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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Turbolader, der mit einem elektromagnetischen Mechanismus ausgestattet ist.
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2. Verwandter Stand der Technik
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Bisher ist ein Turbolader bekannt, der eine Turbinenwelle aufweist, die drehbar an einem Lagergehäuse gehalten ist, wobei die Turbinenwelle ein an einem Ende vorgesehenes Turbinenrad und ein Verdichterrad am anderen Ende aufweist. Ein solcher Turbolader ist mit einem Triebwerk verbunden, und aus dem Triebwerk ausgestoßenes Abgas dreht das Turbinenrad. Das gedrehte Turbinenrad dreht das Verdichterrad über die Turbinenwelle. Somit verdichtet der Turbolader die Luft durch die Drehung des Verdichterrades und fördert die verdichtete Luft zum Triebwerk.
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Die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2006-320143 (Patentschrift 1) offenbart einen elektrischen Turbolader, der mit einem elektromagnetischen Mechanismus ausgestattet ist, wie etwa einem Motor und einem Generator. Dieser elektromagnetische Mechanismus unterstützt die Drehung der Turbinenwelle mit elektrischer Energie und wandelt das Drehmoment der Turbinenwelle in elektrische Energie um.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei dem in der Patentschrift 1 offenbarten elektrischen Turbolader ist eine Spule auf der Verdichterseite innerhalb des Turboladerhauptkörpers vorgesehen. Ein Leitungsdraht ist mit der Spule verbunden, um Energie zuzuführen oder abzugeben. Wenn dieser Leitungsdraht aus dem Turboladerhauptkörper herausgezogen wird, kann der Leitungsdraht durch das Schaben gegen Eckabschnitte des Gehäuses und dergleichen beschädigt werden. Daher werden die Isoliereigenschaften eines Ummantelungselements des Leitungsdrahtes verschlechtert.
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Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Turbolader bereitzustellen, der in der Lage ist, eine Ausfallrate einer Elektrik zu verringern.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrischer Turbolader, umfassend: eine Turbinenwelle, die ein an einem Ende vorgesehenes Turbinenrad und ein an dem anderen Ende vorgesehenes Verdichterrad aufweist; ein Lagerteil, das die Turbinenwelle drehbar lagert; ein Lagergehäuse, in dem das Lagerteil untergebracht ist; ein Turbinengehäuse, das an dem Lagergehäuse an einer Endseite der Turbinenwelle vorgesehen ist und das ausgebildet ist, das Turbinenrad drehbar unterzubringen; ein Verdichtergehäuse, das an dem Lagergehäuse an der anderen Endseite der Turbinenwelle vorgesehen ist, wobei das Verdichterrad drehbar in dem Verdichtergehäuse untergebracht ist; und einen elektromagnetischen Mechanismus, der zwischen dem Lagergehäuse und dem Verdichterrad angeordnet ist und ausgebildet ist, die Turbinenwelle mit elektromagnetischer Kraft anzutreiben und zu drehen oder die Drehkraft der Turbinenwelle durch elektromagnetische Induktion in elektrische Energie umzuwandeln, wobei der elektromagnetische Mechanismus umfasst: einen Hauptkörper, der an dem Lagergehäuse befestigt ist und ein erstes Einsteckloch, in das die Turbinenwelle eingesteckt ist, einen Magneten, der an einem Abschnitt der Turbinenwelle befestigt ist, der innerhalb des ersten Einstecklochs positioniert ist, und der ausgebildet ist, sich einstückig mit der Turbinenwelle zu drehen, und eine leitfähige Spule aufweist, die an dem äußeren Rand des Magneten vorgesehen ist, einen Anschlussblock, der an dem Hauptkörper befestigt ist, innerhalb eines Gehäuseraums positioniert ist, der zwischen dem Lagergehäuse und dem Hauptkörper vorgesehen ist, und der ein zweites Einsteckloch mit einer Öffnung aufweist, die von einer Wellenmitte der Turbinenwelle gesehen nach außen gewandt ist, einen leitfähigen Innenanschluss, der elektrisch mit der Spule verbunden ist, wobei ein Ende des Innenanschlusses in das zweite Einsteckloch im Anschlussblock eingesteckt ist, wobei das andere Ende des Innenanschlusses aus dem Gehäuseraum nach außen hervorragt, und ein Abdeckelement, das ein Durchgangsloch aufweist, durch das der Innenanschluss hindurch tritt, und das an dem Lagergehäuse so befestigt ist, dass es den Gehäuseraum in einem Zustand abdeckt, in dem das andere Ende des Innenanschlusses nach außerhalb des Durchgangslochs hervorragt.
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Ein ringförmiges Dichtungselement zur Erhöhung der Luftdichtigkeit des Gehäuseraums kann zwischen dem Innenanschluss und dem Durchgangsloch des Abdeckelements, durch das der Innenanschluss hindurch tritt, dazwischengelegt sein.
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Das Lagergehäuse weist ein erstes Schraubloch auf, das in einem Abschnitt vorgesehen ist, der mit dem Abdeckelement in Kontakt kommt; das Abdeckelement weist ein darin vorgesehenes gegenüberliegendes Loch auf, das dem ersten Schraubloch zugewandt ist und in seinem Durchmesser größer ist als das erste Schraubloch, und eine Schraube, die in das gegenüberliegende Loch eingesetzt ist, ist in das erste Schraubloch geschraubt, um das Abdeckelement am Lagergehäuse zu befestigen.
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Der elektrische Turbolader umfasst des Weiteren ein Verbindungselement, das ein zweites Schraubloch und ein mit der Spule elektrisch verbundenes Verbindungsstück aufweist. Der Anschlussblock ist mit einem Verbindungsloch versehen, das mit dem zweiten Einsteckloch kommuniziert und in das das Verbindungselement eingesteckt ist. In einem Zustand, in dem das Verbindungselement in das Verbindungsloch eingesteckt ist, ist das Verbindungsstück so positioniert, dass es aus dem Anschlussblock herausragt, und um das zweite Schraubloch innerhalb des zweiten Einstecklochs örtlich festzulegen. Der Innenanschluss weist eine an einem Ende ausgebildete Gewinderille auf und ist am Anschlussblock befestigt, indem die Gewinderille in das zweite Schraubloch des Verbindungselements eingeschraubt ist.
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Ein drittes Schraubloch, in das eine Schraube zur Befestigung eines Außenanschlusses eingeschraubt ist, ist am anderen Ende des Innenanschlusses vorgesehen, und ein winkliges Loch, das Winkel auf seiner inneren Umfangsfläche aufweist, ist in einer Richtung, in die die Schraube eingeschraubt wird, hinter dem dritten Schraubloch vorgesehen.
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Die vorliegende Erfindung kann eine Ausfallrate einer Elektrik verringern.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Schnittansicht eines elektrischen Turboladers.
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2 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines elektromagnetischen Mechanismus.
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3 ist eine Außenansicht eines Anschlussblocks und eines Innenanschlusses.
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4 ist eine Außenansicht eines Hauptkörpers des elektromagnetischen Mechanismus.
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5 ist eine Außenansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Anschlussblock an dem Hauptkörper des elektromagnetischen Mechanismus befestigt ist.
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6 ist eine Außenansicht einer Dichtung.
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7 ist eine Außenansicht des Hauptkörpers des elektromagnetischen Mechanismus, des Anschlussblocks, des Innenanschlusses und der Dichtung nach dem Formen.
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8 ist eine Außenansicht des elektrischen Turboladers.
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9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in 2.
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10 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Verriegelungsmechanismus für ein Abdeckelement und ein Lagergehäuse.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden im Folgenden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben. Abmessungen, Materialien, andere spezifische numerische Werte und dergleichen, die in den Ausführungsformen angegeben werden, sind nur für verdeutlichende Zwecke, zum besseren Verständnis der Erfindung, und sind nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken, sofern nichts anderes angegeben ist. Man beachte, dass in der vorliegenden Schrift und den Zeichnungen Elemente, die im Wesentlichen dieselben Funktionen und Ausbildungen aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind, und eine sich wiederholende Beschreibung davon weggelassen wird. Elemente, die keinen direkten Bezug zu der vorliegenden Erfindung aufweisen, sind in der Zeichnung weggelassen.
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1 ist eine schematische Schnittansicht eines elektrischen Turboladers C. Die folgende Beschreibung wird unter der Annahme angegeben, dass eine durch den Pfeil F in 1 angezeigte Richtung die Vorderseite des elektrischen Turboladers C ist, und eine durch den Pfeil R angezeigte Richtung die Rückseite des elektrischen Turboladers C ist. Wie in 1 gezeigt, umfasst der elektrische Turbolader C einen Turboladerhauptkörper 1. Dieser Turboladerhauptkörper 1 wird durch das Integrieren eines Lagergehäuses 2, eines Turbinengehäuses 4, das mit der Vorderseite des Lagergehäuses 2 mit einem Befestigungsbolzen 3 verbunden ist, eines Hauptkörpers 5 des elektromagnetischen Mechanismus, der in die Rückseite des Lagergehäuses 2 eingebracht ist, und eines Verdichtergehäuses 7 gebildet, das mit der Rückseite des Hauptkörpers 5 des elektromagnetischen Mechanismus mit einem Befestigungsbolzen 6 verbunden ist.
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Das Lagergehäuse 2 weist ein darin ausgebildetes Lagerloch 2a auf, das in einer Längsrichtung des elektrischen Turboladers C hindurch tritt. Ein Lagerteil 8 ist in dem Lagerloch 2a angeordnet. Das Lagerteil 8 lagert eine Turbinenwelle 9 drehbar. Die Turbinenwelle 9 weist ein Turbinenrad 10 auf, das einstückig mit einem Ende davon verbunden ist. Das Turbinenrad 10 ist drehbar in dem Turbinengehäuse 4 untergebracht, das an dem Lagergehäuse 2 an einer Endseite der Turbinenwelle 9 vorgesehen ist. Auch weist die Turbinenwelle 9 ein Verdichterrad 11 auf, das integral mit dem anderen Ende davon verbunden ist. Das Verdichterrad 11 ist drehbar in dem Verdichtergehäuse 7 untergebracht, das an dem Lagergehäuse 2 an der anderen Endseite der Turbinenwelle 9 vorgesehen ist.
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Ein Einlass 12 ist in dem Verdichtergehäuse 7 ausgebildet. Der Einlass 12 weist seine Öffnung auf der Rückseite des elektrischen Turboladers C auf und ist mit einer Luftreinigungsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden. In einem Zustand, in dem der Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus und das Verdichtergehäuse 7 mit dem Befestigungsbolzen 6 miteinander verbunden sind, bilden zudem jeweilige einander zugewandte Oberflächen des Hauptkörpers 5 des elektromagnetischen Mechanismus und des Verdichtergehäuses 7 einen Diffusordurchlass 13. Der Diffusordurchlass 13 ist kreisförmig von innen nach außen in einer Radialrichtung der Turbinenwelle 9 (Verdichterrad 11) ausgebildet und kommuniziert mit dem Einlass 12 durch das Verdichterrad 11 auf der Innenseite in der Radialrichtung.
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Ferner weist das Verdichtergehäuse 7 einen darin vorgesehenen Verdichterspiraldurchlass 14 auf, der außerhalb des Diffusordurchlasses 13 in der Radialrichtung der Turbinenwelle 9 (Verdichterrad 11) positioniert ist. Der Verdichterspiraldurchlass 14 kommuniziert mit einem Einlass eines Triebwerks (nicht gezeigt), und auch mit dem Diffusordurchlass 13. Wenn das Verdichterrad 11 gedreht wird, wird somit Luft von dem Einlass 12 her in das Kompressorgehäuse 7 angesaugt. Der Druck der eingesaugten Luft wird durch den Diffusordurchlass 13 und den Verdichterspiraldurchlass 14 erhöht, und die Luft wird dann zum Einlass des Triebwerks geführt. Auf diese Weise fungiert das Verdichterrad 11 als ein Radialverdichter, um die Einsaugluft mittels Zentrifugalkraft zu verdichten.
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Das Turbinengehäuse 4 weist einen darin ausgebildeten Turbinenspiraldurchlass 15 auf, der außerhalb des Turbinenrads 10 in der Radialrichtung der Turbinenwelle 9 positioniert ist. Das Turbinengehäuse 4 weist ebenso einen darin ausgebildeten Auslass 16 auf. Der Auslass 16 kommuniziert mit dem Turbinenspiraldurchlass 15 durch das Turbinenrad 10 und ist ebenso mit einem Abgasemissionssteuersystem (nicht gezeigt) verbunden, das zur Vorderseite des Turbinenrades 10 gewandt ist.
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In einem Zustand, in dem das Lagergehäuse 2 und das Turbinengehäuse 4 mit dem Befestigungsbolzen 3 miteinander verbunden sind, wird ein Raum (Spalt) 17 zwischen jeweiligen einander zugewandten Oberflächen der beiden Gehäuse 2 und 4 gebildet. Der Raum 17 ist ein Abschnitt, in dem ein Strömungsdurchlass (variabler Strömungsdurchlass) x gebildet wird, durch den Abgas zirkuliert wird, und ist kreisförmig von innen nach außen in der Radialrichtung der Turbinenwelle 9 ausgebildet.
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Der Turbinenspiraldurchlass 15 kommuniziert mit einem Gaseinlass (nicht gezeigt), in den Abgas vom Triebwerk her hineingeführt wird. Der Turbinenspiraldurchlass 15 kommuniziert ebenfalls mit dem oben beschriebenen Raum 17. Somit wird das Abgas vom Gaseinlass zum Turbinenspiraldurchlass 15 geführt, und dann durch den Strömungsdurchlass x und das Turbinenrad 10 zum Auslass 16. Bei diesem Zirkulationsvorgang dreht das Abgas das Turbinenrad 10. Das Drehmoment des Turbinenrads 10 wird auf das Verdichterrad 11 über die Turbinenwelle 9 übertragen, und durch das Drehmoment des Verdichterrads 11 wird, wie oben beschrieben, der Druck der Luft erhöht und die Luft zum Einlass des Triebwerks geführt.
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Wenn sich eine Strömungsrate des zum Turbinengehäuse 4 geführten Abgases ändert, ändern sich auch die Umdrehungsbeträge des Turbinenrades 10 und des Verdichterrades 11. In diesem Fall kann die Luft, deren Druck erhöht wurde, manchmal nicht stabil zum Einlass des Triebwerks geführt werden. Um dies zu verhindern ist ein variabler Leitschaufelmechanismus 18 im Raum 17 des Turbinengehäuses 4 vorgesehen. Mit anderen Worten ist der variable Leitschaufelmechanismus 18 zwischen den jeweiligen einander zugewandten Oberflächen des Turbinengehäuses 4 und des Lagergehäuses 2 befestigt.
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Der variable Leitschaufelmechanismus 18 ändert eine Strömungsgeschwindigkeit des zum Turbinenrad 10 geführten Abgases, indem er die Öffnung des Strömungsdurchlasses x in Abhängigkeit von der Strömungsrate des Abgases verändert. Wenn beispielsweise eine Drehzahl des Triebwerks niedrig ist und die Strömungsrate des Abgases niedrig ist, erhöht der variable Leitschaufelmechanismus 18 die Strömungsgeschwindigkeit des zum Turbinenrad 10 geführten Abgases, indem er die Öffnung des Strömungsdurchlasses x verringert. In diesem Fall kann das Turbinenrad 10 sogar mit einer geringen Strömungsrate gedreht werden.
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Des Weiteren ist ein elektromagnetischer Mechanismus 20 zwischen dem Lagergehäuse 2 und dem Verdichterrad 11 vorgesehen.
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2 ist eine Ansicht zur Erläuterung des elektromagnetischen Mechanismus 20, die eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts zeigt, der von einer durchbrochenen Linie in 1 umgeben ist. Wie in 2 gezeigt weist der Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus ein darin vorgesehenes Einsteckloch (erstes Einsteckloch) 20a auf, das die Turbinenwelle 9 in einer Axialrichtung durchdringt und in das die Turbinenwelle 9 eingesteckt ist.
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Ein Rotor 20b ist an einem Abschnitt der Turbinenwelle 9 befestigt, der innerhalb des Einstecklochs 20a angeordnet ist. Der Rotor 20b ist aus einem Magneten hergestellt, wie etwa einem Permanentmagneten, und wird einstückig mit der Turbinenwelle 9 gedreht. Auch ist eine leitfähige Spule 20c (durch den gestrichelten Bereich in den 1 und 2 angedeutet) außerhalb des Rotors 20c in der Radialrichtung der Turbinenwelle 9 vorgesehen.
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Mehr als eine Spule 20c ist in einer Umfangsrichtung der Turbinenwelle 9 vorgesehen, wobei jede durch das Wickeln eines leitfähigen Drahtes um einen Eisenkern gebildet ist. Der Eisenkern jeder Spule 20c ist derart angeordnet, dass ein Ende davon dem Rotor 20c zugewandt ist und eine Axialrichtung des Eisenkerns in die Radialrichtung der Turbinenwelle 9 gewandt ist.
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Wie oben beschrieben, wird der elektromagnetische Mechanismus 20 ausgebildet, indem die Spule 20c und der Rotor 20b innerhalb des Hauptkörpers 5 des elektromagnetischen Mechanismus vorgesehen werden, und er fungiert als ein Motor und Generator. Wenn der elektromagnetische Mechanismus 20 als Motor fungiert, wird dem elektromagnetischen Mechanismus 20 von einer externen Energiequelle externe Energie zugeführt. Wenn die externe Energie zugeführt wird, wird in der Spule 20c ein Magnetfeld erzeugt, und die somit erzeugte elektromagnetische Kraft treibt die Turbinenwelle 9 und dreht sie. Wenn er andererseits als Generator fungiert, wandelt der elektromagnetische Mechanismus 20 die Drehkraft der Turbinenwelle 9 durch elektromagnetische Induktion in elektrische Energie um und gibt die elektrische Energie an eine Batterie (nicht gezeigt) oder dergleichen ab. Ob der elektromagnetische Mechanismus 20 als Motor oder Generator verwendet wird, wird ausschließlich basierend auf der Triebwerksnutzung und dergleichen bestimmt.
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Ein Anschlussblock 21 ist aus einem Isolator hergestellt und innerhalb eines Gehäuseraums S positioniert, der zwischen dem Lagergehäuse 2 und dem Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus vorgesehen ist. Der Anschlussblock 21 wird zum elektrischen Verbinden der Spule 20c mit der externen Energiequelle oder der Batterie verwendet. Es sind ebenfalls drei leitfähige Innenanschlüsse 22 und drei leitfähige Verbindungselemente 23 am Anschlussblock 21 befestigt. Einer der Innenanschlüsse 22 und eines der Verbindungselemente 23, das dazu passt, werden paarweise verbunden, um einen Leitungsweg für einen Wechselstrom zu bilden. Jeder Wechselstrom, der durch jeden Leitungsweg fließt, weist eine andere Phase auf.
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3 ist eine Außenansicht des Anschlussblocks 21 und des Innenanschlusses 22. 3A zeigt den Innenanschluss 22 und 3b zeigt den Anschlussblock 21. Wie in 3B gezeigt, weist der Anschlussblock 21 drei darin vorgesehene Einstecklöcher (zweite Einstecklöcher) 21a auf. Wenn er an dem Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus befestigt ist, ist die Öffnung jedes der Einstecklöcher 21a nach außen gewandt (hier in einer zur Wellenmitte der Turbinenwelle 9 rechtwinkligen Richtung), von der Wellenmitte der Turbinenwelle 9 her gesehen. Ein Ende 22a des in 3A gezeigten Innenanschlusses 22 ist in das Einsteckloch 21a des Anschlussblocks 21 eingesteckt. Wenn der elektrische Turbolader C an einem Fahrzeug installiert ist, ist der Innenanschluss 22 in einer aufrechten Position angeordnet, was es leichter macht, eine störende Wechselwirkung mit Triebwerksteilen zu vermeiden (siehe 5). Jedoch ist die Platzierung des Innenanschlusses 22 nicht auf die aufrechte Position beschränkt, sondern der Anschluss kann in einer in die Drehrichtung der Turbinenwelle 9 geneigten Position angeordnet werden.
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Die Verbindungselemente 23 sind ungefähr rechteckige Elemente mit längeren und kürzeren Richtungen. Die Verbindungselemente 23 werden jeweils in drei Verbindungslöcher 21b eingebracht, die in dem Anschlussblock 21 ausgebildet sind. Jedes der Verbindungslöcher 21b kommuniziert mit dem entsprechenden Einsteckloch 21a. Eine Verlaufsrichtung (Tiefenrichtung) jedes Verbindungslochs 21b ist orthogonal zu einer Verlaufsrichtung (Tiefenrichtung) des entsprechenden Einstecklochs 21a. Bei dieser Ausführungsform ist, wenn das Verbindungselement 23 an dem Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus befestigt ist, seine Längsrichtung in einer zu der Turbinenwelle 9 parallelen Richtung positioniert. Jedoch kann die Längsrichtung des Verbindungselements 23 in der Drehrichtung oder Radialrichtung der Turbinenwelle 9 positioniert sein.
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Das Verbindungselement 23 weist an seinem einen Ende in der Längsrichtung ein Verbindungsstück 23a auf (siehe 3B), das elektrisch mit der Spule 20c verbunden ist. Das Verbindungsstück 23a ist mit der entsprechenden Spule 20c über einen leitfähigen Draht (nicht gezeigt) oder dergleichen verbunden. Wie oben beschrieben fließen drei Systeme von Wechselströmen mit unterschiedlichen Phasen durch die drei Paare Innenanschlüsse 22 und Verbindungselemente 23. Jedes Paar aus Innenanschluss 22 und Verbindungselement 23 ist mit der entsprechenden Spule 20c verbunden, und der elektromagnetische Mechanismus 20 funktioniert als sogenannter Dreiphasenwechselstrommotor und -generator.
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Das Verbindungselement 23 weist ein Schraubloch (zweites Schraubloch) 23b auf, das in der Längsrichtung am anderen Ende ausgebildet ist. Das Verbindungselement 23 ist in das Verbindungsloch 21b eingesteckt und darin befestigt. In einem Zustand, in dem das Verbindungselement 23 am Anschlussblock 21 befestigt ist, ragt das Verbindungsstück 23a von dem Anschlussblock 21 hervor, wie in den 2 und 3B gezeigt. In der Zwischenzeit ragt das Schraubloch 23b von dem Verbindungsloch 21b in das Einsteckloch 21a, wie in den 2 und 3B gezeigt.
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An einem Ende 22a des Innenanschlusses 22 ist eine Gewinderille (Schraubgewinde) (nicht gezeigt) ausgebildet. Diese Gewinderille ist in das Schraubloch 23b geschraubt. Somit kommen der Innenanschluss 22 und das Verbindungselement 23 miteinander in elektrischen Kontakt, und der Innenanschluss 22 ist über das Verbindungselement 23 an dem Anschlussblock 21 befestigt. Auf diese Weise ist das Verbindungselement 23 in dem Verbindungsloch 21b angeordnet, und der Innenanschluss 22 und das Verbindungselement 23 sind miteinander verschraubt und aneinander befestigt. Somit werden die Leitung zwischen dem Innenanschluss 22 und dem Verbindungselement 23, wie auch deren Befestigung an dem Anschlussblock 21, einfach und sicher durchgeführt.
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4 ist eine Außenansicht des Hauptkörpers 5 des elektromagnetischen Mechanismus. 5 ist eine Außenansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Anschlussblock 21 an dem Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus befestigt ist. 6 ist eine Außenansicht einer Dichtung 24. 5 zeigt einen Zustand, in dem der Innenanschluss 22 und die Dichtung 24 auch zusammengebaut werden.
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Wie in 4 gezeigt, ist eine Ausnehmung 5a in dem Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus vorgesehen. Die Ausnehmung 5a ist ein Loch mit einer Öffnung in der Axialrichtung der Turbinenwelle 9 und zur Seite des Lagergehäuses 2 hin. Wie in 5 gezeigt, ist der Anschlussblock 21 in Kontakt mit einer Endfläche 5b an der Kante der Ausnehmung 5a befestigt. Bei dieser Befestigung wird der aus der Spule 20c gezogene Draht um das Verbindungsstück 23a des Verbindungselements 23 gewickelt, um die Spule 20c mit dem Verbindungselement 23 elektrisch zu verbinden. Genauer wird das eine Ende 22a des Innenanschlusses 22 über das Verbindungselement 23 elektrisch mit der Spule 20c verbunden.
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Wie in 6 gezeigt, ist die Dichtung 24 ein ringförmiges Dichtungselement mit einem Loch 24a. Wie in 5 gezeigt, sind die Dichtungen 24 auf dem Außenumfang des Innenanschlusses 22 angeordnet.
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7 ist eine Außenansicht des Hauptkörpers 5 des elektromagnetischen Mechanismus, des Anschlussblocks 21, des Innenanschlusses 22 und der Dichtung 24 nach dem Formen. Wie in 7 gezeigt, wird ein flüssiges Harz P innerhalb des Hauptkörpers 5 des elektromagnetischen Mechanismus eingeschlossen und geformt, um die Spulen 20c und dergleichen zu fixieren.
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Nach dem Formen ist der Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus am Lagergehäuse 2 befestigt. In einem Zustand, in dem das Lagergehäuse 2 nur an dem Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus befestigt ist, ist jedoch der Gehäuseraum S (siehe 2) im Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus außerhalb des Turboladerhauptkörpers 1 geöffnet. Dies verringert die Luftdichtigkeit des Turboladerhauptkörpers 1. Um dies zu verhindern, muss, nachdem der Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus am Lagergehäuse 2 befestigt ist, der Gehäuseraum S hermetisch abgeschlossen werden, um die Luftdichtigkeit sicherzustellen. Die Luftdichtigkeit kann durch die Dichtung 24 und ein Abdeckelement (das später beschrieben wird) 25 sichergestellt werden.
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8 ist eine Außenansicht des elektrischen Turboladers C. 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in 2. Was jedoch das Lagergehäuse 2 angeht, werden Details der Querschnittstruktur davon hier weggelassen, und nur ein schematischer Aufbau davon wird in 9 gezeigt. Zum besseren Verständnis zeigt 9 einen Zustand, in dem ein später noch zu beschreibender Außenanschluss 26 an nur dem mittleren Innenanschluss 22 der drei Innenanschlüsse 22 befestigt ist. Tatsächlich sind die Außenanschlüsse 26 jeweils an den Innenanschlüssen 22 befestigt.
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Wie in den 8 und 9 gezeigt, weist ein Abdeckelement 25 ein Durchgangsloch 25a auf, durch den der Innenanschluss 22 hindurch tritt. Das Abdeckelement 25 ist an dem Lagergehäuse 2 so befestigt, dass es den Gehäuseraum S (siehe 2) in einem Zustand abdeckt, in dem das andere Ende 22b gegenüber dem einen Ende 22a des Innenanschlusses 22 nach außerhalb des Durchgangslochs 25a hervorragt.
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Mit anderen Worten ragt das andere Ende 22b des Innenanschlusses 22 in der Einsteckrichtung in das Einsteckloch 21a nach außen durch das Abdeckelement 25 aus dem Gehäuseraum S heraus. Nachdem das Abdeckelement 25 am Lagergehäuse 2 befestigt ist, wird der Außenanschluss 26 zum Verteilen von Energie aus der externen Energiequelle oder der Batterie mit dem Innenanschluss 22 verbunden.
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Wie in 9 gezeigt, ist die Dichtung 24 zwischen dem Innenanschluss 22 und dem Durchgangsloch 25a des Abdeckelements 25, durch das der Innenanschluss 22 hindurch tritt, dazwischengelegt. Die Dichtung 24 erhöht die Luftdichtigkeit des Gehäuseraums S. Wenn zum Beispiel das Pulsieren des Triebwerks oder dergleichen dazu führt, dass der Gehäuseraum S einen Unterdruck aufweist, verhindert die Dichtung 24, dass Feuchtigkeit und dergleichen von außen in den Gehäuseraum S eingesaugt wird. Indem das Ansaugen der Feuchtigkeit und dergleichen verhindert wird, kann das Zerbrechen des Formharzes aufgrund von Feuchtigkeitsausdehnung verhindert werden.
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Wie oben beschrieben, ist die Gewinderille an dem einen Ende 22a des Innenanschlusses 22 ausgebildet. Dieser Abschnitt ist in das Schraubloch 23b des Verbindungselements 23 eingeschraubt, das innerhalb des Einstecklochs 21a in dem Anschlussblock 21 positioniert ist.
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Auch ist ein Schraubloch (drittes Schraubloch) 22c am anderen Ende 22b des Innenanschlusses 22 vorgesehen. Das Schraubloch 22c ist so ausgebildet, dass eine Einsteckrichtung in das Einsteckloch 21a als seine Tiefenrichtung eingestellt ist. Eine Schraube 27 wird in das Schraubloch 22c eingeschraubt, wobei der Außenanschluss 26 dazwischen angeordnet ist.
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Des Weiteren ist ein winkliges Loch 22d hinter dem Schraubloch 22c vorgesehen. Das winklige Loch 22d ist so ausgebildet, dass die Einsteckrichtung des Innenanschlusses 22 als seine Tiefenrichtung eingestellt ist. Das winklige Loch 22d ist so ausgebildet, dass es auf seiner inneren Umfangsfläche Winkel aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist das winklige Loch 22d beispielsweise ein Sechskantloch oder ein Sechsrundloch.
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Beim Befestigen des Innenanschlusses 22 an dem Anschlussblock 21 wird ein Sechskantschraubschlüssel in das winklige Loch 22d des Innenanschlusses eingebracht und dann gedreht, um das eine Ende 22a des Innenanschlusses 22 in das Schraubloch 23b zu schrauben. Danach wird die Schraube 27 in das Schraubloch 22c eingeschraubt, wobei der Außenanschluss 26 dazwischen angeordnet ist.
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Zum Beispiel ist es denkbar, Winkel, die an einen Schraubschlüssel angepasst sind, anstelle des winkligen Loches 22d am äußeren Rand des Innenanschlusses 22 vorzusehen, um den Innenanschluss 22 am Anschlussblock 21 zu befestigen (das Schraubloch 23b des Verbindungselements 23). Jedoch kann die Luftdichtigkeit verringert werden, wenn Winkel in einem Abschnitt vorgesehen werden, in dem die Dichtung 24 vorgesehen ist. Ferner ist es ebenso denkbar, Winkel in einem Abschnitt des Innenanschlusses 22 vorzusehen, der von dem Abdeckelement 25 hervorspringt, anstatt der Dichtung 24. Jedoch macht die Störung der drei Innenanschlüsse 22 untereinander das Befestigen mit einem Schraubschlüssel schwierig.
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Bei dieser Ausführungsform ermöglicht es die Ausbildung mit den winkligen Löchern 22d, dass die Innenanschlüsse 22 leicht an dem Anschlussblock 21 befestigt werden (die Schraublöcher 23b der Verbindungselemente 23), während die durch die Dichtung 24 erreichte Luftdichtigkeit aufrechterhalten wird.
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10 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Verriegelungsmechanismus für das Abdeckelement 25 und das Lagergehäuse 2. Was das Abdeckelement 25 und das Lagergehäuse 2 angeht, zeigt 10 einen schematischen Querschnitt entlang einer zu der Turbinenwelle 9 rechtwinkligen Ebene in der Nähe eines gegenüberliegenden Loches 25b des Abdeckelements 25, das in 8 gezeigt wird.
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Wie in 10 gezeigt, weist das Lagergehäuse 2 ein Schraubloch (erstes Schraubloch) 2b auf, das in einem Abschnitt vorgesehen ist, der mit dem Abdeckelement 25 in Kontakt kommt. Des Weiteren weist das Abdeckelement 25 das gegenüberliegende Loch 25b auf, das in einem dem Schraubloch 2b zugewandten Abschnitt vorgesehen ist.
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Wie in 10 gezeigt, ist das Abdeckelement 25 an dem Lagergehäuse 2 befestigt, indem eine Schraube 28 in das Schraubloch 2b geschraubt ist. Die Schraube 28 weist einen Kopf 28a auf, der einen größeren Durchmesser aufweist als das gegenüberliegende Loch 25b, und wird in das Schraubloch 2b in einem Zustand geschraubt, indem sie in das gegenüberliegende Loch 25b eingesteckt wird.
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Wenn das Abdeckelement 25 mit der Schraube 28 am Lagergehäuse 2 befestigt ist, wird der Innenanschluss 22 am Anschlussblock 21 befestigt. Jedoch kann das andere Ende 22b des Innenanschlusses 22 aus seiner eingenommenen regelgerechten Position aufgrund von Montagefehlern beim Lagergehäuse 2, dem Hauptkörper 5 des elektromagnetischen Mechanismus, des Anschlussblocks 21 und des Innenanschlusses 22 verschoben werden.
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In diesem Fall wird das Abdeckelement 25 mit dem durch das Durchgangsloch 25a durchtretenden Innenanschluss 22 aus seiner regelgerechten Position verschoben. Wenn das Abdeckelement 25 aus seiner regelgerechten Position verschoben wird, sind das Schraubloch 2b des Lagergehäuses 2 und das gegenüberliegende Loch 25b des Abdeckelements 25 nicht zueinander ausgerichtet. Somit kann das Abdeckelement 25 nicht mehr an dem Lagergehäuse 2 befestigt werden.
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Um dies zu vermeiden, wird das gegenüberliegende Loch 25b dieser Ausführungsform mit einem größeren Durchmesser als das Schraubloch 2b ausgebildet, wodurch eine Fehlertoleranz in einer zu der Durchtrittsrichtung des Durchgangslochs 25a rechtwinkligen Richtung vorgesehen wird. Somit kann, sogar wenn das andere Ende 22b des Innenanschlusses 22 aus der eingenommenen regelgerechten Position verschoben wird, das Abdeckelement 25 leicht an dem Lagergehäuse 2 befestigt werden, indem das Abdeckelement 25 verschoben wird.
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Bei dem elektrischen Turbolader C muss, wie oben beschrieben, kein Leitungsdraht vorgesehen werden, da der Innenanschluss 22 so funktioniert, dass er Energie von dem Verbindungselement 23 an den Außenanschluss 26 verteilt. Somit wird der elektrische Turbolader C nicht dadurch beschädigt, dass der Leitungsdraht bei Vibration des Triebwerks oder beim Montagevorgang gegen Eckabschnitte und dergleichen des Lagergehäuses 2 und des Hauptkörpers 5 des elektromagnetischen Mechanismus schabt. Anders als in dem Fall, in dem der Leitungsdraht aus dem Turboladerhauptkörper 1 heraus gezogen wird, besteht des Weiteren keine Möglichkeit, den Leitungsdraht unachtsam zu ziehen. Somit kann der elektrische Turbolader C eine Ausfallrate einer Elektrik bedeutend verringern. Ferner wird mit dem Anschlussaufbau, bei dem die Innenanschlüsse 22 an dem Anschlussblock 21 befestigt sind, der Zusammenbau des elektromagnetischen Mechanismus 20 erleichtert und der Montagevorgang kann vereinfacht werden.
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Während die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung oben unter Bezugnahme auf beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden, ist es unnötig zu sagen, dass die Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt ist. Es wird Fachleuten klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an der Erfindung innerhalb des in den folgenden Ansprüchen beschriebenen Umfangs denkbar sind. Es versteht sich, dass diese Modifikationen und Änderungen in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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