WO2018139497A1

WO2018139497A1 - 電動コンプレッサ

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Publication number: WO2018139497A1
Application number: PCT/JP2018/002162
Authority: WO
Inventors: 国彰飯塚; 吉田　隆; 裕司佐々木; 達身猪俣; 拓也小篠; 良介湯本; 孝志森
Original assignee: 株式会社Ihi
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2018-08-02
Also published as: DE112018000504T5; JPWO2018139497A1; CN109563846A; JP6756382B2; US20190345956A1; US10941788B2

Abstract

電動コンプレッサは、回転軸と、コンプレッサインペラと、ロータ部と、ステータ部と、モータハウジングと、を備える。モータハウジングは、ステータ部を包囲して保持する第１筒状部を含むインナーハウジングと、インナーハウジングの第１筒状部を包囲して保持する第２筒状部を含むアウターハウジングと、を備える。ステータ部の外周面は、インナーハウジングの第１筒状部の内周面に当接している。第１筒状部の外周面には、回転軸の軸線回りに１周以上旋回するように配置された第１溝部が形成され、第１溝部は、せん状の溝部を含んでいる。

Description

電動コンプレッサ

　本開示は、電動コンプレッサに関する。

　特許文献１に記載された電動コンプレッサは、円筒状のモータハウジングを備えている。特許文献１のモータハウジングの内周面には、径方向外側に窪む溝部が形成されている。この溝部は、モータハウジングの外側に配置されたインバータ素子の近傍を通過するようにらせん状に形成されている。

　特許文献２に記載された電動過給機は、ベアリングハウジング内に固定されたモータステータを備える。特許文献２の電動過給機は、モータステータの外側に、水冷ジャケットを構成するアウタースリーブを備える。

特開２００８－１３８５３２号公報国際公開２００８／０２０５１１号

　上記した従来の電動過給機（電動コンプレッサ）では、インバータ素子やステータ部の冷却が考慮されているが、モータハウジングに収容されたステータ部に対する冷却効率は十分ではなかった。本開示は、ステータ部に対する冷却効率の向上を可能とす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、回転軸と、回転軸に取り付けられたコンプレッサインペラと、回転軸に取り付けられたロータ部と、ロータ部の周囲に配置されたステータ部と、ロータ部及びステータ部を収容するモータハウジングと、を備える。モータハウジングは、ステータ部を包囲して保持する第１筒状部を含むインナーハウジングと、インナーハウジングの第１筒状部を包囲して保持する第２筒状部を含むアウターハウジングと、を備える。ステータ部の外周面は、インナーハウジングの第１筒状部の内周面に当接している。第１筒状部の外周面には、冷却流路として、回転軸の軸線回りに１周以上旋回するように配置された第１溝部が形成されている。第１溝部は、らせん状の溝部を含んでいる。

　本開示の一態様によれば、冷却効率の向上が図られた電動コンプレッサを提供することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る電動過給機を示す断面図である。図２は、図１中のインナーハウジングを示す平面図である。図３は、図１中のアウターハウジングを示す断面図であり、ＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。

　この電動コンプレッサによれば、第１溝部に冷却液体が流れることにより、インナーハウジングが冷却され、このインナーハウジングに当接するステータ部が冷却される。第１溝部は、らせん状の溝部を含み、１周以上旋回するように形成されているので、回転軸の周方向に連続する溝部を形成すると共に、回転軸が延在する方向に位置をずらしながら連続するように冷却流路を形成することができる。その結果、冷却流路を従来と比較して細長くすることができる。従来と比較して、冷却流路の断面積を小さくして流速を上げるようにして、冷却流体とインナーハウジングとの間の冷却効率を向上させることができる。

　いくつかの態様において、冷却流路内の冷却流体の流れは乱流でもよい。この場合、層流の場合と比較して、冷却流体とインナーハウジングとの間の熱伝達率を向上させて冷却効率を向上させることができる。

　いくつかの態様において、第１溝部は、回転軸が延在する方向において、ステータ部の全長を覆う範囲に配置されていてもよい。この場合、ステータ部を全体的に一様に冷却することができ、局所的な温度上昇を抑制することができる。

　いくつかの態様において、回転軸は軸受によって支持され、インナーハウジングは、軸受を包囲して保持する第３筒状部を含んでもよい。第３筒状部は、回転軸が延在する方向において、第１筒状部よりもコンプレッサインペラ側に張り出している。第３筒状部の外周面には、冷却流路として、回転軸の周方向に連続する第２溝部が形成されてもよい。この場合、軸受を保持する第３筒状部が、第１筒状部よりも張り出すように形成されているので、この第３筒状部の外周面に冷却流路を設けることができる。これにより、軸受を冷却することができる。

　いくつかの態様において、第２溝部は、第１溝部に連通していてもよい。この場合、第１溝部を流れた冷却流体が第２溝部に流入する。複数系統の冷却流路ではなく、一連の冷却流路を形成することができ、簡素な構成とすることができる。

　いくつかの態様において、第３筒状部の外径は、第１筒状部の外径よりも小さくてもよい。インナーハウジングは、第１筒状部のコンプレッサ側の端部を覆い、回転軸の径方向において第１筒状部の外周面から第３筒状部の外周面まで形成された第１壁部を備えていてもよい。アウターハウジングは、回転軸が延在する方向において第１壁部に対面し、第１壁部に当接する第２壁部を備えていてもよい。
アウターハウジングの第２壁部には、冷却流路として、第１溝部と第２溝部とを連通する第３溝部が形成されていてもよい。この場合には、インナーハウジングの第１壁部に溝部を形成する必要がなく、第１壁部において厚みを一定とすることができ、応力集中が発生するおそれを抑制することができる。

　いくつかの態様において、電動コンプレッサは、モータハウジングの外側に設けられ、発熱体を収容する発熱体収容部を更に備えていてもよい。冷却流路は、発熱体収容部に連通されていてもよい。この場合には、冷却流体を発熱体収容部に流入させて、発熱体収容部に収容されている発熱体を冷却することができる。冷却流路は、発熱体収容部を構成する壁体の内部を通過するように形成されていてもよい。これにより、発熱体収容部を冷却して、発熱体収容部の内部の空間に収容された発熱体を冷却することができる。

　いくつかの態様において、発熱体は、ステータ部の交流電流を制御するインバータでもよい。この場合には、インバータを発熱体収容部に収容して冷却することができ、インバータの信頼性を向上させることができる。

　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９或いは回転軸線Ｌ９を基準として用いられる。

　また、図１～図３において、直交する３方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）が矢印を用いて図示されている。Ｘ方向は、回転軸９或いは回転軸線Ｌ９が延在する方向である。Ｙ方向は、図２における上下方向であり、図３における左右方向である。Ｚ方向は、図１及び図３における上下方向である。

　まず、図１を参照して電動過給機１について説明する。図１に示される電動過給機１は、例えば車両、船舶等の内燃機関に適用される。電動過給機１は、駆動源である電動モータ２と、電動モータ２によって駆動されるコンプレッサ（遠心圧縮機）３と、を備える。電動過給機１は、コンプレッサ３によって内部流体（例えば空気）を圧縮する。電動過給機１は、ハウジング４を備える。ハウジング４は、モータハウジング５と、コンプレッサハウジング６と、インバータハウジング７とを含む。

　コンプレッサ３は、コンプレッサハウジング６と、コンプレッサハウジング６内に収容されたコンプレッサインペラ８と、を備える。電動モータ２は、モータハウジング５と、回転軸９と、回転軸９に設けられたロータ部１０と、ロータ部１０を取り囲むように配置されたステータ部１１と、を備える。回転軸９は、モータハウジング５に保持された一対の軸受１２、１３によって回転可能に支持されている。

　回転軸９の中央部（本体部）は、モータハウジング５に収容されている。回転軸９の先端部（第１端部）９ａは、モータハウジング５からＸ方向の外側に突出している。回転軸９の基端部（第２端部）９ｂは、モータハウジング５の内部に配置されている。基端部９ｂは、具体的には、後述する蓋部２６に保持されている。

　コンプレッサハウジング６は、モータハウジング５の第１端側（図示左側）に配置され、モータハウジング５に対して固定されている。回転軸９の先端部９ａは、コンプレッサハウジング６の内部に進入している。コンプレッサインペラ８は、回転軸９の先端部９ａに取り付けられて、コンプレッサハウジング６の内部に配置されている。

　コンプレッサハウジング６は吸入口１４、スクロール部１５及び吐出口１６を含む。コンプレッサハウジング６では、回転軸９が回転することでコンプレッサインペラ８が回転する。外部の空気は、吸入口１４を通じてコンプレッサハウジング６内に吸入されてコンプレッサインペラ８に導入される。コンプレッサインペラ８に導入された空気は、圧縮されて、スクロール部１５を通過して、吐出口１６から吐出される。吐出口１６から吐出された圧縮空気は、内燃機関に供給される。

　電動モータ２のロータ部１０は、回転軸９の長手方向の中央部に固定されている。ロータ部１０は回転軸９に取り付けられた１または複数の永久磁石（図示せず）を含む。ステータ部１１は、ロータ部１０を包囲するようにしてモータハウジング５の内面に保持されている（詳しくは後述する）。ステータ部１１は、ロータ部１０の周囲に配置されている。

　ステータ部１１は、ロータ部１０を包囲するように配置された円筒状のコア部１１ａと、コア部１１ａに導線（図示せず）が巻回されてなるコイル部１１ｂとを含む。導線を通じてステータ部１１のコイル部１１ｂに交流電流が流されると、ロータ部１０およびステータ部１１の相互作用によって、回転軸９が回転する。これにより、上述したようにコンプレッサインペラ８が回転して空気を圧縮する。

　次に、モータハウジング５について詳細に説明する。モータハウジング５は、内側すなわち回転軸９側に配置される円筒状のインナーハウジング５Ａと、外側すなわちインナーハウジング５Ａの外周側に配置される円筒状のアウターハウジング５Ｂとを備える。すなわち、モータハウジング５は、２分割された構造を有する。インナーハウジング５Ａとアウターハウジング５Ｂとは別体であり、回転軸線Ｌ９に対して同心状に配置される。インナーハウジング５Ａは、たとえば締まり嵌め（焼嵌め等）により、アウターハウジング５Ｂに取り付けられている。

　インナーハウジング５Ａ及びアウターハウジング５Ｂは、例えば同じ材質となっている。例えば、アルミニウムを使用することができ、これにより、軽量化を図ることができる。これらのインナーハウジング５Ａ及びアウターハウジング５Ｂは、それぞれ、たとえばダイキャスト等によって製作され得る。インナーハウジング５Ａおよびアウターハウジング５Ｂは、中子を使用しない方法で成型されるため、簡単に製造され得る。

　インナーハウジング５Ａは、ステータ部１１を包囲して保持している。ステータ部１１は、たとえば焼嵌め若しくは圧入などにより、インナーハウジング５Ａに取り付けられている。これにより、インナーハウジング５Ａおよびステータ部１１はユニット化されている。アウターハウジング５Ｂは、インナーハウジング５Ａを包囲して保持している。ユニット化されたインナーハウジング５Ａおよびステータ部１１は、たとえば締まり嵌め（焼嵌め等）により、アウターハウジング５Ｂに取り付けられている。

　インナーハウジング５Ａは、図２に示されるように、回転軸線Ｌ９方向に延びる円筒状の第１筒状部２１と、第１筒状部２１の第１端側に連続して設けられた第１端壁部（第１壁部）２３と、回転軸線Ｌ９方向において第１端壁部２３からコンプレッサインペラ８側に突出する環状部（第３筒状部）２５と、を備える。第１筒状部２１は、ステータ部１１を包囲して保持している。回転軸線Ｌ９方向において、第１筒状部２１の第１端２１ｆは、回転軸９の先端部９ａ側に配置され、第１筒状部２１の第２端２１ｇは、回転軸９の基端部９ｂ側に配置されている。第１筒状部２１の第２端２１ｇは開放されている。第１端壁部２３は、第１筒状部２１の第１端２１ｆから、径方向の内方に延びている。

　ここで、ステータ部１１の外周面１１ｃは、第１筒状部２１の内周面２１ａに密着され得る。なお、外周面１１ｃと内周面２１ａとの間には、一部に隙間が形成されていてもよい。ステータ部１１の外周面１１ｃは、第１筒状部２１の内周面２１ａに当接している。

　回転軸線Ｌ９方向において、第１筒状部２１の長さは、ステータ部１１の外周面１１ｃの長さより長くなっている。第１筒状部２１は、回転軸線Ｌ９方向において、ステータ部１１の外周面１１ｃの全長を覆うように配置されている。

　第１筒状部２１の内側には、段差部２１ｃが設けられている。具体的には、第１筒状部２１の回転軸線Ｌ９方向において、第１端２１ｆ側の部分の内径は、中央部及び第２端２１ｇ側の部分よりも小さくなっている。第１端２１ｆ側の内径は、ステータ部１１の外周面１１ｃの外径よりも小さい。ステータ部１１を第１筒状部２１に装着する際には、第１筒状部２１の第２端２１ｇ側の開口からステータ部１１を押し込むと、段差部２１ｃにステータ部１１が当たるので、第１筒状部２１に対して、回転軸線Ｌ９方向における位置決めを行うことができる。なお、第１筒状部２１の内側において、段差部２１ｃが設けられていない構造でもよい。

　環状部２５は、第１筒状部２１の第１端２１ｆよりも回転軸線Ｌ９方向外側（図示左側）に突出している。環状部２５は、回転軸線Ｌ９に対して同心状に配置されている。環状部２５の外径は、第１筒状部２１の外径より小さくなっている。環状部２５の径方向の中央には、貫通孔が設けられ、この貫通孔に回転軸９が挿通されている。

　環状部２５は、軸受１２を包囲して保持している。例えば、軸受１２は環状部２５に圧入またはスキマ嵌めされている。軸受１２の外周面は環状部２５の内周面に密着され得る。軸受１２の外周面は環状部２５の内周面に当接している。

　アウターハウジング５Ｂは、回転軸線Ｌ９方向に延びる円筒状の第２筒状部２２と、第２筒状部２２の第１端側に連続して設けられた第２端壁部（第２壁部）２４と、第２筒状部２２の第２端側の開口を覆う蓋部２６と、を備える。第２筒状部２２は、インナーハウジング５Ａの第１筒状部２１を包囲して保持している。回転軸線Ｌ９方向において、第２筒状部２２の第１端２２ｂは、回転軸９の先端部９ａ側に配置され、第２筒状部２２の第２端２２ｃは、回転軸９の基端部９ｂ側に配置されている。第２筒状部２２の第２端２２ｃは開放され、この第２端２２ｃの開口に蓋部２６が装着されている。

　蓋部２６には、回転軸線Ｌ９方向において内側（第１端２２ｂ側）に突出する環状の軸受保持部２７が設けられている。軸受保持部２７は、回転軸線Ｌ９方向において、例えば、第１筒状部２１より外側に配置されている。なお、軸受保持部２７は、第１筒状部２１の内側まで配置されている構成でもよい。軸受１３は、軸受保持部２７に保持されている。そして、一対の軸受１２、１３は、回転軸線Ｌ９方向において、ステータ部１１の両側に配置されている。

　第２筒状部２２の内側には、上述したように第１筒状部２１が嵌まっている。第１筒状部２１の外周面２１ｂは、第２筒状部２２の内周面２２ａと密着または近接している。回転軸線Ｌ９方向において、第２筒状部２２の長さは、第１筒状部２１の長さよりも長くなっている。第１筒状部２１の外周面２１ｂは、第２筒状部２２の内周面２２ａに当接している。

　第２端壁部２４は、第２筒状部２２の第１端２２ｂから、径方向の内方に延びている。回転軸線Ｌ９方向から見て（図３参照）、第２端壁部２４は、円環状をなしており、回転軸線Ｌ９を中心に配置されている。第２端壁部２４は、回転軸線Ｌ９方向において、第１端壁部２３と対面し、第１端壁部２３と当接している。

　第２端壁部２４の中央開口部には、インナーハウジング５Ａの環状部２５が挿通されている。環状部２５は、第２端壁部２４の中央開口部に例えば圧入またはスキマ嵌めされている。環状部２５の外周面２５ａ（図２参照）は、第２端壁部２４の中央開口部の内周面２４ａに密着または近接している。環状部２５の外周面２５ａは、第２端壁部２４の中央開口部の内周面２４ａに当接している。

　図１及び図３に示されるインバータハウジング７は、インバータ（不図示）を収容するインバータ収容部である。このインバータは、ステータ部１１のコイル部１１ｂに供給される交流電流を制御する。インバータハウジング７は、例えば径方向においてアウターハウジング５Ｂの外側に配置されている。インバータハウジング７は、箱形を成し、アウターハウジング５Ｂと一体として形成されている。例えば、インバータハウジング７の底部７ａの一部は、アウターハウジング５Ｂの第２筒状部２２の一部を兼ねている構成でもよい。

　本実施形態の電動過給機１は、ステータ部１１等を冷却する水冷ジャケット（冷却流路）４０を備えている。水冷ジャケット４０には、冷却水等の冷却流体が流される。水冷ジャケット４０は、例えば、インバータハウジング７からアウターハウジング５Ｂの第２筒状部２２を通り、インナーハウジング５Ａの第１筒状部２１の外周面２１ｂに沿って配置されている。更に、水冷ジャケット４０は、環状部２５の外周面２５ａに沿って配置されている。水冷ジャケット４０は、アウターハウジング５Ｂの第２筒状部２２を通り、電動過給機１外に達するように形成されている。水冷ジャケット４０の具体的な構成について以下に説明する。

　水冷ジャケット４０は、図１及び図３に示されるように、流路４７、流路７１、流路７２、及び流路７３を含む。流路４７は、インバータハウジング７の底部７ａと第２筒状部２２の内周面２２ａ側とを連通する。流路４７は、第２筒状部２２の内部においてＸ方向に延在する流路を含む。流路４７は、流路７１に連通している。流路７１は、第２筒状部２２の内部においてＺ方向に延在している。流路７１は、流路７２に連通している。流路７２は、インバータハウジング７の底部７ａ上の空間である。流路７２の上部は、蓋７５に覆われている。流路７２は、図１に示されるように、第２筒状部２２の内部から内周面２２ａを貫通する流路７３に連通されている。これにより、インバータハウジング７を冷却してその内部のインバータを冷却した後、アウターハウジング５Ｂを冷却することができる。

　水冷ジャケット４０は、図２に示されるように、インナーハウジング５Ａの第１筒状部２１の外周面２１ｂに形成された第１溝部４１を備える。第１溝部４１は、回転軸線Ｌ９を中心として旋回するように配置されている。第１溝部４１は、らせん状の溝部を含む。らせん状の溝部は、回転軸の第１径方向（例えばＺ方向）から見て回転軸及び第１径方向と直交する第２径方向（例えばＹ方向）に対して傾斜するように形成されている。第１溝部４１は全長において、らせん状の溝部となっている。第１溝部４１において、らせん状の溝部が部分的に形成されていてもよい。第１溝部４１は、径方向外側から見て、直線的な部分を含んでもよい。

　第１溝部４１は、例えば、４周以上旋回するように配置されている。また、第１溝部４１は、回転軸線Ｌ９方向において、第２端側から第１端側に向かって位置が異なるように配置されている。第１溝部４１の第２端側は、流路４８に連通するように配置されている。第１筒状部２１の外周面２１ｂの第２端側には、周方向に連続するシール部５１が設けられている。このシール部５１のシール溝５１ａには、例えばＯリングが装着されている。

　第１溝部４１の断面形状は、例えば矩形状を成している。第１溝部４１の断面形状は、一定である。第１溝部４１を流れる冷却水の流れは例えば乱流となっている。第１溝部４１を流れる冷却水のＲｅ数は、例えば１００００以上である。

　また、Ｒｅ数は、例えば下記式（１）を用いて算出することができる。
　Ｒｅ＝（Ｄｕρ）／μ…（１）
　式（１）において、Ｄは溝部の内径、ｕは平均流速、ρは流体の密度、μは粘度である。
　第１溝部４１の深さｄ、幅ｗを用いて、内径Ｄを換算して、Ｒｅを算出することができる。

　回転軸線Ｌ９方向において、第１溝部４１間の間隔は、例えば、第１溝部４１の幅ｗ程度の長さである。第１溝部４１の深さｄは、第１溝部４１の幅ｗよりも短くなっている。このような第１溝部４１とすることで、従来の冷却流路と比較して、冷却水が流れる流路を細長くすることができ、冷却水の流速を上昇させることができる。水冷ジャケット４０は、従来の冷却流路と比較して、断面積が小さく長さが長い流路を含んでもよい。

　なお、第１溝部４１の断面形状は矩形状のものに限定されず、例えば半円状、Ｖ字状などその他の形状でもよい。

　第１溝部４１間に形成された凸部２１ｅは、外周面２１ｂのうち第１筒状部２１の長手方向の両端部より若干低くなっていてもよい。例えば、第１溝部４１間の凸部２１ｅは、第２筒状部２２の内周面２２ａとの間に隙間が生じていてもよい。これにより、第１筒状部２１を第２筒状部２２に挿入させ易くすることができ、第１筒状部２１の加工費を抑えることができる。

　第１筒状部２１の外周面２１ｂには、らせん状の第１溝部４１の終端（第１端２１ｆ側）から屈曲されて、回転軸線Ｌ９方向に延在する第５溝部４５が設けられている。この第５溝部４５の断面形状は、らせん状の第１溝部４１と同じ断面形状となっている。この第５溝部４５は、第１端２１ｆに達するように形成されている。この第５溝部４５は、図２において、回転軸線Ｌ９より下方に図示されている。

　水冷ジャケット４０は、図３に示されるように、アウターハウジング５Ｂの第２端壁部２４に設けられた第３溝部４３を備える。第３溝部４３は、第２端壁部２４の第１端壁部２３と対向する面に設けられている。第３溝部４３は、図示Ｚ方向に延在している。第３溝部４３は、第２筒状部２２の内周面２２ａに対応する位置から、第２端壁部２４の中央開口部の内周面２４ａに達する位置まで延在している。第３溝部４３は、第１筒状部２１の外周面２１ｂに形成された第５溝部４５と、環状部２５の外周面２５ａに形成された後述する第２溝部４２とを連通する。

　水冷ジャケット４０は、図２に示されるように、インナーハウジング５Ａの環状部２５の外周面２５ａに形成された第２溝部４２を備える。第２溝部４２は、外周面２５ａの周方向において、略１周分設けられている。第２溝部４２は、例えば、環状部２５の根元部に配置されている。第２溝部４２は、回転軸線Ｌ９方向において、例えば同じ位置に形成されている。第２溝部４２は、回転軸線Ｌ９方向において、軸受１２の中央に対応する位置に形成されている。第２溝部４２の断面形状は、例えば第１溝部４１と同じである。

　環状部２５の外周面２５ａにはシール部５２が設けられている。このシール部５２は、回転軸線Ｌ９方向において、第２溝部４２より外側に配置されている。シール部５２は、外周面２５ａに形成されたシール溝５２ａと、このシール溝５２ａに装着されたＯリングとを含む。

　水冷ジャケット４０は、図３に示されるように、アウターハウジング５Ｂの第２端壁部２４に設けられた第４溝部４４を備える。第４溝部４４は、第２端壁部２４の第１端壁部２３と対向する面に設けられている。第４溝部４４は、図示Ｚ方向に延在している。第４溝部４４は、第２端壁部２４の中央開口部の内周面２４ａから、第２筒状部２２の内周面２２ａに対応する位置に達するように延在している。第４溝部４４は、環状部２５の外周面２５ａに形成された第２溝部４２の終端部と、第１筒状部２１の外周面２１ｂに形成された後述する第６溝部４６とを連通する。第３溝部４３及び第４溝部４４は、Ｙ方向において離間し、例えばＺ方向に平行に配置されている。なお、第３溝部４３及び第４溝部４４は、インナーハウジング５Ａの第１端壁部２３に形成されていてもよい。

　水冷ジャケット４０は、第１筒状部２１の外周面２１ｂに形成された第６溝部４６を備える。第６溝部４６は、外周面２１ｂの第１端２１ｆから回転軸線Ｌ９方向に延在する部分と、この部分から屈曲されて、周方向に延在する部分とを含む。この第６溝部４６は、第４溝部４４と、後述する流路４８と、流路７４とを連通する。

　水冷ジャケット４０は、図３に示されるように、アウターハウジング５Ｂの内部を通過する流路４８及び流路７４を備える。流路７４は、第２筒状部２２の内周面２２ａからＹ方向に延在している。流路４８は、第２筒状部２２の内部で、Ｘ方向に延在する部分を含む。この流路４８は、例えば、第２筒状部２２の第２端２２ｃまで達するように形成されている。流路４８を流れた冷却水は、電動過給機１の外部に排出される。

　このような電動過給機１では、流路４７に供給された冷却水が流路７１を通り、流路７２に至る。流路７２内の冷却水は、インバータハウジング７に収容されたインバータを冷却する。インバータハウジング７の底部７ａの流路７２内の冷却水は、その後、流路７３を流れて、インナーハウジング５Ａの第１筒状部２１の外周面２１ｂにある第１溝部４１に達する。第１溝部４１は第２筒状部２２の内周面２２ａとの間でほぼ閉空間の流路を形成しているので、冷却水は第１溝部４１に沿って流れる。

　冷却水は、らせん状の第１溝部４１内を流れる。冷却水は、周方向に複数周分旋回する。冷却水は、インナーハウジング５Ａの第１筒状部２１と熱交換する。これにより、第１筒状部２１が冷却される。更に、第１筒状部２１の内周面２１ａは、ステータ部１１の外周面１１ｃと密着しているので、第１筒状部２１とステータ部１１との熱交換が行われる。その結果、ステータ部１１が冷却されて、ステータ部１１の温度上昇が抑制される。

　らせん状の第１溝部４１を流れた冷却水は、第５溝部４５を流れて第１筒状部２１の第１端に達する。冷却水は、アウターハウジング５Ｂの第２端壁部２４に形成された第３溝部４３に流入する。第３溝部を流れた冷却水は、環状部２５の外周面２５ａに達する。第５溝部４５は第２筒状部２２の内周面２２ａとの間でほぼ閉空間の流路を形成しているので、冷却水は、第５溝部４５に沿って流れる。第３溝部４３は、インナーハウジング５Ａの第１端壁部２３との間でほぼ閉空間の流路を形成しているので、冷却水は、第３溝部４３に沿って流れることができる。

　環状部２５の外周面２５ａに達した冷却水は、第２溝部４２に流入する。第２溝部４２は、アウターハウジング５Ｂの第２端壁部２４の中央開口部の内周面２４ａとの間でほぼ閉空間の流路を形成しているので、冷却水は、第２溝部４２に沿って流れる。第２溝部４２を流れる冷却水は、環状部２５の周方向に略１周分流れる。冷却水は、環状部２５と熱交換する。これにより、環状部２５が冷却される。環状部２５の内周面は、軸受１２の外周面と密着しており、環状部２５と軸受１２との間の熱交換が行われる。その結果、軸受１２が冷却されて、軸受１２の温度上昇が抑制される。

　第２溝部４２を流れた冷却水は、アウターハウジング５Ｂの第２端壁部２４に形成された第４溝部４４に流入する。第４溝部４４は、第３溝部４３と同様に、インナーハウジング５Ａの第１端壁部２３との間でほぼ閉空間の流路を形成しているので、冷却水は第４溝部４４に沿って流れる。第４溝部４４を流れた冷却水は、再び、第１筒状部２１の外周面２１ｂに達する。冷却水は、外周面２１ｂに形成された第６溝部４６を流れる。第６溝部４６は、第５溝部４５と同様に、第２筒状部２２の内周面２２ａとの間でほぼ閉空間の流路を形成しているので、冷却水は第６溝部４６に沿って流れる。

　第６溝部４６を流れた冷却水は、アウターハウジング５Ｂの第２筒状部２２の内周面２２ａから流路７４を通り流路４８に流入する。冷却水は、アウターハウジング５Ｂの内部（壁体内）を流れて、Ｘ方向に進み電動過給機１の外部に排出される。

　このような電動過給機１によれば、インナーハウジング５Ａにおいて、第１溝部４１はらせん状の溝部を含み１周以上旋回するように形成されている。電動過給機１では、回転軸９の周方向に連続する第１溝部４１を形成すると共に、回転軸線Ｌ９が延在する方向に位置をずらしながら連続するように冷却流路を形成することができる。その結果、冷却水が流れる溝部を従来と比較して細長くすることができる。第１溝部４１の断面積を小さくして流速を上げるようにして、冷却水とインナーハウジング５Ａとの間の冷却効率を向上させることができる。

　第１溝部４１を流れる冷却水の流れが乱流であると、冷却水とインナーハウジング５Ａとの間の熱伝達率を向上させて冷却効率を向上させることができる。

　第１溝部４１は回転軸線Ｌ９方向において、ステータ部１１の全長を覆う範囲に配置されている。これにより、ステータ部１１を全体的にムラ無く冷却することができ、ステータ部１１の局所的な温度上昇を抑制することができる。

　インナーハウジング５Ａは、回転軸線Ｌ９方向において突出する環状部２５を備え、この環状部２５によって軸受１２が保持されている。そのため、環状部２５の外周面２５ａに第２溝部４２を形成し、軸受１２を冷却することができる。

　第１溝部４１と第２溝部４２を連通する第３溝部４３が、アウターハウジング５Ｂの第２端壁部２４に形成されているので、インナーハウジング５Ａの第１端壁部２３に溝部を形成する必要がなくなる。そのため、第１端壁部２３において厚みを一定とすることができ、応力集中の発生を抑制することができる。

　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。

　例えば、上記実施形態では、第１溝部４１と第２溝部４２とが連通されているが、第１溝部４１と、第２溝部４２とに対して、別系統の冷却水を供給してもよい。

　上記実施形態では、インバータハウジング（発熱体収容部）７にインバータを収容しているが、その他の発熱体を収容してもよい。

　上記実施形態では、インバータハウジング７に供給された冷却水を、第１溝部４１に供給しているが、外部から供給された冷却水を第１溝部４１に供給してもよい。

　上記実施形態では、回転軸線Ｌ９方向において、第１筒状部２１の第２端２１ｇ側から第１端２１ｆ側に冷却水が流れる構成としているが、第１端２１ｆ側から第２端２１ｇ側に冷却水が流れる構成でもよい。

　上記実施形態では、第１溝部４１は、回転軸線Ｌ９方向において、ステータ部１１の全長を覆う範囲に配置されているが、ステータ部１１の一部を覆う範囲に、第１溝部４１が配置されている構成でもよい。

　冷却流体は水に限られず、油等の他の液体であってもよい。電動コンプレッサは、タービンを備えていてもよい。

　本開示のいくつかの態様によれば、冷却効率の向上が図られた電動コンプレッサを提供することができる。

１　電動過給機
２　電動モータ
３　コンプレッサ（遠心圧縮機）
４　ハウジング
５　モータハウジング
５Ａ　インナーハウジング
５Ｂ　アウターハウジング
６　コンプレッサハウジング
７　インバータハウジング
７ａ　底部
８　コンプレッサインペラ
９　回転軸
９ａ　先端部（第１端部）
９ｂ　基端部（第２端部）
１０　ロータ部
１１　ステータ部
１１ａ　コア部
１１ｂ　コイル部
１１ｃ　外周面
１２　軸受
１３　軸受
１４　吸入口
１５　スクロール部
１６　吐出口
２１　第１筒状部
２１ａ　内周面
２１ｂ　外周面
２１ｃ　段差部
２１ｅ　凸部
２１ｆ　第１端
２１ｇ　第２端
２２　第２筒状部
２２ａ　内周面
２２ｂ　第１端
２２ｃ　第２端
２３　第１端壁部（第１壁部）
２４　第２端壁部（第２壁部）
２４ａ　内周面
２５　環状部（第３筒状部）
２５ａ　外周面
２６　蓋部
２７　軸受保持部
４０　水冷ジャケット（冷却流路）
４１　第１溝部（らせん状の溝部）
４２　第２溝部
４３　第３溝部
４４　第４溝部
４５　第５溝部
４６　第６溝部
４７　流路
４８　流路
５１　シール部
５１ａ　シール溝
５２　シール部
５２ａ　シール溝
７１　流路
７２　流路
７３　流路
７４　流路
７５　蓋
Ｌ９　回転軸線
Ｘ　Ｘ方向（回転軸線が延在する方向）
Ｙ　Ｙ方向（第２径方向）
Ｚ　Ｚ方向（第１径方向、垂線）

Claims

　回転軸と、
　前記回転軸に取り付けられたコンプレッサインペラと、
　前記回転軸に取り付けられたロータ部と、
　前記ロータ部の周囲に配置されたステータ部と、
　前記ロータ部及びステータ部を収容するモータハウジングと、を備え、
　前記モータハウジングは、
　　前記ステータ部を包囲して保持する第１筒状部を含むインナーハウジングと、
　　前記インナーハウジングの前記第１筒状部を包囲して保持する第２筒状部を含むアウターハウジングと、を備え、
　前記ステータ部の外周面は、前記インナーハウジングの前記第１筒状部の内周面に当接し、
　前記第１筒状部の外周面には、冷却流路として、前記回転軸の軸線回りに１周以上旋回するように配置された第１溝部が形成され、
　前記第１溝部は、らせん状の溝部を含む電動コンプレッサ。
　前記冷却流路内の冷却流体の流れは乱流である請求項１に記載の電動コンプレッサ。
　前記第１溝部は、前記回転軸が延在する方向において、前記ステータ部の全長を覆う範囲に配置されている請求項１又は２に記載の電動コンプレッサ。
　前記回転軸は軸受によって支持され、
　前記インナーハウジングは、前記軸受を包囲して保持する第３筒状部を含み、
　前記第３筒状部は、前記回転軸が延在する方向において、前記第１筒状部よりも前記コンプレッサインペラ側に張り出し、
　前記第３筒状部の外周面には、冷却流路として、前記回転軸の周方向に連続する第２溝部が形成されている請求項１又は２に記載の電動コンプレッサ。
　前記第２溝部は、前記第１溝部に連通している請求項４に記載の電動コンプレッサ。
　前記第３筒状部の外径は、前記第１筒状部の外径よりも小さく、
　前記インナーハウジングは、前記第１筒状部の前記コンプレッサ側の端部を覆い、前記回転軸の径方向において前記第１筒状部の外周面から前記第３筒状部の外周面まで形成された第１壁部を備え、
　前記アウターハウジングは、前記回転軸が延在する方向において前記第１壁部に対面し、前記第１壁部に当接する第２壁部を備え、
　前記アウターハウジングの前記第２壁部には、冷却流路として、前記第１溝部と前記第２溝部とを連通する第３溝部が形成されている請求項５に記載の電動コンプレッサ。
　前記モータハウジングの外側に設けられ、発熱体を収容する発熱体収容部を更に備え、
　前記冷却流路は、前記発熱体収容部に連通されている請求項１～６の何れか一項に記載の電動コンプレッサ。
　前記発熱体は、前記ステータ部の交流電流を制御するインバータである請求項７に記載の電動コンプレッサ。