KR20090039770A - 전동 과급기 - Google Patents

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KR20090039770A
KR20090039770A KR1020097002938A KR20097002938A KR20090039770A KR 20090039770 A KR20090039770 A KR 20090039770A KR 1020097002938 A KR1020097002938 A KR 1020097002938A KR 20097002938 A KR20097002938 A KR 20097002938A KR 20090039770 A KR20090039770 A KR 20090039770A
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motor stator
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KR1020097002938A
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마사히로 시미즈
야스유키 시부이
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가부시키가이샤 아이에이치아이
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Abstract

베어링 하우징(16)에 삽입된 스테이터 어셈블리(29)와, 스테이터 어셈블리(29)의 컴프레서 측에 밀착되면서 컴프레서 하우징(20)과 모터 스테이터(24)의 사이를 나누는 씰 플레이트(28)를 구비한다. 스테이터 어셈블리(29)는 모터 스테이터(24)와, 내주면이 모터 스테이터(24)의 외주면과 밀착됨과 함께 모터 스테이터(24)의 회전을 구속하도록 모터 스테이터(24)를 지지하는 아우터 슬리브(26)를 가지고, 모터 스테이터(24)와 아우터 슬리브(26)는 일체의 부품으로 되어 스테이터 어셈블리(29)가 구성되고, 아우터 슬리브(26)는 베어링 하우징과의 사이에 액체를 밀봉하는 수냉(水冷) 재킷을 구성한다. 아우터 슬리브(26)와 씰 플레이트(28)는 베어링 하우징(16)과 컴프레서 하우징(20) 사이에 축방향으로 함께 체결된다.

Description

전동 과급기{ELECTRIC SUPERCHARGER}
본 발명은 전동기를 내장한 전동 과급기에 관한 것이다.
압축기에 의해 밀도를 높인 공기를 기관(엔진)에 공급하는 것을 과급(supercharging)이라고 하고, 이 중 배기 에너지에 의해 압축기의 구동을 처리하는 것을 배기 터빈 과급기(exhaust-gas turbocharger)라고 부른다.
배기 터빈 과급기는 일반적으로 베어링 유닛을 사이에 두고 배치된 압축기(컴프레서)와 터빈으로 이루어지고, 압축기는 컴프레서 임펠러를, 터빈은 터빈 임펠러를 각각 내장한다. 컴프레서 임펠러와 터빈 임펠러는 베어링 유닛으로 지지된 연결축(샤프트)으로 서로 연결되며, 엔진의 배기 가스로 터빈 임펠러를 회전 구동시키고, 연결축을 통해 컴프레서 임펠러에 회전력을 전달해 컴프레서 임펠러에서 공기를 압축하여 엔진에 과급하게 된다.
상술한 배기 터빈 과급기에 있어서, 저속 회전시의 가속을 보조하기 위해 전동기를 내장한 것은 이미 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1, 2, 3). 이하, 이와 같은 전동기를 내장한 배기 터빈 과급기를 간단히 ‘전동 과급기’라고 한다.
특허 문헌 1의 전동 과급기는 도 1에 나타내는 바와 같이, 로터를 회전 구동시키는 전동기(고정자(51)와 회전자(52))를 구비한다. 로터는 터빈 임펠러(53), 컴 프레서 임펠러(54)와 이것들을 연결하는 샤프트(55) 및 전동기의 회전자(52)가 장착된 스페이서 컬러(56)로 이루어진다. 샤프트(55)는 단일한 세미 플로팅 베어링(57)으로 지지된다. 세미 플로팅 베어링(57)은 터빈(53)의 허브(53a)와 스페이서 컬러(56)에 걸어맞춰지는 쓰러스트(thrust)면(57a, 57b)을 가진다.
이 구성에 의해, 로터에 작용하는 축방향 힘을 세미 플로팅 베어링(57)의 터빈의 허브(53a)와 스페이서 컬러(56)에 걸어맞춰지는 쓰러스트면(57a, 57b)으로 지지하게 된다.
특허 문헌 2의 전동 과급기는 도 2에 나타내는 바와 같이, 컴프레서 휠(61)의 축 방향 연장부에 지지된 회전자(62)와, 회전자(62)로부터 반경 방향 바깥쪽에 간격을 두고 하우징(63)으로 지지된 고정자(64)를 가진다.
특허 문헌 3의 전동 과급기는 도 3에 나타내는 바와 같은 구조를 가진다. 일단에 컴프레서 휠(75)이 연결된 샤프트(74)가 중앙 하우징(71)의 내부에 회전 가능하게 지지된다. 컴프레서 하우징(72)과 터빈 하우징(73)은 중앙 하우징(71)의 양측에 볼트(82, 83)에 의해 연결된다. 중앙 하우징(71)의 내부에는 전기 모터 카트리지(76)가 고정된다. 전기 모터 카트리지(76)는, 제1의 카트리지 하우징 부분(78)과, 제2의 카트리지 하우징 부분(79)과, 로터(79)와, 스테이터(80)로 이루어진다. 전기 모터 카트리지(76)는 전동 과급기에 장착하는 공정과는 별도로 생산할 수 있다. 전기 모터 카트리지(76)는 카트리지 나사(81)에 의해 중앙 하우징(71)에 고정된다. 또한, 중앙 하우징(71)의 내부에는 전기 모터 카트리지(76)를 둘러싸는 부분에 수냉(水冷) 재킷(71a)이 형성된다.
특허 문헌 1: 미국 특허 제6,449,950호 명세서
특허 문헌 2: 미국 특허 제6,032,466호 명세서
특허 문헌 3: 일본 특허 공표 제2006-514526호 공보
전동 과급기에서는, 내장된 전동기에 의해 샤프트로 연결된 컴프레서 임펠러와 터빈 임펠러를 회전 구동시키기 때문에, 그 반력을 받는 전동기의 고정자(모터 스테이터)를 케이싱에 견고하게 고정할 필요가 있다.
그러나, 특허 문헌 1의 전동 과급기와 같이 고정자(51)를 축방향 양측에서 2개의 전동기용 케이싱(58a, 58b)으로 파지(把持)하는 경우, 전동기를 내장하지 않은 종래의 과급기와 비교하여 추가의 케이싱(58a, 58b)이 필요해질 뿐만 아니라, 컴프레서 임펠러와 전동기의 고정자가 근접해 있기 때문에, 컴프레서 임펠러와 전동기 양쪽 모두의 냉각이 곤란한 문제점이 있었다.
마찬가지로, 특허 문헌 2의 전동 과급기에서도, 전동기의 고정자(64)를 내장하기 위해 추가의 케이싱(63)과 고정자(64)를 고정할 패스너(fastener)(65)와 같은 전용의 고정 부품이 필요하게 된다. 또한, 이 예에서는 케이싱(63)의 벽부(壁部) 내에 수냉 재킷(66)을 마련하고 있는데, 이 때문에 케이싱(63)의 구조가 복잡해진다.
특허 문헌 3의 전동 과급기에서는, 추가 케이싱에 해당하는 것은 없으며, 전기 모터 카트리지(76)를 일체의 부품으로서 중앙 하우징(71)에 장착하는 구조로 되어 있다. 그렇지만, 전기 모터 카트리지(76)를 중앙 하우징(71)에 대하여 고정하기 위해서는, 카트리지 나사(81)와 같은 전용의 고정 부품을 이용할 필요가 있다. 또 한, 중앙 하우징(71)의 벽부 내에 수냉 재킷(71a)을 마련하고 있기 때문에, 중앙 하우징(71)의 수냉 재킷(71a)을 주물 등으로 형성할 필요가 있어, 그 구조가 복잡해진다. 또한, 수냉 재킷(71a)에 의해 직접 전기 모터 카트리지(76)를 냉각시키는 것이 아니라, 중앙 하우징(71)의 벽부를 통해 전기 모터 카트리지(76)를 냉각시키는 구조로 되어 있으므로 냉각 효율이 나쁘다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 전동기를 내장하지 않은 종래의 과급기와 비교하여 추가 케이싱이나 전용의 고정 부품을 필요로 하지 않고, 전동기의 고정자(모터 스테이터)를 케이싱에 견고하게 고정할 수 있고, 또한 컴프레서 임펠러와 전동기 양쪽 모두를 효율적으로 냉각할 수 있는 전동 과급기를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따르면, 일단에 터빈 임펠러를 가지는 터빈축과, 터빈축으로 회전 구동되는 컴프레서 임펠러와, 터빈축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징과, 컴프레서 임펠러를 회전 가능하게 둘러싸고 또한 베어링 하우징에 연결되는 컴프레서 하우징과, 베어링 하우징 내부에 고정되는 모터 스테이터와, 모터 스테이터로 회전 구동되는 모터 로터를 구비한 전동 과급기로서, 베어링 하우징에 삽입된 스테이터 어셈블리와, 스테이터 어셈블리의 컴프레서 측에 밀착되면서 컴프레서 하우징과 모터 스테이터의 사이를 나누는 씰 플레이트를 구비하고, 상기 스테이터 어셈블리는 상기 모터 스테이터와, 내주면이 모터 스테이터의 외주면과 밀착됨과 함께 모터 스테이터의 회전을 구속하도록 모터 스테이터를 지지하는 아우터 슬리브를 가지고, 상기 모터 스테이터와 상기 아우터 슬리브는 일체의 부품으로 되어 상기 스테이터 어셈블리를 구성하고, 상기 아우터 슬리브는 베어링 하우징과의 사이에 액체를 밀봉하는 수냉 재킷을 구성하고, 상기 아우터 슬리브와 상기 씰 플레이트는 상기 베어링 하우징과 상기 컴프레서 하우징 사이에 축방향으로 함께 체결되는 것을 특징으로 하는 전동 과급기가 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 아우터 슬리브는 베어링 하우징과 컴프레서 하우징 사이에 씰 플레이트와 함께 체결되는 반경 방향 바깥쪽으로 연장되는 플랜지부를 가진다.
본 발명에 따르면, 일단에 터빈 임펠러를 가지는 터빈축과, 터빈축으로 회전 구동되는 컴프레서 임펠러와, 터빈축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징과, 컴프레서 임펠러를 회전 가능하게 둘러싸고 또한 베어링 하우징에 연결되는 컴프레서 하우징과, 베어링 하우징 내부에 고정되는 모터 스테이터와, 모터 스테이터로 회전 구동되는 모터 로터를 구비한 전동 과급기로서, 베어링 하우징에 삽입된 스테이터 어셈블리를 구비하고, 스테이터 어셈블리는 상기 모터 스테이터와, 내주면이 모터 스테이터의 외주면과 밀착됨과 함께 모터 스테이터의 회전을 구속하도록 모터 스테이터를 지지하는 아우터 슬리브를 가지고, 상기 모터 스테이터와 상기 아우터 슬리브는 일체의 부품으로 되어 상기 스테이터 어셈블리를 구성하고, 또한 컴프레서 측의 벽면이 컴프레서 토출 공기의 통로를 형성하고, 상기 아우터 슬리브는 상기 베어링 하우징과 상기 컴프레서 하우징 사이에 축방향으로 함께 체결되고, 또한 베어링 하우징과의 사이에 액체를 밀봉하는 수냉 재킷을 구성하는 것을 특징으로 하는 전동 과급기가 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 아우터 슬리브는 베어링 하우징과 컴프레서 하우징 사이에 함께 체결되는 반경 방향 바깥쪽으로 연장되는 플랜지부를 가진다.
또한, 베어링 하우징과 아우터 슬리브 사이를 밀봉하여 씰링하는 축방향으로 간격을 두고 배치된 씰링 부재를 가지는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 구성에 따르면, 아우터 슬리브와 모터 스테이터가 일체의 부품으로서 스테이터 어셈블리를 구성하고, 스테이터 어셈블리의 아우터 슬리브와 씰 플레이트가, 베어링 하우징과 컴프레서 하우징 사이에 축방향으로 함께 체결되므로, 베어링 하우징에 대하여 컴프레서 하우징을 고정함으로써, 동시에 모터 스테이터를 베어링 하우징에 대하여 고정할 수 있다. 따라서, 모터 스테이터(24)를 베어링 하우징(16)에 고정하기 위한 추가 케이싱이나 조립시의 전용의 고정 부품(볼트 등의 체결도구)이 불필요하여 조립시의 부품수를 줄일 수 있으므로, 조립/분해가 용이해진다.
또한, 아우터 슬리브는 모터 스테이터의 외주면과 밀착하여 모터 스테이터의 회전을 구속하도록 모터 스테이터를 지지하므로, 전동기의 고정자(모터 스테이터)를 케이싱에 견고하게 고정할 수 있다.
또한, 스테이터 어셈블리는 베어링 하우징과의 사이에 액체를 밀봉하는 수냉 재킷을 구성하므로, 스테이터 어셈블리의 외벽부(아우터 슬리브)가 직접 냉각됨으로써, 아우터 슬리브에 밀착되는 모터 스테이터를 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 씰 플레이트는 컴프레서 하우징과 모터 스테이터의 사이를 나누고, 또한 아우터 슬리브의 컴프레서 측에 밀착되므로, 그 사이의 접촉 면적을 충분히 넓게 설정할 수 있고, 씰 플레이트로부터 수냉 재킷으로의 전열(傳熱)에 의해, 압축 공기로 가열되는 씰 플레이트도 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 스테이터 어셈블리와 씰 플레이트가 일체로 된 구성에 의해서도 상기와 같은 효과가 얻어진다.
도 1은 특허 문헌 1의 전동 과급기의 구성도이다.
도 2는 특허 문헌 2의 전동 과급기의 구성도이다.
도 3은 특허 문헌 3의 전동 과급기의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전동 과급기의 전체 구성도이다.
도 5는 도 4의 부분 확대도이다.
도 6은 스테이터 어셈블리의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 전동 과급기의 특징 부분을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 전동 과급기의 특징 부분을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 한편, 각 도면에서 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설 명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전동 과급기의 전체 구성도이다. 이 도면에서 본 발명의 전동 과급기(10)는 터빈축(12), 컴프레서 임펠러(14) 및 하우징을 구비한다. 하우징은 베어링 하우징(16), 터빈 하우징(18) 및 컴프레서 하우징(20)으로 이루어진다.
터빈축(12)은 일단(도면에서 왼쪽단)에 터빈 임펠러(11)를 가진다. 이 예에서, 터빈 임펠러(11)는 터빈축(12)에 일체로 형성되지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 터빈 임펠러(11)를 별도로 장착하는 구성이어도 된다.
컴프레서 임펠러(14)는 터빈축(12)의 타단(도면에서 오른쪽단)에 축단(軸端) 너트(15)에 의해 일체로 회전하도록 연결된다.
베어링 하우징(16)은 터빈축(12)을 베어링 메탈(17a)로 회전 가능하게 지지한다. 또한, 터빈축(12)은 쓰러스트 칼라(17b) 및 쓰러스트 베어링(17c, 17d)에 의해 축방향으로 이동하지 않게 지지된다. 또한, 베어링 하우징(16)은 베어링 메탈(17a), 쓰러스트 칼라(17b) 및 쓰러스트 베어링(17c, 17d)을 윤활하기 위한 도시하지 않은 윤활유 유로(流路)를 가진다.
터빈 하우징(18)은 터빈 임펠러(11)를 회전 가능하게 둘러싸면서 베어링 하우징(16)에 연결된다. 터빈 하우징(18)은 그 내부에 외부로부터 배기 가스가 도입되는 스크롤실(18a)과, 스크롤실(18a)로부터 터빈 임펠러(11)까지 배기 가스를 안내하는 환상(環狀)으로 형성된 유로(18b)를 가진다.
또한, 유로(18b)에는 복수의 노즐 날개(19)가 둘레 방향으로 일정한 간격으 로 배치된다. 노즐 날개(19)는 가변 노즐 날개로서, 그 사이에 형성되는 유로 면적을 변화시킬 수 있는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며 고정 노즐 날개여도 된다. 또한, 유로(18b)에 노즐 날개(19)가 없는 형태여도 된다.
컴프레서 하우징(20)은 컴프레서 임펠러(14)를 회전 가능하게 둘러싸고, 또한 베어링 하우징(16)에 연결된다. 컴프레서 하우징(20)은 내부에 압축 공기가 도입되는 스크롤실(20a)과, 컴프레서 임펠러(14)로부터 스크롤실(20a)까지 압축 공기를 안내하는 환상으로 형성된 유로(20b)를 가진다.
상술한 구성에 의해, 엔진의 배기 가스로 터빈 임펠러(11)를 회전 구동하고, 터빈축(12)을 통해 컴프레서 임펠러(14)에 이 회전력을 전달하여, 컴프레서 임펠러(14)에서 공기를 압축해 엔진에 과급할 수 있다.
도 4에서, 본 발명의 전동 과급기(10)는 모터 로터(22)와, 스테이터 어셈블리(29)와, 씰 플레이트(28)를 더 구비한다.
모터 로터(22)는 전동기의 회전자이다. 모터 로터(22)에는 중공부가 마련되고, 터빈축(12)이 그 중공부에 삽입관통되며, 모터 로터(22)와 터빈축(12)이 일체가 되어 회전한다.
스테이터 어셈블리(29)는 베어링 하우징(16)에 삽입되는 부품이며, 모터 스테이터(24)와, 내주면이 모터 스테이터(24)의 외주면과 밀착됨과 함께 모터 스테이터(24)의 회전을 구속하도록 모터 스테이터(24)를 지지하는 아우터 슬리브(26)를 가진다. 모터 스테이터(24)와 아우터 슬리브(26)는 일체의 부품으로 되어 스테이터 어셈블리(29)를 구성한다.
모터 스테이터(24)는 전동기의 고정자이다. 모터 로터(22)와 모터 스테이터(24)에 의해 브러시리스(brushless)의 교류 전동기가 구성된다.
교류 전동기는 터빈축(12)의 고속 회전(예를 들어, 적어도 10만 ~ 20만 rpm)에 대응할 수 있고, 또한 가속시의 회전 구동과 감속시의 회생 운전이 가능한 것이 바람직하다. 또한, 교류 전동기의 구동 전압은 차량에 탑재된 배터리의 직류 전압(예를 들어 12V)과 동일하거나 그것보다 높은 것이 바람직하다.
씰 플레이트(28)는 중앙에 개구부를 가지는 원반 형상의 부재이며, 스테이터 어셈블리(29)의 컴프레서 측에 밀착되면서 컴프레서 하우징(20)과 모터 스테이터(24)의 사이를 나눈다. 씰 플레이트(28)의 표면측의 벽 부분과, 벽 부분에 대향하는 컴프레서 하우징(20)의 벽 부분과의 사이에 상기의 유로(20b)가 형성된다.
도 5는 도 4의 부분 확대도이다. 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 모터 로터(22)는 터빈축(12) 또는 컴프레서 임펠러(14)의 측면에 끼움으로써 고정된다.
아우터 슬리브(26)는 컴프레서 측의 단부에 반경 방향 바깥쪽으로 연장되는 플랜지부(26a)를 가진다.
또한, 본 발명의 전동 과급기(10)는 베어링 하우징(16)과 아우터 슬리브(26) 사이를 밀봉하여 씰링하는 축방향으로 간격을 두고 배치된 씰링 부재(25a, 25b)를 가진다. 본 실시예에 있어서, 씰링 부재(25a)는 베어링 하우징(16)의 외주면을 씰링하는 Ｏ링이고, 씰링 부재(25b)는 플랜지부(26a)의 축방향 내면을 씰링하는 Ｏ링이다. 한편, 씰링 부재(25a, 25b)의 양쪽 모두를 외주(外周)용 또는 면(面)용의 Ｏ링으로 해도 되고, 혹은 그 밖의 씰링을 이용해도 된다.
이 구성에 의해, 베어링 하우징(16)과 아우터 슬리브(26) 사이에 액체를 밀봉하는 수냉 재킷(26b)을 구성한다. 수냉 재킷(26b)에는 모터 스테이터(24)를 냉각시키기 위한 냉각수가 도시하지 않은 냉각수 공급구로부터 공급되고, 도시하지 않은 냉각수 배출구로부터 냉각수가 배출된다.
아우터 슬리브(26)와 씰 플레이트(28)는 베어링 하우징(16)과 컴프레서 하우징(20) 사이에 축방향으로 함께 체결된다. 본 실시형태에서, 아우터 슬리브(26)와 씰 플레이트(28)는 베어링 하우징(16)의 컴프레서 측의 단면과, 컴프레서 하우징(20)에 형성된 단차(20c) 사이에 끼워져 있고, 볼트(27)에 의해 베어링 하우징(16)과 컴프레서 하우징(20)을 연결고정함으로써, 베어링 하우징(16), 아우터 슬리브(26), 씰 플레이트(28) 및 컴프레서 하우징(20)이 일체로 견고하게 고정된다.
상술한 바와 같이, 스테이터 어셈블리(29)는 아우터 슬리브(26)와 모터 스테이터(24)가 일체로 된 부품으로서, 베어링 하우징(16)에 장착하기 전에도 단일한 부품으로서 취급가능하다. 본 실시형태에서, 베어링 하우징(16)에 장착하기 전에도 아우터 슬리브(26)와 모터 스테이터(24)는 견고하게 고착되며, 아우터 슬리브(26)에 대한 모터 스테이터(24)의 축방향 이동 및 회전이 구속된다. 따라서, 아우터 슬리브(26)가 씰 플레이트(28)와 함께 베어링 하우징(16)과 컴프레서 하우징(20) 사이에 축방향으로 함께 체결됨과 동시에, 베어링 하우징(16)에 대한 모터 스테이터(24)의 축방향 이동과 회전이 구속된다.
한편, 베어링 하우징(16)과 컴프레서 하우징(20) 사이에 축방향으로 함께 체결된 상태가 되었을 때에 모터 스테이터(24)의 축방향 이동과 회전이 구속된다면, 베어링 하우징(16)에 장착되기 전에 아우터 슬리브(26)와 모터 스테이터(24)에 다소의 유격(裕隔)이 있어도 된다.
이어서, 도 6을 참조하면서 본 실시형태의 스테이터 어셈블리(29)의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 도 6에 스테이터 어셈블리(29)의 단면도를 나타낸다.
아우터 슬리브(26)는 열 전달률이 좋은 금속(예를 들어 알루미늄 등)으로 이루어지는 것이 좋다. 아우터 슬리브(26)가 이와 같은 금속으로 이루어지는 경우, 절삭 가공이나 주조에 의해 성형할 수 있다. 아우터 슬리브(26)의 축방향의 중간부에는 반경 방향 안쪽으로 패인 환상 오목부(26c)가 형성된다.
모터 스테이터(24)는 중공 원통형의 철심(鐵心)(30)과, 철심(30)에 감긴 도선(導線)(31)과, 도선(31)을 덮고 아우터 슬리브(26)에 밀착되는 유지체(32)로 이루어진다. 철심(30)의 내주부에는 안쪽으로 돌출됨과 함께 축방향으로 연장되는 핀이 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 마련된다. 도선(31)은 이 핀(30a)에 감긴다. 유지체(32)는 합성 수지로 이루어진다.
이와 같은 구조의 스테이터 어셈블리(29)는 이하의 방법에 의해 제작할 수 있다.
아우터 슬리브(26)의 환상 오목부(26c)가 형성된 부분의 내주부에는 철심(30)을 끼워맞춤한다. 이어서, 철심(30)의 핀(30a)에 도선(31)을 감는다. 이어서, 철심(30)으로부터 비어져 나온 도선(31)의 양 단부를, 예를 들어 프레스 장치 등을 이용하여, 반경 방향 바깥쪽으로 굽혀 단면을 Ｕ자형으로 한다. 이어서, 몰드 금형에 용융시킨 몰드 수지를 흘려 넣어 고화시켜, 도 6에 나타내는 바와 같은 단면이 Ｕ자형인 유지체(32)를 성형한다.
상기 구조를 가지는 스테이터 어셈블리(29)에서는 몰드 성형에 의해 유지체(32)가 성형되므로, 모터 스테이터(24)와 아우터 슬리브(26)의 밀착성이 매우 높다. 따라서, 모터 스테이터(24)와 아우터 슬리브(26)의 경계부에서의 열 저항을 매우 작게 할 수 있어, 수냉 재킷(26b)을 흐르는 냉각수에 의해 모터 스테이터(24)를 효율적으로 냉각할 수 있다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 아우터 슬리브(26)와 모터 스테이터(24)가 일체의 부품으로서 스테이터 어셈블리(29)를 구성하고, 스테이터 어셈블리(29)의 아우터 슬리브(26)와 씰 플레이트(28)가, 베어링 하우징(16)과 컴프레서 하우징(20) 사이에 축방향으로 함께 체결되므로, 베어링 하우징(16)에 대하여 컴프레서 하우징(20)을 고정함으로써, 동시에 베어링 하우징(16)에 대하여 모터 스테이터(24)를 고정할 수 있다. 따라서, 모터 스테이터(24)를 베어링 하우징(16)에 고정하기 위한 추가 케이싱이나 조립시의 전용의 고정 부품(볼트 등의 체결도구)이 불필요하여 조립시의 부품수를 줄일 수 있으므로, 조립/분해가 용이해진다.
또한, 아우터 슬리브(26)는 모터 스테이터(24)의 외주면과 밀착되어 모터 스테이터(24)의 회전을 구속하도록 모터 스테이터(24)를 지지하므로, 전동기의 고정자(모터 스테이터(24))를 베어링 하우징(16)에 견고하게 고정할 수 있다.
또한, 스테이터 어셈블리(29)는 베어링 하우징(16)과의 사이에 액체를 밀봉하는 수냉 재킷(26b)을 구성하므로, 스테이터 어셈블리(29)의 외벽부(아우터 슬리 브(26))가 직접 냉각됨으로써, 아우터 슬리브(26)에 밀착되는 모터 스테이터(24)를 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 씰 플레이트(28)는 컴프레서 하우징(20)과 모터 스테이터(24)의 사이를 나누고, 또한 아우터 슬리브(26)의 컴프레서 측에 밀착되므로, 그 사이의 접촉 면적을 충분히 넓게 설정할 수 있고, 씰 플레이트(28)로부터 수냉 재킷(26b)으로의 전열에 의해 압축 공기로 가열되는 씰 플레이트(28)를 효율적으로 냉각할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 전동 과급기의 특징 부분을 나타내는 도면이다. 이하의 본 실시형태의 설명에서 특별히 언급하지 않은 부분에 대해서는 제1 실시형태의 구성과 같다.
본 실시형태의 아우터 슬리브(26)는 제1 실시형태의 아우터 슬리브(26)와 씰 플레이트(28)를 일체로 성형한 것이다.
따라서, 아우터 슬리브(26)는 베어링 하우징(16)과 컴프레서 하우징(20) 사이에 축방향으로 함께 체결된다. 또한, 아우터 슬리브(26)는, 컴프레서 측의 벽면이 컴프레서 토출 공기의 통로(유로(20b))를 형성한다.
본 실시형태에 따르면, 씰 플레이트(28)가 생략된 만큼 부품수를 줄일 수 있으므로, 조립/분해가 한층 용이해진다. 그 밖에, 제1 실시형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
도 8은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 전동 과급기의 특징 부분을 나타내는 도면이다. 이하의 본 실시형태의 설명에서 특별히 언급하지 않은 부분에 대해서는 제1 실시형태의 구성과 같다.
본 실시형태의 아우터 슬리브(26)는 제1 실시형태의 아우터 슬리브(26)와 씰 플레이트(28)(아우터 슬리브(26)에 해당하는 부분만)를 일체로 성형하고, 모터 스테이터(24)와 씰 플레이트(28)(모터 스테이터(24)에 해당하는 부분만)를 일체로 성형한 것이다.
따라서, 아우터 슬리브(26)는 베어링 하우징(16)과 컴프레서 하우징(20) 사이에 축방향으로 함께 체결된다. 또한, 아우터 슬리브(26)의 컴프레서 측의 벽면과 모터 스테이터(24)의 컴프레서 측의 벽면은 컴프레서 토출 공기의 통로(유로(20b))를 형성한다.
본 실시형태에 따르면, 씰 플레이트(28)가 생략된 만큼 부품수를 줄일 수 있으므로, 조립/분해가 한층 용이해진다. 그 밖에, 제1 실시형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
한편, 본 발명은 상술한 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.

Claims (5)

  1. 일단에 터빈 임펠러를 가지는 터빈축과, 상기 터빈축으로 회전 구동되는 컴프레서 임펠러와, 상기 터빈축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징과, 상기 컴프레서 임펠러를 회전 가능하게 둘러싸고 또한 상기 베어링 하우징에 연결되는 컴프레서 하우징과, 상기 베어링 하우징 내부에 고정되는 모터 스테이터와, 상기 모터 스테이터로 회전 구동되는 모터 로터를 구비한 전동 과급기로서,
    상기 베어링 하우징에 삽입된 스테이터 어셈블리와,
    상기 스테이터 어셈블리의 컴프레서 측에 밀착되면서 상기 컴프레서 하우징과 상기 모터 스테이터의 사이를 나누는 씰 플레이트를 구비하고,
    상기 스테이터 어셈블리는 상기 모터 스테이터와, 내주면이 모터 스테이터의 외주면과 밀착됨과 함께 모터 스테이터의 회전을 구속하도록 상기 모터 스테이터를 지지하는 아우터 슬리브를 가지고, 상기 모터 스테이터와 상기 아우터 슬리브는 일체의 부품이 되어 상기 스테이터 어셈블리를 구성하고, 상기 아우터 슬리브는 베어링 하우징과의 사이에 액체를 밀봉하는 수냉(水冷) 재킷을 구성하고,
    상기 아우터 슬리브와 상기 씰 플레이트는 상기 베어링 하우징과 상기 컴프레서 하우징 사이에 축방향으로 함께 체결되는 것을 특징으로 하는 전동 과급기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아우터 슬리브는 상기 베어링 하우징과 상기 컴프레서 하우징 사이에 씰 플레이트와 함께 체결되는 반경 방향 바깥쪽으로 연장되는 플랜지부를 가지는 것을 특징으로 하는 전동 과급기.
  3. 일단에 터빈 임펠러를 가지는 터빈축과, 상기 터빈축으로 회전 구동되는 컴프레서 임펠러와, 상기 터빈축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징과, 상기 컴프레서 임펠러를 회전 가능하게 둘러싸고 또한 상기 베어링 하우징에 연결되는 컴프레서 하우징과, 상기 베어링 하우징 내부에 고정되는 모터 스테이터와, 상기 모터 스테이터로 회전 구동되는 모터 로터를 구비한 전동 과급기로서,
    상기 베어링 하우징에 삽입된 스테이터 어셈블리를 구비하고,
    상기 스테이터 어셈블리는 상기 모터 스테이터와, 내주면이 모터 스테이터의 외주면과 밀착됨과 함께 모터 스테이터의 회전을 구속하도록 상기 모터 스테이터를 지지하는 아우터 슬리브를 가지고, 상기 모터 스테이터와 상기 아우터 슬리브는 일체의 부품으로 되어 상기 스테이터 어셈블리를 구성하고, 또한 컴프레서 측의 벽면이 컴프레서 토출 공기의 통로를 형성하고,
    상기 아우터 슬리브는 상기 베어링 하우징과 상기 컴프레서 하우징 사이에 축방향으로 함께 체결되고, 또한 베어링 하우징과의 사이에 액체를 밀봉하는 수냉 재킷을 구성하는 것을 특징으로 하는 전동 과급기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 아우터 슬리브는 베어링 하우징과 컴프레서 하우징 사이에 함께 체결되 는 반경 방향 바깥쪽으로 연장되는 플랜지부를 가지는 것을 특징으로 하는 전동 과급기.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    베어링 하우징과 아우터 슬리브 사이를 밀봉하여 씰링하는 축방향으로 간격을 두고 배치된 씰링 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 전동 과급기.
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