CN103620185A - 电动涡轮增压器的马达转子结构及其组装方法 - Google Patents

Abstract

目的在于提供一种将电磁钢板层叠状地预先一体化的转子铁心外嵌固定成相对于轴不会旋转，能够确保电动涡轮增压器的马达转子的组装品质和低成本地制造的电动增压机的马达转子结构，电动涡轮增压器的马达转子结构具备：转子铁心（2），通过配置在壳体内的定子形成的磁场而旋转；轴（4），使压缩机叶轮（3）与转子铁心（2）一体旋转；轴承，将所述轴支承为能够旋转，其特征在于，具有将电磁钢板层叠状地预先一体化的所述转子铁心（2）、形成于轴（4）的推力方向中间部且对转子铁心（2）的轴向的移动进行限制的止动部（48）、将外嵌于轴（4）的转子铁心（2）向止动部（28）推压的推压单元，通过该推压单元的推压力来防止轴（4）与转子铁心（2）的向周向的相位错动。

Description

电动涡轮增压器的马达转子结构及其组装方法

技术领域

本发明涉及一种对内燃机的吸气进行增压的电动涡轮增压器的马达转子结构及其组装方法。

背景技术

为了提高内燃机的输出，广泛地使用夹装于内燃机的吸气系统并对来自空气过滤器的吸气进行压缩增压的电动涡轮增压器。

向旋转轴装入电动机作为该电动涡轮增压器的驱动源，对压缩机叶轮进行旋转控制，由此改善加速响应性的电动涡轮增压器正在使用。

图10表示搭载有以往的电动增压机03的发动机01的简要结构图。虽然以不具有涡轮的电动增压机表示，但是在具有涡轮的电动增压器中也同样。

在发动机01的吸气岐管012的上游侧配置有电动增压机03。电动增压机03具有电动马达04，配置在吸气系统通路上的压缩机叶轮032与电动马达04的旋转轴041连接。

通过电动马达04的驱动来驱动压缩机叶轮032，对来自未图示的空气过滤器的吸气进行压缩而经由吸气岐管012向发动机01供气。

并且，电动马达04的旋转轴041经由轴承042能够旋转地支承于壳体031所设置的一对轴承支承部（图示省略）。在与轴承042和压缩机叶轮032连接的旋转轴041的中间部配置有驱动压缩机叶轮032旋转的马达转子043。

另外，在壳体031的与马达转子043相向的位置配置有定子044，该定子044产生磁场，而使马达转子043旋转。

06是发动机控制单元（ECU），对发动机01的运转进行控制，并根据发动机01的运转状况经由电力转换器08对流过定子044的电流量进行控制，从而控制电动增压机03的运转。07是蓄电池，为电力转换器08的电源。

作为现有技术的代表例，图11表示日本特开2000-145468号公报（专利文献1）的电动马达04的马达转子043的简图。专利文献1的马达转子043在一端安装有涡轮叶片05（相当于图7的压缩机叶轮032）的旋转轴041上，在涡轮叶片05的背面侧具有间隔地配置有一对轴承042、042。

并且，在一对轴承042、042之间配置有转子046。

这种情况下，转子046使用永久磁铁，为了防止在外周部永久磁铁飞散而必须向外周部外嵌套筒047。

另外，在马达转子043的外周部，与马达转子043的永久磁铁协作而用于驱动旋转轴041旋转的定子044配置于壳体031。

专利文献1：日本特开2000-145468号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，配置马达的部位由于马达自身发热及发动机发热而成为高温，利用了永久磁铁的马达随着温度上升而减磁且性能下降显著。

作为其对策，马达转子未使用永久磁铁的马达之一有磁感应器型马达。

磁感应器型马达是通过配置在转子铁心周围的定子对转子铁心进行驱动的结构，该转子铁心是由层叠电磁钢板及铁材、或层叠电磁钢板构成的转子。励磁磁通由沿着定子轴向设置的励磁线圈或沿着定子轴向产生磁通的励磁磁铁而生成。

然而，增压器成为在壳体内经由轴承轴支承为能够旋转的轴上配置有磁感应器型马达和压缩机叶轮的结构。

在磁感应器型马达的旋转轴上安装的转子铁心将薄板状的电磁钢板以沿着电磁钢板的板厚方向层叠的状态固定。

将层叠的电磁钢板固定在涡轮转子的轴上的作业中，为了防止薄板状的电磁钢板剥落或变形而需要对组装品质进行全面的维持管理，产生与其工时增大相伴的成本变高的问题。

另外，轴承的位置有在转子铁心的两外端配置的情况和仅在压缩机叶轮与转子铁心之间一侧配置的情况。

这种情况下，在调整了压缩机叶轮、转子铁心各自的单体平衡之后，向轴压入或热装（或冷装）而组装，因此当转子铁心或压缩机叶轮的安装失败时，压缩机叶轮、轴、已经安装完的轴承等无法使用。

此外，在磁感应器型马达的旋转轴上安装的转子铁心是将薄板状的电磁钢板沿着板厚方向层叠的状态，因此由于电磁钢板的各层叠间的间隙的不一致而容易产生磁特性的固体差，因此也会产生难以进行马达性能方面的稳定的品质维持管理的问题。

本发明为了解决这种问题点而作出，目的在于提供电动涡轮增压器的马达转子结构及其组装方法，将电磁钢板呈层叠状地预先一体化的结构外嵌固定成相对于轴不会旋转，而且，经由比电磁钢板的板厚更厚的传感器对象板将转子铁心向推力方向推压，由此实现层叠的电磁钢板间的间隙的极小化，实现电动涡轮增压器的马达转子的性能稳定化，并能够兼顾组装品质确保和低成本制造这两者电动涡轮增压器。

用于解决课题的方法

一种电动涡轮增压器的马达转子结构，具备：

压缩机叶轮，配置在壳体内，对来自空气过滤器的吸气进行压缩；

转子铁心，通过配置在所述壳体内的定子形成的磁场而旋转；

轴，使所述压缩机叶轮与所述转子铁心一体旋转；

轴承，安装在形成于所述壳体的轴承支承部，将所述轴支承为能够旋转，

所述电动涡轮增压器的马达转子结构的特征在于，

所述马达转子具有将电磁钢板沿着轴的推力方向层叠而预先一体化的所述转子铁心、形成于所述轴且对外嵌于该轴的所述转子铁心的推力方向的移动进行限制的止动部、将所述转子铁心向所述止动部推压的推压单元，通过该推压单元的推压力来防止所述轴与所述转子铁心的向周向的相位错动。

通过这种结构，将转子铁心向轴嵌入，以由推压构件向止动部侧推压的推压力，防止转子铁心与轴的向周向的相对滑动，因此转子铁心向轴的安装变得容易，能够实现工时减少而降低成本。

另外，在本发明中优选的是，所述马达转子在所述转子铁心的一端面配置比构成所述转子铁心的1张电磁钢板厚的转速检测用的传感器对象板，通过所述推压单元，经由所述传感器对象板来推压转子铁心。另外，在不需要转子铁心的旋转检测时，也可以取代传感器对象板而使用保护板。

通过这种结构，由于设置使传感器对象板与转子铁心的相对位置不变的定位机构，因此利用该定位机构，不仅能够抑制转子铁心的相对于轴的旋转，而且通过经由传感器对象板沿着轴的推力方向推压而能够实现电磁钢板的层叠间隙的极小化，此外，能防止电磁钢板剥落或变形，因此能够稳定地保持层叠间隙，能够维持优异的马达性能，能够提高增压机性能，结果是能够实现发动机性能的提高。

另外，在本发明中优选的是，用于检测所述马达转子的转速的传感器对象板比构成所述转子铁心的所述电磁钢板的1张的厚度厚，且在所述轴的前端部插入有所述传感器对象板的状态下，所述传感器对象板内周壁面仅在推力方向的一部分范围内与所述轴接触，在未接触的轴的前端侧形成螺纹部，通过与该螺纹部螺合的螺母来紧固所述传感器对象板。

通过这种结构，传感器对象板的轴插入孔的板厚方向的一部分与所述轴的外周接触，因此将传感器对象板与所述轴组装成同心状。作为一例，如图1（B）所示，在轴上切出的螺纹的根部位于传感器对象板的轴插入孔的中途，所述螺纹部与传感器对象板的轴插入孔壁面不接触而具有恒定的间隙，因此在通过螺纹将传感器对象板紧固时能够得到充分的拧紧力。

因此，将传感器对象板相对于轴保持为同心状的状态下组装，通过螺母的紧固（推压单元）经由传感器对象板将所述转子铁心的推力方向端面的整体朝向轴的止动件均匀地推压，因此能够实现转子铁心的层叠间隙的极小化，从而能够进行确保优异稳定性的马达性能的组装，并且也能提高转子铁心的转速检测精度。

另外，在本发明中优选的是，所述马达转子具有：第一轴承，作为一对轴承的一方，在所述转子铁心与所述压缩机叶轮之间配置在外嵌于所述轴的外套筒上；和第二轴承，作为一对轴承的另一方，配置在所述转子铁心的相反侧，所述转子铁心经由从所述压缩机叶轮侧对轴部进行密封的密封环及所述外套筒，由作为所述推压单元的螺母推压于所述止动部。

通过这种结构，从压缩机叶轮侧利用螺母将转子铁心经由压缩机叶轮、密封环及套筒而向止动部推压，因此按照转子铁心、套筒、密封环及压缩机叶轮的顺序容易组装，因此组装性提高，能够实现成本降低，并且马达转子的品质稳定。

另外，在本发明中优选的是，所述马达转子使所述转子铁心的一侧面与所述止动部抵接，并通过所述轴的端部的铆紧而将另一面侧固定于所述轴。

通过这种结构，为了将转子铁心固定于轴，在轴的端部不需要螺纹部及螺母，能够实现成本降低。

另外，在本发明中优选的是，所述马达转子在所述旋转铁心与所述轴嵌合的部分，将配置于所述转子铁心的第一卡合部和与该第一卡合部卡合的第二卡合部配置于所述轴，限制所述轴与所述转子铁心的向周向的相对错动。

通过这种结构，形成为通过第一卡合部与第二卡合部的卡合来限制转子铁心与轴的向周向的相对错动的卡合结构，因此转子铁心与轴的周向的位置关系可靠，转子铁心向轴的组装作业变得容易，能够实现成本降低，并且不需要利用螺母强烈地紧固转子铁心，因此能够防止转子铁心的变形，马达转子的品质稳定。

另外，在本发明中优选的是，在所述轴的中间部配置有用于在相对于所述轴对作为推压单元的螺母进行拧紧松缓时对所述轴进行把持的把持部。

通过这种结构，由于在轴上配置了把持部，因此将转子铁心拧紧拧松的拧螺母作业变得容易，并且螺母的紧固转矩管理容易实施，马达转子的品质稳定。

另外，在本发明中优选的是，所述推压单元包含弹性构件，通过该弹性构件沿着轴向施加预压力而将所述转子铁心固定。

通过这种结构，通过弹性构件例如弹簧施加预压力进行固定，因此即使发生因热量引起的轴的热变形（线膨胀），也能够将内套筒稳定地固定于轴，能抑制轴振动、转子相对于轴的相对的旋转，能够兼顾可靠性提高和性能提高这两者。

另外，在本发明中优选的是，所述转子铁心具有外嵌于所述轴的内套筒和外嵌于该内套筒而沿着所述内套筒的推力方向层叠的多个电磁钢板，所述内套筒与所述电磁钢板一体化地固定，所述推压单元推压所述内套筒。

通过这种结构，转子铁心成为将内套筒与电磁钢板一体化的结构，因此在将转子铁心向轴组装时，能防止电磁钢板的变形等，并且组装变得容易，涡轮转子的品质稳定。

另外，在进行了内套筒与电磁钢板成为一体后的转子铁心、轴+压缩机叶轮各自的平衡校正之后组装，因此涡轮转子的最终平衡校正容易，具有平衡校正时间的缩短（制造工艺的改善）、转子铁心的轴插入时的失败频度的降低效果，组装工时减少。

而且，推压单元为将内套筒沿着推力方向推压的结构，因此即使发生因热量引起的轴的热变形（线膨胀），也不会影响转子铁心的向电磁钢板的推压力而维持成适当值，因此能够防止转子铁心与轴的旋转方向的滑动，涡轮转子的品质稳定。

另外，在本发明中优选的是，所述内套筒的内径小于所述止动部的外径。

通过这种结构，由于内套筒的内径小于台阶部的外径，因此利用推压单元的推压力将内套筒可靠地推压于台阶部，由此能够可靠地防止内套筒与轴的旋转方向的滑动。

另外，在本发明中优选的是，所述轴承为球轴承，在与该球轴承相向的所述转子铁心的侧面形成从所述内套筒的开口端缘沿着径向延伸的凸缘部，在该凸缘部与所述球轴承之间夹装有弹性构件。

通过这种结构，在轴承使用球轴承时，虽然需要对球轴承施加预载荷，但是通过在转子铁心与球轴承之间夹装弹性构件，能够利用一个弹性构件兼用作球轴承的预载荷和转子铁心的推力方向的推压载荷，具有成本降低效果。

一种电动涡轮增压器的马达转子的组装方法，是内置有电动发电机的涡轮增压机的马达转子的组装方法，其特征在于，具备以下步骤：将层叠的电磁钢板一体化，并将该一体化的电磁钢板外嵌固定于内套筒而预先形成转子铁心；将预先形成的所述转子铁心外嵌于马达转子的轴；然后，利用推压单元对所述内套筒施加推压力而将所述转子铁心固定于所述马达转子的轴。

通过这种结构，利用另一工序将内套筒与呈层叠状的电磁钢板一体化而将转子铁心形成单元，因此在向轴固定（压入或热装）时，向轴的组装变得容易，并能够防止电磁钢板的变形。伴随着马达转子的组装容易化，组装不良减少，品质的确保变得容易。

另外，能够使最终平衡校正时间缩短。

发明效果

根据本发明，具有将电磁钢板预先一体化的所述转子铁心、形成于所述轴且对外嵌于该轴的所述转子铁心的推力方向的移动进行限制的止动部、将外嵌于轴的转子铁心向止动部推压的推压单元，通过该推压单元的推压力来防止转子铁心与轴的向周向的相位滑动，因此，马达转子的品质稳定，并且转子铁心向轴的组装容易，能够实现工时减少而降低成本。

另外，通过经由传感器对象板或保护板向止动部侧推压而能够使电磁钢板的层叠间隙极小化，能够防止电磁钢板剥落或变形，因此能够稳定地保持层叠间隙并能够维持优异的马达性能。

附图说明

图1中，本发明的（A）表示第一实施方式的马达转子的简要结构图，（B）是省略了其一部分的局部放大图。

图2中，本发明的（A）表示第一实施方式的马达转子的轴的转子铁心安装部详细结构图，（B）表示（A）的E-E向视图。

图3表示本发明的第二实施方式的马达转子的简要结构图。

图4表示本发明的第三实施方式的马达转子的简要结构图。

图5表示本发明的第四实施方式的马达转子的简要结构图。

图6中，本发明的第五实施方式的（A）表示马达转子的简要结构图，（B）表示（A）的F-F向的第一卡合结构图，（C）表示第二卡合结构图。

图7表示本发明的第六实施方式的马达转子的简要结构图。

图8表示本发明的第七实施方式的马达转子的简要结构图。

图9表示本发明的第八实施方式的马达转子的简要结构图。

图10表示搭载有现有技术的增压器的发动机的简要结构图。

图11表示现有技术的马达转子的简要说明图。

具体实施方式

以下，使用图示的实施例，详细说明本发明。

但是，该实施例记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别确定的记载，就并不旨在将本发明的范围仅限定于此，只不过是说明例。

（第一实施方式）

基于图1（A），说明本发明的第一实施方式的马达转子1。

马达转子1具备轴4、在轴4的一端侧安装的转子铁心2、在另一端侧安装的压缩机叶轮3、在转子铁心2与压缩机叶轮3之间具有间隔地配置在压缩机叶轮3一侧的第一轴承11、以及在转子铁心2一侧配置的第二轴承12，马达转子1经由轴承11、12而安装于电动增压机的壳体所设置的轴承支承部（图示省略）。

另外，第一、第二轴承11、12的位置如上述那样存在分别配置在转子铁心2与压缩机叶轮3之间的情况和分别配置在转子铁心2的两外侧部的情况，但无论哪种情况都能够适用本申请的发明。

另外，在本实施方式中，作为轴承的形式，可以是球轴承（角接触球轴承）、或金属轴承（滑动轴承）中的任一个，没有特别规定。

轴4是实心轴且由轴线CL方向的中间部粗的轴部41、位于该粗轴部41两侧的细轴部43和细轴部42构成，其中压缩机叶轮3外嵌于所述细轴部43，转子铁心2外嵌于所述细轴部42。

图2示出细轴部42侧的局部放大图，粗轴部41与细轴部42（粗轴部41与细轴部42的连结部也为同样形状）的连结部为与轴线CL成直角的台阶部48（47），成为安装压缩机叶轮3及转子铁心2时的轴向的止动部。

另外，在粗轴部41与细轴部42的台阶部48的粗轴部41侧端部形成有扳手能够嵌合的作为把持部的对边宽度的平面部44。

在将转子铁心2或压缩机叶轮3安装于轴4时，该对边宽度部44作为将螺母13及14紧固的轴4的防旋件，成为使扳手与对边宽度的平面部44嵌接的部分。

另外，未加工成平面部44的其余的圆周面可以用作将马达转子1组装之后的进行平衡调整时的平衡校正加工部位。〔参照图2（B）〕

此外，在轴4的两端部（细轴部42、43）配置有用于安装压缩机叶轮3及转子铁心2的螺纹部。

转子铁心2使外周部为圆形且中心部具有与细轴部42嵌合（外嵌）的嵌合孔24的薄板状的多个电磁钢板23沿着电磁钢板23的板厚方向层叠，在层叠方向的中间部为提高磁力而夹装有由板厚比电磁钢板23厚的励磁构件（软铁等）构成的定心环21。

层叠的电磁钢板23与定心环21利用铆紧加工或焊接嵌合孔24部分而一体地形成。

另外，在未夹装定心环21时，仅一体地铆紧加工或焊接层叠的电磁钢板23。

45及46为密封环，压缩机叶轮3的背面侧装配的密封环45形成为与细轴部43嵌合（外嵌）的套筒状，是对润滑、冷却设置于电动涡轮增压器的壳体的轴承支承部的轴承的流体进行密封的构件。

密封环46一体地形成于粗轴部，作用与上述相同，因此省略。

马达转子1的组装顺序是，在轴4的中间部即粗轴部41，在与壳体侧的轴承支承部相向的位置安装第一轴承11及第二轴承12。

接着，使密封环45、压缩机叶轮3依次外嵌于细轴部43，并插入至密封环45与台阶部47抵接为止。

然后，利用螺母13进行预紧固，使扳手与作为把持部的对边宽度部44嵌接，并利用另一扳手增固。

接下来，使对电磁钢板23进行保护的保护板25嵌入细轴部42，将转子铁心2插入，将用于进行马达转子1的旋转控制的传感器对象板22向电磁钢板23的一端面装入而对螺母14进行预紧固。用扳手把持对边宽度部44（把持部），并用另一扳手以规定的转矩进行增固，以免细轴部42与转子铁心2沿着周向发生相对位移（滑动）。

接下来，基于图1（B），说明将传感器对象板插入轴4的细轴部42后的状态。

电磁钢板23和传感器对象22被插入轴4的细轴部42后的状态下，传感器对象板22的内周壁面与轴4的细轴部42的外径接触的部分（推力方向的局部范围）的长度L1和传感器对象板的厚度L的尺寸关系为L>L1，而且L1设定为能得到传感器对象板22与轴4的同心度所需的充分的长度。

另外，在将传感器对象板22装入轴4的细轴部42并用螺母14紧固时，由于轴4的细轴部42上切出的螺纹部的根（螺纹切完部）形成为位于传感器对象板22的板厚方向的中间部（大致中央部），因此即使产生转子铁心2及细轴部42的轴线方向的制造误差，螺母14也必然与螺纹部啮合，因此能够防止转子铁心2及传感器对象板22的紧固（推压力）不足。

另外，在本实施方式中，示出了安装有传感器对象板22的状态，但是在不需要马达转子1的旋转控制时，可以取代传感器对象板而装配所述保护板25。（将传感器对象板22置换成保护板25的情况作为第二实施方式而示出。）

以后各实施方式中，进行马达转子1的旋转控制时都配置传感器对象板22，但是在不进行旋转控制时都配置保护板25，因此省略说明。

此外，当在转子铁心2与作为止动部的台阶部48之间夹装沿着推力方向具有弹性力的弹性构件（例如盘簧等）时，即使在细轴部42因热量而发生了线膨胀的情况下，也能维持作用于转子铁心2的推力，从而防止转子铁心2与细轴部42的向周向的相对滑动。

通过这种结构，将转子铁心2向轴4嵌入，经由传感器对象板22或保护板25以螺母14的紧固产生的推压力将转子铁心2向止动部48侧推压，防止转子铁心2与轴4的向周向的相对位移，因此，能够增大转子铁心2与细轴部42的嵌合间隙，从而转子铁心2的向轴4的安装变得容易，能够实现工时减少而降低成本及马达转子1的品质提高。

另外，在向轴4的细轴部42装入传感器对象板22时，使传感器对象板与轴4不发生轴心错动，能够抑制马达转子组装后的动态平衡的恶化，同时提高转子铁心2的转速检测精度，能够进行与发动机的负载状况对应的高精度的转速（增压）控制，能实现发动机性能的提高。

使扳手与对边宽度部44嵌接，将螺母13紧固，因此容易进行紧固转矩的管理，转子铁心2的向台阶部47的推压力的变动少且品质稳定。

（第二实施方式）

在本实施方式中，与第一实施方式相同的结构标注相同符号，省略说明。

基于图3，说明本发明的第二实施方式的马达转子15。

第二实施方式形成为将第一实施方式的向马达转子1的转子铁心2装入的传感器对象板22删除，取代传感器对象板22而配置对电磁钢板23进行保护的保护板25的马达转子15，除此以外相同，因此省略说明。

由于将传感器对象板22废止，因此成本降低。

（第三实施方式）

在本实施方式中，与第一实施方式相同的结构标注相同符号，省略说明。

基于图4，说明本发明的第三实施方式的马达转子16。

马达转子16包括：轴6；在轴6的一端侧固定的压缩机叶轮3；在压缩机叶轮3的背面侧经由密封环45而外嵌于轴6的外套筒64；外嵌于外套筒64的第一轴承11；由外套筒64沿着推力方向推压于台阶部65的转子铁心5，该台阶部65是在轴7的推力方向中间部具有向径向方向与轴6的轴线大致成直角方向的台阶而得到的止动部；与转子铁心5邻接配置的第二轴承12。

另外，在轴6的另一端侧，与轴6一体地形成有密封环63。

轴6为实心轴且在中间具有台阶部65，是一端侧成为粗轴部61而另一端侧成为细轴部62的旋转轴。该台阶部65如上述那样是由外套筒64沿着推力方向推压的转子铁心5的止动部，成为推力方向的定位。

另外，在粗轴部61的细轴部62一侧端部形成有扳手能够嵌接的作为把持部的对边宽度的平面部44。

在轴6的细轴部62，依次组装转子铁心5、外套筒64、密封环45及压缩机叶轮3，通过螺母13的紧固而从压缩机叶轮3侧将转子铁心5推压于台阶部65。

转子铁心5将外周部为圆形且在中心部具有与细轴部62嵌合（外嵌）的嵌合孔24的薄板状的多个电磁钢板23沿着电磁钢板23的板厚方向层叠，在层叠方向的中间部为了提高磁力而夹装有由板厚比电磁钢板23厚的励磁构件（软铁等）构成的定心环21。

层叠后的电磁钢板23与定心环21通过将嵌合孔24部分铆紧而一体形成。

马达转子16的组装顺序是，在轴6的粗轴部61，在与壳体侧的轴承支承部相向的位置安装第二轴承12。

接下来，在细轴部62依次组装转子铁心5、外嵌有第一轴承11的外套筒64、密封环45、压缩机叶轮3，并插入至与台阶部47抵接为止。

然后，利用螺母13进行预紧固，使扳手与对边宽度的平面部44（把持部）嵌接，并用另一扳手进行增固。

另外，当在转子铁心5与台阶部65之间夹装沿着推力方向具有弹性力的弹性构件（例如盘簧等）时，即使细轴部42因热量而发生线膨胀，也能维持作用于转子铁心2的推力，从而防止转子铁心2与细轴部42的向周向的相对滑动。

在本实施方式中，利用螺母13从压缩机叶轮3侧将转子铁心5经由压缩机叶轮3、密封环45及外套筒64向作为止动部的台阶部65推压，因此按照转子铁心5、外套筒64、密封环45及压缩机叶轮3的顺序容易组装，因此组装性提高，能够降低成本，并且马达转子16的品质稳定。

另外，由于在重的转子铁心5的两侧部配置有第一轴承11及、第二轴承12，因此马达转子16的旋转平衡容易调整。

（第四实施方式）

在本实施方式中，与第一实施方式相同的结构标注相同符号，省略说明。

基于图5，说明本发明的第四实施方式的马达转子17。

第四实施方式的轴8为实心轴，推力方向中间部为粗轴部81，该粗轴部81的两侧由供压缩机叶轮3外嵌的细轴部83和供转子铁心5外嵌的细轴部82构成。

粗轴部81与细轴部82的连结部成为与轴线L2成直角的台阶部85，成为安装转子铁心5时的轴向的止动部。

而且，轴8的细轴部82的端部成为在将层叠后的电磁钢板23被一体地固定而得到的转子铁心5向细轴部82装入之后将转子铁心5铆紧紧固的结构。

另外，86是转子铁心5的侧部损伤防止用的保护板，具有与保护板25相同的功能。

组装压缩机叶轮3的细轴部83侧与第一实施方式相同，因此省略说明。

另外，在图5中虽然省略，但是当在转子铁心5与作为止动部的台阶部85之间夹装有沿着推力方向具有弹性力的推压单元（例如盘簧等）时，即使细轴部82因热量而发生线膨胀，也能维持作用于转子铁心5的推力，能更可靠地防止转子铁心5与细轴部82的向周向的相对滑动。

为了将转子铁心5向轴8固定，在轴8的端部不需要螺纹部及螺母43，能够降低成本。

另外，由于成为铆紧结构，因此与螺合结构不同，推压部不会松缓，因此成为品质提高的要素。

（第五实施方式）

在本实施方式中，与第一实施方式相同的结构标注相同符号，省略说明。

基于图6，说明本发明的第五实施方式的马达转子18。

第五实施方式的轴9为实心轴，推力方向中间部为粗轴部91，该粗轴部91的一侧由供压缩机叶轮3外嵌的细轴部93构成，另一侧由供转子铁心10外嵌的细轴部92构成。

粗轴部91与细轴部92的连结部成为相对于轴线L3沿着径向方向成大致直角的台阶部95，成为安装转子铁心10时的轴向的止动部。

另外，在粗轴部91与细轴部92的台阶部95的粗轴部91一侧端部形成有扳手能够嵌接的作为把持部的对边宽度的平面部96。

另外，对边宽度的平面部96未加工的保留的圆周面成为组装了马达转子1之后进行平衡调整时的平衡校正加工部位。〔参照图2（B）〕

而且，细轴部92与转子铁心10的嵌合部的F-F剖面如在图6（B）中示出第一卡合结构图那样，细轴部92’的截面形成为第一卡合部即半月状截面，转子铁心10的半月状的嵌合孔101形成为与细轴部92’的截面相同形状的第二卡合部即半月状孔，成为防止细轴部92′与转子铁心10的周向的相位滑动的结构。

另外，作为另一形状，如在图6（C）示出第二卡合结构图那样，细轴部92”的截面装配作为第一卡合部的键94，在转子铁心10的嵌合孔101形成供键94嵌合的作为第二卡合部的键槽，能够成为防止细轴部92”与转子铁心10的周向的相位滑动的结构。

组装压缩机叶轮3的细轴部83侧与第一实施方式相同，因此省略说明。

由于形成为这种结构，因此转子铁心10与轴9的向周向的相对滑动通过细轴部92的半月状截面与半月状的嵌合孔101的卡合、或键94与键槽的卡合进行限制，因此能够缓和转子铁心与轴的嵌合精度，因此转子铁心向轴的组装作业变得容易，能够实现成本降低，并且无需用螺母强烈地紧固转子铁心，因此能够防止转子铁心的变形，马达转子的品质稳定。

（第六实施方式）

基于图7，说明本发明的第六实施方式的马达转子19。

本实施方式以在由发动机的排气驱动的涡轮增压机内置有电动发电机的增压机进行说明。

马达转子19具备：轴70；在轴70的一端侧配置的涡轮26；在另一端侧配置的压缩机叶轮3；在涡轮26与压缩机叶轮3之间具有间隔地配置的压缩机叶轮3一侧配置的第一轴承11；涡轮26一侧配置的第二轴承12；在两个轴承11、12之间成为电动旋转体的转子铁心60。

另外，轴承11、12的位置如上述那样存在分别配置在转子铁心60的两外端的情况和在涡轮26与转子铁心60之间具有间隔地配置两个的情况，但无论是哪种情况，都能够适用本申请的发明。

另外，在本实施方式中，作为轴承11、12的形式，可以是球轴承、或金属轴承（滑动轴承）的任一者，没有特别规定。

轴70为实心轴，具有从中间变细一级的台阶部74，是一端侧为粗部分72且另一端侧为细部分73的旋转轴。该台阶部74成为将后述的转子铁心60向涡轮26侧推压的作为弹性构件的盘簧29的推压力承受部（台阶部74）。

在轴70的粗部分72的端部固定有由排气驱动的涡轮26。在涡轮26的背面侧配置有向形成于涡轮壳体（图示省略）的轴承支承部（图示省略）固定的轴承11、12。

台阶部74成为止动部，轴70的细部分73经由内套筒66而外嵌有转子铁心60。

转子铁心60将呈圆形的多个薄板状的电磁钢板52沿着内套筒66的推力方向层叠状地外嵌而固定于内套筒66的外周。

转子铁心60是通过安装在与转子铁心60相向的未图示的涡轮增压机的壳体上的定子产生的电场而旋转的转子。

另外，内套筒66的内径比台阶部74的粗部分72的外径小，内套筒66的端面与台阶部74的径向方向的抵接面78可靠地抵接。

另外，在内套筒66的台阶部74侧端面或台阶部74的抵接面78的至少任一方设置使对于轴的旋转方向的摩擦阻力增大的粗糙面部时，防止旋转方向的相对移动更加可靠。

在转子铁心60的压缩机叶轮3侧依次配置构成推压单元的盘簧29、推力衬套77、压缩机叶轮3及紧固螺母43，转子铁心60由紧固螺母43紧固。

通过其紧固力，转子铁心60经由压缩机叶轮3、推力衬套77及、盘簧29而向台阶部74一侧推压。

并且，转子铁心60与压缩机叶轮3之间夹装的第一轴承711外嵌而固定于推力衬套77。

由于形成为这种结构，因此转子铁心5形成为将内套筒66与电磁钢板52一体化的结构（内套筒结构），因此能够将转子铁心5、轴+涡轮26、压缩机叶轮分别以单体状态进行了平衡校正之后来组装，能够实现最终平衡校正时间的缩短（制造工艺的改善）。

另外，在组装于轴70时，能防止电磁钢板52的变形等，并且组装变得容易，马达转子19的品质稳定，并且能得到工时减少、制造不良引起的部件废弃量减少等的成本降低效果。

而且，成为经由作为弹性构件的盘簧29将内套筒沿着推力方向推压的结构，因此即使发生热量引起的轴4的线膨胀，也容易将对转子铁心5的推压力维持成适当值，能够防止转子铁心5的电磁钢板变形，并防止转子铁心与轴的旋转方向的滑动。

（第七实施方式）

基于图8，说明本发明的第七实施方式的马达转子20。

本实施方式以在由发动机的排气驱动的涡轮增压机内置有电动发电机的增压机进行说明。

马达转子20具备：轴100；在轴100的一端侧配置的涡轮26；在另一端侧配置的压缩机叶轮3；经由密封环105而安装在压缩机叶轮3的背面侧的转子铁心80；在转子铁心80与涡轮26之间具有推力方向和径向方向的定位作用的以球轴承型配置于转子铁心80侧的A轴承83；与A轴承83具有间隔而配置于涡轮26侧的B轴承84；转子铁心80与A轴承83之间夹装的作为推压单元的一部分的盘簧28。

并且，通过用螺母43进行紧固，利用夹装于内套筒81的凸缘部82与A轴承部83的内圈831之间的盘簧28、接受其反力的密封环105来构成止动部。

轴100为实心轴，具有从中间变细一级的台阶部104，是一端侧为粗部分102且另一端侧为细部分103的旋转轴。该台阶部104成为限制后述的转子铁心80向涡轮26侧移动的定位。

在轴100的粗部分102的端部固定有由排气驱动的涡轮26。在涡轮26的背面侧配置有固定于涡轮壳体（图示省略）所形成的轴承支承部（图示省略）的B轴承84。

该B轴承84是限制涡轮26向径向方向和压缩机叶轮3侧移动的轴承。

以台阶部104为定位而在轴100的细部分103外嵌有转子铁心80。

转子铁心80将呈圆形的多个薄板状的电磁钢板67向内套筒81的推力方向层叠状地外嵌于内套筒81的外周，以一体化的状态固定。（内套筒结构）

配置有从内套筒81的A轴承83一侧的开口端缘沿着径向方向延伸出的成为盘簧28的承受座的凸缘部82。

凸缘部82的外径比盘簧28的外径大，盘簧28与电磁钢板67不会直接抵碰。

另外，在将电磁钢板67向内套筒81组装时，凸缘部82成为内套筒81的推力方向的限动件，并且容易组装成沿着推力方向推压电磁钢板67的状态，转子铁心80的组装品质提高。

在转子铁心80的压缩机叶轮3一侧经由密封环105利用紧固螺母43从压缩机叶轮3侧紧固。

通过其紧固力，转子铁心80经由压缩机叶轮3及密封环105使凸缘部82推压盘簧11而将A轴承83的内圈831向涡轮26侧推压。

通过形成为这种结构，盘簧28能够使A轴承83施加预载荷。

另外，在凸缘部82与台阶部104之间产生间隙，始终将A轴承83的内圈831向涡轮26侧推压。

并且，通过使内套筒81的内径比密封环105的外径小，而内套筒81的压缩机叶轮3一侧端面与密封环105的抵接面可靠地抵接。

另外，当在内套筒81或密封环105的抵接面106的至少任一方设置使对轴100的旋转方向的摩擦阻力增大的粗糙面部时，能够更可靠地防止旋转方向的相对移动。

当形成为本实施方式的结构时，除了第六实施方式的效果之外，利用一个弹性构件（盘簧28）能够产生A轴承83的预载荷、用于避免产生转子铁心80与轴100的旋转方向的滑动的推压力，能够降低成本。

另外，基于上述的第六实施方式，按照图9，说明马达转子19的组装方法。

通过如下的步骤来组装马达转子1，这些步骤是：利用EBW（Electronic Beam Welding）焊接将轴70与涡轮26接合的步骤S1；将涡轮26侧的第二轴承12安装于轴90的步骤S2；另一方面，以另一工序层叠由冲压等形成的多个铁板状的电磁钢板67并利用铆紧或焊接等一体地形成转子铁心60的步骤S3；将层叠于内套筒66的电磁钢板67进行外嵌压入（或热装）而组装转子铁心60的步骤S4；向在步骤S2中安装有涡轮26侧的第二轴承12的轴70上安装转子铁心60的步骤S5；将推压转子铁心60的盘簧29安装于轴4的步骤S6；将压缩机叶轮3侧的第一轴承11安装于推力衬套77的步骤S7；将推力衬套77安装于轴70的步骤S8；将压缩机叶轮3安装于轴70的步骤S9；利用螺母43将压缩机叶轮3端紧固的步骤S10。

由于采用以另一工序将内套筒66与呈层叠状的电磁钢板67进行一体化而使转子铁心60形成为盒状（内套筒结构）并将该一体化的转子铁心60固定（压入或热装）于轴70的步骤，因此能够将转子铁心60、轴70+涡轮26、压缩机叶轮分别以单体状态进行了平衡校正之后进行组装，能够实现最终平衡校正时间的缩短（制造工艺的改善）。

而且，能够使向轴70的组装容易化，并防止电磁钢板67的变形，能使马达转子19的组装品质稳定，并且能得到工时减少、制造不良引起的部件废弃量减少等的成本降低效果。

工业实用性

可用于以下的内燃机：为了提高内燃机的输出而在对吸气进行压缩增压的电动增压机的旋转轴装入电动机，驱动压缩机叶轮旋转，实现输出性能的提高。

Claims (12)

1.一种电动涡轮增压器的马达转子结构，具备：

压缩机叶轮，配置在壳体内，对来自空气过滤器的吸气进行压缩；

转子铁心，通过配置在所述壳体内的定子形成的磁场而旋转；

轴，使所述压缩机叶轮与所述转子铁心一体旋转；

轴承，安装在形成于所述壳体的轴承支承部，并将所述轴支承为能够旋转，

所述电动涡轮增压器的马达转子结构的特征在于，

所述马达转子具有：

将电磁钢板沿着轴的推力方向层叠而预先一体化的所述转子铁心；

形成于所述轴并对外嵌于该轴的所述转子铁心的推力方向的移动进行限制的止动部；及

将所述转子铁心向所述止动部推压的推压单元，

通过该推压单元的推压力防止所述轴与所述转子铁心的周向的相位错动。

2.根据权利要求1所述的电动涡轮增压器的马达转子结构，其特征在于，

所述转子铁心在层叠后的电磁钢板的一端面具备用于检测所述马达转子的转速的传感器对象板，通过将所述转子铁心向所述止动部推压的所述推压单元，经由传感器对象板而沿着轴的推力方向推压所述转子铁心。

3.根据权利要求2所述的电动涡轮增压器的马达转子结构，其特征在于，

用于检测所述马达转子的转速的传感器对象板比构成所述转子铁心的所述电磁钢板的1张板的厚度厚，且在所述轴的前端部插入有所述传感器对象板的状态下，所述传感器对象板内周壁面仅在推力方向的一部分范围内与所述轴接触，在未接触的轴的前端侧形成螺纹部，通过与该螺纹部螺合的螺母来紧固所述传感器对象板。

4.根据权利要求1所述的电动涡轮增压器的马达转子结构，其特征在于，

所述马达转子具有：

第一轴承，作为一对轴承的一方，在所述转子铁心与所述压缩机叶轮之间配置在外嵌于所述轴的外套筒上；及

第二轴承，作为一对轴承的另一方，配置在所述转子铁心的相反侧，

所述转子铁心经由从所述压缩机叶轮侧对轴部进行密封的密封环及所述外套筒，由作为所述推压单元的螺母推压于所述止动部。

5.根据权利要求1所述的电动涡轮增压器的马达转子结构，其特征在于，

所述马达转子使所述转子铁心的一侧面与所述止动部抵接，并通过所述轴的端部的铆紧而将另一侧面固定于所述轴。

6.根据权利要求1所述的电动涡轮增压器的马达转子结构，其特征在于，

所述马达转子在所述旋转铁心与所述轴嵌合的部分，将配置于所述转子铁心的第一卡合部和与该第一卡合部卡合的第二卡合部配置于所述轴，限制所述轴与所述转子铁心的周向的相对错动。

7.根据权利要求1所述的电动涡轮增压器的马达转子结构，其特征在于，

在所述轴的中间部配置有用于在相对于所述轴对作为推压单元的螺母进行拧紧拧松时对所述轴进行把持的把持部。

8.根据权利要求1所述的电动涡轮增压器的马达转子结构，其特征在于，

所述推压单元包含弹性构件，通过该弹性构件沿着轴向施加预压力而固定所述转子铁心。

9.根据权利要求1所述的电动涡轮增压器的马达转子结构，其特征在于，

所述转子铁心具有外嵌于所述轴的内套筒和外嵌于该内套筒而沿着所述内套筒的推力方向层叠的多个电磁钢板，所述内套筒与所述电磁钢板一体化地固定，所述推压单元推压所述内套筒。

10.根据权利要求9所述的电动涡轮增压器的马达转子结构，其特征在于，

所述内套筒的内径小于所述止动部的外径。

11.根据权利要求9所述的电动涡轮增压器的马达转子结构，其特征在于，

所述轴承为球轴承，在与该球轴承相向的所述转子铁心的侧面形成从所述内套筒的开口端缘沿着径向延伸的凸缘部，在该凸缘部与所述球轴承之间夹装有弹性构件。

12.一种电动涡轮增压器的马达转子的组装方法，是内置有电动发电机的涡轮增压器的马达转子的组装方法，

其特征在于，具备以下步骤：

将层叠的电磁钢板一体化，并将该一体化的电磁钢板外嵌固定于内套筒而预先形成转子铁心；

将预先形成的所述转子铁心外嵌于马达转子的轴；

然后，利用推压单元对所述内套筒施加推压力而将所述转子铁心固定于所述马达转子的轴。

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