JP2017133428A - 電動ターボコンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡易な構成で、体格を増大させることなく、シャフトの軸方向の振動を吸収しながら該振動の減衰効果に優れた電動ターボコンプレッサを提供する。【解決手段】ステータ１およびロータ３を備えたモータ４と、モータ４を収容するモータハウジング５と、モータハウジング５の側方に配設された過給機ハウジング６と、ロータ３を貫通するシャフト３ａを支持するベアリング７ｄを備えたベアリング機構７と、モータハウジング５内に形成されたオイル通路５ａと、を少なくとも備えた電動ターボコンプレッサ１０であって、ベアリング機構７は閉空間７ａを有しており、閉空間７ａ内には、ベアリング７ｄに対してシャフト３ａの軸方向に弾性力を付与する弾性体７ｂが収容されており、閉空間７ａにオイル通路５ａが流体連通している。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される電動ターボコンプレッサに関するものである。

車両に搭載される電動ターボコンプレッサは、モータハウジング内にモータが内蔵され、モータを構成するロータを貫通するシャフトがその両端でベアリング機構にて支持され、モータハウジングの側方に過給機ハウジングが配設されてその全体が構成されている。

シャフトを回転自在に支持するベアリング機構は、シャフトを支持するベアリングと、ベアリングを保持するホルダーなどから構成されている。

ここで、特許文献１には、軸受の外輪よりも径方向外側であって、ハウジングよりも内側には中間リングが遊挿され、中間リングの内側には溝が設けられ、中間リングと外輪との間で粘性潤滑剤を保持し、中間リングとハウジングとの間にはダンパー材としてメカニカルダンパーが嵌装され、外輪には軸受の中心軸方向で予圧が付与される転がり軸受機構およびそれを用いた電動機器が開示されている。

転がり軸受機構がこのように構成されることで、予圧がダンパー材に吸収されることなく適切に外輪に伝わり、ダンパー材は軸受から中間リングに伝わる振動を減衰させるように機能し、したがって、この転がり軸受機構は超高速回転する軸を支持するものとして、適切な予圧を与え続けつつ、軸の振動をダンパー材によって減衰させることができるとしている。

しかしながら、ダンパー材をベアリングの外径側に挿入していることから、シャフトの軸方向の振動減衰効果が大きく期待し難いことが懸念される。

これは、径方向に対しては引張圧縮となって減衰効果が大きい一方で、軸方向に対してはせん断となるために振動減衰効果が小さくなるためである。

そしてこのことは、エンジンが無く、ベースノイズの小さな燃料電池車において特に影響が大きくなることが想定される。

さらに、ダンパー材をベアリング外径側に挿入していることから、電動コンプレッサとしての体格が大きくなり易く、さらには構成が複雑になり易いといった課題を有している。

特開２００５−２４０９７８号公報

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な構成で、体格を増大させることなく、シャフトの軸方向の振動を吸収しながら該振動の減衰効果に優れた電動ターボコンプレッサを提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明による電動ターボコンプレッサは、ステータおよびロータを備えたモータと、前記モータを収容するモータハウジングと、前記モータハウジングの側方に配設された過給機ハウジングと、前記ロータを貫通するシャフトを支持するベアリングを備えたベアリング機構と、前記モータハウジング内に形成されたオイル通路と、を少なくとも備えた電動ターボコンプレッサであって、前記ベアリング機構は閉空間を有しており、前記閉空間内には、前記ベアリングに対して前記シャフトの軸方向に弾性力を付与する弾性体が収容されており、前記閉空間に前記オイル通路が流体連通しているものである。

本発明の電動ターボコンプレッサは、ベアリング機構がハウジング内と連通している閉空間を有し、この閉空間内においてベアリングに対してシャフトの軸方向に弾性力を付与する弾性体が収容され、閉空間にオイル通路が流体連通している点に特徴を有するものである。

ベアリングに対してシャフトの軸方向に弾性力を付与するバネ等の弾性体があることで、シャフトの軸方向の振動を弾性体の軸方向の伸び縮みによって吸収することが可能になる。

さらに、弾性体が収容される閉空間内にオイル通路が流体連通していることから、閉空間内はオイル（潤滑油）で充満された状態となっている。

そのため、オイルが充満された閉空間はダッシュポットの機能を有することとなり、バネの伸縮運動をダッシュポットにて速やかに減衰させることができ、結果として、シャフトの軸方向の振動を減衰させることが可能になる。

このように、シャフトの軸方向に弾性力を付与する弾性体を、オイルが提供される閉空間に収容した構成を適用したことで、電動ターボコンプレッサの体格を増大させることなく、シャフトの軸方向の振動を効果的に吸収し、かつ当該振動を効果的に減衰することが可能になる。

以上の説明から理解できるように、本発明の電動ターボコンプレッサによれば、ベアリング機構が閉空間を有しており、閉空間内には、ベアリングに対してシャフトの軸方向に弾性力を付与する弾性体が収容されており、閉空間にオイル通路が流体連通している構成が適用されている。

この構成により、電動ターボコンプレッサの体格を増大させることなく、シャフトの軸方向の振動を弾性体の軸方向の伸び縮みによって吸収するとともに、バネの伸縮運動を閉空間内に充満したオイル（ダッシュポット）にて速やかに減衰させることができ、したがって、シャフトの軸方向の振動を効果的に吸収し、かつ当該振動を効果的に減衰することができる。

本発明の電動ターボコンプレッサの実施の形態の縦断面図である。 図１のII部の拡大図である。

以下、図面を参照して本発明の電動ターボコンプレッサの実施の形態を説明する。

（電動ターボコンプレッサの実施の形態）
図１は本発明の電動ターボコンプレッサの実施の形態の縦断面図であり、図２は図１のII部の拡大図である。

図示する電動ターボコンプレッサ１０は、モータ４と、モータ４を収容したモータハウジング５と、モータハウジング５に固定されてコンプレッサ６ａを収容した過給機ハウジング６とから大略構成されている。

モータ４は、略円環状に加工された電磁鋼板が積層され、径方向内側に突出するティースとティース間に形成されたスロットを備えたステータ１と、ステータ１のティース周りに不図示のボビンもしくは絶縁紙等を介して配設されたコイル２と、ステータ１の中央開口に配設されてシャフト３ａが貫通したロータ３と、から構成されている。

ロータ３もステータ１と同様、電磁鋼板が積層して構成されており、その径方向に磁極数に応じた不図示の永久磁石が磁石用スロット内に配設されている。

シャフト３ａの左右の二箇所は固有のベアリング機構７で回転自在に支持されており、また、シャフト３ａの左側では、不図示の回転側のメカニカルシールと固定側のメカニカルシールからなるシール機構が設けられており、シール機構にてモータハウジング５と過給機ハウジング６のシール構造が形成されている。

ハウジング５の肉厚内にはオイル通路５ａが形成されており、たとえば図示例では、左右のベアリング機構７間に連通するように形成されている。

シャフト３ａの左右にはオイル溜り７ｅが配設されており、その側方には不図示のスナップリングにて位置決め固定が図られている。

また、左側のオイル溜り７ｅにはオイルＯが収容されており、ベアリング機構７を構成するベアリング７ｄの一部と不図示のシール機構を構成する回転側のメカニカルシールの一部がオイルＯに接触するようになっている。

一方、右側のオイル溜り７ｅにもオイルＯが収容されており、ベアリング機構７を構成するベアリングの一部がオイルＯに接触するようになっている。

左右のオイル溜り７ｅはオイル通路５ａを介して流体連通しており、オイル通路５ａを介してオイルＯが左右のオイル溜り７ｅに循環される。

ベアリング機構７は、図２で示すように、オイル通路５ａに流体連通した閉空間７ａと、ベアリング７ｄと、閉空間７ａの側方にあってベアリング７ｄを保持するホルダー７ｃと、閉空間７ａ内にあってベアリング７ｄ（のホルダー７ｃ）に対してシャフト３ａの軸方向（Ｘ１方向）に弾性力を付与するバネ等の弾性体７ｂと、から構成されている。

ベアリング７ｄに対してシャフト３ａの軸方向に弾性力を付与する弾性体７ｂがあることで、シャフト３ａの軸方向の振動を弾性体７ｂの軸方向の伸び縮みによって吸収することができる。

また、弾性体７ｂが収容される閉空間７ａ内にオイル通路５ａが流体連通していることから、閉空間７ａ内はオイルＯ（潤滑油）で充満された状態となっている。

そのため、オイルＯが充満された閉空間７ａはダッシュポットの機能を有することとなり、バネの伸縮運動をダッシュポットにて速やかに減衰させることができ、結果として、シャフト３ａの軸方向の振動を減衰させることが可能になる。

このように、シャフト３ａの軸方向に弾性力を付与する弾性体７ｂを、オイルＯが提供される閉空間７ａに収容した構成を適用したことで、電動ターボコンプレッサ１０の体格を増大させることなく、シャフト３ａの軸方向の振動を効果的に吸収し、かつ当該振動を効果的に減衰することが可能になる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１…ステータ、２…コイル、３…ロータ、３ａ…シャフト、４…モータ、５…ハウジング（モータハウジング）、５ａ…オイル通路、６…過給機ハウジング、６ａ…コンプレッサ、７…ベアリング機構、７ａ…閉空間、７ｂ…弾性体、７ｃ…ホルダー、７ｄ…ベアリング、１０…電動ターボコンプレッサ

Claims (1)

1. ステータおよびロータを備えたモータと、
   前記モータを収容するモータハウジングと、
   前記モータハウジングの側方に配設された過給機ハウジングと、
   前記ロータを貫通するシャフトを支持するベアリングを備えたベアリング機構と、
   前記モータハウジング内に形成されたオイル通路と、を少なくとも備えた電動ターボコンプレッサであって、
   前記ベアリング機構は閉空間を有しており、
   前記閉空間内には、前記ベアリングに対して前記シャフトの軸方向に弾性力を付与する弾性体が収容されており、
   前記閉空間に前記オイル通路が流体連通している、電動ターボコンプレッサ。

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