JP6820161B2 - Variable nozzle vane and variable capacity turbocharger - Google Patents
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Description
本開示は、可変ノズルベーン及び可変容量型ターボチャージャに関する。 The present disclosure relates to variable nozzle vanes and variable displacement turbochargers.
可変容量型ターボチャージャは、タービンハウジング内のスクロール流路からタービンロータへの排ガスの流れを可変ノズルベーンによって調整することで、タービンブレードへの排気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。 The variable capacity turbocharger enhances the supercharging effect by changing the flow velocity and pressure of the exhaust gas to the turbine blades by adjusting the flow of exhaust gas from the scroll flow path in the turbine housing to the turbine rotor with a variable nozzle vane. It is a thing.
近年、排ガス規制の強化等によりエンジンの低速域のレスポンス改善が重視され、ターボチャージャの高レスポンス化が望まれている。エンジン加速時には、可変ノズルベーンの開度を小さくして排ガス圧力を上昇させることでタービンロータの回転数が上昇する。ノズルベーンの開度が小さい場合には、ノズルベーンの端面と流路壁とのクリアランスからの漏れ流れ(以下、クリアランスフローという。)の損失が大きく効率が低くなるため、回転数の上昇が遅くなってしまう。 In recent years, improvement of the response of the engine in the low speed range has been emphasized due to the tightening of exhaust gas regulations, and it is desired to improve the response of the turbocharger. When the engine is accelerated, the rotation speed of the turbine rotor increases by reducing the opening degree of the variable nozzle vane and increasing the exhaust gas pressure. When the opening degree of the nozzle vane is small, the loss of the leakage flow (hereinafter referred to as the clearance flow) from the clearance between the end face of the nozzle vane and the flow path wall is large and the efficiency is low, so that the increase in the rotation speed becomes slow. It ends up.
一方、ノズルベーンの端面と流路壁とのクリアランスを小さくすればターボチャージャの効率を向上することができるが、クリアランスを小さくし過ぎるとノズルベーンと流路壁とが熱変形によって接触する恐れがある。ノズルベーンと流路壁とが熱変形によって接触すると、ノズルベーンの作動にて摩耗が発生する恐れがある。また、ノズルベーンの作動性へ影響を及ぼす恐れもある。このため、ノズルベーンと流路壁とのクリアランスを小さくすることには限界がある。 On the other hand, if the clearance between the end face of the nozzle vane and the flow path wall is reduced, the efficiency of the turbocharger can be improved, but if the clearance is made too small, the nozzle vane and the flow path wall may come into contact with each other due to thermal deformation. If the nozzle vane and the flow path wall come into contact with each other due to thermal deformation, wear may occur due to the operation of the nozzle vane. It may also affect the operability of the nozzle vanes. Therefore, there is a limit to reducing the clearance between the nozzle vane and the flow path wall.
特許文献1には、クリアランスフローを抑制することを目的とした可変ノズルベーンの構成が開示されている。特許文献1に記載の可変ノズルベーンの両端部は中央部より厚肉に形成されており、また、両端部の端面に凹部が設けられている。特許文献1には、ノズルベーンの端面に設けた凹部によるラビリンスシール効果でクリアランスフローに対するシール性を向上する旨が記載されている。 Patent Document 1 discloses a configuration of a variable nozzle vane for the purpose of suppressing a clearance flow. Both ends of the variable nozzle vane described in Patent Document 1 are formed thicker than the central portion, and recesses are provided on the end faces of both ends. Patent Document 1 describes that the labyrinth sealing effect of the concave portion provided on the end face of the nozzle vane improves the sealing property against the clearance flow.
上記のように、特許文献1には、可変ノズルベーンにおけるクリアランスフローを抑制するために、可変ノズルベーンの端面に凹部を設けることが記載されている。しかしながら、凹部の具体的な形状については、翼厚方向に沿った断面形状が開示されているに過ぎず、クリアランスフローを効果的に抑制するための凹部の全体形状については開示されていない。 As described above, Patent Document 1 describes that a recess is provided on the end face of the variable nozzle vane in order to suppress the clearance flow in the variable nozzle vane. However, as for the specific shape of the recess, only the cross-sectional shape along the blade thickness direction is disclosed, and the overall shape of the recess for effectively suppressing the clearance flow is not disclosed.
本発明は、上述したような従来の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、クリアランスフローを効果的に抑制可能な可変ノズルベーン及びこれを備える可変容量型ターボチャージャを提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a variable nozzle vane capable of effectively suppressing a clearance flow and a variable capacity turbocharger including the same. That is.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る可変ノズルベーンは、可変容量型ターボチャージャの可変ノズルベーンであって、前記可変容量型ターボチャージャは、タービンロータと、前記タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するスクロール流路形成部と、前記スクロール流路から前記タービンロータへ排ガスを導くための排ガス流路を形成する排ガス流路形成部とを備え、前記排ガス流路形成部は、前記タービンロータの軸方向において前記可変ノズルベーンの一方側に設けられた一方側壁部と、他方側に設けられた他方側壁部とを含み、前記可変ノズルベーンは、前記排ガス流路に回動可能に設けられ、前記一方側壁部と対向する一方側端面と、前記他方側壁部と対向する他方側端面とを含み、前記一方側端面と前記他方側端面の少なくとも一方には、凹部が形成され、キャンバーラインに沿ったキャンバー方向における前記凹部の寸法は、前記キャンバー方向に直交するキャンバー直交方向における前記凹部の寸法よりも大きい。 (1) The variable nozzle vane according to at least one embodiment of the present invention is a variable nozzle vane of a variable displacement turbocharger, and the variable displacement turbocharger includes a turbine rotor and a scroll flow path on the outer peripheral side of the turbine rotor. The exhaust gas flow path forming portion includes an exhaust gas flow path forming portion for forming an exhaust gas flow path for guiding exhaust gas from the scroll flow path to the turbine rotor, and the exhaust gas flow path forming portion is the turbine rotor. The variable nozzle vane includes a one side wall portion provided on one side of the variable nozzle vane and the other side wall portion provided on the other side in the axial direction of the variable nozzle vane, and the variable nozzle vane is rotatably provided in the exhaust gas flow path. A recess is formed on at least one of the one side end surface and the other side end surface, including one side end surface facing the one side wall portion and the other side end surface facing the other side wall portion, along the camber line. The size of the recess in the camber direction is larger than the size of the recess in the camber orthogonal direction orthogonal to the camber direction.
上記(1)に記載の可変ノズルベーンによれば、可変ノズルベーンにおける凹部が設けられた端面(一方側端面と他方側端面の少なくとも一方)と、当該端面に対向する壁面との間の隙間を流れるクリアランスフローの一部が、当該隙間内で循環流(渦)となり、当該隙間を通過するクリアランスフローの流量を低減することができる。このため、タービン効率を向上することができる。 According to the variable nozzle vane described in (1) above, the clearance flowing through the gap between the end face (at least one of one side end face and the other side end face) provided with the recess in the variable nozzle vane and the wall surface facing the end face. A part of the flow becomes a circulating flow (vortex) in the gap, and the flow rate of the clearance flow passing through the gap can be reduced. Therefore, the turbine efficiency can be improved.
また、キャンバー方向における凹部の寸法がキャンバー直交方向における凹部の寸法よりも大きいため、圧力面側から負圧面側へ上記隙間を通過するクリアランスフローを、キャンバーラインに沿った広範囲に亘って効果的に抑制することができる。 Further, since the size of the recess in the camber direction is larger than the size of the recess in the direction orthogonal to the camber, the clearance flow passing through the gap from the pressure surface side to the negative pressure surface side is effectively spread over a wide range along the camber line. It can be suppressed.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記凹部は、前縁と後縁の各々に達しないように、前記前縁と前記後縁との間に延在する。 (2) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to (1) above, the recess extends between the front edge and the trailing edge so as not to reach each of the leading and trailing edges. Exists.
上記(2)に記載の可変ノズルベーンによれば、凹部が前縁又は後縁に達するように設けられている場合と比較して、上記隙間に上記循環流を形成する作用を強めて、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。 According to the variable nozzle vane described in (2) above, the clearance flow is enhanced by strengthening the action of forming the circulation flow in the gap as compared with the case where the recess is provided so as to reach the front edge or the trailing edge. The flow rate can be effectively reduced.
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記凹部と前記後縁との間隔は、前記凹部と前記前縁との間隔より大きい。 (3) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to (2) above, the distance between the recess and the trailing edge is larger than the spacing between the recess and the front edge.
上記(3)に記載の可変ノズルベーンによれば、可変ノズルベーンの後縁側の肉厚を過度に小さくすることなく、上述したクリアランスフローを抑制する効果を得ることができる。すなわち、可変ノズルベーンの後縁側の部分に破損が生じることを抑制しつつ、タービン効率を効果的に向上することができる。 According to the variable nozzle vane described in (3) above, the effect of suppressing the clearance flow described above can be obtained without excessively reducing the wall thickness on the trailing edge side of the variable nozzle vane. That is, the turbine efficiency can be effectively improved while suppressing the occurrence of damage to the trailing edge side portion of the variable nozzle vane.
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(3)の何れか1項に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記凹部は、後縁側に向かうにつれて前記キャンバー直交方向における前記凹部の幅が増大する前縁側部分と、前記前縁側部分に接続するとともに後縁側に向かうにつれて前記キャンバー直交方向における前記凹部の幅が減少する後縁側部分とを含む。 (4) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to any one of (1) to (3) above, the concave portion increases in width in the camber orthogonal direction toward the trailing edge side. Includes a front edge side portion to be connected to the front edge side portion and a trailing edge side portion in which the width of the recess in the direction orthogonal to the camber decreases toward the trailing edge side.
上記(4)に記載の可変ノズルベーンによれば、可変ノズルベーンにおける凹部の幅をキャンバー方向に適切に変化させることにより、凹部の周縁部の肉厚を確保しつつ、上述したクリアランスフローを抑制する効果を得ることができる。すなわち、凹部の周縁部に破損が生じることを抑制しつつ、タービン効率を効果的に向上することができる。 According to the variable nozzle vane described in (4) above, by appropriately changing the width of the recess in the variable nozzle vane in the camber direction, the effect of suppressing the clearance flow described above while ensuring the wall thickness of the peripheral edge of the recess. Can be obtained. That is, the turbine efficiency can be effectively improved while suppressing the occurrence of damage to the peripheral edge of the recess.
(5)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の何れか1項に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記凹部は、底面と、前記キャンバーラインに対して圧力面側に設けられた圧力面側側面と、前記キャンバーラインに対して負圧面側に設けられた負圧面側側面とを含む。 (5) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to any one of (1) to (4) above, the recess is provided on the bottom surface and on the pressure surface side with respect to the camber line. The side surface on the pressure surface side and the side surface on the negative pressure surface side provided on the negative pressure surface side with respect to the camber line are included.
上記(5)に記載の可変ノズルベーンによれば、可変ノズルベーンにおける凹部が設けられた端面と壁面との間の隙間を流れるクリアランスフローの一部が、圧力面側側面及び負圧面側側面の各々の近傍にそれぞれ循環流を形成して、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。 According to the variable nozzle vane described in (5) above, a part of the clearance flow flowing through the gap between the end surface and the wall surface provided with the recess in the variable nozzle vane is a part of each of the pressure surface side side surface and the negative pressure surface side side surface. Circulating flows can be formed in the vicinity to effectively reduce the flow rate of the clearance flow.
(6)幾つかの実施形態では、上記(5)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記圧力面側側面は、前記圧力面に沿って湾曲しており、前記負圧面側側面は、前記負圧面に沿って湾曲している。 (6) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to (5) above, the pressure surface side surface is curved along the pressure surface, and the negative pressure surface side surface is on the negative pressure surface. It is curved along.
上記(6)に記載の可変ノズルベーンによれば、可変ノズルベーンにおける凹部の周縁部の肉厚を確保しつつ、上述したクリアランスフローを抑制する効果を得ることができる。すなわち、凹部の周縁部に破損が生じることを抑制しつつ、タービン効率を効果的に向上することができる。 According to the variable nozzle vane described in (6) above, it is possible to obtain the effect of suppressing the clearance flow described above while ensuring the wall thickness of the peripheral edge of the recess in the variable nozzle vane. That is, the turbine efficiency can be effectively improved while suppressing the occurrence of damage to the peripheral edge of the recess.
(7)幾つかの実施形態では、上記(5)又は(6)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記底面と前記圧力面側側面とのなす角度は、90度以下である。 (7) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to (5) or (6) above, the angle between the bottom surface and the side surface on the pressure surface side is 90 degrees or less.
上記(7)に記載の可変ノズルベーンによれば、底面と圧力面側側面とのなす角度が90度より大きい場合と比較して、圧力面側側面の近傍の循環流を形成する効果を高めて、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。なお、上記角度が90度であれば、製造容易性の観点で有利であり、上記角度が90度未満であれば、圧力面側側面の近傍の循環流を形成する観点で有利である。 According to the variable nozzle vane described in (7) above, the effect of forming a circulating flow near the pressure surface side side surface is enhanced as compared with the case where the angle formed by the bottom surface and the pressure surface side side surface is larger than 90 degrees. , The flow rate of the clearance flow can be effectively reduced. If the angle is 90 degrees, it is advantageous from the viewpoint of ease of manufacture, and if the angle is less than 90 degrees, it is advantageous from the viewpoint of forming a circulating flow in the vicinity of the side surface on the pressure surface side.
(8)幾つかの実施形態では、上記(5)乃至(7)の何れか1項に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記底面と前記負圧面側側面とのなす角度は、90度以下である。 (8) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to any one of (5) to (7) above, the angle between the bottom surface and the side surface on the negative pressure surface side is 90 degrees or less.
上記(8)に記載の可変ノズルベーンによれば、底面と負圧面側側面とのなす角度が90度より大きい場合と比較して、負圧面側側面の近傍の循環流を形成する効果を高めて、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。なお、上記角度が90度であれば、製造容易性の観点で有利であり、上記角度が90度未満であれば、負圧面側側面の近傍の循環流を形成する観点で有利である。 According to the variable nozzle vane described in (8) above, the effect of forming a circulating flow near the side surface on the negative pressure surface is enhanced as compared with the case where the angle formed by the bottom surface and the side surface on the negative pressure surface side is larger than 90 degrees. , The flow rate of the clearance flow can be effectively reduced. If the angle is 90 degrees, it is advantageous from the viewpoint of ease of manufacture, and if the angle is less than 90 degrees, it is advantageous from the viewpoint of forming a circulating flow in the vicinity of the side surface on the negative pressure surface side.
(9)幾つかの実施形態では、上記(5)又は(6)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記底面は、前記圧力面側側面から前記負圧面側側面に向かって下り勾配を有する。 (9) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to (5) or (6) above, the bottom surface has a downward slope from the pressure surface side side surface to the negative pressure surface side side surface.
上記(9)に記載の可変ノズルベーンによれば、可変ノズルベーンの凹部に流入したクリアランスフローは、下り勾配を有する底面に沿って負圧面側へ流れるが、負圧面側側面の高さが圧力面側側面の高さよりも高くなるため、凹部からスムーズに流出しにくくなる。 According to the variable nozzle vane described in (9) above, the clearance flow flowing into the recess of the variable nozzle vane flows toward the negative pressure surface side along the bottom surface having a downward slope, but the height of the side surface on the negative pressure surface side is the pressure surface side. Since it is higher than the height of the side surface, it is difficult for it to flow out smoothly from the recess.
(10)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(9)の何れか1項に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記凹部は、前記キャンバー方向に直交する断面として、前記可変ノズルベーンの翼高さHに対する前記凹部の深さDの比D/Hが0.1<D/H<0.2を満たす断面を含む。 (10) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to any one of (1) to (9) above, the recess has a cross section orthogonal to the camber direction, and the blade height of the variable nozzle vane is formed. A cross section in which the ratio D / H of the depth D of the recess to H satisfies 0.1 <D / H <0.2 is included.
上記(10)に記載の可変ノズルベーンによれば、上記隙間に循環流を形成する作用を強めて、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。これにより、タービン効率を効果的に向上することができる。 According to the variable nozzle vane described in (10) above, the action of forming a circulating flow in the gap can be strengthened, and the flow rate of the clearance flow can be effectively reduced. Thereby, the turbine efficiency can be effectively improved.
(11)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(10)の何れか1項に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記凹部は、前記キャンバー方向に直交する断面として、前記凹部の幅Wに対する前記凹部の深さDの比D/Wが0.1<D/W<0.35を満たす断面を含む。 (11) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to any one of (1) to (10) above, the recess has a cross section orthogonal to the camber direction with respect to the width W of the recess. It includes a cross section in which the ratio D / W of the depth D of the recess satisfies 0.1 <D / W <0.35.
上記(11)に記載の可変ノズルベーンによれば、上記隙間に循環流を形成する作用を強めて、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。これにより、タービン効率を効果的に向上することができる。 According to the variable nozzle vane described in (11) above, the action of forming a circulating flow in the gap can be strengthened, and the flow rate of the clearance flow can be effectively reduced. Thereby, the turbine efficiency can be effectively improved.
(12)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(11)の何れか1項に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記可変ノズルベーンは、前記一方側壁部と前記他方側壁部の何れか一方に片持ち支持され、前記一方側壁部と前記他方側壁部のうち、前記可変ノズルベーンを片持ち支持する壁部を支持壁部、前記可変ノズルベーンを片持ち支持しない壁部を非支持壁部と称し、前記一方側端面と前記他方側端面のうち、前記支持壁部に対向する端面を支持壁側端面、前記非支持壁部に対向する端面を非支持壁側端面と称すると、前記非支持壁側端面は、前記凹部を有する。 (12) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to any one of (1) to (11) above, the variable nozzle vane is one piece on one of the one side wall portion and the other side wall portion. Of the one side wall portion and the other side wall portion, the wall portion that cantileverly supports the variable nozzle vane is referred to as a support wall portion, and the wall portion that does not cantileverly support the variable nozzle vane is referred to as a non-support wall portion. Of the one side end face and the other side end face, the end face facing the support wall portion is referred to as a support wall side end face, and the end face facing the non-support wall portion is referred to as a non-support wall side end face. Has the recess.
可変ノズルベーンが支持壁部に片持ち支持されている構成では、非支持壁部の壁面と可変ノズルベーンの非支持壁側端面との隙間のクリアランスフローが問題となりやすい。このため、非支持壁側端面に上述した凹部を設けることで、非支持壁側端面と非支持壁部の壁面との間の隙間を流れるクリアランスフローの一部が当該隙間内で循環流となり、当該隙間を通過するクリアランスフローの流量を低減することができる。このため、タービン効率を向上することができる。 In a configuration in which the variable nozzle vane is cantilevered and supported by the support wall portion, the clearance flow of the gap between the wall surface of the non-support wall portion and the end surface of the variable nozzle vane on the non-support wall side tends to be a problem. Therefore, by providing the above-mentioned recess on the non-supporting wall side end face, a part of the clearance flow flowing through the gap between the non-supporting wall side end face and the wall surface of the non-supporting wall portion becomes a circulating flow in the gap. The flow rate of the clearance flow passing through the gap can be reduced. Therefore, the turbine efficiency can be improved.
また、キャンバー方向における凹部の寸法がキャンバー直交方向における凹部の寸法よりも大きいため、圧力面側から負圧面側へ上記隙間を通過するクリアランスフローを、キャンバーラインに沿った広範囲に亘って効果的に抑制することができる。 Further, since the size of the recess in the camber direction is larger than the size of the recess in the direction orthogonal to the camber, the clearance flow passing through the gap from the pressure surface side to the negative pressure surface side is effectively spread over a wide range along the camber line. It can be suppressed.
(13)幾つかの実施形態では、上記(12)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記可変ノズルベーンにおける前記非支持壁部側の端部は、前記非支持壁部側に近づくにつれて翼厚が大きくなるように形成されたテーパ部を含む。 (13) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to (12) above, the end portion of the variable nozzle vane on the non-supporting wall side becomes thicker as it approaches the non-supporting wall side. Includes a tapered portion formed so as to.
上記(13)に記載の可変ノズルベーンによれば、可変ノズルベーンにテーパ部が設けられていない場合と比較して、テーパ部を設けることによって、非支持壁側端面と非支持壁部の壁面との隙間の流路長を長くすることができる。このため、当該隙間における圧力面側と負圧面側との圧力勾配が小さくなり、クリアランスフローの流量を低減することができる。 According to the variable nozzle vane described in (13) above, as compared with the case where the variable nozzle vane is not provided with the tapered portion, by providing the tapered portion, the end face on the non-supporting wall side and the wall surface of the non-supporting wall portion are formed. The flow path length of the gap can be lengthened. Therefore, the pressure gradient between the pressure surface side and the negative pressure surface side in the gap becomes small, and the flow rate of the clearance flow can be reduced.
(14)幾つかの実施形態では、上記(13)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記テーパ部の負圧面は、前記非支持壁部側に近づくにつれて翼厚が大きくなるように翼高さ方向に対して傾斜したテーパ面を含む。 (14) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to (13) above, the negative pressure surface of the tapered portion is directed in the blade height direction so that the blade thickness increases as it approaches the non-supporting wall portion side. Includes an inclined tapered surface.
上記(14)に記載の可変ノズルベーンによれば、テーパ部の負圧面が有する上記テーパ面によって、ノズルのスロート部からの流れが非支持壁部の壁面に引き付けられにくくなる。このため、テーパ部が設けられていない場合と比較して、上記スロート部からの流れと上記隙間を流れるクリアランスフローとの混合(衝突)に起因する損失を低減することができる。 According to the variable nozzle vane described in (14) above, the tapered surface of the negative pressure surface of the tapered portion makes it difficult for the flow from the throat portion of the nozzle to be attracted to the wall surface of the non-supporting wall portion. Therefore, as compared with the case where the tapered portion is not provided, the loss due to mixing (collision) between the flow from the throat portion and the clearance flow flowing through the gap can be reduced.
(15)幾つかの実施形態では、上記(14)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記テーパ部の圧力面は、翼高さ方向に平行に形成される。 (15) In some embodiments, in the variable nozzle vane according to (14) above, the pressure surface of the tapered portion is formed parallel to the blade height direction.
上記(15)に記載の可変ノズルベーンによれば、可変ノズルベーンの空力性能の低下を抑制しつつ、上記スロート部からの流れと上記クリアランスフローとの混合に起因する損失を低減することができる。 According to the variable nozzle vane described in (15) above, it is possible to reduce the loss due to the mixing of the flow from the throat portion and the clearance flow while suppressing the deterioration of the aerodynamic performance of the variable nozzle vane.
(16)幾つかの実施形態では、上記(13)乃至(14)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記テーパ部の圧力面は、前記非支持壁部側に近づくにつれて翼厚が大きくなるように翼高さ方向に対して傾斜したテーパ面を含む。 (16) In some embodiments, in the variable nozzle vanes according to (13) to (14) above, the pressure surface of the tapered portion is such that the blade thickness increases as the pressure surface approaches the non-supporting wall portion side. Includes a tapered surface that is inclined with respect to the height direction.
上記(16)に記載の可変ノズルベーンによれば、テーパ部の圧力面に上記テーパ面が設けられていない場合と比較して、非支持壁側端面と非支持壁部の壁面との隙間の流路長を長くすることができる。このため、当該隙間における圧力面側と負圧面側との圧力勾配が小さくなり、クリアランスフローの流量を低減することができる。 According to the variable nozzle vane described in (16) above, the flow of the gap between the end surface on the non-supporting wall side and the wall surface of the non-supporting wall portion is compared with the case where the pressure surface of the tapered portion is not provided with the tapered surface. The road length can be lengthened. Therefore, the pressure gradient between the pressure surface side and the negative pressure surface side in the gap becomes small, and the flow rate of the clearance flow can be reduced.
(17)幾つかの実施形態では、上記(13)乃至(16)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記テーパ部は、前記ノズルベーンのうち翼高さHの80%の位置より非支持壁側に設けられる。 (17) In some embodiments, in the variable nozzle vanes according to (13) to (16) above, the tapered portion is provided on the non-supporting wall side from a position of 80% of the blade height H of the nozzle vanes. Be done.
翼高さ方向における広範囲で翼厚を大きくすると、可変ノズルベーンの空力性能が大きく低下してしまうため、上記(17)に記載の範囲にテーパ部を設けることで、空力性能の低下を抑制しつつ、クリアランスフローの流量を低減することができる。 If the blade thickness is increased over a wide range in the blade height direction, the aerodynamic performance of the variable nozzle vane will be significantly reduced. Therefore, by providing a tapered portion in the range described in (17) above, the deterioration of the aerodynamic performance is suppressed. , The flow rate of the clearance flow can be reduced.
(18)幾つかの実施形態では、上記(13)乃至(17)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記支持壁側端面の最大翼厚T1に対する前記非支持壁側端面の最大翼厚T2の比T2/T1は、1.5<T2/T1<2.5を満たす。 (18) In some embodiments, in the variable nozzle vanes according to (13) to (17) above, the ratio T2 of the maximum blade thickness T2 of the non-support wall side end surface to the maximum blade thickness T1 of the support wall side end surface. / T1 satisfies 1.5 <T2 / T1 <2.5.
上記(18)に記載の可変ノズルベーンによれば、テーパ部が設けられていない場合と比較して、非支持壁側端面と非支持壁部の壁面との隙間の流路長が大幅に拡大されるため、当該隙間における圧力面側と負圧面側との圧力勾配が小さくなり、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。 According to the variable nozzle vane described in (18) above, the flow path length of the gap between the end surface on the non-supporting wall side and the wall surface of the non-supporting wall portion is significantly expanded as compared with the case where the tapered portion is not provided. Therefore, the pressure gradient between the pressure surface side and the negative pressure surface side in the gap becomes small, and the flow rate of the clearance flow can be effectively reduced.
(19)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(18)に記載の可変ノズルベーンにおいて、前記可変ノズルベーンは、自動車用の可変容量型ターボチャージャの可変ノズルベーンである。 (19) In some embodiments, in the variable nozzle vanes according to (1) to (18) above, the variable nozzle vanes are variable nozzle vanes of a variable displacement turbocharger for automobiles.
上記(19)に記載の可変ノズルベーンによれば、自動車用の可変容量型ターボチャージャにおける可変ノズルベーンのクリアランスフローを効果的に抑制することができる。 According to the variable nozzle vane described in (19) above, the clearance flow of the variable nozzle vane in the variable displacement turbocharger for automobiles can be effectively suppressed.
(20)本発明の少なくとも一実施形態に係る可変容量型ターボチャージャは、タービンロータと、前記タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するスクロール流路形成部と、前記スクロール流路から前記タービンロータへ排ガスを導くための排ガス流路を形成する排ガス流路形成部と、上記(1)乃至(19)の何れか1項に記載の可変ノズルベーンとを備える。 (20) The variable displacement turbocharger according to at least one embodiment of the present invention includes a turbine rotor, a scroll flow path forming portion that forms a scroll flow path on the outer peripheral side of the turbine rotor, and the turbine from the scroll flow path. An exhaust gas flow path forming portion for forming an exhaust gas flow path for guiding the exhaust gas to the rotor, and a variable nozzle vane according to any one of (1) to (19) above are provided.
上記(20)に記載の可変容量型ターボチャージャによれば、上記(1)乃至(19)の何れか1項に記載の可変ノズルベーンを備えるため、クリアランスフローを効果的に抑制し、高いタービン効率を実現することができる。 According to the variable capacity turbocharger according to the above (20), since the variable nozzle vane according to any one of the above (1) to (19) is provided, the clearance flow is effectively suppressed and the turbine efficiency is high. Can be realized.
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、クリアランスフローを効果的に抑制可能な可変ノズルベーン及びこれを備える可変容量型ターボチャージャが提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a variable nozzle vane capable of effectively suppressing a clearance flow and a variable displacement turbocharger including the variable nozzle vane.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely explanatory examples. Absent.
For example, expressions that represent relative or absolute arrangements such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial" are exact. Not only does it represent such an arrangement, but it also represents a state of relative displacement with tolerances or angles and distances to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "same", "equal", and "homogeneous" that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the state of existence.
For example, an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or chamfering within a range in which the same effect can be obtained. The shape including the part and the like shall also be represented.
On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions that exclude the existence of other components.
図1は、本発明の一実施形態に係る可変容量型ターボチャージャ100の回転軸線に沿った概略断面図である。可変容量型ターボチャージャ100は、例えば自動車用のターボチャージャである。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the
図1に示すように、可変容量型ターボチャージャ100は、タービンロータ4と、タービンロータ4の外周側にスクロール流路6を形成するスクロール流路形成部8と、スクロール流路6からタービンロータ4へ排ガスを導くための排ガス流路10を形成する排ガス流路形成部12と、排ガス流路10に設けられた可変ノズルベーン2とを備える。
As shown in FIG. 1, the
スクロール流路形成部8は、タービンロータ4を収容するタービンハウジング14によって構成されている。
The scroll flow path forming portion 8 is composed of a
排ガス流路形成部12は、可変ノズルベーン2を片持ち支持する支持壁部16と、支持壁部16に対向して支持壁部16に平行に設けられ、可変ノズルベーン2を片持ち支持しない非支持壁部18とを含む。
The exhaust gas flow
支持壁部16は、タービンロータ4の軸方向において可変ノズルベーン2に対してスクロール流路6と反対側(軸受ハウジング20側)に設けられ、タービンロータ4の外周側に径方向に沿って延在する環状プレート(ノズルマウント)によって構成されている。支持壁部16は、厚さ方向に貫通する貫通孔22が形成されており、貫通孔22に挿通された可変ノズルベーン2のシャフト24を回動可能に支持している。可変ノズルベーン2は、不図示のアクチュエータからの駆動力をシャフト24に伝達されて回動するよう構成されている。
The
非支持壁部18は、タービンロータ4の軸方向において可変ノズルベーン2に対してスクロール流路6側(軸受ハウジング20と反対側)に設けられ、タービンロータ4の外周側に径方向に沿って延在する環状プレート(ノズルプレート)によって構成されている。
The
次に、図2、図3及び図4を用いて可変ノズルベーン2の構成を説明する。図2及び図3は、一実施形態に係る可変ノズルベーン2(2A)の概略構成を示す斜視図である。図4は、可変ノズルベーン2(2A)の概略断面を示す図である。
Next, the configuration of the
図2、図3及び図4の少なくとも一図に示すように、可変ノズルベーン2は、圧力面26(背面)と、負圧面28(腹面)と、支持壁部16の壁面17(排ガス流路10に面した壁面)と対向する支持壁側端面30と、非支持壁部18の壁面19(排ガス流路10に面した壁面)と対向する非支持壁側端面32とを含む。また、非支持壁側端面32には、凹部34が形成されている。
As shown in at least one of FIGS. 2, 3 and 4, the
かかる構成では、図5に示すように、可変ノズルベーン2の非支持壁側端面32と非支持壁部18の壁面19との間の隙間Cを流れるクリアランスフローの一部が当該隙間C内で循環流(渦FA〜FC)となり、隙間Cを通過するクリアランスフローの流量を低減することができる。このため、タービン効率を向上することができる。
In such a configuration, as shown in FIG. 5, a part of the clearance flow flowing through the gap C between the non-supporting wall
また、図3に示すように、非支持壁側端面32のキャンバーラインCLに沿ったキャンバー方向における凹部34の寸法A1は、キャンバー方向に直交するキャンバー直交方向における凹部34の寸法A2よりも大きい。このため、圧力面26側から負圧面28側へ隙間Cを通過するクリアランスフローを、キャンバーラインCLに沿った広範囲に亘って効果的に抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 3, the dimension A1 of the
一実施形態では、図2及び図3に示すように、凹部34は、前縁LEと後縁TEの各々に達しないように、前縁LEと後縁TEとの間に延在する。
In one embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
かかる構成によれば、凹部34が前縁LE又は後縁TEに達するように設けられている場合と比較して、上記隙間Cに上記循環流を形成する作用を強めて、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。
According to such a configuration, as compared with the case where the
一実施形態では、図3に示すように、凹部34と後縁TEとの間隔d1は、凹部34と前縁LEとの間隔d2より大きい。
In one embodiment, as shown in FIG. 3, the distance d1 between the
かかる構成によれば、可変ノズルベーン2の後縁TE側の肉厚tを過度に小さくすることなく、上述したクリアランスフローを抑制する効果を得ることができる。すなわち、可変ノズルベーン2の後縁TE側の部分に破損が生じることを抑制しつつ、タービン効率を効果的に向上することができる。
According to such a configuration, the effect of suppressing the clearance flow described above can be obtained without excessively reducing the wall thickness t on the trailing edge TE side of the
一実施形態では、図3に示すように、凹部34は、後縁TE側に向かうにつれてキャンバー直交方向における凹部34の幅Wが増大する前縁側部分36と、前縁側部分36に接続するとともに後縁側に向かうにつれてキャンバー直交方向における凹部34の幅Wが減少する後縁側部分38とを含む。
In one embodiment, as shown in FIG. 3, the
かかる構成によれば、凹部34の幅Wをキャンバー方向に適切に変化させることにより、凹部34の周縁部40の肉厚dを確保しつつ、上述したクリアランスフローを抑制する効果を得ることができる。すなわち、凹部34の周縁部40に破損が生じることを抑制しつつ、タービン効率を効果的に向上することができる。
According to such a configuration, by appropriately changing the width W of the
一実施形態では、例えば図2及び図4に示すように、凹部34は、底面42と、キャンバーラインCLに対して圧力面26側に設けられた圧力面側側面44と、キャンバーラインCLに対して負圧面28側に設けられた負圧面側側面46とを含む。
In one embodiment, for example, as shown in FIGS. 2 and 4, the
かかる構成によれば、図5に示すように、非支持壁側端面32と非支持壁部18の壁面19との間の隙間Cを流れるクリアランスフローの一部が、圧力面側側面44及び負圧面側側面46の各々の近傍にそれぞれ循環流FA,FCを形成して、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。
According to such a configuration, as shown in FIG. 5, a part of the clearance flow flowing through the gap C between the non-supporting wall
一実施形態では、例えば図2に示すように、圧力面側側面44は、圧力面26に沿って湾曲しており、負圧面側側面46は、負圧面28に沿って湾曲している。
In one embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the pressure surface
かかる構成によれば、凹部34の周縁部40の肉厚d(図3参照)を確保しつつ、上述したクリアランスフローを抑制する効果を得ることができる。すなわち、凹部34の周縁部40に破損が生じることを抑制しつつ、タービン効率を効果的に向上することができる。
According to such a configuration, it is possible to obtain the effect of suppressing the clearance flow described above while ensuring the wall thickness d (see FIG. 3) of the
一実施形態では、例えば図6に示すように、底面42と圧力面側側面44とのなす角度θpは、90度以下である。
In one embodiment, for example, as shown in FIG. 6, the angle θp formed by the
かかる構成によれば、角度θpが90度より大きい場合と比較して、図5における圧力面側側面44の近傍の循環流FAを形成する効果を高めて、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。なお、角度θpが90度であれば、製造容易性の観点で有利であり、角度θpが90度未満であれば、圧力面側側面44の近傍の循環流FAを形成する観点で有利である。
According to such a configuration, as compared with the case where the angle θp is larger than 90 degrees, the effect of forming the circulating flow FA in the vicinity of the pressure surface
一実施形態では、例えば図6に示すように、底面42と負圧面側側面46とのなす角度θsは、90度以下である。
In one embodiment, for example, as shown in FIG. 6, the angle θs formed by the
かかる構成によれば、角度θsが90度より大きい場合と比較して、図5における負圧面側側面46の近傍の循環流FCを形成する効果を高めて、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。なお、角度θsが90度であれば、製造容易性の観点で有利であり、角度θsが90度未満であれば、負圧面側側面46の近傍の循環流FCを形成する観点で有利である。
According to such a configuration, as compared with the case where the angle θs is larger than 90 degrees, the effect of forming the circulating flow FC in the vicinity of the negative pressure surface
一実施形態では、例えば図4に示すように、凹部34は、キャンバー方向に直交する断面として、凹部34の幅Wに対する凹部34の深さDの比D/Wが0.1<D/W<0.35を満たす断面を含む。
In one embodiment, for example, as shown in FIG. 4, the
かかる構成によれば、上記隙間Cに循環流を形成する作用を強めて、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。これにより、図7に示すように、タービン効率を効果的に向上することができる。 According to such a configuration, the action of forming a circulating flow in the gap C can be strengthened, and the flow rate of the clearance flow can be effectively reduced. Thereby, as shown in FIG. 7, the turbine efficiency can be effectively improved.
一実施形態では、例えば図3に示すように、凹部34は、キャンバー方向に直交する断面として、可変ノズルベーン2の翼高さHに対する凹部34の深さDの比D/Hが0.1<D/H<0.2を満たす断面を含む。
In one embodiment, for example, as shown in FIG. 3, the
かかる構成によれば、上記隙間Cに循環流を形成する作用を強めて、クリアランスフローの流量を効果的に低減することができる。これにより、タービン効率を効果的に向上することができる。 According to such a configuration, the action of forming a circulating flow in the gap C can be strengthened, and the flow rate of the clearance flow can be effectively reduced. Thereby, the turbine efficiency can be effectively improved.
図8は、図2における可変ノズルベーン2(2A)を他方向から視た斜視図である。
一実施形態では、例えば図4及び図8に示すように、可変ノズルベーン2(2A)は、翼高さ方向(可変ノズルベーン2の回転軸線方向)に沿って設けられた翼厚一定部48と、翼厚一定部に対して非支持壁部18側に設けられたテーパ部50とを含む。テーパ部50は、可変ノズルベーン2(2A)における非支持壁部18側の端部52に設けられており、非支持壁部18側に近づくにつれて翼厚Tが大きくなるように形成されている。
FIG. 8 is a perspective view of the variable nozzle vane 2 (2A) in FIG. 2 as viewed from another direction.
In one embodiment, for example, as shown in FIGS. 4 and 8, the variable nozzle vane 2 (2A) includes a blade thickness
かかる構成によれば、可変ノズルベーンにテーパ部50が設けられていない場合(図9参照)と比較して、上記テーパ部50を設けることによって、図10に示すように、非支持壁側端面32と非支持壁部18との隙間Cの流路長Lpを長くすることができる。このため、隙間Cにおける圧力面26側と負圧面28側との圧力勾配が小さくなり、クリアランスフローの流量を低減することができる。
According to such a configuration, as compared with the case where the variable nozzle vane is not provided with the tapered portion 50 (see FIG. 9), by providing the tapered
一実施形態では、図4に示すように、テーパ部50は、可変ノズルベーン2(2A)のうち翼高さHの80%の位置P1より非支持壁部18側に設けられている。翼高さ方向における広範囲で翼厚を大きくすると、可変ノズルベーンの空力性能が大きく低下してしまうため、上記の範囲にテーパ部50を設けることで、空力性能の低下を抑制しつつ、クリアランスフローの流量を低減することができる。
In one embodiment, as shown in FIG. 4, the tapered
一実施形態では、図4及び図8に示すように、テーパ部50の負圧面28は、非支持壁部18側に近づくにつれて翼厚Tが大きくなるように翼高さ方向に対して傾斜したテーパ面54を含む。
In one embodiment, as shown in FIGS. 4 and 8, the
かかる構成によれば、図10に示すように、テーパ部50の負圧面28が有する上記テーパ面54によって、ノズルのスロート部(不図示)からの流れFDが非支持壁部18の壁面19に引き付けられにくくなる。このため、テーパ部50が設けられていない場合(図9参照)と比較して、上記流れFDと上記隙間Cを流れるクリアランスフローFEとの混合(衝突)に起因する損失を低減することができる。
According to this configuration, as shown in FIG. 10, the tapered
一実施形態では、図4及び図8に示すように、テーパ部50の圧力面26は、支持壁側端面30から非支持壁側端面32に亘って翼高さ方向に平行に形成されている。
In one embodiment, as shown in FIGS. 4 and 8, the
かかる構成によれば、可変ノズルベーン2(2A)の空力性能の低下を抑制しつつ、上記流れFDとクリアランスフローFEとの混合(衝突)に起因する損失を低減することができる。 According to such a configuration, it is possible to reduce the loss due to the mixing (collision) of the flow FD and the clearance flow FE while suppressing the deterioration of the aerodynamic performance of the variable nozzle vane 2 (2A).
図11は、一実施形態に係る可変ノズルベーン2(2B)の概略構成を示す斜視図である。図12は、図4は、可変ノズルベーン2(2B)の概略断面を示す図である。以下では、可変ノズルベーン2(2B)の構成のうち、可変ノズルベーン2(2A)の構成と異なる点について説明する。
一実施形態では、図11及び図12に示すように、テーパ部50の圧力面26は、非支持壁部18側に近づくにつれて翼厚Tが大きくなるように翼高さ方向に対して傾斜したテーパ面56を含む。
FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of the variable nozzle vane 2 (2B) according to the embodiment. FIG. 12 is a diagram showing a schematic cross section of the variable nozzle vane 2 (2B). Hereinafter, among the configurations of the variable nozzle vanes 2 (2B), the differences from the configurations of the variable nozzle vanes 2 (2A) will be described.
In one embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the
本発明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 invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a modified form of the above-described embodiment and a combination of these embodiments as appropriate.
例えば、一実施形態では、図13に示すように、凹部34の底面42は、圧力面側側面44から負圧面側側面46に向かって下り勾配を有していてもよい。すなわち、凹部34の底面42は、圧力面側側面44から負圧面側側面46に向かうにつれて、非支持壁部18の壁面19との距離d3が大きくなるように傾斜していてもよい。
For example, in one embodiment, as shown in FIG. 13, the
また、例えば、上述した幾つかの形態では、非支持壁側端面32に凹部34が設けられた形態を例示したが、支持壁側端面30と非支持壁側端面32の少なくとも一方に凹部が設けられていればよい。ただし、可変ノズルベーン2が支持壁部16に片持ち支持されている形態では、非支持壁部18の壁面19と可変ノズルベーン2の非支持壁側端面32との隙間Cのクリアランスフローが問題となりやすいため、非支持壁側端面32に上述した凹部34を設けることが望ましい。
Further, for example, in some of the above-described forms, the configuration in which the
また、上述した幾つかの実施形態では、可変ノズルベーン2が排ガス流路形成部12の支持壁部16に片持ち支持された形態を例示したが、可変ノズルベーンは、排ガス流路形成部に両持ち支持されていてもよい。この場合においても、可変ノズルベーンの少なくとも一方の端面に凹部が形成され、キャンバーラインに沿ったキャンバー方向における凹部の寸法を、キャンバー方向に直交するキャンバー直交方向における凹部の寸法よりも大きくすることにより、クリアランスフローを効果的に抑制することができる。
Further, in some of the above-described embodiments, the
2 可変ノズルベーン
4 タービンロータ
6 スクロール流路
8 スクロール流路形成部
10 排ガス流路
12 排ガス流路形成部
14 タービンハウジング
16 支持壁部
17 壁面
18 非支持壁部
19 壁面
20 軸受ハウジング
22 貫通孔
24 シャフト
26 圧力面
28 負圧面
30 支持壁側端面
32 非支持壁側端面
34 凹部
36 前縁側部分
38 縁側部分
40 周縁部
42 底面
44 圧力面側側面
46 負圧面側側面
48 翼厚一定部
50 テーパ部
52 端部
54 テーパ面
56 テーパ面
100 可変容量型ターボチャージャ
2 Variable nozzle vane 4
Claims (17)
前記可変容量型ターボチャージャは、タービンロータと、前記タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するスクロール流路形成部と、前記スクロール流路から前記タービンロータへ排ガスを導くための排ガス流路を形成する排ガス流路形成部とを備え、
前記排ガス流路形成部は、前記タービンロータの軸方向において前記可変ノズルベーンの一方側に設けられた一方側壁部と、他方側に設けられた他方側壁部とを含み、
前記可変ノズルベーンは、前記排ガス流路に設けられ、前記一方側壁部と対向する一方側端面と、前記他方側壁部と対向する他方側端面とを含み、
前記一方側端面と前記他方側端面の少なくとも一方には、前記一方側壁部と前記一方側端面との間の隙間、または前記他方側壁部と前記他方側端面との間の隙間を流れるクリアランスフローの一部を循環させる凹部が形成され、
キャンバーラインに沿ったキャンバー方向における前記凹部の寸法は、前記キャンバー方向に直交するキャンバー直交方向における前記凹部の寸法よりも大きく、
前記凹部の上部に設けられた開口から前記クリアランスフローは流入及び流出し、前記凹部の前記一方側端面と前記他方側端面とは、前記クリアランスフローの流入及び流出を防ぐように設けられており、
前記可変ノズルベーンは、前記一方側壁部と前記他方側壁部の何れか一方に片持ち支持され、
前記一方側壁部と前記他方側壁部のうち、前記可変ノズルベーンを片持ち支持する壁部を支持壁部、前記可変ノズルベーンを片持ち支持しない壁部を非支持壁部と称し、
前記一方側端面と前記他方側端面のうち、前記支持壁部に対向する端面を支持壁側端面、前記非支持壁部に対向する端面を非支持壁側端面と称すると、
前記非支持壁側端面は、前記凹部を有し、
前記可変ノズルベーンにおける前記非支持壁部側の端部は、前記非支持壁部側に近づくにつれて翼厚が大きくなるように形成されたテーパ部を含み、
前記テーパ部の負圧面は、前記非支持壁部側に近づくにつれて翼厚が大きくなるように翼高さ方向に対して傾斜したテーパ面を含み、
前記テーパ部の圧力面は、翼高さ方向に平行に形成された、可変ノズルベーン。 It is a variable nozzle vane of a variable capacity turbocharger,
The variable displacement turbocharger has a turbine rotor, a scroll flow path forming portion that forms a scroll flow path on the outer peripheral side of the turbine rotor, and an exhaust gas flow path for guiding exhaust gas from the scroll flow path to the turbine rotor. Equipped with an exhaust gas flow path forming part to be formed
The exhaust gas flow path forming portion includes one side wall portion provided on one side of the variable nozzle vane and the other side wall portion provided on the other side in the axial direction of the turbine rotor.
The variable nozzle vane is provided in the exhaust gas flow path and includes one side end surface facing the one side wall portion and the other side end surface facing the other side wall portion.
A clearance flow that flows through at least one of the one side end surface and the other side end surface in a gap between the one side wall portion and the one side end surface, or a gap between the other side wall portion and the other side end surface. A recess is formed to circulate a part
The size of the recess in the camber direction along the camber line is larger than the size of the recess in the camber orthogonal direction orthogonal to the camber direction.
The clearance flow flows in and out from the opening provided in the upper part of the recess, and the one-side end surface and the other-side end surface of the recess are provided so as to prevent the inflow and outflow of the clearance flow.
The variable nozzle vane is cantilevered and supported by either one of the one side wall portion and the other side wall portion.
Of the one side wall portion and the other side wall portion, the wall portion that cantileverly supports the variable nozzle vane is referred to as a support wall portion, and the wall portion that does not cantileverly support the variable nozzle vane is referred to as a non-support wall portion.
Of the one-sided end face and the other-side end face, the end face facing the support wall portion is referred to as a support wall side end face, and the end face facing the non-support wall portion is referred to as a non-support wall side end face.
The non-supporting wall side end face has the recess.
The end of the variable nozzle vane on the non-supporting wall side includes a tapered portion formed so that the blade thickness increases as the blade approaches the non-supporting wall side.
The negative pressure surface of the tapered portion includes a tapered surface inclined with respect to the blade height direction so that the blade thickness increases as the blade approaches the non-supporting wall portion side.
The pressure surface of the tapered portion is a variable nozzle vane formed parallel to the blade height direction.
前記底面と前記負圧面側側面とのなす角度は、90度未満である、請求項8に記載の可変ノズルベーン。 The angle between the bottom surface and the side surface on the pressure surface side is less than 90 degrees.
The variable nozzle vane according to claim 8, wherein the angle between the bottom surface and the side surface on the negative pressure surface side is less than 90 degrees.
前記可変容量型ターボチャージャは、タービンロータと、前記タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するスクロール流路形成部と、前記スクロール流路から前記タービンロータへ排ガスを導くための排ガス流路を形成する排ガス流路形成部とを備え、
前記排ガス流路形成部は、前記タービンロータの軸方向において前記可変ノズルベーンの一方側に設けられた一方側壁部と、他方側に設けられた他方側壁部とを含み、
前記可変ノズルベーンは、前記排ガス流路に設けられ、前記一方側壁部と対向する一方側端面と、前記他方側壁部と対向する他方側端面とを含み、
前記一方側端面と前記他方側端面の少なくとも一方には、凹部が形成され、
キャンバーラインに沿ったキャンバー方向における前記凹部の寸法は、前記キャンバー方向に直交するキャンバー直交方向における前記凹部の寸法よりも大きく、
前記凹部の底面には、前記凹部の内部と外部とを連通するための通路の開口が形成されておらず、
前記可変ノズルベーンは、前記一方側壁部と前記他方側壁部の何れか一方に片持ち支持され、
前記一方側壁部と前記他方側壁部のうち、前記可変ノズルベーンを片持ち支持する壁部を支持壁部、前記可変ノズルベーンを片持ち支持しない壁部を非支持壁部と称し、
前記一方側端面と前記他方側端面のうち、前記支持壁部に対向する端面を支持壁側端面、前記非支持壁部に対向する端面を非支持壁側端面と称すると、
前記非支持壁側端面は、前記凹部を有し、
前記可変ノズルベーンにおける前記非支持壁部側の端部は、前記非支持壁部側に近づくにつれて翼厚が大きくなるように形成されたテーパ部を含み、
前記テーパ部の負圧面は、前記非支持壁部側に近づくにつれて翼厚が大きくなるように翼高さ方向に対して傾斜したテーパ面を含み、
前記テーパ部の圧力面は、翼高さ方向に平行に形成された、
可変ノズルベーン。 It is a variable nozzle vane of a variable capacity turbocharger,
The variable displacement turbocharger has a turbine rotor, a scroll flow path forming portion that forms a scroll flow path on the outer peripheral side of the turbine rotor, and an exhaust gas flow path for guiding exhaust gas from the scroll flow path to the turbine rotor. Equipped with an exhaust gas flow path forming part to be formed
The exhaust gas flow path forming portion includes one side wall portion provided on one side of the variable nozzle vane and the other side wall portion provided on the other side in the axial direction of the turbine rotor.
The variable nozzle vane is provided in the exhaust gas flow path and includes one side end surface facing the one side wall portion and the other side end surface facing the other side wall portion.
A recess is formed in at least one of the one end surface and the other end surface.
The size of the recess in the camber direction along the camber line is larger than the size of the recess in the camber orthogonal direction orthogonal to the camber direction.
The bottom surface of the recess is not formed with an opening of a passage for communicating the inside and the outside of the recess.
The variable nozzle vane is cantilevered and supported by either one of the one side wall portion and the other side wall portion.
Of the one side wall portion and the other side wall portion, the wall portion that cantileverly supports the variable nozzle vane is referred to as a support wall portion, and the wall portion that does not cantileverly support the variable nozzle vane is referred to as a non-support wall portion.
Of the one-sided end face and the other-side end face, the end face facing the support wall portion is referred to as a support wall side end face, and the end face facing the non-support wall portion is referred to as a non-support wall side end face.
The non-supporting wall side end face has the recess.
The end of the variable nozzle vane on the non-supporting wall side includes a tapered portion formed so that the blade thickness increases as the blade approaches the non-supporting wall side.
The negative pressure surface of the tapered portion includes a tapered surface inclined with respect to the blade height direction so that the blade thickness increases as the blade approaches the non-supporting wall portion side.
The pressure surface of the tapered portion was formed parallel to the blade height direction.
Variable nozzle vane.
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