JP6927435B2

JP6927435B2 - 電動コンプレッサ

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Publication number: JP6927435B2
Application number: JP2020530918A
Authority: JP
Inventors: 国彰飯塚; 裕司佐々木; 達身猪俣; 良介湯本; 海飯嶋; 達哉福井; 光杉浦; 義仁勝; 吉田　隆; 吉田　　隆; 孝志森
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2039-05-27
Also published as: JPWO2020017161A1; US20210102551A1; DE112019003659B4; DE112019003659T5; WO2020017161A1; US11359642B2; CN111989496A; CN111989496B

Description

本開示は、電動コンプレッサに関する。

特許文献１に記載されるように、コンプレッサのインペラ背面に面する壁部に、コンプレッサ空間とモータ空間とを接続する孔部が形成された電動コンプレッサが知られている。コンプレッサ空間からモータ空間への接続は、これらの空間の間の圧力差を低減するという利点を持つ。また、特許文献２に記載されるように、コンプレッサハウジングの内面に溝部が設けられ、その溝部が凝縮水通路を介してケーシング（気液分離手段）の円筒部と接続された電動コンプレッサが知られている。凝縮水の一部は、吸気の一部とともに、凝縮水通路を介して円筒部に排出される。

国際公開第２０１５／１８８０２８号特開２００９−０４１５５１号公報

コンプレッサインペラの背面空間とモータハウジング内の空間を接続する孔部（バイパス穴）が設置されると、これらの空間の間の圧力差が低減され得る。電動コンプレッサが停止した後、その温度が低下すると、コンプレッサインペラの背面に対面する壁面上に、凝縮水が生じ得る。この凝縮水が、壁面を伝ってバイパス穴からモータが存在するモータ空間に侵入する可能性がある。本開示は、バイパス穴を通じて凝縮水がモータ空間に侵入することを抑制できる電動コンプレッサを説明する。

本開示の一態様に係る電動コンプレッサは、回転軸線を有すると共に回転軸線の方向における第１端と第２端とを含む回転軸と、回転軸の第１端に取り付けられ、第２端の方を向く背面を含むコンプレッサインペラと、回転軸の第１端および第２端の間に配置され、回転軸およびコンプレッサインペラを回転させるためのモータと、コンプレッサインペラとモータとの間に配置され、コンプレッサインペラが存在するインペラ空間とモータが存在するモータ空間とを隔てる壁部であって、コンプレッサインペラの背面に対面して背面に沿った形状を有する基準壁面を含む壁部と、壁部を貫通するようにして壁部に形成され、インペラ空間とモータ空間とを接続するバイパス穴であって、インペラ空間に開口する第１開口を含むバイパス穴と、を備える。壁部には、バイパス穴の端縁である第１開口の周りに配置され、第１開口および基準壁面から窪む窪み部が形成されている。

本開示の一態様によれば、壁部に形成されたバイパス穴を通じて凝縮水がモータ空間に侵入することを抑制できる。

図１は本開示の一実施形態に係る電動コンプレッサを示す断面図である。図２は図１中の貫通孔付近を拡大して示す断面図である。図３はモータハウジングを端壁側から見た斜視図である。図４はモータハウジングの端壁側の正面図である。

この電動コンプレッサの運転時には、インペラ空間とモータ空間とを接続するバイパス穴が、これらの２つの空間の間の圧力差を低減する。そして運転が停止した後、その温度が低下すると、コンプレッサインペラの背面に対面する壁部上などに、凝縮水が付着し得る。この凝縮水は、基準壁面上を流れ落ちる。この凝縮水は、バイパス穴の近くを流れたとき、バイパス穴の第１開口の周りに配置された窪み部に流入する。この窪み部は、第１開口および基準壁面から窪んでいるので、凝縮水が第１開口からバイパス穴に入ることを抑制する。この電動コンプレッサによれば、凝縮水がバイパス穴を通じてモータ空間に侵入することを抑制できる。

いくつかの態様において、バイパス穴は回転軸より下に配置されている。この場合、より多くの凝縮水を窪み部へ案内することができる。凝縮水の集水が好適に実現される。

いくつかの態様において、窪み部は、バイパス穴の第１開口の全周に形成されている。この場合、バイパス穴の近くを流れる凝縮水は、窪み部へ確実に案内される。基準壁面から第１開口に繋がる経路がないので、バイパス穴への凝縮水の流入が確実に防止される。

いくつかの態様において、窪み部の下端には、回転軸線に対して傾斜しインペラ空間に向けられた排出面が形成されている。この場合、窪み部に流入した凝縮水は排出面上を流れて下方に落ちる。窪み部の容量には限りがあるが、傾斜する排出面を通じて、窪み部内の凝縮水をスムーズに排出できる。

いくつかの態様において、バイパス穴の第１開口は、回転軸線の方向において、基準壁面と同じか又は基準壁面より第２端側に位置する。第１開口が基準壁面よりも第１端側に突出すると、第１開口はコンプレッサインペラの背面に非常に近づく。このような構造は、コンプレッサの空力性能に影響を及ぼす可能性がある。バイパス穴の第１開口が上記の位置にあれば、コンプレッサの空力性能に影響を及ぼすことなく、インペラ空間とモータ空間との間の圧力差を低減することができる。

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。以下の説明において、特に断らない限り、「径方向」および「周方向」との語は、回転軸１２或いは回転軸線Ｘを基準として用いられる。

図１を参照して、一実施形態に係る電動コンプレッサ１について説明する。図１に示されるように、電動コンプレッサ１は、たとえば車両または船舶の内燃機関に適用されるものである。電動コンプレッサ１は、遠心圧縮機の一種であり、コンプレッサ７を備えている。電動コンプレッサ１は、ロータ部１３およびステータ部１４の相互作用によってコンプレッサインペラ８を回転させ、空気等の気体を圧縮し、圧縮空気等の圧縮流体を発生させる。ロータ部１３およびステータ部１４によってモータ５が構成されている。

電動コンプレッサ１は、たとえば車両または船舶の内燃機関に適用された過給機（図示せず）に接続されてもよい。その場合、電動コンプレッサ１は、過給機のコンプレッサに対して圧縮空気を送る。電動コンプレッサ１と過給機とが組み合わせられることにより、電動コンプレッサ１は、過給機の立ち上げを助ける。

電動コンプレッサ１は、ハウジング２内で回転可能に支持された回転軸１２と、回転軸１２の第１端１２ａ（先端部）に取り付けられたコンプレッサインペラ８とを備える。ハウジング２は、ロータ部１３およびステータ部１４を収納するモータハウジング３と、コンプレッサインペラ８を収納するコンプレッサハウジング６とを備える。コンプレッサハウジング６は、モータハウジング３の第１端側（図示左側）に設けられている。コンプレッサハウジング６は、吸入口９と、スクロール部１０と、吐出口１１とを含んでいる。なお、モータハウジング３の径方向外側または第２端側（図示右側）等に、インバータおよびインバータハウジング等が設けられてもよい。

回転軸１２は、回転軸線Ｘを有する。回転軸１２は、回転軸線Ｘの方向における第１端１２ａと第２端１２ｂ（基端部）と、第１端１２ａおよび第２端１２ｂの間の中央部１２ｃとを含む。回転軸１２の第２端１２ｂおよび中央部１２ｃは、モータハウジング３に収容されている。回転軸１２の第１端１２ａは、モータハウジング３から回転軸線Ｘに突出しており、モータハウジング３外に位置する。その第１端１２ａは、コンプレッサハウジング６内に配置されている。

ロータ部１３は、回転軸１２の中央部１２ｃに取り付けられており、回転軸１２に固定された１または複数の永久磁石（図示せず）を含む。ステータ部１４は、ロータ部１３を包囲するようにしてモータハウジング３の内面に保持されている。すなわち、ステータ部１４は、回転軸１２の周囲に配置されている。ステータ部１４は、ロータ部１３を包囲するように配置された円筒状のコア部１４ａと、コア部１４ａに導線（図示せず）が巻回されてなるコイル部１４ｂとを含む。導線を通じてステータ部１４のコイル部１４ｂに交流電流が流されると、ロータ部１３およびステータ部１４の相互作用によって、回転軸１２とコンプレッサインペラ８とが一体になって回転する。コンプレッサインペラ８が回転すると、コンプレッサインペラ８は、吸入口９を通じて外部の空気を吸入し、スクロール部１０を通じて空気を圧縮し、吐出口１１から吐出する。吐出口１１から吐出された圧縮空気は、前述の内燃機関に供給される。

上記構成を別の観点で説明すると、ロータ部１３とコイル部１４ｂとを含むモータ５は、回転軸１２の第１端１２ａおよび第２端１２ｂの間に配置されている。モータ５は、通電を受けて、回転軸１２およびコンプレッサインペラ８を回転させるように構成されている。

電動コンプレッサ１は、ハウジング２に対して回転軸１２を回転可能に支持する第１および第２の軸受２０Ａ，２０Ｂを備える。第１および第２の軸受２０Ａ，２０Ｂは、モータハウジング３内に設けられている。第１および第２の軸受２０Ａ，２０Ｂは、回転軸線Ｘの方向に離間して配置され、回転軸１２を両持ちで支持している。第１の軸受２０Ａは、モータハウジング３のコンプレッサインペラ８側に形成された円筒状のスリーブ部１７に保持されている。第２の軸受２０Ｂは、モータハウジング３のコンプレッサインペラ８とは反対側に形成された円筒状のスリーブ部１８に保持されている。第１の軸受２０Ａおよび第２の軸受２０Ｂの間に、モータ５が配置される。

コンプレッサインペラ８は、たとえば回転軸１２の第１端１２ａに設けられた軸端ナット１６によって、回転軸１２に取り付けられている。回転軸１２と、回転軸１２に固定されたコンプレッサインペラ８、ロータ部１３、ならびに第１および第２の軸受２０Ａ，２０Ｂとは、ハウジング２内で一体となって回転体Ｃを構成している。

続いて、図１および図２を参照して、モータハウジング３およびコンプレッサインペラ８に係る構造ついて詳細に説明する。電動コンプレッサ１は、コンプレッサハウジング６内におけるコンプレッサインペラ８の回転によって圧縮空気を発生させるが、ハウジング２の内部における所望の圧力バランスが実現されるように構成されている。

図１に示されるように、モータハウジング３は、外側に配置されるハウジング本体３１と、内側に配置されるインナーハウジング３２とを有する。ハウジング本体３１とインナーハウジング３２とは別体であり、回転軸線Ｘに対して同心状に配置される。インナーハウジング３２は、ステータ部１４を包囲し保持している。ハウジング本体３１は、インナーハウジング３２を包囲し保持している。ユニット化されたインナーハウジング３２およびステータ部１４が、たとえば締まり嵌め（焼嵌め等）により、ハウジング本体３１内に取り付けられている。

ハウジング本体３１は、回転軸線Ｘの方向に延びる外円筒部３３と、外円筒部３３の第１端側に連続して設けられた外端壁部３４と、外円筒部３３の第２端側を閉鎖する端壁部３５とを有する。外端壁部３４は、円板状をなし、外円筒部３３の第１端から、径方向の外方および内方に向けて延びている（図３も参照）。たとえば、この外端壁部３４の外周縁部にコンプレッサハウジング６の外周縁部がボルト等によって固定されることにより、コンプレッサハウジング６がモータハウジング３に取り付けられている。外端壁部３４の中央には、回転軸１２およびインナーハウジング３２の一部を貫通させる円形の開口３４ｆが形成されている。

インナーハウジング３２は、回転軸線Ｘの方向に延びる内円筒部３６と、内円筒部３６の第１端側に連続して設けられた内端壁部３７とを有する。内端壁部３７は、円板状をなし、内円筒部３６の第１端から径方向の内方に向けて延びる。内端壁部３７の中央には開口３７ｆが形成されている。この開口３７ｆを含む縁部に、第１の軸受２０Ａを保持する上記スリーブ部１７が連続して設けられている。内端壁部３７からコンプレッサインペラ８に向けて軸方向に突出したスリーブ部１７の先端に、露出壁部３８が設けられている。露出壁部３８の中央には、回転軸１２を貫通させる開口３８ｆが形成されている。

インナーハウジング３２は、ハウジング本体３１の内面に嵌合している。ハウジング本体３１の外円筒部３３および外端壁部３４の開口３４ｆと、インナーハウジング３２の内円筒部３６、内端壁部３７の開口３７ｆ、スリーブ部１７、および露出壁部３８の開口３８ｆとは、回転軸線Ｘに関して同心状に形成されている。ハウジング本体３１の外端壁部３４とインナーハウジング３２の内端壁部３７とは、回転軸線Ｘに直交する方向に延びている。外円筒部３３内に内円筒部３６が保持されており、外端壁部３４に内端壁部３７が当接している。外端壁部３４の開口３４ｆに、インナーハウジング３２のスリーブ部１７が嵌め込まれている。スリーブ部１７は、外端壁部３４の内周面（開口３４ｆを形成する周面）に当接している。スリーブ部１７によって保持された第１の軸受２０Ａの外輪は、回転軸線Ｘの方向のコンプレッサインペラ８側の端部において、露出壁部３８に当接している。露出壁部３８は、コンプレッサインペラ８に対面するように露出している（図３参照）。

ハウジング本体３１の外円筒部３３とインナーハウジング３２の内円筒部３６との間には、たとえば、冷却水を流すための水冷ジャケット部４０が形成されている。水冷ジャケット部４０は、内円筒部３６の外周面に形成されている。外円筒部３３と内円筒部３６との間には、円環状の第１シール部材３９Ａが設けられてもよい。また、外端壁部３４とスリーブ部１７との間には、円環状の第２シール部材３９Ｂが設けられてもよい。なお、水冷ジャケット部４０は、省略されてもよい。

図１および図２に示されるように、ハウジング本体３１の外端壁部３４と、インナーハウジング３２の内端壁部３７、スリーブ部１７および露出壁部３８とは、一体になってモータハウジング３の端壁部（壁部）５０を形成している。この端壁部５０は、コンプレッサインペラ８とモータ５との間に配置され、コンプレッサインペラ８が存在するインペラ空間Ｓ１とモータ５が存在するモータ空間Ｓ２とを隔てている。

一方、コンプレッサインペラ８は、回転軸１２の第１端１２ａに取り付けられたハブ部８ａと、ハブ部８ａの湾曲するハブ面８ｂから径方向および回転軸線Ｘの方向に延びる複数の羽根部８ｃとを有する。複数の羽根部８ｃは、周方向に所定の間隔をもって配置されている。ハブ部８ａのハブ面８ｂはコンプレッサハウジング６のシュラウド部６ａに対面しており、ハブ面８ｂとシュラウド部６ａとの間に複数の羽根部８ｃが配置される。コンプレッサインペラ８のハブ部８ａは、ハブ面８ｂとは反対側において背面８ｄを有する。本実施形態ではコンプレッサインペラ８の背面８ｄは、平坦ではなく凹部を有する形状をなすが、コンプレッサインペラ８の形状は、適宜に変更されてもよい。たとえば、コンプレッサインペラ８が、平坦な背面を有してもよい。

モータハウジング３の端壁部５０は、コンプレッサインペラ８に対して、回転軸線Ｘの方向に僅かに離間している。端壁部５０は、コンプレッサインペラ８の背面８ｄに、隙間Ａ（図２参照）をもって対面している。この隙間Ａは、上記したインペラ空間Ｓ１の一部である。端壁部５０は、コンプレッサインペラ８の背面８ｄに対面して、その背面８ｄに沿った形状を有する基準壁面５０ａ（図１、図２および図３参照）を含む。この基準壁面５０ａは、たとえば、上記の隙間Ａが略一定となるように形成されており、背面８ｄに対応した形状を有する。たとえば、背面８ｄが凹面を有する場合には、基準壁面５０ａは、その凹面に対応した膨出面を有する。背面８ｄが突出する又は窪む円錐面を有する場合には、基準壁面５０ａは、それらに対応した、窪む又は突出する円錐面を有する。背面８ｄが平坦である場合には、基準壁面５０ａも平坦である。この基準壁面５０ａは、コンプレッサインペラ８の背面８ｄの形状が定まれば、当業者が、所望の空力性能等を考慮して決定できる一定の面である。

端壁部５０は、より詳細には、露出壁部３８の外表面３８ａと、外端壁部３４の外表面３４ａとから構成される。これらの外表面３８ａおよび外表面３４ａは、滑らかに連続している。すなわち、外表面３８ａの外周縁の位置と外表面３４ａの内周縁の位置とは一致しており、外表面３８ａと外表面３４ａとの間には段差は形成されていない。これらの間に段差が形成されている場合でも、その段差の大きさは、無視し得る程度である。基準壁面５０ａはコンプレッサインペラ８の背面８ｄに沿って延びるが、基準壁面５０ａの外周側（コンプレッサインペラ８の後縁８ｅよりも径方向の外側）では、端壁部５０の壁面（環状面５０ｂ）は、たとえば、回転軸線Ｘの方向に更に突出してもよい。その場合、たとえば、回転軸線Ｘに直交する平坦な環状面５０ｂが形成される。この環状面５０ｂは、コンプレッサハウジング６との間にディフューザ流路を形成する。

電動コンプレッサ１では、運転中においてインペラ空間Ｓ１とモータ空間Ｓ２との間の圧力差を低減するため、端壁部５０に１つのバイパス穴５１が形成されている。バイパス穴５１は、たとえば、外端壁部３４に形成された外貫通孔３４ｂと、内端壁部３７に形成された内貫通孔３７ｂとによって構成される。外貫通孔３４ｂおよび内貫通孔３７ｂは、それぞれ、たとえば回転軸線Ｘの方向に延びる円柱状の孔部であり、一列に並んで互いに連通している。外貫通孔３４ｂおよび内貫通孔３７ｂからなるバイパス穴５１は、インペラ空間Ｓ１とモータ空間Ｓ２とを接続する。バイパス穴５１は、インペラ空間Ｓ１に開口する第１開口５１ａと、モータ空間Ｓ２に開口する第２開口５１ｂとを含む。第１開口５１ａは、外貫通孔３４ｂと外表面３４ａとが交差する円であり、バイパス穴５１のインペラ空間Ｓ１側の端縁である。第１開口５１ａは、コンプレッサインペラ８の背面８ｄに対面する位置に形成される。第２開口５１ｂは、内貫通孔３７ｂと内端壁部３７の裏面とが交差する円であり、バイパス穴５１のモータ空間Ｓ２側の端縁である。第１開口５１ａは、インペラ空間Ｓ１側の開口であり、第２開口５１ｂは、モータ空間Ｓ２側の開口である。

電動コンプレッサ１の運転状態またはコンプレッサインペラ８の回転数等に起因して、インペラ空間Ｓ１の圧力とモータ空間Ｓ２の圧力との大小関係は変化し得る。言い換えれば、電動コンプレッサ１の運転状態またはコンプレッサインペラ８の回転数等によって、バイパス穴５１を流れる空気の向きは変化する。具体的には、運転停止状態からコンプレッサインペラ８の回転数を上昇させると、コンプレッサインペラ８の回転により圧力が上がるので、瞬間的に、インペラ空間Ｓ１の圧力はモータ空間Ｓ２の圧力よりも大きくなり得る。時間が経つと、インペラ空間Ｓ１にある空気がバイパス穴５１を通ってモータ空間Ｓ２に流入するので、インペラ空間Ｓ１の圧力はモータ空間Ｓ２の圧力に略等しくなる。さらに、コンプレッサインペラ８の回転数を下げると、コンプレッサインペラ８からの吐出圧が下がるので、インペラ空間Ｓ１の圧力が下がり、インペラ空間Ｓ１の圧力はモータ空間Ｓ２の圧力よりも小さくなり得る。この場合は、モータ空間Ｓ２にある空気がバイパス穴５１を通ってインペラ空間Ｓ１に流れ込む。

バイパス穴５１は、バイパス穴５１が２つの空間を接続することができる限り、どのような形状をなしてもよい。バイパス穴５１は、角柱状であってもよい。バイパス穴５１の形状に従って、第１開口５１ａおよび第２開口５１ｂの形状は変化し得る。バイパス穴５１は、回転軸線Ｘに対して角度をもった方向に延びてもよい。外端壁部３４と内端壁部３７との間には、バイパス穴５１を包囲する円環状の第３シール部材３９Ｃが設けられてもよい。

電動コンプレッサ１では、１つのバイパス穴５１が、回転軸１２の真下に形成されている。本明細書において「下」または「上」は、電動コンプレッサ１が使用される（すなわち車両または船舶に設置される）姿勢を基準とする。バイパス穴５１は、たとえば、回転軸１２を通る鉛直面に重なる（overlap）位置に形成される。すなわち、バイパス穴５１は、回転軸１２より下に配置されている。バイパス穴５１は、回転軸線Ｘを基準としてコンプレッサインペラ８の半径の範囲内に形成されている。

端壁部５０の表面（コンプレッサインペラ８に面する表面）には、さらに、バイパス穴５１の周囲において、第１開口５１ａおよび基準壁面５０ａから窪む窪み部５２が形成されている。図３および図４に示されるように、窪み部５２は、第１開口５１ａの周りに配置されている。より詳細には、窪み部５２は、第１開口５１ａの全周に配置されている。窪み部５２は、第１開口５１ａを取り囲んでいる。第１開口５１ａと窪み部５２との間には、基準壁面５０ａを延長した延長面に沿う穴端面５４が形成されている。すなわち、第１開口５１ａおよび穴端面５４は、基準壁面５０ａと同じ位置（回転軸線Ｘの方向における位置）に位置する。窪み部５２の深さは、適宜に設定され得る。なお、第１開口５１ａは、回転軸線Ｘの方向において、基準壁面５０ａより引っ込んでいてもよい。すなわち、第１開口５１ａは、回転軸線Ｘの方向において、基準壁面５０ａより第２端１２ｂ側（図１および図２において右側）に位置してもよい。言い換えれば、第１開口５１ａおよび穴端面５４は、基準壁面５０ａより回転軸線Ｘの方向に（コンプレッサインペラ８側に）突出していない。第１開口５１ａおよび穴端面５４は、隙間Ａに突出していない。

図４に示されるように、窪み部５２は、第１開口５１ａの上半分に沿って形成された半円形の溝部５２ａと、第１開口５１ａの下半分に沿って形成された略矩形の窪み部５２ｂとを含む。窪み部５２の下端、すなわち窪み部５２ｂの下端には、インペラ空間Ｓ１に向けられた排出面５３が形成されている。排出面５３は、回転軸線Ｘに対して傾斜しており、窪み部５２ｂの底部と環状面５０ｂとを接続している。排出面５３は、コンプレッサインペラ８の後縁８ｅの位置から、下側（径方向の外側）に延びている。すなわち、排出面５３と環状面５０ｂとの交線は、コンプレッサインペラ８の後縁８ｅよりも径方向の外側に位置する。言い換えれば、排出面５３は、コンプレッサインペラ８の後縁８ｅ（外径）に対応する端壁部５０の円形の境界線Ｌと重なる位置に形成される（図１、図３および図４参照）。すなわち、窪み部５２は、たとえば回転軸線Ｘを基準としてコンプレッサインペラ８の半径の範囲内に形成されるが、排出面５３は、その半径を横切るように（その半径を含む領域に）形成される。

本実施形態に係る電動コンプレッサ１の運転時には、インペラ空間Ｓ１とモータ空間Ｓ２とを接続するバイパス穴５１が、これらの２つの空間の間の圧力差を低減する。そして運転が停止した後、電動コンプレッサ１の温度が低下すると、コンプレッサインペラ８の背面８ｄに対面する端壁部５０上などに、凝縮水が付着し得る。この凝縮水は、たとえば基準壁面５０ａ上を流れ落ちる。たとえば、凝縮水は、基準壁面５０ａを周方向に流れていく。そして、凝縮水は、バイパス穴５１の近くを流れたとき、バイパス穴５１の第１開口５１ａの周りに配置された窪み部５２に流入する。この窪み部５２は、第１開口５１ａおよび基準壁面５０ａから窪んでいるので、凝縮水を溜めることができる。したがって、窪み部５２は、凝縮水が第１開口５１ａからバイパス穴５１に入ることを抑制する。この電動コンプレッサ１によれば、凝縮水がバイパス穴５１を通じてモータ空間Ｓ２に侵入することが抑制されている。

バイパス穴５１は回転軸１２より下に配置されているので、より多くの凝縮水を窪み部５２へ案内することができる。凝縮水の集水が好適に実現される。

窪み部５２がバイパス穴５１の第１開口５１ａの全周に形成されているので、バイパス穴５１の近くを流れる凝縮水は、窪み部５２へ確実に案内される。基準壁面５０ａから第１開口５１ａに繋がる経路がないので、バイパス穴５１への凝縮水の流入が確実に防止される。

窪み部５２の下端には、回転軸線Ｘに対して傾斜する排出面５３が形成されているので、窪み部５２に流入した凝縮水は排出面５３上を流れて下方に落ちる。窪み部５２の容量には限りがあるが、傾斜する排出面５３を通じて、窪み部５２内の凝縮水をスムーズに排出できる。

もし、第１開口５１ａが基準壁面５０ａよりも第１端１２ａ側に突出していると、第１開口５１ａはコンプレッサインペラ８の背面８ｄに非常に近づく。これは、コンプレッサ７の空力性能に影響を及ぼす可能性がある。バイパス穴５１の第１開口５１ａが上記構成の位置にあれば、コンプレッサ７の空力性能に影響を及ぼすことなく、インペラ空間Ｓ１とモータ空間Ｓ２との間の圧力差を低減することができる。

また、排出面５３がコンプレッサインペラ８の後縁８ｅよりも下側（径方向の外側）に形成されているので、排出面５３を通じて排出された凝縮水はディフューザ流路の方へ流れ出る。たとえば、凝縮水は、スクロール部１０に至り、その後適当に排出される。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、バイパス穴の位置は上記実施形態の位置に限られない。バイパス穴は、回転軸１２の真下ではなく、回転軸１２の真下よりも左右のいずれかにずれた位置に形成されてもよい。バイパス穴は、回転軸１２より下に配置されてもよい。すなわち、バイパス穴は、回転軸１２の下端より下に配置されてもよい。また、バイパス穴は、回転軸線Ｘより下であって回転軸１２の下端より上に配置されてもよいし、回転軸線Ｘより上に配置されてもよい。バイパス穴が回転軸１２より上に配置されていても、圧力差を低減することができる。また基準壁面上を流れ落ちる凝縮水を窪み部に溜めることにより、凝縮水がバイパス穴に入ることを抑制することができる。

バイパス穴は１つである場合に限られず、複数のバイパス穴が壁部に形成されてもよい。複数のバイパス穴のそれぞれに関しても、上記した自由な配置が適用されてもよい。複数のバイパス穴のうち１つが、回転軸１２の真下に配置されてもよい。２以上のバイパス穴が、回転軸１２を通る鉛直面に対して対称に配置されてもよい。

窪み部は、バイパス穴の第１開口の周りの一部のみに形成されてもよい。たとえば、窪み部は、第１開口の上方および側方（両側方または片側方）に形成され、第１開口の下方には形成されないＵ字状の溝部であってもよい。すなわち、窪み部は、第１開口の上半分のみに形成されてもよい。窪み部は、第１開口の直上のみに形成されてもよい。これらの場合、窪み部は一対の端部を有する溝部であるが、溝部の端部に排出面が接続されてもよい。

窪み部の下端において、排出面が形成されなくてもよい。排出面が省略される場合、窪み部の下端には、回転軸線に平行な壁面、または回転軸線に対して傾斜するがインペラ空間に面しておらずに窪み部内に面するような壁面が形成されてもよい。

バイパス穴の第１開口は、壁部の基準壁面より第１端側（隙間Ａ内）に突出してもよい。

モータハウジング３がハウジング本体３１とインナーハウジング３２とを有する構造に限られない。モータハウジング３は、複数の部材に分割されず、一体の構造を有してもよい。その場合に、バイパス穴５１は、１つの壁部に形成された単一の孔部であってもよい。本開示の電動コンプレッサの特徴部分（バイパス穴５１および窪み部５２等）を除き、モータハウジング３の基本的な構造として、別の公知の構造が採用されてもよい。

上記実施形態では、端壁部５０が、モータハウジング３の一部である構造について説明したが、端壁部５０は、モータハウジング３とは別体であってもよい。コンプレッサハウジング６とモータハウジング３の間に、たとえば板状の壁部が配置されてもよい。その場合でも、壁部はインペラ空間Ｓ１とモータ空間Ｓ２とを隔て、コンプレッサインペラ８の背面８ｄに対面する。この壁部に、バイパス穴および窪み部が形成される。

タービンを備えた電動コンプレッサに本発明が適用されてもよい。

本開示のいくつかの態様によれば、壁部に形成されたバイパス穴を通じて凝縮水がモータ空間に侵入することを抑制できる。

１電動コンプレッサ
３モータハウジング
５モータ
６コンプレッサハウジング
７コンプレッサ
８コンプレッサインペラ
８ｄ背面
１２回転軸
１２ａ第１端
１２ｂ第２端
１３ロータ部
１４ステータ部
１７スリーブ部
３１ハウジング本体
３２インナーハウジング
３３外円筒部
３４外端壁部
３６内円筒部
３７内端壁部
３８露出壁部
４０水冷ジャケット部
５０端壁部（壁部）
５０ａ基準壁面
５１バイパス穴
５１ａ第１開口
５１ｂ第２開口
５２窪み部
５３排出面
Ｓ１インペラ空間
Ｓ２モータ空間
Ｘ回転軸線

Claims

回転軸線を有すると共に前記回転軸線の方向における第１端と第２端とを含む回転軸と、
前記回転軸の前記第１端に取り付けられ、前記第２端の方を向く背面を含むコンプレッサインペラと、
前記回転軸の前記第１端および前記第２端の間に配置され、前記回転軸および前記コンプレッサインペラを回転させるためのモータと、
前記コンプレッサインペラと前記モータとの間に配置され、前記コンプレッサインペラが存在するインペラ空間と前記モータが存在するモータ空間とを隔てる壁部であって、前記コンプレッサインペラの前記背面に対面して前記背面に沿った形状を有する基準壁面を含む前記壁部と、
前記壁部を貫通するようにして前記壁部に形成され、前記インペラ空間と前記モータ空間とを接続するバイパス穴であって、前記インペラ空間に開口する第１開口を含む前記バイパス穴と、を備え、
前記壁部には、前記バイパス穴の端縁である前記第１開口の周りに配置され、前記第１開口および前記基準壁面から窪む窪み部が形成されている、電動コンプレッサ。
前記バイパス穴は前記回転軸より下に配置されている、請求項１に記載の電動コンプレッサ。
前記窪み部は、前記バイパス穴の前記第１開口の全周に形成されている、請求項１または２に記載の電動コンプレッサ。
前記窪み部の下端には、前記回転軸線に対して傾斜し前記インペラ空間に向けられた排出面が形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動コンプレッサ。
前記バイパス穴の前記第１開口は、前記回転軸線の方向において、前記基準壁面と同じか又は前記基準壁面より前記第２端側に位置する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動コンプレッサ。