CN103597185A - 电动增压装置及多级增压系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种在用于驱动压缩机的电动马达中能够以简单的构造降低转子的风损并获得良好的冷却性能的电动增压装置及使用该电动增压装置的多级增压系统。本发明所涉及的电动增压装置（1）的特征在于，具备：第一冷却通路（17），在马达外壳（8）内使气体供给口（13）和气体排出口（14）连通，并沿着马达线圈（11）形成于定子（9）；及第一吸入通路（15），将气体排出口与压缩机（2）的吸入口（5）连接，经由第一吸入通路向第一冷却通路施加负压，由此从气体供给口将外部气体导入第一冷却通路来对马达外壳的内部进行冷却。

Description

电动增压装置及多级增压系统

技术领域

本发明涉及通过由电动马达驱动来对发动机等内燃机进行增压的电动增压装置及使用该电动增压装置的多级增压系统的技术领域。

背景技术

在发动机等内燃机中存在使用涡轮增压器等增压装置压缩供给进气来增大输出的情况。作为这样的增压装置，存在下述涡轮增压机：利用排气的能量（动能、热能）来使涡轮机高速旋转，并利用其旋转力来驱动离心式压缩机，由此向发动机内送入压缩后的空气。然而，在涡轮增压机中，当发动机转速低时，增压压力下降，无法期待足够大的输出的增大。另一方面，利用电动马达而动作的电动增压装置在即使低的发动机转速下也能获得规定的增压压力这一点上是有利的。

由于一般在电动马达的转子的表面上设有凸状的极，所以当马达转速变为高速时，会产生因该凹凸形状而引起的相当量的风损。除了电动马达的动力损失下降之外，还是转子的风啸声的产生原因，所以也导致噪音增大。为了降低这样的动力损失和噪音，也可考虑对转子的形状进行设计变更，但在现实中受到限制。针对这样的问题，例如在专利文献1中，通过在减压状态下对电动马达的转子附近进行密闭，使转子的空气阻力减小，改善动力效率并降低噪音。

另外，当马达转速上升时，在电流流动的马达线圈、马达控制用的逆变器部中，发热量增大。尤其是在使电动马达加速或施加了大的载荷的情况下，由于大电流流动，发热量增大，所以需要冷却机构。作为冷却机构，可考虑风冷式和水冷式等各种方式，例如专利文献2中公开了如下方式：利用由电动马达加压后的压缩机出口压力和大气压之间的压差，将压缩进气的一部分吹向转子附近，由此进行风冷。

专利文献1：日本特开平9－19100号公报

专利文献2：日本特开2006－257994号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，在电动马达中希望降低转子的风损、提高内部发热的冷却性。然而，为了满足这些要求而要设置专利文献1和2所记载那样的减压单元、冷却机构时，存在电动马达的构成复杂化的问题。另外，由于专利文献2中在冷却中使用的压缩进气为高温高压，所以也存在冷却效率差、无法期待足够的冷却能力的问题。

本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于提供一种在用于驱动压缩机的电动马达中能够以简单的构造降低转子的风损并获得良好的冷却性能的电动增压装置及使用该电动增压装置的多级增压系统。

用于解决课题的方法

为了解决上述问题，本发明所涉及的电动增压装置通过对转子轴以能够旋转的方式支承于马达外壳的内侧而成的电动马达进行旋转驱动来驱动与上述转子轴的一端连接的压缩机而进行增压，其中具有马达线圈的定子固定于马达外壳的内侧，上述电动增压装置的特征在于，具备：设于上述马达外壳的气体供给口和气体排出口；第一冷却通路，在上述马达外壳内使上述气体供给口和上述气体排出口连通，并沿着上述马达线圈形成于上述定子；及第一吸入通路，将上述气体排出口与上述压缩机的吸入口连接，经由上述第一吸入通路向上述第一冷却通路施加上述压缩机的吸入口的负压，由此从上述气体供给口将外部气体导入上述第一冷却通路。

根据本发明，通过从第一吸入通路向第一冷却通路施加负压，能够从气体供给口导入外部气体，对容易产生发热的第一冷却通路的周边（定子、马达线圈等）进行冷却。这样一来在本发明中，由于不形成泵等伴随能量消耗的构成，而利用压缩机的负压来导入外部气体，所以能够以简单的构成有效地对发热量多的马达外壳的内部进行冷却。特别是，由于此时被导入到第一冷却通路的不是温度高的增压气体而是外部气体，所以能够获得良好的冷却效果。

优选的是，还具备第二冷却通路，所述第二冷却通路在上述马达外壳内使上述气体供给口和上述气体排出口连通，并沿着上述转子轴形成于上述转子轴与该转子轴的周边部件之间。该第二冷却通路在上述马达外壳内与第一冷却通路合流，由此通过从上述第一吸入通路施加的负压使外部气体从上述气体供给口导入上述第二冷却通路。一般而言，在转子轴的周边，为了使该转子轴在旋转时不与周边部件接触（或碰撞）而具有不小的间隙。第二冷却通路兼作为该间隙而构成，通过向第二冷却通路施加负压，从气体供给口导入外部气体，能够对容易从发热量多的定子、马达线圈等电动热的转子轴周边进行冷却。另外，由于第二冷却通路因被施加负压而减压，所以能够降低转子轴的空气阻力，同时也降低风损。另外，构成为在马达外壳内将第一冷却通路和第二冷却通路合流，能够以单一的第一吸气通路对两个冷却通路施加负压来导入外部气体。由此，在以简单的结构获得大的冷却效果这一点上是有利的。

另外，在上述马达外壳中的形成有上述气体供给口的一侧安装有元件电路基板收容于逆变器外壳内而成的逆变器单元，在上述元件电路基板设有用于在上述气体供给口吸引的外部气体通气的通气孔。一般而言，电动马达控制用的逆变器单元也是容易产生发热的部位。在本方式中，通过在逆变器单元所具有的元件电路基板设置通气孔，能够使在马达外壳的气体供给口吸引的外部气体通气而进行冷却。另外，通过将逆变器单元安装于马达外壳，能够缩短电动马达和逆变器单元之间的距离，并减少它们之间的电力损失。

另外，也可以具备：上述第一吸入通路的开度调节用的第一控制阀和控制该第一控制阀的开度的控制单元。根据该方式，通过调节第一控制阀的开度，能够变更施加于第一冷却通路的负压值，并通过控制所导入的外部气体量，能够适当地调节冷却度。更优选的是，也可以由传感器检测包含逆变器单元在内的电动增压装置的各部位的温度等参数，并根据该检测值来调节第一控制阀的开度。

在此情况下，也可以具备：负压供给单元，经由第二吸入通路而与上述气体供给口连接，由此能够向上述第一冷却通路施加负压；及上述第二吸入通路的开度调节用的第二控制阀，上述控制单元控制上述第一控制阀和上述第二控制阀的开度。根据该方式，在仅利用第一吸入通路而无法获得足够用于冷却的负压的情况下，通过调节第二控制阀的开度，能够从负压供给单元辅助性地追加负压，能够提高冷却性能。

另外，也可以是，在上述转子轴的正交截面中观察的情况下，上述第一冷却通路以包围上述马达线圈的方式形成有多个。马达线圈是驱动时发热量多的部位。因此，在本方式中，通过以从周边包围发热量多的马达线圈的方式设置多个第一冷却通路，能够抑制马达线圈的温度上升，获得良好的冷却性能。

另外，也可以是，上述第一冷却通路的一部分包含上述马达线圈的外壁面。根据该方式，由于在第一冷却通路流动的外部气体能够与马达线圈的该壁面直接接触来吸收热量，所以能够获得良好的冷却性能。

为了解决上述问题，本发明所涉及的多级增压系统的特征在于，具备：上述电动增压装置（包含上述各种方式）；及前级增压机，配置于该电动增压装置的上游侧，并向上述增压装置增压前级压缩后的气体。在该多级增压系统中，通过向上述电动增压装置供给由配置于上游侧（低压侧）的涡轮增压机等前级增压机增压后的压缩气体，能够在多个阶段进行增压，提高增压压力。由此，与由单一的增压单元构成的系统相比能够获得高的增压压力，所以即使在加速时等要求输出大的情况下也能应对。

优选的是，与上述第一吸入通路连接的吸入口设于上述前级增压机的吸气侧。根据该方式，与配置于下游侧的电动增压装置相比，通过将第一吸入通路与吸入口中的负压强的前级增压机的吸入口连接，向形成于马达外壳内的上述冷却通路施加大的负压，能够获得更良好的冷却效果。另外，也能相应地获得大的冷却通路内的减压效果，所以能够降低转子轴周边的空气阻力，也有助于降低风损。

发明效果

根据本发明，通过从第一吸入通路向第一冷却通路施加负压，能够从气体供给口导入外部气体，对容易产生发热的第一冷却通路的周边（定子、马达线圈等）进行冷却。这样一来在本发明中，由于不形成泵等伴随能量消耗的构成，而利用压缩机的负压来导入外部气体，所以能够以简单的构成有效地对发热量多的马达外壳内部进行冷却。特别是，由于此时被导入到第一冷却通路的不是温度高的增压气体而是外部气体，所以能够获得良好的冷却效果。

附图说明

图1是表示第一实施例所涉及的电动增压装置的整体构成的剖视图。

图2是表示电动马达内部的第一冷却通路的形状变型例的剖视图。

图3是表示第二实施例所涉及的电动增压装置的整体构成的剖视图。

图4是表示第三实施例所涉及的电动二级增压系统的整体构成的框图。

具体实施方式

以下，参照附图来例示性地详细说明本发明的优选实施方式。但该实施例中记载的构成元件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别特定的记载，并不旨在将本发明的范围限定于此，而只不过是说明例。

（第一实施例）

图1是表示第一实施例所涉及的电动增压装置1的整体构成的剖视图。电动增压装置1具备对气体进行增压的压缩机2、用于驱动该压缩机2的电动马达3及作为该电动马达3的控制用逆变器的逆变器单元4。逆变器单元4从未图示的蓄电池获得直流电力，通过变更向电动马达3施加的电流、电压，来控制电动马达3的转速。

逆变器单元4构成为，为了缩短电动马达3和逆变器单元4之间的间隔而将它们连接成一体，使得逆变器单元4向电动马达3供给的电力尽量不发生电气损失。另外，不言而喻，在电气损失不会成为问题的情况下，电动马达3也可以与逆变器单元4隔开间隔而作为独立单元来配置。

在压缩机2中，利用由电动马达3旋转驱动的压缩机叶轮6对从吸入口5吸入的气体进行加压，并通过压缩机罩7的内部从未图示的排出口将上述气体排出，由此在发动机等内燃机的进气系统中进行增压。压缩机叶轮6收容于压缩机罩7的内侧中心部，通过与电动马达3的转子轴的一端连接而被旋转驱动。

电动马达3具备固定于马达外壳8的内部的定子9（定子）、以转子轴为中心旋转的转子轴10（转子）及马达线圈11。在马达外壳8的内部，转子轴10从其两侧由滚动轴承12a、12b支承，使得能够以转轴为中心进行旋转驱动。

在本实施例中，特别是，作为滚动轴承12a和12b，使用实施了高速旋转时的润滑脂泄漏防止对策的、带密封件的润滑脂密封滚动轴承。这样一来，通过使用带密封件的润滑脂密封滚动轴承，无需像油润滑型滚动轴承那样从电动增压装置1的外部（例如发动机）供给润滑油，所以能够省略润滑油的导入路径等，能够简化电动马达3的内部构造。

另外，在本实施例中，对电动马达3的转子轴10的两侧分别由滚动轴承12a和12b支承的双支承型进行了说明，但本发明同样能够适用于由滚动轴承仅支承转子轴10一侧的单支承型。

另外，在滚动轴承12中使用润滑油的情况下，由于需要从发动机等接收润滑油的供给，所以需要将电动增压装置1设置于高温多振动的发动机附近。然而，通过像本实施例那样使用润滑脂密封滚动轴承，无需接收润滑油的供给，所以电动增压装置1的设置部位不受这种限制。因此，能够安装于远离发动机且适于冷却的通气性良好的位置、振动少的车身等，能够提高设置布局的自由度。

另外，从逆变器单元4供给的电能主要用于电动马达3的驱动，但其中一部分常作为发热而转换为热能。特别是，在电动马达3加速时、高载荷时，马达线圈11中容易产生发热，其冷却变得重要。在本实施例中，像下述说明那样，在马达外壳8的内部形成有冷却通路，通过将外部空气导入到冷却通路来进行冷却。

在马达外壳8设有用于向冷却通路导入导出外部气体的气体供给口13和气体排出口14。气体供给口13设于马达外壳8中的面向逆变器单元4的一侧，对应于后述的第一冷却通路和第二冷却通路的入口而形成有多个（在图1中用“13a”表示与第一冷却通路的入口对应的气体供给口，用“13b”表示与第二冷却通路的入口对应的气体供给口）。气体排出口14设于马达外壳8中的压缩机2一侧的侧面部。

吸入通路15是本发明所涉及的“第一吸入通路”的一例，并设置为将在压缩机罩的侧面开孔而形成的负压导出口16和气体排出口14连接。吸入通路15例如由橡胶软管等管形状的部件构成，但其材质并未特别限定。负压导出口16以与压缩机罩7的内侧连通的方式形成于压缩机罩7的侧壁，并设置成能够将由压缩机叶轮6旋转而在压缩机罩7的内侧产生的负压从吸入通路15的一端取出。吸入通路15的另一端与设于马达外壳8的气体排出口14连接，并由该气体排出口14向在马达外壳8的内侧形成的冷却通路施加负压。

第一冷却通路17在马达外壳8内使气体供给口13和气体排出口14连通，并沿着马达线圈11形成于定子9。该第一冷却通路17经由气体排出口14而与吸入通路15连通，通过施加从负压导出口16传递的负压，从气体供给口13取入外部气体。取入到第一冷却通路17内的外部气体如图1中箭头所示那样在马达外壳8内流通，并经由吸入通路15从负压导出口16向压缩机2的吸入口5引导。

这样一来，由于第一冷却通路17以沿着发热量大的马达线圈11延伸的方式形成，所以通过使外部气体流入而能够获得良好的冷却性能。特别是，在本发明中，由于不形成泵等伴随能量消耗的构成，而利用压缩机2的负压来导入外部气体，所以能够以简单的构成有效地对发热量多的马达外壳8内部进行冷却。由于此时被导入到第一冷却通路17的不是温度高的增压气体而是外部气体，所以能够获得良好的冷却效果。

此处参照图2，对电动马达3中的第一冷却通路17的构成方式进行说明。图2是表示电动马达3的内部中的第一冷却通路17的形状变型例的剖视图。作为本发明的最简单的方式，如图2（a）所示，能够对各马达线圈11逐一地设置第一冷却通路17。特别是，在图2（a）中，以马达线圈11的外壁面构成第一冷却通路17的一部分的方式将第一冷却通路17设于马达线圈11与定子9之间，利用在第一冷却通路17流动的外部气体能够直接冷却马达线圈11的表面，所以能够获得良好的冷却效果。

另外，如图2（b）和图2（c）所示，也可以对各马达线圈11设置多个第一冷却通路17。通过如此较多地设置第一冷却通路17，能够提高冷却性能，对更大的发热也能应对。此外，在如此设置多个第一冷却通路17的情况下，在与转子轴10正交的截面中观察的情况下，可以以包围马达线圈11的方式设置。特别是，如图2（c）所示，通过以多个第一冷却通路17的各自的一部分包含马达线圈的外壁的方式设置，能够使马达线圈11的更多表面与外部气体直接接触来进行冷却，所以能够获得更良好的冷却效果。

另外，在图1和图2中图示的第一冷却通路17的形状、数量和面积可以根据作为发热源的马达线圈11中的发热量（热载荷）来适当地变更。作为第一冷却通路17的截面形状的具体例，可以考虑半月、圆形、椭圆等。

再次返回到图1，与第一冷却通路17同样，第二冷却通路18形成为在马达外壳8内使气体供给口13和气体排出口14连通。特别是，第二冷却通路18在马达外壳8内使气体供给口13和气体排出口14连通，并沿着转子轴10形成于转子轴10和其周边部件之间。

一般而言，在转子轴10的周边常形成有间隙使得该转子轴10在旋转时不与周边部件接触（或碰撞）。第二冷却通路18兼作为该间隙而构成，通过向第二冷却通路18施加负压，从气体供给口13导入外部气体，能够对容易从发热量多的定子9、马达线圈11等电动热的转子轴10周边进行冷却。另外，由于第二冷却通路18因被施加负压而减压，所以能够降低转子轴10的空气阻力，同时也降低风损。

第二冷却通路18在马达外壳8的内部与第一冷却通路17合流，与第一冷却通路17一起由吸入通路15施加负压，从气体供给口13导入外部气体。如此构成为第一冷却通路17和第二冷却通路18在马达外壳内合流，能够以单一的吸气通路16对两个冷却通路施加负压来导入外部气体，所以能够以简单的结构来获得大的冷却效果。

另外，第二冷却通路18以通过支承转子轴10的滚动轴承12的周围的方式形成，并构成为不仅对转子轴10进行冷却，还一并对滚动轴承12进行冷却。由于电动马达3的内部基本上由导热性优异的金属材料形成，所以热也容易从马达线圈11侧传递至滚动轴承12而温度容易升高。在本实施例中，通过将第二冷却通路18设置成不仅通过转子轴10，还通过滚动轴承12，能够以简单的结构对这些部件一并进行高效的冷却。

在吸入流路15设有用于调节该吸入流路15的开度的控制阀19。控制阀19是本发明的“第一控制阀”的一例，通过调节其开度，变更吸入通路15中的气体流量，控制向第一冷却通路17和第二冷却通路18传递的负压值。由此，能够调节第一冷却通路17和第二冷却通路18中的气体流量，实施与马达线圈11的发热量对应的冷却。

控制阀19的开度基于来自控制器20的控制信号来调节。控制器20是本发明的“控制单元”的一例，例如，由安装于作为冷却对象的马达线圈11的温度传感器（未图示）检测温度，基于该检测值，向控制阀19发送控制信号并进行开度调节。在本发明中，通过向第一冷却通路17和第二冷却通路18施加负压并导入外部气体来进行冷却，但由于该负压从压缩机2的吸入口5获得，所以压缩机2的增压效率下降不少。然而，通过如此根据马达线圈11的温度调节为适合的开度，而不会取入过量的负压。因此，能够兼顾防止压缩机2的增压效率下降和有效地对电动马达3的内部进行冷却。典型的是，可以调节控制阀19并导入外部气体使得马达线圈的温度处于适温即150～200℃的范围。

另外，在上述中，基于安装于马达线圈11的温度传感器的检测值来控制控制阀19的开度，但作为控制例并不局限于此。例如，在难以将温度传感器设置于马达线圈11的情况下，也可以将温度传感器设置于其他部位来推定马达线圈11的温度，也可以将温度传感器设置于作为容易发热的其他部位的逆变器单元4，也可以基于马达转速等温度以外的参数来进行控制。

逆变器单元4安装于马达外壳8中的形成有气体供给口13的一侧，在逆变器外壳21内收容有元件电路基板22。在元件电路基板22上组装有构成逆变器电路的元件，并利用未图示的支柱立设固定于逆变器外壳21的内侧。在元件电路基板22上设有多个未图示的通孔，另外，通过设为如此将元件电路基板22固定于支柱上的构成，通过了逆变器单元4的外部气体将从设于马达外壳8的气体供给口13流畅地导入到第一冷却通路17和第二冷却通路18。

特别是，在元件电路基板22上，在与设于马达外壳8的气体供给口13对应的位置形成有通气孔23。另外在逆变器外壳21上以与所述通气孔23的位置对应的方式也设有开口孔24。由此，设计成从逆变器单元4的外侧向第一冷却通路17和第二冷却通路18导入外部气体变得更加流畅。

在马达外壳8和逆变器外壳21的侧壁表面设有冷却销25。冷却销25作为散热片而发挥功能，通过增加侧壁表面与外部气体的接触面积，能够促进散热，进一步提高上述的冷却性能。

另外，当上述第一冷却通路17和第二冷却通路18的截面积设定得大时，负压对外部气体的吸引力变弱，所以也可以根据电动马达3所需的冷却能力、吸入口5的负压值来适当地设定截面积。即，从增大外部气体的吸引力的观点出发，第一冷却通路17和第二冷却通路18的截面积优选尽量形成得狭小。

另外，在利用单一的气体排出口14无法向第一冷却通路17和第二冷却通路18施加足够的负压的情况下，也可以在马达外壳8设置多个气体排出口14，对各气体排出口分别连接吸引通路。

如上述说明那样，根据本实施例所涉及的电动增压装置1，通过从吸入通路向冷却通路17和18施加负压，能够从气体供给口13导入外部气体，对容易产生发热的冷却通路17和18的周边部位进行冷却。这样一来，在本实施例所涉及的电动增压装置1中，由于不形成泵等伴随能量消耗的构成，而利用压缩机2的负压来导入外部气体，所以能够以简单的构成有效地对发热量多的马达外壳8内部进行冷却。特别是，由于此时被导入到冷却通路17和18的不是温度高的增压气体而是外部气体，所以能够获得良好的冷却效果。特别是，第二冷却通路18因被施加负压而减压，转子轴的空气阻力减小，所以也能够同时降低风损。

﹙第二实施例﹚

图3是表示第二实施例所涉及的电动增压装置1的整体构成的剖视图。此外，对与上述第一实施例相同的部位标以相同的附图标记，并适当省略重复说明。

在第二实施例中，利用作为电动增压装置1的增压对象的发动机（未图示）的辅机用负压泵26（以下，简称为“负压泵26”），向气体排出口14施加负压，将外部气体导入到第一冷却通路17和第二冷却通路18进行冷却。负压泵26经由第二吸入通路27而与气体排出口14连接。在该第二吸入通路27设有开度调节用的第二控制阀28。第二控制阀28与第一控制阀19一起由控制器20控制其开度，来调节向第一冷却通路17和第二冷却通路18传递的负压值。

此处，具体说明第二实施例中的控制例。首先，假定基本上第二控制阀28被设定为“闭”，向第一冷却通路17和第二冷却通路18施加负压由第一控制阀19进行。在此情况下，存在如下情况：马达外壳8内部的温度根据电动马达3的运行状态而上升，仅利用来自负压导出口16的负压难以获得所要求的冷却性能（即，有时仅利用来自负压导出口16的负压无法将足够的外部气体导入到第一冷却通路17和第二冷却通路18）。在此情况下，控制器20通过对第二控制阀28进行开控制，能够辅助性地利用来自负压泵26的负压以补充来自负压导出口16的负压的不足部分。

这样一来，在本实施例中，通过具备多个负压供给源（负压导出口16和负压泵26），在仅利用来自一方的负压而无法导入足够用于冷却的外部气体的情况下，通过辅助性地追加来自另一方的负压，能够提高冷却性能。这样的第一控制阀29和第二控制阀28的控制也可以通过如下方式进行：利用热敏电阻、热电偶等温度传感器来检测马达线圈11、逆变器单元4内的元件电路基板22的温度，并根据该检测值来调节各开度。

（第三实施例）

接着，参照图4，对本发明的电动增压装置1适用与由来自发动机100的排气驱动的涡轮增压机110组合而成的电动二级增压系统的情况进行说明。图4是表示第三实施例的电动二级增压系统的整体构成的框图。

本实施例所涉及的电动二级增压系统构成为，作为对发动机100进行增压的增压单元，在低压侧（下游侧）具备涡轮增压机110，在高压侧（上游侧）具备上述实施例中说明的、将电动马达3作为动力源的电动增压装置1，其中，涡轮增压机110具有与由发动机100的排气驱动的排气涡轮机111联动而动作的压缩机112。在涡轮增压机110的排气涡轮机11一侧设有排气旁通阀113，在电动增压装置1的吸气侧设有具备旁通阀120的旁通路径121。另外，从配置于高压侧的电动增压机1排出的压缩气体被中间冷却器130冷却后，向发动机100供给。

在这样的电动二级增压系统中，利用电动增压装置1对由配置于低压侧的涡轮增压机110增压后的压缩气体进一步压缩，能够在两个阶段进行增压，提高增压压力。由此，与仅具备涡轮增压机110作为增压单元的情况相比，能够获得高的增压压力，所以能够实现即使在加速时等要求输出大的情况下也能应对的系统。

在本实施例中，特别是，在电动增压装置1中，与第一吸入通路15连接的负压导出口16（参照图1和图3）设于涡轮增压机110的吸气侧。由于与涡轮增压机110的排气侧相比，涡轮增压机110的吸气侧产生大的负压，所以通过如此将负压导出口16设于涡轮增压机110的吸气侧，能够对形成于电动增压装置1的马达外壳8内的上述冷却通路17和18施加大的负压，获得更加良好的冷却性能。另外，同时，也能较大地获得冷却通路17和18内的减压效果，所以能够降低转子轴10周边的空气阻力，也有助于风损的降低。

另外，图4中示出使用了在低压侧利用排气的涡轮增压机110的情况，但取而代之，也可以使用VG涡轮增压机、VFT涡轮增压机、二级涡轮增压机、机械式增压器等。

另外，如上所述，作为支承电动增压装置1所具有的电动马达3的转子轴10的滚动轴承12，使用润滑脂密封滚动轴承，由此与使用润滑油的滚动轴承的情况不同，无需从发动机100等接收润滑油的供给。因此，电动增压装置1无需考虑润滑油的供给而设置于发动机100附近，能够安装于远离发动机100且适于冷却的通气性良好的位置、振动少的车身等。更优选的是，当将电动增压装置1设置于靠近蓄电池等电源系统的位置时，配线电阻小，所以能够提高性能。这样一来，本发明所涉及的电动增压装置1具有对车身内的设置位置的限制少、布局自由度高的优点。

工业实用性

本发明能够用于通过由电动马达驱动来对发动机等内燃机进行增压的电动增压装置和使用了该电动增压装置的多级增压系统。

附图标记说明

1  电动增压装置

2  压缩机

3  电动马达

4  逆变器单元

5  吸入口

6  压缩机叶轮

7  压缩机罩

8  马达外壳

9  定子（定子）

10 转子轴（转子）

11 马达线圈

12 滚动轴承

13 气体供给口

14 气体排出口

15 吸入通路（第一吸入通路）

16 负压导出口

17 第一冷却通路

18 第二冷却通路

19 控制阀（第一控制阀）

20 控制器

21 逆变器外壳

22 元件电路基板

23  通气孔

24  开口孔

25  冷却销

26  负压泵

27  第二吸入通路

28  第二控制阀

100 发动机

110 涡轮增压机

111 排气涡轮机

112 压缩机

113 排气旁通阀

120 旁通阀

121 旁通路径

130 中间冷却器

Claims (9)

1.一种电动增压装置，通过对转子轴以能够旋转的方式支承于马达外壳的内侧而成的电动马达进行旋转驱动来驱动与所述转子轴的一端连接的压缩机而进行增压，其中具有马达线圈的定子固定于所述马达外壳的内侧，

所述电动增压装置的特征在于，具备：

设于所述马达外壳的气体供给口和气体排出口；

第一冷却通路，在所述马达外壳内使所述气体供给口和所述气体排出口连通，并沿着所述马达线圈形成于所述定子；及

第一吸入通路，将所述气体排出口与所述压缩机的吸入口连接，

经由所述第一吸入通路向所述第一冷却通路施加所述压缩机的吸入口的负压，由此从所述气体供给口将外部气体导入所述第一冷却通路。

2.根据权利要求1或2所述的电动增压装置，其特征在于，

还具备第二冷却通路，所述第二冷却通路在所述马达外壳内使所述气体供给口和所述气体排出口连通，并沿着所述转子轴形成于所述转子轴与该转子轴的周边部件之间，

该第二冷却通路在所述马达外壳内与第一冷却通路合流，由此通过从所述第一吸入通路施加的负压使外部气体从所述气体供给口导入所述第二冷却通路。

3.根据权利要求1或2所述的电动增压装置，其特征在于，

在所述马达外壳中的形成有所述气体供给口的一侧安装有元件电路基板收容于逆变器外壳内而成的逆变器单元，

在所述元件电路基板设有通气孔，所述通气孔用于在所述气体供给口吸引的外部气体通气。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电动增压装置，其特征在于，具备：

所述第一吸入通路的开度调节用的第一控制阀；及

控制单元，控制该第一控制阀的开度。

5.根据权利要求4所述的电动增压装置，其特征在于，具备：

负压供给单元，经由第二吸入通路而与所述气体供给口连接，由此能够向所述第一冷却通路施加负压；及

所述第二吸入通路的开度调节用的第二控制阀，

所述控制单元控制所述第一控制阀和所述第二控制阀的开度。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电动增压装置，其特征在于，

在所述转子轴的正交截面中观察的情况下，所述第一冷却通路以包围所述马达线圈的方式形成有多个。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电动增压装置，其特征在于，

所述第一冷却通路的一部分包含所述马达线圈的外壁面。

8.一种多级增压系统，其特征在于，具备：

权利要求1～7中任一项所述的电动增压装置；及

前级增压机，配置于该电动增压装置的上游侧，并向所述增压装置增压前级压缩后的气体。

9.根据权利要求8所述的多级增压系统，其特征在于，

与所述第一吸入通路连接的吸入口设于所述前级增压机的吸气侧。

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