62 and multiple link members 63, causing the multiple variable nozzle vanes 61 to rotate around their respective rotation centers RC, thereby changing the blade angle of each, thereby adjusting the flow path cross-sectional area of the gas flow path 43A. The turbine 2 can change the flow velocity and pressure of the exhaust gas guided to the turbine wheel 3 by increasing or decreasing the flow path cross-sectional area of the gas flow path 43A using the variable nozzle unit 6, thereby controlling the supercharging pressure of the turbine 2.

(付勢部材)
図4は、一実施形態に係るタービン2の軸線LAよりも一方側の軸線に沿った断面を示す概略断面図である。タービン2は、図4に示されるように、第2ハウジング5と第1板状部材7の間に配置され、第1板部71をガス流路43A側に向かって付勢するように構成された付勢部材21をさらに備える。
(Using member)
4 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along an axis on one side of the axis LA of the turbine 2 according to one embodiment. As shown in FIG. 4, the turbine 2 further includes a biasing member 21 that is disposed between the second housing 5 and the first plate-shaped member 7 and configured to bias the first plate portion 71 toward the gas flow path 43A.

図4に示される実施形態では、付勢部材21は、第2ハウジング5の対向面51よりも径方向における内側に形成される端面52、および第1板部71の内周縁部75の第1流路面72とは反対側の端面75Aに当接する皿バネ21Aを含む。端面75Aは、第1背面73よりも径方向における内側に形成される。皿バネ21A(付勢部材21)により、第2ハウジング5の端面52と第1板部71の端面75Aとの間がシールされることで、タービンホイール3の背面側から第1空間43Bへの排ガスの流入が抑制される。4, the biasing member 21 includes an end face 52 formed radially inward from the opposing surface 51 of the second housing 5, and a disc spring 21A abutting against an end face 75A opposite the first flow path surface 72 of the inner peripheral edge portion 75 of the first plate portion 71. The end face 75A is formed radially inward from the first back surface 73. The disc spring 21A (biasing member 21) seals the gap between the end face 52 of the second housing 5 and the end face 75A of the first plate portion 71, thereby suppressing the inflow of exhaust gas from the back side of the turbine wheel 3 into the first space 43B.

第1ハウジング4は、タービンホイール3の径方向に沿って延在して第1板部71の外周縁部76が係止される被係止部44を含む。被係止部44は、スクロール流路41の後方端P1から径方向の外側に延在する後方側スクロール流路面441と、後方側スクロール流路面441とは軸方向における反対側に位置し、第1空間43Bに面する被係止面442と、を有する。The first housing 4 includes an engaging portion 44 that extends radially along the turbine wheel 3 and engages with the outer peripheral edge portion 76 of the first plate portion 71. The engaging portion 44 has a rear scroll flow passage surface 441 that extends radially outward from the rear end P1 of the scroll flow passage 41, and an engaging surface 442 that is located on the opposite side in the axial direction from the rear scroll flow passage surface 441 and faces the first space 43B.

第1板状部材7は、付勢部材21により前方側に付勢されることで、第1板部71の外周縁部76が第1ハウジング4の被係止部44に押し付けられ、外周縁部76の前方側の係止面76Aが被係止面442に当接する。これにより、前方側の係止面76Aと被係止面442との間がシールされることで、スクロール流路41から第1空間43Bへの排ガスの流入が抑制される。図示される実施形態では、係止面76Aは、第1流路面72よりも径方向における外側、且つ後方側に形成される段差面からなる。なお、他の幾つかの実施形態では、第1ハウジング4と第2ハウジング5との間に第1板部71の外周縁部76が挟持されるようになっていてもよい。The first plate member 7 is biased forward by the biasing member 21, so that the outer peripheral edge 76 of the first plate portion 71 is pressed against the engaging portion 44 of the first housing 4, and the engaging surface 76A on the front side of the outer peripheral edge 76 abuts against the engaging surface 442. This seals the space between the engaging surface 76A on the front side and the engaging surface 442, thereby suppressing the inflow of exhaust gas from the scroll flow path 41 to the first space 43B. In the illustrated embodiment, the engaging surface 76A is a stepped surface formed radially outward and rearward of the first flow path surface 72. In some other embodiments, the outer peripheral edge 76 of the first plate portion 71 may be sandwiched between the first housing 4 and the second housing 5.

図4に示される実施形態では、第1ハウジング4は、第2板部81の第2背面83に対向する前方側対向面45と、第2板部81及び前方側対向面45よりも径方向における内側において、前方側対向面45よりも後方側に突出するシュラウド部46と、を含む。シュラウド部46は、複数のタービン翼32のチップ側端(先端)に対向するように凸状に湾曲し、チップ側端との間に隙間(クリアランス)が形成されるシュラウド面46Aを有する。4, the first housing 4 includes a forward facing surface 45 that faces the second back surface 83 of the second plate portion 81, and a shroud portion 46 that protrudes rearward from the forward facing surface 45, radially inward from the second plate portion 81 and the forward facing surface 45. The shroud portion 46 has a shroud surface 46A that is convexly curved to face the tip ends (tips) of the multiple turbine blades 32, and a gap (clearance) is formed between the shroud surface 46A and the tip ends.

(締結部材)
図5、7~9、13の各々は、一実施形態に係る可変ノズルユニット6の軸線LCよりも一方側の軸線LCに沿った断面を示す概略断面図である。幾つかの実施形態では、上述した可変ノズルユニット6は、図5に示されるように、第1板状部材7および第2板状部材8を締結して第1板部71と第2板部81との間に第1隙間Gを形成する少なくとも1つの締結部材9をさらに備える。図5、7~9、13に示されるように、上述した少なくとも1つの締結部材9は、第1挟持部91と、第2挟持部92と、接続部93と、を含む。
なお、可変ノズルユニット6は、第1板部71及び第2板部81に固定され、第1板状部材7と第2板状部材8とを互いに離間した状態で支持する従来のノズルサポートを備えていない。
(Fastening member)
Each of Figures 5, 7 to 9, and 13 is a schematic cross-sectional view showing a cross-section along the axis LC on one side of the axis LC of the variable nozzle unit 6 according to one embodiment. In some embodiments, the above-mentioned variable nozzle unit 6 further includes at least one fastening member 9 that fastens the first plate member 7 and the second plate member 8 to form a first gap G between the first plate portion 71 and the second plate portion 81, as shown in Figure 5. As shown in Figures 5, 7 to 9, and 13, the at least one fastening member 9 includes a first clamping portion 91, a second clamping portion 92, and a connecting portion 93.
It should be noted that the variable nozzle unit 6 does not have a conventional nozzle support which is fixed to the first plate portion 71 and the second plate portion 81 and supports the first plate member 7 and the second plate member 8 in a spaced-apart state from each other.

第1挟持部91は、可変ノズルユニット6の径方向における内側に向かって開口する凹部91Aを有して第1板部71の外周縁部76(77)を挟持するようになっている。第2挟持部92は、可変ノズルユニット6の径方向における内側に向かって開口する凹部92Aを有して第2板部81の外周縁部84を挟持するようになっている。接続部93は、板状に形成され、その一端が第1挟持部91に接続されており、その他端が第2挟持部92に接続されている。接続部93は、可変ノズルユニット6に搭載された際に、ガス流路43Aに設けられ、可変ノズルベーン61よりも可変ノズルユニット6の径方向における外側に位置するようになっている。The first clamping portion 91 has a recess 91A that opens toward the inside in the radial direction of the variable nozzle unit 6, and is configured to clamp the outer peripheral edge portion 76 (77) of the first plate portion 71. The second clamping portion 92 has a recess 92A that opens toward the inside in the radial direction of the variable nozzle unit 6, and is configured to clamp the outer peripheral edge portion 84 of the second plate portion 81. The connection portion 93 is formed in a plate shape, one end of which is connected to the first clamping portion 91, and the other end of which is connected to the second clamping portion 92. When mounted on the variable nozzle unit 6, the connection portion 93 is provided in the gas flow path 43A, and is configured to be located outside the variable nozzle vane 61 in the radial direction of the variable nozzle unit 6.

締結部材9は、第1挟持部91に形成される凹部91Aに第1板部71の外周縁部76(77)を嵌め込むことで、第1挟持部91に第1板部71の外周縁部76(77)を挟持させることができる。締結部材9は、第2挟持部92に形成される凹部92Aに第2板部81の外周縁部84を嵌め込むことで、第2挟持部92に第2板部81の外周縁部84を挟持させることができる。これにより、第1板状部材7と第2板状部材8の間に第1隙間Gを形成するように第1板状部材7および第2板状部材8を締結できる。この場合には、第1板状部材7および第2板状部材8を締結する際にかしめや溶接などの労力を要する工程を必要としないため、第1板状部材7および第2板状部材8の締結に従来のノズルサポートを用いる場合に比べて、可変ノズルユニット6の組立性を向上できる。The fastening member 9 can clamp the outer peripheral edge portion 76 (77) of the first plate portion 71 in the first clamping portion 91 by fitting the outer peripheral edge portion 76 (77) of the first plate portion 71 into the recess 91A formed in the first clamping portion 91. The fastening member 9 can clamp the outer peripheral edge portion 84 of the second plate portion 81 in the second clamping portion 92 by fitting the outer peripheral edge portion 84 of the second plate portion 81 into the recess 92A formed in the second clamping portion 92. This allows the first plate member 7 and the second plate member 8 to be fastened so as to form a first gap G between the first plate member 7 and the second plate member 8. In this case, since no labor-intensive process such as crimping or welding is required when fastening the first plate member 7 and the second plate member 8, the assembly of the variable nozzle unit 6 can be improved compared to the case where a conventional nozzle support is used to fasten the first plate member 7 and the second plate member 8.

タービン2の運転中において、タービン2のガス流路43Aに高温の排ガスが流入した際に、可変ノズルユニット6が熱変形することがあり、第1板状部材7と第2板状部材8の熱伸び差により接続部93に応力が発生することがある。上記の構成によれば、締結部材9の接続部93は、板状であるため、従来のノズルサポートに比べて、その剛性を下げることができる。接続部93の剛性を低いものとすることで、可変ノズルユニット6の熱変形時に第1板状部材7と第2板状部材8の熱伸び差により接続部93に発生する応力を低減でき、可変ノズルユニット6の熱変形時における接続部93の損傷を抑制できる。When high-temperature exhaust gas flows into the gas flow passage 43A of the turbine 2 during operation, the variable nozzle unit 6 may be thermally deformed, and stress may occur in the connection portion 93 due to the difference in thermal expansion between the first plate-shaped member 7 and the second plate-shaped member 8. According to the above configuration, the connection portion 93 of the fastening member 9 is plate-shaped, so its rigidity can be reduced compared to conventional nozzle supports. By reducing the rigidity of the connection portion 93, it is possible to reduce the stress generated in the connection portion 93 due to the difference in thermal expansion between the first plate-shaped member 7 and the second plate-shaped member 8 when the variable nozzle unit 6 is thermally deformed, and damage to the connection portion 93 when the variable nozzle unit 6 is thermally deformed can be suppressed.

(第1挟持部、第2挟持部)
幾つかの実施形態では、図5、7~9、13に示されるように、上述した第1挟持部91は、一対の第1挟持片94、95と、一対の第1挟持片94、95の外周端部(径方向外側の端部)同士を接続する第1接続片96と、を含む。上述した第2挟持部92は、一対の第2挟持片97、98と、一対の第2挟持片97、98の外周端部(径方向外側の端部)同士を接続する第2接続片99と、を含む。
(First clamping part, second clamping part)
5, 7 to 9, and 13, the first clamping portion 91 includes a pair of first clamping pieces 94, 95, and a first connecting piece 96 that connects the outer circumferential ends (radially outer ends) of the pair of first clamping pieces 94, 95. The second clamping portion 92 includes a pair of second clamping pieces 97, 98, and a second connecting piece 99 that connects the outer circumferential ends (radially outer ends) of the pair of second clamping pieces 97, 98.

上述した凹部91Aは、一対の第1挟持片94、95の互いに対向する内側面、及び第1接続片96の内側面(一対の第1挟持片94、95の各々の内側面に連なる径方向における内側の面)により形成されている。一対の第1挟持片94、95は、第1板部71の第1流路面72及び第1背面73を挟持するようになっている。一対の第1挟持片94、95は、第1背面73に対向する第1外側挟持片94と、第1流路面72に対向する第1内側挟持片95と、を含む。第1外側挟持片94、第1内側挟持片95及び第1接続片96は、板状に形成される。The recess 91A is formed by the mutually facing inner surfaces of the pair of first clamping pieces 94, 95 and the inner surface of the first connecting piece 96 (the radially inner surface continuing to each of the inner surfaces of the pair of first clamping pieces 94, 95). The pair of first clamping pieces 94, 95 are configured to clamp the first flow path surface 72 and the first back surface 73 of the first plate portion 71. The pair of first clamping pieces 94, 95 includes a first outer clamping piece 94 facing the first back surface 73 and a first inner clamping piece 95 facing the first flow path surface 72. The first outer clamping piece 94, the first inner clamping piece 95, and the first connecting piece 96 are formed in a plate shape.

第1接続片96は、可変ノズルユニット6の軸方向に沿って延存している。第1外側挟持片94は、第1挟持片94の後方端(他方端)から可変ノズルユニット6の径方向に沿って径方向における内側に向かって延在し、少なくとも一部が第1背面73に当接するようになっている。第1内側挟持片95は、第1挟持片94の前方端(一方端)から可変ノズルユニット6の径方向に沿って径方向における内側に向かって延在し、少なくとも一部が第1流路面72に当接するようになっている。The first connecting piece 96 extends along the axial direction of the variable nozzle unit 6. The first outer clamping piece 94 extends from the rear end (the other end) of the first clamping piece 94 toward the inside in the radial direction along the radial direction of the variable nozzle unit 6, and at least a portion of it abuts against the first back surface 73. The first inner clamping piece 95 extends from the front end (one end) of the first clamping piece 94 toward the inside in the radial direction along the radial direction of the variable nozzle unit 6, and at least a portion of it abuts against the first flow path surface 72.

上述した凹部92Aは、一対の第2挟持片97、98の互いに対向する内側面、及び第2接続片99の内側面(一対の第2挟持片97、98の各々の内側面に連なる径方向における内側の面)により形成されている。一対の第2挟持片97、98は、第2板部81の第2流路面82及び第2背面83を挟持するようになっている。一対の第2挟持片97、98は、第2背面83に対向する第2外側挟持片97と、第2流路面82に対向する第2内側挟持片98と、を含む。第2外側挟持片97、第2内側挟持片98及び第2接続片99は、板状に形成される。The recess 92A is formed by the mutually facing inner surfaces of the pair of second clamping pieces 97, 98 and the inner surface of the second connecting piece 99 (the radially inner surface continuing to each of the inner surfaces of the pair of second clamping pieces 97, 98). The pair of second clamping pieces 97, 98 are configured to clamp the second flow path surface 82 and the second back surface 83 of the second plate portion 81. The pair of second clamping pieces 97, 98 includes a second outer clamping piece 97 facing the second back surface 83 and a second inner clamping piece 98 facing the second flow path surface 82. The second outer clamping piece 97, the second inner clamping piece 98, and the second connecting piece 99 are formed in a plate shape.

第2接続片99は、可変ノズルユニット6の軸方向に沿って延存している。第2外側挟持片97は、第2接続片99の前方端(一方端)から可変ノズルユニット6の径方向に沿って径方向における内側に向かって延在し、少なくとも一部が第2背面83に当接するようになっている。第2内側挟持片98は、第2接続片99の後方端(他方端)から可変ノズルユニット6の径方向に沿って径方向における内側に向かって延在し、少なくとも一部が第2流路面82に当接するようになっている。The second connecting piece 99 extends along the axial direction of the variable nozzle unit 6. The second outer clamping piece 97 extends from the front end (one end) of the second connecting piece 99 toward the inside in the radial direction along the radial direction of the variable nozzle unit 6, and at least a portion of it abuts against the second back surface 83. The second inner clamping piece 98 extends from the rear end (the other end) of the second connecting piece 99 toward the inside in the radial direction along the radial direction of the variable nozzle unit 6, and at least a portion of it abuts against the second flow path surface 82.

上記の構成によれば、第1接続片96が一対の第1挟持片94、95に対して挟持方向に弾性力を加えることで、第1挟持部91により第1板部71を強固に挟持できる。第2接続片99が一対の第2挟持片97、98に対して挟持方向に弾性力を加えることで、第2挟持部92により第2板部81を強固に挟持できる。このため、締結部材9は、第1板状部材7および第2板状部材8を強固に締結できる。第1挟持部91は、第1板状部材7の径方向に熱変形した際に第1板状部材7の熱伸びに合わせて径方向に移動でき、第2挟持部92は、第2板状部材8の径方向に熱変形した際に第2板状部材8の熱伸びに合わせて径方向に移動できる。これにより、可変ノズルユニット6の熱変形時に接続部93に発生する上記応力を低減できる。According to the above configuration, the first connecting piece 96 applies an elastic force to the pair of first clamping pieces 94, 95 in the clamping direction, so that the first clamping portion 91 can firmly clamp the first plate portion 71. The second connecting piece 99 applies an elastic force to the pair of second clamping pieces 97, 98 in the clamping direction, so that the second clamping portion 92 can firmly clamp the second plate portion 81. Therefore, the fastening member 9 can firmly fasten the first plate member 7 and the second plate member 8. The first clamping portion 91 can move in the radial direction in accordance with the thermal expansion of the first plate member 7 when the first plate member 7 is thermally deformed in the radial direction, and the second clamping portion 92 can move in the radial direction in accordance with the thermal expansion of the second plate member 8 when the second plate member 8 is thermally deformed in the radial direction. This can reduce the above-mentioned stress generated in the connecting portion 93 when the variable nozzle unit 6 is thermally deformed.

図6は、一実施形態に係る可変ノズルユニット6の軸線LCに直交する断面を示す概略断面図である。幾つかの実施形態では、図6に示されるように、上述した少なくとも1つの締結部材9は、可変ノズルユニット6の周方向に夫々が間隔をおいて配置される複数の締結部材9を含む。図6に示される実施形態では、第1板部71の外周縁部76には、可変ノズルユニット6の径方向における内側に向かって凹む複数の凹溝77であって、可変ノズルユニット6の周方向に夫々が間隔をおいて形成される複数の凹溝77を有する。複数の締結部材9の各々の第1挟持部91は、第1接続片96が凹溝77の底面77Aに対向するように、凹溝77に取り付けてもよい。締結部材9を可変ノズルユニット6の周方向に複数取り付けることで、第1板状部材7と第2板状部材8の相対的な位置ずれを抑制できる。なお、複数の締結部材9の各々の第1挟持部91は、第1板部71の外周縁部76の凹溝77以外の部分に取り付けてもよいし、凹溝77を有さない第1板部71の外周縁部76に取り付けてもよい。6 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the axis LC of the variable nozzle unit 6 according to one embodiment. In some embodiments, as shown in FIG. 6, the at least one fastening member 9 described above includes a plurality of fastening members 9 arranged at intervals in the circumferential direction of the variable nozzle unit 6. In the embodiment shown in FIG. 6, the outer peripheral edge portion 76 of the first plate portion 71 has a plurality of recessed grooves 77 recessed toward the inside in the radial direction of the variable nozzle unit 6, and the plurality of recessed grooves 77 are formed at intervals in the circumferential direction of the variable nozzle unit 6. The first clamping portion 91 of each of the plurality of fastening members 9 may be attached to the recessed groove 77 so that the first connecting piece 96 faces the bottom surface 77A of the recessed groove 77. By attaching a plurality of fastening members 9 in the circumferential direction of the variable nozzle unit 6, it is possible to suppress relative positional deviation between the first plate-shaped member 7 and the second plate-shaped member 8. In addition, the first clamping portion 91 of each of the multiple fastening members 9 may be attached to a portion of the outer peripheral edge portion 76 of the first plate portion 71 other than the groove 77, or may be attached to the outer peripheral edge portion 76 of the first plate portion 71 that does not have the groove 77.

幾つかの実施形態では、図5、7~9、13に示されるように、上述した接続部93は、第1内側挟持片95の径方向における内側の端部に一端(後方端)が接続され、第2内側挟持片98の径方向における内側の端部に他端(前方端)が接続されている。In some embodiments, as shown in Figures 5, 7 to 9 and 13, the above-mentioned connection portion 93 has one end (rear end) connected to the radially inner end of the first inner clamping piece 95 and the other end (front end) connected to the radially inner end of the second inner clamping piece 98.

上記の構成によれば、締結部材9の構造を簡単なものとすることで、単一の板状部材(例えば、金属板)に曲げ加工等を施すことで、第1挟持部91、第2挟持部92及び接続部93を有する締結部材9を形成できる。この場合には、締結部材9は、比較的軽量であり、製造が容易であるため、締結部材9の材料コストや製造コストを低いものとすることができる。また、この締結部材9は、第1挟持部91や第2挟持部92の接続部93との接続部、又は接続部93自体を撓ませることで、第1挟持部91の第1板部71への取り付けや第2挟持部92の第2板部81への取り付けを容易に行うことが可能となる。これにより、可変ノズルユニット6の組立性を向上できる。According to the above configuration, the structure of the fastening member 9 is simplified, and the fastening member 9 having the first clamping portion 91, the second clamping portion 92, and the connecting portion 93 can be formed by bending a single plate-shaped member (e.g., a metal plate). In this case, the fastening member 9 is relatively lightweight and easy to manufacture, so that the material cost and manufacturing cost of the fastening member 9 can be reduced. In addition, the fastening member 9 can be easily attached to the first plate portion 71 and the second clamping portion 92 to the second plate portion 81 by bending the connection portion with the connection portion 93 of the first clamping portion 91 or the second clamping portion 92, or the connection portion 93 itself. This improves the ease of assembly of the variable nozzle unit 6.

(第1傾斜面)
幾つかの実施形態では、図7~9に示されるように、上述した第1外側挟持片94は、第1接続片96から径方向における内側に向かうにつれて前方側(軸方向の一方側、ガス流路43A側)に傾斜している。上述した第1板部71の第1背面73は、径方向における内側に向かうにつれて前方側(軸方向の一方側)に傾斜し、第1外側挟持片94が係止される第1傾斜面731を含む。図7に示される実施形態では、第1傾斜面731の外周端732が凹溝77の底面77Aに連なる。
(first slope)
7 to 9, the first outer clamping piece 94 is inclined toward the front side (one axial side, toward the gas flow path 43A) as it moves radially inward from the first connecting piece 96. The first back surface 73 of the first plate portion 71 is inclined toward the front side (one axial side) as it moves radially inward, and includes a first inclined surface 731 on which the first outer clamping piece 94 is engaged. In the embodiment shown in FIG. 7, an outer peripheral end 732 of the first inclined surface 731 is continuous with a bottom surface 77A of the recessed groove 77.

上記の構成によれば、第1外側挟持片94を第1板部71の第1傾斜面731に係止させることで、第1外側挟持片94が第1板部71から外し難くなるため、第1外側挟持片94の第1板部71からの脱落を抑制できる。 According to the above configuration, by engaging the first outer clamping piece 94 with the first inclined surface 731 of the first plate portion 71, the first outer clamping piece 94 becomes difficult to remove from the first plate portion 71, thereby preventing the first outer clamping piece 94 from falling off from the first plate portion 71.

(第1対向面)
幾つかの実施形態では、図8、9に示されるように、上述した第1板部71の第1背面73は、上述した第1傾斜面731と、第1傾斜面731よりも径方向における外側に第1外側挟持片94に隙間G1を介して対向する第1対向面733と、を含む。図示される実施形態では、第1傾斜面731の外周端732が第1対向面733に連なり、第1対向面733の外周端734が凹溝77の底面77Aに連なる。
(First opposing surface)
8 and 9 , the first back surface 73 of the first plate portion 71 includes the first inclined surface 731 and a first opposing surface 733 that faces the first outer clamping piece 94 via a gap G1 radially outward from the first inclined surface 731. In the illustrated embodiment, an outer circumferential end 732 of the first inclined surface 731 is continuous with the first opposing surface 733, and an outer circumferential end 734 of the first opposing surface 733 is continuous with the bottom surface 77A of the recessed groove 77.

上記の構成によれば、第1外側挟持片94に隙間G1を介して対向する第1対向面733を設けることで、第1対向面733を設けない場合に比べて、第1外側挟持片94を第1傾斜面731に係止させ易いので、第1挟持部91の第1板部71への取り付けが容易となる。これにより、可変ノズルユニット6の組立性をさらに向上できる。 According to the above configuration, by providing the first opposing surface 733 that faces the first outer clamping piece 94 across the gap G1, it is easier to engage the first outer clamping piece 94 with the first inclined surface 731 than when the first opposing surface 733 is not provided, and this makes it easier to attach the first clamping portion 91 to the first plate portion 71. This further improves the ease of assembly of the variable nozzle unit 6.

幾つかの実施形態では、図9に示されるように、上述した第1対向面733は、第1傾斜面731の外周端732から径方向における外側に向かうにつれて前方側(軸方向の一方側、ガス流路43A側)に傾斜している。In some embodiments, as shown in FIG. 9, the first opposing surface 733 described above is inclined toward the forward side (one side in the axial direction, toward the gas flow path 43A) as it moves radially outward from the outer circumferential end 732 of the first inclined surface 731.

上記の構成によれば、第1挟持部91の第1板部71に取り付ける際に、第1対向面733に接触して第1外側挟持片94の先端(径方向における内側の端部)が第1接続片96に対して開かれるので、第1挟持部91の第1板部71への取り付けが容易となる。これにより、可変ノズルユニット6の組立性をさらに向上できる。なお、第1対向面733は、第1外側挟持片94との間に隙間G1が形成されていればよい。すなわち、他の幾つかの実施形態では、第1対向面733は、第1傾斜面731の外周端732から径方向に沿って径方向における外側に向かって延在してもよいし、外周端732から径方向における外側に向かうにつれて後方側(軸方向の他方側)に傾斜していてもよい。According to the above configuration, when the first clamping portion 91 is attached to the first plate portion 71, the tip (the inner end in the radial direction) of the first outer clamping piece 94 contacts the first opposing surface 733 and opens toward the first connecting piece 96, so that the first clamping portion 91 can be easily attached to the first plate portion 71. This can further improve the assembly of the variable nozzle unit 6. Note that the first opposing surface 733 only needs to have a gap G1 formed between it and the first outer clamping piece 94. That is, in some other embodiments, the first opposing surface 733 may extend radially outward from the outer circumferential end 732 of the first inclined surface 731 along the radial direction, or may be inclined toward the rear side (the other side in the axial direction) as it moves radially outward from the outer circumferential end 732.

(第2傾斜面)
幾つかの実施形態では、図7~9に示されるように、上述した第2外側挟持片97は、第2接続片99から径方向における内側に向かうにつれて後方側(軸方向の他方側、ガス流路43A側)に傾斜している。上述した第2板部81の第2背面83は、径方向における内側に向かうにつれて後方側(軸方向の他方側)に傾斜し、第2外側挟持片97が係止される第2傾斜面831を含む。図7に示される実施形態では、第2傾斜面831の外周端832が外周縁部84の外周面に連なる。
(Second slope)
7 to 9, the second outer clamping piece 97 is inclined toward the rear side (the other axial side, toward the gas flow path 43A) as it moves radially inward from the second connecting piece 99. The second back surface 83 of the second plate portion 81 is inclined toward the rear side (the other axial side) as it moves radially inward, and includes a second inclined surface 831 on which the second outer clamping piece 97 is engaged. In the embodiment shown in FIG. 7, an outer peripheral end 832 of the second inclined surface 831 is continuous with the outer peripheral surface of the outer circumferential edge portion 84.

上記の構成によれば、第2外側挟持片97を第2板部81の第2傾斜面831に係止させることで、第2外側挟持片97が第2板部81から外し難くなるため、第2外側挟持片97の第2板部81からの脱落を抑制できる。 According to the above configuration, by engaging the second outer clamping piece 97 with the second inclined surface 831 of the second plate portion 81, the second outer clamping piece 97 becomes difficult to remove from the second plate portion 81, thereby preventing the second outer clamping piece 97 from falling off from the second plate portion 81.

(第2対向面)
幾つかの実施形態では、図8、9に示されるように、上述した第2板部81の第2背面83は、上述した第2傾斜面831と、第2傾斜面831よりも径方向における外側に第2外側挟持片97に隙間G2を介して対向する第2対向面833と、を含む。図示される実施形態では、第2傾斜面831の外周端832が第2対向面833に連なり、第2対向面833の外周端834が外周縁部84の外周面に連なる。
(Second opposing surface)
8 and 9 , the second back surface 83 of the second plate portion 81 includes the second inclined surface 831 and a second opposing surface 833 that faces the second outer clamping piece 97 via a gap G2 radially outward from the second inclined surface 831. In the illustrated embodiment, an outer circumferential end 832 of the second inclined surface 831 is continuous with the second opposing surface 833, and an outer circumferential end 834 of the second opposing surface 833 is continuous with the outer circumferential surface of the outer circumferential edge portion 84.

上記の構成によれば、第2外側挟持片97に隙間G2を介して対向する第2対向面833を設けることで、第2対向面833を設けない場合に比べて、第2外側挟持片97を第2傾斜面831に係止させ易いので、第2挟持部92の第2板部81への取り付けが容易となる。これにより、可変ノズルユニット6の組立性をさらに向上できる。According to the above configuration, by providing the second outer clamping piece 97 with the second opposing surface 833 that faces the second outer clamping piece 97 via the gap G2, it is easier to engage the second outer clamping piece 97 with the second inclined surface 831 than when the second opposing surface 833 is not provided, and this makes it easier to attach the second clamping part 92 to the second plate part 81. This further improves the ease of assembly of the variable nozzle unit 6.

幾つかの実施形態では、図9に示されるように、上述した第2対向面833は、第2傾斜面831の外周端832から径方向における外側に向かうにつれて後方側(軸方向の他方側、ガス流路43A側)に傾斜している。In some embodiments, as shown in FIG. 9, the second opposing surface 833 is inclined toward the rear side (the other axial side, toward the gas flow path 43A) as it moves radially outward from the outer circumferential end 832 of the second inclined surface 831.

上記の構成によれば、第2挟持部92の第2板部81に取り付ける際に、第2対向面833に接触して第2外側挟持片97の先端(径方向における内側の端部)が第2接続片99に対して開かれるので、第2挟持部92の第2板部81への取り付けが容易となる。これにより、可変ノズルユニット6の組立性をさらに向上できる。なお、第2対向面833は、第2外側挟持片97との間に隙間G2が形成されていればよい。すなわち、他の幾つかの実施形態では、第2対向面833は、第2傾斜面831の外周端832から径方向に沿って径方向における外側に向かって延在してもよいし、外周端832から径方向における外側に向かうにつれて前方側(軸方向の一方側)に傾斜していてもよい。According to the above configuration, when the second clamping portion 92 is attached to the second plate portion 81, the tip (the inner end in the radial direction) of the second outer clamping piece 97 contacts the second opposing surface 833 and opens toward the second connecting piece 99, so that the second clamping portion 92 can be easily attached to the second plate portion 81. This further improves the ease of assembly of the variable nozzle unit 6. It is sufficient that a gap G2 is formed between the second opposing surface 833 and the second outer clamping piece 97. That is, in some other embodiments, the second opposing surface 833 may extend radially from the outer peripheral end 832 of the second inclined surface 831 toward the outside in the radial direction, or may be inclined toward the front side (one side in the axial direction) as it moves radially outward from the outer peripheral end 832.

なお、上述した可変ノズルユニット6は、第1外側挟持片94に隙間G1を介して対向する第1対向面733、又は第2外側挟持片97に隙間G2を介して対向する第2対向面833の何れか一方を有する構成になっていてもよいし、第1対向面733及び第2対向面833の両方を有する構成になっていてもよい。可変ノズルユニット6は、第1対向面733及び第2対向面833の両方を有する場合には、第1対向面733又は第2対向面833の何れか一方を有する場合に比べて、締結部材9の第1板部71や第2板部81への取り付けが容易となるため、可変ノズルユニット6の組立性を向上できる。The variable nozzle unit 6 may be configured to have either a first opposing surface 733 that faces the first outer clamping piece 94 via a gap G1, or a second opposing surface 833 that faces the second outer clamping piece 97 via a gap G2, or may be configured to have both the first opposing surface 733 and the second opposing surface 833. When the variable nozzle unit 6 has both the first opposing surface 733 and the second opposing surface 833, the fastening member 9 can be attached to the first plate portion 71 or the second plate portion 81 more easily than when the variable nozzle unit 6 has either the first opposing surface 733 or the second opposing surface 833, thereby improving the assembly of the variable nozzle unit 6.

(第1外側挟持片の返し)
幾つかの実施形態では、図9に示されるように、上述した第1外側挟持片94の径方向における内側の端部には、径方向における内側に向かうにつれて後方側(軸方向の他方側)に傾斜する返し941が設けられている。返し941は、板状であり、第1外側挟持片94に曲げ加工等を施すことで形成できる。
(Return of the first outer clamping piece)
9, a barb 941 that inclines rearward (to the other axial direction) as it moves radially inward is provided on the radially inner end of the first outer clamping piece 94. The barb 941 is plate-shaped and can be formed by subjecting the first outer clamping piece 94 to bending processing or the like.

上記の構成によれば、第1外側挟持片94の先端(径方向における内側の端部)に返し941を設けることで、第1外側挟持片94と第1板部71との間の摩擦抵抗を低減できるため、第1挟持部91の第1板部71への取り付けが容易となる。これにより、可変ノズルユニット6の組立性をさらに向上できる。 According to the above configuration, by providing the barb 941 at the tip (the inner end in the radial direction) of the first outer clamping piece 94, the frictional resistance between the first outer clamping piece 94 and the first plate portion 71 can be reduced, making it easier to attach the first clamping piece 91 to the first plate portion 71. This further improves the ease of assembly of the variable nozzle unit 6.

(第2外側挟持片の返し)
幾つかの実施形態では、図9に示されるように、上述した第2外側挟持片97の径方向における内側の端部には、径方向における内側に向かうにつれて前方側(軸方向の一方側)に傾斜する返し971が設けられている。返し971は、板状であり、第2外側挟持片97に曲げ加工等を施すことで形成できる。
(Return of the second outer clamping piece)
9, a barb 971 that inclines forward (to one axial side) as it moves radially inward is provided on the radially inner end of the second outer clamping piece 97. The barb 971 is plate-shaped and can be formed by subjecting the second outer clamping piece 97 to bending processing or the like.

上記の構成によれば、第2外側挟持片97の先端(径方向における内側の端部)に返し971を設けることで、第2外側挟持片97と第2板部81との間の摩擦抵抗を低減できるため、第2挟持部92の第2板部81への取り付けが容易となる。これにより、可変ノズルユニット6の組立性をさらに向上できる。According to the above configuration, by providing a barb 971 at the tip (the inner end in the radial direction) of the second outer clamping piece 97, the frictional resistance between the second outer clamping piece 97 and the second plate portion 81 can be reduced, making it easier to attach the second clamping portion 92 to the second plate portion 81. This further improves the ease of assembly of the variable nozzle unit 6.

なお、上述した可変ノズルユニット6は、第1外側挟持片94の返し941、又は第2外側挟持片97の返し971の何れか一方を有する構成になっていてもよいし、返し941及び返し971可変ノズルユニット6は、返し941及び返し971の両方を有する場合には、返し941又は返し971の何れか一方を有する場合に比べて、締結部材9の第1板部71や第2板部81への取り付けが容易となるため、可変ノズルユニット6の組立性を向上できる。 The above-mentioned variable nozzle unit 6 may be configured to have either the barb 941 of the first outer clamping piece 94 or the barb 971 of the second outer clamping piece 97, and when the variable nozzle unit 6 has both the barb 941 and the barb 971, it is easier to attach the fastening member 9 to the first plate portion 71 or the second plate portion 81 than when it has only one of the barb 941 or the barb 971, thereby improving the assembly ability of the variable nozzle unit 6.

(接続部の曲げ部)
図10は、一実施形態における締結部材9の接続部93の図9に示されるA-B断面の一例を示す概略断面図である。図11は、図10に示される締結部材9を径方向における外側から視た状態を示す概略図である。幾つかの実施形態では、上述した接続部93(93A)は、可変ノズルユニット6の軸方向に直交する断面(図10参照)の少なくとも一部において、径方向における外側(図示例)又は内側に向かって凸となる曲げ部931が軸方向に沿って延在している(図11参照)。図11に示される実施形態では、曲げ部931は、接続部93の一端(後方端)から他端(前方端)までに亘り形成されているが、軸方向において接続部93の一部に連続的又は断続的に形成されていてもよい。
(Bent part of connection)
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an example of the A-B cross section shown in FIG. 9 of the connection portion 93 of the fastening member 9 in one embodiment. FIG. 11 is a schematic view showing the fastening member 9 shown in FIG. 10 as viewed from the outside in the radial direction. In some embodiments, the above-mentioned connection portion 93 (93A) has a bent portion 931 that is convex toward the outside (illustrated example) or the inside in the radial direction and extends along the axial direction in at least a part of the cross section (see FIG. 10) perpendicular to the axial direction of the variable nozzle unit 6 (see FIG. 11). In the embodiment shown in FIG. 11, the bent portion 931 is formed from one end (rear end) to the other end (front end) of the connection portion 93, but may be formed continuously or intermittently in a part of the connection portion 93 in the axial direction.

上記の構成によれば、接続部93に軸方向に沿って延在する曲げ部931を設けることで、接続部93に可変ノズルユニット6の軸方向に沿って荷重が作用した際の接続部93の座屈の発生を抑制できる。接続部93の座屈の発生を抑制することで、第1隙間Gを所定間隔に維持できるため、第1隙間Gの減少による可変ノズルベーン61の作動不良を抑制できる。According to the above configuration, by providing the connection portion 93 with the bent portion 931 extending along the axial direction, it is possible to suppress the occurrence of buckling of the connection portion 93 when a load acts on the connection portion 93 along the axial direction of the variable nozzle unit 6. By suppressing the occurrence of buckling of the connection portion 93, it is possible to maintain the first gap G at a predetermined distance, and therefore it is possible to suppress malfunction of the variable nozzle vane 61 due to a reduction in the first gap G.

(接続部の曲げ形状)
図12は、一実施形態における締結部材9の接続部93の図9に示されるA-B断面の一例を示す概略断面図である。幾つかの実施形態では、上述した接続部93(93B)は、可変ノズルユニット6の軸方向に直交する断面(図12参照)において、径方向における外側(図示例)又は内側の何れか一方に向かって湾曲している。
(Bending shape of connection part)
Fig. 12 is a schematic cross-sectional view showing an example of the A-B cross section of the connection portion 93 of the fastening member 9 in one embodiment shown in Fig. 9. In some embodiments, the above-mentioned connection portion 93 (93B) is curved toward either the outside (illustrated example) or the inside in the radial direction in a cross section perpendicular to the axial direction of the variable nozzle unit 6 (see Fig. 12).

上記の構成によれば、接続部93を軸方向に直交する断面において、径方向における外側又は内側の何れか一方に向かって湾曲させることで、接続部93に可変ノズルユニット6の軸方向に沿って荷重が作用した際の接続部93の座屈の発生を抑制できる。接続部93の座屈の発生を抑制することで、第1隙間Gを所定間隔に維持できるため、第1隙間Gの減少による可変ノズルベーン61の作動不良を抑制できる。 According to the above configuration, by curving the connection portion 93 toward either the outside or the inside in the radial direction in a cross section perpendicular to the axial direction, it is possible to suppress the occurrence of buckling of the connection portion 93 when a load acts on the connection portion 93 along the axial direction of the variable nozzle unit 6. By suppressing the occurrence of buckling of the connection portion 93, the first gap G can be maintained at a predetermined distance, and therefore malfunction of the variable nozzle vane 61 due to a reduction in the first gap G can be suppressed.

(接続部によるガスの流れの整流化)
図14は、図13に示される締結部材9の斜視図である。図15は、図13に示される可変ノズルユニット6の軸線LCに直交する断面を示す概略断面図である。幾つかの実施形態では、図15に示されるように、可変ノズルユニット6の周方向において可変ノズルベーン61の後縁612に対して前縁611が位置する側を上流側とし、前縁611に対して後縁612が位置する側を下流側とした場合において、上述した接続部93は、軸方向に直交する断面において、下流側の端部932が上流側の端部933よりも径方向における内側に位置するように傾斜している。なお、接続部93の傾斜方向は、可変ノズルベーン61の流入角に沿った方向であることが好ましい。
(Gas flow straightening through connection parts)
Fig. 14 is a perspective view of the fastening member 9 shown in Fig. 13. Fig. 15 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the axis LC of the variable nozzle unit 6 shown in Fig. 13. In some embodiments, as shown in Fig. 15, when the side where the leading edge 611 is located relative to the trailing edge 612 of the variable nozzle vane 61 in the circumferential direction of the variable nozzle unit 6 is the upstream side, and the side where the trailing edge 612 is located relative to the leading edge 611 is the downstream side, the above-mentioned connection portion 93 is inclined so that the downstream end 932 is located radially inward relative to the upstream end 933 in a cross section perpendicular to the axial direction. Note that the inclination direction of the connection portion 93 is preferably a direction along the inflow angle of the variable nozzle vane 61.

図示される実施形態では、図14に示されるように、上述した接続部93は、上流側の端部933の一端(後方端)が第1内側挟持片95の径方向における内側の端部に接続され、上流側の端部933の他端(前方端)が第2内側挟持片98の径方向における内側の端部に接続されている。下流側の端部932は、第1内側挟持片95及び第2内側挟持片98よりも径方向における内側に位置し、第1内側挟持片95及び第2内側挟持片98に接続されていない。接続部93は、切断加工や曲げ加工等を施すことで形成できる。14, in the illustrated embodiment, the above-mentioned connection portion 93 has one end (rear end) of the upstream end 933 connected to the radially inner end of the first inner clamping piece 95, and the other end (front end) of the upstream end 933 connected to the radially inner end of the second inner clamping piece 98. The downstream end 932 is located radially inner than the first inner clamping piece 95 and the second inner clamping piece 98, and is not connected to the first inner clamping piece 95 and the second inner clamping piece 98. The connection portion 93 can be formed by cutting, bending, or the like.

上記の構成によれば、接続部93は、その下流側の端部932がその上流側の端部933よりも径方向における内側に位置するように傾斜しているので、可変ノズルベーン61へ向かうガスの流れを整流することができ、可変ノズルベーン61へのガスの流入を滑らかにすることができ、これにより可変ノズルユニット6を備えるタービン2の性能向上が図れる。 According to the above configuration, the connection portion 93 is inclined so that its downstream end 932 is positioned radially inward relative to its upstream end 933, thereby straightening the flow of gas toward the variable nozzle vane 61 and smoothing the flow of gas into the variable nozzle vane 61, thereby improving the performance of the turbine 2 equipped with the variable nozzle unit 6.

幾つかの実施形態では、図15に示されるように、上述した少なくとも1つの可変ノズルベーン61は、可変ノズルユニット6の周方向に間隔をあけて互いに異なる周方向位置に配置された複数の可変ノズルベーン61を含む。可変ノズルユニット6の周方向において可変ノズルベーン61の後縁612に対して前縁611が位置する側を上流側とし、前縁611に対して後縁612が位置する側を下流側とした場合において、上述した複数の締結部材9の各々は、接続部93の下流側の端部932を延長した直線SLが、複数の可変ノズルベーン61の各々の回動軸線RCを通過する仮想円VCにおける、締結部材9に周方向において隣接する二つの可変ノズルベーン61の回動軸線RCの中間位置CPよりも上流側を通過するように構成されている。直線SLは、接続部93の傾斜方向に沿って延在しており、接続部93により案内されたガスは、直線SLの延在方向(接続部93の傾斜方向)に沿って流れる。In some embodiments, as shown in FIG. 15, the at least one variable nozzle vane 61 includes a plurality of variable nozzle vanes 61 arranged at different circumferential positions at intervals in the circumferential direction of the variable nozzle unit 6. In the case where the side where the leading edge 611 is located relative to the trailing edge 612 of the variable nozzle vane 61 in the circumferential direction of the variable nozzle unit 6 is the upstream side, and the side where the trailing edge 612 is located relative to the leading edge 611 is the downstream side, each of the above-mentioned plurality of fastening members 9 is configured such that a straight line SL extending from the downstream end 932 of the connection portion 93 passes upstream of a middle position CP of the rotation axis RC of two variable nozzle vanes 61 adjacent to the fastening member 9 in the circumferential direction in a virtual circle VC passing through the rotation axis RC of each of the plurality of variable nozzle vanes 61. The straight line SL extends along the inclination direction of the connection portion 93, and the gas guided by the connection portion 93 flows along the extension direction of the straight line SL (the inclination direction of the connection portion 93).

上記の構成によれば、接続部93により整流された可変ノズルベーン61へ向かうガスの流れが、締結部材9に対して周方向において隣接する二つの可変ノズルベーン61の中間位置CPよりも上流側を通過するようになっている。この場合には、複数の可変ノズルベーン61へのガスの流入を滑らかにすることができ、これにより可変ノズルユニット6を備えるタービン2の性能向上が図れる。According to the above configuration, the gas flow toward the variable nozzle vanes 61, which has been straightened by the connection portion 93, passes upstream of the midpoint CP between two adjacent variable nozzle vanes 61 in the circumferential direction relative to the fastening member 9. In this case, the gas can flow smoothly into the multiple variable nozzle vanes 61, thereby improving the performance of the turbine 2 equipped with the variable nozzle unit 6.

幾つかの実施形態に係るタービン2は、図2に示されるように、上述した締結部材9を備える可変ノズルユニット6を備える。幾つかの実施形態に係るターボチャージャ1は、図1に示されるように、上述したタービン2と、タービン2により駆動されるように構成された上述した遠心圧縮機12と、を備える。これらの場合には、可変ノズルユニット6の熱変形時における損傷を抑制できるので、可変ノズルユニット6を備えるタービン2の信頼性を向上できる。As shown in Figure 2, the turbine 2 according to some embodiments includes a variable nozzle unit 6 having the above-mentioned fastening member 9. As shown in Figure 1, the turbocharger 1 according to some embodiments includes the above-mentioned turbine 2 and the above-mentioned centrifugal compressor 12 configured to be driven by the turbine 2. In these cases, damage to the variable nozzle unit 6 during thermal deformation can be suppressed, thereby improving the reliability of the turbine 2 including the variable nozzle unit 6.

本明細書において、「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。
また、本明細書において、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。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
In this specification, expressions expressing relative or absolute configuration, such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""center,""concentric," or "coaxial," do not only strictly represent such a configuration, but also represent a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions indicating that things are in an equal state, such as "identical,""equal," and "homogeneous," not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
Furthermore, in this specification, expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect can be obtained.
In addition, in this specification, the expressions "comprise,""include," or "have" a certain element are not exclusive expressions that exclude the presence of other elements.

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。The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, but also includes variations on the above-described embodiments and suitable combinations of these embodiments.

上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。The contents described in the above-mentioned embodiments can be understood, for example, as follows:

1)本開示の少なくとも一実施形態に係る可変ノズルユニット(6)は、
タービン(2)に搭載されることでタービンホイール(3)に供給されるガスの流路面積を可変可能に構成された可変ノズルユニット(6)であって、
環状の第1板部(71)を含む第1板状部材(7)と、
前記第1板部(71)との間にガス流路(43A)を形成する環状の第2板部(81)であって、前記第1板部(71)よりも前記可変ノズルユニット(6)の軸方向における一方側に前記第1板部(71)に対向して配置される第2板部(81)、を含む第2板状部材(8)と、
前記ガス流路(43A)に設けられ、前記第1板状部材(7)又は前記第2板状部材(8)に回動可能に支持される少なくとも1つの可変ノズルベーン(61)と、
前記第1板状部材(7)および前記第2板状部材(8)を締結して前記第1板部(71)と前記第2板部(81)との間に第1隙間(G)を形成する少なくとも1つの締結部材(9)と、を備え、
前記少なくとも1つの締結部材(9)は、
前記可変ノズルユニット(6)の径方向における内側に向かって開口する凹部(91A)を有して前記第1板部(71)の外周縁部(76、77)を挟持する第1挟持部(91)と、
前記径方向における内側に向かって開口する凹部(92)を有して前記第2板部(81)の外周縁部(84)を挟持する第2挟持部(92)と、
前記第1挟持部(91)に一端が接続され、他端が前記第2挟持部(92)に接続される板状の接続部(93)と、を含む。
1) The variable nozzle unit (6) according to at least one embodiment of the present disclosure comprises:
A variable nozzle unit (6) configured to be mounted on a turbine (2) so as to be capable of varying a flow passage area of gas supplied to a turbine wheel (3),
A first plate-shaped member (7) including an annular first plate portion (71);
a second plate-shaped member (8) including an annular second plate portion (81) that forms a gas flow path (43A) between itself and the first plate portion (71), the second plate portion (81) being disposed opposite the first plate portion (71) on one side of the first plate portion (71) in the axial direction of the variable nozzle unit (6);
at least one variable nozzle vane (61) provided in the gas flow passage (43A) and rotatably supported by the first plate-shaped member (7) or the second plate-shaped member (8);
and at least one fastening member (9) that fastens the first plate member (7) and the second plate member (8) to form a first gap (G) between the first plate portion (71) and the second plate portion (81),
The at least one fastening member (9)
a first clamping portion (91) having a recess (91A) that opens toward the inside in the radial direction of the variable nozzle unit (6) and clamps an outer peripheral edge portion (76, 77) of the first plate portion (71);
a second clamping portion (92) having a recess (92) opening toward the inside in the radial direction and clamping an outer peripheral edge portion (84) of the second plate portion (81);
The clamping portion includes a plate-shaped connecting portion (93) having one end connected to the first clamping portion (91) and the other end connected to the second clamping portion (92).

上記1)の構成によれば、締結部材(9)は、第1挟持部(91)に第1板部(71)の外周縁部(76、77)を挟持させ、第2挟持部(92)に第2板部(81)の外周縁部(84)を挟持させることで、第1隙間(G)を形成するように第1板状部材(7)および第2板状部材(8)を締結できる。この場合には、第1板状部材(7)および第2板状部材(8)を締結する際にかしめや溶接などの労力を要する工程を必要としないため、第1板状部材(7)および第2板状部材(8)の締結に従来のノズルサポートを用いる場合に比べて、可変ノズルユニット(6)の組立性を向上できる。According to the configuration of 1) above, the fastening member (9) can fasten the first plate-shaped member (7) and the second plate-shaped member (8) so as to form the first gap (G) by clamping the outer peripheral edge portion (76, 77) of the first plate portion (71) with the first clamping portion (91) and clamping the outer peripheral edge portion (84) of the second plate portion (81) with the second clamping portion (92). In this case, since no laborious process such as crimping or welding is required when fastening the first plate-shaped member (7) and the second plate-shaped member (8), the assembly of the variable nozzle unit (6) can be improved compared to the case where a conventional nozzle support is used to fasten the first plate-shaped member (7) and the second plate-shaped member (8).

また、上記1)の構成によれば、締結部材(9)の接続部(93)は、板状であるため、従来のノズルサポートに比べて、その剛性を下げることができる。接続部(93)の剛性を低いものとすることで、可変ノズルユニット(6)の熱変形時に第1板状部材(7)と第2板状部材(8)の熱伸び差により接続部(93)に発生する応力を低減でき、可変ノズルユニット(6)の熱変形時における接続部(93)の損傷を抑制できる。 In addition, according to the configuration of 1) above, since the connection portion (93) of the fastening member (9) is plate-shaped, its rigidity can be reduced compared to that of conventional nozzle supports. By reducing the rigidity of the connection portion (93), it is possible to reduce the stress generated in the connection portion (93) due to the thermal expansion difference between the first plate-shaped member (7) and the second plate-shaped member (8) when the variable nozzle unit (6) is thermally deformed, and it is possible to suppress damage to the connection portion (93) when the variable nozzle unit (6) is thermally deformed.

2)幾つかの実施形態では、上記1)に記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記第1挟持部(91)は、
前記第1板部(71)の前記ガス流路(43A)を形成する第1流路面(72)及び前記第1流路面(72)とは反対側の第1背面(73)を挟持する一対の第1挟持片(94、95)と、
前記一対の第1挟持片(94、95)の外周端部同士を接続する第1接続片(96)と、を含み、
前記第2挟持部(92)は、
前記第2板部(81)の前記ガス流路(43A)を形成する第2流路面(82)及び前記第2流路面(82)とは反対側の第2背面(83)を挟持する一対の第2挟持片(97、98)と、
前記一対の第2挟持片(97、98)の外周端部同士を接続する第2接続片(99)と、を含む。
2) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) according to 1) above,
The first clamping portion (91) is
a pair of first clamping pieces (94, 95) that clamp a first flow path surface (72) that forms the gas flow path (43A) of the first plate portion (71) and a first back surface (73) opposite to the first flow path surface (72);
a first connecting piece (96) that connects the outer circumferential ends of the pair of first clamping pieces (94, 95),
The second clamping portion (92) is
a pair of second clamping pieces (97, 98) that clamp a second flow path surface (82) that forms the gas flow path (43A) of the second plate portion (81) and a second back surface (83) opposite to the second flow path surface (82);
and a second connecting piece (99) that connects the outer circumferential ends of the pair of second clamping pieces (97, 98) to each other.

上記2)の構成によれば、第1接続片(96)が一対の第1挟持片(94、95)に対して挟持方向に弾性力を加えることで、第1挟持部(91)により第1板部(71)を強固に挟持できる。第2接続片(99)が一対の第2挟持片(97、98)に対して挟持方向に弾性力を加えることで、第2挟持部(92)により第2板部(81)を強固に挟持できる。このため、締結部材(9)は、第1板状部材(7)および第2板状部材(8)を強固に締結できる。第1挟持部(91)は、第1板状部材(7)の径方向に熱変形した際に第1板状部材(7)の熱伸びに合わせて径方向に移動でき、第2挟持部(92)は、第2板状部材(8)の径方向に熱変形した際に第2板状部材(8)の熱伸びに合わせて径方向に移動できる。これにより、可変ノズルユニット(6)の熱変形時に接続部(93)に発生する上記応力を低減できる。According to the above configuration 2), the first connecting piece (96) applies an elastic force to the pair of first clamping pieces (94, 95) in the clamping direction, so that the first clamping portion (91) can firmly clamp the first plate portion (71). The second connecting piece (99) applies an elastic force to the pair of second clamping pieces (97, 98) in the clamping direction, so that the second clamping portion (92) can firmly clamp the second plate portion (81). Therefore, the fastening member (9) can firmly fasten the first plate member (7) and the second plate member (8). The first clamping portion (91) can move in the radial direction in accordance with the thermal expansion of the first plate member (7) when the first plate member (7) is thermally deformed in the radial direction, and the second clamping portion (92) can move in the radial direction in accordance with the thermal expansion of the second plate member (8) when the second plate member (8) is thermally deformed in the radial direction. This can reduce the stress generated in the connection portion (93) when the variable nozzle unit (6) is thermally deformed.

3)幾つかの実施形態では、上記2)に記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記一対の第1挟持片(94、95)のうち、前記第1背面(73)に対向する第1外側挟持片(94)は、前記第1接続片(96)から前記径方向における内側に向かうにつれて前記軸方向の前記一方側に傾斜し、
前記第1外側挟持片(94)に対向する前記第1背面(73)は、前記径方向における内側に向かうにつれて前記軸方向の前記一方側に傾斜し、前記第1外側挟持片(94)が係止される第1傾斜面(731)を含む。
3) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) according to 2) above,
Of the pair of first clamping pieces (94, 95), the first outer clamping piece (94) facing the first back surface (73) is inclined toward the one side in the axial direction as it moves inward in the radial direction from the first connecting piece (96),
The first back surface (73) facing the first outer clamping piece (94) includes a first inclined surface (731) that inclines toward the one side in the axial direction as it moves inward in the radial direction and engages the first outer clamping piece (94).

上記3)の構成によれば、第1外側挟持片(94)を第1板部(71)の第1傾斜面(731)に係止させることで、第1外側挟持片(94)が第1板部(71)から外し難くなるため、第1外側挟持片(94)の第1板部(71)からの脱落を抑制できる。 According to the configuration of 3) above, by engaging the first outer clamping piece (94) with the first inclined surface (731) of the first plate portion (71), the first outer clamping piece (94) becomes difficult to remove from the first plate portion (71), and therefore, the first outer clamping piece (94) can be prevented from falling off the first plate portion (71).

4)幾つかの実施形態では、上記2)又は3)に記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記一対の第2挟持片(97、98)のうち、前記第2背面(83)に対向する第2外側挟持片(97)は、前記第2接続片(99)から前記径方向における内側に向かうにつれて前記軸方向の他方側に傾斜し、
前記第2外側挟持片(97)に対向する前記第2背面(83)は、前記径方向における内側に向かうにつれて前記軸方向の前記他方側に傾斜し、前記第2外側挟持片(97)が係止される第2傾斜面(831)を含む。
4) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) according to 2) or 3) above,
Of the pair of second clamping pieces (97, 98), the second outer clamping piece (97) facing the second back surface (83) is inclined toward the other side in the axial direction as it moves inward in the radial direction from the second connecting piece (99),
The second back surface (83) facing the second outer clamping piece (97) includes a second inclined surface (831) that inclines toward the other side in the axial direction as it moves inward in the radial direction, and against which the second outer clamping piece (97) is engaged.

上記4)の構成によれば、第2外側挟持片(97)を第2板部(81)の第2傾斜面(831)に係止させることで、第2外側挟持片(97)が第2板部(81)から外し難くなるため、第2外側挟持片(97)の第2板部(81)からの脱落を抑制できる。 According to the configuration of 4) above, by engaging the second outer clamping piece (97) with the second inclined surface (831) of the second plate portion (81), the second outer clamping piece (97) becomes difficult to remove from the second plate portion (81), and therefore, the second outer clamping piece (97) can be prevented from falling off the second plate portion (81).

5)幾つかの実施形態では、上記2)から4)までの何れかに記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記第1外側挟持片(94)に対向する前記第1背面(73)は、前記第1傾斜面(731)よりも前記径方向における外側に前記第1外側挟持片(94)に隙間(G1)を介して対向する第1対向面(733)をさらに含む。
5) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) according to any one of 2) to 4) above,
The first back surface (73) facing the first outer clamping piece (94) further includes a first opposing surface (733) facing the first outer clamping piece (94) via a gap (G1) on the outer side of the first inclined surface (731) in the radial direction.

上記5)の構成によれば、第1外側挟持片(94)に隙間(G1)を介して対向する第1対向面(733)を設けることで、第1対向面(733)を設けない場合に比べて、第1外側挟持片(94)を第1傾斜面(731)に係止させ易いので、第1挟持部(91)の第1板部(71)への取り付けが容易となる。これにより、可変ノズルユニット(6)の組立性をさらに向上できる。According to the configuration of 5) above, by providing the first opposing surface (733) facing the first outer clamping piece (94) via the gap (G1), it is easier to engage the first outer clamping piece (94) with the first inclined surface (731) than when the first opposing surface (733) is not provided, and therefore it is easier to attach the first clamping portion (91) to the first plate portion (71). This further improves the ease of assembly of the variable nozzle unit (6).

6)幾つかの実施形態では、上記5)に記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記第1対向面(733)は、前記第1傾斜面(731)の外周端(732)から前記径方向における外側に向かうにつれて前記軸方向の前記一方側に傾斜している。
6) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) described in 5) above,
The first opposing surface (733) is inclined toward the one side in the axial direction from the outer circumferential end (732) of the first inclined surface (731) toward the outside in the radial direction.

上記6)の構成によれば、第1挟持部(91)の第1板部(71)に取り付ける際に、第1対向面(733)に接触して第1外側挟持片(94)の先端(径方向における内側の端部)が第1接続片(96)に対して開かれるので、第1挟持部(91)の第1板部(71)への取り付けが容易となる。これにより、可変ノズルユニット(6)の組立性をさらに向上できる。According to the configuration of 6) above, when the first clamping part (91) is attached to the first plate part (71), the tip (the inner end in the radial direction) of the first outer clamping piece (94) comes into contact with the first opposing surface (733) and opens toward the first connecting piece (96), making it easier to attach the first clamping part (91) to the first plate part (71). This further improves the ease of assembly of the variable nozzle unit (6).

7)幾つかの実施形態では、上記3)から6)までの何れかに記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記第1外側挟持片(94)の前記径方向における内側の端部には、前記径方向における内側に向かうにつれて前記軸方向の他方側に傾斜する返し(941)が設けられた。
7) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) according to any one of 3) to 6) above,
The first outer clamping piece (94) has a barb (941) at an inner end in the radial direction, the barb being inclined toward the other side in the axial direction as it moves inward in the radial direction.

上記7)の構成によれば、第1外側挟持片(94)の先端(径方向における内側の端部)に返し(941)を設けることで、第1外側挟持片(94)と第1板部(71)との間の摩擦抵抗を低減できるため、第1挟持部(91)の第1板部(71)への取り付けが容易となる。これにより、可変ノズルユニット(6)の組立性をさらに向上できる。According to the configuration of 7) above, by providing a barb (941) at the tip (the inner end in the radial direction) of the first outer clamping piece (94), the frictional resistance between the first outer clamping piece (94) and the first plate portion (71) can be reduced, making it easier to attach the first clamping portion (91) to the first plate portion (71). This further improves the ease of assembly of the variable nozzle unit (6).

8)幾つかの実施形態では、上記2)から7)までの何れかに記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記接続部(93)は、
前記一対の第1挟持片(94、95)のうち前記第1流路面(72)に対向する第1内側挟持片(95)の前記径方向における内側の端部に前記一端が接続され、
前記一対の第2挟持片(97、98)のうち前記第2流路面(82)に対向する第2内側挟持片(98)の前記径方向における内側の端部に前記他端が接続された。
8) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) according to any one of 2) to 7) above,
The connection portion (93) is
The one end is connected to an inner end in the radial direction of a first inner clamping piece (95) that faces the first flow path surface (72) of the pair of first clamping pieces (94, 95),
The other end is connected to an inner end in the radial direction of a second inner clamping piece (98) that faces the second flow path surface (82) out of the pair of second clamping pieces (97, 98).

上記8)の構成によれば、締結部材(9)の構造を簡単なものとすることで、単一の板状部材に曲げ加工等を施すことで、第1挟持部(91)、第2挟持部(92)及び接続部(93)を有する締結部材(9)を形成できる。この場合には、締結部材(9)は、比較的軽量であり、製造が容易であるため、締結部材(9)のコスト(材料コストや製造コスト)を低いものとすることができる。According to the configuration of 8) above, the structure of the fastening member (9) is simplified, and by performing bending processing or the like on a single plate-like member, the fastening member (9) having the first clamping portion (91), the second clamping portion (92), and the connecting portion (93) can be formed. In this case, the fastening member (9) is relatively lightweight and easy to manufacture, and therefore the cost (material cost and manufacturing cost) of the fastening member (9) can be kept low.

9)幾つかの実施形態では、上記1)から8)までの何れかに記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記接続部(93)は、前記軸方向に直交する断面の少なくとも一部において、前記径方向における外側又は内側に向かって凸となる曲げ部(931)が前記軸方向に沿って延在している。
9) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) according to any one of 1) to 8) above,
The connecting portion (93) has, in at least a portion of a cross section perpendicular to the axial direction, a bent portion (931) that is convex toward the outside or inside in the radial direction and extends along the axial direction.

上記9)の構成によれば、接続部(93)に軸方向に沿って延在する曲げ部(931)を設けることで、接続部(93)に可変ノズルユニット(6)の軸方向に沿って荷重が作用した際の接続部(93)の座屈の発生を抑制できる。接続部(93)の座屈の発生を抑制することで、第1隙間(G)を所定間隔に維持できるため、第1隙間(G)の減少による可変ノズルベーン(61)の作動不良を抑制できる。According to the configuration of 9) above, by providing the connection portion (93) with a bent portion (931) extending along the axial direction, it is possible to suppress the occurrence of buckling of the connection portion (93) when a load acts on the connection portion (93) along the axial direction of the variable nozzle unit (6). By suppressing the occurrence of buckling of the connection portion (93), it is possible to maintain the first gap (G) at a predetermined interval, and therefore it is possible to suppress malfunction of the variable nozzle vane (61) due to a reduction in the first gap (G).

10)幾つかの実施形態では、上記1)から8)までの何れかに記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記接続部(93)は、前記軸方向に直交する断面において、前記径方向における外側又は内側の何れか一方に向かって湾曲している。
10) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) according to any one of 1) to 8) above,
The connection portion (93) is curved toward either the outside or the inside in the radial direction in a cross section perpendicular to the axial direction.

上記10)の構成によれば、接続部(93)を軸方向に直交する断面において、径方向における外側又は内側の何れか一方に向かって湾曲させることで、接続部(93)に可変ノズルユニット(6)の軸方向に沿って荷重が作用した際の接続部(93)の座屈の発生を抑制できる。接続部(93)の座屈の発生を抑制することで、第1隙間(G)を所定間隔に維持できるため、第1隙間(G)の減少による可変ノズルベーン(61)の作動不良を抑制できる。According to the configuration of 10) above, by curving the connection portion (93) toward either the outside or inside in the radial direction in a cross section perpendicular to the axial direction, it is possible to suppress the occurrence of buckling of the connection portion (93) when a load acts on the connection portion (93) along the axial direction of the variable nozzle unit (6). By suppressing the occurrence of buckling of the connection portion (93), the first gap (G) can be maintained at a predetermined distance, and therefore malfunction of the variable nozzle vane (61) due to a reduction in the first gap (G) can be suppressed.

11)幾つかの実施形態では、上記1)から10)までの何れかに記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記可変ノズルユニット(6)の周方向において前記可変ノズルベーン(61)の後縁(612)に対して前縁(611)が位置する側を上流側とし、前記前縁(611)に対して前記後縁(612)が位置する側を下流側とした場合において、
前記接続部(93)は、前記軸方向に直交する断面において、前記下流側の端部(932)が前記上流側の端部(933)よりも前記径方向における内側に位置するように傾斜している。
11) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) according to any one of 1) to 10) above,
In the circumferential direction of the variable nozzle unit (6), the side where the leading edge (611) is located relative to the trailing edge (612) of the variable nozzle vane (61) is defined as the upstream side, and the side where the trailing edge (612) is located relative to the leading edge (611) is defined as the downstream side.
The connection portion (93) is inclined so that, in a cross section perpendicular to the axial direction, the downstream end portion (932) is positioned radially inward relative to the upstream end portion (933).

上記11)の構成によれば、接続部(93)は、その下流側の端部(932)がその上流側の端部(933)よりも径方向における内側に位置するように傾斜しているので、可変ノズルベーン(61)へ向かうガスの流れを整流することができ、可変ノズルベーン(61)へのガスの流入を滑らかにすることができ、これにより可変ノズルユニット(6)を備えるタービン(2)の性能向上が図れる。According to the configuration of 11) above, the connection portion (93) is inclined so that its downstream end portion (932) is positioned radially inward relative to its upstream end portion (933), thereby straightening the flow of gas toward the variable nozzle vane (61) and smoothing the flow of gas into the variable nozzle vane (61), thereby improving the performance of the turbine (2) equipped with the variable nozzle unit (6).

12)幾つかの実施形態では、上記11)に記載の可変ノズルユニット(6)であって、
前記少なくとも1つの可変ノズルベーン(61)は、前記周方向に間隔をあけて互いに異なる周方向位置に配置された複数の可変ノズルベーン(61)を含み、
前記少なくとも1つの締結部材(9)は、前記接続部(93)の前記下流側の端部(932)を延長した直線(SL)が、前記複数の可変ノズルベーン(61)の各々の回動軸線(RC)を通過する仮想円(VC)における、前記締結部材(9)に前記周方向において隣接する二つの可変ノズルベーン(61)の前記回動軸線(RC)の中間位置(CP)よりも前記上流側を通過するように構成された。
12) In some embodiments, the variable nozzle unit (6) according to 11) above,
The at least one variable nozzle vane (61) includes a plurality of variable nozzle vanes (61) arranged at different circumferential positions spaced apart from each other in the circumferential direction,
The at least one fastening member (9) is configured such that a straight line (SL) extending from the downstream end (932) of the connection portion (93) passes upstream of the midpoint (CP) of the rotation axes (RC) of two variable nozzle vanes (61) adjacent to the fastening member (9) in the circumferential direction on a virtual circle (VC) passing through the rotation axes (RC) of each of the plurality of variable nozzle vanes (61).

上記12)の構成によれば、接続部(93)により整流された可変ノズルベーン(61)へ向かうガスの流れが、締結部材(9)に対して周方向において隣接する二つの可変ノズルベーン(61)の中間位置(CP)よりも上流側を通過するようになっている。この場合には、複数の可変ノズルベーン(61)へのガスの流入を滑らかにすることができ、これにより可変ノズルユニット(6)を備えるタービン(2)の性能向上が図れる。According to the configuration of 12) above, the gas flow toward the variable nozzle vane (61) straightened by the connection portion (93) passes upstream of the intermediate position (CP) between two adjacent variable nozzle vanes (61) in the circumferential direction relative to the fastening member (9). In this case, the gas can flow smoothly into the multiple variable nozzle vanes (61), thereby improving the performance of the turbine (2) equipped with the variable nozzle unit (6).

13)本開示の少なくとも一実施形態に係るタービン(2)は、
上記1)から12)までの何れかに記載の可変ノズルユニット(6)を備える。
13) The turbine (2) according to at least one embodiment of the present disclosure comprises:
The variable nozzle unit (6) is provided as described in any one of 1) to 12) above.

上記13)の構成によれば、可変ノズルユニット(6)の熱変形時における損傷を抑制できるので、可変ノズルユニット(6)を備えるタービン(2)の信頼性を向上できる。 According to the configuration of 13) above, damage to the variable nozzle unit (6) during thermal deformation can be suppressed, thereby improving the reliability of the turbine (2) equipped with the variable nozzle unit (6).

14)本開示の少なくとも一実施形態に係るターボチャージャ(1)は、
上記13)に記載のタービン(2)と、
前記タービン(2)により駆動されるように構成された遠心圧縮機(12)と、を備える。
14) A turbocharger (1) according to at least one embodiment of the present disclosure,
A turbine (2) according to the above 13),
and a centrifugal compressor (12) configured to be driven by the turbine (2).

上記14)の構成によれば、可変ノズルユニット(6)の熱変形時における損傷を抑制できるので、可変ノズルユニット(6)を搭載したターボチャージャ(1)の信頼性を向上できる。 According to the configuration of 14) above, damage to the variable nozzle unit (6) during thermal deformation can be suppressed, thereby improving the reliability of the turbocharger (1) equipped with the variable nozzle unit (6).

1 ターボチャージャ
2 タービン
3 タービンホイール
4 第1ハウジング
5 第2ハウジング
6 可変ノズルユニット
7 第1板状部材
8 第2板状部材
9 締結部材
10 内燃機関システム
11 内燃機関
12 遠心圧縮機
13 インペラ
14 コンプレッサハウジング
15 回転シャフト
16 軸受
21 付勢部材
21A 皿バネ
31 ハブ
32 タービン翼
41 スクロール流路
42 排ガス排出流路
43 内部空間
43A ガス流路
43B 第1空間
61 可変ノズルベーン
62 環状部材
63 リンク部材
65 駆動機構部
71 第1板部
72 第1流路面
73 第1背面
74 貫通孔
75 内周縁部
76 外周縁部
77 凹溝
81 第2板部
82 第2流路面
83 第2背面
91 第1挟持部
92 第2挟持部
93 接続部
94 第1外側挟持片
95 第1内側挟持片
96 第1接続片
97 第2外側挟持片
98 第2内側挟持片
99 第2接続片
CP 中間位置
G 第1隙間
G1,G2 隙間
LA,LC 軸線
P1 後方端
RC 回動軸線
SL 直線
VC 仮想円
1 turbocharger 2 turbine 3 turbine wheel 4 first housing 5 second housing 6 variable nozzle unit 7 first plate-shaped member 8 second plate-shaped member 9 fastening member 10 internal combustion engine system 11 internal combustion engine 12 centrifugal compressor 13 impeller 14 compressor housing 15 rotating shaft 16 bearing 21 biasing member 21A disc spring 31 hub 32 turbine blade 41 scroll passage 42 exhaust gas discharge passage 43 internal space 43A gas passage 43B first space 61 variable nozzle vane 62 annular member 63 link member 65 drive mechanism 71 first plate portion 72 first passage surface 73 first back surface 74 through hole 75 inner peripheral edge portion 76 outer peripheral edge portion 77 concave groove 81 second plate portion 82 second passage surface 83 second back surface 91 first clamping portion 92 second clamping portion 93 connection portion 94 first outer clamping piece 95 First inner clamping piece 96 First connecting piece 97 Second outer clamping piece 98 Second inner clamping piece 99 Second connecting piece CP Intermediate position G First gap G1, G2 Gaps LA, LC Axis line P1 Rear end RC Rotation axis SL Straight line VC Virtual circle

Claims (14)

タービンに搭載されることでタービンホイールに供給されるガスの流路面積を可変可能に構成された可変ノズルユニットであって、
環状の第1板部を含む第1板状部材と、
前記第1板部との間にガス流路を形成する環状の第2板部であって、前記第1板部よりも前記可変ノズルユニットの軸方向における一方側に前記第1板部に対向して配置される第2板部、を含む第2板状部材と、
前記ガス流路に設けられ、前記第1板状部材又は前記第2板状部材に回動可能に支持される少なくとも1つの可変ノズルベーンと、
前記第1板状部材および前記第2板状部材を締結して前記第1板部と前記第2板部との間に第1隙間を形成する少なくとも1つの締結部材と、を備え、
前記少なくとも1つの締結部材は、
前記可変ノズルユニットの径方向における内側に向かって開口する凹部を有して前記第1板部の外周縁部を挟持する第1挟持部と、
前記径方向における内側に向かって開口する凹部を有して前記第2板部の外周縁部を挟持する第2挟持部と、
前記第1挟持部に一端が接続され、他端が前記第2挟持部に接続される板状の接続部と、を含む、可変ノズルユニット。
A variable nozzle unit that is mounted on a turbine and is configured to be able to vary a flow passage area of gas supplied to a turbine wheel,
A first plate-shaped member including an annular first plate portion;
a second plate member including an annular second plate portion that forms a gas flow path between itself and the first plate portion, the second plate portion being disposed opposite to the first plate portion on one side of the first plate portion in the axial direction of the variable nozzle unit;
at least one variable nozzle vane provided in the gas flow passage and rotatably supported by the first plate-shaped member or the second plate-shaped member;
at least one fastening member fastening the first plate member and the second plate member to form a first gap between the first plate portion and the second plate portion;
The at least one fastening member is
a first clamping portion having a recess that opens toward an inner side in a radial direction of the variable nozzle unit and clamps an outer circumferential edge portion of the first plate portion;
a second clamping portion having a recess that opens toward the inside in the radial direction and clamps an outer peripheral edge portion of the second plate portion;
a plate-shaped connecting portion having one end connected to the first clamping portion and the other end connected to the second clamping portion.
前記第1挟持部は、
前記第1板部の前記ガス流路を形成する第1流路面及び前記第1流路面とは反対側の第1背面を挟持する一対の第1挟持片と、
前記一対の第1挟持片の外周端部同士を接続する第1接続片と、を含み、
前記第2挟持部は、
前記第2板部の前記ガス流路を形成する第2流路面及び前記第2流路面とは反対側の第2背面を挟持する一対の第2挟持片と、
前記一対の第2挟持片の外周端部同士を接続する第2接続片と、を含む、
請求項1に記載の可変ノズルユニット。
The first clamping unit is
a pair of first clamping pieces that clamp a first flow path surface that forms the gas flow path of the first plate portion and a first back surface that is opposite to the first flow path surface;
a first connecting piece that connects outer peripheral ends of the pair of first clamping pieces,
The second clamping unit is
a pair of second clamping pieces that clamp a second flow path surface that forms the gas flow path of the second plate portion and a second back surface that is opposite to the second flow path surface;
A second connecting piece that connects the outer circumferential ends of the pair of second clamping pieces together.
The variable nozzle unit according to claim 1 .
前記一対の第1挟持片のうち、前記第1背面に対向する第1外側挟持片は、前記第1接続片から前記径方向における内側に向かうにつれて前記軸方向の前記一方側に傾斜し、
前記第1外側挟持片に対向する前記第1背面は、前記径方向における内側に向かうにつれて前記軸方向の前記一方側に傾斜し、前記第1外側挟持片が係止される第1傾斜面を含む、
請求項2に記載の可変ノズルユニット。
Of the pair of first clamping pieces, a first outer clamping piece facing the first back surface is inclined toward the one side in the axial direction as it moves inward in the radial direction from the first connecting piece,
The first back surface facing the first outer clamping piece includes a first inclined surface that is inclined toward the one side in the axial direction as it moves toward the inside in the radial direction and is engaged with the first outer clamping piece.
The variable nozzle unit according to claim 2 .
前記一対の第2挟持片のうち、前記第2背面に対向する第2外側挟持片は、前記第2接続片から前記径方向における内側に向かうにつれて前記軸方向の他方側に傾斜し、
前記第2外側挟持片に対向する前記第2背面は、前記径方向における内側に向かうにつれて前記軸方向の前記他方側に傾斜し、前記第2外側挟持片が係止される第2傾斜面を含む、
請求項3に記載の可変ノズルユニット。
Of the pair of second clamping pieces, a second outer clamping piece facing the second back surface is inclined toward the other side in the axial direction as it moves inward in the radial direction from the second connecting piece,
The second back surface facing the second outer clamping piece includes a second inclined surface that is inclined toward the other side in the axial direction as it moves toward the inside in the radial direction and is engaged with the second outer clamping piece.
The variable nozzle unit according to claim 3 .
前記第1外側挟持片に対向する前記第1背面は、前記第1傾斜面よりも前記径方向における外側に前記第1外側挟持片に隙間を介して対向する第1対向面をさらに含む、
請求項3に記載の可変ノズルユニット。
The first back surface facing the first outer clamping piece further includes a first opposing surface facing the first outer clamping piece via a gap, the first opposing surface being located outside the first inclined surface in the radial direction.
The variable nozzle unit according to claim 3 .
前記第1対向面は、前記第1傾斜面の外周端から前記径方向における外側に向かうにつれて前記軸方向の前記一方側に傾斜している、
請求項5に記載の可変ノズルユニット。
The first opposing surface is inclined toward the one side in the axial direction from an outer circumferential end of the first inclined surface toward an outer side in the radial direction.
The variable nozzle unit according to claim 5.
前記第1外側挟持片の前記径方向における内側の端部には、前記径方向における内側に向かうにつれて前記軸方向の他方側に傾斜する返しが設けられた、
請求項3乃至6の何れか1項に記載の可変ノズルユニット。
A barb is provided at an inner end portion in the radial direction of the first outer clamping piece, the barb being inclined toward the other side in the axial direction as it moves toward the inside in the radial direction.
The variable nozzle unit according to any one of claims 3 to 6.
前記接続部は、
前記一対の第1挟持片のうち前記第1流路面に対向する第1内側挟持片の前記径方向における内側の端部に前記一端が接続され、
前記一対の第2挟持片のうち前記第2流路面に対向する第2内側挟持片の前記径方向における内側の端部に前記他端が接続された、
請求項2乃至6の何れか1項に記載の可変ノズルユニット。
The connection portion is
The one end is connected to an inner end in the radial direction of a first inner clamping piece of the pair of first clamping pieces that faces the first flow path surface,
The other end is connected to an inner end in the radial direction of a second inner clamping piece that faces the second flow path surface of the pair of second clamping pieces.
The variable nozzle unit according to any one of claims 2 to 6.
前記接続部は、前記軸方向に直交する断面の少なくとも一部において、前記径方向における外側又は内側に向かって凸となる曲げ部が前記軸方向に沿って延在している、
請求項1乃至6の何れか1項に記載の可変ノズルユニット。
The connection portion has a bent portion that is convex toward the outside or inside in the radial direction in at least a part of a cross section perpendicular to the axial direction and extends along the axial direction.
The variable nozzle unit according to any one of claims 1 to 6.
前記接続部は、前記軸方向に直交する断面において、前記径方向における外側又は内側の何れか一方に向かって湾曲している、
請求項1乃至6の何れか1項に記載の可変ノズルユニット。
The connection portion is curved toward either the outside or the inside in the radial direction in a cross section perpendicular to the axial direction.
The variable nozzle unit according to any one of claims 1 to 6.
前記可変ノズルユニットの周方向において前記可変ノズルベーンの後縁に対して前縁が位置する側を上流側とし、前記前縁に対して前記後縁が位置する側を下流側とした場合において、
前記接続部は、前記軸方向に直交する断面において、前記下流側の端部が前記上流側の端部よりも前記径方向における内側に位置するように傾斜している、
請求項1乃至6の何れか1項に記載の可変ノズルユニット。
In the circumferential direction of the variable nozzle unit, a side where a leading edge is located relative to a trailing edge of the variable nozzle vane is defined as an upstream side, and a side where the trailing edge is located relative to the leading edge is defined as a downstream side,
the connection portion is inclined such that the downstream end portion is located radially inward relative to the upstream end portion in a cross section perpendicular to the axial direction.
The variable nozzle unit according to any one of claims 1 to 6.
前記少なくとも1つの可変ノズルベーンは、前記周方向に間隔をあけて互いに異なる周方向位置に配置された複数の可変ノズルベーンを含み、
前記少なくとも1つの締結部材は、前記接続部の前記下流側の端部を延長した直線が、前記複数の可変ノズルベーンの各々の回動軸線を通過する仮想円における、前記締結部材に前記周方向において隣接する二つの可変ノズルベーンの前記回動軸線の中間位置よりも前記上流側を通過するように構成された、
請求項11に記載の可変ノズルユニット。
the at least one variable nozzle vane includes a plurality of variable nozzle vanes arranged at different circumferential positions spaced apart from one another in the circumferential direction,
the at least one fastening member is configured such that a straight line extending from an end portion on the downstream side of the connection portion passes upstream of a middle position of the rotation axes of two variable nozzle vanes adjacent to the fastening member in the circumferential direction in a virtual circle passing through the rotation axes of each of the plurality of variable nozzle vanes.
The variable nozzle unit according to claim 11.
請求項1乃至6の何れか1項に記載の可変ノズルユニットを備えるタービン。A turbine equipped with a variable nozzle unit according to any one of claims 1 to 6. 請求項13に記載のタービンと、
前記タービンにより駆動されるように構成された遠心圧縮機と、
を備えるターボチャージャ。
A turbine according to claim 13;
a centrifugal compressor configured to be driven by the turbine;
A turbocharger comprising:
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