CN109563772A - 电动增压器 - Google Patents

Abstract

电动增压器具备：压缩机叶轮；电动机，其构成为经由旋转轴向压缩机叶轮传递驱动力；背面侧壳体，其隔着间隙与压缩机叶轮的背面相对，并且围绕旋转轴；轴承，其以支承旋转轴使该旋转轴能够旋转的方式设于背面侧壳体与旋转轴之间；机械密封体，其构成为在压缩机叶轮的轴向上位于压缩机叶轮的背面与轴承之间，并将旋转轴与背面侧壳体的间隙密封。

Description

电动增压器

技术领域

本发明涉及电动增压器。

背景技术

在汽车等的发动机装置中，为了实现发动机燃耗和效率的提升，通过从发动机排出的废气来驱动排气涡轮，由此同轴地驱动配置于进气通路的压缩机，压缩向发动机供给的进气气体，进行所谓的“增压”。

就该涡轮增压器实现的增压而言，由于被称作涡轮迟滞的发动机低速旋转时的响应延迟，发动机低速旋转时的扭矩和输出成为问题。作为对该涡轮迟滞引起的响应延迟予以弥补的技术，已知有具备由废气驱动的涡轮增压器以及由电动机驱动的电动增压器的二级增压系统(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特表2015-537162号公报

发明内容

发明所要解决的课题

而电动增压器中，与涡轮增压器不同，压缩机由电动机驱动，故而，在压缩机的后方(相对于压缩机叶轮在轴承侧)设置有电动机及逆变器基板等装置。

因此，如果在压缩机叶轮的背面与壳体之间通过的漏出流体侵入到轴承侧，则有可能对电动机和逆变器基板等装置造成影响。

尤其在具备EGR的二级增压系统中使废气的一部分再循环的情况、使用中间冷却器的情况、以及使窜气返回压缩机的入口的情况等下，由于含有凝结水的空气从压缩机的入口被吸入，故而，如果在压缩机叶轮的背面与壳体之间通过的漏出流体侵入到轴承侧，则有可能在电动机和逆变器等装置的动作上产生不良。

另外，尤其在将电动增压器适用于二级增压系统的高压级的情况下，由于高温高压的空气从压缩机的入口流入，故而，如果在压缩机叶轮的背面与壳体之间通过的漏出流体侵入到轴承侧，则有可能在轴承和电动机等装置上产生不良。

本发明的至少一实施方式是鉴于如上现有课题而作出的，其目的在于，提供能够抑制在压缩机叶轮的背面与壳体之间通过的漏出流体向轴承侧侵入的电动增压器。

用于解决课题的技术方案

(1)本发明至少一实施方式的电动增压器具备：压缩机叶轮；电动机，其构成为经由旋转轴向所述压缩机叶轮传递驱动力；背面侧壳体，其隔着间隙与所述压缩机叶轮的背面相对，并且围绕所述旋转轴；轴承，其以支承所述旋转轴使该旋转轴能够旋转的方式设于所述背面侧壳体与所述旋转轴之间；机械密封体，其构成为在所述压缩机叶轮的轴向上位于所述压缩机叶轮的背面与所述轴承之间，并将所述旋转轴与所述背面侧壳体的间隙密封。

根据上述(1)中记载的电动增压器，能够通过机械密封体有效地抑制在背面与背面侧壳体的间隙(以下，称为“背面间隙”)处通过的漏出流体向轴承侵入，能够抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。因而，能够抑制这些电气装置的动作不良等产生，能够稳定地运转电动增压器。

(2)数个实施方式中，在上述(1)中记载的电动增压器的基础上，所述机械密封体具备：固定环，其支承于所述背面侧壳体；旋转环，其从所述旋转轴朝向所述压缩机叶轮在径向上的外侧突出，以能够在所述压缩机叶轮的轴向上与所述固定环抵接的方式与所述固定环相对，并与所述旋转轴一同旋转；施力部件，其对所述旋转环和所述固定环之中的一方朝所述旋转环和所述固定环之中的另一方施力；在所述旋转环之中与所述固定环相对的相对面、和所述固定环之中与所述旋转环相对的相对面中一方的相对面，形成有槽。

根据上述(2)中记载的电动增压器，在压缩机叶轮的旋转停止时，旋转环和固定环中的一方被施力部件压靠于旋转环和固定环中的另一方，由此，机械密封体起到接触密封件的功能。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙向轴承侵入，抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。因而，能够抑制这些电气装置的动作不良等产生，能够稳定地运转电动增压器。

另外，在压缩机叶轮旋转时，通过因离心力而升压的槽内的气体的压力，对抗施力部件的施加力将固定环和旋转环分开。由此，固定环和旋转环为非接触，但由于相对面的内侧的空间的压力高于相对面的外侧的空间的压力，能够抑制漏出流体从背面间隙向轴承侵入。因此，能够抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。因而，能够抑制这些电气装置的动作不良等产生，能够稳定地运转电动增压器。

(3)数个实施方式中，在上述(1)或(2)中记载的电动增压器的基础上，在所述压缩机叶轮的所述背面，在所述压缩机叶轮的周向上隔开间隔地设有多个肋。

根据上述(3)中记载的电动增压器，通过设有多个肋，在压缩机叶轮旋转时，对背面间隙的空气作用有向径向外侧的离心力，能够降低背面间隙的内周部的压力。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙向轴承侵入，抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。另外，在适用于上述(2)中记载的电动增压器的情况下，通过降低背面间隙的内周部的压力，能够减小为了使固定环适当移动所需的施力部件的弹簧力，能够抑制因固定环和旋转环的滑动摩擦引起的磨损的发展。

(4)数个实施方式中，在上述(3)中记载的电动增压器的基础上，所述肋沿着与所述压缩机叶轮的周向交叉的方向延伸设置。

根据上述(4)中记载的电动增压器，沿与周向交叉的方向延伸的多个肋与压缩机叶轮一同旋转，故而，能够使向径向外侧的离心力有效地作用于背面间隙的空气，降低背面间隙的内周部的压力。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙向轴承侵入，抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。

(5)数个实施方式中，在上述(3)或(4)中记载的电动增压器的基础上，所述肋具有翼形状。

根据上述(5)中记载的电动增压器，在压缩机叶轮旋转时，能够通过翼形状的肋有效地形成背面间隙处的向径向外侧的空气流。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙向轴承侵入，抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。

(6)数个实施方式中，在上述(3)至(5)中任一项记载的电动增压器的基础上，所述肋以该肋的外周端位于比该肋的内周端靠所述压缩机叶轮的旋转方向的上游侧的方式沿相对于所述压缩机叶轮的径向倾斜的方向延伸设置。

根据上述(6)中记载的电动增压器，通过使肋向上述的方向倾斜，在压缩机叶轮旋转过程中，空气难以从径向外侧流入肋间。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙向轴承侵入，抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。

(7)数个实施方式中，在上述(1)至(6)中任一项记载的电动增压器的基础上，还具备旋转部，该旋转部在所述机械密封体与所述压缩机叶轮的所述背面之间从所述旋转轴朝向所述压缩机叶轮在径向上的外侧突出，并与所述旋转轴一同旋转。

根据上述(7)中记载的电动增压器，在压缩机叶轮旋转时，伴随旋转部的旋转，向径向外侧的离心力作用于背面间隙的空气，能够降低背面间隙的内周部的压力。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙向轴承侵入，抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。另外，在适用于上述(2)所述的电动增压器的情况下，通过降低背面间隙的内周部的压力，能够减小为了使固定环适当移动所需的施力部件的弹簧力，能够抑制因固定环和旋转环的滑动摩擦引起的磨损的发展。

(8)数个实施方式中，在上述(1)至(7)中任一项记载的电动增压器的基础上，在所述压缩机叶轮的所述背面的至少一部分、或所述背面侧壳体之中与所述压缩机叶轮的所述背面相对的面的至少一部分，形成有可磨耗涂层。

根据上述(8)中记载的电动增压器，在压缩机叶轮的背面的至少一部分形成有可磨耗涂层的情况下，即使背面侧壳体之中与压缩机叶轮的背面相对的面和形成于压缩机叶轮的背面上的可磨耗涂层接触，在压缩机叶轮旋转时可磨耗涂层也会被磨削，故而，能够减小背面与背面侧壳体的间隙。

另外，在背面侧壳体之中与压缩机叶轮的背面相对的面的至少一部分形成可磨耗涂层的情况下，即使背面侧壳体之中与压缩机叶轮的背面相对的面上形成的可磨耗涂层和压缩机叶轮的背面接触，在压缩机叶轮旋转时可磨耗涂层也会被磨削，故而，能够减小背面与背面侧壳体的间隙。

因此，能够促进背面间隙处的向径向内侧的压力下降。由此，能够减小背面间隙中的内周部的压力、与轴承附近的压力在轴向上的压力差，能够抑制漏出流体从背面间隙向轴承侧侵入。由此，能够抑制漏出流体向电动机和逆变器等电气装置流入。因此，能够抑制这些电气装置的动作不良等产生，能够稳定地运转电动增压器。

另外，压缩机叶轮在对空气进行压缩时，在轴向上受到向空气的吸入方向上游侧的推力，但在上述电动增压器中，压缩机叶轮能够使背面间隙的压力降低，故而，能够降低轴向的推力。

另外，通过促进背面间隙处的向径向内侧的压力下降而降低背面间隙的内周部的压力，能够减小为了使机械密封体的固定环适当移动所需的施力部件的弹簧力，能够抑制因固定环和旋转环的滑动摩擦引起的磨损的发展。

(9)数个实施方式中，在上述(8)中记载的电动增压器的基础上，所述压缩机叶轮的所述背面与所述背面侧壳体之间的间隙的大小G、和所述压缩机叶轮的外径R之比G/R低于0.5％。

根据上述(9)中记载的电动增压器，能够有效地促进背面间隙处的向径向内侧的压力下降。经本申请发明人确认：对设置可磨耗涂层而将C/Ri设定为的情况、和不设置可磨耗涂层而将C/Ri设定为0.25％的情况进行比较时，相较于后者，前者能够将背面间隙的内周部的压力减小26％。

(10)数个实施方式中，在上述(1)至(9)中任一项记载的电动增压器的基础上，还具备内压调节机构，该内压调节机构通过将所述背面侧壳体的内外连通来调节所述背面侧壳体内的压力。

根据上述(10)中记载的电动增压器，在上述(1)至(9)中任一项记载的电动增压器中，即使在背面间隙的内周部的压力变低的情况下，也通过内压调节机构对背面侧壳体的内外的压力进行调节，由此，能够使机械密封体前后的压力平衡稳定。由此，能够通过机械密封体稳定地抑制通过背面间隙的漏出流体向轴承侵入。

发明效果

根据本发明的至少一实施方式，可提供能够抑制在压缩机叶轮的背面与壳体之间通过的漏出流体向轴承侧侵入的电动增压器。

附图说明

图1是表示一实施方式的电动增压器2的概要性截面结构的示意图；

图2是表示一实施方式的电动增压器2(2A)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图，表示机械密封体20的结构例；

图3是表示图2所示的电动增压器2(2A)的压缩机叶轮4旋转时的状态的图；

图4是表示一实施方式的电动增压器2(2B)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图；

图5是表示图4所示的肋44的结构例的图，表示轴向观察时肋44的配置的一例；

图6是表示图4所示的肋44的结构例的图，表示轴向观察时肋44的配置的一例；

图7是表示一实施方式的电动增压器2(2C)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图；

图8是表示图7所示的旋转部50的结构例的图，表示轴向观察时旋转部50的形状的一例；

图9是表示图7所示的旋转部50的结构例的图，表示轴向观察时旋转部50的形状的一例；

图10是表示图7所示的旋转部50的结构例的图，表示轴向观察时旋转部50的形状的一例；

图11是表示一实施方式的电动增压器2(2D)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图；

图12是表示半径方向位置R与背面间隙g的表压P的关系的图，虚线表示不具备可磨耗涂层90的电动增压器2(2A)，实线表示在上述相对面21形成有可磨耗涂层90的电动增压器2(2D)；

图13是表示一实施方式的电动增压器2(2E)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图；

图14是表示作为内压调节机构的连通孔53的配置的一例的图；

图15是表示作为内压调节机构的连通孔53的配置的一例的图；

图16是表示能够优选适用电动增压器2(2A～2E)的发动机装置100的概要结构的图；

图17是表示另一方式的电动增压器2(2F)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图；

图18是表示另一方式的电动增压器2(2G)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图；

图19是表示另一方式的电动增压器2(2H)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图；

图20是表示另一方式的电动增压器2(2I)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图；

图21是表示另一方式的电动增压器2(2J)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图；

图22是表示另一方式的电动增压器2(2K)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图；

图23是表示能够适用电动增压器2(2A～2K)的发动机装置100的概要结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的数个实施方式进行说明。其中，作为实施方式所记载、或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等仅是单纯的说明例，不对本发明的范围构成限定。

例如，“在某个方向”、“沿某个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表述不仅表示严格意义上的这种配置，还表示带公差、或可得到相同功能程度的角度或距离而发生相对位移的状态。

例如，“同一”、“相等”及“均质”等表示事物相等的状态的表述不仅表示严格意义上相等的状态，还表示存在公差、或可得到相同功能程度的差的状态。

例如，四边形状或圆筒形状等表示形状的表述不仅表示几何学严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状，还表示在可得到相同效果的范围内包含凹凸部或倒角部等的形状。

另一方面，“包括”、“具有”、“具备”、“包含”、或“含有”一构成要素之类的表述不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表述。

图1是表示一实施方式的电动增压器2的概要性截面结构的示意图。

图1所示的例示性方式中，电动增压器2具备：压缩机叶轮4；旋转轴6；叶轮壳体8；轴承10A、10B；电动机12；背面侧壳体14(静止部件)；机械密封体20。

以下，将压缩机叶轮4的轴向简称为“轴向”，将压缩机叶轮4的径向简称为“径向”，将压缩机叶轮4的周向简称为“周向”。

叶轮壳体8以围绕压缩机叶轮4的方式形成，其构成为，向压缩机叶轮4的入口引导吸入空气，并且将经压缩机叶轮4压缩后的空气排出。

轴承10A、10B各自以支承旋转轴6使该旋转轴6能够旋转的方式例如构成为滚动轴承，构成为在保持于未图示的内圈与外圈之间的滚动体的周围作为润滑材料封入有润滑脂的脂润滑式轴承。轴承10A在轴向上位于机械密封体20与电动机12之间，在径向上位于背面侧壳体14与旋转轴6之间。轴承10B在轴向上隔着电动机12位于与轴承10A相反侧，在径向上位于背面侧壳体14与旋转轴6之间。

电动机12构成为，经由旋转轴6向压缩机叶轮4传递驱动力。电动机12在轴向上位于轴承10A与轴承10B之间。

背面侧壳体14构成为隔着间隙与压缩机叶轮4的背面16相对，并且围绕机械密封体20、轴承10A、10B及电动机12。另外，背面侧壳体14在隔着轴承10B与电动机12相反一侧，包括用于收纳逆变器(未图示)的逆变器收纳部18。

机械密封体20构成为，在轴向上位于压缩机叶轮4的背面16与轴承10A之间，将旋转轴6与背面侧壳体14的间隙密封。

图2是表示一实施方式的电动增压器2(2A)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图，表示机械密封体20的构成例。图3是表示图2所示的电动增压器2(2A)中的压缩机叶轮4旋转时的状态的图。

数个实施方式中，例如，如图2及图3所示，机械密封体20包括固定环22、旋转环24、及施力部件26。

固定环22沿着周向呈环状地构成，并且支承于背面侧壳体14。固定环22配置在旋转环24与背面侧壳体14之间、且背面侧壳体14与旋转轴6之间的位置。

旋转环24设于压缩机叶轮4的背面16与固定环22之间，以如下方式沿着周向呈环状地构成：以能够在轴向上与固定环22抵接的方式与固定环22相对。旋转环24构成为从旋转轴6朝向径向的外侧突出，与旋转轴6一同旋转。

施力部件26构成为对固定环22和旋转环24中的一方朝固定环22和旋转环24中的另一方施力。图示的方式中，施力部件26由弹性部件(例如，螺旋弹簧、盘簧或橡胶等)构成，以朝旋转环24对固定环22施力的方式夹置在固定环22与背面侧壳体14之间。

另外，在旋转环24之中与固定环22相对的面28和固定环22之中与旋转环24相对的面30中的一方即相对面32(图示的方式中为旋转环24之中与固定环22相对的面28)，形成有槽34。如图2所示，相对面32的槽34形成为，在固定环22和旋转环24抵接的状态下，与相对面32的径向内侧的空间36(固定环22与旋转轴6之间的空间)连通，并且，与相对面32的径向外侧的空间38(背面16与背面侧壳体14的背面间隙g之中固定环22的外侧部分)不连通。即，在固定环22和旋转环24抵接的状态下，槽34设于如下位置范围：从相对面32上的比固定环22和旋转环24的抵接部的内周端40靠径向上的内侧的位置、至相对面32上的不到固定环22和旋转环24的抵接部的外周端42的位置。

根据该结构，在压缩机叶轮4的旋转停止时，如图2所示，施力部件26将固定环22压靠于旋转环24，由此，机械密封体20起到接触密封件的功能。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侵入，抑制该漏出流体向电动机12等电气装置流入。因此，能够抑制这些电气装置的动作不良等产生，稳定地运转电动增压器。

另外，在压缩机叶轮4进行旋转时，通过因离心力而升压的槽34内的气体的压力，如图3所示，固定环22被压入施力部件26侧。由此固定环22和旋转环24为非接触，但是，由于相对面32的内侧的空间38的压力高于相对面32的外侧的空间38的压力，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侵入。因此，能够抑制该漏出流体向电动机12等电气装置流入。因而，能够抑制这些电气装置的动作不良等产生，稳定地运转电动增压器。

接着，使用图4～图13对电动增压器2的数个变形例进行说明。以下的变形例中，对与电动增压器2(2A)的各结构同样的结构标注同一标记并省略说明，以各变形例的特征性结构为中心进行说明。

图4是表示一实施方式的电动增压器2(2B)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图。图5是表示图4所示的肋44的结构例的图，表示轴向观察时肋44的配置的一例。图6是表示图4所示的肋44的结构例的图，表示轴向观察时肋44的配置的一例。

数个实施方式中，例如，如图4～图6所示，在压缩机叶轮4的背面16，在周向上隔开间隔地设有多个肋44。根据该结构，通过设有多个肋44，在压缩机叶轮4旋转时，对背面间隙g的空气作用有向径向外侧的离心力，能够降低背面间隙g的内周部的压力。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侵入，抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。另外，通过降低背面间隙g的内周部的压力，能够减小使固定环22适当移动所需的施力部件26的弹簧力，能够抑制因固定环22和旋转环24的滑动摩擦引起的磨损的发展。

数个实施方式中，例如，如图5及图6所示，肋44各自沿着与周向交叉的方向延伸设置。需要说明的是，图5所示的方式中，多个肋44沿着与周向正交的方向(径向)呈辐射状地延伸设置。

根据该结构，沿与周向交叉的方向延伸的多个肋44与压缩机叶轮4一同旋转，故而，使向径向外侧的离心力有效地作用于背面间隙g的空气，能够降低背面间隙g的内周部的压力。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侵入，抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。

数个实施方式中，例如，如图6所示，肋44各自具有翼形状。根据该结构，在压缩机叶轮4旋转时，能够通过翼形状的肋44有效地形成背面间隙g处的向径向外侧的空气流。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侵入，抑制该漏出流体向电动机12等电气装置流入。

数个实施方式中，例如，如图6所示，肋44以如下方式沿相对于径向倾斜的方向延伸设置：该肋44的外周端46位于比该肋44的内周端48靠压缩机叶轮4的旋转方向的上游侧的位置。

根据该结构，通过使肋44向上述的方向倾斜，在压缩机叶轮4的旋转过程中，空气难以从径向外侧流入肋44之间。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侵入，抑制该漏出流体向电动机12等电气装置流入。

图7是表示一实施方式的电动增压器2(2C)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图。图8是表示图7所示的旋转部50的结构例的图，表示轴向观察时旋转部50的形状的一例。图9是表示图7所示的旋转部50的结构例的图，表示轴向观察时旋转部50的形状的一例。图10是表示图7所示的旋转部50的结构例的图，表示轴向观察时旋转部50的形状的一例。

数个实施方式中，例如，如图7所示，还具备以如下方式构成的旋转部50：在机械密封体20与压缩机叶轮4的背面16之间从旋转轴6朝径向上的外侧突出，并且与旋转轴6一同旋转。

根据该结构，在压缩机叶轮4旋转时，伴随旋转部50的旋转，对背面间隙g的空气作用有向径向外侧的离心力，能够降低背面间隙g的内周部的压力。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侵入，抑制该漏出流体向电动机12等电气装置流入。另外，通过降低背面间隙g的内周部的压力，能够减小为了使固定环22适当移动所需的施力部件26的弹簧力，能够抑制因固定环22和旋转环24的滑动摩擦引起的磨损的发展。

需要说明的是，旋转部50的形状不作特别限定，例如，既可以如图8所示是圆环形状，也可以如图9及图10所示具有从圆环形状向径向外侧突出的多个突起52(图示的方式中为四个突起52)。突起52例如既可以如图9所示沿着径向呈辐射状地突出，也可以如图10所示是相对于径向倾斜地突出的尖细形状。

图11是表示一实施方式的电动增压器2(2D)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图。图12是半径方向位置R与背面间隙g的表压P的关系的图，虚线表示不具备可磨耗涂层90的电动增压器2(2A)，实线表示在上述相对面21形成有可磨耗涂层90的电动增压器2(2D)。图13是表示一实施方式的电动增压器2(2E)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图。

数个实施方式中，如图11所示，在背面侧壳体14之中与压缩机叶轮4的背面16相对的相对面21的至少一部分(图示的方式中为相对面21整体)，形成有可磨耗涂层90。

根据该结构，即使形成于相对面21上的可磨耗涂层90和压缩机叶轮4的背面16接触，在压缩机叶轮4旋转时可磨耗涂层90也会被磨削，故而，能够减小背面16与背面侧壳体14的间隙C(背面16与背面侧壳体14的距离)。由此，如以下详述，能够促进背面间隙g处的向径向内侧的压力下降。

图12是表示半径方向位置R与背面间隙g的表压P的概要性关系的图，虚线表示不具备可磨耗涂层90的电动增压器2(2A)，实线表示在上述相对面21形成有可磨耗涂层90的电动增压器2(2D)。这里，电动增压器2(2D)中的背面16与背面侧壳体14的间隙C设定为比电动增压器2(2A)中的背面16与背面侧壳体14的间隙小。

如图12所示，在电动增压器2(2A)和电动增压器2(2D)的任一个上，在背面间隙g，压力均随着朝向径向内侧而减小，而特别地，在径向位置R小的区域，相较于电动增压器2(2A)中的背面间隙g的压力，电动增压器2(2D)中的背面间隙g的压力大幅降低。

这样，根据电动增压器2，通过促进背面间隙g处的向径向内侧的压力下降，能够减小背面间隙g中的内周部的压力(机械密封体20附近的压力)、与轴承10A附近的压力在轴向上的压力差，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侧(机械密封体20侧)侵入。由此，能够抑制漏出流体向电动机12和逆变器(未图示)等电气装置流入。因而，能够抑制这些电气装置的动作不良等产生，稳定地运转电动增压器2。

另外，就压缩机叶轮4而言，在对空气进行压缩时，其在轴向上受到向空气的吸入方向上游侧(图中的左侧)的推力，而上述电动增压器2中，压缩机叶轮4能够使背面间隙g的压力降低，故而，能够减小轴向的推力。

另外，通过促进背面间隙g处的向径向内侧的压力下降而降低背面间隙g的内周部的压力，能够减小为了使固定环22适当移动所需的施力部件26的弹簧力，能够抑制因固定环22和旋转环24的滑动摩擦引起的磨损的发展。

一实施方式中，在图11中，压缩机叶轮4的背面16与背面侧壳体14的间隙C、与压缩机叶轮4的外径Ri之比C/Ri低于0.5％。

根据该结构，能够有效地促进背面间隙g处的向径向内侧的压力降低。经本申请发明人确认：对设置可磨耗涂层90而将C/Ri设定为0.8％的情况、和不设置可磨耗涂层90而将C/Ri设定为0.25％的情况进行比较时，相较于后者，前者能够将背面间隙g的内周部的压力减小26％。

一实施方式中，如图13所示，可磨耗涂层90形成于压缩机叶轮4的背面16的至少一部分。另外，压缩机叶轮4的背面16与背面侧壳体14的间隙C、与压缩机叶轮4的外径Ri之比C/Ri低于0.5％。

根据该结构，即使形成于压缩机叶轮4的背面16上的可磨耗涂层90和背面侧壳体14的相对面21接触，在压缩机叶轮4旋转时可磨耗涂层90也会被磨削，故而，能够减小背面16与背面侧壳体14的间隙C。由此，能够促进背面间隙g处的向径向内侧的压力下降。

因此，通过减小背面间隙g中的内周部的压力(机械密封体20附近的压力)、与轴承10A附近的压力在轴向上的压力差，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侧(机械密封体20侧)侵入。由此，能够抑制漏出流体向电动机12和逆变器(未图示)等电气装置流入。因而，能够抑制这些电气装置的动作不良等产生，稳定地运转电动增压器2。

另外，通过减小间隙C，能够使背面间隙g的压力降低，故而，能够减小压缩机叶轮4上的轴向的推力。

另外，通过促进背面间隙g处的向径向内侧的压力下降而降低背面间隙g的内周部的压力，能够减小为了使固定环22适当移动所需的施力部件26的弹簧力，能够抑制因固定环22和旋转环24的滑动摩擦引起的磨损的发展。

数个实施方式中，例如，如图14及图15所示，在电动增压器2(2A～2E)中，还具备以如下方式构成的作为内压调节机构的连通孔53：通过将背面侧壳体14的内外连通来调节背面侧壳体14内的压力。连通孔53例如既可以如图14所示设于背面侧壳体14的压缩机侧，另外，例如也可以如图15所示设于逆变器侧，或者也可以设于这两侧。对于连通孔53的位置、形状及孔径等尺寸，根据电动增压器2的大小进行最优设定。另外，图14及图15所示的方式中，在连通孔53的外侧端部侧，设有防水透气过滤器55，该防水透气过滤器55进行背面侧壳体14的内部的压力及温度的调节，同时保护背面侧壳体14的内部免受尘埃、水、油等。

根据该结构，即使在背面间隙g的内周部的压力变低的情况下，通过由连通孔53对背面侧壳体14的内外的压力进行调节，也能够使机械密封体20前后的压力平衡稳定。由此，能够通过机械密封体20稳定地抑制通过背面间隙g的漏出流体向轴承10A、10B侵入。

图16是表示能够优选适用上述电动增压器2(2A～2E)的发动机装置100的概要结构的图。图16表示将电动增压器2用作二级增压系统的高压级增压器时的发动机装置100的实施方式。

如图所示，图16所示的发动机装置100具备：发动机54；向发动机54供给的进气气体流动的进气通路56；从发动机54排出的废气流动的废气通路58；涡轮增压器60；上述的电动增压器2等。

涡轮增压器60包括：配置于排气通路58的排气涡轮64；配置于进气通路56的压缩机62；将上述排气涡轮64和压缩机62连结的涡轮轴63。涡轮增压器60构成为，通过从发动机54排出的废气驱动排气涡轮64，经由涡轮轴63同轴地驱动压缩机62，从而对进气通路56中流动的进气气体进行增压。

电动增压器2配置于进气通路56中的压缩机62的下游侧，经涡轮增压器60的压缩机62压缩后的进气气体向电动增压器2的压缩机叶轮4供给。这样，本实施方式的发动机装置100构成为将涡轮增压器60作为低压级增压器、电动增压器2作为高压级增压器进行配置的二级增压系统。

在进气通路56，连接有绕过电动增压器2的旁通进气通路66。在该旁通进气通路66，配置有旁通阀68。继而，通过对旁通阀68的阀开度进行调节，控制向电动增压器2流入的进气气体的流量。

另外，在进气通路56中的电动增压器2的下游侧，配置有中间冷却器70，该中间冷却器70冷却向发动机54供给的进气气体。

另外，在发动机装置100，设有将排气通路58中的排气涡轮64的下游侧和进气通路56的压缩机62的上游侧连接的EGR通路72。在EGR通路72，配置有EGR阀74。继而，通过对EGR阀74的阀开度进行调节，与阀开度对应的流量的废气向进气通路56回流。然后，包含该再循环后的废气的进气气体向电动增压器2的压缩机叶轮4供给。

上述发动机装置100中，在发动机低速旋转时，旁通阀68关闭，由作为低压级增压器的涡轮增压器60升压后的进气气体如箭头a所示、向作为高压级增压器的电动增压器2供给而进一步升压。因此，与将电动增压器2配置于低压级的情况相比，电动增压器2中的压缩机的外周部与内周部的差压大，高温高压的吸入空气向上述的背面间隙g侵入。

另外，上述发动机装置100中，在发动机高速旋转时，旁通阀68打开，电动增压器2停止。该情况下，由作为低压级增压器的涡轮增压器60升压后的进气气体如箭头b所示、经旁通进气通路66向电动增压器2的下游侧供给。因此，涡轮增压器60的增压压力致使电动增压器2中的压缩机的外周部与内周部的差压产生，吸入空气向上述的背面间隙g侵入。

这点上，如果将上述的电动增压器2(2A～2E)适用于发动机装置100，则能够抑制高温高压的吸入空气从背面间隙g向轴承侧侵入，故而，能够有效地抑制轴承10A、10B和电动机12等装置上产生不良。

另外，一般来说，在如上述的通过具备EGR通路的二级增压系统使废气的一部分在比低压级的增压器靠上游侧再循环的情况、使用中间冷却器的情况、以及使窜气返回电动增压器的入口的情况等下，由于含有凝结水的空气从电动增压器的入口被吸入，故而，如果通过了背面间隙的漏出流体向轴承侧侵入，则在电动机和逆变器等装置的动作上容易产生不良。

这点上，如果将上述的电动增压器2(2A～2E)适用于发动机装置100，则能够抑制高温高压的吸入空气从背面间隙g向轴承侧侵入，故而，能够有效地抑制轴承10A、10B和电动机12等装置上产生不良。

本发明不限于上述的实施方式，也包含对上述实施方式加以变形的方式或将这些方式适当组合而成的方式。

例如，上述的实施方式中，例示了背面侧壳体14围绕机械密封体20、轴承10A、10B及电动机12的方式，但背面侧壳体14的结构不限于此，例如，也可以是，背面侧壳体14仅围绕机械密封体20，与背面侧壳体14分体设置的壳体围绕轴承10A、10B及电动机12；还可以是，背面侧壳体14仅围绕机械密封体20及轴承10A，与背面侧壳体14分体设置的壳体围绕轴承10B及电动机12。

另外，上述的电动增压器2(2A～2E)具备机械密封体20，但在其他方式中，也可以不具备机械密封体20。

图17是表示另一方式的电动增压器2(2F)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图。图18是表示另一方式的电动增压器2(2G)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图。图19是表示另一方式的电动增压器2(2H)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图。图20是表示另一方式的电动增压器2(2I)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图。图21是表示另一方式的电动增压器2(2J)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图。图22是表示另一方式的电动增压器2(2K)中的压缩机叶轮4的背面16附近的概要性截面结构的示意图。

除不具备机械密封体20这点以外，电动增压器2(2F～2K)的基本结构与图1所示的电动增压器2的基本结构相同，故而，对相同结构标注同一标记并省略说明，以各方式的特征性结构为中心进行说明。

图17～图19所示的数个方式中，电动增压器2(2F～2H)具备以如下方式构成的旋转部76：在压缩机叶轮4的背面16与背面侧壳体14之间从旋转轴6朝向径向的外侧突出，并与旋转轴6一同旋转。另外，旋转部76的外周端78位于比背面侧壳体14的内周端80靠径向外侧的位置。

旋转部76的形状不作特别限定，但可采用使用图8～图10所说明的旋转部50的各形状。另外，就旋转部76而言，其既可以如图17所示相对于压缩机叶轮4的背面16隔开间隔地配置，也可以如图18及图19所示以相对于压缩机叶轮4的背面16抵接的状态配置，还可以与压缩机叶轮4一体地、或者与嵌到旋转轴6的未图示的套筒一体地设置。另外，旋转部76也可以如图18及图19所示，比背面侧壳体14之中与背面16相对的相对面21更向背面16侧突出。另外，在压缩机叶轮4的背面16形成有凹部82的情况下，旋转部76也可以如图19所示，具备以向凹部82的内侧侵入的方式在轴向上突出的凸部84。

图20所示的方式中，电动增压器2(2I)以密封单元9来代替图4所示的电动增压器2(2B)的机械密封体20。电动增压器2(2I)中，与电动增压器2(2B)同样地，在压缩机叶轮4的背面16，在周向上隔开间隔地设有多个肋44。

另外，密封单元9包括套筒86及至少一个活塞环88(图示的方式中为两个活塞环88)。套筒86设为：以与旋转轴6嵌合的状态其一端侧与压缩机叶轮4的背面16抵接。活塞环88与设于套筒86的外周面上的环状槽嵌合，并且与背面侧壳体14抵接，将旋转轴6与背面侧壳体14的间隙密封。

在该结构中也是，通过设有多个肋44，在压缩机叶轮4旋转时，对背面间隙g的空气作用有向径向外侧的离心力，能够降低背面间隙g的内周部的压力。由此，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侵入，抑制该漏出流体向电动机等电气装置流入。

图21所示的方式中，电动增压器2(2J)以密封单元9来代替图11所示的电动增压器2(2D)中的机械密封体20。电动增压器2(2J)中，与电动增压器2(2D)同样地，在背面侧壳体14之中与压缩机叶轮4的背面16相对的相对面21的至少一部分(图示的方式中为相对面21整体)，形成有可磨耗涂层90。

在该结构中也是，通过促进背面间隙g处的向径向内侧的压力下降，能够减小背面间隙g中的内周部的压力(密封单元9附近的压力)、与轴承10A附近的压力在轴向上的压力差，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侧(密封单元9侧)侵入。由此，能够抑制漏出流体向电动机12和逆变器(未图示)等电气装置流入。因而，能够抑制这些电气装置的动作不良等产生，稳定地运转电动增压器2。

另外，压缩机叶轮4在对空气进行压缩时，在轴向上受到向空气的吸入方向上游侧(图中的左侧)的推力，而上述电动增压器2(2J)中，由于压缩机叶轮4能够使背面间隙g的压力降低，故而，能够减小轴向的推力。

图22所示的方式中，电动增压器2(2K)以密封单元9来代替图13所示的电动增压器2(2E)中的机械密封体20。电动增压器2(2K)中，与电动增压器2(2E)同样地，可磨耗涂层90形成于压缩机叶轮4的背面16的至少一部分。

在该结构中也是，通过促进背面间隙g处的向径向内侧的压力下降，能够减小背面间隙g中的内周部的压力(密封单元9附近的压力)、与轴承10A附近的压力在轴向上的压力差，能够抑制漏出流体从背面间隙g向轴承10A侧(密封单元9侧)侵入。

另外，压缩机叶轮4在对空气进行压缩时，在轴向上受到向空气的吸入方向上游侧(图中的左侧)的推力，而上述电动增压器2(2K)中，由于压缩机叶轮4能够使背面间隙g的压力降低，故而，能够减小轴向的推力。

另外，图16所示的方式中，说明了能够将电动增压器2(2A～2E)优选用作二级增压系统的高压级增压器，但如图23所示，也可以将电动增压器2(2A～2K)用作二级增压系统的低压级增压器。

以下，对图23所示的发动机装置110进行说明。对于图23所示的结构之中与图16所示的结构同样的结构，标注同一标记并省略说明，以与图16所示的结构不同的点为中心进行说明。

图23所示的发动机装置110中，电动增压器2配置于进气通路56中的压缩机62的上游侧，经电动增压器2压缩后的进气气体向涡轮增压器60的压缩机62供给。这样，发动机装置110构成为将涡轮增压器60作为高压级增压器、电动增压器2作为低压级增压器进行配置的二级增压系统。

在进气通路56，连接有绕过电动增压器2的旁通进气通路66。在该旁通进气通路66配置有旁通阀68。继而，通过对旁通阀68的阀开度进行调节，控制向电动增压器2流入的进气气体的流量。

另外，在进气通路56中的压缩机62的下游侧，配置有中间冷却器70，该中间冷却器70冷却向发动机54供给的进气气体。

另外，在发动机装置110，设有将排气通路58中的排气涡轮64的下游侧和进气通路56中的电动增压器2的上游侧连接的EGR通路72。在EGR通路72，配置有EGR阀74。继而，通过对EGR阀74的阀开度进行调节，与阀开度对应的流量的废气向进气通路56回流。然后，包含该再循环后的废气的进气气体向电动增压器2的压缩机叶轮4供给。

上述发动机装置110中，在发动机低速旋转时，旁通阀68关闭，由作为低压级增压器的电动增压器2升压后的进气气体如箭头c所示，向作为高压级增压器的涡轮增压器60的压缩机62供给而进一步升压。因此，电动增压器2的增压压力作用于电动增压器2中的压缩机的外周部与内周部之间，吸入空气向上述的背面间隙g侵入。

另外，上述发动机装置110中，在发动机高速旋转时，旁通阀68打开，电动增压器2停止。该情况下，如箭头d所示，进气气体经旁通进气通路66向压缩机62供给，故而，几乎没有吸入空气向电动增压器2的背面间隙g侵入。

这点上，如果将上述的电动增压器2(2A～2K)适用于发动机装置110，则能够抑制高温高压的吸入空气从背面间隙g向轴承侧侵入，故而，能够有效地抑制轴承10A、10B和电动机12等装置上产生不良。

标记说明

2(2A～2K) 增压器

4 压缩机叶轮

6 旋转轴

8 叶轮壳体

9 密封单元

10A、10B 轴承

12 电动机

14 背面侧壳体

16 背面

18 逆变器收纳部

20 机械密封体

21、32 相对面

22 固定环

24 旋转环

26 施力部件

28、30 面

34 槽

36、38 空间

40、48、80 内周端

42、46、78 外周端

44 肋

50、76 旋转部

52 突起

53 连通孔

54 发动机

55 防水透气过滤器

56 进气通路

58 排气通路

60 涡轮增压器

62 压缩机

63 涡轮轴

64 排气涡轮

66 旁通进气通路

68 旁通阀

70 中间冷却器

72 通路

74 阀

82 凹部

84 凸部

86 套筒

88 活塞环

90 可磨耗涂层

100、110 发动机装置

Claims (10)

1.一种电动增压器，其中，具备：

压缩机叶轮；

电动机，其构成为经由旋转轴向所述压缩机叶轮传递驱动力；

背面侧壳体，其隔着间隙与所述压缩机叶轮的背面相对，并且围绕所述旋转轴；

轴承，其以支承所述旋转轴使该旋转轴能够旋转的方式设于所述背面侧壳体与所述旋转轴之间；

机械密封体，其构成为在所述压缩机叶轮的轴向上位于所述压缩机叶轮的背面与所述轴承之间，并将所述旋转轴与所述背面侧壳体的间隙密封。

2.如权利要求1所述的电动增压器，其中，

所述机械密封体具备：

固定环，其支承于所述背面侧壳体；

旋转环，其从所述旋转轴朝向所述压缩机叶轮在径向上的外侧突出，以能够在所述压缩机叶轮的轴向上与所述固定环抵接的方式与所述固定环相对，并与所述旋转轴一同旋转；

施力部件，其对所述旋转环和所述固定环之中的一方朝所述旋转环和所述固定环之中的另一方施力；

在所述旋转环之中与所述固定环相对的相对面、和所述固定环之中与所述旋转环相对的相对面中一方的相对面，形成有槽。

3.如权利要求1或2所述的电动增压器，其中，

在所述压缩机叶轮的所述背面，在所述压缩机叶轮的周向上隔开间隔地设有多个肋。

4.如权利要求3所述的电动增压器，其中，

所述肋沿着与所述压缩机叶轮的周向交叉的方向延伸设置。

5.如权利要求3或4所述的电动增压器，其中，

所述肋具有翼形状。

6.如权利要求3至5中任一项所述的电动增压器，其中，

所述肋以该肋的外周端位于比该肋的内周端靠所述压缩机叶轮的旋转方向的上游侧的方式沿相对于所述压缩机叶轮的径向倾斜的方向延伸设置。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电动增压器，其中，

还具备旋转部，该旋转部在所述机械密封体与所述压缩机叶轮的所述背面之间从所述旋转轴朝向所述压缩机叶轮在径向上的外侧突出，并与所述旋转轴一同旋转。

8.如权利要求1至7中任一项所述的电动增压器，其中，

在所述压缩机叶轮的所述背面的至少一部分、或所述背面侧壳体之中与所述压缩机叶轮的所述背面相对的面的至少一部分，形成有可磨耗涂层。

9.如权利要求8所述的电动增压器，其中，

所述压缩机叶轮的所述背面与所述背面侧壳体之间的间隙的大小G、和所述压缩机叶轮的外径R之比G/R低于0.5％。

10.如权利要求1至9中任一项所述的电动增压器，其中，

还具备内压调节机构，该内压调节机构通过将所述背面侧壳体的内外连通来调节所述背面侧壳体内的压力。