JP2023135590A - 遠心圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性体を効率良く冷却すること。【解決手段】各径路７０の第２軸部材４５における周方向の距離は、第２軸部材４５の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。よって、各径路７０内を流れる空気は、第２軸部材４５の回転に伴う遠心力によって各径路７０を第２軸部材４５の径方向外側へ流れ易くなっている。また、介在面７６の第２軸部材４５における周方向の長さＨ１が、各径路７０の開口部７１の第２軸部材４５における周方向の長さＨ２よりも短くなっている。このため、介在面７６近傍に滞っているモータ室内の空気が比較的少なくなる。よって、各径路７０からモータ室内へ導入される空気の流れが、介在面７６近傍に滞っているモータ室内の空気に妨げられることが抑制される。そして、吸入口からの空気の一部が、軸路６０及び各径路７０を介してモータ室内に導入され易くなるため、空気が軸路６０を流れ易くなる。【選択図】図６

Description

本発明は、遠心圧縮機に関する。

遠心圧縮機は、コンプレッサインペラと、モータと、ハウジングと、を備えている。コンプレッサインペラは、空気を圧縮する。モータは、コンプレッサインペラを回転させる。ハウジングは、インペラ室、モータ室、及び吸入口を有している。インペラ室は、コンプレッサインペラを収容する。モータ室は、モータを収容する。吸入口は、インペラ室に空気を吸入する。

モータは、ステータと、ロータと、を備えている。ステータは、ハウジングに固定されている。ロータは、ステータの内側に配置されている。ロータは、筒部材と、磁性体と、第１軸部材及び第２軸部材と、を有している場合がある。磁性体は、筒部材の内側に固定されている。第１軸部材及び第２軸部材は、筒部材の軸方向で磁性体を挟んだ両側に設けられている。コンプレッサインペラは、例えば、第１軸部材に連結されている。

ところで、このような遠心圧縮機においては、磁性体に渦電流が生じることにより、磁性体に熱が生じる。そこで、例えば特許文献１のように、コンプレッサインペラによって圧縮された空気の一部をモータ室内に導入することが考えられている。このように、圧縮された空気をモータ室内に導入することで、磁性体を圧縮された空気によって冷却することができる。

特開２０１１－２０２５８８号公報

しかしながら、コンプレッサインペラによって圧縮された空気は、圧縮される前の空気に比べると高温であるため、磁性体の冷却が不十分になる虞がある。したがって、このような遠心圧縮機においては、磁性体を効率良く冷却することが望まれている。

上記課題を解決する遠心圧縮機は、空気を圧縮するコンプレッサインペラと、前記コンプレッサインペラを回転させるモータと、前記コンプレッサインペラを収容するインペラ室、前記モータを収容するモータ室、及び前記インペラ室に空気を吸入する吸入口を有するハウジングと、を備え、前記モータは、前記ハウジングに固定されるステータと、前記ステータの内側に配置されるロータと、を備え、前記ロータは、筒部材と、前記筒部材の内側に固定される磁性体と、前記筒部材の軸方向で前記磁性体を挟んだ両側に設けられる第１軸部材及び第２軸部材と、を備え、前記コンプレッサインペラは、前記第１軸部材に連結されている遠心圧縮機であって、前記ロータは、前記第１軸部材の前記コンプレッサインペラ側の一端に開口して前記吸入口に連通し、前記ロータの内部に前記ロータの軸方向に延びる軸路と、前記軸路と連通するとともに前記軸路から前記第２軸部材の外周面に向けて延び、前記モータ室内に連通する複数の径路と、を備え、前記ハウジングは、前記吸入口から前記モータ室内に導入された空気を前記ハウジング外に排出する排出口を有し、前記各径路の前記第２軸部材における周方向の距離は、前記第２軸部材の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっており、前記各径路は、前記第２軸部材の外周面に開口する開口部を有し、前記第２軸部材の外周面は、前記第２軸部材の周方向で隣り合う径路の前記開口部同士の間に介在する介在面を有し、前記介在面の前記第２軸部材における周方向の長さは、前記開口部の前記第２軸部材における周方向の長さよりも短い。

これによれば、吸入口からの空気の一部は、軸路に導入されて軸路及び各径路を流れる。各径路を流れる空気は、モータ室内に導入される。モータ室内に導入された空気は、排出口からハウジング外に排出される。磁性体は、軸路を流れる空気によって冷却される。よって、圧縮された空気よりも低温である空気によって磁性体を冷却することができる。

ここで、各径路の第２軸部材における周方向の距離は、第２軸部材の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。したがって、各径路内を流れる空気は、第２軸部材の回転に伴う遠心力によって各径路を第２軸部材の径方向外側へ流れ易くなっている。また、介在面の第２軸部材における周方向の長さが、各径路の開口部の第２軸部材における周方向の長さよりも短くなっている。よって、介在面近傍に滞っているモータ室内の空気を比較的少なくすることができる。したがって、各径路からモータ室内へ導入される空気の流れが、介在面近傍に滞っているモータ室内の空気に妨げられることが抑制される。その結果、吸入口からの空気の一部が、軸路及び各径路を介してモータ室内に導入され易くなるため、空気が軸路を流れ易くなる。したがって、磁性体を効率良く冷却することができる。

上記遠心圧縮機において、前記各径路は、前記軸路から離れるにつれて前記磁性体から離間する方向へ延びているとよい。
これによれば、各径路を流れる空気が、第２軸部材の回転に伴う遠心力によって圧縮され易くなる。したがって、吸入口からの空気の一部が、軸路に向けて吸い込まれ易くなる。よって、空気が軸路をさらに流れ易くなる。したがって、磁性体をさらに効率良く冷却することができる。

上記遠心圧縮機において、前記各径路の前記第２軸部材における軸方向の距離は、前記第２軸部材の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっているとよい。
これによれば、各径路を流れる空気が、第２軸部材の回転に伴う遠心力によってさらに圧縮され易くなる。したがって、吸入口からの空気の一部が、軸路に向けてさらに吸い込まれ易くなる。よって、空気が軸路をさらに流れ易くなる。したがって、磁性体をさらに効率良く冷却することができる。

上記遠心圧縮機において、前記ステータと前記ロータとの間に設けられ、前記各径路から前記モータ室内に導入された空気を昇圧させて前記排出口に向けて流すディフューザ流路を備えているとよい。

これによれば、各径路からモータ室内に導入された空気がディフューザ流路によって昇圧されながら排出口に向けて流れて、排出口から排出される。したがって、各径路からモータ室内に導入された空気が、排出口を介して排出され易くなる。その結果、吸入口からの空気の一部が、軸路に向けて吸い込まれ易くなる。よって、空気が軸路をさらに流れ易くなる。したがって、磁性体をさらに効率良く冷却することができる。

上記課題を解決する遠心圧縮機は、空気を圧縮するコンプレッサインペラと、前記コンプレッサインペラを回転させるモータと、前記コンプレッサインペラを収容するインペラ室、前記モータを収容するモータ室、及び前記インペラ室に空気を吸入する吸入口を有するハウジングと、を備え、前記モータは、前記ハウジングに固定されるステータと、前記ステータの内側に配置されるロータと、を備え、前記ロータは、筒部材と、前記筒部材の内側に固定される磁性体と、前記筒部材の軸方向で前記磁性体を挟んだ両側に設けられる第１軸部材及び第２軸部材と、を備え、前記コンプレッサインペラは、前記第１軸部材に連結されている遠心圧縮機であって、前記ロータは、前記第１軸部材の前記コンプレッサインペラ側の一端に開口して前記吸入口に連通し、前記ロータの内部に前記ロータの軸方向に延びる軸路と、前記軸路と連通するとともに前記軸路から前記第１軸部材の外周面に向けて延び、前記モータ室内に連通する複数の径路と、を備え、前記ハウジングは、前記吸入口から前記モータ室内に導入された空気を前記ハウジング外に排出する排出口を有し、前記各径路の前記第１軸部材における周方向の距離は、前記第１軸部材の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっており、前記各径路は、前記第１軸部材の外周面に開口する開口部を有し、前記第１軸部材の外周面は、前記第１軸部材の周方向で隣り合う径路の前記開口部同士の間に介在する介在面を有し、前記介在面の前記第１軸部材における周方向の長さは、前記開口部の前記第１軸部材における周方向の長さよりも短い。

これによれば、吸入口からの空気の一部は、軸路に導入されて軸路及び各径路を流れる。各径路を流れる空気は、モータ室内に導入される。モータ室内に導入された空気は、排出口からハウジング外に排出される。磁性体は、モータ室内に導入された空気によって冷却される。モータ室内に導入された空気は、圧縮された空気よりも低温である。したがって、磁性体を効率良く冷却することができる。

ここで、各径路の第１軸部材における周方向の距離は、第１軸部材の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。したがって、各径路内を流れる空気は、第１軸部材の回転に伴う遠心力によって各径路を第１軸部材の径方向外側へ流れ易くなっている。また、介在面の第１軸部材における周方向の長さが、各径路の開口部の第１軸部材における周方向の長さよりも短くなっている。よって、介在面近傍に滞っているモータ室内の空気を比較的少なくすることができる。したがって、各径路からモータ室内へ導入される空気の流れが、介在面近傍に滞っているモータ室内の空気に妨げられることが抑制される。その結果、吸入口からの空気の一部が、軸路及び各径路を介してモータ室内に導入され易くなる。したがって、磁性体を効率良く冷却することができる。

上記遠心圧縮機において、前記各径路は、前記軸路から離れるにつれて前記吸入口から離間する方向へ延びているとよい。
これによれば、各径路を流れる空気が、第１軸部材の回転に伴う遠心力によって圧縮され易くなる。したがって、吸入口からの空気の一部が、軸路に向けて吸い込まれ易くなる。よって、空気がモータ室内に導入され易くなる。したがって、磁性体をさらに効率良く冷却することができる。

上記遠心圧縮機において、前記各径路の前記第１軸部材における軸方向の距離は、前記第１軸部材の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっているとよい。
これによれば、各径路を流れる空気が、第１軸部材の回転に伴う遠心力によってさらに圧縮され易くなる。したがって、吸入口からの空気の一部が、軸路に向けてさらに吸い込まれ易くなる。よって、空気がモータ室内にさらに導入され易くなる。したがって、磁性体をさらに効率良く冷却することができる。

上記遠心圧縮機において、前記各径路から前記モータ室内に導入された空気を前記ステータと前記ロータとの間に向けて案内する隔壁を備えているとよい。
これによれば、各径路からモータ室内に導入された空気が、隔壁によって、ステータとロータとの間に向けて案内される。よって、各径路からモータ室内に導入された空気が、ステータとロータとの間を流れ易くなるため、ステータとロータとの間を流れる空気によって、磁性体をさらに効率良く冷却することができる。

この発明によれば、磁性体を効率良く冷却することができる。

第１実施形態における遠心圧縮機の断面図である。 遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図である。 遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図である。 遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図である。 遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図である。 図５における６－６線断面図である。 図５における７－７線断面図である。 第２実施形態における遠心圧縮機の断面図である。 遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図である。 遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図である。 図１０における１１－１１線断面図である。 図１０における１２－１２線断面図である。 別の実施形態における遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図である。

［第１実施形態］
以下、遠心圧縮機を具体化した第１実施形態を図１～図７にしたがって説明する。本実施形態の遠心圧縮機は、燃料電池車に搭載されている。遠心圧縮機は、空気を圧縮する。

＜遠心圧縮機１０＞
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、ハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、金属材料製である。ハウジング１１は、例えば、アルミニウム製である。ハウジング１１は、筒状である。ハウジング１１は、モータハウジング１２、コンプレッサハウジング１３、タービンハウジング１４、第１プレート１５、第２プレート１６、及びシールプレート１７を有している。

モータハウジング１２は、筒状である。モータハウジング１２は、板状の端壁１２ａと、周壁１２ｂと、を有している。周壁１２ｂは、端壁１２ａの外周部から筒状に延びている。第１プレート１５は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口側の端部に連結されている。第１プレート１５は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口を閉塞している。そして、モータハウジング１２の端壁１２ａ及び周壁１２ｂと第１プレート１５とによって、モータ室１８が区画されている。したがって、ハウジング１１は、モータ室１８を有している。

図２に示すように、第１プレート１５は、第１凹部１５ｃ及び第２凹部１５ｄを有している。第１凹部１５ｃ及び第２凹部１５ｄは、第１プレート１５におけるモータハウジング１２とは反対側の端面１５ａに形成されている。第１凹部１５ｃ及び第２凹部１５ｄは、円孔状である。第１凹部１５ｃの内径は、第２凹部１５ｄの内径よりも大きい。第２凹部１５ｄは、第１凹部１５ｃの底面１５ｆに形成されている。第１凹部１５ｃの軸線と第２凹部１５ｄの軸線とは一致している。

シールプレート１７は、第１凹部１５ｃに嵌め込まれている。シールプレート１７は、例えば、図示しないボルトによって第１プレート１５に取り付けられている。シールプレート１７は、第２凹部１５ｄの開口を閉塞している。そして、シールプレート１７と第２凹部１５ｄとによって、スラスト軸受収容室１９が区画されている。したがって、ハウジング１１は、スラスト軸受収容室１９を有している。また、シールプレート１７は、シャフト挿通孔１７ｈを有している。シャフト挿通孔１７ｈは、シールプレート１７の中央部に形成されている。シャフト挿通孔１７ｈは、スラスト軸受収容室１９に開口している。

第１プレート１５は、第１ラジアル軸受保持部２１を有している。第１ラジアル軸受保持部２１は、円筒状である。第１ラジアル軸受保持部２１は、第１プレート１５におけるモータハウジング１２側の端面１５ｂの中央部からモータ室１８内に突出している。第１ラジアル軸受保持部２１は、モータ室１８に連通している。第１ラジアル軸受保持部２１は、第１プレート１５を貫通して第２凹部１５ｄの底面１５ｈに開口している。したがって、第１ラジアル軸受保持部２１は、スラスト軸受収容室１９に連通している。第１ラジアル軸受保持部２１の軸線は、第１凹部１５ｃの軸線及び第２凹部１５ｄの軸線と一致している。

コンプレッサハウジング１３は、筒状である。コンプレッサハウジング１３は、円孔状の吸入口２２を有している。したがって、ハウジング１１は、吸入口２２を有している。コンプレッサハウジング１３は、吸入口２２の軸線が、シールプレート１７のシャフト挿通孔１７ｈの軸線と一致した状態で、第１プレート１５の端面１５ａに連結されている。吸入口２２は、コンプレッサハウジング１３における第１プレート１５とは反対側の端面に開口している。

コンプレッサハウジング１３とシールプレート１７との間には、インペラ室２３と、吐出室２４と、コンプレッサディフューザ流路２５と、が形成されている。したがって、ハウジング１１は、インペラ室２３を有している。シールプレート１７は、インペラ室２３とスラスト軸受収容室１９とを隔てている。インペラ室２３は、吸入口２２に連通している。インペラ室２３は、吸入口２２から離れるにつれて徐々に拡径していく略円錐台孔形状になっている。吐出室２４は、インペラ室２３の周囲で吸入口２２の軸線周りに延びている。コンプレッサディフューザ流路２５は、インペラ室２３と吐出室２４とを連通している。インペラ室２３は、シールプレート１７のシャフト挿通孔１７ｈに連通している。

図３に示すように、モータハウジング１２は、第２ラジアル軸受保持部２６を有している。第２ラジアル軸受保持部２６は、円筒状である。第２ラジアル軸受保持部２６は、モータハウジング１２の端壁１２ａの内面の中央部からモータ室１８内に突出している。第２ラジアル軸受保持部２６は、モータ室１８に連通している。第２ラジアル軸受保持部２６の内側は、モータハウジング１２の端壁１２ａを貫通して端壁１２ａの外面に開口している。第１ラジアル軸受保持部２１の軸線と第２ラジアル軸受保持部２６の軸線とは一致している。

第２プレート１６は、モータハウジング１２の端壁１２ａの外面に連結されている。第２プレート１６は、シャフト挿通孔１６ｈを有している。シャフト挿通孔１６ｈは、第２プレート１６の中央部に形成されている。

タービンハウジング１４は、筒状である。タービンハウジング１４は、円孔状の吐出口２７を有している。タービンハウジング１４は、吐出口２７の軸線が、第２プレート１６のシャフト挿通孔１６ｈの軸線と一致した状態で、第２プレート１６におけるモータハウジング１２とは反対側の端面１６ａに連結されている。吐出口２７は、タービンハウジング１４における第２プレート１６とは反対側の端面に開口している。

タービンハウジング１４と第２プレート１６の端面１６ａとの間には、タービン室２８と、タービンスクロール流路２９と、連通通路３０と、が形成されている。タービン室２８は、吐出口２７に連通している。タービンスクロール流路２９は、タービン室２８の周囲で吐出口２７の軸線周りに延びている。連通通路３０は、タービン室２８とタービンスクロール流路２９とを連通している。タービン室２８は、第２プレート１６のシャフト挿通孔１６ｈに連通している。

＜モータ３１＞
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、モータ３１を備えている。モータ３１は、モータ室１８に収容されている。したがって、モータ室１８は、モータ３１を収容する。そして、モータ３１は、ハウジング１１内に収容されている。

モータ３１は、ステータ３２と、ロータ３３と、を備えている。ステータ３２は、筒状のステータコア３４と、コイル３５と、を有している。コイル３５は、ステータコア３４に巻回されている。ステータコア３４は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの内周面に固定されている。したがって、ステータ３２は、ハウジング１１に固定されている。ステータコア３４の両端面には、コイル３５の一部であるコイルエンド３６がそれぞれ突出している。なお、以下の説明では、ステータコア３４における第１プレート１５側に位置するコイルエンド３６を、「第１コイルエンド３６ａ」と記載する。また、ステータコア３４におけるモータハウジング１２の端壁１２ａ側に位置するコイルエンド３６を、「第２コイルエンド３６ｂ」と記載する。

図４に示すように、ステータ３２は、樹脂部３７を備えている。樹脂部３７は、ステータコア３４及びコイルエンド３６を被覆している。樹脂部３７は、第１樹脂部３８、第２樹脂部３９、及び第３樹脂部４０を有している。したがって、ステータ３２は、第１樹脂部３８、第２樹脂部３９、及び第３樹脂部４０を備えている。第１樹脂部３８は、第１コイルエンド３６ａを樹脂で覆う筒状である。第２樹脂部３９は、第２コイルエンド３６ｂを樹脂で覆う筒状である。第３樹脂部４０は、ステータコア３４の内周面を樹脂で覆う筒状である。第３樹脂部４０は、ステータコア３４の内側でステータコア３４の軸方向に延びている。第３樹脂部４０は、第１樹脂部３８と第２樹脂部３９とを接続している。第３樹脂部４０の内周面は、第２樹脂部３９から第１樹脂部３８に向かうにつれて内径が拡径していく円錐孔になっている。

＜ロータ３３＞
ロータ３３は、ステータ３２の内側に配置されている。ロータ３３は、筒部材４１と、磁性体である永久磁石４２と、第１軸部材４４及び第２軸部材４５と、を備えている。筒部材４１は、例えば、チタン合金製である。筒部材４１は、筒部材４１の軸線が直線状に延びる筒状である。筒部材４１の軸方向は、ロータ３３の軸方向でもある。筒部材４１の外径は一定である。したがって、筒部材４１の外周面は、ロータ３３の軸方向に延びている。

永久磁石４２は、円筒状である。永久磁石４２は、筒部材４１の内側に配置されている。永久磁石４２の軸線は、筒部材４１の軸線と一致している。永久磁石４２は、筒部材４１の内周面に圧入されている。したがって、永久磁石４２は、筒部材４１の内側に固定されている。永久磁石４２は、永久磁石４２の径方向に着磁されている。具体的には、永久磁石４２は、永久磁石４２の径方向で着磁されることにより永久磁石４２の径方向の両側の部位にＮ極とＳ極とを有する円筒状である。

永久磁石４２における軸線が延びる方向の長さは、筒部材４１における軸線が延びる方向の長さよりも短い。永久磁石４２の両端面は、筒部材４１の内側に位置している。よって、筒部材４１の軸方向に位置する両端部それぞれは、永久磁石４２の両端面それぞれに対して軸方向へ突出している。そして、筒部材４１の両端部は、ステータコア３４の両端面それぞれに対して軸方向へ突出している。

図１に示すように、第１軸部材４４及び第２軸部材４５は、筒部材４１の軸方向で永久磁石４２を挟んだ両側に設けられている。第１軸部材４４及び第２軸部材４５は、例えば、鉄製である。

第１軸部材４４は、円筒状である。第１軸部材４４の第１端部は、筒部材４１の第１端部の内側に挿入されている。第１軸部材４４の第１端部は、筒部材４１の第１端部の内周面に圧入されている。したがって、第１軸部材４４は、筒部材４１に固定されている。第１軸部材４４の第２端部は、モータ室１８から第１ラジアル軸受保持部２１の内側、スラスト軸受収容室１９、及びシャフト挿通孔１７ｈを通過して、インペラ室２３内に突出している。

第２軸部材４５は、円筒状である。第２軸部材４５の第１端部は、筒部材４１の第２端部の内側に挿入されている。第２軸部材４５の第１端部は、筒部材４１の第２端部の内周面に圧入されている。したがって、第２軸部材４５は、筒部材４１に固定されている。第２軸部材４５の第２端部は、モータ室１８から第２ラジアル軸受保持部２６の内側、及びシャフト挿通孔１６ｈを通過して、タービン室２８内に突出している。

遠心圧縮機１０は、第１シール部材４６を備えている。第１シール部材４６は、シールプレート１７のシャフト挿通孔１７ｈと第１軸部材４４との間に設けられている。第１シール部材４６は、インペラ室２３からモータ室１８に向かう空気の洩れを抑制する。遠心圧縮機１０は、第２シール部材４７を備えている。第２シール部材４７は、第２プレート１６のシャフト挿通孔１６ｈと第２軸部材４５との間に設けられている。第２シール部材４７は、タービン室２８からモータ室１８に向かう空気の洩れを抑制する。第１シール部材４６及び第２シール部材４７は、例えば、シールリングである。

遠心圧縮機１０は、支持部４８を備えている。支持部４８は、第１軸部材４４の外周面から環状に突出している。支持部４８は、円板状である。支持部４８は、第１軸部材４４の外周面から径方向外側へ環状に突出した状態で、第１軸部材４４の外周面に固定されている。したがって、支持部４８は、第１軸部材４４とは別体である。支持部４８は、スラスト軸受収容室１９内に配置されている。支持部４８は、第１軸部材４４と一体的に回転する。

＜コンプレッサインペラ４９＞
遠心圧縮機１０は、コンプレッサインペラ４９を備えている。コンプレッサインペラ４９は、第１軸部材４４の第２端部に取り付けられている。したがって、コンプレッサインペラ４９は、第１軸部材４４に連結されている。コンプレッサインペラ４９は、第１軸部材４４における支持部４８よりも第１軸部材４４の第２端部寄りに配置されている。コンプレッサインペラ４９は、背面から先端面に向かうに従って徐々に縮径した筒状である。コンプレッサインペラ４９は、インペラ室２３に収容されている。したがって、インペラ室２３は、コンプレッサインペラ４９を収容する。コンプレッサインペラ４９の外縁は、インペラ室２３の内周面に沿って延びている。コンプレッサインペラ４９は、第１軸部材４４と一体的に回転することで空気を圧縮する。

＜タービンホイール５０＞
遠心圧縮機１０は、タービンホイール５０を備えている。タービンホイール５０は、第２軸部材４５の第２端部に取り付けられている。タービンホイール５０は、タービン室２８に収容されている。タービンホイール５０は、第２軸部材４５と一体的に回転する。

＜第１ラジアル軸受５１及び第２ラジアル軸受５２＞
遠心圧縮機１０は、第１ラジアル軸受５１と、第２ラジアル軸受５２と、を備えている。第１ラジアル軸受５１は、円筒状である。第１ラジアル軸受５１は、第１ラジアル軸受保持部２１に保持されている。したがって、第１ラジアル軸受保持部２１は、第１ラジアル軸受５１を保持する。第２ラジアル軸受５２は、円筒状である。第２ラジアル軸受５２は、第２ラジアル軸受保持部２６に保持されている。したがって、第２ラジアル軸受保持部２６は、第２ラジアル軸受５２を保持する。

第１ラジアル軸受５１は、第１軸部材４４をラジアル方向で回転可能に支持する。第２ラジアル軸受５２は、第２軸部材４５をラジアル方向で回転可能に支持する。第１ラジアル軸受５１及び第２ラジアル軸受５２は、筒部材４１を筒部材４１の軸方向で挟んだ両側の位置でロータ３３をラジアル方向で回転可能に支持する。なお、「ラジアル方向」とは、筒部材４１の軸方向に対して直交する方向である。

＜スラスト軸受５３＞
図２に示すように、遠心圧縮機１０は、スラスト軸受５３を備えている。スラスト軸受５３は、スラスト軸受収容室１９に収容されている。したがって、スラスト軸受収容室１９は、スラスト軸受５３を収容する。スラスト軸受５３は、第１スラスト軸受部５３ａと、第２スラスト軸受部５３ｂと、を含む。第１スラスト軸受部５３ａ及び第２スラスト軸受部５３ｂは、支持部４８を挟み込むように配置されている。第１スラスト軸受部５３ａは、支持部４８に対してコンプレッサインペラ４９寄りに位置する。第２スラスト軸受部５３ｂは、支持部４８に対して第１ラジアル軸受５１寄りに位置する。

そして、第１スラスト軸受部５３ａ及び第２スラスト軸受部５３ｂは、支持部４８をスラスト方向で回転可能に支持する。したがって、スラスト軸受５３は、コンプレッサインペラ４９と第１ラジアル軸受５１との間で支持部４８を介してロータ３３をスラスト方向で回転可能に支持する。なお、「スラスト方向」とは、筒部材４１の軸方向に対して平行な方向である。このように、ロータ３３は、ハウジング１１に回転可能に支持されている。

＜燃料電池システム５５＞
図１に示すように、上記構成の遠心圧縮機１０は、燃料電池車に搭載された燃料電池システム５５の一部を構成している。燃料電池システム５５は、遠心圧縮機１０の他に、燃料電池スタック５６と、供給流路５７と、排出流路５８と、を備えている。燃料電池スタック５６は、図示しない複数の電池セルから構成されている。供給流路５７は、吐出室２４と燃料電池スタック５６とを接続する。排出流路５８は、燃料電池スタック５６とタービンスクロール流路２９とを接続する。

ロータ３３が回転すると、コンプレッサインペラ４９及びタービンホイール５０がロータ３３と一体的に回転する。したがって、モータ３１は、コンプレッサインペラ４９を回転させる。コンプレッサインペラ４９が回転すると、吸入口２２からインペラ室２３に空気が吸入される。したがって、吸入口２２は、インペラ室２３に空気を吸入する。なお、吸入口２２を流れる空気は、図示しないエアクリーナによって清浄化されている。

吸入口２２から吸入された空気は、インペラ室２３内でコンプレッサインペラ４９によって圧縮されるとともにコンプレッサディフューザ流路２５を通過して吐出室２４から圧縮された空気として供給流路５７へ吐出される。そして、吐出室２４から供給流路５７へ吐出された空気は、供給流路５７を介して燃料電池スタック５６に供給される。燃料電池スタック５６に供給された空気は、燃料電池スタック５６を発電するために使用される。その後、燃料電池スタック５６を通過する空気は、燃料電池スタック５６の排気として排出流路５８へ排出される。

燃料電池スタック５６の排気は、排出流路５８を介してタービンスクロール流路２９に吸入される。タービンスクロール流路２９に吸入される燃料電池スタック５６の排気は、連通通路３０を通じてタービン室２８に導入される。タービンホイール５０は、タービン室２８に導入された燃料電池スタック５６の排気により回転する。ロータ３３は、モータ３１の駆動による回転に加え、燃料電池スタック５６の排気により回転するタービンホイール５０の回転によっても回転する。そして、燃料電池スタック５６の排気によるタービンホイール５０の回転によりロータ３３の回転が補助される。タービン室２８を通過した排気は、吐出口２７から外部へ吐出される。

＜軸路６０＞
ロータ３３は、軸路６０を備えている。軸路６０は、第１軸路６１、第２軸路６２、及び第３軸路６３を有している。第１軸路６１は、第１軸部材４４の内部を第１軸部材４４の軸方向に貫通している。第１軸路６１は、円孔状である。第１軸路６１の第１端は、第１軸部材４４の第２端部に開口して吸入口２２に連通している。

第２軸路６２は、永久磁石４２の内部を永久磁石４２の軸方向に貫通している。したがって、軸路６０は、永久磁石４２の内部を貫通している。第２軸路６２は、円孔状である。第２軸路６２の第１端は、第１軸路６１の第２端に連通している。第２軸路６２の軸線は、第１軸路６１の軸線と一致している。

第３軸路６３は、第２軸部材４５の内部を第２軸部材４５の軸方向に延びている。第３軸路６３は、円孔状である。第３軸路６３の第１端は、第２軸路６２の第２端に連通している。第３軸路６３の軸線は、第２軸路６２の軸線と一致している。第３軸路６３の第２端は、第２軸部材４５の内部に位置している。

このように、軸路６０は、第１軸部材４４の内部、永久磁石４２の内部、及び第２軸部材４５の内部を筒部材４１の軸方向に延びている。したがって、軸路６０は、ロータ３３の内部にロータ３３の軸方向に延びている。そして、軸路６０は、第１軸部材４４のコンプレッサインペラ４９側の一端に開口して吸入口２２に連通している。

＜径路７０＞
図５に示すように、ロータ３３は、複数の径路７０を備えている。複数の径路７０は、第３軸路６３の第２端に連通している。したがって、各径路７０は、軸路６０と連通している。各径路７０は、第３軸路６３から第２軸部材４５の外周面に向けて延びている。したがって、各径路７０は、軸路６０から第２軸部材４５の外周面に向けて延びている。各径路７０の第１端は、第３軸路６３に連通している。各径路７０の第２端は、第２軸部材４５の外周面に開口して、モータ室１８内に連通している。具体的には、各径路７０の第２端は、モータ室１８内における第２樹脂部３９よりも内側の空間に連通している。各径路７０の第２端は、第２軸部材４５の外周面に開口する開口部７１になっている。したがって、各径路７０は、第２軸部材４５の外周面に開口する開口部７１を有している。

各径路７０は、第３軸路６３から離れるにつれて永久磁石４２から離間する方向へ延びている。したがって、各径路７０は、軸路６０から離れるにつれて永久磁石４２から離間する方向へ延びている。各径路７０における第２軸部材４５の径方向外側に位置する面は、第３軸路６３から離れるにつれて永久磁石４２から離間する方向へ弧状に湾曲するシュラウド面７２になっている。また、各径路７０における第２軸部材４５の径方向内側に位置する面は、第３軸路６３から離れるにつれて永久磁石４２から離間する方向へ弧状に湾曲するハブ面７３になっている。ハブ面７３は、シュラウド面７２に沿って延びている。ハブ面７３は、第３軸路６３から離れるにつれてシュラウド面７２に徐々に接近している。したがって、各径路７０の第２軸部材４５における軸方向の距離は、第２軸部材４５の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっている。

図６に示すように、第２軸部材４５は、複数の翼壁７４を有している。各翼壁７４は、第２軸部材４５の周方向で隣り合う径路７０同士を隔てている。各翼壁７４の第２軸部材４５における周方向の幅は、第２軸部材４５の径方向外側に向かうにつれて徐々に大きくなっている。

図７に示すように、第２軸部材４５は、芯部７５を有している。芯部７５は、各翼壁７４を支持している。芯部７５は、円柱状である。芯部７５の軸線は、第３軸路６３の軸線と一致している。各翼壁７４における第２軸部材４５の径方向内側に位置する端部は、芯部７５の外周面に連続している。各翼壁７４は、芯部７５の外周面の接線方向に延びている。芯部７５の外径は、第３軸路６３の内径よりも小さい。したがって、各翼壁７４における第２軸部材４５の径方向内側に位置する端部は、第３軸路６３内に臨んでいる。よって、各径路７０の第１端は、第３軸路６３に連通している。

図６に示すように、第２軸部材４５の外周面は、介在面７６を複数有している。各介在面７６は、第２軸部材４５の周方向で隣り合う径路７０の開口部７１同士の間に介在する。各介在面７６は、各翼壁７４における第２軸部材４５の径方向外側に位置する外面である。各径路７０の第２軸部材４５における周方向の距離は、第２軸部材４５の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。したがって、各径路７０の開口部７１は、各径路７０のうち、第２軸部材４５における周方向の距離が最も長い部分である。そして、介在面７６の第２軸部材４５における周方向の長さＨ１は、開口部７１の第２軸部材４５における周方向の長さＨ２よりも短い。

図１に示すように、第１軸路６１の第１端には、吸入口２２からの空気が導入される。そして、吸入口２２から第１軸路６１に導入された空気は、第１軸路６１、第２軸路６２、第３軸路６３、及び各径路７０を介してモータ室１８における第２樹脂部３９よりも内側の空間である導入空間７７に導入される。

＜ディフューザ流路７８＞
図４に示すように、遠心圧縮機１０は、ディフューザ流路７８を備えている。ディフューザ流路７８は、第３樹脂部４０の内周面と筒部材４１の外周面との間に形成された空間である。したがって、ディフューザ流路７８は、ステータ３２とロータ３３との間に設けられている。ディフューザ流路７８は、導入空間７７と、モータ室１８における第１樹脂部３８よりも内側の空間である排出空間７９とを連通する。ディフューザ流路７８は、最も導入空間７７寄りの部分の流路断面積が最小となるように流路が絞られている。ディフューザ流路７８は、最も排出空間７９寄りの部分の流路断面積が最大となる。したがって、ディフューザ流路７８は、導入空間７７から排出空間７９に向けて流路断面積が漸次大きくなる。そして、ディフューザ流路７８は、導入空間７７からの空気を昇圧させる。したがって、ディフューザ流路７８は、各径路７０からモータ室１８内に導入された空気を昇圧させる。

＜排出口８０＞
図２に示すように、ハウジング１１は、排出口８０を有している。排出口８０は、第１プレート１５に形成されている。排出口８０は、モータ室１８よりもインペラ室２３寄りに配置されている。排出口８０は、第１プレート１５の内部を筒部材４１の径方向に延びている。排出口８０の第１端は、第１プレート１５の外周面に開口している。排出口８０の第２端は、第１プレート１５の内部に位置している。排出口８０は、吸入口２２から軸路６０及び各径路７０を介してモータ室１８内に導入された空気をハウジング１１外に排出する。

ハウジング１１には、第１排出路８１と、第２排出路８２と、第３排出路８３と、第４排出路８４と、が形成されている。第１排出路８１は、第１プレート１５の内部を貫通している。第１排出路８１は、第１ラジアル軸受保持部２１内と排出口８０とを接続している。第１排出路８１の第１端は、第１ラジアル軸受保持部２１内に連通している。第１排出路８１の第２端は、排出口８０に連通している。第１排出路８１は、第１ラジアル軸受保持部２１内の空気を排出口８０に向けて流す。

第２排出路８２は、第１プレート１５の内部を貫通している。第２排出路８２は、モータ室１８とスラスト軸受収容室１９とを接続している。第２排出路８２の第１端は、モータ室１８内におけるステータ３２よりも第１プレート１５寄りの空間に連通している。第２排出路８２の第２端は、第２凹部１５ｄの内周面に開口している。そして、第２排出路８２の第２端は、スラスト軸受収容室１９に連通している。第２排出路８２は、モータ室１８内の空気をスラスト軸受収容室１９に向けて流す。

第３排出路８３は、シールプレート１７の内部、及び第１プレート１５の内部を貫通している。第３排出路８３は、シャフト挿通孔１７ｈと排出口８０とを接続している。第３排出路８３の第１端は、シャフト挿通孔１７ｈ内に連通している。第３排出路８３の第２端は、排出口８０に連通している。したがって、第３排出路８３は、シャフト挿通孔１７ｈを介してスラスト軸受収容室１９に接続されている。第３排出路８３は、スラスト軸受収容室１９における第１スラスト軸受部５３ａ寄りの壁部からスラスト軸受収容室１９内の空気を排出口８０に向けて流す。

図１に示すように、第４排出路８４は、第２プレート１６及びモータハウジング１２を貫通している。第４排出路８４は、シャフト挿通孔１６ｈと排出口８０とを接続している。第４排出路８４の第１端は、シャフト挿通孔１６ｈ内に連通している。第４排出路８４の第２端は、排出口８０に連通している。第４排出路８４は、シャフト挿通孔１６ｈ内の空気を排出口８０に向けて流す。

［第１実施形態の作用］
次に、第１実施形態の作用について説明する。
吸入口２２からの空気の一部は、軸路６０に導入されて軸路６０及び各径路７０を流れる。各径路７０を流れる空気は、モータ室１８内の導入空間７７に導入される。永久磁石４２は、軸路６０を流れる空気によって冷却される。よって、圧縮された空気よりも低温である空気によって永久磁石４２が冷却される。

各径路７０から導入空間７７に導入された空気の一部は、第２ラジアル軸受保持部２６内を通過する。第２ラジアル軸受５２は、第２ラジアル軸受保持部２６内を通過する空気によって冷却される。第２ラジアル軸受保持部２６内を通過した空気は、シャフト挿通孔１６ｈ及び第４排出路８４を介して排出口８０からモータ室１８外へ排出される。

また、各径路７０から導入空間７７に導入された空気の一部は、ディフューザ流路７８によって昇圧されながら排出空間７９に向けて流れる。ディフューザ流路７８から排出空間７９に排出された空気の一部は、第１ラジアル軸受保持部２１内を通過する。第１ラジアル軸受５１は、第１ラジアル軸受保持部２１内を通過する空気によって冷却される。第１ラジアル軸受保持部２１内を通過した空気は、第１排出路８１を介して排出口８０からモータ室１８外へ排出される。このように、モータ室１８内においてディフューザ流路７８を通過した空気は、第１ラジアル軸受保持部２１内を通過し、その後、第１排出路８１を介して排出口８０からモータ室１８外へ排出される。ディフューザ流路７８は、各径路７０からモータ室１８内に導入された空気を昇圧させて排出口８０に向けて流す。

また、ディフューザ流路７８から排出空間７９に排出された空気の一部は、モータ室１８内におけるステータ３２よりも第１プレート１５寄りの空間から第２排出路８２を介してスラスト軸受収容室１９内に流入する。そして、スラスト軸受収容室１９内に流入した空気は、第１スラスト軸受部５３ａに向けて流れる空気と、第２スラスト軸受部５３ｂに向けて流れる空気とに分岐される。

第１スラスト軸受部５３ａに向けて流れた空気は、第３排出路８３を介して排出口８０からモータ室１８外へ排出される。第１スラスト軸受部５３ａは、スラスト軸受収容室１９内を第１スラスト軸受部５３ａに向けて流れる空気によって冷却される。さらに、スラスト軸受収容室１９と第１ラジアル軸受保持部２１とは連通している。このため、第２スラスト軸受部５３ｂに向けて流れた空気は、第１ラジアル軸受保持部２１内に流入し、第１排出路８１を介して排出口８０からモータ室１８外へ排出される。第２スラスト軸受部５３ｂは、スラスト軸受収容室１９内を第２スラスト軸受部５３ｂに向けて流れる空気によって冷却される。

各径路７０の第２軸部材４５における周方向の距離は、第２軸部材４５の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。したがって、各径路７０内を流れる空気は、第２軸部材４５の回転に伴う遠心力によって各径路７０を第２軸部材４５の径方向外側へ流れ易くなっている。特に、各径路７０は、軸路６０から離れるにつれて永久磁石４２から離間する方向へ延びている。さらには、各径路７０の第２軸部材４５における軸方向の距離は、第２軸部材４５の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっている。よって、各径路７０を流れる空気が、第２軸部材４５の回転に伴う遠心力によって圧縮され易くなる。したがって、吸入口２２からの空気の一部が、軸路６０に向けて吸い込まれ易くなっている。

図６に示すように、介在面７６の第２軸部材４５における周方向の長さＨ１が、各径路７０の開口部７１の第２軸部材４５における周方向の長さＨ２よりも短くなっている。よって、介在面７６近傍に滞っているモータ室１８内の空気が比較的少なくなる。したがって、各径路７０からモータ室１８内へ導入される空気の流れが、介在面７６近傍に滞っているモータ室１８内の空気に妨げられることが抑制されている。その結果、吸入口２２からの空気の一部が、軸路６０及び各径路７０を介してモータ室１８内に導入され易くなるため、空気が軸路６０を流れ易くなる。したがって、永久磁石４２が効率良く冷却される。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１－１）各径路７０の第２軸部材４５における周方向の距離は、第２軸部材４５の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。したがって、各径路７０内を流れる空気は、第２軸部材４５の回転に伴う遠心力によって各径路７０を第２軸部材４５の径方向外側へ流れ易くなっている。また、介在面７６の第２軸部材４５における周方向の長さＨ１が、各径路７０の開口部７１の第２軸部材４５における周方向の長さＨ２よりも短くなっている。よって、介在面７６近傍に滞っているモータ室１８内の空気を比較的少なくすることができる。したがって、各径路７０からモータ室１８内へ導入される空気の流れが、介在面７６近傍に滞っているモータ室１８内の空気に妨げられることが抑制される。その結果、吸入口２２からの空気の一部が、軸路６０及び各径路７０を介してモータ室１８内に導入され易くなるため、空気が軸路６０を流れ易くなる。したがって、永久磁石４２を効率良く冷却することができる。

（１－２）各径路７０は、軸路６０から離れるにつれて永久磁石４２から離間する方向へ延びている。これによれば、各径路７０を流れる空気が、第２軸部材４５の回転に伴う遠心力によって圧縮され易くなる。したがって、吸入口２２からの空気の一部が、軸路６０に向けて吸い込まれ易くなる。よって、空気が軸路６０をさらに流れ易くなる。したがって、永久磁石４２をさらに効率良く冷却することができる。

（１－３）各径路７０の第２軸部材４５における軸方向の距離は、第２軸部材４５の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっている。これによれば、各径路７０を流れる空気が、第２軸部材４５の回転に伴う遠心力によってさらに圧縮され易くなる。したがって、吸入口２２からの空気の一部が、軸路６０に向けてさらに吸い込まれ易くなる。よって、空気が軸路６０をさらに流れ易くなる。したがって、永久磁石４２をさらに効率良く冷却することができる。

（１－４）遠心圧縮機１０は、各径路７０からモータ室１８内に導入された空気を昇圧させて排出口８０に向けて流すディフューザ流路７８を備えている。これによれば、各径路７０からモータ室１８内に導入された空気がディフューザ流路７８によって昇圧されながら排出口８０に向けて流れて、排出口８０から排出される。したがって、各径路７０からモータ室１８内に導入された空気が、排出口８０を介して排出され易くなる。その結果、吸入口２２からの空気の一部が、軸路６０に向けて吸い込まれ易くなる。よって、空気が軸路６０をさらに流れ易くなる。したがって、永久磁石４２をさらに効率良く冷却することができる。

［第２実施形態］
以下、遠心圧縮機を具体化した第２実施形態を図８～図１２にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。第２実施形態では、軸路及び径路が第２軸部材に設けられているのではなく、第１軸部材に軸路及び径路が設けられている点が第１実施形態とは異なる。また、第２実施形態では、第１実施形態のように、軸路が永久磁石の内部を貫通していない。さらに、第２実施形態では、遠心圧縮機は、第１実施形態のように、ディフューザ流路を備えていない。

図８及び図９に示すように、第１軸部材４４は、パイプ部８５と、インペラ部８６と、を有している。パイプ部８５は、コンプレッサインペラ４９を貫通している。パイプ部８５の第１端は、コンプレッサインペラ４９の先端面から突出している。パイプ部８５の内側は、軸路８７になっている。よって、パイプ部８５は、軸路８７を形成している。したがって、第１軸部材４４に軸路８７が設けられている。ロータ３３は、軸路８７を備えている。

軸路８７の軸線は、パイプ部８５の軸線に一致している。軸路８７の第１端は、パイプ部８５の第１端面に開口している。したがって、軸路８７は、第１軸部材４４のコンプレッサインペラ４９側の一端に開口して吸入口２２に連通している。そして、軸路８７は、ロータ３３の内部にロータ３３の軸方向に延びている。

図１０に示すように、パイプ部８５は、シュラウド面８８を有している。シュラウド面８８は、軸路８７の第２端に連続している。したがって、シュラウド面８８は、軸路８７における吸入口２２とは反対側の端部に連続している。シュラウド面８８は、軸路８７から離れるにつれて吸入口２２から離間する方向へ延びている。シュラウド面８８は、パイプ部８５の軸線に向けて凸となる弧状に湾曲した面である。

パイプ部８５は、取付孔８９を有している。取付孔８９は、ロータ３３の軸方向に延びている。取付孔８９の軸線は、パイプ部８５の軸線に一致している。取付孔８９の第１端は、シュラウド面８８における軸路８７とは反対側の端部に連続している。シュラウド面８８は、軸路８７を形成するパイプ部８５の内周面と取付孔８９の内周面とを接続している。取付孔８９の孔径は、軸路８７の孔径よりも大きい。取付孔８９の第２端は、パイプ部８５の第２端面に開口している。

パイプ部８５は、複数の径孔９０を有している。各径孔９０は、パイプ部８５の径方向に延びている。各径孔９０は、四角孔状である。各径孔９０の第１端は、取付孔８９の内周面に開口している。各径孔９０の第１端の開口縁の一部は、シュラウド面８８における軸路８７とは反対側の端部に連続している。各径孔９０の第２端は、パイプ部８５の外周面に開口している。そして、各径孔９０の第２端は、モータ室１８内に連通している。具体的には、各径孔９０の第２端は、モータ室１８内における第１コイルエンド３６ａよりも内側の空間に連通している。各径孔９０は、取付孔８９の内周面からパイプ部８５の外周面に向けて延び、モータ室１８内に連通している。

図１１に示すように、各径孔９０のパイプ部８５における周方向の距離は、パイプ部８５の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。パイプ部８５は、介在壁９１を複数有している。各介在壁９１は、パイプ部８５の周方向で隣り合う径孔９０同士の間に介在している。各介在壁９１のパイプ部８５における周方向の幅は、パイプ部８５の径方向外側に向かうにつれて徐々に大きくなっている。

図１０に示すように、パイプ部８５は、複数の雌ねじ孔９２を有している。各雌ねじ孔９２は、パイプ部８５の径方向に延びている。各雌ねじ孔９２の第１端は、取付孔８９の内周面に開口している。具体的には、各雌ねじ孔９２の第１端は、取付孔８９の内周面における各径孔９０の開口位置よりもパイプ部８５の第２端面寄りの部分に開口している。各雌ねじ孔９２の第２端は、パイプ部８５の外周面に開口している。具体的には、各雌ねじ孔９２の第２端は、パイプ部８５の外周面における各径孔９０の開口位置よりもパイプ部８５の第２端面寄りの部分に開口している。

インペラ部８６は、ハブ部９３と、取付部９４と、を有している。ハブ部９３は、円柱状である。ハブ部９３は、ハブ面９５を有している。ハブ面９５は、シュラウド面８８に沿って延びている。ハブ面９５は、ハブ部９３の軸線に向けて凹となる弧状に湾曲した面である。ハブ面９５は、軸路８７から離れるにつれてシュラウド面８８に徐々に接近している。取付部９４は、円柱状である。取付部９４は、取付孔８９に挿入されている。取付部９４の一部は、取付孔８９から突出している。

図１０及び図１１に示すように、インペラ部８６は、複数の翼壁９６を有している。各翼壁９６は、ハブ面９５から起立している。各翼壁９６は、ハブ面９５からシュラウド面８８に向けて延びている。各翼壁９６におけるシュラウド面８８側の外縁は、シュラウド面８８に沿って延びている。各翼壁９６におけるシュラウド面８８側の外縁は、シュラウド面８８に接触している。

図１１に示すように、各翼壁９６のインペラ部８６における周方向両側に位置する両側面は、各介在壁９１におけるパイプ部８５における周方向両側に位置する両側面に対して同一平面上に位置している。シュラウド面８８とハブ面９５との間の空間であって、且つ、インペラ部８６の周方向で隣り合う翼壁９６同士の間の空間は、各径孔９０に連通している。

図１０に示すように、各雌ねじ孔９２には、螺子９７が螺合されている。そして、各雌ねじ孔９２に螺合される各螺子９７が、取付部９４の外周面に当接することにより、パイプ部８５とインペラ部８６とが各螺子９７を介して互いに固定されている。よって、パイプ部８５とインペラ部８６とが各螺子９７を介して一体化されることにより、第１軸部材４４が構成されている。取付部９４における取付孔８９から突出した部分は、筒部材４１の第１端部の内側に挿入されている。そして、取付部９４は、筒部材４１の第１端部の内周面に圧入されている。これにより、第１軸部材４４が筒部材４１に固定されている。

ロータ３３は、複数の径路９８を備えている。各径路９８は、シュラウド面８８とハブ面９５との間の空間であって、且つ、インペラ部８６の周方向で隣り合う翼壁９６同士の間の空間と、各径孔９０と、によって形成されている。

図１２に示すように、各翼壁９６における第１軸部材４４の径方向内側に位置する端部は、軸路８７内に臨んでいる。よって、各径路９８の第１端は、軸路８７の第２端に連通している。各径路９８は、軸路８７と連通するとともに軸路８７から第１軸部材４４の外周面に向けて延びている。

図１０に示すように、各径路９８の第２端は、パイプ部８５の外周面に開口して、モータ室１８内に連通している。よって、各径路９８は、パイプ部８５の外周面に開口する開口部９９を有している。したがって、開口部９９は、第１軸部材４４の外周面に開口する。各径路９８の開口部９９は、各径孔９０におけるパイプ部８５の外周面に開口する部分である。

図１１に示すように、第１軸部材４４の外周面は、第１軸部材４４の周方向で隣り合う径路９８の開口部９９同士の間に介在する介在面１００を有している。各介在面１００は、パイプ部８５の各介在壁９１の外面である。

各径路９８の第１軸部材４４における周方向の距離は、第１軸部材４４の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。したがって、各径路９８の開口部９９は、各径路９８のうち、第１軸部材４４における周方向の距離が最も長い部分である。そして、介在面１００の第１軸部材４４における周方向の長さＨ１１は、開口部９９の第１軸部材４４における周方向の長さＨ１２よりも短い。

図１０に示すように、各径路９８は、軸路８７から離れるにつれて吸入口２２から離間する方向へ延びている。各径路９８の第１軸部材４４における軸方向の距離は、第１軸部材４４の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっている。複数の径路９８は、第１軸部材４４の径方向に向けて延びるとともにモータ室１８内に連通している。各径路９８は、モータ室１８内における第１コイルエンド３６ａよりも内側の空間に連通している。そして、複数の径路９８は、吸入口２２から軸路８７に導入された空気をモータ室１８内に導入する。

［第２実施形態の作用］
次に、第２実施形態の作用について説明する。
吸入口２２からの空気の一部は、軸路８７に導入されて軸路８７及び各径路９８を流れる。各径路９８を流れる空気は、モータ室１８内に導入される。永久磁石４２は、モータ室１８内に導入された空気によって冷却される。モータ室１８内に導入された空気は、圧縮された空気よりも低温である。したがって、永久磁石４２が効率良く冷却される。

各径路９８の第１軸部材４４における周方向の距離は、第１軸部材４４の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。したがって、各径路９８内を流れる空気は、第１軸部材４４の回転に伴う遠心力によって各径路９８を第１軸部材４４の径方向外側へ流れ易くなっている。特に、各径路９８は、軸路６０から離れるにつれて吸入口２２から離間する方向へ延びている。さらには、各径路９８の第１軸部材４４における軸方向の距離は、第１軸部材４４の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっている。よって、各径路９８を流れる空気が、第１軸部材４４の回転に伴う遠心力によって圧縮され易くなる。したがって、吸入口２２からの空気の一部が、軸路６０に向けて吸い込まれ易くなっている。

図１１に示すように、介在面１００の第１軸部材４４における周方向の長さＨ１１が、各径路９８の開口部９９の第１軸部材４４における周方向の長さＨ１２よりも短くなっている。よって、介在面１００近傍に滞っているモータ室１８内の空気が比較的少なくなる。したがって、各径路９８からモータ室１８内へ導入される空気の流れが、介在面１００近傍に滞っているモータ室１８内の空気に妨げられることが抑制されている。その結果、吸入口２２からの空気の一部が、軸路８７及び各径路９８を介してモータ室１８内に導入され易くなる。したがって、永久磁石４２が効率良く冷却される。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では以下の効果を得ることができる。
（２－１）各径路９８の第１軸部材４４における周方向の距離は、第１軸部材４４の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。したがって、各径路９８内を流れる空気は、第１軸部材４４の回転に伴う遠心力によって各径路９８を第１軸部材４４の径方向外側へ流れ易くなっている。また、介在面１００の第１軸部材４４における周方向の長さＨ１１が、各径路９８の開口部９９の第１軸部材４４における周方向の長さＨ１２よりも短くなっている。よって、介在面１００近傍に滞っているモータ室１８内の空気を比較的少なくすることができる。したがって、各径路９８からモータ室１８内へ導入される空気の流れが、介在面１００近傍に滞っているモータ室１８内の空気に妨げられることが抑制される。その結果、吸入口２２からの空気の一部が、軸路６０及び各径路７０を介してモータ室１８内に導入され易くなる。したがって、永久磁石４２を効率良く冷却することができる。

（２－２）各径路９８は、軸路８７から離れるにつれて吸入口２２から離間する方向へ延びている。これによれば、各径路９８を流れる空気が、第１軸部材４４の回転に伴う遠心力によって圧縮され易くなる。したがって、吸入口２２からの空気の一部が、軸路８７に向けて吸い込まれ易くなる。よって、空気がモータ室１８内に導入され易くなる。したがって、永久磁石４２をさらに効率良く冷却することができる。

（２－３）各径路９８の第１軸部材４４における軸方向の距離は、第１軸部材４４の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっている。これによれば、各径路９８を流れる空気が、第１軸部材４４の回転に伴う遠心力によってさらに圧縮され易くなる。したがって、吸入口２２からの空気の一部が、軸路８７に向けてさらに吸い込まれ易くなる。よって、空気がモータ室１８内にさらに導入され易くなる。したがって、永久磁石４２をさらに効率良く冷却することができる。

［変更例］
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○ 図１３に示すように、第２実施形態において、遠心圧縮機１０は、隔壁１０１を備えていてもよい。樹脂部３７は、隔壁１０１を有している。隔壁１０１は、樹脂部３７における各径路９８の開口部９９に対して第１軸部材４４の径方向で重なる部位よりも僅かに第１ラジアル軸受保持部２１寄りの部位から突出する環状である。隔壁１０１は、各径路９８からモータ室１８内に導入された空気を、ステータ３２とロータ３３との間に向けて案内する。

これによれば、各径路９８からモータ室１８内に導入された空気が、隔壁１０１によって、ステータ３２とロータ３３との間に向けて案内される。よって、各径路９８からモータ室１８内に導入された空気が、ステータ３２とロータ３３との間を流れ易くなるため、ステータ３２とロータ３３との間を流れる空気によって、永久磁石４２をさらに効率良く冷却することができる。

○ 第１実施形態において、各径路７０は、軸路６０から第２軸部材４５の径方向に延びていてもよい。例えば、複数の径路７０は、第３軸路６３の軸線を中心として、第３軸路６３から放射状に延びていてもよい。要は、各径路７０は、軸路６０から離れるにつれて永久磁石４２から離間する方向へ延びていなくてもよい。

○ 第２実施形態において、各径路９８は、軸路８７から第１軸部材４４の径方向に延びていてもよい。例えば、複数の径路９８は、軸路８７の軸線を中心として、軸路８７から放射状に延びていてもよい。要は、各径路９８は、軸路８７から離れるにつれて吸入口２２から離間する方向へ延びていなくてもよい。

○ 第１実施形態において、例えば、各径路７０は、各径路７０の第２軸部材４５における軸方向の距離が一定の状態で、軸路６０から第２軸部材４５の外周面に向けて延びていてもよい。要は、各径路７０の第２軸部材４５における軸方向の距離が、第２軸部材４５の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっていなくてもよい。

○ 第２実施形態において、例えば、各径路９８は、各径路９８の第１軸部材４４における軸方向の距離が一定の状態で、軸路８７から第１軸部材４４の外周面に向けて延びていてもよい。要は、各径路９８の第１軸部材４４における軸方向の距離が、第１軸部材４４の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっていなくてもよい。

○ 第１実施形態において、各径路７０の第２軸部材４５における軸方向の距離が、第２軸部材４５の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっていてもよい。
○ 第２実施形態において、各径路９８の第１軸部材４４における軸方向の距離が、第１軸部材４４の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっていてもよい。

○ 上記各実施形態において、排出口８０が、例えば、モータハウジング１２の周壁１２ｂに形成されていてもよい。そして、排出口８０が、モータ室１８内におけるステータ３２よりも第１プレート１５寄りの空間に連通していてもよい。この場合、ハウジング１１には、第１排出路８１、第２排出路８２、及び第３排出路８３が形成されていなくてもよい。

○ 第１実施形態において、ステータコア３４の内周面が樹脂によって覆われていなくてもよい。そして、ステータコア３４の内周面が、第２コイルエンド３６ｂから第１コイルエンド３６ａに向かうにつれて内径が拡径していく円錐孔になっていてもよい。このようにして、ステータコア３４の内周面と筒部材４１の外周面との間にディフューザ流路７８が形成されていてもよい。

○ 第１実施形態において、第３樹脂部４０の内周面の内径が一定であってもよい。さらに、筒部材４１の外周面が、第２軸部材４５から第１軸部材４４に向かうにつれて外径が拡径していく円錐面であってもよい。そして、第３樹脂部４０の内周面と筒部材４１の外周面との間にディフューザ流路７８が形成されていてもよい。要は、ディフューザ流路７８は、ステータ３２とロータ３３との間に設けられていればよい。

○ 第１実施形態において、遠心圧縮機１０は、ディフューザ流路７８を備えていない構成であってもよい。
○ 上記各実施形態において、永久磁石４２が、例えば、筒部材４１の内周面に圧入されておらず、例えば、接着剤によって筒部材４１の内周面に接着されていてもよい。要は、永久磁石４２は、筒部材４１の内側に固定されていればよい。

○ 上記各実施形態において、遠心圧縮機１０は、タービンホイール５０を備えていない構成であってもよい。
○ 上記各実施形態において、遠心圧縮機１０は、タービンホイール５０に代えて、コンプレッサインペラを備えている構成であってもよい。つまり、遠心圧縮機１０は、第１軸部材４４及び第２軸部材４５それぞれにコンプレッサインペラが取り付けられており、一方のコンプレッサインペラによって圧縮された空気が、他方のコンプレッサインペラによって再び圧縮されるような構成であってもよい。

○ 上記各実施形態において、磁性体としては、永久磁石４２に限らず、例えば、積層コア、アモルファスコア、又は、圧粉コア等であってもよい。
○ 上記各実施形態において、筒部材４１が、例えば、炭素繊維強化プラスチックから構成されていてもよい。要は、筒部材４１の材質は、特に限定されるものではない。

○ 上記各実施形態において、遠心圧縮機１０は、燃料電池車に搭載されていなくてもよい。要は、遠心圧縮機１０は、車両に搭載されるものに限定されるものではない。

１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、１８…モータ室、２２…吸入口、２３…インペラ室、３１…モータ、３２…ステータ、３３…ロータ、４１…筒部材、４２…磁性体である永久磁石、４４…第１軸部材、４５…第２軸部材、４９…コンプレッサインペラ、６０，８７…軸路、７０，９８…径路、７１，９９…開口部、７６，１００…介在面、７８…ディフューザ流路、８０…排出口、１０１…隔壁。

Claims (8)

1. 空気を圧縮するコンプレッサインペラと、
   前記コンプレッサインペラを回転させるモータと、
   前記コンプレッサインペラを収容するインペラ室、前記モータを収容するモータ室、及び前記インペラ室に空気を吸入する吸入口を有するハウジングと、を備え、
   前記モータは、
   前記ハウジングに固定されるステータと、
   前記ステータの内側に配置されるロータと、を備え、
   前記ロータは、
   筒部材と、
   前記筒部材の内側に固定される磁性体と、
   前記筒部材の軸方向で前記磁性体を挟んだ両側に設けられる第１軸部材及び第２軸部材と、を備え、
   前記コンプレッサインペラは、前記第１軸部材に連結されている遠心圧縮機であって、
   前記ロータは、
   前記第１軸部材の前記コンプレッサインペラ側の一端に開口して前記吸入口に連通し、前記ロータの内部に前記ロータの軸方向に延びる軸路と、
   前記軸路と連通するとともに前記軸路から前記第２軸部材の外周面に向けて延び、前記モータ室内に連通する複数の径路と、を備え、
   前記ハウジングは、前記吸入口から前記モータ室内に導入された空気を前記ハウジング外に排出する排出口を有し、
   前記各径路の前記第２軸部材における周方向の距離は、前記第２軸部材の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっており、
   前記各径路は、前記第２軸部材の外周面に開口する開口部を有し、
   前記第２軸部材の外周面は、前記第２軸部材の周方向で隣り合う径路の前記開口部同士の間に介在する介在面を有し、
   前記介在面の前記第２軸部材における周方向の長さは、前記開口部の前記第２軸部材における周方向の長さよりも短いことを特徴とする遠心圧縮機。
2. 前記各径路は、前記軸路から離れるにつれて前記磁性体から離間する方向へ延びていることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
3. 前記各径路の前記第２軸部材における軸方向の距離は、前記第２軸部材の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっていることを特徴とする請求項２に記載の遠心圧縮機。
4. 前記ステータと前記ロータとの間に設けられ、前記各径路から前記モータ室内に導入された空気を昇圧させて前記排出口に向けて流すディフューザ流路を備えていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
5. 空気を圧縮するコンプレッサインペラと、
   前記コンプレッサインペラを回転させるモータと、
   前記コンプレッサインペラを収容するインペラ室、前記モータを収容するモータ室、及び前記インペラ室に空気を吸入する吸入口を有するハウジングと、を備え、
   前記モータは、
   前記ハウジングに固定されるステータと、
   前記ステータの内側に配置されるロータと、を備え、
   前記ロータは、
   筒部材と、
   前記筒部材の内側に固定される磁性体と、
   前記筒部材の軸方向で前記磁性体を挟んだ両側に設けられる第１軸部材及び第２軸部材と、を備え、
   前記コンプレッサインペラは、前記第１軸部材に連結されている遠心圧縮機であって、
   前記ロータは、
   前記第１軸部材の前記コンプレッサインペラ側の一端に開口して前記吸入口に連通し、前記ロータの内部に前記ロータの軸方向に延びる軸路と、
   前記軸路と連通するとともに前記軸路から前記第１軸部材の外周面に向けて延び、前記モータ室内に連通する複数の径路と、を備え、
   前記ハウジングは、前記吸入口から前記モータ室内に導入された空気を前記ハウジング外に排出する排出口を有し、
   前記各径路の前記第１軸部材における周方向の距離は、前記第１軸部材の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっており、
   前記各径路は、前記第１軸部材の外周面に開口する開口部を有し、
   前記第１軸部材の外周面は、前記第１軸部材の周方向で隣り合う径路の前記開口部同士の間に介在する介在面を有し、
   前記介在面の前記第１軸部材における周方向の長さは、前記開口部の前記第１軸部材における周方向の長さよりも短いことを特徴とする遠心圧縮機。
6. 前記各径路は、前記軸路から離れるにつれて前記吸入口から離間する方向へ延びていることを特徴とする請求項５に記載の遠心圧縮機。
7. 前記各径路の前記第１軸部材における軸方向の距離は、前記第１軸部材の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっていることを特徴とする請求項６に記載の遠心圧縮機。
8. 前記各径路から前記モータ室内に導入された空気を前記ステータと前記ロータとの間に向けて案内する隔壁を備えていることを特徴とする請求項５～請求項７のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。

Images