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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Turbolader.
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Technischer Hintergrund
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Patentliteratur 1 offenbart einen elektrischen Kompressor, in dem ein Kompressor und ein elektrischer Motor miteinander integriert sind. Der elektrische Kompressor hat ein Gehäuse, das ein mittleres Gehäuse, das den Kompressor aufnimmt, ein hinteres Gehäuse, das den elektrischen Motor aufnimmt, und ein vorderes Gehäuse umfasst, das eine Antriebsschaltung aufnimmt. Des Weiteren sind die Antriebsschaltung und der elektrische Motor durch eine Signalleitung über einen hermetisch abgedichteten Anschluss, der an dem Gehäuse fixiert ist, elektrisch miteinander verbunden.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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US 6 845 617 B1 offenbart einen elektrischen Turbolader mit einem elektrischen Motor, der eine drehende Schaufel drehantreibt; und einem Motorgehäuse, das den elektrischen Motor in sich aufnimmt.
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WO 2015/ 188 028 A2 offenbart eine Steuerungseinrichtung, die außerhalb eines Motorgehäuses angeordnet ist und das Antreiben eines elektrischen Motors steuert; und einen Leistungszufuhrmechanismus, der einen Strom von der Steuerungseinrichtung zu dem elektrischen Motor durch ein Durchgangsloch hindurch zuführt, das die Innenseite und die Außenseite des Motorgehäuses verbindet, wobei der Leistungszufuhrmechanismus eine Stange, die hermetisch abgedichtet ist, während sie durch das Durchgangsloch hindurch eingesetzt ist, einen Verbinder, der mit wenigstens einem Ende der Stange verbunden ist, und eine Sammelschiene hat, die mit dem Verbinder verbunden ist, und wobei der Verbinder eine relative Positionsverschiebung der Stange mit Bezug auf den Verbinder absorbiert.
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JP 2003- 214 340 A offenbart einen hermetisch abgedichteten Anschluss zum Verbinden eines Inverters mit einem elektrischen Motor.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Im Allgemeinen ist bei dem hermetisch abgedichteten Anschluss der Umfang einer Leitungsstange durch einen Isolator wie Glas abgedichtet. In diesem Fall wird, wenn die Signalleitung, die mit der Stange verbunden ist, eine flexible dünne Leitung ist, keine übermäßige Kraft von der Signalleitung auf die Stange aufgebracht, selbst wenn eine relative Positionsverschiebung zwischen der Stange und der Signalleitung auftritt. Da jedoch ein großer Strom für einen Elektromotor benötigt ist, der in einem elektrischen Turbolader verwendet wird, wird anstatt der flexiblen dünnen Leitung eine hochsteife Sammelschiene mit der Stange verbunden. In diesem Fall gibt es beispielsweise, wenn eine relative Positionsverschiebung zwischen der Sammelschiene und der Stange während der Verbindung auftritt, Bedenken, dass ein Glasabschnitt brechen kann, da eine übermäßige Kraft auf die Stange aufgebracht wird, während die Stange durch die Sammelschiene gedrückt wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Turbolader vorzusehen, der das Brechen eines Glasabschnitts in der hermetischen Dichtung unterdrücken kann.
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Lösung des Problems
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem elektrischen Turbolader gemäß Ansprüchen 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß dem elektrischen Turbolader der Erfindung ist es möglich, das Brechen des Glasabschnitts in der hermetischen Dichtung zu unterdrücken.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen elektrischen Turbolader gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Verbinder darstellt, bevor der Verbinder mit einer Sammelschiene verbunden wird.
- 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Verbinder darstellt, der mit der Sammelschiene und einer hermetisch abgedichteten Stange verbunden ist.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein eine Montageabbildung des Verbinders darstellt, der mit der Sammelschiene und der hermetisch abgedichteten Stange verbunden ist.
- 5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Position eines Schlitzes eines zylindrischen Abschnitts aus Sicht von einer Axialrichtung beschreibt.
- 6 ist ein schematisches Diagramm, das eine Position eines Schlitzes eines zylindrischen Abschnitts gemäß einem modifizierten Beispiel beschreibt.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Verbinder gemäß dem modifizierten Beispiel darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Ein elektrischer Turbolader eines Ausführungsbeispiels hat: einen elektrischen Motor, der eine drehende Schaufel drehantreibt; ein Motorgehäuse, das den elektrischen Motor in sich aufnimmt; eine Steuerungseinrichtung, die außerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist und das Antreiben des elektrischen Motors steuert; und einen Leistungszufuhrmechanismus, der einen Strom von der Steuerungseinrichtung zu dem elektrischen Motor durch ein Durchgangsloch hindurch zuführt, das die Innenseite und die Außenseite des Motorgehäuses verbindet, wobei der Leistungszufuhrmechanismus eine Stange, die hermetisch abgedichtet ist, während sie durch das Durchgangsloch hindurch eingesetzt ist, einen Verbinder, der mit wenigstens einem Ende der Stange verbunden ist, und eine Sammelschiene hat, die mit dem Verbinder verbunden ist, und wobei der Verbinder eine relative Positionsverschiebung der Stange mit Bezug auf den Verbinder absorbiert.
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In solch einem elektrischen Turbolader ist die hermetisch abgedichtete Stange mit dem Verbinder verbunden, der mit der Sammelschiene verbunden ist. Wenn die Position der Stange von der Sammelschiene relativ verschoben ist, ist auch die Position der Stange mit Bezug auf den Verbinder verschoben, der mit der Sammelschiene verbunden ist. In diesem Fall wird im Stand der Technik eine übermäßige Kraft auf die Stange aufgebracht, wenn der Verbinder und die Stange miteinander verbunden sind. Da jedoch der Verbinder die relative Positionsverschiebung der Stange absorbieren kann, ist es möglich, eine übermäßige Kraft zu unterdrücken, die auf die Stange aufgebracht wird. Somit ist es möglich, das Brechen des Glasabschnitts in der hermetischen Dichtung zu unterdrücken.
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Des Weiteren kann der Verbinder einen zylindrischen Abschnitt haben und kann mit einem oder einer Vielzahl von Schlitzen entlang einer Axialrichtung versehen sein. Gemäß dieser Gestaltung wird, da der Schlitz in dem zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist, der zylindrische Abschnitt leicht verformt. Aus diesem Grund ist es, selbst wenn die Stange, die relativ zu der Sammelschiene verschoben ist, mit dem Verbinder verbunden ist, möglich, die relative Positionsverschiebung der Stange durch die Verformung des zylindrischen Abschnitts zu absorbieren.
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Des Weiteren kann der Verbinder mit jedem von beiden Enden der Stange verbunden sein, der Verbinder, der mit einem Ende der Stange verbunden ist, kann ein erster Verbinder sein, und der Verbinder, der mit dem anderen Ende der Stange verbunden ist, kann ein zweiter Verbinder sein. Dann können eine Umfangsposition des Schlitzes des ersten Verbinders und eine Umfangsposition des Schlitzes des zweiten Verbinders voneinander verschoben sein aus Sicht in der Axialrichtung der Stange. Der zylindrische Abschnitt wird leicht in einer Richtung verformt, in der sich der Schlitz aufweitet. Aus diesem Grund sind, da die Umfangspositionen der Schlitze des ersten Verbinders und des zweiten Verbinders voneinander verschoben sind, die Richtungen, in denen sich der zylindrische Abschnitt verformen kann, voneinander verschoben und somit kann die Positionsverschiebung der Stange leicht gehandhabt werden.
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Des Weiteren können eine Vielzahl von Schlitzen in dem zylindrischen Abschnitt des ersten Verbinders in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet sein, eine Vielzahl von Schlitzen können in dem zylindrischen Abschnitt des zweiten Verbinders in der gleichen Zahl wie die Schlitze des ersten Verbinders in den gleichen Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet sein, und die Schlitze des ersten Verbinders und die Schlitze des zweiten Verbinders können abwechselnd angeordnet sein aus Sicht in der Axialrichtung der Stange. Gemäß dieser Gestaltung sind die Schlitzaufweitungsrichtungen des ersten Verbinders und des zweiten Verbinders abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet. Demzufolge kann, selbst wenn die Stange zu irgendeiner Richtung der Radialrichtung verschoben ist, die Positionsverschiebung der Stange leicht absorbiert werden.
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Des Weiteren kann ein Paar der Schlitze an entgegengesetzten Positionen in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts des ersten Verbinders ausgebildet sein, ein Paar der Schlitze kann an entgegengesetzten Positionen der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts des zweiten Verbinders ausgebildet sein, und die Umfangspositionen des Paars von Schlitzen des ersten Verbinders und die Umfangspositionen des Paars von Schlitzen des zweiten Verbinders können voneinander um 90° verschoben sein aus Sicht in der Axialrichtung der Stange. Gemäß dieser Gestaltung, da der erste Verbinder eine Richtung, in die sich der Schlitz leicht aufweitet, in einer Richtung von der Radialrichtung umfasst, und der zweite Verbinder eine Richtung, in die sich der Schlitz leicht aufweitet, in einer Richtung senkrecht zu der einen Richtung der Radialrichtung umfasst, kann die Positionsverschiebung der Stange leicht absorbiert werden. Des Weiteren kann, da die Anzahl der Schlitze, die in dem zylindrischen Abschnitt ausgebildet sind, begrenzt ist, die Steifigkeit des zylindrischen Abschnitts gewährleistet werden.
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Des Weiteren hat ein elektrischer Turbolader eines Ausführungsbeispiels: einen elektrischen Motor, der eine drehende Schaufel drehantreibt; ein Motorgehäuse, das den elektrischen Motor in sich aufnimmt; eine Steuerungseinrichtung, die außerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist und das Antreiben des elektrischen Motors steuert; und einen Leistungszufuhrmechanismus, der einen Strom von der Steuerungseinrichtung zu dem elektrischen Motor durch ein Durchgangsloch hindurch zuführt, das die Innenseite und die Außenseite des Motorgehäuses verbindet, wobei der Leistungszufuhrmechanismus eine Stange, die hermetisch abgedichtet ist, während sie durch das Durchgangsloch hindurch eingesetzt ist, einen ersten Verbinder, der mit einem Ende der Stange verbunden ist und mit einem oder einer Vielzahl von Schlitzen entlang einer Axialrichtung versehen ist, einen zweiten Verbinder, der mit dem anderen Ende der Stange verbunden ist und mit einem oder einer Vielzahl von Schlitzen entlang der Axialrichtung versehen ist, eine erste Sammelschiene, die mit dem ersten Verbinder verbunden ist, und eine zweite Sammelschiene hat, die mit dem zweiten Verbinder verbunden ist, und wobei die Umfangspositionen des Schlitzes des ersten Verbinders und des Schlitzes des zweiten Verbinders mit Bezug auf die Stange nicht miteinander übereinstimmen.
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In solch einem elektrischen Turbolader, da die Schlitze, die in dem ersten Verbinder und dem zweiten Verbinder ausgebildet sind, die relative Positionsverschiebung der Stange absorbieren können, ist es möglich, ein Aufbringen einer übermäßigen Kraft auf die Stange zu unterdrücken. Somit ist es möglich, das Brechen des Glasabschnitts in der hermetischen Dichtung zu unterdrücken. Da des Weiteren die Umfangspositionen der Schlitze des ersten Verbinders und der Schlitze des zweiten Verbinders nicht miteinander übereinstimmen, kann die Positionsverschiebung der Stange leicht absorbiert werden, selbst wenn die Stange zu irgendeiner Richtung von der Radialrichtung verschoben wird.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Der Einfachheit halber sind die gleichen Bezugszeichen den im Wesentlichen gleichen Komponenten gegeben und die Beschreibung von diesen wird weggelassen.
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1 ist eine Querschnittsansicht, die einen elektrischen Turbolader gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt. Der elektrische Turbolader 1 ist auf eine Brennkraftmaschine angewendet, die beispielsweise in einem Fahrzeug, einem Schiff und dergleichen verwendet wird. Wie in 1 dargestellt ist, hat der elektrische Turbolader 1 einen Kompressor 10, einen elektrischen Motor 20 und einen Inverter (eine Steuerungseinrichtung) 30. Der Kompressor 10, der elektrische Motor 20 und der Inverter 30 sind in einem Gehäuse 3 aufgenommen. Das Gehäuse 3 umfasst ein Kompressorgehäuse 5, ein Motorgehäuse 7 und ein Invertergehäuse 9. Der elektrische Turbolader 1 erzeugt komprimierte Luft durch Drehantreiben des Kompressors 10 unter Verwendung des elektrischen Motors 20, der durch den Inverter 30 gesteuert wird. Die komprimierte Luft wird zu der vorstehend beschriebenen Brennkraftmaschine zugeführt.
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Der Kompressor 10 hat das Kompressorgehäuse 5, eine Drehwelle 11, die im Inneren des Kompressorgehäuses 5 drehbar gestützt ist, und ein Kompressorlaufrad (eine drehende Schaufel) 13, das an einem Ende der Drehwelle 11 angebracht ist. Das Kompressorlaufrad 13 ist aus beispielsweise einem Harz oder einem kohlefaserverstärkten Harz hergestellt, und hat daher ein verringertes Gewicht. Das Kompressorgehäuse 5 hat einen Ansauganschluss 5a, der Luft in das Kompressorlaufrad 13 einleitet, einen Schneckenabschnitt 5b, der Luft empfängt, die durch das Kompressorlaufrad 13 komprimiert worden ist, und einen Ausstoßanschluss 5c, der komprimierte Luft ausstößt.
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Der elektrische Motor 20 hat die Drehwelle 11, die im Inneren des Motorgehäuses 7 drehbar gestützt ist, einen Rotorabschnitt 21, der an der Drehwelle 11 angebracht ist, und einen Statorabschnitt 23, der den Rotorabschnitt 21 umgibt. Das Motorgehäuse 7 ist an einer Endseite (der rechten Seite der Zeichnung) des Kompressorgehäuses 5 durch einen Bolzen (nicht dargestellt) angebracht. Die andere Endseite der Drehwelle 11, die im Inneren des Kompressorgehäuses 5 gestützt ist, erstreckt sich im Inneren des Motorgehäuses 7. Ein Kugellager 7b, das die Drehwelle 11 stützt, ist in einem Wandabschnitt 7a an der Seite des Kompressors 10 in dem Motorgehäuse 7 angeordnet.
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Der Rotorabschnitt 21 hat einen oder eine Vielzahl von Permanentmagneten (nicht dargestellt), der/die an der Drehwelle 11 angebracht ist/sind. Der Statorabschnitt 23 ist durch die Innenfläche des Motorgehäuses 7 gehalten und hat eine Spule zum Erzeugen eines magnetischen Felds. Eine motorseitige Sammelschiene 49, die einen Teil eines Leistungszufuhrmechanismus 40 bildet, der später beschrieben wird, ist mit der Spule des Statorabschnitts 23 elektrisch verbunden. Die motorseitige Sammelschiene 49 ist beispielsweise an dem Statorabschnitt 23 oder dergleichen angebracht, um bei einer vorbestimmten Position im Inneren des Motorgehäuses 7 angeordnet zu sein. Beispielsweise kann eine Spule durch Wickeln der motorseitigen Sammelschiene 49 ausgebildet sein. In diesem Fall ist die Position der motorseitigen Sammelschiene 49 mit Bezug auf den Statorabschnitt 23 bestimmt. Des Weiteren kann die motorseitige Sammelschiene 49, die mit der Spule elektrisch verbunden ist, durch ein Anbringungsbauteil oder dergleichen an dem Motorgehäuse 7 angebracht sein.
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Der Inverter 30 ist im Inneren des Invertergehäuses 9 angeordnet, das die Außenseite des Motorgehäuses 7 ist (die entgegengesetzte Seite zu dem Kompressorgehäuse 5). Der Inverter 30 wandelt eine Gleichstromleistung, die von einer Batterie (nicht dargestellt) zugeführt wird, die an einem Fahrzeug oder dergleichen montiert ist, in eine dreiphasige Wechselstromleistung um. Aus diesem Grund ist der Inverter 30 mit drei Ausgangsanschlüssen 33 (nur einer ist in 1 dargestellt) entsprechend einem Dreiphasenwechselstrom versehen. Das Invertergehäuse 9 ist an einer Endseite (der rechten Seite der Zeichnung) des Motorgehäuses 7 angebracht. Ein Kugellager 9b, das die Drehwelle 11 stützt, ist an einem Wandabschnitt 9a an der Seite des Motorgehäuses 7 in dem Invertergehäuse 9 angeordnet. Des Weiteren ist der Wandabschnitt 9a mit drei Durchgangslöchern 9c (nur eines ist in 1 dargestellt) versehen, die das Innere des Invertergehäuses 9 und das Innere des Motorgehäuses 7 verbinden. Ein Wechselstrom, der von dem Inverter 30 ausgegeben wird, wird zu dem Statorabschnitt 23 des elektrischen Motors 20 durch den Leistungszufuhrmechanismus 40 zugeführt, der durch das Durchgangsloch 9c hindurchgeht. Darüber hinaus ist ein Raum im Inneren des Invertergehäuses 9 durch einen Deckel 9d geschlossen.
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen inverterseitigen Verbinder 43 darstellt, der nicht an der inverterseitigen Sammelschiene 41 angebracht ist. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Leistungszufuhrmechanismus 40 darstellt. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein eine Montageabbildung des Leistungszufuhrmechanismus 40 darstellt. Der Leistungszufuhrmechanismus 40 hat eine inverterseitige Sammelschiene (eine erste Sammelschiene) 41, einen inverterseitigen Verbinder (einen ersten Verbinder) 43, einen hermetischen Anschluss 45, einen motorseitigen Verbinder (einen zweiten Verbinder) 47 und eine motorseitige Sammelschiene (eine zweite Sammelschiene) 49. Die inverterseitige Sammelschiene 41 ist ein längliches plattenförmiges Bauteil und ist aus einem Metallmaterial wie Kupfer ausgebildet. Beide Enden der inverterseitigen Sammelschiene 41 in der Längsrichtung sind mit Anbringungslochabschnitten 41a und 41b versehen (siehe 1). Ein Lochabschnitt 41a ist mit dem Ausgangsanschluss 33 des Inverters 30 durch einen Bolzen 41c und eine Mutter 41d verbunden. Demzufolge ist der Ausgangsanschluss 33 des Inverters 30 mit der inverterseitigen Sammelschiene 41 elektrisch verbunden. Der inverterseitige Verbinder 43 ist mit dem anderen Lochabschnitt 41b verbunden.
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Der inverterseitige Verbinder 43 ist aus einem Metallmaterial wie Kupfer ausgebildet. Wie in 2 dargestellt ist, hat der inverterseitige Verbinder 43 einen scheibenförmigen Basisabschnitt 44a, einen säulenförmigen Befestigungsabschnitt 44b, der zu einer Flächenseite des Basisabschnitts 44a vorsteht, und einen zylindrischen Abschnitt 44c, der aufrecht an der anderen Flächenseite des Basisabschnitts 44a ausgebildet ist. Wie in 1 dargestellt ist, ist der Außendurchmesser des Basisabschnitts 44a festgelegt, um größer zu sein als der Durchmesser des Lochabschnitts 41b, der in der inverterseitigen Sammelschiene 41 ausgebildet ist. Der Außendurchmesser des Befestigungsabschnitts 44b ist festgelegt, um kleiner als der Durchmesser des Lochabschnitts 41b zu sein. Des Weiteren ist die Höhe des Befestigungsabschnitts 44b festgelegt, um größer als die Dicke der inverterseitigen Sammelschiene 41 zu sein. Der inverterseitige Verbinder 43 ist an der inverterseitigen Sammelschiene 41 durch beispielsweise Crimpen des Befestigungsabschnitts 44b angebracht, der durch den Lochabschnitt 41b hindurch eingesetzt ist.
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Wie in 2 bis 4 dargestellt ist, ist ein Schlitz 44d in dem zylindrischen Abschnitt 44c von einem vorderen Ende zu einem Basisende entlang der Axialrichtung ausgebildet. Demzufolge ist ein Bogenstück 44e an einer vorderen Endseite des zylindrischen Abschnitts 44c in der gleichen Zahl wie die Schlitze 44d ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel ist ein Paar von Schlitzen 44d an den zugewandten Positionen des zylindrischen Abschnitts 44c in der Umfangsrichtung ausgebildet. Des Weiteren ist der Schlitz 44d in einem Bereich von im Wesentlichen der Mitte zu dem vorderen Ende des zylindrischen Abschnitts 44c in der Axialrichtung ausgebildet. Demzufolge ist ein Paar von Bogenstücken 44e an der vorderen Endseite in Bezug zu im Wesentlichen der Mitte des zylindrischen Abschnitts 44c in der Axialrichtung ausgebildet. Das Bogenstück 44e ist in einer im Wesentlichen halbkreisförmigen Bogenform aus Sicht in der Axialrichtung ausgebildet. Der zylindrische Abschnitt 44c hat eine Flexibilität insbesondere an einem Abschnitt, der mit dem Bogenstück 44e versehen ist. Aus diesem Grund kann, wenn eine äußere Kraft auf das Bogenstück 44e nach außen in der Radialrichtung aufgebracht wird, sich das Bogenstück 44e nach außen in der Radialrichtung verformen. Ein Ende des hermetischen Anschlusses 45 ist in den zylindrischen Abschnitt 44c eingesetzt und durch diesen gehalten.
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Des Weiteren kann eine geneigte Fläche an der Innenumfangsfläche an der vorderen Endseite des zylindrischen Abschnitts 44c vorgesehen sein. Wenn die geneigte Fläche vorgesehen ist, wird die geneigte Fläche eine Führung zu der Zeit des Einsetzens des hermetischen Anschlusses 45 und ist mit der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 44c ausgerichtet. Aus diesem Grund kann der hermetische Anschluss 45 leicht eingesetzt werden. 2(a) stellt ein Beispiel dar, in dem zwei geneigte Flächen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln ausgebildet sind, um große Neigungswinkel an der vorderen Endseite zu haben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
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Der hermetische Anschluss 45 hat eine Platte 45a und eine Stange 45b. Die Stange 45b ist hermetisch abgedichtet, während sie durch ein Einsetzloch 45d hindurch eingesetzt ist, das in der Platte 45a ausgebildet ist (siehe 1). Das heißt, ein Isolator 45c wie Glas ist in das Einsetzloch 45d so gefüllt, dass die Stange 45b und die Platte 45a einander nicht berühren. Die Platte 45a ist mit zwei Löchern 45e versehen, durch die hindurch Schrauben oder dergleichen eingesetzt werden können. Die Platte 45a ist an dem Wandabschnitt 9a angebracht, während die Stange 45b durch das Durchgangsloch 9c hindurch eingesetzt ist, das in dem Invertergehäuse 9 ausgebildet ist. Demzufolge ist eine Endseite der Stange 45b im Inneren des Invertergehäuses 9 gelegen, und die andere Endseite der Stange 45b ist im Inneren des Motorgehäuses 7 gelegen. Zusätzlich kann ein Spalt zwischen der Platte 45a und dem Wandabschnitt 9a durch einen O-Ring oder dergleichen abgedichtet sein.
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Die Stange 45b ist ein Stangenbauteil, das im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 44c hat, und ist aus einem Metallmaterial wie Kupfer ausgebildet. Eine Endseite der Stange 45b ist im Inneren des zylindrischen Abschnitts 44c des inverterseitigen Verbinders 43 angeordnet. Demzufolge ist die Außenumfangsfläche der Stange 45b mit der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 44c elektrisch verbunden. Die andere Endseite der Stange 45b ist mit dem motorseitigen Verbinder 47 im Inneren des Motorgehäuses 7 verbunden.
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Wie in 3 und 4 dargestellt ist, ist der motorseitige Verbinder 47 in im Wesentlichen der gleichen Form wie die des inverterseitigen Verbinders 43 ausgebildet und ist aus einem Metallmaterial wie Kupfer ausgebildet. Das heißt, der motorseitige Verbinder 47 hat einen Basisabschnitt 44a, einen zylindrischen Abschnitt 44c und einen Befestigungsabschnitt 44b. Des Weiteren ist der zylindrische Abschnitt 44c mit einem Paar von Schlitzen 44d versehen, in gleicher Weise wie der inverterseitige Verbinder 43. Demzufolge ist der zylindrische Abschnitt 44c mit einem Paar von Bogenstücken 44e versehen. Die andere Endseite der Stange 45b ist im Inneren des zylindrischen Abschnitts 44c des motorseitigen Verbinders 47 angeordnet. Demzufolge ist die Außenumfangsfläche der Stange 45b mit der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 44c elektrisch verbunden.
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In gleicher Weise wie die inverterseitige Sammelschiene 41 ist die motorseitige Sammelschiene 49 beispielsweise ein längliches plattenförmiges Bauteil und ist aus einem Metallmaterial wie Kupfer ausgebildet. Ein Ende der motorseitigen Sammelschiene 49 ist mit einem Lochabschnitt 49a zum Anbringen des motorseitigen Verbinders 47 versehen (siehe 1). Beispielsweise ist der Befestigungsabschnitt 44b des motorseitigen Verbinders 47 an dem Lochabschnitt 49a durch Crimpen angebracht. Demzufolge sind der motorseitige Verbinder 47 und die motorseitige Sammelschiene 49 elektrisch miteinander verbunden. Das andere Ende der motorseitigen Sammelschiene 49 ist mit der Spule des Statorabschnitts 23 elektrisch verbunden, die vorstehend beschrieben ist. In dem vorstehend beschriebenen Leistungszufuhrmechanismus 40 wird ein Strom, der von dem Ausgangsanschluss 33 des Inverters 30 zugeführt wird, zu der Spule des Statorabschnitts 23 geliefert, während er durch die inverterseitige Sammelschiene 41, den inverterseitigen Verbinder 43, die Stange 45b, den motorseitigen Verbinder 47 und die motorseitige Sammelschiene 49 hindurchgeht.
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5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Position des Schlitzes 44d des zylindrischen Abschnitts 44c aus Sicht von der Achse L darstellt, 5(a) stellt den inverterseitigen Verbinder 43 dar, und 5(b) stellt den motorseitigen Verbinder 47 dar. Wie in 5 dargestellt ist, sind die Umfangsposition des Schlitzes 44d des inverterseitigen Verbinders 43 und die Umfangsposition des Schlitzes 44d des motorseitigen Verbinders 47 voneinander verschoben. Wenn die gleiche Anzahl von Schlitzen 44d in den gleichen Abständen in dem zylindrischen Abschnitt 44c des motorseitigen Verbinders 47 und dem zylindrischen Abschnitt 44c des inverterseitigen Verbinders 43 ausgebildet ist, können der Schlitz 44d des inverterseitigen Verbinders 43 und der Schlitz 44d des motorseitigen Verbinders 47 abwechselnd in den gleichen Abständen angeordnet sein aus Sicht in der Axialrichtung. In dem Ausführungsbeispiel ist ein Paar von Schlitzen 44d an zugewandten Positionen in der Umfangsrichtung in sowohl dem motorseitigen Verbinder 47 als auch dem inverterseitigen Verbinder 43 ausgebildet. Das heißt, die Schlitze 44d sind in dem Abstand von 180° in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 44c ausgebildet. Hier sind, wie in 5 dargestellt ist, die Umfangspositionen des Paars von Schlitzen 44d des motorseitigen Verbinders 47 und die Umfangspositionen des Paars von Schlitzen 44d des inverterseitigen Verbinders 43 angeordnet, um um 90° voneinander verschoben zu sein. Demzufolge sind der Schlitz 44d des motorseitigen Verbinders 47 und der Schlitz 44d des inverterseitigen Verbinders 43 abwechselnd in dem Abstand von 90° angeordnet.
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Wie durch den Pfeil von 5 gekennzeichnet ist, wird das Bogenstück 44e leicht in eine Richtung verformt, die die Achse L und den Kreisbogenmittelpunkt M des Bogenstücks 44e verbindet. Bei dem Beispiel, das in den Zeichnungen dargestellt ist, wenn der Schlitz 44d des inverterseitigen Verbinders 43 und der Schlitz 44d des motorseitigen Verbinders 47 angeordnet sind, um um 90° verschoben zu sein, ist eine Richtung, in der das Bogenstück 44e leicht verformt wird, auch in dem inverterseitigen Verbinder 43 und dem motorseitigen Verbinder 47 in dem Abstand von 90° abwechselnd angeordnet.
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In dem vorstehend beschriebenen elektrischen Turbolader 1 ist der motorseitige Verbinder 47, der mit der motorseitigen Sammelschiene 49 verbunden ist, mit einem Ende der hermetisch abgedichteten Stange 45b verbunden, und der inverterseitige Verbinder 43, der mit der inverterseitigen Sammelschiene 41 verbunden ist, ist mit dem anderen Ende der Stange 45b verbunden. In diesem Fall wird keine übermäßige äußere Kraft auf die Stange 45b in einem Zustand aufgebracht, in dem eine Positionsverschiebung des motorseitigen Verbinders 47 und des inverterseitigen Verbinders 43 mit Bezug auf die Stange 45b nicht vorhanden ist. Das heißt, keine übermäßige äußere Kraft wird auf die Stange 45b in einem Zustand aufgebracht, in dem die Achse des motorseitigen Verbinders 47, die Achse der Stange 45b und die Achse des inverterseitigen Verbinders 43 miteinander ausgerichtet sind.
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Des Weiteren, wenn die Position der Stange 45b relativ mit Bezug auf einen von dem inverterseitigen Verbinder 43 und dem motorseitigen Verbinder 47 verschoben ist, wird im Stand der Technik eine übermäßige Kraft auf die Stange 45b zu der Zeit des Verbindens der Stange 45b aufgebracht. In dem Ausführungsbeispiel können der inverterseitige Verbinder 43 und der motorseitige Verbinder 47 die relative Positionsverschiebung der Stange 45b absorbieren. Das heißt, es ist möglich, die Stange 45b und den Verbinder elektrisch miteinander zu verbinden, ohne eine übermäßige Kraft auf die Stange 45b aufzubringen, während die Achse des motorseitigen Verbinders 47, die Achse der Stange 45b und die Achse des inverterseitigen Verbinders 43 voneinander verschoben sind. Somit ist es möglich, das Brechen des Glasabschnitts in der hermetischen Dichtung zu unterdrücken.
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Der inverterseitige Verbinder 43 und der motorseitige Verbinder 47 haben den flexiblen zylindrischen Abschnitt 44c, der aus einem Metallmaterial ausgebildet ist. Dann ist der zylindrische Abschnitt 44c mit dem Schlitz 44d entlang der Axialrichtung versehen. Das heißt, das Bogenstück 44e ist an der vorderen Endseite des zylindrischen Abschnitts 44c ausgebildet. Wenn die Position der Stange 45b von dem Verbinder in der Radialrichtung verschoben ist, ist es möglich, die Positionsverschiebung der Stange 45b in solch einer Weise zu absorbieren, dass das flexible Bogenstück 44e nach außen in der Radialrichtung verformt wird.
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Des Weiteren ist, da die Position des Schlitzes 44d des inverterseitigen Verbinders 43 und die Position des Schlitzes 44d des motorseitigen Verbinders 47 voneinander in der Umfangsrichtung verschoben sind aus Sicht in der Axialrichtung der Stange 45b, auch die Position des Bogenstücks 44e in der Umfangsrichtung verschoben. Demzufolge ist es, da eine Richtung, in die sich das Bogenstück 44e leicht aufweitet, in dem inverterseitigen Verbinder 43 und dem motorseitigen Verbinder 47 voneinander verschoben ist, möglich, die Positionsverschiebung der Stange 45b leicht handzuhaben.
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In dem Ausführungsbeispiel sind, aus Sicht in der Axialrichtung der Stange 45b, die Umfangspositionen des Paars von Schlitzen 44d des inverterseitigen Verbinders 43 und die Umfangspositionen des Paars von Schlitzen 44d des motorseitigen Verbinders 47 voneinander um 90° verschoben. Aus diesem Grund sind eine Richtung, in der das Bogenstück 44e in dem inverterseitigen Verbinder 43 leicht aufgeweitet wird, und eine Richtung, in der das Bogenstück 44e in dem motorseitigen Verbinder 47 leicht aufgeweitet wird, abwechselnd angeordnet in dem Abstand von 90°. Aus diesem Grund wird die Positionsverschiebung leicht absorbiert, selbst wenn die Stange 45b zu einer beliebigen Richtung von der Radialrichtung verschoben wird. Da des Weiteren die Anzahl der Schlitze 44d, die in dem zylindrischen Abschnitt 44c ausgebildet sind, zwei ist, ist das Bogenstück 44e in einer halbkreisförmigen Bogenform ausgebildet. Demzufolge kann die Steifigkeit des Bogenstücks 44e gewährleistet werden.
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Vorstehend ist das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben worden, aber die spezifische Gestaltung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Beispielsweise ist ein Beispiel beschrieben worden, bei dem zwei Schlitze 44d in dem zylindrischen Abschnitt 44c von jedem von dem inverterseitigen Verbinder 43 und dem motorseitigen Verbinder 47 ausgebildet sind, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der zylindrische Abschnitt mit einem Schlitz oder mit drei oder mehr Schlitzen versehen sein. Ein Beispiel ist in 6 dargestellt. 6(a) ist ein schematisches Diagramm, das das Bogenstück 44e des inverterseitigen Verbinders 143 zeigt, und 6(b) ist ein schematisches Diagramm, das das Bogenstück 44e des motorseitigen Verbinders 147 zeigt.
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Des Weiteren ist in dem Beispiel von 5 ein Beispiel beschrieben worden, in dem das Paar von Schlitzen 44d in dem zylindrischen Abschnitt 44c des inverterseitigen Verbinders 43 und dem zylindrischen Abschnitt 44c des motorseitigen Verbinders 47 vorgesehen ist und die Umfangspositionen voneinander um 90° verschoben sind, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Wenn beispielsweise die Umfangspositionen der Schlitze 44d, die in dem zylindrischen Abschnitt 44c ausgebildet sind, zwischen dem inverterseitigen Verbinder 43 und dem motorseitigen Verbinder 47 geringfügig voneinander verschoben sind, wird die relative Positionsverschiebung der Stange 45b im Vergleich zu einem Fall leicht absorbiert, in dem die Umfangspositionen der Schlitze 44d die gleichen sind.
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In dem modifizierten Beispiel von 6 sind drei Schlitze 44d in den gleichen Abständen in dem zylindrischen Abschnitt 44c von jedem von dem inverterseitigen Verbinder 143 und dem motorseitigen Verbinder 147 ausgebildet. Demzufolge ist jeder zylindrische Abschnitt 44c mit drei Bogenstücken 44e versehen. Der Schlitz 44d des inverterseitigen Verbinders 143 und der Schlitz 44d des motorseitigen Verbinders 147 sind abwechselnd in den gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet. Des Weiteren ist eine Richtung, in der sich das Bogenstück 44e leicht aufweitet (durch den Pfeil in der Zeichnung gekennzeichnet), in der Umfangsrichtung des inverterseitigen Verbinders 143 und des motorseitigen Verbinders 147 abwechselnd angeordnet. Demzufolge wird, selbst wenn die Stange 45b zu irgendeiner Richtung von der Radialrichtung verschoben wird, die Positionsverschiebung der Stange 45b leicht absorbiert.
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Des Weiteren stellen 6(c) und 6(d) ein Beispiel dar, in dem die Anzahl der Schlitze 44d, die in dem zylindrischen Abschnitt 44c ausgebildet ist, sich in dem inverterseitigen Verbinder 243 und dem motorseitigen Verbinder 247 unterscheidet. In dem Beispiel, das in den Zeichnungen dargestellt ist, sind drei Schlitze 44d in den gleichen Abständen in dem zylindrischen Abschnitt 44c des inverterseitigen Verbinders 243 ausgebildet (siehe 6(c)) und sechs Schlitze 44d sind in den gleichen Abständen in dem zylindrischen Abschnitt 44c des motorseitigen Verbinders 247 ausgebildet (siehe 6(d)). Wie durch den Pfeil der Zeichnungen gekennzeichnet ist, überlappen drei der Richtungen, in denen sich das Bogenstück 44e in dem motorseitigen Verbinder 247 leicht aufweitet, mit Richtungen, in denen sich das Bogenstück 44e in dem inverterseitigen Verbinder 243 leicht aufweitet. Des Weiteren sind die anderen drei Richtungen, in denen sich das Bogenstück 44e in dem motorseitigen Verbinder 47 leicht aufweitet, abwechselnd in den gleichen Abständen zusammen mit den Richtungen angeordnet, in denen sich das Bogenstück 44e in dem inverterseitigen Verbinder 43 leicht aufweitet. Demzufolge wird, selbst wenn die Stange 45b zu irgendeiner Richtung von der Radialrichtung verschoben wird, die Positionsverschiebung der Stange 45b leicht absorbiert.
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Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Fall beschränkt, in dem die Vielzahl von Schlitzen in dem zylindrischen Abschnitt 44c in den gleichen Abständen ausgebildet sind. Beispielsweise können die Vielzahl von Schlitzen in unterschiedlichen Abständen ausgebildet sein. Das heißt, die Vielzahl von Bogenstücken, die in dem zylindrischen Abschnitt 44c ausgebildet sind, können unterschiedliche Größen haben. In diesem Fall können sich die Umfangspositionen der Schlitze, die in den zylindrischen Abschnitten 44c des inverterseitigen Verbinders 43 und des motorseitigen Verbinders 47 ausgebildet sind, voneinander unterscheiden. Wenn jedoch die Schlitze in den gleichen Abständen vorgesehen werden, wird das Bogenstück leicht nach außen in der Radialrichtung verformt, um gleichmäßig in der Umfangsrichtung zu sein, ungeachtet der Verschiebungsrichtung der Stange 45b.
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Des Weiteren ist ein Beispiel beschrieben worden, in dem der Schlitz 44d, der in dem zylindrischen Abschnitt 44c ausgebildet ist, parallel zu der Axialrichtung ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der Schlitz kann entlang der Axialrichtung des zylindrischen Abschnitts ausgebildet sein, so dass das Bogenstück nach außen in der Radialrichtung verformt wird, und kann mit Bezug auf beispielsweise die Axialrichtung geneigt sein.
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Des Weiteren kann, um den elektrischen Kontakt zwischen dem Bogenstück 44e und der Stange 45b zu unterstützen, ein Hilfsbauteil, das eine elastische Kraft in einer Richtung aufbringt, in der sich der Durchmesser des Bogenstücks 44e verringert, vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Hilfsbauteil ein elastisches zylindrisches Bauteil sein, das an dem Außenumfang des Bogenstücks 44e (des zylindrischen Abschnitts 44c) angeordnet ist. Solch ein Hilfsbauteil kann in einem Teil der Axialrichtung vorgesehen sein.
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Des Weiteren ist ein Beispiel beschrieben worden, in dem der Durchmesser der Stange 45b in der Axialrichtung gleichmäßig ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Durchmesser der Stange an einer Endseite und der anderen Endseite unterschiedlich sein. In diesem Fall können der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts des inverterseitigen Verbinders und der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts des motorseitigen Verbinders unterschiedlich voneinander sein, um zu den Durchmessern der Stangen zu korrespondieren, die zu passen ist.
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Des Weiteren kann das Basisende des Schlitzes des Verbinders mit einem Entweichabschnitt versehen sein, der eine Form des Unterdrückens der Spannungskonzentration aufgrund der Verformung des Bogenstücks hat. 7(a) und 7(b) sind perspektivische Ansichten, die ein modifiziertes Beispiel des Verbinders darstellen. Beispielsweise hat, wie in 7(a) dargestellt ist, ein Verbinder 343 einen Entweichabschnitt 345, der an dem Basisende des Schlitzes 44d ausgebildet ist. Der Entweichabschnitt 345 ist in einer Kreisform ausgebildet, um einen Durchmesser zu haben, der größer ist als die Breite des Schlitzes 44d. Des Weiteren hat, wie in 7(b) dargestellt ist, der Verbinder 443 einen Entweichabschnitt 445, der an dem Basisende des Schlitzes 44d ausgebildet ist. Der Entweichabschnitt 445 ist mit dem gleichen Durchmesser ausgebildet wie die Breite des Schlitzes 44d und ist in einer Halbkreisform ausgebildet, die in sanfter Weise mit dem Schlitz verbunden ist. Solch ein Entweichabschnitt umfasst nicht einen Abschnitt, der gebogen ist, so dass ein Winkel an der Seite des Schlitzes 44d kleiner ist an einer Grenze zwischen dem Schlitz 44d und dem Bogenstück 44e (das heißt dem Umfangsrand des Schlitzes 44d). Mit solch einer Gestaltung wird eine Rissausbreitung oder ein Rissauftreten an dem Basisende des Schlitzes 44d nicht leicht verursacht gegen die Verformung des Bogenstücks 44e gemäß der Verschiebung der Stange.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Gemäß dem elektrischen Turbolader der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Brechen des Glasabschnitts in der hermetischen Dichtung zu unterdrücken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrischer Turbolader
- 7
- Motorgehäuse
- 9c
- Durchgangsloch
- 13
- Kompressorlaufrad (drehende Schaufel)
- 20
- elektrischer Motor
- 30
- Inverter (Steuerungseinrichtung)
- 40
- Leistungszufuhrmechanismus
- 41
- inverterseitige Sammelschiene (erste Sammelschiene)
- 43
- inverterseitiger Verbinder (erster Verbinder)
- 44c
- zylindrischer Abschnitt
- 44d
- Schlitz
- 45b
- Stange
- 47
- motorseitiger Verbinder (zweiter Verbinder)
- 49
- motorseitige Sammelschiene (zweite Sammelschiene)