JP5101353B2 - 回転計センサの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、排気タービン過給機のコンプレッサ羽根車等の回転体の回転数を検出する回転計センサの取付構造に関するものである。

排気タービン過給機のコンプレッサ羽根車等の回転体の回転数を検出する回転計センサは、例えば、特許文献１に開示されているように、コンプレッサ羽根車の半径方向外側を取り囲む空気案内ケーシングに取り付けられており、この回転計センサ上を通過するコンプレッサ羽根車の羽根の枚数をカウントすることにより、コンプレッサ羽根車の回転数が求められるようになっている。
特開２００７−０５６７９０号公報

しかしながら、上記特許文献に開示された発明では、回転計センサの交換または点検を実施する度に、消音器および空気案内ケーシングを開放しなければならず（取り外さなければならず）、回転計センサの交換または点検を容易かつ迅速に実施することができないといった問題点があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、回転計センサの交換または点検を容易かつ迅速に実施することができる回転計センサの取付構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る回転計センサの取付構造は、回転駆動されることで外気を径方向外側に送出するコンプレッサ羽根車と、このコンプレッサ羽根車の半径方向外側を取り囲むように配置された空気案内ケーシングとを備えたコンプレッサ部と、このコンプレッサ部の上流側に設けられて、コンプレッサ部に流入する外気の吸入音を低減させる消音器とを備えた排気タービン過給機に用いられて好適な回転計センサの取付構造であって、前記消音器の中央部には、消音器の奥行き方向に貫通し、その一端部が、前記消音器を通過した外気を前記コンプレッサ羽根車の羽根に導く流入路内に突出する、中空円筒状のパイプが設けられており、前記コンプレッサ羽根車の回転数を検出する回転計センサを一端に備え、前記流入路内に突出するとともに、前記パイプに対して差し込まれ、その基端部で着脱自在に固定された保護管が設けられている。

本発明に係る回転計センサの取付構造によれば、先端に回転計センサを備えたパイプが、消音器に対して着脱自在（抜き差し自在）に構成されているので、消音器および空気案内ケーシングを開放する（取り外す）ことなく回転計センサの交換または点検を実施することができ、回転計センサの交換作業または点検作業の簡易化および効率化を図ることができて、作業時間を短縮させることができる。

上記回転計センサの取付構造において、前記回転計センサが、前記コンプレッサ羽根車の先端に取り付けられたボルトの頭部表面に形成された凸部または凹部を検出するように、前記パイプが配置されているとさらに好適である。

このような回転計センサの取付構造によれば、回転計センサが検出する対象物を、ボルトの頭部表面に容易に加工する（形成させる）ことができる凸部または凹部とすることができるので、製造コストの低減化を図ることができる。

本発明に係る回転計センサの取付構造によれば、回転計センサの交換または点検を容易かつ迅速に実施することができるという効果を有する。

以下、本発明に係る回転計センサの取付構造の一実施形態について、図１から図４を参照しながら説明する。
本実施形態に係る回転計センサの取付構造３０は、例えば、図１に示すような排気タービン過給機１に適用され得るものである。
排気タービン過給機１は、図示しない内燃機関（例えば、ディーゼルエンジンやガスタービンエンジン等）から導かれた排気ガス（燃焼ガス）によって駆動されるタービン部（図示せず）と、このタービン部により駆動されて前記内燃機関に外気２を圧送するコンプレッサ部３と、これらタービン部とコンプレッサ部３との間に設けられてこれらを支持するケーシング４とを主たる要素として構成されたものである。

ケーシング４には、一端部をタービン部側に突出させ、他端部をコンプレッサ部３側に突出させた回転軸５が挿通されている。この回転軸５は、ケーシング４に設けられた軸受６によって、回転軸線回りに回転可能に支持されている。また、ケーシング４には、潤滑油溜め（図示せず）から軸受６まで潤滑油を供給する潤滑油供給路７が設けられている。

図示しないタービン部は、前記内燃機関の排気系統に接続されて排気ガスの少なくとも一部が供給される排気ガス通路と、この排気ガス通路内に供給された排気ガスの流れを受けて回転駆動されるタービンとを有している。
タービンは、タービン・ロータと、タービン・ノズルとを備えている。タービン・ロータは、回転軸５の一端部に設けられた、円盤状のタービン・ディスクと、このタービン・ディスクの外周上に取り付けられた、翼型断面を有する複数枚のタービン・ブレードとを備えている。
また、タービン・ノズルは、複数枚のノズル・ガイド・ベーンを環状に配置して構成されたものであり、タービン・ブレードの上流側に配置されている。

排気ガス通路は、前記内燃機関の排気系統と接続されてノズル・ガイド・ベーンおよびタービン・ブレードに排気ガスを導く供給路と、タービンの半径方向外側に向かって設けられて、タービンを通過した排気ガスを系外、もしくは排気浄化装置等に導く送出路とを有している。

コンプレッサ部３は、回転駆動されることで外気２を径方向外側に送出するコンプレッサ羽根車８と、このコンプレッサ羽根車８の周囲を囲んでコンプレッサ羽根車８が送出した外気２を圧縮する渦巻き室９とを有している。
コンプレッサ羽根車８は、回転軸５の他端部に取り付けられた、略円盤状のハブ８ａと、このハブ８ａの外表面から半径方向外側に向かって延びるとともに、周方向に沿って環状に設けられた複数枚の羽根８ｂとを備えている。
コンプレッサ部３の上流側には、前記内燃機関の吸気系統に接続された消音器（サイレンサ）１０が隣接配置されており、この消音器１０を通過した外気２は、流入路１１を介してコンプレッサ羽根車８の羽根８ｂに導かれるようになっている。また、コンプレッサ部３の下流側には、図示しないインタークーラやサージタンク等が設けられており、渦巻き室９を通過した外気２は、これらインタークーラやサージタンク等を通過した後、前記内燃機関に供給されるようになっている。

消音器１０の中央部には、消音器１０の奥行き（厚さ）方向（図１において左右方向）に貫通し、その一端部が流入路１１内に突出する、中空円筒状の第１のパイプ１２が設けられている（取り付けられている）。第１のパイプ１２は、その中心軸線が、回転軸５の回転軸線に沿って延び、かつ、回転軸５の回転軸線の延長線上に位置するように配置されている。

また、第１のパイプ１２の中央部には、第１のパイプ１２の一端部（先端部）に設けられた（取り付けられた）ボス１３ａおよび第１のパイプ１２の他端部（基端部）に設けられた（取り付けられた）ボス１３ｂをそれぞれ貫通し、その一端部が流入路１１内に突出するとともに、第１のパイプ１２に対して着脱自在（抜き差し自在）に構成された、中空円筒状の第２のパイプ（以下、「保護管」という。）１４が設けられている（取り付けられている）。そして、これら第１のパイプ１２および保護管１４は、本実施形態に係る回転計センサの取付構造３０を構成している。

保護管１４は、その中心軸線が、回転軸５の回転軸線に沿って延び、かつ、回転軸５の回転軸線の延長線よりも下方に若干ずれる（偏心する）ように配置されている。すなわち、保護管１４は、図２に示すように、その中心軸線が、回転軸５の回転軸線の延長線よりも下方に若干ずれた（偏心した）ところに位置して、保護管１４の先端に取り付けた回転計センサ（例えば、渦電流式のギャップセンサ）１６が、回転軸５の一端部先端に取り付けられたキャップ２３を固定するためのボルト２２の頭部表面２２ａに形成された凸部２２ｂを（確実に）検出できる（ピックアップできる）ように配置されている。

図２に示すように、保護管１４の一端部（先端部）には、その内側（内周面）に雌ネジ部１５ａを有するボス１５が溶接接合されており、雌ネジ部１５ａには、その外側（外周面）に雄ネジ部１６ａを有する回転計センサ１６の一端部がねじ込まれている。また、ボス１５の一端面から回転軸５（図１参照）の側に突出する回転計センサ１６の中央部に位置する雄ネジ部１６ａには、その内側（内周面）に雌ネジ部１７ａを有するとともに、回転計センサ１６がボス１５に対して回転してしまうことを防止するロック用ナット１７がねじ込まれており、回転計センサ１６とロック用ナット１７との間には、その表面が回転計センサ１６の一端面と密着し、その裏面がロック用ナット１７の一端面と密着して、ロック用ナット１７の回転を防止する座金１８が配置されている。さらに、回転計センサ１６の他端部には、その内側（内周面）に雌ネジ部１９ａを有するとともに、回転計センサ１６のセンサ部（検出部）を保護する保護用ナット１９がねじ込まれているとともに、溶接接合されている。

図３に示すように、保護管１４の他端部（基端部）には、その外側（外周面）の一部に雄ネジ部２０ａを有する中空のボルト２０が溶接接合されており、雄ネジ部２０ａは、ボス１３ｂの内側（内周面）に形成された雌ネジ部（図示せず）と螺合している（図１参照）。また、雄ネジ部２０ａには、その内側（内周面）に雌ネジ部（図示せず）を有するとともに、ボルト２０および保護管１４がボス１３ｂに対して回転してしまうことを防止するロック用ナット２１（図１参照）がねじ込まれている。
なお、ボス１３ａの内側（内周面）および保護管１４の外側（外周面）にはネジ部は形成されていない。

図４に示すように、回転軸５の一端部先端には、ボルト２２を介してキャップ２３が取り付けられており、ボルト２２の頭部表面２２ａには、平面視正三角形状を有するとともに、回転計センサ１６が（確実に）検出し得る突量（ギャップ）を有する凸部２２ｂが形成されている。

つぎに、保護管１４の取り付け・取り外し方法について説明する。
保護管１４および回転計センサ１６の全体を第１のパイプ１２から取り外すには、工具（例えば、スパナ）を使用して、ボス１３ｂの雌ネジ部とボルト２０の雄ネジ部２０ａとの螺合が解けるまでボルト２０を弛める（一方向（例えば、時計方向）に回転させる）。
そして、ボス１３ｂの雌ネジ部とボルト２０の雄ネジ部２０ａとの螺合が解けたら、工具をボルト２０の頭部から外し、ボルト２０の頭部を手指で掴んで（把持して）、保護管１４および回転計センサ１６の全体を第１のパイプ１２から引き抜く（引っ張り出す）。

保護管１４および回転計センサ１６の全体を第１のパイプ１２に取り付けるには、ボルト２０および保護管１４を手指で掴んで（把持して）、第１のパイプ１２内（より詳しくは、ボス１３ａ，１３ｂ内）に差し込んでいき（挿入していき）、ボス１３ｂの雌ネジ部とボルト２０の雄ネジ部２０ａとが螺合し始めたら、工具（例えば、スパナ）を使用して、保護用ナット１９の一端面（先端面）が凸部２２ｂの表面と接触するまで（に当たるまで）ボルト２０を締める（他方向（例えば、反時計方向）に回転させる）。
そして、保護用ナット１９の一端面が凸部２２ｂの表面と接触したら、保護用ナット１９の一端面と凸部２２ｂの表面との間に所定の隙間（ギャップ）ができるように、ボルト２０を弛める。

本実施形態に係る回転計センサの取付構造３０によれば、先端に回転計センサ１６を備えた保護管１４が、消音器１０の中央部に設けられた第１のパイプ１２に対して着脱自在（抜き差し自在）に構成されているので、消音器１０、およびコンプレッサ羽根車８の半径方向外側を取り囲むように配置された空気案内ケーシング２４を開放する（取り外す）ことなく回転計センサ１６の交換または点検を実施することができ、回転計センサ１６の交換作業または点検作業の簡易化および効率化を図ることができて、作業時間を短縮させることができる。

また、本実施形態に係る回転計センサの取付構造３０によれば、回転計センサ１６が検出する対象物を、ボルト２２の頭部表面２２ａに容易に加工する（形成させる）ことができる凸部２２ｂとすることができるので、製造コストの低減化を図ることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、適宜必要に応じて変形実施、変更実施することができる。
例えば、凸部２２ｂの代わりに、ボルト２２の頭部表面２２ａに、平面視正三角形状を有するとともに、回転計センサ１６が（確実に）検出し得る凹み量（ギャップ）を有する凹部を形成させることもできる。
また、ボルト２２の頭部表面２２ａに設けられたこれら凸部２２ｂおよび凹部の平面視形状は、正三角形状に限定されるものではなく、回転計センサ１６が検出し得る形状であれば、いかなる形状であってもよい。
さらに、これら凸部２２ｂおよび凹部は、ボルト２２の頭部表面２２ａ以外の場所、例えば、キャップ２３の頂部表面に形成させることもできる。

本発明の一実施形態に係る回転計センサの取付構造を具備した排気タービン過給機の縦断面図である。 図１に示す回転計センサの取付構造の要部拡大図である。 図１に示す保護管を拡大して示した側面図である。 図１に示すキャップを拡大して示した斜視図である。

符号の説明

１ 排気タービン過給機
２ 外気
３ コンプレッサ部
８ コンプレッサ羽根車
１０ 消音器
１４ 保護管（パイプ）
１６ 回転計センサ
２２ ボルト
２２ａ 頭部表面
２２ｂ 凸部
２４ 空気案内ケーシング
３０ 回転計センサの取付構造

Claims (2)

1. 回転駆動されることで外気を径方向外側に送出するコンプレッサ羽根車と、このコンプレッサ羽根車の半径方向外側を取り囲むように配置された空気案内ケーシングとを備えたコンプレッサ部と、
   このコンプレッサ部の上流側に設けられて、コンプレッサ部に流入する外気の吸入音を低減させる消音器とを備えた排気タービン過給機に用いられて好適な回転計センサの取付構造であって、
   前記消音器の中央部には、消音器の奥行き方向に貫通し、その一端部が、前記消音器を通過した外気を前記コンプレッサ羽根車の羽根に導く流入路内に突出する、中空円筒状のパイプが設けられており、
   前記コンプレッサ羽根車の回転数を検出する回転計センサを一端に備え、前記流入路内に突出するとともに、前記パイプに対して差し込まれ、その基端部で着脱自在に固定された保護管が設けられていることを特徴とする回転計センサの取付構造。
2. 前記回転計センサが、前記コンプレッサ羽根車の先端に取り付けられたボルトの頭部表面に形成された凸部または凹部を検出するように、前記パイプが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転計センサの取付構造。

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