JPH07127474A - Supercharging device for engine - Google Patents

Supercharging device for engine

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Publication number
JPH07127474A
JPH07127474A JP27446793A JP27446793A JPH07127474A JP H07127474 A JPH07127474 A JP H07127474A JP 27446793 A JP27446793 A JP 27446793A JP 27446793 A JP27446793 A JP 27446793A JP H07127474 A JPH07127474 A JP H07127474A
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JP
Japan
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bearing
turbine
compressor
shaft
side shaft
Prior art date
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Application number
JP27446793A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisanori Nakane
久典 中根
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of bearings to support a turbo rotary shaft, to reduce the size of a device, and to reduce the generation of rotation resistance as supercharging efficiency and acceleration are improved through division of a turbo rotary shaft into a shaft on the compressor side and a shaft on the turbine side. CONSTITUTION:A turbo rotary shaft is divided into a shaft 36 on the compressor side to which a compressor 26 on the intake side is fixed and a shaft 38 on the turbine side to which a turbine 28 on the exhaust side is fixed. The two shafts are intercoupled through a hydraulic clutch and the shaft 36 on the compressor side is caused to perform auxiliary drive through injection of working oil to a hydraulic turbine 43. A coupling part bearing 39 is located between the two shafts 36 and 38, the vicinity of a coupling spot is supported by an intermediate bearing 421, the shaft 36 on the compressor side is supported by a bearing 42C on the compressor side, and the shaft 38 on the turbine side is supported by a bearing 42T on the turbine side.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ターボチャージャーを
備えたエンジンの過給装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a supercharger for an engine equipped with a turbocharger.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ターボチャージャーを備えたエン
ジンの過給装置として、例えば特公昭59−51649
号公報に示されるものが知られている。この装置では、
吸気側に設けられるコンプレッサと排気側に設けられる
タービンとがターボ回転軸で連結され、このターボ回転
軸が滑り軸受で回転可能に支持されるとともに、このタ
ーボ回転軸の途中に流体タービンが設けられ、この流体
タービンにオイルが噴射されることにより、ターボ回転
軸の駆動が補助されるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a supercharging device for an engine equipped with a turbocharger, for example, Japanese Patent Publication No. 59-51649.
The one shown in Japanese Patent Publication is known. With this device,
A compressor provided on the intake side and a turbine provided on the exhaust side are connected by a turbo rotary shaft, the turbo rotary shaft is rotatably supported by a slide bearing, and a fluid turbine is provided in the middle of the turbo rotary shaft. By injecting oil into this fluid turbine, driving of the turbo rotary shaft is assisted.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記ターボチャージャ
ーにおけるコンプレッサホイール及びタービンホイール
(特にタービンホイール)は大きな慣性モーメントを有
しているため、これに外部から補助駆動力を与えること
により十分な応答性を得るためには、非常に大きな補助
駆動力を要し、その分装置が大がかりとなる。
Since the compressor wheel and the turbine wheel (particularly the turbine wheel) in the above turbocharger have a large moment of inertia, sufficient responsiveness can be obtained by externally applying an auxiliary driving force thereto. In order to obtain it, a very large auxiliary driving force is required, and the device becomes large accordingly.

【0004】一方、上記ターボ回転軸を回転可能に支持
する軸受については、その設置個数をなるべく減らして
装置のコンパクト化及び軸受における回転抵抗の削減を
実行することが要求される。
On the other hand, regarding the bearing that rotatably supports the turbo rotary shaft, it is required to reduce the number of installed bearings as much as possible so as to make the device compact and reduce the rotational resistance of the bearing.

【0005】本発明は、このような事情に鑑み、ターボ
回転軸をコンプレッサ側軸とタービン側軸とに分割して
過給効率及び加速性を高めるとともに、上記ターボ回転
軸を支持する軸受個数を減らして装置の小型化及び回転
抵抗の削減を図ることができるエンジンの過給装置を提
供することを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention divides the turbo rotary shaft into a compressor side shaft and a turbine side shaft to improve supercharging efficiency and acceleration, and to increase the number of bearings that support the turbo rotary shaft. An object of the present invention is to provide an engine supercharging device that can be reduced in size and the rotation resistance can be reduced.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、コンプレッサとタービンとを
連結するターボ回転軸を備えたターボチャージャーと、
このターボチャージャーに設けられ、上記ターボ回転軸
の駆動を補助する補助駆動手段とを備えたエンジンの過
給装置において、上記ターボ回転軸をコンプレッサ側軸
とタービン側軸とに分割し、両軸が一体に回転するよう
に両軸を連結する状態と両軸が相対回転可能となるよう
に両軸を切り離す状態とに切換えられるクラッチ手段を
備え、上記コンプレッサ側軸、タービン側軸のいずれか
一方の連結側端部に凹部を形成し、他方の連結側端部に
上記凹部に挿入される挿入部を形成し、この挿入部と上
記凹部との間に連結部軸受を設けるとともに、上記凹部
及び挿入部の近傍にコンプレッサ側軸、タービン側軸の
いずれか一方を支持する中間軸受を配置し、この中間軸
受と上記コンプレッサとの間にコンプレッサ側軸を支持
するコンプレッサ側軸受を設け、上記中間軸受とタービ
ンとの間にタービン側軸を支持するタービン側軸受を設
けたものである(請求項1)。
As a means for solving the above problems, the present invention provides a turbocharger equipped with a turbo rotary shaft for connecting a compressor and a turbine,
In a turbocharger for an engine, which is provided in this turbocharger and has an auxiliary drive means for assisting the drive of the turbo rotating shaft, the turbo rotating shaft is divided into a compressor side shaft and a turbine side shaft, and both shafts are A clutch means for switching between a state in which both shafts are connected so as to rotate integrally and a state in which both shafts are disengaged so that both shafts can rotate relative to each other is provided, and either one of the compressor side shaft and the turbine side shaft is provided. A recess is formed at the end on the connecting side, and an insertion portion to be inserted into the recess is formed at the other end on the connecting side, and a connecting portion bearing is provided between the insertion portion and the recess, and the recess and the insertion are formed. An intermediate bearing that supports either the compressor side shaft or the turbine side shaft is arranged near the section, and a compressor that supports the compressor side shaft between the intermediate bearing and the compressor. A bearing provided, is provided with a turbine side bearing which supports the turbine side shaft between the intermediate bearing and the turbine (claim 1).

【0007】ここで、上記連結部軸受は滑り軸受で構成
することが、より好ましく(請求項2)、上記中間軸
受、コンプレッサ側軸受、及びタービン側軸受は転がり
軸受で(請求項3)、さらにはアンギュラ玉軸受(請求
項4)で構成することが、より好ましい。
Here, it is more preferable that the connecting portion bearing is a sliding bearing (claim 2), and the intermediate bearing, the compressor side bearing and the turbine side bearing are rolling bearings (claim 3). It is more preferable that the is composed of an angular ball bearing (claim 4).

【0008】また、上記装置では、上記中間軸受とコン
プレッサ側軸受との間に上記補助駆動手段を設け、上記
中間軸受とタービン側軸受との間に上記クラッチ手段を
設けることにより、さらに好ましいものとなる(請求項
5)。
Further, in the above apparatus, the auxiliary drive means is provided between the intermediate bearing and the compressor side bearing, and the clutch means is provided between the intermediate bearing and the turbine side bearing. (Claim 5)

【0009】[0009]

【作用】請求項1記載の装置によれば、タービン回転速
度が低い状態では、コンプレッサ側軸とタービン側軸と
を切り離して慣性モーメントの小さいコンプレッサ側軸
及びコンプレッサのみを補助駆動し、タービン回転速度
が高まった時点でコンプレッサ側軸とタービン側軸とを
連結して排気ガスエネルギを利用したターボ回転軸の駆
動を開始することにより、少ない補助駆動力でターボ回
転軸を効率良く回転駆動することができる。
According to the apparatus of the present invention, when the turbine rotation speed is low, the compressor side shaft and the turbine side shaft are separated from each other, and only the compressor side shaft and the compressor having a small moment of inertia are auxiliary driven, and the turbine rotation speed is reduced. When the turbo rotation shaft is connected to the compressor side shaft and the turbine side shaft to start driving the turbo rotary shaft using exhaust gas energy, the turbo rotary shaft can be efficiently rotationally driven with a small auxiliary driving force. it can.

【0010】ここで、コンプレッサ側軸は、コンプレッ
サ側軸受と、中間軸受、連結部軸受のいずれか一方とで
支持され、タービン側軸は、タービン側軸受と、上記中
間軸受、連結部軸受の他方とで支持されることになる
が、ターボ回転軸全体を外側から支持するのは、上記コ
ンプレッサ側軸受、中間軸受、及びタービン側軸受の3
つの軸受だけであり、このように軸受個数が少ない分だ
け、その設置用スペースが削減され、装置が小型化され
るとともに、両軸が一体に連結された時に作動する軸受
(上記中間軸受、コンプレッサ側軸受、及びタービン側
軸受)の回転抵抗の総和も小さくなり、ターボ回転軸の
必要駆動トルクが削減される。
Here, the compressor side shaft is supported by the compressor side bearing and one of the intermediate bearing and the connecting portion bearing, and the turbine side shaft is the other of the turbine side bearing, the intermediate bearing and the connecting portion bearing. The turbo rotary shaft is supported from the outside by three of the compressor side bearing, the intermediate bearing, and the turbine side bearing.
Since there are only one bearing, the space for installation is reduced by the number of bearings thus reduced, the device is downsized, and the bearings that operate when both shafts are integrally connected (the above intermediate bearing, compressor The total sum of the rotational resistances of the side bearings and the turbine side bearings) is also reduced, and the required drive torque of the turbo rotating shaft is reduced.

【0011】ここで、上記コンプレッサ側軸とタービン
側軸とが連結された状態では、両者の相対回転速度が0
となるため、両軸の間に配置される上記連結部軸受に転
がり軸受を用いると、この転がり軸受における転動体の
静止期間が長くなり、転動体の固着等で軸受性能が低下
するおそれがあるが、請求項2記載の装置では、上記連
結部軸受に滑り軸受を用いているので、その心配はな
い。また、滑り軸受は転がり軸受に比べて径寸法を小さ
くできるので、その分、両軸の連結個所を小型化でき
る。
Here, in the state where the compressor side shaft and the turbine side shaft are connected, the relative rotational speed of both is 0.
Therefore, if a rolling bearing is used as the above-mentioned connecting portion bearing arranged between both shafts, the stationary period of the rolling element in this rolling bearing becomes long, and the bearing performance may be deteriorated due to sticking of the rolling element or the like. However, in the device according to the second aspect, since the sliding bearing is used as the connecting portion bearing, there is no fear of that. Further, since the sliding bearing can have a smaller diameter than the rolling bearing, the connecting portion of both shafts can be downsized accordingly.

【0012】一方、請求項3記載の装置では、上記中間
軸受、コンプレッサ側軸受、及びタービン側軸受が転が
り軸受で構成されているため、これらの軸受に滑り軸受
を用いる場合よりも回転抵抗がさらに削減される。特
に、請求項4記載のようにアンギュラ玉軸受を用いれ
ば、より一層回転抵抗が削減されるとともに、ターボ回
転軸に作用するスラスト力についても十分支持すること
が可能となる。
On the other hand, in the device according to the third aspect, since the intermediate bearing, the compressor side bearing and the turbine side bearing are constituted by rolling bearings, the rotation resistance is further increased as compared with the case where sliding bearings are used for these bearings. Be reduced. Particularly, when the angular ball bearing is used as described in claim 4, the rotation resistance can be further reduced and the thrust force acting on the turbo rotating shaft can be sufficiently supported.

【0013】また、請求項5記載の装置では、上記中間
軸受とコンプレッサ側軸受との間に上記補助駆動手段
が、上記中間軸受とタービン側軸受との間に上記クラッ
チ手段がそれぞれ設けられているので、これら3つの軸
受、補助駆動手段、及びクラッチ手段は最小限のスペー
スで配置される。
Further, in the apparatus of the fifth aspect, the auxiliary driving means is provided between the intermediate bearing and the compressor side bearing, and the clutch means is provided between the intermediate bearing and the turbine side bearing. Therefore, these three bearings, auxiliary drive means, and clutch means are arranged with a minimum space.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図6に示すエンジン10の各気筒には、吸
気マニホールド12を介して共通吸気管14が接続され
ており、その途中にスロットル弁15、インタクーラー
16、ターボチャージャー(実際には後述のように補助
駆動されるスーパーチャージャーとしての機能も兼ね備
えたターボチャージャー)24、エアクリーナー18等
が設けられている。上記各気筒には排気マニホールド1
9を介して共通排気管20が接続されており、その途中
に上記ターボチャージャー24、排ガス浄化用触媒22
等が設けられている。
A common intake pipe 14 is connected to each cylinder of the engine 10 shown in FIG. 6 through an intake manifold 12, and a throttle valve 15, an intercooler 16, a turbocharger (actually described later A turbocharger 24, which also has a function as a supercharger that is auxiliary driven, an air cleaner 18, and the like are provided. Exhaust manifold 1 for each cylinder
A common exhaust pipe 20 is connected to the turbocharger 24 and the exhaust gas purifying catalyst 22 in the middle thereof.
Etc. are provided.

【0016】上記ターボチャージャー24の内部構造を
図1,2に示す。このターボチャージャー24は、通常
のターボチャージャーと同様、コンプレッサ26及びタ
ービン28を備えている。コンプレッサ26はコンプレ
ッサハウジング30に収容され、タービン28はタービ
ンハウジング32に収容されている。コンプレッサハウ
ジング30は上記共通吸気管14の途中に組み込まれ、
タービンハウジング32は上記共通排気管20の途中に
組み込まれており、両ハウジング30,32は略円筒状
の本体ハウジング34を介して連結されている。
The internal structure of the turbocharger 24 is shown in FIGS. The turbocharger 24 includes a compressor 26 and a turbine 28, similar to a normal turbocharger. The compressor 26 is housed in a compressor housing 30, and the turbine 28 is housed in a turbine housing 32. The compressor housing 30 is incorporated in the middle of the common intake pipe 14,
The turbine housing 32 is incorporated in the middle of the common exhaust pipe 20, and the housings 30 and 32 are connected to each other via a substantially cylindrical main body housing 34.

【0017】ここで、上記コンプレッサ26は、その回
転により新気を軸方向に吸入して径方向外側に吐出する
ように構成されているのに対し、タービン28は、その
回転により排気を径方向外側から吸入して軸方向に吐出
するように構成されている。
Here, while the compressor 26 is configured to suck in fresh air in the axial direction and discharge it to the outside in the radial direction by the rotation thereof, the turbine 28 causes the exhaust gas to be discharged in the radial direction by the rotation thereof. It is configured to be sucked from the outside and discharged in the axial direction.

【0018】この本体ハウジング34内の中央には、こ
れと同軸状態でコンプレッサ側軸36及びタービン側軸
38が収容されている。そして、コンプレッサ側軸36
の外側端部(図1では右側端部)が上記コンプレッサ2
6の中心部に固定され、タービン側軸38の外側端部
(図1では左側端部)がタービン28の中心部に固定さ
れている。
A compressor side shaft 36 and a turbine side shaft 38 are housed in the center of the main body housing 34 coaxially therewith. And the compressor side shaft 36
The outer end (the right end in FIG. 1) of the compressor 2 is
The outer end of the turbine-side shaft 38 (the left end in FIG. 1) is fixed to the center of the turbine 28.

【0019】上記コンプレッサ側軸36の内側端部(図
1では左側端部)は、先端に向かって開口する筒部(凹
部)37とされ、タービン側軸38の内側端部(図1で
は右側端部)に、上記筒部37内に相対回転可能に挿入
される小径の挿入部35が形成されている。そして、こ
の挿入部35と上記筒部37との間に滑り軸受からなる
連結部軸受39が介設されており、この連結部軸受39
はこの実施例では上記挿入部35側に固定されている。
An inner end portion (left end portion in FIG. 1) of the compressor side shaft 36 is a cylindrical portion (recess) 37 that opens toward the tip, and an inner end portion of the turbine side shaft 38 (right side in FIG. 1). An end portion) is formed with a small-diameter insertion portion 35 that is inserted into the cylindrical portion 37 so as to be relatively rotatable. A connecting portion bearing 39, which is a slide bearing, is interposed between the inserting portion 35 and the cylindrical portion 37. The connecting portion bearing 39
Is fixed to the insertion portion 35 side in this embodiment.

【0020】上記コンプレッサ側軸36の径方向外側に
は、これと一体に回転する状態で外筒41が外嵌され、
この外筒41の外周面の適当な位置に油圧タービン(流
体タービン)43が一体形成されている。この油圧ター
ビン43は、周方向成分をもつ作動油流がタービン側
(図1では左側)から吹き付けられることによりこのエ
ネルギをコンプレッサ側軸36の回転エネルギに変換す
る形状の羽根を有している。
An outer cylinder 41 is fitted on the outer side in the radial direction of the compressor side shaft 36 so as to rotate integrally therewith,
A hydraulic turbine (fluid turbine) 43 is integrally formed at an appropriate position on the outer peripheral surface of the outer cylinder 41. The hydraulic turbine 43 has blades having a shape that converts this energy into rotational energy of the compressor-side shaft 36 by blowing a working oil flow having a circumferential component from the turbine side (left side in FIG. 1).

【0021】本体ハウジング34の内側には、その軸方
向略全域にわたって延びる筒状の軸受ハウジング40が
嵌挿されている。図2に示すように、この軸受ハウジン
グ40の外周面には、全周にわたるリブ40aが軸方向
に多数並設されており、これらリブ40aの外周面と本
体ハウジング34の内周面との間に微小隙間が確保され
ている。
Inside the main body housing 34, a cylindrical bearing housing 40 is inserted which extends over substantially the entire axial direction thereof. As shown in FIG. 2, on the outer peripheral surface of the bearing housing 40, a large number of ribs 40a are arranged side by side in the axial direction along the entire circumference, and between the outer peripheral surface of these ribs 40a and the inner peripheral surface of the main body housing 34. A small gap is secured in.

【0022】この軸受ハウジング40の内側には、上記
コンプレッサ側軸36外側の外筒41とタービン側軸3
8とを回転可能に支持する3つの軸受(この実施例では
アンギュラ玉軸受)42I,42C,42Tが保持され
ている。より詳しくは、コンプレッサ側軸36において
筒部37の近傍部分を支持する位置に中間軸受42Iが
設けられ、軸受ハウジング40のコンプレッサ側端部
(図1では右側端部)の内側にコンプレッサ側軸受42
Cが設けられ、軸受ハウジング40のタービン側端部
(図1では左側端部)の内側にタービン側軸受42Tが
設けられており、軸受42I,42Cの間に上記油圧タ
ービン43が設けられている。
Inside the bearing housing 40, the outer cylinder 41 outside the compressor side shaft 36 and the turbine side shaft 3 are provided.
Three bearings (angular ball bearings in this embodiment) 42I, 42C, 42T that rotatably support 8 and 8 are held. More specifically, an intermediate bearing 42I is provided at a position of the compressor-side shaft 36 that supports a portion near the cylindrical portion 37, and the compressor-side bearing 42 is provided inside the compressor-side end (the right end in FIG. 1) of the bearing housing 40.
C is provided, a turbine side bearing 42T is provided inside the turbine housing side end portion (left side end portion in FIG. 1) of the bearing housing 40, and the hydraulic turbine 43 is provided between the bearings 42I and 42C. .

【0023】上記タービン側軸受42Tと中間軸受42
Iとの間には、コンプレッサ側36とタービン側軸38
との連結/切離しを行うための油圧クラッチ(クラッチ
手段)44が設けられている。この油圧クラッチ44
は、図2に示すようなタービン側部材46,48、コン
プレッサ側部材50、スペーサリング52、位置決めリ
ング53、スリーブ54等で構成されている。
The turbine side bearing 42T and the intermediate bearing 42
Between the compressor side 36 and the turbine side shaft 38
A hydraulic clutch (clutch means) 44 is provided for connecting / disconnecting to / from. This hydraulic clutch 44
Is composed of turbine side members 46 and 48, a compressor side member 50, a spacer ring 52, a positioning ring 53, a sleeve 54, etc. as shown in FIG.

【0024】上記タービン側部材46,48は、タービ
ン側軸38に外嵌され、ナット58で固定されている。
タービン側部材46は、軸方向略中央部に鍔部46aを
有している。タービン側部材48は、タービン側からコ
ンプレッサ側に向かうに従って縮径する方向のテーパー
面48aをタービン28に近い側に有し、コンプレッサ
側からタービン側に向かうに従って縮径する方向のテー
パー面48bをコンプレッサ26に近い側に有してい
る。コンプレッサ側部材50は、上記コンプレッサ側軸
36の筒部37外周面にスプライン59を介して軸方向
にのみ相対移動可能に装着されており、その外周面は、
上記タービン側部材48のテーパー面48bと互いに面
圧接可能な形状のテーパー面50aとされている。
The turbine-side members 46 and 48 are fitted onto the turbine-side shaft 38 and fixed with nuts 58.
The turbine side member 46 has a flange portion 46a at a substantially central portion in the axial direction. The turbine-side member 48 has a tapered surface 48a in the direction of decreasing the diameter from the turbine side to the compressor side on the side closer to the turbine 28, and a tapered surface 48b in the direction of decreasing the diameter from the compressor side to the turbine side. It has on the side close to 26. The compressor-side member 50 is mounted on the outer peripheral surface of the cylinder portion 37 of the compressor-side shaft 36 so as to be relatively movable only in the axial direction via a spline 59.
The tapered surface 48b of the turbine side member 48 is a tapered surface 50a having a shape capable of being brought into surface pressure contact with each other.

【0025】スリーブ54は、上記タービン側部材4
6,48及びコンプレッサ側部材50の外周面に軸方向
に摺動可能に嵌められている。このスリーブ54の内周
面には環状突出部54bが形成されており、この環状突
出部54bとタービン側部材46の鍔部46aとの間に
油圧室47が形成されている。環状突出部54bにおい
てタービン側部材48のテーパー面48aと対向する面
は、タービン側からコンプレッサ側に向かうに従って拡
径する方向のテーパー面54aとされており、両テーパ
ー面48a,54a同士の間に複数のボール56が挾み
込まれている。また、スリーブ54においてコンプレッ
サ26に近い側の端部内側には位置決めリング53が固
定され、この位置決めリング53と上記コンプレッサ側
部材50との間に上記スペーサリング52が挾み込まれ
ており、このスペーサリング52の内周縁部は上記筒部
37のコンプレッサ側端面(図2では右側端面)に直接
当たる状態となっている。
The sleeve 54 is the member 4 on the turbine side.
6, 48 and the outer peripheral surface of the compressor side member 50 are slidably fitted in the axial direction. An annular protrusion 54b is formed on the inner peripheral surface of the sleeve 54, and a hydraulic chamber 47 is formed between the annular protrusion 54b and the collar 46a of the turbine side member 46. The surface of the annular protruding portion 54b that faces the tapered surface 48a of the turbine-side member 48 is a tapered surface 54a that expands in diameter from the turbine side toward the compressor side, and between the tapered surfaces 48a and 54a. A plurality of balls 56 are sandwiched. A positioning ring 53 is fixed to the inside of the end of the sleeve 54 near the compressor 26, and the spacer ring 52 is sandwiched between the positioning ring 53 and the compressor-side member 50. The inner peripheral edge of the spacer ring 52 is in a state of directly contacting the compressor side end surface (the right end surface in FIG. 2) of the cylindrical portion 37.

【0026】そして、上記ボール56が遠心力で両テー
パー面48a,54aの間に食い込んだ状態では、この
食い込みによりスリーブ54及び位置決めリング53が
タービン28に近づく方向(図2の左方向)に移動して
スペーサリング52を介しコンプレッサ側部材50をタ
ービン側に引込み、これによりコンプレッサ側部材50
のテーパー面50aとタービン側部材48のテーパー面
48bとが圧接して両者が一体に回転するように連結さ
れる一方、上記油圧室47に油圧が供給され、かつ上記
ボール56の遠心力及び食い込みが弱い状態では、スリ
ーブ54が強制的にコンプレッサ側に押し戻されて両テ
ーパー面50a,48b同士が軸方向に離間し、その圧
接及び軸連結が解除されるようになっている。
When the ball 56 bites between the tapered surfaces 48a and 54a by centrifugal force, the sleeve 54 and the positioning ring 53 move toward the turbine 28 (leftward in FIG. 2) due to the biting. Then, the compressor-side member 50 is pulled toward the turbine side via the spacer ring 52, whereby the compressor-side member 50
The tapered surface 50a of the turbine-side member 48 and the tapered surface 48b of the turbine-side member 48 are pressed against each other so as to rotate together, while hydraulic pressure is supplied to the hydraulic chamber 47, and centrifugal force and bite of the ball 56 are generated. In a weak state, the sleeve 54 is forcibly pushed back to the compressor side, the tapered surfaces 50a and 48b are separated from each other in the axial direction, and the pressure contact and the axial connection are released.

【0027】次に、このターボチャージャー24に形成
されている作動油の油路を説明する。なお、この実施例
では上記作動油は各軸受の潤滑油及び制振用油と兼用さ
れている。
Next, the oil passage of the working oil formed in the turbocharger 24 will be described. In this embodiment, the working oil is also used as the lubricating oil and damping oil for each bearing.

【0028】軸受ハウジング40内において、上記油圧
タービン43に隣接する位置には、図3〜図5にも示す
ような作動油噴射ブロック60が設けられている。この
作動油噴射ブロック60の外周面には全周にわたる溝6
2が形成され、この溝62から周方向成分及び軸方向成
分を含む方向に複数の(図例では4つの)噴射孔66が
形成されており、この噴射孔66の出口すなわち噴射口
68が上記油圧タービン43に向かって開口している。
また、上記溝62の周縁部の適所には図2,3に示すよ
うなノズル挿入凹部64が形成されている。
In the bearing housing 40, a hydraulic oil injection block 60 as shown in FIGS. 3 to 5 is provided at a position adjacent to the hydraulic turbine 43. On the outer peripheral surface of the hydraulic oil injection block 60, the groove 6 extending over the entire circumference
2 are formed, and a plurality of (four in the illustrated example) injection holes 66 are formed from the groove 62 in a direction including a circumferential component and an axial component. It opens toward the hydraulic turbine 43.
Further, a nozzle insertion recess 64 as shown in FIGS. 2 and 3 is formed at an appropriate position on the peripheral portion of the groove 62.

【0029】一方、前記本体ハウジング34には、これ
を径方向に貫通する作動油供給ノズル70が固定されて
おり、この作動油供給ノズル70と上記作動油噴射ブロ
ック60とで流体噴射部材が構成されている。この作動
油供給ノズル70は小径先端部72を有し、この小径先
端部72が上記軸受ハウジング40において油圧クラッ
チ44よりもコンプレッサ26に近い部分の側壁を貫通
して上記作動油噴射ブロック60のノズル挿入凹部64
内に嵌着されており、このノズル挿入凹部64の貫通に
よって上記本体ハウジング34に対する軸受ハウジング
40の軸方向の相対位置が規制されている。
On the other hand, a hydraulic oil supply nozzle 70 that penetrates the main body housing 34 in the radial direction is fixed, and the hydraulic oil supply nozzle 70 and the hydraulic oil injection block 60 constitute a fluid injection member. Has been done. The hydraulic oil supply nozzle 70 has a small-diameter tip portion 72. The small-diameter tip portion 72 penetrates a side wall of the bearing housing 40 closer to the compressor 26 than the hydraulic clutch 44, and the nozzle of the hydraulic oil injection block 60. Insertion recess 64
It is fitted inside, and the relative position of the bearing housing 40 in the axial direction with respect to the main body housing 34 is regulated by the penetration of the nozzle insertion recess 64.

【0030】上記作動油供給ノズル70の側壁には貫通
孔73が形成されており、この貫通孔73、本体ハウジ
ング34に形成された油路74、軸受ハウジング40に
形成された油路76、タービン側部材46に形成された
油路77、タービン側軸38に形成された油路78、及
びタービン側部材46に形成された油路79を介して上
記油圧室47に連通されている。
A through hole 73 is formed in the side wall of the hydraulic oil supply nozzle 70. The through hole 73, the oil passage 74 formed in the main body housing 34, the oil passage 76 formed in the bearing housing 40, and the turbine. It communicates with the hydraulic chamber 47 through an oil passage 77 formed in the side member 46, an oil passage 78 formed in the turbine side shaft 38, and an oil passage 79 formed in the turbine side member 46.

【0031】また、上記スリーブ54の側壁には貫通孔
54cが設けられ、スペーサリング52には径方向の溝
52aが形成され、コンプレッサ側軸36にはその外周
面と筒部37内とを連通する連通路36aが形成されて
おり、これら貫通孔54c、溝52a、及び連通路36
aを通じて、油圧クラッチ44外部の作動油が連結部軸
受39に潤滑油として供給されるようになっている。
A through hole 54c is provided in the side wall of the sleeve 54, a radial groove 52a is formed in the spacer ring 52, and the outer peripheral surface of the compressor side shaft 36 communicates with the inside of the cylindrical portion 37. Communicating passage 36a is formed, and these through holes 54c, groove 52a, and communicating passage 36 are formed.
The hydraulic oil outside the hydraulic clutch 44 is supplied to the coupling portion bearing 39 as lubricating oil through a.

【0032】なお、図1,2において80,82は、軸
受ハウジング40内及び本体ハウジング34内の油を適
宜本体ハウジング34外に排出するための油排出ポート
である。
In FIGS. 1 and 2, 80 and 82 are oil discharge ports for appropriately discharging the oil in the bearing housing 40 and the main body housing 34 to the outside of the main body housing 34.

【0033】図6に戻って、エンジン10のクランク軸
102には、駆動伝達機構104、及びポンプクラッチ
106を介して油圧ポンプ108が連結され、油圧ポン
プ108は調圧弁110を介して上記作動油供給ノズル
70に接続されている。油圧ポンプ108は、上記クラ
ンク軸102の駆動力を受けて作動し、上記エンジン1
0内の潤滑油を作動油として上記調圧弁110を介し作
動油供給ノズル70に圧送するように構成されている。
Returning to FIG. 6, a hydraulic pump 108 is connected to the crankshaft 102 of the engine 10 via a drive transmission mechanism 104 and a pump clutch 106, and the hydraulic pump 108 is operated by the hydraulic valve 108 via a pressure regulating valve 110. It is connected to the supply nozzle 70. The hydraulic pump 108 operates by receiving the driving force of the crankshaft 102,
The lubricating oil in 0 is hydraulically sent to the hydraulic oil supply nozzle 70 via the pressure regulating valve 110.

【0034】このエンジンには、上記コンプレッサ26
の単位時間当りの回転数Ncを検出するコンプレッサ回
転数センサ112、上記タービン28の単位時間当りの
回転数Ntを検出するタービン回転数センサ114、ス
ロットル弁15のスロットル開度θを検出するスロット
ルセンサ116、エンジン回転数Neを検出するエンジ
ン回転数センサ117、吸気管内圧力を検出するエンジ
ン吸気管ブーストセンサ118等を備え、これらのセン
サ類がECU(コントロールユニット)120に接続さ
れている。このECU120は、エンジン回転数Neや
エンジンの加速状態に応じて上記ポンプクラッチ106
のオンオフ制御を行うように構成されている。
This engine includes the compressor 26
Compressor rotation speed sensor 112 for detecting the rotation speed Nc per unit time, turbine rotation speed sensor 114 for detecting the rotation speed Nt of the turbine 28 per unit time, and a throttle sensor for detecting the throttle opening θ of the throttle valve 15. 116, an engine speed sensor 117 that detects the engine speed Ne, an engine intake pipe boost sensor 118 that detects the intake pipe internal pressure, and the like, and these sensors are connected to an ECU (control unit) 120. The ECU 120 controls the pump clutch 106 according to the engine speed Ne and the acceleration state of the engine.
Is configured to perform on / off control.

【0035】次に、この装置の作用を説明する。Next, the operation of this device will be described.

【0036】まず、低回転加速時にECU120から制
御信号が出力されてポンプクラッチ106がオンに切換
えられることにより、油圧ポンプ108が作動し、エン
ジン10内の潤滑油が調圧弁110で一定圧力に調圧さ
れた後にターボチャージャー24の作動油供給ノズル7
0に供給される。この作動油は、作動油噴射ブロック6
0の溝62及び各噴射孔66を通じて噴射口68から油
圧タービン43に向かって周方向に噴射され、これによ
り上記外筒41と一体にコンプレッサ側軸36さらには
コンプレッサ26が補助回転駆動される。
First, the control signal is output from the ECU 120 during low-speed acceleration and the pump clutch 106 is switched on, whereby the hydraulic pump 108 operates and the lubricating oil in the engine 10 is adjusted to a constant pressure by the pressure regulating valve 110. After being pressurized, the hydraulic oil supply nozzle 7 of the turbocharger 24
Supplied to zero. This hydraulic oil is the hydraulic oil injection block 6
It is injected in the circumferential direction from the injection port 68 toward the hydraulic turbine 43 through the groove 62 of 0 and each injection hole 66, and thereby the compressor side shaft 36 and the compressor 26 are driven to rotate integrally with the outer cylinder 41.

【0037】一方、上記作動油供給ノズル70から導入
された作動油は、貫通孔73、油路74,76,77,
78,79を順に通って油圧室47内に導入される。こ
こで、タービン回転数Ntが低い場合には、ボール56
に作用する遠心力も弱いため、このボール56を両テー
パー面48a,54aで押し出すようにしながら上記油
圧室47の油圧を受けたスリーブ48及び位置決めリン
グ53がコンプレッサ側(図2右側)に移動する。この
ため、コンプレッサ側部材50のテーパー面50aとタ
ービン側部材48のテーパー面48bとは互いに軸方向
に離間してこれらの圧接が解除された状態となり、コン
プレッサ側軸36とタービン側軸38とは互いに相対回
転可能に切り離される。
On the other hand, the working oil introduced from the working oil supply nozzle 70 is passed through the through hole 73, the oil passages 74, 76, 77,
It is introduced into the hydraulic chamber 47 through 78 and 79 in order. Here, when the turbine speed Nt is low, the balls 56
Since the centrifugal force that acts on the ball 56 is weak, the sleeve 48 and the positioning ring 53, which receive the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 47, move to the compressor side (the right side in FIG. 2) while pushing out the ball 56 with the tapered surfaces 48a and 54a. Therefore, the tapered surface 50a of the compressor-side member 50 and the tapered surface 48b of the turbine-side member 48 are axially separated from each other and the pressure contact between them is released, and the compressor-side shaft 36 and the turbine-side shaft 38 are separated from each other. Separated so that they can rotate relative to each other.

【0038】すなわち、上記作動油の供給により、油圧
タービン43の回転駆動とほぼ同時にコンプレッサ側軸
36とタービン側軸38との切離しが行われる。これに
より、コンプレッサ側軸36及びコンプレッサ26のみ
が補助回転駆動され、この回転によりエンジン10に対
して過給が行われる。
That is, the supply of the hydraulic oil causes the compressor-side shaft 36 and the turbine-side shaft 38 to be separated from each other almost simultaneously with the rotational driving of the hydraulic turbine 43. As a result, only the compressor-side shaft 36 and the compressor 26 are driven to perform auxiliary rotation, and this rotation causes supercharging of the engine 10.

【0039】このようにして加速が進むうち、タービン
回転数Ntが一定以上まで上昇すると、ボール56に作
用する遠心力も高まるために、このボール56が油圧室
47内の圧力に抗して両テーパー面48a,54aの間
に食い込み、スリーブ54及び位置決めリング53をコ
ンプレッサ26に近づく方向(図2の左方向)に移動さ
せ、スペーサリング52を介してコンプレッサ側部材5
0をタービン側に引込ませる。これにより、コンプレッ
サ側部材50のテーパー面50aとタービン側部材48
のテーパー面48bとが圧接し、この圧接による摩擦力
で、コンプレッサ側軸36とタービン側軸38とが同軸
の状態で相対回転不能に相互連結される。
When the turbine speed Nt rises above a certain level while the acceleration proceeds in this manner, the centrifugal force acting on the ball 56 also increases, so that the ball 56 resists the pressure in the hydraulic chamber 47 and is tapered. Biting between the surfaces 48a and 54a, the sleeve 54 and the positioning ring 53 are moved toward the compressor 26 (to the left in FIG. 2), and the compressor side member 5 is moved through the spacer ring 52.
0 is drawn to the turbine side. As a result, the tapered surface 50a of the compressor-side member 50 and the turbine-side member 48
The tapered surface 48b of the compressor is in pressure contact, and the frictional force due to this pressure causes the compressor-side shaft 36 and the turbine-side shaft 38 to be coaxially connected to each other in a non-rotatable manner.

【0040】従ってこの状態では、従来のターボチャー
ジャーと同様、排気ガスのエネルギによるタービン28
の回転が連結軸である両軸38,36を介して吸気側の
コンプレッサ26に伝達され、このコンプレッサ26の
回転により、エンジン各気筒に対して過給が行われる。
Therefore, in this state, as in the conventional turbocharger, the turbine 28 by the energy of the exhaust gas is used.
Is transmitted to the intake-side compressor 26 via both shafts 38 and 36 which are connecting shafts, and the rotation of the compressor 26 causes supercharging of each cylinder of the engine.

【0041】以上のように、この装置では、ターボ回転
軸をコンプレッサ側軸36とタービン側軸38とに分割
し、両者を油圧クラッチ44によって連結及び切離しす
るようにしているので、タービン回転数Ntが低い状態
では、コンプレッサ側軸36とタービン側軸38とを切
り離して慣性モーメントの小さいコンプレッサ26及び
コンプレッサ側軸36のみを補助駆動し、タービン回転
数Ntが高まった時点でコンプレッサ側軸36とタービ
ン側軸38とを連結して排気ガスエネルギを利用したタ
ーボ回転軸の駆動を開始することにより、少ない補助駆
動力でターボ回転軸を効率良く回転駆動することがで
き、過給効率及び加速性の大幅な向上を図ることができ
る。
As described above, in this device, the turbo rotating shaft is divided into the compressor side shaft 36 and the turbine side shaft 38, and both are connected and disconnected by the hydraulic clutch 44. Therefore, the turbine speed Nt Is low, the compressor-side shaft 36 and the turbine-side shaft 38 are separated, and only the compressor 26 and the compressor-side shaft 36 having a small moment of inertia are auxiliary driven, and when the turbine speed Nt increases, the compressor-side shaft 36 and the turbine By connecting the side shaft 38 and starting driving of the turbo rotary shaft using the exhaust gas energy, the turbo rotary shaft can be efficiently rotationally driven with a small auxiliary driving force, and supercharging efficiency and acceleration performance can be improved. Significant improvement can be achieved.

【0042】しかも、上記コンプレッサ側軸36はコン
プレッサ側軸受42Cと中間軸受42Iの2つの軸受で
支持し、タービン側軸38はタービン側軸受42Tと連
結部軸受39の2つの軸受で支持しているものの、ター
ボ回転軸全体を外側から支持しているのは上記コンプレ
ッサ側軸受42C、中間軸受42I、及びタービン側軸
受42Tの3つだけであり、従って上記ターボ回転軸を
4つの軸受で支持する場合に比べて軸受の設置に要する
スペースを削減でき、装置の小型化を図ることができ
る。特に、この実施例では、上記コンプレッサ側軸受4
2Cと中間軸受42Iとの間に流体タービン43、作動
油噴射ブロック60、及び作動油供給ノズル70が設け
られ、タービン側軸受42Tと中間軸受42Iとの間に
油圧クラッチ44が設けられているので、これらの部材
が最小限のスペースで合理的に配置されている。
Moreover, the compressor side shaft 36 is supported by two bearings of the compressor side bearing 42C and the intermediate bearing 42I, and the turbine side shaft 38 is supported by the two bearings of the turbine side bearing 42T and the coupling portion bearing 39. However, only three of the compressor-side bearing 42C, the intermediate bearing 42I, and the turbine-side bearing 42T support the entire turbo rotary shaft from the outside. Therefore, when the turbo rotary shaft is supported by four bearings. Compared with, the space required for installing the bearing can be reduced, and the device can be downsized. Particularly, in this embodiment, the compressor side bearing 4
The fluid turbine 43, the hydraulic oil injection block 60, and the hydraulic oil supply nozzle 70 are provided between the 2C and the intermediate bearing 42I, and the hydraulic clutch 44 is provided between the turbine side bearing 42T and the intermediate bearing 42I. , These components are reasonably arranged with minimal space.

【0043】また、両軸36,38が連結された状態で
作動する軸受(軸受42C,42I,42T)の個数を
削減することにより、これらの軸受における回転抵抗の
総和も小さくなり、その分ターボ回転軸の必要駆動トル
クも削減される。しかも、この実施例では、上記軸受4
2C,42I,42Tにアンギュラ玉軸受を用いている
ので、回転抵抗をより一層削減できるとともに、ターボ
回転軸に作用するスラスト力も十分な強度で支持するこ
とが可能となっている。
Further, by reducing the number of bearings (bearings 42C, 42I, 42T) that operate in a state where both shafts 36, 38 are connected, the total sum of the rotational resistances of these bearings also becomes small, and the turbo resistance is reduced accordingly. The drive torque required for the rotating shaft is also reduced. Moreover, in this embodiment, the bearing 4
Since the angular ball bearings are used for the 2C, 42I, and 42T, the rotation resistance can be further reduced and the thrust force acting on the turbo rotating shaft can be supported with sufficient strength.

【0044】一方、上記連結部軸受39には、比較的径
方向寸法の小さい滑り軸受を用いているので、両軸3
6,38の結合部分の小型化を図ることができる。ま
た、両軸36,38が連結された状態ではその相対回転
速度は0となるため、上記連結部軸受39に転がり軸受
を用いた場合、両軸36,38の回転時には上記転がり
軸受における転動体が静止したままとなり、このように
転動体の静止時間が長くなる分だけ転動体の固着といっ
た不都合が発生し易く、両軸36,38の切離しの際に
良好な軸受性能が得られなくなるおそれがあるが、この
実施例では上記連結部軸受39に滑り軸受を用いている
ので、両軸36,38の相対速度が長期間0のままであ
っても、その後の軸受性能を損なうことがない。
On the other hand, since a plain bearing having a relatively small radial dimension is used for the connecting portion bearing 39, the two shafts 3
It is possible to reduce the size of the connecting portions of 6, 38. Further, since the relative rotation speed of the two shafts 36, 38 is 0 when they are connected, when a rolling bearing is used as the connecting portion bearing 39, the rolling elements in the rolling bearing are rotated when the shafts 36, 38 rotate. Remains stationary, and the inconvenience of sticking of the rolling elements is likely to occur due to the longer rest time of the rolling elements, and there is a risk that good bearing performance may not be obtained when the shafts 36, 38 are separated. However, in this embodiment, since a slide bearing is used as the coupling portion bearing 39, even if the relative speed of the shafts 36 and 38 remains zero for a long period of time, the bearing performance thereafter is not impaired.

【0045】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例として次のような態様を採ることも可能
である。
The present invention is not limited to the above embodiments, but the following modes can be adopted as examples.

【0046】(1) 上記軸受42C,42I,42Tにつ
いては、上記アンギュラ玉軸受の他、他の転がり軸受を
用いても回転抵抗の削減が可能である。ただし、この中
でも玉軸受を用いることにより、回転抵抗をさらに削減
することができる利点がある。また、連結部軸受39に
ついても、上記滑り軸受の他、ニードルベアリング等が
適用可能である。
(1) For the bearings 42C, 42I, 42T, the rolling resistance can be reduced by using other rolling bearings in addition to the angular ball bearings. However, among these, the use of the ball bearing has an advantage that the rotational resistance can be further reduced. Further, for the coupling portion bearing 39, a needle bearing or the like can be applied in addition to the above sliding bearing.

【0047】(2) 上記実施例では、コンプレッサ側軸3
6に凹部である筒部37を設け、タービン側軸38に挿
入部35を設けているが、逆にコンプレッサ側軸36に
挿入部を、タービン側軸38に凹部をそれぞれ設けるよ
うにしてもよい。
(2) In the above embodiment, the compressor side shaft 3
Although the cylindrical portion 37, which is a concave portion, is provided at 6 and the insertion portion 35 is provided at the turbine side shaft 38, conversely, the insertion portion may be provided at the compressor side shaft 36 and the concave portion may be provided at the turbine side shaft 38. .

【0048】(3) 上記実施例では、コンプレッサ側軸3
6を中間軸受42Iで支持するものを示したが、タービ
ン側軸38を中間軸受42Iで支持するようにしてもよ
い。
(3) In the above embodiment, the compressor side shaft 3
Although 6 is supported by the intermediate bearing 42I, the turbine side shaft 38 may be supported by the intermediate bearing 42I.

【0049】(4) 両軸36,38を連結/切離しするク
ラッチ手段は上記のような油圧クラッチ44に限らず、
連結及び切離しが可能な通常の種々のクラッチを用いる
ことが可能である。
(4) The clutch means for connecting / disconnecting the two shafts 36, 38 is not limited to the hydraulic clutch 44 as described above.
It is possible to use various customary clutches that can be engaged and disengaged.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように、本発明は、ターボ回転軸
をコンプレッサ側軸とタービン側軸とに分割し、両者を
連結状態と切離し状態とに切換えるクラッチ手段を備え
ているので、タービン回転速度が低い状態では、コンプ
レッサ側軸とタービン側軸とを切り離して慣性モーメン
トの小さいコンプレッサ側軸及びコンプレッサのみを補
助駆動し、タービン回転速度が高まった時点でコンプレ
ッサ側軸とタービン側軸とを連結して排気ガスエネルギ
を利用したターボ回転軸の駆動を開始することにより、
少ない補助駆動力でターボ回転軸を効率良く回転駆動す
ることができる。
As described above, according to the present invention, the turbo rotating shaft is divided into the compressor side shaft and the turbine side shaft, and the clutch means for switching the two to the connected state and the disconnected state is provided. When the speed is low, the compressor-side shaft and the turbine-side shaft are separated, and only the compressor-side shaft and compressor with a small moment of inertia are auxiliary driven, and the compressor-side shaft and turbine-side shaft are connected when the turbine rotation speed increases. Then, by starting the drive of the turbo rotary shaft using the exhaust gas energy,
The turbo rotating shaft can be efficiently rotationally driven with a small auxiliary driving force.

【0051】しかも、コンプレッサ側軸及びタービン側
軸との間に連結部軸受を設け、その結合個所近傍に中間
軸受を設けることにより、両軸からなるターボ回転軸全
体を上記中間軸受、コンプレッサ側軸受、及びタービン
側軸受の3つの軸受だけで外側から支持するようにして
いるので、このように軸受個数が少ない分だけ、その設
置用スペースを削減し、装置の小型化を図るとともに、
各軸受における回転抵抗の総和も小さくし、ターボ回転
軸の必要駆動トルクを削減することができる。
In addition, by providing a connecting portion bearing between the compressor side shaft and the turbine side shaft and providing an intermediate bearing in the vicinity of the connecting portion, the entire turbo rotary shaft composed of both shafts is provided with the intermediate bearing and the compressor side bearing. , And the turbine side bearing are only supported from the outside, so that the number of bearings is small, the installation space is reduced and the device is downsized.
It is possible to reduce the total rotation resistance of each bearing and reduce the required drive torque of the turbo rotary shaft.

【0052】ここで、両軸が連結された状態ではその相
対回転速度は0となるため、上記連結部軸受に転がり軸
受を用いた場合、両軸の回転時には上記転がり軸受にお
ける転動体が静止したままになって転動体の固着といっ
た不都合が発生し易く、両軸の切離しの際に良好な軸受
性能が得られなくなるおそれがあるが、請求項2記載の
装置では上記連結部軸受に滑り軸受を用いているので、
両軸の相対速度が長期間0のままであっても、その後の
軸受性能を損なうことがない。また、滑り軸受は転がり
軸受に比べて径寸法を小さくできるので、その分、両軸
の連結個所を小型化できる。
Here, since the relative rotational speed is 0 when both shafts are connected, when a rolling bearing is used for the connecting portion bearing, the rolling element in the rolling bearing is stationary when both shafts rotate. However, there is a possibility that inconvenience such as sticking of the rolling elements may occur, and good bearing performance may not be obtained when the two shafts are separated. However, in the device according to claim 2, a sliding bearing is provided for the coupling portion bearing. I am using
Even if the relative speed of both shafts remains zero for a long time, the bearing performance thereafter is not impaired. Further, since the sliding bearing can have a smaller diameter than the rolling bearing, the connecting portion of both shafts can be downsized accordingly.

【0053】一方、請求項3記載の装置では、上記中間
軸受、コンプレッサ側軸受、及びタービン側軸受を転が
り軸受で構成しているため、これらの軸受に滑り軸受を
用いる場合よりも回転抵抗をさらに削減できる。特に、
請求項4記載のようにアンギュラ玉軸受を用いた場合に
は、より一層回転抵抗を削減するとともに、ターボ回転
軸に作用するスラスト力についても十分支持できる効果
が得られる。
On the other hand, in the device according to the third aspect, since the intermediate bearing, the compressor-side bearing, and the turbine-side bearing are constituted by rolling bearings, the rotation resistance is further increased as compared with the case where sliding bearings are used for these bearings. Can be reduced. In particular,
When the angular ball bearing is used as described in the fourth aspect, it is possible to further reduce the rotational resistance and to sufficiently support the thrust force acting on the turbo rotary shaft.

【0054】また、請求項5記載の装置では、上記中間
軸受とコンプレッサ側軸受との間に上記補助駆動手段
を、上記中間軸受とタービン側軸受との間に上記クラッ
チ手段をそれぞれ設けることにより、これら3つの軸
受、補助駆動手段、及びクラッチ手段を最小限のスペー
スで配置することができる効果がある。
Further, in the apparatus according to claim 5, the auxiliary drive means is provided between the intermediate bearing and the compressor side bearing, and the clutch means is provided between the intermediate bearing and the turbine side bearing, respectively. There is an effect that these three bearings, auxiliary drive means, and clutch means can be arranged in a minimum space.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例におけるターボチャージャー
の全体断面図である。
FIG. 1 is an overall sectional view of a turbocharger according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の一部拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.

【図3】上記ターボチャージャーに設けられる作動油噴
射ブロックの断面側面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional side view of a hydraulic oil injection block provided in the turbocharger.

【図4】図3のA矢視図である。FIG. 4 is a view on arrow A in FIG.

【図5】図4のB−B線断面図である。5 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図6】上記ターボチャージャーを備えたエンジンの全
体構成図である。
FIG. 6 is an overall configuration diagram of an engine including the turbocharger.

【符号の説明】 10 エンジン 24 ターボチャージャー 26 コンプレッサ 28 タービン 35 挿入部 36 コンプレッサ側軸 37 筒部(凹部) 38 タービン側軸 39 連結部軸受 42C コンプレッサ側軸受 42I 中間軸受 42T タービン側軸受 43 油圧タービン(流体タービン) 44 油圧クラッチ(クラッチ手段) 60 作動油噴射ブロック(流体噴射手段) 70 作動油供給ノズル(流体噴射手段)[Explanation of Codes] 10 Engine 24 Turbocharger 26 Compressor 28 Turbine 35 Insertion part 36 Compressor side shaft 37 Cylindrical part (recess) 38 Turbine side shaft 39 Coupling part bearing 42C Compressor side bearing 42I Intermediate bearing 42T Turbine side bearing 43 Hydraulic turbine ( Fluid turbine) 44 Hydraulic clutch (clutch means) 60 Hydraulic oil injection block (fluid injection means) 70 Hydraulic oil supply nozzle (fluid injection means)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンプレッサとタービンとを連結するタ
ーボ回転軸を備えたターボチャージャーと、このターボ
チャージャーに設けられ、上記ターボ回転軸の駆動を補
助する補助駆動手段とを備えたエンジンの過給装置にお
いて、上記ターボ回転軸をコンプレッサ側軸とタービン
側軸とに分割し、両軸が一体に回転するように両軸を連
結する状態と両軸が相対回転可能となるように両軸を切
り離す状態とに切換えられるクラッチ手段を備え、上記
コンプレッサ側軸、タービン側軸のいずれか一方の連結
側端部に凹部を形成し、他方の連結側端部に上記凹部に
挿入される挿入部を形成し、この挿入部と上記凹部との
間に連結部軸受を設けるとともに、上記凹部及び挿入部
の近傍にコンプレッサ側軸、タービン側軸のいずれか一
方を支持する中間軸受を配置し、この中間軸受と上記コ
ンプレッサとの間にコンプレッサ側軸を支持するコンプ
レッサ側軸受を設け、上記中間軸受とタービンとの間に
タービン側軸を支持するタービン側軸受を設けたことを
特徴とするエンジンの過給装置。
1. A turbocharger for an engine, comprising: a turbocharger having a turbo rotary shaft connecting a compressor and a turbine; and an auxiliary drive means provided on the turbocharger for assisting the drive of the turbo rotary shaft. In the above, the turbo rotary shaft is divided into a compressor side shaft and a turbine side shaft, and a state in which both shafts are connected so that both shafts rotate integrally and a state in which both shafts are separated so that both shafts can rotate relative to each other. And a clutch means for switching between the compressor side shaft and the turbine side shaft, and a recess is formed at an end of the connecting side of one of the compressor side shaft and the turbine side shaft, and an inserting portion is formed at the other side of the connecting side. , An intermediate shaft that provides a coupling bearing between the insertion part and the recess and supports either the compressor side shaft or the turbine side shaft in the vicinity of the recess and the insertion part. And a compressor-side bearing that supports the compressor-side shaft between the intermediate bearing and the compressor, and a turbine-side bearing that supports the turbine-side shaft between the intermediate bearing and the turbine. Characteristic engine supercharger.
【請求項2】 請求項1記載のエンジンの過給装置にお
いて、上記連結部軸受を滑り軸受で構成したことを特徴
とするエンジンの過給装置。
2. The supercharging device for an engine according to claim 1, wherein the connecting portion bearing is a slide bearing.
【請求項3】 請求項1または2記載のエンジンの過給
装置において、上記中間軸受、コンプレッサ側軸受、及
びタービン側軸受を転がり軸受で構成したことを特徴と
するエンジンの過給装置。
3. The supercharging device for an engine according to claim 1, wherein the intermediate bearing, the compressor-side bearing, and the turbine-side bearing are rolling bearings.
【請求項4】 請求項3記載のエンジンの過給装置にお
いて、上記転がり軸受をアンギュラ玉軸受で構成したこ
とを特徴とするエンジンの過給装置。
4. The supercharging device for an engine according to claim 3, wherein the rolling bearing comprises an angular ball bearing.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のエンジ
ンの過給装置において、上記中間軸受とコンプレッサ側
軸受との間に上記補助駆動手段を設け、上記中間軸受と
タービン側軸受との間に上記クラッチ手段を設けたこと
を特徴とするエンジンの過給装置。
5. The engine supercharger according to any one of claims 1 to 4, wherein the auxiliary drive means is provided between the intermediate bearing and the compressor-side bearing, and the intermediate bearing and the turbine-side bearing are provided. An engine supercharging device, characterized in that the clutch means is provided between them.
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