JP4780052B2 - 電動機付き過給機 - Google Patents

Description

本発明は、電動機付き過給機に関する。より詳しくは、本発明は、電動機と、電動機を内部に収納するハウジングとを備え、このハウジング内に電動機を冷却するための冷却液が流れる冷却空間を形成した電動機付き過給機に関する。

過給機（ターボチャージャ）は、エンジンからの排ガスにより駆動され、吸入空気を圧縮してエンジンへ供給する装置である。過給機は、その基本構成として、エンジンからの排ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、タービンインペラが一端に固定された回転軸と、回転軸の他端に固定されターンインペラと一体的に回転するコンプレッサインペラと、を備える。この構成で、エンジンからの排ガスによりタービンインペラとコンプレッサインペラとが一体的に回転駆動され、これにより、コンプレッサインペラが吸入空気を圧縮してエンジンへ供給する。

過給機のうち、電動機が内蔵されたものを電動機付き過給機という。電動機は、回転軸の加速を補助し、コンプレッサインペラからエンジンへの圧縮空気を増大させる。このような電動機付き過給機は、例えば特許文献１に記載されている。

図７は、特許文献１に記載された電動機付き過給機の構成図である。図７に示すように、電動機付き過給機は、タービンインペラ６１、回転軸６３、コンプレッサインペラ６５、ハウジング６７、電動機６９、空気流路形成部材７１、冷却空間形成部材７３を備える。
タービンインペラ６１、回転軸６３、コンプレッサインペラ６５は上述したものと同じである。
ハウジング６７は、タービンインペラ６１、回転軸６３、コンプレッサインペラ６５、電動機６９、空気流路形成部材７１、冷却空間形成部材７３などを内部に収納する。ハウジング６７は、タービンインペラ６１を内部に収納するタービンハウジング６７ａと、回転軸６３を回転可能に支持する軸受７５を内部に収納する軸受ハウジング６７ｂと、コンプレッサインペラ６５を内部に収納するコンプレッサハウジング６７ｃと、からなる。
電動機６９は、回転軸６３に固定されるモータロータ６９ａと、モータロータ６９ａの半径方向外側にてハウジング６７内に固定されモータロータ６９ａを回転駆動するモータステータ６９ｂと、を有する。
空気流路形成部材７１は、コンプレッサインペラ６５からの圧縮空気を回転軸６３の半径方向外方へ案内する環状の圧縮空気流路７７（図７の例では、ディフューザ流路）を形成する。
冷却空間形成部材７３は、冷却液が流れる冷却空間７３ａを形成する。また、冷却空間形成部材７３は、モータステータ６９ｂおよび空気流路形成部材７１に接触するように配置されている。従って、特許文献１では、冷却空間７３ａ内の冷却液により、モータステータ６９ｂおよび空気流路形成部材７１の両方を冷却できる。

このように、特許文献１では、電動機６９（即ち、モータステータ６９ｂ）を冷却できることで、電動機６９の性能低下を防止できる。
また、特許文献１では、空気流路形成部材７１を冷却できることで、過給機の圧縮効率・信頼性の低下を防止できる。即ち、過給機のコンプレッサインペラ６５へ吸入される空気にオイルミストが含まれる場合があり、この場合、空気流路形成部材７１の圧縮空気流路形成面にオイルミストが付着する。さらに、コンプレッサインペラ６５により圧縮された圧縮空気が高温になり、この圧縮空気の熱により、圧縮空気流路形成面に付着したオイルミストが炭化する。その結果、圧縮空気流路形成面に炭化層が固化堆積し、圧縮空気流路７７を狭め、過給機の圧縮効率・信頼性を低下させてしまう。これに対し、特許文献１では、上述のように、空気流路形成部材７１を冷却できるので、オイルミストの炭化を防止でき、過給機の圧縮効率・信頼性の低下を防止できる。
なお、コンプレッサインペラへの吸入空気にオイルミストが含まれる場合とは、例えば、過給機を備えた自動車において、オイルミストを含む自動車の排気ガスにおける窒素酸化物を除去するために排気ガスをコンプレッサインペラの吸入空気に還流する場合や、エンジンからのブローバイガス（ピストンとシリンダのごくわずかな隙間から漏れたオイルミストを含む未燃焼ガス）をコンプレッサインペラの吸入空気に還流する場合である。
特開２００７−４６５７０号公報 「電動機付過給機」

しかし、圧縮空気流路形成面にオイルミストが付着することを、より確実に防止するために、空気流路形成部材の冷却性をさらに向上させることが望まれる。

そこで、本発明の目的は、コンプレッサインペラからの圧縮空気を回転軸の半径方向外方へ案内する圧縮空気流路を形成する空気流路形成部材を備える電動機付き過給機であって、空気流路形成部材の冷却性を大幅に向上できる電動機付き過給機を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によると、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、該タービンインペラが固定される回転軸と、該回転軸に固定され吸入空気を圧縮してエンジンへ送出するコンプレッサインペラと、前記回転軸を回転可能に支持するハウジングと、該ハウジング内に設けられ前記回転軸を回転駆動する電動機と、を備えた電動機付き過給機であって、
前記ハウジング内には、コンプレッサインペラからの圧縮空気を回転軸の半径方向外方へ案内する圧縮空気流路の流路面の少なくとも一部を形成する空気流路形成部材が設けられ、
前記ハウジング内には、前記電動機の前記半径方向外方にて、前記電動機を冷却する冷却液が流れる冷却空間が形成されており、該冷却空間と圧縮空気流路との間に、空気流路形成部材の少なくとも一部が位置し、
前記冷却空間は、前記冷却液が空気流路形成部材に接触するように形成されている、ことを特徴とする電動機付き過給機が提供される。

上記構成では、前記ハウジング内には、前記電動機の前記半径方向外方にて、前記電動機を冷却する冷却液が流れる冷却空間が形成されており、該冷却空間と圧縮空気流路との間に、空気流路形成部材の少なくとも一部が位置し、前記冷却空間は、前記冷却液が空気流路形成部材に接触するように形成されているので、冷却液と空気流路形成部材との直接接触により、空気流路形成部材の冷却性を大幅に向上できる。
従って、例えばコンプレッサインペラに吸気される空気がオイルミストを含んでいる場合に、オイルミストが圧縮空気流路で炭化することを防止できる。

本発明の好ましい実施形態によると、前記電動機は、前記回転軸に固定されるモータロータと、該モータロータの半径方向外側にて前記ハウジングに固定され該モータロータを回転駆動するモータステータと、を有し、
前記ハウジング内には、モータステータの前記半径方向外方に位置し前記冷却空間の内面の少なくとも一部を形成する冷却空間形成部材が設けられ、
冷却空間形成部材は、空気流路形成部材に接触する接触面を有し、該接触面と圧縮空気流路との間に、空気流路形成部材の少なくとも一部が位置し、
冷却空間形成部材には、冷却空間の一部を構成する貫通孔が前記接触面に開口するように形成されている。

上記構成では、冷却空間形成部材の貫通孔は、冷却空間の一部を構成し、冷却空間形成部材における空気流路形成部材との接触面に開口するので、冷却液は貫通孔を通って空気流路形成部材に接触することができる。

本発明の好ましい実施形態によると、前記接触面に接触する空気流路形成部材の面には、前記貫通孔からの冷却液を受け入れる窪み部が形成されている。

上記構成では、冷却空間形成部材の前記接触面に接触する空気流路形成部材の面には、前記貫通孔からの冷却液を受け入れる窪み部が形成されているので、窪み部内の冷却液により空気流路形成部材を冷却できる。これにより、空気流路形成部材の冷却性を一層向上できる。

本発明の好ましい実施形態によると、前記電動機は、前記回転軸に固定されるモータロータと、該モータロータの半径方向外側にて前記ハウジングに固定され該モータロータを回転駆動するモータステータと、を有し、
前記モータステータと空気流路形成部材との間には、熱伝導性のモールド材が充填され、これにより、前記モータステータと空気流路形成部材とは一体化されている。

上記構成では、モータステータと空気流路形成部材との間には、熱伝導性のモールド材が充填され、これにより、前記モータステータと空気流路形成部材とは一体化されているので、モールド材が伝熱材として作用し、冷却液は空気流路形成部材を介してモータステータを冷却できる。従って、モータステータの冷却性も向上できる。
さらに、上記構成では、モータステータと空気流路形成部材とを１つの部品とすることができるので、部品点数が減り過給機の組み立て能率も向上できる。

本発明の好ましい実施形態によると、前記貫通孔は前記回転軸の軸方向に延びて前記接触面に開口し、該軸方向から見た該開口の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっている。

上記構成では、前記貫通孔は前記回転軸の軸方向に延びて前記接触面に開口し、該軸方向から見た該開口の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっているので、空気流路形成部材が冷却液と接触する領域を周方向に延ばして大きくできる。これにより、空気流路形成部材と冷却液との接触面積を大きくできる。

本発明の好ましい実施形態によると、前記接触面に接触する空気流路形成部材の面には、前記貫通孔からの冷却液を受け入れる窪み部が形成され、
前記軸方向から見た前記窪み部の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっている。

上記構成では、前記軸方向から見た前記窪み部の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっているので、冷却液を受け入れる窪み部を周方向に延ばして大きくできる。これにより、空気流路形成部材と冷却液との接触面積をさらに大きくできる。

本発明の好ましい実施形態によると、空気流路形成部材は、前記モータステータにおける、前記回転軸の半径方向の内方端付近まで、または、前記内方端よりも回転軸の軸心側まで延びている。

上記構成では、空気流路形成部材は、前記モータステータにおける、前記回転軸の半径方向の内方端付近まで、または、前記内方端よりも回転軸の軸心側まで延びているので、空気流路形成部材により、モータステータとコンプレッサインペラ側とを仕切ることができる。

本発明の好ましい実施形態によると、空気流路形成部材は、前記回転軸の半径方向の内方端側に、回転軸側との間をシールするためのシール部を有する。

上記構成では、空気流路形成部材は、前記回転軸の半径方向の内方端側に、回転軸側との間をシールするためのシール部を有するので、コンプレッサインペラ側の圧縮空気がシール部を超えて漏れることを抑制できる。なお、シール部は、回転軸側との間をシールするラビリンスシール構造やシールリングを用いたものであってよい。

上述した本発明によると、コンプレッサインペラからの圧縮空気を回転軸の半径方向外方へ案内する圧縮空気流路を形成する空気流路形成部材を備える電動機付き過給機において、空気流路形成部材の冷却性を大幅に向上できる。

本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態による電動機付き過給機１０の構成図である。図１に示すように、本実施形態による電動機付き過給機１０は、タービンインペラ３、コンプレッサインペラ５、ハウジング７、電動機９、空気流路形成部材１１、冷却空間形成部材１３などを備える。

タービンインペラ３は、回転軸１５の一端部（図１で左端部に）に固定され、エンジンからの排ガスにより回転駆動される羽根である。この例では、タービンインペラ３は回転軸１５と一体的に形成されているが、タービンインペラ３を回転軸１５と別の部品として作製し、回転軸１５に取り付けてもよい。

コンプレッサインペラ５は、回転軸１５の他端部（図１で右端部に）に固定され吸入空気を圧縮しエンジンへ送出する羽根である。即ち、コンプレッサインペラ５は、タービンインペラ３が上記排ガスにより回転駆動されることで、タービンインペラ３および回転軸１５と一体的に回転駆動され、吸入空気を圧縮してこの圧縮空気をエンジンへ燃焼用ガスとして送出する。

ハウジング７は、タービンインペラ３、回転軸１５およびコンプレッサインペラ５を内部に収納し、軸受（例えば、後述の軸受メタル２５）を介して回転軸１５を回転可能に支持する。ハウジング７は、タービンハウジング７ａ、軸受ハウジング７ｂおよびコンプレッサハウジング７ｃから構成される。
タービンハウジング７ａは、内部にタービンインペラ３を収納する。また、タービンハウジング７ａの内部には、スクロール室１７、環状の流路１９および排気口２１が形成されている。スクロール室１７には、エンジンからの排ガスが導入される。環状の流路１９は、回転軸１５の軸方向（以下において、軸方向は回転軸１５の軸方向を意味する）から見た形状が環状であり、スクロール室１７に導入された排ガスをタービンインペラ３まで回転軸１５の半径方向（以下において、半径方向は回転軸１５の半径方向を意味する）内方に案内する。排気口２１は、タービンインペラ３を回転駆動した排ガスを過給機１０の外部に排出する。さらに、流路１９には、複数のノズル翼２３が周方向に一定の間隔で配置されている。図１の例では、ノズル翼２３は、可変ノズル翼であり、可変ノズル翼の間に形成される流路面積を変化できるが、本発明はこれに限定されず固定ノズル翼やノズル翼のない形態であってもよい。
軸受ハウジング７ｂの内部には、軸受メタル２５、スラストベアリング２７などが設けられる。軸受メタル２５は、軸受ハウジング７ｂ内に設けられ、回転軸１５から半径方向荷重を受けて回転軸１５を回転可能に支持する。スラストベアリング２７は、軸受ハウジング７ｂに固定され、回転軸１５に設けられたスラストカラー２９から軸方向荷重を受けて回転軸１５の軸方向移動を規制する。なお、符号３１は、軸受メタル２５、スラストベアリング２７、スラストカラー２９に潤滑油を供給するための潤滑油流路を示し、符号３３は、上記の潤滑油を排出するための油排出口を示している。
コンプレッサハウジング７ｃは、内部にコンプレッサインペラ５を収納する。また、コンプレッサハウジング７ｃの内部には、吸入口３５、圧縮空気流路３７およびスクロール室３９が形成されている。吸入口３５は、過給機１０の外部の空気を吸入する。圧縮空気流路３７は、吸入口３５から吸入されコンプレッサインペラ５により圧縮された空気を半径方向外方に案内する。圧縮空気流路３７により案内されてきた圧縮空気はスクロール室３９を通って図示しない吐出口から過給機外部へ吐出されエンジンへ供給される。なお、図１の例では、圧縮空気流路３７は、軸方向から見た場合に環状であるディフューザ流路である。また、ディフューザ流路３７には、周方向に複数のベーン（図示せず）を間隔を置いて配置してもよい。

電動機９は、モータロータ９ａとモータステータ９ｂを有する。モータロータ９ａとモータステータ９ｂによりブラシレスの交流電動機が構成されてよい。また、この交流電動機は、回転軸１５の高速回転（例えば少なくとも１０〜２０万ｒｐｍ）に対応でき、かつ加速時の回転駆動と減速時の回生運転ができることが好ましい。過給機１０が車両に搭載される場合に、上記の交流電動機の駆動電圧は、車両に搭載されたバッテリの直流電圧（例えば１２Ｖ）と同一あるいはそれより高いことが好ましい。
モータロータ９ａは、回転軸１５に固定され、磁性材料で構成されてもよく、永久磁石で構成されてもよい。
モータステータ９ｂは、モータロータ９ａの半径方向外側にてハウジング７に固定されモータロータ９ａを回転駆動する。モータステータ９ｂは、回転軸１５の周方向に間隔を置いて複数配置されてよい。図２は、図１のモータステータ９ｂ付近の部分拡大図である。図２に示すように、各モータステータ９ｂは、鉄心４１と鉄心４１の周りに巻回される巻線（コイル）４３とを有する。これら鉄心４１と巻線４３とは、モールド材４５に埋め込まれて一体的に構成される。図２の例では、モータステータ９ｂは、鉄心４１がモールド材４５に埋め込まれた部分である鉄心部４７と、巻線４３がモールド材４５に埋め込まれた部分である巻線部４９とから構成されている。また、モータステータ９ｂの巻線には、ハウジング７の外部から電流を供給するためのケーブル５１が接続されている。

空気流路形成部材１１は、ハウジング７内に設けられ、図１、図２の例では、軸受ハウジング７ｂとコンプレッサハウジング７ｃとの間に挟まれて固定される。空気流路形成部材１１は、コンプレッサインペラ５からの圧縮空気を回転軸１５の半径方向外方へ案内する上記の圧縮空気流路３７の流路面の少なくとも一部を形成する。図１、図２の例では、空気流路形成部材１１は、軸方向から見た場合、中心部に回転軸１５が通る孔が開いた略環状であり、空気流路形成部材１１は圧縮空気流路３７のタービンインペラ３側の流路面を形成し、圧縮空気流路３７のコンプレッサインペラ５側の流路面はコンプレッサハウジング７ｃにより形成されている。しかし、本発明はこれに限定されず、空気流路形成部材１１が圧縮空気流路３７の流路面の少なくとも一部を形成していればよく、場合によっては、空気流路形成部材１１が圧縮空気流路３７の流路面の全てを形成してもよい。
また、空気流路形成部材１１は、冷却空間形成部材１３に接触するように配置される。冷却空間形成部材１３に接触する空気流路形成部材１１の面には、後述の貫通孔１３ｄからの冷却液を受け入れる窪み部１１ａが形成されている。また、空気流路形成部材１１には、上記のケーブル５１を通すためのケーブル孔１１ｂが半径方向に貫通している。
また、空気流路形成部材１１は、冷却空間形成部材１３と接触し回転軸１５の半径方向外側に位置する外方部１１ｃと、該外方部１１ｃから回転軸１５の半径方向内方に延びモータステータ９ｂと圧縮空気流路３７またはコンプレッサインペラ５との間に位置する内方部１１ｄと、該内方部１１ｄの半径方向内方に結合され、半径方向の内方端側に回転軸１５側との間をシールするためのシール部１１ｅと、を有する。図２の例では、シール部１１ｅは、回転軸１５側との間のラビリンスシールを構成するラビリンスシール部である。図２の例では、ラビリンスシール部１１ｅは、回転軸１５に固定されたモータロータ９ａの一部との間をシールするようになっており、軸方向に間隔を置いて半径方向内方に突出する２つの突起部を有する。なお、本発明によると、シール部１１ｅは、ラビリンスシール部に限定されず、回転軸１５側との間にシールリングを用いる構成等の他の適切なものであってよい。図３は、シール部１１ｅと回転軸１５側との間にシールリング１６を取り付けた場合の構成を示すシール部１１ｅ付近の構成図である。
図２の例では、空気流路形成部材１１は、モータステータ９ｂにおける、半径方向の内方端よりも回転軸１５の軸心側まで延びているが、空気流路形成部材１１がモータステータ９ｂの内方端付近まで延びる構成としてもよい。

冷却空間形成部材１３は、ハウジング７（図１、図２の例では、軸受ハウジング７ｂ）内に設けられ、モータステータ９ｂの半径方向外方に位置し冷却空間１３ａの内面の少なくとも一部を形成する。図１の例では、冷却空間形成部材１３は、半径方向内部に円筒状空間を有するスリーブであり、軸受ハウジング７ｂの内面との間に冷却空間１３ａを形成している。しかし、本発明はこれに限定されず、冷却空間形成部材１３が冷却空間１３ａの内面の少なくとも一部を形成していればよく、場合によっては、冷却空間形成部材１３が冷却空間１３ａの内面の全てを形成してもよい。即ち、冷却空間形成部材１３の内部に冷却空間１３ａを形成してもよい。
冷却空間１３ａは、電動機９（即ち、モータステータ９ｂ）の半径方向外方に位置し、冷却空間１３ａおよびモータステータ９ｂと圧縮空気流路３７との間に、空気流路形成部材１１が位置する。冷却空間１３ａには、電動機９（即ち、モータステータ９ｂ）を冷却する冷却液が流れる。この冷却液は、過給機１０の外部から冷却空間１３ａに供給され、冷却空間１３ａを流れ、その後、過給機１０の外部に排出されるようになっている。なお、冷却液は、好ましくは冷却水であるが、冷却油など他の冷却液であってもよい。また、冷却空間形成部材１３が冷却空間１３ａの内面の全てを形成する場合には、冷却空間１３ａおよびモータステータ９ｂと圧縮空気流路３７との間に、空気流路形成部材１１の一部が位置する。
冷却空間形成部材１３は、空気流路形成部材１１に接触する第１の接触面１３ｂと、モータステータ９ｂの半径方向外方に位置しモータステータ９ｂに接触する第２の接触面１３ｃと、を有する。第１の接触面１３ｂと圧縮空気流路３７との間に、空気流路形成部材１１が位置し、第１の接触面１３ｂは、軸方向を向き空気流路形成部材１１と軸方向に接触する。第２の接触面１３ｃは、図２の例では、巻線部４９の半径方向外面と接触する半径方向内面と、巻線部４９の軸方向内面と接触する軸方向面と、鉄心部４７の半径方向外面と接触する半径方向内面と、を有する。なお、冷却空間形成部材１３が冷却空間１３ａの内面の全てを形成する場合には、第１の接触面１３ｂと圧縮空気流路３７との間に、空気流路形成部材１１の一部が位置する。
また、冷却空間形成部材１３には、冷却空間１３ａの一部を構成する貫通孔１３ｄが第１の接触面１３ｂに開口するように形成されている。即ち、貫通孔１３ｄは、冷却空間１３ａから冷却空間形成部材１３を貫通するように形成され、これにより、貫通孔１３ｄが冷却空間１３ａの一部を構成するようになっている。貫通孔１３ｄの第１の接触面１３ｂにおける上記開口を通して貫通孔１３ｄに連通する窪み部１１ａが、冷却空間形成部材１３（即ち、第１の接触面１３ｂ）に接触する空気流路形成部材１１の面に形成されている。これにより、貫通孔１３ｄからの冷却液が窪み部１１ａに受け入れられる。
なお、符号５３は、Ｏリングなどのシール部材を示し、シール部材５３により冷却空間１３ａ内の冷却液の漏れを防止する。また、冷却空間形成部材１３と空気流路形成部材１１との接触面は、例えば固体又は液体ガスケットによりシールする。

また、本実施形態によると、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１との間には、熱伝導性の上記のモールド材４５が充填され、これにより、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１とは一体化されている。図１、図２の例では、モータステータ９ｂを、鉄心部４７と巻線部４９を上記のモールド材４５で一体的に形成する時に、空気流路形成部材１１も上記のモールド材４５により一体的にモールド成型する。例えば、所定の型に対し（型の内部に）、鉄心４１、巻線４３および空気流路形成部材１１を配置し、型にモールド材４５を注入して、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１との間にモールド材４５が充填された形態で、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１とを一体的に形成できる。
このモールド材４５は、高い熱伝導性を有することが好ましい。また、このモールド材４５は、低い熱膨張係数を有することが好ましい。このようなモールド材４５は、例えば、熱伝導度が１０^−４ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃であり熱膨張係数が１０^−６ｃｍ／ｃｍ／℃であるＳＴＹＣＡＳＴ ２８５０ＦＴ（日本エイブルスティック株式会社 エマーソン & カミング カンパニーの製品）であってよい。

図４は、図２のＩＶ―ＩＶ線断面図であり、図５は、図２のＶ―Ｖ線断面図である。貫通孔１３ｄは回転軸１５の軸方向に延びて第１の接触面１３ｂに開口し、図４に示すように、貫通孔１３ｄおよび貫通孔１３ｄの開口の該軸方向から見た形状は、回転軸１５の周方向に延びた円弧状になっている。第１の接触面１３ｂに接触する空気流路形成部材１１の面に形成された窪み部１１ａの軸方向から見た形状も、図５に示すように、回転軸１５の周方向に延びた円弧状になっている。即ち、貫通孔１３ｄと窪み部１１ａとは、軸方向から見た場合に互いに重なっており、窪み部１１ａは、貫通孔１３ｄから軸方向に連続するように形成されている。
図４において、ボルト５５により冷却空間形成部材１３が空気流路形成部材１１に固定されており、貫通孔１３ｄおよび窪み部１１ａはボルト５５が存在しない領域において、円弧状に延びている。なお、ボルト５５の半径方向位置を貫通孔１３ｄおよび窪み部１１ａの半径方向位置からずらす場合や、ボルト５５以外の手段で冷却空間形成部材１３を空気流路形成部材１１に固定する場合には、貫通孔１３ｄおよび窪み部１１ａが連続的に１周して環状に形成されてもよい。なお、理解を容易にするため、図４、図５におけるボルト５５の周方向位置と、図２におけるボルト５５の周方向位置とを異ならせている。

上述した実施形態の電動機付き過給機１０によると、ハウジング７内には、電動機９の半径方向外方にて、電動機９を冷却する冷却液が流れる冷却空間１３ａが形成されており、冷却空間１３ａと圧縮空気流路３７との間に、空気流路形成部材１１の少なくとも一部が位置し、冷却空間１３ａは、冷却液が空気流路形成部材１１に接触するように形成されているので、冷却液と空気流路形成部材１１との直接接触により、空気流路形成部材１１の冷却性を大幅に向上できる。
従って、例えばコンプレッサインペラ５に吸気される空気がオイルミストを含んでいる場合に、オイルミストが圧縮空気流路３７で炭化することを防止できる。

また、冷却空間形成部材１３の貫通孔１３ｄは、冷却空間１３ａの一部を構成し、冷却空間形成部材１３における空気流路形成部材１１との接触面に開口するので、冷却液は貫通孔１３ｄを通って空気流路形成部材１１に接触することができる。

冷却空間形成部材１３の第１の接触面１３ｂに接触する空気流路形成部材１１の面には、貫通孔１３ｄからの冷却液を受け入れる窪み部１１ａが形成されているので、窪み部１１ａ内の冷却液により空気流路形成部材１１を冷却できる。これにより、空気流路形成部材１１の冷却性を一層向上できる。

さらに、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１との間には、熱伝導性のモールド材４５が充填され、これにより、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１とは一体化されているので、モールド材４５が伝熱材として作用し、冷却液は空気流路形成部材１１を介してモータステータ９ｂを冷却できる。従って、モータステータ９ｂの冷却性も向上できる。
しかも、モータステータ９ｂと空気流路形成部材１１とを１つの部品とすることができるので、部品点数が減り過給機１０の組み立て能率も向上できる。

貫通孔１３ｄは回転軸１５の軸方向に延びて第１の接触面１３ｂに開口し、該軸方向から見た該開口の形状は、回転軸１５の周方向に延びた環状または円弧状になっているので、空気流路形成部材１１が冷却液と接触する領域を周方向に延ばして大きくできる。これにより、空気流路形成部材１１と冷却液との接触面積を大きくできる。

また、軸方向から見た窪み部１１ａの形状は、回転軸１５の周方向に延びた環状または円弧状になっているので、冷却液を受け入れる窪み部１１ａを周方向に延ばして大きくできる。これにより、空気流路形成部材１１と冷却液との接触面積をさらに大きくできる。

空気流路形成部材１１は、モータステータ９ｂにおける、回転軸１５の半径方向の内方端付近まで、または、この内方端よりも回転軸１５の軸心側まで延びているので、空気流路形成部材１１により、モータステータ９ｂとコンプレッサインペラ５側とを仕切ることができる。

空気流路形成部材１１は、回転軸１５の半径方向の内方端側に、回転軸１５側との間をシールするためのシール部１１ｅを有するので、コンプレッサインペラ５側の圧縮空気がシール部１１ｅを超えて漏れることを抑制できる。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、本発明によると、冷却液が空気流路形成部材１１に接触する構成であればよく、冷却空間形成部材１３に貫通孔１３ｄが無くてもよい。図６は、貫通孔１３ｄが無い場合の構成図であり、図２に対応する。図６に示すように、図２の構成から、シール部材（Ｏリング）５３の位置を変更し、これに伴い空気流路形成部材１１、軸受ハウジング７ｂおよび冷却空間形成部材１３の形状を若干変更することで、貫通孔１３ｄを設けずに、冷却液が空気流路形成部材１１に接触するようにできる。この場合、他の構成は、図１〜図５に基づいて説明した構成と同様であってよい。

本発明の実施形態による電動機付き過給機の構成図である。 図１のモータステータ付近の部分拡大図である。 空気流路形成部材のシール部の他の構成を示す図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図２のＶ―Ｖ線断面図である。 本発明の他の実施形態による構成図を示し図２に対応する。 特許文献１の電動機付き過給機の構成図である。

符号の説明

３ タービンインペラ、５ コンプレッサインペラ、７ ハウジング、
７ａ タービンハウジング、７ｂ 軸受ハウジング、
７ｃ コンプレッサハウジング、９ 電動機、９ａ モータロータ、
９ｂ モータステータ、１０ 過給機、１１ 空気流路形成部材、
１１ａ 窪み部、１１ｂ ケーブル孔、１１ｃ 外方部、
１１ｄ 内方部、１１ｅ シール部、１３ 冷却空間形成部材、
１３ａ 冷却空間、１３ｂ 第１の接触面、１３ｃ 第２の接触面、
１３ｄ 貫通孔、１５ 回転軸、１６ シールリング
１７ スクロール室、１９ 流路、２１ 排気口、
２３ ノズル翼、２５ 軸受メタル、２７ スラストベアリング、
２９ スラストカラー、３１ 潤滑油流路、３３ 油排出口、
３５ 吸入口、３７ 圧縮空気流路、３９ スクロール室、
４１ 鉄心、４３ 巻線、４５ モールド材、
４７ 鉄心部、４９ 巻線部、５１ ケーブル、
５３ シール部材、５５ ボルト

Claims (8)

1. エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、該タービンインペラが固定される回転軸と、該回転軸に固定され吸入空気を圧縮してエンジンへ送出するコンプレッサインペラと、前記回転軸を回転可能に支持するハウジングと、該ハウジング内に設けられ前記回転軸を回転駆動する電動機と、を備えた電動機付き過給機であって、
   前記ハウジング内には、コンプレッサインペラからの圧縮空気を回転軸の半径方向外方へ案内する圧縮空気流路の流路面の少なくとも一部を形成する空気流路形成部材が設けられ、
   前記ハウジング内には、前記電動機の前記半径方向外方にて、前記電動機を冷却する冷却液が流れる冷却空間が形成されており、該冷却空間と圧縮空気流路との間に、空気流路形成部材の少なくとも一部が位置し、
   前記冷却空間は、前記冷却液が空気流路形成部材に接触するように形成されている、ことを特徴とする電動機付き過給機。
2. 前記電動機は、前記回転軸に固定されるモータロータと、該モータロータの半径方向外側にて前記ハウジングに固定され該モータロータを回転駆動するモータステータと、を有し、
   前記ハウジング内には、モータステータの前記半径方向外方に位置し前記冷却空間の内面の少なくとも一部を形成する冷却空間形成部材が設けられ、
   冷却空間形成部材は、空気流路形成部材に接触する接触面を有し、該接触面と圧縮空気流路との間に、空気流路形成部材の少なくとも一部が位置し、
   冷却空間形成部材には、冷却空間の一部を構成する貫通孔が前記接触面に開口するように形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電動機付き過給機。
3. 前記接触面に接触する空気流路形成部材の面には、前記貫通孔からの冷却液を受け入れる窪み部が形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の電動機付き過給機。
4. 前記電動機は、前記回転軸に固定されるモータロータと、該モータロータの半径方向外側にて前記ハウジングに固定され該モータロータを回転駆動するモータステータと、を有し、
   前記モータステータと空気流路形成部材との間には、熱伝導性のモールド材が充填され、これにより、前記モータステータと空気流路形成部材とは一体化されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電動機付き過給機。
5. 前記貫通孔は前記回転軸の軸方向に延びて前記接触面に開口し、該軸方向から見た該開口の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっている、ことを特徴とする請求項２に記載の電動機付き過給機。
6. 前記接触面に接触する空気流路形成部材の面には、前記貫通孔からの冷却液を受け入れる窪み部が形成され、
   前記軸方向から見た前記窪み部の形状は、前記回転軸の周方向に延びた環状または円弧状になっている、ことを特徴とする請求項５に記載の電動機付き過給機。
7. 空気流路形成部材は、前記回転軸の半径方向に関して、前記モータステータにおける該半径方向の内方端付近まで、または、前記内方端よりも内側まで延びている、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電動機付き過給機。
8. 空気流路形成部材は、前記回転軸の半径方向の内方端側に、回転軸側との間をシールするためのシール部を有する、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電動機付き過給機。