(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-27
(45)【発行日】2022-10-05
(54)【発明の名称】ノズルベーン
(51)【国際特許分類】
F02B 37/24 20060101AFI20220928BHJP
F01D 17/16 20060101ALI20220928BHJP
【ＦＩ】
F02B37/24
F01D17/16 A
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021501407
(86)(22)【出願日】2019-02-25
(86)【国際出願番号】 JP2019007142
(87)【国際公開番号】W WO2020174550
(87)【国際公開日】2020-09-03
【審査請求日】2021-08-13
(73)【特許権者】
【識別番号】316015888
【氏名又は名称】三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】グプタ ビピン
(72)【発明者】
【氏名】吉田 豊隆
(72)【発明者】
【氏名】段本 洋輔
(72)【発明者】
【氏名】秋山 洋二
(72)【発明者】
【氏名】サンブハブ ジェイン
【審査官】家喜 健太
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第１４／４４３６４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１５２７４１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第０９／１１８５２８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／００９８５２９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】実開昭６３－８７２３６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開平０１－５８７２７（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｂ ３７／２４
Ｆ０１Ｄ １７／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
可変容量ターボチャージャのノズルベーンであって、シュラウド面とハブ面との間に画定される排ガス通路に回動自在に設けられるノズルベーン本体と、
前記ノズルベーン本体の圧力面又は負圧面の少なくとも一方に設けられたフィンであって、前記ノズルベーン本体のコード長をＬとした場合に、前記ノズルベーン本体の後縁から０．６Ｌ以内の範囲に設けられたフィンと、を備え、
前記フィンは、当該フィンのコード方向に沿う長さをＸとした場合に、０．３Ｌ≦Ｘの関係を満たすノズルベーン。
【請求項2】
前記フィンは、前記フィンが設けられた前記圧力面又は前記負圧面からの前記フィンの最大高さをＨｍａｘとした場合に、０．１＜（Ｈｍａｘ／Ｘ）＜０．３の関係を満たす請求項１に記載のノズルベーン。
【請求項3】
前記フィンは、前記コード方向に対する前記フィンの偏向角をαとした場合に、－１０°＜α＜１０°の関係を満たす請求項１又は２に記載のノズルベーン。
【請求項4】
前記フィンの後端部は、前記ノズルベーン本体の前記後縁に位置している請求項１～３の何れか一項に記載のノズルベーン。
【請求項5】
前記フィンは、前記フィンの前端部に対して後端部が前記ハブ面に近くなるように配置されている請求項１～４の何れか１項に記載のノズルベーン。
【請求項6】
前記フィンは、前記フィンの前端部に対して後端部が前記シュラウド面に近くなるように配置されている請求項１～４の何れか１項に記載のノズルベーン。
【請求項7】
前記フィンは、前記コード方向に沿って配置されている請求項１～４の何れか１項に記載のノズルベーン。
【請求項8】
前記フィンは、前記ノズルベーン本体の前記負圧面に配置された第１フィンを含む請求項１～７の何れか一項に記載のノズルベーン。
【請求項9】
前記フィンは、前記ノズルベーン本体の前記圧力面に配置された第２フィンを含む請求項１～７の何れか一項に記載のノズルベーン。
【請求項10】
前記フィンは、前記負圧面に配置された第１フィンと前記圧力面に配置された第２フィンとを含む請求項１～７の何れか一項に記載のノズルベーン。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、可変容量ターボチャージャのノズルベーンに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、燃費改善を目的として、ノズルの開度を調整することにより排ガスの流れ特性を変化させることのできる可変容量ターボチャージャが種々開発されている。このような可変容量ターボチャージャのノズルベーンに関する構成が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】米国特許第７０３０５８２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、可変容量ターボチャージャのノズルベーンは、シュラウド面とハブ面との間に画定される排ガス通路に回動自在に設けられており、ノズルベーンの両サイドには上記シュラウド面又はハブ面との間に隙間が存在する。そして、このような隙間に流れ込む排ガスの流量差乃至圧力差により、ノズルベーンは回動軸方向に力を受けて移動することがある。このため、ノズルベーンが、例えばシュラウド面側のノズルプレート、又はハブ面側のノズルマウント等に当接したままノズルベーンの開度が変更されると、摩擦によって摩耗が生じる虞がある。
【0005】
この点、特許文献１には、ノズルベーンの弁本体に、シュラウド側とハブ側とを連通する連通孔を設けることにより、ノズルベーンの両サイドに生じる圧力差を緩和する構成が開示されているが、上記圧力差に起因してノズルベーンに加えられる力を所望に応じてコントロールするための知見については何ら開示されていない。
【0006】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも１つの実施形態は、可変容量ターボチャージャにおいてノズルベーンの回動軸方向に作用する力をコントロール可能なノズルベーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）本発明の少なくとも１つの実施形態に係るノズルベーンは、
可変容量ターボチャージャのノズルベーンであって、
シュラウド面とハブ面との間に画定される排ガス通路に回動自在に設けられるノズルベーン本体と、
前記ノズルベーン本体の圧力面又は負圧面の少なくとも一方に設けられたフィンであって、前記ノズルベーン本体のコード長をＬとした場合に、前記ノズルベーン本体の後縁から０．６Ｌ以内の範囲に設けられたフィンと、を備え、
前記フィンは、当該フィンのコード方向に沿う長さをＸとした場合に、０．３Ｌ≦Ｘの関係を満たす。
可変容量ターボチャージャのノズルベーンであって、
シュラウド面とハブ面との間に画定される排ガス通路に回動自在に設けられるノズルベーン本体と、
前記ノズルベーン本体の圧力面又は負圧面の少なくとも一方に設けられたフィンであって、前記ノズルベーン本体のコード長をＬとした場合に、前記ノズルベーン本体の後縁から０．６Ｌ以内の範囲に設けられたフィンと、を備え、
前記フィンは、当該フィンのコード方向に沿う長さをＸとした場合に、０．３Ｌ≦Ｘの関係を満たす。
【0008】
上記（１）の構成によれば、ノズルベーン本体の圧力面又は負圧面の少なくとも一方に設けたフィンにより、排ガスが排ガス通路を流れる際には、ノズルベーン本体に対して、排ガスの流れと交差する、上記ノズルベーンの回動軸方向の力を付与することができる。つまり、フィンの取付位置や形状を必要に応じて適切に設計することにより、シュラウド面又はハブ面とノズルベーン本体との距離を適切にコントロールすることができるから、シュラウド面又はハブ面とノズルベーン本体との接触に起因して該シュラウド面、ハブ面又はノズルベーン本体に生じる摩耗を効果的に抑制することができる。さらに、排ガスの流速が前縁に比べて速い後縁側から０．６Ｌ以内の範囲にフィンを設けるとともに、ノズルベーン本体のコード方向に沿うフィンの長さＸを０．３Ｌ以上確保することにより、上記回動軸方向への力を効果的に発生させることができる。
【0009】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記フィンは、前記フィンが設けられた前記圧力面又は前記負圧面からの前記フィンの最大高さをＨｍａｘとした場合に、０．１＜（Ｈｍａｘ／Ｘ）＜０．３の関係を満たしてもよい。
前記フィンは、前記フィンが設けられた前記圧力面又は前記負圧面からの前記フィンの最大高さをＨｍａｘとした場合に、０．１＜（Ｈｍａｘ／Ｘ）＜０．３の関係を満たしてもよい。
【0010】
上記（２）の構成によれば、フィンの最大高さＨｍａｘを０．１Ｘより大きくすることにより、排ガスの流れから上記回動軸方向の力を効果的に発生させることができる。一方、Ｈｍａｘを０．３Ｘより小さくすることで、可変容量ターボチャージャが低出力、すなわちノズルベーンが低開度の際に、隣り合うノズルベーン同士の干渉を抑制することができる。
【0011】
（３）いくつかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記フィンは、前記コード方向に対する前記フィンの偏向角をαとした場合に、－１０°＜α＜１０°の関係を満たしてもよい。
前記フィンは、前記コード方向に対する前記フィンの偏向角をαとした場合に、－１０°＜α＜１０°の関係を満たしてもよい。
【0012】
流れに対するフィンの偏向角が大きすぎると圧力損失が増大し、可変容量ターボチャージャの性能が低下する虞がある。この点、上記（３）の構成によれば、排ガスの流れに対するフィンの偏向角αを±１０°以内に設定することにより、ノズルベーン本体に対して回動軸方向の力を付与しつつ、排ガスの流れの圧力損失を抑制することができる。
【0013】
（４）いくつかの実施形態では、上記（１）～（３）のいずれか一つの構成において、
前記フィンの後端部は、前記ノズルベーン本体の前記後縁に位置していてもよい。
前記フィンの後端部は、前記ノズルベーン本体の前記後縁に位置していてもよい。
【0014】
上記（４）の構成によれば、排ガスの流速が前縁に比べて速い後縁にフィンの後端部が位置することにより、上記回動軸方向への力を効果的に発生させることができる。
【0015】
（５）いくつかの実施形態では、上記（１）～（４）のいずれか一つの構成において、
前記フィンは、前記フィンの前端部に対して後端部が前記ハブ面に近くなるように配置されていてもよい。
前記フィンは、前記フィンの前端部に対して後端部が前記ハブ面に近くなるように配置されていてもよい。
【0016】
上記（５）の構成によれば、前縁側から流入した排ガスの少なくとも一部が、後縁すなわち下流側に移動するに従い、フィンに案内されてハブ面側に向かう。その際、フィンのハブ面側では排ガスの流速が低下して圧力が相対的に高くなる一方、フィンのシュラウド面側では排ガスの流速が上昇して圧力が相対的に低くなる。よって、このフィンにより、ノズルベーン本体に対してシュラウド面側に向かう力を付与することができる。
【0017】
（６）いくつかの実施形態では、上記（１）～（４）のいずれか一つの構成において、
前記フィンは、前記フィンの前端部に対して後端部が前記シュラウド面に近くなるように配置されていてもよい。
前記フィンは、前記フィンの前端部に対して後端部が前記シュラウド面に近くなるように配置されていてもよい。
【0018】
上記（６）の構成によれば前縁側から流入した排ガスの少なくとも一部が、後縁すなわち下流側に移動するに従い、フィンに案内されてシュラウド面側に向かうその際、フィンのシュラウド面側では排ガスの流速が低下して圧力が相対的に高くなる一方、フィンのハブ面側では排ガスの流速が上昇して圧力が相対的に低くなる。よって、このフィンにより、ノズルベーン本体に対してハブ面側に向かう力を付与することができる。
【0019】
（７）いくつかの実施形態では、上記（１）～（４）のいずれか一つの構成において、
前記フィンは、前記コード方向に沿って配置されていてもよい。
前記フィンは、前記コード方向に沿って配置されていてもよい。
【0020】
上記（７）の構成によれば、コード方向に沿って配置されたフィンにより、例えば上記シュラウド面又はハブ面にボス等が存在する場合は、フィンを挟んでボスが存在する領域とボスが存在しない領域とで圧力差が生じるから、ノズルベーン本体に対して該ノズルベーン本体の回動軸に沿う方向の力を付与することができる。
【0021】
（８）いくつかの実施形態では、上記（１）～（７）のいずれか一つの構成において、
前記フィンは、前記ノズルベーン本体の前記負圧面に配置された第１フィンを含んでいてもよい。
前記フィンは、前記ノズルベーン本体の前記負圧面に配置された第１フィンを含んでいてもよい。
【0022】
ノズルベーン本体に対するフィンの取付位置は該ノズルベーン本体の圧力面又は負圧面がある。この点、本発明者の鋭意研究により、圧力面にフィンを取り付けた場合は、負圧面にフィンを取り付けた場合に比べて可変容量ターボチャージャの性能に対する影響が大きいことが判明した。よって、上記（８）の構成によれば、ノズルベーン本体の負圧面に第１フィンが配置されるから、可変容量ターボチャージャの性能に与える影響を抑制しつつ、ノズルベーン本体に対して回動軸に沿う力を適切に付与することができる。
【0023】
（９）いくつかの実施形態では、上記（１）～（７）のいずれか一つの構成において、
前記フィンは、前記ノズルベーン本体の前記圧力面に配置された第２フィンを含んでいてもよい。
前記フィンは、前記ノズルベーン本体の前記圧力面に配置された第２フィンを含んでいてもよい。
【0024】
上記（８）で述べたように、圧力面にフィンを取り付けた場合は、負圧面にフィンを取り付けた場合に比べて可変容量ターボチャージャの性能に対する影響が大きいが、例えば負圧面に設ける場合に比べてフィンの最大高さＨｍａｘを低くしたり、コード方向に沿うフィンの長さＸを短くしたりすることにより、上記回動軸方向への力と可変容量ターボチャージャの性能との両立を図ることができる。よって、上記（９）のように、ノズルベーン本体の圧力面に第２フィンが配置された構成により、設計の自由度を向上させつつ、ノズルベーン本体に対して回動軸に沿う力を付与することができる。
【0025】
（１０）いくつかの実施形態では、上記（１）～（７）のいずれか一つの構成において、
前記フィンは、前記負圧面に配置された第１フィンと前記圧力面に配置された第２フィンとを含んでいてもよい。
前記フィンは、前記負圧面に配置された第１フィンと前記圧力面に配置された第２フィンとを含んでいてもよい。
【0026】
上記（１０）の構成によれば、負圧面と圧力面との両方にフィンが配置されるから、例えばフィンが無い場合、或いは、負圧面又は圧力面の何れか一方にのみフィンが配置される場合に比べて、負圧面側の排ガス流れ及び圧力面側の排ガス流れの両方を考慮して、上記回動軸方向への力のコントロールをより精密に乃至はバランスよく行うことができる。
【発明の効果】
【0027】
本開示の少なくとも１つの実施形態によれば、可変容量ターボチャージャにおいてノズルベーン本体が該ノズルベーン本体の回動軸方向に向かう力をコントロール可能なノズルベーンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本開示の実施形態１に係るノズルベーンを含む可変容量ターボチャージャのタービンの断面図である。
【図3】一実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する斜視図である。
【図4】一実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、ノズルベーンの負圧面側から見た平面図である。
【図5】一実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、ノズルベーンの後縁側から見た図である。
【図6】ノズルベーンの負圧面側の排ガス流れを示す図であり、（Ａ）は比較例におけるノズルベーンの負圧面側の排ガス流れを示す図、（Ｂ）は一実施形態に係るノズルベーンにおける負圧面側の排ガス流れを示す図である。
【図7】一実施形態に係るノズルベーンの表面に作用する静圧を示す図であり、（Ａ）はシュラウド側から見た状態を示す図、（Ｂ）はハブ側から見た状態を示す図である。
【図8】他の実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、ノズルベーンの負圧面側から見た平面図である。
【図9】他の実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、（Ａ）はシュラウド側から見た側面図、（Ｂ）は圧力面側から見た下面図、（Ｃ）は後縁側から見た図である。
【図10】他の実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、（Ａ）は後縁側から見た図、（Ｂ）は圧力面側から見た下面図である。
【図11】他の実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、（Ａ）は後縁側から見た図、（Ｂ）は圧力面側から見た下面図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【0030】
先ず、本開示の一実施形態に係るノズルベーンが適用される可変容量ターボチャージャの概略構成について説明する。
図１は本開示の実施形態１に係るノズルベーンを含む可変容量ターボチャージャのタービンの断面図である。
図１に示されるように、可変容量ターボチャージャ１のタービン２は、渦巻き状のタービンスクロール４が形成されたタービンハウジング３と、タービンハウジング３内においてタービンスクロール４の径方向内側に回動可能に設けられたタービンホイール５と、タービンスクロール４からタービンホイール５に流通する排ガスＧの流路面積を制御する可変ノズル機構６とを備えている。
図１は本開示の実施形態１に係るノズルベーンを含む可変容量ターボチャージャのタービンの断面図である。
図１に示されるように、可変容量ターボチャージャ１のタービン２は、渦巻き状のタービンスクロール４が形成されたタービンハウジング３と、タービンハウジング３内においてタービンスクロール４の径方向内側に回動可能に設けられたタービンホイール５と、タービンスクロール４からタービンホイール５に流通する排ガスＧの流路面積を制御する可変ノズル機構６とを備えている。
【0031】
タービンホイール５は、軸受ハウジング７に回転可能に支持されたハブ２３と、ハブ２３の外周に周方向に間隔を隔てて設けられた複数の動翼２５（タービン動翼）とを含む。
【0032】
可変ノズル機構６は、ノズル１０と、軸受ハウジング７に固定されたノズルマウント１３と、ノズルマウント１３に対向するように配置されたノズルプレート１４とを備えている。
なお、本開示において、タービンホイール５を取り囲むタービンハウジング３及びノズルプレート１４を含む隔壁部をシュラウドと称し、ノズルプレート１４における上記ノズルマウント１３との対向面をシュラウド面４１、ノズルマウント１３におけるノズルプレート１４との対向面をハブ面４３と称する。
ノズル１０は、タービンホイール５の周囲を取り囲むように設けられた複数のノズルベーン１１と、各ノズルベーン１１に固定されたノズル軸１２とを有している。各ノズル軸１２は、ノズルマウント１３に回動可能に支持されている。各ノズル軸１２は、リンク機構１５を介してアクチュエータ（図示せず）に連結されており、アクチュエータから与えられるトルクによって各ノズル軸１２が回動し、各ノズル軸１２の回動によってノズルベーン１１が回動するように構成されている。
なお、本開示において、タービンホイール５を取り囲むタービンハウジング３及びノズルプレート１４を含む隔壁部をシュラウドと称し、ノズルプレート１４における上記ノズルマウント１３との対向面をシュラウド面４１、ノズルマウント１３におけるノズルプレート１４との対向面をハブ面４３と称する。
ノズル１０は、タービンホイール５の周囲を取り囲むように設けられた複数のノズルベーン１１と、各ノズルベーン１１に固定されたノズル軸１２とを有している。各ノズル軸１２は、ノズルマウント１３に回動可能に支持されている。各ノズル軸１２は、リンク機構１５を介してアクチュエータ（図示せず）に連結されており、アクチュエータから与えられるトルクによって各ノズル軸１２が回動し、各ノズル軸１２の回動によってノズルベーン１１が回動するように構成されている。
【0033】
図２に示されるように、隣り合うノズルベーン１１，１１間に、タービンスクロール４を流通した排ガスＧが流通する排ガス通路１６が形成されている。排ガス通路１６を挟んで、外周側のタービンスクロール４側は排ガスＧにより高圧側となり、内周側のタービンホイール５側は低圧側となっている。タービンスクロール４を通過した排ガスＧは、一定の流れ角を伴って排ガス通路１６に流れ込む。その際、流れに面するノズルベーン１１の圧力面３２（後述）側は圧力が上昇し、反対に負圧面３３（後述）側は圧力が低い状態となる。
【0034】
続いて、本開示の一実施形態に係るノズルベーン１１について詳しく説明する。
図３は一実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する斜視図である。図３に例示するように、本発明の少なくとも１つの実施形態に係るノズルベーン１１は、可変容量ターボチャージャ１のノズルベーン１１であって、シュラウド面４１とハブ面４３との間に画定される排ガス通路１６に回動自在に設けられるノズルベーン本体３１と、ノズルベーン本体３１の圧力面３２又は負圧面３３の少なくとも一方に設けられたフィン５０と、を備えている。
図３は一実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する斜視図である。図３に例示するように、本発明の少なくとも１つの実施形態に係るノズルベーン１１は、可変容量ターボチャージャ１のノズルベーン１１であって、シュラウド面４１とハブ面４３との間に画定される排ガス通路１６に回動自在に設けられるノズルベーン本体３１と、ノズルベーン本体３１の圧力面３２又は負圧面３３の少なくとも一方に設けられたフィン５０と、を備えている。
【0035】
ノズルベーン本体３１は、圧力面３２、該圧力面３２とは反対側に面する負圧面３３、前縁３４及び後縁３５で画定される翼形状を有している。このノズルベーン本体３１は、コード方向における前縁３４と後縁３５との間において、コード方向と垂直且つ前縁３４又は後縁３５と平行な方向（つまりノズルベーン本体３１の幅方向）に沿う上記ノズル軸１２を介してノズルマウント１３に回動可能に支持されている。
【0036】
本開示におけるフィン５０は、ノズルベーン本体３１の圧力面３２又は負圧面３３上に、ノズルベーン本体３１のコード方向に長手方向を有して凸設されている。幾つかの実施形態では、ノズルベーン本体３１とフィン５０とが一体に形成されていてもよい。かかるフィン５０は、ノズルベーン本体３１のコード長をＬとした場合に、ノズルベーン本体３１の後縁３５から０．６Ｌ以内の範囲に設けられている。
さらに、フィン５０は、ノズルベーン本体３１のコード方向に沿う当該フィン５０の長さをＸとした場合に、０．３Ｌ≦Ｘの関係を満たすように構成されている。つまり、フィン５０は、ノズルベーン本体３１の圧力面３２又は負圧面３３のうち、比較的後縁３５側の位置に配置されており、次式（ｉ）を満たすように配置されている。
０＜Ｘ／Ｌ＜０．６ ・・・（ｉ）
さらに、フィン５０は、ノズルベーン本体３１のコード方向に沿う当該フィン５０の長さをＸとした場合に、０．３Ｌ≦Ｘの関係を満たすように構成されている。つまり、フィン５０は、ノズルベーン本体３１の圧力面３２又は負圧面３３のうち、比較的後縁３５側の位置に配置されており、次式（ｉ）を満たすように配置されている。
０＜Ｘ／Ｌ＜０．６ ・・・（ｉ）
【0037】
このように、ノズルベーン本体３１の圧力面３２又は負圧面３３の少なくとも一方にフィン５０を設けた構成によれば、排ガスＧが排ガス通路１６を流れる際には、ノズルベーン本体３１に対して、排ガスＧの流れと交差する、上記ノズルベーン１１の回動軸であるノズル軸１２の延在方向に沿う力を付与することができる。つまり、フィン５０の取付位置や形状を必要に応じて適切に設計することにより、シュラウド面４１又はハブ面４３とノズルベーン本体３１との距離を適切にコントロールすることができるから、シュラウド面４１又はハブ面４３とノズルベーン本体３１との接触に起因して該シュラウド面４１、ハブ面４３又はノズルベーン本体３１に生じる摩耗を効果的に抑制することができる。さらに、排ガスＧの流速が前縁３４に比べて速い後縁３５側から０．６Ｌ以内の範囲にフィン５０を設けるとともに、ノズルベーン本体３１のコード方向に沿うフィン５０の長さＸを０．３Ｌ以上確保することにより、上記回動軸２６方向への力を効果的に発生させることができるのである。
【0038】
幾つかの実施形態では、上述した構成において、例えば図３に例示するように、フィン５０は、当該フィン５０が設けられた圧力面３２又は負圧面３３からのフィン５０の高さをＨとし、その最大値（つまりフィン５０の最大高さ）をＨｍａｘとした場合に、次式（ｉｉ）の関係を満たしてもよい。
０．１＜（Ｈｍａｘ／Ｘ）＜０．３ ・・・（ｉｉ）
０．１＜（Ｈｍａｘ／Ｘ）＜０．３ ・・・（ｉｉ）
【0039】
なお、フィン５０が最大高さＨｍａｘを呈する頂部の上記コード方向における位置は特に限定されない。すなわち、フィン５０の頂部は、ノズルベーン本体３１のコード方向におけるフィン５０の延在範囲のうち、前端部５１側に配されていてもよいし、中央部近傍に配されていてもよいし、後端部５２側に配されていてもよい。
【0040】
このように、フィン５０の最大高さＨｍａｘを０．１Ｘより大きく確保した構成によれば、排ガスＧの流れから上記ノズル軸１２の延在方向に沿う力を効果的に発生させることができる。一方、Ｈｍａｘを０．３Ｘより小さくすることで、可変容量ターボチャージャ１が低出力、すなわちノズルベーン１１が低開度の際に、隣り合うノズルベーン１１同士の干渉を抑制することができる。
【0041】
図４は一実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、ノズルベーンの負圧面側から見た平面図である。図５は一実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、ノズルベーンの後縁側から見た図である。
いくつかの実施形態では、例えば図４及び図５に例示するように、フィン５０は、ノズルベーン本体３１のコード方向に対するフィン５０の延在方向の偏向角をαとした場合に、次式（ｉｉｉ）の関係を満たすように構成されていてもよい。
－１０°＜α＜１０° ・・・（ｉｉｉ）
いくつかの実施形態では、例えば図４及び図５に例示するように、フィン５０は、ノズルベーン本体３１のコード方向に対するフィン５０の延在方向の偏向角をαとした場合に、次式（ｉｉｉ）の関係を満たすように構成されていてもよい。
－１０°＜α＜１０° ・・・（ｉｉｉ）
【0042】
この場合、フィン５０は、その長手方向に沿って直線的に（平板状に）形成されていてもよい。或いは、フィン５０は、その前端部５１から後端部５２にかけてノズルベーン本体３１の幅方向に湾曲するような形状を有していてもよい。フィン５０がノズルベーン本体３１の幅方向に湾曲した形状を有する場合、例えばフィン５０の稜線のうちノズルベーン本体３１のコード方向と最もずれた方向に延在する部分の偏向角をαとして－１０°＜α＜１０°を満たすようにしてもよい。
【0043】
ここで、流れに対するフィン５０の偏向角が大きすぎると圧力損失が増大し、可変容量ターボチャージャ１の性能が低下する虞がある。この点、上記のようにノズルベーン本体３１のコード方向に対するフィン５０の延在方向の偏向角αを－１０°＜α＜１０°の範囲内とした構成によれば、排ガスＧの流れに対するフィン５０の偏向角αを±１０°以内に設定することにより、ノズルベーン本体３１に対して回動軸２６方向の力を付与しつつ、排ガスＧの流れの圧力損失を抑制することができる。
【0044】
いくつかの実施形態では、上記いずれか一つの構成において、例えば図３～図５に例示するように、フィン５０の後端部５２は、ノズルベーン本体３１の後縁３５に位置していてもよい。つまり、フィン５０は、その後端部５２がノズルベーン本体３１の後縁３５に接続するようにして設けられ、ノズルベーン本体３１の後縁３５から前縁３４側に向けてノズルベーン本体３１のコード方向における中央部近傍まで延在していてもよい。
このように構成すれば、排ガスＧの流速が前縁３４に比べて速い後縁３５にフィン５０の後端部５２が位置することにより、上記ノズル軸１２の延在方向への力を効果的に発生させることができる。
このように構成すれば、排ガスＧの流速が前縁３４に比べて速い後縁３５にフィン５０の後端部５２が位置することにより、上記ノズル軸１２の延在方向への力を効果的に発生させることができる。
【0045】
いくつかの実施形態では、上記いずれか一つの構成において、例えば図４及び図５に例示するように、フィン５０は、当該フィン５０の前端部５１に対して後端部５２がハブ面４３に近くなるように配置されていてもよい。
つまり、フィン５０は、その後端部５２側が前端部５１よりもハブ面４３側に偏って配置されるようにして、ノズルベーン本体３１のコード方向に対して傾斜して設けられていてもよい。
つまり、フィン５０は、その後端部５２側が前端部５１よりもハブ面４３側に偏って配置されるようにして、ノズルベーン本体３１のコード方向に対して傾斜して設けられていてもよい。
【0046】
ここで、図６及び図７を参照して、ノズルベーン１１に設けたフィン５０による排ガスＧの流れの変化について説明する。図６及び図７は、それぞれ、ノズルベーン本体３１の負圧面３３に、後端部５２側が前端部５１よりハブ面４３に近くなるようにしてフィン５０を設けた場合における流線及び静圧の大きさを示している。
【0047】
まず、図６はノズルベーンの負圧面側の排ガス流れを示す図であり、（Ａ）は比較例におけるノズルベーンの負圧面側の排ガス流れを示す図であり、（Ｂ）は一実施形態に係るノズルベーンにおける負圧面側の排ガス流れを示す図である。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、左側がシュラウド面４１側、右側がハブ面４３側となっている。図６（Ａ）示すフィン５０を設けないノズルベーン１１の負圧面３３側では、前縁３４側（すなわち排ガスＧの流れの上流側）から流入する排ガスＧが、ノズルベーン本体３１の幅方向の中央部近傍に流線が集まっており、前縁３４から後縁３５に亘ってノズルベーン本体３１の幅方向の中央部近傍に排ガスＧの主な流れが存在する。一方、図６（Ｂ）に示すように、ノズルベーン本体３１の負圧面３３にフィン５０を設けた場合、後縁３５側ではフィン５０に案内された排ガスＧがハブ面４３側に寄せられて流れていることがわかる。この場合、排ガスＧの流れの変化により、ノズルベーン本体３１にはシュラウド面４１側に向かう力が作用する。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、左側がシュラウド面４１側、右側がハブ面４３側となっている。図６（Ａ）示すフィン５０を設けないノズルベーン１１の負圧面３３側では、前縁３４側（すなわち排ガスＧの流れの上流側）から流入する排ガスＧが、ノズルベーン本体３１の幅方向の中央部近傍に流線が集まっており、前縁３４から後縁３５に亘ってノズルベーン本体３１の幅方向の中央部近傍に排ガスＧの主な流れが存在する。一方、図６（Ｂ）に示すように、ノズルベーン本体３１の負圧面３３にフィン５０を設けた場合、後縁３５側ではフィン５０に案内された排ガスＧがハブ面４３側に寄せられて流れていることがわかる。この場合、排ガスＧの流れの変化により、ノズルベーン本体３１にはシュラウド面４１側に向かう力が作用する。
【0048】
続いて、図７は一実施形態に係るノズルベーンの表面に作用する静圧を示すコンター図であり、（Ａ）はシュラウド側から見た状態を示し、（Ｂ）はハブ側から見た状態を示す。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照すると、フィン５０のシュラウド面４１側ではフィン５０のハブ面４３側よりも静圧が低くなっている。したがって、このような場合はノズルベーン本体３１に対してハブ面４３側からシュラウド面４１側に向かう力が作用することがわかる。
【0049】
このようにノズルベーン本体３１のコード方向に対してフィン５０の後端部５２をハブ面４３側に傾斜させた構成によれば、前縁３４側から流入した排ガスＧの少なくとも一部が、後縁３５すなわち下流側に移動するに従い、フィン５０に案内されてハブ面４３側に向かう。その際、フィン５０のハブ面４３側では排ガスＧの流速が低下して相対的に圧力が高くなる一方、フィン５０のシュラウド面４１側では排ガスＧの流速が上昇して相対的に圧力が低くなる。よって、このフィン５０により、ノズルベーン本体３１に対してシュラウド面４１側に向かう力を付与することができるのである。
【0050】
次に、図８は他の実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、ノズルベーンの負圧面側から見た平面図である。
図８に非限定的に例示するように、いくつかの実施形態では、上記いずれか一つの構成において、フィン５０は、フィン５０の前端部５１に対して後端部５２がシュラウド面４１に近くなるように配置されていてもよい。
つまり、フィン５０は、その後端部５２側が前端部５１よりもシュラウド面４１側に偏って配置されるようにして、ノズルベーン本体３１のコード方向に対して傾斜して設けられていてもよい。
図８に非限定的に例示するように、いくつかの実施形態では、上記いずれか一つの構成において、フィン５０は、フィン５０の前端部５１に対して後端部５２がシュラウド面４１に近くなるように配置されていてもよい。
つまり、フィン５０は、その後端部５２側が前端部５１よりもシュラウド面４１側に偏って配置されるようにして、ノズルベーン本体３１のコード方向に対して傾斜して設けられていてもよい。
【0051】
このようにノズルベーン本体３１のコード方向に対してフィン５０の後端部５２をシュラウド面４１側に傾斜させた構成によれば前縁３４側から流入した排ガスＧの少なくとも一部が、後縁３５すなわち下流側に移動するに従い、フィン５０に案内されてシュラウド面４１側に向かう。その際、フィン５０のシュラウド面４１側では排ガスＧの流速が低下して圧力が相対的に高くなる一方、フィン５０のハブ面４３側では排ガスＧの流速が上昇して圧力が相対的に低くなる。よって、このフィン５０により、ノズルベーン本体３１に対してハブ面４３側に向かう力を付与することができる。
【0052】
図９は他の実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、（Ａ）はシュラウド側から見た側面図、（Ｂ）は圧力面側から見た下面図、（Ｃ）は後縁側から見た図である。図１０は他の実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、（Ａ）は後縁側から見た図、（Ｂ）は圧力面側から見た下面図である。図１１は他の実施形態に係るノズルベーンの形状を例示する図であり、（Ａ）は後縁側から見た図、（Ｂ）は圧力面側から見た下面図である。
いくつかの実施形態では、上記いずれか一つの構成において、例えば図３～図１１（Ｂ）に例示するように、フィン５０は、ノズルベーン本体３１の負圧面３３に配置された第１フィン５０Ａを含んでいてもよい。
つまり、複数のノズルベーン１１の各々は、各ノズルベーン１１の負圧面３３のみにフィン５０（第１フィン５０Ａ）を有していてもよい。
いくつかの実施形態では、上記いずれか一つの構成において、例えば図３～図１１（Ｂ）に例示するように、フィン５０は、ノズルベーン本体３１の負圧面３３に配置された第１フィン５０Ａを含んでいてもよい。
つまり、複数のノズルベーン１１の各々は、各ノズルベーン１１の負圧面３３のみにフィン５０（第１フィン５０Ａ）を有していてもよい。
【0053】
ここで、ノズルベーン本体３１に対するフィン５０の取付位置は該ノズルベーン本体３１の圧力面３２又は負圧面３３がある。この点、本発明者の鋭意研究により、圧力面３２にフィン５０を取り付けた場合は、負圧面３３にフィン５０を取り付けた場合に比べて可変容量ターボチャージャ１の性能に対する影響が大きいことが判明した。よって、上記のように、ノズルベーン本体３１の負圧面３３に第１フィン５０Ａが配置された構成によれば、可変容量ターボチャージャ１の性能に与える影響を抑制しつつ、ノズルベーン本体３１に対してノズル軸１２の延在方向に沿う力を適切に付与することができる。
【0054】
いくつかの実施形態では、上記いずれか一つの構成において、例えば図９（Ａ）～図９（Ｃ）、図１０（Ａ）～図１０（Ｂ）、及び図１１（Ａ）～図１１（Ｂ）に例示するように、フィン５０は、ノズルベーン本体３１の圧力面３２に配置された第２フィン５０Ｂを含んでいてもよい。
つまり、複数のノズルベーン１１の各々は、各ノズルベーン１１の圧力面３２のみにフィン５０（第２フィン５０Ｂ）を有していてもよい。
つまり、複数のノズルベーン１１の各々は、各ノズルベーン１１の圧力面３２のみにフィン５０（第２フィン５０Ｂ）を有していてもよい。
【0055】
上述したように、圧力面３２にフィン５０を取り付けた場合は、負圧面３３にフィン５０を取り付けた場合に比べて可変容量ターボチャージャ１の性能に対する影響が大きいが、例えば負圧面３３に設ける場合に比べてフィン５０の最大高さＨｍａｘを低くしたり、ノズルベーン本体３１のコード方向に沿うフィン５０の長さＸを短くしたりすることにより、上記ノズル軸１２の延在方向への力と可変容量ターボチャージャ１の性能との両立を図ることができる。よって、上記のように、ノズルベーン本体３１の圧力面３２に第２フィン５０Ｂが配置された構成により、設計の自由度を向上させつつ、ノズルベーン本体３１に対して回動軸２６に沿う力を付与することができる。
【0056】
いくつかの実施形態では、上記いずれか一つの構成において、フィン５０は、負圧面３３に配置された第１フィン５０Ａと圧力面３２に配置された第２フィン５０Ｂとを含んでいてもよい。
つまり、複数のノズルベーン１１の各々は、各ノズルベーン１１の負圧面３３及び圧力面３２の各々にフィン５０（負圧面３３に配置された第１フィン５０Ａ、及び圧力面３２に配置された第２フィン５０Ｂ）を有していてもよい。この場合、第１フィン５０Ａと第２フィン５０Ｂとは、ノズルベーン本体３１のコード方向に対して、ハブ面４３側又はシュラウド面４１側のうち、各々が同じ面側に傾斜していてもよいし、各々が異なる面側に傾斜していてもよい。
なお、圧力面３２と負圧面３３との両方にそれぞれフィン５０を設ける場合、ノズルベーン本体３１のコード方向における各フィン５０の長さＸ、又は各フィン５０の高さＨは、それぞれ同程度の大きさに設定されていてもよい。或いは、上述したように、可変容量ターボチャージャ１の性能に対する圧力面３２側の影響が負圧面３３に比べて影響が大きいことを考慮して、圧力面３２側に配置される第２フィン５０Ｂの長さＸ又は高さＨを、負圧面３３側に配置される第１フィン５０Ａの長さＸ又は高さＨより小さく形成してもよい。
つまり、複数のノズルベーン１１の各々は、各ノズルベーン１１の負圧面３３及び圧力面３２の各々にフィン５０（負圧面３３に配置された第１フィン５０Ａ、及び圧力面３２に配置された第２フィン５０Ｂ）を有していてもよい。この場合、第１フィン５０Ａと第２フィン５０Ｂとは、ノズルベーン本体３１のコード方向に対して、ハブ面４３側又はシュラウド面４１側のうち、各々が同じ面側に傾斜していてもよいし、各々が異なる面側に傾斜していてもよい。
なお、圧力面３２と負圧面３３との両方にそれぞれフィン５０を設ける場合、ノズルベーン本体３１のコード方向における各フィン５０の長さＸ、又は各フィン５０の高さＨは、それぞれ同程度の大きさに設定されていてもよい。或いは、上述したように、可変容量ターボチャージャ１の性能に対する圧力面３２側の影響が負圧面３３に比べて影響が大きいことを考慮して、圧力面３２側に配置される第２フィン５０Ｂの長さＸ又は高さＨを、負圧面３３側に配置される第１フィン５０Ａの長さＸ又は高さＨより小さく形成してもよい。
【0057】
このように、負圧面３３と圧力面３２との両方にフィン５０が配置された構成によれば、例えばフィン５０が無い場合、或いは、負圧面３３又は圧力面３２の何れか一方にのみフィン５０が配置される場合に比べて、負圧面３３側の排ガスＧ流れ及び圧力面３２側の排ガスＧ流れの両方を考慮して、上記ノズル軸１２の延在方向への力のコントロールをより精密に乃至はバランスよく行うことができる。
【0058】
いくつかの実施形態では、上記いずれか一つの構成において、例えば図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に非限定的に例示するように、フィン５０は、ノズルベーン本体３１のコード方向に沿って配置されていてもよい。
つまり、フィン５０は、その長手方向がノズルベーン本体３１のコード方向に沿うようにして直線的に（平板状に）形成されていてもよい。
つまり、フィン５０は、その長手方向がノズルベーン本体３１のコード方向に沿うようにして直線的に（平板状に）形成されていてもよい。
【0059】
このように、ノズルベーン本体３１のコード方向に沿って配置されたフィン５０を含む構成により、例えば上記シュラウド面４１又はハブ面４３にボス（図示せず）等が存在する場合は、フィン５０を挟んでボスが存在する領域とボスが存在しない領域とで圧力差が生じるから、ノズルベーン本体３１に対して該ノズルベーン本体３１の回動軸に沿う方向の力を付与することができる。
【0060】
本開示の少なくとも１つの実施形態によれば、可変容量ターボチャージャ１においてノズルベーン本体３１が該ノズルベーン本体３１のノズル軸１２の延在方向に向かう力をコントロール可能なノズルベーン１１を提供することができる。
【0061】
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更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【0062】
１ 可変容量ターボチャージャ
２ タービン
３ タービンハウジング（シュラウド）
４ タービンスクロール
５ タービンホイール（タービンロータ）
６ 可変ノズル機構
７ 軸受ハウジング
１０ ノズル
１１ ノズルベーン
１２ ノズル軸（回動軸）
１３ ノズルマウント
１４ ノズルプレート
１５ リンク機構
１６ 排ガス通路
２３ ハブ
２５ タービン動翼
３１ ノズルベーン本体
３２ 圧力面
３３ 負圧面
３４ 前縁
３５ 後縁
４１ シュラウド面
４３ ハブ面
５０ フィン
５０Ａ 第１フィン
５０Ｂ 第２フィン
５１ 前端部
５２ 後端部
５３ 圧力面
５４ 負圧面
Ｈ フィン高さ
Ｌ コード長（ノズルベーン本体）
Ｇ 排ガス
２ タービン
３ タービンハウジング（シュラウド）
４ タービンスクロール
５ タービンホイール（タービンロータ）
６ 可変ノズル機構
７ 軸受ハウジング
１０ ノズル
１１ ノズルベーン
１２ ノズル軸（回動軸）
１３ ノズルマウント
１４ ノズルプレート
１５ リンク機構
１６ 排ガス通路
２３ ハブ
２５ タービン動翼
３１ ノズルベーン本体
３２ 圧力面
３３ 負圧面
３４ 前縁
３５ 後縁
４１ シュラウド面
４３ ハブ面
５０ フィン
５０Ａ 第１フィン
５０Ｂ 第２フィン
５１ 前端部
５２ 後端部
５３ 圧力面
５４ 負圧面
Ｈ フィン高さ
Ｌ コード長（ノズルベーン本体）
Ｇ 排ガス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】