[发明专利]电动增压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种内置有电动机的电动增压器。

背景技术

将利用压缩机提高了密度的空气提供给发动机(engine)的情况 称为增压(supercharging)，在进行这样的增压时，将通过发动机的 排气能量来提供压缩机的驱动功的装置称为排气涡轮增压器 (exhaust-gas turbocharger)。

排气涡轮增压器一般由隔着轴承单元配置的压缩机(compressor) 和涡轮构成，压缩机内置有压缩机叶轮，涡轮内置有涡轮叶轮。压缩 机叶轮和涡轮叶轮通过被轴承单元支承的连接轴(轴)相互连结，由 发动机的排气旋转驱动涡轮叶轮，经由连接轴将该旋转力传递给压缩 机叶轮，利用压缩机叶轮压缩空气，而对发动机进行增压。

在上述的排气涡轮增压器中，已经提出了一种为了辅助低速旋转 时的加速而内置有电动机的方案(例如专利文献1、2)。下面，将这 种内置了电动机的排气涡轮增压器简单称为“电动增压器”。

此外，作为电动增压器的空冷系统，提出了专利文献3。

专利文献1的涡轮增压器(turbo charger)如图1所示，具备旋 转驱动转子的电动机(定子51和转子52)。转子由涡轮叶轮53、压 缩机叶轮54、连结二者的轴55及安装有电动机的转子52的间隔轴环 56构成。轴55被单一的半浮式轴承57支承。该半浮式轴承57具有与 涡轮53的轮毂53a抵接的推力面57a、和与间隔轴环56抵接的推力面 57b。

根据该构成，借助分别与涡轮的轮毂53a和间隔轴环56卡合的半 浮式轴承57的推力面57a、57b，由壳体50支承对转子作用的推力。

专利文献2的电机辅助增压器如图2所示，具有：由压缩机叶轮 61的轴向延长部61a支承的转子62、和与该转子62向半径方向外方 隔开间隔地被壳体63支承的定子64。

专利文献3的空冷系统如图3所示，具有下述电动机，所述电动 机中与内燃机71连结的涡轮增压器72被收容在电机壳体73内，电机 壳体73具有出入口73a、73b。涡轮增压器72还具有压缩机74和压缩 机的出入口74a、74b。并且，第一冷却软管75借助中间冷却器76将 压缩机出口74a与电机壳体入口73b连结，第二冷却软管77将电机壳 体出口73a与压缩机入口74b连结，对电动机进行冷却，使加热后的 空气再次循环到压缩机74中。

专利文献1：美国专利第6,449,950号说明书“ROTOR AND BEARING SYSTEM FOR ELECTRICALLY ASSISTED TURBOCHARGER”

专利文献2：美国专利第6,032,466号说明书“MOTOR-ASSISTED TURBOCHARGERS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES”

专利文献3：美国专利第6,009,375号说明书“AIR COOL ING SYSTEM FOR ELECTRIC ASSISTED TURBOCHARGER”

在电动增压器中，由于内置的电动机的定子(电机定子)及转子 (电机转子)因涡电流等而发热，所以，需要对它们高效率地进行冷 却。

但是，在如专利文献1那样，从轴向两侧用两个电动机用壳体58a、 58b把持定子51的情况下，定子51的冷却只是借助壳体58a、58b的 自然散热，存在着冷却性能低的问题。

而且，在专利文献2的例子中，虽然在壳体63上设置了与定子64 的外周面相接的水冷套66，但由于来自被同样加热的压缩机叶轮61或 转子62的热量输入大，所以，无法高效率地对定子整体进行冷却。

并且，在专利文献3的例子中，由于将被中间冷却器76冷却了的 压缩空气供给到电机壳体73内，所以，能够对电机壳体内进行高效冷 却，但由于循环使用压缩空气的一部分用于冷却，所以，向发动机供 给的压缩空气量减少，导致表观上压缩机的效率降低。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题点而提出的方案。即，本发明的目 的在于，提供一种不使用压缩空气的一部分用于冷却，能够对电动机 的定子整体高效率地进行冷却的电动增压器。