(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、
該タービンインペラの回転により回転駆動され、空気を圧縮するコンプレッサインペラと、
コンプレッサインペラを内部に収容するコンプレッサハウジングと、
タービンインペラを内部に収容するタービンハウジングと、
前記タービンインペラとコンプレッサインペラを連結するシャフトと、
該シャフトを回転可能に支持する軸受ハウジングと、
前記軸受ハウジングの内部に収容され、前記タービンインペラの回転を補助する電動機と、を備え、
一端部が前記電動機に接続されて、前記軸受ハウジングの外部まで延び、他端部が電力を受けるコネクタに接続されている電力供給線が設けられ、
該コネクタは、タービンインペラ側から離れた前記排ガスによる熱影響の少ない箇所に設置され、
前記軸受ハウジングの外周面は、その軸方向と垂直な断面が円形に形成された円形部を有しており、
前記円形部に第１及び第２の取付部材が取り付けられ、該第１及び第２の取付部材は、それぞれ前記円形部の形状に適合する半円弧部を有し、各半円弧部を前記円形部に合わせた状態で、第１及び第２の取付部材が結合され、
前記第１の取付部材は、前記円形部に取り付けられた状態で、軸受ハウジング側からコンプレッサハウジング側へ延びている突出部を有し、
該突出部には、前記第１の取付部材が前記円形部に取り付けられた状態でコンプレッサハウジング近傍に位置し、前記コネクタが固定されるコネクタ固定部が形成されている、ことを特徴とする電動機付過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンなどに搭載される過給機のうち、エンジンの低速回転域で過給機のタービン回転を補助する電動機が備えられた電動機付過給機に関する。より詳しくは、電動機を駆動させるための電力供給用コネクタを小型化できる電動機付過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機は、例えば自動車用エンジンの高出力のために用いられる。過給機では、エンジンの排気エネルギによりタービンインペラを回転し、このタービンの出力によりコンプレッサインペラを回転させることで、圧縮空気をコンプレッサからエンジンに供給する。これにより、エンジンに自然吸気以上の過給状態をもたらす。
【０００３】
この過給機は、エンジンの低速回転域においては、エンジンからの低い排気流量のためにタービンがほとんど働かない。これを解消する過給機として、低速回転域でのターボ効果を向上させるために、過給機の加速を補助する電動機が備えられた電動機付過給機がある（例えば、特許文献１を参照）。電動機付過給機は、タービンインペラとコンプレッサインペラを連結するシャフトを出力軸とする電動機に、過給機の外部から電力を供給して、過給機の駆動を補助するものである。
【０００４】
図４は、従来の電動機付過給機の断面図である。図４において、電動機１１は、シャフト５に設けられた回転子１１ａと、回転子１１ａから半径方向外側に設けられた固定子１１ｂとを含む。回転子１１ａは、周方向に配置された複数の永久磁石からなり。固定子１１ｂは、周方向に複数配置したコイル１７からなる。図４において、電動機１１に電力を供給するための電力供給線１９が配設される。この電力供給線１９の一端部が電動機１１の固定子１１ｂに接続されて、その他端部が軸受ハウジング６の外周面に設けられた電力を受けるコネクタ３１に接続される。このコネクタ３１には、電力を供給する端子２８が接続される。
【特許文献１】特表２０００−５１４８９７号公報  「内燃機関のためのモータ補助過給装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４のコネクタ３１は、エンジンからの熱や、タービンハウジング７内に流れる排ガスの熱の影響を大きく受ける。即ち、過給機は、エンジンによる高温雰囲気にさらされる。そのため、軸受ハウジング６外面に設けられるコネクタ３１を、このような高温に耐えられるようにする必要があり、コネクタ３１の内部と外部との間での断熱性を高める目的で、コネクタ３１外壁の厚みを増している。結果として、コネクタ３１が大型化する。よって、過給機本体もその分大型化しその重量も増加するため、過給機のエンジンへの搭載性が悪化するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、電動機付過給機において、電動機から延びている電力供給用電力供給線に接続されているコネクタの断熱性を低くでき、その分、このコネクタを小型化できるようにした電動機付過給機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
参考例によると、排ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、該タービンインペラの回転により回転駆動され、空気を圧縮するコンプレッサインペラと、コンプレッサインペラを内部に収容するコンプレッサハウジングと、タービンインペラを内部に収容するタービンハウジングと、前記タービンインペラとコンプレッサインペラを連結するシャフトと、該シャフトを回転可能に支持する軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングの内部に収容され、前記タービンインペラの回転を補助する電動機と、を備え、一端部が前記電動機に接続されて、前記軸受ハウジングの外部まで延び、他端部が電力を受けるコネクタに接続されている電力供給線が設けられ、該コネクタは、タービンインペラ側から離れた前記排ガスによる熱影響の少ない箇所に設置されることを特徴とする電動機付過給機が提供される。
【０００８】
上記参考例では、電動機から軸受ハウジングの外部まで延びている電力供給線が接続されているコネクタを、タービンインペラ側から離れた前記排ガスによる熱影響の少ない箇所に設置するので、コネクタがエンジンやその排ガスの熱から受ける影響が小さくなる。従って、コネクタの耐熱性を従来よりも低くすることができるので、その分、このコネクタを小型化できる。
【０００９】
参考例の好ましい実施形態によると、前記電力供給線は、前記軸受ハウジングの外部において、可撓性及び断熱性のある被膜で覆われている。
【００１０】
これにより、電力供給線を断熱しつつ自由に曲げてコネクタを所望の箇所に配置することができる。従って、過給機を搭載するエンジンの形状に合わせて、コネクタの位置や方向を自由に調節することができる。
【００１１】
また、参考例の好ましい実施形態によると、前記電力供給線は、自由に形状変更が可能な断熱性を有するパイプ状部材により覆われており、前記コネクタは該パイプ状部材に固定されている。
【００１２】
これにより、エンジンの取り合いによって、パイプ状部材の形状を自由に変更でき、コネクタを所望の箇所に配置できる。
【００１３】
また、参考例の好ましい実施形態によると、前記軸受ハウジング又はコンプレッサハウジングに複数の取付部が形成されており、該複数の取付部のいずれにも着脱可能な取付部材が、前記複数の取付部のいずれかに取り付けられ、該取付部材にはコネクタが固定されるコネクタ固定部が形成されている。
【００１４】
これにより、複数の取付部のうちエンジンの形状に合う位置の取付部に取付部材を介してコネクタを過給機本体に固定することができるので、エンジンの形状に合わせた位置を選択して、コネクタを簡単に固定することができる。
参考例の別の実施形態によると、前記コンプレッサハウジングには、前記コネクタが固定できる複数のコネクタ固定部が形成されており、前記コネクタは、該複数のコネクタ固定部のいずれかに固定される。
これにより、比較的低温のコンプレッサハウジングにコネクタが固定されるコネクタ固定部を予め複数形成しているので、エンジンの形状に合った位置のコネクタ固定部にコネクタを簡単に固定することができる。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明によると、排ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、該タービンインペラの回転により回転駆動され、空気を圧縮するコンプレッサインペラと、コンプレッサインペラを内部に収容するコンプレッサハウジングと、タービンインペラを内部に収容するタービンハウジングと、前記タービンインペラとコンプレッサインペラを連結するシャフトと、該シャフトを回転可能に支持する軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングの内部に収容され、前記タービンインペラの回転を補助する電動機と、を備え、一端部が前記電動機に接続されて、前記軸受ハウジングの外部まで延び、他端部が電力を受けるコネクタに接続されている電力供給線が設けられ、該コネクタは、タービンインペラ側から離れた前記排ガスによる熱影響の少ない箇所に設置され、前記軸受ハウジングの外周面は、その軸方向と垂直な断面が円形に形成された円形部を有しており、前記円形部に第１及び第２の取付部材が取り付けられ、該第１及び第２の取付部材は、それぞれ前記円形部の形状に適合する半円弧部を有し、各半円弧部を前記円形部に合わせた状態で、第１及び第２の取付部材が結合され、前記第１の取付部材は、前記円形部に取り付けられた状態で、軸受ハウジング側からコンプレッサハウジング側へ延びている突出部を有し、該突出部には、前記第１の取付部材が前記円形部に取り付けられた状態でコンプレッサハウジング近傍に位置し、前記コネクタが固定されるコネクタ固定部が形成されている、ことを特徴とする電動機付過給機が提供される。
【００１６】
前記第１及び第２の取付部材は、軸受ハウジングの円形部の形状に適合した半円弧部を有するので、前記第１及び第２の取付部材を周方向に自由に位置調整して取り付けることができる。従って、エンジンの形状に合わせて、第１の取付部材に固定されるコネクタの固定位置も周方向に自由に位置調整することができる。また、第１の取付部材は軸受ハウジング側からコンプレッサハウジング側へ延びる突出部を有しており、この突出部にコネクタが固定されるので、コネクタを比較的低温のコンプレッサハウジング近傍に固定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
電動機から軸受ハウジングの外部まで延びている電力供給線が接続されているコネクタを、タービンインペラ側から離れた前記排ガスによる熱影響の少ない箇所に設置するので、コネクタがエンジンやその排ガスの熱を受ける影響が小さくなる。よって、コネクタの耐熱性を従来よりも低くすることができるので、コネクタの断熱性を低くでき、その分コネクタを小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
参考例と本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２１】
図１に示す電動機付過給機１０は、エンジンからの排ガスにより回転駆動されるタービンインペラ２と、タービンの駆動力により回転駆動されてエンジンへ圧縮空気を供給するコンプレッサインペラ４と、タービンインペラ２とコンプレッサインペラ４を結合しているシャフト５と、シャフト５を回転可能に支持する軸受ハウジング６と、タービンインペラ２を半径方向内側に収容するタービンハウジング７と、コンプレッサインペラ４を半径方向内側に収容するコンプレッサハウジング８と、エンジンの低速回転域において過給機１０の加速を補助する電動機１１と、を備える。
【００２２】
図１の電動機付過給機１０では、通常の過給機と同様に、エンジンからの排ガスがタービンハウジング７に形成されたスクロール１２に導入され、スクロール１２から半径方向内側のタービンインペラ２へ送り込まれる。タービンインペラ２は、送り込まれてきた排ガスにより回転駆動され、これに伴い、コンプレッサインペラ４も回転する。これにより、コンプレッサの回転で空気が吸入圧縮されてエンジンへ供給される。そして、エンジンの低速回転域においては、排ガス流量が小さいため、それを補うように電動機１１が働き、シャフト５の回転加速を補助する。
【００２３】
この電動機１１の構成について簡単に説明する。電動機１１は、シャフト５を出力軸とするように軸受ハウジング６の内部に設けられている。電動機１１は、シャフト５に設けられた回転子１１ａと、この回転子１１ａから半径方向外側に設けられた固定子１１ｂとを含む。回転子１１ａは、周方向に配置された複数の永久磁石からなり。固定子１１ｂは、例えば、複数枚の積層鋼板１６に巻線を巻いてコイル１７を形成し、このコイル１７を周方向に複数配置したものを構成要素として有する。この電動機１１は、例えば、三相交流モータであり、固定子１１ｂのコイル１７に流す電流を制御することで制御されて、過給機１０の加速補助が制御される。
【００２４】
この電動機１１に電力を供給するために電力供給線１９が配線される。この電力供給線１９は、固定子１１ｂから軸受ハウジング６外部のコネクタ２１まで延びて、固定子１１ｂとコネクタ２１とを電気的に接続する。コネクタ２１は、電動機１１の動作に必要な電力を受けるものである。電力供給線１９は、外部の高温雰囲気から保護するため、断熱性を有するパイプ状部材２０に覆われて保護される。
【００２５】
図１に示されるように、このパイプ状部材２０の先端部にはコネクタ２１が固定され、このパイプ状部材２０の後端部はボルト３２などの固定部材で軸受ハウジングに６に固定される。そして、パイプ状部材２０は、自由に曲げられるように可撓性を有する。従って、エンジンの取り合いによって、パイプ状部材２０の形状変更が可能である。即ち、エンジンの取り付け位置や、エンジン周辺の装置の配置や、エンジン周辺の配管、配線の配置などに合わせたパイプ状部材２０の自由な配置が可能となる。また、可撓性によりパイプ状部材２０に接続されているコネクタ２１をエンジン及びその排ガスによる熱影響が小さい位置まで、自由にもっていくことができる。なお、パイプ状部材２０の内部には電動機１１の制御線も通っている。
【００２６】
パイプ状部材２０の代わりに、他の適切な断熱性及び可撓性を持つ材料で電力供給線１９を覆ってもよい。例えば、電力供給線１９を断熱性及び可撓性を持つ被膜で覆ったケーブルを用いてもよい。この場合も、同様に、ケーブル内部の電力供給線１９を高温から保護しつつ、エンジンの取り合いに合わせて、ケーブルを配置しコネクタ２１を所望の位置に配置することができる。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態を説明するための電動機付過給機の断面図であり、符号２０’は電力供給線１９を覆うケーブルを示している。図２を参照して、他のコネクタ２１の固定方法について説明する。コネクタ２１は過給機１０本体に別部品を介して取り付けることができる。この別部品は、過給機１０本体に簡単に取り付けられる適切な形状を持つ取付部材である。図３は、この取付部材２３、２４を軸方向から見た図である。図３に示すように、軸方向と垂直な断面が円となっている円形部２２が軸受ハウジング６外周面に、軸方向に所定の長さを持って形成されており、この円形部２２に取付部材２３、２４が取り付けられる。そのために、第１及び第２の取付部材２３、２４は、それぞれ円形部２２の形状に適合する半円弧部２３ａ、２４ａを有する。各半円弧部２３ａ、２４ａを前記円形部２２に合わせた状態で、第１及び第２の取付部材２３、２４を結合される。結合は、例えば、各半円弧部２３ａ、２４ａの両端は、その半径方向外側に延びている結合部２６が形成されており、これら結合部２６には貫通孔が形成されてあり、結合部２６の貫通孔を合わせ、一方側からこれら貫通孔にボルト２５を通し、他方側でナット２７をボルト２５に係合させて第１及び第２の取付部材２３，２４を結合させ、第１及び第２の取付部材２３，２４を軸受ハウジング６に取り付ける。第１及び第２の取付部材２３，２４の寸法は、円形部２２に取り付けて第１及び第２の取付部材２３，２４を結合したときに、円形部２２との十分な接触圧が得られることで、取り付け位置からずれないように設定することができる。また、取付部材の取り付けを容易にするため、円形部２２は取付部材の半円弧部２３ａ、２４ａが嵌入される溝であることが好ましい。なお、円形部２２は取付部を構成する。なお、コネクタ２１には、電力を供給する端子１８が接続される。
【００２８】
また、第１の取付部材２３は、円形部２２に取り付けられた状態で、軸受ハウジング６からコンプレッサハウジング８へ延びている突出部２３ｂを有する。突出部２３ｂの先端側には、前記第１の取付部材２３が前記円形部２２に取り付けられた状態で、コンプレッサハウジング８近傍に位置し前記コネクタ２１が固定されるコネクタ固定部２３ｃが形成されている。このコネクタ固定部２３ｃにコネクタ２１を取り付けることで、コネクタ２１を温度が比較的低いコンプレッサハウジング８の近傍に固定することができる。このコネクタ固定部２３ｃは、例えば、ネジ孔あり、コネクタ２１にもこれらに対応する孔（図示せず）が形成されており、ネジを用いて、コネクタ２１を突出部２３ｂのネジ孔に固定する。なお、コネクタ固定部は、ネジ孔に限定されず他の適切な固定手段であってよい。
【００２９】
第１及び第２の取付部材２３，２４は、それぞれ軸受ハウジング６の円形部２２の形状に適合した半円弧部２３ａ、２４ａを有するので、前記第１及び第２の取付部材２３，２４を周方向に自由に位置調整して取り付けることができる。従って、エンジンの形状に合わせて、第１の取付部材２３に固定されるコネクタ２１の固定位置も周方向に自由に位置調整することができる。また、第１の取付部材２３は軸受ハウジング６側からコンプレッサハウジング８側へ延びる突出部２３ｂを有しており、この突出部２３ｂにコネクタ２１が固定されるので、コネクタ２１を比較的低温のコンプレッサハウジング８近傍に固定することができる。即ち、過給機１０をエンジンに搭載する際に、取付部材を円形部２２に周方向に位置調整可能に取り付け、コネクタ２１をこの取付部材のコネクタ固定部２３ｃに固定するだけで、コネクタ２１を比較的低温の位置に簡単に固定することができる。
【００３０】
上述では、過給機１０本体とは別部品である一対の取付部材を軸受ハウジング６の円形部２２に取り付ける場合を説明したが、参考例によると、コンプレッサハウジング８や軸受ハウジング６などの過給機１０本体の他の適切な複数位置に取付部材を着脱可能にし、いずれかの位置に取り付けられた取付部材にコネクタ２１を固定することもできる。この場合、取付部材の形状は上述のものに限られず、過給機１０本体への取り付け部分の形状に合わせた適切な形状のものであってよく、過給機１０本体の複数個所に予めボルト孔やネジ孔などを取付部として設けておき、このボルト孔やネジ孔などを使用して取付部材を取り付け、この取付部材に形成されたコネクタ固定部にコネクタ２１を固定してもよい。
【００３１】
上述とは異なり、参考例によると、別部品である取付部材を用いないで、コネクタ２１を熱による影響の小さい箇所に固定することもできる。例えば、コンプレッサハウジング８にコネクタ２１を直接固定してもよい。この場合には、予めコンプレッサハウジング８の邪魔にならない適切な複数箇所に、それぞれネジ孔など形成しておき、コネクタ２１にもこれらネジ孔に対応する貫通孔を形成しておく。これにより、過給機１０をエンジンに搭載する際に、適切な箇所のネジ孔にコネクタ２１を固定することができる。いずれのネジ孔にコネクタ２１を固定するかは、過給機１０が搭載されるエンジンの形状に合わせて定めることができる。また、コンプレッサハウジング８には、外部からの空気が吸入されているので、コンプレッサハウジング８にコネクタ２１を取り付けたコネクタ２１はエンジンやタービン側から熱による悪影響を避けることができる。従って、このコネクタ２１の耐熱性は、従来よりも低くてよいので、その分コネクタ２１を小型化することができる。なお、コンプレッサハウジング８にネジ孔を形成できる部分を突出させて形成しておいてもよい。また、コネクタ２１の取付け方向は、同様にエンジンの形状に合わせて定めることができ、コネクタ２１の固定方法、手段も上述したものに限定されず、他の適切な方法、手段により固定してもよい。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】参考例による電動機付過給機の断面図である。
【図２】本発明の実施形態による電動機付過給機の断面図である。
【図３】図２の過給機の軸受ハウジングに取り付けられた取付部材の軸方向から見た図である。
【図４】従来の電動機付過給機を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
２  タービンインペラ、４  コンプレッサインペラ、５  シャフト
６  軸受ハウジング、７  タービンハウジング、８  コンプレッサハウジング
１０  電動機付過給機、１１  電動機、１１ａ  回転子、１１ｂ  固定子
１２  スクロール、１６  積層鋼板、  １７  コイル
１９  電力供給線、２０  パイプ状部材、２１  コネクタ、２２  円形部（溝）
２３  第１の取付部材、  ２４  第２の取付部材、２３ａ  半円弧部、
２３ｂ  突出部、２３ｃ  コネクタ固定部
２４ａ  半円弧部、２５  ボルト、２７  ナット、３１  コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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