特許 7459952 回転機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-25

(45)【発行日】2024-04-02

(54)【発明の名称】回転機械

(51)【国際特許分類】

   H02K 9/19 20060101AFI20240326BHJP

   H02K 5/20 20060101ALI20240326BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20240326BHJP

   F04D 29/58 20060101ALI20240326BHJP

   F04D 29/42 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

H02K9/19 A

H02K5/20

H02K7/14 A

F04D29/58 P

F04D29/42 H

F04D29/42 M

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022550485

(86)(22)【出願日】2021-09-06

(86)【国際出願番号】 JP2021032706

(87)【国際公開番号】W WO2022059548

(87)【国際公開日】2022-03-24

【審査請求日】2022-12-05

(31)【優先権主張番号】P 2020157788

(32)【優先日】2020-09-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(74)【代理人】

【識別番号】100133307

【弁理士】

【氏名又は名称】西本 博之

(72)【発明者】

【氏名】飯嶋 海

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 裕司

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 光

【審査官】津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１３９４９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５３５６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５７６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０１２３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－００９５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０８８４４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－０１４２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－９６９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１４１６４６３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ９／１９

Ｈ０２Ｋ ５／２０

Ｈ０２Ｋ ７／１４

Ｆ０４Ｄ ２９／５８

Ｆ０４Ｄ ２９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータ及びステータを備えた電動モータと、
前記電動モータの駆動によって回転する回転軸と、
前記回転軸に取り付けられたインペラと、
前記ステータを包囲すると共に、前記ステータが固定されたインナーケースと、
前記インナーケースに外装されるアウター部と、を備え、
前記アウター部は、前記インナーケースの外周面に対面する内周面と、
前記内周面に形成されると共に、冷媒が通過する流路溝と、を備えており、
前記流路溝は、前記回転軸の軸方向に延在する複数の主溝部を備え、
前記複数の主溝部は、前記インナーケースの周方向に並設されており、
前記主溝部の前記インナーケースの周方向の幅は、前記主溝部の前記軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて離れるほど広がるように設けられている、回転機械。

【請求項2】

前記インナーケースは、前記回転軸の軸方向の両方の端部を備え、
前記アウター部は、前記内周面を有する側壁と、前記インナーケースの前記両方の端部のうち、一方の前記端部に対面する奥壁と、前記奥壁に設けられると共に、前記流路溝に連通する返し溝部と、を備えている、請求項１記載の回転機械。

【請求項3】

前記複数の主溝部は、前記返し溝部を介して互いに連通している、請求項２記載の回転機械。

【請求項4】

前記側壁は、前記奥壁に対して前記軸方向の反対側に設けられると共に、内径が拡大した段差部を備えており、
前記流路溝は、前記複数の主溝部を互いに連通すると共に、前記段差部で開放された接続溝部を備えており、
前記インナーケースは、前記段差部に当接して前記接続溝部を封止するフランジ部を備えている、請求項３記載の回転機械。

【請求項5】

前記流路溝は、前記冷媒を受け入れる入口と、前記冷媒を排出する出口とを備え、
前記流路溝及び前記返し溝部は、前記入口と前記出口とを接続するワンパス流路を形成する、請求項２～４のいずれか一項記載の回転機械。

【請求項6】

前記返し溝部の流路断面は、前記流路溝の最大流路断面よりも小さい、請求項２～５のいずれか一項記載の回転機械。

【請求項7】

前記奥壁は、前記インペラと前記ステータとの間に配置されており、
前記軸方向で、前記返し溝部の少なくとも一部は、前記インペラに重なるように配置されている、請求項２～６のいずれか一項記載の回転機械。

【請求項8】

前記インナーケースは、前記アウター部の前記内周面に接する外周面を備え、
前記外周面のうち、前記インナーケースの少なくとも前記流路溝に対面する領域は、平坦である、請求項１～７のいずれか一項記載の回転機械。

【請求項9】

前記流路溝は、前記複数の主溝部を互いに連通する接続溝部を備えており、
前記主溝部の一方の端部は前記返し溝部に接続されており、他方の端部は前記接続溝部に接続されている、請求項３記載の回転機械。

【請求項10】

前記接続溝部は、前記周方向に沿って並ぶように複数設けられており、
前記返し溝部は、前記周方向に沿って並ぶように複数設けられており、
前記接続溝部と前記返し溝部とは、前記周方向で交互に配置されている、請求項９記載の回転機械。

【請求項11】

ロータ及びステータを備えた電動モータと、
前記電動モータの駆動によって回転する回転軸と、
前記回転軸に取り付けられたインペラと、
前記ステータを包囲すると共に、前記ステータが固定されたインナーケースと、
前記インナーケースに外装されるアウター部と、を備え、
前記インナーケースは、前記回転軸の軸方向の両方の端部を備え、
前記アウター部は、前記インナーケースの前記両方の端部のうち、一方の前記端部に対面する奥壁と、前記奥壁に設けられると共に、冷媒が通過する奥壁溝部と、前記インナーケースの外周面に対面する内周面と、前記内周面に形成され、前記奥壁溝部に連通して前記冷媒が通過する主溝部と、を備え、
前記主溝部は、前記回転軸の軸方向に延在し、
前記主溝部の前記インナーケースの周方向の幅は、前記主溝部の前記軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて離れるほど広がるように設けられている、回転機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、回転機械に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機の冷却構造として、例えば、特許文献１～４に係る技術が知られている。また、インペラを備えたターボチャージャーなどの回転機械がある。この種の回転機械は、インペラを、主体的、あるいは補助的に回転させる電動モータを備えている。電動モータの近傍には、冷却流路が設けられており、電動モータの発熱は、冷却流路を通過する冷媒によって抑えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－０３３９１６号公報

【文献】特開２０１７－９９２８１号公報

【文献】特開昭５９－０７０１６２号公報

【文献】特開平１０－２１０７０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

回転機械では、電動モータのステータ周りの構造やインペラの配置などによって冷却流路を形成する際の制約も多くなる。その結果として、電動モータの冷却が不十分になってしまうと、各種の問題を生じる可能性があった。

【0005】

本開示は、電動モータを冷却できる回転機械を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、ロータ及びステータを備えた電動モータと、電動モータの駆動によって回転する回転軸と、回転軸に取り付けられたインペラと、ステータを包囲すると共に、ステータが固定されたインナーケースと、インナーケースに外装されるアウター部と、を備えている回転機械である。この回転機械において、アウター部は、インナーケースの外周面に対面する内周面と、内周面に形成されると共に、冷媒が通過する流路溝と、を備えている。

【0007】

本開示の一態様は、ロータ及びステータを備えた電動モータと、電動モータの駆動によって回転する回転軸と、回転軸に取り付けられたインペラと、ステータを包囲すると共に、ステータが固定されたインナーケースと、インナーケースに外装されるアウター部と、を備えた回転機械である。この回転機械において、インナーケースは、回転軸の軸方向の両方の端部を備え、アウター部は、インナーケースの両方の端部のうち、一方の端部に対面する奥壁と、奥壁に設けられると共に、冷媒が通過する奥壁溝部と、を備えている。

【発明の効果】

【0008】

本開示のいくつかの態様によれば、電動モータを冷却できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係る回転機械を示す断面図である。

【図2】図２は、実施形態に係る回転機械の一部分を示す分解斜視図である。

【図3】図３は、モータハウジングの内周面を示す斜視図である。

【図4】図４は、冷却流路の概略を平面的に展開し、冷却流路を流れる冷媒の流れを模式的に示す説明図である。

【図5】図５は、他の実施形態に係る回転機械の一部分を示す分解斜視図である。

【図6】図６は、他の実施形態に係る冷却流路の概略を平面的に展開し、冷却流路を流れる冷媒の流れを模式的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の一例は、ロータ及びステータを備えた電動モータと、電動モータの駆動によって回転する回転軸と、回転軸に取り付けられたインペラと、ステータを包囲すると共に、ステータが固定されたインナーケースと、インナーケースに外装されるアウター部と、を備えている回転機械である。この回転機械において、アウター部は、インナーケースの外周面に対面する内周面と、内周面に形成されると共に、冷媒が通過する流路溝と、を備えている。

【0011】

一例に係る回転機械では、電動モータのステータはインナーケースに固定され、インナーケースにはアウター部が外装されている。冷媒が通過する流路溝は、アウター部の内周面に形成されており、流路溝は、インナーケースの周囲に配置される。電動モータのステータは、流路溝を通過する冷媒により、インナーケースを介して冷却される。その結果、電動モータを冷却できる。ここで、流路溝は、アウター部に主体的に形成されている。つまり、内側のインナーケースに関しては、流路溝を形成するための寸法や構造等の制約は少ない。したがって、例えば、インナーケースの肉厚を薄くしてステータを広い範囲で均一に冷却するなどの工夫が容易である。

【0012】

いくつかの例において、インナーケースは、回転軸の軸方向の両方の端部を備え、アウター部は、上記の内周面を有する側壁と、インナーケースの両方の端部のうち、一方の端部に対面する奥壁と、奥壁に設けられると共に、流路溝に連通する返し溝部と、を備えていてもよい。奥壁に冷媒が通過する返し溝部が形成されているので、インナーケースに固定されたステータの一方の端部を冷却することができる。

【0013】

いくつかの例において、流路溝は、軸方向に延在する複数の主溝部を備え、複数の主溝部は、インナーケースの周方向に並設されると共に、返し溝部を介して互いに連通していてもよい。複数の主溝部は、インナーケースの周方向に並設され、互いに、返し溝部によって連通しているので、インナーケースの周方向の広い範囲からステータを冷却することができる。

【0014】

いくつかの例において、側壁は、奥壁に対して軸方向の反対側に設けられると共に、内径が拡大した段差部を備えており、流路溝は、複数の主溝部を互いに連通すると共に、段差部で開放された接続溝部を備えており、インナーケースは、段差部に当接して接続溝部を封止するフランジ部を備えていてもよい。複数の主溝部は、接続溝部を介して互いに連通するため、共通の冷媒を用いて広い範囲を冷却することができる。

【0015】

いくつかの例において、流路溝は、冷媒を受け入れる入口と、冷媒を排出する出口とを備え、流路溝及び返し溝部は、入口と出口とを接続するワンパス流路を形成してもよい。ワンパス流路とすることにより、冷媒の滞留箇所を少なくでき、冷媒の円滑な流れを形成し易くなる。

【0016】

いくつかの例において、返し溝部の流路断面は、流路溝の最大流路断面よりも小さくてもよい。返し溝部での流速が流路溝に対して相対的に速くなり、奥壁での冷却効率の向上に有利になる。

【0017】

いくつかの例において、奥壁は、インペラとステータとの間に配置されており、軸方向で、返し溝部の少なくとも一部は、インペラに重なるように配置されていてもよい。返し溝部を通過する冷媒により、ステータ及びインペラの両方を冷却できる。

【0018】

いくつかの例において、インナーケースは、アウター部の内周面に接する外周面を備え、外周面のうち、インナーケースの少なくとも流路溝に対面する領域は、平坦であってもよい。インナーケースの流路溝に対面する領域が平坦であれば、冷媒の流路となる流路溝を閉塞した際にシール（気密または液密に）することができる。

【0019】

いくつかの例において、流路溝は、複数の主溝部を互いに連通する接続溝部を備えており、主溝部の一方の端部は返し溝部に接続されており、他方の端部は接続溝部に接続されていてもよい。

【0020】

いくつかの例において、接続溝部は、周方向に沿って並ぶように複数設けられており、返し溝部は、周方向に沿って並ぶように複数設けられており、接続溝部と返し溝部とは、周方向で交互に配置されていてもよい。

【0021】

本開示の一例は、ロータ及びステータを備えた電動モータと、電動モータの駆動によって回転する回転軸と、回転軸に取り付けられたインペラと、ステータを包囲すると共に、ステータが固定されたインナーケースと、インナーケースに外装されるアウター部と、を備えている回転機械である。この回転機械において、インナーケースは、回転軸の軸方向の両方の端部を備え、アウター部は、インナーケースの両方の端部のうち、一方の端部に対面する奥壁と、奥壁に設けられると共に、冷媒が通過する奥壁溝部と、を備えている。

【0022】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0023】

図１及び図２は、本開示における回転機械１の一例を示しており、具体的には電動過給機である。本開示の回転機械１は、電動モータ２と、電動モータ２の駆動によって回転する回転軸３と、回転軸３に取り付けられたコンプレッサインペラ４とを備えている。また、回転機械１は、電動モータ２の駆動を制御するインバータ６を備えている。

【0024】

電動モータ２は、回転軸３に固定されたロータ２１と、ロータ２１を囲むように配置されたステータ２２とを備えている。ステータ２２は、ティース２２ａと、ティース２２ａに巻回されたコイル２２ｂとを備えている。ステータケース９（インナーケースの一例）は、電動モータ２を包囲するように配置され、特にステータ２２を包囲するように配置されている。ステータ２２は、ステータケース９の内部に固定されている。

【0025】

ステータケース９は、有底筒状であり、ステータ２２が固定された筒状の周壁９１を備えている。周壁９１は、回転軸３の軸方向Ｄａに沿うように配置されている。ステータケース９は、周壁９１の軸方向Ｄａの一方の端部に設けられた底壁９２を備えている。底壁９２の中央には開口が形成されており、開口には、回転軸３を支持する軸受３１が固定されている。ステータケース９は、底壁９２に対して反対側の端部を備え、この端部は開放されている。開放された端部の外周には、フランジ部９３が形成されている。以下の説明において、ステータケース９の外周面Ｓｂとは、周壁９１の外周面９１ａ及び底壁９２の外周面９２ａを意図している。

【0026】

回転機械１は、コンプレッサインペラ４を収容するインペラハウジング７０と、電動モータ２を収容するモータハウジング８とを備えている。モータハウジング８は、コンプレッサインペラ４に対して回転軸３の軸方向Ｄａに接続されている。また、回転機械１は、ステータケース９の開放された端部を閉鎖する内蓋部７１と、モータハウジング８の開放部を閉鎖する外蓋部７２と、を備えている。内蓋部７１には、回転軸３が挿通される中央孔が形成されている。内蓋部７１と外蓋部７２との間には筒状のスリーブ７３が設けられている。スリーブ７３の内部には、回転軸３を回転自在に支持する軸受３２が固定されている。

【0027】

モータハウジング８は、ステータケース９に外装され、実質的に電動モータ２を内部に収容するモータ収容部８１（アウター部の一例）と、インバータ６が設置されるインバータ収容部８２とを備えている。インバータ収容部８２には、電動モータ２の駆動を制御するインバータ６が設置されている。インバータ収容部８２にはインバータ６を覆うカバー部６１が固定されている。

【0028】

モータ収容部８１の内周面Ｓａは、実質的にステータケース９の外周面Ｓｂに当接しており、モータ収容部８１の内周面Ｓａとステータケース９の外周面Ｓｂとの間には、冷却流路Ｆが形成されている。冷却流路Ｆには、電動モータ２を冷却する冷却液などの冷媒Ｃ（図４参照）が通過する。以下、冷却流路Ｆを形成する構造について説明する。

【0029】

モータ収容部８１は、ステータケース９の周壁９１を囲む側壁８３を備えている。側壁８３の軸方向Ｄａの一方の端部には奥壁８４（図３参照）が設けられており、反対側である他方の端部（以下、「開放端８５」と称する）は開放されている。奥壁８４には、回転軸３を回転自在に支持する軸受３１が固定されている。側壁８３は、ステータケース９の周壁９１の外周面９１ａに対面する内周面８３ａを備えている。内周面８３ａには、一方の端部から他方の端部に至る途中で内径が拡大する段差部８３ｂが形成されている。段差部８３ｂにはステータケース９のフランジ部９３が当接する。なお、以下の説明において、モータ収容部８１の内周面Ｓａとは、側壁８３の内周面８３ａ及び奥壁８４の内周面８４ａを意図している。

【0030】

ステータケース９は、側壁８３の開放端８５から側壁８３内に挿入される（図２参照）。ステータケース９はフランジ部９３を備え、フランジ部９３の外周端９３ａには、シール部材９４が組付けられている。フランジ部９３は軸方向Ｄａに移動する。シール部材９４は、フランジ部９３の移動に追従し、側壁８３の内周面８３ａに摺接した状態で移動する。フランジ部９３は段差部８３ｂに当接するまで移動する。フランジ部９３が段差部８３ｂに当接することにより、シール部材９４は冷却流路Ｆのシール性（気密性または液密性）を確保する。なお、本実施形態においてシール部材９４は、側壁８３の内周面８３ａに摺接した状態で移動する。したがって、フランジ部９３が軸方向Ｄａで僅かにずれていても、冷却流路Ｆの実質的なシール性を確保できる。

【0031】

図２、図３及び図４に示されるように、側壁８３の内周面８３ａには、冷媒Ｃが通過する流路溝１１が形成されている。流路溝１１は、側壁８３の内周面８３ａに設けられた複数の主溝部１２と、複数の主溝部１２を連通する接続溝部１３とを備えている。冷却流路Ｆとして把握した場合に、接続溝部１３は側壁８３の段差部８３ｂで開放されており、段差部８３ｂがステータケース９のフランジ部９３に当接することで接続溝部１３は封止され、冷却流路Ｆとしての機能を発揮できるようになっている。

【0032】

主溝部１２は、回転軸３の軸方向Ｄａに延在する縦長の溝である。複数の主溝部１２は、ステータケース９の周方向Ｄｂ、つまり回転軸３の回転方向に等間隔で並設されている。また、各主溝部１２は、奥壁８４から離れるほど幅が広がるようなテーパ状に設けることができる。上述の通り、接続溝部１３は側壁８３の段差部８３ｂで開放されており、モータハウジング８（モータ収容部８１）をダイカストで成形する場合に、接続溝部１３はアンダーカットになり難い。更に、主溝部１２をテーパ状に設けることで、流路溝１１全体としてもアンダーカットになり難くなる。その結果、機械加工などの仕上げ等に伴う負担は軽減され、製造時の作業性を向上して効率的な製造が可能になる。

【0033】

奥壁８４の内周面８４ａは、ステータケース９の底壁９２（一方の端部）に対面している。奥壁８４の内周面８４ａには、返し溝部１４（奥壁溝部の一例）が形成されている。返し溝部１４は、流路溝１１に連通されて冷却流路Ｆの一部となる。返し溝部１４は、冷媒Ｃが連通可能となるように、複数の主溝部１２の奥壁８４側の端部同士を接続している。一方で、接続溝部１３は、奥壁８４とは反対側に設けられている。接続溝部１３は、冷媒Ｃが連通可能となるように、複数の主溝部１２の端部同士を接続している。つまり、複数の主溝部１２の一方の端部は、返し溝部１４に接続されており、その結果、隣接する複数の主溝部１２は互に連通している。また、複数の主溝部１２の他方の端部は、接続溝部１３に接続されており、その結果、隣接する複数の主溝部１２は互に連通している。

【0034】

ステータケース９をモータ収容部８１の内部に装着した際、流路溝１１及び返し溝部１４は、ステータケース９の外周面Ｓｂによって閉塞され、冷媒Ｃが通過する冷却流路Ｆとなる。本実施形態に係る冷却流路Ｆはワンパス流路を形成する。ワンパス（Ｏｎｅ－Ｐａｓｓ）流路とは、ある２つの場所を結ぶ流路であって、分岐することなく１つに繋がっている流路を意味する。本実施形態では、接続溝部１３と返し溝部１４とは、周方向Ｄｂで交互に設けられている。接続溝部１３を通過した冷媒Ｃは主溝部１２に沿って一方向に流れる（往路の流れ）。その後、冷媒Ｃは、返し溝部１４を通過することで流れは反転され、今度は、隣の主溝部１２に沿って反対方向に流れる（復路の流れ）。その結果、往路の流れと復路の流れとが交互に登場するワンパス流路が形成される。ワンパス流路の上流側の端部には冷媒Ｃを受け入れる入口１５ａが設けられている。ワンパス流路の下流側の端部には冷媒Ｃを排出する出口１５ｂが設けられている。ワンパス流路とすることにより、冷媒Ｃの滞留箇所を少なくでき、冷媒Ｃの円滑な流れを形成し易くなる。

【0035】

本実施形態に係る流路溝１１は、接続溝部１３付近の主溝部１２の流路断面が最も大きく、最大流路断面になる。これに対し、返し溝部１４の流路断面は、最大流路断面よりも小さくなっている。返し溝部１４の流路断面を、流路溝１１の最大流路断面よりも小さくすることで、返し溝部１４での流速が流路溝１１に対して相対的に速くなり、奥壁８４での冷却ができる。

【0036】

また、返し溝部１４が形成された奥壁８４は、コンプレッサインペラ４（図１参照）とステータ２２との間に設けられている。更に返し溝部１４の少なくとも一部は、軸方向Ｄａでコンプレッサインペラ４に重なるように配置されている。その結果、返し溝部１４を通過する冷媒Ｃにより、ステータ２２及びコンプレッサインペラ４の両方を冷却できる。なお、「返し溝部１４の少なくとも一部は、軸方向Ｄａでコンプレッサインペラ４に重なるように配置される」とは、軸方向Ｄａから奥壁８４を見た場合に、返し溝部１４の少なくとも一部がコンプレッサインペラ４に重なるように配置されていることを意味する。

【0037】

ステータケース９の外周面Ｓｂの一部である周壁９１の外周面９１ａは、ステータケース９の外周面Ｓｂの一部である。外周面９１ａは、モータ収容部８１の側壁８３の内周面８３ａに接している。外周面９１ａは、基本的に凹凸の無い円筒状の平坦面であり、少なくとも、流路溝１１に対面する領域は平坦になっている。その結果、冷却流路Ｆとなる流路溝１１を閉塞した際にシール（気密または液密に）することができる。

【0038】

次に、実施形態に係る回転機械１の作用、効果を説明する。回転機械１は、ステータケース９と、ステータケース９に外装されるモータ収容部８１と、を備えている。冷媒Ｃが通過する流路溝１１は、モータ収容部８１の内周面Ｓａに形成されており、流路溝１１は、ステータケース９の周囲に配置される。電動モータ２のステータ２２は、流路溝１１を通過する冷媒Ｃにより、ステータケース９を介して冷却される。その結果、電動モータ２を冷却できる。また、冷却流路Ｆ（冷媒Ｃが通過する流路溝１１）は、ステータケース９とモータ収容部８１との間に設けられている。したがって、形状の安定した冷却流路Ｆを得易くなり、更に狭い範囲に速い流速の冷媒Ｃを導くことが容易になるので、冷却性能を高め易い。

【0039】

更に本実施形態では、冷却流路Ｆとなる流路溝１１をモータ収容部８１に形成するので、ステータケース９については、成形方法の幅が広がる。例えば、ステータケース９をスチール深絞りで成形することも可能であり、その結果、ステータケース９の単品での製造コストを低減できる。更に、ステータケース９の材料をスチールとすることで異種金属の嵌合がなくなるため、品質面での信頼性が向上する。また、ステータケース９はパイプ材からのプレス加工、削り加工等によって製作することもできる。

【0040】

また、流路溝１１は、モータ収容部８１に主体的に形成されている。つまり、ステータケース９に関しては、流路溝１１を形成するための寸法や構造等の制約は少なくなる。その結果、例えば、ステータケース９の肉厚を薄くしてステータ２２を広い範囲で均一に冷却するなどの工夫が容易であり、電動モータ２の冷却が可能となる。なお、本実施形態では、ステータケース９の外周面Ｓｂは平坦であり、シール性に優れた形態になっている。しかしながら、ステータケース９の強度や構造に係る制約上、許容されるのであれば、補助的に冷却流路Ｆの一部となる溝をステータケース９の外周面Ｓｂに設けてもよい。

【0041】

また、モータ収容部８１は奥壁８４を備え、奥壁８４には、流路溝１１に連通する返し溝部１４が形成されている。奥壁８４に返し溝部１４を形成することにより、ステータケース９に固定されたステータ２２の奥側の端部（一方の端部）を冷却することができる。また、モータ収容部８１の側壁８３ではなく、奥壁８４に返し溝部１４を設けているため、モータ収容部８１をダイカストで成形する場合に、返し溝部１４はアンダーカットになり難く、成形性を向上できる。

【0042】

また、流路溝１１は複数の主溝部１２を備えている。複数の主溝部１２は、ステータケース９の周方向Ｄｂに並設され、更に、返し溝部１４を介して互いに連通している。その結果、ステータケース９の周方向Ｄｂの広い範囲からステータ２２を冷却することができる。特に、本実施形態に係る複数の主溝部１２は、等間隔に並設されているため、ステータ２２を均等に冷却する上で有利である。この「等間隔に並設されている」とは、僅かな誤差を許容しながら実質的に等しい間隔で並んでいる状態を意味する。

【0043】

更に複数の主溝部１２は、接続溝部１３を介して互いに連通するため、共通の冷媒Ｃを用いて広い範囲を冷却することができる。更に、複数の主溝部１２が連通された接続溝部１３は段差部８３ｂで開放されているため、モータ収容部８１をダイカストで成形する場合に、主溝部１２及び接続溝部１３はアンダーカットになり難く、成形性を向上できる。

【0044】

次に、図５及び図６を参照し、他の実施形態に係る回転機械１Ａについて説明する。なお、他の実施形態に係る回転機械１Ａは、上記の回転機械１と同一の構造や構成を備えている。基本的に回転機械１と同様の作用、効果を奏する。したがって、以下の説明では、相違点を中心に説明を行い、同一の構造や構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0045】

回転機械１Ａは、ステータ２２（図１参照）を包囲すると共に、ステータ２２が固定されたステータケース９と、ステータケース９に外装されるモータ収容部８１と、を備えている。モータ収容部８１の内周面Ｓａは、ステータケース９の外周面Ｓｂに対面する。モータ収容部８１は、側壁８３を備えており、側壁８３の内周面８３ａは、ステータケース９の周壁９１の外周面９１ａに対面する。側壁８３の内周面８３ａには、冷媒Ｃが通過する流路溝１１が形成されている。

【0046】

流路溝１１は、複数の主溝部１２と接続溝部１３とを備えている。主溝部１２は、回転軸３の軸方向Ｄａに長い縦長の溝である。複数の主溝部１２は、ステータケース９の周方向Ｄｂに等間隔で並設されている。複数の主溝部１２のうち、一の主溝部１２には冷媒Ｃの入口１５ａが形成されており、入口１５ａが形成された主溝部１２の隣の主溝部１２には冷媒Ｃの出口１５ｂが形成されている。接続溝部１３は、入口１５ａの主溝部１２と出口１５ｂの主溝部１２とを区画する領域を除き、基本的に周方向Ｄｂの全周に亘って複数の主溝部１２を連通可能に接続している。

【0047】

モータ収容部８１は、ステータケース９の底壁９２に対面する奥壁８４を備えている。奥壁８４には、返し溝部１４が設けられている。返し溝部１４は、入口１５ａの主溝部１２と出口１５ｂの主溝部１２とを区画する領域を除き、基本的に周方向Ｄｂの全周に亘って複数の主溝部１２を連通可能に接続している。

【0048】

回転機械１Ａでは、上述の回転機械１と同様に、冷媒Ｃが通過する流路溝１１は、モータ収容部８１の内周面Ｓａに形成されている。流路溝１１は、ステータケース９の周囲に配置される。電動モータ２のステータ２２は、流路溝１１を通過する冷媒Ｃにより、ステータケース９を介して冷却される。その結果、電動モータ２を冷却できる。また、流路溝１１は、モータ収容部８１に主体的に形成されている。つまり、モータ収容部８１の内側のステータケース９に関しては、流路溝１１を形成するための寸法や構造等の制約は少ない。したがって、電動モータ２を冷却するための冷却性能を高め易い。なお、本実施形態に係る接続溝部１３と返し溝部１４とは、複数の主溝部１２が全体に亘って接続されるように形成されており、ワンパス流路にはなっていない。

【0049】

本開示は、上記の実施形態のみに限定されない。例えば、上記の実施形態では、回転機械の一例として電動過給機を説明したが、電動モータの駆動で回転するインペラを備えた回転機械に広く適用でき、例えば電動アシスト型の過給機等であってもよい。

【0050】

また、冷却流路を形成する流路溝は、様々な形状を採用することができ、例えば、ステータケースの周方向に沿うような形状や波形の形状等であってもよい。

【符号の説明】

【0051】

１、１Ａ 回転機械
２ 電動モータ
３ 回転軸
４ コンプレッサインペラ（インペラ）
９ ステータケース
８ モータハウジング
１１ 流路溝
１２ 主溝部
１３ 接続溝部
１４ 返し溝部（奥壁溝部）
１５ａ 入口
１５ｂ 出口
２１ ロータ
２２ ステータ
８１ モータ収容部（アウター部）
８３ 側壁
８４ 奥壁
８３ｂ 段差部
９３ フランジ部
Ｓａ 内周面
Ｓｂ 外周面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】