JP5322028B2 - Motor rotor - Google Patents

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JP5322028B2 JP2009041216A JP2009041216A JP5322028B2 JP 5322028 B2 JP5322028 B2 JP 5322028B2 JP 2009041216 A JP2009041216 A JP 2009041216A JP 2009041216 A JP2009041216 A JP 2009041216A JP 5322028 B2 JP5322028 B2 JP 5322028B2
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Description

本発明は、電動過給機に搭載される電動機に好適なモータロータに関する。   The present invention relates to a motor rotor suitable for an electric motor mounted on an electric supercharger.

内燃機関の向上のために、内燃機関の排気ガスで駆動し吸気を圧縮して過給する過給機(「ターボチャージャ」とも称される。)が広く用いられている。また、過給機の回転軸と同軸上に電動機を組み込み、コンプレッサの回転駆動を加速補助することにより、加速応答性等を改善した過給機も用いられている。このような電動機による電動アシスト機能をもつ過給機を電動過給機という。   In order to improve the internal combustion engine, a turbocharger (also referred to as “turbocharger”) that is driven by the exhaust gas of the internal combustion engine and compresses the intake air to supercharge is widely used. In addition, a turbocharger in which acceleration response is improved by incorporating an electric motor coaxially with the rotation shaft of the supercharger and assisting acceleration of the rotational drive of the compressor is also used. Such a supercharger having an electric assist function by an electric motor is called an electric supercharger.

この種の電動過給機の構成について簡単に説明すると、回転軸の両端にタービンインペラとコンプレッサインペラが連結されてなる過給機ロータが、ハウジング内に回転自在に支持されている。ハウジングには電動機が内蔵されている。回転軸の同軸上に電動機の回転子(モータロータ)が固定され、ハウジングの内部であって回転子の周囲に電動機の固定子(モータステータ)が配置されている。内燃機関からの排気ガスがタービンインペラに供給されると、タービンインペラが回転駆動され、タービンインペラに連結されたコンプレッサインペラが回転駆動されることにより、吸気を圧縮して内燃機関に供給する。またこのとき、電動機によってコンプレッサインペラの回転駆動が補助される。   Briefly explaining the configuration of this type of electric supercharger, a supercharger rotor in which a turbine impeller and a compressor impeller are connected to both ends of a rotating shaft is rotatably supported in a housing. An electric motor is built in the housing. An electric motor rotor (motor rotor) is fixed on the same axis as the rotating shaft, and an electric motor stator (motor stator) is disposed around the rotor inside the housing. When the exhaust gas from the internal combustion engine is supplied to the turbine impeller, the turbine impeller is rotationally driven, and the compressor impeller coupled to the turbine impeller is rotationally driven, so that the intake air is compressed and supplied to the internal combustion engine. At this time, the electric motor assists the rotational drive of the compressor impeller.

このような電動過給機のモータロータが、下記特許文献1に開示されている。図1は、特許文献1に開示された、従来の電動過給機のモータロータと油切り部材の拡大断面図である。このモータロータは、過給機の回転軸101に挿着されたインナスリーブ102と、インナスリーブ102を軸周りに囲む永久磁石103及び一対のエンドリング104と、永久磁石103とエンドリング104を軸周りに囲む中空円筒形のアーマリング105とからなる。アーマリング105は、ロータの最高回転数において大きな遠心力が作用する状況でも、永久磁石103やエンドリング104を十分に保持できるよう焼き嵌めされている。   A motor rotor of such an electric supercharger is disclosed in Patent Document 1 below. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a motor rotor and an oil draining member of a conventional electric supercharger disclosed in Patent Document 1. The motor rotor includes an inner sleeve 102 inserted into the rotating shaft 101 of the supercharger, a permanent magnet 103 and a pair of end rings 104 surrounding the inner sleeve 102 around the axis, and the permanent magnet 103 and the end ring 104 around the axis. And a hollow cylindrical armoring 105 surrounded by. The armoring 105 is shrink-fitted so that the permanent magnet 103 and the end ring 104 can be sufficiently retained even in a situation where a large centrifugal force acts at the maximum rotational speed of the rotor.

また、インナスリーブ102のタービンインペラ側にはシールプレート106とスラストベアリング107との間の位置に回転軸101を軸周りに囲む油切り部材108が設けられている。油切り部材108は回転軸101に固定され、回転軸101と共に回転する。また、油切り部材108にはシール部材109が設けられており、油切り部材108とシールプレート106との間が液密にシールされている。   An oil draining member 108 is provided on the turbine impeller side of the inner sleeve 102 at a position between the seal plate 106 and the thrust bearing 107 so as to surround the rotary shaft 101 around the axis. The oil draining member 108 is fixed to the rotating shaft 101 and rotates together with the rotating shaft 101. Further, the oil draining member 108 is provided with a seal member 109, and the gap between the oil draining member 108 and the seal plate 106 is liquid-tightly sealed.

また、別の形態の電動過給機のモータロータが、下記特許文献2に開示されている。図2は、特許文献2の図4に開示された、従来の電動過給機のモータロータの断面図である。このモータロータは、過給機の回転軸に挿着されたインナスリーブ201と、インナスリーブ201を軸周りに囲む永久磁石202と、永久磁石202を軸周りに囲む中空円筒形のアーマリング203とからなる。アーマリング203は、ロータの最高回転数において大きな遠心力が作用する状況でも、永久磁石202を十分に保持できるよう焼き嵌めされている。インナスリーブ201の内面のうち両端以外の部分は、インナスリーブ201の両端の内面と比べて内径が大きく作られている。なお、図示しないが、特許文献2にモータロータにおいても、インナスリーブ201に隣接した位置に油切り部材が配置される。   Another type of motor rotor of an electric supercharger is disclosed in Patent Document 2 below. FIG. 2 is a cross-sectional view of a motor rotor of a conventional electric supercharger disclosed in FIG. The motor rotor includes an inner sleeve 201 inserted into the rotating shaft of the supercharger, a permanent magnet 202 surrounding the inner sleeve 201 around the axis, and a hollow cylindrical armoring 203 surrounding the permanent magnet 202 around the axis. Become. The armoring 203 is shrink-fitted so that the permanent magnet 202 can be sufficiently retained even in a situation where a large centrifugal force acts at the maximum rotational speed of the rotor. A portion of the inner surface of the inner sleeve 201 other than both ends has a larger inner diameter than the inner surfaces of both ends of the inner sleeve 201. Although not shown, in the motor rotor described in Patent Document 2, an oil draining member is disposed at a position adjacent to the inner sleeve 201.

特開2007−336737号公報JP 2007-336737 A 米国特許第6,085,527号明細書US Pat. No. 6,085,527

特許文献1の電動過給機の製造工程において、アーマリング105が強い焼き嵌めにより永久磁石103やエンドリング104を強力に締めるにあたり、その焼き締めの圧力により永久磁石103やエンドリング104が囲む部分のインナスリーブ102の内壁が内側に変形してしまう。そのため、インナスリーブ102を回転軸101に嵌めるためには、モータロータの組み立て後に、インナスリーブ102の内径を大きくする加工(内径仕上げ加工)を実施する必要があった。したがって、内径仕上げ加工を実施する分、組み立て工程を自動化する際の工程が多くなり、コストが高くなってしまっていた。   In the manufacturing process of the electric supercharger of Patent Document 1, when the armoring 105 strongly tightens the permanent magnet 103 or the end ring 104 by strong shrink fitting, the portion surrounded by the permanent magnet 103 or the end ring 104 by the pressure of the shrinking The inner wall of the inner sleeve 102 is deformed inward. Therefore, in order to fit the inner sleeve 102 to the rotating shaft 101, it is necessary to perform a process (inner diameter finishing process) for increasing the inner diameter of the inner sleeve 102 after the motor rotor is assembled. Therefore, since the inner diameter finishing process is performed, the number of processes for automating the assembly process is increased, and the cost is increased.

さらに、油切り部材108とインナスリーブ102を別々に作製していたため、部品点数が増加し、幾何公差を厳しく管理する必要があった。したがって、これもコストが高くなる原因であった。   Further, since the oil draining member 108 and the inner sleeve 102 are separately manufactured, the number of parts is increased, and it is necessary to strictly manage the geometric tolerance. Therefore, this was also a cause of high cost.

また、特許文献2の電動過給機のインナスリーブ201は、特許文献1のインナスリーブ102と比べると、内径仕上げ加工のときにインナスリーブ201の内壁を削る面積を減らすことができる。しかし、内径仕上げ加工を実施する必要がある点では特許文献1と変わらず、コストが高くなってしまっていた。   Further, the inner sleeve 201 of the electric supercharger of Patent Document 2 can reduce the area of the inner wall of the inner sleeve 201 when the inner diameter finishing process is performed, as compared with the inner sleeve 102 of Patent Document 1. However, the point that it is necessary to carry out the inner diameter finishing processing is the same as that of Patent Document 1, and the cost is increased.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、内径仕上げ加工を省略でき、さらに部品点数を削減できるモータロータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor rotor capable of omitting the inner diameter finishing process and further reducing the number of parts.

上記の問題を解決するため、本発明にかかるモータロータは、以下の技術的手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるモータロータは、軸方向の両端面を構成する第1端面及び第2端面を有し回転軸を軸周りに囲む円筒スリーブ形状を成し、該第1端面から第2端面に向かって所定位置まで軸方向に延びる油切り部と、該油切り部に一体に結合し前記第2端面まで軸方向に延びるインナスリーブ部とからなるスリーブ部材と、前記インナスリーブ部を軸周りに囲む永久磁石と、前記インナスリーブ部を軸周りに囲むとともに前記永久磁石の前記第1端面側にある一端面に接する第1エンドリングと、前記インナスリーブ部を軸周りに囲むとともに前記永久磁石の他端面に接する第2エンドリングと、前記永久磁石、前記第1エンドリング及び前記第2エンドリングを軸周りに締め付け状態で囲む中空円筒形のアーマリングと、を備え、前記油切り部は、内面において前記回転軸と接触して前記回転軸に同心に嵌合し、前記インナスリーブ部の内径は、前記第1エンドリングの前記第1端面側の端面よりも第1端面側の位置から、前記第2端面までの範囲にわたって、前記油きり部の内径よりも大きい、ことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the motor rotor according to the present invention employs the following technical means.
That is, the motor rotor according to the present invention has a cylindrical sleeve shape having a first end surface and a second end surface constituting both end surfaces in the axial direction and surrounding the rotating shaft around the axis, and from the first end surface to the second end surface. A sleeve member comprising an oil drain portion extending axially to a predetermined position toward the predetermined position, an inner sleeve portion integrally coupled to the oil drain portion and extending axially to the second end surface, and the inner sleeve portion around the axis A surrounding permanent magnet, a first end ring that surrounds the inner sleeve portion around an axis and is in contact with one end surface on the first end face side of the permanent magnet, and surrounds the inner sleeve portion around the axis and of the permanent magnet. A second end ring in contact with the other end surface; and a hollow cylindrical armor ring surrounding the permanent magnet, the first end ring, and the second end ring in a tightened state around an axis. The oil draining portion is in contact with the rotation shaft on the inner surface and is concentrically fitted to the rotation shaft, and an inner diameter of the inner sleeve portion is first than an end surface on the first end surface side of the first end ring. It is characterized by being larger than the inner diameter of the oil draining part over a range from the position on the end face side to the second end face.

上記の構成によれば、永久磁石と一対のエンドリングのある部分のインナスリーブ部の内径を、あらかじめ変形すると見込まれる分大きくしておくことができるため、モータロータの組み立ての後にインナスリーブの内壁を削る内径仕上げ加工の工程を省略することができ、工程が減った分コストを安くすることができる。
さらに、油切り部材とインナスリーブを一体化することによって、部品点数を削減できるので、幾何公差を緩めることができ、コストを削減することができる。
According to the above configuration, since the inner sleeve portion of the portion where the permanent magnet and the pair of end rings are present can be increased in advance as it is expected to be deformed in advance, the inner wall of the inner sleeve is reduced after the assembly of the motor rotor. The inner diameter finishing process for cutting can be omitted, and the cost can be reduced by the reduced number of processes.
Furthermore, since the number of parts can be reduced by integrating the oil draining member and the inner sleeve, the geometric tolerance can be relaxed and the cost can be reduced.

また、前記スリーブ部材の前記第2端面は、前記第2エンドリングの反永久磁石側の端面と面一になっている、ことを特徴とする。   Further, the second end surface of the sleeve member is flush with the end surface of the second end ring on the side opposite to the permanent magnet.

このようにスリーブ部材のインナスリーブ部を構成することにより、コンプレッサインペラとモータロータの接触面積を増やすことができ、コンプレッサインペラをより安定して回転させることができる。   By configuring the inner sleeve portion of the sleeve member in this manner, the contact area between the compressor impeller and the motor rotor can be increased, and the compressor impeller can be rotated more stably.

本発明によれば、内径加工を省略でき、さらに部品点数を削減できるという優れた効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain an excellent effect that the inner diameter processing can be omitted and the number of parts can be reduced.

従来の特許文献1のモータロータと油切り部材の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional motor rotor and oil draining member of patent document 1. FIG. 従来の特許文献2のモータロータの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the motor rotor of the conventional patent document 2. 本発明の実施形態にかかるモータロータを有する電動機を備えた電動過給機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electric supercharger provided with the electric motor which has a motor rotor concerning embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態にかかるモータロータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor rotor concerning 1st Embodiment of this invention. 図4に示すスリーブ部材の断面図である。It is sectional drawing of the sleeve member shown in FIG. 本発明の第2実施形態にかかるモータロータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor rotor concerning 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying 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3は、本発明の第1実施形態にかかるモータロータを有する電動機を備えた電動過給機の全体構成図である。この図において、電動過給機1は、回転軸2、コンプレッサインペラ3、電動機4、およびハウジングを備える。ハウジングは、この例では、ベアリングハウジング5、タービンハウジング6、及びコンプレッサハウジング7からなる。   FIG. 3 is an overall configuration diagram of the electric supercharger including the electric motor having the motor rotor according to the first embodiment of the present invention. In this figure, the electric supercharger 1 includes a rotating shaft 2, a compressor impeller 3, an electric motor 4, and a housing. In this example, the housing includes a bearing housing 5, a turbine housing 6, and a compressor housing 7.

回転軸2は、タービンインペラ8を一端(図で左端)に有する。この例において、タービンインペラ8は回転軸2に一体的に形成されているが、本発明はこれに限定されず、タービンインペラ8を別に取り付ける構成であってもよい。   The rotating shaft 2 has a turbine impeller 8 at one end (left end in the figure). In this example, the turbine impeller 8 is integrally formed with the rotating shaft 2, but the present invention is not limited to this, and a configuration in which the turbine impeller 8 is separately attached may be used.

コンプレッサインペラ3は、回転軸2の他端(図で右端)に軸端ナット9により一体で回転するように連結されている。   The compressor impeller 3 is connected to the other end (right end in the figure) of the rotary shaft 2 so as to rotate integrally with a shaft end nut 9.

ベアリングハウジング5は、回転軸2のラジアル荷重を受けるジャーナル軸受10と、スラスト荷重を受けるスラストベアリング11を内蔵し、ジャーナル軸受10及びスラストベアリング11により回転軸2が回転自在に支持されている。また、ベアリングハウジング6は、ジャーナル軸受10及びスラストベアリング11を潤滑するための図示しない潤滑油流路を有している。   The bearing housing 5 includes a journal bearing 10 that receives a radial load of the rotating shaft 2 and a thrust bearing 11 that receives a thrust load. The rotating shaft 2 is rotatably supported by the journal bearing 10 and the thrust bearing 11. The bearing housing 6 has a lubricating oil passage (not shown) for lubricating the journal bearing 10 and the thrust bearing 11.

タービンハウジング6は、タービンインペラ8を回転可能に囲み、かつベアリングハウジング5に連結されている。このタービンハウジング6は、内部に外部から排ガスが導入されるスクロール室6aと、スクロール室6aからタービンインペラ8まで排ガスを案内する環状に形成された流路6bを有する。
さらに、流路6bには、複数のノズル翼12が周方向に一定の間隔で配置されている。このノズル翼12は、可変ノズル翼であり、その間に形成される流路面積を変化できることが好ましいが、本発明はこれに限定されず固定ノズル翼であってもよい。また、流路6bにノズル翼12の無い形態であってもよい。
The turbine housing 6 rotatably surrounds the turbine impeller 8 and is connected to the bearing housing 5. The turbine housing 6 includes a scroll chamber 6a into which exhaust gas is introduced from the outside, and an annular flow path 6b that guides the exhaust gas from the scroll chamber 6a to the turbine impeller 8.
Further, a plurality of nozzle blades 12 are arranged in the flow path 6b at regular intervals in the circumferential direction. The nozzle blade 12 is a variable nozzle blade, and it is preferable that the area of the flow path formed therebetween can be changed. However, the present invention is not limited to this and may be a fixed nozzle blade. Moreover, the form without the nozzle blade | wing 12 in the flow path 6b may be sufficient.

コンプレッサハウジング7は、コンプレッサインペラ3を回転可能に囲み、かつベアリングハウジング5に連結されている。このコンプレッサハウジング7は、内部に圧縮空気が導入されるスクロール室7aと、コンプレッサインペラ3からスクロール室7aまで圧縮空気を案内する環状に形成されたディフューザ7bを有する。   The compressor housing 7 rotatably surrounds the compressor impeller 3 and is connected to the bearing housing 5. The compressor housing 7 includes a scroll chamber 7a into which compressed air is introduced, and an annular diffuser 7b that guides the compressed air from the compressor impeller 3 to the scroll chamber 7a.

電動過給機は、モータロータ13およびモータステータ14を有する。モータロータ13は、電動機の回転子であり、モータステータ14は、電動機の固定子である。モータロータ13とモータステータ14によりブラシレスの交流電動機が構成される。
この交流電動機は、回転軸2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。またこ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と同一あるいはそれより高いことが好ましい。
The electric supercharger has a motor rotor 13 and a motor stator 14. The motor rotor 13 is a rotor of the electric motor, and the motor stator 14 is a stator of the electric motor. The motor rotor 13 and the motor stator 14 constitute a brushless AC motor.
It is preferable that this AC motor can cope with high-speed rotation (for example, at least 100,000 to 200,000 rpm) of the rotating shaft 2 and can perform rotational driving during acceleration and regenerative operation during deceleration. The drive voltage of the AC motor is preferably the same as or higher than the DC voltage of the battery mounted on the vehicle.

上述のように構成された電動過給機では、エンジンからスクロール室6aにより排気ガスが導入されると、排気ガスによりタービンインペラ8が回転駆動される。すると、タービンインペラ8に回転軸2を介して連結されたコンプレッサインペラ3が回転駆動され、コンプレッサインペラ3により吸気が圧縮されてエンジンに供給される。またこのとき、電動機4によってコンプレッサインペラ3の回転駆動が補助される。   In the electric supercharger configured as described above, when exhaust gas is introduced from the engine by the scroll chamber 6a, the turbine impeller 8 is rotationally driven by the exhaust gas. Then, the compressor impeller 3 connected to the turbine impeller 8 via the rotary shaft 2 is rotationally driven, and the intake air is compressed by the compressor impeller 3 and supplied to the engine. At this time, the electric motor 4 assists the rotational drive of the compressor impeller 3.

電動過給機1は、流路形成スリーブ15とシール壁16を備える。流路形成スリーブ15は、モータステータ14の外周面及びベアリングハウジング5の内周面と密着し、ベアリングハウジング5との間に液密の水冷ジャケット15aを構成する。この水冷ジャケット15aには、図示しない冷却水供給口と冷却水排出口から冷却水が供給され排出される。ベアリングハウジング5と流路形成スリーブ15との間には、水冷ジャケット15aの内外を液密にシールするシール部材17a,17b(例えばOリング)が介装されている。   The electric supercharger 1 includes a flow path forming sleeve 15 and a seal wall 16. The flow path forming sleeve 15 is in close contact with the outer peripheral surface of the motor stator 14 and the inner peripheral surface of the bearing housing 5, and forms a liquid-tight water-cooled jacket 15 a between the bearing housing 5. Cooling water is supplied to the water cooling jacket 15a from a cooling water supply port and a cooling water discharge port (not shown) and discharged. Seal members 17a and 17b (for example, O-rings) are provided between the bearing housing 5 and the flow path forming sleeve 15 so as to liquid-tightly seal the inside and outside of the water cooling jacket 15a.

シール壁16は、ベアリングハウジング5とコンプレッサハウジング7の間に流路形成スリーブ15のフランジ部15bと共に軸方向に共締めされる。このシール壁16は、コンプレッサハウジング7とモータステータ14との間を仕切り、かつ流路形成スリーブ15のコンプレッサ側に密着している。   The seal wall 16 is fastened together with the flange portion 15 b of the flow path forming sleeve 15 between the bearing housing 5 and the compressor housing 7 in the axial direction. The seal wall 16 partitions the compressor housing 7 and the motor stator 14, and is in close contact with the compressor side of the flow path forming sleeve 15.

図4は、図3に示したモータロータ13の第1実施形態の拡大図である。図4に示すように、第1実施形態にかかるモータロータ13は、回転軸2と、回転軸2を軸周りに囲む円筒スリーブ形状のスリーブ部材18と、そのスリーブ部材の外側に回転軸2を軸周りに囲む永久磁石19と、スリーブ部材の外側に回転軸2を軸周りに囲むとともに永久磁石19を軸方向両側から挟む第1エンドリング20および第2エンドリング21と、永久磁石19及び一対のエンドリング20、21を軸周りに締め付け状態で囲む中空円筒形のアーマリング22と、からなる。   FIG. 4 is an enlarged view of the first embodiment of the motor rotor 13 shown in FIG. 3. As shown in FIG. 4, the motor rotor 13 according to the first embodiment includes a rotating shaft 2, a sleeve member 18 having a cylindrical sleeve shape surrounding the rotating shaft 2, and a rotating shaft 2 that is disposed outside the sleeve member. A permanent magnet 19 surrounding the first end ring 20 and a second end ring 21 surrounding the rotary shaft 2 around the axis and sandwiching the permanent magnet 19 from both sides in the axial direction; A hollow cylindrical armor ring 22 that surrounds the end rings 20 and 21 around the shaft in a tightened state.

図4において、スリーブ部材18のタービンインペラ側には、スラストベアリング11が配置されている。スラストベアリング11は、スリーブ部材18と回転軸2との間に挟まれ回転軸2及びスリーブ部材18と一体となって回転する円板状のスラストカラー23と、スラストカラー23の両側に対向配置されスラストカラー23の軸方向移動を阻止するタービン側スラストベアリング24及びコンプレッサ側スラストベアリング25とを備える。   In FIG. 4, the thrust bearing 11 is disposed on the turbine impeller side of the sleeve member 18. The thrust bearing 11 is sandwiched between the sleeve member 18 and the rotary shaft 2, and is disposed opposite to both sides of the thrust collar 23 and a disk-shaped thrust collar 23 that rotates integrally with the rotary shaft 2 and the sleeve member 18. A turbine side thrust bearing 24 and a compressor side thrust bearing 25 that prevent axial movement of the thrust collar 23 are provided.

図示例の永久磁石19は、軸方向に分割されていない構成であるが、軸方向に分割された(輪切りにされた)複数のリング状磁石の間に樹脂などの絶縁材料を介在させた構成としてもよく、この構成により鉄損を減らすことができる。   The permanent magnet 19 in the illustrated example has a configuration that is not divided in the axial direction, but has a configuration in which an insulating material such as a resin is interposed between a plurality of ring-shaped magnets that are divided in the axial direction (sliced). The iron loss can be reduced by this configuration.

第1エンドリング20は永久磁石19のタービンインペラ側に設置され、第2エンドリング21は永久磁石19のコンプレッサインペラ側に設置される。また、両エンドリング20、21は、永久磁石19の端面に接した状態で設置される。   The first end ring 20 is installed on the turbine impeller side of the permanent magnet 19, and the second end ring 21 is installed on the compressor impeller side of the permanent magnet 19. Further, both end rings 20 and 21 are installed in contact with the end face of the permanent magnet 19.

本実施形態では、回転軸2に挿着された中空円筒形のスリーブ部材18の外周に中空円筒形の永久磁石19とエンドリング20、21が弱いしまり嵌めで嵌合している。この本実施形態のモータロータ13は、その軸方向両側から他の部材に挟まれて回転軸2と一体になって回転する。   In the present embodiment, the hollow cylindrical permanent magnet 19 and the end rings 20 and 21 are fitted to the outer periphery of the hollow cylindrical sleeve member 18 inserted into the rotary shaft 2 with a weak interference fit. The motor rotor 13 of the present embodiment is sandwiched between other members from both sides in the axial direction and rotates integrally with the rotary shaft 2.

また、アーマリング22は、モータロータ13の最高回転数において大きな遠心力が作用する状況でも永久磁石19及びエンドリング20、21が空転しないよう、永久磁石19及びエンドリング20、21に対して十分な圧縮荷重を付与できる程度の強い焼き嵌めにより永久磁石19及びエンドリング20、21に嵌合している。このアーマリング22と第1エンドリング20および第2エンドリング21は、非磁性体材料からなる。   Further, the armoring 22 is sufficient for the permanent magnet 19 and the end rings 20 and 21 so that the permanent magnet 19 and the end rings 20 and 21 do not idle even in a situation where a large centrifugal force acts at the maximum rotation speed of the motor rotor 13. The permanent magnet 19 and the end rings 20 and 21 are fitted to each other by a strong shrinkage that can apply a compressive load. The armoring 22, the first end ring 20 and the second end ring 21 are made of a nonmagnetic material.

スリーブ部材18は軸方向に延びた円筒スリーブ形状をしており、軸方向の両端面を構成する第1端面18a及び第2端面18bを有する。第1端面18aは、図示例では、スラストカラー23に接している。第2端面18bは、コンプレッサインペラ3に接している。   The sleeve member 18 has a cylindrical sleeve shape extending in the axial direction, and has a first end surface 18a and a second end surface 18b constituting both end surfaces in the axial direction. The first end face 18a is in contact with the thrust collar 23 in the illustrated example. The second end face 18 b is in contact with the compressor impeller 3.

また、スリーブ部材18の第1端面18aと第2端面18bの間には、周方向に延びるリング溝26が形成されている。リング溝26には、シールプレート27とスリーブ部材18との間を液密にシールする環状のシール部材28が嵌合している。このようなシール構造により、スラストベアリング11側から飛散する潤滑油のコンプレッサインペラ側への浸入が阻止される。シールプレート27は、この例ではベアリングハウジング5に固定され、コンプレッサ側スラストベアリング25とコンプレッサインペラ3の間を仕切っている。   A ring groove 26 extending in the circumferential direction is formed between the first end surface 18 a and the second end surface 18 b of the sleeve member 18. An annular seal member 28 is fitted in the ring groove 26 to seal the space between the seal plate 27 and the sleeve member 18 in a liquid-tight manner. Such a seal structure prevents the lubricating oil scattered from the thrust bearing 11 side from entering the compressor impeller side. In this example, the seal plate 27 is fixed to the bearing housing 5 and partitions the compressor side thrust bearing 25 and the compressor impeller 3.

図5は図4に示すスリーブ部材18の断面図である。図5に示すように、スリーブ部材18は、第1端面18aから第2端面18bに向かって所定位置(図示例ではリング溝26の位置)まで延びる油切り部18cと、油切り部18cに一体に結合し上記の所定位置(図示例ではリング溝26の位置)から第2端面18bまで軸方向に延びるインナスリーブ部18dとからなる。油切り部18cとインナスリーブ部18dは一体成形されている。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the sleeve member 18 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the sleeve member 18 is integrated with the oil draining portion 18c extending from the first end surface 18a toward the second end surface 18b to a predetermined position (the position of the ring groove 26 in the illustrated example), and the oil draining portion 18c. And an inner sleeve portion 18d extending in the axial direction from the predetermined position (the position of the ring groove 26 in the illustrated example) to the second end face 18b. The oil drain part 18c and the inner sleeve part 18d are integrally formed.

なお、上記の所定位置は、油切り部材としての機能をもつ部分と、インナスリーブとしての機能をもつ部分との境界となる位置として定義されるものである。したがって、図4の構成例ではリング溝26の位置が上記の所定位置となっているが、リング溝26を設けないシール構造を採用する場合は、シール構造によってシールされる部位が上記の所定位置となる。   In addition, said predetermined position is defined as a position used as the boundary of the part which has a function as an oil draining member, and the part which has a function as an inner sleeve. Therefore, in the configuration example of FIG. 4, the position of the ring groove 26 is the above-mentioned predetermined position. However, when a seal structure without the ring groove 26 is employed, the portion sealed by the seal structure is the above-mentioned predetermined position. It becomes.

油切り部18cは潤滑油を高速回転による遠心力で半径方向外方に振り飛ばす働きをしている。また、油切り部18cは、内面において回転軸2と接触して回転軸2に同心に嵌合している。すなわち、油切り部18cの内径d1は、内面が回転軸2の外周面と接触し、回転軸2に同心に嵌合する大きさに設定されている。   The oil draining portion 18c functions to swing the lubricating oil outward in the radial direction by centrifugal force due to high speed rotation. Further, the oil draining portion 18 c is in contact with the rotating shaft 2 on the inner surface and is fitted concentrically with the rotating shaft 2. That is, the inner diameter d1 of the oil drain portion 18c is set to a size such that the inner surface is in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 and is concentrically fitted to the rotating shaft 2.

インナスリーブ部18dの内径d2は、第1エンドリング20の第1端面18a側の端面20aよりも第1端面18a側の位置から第2端面18bまでの範囲にわたり、油切り部18cの内径d1よりも大きく作られている。すなわち、組み立て作業において、スリーブ部材18に永久磁石19と2本のエンドリング20、21とを弱いしまり嵌めではめた後、アーマリング22を強い焼き嵌めにより永久磁石19とエンドリング20、21とに嵌合させると、インナスリーブ部18dにおける永久磁石19とエンドリング20、21とが嵌合している部分の内径が圧縮荷重によって縮小する。そのため、あらかじめ圧縮荷重による変形量を見積もり、見積もった変形量の分を加味して、内径縮小後も回転軸の外径より大きくなるようにインナスリーブ部18dの内径を大きく作る。
したがって、スリーブ部材18は、油切り部18cの内面と、インナスリーブ部18dの油切り部に近い一部の内面とで回転軸2に嵌合することで、回転軸2に対して半径方向に位置決めされている。
The inner sleeve portion 18d has an inner diameter d2 that extends from the position on the first end surface 18a side to the second end surface 18b rather than the end surface 20a on the first end surface 18a side of the first end ring 20 than the inner diameter d1 of the oil drain portion 18c. Is also made large. That is, in the assembling operation, the permanent magnet 19 and the two end rings 20 and 21 are fitted to the sleeve member 18 with a weak interference fit, and then the armoring 22 is strongly shrink fitted to the permanent magnet 19 and the end rings 20 and 21. The inner diameter of the portion of the inner sleeve portion 18d where the permanent magnet 19 and the end rings 20, 21 are fitted is reduced by the compression load. For this reason, the amount of deformation due to the compressive load is estimated in advance, and the inner diameter of the inner sleeve portion 18d is made large so as to be larger than the outer diameter of the rotating shaft even after the inner diameter is reduced by taking into account the estimated amount of deformation.
Therefore, the sleeve member 18 is fitted to the rotary shaft 2 by the inner surface of the oil drain portion 18c and a part of the inner surface of the inner sleeve portion 18d close to the oil drain portion, so that the sleeve member 18 is radially directed to the rotary shaft 2. It is positioned.

上述したように、従来のモータロータ(図1)では、組み立て工程において、インナスリーブ102に永久磁石103やエンドリング104、及びアーマリング105を嵌合させた後にインナスリーブ102の内径仕上げ加工を実施する必要があったが、本発明のモータロータでは、インナスリーブ部18dにおいてアーマリング22の嵌合により圧縮荷重を受けて内径が縮小した部分の内径が、回転軸2の外径よりも大きいので、内径仕上げ加工を省略することができる。これにより、組み立て作業の工程を減らすことができるばかりでなく、その分のコストを削減することができる。   As described above, in the conventional motor rotor (FIG. 1), the inner sleeve 102 is subjected to the inner diameter finishing process after the permanent magnet 103, the end ring 104, and the armoring 105 are fitted to the inner sleeve 102 in the assembly process. Although it was necessary, in the motor rotor of the present invention, the inner diameter of the inner sleeve portion 18d where the inner diameter is reduced due to the compression load due to the fitting of the armoring 22 is larger than the outer diameter of the rotary shaft 2. Finishing can be omitted. Thereby, not only the process of an assembly work can be reduced, but the cost can be reduced accordingly.

また、従来別々の部品であった油切り部材とインナスリーブを一体化し、一つのスリーブ部材18として製作することにより、部品数が減った分、幾何公差を緩めることができ、またコストを削減することができる。   Further, by integrating the oil draining member and the inner sleeve, which were conventionally separate parts, and manufacturing it as a single sleeve member 18, the geometrical tolerance can be relaxed and the cost can be reduced as the number of parts is reduced. be able to.

図6は、本発明の第2実施形態に係るモータロータの構成を示す図である。第2実施形態は、スリーブ部材18の第2端面18bと第2エンドリング21の永久磁石19と反対側の端面21aとが面一になっている。そのほかの構成は、第1実施形態と同様である。   FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the motor rotor according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the second end surface 18b of the sleeve member 18 and the end surface 21a opposite to the permanent magnet 19 of the second end ring 21 are flush with each other. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

この構成により、スリーブ部材18の第2端面18bだけでなく、第2エンドリング21の永久磁石19と反対側の端面21aもコンプレッサインペラ3の背面側の端面と接触させることができる。これにより、コンプレッサインペラ3を第1実施形態よりもより安定して回転させることができる。   With this configuration, not only the second end surface 18 b of the sleeve member 18 but also the end surface 21 a opposite to the permanent magnet 19 of the second end ring 21 can be brought into contact with the end surface on the back side of the compressor impeller 3. Thereby, the compressor impeller 3 can be rotated more stably than the first embodiment.

なお、その他の効果として、スリーブ部材18の内径仕上げ加工を省略することができる点、部品数が減った分、幾何公差を緩めることができる点、及びコストを削減できる点は、第1実施形態と同様である。   As other effects, the inner diameter finishing process of the sleeve member 18 can be omitted, the geometrical tolerance can be loosened as the number of parts is reduced, and the cost can be reduced in the first embodiment. It is the same.

上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention disclosed above are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.

1 電動過給機
2 回転軸
3 コンプレッサインペラ
4 電動機
8 タービンインペラ
13 モータロータ
14 モータステータ
18 スリーブ部材
18a 第1端面
18b 第2端面
18c 油切り部
18d インナスリーブ部
19 永久磁石
20 第1エンドリング
20a 第1エンドリング20の第1端面18a側の端面
21 第2エンドリング
21a 第2エンドリングの永久磁石19と反対側の端面
22 アーマリング
26 リング溝
d1 油切り部の内径
d2 インナスリーブ部の内径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric supercharger 2 Rotating shaft 3 Compressor impeller 4 Electric motor 8 Turbine impeller 13 Motor rotor 14 Motor stator 18 Sleeve member 18a First end face 18b Second end face 18c Oil drain part 18d Inner sleeve part 19 Permanent magnet 20 First end ring 20a First End face 21 on the first end face 18a side of the end ring 20 Second end ring 21a End face 22 on the opposite side of the permanent magnet 19 of the second end ring 22 Armoring 26 Ring groove d1 Inner diameter d2 Inner sleeve inner diameter

Claims (2)

軸方向の両端面を構成する第1端面及び第2端面を有し回転軸を軸周りに囲む円筒スリーブ形状を成し、該第1端面から第2端面に向かって所定位置まで軸方向に延びる油切り部と、該油切り部に一体に結合し前記第2端面まで軸方向に延びるインナスリーブ部とからなるスリーブ部材と、
前記インナスリーブ部を軸周りに囲む永久磁石と、
前記インナスリーブ部を軸周りに囲むとともに前記永久磁石の前記第1端面側にある一端面に接する第1エンドリングと、
前記インナスリーブ部を軸周りに囲むとともに前記永久磁石の他端面に接する第2エンドリングと、
前記永久磁石、前記第1エンドリング及び前記第2エンドリングを軸周りに、焼き嵌めによる締め付け状態で囲む中空円筒形のアーマリングと、を備え、
前記油切り部は、内面において前記回転軸と接触して前記回転軸に同心に嵌合し、
前記インナスリーブ部の内径は、前記第1エンドリングの前記第1端面側の端面よりも第1端面側の位置から、前記第2端面までの範囲にわたって、前記油切り部の内径よりも大きい、ことを特徴とするモータロータ。
A cylindrical sleeve shape having a first end surface and a second end surface constituting both end surfaces in the axial direction and surrounding the rotation shaft around the axis is formed, and extends in the axial direction from the first end surface to a predetermined position toward the second end surface. A sleeve member comprising an oil draining part and an inner sleeve part integrally coupled to the oil draining part and extending in the axial direction to the second end surface;
A permanent magnet surrounding the inner sleeve portion around its axis;
A first end ring that surrounds the inner sleeve portion around an axis and is in contact with one end surface on the first end surface side of the permanent magnet;
A second end ring surrounding the inner sleeve portion around the axis and in contact with the other end surface of the permanent magnet;
A hollow cylindrical armor ring that surrounds the permanent magnet, the first end ring and the second end ring around an axis in a tightened state by shrink fitting ,
The oil drainer is in contact with the rotating shaft on the inner surface and is fitted concentrically with the rotating shaft,
An inner diameter of the inner sleeve portion is larger than an inner diameter of the oil draining portion over a range from the position on the first end face side to the second end face than the end face on the first end face side of the first end ring. A motor rotor characterized by that.
前記スリーブ部材の前記第2端面は、前記第2エンドリングの反永久磁石側の端面と面一になっており、
前記第2端面と、前記第2エンドリングの前記端面には、コンプレッサインペラの背面側の端面が接触している、ことを特徴とする請求項1に記載のモータロータ。
The second end surface of the sleeve member is flush with an end surface of the second end ring on the side opposite to the permanent magnet ,
2. The motor rotor according to claim 1, wherein an end surface on a back surface side of a compressor impeller is in contact with the second end surface and the end surface of the second end ring .
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