WO2022044764A1 - 電動過給機 - Google Patents

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WO2022044764A1
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motor
stator
flow path
compressor
electric supercharger
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晃司 迫田
裕司 佐々木
隼 中山
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株式会社Ihi
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • This disclosure relates to an electric supercharger.
  • the electric supercharger receives heat from the compressed air.
  • the electric supercharger is equipped with a motor that rotates the impeller, and this motor is also a heat source.
  • the electric supercharger includes a cooling structure for cooling the components.
  • the cooling structure of Patent Document 1 is intended for cooling a motor and an impeller.
  • the cooling structure of Patent Document 2 is intended for cooling the impeller.
  • This disclosure describes an electric supercharger that can further improve cooling performance.
  • the electric supercharger of the present disclosure includes a motor having a stator and a diffuser plate thermally connected to the end face of the stator.
  • the diffuser plate has a flow path through which a heat medium is circulated.
  • the electric supercharger of the present disclosure can further improve the cooling performance.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the electric supercharger of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the diffuser plate shown in FIG.
  • FIG. 3 is a front view showing the relationship between the diffuser plate and the stator.
  • the electric supercharger of the present disclosure includes a motor having a stator and a diffuser plate thermally connected to the end face of the stator.
  • the diffuser plate has a flow path through which a heat medium is circulated.
  • the thermal resistance from the heat generated inside the stator to the end face of the stator is relatively small. Therefore, it is possible to efficiently remove heat from the stator by thermally connecting the diffuser plate to the end face of the stator and circulating the heat medium through the flow path of the diffuser plate. Therefore, the cooling efficiency can be further improved.
  • the electric supercharger of the present disclosure may further include an impeller that is rotated by a rotating shaft attached to a motor, and a compressor casing that houses the impeller and has a scroll flow path that surrounds the impeller.
  • the diffuser plate may have a disk shape and may have a first end face and a second end face. The first end face may be thermally connected to the end face of the stator. The second end surface may form a diffuser flow path that guides the fluid exhausted from the impeller from the impeller to the scroll flow path in cooperation with the compressor casing. Even with such a configuration, good cooling efficiency can be obtained.
  • the diffuser plate may have a first plate member including a first end face and a second plate member including a second end face.
  • the thermal conductivity of the first plate member may be different from the thermal conductivity of the second plate member. According to this configuration, heat can be transferred to the heat medium from the side of the first plate member having high thermal conductivity. Therefore, the stator can be cooled efficiently.
  • the thermal conductivity of the first plate member may be higher than the thermal conductivity of the second plate member. According to this configuration, heat can be transferred more efficiently from the side of the first plate member having high thermal conductivity to the heat medium. Therefore, the stator can be cooled more efficiently.
  • the temperature received by the first plate member in the electric supercharger of the present disclosure may be lower than the temperature received by the second plate member. Also in this aspect, the electric supercharger can efficiently remove heat from the stator. Therefore, the stator can be cooled more efficiently.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the electric supercharger 1 of the present disclosure.
  • the electric supercharger 1 includes a compressor 10 and a motor 20.
  • the electric supercharger 1 drives the compressor 10 by a motor 20 powered by electric power.
  • the compressor 10 receives power from the motor 20 via the rotating shaft 30.
  • the electric supercharger 1 exhausts the compressed air.
  • the compressor 10 has an impeller 11 and a compressor casing 12.
  • the compressor casing 12 has a suction port 13 and a scroll flow path 14.
  • the suction port 13 is an opening coaxial with the rotating shaft 30.
  • the scroll flow path 14 surrounds the rotation axis RL.
  • the impeller 11 is arranged on the back side of the suction port 13.
  • the scroll flow path 14 surrounds the impeller 11. According to these arrangements, the air sucked from the suction port 13 reaches the scroll flow path 14 via the impeller 11.
  • the diffuser flow path 15 is formed between the impeller 11 and the scroll flow path 14.
  • the diffuser flow path 15 receives air from the impeller 11.
  • the diffuser flow path 15 passes the received air to the scroll flow path 14.
  • the diffuser flow path 15 is formed by a casing wall surface 12a of the compressor casing 12 and a diffuser plate 40 described later.
  • the motor 20 has a rotor 21 and a stator 22.
  • the rotor 21 is fixed to the rotating shaft 30.
  • the rotor 21 rotates together with the rotating shaft 30.
  • the rotor 21 includes, for example, a plurality of permanent magnets.
  • the stator 22 is a member provided so as to surround the rotor 21.
  • the stator 22 includes a coil.
  • the motor 20 further includes a stator case 23, a pass block 24, and a motor casing 25.
  • the stator case 23 houses the stator 22 and the rotor 21.
  • the stator case 23 has a cylindrical shape.
  • the stator 22 is fixed inside the stator case 23.
  • One end of the stator case 23 constitutes a case opening 23a (see FIG. 2).
  • the other end of the stator case 23 is closed by the case end face 23b.
  • the case end surface 23b constitutes the back surface side cooling flow path F2 in cooperation with the motor casing 25 described later.
  • the case rib 23d is provided on the outer peripheral surface 23c of the stator case 23.
  • a pass block 24 is attached to the case rib 23d.
  • the pass block 24 is a separate component from the stator case 23.
  • the path block 24 has a block back surface 24a and a block main surface 24b.
  • the back surface 24a of the block abuts on the case rib 23d.
  • the block main surface 24b abuts on the diffuser plate 40.
  • the path block 24 has a connecting flow path 24F.
  • the connecting flow path 24F is a hole penetrating from the back surface 24a of the block to the main surface 24b of the block.
  • the connecting flow path 24F connects the back surface side cooling flow path F2 to the main surface side cooling flow path F1 of the diffuser plate 40 described later.
  • the case opening 23a is closed by the diffuser plate 40.
  • the diffuser plate 40 constitutes the diffuser flow path 15 in cooperation with the compressor casing 12.
  • the diffuser plate 40 separates the compressor 10 from the motor 20.
  • the diffuser plate 40 has a motor-side disk 41 (first plate member) and a compressor-side disk 42 (second plate member).
  • the motor-side disk 41 is a thin plate that is circular in a plan view. In other words, the motor-side disk 41 is a circular thin plate when viewed from the rotation axis RL direction.
  • the compressor-side disk 42 is also a circular thin plate in a plan view. In other words, the compressor side disk 42 is also a circular thin plate when viewed from the rotation axis RL direction.
  • the diffuser plate 40 is configured by the main surface of the motor-side disk 41 abutting against the back surface of the compressor-side disk 42.
  • the motor side disk 41 has a motor side hole 41H which is a through hole.
  • the compressor side disk 42 also has a compressor side hole 42H which is a through hole.
  • the centers of the motor side hole 41H and the compressor side hole 42H coincide with the rotation axis RL.
  • the motor side hole 41H and the compressor side hole 42H are coaxial.
  • the material constituting the motor-side disk 41 is different from the material constituting the compressor-side disk 42.
  • the thermal conductivity of the material constituting the motor-side disk 41 is different from the thermal conductivity of the material constituting the compressor-side disk 42.
  • the thermal conductivity of the motor-side disk 41 is higher than the thermal conductivity of the compressor-side disk 42.
  • a metal material such as an aluminum alloy may be adopted as the material constituting the motor-side disk 41.
  • a heat-resistant resin material such as polyphenylene sulfide resin (PolyPhenylene Sulfide Resin) or a phenol resin may be adopted.
  • the heat transfer from the motor 20 to the diffuser plate 40 and the heat transfer from the compressor 10 to the diffuser plate 40 can be biased.
  • the diffuser plate 40 positively receives heat from the motor-side disk 41 having high thermal conductivity.
  • the motor-side disk 41 has a motor-side back surface 41a (first end surface) and a motor-side main surface 41b.
  • the back surface 41a on the motor side also comes into contact with the motor 20.
  • the back surface 41a on the motor side abuts on the pass block 24.
  • the back surface 41a on the motor side is also connected to the stator main surface 22a of the stator 22 housed in the stator case 23.
  • Thermally connected means that there is a gap between the motor side back surface 41a and the stator main surface 22a. Based on this assumption, the state where the thermal resistance from the rear surface 41a on the motor side to the main surface 22a of the stator is smaller than the thermal resistance when the gap is filled with air is "thermally connected”. May be defined as.
  • An example of "thermally connected” is a state in which the back surface 41a on the motor side is in physical contact with the main surface 22a of the stator. In the state of physical contact, a substantial air layer that affects heat transfer is not formed between the main surface 22a of the stator and the back surface 41a on the motor side.
  • heat is satisfactorily transferred from the stator main surface 22a to the motor side back surface 41a.
  • a heat conductive material such as heat transfer grease.
  • the heat conductive material has a higher thermal conductivity than air, heat is satisfactorily transferred from the back surface 41a on the motor side to the main surface 22a of the stator.
  • the flow path groove 41G is formed on the main surface 41b on the motor side.
  • the flow path groove 41G is a recess dug in the main surface 41b on the motor side.
  • the flow path groove 41G includes a through hole 41G1, an annular groove portion 41G2, and a connecting groove portion 41G3.
  • the through hole 41G1 penetrates from the main surface 41b on the motor side to the back surface 41a on the motor side.
  • the through hole 41G1 is connected to the connecting flow path 24F of the pass block 24 on the back surface 41a on the motor side. Therefore, the back surface 41a on the motor side is watertightly connected to the pass block 24.
  • the annular groove portion 41G2 exhibits an annular shape surrounding the rotation axis RL.
  • the annular groove portion 41G2 may overlap with the stator main surface 22a when viewed in a plan view from the direction of the rotation axis RL.
  • all of the annular groove portion 41G2 may overlap with the stator main surface 22a, or a part of the annular groove portion 41G2 may overlap with the stator main surface 22a.
  • the mode of overlap with the stator main surface 22a can be adjusted by the diameter of the annular groove portion 41G2.
  • the mode of overlap with the stator main surface 22a can also be adjusted by the groove width of the annular groove portion 41G2.
  • the annular groove portion 41G2 is formed around the rotation axis RL with a central angle of 180 degrees or more. This angle may be set according to the position of the connecting flow path 24F of the pass block 24.
  • the connecting groove portion 41G3 connecting the through hole 41G1 to the annular groove portion 41G2 is provided.
  • the connecting groove portion 41G3 may be provided as needed depending on the positional relationship between the annular groove portion 41G2 and the through hole 41G1. For example, when the through hole 41G1 overlaps with the annular groove portion 41G2, the connecting groove portion 41G3 may be omitted.
  • the compressor side disk 42 has a compressor side back surface 42a and a compressor side main surface 42b (second end surface).
  • the back surface 42a on the compressor side abuts on the main surface 41b on the motor side.
  • the back surface 42a on the compressor side closes the openings of the through hole 41G1, the annular groove portion 41G2, and the connecting groove portion 41G3 formed in the main surface 41b on the motor side. Therefore, the compressor side main surface 42b cooperates with the through hole 41G1, the annular groove portion 41G2, and the connecting groove portion 41G3 to form the main surface side cooling flow path F1.
  • the compressor side main surface 42b includes an impeller region 42b1 and a diffuser region 42b2.
  • the impeller region 42b1 faces the impeller 11.
  • the diffuser region 42b2 constitutes the diffuser flow path 15.
  • the diffuser region 42b2 surrounds the impeller region 42b1.
  • the cooling mechanism cools the motor 20.
  • the temperature rise of the motor 20 affects the characteristics of the motor 20. Specifically, if the temperature of the motor 20 rises too high, the output of the motor 20 tends to decrease. Therefore, it is necessary to prevent the motor 20 from becoming higher than the preset temperature during its operation.
  • a current is provided to the coil as a power source. When an electric current flows through a coil, heat is generated due to electrical resistance. As the output of the motor 20 is increased, a large current is passed, so that the degree of heat generation also increases.
  • the electric supercharger 1 when the air is compressed in the compressor 10, the compressed air becomes hot.
  • the temperature of compressed air can reach 280 degrees Celsius or higher. That is, when the electric supercharger 1 is in operation, heat is generated due to various factors. Therefore, it is necessary to positively discharge the heat so that the temperature of the motor 20 does not exceed the set value due to these heats. Therefore, the electric supercharger 1 includes a cooling mechanism including a back surface side cooling flow path F2 and a main surface side cooling flow path F1.
  • the main heat source included in the motor 20 is the stator 22 including the coil.
  • the coil of the stator 22 is wound around a component such as a tooth.
  • the gaps between the conductors that make up the coil are filled with a resin material.
  • the cooling mechanism efficiently removes heat from the stator 22.
  • the cooling mechanism adopts both end faces of the stator 22 as heat paths.
  • the cooling mechanism sandwiches the stator 22 along the rotation axis RL.
  • the back side cooling flow path F2 is arranged on the back side of the stator.
  • the rear cooling flow path F2 is composed of a motor casing 25 and a stator case 23.
  • the groove constituting the back surface side cooling flow path F2 may be provided in the motor casing 25.
  • the groove constituting the back surface side cooling flow path F2 may be provided in the stator case 23.
  • the main surface side cooling flow path F1 is arranged on the stator main surface 22a side.
  • the main surface side cooling flow path F1 is configured by the diffuser plate 40.
  • the main surface side cooling flow path F1 and the back surface side cooling flow path F2 are connected to each other by a pass block 24.
  • the back surface side cooling flow path F2, the main surface side cooling flow path F1, and the connecting flow path 24F communicate with each other.
  • the back surface side cooling flow path F2, the main surface side cooling flow path F1, and the connecting flow path 24F form one flow path.
  • the electric supercharger 1 includes a motor 20 having a stator 22 and a diffuser plate 40 thermally connected to the stator main surface 22a.
  • the diffuser plate 40 has a main surface side cooling flow path F1 through which a heat medium is circulated.
  • the thermal resistance from the heat generation point of the stator 22 to the main surface 22a of the stator is relatively small. Therefore, by thermally connecting the diffuser plate 40 to the main surface 22a of the stator and circulating a heat medium through the cooling flow path F1 on the main surface side of the diffuser plate 40, it is possible to efficiently remove heat from the stator 22. be. Therefore, the cooling efficiency can be further improved.
  • the diffuser plate 40 has a disk shape.
  • the diffuser plate 40 has a back surface 41a on the motor side and a main surface 42b on the compressor side.
  • the back surface 41a on the motor side is thermally connected to the main surface 22a of the stator.
  • the compressor side main surface 42b cooperates with the compressor casing 12 to form a diffuser flow path 15 that guides the fluid exhausted from the impeller 11 from the impeller 11 to the scroll flow path 14.
  • the diffuser plate 40 has a motor-side disk 41 including a motor-side back surface 41a and a compressor-side disk 42 including a compressor-side main surface 42b.
  • the thermal conductivity of the motor-side disk 41 is different from the thermal conductivity of the compressor-side disk 42. More specifically, the thermal conductivity of the motor-side disk 41 is higher than the thermal conductivity of the compressor-side disk 42. Further, the temperature received by the motor-side disk 41 in the electric supercharger 1 is lower than the temperature received by the compressor-side disk 42.
  • the back surface side of the diffuser plate 40 is thermally connected to the motor 20 and the main surface side of the diffuser plate 40 forms the diffuser flow path 15.
  • the temperature on the motor 20 side is lower than the temperature on the compressor 10 side.
  • the temperature difference between the temperature of the heat medium and the temperature on the motor 20 side is the temperature difference between the temperature of the heat medium and the temperature on the diffuser flow path 15 side when the temperature of the heat medium flowing through the diffuser plate 40 is used as a reference. Smaller than.
  • the ease of heat transfer is proportional to the temperature difference. The larger the temperature difference, the easier it is for heat transfer. Focusing only on the temperature relationship, the heat transfer to the diffuser plate 40 tends to be dominated by the heat transfer from the compressor 10 side. As a result, the heat removed from the motor 20 to be cooled becomes insufficient, and the stator 22 may not be sufficiently cooled.
  • the diffuser plate 40 of the embodiment is made of materials having different thermal conductivitys from each other. Specifically, a material having a higher thermal conductivity than the material of the component on the compressor 10 side for which heat inflow is desired to be suppressed is applied to the component on the motor 20 side for which heat is to be positively removed. On the other hand, for the parts on the compressor 10 side that want to suppress the inflow of heat, a material having a lower thermal conductivity than the material of the parts on the motor 20 side that want to actively remove heat is applied. The parts with high thermal conductivity are placed on the low temperature side, and the parts with low thermal conductivity are placed on the high temperature side. According to such a configuration, heat can be satisfactorily transferred from the motor 20 side having a relatively low temperature to the heat medium.
  • the electric supercharger of the present disclosure is not limited to the configuration and method of the above-described embodiment.

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Abstract

電動過給機１は、ステータ２２を有するモータ２０と、ステータ２２のステータ主面２２ａに熱的に接続されるディフューザプレート４０と、を備える。ディフューザプレート４０は、熱媒体を流通させる主面側冷却流路Ｆ１を有する。

Description

電動過給機
　本開示は、電動過給機に関する。
　電動過給機は、圧縮した空気から熱を受ける。電動過給機は、インペラを回転させるモータを備えているが、このモータも熱源となる。圧縮空気の熱及びモータの熱などによって電動過給機を構成する部品の温度が上昇すると、電動過給機が所望の性能を発揮できない場合が生じる。そこで、特許文献１、２に開示されるように、電動過給機は、構成部品を冷却するための冷却構造を備えている。特許文献１の冷却構造は、モータ及びインペラの冷却を対象としている。特許文献２の冷却構造は、インペラの冷却を対象としている。
特開２０１０－１９６４７８号公報 特開２０１７－１５０３３９号公報
　電動過給機にはさらなる性能の向上が望まれている。電動過給機の性能を向上させるためには、モータの出力を高める必要がある。モータの出力を高めるためには、モータに大きな電流を提供する。大きな電流が提供されたモータは、さらに発熱する。この発熱によってモータの温度が高まると、モータの出力が低下する可能性がある。従って、冷却性能をさらに高める必要があった。
　本開示は、冷却性能をさらに高めることが可能な電動過給機を説明する。
　本開示の電動過給機は、ステータを有するモータと、ステータの端面に熱的に接続されるディフューザプレートと、を備える。ディフューザプレートは、熱媒体を流通させる流路を有する。
　本開示の電動過給機は、冷却性能をさらに高めることが可能である。
図１は、本開示の電動過給機の構成を概略的に示す断面図である。 図２は、図１に示すディフューザプレートの分解斜視図である。 図３は、ディフューザプレートとステータとの関係を示す正面図である。
　本開示の電動過給機は、ステータを有するモータと、ステータの端面に熱的に接続されるディフューザプレートと、を備える。ディフューザプレートは、熱媒体を流通させる流路を有する。
　ステータの内部の発熱した箇所からステータの端面までの熱抵抗は、比較的小さい。従って、ステータの端面にディフューザプレートを熱的に接続するとともに、ディフューザプレートの流路に熱媒体を流通させることにより、ステータから効率よく抜熱することが可能である。従って、冷却効率をさらに高めることができる。
　本開示の電動過給機は、モータに取り付けられた回転軸によって回転するインペラと、インペラを収容すると共にインペラを囲むスクロール流路を有するコンプレッサケーシングと、をさらに備えてもよい。ディフューザプレートは、円板状であって、第１端面と第２端面とを有してもよい。第１端面は、ステータの端面に熱的に接続されてもよい。第２端面は、コンプレッサケーシングと協働してインペラから排気される流体をインペラからスクロール流路へ導くディフューザ流路を形成してもよい。このような構成によっても、良好な冷却効率を得ることができる。
　本開示の電動過給機においてディフューザプレートは、第１端面を含む第１プレート部材と、第２端面を含む第２プレート部材と、を有してもよい。第１プレート部材の熱伝導率は、第２プレート部材の熱伝導率と異なってもよい。この構成によれば、熱伝導率の高い第１プレート部材側から熱媒体に熱を移動させることができる。従って、ステータを効率よく冷却することができる。
　本開示の電動過給機において第１プレート部材の熱伝導率は、第２プレート部材の熱伝導率より高くてもよい。この構成によれば、熱伝導率の高い第１プレート部材側から熱媒体にさらに効率よく熱を移動させることができる。従って、ステータをさらに効率よく冷却することができる。
　本開示の電動過給機において第１プレート部材が受ける温度は、第２プレート部材が受ける温度よりも低くてもよい。この態様によっても、電動過給機は、ステータから効率よく熱を奪うことが可能である。従って、ステータをさらに効率よく冷却することができる。
　以下、添付図面を参照しながら本開示の電動過給機を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１は、本開示の電動過給機１の断面図である。図１に示すように、電動過給機１は、コンプレッサ１０と、モータ２０と、を備える。電動過給機１は、電力を動力源とするモータ２０によってコンプレッサ１０を駆動する。コンプレッサ１０は、回転軸３０を介してモータ２０から動力を受ける。電動過給機１は、圧縮された空気を排気する。
　コンプレッサ１０は、インペラ１１と、コンプレッサケーシング１２と、を有する。コンプレッサケーシング１２は、吸入口１３とスクロール流路１４とを有する。吸入口１３は、回転軸３０と同軸の開口部である。スクロール流路１４は、回転軸線ＲＬを囲む。インペラ１１は、吸入口１３の奥側に配置されている。スクロール流路１４は、インペラ１１を囲む。これらの配置によれば、吸入口１３から吸い込まれた空気は、インペラ１１を介してスクロール流路１４に至る。ディフューザ流路１５は、インペラ１１とスクロール流路１４との間に形成されている。ディフューザ流路１５は、インペラ１１から空気を受ける。ディフューザ流路１５は、受けた空気をスクロール流路１４に渡す。ディフューザ流路１５は、コンプレッサケーシング１２のケーシング壁面１２ａと後述するディフューザプレート４０とによって形成される。
　モータ２０は、ロータ２１と、ステータ２２と、を有する。ロータ２１は、回転軸３０に固定されている。ロータ２１は、回転軸３０とともに回転する。ロータ２１は、例えば複数の永久磁石を含む。ステータ２２は、ロータ２１を囲むように設けられた部材である。ステータ２２は、コイルを含んでいる。
　モータ２０は、さらに、ステータケース２３と、パスブロック２４と、モータケーシング２５と、を有する。ステータケース２３は、ステータ２２及びロータ２１を収容する。ステータケース２３は、円筒形状である。ステータケース２３の内部には、ステータ２２が固定される。ステータケース２３の一方の端は、ケース開口２３ａ（図２参照）を構成する。ステータケース２３の他方の端は、ケース端面２３ｂによって閉鎖されている。ケース端面２３ｂは、後述するモータケーシング２５と協働して背面側冷却流路Ｆ２を構成する。
　図２に示すように、ケースリブ２３ｄは、ステータケース２３のケース外周面２３ｃに設けられている。ケースリブ２３ｄには、パスブロック２４が取り付けられる。パスブロック２４は、ステータケース２３とは別体の部品である。パスブロック２４は、ブロック背面２４ａと、ブロック主面２４ｂと、を有する。ブロック背面２４ａは、ケースリブ２３ｄに当接する。ブロック主面２４ｂは、ディフューザプレート４０に当接する。パスブロック２４は、連結流路２４Ｆを有する。連結流路２４Ｆは、ブロック背面２４ａからブロック主面２４ｂに貫通する穴である。連結流路２４Ｆは、背面側冷却流路Ｆ２を後述するディフューザプレート４０の主面側冷却流路Ｆ１に連結する。
　ケース開口２３ａは、ディフューザプレート４０によって閉鎖されている。ディフューザプレート４０は、前述したように、コンプレッサケーシング１２と協働してディフューザ流路１５を構成する。ディフューザプレート４０は、コンプレッサ１０とモータ２０とを隔てる。ディフューザプレート４０は、モータ側円板４１（第１プレート部材）と、コンプレッサ側円板４２（第２プレート部材）と、を有する。モータ側円板４１は、平面視して円形の薄板である。言い換えれば、モータ側円板４１は、回転軸線ＲＬ方向から見て、円形の薄板である。コンプレッサ側円板４２も、平面視して円形の薄板である。言い換えれば、コンプレッサ側円板４２も、回転軸線ＲＬ方向から見て、円形の薄板である。モータ側円板４１の主面がコンプレッサ側円板４２の背面に当接することによって、ディフューザプレート４０が構成されている。モータ側円板４１は、貫通穴であるモータ側穴４１Ｈを有する。コンプレッサ側円板４２も貫通穴であるコンプレッサ側穴４２Ｈを有する。モータ側穴４１Ｈ及びコンプレッサ側穴４２Ｈの中心は、回転軸線ＲＬに一致する。モータ側穴４１Ｈ及びコンプレッサ側穴４２Ｈは、同軸である。
　モータ側円板４１を構成する材料は、コンプレッサ側円板４２を構成する材料と異なっている。モータ側円板４１を構成する材料の熱伝導率は、コンプレッサ側円板４２を構成する材料の熱伝導率と異なっている。モータ側円板４１の熱伝導率は、コンプレッサ側円板４２の熱伝導率よりも高い。例えば、モータ側円板４１を構成する材料として、アルミニウム合金といった金属材料を採用してよい。コンプレッサ側円板４２を構成する材料として、ポリフェニレンサルファイド樹脂（Poly Phenylene Sulfide Resin）又はフェノール樹脂といった耐熱樹脂材料を採用してよい。
　熱伝導率に相違を持たせた材料の選択によれば、モータ２０からディフューザプレート４０への熱移動と、コンプレッサ１０からディフューザプレート４０への熱移動と、に偏りを持たせることができる。ディフューザプレート４０は、熱伝導率の高いモータ側円板４１から積極的に熱を受け入れる。熱伝導率の低い樹脂材料の選択によれば、コンプレッサ１０側からモータ２０側への熱移動を抑制することができる。
　モータ側円板４１は、モータ側背面４１ａ（第１端面）とモータ側主面４１ｂとを有する。モータ側背面４１ａは、モータ２０にも接触する。モータ側背面４１ａは、パスブロック２４に当接する。モータ側背面４１ａは、ステータケース２３に収容されたステータ２２のステータ主面２２ａにも接続されている。
　ここでいう「接続」とは、熱的に接続されていることを意味する。熱的に接続されているとは、モータ側背面４１ａとステータ主面２２ａとの間に隙間が存在すると仮定する。この仮定のもと、隙間に空気が満たされている状態の熱抵抗よりも、モータ側背面４１ａからステータ主面２２ａへの熱抵抗が小さくなっている状態を「熱的に接続されている」と定義してもよい。「熱的に接続されている」例として、モータ側背面４１ａがステータ主面２２ａに物理的に接触している状態が挙げられる。物理的に接触している状態であれば、ステータ主面２２ａとモータ側背面４１ａとの間に、熱移動に影響を及ぼすような実質的な空気層が形成されない。従って、ステータ主面２２ａからモータ側背面４１ａへ熱が良好に移動する。「熱的に接続されている」別の例として、ステータ主面２２ａとモータ側背面４１ａとの間には隙間が存在するが、その隙間が伝熱グリスといった熱伝導材料によって満たされている状態が挙げられる。熱伝導材料は、空気よりも熱伝導率が高いので、モータ側背面４１ａからステータ主面２２ａへ熱が良好に移動する。
　流路溝４１Ｇは、モータ側主面４１ｂに形成されている。流路溝４１Ｇは、モータ側主面４１ｂに掘り込まれた凹部である。流路溝４１Ｇは、貫通穴４１Ｇ１と、円環溝部４１Ｇ２と、連結溝部４１Ｇ３と、を含む。貫通穴４１Ｇ１は、モータ側主面４１ｂからモータ側背面４１ａに貫通する。貫通穴４１Ｇ１は、モータ側背面４１ａにおいてパスブロック２４の連結流路２４Ｆと連結される。従って、モータ側背面４１ａはパスブロック２４に対して、水密に接続されている。
　図３に示すように、円環溝部４１Ｇ２は、回転軸線ＲＬを囲む円環形状を呈する。円環溝部４１Ｇ２は、回転軸線ＲＬの方向から平面視したときにステータ主面２２ａと重複してよい。例えば、円環溝部４１Ｇ２のすべてがステータ主面２２ａに重複してもよいし、円環溝部４１Ｇ２の一部がステータ主面２２ａに重複していてもよい。ステータ主面２２ａとの重複の態様は、円環溝部４１Ｇ２の直径によって調整できる。ステータ主面２２ａとの重複の態様は、円環溝部４１Ｇ２の溝幅によっても調整できる。円環溝部４１Ｇ２は、回転軸線ＲＬの周りに１８０度以上の中心角をもって形成されている。この角度は、パスブロック２４の連結流路２４Ｆの位置に応じて設定してよい。
　連結流路２４Ｆとの接続部分である貫通穴４１Ｇ１の位置が円環溝部４１Ｇ２よりも外側であるとき、貫通穴４１Ｇ１を円環溝部４１Ｇ２につなぐ連結溝部４１Ｇ３が設けられる。連結溝部４１Ｇ３は、円環溝部４１Ｇ２と貫通穴４１Ｇ１との位置関係によって必要に応じて設けることとしてよい。例えば、貫通穴４１Ｇ１が円環溝部４１Ｇ２と重複する場合には、連結溝部４１Ｇ３は省略してよい。
　再び図２に示すように、コンプレッサ側円板４２は、コンプレッサ側背面４２ａとコンプレッサ側主面４２ｂ（第２端面）とを有する。コンプレッサ側背面４２ａは、モータ側主面４１ｂに当接する。コンプレッサ側背面４２ａは、モータ側主面４１ｂに形成されている貫通穴４１Ｇ１、円環溝部４１Ｇ２及び連結溝部４１Ｇ３の開口部分を閉鎖する。従って、コンプレッサ側主面４２ｂは、貫通穴４１Ｇ１、円環溝部４１Ｇ２及び連結溝部４１Ｇ３と協働して主面側冷却流路Ｆ１を構成する。コンプレッサ側主面４２ｂは、インペラ領域４２ｂ１と、ディフューザ領域４２ｂ２と、を含む。インペラ領域４２ｂ１は、インペラ１１と対面する。ディフューザ領域４２ｂ２は、ディフューザ流路１５を構成する。ディフューザ領域４２ｂ２は、インペラ領域４２ｂ１を囲んでいる。
　電動過給機１が備える個々の部品について詳細に説明した。次に、電動過給機１が備える冷却機構に注目した説明を行う。冷却機構は、モータ２０を冷却する。モータ２０の温度上昇は、モータ２０の特性に影響を及ぼす。具体的には、モータ２０の温度が上がりすぎると、モータ２０の出力が低下する傾向にある。従って、モータ２０は、その稼働時においてあらかじめ設定される温度よりも高くならないようにする必要がある。一方、モータ２０には、動力源として電流がコイルに提供される。電流がコイルを流れるとき、電気抵抗に起因して発熱が生じる。モータ２０の出力を高めるほど、大電流が流されるので発熱の度合いも高まる。さらに、コンプレッサ１０において空気が圧縮されると、圧縮空気は高温になる。例えば、圧縮空気の温度は摂氏２８０度以上にも達する。つまり、電動過給機１の稼働時においては、様々な要因で熱が発生する。従って、これらの熱によってモータ２０の温度が設定値を超えないように、積極的に熱を排出する必要がある。そこで、電動過給機１は、背面側冷却流路Ｆ２と主面側冷却流路Ｆ１とを含む冷却機構を備えている。
　モータ２０が含む主な発熱源は、コイルを含むステータ２２である。ステータ２２のコイルは、ティースといった部品に巻きまわされている。コイルを構成する導線の隙間は、樹脂材料によって埋め込まれている。冷却機構は、ステータ２２から効率よく抜熱する。
　冷却機構は、ステータ２２の両端面を熱経路として採用する。冷却機構は、回転軸線ＲＬに沿ってステータ２２を挟む。ステータ背面側には、背面側冷却流路Ｆ２が配置される。背面側冷却流路Ｆ２は、モータケーシング２５とステータケース２３とによって構成される。背面側冷却流路Ｆ２を構成する溝は、モータケーシング２５に設けられてもよい。背面側冷却流路Ｆ２を構成する溝は、ステータケース２３に設けられてもよい。ステータ主面２２ａ側には、主面側冷却流路Ｆ１が配置される。主面側冷却流路Ｆ１は、ディフューザプレート４０によって構成される。主面側冷却流路Ｆ１及び背面側冷却流路Ｆ２は、パスブロック２４によって相互に接続されている。背面側冷却流路Ｆ２、主面側冷却流路Ｆ１及び連結流路２４Ｆは、相互に連通する。背面側冷却流路Ｆ２、主面側冷却流路Ｆ１及び連結流路２４Ｆは、一つの流路を構成する。
　電動過給機１は、ステータ２２を有するモータ２０と、ステータ主面２２ａに熱的に接続されるディフューザプレート４０と、を備える。ディフューザプレート４０は、熱媒体を流通させる主面側冷却流路Ｆ１を有する。ステータ２２の発熱箇所からステータ主面２２ａまでの熱抵抗は、比較的小さい。従って、ステータ主面２２ａにディフューザプレート４０を熱的に接続するとともに、ディフューザプレート４０の主面側冷却流路Ｆ１に熱媒体を流通させることにより、ステータ２２から効率よく抜熱することが可能である。従って、冷却効率をさらに高めることができる。
　ディフューザプレート４０は、円板状である。ディフューザプレート４０は、モータ側背面４１ａとコンプレッサ側主面４２ｂとを有する。モータ側背面４１ａは、ステータ主面２２ａに熱的に接続される。コンプレッサ側主面４２ｂは、コンプレッサケーシング１２と協働してインペラ１１から排気される流体をインペラ１１からスクロール流路１４へ導くディフューザ流路１５を形成する。電動過給機１においてディフューザプレート４０は、モータ側背面４１ａを含むモータ側円板４１と、コンプレッサ側主面４２ｂを含むコンプレッサ側円板４２と、を有する。モータ側円板４１の熱伝導率は、コンプレッサ側円板４２の熱伝導率と異なる。より詳細には、モータ側円板４１の熱伝導率は、コンプレッサ側円板４２の熱伝導率より高い。さらに、電動過給機１においてモータ側円板４１が受ける温度は、コンプレッサ側円板４２が受ける温度よりも低い。
　ところで、ディフューザプレート４０の背面側がモータ２０に熱的に接続され、ディフューザプレート４０の主面側がディフューザ流路１５を形成することは既に述べた。
　モータ２０側の温度は、コンプレッサ１０側の温度よりも低い。換言すると、ディフューザプレート４０に流れる熱媒体の温度を基準としてみたとき、熱媒体の温度とモータ２０側の温度との温度差は、熱媒体の温度とディフューザ流路１５側の温度との温度差よりも小さい。熱の移動のし易さは、温度差に比例する。温度差が大きいほど、熱移動しやすい。温度の関係だけに注目すると、ディフューザプレート４０への熱移動は、コンプレッサ１０側からの熱移動が支配的となりやすい。その結果、冷却対象であるモータ２０からの抜熱が不十分となり、ステータ２２を十分に冷却できない可能性がある。
　そこで、実施形態のディフューザプレート４０は、互いに異なる熱伝導率を有する材料によって構成する。具体的には、積極的に抜熱したいモータ２０側の部品には、熱の流入を抑制したいコンプレッサ１０側の部品の材料よりも熱伝導率の高い材料を適用する。一方、熱の流入を抑制したいコンプレッサ１０側の部品には、積極的に抜熱したいモータ２０側の部品の材料よりも熱伝導率の低い材料を適用する。温度の低い側に熱伝導率の高い部品を配置すると共に、温度の高い側に熱伝導率の低い部品を配置する。このような構成によれば、相対的に温度の低いモータ２０側から熱媒体に熱を良好に移動させることができる。
　本開示の電動過給機は、上述した実施形態の構成及び方法に限定されない。
１　電動過給機
１０　コンプレッサ
１１　インペラ
１２　コンプレッサケーシング
１２ａ　ケーシング壁面
１３　吸入口
１４　スクロール流路
１５　ディフューザ流路
２０　モータ
２１　ロータ
２２　ステータ
２２ａ　ステータ主面
２３　ステータケース
２３ａ　ケース開口
２３ｂ　ケース端面
２３ｃ　ケース外周面
２３ｄ　ケースリブ
２４　パスブロック
２４ａ　ブロック背面
２４ｂ　ブロック主面
２４Ｆ　連結流路
２５　モータケーシング
３０　回転軸
４０　ディフューザプレート
４１　モータ側円板（第１プレート部材）
４１ａ　モータ側背面（第１端面）
４１ｂ　モータ側主面
４１Ｇ　流路溝
４１Ｇ１　貫通穴
４１Ｇ２　円環溝部
４１Ｇ３　連結溝部
４１Ｈ　モータ側穴
４２　コンプレッサ側円板（第２プレート部材）
４２ａ　コンプレッサ側背面
４２ｂ　コンプレッサ側主面（第２端面）
４２ｂ１　インペラ領域
４２ｂ２　ディフューザ領域
４２Ｈ　コンプレッサ側穴
Ｆ１　主面側冷却流路
Ｆ２　背面側冷却流路
ＲＬ　回転軸線

Claims (5)

  1. 　ステータを有するモータと、
    　前記ステータの端面に熱的に接続されるディフューザプレートと、を備え、
    　前記ディフューザプレートは、熱媒体を流通させる流路を有する、電動過給機。
  2. 　前記モータに取り付けられた回転軸によって回転するインペラと、
    　前記インペラを収容すると共に前記インペラを囲むスクロール流路を有するコンプレッサケーシングと、をさらに備え、
    　前記ディフューザプレートは、円板状であって、第１端面と第２端面とを有し、
    　前記第１端面は、前記ステータの端面に熱的に接続され、
    　前記第２端面は、前記コンプレッサケーシングと協働して前記インペラから排気される流体を前記インペラから前記スクロール流路へ導くディフューザ流路を形成する、請求項１に記載の電動過給機。
  3. 　前記ディフューザプレートは、前記第１端面を含む第１プレート部材と、前記第２端面を含む第２プレート部材と、を有し、
    　前記第１プレート部材の熱伝導率は、前記第２プレート部材の熱伝導率と異なる、請求項２に記載の電動過給機。
  4. 　前記第１プレート部材の熱伝導率は、前記第２プレート部材の熱伝導率より高い、請求項３に記載の電動過給機。
  5. 　前記第１プレート部材が受ける温度は、前記第２プレート部材が受ける温度よりも低い、請求項３又は４に記載の電動過給機。
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