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JP2018091301A - Electric supercharger - Google Patents

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JP2018091301A
JP2018091301A JP2016237454A JP2016237454A JP2018091301A JP 2018091301 A JP2018091301 A JP 2018091301A JP 2016237454 A JP2016237454 A JP 2016237454A JP 2016237454 A JP2016237454 A JP 2016237454A JP 2018091301 A JP2018091301 A JP 2018091301A
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JP
Japan
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supply
oil
flow path
electric supercharger
ball bearing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2016237454A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
佑亮 加藤
Yusuke Kato
佑亮 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】モータの冷却とボールベアリングの潤滑との両立が可能な電動過給機を実現する。【解決手段】本発明の一形態に係る電動過給機1は、モータ5の回転軸9がボールベアリング12によってハウジング4に支持された電動過給機である。電動過給機1は、オイル供給機構6を備えており、オイル供給機構6は、オイル供給部6aと、オイル供給部6aからオイルが供給される第1の供給流路6bと、第1の供給流路6bと接続され、第1の供給流路6bからオイルをモータ5に供給する第2の供給流路6cと、第1の供給流路6bと接続され、第1の供給流路6bからオイルをボールベアリング12に供給する第3の供給流路6dと、第3の供給流路6dに形成され、第3の供給流路6dに圧縮空気を供給する供給口6eと、を有する。【選択図】図2An electric supercharger capable of achieving both cooling of a motor and lubrication of a ball bearing is realized. An electric supercharger according to an embodiment of the present invention is an electric supercharger in which a rotating shaft of a motor is supported on a housing by a ball bearing. The electric supercharger 1 includes an oil supply mechanism 6. The oil supply mechanism 6 includes an oil supply unit 6a, a first supply channel 6b through which oil is supplied from the oil supply unit 6a, and a first supply channel 6b. Connected to the supply flow path 6b, connected to the second supply flow path 6c for supplying oil from the first supply flow path 6b to the motor 5, and to the first supply flow path 6b, the first supply flow path 6b. A third supply channel 6d for supplying oil to the ball bearing 12 and a supply port 6e formed in the third supply channel 6d for supplying compressed air to the third supply channel 6d. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、電動過給機に関し、例えば、モータの回転軸がボールベアリングによってハウジングに支持された電動過給機に関する。   The present invention relates to an electric supercharger, for example, an electric supercharger in which a rotating shaft of a motor is supported on a housing by a ball bearing.

一般的な電動過給機は、モータの回転軸の先端部に固定されたタービンを回転させ、吸気を加給する構成とされている。このような電動過給機は、各部の損失により発熱して温度が上昇するため、冷却を実施しないと、モータのコイルや樹脂部品などの溶融限界を超えて、絶縁不良などの不具合が生じる場合がある。そのため、例えば、モータにオイルを供給することで当該モータの冷却を実施している。   A general electric supercharger is configured to rotate a turbine fixed to the tip of a rotating shaft of a motor to supply intake air. Such an electric supercharger generates heat due to the loss of each part and the temperature rises, so if it is not cooled, it will exceed the melting limit of the motor coil, resin parts, etc., and defects such as defective insulation will occur There is. Therefore, for example, the motor is cooled by supplying oil to the motor.

ところで、特許文献1には、ボールベアリングの内部に圧縮空気とオイルとの混合気を供給することで良好な潤滑状態を得ることができるボールベアリングが開示されている。   By the way, Patent Document 1 discloses a ball bearing that can obtain a good lubrication state by supplying a mixture of compressed air and oil into the ball bearing.

特開2001−59524号公報JP 2001-59524 A

モータを冷却するためのオイルを用いて当該モータの回転軸を支持するボールベアリングの潤滑を行う場合、ボールベアリングの性能を発揮させるためにオイルの供給量を絞るとモータの冷却が不十分になる。逆に、モータの冷却に必要なオイルの供給量を確保すると、ボールベアリングの最適供給量を大幅に上回るため、ボールベアリング本来の性能を発揮させることができず、ボールベアリングのフリクションが増加してしまう。そのため、一般的な電動過給機では、モータの冷却とボールベアリングの潤滑との両立を実現することは難しい。   When the oil for cooling the motor is used to lubricate the ball bearing that supports the rotating shaft of the motor, the motor cooling becomes insufficient if the oil supply amount is reduced in order to exert the performance of the ball bearing. . On the other hand, if the amount of oil required to cool the motor is secured, the optimum supply of the ball bearing will be greatly exceeded, so that the original performance of the ball bearing cannot be achieved and the friction of the ball bearing increases. End up. Therefore, it is difficult to achieve both the cooling of the motor and the lubrication of the ball bearing in a general electric supercharger.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、モータの冷却とボールベアリングの潤滑との両立が可能な電動過給機を実現する。   This invention is made | formed in view of such a problem, and implement | achieves the electric supercharger which can be compatible with cooling of a motor and lubrication of a ball bearing.

本発明の一態様に係る電動過給機は、モータの回転軸がボールベアリングによってハウジングに支持された電動過給機であって、
前記電動過給機は、オイル供給機構を備えており、
前記オイル供給機構は、
オイル供給部と、
前記オイル供給部からオイルが供給される第1の供給流路と、
前記第1の供給流路と接続され、前記第1の供給流路から前記オイルを前記モータに供給する第2の供給流路と、
前記第1の供給流路と接続され、前記第1の供給流路から前記オイルを前記ボールベアリングに供給する第3の供給流路と、
前記第3の供給流路に形成され、前記第3の供給流路に圧縮空気を供給する供給口と、
を有する。
このような構成により、モータへは当該モータの冷却に必要な供給量でオイルを供給しつつ、ボールベアリングへは過剰なオイルの供給を抑制することができる。そのため、モータの冷却とボールベアリングの潤滑との両立が可能となる。
An electric supercharger according to an aspect of the present invention is an electric supercharger in which a rotating shaft of a motor is supported on a housing by a ball bearing,
The electric supercharger includes an oil supply mechanism,
The oil supply mechanism is
An oil supply,
A first supply channel through which oil is supplied from the oil supply unit;
A second supply flow path connected to the first supply flow path for supplying the oil from the first supply flow path to the motor;
A third supply flow path connected to the first supply flow path for supplying the oil from the first supply flow path to the ball bearing;
A supply port that is formed in the third supply flow path and supplies compressed air to the third supply flow path;
Have
With such a configuration, it is possible to suppress the supply of excessive oil to the ball bearing while supplying oil to the motor in a supply amount necessary for cooling the motor. Therefore, it becomes possible to achieve both cooling of the motor and lubrication of the ball bearing.

本発明によれば、モータの冷却とボールベアリングの潤滑との両立が可能な電動過給機を実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric supercharger which can be compatible with cooling of a motor and lubrication of a ball bearing is realizable.

実施の形態1の電動過給機へのオイル及び空気の流れを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the flow of the oil and air to the electric supercharger of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の電動過給機を模式的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing an electric supercharger according to a first embodiment. 実施の形態1の電動過給機におけるボールベアリングを模式的に示す部分断面図である。2 is a partial cross-sectional view schematically showing a ball bearing in the electric supercharger according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の電動過給機の右側のボールベアリング近傍を拡大して示す断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the right ball bearing of the electric supercharger according to the first embodiment. 実施の形態1の電動過給機の右側のベアリングホルダを模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a bearing holder on the right side of the electric supercharger according to the first embodiment. 実施の形態1の電動過給機の右側のベアリングホルダを模式的に示す異なる斜視図である。FIG. 4 is a different perspective view schematically showing a bearing holder on the right side of the electric supercharger according to the first embodiment. 実施の形態1の電動過給機の左側のボールベアリング近傍を拡大して示す断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a left ball bearing of the electric supercharger according to the first embodiment. 実施の形態1の電動過給機の左側のベアリングホルダを模式的に示す斜視図である。2 is a perspective view schematically showing a left bearing holder of the electric supercharger according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の電動過給機の左側のベアリングホルダを模式的に示す異なる斜視図である。FIG. 3 is a different perspective view schematically showing a left bearing holder of the electric supercharger according to the first embodiment. 実施の形態2の電動過給機を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the electric supercharger of Embodiment 2. FIG. 実施の形態2のボールベアリングを模式的に示す部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view schematically showing a ball bearing of a second embodiment. 異なる実施の形態の電動過給機へのオイル及び空気の流れを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the flow of the oil and air to the electric supercharger of different embodiment. さらに異なる実施の形態の電動過給機へのオイル及び空気の流れを模式的に示す図である。Furthermore, it is a figure which shows typically the flow of the oil and air to the electric supercharger of different embodiment.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.

<実施の形態1>
図1は、本実施の形態の電動過給機へのオイル及び空気の流れを模式的に示す図である。図2は、本実施の形態の電動過給機を模式的に示す断面図である。図3は、本実施の形態の電動過給機におけるボールベアリングを模式的に示す部分断面図である。図4は、本実施の形態の電動過給機の右側のボールベアリング近傍を拡大して示す断面図である。図5は、本実施の形態の電動過給機の右側のベアリングホルダを模式的に示す斜視図である。図6は、本実施の形態の電動過給機の右側のベアリングホルダを模式的に示す異なる斜視図である。図7は、本実施の形態の電動過給機の左側のボールベアリング近傍を拡大して示す断面図である。図8は、本実施の形態の電動過給機の左側のベアリングホルダを模式的に示す斜視図である。図9は、本実施の形態の電動過給機の左側のベアリングホルダを模式的に示す異なる斜視図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram schematically showing the flow of oil and air to the electric supercharger of the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the electric supercharger of the present embodiment. FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically showing a ball bearing in the electric supercharger of the present embodiment. FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the right ball bearing of the electric supercharger according to the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view schematically showing a bearing holder on the right side of the electric supercharger of the present embodiment. FIG. 6 is a different perspective view schematically showing the right bearing holder of the electric supercharger of the present embodiment. FIG. 7 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the left ball bearing of the electric supercharger according to the present embodiment. FIG. 8 is a perspective view schematically showing a left bearing holder of the electric supercharger of the present embodiment. FIG. 9 is a different perspective view schematically showing the left bearing holder of the electric supercharger of the present embodiment.

ここで、以下の説明では、説明を明確にするために、図2に示すように、電動過給機の上下方向及び左右方向を規定するが、これらの方向は電動過給機の使用形態によって、適宜、変更される。   Here, in the following description, in order to clarify the explanation, as shown in FIG. 2, the vertical direction and the left-right direction of the electric supercharger are defined, but these directions depend on the usage form of the electric supercharger. It is changed as appropriate.

本実施の形態の電動過給機1は、FC(燃料電池)システムの空気供給系のコンプレッサとして好適であり、図1に示すように、インタークーラ2を介して圧縮した空気をスタック3に供給する。ここで、図1では、オイルの流れを実線の矢印で示し、空気の流れを破線の矢印で示している。但し、本実施の形態の電動過給機1は、FCシステムの空気供給系のコンプレッサとして構成しているが、他のコンプレッサとしても同様に用いることができる。   The electric supercharger 1 of this embodiment is suitable as a compressor for an air supply system of an FC (fuel cell) system, and supplies compressed air to the stack 3 via an intercooler 2 as shown in FIG. To do. Here, in FIG. 1, the flow of oil is indicated by solid arrows, and the flow of air is indicated by broken arrows. However, although the electric supercharger 1 of this Embodiment is comprised as a compressor of the air supply system of FC system, it can be used similarly as another compressor.

このような電動過給機1は、図2に示すように、ハウジング4、モータ5及びオイル供給機構6を備えている。ハウジング4は、モータ5などを収容する第1の収容部4a、空気の吸気口4b、吸気口4bから吸気された空気を排出する排気口4c、及び吸気口4bと排気口4cとを連通する第1の流路4dを備えている。   As shown in FIG. 2, the electric supercharger 1 includes a housing 4, a motor 5, and an oil supply mechanism 6. The housing 4 communicates the first accommodating portion 4a that accommodates the motor 5 and the like, the air intake port 4b, the exhaust port 4c that discharges air taken in from the intake port 4b, and the intake port 4b and the exhaust port 4c. A first flow path 4d is provided.

モータ5は、ロータ7及びステータ8を備えている。ロータ7は、図2に示すように、磁石7a、筒体7b及びエンドプレート7cを備えている。磁石7aは、ロータ7の左右方向に貫通部が延在する円筒形状に形成されている。筒体7bは、ロータ7の左右方向に貫通部が延在する円筒形状に形成されており、磁石7aに圧縮応力が付与されるように、筒体7bの貫通部に磁石7aが圧入されている。エンドプレート7cは、磁石7aの貫通部と略等しい内径を有する貫通部を有し、磁石7aを当該磁石7aの左右方向から挟み込むように筒体7bの貫通部に嵌め込まれている。   The motor 5 includes a rotor 7 and a stator 8. As shown in FIG. 2, the rotor 7 includes a magnet 7a, a cylindrical body 7b, and an end plate 7c. The magnet 7 a is formed in a cylindrical shape with a penetrating portion extending in the left-right direction of the rotor 7. Cylindrical body 7b is formed in a cylindrical shape with a penetrating portion extending in the left-right direction of rotor 7, and magnet 7a is press-fitted into the penetrating portion of cylindrical body 7b so that compressive stress is applied to magnet 7a. Yes. The end plate 7c has a penetrating portion having an inner diameter substantially equal to the penetrating portion of the magnet 7a, and is fitted into the penetrating portion of the cylindrical body 7b so as to sandwich the magnet 7a from the left-right direction of the magnet 7a.

このようなロータ7の磁石7a及びエンドプレート7cの貫通部には、電動過給機1の左右方向に延在する回転軸9が通されている。そして、ロータ7は、ハウジング4の第1の収容部4aに収容された状態で、回転軸9を介してハウジング4に回転可能に支持されている。   A rotating shaft 9 extending in the left-right direction of the electric supercharger 1 is passed through the magnet 7 a and the end plate 7 c of the rotor 7. The rotor 7 is rotatably supported by the housing 4 via the rotating shaft 9 while being accommodated in the first accommodating portion 4 a of the housing 4.

本実施の形態では、電動過給機1の左右方向からロータ7を挟み込むように回転軸9にワッシャー10、スペーサ11、ボールベアリング12及びベアリングホルダ13が通されており、ボールベアリング12を介して回転軸9がハウジング4に回転可能に支持されている。これにより、ロータ7が回転軸9を介してハウジング4に回転可能に支持されることになる。   In the present embodiment, a washer 10, a spacer 11, a ball bearing 12, and a bearing holder 13 are passed through the rotary shaft 9 so as to sandwich the rotor 7 from the left and right directions of the electric supercharger 1. A rotating shaft 9 is rotatably supported by the housing 4. As a result, the rotor 7 is rotatably supported by the housing 4 via the rotary shaft 9.

さらに、電動過給機1の左右方向からロータ7、左右のワッシャー10、左右のスペーサ11、左右のボールベアリング12及び左右のベアリングホルダ13を挟み込むように予圧バネ14及びシール材15が配置されている。そして、ハウジング4の第1の収容部4a内で圧縮された予圧バネ14によって、ロータ7、左右のワッシャー10、左右のスペーサ11、左右のボールベアリング12及び左右のベアリングホルダ13に予圧が導入されている。これにより、ロータ7、左右のワッシャー10、左右のスペーサ11、左右のボールベアリング12及び左右のベアリングホルダ13は、回転軸9のフランジ部9aに押し付けられ、その結果、回転軸9に設けられている。   Further, a preload spring 14 and a sealing material 15 are arranged so as to sandwich the rotor 7, the left and right washers 10, the left and right spacers 11, the left and right ball bearings 12, and the left and right bearing holders 13 from the left and right directions of the electric supercharger 1. Yes. Then, preload is introduced into the rotor 7, the left and right washers 10, the left and right spacers 11, the left and right ball bearings 12, and the left and right bearing holders 13 by the preload spring 14 compressed in the first housing portion 4 a of the housing 4. ing. Thereby, the rotor 7, the left and right washers 10, the left and right spacers 11, the left and right ball bearings 12, and the left and right bearing holders 13 are pressed against the flange portion 9 a of the rotating shaft 9, and as a result, provided on the rotating shaft 9. Yes.

ここで、本実施の形態のボールベアリング12は、図3に示すように、内輪12aと外輪12bとの間に保持器12cで保持された玉12dが介在されたアンギュラ玉軸受である。   Here, the ball bearing 12 of the present embodiment is an angular ball bearing in which a ball 12d held by a cage 12c is interposed between an inner ring 12a and an outer ring 12b, as shown in FIG.

回転軸9の右側部分には、ロータ7の回転角度を検出するためのレゾルバ16が設けられている。ちなみに、本実施の形態では、ハウジング4に形成された第2の収容部4eにレゾルバ16が収容されているが、レゾルバ16の配置は限定されない。   A resolver 16 for detecting the rotation angle of the rotor 7 is provided on the right side portion of the rotation shaft 9. Incidentally, in the present embodiment, the resolver 16 is accommodated in the second accommodating portion 4e formed in the housing 4, but the arrangement of the resolver 16 is not limited.

回転軸9の左側部分(回転軸9のフランジ部9aより左側の部分)は、ハウジング4の第1の流路4dに突出している。そして、回転軸9の左側部分には、ハウジング4の第1の流路4d内に配置されたタービン17が設けられている。そのため、回転軸9が回転すると、ハウジング4の吸気口4bから吸い込まれた空気はタービン17で圧縮されてハウジング4の排気口4cから排気され、インタークーラ2を介してスタック3に供給される。ちなみに、本実施の形態の回転軸9は、図2の矢印A方向に回転する。   The left portion of the rotating shaft 9 (the portion on the left side of the flange portion 9 a of the rotating shaft 9) protrudes into the first flow path 4 d of the housing 4. A turbine 17 disposed in the first flow path 4 d of the housing 4 is provided on the left side portion of the rotating shaft 9. Therefore, when the rotating shaft 9 rotates, the air sucked from the intake port 4 b of the housing 4 is compressed by the turbine 17, exhausted from the exhaust port 4 c of the housing 4, and supplied to the stack 3 through the intercooler 2. Incidentally, the rotating shaft 9 of the present embodiment rotates in the direction of arrow A in FIG.

ステータ8は、ロータ7を囲むように配置されており、ハウジング4の第1の収容部4aに収容された状態で当該ハウジング4に固定されている。ステータ8は、ステータコア8a及びステータコイル8bを備えている。ステータコア8aは、複数枚の磁性鋼板8cを積層して成り、内部をロータ7が貫通している。ステータコイル8bは、ステータコア8aに形成された所定のティースに捲回されている。   The stator 8 is disposed so as to surround the rotor 7, and is fixed to the housing 4 in a state of being accommodated in the first accommodating portion 4 a of the housing 4. The stator 8 includes a stator core 8a and a stator coil 8b. The stator core 8a is formed by laminating a plurality of magnetic steel plates 8c, and the rotor 7 passes through the stator core 8a. The stator coil 8b is wound around a predetermined tooth formed on the stator core 8a.

オイル供給機構6は、モータ5を冷却すると共に、ボールベアリング12を潤滑する。オイル供給機構6は、オイル供給部6a、第1の供給流路6b、第2の供給流路6c、第3の供給流路6d及び供給口6eを備えている。   The oil supply mechanism 6 cools the motor 5 and lubricates the ball bearing 12. The oil supply mechanism 6 includes an oil supply unit 6a, a first supply channel 6b, a second supply channel 6c, a third supply channel 6d, and a supply port 6e.

オイル供給部6aは、ポンプを備えており、ハウジング4における第1の収容部4aの下方に形成されたオイルパン4fに溜まったオイルをオイル冷却部6fに送り出す。ここで、オイルは、一般的にボールベアリング12を潤滑するために用いられているATF(Automatic transmission fluid)が好適である。   The oil supply part 6a is provided with a pump, and sends out oil accumulated in an oil pan 4f formed below the first housing part 4a in the housing 4 to the oil cooling part 6f. Here, ATF (Automatic transmission fluid) generally used for lubricating the ball bearing 12 is suitable as the oil.

オイル冷却部6fは、オイル供給部6aから送り出されたオイルを冷却して第1の供給流路6bに供給する。第1の供給流路6bは、ハウジング4に形成された第2の流路4gである。第2の流路4gは、ハウジング4における第1の収容部4aの上方で当該ハウジング4の略左右方向に延在するように形成されており、右端部がオイル冷却部6fに接続されている。   The oil cooling part 6f cools the oil sent from the oil supply part 6a and supplies it to the first supply flow path 6b. The first supply channel 6 b is a second channel 4 g formed in the housing 4. The second flow path 4g is formed so as to extend substantially in the left-right direction of the housing 4 above the first housing part 4a in the housing 4, and the right end part is connected to the oil cooling part 6f. .

第2の供給流路6cは、第1の供給流路6bからオイルをモータ5に供給する。第2の供給流路6cは、ハウジング4に形成された第3の流路4hである。本実施の形態では、2本の第3の流路4hがハウジング4の略上下方向に延在しており、各々の第3の流路4hの上端部が第2の流路4gの両端部の間に接続され、下端部がハウジング4の第1の収容部4aまで到達している。   The second supply channel 6 c supplies oil to the motor 5 from the first supply channel 6 b. The second supply channel 6 c is a third channel 4 h formed in the housing 4. In the present embodiment, the two third flow paths 4h extend substantially in the vertical direction of the housing 4, and the upper ends of the respective third flow paths 4h are both ends of the second flow path 4g. The lower end of the housing 4 reaches the first accommodating portion 4a.

第3の供給流路6dは、第1の供給流路6bからオイルをボールベアリング12に供給する。第3の供給流路6dは、ハウジング4に形成された第4の流路4i及びベアリングホルダ13に形成された連通路13aを備えている。   The third supply channel 6d supplies oil to the ball bearing 12 from the first supply channel 6b. The third supply flow path 6 d includes a fourth flow path 4 i formed in the housing 4 and a communication path 13 a formed in the bearing holder 13.

本実施の形態では、2本の第4の流路4iがハウジング4の略上下方向に延在している。右側の第4の流路4iの上端部は第2の流路4gにおける右側の第3の流路4hとの接続部と当該第2の流路4gの右端部との間に接続され、下端部が右側のベアリングホルダ13まで到達している。左側の第4の流路4iの上端部は第2の流路4gの左端部に接続され、下端部が左側のベアリングホルダ13まで到達している。   In the present embodiment, the two fourth flow paths 4 i extend in the substantially vertical direction of the housing 4. The upper end portion of the right fourth flow channel 4i is connected between the connection portion of the second flow channel 4g with the right third flow channel 4h and the right end portion of the second flow channel 4g, and the lower end. The part reaches the bearing holder 13 on the right side. The upper end portion of the left fourth channel 4i is connected to the left end portion of the second channel 4g, and the lower end portion reaches the left bearing holder 13.

ここで、左右のベアリングホルダ13は、右側のベアリングホルダと左側のベアリングホルダとで構成が異なる。以下の説明では、説明を明確にするために、右側のベアリングホルダに符号18を付して説明し、左側のベアリングホルダに符号19を付して説明する。   Here, the right and left bearing holders 13 are different in configuration between the right and left bearing holders. In the following description, for the sake of clarity, the right bearing holder will be described with reference numeral 18 and the left bearing holder will be described with reference numeral 19.

右側のベアリングホルダ18は、図4に示すように、筒体18a、フランジ部18b及び連通路18c(13a)を備えている。筒体18aは、当該筒体18aの内部に右側のボールベアリング12を収容している。フランジ部18bは、筒体18aの内周面から突出し、予圧バネ14の押込力を右側のボールベアリング12に伝達可能に当該右側のボールベアリング12に接触している。   As shown in FIG. 4, the right bearing holder 18 includes a cylindrical body 18a, a flange portion 18b, and a communication path 18c (13a). The cylindrical body 18a accommodates the right ball bearing 12 inside the cylindrical body 18a. The flange portion 18b protrudes from the inner peripheral surface of the cylindrical body 18a, and is in contact with the right ball bearing 12 so that the pushing force of the preload spring 14 can be transmitted to the right ball bearing 12.

連通路18cは、図5及び図6に示すように、貫通部18d及び第1の溝部18eを備えている。貫通部18dは、筒体18aを略上下方向に貫通し、ハウジング4における右側の第4の流路4iと連通する。第1の溝部18eは、フランジ部18bの左側面に形成されており、貫通部18dと連続するように当該貫通部18dから略下方に延在している。   As shown in FIGS. 5 and 6, the communication path 18 c includes a through portion 18 d and a first groove portion 18 e. The penetrating portion 18 d penetrates the cylindrical body 18 a substantially in the vertical direction and communicates with the fourth flow path 4 i on the right side in the housing 4. The first groove portion 18e is formed on the left side surface of the flange portion 18b, and extends substantially downward from the through portion 18d so as to be continuous with the through portion 18d.

本実施の形態では、筒体18aの外周面に第2の溝部18fが形成されている。第2の溝部18fは、当該筒体18aの周方向に延在しており、ハウジング4における右側の第4の流路4iと連続する。これにより、ハウジング4における右側の第4の流路4iから供給されたオイルが第2の溝部18fを介してハウジング4と右側のベアリングホルダ18の筒体18aとの間に侵入し、右側のベアリングホルダ18の径方向へのダンパー機能を発揮させている。このように既に確立されているハウジング4における右側の第4の流路4iと右側のベアリングホルダ18との経路を有効利用するために、本実施の形態では、貫通部18dを第2の溝部18fに形成している。   In the present embodiment, a second groove 18f is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical body 18a. The second groove portion 18 f extends in the circumferential direction of the cylindrical body 18 a and is continuous with the fourth channel 4 i on the right side in the housing 4. As a result, the oil supplied from the right fourth channel 4i in the housing 4 enters between the housing 4 and the cylinder 18a of the right bearing holder 18 via the second groove 18f, and the right bearing The damper function in the radial direction of the holder 18 is exhibited. In this embodiment, in order to effectively use the path between the fourth flow path 4i on the right side and the bearing holder 18 on the right side in the housing 4 that has already been established, in this embodiment, the through-hole 18d is replaced with the second groove 18f. Is formed.

左側のベアリングホルダ19は、図7に示すように、筒体19a、第1のフランジ部19b、第2のフランジ部19c及び連通路19d(13a)を備えている。筒体19aは、左側のボールベアリング12及びシール材15を収容している。第1のフランジ部19bは、左側のボールベアリング12とシール材15とを遮るように、筒体19aの内周面から突出している。そして、第1のフランジ部19bは、予圧バネ14によって押し込まれた左側のボールベアリング12を受け止めるように、左側のボールベアリング12に接触している。   As shown in FIG. 7, the left bearing holder 19 includes a cylindrical body 19a, a first flange portion 19b, a second flange portion 19c, and a communication path 19d (13a). The cylindrical body 19 a accommodates the left ball bearing 12 and the sealing material 15. The first flange portion 19 b protrudes from the inner peripheral surface of the cylindrical body 19 a so as to block the left ball bearing 12 and the sealing material 15. The first flange portion 19b is in contact with the left ball bearing 12 so as to receive the left ball bearing 12 pushed by the preload spring 14.

第2のフランジ部19cは、筒体19aの外周面から突出し、予圧バネ14によって押し込まれた左側のボールベアリング12に反力を与えるべく、ハウジング4に接触している。連通路19dは、図8及び図9に示すように、貫通部19e及び第1の溝部19fを備えている。貫通部19eは、筒体19aを略上下方向に貫通し、ハウジング4における左側の第4の流路4iと連通する。第1の溝部19fは、第1のフランジ部19bの右側面に形成されており、貫通部19eと連続するように当該貫通部19eから略下方に延在している。   The second flange portion 19 c protrudes from the outer peripheral surface of the cylindrical body 19 a and is in contact with the housing 4 so as to apply a reaction force to the left ball bearing 12 pushed by the preload spring 14. As shown in FIGS. 8 and 9, the communication path 19d includes a through portion 19e and a first groove portion 19f. The penetrating portion 19 e penetrates the cylindrical body 19 a substantially in the vertical direction and communicates with the left fourth channel 4 i in the housing 4. The first groove portion 19f is formed on the right side surface of the first flange portion 19b, and extends substantially downward from the through portion 19e so as to be continuous with the through portion 19e.

本実施の形態では、筒体19aの外周面に第2の溝部19gが形成されている。第2の溝部19gは、当該筒体19aの周方向に延在しており、ハウジング4における左側の第4の流路4iと連続する。これにより、ハウジング4における左側の第4の流路4iから供給されたオイルが第2の溝部19gを介してハウジング4と左側のベアリングホルダ19の筒体19aとの間に侵入し、左側のベアリングホルダ19の径方向へのダンパー機能を発揮させている。このように既に確立されているハウジング4における左側の第4の流路4iと左側のベアリングホルダ19との経路を有効利用するために、本実施の形態では、貫通部19eを第2の溝部19gに形成している。   In the present embodiment, a second groove portion 19g is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical body 19a. The second groove portion 19 g extends in the circumferential direction of the cylindrical body 19 a and is continuous with the left fourth channel 4 i in the housing 4. As a result, the oil supplied from the left fourth channel 4i in the housing 4 enters between the housing 4 and the cylindrical body 19a of the left bearing holder 19 through the second groove 19g, and the left bearing The damper function in the radial direction of the holder 19 is exhibited. In this embodiment, in order to effectively utilize the path between the left fourth flow path 4i and the left bearing holder 19 in the housing 4 that has already been established, the through hole 19e is formed in the second groove 19g. Is formed.

供給口6eは、図2に示すように、外部から第3の供給流路6dに圧縮空気を供給するために当該第3の供給流路6dに形成されている。本実施の形態では、供給口6eがハウジング4の第4の流路4iに形成されており、図1に示すように、電動過給機1で圧縮された空気をインタークーラ2を介して供給口6eから第4の流路4iに供給する。これにより、圧縮空気の供給源を追加することによるコストアップを抑制することができる。   As shown in FIG. 2, the supply port 6e is formed in the third supply channel 6d in order to supply compressed air from the outside to the third supply channel 6d. In the present embodiment, the supply port 6e is formed in the fourth flow path 4i of the housing 4, and the air compressed by the electric supercharger 1 is supplied via the intercooler 2 as shown in FIG. It is supplied from the port 6e to the fourth channel 4i. Thereby, the cost increase by adding the supply source of compressed air can be suppressed.

このような電動過給機1において、オイル供給部6aから供給されたオイルは、ハウジング4の第2の流路4g及び第3の流路4hを介してモータ5に供給される。これにより、モータ5が冷却され、モータ5の温度上昇を抑制することができる。一方、オイル供給部6aから供給されたオイルは、ハウジング4の第2の流路4g並びに第4の流路4i、及びベアリングホルダ13の連通路13aを介してボールベアリング12に供給される。このとき、ハウジング4の第4の流路4iには、圧縮空気が供給されているので、ボールベアリング12に圧縮空気とオイルとの混合気(エアオイル)が供給されることになる。その結果、モータ5へは当該モータ5の冷却に必要な供給量でオイルを供給しつつ、ボールベアリング12へは過剰なオイルの供給を抑制することができる。そのため、本実施の形態の電動過給機1は、モータ5の冷却とボールベアリング12の潤滑との両立が可能となる。なお、図4及び図7では、混合気の流れを実線の矢印で示している。   In such an electric supercharger 1, the oil supplied from the oil supply unit 6 a is supplied to the motor 5 through the second flow path 4 g and the third flow path 4 h of the housing 4. Thereby, the motor 5 is cooled and the temperature rise of the motor 5 can be suppressed. On the other hand, the oil supplied from the oil supply unit 6 a is supplied to the ball bearing 12 through the second flow path 4 g and the fourth flow path 4 i of the housing 4 and the communication path 13 a of the bearing holder 13. At this time, since compressed air is supplied to the fourth flow path 4 i of the housing 4, an air-fuel mixture of compressed air and oil is supplied to the ball bearing 12. As a result, the oil can be supplied to the ball bearing 12 while the oil is supplied to the motor 5 with the supply amount necessary for cooling the motor 5. Therefore, the electric supercharger 1 of the present embodiment can achieve both cooling of the motor 5 and lubrication of the ball bearing 12. In FIGS. 4 and 7, the flow of the air-fuel mixture is indicated by solid arrows.

<実施の形態2>
図10は、本実施の形態の電動過給機を模式的に示す断面図である。図11は、本実施の形態のボールベアリングを模式的に示す部分断面図である。なお、本実施の形態の電動過給機は、実施の形態1の電動過給機と略等しい構成とされているため、重複する説明は省略し、等しい部材には等しい符号を用いて説明する。ちなみに、図11では、図を簡略化するために、保持器12cを省略して示している。
<Embodiment 2>
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the electric supercharger of the present embodiment. FIG. 11 is a partial cross-sectional view schematically showing the ball bearing of the present embodiment. In addition, since the electric supercharger of this Embodiment is set as the structure substantially the same as the electric supercharger of Embodiment 1, the overlapping description is abbreviate | omitted and it demonstrates using the same code | symbol for the same member. . Incidentally, in FIG. 11, in order to simplify the drawing, the cage 12c is omitted.

ボールベアリング12がアンギュラ玉軸受の場合、導入される予圧によってバンド摩耗が生じる場合がある。そのため、ボールベアリング12の内輪12aの回転速度と玉12dの自転速度とに差を生じさせることが好ましい。   When the ball bearing 12 is an angular ball bearing, band wear may occur due to the preload introduced. Therefore, it is preferable to make a difference between the rotation speed of the inner ring 12a of the ball bearing 12 and the rotation speed of the ball 12d.

そこで、本実施の形態の電動過給機21は、ハウジング4の第4の流路4iから供給される混合気によって、ボールベアリング12の内輪12aの回転速度と玉12dの自転速度とに差を生じさせることが可能な構成とされている。   Therefore, the electric supercharger 21 of the present embodiment makes a difference between the rotation speed of the inner ring 12a of the ball bearing 12 and the rotation speed of the balls 12d by the air-fuel mixture supplied from the fourth flow path 4i of the housing 4. It is set as the structure which can be made to produce.

詳細には、図10に示すように、ボールベアリング12の外輪12bにベアリングホルダ13の連通路13aと連通する貫通部12eが形成されている。このとき、ベアリングホルダ13の連通路13aは、ベアリングホルダ13の筒体を略上下方向に貫通する貫通部とされ、ハウジング4の第4の流路4iと連通している。   Specifically, as shown in FIG. 10, the outer ring 12 b of the ball bearing 12 is formed with a through portion 12 e that communicates with the communication path 13 a of the bearing holder 13. At this time, the communication path 13 a of the bearing holder 13 is a through portion that penetrates the cylindrical body of the bearing holder 13 in the substantially vertical direction, and communicates with the fourth flow path 4 i of the housing 4.

そして、貫通部12eは、図11に示すように、ボールベアリング12の外輪12bにおける外径側から内径側に向かって内輪12aの回転方向(即ち、図2の矢印A方向)側に傾斜している。これにより、玉12dの自転が加速されるように当該玉12dに混合気を供給することができ、ボールベアリング12のバンド摩耗を抑制することができる。このとき、本実施の形態の電動過給機21は、ハウジング4の第4の流路4i、ベアリングホルダ13の連通路13a及びボールベアリング12の貫通部12eによって第3の供給流路6dを構成することになる。   As shown in FIG. 11, the penetrating portion 12e is inclined toward the rotational direction of the inner ring 12a (ie, in the direction of arrow A in FIG. 2) from the outer diameter side to the inner diameter side of the outer ring 12b of the ball bearing 12. Yes. Thereby, air-fuel mixture can be supplied to the ball 12d so that the rotation of the ball 12d is accelerated, and band wear of the ball bearing 12 can be suppressed. At this time, in the electric supercharger 21 of the present embodiment, the third supply flow path 6d is configured by the fourth flow path 4i of the housing 4, the communication path 13a of the bearing holder 13, and the penetrating portion 12e of the ball bearing 12. Will do.

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施の形態では、電動過給機1、21で圧縮された空気をインタークーラ2を介してハウジング4の第4の流路4iに供給しているが、図12に示すように、スタック3の排気をハウジング4の第4の流路4iに供給してもよい。また、図13に示すように、電動過給機1、21がエキスパンダ31を備えている場合は、スタック3の排気をエキスパンダ31によって圧縮してハウジング4の第4の流路4iに供給してもよい。この場合、エキスパンダ31によってモータ5に補助駆動力を与えることができる。   For example, in the above embodiment, the air compressed by the electric superchargers 1 and 21 is supplied to the fourth flow path 4i of the housing 4 via the intercooler 2, but as shown in FIG. The exhaust from the stack 3 may be supplied to the fourth flow path 4 i of the housing 4. As shown in FIG. 13, when the electric superchargers 1 and 21 include the expander 31, the exhaust from the stack 3 is compressed by the expander 31 and supplied to the fourth flow path 4 i of the housing 4. May be. In this case, an auxiliary driving force can be applied to the motor 5 by the expander 31.

1 電動過給機
2 インタークーラ
3 スタック
4 ハウジング、4a 第1の収容部、4b 吸気口、4c 排気口、4d 第1の流路、4e 第2の収容部、4f オイルパン、4g 第2の流路、4h 第3の流路、4i 第4の流路
5 モータ
6 オイル供給機構、6a オイル供給部、6b 第1の供給流路、6c 第2の供給流路、6d 第3の供給流路、6e 供給口、6f オイル冷却部
7 ロータ、7a 磁石、7b 筒体、7c エンドプレート
8 ステータ、8a ステータコア、8b ステータコイル、8c 磁性鋼板
9 回転軸、9a フランジ部
10 ワッシャー
11 スペーサ
12 ボールベアリング、12a 内輪、12b 外輪、12c 保持器、12d 玉、12e 貫通部
13 ベアリングホルダ、13a 連通路
14 予圧バネ
15 シール材
16 レゾルバ
17 タービン
18 右側のベアリングホルダ、18a 筒体、18b フランジ部、18c 連通路、18d 貫通部、18e 第1の溝部、18f 第2の溝部
19 左側のベアリングホルダ、19a筒体、19b 第1のフランジ部、19c 第2のフランジ部、19d 連通路、19e 貫通部、19f 第1の溝部、19g 第2の溝部
21 電動過給機
31 エキスパンダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric supercharger 2 Intercooler 3 Stack 4 Housing, 4a 1st accommodating part, 4b Inlet, 4c Exhaust, 4d 1st flow path, 4e 2nd accommodating part, 4f Oil pan, 4g 2nd Flow path, 4h third flow path, 4i fourth flow path 5 motor 6 oil supply mechanism, 6a oil supply section, 6b first supply flow path, 6c second supply flow path, 6d third supply flow Road, 6e Supply port, 6f Oil cooling part 7 Rotor, 7a Magnet, 7b Cylindrical body, 7c End plate 8 Stator, 8a Stator core, 8b Stator coil, 8c Magnetic steel plate 9 Rotating shaft, 9a Flange part 10 Washer 11 Spacer 12 Ball bearing , 12a inner ring, 12b outer ring, 12c cage, 12d ball, 12e penetrating part 13 bearing holder, 13a communication path 14 preload spring 15 sealing material 16 resolver 1 Turbine 18 Right bearing holder, 18a cylinder, 18b flange, 18c communication path, 18d penetrating part, 18e first groove, 18f second groove 19 Left bearing holder, 19a cylinder, 19b first flange 19c 2nd flange part, 19d Communication path, 19e Penetration part, 19f 1st groove part, 19g 2nd groove part 21 Electric supercharger 31 Expander

Claims (1)

モータの回転軸がボールベアリングによってハウジングに支持された電動過給機であって、
前記電動過給機は、オイル供給機構を備えており、
前記オイル供給機構は、
オイル供給部と、
前記オイル供給部からオイルが供給される第1の供給流路と、
前記第1の供給流路と接続され、前記第1の供給流路から前記オイルを前記モータに供給する第2の供給流路と、
前記第1の供給流路と接続され、前記第1の供給流路から前記オイルを前記ボールベアリングに供給する第3の供給流路と、
前記第3の供給流路に形成され、前記第3の供給流路に圧縮空気を供給する供給口と、
を有する、電動過給機。
An electric supercharger in which a rotating shaft of a motor is supported by a housing by a ball bearing;
The electric supercharger includes an oil supply mechanism,
The oil supply mechanism is
An oil supply,
A first supply channel through which oil is supplied from the oil supply unit;
A second supply flow path connected to the first supply flow path for supplying the oil from the first supply flow path to the motor;
A third supply flow path connected to the first supply flow path for supplying the oil from the first supply flow path to the ball bearing;
A supply port that is formed in the third supply flow path and supplies compressed air to the third supply flow path;
Having an electric supercharger.
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