JP3587350B2

JP3587350B2 - 発電・電動機を備えたターボチャージャ

Info

Publication number: JP3587350B2
Application number: JP31813898A
Authority: JP
Inventors: 真治原; 英男河村
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2018-11-09
Also published as: JP2000145468A

Description

【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，エンジンの排ガスエネルギーを利用して駆動されるタービンによってコンプレッサを駆動して吸気を過給するものである。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】
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発電・電動機を備えたターボチャージャがある。図４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４に示すターボチャージャ６０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。ターボチャージャ６０のハウジングは，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８から構成されている。ハウジングを貫通するシャフト４は，センタハウジング８の両端部に設けられている軸受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，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。センタハウジング８は，タービンハウジング１２と固定されるタービン側センタハウジング１４と，コンプレッサハウジング１３が固定されるコンプレッサ側センタハウジング１５とから構成されている。タービンハウジング１２とタービン側センタハウジング１４との間には，遮熱板２８が介装されている。
【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し，更にスラスト方向の軸力を生じることもあるので，シャフト４をラジアル方向のみならずスラスト方向にも安定して回転支持するために，シャフト４を軸支する軸受１０，１１には，アンギュラ型の玉軸受が採用されている。また，シャフト４の高速回転を可能にするため，軸受１０，１１には潤滑油が供給される。潤滑油は，タービン側センタハウジング１４及びコンプレッサ側センタハウジング１５に形成されているオイル給油路４５を通じて供給され，軸受１０，１１を潤滑した後，排油路７５を通じてターボチャージャ６０の外部に排出される。
【０００６】
発電・電動機を備えたターボチャージャ６０の発電機５は，タービン２及びコンプレッサ３の間において，タービン側センタハウジング１４内に収容されている。発電機５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１６と，回転子１６の周囲においてセンタハウジング８に圧入によって取り付けられた固定子１７とから成る。固定子１７は，固定子鉄心に巻線を取り付けて構成されている。回転子１６は，シャフト４を軸支する軸受１０，１１の間に配置されている。発電機５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取り付けたモータを駆動することで，排気ガスエネルギーの回収を実現し，且つ燃費の向上を図っている。高速回転時に回転子１６がバーストするのを防止するため，回転子１６の周囲には補強部材としてのカーボン繊維強化プラスチック製の補強スリーブ１８が嵌着されている。タービン側センタハウジング１４は，タービン２側に近いタービン近傍部２５，筒状の固定子取付け部２７，及びタービン近傍部２５と固定子取付け部２７とを連結する連結部２６から成り，固定子１７は，筒状の固定子取付け部２７の筒状内面１９に圧入によって取り付けられている。
【０００７】
タービン側センタハウジング１４は，エンジンからの高温の排気ガスが導入されるタービンハウジング１２に結合されているため，ターボチャージャ稼働中には高温になるタービンハウジング１２からの熱伝導によって高温になり易い。また，発電・電動機を備えたターボチャージャ６０では，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が高温となる。シャフト４に装着した回転子１６である永久磁石も，シャフト４から伝達される熱によって高温となり，減磁する場合がある。潤滑油は，タービン側から伝わる熱等によって軸受１０が高温になるのを防止する冷却作用も有している。
【０００８】
発電・電動機を備えたターボチャージャを組み立てる場合，先ず，タービン２，コンプレッサ３，永久磁石となるべき回転子１６等のターボチャージャの回転部分を構成する部品毎について，それぞれバランスを取る。このようにしてバランスが取られた各部品のうち，ターボチャージャの回転部分，即ち，タービン２，回転子１６，軸受１０，１１，スペーサ７６，スリーブ７７，コンプレッサ３，及び軸端ナット７８をシャフト４に組み付ける。この状態で，シャフト４とシャフト４に組み付けた組立体の曲がりチェックやバランス修正を行っている。スリーブ７７と軸端ナット７８とは，コンプレッサブレード９をシャフト４に固定するための固定手段を構成している。
【０００９】
シャフト４上で組み付けられたバランス修正が完了した組立体を一旦分解し，回転子１６のみを着磁装置によって着磁する。センタハウジング８内にシャフト４を再度挿入し，その後，着磁して永久磁石となった回転子１６を初めとして，スペーサ７６，軸受１０，１１，及びスリーブ７７を組み付けていく。このとき，永久磁石となった回転子１６が磁性金属から製作されている固定子１７やセンタハウジング８に引き寄せられ，回転子１６の組付けが困難になったり，回転子１６が固定子１７やセンタハウジング８に吸着する際に永久磁石のかけらが発生し，軸受等の高いシール性が要求される部分に入り込む可能性もある。また，シャフト４とその回りに回転部分を組み付けて構成される組立体については，回転体としてのバランスを一旦取った後に分解し，再度組み付けるため，再組付け後のターボチャージャの回転部分にアンバランスが発生し易く，ターボチャージャを高速回転させることが困難になることもある。
【００１０】
また，従来，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発電・電動機を備えたターボチャージャであり，円筒管と円筒磁極とから構成される回転子のガタつきを磁気センタ位置を固定子コアの磁気センタ位置とずらして，回転中の回転子に固定子コアからスラスト方向に磁気力を与えることにより，円筒管と円筒磁極との間に働く遠心力や熱膨張率の相違に起因して生じるガタつきを吸収して回転子のバランスを向上させたものがある（特開平２−２９８６２７号公報参照）。
【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，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，排気ガス量が変化してタービン効率を高い状態に維持することを図ったものがある（特開平２−１１８１５号公報参照）。
【００１２】
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６−２８８２４２号公報）。このターボチャージャでは，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。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の組立作業に関して生じる問題点は，まだ着磁されていない磁性材料で構成された回転子を他の回転部品と共に一旦組み立てた回転組立体を分解し，回転子を着磁した後に，回転組立体を再組立することに起因している。そこで，着磁された回転子とシャフトとを含む主要な回転部分を一体化した状態でセンタハウジング内に組み込むことを可能にすることによって，組立体の分解・再組立を行う作業を不要にし，組立作業を効率化することが可能な発電・電動機を備えたターボチャージャを得る点で解決すべき課題がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，エンジンから排出される排気ガスが有するエネルギーを電気エネルギーに変換し，排気ガスのエネルギーを電気エネルギーの形態で回収する発電・電動機を備えたターボチャージャにおいて，着磁された回転子とシャフトとを含む主要な回転部分を組み立てたまま，ハウジングの一方から挿入してハウジングへの組付けを可能とすることで，着磁された回転子をハウジングに組み付ける際に回転子がハウジング等に衝突するのを防止し，且つ回転体組立体のバランスを良好にした状態でターボチャージャを組み立て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。
【００１５】
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，前記ハウジングに形成された一対の軸受支持部にそれぞれ配設されて前記シャフトを回転可能に軸支する軸受，一対の前記軸受間において前記シャフト上に取り付けられた発電・電動用の回転子，該回転子の外側を取り囲んだ状態で前記ハウジング内に取り付けられた固定子，前記シャフトと前記ハウジングとの間をシールするため前記各軸受よりも前記シャフトの軸端側において前記ハウジングの少なくとも一方の端壁に形成された凹部に嵌着されるシール部材を具備し，前記凹部が形成された側の前記軸受支持部の内径は前記回転子の外径よりも大きい値に設定され，且つ前記ハウジングの前記凹部の内径は前記軸受支持部の内径よりも大きい値に設定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。
【００１６】
この発電・電動機を備えたターボチャージャによれば，回転子の外径と，凹部が形成された側の軸受支持部の内径と，ハウジングに形成された凹部の内径とは，上記のように大小関係が設定されているので，着磁された回転子とシャフトとを含む主要な回転部分は，回転バランスが取られた組立状態のまま，シャフトと回転子をハウジングの一方の端壁から軸受支持部の内部を通してハウジングの内部へ挿入することが可能となる。シャフトを操作して回転部分を組み立てるので，着磁された回転子をハウジングに組み付ける際に回転子がハウジング等に衝突するのが防止される。また，回転体組立体は，回転バランスを良好にした状態でターボチャージャに組み立てられる。回転子とシール部材との間に位置する軸受をハウジングの一方の端壁に形成されている軸受支持部に取り付けた状態では，シール部材はハウジングの端壁に形成された凹部に嵌着される。
【００１７】
前記シール部材は，前記シャフトと相対摺動可能に配設されたシールプレート，及び前記シャフトに形成された周溝内に配置され且つ前記シールプレートと相対摺動可能に配設されたシールリングである。
【００１８】
前記ハウジングは前記タービンを内部に配設したタービンハウジング，前記コンプレッサを内部に配設したコンプレッサハウジング，及び両端に前記タービンハウジングと前記コンプレッサハウジングとがそれぞれ固定されたセンタハウジングから構成されており，前記センタハウジングはタービン側センタハウジングとコンプレッサ側センタハウジングとから構成されており，前記タービン側センタハウジングに形成された一方の前記軸受支持部に一方の前記軸受が配置され，前記コンプレッサ側センタハウジングに形成された他方の前記軸受支持部に他方の前記軸受が配置されている。
【００１９】
前記タービンを構成するタービンブレード又は前記コンプレッサを構成するコンプレッサブレードは，前記軸受と当接可能に前記シャフト上に装着されたスリーブと前記シャフトの軸端に螺着された軸端ねじとの間で挟着された状態で前記シャフト上に取り付けられる。
【００２０】
前記タービンブレード及び前記コンプレッサブレードのいずれか一方のみが前記シャフトに取り付けられ且つ前記シャフトに取り付けられた前記タービンブレード又は前記コンプレッサブレードに対応した一方の前記シール部材と前記回転子とが前記シャフトに取り付けられた状態で回転体組立体が組み立てられ，前記回転体組立体を一方の前記シール部材が嵌着される前記ハウジングの一方の前記端壁側から前記ハウジング内に挿着することにより組み立てられる。
【００２１】
【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る。図１に示す発電・電動機を備えたターボチャージャにおいて，図４に示す発電・電動機を備えたターボチャージャ６０の各構成要素及び部位と同等のものには，同じ符号が付されているので，重複する詳細な説明を省略する。
【００２２】
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）において，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とにそれぞれ設けられたアンギュラ型玉軸受である軸受１０，１１によって回転自在に支持されている。軸受１０，１１は，間に回転子１６を配置させることができるように，シャフト４の軸方向に互いに充分隔置して配置されており，回転子１６の軸方向位置は軸受１０，１１との間に配設されるスペーサ７６によって規制されている。固定子１７は，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。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。
【００２３】
タービン側センタハウジング１４のタービン２側の端壁１４ｂには，内周面４６と端面４７からなる環状の凹部が形成されており，シールプレート４９がこの凹部内にタービン２側から圧入して取り付けられている。シャフト４に形成された周溝にはシールリング５３が配設されており，シールプレート４９と摺接して，軸受１０を潤滑・冷却した潤滑油がタービン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に形成されているオイル供給路４５からの潤滑油は，軸受１０に向かって噴出され，軸受１０を潤滑すると共に冷却している。タービン側センタハウジング１４の内周面には，軸受１０とシールプレート４９との間において，ダンパリング３０が装着されている。ダンパリング３０は，軸受１０に潤滑及び冷却用に供給される潤滑油の一部をタービン側センタハウジング１４及びシールプレート４９との間の隙間に供給する。これらの隙間において潤滑油が形成するオイルフィルムの緩衝・制振作用によって，シャフト４の振動を緩和・吸収してシャフト４の高速回転を可能にしている。軸受１１側においても，コンプレッサ側センタハウジング１５との間に，同様の構造を有するダンパリング３０が配設されている。
【００２４】
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。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。軸受１０に向かって噴出される潤滑油は，シールプレート４９のシールリング５３にも熱を伝達して，シャフト４の熱をタービン側センタハウジング１４に逃がしている。これらの冷却性能を向上させるため，タービン側センタハウジング１４のタービン２の近い側に位置するタービン近傍部２５には，冷却水が導入されるタービン側水ジャケット５５が形成されている。
【００２５】
ステータコイルである固定子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ことがある。このような事態に対処するため，固定子１７が取り付けられているタービン側センタハウジング１４の固定子取付け部２７の内部には，固定子１７を取り囲むように水ジャケット５７が形成されている。この実施例では，水ジャケット５７は，タービン側センタハウジング１４のタービン近傍部２５と固定子取付け部２７とを一体的に連結している連結部２６の内部に形成されている連通路５６を通じて，タービン近傍部２５に形成されているタービン側水ジャケット５５と通じている。
【００２６】
タービン側水ジャケット５５を流れる冷却水によってタービン近傍部２５は強制冷却されている。したがって，軸受１０やシャフト４が高温にならず，軸受１０や潤滑油の耐久性が低下したり，回転子１６の永久磁石が消磁することもない。また，タービン側水ジャケット５５を流れる冷却水は，連通路５６を通じて，固定子取付け部２７の内部に形成されている水ジャケット５７をも流れているので，水ジャケット５７内の冷却水は固定子取付け部２７を強制的に冷却し，固定子１７から取り出される発電電力の効率が低下するのを防止している。
【００２７】
ターボチャージャ１それ自体は，次のように作動する。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。
【００２８】
次に，図２及び図３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組み立てる手順について説明する。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組立体の回転子の着磁工程を示す説明図であり，図３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組立手順を示す組立フロー図である。
【００２９】
先ず，未着磁状態の回転子１６とシャフト４とを含むターボチャージャ１の少なくとも回転部分を構成する仮組立部品を組み立てて，シャフト仮組立体が組み立てられる（図３のステップ１）。ターボチャージャの回転部分の組立前に，シャフト４にはシールプレート４９，シールリング５３及びダンパリング３０が組み付けられる。その後，ターボチャージャ１の少なくとも回転部分を構成する仮組立部品を，完成したターボチャージャと同じ配置関係になるように，シャフト４を中心として順次取り付けることにより組み立てる。即ち，軸受１０，一方のスペーサ７６，未着磁状態の回転子１６，他方のスペーサ７６，及び軸受１１をシャフト４に順次取り付け，軸受１１の外側には更にスリーブ７７及びコンプレッサブレード９を順に取り付け，軸端ナット７８を締めつけることによりコンプレッサブレード９をスリーブ７７との間で挟み込んで，シャフト仮組立体が組み立てられる。シャフト仮組立体は，図２に示す回転体組立体９０に，スリーブ７７，コンプレッサブレード９及び軸端ナット７８を取り付けたものに相当する。
【００３０】
次に，シャフト仮組立体の回転部分に対してバランス修正を行い，高速回転を可能にするようにターボチャージャの回転部分の回転バランスを取る（ステップ２）。回転バランスをとることにより，シャフト４及び回転子１６等の回転部分が軸に振動を生じることなく高速回転可能となる。
【００３１】
次に，シャフト仮組立体からスリーブ７７，コンプレッサブレード９，軸端ナット７８を取り外して回転体組立体９０とし（ステップ３），シャフト４に取り付けられた状態のままの回転子１６を，図２に示す着磁装置９１によって着磁する（ステップ４）。着磁装置９１は，着磁電源９２から電力が供給される着磁ヨーク９３とから構成されている。着磁ヨーク９３から生じる強力な磁力線によって回転子１６が着磁される。ここで，軸受１０，１１のインナレース（内輪）は，シャフト４に圧入によって取り付けられているので，回転子１６やスペーサ７６がシャフト４に対して軸方向に動くことがない。
【００３２】
回転子１６の着磁が完了すると，回転子１６がシャフト４に取り付けられた状態の回転体組立体９０がタービン側センタハウジング１４に組み付けられる。回転体組立体９０は組付けが完了しているので，シャフト４上に組み付けられたシールプレート４９をセンタハウジング８のタービン側センタハウジング１４の内周面４６に端面４７に当接するまで圧入する（ステップ５）。その後，コンプレッサ側センタハウジング１５をタービン側センタハウジング１４に嵌合して取り付け（ステップ６），更に，取り外した状態となっているスリーブ７７，コンプレッサブレード９，軸端ナット７８をシャフト４に装着することでターボチャージャ１の組立が完了する（ステップ７）。
【００３３】
図１に示すように，回転子１６の外径，又は回転子１６の外周にバースト防止用の補強スリーブ１８を嵌着する場合には補強スリーブ１８の外径ｄ_１は，軸受け１０，１１及びダンパリング３０を収容するためタービン側センタハウジング１４に形成される軸受支持部１４ａの内径ｄ_２よりも小さく設定されている。したがって，回転体組立体９０は，図１で見て，タービン２側から軸受支持部１４ａを貫通してタービン側センタハウジング１４に装填可能である。更に，シールプレート４９の外径ｄ_３は軸受支持部１４ａの内径ｄ_２よりも大きく，シールプレート４９をタービン側センタハウジング１４の内周面４６に圧入した段階で，回転体組立体９０のタービン側センタハウジング１４への装填が終了する。
【００３４】
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。また，上記の実施例では，回転体組立体９０はタービン２側から装填されるものであるが，コンプレッサ３側から装填する場合も考えられる。この場合，シャフト４には，コンプレッサブレード９が取り付けられた状態の回転体組立体が組み立てられ，シールプレート４９はコンプレッサ３側に設けられる。また，シールプレート４９がコンプレッサ側センタハウジング１５の軸受支持部１５ａに圧入される構造に変更されることになる。
【００３５】
【発明の効果】
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，次のような効果を有する。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，着磁された回転子とシャフトとを含む主要な回転部分を組み立てたまま，ハウジングの一方から挿入してハウジングへの組付けができ，着磁された回転子をハウジングに組み付ける際に回転子がハウジング等に衝突するのを防止し，且つ回転体組立体のバランスを良好にした状態でターボチャージャを組み立てることができる。回転体組立体は回転バランスが良好になった状態でセンタハウジングに組み付けられるので，組付け後のターボチャージャの回転部分にアンバランスが発生することがなく，高速回転で運転することができる。
【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断面図である。
【図２】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回転子の着磁工程を示す説明図である。
【図３】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組立手順を示すフロー図である。
【図４】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。
【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
８センタハウジング
９コンプレッサブレード
１０，１１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
１４ａ軸受支持部
１５コンプレッサ側センタハウジング
１５ａ軸受支持部
１６回転子
１７固定子
１８補強スリーブ
３０ダンパリング
４６内周面
４７端面
４９シールプレート
５３シールリング
７６スペーサ
７７スリーブ
７８軸端ナット
９０回転体組立体

Claims

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、前記ハウジングに形成された一対の軸受支持部にそれぞれ配設されて前記シャフトを回転可能に軸支する軸受、一対の前記軸受間において前記シャフト上に取り付けられた発電・電動用の回転子、該回転子の外側を取り囲んだ状態で前記ハウジング内に取り付けられた固定子、前記シャフトと前記ハウジングとの間をシールするため前記各軸受よりも前記シャフトの軸端側において前記ハウジングの少なくとも一方の端壁に形成された凹部に嵌着されるシール部材を具備し、前記凹部が形成された側の前記軸受支持部の内径は前記回転子の外径よりも大きい値に設定され、且つ前記ハウジングの前記凹部の内径は前記軸受支持部の内径よりも大きい値に設定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。
前記シール部材は、前記シャフトと相対摺動可能に配設されたシールプレート、及び前記シャフトに形成された周溝内に配置され且つ前記シールプレートと相対摺動可能に配設されたシールリングであ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。
前記ハウジングは前記タービンを内部に配設したタービンハウジング、前記コンプレッサを内部に配設したコンプレッサハウジング、及び両端に前記タービンハウジングと前記コンプレッサハウジングとがそれぞれ固定されたセンタハウジングから構成されており、前記センタハウジングはタービン側センタハウジングとコンプレッサ側センタハウジングとから構成されており、前記タービン側センタハウジングに形成された一方の前記軸受支持部に一方の前記軸受が配置され、前記コンプレッサ側センタハウジングに形成された他方の前記軸受支持部に他方の前記軸受が配置され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。
前記タービンを構成するタービンブレード又は前記コンプレッサを構成するコンプレッサブレードは、前記軸受と当接可能に前記シャフト上に装着されたスリーブと前記シャフトの軸端に螺着された軸端ねじとの間で挟着された状態で前記シャフト上に取り付けられ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。