JP2017223151A - Electric supercharger compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、例えば車両に搭載され、電動モータで駆動される電動過給圧縮機に関する。 The present disclosure relates to an electric supercharged compressor mounted on, for example, a vehicle and driven by an electric motor.
エンジンの燃費改善および排出ガス改善が年々強化されており、その対策として、過給機を用いた過給を利用したエンジンのタウンサイジング化が進められている。このような背景の下、電動モータを用いてコンプレッサを駆動する電動過給圧縮機(電動コンプレッサ)は、排気タービン過給機(ターボチャージャ)に比べると、一般的には、目標のブースト圧までの到達時間が早く、過渡応答性に優れる。近年では、ターボチャージャに電動過給圧縮機を組合せた電動2ステージターボシステムが提案されており、電動2ステージターボシステムによって、低速時のトルクの増加といったコンプレッサ作動マップにおけるワイドレンジ化や過渡応答性の向上が可能となる。 Improvements in engine fuel efficiency and exhaust gas have been strengthened year by year. As countermeasures, town sizing of engines using supercharging using a supercharger is being promoted. Under such circumstances, an electric supercharged compressor (electric compressor) that drives a compressor using an electric motor generally has a target boost pressure compared to an exhaust turbine supercharger (turbocharger). The arrival time of is fast and excellent in transient response. In recent years, an electric two-stage turbo system in which an electric supercharged compressor is combined with a turbocharger has been proposed, and the electric two-stage turbo system allows a wide range and transient response in a compressor operation map such as an increase in torque at low speed. Can be improved.
その反面、電動過給圧縮機では、コンプレッサを回転駆動することにより電動モータが発熱するが、電動モータの発熱による熱が、コンプレッサホイールの回転軸を支持する軸受(ベアリング)に伝熱することにより、軸受が許容温度を超えて損傷するなどのリスクがある。このため、電動モータの発熱による熱によって軸受が許容温度を超えることがないように、例えば電動モータの回転数や駆動時間を制限するといった対応がとられており、電動モータからの熱は、電動過給機の信頼性および性能を決める一つの要因となっている。 On the other hand, in the electric supercharged compressor, the electric motor generates heat by rotationally driving the compressor. However, heat generated by the electric motor is transferred to a bearing (bearing) that supports the rotating shaft of the compressor wheel. There is a risk that the bearing will be damaged beyond the allowable temperature. For this reason, in order to prevent the bearing from exceeding the permissible temperature due to heat generated by the electric motor, for example, measures such as limiting the rotation speed and driving time of the electric motor are taken. It is a factor that determines the reliability and performance of turbochargers.
また、電動過給圧縮機は、排気タービン過給機とは異なり、回転軸の片側にのみインペラ(コンプレッサホイール)を有している。このため、回転軸やコンプレッサホイールを含む回転体(ロータ)には、コンプレッサホイールの背面から前面に向かう方向にスラスト荷重が常に作用する(例えば、特許文献1)。この回転体に作用するスラスト荷重は、回転体を支持する軸受に対する負荷となると共に、回転体を駆動する際の機械損失を生じさせる。したがって、軸受の保護や性能向上のために、上記の回転体に作用するスラスト荷重を低減することも、電動過給機の信頼性および性能の向上のために重要となる。なお、排気タービン過給機では、回転軸の両端に各々にインペラが設けられており、この両側のインペラによって生じる互いに逆方向のスラスト荷重によって、各々のスラスト荷重が相殺されるようになっている。 Further, unlike the exhaust turbine supercharger, the electric supercharged compressor has an impeller (compressor wheel) only on one side of the rotating shaft. For this reason, a thrust load always acts on the rotating body (rotor) including the rotating shaft and the compressor wheel in the direction from the back surface to the front surface of the compressor wheel (for example, Patent Document 1). The thrust load acting on the rotating body becomes a load on the bearing that supports the rotating body and causes mechanical loss when the rotating body is driven. Therefore, it is also important to improve the reliability and performance of the electric supercharger to reduce the thrust load acting on the rotating body in order to protect the bearing and improve the performance. In the exhaust turbine supercharger, impellers are provided at both ends of the rotating shaft, and the respective thrust loads are offset by mutually opposite thrust loads generated by the impellers on both sides. .
この点、特許文献1では、回転軸におけるインペラが設けられていない方の端部側にスラスト荷重を相殺するためのキャンセラ室を形成すると共に、インペラの背面にある隙間と上記のキャンセラ室とを、回転体のように動くことなく静止している静止部材同士の間を縫って形成された通路部によって接続することでスラスト荷重の低減を図っている。より詳細には、インペラの外周端とスクロールとの隙間からはコンプレッサによって圧縮された圧縮空気が漏れてしまうものであり、上記の通路部によって、漏れ出した圧縮空気をキャンセラ室に導入するよう構成することで、この圧縮空気を、回転体に生じるスラスト荷重を相殺するためのキャンセラ圧力を発生させる加圧空気として利用している。また、上記の隙間から漏れ出した圧縮空気を一対のベアリングシャフト及びロータを冷却するための冷却空気として利用することも記載されている。
In this regard, in
しかしながら、特許文献1は、スラスト荷重を相殺するためのキャンセラ室を前提とすると共に、電動過給圧縮機の回転軸は空気軸受(スラストエア軸受)で支持されている。このため、キャンセラ室を有していない電動過給圧縮機や、転がり軸受けを採用した電動過給圧縮機に対して、特許文献1の上記の通路部をそのまま適用することはできない。また、特許文献1の通路部は、静止部材同士の間に形成されており、インペラの外周端とスクロールとの隙間から漏れた圧縮空気を、まずは径方向に沿って回転軸から離れるように導いた後、軸方向に沿って導き、再度径方向に沿って回転軸に向けて導くなど、複雑な構造となっている。このため、例えば、キャンセラ室を有していない電動過給圧縮機に対して上記の通路部を適用したとしても、通路部を通過する際の圧力損失によって通路部を通過する圧縮空気の流量が減り、スラスト荷重の低減効果や軸受に対する冷却効果が十分に発揮されない懸念もある。
However,
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、回転体を支持する潤滑剤封入軸受に対する運転時の負荷の低減が図られた電動過給圧縮機を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of at least one embodiment of the present invention is to provide an electric supercharged compressor in which a load during operation on a lubricant-enclosed bearing that supports a rotating body is reduced.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る電動過給圧縮機は、
回転軸と、
前記回転軸の一端側に設けられたコンプレッサホイールと、
前記コンプレッサホイールを回転可能に収容するコンプレッサハウジングと、
前記コンプレッサホイールよりも前記回転軸の他端側に設けられた、前記回転軸に回転力を付与するための電動モータと、
前記電動モータを収容するモータハウジングと、
前記コンプレッサホイールと前記電動モータとの間に設けられた、前記回転軸を回転可能に支持する軸受であって、内部に潤滑剤が封入されてなる潤滑剤封入軸受と、
前記コンプレッサハウジングおよび前記モータハウジングの少なくとも一方に固定されるとともに、前記潤滑剤封入軸受を支持する軸受支持部材であって、前記コンプレッサホイールの背面との間に隙間を有して対向するホイール側対向面を有する軸受支持部材と、を備え、
前記軸受支持部材は、前記ホイール側対向面に形成された開口から、前記回転軸の軸方向に沿って前記電動モータに向かって延在する貫通孔を有する。
(1) An electric supercharged compressor according to at least one embodiment of the present invention is:
A rotation axis;
A compressor wheel provided on one end of the rotating shaft;
A compressor housing for rotatably housing the compressor wheel;
An electric motor for applying a rotational force to the rotary shaft, provided on the other end side of the rotary shaft from the compressor wheel;
A motor housing that houses the electric motor;
A bearing provided between the compressor wheel and the electric motor for rotatably supporting the rotating shaft, and a lubricant-enclosed bearing in which a lubricant is enclosed;
A bearing support member that is fixed to at least one of the compressor housing and the motor housing and supports the lubricant-enclosed bearing, and is opposed to the wheel side with a gap between the rear surface of the compressor wheel. A bearing support member having a surface,
The bearing support member has a through-hole extending from the opening formed in the wheel-side facing surface toward the electric motor along the axial direction of the rotating shaft.
上記(1)の構成によれば、コンプレッサホイールの背面側と軸受支持部とによって形成される隙間に漏れ出した圧縮空気(空気)は、軸受支持部材の貫通孔を通って電動モータに向かって導かれる。また、軸受支持部材の貫通孔は回転軸の軸方向に沿って延在することにより、貫通孔によって形成される空気の通路長の短縮化が図られている。つまり、電動過給圧縮機は、軸受支持部材に形成した貫通孔によって、コンプレッサハウジングの内部に形成される吸気通路側から上記の隙間に漏れ出した圧縮空気を、より短い距離で電動モータ側に逃がすよう構成されている。ここで、運転時の電動過給圧縮機のコンプレッサホイールや回転軸を含んで構成される回転体には、コンプレッサホイールの背面から前面の方向に向けたスラスト荷重が常に作用する。上記の構成によれば、コンプレッサホイールの前面側および背面側における圧力差をより小さくし、回転体に作用するスラスト荷重をより低減することができる。このため、回転体を支持する潤滑剤封入軸受のスラスト荷重による負荷を低減することができる。 According to the configuration of (1) above, the compressed air (air) leaking into the gap formed by the back surface side of the compressor wheel and the bearing support portion passes through the through hole of the bearing support member toward the electric motor. Led. Further, the through hole of the bearing support member extends along the axial direction of the rotating shaft, so that the air passage length formed by the through hole is shortened. In other words, the electric supercharged compressor allows compressed air leaking from the intake passage side formed inside the compressor housing to the gap through the through-hole formed in the bearing support member to the electric motor side at a shorter distance. It is configured to escape. Here, a thrust load directed from the back surface of the compressor wheel toward the front surface always acts on the rotating body including the compressor wheel and the rotating shaft of the electric supercharged compressor during operation. According to said structure, the pressure difference in the front side and back side of a compressor wheel can be made smaller, and the thrust load which acts on a rotary body can be reduced more. For this reason, the load by the thrust load of the lubricant enclosure bearing which supports a rotating body can be reduced.
また、軸受支持部材の貫通孔から供給される相対的に低温側にある圧縮空気によって、相対的に高温側にある電動モータおよび潤滑剤封入軸受を冷却することもできる。特に、潤滑剤封入軸受は潤滑油の外部からの供給はなく、上記の圧縮空気によって潤滑剤封入軸受を冷却することにより、電動モータの発熱によって潤滑剤封入軸受が許容温度を超えるような事態を抑制することができる。また、このように潤滑剤封入軸受の冷却能力が向上されることで、発熱する電動モータの熱から潤滑剤封入軸受を保護するために電動モータの回転数や駆動時間を制限するような事態を抑制することができる。したがって、潤滑剤封入軸受の信頼性向上を図りつつ、電動過給圧縮機の性能向上を図ることができる。 Further, the electric motor and the lubricant-enclosed bearing on the relatively high temperature side can be cooled by the compressed air on the relatively low temperature side supplied from the through hole of the bearing support member. In particular, the lubricant-enclosed bearing is not supplied from the outside, and the lubricant-enclosed bearing is cooled by the compressed air described above, so that the lubricant-enclosed bearing exceeds the allowable temperature due to the heat generated by the electric motor. Can be suppressed. In addition, since the cooling capability of the lubricant-enclosed bearing is improved in this way, the situation in which the rotational speed and drive time of the electric motor are limited to protect the lubricant-enclosed bearing from the heat of the electric motor that generates heat. Can be suppressed. Therefore, it is possible to improve the performance of the electric supercharged compressor while improving the reliability of the lubricant-enclosed bearing.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記電動モータは、
前記回転軸に固定されるロータと、
前記ロータの周囲において前記モータハウジングによって支持され、電磁力によって前記ロータに回転力を付与するためのステータと、を含み、
前記ステータと前記軸受支持部材との間には放熱空間が形成され、
前記貫通孔は、前記隙間と前記放熱空間とを連通する。
上記(2)の構成によれば、軸受支持部材の貫通孔は、コンプレッサホイールの背面側と軸受支持部とによって形成される隙間と放熱空間とを連通する。このような放熱空間に貫通孔を通って圧縮空気が導かれることで、電動モータの主な発熱箇所となるステータを冷却することで、電動モータをより効果的に冷却することができる。また、電動モータを冷却することによって、間接的に潤滑剤封入軸受の冷却を行うことができる。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
The electric motor is
A rotor fixed to the rotating shaft;
A stator supported by the motor housing around the rotor and for applying a rotational force to the rotor by electromagnetic force;
A heat radiation space is formed between the stator and the bearing support member,
The through hole communicates the gap and the heat dissipation space.
According to the configuration of (2) above, the through hole of the bearing support member communicates the clearance formed by the back side of the compressor wheel and the bearing support portion and the heat dissipation space. By guiding the compressed air through the through-holes to such a heat radiation space, the electric motor can be more effectively cooled by cooling the stator that is the main heat generating portion of the electric motor. In addition, the lubricant-enclosed bearing can be indirectly cooled by cooling the electric motor.
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(2)の構成において、
前記貫通孔の前記開口は、前記ホイール側対向面における外周側領域に形成される。
上記(3)の構成によれば、ホイール側対向面の外周側領域以外の領域に貫通孔の開口を形成する場合よりも、電動過給圧縮機の回転体に生じるスラスト荷重の低減を図ることができる。
(3) In some embodiments, in the above configurations (1) to (2),
The opening of the through hole is formed in an outer peripheral side region on the wheel side facing surface.
According to the configuration of the above (3), the thrust load generated in the rotating body of the electric supercharged compressor can be reduced as compared with the case where the opening of the through hole is formed in a region other than the outer peripheral side region of the wheel side facing surface. Can do.
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(2)の構成において、
前記貫通孔の前記開口は、前記ホイール側対向面における外周側領域よりも内周側に形成されるとともに、
前記貫通孔は、前記潤滑剤封入軸受の外周面よりも外周側を延在する。
上記(4)の構成によれば、ホイール側対向面の外周側領域に貫通孔の開口を形成する場合よりも、回転体の一端側(コンプレッサホイール側)の潤滑剤封入軸受をより直接的に冷却することができる。
(4) In some embodiments, in the above configurations (1) to (2),
The opening of the through hole is formed on the inner peripheral side of the outer peripheral side region in the wheel side facing surface, and
The through hole extends on the outer peripheral side with respect to the outer peripheral surface of the lubricant-enclosed bearing.
According to the configuration of the above (4), the lubricant-enclosed bearing on the one end side (compressor wheel side) of the rotating body is more directly provided than when the opening of the through hole is formed in the outer peripheral side region of the wheel-side facing surface. Can be cooled.
(5)幾つかの実施形態では、上記(3)の構成において、
前記軸受支持部材は、
前記コンプレッサハウジングとの間でディフューザ通路を画定するディフューザ通路面を有するディフューザ形成部と、
前記ディフューザ形成部における外周部に接続されるとともに前記モータハウジングに向かって延在する外周側接続部、及び前記コンプレッサハウジングと前記モータハウジングとの間に挟持される挟持部、を有する固定部と、
前記ディフューザ形成部における内周部に接続されるとともに前記電動モータのステータに向かって延在する内周側接続部と、
前記内周側接続部から前記潤滑剤封入軸受に向かって延在するとともに前記潤滑剤封入軸受を径方向に支持する径方向支持部と、
前記内周側接続部から前記回転軸に向かって延在するとともに前記潤滑剤封入軸受を軸方向に支持する軸方向支持部と、を含み、
前記ホイール側対向面は、前記内周側接続部及び前記軸方向支持部に亘って形成され、
前記貫通孔の前記開口は、前記内周側接続部における前記ホイール側対向面に形成される。
(5) In some embodiments, in the configuration of (3) above,
The bearing support member is
A diffuser forming portion having a diffuser passage surface defining a diffuser passage with the compressor housing;
A fixed portion having an outer peripheral side connecting portion that is connected to the outer peripheral portion of the diffuser forming portion and extends toward the motor housing, and a clamping portion that is sandwiched between the compressor housing and the motor housing;
An inner peripheral side connecting portion connected to an inner peripheral portion of the diffuser forming portion and extending toward a stator of the electric motor;
A radial support portion extending from the inner peripheral side connection portion toward the lubricant-enclosed bearing and supporting the lubricant-enclosed bearing in a radial direction;
An axial support portion extending from the inner peripheral side connection portion toward the rotation shaft and supporting the lubricant-enclosed bearing in the axial direction,
The wheel side facing surface is formed across the inner peripheral side connecting portion and the axial support portion,
The opening of the through hole is formed on the wheel side facing surface in the inner peripheral side connection portion.
上記(5)の構成によれば、軸受支持部材は、ディフューザ通路を形成するディフューザ通路面を有するディフューザ形成部と、ディフューザ形成部の外周部からモータハウジングに向かって延在する部分を有する固定部と、ディフューザ形成部の内周部からステータに向かって延在する内周側接続部と、によって空間を形成し、この空間が、放熱空間に連なることで放熱空間が拡大するように構成される。また、貫通孔は、軸受支持部材によって形成される上記の空間に圧縮空気を導くように構成される。これによって、貫通孔による圧縮空気の通路長をより短くすることができ、軸受支持部材に上記の空間が形成されていない場合に比べて、圧縮空気をより圧力損失なく背面隙間から放熱空間に導くことができる。 According to the configuration of (5) above, the bearing support member has a diffuser forming portion having a diffuser passage surface that forms a diffuser passage, and a fixed portion having a portion extending from the outer peripheral portion of the diffuser forming portion toward the motor housing. And a space formed by the inner peripheral side connecting portion extending from the inner peripheral portion of the diffuser forming portion toward the stator, and this space is configured to expand the heat dissipation space by connecting to the heat dissipation space. . The through hole is configured to guide the compressed air to the space formed by the bearing support member. Thereby, the passage length of the compressed air by the through hole can be shortened, and the compressed air is guided from the back gap to the heat radiation space without pressure loss, compared to the case where the above space is not formed in the bearing support member. be able to.
(6)幾つかの実施形態では、上記(4)の構成において、
前記軸受支持部材は、
前記コンプレッサハウジングとの間でディフューザ通路を画定するディフューザ通路面を有するディフューザ形成部と、
前記ディフューザ形成部における外周部に接続されるとともに前記モータハウジングに向かって延在する外周側接続部、及び前記コンプレッサハウジングと前記モータハウジングとの間に挟持される挟持部、を有する固定部と、
前記ディフューザ形成部における内周部に接続されるとともに前記電動モータのステータに向かって延在する内周側接続部と、
前記内周側接続部から前記潤滑剤封入軸受に向かって延在するとともに前記潤滑剤封入軸受を径方向に支持する径方向支持部と、
前記内周側接続部から前記回転軸に向かって延在するとともに前記潤滑剤封入軸受を軸方向に支持する軸方向支持部と、を含み、
前記ホイール側対向面は、前記内周側接続部及び前記軸方向支持部に亘って形成され、
前記貫通孔の前記開口は、前記軸方向支持部における前記ホイール側対向面に形成される。
(6) In some embodiments, in the configuration of (4) above,
The bearing support member is
A diffuser forming portion having a diffuser passage surface defining a diffuser passage with the compressor housing;
A fixed portion having an outer peripheral side connecting portion that is connected to the outer peripheral portion of the diffuser forming portion and extends toward the motor housing, and a clamping portion that is sandwiched between the compressor housing and the motor housing;
An inner peripheral side connecting portion connected to an inner peripheral portion of the diffuser forming portion and extending toward a stator of the electric motor;
A radial support portion extending from the inner peripheral side connection portion toward the lubricant-enclosed bearing and supporting the lubricant-enclosed bearing in a radial direction;
An axial support portion extending from the inner peripheral side connection portion toward the rotation shaft and supporting the lubricant-enclosed bearing in the axial direction,
The wheel side facing surface is formed across the inner peripheral side connecting portion and the axial support portion,
The opening of the through hole is formed on the wheel side facing surface of the axial support portion.
上記(6)の構成によれば、軸受支持部材は、ディフューザ通路を形成するディフューザ通路面を有するディフューザ形成部と、ディフューザ形成部の外周部からモータハウジングに向かって延在する部分を有する固定部と、ディフューザ形成部の内周部からステータに向かって延在する内周側接続部と、によって空間を形成し、この空間が、放熱空間に連なることで放熱空間が拡大するように構成される。また、貫通孔は、軸方向支持部におけるホイール側対向面に形成されることにより、回転体の一端側(コンプレッサホイール側)の潤滑剤封入軸受をより直接的に冷却することができる。 According to the configuration of (6) above, the bearing support member includes a diffuser forming portion having a diffuser passage surface that forms a diffuser passage, and a fixed portion having a portion extending from the outer periphery of the diffuser forming portion toward the motor housing. And a space formed by the inner peripheral side connecting portion extending from the inner peripheral portion of the diffuser forming portion toward the stator, and this space is configured to expand the heat dissipation space by connecting to the heat dissipation space. . Further, the through hole is formed on the wheel side facing surface of the axial support portion, so that the lubricant-enclosed bearing on one end side (compressor wheel side) of the rotating body can be cooled more directly.
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(6)の構成において、
前記貫通孔は、周方向に長手方向を有し、且つ、径方向に短手方向を有する断面形状からなる。
上記(7)の構成によれば、軸受支持部材の貫通孔を形成するために要する時間や工数を低減することができ、貫通孔の製作コストの低減を図ることができる。
(7) In some embodiments, in the above configurations (1) to (6),
The through hole has a cross-sectional shape having a longitudinal direction in the circumferential direction and a short direction in the radial direction.
According to the configuration of (7) above, it is possible to reduce the time and man-hours required to form the through hole of the bearing support member, and to reduce the manufacturing cost of the through hole.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、回転体を支持する潤滑剤封入軸受に対する運転時の負荷の低減が図られた電動過給圧縮機が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, an electric supercharged compressor is provided in which a load during operation on a lubricant-enclosed bearing that supports a rotating body is reduced.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
図1は、本発明の一実施形態に係る電動過給圧縮機1の構成を概略的に示す断面図である。図2は、図1の部分拡大図である。図3は、図2のAA断面を示す図であり、軸受支持部材5の貫通孔9の断面形状を示す。図4は、本発明の他の一実施形態に係る電動過給圧縮機1の構成を概略的に示す断面図である。図5は、図4の部分拡大図である。なお、以下の説明では、後述するコンプレッサホイール2および回転軸3を含んで構成される回転体の回転時に生じるスラスト荷重の方向をスラスト方向というものとする。このスラスト方向は、コンプレッサホイール2の背面から前面に向けた方向に一致する。
以下、図1〜図5を用いて、本発明の一実施形態に係る電動過給圧縮機1を説明する。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an electric
Hereinafter, the electric
電動過給圧縮機1は、例えば車両などの内燃機関の吸気通路(不図示)に設けられ、吸気通路に設置されるコンプレッサホイール2を電動モータ7によって回転することにより、内燃機関のシリンダ(不図示)に吸入される給気aを圧縮して送り込むための装置である。図1〜図5に示されるように、回転軸3の一端側にはコンプレッサホイール2が設けられ、回転軸3の他端側には回転軸3に回転力を付与するための電動モータ7が設けられる。また、電動モータ7は、コンプレッサホイール2よりも回転軸3の他端側に設けられており、回転軸3の一端側から他端側に向けて、コンプレッサホイール2、電動モータ7の順に配置される。
The electric
コンプレッサホイール2は、図1〜図5に示されるように、回転軸3に取り付けられるハブ部21と、ハブ部21の外周面上に取り付けられるブレード22とを備えており、電動過給圧縮機1における回転体を構成する。図1〜図5に示される実施形態では、コンプレッサホイール2のハブ部21の回転中心軸線上に軸挿入孔が設けられており、この軸挿入孔に回転軸3の一端(コンプレッサ側端部)が嵌入すると共に、この端部に形成されたネジ部3aにナット3bが螺着することで、コンプレッサホイール2が回転軸3に接続されている。また、回転軸3の他端(インバータ側端部)には、電動モータ7の回転数を制御するためのインバータ76が配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
また、回転軸3には、図1〜図5に示されるように、コンプレッサホイール2と電動モータ7との間において、内部に潤滑剤が封入されてなる潤滑剤封入軸受8(例えばグリース封入型転がり軸受)であるコンプレッサ側潤滑剤封入軸受81が設けられており、このコンプレッサ側潤滑剤封入軸受81によって回転軸3は回転可能に支持される。また、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81とは別の潤滑剤封入軸受8となるインバータ側潤滑剤封入軸受82が、上記のインバータ76と電動モータ7との間に設けられる。つまり、回転体は、2つの潤滑剤封入軸受8(81、82)で支持されており、これによって、回転軸3の軸振動の低減が図られている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
そして、上述したコンプレッサホイール2や回転軸3からなる回転体と、電動モータ7と、潤滑剤封入軸受8(81、82)とは、電動過給圧縮機1のハウジングの内部に収容される。電動過給圧縮機1のハウジングは、運転時に動く回転体とはことなり、回転体の周囲において回転体を回転可能に支持するために静止状態にある静止部材を構成する。この静止部材は、図1〜図5に示されるように、コンプレッサホイール2を回転可能に収容するコンプレッサハウジング4と、電動モータ7を収容するモータハウジング6と、コンプレッサハウジング4およびモータハウジング6の少なくとも一方に固定されるとともに、潤滑剤封入軸受8を支持する軸受支持部材5とを含んで構成されている。
The rotating body including the
コンプレッサハウジング4は、コンプレッサホイール2を収容するとともに回転軸3の軸方向(以下、適宜、軸方向という)に延在する案内筒41と、案内筒41の吐出口から吐出された圧縮された給気a(以下、適宜、圧縮空気という)が流入する渦形室を形成するスクロール部43と、案内筒41の吐出口41oとスクロール部43とを接続し、案内筒41の吐出口41oからスクロール部43に圧縮空気を導くためのディフューザ部42とを有する。ディフューザ部42は、圧縮空気の流速を減速させることにより、圧縮空気に付与された運動エネルギー(動圧)を圧力エネルギー(静圧)に変換する部分である。図1〜図5に示される実施形態では、ディフューザ部42に形成されるディフューザ通路42pの壁面の一部は、軸受支持部材5のディフューザ通路面5d(後述)によって形成されている。また、案内筒41は、内燃機関の吸気通路(不図示)の上流側部分との接続部であって、コンプレッサハウジング4の内部へ給気aを導入するための入口となる吸入口41iが形成される。つまり、内燃機関の吸気通路を上流側から流れてきた給気aは、案内筒41によって吸入口41iから吐出口41oに案内される途中でコンプレッサホイール2を通過することにより圧縮される。その後、案内筒41の吐出口41oから、ディフューザ部42、スクロール部43をこの順に通過した後に、不図示の吸気通路の下流側部分に流れることになる。
一方、モータハウジング6は、図1〜図5に示される実施形態では、電動モータ7及びインバータ76のハウジングを兼ねる一体型ハウジングとなっている。
The
On the other hand, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the
これらのコンプレッサハウジング4とモータハウジング6とはボルト等で接続されるが、コンプレッサハウジング4とモータハウジング6とが接続されることによって、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81を覆うように、ハウジングの内部空間が形成される。そして、このハウジングの内部空間に軸受支持部材5が設置される。より詳細には、コンプレッサハウジング4にはフランジ部4fが形成され、モータハウジング6にはフランジ部6fが形成されており、各々のフランジ部(4f、6f)は、それぞれ、互いに当接される平坦なフランジ面を有している。そして、コンプレッサハウジング4とモータハウジング6とによって軸受支持部材5に形成された挟持部52f(後述)を挟んだ状態で、コンプレッサハウジング4のフランジ部4fとモータハウジング6のフランジ部6fとがボルト15で接続されている。これによって、ハウジングの内部空間において、軸受支持部材5はハウジングに固定される。
The
また、軸受支持部材5は、このようにハウジング(4、6)に固定された状態において、回転軸3の一端側(コンプレッサ側端部の側)を向くコンプレッサ側面と、回転軸3の他端側(インバータ側端部の側)を向くモータ側面とを有している。そして、上記のコンプレッサ側面のうちの一部は、コンプレッサホイール2の背面と対向しており、この一部分(ホイール側対向面5s)と、コンプレッサホイール2の背面(コンプレッサホイール2のハブ部21)との間には隙間(背面隙間S1)が形成される。他方、軸受支持部材5と電動モータ7との間には放熱空間S2が形成される。換言すれば、放熱空間S2は、軸受支持部材5のモータ側面と、電動モータ7のコンプレッサ側端部を向く面との間に形成される。
In addition, the bearing
そして、軸受支持部材5は、回転軸3の軸方向に沿って電動モータ7に向かって延在する貫通孔9を有しており、コンプレッサ側端部の側に位置する貫通孔9の開口9iは、上述した軸受支持部材5のホイール側対向面5sに形成される。また、上記のインバータ側端部の側にある貫通孔9の開口9oは、軸受支持部材5の上述したモータ側面に形成される。換言すれば、貫通孔9は、上記の背面隙間S1と、軸受支持部材5および電動モータ7との間の放熱空間S2とを連通する。図1〜図5に示される実施形態では、貫通孔9は、回転軸3に並行するように直線状に形成されており、上述した背面隙間S1と放熱空間S2とを最短距離で連通するように形成されている。ただし、本実施形態には限定されず、貫通孔9は、貫通孔9により形成される通路の中心線が回転軸3の軸方向に沿っていれば良い。例えば、軸受支持部材5を貫通した貫通孔9によって背面隙間S1と放熱空間S2とを連通することができれば良く、貫通孔9は、回転軸3に対して0〜45度の角度を有するように延在しても良い。貫通孔9による通路長が短いほど圧力損失は少なく有利となる。
The
このような構成を備える電動過給圧縮機1において、給気aは、コンプレッサホイール2を通過する際にはブレード22の前縁側から後縁側に向けて徐々に圧縮される。また、コンプレッサホイール2を通過することにより圧縮された給気aがスクロール部に向けて流れる際に、その一部は、案内筒41の吐出口41o付近において、上述した背面隙間S1に漏れる。この背面隙間S1に流入した圧縮空気は、吐出口41oにおける圧縮空気と同等の圧力を有しており、コンプレッサホイール2の背面側における圧力は、コンプレッサホイール2の前面側における圧力よりも高圧となる。このため、回転体には、高圧側から低圧側の方向(上記のスラスト方向Ds)に向けてスラスト荷重が作用する。そして、このスラスト荷重は、回転体を支持する潤滑剤封入軸受8(81、82)に対して作用する負荷となる。
In the electric
ところが、本実施形態では、上述したように、軸受支持部材5には貫通孔9が形成されており、背面隙間S1に流入した圧縮空気は貫通孔9を通って電動モータ7の方に流れることになる。換言すれば、背面隙間S1に流入した圧縮空気は、背面隙間S1に滞留することなく、軸受支持部材5の貫通孔9によって背面隙間S1から逃がされる。これによって、背面隙間S1の圧力が低下されるので、コンプレッサホイール2の背面側における圧力と前面側における圧力との圧力差が低減される。その結果、本実施形態の電動過給圧縮機1では、軸受支持部材5に貫通孔9が形成されていない場合よりも、回転体に作用するスラスト荷重が低減され、スラスト荷重によって生ずる潤滑剤封入軸受8(81、82)への負荷を低減することができる。
However, in the present embodiment, as described above, the bearing
さらに、貫通孔9は、軸受支持部材5を貫通して形成されることにより、背面隙間S1の圧縮空気を電動モータ7までより短い距離で導くように構成されている。つまり、圧縮空気が貫通孔9を通過する際の圧力損失を低減することで、コンプレッサホイール2の背面側における圧力をより低下させるように構成されている。これによって、回転体に作用するスラスト荷重のさらなる低減を図り、スラスト荷重によって生ずる潤滑剤封入軸受8(81、82)への負荷の低減を図っている。
Further, the through
また、軸受支持部材5の貫通孔9を通って流れてきた圧縮空気は、電動モータ7に向かう。この際、電動モータ7の発熱による温度は、貫通孔9を通過する圧縮空気の温度よりも高い。このため、相対的に低温の圧縮空気と、相対的に高温の電動モータ7とが熱交換することにより、電動モータ7を冷却することが可能となる。また、電動モータ7が冷却されることで、電動モータ7から潤滑剤封入軸受8(81、82)に伝熱する熱の温度が低下される。その結果、本実施形態の電動過給圧縮機1の潤滑剤封入軸受8(81、82)は、軸受支持部材5に貫通孔9が形成されていない場合よりも、潤滑剤封入軸受8(81、82)を低下させることができ、潤滑剤封入軸受8(81、82)に対する熱負荷を低減することができる。
The compressed air that has flowed through the through
図1〜図5に示される実施形態では、図3に示されるように、軸受支持部材5において、貫通孔9は複数設けられている。また、これらの複数の貫通孔9は、軸受支持部材5において回転軸3の周方向に沿って互いに間隔を開けて設けられている。これによって、貫通孔9により形成される流路の流路面積を所望の値に設定している。なお、複数の貫通孔9は、互いに等間隔となるように配置されていても良いし、そうでなくても良い。また、図1〜図5に示される実施形態では、図3に示されるように、貫通孔9の断面は円形となっている。そして、貫通孔9の全長に渡って貫通孔9の断面積が等しくなるように、貫通孔9は形成されている。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, a plurality of through
なお、図1〜図5に示される実施形態では、モータハウジング6は、電動モータ7及びインバータ76のハウジングを兼ねる一体型ハウジングとなっている。ただし、この実施形態には限定されず、他の幾つかの実施形態では、モータハウジング6およびインバータハウジングがそれぞれ別部材で形成されていても良く、両者がボルト等で接続されても良い。また、図1〜図5に示される実施形態では、軸受支持部材5は、コンプレッサハウジング4とモータハウジング6との間に挿入されたインサート部材となっているが、他の幾つかの実施形態では、軸受支持部材5はベアリングハウジングであっても良い。つまり、コンプレッサハウジング4とモータハウジング6とベアリングハウジングとでハウジングの内部を形成しても良い。この場合には、ベアリングハウジングが軸受支持部材5と機能を同一にする部分を有することになる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the
上記の構成によれば、コンプレッサホイール2の背面側と軸受支持部材5とによって形成される背面隙間S1に漏れ出した圧縮空気(空気)は、軸受支持部材5の貫通孔9を通って電動モータ7に向かって導かれる。また、軸受支持部材5の貫通孔9は回転軸3の軸方向に沿って延在することにより、貫通孔9によって形成される空気の通路長の短縮化が図られている。つまり、電動過給圧縮機1は、軸受支持部材に形成した貫通孔9によって、コンプレッサハウジング4の内部に形成される吸気通路側から上記の背面隙間S1に漏れ出した圧縮空気をより短い距離で電動モータ7側に逃がすよう構成されている。これによって、コンプレッサホイール2の前面側および背面側における圧力差をより小さくし、回転体に作用するスラスト荷重をより低減することができる。このため、回転体を支持する潤滑剤封入軸受8のスラスト荷重による負荷を低減することができる。
According to the above configuration, the compressed air (air) leaking into the back surface gap S <b> 1 formed by the back side of the
また、軸受支持部材5の貫通孔9から供給される相対的に高温側の圧縮空気によって、相対的に高温側にある電動モータ7および潤滑剤封入軸受8(81、82)を冷却することもできる。特に、潤滑剤封入軸受8は潤滑油の外部からの供給はなく、上記の圧縮空気によって潤滑剤封入軸受8を冷却することにより、電動モータ7の発熱によって潤滑剤封入軸受8(81、82)が許容温度を超えるような事態を抑制することができる。また、このように潤滑剤封入軸受8(81、82)の冷却能力が向上されることで、発熱する電動モータ7の熱から潤滑剤封入軸受8(81、82)を保護するために電動モータ7の回転数や駆動時間を制限するような事態を抑制することができる。したがって、潤滑剤封入軸受8(81、82)の信頼性向上を図りつつ、電動過給圧縮機1の性能向上を図ることができる。
In addition, the relatively high temperature side compressed air supplied from the through
また、幾つかの実施形態では、図1〜図5に示されるように、電動モータ7は、回転軸3に固定されるロータ71と、ロータ71の周囲においてモータハウジング6によって支持され、電磁力によってロータ71に回転力を付与するためのステータ72と、を含んで構成される。そして、ステータ72と軸受支持部材5との間には放熱空間S2が形成され、貫通孔9は、背面隙間S1と放熱空間S2とを連通する。本実施形態では、電動モータ7のステータ72は、ロータ71の周囲に設置されるステータコイル73を含んで構成されている。また、ステータ72側に電力が供給されることから、ステータ72が発熱する。そして、発熱によって高温化されるステータ72に隣接するように放熱空間S2が形成されており、放熱空間S2に向けて、背面隙間S1の圧縮空気が貫通孔9を通って供給される。
In some embodiments, as shown in FIGS. 1 to 5, the
上記の構成によれば、軸受支持部材5の貫通孔9は、コンプレッサホイール2の背面側と軸受支持部材5とによって形成される隙間(背面隙間S1)と放熱空間S2とを連通する。このような放熱空間S2に貫通孔9を通って圧縮空気が導かれることで、電動モータ7の主な発熱箇所となるステータ72を冷却することで、電動モータ7をより効果的に冷却することができる。また、電動モータ7を冷却することによって、間接的に潤滑剤封入軸受8(81、82)の冷却を行うことができる。
According to said structure, the through-
また、幾つかの実施形態では、図1〜図2に示されるように、軸受支持部材5が有する貫通孔9の開口9iは、軸受支持部材5のホイール側対向面5sにおける外周側領域に形成される。ホイール側対向面5sの外周側領域は、ホイール側対向面5sにおける径方向の外周側の領域である。すなわち、給気aは、コンプレッサホイール2のブレード22の前縁側から後縁側に流れるに従ってより圧縮されていくため、コンプレッサホイール2の端部の位置付近(後縁側)の圧力が、前縁側に比べて相対的に圧力が高くなる。本実施形態では、このような圧縮空気が高い位置に対して軸方向で隣接するように、貫通孔9の開口9iが形成される。換言すれば、圧縮空気が流入する背面隙間S1の入口から貫通孔9の入口となる開口9iまでの距離を短く設定しており、圧縮空気が背面隙間S1に流入する際の圧力が減じられるのを抑制した状態で、圧縮空気を開口9iから貫通孔9に導くことができる。例えば、ホイール側対向面5sの外周側領域は、回転軸3の径方向の端と、案内筒41の吐出口41o付近に位置することになるコンプレッサホイール2の径方向の端部との間を3等分した際、最も外周側に位置する領域を含んだ領域であっても良い。そして、ホイール側対向面5sの外周側領域に形成された開口9iを一方の端部として、貫通孔9は、軸方向に沿って電動モータ7に向かって延在することになる。
In some embodiments, as shown in FIGS. 1 to 2, the
上記の構成によれば、ホイール側対向面5sの外周側領域以外の領域に貫通孔9の開口9iを形成する場合よりも、電動過給圧縮機1の回転体に生じるスラスト荷重の低減を図ることができる。
According to said structure, the thrust load produced in the rotary body of the
他の幾つかの実施形態では、図4〜図5に示されるように、軸受支持部材5が有する貫通孔9の開口9iは、軸受支持部材5のホイール側対向面5sにおける外周側領域よりも内周側に形成されるとともに、貫通孔9は、潤滑剤封入軸受8の外周面よりも外周側を延在する。例えば、上述のように外周側領域を定義した場合には、ホイール側対向面5sにおける、外周側領域以外となる内周側の領域(内周側領域)に貫通孔9の開口9iが形成される。ホイール側対向面5sの内周側領域は、外周側領域よりも、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81の近くに位置する。本実施形態では、ホイール側対向面5sの内周側領域に貫通孔9の開口9iを形成することで、軸受支持部材5におけるコンプレッサ側潤滑剤封入軸受81により近い部分に貫通孔9を形成する。これによって、圧縮空気が貫通孔9を流れることによって、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81を支持する軸受支持部材5の部分(後述する径方向支持部54や軸方向支持部55)の温度を、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81よりも相対的に低温とすることができ、相対的に高温のコンプレッサ側潤滑剤封入軸受81を冷却することが可能となる。
In some other embodiments, as shown in FIGS. 4 to 5, the
図1〜図5に示される実施形態では、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81の外周面にはスリーブ34が設けられている。また、軸受支持部材5は、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81を上記のスリーブ34を介して支持する径方向支持部54(後述)と、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81を径方向に支持する軸方向支持部55(後述)とが別部材で構成されており、ボルト58によって両者が連結されている。そして、径方向支持部54と軸方向支持部55とを連結する上記のボルト58とスリーブ34との径方向における間において、貫通孔9が軸方向に沿って電動モータ7に向かって延在するように軸受支持部材5に形成されている。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, a
上記の構成によれば、ホイール側対向面5sの外周側領域に貫通孔9の開口9iを形成する場合よりも、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81をより直接的に冷却することができる。
According to said structure, the compressor side lubricant enclosure bearing 81 can be cooled more directly than the case where the opening 9i of the through-
次に、図1〜図5に示される実施形態の軸受支持部材5について、より詳細に説明する。
幾つかの実施形態では、図2、図5に示されるように、軸受支持部材5は、ディフューザ形成部51と、固定部52と、内周側接続部53と、径方向支持部54と、軸方向支持部55と、を有する。これらの軸受支持部材5を構成する部分(51〜55)は全て一体の部材として形成されていても良いし、少なくとも一部の構成が他の部材と別の部材として形成され、ボルト等で接続されることにより一体化されていても良い。図1〜図5に示される実施形態では、ディフューザ形成部51と、固定部52と、内周側接続部53と、径方向支持部54とが一体的に形成されており、これとは別部材として形成された軸方向支持部55がボルト58によって径方向支持部54に接続(固定)されることで、軸受支持部材5が構成されている。
Next, the bearing
In some embodiments, as shown in FIGS. 2 and 5, the bearing
詳述すると、ディフューザ形成部51は、軸受支持部材5における、コンプレッサハウジング4との間でディフューザ通路42pを画定するディフューザ通路面5dを有する部分である。
固定部52は、軸受支持部材5における、ディフューザ形成部51における外周部に接続された部分であり、モータハウジング6に向かって延在する外周側接続部52aと、コンプレッサハウジング4とモータハウジング6との間に挟持される挟持部52fと、を有している。
図1〜図5に示される実施形態では、ディフューザ形成部51および固定部52における、軸方向のインバータ側端部の側にある端部の各々は、互いに距離L1だけ離れている。換言すると、固定部52は、ディフューザ形成部51から距離L1だけインバータ側端部の側に突出している。
More specifically, the
The fixed
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the end portions on the inverter side end portion in the axial direction in the
内周側接続部53は、軸受支持部材5における、ディフューザ形成部51における内周部に接続された部分であり、ステータ72に向かって延在する部分である。図1〜図5に示される実施形態では、内周側接続部53は、ディフューザ形成部51に対して、軸方向におけるインバータ側端部の側にずれて設けられており、ディフューザ形成部51のディフューザ通路面5dと、内周側接続部53により形成される軸受支持部材5のコンプレッサ側面の部分とで段差が生じている。そして、この段差の部分に、コンプレッサホイール2の背面が位置しており、内周側接続部53によって、ホイール側対向面5sの外周側の一部が形成されている。なお、内周側接続部53および後述する径方向支持部54によって、ホイール側対向面5sは構成されている。
また、ディフューザ形成部51および内周側接続部53における、軸方向のインバータ側端部の側にある端部の各々は、互いに距離L1だけ離れている。換言すると、内周側接続部53は、ディフューザ形成部51から距離L1だけインバータ側端部の側に突出している。そして、この内周側接続部53には、径方向支持部54と軸方向支持部55とがそれぞれ接続される。
The inner peripheral
Further, the end portions on the inverter side end portion in the axial direction in the
径方向支持部54は、軸受支持部材5における、内周側接続部53からコンプレッサ側潤滑剤封入軸受81に向かって延在する部分であり、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81を径方向に支持する。図5に示される実施形態では、径方向支持部54は、上述したスリーブ34を介してコンプレッサ側潤滑剤封入軸受81を支持している。
The radial
軸方向支持部55は、軸受支持部材5における、内周側接続部53から回転軸3に向かって延在する部分であり、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81を軸方向に支持する。図1〜図5に示される実施形態では、軸方向支持部55によって、ホイール側対向面5sの外周側の一部が形成されている。なお、上述の内周側接続部53および径方向支持部54によって、ホイール側対向面5sは構成されている。また、軸方向支持部55は、回転軸3に設けられたスリーブ35まで伸びており、軸方向支持部55のインバータ側端部の側の端部がコンプレッサ側潤滑剤封入軸受81の外輪を支持している。
The
上述したように、軸受支持部材5は、軸方向で最もインバータ側端部の側に位置するディフューザ形成部51から見ると、ディフューザ形成部51の外周側からは固定部52が軸方向の電動モータ7のある方向に沿って距離L1だけ突出し、また、ディフューザ形成部51の内周側からは、内周側接続部53に接続された径方向支持部54が軸方向の電動モータ7のある方向に沿って距離L1だけ突出している。これによって、ディフューザ形成部51と、固定部52と、内周側接続部53および径方向支持部54と、によって空間S3を形成している。また、軸受支持部材5によって形成される上記の空間S3は、上記の放熱空間S2に連なっているため、電動モータの冷却を促進することができる。
As described above, when viewed from the
そして、図1〜図2に示される実施形態では、ホイール側対向面5sは、内周側接続部53及び軸方向支持部55に亘って形成され、貫通孔9の開口9iは、内周側接続部53におけるホイール側対向面5sに形成される。これによって、貫通孔9による圧縮空気の通路長をより短くすることができ、軸受支持部材5に上記の空間S3が形成されていない場合に比べて、圧縮空気をより圧力損失なく背面隙間S1から放熱空間S2に導くことができる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 2, the wheel-
他方、図4〜図5に示される実施形態では、同様にホイール側対向面5sは、内周側接続部53及び軸方向支持部55に亘って形成されているが、貫通孔9の開口9iは、軸方向支持部55におけるホイール側対向面5sに形成される。これによって、上述したように、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81に近い部分に貫通孔9を形成しており、コンプレッサ側潤滑剤封入軸受81をより直接的に冷却することができる。
On the other hand, in the embodiment shown in FIGS. 4 to 5, the wheel-
以下、軸受支持部材5の貫通孔9の断面形状の他の幾つかの実施形態について、図6を用いて説明する。図6は、本発明の他の一実施形態に係る軸受支持部材5の貫通孔9の断面形状を説明するための断面図であり、図2のAA断面における断面図に対応する図である。
図6に示されるように、軸受支持部材5の貫通孔9は、周方向に長手方向Hlを有し、且つ、径方向に短手方向Hsを有する断面形状からなっていても良い。このような断面形状を貫通孔9が有することによって、軸受支持部材5の貫通孔9による通路幅を容易に広げることができる。例えば、図6の断面形状を有する1つの貫通孔9によって流すことが可能な流量と同等の流量を、図3に示される断面形状が円形の貫通孔9で流すことを可能とするためには、貫通孔9の数をより増やす必要があり、製作工数等が増大する。ところが、図6の断面形状は溝加工によって1工程によって容易に形成することができる。したがって、軸受支持部材5の貫通孔9を形成するために要する時間や工数を低減することができ、貫通孔9の製作コストの低減を図ることができる。
Hereinafter, some other embodiments of the cross-sectional shape of the through
As shown in FIG. 6, the through
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.
1 過給圧縮機
15 ボルト
2 コンプレッサホイール
21 ハブ部
22 ブレード
3 回転軸
3a ネジ部
3b ナット
34 スリーブ
35 スリーブ
4 コンプレッサハウジング
4f フランジ部
41 案内筒
41i 吸入口
41o 吐出口
42 ディフューザ部
42p ディフューザ通路
43 スクロール部
5 軸受支持部材
5d ディフューザ通路面
5s ホイール側対向面
51 ディフューザ形成部
52 固定部
52a 外周側接続部
52f 挟持部
53 内周側接続部
54 径方向支持部
55 軸方向支持部
58 ボルト
6 モータハウジング
6f フランジ部
7 電動モータ
71 ロータ
72 ステータ
73 ステータコイル
76 インバータ
8 潤滑剤封入軸受
81 コンプレッサ側潤滑剤封入軸受
82 インバータ側潤滑剤封入軸受
9 貫通孔
9i 貫通孔の開口
S1 背面隙間
S2 放熱空間
S3 空間
Ds スラスト方向
Hl 長手方向
Hs 短手方向
a 給気
DESCRIPTION OF
S1 Back gap S2 Heat radiation space S3 Space Ds Thrust direction Hl Longitudinal direction Hs Short direction a Air supply
Claims (7)
前記回転軸の一端側に設けられたコンプレッサホイールと、
前記コンプレッサホイールを回転可能に収容するコンプレッサハウジングと、
前記コンプレッサホイールよりも前記回転軸の他端側に設けられた、前記回転軸に回転力を付与するための電動モータと、
前記電動モータを収容するモータハウジングと、
前記コンプレッサホイールと前記電動モータとの間に設けられた、前記回転軸を回転可能に支持する軸受であって、内部に潤滑剤が封入されてなる潤滑剤封入軸受と、
前記コンプレッサハウジングおよび前記モータハウジングの少なくとも一方に固定されるとともに、前記潤滑剤封入軸受を支持する軸受支持部材であって、前記コンプレッサホイールの背面との間に隙間を有して対向するホイール側対向面を有する軸受支持部材と、を備え、
前記軸受支持部材は、前記ホイール側対向面に形成された開口から、前記回転軸の軸方向に沿って前記電動モータに向かって延在する貫通孔を有することを特徴とする電動過給圧縮機。 A rotation axis;
A compressor wheel provided on one end of the rotating shaft;
A compressor housing for rotatably housing the compressor wheel;
An electric motor for applying a rotational force to the rotary shaft, provided on the other end side of the rotary shaft from the compressor wheel;
A motor housing that houses the electric motor;
A bearing provided between the compressor wheel and the electric motor for rotatably supporting the rotating shaft, and a lubricant-enclosed bearing in which a lubricant is enclosed;
A bearing support member that is fixed to at least one of the compressor housing and the motor housing and supports the lubricant-enclosed bearing, and is opposed to the wheel side with a gap between the rear surface of the compressor wheel. A bearing support member having a surface,
The electric supercharger compressor, wherein the bearing support member has a through hole extending from an opening formed in the wheel side facing surface toward the electric motor along an axial direction of the rotating shaft. .
前記回転軸に固定されるロータと、
前記ロータの周囲において前記モータハウジングによって支持され、電磁力によって前記ロータに回転力を付与するためのステータと、を含み、
前記ステータと前記軸受支持部材との間には放熱空間が形成され、
前記貫通孔は、前記隙間と前記放熱空間とを連通することを特徴とする請求項1に記載の電動過給圧縮機。 The electric motor is
A rotor fixed to the rotating shaft;
A stator supported by the motor housing around the rotor and for applying a rotational force to the rotor by electromagnetic force;
A heat radiation space is formed between the stator and the bearing support member,
The electric supercharged compressor according to claim 1, wherein the through hole communicates the gap and the heat dissipation space.
前記貫通孔は、前記潤滑剤封入軸受の外周面よりも外周側を延在することを特徴とする請求項1または2に記載の電動過給圧縮機。 The opening of the through hole is formed on the inner peripheral side of the outer peripheral side region in the wheel side facing surface, and
The electric supercharged compressor according to claim 1, wherein the through hole extends on an outer peripheral side with respect to an outer peripheral surface of the lubricant-enclosed bearing.
前記コンプレッサハウジングとの間でディフューザ通路を画定するディフューザ通路面を有するディフューザ形成部と、
前記ディフューザ形成部における外周部に接続されるとともに前記モータハウジングに向かって延在する外周側接続部、及び前記コンプレッサハウジングと前記モータハウジングとの間に挟持される挟持部、を有する固定部と、
前記ディフューザ形成部における内周部に接続されるとともに前記電動モータのステータに向かって延在する内周側接続部と、
前記内周側接続部から前記潤滑剤封入軸受に向かって延在するとともに前記潤滑剤封入軸受を径方向に支持する径方向支持部と、
前記内周側接続部から前記回転軸に向かって延在するとともに前記潤滑剤封入軸受を軸方向に支持する軸方向支持部と、を含み、
前記ホイール側対向面は、前記内周側接続部及び前記軸方向支持部に亘って形成され、
前記貫通孔の前記開口は、前記内周側接続部における前記ホイール側対向面に形成されることを特徴とする請求項3に記載の電動過給圧縮機。 The bearing support member is
A diffuser forming portion having a diffuser passage surface defining a diffuser passage with the compressor housing;
A fixed portion having an outer peripheral side connecting portion that is connected to the outer peripheral portion of the diffuser forming portion and extends toward the motor housing, and a clamping portion that is sandwiched between the compressor housing and the motor housing;
An inner peripheral side connecting portion connected to an inner peripheral portion of the diffuser forming portion and extending toward a stator of the electric motor;
A radial support portion extending from the inner peripheral side connection portion toward the lubricant-enclosed bearing and supporting the lubricant-enclosed bearing in a radial direction;
An axial support portion extending from the inner peripheral side connection portion toward the rotation shaft and supporting the lubricant-enclosed bearing in the axial direction,
The wheel side facing surface is formed across the inner peripheral side connecting portion and the axial support portion,
The electric supercharged compressor according to claim 3, wherein the opening of the through hole is formed in the wheel side facing surface of the inner peripheral side connection portion.
前記コンプレッサハウジングとの間でディフューザ通路を画定するディフューザ通路面を有するディフューザ形成部と、
前記ディフューザ形成部における外周部に接続されるとともに前記モータハウジングに向かって延在する外周側接続部、及び前記コンプレッサハウジングと前記モータハウジングとの間に挟持される挟持部、を有する固定部と、
前記ディフューザ形成部における内周部に接続されるとともに前記電動モータのステータに向かって延在する内周側接続部と、
前記内周側接続部から前記潤滑剤封入軸受に向かって延在するとともに前記潤滑剤封入軸受を径方向に支持する径方向支持部と、
前記内周側接続部から前記回転軸に向かって延在するとともに前記潤滑剤封入軸受を軸方向に支持する軸方向支持部と、を含み、
前記ホイール側対向面は、前記内周側接続部及び前記軸方向支持部に亘って形成され、
前記貫通孔の前記開口は、前記軸方向支持部における前記ホイール側対向面に形成されることを特徴とする請求項4に記載の電動過給圧縮機。 The bearing support member is
A diffuser forming portion having a diffuser passage surface defining a diffuser passage with the compressor housing;
A fixed portion having an outer peripheral side connecting portion that is connected to the outer peripheral portion of the diffuser forming portion and extends toward the motor housing, and a clamping portion that is sandwiched between the compressor housing and the motor housing;
An inner peripheral side connecting portion connected to an inner peripheral portion of the diffuser forming portion and extending toward a stator of the electric motor;
A radial support portion extending from the inner peripheral side connection portion toward the lubricant-enclosed bearing and supporting the lubricant-enclosed bearing in a radial direction;
An axial support portion extending from the inner peripheral side connection portion toward the rotation shaft and supporting the lubricant-enclosed bearing in the axial direction,
The wheel side facing surface is formed across the inner peripheral side connecting portion and the axial support portion,
The electric supercharger compressor according to claim 4, wherein the opening of the through hole is formed on the wheel side facing surface of the axial support portion.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108644005A (en) * | 2018-05-19 | 2018-10-12 | 温州伊诺韦特科技有限公司 | A kind of electric turbocharger |
JP2020007931A (en) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | 株式会社豊田自動織機 | Electrically-driven supercharger |
WO2020137649A1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | 愛三工業株式会社 | Pump |
JPWO2020196123A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009024576A (en) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Ihi Corp | Supercharger with electric motor |
JP2012017712A (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Ihi Corp | Turbo machine |
JP2013024059A (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Electric supercharge compressor, method for assembling the same, and internal combustion engine |
WO2017057482A1 (en) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
-
2016
- 2016-06-15 JP JP2016118510A patent/JP6682374B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009024576A (en) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Ihi Corp | Supercharger with electric motor |
JP2012017712A (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Ihi Corp | Turbo machine |
JP2013024059A (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Electric supercharge compressor, method for assembling the same, and internal combustion engine |
WO2017057482A1 (en) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108644005A (en) * | 2018-05-19 | 2018-10-12 | 温州伊诺韦特科技有限公司 | A kind of electric turbocharger |
JP2020007931A (en) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | 株式会社豊田自動織機 | Electrically-driven supercharger |
WO2020137649A1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | 愛三工業株式会社 | Pump |
JP2020105957A (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 愛三工業株式会社 | pump |
CN113227584A (en) * | 2018-12-27 | 2021-08-06 | 爱三工业株式会社 | Pump and method of operating the same |
JPWO2020196123A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ||
WO2020196123A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 株式会社Ihi | Inverter integrated gas supply device |
JP7279775B2 (en) | 2019-03-27 | 2023-05-23 | 株式会社Ihi | Inverter integrated gas supply device |
US11929651B2 (en) | 2019-03-27 | 2024-03-12 | Ihi Corporation | Inverter integrated gas supply device |
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Publication number | Publication date |
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