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JP2000130176A - 発電・電動機を備えたターボチャージャ - Google Patents

発電・電動機を備えたターボチャージャ

Info

Publication number
JP2000130176A
JP2000130176A JP10310426A JP31042698A JP2000130176A JP 2000130176 A JP2000130176 A JP 2000130176A JP 10310426 A JP10310426 A JP 10310426A JP 31042698 A JP31042698 A JP 31042698A JP 2000130176 A JP2000130176 A JP 2000130176A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
stator
housing
water jacket
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10310426A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Hara
真治 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP10310426A priority Critical patent/JP2000130176A/ja
Publication of JP2000130176A publication Critical patent/JP2000130176A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/005—Cooling of pump drives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は，固定子を取り付けるハウジングの
内部に水ジャケットを形成することにより，固定子を冷
却して発電電力を効率良く取り出すことができる発電・
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１の
タービンハウジング１２に連結されるタービン側センタ
ハウジング１４は，軸受１０を収容するタービン近傍部
２５，発電機５のステータコイルからなる固定子１７が
取り付けられる固定子取付け部２７，及び両部を連結す
る連結部２６から成る。固定子取付け部２７の内部には
水ジャケット５７が形成されており，水ジャケット５７
を流れる冷却水は固定子１７の熱を取り除き，発電電力
の取出し効率の低下が防止される。

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３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
３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６
０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６
０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に取り付けられたコイルから成
る固定子１７とから成る。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。回転子１６の周囲に嵌着された
スリーブ１８は，高速回転時に回転子１６がバーストす
るのを防止している。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
定子取り付け部２６，及びタービン近傍部２５と固定子
取り付け部２６とを連結する連結部２７から成り，固定
子１７は，筒状の固定子取り付け部２６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】そこで，潤滑油をアンギュラ玉軸受９，１
０に向かって噴出することによってシャフト４の温度上
昇の防止が図られている。特に，タービン２側のアンギ
ュラ玉軸受１０に向かって噴出される潤滑油は，タービ
ン側センタハウジング１４に取り付けられるサイドプレ
ート４９のシールリング（図示せず）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。しかしながら，エンジンが停止した後
では，タービン２側に位置している軸受１０を潤滑・冷
却するオイルの供給も停止されるため，軸受１０自体及
び軸受１０とその周囲においてセンタハウジング１４内
に残留している潤滑油も高温になり，軸受１０や潤滑油
が熱によって劣化し，耐久性が低下するおそれがある。
潤滑油による冷却性能を向上させるため，センタハウジ
ング１４のタービン近傍部２５に形成されているタービ
ン側水ジャケット５５に冷却水が導入されている。
【０００９】軸受や潤滑油がタービン側から伝達される
熱による劣化を防止するため，タービンハウジングとコ
ンプレッサハウジングとの間にあって両ハウジングを連
結すると共にシャフトの軸受を収容するセンタハウジン
グにおいて，特に，タービン側に広く環状に水ジャケッ
トを形成したターボチャージャが提案されている（特開
昭５８−１７８８２８号公報）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，ターボ
チャージャに備わる発電機の固定子が磁束変化による発
熱やコイルを流れる電流による発熱等によって温度が上
昇すると，固定子から出力される発電電力が充分なもの
にならないことがある。従来，固定子に発生する熱の除
去はセンタハウジング周りを流れる空気への自然放熱に
任されており，固定子の温度上昇の抑制が充分でない。
そこで，固定子に生じる熱をセンタハウジングに逃がす
ことができれば，固定子の温度上昇を防ぐことが可能に
なるが，固定子に生じる熱をセンタハウジングに逃がす
方策として，固定子が取り付けられているセンタハウジ
ングを強制冷却して固定子との温度差を生ぜしめて，固
定子に生じた熱をセンタハウジングに伝達し易くする点
で解決すべき課題がある。
【００１１】
【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，センタハウジングを強制冷却するこ
とにより発電機の固定子の温度上昇を防ぎ，発電機によ
る充分な発電電力を得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。
【００１２】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し且つ前記ハウジング内に回転自在
に軸支されたシャフト，及び前記シャフト上に取り付け
られた発電・電動用の回転子と前記ハウジング内に取り
付けられた固定子とから構成される発電機を具備し，前
記固定子を冷却するため前記固定子を取り囲む前記ハウ
ジングの内部には冷却用の水ジャケットが設けられてい
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。
【００１３】この発電・電動機を備えたターボチャージ
ャによれば，発電機の固定子が磁束変化による発熱やコ
イルを流れる電流による発熱等によって温度が上昇して
も，ハウジングの内部に形成された水ジャケットに冷却
水を流することによってハウジングが強制的に冷却さ
れ，ハウジングと固定子との温度差によって，固定子か
らハウジングへ熱の伝達が促進され，その結果，固定子
が冷却され，固定子の温度上昇が抑制される。
【００１４】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の間におい
て前記タービンハウジングと前記コンプレッサハウジン
グとに固定され且つ前記シャフトを軸支する軸受が軸方
向両端に配設されているセンタハウジングから構成され
ており，前記固定子は前記両軸受間において前記センタ
ハウジング内に取り付けられていると共に前記水ジャケ
ットは前記センタハウジングの内部に形成されている。
【００１５】前記センタハウジングは，前記タービン側
に配置され且つ前記軸受が配設されたタービン近傍部，
前記固定子が取り付けられる固定子取付け部，及び前記
タービン近傍部と前記固定子取付け部とを一体的に連結
する連結部から構成されており，前記水ジャケットは前
記固定子取付け部の内部に形成されている。前記固定子
取付け部は筒状内面を有する筒状構造を有しており，前
記固定子は前記筒状内面に圧入されることにより前記固
定子取付け部に取り付けられている。水ジャケットに供
給される冷却水は，固定子取付け部の熱を奪って固定子
取付け部を強制的に冷却するので，固定子の熱が固定子
取付け部へ移動し，固定子の冷却が効率的に行われる。
【００１６】前記タービン近傍部の内部には，前記ター
ビンから前記センタハウジングへ伝わる熱を取り除くた
めのタービン側水ジャケットが形成されている。高温の
排気ガスが流れるタービン側に近接するセンタハウジン
グのタービン近傍部は，高温になり易いので，タービン
近傍部にタービン側水ジャケットを設けて，タービンか
らセンタハウジングへ伝わる熱を取り除くことが図られ
る。
【００１７】前記固定子取付け部に形成された前記水ジ
ャケットは，前記連結部に形成された連通路を通じて前
記タービン側水ジャケットに連通している。固定子取付
け部に設けられた水ジャケットを流れる冷却水は，連結
部に形成された連通路を通じてタービン側水ジャケット
を流れる冷却水と兼用されるので，冷却水の供給設備を
増設する必要はない。
【００１８】前記固定子取付け部に形成された前記水ジ
ャケットは，前記タービン側水ジャケットとは独立して
形成されている。固定子取付け部に設けた水ジャケット
とタービン側水ジャケットとをかかる独立形態で配設す
ると，前記固定子取付け部に形成された前記水ジャケッ
ト内の冷却水の温度と，前記タービン側水ジャケット内
の冷却水の温度とは独立して制御することが可能とな
る。
【００１９】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
る。また，固定子であるステータコイルは，ターボチャ
ージャの運転に伴って，回転子である永久磁石からの磁
束の変化による発熱やコイルを流れる電流による発熱等
によって温度が上昇しても，水ジャケットを流れる冷却
水によって，効率良く冷却される。
【００２０】
【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，同じ符号が付されている。
【００２１】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。
【００２２】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。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，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の筒状内面１９には，ステ
ータコイルから成る固定子１７が圧入によって取り付け
られている。固定子鉄心に巻線を取り付けて構成されて
いる固定子１７は，シャフト４の回転に伴って回転子１
６である永久磁石の磁束変化に応じて起電力を発生す
る。高速回転に伴って回転子１６が遠心力によってバー
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スリー
ブ１８が嵌着されている。回転子１６と固定子１７とに
よって，発電機５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。
【００２３】タービン側センタハウジング１４には，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
５３が配置されており，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。
【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，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】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１
６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。
【００２６】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１
７が圧入によって取り付けられているタービン側センタ
ハウジング１４の筒状構造を有する固定子取付け部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。なお，連通路５６も，そ
の断面積を充分に取れば，連結部２６を冷却する一連の
水ジャケット構造の一部とすることもできる。
【００２７】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の
で，タービン２からタービン近傍部２５に伝達される熱
は，タービン側水ジャケット５５を流れる冷却水によっ
て逃がされることになり，軸受１０やシャフト４を高温
にすることがなく，軸受１０や潤滑油の耐久性が低下す
ることがなく，また，回転子１６の永久磁石が消磁する
こともない。
【００２８】タービン側水ジャケット５５を流れる冷却
水は，連結部２６の内部に形成されている連通路５６を
通じて，タービン側センタハウジング１４の固定子取付
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，固定子取付け部２７は水ジャケット５
７内の冷却水によって強制的に冷却される。固定子１７
が圧入されているために，固定子１７と固定子取付け部
２７との間には広い接触面積が確保されるので，固定子
１７内に生じた熱は，固定子取付け部２７との温度差に
基づいて筒状内面１９を介して効率良く固定子取付け部
２７に流れ，最終的に，水ジャケット５７を流れる冷却
水によって奪い去られる。したがって，固定子１７は高
温になることがなく，固定子１７から取り出される発電
電力の効率が低下することがない。
【００２９】次に，図２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別の実施例を説
明する。図２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別の実施例を示す断面図である。図
２に示す発電・電動機を備えたターボチャージャ１Ａ
は，図１に示した実施例である発電・電動機を備えたタ
ーボチャージャ１と比較して，固定子取付け部２７の内
部に設けられた水ジャケット５８を，タービン近傍部２
５に設けられるタービン側水ジャケット５５と接続する
ことなく，独立して構成した点が相違する以外には差異
がないので，同等の構成要素及び部位には同じ符号を付
して，重複する説明を省略する。
【００３０】固定子取付け部２７の内部に設けられた水
ジャケット５８は，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と接続することなく，独
立して形成されている。したがって，固定子取付け部２
７の水ジャケット５８に供給される冷却水の水量や温度
を，タービン側水ジャケット５５における冷却の強さと
は個別に制御することが可能となり，固定子１７の発電
電力の取出しをより一層精度良く制御することが可能と
なる。
【００３１】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。また，固定子１７の温度制御には，多種多様な
方法があるが，例えば，固定子１７に温度センサを配設
して固定子１７の温度を検出し，水ジャケットを流れる
冷却水の水量を流量制御弁によって制御する等の制御態
様がある。
【００３２】
【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，発電機がハウジングに取
り付けられた固定子とシャフトに取り付けられた回転子
とから構成され，ハウジングの内部には固定子を冷却す
るための冷却水が流れる水ジャケットが設けられている
ので，固定子が取り付けられたハウジングが水ジャケッ
トを流れる冷却水によって強制冷却され，発電機の固定
子の温度上昇を防ぐことができる。その結果，固定子か
ら充分な発電電力を得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ことができ，発電機が安定
して駆動され，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可能となる。
【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
ャージャの別の実施例を示す断面図である。
【図３】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】
１，１Ａ 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 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 １５ コンプレッサ側センタハウジング １６ 回転子 １７ 固定子 ２５ タービン近傍部 ２６ 連結部 ２７ 固定子取付け部 ５５ タービン側水ジャケット ５６ 連通路 ５７，５８ 水ジャケット

Claims (9)

    【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
    とを連結し且つ前記ハウジング内に回転自在に軸支され
    たシャフト，及び前記シャフト上に取り付けられた発電
    ・電動用の回転子と前記ハウジング内に取り付けられた
    固定子とから構成される発電機を具備し，前記固定子を
    冷却するため前記固定子を取り囲む前記ハウジングの内
    部には冷却用の水ジャケット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の間にお
    いて前記タービンハウジングと前記コンプレッサハウジ
    ングとに固定され且つ前記シャフトを軸支する軸受が軸
    方向両端に配設されているセンタハウジングから構成さ
    れており，前記固定子は前記両軸受間において前記セン
    タハウジング内に取り付けられていると共に前記水ジャ
    ケットは前記センタハウジングの内部に形成されている
    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】 前記センタハウジングは，前記タービン
    側に配置され且つ前記軸受が配設されたタービン近傍
    部，前記固定子が取り付けられる固定子取付け部，及び
    前記タービン近傍部と前記固定子取付け部とを一体的に
    連結する連結部から構成されており，前記水ジャケット
    は前記固定子取付け部の内部に形成されていることから
    成る請求項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】 前記固定子取付け部は筒状内面を有する
    筒状構造を有しており，前記固定子は前記筒状内面に圧
    入されることにより前記固定子取付け部に取り付けられ
    ていることから成る請求項３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】 前記タービン近傍部の内部には，前記タ
    ービンから前記センタハウジングへ伝わる熱を取り除く
    ためのタービン側水ジャケットが形成されていることか
    ら成る請求項３又は４に記載の発電・電動機を備えたタ
    ーボチャージャ。
  6. 【請求項６】 前記固定子取付け部に形成された前記水
    ジャケットは，前記連結部に形成された連通路を通じて
    前記タービン側水ジャケットに連通していることから成
    る請求項５に記載の発電・電動機を備えたターボチャー
    ジャ。
  7. 【請求項７】 前記固定子取付け部に形成された前記水
    ジャケットは，前記タービン側水ジャケットとは独立し
    て形成されていることから成る請求項５に記載の発電・
    電動機を備えたターボチャージャ。
  8. 【請求項８】 前記固定子取付け部に形成された前記水
    ジャケット内の冷却水の温度と，前記タービン側水ジャ
    ケット内の冷却水の温度とは独立して制御されることか
    ら成る請求項７に記載の発電・電動機を備えたターボチ
    ャージャ。
  9. 【請求項９】 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１〜８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。
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