WO2015174344A1 - 電動過給機 - Google Patents

電動過給機 Download PDF

Info

Publication number
WO2015174344A1
WO2015174344A1 PCT/JP2015/063326 JP2015063326W WO2015174344A1 WO 2015174344 A1 WO2015174344 A1 WO 2015174344A1 JP 2015063326 W JP2015063326 W JP 2015063326W WO 2015174344 A1 WO2015174344 A1 WO 2015174344A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
ring
outer ring
bearing sleeve
shaft
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/063326
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真貴夫 大下
智裕 山道
Original Assignee
株式会社豊田自動織機
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社豊田自動織機 filed Critical 株式会社豊田自動織機
Priority to EP15793592.5A priority Critical patent/EP3144497A4/en
Priority to US15/310,519 priority patent/US20170082115A1/en
Publication of WO2015174344A1 publication Critical patent/WO2015174344A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F02B33/40—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of non-positive-displacement type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/053—Shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/284—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06—Ball or roller bearings
    • F16C25/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C25/083—Ball or roller bearings self-adjusting with resilient means acting axially on a race ring to preload the bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/042—Housings for rolling element bearings for rotary movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/067—Fixing them in a housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F16C19/547—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/44—Centrifugal pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Definitions

  • This invention relates to an electric supercharger.
  • the supercharger includes an electric supercharger that rotates an impeller (also referred to as a compressor wheel) with a rotating electric machine such as an electric motor.
  • a bearing such as a rolling bearing is used to support the rotating shaft of the rotating electrical machine.
  • the conventional configuration has a problem of low assemblability.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric supercharger with improved assembly of a bearing holding mechanism.
  • an electric supercharger includes a rotating electrical machine having a rotating shaft, and a bearing that rotatably supports the rotating shaft, the outer ring and the inner ring being rotatable with respect to each other.
  • a bearing provided, a fixed ring support member that supports the outer ring or the inner ring as a fixed ring, a positioning member that positions the fixed ring with respect to the fixed ring support member, and a biasing member toward the fixed ring or the fixed ring support member And a biasing member for
  • This electric supercharger has a configuration in which a positioning member and an urging member are individually provided.
  • the positioning member and the urging member are separated, the assembling property of the bearing holding mechanism is improved.
  • FIG. 1 It is a cross-sectional side view which shows the structure of the electric supercharger which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is sectional drawing which shows the positional relationship of the end plate of FIG. 1, a 2nd bearing sleeve, a 2nd bearing, and a key ring. It is a perspective view of the 2nd bearing sleeve of FIG. It is a perspective view of the 2nd bearing of FIG. It is a perspective view of the key ring of FIG. It is a figure which shows the example of a structure of the key member which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 1 It is a cross-sectional side view which shows the structure of the electric supercharger which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is sectional drawing which shows the positional relationship of the end plate of FIG. 1, a 2nd bearing sleeve, a 2nd bearing, and a key ring. It is a perspective view of the 2nd bearing sleeve of FIG. It is a perspective
  • an electric supercharger 101 includes a supercharger 1 for supercharging sucked gas (in the present embodiment, air), and an electric motor 30 that is a rotary electric machine. And a drive unit 2 for driving using the.
  • a supercharger 1 for supercharging sucked gas (in the present embodiment, air)
  • an electric motor 30 that is a rotary electric machine.
  • a drive unit 2 for driving using the.
  • the supercharging unit 1 includes an impeller 40 that supercharges intake air by rotating, a shaft 22 that can rotate integrally with the impeller 40, a compressor cover 11, and a seal plate 12.
  • the compressor cover 11 and the seal plate 12 are made of metal, for example, and house the impeller 40 inside by being assembled with each other.
  • the shaft 22 constitutes a rotating shaft.
  • the name of the orientation in the axial direction is defined as follows. That is, in the shaft 22, the end 22 a side is referred to as “first side”, “front” or “front”, and the end 22 b side is referred to as “second side”, “rear” or “rear”. Actually, these directions do not have to be front and rear, and can be any direction such as up and down, left and right, and diagonal.
  • the shaft 22 extends from the inside of the compressor cover 11 to the drive unit 2 through the seal plate 12.
  • the seal plate 12 extends in the radial direction of the shaft 22.
  • An annular discharge passage 17 is formed which communicates with the impeller chamber 15 and extends around the impeller 40 and opens to the outside.
  • the drive unit 2 includes a bottomed cylindrical motor case 13 made of metal and an end plate 14 that closes the opening of the motor case 13.
  • the motor case 13 and the end plate 14 form a motor chamber 18 that houses the electric motor 30 therein.
  • the motor chamber 18 constitutes a rotating electrical machine chamber.
  • a plurality of heat radiating fins 13c are integrally formed so as to improve the cooling efficiency of the motor case 13 by ambient air.
  • the compressor cover 11, the seal plate 12, the motor case 13, and the end plate 14 form a housing 10 for the electric supercharger 101.
  • the seal plate 12 is fixed to the bottom wall 13b which is the bottom of the motor case 13.
  • a bottom wall through hole 13b1 that opens into the motor chamber 18 and opens toward the seal plate 12 is formed through the center of the bottom wall 13b.
  • the bottom wall through-hole 13 b 1 has an inner diameter larger than the outer diameter of the shaft 22 and passes through the shaft 22.
  • the bottom wall 13 b extends in the radial direction of the shaft 22.
  • the bottom wall 13 b constitutes a partition wall that separates the motor chamber 18 and the impeller chamber 15, and the bottom wall through hole 13 b 1 constitutes a rotation shaft insertion hole of the shaft 22.
  • the seal plate 12 is formed with a plate through hole 12a that is adjacent to and communicates with the bottom wall through hole 13b1.
  • the shaft 22 extends into the motor chamber 18 through the plate through hole 12a and the bottom wall through hole 13b1. At this time, the axial direction of the shaft 22 is a direction along the extending direction of the cylindrical side wall 13 a of the motor case 13.
  • the first bearing 23 includes an outer ring 23a and an inner ring 23b, and the outer ring 23a and the inner ring 23b are rotatable with respect to each other.
  • the second bearing 24 includes an outer ring 24a and an inner ring 24b, and the outer ring 24a and the inner ring 24b are rotatable with respect to each other.
  • the first bearing 23 and the second bearing 24 are, for example, ball bearings.
  • the ball bearing for example, an angular bearing can be used.
  • the first bearing 23 is located adjacent to the bottom wall through hole 13b1.
  • the first bearing 23 is supported and fixed by a first bearing sleeve 25.
  • the first bearing sleeve 25 has a cylindrical shape with a flange surrounding the outer periphery of the first bearing 23.
  • the first bearing sleeve 25 is fixed to the bottom wall 13b.
  • the inner diameter of the bottom wall through-hole 13b1 is smaller than the outer diameter of the first bearing 23, and the first bearing 23 is disposed at the opening end of the bottom wall through-hole 13b1 on the motor chamber 18 side. And the gap between the shaft 22 is closed.
  • the outer ring 23a is fixed to the housing 10 and the first bearing sleeve 25, and the inner ring 23b rotates together with the shaft 22. That is, it can be said that the outer ring 23a is a fixed ring and the first bearing sleeve 25 supports the outer ring 23a as a fixed ring.
  • the second bearing 24 is supported and fixed by the second bearing sleeve 26.
  • the outer ring 24 a is fixed to the housing 10 and the second bearing sleeve 26, and the inner ring 24 b rotates with the shaft 22. That is, it can be said that the outer ring 24a is a fixed ring and the second bearing sleeve 26 supports the outer ring 24a as a fixed ring.
  • the shaft 22 extends in the front and a key ring 51 is attached in the rear.
  • the first bearing 23, the second bearing 24, the first bearing sleeve 25, and the second bearing sleeve 26 are all formed using, for example, a material having the same coefficient of thermal expansion (at least of the second bearing 24.
  • the outer ring 24a and the second bearing sleeve 26 are formed using materials having the same thermal expansion coefficient).
  • “the same coefficient of thermal expansion” is understood by those skilled in the art, but for example, within the range of the rated temperature condition of the electric supercharger 101, the difference in coefficient of thermal expansion is It is small enough to be ignored.
  • the shaft 22 is passed through the insertion hole 41 at the center of the impeller 40 on the front side.
  • a fixing nut 27 and a seal collar 28 are attached on the outer peripheral surface 22 c of the shaft 22.
  • the seal collar 28 is located behind the impeller 40 and in the plate through hole 12a. Further, the seal collar 28 is configured to engage with the shaft 22 and be prevented from moving backward by the shaft 22.
  • the fixing nut 27 is located on the front side of the impeller 40 and is screwed to the shaft 22 by a reverse screw method. By tightening with the fixing nut 27, the impeller 40 is sandwiched between the fixing nut 27 and the seal collar 28 and fixed in the axial direction.
  • a cylindrical rotor core 31 is provided on the outer peripheral surface 22 c of the shaft 22 so as to rotate integrally with the shaft 22 between the first bearing 23 and the second bearing 24 in the motor chamber 18.
  • a permanent magnet 32 is embedded in the rotor core 31 along the outer peripheral surface thereof.
  • a cylindrical stator core 33 is provided in the motor chamber 18 so as to surround the outer periphery of the rotor core 31.
  • the stator core 33 is fixed to the side wall 13 a of the motor case 13. Further, a winding is wound in the stator core 33, and this winding forms a coil 34 and protrudes from both ends of the stator core 33.
  • the shaft 22, the rotor core 31, the permanent magnet 32, the stator core 33, and the coil 34 as described above constitute an electric motor 30.
  • the shaft 22 also serves as a rotating shaft of the impeller 40 and the electric motor 30.
  • the second bearing sleeve 26 and the key ring 51 are inserted into and supported by the second bearing sleeve 26.
  • the configuration of the second bearing 24 and the periphery thereof will be described in more detail with reference to FIGS.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the positional relationship between the second bearing sleeve 26, the second bearing 24 (only the inner ring 24b appears) and the key ring 51 of FIG. 1, and a cross section perpendicular to the axis is viewed from the rear. Is.
  • the shapes of the second bearing sleeve 26 and the key ring 51 will be described later with reference to FIGS. 3 and 5.
  • the positioning protrusion 51b of the key ring 51 is engaged with the slit 26c of the second bearing sleeve 26. It is arranged to match.
  • FIG. 3 is a perspective view of the second bearing sleeve 26
  • FIG. 4 is a perspective view of the second bearing 24
  • FIG. 5 is a perspective view of the key ring 51.
  • the second bearing sleeve 26 according to this embodiment has a flanged cylindrical shape including a cylindrical portion 26a and a flange 26b.
  • the flange 26b is fixed to the end plate 14 by, for example, a screw member such as a screw being screwed into the screw hole 26d.
  • the inner peripheral surface of the cylindrical portion 26 a is fitted with the outer peripheral surface of the outer ring 24 a of the second bearing 24. That is, the outer ring 24 a is configured to be insertable from the rear along the inner peripheral surface of the second bearing sleeve 26.
  • a predetermined clearance is formed between the outer peripheral surface of the outer ring 24a and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 26a.
  • This clearance has a size of 2 ⁇ m to 10 ⁇ m in the radial direction, for example. For this reason, when the second bearing 24 is not fixed, the second bearing 24 can move in the axial direction, particularly in the axial direction.
  • the cylindrical portion 26a is provided with a keyway 26c as a positioning mechanism.
  • the key groove 26c is, for example, an opening provided through the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 26a, and is formed in a substantially rectangular shape that extends in the axial direction of the cylindrical portion 26a.
  • the key groove 26 c extends to the rear end in the axial direction of the second bearing sleeve 26.
  • the key groove 26c is provided at two places with an interval of 180 degrees in the circumferential direction of the cylindrical portion 26a, for example.
  • the outer ring 24a is provided with a notch 24c.
  • the notch 24c is provided at the rear end in the axial direction of the outer ring 24a. Further, the notch 24c can be arranged at a position aligned with the key groove 26c in a state where the second bearing 24 and the second bearing sleeve 26 are fitted.
  • the key ring 51 includes an annular portion 51a and a positioning projection 51b.
  • the positioning protrusion 51 b is provided at a position aligned with the notch 24 c of the second bearing 24 and the key groove 26 c of the second bearing sleeve 26.
  • the notch 24c of the second bearing 24, the key groove 26c of the second bearing sleeve 26, and the positioning protrusion 51b of the key ring 51 are all arranged at circumferential positions that appear in the cross section.
  • the outer peripheral surface of the annular portion 51 a is formed so as to be fitted with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 26 a of the second bearing sleeve 26.
  • the annular portion 51a supports the positioning projection 51b and fixes the relative positional relationship when there are a plurality of positioning projections 51b (such as the example in FIG. 5).
  • cutout portion 24c of the second bearing 24 and the positioning projection 51b of the key ring 51 are configured to be engageable. When the cutout portion 24c and the positioning projection 51b are engaged, the rotation of the outer ring 24a with respect to the keyring 51 ( Or circumferential movement) is suppressed.
  • the second bearing sleeve 26 and the second bearing 24 are fitted and the notch 24c and the key groove 26c are aligned as shown in FIG.
  • the key ring 51 can be inserted toward the head.
  • the positioning projection 51b, the notch 24c and the key groove 26c are engaged with each other, and rotation is suppressed. That is, creep of the outer ring 24a with respect to the second bearing sleeve 26 is suppressed.
  • the key ring 51 suppresses the circumferential movement of the outer ring 24 a with respect to the second bearing sleeve 26.
  • the key ring 51 functions as a positioning member that positions the outer ring 24 a with respect to the second bearing sleeve 26.
  • a preload spring 52 is disposed behind the key ring 51.
  • the preload spring 52 functions as a biasing member that biases the key ring 51 toward the second bearing 24 or the second bearing sleeve 26.
  • the preload spring 52 is, for example, a coil spring or a member provided with a coil spring.
  • the key ring 51 is urged toward the second bearing 24 (particularly the outer ring 24a), so that the engagement between the positioning protrusion 51b and the notch 24c is maintained.
  • the key ring 51 is biased so that the positioning protrusion 51b contacts the front end of the key groove 26c of the second bearing sleeve 26 (that is, toward the second bearing sleeve 26). Engagement with the groove 26c is maintained.
  • a washer 53 is disposed at the rear end of the second bearing sleeve 26 behind the preload spring 52. Further, a spring pressing member 54 is disposed behind the washer 53. The spring pressing member 54 is fixed to the end plate 14 by a fastening member (screw or the like) not shown. It can be said that the spring pressing member 54 applies preload to the outer ring 24a forward via the washer 53, the preload spring 52, and the key ring 51.
  • the second bearing 24 Since the clearance is formed between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 26a of the second bearing sleeve 26 and the outer peripheral surface of the outer ring 24a of the second bearing 24 as described above, the second bearing 24 is It can move back and forth in the two-bearing sleeve 26. For this reason, the axial position of the second bearing 24 is a position where the axial rearward force received from the shaft 22 in the inner ring 24b and the axial forward force received from the key ring 51 in the outer ring 24a are balanced.
  • the second bearing sleeve 26, the key ring 51, and the preload spring 52 constitute a bearing holding mechanism or a damper sleeve structure.
  • a method for assembling the electric supercharger 101 according to the first embodiment of the present invention will be described particularly with respect to the vicinity of the end 22b of the shaft 22.
  • a shaft assembly including the shaft 22 and the rotor core 31 is assembled.
  • this shaft assembly is assembled to the motor case 13.
  • the stator core 33 and the coil 34 are fixed to the motor case 13.
  • the second bearing 24 is inserted from the rear of the shaft assembly (or the second bearing 24 may be included in the shaft assembly).
  • the second bearing sleeve 26 is inserted from the rear, and then the end plate 14 is attached. Thereafter, the key ring 51 is inserted from the rear with the slit 26 c of the second bearing sleeve 26 and the notch 24 c of the outer ring 24 a of the second bearing 24 aligned. Next, the preload spring 52 and the washer 53 are inserted from the rear in this order, and the spring pressing member 54 is attached and fixed to the end plate 14.
  • the operation of the electric supercharger 101 according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
  • the rotor core 31 is rotationally driven by the rotating magnetic field generated by the coil 34, whereby the shaft 22 and the impeller 40 are driven to rotate at high speed about the central axis CA. Accordingly, the wing body 44 of the impeller 40 compresses or supercharges the air sucked from the suction passage 16 and pumps it to the discharge passage 17.
  • the electric supercharger 101 includes the bearing holding mechanism including the second bearing sleeve 26, the key ring 51, and the preload spring 52.
  • the key ring 51 includes: Since the second bearing sleeve 26 and the preload spring 52 are independent members, the assembling property of the bearing holding mechanism is improved.
  • the preload spring 52 is configured using a coil spring, the performance of the bearing is improved.
  • a leaf spring is used for preloading.
  • the load varies with respect to the compression distance, so the performance of the bearing is lowered.
  • preload cannot be stably applied to the bearing, which reduces the performance (deteriorates durability).
  • the electric supercharger 101 according to Embodiment 1 of the present invention can solve such problems and improve the performance of the bearing. For example, even if there is a change in the compression distance due to component accuracy or assembly, a load change or a position change during high-speed operation, the preload can be stably applied by the coil spring.
  • the outer ring 24a of the second bearing 24 and the second bearing sleeve 26 are formed using materials having the same thermal expansion coefficient, it is possible to suppress a change in clearance due to thermal expansion. As a result, the relative inclination of the outer ring 24a and the inner ring 24b in the second bearing 24 can be suppressed.
  • the key ring 51 can suppress the creep of the outer ring 24a in the second bearing sleeve 26.
  • the preload spring 52 can stably apply the preload to the outer ring 24a of the second bearing 24.
  • a clearance is provided between the outer ring 24a and the second bearing sleeve 26, sliding failure of the outer ring 24a can be prevented.
  • the outer ring of the bearing is a fixed ring, but the inner ring may be a fixed ring. That is, the first bearing sleeve 25 and the second bearing sleeve 26 may support the outer ring 23a and the outer ring 24a as fixed rings, respectively.
  • the number and arrangement of the positioning protrusions 51b in the key ring 51 are not limited to those shown in FIG. In the example of FIG. 5, the gaps are provided at equal intervals in the circumferential direction, but the intervals may be changed as appropriate.
  • the shape of the positioning protrusion 51b is not limited to that shown in FIG. 5 and the like, and any shape may be used as long as the positioning structure can physically suppress or prohibit the rotation of the outer ring 24a with respect to the second bearing sleeve 26.
  • a positioning protrusion that engages with the outer ring 24a and a positioning protrusion that engages with the second bearing sleeve 26 may be provided separately.
  • a positioning recess may be provided in the key ring, and a protrusion that engages with the positioning recess may be provided in the outer ring 24 a and the second bearing sleeve 26.
  • the key ring 51 may not include the positioning protrusion 51b.
  • the second bearing sleeve 26 may be provided with a protruding portion that protrudes rearward in the axial direction instead of the slit 26c
  • the outer ring 24a may be provided with a protruding portion that protrudes rearward in the axial direction instead of the notch portion 24c.
  • the specific shape of each protrusion can be determined as appropriate by those skilled in the art, but may be a shape such as a pin.
  • a recess or a notch that engages with the protrusion of the second bearing sleeve 26 and the protrusion of the outer ring 24a may be provided.
  • FIG. The second embodiment changes the shape of the key ring 51 in the first embodiment.
  • FIG. 6 shows an example of the configuration of the key member 151 according to the second embodiment.
  • the key member 151 includes an arc portion 151a and a positioning projection 151b.
  • the positioning protrusion 151b can be provided at the same position as the positioning protrusion 51b of the key ring 51 according to the first embodiment, for example.
  • the key member 151 is an independent member different from the second bearing sleeve 26 and the preload spring 52, the assembling property of the bearing holding mechanism is improved as in the first embodiment. .
  • the same modification as in the first embodiment can be performed.
  • the number and arrangement of the positioning protrusions 151b may be changed, and in that case, the shape of the arc portion 151a may be changed as appropriate.
  • the shape of the arc portion 151a can be arbitrarily changed as long as it can fix and support the positioning protrusions 151b, and does not have to be arc-shaped.
  • the key member 151 may not include the arc portion 151a.
  • two positioning members having the same shape as the positioning protrusion 151b may be provided separately.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

軸受保持機構の組付性を向上させた電動過給機を提供する。電動過給機（１０１）の電動モータ（３０）は、シャフト（２２）を有する。第二軸受（２４）は、シャフト（２２）を回転可能に支持する。第二軸受（２４）は、互いに対して回転可能な外輪（２４ａ）及び内輪（２４ｂ）を備える。第二軸受スリーブ（２６）は、外輪（２４ａ）を固定輪として支持する。キーリング（５１）は、第二軸受スリーブ（２６）に対して外輪（２４ａ）を位置決めする。予圧バネ（５２）は、キーリング（５１）を外輪（２４ａ）または第二軸受スリーブ（２６）に向けて付勢する。

Description

電動過給機
　この発明は、電動過給機に関する。
　過給機には、インペラ（コンプレッサホイールとも呼ばれる）を電動モータ等の回転電機で回転駆動する電動過給機がある。回転電機の回転軸を支持するために、転がり軸受等の軸受が用いられる。軸受の外輪のクリープ（内輪との供回り）が問題となる場合には、外輪のクリープを防止するための構成が設けられることがある。特許文献１にはこのような構成の例が記載されている。
実開平６－４４３６８号公報
　しかしながら、従来の構成では、組付性が低いという問題があった。
　たとえば特許文献１の構成では、予圧バネが、外輪のクリープを防止する機能と、外輪に予圧を付与する機能とを兼ねているため、組み付け作業が困難となる。
　この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、軸受保持機構の組付性を向上させた電動過給機を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、この発明に係る電動過給機は、回転軸を有する回転電機と、回転軸を回転可能に支持する軸受であって、互いに対して回転可能な外輪および内輪を備える軸受と、外輪または内輪を固定輪として支持する固定輪支持部材と、固定輪支持部材に対して固定輪を位置決めする位置決め部材と、位置決め部材を固定輪または固定輪支持部材に向けて付勢する付勢部材とを備える。
　この電動過給機は、位置決め部材と付勢部材とをそれぞれ個別に設けた構成となっている。
　この発明に係る電動過給機によれば、位置決め部材と付勢部材とが別体となっているので、軸受保持機構の組付性が向上する。
この発明の実施の形態１に係る電動過給機の構成を示す断面側面図である。 図１のエンドプレート、第二軸受スリーブ、第二軸受及びキーリングの位置関係を示す断面図である。 図１の第二軸受スリーブの斜視図である。 図１の第二軸受の斜視図である。 図１のキーリングの斜視図である。 実施の形態２に係るキー部材の構成の例を示す図である。
　以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
　まず、この発明の実施の形態１に係る電動過給機１０１の構成を説明する。
　図１を参照すると、電動過給機１０１は、吸入した気体（本実施の形態では空気とする）を過給するための過給部１と、過給部１を回転電機である電動モータ３０を用いて駆動するための駆動部２とによって構成されている。
　過給部１は、回転することによって吸入空気を過給するインペラ４０と、インペラ４０と一体回転可能なシャフト２２と、コンプレッサカバー１１及びシールプレート１２とを備えている。コンプレッサカバー１１及びシールプレート１２はたとえば金属製であり、互いに組み付けられることによって内部にインペラ４０を収容する。ここで、シャフト２２は回転軸を構成している。
　本願明細書及び図面において、説明の便宜上、軸方向における向きの名称を次のように定義する。すなわち、シャフト２２において、端部２２ａ側を「第１の側」、「前」または「前方」と呼び、端部２２ｂ側を「第２の側」、「後」または「後方」と呼ぶ。なお、実際にはこれらの向きは前後でなくともよく、上下、左右、斜め等、任意の向きとすることができる。
　シャフト２２は、コンプレッサカバー１１の内部からシールプレート１２を貫通して駆動部２に延在している。このとき、シールプレート１２はシャフト２２の径方向に延在している。
　コンプレッサカバー１１及びシールプレート１２によって囲まれた内部には、インペラ４０を回転可能に収容するインペラ室１５と、インペラ室１５からシャフト２２の軸方向に延在して外部に開口する吸入路１６と、インペラ室１５に連通し且つインペラ４０の周囲を囲むように延在して外部に開口する環状の排出路１７とが形成されている。
　駆動部２は、金属製の有底筒状のモータケース１３と、モータケース１３の開口を閉鎖するエンドプレート１４とを備えている。そして、モータケース１３及びエンドプレート１４は、その内部に電動モータ３０を収容するモータ室１８を形成している。ここで、モータ室１８は、回転電機室を構成している。
　モータケース１３の筒状の側壁１３ａの外周側には、周囲の空気によるモータケース１３の冷却効率を向上させるために複数の放熱フィン１３ｃが一体に突出形成されている。
　そして、コンプレッサカバー１１、シールプレート１２、モータケース１３及びエンドプレート１４は、電動過給機１０１のハウジング１０を形成している。
　モータケース１３の底部である底壁１３ｂには、シールプレート１２が固定されている。そして、底壁１３ｂの中央には、モータ室１８内に開口すると共にシールプレート１２に向かって開口する底壁貫通穴１３ｂ１が貫通形成されている。底壁貫通穴１３ｂ１は、シャフト２２の外径よりも大きい内径を有し、シャフト２２を通している。そして、底壁１３ｂは、シャフト２２の径方向に延在している。ここで、底壁１３ｂは、モータ室１８とインペラ室１５とを隔てる隔壁を構成し、底壁貫通穴１３ｂ１は、シャフト２２の回転軸挿通穴を構成している。
　さらに、シールプレート１２には、底壁貫通穴１３ｂ１に隣接し且つ連通するプレート貫通穴１２ａが貫通形成されている。そして、シャフト２２は、プレート貫通穴１２ａ及び底壁貫通穴１３ｂ１を通って、モータ室１８内に延在している。このとき、シャフト２２の軸方向はモータケース１３の筒状の側壁１３ａの延在方向に沿う方向となっている。
　第一軸受２３は、外輪２３ａ及び内輪２３ｂを備えており、外輪２３ａ及び内輪２３ｂは互いに対して回転可能である。第二軸受２４も同様に、外輪２４ａ及び内輪２４ｂを備えており、外輪２４ａ及び内輪２４ｂは互いに対して回転可能である。第一軸受２３及び第二軸受２４はたとえばボールベアリングである。ボールベアリングとしては、たとえばアンギュラベアリングを用いることができる。
　第一軸受２３は、底壁貫通穴１３ｂ１に隣接して位置している。第一軸受２３は、第一軸受スリーブ２５によって支持及び固定される。第一軸受スリーブ２５は、第一軸受２３の外周を囲むフランジ付円筒形状を有する。第一軸受スリーブ２５は、底壁１３ｂに固定される。底壁貫通穴１３ｂ１の内径は、第一軸受２３の外径よりも小径であり、第一軸受２３は、底壁貫通穴１３ｂ１のモータ室１８側の開口端に配置されることで底壁１３ｂとシャフト２２との間の隙間を塞いでいる。
　本実施形態では、第一軸受２３において、外輪２３ａがハウジング１０及び第一軸受スリーブ２５に対して固定され、内輪２３ｂがシャフト２２とともに回転する。すなわち、外輪２３ａが固定輪であり、第一軸受スリーブ２５は、外輪２３ａを固定輪として支持するということができる。
　第二軸受２４は、第二軸受スリーブ２６によって支持及び固定される。第二軸受２４において、外輪２４ａがハウジング１０及び第二軸受スリーブ２６に対して固定され、内輪２４ｂがシャフト２２とともに回転する。すなわち、外輪２４ａが固定輪であり、第二軸受スリーブ２６は、外輪２４ａを固定輪として支持するということができる。なお、第二軸受２４において、前方にはシャフト２２が延びており、後方にはキーリング５１が取り付けられている。
　第一軸受２３、第二軸受２４、第一軸受スリーブ２５及び第二軸受スリーブ２６は、たとえば、いずれも、熱膨張率が同等である材料を用いて形成される（少なくとも、第二軸受２４の外輪２４ａと、第二軸受スリーブ２６とは、熱膨張率が同等である材料を用いて形成される）。ここで、「熱膨張率が同等」とは、当業者であればその意味を理解するものであるが、たとえば、電動過給機１０１の定格温度条件の範囲内において、熱膨張率の差が無視できる程度に小さいことをいう。
　シャフト２２は、前側において、インペラ４０の中心の挿通孔４１内に通されている。シャフト２２の外周面２２ｃ上には、固定ナット２７及びシールカラー２８が取り付けられている。シールカラー２８は、インペラ４０の後方に且つプレート貫通穴１２ａ内に位置している。さらに、シールカラー２８は、シャフト２２に係合し、後方への移動がシャフト２２により阻止されるように構成されている。
　固定ナット２７は、インペラ４０の前側に位置し、シャフト２２に逆ねじ方式で螺合する。固定ナット２７と締め付けることによって、インペラ４０が固定ナット２７及びシールカラー２８に挟まれて軸方向に固定される。
　また、モータ室１８内における第一軸受２３及び第二軸受２４の間において、シャフト２２の外周面２２ｃ上には、円筒状のロータコア３１がシャフト２２と一体に回転するように設けられている。ロータコア３１内には、その外周面に沿って永久磁石３２が埋め込まれている。
　さらに、モータ室１８内では、ロータコア３１の外周を囲むようにして円筒状のステータコア３３が設けられている。ステータコア３３は、モータケース１３の側壁１３ａに固定されている。さらに、ステータコア３３内では巻線が巻回され、この巻線はコイル３４を形成し、ステータコア３３の両端から突出している。
　そして、巻線に電力が供給されると、コイル３４から回転磁界が発生し、この回転磁界の作用を永久磁石３２が受けることによって、ロータコア３１がシャフト２２及びインペラ４０と共に回転駆動される。
　上述のようなシャフト２２、ロータコア３１、永久磁石３２、ステータコア３３及びコイル３４は、電動モータ３０を構成している。そして、シャフト２２は、インペラ４０及び電動モータ３０の回転軸を兼ねている。
　第二軸受スリーブ２６には、第二軸受２４及びキーリング５１が挿入され、支持されている。このような第二軸受２４及びその周辺の構成について、図２～図５を参照してより詳細に説明する。
　図２は、図１の第二軸受スリーブ２６、第二軸受２４（内輪２４ｂのみが現れている）及びキーリング５１の位置関係を示す部分断面図であり、軸と垂直な断面を後方から見たものである。第二軸受スリーブ２６及びキーリング５１の形状については、図３および図５を参照して後述するが、図２に示すように、キーリング５１の位置決め突起５１ｂが第二軸受スリーブ２６のスリット２６ｃに係合するよう配置されている。
　図３は第二軸受スリーブ２６の斜視図であり、図４は第二軸受２４の斜視図であり、図５はキーリング５１の斜視図である。図３に示すように、本実施形態に係る第二軸受スリーブ２６は、円筒部２６ａとフランジ２６ｂとを備えるフランジ付円筒形状を有する。フランジ２６ｂは、たとえば、ねじ孔２６ｄにねじ等の螺合部材が螺合することにより、エンドプレート１４に固定される。
　円筒部２６ａの内周面は、第二軸受２４の外輪２４ａの外周面と嵌合する。すなわち、外輪２４ａは、第二軸受スリーブ２６の内周面に沿って、後方から挿入可能となるよう構成されている。
　第二軸受２４と第二軸受スリーブ２６とが嵌合した状態において、外輪２４ａの外周面と、円筒部２６ａの内周面との間には、所定のクリアランスが形成される。このクリアランスは、たとえば径方向に２μｍ～１０μｍの大きさを有する。このため、第二軸受２４が固定されていない状態では、第二軸受スリーブ２６の内部において、とくに軸方向前後に移動可能となっている。
　また、円筒部２６ａには位置決め機構としてキー溝２６ｃが設けられる。キー溝２６ｃは、たとえば円筒部２６ａの内周面と外周面とを貫通して設けられる開口であり、円筒部２６ａの軸方向に延びる略矩形に形成される。キー溝２６ｃは、第二軸受スリーブ２６の軸方向後端まで延びている。また、キー溝２６ｃは、たとえば円筒部２６ａの周方向に１８０度の間隔を置いて２箇所に設けられる。
　図４に示すように、本実施形態に係る第二軸受２４において、外輪２４ａには切欠部２４ｃが設けられる。切欠部２４ｃは、外輪２４ａにおいて軸方向後端に設けられる。また、切欠部２４ｃは、第二軸受２４と第二軸受スリーブ２６とが嵌合した状態において、キー溝２６ｃと整合する位置に配置可能である。
　図５に示すように、本実施形態に係るキーリング５１は、円環部５１ａと位置決め突起５１ｂとを備える。位置決め突起５１ｂは、第二軸受２４の切欠部２４ｃ及び第二軸受スリーブ２６のキー溝２６ｃと整合する位置に設けられる。たとえば図１では、第二軸受２４の切欠部２４ｃ、第二軸受スリーブ２６のキー溝２６ｃ及びキーリング５１の位置決め突起５１ｂは、いずれも断面に現れる周方向位置に配置されている。
　円環部５１ａの外周面は、第二軸受スリーブ２６の円筒部２６ａの内周面と嵌合するよう形成される。円環部５１ａは、位置決め突起５１ｂを支持するとともに、複数の位置決め突起５１ｂが存在する場合（図５の例等）には、それぞれの相対的位置関係を固定する。
　このような構成により、第二軸受スリーブ２６のキー溝２６ｃと、キーリング５１の位置決め突起５１ｂとが整合する周方向位置にある場合には、第二軸受スリーブ２６にキーリング５１が後方から挿入可能となり、一方で、これらが整合しない周方向位置にある場合には、位置決め突起５１ｂが第二軸受スリーブ２６の円筒部２６ａまたはフランジ２６ｂに接触するため挿入不可能となる。また、このため、第二軸受スリーブ２６にキーリング５１が挿入された状態では、第二軸受スリーブ２６に対するキーリング５１の回転（または周方向の運動）が抑止される。
　また、第二軸受２４の切欠部２４ｃと、キーリング５１の位置決め突起５１ｂとは係合可能に構成され、切欠部２４ｃと位置決め突起５１ｂとが係合した状態では、キーリング５１に対する外輪２４ａの回転（または周方向の運動）が抑止される。
　以上より明らかなように、第二軸受スリーブ２６と第二軸受２４とが嵌合し、図１のように切欠部２４ｃとキー溝２６ｃが整合した位置にある状態において、軸方向後端から前方に向けて、キーリング５１が挿入可能である。そして、その状態においてキーリング５１を挿入すると、位置決め突起５１ｂと、切欠部２４ｃ及びキー溝２６ｃとが係合し、互いに回転が抑止される。すなわち、第二軸受スリーブ２６に対する外輪２４ａのクリープが抑止される。このように、キーリング５１は、第二軸受スリーブ２６に対する外輪２４ａの周方向の運動を抑制する。言い換えると、キーリング５１は、第二軸受スリーブ２６に対して外輪２４ａを位置決めする、位置決め部材として機能する。
　さらに、キーリング５１の後方には、予圧バネ５２が配置される。予圧バネ５２は、キーリング５１を第二軸受２４または第二軸受スリーブ２６に向けて付勢する、付勢部材として機能する。予圧バネ５２は、たとえばコイルばねであるか、またはコイルばねを備える部材である。図１の例では、キーリング５１は第二軸受２４（とくに外輪２４ａ）に向けて付勢され、このため位置決め突起５１ｂと切欠部２４ｃとの係合が維持される。また、キーリング５１は、位置決め突起５１ｂが第二軸受スリーブ２６のキー溝２６ｃの前端と接触するように（すなわち第二軸受スリーブ２６に向けて）付勢されており、このため位置決め突起５１ｂとキー溝２６ｃとの係合が維持される。
　予圧バネ５２の後方には、第二軸受スリーブ２６の後端にワッシャ５３が配置される。さらにワッシャ５３の後方にはバネ押さえ部材５４が配置される。バネ押さえ部材５４は、図示しない締結部材（ねじ等）によりエンドプレート１４に固定される。バネ押さえ部材５４は、ワッシャ５３、予圧バネ５２及びキーリング５１を介して、外輪２４ａに対し、前方に向けて予圧を付与するということができる。
　なお、上述のように、第二軸受スリーブ２６の円筒部２６ａの内周面と、第二軸受２４の外輪２４ａの外周面との間にはクリアランスが形成されるので、第二軸受２４は第二軸受スリーブ２６内を前後に移動可能である。このため、第二軸受２４の軸方向位置は、内輪２４ｂにおいてシャフト２２から受ける軸方向後向きの力と、外輪２４ａにおいてキーリング５１から受ける軸方向前向きの力とが、バランスする位置となる。このように、第二軸受スリーブ２６、キーリング５１及び予圧バネ５２は、軸受保持機構またはダンパースリーブ構成体を構成するということができる。
　次に、この発明の実施の形態１に係る電動過給機１０１の組付け方法を、とくにシャフト２２の端部２２ｂ付近に関して説明する。
　まず、シャフト２２及びロータコア３１等を含むシャフトアセンブリを組み立てる。次に、このシャフトアセンブリをモータケース１３に組み付ける。この時点で、モータケース１３にはステータコア３３及びコイル３４が固定されている。次に、シャフトアセンブリの後方から第二軸受２４を挿入する（または、第二軸受２４はシャフトアセンブリに含まれていてもよい）。
　次に、後方から第二軸受スリーブ２６を挿入し、その後エンドプレート１４を取り付ける。その後、第二軸受スリーブ２６のスリット２６ｃと、第二軸受２４の外輪２４ａの切欠部２４ｃとを整合させた状態で、キーリング５１を後方から挿入する。次に、予圧バネ５２及びワッシャ５３をこの順に後方から挿入し、さらにバネ押さえ部材５４を取り付けてエンドプレート１４に固定する。
　次に、この発明の実施の形態１に係る電動過給機１０１の動作を説明する。
　図１を参照すると、電動過給機１０１において、図示しない電源によって電動モータ３０のコイル３４に電力が印加されると、コイル３４が発生する回転磁界によってロータコア３１が回転駆動され、それによって、シャフト２２及びインペラ４０が中心軸ＣＡを中心に高速回転駆動される。これに伴い、インペラ４０の翼体４４は、吸入路１６から吸入する空気を圧縮つまり過給して排出路１７へと圧送する。
　以上のように、本発明の実施の形態１に係る電動過給機１０１は、第二軸受スリーブ２６、キーリング５１及び予圧バネ５２を含む軸受保持機構を備え、軸受保持機構において、キーリング５１は、第二軸受スリーブ２６とも予圧バネ５２とも異なる独立した部材となっているので、軸受保持機構の組付性が向上する。
　また、予圧バネ５２はコイルばねを用いて構成されるので、軸受の性能が向上する。
　従来技術（たとえば特許文献１）では予圧に板バネを使用しているが、板バネでは圧縮距離に対する荷重の変動が大きいため、軸受の性能が低くなる。とくに、電動過給機のように高速回転で運転されさらに軸方向のスラスト荷重の変化が大きい使い方では、軸受に安定して予圧を付与することができず、これが性能低下（耐久性の悪化を含む）の一因となる。
　本発明の実施の形態１に係る電動過給機１０１によれば、このような問題を解決して軸受の性能を向上させることができる。たとえば、部品精度や組付による圧縮距離の変化や、高速運転時の荷重変化、位置変化があっても、コイルばねにより安定して予圧を付与することができる。
　また、第二軸受２４の外輪２４ａと、第二軸受スリーブ２６とは、熱膨張率が同等である材料を用いて形成されるので、熱膨張によるクリアランスの変化を抑制することができる。この結果として、第二軸受２４における外輪２４ａと内輪２４ｂとの相対的な傾きを抑制することができる。
　また、キーリング５１により、第二軸受スリーブ２６内での外輪２４ａのクリープを抑制することができる。
　また、予圧バネ５２により、第二軸受２４の外輪２４ａに対し、安定して予圧を付与することができる。とくに、外輪２４ａと第二軸受スリーブ２６との間にクリアランスを設けたので、外輪２４ａの摺動不良を防止できる。
　上述の実施の形態１において、以下のような変形を施すことができる。
　実施の形態１では軸受の外輪が固定輪であるが、内輪を固定輪としてもよい。すなわち、第一軸受スリーブ２５及び第二軸受スリーブ２６は、それぞれ外輪２３ａ及び外輪２４ａを固定輪として支持してもよい。
　キーリング５１における位置決め突起５１ｂの数及び配置は、図５等に示すものに限らない。また、図５の例では周方向に等間隔に設けられているが、この間隔は適宜変更してもよい。
　位置決め突起５１ｂの形状は、図５等に示すものに限らず、第二軸受スリーブ２６に対する外輪２４ａの回転を物理的に抑制または禁止する位置決め構造であれば、どのようなものであってもよい。たとえば、キーリングにおいて、外輪２４ａに係合する位置決め突起と、第二軸受スリーブ２６に係合する位置決め突起とが別個に設けられてもよい。また、たとえばキーリングに位置決め凹部を設け、これと係合する凸部を外輪２４ａ及び第二軸受スリーブ２６に設けてもよい。
　キーリング５１は、第二軸受スリーブ２６に対して外輪２４ａを位置決めするよう機能するものであれば、位置決め突起５１ｂを備えないものであってもよい。たとえば、第二軸受スリーブ２６において、スリット２６ｃに代えて軸方向後向きに突出する突起部を設け、外輪２４ａにおいて、切欠部２４ｃに代えて軸方向後向きに突出する突起部を設けてもよい。各突起部の具体的形状は、当業者が適宜決定可能であるが、たとえばピン等の形状であってもよい。この場合には、キーリング５１において、位置決め突起５１ｂに代えて、第二軸受スリーブ２６の突起部および外輪２４ａの突起部とそれぞれ係合する凹部または切欠部を設けてもよい。
実施の形態２．
　実施の形態２は、実施の形態１においてキーリング５１の形状を変更するものである。
　図６に、実施の形態２に係るキー部材１５１の構成の例を示す。キー部材１５１は、円弧部１５１ａと位置決め突起１５１ｂとを備える。位置決め突起１５１ｂは、たとえば実施の形態１に係るキーリング５１の位置決め突起５１ｂと同じ位置に設けることができる。
　実施の形態２においても、キー部材１５１は、第二軸受スリーブ２６とも予圧バネ５２とも異なる独立した部材となっているので、実施の形態１と同様に、軸受保持機構の組付性が向上する。
　実施の形態２においても、実施の形態１と同様の変形を施すことができる。たとえば位置決め突起１５１ｂの数や配置を変更してもよく、その場合には円弧部１５１ａの形状を適宜変更してもよい。
　また、円弧部１５１ａの形状は、各位置決め突起１５１ｂを固定し支持できるものであれば任意に変更可能であり、円弧状でなくともよい。
　また、キー部材１５１は、円弧部１５１ａを備えないものであってもよい。たとえば、位置決め突起１５１ｂと同様の形状を有する２つの位置決め部材が分離して提供されてもよい。
　上述の各実施例は例示であり、添付の請求の範囲によって定義される本発明の範囲内で変更可能である。

Claims (4)

  1. 　回転軸を有する回転電機と、
    　前記回転軸を回転可能に支持する軸受であって、互いに対して回転可能な外輪および内輪を備える軸受と、
    　前記外輪または前記内輪を固定輪として支持する固定輪支持部材と、
    　前記固定輪支持部材に対して前記固定輪を位置決めする位置決め部材と、
    　前記位置決め部材を前記固定輪または前記固定輪支持部材に向けて付勢する付勢部材と
    を備える、電動過給機。
  2. 　前記軸受はアンギュラベアリングであり、
    　前記固定輪は前記外輪であり、
    　前記位置決め部材は、前記固定輪支持部材に対する前記固定輪の周方向の運動を抑制する、
    請求項１に記載の電動過給機。
  3. 　前記固定輪は前記外輪であり、
    　前記軸受において、軸方向の第１の側には前記回転軸が延び、
    　前記軸受において、軸方向の第１の側とは反対の第２の側には、前記位置決め部材が取り付けられ、
    　前記固定輪支持部材は内周面を有し、前記固定輪が前記内周面に沿って、前記第２の側から挿入可能となるよう構成される、
    請求項１に記載の電動過給機。
  4. 　前記付勢部材はコイルばねである、請求項１に記載の電動過給機。
PCT/JP2015/063326 2014-05-14 2015-05-08 電動過給機 WO2015174344A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15793592.5A EP3144497A4 (en) 2014-05-14 2015-05-08 Electric supercharger
US15/310,519 US20170082115A1 (en) 2014-05-14 2015-05-08 Electric supercharger

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-100583 2014-05-14
JP2014100583A JP2015218591A (ja) 2014-05-14 2014-05-14 電動過給機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015174344A1 true WO2015174344A1 (ja) 2015-11-19

Family

ID=54479883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/063326 WO2015174344A1 (ja) 2014-05-14 2015-05-08 電動過給機

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20170082115A1 (ja)
EP (1) EP3144497A4 (ja)
JP (1) JP2015218591A (ja)
WO (1) WO2015174344A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022202077A1 (ja) * 2021-03-26 2022-09-29 株式会社Ihi モータロータ及び過給機

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017108585A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 アスモ株式会社 電動過給圧縮機
JP6583140B2 (ja) * 2016-05-23 2019-10-02 株式会社豊田自動織機 電動式ターボ機械
WO2018043338A1 (ja) * 2016-09-01 2018-03-08 株式会社Ihi 回転機械
JP6477655B2 (ja) * 2016-10-14 2019-03-06 トヨタ自動車株式会社 スペーサ及び電動過給機
US10539160B2 (en) * 2017-04-19 2020-01-21 Garrett Transportation I Inc Damping system for an e-charger
FR3076117B1 (fr) * 2017-12-21 2023-04-28 Valeo Systemes De Controle Moteur Compresseur electrique avec dispositif anti-rotation de roulement
US11067131B2 (en) 2018-06-07 2021-07-20 Borg Warner Inc. Anti-rotation assembly and bearing housing assembly including the same
US11634210B2 (en) 2018-12-19 2023-04-25 Aerostar International, Llc Dynamic axial preloading with flexure plate
US11221054B2 (en) 2019-11-26 2022-01-11 Garrett Transportation I Inc E-charger with hybrid dampening system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009138824A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Jtekt Corp 軸受装置
WO2013011839A1 (ja) * 2011-07-15 2013-01-24 三菱重工業株式会社 電動過給圧縮機、その組立方法及び内燃機関

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1337882A (en) * 1916-06-26 1920-04-20 Norma Company Bearing and mounting therefor
DE1675100A1 (de) * 1967-03-07 1970-12-10 Talousmoottori Oy Waelzlageranordnung
JPS60149527U (ja) * 1984-03-16 1985-10-04 株式会社安川電機 回転電機の軸受支持装置
JPH0182653U (ja) * 1987-11-18 1989-06-01
JP2003314446A (ja) * 2002-04-23 2003-11-06 Nsk Ltd 高速流体装置
JP2005240978A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 転がり軸受機構およびそれを用いた電動機器
JP2006009685A (ja) * 2004-06-25 2006-01-12 Toyota Motor Corp 過給機
JP2010180708A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Suri-Ai:Kk ターボチャージャ
DE102012220985B3 (de) * 2012-11-16 2014-05-08 Aktiebolaget Skf Lageranordnung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009138824A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Jtekt Corp 軸受装置
WO2013011839A1 (ja) * 2011-07-15 2013-01-24 三菱重工業株式会社 電動過給圧縮機、その組立方法及び内燃機関

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3144497A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022202077A1 (ja) * 2021-03-26 2022-09-29 株式会社Ihi モータロータ及び過給機
JP7435901B2 (ja) 2021-03-26 2024-02-21 株式会社Ihi モータロータ及び過給機

Also Published As

Publication number Publication date
EP3144497A4 (en) 2017-09-13
US20170082115A1 (en) 2017-03-23
EP3144497A1 (en) 2017-03-22
JP2015218591A (ja) 2015-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015174344A1 (ja) 電動過給機
US8829753B2 (en) Permanent magnet motor having rotor cover
JP2011062076A (ja) ブラシレスモータ
JP6531830B2 (ja) 電動過給機
KR101257949B1 (ko) 응답 특성이 향상되는 로우터 조립체 및 이를 구비한 터보압축기
WO2014174721A1 (ja) 誘導機
JP7080621B2 (ja) アウターロータモータ及びこれを備える掃除機
CN107532505B (zh) 旋转机械
WO2014061156A1 (ja) 電動機および製造方法
KR101842760B1 (ko) 냉각팬이 구비된 모터
US11677285B2 (en) Outer rotor type motor capable of improving withstand load performance in relation to external load and lifespan
JP2005261022A (ja) アキシャルギャップ回転電機
JPWO2019026340A1 (ja) 真空ポンプ
JP6863477B2 (ja) 電動機及び電動送風機
US7868493B2 (en) Motor having rotation balancing member
TWI790636B (zh) 電動機
JP2004312984A (ja) アキシャルギャップ型電動機
WO2015107840A1 (ja) 電動過給機
WO2015151835A1 (ja) 電動過給機および過給システム
JP5373663B2 (ja) ファンモータ
EP1414136B1 (en) Permanent magnet rotor and corresponding method of manufacture
JP6042282B2 (ja) 気体圧縮機
JP3186600U (ja) 磁気浮上式ファン
WO2022116239A1 (zh) 动力组件和风机
JP2006217751A (ja) 電動機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15793592

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15310519

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015793592

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015793592

Country of ref document: EP