JP2016111806A - 電動機のロータ、電動過給機、及び電動アシスト過給機 - Google Patents
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Abstract
Description
また、この発明は、上記特性を有するロータを備えた電動過給機並びに電動アシスト過給機を提供することを目的とする。
管状部材と、磁石と、エンドプレートとを備える管状のロータサブアッシーと、
前記ロータサブアッシーを貫通するシャフトと、
前記シャフトに締結されて、前記シャフトに対する前記ロータサブアッシーの軸方向位置を固定する締結部材と、を備え、
前記磁石は、前記管状部材の内壁に接するように、前記管状部材と前記シャフトとの間に配置され、
前記シャフトは、小径部と大径部が切り替わる段差と、当該小径部の外側に露出する前記大径部の端面である基準面とを有し、
前記エンドプレートは、前記磁石の軸方向端部と対向するように前記管状部材に装着されていると共に、一方の面である対向面で前記基準面に接し、かつ、他方の面である受圧面で前記締結部材による締結力を受ける位置決め部を有し、前記位置決め部には前記小径部が挿入されていることを特徴とする。
前記エンドプレートの位置決め部は、前記磁石側の面を対向面として前記基準面に接し、
前記シャフトは、前記基準面から、前記ロータサブアッシーの内部長以上の長さに渡って前記磁石の内径未満の外径を維持し、
前記内部長とは、前記位置決め部の前記磁石側の面から、当該位置決め部側と異なる側の前記ロータサブアッシーの端部までの長さであることを特徴とする。
前記ロータサブアッシーの外周に配置される電動機のステータと、
前記位置決め部の前記受圧面と前記締結部材との間に位置するように前記シャフトに装着されたコンプレッサインペラと、を備えることを特徴とする。
前記ロータサブアッシーを挟んで前記コンプレッサインペラと反対側に位置するように、前記シャフトに装着されるタービンインペラと、
前記タービンインペラに内燃機関の排気ガスを導くタービンハウジングと、を備えることを特徴とする。
前記ロータサブアッシーは、前記タービンインペラ側から前記磁石の軸方向端部に接するように前記管状部材に装着され、かつ、前記シャフトの貫通を許すタービン側エンドプレートを更に備え、
当該タービン側エンドプレートは、前記シャフトと接する部位に断熱部材を備えることを特徴とする。
1.タービン→シャフト→タービン側スペーサ→管状部材→磁石
2.タービン→シャフト→(存在する場合にはタービン側のエンドプレート)→磁石
本発明の構造では、スペーサが存在しないため、上記1の熱伝達ルートが発生しない。このため、本発明によれば、磁石が熱を受け難い電動アシスト過給機を実現することができる。
[実施の形態1の構成及び基本的効果]
図1は本発明の実施の形態1であるロータ10を備える電動機11の構成を示す図である。図1に示すロータ10は、シャフト12を備えている。シャフト12は、外径の異なる基部14、大径部16及び小径部18を備えている。基部14、大径部16及び小径部18は互いに同心の円筒形状を有している。大径部16と小径部18が切り替わる段差の部分には、基準面20が形成されている。基準面20は、具体的には、小径部18の外側に露出する大径部16の端面であり、本実施形態では環状の形状を有している。
図2は、図1に示すロータ10との対比に用いる比較例(ロータ50)の構成を示す図である。尚、図2において、図1に示す構成要素と同一又は対応する要素には、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
(1)第2スペーサ58の装着
第2スペーサ58は、シャフト12の大径部16とほぼ等しい内径を有しており、インローの嵌め合いによりシャフト12に装着される。この際、第2スペーサ58は、基部14の端面に当接するようにシャフト12に組みつけられる。
(2)管状部材24等の組み付け
磁石26、エンドプレート54、及び第2エンドプレート38が圧入により管状部材24に組みつけられる。次いで、インローの嵌め合いにより、それらの中央にシャフト12が挿入される。シャフト12の挿入は、管状部材24の端部と第2スペーサ58とが接触するまで進められる。
(3)第1スペーサ56の装着
第2スペーサ58と同様に、第1スペーサ56も。管状部材24の端部に接するように、インローの嵌め合いによりシャフト12に装着される。第1スペーサ56は、基部14の端面に当接するようにシャフト12に組みつけられる。
(4)ベアリングスペーサ40の装着
第1スペーサ56の端部に当接するようにベアリングスペーサ40が装着される。図2に示すように、第1スペーサ56は、その端部が、大径部16の端面から小径部18側にはみ出すように形成されている。このため、ベアリングスペーサ40が第1スペーサ56に接した状態で、ベアリングスペーサ40と大径部16の端部との間には僅かにすき間が形成される。
(5)ナット42の締結
全ての要素がシャフト12に装着された後、シャフト12の先端にナット42が締結される。ナット42の締結力は、ベアリングスペーサ40に伝達される。ベアリングスペーサ40と大径部16との間にはすき間が存在するため、その締結力は、第1スペーサ56のみに伝達される。第1スペーサ56に伝達された締結力は、エンドプレート54に伝達されることなく、管状部材24を介して第2スペーサ58に伝達される。その結果、第2スペーサ58がシャフト12の基部14に押し付けられた状態で、ロータサブアッシー52がシャフト12に固定される。
1.ロータサブアッシー52を、適正な軸方向位置でシャフト12に固定する。
2.ナット42の締結力を磁石26に作用させない。
ところで、上述した実施の形態1においては、ロータサブアッシー22が、エンドプレート28の反対側に第2エンドプレート38を有している。第2エンドプレート38は、エンドプレート28と同様に、磁石26に適度な軸方向応力を与える機能、並びにロータサブアッシー22の端部でシャフト12との同心を確保する機能を果たしている。しかしながら、本発明において第2エンドプレート38は必須の要素ではない。例えば、ロータサブアッシー22の軸長が十分に短く、また、磁石26の破壊強度が十分であるような条件下では第2エンドプレート38を省略することとしてもよい。
[実施の形態2の構成]
図3は、本発明の実施の形態2である電動アシスト過給機60の要部を表す断面図である。図3に示すように本実施形態の電動アシスト過給機60は、図1に示す電動機11、すなわち、ロータ10及びステータ48を備えている。以下、図3において、図1に示す要素と同一又は対応する要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
以下、図4及び図5を参照して、本実施形態の電動アシスト過給機60により得られる効果を説明する。
第1経路84:基部14及び大径部16→第2スペーサ58→管状部材24→磁石
第2経路86:大径部16→第2エンドプレート38→磁石26
ところで、上述した実施の形態2においては、ロータ10を用いて電動アシスト過給機60を構成することとしているが、ロータ10の使用に適した機器はこれに限定されるものではない。例えば、ロータ10は、電動機11とコンプレッサとで構成される電動過給機を構成する要素としても好適である。この場合、コンプレッサインペラ80は、ロータサブアッシー22のどちらの側に配置することも可能である。しかし、上述したバランス加工による変形影響の除去が可能となることから、コンプレッサインペラ80は、本実施形態の場合と同様に、エンドプレート28とナット42との間に配置することが望ましい。
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。図6は、本実施形態において用いられるロータ90の構成を示す。ロータ90は、電動アシスト過給機の構成要素として好適であり、図3に示すロータ10に代えて用いることができる。尚、図6において、ロータ10の構成要素と同一又は対応する要素については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
11 電動機
12 シャフト
16 大径部
18 小径部
20 基準面
22;52 ロータサブアッシー
24 管状部材
26 磁石
28 エンドプレート
32 位置決め部
34 対向面
36 受圧面
42 ナット
48 ステータ
64 タービンハウジング
70 タービンインペラ
80 コンプレッサインペラ
92 タービン側エンドプレート
96 断熱部材
Claims (6)
- 管状部材と、磁石と、エンドプレートとを備える管状のロータサブアッシーと、
前記ロータサブアッシーを貫通するシャフトと、
前記シャフトに締結されて、前記シャフトに対する前記ロータサブアッシーの軸方向位置を固定する締結部材と、を備える電動機のロータであって、
前記磁石は、前記管状部材の内壁に接するように、前記管状部材と前記シャフトとの間に配置され、
前記シャフトは、小径部と大径部が切り替わる段差と、当該小径部の外側に露出する前記大径部の端面である基準面とを有し、
前記エンドプレートは、前記磁石の軸方向端部と対向するように前記管状部材に装着されていると共に、一方の面である対向面で前記基準面に接し、かつ、他方の面である受圧面で前記締結部材による締結力を受ける位置決め部を有し、前記位置決め部には前記小径部が挿入されていることを特徴とする電動機のロータ。 - 前記エンドプレートは、前記磁石の軸方向端部に接するように前記管状部材に装着されていることを特徴とする請求項1に記載のロータ。
- 前記エンドプレートの位置決め部は、前記磁石側の面を対向面として前記基準面に接し、
前記シャフトは、前記基準面から、前記ロータサブアッシーの内部長以上の長さに渡って前記磁石の内径未満の外径を維持し、
前記内部長とは、前記位置決め部の前記磁石側の面から、当該位置決め部側と異なる側の前記ロータサブアッシーの端部までの長さであることを特徴とする請求項1又は2に記載のロータ。 - 請求項3に記載のロータと、
前記ロータサブアッシーの外周に配置される電動機のステータと、
前記位置決め部の前記受圧面と前記締結部材との間に位置するように前記シャフトに装着されたコンプレッサインペラと、
を備えることを特徴とする電動過給機。 - 請求項4に記載の電動過給機と、
前記ロータサブアッシーを挟んで前記コンプレッサインペラと反対側に位置するように、前記シャフトに装着されるタービンインペラと、
前記タービンインペラに内燃機関の排気ガスを導くタービンハウジングと、
を備えることを特徴とする電動アシスト過給機。 - 前記ロータサブアッシーは、前記タービンインペラ側から前記磁石の軸方向端部に対向するように前記管状部材に装着され、かつ、前記シャフトの貫通を許すタービン側エンドプレートを更に備え、
当該タービン側エンドプレートは、前記シャフトと接する部位に断熱部材を備えることを特徴とする請求項5に記載の電動アシスト過給機。
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