JP4780052B2 - Supercharger with electric motor - Google Patents
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Description
本発明は、電動機付き過給機に関する。より詳しくは、本発明は、電動機と、電動機を内部に収納するハウジングとを備え、このハウジング内に電動機を冷却するための冷却液が流れる冷却空間を形成した電動機付き過給機に関する。 The present invention relates to a supercharger with an electric motor. More specifically, the present invention relates to a supercharger with an electric motor that includes an electric motor and a housing that houses the electric motor, and in which a cooling space in which a coolant for cooling the electric motor flows is formed.
過給機（ターボチャージャ）は、エンジンからの排ガスにより駆動され、吸入空気を圧縮してエンジンへ供給する装置である。過給機は、その基本構成として、エンジンからの排ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、タービンインペラが一端に固定された回転軸と、回転軸の他端に固定されターンインペラと一体的に回転するコンプレッサインペラと、を備える。この構成で、エンジンからの排ガスによりタービンインペラとコンプレッサインペラとが一体的に回転駆動され、これにより、コンプレッサインペラが吸入空気を圧縮してエンジンへ供給する。 A turbocharger is a device that is driven by exhaust gas from an engine, compresses intake air, and supplies the compressed air to the engine. The turbocharger has, as its basic configuration, a turbine impeller that is rotationally driven by exhaust gas from the engine, a rotating shaft that is fixed to one end of the turbine impeller, and a rotating impeller that is fixed to the other end of the rotating shaft and rotates integrally with the turn impeller. A compressor impeller. With this configuration, the turbine impeller and the compressor impeller are integrally rotated by the exhaust gas from the engine, whereby the compressor impeller compresses the intake air and supplies it to the engine.
過給機のうち、電動機が内蔵されたものを電動機付き過給機という。電動機は、回転軸の加速を補助し、コンプレッサインペラからエンジンへの圧縮空気を増大させる。このような電動機付き過給機は、例えば特許文献１に記載されている。 Among the superchargers, those with a built-in electric motor are called superchargers with electric motors. The electric motor assists the acceleration of the rotating shaft and increases the compressed air from the compressor impeller to the engine. Such a supercharger with an electric motor is described in Patent Document 1, for example.
図７は、特許文献１に記載された電動機付き過給機の構成図である。図７に示すように、電動機付き過給機は、タービンインペラ６１、回転軸６３、コンプレッサインペラ６５、ハウジング６７、電動機６９、空気流路形成部材７１、冷却空間形成部材７３を備える。
タービンインペラ６１、回転軸６３、コンプレッサインペラ６５は上述したものと同じである。
ハウジング６７は、タービンインペラ６１、回転軸６３、コンプレッサインペラ６５、電動機６９、空気流路形成部材７１、冷却空間形成部材７３などを内部に収納する。ハウジング６７は、タービンインペラ６１を内部に収納するタービンハウジング６７ａと、回転軸６３を回転可能に支持する軸受７５を内部に収納する軸受ハウジング６７ｂと、コンプレッサインペラ６５を内部に収納するコンプレッサハウジング６７ｃと、からなる。
電動機６９は、回転軸６３に固定されるモータロータ６９ａと、モータロータ６９ａの半径方向外側にてハウジング６７内に固定されモータロータ６９ａを回転駆動するモータステータ６９ｂと、を有する。
空気流路形成部材７１は、コンプレッサインペラ６５からの圧縮空気を回転軸６３の半径方向外方へ案内する環状の圧縮空気流路７７（図７の例では、ディフューザ流路）を形成する。
冷却空間形成部材７３は、冷却液が流れる冷却空間７３ａを形成する。また、冷却空間形成部材７３は、モータステータ６９ｂおよび空気流路形成部材７１に接触するように配置されている。従って、特許文献１では、冷却空間７３ａ内の冷却液により、モータステータ６９ｂおよび空気流路形成部材７１の両方を冷却できる。
FIG. 7 is a configuration diagram of a supercharger with an electric motor described in Patent Document 1. As shown in FIG. 7, the supercharger with electric motor includes a turbine impeller 61, a rotating shaft 63, a compressor impeller 65, a housing 67, an electric motor 69, an air flow path forming member 71, and a cooling space forming member 73.
The turbine impeller 61, the rotating shaft 63, and the compressor impeller 65 are the same as those described above.
The housing 67 houses the turbine impeller 61, the rotating shaft 63, the compressor impeller 65, the electric motor 69, the air flow path forming member 71, the cooling space forming member 73, and the like. The housing 67 includes a turbine housing 67a that houses the turbine impeller 61, a bearing housing 67b that houses a bearing 75 that rotatably supports the rotary shaft 63, and a compressor housing 67c that houses the compressor impeller 65. It consists of.
The electric motor 69 has a motor rotor 69a fixed to the rotating shaft 63, and a motor stator 69b fixed in the housing 67 on the outer side in the radial direction of the motor rotor 69a and rotationally driving the motor rotor 69a.
The air flow path forming member 71 forms an annular compressed air flow path 77 (in the example of FIG. 7, a diffuser flow path) that guides the compressed air from the compressor impeller 65 outward in the radial direction of the rotating shaft 63.
The cooling space forming member 73 forms a cooling space 73a through which the coolant flows. Further, the cooling space forming member 73 is disposed so as to contact the motor stator 69 b and the air flow path forming member 71. Therefore, in Patent Document 1, both the motor stator 69b and the air flow path forming member 71 can be cooled by the coolant in the cooling space 73a.
このように、特許文献１では、電動機６９（即ち、モータステータ６９ｂ）を冷却できることで、電動機６９の性能低下を防止できる。
また、特許文献１では、空気流路形成部材７１を冷却できることで、過給機の圧縮効率・信頼性の低下を防止できる。即ち、過給機のコンプレッサインペラ６５へ吸入される空気にオイルミストが含まれる場合があり、この場合、空気流路形成部材７１の圧縮空気流路形成面にオイルミストが付着する。さらに、コンプレッサインペラ６５により圧縮された圧縮空気が高温になり、この圧縮空気の熱により、圧縮空気流路形成面に付着したオイルミストが炭化する。その結果、圧縮空気流路形成面に炭化層が固化堆積し、圧縮空気流路７７を狭め、過給機の圧縮効率・信頼性を低下させてしまう。これに対し、特許文献１では、上述のように、空気流路形成部材７１を冷却できるので、オイルミストの炭化を防止でき、過給機の圧縮効率・信頼性の低下を防止できる。
なお、コンプレッサインペラへの吸入空気にオイルミストが含まれる場合とは、例えば、過給機を備えた自動車において、オイルミストを含む自動車の排気ガスにおける窒素酸化物を除去するために排気ガスをコンプレッサインペラの吸入空気に還流する場合や、エンジンからのブローバイガス（ピストンとシリンダのごくわずかな隙間から漏れたオイルミストを含む未燃焼ガス）をコンプレッサインペラの吸入空気に還流する場合である。
Moreover, in patent document 1, the fall of the compression efficiency and reliability of a supercharger can be prevented because the air flow path formation member 71 can be cooled. That is, oil mist may be contained in the air sucked into the compressor impeller 65 of the supercharger. In this case, the oil mist adheres to the compressed air flow path forming surface of the air flow path forming member 71. Further, the compressed air compressed by the compressor impeller 65 becomes high temperature, and the oil mist adhering to the compressed air flow path forming surface is carbonized by the heat of the compressed air. As a result, the carbonized layer is solidified and deposited on the compressed air flow path forming surface, narrowing the compressed air flow path 77 and reducing the compression efficiency and reliability of the supercharger. On the other hand, in patent document 1, since the air flow path forming member 71 can be cooled as described above, carbonization of the oil mist can be prevented, and deterioration of the compression efficiency and reliability of the supercharger can be prevented.
Note that the case where oil mist is included in the intake air to the compressor impeller is, for example, in an automobile equipped with a supercharger, the exhaust gas is compressed to remove nitrogen oxides in the exhaust gas of the automobile including the oil mist. This is the case where the air is recirculated to the intake air of the impeller, or the case where the blow-by gas from the engine (unburned gas including oil mist leaking from a very small gap between the piston and the cylinder) is recirculated to the intake air of the compressor impeller.
しかし、圧縮空気流路形成面にオイルミストが付着することを、より確実に防止するために、空気流路形成部材の冷却性をさらに向上させることが望まれる。 However, in order to more reliably prevent oil mist from adhering to the compressed air flow path forming surface, it is desired to further improve the cooling performance of the air flow path forming member.
そこで、本発明の目的は、コンプレッサインペラからの圧縮空気を回転軸の半径方向外方へ案内する圧縮空気流路を形成する空気流路形成部材を備える電動機付き過給機であって、空気流路形成部材の冷却性を大幅に向上できる電動機付き過給機を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is a supercharger with an electric motor including an air flow path forming member that forms a compressed air flow path that guides compressed air from a compressor impeller radially outward of a rotary shaft. It is providing the supercharger with an electric motor which can improve the cooling property of a path | route formation member significantly.
上記目的を達成するため、本発明によると、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、該タービンインペラが固定される回転軸と、該回転軸に固定され吸入空気を圧縮してエンジンへ送出するコンプレッサインペラと、前記回転軸を回転可能に支持するハウジングと、該ハウジング内に設けられ前記回転軸を回転駆動する電動機と、を備えた電動機付き過給機であって、
前記ハウジング内には、コンプレッサインペラからの圧縮空気を回転軸の半径方向外方へ案内する圧縮空気流路の流路面の少なくとも一部を形成する空気流路形成部材が設けられ、
前記ハウジング内には、前記電動機の前記半径方向外方にて、前記電動機を冷却する冷却液が流れる冷却空間が形成されており、該冷却空間と圧縮空気流路との間に、空気流路形成部材の少なくとも一部が位置し、
前記冷却空間は、前記冷却液が空気流路形成部材に接触するように形成されている、ことを特徴とする電動機付き過給機が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a turbine impeller that is rotationally driven by exhaust gas from an engine, a rotary shaft to which the turbine impeller is fixed, a suction shaft that is fixed to the rotary shaft and compresses intake air and sends the engine to the engine. A supercharger with an electric motor comprising: a compressor impeller that performs rotation; a housing that rotatably supports the rotary shaft; and an electric motor that is provided in the housing and that rotationally drives the rotary shaft;
An air flow path forming member that forms at least a part of the flow path surface of the compressed air flow path that guides the compressed air from the compressor impeller radially outward of the rotation shaft is provided in the housing.
In the housing, a cooling space in which a coolant for cooling the electric motor flows is formed outside the electric motor in the radial direction, and an air flow path is formed between the cooling space and the compressed air flow path. At least a portion of the forming member is located;
An electric motor-equipped supercharger is provided, wherein the cooling space is formed so that the cooling liquid contacts an air flow path forming member.
上記構成では、前記ハウジング内には、前記電動機の前記半径方向外方にて、前記電動機を冷却する冷却液が流れる冷却空間が形成されており、該冷却空間と圧縮空気流路との間に、空気流路形成部材の少なくとも一部が位置し、前記冷却空間は、前記冷却液が空気流路形成部材に接触するように形成されているので、冷却液と空気流路形成部材との直接接触により、空気流路形成部材の冷却性を大幅に向上できる。
従って、例えばコンプレッサインペラに吸気される空気がオイルミストを含んでいる場合に、オイルミストが圧縮空気流路で炭化することを防止できる。
In the above configuration, a cooling space in which cooling liquid for cooling the electric motor flows is formed in the housing at the outer side in the radial direction of the electric motor, and between the cooling space and the compressed air flow path. Since at least a part of the air flow path forming member is located and the cooling space is formed so that the cooling liquid contacts the air flow path forming member, the cooling liquid and the air flow path forming member are directly By the contact, the cooling performance of the air flow path forming member can be greatly improved.
Therefore, for example, when the air sucked into the compressor impeller contains oil mist, the oil mist can be prevented from carbonizing in the compressed air flow path.
本発明の好ましい実施形態によると、前記電動機は、前記回転軸に固定されるモータロータと、該モータロータの半径方向外側にて前記ハウジングに固定され該モータロータを回転駆動するモータステータと、を有し、
前記ハウジング内には、モータステータの前記半径方向外方に位置し前記冷却空間の内面の少なくとも一部を形成する冷却空間形成部材が設けられ、
冷却空間形成部材は、空気流路形成部材に接触する接触面を有し、該接触面と圧縮空気流路との間に、空気流路形成部材の少なくとも一部が位置し、
冷却空間形成部材には、冷却空間の一部を構成する貫通孔が前記接触面に開口するように形成されている。
According to a preferred embodiment of the present invention, the electric motor includes a motor rotor that is fixed to the rotating shaft, and a motor stator that is fixed to the housing at a radially outer side of the motor rotor and rotationally drives the motor rotor.
In the housing, a cooling space forming member is provided that is located radially outward of the motor stator and forms at least a part of the inner surface of the cooling space,
The cooling space forming member has a contact surface that contacts the air flow path forming member, and at least a part of the air flow path forming member is located between the contact surface and the compressed air flow path,
The cooling space forming member is formed so that a through-hole constituting a part of the cooling space opens to the contact surface.
上記構成では、冷却空間形成部材の貫通孔は、冷却空間の一部を構成し、冷却空間形成部材における空気流路形成部材との接触面に開口するので、冷却液は貫通孔を通って空気流路形成部材に接触することができる。 In the above configuration, the through hole of the cooling space forming member constitutes a part of the cooling space and opens on the contact surface of the cooling space forming member with the air flow path forming member. It can contact a flow path forming member.
本発明の好ましい実施形態によると、前記接触面に接触する空気流路形成部材の面には、前記貫通孔からの冷却液を受け入れる窪み部が形成されている。 According to a preferred embodiment of the present invention, a recess for receiving the coolant from the through hole is formed on the surface of the air flow path forming member that contacts the contact surface.
上記構成では、冷却空間形成部材の前記接触面に接触する空気流路形成部材の面には、前記貫通孔からの冷却液を受け入れる窪み部が形成されているので、窪み部内の冷却液により空気流路形成部材を冷却できる。これにより、空気流路形成部材の冷却性を一層向上できる。 In the above configuration, since the hollow portion that receives the coolant from the through hole is formed on the surface of the air flow path forming member that contacts the contact surface of the cooling space forming member, the air is generated by the coolant in the hollow portion. The flow path forming member can be cooled. Thereby, the cooling property of the air flow path forming member can be further improved.
本発明の好ましい実施形態によると、前記電動機は、前記回転軸に固定されるモータロータと、該モータロータの半径方向外側にて前記ハウジングに固定され該モータロータを回転駆動するモータステータと、を有し、
前記モータステータと空気流路形成部材との間には、熱伝導性のモールド材が充填され、これにより、前記モータステータと空気流路形成部材とは一体化されている。
According to a preferred embodiment of the present invention, the electric motor includes a motor rotor that is fixed to the rotating shaft, and a motor stator that is fixed to the housing at a radially outer side of the motor rotor and rotationally drives the motor rotor.
A space between the motor stator and the air flow path forming member is filled with a heat conductive molding material, whereby the motor stator and the air flow path forming member are integrated.
上記構成では、モータステータと空気流路形成部材との間には、熱伝導性のモールド材が充填され、これにより、前記モータステータと空気流路形成部材とは一体化されているので、モールド材が伝熱材として作用し、冷却液は空気流路形成部材を介してモータステータを冷却できる。従って、モータステータの冷却性も向上できる。
さらに、上記構成では、モータステータと空気流路形成部材とを１つの部品とすることができるので、部品点数が減り過給機の組み立て能率も向上できる。
In the above configuration, a heat conductive mold material is filled between the motor stator and the air flow path forming member, so that the motor stator and the air flow path forming member are integrated. The material acts as a heat transfer material, and the cooling liquid can cool the motor stator via the air flow path forming member. Therefore, the cooling performance of the motor stator can be improved.
Furthermore, in the above configuration, since the motor stator and the air flow path forming member can be made into one component, the number of components can be reduced and the assembly efficiency of the supercharger can be improved.
本発明の好ましい実施形態によると、前記貫通孔は前記回転軸の軸方向に延びて前記接触面に開口し、該軸方向から見た該開口の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっている。 According to a preferred embodiment of the present invention, the through hole extends in the axial direction of the rotating shaft and opens in the contact surface, and the shape of the opening viewed from the axial direction extends in the circumferential direction of the rotating shaft. It is annular or arcuate.
上記構成では、前記貫通孔は前記回転軸の軸方向に延びて前記接触面に開口し、該軸方向から見た該開口の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっているので、空気流路形成部材が冷却液と接触する領域を周方向に延ばして大きくできる。これにより、空気流路形成部材と冷却液との接触面積を大きくできる。 In the above configuration, the through hole extends in the axial direction of the rotating shaft and opens in the contact surface, and the shape of the opening viewed from the axial direction is an annular shape or an arc shape extending in the circumferential direction of the rotating shaft. Therefore, the area where the air flow path forming member comes into contact with the coolant can be enlarged by extending it in the circumferential direction. Thereby, the contact area of an air flow path formation member and a cooling fluid can be enlarged.
本発明の好ましい実施形態によると、前記接触面に接触する空気流路形成部材の面には、前記貫通孔からの冷却液を受け入れる窪み部が形成され、
前記軸方向から見た前記窪み部の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっている。
According to a preferred embodiment of the present invention, a recess for receiving the coolant from the through hole is formed on the surface of the air flow path forming member that contacts the contact surface.
The shape of the hollow portion viewed from the axial direction is an annular shape or an arc shape extending in the circumferential direction of the rotating shaft.
上記構成では、前記軸方向から見た前記窪み部の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっているので、冷却液を受け入れる窪み部を周方向に延ばして大きくできる。これにより、空気流路形成部材と冷却液との接触面積をさらに大きくできる。 In the above configuration, since the shape of the hollow portion viewed from the axial direction is an annular shape or an arc shape extending in the circumferential direction of the rotating shaft, the hollow portion that receives the coolant can be extended in the circumferential direction to be enlarged. . Thereby, the contact area of the air flow path forming member and the coolant can be further increased.
本発明の好ましい実施形態によると、空気流路形成部材は、前記モータステータにおける、前記回転軸の半径方向の内方端付近まで、または、前記内方端よりも回転軸の軸心側まで延びている。 According to a preferred embodiment of the present invention, the air flow path forming member extends to the vicinity of the radially inner end of the rotating shaft in the motor stator or to the axial center side of the rotating shaft from the inner end. ing.
上記構成では、空気流路形成部材は、前記モータステータにおける、前記回転軸の半径方向の内方端付近まで、または、前記内方端よりも回転軸の軸心側まで延びているので、空気流路形成部材により、モータステータとコンプレッサインペラ側とを仕切ることができる。 In the above configuration, the air flow path forming member extends to the vicinity of the radially inner end of the rotating shaft in the motor stator or to the axial center side of the rotating shaft from the inner end. The motor stator and the compressor impeller side can be partitioned by the flow path forming member.
本発明の好ましい実施形態によると、空気流路形成部材は、前記回転軸の半径方向の内方端側に、回転軸側との間をシールするためのシール部を有する。 According to a preferred embodiment of the present invention, the air flow path forming member has a seal portion for sealing between the rotary shaft side on the radially inner end side of the rotary shaft.
上記構成では、空気流路形成部材は、前記回転軸の半径方向の内方端側に、回転軸側との間をシールするためのシール部を有するので、コンプレッサインペラ側の圧縮空気がシール部を超えて漏れることを抑制できる。なお、シール部は、回転軸側との間をシールするラビリンスシール構造やシールリングを用いたものであってよい。 In the above configuration, since the air flow path forming member has a seal portion for sealing the space between the rotary shaft side and the rotary shaft side on the radially inner end side of the rotary shaft, the compressed air on the compressor impeller side is sealed. Can be prevented from leaking beyond. In addition, the seal part may use the labyrinth seal structure and seal ring which seal between the rotating shaft side.
上述した本発明によると、コンプレッサインペラからの圧縮空気を回転軸の半径方向外方へ案内する圧縮空気流路を形成する空気流路形成部材を備える電動機付き過給機において、空気流路形成部材の冷却性を大幅に向上できる。 According to the above-described present invention, in the supercharger with an electric motor provided with the air flow path forming member that forms the compressed air flow path for guiding the compressed air from the compressor impeller radially outward of the rotating shaft, the air flow path forming member Can significantly improve the cooling performance.
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、本発明の実施形態による電動機付き過給機１０の構成図である。図１に示すように、本実施形態による電動機付き過給機１０は、タービンインペラ３、コンプレッサインペラ５、ハウジング７、電動機９、空気流路形成部材１１、冷却空間形成部材１３などを備える。 FIG. 1 is a configuration diagram of a supercharger 10 with an electric motor according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a supercharger 10 with an electric motor according to the present embodiment includes a turbine impeller 3, a compressor impeller 5, a housing 7, an electric motor 9, an air flow path forming member 11, a cooling space forming member 13, and the like.
タービンインペラ３は、回転軸１５の一端部（図１で左端部に）に固定され、エンジンからの排ガスにより回転駆動される羽根である。この例では、タービンインペラ３は回転軸１５と一体的に形成されているが、タービンインペラ３を回転軸１５と別の部品として作製し、回転軸１５に取り付けてもよい。 The turbine impeller 3 is a blade fixed to one end portion (at the left end portion in FIG. 1) of the rotary shaft 15 and rotationally driven by exhaust gas from the engine. In this example, the turbine impeller 3 is formed integrally with the rotating shaft 15, but the turbine impeller 3 may be manufactured as a separate component from the rotating shaft 15 and attached to the rotating shaft 15.
コンプレッサインペラ５は、回転軸１５の他端部（図１で右端部に）に固定され吸入空気を圧縮しエンジンへ送出する羽根である。即ち、コンプレッサインペラ５は、タービンインペラ３が上記排ガスにより回転駆動されることで、タービンインペラ３および回転軸１５と一体的に回転駆動され、吸入空気を圧縮してこの圧縮空気をエンジンへ燃焼用ガスとして送出する。 The compressor impeller 5 is a blade that is fixed to the other end portion (at the right end portion in FIG. 1) of the rotary shaft 15 and compresses intake air and sends it to the engine. That is, the compressor impeller 5 is rotationally driven integrally with the turbine impeller 3 and the rotary shaft 15 when the turbine impeller 3 is rotationally driven by the exhaust gas, compresses the intake air, and combusts the compressed air to the engine. Delivered as gas.
ハウジング７は、タービンインペラ３、回転軸１５およびコンプレッサインペラ５を内部に収納し、軸受（例えば、後述の軸受メタル２５）を介して回転軸１５を回転可能に支持する。ハウジング７は、タービンハウジング７ａ、軸受ハウジング７ｂおよびコンプレッサハウジング７ｃから構成される。
タービンハウジング７ａは、内部にタービンインペラ３を収納する。また、タービンハウジング７ａの内部には、スクロール室１７、環状の流路１９および排気口２１が形成されている。スクロール室１７には、エンジンからの排ガスが導入される。環状の流路１９は、回転軸１５の軸方向（以下において、軸方向は回転軸１５の軸方向を意味する）から見た形状が環状であり、スクロール室１７に導入された排ガスをタービンインペラ３まで回転軸１５の半径方向（以下において、半径方向は回転軸１５の半径方向を意味する）内方に案内する。排気口２１は、タービンインペラ３を回転駆動した排ガスを過給機１０の外部に排出する。さらに、流路１９には、複数のノズル翼２３が周方向に一定の間隔で配置されている。図１の例では、ノズル翼２３は、可変ノズル翼であり、可変ノズル翼の間に形成される流路面積を変化できるが、本発明はこれに限定されず固定ノズル翼やノズル翼のない形態であってもよい。
軸受ハウジング７ｂの内部には、軸受メタル２５、スラストベアリング２７などが設けられる。軸受メタル２５は、軸受ハウジング７ｂ内に設けられ、回転軸１５から半径方向荷重を受けて回転軸１５を回転可能に支持する。スラストベアリング２７は、軸受ハウジング７ｂに固定され、回転軸１５に設けられたスラストカラー２９から軸方向荷重を受けて回転軸１５の軸方向移動を規制する。なお、符号３１は、軸受メタル２５、スラストベアリング２７、スラストカラー２９に潤滑油を供給するための潤滑油流路を示し、符号３３は、上記の潤滑油を排出するための油排出口を示している。
コンプレッサハウジング７ｃは、内部にコンプレッサインペラ５を収納する。また、コンプレッサハウジング７ｃの内部には、吸入口３５、圧縮空気流路３７およびスクロール室３９が形成されている。吸入口３５は、過給機１０の外部の空気を吸入する。圧縮空気流路３７は、吸入口３５から吸入されコンプレッサインペラ５により圧縮された空気を半径方向外方に案内する。圧縮空気流路３７により案内されてきた圧縮空気はスクロール室３９を通って図示しない吐出口から過給機外部へ吐出されエンジンへ供給される。なお、図１の例では、圧縮空気流路３７は、軸方向から見た場合に環状であるディフューザ流路である。また、ディフューザ流路３７には、周方向に複数のベーン（図示せず）を間隔を置いて配置してもよい。
The housing 7 houses the turbine impeller 3, the rotating shaft 15, and the compressor impeller 5 inside, and rotatably supports the rotating shaft 15 via a bearing (for example, a bearing metal 25 described later). The housing 7 includes a turbine housing 7a, a bearing housing 7b, and a compressor housing 7c.
The turbine housing 7a houses the turbine impeller 3 therein. A scroll chamber 17, an annular flow path 19 and an exhaust port 21 are formed inside the turbine housing 7a. Exhaust gas from the engine is introduced into the scroll chamber 17. The annular flow path 19 has an annular shape as viewed from the axial direction of the rotating shaft 15 (hereinafter, the axial direction means the axial direction of the rotating shaft 15), and exhaust gas introduced into the scroll chamber 17 is removed from the turbine impeller. 3 in the radial direction of the rotating shaft 15 (hereinafter, the radial direction means the radial direction of the rotating shaft 15). The exhaust port 21 discharges the exhaust gas that rotationally drives the turbine impeller 3 to the outside of the supercharger 10. Furthermore, a plurality of nozzle blades 23 are arranged in the flow path 19 at regular intervals in the circumferential direction. In the example of FIG. 1, the nozzle blade 23 is a variable nozzle blade, and the flow area formed between the variable nozzle blades can be changed. However, the present invention is not limited to this, and there is no fixed nozzle blade or nozzle blade. Form may be sufficient.
A bearing metal 25, a thrust bearing 27, and the like are provided inside the bearing housing 7b. The bearing metal 25 is provided in the bearing housing 7b, and receives a radial load from the rotating shaft 15, and rotatably supports the rotating shaft 15. The thrust bearing 27 is fixed to the bearing housing 7 b and receives an axial load from a thrust collar 29 provided on the rotating shaft 15 to restrict the axial movement of the rotating shaft 15. Reference numeral 31 denotes a lubricating oil passage for supplying lubricating oil to the bearing metal 25, the thrust bearing 27, and the thrust collar 29, and reference numeral 33 denotes an oil discharge port for discharging the lubricating oil. ing.
The compressor housing 7c houses the compressor impeller 5 therein. A suction port 35, a compressed air flow path 37, and a scroll chamber 39 are formed inside the compressor housing 7c. The suction port 35 sucks air outside the supercharger 10. The compressed air flow path 37 guides the air sucked from the suction port 35 and compressed by the compressor impeller 5 outward in the radial direction. The compressed air guided by the compressed air flow path 37 passes through the scroll chamber 39 and is discharged from a discharge port (not shown) to the outside of the supercharger and supplied to the engine. In the example of FIG. 1, the compressed air flow path 37 is a diffuser flow path that is annular when viewed from the axial direction. A plurality of vanes (not shown) may be arranged in the diffuser flow path 37 at intervals in the circumferential direction.
電動機９は、モータロータ９ａとモータステータ９ｂを有する。モータロータ９ａとモータステータ９ｂによりブラシレスの交流電動機が構成されてよい。また、この交流電動機は、回転軸１５の高速回転（例えば少なくとも１０〜２０万ｒｐｍ）に対応でき、かつ加速時の回転駆動と減速時の回生運転ができることが好ましい。過給機１０が車両に搭載される場合に、上記の交流電動機の駆動電圧は、車両に搭載されたバッテリの直流電圧（例えば１２Ｖ）と同一あるいはそれより高いことが好ましい。
モータロータ９ａは、回転軸１５に固定され、磁性材料で構成されてもよく、永久磁石で構成されてもよい。
モータステータ９ｂは、モータロータ９ａの半径方向外側にてハウジング７に固定されモータロータ９ａを回転駆動する。モータステータ９ｂは、回転軸１５の周方向に間隔を置いて複数配置されてよい。図２は、図１のモータステータ９ｂ付近の部分拡大図である。図２に示すように、各モータステータ９ｂは、鉄心４１と鉄心４１の周りに巻回される巻線（コイル）４３とを有する。これら鉄心４１と巻線４３とは、モールド材４５に埋め込まれて一体的に構成される。図２の例では、モータステータ９ｂは、鉄心４１がモールド材４５に埋め込まれた部分である鉄心部４７と、巻線４３がモールド材４５に埋め込まれた部分である巻線部４９とから構成されている。また、モータステータ９ｂの巻線には、ハウジング７の外部から電流を供給するためのケーブル５１が接続されている。
The electric motor 9 has a motor rotor 9a and a motor stator 9b. The motor rotor 9a and the motor stator 9b may constitute a brushless AC motor. Moreover, it is preferable that this AC electric motor can respond to high-speed rotation (for example, at least 100,000 to 200,000 rpm) of the rotating shaft 15 and can perform rotational driving during acceleration and regenerative operation during deceleration. When the supercharger 10 is mounted on a vehicle, the drive voltage of the AC motor is preferably equal to or higher than the DC voltage (for example, 12V) of a battery mounted on the vehicle.
The motor rotor 9a is fixed to the rotating shaft 15 and may be made of a magnetic material or may be made of a permanent magnet.
The motor stator 9b is fixed to the housing 7 on the radially outer side of the motor rotor 9a and rotationally drives the motor rotor 9a. A plurality of motor stators 9 b may be arranged at intervals in the circumferential direction of the rotating shaft 15. FIG. 2 is a partially enlarged view of the vicinity of the motor stator 9b of FIG. As shown in FIG. 2, each motor stator 9 b includes an iron core 41 and a winding (coil) 43 wound around the iron core 41. The iron core 41 and the winding 43 are integrally formed by being embedded in the molding material 45. In the example of FIG. 2, the motor stator 9 b includes an iron core portion 47 that is a portion in which the iron core 41 is embedded in the molding material 45, and a winding portion 49 that is a portion in which the winding 43 is embedded in the molding material 45. Has been. A cable 51 for supplying current from the outside of the housing 7 is connected to the winding of the motor stator 9b.
空気流路形成部材１１は、ハウジング７内に設けられ、図１、図２の例では、軸受ハウジング７ｂとコンプレッサハウジング７ｃとの間に挟まれて固定される。空気流路形成部材１１は、コンプレッサインペラ５からの圧縮空気を回転軸１５の半径方向外方へ案内する上記の圧縮空気流路３７の流路面の少なくとも一部を形成する。図１、図２の例では、空気流路形成部材１１は、軸方向から見た場合、中心部に回転軸１５が通る孔が開いた略環状であり、空気流路形成部材１１は圧縮空気流路３７のタービンインペラ３側の流路面を形成し、圧縮空気流路３７のコンプレッサインペラ５側の流路面はコンプレッサハウジング７ｃにより形成されている。しかし、本発明はこれに限定されず、空気流路形成部材１１が圧縮空気流路３７の流路面の少なくとも一部を形成していればよく、場合によっては、空気流路形成部材１１が圧縮空気流路３７の流路面の全てを形成してもよい。
また、空気流路形成部材１１は、冷却空間形成部材１３に接触するように配置される。冷却空間形成部材１３に接触する空気流路形成部材１１の面には、後述の貫通孔１３ｄからの冷却液を受け入れる窪み部１１ａが形成されている。また、空気流路形成部材１１には、上記のケーブル５１を通すためのケーブル孔１１ｂが半径方向に貫通している。
また、空気流路形成部材１１は、冷却空間形成部材１３と接触し回転軸１５の半径方向外側に位置する外方部１１ｃと、該外方部１１ｃから回転軸１５の半径方向内方に延びモータステータ９ｂと圧縮空気流路３７またはコンプレッサインペラ５との間に位置する内方部１１ｄと、該内方部１１ｄの半径方向内方に結合され、半径方向の内方端側に回転軸１５側との間をシールするためのシール部１１ｅと、を有する。図２の例では、シール部１１ｅは、回転軸１５側との間のラビリンスシールを構成するラビリンスシール部である。図２の例では、ラビリンスシール部１１ｅは、回転軸１５に固定されたモータロータ９ａの一部との間をシールするようになっており、軸方向に間隔を置いて半径方向内方に突出する２つの突起部を有する。なお、本発明によると、シール部１１ｅは、ラビリンスシール部に限定されず、回転軸１５側との間にシールリングを用いる構成等の他の適切なものであってよい。図３は、シール部１１ｅと回転軸１５側との間にシールリング１６を取り付けた場合の構成を示すシール部１１ｅ付近の構成図である。
図２の例では、空気流路形成部材１１は、モータステータ９ｂにおける、半径方向の内方端よりも回転軸１５の軸心側まで延びているが、空気流路形成部材１１がモータステータ９ｂの内方端付近まで延びる構成としてもよい。
The air flow path forming member 11 is provided in the housing 7 and is fixed by being sandwiched between the bearing housing 7b and the compressor housing 7c in the examples of FIGS. The air flow path forming member 11 forms at least a part of the flow path surface of the compressed air flow path 37 that guides the compressed air from the compressor impeller 5 outward in the radial direction of the rotating shaft 15. In the example of FIGS. 1 and 2, the air flow path forming member 11 has a substantially annular shape with a hole through which the rotation shaft 15 passes at the center when viewed from the axial direction. The air flow path forming member 11 is compressed air. A flow path surface on the turbine impeller 3 side of the flow path 37 is formed, and a flow path surface on the compressor impeller 5 side of the compressed air flow path 37 is formed by the compressor housing 7c. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the air flow path forming member 11 forms at least a part of the flow path surface of the compressed air flow path 37. In some cases, the air flow path forming member 11 is compressed. The entire flow path surface of the air flow path 37 may be formed.
The air flow path forming member 11 is disposed so as to contact the cooling space forming member 13. On the surface of the air flow path forming member 11 that is in contact with the cooling space forming member 13, a recess 11 a that receives a cooling liquid from a through hole 13 d described later is formed. Further, the air flow path forming member 11 has a cable hole 11b through which the cable 51 is passed in the radial direction.
The air flow path forming member 11 is in contact with the cooling space forming member 13 and extends outward in the radial direction of the rotary shaft 15 and extends radially inward of the rotary shaft 15 from the outer portion 11c. An inner portion 11d located between the motor stator 9b and the compressed air flow path 37 or the compressor impeller 5 is coupled to the inner side in the radial direction of the inner portion 11d. And a seal portion 11e for sealing between the sides. In the example of FIG. 2, the seal portion 11 e is a labyrinth seal portion that constitutes a labyrinth seal with the rotary shaft 15 side. In the example of FIG. 2, the labyrinth seal portion 11 e seals between a part of the motor rotor 9 a fixed to the rotary shaft 15 and protrudes radially inward with an interval in the axial direction. It has two protrusions. In addition, according to this invention, the seal part 11e is not limited to a labyrinth seal part, The other suitable things, such as a structure which uses a seal ring between the rotating shafts 15 side, may be sufficient. FIG. 3 is a configuration diagram in the vicinity of the seal portion 11e showing a configuration when the seal ring 16 is attached between the seal portion 11e and the rotary shaft 15 side.
In the example of FIG. 2, the air flow path forming member 11 extends from the radially inner end of the motor stator 9b to the axial center side of the rotating shaft 15, but the air flow path forming member 11 is the motor stator 9b. It is good also as a structure extended to the inward end vicinity.
冷却空間形成部材１３は、ハウジング７（図１、図２の例では、軸受ハウジング７ｂ）内に設けられ、モータステータ９ｂの半径方向外方に位置し冷却空間１３ａの内面の少なくとも一部を形成する。図１の例では、冷却空間形成部材１３は、半径方向内部に円筒状空間を有するスリーブであり、軸受ハウジング７ｂの内面との間に冷却空間１３ａを形成している。しかし、本発明はこれに限定されず、冷却空間形成部材１３が冷却空間１３ａの内面の少なくとも一部を形成していればよく、場合によっては、冷却空間形成部材１３が冷却空間１３ａの内面の全てを形成してもよい。即ち、冷却空間形成部材１３の内部に冷却空間１３ａを形成してもよい。
冷却空間１３ａは、電動機９（即ち、モータステータ９ｂ）の半径方向外方に位置し、冷却空間１３ａおよびモータステータ９ｂと圧縮空気流路３７との間に、空気流路形成部材１１が位置する。冷却空間１３ａには、電動機９（即ち、モータステータ９ｂ）を冷却する冷却液が流れる。この冷却液は、過給機１０の外部から冷却空間１３ａに供給され、冷却空間１３ａを流れ、その後、過給機１０の外部に排出されるようになっている。なお、冷却液は、好ましくは冷却水であるが、冷却油など他の冷却液であってもよい。また、冷却空間形成部材１３が冷却空間１３ａの内面の全てを形成する場合には、冷却空間１３ａおよびモータステータ９ｂと圧縮空気流路３７との間に、空気流路形成部材１１の一部が位置する。
冷却空間形成部材１３は、空気流路形成部材１１に接触する第１の接触面１３ｂと、モータステータ９ｂの半径方向外方に位置しモータステータ９ｂに接触する第２の接触面１３ｃと、を有する。第１の接触面１３ｂと圧縮空気流路３７との間に、空気流路形成部材１１が位置し、第１の接触面１３ｂは、軸方向を向き空気流路形成部材１１と軸方向に接触する。第２の接触面１３ｃは、図２の例では、巻線部４９の半径方向外面と接触する半径方向内面と、巻線部４９の軸方向内面と接触する軸方向面と、鉄心部４７の半径方向外面と接触する半径方向内面と、を有する。なお、冷却空間形成部材１３が冷却空間１３ａの内面の全てを形成する場合には、第１の接触面１３ｂと圧縮空気流路３７との間に、空気流路形成部材１１の一部が位置する。
また、冷却空間形成部材１３には、冷却空間１３ａの一部を構成する貫通孔１３ｄが第１の接触面１３ｂに開口するように形成されている。即ち、貫通孔１３ｄは、冷却空間１３ａから冷却空間形成部材１３を貫通するように形成され、これにより、貫通孔１３ｄが冷却空間１３ａの一部を構成するようになっている。貫通孔１３ｄの第１の接触面１３ｂにおける上記開口を通して貫通孔１３ｄに連通する窪み部１１ａが、冷却空間形成部材１３（即ち、第１の接触面１３ｂ）に接触する空気流路形成部材１１の面に形成されている。これにより、貫通孔１３ｄからの冷却液が窪み部１１ａに受け入れられる。
なお、符号５３は、Ｏリングなどのシール部材を示し、シール部材５３により冷却空間１３ａ内の冷却液の漏れを防止する。また、冷却空間形成部材１３と空気流路形成部材１１との接触面は、例えば固体又は液体ガスケットによりシールする。
The cooling space forming member 13 is provided in the housing 7 (in the example of FIGS. 1 and 2, the bearing housing 7 b), is located radially outward of the motor stator 9 b and forms at least a part of the inner surface of the cooling space 13 a. To do. In the example of FIG. 1, the cooling space forming member 13 is a sleeve having a cylindrical space inside in the radial direction, and forms a cooling space 13a between the inner surface of the bearing housing 7b. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the cooling space forming member 13 forms at least a part of the inner surface of the cooling space 13a. In some cases, the cooling space forming member 13 is formed on the inner surface of the cooling space 13a. All may be formed. That is, the cooling space 13 a may be formed inside the cooling space forming member 13.
The cooling space 13a is positioned radially outward of the electric motor 9 (ie, the motor stator 9b), and the air flow path forming member 11 is positioned between the cooling space 13a and the motor stator 9b and the compressed air flow path 37. . A coolant for cooling the electric motor 9 (that is, the motor stator 9b) flows through the cooling space 13a. This cooling liquid is supplied to the cooling space 13a from the outside of the supercharger 10, flows through the cooling space 13a, and is then discharged to the outside of the supercharger 10. The cooling liquid is preferably cooling water, but may be other cooling liquid such as cooling oil. When the cooling space forming member 13 forms the entire inner surface of the cooling space 13a, a part of the air flow path forming member 11 is interposed between the cooling space 13a and the motor stator 9b and the compressed air flow path 37. To position.
The cooling space forming member 13 includes a first contact surface 13b that contacts the air flow path forming member 11, and a second contact surface 13c that is located radially outward of the motor stator 9b and contacts the motor stator 9b. Have. The air flow path forming member 11 is positioned between the first contact surface 13b and the compressed air flow path 37, and the first contact surface 13b faces in the axial direction with the air flow path forming member 11 in the axial direction. To do. In the example of FIG. 2, the second contact surface 13 c includes a radial inner surface that contacts the radial outer surface of the winding portion 49, an axial surface that contacts the axial inner surface of the winding portion 49, and the iron core portion 47. A radially inner surface in contact with the radially outer surface. When the cooling space forming member 13 forms the entire inner surface of the cooling space 13a, a part of the air flow path forming member 11 is positioned between the first contact surface 13b and the compressed air flow path 37. To do.
In addition, the cooling space forming member 13 is formed with a through hole 13d constituting a part of the cooling space 13a so as to open to the first contact surface 13b. That is, the through hole 13d is formed so as to penetrate the cooling space forming member 13 from the cooling space 13a, and thereby the through hole 13d constitutes a part of the cooling space 13a. The hollow portion 11a that communicates with the through hole 13d through the opening in the first contact surface 13b of the through hole 13d has the air flow path forming member 11 that contacts the cooling space forming member 13 (that is, the first contact surface 13b). Formed on the surface. Thereby, the coolant from the through hole 13d is received in the recess 11a.
Reference numeral 53 denotes a seal member such as an O-ring, and the seal member 53 prevents leakage of the coolant in the cooling space 13a. The contact surface between the cooling space forming member 13 and the air flow path forming member 11 is sealed with, for example, a solid or liquid gasket.
また、本実施形態によると、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１との間には、熱伝導性の上記のモールド材４５が充填され、これにより、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１とは一体化されている。図１、図２の例では、モータステータ９ｂを、鉄心部４７と巻線部４９を上記のモールド材４５で一体的に形成する時に、空気流路形成部材１１も上記のモールド材４５により一体的にモールド成型する。例えば、所定の型に対し（型の内部に）、鉄心４１、巻線４３および空気流路形成部材１１を配置し、型にモールド材４５を注入して、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１との間にモールド材４５が充填された形態で、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１とを一体的に形成できる。
このモールド材４５は、高い熱伝導性を有することが好ましい。また、このモールド材４５は、低い熱膨張係数を有することが好ましい。このようなモールド材４５は、例えば、熱伝導度が１０−４ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃であり熱膨張係数が１０−６ｃｍ／ｃｍ／℃であるＳＴＹＣＡＳＴ ２８５０ＦＴ（日本エイブルスティック株式会社 エマーソン & カミング カンパニーの製品）であってよい。
Further, according to the present embodiment, the heat conductive mold material 45 is filled between the motor stator 9b and the air flow path forming member 11, whereby the motor stator 9b and the air flow path forming member 11 are filled. Is integrated. In the example of FIGS. 1 and 2, when the motor stator 9 b is integrally formed with the core portion 47 and the winding portion 49 with the molding material 45, the air flow path forming member 11 is also integrated with the molding material 45. To mold. For example, the iron core 41, the winding 43, and the air flow path forming member 11 are arranged for a predetermined mold (inside the mold), the mold material 45 is injected into the mold, and the motor stator 9b and the air flow path forming member are injected. 11, the motor stator 9 b and the air flow path forming member 11 can be integrally formed.
The molding material 45 preferably has high thermal conductivity. The molding material 45 preferably has a low coefficient of thermal expansion. Such a molding material 45 is, for example, STYCAST 2850FT (Nippon Able Stick Co., Ltd. Emerson & Co., Ltd.) having a thermal conductivity of 10 −4 cal / cm · sec · ° C. and a thermal expansion coefficient of 10 −6 cm / cm / ° C. Coming Company products).
図４は、図２のＩＶ―ＩＶ線断面図であり、図５は、図２のＶ―Ｖ線断面図である。貫通孔１３ｄは回転軸１５の軸方向に延びて第１の接触面１３ｂに開口し、図４に示すように、貫通孔１３ｄおよび貫通孔１３ｄの開口の該軸方向から見た形状は、回転軸１５の周方向に延びた円弧状になっている。第１の接触面１３ｂに接触する空気流路形成部材１１の面に形成された窪み部１１ａの軸方向から見た形状も、図５に示すように、回転軸１５の周方向に延びた円弧状になっている。即ち、貫通孔１３ｄと窪み部１１ａとは、軸方向から見た場合に互いに重なっており、窪み部１１ａは、貫通孔１３ｄから軸方向に連続するように形成されている。
図４において、ボルト５５により冷却空間形成部材１３が空気流路形成部材１１に固定されており、貫通孔１３ｄおよび窪み部１１ａはボルト５５が存在しない領域において、円弧状に延びている。なお、ボルト５５の半径方向位置を貫通孔１３ｄおよび窪み部１１ａの半径方向位置からずらす場合や、ボルト５５以外の手段で冷却空間形成部材１３を空気流路形成部材１１に固定する場合には、貫通孔１３ｄおよび窪み部１１ａが連続的に１周して環状に形成されてもよい。なお、理解を容易にするため、図４、図５におけるボルト５５の周方向位置と、図２におけるボルト５５の周方向位置とを異ならせている。
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. The through hole 13d extends in the axial direction of the rotating shaft 15 and opens to the first contact surface 13b. As shown in FIG. 4, the shape of the through hole 13d and the opening of the through hole 13d viewed from the axial direction is It has an arc shape extending in the circumferential direction of the shaft 15. The shape seen from the axial direction of the hollow portion 11a formed on the surface of the air flow path forming member 11 in contact with the first contact surface 13b is also a circle extending in the circumferential direction of the rotating shaft 15, as shown in FIG. It is arcuate. That is, the through hole 13d and the recess 11a overlap each other when viewed from the axial direction, and the recess 11a is formed so as to be continuous from the through hole 13d in the axial direction.
In FIG. 4, the cooling space forming member 13 is fixed to the air flow path forming member 11 by a bolt 55, and the through hole 13 d and the recessed portion 11 a extend in an arc shape in a region where the bolt 55 does not exist. When the radial position of the bolt 55 is shifted from the radial position of the through hole 13d and the recess 11a, or when the cooling space forming member 13 is fixed to the air flow path forming member 11 by means other than the bolt 55, The through-hole 13d and the recessed portion 11a may be formed in an annular shape by continuously making a round. For easy understanding, the circumferential position of the bolt 55 in FIGS. 4 and 5 is different from the circumferential position of the bolt 55 in FIG.
上述した実施形態の電動機付き過給機１０によると、ハウジング７内には、電動機９の半径方向外方にて、電動機９を冷却する冷却液が流れる冷却空間１３ａが形成されており、冷却空間１３ａと圧縮空気流路３７との間に、空気流路形成部材１１の少なくとも一部が位置し、冷却空間１３ａは、冷却液が空気流路形成部材１１に接触するように形成されているので、冷却液と空気流路形成部材１１との直接接触により、空気流路形成部材１１の冷却性を大幅に向上できる。
従って、例えばコンプレッサインペラ５に吸気される空気がオイルミストを含んでいる場合に、オイルミストが圧縮空気流路３７で炭化することを防止できる。
According to the supercharger with an electric motor 10 of the above-described embodiment, the housing 7 is formed with the cooling space 13a in which the cooling liquid for cooling the electric motor 9 flows outside the electric motor 9 in the radial direction. Since at least a part of the air flow path forming member 11 is located between the air flow path 37 and the compressed air flow path 37, the cooling space 13 a is formed so that the cooling liquid contacts the air flow path forming member 11. By the direct contact between the coolant and the air flow path forming member 11, the cooling performance of the air flow path forming member 11 can be greatly improved.
Therefore, for example, when the air sucked into the compressor impeller 5 contains oil mist, the oil mist can be prevented from carbonizing in the compressed air flow path 37.
また、冷却空間形成部材１３の貫通孔１３ｄは、冷却空間１３ａの一部を構成し、冷却空間形成部材１３における空気流路形成部材１１との接触面に開口するので、冷却液は貫通孔１３ｄを通って空気流路形成部材１１に接触することができる。 Moreover, since the through-hole 13d of the cooling space forming member 13 constitutes a part of the cooling space 13a and opens on the contact surface of the cooling space forming member 13 with the air flow path forming member 11, the cooling liquid passes through the through-hole 13d. The air flow path forming member 11 can be contacted through.
冷却空間形成部材１３の第１の接触面１３ｂに接触する空気流路形成部材１１の面には、貫通孔１３ｄからの冷却液を受け入れる窪み部１１ａが形成されているので、窪み部１１ａ内の冷却液により空気流路形成部材１１を冷却できる。これにより、空気流路形成部材１１の冷却性を一層向上できる。 The surface of the air flow path forming member 11 that contacts the first contact surface 13b of the cooling space forming member 13 is formed with a recess 11a that receives the coolant from the through hole 13d. The air flow path forming member 11 can be cooled by the coolant. Thereby, the cooling performance of the air flow path forming member 11 can be further improved.
さらに、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１との間には、熱伝導性のモールド材４５が充填され、これにより、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１とは一体化されているので、モールド材４５が伝熱材として作用し、冷却液は空気流路形成部材１１を介してモータステータ９ｂを冷却できる。従って、モータステータ９ｂの冷却性も向上できる。
しかも、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１とを１つの部品とすることができるので、部品点数が減り過給機１０の組み立て能率も向上できる。
Further, a space between the motor stator 9b and the air flow path forming member 11 is filled with a heat conductive molding material 45, whereby the motor stator 9b and the air flow path forming member 11 are integrated. The mold material 45 acts as a heat transfer material, and the cooling liquid can cool the motor stator 9b via the air flow path forming member 11. Therefore, the cooling performance of the motor stator 9b can also be improved.
Moreover, since the motor stator 9b and the air flow path forming member 11 can be formed as one component, the number of components is reduced and the assembly efficiency of the supercharger 10 can be improved.
貫通孔１３ｄは回転軸１５の軸方向に延びて第１の接触面１３ｂに開口し、該軸方向から見た該開口の形状は、回転軸１５の周方向に延びた環状または円弧状になっているので、空気流路形成部材１１が冷却液と接触する領域を周方向に延ばして大きくできる。これにより、空気流路形成部材１１と冷却液との接触面積を大きくできる。 The through hole 13d extends in the axial direction of the rotating shaft 15 and opens in the first contact surface 13b. The shape of the opening viewed from the axial direction is an annular or arc shape extending in the circumferential direction of the rotating shaft 15. Therefore, the area where the air flow path forming member 11 is in contact with the coolant can be extended in the circumferential direction to be enlarged. Thereby, the contact area of the air flow path forming member 11 and the coolant can be increased.
また、軸方向から見た窪み部１１ａの形状は、回転軸１５の周方向に延びた環状または円弧状になっているので、冷却液を受け入れる窪み部１１ａを周方向に延ばして大きくできる。これにより、空気流路形成部材１１と冷却液との接触面積をさらに大きくできる。 Moreover, since the shape of the hollow part 11a seen from the axial direction is the cyclic | annular form or circular arc shape extended in the circumferential direction of the rotating shaft 15, the hollow part 11a which receives a cooling fluid can be extended in the circumferential direction, and can be enlarged. Thereby, the contact area of the air flow path forming member 11 and the coolant can be further increased.
空気流路形成部材１１は、モータステータ９ｂにおける、回転軸１５の半径方向の内方端付近まで、または、この内方端よりも回転軸１５の軸心側まで延びているので、空気流路形成部材１１により、モータステータ９ｂとコンプレッサインペラ５側とを仕切ることができる。 The air flow path forming member 11 extends to the vicinity of the radially inner end of the rotating shaft 15 in the motor stator 9b or to the axial center side of the rotating shaft 15 from the inner end. The motor stator 9b and the compressor impeller 5 side can be partitioned by the forming member 11.
空気流路形成部材１１は、回転軸１５の半径方向の内方端側に、回転軸１５側との間をシールするためのシール部１１ｅを有するので、コンプレッサインペラ５側の圧縮空気がシール部１１ｅを超えて漏れることを抑制できる。 Since the air flow path forming member 11 has the seal portion 11e for sealing the space between the rotary shaft 15 and the rotary shaft 15 on the radially inner end side of the rotary shaft 15, the compressed air on the compressor impeller 5 side is sealed. 11e can be prevented from leaking.
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本発明によると、冷却液が空気流路形成部材１１に接触する構成であればよく、冷却空間形成部材１３に貫通孔１３ｄが無くてもよい。図６は、貫通孔１３ｄが無い場合の構成図であり、図２に対応する。図６に示すように、図２の構成から、シール部材（Ｏリング）５３の位置を変更し、これに伴い空気流路形成部材１１、軸受ハウジング７ｂおよび冷却空間形成部材１３の形状を若干変更することで、貫通孔１３ｄを設けずに、冷却液が空気流路形成部材１１に接触するようにできる。この場合、他の構成は、図１〜図５に基づいて説明した構成と同様であってよい。 For example, according to the present invention, the cooling liquid may be configured to be in contact with the air flow path forming member 11, and the cooling space forming member 13 may not have the through hole 13d. FIG. 6 is a configuration diagram when there is no through-hole 13d, and corresponds to FIG. As shown in FIG. 6, the position of the seal member (O-ring) 53 is changed from the configuration of FIG. 2, and the shapes of the air flow path forming member 11, the bearing housing 7b, and the cooling space forming member 13 are slightly changed accordingly. By doing so, the cooling liquid can be brought into contact with the air flow path forming member 11 without providing the through hole 13d. In this case, the other configuration may be the same as the configuration described based on FIGS.
３ タービンインペラ、５ コンプレッサインペラ、７ ハウジング、
７ａ タービンハウジング、７ｂ 軸受ハウジング、
７ｃ コンプレッサハウジング、９ 電動機、９ａ モータロータ、
９ｂ モータステータ、１０ 過給機、１１ 空気流路形成部材、
１１ａ 窪み部、１１ｂ ケーブル孔、１１ｃ 外方部、
１１ｄ 内方部、１１ｅ シール部、１３ 冷却空間形成部材、
１３ａ 冷却空間、１３ｂ 第１の接触面、１３ｃ 第２の接触面、
１３ｄ 貫通孔、１５ 回転軸、１６ シールリング
１７ スクロール室、１９ 流路、２１ 排気口、
２３ ノズル翼、２５ 軸受メタル、２７ スラストベアリング、
２９ スラストカラー、３１ 潤滑油流路、３３ 油排出口、
３５ 吸入口、３７ 圧縮空気流路、３９ スクロール室、
４１ 鉄心、４３ 巻線、４５ モールド材、
４７ 鉄心部、４９ 巻線部、５１ ケーブル、
５３ シール部材、５５ ボルト
3 Turbine impeller, 5 Compressor impeller, 7 Housing,
7a turbine housing, 7b bearing housing,
7c Compressor housing, 9 Electric motor, 9a Motor rotor,
9b motor stator, 10 supercharger, 11 air flow path forming member,
11a hollow part, 11b cable hole, 11c outer part,
11d inner part, 11e seal part, 13 cooling space formation member,
13a cooling space, 13b first contact surface, 13c second contact surface,
13d Through hole, 15 Rotating shaft, 16 Seal ring 17, Scroll chamber, 19 Flow path, 21 Exhaust port,
23 Nozzle blades, 25 Bearing metal, 27 Thrust bearings,
29 Thrust collar, 31 Lubricating oil flow path, 33 Oil discharge port,
35 Suction port, 37 Compressed air flow path, 39 Scroll chamber,
41 iron core, 43 windings, 45 mold material,
47 Iron core part, 49 Winding part, 51 Cable,
53 Sealing member, 55 bolts
Claims (8)
前記ハウジング内には、コンプレッサインペラからの圧縮空気を回転軸の半径方向外方へ案内する圧縮空気流路の流路面の少なくとも一部を形成する空気流路形成部材が設けられ、
前記ハウジング内には、前記電動機の前記半径方向外方にて、前記電動機を冷却する冷却液が流れる冷却空間が形成されており、該冷却空間と圧縮空気流路との間に、空気流路形成部材の少なくとも一部が位置し、
前記冷却空間は、前記冷却液が空気流路形成部材に接触するように形成されている、ことを特徴とする電動機付き過給機。 A turbine impeller that is rotationally driven by exhaust gas from the engine, a rotary shaft to which the turbine impeller is fixed, a compressor impeller that is fixed to the rotary shaft and compresses intake air and sends it to the engine, and the rotary shaft is rotatable A supercharger with an electric motor comprising: a housing to be supported; and an electric motor that is provided in the housing and rotationally drives the rotating shaft,
An air flow path forming member that forms at least a part of the flow path surface of the compressed air flow path that guides the compressed air from the compressor impeller radially outward of the rotation shaft is provided in the housing.
In the housing, a cooling space in which a coolant for cooling the electric motor flows is formed outside the electric motor in the radial direction, and an air flow path is formed between the cooling space and the compressed air flow path. At least a portion of the forming member is located;
The supercharger with an electric motor, wherein the cooling space is formed so that the cooling liquid contacts an air flow path forming member.
前記ハウジング内には、モータステータの前記半径方向外方に位置し前記冷却空間の内面の少なくとも一部を形成する冷却空間形成部材が設けられ、
冷却空間形成部材は、空気流路形成部材に接触する接触面を有し、該接触面と圧縮空気流路との間に、空気流路形成部材の少なくとも一部が位置し、
冷却空間形成部材には、冷却空間の一部を構成する貫通孔が前記接触面に開口するように形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電動機付き過給機。 The electric motor has a motor rotor fixed to the rotating shaft, and a motor stator fixed to the housing on the outer side in the radial direction of the motor rotor and rotationally driving the motor rotor,
In the housing, a cooling space forming member is provided that is located radially outward of the motor stator and forms at least a part of the inner surface of the cooling space,
The cooling space forming member has a contact surface that contacts the air flow path forming member, and at least a part of the air flow path forming member is located between the contact surface and the compressed air flow path,
The supercharger with an electric motor according to claim 1, wherein a through-hole constituting a part of the cooling space is formed in the cooling space forming member so as to open in the contact surface.
前記モータステータと空気流路形成部材との間には、熱伝導性のモールド材が充填され、これにより、前記モータステータと空気流路形成部材とは一体化されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電動機付き過給機。 The electric motor has a motor rotor fixed to the rotating shaft, and a motor stator fixed to the housing on the outer side in the radial direction of the motor rotor and rotationally driving the motor rotor,
A space between the motor stator and the air flow path forming member is filled with a heat conductive molding material, whereby the motor stator and the air flow path forming member are integrated. The supercharger with an electric motor according to claim 1.
前記軸方向から見た前記窪み部の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっている、ことを特徴とする請求項５に記載の電動機付き過給機。 On the surface of the air flow path forming member that comes into contact with the contact surface, a recess for receiving the coolant from the through hole is formed,
The supercharger with electric motor according to claim 5, wherein the shape of the hollow portion viewed from the axial direction is an annular shape or an arc shape extending in a circumferential direction of the rotating shaft.
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