JP2010174680A - Supercharger - Google Patents

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Yukio Yamashita
幸生 山下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric supercharger having high durability with reduced noise and vibration. <P>SOLUTION: A cushioning material 70 is provided between a first casing 60A housing a compressor 20 and a motor 30 which are connected to an engine via an intake pipe 50 and a second casing 60B housing an inverter device 40, and absorbs relative displacement of the first casing 60A to which vibration of the engine side is transmitted and the second casing 60B to which vibration of the vehicle body side is transmitted. With this, stress concentration at the first casing 60A and the second casing 60B is less likely to occur even when the compressor 20 and the motor 30 (engine side) and the inverter device 40 (vehicle body side) vibrate in different modes. Further, even when electromagnetic vibration of the motor 30 is transmitted to the first casing 60A, the vibration is prevented from being transmitted to the second casing 60B. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車等の車両のエンジンに適用される電動過給機に関する。   The present invention relates to an electric supercharger applied to an engine of a vehicle such as an automobile.

従来、自動車等のエンジンの燃焼室内に吸入する給気の圧力を高めることで燃焼室内の空気量を増大させ、1サイクル当りの出力を増大させることを狙いとする過給機は古くから知られている。こうした過給機のひとつとして、エンジンの排出する排気ガスをタービンに導いて高速回転させ、このタービンと回転軸を共用するコンプレッサを駆動させて、エンジンに過給を行なう過給機、いわゆるターボチャージャがある。
しかし、かかる過給機の稼動はエンジンの排気が必要であり、発進時や急速加速時等にクイックレスポンスができない。また排気の圧力が上がるとエンジンに影響を与え、エンジンの燃焼が悪化する、燃費が悪くなるなどの問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, superchargers that aim to increase the amount of air in a combustion chamber by increasing the pressure of the supply air sucked into the combustion chamber of an engine such as an automobile and increase the output per cycle have been known for a long time. ing. As one of such turbochargers, a so-called turbocharger that supercharges the engine by introducing exhaust gas discharged from the engine to a turbine and rotating it at high speed and driving a compressor that shares the rotating shaft with the turbine is driven. There is.
However, the operation of such a supercharger requires exhaust of the engine, and quick response cannot be performed at the time of starting or rapid acceleration. Further, when the exhaust pressure increases, the engine is affected, and the combustion of the engine deteriorates and the fuel consumption deteriorates.

そこで、バッテリから供給される電力を変換して電動機に供給するインバータを備え、この電動機によりコンプレッサを駆動してエンジンの給気を過給する電動過給機が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このインバータは、FET等のスイッチング素子で構成され、バッテリから送られた直流を交流に変換し、かつ電圧及び周波数を調整して電動機を駆動する。   In view of this, an electric supercharger that includes an inverter that converts electric power supplied from a battery and supplies the electric motor to an electric motor, and that drives a compressor by the electric motor to supercharge engine air supply has been proposed (for example, Patent Documents). 1). This inverter is composed of a switching element such as an FET, converts a direct current sent from a battery into an alternating current, and adjusts the voltage and frequency to drive the electric motor.

また、自動車用の機器においては、その小型化が常に要求されている。このため、図8に示すように、コンプレッサ1と、コンプレッサ1を駆動する電動機2と、電動機2を作動させるインバータ3とを、ケーシング4内に一体に収納した電動過給機が提案されている。この電動過給機においては、バッテリ5から供給される直流電圧をインバータ3に備わるFET等のスイッチング素子によって交流電圧に変換することで、電動機2を作動させ、コンプレッサ1を駆動する。ケーシング4には吸気口が形成され、コンプレッサ1の駆動により、外部の空気が吸気口からケーシング4内に吸入されて、コンプレッサ1において圧縮される。圧縮された空気は、コンプレッサ1に接続された吐出管を介し、車両のエンジン6に送り込まれ、これによって過給がなされる。   In addition, miniaturization of automobile equipment is always required. For this reason, as shown in FIG. 8, an electric supercharger in which a compressor 1, an electric motor 2 that drives the compressor 1, and an inverter 3 that operates the electric motor 2 are integrally housed in a casing 4 has been proposed. . In this electric supercharger, the DC voltage supplied from the battery 5 is converted into an AC voltage by a switching element such as an FET provided in the inverter 3, thereby operating the electric motor 2 and driving the compressor 1. An air inlet is formed in the casing 4. When the compressor 1 is driven, external air is sucked into the casing 4 from the air inlet and is compressed in the compressor 1. The compressed air is sent to the engine 6 of the vehicle via a discharge pipe connected to the compressor 1, thereby supercharging.

ところで、自動車エンジン用電動過給機は、エンジン出力の増大、及びエンジン出力の過渡応答の改善を目的として使用される。コンプレッサを電動機で高速回転させ、エンジンに圧縮空気を送り込む。高速で回転する電動機のロータとコンプレッサはギアレス直結されているため、その回転数は数万〜十数万rpmに達する。一方、バッテリから供給される電圧は、例えば12Vと比較的低い。その結果、インバータに大電流が流れ、インバータにおける発熱量が大きくなる。また電動機も高速で回転するため、発熱量が大きい。電動機やインバータの損失発熱による温度上昇を許容値内に押えるために、良好な冷却機能を持つ必要がある。   By the way, the electric supercharger for automobile engines is used for the purpose of increasing the engine output and improving the transient response of the engine output. The compressor is rotated at high speed with an electric motor, and compressed air is sent to the engine. Since the rotor and compressor of the electric motor rotating at high speed are directly gearlessly connected, the number of rotations reaches tens of thousands to hundreds of thousands of rpm. On the other hand, the voltage supplied from the battery is relatively low, for example, 12V. As a result, a large current flows through the inverter, and the amount of heat generated in the inverter increases. In addition, since the electric motor also rotates at high speed, the amount of heat generated is large. It is necessary to have a good cooling function in order to suppress the temperature rise due to the loss of heat generated by the electric motor or inverter within the allowable value.

そこで、図8に示したような構成においては、コンプレッサ1の駆動によってケーシング4内に吸入される空気により、電動機2およびインバータ3を冷却することが行われている(例えば、特許文献2参照。)。   Therefore, in the configuration as shown in FIG. 8, the motor 2 and the inverter 3 are cooled by the air sucked into the casing 4 by driving the compressor 1 (see, for example, Patent Document 2). ).

さらに冷却性能を高めるために、ケーシング4内に設けた電動機2のハウジングに冷却フィンを形成したり、インバータ3のスイッチング素子を、冷却フィンを有したプレート状のヒートシンクの表面に設けたりすることが考えられる。   In order to further improve the cooling performance, cooling fins may be formed in the housing of the electric motor 2 provided in the casing 4, or the switching elements of the inverter 3 may be provided on the surface of a plate-shaped heat sink having cooling fins. Conceivable.

特開2006−258094号公報JP 2006-258094 A 特開2008−215075号公報(図6)Japanese Patent Laying-Open No. 2008-215075 (FIG. 6)

しかしながら、ケーシング4内に、コンプレッサ1、電動機2、インバータ3を一体に内蔵した電動過給機においては、下に示すような課題が存在する。
まず、前述したように、数万〜十数万rpmという高回転で電動機2が作動するため、電動機2の固定子と回転子との間のギャップ中における磁束密度の相互作用によって生じる電磁振動の影響が無視できないものとなる。この電磁振動によって電動機2の固定子が機械的に振動し、これがケーシング4に伝わる。ケーシング4は、その表面が比較的薄く、しかも電動機2等に比較して大きな面積を有しているため、振動が伝わるとケーシング4が振動しやすく、騒音も大きくなるという問題がある。しかも、騒音は、非常に高周波音となる。
この騒音を解決するために、ケーシング4の板厚を大きくして剛性を上げることも考えられるが、これは電動過給機の大型化、重量増大に直結するため、好ましい問題解決策ではない。
However, in the electric supercharger in which the compressor 1, the electric motor 2, and the inverter 3 are integrally incorporated in the casing 4, there are problems as shown below.
First, as described above, since the motor 2 operates at a high rotation speed of several tens of thousands to several tens of thousands rpm, the electromagnetic vibration generated by the interaction of the magnetic flux density in the gap between the stator and the rotor of the motor 2 is reduced. The impact is not negligible. This electromagnetic vibration mechanically vibrates the stator of the electric motor 2, which is transmitted to the casing 4. Since the casing 4 has a relatively thin surface and a large area compared to the electric motor 2 or the like, there is a problem that when the vibration is transmitted, the casing 4 is likely to vibrate and the noise is increased. Moreover, the noise is very high frequency sound.
In order to solve this noise, it is conceivable to increase the thickness of the casing 4 to increase the rigidity. However, this directly leads to an increase in size and weight of the electric supercharger, and is not a preferable problem solution.

また、電動機2、インバータ3の冷却効率を高めるには、電動機2、インバータ3の伝熱面積、およびケーシング4内における空気の流速は大きい方が良い。それには、電動機2の冷却フィン、インバータ3のヒートシンクの冷却フィンの枚数を増加させ、冷却フィンの間隔を狭めることが考えられる。しかしその結果、ケーシング4内を流れる空気が冷却フィンを通過する際に、その通過音(風切り音)が大きくなるという問題が生じる。   In order to increase the cooling efficiency of the electric motor 2 and the inverter 3, it is better that the heat transfer area of the electric motor 2 and the inverter 3 and the flow velocity of air in the casing 4 are large. For this purpose, it is conceivable to increase the number of cooling fins of the electric motor 2 and the heat sink of the heat sink of the inverter 3 to narrow the interval between the cooling fins. However, as a result, there is a problem that when the air flowing in the casing 4 passes through the cooling fins, the passing sound (wind noise) increases.

さらに、電動過給機は、ケーシング4、インバータ3等は車体側に固定される一方、コンプレッサ1は、吐出管を介して車両のエンジン6に接続される。その結果、インバータ3側からと、コンプレッサ1側からとで、互いに異なるモードの振動が入力されることもあり、ケーシング4の特定部分や、コンプレッサ1、電動機2、インバータ3の接続部分に応力が集中することもあり、電動過給機の耐久性を損なうこともある。   Further, in the electric supercharger, the casing 4, the inverter 3 and the like are fixed to the vehicle body side, while the compressor 1 is connected to the vehicle engine 6 through a discharge pipe. As a result, vibrations in different modes may be input from the inverter 3 side and from the compressor 1 side, and stress is applied to a specific portion of the casing 4 and a connection portion of the compressor 1, the electric motor 2, and the inverter 3. It may concentrate, and it may impair the durability of the electric supercharger.

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、騒音や振動を低減するとともに、高い耐久性を有した電動過給機を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on such a technical problem, and an object thereof is to provide an electric supercharger that reduces noise and vibration and has high durability.

かかる目的のもとになされた本発明は、車両に搭載され、その車両のエンジンに圧縮空気を送給する電動過給機であって、外部から吸い込んだ空気を圧縮して圧縮空気を吐出する過給機本体と、過給機本体を駆動する電動機と、車両に搭載された直流電源から供給される直流電圧を交流電圧に変換して電動機に供給することで電動機を作動させるインバータ装置と、過給機本体、電動機、インバータ装置を一体に収容し、過給機本体から吐出された圧縮空気をエンジンに送給する送給管が接続されるケーシングと、を備える。そして、ケーシングは、過給機本体および電動機を収容するとともに送給管が接続され、インバータ装置側に開口した第一のケーシングと、インバータ装置を収容し、電動機側に開口した第二のケーシングと、第一のケーシングの開口部と第二のケーシングの開口部との間に設けられ、第一のケーシングと第二のケーシングとを、相対変位可能に連結する連結部材と、を備えることを特徴とする。
過給機本体は、送給管を介して車両のエンジンに接続されるため、エンジン側から振動が伝達されることがある。また、過給機本体と電動機は、電動機の駆動軸を介して一体に連結されるため、過給機本体と電動機はエンジン側の振動の影響を受ける一方、インバータ装置は車体側に固定される。その結果、過給機本体および電動機を収容した第一のケーシングと、インバータ装置を収容した第二のケーシングは、互いに異なるモードで振動することがある。そこで、ケーシングを第一のケーシングと第二のケーシングに分割し、双方の間に連結部材を介在させることで、第一のケーシングと第二のケーシングの間で振動が互いに伝達されるのを抑えることができる。
また、電動機において電磁振動に起因して機械的振動が生じた場合も、その振動が、第一のケーシングを介して第二のケーシングに伝達されるのを抑えることができる。
このような連結部材は、ゴム系材料等の弾性材料から形成するのが好ましい。
The present invention based on such an object is an electric supercharger that is mounted on a vehicle and supplies compressed air to the engine of the vehicle, and compresses the air sucked from outside and discharges the compressed air. A supercharger main body, an electric motor that drives the supercharger main body, an inverter device that operates the electric motor by converting a DC voltage supplied from a DC power source mounted on the vehicle into an AC voltage, and supplying the electric motor; And a casing to which a turbocharger body, an electric motor, and an inverter device are integrally housed, and a feed pipe for feeding compressed air discharged from the turbocharger body to the engine is connected. And a casing accommodates a supercharger main body and an electric motor, and a feed pipe is connected, a first casing opened to the inverter device side, a second casing accommodated the inverter device and opened to the electric motor side A connecting member that is provided between the opening of the first casing and the opening of the second casing and connects the first casing and the second casing so as to be relatively displaceable. And
Since the supercharger main body is connected to the engine of the vehicle via a feed pipe, vibration may be transmitted from the engine side. Further, since the supercharger main body and the electric motor are integrally connected via the drive shaft of the electric motor, the supercharger main body and the electric motor are affected by the vibration on the engine side, while the inverter device is fixed on the vehicle body side. . As a result, the first casing containing the supercharger main body and the electric motor and the second casing containing the inverter device may vibrate in different modes. Therefore, the casing is divided into a first casing and a second casing, and a coupling member is interposed between the two casings to suppress vibrations from being transmitted between the first casing and the second casing. be able to.
Further, even when mechanical vibration is generated in the electric motor due to electromagnetic vibration, it is possible to suppress the vibration from being transmitted to the second casing via the first casing.
Such a connecting member is preferably formed from an elastic material such as a rubber-based material.

また、吸込み口に、筒状またはボックス状の吸気ダクトを設けることで、ケーシング内において生じる騒音が外部に漏れるのを抑えることができる。騒音低減のためには、さらに、吸気ダクトの内面に吸音材を設けても良いし、ケーシングの内面に吸音材を設けても良い。   In addition, by providing a cylindrical or box-shaped intake duct at the suction port, it is possible to suppress noise generated in the casing from leaking to the outside. In order to reduce noise, a sound absorbing material may be provided on the inner surface of the intake duct, or a sound absorbing material may be provided on the inner surface of the casing.

本発明によれば、ケーシングを第一のケーシングと第二のケーシングに分割し、双方の間に連結部材を介在させることで、第一のケーシングと第二のケーシングの間で振動が互いに伝達されるのを抑えることができる。これにより、過給機本体および電動機を収容した第一のケーシングと、インバータ装置を収容した第二のケーシングとが、互いに異なるモードで振動しても、第一のケーシング、第二のケーシングはそれぞれ独立して振動することができるので、応力集中等によってケーシングが悪影響を受けるのを防ぐことができる。その結果、過給機の耐久性を高めることができる。
また、電動機において電磁振動に起因して機械的振動が生じた場合も、その振動が、第一のケーシングを介して第二のケーシングに伝達されるのを抑えることができ、騒音や振動を低減できる。
According to the present invention, the casing is divided into the first casing and the second casing, and the coupling member is interposed therebetween, whereby vibration is transmitted between the first casing and the second casing. Can be suppressed. Thereby, even if the 1st casing which accommodated the supercharger main body and the electric motor, and the 2nd casing which accommodated the inverter apparatus vibrate in a mutually different mode, the 1st casing and the 2nd casing are respectively Since it can vibrate independently, it is possible to prevent the casing from being adversely affected by stress concentration or the like. As a result, the durability of the supercharger can be increased.
In addition, even when mechanical vibration is generated in the electric motor due to electromagnetic vibration, it is possible to suppress the vibration from being transmitted to the second casing through the first casing, thereby reducing noise and vibration. it can.

また、吸込み口に、筒状またはボックス状の吸気ダクトを設けたり、吸気ダクトの内面やケーシングの内面に吸音材を設けることで、ケーシング内において生じる騒音が外部に漏れるのを抑えることができ、過給機の騒音を抑えることができる。   In addition, by providing a cylindrical or box-shaped intake duct at the suction port, or by providing a sound absorbing material on the inner surface of the intake duct or the inner surface of the casing, it is possible to suppress leakage of noise generated in the casing to the outside, The noise of the turbocharger can be suppressed.

本実施の形態における電動過給機の断面図である。It is sectional drawing of the electric supercharger in this Embodiment. 緩衝材の形状の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of the shape of a shock absorbing material. 第一のケーシングと第二のケーシングとの間に設けられた緩衝材を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing a shock absorbing material provided between the first casing and the second casing. 電動過給機に吸気ダクトを設けた例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example which provided the intake duct in the electric supercharger. 図4の電動過給機の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the electric supercharger of FIG. ケーシング内に吸音材を設けた例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example which provided the sound-absorbing material in the casing. 吸気口に、図4とは異なる構成の吸気ダクトを設けた例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example in which an intake duct having a configuration different from that in FIG. 4 is provided at the intake port. 電動過給機の基本的な構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of an electric supercharger.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図1は、本実施の形態における電動過給機10の構成を説明するための図である。
図1に示すように、電動過給機10は、空気を圧縮するコンプレッサ(過給機本体)20と、コンプレッサ20を駆動する電動機30と、電動機30の作動を制御するインバータ装置40と、を備える。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an electric supercharger 10 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the electric supercharger 10 includes a compressor (supercharger main body) 20 that compresses air, an electric motor 30 that drives the compressor 20, and an inverter device 40 that controls the operation of the electric motor 30. Prepare.

コンプレッサ20は、ハウジング21内にコンプレッサホイール22が回転自在に設けられている。ハウジング21には、外部から空気を取り込む吸気口と、空気を送り出す送出口とが形成されており、ハウジング21内でコンプレッサホイール22が回転すると、吸気口から外部の空気を吸い込み、ハウジング21とコンプレッサホイール22との間に形成された圧縮室で空気を圧縮し、送出口から外部に圧縮空気を送出する。ハウジング21の送出口には、この電動過給機10が搭載される車両のエンジンのインテークパイプ(送給管)50が接続されており、コンプレッサ20で圧縮した空気はインテークパイプ50を介してエンジンの燃焼室へと送り込まれる。   In the compressor 20, a compressor wheel 22 is rotatably provided in a housing 21. The housing 21 is formed with an intake port for taking in air from the outside and a delivery port for sending out the air. When the compressor wheel 22 rotates in the housing 21, the outside air is sucked from the intake port, and the housing 21 and the compressor Air is compressed in a compression chamber formed between the wheel 22 and the compressed air is sent out from the delivery port. An intake pipe (feed pipe) 50 of the engine of the vehicle on which the electric supercharger 10 is mounted is connected to the delivery port of the housing 21, and the air compressed by the compressor 20 passes through the intake pipe 50 to the engine. Into the combustion chamber.

電動機30は、ハウジング21に、図示しない支持部材等を介して固定される固定子32と、固定子32の内方で軸受38により回転自在に支持された回転子33とを備える。図2に示すように、固定子32の外周側は放射状に延びる複数の冷却フィン34が一体に形成されている。
回転子33は、シャフト35を介してコンプレッサ20のコンプレッサホイール22に連結されており、これによって回転子33と一体にコンプレッサホイール22が回転する。
The electric motor 30 includes a stator 32 that is fixed to the housing 21 via a support member (not shown) and the like, and a rotor 33 that is rotatably supported by a bearing 38 inside the stator 32. As shown in FIG. 2, a plurality of cooling fins 34 that extend radially are integrally formed on the outer peripheral side of the stator 32.
The rotor 33 is connected to the compressor wheel 22 of the compressor 20 via the shaft 35, whereby the compressor wheel 22 rotates integrally with the rotor 33.

インバータ装置40は、図示しないFET等のスイッチング素子等を基板上に実装したインバータ主回路部41と、この電動過給機10が搭載された車両の電子制御ユニットからの指令に基づいて電動過給機10の作動を制御するインバータコントロール部42と、を備える。インバータ主回路部41と電動機30の固定子32とは、コイルケーブル36により電気的に接続されている。
インバータ主回路部41は、この電動過給機10が搭載された車両のバッテリからケーブルまたはバスバーを介して、例えば12Vといった直流電圧の供給を受け、インバータコントロール部42の制御に基づいてFET等のスイッチング素子を作動させることで、交流電圧を電動機30の固定子32に印加する。これによって電動機30の回転子33が回転駆動される。
ここで、インバータコントロール部42において、インバータ主回路部41から電動機30の固定子32に印加する交流電圧の周波数等を制御することで、回転子33の回転数、すなわちコンプレッサ20の回転数が制御される。
The inverter device 40 is an electric supercharger based on a command from an inverter main circuit unit 41 on which a switching element such as an FET (not shown) is mounted on a substrate and an electronic control unit of a vehicle on which the electric supercharger 10 is mounted. And an inverter control unit 42 that controls the operation of the machine 10. The inverter main circuit unit 41 and the stator 32 of the electric motor 30 are electrically connected by a coil cable 36.
The inverter main circuit unit 41 is supplied with a DC voltage such as 12 V from a battery of a vehicle on which the electric supercharger 10 is mounted via a cable or a bus bar, and is connected to a FET or the like based on the control of the inverter control unit 42. An AC voltage is applied to the stator 32 of the electric motor 30 by operating the switching element. As a result, the rotor 33 of the electric motor 30 is rotationally driven.
Here, in the inverter control unit 42, the rotational speed of the rotor 33, that is, the rotational speed of the compressor 20 is controlled by controlling the frequency of the AC voltage applied from the inverter main circuit unit 41 to the stator 32 of the electric motor 30. Is done.

これらコンプレッサ20と電動機30は、箱状をなした第一ケーシング60Aに収容され、インバータ装置40は、同じく箱状をなした第二ケーシング60Bに収容されている。
インテークパイプ50は、この第一ケーシング60Aを貫通し、コンプレッサ20の送出口とエンジンの燃焼室とを接続している。また、第二ケーシング60Bにおいて、第一ケーシング60Aとは反対側の側面には、その内部に空気を導入するための吸入口80が形成されている。
The compressor 20 and the electric motor 30 are accommodated in a box-shaped first casing 60A, and the inverter device 40 is accommodated in a box-shaped second casing 60B.
The intake pipe 50 passes through the first casing 60A, and connects the outlet of the compressor 20 and the combustion chamber of the engine. Further, in the second casing 60B, a suction port 80 for introducing air into the inside thereof is formed on the side surface opposite to the first casing 60A.

この電動過給機10においては、この電動過給機10が搭載される自動車のバッテリ(図示無し)から供給される直流電圧をインバータ装置40に備わるFET等のスイッチング素子によって交流電圧に変換することで、電動機30を作動させ、コンプレッサ20を駆動する。コンプレッサ20の駆動により、外部の空気が吸入口80から第一ケーシング60A、および第二ケーシング60B内に吸入され、コンプレッサ20において圧縮される。圧縮された空気は、コンプレッサ20に接続されたインテークパイプ50を介し、車両のエンジンの吸気口に送り込まれ、これによって過給がなされる。   In the electric supercharger 10, a DC voltage supplied from a battery (not shown) of an automobile on which the electric supercharger 10 is mounted is converted into an AC voltage by a switching element such as an FET provided in the inverter device 40. Then, the electric motor 30 is operated and the compressor 20 is driven. By driving the compressor 20, external air is sucked into the first casing 60 </ b> A and the second casing 60 </ b> B from the suction port 80 and compressed by the compressor 20. The compressed air is sent to the intake port of the engine of the vehicle via an intake pipe 50 connected to the compressor 20, thereby supercharging.

第一ケーシング60Aは第二ケーシング60Bに臨む側の端部60xが開口し、第二ケーシング60Bは、第一ケーシング60Aに臨む側の端部60yが開口している。これら第一ケーシング60Aの端部60xと第二ケーシング60Bの端部60yの間には、緩衝材(連結部材)70が介在するよう設けられている。
この緩衝材70は、ゴム系材料等、弾性を有した材料により形成され、インテークパイプ50を介してエンジンに接続されたコンプレッサ20および電動機30を収容した第一ケーシング60Aと、インバータ装置40を収容した第二ケーシング60Bとの間に介在し、つまりエンジン側の振動が伝達される第一ケーシング60Aと、車体側の振動が伝達される第二ケーシング60Bとの相対変位を吸収する。また、電動機30の電磁振動が第一ケーシング60Aに伝達されても、その振動が第二ケーシング60Bに伝達されるのを防ぐ。
The end 60x on the side facing the second casing 60B is opened in the first casing 60A, and the end 60y on the side facing the first casing 60A is opened in the second casing 60B. Between the end portion 60x of the first casing 60A and the end portion 60y of the second casing 60B, a cushioning material (connecting member) 70 is provided.
The cushioning material 70 is formed of an elastic material such as a rubber-based material, and houses the first casing 60A that houses the compressor 20 and the electric motor 30 that are connected to the engine via the intake pipe 50, and the inverter device 40. The second casing 60B is interposed between the first casing 60A and the second casing 60B to which vibration on the engine side is transmitted and the second casing 60B to which vibration on the vehicle body side is transmitted. Moreover, even if the electromagnetic vibration of the electric motor 30 is transmitted to the first casing 60A, the vibration is prevented from being transmitted to the second casing 60B.

特に、第一ケーシング60Aと第二ケーシング60Bとの相対変位を吸収するという機能からして、緩衝材70は、第一ケーシング60Aの端部60xと第二ケーシング60Bの端部60yとの間に単に挟み込まれるのではなく、例えば図3に示すように、緩衝材70を一定長を有した筒状とし、その内周面に、第一ケーシング60Aの端部60xの外周縁部と、第二ケーシング60Bの端部60yの外周縁部にそれぞれ応じた2本の段部や溝71、71を形成し、これら段部や溝71、71に、第一ケーシング60Aの端部60xの外周縁部と、第二ケーシング60Bの端部60yの外周縁部を嵌合させる構造とするのが好ましい。これにより、第一ケーシング60Aと第二ケーシング60Bとが、その径方向あるいは軸方向に相対変位しても、緩衝材70が抜け落ちることなく、その機能を十分に発揮できる。
さらには、図3(a)、(b)に示すように、段部や溝71、71と、第一ケーシング60Aの端部60xおよび第二ケーシング60Bの端部60yの外周縁部とに、互いに嵌合する凹凸72、73を形成しても良い。これにより、緩衝材70が、より一層抜けにくくなる。
In particular, from the function of absorbing the relative displacement between the first casing 60A and the second casing 60B, the cushioning material 70 is provided between the end 60x of the first casing 60A and the end 60y of the second casing 60B. For example, as shown in FIG. 3, the cushioning material 70 is formed in a cylindrical shape having a certain length, and the outer peripheral edge of the end portion 60 x of the first casing 60 </ b> A and the second peripheral edge are formed on the inner peripheral surface thereof. Two step portions and grooves 71 and 71 corresponding to the outer peripheral edge portion of the end portion 60y of the casing 60B are formed, and the outer peripheral edge portion of the end portion 60x of the first casing 60A is formed in these step portions and grooves 71 and 71, respectively. And it is preferable to set it as the structure which fits the outer-periphery edge part of the edge part 60y of 2nd casing 60B. Accordingly, even if the first casing 60A and the second casing 60B are relatively displaced in the radial direction or the axial direction, the function can be sufficiently exhibited without the buffer material 70 falling off.
Furthermore, as shown in FIGS. 3A and 3B, the stepped portions and grooves 71 and 71, and the outer peripheral edge portion of the end portion 60x of the first casing 60A and the end portion 60y of the second casing 60B, Concavities and convexities 72 and 73 that fit together may be formed. Thereby, the buffer material 70 becomes further difficult to come off.

また、図2(a)、(b)に示すように、緩衝材70の形状は、第一ケーシング60A、第二ケーシング60Bの断面形状に対応して、外形円形状、多角形状等とすることができる。   Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the shape of the cushioning material 70 is an outer circular shape, a polygonal shape, or the like corresponding to the cross-sectional shapes of the first casing 60A and the second casing 60B. Can do.

このような構成によれば、インテークパイプ50を介してエンジンに接続されたコンプレッサ20および電動機30を収容した第一ケーシング60Aと、インバータ装置40を収容した第二ケーシング60Bとの間に、緩衝材70を設けたので、エンジン側の振動が伝達される第一ケーシング60Aと、車体側の振動が伝達される第二ケーシング60Bとの相対変位を吸収することができ、これによって、コンプレッサ20および電動機30側(エンジン側)と、インバータ装置40側(車体側)とが異なるモードで振動した場合においても、第一ケーシング60A、第二ケーシング60Bにおいて応力集中が生じにくく、一体型の電動過給機10の耐久性を高めることができる。
また、電動機30の電磁振動が第一ケーシング60Aに伝達されても、その振動が第二ケーシング60Bに伝達されるのを防ぐことができる。これにより、電磁振動に起因して第二ケーシング60Bが振動して騒音を発生するのを防ぐことができ、騒音や振動を低減できる。
According to such a configuration, the cushioning material is provided between the first casing 60A containing the compressor 20 and the electric motor 30 connected to the engine via the intake pipe 50 and the second casing 60B containing the inverter device 40. 70 is provided, the relative displacement between the first casing 60A to which the engine-side vibration is transmitted and the second casing 60B to which the vehicle-body side vibration is transmitted can be absorbed, whereby the compressor 20 and the electric motor can be absorbed. Even when the 30 side (engine side) and the inverter device 40 side (vehicle body side) vibrate in different modes, stress concentration hardly occurs in the first casing 60A and the second casing 60B, and the integrated electric supercharger 10 durability can be improved.
Moreover, even if the electromagnetic vibration of the electric motor 30 is transmitted to the first casing 60A, the vibration can be prevented from being transmitted to the second casing 60B. Thereby, it can prevent that the 2nd casing 60B vibrates due to electromagnetic vibration and generate | occur | produces noise, and noise and vibration can be reduced.

ところで、上記したような構成においては、以下に示すような構成を組み合わせて用いるのが好ましい。
すなわち、電動機30のハウジングに設けられた冷却フィン34や、インバータ装置40に内蔵されるインバータのヒートシンクの冷却フィン等において、冷却効果を高めるためにその間隔を狭めた場合に、第一ケーシング60A、第二ケーシング60B内を流れる空気の通過音(風切り音)を抑えるため、例えば、図4に示すように、第二ケーシング60Bの吸入口80に、筒状の吸気ダクト90を設けるのが好ましい。さらに、吸気ダクト90の内周面には、スポンジ、グラスウール、繊維系材料、発泡系材料等からなる吸音材を設けても良い。
これにより、吸入口80から外部に漏れる風切り音等を有効に抑えることができる。
By the way, in the above configuration, it is preferable to use a combination of the following configurations.
That is, in the cooling fins 34 provided in the housing of the electric motor 30, the cooling fins of the inverter heat sink built in the inverter device 40, etc., when the interval is reduced in order to enhance the cooling effect, the first casing 60A, In order to suppress the passage sound (wind noise) of the air flowing through the second casing 60B, for example, as shown in FIG. 4, it is preferable to provide a cylindrical intake duct 90 at the suction port 80 of the second casing 60B. Furthermore, a sound absorbing material made of sponge, glass wool, fiber material, foam material, or the like may be provided on the inner peripheral surface of the intake duct 90.
Thereby, wind noise and the like leaking from the suction port 80 to the outside can be effectively suppressed.

さらには、図5に示すように、吸気ダクト90の入口側に、下方に向かって湾曲または折曲するフード92を設けても良い。これにより、フード92により、吸気ダクト90の入口から放射される騒音を抑えることができる。   Further, as shown in FIG. 5, a hood 92 that curves or bends downward may be provided on the inlet side of the intake duct 90. Thereby, the noise emitted from the inlet of the intake duct 90 can be suppressed by the hood 92.

また、図6に示すように、第一ケーシング60A、第二ケーシング60Bの内周面に、スポンジ、グラスウール、パンチングメタル等の吸音材93を設けることも有効である。これにより、第一ケーシング60A、第二ケーシング60Bを透過して放射される騒音や、第一ケーシング60A、第二ケーシング60Bの共振により放射される騒音などを低減することができる。   As shown in FIG. 6, it is also effective to provide a sound absorbing material 93 such as sponge, glass wool, punching metal on the inner peripheral surfaces of the first casing 60A and the second casing 60B. Thereby, noise radiated through the first casing 60A and the second casing 60B, noise radiated by resonance of the first casing 60A and the second casing 60B, and the like can be reduced.

加えて、図7に示すように、吸気ダクト90に代えて、吸入口80における第二ケーシング60B内への吸気方向に直交し、かつ第二ケーシング60Bの側面60zに沿うよう、吸気ダクト94を形成しても良い。このように、吸気ダクト94を吸入口80における第二ケーシング60B内への吸気方向に直交する方向とすることで、騒音放射を抑えることができる。また、図4に示した吸気ダクト90に比較すると、突出部を小さくできるので、電動過給機10の小型化を図ることができる。
また、吸気ダクト94が沿う第二ケーシング60Bの側面60zには、吸音材95を設けるのが好ましい。吸音材95を設けることで、第二ケーシング60Bの側面60zが遮音壁となり、これによって吸入口80からの騒音放射が低減できる。
In addition, as shown in FIG. 7, instead of the intake duct 90, the intake duct 94 is arranged so as to be orthogonal to the intake direction into the second casing 60B at the intake port 80 and along the side surface 60z of the second casing 60B. It may be formed. Thus, noise emission can be suppressed by setting the intake duct 94 in a direction orthogonal to the intake direction into the second casing 60B at the intake port 80. Further, since the protruding portion can be made smaller than the intake duct 90 shown in FIG. 4, the electric supercharger 10 can be downsized.
Further, it is preferable to provide a sound absorbing material 95 on the side surface 60z of the second casing 60B along which the air intake duct 94 extends. By providing the sound absorbing material 95, the side surface 60z of the second casing 60B serves as a sound insulating wall, and thereby noise emission from the suction port 80 can be reduced.

なお、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。   It should be noted that the configurations described in the above embodiments can be selected or changed to other configurations as appropriate without departing from the gist of the present invention.

10…電動過給機、20…コンプレッサ(過給機本体)、30…電動機、32…固定子、33…回転子、34…冷却フィン、40…インバータ装置、50…インテークパイプ(送給管)、60A…第一ケーシング、60B…第二ケーシング、70…緩衝材(連結部材)、80…吸入口、90、94…吸気ダクト、93、95…吸音材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric supercharger, 20 ... Compressor (supercharger main body), 30 ... Electric motor, 32 ... Stator, 33 ... Rotor, 34 ... Cooling fin, 40 ... Inverter device, 50 ... Intake pipe (feed pipe) , 60A ... first casing, 60B ... second casing, 70 ... cushioning material (connection member), 80 ... suction port, 90, 94 ... intake duct, 93, 95 ... sound absorbing material.

Claims (6)

車両に搭載され、前記車両のエンジンに圧縮空気を送給する電動過給機であって、
外部から吸い込んだ空気を圧縮して前記圧縮空気を吐出する過給機本体と、
前記過給機本体を駆動する電動機と、
前記車両に搭載された直流電源から供給される直流電圧を交流電圧に変換して前記電動機に供給することで前記電動機を作動させるインバータ装置と、
前記過給機本体、前記電動機、前記インバータ装置を一体に収容し、前記過給機本体から吐出された前記圧縮空気を前記エンジンに送給する送給管が接続されるケーシングと、を備え、
前記ケーシングは、
前記過給機本体および前記電動機を収容するとともに前記送給管が接続され、前記インバータ装置側に開口した第一のケーシングと、
前記インバータ装置を収容し、前記電動機側に開口した第二のケーシングと、
前記第一のケーシングの開口部と前記第二のケーシングの開口部との間に設けられ、前記第一のケーシングと前記第二のケーシングとを、相対変位可能に連結する連結部材と、
を備えることを特徴とする電動過給機。
An electric supercharger that is mounted on a vehicle and supplies compressed air to the engine of the vehicle,
A turbocharger body that compresses air sucked from outside and discharges the compressed air;
An electric motor that drives the supercharger body;
An inverter device for operating the motor by converting a DC voltage supplied from a DC power source mounted on the vehicle into an AC voltage and supplying the AC voltage to the motor;
A casing to which the supercharger main body, the electric motor, and the inverter device are integrally housed, and a feed pipe for supplying the compressed air discharged from the supercharger main body to the engine is connected;
The casing is
A first casing which accommodates the supercharger main body and the electric motor and is connected to the feeding pipe and which is open to the inverter device side;
A second casing that houses the inverter device and is open to the motor;
A connecting member provided between the opening of the first casing and the opening of the second casing, and connecting the first casing and the second casing so as to be capable of relative displacement;
An electric supercharger comprising:
前記連結部材は弾性材料から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電動過給機。   The electric supercharger according to claim 1, wherein the connecting member is made of an elastic material. 前記連結部材は、前記電動機が作動したときに生じる電磁振動が、前記第一のケーシングを介して前記第二のケーシングに伝達されるのを防ぐためであることを特徴とする請求項1または2に記載の電動過給機。   The connection member is for preventing electromagnetic vibration generated when the electric motor is operated from being transmitted to the second casing through the first casing. The electric supercharger as described in. 前記吸込み口に、筒状またはボックス状の吸気ダクトが設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電動過給機。   The electric supercharger according to any one of claims 1 to 3, wherein a cylindrical or box-shaped intake duct is provided in the suction port. 前記吸気ダクトの内面に吸音材が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の電動過給機。   The electric supercharger according to claim 4, wherein a sound absorbing material is provided on an inner surface of the intake duct. 前記ケーシングの内面に吸音材が設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電動過給機。   The electric supercharger according to any one of claims 1 to 5, wherein a sound absorbing material is provided on an inner surface of the casing.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10316692B2 (en) 2016-12-20 2019-06-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Vibration suppression method and vibration suppression apparatus for turbocharger capable of being driven by motor
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