JP2024078827A - Electric motors and turbo-type fluid machines - Google Patents
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Abstract
【課題】動圧滑り軸受の耐久性の低下を抑制すること。【解決手段】少なくとも第2動圧滑り軸受34よりも外周域において、樹脂60には、放熱材66が第2動圧滑り軸受34に向けて流出するのを塞き止める塞き止め部材65が設けられている。これによれば、第2動圧滑り軸受34に向けて流出する放熱材66を塞き止め部材65により塞き止めるため、回転軸18と第2動圧滑り軸受34との間に放熱材66が侵入してしまうことが抑制される。【選択図】図2[Problem] To suppress deterioration in the durability of a dynamic pressure sliding bearing. [Solution] A blocking member 65 that blocks the outflow of heat dissipation material 66 toward the second dynamic pressure sliding bearing 34 is provided in resin 60 at least in an area more peripheral than the second dynamic pressure sliding bearing 34. With this, the blocking member 65 blocks the heat dissipation material 66 flowing toward the second dynamic pressure sliding bearing 34, thereby suppressing the heat dissipation material 66 from entering between the rotating shaft 18 and the second dynamic pressure sliding bearing 34. [Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は、電動機、及びターボ型流体機械に関する。 The present invention relates to an electric motor and a turbo-type fluid machine.
電動機と、羽根車と、を備えたターボ型流体機械が、例えば特許文献1に知られている。羽根車は、電動機の回転軸の少なくとも一端に設けられている。そして、羽根車は、電動機の駆動によって回転軸と一体に回転する。 A turbo-type fluid machine equipped with an electric motor and an impeller is known, for example, from Patent Document 1. The impeller is provided at least at one end of the rotating shaft of the electric motor. The impeller rotates integrally with the rotating shaft when driven by the electric motor.
電動機は、回転軸と、ロータと、ステータと、ハウジングと、を備えている。ロータは、回転軸に固定されるとともに回転軸と一体に回転する。ステータは、ロータの外側に配置されている。ハウジングは、回転軸、ロータ、及びステータを収容する収容空間を区画する。また、電動機は、動圧滑り軸受を備えている場合がある。動圧滑り軸受は、回転軸をハウジングに対して回転可能に支持する。このような電動機においては、動圧滑り軸受の耐久性を向上させるために、動圧滑り軸受を直接冷却する流体が流れる冷却流路がハウジングに形成されている場合がある。収容空間は、冷却流路の一部を構成する。 The electric motor includes a rotating shaft, a rotor, a stator, and a housing. The rotor is fixed to the rotating shaft and rotates integrally with the rotating shaft. The stator is disposed outside the rotor. The housing defines an accommodation space that accommodates the rotating shaft, the rotor, and the stator. The electric motor may also include a dynamic pressure plain bearing. The dynamic pressure plain bearing supports the rotating shaft so that it can rotate relative to the housing. In such an electric motor, in order to improve the durability of the dynamic pressure plain bearing, a cooling flow passage through which a fluid flows that directly cools the dynamic pressure plain bearing may be formed in the housing. The accommodation space constitutes part of the cooling flow passage.
ステータは、筒状のステータコアと、コイルと、を有している。コイルは、ステータコアに巻回されている。コイルは、ステータコアの端面からハウジングに向けて突出するコイルエンドを形成する。 The stator has a cylindrical stator core and a coil. The coil is wound around the stator core. The coil forms a coil end that protrudes from the end face of the stator core toward the housing.
このような電動機において、例えば特許文献2のように、コイルエンドが樹脂でモールドされたコイルが知られている。樹脂は、コイルエンドから生じる熱をハウジングに放熱する。このため、電動機の耐久性が向上する。 In such electric motors, coils whose coil ends are molded with resin are known, as in Patent Document 2, for example. The resin dissipates heat generated from the coil ends to the housing, which improves the durability of the electric motor.
ところで、樹脂とハウジングとの間に隙間が形成されていると、コイルエンドから生じる熱が、樹脂を介してハウジングへ伝達され難くなる。そこで、例えば特許文献2のように、樹脂とハウジングとの間の隙間に、伸縮自在な放熱材が設けられている電動機が知られている。これによれば、コイルエンドから生じる熱が、樹脂及び放熱材を介してハウジングに放熱され易くなる。 However, if a gap is formed between the resin and the housing, it becomes difficult for heat generated from the coil ends to be transferred to the housing via the resin. For this reason, as in Patent Document 2, for example, an electric motor is known in which an expandable heat dissipation material is provided in the gap between the resin and the housing. This makes it easier for heat generated from the coil ends to be dissipated to the housing via the resin and the heat dissipation material.
しかしながら、放熱材は、伸縮自在な材料により形成されていることから、樹脂に比較して経年劣化し易い。したがって、放熱材からは経年劣化による異物が生じ易い。そして、例えば、異物が動圧滑り軸受に向けて流出すると、回転軸と動圧すべり軸受との間に異物が侵入してしまう場合がある。回転軸と動圧滑り軸受との間に異物が侵入すると、動圧滑り軸受の耐久性が低下する虞がある。 However, because heat dissipation materials are made of elastic materials, they are more susceptible to deterioration over time than resins. As a result, foreign matter is easily generated from heat dissipation materials due to deterioration over time. For example, if foreign matter flows out toward the hydrodynamic sliding bearing, the foreign matter may get between the rotating shaft and the hydrodynamic sliding bearing. If foreign matter gets between the rotating shaft and the hydrodynamic sliding bearing, there is a risk that the durability of the hydrodynamic sliding bearing may decrease.
上記課題を解決する電動機は、回転軸と、前記回転軸に固定されるとともに前記回転軸と一体に回転するロータと、前記ロータの外側に配置されるステータと、前記回転軸、前記ロータ、及び前記ステータを収容する収容空間を区画するハウジングと、前記回転軸を前記ハウジングに対して回転可能に支持する動圧滑り軸受と、を有し、前記収容空間は、前記ハウジング内に形成されるとともに前記動圧滑り軸受を直接冷却する流体が流れる冷却流路の一部を構成し、前記ステータは、筒状のステータコアと、前記ステータコアに巻回され、前記ステータコアの端面から前記ハウジングに向けて突出するコイルエンドを形成し、前記コイルエンドが樹脂でモールドされたコイルと、を有し、前記樹脂と前記ハウジングとの間の隙間には、伸縮自在な放熱材が設けられている電動機であって、少なくとも前記動圧滑り軸受よりも外周域において、前記ハウジング又は前記樹脂には、前記放熱材が前記動圧滑り軸受に向けて流出するのを塞き止める塞き止め部材が設けられている。 The electric motor that solves the above problem includes a rotating shaft, a rotor that is fixed to the rotating shaft and rotates integrally with the rotating shaft, a stator that is arranged on the outside of the rotor, a housing that defines an accommodation space that accommodates the rotating shaft, the rotor, and the stator, and a hydrodynamic bearing that rotatably supports the rotating shaft relative to the housing. The accommodation space is formed within the housing and constitutes a part of a cooling flow path through which a fluid that directly cools the hydrodynamic bearing flows. The stator includes a cylindrical stator core and a coil that is wound around the stator core and forms coil ends that protrude from the end face of the stator core toward the housing, and the coil ends are molded with resin. The electric motor has an expandable heat dissipation material in the gap between the resin and the housing, and a blocking member that blocks the heat dissipation material from flowing out toward the hydrodynamic bearing is provided in the housing or the resin at least in an outer peripheral area of the hydrodynamic bearing.
これによれば、動圧滑り軸受に向けて流出する放熱材を塞き止め部材により塞き止めるため、回転軸と動圧滑り軸受との間に放熱材が侵入してしまうことが抑制される。その結果、動圧滑り軸受の耐久性の低下を抑制することができる。 By using this, the heat dissipation material flowing out toward the hydrodynamic sliding bearing is blocked by the blocking member, preventing the heat dissipation material from entering between the rotating shaft and the hydrodynamic sliding bearing. As a result, the deterioration of the durability of the hydrodynamic sliding bearing can be prevented.
上記電動機において、前記塞き止め部材は、前記回転軸が貫通する環状であり、前記樹脂には、前記回転軸の周囲に延びる環状の溝が形成されており、前記塞き止め部材は、前記溝に装着されているとよい。 In the above electric motor, the blocking member is annular and the rotating shaft passes through it, and the resin has an annular groove that extends around the rotating shaft, and the blocking member is attached to the groove.
これによれば、塞き止め部材が、樹脂に形成される溝に装着されているため、樹脂に塞き止め部材を安定的に設けることができる。その結果、塞き止め部材によって、動圧滑り軸受に向けて流出する放熱材を好適に塞き止めることができる。 With this, the blocking member is attached to a groove formed in the resin, so the blocking member can be stably attached to the resin. As a result, the blocking member can effectively block the heat dissipation material flowing out toward the hydrodynamic sliding bearing.
上記電動機において、前記ハウジングは、端壁、及び前記端壁から筒状に延びる周壁を有する第1ハウジング構成体と、前記周壁の開口を閉塞し、前記第1ハウジング構成体と共に前記収容空間を区画する第2ハウジング構成体と、を有し、前記樹脂は、前記コイルエンドにおける前記ステータコアの端面とは反対側の部分を被覆するとともに前記回転軸の周囲で環状に延びる樹脂端部を有し、前記樹脂端部における前記コイルエンドとは反対側の端面には、前記第2ハウジング構成体に向けて突出するとともに前記回転軸の周囲に延びる環状の凸部が形成されており、前記凸部の先端面には、前記溝が形成されており、前記放熱材は、前記溝に装着される前記塞き止め部材よりも外周側であって、且つ、前記樹脂端部と前記第2ハウジング構成体との間に配置されているとよい。 In the above electric motor, the housing has a first housing component having an end wall and a peripheral wall extending cylindrically from the end wall, and a second housing component that closes the opening of the peripheral wall and defines the storage space together with the first housing component, the resin has a resin end that covers a portion of the coil end opposite the end face of the stator core and extends annularly around the rotating shaft, an annular protrusion that protrudes toward the second housing component and extends around the rotating shaft is formed on the end face of the resin end opposite the coil end, the groove is formed on the tip surface of the protrusion, and the heat dissipation material is disposed on the outer periphery side of the blocking member attached to the groove and between the resin end and the second housing component.
これによれば、凸部の先端面に形成された溝に塞き止め部材を装着することができる。したがって、樹脂と第2ハウジング構成体との間に塞き止め部材を容易に配置することができる。 This allows the blocking member to be attached to the groove formed on the tip surface of the protrusion. Therefore, the blocking member can be easily positioned between the resin and the second housing component.
上記課題を解決するターボ型流体機械は、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の電動機と、前記電動機の回転軸の少なくとも一端に設けられた羽根車と、を備え、前記羽根車は、前記電動機の駆動によって前記回転軸と一体に回転する。 A turbo-type fluid machine that solves the above problem includes an electric motor according to any one of claims 1 to 3, and an impeller provided on at least one end of a rotating shaft of the electric motor, and the impeller rotates integrally with the rotating shaft when driven by the electric motor.
これによれば、ターボ型流体機械において、動圧滑り軸受の耐久性の低下を抑制することができる。 This makes it possible to suppress deterioration in the durability of hydrodynamic bearings in turbo-type fluid machines.
この発明によれば、動圧滑り軸受の耐久性の低下を抑制することができる。 This invention makes it possible to prevent deterioration in the durability of the hydrodynamic sliding bearing.
以下、電動機、及びターボ型流体機械を具体化した一実施形態を図1~図3にしたがって説明する。本実施形態のターボ型流体機械は、燃料電池車に搭載される遠心圧縮機である。遠心圧縮機は、空気を圧縮する。本実施形態の電動機は、遠心圧縮機の一部を構成する。 Below, an embodiment of an electric motor and a turbo-type fluid machine will be described with reference to Figs. 1 to 3. The turbo-type fluid machine of this embodiment is a centrifugal compressor mounted on a fuel cell vehicle. The centrifugal compressor compresses air. The electric motor of this embodiment constitutes a part of the centrifugal compressor.
<ターボ型流体機械10の基本構成>
図1に示すように、ターボ型流体機械10は、電動機11と、第1インペラ12及び第2インペラ13と、を備えている。また、ターボ型流体機械10は、第1コンプレッサハウジング14、第2コンプレッサハウジング15、第1プレート16、及び第2プレート17を有している。第1コンプレッサハウジング14、第2コンプレッサハウジング15、第1プレート16、及び第2プレート17は、金属材料製である。第1コンプレッサハウジング14、第2コンプレッサハウジング15、第1プレート16、及び第2プレート17は、例えば、アルミニウム製である。
<Basic configuration of
1, the turbo
電動機11は、回転軸18と、ロータ19と、ステータ20と、ハウジング21と、を備えている。ハウジング21は、筒状である。ハウジング21は、金属材料製である。ハウジング21は、例えば、アルミニウム製である。
The
ハウジング21は、第1ハウジング構成体22と、第2ハウジング構成体23と、を有している。第1ハウジング構成体22は、端壁22a、及び周壁22bを有している。端壁22aは、例えば、円板状である。周壁22bは、端壁22aから円筒状に延びている。周壁22bには、冷却水通路24が形成されている。第1ハウジング構成体22は、冷却水通路24を流れる冷却水によって冷却されている。
The
第2ハウジング構成体23は、例えば、円板状である。第2ハウジング構成体23は、周壁22bの開口を閉塞している。そして、第2ハウジング構成体23は、第1ハウジング構成体22と共に収容空間25を区画している。したがって、ハウジング21は、収容空間を区画する。収容空間25は、回転軸18、ロータ19、及びステータ20を収容する。
The
ハウジング21は、第1軸受保持部26を有している。第1軸受保持部26は、第1ハウジング構成体22の端壁22aの中央部から収容空間25内に突出している。第1軸受保持部26は、円筒状である。第1軸受保持部26の軸線は、周壁22bの軸線に一致している。第1軸受保持部26の内側は、第1ハウジング構成体22の端壁22aを貫通して端壁22aの外面に開口している。
The
ハウジング21は、第2軸受保持部27を有している。第2軸受保持部27は、第2ハウジング構成体23の中央部から収容空間25内に突出している。第2軸受保持部27は、円筒状である。第2軸受保持部27の軸線は、周壁22bの軸線に一致している。したがって、第1軸受保持部26の軸線と第2軸受保持部27の軸線とは一致している。第2軸受保持部27の内側は、第2ハウジング構成体23を貫通して第2ハウジング構成体23の外面に開口している。
The
回転軸18は、回転軸18の軸線と周壁22bの軸線とが一致した状態で、収容空間25内を横切っている。回転軸18の軸方向の一端である第1端は、収容空間25内から第2軸受保持部27の内側を通過してハウジング21外へ突出している。回転軸18の軸方向の他端である第2端は、収容空間25内から第1軸受保持部26の内側を通過してハウジング21外へ突出している。
The rotating
ロータ19は、回転軸18に固定されている。ロータ19は、回転軸18に固定された円筒状のロータコア28と、ロータコア28に設けられた図示しない複数の永久磁石と、を有している。ロータ19は、回転軸18と一体に回転する。
The
ステータ20は、ハウジング21に固定されている。ステータ20は、ロータ19の外側に配置されている。ステータ20は、円筒状のステータコア29と、コイル30と、を有している。
The
ステータコア29は、第1ハウジング構成体22の周壁22bの内周面に固定されている。ステータコア29は、第1端面29aと、第2端面29bと、を有している。第1端面29aは、ステータコア29における軸方向の一方に位置する端面である。第2端面は、ステータコア29における軸方向の他方に位置する端面である。ステータコア29は、第1端面29aが第1ハウジング構成体22の端壁22aと軸方向で対向するとともに、第2端面29bが第2ハウジング構成体23と軸方向で対向した状態で、収容空間25内に配置されている。
The
コイル30は、ステータコア29に巻回されている。コイル30は、第1コイルエンド31と、第2コイルエンド32と、を含む。第1コイルエンド31は、ステータコア29の第1端面29aから第1ハウジング構成体22の端壁22aに向けて突出している。第2コイルエンド32は、ステータコア29の第2端面29bから第2ハウジング構成体23に向けて突出している。したがって、第2コイルエンド32は、ステータコア29の端面から第2ハウジング構成体23に向けて突出するコイルエンドである。よって、コイル30は、ステータコア29の端面からハウジング21に向けて突出するコイルエンドを形成している。そして、図示しないバッテリからコイル30に電流が流れることによって、回転軸18がロータ19と一体に回転する。
The
電動機11は、第1動圧滑り軸受33及び第2動圧滑り軸受34を備えている。第1動圧滑り軸受33は円筒状である。第1動圧滑り軸受33は、第1軸受保持部26に保持されている。第1動圧滑り軸受33は、回転軸18を第1ハウジング構成体22に対して回転可能に支持する。
The
第2動圧滑り軸受34は円筒状である。第2動圧滑り軸受34は、第2軸受保持部27に保持されている。第2動圧滑り軸受34は、回転軸18を第2ハウジング構成体23に対して回転可能に支持する。したがって、第1動圧滑り軸受33及び第2動圧滑り軸受34は、回転軸18をハウジング21に対して回転可能に支持する動圧滑り軸受である。
The second dynamic pressure
第1プレート16は、第1ハウジング構成体22の端壁22aの外面に連結されている。第1プレート16は、第1プレート16の厚み方向が第1ハウジング構成体22の端壁22aの厚み方向に一致した状態で、第1ハウジング構成体22の端壁22aに取り付けられている。
The
第1プレート16には、第1挿通孔16hが形成されている。第1挿通孔16hは、第1プレート16の中央部を貫通している。第1挿通孔16hは、第1軸受保持部26の内側に連通している。第1挿通孔16hの軸線は、第1軸受保持部26の軸線に一致している。
A first through
第2プレート17は、第2ハウジング構成体23の外面に連結されている。第2プレート17は、第2プレート17の厚み方向が第2ハウジング構成体23の厚み方向に一致した状態で、第2ハウジング構成体23に取り付けられている。
The
第2プレート17には、第2挿通孔17hが形成されている。第2挿通孔17hは、第2プレート17の中央部を貫通している。第2挿通孔17hは、第2軸受保持部27の内側に連通している。第2挿通孔17hの軸線は、第2軸受保持部27の軸線に一致している。
A second through
第1コンプレッサハウジング14は、空気が吸入される円孔状の第1吸入口35を有する筒状である。第1コンプレッサハウジング14は、第1吸入口35の軸線が、第2挿通孔17hの軸線と一致した状態で第2プレート17における第2ハウジング構成体23とは反対側の端面に連結されている。第1吸入口35は、第1コンプレッサハウジング14における第2プレート17とは反対側の端面に開口している。第1吸入口35には、図示しないエアクリーナによって清浄化された空気が流れる。
The
ターボ型流体機械10は、第1インペラ室36、第1吐出室37、及び第1ディフューザ流路38を備えている。第1インペラ室36、第1吐出室37、及び第1ディフューザ流路38は、第1コンプレッサハウジング14と第2プレート17との間に形成されている。第1インペラ室36は、第1吸入口35に連通している。第1吐出室37は、第1インペラ室36の周囲で第1吸入口35の軸心周りに延びている。第1ディフューザ流路38は、第1インペラ室36と第1吐出室37とを連通している。第1インペラ室36は、第2挿通孔17hに連通している。
The turbo
ターボ型流体機械10は、第1吐出通路39を有している。第1吐出通路39は、第1コンプレッサハウジング14に形成されている。第1吐出通路39の第1端は、第1吐出室37に連通している。第1吐出通路39の第2端は、第1コンプレッサハウジング14の外周面に開口している。
The turbo-
第2コンプレッサハウジング15は、空気が吸入される円孔状の第2吸入口40を有する筒状である。第2コンプレッサハウジング15は、第2吸入口40の軸線が、第1挿通孔16hの軸線と一致した状態で第1プレート16における第1ハウジング構成体22とは反対側の端面に連結されている。第2吸入口40は、第2コンプレッサハウジング15における第1プレート16とは反対側の端面に開口している。
The
ターボ型流体機械10は、第2インペラ室41、第2吐出室42、及び第2ディフューザ流路43を備えている。第2インペラ室41、第2吐出室42、及び第2ディフューザ流路43は、第2コンプレッサハウジング15と第1プレート16との間に形成されている。第2インペラ室41は、第2吸入口40に連通している。第2吐出室42は、第2インペラ室41の周囲で第2吸入口40の軸心周りに延びている。第2ディフューザ流路43は、第2インペラ室41と第2吐出室42とを連通している。第2インペラ室41は、第1挿通孔16hに連通している。
The turbo
ターボ型流体機械10は、第2吐出通路44を有している。第2吐出通路44は、第2コンプレッサハウジング15に形成されている。第2吐出通路44の第1端は、第2吐出室42に連通している。第2吐出通路44の第2端は、第2コンプレッサハウジング15の外周面に開口している。
The
第2吐出通路44には、供給配管45が接続されている。供給配管45は、燃料電池スタック46に接続されている。供給配管45の第1端は、第2吐出通路44に接続されている。供給配管45の第2端は、燃料電池スタック46に接続されている。
A
ターボ型流体機械10は、接続配管47を備えている。接続配管47の第1端は、第1吐出通路39に連通している。接続配管47の第2端は、第2吸入口40に連通している。接続配管47内には、第1吐出室37から第1吐出通路39に吐出された空気が流れる。そして、接続配管47内を通過した空気は、第2吸入口40を介して第2インペラ室41に吸入される。
The turbo-
第1インペラ12は、回転軸18の第1端に連結されている。第1インペラ12は、第1インペラ室36に収容されている。したがって、第1インペラ室36は、第1インペラ12を収容する。第1インペラ12は、回転軸18と一体に回転することで第1インペラ室36に吸入された空気を圧縮する。
The
第2インペラ13は、回転軸18の第2端に連結されている。第2インペラ13は、第2インペラ室41に収容されている。したがって、第2インペラ室41は、第2インペラ13を収容する。第2インペラ13は、回転軸18と一体に回転することで第2インペラ室41に吸入された空気を圧縮する。第2インペラ13は、第1インペラ12によって圧縮された後の空気を圧縮する。
The
このように、第1インペラ12及び第2インペラ13は、電動機11の回転軸18の少なくとも一端に設けられた羽根車である。そして、第1インペラ12及び第2インペラ13は、電動機11の駆動によって回転軸18と一体に回転する。
In this way, the
ターボ型流体機械10は、第1シール部材48を備えている。第1シール部材48は、第1挿通孔16hと回転軸18との間に設けられている。第1シール部材48は、第2インペラ室41から第1軸受保持部26の内側を介して収容空間25内に向かう空気の洩れを抑制する。第1シール部材48は、例えば、シールリングである。
The turbo-
ターボ型流体機械10は、第2シール部材49を備えている。第2シール部材49は、第2挿通孔17hと回転軸18との間に設けられている。第2シール部材49は、第1インペラ室36から第2軸受保持部27の内側を介して収容空間25内に向かう空気の洩れを抑制する。第2シール部材49は、例えば、シールリングである。
The turbo-
第1吸入口35を介して第1インペラ室36に吸入された空気は、第1インペラ12の回転によって加速されながら、第1ディフューザ流路38に送り込まれて、第1ディフューザ流路38を通過することにより昇圧される。そして、第1ディフューザ流路38を通過した空気は、第1吐出室37に吐出される。第1吐出室37に吐出された空気は、第1吐出通路39に吐出される。第1吐出通路39に吐出された空気は、接続配管47及び第2吸入口40を介して第2インペラ室41に吸入される。第2インペラ室41に吸入された空気は、第2インペラ13の回転によって加速されながら、第2ディフューザ流路43に送り込まれて、第2ディフューザ流路43を通過することにより昇圧される。そして、第2ディフューザ流路43を通過した空気は、第2吐出室42に吐出される。第2吐出室42に吐出された空気は、第2吐出通路44に吐出される。第2吐出通路44に吐出された空気は、供給配管45を介して燃料電池スタック46に供給される。したがって、ターボ型流体機械10は、燃料電池スタック46に対して空気を供給する。燃料電池スタック46に供給された空気に含まれる酸素は、燃料電池スタック46の発電に寄与する。
The air drawn into the
ターボ型流体機械10は、導入通路50を備えている。導入通路50は、第2プレート17に形成されている。導入通路50の第1端は、第2プレート17の外周面に開口している。導入通路50の第2端は、第2挿通孔17hにおける第2シール部材49よりも収容空間25寄りに連通している。
The
ターボ型流体機械10は、排出通路51を備えている。排出通路51は、第1プレート16に形成されている。排出通路51の第1端は、第1挿通孔16hにおける第1シール部材48よりも収容空間25内寄りに連通している。排出通路51の第2端は、第1プレート16の外周面に開口している。
The
導入通路50の第1端には、分岐配管52が接続されている。分岐配管52は、供給配管45の途中から分岐されている。分岐配管52の第1端は、供給配管45に接続されている。分岐配管52の第2端は、導入通路50の第1端に接続されている。分岐配管52の途中には、インタークーラ53が設けられている。インタークーラ53は、分岐配管52内を流れる空気を冷却する。
A
供給配管45を流れる空気の一部は、分岐配管52に流れ込む。分岐配管52を流れる空気は、インタークーラ53によって冷却される。これにより、インタークーラ53を通過した空気は、第2吐出室42に吐出された空気の温度よりも低い温度となる。そして、インタークーラ53によって冷却された空気は、導入通路50、第2挿通孔17h、及び第2軸受保持部27の内側を通過して収容空間25内へ導入される。第2動圧滑り軸受34は、第2軸受保持部27の内側を通過する空気によって冷却される。
A portion of the air flowing through the
収容空間25内に導入された空気は、ステータ20とロータ19との間を通過して、第1軸受保持部26の内側を流れる。第1動圧滑り軸受33は、第1軸受保持部26の内側を通過する空気によって冷却される。そして、第1軸受保持部26の内側を通過した空気は、第1挿通孔16h及び排出通路51を介して外部へ排出される。
The air introduced into the
したがって、第1軸受保持部26の内側、収容空間25、及び第2軸受保持部27の内側は、ハウジング21内に形成されるとともに第1動圧滑り軸受33及び第2動圧滑り軸受を直接冷却する流体としての空気が流れる冷却流路54をそれぞれ構成している。よって、収容空間25は、冷却流路54の一部を構成している。
Therefore, the inside of the
<樹脂部材60>
ハウジング21内には、樹脂60が設けられている。樹脂60は、第1コイルエンド31及び第2コイルエンド32を被覆する。したがって、コイル30は、第1コイルエンド31及び第2コイルエンド32が樹脂60でモールドされている。樹脂60は、ハウジング21に熱的に結合されている。樹脂60は、第1コイルエンド31を被覆する第1樹脂部61と、第2コイルエンド32を被覆する第2樹脂部62と、を有している。
<
第1樹脂部61は、第1樹脂外周部61aと、第1樹脂内周部61bと、第1樹脂端部61cと、を有している。第1樹脂外周部61aは、第1コイルエンド31の外側を被覆する筒状である。第1樹脂外周部61aは、第1ハウジング構成体22の周壁22bの内周面に接触している。したがって、第1樹脂外周部61aは、第1ハウジング構成体22の周壁22bに熱的に結合している。第1樹脂内周部61bは、第1コイルエンド31の内側を被覆する筒状である。第1樹脂端部61cは、第1コイルエンド31におけるステータコア29の第1端面29aとは反対側の部分を被覆する環状である。第1樹脂端部61cは、回転軸18の周囲で環状に延びている。第1樹脂端部61cは、第1樹脂外周部61aと第1樹脂内周部61bとを接続している。第1樹脂端部61cは、第1ハウジング構成体22の端壁22aの内面に接触している。したがって、第1樹脂端部61cは、第1ハウジング構成体22の端壁22aに熱的に結合している。このように、第1樹脂部61は、第1ハウジング構成体22に熱的に結合している。
The
第2樹脂部62は、第2樹脂外周部62aと、第2樹脂内周部62bと、第2樹脂端部62cと、を有している。第2樹脂外周部62aは、第2コイルエンド32の外側を被覆する筒状である。第2樹脂外周部62aは、第1ハウジング構成体22の周壁22bの内周面に接触している。したがって、第2樹脂外周部62aは、第1ハウジング構成体22の周壁22bに熱的に結合している。第2樹脂内周部62bは、第2コイルエンド32の内側を被覆する筒状である。
The
第2樹脂端部62cは、第2コイルエンド32におけるステータコア29の第2端面29bとは反対側の部分を被覆する環状である。したがって、第2樹脂端部62cは、第2コイルエンド32におけるステータコア29の第2端面29bとは反対側の部分を被覆する樹脂端部である。第2樹脂端部62cは、回転軸18の周囲で環状に延びている。第2樹脂端部62cは、第2樹脂外周部62aと第2樹脂内周部62bとを接続している。第1樹脂端部61cは、第2ハウジング構成体23の内面から離間している。
The
<凸部63>
図2及び図3に示すように、第2樹脂端部62cには、円環状の凸部63が形成されている。凸部63は、第2樹脂端部62cにおける第2コイルエンド32とは反対側の端面62eに形成されている。凸部63は、第2ハウジング構成体23に向けて突出している。凸部63は、回転軸18の周囲に延びている。凸部63の先端面63aは、第2ハウジング構成体23の内面から離間している。
<
2 and 3, the
<溝64及び塞き止め部材65>
凸部63の先端面63aには、環状の溝64が形成されている。したがって、樹脂60には、溝64が形成されている。溝64は、回転軸18の周囲に延びている。凸部63の先端面63aは、溝64よりも外周側の部分である第1先端面631aと、溝64よりも内周側の部分である第2先端面632aと、を有している。第2樹脂端部62cと第2ハウジング構成体23との間の隙間には、塞き止め部材65が設けられている。したがって、樹脂60とハウジング21との間の隙間には、塞き止め部材65が設けられている。塞き止め部材65は、回転軸18が貫通する環状である。塞き止め部材65は、溝64に装着されている。塞き止め部材65は、第2ハウジング構成体23の内面と溝64の底面とに密着している。少なくとも第2動圧滑り軸受34よりも外周域において、樹脂60には、塞き止め部材65が設けられている。
<Groove 64 and blocking
An
<放熱材66>
電動機11は、放熱材66を備えている。放熱材66は、溝64に装着される塞き止め部材65よりも外周側であって、且つ、第2樹脂端部62cと第2ハウジング構成体23との間に配置されている。放熱材66は、第2樹脂端部62cの端面62eに密着している。また、放熱材66の一部は、凸部63の第1先端面631aに密着し、塞き止め部材65に密着している。放熱材66は、第2ハウジング構成体23の内面に密着している。放熱材66は、樹脂60と第2ハウジング構成体23との間の隙間を埋める。第2樹脂端部62cは、放熱材66を介して第2ハウジング構成体23に熱的に結合されている。このように、樹脂60は、ハウジング21に熱的に結合されている。
<
The
放熱材66は、伸縮自在である。放熱材66は、例えば、ゴム材、ゲル状の部材、粘土状の部材、又はスポンジのような弾性材に放熱性の優れたフィラーが埋設された部材などである。放熱材66は、熱伝導性を有する部材である。
The
[実施形態の作用]
次に、実施形態の作用について説明する。
第1コイルエンド31から生じる熱は、第1樹脂部61を介して第1ハウジング構成体22に放熱される。第2コイルエンド32から生じる熱は、第2樹脂部62を介して第1ハウジング構成体22に放熱される。さらに、第2コイルエンド32から生じる熱は、第2樹脂端部62c及び放熱材66を介して第2ハウジング構成体23にも放熱される。このようにして、第1コイルエンド31及び第2コイルエンド32から生じる熱が、樹脂60を介してハウジング21に放熱される。その結果、電動機11の耐久性が向上する。
[Operation of the embodiment]
Next, the operation of the embodiment will be described.
Heat generated from the
ところで、ハウジング21内に樹脂60が設けられている構成においては、第2ハウジング構成体23を第1ハウジング構成体22の周壁22bに組み付ける際に、第2ハウジング構成体23が樹脂60に干渉しない設計とする必要がある。このとき、電動機11は、樹脂60と第2ハウジング構成体23との間の隙間には、伸縮自在な放熱材66が設けられている。したがって、第2コイルエンド32から生じる熱が、樹脂60及び放熱材66を介して第2ハウジング構成体23に放熱され易くなっている。
However, in a configuration in which
放熱材66は、伸縮自在な材料により形成されていることから、樹脂60に比較して経年劣化し易い。したがって、放熱材66からは経年劣化による異物が生じ易い。このとき、少なくとも第2動圧滑り軸受34よりも外周域において、樹脂60には、塞き止め部材65が設けられている。これにより、放熱材66から生じる異物等が第2動圧滑り軸受34に向けて流出するのが塞き止め部材65により抑制されている。したがって、塞き止め部材65は、放熱材66が第2動圧滑り軸受34に向けて流出するのを塞き止める。このため、回転軸18と第2動圧滑り軸受34との間に放熱材66の一部が侵入してしまうことが抑制されている。
The
[実施形態の効果]
実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)少なくとも第2動圧滑り軸受34よりも外周域において、樹脂60には、放熱材66が第2動圧滑り軸受34に向けて流出するのを塞き止める塞き止め部材65が設けられている。これによれば、第2動圧滑り軸受34に向けて流出する放熱材66を塞き止め部材65により塞き止めるため、回転軸18と第2動圧滑り軸受34との間に放熱材66が侵入してしまうことが抑制される。その結果、第2動圧滑り軸受34の耐久性の低下を抑制することができる。
[Effects of the embodiment]
The embodiment can provide the following effects.
(1) At least in an area more outer than the second dynamic
(2)塞き止め部材65が、樹脂60に形成される溝64に装着されているため、樹脂60に塞き止め部材65を安定的に設けることができる。その結果、塞き止め部材65によって、第2動圧滑り軸受34に向けて流出する放熱材66を好適に塞き止めることができる。
(2) Because the blocking
(3)凸部63の先端面63aには、溝64が形成されている。これによれば、凸部63の先端面63aに形成された溝64に塞き止め部材65を装着することができる。したがって、第2樹脂端部62cと第2ハウジング構成体23との間に塞き止め部材65を容易に配置することができる。
(3) A
(4)上記構成のターボ型流体機械10によれば、第2動圧滑り軸受34の耐久性の低下を抑制することができる。
[変更例]
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(4) According to the
[Example of change]
The above embodiment can be modified as follows: The above embodiment and the following modifications can be combined with each other to the extent that no technical contradiction occurs.
○ 実施形態において、塞き止め部材65が、樹脂60に形成されている溝64に装着されているのではなく、例えば、第2ハウジング構成体23の内面に形成されている溝に装着されていてもよい。このように、ハウジング21に、塞き止め部材65が設けられていてもよい。要は、塞き止め部材65は、少なくとも第2動圧滑り軸受34よりも外周域において、ハウジング21又は樹脂60に設けられていればよい。
In the embodiment, the blocking
○ 実施形態において、第2樹脂端部62cの端面62eに凸部63が形成されていなくてもよい。そして、例えば、第2ハウジング構成体23の内面に、第2樹脂端部62cに向けて突出するとともに回転軸18の周囲に延びる環状の凸部が形成されていてもよい。この場合、当該凸部の先端面に塞き止め部材65が装着される溝64が形成されている。そして、放熱材66は、溝64に装着される塞き止め部材65よりも外周側であって、且つ、第2樹脂端部62cと第2ハウジング構成体23との間に配置されている。
○ In the embodiment, the
○ 実施形態において、例えば、第2樹脂内周部62bの内周面に、回転軸18の周囲に延びる環状の溝64が形成されていてもよい。そして、溝64に、塞き止め部材65が装着されていてもよい。塞き止め部材65は、第2樹脂内周部62bの内周面と第2軸受保持部27の外周面との間を介して第2動圧滑り軸受34に向けて流出しようとする放熱材66を塞き止める。これによれば、第2動圧滑り軸受34に向けて流出する放熱材66を塞き止め部材65により塞き止めることができる。要は、少なくとも第2動圧滑り軸受34よりも外周域において、ハウジング21又は樹脂60に、放熱材66が第2動圧滑り軸受34に向けて流出するのを塞き止める塞き止め部材65が設けられていればよい。
○ In the embodiment, for example, an
○ 実施形態において、ターボ型流体機械10は、第2インペラ13を備えていない構成であってもよい。
○ 実施形態において、ターボ型流体機械10は、第2インペラ13に代えて、羽根車であるタービンホイールを備えている構成であってもよい。
In the above embodiment, the
In the above-mentioned embodiment, the
○ 実施形態において、ターボ型流体機械10は、第1インペラ12及び第2インペラ13を備えておらず、タービンホイールを備えている構成であってもよい。要は、ターボ型流体機械10は、遠心圧縮機ではなく、膨張機であってもよい。つまり、ターボ型流体機械10は、電動機11の回転軸18の少なくとも一端に羽根車が設けられている構成であればよい。
In the embodiment, the turbo
○ 実施形態において、ターボ型流体機械10は、燃料電池車に搭載されていなくてもよい。要は、ターボ型流体機械10は、車両に搭載されるものに限定されるものではない。
In the embodiment, the turbo
10…ターボ型流体機械、11…電動機、12…羽根車である第1インペラ、13…羽根車である第2インペラ、18…回転軸、19…ロータ、20…ステータ、21…ハウジング、22…第1ハウジング構成体、22a…端壁、22b…周壁、23…第2ハウジング構成体、25…収容空間、29…ステータコア、30…コイル、32…コイルエンドである第2コイルエンド、33…動圧滑り軸受である第1動圧滑り軸受、34…動圧滑り軸受である第2動圧滑り軸受、54…冷却流路、60…樹脂、62c…樹脂端部である第2樹脂端部、62e…端面、63…凸部、63a…先端面、64…溝、65…塞き止め部材、66…放熱材。 10... turbo type fluid machine, 11... motor, 12... first impeller which is an impeller, 13... second impeller which is an impeller, 18... rotating shaft, 19... rotor, 20... stator, 21... housing, 22... first housing component, 22a... end wall, 22b... peripheral wall, 23... second housing component, 25... accommodation space, 29... stator core, 30... coil, 32... second coil end which is a coil end, 33... first dynamic pressure plain bearing which is a dynamic pressure plain bearing, 34... second dynamic pressure plain bearing which is a dynamic pressure plain bearing, 54... cooling flow path, 60... resin, 62c... second resin end which is a resin end, 62e... end surface, 63... convex portion, 63a... tip surface, 64... groove, 65... blocking member, 66... heat dissipation material.
Claims (4)
前記回転軸に固定されるとともに前記回転軸と一体に回転するロータと、
前記ロータの外側に配置されるステータと、
前記回転軸、前記ロータ、及び前記ステータを収容する収容空間を区画するハウジングと、
前記回転軸を前記ハウジングに対して回転可能に支持する動圧滑り軸受と、を有し、
前記収容空間は、前記ハウジング内に形成されるとともに前記動圧滑り軸受を直接冷却する流体が流れる冷却流路の一部を構成し、
前記ステータは、
筒状のステータコアと、
前記ステータコアに巻回され、前記ステータコアの端面から前記ハウジングに向けて突出するコイルエンドを形成し、前記コイルエンドが樹脂でモールドされたコイルと、を有し、
前記樹脂と前記ハウジングとの間の隙間には、伸縮自在な放熱材が設けられている電動機であって、
少なくとも前記動圧滑り軸受よりも外周域において、前記ハウジング又は前記樹脂には、前記放熱材が前記動圧滑り軸受に向けて流出するのを塞き止める塞き止め部材が設けられていることを特徴とする電動機。 A rotation axis;
a rotor fixed to the rotary shaft and rotating integrally with the rotary shaft;
a stator disposed outside the rotor;
a housing defining an accommodation space for accommodating the rotating shaft, the rotor, and the stator;
a hydrodynamic bearing that rotatably supports the rotating shaft relative to the housing,
the accommodating space constitutes a part of a cooling flow passage which is formed within the housing and through which a fluid flows that directly cools the hydrodynamic plain bearing,
The stator includes:
A cylindrical stator core;
a coil wound around the stator core, the coil end protruding from an end surface of the stator core toward the housing, the coil end being molded with resin;
An electric motor in which an expandable heat dissipation material is provided in a gap between the resin and the housing,
an electric motor, characterized in that the housing or the resin is provided with a blocking member that blocks the heat dissipation material from flowing out toward the hydrodynamic sliding bearing, at least in an area outer than the hydrodynamic sliding bearing.
前記樹脂には、前記回転軸の周囲に延びる環状の溝が形成されており、
前記塞き止め部材は、前記溝に装着されていることを特徴とする請求項1に記載の電動機。 the blocking member is annular and the rotation shaft passes through the blocking member,
The resin has an annular groove formed therein and extending around the rotation shaft,
2. The electric motor according to claim 1, wherein the blocking member is mounted in the groove.
端壁、及び前記端壁から筒状に延びる周壁を有する第1ハウジング構成体と、
前記周壁の開口を閉塞し、前記第1ハウジング構成体と共に前記収容空間を区画する第2ハウジング構成体と、を有し、
前記樹脂は、前記コイルエンドにおける前記ステータコアの端面とは反対側の部分を被覆するとともに前記回転軸の周囲で環状に延びる樹脂端部を有し、
前記樹脂端部における前記コイルエンドとは反対側の端面には、前記第2ハウジング構成体に向けて突出するとともに前記回転軸の周囲に延びる環状の凸部が形成されており、
前記凸部の先端面には、前記溝が形成されており、
前記放熱材は、前記溝に装着される前記塞き止め部材よりも外周側であって、且つ、前記樹脂端部と前記第2ハウジング構成体との間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の電動機。 The housing includes:
a first housing member having an end wall and a peripheral wall extending cylindrically from the end wall;
a second housing member that closes the opening of the peripheral wall and defines the accommodation space together with the first housing member,
the resin covers a portion of the coil end opposite to an end face of the stator core and has a resin end portion extending annularly around the rotating shaft,
an annular protrusion is formed on an end surface of the resin end portion opposite to the coil end, the annular protrusion protruding toward the second housing component and extending around the rotation shaft,
The groove is formed on the tip surface of the protrusion,
3. The electric motor according to claim 2, wherein the heat dissipation material is disposed on an outer circumferential side of the blocking member attached to the groove, and between the resin end portion and the second housing component.
前記電動機の回転軸の少なくとも一端に設けられた羽根車と、を備え、
前記羽根車は、前記電動機の駆動によって前記回転軸と一体に回転するターボ型流体機械。 An electric motor according to any one of claims 1 to 3;
an impeller provided at least at one end of a rotating shaft of the electric motor;
The impeller is a turbo-type fluid machine that rotates integrally with the rotating shaft by being driven by the electric motor.
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