JP4661563B2 - 冷却用ジャケット及び冷却用ジャケットを用いた高速回転機器 - Google Patents

Description

本発明は、モータ或いは燃焼機関等の熱源を冷却する冷却用ジャケット、及び冷却用ジャケットを用いた高速回転機器に関するものである。

従来より、例えば高速回転機器等において、モータ等の熱源から生じる熱による熱源の燃焼を防止するために、ハウジング内に冷却用ジャケットを備えたものが各種考えられている。

冷却用ジャケットの態様としては、内周面が熱源に臨む円筒体状のジャケット本体と、このジャケット本体の外周面側（熱源に臨まない周面）を被覆する円筒体状の閉塞部材とを用いてなり、ジャケット本体の外周面に螺旋状の溝を形成し、この螺旋状の溝と閉塞部材との間に螺旋状の流路を形成した態様（以下、「第１態様」とする）や、ハウジング及び流路を鋳物で形成した態様（以下、「第２態様」とする）、或いはハウジングを鋳物で形成するとともに、このハウジング内に銅素材からなるパイプを鋳込み、パイプを流路として機能させる態様（以下、「第３態様」とする）が挙げられる。なお、これら各態様は適宜実施されているものであり、特に特許文献を明示するまでもない。

しかしながら、前記第１態様を採用した場合、ジャケット本体に螺旋状の溝加工を施さなければならず、このような溝加工を汎用機械で加工することは困難であり、加工容易性に劣るものである。加えて、ジャケット本体の外周面に螺旋状の溝を形成しているため、ジャケット本体と閉塞部材とのシール部分が螺旋状となり、シールを簡単且つ的確に行うことが困難となり、結果的に前記ジャケット本体の外周面と閉塞部材の内周面との間に隙間が生じ易く、この隙間により短絡流路となり、冷却効率が低下するという不具合が生じるものである。加えて、螺旋状の流路であるため、冷媒流入口と冷媒流出口との形成箇所がジャケット本体の軸心方向に沿って離間した位置となり、配管作業を容易に行うことができず、実用性に欠けるという問題も生じる。

また、第２態様を採用した場合には、第１態様と比較して、高度な加工精度は要求されないものの、精密な加工を施すことができず、流路の断面が大きくなり、流速の低下及び冷却効率の低下を招来すると不具合が生じる。つまり、第２態様であれば、断面の小さい流路を多数形成して接触面積を大きくすること及び流速を大きくすることなどによる冷却効率の向上を図ることが困難である。

一方、第３態様を採用した場合には、鋳物のハウジングと銅物のパイプとの間で熱伝導率が低下し易く、特に、両者（ハウジング及びパイプ）間に剥離等による隙間が生じている場合には、上記不具合（熱伝導率の低下）が顕著に現れ、冷却効率をより一層悪化させる。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、冷却効率に優れた冷却用ジャケット、及びそれを用いた高速回転機器を提供することにある。

すなわち、本発明の冷却用ジャケットは、内、外何れか一方の周面が熱源に臨み他方の周面が閉塞部材により覆われる円筒体状のジャケット本体と、このジャケット本体の前記閉塞部材に覆われる側の周面に相互に独立させて環状に形成した複数段の円筒水路と、これらの円筒水路の円周方向に位相の異なる少なくとも２ヶ所にこれらの円筒水路を貫くようにして設けた貫通孔と、これら貫通孔の所要箇所を選択的に閉塞して冷媒流入口から一端側の円筒水路に導入される冷媒を各円筒水路内に順次蛇行させつつ流通させて他端側の円筒水路まで導くための選択閉塞部材とを具備してなる冷却用ジャケットであって、前記選択閉塞部材に中空孔を形成し、冷媒が前記中空孔内を流れて円筒水路に導入されるようにしていることを特徴とする。

このようなものであれば、選択閉塞部材により所定箇所を閉塞された貫通孔を利用して冷媒を複数段の円筒水路内に順次蛇行させながら流通させることができ、熱源を効率良く冷却することができるのは勿論のこと、ジャケット本体に相互に独立した円筒水路を形成する態様であるため、ジャケット本体に螺旋状の流路を形成する態様と比較して、旋盤等の汎用機械で簡単に加工することができ、加工容易性に優れる。しかも、各円筒水路の断面をそれぞれ小さくすることが可能であり、冷媒の好適な流速を確保することができるとともに、所定領域において断面の小さい円筒水路を多数設けることにより接触面積を有効に稼ぐことができ、冷却効率を有効に向上させることができる。加えて、ジャケット本体に複数段の円筒水路を形成しているため、ジャケット本体と閉塞部材とを相互に密着させるシール部分に、汎用品のＯリングを適用することが可能となり、ジャケット本体と閉塞部材とのシールを簡単且つ的確に行うことが可能となり、その結果、短絡流路となる虞を解消し、良好な冷却作用を維持することができる。

殊に、前記他端側の円筒水路内の冷媒を冷媒流出口に導くための管路を前記円筒水路に貫通させて設けていれば、流出口及び流入口を共に一端側の円筒水路に寄った位置に隣接させて設けることが可能となり、これら相互に近傍する流出口及び流入口に対する配管作業を容易に行うことができ、実用性に優れたものとなる。

また、本発明の高速回転機器は、ハウジングの内方に、ターボ翼と、当該ターボ翼を高速に回転駆動させる熱源たるモータとを配設し、これらターボ翼とモータとを回転軸を介して連結したものであって、モータから生じる熱を冷却する上述の冷却用ジャケットを備えていることを特徴とする。

このような高速回転機器であれば、上述した冷却ジャケットの作用により、良好な冷却作用を維持することができ、実用性に優れたものとなる。

以上説明したように本発明によれば、熱源を好適に冷却することができるのみならず、ジャケット本体に螺旋状の流路を形成する態様と比較して、加工容易性に優れ、しかも、各円筒水路の断面をそれぞれ小さくすることが可能であり、冷媒の好適な流速を確保することができ、冷却効率を有効に向上させることができる。さらに、ジャケット本体と閉塞部材とを相互に密着させるシール部分に、市販のＯリングを適用することもでき、短絡流路となる不具合を解消し、良好な冷却作用を維持することができる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る冷却用ジャケットＪは、図１に示すような高速回転機器に適用されるものである。

高速回転機器は、例えばターボブロワであり、図１に示すように、ハウジング１の内方における上方部位にターボ翼２を回転可能に配設するとともに、ハウジング１の内方における下方部位にターボ翼２を高速に回転駆動させる熱源たるモータ３を配設し、両者が回転軸４を介して連結されている。このモータ３は、ハウジング１側に固設された電極コイル３１（モータステータ）と、この電極コイル３１に対応して回転軸４に固設された回転子３２（モータロータ）とから構成され、電極コイル３１には図示しないインバータから電気エネルギーが供給されている。

回転軸４は、上部転がり軸受４１と下部転がり軸受４２を介してハウジング１に対して回転可能に保持されており、この回転軸４の上方にターボ翼２が固設されている。モータ３及び回転軸４を保持する上部転がり軸受４１と下部転がり軸受４２はモータ室Ｍ内に配設されている。

ターボ翼２がモータ３によって高速に回転駆動されると、ガスは吸気口１Ｋから流入され、圧縮されて排気口１Ｈより流出される。この吸気口１Ｋから排気口１Ｈに亘る領域がガス圧縮室Ｃを形成する。

回転軸４は、その軸心上に中空孔４ａを形成しており、この中空孔４ａの下方部における内孔を上方拡がりのテーパ状とし、これらの下方部位がオイル槽６に溜められた潤滑用のオイル内に浸漬されている。したがって、中空孔４ａの下方域に侵入している潤滑用のオイルは、回転軸４の回転による遠心力の作用を受けて中空孔４ａの内部空間を上方に移動し、この作用で中空孔４ａはポンプ機能を発揮する。このようにして潤滑用のオイルは、順次上方へ送り出され、射出口４ｂより回転軸４の外部に放出されることによりモータ３の冷却や上部転がり軸受４１及び下部転がり軸受４２の潤滑を行う。冷却や潤滑を終えたオイルは再びオイル槽６に溜められ、再び吸い上げられて潤滑することになる。なお、ガス圧縮室Ｃとモータ室Ｍとは、シール部７で遮断さている。なお、８はモータ室Ｍを排気する真空ポンプである。

しかして、このような高速回転機器に、モータ３から生じる熱を冷却する冷却用ジャケットＪを設けている。

冷却用ジャケットＪは、内周面Ｊ１ａがモータ３に臨む円筒体状のジャケット本体Ｊ１と、ジャケット本体Ｊ１の外周面Ｊ１ｂを被覆し得る円筒体状の閉塞部材Ｊ２と、ジャケット本体Ｊ１の外周面Ｊ１ｂに相互に独立させて環状に形成した複数段の円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄと、これら各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄの円周方向に位相の異なる２箇所、本実施形態では、円周方向に略１８０度位相の異なる箇所に各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄを貫くようにして形成した貫通孔Ｊ１６ａ、Ｊ１６ｂと、これら各貫通孔Ｊ１６ａ、Ｊ１６ｂの所要箇所を選択的に閉塞して流入口から一端側（実施例では下端側）の円筒水路Ｊ１１ａに導入される冷媒を各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄ内に順次蛇行させながら流通させて他端側（実施例では上端側）の円筒水路Ｊ１１ｄまで導くための選択閉塞部材Ｊ３、Ｊ４とを備えたものである。

ジャケット本体Ｊ１は、例えばパイプ材から形成したものであり、旋盤等の一般的な加工機械によって、外周面Ｊ１ｂに凹溝状の複数の円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄをジャケット本体Ｊ１の軸心方向に沿って所定間隔離間させた位置に形成している。また、ジャケット本体Ｊ１の外周面Ｊ１ｂに、ＯリングＲを嵌め込むためのＯリング用溝Ｊ１２を、各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄをジャケット本体Ｊ１の軸心方向に沿って挟み得る位置に形成している。各Ｏリング用溝Ｊ１２は、ジャケット本体Ｊ１の円周方向に沿った環状をなすものである。本実施形態では、各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄの窪み寸法をＯリング用溝Ｊ１２の窪み寸法よりも大きく設定している。さらに、ジャケット本体Ｊ１の下端部に、他の部位より外側方に突出した外方突出部Ｊ１３を形成し、この外方突出部Ｊ１３の円周方向に位相の異なる位置に冷媒流入口Ｊ１４（図１参照）及び冷媒流出口Ｊ１５（図２参照）を形成している。そして、この冷媒流出口Ｊ１５を冷媒流入口Ｊ１４の近傍であって且つ冷媒流入口Ｊ１４と略同じ高さ位置に形成している。冷媒流入口Ｊ１４及び冷媒流出口Ｊ１５には、それぞれ配管用のジョイント部材Ｘを適宜の手段で取り付けている。本実施形態では、冷媒流入口Ｊ１４及び冷媒流出口Ｊ１５の内周面に雌ねじを形成し、これら雌ねじに各ジョイント部材Ｘの外周面に形成した雄ねじを螺合することにより、各ジョイント部材Ｘをそれぞれ冷媒流入口Ｊ１４、冷媒流出口Ｊ１５に取り付けている。なお、外方突出部Ｊ１３上面部が次に説明する閉塞部材Ｊ２の載置部として機能する。このジャケット本体Ｊ１の内周面Ｊ１ａにモータ３の電極コイル３１を固設している。

閉塞部材Ｊ２は、例えばパイプ材から形成したものであり、旋盤等の一般的な加工機械によって、内周面Ｊ２ａを前記ジャケット本体Ｊ１の外周面Ｊ１ｂに密接し得る形状とし、外周面Ｊ２ｂの中央部位を他の部位よりも内方に窪ませた形状としている。この閉塞部材Ｊ２をネジ止め等の適宜の取付手段を用いてジャケット本体Ｊ１に取り付けている。この取付状態において、ジャケット本体Ｊ１の軸心と閉塞部材Ｊ２の軸心とが一致し、閉塞部材Ｊ２の内周面Ｊ２ａによりジャケット本体Ｊ１の外周面Ｊ１ｂに形成した各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄの外側方を閉塞している。これにより、各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄを流通する冷媒が各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄの外側方に漏出することを防止している。また、この閉塞部材Ｊ２とジャケット本体Ｊ１との好適なシール状態を複数のＯリングＲを用いて実現している。

そして、各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄを貫くようにして形成した前記貫通孔Ｊ１６ａ、Ｊ１６ｂを、各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄの径方向に沿って対向し得る位置、すなわち各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄの円周方向に略１８０度位相の異なる位置に形成している。一方の貫通孔Ｊ１６ａは、その下端部を前記冷媒流入口Ｊ１４に連通し得るようにしている。以下の説明において、一方の貫通孔Ｊ１６ａを「第１貫通孔Ｊ１６ａ」とし、他方の貫通孔Ｊ１６ｂを「第２貫通孔Ｊ１６ｂ」とする。これら第１貫通孔Ｊ１６ａ及び第２貫通孔Ｊ１６ｂは、ジャケット本体Ｊ１の上方に開口する略直線状の有底孔であり、各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄの内壁面よりも若干外側であって且つＯリング用溝Ｊ１２の内壁面よりも内側の所定領域に形成され、それぞれの開口径を同一寸法に設定してある。また、本実施形態では、図２に示すように、第１貫通孔Ｊ１６ａと略同一形状の第３貫通孔Ｊ１６ｃを、その下端部が前記冷媒流出口Ｊ１５に連通し得る位置に形成している。したがって、第３貫通孔Ｊ１６ｃはジャケット本体Ｊ１の円周方向において第１貫通孔Ｊ１６ａ側に寄った（近接した）位置に形成されていることになる。この第３貫通孔Ｊ１６ｃも、各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄを貫くように形成したものである。

そして、第１貫通孔Ｊ１６ａ及び第２貫通孔Ｊ１６ｂに、それぞれ前記選択閉塞部材Ｊ３、Ｊ４を挿入している。本実施形態では、選択閉塞部材Ｊ３、Ｊ４として、略棒状の長尺部材を適用している。以下の説明において、第１貫通孔Ｊ１６ａに挿入する選択閉塞部材Ｊ３を「第１選択閉塞部材Ｊ３」とし、第２貫通孔Ｊ１６ｂに挿入する「選択閉塞部材Ｊ４」を第２選択閉塞部材Ｊ４とする。第１選択閉塞部材Ｊ３及び第２選択閉塞部材Ｊ４は、共に第１貫通孔Ｊ１６ａ又は第２貫通孔Ｊ１６ｂの開口径と略同一又は若干小さい径寸法を有する凸部（第１凸部Ｊ３ａ、第２凸部Ｊ３ｃ、第１凸部Ｊ４ａ、第２凸部Ｊ４ｃ、第３凸部Ｊ４ｅ）と、第１貫通孔Ｊ１６ａ又は第２貫通孔Ｊ１６ｂの開口径よりも小さい径寸法を有する凹部（凹部Ｊ３ｂ、第１凹部Ｊ４ｂ、第２凹部Ｊ４ｄ）とを軸心方向（長手方向）に沿って設けたものである。以下、各選択閉塞部材Ｊ３、Ｊ４の具体的形状を説明するに際し、前記各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄのうち、一端側（実施例では下端側）の円筒水路から順に、第１円筒水路Ｊ１１ａ、第２円筒水路Ｊ１１ｂ、第３円筒水路Ｊ１１ｃ、第４円筒水路Ｊ１１ｄとする。

第１選択閉塞部材Ｊ３は、第１貫通孔Ｊ１６ａに挿入した状態において、第１貫通孔Ｊ１６ａのうち、下端部から第２円筒水路Ｊ１１ｂの途中までの領域に位置付けられる第１凸部Ｊ３ａと、第２円筒水路Ｊ１１ｂの途中から第３円筒水路Ｊ１１ｃの途中までの領域に位置付けられる凹部Ｊ３ｂと、第３円筒水路Ｊ１１ｃの途中から上端部までの領域に位置付けられる第２凸部Ｊ３ｃとを軸心方向に沿って連続して設けたものである。そして、第１貫通孔Ｊ１６ａのうち、下端部から第２円筒水路Ｊ１１ｂの途中までの領域、及び第３円筒水路Ｊ１１ｃの途中から上端部までの領域をそれぞれ第１凸部Ｊ３ａ、第２凸部Ｊ３ｃによって閉塞するとともに、第１貫通孔Ｊ１６ａのうち、第２円筒水路Ｊ１１ｂの途中から第３円筒水路Ｊ１１ｃの途中に亘る領域と第１選択閉塞部材Ｊ３との間に隙間が形成され、この隙間が冷媒の第２円筒水路Ｊ１１ｂから第３円筒水路Ｊ１１ｃへの流路として機能する。また、第１選択閉塞部材Ｊ３の下端部位に、その軸心上に下方に開口する中空孔Ｊ３１を形成し、この中空孔Ｊ３１の下端部と冷媒流入口Ｊ１４とを連通させる第１連通孔Ｊ３１ａを形成するとともに、中空孔Ｊ３１の上端部と第１円筒水路Ｊ１１ａとを連通させる第２連通孔Ｊ３１ｂを形成している。

一方、第２選択閉塞部材Ｊ４は、第２貫通孔Ｊ１６ｂに挿入した状態において、第２貫通孔Ｊ１６ｂのうち、下端部から第１円筒水路Ｊ１１ａの途中までの領域に位置付けられる第１凸部Ｊ４ａと、第１円筒水路Ｊ１１ａの途中から第２円筒水路Ｊ１１ｂの途中までの領域に位置付けられる第１凹部Ｊ４ｂと、第２円筒水路Ｊ１１ｂの途中から第３円筒水路Ｊ１１ｃの途中までの領域に位置付けられる第２凸部Ｊ４ｃと、第３円筒水路Ｊ１１ｃの途中から第４円筒水路Ｊ１１ｄの途中までの領域に位置付けられる第２凹部Ｊ４ｄと、第４円筒水路Ｊ１１ｄの途中から上端部までの領域に位置付けられる第３凸部Ｊ４ｅとを軸心方向に沿って連続して設けたものである。そして、第２貫通孔Ｊ１６ｂのうち、下端部から第１円筒水路Ｊ１１ａの途中までの領域、第２円筒水路Ｊ１１ｂの途中から第３円筒水路Ｊ１１ｃの途中までの領域、及び第４円筒水路Ｊ１１ｄの途中から上端部までの領域を、それぞれ第１凸部Ｊ４ａ、第２凸部Ｊ４ｃ、第３凸部Ｊ４ｅによって閉塞するとともに、第２貫通孔Ｊ１６ｂのうち、第１円筒水路Ｊ１１ａの途中から第２円筒水路Ｊ１１ｂの途中に亘る領域と第２選択閉塞部材Ｊ４との間、及び第３円筒水路Ｊ１１ｃの途中から第４円筒水路Ｊ１１ｄの途中に亘る領域と第２選択閉塞部材Ｊ４との間にそれぞれ隙間が形成され、これら隙間が冷媒の第１円筒水路Ｊ１１ａから第２円筒水路Ｊ１１ｂへの流路、第３円筒水路Ｊ１１ｃから第４円筒水路Ｊ１１ｄへの流路として機能する。すなわち、奇数段の円筒水路（実施例では第１円筒水路Ｊ１１ａ、第３円筒水路Ｊ１１ｃ）から偶数段の円筒水路（実施例では第２円筒水路Ｊ１１ｂ、第４円筒水路Ｊ１１ｄ）への流路は第２貫通孔Ｊ１６ｂと第２選択閉塞部材Ｊ４の第１凹部Ｊ４ｂ、第２凹部Ｊ４ｄとによって形成され、偶数段の円筒水路（実施例では第２円筒水路Ｊ１１ｂ）から奇数段の円筒水路（実施例では第３円筒水路Ｊ１１ｃ）への流路は第１貫通孔Ｊ１６ａと第１選択閉塞部材Ｊ３の凹部Ｊ３ｂとによって形成されている。

また、前記第３貫通孔Ｊ１６ｃに、第４円筒水路Ｊ１１ｄ内を流通する冷媒を前記冷媒流出口Ｊ１５に導くための冷媒戻り用通路（以下、「管路」と称す）を形成する管路形成部材Ｊ５を挿入している。本実施形態では、管路形成部材Ｊ５として、略棒状の長尺部材を適用している。管路形成部材Ｊ５は、第３貫通孔Ｊ１６ｃの開口径と略同一又は若干小さい径寸法を有し且つ軸心上に中空孔Ｊ５１を形成した円筒体状のものである。そして、管路形成部材Ｊ５の上端部に中空孔Ｊ５１と第４円筒水路Ｊ１１ｄとを連通させる第１連通孔Ｊ５１ａを形成するとともに、下端部に中空孔Ｊ５１と冷媒流出口Ｊ１５とを連通させる第２連通孔Ｊ５１ｂを形成している。これにより、管路形成部材Ｊ５の中空孔Ｊ５１が、第４円筒水路Ｊ１１ｄ内を流通する冷媒を冷媒流出口Ｊ１５に導く管路として機能する。

なお、第１選択閉塞部材Ｊ３、第２選択閉塞部材Ｊ４、管路形成部材Ｊ５は、それぞれ第１貫通孔Ｊ１６ａ、第２貫通孔Ｊ１６ｂ、第３貫通孔Ｊ１６ｃに挿入した状態で、その上端部が第４円筒水路Ｊ１１ｄの上面と略同一又は若干上方に位置し得る長手寸法に設定され、第１貫通孔Ｊ１６ａ、第２貫通孔Ｊ１６ｂ、第３貫通孔Ｊ１６ｃの上方開口部をそれぞれキャップ部材Ｌにより蓋封し、各キャップ部材Ｌによって第１選択閉塞部材Ｊ３、第２選択閉塞部材Ｊ４、管路形成部材Ｊ５の抜止及び冷媒の外部への漏出防止を図っている。本実施形態では、第１貫通孔Ｊ１６ａ、第２貫通孔Ｊ１６ｂ、第３貫通孔Ｊ１６ｃの上端部における内周面にそれぞれ雌ねじを形成し、これら雌ねじに各キャップ部材Ｌの外周面に形成した雄ねじを螺合することにより、各キャップ部材Ｌをそれぞれ第１貫通孔Ｊ１６ａ、第２貫通孔Ｊ１６ｂ、第３貫通孔Ｊ１６ｃに取り付けている。また、第１選択閉塞部材Ｊ３及び第２選択閉塞部材Ｊ４の上端部にそれぞれ上方に開口する開口部Ｊ３２、Ｊ４２を形成し、これら開口部Ｊ３２、Ｊ４２の内周面に雌ねじを切ってある。そして、各雌ねじに、先端部に雄ねじを有する適宜の工具を螺合させ、この工具を引っ張り出すことにより、第１選択閉塞部材Ｊ３、第２選択閉塞部材Ｊ４を第１貫通孔Ｊ１６ａ、第２貫通孔Ｊ１６ｂから抜出可能にしている。

次に、以上のような構成をなす冷却用ジャケットＪの作用について、図１及び図２を参照しながら説明する。なお、図中における矢印は冷媒の流通方向を示すものである。

第１選択閉塞部材Ｊ３の中空孔Ｊ３１に形成した第1連通孔Ｊ３１ａ及び第２連通孔Ｊ３１ｂを介して冷媒流入口Ｊ１４から第１円筒水路Ｊ１１ａに導入された冷媒は、第１円筒水路Ｊ１１ａ内を流れ、第２貫通孔Ｊ１６ｂと第２選択閉塞部材Ｊ４の第１凹部Ｊ４ｂとによって形成された流路を通って第１円筒水路Ｊ１１ａから第２円筒水路Ｊ１１ｂへ流通する。そして、第２円筒水路Ｊ１１ｂ内を流れた冷媒は、第１貫通孔Ｊ１６ａと第１選択閉塞部材Ｊ３の凹部Ｊ３ｂとによって形成された流路を通って第２円筒水路Ｊ１１ｂから第３円筒水路Ｊ１１ｃへ流通し、引き続き、第３円筒水路Ｊ１１ｃ内を流れ、第２貫通孔Ｊ１６ｂと第２選択閉塞部材Ｊ４の第２凹部Ｊ４ｄとによって形成された流路を通って第３円筒水路Ｊ１１ｃから第４円筒水路Ｊ１１ｄへ流通する（図１参照）。第４円筒水路Ｊ１１ｄ内を流れた冷媒は、図２に示すように、管路形成部材Ｊ５に形成した第１連通孔Ｊ５１ａを介して管路形成部材Ｊ５の中空孔Ｊ５１（管路）を通過し、第２連通孔Ｊ５１ｂを介して冷媒流出口Ｊ１５から外部（冷媒流出口Ｊ１５に装着したジョイント部材Ｘに接続した図示しない管）へ流出する（図２参照）。

このように、本実施形態に係る冷却用ジャケットＪは、選択閉塞部材Ｊ３、Ｊ４により所定箇所を閉塞された第１貫通孔Ｊ１６ａ、第２貫通孔Ｊ１６ｂを利用して冷媒を各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄ内に順次蛇行させながら流通させることができ、モータ３の電極コイル３１を効率良く冷却することができる。しかも、ジャケット本体Ｊ１に相互に独立した環状の円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄをジャケット本体Ｊ１の軸心方向に沿って所定ピッチで形成しているため、ジャケット本体Ｊ１に螺旋状の流路を形成する態様と比較して、汎用機械で簡単に加工することができ、加工容易性に優れる。さらに、各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄの断面をそれぞれ小さくすることが可能であり、冷媒の好適な流速を確保することができ、冷却効率を有効に向上させることができる。加えて、ジャケット本体Ｊ１と閉塞部材Ｊ２とを相互に密着させるシール部分に、汎用品であるＯリングＲを適用することができ、シールを簡単且つ的確に行うことが可能となり、その結果、短絡流路となる虞を解消し、良好な冷却作用を維持することができる。

特に、他端側の円筒水路Ｊ１１ｄ内の冷媒を冷媒流出口Ｊ１５に導くための管路（中空孔Ｊ５１）を各円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄに貫通するように形成しているため、冷媒流出口Ｊ１５及び冷媒流入口Ｊ１４を共に一端側の円筒水路Ｊ１１ａ側（実施例では外方突出部Ｊ１３）に略同じ高さ位置で相互に隣接させて設けることが可能となり、これら相互に近傍する冷媒流出口Ｊ１５及び冷媒流入口Ｊ１４に対する配管作業を容易に行うことができ、引き回しに優れたものとなる。

さらに、ジャケット本体Ｊ１及び閉塞部材Ｊ２が、共にパイプ材から形成したものであるため、これらジャケット本体Ｊ１及び閉塞部材Ｊ２を中実の素材から形成する場合と比較して、中抜き加工等が不要となり、加工しろを有効に低減させることができ、加工工程の簡素化に資する。

また、ジャケット本体Ｊ１に複数の円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄを形成しているため、これら円筒水路Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄを形成した外周面Ｊ１ｂにてフィン効果による冷却効率向上を図ることができる。

なお、本発明は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。

例えば、円筒水路の段数は適宜増減しても構わない。また、各円筒水路を貫くように設ける貫通孔の数も適宜増減してもよい。この場合、貫通孔の増減に対応させて選択閉塞部材の数も増減すればよい。

また、前記実施形態では、一の選択閉塞部材が、一の貫通孔のうち、奇数段の円筒水路から偶数段の円筒水路までの領域を閉塞する一方、他の選択閉塞部材が、他の貫通孔のうち、偶数段の円筒水路から奇数段の円筒水路までの領域を閉塞する態様を例示したが、これに限らず、例えば、各選択閉塞部材が、各貫通孔のうち、隣り合う２段の円筒水路を跨ぐ領域をそれぞれ交互に閉塞する態様を採用してもよい。すなわち、選択閉塞部材は、冷媒流入口から一端側の円筒水路に導入される冷媒を各円筒水路内に順次蛇行させつつ流通させて他端側の円筒水路まで導くように貫通孔の所要領域を選択的に閉塞するものであればよく、貫通孔におけるどの領域を閉塞するかは適宜設定すればよい。

また、貫通孔の形成箇所は、円筒水路の円周方向に位相の異なる少なくとも２箇所であればよく、円周方向に１８０度位相の異なる位置に貫通孔を形成する態様は一実施態様に過ぎないことはいうまでもない。

また、前記実施形態では、選択閉塞部材に凸部と凹部を形成し、凹部を利用して冷媒の一の円筒水路から他の円筒水路への流路を確保する態様を示したが、これに限らず、選択閉塞部材に、一の円筒水路から他の円筒水路へ連通する貫通孔（より具体的には選択閉塞部材の軸心方向に対して所定角度傾斜させてなる貫通孔）を形成し、この貫通孔を利用して一の円筒水路から他の円筒水路への流路を確保するようにしても構わない。

さらに、貫通孔の内周面に雌ねじを形成するとともに、外周に雄ねじを設けた選択閉塞部材として機能する部材を、貫通孔のうち閉塞すべき部位に螺合して取り付けるようにしてもよい。この場合、一の貫通孔に対して選択閉塞部材として機能する部材を貫通孔の軸心方向に沿って複数取り付けるようにしても構わない。

また、前記実施形態ではジャケット本体を、熱源としてモータを有する高速回転機器に適用した態様を例示したが、これに限らず、例えば熱源として燃焼機関を有する装置に本発明のジャケット本体を適用してもよい。

なお、外周面が熱源に臨み、内周面が閉塞部材により覆われるジャケット本体であっても構わない。この場合、円筒水路は、ジャケット本体の内周面に形成されることになる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本実施形態に係るジャケット本体を備えた高速回転機器の縦断面を模式的に示す図。 同実施形態に係る高速回転機器の要部を図１とは円筒水路の円周方向に位相の異なる縦断面で模式的に示す図。

符号の説明

３…熱源（モータ）
Ｊ…冷却用ジャケット
Ｊ１…ジャケット本体
Ｊ１ａ…内周面
Ｊ１ｂ…外周面
Ｊ１１ａ、Ｊ１１ｂ、Ｊ１１ｃ、Ｊ１１ｄ…円筒水路
Ｊ１４…冷媒流入口
Ｊ１５…冷媒流出口
Ｊ１６ａ、Ｊ１６ｂ…貫通孔
Ｊ２…閉塞部材
Ｊ３、Ｊ４…選択閉塞部材
Ｊ５１…管路（中空孔）

Claims (3)

1. 内、外何れか一方の周面が熱源に臨み他方の周面が閉塞部材により覆われる円筒体状のジャケット本体と、このジャケット本体の前記閉塞部材に覆われる側の周面に相互に独立させて環状に形成した複数段の円筒水路と、これらの円筒水路の円周方向に位相の異なる少なくとも２ヶ所にこれらの円筒水路を貫くようにして設けた貫通孔と、これら貫通孔の所要領域を選択的に閉塞して冷媒流入口から一端側の円筒水路に導入される冷媒を各円筒水路内に順次蛇行させつつ流通させて他端側の円筒水路まで導くための選択閉塞部材とを具備してなる冷却用ジャケットであって、
   前記選択閉塞部材に中空孔を形成し、冷媒が前記中空孔内を流れて円筒水路に導入されるようにしていることを特徴とする冷却用ジャケット。
2. 前記他端側の円筒水路内の冷媒を冷媒流出口に導くための管路を前記円筒水路に貫通させて設けている請求項１記載の冷却用ジャケット。
3. ハウジングの内方に、ターボ翼と、当該ターボ翼を高速に回転駆動させる熱源たるモータとを配設し、これらターボ翼とモータとを回転軸を介して連結した高速回転機器であって、
   モータから生じる熱を冷却する請求項１又は２何れか記載の冷却用ジャケットを備えていることを特徴とする高速回転機器。

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