(57)【要約】【課題】増速機室内の圧力の上昇を抑えつつも、増速機に供給されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制すること。【解決手段】遠心圧縮機１０は、一端が増速機室１３ｃに連通するとともに他端がオイルパン５５に連通するバイパス通路６１を備えた。これによれば、増速機室１３ｃ内の温度上昇が起こって、増速機室１３ｃ内の空気が膨脹したとしても、増速機室１３ｃ内の空気がバイパス通路６１及びオイルパン５５を介して圧抜き通路６０から外部へ排出される。さらに、遠心圧縮機１０の運転中に増速機３０によって撹拌される増速機室１３ｃ内のオイルが、バイパス通路６１に流れ込んだとしても、オイルがバイパス通路６１を介してオイルパン５５に還流される。【選択図】図１
2020056320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低速側シャフトと、
高速側シャフトと一体回転して気体を圧縮するインペラと、
前記低速側シャフトの動力を前記高速側シャフトに伝達する増速機と、
前記インペラを収容するインペラ室、及び前記増速機を収容する増速機室が形成されたハウジングと、
前記インペラ室と前記増速機室とを仕切る仕切壁と、
前記仕切壁に形成されるとともに前記高速側シャフトが挿通されるシャフト挿通孔と、
前記高速側シャフトの外周面と前記シャフト挿通孔の内周面との間に設けられるシール部材と、
前記増速機に供給されるオイルが貯留されるオイルパンと、
前記オイルパンに貯留されたオイルを前記増速機室に供給するオイル供給通路と、
前記増速機室内のオイルを前記オイルパンに還流するオイル還流通路と、
前記オイルパンと外部とを連通する圧抜き通路と、を備えた遠心圧縮機であって、
一端が前記増速機室に連通するとともに他端が前記オイルパンに連通するバイパス通路を備えたことを特徴とする遠心圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機は、低速側シャフトと、高速側シャフトと一体回転して気体を圧縮するインペラと、低速側シャフトの動力を高速側シャフトに伝達する増速機と、を備えている。遠心圧縮機のハウジング内には、インペラを収容するインペラ室と、増速機を収容する増速機室とが形成されている。インペラ室と増速機室とは仕切壁によって仕切られている。仕切壁には、シャフト挿通孔が形成されている。高速側シャフトは、増速機室内からシャフト挿通孔を通過してインペラ室内に突出している。
【０００３】
このような遠心圧縮機においては、高速側シャフトと増速機との摺動部分の摩擦や焼き付きを抑制するために、例えば特許文献１のように、増速機にオイルが供給されている。遠心圧縮機は、増速機室に供給されるオイルが貯留されるオイルパンと、オイルパンに貯留されたオイルを増速機室に供給するオイル供給通路と、増速機室内のオイルをオイルパンに還流するオイル還流通路と、を備えている。そして、オイルパンからオイル供給通路を介して増速機室に供給されたオイルは、増速機に供給された後、増速機室内に貯留され、オイル還流通路を介してオイルパンに還流される。高速側シャフトの外周面とシャフト挿通孔の内周面との間には、シール部材が設けられている。シール部材は、増速機室内に貯留されるオイルが、シャフト挿通孔を介してインペラ室内へ洩れ出すことを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１８６２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インペラの回転に伴って気体が圧縮されて、インペラ室の圧力が高くなると、高速側シャフトの外周面とシャフト挿通孔の内周面との間を介したインペラ室から増速機室への気体の洩れが生じ、増速機室内の圧力が上昇する場合がある。そして、例えば、インペラが低速で回転している場合や、遠心圧縮機の運転が停止している場合のように、インペラ室の圧力が増速機室の圧力よりも低くなる条件となると、増速機室内のオイルが高速側シャフトの外周面とシャフト挿通孔の内周面との間を介してインペラ室に洩れ出してしまう虞がある。
【０００６】
そこで、増速機室内の圧力の上昇を抑えるために、例えば、オイルパンと外部とを連通する圧抜き通路を遠心圧縮機に設けることが考えられる。ここで、例えば、遠心圧縮機の運転が停止している状態では、オイル供給通路及びオイル還流通路がオイルで満たされることにより増速機室内が密閉空間となる。そして、増速機室内の温度上昇が起こると、増速機室内の気体が膨脹することにより増速機室内のオイルが気体によって押し出されてオイル還流通路へ流出し、オイルがオイル還流通路を介してオイルパン内に流れ込むことにより、オイルパンの油面が上昇する。このオイルパンの油面の上昇に伴って、オイルが圧抜き通路から外部へ洩れ出す虞があり、増速機に供給されるオイルの量が少なくなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、増速機室内の圧力の上昇を抑えつつも、増速機に供給されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制できる遠心圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する遠心圧縮機は、低速側シャフトと、高速側シャフトと一体回転して気体を圧縮するインペラと、前記低速側シャフトの動力を前記高速側シャフトに伝達する増速機と、前記インペラを収容するインペラ室、及び前記増速機を収容する増速機室が形成されたハウジングと、前記インペラ室と前記増速機室とを仕切る仕切壁と、前記仕切壁に形成されるとともに前記高速側シャフトが挿通されるシャフト挿通孔と、前記高速側シャフトの外周面と前記シャフト挿通孔の内周面との間に設けられるシール部材と、前記増速機に供給されるオイルが貯留されるオイルパンと、前記オイルパンに貯留されたオイルを前記増速機室に供給するオイル供給通路と、前記増速機室内のオイルを前記オイルパンに還流するオイル還流通路と、前記オイルパンと外部とを連通する圧抜き通路と、を備えた遠心圧縮機であって、一端が前記増速機室に連通するとともに他端が前記オイルパンに連通するバイパス通路を備えた。
【０００９】
これによれば、増速機室とオイルパンとがバイパス通路を介して連通しているため、例えば、遠心圧縮機の運転が停止している状態において、オイル供給通路及びオイル還流通路がオイルで満たされていても、増速機室内が密閉空間となってしまうことが無い。その結果、増速機室内の温度上昇が起こって、増速機室内の気体が膨脹したとしても、増速機室内の気体がバイパス通路及びオイルパンを介して圧抜き通路から外部へ排出されるため、増速機室内のオイルが気体によって押し出されてオイル還流通路へ流出し、オイルがオイル還流通路を介してオイルパン内に流れ込むことを抑制できる。したがって、オイルパンの油面の上昇を抑制できるため、オイルパンの油面の上昇に伴うオイルの圧抜き通路からの外部への洩れを抑制でき、増速機に供給されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制できる。
【００１０】
また、遠心圧縮機の運転中においては、高速側シャフトの外周面とシャフト挿通孔の内周面との間を介したインペラ室から増速機室への気体の洩れが生じても、増速機室内の気体がオイル還流通路及びオイルパンを介して圧抜き通路から外部へ排出されるため、増速機室内の圧力の上昇が抑えられる。さらに、遠心圧縮機の運転中に増速機によって撹拌される増速機室内のオイルが、バイパス通路に流れ込んだとしても、オイルがバイパス通路を介してオイルパン内部に貯留されたオイルと合流するため、圧抜き通路から外部へ洩れ難い。よって、遠心圧縮機にバイパス通路を設けても、増速機に供給されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制できる。以上のことから、増速機室内の圧力の上昇を抑えつつも、増速機に供給されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、増速機室内の圧力の上昇を抑えつつも、増速機に供給されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態における遠心圧縮機を示す側断面図。
【図２】図１における２−２線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、遠心圧縮機を具体化した一実施形態を図１及び図２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。
【００１４】
図１に示すように、遠心圧縮機１０のハウジング１１は、モータハウジング１２と、モータハウジング１２に連結される増速機ハウジング１３と、増速機ハウジング１３に連結されるプレート１４と、プレート１４に連結されるコンプレッサハウジング１５と、を備えている。モータハウジング１２、増速機ハウジング１３、プレート１４、及びコンプレッサハウジング１５は、例えばアルミニウムにより形成された金属材料製である。ハウジング１１は略筒状である。モータハウジング１２、増速機ハウジング１３、プレート１４、及びコンプレッサハウジング１５は、ハウジング１１の軸線方向にこの順序で配列されている。
【００１５】
モータハウジング１２は、円板状の底壁１２ａと、底壁１２ａの外周縁から円筒状に延設された周壁１２ｂと、を有する有底円筒状である。増速機ハウジング１３は、円板状の底壁１３ａと、底壁１３ａの外周縁から円筒状に延設された周壁１３ｂと、を有する有底円筒状である。
【００１６】
モータハウジング１２の周壁１２ｂにおける底壁１２ａとは反対側の端部は、増速機ハウジング１３の底壁１３ａに連結されている。そして、モータハウジング１２の周壁１２ｂにおける底壁１２ａとは反対側の開口は、増速機ハウジング１３の底壁１３ａによって閉塞されている。底壁１３ａの中央部には、貫通孔１３ｈが形成されている。
【００１７】
増速機ハウジング１３の周壁１３ｂにおける底壁１３ａとは反対側の端部は、プレート１４に連結されている。そして、増速機ハウジング１３の周壁１３ｂにおける底壁１３ａとは反対側の開口は、プレート１４によって閉塞されている。プレート１４の中央部には、シャフト挿通孔１４ｈが形成されている。
【００１８】
コンプレッサハウジング１５は、プレート１４における増速機ハウジング１３とは反対側の面に連結されている。コンプレッサハウジング１５には、気体である空気が吸入される吸入口１５ａが形成されている。吸入口１５ａは、コンプレッサハウジング１５におけるプレート１４とは反対側の端面の中央部に開口するとともに、コンプレッサハウジング１５におけるプレート１４とは反対側の端面の中央部からハウジング１１の軸線方向に延びている。
【００１９】
遠心圧縮機１０は、低速側シャフト１６と、低速側シャフト１６を回転させる電動モータ１７と、を備えている。ハウジング１１内には、電動モータ１７を収容するモータ室１２ｃが形成されている。モータ室１２ｃは、モータハウジング１２の底壁１２ａの内面、周壁１２ｂの内周面、及び増速機ハウジング１３の底壁１３ａの外面によって区画されている。低速側シャフト１６は、低速側シャフト１６の軸線方向がモータハウジング１２の軸線方向に一致した状態でモータハウジング１２内に収容されている。低速側シャフト１６は、例えば鉄又は合金で形成された金属材料製である。
【００２０】
モータハウジング１２の底壁１２ａの内面には、筒状のボス部１２ｆが突出している。低速側シャフト１６の一端部は、ボス部１２ｆ内に挿入されている。低速側シャフト１６の一端部とボス部１２ｆとの間には、第１軸受１８が設けられている。そして、低速側シャフト１６の一端部は、第１軸受１８を介してモータハウジング１２の底壁１２ａに回転可能に支持されている。
【００２１】
低速側シャフト１６の他端部は、貫通孔１３ｈに挿入されている。低速側シャフト１６の他端部と貫通孔１３ｈとの間には、第２軸受１９が設けられている。そして、低速側シャフト１６の他端部は、第２軸受１９を介して増速機ハウジング１３の底壁１３ａに回転可能に支持されている。よって、低速側シャフト１６は、ハウジング１１に回転可能に支持されている。低速側シャフト１６の他端は、モータ室１２ｃから貫通孔１３ｈを通過して増速機ハウジング１３内に突出している。
【００２２】
低速側シャフト１６の他端部と貫通孔１３ｈとの間には、シール部材２０が設けられている。シール部材２０は、低速側シャフト１６の他端部と貫通孔１３ｈとの間において、第２軸受１９よりもモータ室１２ｃ寄りに配置されている。シール部材２０は、低速側シャフト１６の外周面と貫通孔１３ｈの内周面との間をシールする。
【００２３】
電動モータ１７は、筒状のステータ２１と、ステータ２１の内側に配置されるロータ２２とからなる。ロータ２２は、低速側シャフト１６に固定されるとともに低速側シャフト１６と一体的に回転する。ステータ２１は、ロータ２２を取り囲んでいる。ロータ２２は、低速側シャフト１６に止着された円筒状のロータコア２２ａと、ロータコア２２ａに設けられた複数の永久磁石（図示せず）と、を有している。ステータ２１は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの内周面に固定された筒状のステータコア２１ａと、ステータコア２１ａに捲回されたコイル２１ｂと、を有している。そして、コイル２１ｂに電流が流れることによって、ロータ２２と低速側シャフト１６とが一体的に回転する。
【００２４】
遠心圧縮機１０は、高速側シャフト３１と、低速側シャフト１６の動力を高速側シャフト３１に伝達する増速機３０と、を備えている。ハウジング１１内には、増速機３０を収容する増速機室１３ｃが形成されている。増速機室１３ｃは、増速機ハウジング１３の底壁１３ａの内面、周壁１３ｂの内周面、及びプレート１４によって区画されている。増速機室１３ｃ内にはオイルが貯留されている。シール部材２０は、増速機室１３ｃ内に貯留されているオイルが、低速側シャフト１６の外周面と貫通孔１３ｈの内周面との間を介してモータ室１２ｃに洩れ出すことを抑制している。
【００２５】
高速側シャフト３１は、例えば鉄又は合金で形成された金属材料製である。高速側シャフト３１は、高速側シャフト３１の軸線方向が増速機ハウジング１３の軸線方向に一致した状態で増速機室１３ｃに収容されている。高速側シャフト３１におけるモータハウジング１２とは反対側の端部は、プレート１４のシャフト挿通孔１４ｈを通過してコンプレッサハウジング１５内に突出している。高速側シャフト３１の軸線は、低速側シャフト１６の軸線と一致している。
【００２６】
遠心圧縮機１０は、高速側シャフト３１に取り付けられたインペラ２４を備えている。ハウジング１１内には、インペラ２４を収容するインペラ室１５ｂが形成されている。インペラ室１５ｂは、コンプレッサハウジング１５とプレート１４とによって区画されている。プレート１４は、インペラ室１５ｂと増速機室１３ｃとを仕切る仕切壁である。そして、高速側シャフト３１が挿通されるシャフト挿通孔１４ｈは、仕切壁であるプレート１４に形成されている。
【００２７】
高速側シャフト３１の外周面とシャフト挿通孔１４ｈの内周面との間には、シール部材２３が設けられている。シール部材２３は、例えば、メカニカルシールである。シール部材２３は、高速側シャフト３１の外周面とシャフト挿通孔１４ｈの内周面との間をシールする。そして、シール部材２３によって、増速機室１３ｃ内に貯留されているオイルが高速側シャフト３１の外周面とシャフト挿通孔１４ｈの内周面との間を介してインペラ室１５ｂに洩れ出すことが抑制されている。
【００２８】
インペラ室１５ｂと吸入口１５ａとは連通している。インペラ室１５ｂは、吸入口１５ａ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。高速側シャフト３１におけるコンプレッサハウジング１５内に突出している突出端部は、インペラ室１５ｂに突出している。
【００２９】
インペラ２４は、背面２４ａから先端面２４ｂに向かうに従って徐々に縮径した筒状である。インペラ２４は、インペラ２４の回転軸線方向に延び、且つ、高速側シャフト３１が挿通可能な挿通孔２４ｃを有している。インペラ２４は、高速側シャフト３１におけるコンプレッサハウジング１５内に突出している突出端部が挿通孔２４ｃに挿通された状態で、高速側シャフト３１と一体的に回転可能に高速側シャフト３１に取り付けられている。これにより、高速側シャフト３１が回転することによってインペラ２４が回転して、吸入口１５ａから吸入された空気が圧縮される。よって、インペラ２４は、高速側シャフト３１と一体回転して空気を圧縮する。
【００３０】
また、遠心圧縮機１０は、インペラ２４によって圧縮された空気が流入するディフューザ流路２５と、ディフューザ流路２５を通過した空気が流入する吐出室２６と、を備えている。
【００３１】
ディフューザ流路２５は、コンプレッサハウジング１５におけるプレート１４と対向する面と、プレート１４とによって区画されている。ディフューザ流路２５は、インペラ室１５ｂよりも高速側シャフト３１の径方向外側に位置するとともにインペラ室１５ｂに連通している。ディフューザ流路２５は、インペラ２４及びインペラ室１５ｂを囲む環状に形成されている。
【００３２】
吐出室２６は、ディフューザ流路２５よりも高速側シャフト３１の径方向外側に位置するとともにディフューザ流路２５に連通している。吐出室２６は環状である。インペラ室１５ｂと吐出室２６とはディフューザ流路２５を介して連通している。インペラ２４によって圧縮された空気は、ディフューザ流路２５を通ることによって、更に圧縮されて吐出室２６に流れ、吐出室２６から吐出される。
【００３３】
増速機３０は、低速側シャフト１６の回転を増速させて高速側シャフト３１に伝達する。増速機３０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３０は、低速側シャフト１６の他端に連結されたリング部材３２を備えている。リング部材３２は金属製である。リング部材３２は、低速側シャフト１６の回転に伴って回転する。リング部材３２は、低速側シャフト１６の他端に連結された円板状のベース３３と、ベース３３の外縁部から円筒状に延設された筒部３４と、を有する有底円筒状である。ベース３３は、低速側シャフト１６に対して低速側シャフト１６の径方向に延びている。筒部３４の軸線は、低速側シャフト１６の軸線と一致している。
【００３４】
図２に示すように、高速側シャフト３１の一部は、筒部３４の内側に配置されている。また、増速機３０は、筒部３４と高速側シャフト３１との間に設けられる３つのローラ３５を備えている。３つのローラ３５は、例えば金属製であり、高速側シャフト３１と同一金属、例えば鉄又は鉄の合金で構成されている。３つのローラ３５は、高速側シャフト３１の周方向に互いに所定の間隔（例えば１２０度ずつ）をあけて配置されている。３つのローラ３５は同一形状である。３つのローラ３５は、筒部３４の内周面及び高速側シャフト３１の外周面の双方と当接する。
【００３５】
図１に示すように、各ローラ３５は、円柱状のローラ部３５ａと、ローラ部３５ａの軸線方向の第１端面３５ｂから突出する円柱状の第１突起３５ｃと、ローラ部３５ａの軸線方向の第２端面３５ｄから突出する円柱状の第２突起３５ｅと、を有している。ローラ部３５ａの軸心、第１突起３５ｃの軸心、及び第２突起３５ｅの軸心は一致している。各ローラ３５のローラ部３５ａの軸心が延びる方向（回転軸線方向）と高速側シャフト３１の軸線方向とは一致している。ローラ部３５ａの外径は、高速側シャフト３１の外径よりも大きい。
【００３６】
図１及び図２に示すように、増速機３０は、プレート１４と協働して各ローラ３５を回転可能に支持する支持部材３９を備えている。支持部材３９は、筒部３４の内側に配置されている。支持部材３９は、円板状の支持ベース４０と、支持ベース４０から立設された柱状の３つの立設壁４１と、を有している。支持ベース４０は、プレート１４に対して各ローラ３５の回転軸線方向に対向配置されている。３つの立設壁４１は、支持ベース４０におけるプレート１４側の面４０ａからプレート１４に向けてそれぞれ延びている。そして、３つの立設壁４１は、筒部３４の内周面と、隣り合う２つのローラ部３５ａ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それぞれ配置されている。
【００３７】
支持部材３９には、ボルト４４が挿通可能なボルト挿通孔４５が３つ形成されている。各ボルト挿通孔４５は、３つの立設壁４１それぞれをローラ３５の回転軸線方向に貫通している。図１に示すように、プレート１４における支持部材３９側の面１４ａには、各ボルト挿通孔４５に連通する雌ねじ孔４６がそれぞれ形成されている。そして、支持部材３９は、各ボルト挿通孔４５に挿通された各ボルト４４が各雌ねじ孔４６に螺合されることによってプレート１４に取り付けられている。
【００３８】
プレート１４における支持部材３９側の面１４ａは、３つの凹部５１（図１では一つの凹部５１のみ図示）を有している。３つの凹部５１は、高速側シャフト３１の周方向に互いに所定の間隔（例えば１２０度ずつ）をあけて配置されている。３つの凹部５１それぞれの配置位置は、３つのローラ３５それぞれの配置位置に対応している。３つの凹部５１内には、円環状のローラ軸受５２がそれぞれ配置されている。
【００３９】
支持ベース４０におけるプレート１４側の面４０ａは、３つの凹部５３（図１では一つの凹部５３のみ図示）を有している。３つの凹部５３は、高速側シャフト３１の周方向に互いに所定の間隔（例えば１２０度ずつ）をあけて配置されている。３つの凹部５３それぞれの配置位置は、３つのローラ３５それぞれの配置位置に対応している。３つの凹部５３内には、円環状のローラ軸受５４が配置されている。
【００４０】
各ローラ３５の第１突起３５ｃは、各凹部５１内のローラ軸受５２内に挿入され、ローラ軸受５２を介してプレート１４に回転可能に支持されている。各ローラ３５の第２突起３５ｅは、各凹部５３内のローラ軸受５４内に挿入され、ローラ軸受５４を介して支持部材３９に回転可能に支持されている。
【００４１】
高速側シャフト３１には、高速側シャフト３１の軸線方向に離間して対向配置された一対のフランジ部３１ｆが設けられている。３つのローラ３５のローラ部３５ａは、一対のフランジ部３１ｆによって挟持されている。これにより、高速側シャフト３１の軸線方向における高速側シャフト３１と３つのローラ３５のローラ部３５ａとの位置ずれが抑制されている。
【００４２】
図２に示すように、３つのローラ３５、リング部材３２、及び高速側シャフト３１は、３つのローラ３５と高速側シャフト３１及び筒部３４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いる。そして、高速側シャフト３１は、３つのローラ３５によって回転可能に支持されている。
【００４３】
３つのローラ３５のローラ部３５ａの外周面と筒部３４の内周面との当接箇所であるリング側当接箇所Ｐａには押し付け荷重が付与されている。また、３つのローラ３５の外周面と高速側シャフト３１の外周面との当接箇所であるシャフト側当接箇所Ｐｂには、押し付け荷重が付与されている。リング側当接箇所Ｐａ及びシャフト側当接箇所Ｐｂは、高速側シャフト３１の軸線方向に延びている。
【００４４】
そして、電動モータ１７が駆動して、低速側シャフト１６及びリング部材３２が回転すると、リング部材３２の回転力が、各リング側当接箇所Ｐａを介して３つのローラ３５に伝達されて３つのローラ３５が回転し、３つのローラ３５の回転力が、各シャフト側当接箇所Ｐｂを介して高速側シャフト３１に伝達される。その結果、高速側シャフト３１が回転する。このとき、リング部材３２は、低速側シャフト１６と同一速度で回転し、３つのローラ３５は低速側シャフト１６よりも高速で回転する。そして、３つのローラ３５の外径よりも外径が小さい高速側シャフト３１は、３つのローラ３５よりも高速で回転する。これにより、増速機３０によって、高速側シャフト３１が低速側シャフト１６よりも高速で回転する。
【００４５】
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、増速機３０に供給されるオイルが貯留されるオイルパン５５を備えている。オイルパン５５は、モータハウジング１２の底壁１２ａの内部に形成されている。オイルパン５５は、モータハウジング１２の底壁１２ａにおける外周側の部位に位置している。
【００４６】
遠心圧縮機１０は、オイルパン５５に貯留されたオイルを増速機室１３ｃに供給するオイル供給通路５６と、オイル供給通路５６に設けられるとともにオイルパン５５に貯留されたオイルを吸い上げて吐出するオイルポンプ５７と、を備えている。オイルポンプ５７は、モータハウジング１２の底壁１２ａの内部に設けられている。オイルポンプ５７は、例えば、トロコイドポンプである。オイルポンプ５７は、低速側シャフト１６の一端部に連結されている。そして、オイルポンプ５７は、低速側シャフト１６の回転に伴って駆動する。
【００４７】
オイル供給通路５６は、オイルパン５５とオイルポンプ５７とを接続する第１接続通路５６ａと、オイルポンプ５７と増速機室１３ｃとを接続する第２接続通路５６ｂと、を有している。第１接続通路５６ａは、モータハウジング１２の内部に形成されている。第１接続通路５６ａの一端は、オイルパン５５内に突出している。第１接続通路５６ａの他端はオイルポンプ５７の吸入口５７ａに接続されている。第２接続通路５６ｂは、モータハウジング１２及び増速機ハウジング１３を貫通している。第２接続通路５６ｂの一端は、オイルポンプ５７の吐出口５７ｂに接続されている。第２接続通路５６ｂの他端は、増速機室１３ｃ内における重力方向の上側の部分に開口している。
【００４８】
遠心圧縮機１０は、増速機室１３ｃ内のオイルをオイルパン５５に還流するオイル還流通路５８と、オイル還流通路５８を流れるオイルを冷却するオイルクーラ５９と、を備えている。オイルクーラ５９は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの外周面に取り付けられる有底筒状のカバー部材５９ａを有している。そして、カバー部材５９ａの内面とモータハウジング１２の周壁１２ｂの外周面とによって空間５９ｂが区画されている。また、オイルクーラ５９は、空間５９ｂ内に配置される冷却配管５９ｃを有している。冷却配管５９ｃの両端部は、モータハウジング１２に支持されている。冷却配管５９ｃは、オイル還流通路５８の一部を形成する。
【００４９】
また、カバー部材５９ａには、導入配管５９ｄ及び排出配管５９ｅが設けられている。空間５９ｂには、導入配管５９ｄから低温流体が導入される。空間５９ｂに導入された低温流体は、排出配管５９ｅから排出されて図示しない冷却装置によって冷却された後、再び導入配管５９ｄを介して空間５９ｂに導入される。低温流体は、例えば、水である。
【００５０】
オイル還流通路５８は、増速機室１３ｃとオイルクーラ５９とを接続する第３接続通路５８ａと、オイルクーラ５９とオイルパン５５とを接続する第４接続通路５８ｂと、を有している。第３接続通路５８ａは、増速機ハウジング１３を貫通してモータハウジング１２の周壁１２ｂの内部まで延びている。第３接続通路５８ａの一端は、増速機室１３ｃ内における重力方向の下側の部分に開口している。第３接続通路５８ａの他端は、冷却配管５９ｃの一端に接続されている。第４接続通路５８ｂは、モータハウジング１２の内部に形成されている。第４接続通路５８ｂの一端は、冷却配管５９ｃの他端に接続されている。第４接続通路５８ｂの他端は、オイルパン５５内に開口している。
【００５１】
電動モータ１７が駆動されると、低速側シャフト１６の回転によりオイルポンプ５７が駆動されて、オイルパン５５内に貯留されているオイルが第１接続通路５６ａ及び吸入口５７ａを介してオイルポンプ５７内に吸入され、吐出口５７ｂを介して第２接続通路５６ｂに吐出される。オイルポンプ５７は、低速側シャフト１６の回転数の増加に伴い、吐出口５７ｂから吐出されるオイルの量が比例的に増加するように駆動される。そして、第２接続通路５６ｂに吐出されたオイルは、第２接続通路５６ｂを流れて増速機室１３ｃ内に流出し、例えば、ローラ部３５ａの外周面に供給される。これにより、ローラ部３５ａと高速側シャフト３１との摺動部分の潤滑が良好なものとなる。
【００５２】
ローラ部３５ａと高速側シャフト３１との摺動部分の潤滑に寄与したオイルは、増速機室１３ｃ内に貯留される。増速機室１３ｃ内に貯留されているオイルは、第３接続通路５８ａに流入して、第３接続通路５８ａ、冷却配管５９ｃ、及び第４接続通路５８ｂを通過する。ここで、冷却配管５９ｃを通過するオイルは、オイルクーラ５９の空間５９ｂに導入される低温流体との熱交換が行われることにより冷却される。そして、オイルクーラ５９によって冷却されたオイルが、オイルパン５５に貯留される。
【００５３】
遠心圧縮機１０は、オイルパン５５と外部とを連通する圧抜き通路６０を備えている。圧抜き通路６０は、接続通路６０ａ、バッファ室６０ｂ、及び排出孔６０ｃを有している。バッファ室６０ｂは、モータハウジング１２の底壁１２ａの内部に形成されている。接続通路６０ａは、モータハウジング１２の底壁１２ａの内部に形成されている。接続通路６０ａは、オイルパン５５とバッファ室６０ｂとを連通している。接続通路６０ａの一端は、オイルパン５５内における重力方向の上側の部分に開口している。接続通路６０ａの他端は、バッファ室６０ｂ内における重力方向の下側の部分に開口している。排出孔６０ｃは、モータハウジング１２の底壁１２ａに形成されている。排出孔６０ｃの一端は、バッファ室６０ｂ内における重力方向の上側の部分に開口している。排出孔６０ｃの他端は、モータハウジング１２の底壁１２ａの外面に開口して外部に連通している。
【００５４】
遠心圧縮機１０は、バイパス通路６１を備えている。バイパス通路６１は、増速機ハウジング１３及びモータハウジング１２を貫通している。バイパス通路６１の一端は、増速機室１３ｃにおける重力方向の上側の部分に開口している。バイパス通路６１の他端は、オイルパン５５内における重力方向の上側の部分に開口している。よって、バイパス通路６１は、増速機室１３ｃとオイルパン５５とを連通している。したがって、バイパス通路６１は、一端が増速機室１３ｃに連通するとともに他端がオイルパン５５に連通している。
【００５５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
遠心圧縮機１０の運転中においては、高速側シャフト３１の外周面とシャフト挿通孔１４ｈの内周面との間を介したインペラ室１５ｂから増速機室１３ｃへの空気の洩れが生じても、増速機室１３ｃ内の空気がオイル還流通路５８及びオイルパン５５を介して圧抜き通路６０から外部へ排出されるため、増速機室１３ｃ内の圧力の上昇が抑えられる。したがって、例えば、インペラ２４が低速で回転している場合や、遠心圧縮機１０の運転が停止している場合のように、インペラ室１５ｂの圧力が増速機室１３ｃの圧力よりも低くなる条件となっても、増速機室１３ｃ内の圧力とインペラ室１５ｂ内の圧力との差が小さくなる。よって、増速機室１３ｃ内のオイルが高速側シャフト３１の外周面とシャフト挿通孔１４ｈの内周面との間を介してインペラ室１５ｂに洩れ出してしまうことが抑制される。
【００５６】
また、増速機室１３ｃとオイルパン５５とがバイパス通路６１を介して連通しているため、例えば、遠心圧縮機１０の運転が停止している状態において、オイル供給通路５６及びオイル還流通路５８がオイルで満たされていても、増速機室１３ｃ内が密閉空間となってしまうことが無い。その結果、増速機室１３ｃ内の温度上昇が起こって、増速機室１３ｃ内の空気が膨脹したとしても、増速機室１３ｃ内の空気がバイパス通路６１及びオイルパン５５を介して圧抜き通路６０から外部へ排出される。さらに、遠心圧縮機１０の運転中に増速機３０によって撹拌される増速機室１３ｃ内のオイルが、バイパス通路６１に流れ込んだとしても、オイルがバイパス通路６１を介してオイルパン５５内部に貯留されたオイルと合流するため、圧抜き通路６０から外部へ洩れ難い。
【００５７】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）遠心圧縮機１０は、一端が増速機室１３ｃに連通するとともに他端がオイルパン５５に連通するバイパス通路６１を備えた。これによれば、増速機室１３ｃ内の温度上昇が起こって、増速機室１３ｃ内の空気が膨脹したとしても、増速機室１３ｃ内の空気がバイパス通路６１及びオイルパン５５を介して圧抜き通路６０から外部へ排出される。したがって、増速機室１３ｃ内のオイルが空気によって押し出されてオイル還流通路５８へ流出し、オイルがオイル還流通路５８を介してオイルパン５５内に流れ込むことを抑制できる。その結果、オイルパン５５の油面の上昇を抑制できるため、オイルパン５５の油面の上昇に伴うオイルの圧抜き通路６０からの外部への洩れを抑制でき、増速機３０に供給されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制できる。
【００５８】
また、遠心圧縮機１０の運転中においては、高速側シャフト３１の外周面とシャフト挿通孔１４ｈの内周面との間を介したインペラ室１５ｂから増速機室１３ｃへの空気の洩れが生じても、増速機室１３ｃ内の空気がオイル還流通路５８及びオイルパン５５を介して圧抜き通路６０から外部へ排出されるため、増速機室１３ｃ内の圧力の上昇が抑えられる。さらに、遠心圧縮機１０の運転中に増速機３０によって撹拌される増速機室１３ｃ内のオイルが、バイパス通路６１に流れ込んだとしても、オイルがバイパス通路６１を介してオイルパン５５内部に貯留されるオイルと合流するため、圧抜き通路６０から外部へ洩れ難い。よって、遠心圧縮機１０にバイパス通路６１を設けても、増速機３０に供給されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制できる。以上のことから、増速機室１３ｃ内の圧力の上昇を抑えつつも、増速機３０に供給されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制できる。
【００５９】
（２）増速機室１３ｃ内からインペラ室１５ｂ内へのオイルの洩れが抑制されるため、遠心圧縮機１０によって圧縮された空気と共にオイルが燃料電池に供給されてしまうことが抑制され、燃料電池の発電効率が低下してしまうことを回避することができる。
【００６０】
なお、上記実施形態は、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。
【００６１】
○  実施形態において、モータハウジング１２の内部に、圧抜き通路６０の一部を構成するバッファ室６０ｂが形成されていなくてもよい。
○  実施形態において、例えば、圧抜き通路６０の排出孔６０ｃに、増速機室１３ｃ内の圧力が所定の圧力に達すると開弁する圧抜き弁を設けてもよい。また、圧抜き弁は、電気信号により開閉するとともに遠心圧縮機１０の運転中のみに開弁する電磁弁であってもよい。
【００６２】
○  実施形態において、遠心圧縮機１０の適用対象及び圧縮対象の気体は任意である。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、圧縮対象の気体は冷媒ガスであってもよい。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。
【符号の説明】
【００６３】
１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、１３ｃ…増速機室、１４…仕切壁であるプレート、１４ｈ…シャフト挿通孔、１５ｂ…インペラ室、１６…低速側シャフト、２３…シール部材、２４…インペラ、３０…増速機、３１…高速側シャフト、５５…オイルパン、５６…オイル供給通路、５８…オイル還流通路、６０…圧抜き通路、６１…バイパス通路。
【図１】
2020056320.tif 000003
【図２】
2020056320.tif 000004