(57)【要約】【課題】昇温の傾向が異なる複数の軸受を冷却するための構造を簡易にする電動過給機を提供する。【解決手段】電動過給機１０１は、電動モータ３０と、シャフト２２を介して電動モータ３０により回転駆動されるコンプレッサホイール２１と、電動モータ３０を収容するハウジング１０と、ハウジング１０内に配設され且つシャフト２２を回転自在に支持する第一軸受２３及び第二軸受２４とを備える。第一軸受２３は、コンプレッサホイール２１と第二軸受２４との間に配置される。ハウジング１０は、シャフト２２の軸方向に沿って延在する側壁１３ａの外側に、外方に向かって突出する複数の放熱フィン４０を有している。放熱フィン４０は、第一軸受２３側に位置する第一フィン４１と、第二軸受２４側に位置する第二フィン４２とを含む。第一フィン４１は、第二フィン４２よりも側壁１３ａから突出する。【選択図】図１
2015224600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機と、
前記回転電機によって回転駆動されるコンプレッサホイールと、
前記回転電機を収容するハウジングと、
前記ハウジング内に配設され、前記コンプレッサホイールを回転駆動する前記回転電機の回転軸を回転自在に支持する第一軸受及び第二軸受と
を備え、
前記第一軸受は、前記コンプレッサホイールと前記第二軸受との間に配置され、
前記ハウジングは、前記回転軸の軸方向に沿って延在する側壁の外側に、外方に向かって突出する複数の放熱フィンを有し、
前記複数の放熱フィンは、前記回転軸の軸方向で前記第一軸受側に位置する第一フィンと、前記回転軸の軸方向で前記第二軸受側に位置する第二フィンとを含み、
前記第一フィンは、前記第二フィンよりも前記側壁から突出する電動過給機。
【請求項２】
前記第一フィン及び前記第二フィンは、互いの間の境界で段差を伴った輪郭を形成する請求項１に記載の電動過給機。
【請求項３】
前記回転軸の軸方向に並ぶ前記第一フィンは、前記第一軸受から前記第二軸受に向かって前記回転軸の軸方向での厚さを小さくする請求項１または２に記載の電動過給機。
【請求項４】
前記回転軸の軸方向に並ぶ前記第一フィンは、前記第一軸受から前記第二軸受に向かって前記側壁からの突出量を小さくする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動過給機。
【請求項５】
前記第一フィン及び前記第二フィンは、前記側壁上で前記回転軸の周方向に沿って延在する請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動過給機。
【請求項６】
前記回転電機は、電力が印加されるコイルを含み且つ前記第一軸受及び前記第二軸受の間で前記側壁に設けられる固定子と、前記回転軸に設けられる回転子とを有し、
前記第一フィンは、前記回転軸の軸方向で前記第一軸受から前記固定子にわたって設けられ、
前記第二フィンは、前記回転軸の軸方向で前記固定子から前記第二軸受にわたって設けられる請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動過給機。
【請求項７】
前記第一フィン及び前記第二フィンは、突出する端部から前記側壁に向かって前記回転軸の軸方向に広がるテーパ形状を有している請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機では、コンプレッサホイールのみ、又は、コンプレッサホイール及びタービンホイールの両方が高速回転し、それにより、コンプレッサホイール及びタービンホイールの回転シャフトの軸受が発熱し摺動性、耐久性等が低下するため、軸受の冷却が必要になる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、タービン軸の一端にタービンホイールが取り付けられ、他端にコンプレッサホイールが取り付けられた過給機が記載されている。この過給機は、そのハウジング内に、タービン軸及びその２つの軸受を含む軸受空間と、軸受空間の外周を囲む冷却水ジャケットとを有している。冷却水ジャケットは、その内部に冷却用クーラントを含んでいる。冷却用クーラントは、冷却水ジャケットと軸受空間との間の壁部を介して軸受を冷却する。さらに、この壁部には、冷却水ジャケット内に向かって突出する複数のフィンが形成されており、複数のフィンは、軸受に対する冷却作用を高めている。また、冷却水ジャケットは、タービンに近い軸受とタービンとの間にまで延在し、タービンからの熱を受けて温度条件が厳しいタービンに近い軸受の温度上昇を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７９４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の過給機では、冷却水ジャケットを採用し、さらに冷却水ジャケットをタービンと軸受との間に介在させることによって、昇温の傾向が異なる２つの軸受の温度上昇を抑えている。これにより、過給機の構造が複雑になり、さらに、冷却水ジャケットに冷却用クーラントを循環させるための配管及び水ポンプが必要となるため、過給機周辺の構造も複雑になり、コストが増加するという問題がある。このような問題は、特許文献１の過給機だけでなく、内蔵する電動モータ等の回転電機によってコンプレッサホイールを回転させることで過給する電動過給機に特許文献１に記載の軸受冷却構造を採用した場合も生じる。
【０００６】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、昇温の傾向が異なる複数の軸受を冷却するための構造を簡易にする電動過給機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明に係る電動過給機は、回転電機と、回転電機によって回転駆動されるコンプレッサホイールと、回転電機を収容するハウジングと、ハウジング内に配設され、コンプレッサホイールを回転駆動する回転電機の回転軸を回転自在に支持する第一軸受及び第二軸受とを備え、第一軸受は、コンプレッサホイールと第二軸受との間に配置され、ハウジングは、回転軸の軸方向に沿って延在する側壁の外側に、外方に向かって突出する複数の放熱フィンを有し、複数の放熱フィンは、回転軸の軸方向で第一軸受側に位置する第一フィンと、回転軸の軸方向で第二軸受側に位置する第二フィンとを含み、第一フィンは、第二フィンよりも側壁から突出する。
【０００８】
第一フィン及び第二フィンは、互いの間の境界で段差を伴った輪郭を形成してよい。
回転軸の軸方向に並ぶ第一フィンは、第一軸受から第二軸受に向かって回転軸の軸方向での厚さを小さくしてよい。
回転軸の軸方向に並ぶ第一フィンは、第一軸受から第二軸受に向かって側壁からの突出量を小さくしてよい。
第一フィン及び第二フィンは、側壁上で回転軸の周方向に沿って延在してよい。
回転電機は、電力が印加されるコイルを含み且つ第一軸受及び第二軸受の間で側壁に設けられる固定子と、回転軸に設けられる回転子とを有し、第一フィンは、回転軸の軸方向で第一軸受から固定子にわたって設けられ、第二フィンは、回転軸の軸方向で固定子から第二軸受にわたって設けられてよい。
第一フィン及び第二フィンは、突出する端部から側壁に向かって回転軸の軸方向に広がるテーパ形状を有してよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る電動過給機によれば、昇温の傾向が異なる複数の軸受を冷却するための構造を簡易にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動過給機の構成を示す模式的な断面側面図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る電動過給機の構成を示す模式的な断面側面図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る電動過給機の構成を示す模式的な断面側面図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係る電動過給機の構成を示す模式的な断面側面図である。
【図５】図１の電動過給機のフィンの変形例を示す模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態に係る電動過給機ついて添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１を参照すると、この発明の実施の形態１に係る電動過給機１０１は、吸入した気体（本実施の形態では空気とする）を過給するための過給部１と、過給部１を回転電機である電動モータ３０を用いて駆動するための駆動部２とによって構成されている。電動過給機１０１は、例えば、内燃機関を搭載せずに空気の供給を必要とする燃料電池を搭載する車両などに搭載され、空気を過給して燃料電池に供給する。
【００１２】
過給部１は、回転することによって吸入空気を過給するコンプレッサホイール２１と、コンプレッサホイール２１と一体回転可能なシャフト２２と、互いに組み付けられることによって内部にコンプレッサホイール２１を収容する金属製のコンプレッサカバー１１及びシールプレート１２とを備えている。ここで、シャフト２２は、回転軸を構成している。
【００１３】
シャフト２２は、コンプレッサカバー１１の内部からシールプレート１２を貫通して駆動部２に延在している。このとき、シールプレート１２はシャフト２２の径方向に延在している。
コンプレッサカバー１１及びシールプレート１２によって囲まれた内部には、コンプレッサホイール２１を回転可能に収容するホイール室１５と、ホイール室１５からシャフト２２の軸方向に延在して外部に開口する吸入路１６と、ホイール室１５に連通し且つコンプレッサホイール２１の周囲を囲むように延在して外部に開口する環状の排出路１７とが形成されている。
【００１４】
駆動部２は、金属製の有底筒状のモータケース１３と、モータケース１３の開口を閉鎖する金属製のエンドカバー１４とを備えている。そして、モータケース１３及びエンドカバー１４は、その内部に電動モータ３０を収容するモータ室１８を形成している。
コンプレッサカバー１１及びシールプレート１２は、シャフト２２の径方向で同様の外径を有しており、コンプレッサカバー１１及びシールプレート１２の外径は、エンドカバー１４のシャフト２２の径方向の外径よりも大幅に大きくなっている。
コンプレッサカバー１１、シールプレート１２、モータケース１３及びエンドカバー１４は、電動過給機１０１のハウジング１０を形成している。
【００１５】
モータケース１３は、筒状の側壁１３ａと、側壁１３ａの端部を塞ぐ底部を形成する端壁１３ｂとによって構成されている。エンドカバー１４は、側壁１３ａの開口を塞ぐ。シャフト２２の径方向に延在する端壁１３ｂには、シールプレート１２が固定されている。そして、端壁１３ｂの中央には、モータ室１８及びシールプレート１２に向かって開口する端壁貫通穴１３ｂ１が貫通形成されている。
また、シールプレート１２には、端壁貫通穴１３ｂ１に隣接し且つ連通するプレート貫通穴１２ａが貫通形成されている。
そして、シャフト２２は、プレート貫通穴１２ａ及び端壁貫通穴１３ｂ１を通って、モータ室１８内に延在している。シャフト２２は、その軸方向をモータケース１３の側壁１３ａの軸方向に沿って延在している。
【００１６】
シャフト２２の外周面２２ａは、モータ室１８内に設けられたボールベアリング等の第一軸受２３及び第二軸受２４によって周方向に回転自在に支持されている。第一軸受２３は、端壁１３ｂの近傍でシャフト２２を支持し、第二軸受２４は、エンドカバー１４側の端部２２ｂの近傍でシャフト２２を支持している。
【００１７】
第一軸受２３は、その外周を囲むフランジ付円筒形状を有し且つ端壁１３ｂに固定された第一軸受枠２５によって支持及び固定され、端壁貫通穴１３ｂ１に隣接して位置している。第一軸受２３は、端壁貫通穴１３ｂ１の内径よりも大きい外径を有し、端壁貫通穴１３ｂ１を塞いでいる。
第二軸受２４は、その外周を囲むフランジ付円筒形状を有し且つエンドカバー１４に固定された第二軸受枠２６によって支持及び固定されている。
【００１８】
また、モータ室１８内における第一軸受２３及び第二軸受２４の間において、シャフト２２の外周面２２ａ上には、円筒状のロータコア３２がシャフト２２と一体に回転するように設けられている。ロータコア３２内には、その外周面に沿って永久磁石３３が埋め込まれている。ロータコア３２及び永久磁石３３は、回転子であるロータ３１を構成している。
さらに、モータ室１８内では、ロータコア３２の外周を囲むようにして円筒状のステータコア３５が設けられている。ステータコア３５は、モータケース１３の側壁１３ａに固定されている。さらに、ステータコア３５内では巻線が巻回され、この巻線はコイル３６を形成し、ステータコア３５の両端から突出もしている。ステータコア３５及びコイル３６は、固定子であるステータ３４を構成している。
そして、巻線に電力が供給されると、コイル３６から回転磁界が発生し、この回転磁界の作用を永久磁石３３が受けることによって、ロータコア３２がシャフト２２及びコンプレッサホイール２１と共に回転駆動される。
【００１９】
上述のようなシャフト２２、ロータ３１及びステータ３４は、電動モータ３０を構成している。そして、シャフト２２は、コンプレッサホイール２１及び電動モータ３０の回転軸を兼ねている。
【００２０】
また、モータケース１３の端壁１３ｂには、モータ室１８及びシールプレート１２に向かって開口する複数の圧力調整穴１３ｂ２が貫通形成されている。圧力調整穴１３ｂ２は、モータ室１８内の空気の出入りを可能としてモータ室１８内外の圧力差を抑える。これにより、第一軸受２３に封入されているグリスの漏れ出しが防がれる。
【００２１】
また、モータケース１３の筒状の側壁１３ａの外周側には、周囲の空気によるモータケース１３の冷却効率を向上させるための複数の放熱フィン４０が一体成形されている。
各放熱フィン４０は、側壁１３ａを囲んで周方向に沿って延在する円環板状の形状を有して、側壁１３ａから径方向外側に向かって突出している。複数の放熱フィン４０は、側壁１３ａ及びシャフト２２の軸方向に沿って一列に並んで配置されている。
【００２２】
複数の放熱フィン４０は、２種類の形状で形成されており、互いに形状の異なる複数の第一フィン４１及び第二フィン４２によって構成されている。
第一フィン４１は、ステータコア３５のエンドカバー１４側の端部３５ａとシールプレート１２との間にわたって配置され、第二フィン４２は、ステータコア３５の端部３５ａとエンドカバー１４との間にわたって配置されている。
【００２３】
第一フィン４１は、シールプレート１２よりも径方向外側に突出せずにシールプレート１２に近い外径を有している。
第二フィン４２は、エンドカバー１４よりも径方向外側に突出せずにエンドカバー１４に近い外径を有している。
よって、第一フィン４１は、第二フィン４２よりも大幅に大きい外径を有している。これにより、複数の第一フィン４１と複数の第二フィン４２との境界であるステータコア３５の端部３５ａ位置を境界として、フィン４１及び４２が径方向の段差を伴った輪郭を形成している。
【００２４】
また、第一フィン４１の径方向外側の円筒状の端面４１ａは、第二フィン４２の径方向外側の円筒状の端面４２ａよりも、シャフト２２の軸方向で大きい厚さを有している。
さらに、第一フィン４１の端面４１ａにおけるシャフト２２の軸方向での両側には、端面４１ａから側壁１３ａに向かって軸方向に末広がりになるように傾斜したテーパ状の側面４１ｂ及び４１ｃが形成されている。第二フィン４２の端面４２ａにおけるシャフト２２の軸方向での両側には、端面４２ａから側壁１３ａに向かって軸方向に末広がりになるように傾斜したテーパ状の側面４２ｂ及び４２ｃが形成されている。側面４１ｂ及び側面４２ｂは互いに平行であり、側面４１ｃ及び側面４２ｃは互いに平行である。
【００２５】
隣り合う第一フィン４１の側面４１ｂ及び４１ｃがその間に形成する角度、隣り合う第一フィン４１の側面４１ｃ及び第二フィン４２の側面４２ｂがその間に形成する角度、並びに、隣り合う第二フィン４２の側面４２ｂ及び４２ｃがその間に形成する角度は、同一であり、モータケース１３の鋳造に用いる鋳型の抜き勾配を満足するように設定されている。
従って、第一フィン４１は、第二フィン４２よりも大幅に大きい外径及び厚さを有している、つまり、第二フィン４２よりもシャフト２２の軸方向及び径方向で大きい断面を有している。なお、第二フィン４２を上述のような構成とすることによって、第二フィン４２を第一フィン４１と同一形状とする場合よりも、モータケース１３の軸方向長さが短くなっている。
【００２６】
上述のような電動過給機１０１は以下に説明するように動作する。
図１を参照すると、電動過給機１０１において、図示しない電源によって電動モータ３０のコイル３６に電力が印加されると、コイル３６が発生する回転磁界によってロータ３１が回転駆動され、それによって、シャフト２２及びコンプレッサホイール２１が高速回転駆動される。
【００２７】
高速回転するコンプレッサホイール２１は、吸入路１６から吸入する空気を圧縮つまり過給して排出路１７から排出する。
このとき、圧縮されることによって昇温する空気が、コンプレッサホイール２１、シャフト２２、コンプレッサカバー１１及びシールプレート１２を昇温させる。シャフト２２及びシールプレート１２から伝達する熱によってモータケース１３の端壁１３ｂ及び第一軸受２３が昇温する。また、シャフト２２が回転することによって第一軸受２３及び第二軸受２４が昇温する。これにより、第一軸受２３の方が、第二軸受２４よりも高温になる傾向を有している。
さらに、電流が流れるコイル３６も発熱してステータコア３５が昇温する。
よって、モータ室１８内では、第二軸受２４、ステータコア３５及び第一軸受２３の周辺で温度が高くなり、その温度は、第二軸受２４の周辺、ステータコア３５の周辺、第一軸受２３の周辺の順で高くなる。
【００２８】
電動過給機１０１の周囲には外気が導入されるように構成されており、この導入された外気は、モータケース１３の側壁１３ａの放熱フィン４０と熱交換を行って、放熱フィン４０及び側壁１３ａを冷却する。これによって、モータ室１８内の空気及びステータコア３５が、側壁１３ａと熱交換を行って冷却され、冷却された空気は、第一軸受２３、第二軸受２４、ステータコア３５及びコイル３６を冷却する。
【００２９】
放熱フィン４０において、第一フィン４１は、第二フィン４２よりも大幅に大きい外径及び厚さを有しているため、第二フィン４２よりも、周囲の空気に対して大きい接触面積を有しており、大きい放熱量を有している。このため、モータ室１８内では、第一軸受２３からステータコア３５にわたる領域で、内部空気及びステータコア３５が高い冷却作用を受けて十分に冷却され、ステータコア３５から第二軸受２４にわたる領域で、内部空気が、第一軸受２３からステータコア３５にわたる領域よりも低い冷却作用を受けるが十分に冷却される。これにより、第一軸受２３、ステータコア３５、コイル３６及び第二軸受２４は、十分に冷却される。
【００３０】
また、互いに昇温傾向の異なる第一軸受２３及びステータコア３５の周辺の内部空気を、モータケース１３の側壁１３ａ及び第一フィン４１を介して冷却するため、第一軸受２３の周辺とステータコア３５の周辺との間で、内部空気の温度差が生じる。さらに、ステータコア３５の周辺と第二軸受２４の周辺との間でも内部空気の温度差が生じる。これにより、モータ室１８内では、シャフト２２の軸方向に沿った内部空気の流れ（自然対流）が生じ、この自然対流は、第一軸受２３、ステータコア３５、コイル３６及び第二軸受２４の冷却効率を向上させる。
【００３１】
このように、この発明の実施の形態１に係る電動過給機１０１は、電動モータ３０と、電動モータ３０によって回転駆動されるコンプレッサホイール２１と、電動モータ３０を収容するハウジング１０と、ハウジング１０内に配設され且つコンプレッサホイール２１を回転駆動する電動モータ３０のシャフト２２を回転自在に支持する第一軸受２３及び第二軸受２４とを備える。第一軸受２３は、コンプレッサホイール２１と第二軸受２４との間に配置される。ハウジング１０は、シャフト２２の軸方向に沿って延在する側壁１３ａの外側に、外方に向かって突出する複数の放熱フィン４０を有している。複数の放熱フィン４０は、シャフト２２の軸方向で第一軸受２３側に位置する第一フィン４１と、シャフト２２の軸方向で第二軸受２４側に位置する第二フィン４２とを含む。第一フィン４１は、第二フィン４２よりも側壁１３ａから突出する。そして、電動過給機１０１において、第一フィン４１及び第二フィン４２は、互いの間の境界で段差を伴った輪郭を形成する。
【００３２】
このとき、コンプレッサホイール２１により近くコンプレッサホイール２１の過給空気の熱の影響を受けやすい第一軸受２３は、第二軸受２４よりも昇温する傾向を有しているが、第一軸受２３の周囲の空気は、側壁１３ａと熱交換を行って熱を放出し、放出した熱は、第二フィン４２よりも突出量が大きい第一フィン４１を介して周囲の空気と熱交換して放出される。同様に、第二軸受２４の周囲の空気の熱は、側壁１３ａ及び第二フィン４２を介して外部に放出される。これにより、第一軸受２３は、周囲の空気によって第二軸受２４よりも高い冷却作用を受ける。よって、昇温傾向が異なる第一軸受２３及び第二軸受２４のいずれもが効果的に冷却される。そして、この冷却作用は、突出量の異なる第一フィン４１及び第二フィン４２を側壁１３ａに設けた簡易な構造によって達成されることができる。また、高い熱交換量を必要としない第二フィン４２の突出量を小さく抑えたことによって、第二フィン４２が側壁１３ａ上で軸方向に占める長さを低減することができ、電動過給機１０１の小型化が可能になる。特に、モータケース１３、第一フィン４１及び第二フィン４２が、鋳造によって一体成形される場合、第一フィン４１及び第二フィン４２の側面は、抜き勾配を満たすテーパ形状を有する必要があるため、第二フィン４２の低頭化が、電動過給機１０１の小型化に大きく貢献する。
【００３３】
また、電動過給機１０１において、第一フィン４１及び第二フィン４２は、モータケース１３の側壁１３ａ上でシャフト２２の周方向に沿って延在する。これにより、第一フィン４１及び第二フィン４２がそれぞれ、第一軸受２３及び第二軸受２４を囲むように延在するため、第一軸受２３及び第二軸受２４の周囲におけるフィンと周囲空気との接触面積を大きくとることができ、第一軸受２３及び第二軸受２４の冷却効率が向上する。
【００３４】
また、電動過給機１０１において、電動モータ３０は、電力が印加されるコイル３６を含み且つ第一軸受２３及び第二軸受２４の間でモータケース１３の側壁１３ａに設けられるステータ３４と、シャフト２２に設けられるロータ３１とを有し、第一フィン４１は、シャフト２２の軸方向で第一軸受２３からステータ３４のステータコア３５にわたって設けられ、第二フィン４２は、シャフト２２の軸方向でステータコア３５から第二軸受２４にわたって設けられる。これにより、第一フィン４１及び側壁１３ａを介してステータコア３５及びコイル３６の高い冷却作用による冷却が可能になる。よって、モータ室１８内の温度上昇が抑えられ、第一軸受２３及び第二軸受２４の効果的な冷却が可能になる。
【００３５】
また、電動過給機１０１において、第一フィン４１及び第二フィン４２はそれぞれ、突出する端部の端面４１ａ及び４２ａからモータケース１３の側壁１３ａに向かってシャフト２２の軸方向に広がるテーパ形状を有している。第一フィン４１及び第二フィン４２のテーパ形状を鋳型の抜き勾配を満足するように構成することによって、モータケース１３と第一フィン４１及び第二フィン４２とを鋳造により一体成形することができる。これにより、第一フィン４１及び第二フィン４２を含むモータケース１３の構造を簡易にすることができる。
【００３６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る電動過給機２０１は、実施の形態１に係る電動過給機１０１において、第一フィンの厚さを第一軸受２３から第二軸受２４に向かうに従って小さくするようにしたものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
図２を参照すると、電動過給機２０１は、実施の形態１に係る電動過給機１０１と同様にして、内部に電動モータ３０、シャフト２２、第一軸受２３及び第二軸受２４を含むモータケース１３を備えている。
モータケース１３は、実施の形態１に係る電動過給機１０１と同様にして、その側壁１３ａの外周側に一体成形された複数の放熱フィン２４０を有している。
複数の放熱フィン２４０は、側壁１３ａ及びシャフト２２の軸方向に沿って一列に並んで配置された複数の第一フィン２４１及び第二フィン２４２によって構成されている。
【００３８】
第二フィン２４２は、ステータコア３５の端部３５ａとエンドカバー１４との間にわたって配置され、実施の形態１に係る電動過給機１０１の第二フィン４２と同様の構成を有している。
第一フィン２４１は、ステータコア３５の端部３５ａとシールプレート１２との間にわたって配置され、実施の形態１に係る電動過給機１０１の第一フィン４１に似た構成を有している。しかしながら、シャフト２２の軸方向に並ぶ同一の外径の複数の第一フィン２４１は、第一軸受２３から第二軸受２４に向かうに従って軸方向の厚さを減少させている。つまり、複数の第一フィン２４１の端面２４１ａにおける軸方向の長さが、第一軸受２３から第二軸受２４に向かうに従って小さくなっている。
【００３９】
よって、第一フィン２４１では、シャフト２２の軸方向において、コンプレッサホイール２１に最も近いモータケース１３の端壁１３ｂ及び第一軸受２３の位置にあるフィンが、最大の周囲空気との接触面積を有し、端壁１３ｂ及び第一軸受２３から第二軸受２４に向かうに従って、フィンは、周囲空気との接触面積を減少させる。これにより、第一フィン２４１は、第一軸受２３及びステータ３４の温度上昇の傾向に対応した冷却能力を有する。そして、軸方向に沿って第一フィン２４１の厚さを次第に減少させることによって、図２では、第一フィン２４１の数量が実施の形態１に係る電動過給機１０１の第一フィン４１よりも増えているが、第一フィン２４１の数量を第一フィン４１と同一にすれば、側壁１３ａ上における第一フィン２４１が占める軸方向の長さを、第一フィン４１の場合よりも低減させることができる。
また、この発明の実施の形態２に係る電動過給機２０１のその他の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００４０】
そして、実施の形態２における電動過給機２０１によれば、上記実施の形態１の電動過給機１０１と同様な効果が得られる。
さらに、電動過給機２０１において、シャフト２２の軸方向に並ぶ第一フィン２４１が、第一軸受２３から第二軸受２４に向かってシャフト２２の軸方向での厚さを小さくするため、第一フィン２４１が軸方向に占める長さを低減することができ、電動過給機２０１の小型化が可能になる。また、電動過給機２０１において、第二フィン２４２も、第一軸受２３から第二軸受２４に向かってシャフト２２の軸方向での厚さを小さくするように構成してもよい。
【００４１】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る電動過給機３０１は、実施の形態１に係る電動過給機１０１において、第一フィン及び第二フィンの突出量を第一軸受２３から第二軸受２４に向かうに従って小さくするようにしたものである。
【００４２】
図３を参照すると、電動過給機３０１は、実施の形態１に係る電動過給機１０１と同様にして、内部に電動モータ３０、シャフト２２、第一軸受２３及び第二軸受２４を含むモータケース１３を備えている。
モータケース１３は、実施の形態１に係る電動過給機１０１と同様にして、その側壁１３ａの外周側に一体成形された複数の放熱フィン３４０を有している。
複数の放熱フィン３４０は、側壁１３ａ及びシャフト２２の軸方向に沿って一列に並んで配置された複数の第一フィン３４１及び第二フィン３４２によって構成されている。
【００４３】
第一フィン３４１は、ステータコア３５の端部３５ａとシールプレート１２との間にわたって配置され、実施の形態１に係る電動過給機１０１の第一フィン４１に似た構成を有している。第二フィン３４２は、ステータコア３５の端部３５ａとエンドカバー１４との間にわたって配置され、実施の形態１に係る電動過給機１０１の第二フィン４２に似た構成を有している。
しかしながら、シャフト２２の軸方向に並ぶ同一の厚さ（側壁１３ａ側の厚さ）を有する複数の第一フィン３４１は、第一軸受２３から第二軸受２４に向かうに従って外径を減少させている。さらに、シャフト２２の軸方向に並ぶ同一の厚さ（側壁１３ａ側の厚さ）を有する複数の第二フィン３４２は、第一軸受２３から第二軸受２４に向かうに従って外径を減少させている。よって、第一フィン３４１及び第二フィン３４２は、シールプレート１２からエンドカバー１４に向かって一定の割合で外径をさせた円錐台状の輪郭を形成している。
【００４４】
このため、第一フィン３４１及び第二フィン３４２では、シールプレート１２からエンドカバー１４に向かうに従って周囲の空気との接触面積が減少する。
これにより、第一フィン３４１及び第二フィン３４２は、第一軸受２３、ステータ３４及び第二軸受２４の温度上昇の傾向に対応した冷却能力を有する。そして、軸方向に沿って第一フィン３４１及び第二フィン３４２の外径を次第に減少させることによって、モータケース１３が、実施の形態１に係る電動過給機１０１よりも軽量になる。
また、この発明の実施の形態３に係る電動過給機３０１のその他の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００４５】
そして、実施の形態３における電動過給機３０１によれば、上記実施の形態１の電動過給機１０１と同様な効果が得られる。
さらに、電動過給機３０１において、シャフト２２の軸方向に並ぶ第一フィン３４１は、第一軸受２３から第二軸受２４に向かってモータケース１３の側壁１３ａからの突出量を小さくするため、モータケース１３の軽量化が可能になり、コストが低減する。
【００４６】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る電動過給機４０１は、実施の形態２に係る電動過給機２０１において、第一フィン及び第二フィンの突出量を第一軸受２３から第二軸受２４に向かうに従って小さくするようにしたものである。
【００４７】
図４を参照すると、電動過給機４０１は、実施の形態２に係る電動過給機２０１と同様にして、内部に電動モータ３０、シャフト２２、第一軸受２３及び第二軸受２４を含むモータケース１３を備えている。
モータケース１３は、実施の形態２に係る電動過給機２０１と同様にして、その側壁１３ａの外周側に一体成形された複数の放熱フィン４４０を有している。
複数の放熱フィン４４０は、側壁１３ａ及びシャフト２２の軸方向に沿って一列に並んで配置された複数の第一フィン４４１及び第二フィン４４２によって構成されている。
【００４８】
第一フィン４４１は、ステータコア３５の端部３５ａとシールプレート１２との間にわたって配置され、実施の形態２に係る電動過給機２０１の第一フィン２４１に似た構成を有している。第二フィン４４２は、ステータコア３５の端部３５ａとエンドカバー１４との間にわたって配置され、実施の形態２に係る電動過給機２０１の第二フィン２４２に似た構成を有している。
しかしながら、シャフト２２の軸方向に並ぶ複数の第一フィン４４１及び第二フィン４４２は、第一軸受２３から第二軸受２４に向かうに従って外径を減少させている。つまり、第一フィン４４１及び第二フィン４４２は、シールプレート１２からエンドカバー１４に向かって一定の割合で外径をさせた円錐台状の輪郭を形成している。
【００４９】
これにより、シールプレート１２からエンドカバー１４に向かうに従って周囲の空気との接触面積を減少させる第一フィン４４１及び第二フィン４４２は、第一軸受２３、ステータ３４及び第二軸受２４の温度上昇の傾向に対応した冷却能力を有する。そして、モータケース１３が、実施の形態２に係る電動過給機２０１よりも軽量になる。
また、この発明の実施の形態４に係る電動過給機４０１のその他の構成及び動作は、実施の形態２と同様であるため、説明を省略する。
そして、実施の形態４における電動過給機４０１によれば、上記実施の形態２の電動過給機２０１と同様な効果が得られる。
【００５０】
また、実施の形態１〜４の電動過給機１０１〜４０１では、放熱フィン４０，２４０，３４０，４４０は、複数の円環板状の第一フィン４１，２４１，３４１，４４１及び第二フィン４２，２４２，３４２，４４２を含むものであったが、これに限定されるものでない。
第一フィン４１，２４１，３４１，４４１及び第二フィン４２，２４２，３４２，４４２は、連続した環状でなく、図５の電動過給機５０１の放熱フィン５４０の第一フィン５４１及び第二フィン５４２のように、環を径方向の切断面で複数に分割したものであってもよい。さらに、第一フィン５４１及び第二フィン５４２の分割位置は、隣り合うフィン同士の間で図５のように周方向で異なっていてもよく、又は周方向で同一であってもよい。これにより、第一フィン５４１及び第二フィン５４２の周囲に空気の乱流が発生し、第一フィン５４１及び第二フィン５４２と空気との熱交換効率が向上する。
さらに、分割した第一フィン５４１及び第二フィン５４２を同一の円周上に配置せずに、シャフト２２の軸方向に互いにずらしてもよい。これにより、第一フィン５４１及び第二フィン５４２の周囲の空気に、さらに乱流が発生しやすくなる。
或いは、複数の第一フィン４１，２４１，３４１，４４１をらせん状に連続させてもよく、複数の第二フィン４２，２４２，３４２，４４２をらせん状に連続させてもよい。これにより、フィンの周囲に空気の乱流が発生する。
【００５１】
また、実施の形態１〜４の電動過給機１０１〜４０１では、放熱フィン４０，２４０，３４０，４４０の第一フィン４１，２４１，３４１，４４１及び第二フィン４２，２４２，３４２，４４２は、シャフト２２の軸方向に対して垂直に延在していたが、軸方向に対して角度を有して傾斜していてもよい。さらに、第一フィン４１，２４１，３４１，４４１及び第二フィン４２，２４２，３４２，４４２は、互いに平行に延在していたが、平行でなくてもよい。これにより、フィンの周囲に空気の乱流が発生する。
【００５２】
また、実施の形態１〜４の電動過給機１０１〜４０１では、放熱フィン４０，２４０，３４０，４４０の第一フィン４１，２４１，３４１，４４１は、第一軸受２３からステータコア３５の端部３５ａにまでにわたって延在していたが、第一軸受２３からステータコア３５の途中までにわたるものであってもよい。
また、実施の形態３，４の電動過給機３０１，４０１では、放熱フィン３４０，４４０の第一フィン３４１，４４１及び第二フィン３４２，４４２はいずれも、第一軸受２３から第二軸受２４に向かって次第に側壁１３ａからの突出量を低減するように構成されていたが、第一フィン３４１，４４１及び第二フィン３４２，４４２の一方のみが突出量を低減するように構成されてもよい。
【００５３】
また、実施の形態１〜４の電動過給機１０１〜４０１では、２つの軸受２３及び２４が設けられていたが、これに限定されるものでなく、３つ以上の軸受が設けられてもよい。
また、実施の形態１〜４の電動過給機１０１〜４０１における上述した軸受２３及び２４の冷却構造は、軸受を潤滑油に浸して冷却する又は流れる潤滑油で冷却するものでなく、気体を用いて冷却する過給機であれば、適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  ハウジング、１３  モータケース、１３ａ  側壁（ハウジングの側壁）、２１  コンプレッサホイール、２２  シャフト（回転軸）、２３  第一軸受、２４  第二軸受、３０  電動モータ（回転電機）、３１  ロータ（回転子）、３４  ステータ（固定子）、３５  ステータコア、３６  コイル、４０，２４０，３４０，４４０  放熱フィン、４１，２４１，３４１，４４１  第一フィン、４２，２４２，３４２，４４２  第二フィン、１０１，２０１，３０１，４０１  電動過給機。
【図１】
2015224600.tif 000003
【図２】
2015224600.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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