WO2015133303A1 - 過給機の製造方法及び過給機 - Google Patents
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Definitions
- a protective cylinder is provided in the motor rotor in the rotor mounting step, whereby the housing, the stator and the like can be prevented from contacting the motor rotor in the housing mounting step and the stator mounting step.
- the protective cylinder is preferably made of nylon or the like that has slipperiness and no magnetism.
- the first aspect it is desirable to use a plurality of guide bars that enable positioning and sliding of the housing in the housing mounting step.
- this guide bar it is possible to prevent a metal member such as a housing from being attracted and fixed to a strong permanent magnet of the motor rotor, or damaged.
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Abstract
Description
なお、上述したハイブリッド過給機等のように、モータ専用の軸受を有するモータを採用した構造にすることも可能であるが、このような構造にする場合は、軸受部分に潤滑油を循環させる構造が必要であり、また、潤滑油配管と油切のための圧縮空気配管の新設が必要となる。さらに、過給機とモータとが各々軸受を持つことにより、過給機モータ間の軸方向変位、芯ズレを吸収するためにダイアフラムカップリング等が必要となるため、コストが上がりレトロフィットが難しくなる。
この結果、モータのモータロータ及びステータを順次組み付けることが必要になり、過給機の組立中においては、強力な永久磁石を備えたモータロータに他の金属製部材を所定の組付位置に近づけると、磁力によってモータロータにくっついて固着したり破損してしまうという問題を有している。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、モータオーバハング構造を採用している過給機において、モータロータ及びステータを順次組み付けていく際の作業を容易にする過給機の製造方法、及びこの製造方法で組み立てられた過給機を提供することにある。
本発明の第一の態様は、コンプレッサ部に接続されたロータ軸の端部にモータが取り付けられた過給機の製造方法であって、前記モータが、円筒形状のハウジングと、該ハウジングの内部に収納されているステータと、前記ロータ軸の端部に接続されて前記ステータの内部で回転する永久磁石を備えたモータロータとを具備し、前記モータロータを前記ロータ軸に接続して取り付けるロータ取付工程と、前記ハウジングを前記ロータ軸と同心に固定支持させるハウジング取付工程と、前記ハウジングをガイドにして前記ハウジングの内部に前記ステータを前記モータロータと直接に接触しないように挿入して組み込むステータ取付工程と、を備えた過給機の製造方法である。
この場合、前記凹溝部の軸方向両端部の角部を面取りする工程を備えていることが好ましく、これにより、ステータのスムーズな挿入が可能となる。
この場合、前記ハウジングに前記放熱グリースの過剰分を押し出すグリース排出口を設けておくことが望ましい。
図9は、本発明に係る過給機の一例として、電動アシスト過給機の概略構成例を示す縦断面図である。図示の電動アシスト過給機(以下、「過給機」と呼ぶ)10は、例えば図示しない舶用ディーゼル機関(例えば、低速2サイクルディーゼル機関)に備えられて、舶用ディーゼル機関を構成するシリンダライナ(図示せず)の内部と連通する給気マニホールド(図示せず)に、圧縮された空気を供給する装置である。
一方、コンプレッサ羽根車20は、外周部に多数のブレード20aを有している。このブレード20aは、空気案内ケーシング14に設けられた吸入空気導入路(吸気流路)24の下流側に配置されている。吸入空気導入路24は、コンプレッサ羽根車20を介して渦室25に接続され、さらに、渦室25は図示しない吸入空気導入路を介してエンジンの燃焼室に接続されている。
このモータ30は、モータロータ31、ステータ32及びハウジング33を主な構成要素とする。このうち、モータロータ31は、外周面に永久磁石を備える円柱形状の部材であり、その一端部がロータ軸15の端部とフランジ結合により接続されている。このフランジ結合は、ロータ軸15の吸入空気導入路24側となる端部に設けたフランジ31aと、モータロータ31のコンプレッサ羽根車20側となる端部に設けたフランジ15aとを接合し、複数のボルト・ナット34を用いて連結したものである。
また、ハウジング33の吸入空気導入路24側となる端部には、キャップ37が六角穴付ボルト38により固定して取り付けられている。このキャップ37は、サイレンサ26よりコンプレッサ羽根車20側に位置している。すなわち、モータ30は、ロータ軸15の軸延長部がサイレンサ26に到達しない大きさまで小型化されている。
図1は、モータ組立の第1工程として、モータロータ31をロータ軸15に接続して取り付けるロータ取付工程を示す要部断面図である。この第1工程では、コンプレッサ羽根車20の組み付けが完了した後、ロータ軸15の端部に対してモータロータ31をフランジ結合により接続させるとともに、モータロータ31の外周側に保護筒40を装着させる作業が実施される。なお、第1工程の開始時においては、モータロータ31をフランジ結合させる際の作業性を確保するため、空気案内ケーシング14が取り付けられていない状態としてもよい。
こうしてロータ軸15にモータロータ31が接続された後には、後工程の作業を容易にするため、ロータモータ31に保護筒40が装着される。この保護筒40は、易滑性を有するとともに磁性のない材料が望ましく、ナイロンやポリエチレンなどプラスッチック系材料を利用できる。好適な材料の一例として、例えばMC901(製品名)相当のナイロン(ポリアミド樹脂)を用いることができる。さらに、保護筒40は、モータロータ31を完全に収容するとともに、後述する第2工程において所定位置に組み付けられるハウジング33のサイレンサ26側の端部よりもサイレンサ26の方向へ突出する長さを有している。
なお、ロータ軸15にモータロータ31を接続させた後に、空気案内ケーシング14を所定位置に固定設置することとしてもよい。
連結バー35bは、フランジ部35aとハウジング33の外周部とを連結する部材であり、ハウジング33をフランジ部35aの軸中心位置に保持する機能を有している。
一方、ハウジング33の内壁面には、全周にわたる凹溝部33dが軸方向に複数(本実施形態では7列)設けられている。さらに、この凹溝部33dには、ステータ32を組み込む際に凹溝部33dの角部に衝突することを防止するため、軸方向両端部の角部を面取りするようにして傾斜面33eが設けられている。
そして、モータ組立の第2工程では、ハウジング33の内壁面に、すなわち、ハウジング33の凹溝部33dを含む内壁面の全面に放熱グリースを薄く塗布しておく。この放熱グリースは、運転時の放熱性向上に貢献するとともに、ステータ32を組み込む工程においては、滑りをよくしてスムーズな挿入にも貢献する。なお、図中の符号33fは、過剰な放熱グリースを押し出して排出するためのグリース排出口である。
ガイドバー50は、フランジ部35aを空気案内ケーシング14に固定する六角ボルト36と同径のネジ部51を一端に有する棒状部材であり、六角ボルト36を捩じ込む空気案内ケーシング14のボルト穴14aにネジ部51を捩じ込んで使用される。なお、このガイドバー50は、空気案内ケーシング14に取り付けた状態において、ネジ部51と反対側の先端部がモータロータ31の永久磁石から磁力の影響を受けないようにするため、十分な長さを有している。
ガイドバー50の設置完了後は、ステータ・サポートユニットHSの適所に設けたアイボルト(不図示)等を利用してステータ・サポートユニットHSを吊り上げ、フランジ部35aのボルト穴35cにガイドバー50の先端部を挿入して位置決めする。この後、ステータ・サポートユニットHSをガイドバー50に沿ってスライドさせ、空気案内ケーシング14の設置面まで移動させる。このとき、ステータ・サポートユニットHSは、モータロータ31に接近して磁力を受けるが、ガイドバー50に保持されているため引き寄せられることはない。
この後、ロータ軸15の軸心と同心のハウジング33をガイドにして、ステータ32をハウジング33の内部へ滑り込ませるようにして組み込む。すなわち、ハウジング33の内径及びステータ32の外径は略一致しているので、ステータ32が半径方向に位置ずれすることなくハウジング33の内面に導かれて挿入される。このとき、ハウジング33の内面には放熱グリースが塗布され、さらに、摩擦力を低減する凹溝部33dが設けられているので、滑りがよくなりスムーズな挿入が可能となる。
こうしてステータ32をハウジング33内の所定位置に組み込んだ後には、モータロータ31の外周から保護筒40を引き抜いて取り外す。なお、モータ30には、モータロータ31の外周面とステータ32の内周面との間に所定の隙間が設けられているので、保護筒40の肉厚を隙間以下にすることで、ステータ32を組み付けた後でも容易に抜き出すことが可能である。
また、メンテナンスのためにハウジング33の取り外し工程が発生した場合には、この逆の動作手順で、ステータ32とモータロータ31を安全に簡易に取り外すことが可能となる。
この後、図7及び図8に示すように、サイレンサ26の取り付けが行われる。図7では、サイレンサ26を取り付ける中間ピース27が空気案内ケーシング14に取り付けられ、さらに、図8では、中間ピース27にサイレンサ26が取り付けられる。なお、サイレンサ26を中間ピース27に取り付ける前には、モータ30側の付属の配線を束ね、所定の配線通路に入れ込んでおく。
そして、このようなモータオーバハング構造を採用した過給機10のモータ30は、潤滑油による潤滑を必要とする軸受が不要であり、従って、潤滑油も不要となるため、既存過給機へのレトロフィットが容易になるとともに、低コスト化も容易になる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
11 ガス入口ケーシング
12 ガス出口ケーシング
13 軸受台
14 空気案内ケーシング
15 ロータ軸
19 タービン
20 コンプレッサ羽根車
22 排気ガス導入路
23 排気ガス排出路
24 吸入空気導入路
25 渦室
26 サイレンサ
30 モータ
31 モータロータ
32 ステータ
33 ハウジング
35 サポート部材
36 六角ボルト
37 キャップ
40 保護筒
41 帯状部材
50 ガイドバー
HS ステータ・サポートユニット
Claims (8)
- コンプレッサ部に接続されたロータ軸の端部にモータが取り付けられた過給機の製造方法であって、
前記モータが、円筒形状のハウジングと、該ハウジングの内部に収納されているステータと、前記ロータ軸の端部に接続されて前記ステータの内部で回転する永久磁石を備えたモータロータとを具備し、
前記モータロータを前記ロータ軸に接続して取り付けるロータ取付工程と、
前記ハウジングを前記ロータ軸と同心に固定支持させるハウジング取付工程と、
前記ハウジングをガイドにして前記ハウジングの内部に前記ステータを前記モータロータと直接に接触しないように挿入して組み込むステータ取付工程と、
を備えていることを特徴とする過給機の製造方法。 - 前記ロータ取付工程において、前記モータロータに保護筒が設けられることを特徴とする請求項1に記載の過給機の製造方法。
- 前記ハウジングの内周面に凹溝部を形成する工程を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の過給機の製造方法。
- 前記凹溝部の軸方向両端部の角部を面取りする工程を備えることを特徴とする請求項3に記載の過給機の製造方法。
- 前記ハウジングの内壁面に放熱グリースを塗布する工程を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の過給機の製造方法。
- 前記ハウジングに前記放熱グリースの過剰分を押し出すグリース排出口が設けられていることを特徴とする請求項5に記載の過給機の製造方法。
- 前記ハウジング取付工程において、前記ハウジングの位置決め及びスライドにガイドバーを用いることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の過給機の製造方法。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の過給機の製造方法により取り付けられたモータを備えていることを特徴とする過給機。
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