JP7452711B2 - 電動過給機 - Google Patents

Description

本開示は、電動過給機に関する。

電動過給機は、コンプレッサインペラをモータによって回転させる。コンプレッサインペラは、空気を圧縮する。圧縮された空気は高温になる。コンプレッサインペラを回転させるモータは、熱源である。圧縮空気の熱及びモータの熱によって電動過給機を構成する部品の温度が上昇する。温度の上昇によって、電動過給機が所望の性能を発揮できない場合が生じる。特許文献１は、モータ及びタービンを冷却する冷却構造を開示する。特許文献２は、コンプレッサインペラの背面を冷却するための冷却構造を開示する。

特開２０１０－１９６４７８号公報 特開２０１７－１５０３３９号公報

電動過給機にはさらなる性能の向上が望まれている。電動過給機の性能の向上には、モータの出力を高める必要がある。モータは、大電流が供給されることにより、出力が高まる。モータに大電流が供給されると、モータは負荷が高い状態となるので、モータはさらに発熱する。発熱によってモータの温度が上昇すると、モータを構成する磁石が減磁する。磁石の減磁によって、モータの出力は、低下する可能性がある。従って、モータの冷却性能をさらに高める必要があった。

本開示は、冷却性能をさらに高めることが可能な電動過給機を説明する。

本開示の一形態である電動過給機は、回転軸線を基準とする円周上に配置されたステータを有するモータと、回転軸線の方向においてステータの第一の端面に対して熱的に接続される第一の部材と、回転軸線の方向においてステータの第二の端面に対して熱的に接続される第二の部材と、第一の部材に接する第三の部材と、を備える。第一の部材及び第三の部材は、回転軸線を囲むように第一の端面側に配置された第一の流路を協働して形成する。第二の部材は、回転軸線を囲むように第二の端面側に配置されると共に、第一の流路に対して回転軸線の方向に離間する第二の流路を有する。

本開示の電動過給機によれば、冷却性能をさらに高めることができる。

図１は、本開示の電動過給機の構成を概略的に示す断面図である。 図２は、電動過給機の一例を示す分解斜視図である。 図３は、図２を他方向から見た分解斜視図である。 図４は、電動過給機の一例を示す分解斜視図である。 図５は、図４を他方向から見た分解斜視図である。 図６は、ディフューザプレートとパスブロックとの関係を概略的に示す断面図である。 図７は、流路の一例を概略的に示す図である。

本開示の一形態である電動過給機は、回転軸線を基準とする円周上に配置されたステータを有するモータと、回転軸線の方向においてステータの第一の端面に対して熱的に接続される第一の部材と、回転軸線の方向においてステータの第二の端面に対して熱的に接続される第二の部材と、第一の部材に接する第三の部材と、を備える。第一の部材及び第三の部材は、回転軸線を囲むように第一の端面側に配置された第一の流路を協働して形成する。第二の部材は、回転軸線を囲むように第二の端面側に配置されると共に、第一の流路に対して回転軸線の方向に離間する第二の流路を有する。

電動過給機のステータには、回転磁界を発生させるための電流が供給される。供給された電流に起因して、ステータは発熱する。第一の部材は、ステータの第一の端面に熱的に接続されている。第一の部材と第三の部材とは、協働して第一の流路を形成する。電動過給機は、第一の流路に熱媒体を供給することによって、ステータの第一の端面から熱を奪うことができる。ステータの第二の端面には第二の部材が熱的に接続されている。第二の部材は、第二の流路を有する。電動過給機は、第二の流路に熱媒体を供給することによって、ステータの第二の端面から熱を奪うことができる。従って、電動過給機は、より多くの熱量をステータから奪うことが可能になる。その結果、電動過給機は、冷却性能をさらに高めることができる。

第二の部材は、ディフューザプレートであってもよい。第一の部材は、ステータを保持するステータケースであってもよい。第三の部材は、ステータケースを収容するモータケーシングであってもよい。

ステータケースは、ステータを収容するケース本体と、ケース本体の外周面から延びるケースリブと、を有してもよい。電動過給機は、ケース本体によって隔てられたケースリブとディフューザプレートとの間に配置されたパスブロックをさらに備えてもよい。パスブロックは、第一の流路と第二の流路とを相互に接続する連結流路を有してもよい。パスブロックの連結流路は、第一の流路を第二の流路に接続する。その結果、電動過給機は、ステータの第一の端面及び第二の端面の両面を冷却する流路を、１本の流路とすることができる。従って、電動過給機は、熱媒体を流路に提供する構成を簡易にすることができると共に、熱媒体を流路から排出する構成を簡易にすることもできる。

パスブロックは、外部から第二の流路に熱媒体を導く導入流路をさらに有してもよい。連結流路は、第二の流路から第一の流路へ熱媒体を導いてもよい。この構成によっても、電動過給機は、熱媒体を流路に提供する構成を簡易にすることができると共に、熱媒体を流路から排出する構成を簡易にすることができる。

回転軸線から見た第二の流路の第二の投影面積は、回転軸線から見た第一の流路の第一の投影面積と異なってもよい。この構成によれば、電動過給機は、第一の流路によってステータから奪う熱量と、第二の流路によってステータから奪う熱量と、のバランスを調整することができる。

回転軸線から見た第二の流路の第二の投影面積は、回転軸線から見た第一の流路の第一の投影面積より大きくてもよい。この構成によれば、電動過給機は、第二の流路によってステータから奪う熱量を、第一の流路によってステータから奪う熱量よりも大きくすることができる。

第一の流路は、回転軸線を囲む内側流路部と、回転軸線を囲むと共に内側流路部に対して回転軸線の方向にずれる外側流路部と、内側流路部及び外側流路部の間に設けられると共に回転軸線の方向に対して斜めに延びる中間流路部と、を含んでもよい。この構成によれば、電動過給機は、ステータの第一の端面から熱を良好に奪うことができる。

第一の流路は、内側流路部、中間流路部及び外側流路部を含む流路本体部と、流路本体部の一方の端部から回転軸線に対して交差する方向に延びる第一の付属流路部と、流路本体部の他方の端部から回転軸線に対して交差する方向に延びる第二の付属流路部と、を有する。回転軸線のまわりに沿って、流路本体部の一方の端部から流路本体部の他方の端部までの幅は、第一の付属流路部から第二の付属流路部までの幅よりも、小さくてもよい。この構成によれば、電動過給機は、ステータの第一の端面から熱をさらに良好に奪うことができる。

以下、添付図面を参照しながら本開示の電動過給機を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本開示の電動過給機１の構成を概略的に示す断面図である。図１に示すように、電動過給機１は、コンプレッサ１０と、モータ２０と、回転軸３０と、を備える。電動過給機１は、電力を動力源とするモータ２０によってコンプレッサ１０を駆動する。電動過給機１は、圧縮された空気を排気する。電動過給機１は、タービンによって排気ガスのエネルギーを回収することにより、コンプレッサ１０を回転させる。電動過給機１は、回転軸３０上にモータ２０を配置することによって、回転トルクを補助（アシスト）している。

コンプレッサ１０は、回転軸３０を介してモータ２０から動力を受ける。コンプレッサ１０は、回転軸３０の周囲を回転するインペラ１１によって空気を吸入する。コンプレッサ１０は、吸入した空気を圧縮する。圧縮された空気は、コンプレッサ１０の内部に設けられたスクロール流路１２を介して排気される。

モータ２０は、コンプレッサ１０を駆動する。モータ２０は、ロータ２１と、ステータ２２と、ステータケース２３（第一の部材）と、パスブロック２４と、モータケーシング２５（第三の部材）と、を有する。

ロータ２１は、回転軸３０に固定されている。ロータ２１の形状は、略円柱である。ロータ２１は、回転軸３０の周囲を囲む。ロータ２１は、回転軸３０とともに回転する。ロータ２１は、例えば複数の永久磁石を含む。

ステータ２２は、ロータ２１の外周面を囲む。ステータ２２の形状は、略円筒である。ステータ２２の内周面には、ティースが形成されている。ティースにはコイルが巻き付けられている。コイルは、ロータ２１の外周面に対向する。ステータ２２のコイルには、電流が供給される。コイルに電流が供給されると、ロータ２１が回転する。ステータ２２は、第一の端面２２ａと、第二の端面２２ｂと、を有する。第一の端面２２ａは、ステータケース２３の底面に対向する。第二の端面２２ｂは、ディフューザプレート４０（第二の部材）に対向する。第一の端面２２ａには、コイルの端部であるコイルエンドが曝露している。第二の端面２２ｂにも、コイルの端部であるコイルエンドが曝露している。コイルエンドは、第一の端面２２ａの外周付近において、例えば円環状に配置される。コイルエンドは、第二の端面２２ｂの外周付近においても、例えば円環状に配置される。

ステータケース２３は、ステータ２２を保持する。ステータケース２３は、ケース本体２３ｓと、ケースリブ２３ｄと、を有する。ケース本体２３ｓの形状は、略円筒である。ケース本体２３ｓの内部には、ステータ２２が固定される。ケース本体２３ｓの一方の端には、ケース開口２３ａが形成されている。ケース開口２３ａは、ディフューザプレート４０によって閉鎖されている。ケース本体２３ｓの他方の端は、ケース端面２３ｂによって閉鎖されている。ケース本体２３ｓの周壁２３ｃは、ステータ２２の外周面を囲む。板状のケースリブ２３ｄは、ケース端面２３ｂ側における周壁２３ｃの端部に設けられている。ケースリブ２３ｄは、ケース端面２３ｂに連続する。ケースリブ２３ｄは、ケース本体２３ｓの外方へ張り出している。ケースリブ２３ｄは、後述するパスブロック２４とモータケーシング２５との間に配置されている。ケースリブ２３ｄは、パスブロック２４に接している。ケースリブ２３ｄは、モータケーシング２５にも接している。

ステータケース２３は、ステータ２２の第一の端面２２ａと熱的に接続されている。熱的に接続されているとは、ステータケース２３と第一の端面２２ａとの間の熱伝導率が、空気の熱伝導率よりも高い状態をいう。一例として、ステータケース２３と第一の端面２２ａとが物理的に接触している状態が挙げられる。別の例として、ステータケース２３と第一の端面２２ａとの隙間に伝熱グリス等の熱伝導材料が満たされている状態が挙げられる。

パスブロック２４の形状は、ブロック状である。パスブロック２４は、ステータケース２３とは別体である。パスブロック２４は、ブロック主面２４ａと、ブロック背面２４ｂと、を有する。ブロック主面２４ａは、ケースリブ２３ｄに接する。ブロック背面２４ｂは、ディフューザプレート４０に接する。パスブロック２４には、例えば二つの貫通孔が形成されている。貫通孔は、ブロック主面２４ａからブロック背面２４ｂに貫通する。パスブロック２４は、ステータケース２３のケースリブ２３ｄと、ディフューザプレート４０との間に配置される。パスブロック２４は、周壁２３ｃの曲率と一致する少なくとも一つの曲面を有する。パスブロック２４が有する曲面は、周壁２３ｃに接する。パスブロック２４は、ステータケース２３とディフューザプレート４０との間に配置される。パスブロック２４は、ステータケース２３の側面に配置される。パスブロック２４に形成された二つの貫通孔は、ケースリブ２３ｄとディフューザプレート４０とによって閉鎖される。

モータケーシング２５は、ステータケース２３及びパスブロック２４を収容する。モータケーシング２５は、ステータケース２３に接している。モータケーシング２５は、略円形容器状の形状を有する。モータケーシング２５は、壁面２５ａを有する。壁面２５ａは、ステータケース２３のケース端面２３ｂに対向する。壁面２５ａは、ケース端面２３ｂに接する。

モータケーシング２５には、熱媒体のための第一の流路Ｆ１が形成されている。一例では、モータケーシング２５には、第一の流路Ｆ１のための溝及び穴が形成されている。モータケーシング２５は、第一の流路Ｆ１を密閉するように、ステータケース２３と水密に接する。モータケーシング２５は、ステータケース２３と協働して第一の流路Ｆ１を構成する。第一の流路Ｆ１は、冷却水等の熱媒体を流通させる。その結果、ステータ２２の第一の端面２２ａが冷却される。

ディフューザプレート４０は、円板状の部品である。ディフューザプレート４０は、モータ側主面４０ａと、コンプレッサ側背面４０ｂと、を有する。モータ側主面４０ａは、ステータケース２３のケース開口２３ａに対向する。モータ側主面４０ａは、ケース開口２３ａを閉鎖する。モータ側主面４０ａは、パスブロック２４に接している。コンプレッサ側背面４０ｂは、コンプレッサ１０に対向している。コンプレッサ側背面４０ｂは、圧縮空気の流路を形成する。

ディフューザプレート４０は、１枚の円板状の部品である。ディフューザプレート４０は、２枚の円板によって構成される。ディフューザプレート４０を構成する２枚の円板の材料は、互いに異なっている。一例では、ディフューザプレート４０は、第一円板部材４０Ｓと、第二円板部材４０Ｋと、を有する。第一円板部材４０Ｓは、モータ側主面４０ａを含む。第二円板部材４０Ｋは、コンプレッサ側背面４０ｂを含む。第一円板部材４０Ｓを構成する材料の熱伝導率は、第二円板部材４０Ｋを構成する材料の熱伝導率と異なっている。第一円板部材４０Ｓの熱伝導率は、第二円板部材４０Ｋの熱伝導率よりも高い。２枚の円板が熱伝導率の異なる材料により構成されることにより、モータ２０からモータ側主面４０ａへの熱移動と、コンプレッサ１０からコンプレッサ側背面４０ｂへの熱移動と、に偏りを持たせることができる。ディフューザプレート４０は、モータ２０側から熱伝導率の高いモータ側主面４０ａへの熱移動を促進させることができる。つまり、ディフューザプレート４０は、モータ２０を構成するステータ２２からの熱移動を促進させることができる。ディフューザプレート４０は、コンプレッサ１０側から熱伝導率の低いコンプレッサ側背面４０ｂへの熱移動を抑制することができる。

ディフューザプレート４０は、ステータ２２の第二の端面２２ｂと熱的に接続されている。一例では、ディフューザプレート４０は、第二の端面２２ｂに接触している。別の例では、ディフューザプレート４０は、第二の端面２２ｂと離間していてもよい。ディフューザプレート４０と第二の端面２２ｂとの間には、伝熱グリス等の熱伝導材料が充填されている。

ディフューザプレート４０には、熱媒体のための第二の流路Ｆ２が形成されている。第二の流路Ｆ２を構成する穴及び溝は、モータ側主面４０ａを含む第一円板部材４０Ｓ及びコンプレッサ側背面４０ｂを含む第二円板部材４０Ｋの少なくとも一方に形成されている。第一円板部材４０Ｓは、第二の流路Ｆ２を密閉するように、第二円板部材４０Ｋと水密に接する。ディフューザプレート４０の内部に第二の流路Ｆ２が構成される。第二の流路Ｆ２には、冷却水等の熱媒体が流通する。その結果、ステータ２２の第二の端面２２ｂが冷却される。

パスブロック２４は、第一の流路Ｆ１を第二の流路Ｆ２に連結する。一例では、パスブロック２４は、貫通孔２４Ｈ１（図６参照）を介して、熱媒体を第一の流路Ｆ１から第二の流路Ｆ２に流通させる。また、パスブロック２４は、貫通孔２４Ｈ１を介して、熱媒体を第二の流路Ｆ２から第一の流路Ｆ１に流通させる。モータケーシング２５は、熱媒体の供給口と排出口とを有する。

図２は、電動過給機１の一例を分解して示す斜視図である。ケース端面２３ｂには、第一円環部２３ｂ１と、第二円環部２３ｂ２と、第三円環部２３ｂ３と、貫通孔２３Ｈ１と、貫通孔２３Ｈ２と、が形成されている。ケース端面２３ｂには、パッキンＰ１と、パッキンＰ２と、が配置される。

第一円環部２３ｂ１は、略円環状の面と、ケースリブ２３ｄの端面の形状に沿った面と、を含む。第二円環部２３ｂ２は、第一円環部２３ｂ１の内周に位置する。第二円環部２３ｂ２は、円環状の縁である。第二円環部２３ｂ２は、第一円環部２３ｂ１を基端として、モータケーシング２５に向かって突出する。第三円環部２３ｂ３は、第二円環部２３ｂ２の内周に位置する。第三円環部２３ｂ３は、第二円環部２３ｂ２のうちモータケーシング２５に向かう方向の端部から連続して、第一円環部２３ｂ１と平行になるように形成された面である。第一円環部２３ｂ１、第二円環部２３ｂ２、及び第三円環部２３ｂ３は、それぞれ回転軸線ＲＬを囲む。

貫通孔２３Ｈ１は、ケースリブ２３ｄの一方の端面から他方の端面にかけて貫通する穴である。貫通孔２３Ｈ２も、ケースリブ２３ｄの一方の端面から他方の端面にかけて貫通する穴である。貫通孔２３Ｈ１は、パスブロック２４への熱媒体の流出口及びパスブロック２４からの熱媒体の流入口の一方である。貫通孔２３Ｈ２は、パスブロック２４への熱媒体の流出口及びパスブロック２４からの熱媒体の流入口の他方である。

パッキンＰ１及びパッキンＰ２は、ゴム等のシール部材である。パッキンＰ１は、第一円環部２３ｂ１の外周に沿って配置される。パッキンＰ２は、第三円環部２３ｂ３の内周に沿って配置される。

図３は、図２とは別の方向から見た電動過給機１の一例を分解して示す斜視図である。モータケーシング２５の壁面２５ａには、流路溝２５Ｇと、パッキン溝ＰＧ１と、パッキン溝ＰＧ２と、が形成されている。流路溝２５Ｇは、第一の流路Ｆ１を形成する。流路溝２５Ｇは、流入出口部２５Ｇ１と、円環溝部２５Ｇ２と、連結溝部２５Ｇ３と、ポケット部２５Ｇ４と、を含む。流路溝２５Ｇは、回転軸線ＲＬを囲むように円環状に形成されている。流路溝２５Ｇは、回転軸線ＲＬの方向から平面視したときに、コイルエンドより外周に位置してもよい。コイルエンドは、ステータ２２の第一の端面２２ａから曝露している。流路溝２５Ｇは、コイルエンドと重複してもよい。

流入出口部２５Ｇ１は、流路溝２５Ｇの端部である。流路溝２５Ｇは、例えば２つの凹部により形成されている。流入出口部２５Ｇ１は、ケース端面２３ｂに形成された貫通孔２３Ｈ１に連結される。流入出口部２５Ｇ１は、ケース端面２３ｂに形成された貫通孔２３Ｈ２にも連結される。

円環溝部２５Ｇ２は、円環状の溝である。円環溝部２５Ｇ２は、１８０度以上の中心角によって回転軸線ＲＬを囲む。円環溝部２５Ｇ２は、パッキン溝ＰＧ１の内周に位置する。円環溝部２５Ｇ２は、パッキン溝ＰＧ２の外周に位置する。

連結溝部２５Ｇ３は、流入出口部２５Ｇ１を円環溝部２５Ｇ２に連結する。連結溝部２５Ｇ３は、流入出口部２５Ｇ１が円環溝部２５Ｇ２と離間しておらず、円環溝部２５Ｇ２上に形成される場合、省略することができる。

ポケット部２５Ｇ４は、円環溝部２５Ｇ２と連続的に形成された２つの凹部である。２つのポケット部２５Ｇ４は、それぞれが対向するように形成される。一方のポケット部２５Ｇ４から他方のポケット部２５Ｇ４までの距離は、２つの流入出口部２５Ｇ１の間を結ぶ間隔よりも短い。ポケット部２５Ｇ４が熱媒体を流通させる間隔は、パスブロック２４からの流入口とパスブロック２４への流出口との間の間隔よりも狭い。

パッキン溝ＰＧ１は、ステータケース２３のケース端面２３ｂのパッキンＰ１に対応する。パッキン溝ＰＧ２は、パッキンＰ２に対応する。流路溝２５Ｇは、パッキン溝ＰＧ１とパッキン溝ＰＧ２との間に位置する。モータケーシング２５とステータケース２３とが接する状態であるとき、パッキンＰ１は、パッキン溝ＰＧ１に固定される。モータケーシング２５とステータケース２３とが接する状態であるとき、パッキンＰ２は、パッキン溝ＰＧ２に固定される。これらの結果、モータケーシング２５及びステータケース２３は、流路溝２５Ｇを水密に保つことができる。

図４は、電動過給機１の一例を分解して示す斜視図である。図４は、モータケーシング２５とステータケース２３とが接していることを示す。ケースリブ２３ｄ上には、パッキンＰ３が設けられる。パッキンＰ３は、ケースリブ２３ｄとパスブロック２４との間に配置される。

図５は、図４とは別の方向から電動過給機１の一例を分解して示す斜視図である。パスブロック２４は、貫通孔２４Ｈ１と、貫通孔２４Ｈ２と、パッキン溝２４ＰＧ３と、を含む。貫通孔２４Ｈ１は、連結流路Ｆ３ａを形成する。貫通孔２４Ｈ２は、導入流路Ｆ３ｂを形成する。

貫通孔２４Ｈ１は、ブロック主面２４ａからブロック背面２４ｂにかけて貫通する。貫通孔２４Ｈ２も、ブロック主面２４ａからブロック背面２４ｂにかけて貫通する。貫通孔２４Ｈ１は、パスブロック２４への熱媒体の流出口及びパスブロック２４からの熱媒体の流入口の一方である。貫通孔２４Ｈ２は、パスブロック２４への熱媒体の流出口及びパスブロック２４からの熱媒体の流入口の他方である。貫通孔２３Ｈ１は、ステータケース２３のケースリブ２３ｄに形成される。貫通孔２３Ｈ１は、ブロック主面２４ａ側の貫通孔２４Ｈ１に連結される。貫通孔２３Ｈ２は、ステータケース２３のケースリブ２３ｄに形成されている。貫通孔２３Ｈ２は、ブロック主面２４ａ側の貫通孔２４Ｈ２に連結される。ブロック背面２４ｂ側の貫通孔２４Ｈ１及び２４Ｈ２は、ディフューザプレート４０に形成された流入出口部４０Ｇ１（後述）とそれぞれ連結される。

パッキン溝ＰＧ３は、パッキンＰ３に対応する。パッキンＰ３は、ケースリブ２３ｄとパスブロック２４との間に配置される。パッキン溝ＰＧ３は、貫通孔２４Ｈ１の外周に設けられる。パッキン溝ＰＧ３は、貫通孔２４Ｈ２の外周にも設けられる。ケースリブ２３ｄとパスブロック２４とが接する状態であるとき、パッキンＰ３は、パッキン溝ＰＧ３に固定される。パッキンＰ３が固定されることにより、ケースリブ２３ｄ及びパスブロック２４は、貫通孔２４Ｈ１を水密に保つことができる。ケースリブ２３ｄ及びパスブロック２４は、貫通孔２４Ｈ２も水密に保つことができる。

ディフューザプレート４０には、一つの貫通孔４０Ｈが形成されている。貫通孔４０Ｈは、モータ側主面４０ａからコンプレッサ側背面４０ｂに至る。貫通孔４０Ｈの中心は、回転軸線ＲＬに一致する。

図６は、ディフューザプレート４０とパスブロック２４との関係を概略的に示す断面図である。上述したように、ディフューザプレート４０は、２枚の円板を貼り合わせることにより、１枚の円板状の部品として構成される。２枚の円板とは、モータ側主面４０ａを含む第一円板部材４０Ｓと、コンプレッサ側背面４０ｂを含む第二円板部材４０Ｋと、を意味する。以下、第一円板部材４０Ｓに第二の流路Ｆ２のための溝及び穴が形成されているものとして説明する。

ディフューザプレート４０には、流路溝４０Ｇが設けられている。流路溝４０Ｇは、第二の流路Ｆ２を形成する。流路溝４０Ｇは、流入出口部４０Ｇ１と、円環溝部４０Ｇ２と、連結溝部４０Ｇ３と、ポケット部４０Ｇ４と、を含む。流路溝４０Ｇは、回転軸線ＲＬを囲むように円環状に形成されている。流路溝４０Ｇは、回転軸線ＲＬの方向から平面視したときに、コイルエンドよりも外周に位置してもよい。コイルエンドは、ステータ２２の第二の端面２２ｂから曝露している。流路溝４０Ｇは、コイルエンドと重複してもよい。

コンプレッサ側背面４０ｂは、インペラ領域４０ｂ１と、ディフューザ領域４０ｂ２と、を含む。インペラ領域４０ｂ１は、コンプレッサ１０のインペラ１１と対面する。ディフューザ領域４０ｂ２は、コンプレッサ１０とともに圧縮空気の流路を構成する。ディフューザ領域４０ｂ２は、インペラ領域４０ｂ１を囲んでいる。

流入出口部４０Ｇ１は、流路溝４０Ｇの端部である。流入出口部４０Ｇ１は、例えば２つの凹部により形成されている。ブロック背面２４ｂには、貫通孔２４Ｈ１及び貫通孔２４Ｈ２が形成されている。

円環溝部４０Ｇ２は、円環状の溝である。円環溝部４０Ｇ２は、１８０度以上の中心角によって回転軸線ＲＬを囲む。

連結溝部４０Ｇ３は、流入出口部４０Ｇ１を円環溝部４０Ｇ２に連結する。連結溝部４０Ｇ３は、流入出口部４０Ｇ１が円環溝部４０Ｇ２と離間しておらず、円環溝部４０Ｇ２上に形成される場合、省略することができる。

ポケット部４０Ｇ４は、円環溝部４０Ｇ２と連続的に形成された２つの凹部である。ポケット部４０Ｇ４は、２つの流入出口部４０Ｇ１の間を結ぶ間隔よりも狭い間隔で、それぞれが対向するように形成される。ポケット部４０Ｇ４が熱媒体を流通させる間隔は、パスブロック２４からの流入口と、パスブロック２４への流出口との間の間隔よりも狭い。

図７は、流路の一例を概略的に示す図である。図７の（ａ）を参照すると、モータケーシング２５と、ステータケース２３と、パスブロック２４と、ディフューザプレート４０と、がそれぞれ水密に接している。図７の（ｂ）は、第一の流路Ｆ１、第二の流路Ｆ２、連結流路Ｆ３ａ、及び導入流路Ｆ３ｂがひとつながりの流路を形成していることを概略的に示している。

図７の（ｂ）は、第一の流路Ｆ１、第二の流路Ｆ２、連結流路Ｆ３ａ及び導入流路Ｆ３ｂの一例を示す。第一の流路Ｆ１は、ステータ２２の第一の端面２２ａからステータ２２の側面の少なくとも一部に沿う。第一の流路Ｆ１は、ステータ２２の第二の端面２２ｂに向けて延びる。第一の流路Ｆ１は、流路本体部Ｆ１ｓと、第一の付属流路部Ｆ１ｒ１と、第二の付属流路部Ｆ１ｒ２と、を有する。回転軸線ＲＬのまわりに沿って、流路本体部Ｆ１ｓの一方の端部から流路本体部Ｆ１ｓの他方の端部までの幅は、第一の付属流路部Ｆ１ｒ１から第二の付属流路部Ｆ１ｒ２までの幅よりも、小さい。流路本体部Ｆ１ｓには、ポケット部２５Ｇ４（図６参照）が設けられているからである。

流路本体部Ｆ１ｓは、外側流路部Ｆ１ａと、中間流路部Ｆ１ｂと、内側流路部Ｆ１ｃと、を含む。流路本体部Ｆ１ｓの一方の端部には、第一の付属流路部Ｆ１ｒ１が連結されている。流路本体部Ｆ１ｓの他方の端部には、第二の付属流路部Ｆ１ｒ２が連結されている。

外側流路部Ｆ１ａは、回転軸線ＲＬを囲む。外側流路部Ｆ１ａは、内側流路部Ｆ１ｃに対して回転軸線ＲＬの方向にずれている。外側流路部Ｆ１ａからコンプレッサ１０までの距離は、内側流路部Ｆ１ｃからコンプレッサ１０までの距離よりも近い。外側流路部Ｆ１ａは、流路溝２５Ｇと、第一円環部２３ｂ１と、により形成される。流路溝２５Ｇは、壁面２５ａに形成されている。第一円環部２３ｂ１は、ケース端面２３ｂに形成されている。

中間流路部Ｆ１ｂは、内側流路部Ｆ１ｃ及び外側流路部Ｆ１ａの間に設けられる。中間流路部Ｆ１ｂは、内側流路部Ｆ１ｃを外側流路部Ｆ１ａに接続する。従って、中間流路部Ｆ１ｂは、回転軸線ＲＬの方向に対して斜めに延びる。中間流路部Ｆ１ｂは、流路溝２５Ｇと、第二円環部２３ｂ２と、により形成される。

内側流路部Ｆ１ｃは、回転軸線ＲＬを囲む。内側流路部Ｆ１ｃは、流路溝２５Ｇと、第三円環部２３ｂ３と、により形成される。中間流路部Ｆ１ｂ及び内側流路部Ｆ１ｃは、ステータ２２の第一の端面２２ａからステータ２２の側面の少なくとも一部に沿う。中間流路部Ｆ１ｂ及び内側流路部Ｆ１ｃは、ステータ２２の第二の端面２２ｂに向けて延びる。

熱媒体は、供給口ＦＳから第一の流路Ｆ１に流入する。流入した熱媒体は、導入流路Ｆ３ｂ、第二の流路Ｆ２および連結流路Ｆ３ａの順に流通する。熱媒体は、排出口ＦＶから排出される。供給口ＦＳ及び排出口ＦＶは、モータケーシング２５に設けられている。

第一の流路Ｆ１及び第二の流路Ｆ２は、回転軸線ＲＬを囲む。第一の流路Ｆ１及び第二の流路Ｆ２は、円環状である。回転軸線ＲＬの方向から見た第一の流路Ｆ１の投影面積は、第二の流路Ｆ２の投影面積と異なる。回転軸線ＲＬ方向から見たとき、第二の流路Ｆ２の外径は、第一の流路Ｆ１の外径より大きい。回転軸線ＲＬの方向から見たとき、第二の流路Ｆ２の内径は、第一の流路Ｆ１の内径より小さくてもよい。ステータ２２の第二の端面２２ｂに対向する面における第二の流路Ｆ２の表面積は、ステータ２２の第一の端面２２ａに対向する面における第一の流路Ｆ１の表面積と異なる。第二の流路Ｆ２の表面積は、第一の流路Ｆ１の表面積よりも大きくてもよい。

電動過給機１は、回転軸線ＲＬを基準とする円周上に配置されたステータ２２を有するモータ２０と、ステータ２２を保持すると共に、モータ２０の回転軸線ＲＬの方向においてステータ２２の第一の端面２２ａに対して熱的に接続されるステータケース２３（第一の部材）と、回転軸線ＲＬの方向においてステータ２２の第二の端面２２ｂに対して熱的に接続されるディフューザプレート４０（第二の部材）と、ステータケース２３に接するモータケーシング２５（第三の部材）と、を備える。ステータケース２３及びモータケーシング２５は、回転軸線ＲＬを囲むように第一の端面２２ａ側に配置された第一の流路Ｆ１を協働して形成する。ディフューザプレート４０は、回転軸線ＲＬを囲むように第二の端面２２ｂの側に配置されると共に、第一の流路Ｆ１に対して回転軸線ＲＬの方向に離間する第二の流路Ｆ２を有する。

電動過給機１のステータ２２には、回転磁界を発生させるための電流が供給される。供給された電流に起因して、ステータ２２は発熱する。ステータ２２の第一の端面２２ａにはステータケース２３が熱的に接続されている。ステータケース２３（第一の部材）とモータケーシング２５（第三の部材）は、協働して第一の流路Ｆ１を形成する。電動過給機１は、第一の流路Ｆ１に熱媒体を供給することによって、ステータ２２の第一の端面２２ａから熱を奪うことができる。ステータ２２の第二の端面２２ｂにはディフューザプレート４０（第二の部材）が熱的に接続されている。ディフューザプレート４０は、第二の流路Ｆ２を有する。電動過給機１は、第二の流路Ｆ２に熱媒体を供給することによって、ステータ２２の第二の端面２２ｂから熱を奪うことができる。従って、電動過給機１は、より多くの熱量をステータ２２から奪うことが可能になる。その結果、電動過給機１は、冷却性能をさらに高めることができる。

モータ２０の主な発熱源は、コイルを含むステータ２２である。モータ２０のコイルには、動力源として電流が供給される。電流がコイルを流れるとき、電気抵抗に起因して発熱が生じる。発熱によってモータ２０の温度が上昇すると、モータ２０を構成する磁石に減磁が生じる。その結果、モータ２０の出力が低下する可能性がある。従って、モータ２０を冷却する必要がある。電動過給機１は、第一の流路Ｆ１と第二の流路Ｆ２とを含む冷却機構を備えている。冷却機構は、ステータ２２の両端面を熱経路として採用する。冷却機構は、特にステータ２２の第一の端面２２ａ及び第二の端面２２ｂから曝露しているコイルエンドから効率よく熱を排出する。

電動過給機１は、ステータ２２を有するモータ２０と、ステータ２２の第一の端面２２ａに熱的に接続されるモータケーシング２５と、ステータ２２の第二の端面２２ｂに熱的に接続されるディフューザプレート４０と、を備える。モータケーシング２５には、熱媒体のための第一の流路Ｆ１が形成されている。ディフューザプレート４０には、熱媒体のための第二の流路Ｆ２が形成されている。

ステータ２２の両側の端面において、コイルの端部であるコイルエンドが曝露している。電動過給機１では、ステータ２２の第一の端面２２ａには、第一の流路Ｆ１が形成されたモータケーシング２５が熱的に接続される。ステータ２２の第二の端面２２ｂには、第二の流路Ｆ２が形成されたディフューザプレート４０が熱的に接続される。このような構成によれば、電動過給機１は、第一の流路Ｆ１及び第二の流路Ｆ２のそれぞれに熱媒体を流通させることができる。その結果、電動過給機１は、ステータ２２の両側の端面から効率よく熱を排出することが可能となる。従って、電動過給機１は、冷却性能をさらに高めることができる。

ステータケース２３は、ステータ２２を収容するケース本体２３ｓと、ケース本体２３ｓの外周面から延びるケースリブ２３ｄと、を有する。電動過給機１は、ケース本体２３ｓによって隔てられたケースリブ２３ｄとディフューザプレート４０との間に配置されたパスブロック２４をさらに備える。パスブロック２４は、第一の流路Ｆ１と第二の流路Ｆ２とを相互に接続する連結流路Ｆ３ａを有する。この構成によれば、パスブロック２４の連結流路Ｆ３ａによって第一の流路Ｆ１が第二の流路Ｆ２に接続される。その結果、電動過給機１は、ステータ２２の第一の端面２２ａ及び第二の端面２２ｂの両面を冷却する流路を、１本の流路とすることができる。従って、電動過給機１は、熱媒体を流路に提供する構成及び流路から排出する構成を簡易にすることができる。

電動過給機１は、ステータケース２３と、パスブロック２４と、をさらに備えてもよい。ステータケース２３は、ステータ２２を保持する。パスブロック２４は、ステータケース２３とディフューザプレート４０との間、且つステータケース２３の側面に配置される。このような構成によっても、電動過給機１は、良好な冷却性能を得ることができる。第一の流路Ｆ１及び第二の流路Ｆ２が連結されてひとつながりの流路を形成する。熱媒体の供給口ＦＳ及び排出口ＦＶをそれぞれ一つとすることができるので、電動過給機１は簡易な構成となる。パスブロック２４がステータケース２３とは別部品となる。その結果、ステータケース２３を容易に製造することができる。パスブロック２４とステータケース２３とが同一の部品として製造する場合と比べて、焼き嵌め時にステータケース２３の熱変形を均等にすることができる。その結果、電動過給機１は、焼き嵌めの不良に起因して歩留まりが低下することを抑制できる。

パスブロック２４は、外部から第二の流路Ｆ２に熱媒体を導く導入流路Ｆ３ｂをさらに有する。連結流路Ｆ３ａは、第二の流路Ｆ２から第一の流路Ｆ１へ熱媒体を導く。この構成によっても、電動過給機１は、熱媒体を流路に提供する構成及び流路から排出する構成を簡易にすることができる。

回転軸線ＲＬから見た第二の流路Ｆ２の第二の投影面積は、回転軸線ＲＬから見た第一の流路Ｆ１の第一の投影面積と異なる。この構成によれば、電動過給機１は、第一の流路Ｆ１によってステータ２２から奪う熱量と第二の流路Ｆ２によってステータ２２から奪う熱量とのバランスを調整することができる。

ステータ２２の第二の端面２２ｂに対向する面における第二の流路Ｆ２の表面積は、ステータ２２の第一の端面２２ａに対向する面における第一の流路Ｆ１の表面積と異なる。このような構成によっても、電動過給機１は、良好な冷却性能を得ることができる。

回転軸線ＲＬから見た第二の流路Ｆ２の第二の投影面積は、回転軸線ＲＬから見た第一の流路Ｆ１の第一の投影面積より大きい。この構成によれば、電動過給機１は、第二の流路Ｆ２によってステータ２２から奪う熱量を第一の流路Ｆ１によってステータ２２から奪う熱量よりも大きくすることができる。

第二の流路Ｆ２の表面積は、第一の流路Ｆ１の表面積よりも大きい。ディフューザプレート４０は、ステータ２２の第二の端面２２ｂに熱的に接続する面とは逆の面において、コンプレッサインペラにより圧縮された空気からの熱を受ける。電動過給機１では、ディフューザプレート４０の流路の表面積を大きくすることにより、コイルエンドからの抜熱を効率よく行うことができる。電動過給機１は、ステータ２２の第二の端面２２ｂに対する圧縮空気からの伝熱を抑制することができる。従って、電動過給機１は、冷却性能をさらに高めることができる。

第一の流路Ｆ１は、回転軸線ＲＬを囲む内側流路部Ｆ１ｃと、回転軸線ＲＬを囲むと共に内側流路部Ｆ１ｃに対して回転軸線ＲＬの方向にずれる外側流路部Ｆ１ａと、内側流路部Ｆ１ｃ及び外側流路部Ｆ１ａの間に設けられると共に回転軸線ＲＬの方向に対して斜めに延びる中間流路部Ｆ１ｂと、を含む。この構成によれば、電動過給機１は、ステータ２２の第一の端面２２ａから熱を良好に奪うことができる。

第一の流路Ｆ１は、ステータ２２の第一の端面２２ａからステータ２２の側面の少なくとも一部に沿って、ステータ２２の第二の端面２２ｂに向けて延伸するように設けられる。このような構成により、ステータ２２の第一の端面２２ａ側において、第一の端面２２ａから側面にかけて第一の流路Ｆ１が形成される。その結果、電動過給機１は、コイルエンドにより近い箇所に熱媒体を流通させることができる。従って、電動過給機１は、冷却性能をさらに高めることができる。

第一の流路Ｆ１は、内側流路部Ｆ１ｃ、中間流路部Ｆ１ｂ及び外側流路部Ｆ１ａを含む流路本体部Ｆ１ｓと、流路本体部Ｆ１ｓの一方の端部から回転軸線ＲＬに対して交差する方向に延びる第一の付属流路部Ｆ１ｒ１と、流路本体部Ｆ１ｓの他方の端部から回転軸線ＲＬに対して交差する方向に延びる第二の付属流路部Ｆ１ｒ２と、を有する。回転軸線ＲＬのまわりに沿って、流路本体部Ｆ１ｓの一方の端部から流路本体部Ｆ１ｓの他方の端部までの幅は、第一の付属流路部Ｆ１ｒ１から第二の付属流路部Ｆ１ｒ２までの幅よりも、小さい。この構成によれば、電動過給機１は、ステータ２２の第一の端面２２ａから熱をさらに良好に奪うことができる。

ディフューザプレート４０には、パスブロック２４からの流入口と、パスブロック２４への流出口との間の間隔よりも狭い間隔で熱媒体を流通させるポケット部２５Ｆ４が形成されている。ステータ２２の両側の流路を連結すると、ディフューザプレート４０の流路において、パスブロック２４からの流入口とパスブロック２４への流出口との間の間隔分、熱媒体が流通しないことがある。電動過給機１では、ポケット部２５Ｇ４によりディフューザプレート４０の流路が拡大する。従って、電動過給機１は、冷却性能をさらに高めることができる。

モータケーシング２５は、第二の流路Ｆ２における熱媒体の供給口ＦＳ及び排出口ＦＶを有する。このような構成によっても、電動過給機１は、良好な冷却性能を得ることができる。モータケーシング２５は、ディフューザプレート４０と比べて十分な空間容積を有する。従って、電動過給機１は、第二の流路Ｆ２における熱媒体の供給口ＦＳ及び排出口ＦＶを容易に配置することができる。

本開示の電動過給機１は、上述した実施形態の構成に限定されない。実施形態では、モータケーシング２５が、ステータケース２３と協働して第一の流路Ｆ１を構成すると記載した。例えば、モータケーシング２５あるいはステータケース２３のいずれか一方に第一の流路Ｆ１を構成する溝及び穴が形成されていてもよい。

また、上記の実施形態では、ステータ２２の第一の端面２２ａに接する第一の部材として、ステータケース２３を例示した。ステータケース２３に対して接する第三の部材としてモータケーシング２５を例示した。第一の部材、第二の部材及び第三の部材の具体例は、上記の例示に限定されない。例えば、ステータ２２の第一の端面２２ａに接する第一の部材は、モータケーシングであってもよい。モータケーシングに対して接する第三の部材は、ステータケースであってもよい。

１ 電動過給機
１０ コンプレッサ
２０ モータ
２１ ロータ
２２ ステータ
２２ａ 第一の端面
２２ｂ 第二の端面
２３ ステータケース（第一の部材）
２３ｓ ケース本体
２３ｄ ケースリブ
２４ パスブロック
２５ モータケーシング（第三の部材）
２５Ｇ 流路溝
２５Ｇ１ 流入出口部
２５Ｇ２ 円環溝部
２５Ｇ３ 連結溝部
２５Ｇ４ ポケット部
３０ 回転軸
４０ ディフューザプレート（第二の部材）
４０Ｇ１ 流入出口部
４０Ｇ２ 円環溝部
４０Ｇ３ 連結溝部
４０Ｇ４ ポケット部
Ｆ１ 第一の流路
Ｆ１ａ 外側流路部
Ｆ１ｂ 中間流路部
Ｆ１ｃ 内側流路部
Ｆ１ｒ１ 第一の付属流路部
Ｆ１ｒ２ 第二の付属流路部
Ｆ２ 第二の流路
Ｆ３ａ 連結流路
Ｆ３ｂ 導入流路
ＦＳ 供給口
ＦＶ 排出口
ＲＬ 回転軸線

Claims (7)

1. 回転軸線を基準とする円周上に配置されたステータを有するモータと、
   前記回転軸線の方向において前記ステータの第一の端面に対して熱的に接続され、前記ステータを保持するステータケースと、
   前記回転軸線の方向において前記ステータの第二の端面に対して熱的に接続されるディフューザプレートと、
   前記ステータケースに接し、前記ステータケースを収容するモータケーシングと、を備え、
   前記ステータケース及び前記モータケーシングは、前記回転軸線を囲むように前記第一の端面側に配置された第一の流路を協働して形成し、
   前記ディフューザプレートは、前記回転軸線を囲むように前記第二の端面側に配置されると共に、前記第一の流路に対して前記回転軸線の方向に離間する第二の流路を有する、
   電動過給機。
2. 前記ステータケースは、前記ステータを収容するケース本体と、前記ケース本体の外周面から延びるケースリブと、を有し、
   前記ケース本体によって隔てられた前記ケースリブと前記ディフューザプレートとの間に配置されたパスブロックをさらに備え、
   前記パスブロックは、前記第一の流路と前記第二の流路とを相互に接続する連結流路を有する、請求項１に記載の電動過給機。
3. 前記パスブロックは、外部から前記第二の流路に熱媒体を導く導入流路をさらに有し、
   前記連結流路は、前記第二の流路から前記第一の流路へ前記熱媒体を導く、請求項２に記載の電動過給機。
4. 前記回転軸線から見た前記第二の流路の第二の投影面積は、前記回転軸線から見た前記第一の流路の第一の投影面積と異なる、請求項１～３のいずれか一項に記載の電動過給機。
5. 前記回転軸線から見た前記第二の流路の第二の投影面積は、前記回転軸線から見た前記第一の流路の第一の投影面積より大きい、請求項１～４のいずれか一項に記載の電動過給機。
6. 前記第一の流路は、前記回転軸線を囲む内側流路部と、前記回転軸線を囲むと共に前記内側流路部に対して前記回転軸線の方向にずれる外側流路部と、前記内側流路部及び前記外側流路部の間に設けられると共に前記回転軸線の方向に対して斜めに延びる中間流路部と、を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の電動過給機。
7. 前記第一の流路は、前記内側流路部、前記中間流路部及び前記外側流路部を含む流路本体部と、前記流路本体部の一方の端部から前記回転軸線に対して交差する方向に延びる第一の付属流路部と、前記流路本体部の他方の端部から前記回転軸線に対して交差する方向に延びる第二の付属流路部と、を有し、
   前記回転軸線のまわりに沿って、前記流路本体部の一方の端部から前記流路本体部の他方の端部までの幅は、前記第一の付属流路部から前記第二の付属流路部までの幅よりも、小さい、請求項６に記載の電動過給機。

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