JP6672741B2 - モータ及びこれを備える電動過給機 - Google Patents

Description

本発明は、モータ及びこれを備える電動過給機に関し、さらに詳しくは、ハウジングにロータの回転軸を回転可能に支持する第１流体軸受及び第２流体軸受が設けられているモータ及びこれを備える電動過給機に関する。

従来のモータとして、ハウジングと、ハウジング内に取り付けられる円筒状のステータと、ステータの内周側に設けられるロータと、を備えるものが一般に知られている。このモータにおいてロータの回転軸の軸受として流体軸受を採用する場合、ロータの回転軸に対して流体軸受を片側に配置する形態（所謂、片持ち形態）と流体軸受を両側に配置する形態（所謂、両持ち形態）とが考えられる。この流体軸受の片側配置形態では、ロータ回転時の振動や外部からの振動、あるいは衝撃に対して耐久性が乏しい。また、ロータ自身の振動を抑制するため極めて高精度な加工、組付けが必要となる。これに対して、流体軸受の両側配置形態では、振動あるいは衝撃に対する耐久性に優れるが、各流体軸受に個別の流路を設けて各流路に個別の流体供給源を接続する必要があり、複雑な流体供給構造となり、部品点数が増加してしまう。

そこで、流体軸受が両側配置形態であるモータとして、簡素な流体供給構造を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。この特許文献１には、例えば、図６に示されるように、ハウジング１０８内に各流体軸受１１１、１１２に接続される給油配管１１３を設け、この給油配管１１３の一端側に油圧ポンプ１１４を接続し、給油配管１１３により各流体軸受１１１、１１２にオイルを供給するモータ１０７が開示されている。このモータ１０７では、ハウジング１０８の外側にステータ１０９を冷却するための冷却ジャケット１１９が設けられている。また、特許文献２には、例えば、図７に示されるように、ハウジング２０８に、一方の流体軸受２１１に接続される第１供給流路２１３ａと他方の流体軸受２１２に接続される第２供給流路２１３ｂとを形成し、これら第１及び第２供給流路２１３ａ、２１３ｂをオイルポンプ２１４に接続し、第１及び第２供給流路２１３ａ、２１３ｂにより各流体軸受２１１、２１２にオイルを供給するモータ２０７が開示されている。このモータ２０７では、ハウジング２０８にステータ２０９を冷却するための冷却水通路２１９が形成されている。

特開平９−４６９７４号公報 特開２００８−１１５７３１号公報

しかし、上記特許文献１に開示された技術では、給油配管１１３は、ステータ１０９のスロット内にコイルとともに挿通されており（段落〔００１７〕参照）、ステータ１０９の冷却を目的とするものではない。そのため、ハウジング１０８の外側に冷却ジャケット１１９が別途設けられており、コストや体格が増大してしまう。また、上記特許文献２に開示された技術では、第１及び第２供給流路２１３ａ、２１３ｂは、ステータ２０９の冷却を目的とするものではないため、ハウジング２０８に冷却水通路２１９が別途形成されており、やはりコストや体格が増大してしまう。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ロータの回転軸を軸支する第１流体軸受及び第２流体軸受に対して簡素な流体供給構造で流体を供給できるとともに、その流体を利用してステータを冷却することができるモータ及びこれを備える電動過給機を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ハウジングと、前記ハウジング内に取り付けられる円筒状のステータと、前記ステータの内周側に設けられるロータと、を備え、前記ハウジングには、前記ロータの回転軸を回転可能に支持する第１流体軸受及び第２流体軸受が設けられているモータであって、前記ハウジングは、前記ステータを収容可能な筒状の第１ケースと、前記第１ケースと軸方向に接合される第２ケースと、を備え、前記第1ケースは、前記第１流体軸受及び第１挟持部を備え、前記第２ケースは、前記第２流体軸受、及び前記第１挟持部との間で前記ステータを軸方向に挟持する第２挟持部を備え、前記第1ケースには、一端側が前記第1ケースの外側に開口して他端側が前記第１流体軸受に接続される第１供給流路と、前記第１供給流路から分岐して一端側が前記第１挟持部の挟持面側に開口する分岐流路と、が形成されており、前記第２ケースには、一端側が前記第２挟持部の挟持面側に開口して他端側が前記第２流体軸受に接続される第２供給流路が形成されており、前記ステータには、前記分岐流路の一端側と前記第２供給流路の一端側とを連絡するように軸方向に貫通した貫通流路が形成されており、前記貫通流路は、その内部を流れる流体で前記ステータを冷却するように構成されており、前記貫通流路は、前記ステータの軸方向に沿って形成されているとともに、前記ステータの円周方向に複数形成されており、前記第１挟持部の挟持面と前記ステータの一方の軸端面との間には、前記分岐流路の一端側と複数の前記貫通流路の各一端側とを連絡する閉じた円環状の第１環状流路が形成されており、前記第２挟持部の挟持面と前記ステータの他方の軸端面との間には、前記第２供給流路の一端側と複数の前記貫通流路の各他端側とを連絡する閉じた円環状の第２環状流路が形成されており、前記ステータは、内周側に突出する巻回部が円周方向に複数設けられている円筒状のステータコアと、複数の前記巻回部のそれぞれに巻かれるコイルと、を備え、前記貫通流路は、前記ステータコアの径方向で全ての前記巻回部のそれぞれの遠心側に配置されるように、前記ステータの円周方向に等角度間隔で複数形成されていることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１環状流路は、前記第１挟持部の挟持面に形成された第１環状溝と前記第１環状溝を塞ぐ前記ステータの一方の軸端面とにより形成されており、前記第２環状流路は、前記第２挟持部の挟持面に形成された第２環状溝と前記第２環状溝を塞ぐ前記ステータの他方の軸端面とにより形成されていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ステータは、内周側に突出する巻回部が円周方向に複数設けられている円筒状のステータコアと、複数の前記巻回部のそれぞれに巻かれるコイルと、前記コイルを覆うように円周方向に隣接する前記巻回部の間に設けられる樹脂モールド部と、を備え、前記樹脂モールド部は、前記ハウジングの内面に密着されていることを要旨とする。
上記問題を解決するために、請求項４に記載の発明は、内燃機関に圧縮空気を供給するための電動過給機であって、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータと、前記ロータの回転軸の一端側に取り付けられるインペラを有するコンプレッサと、を備えることを要旨とする。

本発明のモータによると、ハウジングは、第１挟持部と、第１挟持部との間でステータを軸方向に挟持する第２挟持部と、を備え、ハウジングには、一端側がハウジングの外側に開口して他端側が第１流体軸受に接続される第１供給流路と、第１供給流路から分岐して一端側が第１挟持部の挟持面側に開口する分岐流路と、一端側が第２挟持部の挟持面側に開口して他端側が第２流体軸受に接続される第２供給流路と、が形成されている。そして、ステータには、分岐流路の一端側と第２供給流路の一端側とを連絡するように軸方向に貫通した貫通流路が形成されており、貫通流路は、その内部を流れる流体でステータを冷却するように構成されている。これにより、流体供給源により第１供給流路内に開口から流入される流体は、第１供給流路を通って第１流体軸受に供給されるとともに、分岐流路、貫通流路及び第２供給流路を通って第２流体軸受に供給される。そして、流体が貫通流路を流れる際の吸熱作用によりステータが冷却される。よって、ロータの回転軸を軸支する第１流体軸受及び第２流体軸受に対して簡素な流体供給構造で流体を供給できるとともに、その流体を利用してステータを冷却することができる。特に、従来のような複雑なステータ冷却構造を別途設ける必要がないため、コスト削減及び体格減少につながる。さらに、貫通流路を流れる流体自身の粘度が吸熱により下がるため、第２流体軸受での流体粘度による抵抗が減少して高効率化にも貢献できる。
また、前記貫通流路が、前記ステータの軸方向に沿って形成されているとともに、前記ステータの円周方向に複数形成されており、前記第１挟持部の挟持面と前記ステータの一方の軸端面との間に第１環状流路が形成されており、前記第２挟持部の挟持面と前記ステータの他方の軸端面との間に第２環状流路が形成されているので、分岐流路を流れる流体は、第１環状流路で環状に拡がって各貫通流路を通ってから第２環状流路で集約されて第２供給流路を流れる。そして、流体が複数の貫通流路を流れる際の吸熱作用によりステータが円周方向にわたって冷却される。
また、前記第１環状流路が、前記第１挟持部の挟持面に形成された第１環状溝と前記第１環状溝を塞ぐ前記ステータの一方の軸端面とにより形成されており、前記第２環状流路が、前記第２挟持部の挟持面に形成された第２環状溝と前記第２環状溝を塞ぐ前記ステータの他方の軸端面とにより形成されている場合は、ステータ側に環状流路を形成するものに比べて、磁路面積を大きく確保できモータ出力を向上できる。
また、前記ステータが、ステータコアと、コイルと、を備え、複数の前記貫通流路のそれぞれが、前記ステータコアの径方向で前記巻回部の遠心側に配置されている場合は、ステータにおいてコイルの発熱が伝わり易い部分を効果的に冷却できる。
さらに、前記ステータが、ステータコアと、コイルと、樹脂モールド部と、を備え、前記樹脂モールド部が、前記ハウジングの内面に密着されている場合は、コイルの発熱がステータ及びハウジングに伝わり易く抜熱され易い。
本発明の電動過給機によると、上述のモータと、ロータの回転軸の一端側に取り付けられるインペラを有するコンプレッサと、を備える。これにより、高速回転するインペラで生成される圧縮空気が内燃機関に供給される。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例に係るモータを備える電動過給機の縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１の要部拡大図である。 実施例に係るステータコアの斜視図である。 他の形態の環状流路の説明図である。 従来のモータの縦断面図である。 他の従来のモータの縦断面図である。

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

＜モータ＞
本実施形態に係るモータは、ハウジング（８）と、ハウジング内に取り付けられる円筒状のステータ（９）と、ステータの内周側に設けられるロータ（１０）と、を備え、ハウジングには、ロータの回転軸（１０ａ）を回転可能に支持する第１流体軸受（１１）及び第２流体軸受（１２）が設けられているモータ（７）である（例えば、図１及び図２等参照）。そして、ハウジング（８）は、第１挟持部（２３）と、第１挟持部との間でステータ（９）を軸方向に挟持する第２挟持部（２４）と、を備え、ハウジング（８）には、一端側がハウジングの外側に開口して他端側が第１流体軸受（１１）に接続される第１供給流路（３１）と、第１供給流路から分岐して一端側が第１挟持部（２３）の挟持面（２３ａ）側に開口する分岐流路（３２）と、一端側が第２挟持部（２４）の挟持面（２４ａ）側に開口して他端側が第２流体軸受（１２）に接続される第２供給流路（４４）と、が形成されている。さらに、ステータ（９）には、分岐流路（３２）の一端側と第２供給流路（４４）の一端側とを連絡するように軸方向に貫通した貫通流路（５０）が形成されており、貫通流路は、その内部を流れる流体でステータ（９）を冷却するように構成されている。

本実施形態に係るモータとしては、例えば、上記貫通流路（５０）は、ステータ（９）の軸方向に沿って形成されているとともに、ステータの円周方向に複数形成されており、第１挟持部（２３）の挟持面（２３ａ）とステータ（９）の一方の軸端面（９ａ）との間には、分岐流路（３２）の一端側と複数の貫通流路（５０）の各一端側とを連絡する第１環状流路（５１）が形成されており、第２挟持部（２４）の挟持面（２４ａ）とステータ（９）の他方の軸端面（９ｂ）との間には、第２供給流路（４４）の一端側と複数の貫通流路（５０）の各他端側とを連絡する第２環状流路（５２）が形成されている形態（例えば、図１及び図２等参照）を挙げることができる。

上述の形態の場合、例えば、上記第１環状流路（５１）は、第１挟持部（２３）の挟持面（２３ａ）に形成された第１環状溝（５３）と第１環状溝を塞ぐステータ（９）の一方の軸端面（９ａ）とにより形成されており、第２環状流路（５２）は、第２挟持部（２４）の挟持面（２４ａ）に形成された第２環状溝（５４）と第２環状溝を塞ぐステータ（９）の他方の軸端面（９ｂ）とにより形成されていることができる（例えば、図３等参照）。

上述の形態の場合、例えば、上記ステータ（９）は、内周側に突出する巻回部（１５ａ）が円周方向に複数設けられている円筒状のステータコア（１５）と、複数の巻回部のそれぞれに巻かれるコイル（１６）と、を備え、複数の貫通流路（５０）のそれぞれは、ステータコア（１５）の径方向で巻回部（１５ａ）の遠心側に配置されていることができる（例えば、図２等参照）。

本実施形態に係るモータとしては、例えば、上記ステータ（９）は、内周側に突出する巻回部（１５ａ）が円周方向に複数設けられている円筒状のステータコア（１５）と、複数の巻回部のそれぞれに巻かれるコイル（１６）と、コイルを覆うように円周方向に隣接する巻回部の間に設けられる樹脂モールド部（１７）と、を備え、樹脂モールド部は、ハウジング（８）の内面に密着されている形態（例えば、図１及び図２等参照）を挙げることができる。

本実施形態に係るモータとしては、上記ハウジング（８）は、ステータ（９）を収容可能な筒状の第１ケース（２１）と、第１ケースと軸方向に接合される第２ケース（２２）と、を備え、第１ケース（２１）には、第１挟持部（２３）、第１流体軸受（１１）、第１供給流路（３１）及び分岐流路（３２）が設けられており、第２ケース（２２）には、第２挟持部（２４）、第２流体軸受（１２）及び第２供給流路（４４）が設けられている形態（例えば、図１等参照）を挙げることができる。これにより、各流路等を容易に形成でき、全体として簡易且つ安価な構造にできる。

＜電動過給機＞
本実施形態に係る電動過給機は、内燃機関に圧縮空気を供給するための電動過給機（１）であって、上記実施形態に係るモータ（７）と、ロータ（１０）の回転軸（１０ａ）の一端側に取り付けられるインペラ（２）を有するコンプレッサ（３）と、を備える（例えば、図１等参照）。

なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本実施例では、本発明に係る「モータ」として、内燃機関の吸気通路に組み込まれる電動過給機（「電動ターボチャージャ」とも称される。）に備えられるモータを例示する。

上記電動過給機１は、図１に示すように、後述するモータ７と、モータ７を構成するロータ１０の回転軸１０ａの一端側に取り付けられるインペラ２を有するコンプレッサ３と、を備えている。このコンプレッサ３は、インペラ２を収容してインペラ２の回転により圧縮空気を生成するハウジング４を備えている。このハウジング４は、後述するハウジング８（具体的に、後述する第２ケース２２）に適宜接合手段（例えば、クランプ具、ボルト止め、螺合等）で接合されている。

（１）モータの構成
本実施例に係るモータ７は、図１及び図２に示すように、ハウジング８と、ハウジング８内に取り付けられる円筒状のステータ９と、ステータ９の内周側に設けられるロータ１０と、を備えている。このハウジング８には、ロータ１０の回転軸１０ａを回転可能に支持する第１流体軸受１１及び第２流体軸受１２が設けられている。これら第１及び第２流体軸受１１、１２は、その内周側に供給孔１１ａ、１２ａからオイルを供給して油膜を形成することで回転軸１０ａを軸支する流体軸受（「セミフロート軸受」とも称される。）である。

上記ステータ９は、内周側に突出するティース１５ａ（本発明に係る「巻回部」として例示する。）が円周方向に複数（図２中６つ）設けられている円筒状のステータコア１５と、複数のティース１５ａのそれぞれに巻かれるコイル１６と、コイル１６を覆うように円周方向に隣接するティース１５ａの間に充填される樹脂モールド部１７と、を備えている。

上記ステータコア１５は、軸方向に複数積層された積層鋼板により形成されている。また、コイル１６は、インシュレータ１８を介してティース１５ａに素線を巻き付けることで形成されている。また、樹脂モールド部１７は、ハウジング８の内面（具体的に、後述する第１ケース２１の収容凹部２９の表面）に密着されている。さらに、ロータ１０は、回転軸１０ａの外周側に配置される永久磁石１９を備えている。この永久磁石１９の外周側には、永久磁石１９を保持するための樹脂製（例えば、ＣＦＲＰ等）の保持筒２０が設けられている。そして、上記モータ７では、コイル１６への電流の供給によって電磁力が生じ、その電磁力とロータ１０内の永久磁石１９の磁力とによってロータ１０にトルクが付与されるようになっている。

上記ハウジング８は、金属製の第１ケース２１と、第１ケース２１と軸方向に適宜接合手段（例えば、クランプ具、ボルト止め、螺合等）で接合される金属製の第２ケース２２と、を備えている。この第１ケース２１は、円環状の第１挟持部２３を備えており、第２ケース２２は、第１挟持部２３との間でステータ９を軸方向に挟持する円環状の第２挟持部２４を備えている。

上記第１ケース２１は、底部２６ａと、底部２６ａから立ち上がる筒部２６ｂと、を備えている。この底部２６ａの中心側には、回転軸１０ａが挿通されるとともに第１流体軸受１１が設けられる挿通孔２７が形成されている。この挿通孔２７には、回転軸２０ａの外周側に設けられたシール部材２８が圧接している。また、底部２６ａにおける筒部２６ｂの立ち上がる表面側には、樹脂モールド部１７を収容する収容凹部２９が形成されている。また、底部２６ａの収容凹部２９の外周側に第１挟持部２３が設けられている。

上記第１ケース２１の底部２６ａには、一端側が第１ケース２１の外側に開口して他端側が第１流体軸受１１に接続される第１供給流路３１と、第１供給流路３１から分岐して一端側が第１挟持部２３の挟持面２３ａ側に開口する分岐流路３２と、が形成されている。この第１供給流路３１は、第１ケース２１の径方向に延びている。また、分岐流路３２は、第１ケース２１の軸方向に延びている。また、底部２６ａには、一端側が第１ケース２１の外側に開口して他端側が挿通孔２７の第１流体軸受１１の一端側に接続される第１排出流路３３と、第１排出流路３３から分岐して一端側が挿通孔２７の第１流体軸受１１他端側に接続される分岐流路３４と、が形成されている。この第１排出流路３３は、第１ケース２１の径方向に延びている。また、分岐流路３４は、第１ケース２１の軸方向に傾斜して延びている。

上記第２ケース２２は、底部３７ａと、底部３７ａから立ち上がる筒部３７ｂと、を備えている。この底部３７ａの中心側には、回転軸１０ａが挿通されるとともに第２流体軸受１２が設けられる挿通孔３８が形成されている。この挿通孔３８には、回転軸１０ａの外周側に設けられたシール部材３９が圧接している。また、筒部３７ｂの先端側にフランジ状の第２挟持部２４が設けられている。また、第２挟持部２４の挟持面２４ａとステータ９の軸端面９ｂとの間には、後述する複数の貫通流路５０を囲むように環状のシール部材４０が設けられている。このシール部材４０は、第２挟持部２４の挟持面２４ａに形成された装着溝４１内に装着されている（図３参照）。さらに、筒部３７ｂの内周面と樹脂モールド部１７の外周面との間には環状のシール部材４２が設けられている。

上記第２ケース２２の底部３７ａには、一端側が第２挟持部２４の挟持面２４ａ側に開口して他端側が第２流体軸受１２に接続される第２供給流路４４が形成されている。この第２供給流路４４は、第２ケース２２の径方向に延びる部分と、この部分の遠心端側から第１ケース２２の軸方向に延びる部分と、を備えている。また、底部３７ａには、一端側が第２ケース２２の外側に開口して他端側が挿通孔３８の第２流体軸受１２の一端側に接続される第２排出流路４５と、第２排出流路４５から分岐して一端側が挿通孔３８の第２流体軸受１２の他端側に接続される分岐流路４６と、が形成されている。この第２排出流路４５は、第２ケース２２の径方向に延びている。さらに、分岐流路４６は、第２ケース２２の軸方向に傾斜して延びている。

なお、上記第１供給流路３１、第１排出流路３３及び第２排出流路４５の各開口側は、オイル循環経路４７に接続されている。そして、オイル循環経路４７に設けられたオイルポンプ４８により第１供給流路３１内に開口３１ａからオイルが流入される一方、第１排出流路３３及び第２排出流路４５から排出されるオイルは、オイル循環経路４７に設けられたオイルクーラ４９により冷却される。

上記ステータ９には、分岐流路３２の一端側と第２供給流路４４の一端側とを連絡するように軸方向に貫通した貫通流路５０が形成されている（図４参照）。この貫通流路５０は、その内部を流れるオイルでステータ９を冷却するように構成されている。具体的に、貫通流路５０は、ステータ９の軸方向に沿って形成されているとともに、ステータ９の円周方向に等角度間隔（図２中で６０度間隔）で複数（図２中で６つ）形成されている。これら複数の貫通流路５０のそれぞれは、ステータコア１５の径方向でティース１５ａの遠心側に配置されている。

上記第１挟持部２３の挟持面２３ａとステータ９の一方の軸端面９ａとの間には、分岐流路３２の一端側と複数の貫通流路５０の各一端側とを連絡する第１環状流路５１が形成されている。この第１環状流路５１は、第１挟持部２３の挟持面２３ａに形成された第１環状溝５３と第１環状溝５３を塞ぐステータ９の一方の軸端面９ａとにより形成されている（図３参照）。また、第１環状流路５１は、ロータ１０の回転軸１０ａの軸心を中心とする円環状に形成されている。さらに、分岐流路３２の一端側は、第１環状流路５１に対して円周方向に隣接する貫通流路５０の一端側が接続される位置の中間側に接続されている（図４参照）。

上記第２挟持部２４の挟持面２４ａとステータ９の他方の軸端面９ｂとの間には、第２供給流路４４の一端側と複数の貫通流路５０の各他端側とを連絡する第２環状流路５２が形成されている。この第２環状流路５２は、第２挟持部２４の挟持面２４ａに形成された第２環状溝５４と第２環状溝５４を塞ぐステータ９の他方の軸端面９ｂとにより形成されている（図３参照）。また、第２環状流路５２は、ロータ１０の回転軸１０ａの軸心を中心とする円環状に形成されている。さらに、第２供給流路４４の一端側は、第２環状流路５２に対して円周方向に隣接する貫通流路５０の他端側が接続される位置の中間側に接続されている（図４参照）。

なお、本実施例では、上記第１ケース２１をモールド型の一部として使用し、第１ケース２１内に樹脂を流し込んで真空引きすることで、第１ケース２１の収容凹部２９内に樹脂モールド部１７が密着して形成されるものとする。

（２）電動過給機の作用
次に、上記構成の電動過給機１の作用について説明する。モータ７の駆動によって、コンプレッサ３のインペラ２が高速回転されてハウジング４内に圧縮空気が生成され、その圧縮空気が内燃機関に供給される。このモータ７の駆動時には、オイルポンプ４８により第１供給流路３１内に開口３１ａからオイルが流入される。その流入オイルは、図１中に破線矢印で示すように、第１供給流路３１を通って第１流体軸受１１に供給されるとともに、分岐流路３２を通って第１環状流路５１で環状に拡がって各貫通流路５０を通ってから第２環状流路５２で集約されて第２供給流路４４を通って第２流体軸受１２に供給される。そして、第１流体軸受１１に供給されたオイルは、第１排出流路３３及び分岐流路３４を通ってオイル循環経路４７に戻され、第２流体軸受１２に供給されたオイルは、第２排出流路４５及び分岐流路４６を通ってオイル循環経路４７に戻される。

ここで、オイルが複数の貫通流路５０を流れる際の吸熱作用によりステータ９が円周方向にわたって冷却される。具体的に、コイル１６での発熱は、樹脂モールド部１７で受熱されてからステータ９で受熱され、各貫通流路５０を流れるオイルの吸熱作用により抜熱されるとともにハウジング４（特に、第１ケース２１）で受熱及び放熱される。

（３）実施例の効果
本実施例のモータ７によると、ハウジング８は、第１挟持部２３と、第１挟持部２３との間でステータ９を軸方向に挟持する第２挟持部２４と、を備え、ハウジング８には、一端側がハウジング８の外側に開口して他端側が第１流体軸受１１に接続される第１供給流路３１と、第１供給流路３１から分岐して一端側が第１挟持部２３の挟持面２３ａ側に開口する分岐流路３２と、一端側が第２挟持部２４の挟持面２４ａ側に開口して他端側が第２流体軸受１２に接続される第２供給流路４４と、が形成されている。そして、ステータ９には、分岐流路３２の一端側と第２供給流路４４の一端側とを連絡するように軸方向に貫通した貫通流路５０が形成されており、貫通流路５０は、その内部を流れるオイルでステータ９を冷却するように構成されている。これにより、オイルポンプ４８により第１供給流路３１内に開口３１ａから流入されるオイルは、第１供給流路３１を通って第１流体軸受１１に供給されるとともに、分岐流路３２、貫通流路５０及び第２供給流路４４を通って第２流体軸受１２に供給される。そして、オイルが貫通流路５０を流れる際の吸熱作用によりステータ９が冷却される。よって、ロータ１０の回転軸１０ａを軸支する第１流体軸受１１及び第２流体軸受１２に対して簡素な流体供給構造でオイルを供給できるとともに、そのオイルを利用してステータ９を冷却することができる。特に、従来のような複雑なステータ冷却構造を別途設ける必要がないため、コスト削減及び体格減少につながる。さらに、貫通流路５０を流れるオイル自身の粘度が吸熱により下がるため、第２流体軸受１２でのオイル粘度による抵抗が減少して高効率化にも貢献できる。

また、本実施例では、貫通流路５０は、ステータ９の軸方向に沿って形成されているとともに、ステータ９の円周方向に複数形成されており、第１挟持部２３の挟持面２３ａとステータ９の一方の軸端面９ａとの間には第１環状流路５１が形成されており、第２挟持部２４の挟持面２４ａとステータ９の他方の軸端面９ｂとの間には第２環状流路５２が形成されている。これにより、分岐流路３２を流れるオイルは、第１環状流路５１で環状に拡がって各貫通流路５０を通ってから第２環状流路５２で集約されて第２供給流路４４を流れる。そして、オイルが複数の貫通流路５０を流れる際の吸熱作用によりステータ９が円周方向にわたって冷却される。

また、本実施例では、第１環状流路５１は、第１挟持部２３の挟持面２３ａに形成された第１環状溝５３と第１環状溝５３を塞ぐステータ９の一方の軸端面９ａとにより形成されており、第２環状流路５２は、第２挟持部２４の挟持面２４ａに形成された第２環状溝５４と第２環状溝５４を塞ぐステータ９の他方の軸端面９ｂとにより形成されている。これにより、ステータ側に環状流路を形成するものに比べて、磁路面積を大きく確保できモータ出力を向上できる。

また、本実施例では、ステータ９は、ステータコア１５と、コイル１６と、を備え、複数の貫通流路５０のそれぞれは、ステータコア１５の径方向でティース１５ａの遠心側に配置されている。これにより、ステータ９においてコイル１６の発熱が伝わり易い部分を効果的に冷却できる。

また、本実施例では、ステータ９は、ステータコア１５と、コイル１６と、樹脂モールド部１７と、を備え、樹脂モールド部１７は、ハウジング８の内面に密着されている。これにより、コイル１６の発熱がステータ９及びハウジング８に伝わり易く抜熱され易い。

さらに、本実施例では、ハウジング８は、ステータ９を収容可能な筒状の第１ケース２１と、第１ケース２１と軸方向に接合される第２ケース２２と、を備え、第１ケース２１には、第１挟持部２３、第１流体軸受１１、第１供給流路３１及び分岐流路３２が設けられており、第２ケース２２には、第２挟持部２４、第２流体軸受１２及び第２供給流路４４が設けられている。これにより、各流路３１、３２、４４等を容易に形成でき、全体として簡易且つ安価な構造にできる。特に、第１ケース２１をモールド型の一部として使用することで、樹脂モールド部１７を第１ケース２１の内面に容易に密着させることができる。

さらに、本実施例の電動過給機１によると、上述のモータ７と、ロータ１０の回転軸１０ａの一端側に取り付けられるインペラ２を有するコンプレッサ３と、を備える。これにより、高速回転するインペラ２で生成される圧縮空気が内燃機関に供給される。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。すなわち、上記実施例では、ステータ９の軸方向に沿って直線状に延びる貫通流路５０を例示したが、これに限定されず、例えば、ステータ９の軸方向に対してらせん状に延びる貫通流路としてもよい。この場合であっても、流体がらせん状の貫通流路を流れる際の吸熱作用によりステータが円周方向にわたって冷却される。

また、上記実施例では、ステータコア１５の径方向でティース１５ａの遠心側に配置される貫通流路５０を例示したが、これに限定されず、例えば、ステータコア１５の径方向において円周方向に隣接するティース１５ａの中間部の遠心側に配置される貫通流路としてもよい。なお、上記貫通流路５０の大きさ、形状、個数、配置場所等は、流体の供給量やステータの冷却性能等を考慮して適宜選択される。

また、上記実施例では、ハウジング８の挟持部２３、２４の挟持面２３ａ、２４ａに形成された環状溝５３、５４により形成される環状流路５１、５２を例示したが、これに限定されず、例えば、図５に示すように、上記環状溝５３、５４に替えて又は加えて、ステータ９の軸端面９ａ、９ｂに形成された環状溝５３’、５４’により形成される環状流路５１’、５２’としてもよい。なお、上記環状流路５１、５２の大きさ、形状、設置場所、開閉状態等は、各貫通流路５０に対して分岐流路３２又は第２供給流路４４を連絡できる限りにおいて適宜選択される。

また、上記実施例では、ハウジング８の外部に開口した第１及び第２排出流路３３、４５を例示したが、これに限定されず、例えば、ステータ９に第１及び第２排出流路を連絡する貫通流路を形成して、一方の排出流路のみをハウジング８の外部に開口させるようにしてもよい。

また、上記実施例では、オイルの油膜によりロータ１０の回転軸１０ａを軸支する流体軸受１１、１２を例示したが、これに限定されず、例えば、オイル以外の液体膜や空気等の気体膜によりロータ１０の回転軸１０ａを軸支する流体軸受としてもよい。

さらに、上記実施例では、モータ７の駆動力のみで作動される電動過給機１を例示したが、これに限定されず、例えば、モータ７の駆動力とともに内燃機関の排気エネルギにより作動される電動補助過給機としてもよい。さらに、上記実施例では、電動過給機１で用いられるモータ７を例示したが、これに限定されず、例えば、歯科用スピンドルや航空機の酸素供給用エアコンプレッサ等で用いられるモータとしてもよい。

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

本発明は、内燃機関の電動過給機等で用いられるロータの回転軸が高速回転するモータに関する技術として広く利用される。

１；電動過給機、２；インペラ、３；コンプレッサ、７；モータ、８；ハウジング、９；ステータ、９ａ，９ｂ；軸端面、１０；ロータ、１０ａ；回転軸、１１；第１流体軸受、１２；第２流体軸受、１５；ステータコア、１５ａ；ティース、１６；コイル、１７；樹脂モールド部、２３；第１挟持部、２３ａ；挟持面、２４；第２挟持部、２４ａ；挟持面、３１；第１供給流路、３２；分岐流路、４４；第２供給流路、５０；貫通流路、５１，５１’；第１環状流路、５２，５２’；第２環状流路、５３，５３’；第１環状溝、５４，５４’；第２環状溝。

Claims (4)

1. ハウジングと、前記ハウジング内に取り付けられる円筒状のステータと、前記ステータの内周側に設けられるロータと、を備え、前記ハウジングには、前記ロータの回転軸を回転可能に支持する第１流体軸受及び第２流体軸受が設けられているモータであって、
   前記ハウジングは、前記ステータを収容可能な筒状の第１ケースと、前記第１ケースと軸方向に接合される第２ケースと、を備え、
   前記第1ケースは、前記第１流体軸受及び第１挟持部を備え、
   前記第２ケースは、前記第２流体軸受及び前記第１挟持部との間で前記ステータを軸方向に挟持する第２挟持部を備え、
   前記第1ケースには、一端側が前記第1ケースの外側に開口して他端側が前記第１流体軸受に接続される第１供給流路と、前記第１供給流路から分岐して一端側が前記第１挟持部の挟持面側に開口する分岐流路と、が形成されており、
   前記第２ケースには、一端側が前記第２挟持部の挟持面側に開口して他端側が前記第２流体軸受に接続される第２供給流路が形成されており、
   前記ステータには、前記分岐流路の一端側と前記第２供給流路の一端側とを連絡するように軸方向に貫通した貫通流路が形成されており、
   前記貫通流路は、その内部を流れる流体で前記ステータを冷却するように構成されており、
   前記貫通流路は、前記ステータの軸方向に沿って形成されているとともに、前記ステータの円周方向に複数形成されており、
   前記第１挟持部の挟持面と前記ステータの一方の軸端面との間には、前記分岐流路の一端側と複数の前記貫通流路の各一端側とを連絡する閉じた円環状の第１環状流路が形成されており、
   前記第２挟持部の挟持面と前記ステータの他方の軸端面との間には、前記第２供給流路の一端側と複数の前記貫通流路の各他端側とを連絡する閉じた円環状の第２環状流路が形成されており、
   前記ステータは、内周側に突出する巻回部が円周方向に複数設けられている円筒状のステータコアと、複数の前記巻回部のそれぞれに巻かれるコイルと、を備え、
   前記貫通流路は、前記ステータコアの径方向で全ての前記巻回部のそれぞれの遠心側に配置されるように、前記ステータの円周方向に等角度間隔で複数形成されていることを特徴とするモータ。
2. 前記第１環状流路は、前記第１挟持部の挟持面に形成された第１環状溝と前記第１環状溝を塞ぐ前記ステータの一方の軸端面とにより形成されており、
   前記第２環状流路は、前記第２挟持部の挟持面に形成された第２環状溝と前記第２環状溝を塞ぐ前記ステータの他方の軸端面とにより形成されている請求項１記載のモータ。
3. 前記ステータは、内周側に突出する巻回部が円周方向に複数設けられている円筒状のステータコアと、複数の前記巻回部のそれぞれに巻かれるコイルと、前記コイルを覆うように円周方向に隣接する前記巻回部の間に設けられる樹脂モールド部と、を備え、
   前記樹脂モールド部は、前記ハウジングの内面に密着されている請求項１又は２に記載のモータ。
4. 内燃機関に圧縮空気を供給するための電動過給機であって、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータと、
   前記ロータの回転軸の一端側に取り付けられるインペラを有するコンプレッサと、を備えることを特徴とする電動過給機。

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