JP2000130177A - 発電・電動機を備えたターボチャージャ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は，タービンで高速回転されるシャフ
トを軸支する軸受を，ハウジングに対してラジアル方向
及びスラスト方向にダンパリングによって安定支持する
ことを可能にする発電・電動機を備えたターボチャージ
ャを提供する。 【構成】 発電・電動機を備えたターボチャージャのタ
ービンによって高速駆動されるシャフト４はアンギュラ
玉軸受１０及びダンパリング３０によって回転自在に支
持される。ダンパリング３０の端面４０とサイドプレー
ト４９の端面４８との間に形成される軸方向隙間５２に
は，径方向隙間５１からの第１油路３６から分岐した第
２油路３９を通じて潤滑油が供給される。アンギュラ玉
軸受１０は，センタハウジング１４に対して，スラスト
方向においても，軸方向隙間５２に形成されるオイルフ
ィルムの制振作用によって，安定して支持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，吸気を過給する
と共に，排ガスエネルギーを電気エネルギー変換してエ
ネルギーを回収する発電・電動機を備えたターボチャー
ジャに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に，ターボチャージャを備えたエン
ジンでは，排ガスエネルギーで駆動されるタービン，該
タービンを取り付けたシャフト，及び該シャフトに取り
付けたコンプレッサを有するターボチャージャを設けた
ものがある。また，エンジンに設けたターボチャージャ
には，排ガスエネルギーで駆動されるタービン，該ター
ビンを取り付けたシャフト，該シャフトに取り付けたコ
ンプレッサ及び前記シャフト上に設けた発電・電動機か
ら成るエネルギー回収装置が提案されている。また，タ
ーボチャージャを備えた断熱エンジンでは，排気系に発
電・電動機を持つターボチャージャを配置すると共に，
該ターボチャージャの後流に発電タービンを設けたエネ
ルギー回収装置を配置したものが提案されている。

【０００３】図３は，従来の通常のターボチャージャを
示す断面図である。ターボチャージャは，エンジンの高
速回転時や高負荷運転時における出力の向上を目的とし
て，エンジンの排気ガスで駆動されるターボチャージャ
で過給を行うものである。図３に示すターボチャージャ
６０において，ターボチャージャ６０のボディは，ター
ビン２を収容するタービンハウジング１２，コンプレッ
サ３を収容するコンプレッサハウジング１３，及びター
ビンハウジング１２とコンプレッサハウジング１３との
間にあって両ハウジング１２，１３を連結するセンタハ
ウジング６１から構成されている。ボディを貫通するシ
ャフト４は，センタハウジング６１において軸受６２，
６２によって回転自在に支持されている。シャフト４に
は，タービン２側の端部においてタービンブレード７が
取り付けられ，コンプレッサ３側の端部においてコンプ
レッサブレード９が取り付けられている。

【０００４】エンジンの排気管を通じてタービンスクロ
ール６に送られた排気ガスは，ターボチャージャ６０の
タービン２に供給してタービンブレード７を回転する。
タービンブレード７の回転は，シャフト４を介してコン
プレッサ３に伝達され，コンプレッサ３において，コン
プレッサブレード９を回転して過給，即ち，空気を圧縮
してエンジンに供給する。

【０００５】シャフト４は，１０〜２０万ｒｐｍもの速
度で高速回転をするので，安定して回転するために軸の
支持構造に工夫が施されている。図４は，図３に示すタ
ーボチャージャ６０の軸受構造の一部を拡大して示す断
面図である。センタハウジング６１においてシャフト４
を軸支する軸受６２，６２は，シャフト４に固定された
内輪６３，外輪６４，及び内輪６３と外輪６４との間に
介装されたボール６５から構成されたアンギュラ型の玉
軸受である。ボール６５は，保持器６６によって内輪６
３及び外輪６４から脱落しないように保持されている。

【０００６】軸受６２，６２の外輪６４は，センタハウ
ジング６１の貫通孔６７に嵌入されているオイルフィル
ムダンパ６８の貫通孔６９の両端部内に圧入によって取
り付けられている。オイルフィルムダンパ６８は，ター
ビン側とコンプレッサ側とで分割されていない一体型で
ある。また，軸受６２，６２は，外輪６４，６４間にお
いてばね受け７１を介してコイルばね７０が介装されて
おり，コイルばね７０の予め決められた力によって互い
に離れる方向に付勢されている。

【０００７】シャフト４の高速回転を可能にするため
に，軸受６２，６２とオイルフィルムダンパ６８とには
潤滑油が供給される。潤滑油は，センタハウジング６１
に形成されている給油路７２を通じてオイルフィルムダ
ンパ６８とセンタハウジング６１の貫通孔６７との間の
隙間７３に供給されて，隙間７３を満たし，更に軸受６
２，６２を潤滑・冷却した後，オイルフィルムダンパ６
８とセンタハウジング６１とに連続して形成された排油
路７４を通じて排出される。オイルフィルムダンパ６８
は，隙間７３に供給された潤滑油が作るオイルフィルム
を介してセンターハウジング６１に浮動状態に支持され
ている。かかるオイルフィルムの制振作用により，シャ
フト４の高速回転が可能となる。

【０００８】軸受６２，６２はアンギュラ型の玉軸受で
あるので，タービン２及びコンプレッサ３に働くスラス
ト力は，軸受６２，６２，オイルフィルムダンパ６８を
介してセンターハウジング６１からタービンハウジング
１２及びコンプレッサハウジング１３に伝達される。こ
のようなオイルフィルムダンパによる軸受の支持構造の
一例が，実開昭６１−１３４５３６号公報に示されてい
る。この公報に開示の軸受構造においては，スプリング
の付勢力以上のスラスト力がシャフトに生じると，両軸
受が互いに接近しないように，オイルフィルムダンパの
内周面には軸受ストッパ用の段差が形成されている。

【０００９】車両のエンジンの排気ガスエネルギーによ
りタービンを駆動し，該タービンに接続した発電機によ
って電力を発電することで，排気ガスエネルギーを電気
エネルギーとして回収するものとしてターボチャージャ
ジェネレータがある。図５は，従来の発電・電動機を備
えたターボチャージャを示す断面図である。図５に示す
発電・電動機を備えたターボチャージャ８０は，図３及
び図４に示すターボチャージャ６０において，シャフト
４を延長し，センターハウジング６１とコンプレッサハ
ウジング１３との間に発電機８２を組み込んだものに相
当する。図３に示すターボチャージャ６０の各構成要素
及び部位と同等のものには，同じ符号を付すことで，重
複する詳細な説明を省略する。

【００１０】発電・電動機を備えたターボチャージャ８
０の発電機８２は，タービン２及びコンプレッサ３の間
において，センタハウジング６１とコンプレッサハウジ
ング１３とに対して両端で取り付けられた発電機ハウジ
ング８１内に収容されている。発電機８２は，排気エネ
ルギーにより駆動されるシャフト４に取り付けられてシ
ャフト４と共に回転する永久磁石から成る回転子８３
と，回転子８３の周囲において発電機ハウジング８１に
取り付けられたコイルから成る固定子８４とから成る。
発電機８２は，排気ガスにより駆動されるタービン２の
出力の一部を電気エネルギーに変換し，この電力により
エンジンに直結したモータを駆動することで，排気ガス
エネルギー回収を実現している。なお，シャフト４は，
センタハウジング６１に対して，フロート軸受８５，８
５により回転自在に支持されており，コンプレッサ側の
フロート軸受８５から突出するシャフト４に回転子８３
が取り付けられている。

【００１１】タービンで得られた駆動力で発電機を駆動
するターボチャージャの一例として特開平２−１１８１
５号公報に示されたものがある。排気ガス量が変化する
とタービン効率が広範囲に変化するので，このターボチ
ャージャは，回転軸の回転数に応じて，排気ガスを同軸
上に配設した大タービン又は小タービンに供給すること
により，タービン効率を高い状態に維持することを図っ
たものである。

【００１２】また，発電・電動機を備えたターボチャー
ジャの別の例として，特開平２−２９８６２７号公報に
開示されているものがある。この発電・電動機を備えた
ターボチャージャは，センタハウジングに軸支されるシ
ャフトのタービンハウジングとは反対側に突出する部分
に発電機部を配置した型式のものである。

【００１３】更に，発電・電動機を備えたターボチャー
ジャの別の例として，シャフトの外周に同一中心軸上に
且つシャフトとは独立して回転できる中空軸の外側シャ
フトを設け，この外側シャフトに発電機用タービンと発
電機の回転子とを設けたものがある（特開平６−２８８
２４２号公報）。この例では，コンプレッサを駆動する
ためのタービンと，発電機用タービンとは，排気ガス流
れに沿って直列に配置されている。また，ケーシングに
対する外側シャフト，及び外側シャフトに対するシャフ
トは，それぞれ軸受によって回転自在に支持されてい
る。シャフトは，ナットによってシャフトに取り付けら
れているスラスト軸受を介してセンタハウジングに対し
てスラスト方向にも回転自在に支持されている。更に，
外側シャフトは，センタハウジングにスラスト軸受を介
してスラスト方向にも回転自在に支持されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このような発電・電動
機を備えたターボチャージャを大型のエンジンで使用す
る場合，図５に示されているような軸受構造では，回転
子８３が一対のフロート軸受８５よりもコンプレッサ３
側に寄ると，フロート軸受８５からコンプレッサ３側へ
延びるオーバーハング量が大きくなり，発電機ハウジン
グ８１の軸方向長さが長くなる。また，回転子８３は，
磁性材料で構成されており，大きな重量を持つ部品であ
る。そのため，シャフト４が回転すると，フロート軸受
８５からコンプレッサ３側へ延びる部分に設けられてい
る回転子８３は，コンプレッサ３と共に振れ回り等を起
こし易いので，高速回転が不可能になる。

【００１５】したがって，回転子を取り付けたシャフト
を，回転子を軸方向に挟む両側においてハウジングに支
持して，シャフトと回転子とを安定して高速回転させる
ことを可能にすると共に，シャフトに発生するラジアル
力とスラスト力とを保持することを可能にする点で，解
決すべき課題がある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，エン
ジンからの排気ガスが有するエネルギーを電気エネルギ
ーに変換することで回収する発電・電動機を備えたター
ボチャージャにおいて，軸受をハウジングに支持するダ
ンパリングによって，シャフトに発生するラジアル力は
勿論のこと，スラスト力をも支持することを可能にする
発電・電動機を備えたターボチャージャを提供すること
である。

【００１７】この発明は，ハウジング内に配設され且つ
排ガスエネルギーで駆動されるタービン，前記ハウジン
グ内に配設されたコンプレッサ，前記タービンと前記コ
ンプレッサとを連結するシャフト，及び前記シャフト上
に取り付けた発電・電動用の回転子と前記ハウジングに
取り付けられた固定子とを有する発電機，及び前記シャ
フトを回転自在に支持するため前記回転子の軸方向両側
の位置においてそれぞれ配置された軸受を具備し，前記
各軸受は，前記ハウジングに対して前記各軸受に対応し
て個別に設けられ且つ前記ハウジングとの間に形成され
る径方向隙間に制振用オイルフィルムを形成するダンパ
リングを介して支持されており，前記ダンパリングは，
前記ハウジングに設けられた規制部材によって軸方向移
動が規制されていると共に前記ハウジングとの間に配設
されたばね手段によって前記規制部材から離間する方向
に付勢されており，前記ダンパリングには，潤滑油を前
記軸受に供給するため前記径方向隙間から前記軸受に臨
む開口に潤滑油を導く第１油路と，前記ダンパリングの
リング端面と該リング端面に対向する前記規制部材の規
制端面との間に形成される軸方向隙間に潤滑油を導く第
２油路とが形成されていることから成る発電・電動機を
備えたターボチャージャに関する。

【００１８】この発明による発電・電動機を備えたター
ボチャージャは，上記のように構成されており，次のよ
うに作用する。即ち，この発電・電動機を備えたターボ
チャージャにおいては，タービンとコンプレッサとを連
結するシャフトは，シャフトに取り付けられた回転子の
軸方向両側の位置においてそれぞれ配置された軸受によ
ってハウジングに回転自在に支持されている。即ち，重
量が大きな回転子は軸受間に配置される。また，各軸受
は，ハウジングに対して各軸受に対応して個別に設けら
れ且つハウジングとの間に形成される径方向隙間に制振
用オイルフィルムを形成するダンパリングを介して支持
されている。即ち，シャフトは，ダンパリングとハウジ
ングとの間に形成される径方向隙間に形成される制振用
オイルフィルムによって，ラジアル方向には安定して支
持される。更に，ダンパリングは，ハウジングに設けら
れた規制部材によって軸方向移動が規制されていると共
にハウジングとの間に配設されたばね手段によって規制
部材から離間する方向に付勢されており，ダンパリング
のリング端面とリング端面に対向する規制部材の規制端
面との間に形成される軸方向隙間には第２油路を通じて
潤滑油が導かれる。したがって，ばね手段によって開く
方向に形成される軸方向隙間には潤滑油が供給され，供
給された潤滑油によって，径方向隙間に形成される制振
用オイルフィルムと同様，ダンパリングとハウジングと
の間に制振用オイルフィルムが形成される。その結果，
シャフトが軸方向に変位しようとするときには，いずれ
か一方の軸受に関して軸方向隙間が狭くなり，シャフト
は，ハウジングに対してスラスト方向にも安定して支持
され，高速回転が可能となる。

【００１９】また，この発電・電動機を備えたターボチ
ャージャにおいて，前記第２油路は前記第１油路から前
記シャフトの軸方向と平行な方向に分岐すると共に前記
リング端面に開口している。第１油路は，ダンパリング
の径方向にドリル加工のように穿孔して形成される。第
２油路は，リング端面からシャフトの軸方向と変更な方
向に第１油路と交差する位置までドリル加工によって穿
孔していくことにより形成され，その結果，ダンパリン
グにおける油路の形成が容易となる。

【００２０】また，この発電・電動機を備えたターボチ
ャージャにおいて，前記軸受は，前記シャフトに圧入さ
れた内輪，前記ダンパリングに圧入された外輪，及び前
記内輪と前記外輪との間に配置されたボールを備えてい
る。軸受の外輪の固定子側とは反対側の端面がダンパリ
ングの圧入穴の底面に当接するまで，軸受をダンパリン
グに圧入すると，シャフトからのスラスト方向の力は，
軸受を介してダンパリングに的確に伝えられる。

【００２１】この発電・電動機を備えたターボチャージ
ャにおいて，前記軸受はアンギュラ玉軸受である。アン
ギュラ玉軸受は，シャフトに作用するラジアル方向の力
のみならずスラスト方向の力もボールを介してダンパリ
ングに伝達する。ダンパリングがハウジングに対してラ
ジアル方向及びスラスト方向に制振作用をもって支持さ
れるので，結局，シャフトは，アンギュラ玉軸受とダン
パリングとを直列に介して，ハウジングに対してラジア
ル方向及びスラスト方向に支持される。

【００２２】また，この発電・電動機を備えたターボチ
ャージャにおいて，前記回転子は永久磁石であり，前記
固定子はステータコイルである。永久磁石から成る回転
子は重量が大きくなるが，シャフトの両側の軸受で支持
され，且つラジアル方向は勿論のことスラスト方向にも
制振作用があるオイルフィルムを形成するダンパリング
によってに支持されるので，シャフトは高速回転をする
ことが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による発電・電動機を備えたターボチャージャの一実施
例を説明する。図１はこの発明による発電・電動機を備
えたターボチャージャの一実施例を示す断面図であり，
図２は図１に示す発電・電動機を備えたターボチャージ
ャのシャフトを回転自在に軸支する軸受構造の一方を示
す拡大断面図である。

【００２４】図１に示す発電・電動機を備えたターボチ
ャージャ１（以下，実施例の説明において「ターボチャ
ージャ１」と略す）は，エンジンの排気ガスエネルギー
によって駆動されるタービン２，該タービン２を取り付
けたシャフト４，及び該シャフト４に取り付けたコンプ
レッサ３を有している。また，ターボチャージャ１のハ
ウジングは，タービンハウジング１２，コンプレッサハ
ウジング１３，及びセンタハウジングから構成されてい
る。センタハウジングは，タービン側センタハウジング
１４とコンプレッサ側センタハウジング１５とから成
る。タービンハウジング１２はタービン側センタハウジ
ング１４に固定され，センタハウジング１４内に発電機
５が配置されている。タービン側センタハウジング１４
の他端部には，コンプレッサ側センタハウジング１５が
固定され，該コンプレッサ側センタハウジング１５に
は，コンプレッサハウジング１３が固定されている。

【００２５】中実軸であるシャフト４は，タービン側セ
ンタハウジング１４とコンプレッサ側センタハウジング
１５とに対して，それぞれアンギュラ玉軸受１０，１１
によって回転自在に支持されている。シャフト４には，
永久磁石から成る発電機５の回転子１６が取り付けられ
ており，アンギュラ玉軸受１０，１１は，間に回転子１
６を配置させることができるように，互いに充分離間し
て配置されている。回転子１６の外周に対応して，ター
ビン側センタハウジング１４にはステータコイルから成
る固定子１７が配置されている。固定子１７は，コイル
が巻き付けられており，シャフト４の回転に伴って回転
子１６である永久磁石の磁束変化に応じて起電力を発生
する。回転子１６の周囲に嵌着された補強部材としての
カーボン繊維強化プラスチック製のスリーブ１８は，高
速回転に伴って回転子１６に生じる大きな遠心力によっ
て永久磁石がバーストするのを防止している。回転子１
６と固定子１７とによって，発電機が構成されている。
ターボチャージャ１において，タービンハウジング１２
内に排気タービンスクロール６を通じて排ガス流が導入
され，シャフト４の一端に固定されたタービンブレード
７を回転する。

【００２６】アンギュラ玉軸受１０，１１によるシャフ
ト４の軸支持の詳細を，図２に基づいて説明する。アン
ギュラ玉軸受１０は，シャフト４に圧入された内輪２
０，ダンパリング３０に圧入された外輪２１，内輪２０
と外輪２１との間に転動可能に組み込まれた転動体とし
てのボール２２，及びボール２２の軸受１０からの脱落
を防止する保持器２３から構成されている。この実施例
では，内輪２０のみにカウンタボア２４が形成されてい
る。

【００２７】タービン側センタハウジング１４には，内
周面４６と端面４７とによって規定される穴内に，サイ
ドプレート４９が嵌入して取り付けられている。サイド
プレート４９とシャフト４との間には，シールリング５
３が配置されており，後述する潤滑油のタービン２側へ
の漏れを防止するシール機能を有している。タービン側
センタハウジング１４の内周面４４内に，サイドプレー
ト４９に当接するまでダンパリング３０が嵌入されて取
り付けられている。ダンパリング３０は，固定子１７側
に向かう側において，筒状内面３１と，筒状内面３１に
接続する環状の段差面３２とが形成されている。軸受１
０の外輪２１は，筒状内面３１に段差面３２に当接する
までダンパリング３０に圧入されている。ダンパリング
３０は，アンギュラ玉軸受１１側にも配設されている
が，同様の構造のものであるので，詳細な説明を省略す
る。

【００２８】ダンパリング３０の外周面３４には環状溝
３３が形成されており，Ｏリング５０が環状溝３３内に
配設されている。Ｏリング５０は，タービン側センタハ
ウジング１４の内周面４４に当接して，ダンパリング３
０の外周面３４とタービン側センタハウジング１４の内
周面４４との間をシールしている。

【００２９】ダンパリング３０の外周面３４には，環状
溝３３から離間した位置に浅いオイル入口３５が形成さ
れており，オイル入口３５からダンパリング３０を径方
向に穿設して比較的大径のオイル通路３６ａが形成され
ている。オイル通路３６ａの底部からは斜め方向に軸受
１０の方向に延びる比較的小径の斜めオイル通路３６ｂ
が形成されている。オイル通路３６ａと斜めオイル通路
３６ｂとは，この発明によるターボチャージャ１におけ
る第１油路３６を構成している。タービン側センタハウ
ジング１４に形成されているオイル供給路４５からの潤
滑油は，ダンパリング３０の外周面３４とタービン側セ
ンタハウジング１４の内周面４４との間に形成される狭
い径方向隙間５１に供給される。径方向隙間５１は，固
定子１７側に配設されているＯリング５０によってシー
ルされているので，径方向隙間５１内の潤滑油は直接に
固定子１７側に漏れることはない。

【００３０】オイル供給路４５からの潤滑油は，また，
第１油路３６を通じて，斜めオイル通路３６ｂの開口で
ある噴出口３８からアンギュラ玉軸受１０に向かって噴
出され，アンギュラ玉軸受１０を潤滑する。タービン２
は，排気ガスの流れによって駆動されるため，シャフト
４は高温となり，シャフト４に装着した回転子１６であ
る永久磁石も高温となって減磁する場合がある。アンギ
ュラ玉軸受１０に向かって噴出される潤滑油は，シャフ
ト４を冷却する働きもする。アンギュラ玉軸受１０に向
かって噴出される潤滑油は，サイドプレート４９のシー
ルリング５３にも熱を伝達して，シャフト４の熱をセン
タハウジング１４に逃がしている。これらの冷却性能を
向上させるため，タービン２の近傍のセンタハウジング
１４に形成されている冷却通路５５に冷却水が導入され
ている。

【００３１】オイル通路３６の途中からは，軸方向に延
び且つダンパリング３０のサイドプレート４９側の端面
４０に形成されている開口４１に至る第２油路３９が分
岐している。第２油路は，必ずしも第１油路から分岐す
ることにより形成する必要はなく，径方向隙間５１から
直接に形成してもよい。ダンパリング３０の端面４０
と，サイドプレート４９の端面４８との間に形成される
軸方向隙間５２には，端面保持用のオイルフィルムが形
成される。サイドプレート４９は，端面４８において，
ダンパリング３０の反固定子１７側への移動を規制する
規制部材としての働きをしている。

【００３２】ダンパリング３０のサイドプレート４９側
には，筒状内面４２とそれに続く段部４３が形成されて
おり，サイドプレート４９の端面４８とダンパリング３
０の段部４３との間には，ダンパリング３０を固定子１
７側に向かって付勢するコイルばね５４が配設されてい
る。したがって，両アンギュラ玉軸受１０，１１におい
ては，両側からコイルばね５４，５４によって，内方向
に互いに付勢されることになり，シャフト４にスラスト
力が作用しなければ，両軸受１０，１１のボール２２，
２２と内輪２０，２０のカウンタボア２４との位置で定
まる中立位置に付勢されている。

【００３３】固定子１７は，固定子１７を横切る磁束変
化と固定子１７のコイルを流れる電流とによって発熱
し，その結果，固定子１７の発電性能が低下して充分な
発電電力を取り出すことができない。そこで，固定子１
７が圧入によって取り付けられているセンタハウジング
１４に，タービン２付近に設けられる冷却通路５５から
連通路５６を通じて固定子１７の径方向外方に位置する
まで冷却通路５７を延長し，冷却通路５７に冷却水を流
すことにより，固定子１７を冷却している。

【００３４】ターボチャージャ１は，上記のように構成
されているので，次のように作動することができる。タ
ーボチャージャ１では，エンジン（図示せず）からの排
気ガスがタービンスクロール６からタービンハウジング
１２へ導入されることによって，排気ガスはタービンブ
レード７に作用し，タービン２を駆動する。タービン２
が駆動することによってシャフト４を通じてコンプレッ
サ３を駆動し，コンプレッサ３のコップレッサブレード
９が回転することによって吸入空気がエンジンに過給さ
れる。シャフト４に取り付けた回転子１６としての永久
磁石が回転し，発電機５で発電する状態になる。発電機
５は，エンジンの運転状態に応じて，消費或いは蓄電す
るに見合った量だけ発電するが，その電力を使用しない
場合には，回転子１６は空転するだけである。

【００３５】ダンパリング３０は，アンギュラ玉軸受１
０側とアンギュラ玉軸受１１側とで，それぞれ別々に用
意されて，センタハウジング１４に取り付けられてい
る。ダンパリング３０の外周面３４とセンタハウジング
１４の内周面４４との間に形成される潤滑油の油膜（オ
イルフィルム）はフィルムダンパ作用を奏するので，シ
ャフト４の高速回転中にシャフト４に作用するスラスト
力が，コイルばね５４による釣合い力を上回って，ダン
パリング３０をタービン側センタハウジング１４又はタ
ービン側センタハウジング１４に取り付けられたサイド
プレート４９に衝突させようとしても，軸方向隙間５２
を満たしているオイルフィルムの緩衝・制振作用によっ
て，スラスト力に安定して対抗することができる。した
がって，シャフト４は，高速回転しているときでも，タ
ービン側センタハウジング１４に対して安定して支持さ
れる。なお，上記の実施例では，回転子１６及び固定子
１７から成る交流機を発電機として説明したが，固定子
１７に電流を供給して交流機を電動機として用い，エン
ジンの排気ガスが充分利用できない場合等，コンプレッ
サの駆動による過給を電動機で行うようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】この発明によるターボチャージャジェネ
レータは，上記のように構成されており，次のような効
果を有する。即ち，この発明による発電・電動機を備え
たターボチャージャは，上記のように構成されており，
次のように作用する。即ち，この発電・電動機を備えた
ターボチャージャにおいては，重量が大きな回転子は軸
受間に配置されており，シャフトは，ダンパリングとハ
ウジングとの間に形成される径方向隙間に形成される制
振用オイルフィルムによって，ラジアル方向に安定して
支持される。更に，ばね手段によって開く方向に形成さ
れる軸方向隙間には潤滑油が供給され，供給された潤滑
油によって，径方向隙間に形成される制振用オイルフィ
ルムと同様，ダンパリングとハウジングとの間に制振用
オイルフィルムが形成される。その結果，たとえ，回転
子が永久磁石のような重量があるものであっても，シャ
フトは，ハウジングに対してスラスト方向にも安定して
支持され，振れ回りを起こすことなく高速回転が可能と
なり，安定して発電機を駆動することができ，有効に排
気ガスエネルギーを電気エネルギーとして回収すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による発電・電動機を備えたターボチ
ャージャの一実施例を示す概略断面図である。

【図２】図１に示す発電・電動機を備えたターボチャー
ジャの軸受構造を示す拡大断面図である。

【図３】従来のターボチャージャを示す断面図である。

【図４】図３に示すターボチャージャの軸受構造の一部
を拡大して示す断面図である。

【図５】従来の別のターボチャージャを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 発電・電動機を備えたターボチャージャ ２ タービン ３ コンプレッサ ４ シャフト ５ 発電機 ７ タービンブレード １０，１１ アンギュラ玉軸受 １２ タービンハウジング １３ コンプレッサハウジング １４ タービン側センタハウジング １５ コンプレッサ側センタハウジング １６ 回転子 １７ 固定子 ２０ 内輪 ２１ 外輪 ３０ ダンパリング ３４ 外周面 ３６ 第１油路 ３９ 第２油路 ４４ 内周面 ４５ オイル供給路 ４８ 端面 ４９ サイドプレート ５１ 径方向隙間 ５２ 軸方向隙間 ５４ コイルばね

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に配設され且つ排ガスエネ
   ルギーで駆動されるタービン，前記ハウジング内に配設
   されたコンプレッサ，前記タービンと前記コンプレッサ
   とを連結するシャフト，及び前記シャフト上に取り付け
   た発電・電動用の回転子と前記ハウジングに取り付けら
   れた固定子とを有する発電機，及び前記シャフトを回転
   自在に支持するため前記回転子の軸方向両側の位置にお
   いてそれぞれ配置された軸受を具備し，前記各軸受は，
   前記ハウジングに対して前記各軸受に対応して個別に設
   けられ且つ前記ハウジングとの間に形成される径方向隙
   間に制振用オイルフィルムを形成するダンパリングを介
   して支持されており，前記ダンパリングは，前記ハウジ
   ングに設けられた規制部材によって軸方向移動が規制さ
   れていると共に前記ハウジングとの間に配設されたばね
   手段によって前記規制部材から離間する方向に付勢され
   ており，前記ダンパリングには，潤滑油を前記軸受に供
   給するため前記径方向隙間から前記軸受に臨む開口に潤
   滑油を導く第１油路と，前記ダンパリングのリング端面
   と該リング端面に対向する前記規制部材の規制端面との
   間に形成される軸方向隙間に潤滑油を導く第２油路とが
   形成されていることから成る発電・電動機を備えたター
   ボチャージャ。
2. 【請求項２】 前記第２油路は前記第１油路から前記シ
   ャフトの軸方向と平行な方向に分岐すると共に前記リン
   グ端面に開口していることから成る請求項１に記載の発
   電・電動機を備えたターボチャージャ。
3. 【請求項３】 前記軸受は，前記シャフトに圧入された
   内輪，前記ダンパリングに圧入された外輪，及び前記内
   輪と前記外輪との間に配置されたボールを備えているこ
   とから成る請求項１又は２に記載の発電・電動機を備え
   たターボチャージャ。
4. 【請求項４】 前記軸受はアンギュラ玉軸受であること
   から成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電・電
   動機を備えたターボチャージャ。
5. 【請求項５】 前記回転子は永久磁石であり，前記固定
   子はステータコイルであることから成る請求項１〜４の
   いずれか１項に記載の発電・電動機を備えたターボチャ
   ージャ。