JP2018173027A - 遠心圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラを支持するローラ軸受へのオイルの供給不足を抑制すること。【解決手段】増速機６０は、増速機ハウジング２３と、増速機ハウジング２３に収容された増速機構６１とを備える。増速機ハウジング２３は、増速機室Ｓ１と、インペラ室Ｓ２とを仕切る閉塞部２６を備える。閉塞部２６は、高速側シャフト１２を挿通可能な挿通孔２８を備える。挿通孔２８は、大径部２９と、大径部２９よりも直径の小さい小径部３０とを備える。小径部３０には、シール部材３４が配置されている。閉塞部２６は、第１板面２６ａから板厚方向に凹んだ３つの軸受収容部９０を備える。軸受収容部９０には、ローラ７１を回転可能に支持する第１ローラ軸受７６が収容される。軸受収容部９０は、挿通孔２８の大径部２９に連通している。【選択図】図１

Description

本発明は、遠心圧縮機に関する。

増速機を備える遠心圧縮機としては、例えば、特許文献１に記載されている。遠心圧縮機は、インペラが収容されたインペラ室と、増速機構が収容された増速機室と、をハウジング内に備えるとともに、インペラ室と増速機室とを仕切っている仕切壁をハウジングに備える。増速機構は、低速側シャフトの回転に伴って回転するリング部材と、リング部材の内側に配置された高速側シャフトと、リング部材と高速側シャフトとの間に設けられ、リング部材及び高速側シャフトの双方に当接した複数のローラを備える。ローラは、ローラ軸受に支持されている。ローラ軸受は、仕切壁に設けられた軸受収容部に収容されている。増速機室内には、ローラの潤滑のためにオイルが供給されている。

特開２０１６−１９４２５１号公報

ところで、ローラを支持するローラ軸受は、その軸線方向の端面がローラで覆われており、ローラによってローラ軸受へのオイルの供給が阻害されるおそれがある。
本発明の目的は、ローラを支持するローラ軸受へのオイルの供給不足を抑制できる遠心圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決する遠心圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジングに収容され、低速側シャフトの回転に伴って回転するものであって環状部を有するリング部材と、前記環状部の内側に配置された高速側シャフトと、前記環状部と前記高速側シャフトとの間に設けられた複数のローラと、前記高速側シャフトと一体回転するインペラと、前記ハウジング内に区画され、前記リング部材及び前記ローラが収容された増速機室と、前記ハウジング内に区画され、前記インペラが収容されたインペラ室とを仕切っている仕切壁と、前記仕切壁に設けられ、前記高速側シャフトが挿通される挿通孔と、前記挿通孔内に設けられ、前記仕切壁と前記高速側シャフトとの間を封止するシール部材と、前記ハウジング内に形成され、一端が前記挿通孔に開口するオイル供給路と、前記ローラの軸線方向両端を支持するローラ軸受と、前記仕切壁に設けられ、前記ローラ軸受のうち一方が収容される軸受収容部と、を備え、前記仕切壁は、前記挿通孔における前記シール部材よりも前記増速機室側の部分と、前記軸受収容部と連通している連通路を備える。

これによれば、オイル供給路から挿通孔を介してシール部材に供給されたオイルは、連通路を介して挿通孔から軸受収容部にも流れ込む。これにより、軸受収容部に収容されたローラ軸受にオイルを供給することができ、ローラ軸受へのオイルの供給不足を抑制できる。

上記遠心圧縮機について、前記軸受収容部と前記挿通孔とは連続的に繋がっており、前記ローラ軸受の一部は、前記挿通孔における前記シール部材よりも前記増速機室側の部分に位置し、前記連通路は、前記軸受収容部と前記挿通孔との境目であってもよい。

これによれば、ローラ軸受の一部を挿通孔内に位置させていない場合に比べて、ローラ軸受を挿通孔の中心軸に近づけて配置することができる。ローラ軸受が挿通孔の中心軸からローラの径方向に遠ざかると、ローラ軸受に支持されるローラは高速側シャフトから遠ざかることになる。すると、ローラを高速側シャフトに接触させるためにローラを大型化する必要がある。これに対し、ローラ軸受の一部を挿通孔内に突出させ、ローラ軸受を挿通孔の中心軸に近づけることで、ローラの大型化に起因する遠心圧縮機の大型化を抑制することができる。

上記遠心圧縮機について、前記シール部材は、メカニカルシールであってもよい。
メカニカルシールは、例えば、リップシールに比べて、潤滑のために必要なオイル量が多い。シール部材としてメカニカルシールを用いる場合、メカニカルシールに供給されるオイル量が多く、結果として、ローラ軸受に供給されるオイル量も多くなる。したがって、ローラ軸受へのオイルの供給不足を更に抑制することができる。

本発明によれば、ローラを支持するローラ軸受へのオイルの供給不足を抑制できる。

遠心圧縮機の概略断面図。 増速機構の一部を示す斜視図。 増速機の一部を拡大して示す断面図。 軸受収容部と挿通孔との関係を示す図。 軸受収容部と挿通孔とが分離されている場合の閉塞部を示す図。

以下、遠心圧縮機の一実施形態について説明する。なお、本実施形態の遠心圧縮機は燃料電池を電力源として走行する燃料電池車両（ＦＣＶ）に搭載され、燃料電池に対して空気を供給する。

図１に示すように、遠心圧縮機１０は、低速側シャフト１１及び高速側シャフト１２と、低速側シャフト１１を回転させる電動モータ１３と、低速側シャフト１１の回転を増速させて高速側シャフト１２に伝達する増速機６０と、高速側シャフト１２の回転によって流体（本実施形態では空気）を圧縮するインペラ５２とを備える。高速側シャフト１２は、当該高速側シャフト１２の回転軸線方向に離間して対向配置された一対のフランジ部１２ａを備える。両シャフト１１，１２は、例えば金属で構成されており、詳細には鉄又は鉄の合金で構成されている。

遠心圧縮機１０は、当該遠心圧縮機１０の外郭を構成するものであって、両シャフト１１，１２、電動モータ１３、及び、増速機６０の一部を構成する増速機構６１が収容されたハウジング２０を備える。ハウジング２０は、例えば全体として略筒状（詳細には円筒状）となっている。

ハウジング２０は、電動モータ１３が収容されたモータハウジング２１と、増速機構６１が収容された増速機ハウジング２３と、流体が吸入される吸入口５０ａが形成されたコンプレッサハウジング５０とを備える。吸入口５０ａは、ハウジング２０の軸線方向の一端面２０ａに設けられている。吸入口５０ａから見てハウジング２０の軸線方向に、コンプレッサハウジング５０、増速機ハウジング２３及びモータハウジング２１の順に配列されている。本実施形態では、増速機構６１と、増速機ハウジング２３によって増速機６０が構成されている。

モータハウジング２１は、全体として底部２２を有する筒状（詳細には円筒状）である。モータハウジング２１の底部２２の外面が、ハウジング２０の軸線方向の両端面２０ａ，２０ｂのうち、吸入口５０ａがある一端面２０ａとは反対側の他端面２０ｂを構成している。増速機ハウジング２３は、底部２４を有する筒状（詳細には円筒状）である本体部２５と、本体部２５の軸線方向において底部２４とは反対側に設けられた閉塞部２６と、を備える。

モータハウジング２１と増速機ハウジング２３とは、モータハウジング２１の開口端が本体部２５の底部２４に突き合わさった状態で連結されている。モータハウジング２１の内面と、本体部２５の底部２４におけるモータハウジング２１側の底面２４ａとによって、電動モータ１３が収容されたモータ収容室Ｓ１が形成されている。当該モータ収容室Ｓ１には、低速側シャフト１１の回転軸線方向とハウジング２０の軸線方向とが一致する状態で、低速側シャフト１１が収容されている。

低速側シャフト１１は、回転可能な状態でハウジング２０に支持されている。遠心圧縮機１０は、第１軸受３１を備える。第１軸受３１は、モータハウジング２１の底部２２に設けられており、低速側シャフト１１の第１端部１１ａは、第１軸受３１に支持されている。第１端部１１ａの一部は、第１軸受３１を挿通して、モータハウジング２１の底部２２に挿入されている。

本体部２５の底部２４は、低速側シャフト１１の第１端部１１ａとは反対側の第２端部１１ｂよりも一回り大きく形成された貫通孔２７を備える。遠心圧縮機１０は、貫通孔２７内に第２軸受３２、及び、モータ側シール部材３３を備える。低速側シャフト１１の第２端部１１ｂは第２軸受３２に支持されている。モータ側シール部材３３は、増速機ハウジング２３内に存在するオイルＯがモータ収容室Ｓ１に流れるのを規制している。

低速側シャフト１１の第２端部１１ｂは、本体部２５の貫通孔２７に挿通されており、低速側シャフト１１の一部は、増速機ハウジング２３内に配置されている。
電動モータ１３は、低速側シャフト１１に固定されたロータ４１と、ロータ４１の外側に配置されるものであってモータハウジング２１の内面に固定されたステータ４２とを備える。ステータ４２は、円筒形状のステータコア４３と、ステータコア４３に捲回されたコイル４４とを備える。コイル４４に電流が流れることによって、ロータ４１と低速側シャフト１１とが一体的に回転する。

閉塞部２６は、例えば、増速機ハウジング２３と同一径の円板状である。増速機ハウジング２３は、本体部２５の開口端と閉塞部２６の軸線方向の両板面２６ａ，２６ｂのうち第１板面２６ａとが突き合わさった状態で組み付けられている。これにより、閉塞部２６の第１板面２６ａと増速機ハウジング２３の内面とによって、増速機構６１が収容された増速機室Ｓ２が形成されている。

増速機ハウジング２３を構成する閉塞部２６は、増速機構６１の一部を構成する高速側シャフト１２を挿通可能な挿通孔２８を備える。挿通孔２８は、大径部２９と、大径部２９よりも直径の小さい小径部３０とを備える。大径部２９は、第１板面２６ａに開口しており、小径部３０は第２板面２６ｂに開口している。高速側シャフト１２の一方のフランジ部１２ａは、大径部２９内に配置されている。高速側シャフト１２の一部は、挿通孔２８を介してコンプレッサハウジング５０内に配置されている。

遠心圧縮機１０は、挿通孔２８の内面と高速側シャフト１２との間に、挿通孔２８の内面と高速側シャフト１２との間を封止するシール部材３４を備える。シール部材３４により、増速機ハウジング２３内のオイルＯがコンプレッサハウジング５０内に流出することが規制されている。シール部材３４は、小径部３０内に配置されている。本実施形態のシール部材３４としては、メカニカルシールが用いられている。

コンプレッサハウジング５０は、軸線方向に貫通したコンプ貫通孔５１を有する略筒状である。コンプレッサハウジング５０の軸線方向の一端面５０ｂがハウジング２０の軸線方向の一端面２０ａを構成しており、コンプ貫通孔５１における上記一端面５０ｂ側にある開口が吸入口５０ａとして機能する。

コンプレッサハウジング５０と閉塞部２６とは、コンプレッサハウジング５０の軸線方向の一端面５０ｂとは反対側の他端面５０ｃと、閉塞部２６における第１板面２６ａとは反対側の第２板面２６ｂとが突き合わさった状態で、組み付けられている。これにより、コンプ貫通孔５１の内面と閉塞部２６の第２板面２６ｂとによって、インペラ５２が収容されたインペラ室Ｓ３が形成されている。つまり、コンプ貫通孔５１は、吸入口５０ａとして機能するとともに、インペラ室Ｓ３を区画するものとして機能する。吸入口５０ａとインペラ室Ｓ３とは連通している。増速機室Ｓ２とインペラ室Ｓ３との間に位置する閉塞部２６は、両者を仕切る仕切壁となる。

ここで、コンプ貫通孔５１は、吸入口５０ａから軸線方向の途中位置までは一定の径であり、上記途中位置から閉塞部２６に向かうに従って徐々に拡径した略円錐台形状となっている。このため、コンプ貫通孔５１の内面によって区画されるインペラ室Ｓ３は、略円錐台形状となっている。

インペラ５２は、基端面５２ａから先端面５２ｂに向かうに従って徐々に縮径した筒状である。インペラ５２は、インペラ５２の回転軸線方向に延び、且つ、高速側シャフト１２を挿通可能なシャフト挿通孔５２ｃを備える。インペラ５２は、高速側シャフト１２におけるコンプ貫通孔５１内に突出している部分がシャフト挿通孔５２ｃに挿通された状態で、高速側シャフト１２と一体回転するように高速側シャフト１２に取り付けられている。インペラ５２の基端面５２ａと、閉塞部２６の第２板面２６ｂとの間には、背面領域Ｓ４が区画されている。高速側シャフト１２が回転することによってインペラ５２が回転して、吸入口５０ａから吸入された流体が圧縮される。

また、遠心圧縮機１０は、インペラ５２によって圧縮された流体が流入するディフューザ流路５３と、ディフューザ流路５３を通った流体が流入する吐出室５４とを備える。ディフューザ流路５３は、コンプレッサハウジング５０におけるコンプ貫通孔５１の第２板面２６ｂ側の開口端と連続し且つ当該第２板面２６ｂと対向する面と、閉塞部２６の第２板面２６ｂとによって区画された流路である。ディフューザ流路５３は、インペラ室Ｓ３よりも高速側シャフト１２の径方向外側に配置されており、インペラ５２（及びインペラ室Ｓ３）を囲むように環状（詳細には円環状）に形成されている。吐出室５４は、ディフューザ流路５３よりも高速側シャフト１２の径方向外側に配置された環状である。インペラ室Ｓ３と吐出室５４とはディフューザ流路５３を介して連通している。インペラ５２によって圧縮された流体は、ディフューザ流路５３を通ることによって、更に圧縮されて吐出室５４に流れ、当該吐出室５４から吐出される。

次に、増速機６０について説明する。本実施形態の増速機６０は、所謂トラクションドライブ式（摩擦ローラ式）である。
増速機６０の増速機構６１は、低速側シャフト１１の第２端部１１ｂに連結されたリング部材６２を備える。リング部材６２は、低速側シャフト１１の第２端部１１ｂに連結された円板状のベース６３と、当該ベース６３の縁部から起立した円環状の環状部６４とを備える。環状部６４の内径は、低速側シャフト１１の第２端部１１ｂの直径よりも長く設定されている。

本実施形態において、リング部材６２は、ベース６３の回転軸線方向（リング部材６２の回転軸線方向）と低速側シャフト１１の回転軸線方向とが一致するように低速側シャフト１１に連結されている。なお、環状部６４の回転軸線方向も低速側シャフト１１の回転軸線方向と一致している。リング部材６２は、低速側シャフト１１の回転に伴って回転する。

高速側シャフト１２の一部は、リング部材６２の径方向において、環状部６４の内側に配置されている。増速機構６１は、高速側シャフト１２と環状部６４との間に設けられ、環状部６４及び高速側シャフト１２の双方に当接した３つのローラ７１を備える。

図２及び図３に示すように、３つのローラ７１は同一形状である。各ローラ７１は、円柱状のローラ部７２と、ローラ部７２の回転軸線方向の第１端面７２ａから突出する円柱状の第１突起７３と、ローラ部７２の回転軸線方向の第２端面７２ｂから突出する円柱状の第２突起７４と、を備える。ローラ部７２の回転軸線方向、第１突起７３の回転軸線方向、及び、第２突起７４の回転軸線方向は一致している。以下、ローラ部７２の回転軸線方向をローラ７１の回転軸線方向Ｚとする。

ローラ部７２の直径（回転軸線方向Ｚと直交する方向の長さ）は高速側シャフト１２の直径よりも長く設定されている。回転軸線方向Ｚと高速側シャフト１２の回転軸線方向とは一致している。複数のローラ７１は、高速側シャフト１２の周方向に間隔を隔てて並んで配置されている。なお、各ローラ７１は例えば金属で構成されており、詳細には高速側シャフト１２と同一金属、例えば鉄又は鉄の合金で構成されている。

図２及び図４に示すように、増速機構６１は、閉塞部２６と協働して各ローラ７１を回転可能に支持する支持部材８０を備える。支持部材８０は環状部６４内に配置されている。支持部材８０は、環状部６４よりも一回り小さく形成された円板状の支持ベース８１と、支持ベース８１から起立した柱状の３つの柱状部材８２とを備える。支持ベース８１は、閉塞部２６に対して回転軸線方向Ｚに対向配置されている。３つの柱状部材８２は、支持ベース８１における閉塞部２６の第１板面２６ａと対向する対向板面８１ａから閉塞部２６に向けて起立しており、環状部６４の内周面と、隣り合う２つのローラ部７２の外周面とによって区画された３つの空間を埋めるように形成されている。

図１及び図２に示すように、支持部材８０は、ボルト８３が螺合可能なネジ孔８４を各柱状部材８２に備える。閉塞部２６は、ネジ孔８４に対応させて、ネジ孔８４と連通するネジ穴８５を備える。各柱状部材８２は、ネジ孔８４とネジ穴８５とが連通し、且つ、当該各柱状部材８２の先端面が第１板面２６ａに突き合わさった位置に配置されており、その状態でネジ孔８４とネジ穴８５とに跨るようにボルト８３が螺合されることによって閉塞部２６に固定されている。

増速機６０は、ローラ７１を回転可能な状態で支持するローラ軸受としての第１ローラ軸受７６及び第２ローラ軸受７７を備える。第１ローラ軸受７６及び第２ローラ軸受７７はベアリングである。第１ローラ軸受７６は、閉塞部２６に配置されている。第２ローラ軸受７７は、支持ベース８１に配置されている。ローラ７１は、第１ローラ軸受７６と第２ローラ軸受７７に支持されることで、閉塞部２６と支持ベース８１との間に配置されている。

詳細に説明すると、図３及び図４に示すように、閉塞部２６は、第１板面２６ａから板厚方向に凹んだ３つの軸受収容部９０を備える。軸受収容部９０には、第１ローラ軸受７６が収容される。各軸受収容部９０は、挿通孔２８を中心として閉塞部２６の周方向（高速側シャフト１２の周方向）に並んで配置されている。閉塞部２６の周方向に隣り合う各軸受収容部９０同士の間隔は、ローラ７１同士の間隔に合わせて設定されている。

軸受収容部９０は、挿通孔２８の大径部２９に連通している。本実施形態では、軸受収容部９０と挿通孔２８の大径部２９とは連続的に繋がっている。即ち、軸受収容部９０と挿通孔２８とは、高速側シャフト１２の径方向において、他の空間を介することなく直接的に繋がっている。シール部材３４は、小径部３０に配置されるため、大径部２９に連通している軸受収容部９０は、挿通孔２８におけるシール部材３４よりも増速機室Ｓ２側の部分と連通しているといえる。

軸受収容部９０は、円弧状の内面９１によって囲まれることで区画されている。軸受収容部９０と挿通孔２８の大径部２９とは連続的に繋がっているため、内面９１は途中で途切れていることになる。ここで、図４に二点鎖線で示すように、内面９１の円弧を含む円Ｃは、第１ローラ軸受７６の外径よりも若干直径の大きい円形状となる。即ち、内面９１は、円形状の内面の一部を切り欠いた形状ともいえる。

軸受収容部９０と挿通孔２８との境目９３において、内面９１が途切れた部分同士を最短距離で繋ぐ寸法Ｌ１は、第１ローラ軸受７６の外径よりも小さい。これにより、軸受収容部９０と挿通孔２８とが連通することによる第１ローラ軸受７６の挿通孔２８への抜け出しを規制している。なお、軸受収容部９０と挿通孔２８との境目９３は、軸受収容部９０と挿通孔２８とを連通している連通路となる。

軸受収容部９０に第１ローラ軸受７６を収容すると、第１ローラ軸受７６の径方向に沿う一部は境目９３から大径部２９に突出して、大径部２９内に位置する。
閉塞部２６は、軸受収容部９０の底から板厚方向に凹む凹部９２を備える、凹部９２は、回転軸線方向Ｚから見て円形状であり、その直径は第１ローラ軸受７６の外径よりも小さい。軸受収容部９０の軸線方向と凹部９２の軸線方向とは一致している。

前述したように、大径部２９には高速側シャフト１２のフランジ部１２ａが配置されるため、軸受収容部９０及び軸受収容部９０に収容された第１ローラ軸受７６と、フランジ部１２ａとは高速側シャフト１２の径方向に向かい合う。また、軸受収容部９０及び軸受収容部９０に収容された第１ローラ軸受７６と、小径部３０に配置されたシール部材３４とは高速側シャフト１２の径方向に向かい合わない。

図１及び図２に示すように、支持ベース８１は、対向板面８１ａから板厚方向に凹んだ３つの支持収容部８６を備える。支持収容部８６は、回転軸線方向Ｚに軸受収容部９０と対向している。支持収容部８６は、回転軸線方向Ｚから見て円形状であり、その直径は第２ローラ軸受７７の外径よりも若干大きい。支持収容部８６には、第２ローラ軸受７７が収容されている。

各ローラ７１の第１突起７３は、第１ローラ軸受７６に挿入されている。各ローラ７１の第２突起７４は、第２ローラ軸受７７に挿入されている。これにより、各ローラ７１は、回転可能に支持されている。

ローラ７１とリング部材６２と高速側シャフト１２とは、ローラ部７２と高速側シャフト１２及び環状部６４とが互いに押し付けあっている状態でユニット化されており、高速側シャフト１２は、３つのローラ部７２によって回転可能に支持されている。ローラ部７２の外周面と環状部６４の内周面との当接箇所、及び、ローラ部７２の外周面と高速側シャフト１２の外周面との当接箇所には、押し付け荷重が付与されている。

なお、図１に示すように、ローラ部７２は一対のフランジ部１２ａによって挟持されている。これにより、高速側シャフト１２の回転軸線方向Ｚにおける高速側シャフト１２とローラ部７２との位置ずれが抑制されている。

遠心圧縮機１０は、増速機構６１にオイルＯを供給するためのオイル供給機構１００を備える。オイル供給機構１００は、ポンプ１０１と、オイル流路１０２とを備え、ポンプ１０１の駆動によりオイル流路１０２を通じて増速機室Ｓ２にオイルＯを循環させるものである。

ポンプ１０１は、モータハウジング２１の底部２２に設けられている。本実施形態のポンプ１０１は、容積型である。ポンプ１０１は、底部２２に設けられた収容部１０３と、回転体１０４とを備える。回転体１０４には、低速側シャフト１１の第１端部１１ａが連結されている。

ハウジング２０は、オイル流路１０２の一部となる供給路１０５と、オイル流路１０２の一部となる循環路１０６とを備える。供給路１０５及び循環路１０６は、ハウジング２０の内壁内に区画されている。供給路１０５は、収容部１０３に一端が連通する油路１０９と、油路１０９の他端から分岐した第１分岐路１０７及び第２分岐路１０８とを備える。第１分岐路１０７の一端は挿通孔２８に開口しており、第１分岐路１０７の他端は第２分岐路１０８との分岐点に開口している。

柱状部材８２は、オイル流路１０２の一部となる増速機側供給路１１０を備える。増速機側供給路１１０の一端は、第２分岐路１０８に開口しており、第２分岐路１０８に連通している。増速機側供給路１１０の他端は、柱状部材８２の外周面のうちローラ部７２に向かい合う位置に開口している。

循環路１０６は、収容部１０３と増速機室Ｓ２とを繋いでいる。遠心圧縮機１０は、増速機ハウジング２３における循環路１０６の連通する箇所が鉛直方向下方に位置する態様で使用される。したがって、増速機ハウジング２３内においては、循環路１０６が連通する箇所に重力によってオイルＯが貯留されることになる。

そして、ポンプ１０１が駆動されると、循環路１０６→収容部１０３→供給路１０５の順にオイルＯが流れ、第１分岐路１０７からシール部材３４にオイルＯが供給される。また、第２分岐路１０８から増速機側供給路１１０に供給されたオイルＯが増速機構６１（ローラ７１）に供給される。第１分岐路１０７は、シール部材３４にオイルＯを供給するオイル供給路となる。

かかる構成によれば、ローラ７１が回転すると、ローラ部７２の外周面と環状部６４の内周面とはオイルＯの薄膜を介して接する。同様に、高速側シャフト１２の外周面とローラ部７２の外周面とは固化されたオイルＯの薄膜を介して接する。そして、ローラ７１の回転力が、高速側シャフト１２の外周面とローラ部７２の外周面との間に形成された固化されたオイルＯの薄膜を介して高速側シャフト１２に伝達され、その結果、高速側シャフト１２が回転することとなる。環状部６４は、低速側シャフト１１と同一速度で回転し、各ローラ７１は低速側シャフト１１よりも高速で回転する。更に、ローラ部７２よりも径が短い高速側シャフト１２は、ローラ部７２よりも高速で回転する。以上のことから、増速機６０によって、高速側シャフト１２が低速側シャフト１１よりも高速で回転する。

次に、本実施形態の遠心圧縮機１０の作用について説明する。
電動モータ１３が駆動されると、低速側シャフト１１の回転によりポンプ１０１が駆動されて、第２分岐路１０８から増速機構６１にオイルＯが供給され、第１分岐路１０７からシール部材３４にオイルＯが供給される。第１ローラ軸受７６の軸線方向の端面は、ローラ７１によって覆われており、増速機側供給路１１０から供給されたオイルＯは、第１ローラ軸受７６に至りにくい。

一方、第１分岐路１０７からシール部材３４に供給されたオイルＯは、挿通孔２８のうち、シール部材３４よりも増速機室Ｓ２側、即ち、大径部２９に向けて流れる。高速側シャフト１２は回転しているため、高速側シャフト１２の遠心力によってオイルＯは大径部２９の径方向外側に付勢される。大径部２９と軸受収容部９０とは連通しているため、大径部２９に流れたオイルＯは、軸受収容部９０に供給されることになり、これにより、第１ローラ軸受７６にオイルＯが供給される。

ここで、遠心圧縮機１０においては、インペラ５２の基端面５２ａと閉塞部２６との接触を防ぐ必要がある関係上、インペラ５２の基端面５２ａと閉塞部２６との間に背面領域Ｓ４が区画される。この背面領域Ｓ４にはインペラ５２によって圧縮された流体が入り込む。すると、圧縮された流体によってインペラ５２が吸入口５０ａ側に向けて押され、高速側シャフト１２には、増速機室Ｓ２からインペラ５２室に向かう方向へのスラスト力が作用する。このスラスト力は、高速側シャフト１２の一対のフランジ部１２ａのうち、ローラ部７２の第２端面７２ｂに向かい合うフランジ部１２ａを介してローラ７１に伝わり、第１ローラ軸受７６にはローラ７１からスラスト力が加わる。よって、第１ローラ軸受７６は、第２ローラ軸受７７よりも発熱しやすいが、第１ローラ軸受７６にはオイルＯが供給されやすく、第１ローラ軸受７６の発熱や、摩耗などを抑制することができる。

また、本実施形態では、第１ローラ軸受７６の一部を挿通孔２８に突出させることで、遠心圧縮機１０の大型化を抑制している。
図５に示すように、軸受収容部２００と挿通孔２０１とが分離されている場合、軸受収容部２００と挿通孔２０１との間には、閉塞部２６の壁部が設けられることになる。なお、図５に示す挿通孔２０１の直径は、実施形態の挿通孔２８よりも小さい。ここで、シール部材３４の大きさ（直径）は、シール部材の種類によって異なる。例えば、増速機室Ｓ２とインペラ５２室との間のシール性を確保できるシール部材３４としてメカニカルシールを選定する場合、リップシールよりも大きくなりやすく、挿通孔２０１の直径も大きくなる。

図５に二点鎖線で示すように、この際、軸受収容部２００と挿通孔２０１との間隔を維持しようとすると、軸受収容部２００が挿通孔２０１の中心軸からローラ７１の径方向に遠ざかり、第１ローラ軸受７６も挿通孔２０１の中心軸から遠ざかることになる。すると、高速側シャフト１２とローラ７１とを接触させるためにローラ部７２の直径を大きくしなければならず、更には、リング部材６２も大型化する。リング部材６２を大型化すると、変速比の低下を招くとともに、リング部材６２を収容する増速機ハウジング２３の大型化も招き、遠心圧縮機１０全体の大型化の原因となる。

本実施形態のように、軸受収容部９０と挿通孔２８とを隔てる壁部の一部をなくすことで、第１ローラ軸受７６の一部を挿通孔２８内に突出させることができる。シール部材３４を大きくするために挿通孔２８の直径を大きくしたとしても、挿通孔２８の中心軸から第１ローラ軸受７６が遠ざかることを抑制できる。

したがって、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）挿通孔２８から軸受収容部９０にオイルＯが流れ込むようにしているため、シール部材３４に供給されたオイルＯを第１ローラ軸受７６に供給することができる。したがって、第１ローラ軸受７６へのオイルＯの供給不足が抑制される。

（２）挿通孔２８と軸受収容部９０とは連続的に繋がっており、第１ローラ軸受７６の一部は挿通孔２８に突出している。このため、挿通孔２８と軸受収容部９０とを隔てて、第１ローラ軸受７６の一部を挿通孔２８に突出させない場合に比べて、第１ローラ軸受７６を挿通孔２８の中心軸に近づけることができる。結果として、高速側シャフト１２とローラ７１とを接触させるためにローラ７１の直径（ローラ部７２の直径）を大きくする必要がなく、ローラ７１を収容している増速機ハウジング２３の大型化を招かない。また、リング部材６２が大きくなることによる変速比の低下も抑制できる。

（３）シール部材３４として、メカニカルシールを用いている。メカニカルシールは、リップシールに比べて必要とするオイルＯの量が多い。結果として、第１ローラ軸受７６にも多くのオイルＯが供給されることになり、第１ローラ軸受７６へのオイルＯの供給不足が更に抑制される。

（４）閉塞部２６は、軸受収容部９０から板厚方向に凹む凹部９２を備える。凹部９２を設けることで、凹部９２にもオイルＯが入り込むため、第１ローラ軸受７６へのオイルＯの供給不足を更に抑制することができる。

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○シール部材３４として、メカニカルシールとは異なる種類のシール部材（例えば、リップシール）を用いてもよい。

○第１ローラ軸受７６の一部は、挿通孔２８内に突出しなくてもよい。即ち、軸受収容部９０と、挿通孔２８とは連続的に繋がっていなくてもよい。この場合、軸受収容部９０と挿通孔２８とを連通させる連通路を閉塞部２６に設ける。これにより、連通路を介して、挿通孔２８と軸受収容部９０とが繋がり、連通路を介して軸受収容部９０にオイルＯが供給されることになる。

○ポンプは、遠心圧縮機１０に内蔵されていなくてもよく、外部ポンプを用いてもよい。
○ローラ７１の数は複数であればよく、適宜変更してもよい。例えば、４つや５つにしてもよい。この場合、ローラ７１の数に合わせて軸受収容部９０、第１ローラ軸受７６、及び、第２ローラ軸受７７の数も変更される。

○挿通孔２８の直径は、一定であってもよい。
○増速機６０として、くさび作用を利用したものを用いてもよい。この場合、ローラ７１のうち少なくとも１つは、リング部材６２の回転により移動する可動ローラが用いられる。

○遠心圧縮機１０の適用対象及び圧縮対象の流体は任意である。例えば、遠心圧縮機１０は空調装置に用いられていてもよく、圧縮対象の流体は冷媒であってもよい。また、遠心圧縮機１０の搭載対象は、車両に限られず任意である。

１０…遠心圧縮機、１１…低速側シャフト、１２…高速側シャフト、１３…電動モータ、２６…閉塞部（仕切壁）、２８…挿通孔、３４…シール部材、７１…ローラ、７６…第１ローラ軸受（ローラ軸受）、９０…軸受収容部、１０７…第１分岐路（オイル供給路）。

Claims (3)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容され、低速側シャフトの回転に伴って回転するものであって環状部を有するリング部材と、
   前記環状部の内側に配置された高速側シャフトと、
   前記環状部と前記高速側シャフトとの間に設けられた複数のローラと、
   前記高速側シャフトと一体回転するインペラと、
   前記ハウジング内に区画され、前記リング部材及び前記ローラが収容された増速機室と、前記ハウジング内に区画され、前記インペラが収容されたインペラ室とを仕切っている仕切壁と、
   前記仕切壁に設けられ、前記高速側シャフトが挿通される挿通孔と、
   前記挿通孔内に設けられ、前記仕切壁と前記高速側シャフトとの間を封止するシール部材と、
   前記ハウジング内に形成され、一端が前記挿通孔に開口するオイル供給路と、
   前記ローラの軸線方向両端を支持するローラ軸受と、
   前記仕切壁に設けられ、前記ローラ軸受のうち一方が収容される軸受収容部と、を備え、
   前記仕切壁は、前記挿通孔における前記シール部材よりも前記増速機室側の部分と、前記軸受収容部と連通している連通路を備える遠心圧縮機。
2. 前記軸受収容部と前記挿通孔とは連続的に繋がっており、
   前記ローラ軸受の一部は、前記挿通孔における前記シール部材よりも前記増速機室側の部分に位置し、
   前記連通路は、前記軸受収容部と前記挿通孔との境目である請求項１に記載の遠心圧縮機。
3. 前記シール部材は、メカニカルシールである請求項１又は請求項２に記載の遠心圧縮機。