DE112021002532T5

DE112021002532T5 - Electric Compressor

Info

Publication number: DE112021002532T5
Application number: DE112021002532.5T
Authority: DE
Inventors: Mitsuki ASAI; Kiyoshi Uetsuji; Tomonori Sasaki; Yoshihiro Katagiri; Wataru Kadowaki; Wataru Makishi; Takafumi Mizuno; Kenta Shimizu; Keita Miyashige; Shunsuke Kikuchi; Yasushi Satake
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2020-05-01
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2023-02-23
Also published as: CN115485478A; WO2021220701A1; JP2021175884A; US20230193916A1

Abstract

Ein Laufrad (32) ist mit einem ersten Endabschnitt (25a) einer Drehwelle (25) in der axialen Richtung verbunden. Die Drehwelle (25) ist durch ein Paar an Luftlagern (40) relativ drehbar zu einem Gehäuse (11) gestützt. Das Paar an Luftlagern (40) umfasst ein erstes Luftlager (41) und ein zweites Luftlager (42), das die Drehwelle (25) an einer Seite stützt, die näher zu einem zweiten Endabschnitt (25b) als das erste Luftlager (41) ist. Das erste Luftlager (41) hat eine größere Lastkapazität als das zweite Luftlager (42).An impeller (32) is connected to a first end portion (25a) of a rotary shaft (25) in the axial direction. The rotary shaft (25) is relatively rotatably supported to a housing (11) by a pair of air bearings (40). The pair of air bearings (40) includes a first air bearing (41) and a second air bearing (42) supporting the rotary shaft (25) on a side closer to a second end portion (25b) than the first air bearing (41). . The first air bearing (41) has a larger load capacity than the second air bearing (42).

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kompressor.The present invention relates to an electric compressor.

Hintergrund des Standes der TechnikPrior Art Background

Patentdokument 1 erwähnt einen elektrischen Kompressor, der ein Gehäuse mit einem darin befindlichen Raum, eine Rotorwelle, die in dem Gehäuse untergebracht ist, ein Laufrad, das mit einem Ende der Rotorwelle in einer axialen Richtung der Rotorwelle verbunden ist, und ein Paar an Luftlagern aufweist, die die Drehwelle so stützen, dass die Drehwelle relativ zum Gehäuse drehbar ist. Die Drehung der Drehwelle bildet einen Luftfilm zwischen der Außenumfangsfläche der Drehwelle und den Luftlagern aus, wodurch bewirkt wird, dass die Drehwelle an den Luftlagern aufschwimmt. Dies ermöglicht, dass die Luftlager die Drehwelle stützen, ohne dass sie mit der Drehwelle in Kontakt gelangen.Patent Document 1 mentions an electric compressor that includes a housing with a space therein, a rotor shaft housed in the housing, an impeller connected to one end of the rotor shaft in an axial direction of the rotor shaft, and a pair of air bearings , which support the rotary shaft so that the rotary shaft is rotatable relative to the housing. The rotation of the rotary shaft forms an air film between the outer peripheral surface of the rotary shaft and the air bearings, thereby causing the rotary shaft to float on the air bearings. This allows the air bearings to support the rotating shaft without coming into contact with the rotating shaft.

Auflistung des Standes der TechnikList of prior art

Patentdokumentepatent documents

Patentdokument 1: veröffentlichte japanische Patentanmeldung JP 2011-188612 Patent Document 1: Published Japanese Patent Application JP 2011-188612

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Technisches ProblemTechnical problem

In dem in Patentdokument 1 erwähnten elektrischen Kompressor ist, obwohl ein Ende der Drehwelle in der axialen Richtung der Drehwelle mit dem Laufrad verbunden ist, das andere Ende der Drehwelle nicht mit einem Laufrad verbunden. Demgemäß wird eine Kompression nicht in der Nähe des anderen Endes der Drehwelle ausgeführt, obwohl eine Kompression durch das Laufrad in der Nähe des einen Endes der Drehwelle ausgeführt wird, sodass eine durch die Drehung der Drehwelle auf das eine Ende der Drehwelle aufgebrachte Last sich von einer Last unterscheidet, die durch die Drehung der Drehwelle auf das andere Ende der Drehwelle aufgebracht wird. Einige elektrische Kompressoren können Laufräder aufweisen, die jeweils mit entgegengesetzten Enden der Drehwelle verbunden sind. Jedoch können die Laufräder derartiger elektrischer Kompressoren verschiedene Kompressionskapazitäten zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende der Drehwelle vorsehen aufgrund eines Unterschiedes in der Größe zwischen den Laufrädern, sodass die durch die Drehung der Drehwelle auf das eine Ende der Drehwelle aufgebrachte Last sich von der Last unterscheiden kann, die durch die Drehung der Drehwelle auf das andere Ende der Drehwelle aufgebracht wird.In the electric compressor mentioned in Patent Document 1, although one end of the rotating shaft in the axial direction of the rotating shaft is connected to the impeller, the other end of the rotating shaft is not connected to an impeller. Accordingly, compression is not performed near the other end of the rotary shaft, although compression is performed by the impeller near one end of the rotary shaft, so that a load applied to the one end of the rotary shaft by rotation of the rotary shaft is relieved from one load which is applied to the other end of the rotary shaft by the rotation of the rotary shaft. Some electric compressors may have impellers connected to opposite ends of the rotary shaft, respectively. However, the impellers of such electric compressors can provide different compression capacities between one end and the other end of the rotating shaft due to a difference in size between the impellers, so that the load applied to one end of the rotating shaft by the rotation of the rotating shaft differs from the load which is applied to the other end of the rotary shaft by the rotation of the rotary shaft.

Wenn unterschiedliche Lasten, das heißt eine hohe Last und eine geringe Last, durch die Drehung der Drehwelle auf die entgegengesetzten Enden der Drehwelle aufgebracht werden, unterscheidet sich eine notwendige Lasttragefähigkeit zwischen den Luftlagern, die jeweils an den entgegengesetzten Enden der Drehwelle angeordnet sind. Wenn die Luftlager die gleiche Lasttragefähigkeit besitzen, ist diese Lasttragefähigkeit für eines der Luftlager übermäßig, jedoch unzureichend für das andere der Luftlager. Eine unzureichende Lasttragefähigkeit des Luftlagers kann das Luftlager frühzeitig verschlechtern. Eine übermäßige Lasttragfähigkeit des Luftlagers kann die Herstellkosten des Luftlagers erhöhen.When different loads, that is, a high load and a low load, are applied to the opposite ends of the rotating shaft by the rotation of the rotating shaft, a necessary load carrying capacity differs between the air bearings disposed at the opposite ends of the rotating shaft, respectively. If the air bearings have the same load carrying capacity, that load carrying capacity will be excessive for one of the air bearings but insufficient for the other of the air bearings. Insufficient load carrying capacity of the air bearing can degrade the air bearing prematurely. Excessive load carrying capacity of the air bearing can increase the manufacturing cost of the air bearing.

Die vorliegende Erfindung ist im Lichte der vorstehend erwähnten Problematik gemacht worden und ist darauf gerichtet, einen elektrischen Kompressor zu schaffen, der eine übermäßige oder eine unzureichende Lasttragefähigkeit eines Luftlagers relativ zu einer notwendigen Lasttragefähigkeit des Luftlagers vermeiden kann.The present invention has been made in light of the above problems and aims to provide an electric compressor which can avoid excessive or insufficient load-bearing capacity of an air bearing relative to a necessary load-bearing capacity of the air bearing.

Lösung des Problemsthe solution of the problem

Ein elektrischer Kompressor zum Verbessern der vorstehend erläuterten Problematik weist Folgendes auf: ein Gehäuse mit einem darin befindlichen Raum; eine Drehwelle, die in dem Gehäuse untergebracht ist; ein Laufrad, das mit zumindest einem ersten Endabschnitt der Drehwelle in einer axialen Richtung der Drehwelle - von dem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt der Drehwelle in der axialen Richtung - verbunden ist; und ein Paar an Luftlagern, die die Drehwelle so stützen, dass die Drehwelle relativ zu dem Gehäuse drehbar ist, wobei eine Last an dem ersten Endabschnitt größer ist als eine Last an dem zweiten Endabschnitt, das Paar an Luftlagern ein erstes Luftlager und ein zweites Luftlager umfasst, das die Drehwelle an einer Position stützt, die näher zu dem zweiten Endabschnitt der Drehwelle als das erste Luftlager ist, und eine Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers größer ist als eine Lasttragefähigkeit des zweiten Luftlagers.An electric compressor for improving the above problem includes: a housing having a space therein; a rotary shaft housed in the housing; an impeller connected to at least a first end portion of the rotary shaft in an axial direction of the rotary shaft out of the first end portion and a second end portion of the rotary shaft in the axial direction; and a pair of air bearings that support the rotating shaft so that the rotating shaft is rotatable relative to the housing, wherein a load at the first end portion is greater than a load at the second end portion, the pair of air bearings a first air bearing and a second air bearing that supports the rotary shaft at a position closer to the second end portion of the rotary shaft than the first air bearing, and a load-bearing capacity of the first air bearing is greater than a load-bearing capacity of the second air bearing.

Wenn die Drehung der Drehwelle eine größere Last an dem ersten Endabschnitt als an dem zweiten Endabschnitt aufbringt, da das Laufrad lediglich mit dem ersten Endabschnitt verbunden ist, bringt die Drehwelle eine größere Last an dem ersten Luftlager auf als an dem zweiten Luftlager. Außerdem bringt, wenn die Drehung der Drehwelle eine größere Last an dem ersten Endabschnitt als an dem zweiten Endabschnitt aufbringt, obwohl der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt jeweils mit den Laufrädern verbunden sind, die Drehwelle eine größere Last auf das erste Luftlager als auf das zweite Luftlager auf. Demgemäß muss das erste Luftlager eine relativ hohe Lasttragefähigkeit haben, und das zweite Luftlager benötigt eine relativ geringe Lasttragefähigkeit. Diese Lasttragefähigkeit (Lasttragekapazität) ist eine maximale Last, die jedes Luftlager empfangen kann ohne eine Verformung und eine Leistungsverschlechterung.When the rotation of the rotating shaft applies a larger load to the first end portion than the second end portion, since the impeller is connected only to the first end portion, the rotating shaft applies a larger load to the first air bearing than the second air bearing. In addition, when the rotation of the rotating shaft applies a larger load to the first end portion than to the second end portion, although the first end portion and the second end portion connected to the impellers, respectively, the rotary shaft applies a larger load to the first air bearing than to the second air bearing. Accordingly, the first air bearing must have a relatively high load carrying capacity and the second air bearing must have a relatively low load carrying capacity. This load-carrying capacity (load-carrying capacity) is a maximum load that each air bearing can receive without deformation and performance degradation.

Gemäß diesem Aufbau ist die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers größer als die Lasttragefähigkeit des zweiten Lagers. Dadurch wird ein Mangel an Lasttragefähigkeit (unzureichende Lasttragefähigkeit) des ersten Luftlagers verhindert und ein Übermaß an Lufttragefähigkeit des zweiten Lagers wird ebenfalls verhindert. Dadurch wird eine übermäßige oder eine mangelhafte Lasttragefähigkeit von jedem Luftlager relativ zu einer notwendigen Lasttragefähigkeit des Luftlagers verhindert.According to this structure, the load-bearing capacity of the first air bearing is greater than the load-bearing capacity of the second bearing. Thereby, a lack of load-carrying capacity (insufficient load-carrying capacity) of the first air bearing is prevented, and an excess of air-carrying capacity of the second bearing is also prevented. This prevents excessive or insufficient load carrying capacity of each air bearing relative to a necessary load carrying capacity of the air bearing.

In dem elektrischen Kompressor kann eine Länge des ersten Luftlagers vorzugsweise größer sein als eine Länge des zweiten Luftlagers in der axialen Richtung, sodass eine Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers vorzugsweise größer sein kann als die Lasttragefähigkeit des zweiten Luftlagers.In the electric compressor, a length of the first air bearing may preferably be greater than a length of the second air bearing in the axial direction, so a load-bearing capacity of the first air bearing may preferably be greater than the load-bearing capacity of the second air bearing.

Gemäß diesem Aufbau ist die Länge des ersten Luftlagers größer als die Länge des zweiten Luftlagers in der axialen Richtung, sodass eine Stützfläche des ersten Luftlagers zum Stützen der Drehwelle größer ist als eine Stützfläche des zweiten Luftlagers zum Stützen der Drehwelle. Dies ermöglicht, dass die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers größer ist als die Lasttragefähigkeit des zweiten Luftlagers, indem lediglich eine Längendifferenz in der axialen Richtung zwischen dem ersten Luftlager und dem zweiten Luftlager gestaltet wird, ohne dass die Formen des ersten Luftlagers und des zweiten Luftlagers geändert werden. Dies verhindert daher mit Leichtigkeit eine übermäßige oder mangelhafte Lasttragefähigkeit von jedem Luftlager relativ zu einer erforderlichen (notwendigen) Lasttragefähigkeit (Lastkapazität) der Luftlager.According to this structure, the length of the first air bearing is greater than the length of the second air bearing in the axial direction, so a support area of the first air bearing for supporting the rotary shaft is larger than a support area of the second air bearing for supporting the rotary shaft. This allows the load-bearing capacity of the first air bearing to be greater than the load-bearing capacity of the second air bearing by only designing a length difference in the axial direction between the first air bearing and the second air bearing, without changing the shapes of the first air bearing and the second air bearing . Therefore, this easily prevents excessive or deficient load-bearing capacity of each air bearing relative to a required (necessary) load-bearing capacity (load capacity) of the air bearings.

In dem elektrischen Kompressor können das erste Luftlager und das zweite Luftlager verschiedene Formen so haben, dass die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers größer ist als die Lasttragefähigkeit des zweiten Luftlagers.In the electric compressor, the first air bearing and the second air bearing may have different shapes such that the load-bearing capacity of the first air bearing is greater than the load-bearing capacity of the second air bearing.

Vorteilhafte Effekte der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention

Die vorliegende Erfindung verhindert eine übermäßige oder eine mangelhafte Lasttragefähigkeit jedes Luftlagers relativ zu einer notwendigen Lasttragefähigkeit jedes Luftlagers.The present invention prevents excessive or deficient load carrying capacity of each air bearing relative to a necessary load carrying capacity of each air bearing.

Figurenlistecharacter list

1 shows a schematic sectional view of an electric compressor.
2 12 shows an exploded perspective view of a rotary shaft and a first air bearing.
3 12 shows a sectional view of an air bearing mounted on the rotary shaft.
4 Fig. 12 is an enlarged sectional view of the air bearing mounted on the rotary shaft.
5 12 is a schematic view for explaining the length of the first air bearing and the length of a second air bearing.
6 12 is a sectional view of an air bearing mounted on a rotary shaft according to an example.
7 12 is a sectional view of an air bearing mounted on a rotary shaft according to another example.
8th Fig. 14 is a sectional view of an air bearing mounted on a rotary shaft according to another example.
9 12 is an exploded perspective view of a rotary shaft and a first air bearing according to another example.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Kompressors unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.The following is an embodiment of an electric compressor with reference to FIG 1 until 5 described.

Wie dies in 1 gezeigt ist, hat ein elektrischer Kompressor 10 ein Gehäuse 11 mit einer zylindrischen Form und einem darin befindlichen Raum, und einen Elektromotor 20, der in dem Gehäuse 11 untergebracht ist. Das Gehäuse 11 umfasst ein erstes Gehäuseelement 12 mit einer plattenartigen Form und ein zweites Gehäuseelement 13 mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form, das mit dem ersten Gehäuseelement 12 verbunden ist. Das erste Gehäuseelement 12 und das zweite Gehäuseelement 13 sind jeweils aus einem metallischen Material wie beispielsweise Aluminium hergestellt. Das zweite Gehäuseelement 13 hat eine Bodenwand 13a mit einer plattenartigen Form und eine Umfangswand 13b, die eine zylindrische Form hat und sich von einem Außenumfangsabschnitt der Bodenwand 13a erstreckt. Das erste Gehäuseelement 12 ist mit dem zweiten Gehäuseelement 13 verbunden, wobei eine Öffnung der Umfangswand 13b, die von der Bodenwand 13a beabstandet ist, durch das zweite Gehäuseelement 13 geschlossen ist.Like this in 1 1, an electric compressor 10 has a housing 11 having a cylindrical shape and a space therein, and an electric motor 20 housed in the housing 11. As shown in FIG. The case 11 includes a first case member 12 having a plate-like shape and a second case member 13 having a bottomed cylindrical shape connected to the first case member 12 . The first case member 12 and the second case member 13 are each made of a metallic material such as aluminum. The second housing member 13 has a bottom wall 13a having a plate-like shape and a peripheral wall 13b having a cylindrical shape and extending from an outer peripheral portion of the bottom wall 13a. The first case member 12 is connected to the second case member 13 with an opening of the peripheral wall 13b spaced from the bottom wall 13a being closed by the second case member 13. As shown in FIG.

Das erste Gehäuseelement 12 hat ein Gehäuseloch 12c, das durch das erste Gehäuseelement 12 in der Dickenrichtung des ersten Gehäuseelementes 12 ausgebildet ist. Das Gehäuseloch 12c ist ein kreisartiges Loch. Das zweite Gehäuseelement 13 hat eine zylindrische Nabe (Vorsprung) 13c, die von der Innenfläche der Bodenwand 13a vorragt. Die Achse des Gehäuselochs 12c ist koaxial zu der Achse der Nabe 13c.The first case member 12 has a case hole 12c formed through the first case member 12 in the thickness direction of the first case member 12 . The case hole 12c is a circular hole. The second housing member 13 has a cylindrical boss (protrusion) 13c protruding from the inner surface of the bottom wall 13a. The axis of the housing hole 12c is coaxial with the axis of the hub 13c.

Der Elektromotor 20 umfasst einen Stator 21 und einen Rotor 22. Der Stator 21 hat einen zylindrischen Statorkern 21a, der an der Innenumfangsfläche der Umfangswand 13b des zweiten Gehäuseelementes 13 fixiert ist, und eine Wicklung 21b, die um den Statorkern 21a herumgewunden (gewickelt) ist. Der Rotor 22 ist radial im Inneren des Stators 21 in dem Gehäuse 11 drehbar angeordnet.The electric motor 20 includes a stator 21 and a rotor 22. The stator 21 has a cylindrical stator core 21a fixed to the inner peripheral surface of the peripheral wall 13b of the second case member 13, and a winding 21b wound (wound) around the stator core 21a . The rotor 22 is rotatably arranged radially inside the stator 21 in the housing 11 .

Der Rotor 22 umfasst ein zylindrisches Element 23, einen Permanentmagneten (Dauermagnet) 24 als ein magnetischer Körper und eine Drehwelle 25. Das zylindrische Element 23 hat eine kreiszylindrische Form. Die Achse des zylindrischen Elementes 23 entspricht den Achsen des Gehäuselochs 12c und der Nabe 13c. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Richtung entlang der Achse des zylindrischen Elementes 23 als eine axiale Richtung bezeichnet. Eine Richtung entlang des Radius des zylindrischen Elementes 23 ist als eine radiale Richtung bezeichnet. Das zylindrische Element 23 hat eine erste Öffnung 23a und eine zweite Öffnung 23b jeweils an entgegengesetzten Enden des zylindrischen Elementes 23 in der axialen Richtung. Das zylindrische Element 23 ist aus einem metallischen Material wie beispielsweise Titan hergestellt.The rotor 22 includes a cylindrical member 23, a permanent magnet (permanent magnet) 24 as a magnetic body, and a rotating shaft 25. The cylindrical member 23 has a circular cylindrical shape. The axis of the cylindrical member 23 corresponds to the axes of the housing hole 12c and the boss 13c. In this embodiment, a direction along the axis of the cylindrical member 23 is referred to as an axial direction. A direction along the radius of the cylindrical member 23 is referred to as a radial direction. The cylindrical member 23 has a first opening 23a and a second opening 23b at opposite ends of the cylindrical member 23 in the axial direction, respectively. The cylindrical member 23 is made of a metallic material such as titanium.

Der Permanentmagnet 24 hat eine Form einer festen (ausgefüllten) Säule und ist in der radialen Richtung magnetisiert. Der Permanentmagnet 24 sitzt in Presspassung in der Innenumfangsfläche des zylindrischen Elementes 23 so, dass er in dem zylindrischen Element 23 fixiert ist. Die Achse des Permanentmagneten 24 entspricht der Achse des zylindrischen Elementes 23. Die Länge des Permanentmagneten 24 ist kürzer als jene des zylindrischen Elementes 23 in der axialen Richtung.The permanent magnet 24 has a solid (solid) column shape and is magnetized in the radial direction. The permanent magnet 24 is press-fitted into the inner peripheral surface of the cylindrical member 23 so as to be fixed in the cylindrical member 23 . The axis of the permanent magnet 24 corresponds to the axis of the cylindrical member 23. The length of the permanent magnet 24 is shorter than that of the cylindrical member 23 in the axial direction.

Die Drehwelle 25 hat einen säulenförmigen ersten Wellenabschnitt 26 und einen säulenförmigen zweiten Wellenabschnitt 27, die jeweils an entgegengesetzten Seiten in der axialen Richtung in Bezug auf den Permanentmagneten 24 angeordnet sind. Der erste Wellenabschnitt 26 und der säulenförmige zweite Wellenabschnitt 27 sind beispielsweise aus Metall hergestellt. Der erste Wellenabschnitt 26 hat einen ersten Wellenabschnitt 26a mit kleinem Durchmesser und einen ersten Wellenabschnitt 26b mit großem Durchmesser, der einen größeren Durchmesser als derjenige des ersten Wellenabschnittes 26a mit kleinem Durchmesser hat und mit dem ersten Wellenabschnitt 26a mit kleinem Durchmesser in der axialen Richtung ausgerichtet ist. Die Achse des ersten Wellenabschnittes 26a mit kleinem Durchmesser und die Achse des ersten Wellenabschnittes 26b mit großem Durchmesser erstrecken sich entlang der axialen Richtung. Der zweite Wellenabschnitt 27 hat einen zweiten Wellenabschnitt 27a mit kleinem Durchmesser und einen zweiten Wellenabschnitt 27b mit großem Durchmesser, der einen größeren Durchmesser als derjenige des zweiten Wellenabschnittes 27a mit kleinem Durchmesser hat und mit dem zweiten Wellenabschnitt 27a mit kleinem Durchmesser in der axialen Richtung ausgerichtet ist. Die Achse des zweiten Wellenabschnittes 27a mit kleinem Durchmesser und die Achse des zweiten Wellenabschnittes 27b mit großem Durchmesser erstrecken sich entlang der axialen Richtung. Der erste Wellenabschnitt 26a mit kleinem Durchmesser und der zweite Wellenabschnitt 27a mit kleinem Durchmesser haben den gleichen Durchmesser. Der erste Wellenabschnitt 26b mit großem Durchmesser und der zweite Wellenabschnitt 27b mit großem Durchmesser haben den gleichen Durchmesser.The rotating shaft 25 has a columnar first shaft portion 26 and a columnar second shaft portion 27 which are respectively arranged on opposite sides in the axial direction with respect to the permanent magnet 24 . The first shaft portion 26 and the columnar second shaft portion 27 are made of metal, for example. The first shaft portion 26 has a small-diameter first shaft portion 26a and a large-diameter first shaft portion 26b which has a larger diameter than that of the small-diameter first shaft portion 26a and is aligned with the small-diameter first shaft portion 26a in the axial direction . The axis of the first small-diameter shaft portion 26a and the axis of the first large-diameter shaft portion 26b extend along the axial direction. The second shaft portion 27 has a second small-diameter shaft portion 27a and a second large-diameter shaft portion 27b which has a larger diameter than that of the second small-diameter shaft portion 27a and is aligned with the second small-diameter shaft portion 27a in the axial direction . The axis of the second small-diameter shaft portion 27a and the axis of the second large-diameter shaft portion 27b extend along the axial direction. The first small-diameter shaft portion 26a and the second small-diameter shaft portion 27a have the same diameter. The first large-diameter shaft portion 26b and the second large-diameter shaft portion 27b have the same diameter.

Der erste Wellenabschnitt 26b mit großem Durchmesser ist in dem Gehäuseloch 12c des ersten Gehäuseelementes 12 angeordnet. Der zweite Wellenabschnitt 27b mit großem Durchmesser ist in der Nabe 13c angeordnet. Der erste Wellenabschnitt 26a mit kleinem Durchmesser ist durch die erste Öffnung 23a des zylindrischen Elementes 23 eingeführt und an dem zylindrischen Element 23 so fixiert, dass er nahe der ersten Öffnung 23a ist. Der zweite Wellenabschnitt 27a mit kleinem Durchmesser ist durch die zweite Öffnung 23b des zylindrischen Elementes 23 eingeführt und an dem zylindrischen Element 23 so fixiert, dass er nahe der zweiten Öffnung 23b ist. Diese Konfiguration ermöglicht, dass der erste Wellenabschnitt 26 und der zweite Wellenabschnitt 27 miteinander mit dem zylindrischen Element 23 und dem Permanentmagnet 24 drehbar sind. Die Achse von dem ersten Wellenabschnitt 26 als auch dem zweiten Wellenabschnitt 27, das heißt die Achse der Drehwelle 25, entspricht dem zylindrischen Element 23. Die Achse der Drehwelle 25 ist anhand der Achse L dargestellt.The first large-diameter shaft portion 26 b is disposed in the housing hole 12 c of the first housing member 12 . The large-diameter second shaft portion 27b is disposed in the hub 13c. The first small-diameter shaft portion 26a is inserted through the first opening 23a of the cylindrical member 23 and fixed to the cylindrical member 23 so as to be close to the first opening 23a. The second small-diameter shaft portion 27a is inserted through the second opening 23b of the cylindrical member 23 and fixed to the cylindrical member 23 so as to be close to the second opening 23b. This configuration allows the first shaft portion 26 and the second shaft portion 27 to be rotatable with each other with the cylindrical member 23 and the permanent magnet 24 . The axis of both the first shaft portion 26 and the second shaft portion 27, that is, the axis of the rotary shaft 25, corresponds to the cylindrical member 23. The axis of the rotary shaft 25 is represented by the L-axis.

Ein Ende der entgegengesetzten Enden des ersten Wellenabschnittes 26b mit großem Durchmesser in der axialen Richtung ist mit dem ersten Wellenabschnitt 26a mit kleinem Durchmesser verbunden, und das andere Ende der entgegengesetzten Enden dient als ein erster Endabschnitt 25a der Drehwelle 25. Ein Ende der entgegengesetzten Enden des zweiten Wellenabschnittes 27b mit großem Durchmesser in der axialen Richtung ist mit dem zweiten Wellenabschnitt 27a mit kleinem Durchmesser verbunden, und das andere Ende der entgegengesetzten Enden dient als ein zweiter Endabschnitt 25b der Drehwelle 25. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Endabschnitt 25a der Drehwelle 25 mit einem Laufrad 32 verbunden.One of the opposite ends of the first large-diameter shaft portion 26b in the axial direction is connected to the first small-diameter shaft portion 26a, and the other end of the opposite ends serves as a first end portion 25a of the rotating shaft 25. One end of the opposite ends of the second large-diameter shaft portion 27b in the axial direction is connected to the second small-diameter shaft portion 27a, and the other end of the opposite opposite ends serves as a second end portion 25b of the rotating shaft 25. In this embodiment, the first end portion 25a of the rotating shaft 25 is connected to an idler wheel 32. As shown in FIG.

Das Laufrad 32 umfasst eine Laufradwelle 32a, die sich in der axialen Richtung erstreckt, eine Nabe (Drehscheibe) 32b, die an einer Außenumfangsfläche der Laufradwelle 32a fixiert ist und so aufgebaut ist, dass sie sich zusammen mit der Laufradwelle 32a dreht, und eine Vielzahl an Flügeln 32c, die in der Umfangsrichtung der Nabe 32 angeordnet sind. Die Laufradwelle 32a erstreckt sich von dem ersten Endabschnitt 25a der Drehwelle 25 in der axialen Richtung so, dass die Laufradwelle 32a aus dem Gehäuse 11 herausragt. Die Nabe 32b hat eine annähernd konische Form und ein Außendurchmesser der Nabe 32b erweitert sich unter Erstreckung der Nabe 32b von einer Seite zu der anderen Seite in der axialen Richtung. Die Flügel 32c sind an der Außenfläche der Nabe 32b angeordnet und voneinander in der Umfangsrichtung der Nabe 32b gleich (gleichmäßig) beabstandet.The impeller 32 includes an impeller shaft 32a extending in the axial direction, a hub (turntable) 32b fixed to an outer peripheral surface of the impeller shaft 32a and configured to rotate together with the impeller shaft 32a, and a plurality on vanes 32c arranged in the circumferential direction of the hub 32. The impeller shaft 32a extends from the first end portion 25a of the rotating shaft 25 in the axial direction so that the impeller shaft 32a protrudes from the casing 11 . The boss 32b has an approximately conical shape, and an outer diameter of the boss 32b expands with the boss 32b extending from one side to the other side in the axial direction. The vanes 32c are arranged on the outer surface of the hub 32b and are equally (equally) spaced from each other in the circumferential direction of the hub 32b.

Das erste Gehäuseelement 12 ist mit einem Kompressorgehäuse 31 verbunden, das eine zylindrische Form hat und einen Einlass 31a hat. Das Kompressorgehäuse 31 hat den Einlass 31a an einem Ende von ihm in der axialen Richtung. Der Einlass 31a erstreckt sich in der axialen Richtung. Das andere Ende des Kompressorgehäuses 31 hat eine Öffnung, die durch das erste Gehäuseelement 12 verschlossen ist. Das Kompressorgehäuse 31 hat in ihm eine Laufradkammer 33, in der das Laufrad 32 untergebracht ist. Die Laufradkammer 33 steht mit dem Einlass 31a in Kommunikation. Die Laufradwelle 32a erstreckt sich in der axialen Richtung in der Laufradkammer 33.The first housing member 12 is connected to a compressor housing 31 which is cylindrical in shape and has an inlet 31a. The compressor housing 31 has the inlet 31a at one end thereof in the axial direction. The inlet 31a extends in the axial direction. The other end of the compressor case 31 has an opening closed by the first case member 12 . The compressor housing 31 has therein an impeller chamber 33 in which the impeller 32 is housed. The impeller chamber 33 communicates with the inlet 31a. The impeller shaft 32a extends in the axial direction in the impeller chamber 33.

Das Kompressorgehäuse 31 hat eine Abgabekammer 34, in der durch das Laufrad 32 komprimierte Luft abgegeben wird, und einen Diffuserkanal 35, durch den die Laufradkammer 33 mit der Abgabekammer 34 in Kommunikation steht. Der Diffuserkanal 35 ist außerhalb der Laufradkammer 33 in der radialen Richtung der Laufradwelle 32a angeordnet und zu einer Ringform ausgebildet, die die Laufradkammer 33 umgibt. Die Abgabekammer 34 ist außerhalb des Diffuserkanals 35 in der Radialrichtung der Laufradwelle 32a angeordnet und zu einer Ringform ausgebildet.The compressor housing 31 has a discharge chamber 34 into which air compressed by the impeller 32 is discharged, and a diffuser passage 35 through which the impeller chamber 33 communicates with the discharge chamber 34 . The diffuser passage 35 is arranged outside of the impeller chamber 33 in the radial direction of the impeller shaft 32a and formed into an annular shape surrounding the impeller chamber 33 . The discharge chamber 34 is arranged outside of the diffuser passage 35 in the radial direction of the impeller shaft 32a and formed into an annular shape.

Im elektrischen Kompressor 10 wird der Rotor 22, der die Drehwelle 25 aufweist, durch Anregung der Wicklung (Spule) 21b gedreht. Die Drehung der Drehwelle 25 dreht das Laufrad 32 so, dass die von dem Einlass 31a in die Laufradkammer 33 hereingesaugte Luft komprimiert wird. Die durch das Laufrad 32 komprimierte Luft wird über den Diffuserkanal 35 weiter komprimiert und zu der Abgabekammer 34 abgegeben. Die in der Abgabekammer 34 befindliche Luft wird zur Außenseite des Kompressorgehäuses 31 von einem (nicht gezeigten) Auslass des Kompressorgehäuses 31 abgegeben.In the electric compressor 10, the rotor 22 having the rotating shaft 25 is rotated by exciting the winding (coil) 21b. The rotation of the rotary shaft 25 rotates the impeller 32 so that the air drawn into the impeller chamber 33 from the inlet 31a is compressed. The air compressed by the impeller 32 is further compressed via the diffuser duct 35 and discharged to the discharge chamber 34 . The air in the discharge chamber 34 is discharged to the outside of the compressor housing 31 from a compressor housing 31 outlet (not shown).

In dem elektrischen Kompressor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist, obwohl der erste Endabschnitt 25a der Drehwelle 25 mit dem Laufrad 32 verbunden ist, der zweite Endabschnitt 25b der Drehwelle 25 nicht mit einem Laufrad verbunden. Das heißt, in dem elektrischen Kompressor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird, obwohl eine Kompression durch das Laufrad 32 in der Nähe des ersten Endabschnittes 25a der Drehwelle 25 ausgeführt wird, eine Kompression nicht in der Nähe des zweiten Endabschnittes 25b der Drehwelle 25 ausgeführt. Demgemäß ist in dem elektrischen Kompressor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Last, die durch die Drehung der Drehwelle 25 auf den ersten Endabschnitt 25a aufgebracht wird, größer als jene an dem zweiten Endabschnitt 25b.In the electric compressor 10 of the present embodiment, although the first end portion 25a of the rotating shaft 25 is connected to the impeller 32, the second end portion 25b of the rotating shaft 25 is not connected to an impeller. That is, in the electric compressor 10 of the present embodiment, although compression is performed by the impeller 32 in the vicinity of the first end portion 25a of the rotary shaft 25, compression is not performed in the vicinity of the second end portion 25b of the rotary shaft 25. Accordingly, in the electric compressor 10 of the present embodiment, a load applied to the first end portion 25a by the rotation of the rotary shaft 25 is larger than that to the second end portion 25b.

Die Drehwelle 25 ist durch ein Paar an Luftlagern 40 relativ zu dem Gehäuse 11 drehbar gestützt. Das Paar der Luftlager 40 umfasst ein erstes Luftlager 41, das den ersten Wellenabschnitt 26 stützt, und ein zweites Luftlager 42, das den zweiten Wellenabschnitt 27 stützt. Das heißt, das zweite Luftlager 42 stützt die Drehwelle 25 an einer Position, die näher zu dem zweiten Endabschnitt 25b der Drehwelle 25 als das erste Luftlager 41 ist.The rotary shaft 25 is rotatably supported relative to the housing 11 by a pair of air bearings 40 . The pair of air bearings 40 includes a first air bearing 41 supporting the first shaft portion 26 and a second air bearing 42 supporting the second shaft portion 27 . That is, the second air bearing 42 supports the rotating shaft 25 at a position closer to the second end portion 25b of the rotating shaft 25 than the first air bearing 41 .

Das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 haben eine zylindrische Form. Die Achse des ersten Luftlagers 41 und die Achse des zweiten Luftlagers 42 entsprechen der Achse L der Drehwelle 25. Das erste Luftlager 41 ist zwischen der Innenumfangsfläche des Gehäuselochs 12c des ersten Gehäuseelementes 12 und der Außenumfangsfläche des ersten Wellenabschnittes 26b mit großem Durchmesser angeordnet. Das zweite Luftlager 42 ist zwischen der Innenumfangsfläche der Nabe 13c des zweiten Gehäuseelementes 13 und der Außenumfangsfläche des zweiten Wellenabschnittes 27b mit großem Durchmesser angeordnet. Die Drehwelle 25 ist durch das Gehäuse 11 über das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 so gestützt, dass die Drehwelle 25 relativ zu dem Gehäuse 11 drehbar ist.The first air bearing 41 and the second air bearing 42 have a cylindrical shape. The axis of the first air bearing 41 and the axis of the second air bearing 42 correspond to the axis L of the rotating shaft 25. The first air bearing 41 is arranged between the inner peripheral surface of the housing hole 12c of the first housing member 12 and the outer peripheral surface of the first large-diameter shaft portion 26b. The second air bearing 42 is interposed between the inner peripheral surface of the boss 13c of the second housing member 13 and the outer peripheral surface of the second large-diameter shaft portion 27b. The rotating shaft 25 is supported by the housing 11 via the first air bearing 41 and the second air bearing 42 so that the rotating shaft 25 is rotatable relative to the housing 11 .

Die Drehwelle 25 ist durch das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 so gestützt, dass die Drehwelle 25 mit dem ersten Luftlager 41 und dem zweiten Luftlager 42 in Kontakt steht, bis die Drehzahl der Drehwelle 25 eine Aufschwimmdrehzahl erreicht, bei der die Drehwelle 25 von dem ersten Luftlager 41 und dem zweiten Luftlager 42 aufschwimmt. Wenn die Drehzahl der Drehwelle 25 die Aufschwimmdrehzahl erreicht, wird ein dynamischer Druck zwischen dem ersten Luftlager 41 und dem ersten Wellenabschnitt 26 und zwischen dem zweiten Luftlager 42 und dem zweiten Wellenabschnitt 27 erzeugt. Dieser dynamische Druck ermöglicht, dass die Drehwelle 25 am ersten Luftlager 41 und dem zweiten Luftlager 42 aufschwimmt, sodass die Drehwelle 25 durch das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 so gestützt ist, dass es mit dem ersten Luftlager 41 und dem zweiten Luftlager 42 nicht in Kontakt steht. Das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 sind dynamische Luftlager, die die Drehwelle 25 in der radialen Richtung stützen.The rotary shaft 25 is supported by the first air bearing 41 and the second air bearing 42 so that the rotary shaft 25 is in contact with the first air bearing 41 and the second air bearing 42 until the rotational speed of the rotary shaft 25 reaches a floating speed at which the rotary shaft 25 from the first air bearing 41 and the second air bearing 42 floats. When the rotational speed of the rotary shaft 25 reaches the floating speed, a dynamic pressure between the first air bearing 41 and the first shaft portion 26 and between the second air bearing 42 and the second shaft portion 27 is generated. This dynamic pressure allows the rotary shaft 25 to float on the first air bearing 41 and the second air bearing 42, so that the rotary shaft 25 is supported by the first air bearing 41 and the second air bearing 42 to be connected to the first air bearing 41 and the second air bearing 42 is not in contact. The first air bearing 41 and the second air bearing 42 are dynamic air bearings that support the rotating shaft 25 in the radial direction.

Nachstehend sind die Luftlager 40 noch detaillierter beschrieben. Das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 haben die gleiche Basiskonfiguration. Demgemäß konzentriert sich die folgende Beschreibung auf den Aufbau des ersten Luftlagers 41, und die gleichen Komponenten des zweiten Luftlagers 42 wie diejenigen des ersten Luftlagers werden nicht behandelt.The air bearings 40 are described in more detail below. The first air bearing 41 and the second air bearing 42 have the same basic configuration. Accordingly, the following description will focus on the structure of the first air bearing 41, and the same components of the second air bearing 42 as those of the first air bearing will not be discussed.

Wie dies in den 2 und 3 gezeigt ist, hat das erste Luftlager 41 eine obere Folie 45, die eine annähernd zylindrische Form hat und die Drehwelle 25 so umgibt, dass sie die Drehwelle 25 stützt, und eine Erhebungsfolie 50, die eine annähernd zylindrische Form hat und die obere Folie 45 umgibt. Die Außenumfangsfläche der Erhebungsfolie 50 ist durch ein Lagergehäuse 55 gestützt, das eine zylindrische Form hat und die Erhebungsfolie 50 umgibt. Die Achse von sowohl der oberen Folie 45, der Erhebungsfolie 50 und dem Lagergehäuse 55 entspricht der Achse L der Drehwelle 25.Like this in the 2 and 3 As shown, the first air bearing 41 has a top sheet 45 which is approximately cylindrical in shape and surrounds the rotating shaft 25 so as to support the rotating shaft 25, and a bump sheet 50 which is approximately cylindrical in shape and surrounds the top sheet 45 . The outer peripheral surface of the bump sheet 50 is supported by a bearing housing 55 having a cylindrical shape and surrounding the bump sheet 50 . The axis of each of the top sheet 45, the bump sheet 50 and the bearing case 55 corresponds to the axis L of the rotary shaft 25.

Das erste Luftlager 41 hat einen Aufbau, bei dem die obere Folie 45, die Erhebungsfolie 50 und das Lagergehäuse 55 zwischen der Außenumfangsfläche des ersten Wellenabschnittes 26b mit großem Durchmesser des ersten Wellenabschnittes 26 und der Innenumfangsfläche des Gehäuselochs 12c des ersten Gehäuseelementes 12 angeordnet sind. Das zweite Luftlager 42 hat einen Aufbau, bei dem die obere Folie 45, die Erhebungsfolie 50 und das Lagergehäuse 55 zwischen der Außenumfangsfläche des zweiten Wellenabschnittes 27b mit großem Durchmesser des zweiten Wellenabschnittes 27 und der Innenumfangsfläche der Nabe 13c des zweiten Gehäuseelementes 13 angeordnet sind. Die Drehwelle 25 dreht sich in der Richtung des Uhrzeigersinns, wie dies anhand eines Pfeils X in 3 gezeigt ist.The first air bearing 41 has a structure in which the top sheet 45, the bump sheet 50 and the bearing housing 55 are interposed between the outer peripheral surface of the first large-diameter shaft portion 26b of the first shaft portion 26 and the inner peripheral surface of the housing hole 12c of the first housing member 12. The second air bearing 42 has a structure in which the top sheet 45, the bump sheet 50 and the bearing housing 55 are interposed between the outer peripheral surface of the second large-diameter shaft portion 27b of the second shaft portion 27 and the inner peripheral surface of the boss 13c of the second housing member 13. The rotating shaft 25 rotates in the clockwise direction as indicated by an arrow X in FIG 3 is shown.

Die obere Folie 45 ist aus einer flexiblen Metallplatte wie beispielsweise einer Nickellegierungsplatte ausgebildet, die zu einer zylindrischen Form gekrümmt ist. Eines der entgegengesetzten Enden der oberen Folie 45 in einer Umfangsrichtung der oberen Folie 45 ist ein erstes fixiertes Ende 45a, das an der Erhebungsfolie 50 fixiert ist. Das erste fixierte Ende 45a erstreckt sich in der radialen Richtung der oberen Folie 45 nach außen. Das andere der entgegengesetzten Enden der oberen Folie 45 ist ein erstes freies Ende 45b, das nicht an der Erhebungsfolie 50 fixiert ist. Das erste freie Ende 45b ist von dem ersten fixierten Ende 45a in der Umfangsrichtung der oberen Folie 45 beabstandet. Da die obere Folie 45 eine annähernd zylindrische Form hat, ist der Abstand zwischen dem ersten fixierten Ende 45a und dem ersten freien Ende 45b gering.The upper foil 45 is formed of a flexible metal plate such as a nickel alloy plate curved into a cylindrical shape. One of opposite ends of the top sheet 45 in a circumferential direction of the top sheet 45 is a first fixed end 45 a fixed to the bump sheet 50 . The first fixed end 45a extends outward in the radial direction of the top sheet 45 . The other of the opposite ends of the upper sheet 45 is a first free end 45b which is not fixed to the bump sheet 50. As shown in FIG. The first free end 45b is spaced apart from the first fixed end 45a in the circumferential direction of the top sheet 45 . Since the top sheet 45 has an approximately cylindrical shape, the distance between the first fixed end 45a and the first free end 45b is small.

Die Erhebungsfolie 50 ist aus einer flexiblen Metallplatte wie beispielsweise eine Nickellegierungsplatte ausgebildet und erstreckt sich entlang der Außenumfangsfläche der oberen Folie 45. Eines der entgegengesetzten Enden der Erhebungsfolie 50 in der Umfangsrichtung der Erhebungsfolie 50 ist ein zweites fixiertes Ende 50a, das an der Innenumfangsfläche des Lagergehäuses 55 fixiert ist. Das erste fixierte Ende 45a der oberen Folie 45 ist an dem zweiten fixierten Ende 50a angeordnet und an diesem fixiert. Das heißt das erste fixierte Ende 45a ist an der Innenumfangsfläche des Lagergehäuses 55 über das zweite fixierte Ende 50a fixiert. Das andere der entgegengesetzten Enden der Erhebungsfolie 50 ist ein zweites freies Ende 50b, das nicht an dem Lagergehäuse 55 fixiert ist. Das zweite freie Ende 50b ist von dem zweiten fixierten Ende 50a in der Umfangsrichtung der Erhebungsfolie 50 beabstandet. Da die Erhebungsfolie 50 eine annähernd zylindrische Form hat, ist der Abstand zwischen dem zweiten fixierten Ende 50a und dem zweiten freien Ende 50b gering.The bump foil 50 is formed of a flexible metal plate such as a nickel alloy plate and extends along the outer peripheral surface of the top foil 45. One of the opposite ends of the bump foil 50 in the circumferential direction of the bump foil 50 is a second fixed end 50a attached to the inner peripheral surface of the bearing housing 55 is fixed. The first fixed end 45a of the top sheet 45 is arranged and fixed to the second fixed end 50a. That is, the first fixed end 45a is fixed to the inner peripheral surface of the bearing housing 55 via the second fixed end 50a. The other of the opposite ends of the bump sheet 50 is a second free end 50b which is not fixed to the bearing housing 55. As shown in FIG. The second free end 50b is spaced from the second fixed end 50a in the circumferential direction of the bump sheet 50 . Since the bump sheet 50 has an approximately cylindrical shape, the distance between the second fixed end 50a and the second free end 50b is small.

Wie dies in 4 gezeigt ist, hat die Erhebungsfolie 50 eine Vielzahl an Vorsprüngen 51, die in der radialen Richtung der Erhebungsfolie 50 vorragen. Die Vorsprüngen 51 sind voneinander in der Umfangsrichtung der Erhebungsfolie 50 beabstandet. Jeder der Vorsprünge 51 hat einen halbkreisartigen Querschnitt in einer Richtung, die senkrecht zu der axialen Richtung ist. In der Erhebungsfolie 50 sind die benachbarten Vorsprünge 51 miteinander durch einen Erstreckungsabschnitt 52 verbunden, der sich in der Umfangsrichtung der Erhebungsfolie 50 erstreckt. Der Erstreckungsabschnitt 52 erstreckt sich entlang der Innenumfangsfläche des Lagergehäuses 55, und jeder der Vorsprünge 51 ragt so vor, dass er von der Innenumfangsfläche des Lagergehäuses 55 radial und nach innen beabstandet ist. Die Erhebungsfolie 55 ist als Ganzes zu einer gewählten Form ausgebildet.Like this in 4 1, the bump sheet 50 has a plurality of projections 51 protruding in the radial direction of the bump sheet 50. As shown in FIG. The projections 51 are spaced from each other in the circumferential direction of the bump sheet 50 . Each of the projections 51 has a semicircular cross section in a direction perpendicular to the axial direction. In the bump sheet 50 , the adjacent protrusions 51 are connected to each other by an extending portion 52 extending in the circumferential direction of the bump sheet 50 . The extension portion 52 extends along the inner peripheral surface of the bearing housing 55, and each of the projections 51 protrudes so as to be spaced from the inner peripheral surface of the bearing housing 55 radially and inward. The bump sheet 55 is formed into a selected shape as a whole.

Der Erstreckungsabschnitt 52 der Erhebungsfolie 50 und die obere Seite des Vorsprungs 51 stehen jeweils mit der Innenumfangsfläche des Lagergehäuses 55 und der Außenumfangsfläche der oberen Folie 45 in Kontakt, wenn die Drehwelle 25 sich nicht dreht. Die obere Folie 45 ist elastisch und radial nach außen verformt, wenn die Drehwelle 25 sich dreht, sodass Luft in einen Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche der Drehwelle 25 und einer Innenumfangsfläche 45c der oberen Folie 45 hineingelangt, um einen Luftfilm auszubilden. Das heißt die Drehwelle 25 wird durch die Innenumfangsfläche 45c der oberen Folie 45 über den Luftfilm gestützt. Die Innenumfangsfläche 45c der oberen Folie 45 dient als eine Stützfläche, die die Drehwelle 25 stützt. Die elastische und radial nach außen erfolgende Verformung der oberen Folie 45 zusammen mit dem Ausbilden des Luftfilms bewirkt, dass die Erhebungsfolie 50 elastisch und radial nach außen über die Vorsprünge 51 verformt wird, die mit der Außenumfangsfläche der oberen Folie 45 in Kontakt stehen.The extending portion 52 of the bump sheet 50 and the top side of the projection 51 are in contact with the inner peripheral surface of the bearing case 55 and the outer peripheral surface of the top sheet 45, respectively, when the rotary shaft 25 is not rotating. The top sheet 45 is elastically and radially outwardly deformed when the rotary shaft 25 rotates, so that air enters a clearance between the outer peripheral surface of the rotary shaft 25 and an inner peripheral surface 45c of the top sheet 45 to form an air film. That is, the rotating shaft 25 is supported by the inner peripheral surface 45c of the top sheet 45 via the air film. The inner peripheral surface 45c of the top sheet 45 serves as a support surface that supports the rotating shaft 25 . The elastic and radially outward deformation of the top sheet 45 along with the formation of the air film causes the bump sheet 50 to be elastically and radially outward deformed via the protrusions 51 contacting the outer peripheral surface of the top sheet 45 .

Die Erhebungsfolie 50 hat eine erste Dicke T1 an sowohl dem ersten Luftlager 41 als auch dem zweiten Luftlager 42. Die Dicke der Erhebungsfolie 50 entspricht der Dicke der metallischen Platte, die die Erhebungsfolie 50 ausbildet. Die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 und die Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 haben die gleiche Anzahl an Vorsprüngen 51 in einer vorbestimmten Länge L3 in der Umfangsrichtung der Erhebungsfolie 50. Anders ausgedrückt haben das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 die gleiche Flächendichte der Vorsprünge 51 in ihren Erhebungsfolien 50. Jeder der Vorsprünge 51 bildet einen ersten Winkel A1 mit dem entsprechenden Erstreckungsabschnitt 52 in einer Grenze zwischen dem Vorsprung 51 und dem Erstreckungsabschnitt 52 in der Umfangsrichtung der Erhebungsfolie 50 in sowohl dem ersten Luftlager 41 als auch dem zweiten Luftlager 42 aus. Der erste Winkel A1 ist größer als 0° und kleiner als 90°. In diesem Ausführungsbeispiel haben das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 die gleiche Dicke der Erhebungsfolie 50, die gleiche Flächendichte der Vorsprünge 51 und den gleichen Winkel, der durch jeden Vorsprung 51 und den entsprechenden Erstreckungsabschnitt 52 ausgebildet ist, sodass das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 die gleiche Form haben.The bump foil 50 has a first thickness T1 at both the first air bearing 41 and the second air bearing 42. The thickness of the bump foil 50 corresponds to the thickness of the metallic plate that the bump foil 50 forms. The bump foil 50 of the first air bearing 41 and the bump foil 50 of the second air bearing 42 have the same number of protrusions 51 in a predetermined length L3 in the circumferential direction of the bump foil 50. In other words, the first air bearing 41 and the second air bearing 42 have the same areal density of Projections 51 in their bump foils 50. Each of the bumps 51 forms a first angle A1 with the corresponding extension portion 52 in a boundary between the projection 51 and the extension portion 52 in the circumferential direction of the bump foil 50 in both the first air bearing 41 and the second air bearing 42 out of. The first angle A1 is greater than 0° and less than 90°. In this embodiment, the first air bearing 41 and the second air bearing 42 have the same thickness of the bump sheet 50, the same areal density of the protrusions 51, and the same angle formed by each protrusion 51 and the corresponding extension portion 52, so that the first air bearing 41 and the second air bearing 42 have the same shape.

Die Umfangslänge der oberen Folie 45 von sowohl dem ersten Luftlager 41 als auch dem zweiten Luftlager 42 wird so bestimmt, dass die gesamte Innenumfangsfläche 45c der oberen Folie 45 mit der Außenumfangsfläche der Drehwelle 25 in Kontakt steht, wenn die Drehwelle 25 sich nicht dreht. Das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 haben die gleiche Länge der Innenumfangsfläche 45c in der Umfangsrichtung der oberen Folie 45. In ähnlicher Weise haben das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 die gleiche Länge der Erhebungsfolie 50 und die gleiche Länge des Lagergehäuses 55 in der Umfangsrichtung.The peripheral length of the top sheet 45 of each of the first air bearing 41 and the second air bearing 42 is determined so that the entire inner peripheral surface 45c of the top sheet 45 is in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 25 when the rotating shaft 25 is not rotating. The first air bearing 41 and the second air bearing 42 have the same length of the inner peripheral surface 45c in the circumferential direction of the top sheet 45. Similarly, the first air bearing 41 and the second air bearing 42 have the same length of the bump sheet 50 and the same length of the bearing housing 55 in the circumferential direction.

Wie dies in 2 gezeigt ist, haben die obere Folie 45, die Erhebungsfolie 50 und das Lagergehäuse 55 des ersten Lagers 41 die gleiche Länge in der axialen Richtung. Die obere Folie 45, die Erhebungsfolie 50 und das Lagergehäuse 55 des zweiten Luftlagers 42 haben die gleiche Länge in der axialen Richtung. Die Länge des Lagergehäuses 55 kann geringfügig größer als die Länge der oberen Folie 45 und die Länge der Erhebungsfolie 50 in der axialen Richtung sein.Like this in 2 As shown, the top sheet 45, the bump sheet 50 and the bearing housing 55 of the first bearing 41 have the same length in the axial direction. The top foil 45, the bump foil 50 and the bearing housing 55 of the second air bearing 42 have the same length in the axial direction. The length of the bearing housing 55 may be slightly larger than the length of the top sheet 45 and the length of the bump sheet 50 in the axial direction.

Wie dies in 5 gezeigt ist, hat die obere Folie 45 des ersten Luftlagers 41 eine erste Länge L1 in der axialen Richtung, und die obere Folie 45 des zweiten Luftlagers 42 hat eine zweite Länge L2, die kürzer ist als die erste Länge L1. Das heißt die Fläche (Flächeninhalt) der Innenumfangsfläche 45c der oberen Folie 45 des ersten Luftlagers 41 ist größer als jene des zweiten Luftlagers 42. Die größere Fläche der Innenumfangsfläche 45c der oberen Folie 45 erweitert die Stützfläche, die die Drehwelle 25 über den Luftfilm stützt, wenn die Drehwelle 25 sich dreht, wodurch die Lasttragefähigkeit der Luftlager 40 erhöht wird. Demgemäß ist in diesem Ausführungsbeispiel die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers 41 größer als die Lasttragefähigkeit des zweiten Luftlagers 42.Like this in 5 As shown, the top foil 45 of the first air bearing 41 has a first length L1 in the axial direction, and the top foil 45 of the second air bearing 42 has a second length L2 that is shorter than the first length L1. That is, the area (surface area) of the inner peripheral surface 45c of the upper sheet 45 of the first air bearing 41 is larger than that of the second air bearing 42. The larger area of the inner peripheral surface 45c of the upper sheet 45 expands the support surface that supports the rotary shaft 25 via the air film, when the rotary shaft 25 rotates, thereby increasing the load carrying capacity of the air bearings 40. Accordingly, in this exemplary embodiment, the load-carrying capacity of the first air bearing 41 is greater than the load-carrying capacity of the second air bearing 42.

Nachstehend ist der Betrieb des elektrischen Kompressors des vorliegenden Ausführungsbeispiels erläutert.The operation of the electric compressor of the present embodiment is explained below.

Wenn sich die Drehwelle 25 dreht, gelangt Luft in einen Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche der Drehwelle 25 und der Innenumfangsfläche 45c der oberen Folie 45 und bildet einen Luftfilm aus. Dies bewirkt, dass sich die obere Folie 45 elastisch und radial nach außen verformt und daher die Erhebungsfolie 50 sich elastisch und radial nach außen verformt über die Vorsprünge 51, die mit der Außenumfangsfläche der oberen Folie 45 in Kontakt stehen.When the rotating shaft 25 rotates, air enters a clearance between the outer peripheral surface of the rotating shaft 25 and the inner peripheral surface 45c of the top sheet 45 and forms an air film. This causes the top sheet 45 to elastically and radially outwardly deform and therefore the bump sheet 50 to elastically and radially outwardly deform via the protrusions 51 contacting the outer peripheral surface of the top sheet 45 .

Die Drehung der Drehwelle 25 bringt eine größere Last an dem ersten Luftlager 41, das die Drehwelle 25 an einer Position benachbart zu dem ersten Endabschnitt 25a stützt, mit dem das Laufrad 32 verbunden ist, als an dem zweiten Luftlager 42 auf. Demgemäß benötigt das erste Luftlager 41 eine relativ hohe Lasttragefähigkeit (Lasttragekapazität), und das zweite Luftlager 42 benötigt eine relativ geringe Lasttragefähigkeit (Lasttragekapazität).The rotation of the rotating shaft 25 applies a larger load to the first air bearing 41 supporting the rotating shaft 25 at a position adjacent to the first end portion 25a to which the impeller 32 is connected than to the second air bearing 42 . Accordingly, the first air bearing 41 requires a relatively high load-carrying ability (load-bearing capacity), and the second air bearing 42 requires a relatively low load-carrying ability (load-bearing capacity).

Da in diesem Ausführungsbeispiel die Fläche (Flächeninhalt) der Innenumfangsfläche 45c der oberen Folie 45 des ersten Luftlagers 41 größer ist als jene des zweiten Luftlagers 42, ist die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers 41 größer als jene des zweiten Luftlagers 42. Dies ermöglicht, dass sowohl das erste Luftlager 41 als auch das zweite Luftlager 42 eine Lasttragefähigkeit haben, die eine erforderliche Lasttragefähigkeit erfüllt.In this embodiment, since the area (surface area) of the inner peripheral surface 45c of the top sheet 45 of the first air bearing 41 is larger than that of the second air bearing 42, the load carrying capacity of the first air bearing 41 is larger than that of the second air bearing 42. This enables both the both the first air bearing 41 and the second air bearing 42 have a load-bearing capacity that satisfies a required load-bearing capacity.

Dieses Ausführungsbeispiel sieht folgende vorteilhafte Effekte vor.This embodiment provides the following advantageous effects.

(1) Die Lasttragefähigkeit (Lasttragekapazität) des ersten Luftlagers 41 ist größer als die Lasttragefähigkeit des zweiten Luftlagers 42. Dadurch wird ein Mangel an Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers 41 und eine übermäßige Lasttragefähigkeit des zweiten Luftlagers 42 vermieden. Daher wird dadurch eine übermäßige oder eine unzureichende Lasttragfähigkeit bei jedem der Luftlager 40 relativ zu einer notwendigen Lasttragfähigkeit von jedem der Luftlager 40 vermieden.(1) The load-carrying capacity (load-carrying capacity) of the first air bearing 41 is larger than the load-carrying capacity of the second air bearing 42. This avoids a lack of load-carrying capacity of the first air bearing 41 and an excessive load-carrying capacity of the second air bearing 42. Therefore, excessive or insufficient load-carrying capacity of each of the air bearings 40 relative to a necessary load-carrying capacity of each of the air bearings 40 is thereby avoided.

(2) Die Länge des ersten Luftlagers 41 ist größer als jene des zweiten Luftlagers 42 in der axialen Richtung, sodass die Fläche der Innenumfangsfläche 45c der oberen Folie 45 des ersten Luftlagers 41 größer ist als jene des zweiten Luftlagers 42. Dadurch wird ermöglicht, dass die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers 41 größer ist als jene des zweiten Luftlagers 42 lediglich um eine Differenz in der Länge der axialen Richtung zwischen dem ersten Luftlager 41 und dem zweiten Luftlager 42, ohne dass die Formen des ersten Luftlagers 41 und des zweiten Luftlagers 42 geändert werden. Dies verhindert daher mit Leichtigkeit eine übermäßige oder unzureichende Lasttragefähigkeit von jedem der Luftlager 40 relativ zu der notwendigen Lasttragefähigkeit von jedem der Luftlager 40.(2) The length of the first air bearing 41 is greater than that of the second air bearing 42 in the axial direction, so that the area of the inner peripheral surface 45c of the top sheet 45 of the first air bearing 41 is greater than that of the second air bearing 42. This enables that the load bearing capability of the first air bearing 41 is larger than that of the second air bearing 42 only by a difference in the length of the axial direction between the first air bearing 41 and the second air bearing 42 without changing the shapes of the first air bearing 41 and the second air bearing 42 . This therefore easily prevents excessive or insufficient load carrying capacity of each of the air bearings 40 relative to the necessary load carrying capacity of each of the air bearings 40.

Dieses Ausführungsbeispiel kann wie folgt abgewandelt werden. Das Ausführungsbeispiel kann mit den folgenden Abwandlungsbeispielen innerhalb eines technisch zu vereinbaren Bereiches kombiniert werden.This embodiment can be modified as follows. The embodiment can be combined with the following modification examples within a technically compatible range.

Wie dies in 6 gezeigt ist, kann die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 eine zweite Dicke T2 haben, die dicker als die erste Dicke T1 des zweiten Luftlagers 42 ist. Der Unterschied in der Dicke zwischen der Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 und der Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 gestaltet einen Unterschied in der Form zwischen dem ersten Luftlager 41 und dem zweiten Luftlager 42. Die dickere Erhebungsfolie 50 erhöht die Steifigkeit der Erhebungsfolie 50, wodurch die Lasttragefähigkeit in den Luftlagern 40 erhöht wird. In diesem Aufbau ist die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 dicker als jene des zweiten Luftlagers 42, sodass die Lasttragfähigkeit des ersten Luftlagers 41 größer ist als jene des zweiten Luftlagers 42.Like this in 6 As shown, the bump foil 50 of the first air bearing 41 may have a second thickness T2 that is thicker than the first thickness T1 of the second air bearing 42 . The difference in thickness between the bump foil 50 of the first air bearing 41 and the bump foil 50 of the second air bearing 42 creates a difference in shape between the first air bearing 41 and the second air bearing 42. The thicker bump foil 50 increases the rigidity of the bump foil 50, thereby the load carrying capacity in the air bearings 40 is increased. In this structure, the bump sheet 50 of the first air bearing 41 is thicker than that of the second air bearing 42, so the load carrying capacity of the first air bearing 41 is larger than that of the second air bearing 42.

Wie dies in 7 gezeigt ist, kann die Anzahl an Vorsprüngen 51 der Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 größer sein als jene des zweiten Luftlagers 42 in der vorbestimmten Länge L3 in der Umfangsrichtung der Erhebungsfolie 50. Anders ausgedrückt kann die Flächendichte der Vorsprünge 51 der Erhebungsfolie 50 in dem ersten Luftlager 41 größer sein als jene des zweiten Luftlagers 42. Der Unterschied in der Flächendichte der Vorsprünge 51 zwischen der Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 und der Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 gestaltet einen Unterschied in der Form zwischen dem ersten Luftlager 41 und dem zweiten Luftlager 42. Die größere Flächendichte der Vorsprünge 51 der Erhebungsfolie 50 erhöht die Steifigkeit der Erhebungsfolie 50, wodurch die Lasttragefähigkeit in den Luftlagern 40 erhöht wird. In diesem Aufbau ist die Flächendichte der Vorsprünge 51 der Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 größer als jene des zweiten Luftlagers 42, sodass die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers 41 größer ist als jene des zweiten Luftlagers 42.Like this in 7 As shown, the number of protrusions 51 of the bump sheet 50 of the first air bearing 41 can be larger than that of the second air bearing 42 in the predetermined length L3 in the circumferential direction of the bump sheet 50. In other words, the areal density of the protrusions 51 of the bump sheet 50 in the first Air bearing 41 may be larger than that of the second air bearing 42. The difference in areal density of the protrusions 51 between the bump foil 50 of the first air bearing 41 and the bump foil 50 of the second air bearing 42 creates a difference in shape between the first air bearing 41 and the second air bearing 42. The greater areal density of the protrusions 51 of the bump foil 50 increases the stiffness of the bump foil 50, thereby increasing the load carrying capacity in the air bearings 40. In this structure, the areal density of the protrusions 51 of the bump sheet 50 of the first air bearing 41 is greater than that of the second air bearing 42, so the load-bearing capacity of the first air bearing 41 is greater than that of the second air bearing 42.

Wie dies in 8 gezeigt ist, kann jeder Vorsprung 51 der Erhebungsfolie 50 in Bezug auf die Umfangsrichtung in sowohl dem ersten Luftlager 41 als auch dem zweiten Luftlager 42 geteilt sein. In diesem Aufbau ist jeder Vorsprung 51 aus einem ersten Vorsprung 51a und einem zweiten Vorsprung 51b ausgebildet, die benachbart zueinander in der Umfangsrichtung der Erhebungsfolie 50 sind. Der erste Vorsprung 51a ist in der Drehrichtung der Drehwelle 25 so gekrümmt, dass er sich der Außenumfangsfläche der oberen Folie 45 von einem Ende des Erstreckungsabschnittes 52 nähert. Der zweite Vorsprung 51b ist in der Drehrichtung der Drehwelle 25 so gekrümmt, dass er sich einem Ende des anderen Erstreckungsabschnittes 52 von der Außenumfangsfläche der oberen Folie 50 nähert. Die obere Seite (das Oberteil) des ersten Vorsprungs 51a ist von der oberen Seite des zweiten Vorsprungs 51b in der Umfangsrichtung beabstandet. Jeder der Vorsprünge 51 ist durch den ersten Vorsprung 51a und den zweiten Vorsprung 51b zu einem annähernden Halbkreis im Querschnitt in der Richtung, die senkrecht zur axialen Richtung ist, ausgebildet.Like this in 8th As shown, each projection 51 of the bump sheet 50 may be divided into both the first air bearing 41 and the second air bearing 42 with respect to the circumferential direction. In this structure, each protrusion 51 is formed of a first protrusion 51a and a second protrusion 51b that are adjacent to each other in the circumferential direction of the bump sheet 50 . The first projection 51a is curved in the rotating direction of the rotating shaft 25 so as to approach the outer peripheral surface of the top sheet 45 from an end of the extending portion 52 . The second projection 51 b is curved in the rotating direction of the rotating shaft 25 so as to approach an end of the other extending portion 52 from the outer peripheral surface of the top sheet 50 . The top side (top) of the first protrusion 51a is spaced from the top side of the second protrusion 51b in the circumferential direction. Each of the projections 51 is formed into an approximate semicircle in cross section in the direction perpendicular to the axial direction by the first projection 51a and the second projection 51b.

In dem zweiten Luftlager 42 dieses Abwandlungsbeispiels bildet jeder aus dem ersten Vorsprung 51a und dem zweiten Vorsprung 51b den ersten Winkel A1 zu dem entsprechenden Erstreckungsabschnitt 52 in einer Grenze zwischen dem Vorsprung 51 und dem Erstreckungsabschnitt 52 in der Umfangsrichtung der Erhebungsfolie 50 aus. Alternativ kann in dem ersten Luftlager 41 dieser Winkel ein zweiter Winkel A2 sein, der größer als der erste Winkel A1 und kleiner als 90° ist. Der erste Winkel A1 und der zweite Winkel A2 sind Winkel für den Fall, bei dem die Drehwelle 25 sich nicht dreht. Der Unterschied im Winkel, der durch jeden Vorsprung 51 und den entsprechenden Erstreckungsabschnitt 52 ausgebildet ist, zwischen dem ersten Luftlager 41 und dem zweiten Luftlager 42 gestaltet einen Unterschied in der Form zwischen dem ersten Luftlager 41 und dem zweiten Luftlager 42. Der größere Winkel, der durch den Vorsprung 51 und den Erstreckungsabschnitt 52 ausgebildet ist und nicht 90° überschreitet, erhöht die Steifigkeit der Erhebungsfolie 50, wodurch die Lasttragefähigkeit in den Luftlagern 40 erhöht wird. In diesem Aufbau ist der Winkel, der durch den Vorsprung 51 und den Erstreckungsabschnitt 52 des ersten Luftlagers 41 ausgebildet ist, größer als jener des zweiten Luftlagers 42, sodass die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers 41 größer ist als jene des zweiten Luftlagers 42. In diesem Aufbau mag ähnlich wie im Ausführungsbeispiel jeder Vorsprung 51 nicht in sowohl dem ersten Luftlager 41 als auch dem zweiten Luftlager 42 geteilt sein. Dieser Aufbau ermöglicht, dass der Winkel, der durch den Vorsprung 51 und den Erstreckungsabschnitt 52 des ersten Luftlagers 41 ausgebildet ist, größer ist als jener des zweiten Luftlagers 42, sodass die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers 41 größer ist als jene des zweiten Luftlagers 42.In the second air bearing 42 of this modification example, each of the first protrusion 51a and the second protrusion 51b forms the first angle A1 to the corresponding extension portion 52 in a boundary between the protrusion 51 and the extension portion 52 in the circumferential direction of the bump sheet 50 . Alternatively, in the first air bearing 41, this angle may be a second angle A2 that is greater than the first angle A1 and less than 90°. The first angle A1 and the second angle A2 are angles for the case where the rotating shaft 25 does not rotate. The difference in angle formed by each projection 51 and the corresponding extension portion 52 between the first air bearing 41 and the second air bearing 42 creates a difference in shape between the first air bearing 41 and the second air bearing 42. The larger angle, the through the projection 51 and the extension section 52 and does not exceed 90° increases the stiffness of the bump sheet 50, thereby increasing the load carrying capacity in the air bearings 40. In this structure, the angle formed by the protrusion 51 and the extending portion 52 of the first air bearing 41 is larger than that of the second air bearing 42, so the load-bearing capacity of the first air bearing 41 is larger than that of the second air bearing 42. In this structure each protrusion 51 may not be divided into both the first air bearing 41 and the second air bearing 42 similarly to the embodiment. This structure allows the angle formed by the protrusion 51 and the extension portion 52 of the first air bearing 41 to be larger than that of the second air bearing 42, so that the load-bearing capacity of the first air bearing 41 is larger than that of the second air bearing 42.

Wie dies in 9 gezeigt ist, kann die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 in Bezug auf die axiale Richtung geteilt sein. In diesem Aufbau ist die Erhebungsfolie 50 aus einem ersten Erhebungsfolienelement 150a und einem zweiten Erhebungsfolienelement 150b ausgebildet, die benachbart zueinander in der axialen Richtung sind. Die Länge des ersten Erhebungsfolienelementes 150a und die Länge des zweiten Erhebungsfolienelementes 150b betragen die Hälfte der Länge der oberen Folie 45 in der axialen Richtung. Das erste Erhebungsfolienelement 150a und das zweite Erhebungsfolienelement 150b sind an dem Lagergehäuse 55 fixiert, in dem das erste Erhebungsfolienelement 150a und das zweite Erhebungsfolienelement 150b in Kontakt miteinander in der axialen Richtung sind. Demgemäß ist in dem ersten Luftlager 41 die Länge der gesamten Erhebungsfolie 50 gleich derjenigen der oberen Folie 45 in der axialen Richtung. In diesem Aufbau ist ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel die Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 in der axialen Richtung nicht geteilt. Demgemäß hat die obere Folie 45 des ersten Luftlagers 41 die zweite Länge L2, die gleich der Länge der oberen Folie 45 des zweiten Luftlagers 42 ist, in der axialen Richtung. Die Länge von sowohl dem ersten Erhebungsfolienelement 150a als auch dem zweiten Erhebungsfolienelement 150b ist eine dritte Länge L4, die die Hälfte der Länge der zweiten Länge L2 in der axialen Richtung beträgt.Like this in 9 As shown, the bump sheet 50 of the first air bearing 41 may be divided with respect to the axial direction. In this structure, the bump foil 50 is formed of a first bump foil member 150a and a second bump foil member 150b, which are adjacent to each other in the axial direction. The length of the first bump sheet member 150a and the length of the second bump sheet member 150b are half the length of the top sheet 45 in the axial direction. The first bump foil member 150a and the second bump foil member 150b are fixed to the bearing housing 55 in which the first bump foil member 150a and the second bump foil member 150b are in contact with each other in the axial direction. Accordingly, in the first air bearing 41, the length of the entire bump sheet 50 is equal to that of the top sheet 45 in the axial direction. In this structure, similarly to the embodiment, the bump sheet 50 of the second air bearing 42 is not divided in the axial direction. Accordingly, the top foil 45 of the first air bearing 41 has the second length L2, which is equal to the length of the top foil 45 of the second air bearing 42, in the axial direction. The length of each of the first bump foil member 150a and the second bump foil member 150b is a third length L4 that is half the length of the second length L2 in the axial direction.

In diesem Aufbau ist die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 in mehr Elemente als die Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 in einer derartigen Weise geteilt, sodass das erste Luftlager 41 und das zweite Luftlager 42 verschiedene Formen haben. Mehrere Unterteilungen der Erhebungsfolie 50 in der axialen Richtung ermöglichen eine Verteilung der Last, die durch die Drehwelle 25 auf die Erhebungsfolie 50 aufgebracht wird, wodurch die Steifigkeit der Erhebungsfolie 50 und die Lasttragefähigkeit in den Luftlagern 40 erhöht wird. In diesem Aufbau ist die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 in mehr Elemente als die Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 in der axialen Richtung geteilt, sodass die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers 41 größer ist als jene des zweiten Luftlagers 42.In this structure, the bump foil 50 of the first air bearing 41 is divided into more elements than the bump foil 50 of the second air bearing 42 in such a manner that the first air bearing 41 and the second air bearing 42 have different shapes. Multiple divisions of the bump sheet 50 in the axial direction allow the load applied by the rotary shaft 25 to the bump sheet 50 to be distributed, thereby increasing the rigidity of the bump sheet 50 and the load carrying capacity in the air bearings 40 . In this structure, the bump foil 50 of the first air bearing 41 is divided into more elements than the bump foil 50 of the second air bearing 42 in the axial direction, so the load-bearing capacity of the first air bearing 41 is larger than that of the second air bearing 42.

In dem in 9 gezeigten Abwandlungsbeispiel kann die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 in drei oder mehr Elemente geteilt sein. Die Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 kann in Bezug auf die axiale Richtung geteilt sein. Das heißt die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 und die Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 können in eine beliebige Anzahl an Elementen in der axialen Richtung geteilt sein, solange die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 in mehr Elemente als die Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 geteilt ist.in the in 9 In the modification example shown, the bump sheet 50 of the first air bearing 41 may be divided into three or more members. The bump sheet 50 of the second air bearing 42 may be divided with respect to the axial direction. That is, the bump foil 50 of the first air bearing 41 and the bump foil 50 of the second air bearing 42 can be divided into any number of elements in the axial direction as long as the bump foil 50 of the first air bearing 41 is divided into more elements than the bump foil 50 of the second air bearing 42 is shared.

Die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 und die Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 können aus verschiedenen Materialien hergestellt sein. Wenn beispielsweise die Erhebungsfolie 50 des ersten Luftlagers 41 aus einem Material mit einem höheren Elastizitätsmodul (Young Modul) als das Material der Erhebungsfolie 50 des zweiten Luftlagers 42 hergestellt sein kann, ist die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers 41 höher als jene des zweiten Luftlagers 42.The bump foil 50 of the first air bearing 41 and the bump foil 50 of the second air bearing 42 can be made of different materials. For example, if the bump foil 50 of the first air bearing 41 can be made of a material with a higher Young's modulus than the material of the bump foil 50 of the second air bearing 42, the load-bearing capacity of the first air bearing 41 is higher than that of the second air bearing 42.

Die obere Folie 45 und die Erhebungsfolie 50 können aus einem anderen flexiblen Metall außer Nickellegierung hergestellt sein wie beispielsweise aus rostfreiem Stahl.The top foil 45 and bump foil 50 may be made of a flexible metal other than nickel alloy, such as stainless steel.

Sowohl der erste Endabschnitt 25a als auch der zweite Endabschnitt 25b der Drehwelle 25 können jeweils mit Laufrädern 32 verbunden sein. In diesem Aufbau kann das Laufrad 32, das mit dem ersten Endabschnitt 25a verbunden ist, größer sein als das Laufrad 32, das mit dem zweiten Endabschnitt 25b verbunden ist, sodass die durch das Laufrad 32 an dem ersten Endabschnitt 25a vorgesehene Kompressionsfähigkeit größer sein kann als jene, die durch das andere Laufrad 32 an dem zweiten Endabschnitt 25b vorgesehen wird. Das heißt eine Last, die durch die Drehung der Drehwelle 25 an dem ersten Endabschnitt 25a aufgebracht wird, kann größer sein als jene an dem zweiten Endabschnitt 25b. Wenn die Lasttragefähigkeit des ersten Luftlagers 41 größer eingestellt ist als die Lasttragefähigkeit des zweiten Luftlagers 42, wie dies vorstehend in dem Ausführungsbeispiel und den Abwandlungsbeispielen für den elektrischen Kompressor 10 mit einer derartigen Differenz in der Last erläutert ist, können die gleichen vorteilhaften Effekte wie in dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel erzielt werden.Both the first end portion 25a and the second end portion 25b of the rotating shaft 25 may be connected to idler wheels 32, respectively. In this configuration, the impeller 32 connected to the first end portion 25a can be larger than the impeller 32 connected to the second end portion 25b, so that the compressibility provided by the impeller 32 at the first end portion 25a can be greater than that provided by the other impeller 32 at the second end portion 25b. That is, a load applied to the first end portion 25a by the rotation of the rotary shaft 25 may be larger than that to the second end portion 25b. If the load-bearing capacity of the first air bearing 41 is set larger than the load-bearing capacity of the second air bearing 42 as explained above in the embodiment and the modification examples for the electric compressor 10 with such a difference in load, the same advantageous effects as in the embodiment explained above can be achieved.

BezugszeichenlisteReference List

1010: elektrischer Kompressorelectric compressor
1111: GehäuseHousing
2525: Drehwellerotary shaft
25a25a: erster Endabschnittfirst end section
25b25b: zweiter Endabschnittsecond end section
3232: LaufradWheel
4040: Luftlagerair bearing
4141: erstes Luftlagerfirst air bearing
4242: zweites Luftlagersecond air bearing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

JP 2011188612 [0003]

Claims

Electric compressor with: a housing having a space therein; a rotary shaft housed in the housing; an impeller connected to at least a first end portion of the rotary shaft in an axial direction of the rotary shaft out of the first end portion and a second end portion of the rotary shaft in the axial direction; and a pair of air bearings supporting the rotary shaft so that the rotary shaft is rotatable relative to the housing, wherein a load on the first end portion is greater than a load on the second end portion, the pair of air bearings includes a first air bearing and a second air bearing that supports the rotary shaft at a position closer to the second end portion of the rotary shaft than the first air bearing, and a load carrying capacity of the first air bearing is greater than a load carrying capacity of the second air bearing.

Electric compressor according to claim 1 , wherein a length of the first air bearing is longer than a length of the second air bearing in the axial direction, such that the load carrying capacity of the first air bearing is greater than the load carrying capacity of the second air bearing.

Electric compressor according to claim 1 wherein the first air bearing and the second air bearing have different shapes such that the load carrying capacity of the first air bearing is greater than the load carrying capacity of the second air bearing.