JPH0192526A - 回転電機付ターボチャージャ - Google Patents

回転電機付ターボチャージャ

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JPH0192526A
JPH0192526A JP62247587A JP24758787A JPH0192526A JP H0192526 A JPH0192526 A JP H0192526A JP 62247587 A JP62247587 A JP 62247587A JP 24758787 A JP24758787 A JP 24758787A JP H0192526 A JPH0192526 A JP H0192526A
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magnetic
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Shinji Hara
真治 原
Yoshihisa Koizumi
芳久 小泉
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K11/01Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
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    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、内燃機関の排気エネルギにより駆動される回
転電機付ターボチャージャに関する。
(従来の技術) 近年、内燃機関の排気ガスのエネルギによって駆動され
る排気タービンと、該タービンの駆動によってシリンダ
内に吸気過給するコンプレッサとを備えたターボチャー
ジャが多用され、その回転軸に回転電機を設け、該回転
電機を電動機運転させることによフて内燃機関の低速重
負荷時において内燃機関の吸気を過給して助勢すると共
に、軽負荷時には発電機運転によって生ずる電力をバッ
テリに充電するターボチャージャが開発されている。
この種の回転電機を付設したターボチャージャとして、
内燃機関の運転状態に応じて電動機または発電機として
作動させる内燃機関のターボチャージャの提案が特開昭
60−195329号公報に開示されている。
また、特願昭61−95970号には回転電機の回転子
の構造と断熱部分の構成とを提案したターボチャージャ
用発電機が示されている。
(発明が解決しようとする問題点) 上述の内燃機関のターボチャージャの提案や、ターボチ
ャージャ用発電機の提案においては、永久磁石を備えた
回転子の磁極の位置を検出する手段を欠いているため、
回転電機を高速に回転駆動するとき、対応する固定子の
供給電力の位相制御が不能にて、高能率にて駆動させる
ことが困難な欠点を有している。
このため、磁気式センサや光方式センサを回転体に取付
けた検出装置が用いられているが、回転電機を持つター
ボチャージャの場合、回転子としてシャフトに強力な永
久磁石が取付けられており、また、電動機運転する場合
、固定子のコイルに大電流を流すため、磁気式センサが
強力な磁界の影響を受けてしまい、正確な回転子の位置
検出が不可能となるという欠点があフた。
他方、光ファイバを用いた光方式センサの場合、磁界に
よる影響を全く受けない点がその長所であるが、他方、
オイルやダストによる汚れの影響を受は易く、長時間の
運転を行う間に出力信号が極端に低下し、回転子の位置
検出が不可能となるという問題点があった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的
は磁気式センサの場合は永久磁石及びコイルによる磁界
の影響を受けない構造とすることにより、磁気式センサ
による高精度の位置検出を可能とし、また、光方式セン
サの場合には密閉構造として前記の欠点を除去しようと
する回転電機付ターボチャージャを提供しようとするも
のである。
(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、内燃機関の排気エネルギにより駆動さ
れ吸気を過給するターボチャージャの回転軸に永久磁石
を有する回転子を設けた回転電機付ターボチャージャに
おいて、前記永久磁石の磁極位置に対応する被検出手段
を回転部分に設けるとともに、該被検出手段の回転時の
位置を検出する検出手段を固定部分に設け、さらに前記
検出手段の検出作動を保護し被検出手段以外の影響から
遮蔽する遮蔽手段を設けた回転型機付ターボチャージャ
を提供できる。
(作用) 本発明では、ターボチャージャの回転部分に、回転子の
永久磁石の磁極位置に対応する被検出手段として、永久
磁石、未着磁の磁性体を設けるかまたは光反射率の異な
る処理を行い、さらに被検出手段と対応する検出手段と
を遮蔽手段を用いて、検出信号のS/N比を高める遮蔽
を行ったので、十分な強度の信号が得られて、回転中の
磁極位置が適確に検出できる作用がある。
(実施例) つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す説明図であり、タ
ーボチャージャのコンプレッサインペラと回転電機との
部分の断面を示し、その右方にはタービンインペラが取
付けられるものである。
図において、1はコンプレッサインペラで図示していな
いエンジンの吸気を過給するもので、排気エネルギによ
って回転駆動されるタービンインペラの回転が回転軸4
を介してコンプレッサインペラ1に伝達されるものであ
る。
3は回転子、7は固定子で回転電機を構成するもので、
回転子3は強力な磁気力を保有する永久磁石よりなり、
固定子7はコイルを有し電動機作動時には該コイルに電
流を供給し、発電機作動時には該コイルの誘起電力を外
部に取出すものである。、2はスペーサであり、回転子
4とコンプレッサインペラ1との間に設けられ、これら
の両部材の間を所定の間隔に保持するとともに、ナツト
41の締付けにより回転子4とコンプレッサインペラ1
との対応する相互位置は固定されるよう構成されている
5はコンプレッサインペラ1のブレードの背面に埋設さ
れた検出用永久磁石であり、例えば回転子4の永久磁石
のN極とS極とが2極の場合は、N、S極のそれぞれの
磁極位置に対応して、第1図(b)に示す位置にそれぞ
れ設けられている。
6は磁気センサで、その基部がターボチャージャの筐体
に取付けられ、先端部の検出コイルを有するセンサが磁
界変化に対応して信号を発するものであり、コンプレッ
サインペラ1の回転による検出用永久磁石5の駆動にて
生ずる磁界の変化を検出してその出力信号は固定子7の
コイルに接続された制御装置に人力されている。
8は遮蔽板で強磁性体の薄板よりなり、図示していない
ターボチャージャの筐体に取付けられ、回転子3の永久
磁石の回転による磁界変化や、固定子7のコイルの電流
変化による磁界の変化の影響を遮蔽板8にて吸収し、こ
れらの磁気変化により磁気センサ6にて発生するノイズ
を抑制するよう構成されている。
このように構成された本実施例においては、ターボチャ
ージャが排気エネルギにより駆動されて、コンプレッサ
インペラ1と回転子3が回転されると、コンプレッサイ
ンペラ1に埋設された検出用永久磁石5も回転するため
、磁気センサ6が磁界の変化を検出して信号を制御装置
に発信する。そして、この発信された信号は回転子3の
磁極の回転位置と対応するため、回転子3の回転中の磁
界の変化やその位相が正確に検出できることになり、さ
らに、遮蔽板8により回転子3の永久磁石や、固定子7
のコイルによる磁界の変化は抑制されているため、S/
N比の良好な検出信号が得られることになる。なお、コ
ンプレッサインペラ1が超高速回転時においても、検出
用永久磁石5は埋設されているため、遠心力による影響
は少なく、回転バランスの調整も容易となるものである
第2図は本発明の第2の実施例を示す説明図であり、第
1の実施例における検出用永久磁石5の代りにアモルフ
ァスの珪素鋼材の薄層51を設けたもので、第1図に示
す部材と同一のものは同一の符号を付しである。
第2図に示す11はコンプレッサインペラであり、非磁
性体の例えばアルミニウム合金よりなるもので、回転子
3の永久磁石のN極、S極の磁極と対応するラジアル方
向の位置には第2図(b)のようにアモルファスの珪素
鋼材よりなる薄膜51が強固に蒸着されている。61は
磁気センサで、それ自身が磁極および検知コイルを持つ
もので磁気センサ61の近傍に磁性体が近づくことによ
り変化する磁場の変化を検知して、検知コイルが信号を
図示していない制御装置に送出するよう構成されている
このように構成された第2の実施例においては、コンプ
レッサインペラ11と回転子3が回転駆動されると、コ
ンプレッサインペラ11に貼着されたアモルファスの珪
素鋼材の薄層51も回転されることになり、磁気センサ
61の近傍を通過する非磁性体のアルミニウム合金と、
強磁性体の薄膜51との影響により磁場の変化を生じて
、薄膜51の通過の度ごとに磁気センサ61が検知信号
を発信する。そしてこの発信は回転子3の磁極の回転位
置と対応するため、回転子3の回転中の磁極位置が正確
に把握できるものである。
第3図は本発明の第3の実施例を示す説明図であり、検
出用永久磁石をコンプレッサインペラと締付ナツトの間
に設けた一例を示すものであり、前記の第1図と同一の
部分には同一の符号をつけである。
第3図において、52は回転軸4に取付けられた円筒状
の検出用永久磁石で、コンプレッサインペラ12の先端
にナツト41で回転軸4に固着するよう締付けられたも
のであり、該検出用永久磁石52は外周面に薄肉状の非
磁性体よりなり保護リング53を有し、ターボチャージ
ャが超高速度に回転駆動されても遠心力により検出用永
久磁石52が破損しないよう構成されている。そして、
検出用永久磁石52の着磁は回転子3の永久磁石の極性
や磁極方向と対応して同一の半径方向の磁力線分布を示
すよう着磁されている。
62は磁気センサで内部に検出コイルを有し、回転する
検出用永久磁石52の磁界変化を検出するもので、検出
した信号は図示していない制御装置に送信する。
このように構成された第3の実施例においては前記の第
1の実施例の作動と同様に、回転子3の回転中の磁界変
化に対応する検出用永久磁石52による磁界変化が検出
でき、また遮蔽板8の作用にて回転子3や固定子7から
の磁界から遮蔽できS/N比の大きい検出信号が得られ
ることになる。
第4図は本発明の第4の実施例を示す説明図で、突起を
有する検出用磁性体をコンプレッサインペラと、締付ナ
ツトとの間に設けた一例を示すもので、第2図と同一の
部分には同一の符号をつけである。
第4図において、54は回転軸4に取付けられたリング
状の検出用磁性体で、コンプレッサインペラ11の先端
にナツト41にて回転軸4に固着するよう締付けられて
いる。そして、該検出用磁性体54の外周部には、回転
子3の永久磁石の磁極位置と対応するラジアル方向に突
出する突起部55が設けられている。
このように構成された第4の実施例においては、コンプ
レッサインペラ11と回転子3が回転駆動されると、検
出用磁性体54の突起部55が磁気センサ61の近傍を
通過するごとに、磁界の変化を感知して検出信号を発す
ることになり、回転子3の磁極の回転位置が検知される
ことになる。
なお第5図は突起部を設けた座付ナツトを示す斜視図で
あり、磁性体よりなる図示の座付ナツトを前記の検出用
磁性体54とナツト41の代りに用いることにより同様
な作用が得られるものである。
第6図は本発明の第5の実施例を示す説明図で、スペー
サまたは回転子の部分に光の反射率の異なる処理をして
、光ファイバを用いて反射率の変化によって回転子の回
転を検出するものである。同図において、21はスペー
サで回転子31とコンプレッサインペラ11との間に設
けられ、ナツト41により回転子31やコンプレッサイ
ンペラ11とともに回転軸4上に固着されている。
そして、第6図(b)に示すようにスペーサ21の外周
面は光の反射率が異なるように例えば白色と黒色の塗装
、または滑面メツキ処理と無反射エツチング処理がなさ
れており、これらの塗装または上記の処理は回転子31
の磁極の着磁方向に対応するよう処理されている。9は
光ファイバで、スペーサ21の外周面の光の反射率の変
化を検出するもので、図示していない制御装置に信号を
送出する。なお、10はタービン側からの排気ガスの侵
入を防止するシールリングである。
また、回転子31は着磁されて磁極の方向に対応してそ
の側面部が反射率が異なるよう表面処理された回転子で
、光ファイバ91により反射率の変化が検出されるもの
である。したがって、スペーサ21と光ファイバ9の組
合せ、または回転子31と光ファイバ91の組合せのど
ちらか一方の組合せにより、回転子の磁極の変化位置が
検知できるものである。
このような第5の実施例においては、回転系に余分な部
品を取付ける必要がなく、高速回転によるオイルの飛沫
やダストの影響による出力信号の低下が少ないので、長
時間に渉って安定した信号が得られることになる。
以上本発明を上述の実施例によって説明したが、本発明
の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを本
発明の範囲から排除するものではない。
(発明の効果) 本発明によれば、ターボチャージャの回転部分に回転子
の永久磁石の磁極位置に対応する被検出手段を設け、固
定部分には被検出手段の回転位置の検出自在な検出手段
を設けるとともに、これら被検出手段と検出手段とを外
部よりの悪影響から遮蔽する遮蔽手段を設けたので、回
転子の磁極位置が適確に検出でき、さらに遮蔽手段によ
りS/N比の良好な検出信号が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す説明図、第2図は
本発明の第2の実施例を示す説明図、第3図は本発明の
第3の実施例を示す説明図、第4図は本発明の第4の実
施例を示す説明図、第5図は座付ナツトの斜視図、第6
図は本発明の第5の実施例を示す説明図である。 1.11,12.・・・コンプレッサインペラ、3・・
・回転子、4・・・回転軸、5.52・・・検出用永久
磁石、6,61.62・・・磁気センサ、8・・・遮蔽
板、51・・・薄層、54・・・検出用磁性体、9゜9
1・・・光ファイバ。 特許出願人 いすy自動車株式会社 代 理 人 弁理士 辻    實 手 続 ネ甫 正 書(自発) 昭和6z年/λ月よ2日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 2、発明の名称 回転電機付ターボチャージャ 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 東京部品用区南犬井6丁目22番10号ジ ド
ウシャ 名 称 いすX自動車株式会社 トビ  ャ7  カズ  オ 代表者  飛 山 −男 4、代理人 住 所 〒101東京都千代田区神田小川町3−146
、補正の対象 明細書の7特許請求の範囲Jの欄、r発明の詳細な説明
Jの欄 7、補正の内容 別紙の通り (1)特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 (2)明細書第4頁第4〜9行目の「他方、・・・問題
点があった。」を削除する。 (3)明細書第4頁第11行目の「磁気式センサの場合
は」を「磁気式センサにおいて」と訂正する。 (4)明細書第4頁第13〜17行目の「磁気式センサ
による・・・するものである。」を次のように訂正する
。 「磁気式センサによる高精度の位置検出を行おうとする
回転電機付ターボチャージャを提供するものである。」 (5)明細書第4頁第19〜20行、第5頁第1〜8行
目のr本発明によれば、・・・提供できる。」を次のよ
うに訂正する。 「本発明によれば、内燃機関の排気エネルギにより駆動
されるターボチャージャの回転軸に永久磁石を有する回
転子を設けた回転電機付ターボチャージャにおいて、前
記永久磁石の磁極位置に対応する被検出用永久磁石の磁
極部分をコンプレッサインペラに設けるとともに、該磁
極部分の回転時の位置を検出する検出手段を固定部分に
設け、さらに前記検出手段の検出作動を外部磁界の影響
から遮蔽する遮蔽手段を備えた回転電機付ターボチャー
ジャを提供できる。」 (6)明細書の第5頁第11〜15行目の「回転子の・
・・用いて、」を次のように訂正する。 「回転子の永久磁石の磁極位置に対応する被検出用永久
磁石を取付けるとともに、外部磁界の影響から遮蔽して
、」 2、特許請求の範囲 内燃機関の排気エネルギにより駆動されるターボチャー
ジャの回転軸に永久磁石を有する回転子を設けた回転電
機付ターボチャージャにおいて、前記永久磁石の磁極位
置に対応する被検出皿未久虱旦旦亜鳳里遣をコンプレッ
サインペラに設けるとともに、該磁極部分の回転時の位
置を検出する検出手段を固定部分に設け、さらに前記検
出手段の検出作動を1星胆五の影響から遮蔽する遮蔽手
段を備えたことを特徴とする回転電機付ターボチャージ
ャ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関の排気エネルギにより駆動され吸気を過
    給するターボチャージャの回転軸に永久磁石を有する回
    転子を設けた回転電機付ターボチャージャにおいて、前
    記永久磁石の磁極位置に対応する被検出手段を回転部分
    に設けるとともに、該被検出手段の回転時の位置を検出
    する検出手段を固定部分に設け、さらに前記検出手段の
    検出作動を保護し被検出手段以外の影響から遮蔽する遮
    蔽手段を設けたことを特徴とする回転電機付ターボチャ
    ージャ。
  2. (2)前記被検出手段として検出用永久磁石を用いたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の回転電
    機付ターボチャージャ。
  3. (3)前記被検出手段として未着磁の磁性体を用いたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の回転電
    機付ターボチャージャ。
  4. (4)前記被検出手段として回転部分に光反射率の異な
    る処理を施したことを特徴とする特許請求の範囲第(1
    )項記載の回転電機付ターボチャージャ。
JP62247587A 1987-09-30 1987-09-30 回転電機付ターボチャージャ Pending JPH0192526A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62247587A JPH0192526A (ja) 1987-09-30 1987-09-30 回転電機付ターボチャージャ
EP88309114A EP0310426B1 (en) 1987-09-30 1988-09-30 Turbocharger with rotary electric machine
DE8888309114T DE3873242T2 (de) 1987-09-30 1988-09-30 Turbolader mit elektrischer drehmaschine.
US07/251,525 US4924674A (en) 1987-09-30 1988-09-30 Turbocharger with rotary electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62247587A JPH0192526A (ja) 1987-09-30 1987-09-30 回転電機付ターボチャージャ

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33512687A Division JPH0192529A (ja) 1987-12-28 1987-12-28 回転電機付ターボチャージャ
JP33512487A Division JPH0192527A (ja) 1987-12-28 1987-12-28 回転電機付ターボチャージャ
JP33512787A Division JPH0192530A (ja) 1987-12-28 1987-12-28 回転電機付ターボチャージャ
JP33512587A Division JPH0192528A (ja) 1987-12-28 1987-12-28 回転電機付ターボチャージャ

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62247587A Pending JPH0192526A (ja) 1987-09-30 1987-09-30 回転電機付ターボチャージャ

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US (1) US4924674A (ja)
EP (1) EP0310426B1 (ja)
JP (1) JPH0192526A (ja)
DE (1) DE3873242T2 (ja)

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