JPH02123939A - ターボチャージャ用電動機構 - Google Patents

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、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。

（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。

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
。

第６図はこの種の回転子の一例の断面図であり、回転軸
１には例えばチタン材からなるカップ状のケース４ａが
取付けられ、内部に強力な歿留磁気を有する永久磁石Ｍ
が収納されてチタン材の蓋部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、電動機または発電機として動作している。

（発明が解決しようとする課題） 上述のような回転子においては、ケースや蓋部に遠心力
に耐える強力な素材が使用されているが、回転子の回転
数が超高速回転となると、永久磁石を収納したケースが
変形して、アンバランスを生じるばかりか、内部の永久
磁石に働く遠心力に耐えられず、ケースや蓋部が第７図
（ａ、ｂ）のような変形が生ずる虞がある。また、ケー
スや蓋部の変形とともに永久磁石が内部で第８図のよう
に破損すると磁気力も集中されず、固定子に対する磁気
力も減磁されて電動機または発電機としての効率が低下
するという欠点が生ずる。

なお、第７図（ａ）は回転子に働く遠心力により、ケー
スの一部が外方向に変形したもの、（ｂ）は蓋部がケー
スから外れて回転軸の外方向に突出したものを示す。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的は超高速回転にも耐え得るような回転子を備え
た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、カップ状のケースと蓋部とを接合して
永久磁石を収納した回転子をタービン軸に配置したター
ボチャージャ用Ｍ、動機構において、前記の永久磁石の
ケースと蓋部との接合部分に互いに嵌合する嵌合部を設
けるとともに、該嵌合部に両者の離脱不能の係着手段を
形成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と蓋部との接合
部分に嵌合部を設けて、該嵌合部にネジまたは逆テーパ
ーを形成して両者を係着させたので、回転子の高速回転
による遠心力にケースケースや蓋部が離脱することなく
耐え、その変形や収納した永久磁石の破損が保護される
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５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。

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。

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。

第１図は本発明の第１の実施例の回転子の断面図である
。同図において、Ｃはケースでカップ状の例えばチタン
材からなり、内部に永久磁石Ｍを収納するもので、カッ
プ状の開口部には嵌合部となる段状部りが設けられ、例
えば第４図（ａ）に示すように係着手段となるネジが設
けられている。

Ｌは蓋部でケースＣの開口部を覆って永久磁石Ｍを内封
するもので、ケースＣと同じ素材からなり、ケースＣと
の接合部分はケースの嵌合部のネジに対応するネジが設
けられて、両者が螺合により離脱することなく固着され
るよう形成されている。

なお、第４図（ｂ）はケースＣと蓋部りとの接合部分の
係着手段の他の形状を示すもので、逆テーパー形に形成
して、軸方向に強大な圧力をかけ、圧入によって両者が
離脱することなく係着させてもよい。

このように構成された上述の実施例の作動を説明すると
、排気人口２ａから圧送される排気ガスのエネルギーに
よりタービン２が高速度に回転駆動され、回転軸１に配
置されたコンプレッサ３は吸気人口から外気を吸気して
圧縮し、エンジンに過給する。一方タービン２のトルク
により永久磁石Ｍを有する回転子４も高速度に駆動され
て、永久磁石Ｍの回転による磁束変化によって対応する
固定子６の巻線６ａに起電力が生じ、電動機構ＭＧが発
電機として作動することになる。

そして、回転子４の高速回転による遠心力によって、永
久磁石Ｍにラジアル方向の力が加わるが、カップ状のケ
ースＣと蓋部りとが第４図（ａ、ｂ）のように強力に係
着されているため、永久磁石Ｍは強い遠心力に打勝って
ケース内部に十分に保持され、接合部分の変形や永久磁
石Ｍの破損は免れることになる。

つぎに、エンジンの急加速時や低回転高負荷時などには
電動機構ＭＧに電源を供給し、電動機として作動させて
コンプレッサ３の圧気作動を付勢して過給作動を助勢す
るが、このときも高速回転の回転子にかかる遠心力をケ
ースＣと蓋部りとの強力な係着によって抑制し、接合部
分の変形や永久磁石の破損を防止するよう作動するもの
である。

第２図は本発明の第２の実施例の回転子の断面図であり
、永久磁石を部分して収納したケースＣ１の両側面に蓋
部りを用いて接合したもので、それぞれの接合部分は前
述の第１の実施例と同様に第４図（ａ）または（ｂ）の
ように形成したものである。

第３図は第３の実施例の回転子の断面図で、回転子の外
周の中央部分で二つのケースＣ２を接合したもので、接
合部分は第４図（ａ）または（ｂ）に準じて強力に接合
したものである。

これらの第２、第３図の実施例においても、回転子の高
速回転時の遠心力に対し、ケースと蓋部、またはケース
とケースとの接合は前述のように強力に接合されている
ため、遠心力に打勝つて接合部分の変形や永久磁石の破
損は免れることになる。

以上本発明を上述の二三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
らの変形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、高速回転駆動する回転子の永久Ｅｉ１
石を格納するケースと蓋部とを段状の嵌合部により接合
し、ざらに嵌合部にネジ、または逆テーパーを設けて強
力に係着したので、回転子の高速回転による強力な遠心
力にも耐え、ケースや接合部分の変形や、収納した永久
磁石の破損事故などが防止される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の回転子の断面図、第２
図は本発明の第２の実施例の回転子の断面図、第３図は
本発明の第３の実施例の回転子の断面図、第４図は（ａ
、ｂ）は本実施例におけるケースと蓋部との接合部分の
形状の説明図、第５図は本実施例が適用されるターボチ
ャージャの断面図、第６図は従来の回転子の一例の断面
図、第７図はその変形の説明図、第８図は従来の回転子
の永久磁石の破損の一例の説明図である。 １・・・回転軸、２・・・タービン、４・・・回転子、
６・・・固定子、ＭＧ・・・電動機構、Ｍ・・・永久磁
石、Ｃ・・・ケース、Ｌ・・・蓋部。 特許出願人　　いすｙ自動車株式会社 代　理　人　　弁理士　　辻　　實

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カップ状のケースと蓋部とを接合して永久磁石を
   収納した回転子をタービン軸に配置したターボチャージ
   ャ用電動機構において、前記の永久磁石のケースと蓋部
   との接合部分に互いに嵌合する嵌合部を設けるとともに
   、該嵌合部に両者の離脱不能の係着手段を形成したこと
   を特徴とするターボチャージャ用電動機構。
2. （２）前記係着手段は嵌合部にネジを刻設したことを特
   徴とする請求項（１）記載のターボチャージャ用電動機
   構。
3. （３）前記係着手段は嵌合部に逆テーパー部を形成した
   ことを特徴とする請求項（１）記載のターボチャージャ
   用電動機構。