JPH0791996B2 - 回転電機付タ−ボチャ−ジャ - Google Patents

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にて駆動されるターボ
チャージャに電動−発電機を接続した回転電機付ターボ
チャージャに関する。

（従来の技術） エンジンより排出される排気ガスエネルギを利用してタ
ービンを駆動し、このタービンに直結したコンプレッサ
により吸入空気を圧縮してエンジンに過給気を圧送する
ターボチャージャが広く用いられている。そしてこの種
のターボチャージャの回転軸に三対以上の磁極を持った
永久磁石回転子とフェライトコア固定子を有する交流回
転電機を直結した超高速電動−発電機の提案が特願昭60
−190095号に示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の超高速電動−発電機の提案においては回転子が多
極となり、また固定子コアとして高周波特性のよい素材
を用いて高速回転時の発電効率の向上を計っているが、
回転子の回転速度や回転時の回転子と固定子との相互位
置を検出する手段を欠いている。

したがって、上記の回転速度や相互位置が未知のため、
タービン回転や発電効率の制御が十分に行われない不具
合を生じている。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はターボチャージャのコンプレッサブレードに
回転子の磁極位置に対応する磁気変化を生じさせる磁性
体を取付け、その磁気変化を検出して磁極の回転や関係
位置を検知しようとする回転電機付ターボチャージャを
提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、ターボチャージャの回転軸に直結した
回転電機と、該回転電機の回転磁極位置に対応して磁気
変化を生ぜしめる磁性体薄膜を背面に設けたコンプレッ
サブレードと、該磁性体薄膜を挟着したコンプレッサブ
レードに固定する非磁性体の円板と、コンプレッサブレ
ードの背面の外周に近接して取付けられ前記磁性体薄膜
による磁気変化を検出する磁気センサとを備えた回転電
機付ターボチャージャが提供される。

（作用） 本発明では、回転子の磁極位置に対応して変形させた磁
性体薄膜の回転による磁気変化を、磁気センサにより検
出するので、高速回転するタービンの回転数や回転電機
の磁極位置が時間の遅れなく検出される作用がある。

（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１図は本発明の一実施例を示す構成断面図であり、第
２図はその実施例に用いる磁性体薄膜の平面図である。

第１図において、１はターボチャージャでありタービン
ハウジング21に圧送される排気ガスの圧力によりタービ
ンブレード２が駆動され、回転軸３を介して直結された
非磁性材よりなるコンプレッサブレード４の回転によ
り、吸気を圧縮してコンプレッサハウジング41を通じて
図示していないエンジンに過給するものである。

５は回転子であり、強力な残留磁気力を有する永久磁石
よりなり、例えばラジアル方向に二極の磁極となるよう
着磁されている。６は回転子５に対応して設けられた固
定子で、固定子リード線61が引出されて回転電機が発電
機作動時には所定の電機負荷に電力供給し、電動機作動
時には電源からの電力が供給されるものである。

７はアモルファスの珪素鋼材のプレートよりなる磁性体
薄膜であり、コンプレッサブレード４の背面に取付けら
れ、第２図に示すようにその周縁部分の180゜の扇形部7
1を切欠き、残りの周縁部分は磁性体がコンプレッサブ
レード４の背面の外縁に達する形状に形成されている。
８はセラミックプレートで、炭化珪素、窒化珪素、アル
ミナなどよりなり、コンプレッサブレード４の背面と同
一直径の円板に形成されている。そして、回転軸３には
回転子５、スペーサ31、セラミックプレート８、磁性体
薄膜７を有するコンプレッサブレード４の順序にて締付
ネジ32にて取付けられるが、磁性体薄膜７の扇形部71の
端部A,Bの位置は回転子５のNS磁極位置とそれぞれ対応
し、高速回転時にもその対応位置がずれを生ずることな
く、また遠心力により飛散を防止するようセラミックプ
レート８にて保護されて堅牢に締付けられている。

９は磁気センサで、その近傍の磁気抵抗の変化を検出し
て信号を発するものであり、コンプレッサブレード４の
背面の外周に近くに取付けられている。そして、磁気セ
ンサ９は図示していない検知装置に接続され、前記の磁
性体薄膜７の回転により端部A,Bにて生ずる磁気抵抗変
化を磁気センサ９が検出して信号を送信すると、検知装
置は検出信号により回転子５の回転数や磁極位置を検知
するよう構成されている。

なお、10は回転軸３を軸支するベアリング、11はベアリ
ング10に送油する潤滑油通路である。

このように構成された本実施例の作動を説明すると、エ
ンジンの排気エネルギによりタービンブレード２が駆動
され、回転軸３に取付けた回転子５、セラミックプレー
ト８、磁性体薄膜７、コンプレッサブレード４などが高
速度に回転駆動される。この回転駆動により磁性体薄膜
７の端部A,Bが回転すると、磁気センサ９は磁気抵抗の
増大または減少による変化を感ずることになり、検出信
号を検知装置に発信する。そしてこの検出信号の回数に
よりターボチャージャ１の回転数が検知でき、また磁気
抵抗変化の傾向を検知することにより回転子５の磁極位
置が検知できることになる。

以上本発明を一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コンプレッサブレ
ードの背面に磁性体薄膜を取付けてセラミックプレート
で保護して固定し、その回転時の磁性体薄膜による磁気
変化を磁気センサで検出して回転数や対応する磁極位置
を検知するので、磁気作用のためタイミングの遅延なく
適確に回転数や磁極位置が検知でき、タービン回転や回
転電機の制御に不可欠のデータが得られる効果がある。

また、本発明ではコンプレッサブレードの背面に180゜
分割した単純な形状として磁性体薄膜を形成したので、
磁性体薄膜の回転により得られる信号の処理が容易とな
り、単に増幅するのみで複雑な信号処理機構が省略でき
る利点がある。

さらに、本発明では磁気変化を生ぜしめる磁性体として
アモルファスの珪素鋼の薄膜を使用しセラミックプレー
トで保護して固定したので、軽量にて容積が少なく、高
い剛性と磁気変化量が十分に得られ、安定した検出出力
が得られる効果もある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す構成説明図、第２図は
本実施例に用いる磁性体薄膜の平面図である。 １……ターボチャージャ、３……回転軸、４……コンプ
レッサブレード、５……回転子、６……固定子、７……
磁性体薄膜、８……セラミックプレート、９……磁気セ
ンサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−48716（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−8552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−248922（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−192229（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−159376（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ターボチャージャの回転軸に直結した回転
   電機と、該回転電機の回転磁極位置に対応して磁気変化
   を生ぜしめる磁性体薄膜を背面に設けたコンプレッサブ
   レードと、該磁性体薄膜を挟着したコンプレッサブレー
   ドに固定する非磁性体の円板と、コンプレッサブレード
   の背面の外周に近接して取付けられ前記磁性体薄膜によ
   る磁気変化を検出する磁気センサと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。
2. 【請求項２】前記円板はセラミックプレートであること
   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。