CN108138649A - 电动增压器 - Google Patents

Abstract

电动增压器具备：轴(17)，其包括小径部(17a)、直径比小径部(17a)大的大径部(17b)、以及从小径部(17a)的外周面到大径部(17b)的外周面(17b1)沿径向延伸的阶差面(17d)；转子芯(25)，供小径部(17a)插通的主体部(25a)的一端面(25c)抵接于阶差面(17d)，在主体部(25a)形成有在一端面开口的收纳孔(25d)；磁铁(18)，其收纳于收纳孔；以及端板(26)，其供大径部插通，且与收纳于收纳孔的磁铁的至少一部分对置。

Description

电动增压器

技术领域

本公开涉及转子芯被设于轴上的电动增压器。

背景技术

目前，已知内置有电动机的电动增压器。电动增压器中，转子被设于轴上，定子被设于外壳侧。通过转子与定子之间的相互力，轴旋转驱动。在轴上设有叶轮。当利用电动机使轴旋转时，叶轮与轴一同旋转。这样，电动增压器随着叶轮的旋转对空气进行压缩，并送出至发动机。

在专利文献1记载的电动增压器中，转子由转子芯、一对端板、以及磁铁构成。转子芯是圆筒状。端板是圆板状。在端板设有供轴插通的孔。在转子芯形成有收纳磁铁的收纳孔。在该收纳孔收纳有磁铁。在端板堵塞收纳孔的两端的状态下，将转子芯和端板安装于轴。由于外径差，在轴形成有阶差面。一方的端板抵接阶差面。转子芯从与阶差面相反的一侧抵接一方的端板。这样，转子芯被定位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－18054号公报

发明内容

发明所要解决的课题

另外，上述的电动增压器例如搭载于汽车用发动机等。根据提高发动机的加速特性的期望等，期望电动增压器的旋转部件的轻量化。在如上述的专利文献1那样，夹着端板进行转子芯相对于轴的定位的情况下，轴在轴向上变长。例如，考虑仅缩短与转子芯对置的轴的轴向长度来实现旋转部件的轻量化。但是，影响电动机的性能的转子芯的周向长度也变短。因此，存在电动机的性能降低的问题。

本公开的目的在于提供一种电动增压器，通过抑制电动机的性能降低，且缩短轴的轴向长度，从而能够使旋转部件轻量化。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本公开的一方案的电动增压器具备：轴，其包括小径部、直径比小径部大的大径部、以及从小径部的外周面到大径部的外周面沿径向延伸的阶差面；转子芯，供小径部插通的主体部的一端面抵接于阶差面，在主体部形成有在一端面开口的收纳孔；磁铁，其收纳于收纳孔；以及端板，其供大径部插通，且与收纳于收纳孔的磁铁的至少一部分对置。

端板也可以是非磁性体。

大径部的外周面的轴的径向的位置也可以位于比收纳孔靠内侧。

在小径部也可以与阶差面邻接地形成环状槽。

发明的效果

根据本公开，能够通过高精度地配置转子芯来抑制电动机的效率降低。

附图说明

图1是电动增压器的概略剖视图。

图2是图1中的转子及轴的局部抽出图。

图3中，(a)是用于说明向轴安装转子的第一图，(b)是用于说明向轴安装转子的第二图，(c)是用于说明向轴安装转子的第三图，(d)是用于说明向轴安装转子的第四图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本公开的实施方式详细地进行说明。该实施方式所示的尺寸、材料、其它具体的数值等只是用于使理解容易的示例，除非另有说明，否则不限定本公开。此外，本说明书及附图中，对于实质上具有相同的功能、结构的单元，通过标注相同的符号，从而省略重复说明。另外，对于与本公开没有直接关系的单元，省略图示。

图1是电动增压器C的概略剖视图。以下，将图1所示的箭头L方向作为电动增压器C的左侧来说明。将图1所示的箭头R方向作为电动增压器C的右侧来说明。如图1所示，电动增压器C具备增压器主体1。该增压器主体1具备马达外壳2(外壳)。在马达外壳2的左侧通过紧固螺栓3连结有压缩机外壳4。在马达外壳2的右侧通过紧固螺栓5连结有板构件6。在板构件6的右侧通过紧固螺栓7连结有软线外壳8。马达外壳2、压缩机外壳4、板构件6、软线外壳8被一体化。

在马达外壳2的内部形成向图1中右侧开口的马达孔2a。在马达孔2a的内部收纳有电动机9。电动机9构成为包括定子10和转子11。定子10通过在定子芯12卷绕线圈13而形成。定子芯12是圆筒形状。

在定子芯12的周向上配置多个线圈13。线圈13以供给的交流电力的相位为U相、V相、W相的顺序配置。在U相、V相、W相分别设有导线14。导线14的一端与U相、V相、W相各自的线圈13连结。导线14向线圈13供给交流电力。

另外，在马达孔2a设有对置部2b及狭小部2c。对置部2b与定子芯12在径向上对置。狭小部2c位于比对置部2b靠压缩机外壳4侧。狭小部2c的内径相比对置部2b的内径为小径。由狭小部2c与对置部2b的内径差，形成了卡定面2d。卡定面2d从狭小部2c到对置部2b沿径向延伸。卡定面2d具有垂直于马达孔2a的轴心方向的面。定子芯12从马达孔2a的开口侧向马达孔2a插通。定子芯12在抵接于卡定面2d的位置进行轴向的定位。定子芯12被安装于马达孔2a的内部。

马达孔2a的右侧的开口被板构件6堵塞。连结于板构件6的软线外壳8具有软线孔8a。软线孔8a在图1中左右方向上贯通。软线孔8a的一端被板构件6堵塞。在板构件6设有板孔6a。马达孔2a和软线孔8a通过板孔6a连通。导线14通过板孔6a从线圈13延伸至软线孔8a。

在软线孔8a收纳有导线14。导线14的与线圈13相反的一侧的另一端连结于连接器15。连接器15具有凸缘部15a。凸缘部15a堵塞软线外壳8的软线孔8a的另一端。凸缘部15a通过紧固螺栓16安装于软线外壳8。经由连接器15、导线14，向定子10的线圈13供给交流电力。定子10作为电磁铁发挥功能。

另外，转子11安装于轴17。转子11插通定子芯12。转子11相对于定子芯12在轴17的径向上具有间隙。在转子11的内部收纳磁铁18(永久磁铁)。电动机9通过产生于转子11与定子10之间的相互力而使轴17产生旋转方向的驱动力。

轴17插通马达外壳2的贯通孔2f。贯通孔2f在轴17的周向上贯通马达孔2a的底面2e。在贯通孔2f配置有滚珠轴承19。轴17被滚珠轴承19轴支承。

另外，在板构件6形成有轴套孔6b。轴17的突出至比转子11靠板构件6侧的一端插通轴套孔6b。在板构件6设有环状突起6c。环状突起6c向马达孔2a的内部突出。环状突起6c构成了形成轴套孔6b的外壁的一部分。在轴套孔6b的内部配置有滚珠轴承20。轴17被滚珠轴承20轴支承。

在轴17的从贯通孔2f突出至压缩机外壳4的内部的另一端侧设有压缩机叶轮21。压缩机叶轮21旋转自如地收纳于压缩机外壳4的内部。

在压缩机外壳4形成有吸气口22。吸气口22向电动增压器C的左侧开口。吸气口22连接于未图示的空气过滤器。另外，在通过紧固螺栓3将马达外壳2和压缩机外壳4连结的状态下，形成扩散器流路23。扩散器流路23由马达外壳2与压缩机外壳4的对置面形成。扩散器流路23将空气升压。扩散器流路23从轴17的径向内侧向外侧形成为环状。扩散器流路23在上述的径向内侧经由压缩机叶轮21连通于吸气口22。

另外，在压缩机外壳4设有压缩机涡盘流路24。压缩机涡盘流路24为环状。压缩机涡盘流路24位于比扩散器流路23靠轴17的径向外侧。压缩机涡盘流路24与未图示的发动机的吸气口连通。压缩机涡盘流路24也连通于扩散器流路23。因此，当通过从电动机9传递来的驱动力使压缩机叶轮21旋转时，从吸气口22向压缩机外壳4内吸收空气。该吸收的空气在流通在压缩机叶轮21的叶片间的过程中受离心力的作用而加速。加速了的空气在扩散器流路23及压缩机涡盘流路24升压。升压了的空气被引导至发动机的吸气口。

图2是图1中的转子11及轴17的局部抽出图。如图2所示，在轴17设有小径部17a。在比小径部17a靠图2中的左侧(压缩机叶轮21侧)形成有大径部17b。相比小径部17a，大径部17b的外径成为大径。而且，在小径部17a例如设有环状槽17c。环状槽17c设于与大径部17b连续的部位。

另外，阶差面17d是沿轴17的径向延伸的面。阶差面17d从小径部17a(环状槽17c)的外周面17a1延伸至大径部17b的外周面17b1。即，通过小径部17a与大径部17b的外径差形成阶差面17d。环状槽17c与阶差面17d的板构件6侧(图2中右侧)邻接。在形成有小径部17a、大径部17b以及阶差面17d的轴17的外周固定转子11。

转子11构成为包括转子芯25、磁铁18、以及两个端板26、27。转子芯25具有主体部25a。主体部25a例如为圆筒形状。在主体部25a形成有转子孔25b。转子孔25b在轴17的轴向上贯通。向转子孔25b(主体部25a的内周侧)插通轴17的小径部17a。例如，主体部25a热嵌于轴17。主体部25a中的轴17的轴向(图2中左侧)的一端面25c抵接于轴17的阶差面17d。即，转子芯25通过抵接于轴17的阶差面17d，从而直接进行轴17与转子芯25的轴向的定位。

另外，在主体部25a设有收纳孔25d。收纳孔25d位于比转子孔25b靠轴17的径向外侧。收纳孔25d在轴17的轴向上贯通。在轴17的周向上分离地形成多个收纳孔25d。收纳孔25d的一端25d₁在主体部25a的一端面25c开口。收纳孔25d的另一端25d₂在主体部25a的另一端面25e开口。另一端面25e是主体部25a中的图2中的右侧(轴17的轴向的另一端侧、与压缩机叶轮21相反的一侧)的面。

在多个收纳孔25d分别收纳有磁铁18。在轴17的周向上相邻的磁铁18互相配置为磁极的朝向成为反向。这些磁铁18的轴17的轴向的长度比收纳孔25d稍短。设计为，即使磁铁18、收纳孔25d的轴向的长度存在误差，磁铁18也不会从收纳孔25d突出。

收纳孔25d的两端被端板26、27堵塞。端板26、27是环状的板状构件。端板26、27由非磁性体构成。端板26、27具有中央孔26a、27a。中央孔26a、27a在轴17的轴向上贯通端板26、27。轴17的大径部17b插通端板26的中央孔26a。端板26位于大径部17b的径向外侧。大径部17b的外周面17b1嵌合于端板26(中央孔26a的内周面26a₁)。该嵌合关系是具有过盈量的过盈配合。相比端板26的内周面26a₁，插通前的大径部17b的外周面17b1的直径稍大。因此，大径部17b的外周面17b₁例如通过热嵌、压入等装入端板26的内周面26a₁。

而且，大径部17b的外周面17b₁的轴17的径向的位置位于比收纳孔25d靠内侧。即，端板26的中央孔26a的内周面26a₁的轴17的径向的位置位于比收纳孔25d靠内侧。另外，端板26的外周面26b的轴17的径向的位置位于比收纳孔25d靠外侧。端板26的外周面26b与主体部25a的外周面25a₁大致成为一个面。

这样，收纳孔25d的一端25d₁被端板26完全堵塞。而且，端板26与收纳于收纳孔25d的磁铁18对置。

另外，在轴17形成有锥形部17e及极小部17f。锥形部17e形成于比小径部17a靠图2中的右侧(与压缩机叶轮21相反的一侧)。锥形部17e越远离小径部17a，越成为小径。相比锥形部17e，极小部17f的外径成为小径。在锥形部17e与极小部17f之间设有环状槽17g。相比极小部17f的外径，环状槽17g的外径为小径。

在端板27的中央孔27a插通有锥形部17e、环状槽17g、以及极小部17f。中央孔27a具有第一内周面27a₁、第二内周面27a₂、第三内周面27a₃。第一内周面27a₁在轴17的径向上与锥形部17e对置。第一内周面27a₁在轴17的径向上与锥形部17e分离。第二内周面27a₂在轴17的径向上与环状槽17g对置。第二内周面27a₂在轴17的径向上与环状槽17g分离。第二内周面27a₂越远离第一内周面27a₁，越成为小径。第三内周面27a3在轴17的径向上与极小部17f对置。第三内周面27a3例如热嵌于极小部17f。

图3(a)是用于说明向轴17安装转子11的第一图。图3(b)是用于说明向轴17安装转子11的第二图。图3(c)是用于说明向轴17安装转子11的第三图。图3(d)是用于说明向轴17安装转子11的第四图。在向轴17安装转子11时，例如，以使阶差面17d向上的方式保持轴17。在转子芯25被加热后，以转子芯25的主体部25a的一端面25c与阶差面17d对置的朝向，使轴17插通转子芯25。

沿轴17的轴向按压主体部25a，使轴17的小径部17a插通主体部25a的内周侧(转子孔25b)。如图3(a)所示，轴17的阶差面17d与主体部25a的一端面25c抵接。当转子芯25冷却时，转子芯25在抵接于阶差面17d的位置被热嵌于小径部17a。

然后，如图3(b)所示，将磁铁18插通主体部25a的收纳孔25d。在使磁铁18插通收纳孔25d前，在磁铁18中例如轴17的径向外侧的面涂布粘接剂。

如图3(c)所示，加热后的端板27与主体部25a的另一端面25e对置。沿轴17的轴向按压端板27。轴17的锥形部17e、环状槽17g、极小部17f插通端板27的中央孔27a。端板27抵接于主体部25a的另一端面25e。当端板27冷却时，端板27在抵接于主体部25a的另一端面25e的位置被热嵌于极小部17f。

然后，如图3(d)所示，上下反转轴17、转子芯25、以及端板27。加热后的端板26与主体部25a的一端面25c对置。然后，沿轴17的轴向按压端板26。轴17的大径部17b插通端板26的中央孔26a。端板26抵接于主体部25a的一端面25c。当端板26冷却时，端板26在抵接于主体部25a的一端面25c的位置被热嵌于大径部17b。

如上述地，在电动增压器C中，不夹着端板26而使转子芯25直接抵接阶差面17d。因此，能够不改变转子芯25的轴向长度而缩短轴17的轴向长度。换言之，能够确保对电动机9的性能产生影响的与定子10在轴向上对置的转子芯25的长度，使旋转部件减轻对应在轴向上轴17缩短了的长度的程度，或者，降低惯性力矩。其结果，能够抑制电动机9的性能降低，使旋转部件轻量化，或者降低惯性力矩。

另外，相比在与阶差面17d之间夹着端板26来定位转子芯25的情况，转子芯25的定位精度不受端板26的厚度的偏差的影响。因此，能够提高转子芯25相对于轴17的轴向的位置精度。另外，通过提高转子芯25相对于轴17的轴向的位置精度，能够降低电动机9的性能偏差。

在此，转子芯25和滚珠轴承19分别被装入轴17来决定相对于轴17的轴向的位置。例如，在电动增压器C中，在运转时，轴17多作用向压缩机叶轮21侧移动的轴向的力。因此，滚珠轴承19也可以通过与马达外壳2中的压缩机叶轮21侧的收纳壁2g(参照图1)的接触决定轴17的轴向的位置。该情况下，如上述地，定子10通过马达外壳2的卡定面2d决定轴向的位置。因此，对于定子10和转子芯25在径向上对置的部位，提高轴向的长度的精度。

另外，例如，在滚珠轴承19与滚珠轴承20之间配置有端板26。因此，能够缩短滚珠轴承19与滚珠轴承20的轴向距离。该情况下，顺带地也能够实现轴17的弯曲模式等更高的危险速度的上升。另外，例如，端板26在轴向上夹着滚珠轴承19配置于与压缩机叶轮21相反的一侧。因此，缩短压缩机叶轮21与滚珠轴承20的轴向的距离。

以上，一边参照附图，一边对实施方式进行了说明，但是，不言而喻，本公开不限定于该实施方式。本领域技术人员清楚，在权利要求书记载的范围内，能够想到各种变更例及修正例，应当了解，它们也自然属于技术性范围。

例如，在上述的实施方式中，对端板26、27是非磁性体(即，不是强磁性体)的情况进行了说明。但是，端板26、端板27也可以不是非磁性体，在端板26、27是非磁性体的情况下，磁铁18的两端面的磁通难以受端板26、27的影响。因此，降低磁铁18的两端面的磁通向轴向的泄漏。

另外，也可以使用一体形成于轴17的突起替代端板26、27的任意一方。该情况下，因为将端板26、27做成非磁性体，所以轴17也必须做成非磁性体。例如，如在上述的实施方式所说明地，在与轴17分体地设置非磁性体的端板26、27的情况下，具有以下的效果。即，提高作为轴17能够选择的材质的选择自由度。

另外，在上述的实施方式中，对大径部17b的外周面17b₁的轴17的径向的位置位于比收纳孔25d靠内侧的情况进行了说明。但是，大径部17b对外周面17b₁的轴17的径向的位置也可以位于比收纳孔25d靠外侧。在该情况下，若收纳于收纳孔25d的磁铁18的至少一部分与端板26对置，则也能够避免磁铁18从收纳孔25d飞出的情况。但是，在大径部17b的外周面17b₁的轴17的径向的位置位于比收纳孔25d靠内侧的情况下，能够避免大径部17b与磁铁18的接触。其结果，即使由强磁性体构成轴17，也能够通过大径部17b而使磁铁18的端面的磁通难以受到影响。因此，降低磁铁18的端面的磁通向轴向的泄漏。

另外，在上述的实施方式中，对在轴17的小径部17a设置环状槽17c的情况进行了说明。但是，也可以省略环状槽17c。在未设置环状槽17c的情况下，例如当切削加工轴17时，根据加工工具，在小径部17a中的阶差面17d侧的端部稍微残留曲面(R面)形状。存在受该小径部17a的曲面形状阻碍，而轴17向转子芯25不能插通至使转子芯25的一端面25c与阶差面17d面接触的位置的可能性。在设置环状槽17c的情况下，抑制这种曲面形状残留，确保供轴17的阶差面17d和转子芯25的一端面25c抵接的面积较大。因此，能够稳定地进行轴向上的转子芯25相对于轴17的定位。

另外，在上述的实施方式中，对端板27固定于轴17的极小部17f的情况进行了说明。但是，也可以不设置极小部17f，而延伸小径部17a，在轴17安装端板27。在设置极小部17f的情况下，能够在与固定转子芯25的主体部25a的小径部17a不同直径的极小部17f将端板27安装于轴17。因此，提高根据强度、线膨胀系数选择转子芯25和端板27的材质的自由度。另外，轴17中的安装转子芯25的部位从强度面等出发，要求高的尺寸精度、面粗糙度。因此，轴17的该部位的加工花费时间。在如上述地设置极小部17f的情况下，例如能够容易地分成固定转子芯25的部位、和固定端板27的部位来加工。因此，能够缩短轴17的加工时间等，提高加工作业的效率。

另外，在上述的实施方式中，对设置两个端板26、27的情况进行了说明。但是，端板27不是必要的结构。例如，也可以使主体部25a中的收纳孔25d的另一端25d₂不贯通，从而不设置端板27。

生产上的可利用性

本公开能够用于在轴上设有转子芯的电动增压器。

符号说明

C—电动增压器，2—马达外壳(外壳)，11—转子，17—轴，17a—小径部，17a₁—外周面，17b—大径部，17b₁—外周面，17c—环状槽，17d—阶差面，18—磁铁，25—转子芯，25a—主体部，25c—一端面，25d—收纳孔，26—端板。

Claims (8)

1.一种电动增压器，其特征在于，具备：

轴，其包括小径部、直径比上述小径部大的大径部以及从上述小径部的外周面到上述大径部的外周面沿径向延伸的阶差面；

转子芯，供上述小径部插通的主体部的一端面抵接于上述阶差面，在上述主体部形成有在上述一端面开口的收纳孔；

磁铁，其收纳于上述收纳孔；以及

端板，其供上述大径部插通，且与收纳于上述收纳孔的上述磁铁的至少一部分对置。

2.根据权利要求1所述的电动增压器，其特征在于，

上述端板是非磁性体。

3.根据权利要求1所述的电动增压器，其特征在于，

上述大径部的外周面的上述轴的径向的位置位于比上述收纳孔靠内侧。

4.根据权利要求2所述的电动增压器，其特征在于，

上述大径部的外周面的上述轴的径向的位置位于比上述收纳孔靠内侧。

5.根据权利要求1所述的电动增压器，其特征在于，

在上述小径部与上述阶差面邻接地形成环状槽。

6.根据权利要求2所述的电动增压器，其特征在于，

在上述小径部，与上述阶差面邻接地形成环状槽。

7.根据权利要求3所述的电动增压器，其特征在于，

在上述小径部，与上述阶差面邻接地形成环状槽。

8.根据权利要求4所述的电动增压器，其特征在于，

在上述小径部，与上述阶差面邻接地形成环状槽。