旋转速度检测装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供无论压缩机(9)或压缩机(9)的运转状态如何都能够提高检测精度、且能够防止检测部(13)破损的旋转速度检测装置(12)。压缩机(9)的旋转速度检测装置(12)在压缩机(9)的压缩机壳体(10)设置有检测部(13)，该检测部(13)根据磁场的电感的变化而检测接近的叶片即整叶片(11b)以及分流叶片(11c)，检测部(13)设置于能够检测所有的叶片即整叶片(11b)以及分流叶片(11c)、且暴露压力为表压在1个气压以下的范围内亦即重复区域(C)。
【专利说明】旋转速度检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋转速度检测装置。尤其是涉及压缩机的旋转速度检测装置。
【背景技术】
[0002]以往，公知有利用磁场的变化来检测压缩机的旋转速度的旋转速度检测装置。在压缩机的壳体设置检测磁场的变化的检测部(传感器)，通过检测因作为被检测体的叶片接近这一情况而引起的磁场的变化来测定压缩机的转速的速度。例如专利文献I即是如此。
[0003]对于专利文献I记载的旋转速度检测装置，为了高精度地检测叶片的接近，检测部配置成在压缩机内部的吸气压缩通路露出。吸气压缩通路的内部由于在进气由叶片加压压缩的过程中产生的压缩热而成为高温高压的状态。因此，对于检测部，根据压缩机的运转状态或检测部所被配置的吸气压缩通路内的位置，存在产生因吸气的压力以及压缩热而引起的熔损或检测精度降低的情况。
[0004]专利文献1:日本特开2008 - 14656号公报
【发明内容】
[0005]本发明就是鉴于上述课题而完成的，本发明的课题在于提供一种无论压缩机或压缩机的运转状态如何都能够提高检测精度、且能够防止检测部破损的旋转速度检测装置。
[0006]本发明所要解决的课题如上，下面说明用于解决上述课题的方法。
[0007]本发明提供一种压缩机的旋转速度检测装置，在压缩机的壳体设置有检测部，上述检测部根据磁场的电感的变化而检测接近的叶片，其特征在于，上述检测部设置于能够检测所有的上述叶片、且暴露压力为表压在I个气压以下的范围内。
[0008]在本发明中，上述检测部在能够检测所有的上述叶片、且暴露压力为表压在I个气压以下的范围内设置成:检测在支承上述叶片的压缩机轮毂的外周面的垂线方向上的叶片宽度最大的上述叶片的端部。
[0009]作为本发明的效果，能够起到如下所示的效果。
[0010]根据本发明，在检测叶片时不会受到被加压压缩后的吸气的压力以及压缩热的影响。由此，无论压缩机或压缩机的运转状态如何都能够提高检测精度、且能够防止检测部破损。
[0011]根据本发明，在检测叶片时不会受到被加压压缩后的吸气的压力以及压缩热的影响。另外，能够与叶片的形状无关地容易地决定检测部的配置。由此，无论压缩机或压缩机的运转状态如何都能够提高检测精度、且能够防止检测部破损。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的涡轮增压器以及旋转速度检测装置的结构的剖视图。
[0013]图2中，(a)是示出本发明的一个实施方式所涉及的旋转速度检测装置的检测部与叶片之间的关系的局部剖视图，(b)是示出本发明的一个实施方式所涉及的旋转速度检测装置的检测部与压力之间的关系的局部剖视图。
[0014]图3是示出本发明的一个实施方式所涉及的旋转速度检测装置的压力测定的状态的局部剖视图。
[0015]图4是示出本发明的一个实施方式所涉及的旋转速度检测装置的检测部、叶片、压力之间的关系的局部剖视图。
[0016]图5中，(a)是示出现有的一个实施方式所涉及的旋转速度检测装置的检测结果的图表，(b)是示出本发明的一个实施方式所涉及的旋转速度检测装置的检测结果的图表。
【具体实施方式】
[0017]以下，使用图1对本发明的一个实施方式所涉及的涡轮增压器I进行说明。
[0018]如图1所示，涡轮增压器I是将以从未图示的发动机排出的排气的排气压力作为驱动源而加压压缩后的吸气朝发动机供给的装置。涡轮增压器I由连结部2、涡轮6、压缩机9等构成。
[0019]连结部2连结涡轮6与压缩机9。连结部2由中心壳体3、连结轴4、轴承5等构成。中心壳体3在一侧连结有涡轮6，在另一侧连结有压缩机9。连结轴连结后述的涡轮叶轮8与后述的压缩机轮11。连结轴4经由轴承5而由中心壳体3支承为旋转自如。
[0020]涡轮6是将未图示的发动机的排气压力转换为旋转驱动力的部件。涡轮6由涡轮壳体7、涡轮叶轮8等构成。
[0021]涡轮壳体7是形成为有底圆筒状的部件。涡轮壳体7的一侧(底部侧)与中心壳体3连接。在涡轮壳体7的一侧，在外周部形成有被供给排气的排气供给路7a。在涡轮壳体7的另一侧(与底部相反侧)，形成有排气的排出口 7b。连结轴4与涡轮壳体7的底部连通。涡轮壳体7的排气供给路7a形成为与涡轮壳体7的内部连通。
[0022]涡轮叶轮8由涡轮叶轮8的基部亦即涡轮轮毂8a、和在涡轮轮毂8a的外周面8c在周方向等间隔地配置的多个涡轮叶片8b构成。涡轮叶轮8的涡轮轮毂8a被固定于连结轴4从而被支承为旋转自如。对于涡轮轮毂8a，平行于连结轴4的轴心的与连结轴4相反侧的外周面Sc随着趋向连结轴4侧而一边弯曲一边扩径，在靠连结轴4侧的端部形成有凸缘8d，该凸缘8d朝向垂直于连结轴4的轴心的方向。
[0023]涡轮叶轮8以涡轮轮毂8a的凸缘8d(扩径侧)的外周与涡轮壳体7的排气供给路7a对置、涡轮轮毂8a的缩径侧的端部与涡轮壳体7的排出口 7b对置的方式配置在涡轮壳体7的内部。S卩，涡轮叶轮8配置成从排气的供给侧随着趋向排出侧而涡轮轮毂8a缩径。通过以这种方式构成，涡轮叶轮8借助所被供给的排气的排气压力旋转，并利用涡轮轮毂8a的外周面Sc将排气朝平行于旋转轴的方向引导而从排出口 7b排出。
[0024]压缩机9对发动机的进气进行加压压缩。压缩机9由压缩机壳体10、压缩机轮11等构成。
[0025]压缩机壳体10是形成为圆筒状的部件。压缩机壳体10在一侧与中心壳体3连接而构成底部。由中心壳体3构成的底部与连结轴4连通。在压缩机壳体10的一侧(底部侧)，形成有向外周部排出吸气的吸气排出路10a。在压缩机壳体10的另一侧(与底部相反侧)，形成有吸气的供给口 10b。压缩机壳体10的内壁1c形成为随着趋向一侧而扩径且与吸气排出路1a连通。
[0026]压缩机轮11由构成压缩机轮11的基部的压缩机轮毂11a、以及在压缩机轮毂Ila的外周面Ild沿周方向等间隔地交替配置的多个整叶片Ilb (整翼)和分流叶片Ilc (短翼)构成。
[0027]压缩机轮11的压缩机轮毂Ila固定于连结轴4而被支承为旋转自如。即，压缩机轮11构成为，来自涡轮叶轮8的旋转动力能够经由连结轴4传递至该压缩机轮11。对于压缩机轮毂11a，平行于连结轴4的轴心的与连结轴4相反侧的外周面Ild随着趋向连结轴4侧而一边弯曲一边扩径，在靠连结轴4侧的端部形成有凸缘lie，该凸缘lie朝向垂直于连结轴4的轴心的方向。整叶片Ilb(整翼)和分流叶片Ilc(短翼)的外缘形状以构成微小间隙的方式沿着压缩机壳体10的内壁1c形成。另外，分流叶片Ilc的缩径侧的端部配置于比整叶片Ilb的缩径侧的端部更靠扩径侧的位置。此外，压缩机轮11也可以不具有分流叶片He。
[0028]压缩机轮11以压缩机轮毂Ila的凸缘lie (扩径侧)的外周与压缩机壳体10的吸气排出路1a对置、压缩机轮毂Ila的缩径侧的端部与压缩机壳体10的吸气的供给口 1b对置的方式配置于压缩机壳体10的内部。即，压缩机轮11配置成随着从吸气的供给侧趋向排出侧而压缩机轮毂Ila扩径。此时，压缩机壳体10的内壁1c与压缩机轮毂Ila之间的间隔形成为随着接近吸气排出路1a而变窄。S卩，在压缩机壳体10内，由压缩机壳体10的内壁10c、整叶片11b、分流叶片Ilc以及外周面Ild包围的空间构成吸气压缩通路Ilf (参照图2、图3)。
[0029]如上所述，对于涡轮增压器I，若向涡轮6供给排气，则涡轮叶轮8借助排气压力旋转。与涡轮叶轮8连接的压缩机轮11借助涡轮叶轮8的旋转驱动力而旋转。压缩机轮11从吸气的供给口 1b取入吸气。所取入的吸气由压缩机轮11经由吸气压缩通路Ilf而向吸气排出路1a排出。此时，吸气在吸气压缩通路Ilf中被加压压缩而产生压缩热。
[0030]其次，使用图1对本发明的一个实施方式所涉及的旋转速度检测装置12进行说明。
[0031]如图1所示，旋转速度检测装置12检测压缩机9的旋转速度。旋转速度检测装置12由检测部13、放大器14、控制器15等构成。旋转速度检测装置12通过利用检测部13检测整叶片Ilb和分流叶片Ilc来检测压缩机9的旋转速度。
[0032]检测部13检测整叶片Ilb和分流叶片11c。检测部13被插入安装于在压缩机壳体10的吸气的供给口 1b侧形成的插入孔10d。此时，检测部13配置成使得其前端不从压缩机壳体10的内壁1c突出。检测部13在大致圆筒状的框体的内部具有产生磁场的未图示的线圈。检测部13根据整叶片Ilb或者分流叶片Ilc通过由线圈所产生的磁场时产生的电感的变化来检测整叶片Ilb或分流叶片Ilc的通过。
[0033]放大器14对来自检测部13的信号进行放大。放大器14与检测部13连接，取得来自检测部13的信号。放大器14对来自检测部13的信号进行放大并向控制器15发送。
[0034]控制器15是计算压缩机9的旋转速度的部件。控制器15与放大器14连接，取得来自放大器14的放大信号。控制器15使用来自放大器14的放大信号来计算压缩机9的转速。
[0035]以下，使用图2?图4对旋转速度检测装置12的检测部13的设置位置进行说明。
[0036]对于检测部13，为了检测形状不同的整叶片Ilb和分流叶片11c，必须配置成使得整叶片Ilb和分流叶片Ilc均在磁场中通过。因而，如图2的(a)所示，检测部13需要配置成使得整叶片Ilb和分流叶片Ilc均接近压缩机壳体10的范围亦即区域A被包含在磁场的范围内。
[0037]另外，对于检测部13，为了提高检测精度，必须配置在不会承受被加压压缩后的吸气的压力或压缩热的范围。因而，如图2的(b)所示，检测部13需要配置成被包含在取入至压缩机壳体10内的吸气未被加压压缩的范围、即压缩机壳体10内的压力为表压在I个气压以下的区域B。
[0038]如图3所示，区域B的范围通过测定压缩机壳体10内的压力来决定。对于压缩机壳体10内的压力，在压缩机壳体10以沿着吸气压缩通路Ilf的方式形成多个测定用孔10e，并测定各测定用孔1e的位置处的压缩机壳体10内的压力。具体而言，将气压计16插入于各测定用孔，测定压缩机壳体10的内壁1c附近的压力。这样，不接触旋转中的整叶片Ilb和分流叶片Ilc就能够测定压缩机壳体10内的吸气压缩通路Ilf的压力。基于所测定出的吸气压缩通路Hf的压力来决定区域B的范围。此外，气压计的种类可以是机械式也可以是布尔登管式。
[0039]由此，如图4所示，检测部13需要配置成使得重复区域C被包含在磁场的范围内，该重复区域C是能够同时检测整叶片Ilb和分流叶片11c、且压缩机壳体10内的压力为表压在I个气压以下的区域。通过以这种方式配置检测部13，与现有的旋转速度检测装置12的检测结果(图5的(a))比较，不会受到压力或压缩热的影响。即，无论压缩机的运转状态如何都能够检测整叶片Ilb和分流叶片Ilc (参照图5的(b))。
[0040]并且，检测部13在重复区域C中将从压缩机轮毂Ila的外周面Ild起到其垂线方向上的整叶片Ilb或分流叶片Ilc的外缘部为止的长度(以下简记为“叶片宽度”)W最大的整叶片Ilb或分流叶片Ilc的端部D确定为检测位置。通过重复区域C内的叶片宽度W最大的位置包含在磁场的范围内，检测部13能够不受压力或压缩热的影响而可靠地检测整叶片Ilb以及分流叶片Ilc (参照图5的(b))。
[0041]如上所述，压缩机9的旋转速度检测装置12在压缩机9的压缩机壳体10设置有检测部13，该检测部13根据磁场的电感的变化来检测接近的叶片亦即整叶片Ilb以及分流叶片11c，检测部13设置于能够检测所有的叶片亦即整叶片Ilb以及分流叶片11c、且暴露压力为表压在I个气压以下的范围内亦即重复区域C。
[0042]通过以这种方式构成，在检测整叶片Ilb以及分流叶片Ilc时，不会受到被加压压缩后的吸气的压力以及压缩热的影响。由此，无论压缩机9或压缩机9的运转状态如何都能够提高检测精度、且能够防止检测部13破损。
[0043]另外，检测部13在能够检测所有的整叶片Ilb以及分流叶片11c、且暴露压力为表压在I个气压以下的范围内即重复区域C中设置成:检测在支承整叶片Ilb以及分流叶片Ilc的压缩机轮毂Ila的外周面Ild的垂线方向上的叶片宽度W最大的整叶片Ilb以及分流叶片Ilc的端部D。
[0044]通过以这种方式构成，在检测整叶片Ilb以及分流叶片Ilc时不会受到被加压压缩后的吸气的压力以及压缩热的影响。另外，能够与整叶片Ilb以及分流叶片Ilc的形状无关地容易地决定检测部13的配置。由此，无论压缩机9或压缩机9的运转状态如何都能够提高检测精度、且能够防止检测部13破损。
[0045]本发明的旋转速度检测装置12能够应用于带涡轮增压器I的发动机(汽油发动机或者尤其是柴油发动机)，通过在涡轮增压器I的压缩机9安装检测部13 (涡轮传感器)而构成。因此，能够利用于发动机的涡轮增压器I中的构成旋转速度检测装置12的检测部13 (涡轮传感器)的安装构造的技术。通过利用上述旋转速度检测装置12检测发动机的涡轮增压器I的转速，能够实施发动机的各种控制、且能够实现发动机的性能和质量的提高。
[0046]工业上利用的可能性
[0047]能够利用于压缩机的旋转速度检测装置。
[0048]标号说明
[0049]1:涡轮增压器；9:压缩机；llb:整叶片；llc:分流叶片；12:旋转速度检测装置；13:检测部；C:重复区域。
【权利要求】
1.一种旋转速度检测装置，是在压缩机的壳体设置有检测部的压缩机的旋转速度检测装置，所述检测部根据磁场的电感的变化而检测接近的叶片，所述旋转速度检测装置的特征在于， 所述检测部设置于能够检测所有的所述叶片、且暴露压力为表压在1个气压以下的范围内。
2.根据权利要求1所述的旋转速度检测装置，其特征在于， 所述检测部在能够检测所有的所述叶片、且暴露压力为表压在1个气压以下的范围内设置成:检测在支承所述叶片的压缩机轮毂的外周面的垂线方向上的叶片宽度最大的所述叶片的端部。
【文档编号】G01P3/49GK104508496SQ201380040753
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2012年8月2日
【发明者】高桥岳志, 野村英均, 日比野光宏, 山田和宽, 板津俊郎 申请人:洋马株式会社, 丰田自动车株式会社