(57)【要約】【課題】回転電機の冷却能力に優れた電動過給機を提供する。【解決手段】電動過給機は、ロータ２１２と、ロータ２１２を支持するためのシャフト２１０と、オイルを微細化するためのノズル２３５とを備える。ロータ２１２は、端面２１２ａ，２１２ｂを有する円筒形状に形成されている。ノズル２３５は、端面２１２ａ，２１２ｂの径方向の外周部に配置されている。電動過給機は、オイルがシャフト２１０に沿って端面２１２ａ，２１２ｂに供給されるように形成されている。電動過給機は、オイルの少なくとも一部が端面２１２ａ，２１２ｂを伝ってノズル２３５に向かうように形成されている。【選択図】図２
2008128112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
前記ロータを支持するためのシャフトと、
潤滑油を微細化するためのノズルと
を備え、
前記ロータは、端面を有する円筒形状に形成され、
前記ノズルは、前記端面の径方向の外周部に配置され、
前記潤滑油が前記シャフトに沿って前記端面に供給されるように形成され、
前記潤滑油の少なくとも一部が前記端面を伝って前記ノズルに向かうように形成されている、電動過給機。
【請求項２】
前記ロータは、前記端面に溝部を有し、
前記溝部は、前記シャフトの表面から前記ノズルに向かって延びている、請求項１に記載の電動過給機。
【請求項３】
前記ロータと対向するように配置されたステータと、
前記ロータおよび前記ステータを内部に配置するための筐体と、
前記筐体に支持され、前記シャフトを回転可能に支持するための軸受けと
を備え、
前記軸受けに前記潤滑油が供給されるように形成され、
前記軸受けに供給された前記潤滑油が前記シャフトを伝って前記端面に導かれるように形成されている、請求項１または２に記載の電動過給機。
【請求項４】
前記ノズルは、噴出し口を有し、
前記噴出し口は、前記ロータの径方向の外側を向くように形成されている、請求項１から３のいずれかに記載の電動過給機。
【請求項５】
前記ロータと対向するように配置されたステータを備え、
前記ノズルは、噴出し口を有し、
前記噴出し口は、前記ロータと前記ステータとの間の隙間に前記潤滑油を噴出するように指向している、請求項１から４のいずれかに記載の電動過給機。
【請求項６】
前記ロータは、表面に配置され、前記潤滑油を攪拌するための攪拌部材を含む、請求項１から５のいずれかに記載の電動過給機。
【請求項７】
前記ロータは、表面に形成され、前記潤滑油を攪拌するための凹部を含む、請求項１から５のいずれかに記載の電動過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の内燃機関には自然吸気式エンジンと過給式エンジンとがある。過給式エンジンの過給機構としては、ターボチャージャと呼ばれる排気タービン駆動式のものと、スーパチャージャと呼ばれる機械駆動式のものとが実用化されている。ターボチャージャは、排気ガスのエネルギでタービンを回転させ、タービンと直結したコンプレッサで吸入空気を圧縮してエンジンに供給するものである。
【０００３】
ターボチャージャは、内燃機関の排気ガスを利用するため、内燃機関の回転数が低い排気エネルギが小さい状態では、十分な過給を行なうことができない。このため、電動機を配置して、電動機を併用してコンプレッサを回転させることにより、低回転域の過給圧を強制的に上昇させる電動過給機が検討されている。
【０００４】
実開平３−１０４１３２号公報においては、エンジンの排気ガスで駆動するタービンおよびエンジンに過給空気を供給するコンプレッサを取付けた回転軸を支持する軸受けと、コンプレッサからの過給空気と過給空気圧の作用で送り出されるオイルによってオイルミストを発生させるミスト発生器と、ミスト発生器で発生したオイルミストを軸受けに供給する通路とを有するターボチャージャの潤滑装置が開示されている。
【０００５】
特開２００４−１８０４７９号公報においては、モータケース内に配置したステータと、ステータの内周において回転するロータと、モータケースの内部空間に冷媒をミスト状にして導入するミスト発生器と、ロータの回転軸に取付けた羽根車とを備えるモータの冷却構造が開示されている。
【特許文献１】実開平３−１０４１３２号公報
【特許文献２】特開２００４−１８０４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コンプレッサを回転させるための回転電機を備える電動過給機は、タービンの羽根車であるタービンホイールと、コンプレッサの羽根車であるコンプレッサホイールとを備える。タービンホイールおよびコンプレッサホイールは、シャフトに取り付けられている。回転電機は、このシャフトを回転するように取り付けられている。
【０００７】
回転電機に電気を供給することにより、回転電機が電動機となって駆動する。コンプレッサホイールに回転力が付与される。この結果、内燃機関に対してより多くの空気を供給することができる。たとえば、自動車の発進時や追い越し加速時などには、エンジンの回転数が低い状態から高い状態に移行する。エンジンの回転数が低い状態においても回転電機が駆動することにより十分な過給を行なうことができて加速性が向上する。
【０００８】
回転電機は、電気を供給して駆動することにより発熱する。または、回転電機は、電気を供給しないときにおいても発電機となって発熱する。さらに、シャフトは、たとえば、１分間に数万回転〜数十万回転で回転する。このため、シャフトを支持する軸受けは発熱する。このように、電動過給機の回転電機は、発熱が大きいという問題があった。
【０００９】
上記の実開平３−１０４１３２号公報においては、オイルミストを発生させるために、エンジンの過給空気を用いる。このため、過給空気の圧力損失が生じるという問題がある。また、オイルミスト発生器にオイルを供給するためのオイルのタンクが必要となり、電動過給機に必要な潤滑油の量が多くなってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、回転電機の冷却能力に優れた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】
【００１１】
本発明における電動過給機は、ロータと、上記ロータを支持するためのシャフトと、潤滑油を微細化するためのノズルとを備える。上記ロータは、端面を有する円筒形状に形成されている。上記ノズルは、上記端面の径方向の外周部に配置されている。上記潤滑油が上記シャフトに沿って上記端面に供給されるように形成されている。上記潤滑油の少なくとも一部が上記端面を伝って上記ノズルに向かうように形成されている。
【００１２】
上記発明において好ましくは、上記ロータは、上記端面に溝部を有する。上記溝部は、上記シャフトの表面から上記ノズルに向かって延びている。
【００１３】
上記発明において好ましくは、上記ロータと対向するように配置されたステータを備える。上記ロータおよび上記ステータを内部に配置するための筐体とを備える。上記筐体に支持され、上記シャフトを回転可能に支持するための軸受けを備える。上記軸受けに上記潤滑油が供給されるように形成されている。上記軸受けに供給された上記潤滑油が上記シャフトを伝って上記端面に導かれるように形成されている。
【００１４】
上記発明において好ましくは、上記ノズルは、噴出し口を有する。上記噴出し口は、上記ロータの径方向の外側を向くように形成されている。
【００１５】
上記発明において好ましくは、上記ロータと対向するように配置されたステータを備える。上記ノズルは、噴出し口を有する。上記噴出し口は、上記ロータと上記ステータとの間の隙間に上記潤滑油を噴出するように指向している。
【００１６】
上記発明において好ましくは、上記ロータは、表面に配置され、上記潤滑油を攪拌するための攪拌部材を含む。
【００１７】
上記発明において好ましくは、上記ロータは、表面に形成され、上記潤滑油を攪拌するための凹部を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、回転電機の冷却能力に優れた電動過給機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態１）
図１から図６を参照して、実施の形態１における電動過給機について説明する。本実施の形態における電動過給機は、自動車のエンジンシステムに搭載されている。
【００２０】
図１は、本実施の形態におけるエンジンシステムの概略構成図である。本実施の形態におけるエンジンシステムは、内燃機関としてのエンジン１００と、電動過給機２００とを備える。また、本実施の形態におけるエンジンシステムは、インタークーラ１６２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１９０とを備える。
【００２１】
ＥＣＵ１９０は、車両に搭載された各種センサからの情報およびメモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行なう。ＥＣＵ１９０は、エンジン１００および電動過給機２００が所望の運転状態となるように制御を行なう。制御装置としては、この形態に限られず、エンジン１００を制御するエンジンＥＣＵと、エンジンＥＣＵと双方向で通信可能に接続され、電動過給機２００を制御する過給機ＥＣＵとを含んでいても構わない。
【００２２】
吸気口１５０から吸入される空気は、エアクリーナ１５２を通る。エアクリーナ１５２は、空気をろ過する。エアクリーナ１５２によりろ過された空気は、吸気通路１５６を介して電動過給機２００に流入する。電動過給機２００に流入した空気はコンプレッサ２０２において圧縮された後に、吸気通路１６０を通ってインタークーラ１６２に流入する。
【００２３】
インタークーラ１６２は、コンプレッサ２０２において圧縮されて温度が上昇した空気を冷却する。具体的には、インタークーラ１６２は、外部の空気と熱交換することにより内部を流通する空気の温度を低下させる。冷却された空気の体積は、冷却前に比べて小さくなるため、より多くの空気がエンジン１００に送り込まれる。インタークーラ１６２により冷却された空気は、吸気通路１０２を通ってエンジン１００に吸入される。
【００２４】
吸気通路１０２の途中には、吸気通路１０２に流通する空気の流量を調整するスロットルバルブ１６６が配置されている。スロットルバルブ１６６は、スロットルモータ１６８により駆動される。スロットルモータ１６８は、ＥＣＵ１９０から受信する制御信号に応じて駆動する。
【００２５】
エンジン１００は、複数の気筒を備える。それぞれの気筒内には、紙面上下方向に摺動可能にピストン１１４が設けられている。ピストン１１４は、コンロッド１１６を介してクランクシャフト１２０に連結される。ピストン１１４、コンロッド１１６およびクランクシャフト１２０によりクランク機構が形成される。
【００２６】
ピストン１１４の上部においては、燃焼室１０８が形成されている。燃焼室１０８に向けて点火プラグ１１０と燃料噴射インジェクタ（図示せず）とが配置されている。点火プラグ１１０は、ＥＣＵ１９０の制御信号の受信に応じて点火する。
【００２７】
シリンダヘッドには、吸気通路１０２と排気通路１３０とがそれぞれ燃焼室１０８に接続するように設けられている。吸気通路１０２と燃焼室１０８との間には、吸気バルブ１０４が設けられる。排気通路１３０と燃焼室１０８との間には、排気バルブ１２８が設けられる。吸気バルブ１０４および排気バルブ１２８は、クランクシャフト１２０と連動して回転するカムシャフトにより駆動される。
【００２８】
吸気通路１０２を流通する空気は、ピストン１１４が下降するときに、吸気バルブ１０４が開かれて燃焼室１０８に吸引される。燃焼室１０８に流入する空気は、燃料噴射インジェクタから噴射された燃料と混合される。吸気バルブ１０４が閉じて、ピストン１１４が上死点付近まで上昇したときに点火プラグ１１０が点火して、空気と混合された燃料が燃焼する。燃焼による圧力によりピストン１１４が押し下げられる。このとき、ピストン１１４の上下運動がクランク機構を介してクランクシャフト１２０の回転運動に変換される。
【００２９】
ピストン１１４が下死点付近まで下降したときに、排気バルブ１２８が開く。ピストン１１４が再び上昇するときに、燃焼室１０８内で燃焼した空気、すなわち、排気ガスは、排気通路１３０に流入する。排気通路１３０に流入した空気は、電動過給機２００のタービン２０４を駆動させた後に、排気管１８０を流通して触媒１８２に導かれる。排気ガスは、触媒１８２により浄化された後に車外に排出される。
【００３０】
電動過給機２００は、筐体としてのハウジング２５０を備える。本実施の形態におけるハウジング２５０は、内部空間２５２を有する円筒形状である。内部空間２５２には、ロータ２１２およびステータ２１４が配置されている。
【００３１】
電動過給機２００は、コンプレッサ２０２を備える。コンプレッサ２０２は、コンプレッサハウジングを含む。コンプレッサ２０２は、コンプレッサハウジング内に配置されているコンプレッサホイール２０６を含む。コンプレッサホイール２０６は、羽根車形状に形成されている。コンプレッサホイールは、コンプレッサロータ、またはコンプレッサブレードなどとも呼ばれる。コンプレッサホイール２０６は、回転することによりエアクリーナ１５２によりろ過された空気を圧縮（過給）するように形成されている。
【００３２】
電動過給機２００は、タービン２０４を備える。タービン２０４は、タービンハウジングを含む。タービン２０４は、タービンハウジング内に配置されているタービンホイール２０８を含む。タービンホイール２０８は、羽根車形状に形成されている。タービンホイール２０８は、タービンロータ、またはタービンブレードなどとも呼ばれる。タービンホイール２０８は、エンジン１００の排気ガスにより回転するように形成されている。
【００３３】
電動過給機２００は、シャフト２１０を備える。シャフト２１０は、ハウジング２５０を貫通するように設けられる。シャフト２１０は、ハウジング２５０に固定された軸受けとしてのベアリング２２２，２２４により回転自在に支持されている。シャフト２１０の両端には、コンプレッサホイール２０６とタービンホイール２０８とがそれぞれ配置されている。電動過給機２００は、排気ガスによりタービンホイール２０８が回転するとコンプレッサホイール２０６も回転するように形成されている。
【００３４】
電動過給機２００は、回転電機２１６を備える。回転電機２１６は、たとえば、ブラシレスＤＣモータである。回転電機２１６は、電気を供給することにより回転力を出力して電動機になるように形成されている。また、回転電機２１６は、逆に回転力が入力されることにより回生運動を行なって発電機になるように形成されている。回転電機２１６は、コンプレッサ２０２とタービン２０４との間に配置されている。回転電機２１６は、シャフト２１０を回転させるように形成されている。
【００３５】
回転電機２１６は、ロータ２１２とステータ２１４とを含む。ステータ２１４は、コイル２１４ａを含む。ロータ２１２は、シャフト２１０に固定されている。ステータ２１４は、ハウジング２５０に固定されている。回転電機２１６には、インバータ１９３から電力が供給される。インバータ１９３は、ＥＣＵ１９０の制御信号に応じてバッテリからの直流の電気を交流の電気に変換する。ロータ２１２およびステータ２１４は、磁界を形成してシャフト２１０に回転力を付与する。
【００３６】
コンプレッサホイール２０６とベアリング２２４との間には、シール（図示せず）が配置される。シールは、ハウジング２５０に固定されている。シールは、内部空間２５２に存在するオイルまたはオイル供給通路２１８からベアリング２２４に供給されるオイルがコンプレッサホイール２０６の配置されている空間に漏出することを防止する。
【００３７】
また、タービンホイール２０８とベアリング２２２との間には、シール（図示せず）が配置される。シールは、ハウジング２５０に固定されている。シールは、内部空間２５２に存在するオイルまたはオイル供給通路２２０からベアリング２２２に供給されたオイルがタービンホイール２０８の配置されている空間に漏出することを防止する。
【００３８】
ハウジング２５０は、オイル供給通路２１８，２２０を含む。ベアリング２２２，２２４の作動部分には、オイル供給通路２１８，２２０を介して潤滑油としてのオイルが供給される。オイルは、ベアリング２２２，２２４の潤滑および回転電機２１６の温度を低下させる冷却媒体として機能する。オイルは、電動ポンプ１７０により供給される。電動ポンプ１７０は、ＥＣＵ１９０の制御信号を受信して作動する。
【００３９】
ベアリング２２２，２２４に供給されるオイルは、ハウジング２５０の内部空間２５２から排油通路２２１を通して排油される。排油通路２２１は、内部空間２５２の底部に接続されている。オイルは、排油通路２２１に接続されている循環通路を介して電動ポンプ１７０まで流通する。この後に、オイルは、電動ポンプ１７０により、再びオイル供給通路２１８，２２０を介してベアリング２２２，２２４に供給される。
【００４０】
エンジン１００で、燃料と混合された空気が燃焼された後に生じる排気ガスは、排気通路１３０からタービン２０４に導かれる。排気ガスは、タービン２０４でタービンホイール２０８を回転させ、回転力がシャフト２１０に伝達される。
【００４１】
一方、エアクリーナ１５２によってろ過された空気は、吸気通路１５６を流通して、コンプレッサ２０２に導かれる。空気は、シャフト２１０と一体となって回転するコンプレッサホイール２０６によって圧縮（過給）されて、インタークーラ１６２に送られる。
【００４２】
ＥＣＵ１９０は、エンジン１００の低回転域において、コンプレッサ２０２が圧縮する空気が所望の過給圧に到達しない場合（たとえば、エンジン１００の回転数が予め定められた回転数以下である場合）に、インバータ１９３を介して回転電機２１６を駆動するように制御を行なう。回転電機２１６が駆動することにより、コンプレッサ２０２の過給圧が強制的に上昇する。電動ポンプ１７０は、ＥＣＵ１９０から受信する制御信号に応じて作動して、ベアリング２２２，２２４に対してオイルを供給する。
【００４３】
図２に、本実施の形態における電動過給機の拡大概略断面図を示す。ハウジング２５０のほぼ中央部分には、挿通穴が形成されている。この挿通穴には、ベアリング２２２，２２４が配置されている。この挿通穴には、シャフト２１０が挿通している。シャフト２１０は、回転軸４００を回転中心にして回転するように形成されている。シャフト２１０は、ベアリング２２２，２２４を介してハウジング２５０に支持されている。
【００４４】
ロータ２１２は、シャフト２１０に固定されている。本実施の形態におけるロータ２１２は、円筒形状に形成されている。ロータ２１２は、円筒形状の延びる方向が回転軸４００に沿うように配置されている。ロータ２１２は、端面２１２ａ，２１２ｂを有する。端面２１２ａは、ベアリング２２４に対向している。端面２１２ｂは、ベアリング２２２に対向している。
【００４５】
本実施の形態におけるシャフト２１０は、スペーサ２１０ｃを含む。スペーサ２１０ｃは、シャフト２１０本体のコンプレッサ側の端部に配置されている。スペーサ２１０ｃは、円筒状に形成されている。シャフト２１０は、タービン側の端部に当接部２１０ｂを有する。当接部２１０ｂは、ベアリング２２２が当接する部分である。スペーサ２１０ｃは、当接部２１０ａを有する。当接部２１０ａは、ベアリング２２４が当接する部分である。シャフト２１０の当接部２１０ａ，２１０ｂの表面は、ロータ２１２の端面２１２ａ，２１２ｂに向かって延びている。
【００４６】
ハウジング２５０には、ベアリング２２２，２２４に潤滑油を供給するためのオイル供給通路２１８，２２０が形成されている。オイルは、矢印３００に示すように、オイル供給通路２１８，２２０を通してベアリング２２２，２２４に供給される。
【００４７】
本実施の形態における電動過給機は、ベアリング２２２，２２４に供給されたオイルが、矢印３０１に示すように内部空間２５２に進むように形成されている。電動過給機は、オイルがシャフト２１０の回転軸４００に沿った向きに進行するように形成されている。電動過給機は、オイルがシャフト２１０を伝ってロータ２１２の端面２１２ａ，２１２ｂに向かうように形成されている。
【００４８】
図３に、本実施の形態におけるロータの端部の拡大概略斜視図を示す。図３は、コンプレッサ側の端部の斜視図である。
【００４９】
本実施の形態におけるシャフト２１０のコンプレッサ側の端部には、スペーサ２１０ｃが配置されている。本実施の形態におけるロータ２１２の端面２１２ａには、曲面部２１２ｄが形成されている。曲面部２１２ｄは、断面形状が円弧状に形成されている。ロータ２１２の端面２１２ａは、シャフト２１０の表面を伝って流れるオイルが、矢印３０６に示すように向きを変えるように形成されている。
【００５０】
本実施の形態におけるロータ２１２は、端面２１２ａに溝部２１３が形成されている。溝部２１３は、端面２１２ａから凹むように形成されている。溝部２１３は、ロータ２１２の径方向に延びるように形成されている。
【００５１】
本実施の形態における電動過給機は、オイルを微細化するためのノズル２３５を備える。ノズル２３５は、端面２１２ａの径方向の外周部に配置されている。溝部２１３は、シャフト２１０の表面からノズル２３５に向かって延びている。
【００５２】
本実施の形態における電動過給機は、オイルがシャフト２１０に沿って端面２１２ａに到達するように形成されている。端面２１２ａうち溝部２１３に到達したオイルは、溝部２１３の内部を流れてノズル２３５に到達する。このように、本実施の形態における電動過給機は、オイルの少なくとも一部が端面２１２ａを伝わってノズル２３５に向かうように形成されている。
【００５３】
図４に、本実施の形態におけるロータの端部の概略断面図を示す。図４は、コンプレッサ側の端部の概略断面図である。溝部２１３は、ロータ２１２の端面２１２ａの形状に沿って形成されている。溝部２１３は、向きを変えてロータの径方向の外側に向かうように形成されている。ノズル２３５は、溝部２１３の先端に配置されている。ノズル２３５は、溝部２１３に嵌め込まれている。
【００５４】
本実施の形態におけるノズル２３５は、噴出し口２３５ａが形成されている端面がロータ２１２の外周面を延在するように形成されている。ノズル２３５は、噴出し口２３５ａが形成されている端面とロータ２１２の外周面とが同一の曲面状になるように形成されている。
【００５５】
図５に、本実施の形態におけるノズルの拡大概略断面図を示す。ノズル２３５は、噴出し口２３５ａを有する。ノズル２３５は、オイルが加圧されて流入することにより、矢印３０２に示すように、噴出し口２３５ａから噴出するように形成されている。噴出し口２３５ａは、オイル２６０を微細化するように形成されている。ノズル２３５は、オイルを噴霧化することができるように形成されている。
【００５６】
図６に、本実施の形態におけるロータを軸方向に沿って見たときの概略正面図を示す。ロータ２１２は、矢印３０７に示す向きに回転するように形成されている。ノズル２３５は、噴出し口２３５ａがロータ２１２の径方向の外側を向くように形成されている。本実施の形態においては、ロータ２１２の一の端面に、２個の溝部２１３と２個のノズル２３５が形成されている。ノズル２３５は、ロータ２１２の径方向において互いに離反する向きに配置されている。
【００５７】
図２を参照して、本実施の形態においては、ロータ２１２のタービン側の端部においては、スペーサの部分が一体的に形成されている点を除いて、コンプレッサ側の端部と同様の構成を有する。ロータ２１２のタービン側の端面２１２ｂにおいても曲面部が形成され、オイルの向きが変わるように形成されている。また、ロータ２１２のタービン側の端部においても、端面２１２ｂに溝部が形成され、溝部の先端にノズルが配置されている。
【００５８】
本実施の形態においては、ロータの一の端面に２個のノズルが配置されているが、この形態に限られず、ノズルは１個配置されていても構わない。または、３個以上のノズルが配置されていても構わない。
【００５９】
矢印３００に示すようにベアリング２２２，２２４に流入するオイルは、ベアリング２２２，２２４で熱を奪う。ベアリング２２２，２２４を冷却したオイルは、矢印３０１に示すようにシャフト２１０の表面を伝って、ロータ２１２の端面２１２ａ，２１２ｂに向かう。このときに、オイルは、シャフト２１０の熱を奪うことができる。
【００６０】
図３および図４を参照して、オイルは、矢印３０６に示すように、ロータ２１２の端面２１２ａの曲面部２１２ｄで向きを変える。ベアリング２２４から排出されたオイルは、シャフト２１０の回転軸方向に沿って進行した後に曲面部２１２ｄに沿って向きを変える。オイルは、９０°向きを変えてロータ２１２の半径方向の外側に向かう。このときにオイルは、ロータ２１２の熱を奪うことができる。
【００６１】
シャフト２１０の表面を流れるオイルのうち一部のオイルは、溝部２１３に流れ込み、溝部２１３に沿って進行する。溝部２１３に流入したオイルはノズル２３５に向かう。
【００６２】
ロータ２１２は、ハウジング２５０の内部で回転するために冷却が難しい。しかしながら、本実施の形態においては、ベアリングを冷却した排油を用いてロータ２１２を効果的に冷却することができる。
【００６３】
図４および図５を参照して、溝部２１３を進行するオイルは、ロータ２１２の遠心力により、外縁に近づくほど加圧される。オイルは、大気圧よりも高い圧力でノズル２３５に進入する。オイルは、矢印３０２に示すようにノズル２３５の噴出し口２３５ａから噴出されるときに微細化される。オイル２６０は、オイルミストとなって内部空間２５２に放出される。
【００６４】
図６を参照して、ノズル２３５からオイルミストが放出される一方で、溝部２１３に流入しなかったオイルは、矢印３０９に示すように、ロータ２１２の周方向の外側に向かって放出される。
【００６５】
図２を参照して、ノズル２３５から放出されたオイルミストは、ハウジング２５０の内部空間２５２に滞留する。内部空間２５２は、オイルミストの雰囲気となる。内部空間２５２の空気の断熱性が緩和されて伝熱性が向上する。このため、ハウジング内の部品の表面からの伝熱が促進されて、冷却効果が向上する。内部空間２５２にオイルミストが滞留することにより、コイル２１４ａを含むステータ２１４、ロータ２１２、およびシャフト２１０が冷却される。熱を奪ったオイルミストは、矢印３０３に示すように、微細化されていないオイルとともに排油通路２２１から排出される。
【００６６】
このように、本実施の形態における電動過給機は、オイルを微細化することにより、効果的に回転電気の冷却を行なうことができる。また、オイルミストを貯留しておくためのタンク等が不要である。さらに、コンプレッサにより過給した空気の一部をオイルミストの生成のために用いる必要もない。また、簡易な構成で内部空間にオイルミストを筐体の内部に充満させることができる。
【００６７】
また、ロータを冷却するために直接的に冷却油などを多量にかけると、ロータが回転するときの抵抗となってしまう。本実施の形態における電動過給機は、ノズルによって微細化したオイルミストによりロータを冷却するために、このような引き摺り抵抗による損失を抑制することができる。すなわち、冷却性の向上と低引き摺り損失との両立を図ることができる。
【００６８】
本実施の形態における電動過給機は、ロータ２１２の端面２１２ａに溝部２１３が形成されている。この構成により、より多くのオイルをノズルに導くことができる。本実施の形態における溝部は、線状に延びるように形成されているが、この形態に限られず、面状に広がる溝部が形成されていても構わない。または、ロータの端面に溝部が形成されていなくても構わない。
【００６９】
また、本実施の形態における電動過給機は、シャフト２１０を支持するベアリング２２２，２２４に供給されたオイルが、シャフト２１０を伝ってロータ２１２の端面２１２ａに導かれるように形成されている。この構成により、ベアリング２２２，２２４を潤滑するためのオイルを用いてオイルミストを形成することができる。オイルの供給については、この形態に限られず、たとえば、ロータの端面に直接的にオイルを供給するように形成されていても構わない。
【００７０】
本実施の形態においては、ノズルの噴出し口が形成されている端面がロータの外周面を延在するように形成されているが、この形態に限られず、ノズルは、噴出し口が形成されている端面がロータの外周面から突出するように形成されていても構わない。この構成により、オイルに加わる遠心力を大きくすることができ、微細化を促進することができる。または、ノズルは、噴出し口を有する端面がロータの外周面よりも内側に配置されていても構わない。
【００７１】
本実施の形態においては、オイルがロータの端面に到達して向きを変える部分に曲面部が形成されているが、この形態に限られず、シャフトおよびロータは、オイルがノズルに向かうように形成されていれば構わない。
【００７２】
本実施の形態においては、ロータの端面の溝部にノズルが嵌め込まれているが、この形態に限られず、ノズルは、ロータの端面を加工することにより端面と一体的に形成されていても構わない。
【００７３】
本実施の形態における駆動装置は、エンジンのうち直噴エンジンを例に取り上げて説明したが、直噴エンジンに限定されるものではない。エンジンは、たとえば、ポート噴射型のエンジンであっても、ディーゼルエンジンであってもよい。
【００７４】
また、本実施の形態における駆動装置は、ガソリンエンジンであるが、この形態に限られず、ディーゼルエンジンなどの任意のエンジンに対して本発明を適用することができる。また、駆動装置としてモータおよびエンジンを備えるいわゆるハイブリッド自動車にも本発明を適用することができる。
【００７５】
（実施の形態２）
図７および図８を参照して、実施の形態２における電動過給機について説明する。本実施の形態における電動過給機は、ノズルの構成が実施の形態１と異なる。
【００７６】
図７に、本実施の形態における電動過給機のロータの端部の拡大概略断面図を示す。図７は、コンプレッサ側の端部の概略断面図である。本実施の形態における電動過給機は、ノズル２３６を有する。ノズル２３６は、ロータ２１２の端面２１２ａの外周部に配置されている。本実施の形態におけるロータ２１２は、端面２１２ａに形成された溝部２１３を有する。
【００７７】
本実施の形態におけるノズル２３６は、ロータ２１２の外周面から突出するように形成されている。ノズル２３６は、噴出し口２３６ａを有する。噴出し口２３６ａは、ロータ２１２とステータ２１４との間の隙間にオイルを噴出するように指向している。噴出し口２３６ａは、ロータ２１２とステータ２１４との間の隙間に向かうように形成されている。
【００７８】
図８に、本実施の形態における電動過給機の概略断面図を示す。本実施の形態の電動過給機においては、ロータ２１２のコンプレッサ側の端面２１２ａおよびタービン側の端面２１２ｂのそれぞれにノズル２３６が配置されている。ノズル２３６は、ロータ２１２の軸方向の外側から内側に向かってオイルミストを噴出するように配置されている。
【００７９】
図７および図８を参照して、溝部２１３に進入したオイルは、ノズル２３６に流入する。ノズル２３６に流入したオイルは、矢印３０８に示すように噴出し口２３６ａから噴出される。オイルは、ミスト化されて噴出し口２３６ａから噴出される。
【００８０】
本実施の形態においては、ロータ２１２とステータ２１４との間に向かってオイルミストが噴出される。このため、ロータ２１２およびステータ２１４を効果的に冷却することができる。ロータ２１２は、筐体の内部に回転可能に支持されているために冷却が難しいが、本実施の形態における電動過給機は、効果的にロータ２１２を冷却することができる。特に、ロータの軸方向においては、中央部分の温度が高くなるが、本実施の形態においては、ロータ２１２の軸方向の中央部分も効果的に冷却することができる。
【００８１】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰り返さない。
【００８２】
（実施の形態３）
図９から図１５を参照して、実施の形態３における電動過給機について説明する。本実施の形態における電動過給機は、ロータにオイルミストを攪拌するための撹拌部材が形成されている。または、ロータにオイルミストを攪拌するための凹部が形成されている。
【００８３】
図９に、本実施の形態における第１の電動過給機の概略断面図を示す。図１０に、本実施の形態における第１の電動過給機のロータの端部の概略斜視図を示す。第１の電動過給機のロータ２１２は、撹拌部材としての撹拌板２７１を含む。
【００８４】
撹拌板２７１は、板状に形成されている。撹拌板２７１は、ロータ２１２の周方向の外面に配置されている。撹拌板２７１は、ロータ２１２の周方向に沿って、ほぼ等間隔に形成されている。撹拌板２７１は、面積が最大となる面積最大面がロータ２１２の径方向とほぼ平行になるように配置されている。本実施の形態においては、コンプレッサ側に配置されている撹拌板２７２とタービン側に配置されている撹拌板２７２とは、互いに対称になるように配置されている。
【００８５】
図１１に、本実施の形態における第２の電動過給機の概略断面図を示す。図１２に、本実施の形態における第２の電動過給機のロータの端部の概略斜視図を示す。第２の電動過給機のロータ２１２は、攪拌部材としての撹拌板２７２を含む。
【００８６】
撹拌板２７２は、板状に形成されている。撹拌板２７２は、ロータ２１２の端面２１２ａ，２１２ｂに配置されている。攪拌板２７２は、ロータ２１２の端面２１２ａ，２１２ｂから、回転軸４００の外側に向かって突出するように形成されている。撹拌板２７２は、面積が最大となる面積最大面が、ロータ２１２の回転軸４００とほぼ平行になるように配置されている。本実施の形態においては、端面２１２ａに配置されている撹拌板２７２と端面２１２ｂに配置されている撹拌板２７２は、互いに対称になるように配置されている。
【００８７】
図１３に、本実施の形態における第３の電動過給機の概略断面図を示す。図１４に、本実施の形態における第３の電動過給機のロータの端部の概略斜視図を示す。第３の電動過給機のロータ２１２は、攪拌部材としての撹拌板２７３を含む。
【００８８】
撹拌板２７３は、板状に形成されている。撹拌板２７３は、長手方向を有し、長手方向がロータ２１２の回転軸４００とほぼ平行になるように配置されている。撹拌板２７３は、ロータ２１２の表面とステータ２１４との間に配置されている。撹拌板２７３は、ロータ２１２の周方向に沿って互いにほぼ等間隔を空けて配置されている。
【００８９】
本実施の形態の第１の電動過給機、第２の電動過給機および第３の電動過給機においては、ロータの表面に攪拌部材が形成されている。ロータが回転することにより、筐体の内部空間に滞留するオイルミストを効果的に撹拌することができて冷却効果が向上する。
【００９０】
本実施の形態における攪拌部材は、板状に形成されているが、この形態に限られず、攪拌部材は、任意の形状を採用することができる。たとえば、円柱の攪拌部材がロータに形成されていても構わない。
【００９１】
図１５に、本実施の形態における第４の電動過給機のロータの端部の概略斜視図を示す。第４の電動過給機のロータ２１２は、端部に凹部２７４が形成されている。凹部２７４は、ロータ２１２の周方向に延びる表面のうち軸方向の端部に形成されている。凹部２７４は、ロータ２１２の表面から直方体状に凹むように形成されている。凹部２７４は、ロータ２１２の周方向に沿って、互いにほぼ等間隔に形成されている。
【００９２】
本実施の形態においては、ロータのタービン側の端部およびコンプレッサ側の端部に凹部が形成されている。タービン側の凹部およびコンプレッサ側の凹部は、互いに対称になるように形成されている。
【００９３】
本実施の形態の第４の電動過給機においては、ロータの表面に凹部が形成されている。ロータが回転することにより筐体の内部空間に滞留するオイルを効果的に撹拌することができて冷却効果が向上する。
【００９４】
本実施の形態における凹部は、直方体状に凹むように形成されているが、この形態に限られず、凹部は、任意の形状を採用することができる。また、本実施の形態における凹部は、ロータの周方向に沿う表面に形成されているが、この形態に限られず、凹部はロータの端面に形成されていても構わない。
【００９５】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１または２と同様であるのでここでは説明を繰り返さない。
【００９６】
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。また、上記のそれぞれの実施の形態の特徴部分を互いに組み合わせても構わない。
【００９７】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】実施の形態１におけるエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】実施の形態１における電動過給機の概略断面図である。
【図３】実施の形態１における電動過給機のロータの端部の概略斜視図である。
【図４】実施の形態１における電動過給機のロータの端部の概略断面図である。
【図５】実施の形態１におけるノズルの拡大概略断面図である。
【図６】実施の形態１におけるロータの端部の概略正面図である。
【図７】実施の形態２における電動過給機のロータの端部の概略断面図である。
【図８】実施の形態２における電動過給機の概略断面図である。
【図９】実施の形態３における第１の電動過給機の概略断面図である。
【図１０】実施の形態３における第１の電動過給機のロータの端部の概略斜視図である。
【図１１】実施の形態３における第２の電動過給機の概略断面図である。
【図１２】実施の形態３における第２の電動過給機のロータの端部の概略斜視図である。
【図１３】実施の形態３における第３の電動過給機の概略断面図である。
【図１４】実施の形態３における第３の電動過給機のロータの端部の概略斜視図である。
【図１５】実施の形態３における第４の電動過給機のロータの端部の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００９９】
１００  エンジン、１０２  吸気通路、１０４  吸気バルブ、１０８  燃焼室、１１０  点火プラグ、１１４  ピストン、１１６  コンロッド、１２０  クランクシャフト、１２８  排気バルブ、１３０  排気通路、１５０  吸気口、１５２  エアクリーナ、１５６  吸気通路、１６０  吸気通路、１６２  インタークーラ、１６６  スロットルバルブ、１６８  スロットルモータ、１７０  電動ポンプ、１８０  排気管、１８２  触媒、１９３  インバータ、２００  電動過給機、２０２  コンプレッサ、２０４  タービン、２０６  コンプレッサホイール、２０８  タービンホイール、２１０  シャフト、２１０ａ，２１０ｂ  当接部、２１０ｃ  スペーサ、２１２  ロータ、２１２ａ，２１２ｂ  端面、２１２ｄ  曲面部、２１３  溝部、２１４  ステータ、２１４ａ  コイル、２１６  回転電機、２１８，２２０  オイル供給通路、２２１  排油通路、２２２，２２４  ベアリング、２３５，２３６  ノズル、２３５ａ，２３６ａ  噴出し口、２５０  ハウジング、２５２  内部空間、２６０  オイル、２７１〜２７３  攪拌板、２７４  凹部、３００〜３０３，３０６〜３０９  矢印、４００  回転軸。
【図１】
2008128112.tif 000003
【図２】
2008128112.tif 000004
【図３】
2008128112.tif 000005
【図４】
2008128112.tif 000006
【図５】
2008128112.tif 000007
【図６】
2008128112.tif 000008
【図７】
2008128112.tif 000009
【図８】
2008128112.tif 000010
【図９】
2008128112.tif 000011
【図１０】
2008128112.tif 000012
【図１１】
2008128112.tif 000013
【図１２】
2008128112.tif 000014
【図１３】
2008128112.tif 000015
【図１４】
2008128112.tif 000016
【図１５】
2008128112.tif 000017