JP2020084800A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性の向上を実現できる圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機１は、圧縮機構２、モータ３、増速機４、ハウジング１０、オイルパン６０、ポンプ５及びオイル供給路７０を備える。オイル供給路７０は、ポンプ５によって移送されるオイルを一旦貯留するための第１頂部７８、第２頂部７９及びオイル貯留部７３を有する。第１頂部７８及び第２頂部７９はそれぞれ、オイル供給路７０内で鉛直方向の上方に位置する。第２頂部７９は、第１頂部７８よりも下流に位置する。オイル貯留部７３は、第１頂部７８よりも下流かつ第２頂部７９よりも上流に位置するとともに、第１頂部７８及び第２頂部７９よりも鉛直方向の下方に位置する。第２頂部７９からオイル貯留部７３への傾斜は、第１頂部７８からオイル貯留部７３への傾斜よりも急勾配になっている。【選択図】図１

Description

本発明は圧縮機に関する。

特許文献１に従来の圧縮機が開示されている。この圧縮機は、圧縮機構、モータ、増速機及びハウジングを備えている。圧縮機構は、流体を圧縮する。モータは、圧縮機構を駆動する。増速機は、モータの駆動力を圧縮機構に増速して伝達する。ハウジングは、圧縮機構、モータ及び増速機を収容している。

また、この圧縮機は、オイルパン、ポンプ及びオイル供給路を備えている。特許文献１の図１〜図３に図示されているように、オイルパンは、ハウジング内に区画され、オイルが貯留される。ポンプは、ハウジング内に設けられている。ポンプは、モータの駆動力によりオイルパンに貯留されたオイルを増速機に移送する。オイル供給路は、ハウジング内に区画されている。オイル供給路は、ポンプから上向きに延びた後、屈曲してオイルパンよりも鉛直方向の上方の位置で水平に延び、その後に屈曲して下向きに延びて増速機に接続している。オイル供給路は、ポンプによって移送されるオイルを増速機に供給することで、増速機の潤滑状態を好適に維持するようになっている。

特開２０１６−１８６２３８号公報

ところで、上記従来の圧縮機では、停止後にオイル供給路からオイルがオイルパン側と増速機側とに流出し易い。そして、オイルパンが増速機から遠い位置にあることから、起動時にオイルパンからオイル供給路を経由して増速機にオイルを供給する所要時間を短縮することが難しい。このため、この圧縮機では、高速起動時に回転数が急速に上昇する増速機へのオイルの供給が遅れ易く、増速機が貧潤滑になるおそれがある。その結果、この圧縮機では、耐久性の向上を実現することが難しいという問題がある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、耐久性の向上を実現できる圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の圧縮機は、流体を圧縮する圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動するモータと、
前記モータの駆動力を前記圧縮機構に増速して伝達する増速機と、
前記圧縮機構、前記モータ及び前記増速機を収容するハウジングと、
前記ハウジング内に区画され、オイルが貯留されるオイルパンと、
前記ハウジング内に設けられ、前記モータの駆動力により前記オイルパンに貯留された前記オイルを前記増速機に移送するポンプと、
前記ハウジング内に区画され、前記ポンプによって移送される前記オイルを前記増速機に供給するオイル供給路と、を備えた圧縮機であって、
前記オイル供給路は、前記ポンプによって移送される前記オイルを一旦貯留するための第１頂部、第２頂部及びオイル貯留部を有し、
前記第１頂部及び前記第２頂部はそれぞれ、前記オイル供給路内で鉛直方向の上方に位置し、
前記第２頂部は、前記第１頂部よりも下流に位置し、
前記オイル貯留部は、前記第１頂部よりも下流かつ前記第２頂部よりも上流に位置するとともに、前記第１頂部及び前記第２頂部よりも鉛直方向の下方に位置しており、
前記第２頂部から前記オイル貯留部への傾斜は、前記第１頂部から前記オイル貯留部への傾斜よりも急勾配になっていることを特徴とする。

本発明の圧縮機では、オイル供給路のオイル貯留部がオイルパンよりも増速機に近い位置にあることから、起動時にオイル貯留部から増速機にオイルを供給する所要時間を短縮できる。

また、この圧縮機では、第１頂部よりも下流、すなわち増速機側に位置する第２頂部からオイル貯留部への傾斜は、第１頂部からオイル貯留部への傾斜よりも急勾配になっている。このため、この圧縮機では、ハウジングにおける増速機側が低くなるように圧縮機が傾斜しても、オイル貯留部からオイルがこぼれることを抑制でき、オイル貯留部にオイルが貯留された状態を好適に維持できる。

さらに、この圧縮機では、上記構成により、第１頂部とオイル貯留部との間での圧力損失は、第２頂部とオイル貯留部との間での圧力損失よりも少ない。これにより、ポンプの移送圧力が第１頂部を経由してオイル貯留部に迅速に伝達されるので、オイル貯留部に貯留されたオイルを増速機に向けて迅速に圧送できる。また、オイルパンに貯留されたオイルをポンプの移送圧力によって迅速に第１頂部を経由してオイル貯留部に供給できる。

それらの結果、この圧縮機では、高速起動時に回転数が急速に上昇する増速機へのオイルの供給を迅速、かつ継続して行うことができるので、増速機の貧潤滑を抑制できる。

したがって、本発明の圧縮機では、耐久性の向上を実現できる。

本発明の圧縮機は、ハウジング内に区画され、低温流体を流通させてモータを冷却する低温流体通路を備えていることが望ましい。そして、オイル貯留部の少なくとも一部は、低温流体通路に沿って配置されていることが望ましい。

この場合、オイル貯留部に貯留されたオイルと、低温流体通路内の低温流体との間で熱交換が行われることによって、オイル貯留部に貯留されたオイルを冷却できる。このため、この圧縮機では、高速起動時に、冷却されたオイルを増速機に迅速に供給できる。特に、圧縮機の停止時に、低温流体通路によってオイル貯留部に貯留されたオイルが冷却されるため、起動と停止とが煩雑に繰り返されるような状況下において、冷却されたオイルを増速機に迅速に供給できる。

オイル貯留部と第１頂部とは、上流側接続部によって接続されていることが望ましい。オイル貯留部と第２頂部とは、下流側接続部によって接続されていることが望ましい。オイル貯留部、上流側接続部及び下流側接続部はそれぞれ丸穴によってハウジングに形成されていることが望ましい。そして、オイル貯留部の内径は、上流側接続部の内径、及び下流側接続部の内径よりも大きいことが望ましい。

この場合、オイル貯留部、上流側接続部及び下流側接続部をハウジングに形成する製造工程をドリル加工によって簡素化しつつ、オイル貯留部の容積を大きく確保できる。

オイル貯留部と第１頂部とは、上流側接続部によって接続されていることが望ましい。オイル貯留部と第２頂部とは、下流側接続部によって接続されていることが望ましい。ハウジングは、内周側にモータが収容される略筒状のシリンダ部と、シリンダ部の一端側及び他端側の少なくとも一方に形成されたフランジ部と、を含んでいることが望ましい。オイル貯留部は、シリンダ部に形成されていることが望ましい。そして、上流側接続部及び下流側接続部の少なくとも一方は、フランジ部に形成されていることが望ましい。

この場合、モータが収容されるシリンダ部と他の部材とを接合するために形成されるフランジ部を上流側接続部及び下流側接続部の少なくとも一方の配置スペースとして利用できる。その結果、この圧縮機は、大型化を抑制できる。

本発明の圧縮機は、耐久性の向上を実現できる。

図１は、実施例の圧縮機の模式断面図である。 図２は、実施例の圧縮機の部分模式断面図である。 図３は、変形例の圧縮機の部分模式断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。

（実施例）
図１に示すように、実施例の圧縮機１は、本発明の圧縮機の具体的態様の一例である。本実施例では、圧縮機１は、車両等に搭載される燃料電池装置に適用され、燃料電池のスタックに空気等の圧縮流体を供給する圧縮機である。

以下の説明では、図１の紙面右側に位置するフロントハウジング１１側を圧縮機１の前側と規定し、図１の紙面左側に位置する圧縮機構ハウジング１２側を圧縮機１の後側と規定する。また、図１の紙面上側を圧縮機１の上側と規定し、図１の紙面下側を圧縮機１の下側と規定する。そして、図２以降の各図に示す前後方向及び上下方向は全て、図１に対応させて表示する。なお、実施例における前後方向は一例である。圧縮機１は、搭載される車両等に対応して、その前後方向が適宜変更される。

圧縮機１は、ハウジング１０、モータ３、増速機４、圧縮機構２、低温流体通路８０、オイルパン６０、ポンプ５及びオイル供給路７０を備えている。

ハウジング１０は、フロントハウジング１１、外側ハウジング１３、内側ハウジング１８、増速機ハウジング１４、リヤハウジング１５及び圧縮機構ハウジング１２を有して構成され、モータ３、増速機４及び圧縮機構２を収容している。

フロントハウジング１１は、モータ３の回転軸３９の前後方向に延びる回転軸心Ｘ１を中心とする略円盤形状の部材である。

フロントハウジング１１内には、ポンプ５が設けられている。ポンプ５は、フロントハウジング１１の中心部に配置されて、モータ３の回転軸３９の前端部と連結されている。ポンプ５は、例えばトロコイド式のポンプである。

また、フロントハウジング１１の中心部には、略円筒形状の凸部１１Ｔが後向きに突出するように形成されている。凸部１１Ｔには、シール部材１１Ｓが設けられている。シール部材１１Ｓは、凸部１１Ｔと回転軸３９の前端部との間を封止している。

モータ３の外周には、内側ハウジング１８及び外側ハウジング１３がモータ３の回転軸３９を中心とする同心状に配置されている。内側ハウジング１８は、外側ハウジング１３の内周側に位置している。外側ハウジング１３及び内側ハウジング１８は、モータ３を収容するハウジングに相当する。外側ハウジング１３は、シリンダ部１３Ｃ、隔壁１３Ｄ及びフランジ部１３Ａ、１３Ｂを有している。

シリンダ部１３Ｃは、回転軸心Ｘ１を中心とする略円筒形状である。隔壁１３Ｄは、シリンダ部１３Ｃの前端から回転軸心Ｘ１の径内方向に延びる略円盤形状である。隔壁１３Ｄの中心部には、挿通穴１３Ｈが前後方向に貫通するように形成されている。

前方のフランジ部１３Ａは、シリンダ部１３Ｃの前端から回転軸心Ｘ１の径外方向に延びるフランジ形状である。後方のフランジ部１３Ｂは、シリンダ部１３Ｃの後端から回転軸心Ｘ１の径外方向に延びるフランジ形状である。

フロントハウジング１１と外側ハウジング１３とは、フロントハウジング１１の凸部１１Ｔが外側ハウジング１３の隔壁１３Ｄの挿通穴１３Ｈに嵌入され、かつ、フロントハウジング１１の後面と外側ハウジング１３の前面との間にガスケット１１Ｇが配置された状態で、図示しないボルト等によって締結されることにより、一体に結合されている。

隔壁１３Ｄの挿通穴１３Ｈには、軸受１３Ｔが設けられている。外側ハウジング１３は、軸受１３Ｔによって、回転軸３９の前端部を回転軸心Ｘ１周りに回転可能に支持している。

内側ハウジング１８は、回転軸心Ｘ１を中心とする略円筒形状である。内側ハウジング１８の外周面における前端と後端とには、Ｏリング１８Ｍ、１８Ｎが配置されている。内側ハウジング１８には、環状溝１８Ｖが形成されている。環状溝１８Ｖは、内側ハウジング１８の外周面における前方のＯリング１８Ｍと後方のＯリング１８Ｎとの間で回転軸心Ｘ１の径内方向に凹み、かつ、回転軸心Ｘ１周りに一周する溝である。

内側ハウジング１８が外側ハウジング１３のシリンダ部１３Ｃに嵌入されることにより、シリンダ部１３Ｃの内壁面と内側ハウジング１８の環状溝１８Ｖと間に、低温流体通路８０が区画されている。

シリンダ部１３Ｃには、流体供給口１３Ｅ及び流体排出口１３Ｆが設けられている。本実施例では、低温流体は冷却水である。図示しない冷却水供給源から流体供給口１３Ｅを経由して、低温流体通路８０に冷却水が供給される。低温流体通路８０は、冷却水を流通させてモータ３を冷却する。低温流体通路８０を流通した冷却水は、流体排出口１３Ｆを経由して外部に排出される。

増速機ハウジング１４は、シリンダ部１４Ｃ、隔壁１４Ｄ及びフランジ部１４Ａを有している。

シリンダ部１４Ｃは、回転軸心Ｘ１を中心とする略円筒形状である。隔壁１４Ｄは、シリンダ部１４Ｃの前端から回転軸心Ｘ１の径内方向に延びる略円盤形状である。隔壁１４Ｄの中心部には、挿通穴１４Ｈが前後方向に貫通するように形成されている。フランジ部１４Ａは、シリンダ部１４Ｃの前端から回転軸心Ｘ１の径外方向に延びるフランジ形状である。

外側ハウジング１３と増速機ハウジング１４とは、外側ハウジング１３のシリンダ部１３Ｃの後面と増速機ハウジング１４の前面との間にガスケット１３Ｇが配置された状態で、図示しないボルト等によって締結されることにより、一体に結合されている。

隔壁１４Ｄの挿通穴１４Ｈの後部分には、軸受１４Ｔが設けられている。増速機ハウジング１４は、軸受１４Ｔによって、回転軸３９における前後方向の中間部を回転軸心Ｘ１周りに回転可能に支持している。

隔壁１４Ｄの挿通穴１４Ｈの前部分には、シール部材１４Ｓが設けられている。シール部材１４Ｓは、後述するモータ室１３Ｒと増速機室１４Ｒとの間を封止している。

隔壁１４Ｄの挿通穴１４Ｈによりも上方に位置する部分には、有底丸穴形状の凹部１４Ｊが隔壁１４Ｄの後面から前向きに凹むように形成されている。

隔壁１４Ｄの凹部１４Ｊには、軸受１４Ｕが設けられている。増速機ハウジング１４は、軸受１４Ｕによって、増速機４の出力軸４９の前端部を回転軸心Ｘ１と平行な軸心周りに回転可能に支持している。

リヤハウジング１５は、シリンダ部１５Ｃ及び隔壁１５Ｄを有している。

シリンダ部１５Ｃは、回転軸心Ｘ１を中心とする略円筒形状である。隔壁１５Ｄは、シリンダ部１５Ｃの後端から回転軸心Ｘ１の径内方向に延びる略円盤形状である。隔壁１５Ｄの中心部には、有底丸穴形状の凹部１５Ｈが隔壁１５Ｄの前面から後向きに凹むように形成されている。

増速機ハウジング１４とリヤハウジング１５とは、増速機ハウジング１４のシリンダ部１４Ｃの後面とリヤハウジング１５のシリンダ部１５Ｃの前面との間にガスケット１４Ｇが配置された状態で、図示しないボルト等によって締結されることにより、一体に結合されている。

隔壁１５Ｄの凹部１５Ｈには、軸受１５Ｔが設けられている。リヤハウジング１５は、軸受１５Ｔによって、回転軸３９の後端部を回転軸心Ｘ１周りに回転可能に支持している。

隔壁１５Ｄの凹部１５Ｈによりも上方に位置する部分には、挿通穴１５Ｊが前後方向に貫通するように形成されている。

隔壁１５Ｄの挿通穴１５Ｊの前部分には、軸受１５Ｕが設けられている。リヤハウジング１５は、軸受１５Ｕによって、増速機４の出力軸４９における前後方向の中間部を回転軸心Ｘ１と平行な軸心周りに回転可能に支持している。

隔壁１５Ｄの挿通穴１５Ｊの後部分には、シール部材１５Ｓが設けられている。シール部材１５Ｓは、隔壁１５Ｄの挿通穴１５Ｊと出力軸４９における前後方向の中間部との間を封止している。出力軸４９の後端部は、リヤハウジング１５よりも後方に突出している。

フロントハウジング１１の凸部１１Ｔと、外側ハウジング１３のシリンダ部１３Ｃ及び隔壁１３Ｄと、内側ハウジング１８と、増速機ハウジング１４の隔壁１４Ｄとによって、モータ室１３Ｒが区画されている。

モータ３は、上述した回転軸３９と、モータ室１３Ｒ内に収容されたステータ３５及びモータロータ３７とを有している。ステータ３５は、内側ハウジング１８の内周面に固定されている。モータロータ３７は、ステータ３５内に配置されて回転軸３９を挿通している。モータ３は、ステータ３５に給電されることにより、モータロータ３７及び回転軸３９を回転軸心Ｘ１周りに回転させ、圧縮機構２を駆動する駆動力を発生する。モータ３の駆動力は、ポンプ５の駆動にも利用される。

増速機ハウジング１４のシリンダ部１４Ｃ及び隔壁１４Ｄと、リヤハウジング１５のシリンダ部１５Ｃ及び隔壁１５Ｄとによって、増速機室１４Ｒが区画されている。

増速機４は、上述した出力軸４９と、増速機室１４Ｒ内に収容されて互いに噛み合う大径ギヤ４１及び小径ギヤ４２とを有している。増速機４は、回転軸３９によって入力されるモータ３の駆動力を大径ギヤ４１及び小径ギヤ４２によって増速し、出力軸４９によって圧縮機構２に伝達する。なお、増速機４は歯車式に限定されず、例えばローラ式であってもよい。

リヤハウジング１５と圧縮機構ハウジング１２とは、リヤハウジング１５の隔壁１５Ｄの後面の上部分に圧縮機構ハウジング１２が当接する状態で、図示しないボルト等によって締結されることにより、一体に結合されている。

圧縮機構ハウジング１２は、吸入口１２Ａ、圧縮室１２Ｃ、ディフューザ１２Ｄ、ボリュート１２Ｂ及び吐出口１２Ｅを有している。

吸入口１２Ａは、圧縮機構ハウジング１２の後面から後向きに突出する円筒形状部分によって形成されている。吸入口１２Ａは、図示しない配管によって燃料電池の空気供給源に接続されている。

圧縮室１２Ｃは、吸入口１２Ａに接続する漏斗形状の内壁面に囲まれた空間である。圧縮室１２Ｃには、圧縮機構２を構成するインペラ２０が収容されている。インペラ２０は、増速機４の出力軸４９の後端部に一体回転可能に固定されている。

ディフューザ１２Ｄ及びボリュート１２Ｂは、インペラ２０よりも出力軸４９の径方向の外側に配置されている。ディフューザ１２Ｄは、圧縮室１２Ｃと、蝸牛形状のボリュート１２Ｂとを連通している。

吐出口１２Ｅは、ボリュート１２Ｂの一部に形成されている。吐出口１２Ｅは、図示しない配管によって燃料電池のスタックに接続されている。

圧縮機構２は、インペラ２０の回転によって吸入口１２Ａから空気を吸引する。そして、吸入された空気は、インペラ２０と共に回転することによって遠心力を受けてディフューザ１２Ｄに供給され、圧縮される。圧縮された空気は、ボリュート１２Ｂを経由して吐出口１２Ｅから吐出され、燃料電池のスタックでの発電に利用される。空気は、本発明の「流体」の一例である。

フロントハウジング１１の下端側には、凹部１１Ｗが形成されている。凹部１１Ｗは、フロントハウジング１１の後面から前向きに凹むように形成されている。外側ハウジング１３の隔壁１３Ｄ及びフランジ部１３Ａの下端側には、凹部１３Ｗが形成されている。凹部１３Ｗは、隔壁１３Ｄ及びフランジ部１３Ａの前面から後向きに凹むように形成されている。

フロントハウジング１１の凹部１１Ｗと、外側ハウジング１３の凹部１３Ｗとによって、オイルパン６０が区画されている。オイルパン６０には、増速機室１４Ｒ内の大径ギヤ４１、小径ギヤ４２及び軸受１４Ｕ、１５Ｔ、１５Ｕ等を潤滑するためのオイルが貯留される。

オイルパン６０は、フロントハウジング１１内に区画されたオイル吸入路６５によって、ポンプ５に接続されている。オイル吸入路６５の下端は、オイルパン６０の底壁面の近くに配置されている。

また、オイルパン６０は、外側ハウジング１３及び増速機ハウジング１４内に区画されたオイル回収路６１、６４によって、増速機室１４Ｒに接続されている。

オイル回収路６１は、外側ハウジング１３のシリンダ部１３Ｃにおける低温流体通路８０よりも下方の位置に形成されて、前後方向に延びている。オイル回収路６１の一部は、低温流体通路８０に沿って配置されている。オイル回収路６１の前端は、オイルパン６０に接続している。オイル回収路６１の後端は、外側ハウジング１３のシリンダ部１３Ｃの後面に開いている。

オイル回収路６４は、増速機ハウジング１４の下端側に形成されている。オイル回収路６４は、前向きに下り傾斜するように延びて増速機室１４Ｒの底部とオイル回収路６１の後端とに接続している。なお、ガスケット１３Ｇには、オイル回収路６１の後端と、オイル回収路６４の前端とを連通させる連通穴１３Ｇ２が形成されている。

図２に拡大して示すように、オイル供給路７０は、フロントハウジング１１内に区画された第１供給路７５と、外側ハウジング１３内に区画された上流側接続部７２、オイル貯留部７３及び下流側接続部７１と、増速機ハウジング１４内に区画された第２供給路７６及び第３供給路７７とを有している。

第１供給路７５は、フロントハウジング１１にドリル加工することによって形成された通路７５Ａ、７５Ｂと、プラグ７５Ｐとによって構成されている。通路７５Ａは、フロントハウジング１１の外周面の上端から鉛直方向の下向きに延びてポンプ５に接続している。通路７５Ａの上端は、プラグ７５Ｐによって封止されている。通路７５Ｂは、フロントハウジング１１の後面の上端側から前向きに凹んで通路７５Ａの上端側に接続している。

通路７５Ａの上端及び通路７５Ｂは、オイル供給路７０内で鉛直方向の上方に位置する第１頂部７８を形成している。

上流側接続部７２、オイル貯留部７３及び下流側接続部７１はそれぞれ、外側ハウジング１３にドリル加工することによって形成された丸穴である。

オイル貯留部７３は、外側ハウジング１３のシリンダ部１３Ｃにおける低温流体通路８０よりも上方の位置、かつ第１供給路７５の通路７５Ｂよりも下方の位置に形成されて、前後方向に略水平に延びている。オイル貯留部７３の一部は、低温流体通路８０に沿って配置されている。

オイル貯留部７３の前端は、外側ハウジング１３の隔壁１３Ｄの前面に開いているが、ガスケット１１Ｇによって封止されている。オイル貯留部７３の後端は、外側ハウジング１３のシリンダ部１３Ｃの後面に開いているが、ガスケット１３Ｇによって封止されている。

上流側接続部７２は、前方のフランジ部１３Ａの上端側に設けられている。上流側接続部７２は、後向きに下り傾斜するように延びて、第１供給路７５の通路７５Ｂの後端と、オイル貯留部７３の前端側とに接続している。なお、ガスケット１１Ｇには、通路７５Ｂの後端と、上流側接続部７２の前端とを連通させる連通穴１１Ｇ１が形成されている。

つまり、上流側接続部７２は、オイル貯留部７３に対してポンプ５側、かつ鉛直方向の上方の位置から下向きに延びてオイル貯留部７３に接続されている。

下流側接続部７１は、後方のフランジ部１３Ｂの上端側に設けられている。下流側接続部７１の後端は、オイル貯留部７３の後端に対して鉛直方向の上方の位置で、フランジ部１３Ｂの後面に開いている。下流側接続部７１は、その後端から前向きに下り傾斜するように延びて、オイル貯留部７３の後端側に接続している。

つまり、下流側接続部７１は、オイル貯留部７３に対して増速機４側、かつ鉛直方向の上方の位置から下向きに延びてオイル貯留部７３に接続されている。

このようなオイル貯留部７３と、上流側接続部７２及び下流側接続部７１との相対位置関係により、オイル貯留部７３は、オイルパン６０に対して鉛直方向の上方の位置でオイルを貯留するようになっている。

下流側接続部７１が鉛直方向に対してなす内角を第１内角α１とする。上流側接続部７２が鉛直方向に対してなす内角を第２内角α２とする。第１内角α１は、第２内角α２よりも小さく、かつゼロ以上である。なお、本実施例では、第１内角α１は、ゼロよりも大きい。

オイル貯留部７３の内径を内径Ｄ７３とする。上流側接続部７２の内径を内径Ｄ７２とする。下流側接続部７１の内径を内径Ｄ７１とする。オイル貯留部７３の内径Ｄ７３は、上流側接続部７２の内径Ｄ７２、及び下流側接続部７１の内径Ｄ７１よりも大きい。

第２供給路７６は、増速機ハウジング１４にドリル加工することによって形成された通路７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ、７６Ｄと、プラグ７６Ｐ、７６Ｑとによって構成されている。

通路７６Ａは、増速機ハウジング１４のフランジ部１４Ａに形成されている。通路７６Ａの前端は、下流側接続部７１の後端に接続している。通路７６Ａは、その前端から後向きに凹んでいる。なお、ガスケット１３Ｇには、通路７６Ａの前端と、下流側接続部７１の後端とを連通させる連通穴１３Ｇ１が形成されている。

通路７６Ｂは、フランジ部１４Ａの外周面の上端から鉛直方向の下向きに延びている。通路７６Ｂの上端は、プラグ７６Ｐによって封止されている。通路７６Ｂの上端側は、通路７６Ａの後端と接続している。

通路７６Ｂの上端及び通路７６Ａは、オイル供給路７０内で鉛直方向の上方に位置する第２頂部７９を形成している。

上述した第１内角α１及び第２内角α２の大小関係により、第２頂部７９からオイル貯留部７３への傾斜は、第１頂部７８からオイル貯留部７３への傾斜よりも急勾配になっている。

通路７６Ｃは、増速機ハウジング１４のシリンダ部１４Ｃの後面から前向きに凹んで通路７６Ｂにおける上下方向の中間部に接続している。通路７６Ｃの後端は、ガスケット１４Ｇによって封止されている。

通路７６Ｄは、シリンダ部１４Ｃの外周面の上端から鉛直方向の下向きに延びて、通路７６Ｃの後端側に接続し、さらに下向きに延びてその下端が増速機室１４Ｒの上壁面に開いている。通路７６Ｄの上端は、プラグ７６Ｑによって封止されている。

第３供給路７７は、上述した通路７６Ｂにおける通路７６Ｃとの接続部よりも下方に位置する部分と、絞り通路７７Ａとによって構成されている。絞り通路７７Ａは、増速機ハウジング１４にドリル加工することによって形成された細孔である。絞り通路７７Ａは、通路７６Ｂの下端から鉛直方向の下向きに延びて、隔壁１４Ｄの挿通穴１４Ｈに開いている。

つまり、第３供給路７７は、第２供給路７６の途中から分岐しており、絞り通路７７Ａによって、軸受１４Ｔ及びシール１４Ｓの近傍に開いている。

このような構成である実施例の圧縮機１では、起動時、ステータ３５に給電されることにより、モータ３が回転軸３９を回転させ、増速機４が大径ギヤ４１及び小径ギヤ４２により増速し、出力軸４９によってモータ３の駆動力を圧縮機構２に伝達する。

同時に、モータ３の駆動力が回転軸３９によってポンプ５にも伝達される。ポンプ５は、増速機４が収容された増速機室１４Ｒにオイルを移送するために、オイルパン６０に貯留されたオイルをオイル吸入路６５によって吸い上げる。そして、ポンプ５は、移送圧力を発生させて吸い上げたオイルをオイル供給路７０に送り出す。

ここで、圧縮機１の停止中においては、第１供給路７５、第２供給路７６及び第３供給路７７からオイルが流出して、それらの内部に空気が存在している。このため、起動直後には、ポンプ５の移送圧力によって第１供給路７５内の空気が圧縮され、その圧力が上流側接続部７２を経由してオイル貯留部７３に迅速に伝達される。これにより、オイル貯留部７３に貯留されたオイルが下流側接続部７１を経由して第２供給路７６に送り出される。第２供給路７６を流れるオイルは、増速機室１４Ｒに移送されるとともに、第２供給路７６から分岐する第３供給路７７に流れる。その結果、起動直後から増速機４、軸受１４Ｔ及びシール１４Ｓが好適に潤滑される。

そして、モータ３の駆動力が伝達された圧縮機構２では、インペラ２０の回転により、空気を圧縮して吐出口１２Ｅから吐出する。その結果、燃料電池のスタックに空気が供給される。

この圧縮機１では、継続運転中においても、ポンプ５が作動し、オイルがオイル供給路７０を経由して増速機室１４Ｒに継続的に移送される。その結果、継続運転中においても、増速機４が好適に潤滑される。増速機室１４Ｒに溜まったオイルは、オイル回収路６１、６４によって、オイルパン６０に回収される。

作動することによって発熱するモータ３は、低温流体通路８０内を流通する冷却水によって冷却される。これにより、モータ３の過度な温度上昇を抑制できる。

また、低温流体通路８０に沿って配置されたオイル貯留部７３内のオイルも、低温流体通路８０内を流通する冷却水によって冷却されて、増速機室１４Ｒ等に移送される。

さらに、低温流体通路８０に沿って配置されたオイル回収路６１内のオイルも、低温流体通路８０内を流通する冷却水によって冷却されて、オイルパン６０に回収される。これにより、オイルパン６０に貯留されるオイルの過度な温度上昇を抑制できる。

＜作用効果＞
実施例の圧縮機１では、オイル供給路７０のオイル貯留部７３がオイルパン６０よりも増速機４に近い位置にあることから、起動時にオイル貯留部７３から増速機４にオイルを供給する所要時間を短縮できる。

特に、停止中においては、第１供給路７５、第２供給路７６及び第３供給路７７からオイルが流出して、それらの内部に空気が存在しているので、起動直後には、ポンプ５の移送圧力によって第１供給路７５内の空気が圧縮され、その圧力が上流側接続部７２を経由してオイル貯留部７３に迅速に伝達される。これにより、オイル貯留部７３に貯留されたオイルを下流側接続部７１、第２供給路７６及び第３供給路７７を経由して増速機室１４Ｒに迅速に供給できる。

また、この圧縮機１では、第１頂部７８よりも下流、すなわち増速機４側に位置する第２頂部７９からオイル貯留部７３への傾斜は、第１頂部７８からオイル貯留部７３への傾斜よりも急勾配になっている。詳細には、下流側接続部７１の第１内角α１が上流側接続部７２の第２内角α２よりも小さく、かつゼロ以上である。このため、この圧縮機１では、ハウジング１０における増速機４側が低くなるように圧縮機１が傾斜しても、オイル貯留部７３からオイルがこぼれることを抑制でき、オイル貯留部７３にオイルが貯留された状態を好適に維持できる。

さらに、この圧縮機１では、上記構成により、第１頂部７８とオイル貯留部７３との間に位置する上流側接続部７２の圧力損失は、第２頂部７９とオイル貯留部７３との間に位置する下流側接続部７１の圧力損失よりも少ない。これにより、ポンプ５の移送圧力が第１頂部７８及び上流側接続部７２を経由してオイル貯留部７３に迅速に伝達されるので、オイル貯留部７３に貯留されたオイルを増速機４等に向けて迅速に圧送できる。また、オイルパン６０に貯留されたオイルをポンプ５の移送圧力によって迅速に第１頂部７８及び上流側接続部７２からオイル貯留部７３に供給できる。

それらの結果、この圧縮機１では、高速起動時に回転数が急速に上昇する増速機４へのオイルの供給を迅速、かつ継続して行うことができるので、増速機４の貧潤滑を抑制できる。

したがって、実施例の圧縮機１では、耐久性の向上を実現できる。

また、この圧縮機１では、オイル貯留部７３の一部は、低温流体通路８０に沿って配置されている。これにより、オイル貯留部７３に貯留されたオイルと、低温流体通路８０内の冷却水との間で熱交換が行われるので、オイル貯留部７３に貯留されたオイルを冷却できる。このため、この圧縮機１では、高速起動時に、冷却されたオイルを増速機４の大径ギヤ４１及び小径ギヤ４２等に迅速に供給できる。特に、圧縮機１の停止時に、低温流体通路８０によってオイル貯留部７３に貯留されたオイルが冷却されるため、起動と停止とが煩雑に繰り返されるような状況下において、冷却されたオイルを増速機４に迅速に供給できる。

さらに、この圧縮機１では、オイル貯留部７３、上流側接続部７２及び下流側接続部７１はそれぞれ丸穴によって外側ハウジング１３に形成されている。そして、オイル貯留部７３の内径Ｄ７３は、上流側接続部７２の内径Ｄ７２、及び下流側接続部７１の内径Ｄ７１よりも大きい。この構成により、オイル貯留部７３、上流側接続部７２及び下流側接続部７１を外側ハウジング１３に形成する製造工程をドリル加工によって簡素化しつつ、オイル貯留部７３の容積を大きく確保できる。

また、この圧縮機１では、上流側接続部７２は前方のフランジ部１３Ａに形成され、下流側接続部７１は後方のフランジ部１３Ｂに形成されている。これにより、外側ハウジング１３の前端側とフロントハウジング１１とを接合するために外側ハウジング１３に形成されているフランジ部１３Ａを上流側接続部７２の配置スペースとして利用できる。また、外側ハウジング１３の後端側と増速機ハウジング１４とを接合するために外側ハウジング１３に形成されているフランジ部１３Ｂを下流側接続部７１の配置スペースとして利用できる。その結果、この圧縮機１は、大型化を抑制できる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施例の圧縮機１に係る下流側接続部７１について、図３に示す変形例の下流側接続部２７１に変更することができる。下流側接続部２７１は、外側ハウジング１３のフランジ部１３Ｂの外周面の上端から鉛直方向の下向きに延びてオイル貯留部７３の後端側に接続されている。下流側接続部２７１の上端は、プラグ２７１Ｐによって封止されている。下流側接続部２７１が鉛直方向に対してなす第１内角α１はゼロである。フランジ部１３Ｂには、下流側接続部２７１の上端側と、第２供給路７６の通路７６Ａの前端とを接続する通路２７６Ａが形成されている。つまり、この変形例では、第２頂部７９が通路２７６Ａを含んでいる。この変形例によっても、実施例１の圧縮機１と同様の作用効果を奏することができる。

実施例では、圧縮機構２がインペラ２０を有しているがこの構成には限定されない。圧縮機構は、例えば、スクロール式、ベーン式、斜板式等であってもよい。

実施例では、オイル貯留部７３がドリル加工によって形成された丸穴であるが、この構成には限定されない。例えば、オイル貯留部は、ドリル加工とは異なる加工方法によって形成されていてもよく、また、オイル貯留部の断面形状も円形と異なる形状であってもよい。上流側接続部及び下流側接続部についても同様である。

実施例では、圧縮機１は、燃料電池装置に適用されているがこの構成には限定されない。本発明の圧縮機は、例えば、車両用空調装置に用いられてもよい。

本発明は例えば、車両等に搭載される燃料電池装置又は空調装置に利用可能である。

１…圧縮機
２…圧縮機構
３…モータ
４…増速機
１０…ハウジング
６０…オイルパン
５…ポンプ
７０…オイル供給路
７３…オイル貯留部
７８…第１頂部
７９…第２頂部
７２…上流側接続部
７１…下流側接続部
α１…第１内角
α２…第２内角
８０…低温流体通路
Ｄ７３…オイル貯留部の内径
Ｄ７２…上流側接続部の内径
Ｄ７１…下流側接続部の内径
１３…外側ハウジング
１３Ｃ…シリンダ部
１３Ａ、１３Ｂ…フランジ部

Claims (4)

1. 流体を圧縮する圧縮機構と、
   前記圧縮機構を駆動するモータと、
   前記モータの駆動力を前記圧縮機構に増速して伝達する増速機と、
   前記圧縮機構、前記モータ及び前記増速機を収容するハウジングと、
   前記ハウジング内に区画され、オイルが貯留されるオイルパンと、
   前記ハウジング内に設けられ、前記モータの駆動力により前記オイルパンに貯留された前記オイルを前記増速機に移送するポンプと、
   前記ハウジング内に区画され、前記ポンプによって移送される前記オイルを前記増速機に供給するオイル供給路と、を備えた圧縮機であって、
   前記オイル供給路は、前記ポンプによって移送される前記オイルを一旦貯留するための第１頂部、第２頂部及びオイル貯留部を有し、
   前記第１頂部及び前記第２頂部はそれぞれ、前記オイル供給路内で鉛直方向の上方に位置し、
   前記第２頂部は、前記第１頂部よりも下流に位置し、
   前記オイル貯留部は、前記第１頂部よりも下流かつ前記第２頂部よりも上流に位置するとともに、前記第１頂部及び前記第２頂部よりも鉛直方向の下方に位置しており、
   前記第２頂部から前記オイル貯留部への傾斜は、前記第１頂部から前記オイル貯留部への傾斜よりも急勾配になっていることを特徴とする圧縮機。
2. 前記ハウジング内に区画され、低温流体を流通させて前記モータを冷却する低温流体通路を備え、
   前記オイル貯留部の少なくとも一部は、前記低温流体通路に沿って配置されている請求項１記載の圧縮機。
3. 前記オイル貯留部と前記第１頂部とは、上流側接続部によって接続され、
   前記オイル貯留部と前記第２頂部とは、下流側接続部によって接続され、
   前記オイル貯留部、前記上流側接続部及び前記下流側接続部はそれぞれ丸穴によって前記ハウジングに形成され、
   前記オイル貯留部の内径は、前記上流側接続部の内径、及び前記下流側接続部の内径よりも大きい請求項１又は２記載の圧縮機。
4. 前記オイル貯留部と前記第１頂部とは、上流側接続部によって接続され、
   前記オイル貯留部と前記第２頂部とは、下流側接続部によって接続され、
   前記ハウジングは、内周側に前記モータが収容される略筒状のシリンダ部と、前記シリンダ部の一端側及び他端側の少なくとも一方に形成されたフランジ部と、を含み、
   前記オイル貯留部は、前記シリンダ部に形成され、
   前記上流側接続部及び前記下流側接続部の少なくとも一方は、前記フランジ部に形成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の圧縮機。

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