JP2020067007A - 電動過給機 - Google Patents
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Abstract
【課題】軸受に潤滑油を供給するための構成を簡素化できる電動過給機を提供すること。【解決手段】電動過給機10は、油供給流路44を備えるとともに、各コイルエンド25e,25fの上方に位置する油供給孔38を備える。電動過給機10は、ハウジング11の内部に、油供給部材50a,50bを備える。各油供給部材50a,50bは、回転軸20よりも鉛直方向の上側の位置において各コイルエンド25e,25fの外周面よりも径方向内側に配置される本体部55を有する。各油供給部材50a,50bは、回転軸20の軸方向における各コイルエンド25e,25fの先端部の位置から、該コイルエンド25e,25fの先端部から離れる側に配置された各軸受31,32側に本体部55から延びる油案内部56を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、電動過給機に関する。
例えば、特許文献1に記載されるように、電動過給機のハウジングには、潤滑油の供給口が設けられるとともに、潤滑油の供給口に連通する潤滑油通路が設けられている。また、ハウジングには、潤滑油通路に供給された潤滑油を軸受及び電動モータのコイルエンドに導くための導入通路が設けられている。そして、供給口から潤滑油通路に供給された潤滑油が、導入通路によって軸受及びコイルエンドに導かれることにより、軸受及びコイルエンドが冷却されるようになっている。
ところが、特許文献1において、軸受に潤滑油を供給するための導入通路は、潤滑油通路からハウジングの厚み内に延びる通路と、当該通路と軸受とを繋ぐ通路とを別々に形成して設けられている。このため、導入通路の形成のために、ハウジングの加工を複数回行う必要があり、軸受に潤滑油を供給するための構成が複雑化している。
本発明の目的は、軸受に潤滑油を供給するための構成を簡素化できる電動過給機を提供することにある。
上記問題点を解決するための電動過給機は、ハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して回転可能に支持される回転軸と、前記回転軸の軸方向の一端側に連結されるインペラと、前記ハウジングに収容されるとともに前記回転軸を回転させる電動モータと、を備え、前記電動モータは、ステータコアと、前記ステータコアにおける前記回転軸の軸方向に位置する両端面から突出するコイルエンドと、を有するステータを備える電動過給機であって、前記ハウジングの上部に、前記回転軸の軸方向に延びる油供給流路を備えるとともに、前記油供給流路に連通し、かつ鉛直方向における前記コイルエンドの上方に位置する油供給孔を備え、前記回転軸よりも鉛直方向上側の位置において前記コイルエンドの外周面よりも径方向内側に配置される本体部、及び前記回転軸の軸方向における前記コイルエンドの先端部の位置から、該コイルエンドの先端部から離れる側に配置された前記軸受側に前記本体部から延びる油案内部を有する油供給部材を備えることを要旨とする。
これによれば、油供給部材により、回転軸よりも鉛直方向上側において、本体部を、コイルエンドの外周面よりも回転軸の径方向内側に配置し、その本体部から延びる油案内部を、コイルエンドの先端部から離れる側に配置された軸受側に延びるように配置することができる。
潤滑油は、油供給流路から油供給孔を通過してコイルエンド上に落下し、当該コイルエンドに供給される。コイルエンドに供給された潤滑油の一部は、コイルエンドの外周面に沿って流れた後、コイルエンドの外周面から落下する。潤滑油の落下先、すなわち、コイルエンドの先端部の位置よりも軸受側には油供給部材の油案内部が配置されており、コイルエンドから落下した潤滑油が油案内部の外面に沿って流れる。そして、油案内部の外面に沿って流れる潤滑油のうち、回転軸の軸方向に沿って、コイルエンドの先端部から離れる側に配置された軸受に向けて流れた潤滑油が軸受に供給され、軸受が潤滑及び冷却される。よって、軸受に潤滑油を供給するための構成を、ハウジング内に油供給部材を設置するだけで構成でき、例えば、ハウジングの厚み内に通路を形成して構成する場合と比べると簡素化できる。
また、電動過給機について、前記軸受は、前記回転軸に固定される内輪と、前記内輪の外方に配置される外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される転動体と、を有し、前記油案内部は、前記コイルエンドの先端部から離れる側に配置された前記軸受寄りの先端縁を有し、前記先端縁は、前記軸受における前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間の空間に対し、前記回転軸の軸方向に対向していてもよい。
これによれば、油案内部の外面に沿って軸受に流れる潤滑油を、内輪の外周面と外輪の内周面との間の空間に供給しやすく、当該空間に配置された転動体に潤滑油を供給しやすい。例えば、潤滑油が、外輪の外周面に供給された後に内輪と外輪との間に流れ込んでいく場合に比べて、内輪と外輪との間の空間に潤滑油を効率良く供給することができ、転動体を潤滑しやすい。
また、電動過給機について、前記油案内部は、前記回転軸の軸方向に沿って前記本体部側から前記先端縁に向けて下り傾斜する傾斜部を有していてもよい。
これによれば、回転軸の軸方向に沿って油案内部の外面を流れる潤滑油を、傾斜部を利用して軸受に向けて流れやすくし、油案内部が傾斜部を有さず、軸方向に沿って延びる場合と比べると、軸受に対して潤滑油を供給しやすくなる。
これによれば、回転軸の軸方向に沿って油案内部の外面を流れる潤滑油を、傾斜部を利用して軸受に向けて流れやすくし、油案内部が傾斜部を有さず、軸方向に沿って延びる場合と比べると、軸受に対して潤滑油を供給しやすくなる。
また、電動過給機について、前記本体部は、前記回転軸の径方向に沿う寸法が前記回転軸の直径より大きくてもよい。
これによれば、油供給孔を通過してコイルエンド上に落下し、当該コイルエンドに供給された潤滑油は、コイルエンドを構成する導線同士の隙間を通過して回転軸に向かって落下する。回転軸に向かって落下した潤滑油は、回転軸よりも鉛直方向上側に位置し、且つコイルエンドの外周面よりも回転軸の径方向内側に位置する本体部上に落下し、落下した潤滑油の一部は、本体部の外面に沿って回転軸よりも径方向外側から落下する。このため、コイルエンドを通過した潤滑油が回転軸上に落下する量を抑え、潤滑油による回転軸の回転抵抗を減らすことができる。
これによれば、油供給孔を通過してコイルエンド上に落下し、当該コイルエンドに供給された潤滑油は、コイルエンドを構成する導線同士の隙間を通過して回転軸に向かって落下する。回転軸に向かって落下した潤滑油は、回転軸よりも鉛直方向上側に位置し、且つコイルエンドの外周面よりも回転軸の径方向内側に位置する本体部上に落下し、落下した潤滑油の一部は、本体部の外面に沿って回転軸よりも径方向外側から落下する。このため、コイルエンドを通過した潤滑油が回転軸上に落下する量を抑え、潤滑油による回転軸の回転抵抗を減らすことができる。
また、電動過給機について、前記油案内部は半円筒状であり、かつ前記回転軸の径方向に沿う前記油案内部の寸法は、前記回転軸の直径より大きくてもよい。
これによれば、油案内部を半円筒状にすることで、例えば、油案内部が細長な板状である場合と比べると軸受の周方向に沿う油案内部の寸法を大きくでき、油案内部の外面に沿って軸受に供給できる潤滑油が不足することを抑制できる。
これによれば、油案内部を半円筒状にすることで、例えば、油案内部が細長な板状である場合と比べると軸受の周方向に沿う油案内部の寸法を大きくでき、油案内部の外面に沿って軸受に供給できる潤滑油が不足することを抑制できる。
また、電動過給機について、前記油案内部は、当該油案内部を厚さ方向に貫通する貫通孔を備えていてもよい。
これによれば、油案内部に貫通孔を設けることで、油案内部に落下した潤滑油を、コイルエンドの先端部から離れる側に配置された軸受に向けて流れる潤滑油と、貫通孔を通過して油案内部から落下する潤滑油とに分けることができる。このため、油案内部の外面に沿って軸受に向かう潤滑油が軸受に過剰供給されることを抑制できる。
これによれば、油案内部に貫通孔を設けることで、油案内部に落下した潤滑油を、コイルエンドの先端部から離れる側に配置された軸受に向けて流れる潤滑油と、貫通孔を通過して油案内部から落下する潤滑油とに分けることができる。このため、油案内部の外面に沿って軸受に向かう潤滑油が軸受に過剰供給されることを抑制できる。
本発明によれば、軸受に潤滑油を供給するための構成を簡素化できる。
以下、電動過給機を具体化した一実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。なお、本実施形態の電動過給機は自動車のエンジンルームに搭載され、エンジンに流体としての空気を圧縮して供給するために用いられる。
図1に示すように、電動過給機10のハウジング11は、筒状のモータハウジング12と、モータハウジング12の軸方向一端面に連結される円板状の第1プレート13と、モータハウジング12の軸方向他端面に連結される円板状の第2プレート14と、第2プレート14に取り付けられるカバー14aと、を備える。さらに、ハウジング11は、第1プレート13におけるモータハウジング12とは反対側に連結されるコンプレッサハウジング15を備える。モータハウジング12、第1プレート13、第2プレート14、カバー14a、及びコンプレッサハウジング15は、例えばアルミニウム製である。
第1プレート13は筒状の第1軸受部16を備える。第2プレート14には、軸受用貫通孔14hが形成されている。軸受用貫通孔14hには、筒状の第2軸受ケース17が取り付けられている。カバー14aは、軸受用貫通孔14hにおけるモータハウジング12とは反対側の開口を閉塞している。
電動過給機10は、ハウジング11に回転可能に支持される回転軸20を備える。回転軸20は、第2軸受ケース17、モータハウジング12、及び第1プレート13に挿通されている。回転軸20は、第1プレート13を貫通してコンプレッサハウジング15内に突出している。回転軸20と第1プレート13との間には軸シール13aが介在されている。
本実施形態では、回転軸20におけるコンプレッサハウジング15内に突出している側が回転軸20の軸方向の一端側に対応し、回転軸20における第2軸受ケース17側が回転軸20の軸方向の他端側に対応する。回転軸20の軸方向の一端側にはインペラ21がナットNによって締結されている。
ハウジング11におけるモータハウジング12内には、回転軸20を回転させる電動モータ22が収容されている。電動モータ22は、モータハウジング12と、第1プレート13と、第2プレート14とで囲まれた空間であるモータ室121に収容されている。
モータハウジング12の下部には、モータ室121内の潤滑油をハウジング11外へ排出する排出通路54が形成されている。排出通路54を介してハウジング11外へ排出された潤滑油は、エンジンのオイルパンにエンジンオイルとして回収される。
電動モータ22は、筒状のステータ23と、ステータ23の内側に配置されたロータ24と、を備えている。ステータ23には、コイル25が捲回されている。ロータ24は、コイル25に電流が供給されることにより回転軸20と一体的に回転する。
ステータ23は、円環状のステータコア23aを備えている。ステータコア23aは、円筒状のヨーク23b、及びヨーク23bの内周面から径方向に延在する複数のティース23cを有している。図3に示すように、複数のティース23cは、ステータコア23aの周方向に間隔をあけて配置されている。各ティース23cの先端には鍔部23dが、ステータコア23aの周方向に隣り合うティース23cに向けて突出している。
また、図1に示すように、コイル25はステータコア23aにおける回転軸20の軸方向両端面のうち、第1プレート13寄りの端面から突出する第1コイルエンド25eと、第2プレート14寄りの端面から突出する第2コイルエンド25fとを有している。第1コイルエンド25eにおけるステータコア23aからの突出方向の先端面26は、回転軸20の軸方向に沿って第1軸受部16から離れている。また、第2コイルエンド25fにおけるステータコア23aからの突出方向の先端面27は、回転軸20の軸方向に沿って第2軸受ケース17から離れている。
電動過給機10は、回転軸20におけるインペラ21に近い部位を回転可能に支持する第1の軸受31を備えている。第1の軸受31は、第1軸受部16に収容されている。第1の軸受31は、回転軸20に固定される第1の内輪31aと、第1軸受部16に挿入される第1の外輪31bと、第1の内輪31aと第1の外輪31bとの間の空間に複数配置される第1の転動体31cとを有する。
電動過給機10は、回転軸20の軸方向において回転軸20における第1の軸受31よりもインペラ21から遠い部位を回転可能に支持する第2の軸受32を備えている。よって、回転軸20は、第1の軸受31及び第2の軸受32を介してハウジング11に回転可能に支持されている。第2の軸受32は、第2軸受ケース17に収容されるとともに、回転軸20の軸方向において、第2軸受ケース17内におけるカバー14aとは反対側の端部に配置されている。第2の軸受32は、第2軸受ケース17に収容されている。
第2の軸受32は、回転軸20に固定される第2の内輪32aと、第2軸受ケース17に挿入される第2の外輪32bと、第2の内輪32aと第2の外輪32bとの間の空間に複数配置される第2の転動体32cとを有する。
第2軸受ケース17内において回転軸20の軸方向における第2の軸受32とカバー14aとの間には収容室33が設けられている。収容室33には、円環状のワッシャ34及び予圧ばね35が収容されている。予圧ばね35の一端はカバー14aに当接するとともに、予圧ばね35の他端はワッシャ34を介して第2の軸受32の第2の外輪32bの端面に当接している。予圧ばね35は、回転軸20の軸方向に圧縮された状態でカバー14aとワッシャ34との間に配置されている。よって、カバー14aは、予圧ばね35を保持している。そして、予圧ばね35は、圧縮された予圧ばね35の原形状へ復帰しようとする力によって回転軸20の軸方向において第2の軸受32を付勢している。
コンプレッサハウジング15は、空気(新気)が吸入される吸入口15aと、吸入口15aに連通するとともにインペラ21が収容されたインペラ室15bと、インペラ21によって圧縮された空気が吐出される吐出室15cと、インペラ室15bと吐出室15cとを連通するディフューザ流路15dと、を有している。
そして、電動モータ22を駆動させて回転軸20を回転させるとインペラ21が回転し、その回転するインペラ21の遠心力によって吸入口15aから吸入された空気に速度エネルギーが与えられる。速度エネルギーが与えられて高速となった空気はインペラ室15bの出口に設けられたディフューザ流路15dにて減速され、空気の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換される。そして、高圧となった空気は吐出室15cより吐出され、図示しないエンジンに供給される。
ハウジング11の上部であるモータハウジング12の上部には、回転軸20の軸方向へ延びる油供給流路44が設けられている。油供給流路44は、回転軸20の軸方向に沿うモータハウジング12の一端から他端に向けてドリルで加工して形成されている。なお、モータハウジング12を鋳造する場合は、鋳型によって油供給流路44を形成してもよい。回転軸20の軸方向に沿う油供給流路44の一端は、第1プレート13によって閉塞されている。モータハウジング12の軸方向一端面には環状のシール部材13bが装着され、シール部材13bは、モータハウジング12の軸方向の一端側の開口を取り囲んでいる。シール部材13bは、モータハウジング12の軸方向一端側において、第1プレート13とモータハウジング12との間をシールするとともに、油供給流路44と第1プレート13との間をシールしている。
回転軸20の軸方向に沿う油供給流路44の長さは、回転軸20の軸方向に沿う電動モータ22の長さより長い。油供給流路44の長さ方向の一端は、第1コイルエンド25eの先端面26よりも第1プレート13寄りに位置し、油供給流路44の長さ方向の他端は、第2コイルエンド25fの先端面27よりも第2プレート14寄りに位置している。このため、油供給流路44は、電動モータ22の全体に対し、鉛直方向に重なっている。
ハウジング11の上部であるモータハウジング12の上部には、油供給流路44に潤滑油を供給する供給ポート43が設けられている。供給ポート43には、潤滑油を供給するためのポンプPが接続されている。そして、ポンプPの駆動により、供給ポート43には潤滑油が供給され、油供給流路44に潤滑油が供給されるようになっている。
ハウジング11の上部であるモータハウジング12の上部であり、油供給流路44の鉛直方向下側には、油供給流路44の内側とハウジング11の内側とを連通させる一対の油供給孔38が設けられている。一方の油供給孔38は、第1コイルエンド25eの上方、すなわち鉛直方向の上側に位置し、回転軸20の径方向において第1コイルエンド25eに重なる位置に配置されている。他方の油供給孔38は、第2コイルエンド25fの上方、すなわち鉛直方向の上側に位置し、回転軸20の径方向において第2コイルエンド25fに重なる位置に配置されている。
第1コイルエンド25eの上部における内周面と回転軸20の上部周面との間には第1の油供給部材50aが配置されている。第1の油供給部材50aは、第1コイルエンド25eの外周面よりも回転軸20の径方向内側、且つ回転軸20よりも鉛直方向上側に位置している。また、第2コイルエンド25fの上部における内周面と回転軸20の上部周面との間には第2の油供給部材50bが配置されている。第2の油供給部材50bは、第2コイルエンド25fの外周面よりも回転軸20の径方向内側、且つ回転軸20よりも鉛直方向上側に位置している。第1の油供給部材50aと第2の油供給部材50bは、構成が同じであるため、共通の部材番号を付して説明する。
第1の油供給部材50a及び第2の油供給部材50bは、半円筒状の基体部51と、基体部51の軸方向一端縁から各軸受31,32に向かって延設された半円筒状の傾斜部52とを有する。また、第1の油供給部材50a及び第2の油供給部材50bは、基体部51の軸方向他端縁から、回転軸20の軸方向の中央に向かって延設された取付部53を有する。基体部51と傾斜部52と取付部53は一体である。各油供給部材50a,50bは、油耐性及び熱耐性を有する樹脂製である。なお、熱耐性は、120〜130℃の熱に曝されても変形しない耐性を有していればよい。
図3に示すように、基体部51の外周面に沿って周方向に延びる仮想円を第1仮想円C1とする。また、ティース23cの先端を通過し、かつステータ23の周方向へ延びる仮想円を第2仮想円C2とする。第1仮想円C1と第2仮想円C2は中心を同じとする同心円であり、第1仮想円C1の直径は、第2仮想円C2の直径より若干大きい。
図2に示すように、油供給部材50a,50bの各取付部53は、基体部51の軸方向に沿って基体部51から細長に突出する板状である。そして、図3に示すように、油供給部材50a,50bを軸方向から見た場合、各取付部53の外面は、基体部51の第1仮想円C1に沿う湾曲形状である。なお、本実施形態では、油供給部材50a,50bは、5つの取付部53を備える。5つの取付部53のうち、基体部51の周方向の両端側に位置する取付部53は、基体部51の周方向の各端縁の延長線上に位置している。残りの3つの取付部53は、基体部51の周方向に沿って等間隔おきに設けられている。基体部51の周方向に隣り合う取付部53間の寸法は、ステータ23の周方向へのティース23cの寸法より若干大きい。
基体部51の周方向に沿う取付部53の寸法は、ステータ23の周方向に隣り合うティース23c間の寸法のうち、鍔部23dに最も近い位置での寸法より若干短い。各取付部53は、回転軸20よりも鉛直方向上側において、隣り合うティース23c間に差し込まれている。各取付部53は、ステータ23の周方向において取付部53を挟むティース23cと一体の鍔部23dによって下側から支持され、鍔部23dによる支持によって各油供給部材50a,50bがステータ23に一体に取り付けられている。
図1に示すように、鍔部23dによる支持により、第1の油供給部材50aの基体部51の一部は、回転軸20よりも鉛直方向上側において第1コイルエンド25eの内周面と回転軸20の周面との間に配置されている。第1の油供給部材50aにおいて、基体部51のうち、回転軸20よりも鉛直方向上側において第1コイルエンド25eの内周面と回転軸20の周面との間に配置された部位が本体部55を構成している。
また、鍔部23dによる支持により、第2の油供給部材50bの基体部51の一部は、回転軸20よりも鉛直方向上側において第2コイルエンド25fの内周面と回転軸20の周面との間に配置されている。第2の油供給部材50bにおいて、基体部51のうち、回転軸20よりも鉛直方向上側において第2コイルエンド25fの内周面と回転軸20の周面との間に配置された部位が本体部55を構成している。
図3に示すように、回転軸20の径方向に沿う基体部51、さらには本体部55の寸法は、回転軸20の直径より大きい。このため、本体部55は、各コイルエンド25e,25fの上部内周側で、回転軸20の軸方向に沿う一部を、回転軸20の径方向全体に亘って上側から覆っている。
図2に示すように、第1の油供給部材50aの傾斜部52は、第1コイルエンド25eの外周面よりも径方向内側、且つ回転軸20より鉛直方向上側に位置している。また、第2の油供給部材50bの傾斜部52は、第2コイルエンド25fの外周面よりも径方向内側、且つ回転軸20より鉛直方向上側に位置している。各油供給部材50a,50bの傾斜部52は、基体部51寄りの端縁に半円状に延びる基端縁52aを有し、各軸受31,32寄りの端縁に円弧状に延びる先端縁52bを有する。回転軸20の径方向に沿う傾斜部52の寸法は、回転軸20の直径より大きい。このため、各傾斜部52は、回転軸20の軸方向に沿う一部を、回転軸20の径方向全体に亘って、回転軸20の軸方向に沿って鉛直方向上側から覆っている。
図3に示すように、先端縁52bに沿って周方向に延びる仮想円を第3仮想円C3とする。第3仮想円C3と第1仮想円C1は中心を同じとする同心円であり、第3仮想円C3の直径は、第1仮想円C1の直径より小さい。また、第3仮想円C3は、第1の軸受31及び第2の軸受32と中心を同じとする同心円である。第3仮想円C3の直径は、各軸受31,32の内輪31a,32aの外径より若干大きく、外輪31b,32bの内径より若干小さい。
図1に示すように、第1の油供給部材50aの傾斜部52及び基体部51の一部は、回転軸20の軸方向に沿って、第1コイルエンド25eの先端面26と第1の軸受31との間に位置する。第1の油供給部材50aは、回転軸20の軸方向において、第1コイルエンド25eの先端面26と第1の軸受31との間に位置する部位に油案内部56を備える。油案内部56は、傾斜部52及び基体部51の一部によって構成されている。第1の油供給部材50aの油案内部56は、回転軸20の軸方向における第1コイルエンド25eの先端部の位置から、該第1コイルエンド25eの先端部から離れる側に配置された第1の軸受31側に本体部55から延びている。したがって、第1の油供給部材50aは、第1コイルエンド25eの外周面よりも径方向内側に配置される本体部55と、本体部55に繋がる油案内部56とを有する。
なお、第1コイルエンド25eの先端部の位置とは、第1コイルエンド25eにおいて、回転軸20の軸方向に沿って第1プレート13に最も近い位置は当然のこと、その第1プレート13に最も近い位置よりも僅かに第1プレート13寄りの位置や僅かにステータコア23a寄りの位置を含む。
本実施形態では、第1の油供給部材50aの油案内部56を構成する基体部51の一部は、基体部51のうち、第1コイルエンド25eにおける第1プレート13に最も近い先端面26から僅かに第1プレート13に近づいた部位である。このため、傾斜部52の基端縁52aは、第1コイルエンド25eの先端面26よりも僅かに第1プレート13寄りの位置にある。
第1の油供給部材50aの油案内部56は、ハウジング11内の空間のうち、回転軸20の軸方向における第1の軸受31の端面と第1コイルエンド25eの先端面26との間の空間に露出した回転軸20の一部を、軸方向全体に亘って覆う。
第1の油供給部材50aの油案内部56の先端縁となる傾斜部52の先端縁52bは、第1の内輪31aの外周面と第1の外輪31bの内周面との間の空間に対し、回転軸20の軸方向に沿って対向している。よって、回転軸20の軸方向に沿って第1の転動体31cの中心点を第1の油供給部材50a側に延長した先に、油案内部56の先端縁52bが位置している。
第2の油供給部材50bの傾斜部52及び基体部51の一部は、回転軸20の軸方向に沿って、第2コイルエンド25fの先端面27と第2の軸受32との間に位置する。第2の油供給部材50bは、回転軸20の軸方向において、第2コイルエンド25fの先端面27と第2の軸受32との間に位置する部位に油案内部56を備える。油案内部56は、傾斜部52及び基体部51の一部によって構成されている。第2の油供給部材50bの油案内部56は、回転軸20の軸方向における第2コイルエンド25fの先端部の位置から、該第2コイルエンド25fの先端部から離れる側に配置された第2の軸受32側に本体部55から延びている。したがって、第2の油供給部材50bは、第2コイルエンド25fの外周面よりも径方向内側に配置される本体部55と、本体部55に繋がる油案内部56とを有する。
なお、第2コイルエンド25fの先端部の位置とは、第2コイルエンド25fにおいて、回転軸20の軸方向に沿って第2プレート14に最も近い位置は当然のこと、その第2プレート14に最も近い位置よりも僅かに第2プレート14寄りの位置や僅かにステータコア23a寄りの位置を含む。
本実施形態では、第2の油供給部材50bの油案内部56を構成する基体部51の一部は、基体部51のうち、第2コイルエンド25fにおける第2プレート14に最も近い先端面27よりも僅かに第2プレート14に近づいた部位である。このため、傾斜部52の基端縁52aは、第2コイルエンド25fの先端面27よりも僅かに第2プレート14寄りの位置にある。
第2の油供給部材50bの油案内部56は、ハウジング11内の空間のうち、回転軸20の軸方向における第2の軸受32の端面と第2コイルエンド25fの先端面27との間の空間に露出した回転軸20の一部を、軸方向全体に亘って覆う。
第2の油供給部材50bの油案内部56の先端縁となる傾斜部52の先端縁52bは、第2の内輪32aの外周面と第2の外輪32bの内周面との間の空間に対し、回転軸20の軸方向に沿って対向している。よって、回転軸20の軸方向に沿って第2の転動体32cの中心点を第2の油供給部材50b側に延長した先に、油案内部56の先端縁52bが位置している。
油案内部56の傾斜部52には、当該油案内部56を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔52cが、油案内部56の周方向へ等間隔おきに設けられている。よって、回転軸20の一部は、貫通孔52cによって油案内部56に覆われていない。貫通孔52cは丸孔状である。そして、貫通孔52cの大きさ又は数を調節することにより、油案内部56に沿って各軸受31,32に流れる潤滑油の量を調節できる。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図1又は図4の矢印Yに示すように、電動過給機10において、ポンプPにより、供給ポート43から油供給流路44に潤滑油が供給され、油供給流路44に供給された潤滑油は、各油供給孔38を通過して、第1コイルエンド25e及び第2コイルエンド25fに落下し、それらコイルエンド25e,25fに供給される。すると、各コイルエンド25e,25fが潤滑油によって冷却される。
図1又は図4の矢印Yに示すように、電動過給機10において、ポンプPにより、供給ポート43から油供給流路44に潤滑油が供給され、油供給流路44に供給された潤滑油は、各油供給孔38を通過して、第1コイルエンド25e及び第2コイルエンド25fに落下し、それらコイルエンド25e,25fに供給される。すると、各コイルエンド25e,25fが潤滑油によって冷却される。
各コイルエンド25e,25fに落下した潤滑油は、各コイルエンド25e,25fの外周面の形状に応じて、周方向や軸方向に沿って下方へと流れていく。また、潤滑油は、各コイルエンド25e,25fを構成する導線同士の隙間を通過して、各コイルエンド25e,25fの下方へと流れていく。
そして、各コイルエンド25e,25fの外周面から各先端面26,27側に流れ落ちた潤滑油は、各油供給部材50a,50bの油案内部56上に落下する。潤滑油の落下先には、油案内部56が配置されているため、落下した潤滑油は、油案内部56(本体部55の一部及び傾斜部52)の外面に沿って流れる。そして、油案内部56の外周面に沿って流れる潤滑油のうち、回転軸20の軸方向に沿って流れるとともに、傾斜部52の下り傾斜を利用して各軸受31,32に向かって流れた潤滑油が、内輪31a,32aの外周面と外輪31b,32bの内周面との間の空間に供給される。その結果、潤滑油が転動体31c,32cに供給され、各軸受31,32の転動体31c,32cが潤滑される。
また、各油供給部材50a,50bの油案内部56上に落下した潤滑油の一部は、貫通孔52cを通過して、油案内部56の傾斜部52から落下する。このため、油案内部56に落下した潤滑油は、傾斜部52を伝って軸受31,32に向かう潤滑油と、傾斜部52から落下する潤滑油とに分けられ、油案内部56上に落下した潤滑油の全てが軸受31,32に供給されない。
また、各コイルエンド25e,25fの導線間を通過した潤滑油は、各油供給部材50a,50bの本体部55上に落下する。本体部55上に落下した潤滑油は、本体部55の外周面に沿って周方向に沿って分流し、回転軸20よりも径方向外側から本体部55よりも下に落下する。そして、各コイルエンド25e,25fを通過し、コイル25より下側に落下した潤滑油や、油案内部56の周面に沿って落下した潤滑油、さらには、貫通孔52cを通過した潤滑油は、排出通路54に流れ込み、排出通路54を介してハウジング11外へ排出される。ハウジング11外へ排出された潤滑油は、エンジンのオイルパンにエンジンオイルとして回収される。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)第1及び第2の油供給部材50a,50bは、回転軸20よりも鉛直方向上側において、各コイルエンド25e,25fの内周面と回転軸20の周面との間に配置される本体部55を有する。また、第1及び第2の油供給部材50a,50bは、各コイルエンド25e,25fの先端部の位置から、各コイルエンド25e,25fの先端部から離れる側に配置された各軸受31,32に本体部55から延びる油案内部56を有する。このため、各コイルエンド25e,25fから落下した潤滑油を、油案内部56によって、回転軸20の軸方向に沿って流すことで各軸受31,32に供給できる。よって、ハウジング11内に油供給部材50a,50bを設置するだけで、各軸受31,32に潤滑油を供給できる。したがって、各軸受31,32に潤滑油を供給するために、第1プレート13やモータハウジング12といったハウジング11を加工して流路を形成する必要がなく、各軸受31,32に潤滑油を供給するための構成を簡素化できる。
(1)第1及び第2の油供給部材50a,50bは、回転軸20よりも鉛直方向上側において、各コイルエンド25e,25fの内周面と回転軸20の周面との間に配置される本体部55を有する。また、第1及び第2の油供給部材50a,50bは、各コイルエンド25e,25fの先端部の位置から、各コイルエンド25e,25fの先端部から離れる側に配置された各軸受31,32に本体部55から延びる油案内部56を有する。このため、各コイルエンド25e,25fから落下した潤滑油を、油案内部56によって、回転軸20の軸方向に沿って流すことで各軸受31,32に供給できる。よって、ハウジング11内に油供給部材50a,50bを設置するだけで、各軸受31,32に潤滑油を供給できる。したがって、各軸受31,32に潤滑油を供給するために、第1プレート13やモータハウジング12といったハウジング11を加工して流路を形成する必要がなく、各軸受31,32に潤滑油を供給するための構成を簡素化できる。
(2)各コイルエンド25e,25fの冷却のために潤滑油がほぼ常時供給されている。よって、油案内部56には、各コイルエンド25e,25fから流下した潤滑油がほぼ常時供給されており、各軸受31,32に潤滑油をほぼ常時供給できる。よって、各軸受31,32の温度上昇を抑制し、電動過給機10の連続運転が可能になる。
(3)油案内部56を構成する傾斜部52の先端縁52bは、各軸受31,32の内輪31a,32aの外周面と外輪31b,32bの内周面との間の空間に対し、回転軸20の軸方向に対向している。このため、油案内部56の傾斜部52の外面に沿って流れる潤滑油を、内輪31a,32aの外周面と外輪31b,32bの内周面との間の空間に直接供給でき、転動体31c,32cに供給しやすい。例えば、潤滑油が、外輪31b,32bの外周面に供給された後に内輪31a,32aと外輪31b,32bとの間に流れ込んでいく場合に比べて、内輪31a,32aと外輪31b,32bとの間に潤滑油を効率良く供給することができる。
(4)油案内部56を構成する傾斜部52は、基端縁52aから先端縁52bに向けて下り傾斜している。このため、回転軸20の軸方向に沿って油案内部56を流れる潤滑油を、傾斜部52によって油案内部56の先端縁52bに向けて流下させることができる。その結果、先端縁52bが対向する各軸受31,32における内輪31a,32aの外周面と外輪31b,32bの内周面との間の空間に潤滑油を効率良く供給することができる。
(5)回転軸20の径方向への本体部55の寸法は、回転軸20の直径より大きい。このため、各コイルエンド25e,25fを通過し、本体部55上に落下した潤滑油を本体部55の外面に沿って回転軸20よりも径方向外側から本体部55よりも下に流すことができる。したがって、各コイルエンド25e,25fを通過した潤滑油が回転軸20に落下する量を抑え、潤滑油による回転軸20の回転抵抗を減らすことができる。その結果として、本体部55が無い場合と比べると、電動モータ22の消費電力を減らすことができる。
(6)油案内部56は半円筒状であり、かつ回転軸20の径方向に沿う油案内部56の寸法は、回転軸20の直径より大きい。このため、例えば、油案内部56全体が細長で水平な板状である場合と比べると各軸受31,32の周方向に沿う油案内部56の寸法を大きくでき、油案内部56の外周面に沿って各軸受31,32に供給できる潤滑油が不足することを抑制できる。
(7)油案内部56を構成する傾斜部52の貫通孔52cにより、油案内部56に落下した潤滑油を、各軸受31,32に流れる潤滑油と、油案内部56から落下する潤滑油とに分けることができる。このため、潤滑油が各軸受31,32に過剰供給されることを抑制できる。
(8)各油供給部材50a,50bは取付部53を複数備え、各取付部53は、ステータ23において、周方向に隣り合うティース23c間に差し込まれるとともに、各ティース23cに一体の鍔部23dによって下方から支持されている。このため、鍔部23dによる支持により、各油供給部材50a,50bがステータ23に一体に取り付けられ、回転軸20上に落下することを抑制できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図5に示すように、第1軸受部16から油供給部材60を延設し、第2軸受ケース17から油供給部材60を延設してもよい。各油供給部材60は、それぞれ油案内部61及び本体部63を備える。各本体部63は、回転軸20よりも鉛直方向上側において、各コイルエンド25e,25fの外周面よりも回転軸20の径方向内側に配置されている。また、各油案内部61は、回転軸20の軸方向における各コイルエンド25e,25fの先端部の位置から、該各コイルエンド25e,25fの先端部から離れる側に配置された各軸受31,32側に本体部63から延びる。そして、各油案内部61は、回転軸20を軸方向に沿って鉛直方向上側から覆っている。この形態では、油案内部61は、各外輪31b,32bの周方向に延びる半円筒状である。
○ 図5に示すように、第1軸受部16から油供給部材60を延設し、第2軸受ケース17から油供給部材60を延設してもよい。各油供給部材60は、それぞれ油案内部61及び本体部63を備える。各本体部63は、回転軸20よりも鉛直方向上側において、各コイルエンド25e,25fの外周面よりも回転軸20の径方向内側に配置されている。また、各油案内部61は、回転軸20の軸方向における各コイルエンド25e,25fの先端部の位置から、該各コイルエンド25e,25fの先端部から離れる側に配置された各軸受31,32側に本体部63から延びる。そして、各油案内部61は、回転軸20を軸方向に沿って鉛直方向上側から覆っている。この形態では、油案内部61は、各外輪31b,32bの周方向に延びる半円筒状である。
このように構成した場合であっても、実施形態の(1)、(2)、(5)、(6)及び(7)と同様の効果を得ることができる。
○ 油案内部56,61の貫通孔52cは無くてもよい。
○ 油案内部56,61の貫通孔52cは無くてもよい。
○ 油案内部56,61の貫通孔52cは、丸孔状でなくてもよく、例えば、長孔状や四角孔状であってもよい。
○ 油案内部56,61は、半円筒状でなくてもよく、例えば、半円筒状よりも周方向への長さを短くしてもよいし、長くしてもよい。
○ 油案内部56,61は、半円筒状でなくてもよく、例えば、半円筒状よりも周方向への長さを短くしてもよいし、長くしてもよい。
○ 油案内部56,61は、湾曲した形状でなくてもよく、例えば、回転軸20の軸方向に見て山形状であってもよいし、平坦状であってもよい。
○ 本体部55,63は、半円筒状でなくてもよく、例えば、半円筒状よりも周方向への長さを短くしてもよいし、長くしてもよい。
○ 本体部55,63は、半円筒状でなくてもよく、例えば、半円筒状よりも周方向への長さを短くしてもよいし、長くしてもよい。
○ 本体部55,63は、湾曲した形状でなくてもよく、例えば、回転軸20の軸方向に見て山形状であってもよいし、平坦状であってもよい。
○ 取付部53は無くてもよく、この場合、各油供給部材50a,50bは、基体部51(本体部55)が鍔部23dの先端面に接着されて各コイルエンド25e,25fの上部内周側に取り付けられてもよいし、各コイルエンド25e,25fの内周面に基体部51(本体部55)が直接接着されて取り付けられてもよい。
○ 取付部53は無くてもよく、この場合、各油供給部材50a,50bは、基体部51(本体部55)が鍔部23dの先端面に接着されて各コイルエンド25e,25fの上部内周側に取り付けられてもよいし、各コイルエンド25e,25fの内周面に基体部51(本体部55)が直接接着されて取り付けられてもよい。
○ 取付部53は、5つより少なくてもよいし、5つより多くてもよい。
○ 各コイルエンド25e,25fの先端部の位置は、回転軸20の軸方向において、各コイルエンド25e,25fの先端面26,27と一致する位置でもよいし、僅かにステータコア23a寄りの位置でもよい。
○ 各コイルエンド25e,25fの先端部の位置は、回転軸20の軸方向において、各コイルエンド25e,25fの先端面26,27と一致する位置でもよいし、僅かにステータコア23a寄りの位置でもよい。
○ 油案内部56を構成する傾斜部52の先端縁52bは、内輪31a,32aの外周面と外輪31b,32bの内周面との間の空間に対向していなくてもよい。例えば、傾斜部52の先端縁52bは、内輪31a,32aの外周面に対向していたり、外輪31b,32bの内周面に対向していたりしてもよい。
○ 各油供給部材50a,50bの油案内部56を、各コイルエンド25e,25fの先端面26,27のうち、外周面寄りの位置から各軸受31,32に向けて下り傾斜させた形状としてもよい。この場合、基体部51の一部を、各コイルエンド25e,25fの先端面26,27に差し込んで各油供給部材50a,50bを各コイルエンド25e,25fに取り付ける。
○ ハウジング11において、モータハウジング12は、有底筒状であってもよく、この場合、ハウジング11は、モータハウジング12の軸方向一端面に連結される円板状のプレート13と、モータハウジング12の軸方向他端の底壁に連結される円板状のカバー14aと、を備える。
○ ハウジング11の上部の油供給流路44は無くてもよい。この場合、ハウジング11の上部に設けた油供給孔38にポンプPを直接接続し、ポンプPによって油供給孔38に潤滑油を直接供給してもよい。
○ 第1の軸受31及び第2の軸受32の少なくとも一方は、滑り軸受であってもよい。
10…電動過給機、11…ハウジング、20…回転軸、21…インペラ、22…電動モータ、23…ステータ、23a…ステータコア、25e…第1コイルエンド、25f…第2コイルエンド、26,27…先端面、31…第1の軸受、31a…第1の内輪、31b…第1の外輪、31c…第1の転動体、32…第2の軸受、32a…第2の内輪、32b…第2の外輪、32c…第2の転動体、38…油供給孔、44…油供給流路、50a…第1の油供給部材、50b…第2の油供給部材、52…傾斜部、52b…先端縁、52c…貫通孔、55,63…本体部、56,61…油案内部、60…油供給部材。
Claims (6)
- ハウジングと、
前記ハウジングに軸受を介して回転可能に支持される回転軸と、
前記回転軸の軸方向の一端側に連結されるインペラと、
前記ハウジングに収容されるとともに前記回転軸を回転させる電動モータと、を備え、
前記電動モータは、ステータコアと、前記ステータコアにおける前記回転軸の軸方向に位置する両端面から突出するコイルエンドと、を有するステータを備える電動過給機であって、
前記ハウジングの上部に、前記回転軸の軸方向に延びる油供給流路を備えるとともに、前記油供給流路に連通し、かつ鉛直方向における前記コイルエンドの上方に位置する油供給孔を備え、
前記回転軸よりも鉛直方向上側の位置において前記コイルエンドの外周面よりも径方向内側に配置される本体部、
及び前記回転軸の軸方向における前記コイルエンドの先端部の位置から、該コイルエンドの先端部から離れる側に配置された前記軸受側に前記本体部から延びる油案内部を有する油供給部材を備えることを特徴とする電動過給機。 - 前記軸受は、前記回転軸に固定される内輪と、前記内輪の外方に配置される外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される転動体と、を有し、前記油案内部は、前記コイルエンドの先端部から離れる側に配置された前記軸受寄りの先端縁を有し、前記先端縁は、前記軸受における前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間の空間に対し、前記回転軸の軸方向に対向している請求項1に記載の電動過給機。
- 前記油案内部は、前記回転軸の軸方向に沿って前記本体部側から前記先端縁に向けて下り傾斜する傾斜部を有する請求項2に記載の電動過給機。
- 前記本体部は、前記回転軸の径方向に沿う寸法が前記回転軸の直径より大きい請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の電動過給機。
- 前記油案内部は半円筒状であり、かつ前記回転軸の径方向に沿う前記油案内部の寸法は、前記回転軸の直径より大きい請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の電動過給機。
- 前記油案内部は、当該油案内部を厚さ方向に貫通する貫通孔を備える請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の電動過給機。
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JP2022077005A (ja) * | 2020-11-10 | 2022-05-20 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト | 排気ターボチャージャ |
JP7284238B2 (ja) | 2020-11-10 | 2023-05-30 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト | 排気ターボチャージャ |
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