(57)【要約】【課題】小流量時と大流量時との双方に好適に対応可能な遠心圧縮機を提供すること。【解決手段】遠心圧縮機１０は、流体が吸入されるハウジング１１と、回転することによってハウジング１１内に吸入された流体を圧縮するインペラ２２とを備えている。ハウジング１１は、インペラ２２が収容されたインペラ室２７と、インペラ２２によって圧縮された流体が吐出される吐出室４１とを有している。ここで、ハウジング１１は、インペラ室２７と吐出室４１とを連通させるものとして、第１ディフューザ流路３０と、当該第１ディフューザ流路３０よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路５０とを有している。【選択図】図２
2016160760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が吸入される吸入口が形成されたハウジングと、
回転軸と一体回転するものであって、回転することによって、前記流体を圧縮するインペラと、
を備えた遠心圧縮機において、
前記ハウジングは、
前記吸入口と連通するものであって、前記インペラが収容されたインペラ室と、
前記インペラによって圧縮された流体が吐出される吐出室と、
前記インペラ室と前記吐出室とを連通させる第１ディフューザ流路と、
前記インペラ室と前記吐出室とを連通させるものであって、前記第１ディフューザ流路よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路と、
を有し、
前記インペラは、前記第２ディフューザ流路よりも前記第１ディフューザ流路に流体が優先的に流れる第１位置と、前記第１ディフューザ流路よりも前記第２ディフューザ流路に流体が優先的に流れる第２位置との間を移動可能であることを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項２】
前記インペラは、基端部から先端部に向けて縮径した形状であって、前記先端部が前記基端部よりも前記吸入口側に配置され、且つ、前記回転軸の軸線方向に移動可能な状態で前記回転軸に取り付けられており、
第１ディフューザ流路は、前記軸線方向に互いに対向配置された第１対向壁面及び第２対向壁面によって囲まれた流路であり、
前記軸線方向において、前記第１対向壁面は、前記第２対向壁面及び前記インペラの前記基端部よりも前記インペラの先端側に配置されており、
前記第２ディフューザ流路における前記インペラ室と連通する第２流入口は、前記軸線方向において、前記第１ディフューザ流路における前記インペラ室と連通する第１流入口よりも前記インペラの先端側に配置されており、
前記インペラの前記基端部は、前記インペラが前記第２位置に配置されている場合には、前記インペラが前記第１位置に配置されている場合よりも前記第１対向壁面に近づいている請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記インペラの前記基端部は、前記第１対向壁面に対して前記軸線方向に対向している対向基端部を有している請求項２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記インペラが前記第２位置に配置されている場合における前記対向基端部と前記第１対向壁面とによって形成される隙間は、前記第２流入口よりも狭い請求項３に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記インペラ室は、前記インペラの基端部における前記インペラの先端側とは反対側の面が露出する領域であって前記インペラの吐出側と連通している背面領域を含み、
前記ハウジングは、前記背面領域と前記インペラの吸入側とを連通させるバイパス流路を備え、
前記バイパス流路上には制御弁が設けられており、
前記遠心圧縮機は、
前記制御弁が開放状態である場合に、前記インペラを前記第１位置に位置決めする第１位置決め部と、
前記制御弁が閉鎖状態である場合に、前記インペラを前記第２位置に位置決めする第２位置決め部と、
前記制御弁の開閉制御によって前記背面領域の圧力を制御することにより、前記インペラの位置制御を行う制御部と、
を備えている請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項６】
前記第１ディフューザ流路及び前記第２ディフューザ流路の双方は、位置に応じて流路断面積が変化する流路であり、
前記第２ディフューザ流路の最小流路断面積が前記第１ディフューザ流路の最小流路断面積よりも小さく設定されている請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項７】
前記第２ディフューザ流路の流路長は、前記第１ディフューザ流路の流路長よりも短い請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【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】
従来から、回転することによって、ハウジング内に吸入される流体を圧縮するインペラを備えた遠心圧縮機が知られている（例えば特許文献１参照）。ハウジングは、例えばインペラが収容されたインペラ室と、ディフューザ流路を介して連通している吐出室とを有している。インペラによって圧縮された流体は、ディフューザ流路を通過することによって更に圧縮されて、吐出室に流入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−６００９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、例えば要求される最大吐出流量に対応させて、ディフューザ流路の流路断面積等が設定される場合、比較的大きな吐出流量が要求される場合である大流量時には、好適に対応できる一方、比較的小さな吐出流量が要求される場合である小流量時には、サージ現象が発生して正常に運転できない場合が生じたり、効率が低下したりする場合がある。
【０００５】
これに対して、例えば特許文献１に示すように、流体を循環させることによりインペラに吸入される流量を増加させるケージングトリートメントを採用することも考えられる。しかしながら、ケージングトリートメントは、その特性上、効率は向上しない。
【０００６】
以上のことから、小流量時と大流量時との双方に対応するための構成には未だ改善の余地がある。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は小流量時と大流量時との双方に好適に対応可能な遠心圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する遠心圧縮機は、流体が吸入される吸入口が形成されたハウジングと、回転軸と一体回転するものであって、回転することによって、前記流体を圧縮するインペラと、を備え、前記ハウジングは、前記吸入口と連通するものであって、前記インペラが収容されたインペラ室と、前記インペラによって圧縮された流体が吐出される吐出室と、前記インペラ室と前記吐出室とを連通させる第１ディフューザ流路と、前記インペラ室と前記吐出室とを連通させるものであって、前記第１ディフューザ流路よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路と、を有し、前記インペラは、前記第２ディフューザ流路よりも前記第１ディフューザ流路に流体が優先的に流れる第１位置と、前記第１ディフューザ流路よりも前記第２ディフューザ流路に流体が優先的に流れる第２位置との間を移動可能であることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、インペラの位置に応じて、優先的に流れるディフューザ流路が切り替わる。これにより、例えば大流量時にはインペラを第１位置に配置することにより、第２ディフューザ流路よりも流路断面積が大きい第１ディフューザ流路に、優先的に流体を流すことができるため、大流量時に好適に対応できる。一方、例えば小流量時にはインペラを第２位置に配置することにより、第１ディフューザ流路よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路に、優先的に流体を流すことができるため、小流量時に好適に対応できる。よって、大流量時及び小流量時の双方に好適に対応できる。
【０００９】
上記遠心圧縮機について、前記インペラは、基端部から先端部に向けて縮径した形状であって、前記先端部が前記基端部よりも前記吸入口側に配置され、且つ、前記回転軸の軸線方向に移動可能な状態で前記回転軸に取り付けられており、第１ディフューザ流路は、前記軸線方向に互いに対向配置された第１対向壁面及び第２対向壁面によって囲まれた流路であり、前記軸線方向において、前記第１対向壁面は、前記第２対向壁面及び前記インペラの前記基端部よりも前記インペラの先端側に配置されており、前記第２ディフューザ流路における前記インペラ室と連通する第２流入口は、前記軸線方向において、前記第１ディフューザ流路における前記インペラ室と連通する第１流入口よりも前記インペラの先端側に配置されており、前記インペラの前記基端部は、前記インペラが前記第２位置に配置されている場合には、前記インペラが前記第１位置に配置されている場合よりも前記第１対向壁面に近づいているとよい。かかる構成によれば、吸入口から吸入された流体は、インペラの先端部から基端部に向けて流れるに従って圧縮されて、第１流入口又は第２流入口に流れ込む。かかる構成において、インペラが第２位置に配置されている場合、インペラの基端部が第１対向壁面に近づいているため、インペラによって圧縮された流体が第１ディフューザ流路に流れ込みにくくなっている。これにより、インペラによって圧縮された流体は、第１流入口よりもインペラの先端側に設けられた第２流入口を有する第２ディフューザ流路に優先的に流れる。よって、インペラが第２位置に配置されている場合において、第１ディフューザ流路よりも第２ディフューザ流路に優先的に流体を流すことができる。
【００１０】
一方、インペラが第１位置に配置されている場合には、軸線方向においてインペラの基端部が第１対向壁面から離れているため、インペラによって圧縮された流体が第１ディフューザ流路に流れ込み易くなっている。これにより、インペラが第１位置に配置されている場合において第２ディフューザ流路よりも第１ディフューザ流路に優先的に流体を流すことができる。
【００１１】
なお、第２流入口が第１流入口よりもインペラの先端側に配置されている構成においては、インペラの位置に関わらず、第２流入口に流体が流れ込む場合がある。しかしながら、第２ディフューザ流路は、第１ディフューザ流路よりも流路断面積が小さい構成であるため、仮にインペラが第１位置に配置されている状況において第２流入口に流体が流れ込む構成であっても、第２ディフューザ流路よりも第１ディフューザ流路に優先的に流体が流れ易い。よって、第１対向壁面に対するインペラの基端部の位置関係を変更することによって、優先的に流れるディフューザ流路を切り替えることができる。
【００１２】
上記遠心圧縮機について、前記インペラの前記基端部は、前記第１対向壁面に対して前記軸線方向に対向している対向基端部を有しているとよい。かかる構成によれば、インペラによって圧縮された流体は、対向基端部と第１対向壁面とによって形成される隙間を流れることとなる。そして、インペラが第２位置に配置されている場合には、上記隙間は第１流入口よりも狭くなり易い。これにより、当該隙間によって流体が第１ディフューザ流路に流れるのが規制される。よって、インペラが第２位置に配置されている状況において流体が第１ディフューザ流路に流れることを抑制できる。
【００１３】
上記遠心圧縮機について、前記インペラが前記第２位置に配置されている場合における前記対向基端部と前記第１対向壁面とによって形成される隙間は、前記第２流入口よりも狭いとよい。かかる構成によれば、インペラが第２位置に配置されている場合に対向基端部と第１対向壁面とによって形成される隙間は、第２流入口よりも狭くなっている。これにより、インペラによって圧縮された流体は、上記隙間よりも第２流入口に流れ込み易い。よって、第１ディフューザ流路よりも第２ディフューザ流路に優先的に流体を流すことができる。
【００１４】
上記遠心圧縮機について、前記インペラ室は、前記インペラの基端部における前記インペラの先端側とは反対側の面が露出する領域であって前記インペラの吐出側と連通している背面領域を含み、前記ハウジングは、前記背面領域と前記インペラの吸入側とを連通させるバイパス流路を備え、前記バイパス流路上には制御弁が設けられており、前記遠心圧縮機は、前記制御弁が開放状態である場合に、前記インペラを前記第１位置に位置決めする第１位置決め部と、前記制御弁が閉鎖状態である場合に、前記インペラを前記第２位置に位置決めする第２位置決め部と、前記制御弁の開閉制御によって前記背面領域の圧力を制御することにより、前記インペラの位置制御を行う制御部と、を備えているとよい。かかる構成によれば、インペラには、インペラの回転によって圧縮される流体の圧力による第１押圧力と、背面領域の圧力による第２押圧力とが付与される。
【００１５】
ここで、制御弁が開放状態である場合、背面領域の圧力がインペラの吸入側の圧力と同一又はそれに対応した圧力となる。この場合、第１押圧力が第２押圧力よりも大きくなるため、インペラが第１押圧力の押圧方向に移動する。そして、インペラは、第１位置決め部によって第１位置に位置決めされる。
【００１６】
一方、制御弁が閉鎖状態である場合、背面領域の圧力がインペラの吐出側の圧力と同一又はそれに対応した圧力となる。この場合、第２押圧力が第１押圧力よりも大きくなるため、インペラが第２押圧力の押圧方向に移動する。そして、インペラは、第２位置決め部によって第２位置に位置決めされる。以上のことから、背面領域の圧力制御によってインペラの位置制御を行うことができる。これにより、インペラを移動させるアクチュエータ等を設けることなく、インペラの位置制御を行うことができる。
【００１７】
特に、本構成によれば、制御弁の状態に応じて、背面領域の圧力が、インペラの吸入側の圧力又はインペラの吐出側の圧力となり、それに応じて、第１押圧力と第２押圧力との大小関係が逆転する。この大小関係の逆転現象は、吐出流量の影響等を受けにくい。これにより、吐出流量の影響等による誤動作を抑制することができる。
【００１８】
上記遠心圧縮機について、前記第１ディフューザ流路及び前記第２ディフューザ流路の双方は、位置に応じて流路断面積が変化する流路であり、前記第２ディフューザ流路の最小流路断面積が前記第１ディフューザ流路の最小流路断面積よりも小さく設定されているとよい。かかる構成によれば、両ディフューザ流路は、位置に応じて流路断面積が変化する流路であるため、両ディフューザ流路の設計の自由度の向上を図ることができる。また、この場合であっても、第２ディフューザ流路の最小流路断面積が第１ディフューザ流路の最小流路断面積よりも小さく設定されているため、上述した効果を得ることができる。よって、大流量時及び小流量時の双方に好適に対応可能としつつ、両ディフューザ流路の設計の自由度の向上を図ることができる。
【００１９】
上記遠心圧縮機について、前記第２ディフューザ流路の流路長は、前記第１ディフューザ流路の流路長よりも短いとよい。かかる構成によれば、小流量時における効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、小流量時と大流量時との双方に好適に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】遠心圧縮機の主要な部分を模式的に示す断面図。
【図２】図１の一部拡大図。
【図３】インペラが第１位置に配置されている場合における両ディフューザ流路の周辺を示す部分拡大図。
【図４】インペラが第２位置に配置されている場合における両ディフューザ流路の周辺を示す部分拡大図。
【図５】インペラが第１位置に配置されている場合の断面図。
【図６】インペラが第２位置に配置されている場合の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、遠心圧縮機の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、遠心圧縮機は、燃料電池を有する燃料電池車両に搭載されており、燃料電池に対して空気を供給する空気供給装置に用いられる。
【００２３】
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、その外郭を構成するものであって流体（例えば空気）が吸入される吸入口１１ａが形成されたハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、例えば互いに組み付けられた２つのパーツ１２，１３を有している。フロントパーツ１２は、例えば軸線方向に貫通したフロント貫通孔１２ａを有する円筒形状のフロント本体部１２ｂを備えている。リアパーツ１３は、略円板形状である。フロントパーツ１２とリアパーツ１３とは、フロント本体部１２ｂの軸線とリアパーツ１３の軸線とが一致する状態で組み付けられている。
【００２４】
フロントパーツ１２は、フロント本体部１２ｂにおけるリアパーツ１３側とは反対側の面１２ｂａから突出形成されたボス１２ｃを有している。ボス１２ｃは、フロント本体部１２ｂのフロント貫通孔１２ａの周縁部から立設している。吸入口１１ａは、ボス１２ｃによって形成された開口であり、フロント貫通孔１２ａと連通している。流体は、吸入口１１ａからハウジング１１内（詳細にはフロント貫通孔１２ａ内）に流入する。
【００２５】
なお、説明の便宜上、以降の説明において、吸入口１１ａ側を前側とし、吸入口１１ａ側とは反対側、すなわちリアパーツ１３側を後側とする。
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、回転軸２１と、当該回転軸２１に取り付けられたインペラ２２とを備えている。回転軸２１は、回転可能な状態でハウジング１１に支持されている。リアパーツ１３の中央部には、回転軸２１よりも一回り大きいリア貫通孔１３ａが形成されている。回転軸２１は、その軸線方向Ｚがリアパーツ１３の軸線方向と一致した状態でリア貫通孔１３ａに挿通されており、その一部は、リア貫通孔１３ａを介して、フロント貫通孔１２ａ内に突出している。なお、両パーツ１２，１３の軸線及び両貫通孔１２ａ，１３ａの軸線と、回転軸２１の軸線とは一致している。また、インペラ２２の回転軸線と回転軸２１の軸線とは一致している。このため、回転軸２１の軸線方向Ｚとは、インペラ２２の回転軸線方向とも言える。
【００２６】
回転軸２１とリア貫通孔１３ａの内面との間には、回転軸２１が回転可能な状態で回転軸２１とリア貫通孔１３ａとの空間を埋めるシール部材Ｓが設けられている。当該シール部材Ｓによって、リアパーツ１３の吸入口１１ａ側と、吸入口１１ａ側とは反対側との間の流体の移動が規制されている。なお、図示は省略するが、リアパーツ１３よりも吸入口１１ａ側とは反対側には、回転軸２１を軸支する機構等が設けられている。
【００２７】
インペラ２２は回転軸２１の回転に伴って回転するものであって、その回転軸線方向の基端部２２ａから先端部２２ｂに向けて縮径した形状である。インペラ２２は、インペラ２２の回転軸線方向に延び、且つ、回転軸２１が挿通可能な挿通孔２２ｃを有している。インペラ２２は、回転軸２１におけるフロント貫通孔１２ａ内に突出している部分が挿通孔２２ｃに挿通された状態で、取り付けられている。この場合、インペラ２２は、回転軸２１の軸線方向Ｚに移動可能となっている。
【００２８】
回転軸２１は、インペラ２２の先端部２２ｂよりも前側に突出した突出部２１ａを備えている。突出部２１ａの表面にはネジ溝が形成されている。そして、突出部２１ａの先端に固定部としての固定ボルト２３が螺着されている。固定ボルト２３は、インペラ２２の挿通孔２２ｃよりも大きい外径を有している。
【００２９】
固定ボルト２３とインペラ２２の先端部２２ｂとの間には、付勢部としてのバネ２４が設けられている。バネ２４は、突出部２１ａよりも大きく、且つ、先端部２２ｂの外径以下の内径を有しており、突出部２１ａに挿通されている。バネ２４は、固定ボルト２３と先端部２２ｂとによって挟持されている。バネ２４は、インペラ２２に対して前側から後側に向かう付勢力を付与している。
【００３０】
また、リアパーツ１３は、インペラ２２の基端部２２ａと対向する基端対向面１３ｂを備えている。基端対向面１３ｂには、第１位置決め部としての突起２５が設けられている。突起２５は、例えば環状（詳細には円環状）であって、リア貫通孔１３ａの周縁部から前側に突出している。インペラ２２は、回転していない初期状態においては、付勢力によって後側に押圧されて、基端部２２ａと突起２５とが当接した位置に位置決めされている。基端部２２ａと突起２５とが当接している位置を第１位置とする。第１位置は、初期位置とも言える。
【００３１】
なお、バネ２４は、インペラ２２が第１位置に配置されている状況において、軸線方向Ｚに縮んでおり、更に縮む余地がある。インペラ２２が第１位置に配置されている状況におけるバネ２４の軸線方向Ｚの長さを初期長さとする。
【００３２】
インペラ２２は、フロント貫通孔１２ａ内に配置されており、フロント貫通孔１２ａの内壁面２６と基端対向面１３ｂとによって区画されたインペラ室２７に収容されている。つまり、ハウジング１１は、インペラ２２が収容されたインペラ室２７を有している。インペラ室２７と吸入口１１ａとは連通しており、インペラ２２は、その先端部２２ｂが基端部２２ａよりも前側（吸入口１１ａ側）に配置された状態でインペラ室２７に収容されている。
【００３３】
図２に示すように、インペラ２２は、例えばクローズドインペラであって、基端部２２ａ、先端部２２ｂ及び挿通孔２２ｃを構成する本体部２２ｄと、複数の羽根２２ｅと、羽根２２ｅを回転軸２１の径方向Ｒの外側から覆う側壁２２ｆとを備えている。
【００３４】
本体部２２ｄの表面は、先端部２２ｂから基端部２２ａに向かうに従って、回転軸２１の径方向Ｒの外側へ向けて湾曲している。
複数の羽根２２ｅは、本体部２２ｄの表面と側壁２２ｆの内面とを連結している。羽根２２ｅは、本体部２２ｄから回転軸２１の径方向Ｒに延びており、軸線方向Ｚに対して螺旋状となっている。なお、図示の都合上、各図においては羽根２２ｅを簡略化して示す。
【００３５】
側壁２２ｆは、本体部２２ｄより回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置されている。側壁２２ｆは全体として円筒状である。側壁２２ｆは、当該側壁２２ｆにおける前側端部２２ｆａから途中位置までは吸入口１１ａよりも一回り小さい径であり、上記途中位置から後側端部２２ｆｂに向かうに従って徐々に拡径した形状である。側壁２２ｆは、上記途中位置から後側に向かうに従って回転軸２１の径方向Ｒの外側に向けて湾曲している。
【００３６】
ここで、本体部２２ｄと側壁２２ｆの前側端部２２ｆａとによって形成される開口をインペラ入口２８とし、側壁２２ｆの後側端部２２ｆｂと基端部２２ａとによって形成される開口をインペラ出口２９とする。本体部２２ｄ及び側壁２２ｆの双方が湾曲しているため、インペラ入口２８は軸線方向Ｚに開口しており、インペラ出口２９は回転軸２１の径方向Ｒに開口している。インペラ出口２９は、インペラ入口２８よりも狭くなっている。吸入口１１ａから吸入された流体は、インペラ入口２８から流入して、インペラ出口２９から吐出される。
【００３７】
インペラ２２は、フロント貫通孔１２ａの内壁面２６と側壁２２ｆとが回転軸２１の径方向Ｒに対向配置された状態で、インペラ室２７に収容されている。
フロント貫通孔１２ａは、インペラ２２（詳細には側壁２２ｆ）の形状に対応させて形成されている。詳細には、フロント貫通孔１２ａは、前側から後側に向けて、吸入口１１ａと同一径であって側壁２２ｆの前側端部２２ｆａよりも一回り大きい部分と、前側から後側に向かうに従って徐々に拡径した部分と、側壁２２ｆの後側端部２２ｆｂよりも回転軸２１の径方向Ｒに広がっている部分とを有している。
【００３８】
詳細には、フロント貫通孔１２ａの内壁面２６は、吸入口１１ａ側に配置されているものであって側壁２２ｆの前側端部２２ｆａよりも一回り大きい第１円筒面２６ａと、第１円筒面２６ａよりも後側に配置され、且つ、側壁２２ｆの後側端部２２ｆｂよりも回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置された第２円筒面２６ｂとを有している。更に、内壁面２６は、両円筒面２６ａ，２６ｂと連続するものであって、第１円筒面２６ａから第２円筒面２６ｂに向かうに従って回転軸２１の径方向Ｒの外側に向けて湾曲した湾曲面２６ｃとを有している。
【００３９】
ここで、湾曲面２６ｃの湾曲態様と、側壁２２ｆの湾曲態様とは異なっている。詳細には、湾曲面２６ｃは、インペラ２２が第１位置に配置されている状況において湾曲面２６ｃと側壁２２ｆとの間に、インペラ２２が第１位置から前方に移動できるスペースが形成されるように、側壁２２ｆよりもきつく湾曲している。
【００４０】
図２〜図４に示すように、ハウジング１１には、インペラ２２の回転によって圧縮された流体が流れるディフューザ流路３０が区画されている。ディフューザ流路３０は、全体として環状（詳細には円環状）であって、インペラ室２７に対して回転軸２１（換言すればインペラ２２）の径方向Ｒの外側に設けられている。
【００４１】
ディフューザ流路３０は、フロントパーツ１２とリアパーツ１３とによって区画されている。詳細には、パーツ１２，１３は、ディフューザ流路３０を区画するものとして、軸線方向Ｚに互いに対向配置された対向壁面３１，３２を有している。ディフューザ流路３０は、両対向壁面３１，３２によって囲まれた流路である。本実施形態では、両対向壁面３１，３２の対向距離Ｈ１は、ディフューザ流路３０における回転軸２１の径方向Ｒの位置に関わらず一定となっている。
【００４２】
フロントパーツ１２の第１対向壁面３１は、軸線方向Ｚにおいてリアパーツ１３の第２対向壁面３２及びインペラ２２の基端部２２ａよりもインペラ２２の先端側（つまり前側）に配置されている。第１対向壁面３１は、インペラ室２７を区画するフロント貫通孔１２ａの内壁面２６（詳細には第２円筒面２６ｂ）と直交した状態で連続しており、回転軸２１の径方向Ｒに延びている。インペラ２２が第１位置に配置されている状況において、側壁２２ｆの後側端部２２ｆｂは、第１対向壁面３１よりも後側（すなわち第２対向壁面３２側）に突出しないように配置されている。
【００４３】
リアパーツ１３の第２対向壁面３２は、軸線方向Ｚにおいて基端対向面１３ｂよりも第１対向壁面３１側に突出しており、第２対向壁面３２と基端対向面１３ｂとの間には段差面３３が形成されている。段差面３３は、第２円筒面２６ｂよりも回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置されている。
【００４４】
インペラ２２の基端部２２ａは、第１対向壁面３１に対して軸線方向Ｚに対向する対向基端部３４を備えている。対向基端部３４は、側壁２２ｆの後側端部２２ｆｂ及び羽根２２ｅよりも回転軸２１の径方向Ｒの外側に突出している。インペラ２２が第１位置に配置されている状況において、対向基端部３４は、段差面３３に対して回転軸２１の径方向Ｒに対向しており、対向基端部３４と段差面３３との間には隙間３５が形成されている。
【００４５】
ちなみに、ディフューザ流路３０におけるインペラ室２７と連通する流入口３６は、第２対向壁面３２における回転軸２１の径方向Ｒの内側の端の位置となる。流入口３６は、隙間３５よりも広く形成されている。流入口３６（ディフューザ流路３０）は、インペラ２２が第１位置に配置されている状況において、インペラ出口２９と回転軸２１の径方向Ｒに対向する位置に配置されている。なお、流入口３６は、ディフューザ流路３０の入り口とも言える。
【００４６】
インペラ２２が第１位置に配置されている状況において、インペラ２２の基端部２２ａは、当該基端部２２ａが第２対向壁面３２よりも前側に突出しないように、段差面３３と基端対向面１３ｂとによって区画された凹部に入り込んでいる。詳細には、対向基端部３４は第１対向壁面３１と対向する対向面３４ａを有している。そして、突起２５の突出寸法は、インペラ２２が第１位置に配置されている状況において対向面３４ａが第２対向壁面３２と面一又は第２対向壁面３２よりも後側に配置されるように、対向基端部３４（基端部２２ａ）の厚さ寸法に対応させて設定されている。
【００４７】
ここで、図３に示すように、対向基端部３４（対向面３４ａ）と第１対向壁面３１とによって形成された隙間を出口隙間３７とする。そして、出口隙間３７の幅、詳細には対向基端部３４（対向面３４ａ）と第１対向壁面３１との対向距離を出口距離Ｈａとする。そして、インペラ２２が第１位置に配置されている場合の出口距離Ｈａを第１出口距離Ｈａ１とする。第１出口距離Ｈａ１は、ディフューザ流路３０を区画する両対向壁面３１，３２の対向距離Ｈ１以上となっている。換言すれば、出口隙間３７は、インペラ２２が第１位置に配置されている場合には流入口３６以上の広さとなっている。このため、インペラ２２が第１位置に配置されている場合には、インペラ出口２９から吐出された流体は、出口隙間３７にて流れを阻害されることなく、ディフューザ流路３０に流れ込む。出口隙間３７が「前記対向基端部と前記第１対向壁面とによって形成される隙間」に対応する。
【００４８】
上記のように突起２５及び隙間３５が設けられているため、インペラ２２の後側には、隙間３５を介して流体が流入可能な背面領域３８が形成されている。換言すれば、インペラ室２７は、インペラ２２に対して吸入口１１ａとは反対側に配置され、且つ、インペラ２２の吐出側と連通している背面領域３８を有している。背面領域３８は、インペラ２２の基端部２２ａにおけるインペラ２２の先端側とは反対側の面２２ａａが露出する領域である。
【００４９】
ハウジング１１は、インペラ２２によって圧縮された流体が吐出される吐出室４１を有している。吐出室４１は、ディフューザ流路３０に対して回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置されている。吐出室４１とインペラ室２７とはディフューザ流路３０を介して連通している。換言すれば、ディフューザ流路３０とは、インペラ室２７と吐出室４１とを連通させるものとも言える。吐出室４１には、ディフューザ流路３０からの流体が流入する。そして、吐出室４１の流体は、ハウジング１１に設けられた吐出口（図示略）を介して吐出される。
【００５０】
ここで、本実施形態では、ディフューザ流路３０が円環状となっている関係上、ディフューザ流路３０の流路断面積は、外径側である吐出室４１側よりも、内径側であるインペラ室２７側の方が小さくなっている。つまり、本実施形態のディフューザ流路３０は、その位置に応じて流路断面積が変化する流路である。この場合、ディフューザ流路３０の最小流路断面積は流入口３６の断面積となる。
【００５１】
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、回転軸２１を回転させる電動モータ４２と、電動モータ４２等を制御する制御部４３と、を備えている。制御部４３は、車両に搭載されている車両コントローラ１００からの指令に基づいて、電動モータ４２を制御することにより、回転軸２１の回転を制御する。これにより、インペラ２２の回転を制御することができ、それを通じて遠心圧縮機１０（詳細には吐出室４１）から吐出される流体の流量（以降単に吐出流量という）を制御することができる。
【００５２】
なお、図示は省略するが、ハウジング１１は電動モータ４２が収容されたモータハウジングを有している。モータハウジングとハウジング１１とはユニット化されている。
また、回転軸２１と電動モータ４２とは、電動モータ４２の回転力が回転軸２１に直接伝達される構成であってもよいし、上記回転力が遠心圧縮機１０に設けられた増速機を介して回転軸２１に伝達される構成であってもよい。
【００５３】
ここで、遠心圧縮機１０が吐出できる流量の最大値である最大吐出流量は、インペラ２２の形状、及び、ディフューザ流路３０の最小流路断面積によって決まる。例えば最大吐出流量は、インペラ２２（詳細には羽根２２ｅのスロート部分）での速度が音速に達するチョーク現象の発生閾値となる流量である。
【００５４】
このため、インペラ２２の形状及びディフューザ流路３０の最小流路断面積は、要求される最大吐出流量に対応させて設定されている。詳細には、インペラ２２の軸線方向Ｚの長さ、及び、ディフューザ流路３０の両対向壁面３１，３２の対向距離Ｈ１は、要求される最大吐出流量の流体を吐出することができるように、当該最大吐出流量に対応させて長く設定されている。これにより、遠心圧縮機１０は、要求される最大吐出流量の流体を吐出することができるとともに、例えば吐出流量が最大吐出流量に近い大流量時には比較的高い効率で正常に運転することができる。
【００５５】
一方、要求される最大吐出流量に対応させてインペラ２２の形状及びディフューザ流路３０の最小流路断面積が設定されている構成においては、吐出流量が小さい小流量時には、流動の自励振動であるサージ現象が発生して運転に支障が生じたり、効率が低下したりするといった不都合が生じ得る。
【００５６】
これに対して、本実施形態の遠心圧縮機１０は、小流量時に好適に対応可能な構成を備えている。当該構成について以下に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、以降の説明においては、ディフューザ流路３０を第１ディフューザ流路３０とし、第１ディフューザ流路３０の流入口３６を第１流入口３６とする。
【００５７】
図２〜図４に示すように、遠心圧縮機１０のハウジング１１は、第１ディフューザ流路３０とは別に、インペラ室２７と吐出室４１とを連通させる第２ディフューザ流路５０を備えている。第２ディフューザ流路５０は、例えば軸線方向Ｚから見て環状（詳細には円環状）である。第２ディフューザ流路５０は、軸線方向Ｚに互いに対向配置された第３対向壁面５１及び第４対向壁面５２によって囲まれた流路である。
【００５８】
なお、第２ディフューザ流路５０は、全周に亘って形成された完全な環状ではなく、周方向の一部が切り欠かれた形状である。このため、フロント本体部１２ｂにおける第３対向壁面５１を有するパーツと、フロント本体部１２ｂにおける第４対向壁面５２を有するパーツとは、第２ディフューザ流路５０の切欠部分に対応するフロント本体部１２ｂの一部によって連結（一体化）されている。
【００５９】
両ディフューザ流路３０，５０は、インペラ室２７と、当該インペラ室２７よりも回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置されている吐出室４１との間に設けられた流路であり、回転軸２１の径方向Ｒに延びている。第２ディフューザ流路５０は、軸線方向Ｚにおいて第１ディフューザ流路３０よりも前側に配置されており、両ディフューザ流路３０，５０は、軸線方向Ｚに対向配置されている。本実施形態では、第２ディフューザ流路５０は、インペラ室２７側から吐出室４１側に向かうに従って前側に湾曲している。図３及び図４に示すように、第２ディフューザ流路５０の流路長Ｌ２は、第１ディフューザ流路３０の流路長Ｌ１よりも短い。
【００６０】
第２ディフューザ流路５０におけるインペラ室２７と連通している第２流入口５３は、軸線方向Ｚにおいて、第１流入口３６よりも前側（インペラ２２の先端側）に配置されている。詳細には、第２流入口５３は、インペラ室２７を区画するフロント貫通孔１２ａの内壁面２６の第２円筒面２６ｂに設けられている。第２流入口５３は、インペラ２２が第１位置に配置されている状況において、側壁２２ｆの後側端部２２ｆｂよりも前側に配置されている。この場合、第２流入口５３とインペラ出口２９とは対向していない。
【００６１】
ちなみに、吐出室４１がインペラ室２７よりも回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置されており、インペラ室２７と吐出室４１とを連通させるディフューザ流路３０，５０が環状であることに着目すれば、インペラ室２７と連通する流入口３６，５３は、ディフューザ流路３０，５０の内周端であるとも言える。第２流入口５３は、第１流入口３６よりも、回転軸２１の軸線に近づいた位置に配置されている。
【００６２】
また、図３及び図４に示すように、第２ディフューザ流路５０は、第２流入口５３から吐出室４１側に向かうに従って第２ディフューザ流路５０を区画する両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２が徐々に短くなっている絞り領域５４と、絞り領域５４と連続するものであって上記両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２が一定の定幅領域５５とを有している。定幅領域５５における両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２は、当該対向距離Ｈ２の最小距離であり、第１ディフューザ流路３０を区画する両対向壁面３１，３２の対向距離Ｈ１よりも短い。なお、絞り領域５４は、吐出室４１側から第２流入口５３に向かうに従って両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２が徐々に長くなっている広がり領域とも言える。
【００６３】
ここで、第２ディフューザ流路５０は軸線方向Ｚから見て円環状であるため、第２ディフューザ流路５０においては、回転軸２１の径方向Ｒの位置に応じて回転軸２１の軸線からの距離が変動する。また、第２ディフューザ流路５０の絞り領域５４においては、回転軸２１の径方向Ｒの位置に応じて両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２が変動する。このため、第２ディフューザ流路５０の流路断面積は、位置に応じて変化している。かかる構成において、第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積は、第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積よりも小さく設定されている。
【００６４】
なお、第２ディフューザ流路５０において最小流路断面積の位置は、位置に応じて変動する上記２つのパラメータに基づいて決まる。つまり、第２ディフューザ流路５０において最小流路断面積の位置は、回転軸２１の軸線からの距離（回転軸２１の径方向Ｒの距離）と、両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２とによって決まる。
【００６５】
ここで、第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積は、要求される吐出流量の最小値である最小吐出流量に対応させて設定されている。詳細には、上記最小流路断面積は、吐出流量が要求される最小吐出流量である場合にサージ現象が発生しないように設定されている。
【００６６】
ここで、既に説明した通り、側壁２２ｆと内壁面２６の湾曲面２６ｃとの間にスペースが設けられているため、インペラ２２は、第１位置から前方に移動可能となっている。詳細には、インペラ２２は、バネ２４が最小長さとなる位置まで移動可能である。バネ２４が最小長さとなるインペラ２２の位置を第２位置とする。つまり、バネ２４及び固定ボルト２３は、インペラ２２を第２位置に位置決めする第２位置決め部として機能する。
【００６７】
なお、図４に示すように、インペラ２２が第２位置に配置されている状況において、フロント貫通孔１２ａの内壁面２６と側壁２２ｆとは離間している。また、インペラ２２の移動可能な距離は、バネ２４の初期長さから最小長さを差し引いた距離である。
【００６８】
かかる構成において、図４に示すように、第２流入口５３は、インペラ２２が第２位置に配置されている状況において、インペラ出口２９と対向する位置に設けられている。
また、図４に示すように、インペラ２２の基端部２２ａは、インペラ２２が第２位置に配置されている場合には、第２対向壁面３２よりも、第１対向壁面３１側に向けて（換言すれば前方に向けて）、突出している。そして、インペラ２２の基端部２２ａは、軸線方向Ｚにおいて、インペラ２２が第２位置に配置されている場合の方が、第１位置に配置されている場合よりも第１対向壁面３１に近づいている。
【００６９】
詳細には、図３及び図４に示すように、インペラ２２が第２位置に配置されている場合の出口距離Ｈａである第２出口距離Ｈａ２は、第１出口距離Ｈａ１よりも短くなっている。当該第２出口距離Ｈａ２は、第１対向壁面３１及び第２対向壁面３２間の対向距離Ｈ１よりも短く、且つ、第２流入口５３における第３対向壁面５１及び第４対向壁面５２間の対向距離Ｈ２よりも短く設定されている。すなわち、出口隙間３７は、インペラ２２が第２位置に配置されている場合には、第１流入口３６及び第２流入口５３の双方よりも狭くなっている。
【００７０】
図２に示すように、ハウジング１１は、背面領域３８とインペラ２２の吸入側とを連通させるバイパス流路６０を備えている。バイパス流路６０は、背面領域３８と、フロント貫通孔１２ａ内におけるインペラ入口２８よりも上流側の空間とを連通させている。
【００７１】
バイパス流路６０は、リアパーツ１３に設けられた第１バイパス孔６１と、フロントパーツ１２に設けられた第２バイパス孔６２とから構成されている。第１バイパス孔６１は、基端対向面１３ｂにて開口している。第２バイパス孔６２は、フロント貫通孔１２ａの内壁面２６のうちインペラ入口２８よりも上流側（前側）の部分にて開口している。第１バイパス孔６１と第２バイパス孔６２とは連通している。
【００７２】
バイパス流路６０上には制御弁としての電磁弁６３が設けられている。電磁弁６３は、バイパス流路６０を介して背面領域３８とフロント貫通孔１２ａ内におけるインペラ入口２８よりも上流側の空間とが連通した開放状態、又は、背面領域３８とフロント貫通孔１２ａ内におけるインペラ入口２８よりも上流側の空間とが遮断された遮断状態に切り替わるものである。
【００７３】
インペラ２２は、電磁弁６３の状態に応じて移動する。詳述すると、回転中のインペラ２２には、軸線方向Ｚに複数種類の力が付与されている。詳細には、インペラ２２には、インペラ２２の回転によって前方から後方に向かう第１押圧力が付与されている。第１押圧力は、インペラ入口２８からインペラ出口２９に向けて流れる流体の圧力によって生じる押圧力である。また、インペラ２２には、背面領域３８の圧力によって前方に向かう第２押圧力が付与されている。
【００７４】
かかる構成において、電磁弁６３が開放状態となった場合、背面領域３８の圧力は、インペラ２２の吸入側の圧力となる。この場合、第１押圧力が第２押圧力よりも大きくなる。これにより、インペラ２２は、後方に移動して、突起２５と当接する第１位置にて位置決めされる。つまり、突起２５は、電磁弁６３が開放状態である場合に、インペラ２２を第１位置に位置決めする第１位置決め部として機能する。
【００７５】
一方、電磁弁６３が閉鎖状態となった場合、背面領域３８には、吐出室４１の高圧流体の一部が第１ディフューザ流路３０及び隙間３５を介して流入する。このため、背面領域３８の圧力は、インペラ２２の吐出側の圧力、詳細には吐出室４１の圧力となる。このため、第２押圧力が第１押圧力よりも大きくなる。これにより、インペラ２２は、前方に移動して、バネ２４が最小長さとなる第２位置にて位置決めされる。つまり、固定ボルト２３及びバネ２４は、電磁弁６３が閉鎖状態である場合に、インペラ２２を第２位置に位置決めする第２位置決め部として機能する。
【００７６】
なお、説明の便宜上、インペラ２２に付与される力として、第１押圧力及び第２押圧力のみ説明したが、実際には、インペラ２２には、バネ２４による付勢力や、インペラ２２が回転することによって生じるスラスト力等といった他の力が付与される。第１押圧力と第２押圧力との差は、これら他の力に関わらず、電磁弁６３が開放状態である場合にインペラ２２が第１位置に配置され、電磁弁６３が閉鎖状態である場合にインペラ２２が第２位置に配置されるようになっている。
【００７７】
また、念のため説明すると，バネ２４のバネ定数等は、電磁弁６３が閉鎖状態となった場合には、インペラ２２の吐出側の圧力（インペラ２２の回転数）等に関わらずインペラ２２が第２位置に配置されるように設定されている。
【００７８】
制御部４３は、電磁弁６３の開閉制御によって背面領域３８の圧力を制御することにより、インペラ２２の位置制御を行う。詳細には、制御部４３は、要求される吐出流量が比較的大きい場合である大流量時には、インペラ２２が第１位置に配置される一方、要求される吐出流量が比較的小さい場合である小流量時には、インペラ２２が第２位置に配置されるように電磁弁６３の開閉制御を行う。
【００７９】
例えば、制御部４３は、車両コントローラ１００から車両の運転状況に関する情報を取得することにより、車両の運転状況を把握可能に構成されている。そして、制御部４３は、車両の運転状況に基づいて、インペラ２２の位置制御を行う。詳細には、一般的に、車両が加速中である場合や上り勾配の道路を運転中である場合等といった高負荷時には、要求される吐出流量が大きいことが想定される。このため、制御部４３は、車両の運転状況が上記のような高負荷時である場合には、インペラ２２が第１位置に配置されるように電磁弁６３を開放状態にする。
【００８０】
一方、例えば車両がアイドル運転中である場合や、車両の運転モードが通常モードよりも燃費の向上を図ることができる燃費モードである場合等といった低負荷時には、要求される吐出流量が小さいことが想定される。このため、制御部４３は、車両の運転状況が上記のような低負荷時である場合には、インペラ２２が第２位置に配置されるように電磁弁６３を閉鎖状態にする。
【００８１】
次に本実施形態の作用について説明する。
大流量時には、図５に示すように、インペラ２２が第１位置に配置される。この場合、インペラ２２の回転によって圧縮された流体は、出口隙間３７を通って、第１ディフューザ流路３０を優先的に流れる。
【００８２】
なお、実際には、インペラ２２が第１位置に配置されている場合、第２ディフューザ流路５０を介して吐出室４１の高圧流体がインペラ室２７に流れ込むが、その流量は非常に小さいため、その影響は少ない。
【００８３】
一方、小流量時には、図６に示すように、インペラ２２が第２位置に配置される。この場合、第２流入口５３とインペラ出口２９とが対向し、出口隙間３７が第１流入口３６及び第２流入口５３の双方よりも狭くなっている（図４参照）ため、インペラ２２の回転によって圧縮された流体は、第２ディフューザ流路５０を優先的に流れる。つまり、インペラ２２は、第２ディフューザ流路５０よりも第１ディフューザ流路３０に優先的に流体が流れる第１位置と、第１ディフューザ流路３０よりも第２ディフューザ流路５０に優先的に流体が流れる第２位置との間を移動可能である。
【００８４】
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）遠心圧縮機１０は、流体が吸入される吸入口１１ａが形成されたハウジング１１と、回転することによって吸入口１１ａから吸入された流体を圧縮するインペラ２２とを備えている。ハウジング１１は、インペラ２２が収容されたインペラ室２７と、インペラ２２によって圧縮された流体が流入する吐出室４１とを有している。
【００８５】
かかる構成において、ハウジング１１は、インペラ室２７と吐出室４１とを連通させるものとして、第１ディフューザ流路３０と、当該第１ディフューザ流路３０よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路５０とを有している。そして、インペラ２２は、第２ディフューザ流路５０よりも第１ディフューザ流路３０に優先的に流体が流れる第１位置と、第１ディフューザ流路３０よりも第２ディフューザ流路５０に優先的に流体が流れる第２位置との間を移動可能となっている。
【００８６】
かかる構成によれば、インペラ２２の位置に応じて、優先的に流れるディフューザ流路が切り替わる。これにより、例えば大流量時にはインペラ２２を第１位置に配置することにより、第２ディフューザ流路５０よりも流路断面積が大きい第１ディフューザ流路３０に、優先的に流体を流すことができるため、大流量時に好適に対応できる。一方、例えば小流量時にはインペラ２２を第２位置に配置することにより、第１ディフューザ流路３０よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路５０に、優先的に流体を流すことができるため、サージ現象の発生を抑制でき、小流量時に好適に対応できる。よって、大流量時及び小流量時の双方に好適に対応でき、運転可能範囲の拡大を図ることができる。
【００８７】
特に、本実施形態では、ハウジング１１に、流路断面積が異なる２つのディフューザ流路３０，５０が予め形成されている。これにより、小流量時と大流量時とで使用するディフューザ流路を切り替えることにより、小流量時と大流量時との双方にて効率の向上を図ることができる。
【００８８】
更に、流路断面積が異なる２つのディフューザ流路３０，５０が予め形成されているため、流路断面積の変動がない。これにより、例えばディフューザ流路上に流路断面積をリニアに変化させる比例制御弁などを設ける構成と比較して、単純な制御で安定した流路断面積を確保することができる。
【００８９】
（２）インペラ２２は、基端部２２ａから先端部２２ｂに向けて縮径した形状であって、先端部２２ｂが基端部２２ａよりも前側に配置され、且つ、軸線方向Ｚに移動可能な状態で回転軸２１に取り付けられている。第１ディフューザ流路３０は、軸線方向Ｚに互いに対向配置された第１対向壁面３１及び第２対向壁面３２によって囲まれた流路であり、第１対向壁面３１は、第２対向壁面３２及びインペラ２２の基端部２２ａよりも前側に配置されている。そして、第２ディフューザ流路５０におけるインペラ室２７と連通する第２流入口５３は、軸線方向Ｚにおいて、第１ディフューザ流路３０におけるインペラ室２７と連通する第１流入口３６よりも前側に配置されている。かかる構成において、インペラ２２の基端部２２ａは、インペラ２２が第２位置に配置されている場合には、インペラ２２が第１位置に配置されている場合よりも第１対向壁面３１に近づいている。
【００９０】
かかる構成によれば、吸入口１１ａから吸入された流体は、インペラ２２の先端部２２ｂから基端部２２ａに向けて流れるに従って圧縮されて、第１流入口３６又は第２流入口５３に流れ込む。この場合、インペラ２２が第２位置に配置されている場合、インペラ２２の基端部２２ａが第１対向壁面３１に近づいているため、インペラ２２によって圧縮された流体が第１ディフューザ流路３０に流れ込みにくくなっている。これにより、インペラ２２によって圧縮された流体は、第１流入口３６よりも前側に設けられた第２流入口５３を有する第２ディフューザ流路５０に優先的に流れる。よって、インペラ２２が第２位置に配置されている場合において、第１ディフューザ流路３０よりも第２ディフューザ流路５０に優先的に流体を流すことができる。
【００９１】
一方、インペラ２２が第１位置に配置されている場合には、軸線方向Ｚにおいてインペラ２２の基端部２２ａが第１対向壁面３１から離れているため、インペラ２２によって圧縮された流体が第１ディフューザ流路３０に流れ込み易くなっている。これにより、インペラ２２が第１位置に配置されている場合において第２ディフューザ流路５０よりも第１ディフューザ流路３０に優先的に流体を流すことができる。
【００９２】
なお、第２流入口５３が第１流入口３６よりも前側に配置されている構成においては、インペラ２２が第１位置である場合に、第２流入口５３に流体が流れ込み得る。しかしながら、第２ディフューザ流路５０は、第１ディフューザ流路３０よりも流路断面積が小さい構成であるため、仮にインペラ２２が第１位置に配置されている状況において第２流入口５３に流体が流れ込む構成であっても、第２ディフューザ流路５０よりも第１ディフューザ流路３０に優先的に流体が流れ易い。
【００９３】
（３）インペラ２２の基端部２２ａは、第１対向壁面３１に対して軸線方向Ｚに対向している対向基端部３４を有している。これにより、軸線方向Ｚから見て、インペラ２２の基端部２２ａと第１対向壁面３１とが一部オーバーラップしているため、インペラ２２によって圧縮された流体は、対向基端部３４と第１対向壁面３１との間の隙間である出口隙間３７を流れることとなる。そして、対向基端部３４を含むインペラ２２の基端部２２ａは、インペラ２２が第２位置に配置されている場合、第２対向壁面３２よりも第１対向壁面３１側に突出しているため、出口隙間３７は第１流入口３６よりも狭くなる。これにより、出口隙間３７によって、流体が第１ディフューザ流路３０に流れるのが規制される。よって、インペラ２２が第２位置に配置されている状況において流体が第１ディフューザ流路３０に流れることを抑制できる。また、インペラ２２が第２位置に配置されている場合であっても出口隙間３７が形成されているため、対向基端部３４と第１対向壁面３１との摺動を抑制できる。
【００９４】
（４）インペラ２２が第２位置に配置されている場合における出口隙間３７は、第２流入口５３よりも狭い。かかる構成によれば、インペラ２２が第２位置に配置されている場合の出口隙間３７は、第２流入口５３よりも狭くなっているため、インペラ２２によって圧縮された流体は、出口隙間３７よりも第２流入口５３に流れ込み易い。よって、流体が出口隙間３７を介して第１ディフューザ流路３０に流れることを、より抑制できる。
【００９５】
（５）インペラ室２７は、インペラ２２の基端部２２ａにおけるインペラ２２の先端部２２ｂとは反対側の面２２ａａが露出する領域であってインペラ２２の吐出側と連通している背面領域３８を含む。ハウジング１１は、背面領域３８とインペラ２２の吸入側とを連通させるバイパス流路６０を備え、当該バイパス流路６０には制御弁としての電磁弁６３が設けられている。遠心圧縮機１０は、電磁弁６３の開閉制御によって背面領域３８の圧力を制御することにより、インペラ２２の位置制御を行う制御部４３を備えている。詳細には、制御部４３は、電磁弁６３を開放状態にすることにより、背面領域３８の圧力をインペラ２２の吸入側の圧力にする一方、電磁弁６３を閉鎖状態にすることにより、背面領域３８の圧力をインペラ２２の吐出側の圧力にする。そして、遠心圧縮機１０は、電磁弁６３が開放状態である場合に、インペラ２２を第１位置に位置決めする第１位置決め部としての突起２５と、電磁弁６３が閉鎖状態である場合に、インペラ２２を第２位置に位置決めする第２位置決め部としてのバネ２４及び固定ボルト２３とを備えている。これにより、電磁弁６３の開閉制御による背面領域３８の圧力制御によって、インペラ２２を第１位置又は第２位置に配置することができる。よって、インペラ２２を移動させる専用のアクチュエータ等を設けることなく、インペラ２２の位置制御を行うことができる。
【００９６】
特に、第１押圧力と第２押圧力との大小関係は、電磁弁６３の状態に応じて切り替わる一方、吐出流量の影響を受けにくい。これにより、上記吐出流量の変動に起因する誤動作を抑制できる。
【００９７】
（６）ここで、インペラ２２が回転した場合、後方から前方に向かうスラスト力が発生する。この点、本実施形態では、電磁弁６３が開放状態である場合、スラスト力とは反対方向の第１押圧力が支配的であるため、第１押圧力とスラスト力とが打ち消しあう。これにより、スラスト力の影響を軽減することができる。
【００９８】
一方、電磁弁６３が閉鎖状態である場合には、スラスト力と同一方向の第２押圧力が支配的であるため、インペラ２２に対して前方に向かう過度な押圧力が付与される不都合が懸念される。しかしながら、スラスト力は、インペラ２２の回転数に依存する。このため、インペラ２２の回転数が低い低流量時には、スラスト力は小さくなり易い。よって、上記不都合は生じにくい。
【００９９】
（７）第２位置決め部としてのバネ２４は、インペラ２２に対して付勢力を付与することにより、インペラ２２と回転軸２１とを一体的に回転させるものである。これにより、バネ２４の多機能化を図ることができる。よって、インペラ２２と回転軸２１とを一体的に回転させるための構成と、第２位置決め部とを別々に設ける構成と比較して、構成の簡素化を図ることができる。
【０１００】
（８）両ディフューザ流路３０，５０の双方は、位置に応じて流路断面積が変化する流路である。詳細には、両ディフューザ流路３０，５０は、インペラ室２７と、当該インペラ室２７よりも回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置されている吐出室４１との間に設けられた環状の流路である。かかる構成において、第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積は、第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積よりも小さく設定されている。これにより、（１）の効果を得ることができる。すなわち、位置に応じて流路断面積が変化しているディフューザ流路の性能は最小流路断面積に律速される。
【０１０１】
（９）第２ディフューザ流路５０の流路長Ｌ２は、第１ディフューザ流路３０の流路長Ｌ１よりも短い。これにより、小流量時における効率の向上を図ることができる。詳述すると、第２ディフューザ流路５０の流路長Ｌ２を短くすることにより、サージ現象の発生を抑制できるため、その分だけ第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積を大きくすることができる。よって、小流量時の効率の向上を図ることができる。
【０１０２】
特に、大流量時に対応させて、インペラ２２の形状などの各種設計がなされている場合、小流量時における効率が低くなり易い。これに対して、上記のように、小流量時に用いる第２ディフューザ流路５０の流路長Ｌ２を、大流量時に用いられる第１ディフューザ流路３０の流路長Ｌ１よりも短くすることにより、効率が低くなり易い小流量時に好適に対応できる。
【０１０３】
また、吐出室４１は、インペラ２２の基端部２２ａから先端部２２ｂに向かうに従って、回転軸２１に張り出した形状となっている。このため、第２ディフューザ流路５０の第２流入口５３が内壁面２６（換言すればインペラ室２７における軸線方向Ｚの途中位置）に設けられていることによって、第２ディフューザ流路５０の流路長Ｌ２を短くし易い。よって、より好適に小流量時における効率の向上を図ることができる。
【０１０４】
（１０）インペラ２２は、基端部２２ａ及び先端部２２ｂを構成する本体部２２ｄと、本体部２２ｄより回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置された側壁２２ｆと、本体部２２ｄと側壁２２ｆとを連結する複数の羽根２２ｅとを備えたクローズドインペラである。そして、側壁２２ｆの後側端部２２ｆｂと基端部２２ａとによってインペラ出口２９が形成されている。当該インペラ出口２９は、インペラ２２が第１位置に配置されている場合には、第１ディフューザ流路３０（第１流入口３６）と対向する一方、インペラ２２が第２位置に配置されている場合には、第２ディフューザ流路５０（第２流入口５３）と対向する。これにより、インペラ出口２９から吐出される流体を、所望のディフューザ流路に誘導することができる。
【０１０５】
（１１）特に、第２流入口５３は、インペラ２２が第２位置に配置されている状況においてインペラ出口２９と対向する位置（詳細には第２円筒面２６ｂ）に設けられている。これにより、インペラ出口２９から吐出された流体が第２ディフューザ流路５０を流れることとなる。当該インペラ出口２９から吐出された流体は、インペラ入口２８とインペラ出口２９との中間位置における流体よりも高圧である。よって、低流量時におけるサージ現象の更なる抑制を図ることができる。
【０１０６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  付勢部はバネ２４に限られず、任意である。また、バネ２４を省略してもよい。この場合、回転軸２１の表面及びインペラ２２の挿通孔２２ｃの内面のいずれか一方に凸部を設け、他方に当該凸部と嵌合する凹部を設けるとよい。これにより、付勢力が付与されていない場合であっても、回転軸２１とインペラ２２とが一体回転する。また、固定部は固定ボルト２３に限られず任意である。
【０１０７】
○  対向基端部３４を省略してもよい。この場合であっても、インペラ２２が第２位置に配置された場合には、軸線方向Ｚにおいてインペラ２２の基端部２２ａが第１対向壁面３１に近づくため、インペラ出口２９からの流体が第１ディフューザ流路３０に流れ込みにくい。
【０１０８】
○  インペラ２２を移動させる構成は任意である。例えば、インペラ２２を移動させる専用の駆動装置が設けられていてもよい。当該駆動装置は、機械的に移動させるアクチュエータであってもよいし、磁力等を用いたものであってもよい。
【０１０９】
○  第１位置決め部及び第２位置決め部の具体的な構成は、実施形態のものに限られず任意である。
○  第２流入口５３は第１流入口３６よりも広くてもよいし、狭くてもよい。また、両者は同一の広さであってもよい。
【０１１０】
○  インペラ２２の具体的な構成は任意であり、例えば側壁２２ｆがないオープンインペラであってもよい。この場合、インペラ２２が回転した場合には、羽根２２ｅにおける回転軸２１の径方向Ｒの外側の先端面によって、仮想的に周方向に延びたインペラ２２の側面が形成される。すなわち、羽根２２ｅにおける回転軸２１の径方向Ｒの外側の先端面がインペラ２２の側面を構成する。また、遠心圧縮機１０は、互いに対向配置された２つのインペラを有する構成であってもよい。
【０１１１】
○  第２流入口５３の位置は、第２円筒面２６ｂに限られず、湾曲面２６ｃや第１円筒面２６ａであってもよい。要は、第２流入口５３は、フロント貫通孔１２ａの内壁面２６において、インペラ２２の先端部２２ｂと基端部２２ａとの中間部位の側方に対向する位置に設けられていてもよい。この場合、側壁２２ｆにおいてインペラ２２が第２位置に配置されている場合に第２流入口５３と対向する位置に、スリットが形成されているとよい。これにより、低流量時におけるインペラ２２の効率の向上を図ることができる。但し、低流量時において、高圧の流体が第２ディフューザ流路５０を流れた方がサージ現象の発生を抑制できる観点に着目すれば、第２流入口５３は、第２円筒面２６ｂに設けられているとよい。
【０１１２】
○  第２ディフューザ流路５０の流路長Ｌ２は、第１ディフューザ流路３０の流路長Ｌ１と同一であってもよいし、それ以上であってもよい。
○  両ディフューザ流路の少なくとも一方が、位置に関わらず流路断面積が一定の流路となっていてもよい。例えば、第１ディフューザ流路は、位置に関わらず流路断面積が一定の流路であり、第２ディフューザ流路は、位置に応じて流路断面積が変化する流路であってもよい。この場合、第２ディフューザ流路の最小流路断面積が第１ディフューザ流路の流路断面積よりも小さいとよい。
【０１１３】
なお、位置に関わらず流路断面積が一定の第１ディフューザ流路とは、例えば流路断面積が一定となるように、回転軸２１の径方向Ｒの外側に向かうに従って両対向壁面の対向距離が徐々に短くなるように形成された流路等が考えられる。但し、両ディフューザ流路の設計の自由度の観点に着目すれば、両ディフューザ流路は、位置に応じて流路断面積が変化する流路であるとよい。
【０１１４】
○  両ディフューザ流路３０，５０の形状は、環状に限られず任意である。例えば、第２ディフューザ流路は、インペラ室２７から放射状に延びた一定の径を有する貫通孔で構成されてもよい。また、上記貫通孔は、周方向に複数設けられていてもよい。この場合、貫通孔の断面積が第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積よりも小さくなっているとよい。また、第２ディフューザ流路を構成する上記貫通孔が複数設けられている構成においては、全貫通孔の断面積の総和が第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積よりも小さいとよい。
【０１１５】
また、上記貫通孔は、インペラ室２７と連通する流入口から吐出室４１に向けて徐々に先細りとなった絞り領域を有する構成であってもよい。この場合、絞り領域は、軸線方向Ｚの距離が徐々に短くなる構成であってもよいし、軸線方向Ｚと直交する方向の距離が徐々に短くなる構成であってもよい。
【０１１６】
○  両ディフューザ流路の位置は任意であり、例えば流路断面積が相対的に小さい第２ディフューザ流路が後側に配置され、流路断面積が相対的に大きい第１ディフューザ流路が前側に配置されてもよい。
【０１１７】
○  インペラ２２の位置を制御するパラメータとしては、車両の運転状況に限られず、任意である。例えば、遠心圧縮機１０が、吐出流量を検出する流量センサを備え、制御部４３は、流量センサにより検出された検出流量が予め定められた閾値流量以上である場合にはインペラ２２が第１位置に配置される一方、上記検出流量が上記閾値流量未満である場合にはインペラ２２が第２位置に配置されるように電磁弁６３を制御してもよい。
【０１１８】
また、例えば制御部４３は、インペラ２２の回転数が予め定められた閾値回転数以上である場合にはインペラ２２が第１位置に配置される一方、インペラ２２の回転数が上記閾値流量未満である場合にはインペラ２２が第２位置に配置されるように電磁弁６３を制御してもよい。この場合、上記インペラ２２の回転数は、実際の回転数であってもよいし、目標回転数であってもよい。当該目標回転数は、例えば車両コントローラ１００によって決定され、車両コントローラ１００から制御部４３に通知される構成であってもよい。
【０１１９】
○  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。
【０１２０】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
（イ）前記インペラは、前記基端部及び前記先端部を構成する本体部と、前記本体部より前記回転軸の径方向の外側に配置された側壁と、前記本体部と前記側壁との双方に連結された羽根と、を備えたクローズドインペラであり、前記側壁の前記基端部側の端部と前記基端部とによって、前記インペラによって圧縮された流体が吐出されるインペラ出口が形成されており、前記第１流入口は、前記インペラが前記第１位置に配置されている場合における前記インペラ出口と対向する位置に配置されており、前記第２流入口は、前記インペラが前記第２位置に配置されている場合における前記インペラ出口と対向する位置に配置されている請求項２に記載の遠心圧縮機。
【０１２１】
（ロ）前記第２位置決め部は、前記回転軸の先端に固定された固定部と、前記固定部と前記インペラとの間に設けられ、前記インペラに対して前記インペラの先端側から基端側に向かう付勢力を付与する付勢部と、を備えている請求項５に記載の遠心圧縮機。
【符号の説明】
【０１２２】
１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、１１ａ…吸入口、１３ｂ…基端対向面、２１…回転軸、２２…インペラ、２２ａ…基端部、２２ｂ…先端部、２２ｃ…挿通孔、２２ｄ…本体部、２２ｅ…羽根、２２ｆ…側壁、２３…固定ボルト（固定部）、２４…バネ（付勢部）、２５…突起（第１位置決め部）、２６…フロント貫通孔の内壁面、２７…インペラ室、３０…第１ディフューザ流路、３１…第１対向壁面、３２…第２対向壁面、３４…対向基端部、３６…第１流入口（流入口）、３７…出口隙間（隙間）、３８…背面領域、４１…吐出室、４３…制御部、５０…第２ディフューザ流路、５３…第２流入口、６０…バイパス流路、６３…電磁弁（制御弁）、Ｌ１…第１ディフューザ流路の流路長、Ｌ２…第２ディフューザ流路の流路長。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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