JPH0213252A - 誘導型高速回転電機及びその製造方法 - 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） 本発明は超高速回転する誘導型高速回転電機及びその製
造方法に関する。

（従来の技術） 内燃機関の排気エネルギーにより駆動されるタービンの
回転軸にコンプレッサを取付けて空気を圧縮し、との圧
気を内燃機関に過給してその出力を増大させようとする
ターボチャージャが多用されている。そしてこの種のタ
ーボチャージャの回転軸に電動−発電機となる回転電機
を取付け、内燃機関の運転状態に応じて回転電機を電動
機または発電機として作動させる提案が種々なされてい
る。

このような回転電機の提案として、円柱状の強磁性体の
外周壁に複数本の溝部を等間隔に設け、カゴ型コイルの
一部となる良導体を溝部に埋設し、さらに溝部と良導体
を覆フて炭素繊維で壱固めた回転子を備えたターボチャ
ージャ用回転電機が本出願人により特許願第６２−２７
６６７９号に示されている。

一方、−敗の回転子においてはアルミ鋳物による導線を
埋設する手法を用いているが、この場合ではアルミ導線
が回転子の側面に露出している。

（発明が解決しようとする課Ｊ！り 上述のターボチャージャ用回転電機の提案においては、
回転子の外周を炭素繊維により巻固めて遠心力対策とし
ているが、該繊維は磁性体でないため回転子と固定子と
の間の磁気抵抗が大になり、したがって回転電機の効率
が低下するという問題が生じている。

また、アルミ導線が回転子の側面に露出しているもので
は、超高速回転時には導線が遠心力により飛散して破壊
するという虞がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的は高速回転時の遠心力に耐え、かつ、回転子と
固定子との間の磁気抵抗を減少させようとする誘導型高
速回転電機及びその製造方法を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、両側面部に電気の良導体よりなる側板
を備えた円柱状の強磁性体の外周近傍に、円柱軸に平行
な複数本の貫通する穴を等間隔に外周壁と近接せしめて
刻設するとともに、該穴に溶融した前記良導体を加圧し
て鋳込み前記側板と合体せしめてカゴ型回転子を形成さ
せた誘導型回転電機及びその製造方法が提供される。

（作用） 本発明ではカゴ形回転子の外周壁の切込溝を不用とした
ので、超高速回転の遠心力による導体の飛出しが防止さ
れる作用があるとともに、回転子外周に飛出し防止素材
の巻付けが不用となるため回転子と固定子との間の磁気
抵抗が小になる作用がある。

（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適用するターボチャージャ
の回転軸を示す断面図で、第２図は本実施例における回
転子の側面図である。

第１図において、１はターボチャージャの回転軸で、両
端にタービン翼２とコンプレッサ翼３とが設けられ、そ
の中間部にベアリングｌａ、ｌｂを有し、後述するター
ボチャージャの本体に回転自在に支えられている。

４は円柱形の回転子で、第２図に示すように中心部には
回転軸１を挿通する軸穴４ａが刻設されて回転軸１と固
着されており、後述する回転電機の固定子と電磁的に対
応して、発電機作動または電動機作動をするものであり
、タービン翼２に吹付けられる高熱の排気ガスの影響か
ら避けるため、回転子４はベアリング！ｂとコンプレッ
サ翼３との間に設けられている。

４ｂは回転子４の磁性体部で、透磁率の高い、例えば珪
素鋼、センダスト、Ｍｏパーマロイなどの磁性体素材の
結晶合金により形成され、また磁性体部４ｂの両側面に
はアルミニウム板からなるエンドリング４Ｃがそれぞれ
張設されている。さらに、回転子４の外周近傍には磁性
体部４ｂおよびエンドリング４ｃを回転軸方向に貫通す
る楕円状の長穴４ｄが複数個、全周にわたって等間隔に
刻設されている。なお、長穴４ｄは第２図に示すように
その長袖は回転軸を中心として放射状に配置され、長穴
４ｄのラジアル方向の端部は回転子４の外周壁に殆んど
接するように刻設されている。したがって長穴４ｄを有
する外周壁の部分Ａの磁性体は非富に薄く形成されるた
め磁気抵抗が高くなり、長穴４ｄを隔てて隣接する磁極
となる磁性体相互間は部分Ａの高い磁気抵抗により外周
壁側は磁気的に隔離されていることになる。

４ｅはカゴ型コイルの一部となるアルミニウム材であり
、溶融されたアルミニウム湯を長穴４ｄに流し込んで両
側面のエンドリング４ｃにそれぞれ合体せしめてシミー
ドパ−とするものである。

第３図はシミードパ−の鋳込み方法の一例を示す説明図
であり、５は鋳型で磁性体部４ｂとエンドリング４ｃと
を納置するもの、５ａはダイスで鋳込み後の余分なアル
ミニウムを回転によりエンドリング４ｃから切離すもの
、５ｂは押し湯板で溶融されたアルミニウムを加圧して
湯の流れをよくして側板のアルミニウムと接触させ合体
させるものである。

アルミニウムによるカゴ型コイルを回転子に形成させる
方法は両側面にエンドリング４ｃを添えた磁性体部４ｂ
を鋳型５に設置してその上にダイス５ａを載せ、上方よ
り溶融されたアルミニウムを注ぐとともに、押し湯板５
ｂを用いて加圧して湯を十分に長穴４ｄに流込み、アル
ミニウムのエンドリング４ｃと接触せしめてアルミニウ
ム同志を合体させる。

ついで、ダイス５ａを回転させて上方のエンドリング４
ｃの上面位置にて回転子４と溶融アルミニウムとを切離
すことによりカゴ型回転子が得られることになる。

第４図は本実施例を用いた回転電機付ターボチャージャ
の一例を示す断面図であり、６は回転子４に対応する固
定子で、誘導型回転電機となる固定子巻線６ａを備え、
該固定子巻線６ａに所定の交流電力が供給されると回転
子４は駆動され、また回転子４が所定の同期回転速度以
上に駆動されると、誘導発電機となって固定子巻線６ａ
から交流電力が出力されるものである。

２ａは排気ガス入口であり、図示していない内燃機関の
排気管からの排気ガスが圧送され、タービンハウジング
２ｂを通過した排気ガスがタービン翼２を駆動して排気
ガス出口２ｃより排出されるものである。

３ａは吸入空気入口であり、タービン翼２と直結された
コンプレッサ翼３の回転により、吸入空気入口３ａから
取入れられた空気が圧縮され、コンプレッサハウジング
３ｂを介して過給気として内燃機関に供給されるもので
ある。

このように構成された本実施例においては、排気ガスエ
ネルギーによりタービン翼２が超高速に回転駆動される
と、直結された回転子４も超高速回転を行うことになる
。

そして、回転子４の超高速回転により長穴４ｄに鋳込ま
れたショートバーとなるアルミニウムはラジアル方向に
強い遠心力を受けるが、長穴４ｄは回転子４の外周壁に
近接しているが切欠いた開口部分がないため、ショート
バーが保護されて破壊による飛散などが防止できること
になる。

また、長穴４ｄを有する回転子４の外周部分は磁性体が
非常に薄く形成されているため隣接する磁極相互間の磁
気抵抗が高くなり隣接する磁極は磁気的に隔離されてい
る如く作動するものである。

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や応用が可能であり、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、カゴ型回転子のショードパ−の鋳込み
用の長大を回転子の外周壁と僅かな間隔を持たせて刻設
し、該長大に溶融したアルミニウムを鋳込んでアルミニ
ウムの側板と合体させてカゴ型コイルを形成させたので
、回転子の外周に切込溝がなく、したがつて超高速回転
による遠心力にてもショートパーのアルミニウムが保護
され破壊から免れる効果がある。

また本発明によれば、回転子の外周を遠心力に耐える保
護素材にて覆う必要がないので、回転子と固定子との間
の磁気抵抗が小となり、回転電機の電磁特性が向上する
利点がある。

さらに本発明による製造方法においては、ショートパー
の鋳込み用長穴は外周壁に切込溝がないため、溶融した
アルミニウムを加圧して流し込み時に回転子の外周に洩
れ出ることなく、鋳込み後の整形作業が不要となるとと
もに、回転バランスのよい回転子が容易に得られる効果
も生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を適用するターボチャージャ
の回転軸を示す断面図、第２図は本実施例における回転
子の側面図、第３図は回転子のショートバーの鋳込み方
法の一例を示す説明図、第４図は本実施例を用いた回転
電機付ターボチャージャの一例を示す断面図である。 １・・・回転軸、４・・・回転子、４ｂ・・・磁性体部
、４Ｃ・・・エンドリング、４ｄ・・・長穴、４ｅ・・
・アルミニウム、５・・・鋳型、５　ａ−”ダイス、５
　ｂ−・・押し湯板。 特許出願人　　いすＸ自動車株式会社 代　理　人　　弁理士　　辻　　　實 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）両側面部に電気の良導体よりなる側板を備えた円
   柱状の強磁性体の外周近傍に、円柱軸に平行な複数本の
   貫通する穴を等間隔に外周壁と近接せしめて刻設すると
   ともに、該穴に溶融した前記良導体を加圧して鋳込み前
   記側板と合体せしめてカゴ型回転子を形成させたことを
   特徴とする誘導型高速回転電機。
2. （２）前記良導体にアルミニウムを用いたことを特徴と
   する請求項（１）記載の誘導型高速回転電機。
3. （３）前記強磁性体の穴に鋳込んだ良導体の余剰部分の
   切断手段を、側板を備えた強磁性体の上方に載置すると
   ともに、該切断手段の上方から注いだ溶融良導体を前記
   長穴に流入させて側板と合体せしめる加圧手段を備え、
   良導体の鋳込み時には加圧手段により溶融良導体を加圧
   して側板と合体させた後、前記切断手段により鋳込み後
   の良導体の余剰部分を切離すことを特徴とする誘導型高
   速回転電機の製造方法。
4. （４）前記切断手段は回転により鋳込み後の良導体の余
   剰部分を回転子から切離すダイスを用いたことを特徴と
   する請求項（３）記載の誘導型高速回転電機の製造方法
   。
5. （５）前記加圧手段は溶融良導体の上方より加圧する押
   し湯板を用いたことを特徴とする請求項（３）記載の誘
   導型高速回転電機の製造方法。