JPH02123937A - ターボチャージャ用電動機構 - Google Patents
ターボチャージャ用電動機構Info
- Publication number
- JPH02123937A JPH02123937A JP27530488A JP27530488A JPH02123937A JP H02123937 A JPH02123937 A JP H02123937A JP 27530488 A JP27530488 A JP 27530488A JP 27530488 A JP27530488 A JP 27530488A JP H02123937 A JPH02123937 A JP H02123937A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- casing
- rotor
- case
- rotating shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
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。
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、エンジンの排気エネルギーにより駆動される
ターボチャージャに電動機構を配置して、電動/発電動
作をさせるターボチャージャ用電動機構に関する。
ターボチャージャに電動機構を配置して、電動/発電動
作をさせるターボチャージャ用電動機構に関する。
(従来の技術)
エンジンの排出する排気ガスエネルギーによりタービン
を駆動し、該タービンの回転軸にコンプレッサを取付け
てエンジンの過給を行うターボチャージャは古くから知
られている。
を駆動し、該タービンの回転軸にコンプレッサを取付け
てエンジンの過給を行うターボチャージャは古くから知
られている。
そして、タービンの回転軸に電動/発電作動する電動機
構を配置し、遠心力による破壊防止用の外筒を有する永
久磁石を回転子として回転軸に設け、回転軸と永久磁石
との間に断熱部分を設けたターボチャージャ用発電機の
提案が特開昭62−254649号公報に示されている
。
構を配置し、遠心力による破壊防止用の外筒を有する永
久磁石を回転子として回転軸に設け、回転軸と永久磁石
との間に断熱部分を設けたターボチャージャ用発電機の
提案が特開昭62−254649号公報に示されている
。
第5図はこの種の回転子の一例の断面図であり、回転軸
1にはカップ状のケース4aが取付けられ、内部に強力
な残留磁気を有する永久磁石Mが収納されて蓋部4bが
ケース4aにかしめによって固着されており、ターボチ
ャージャの運転時には10万〜20万rpm程度の高速
度で回転子が駆動され、電wJmまたは発電機として動
作している。
1にはカップ状のケース4aが取付けられ、内部に強力
な残留磁気を有する永久磁石Mが収納されて蓋部4bが
ケース4aにかしめによって固着されており、ターボチ
ャージャの運転時には10万〜20万rpm程度の高速
度で回転子が駆動され、電wJmまたは発電機として動
作している。
そして、永久磁石Mの材質にはCo−B−Fe系の強磁
性体が使用され、外筒となるケースにはT I−A I
−B系の合金が採用されて、加減速応答を良好にするた
め、慣性モーメントをなるべく小にするよう計られてい
る。
性体が使用され、外筒となるケースにはT I−A I
−B系の合金が採用されて、加減速応答を良好にするた
め、慣性モーメントをなるべく小にするよう計られてい
る。
(発明が解決しようとする課題)
上述の回転子の例における永久磁石の素材の3張強度は
僅か4〜5 K g / m m ”程度で機械的に弱
く、またケースの合金の引張強度は100K g /
m m ”以上で、その比重は4.8程度であるが、ヤ
ング率が1 、 1””K g / c m’程度の低
い値である。
僅か4〜5 K g / m m ”程度で機械的に弱
く、またケースの合金の引張強度は100K g /
m m ”以上で、その比重は4.8程度であるが、ヤ
ング率が1 、 1””K g / c m’程度の低
い値である。
したがって、電動機構の作動により回転子が超高速回転
を行うと、永久磁石、ケースともに強力な遠心力を受け
、永久磁石がその強度不足のため第6図のように半径方
向に亀裂を生じたり、ケースはヤング率が低いので永久
磁石の遠心力により第7図のように外周方向に膨らむよ
う変形を生じ、弾性変位内を越えて塑性変形を生ずる欠
点がある。なお、ケースの変形が弾性限界内でも回転軸
に対して非対象となると、バランスが変化して振動が生
じ、高速回転のため破損に至るという虞がある。
を行うと、永久磁石、ケースともに強力な遠心力を受け
、永久磁石がその強度不足のため第6図のように半径方
向に亀裂を生じたり、ケースはヤング率が低いので永久
磁石の遠心力により第7図のように外周方向に膨らむよ
う変形を生じ、弾性変位内を越えて塑性変形を生ずる欠
点がある。なお、ケースの変形が弾性限界内でも回転軸
に対して非対象となると、バランスが変化して振動が生
じ、高速回転のため破損に至るという虞がある。
そして、永久磁石に加わる遠心力を減するため、永久磁
石の直径を小にしケースの肉厚を増大することも考えら
れるが、磁気抵抗が増して電動機構の電磁特性が劣化す
ることになり、また合金のケースに代えてカーボンファ
イバーなどの使用もあるが、この場合コストの点や、現
時点での技術開発が難しいという問題がある。
石の直径を小にしケースの肉厚を増大することも考えら
れるが、磁気抵抗が増して電動機構の電磁特性が劣化す
ることになり、また合金のケースに代えてカーボンファ
イバーなどの使用もあるが、この場合コストの点や、現
時点での技術開発が難しいという問題がある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、
その目的は電動機構の回転子が超高速回転にて駆動され
ても、その変形や永久磁石の破損が生じないようなター
ボチャージャ用電動機構を提供することにある。
その目的は電動機構の回転子が超高速回転にて駆動され
ても、その変形や永久磁石の破損が生じないようなター
ボチャージャ用電動機構を提供することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明によれば、タービンの回転軸にカップ状のケース
を配置し内部に永久磁石を収納した回転子を有するター
ボチャージャの電動機構において、前記ケースの素材に
高張力、かつ低変位量特性を有するサーメット材を採用
するとともに、該ケース内に永久磁石を圧入したターボ
チャージャ用電動機構が提供される。
を配置し内部に永久磁石を収納した回転子を有するター
ボチャージャの電動機構において、前記ケースの素材に
高張力、かつ低変位量特性を有するサーメット材を採用
するとともに、該ケース内に永久磁石を圧入したターボ
チャージャ用電動機構が提供される。
(作用)
本発明では回転子の永久磁石のケースに高張力・低変位
量のサーメット材を採用して、内部に永久磁石を圧入し
たので、永久磁石側に大きな圧縮応力を与えることがで
き、超高速回転時にはケース自体の変形が防止できると
ともに、永久磁石の遠心力による破損を抑圧しようとす
る作用がある。
量のサーメット材を採用して、内部に永久磁石を圧入し
たので、永久磁石側に大きな圧縮応力を与えることがで
き、超高速回転時にはケース自体の変形が防止できると
ともに、永久磁石の遠心力による破損を抑圧しようとす
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。
する。
第4図は本発明の実施例が適用されるターボチャージャ
の断面図であり、同図において、2はタービンで回転軸
1を有し、ターボチャージャ本体にベアリングla、l
bにより軸支されており、排気人口2aから圧送される
排気ガスとタービンハウジング2bによりタービン2が
そのエネルギーを受けて回転駆動され、駆動後の排気ガ
スは排気出口2Cから外部に排出される。
の断面図であり、同図において、2はタービンで回転軸
1を有し、ターボチャージャ本体にベアリングla、l
bにより軸支されており、排気人口2aから圧送される
排気ガスとタービンハウジング2bによりタービン2が
そのエネルギーを受けて回転駆動され、駆動後の排気ガ
スは排気出口2Cから外部に排出される。
3はコンプレッサで、回転軸1に配置されてタービン2
のトルクにより駆動されるもので、吸気人口3aから吸
入した外気をコンプレッサハウジング3b内にて圧縮し
、吸気出口3Cから送出してエンジンに過給するもので
ある。
のトルクにより駆動されるもので、吸気人口3aから吸
入した外気をコンプレッサハウジング3b内にて圧縮し
、吸気出口3Cから送出してエンジンに過給するもので
ある。
4は電動機構MGの回転子で、タービン2とコンプレッ
サ3との間の回転軸1に配置され、永久磁石Mを有する
回転子4がタービントルクにより駆動されると、対応す
る固定子6の巻線6aに起電力が生じて電動機構MGの
発電作動が行われ、また固定子6の巻線6aに電力が供
給されると、回転子4が回転駆動され電動機構MGが電
動機として作動してコンプレッサ3の回転を付勢するこ
とにより、その過給作動が助勢されるものである。
サ3との間の回転軸1に配置され、永久磁石Mを有する
回転子4がタービントルクにより駆動されると、対応す
る固定子6の巻線6aに起電力が生じて電動機構MGの
発電作動が行われ、また固定子6の巻線6aに電力が供
給されると、回転子4が回転駆動され電動機構MGが電
動機として作動してコンプレッサ3の回転を付勢するこ
とにより、その過給作動が助勢されるものである。
第1図は本発明の一実施例の電動機構の回転子の断面図
である。同図において、1はタービンにより駆動される
回転軸であり、強力な残留磁気力を有する永久磁石Mが
カップ状のケースCの内部に圧入され、ケースCの開口
部には蓋部りが嵌合されて、回転軸上に永久磁石Mが固
着されている。
である。同図において、1はタービンにより駆動される
回転軸であり、強力な残留磁気力を有する永久磁石Mが
カップ状のケースCの内部に圧入され、ケースCの開口
部には蓋部りが嵌合されて、回転軸上に永久磁石Mが固
着されている。
ケースCと蓋部りとはセラミックスの粉末と金属の粉末
とを圧縮成形して焼結したサーメット材からなり、ケー
スCの開口部分に設けた嵌合部に蓋部りの周縁部が離脱
しないよう嵌合されている。
とを圧縮成形して焼結したサーメット材からなり、ケー
スCの開口部分に設けた嵌合部に蓋部りの周縁部が離脱
しないよう嵌合されている。
本実施例に用いたサーメット材は第2図に応力−ひすみ
特性を示すが、チタン合金や鋼材に比して、加わる荷重
に対してのひずみ量の少ないものでありまた、第3図の
応力−繰返し回数特性(S−N線図)のようにチタン合
金より、繰返し回数に対する疲労の特性も良好である。
特性を示すが、チタン合金や鋼材に比して、加わる荷重
に対してのひずみ量の少ないものでありまた、第3図の
応力−繰返し回数特性(S−N線図)のようにチタン合
金より、繰返し回数に対する疲労の特性も良好である。
したがって、このような特性を有するサーメット材のケ
ースCに永久磁石Mを圧入した回転子は、永久磁石Mの
弾性率との関係で、ケース側の応力は小さいが、永久磁
石側には十分大きな圧縮応力を加えることが可能であり
、超高速回転時に永久6u石に加わる強大な遠心力に対
しても、永久6n石のひずみを抑えてその破損を防止で
きるものである。
ースCに永久磁石Mを圧入した回転子は、永久磁石Mの
弾性率との関係で、ケース側の応力は小さいが、永久磁
石側には十分大きな圧縮応力を加えることが可能であり
、超高速回転時に永久6u石に加わる強大な遠心力に対
しても、永久6n石のひずみを抑えてその破損を防止で
きるものである。
このように構成された本実施例の作動についてつぎ・に
説明する。
説明する。
エンジンの運転により排気人口2aから圧送される排気
ガスのエネルギーによってタービン2が高速度に回転駆
動され、回転軸lに取付けられたコンプレッサ3は吸気
人口から外気を吸気して圧縮しエンジンに過給気を圧送
する。
ガスのエネルギーによってタービン2が高速度に回転駆
動され、回転軸lに取付けられたコンプレッサ3は吸気
人口から外気を吸気して圧縮しエンジンに過給気を圧送
する。
一方タービン2のトルクにより回転子1が高速駆動され
て、回転軸1に取付けられた永久磁石Mも強力な遠心力
を受けるが、高張力・低変位量のサーメット材のケース
に圧入されて周囲より圧縮応力が加わっているため、永
久磁石のひずみが抑えられて、ケース自体の変形や永久
磁石の破損が防止できることになる。
て、回転軸1に取付けられた永久磁石Mも強力な遠心力
を受けるが、高張力・低変位量のサーメット材のケース
に圧入されて周囲より圧縮応力が加わっているため、永
久磁石のひずみが抑えられて、ケース自体の変形や永久
磁石の破損が防止できることになる。
したがって、丈夫な回転子の円滑な高速回転により電動
機構の発電または、電力供給時の電動作動が効率よく行
われることになる。
機構の発電または、電力供給時の電動作動が効率よく行
われることになる。
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。
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、ターボチャージャ用の電動機構の回転
子として、高張力・低変位特性を有するサーメット材か
らなるカップ状のケースに永久磁石を圧入したので、外
周方向より永久磁石に大ぎな圧縮応力を与えることがで
き、回転子が超高速回転で回転作動時の永久磁石に加わ
る強力な遠心力に耐えて、ケースの変形や永久磁石の破
損などの障害の発生が防止できる効果がある。
子として、高張力・低変位特性を有するサーメット材か
らなるカップ状のケースに永久磁石を圧入したので、外
周方向より永久磁石に大ぎな圧縮応力を与えることがで
き、回転子が超高速回転で回転作動時の永久磁石に加わ
る強力な遠心力に耐えて、ケースの変形や永久磁石の破
損などの障害の発生が防止できる効果がある。
また、ケースに用いるサーメット材は高張力の材質のた
め、ケースの肉厚を増す必要がなく、したがって直径の
大ぎい永久磁石が使用できるので、効率のよい電ff、
D m構が得られる効果も生ずる。
め、ケースの肉厚を増す必要がなく、したがって直径の
大ぎい永久磁石が使用できるので、効率のよい電ff、
D m構が得られる効果も生ずる。
第1図は本発明の一実施例の電動機構の回転子の断面図
、第2図は各種素材の応力−ひすみ特性図、第3図は各
種素材の応力−繰返し回数特性図、第4図は本実施例が
適用されるターボチャージャの一例を示す断面図、第5
図は従来の回転子の一例の断面図、第6図および第7図
は回転子の故障例を示す説明図である。 1・・・回転軸、2・・・タービン、4・・・回転子、
MG・・・電動機構、M・・・永久磁石、C・・・ケー
ス。 特許出願人 いすX自動車株式会社 代 理 人 弁理士 辻 實〜−
→ 、□i
、第2図は各種素材の応力−ひすみ特性図、第3図は各
種素材の応力−繰返し回数特性図、第4図は本実施例が
適用されるターボチャージャの一例を示す断面図、第5
図は従来の回転子の一例の断面図、第6図および第7図
は回転子の故障例を示す説明図である。 1・・・回転軸、2・・・タービン、4・・・回転子、
MG・・・電動機構、M・・・永久磁石、C・・・ケー
ス。 特許出願人 いすX自動車株式会社 代 理 人 弁理士 辻 實〜−
→ 、□i
Claims (1)
- タービンの回転軸にカップ状のケースを配置し内部に永
久磁石を収納した回転子を有するターボチャージャの電
動機構において、前記ケースの素材に高張力、かつ低変
位量特性を有するサーメット材を採用するとともに、該
ケース内に永久磁石を圧入したことを特徴とするターボ
チャージャ用電動機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27530488A JPH02123937A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | ターボチャージャ用電動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27530488A JPH02123937A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | ターボチャージャ用電動機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02123937A true JPH02123937A (ja) | 1990-05-11 |
Family
ID=17553572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27530488A Pending JPH02123937A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | ターボチャージャ用電動機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02123937A (ja) |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP27530488A patent/JPH02123937A/ja active Pending
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