(57)【要約】【課題】スラスト動圧軸受の大型化を抑制できるターボ式圧縮機を提供すること。【解決手段】ターボ式圧縮機１０は、回転軸１２の先端部１２ｂに連結されたインペラ１４，１５と、回転軸１２を回転させる電動モータ１３とを備え、インペラ１４，１５の回転によって流体を圧縮して吐出室３２，４２に吐出するものである。ターボ式圧縮機１０は、インペラ１４，１５の回転によって生じるスラスト力Ｆを受けるスラスト動圧軸受８１，８２を備え、更に、吐出室３２，４２と、スラスト動圧軸受８１，８２が収容されたスラスト室９０とが区画されたハウジング１１を備えている。【選択図】図１
2016102479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端と他端とを有する回転軸の前記一端側に連結されたインペラの回転によって流体を圧縮して吐出室に吐出するターボ式圧縮機において、
前記インペラの回転によって生じる前記回転軸の前記一端側から前記他端側に向かうスラスト力を受けるスラスト動圧軸受と、
前記吐出室と、前記スラスト動圧軸受及び前記回転軸に固定された板状の支持プレートの双方が収容されたスラスト室と、が区画されたハウジングと、
を備え、
前記スラスト動圧軸受は、前記支持プレートと対向するスラスト軸支面を備え、
前記スラスト室は、前記支持プレート及び前記スラスト動圧軸受によって区画された第１区画室及び第２区画室を有し、
前記第１区画室は、前記支持プレートに対して前記インペラとは反対側に配置されており、
前記第１区画室の圧力は前記第２区画室の圧力よりも高くなるように構成されており、
前記スラスト軸支面には、前記第１区画室に充填されている流体が前記スラスト動圧軸受を介して前記第２区画室に向けて流入するのを規制するように構成された規制溝が形成されていることを特徴とするターボ式圧縮機。
【請求項２】
前記スラスト動圧軸受は、第１スラスト動圧軸受と第２スラスト動圧軸受とを備え、
前記第１区画室は、前記支持プレートに対して前記インペラとは反対側に配置され、且つ、前記第１スラスト動圧軸受を用いて区画され、
前記第２区画室は、前記支持プレートに対して前記第１区画室とは反対側に配置され、且つ、前記第２スラスト動圧軸受を用いて区画され、
前記スラスト室は、前記第１スラスト動圧軸受を介して前記第１区画室と連通するとともに前記第２スラスト動圧軸受を介して前記第２区画室と連通する第３区画室を有し、
前記第１スラスト動圧軸受は、
前記支持プレートに対向する第１スラスト軸支面と、
前記規制溝として、前記第１スラスト軸支面に形成され、前記第１区画室から前記第３区画室への流体の流入を規制する螺旋状の第１規制溝と、
を備えたスパイラルグルーブ軸受であり、
前記第２スラスト動圧軸受は、
前記支持プレートに対向する第２スラスト軸支面と、
前記規制溝として、前記第２スラスト軸支面に形成され、前記第３区画室から前記第２区画室への流体の流入を規制する螺旋状の第２規制溝と、
を備えたスパイラルグルーブ軸受である請求項１に記載のターボ式圧縮機。
【請求項３】
前記第１区画室は、環状の前記第１スラスト動圧軸受の内側に配置されており、
前記第２区画室は、環状の前記第２スラスト動圧軸受の内側に配置されており、
前記第３区画室は、前記両スラスト動圧軸受の外側に配置されており、
前記第１スラスト動圧軸受は、外周側に第１開口を有し且つ内周側に第１基端面を有する前記第１規制溝を備えたポンプイン型のスパイラルグルーブ軸受であり、
前記第２スラスト動圧軸受は、内周側に第２開口を有し且つ外周側に第２基端面を有する前記第２規制溝を備えたポンプアウト型のスパイラルグルーブ軸受である請求項２に記載のターボ式圧縮機。
【請求項４】
前記第１区画室は、環状の前記第１スラスト動圧軸受の内側に配置されており、
前記第２区画室は、環状の前記第２スラスト動圧軸受の内側に配置されており、
前記第３区画室は、前記両スラスト動圧軸受の外側に配置されており、
前記第１スラスト動圧軸受は、前記第１規制溝としてヘリングボーン溝を備えたヘリングボーン型のスパイラルグルーブ軸受であり、
前記第２スラスト動圧軸受は、内周側に第２開口を有し且つ外周側に第２基端面を有する前記第２規制溝を備えたポンプアウト型のスパイラルグルーブ軸受である請求項２に記載のターボ式圧縮機。
【請求項５】
前記支持プレートは、前記スラスト軸支面と対向する対向面を有し、
当該対向面には、前記回転軸の軸線を中心とする円形のリング溝が形成されている請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のターボ式圧縮機。
【請求項６】
前記回転軸を回転させる電動モータを備え、
前記ハウジングは、
前記電動モータが収容されているものであって、前記第１区画室よりも圧力が低いモータ室と、
前記モータ室と前記スラスト室とを仕切る仕切壁と、
を備え、
前記仕切壁には、前記第２区画室と前記モータ室とを連通させる連通孔が形成されている請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のターボ式圧縮機。
【請求項７】
前記ハウジングは、低圧流体を前記モータ室に吸入させるための低圧流体吸入口を有し、
前記インペラは、第１インペラ及び第２インペラを有し、
前記ハウジングには、
前記第１インペラが収容された第１インペラ室と、
前記第２インペラが収容されたものであって、前記モータ室の前記低圧流体が流入されるように前記モータ室と連通している第２インペラ室と、
が区画されており、
前記吐出室として、
前記ハウジングに設けられた第１ディフューザ流路を介して前記第１インペラ室と連通している第１吐出室と、
前記ハウジングに設けられた第２ディフューザ流路を介して前記第２インペラ室と連通している第２吐出室と、
を有し、
前記第１インペラにおける前記第１ディフューザ流路側の端面と、前記第２インペラにおける前記第２ディフューザ流路側の端面とが、互いに対向配置され、
前記低圧流体が前記第２ディフューザ流路を通過することによって得られる前記第２吐出室の中間圧流体が前記第１インペラ室に供給され、
前記中間圧流体が前記第１ディフューザ流路を通過することによって得られる前記第１吐出室の高圧流体の一部が、前記ハウジングに設けられたバイパス吸入口を介して前記第１区画室に供給される請求項６に記載のターボ式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ターボ式圧縮機は、回転軸及び回転軸に連結されたインペラを備え、インペラの回転によって流体を圧縮して吐出室に吐出するものが知られている（例えば特許文献１参照）。この場合、インペラが回転すると、スラスト力が発生する。これに対して、例えば特許文献１には、ターボ式圧縮機は、スラスト力を受けるスラスト動圧軸受を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５７１６５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、例えばスラスト力が大きくなると、その大きなスラスト力を受けるためにスラスト動圧軸受が大型なものとなり易い。すると、ターボ式圧縮機の大型化が懸念される。特に、スラスト力はインペラの回転数が高くなるに従って大きくなるため、インペラの回転数を高くしようとすると上記問題が発生し易い。
【０００５】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的はスラスト動圧軸受の大型化を抑制できるターボ式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】
【０００６】
上記目的を達成するターボ式圧縮機は、一端と他端とを有する回転軸の前記一端側に連結されたインペラの回転によって流体を圧縮して吐出室に吐出するターボ式圧縮機において、前記インペラの回転によって生じる前記回転軸の前記一端側から前記他端側に向かうスラスト力を受けるスラスト動圧軸受と、前記吐出室と、前記スラスト動圧軸受及び前記回転軸に固定された板状の支持プレートの双方が収容されたスラスト室と、が区画されたハウジングと、を備え、前記スラスト動圧軸受は、前記支持プレートと対向するスラスト軸支面を備え、前記スラスト室は、前記支持プレート及び前記スラスト動圧軸受によって区画された第１区画室及び第２区画室を有し、前記第１区画室は、前記支持プレートに対して前記インペラとは反対側に配置されており、前記第１区画室の圧力は前記第２区画室の圧力よりも高くなるように構成されており、前記スラスト軸支面には、前記第１区画室に充填されている流体が前記スラスト動圧軸受を介して前記第２区画室に向けて流入するのを規制するように構成された規制溝が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、両区画室の圧力差によって、スラスト力に対する抗力が発生する。これにより、スラスト動圧軸受が受ける力を軽減することができる。この場合、第１区画室と第２区画室とで圧力差が生じている関係上、第１区画室に充填されている流体がスラスト動圧軸受を介して第２区画室に向けて流入し得る。すると、両区画室の圧力差が小さくなり、圧力差によって生じる抗力が小さくなり得る。
【０００８】
これに対して、本構成によれば、スラスト軸支面に形成された規制溝によって、上記流体の流入が規制されている。これにより、上記流体の流入による上記抗力の低下を抑制できる。よって、スラスト動圧軸受の大型化を抑制できる。
【０００９】
上記ターボ式圧縮機について、前記スラスト動圧軸受は、第１スラスト動圧軸受と第２スラスト動圧軸受とを備え、前記第１区画室は、前記支持プレートに対して前記インペラとは反対側に配置され、且つ、前記第１スラスト動圧軸受を用いて区画され、前記第２区画室は、前記支持プレートに対して前記第１区画室とは反対側に配置され、且つ、前記第２スラスト動圧軸受を用いて区画され、前記スラスト室は、前記第１スラスト動圧軸受を介して前記第１区画室と連通するとともに前記第２スラスト動圧軸受を介して前記第２区画室と連通する第３区画室を有し、前記第１スラスト動圧軸受は、前記支持プレートに対向する第１スラスト軸支面と、前記規制溝として、前記第１スラスト軸支面に形成され、前記第１区画室から前記第３区画室への流体の流入を規制する螺旋状の第１規制溝と、を備えたスパイラルグルーブ軸受であり、前記第２スラスト動圧軸受は、前記支持プレートに対向する第２スラスト軸支面と、前記規制溝として、前記第２スラスト軸支面に形成され、前記第３区画室から前記第２区画室への流体の流入を規制する螺旋状の第２規制溝と、を備えたスパイラルグルーブ軸受であるとよい。かかる構成によれば、第１区画室から第２区画室への流体の流入が、両スラスト動圧軸受によって規制されており、第３区画室が第１区画室及び第２区画室のバッファ層として機能する。そして、第１規制溝によって第１区画室から第３区画室に向かう流体の流入が規制され、第２規制溝によって第３区画室から第２区画室に向かう流体の流入が規制される。これにより、第３区画室を介する第１区画室から第２区画室への流体の流入を、より好適に抑制できる。
【００１０】
上記ターボ式圧縮機について、前記第１区画室は、環状の前記第１スラスト動圧軸受の内側に配置されており、前記第２区画室は、環状の前記第２スラスト動圧軸受の内側に配置されており、前記第３区画室は、前記両スラスト動圧軸受の外側に配置されており、前記第１スラスト動圧軸受は、外周側に第１開口を有し且つ内周側に第１基端面を有する前記第１規制溝を備えたポンプイン型のスパイラルグルーブ軸受であり、前記第２スラスト動圧軸受は、内周側に第２開口を有し且つ外周側に第２基端面を有する前記第２規制溝を備えたポンプアウト型のスパイラルグルーブ軸受であるとよい。かかる構成によれば、回転軸が回転した場合、第１スラスト軸支面と支持プレートとの間にて、外周側から内周側に向かう流れが誘起される。当該流れは、第１区画室から第３区画室に向かう流体の流れとは逆向きの流れである。これにより、第１区画室から第３区画室への流体の流入を規制できる。また、第１スラスト軸支面と支持プレートとの間にて、互いに向きが異なる流体が衝突することにより動圧が生じるため、第１スラスト動圧軸受によって支持プレートを好適に支持することができる。
【００１１】
同様に、回転軸が回転した場合、第２スラスト軸支面と支持プレートとの間にて、内周側から外周側に向かう流れが誘起される。当該流れは、第３区画室から第２区画室に向かう流体の流れとは逆向きの流れである。これにより、第３区画室から第２区画室への流体の流入を規制できる。また、第２スラスト軸支面と支持プレートとの間にて、互いに向きが異なる流体が衝突することにより動圧が生じるため、第２スラスト動圧軸受によって支持プレートを好適に非接触で支持することができる。
【００１２】
上記ターボ式圧縮機について、前記第１区画室は、環状の前記第１スラスト動圧軸受の内側に配置されており、前記第２区画室は、環状の前記第２スラスト動圧軸受の内側に配置されており、前記第３区画室は、前記両スラスト動圧軸受の外側に配置されており、前記第１スラスト動圧軸受は、前記第１規制溝としてヘリングボーン溝を備えたヘリングボーン型のスパイラルグルーブ軸受であり、前記第２スラスト動圧軸受は、内周側に第２開口を有し且つ外周側に第２基端面を有する前記第２規制溝を備えたポンプアウト型のスパイラルグルーブ軸受であるとよい。かかる構成によれば、回転軸が回転した場合、ヘリングボーン溝によって、第１区画室から第３区画室への流体の流入が規制される流れが誘起されるとともに、第１スラスト軸支面と支持プレートとの間に動圧が発生する。当該動圧は、ポンプイン型と比較して大きくなり易い。これにより、支持プレートを、より好適に非接触で支持することができる。
【００１３】
また、回転軸が回転した場合、第２スラスト軸支面と支持プレートとの間にて、内周側から外周側に向かう流れが誘起される。当該流れは、第３区画室から第２区画室に向かう流体の流れとは逆向きの流れである。これにより、第３区画室から第２区画室への流体の流入を規制できる。また、第２スラスト軸支面と支持プレートとの間にて、互いに向きが異なる流体が衝突することにより動圧が生じるため、第２スラスト動圧軸受によって支持プレートを非接触で支持することができる。以上のことから、支持プレートを非接触で支持するための動圧の確保しつつ、第１区画室から第２区画室への流体の流入を抑制できる。
【００１４】
上記ターボ式圧縮機について、前記支持プレートは、前記スラスト軸支面と対向する対向面を有し、当該対向面には、前記回転軸の軸線を中心とする円形のリング溝が形成されているとよい。かかる構成によれば、円形のリング溝がラビリンスシールとして機能するため、第１区画室から第２区画室への流体の流入を、より好適に抑制できる。また、リング溝は、回転軸の軸線を中心とする円形であるため、回転軸が回転した場合であっても偏心が生じにくい。よって、偏心を抑制しつつ、シール性の向上を図ることができる。
【００１５】
上記ターボ式圧縮機について、前記回転軸を回転させる電動モータを備え、前記ハウジングは、前記電動モータが収容されているものであって、前記第１区画室よりも圧力が低いモータ室と、前記モータ室と前記スラスト室とを仕切る仕切壁と、を備え、前記仕切壁には、前記第２区画室と前記モータ室とを連通させる連通孔が形成されているとよい。かかる構成によれば、モータ室とスラスト室とを仕切る仕切壁に形成された連通孔を介して、モータ室と第２区画室とが連通している。当該モータ室は、第１区画室よりも低圧に設定されている。よって、第２区画室を、第１区画室よりも低圧にできる。
【００１６】
上記ターボ式圧縮機について、前記ハウジングは、低圧流体を前記モータ室に吸入させるための低圧流体吸入口を有し、前記インペラは、第１インペラ及び第２インペラを有し、前記ハウジングには、前記第１インペラが収容された第１インペラ室と、前記第２インペラが収容されたものであって、前記モータ室の前記低圧流体が流入されるように前記モータ室と連通している第２インペラ室と、が区画されており、前記吐出室として、前記ハウジングに設けられた第１ディフューザ流路を介して前記第１インペラ室と連通している第１吐出室と、前記ハウジングに設けられた第２ディフューザ流路を介して前記第２インペラ室と連通している第２吐出室と、を有し、前記第１インペラにおける前記第１ディフューザ流路側の端面と、前記第２インペラにおける前記第２ディフューザ流路側の端面とが、互いに対向配置され、前記低圧流体が前記第２ディフューザ流路を通過することによって得られる前記第２吐出室の中間圧流体が前記第１インペラ室に供給され、前記中間圧流体が前記第１ディフューザ流路を通過することによって得られる前記第１吐出室の高圧流体の一部が、前記ハウジングに設けられたバイパス吸入口を介して前記第１区画室に供給されるとよい。かかる構成によれば、第１区画室には高圧流体が充填され、第２区画室には低圧流体が充填される。これにより、両区画室間にて圧力差が生じ、スラスト力に対する抗力が発生する。特に、中間圧流体ではなく、高圧流体と低圧流体とを用いることにより、両区画室間の圧力差を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、スラスト動圧軸受の大型化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ターボ式圧縮機及び車両空調装置の概要を示す模式図。
【図２】スラスト室の周辺を模式的に示す断面図。
【図３】図２の３−３線断面図。
【図４】図２の４−４線断面図。
【図５】第２実施形態の第１スラスト軸支面の断面図。
【図６】第２実施形態の第２スラスト軸支面の断面図。
【図７】別例のスラスト室周辺を模式的に示す断面図。
【図８】図７の８−８線断面図。
【図９】図７の９−９線断面図。
【図１０】別例のターボ式圧縮機及び車両空調装置の概要を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、ターボ式圧縮機の第１実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、ターボ式圧縮機は車両に搭載されている。ターボ式圧縮機は、例えば流体装置としての車両空調装置に用いられる。なお、図１等においては、図示の都合上、回転軸１２については側面図で示し、図２等においては、ドットハッチで圧力差を示す。
【００２０】
図１に示すように、ターボ式圧縮機１０は、その外郭を構成するハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、全体として例えば円筒形状である。
ターボ式圧縮機１０は、回転軸１２と、回転軸１２を回転させる電動モータ１３と、回転軸１２に連結された２つのインペラ１４，１５とを備えている。回転軸１２は、本体部１２ａと、本体部１２ａよりも縮径され、且つ、両インペラ１４，１５が連結された先端部１２ｂと、本体部１２ａよりも先端部１２ｂとは反対側に配置された基端部１２ｃとを有している。基端部１２ｃは、本体部１２ａより縮径されており、且つ、先端部１２ｂより拡径されている。
【００２１】
なお、回転軸１２の先端部１２ｂ側（すなわち回転軸１２の先端側）を単に前側ともいい、回転軸１２の基端部１２ｃ側（すなわち回転軸１２の基端側）を単に後側とも言う。回転軸１２の先端部１２ｂ側とは、回転軸１２においてインペラ１４，１５が設けられている側とも言え、回転軸１２の基端部１２ｃ側とは、回転軸１２においてインペラ１４，１５とは反対側とも言える。本実施形態では、先端部１２ｂが「回転軸の一端」に対応し、回転軸１２の先端側が「一端側」に対応する。また、基端部１２ｃが「回転軸の他端」に対応し、回転軸１２の基端側が「他端側」に対応する。
【００２２】
ハウジング１１は、インペラ１４，１５が収容されたインペラ室２１，２２等が区画されたフロントハウジング２０を備えている。フロントハウジング２０は、３つのパーツ２０ａ〜２０ｃで構成されており、各パーツ２０ａ〜２０ｃは、中間パーツ２０ｃを第１パーツ２０ａ及び第２パーツ２０ｂで挟持した状態でユニット化されている。この場合、第１インペラ室２１は、第１パーツ２０ａ及び中間パーツ２０ｃによって区画されており、第２インペラ室２２は、第２パーツ２０ｂ及び中間パーツ２０ｃによって区画されている。両インペラ室２１，２２は、中間パーツ２０ｃを介して回転軸１２の軸線方向Ｚに対向配置されている。
【００２３】
なお、中間パーツ２０ｃには、回転軸１２の先端部１２ｂが挿通可能な挿通孔２０ｃｃが形成されており、回転軸１２の先端部１２ｂは、挿通孔２０ｃｃを貫通した状態で配置されている。このため、回転軸１２の先端部１２ｂは、両インペラ室２１，２２に跨って配置されている。
【００２４】
フロントハウジング２０（詳細には第１パーツ２０ａ）には、流体（例えば冷媒）が吸入される第１吸入口３０が形成されている。第１吸入口３０は、回転軸１２の軸線方向Ｚの両端面１２ｄ，１２ｅのうち両インペラ１４，１５が連結されている側の端面１２ｄ（以降単に回転軸１２の先端面１２ｄという）と対向する位置に配置されている。そして、第１吸入口３０と、第１インペラ１４が収容されている第１インペラ室２１とは、回転軸１２の軸線方向Ｚに連通している。
【００２５】
図１に示すように、第１インペラ１４は、その基端面１４ａから先端面１４ｂに向けて徐々に縮径した略円錐台形状である。第１インペラ１４は、その先端面１４ｂが基端面１４ａよりも第１吸入口３０側に配置された状態で回転軸１２の先端部１２ｂに連結されている。第１インペラ室２１は、第１インペラ１４の形状に対応させて形成されており、詳細には第１インペラ１４よりも一回り大きい円錐台形状である。
【００２６】
フロントハウジング２０には、第１インペラ室２１の外周側に配置された第１ディフューザ流路３１と、第１ディフューザ流路３１と連通している第１吐出室３２とが区画されている。第１ディフューザ流路３１は、第１インペラ１４を囲む環状（詳細には円環状）である。第１吐出室３２は、第１ディフューザ流路３１の外周側に配置されている。第１インペラ室２１と第１吐出室３２とは、第１ディフューザ流路３１を介して連通している。第１吐出室３２は、フロントハウジング２０に形成された第１吐出口（図示略）と連通している。第１インペラ１４の基端面１４ａは、第１インペラ１４における第１ディフューザ流路３１側の端面である。
【００２７】
第２インペラ１５は、第１インペラ１４と同様に、その基端面１５ａから先端面１５ｂに向けて徐々に縮径した略円錐台形状である。本実施形態では、第２インペラ１５は、第１インペラ１４よりも一回り小さく形成されており、詳細には、第２インペラ１５の基端面１５ａの径は、第１インペラ１４の基端面１４ａの径よりも短く設定されている。第２インペラ１５は、その基端面１５ａが第１インペラ１４の基端面１４ａと対向するように配置された状態で回転軸１２の先端部１２ｂに連結されている。すなわち、両インペラ１４，１５は、互いに基端面１４ａ，１５ａ同士が対向するように配置されている。
【００２８】
第２インペラ室２２は、第２インペラ１５に対応させて形成されており、詳細には第２インペラ１５よりも一回り大きい円錐台形状である。
フロントハウジング２０には、第２インペラ室２２の外周側に配置された環状の第２ディフューザ流路４１と、第２ディフューザ流路４１よりも外周側に設けられているものであって第２ディフューザ流路４１と連通している第２吐出室４２とが区画されている。第２インペラ室２２と第２吐出室４２とは、第２ディフューザ流路４１を介して連通している。第２吐出室４２は、フロントハウジング２０に形成された第２吐出口（図示略）と連通している。第２インペラ１５の基端面１５ａは、第２インペラ１５における第２ディフューザ流路４１側の端面である。
【００２９】
図１に示すように、ハウジング１１は、フロントハウジング２０と協働して電動モータ１３が収容されるモータ室５０を区画するモータハウジング５１及びエンドプレート５２を備えている。モータハウジング５１は略円筒形状であって、その軸線方向の両端は開口している。エンドプレート５２は、モータハウジング５１の外径と同一径の円板状のプレート本体部５３を有している。モータハウジング５１の軸線方向の一方の開口端はフロントハウジング２０の第２パーツ２０ｂに突き合わさり、他方の開口端はプレート本体部５３に突き合わさっている。モータ室５０は、モータハウジング５１、第２パーツ２０ｂ及びプレート本体部５３によって区画されている。モータ室５０は、第２インペラ室２２に対して後側に配置されており、モータ室５０と第２インペラ室２２とは連通している。
【００３０】
電動モータ１３は、回転軸１２（詳細には回転軸１２の本体部１２ａ）に固定されたロータ６１と、ロータ６１の外側に配置されるものであってモータハウジング５１に固定されたステータ６２とを備えている。ロータ６１とステータ６２とは回転軸１２と同一軸線上に配置されており、回転軸１２の径方向に対向している。
【００３１】
ステータ６２は、円筒形状のステータコア６３と、ステータコア６３に捲回されたコイル６４とを備えている。コイル６４に電流が流れることによって、ロータ６１と回転軸１２とが一体的に回転する。
【００３２】
図１に示すように、モータハウジング５１内には、回転軸１２の本体部１２ａが挿通可能な第１挿通孔７１ａが形成された第１ボス７１が設けられている。また、エンドプレート５２は、プレート本体部５３から前側（換言すれば回転軸１２の先端側）に突出した第２ボス７２を有している。プレート本体部５３及び第２ボス７２には、回転軸１２の本体部１２ａが挿通可能な第２挿通孔７２ａが形成されている。ボス７１，７２は、ロータ６１に対して回転軸１２の軸線方向Ｚの両側に配置されている。回転軸１２の本体部１２ａは、両挿通孔７１ａ，７２ａに挿通されている。
【００３３】
ここで、ボス７１，７２は、回転軸１２の本体部１２ａの径よりも若干長い内径を有する円筒形状である。そして、ボス７１，７２の内周面と回転軸１２の本体部１２ａとの間には、回転軸１２を回転可能な状態で支持するラジアル軸受７３が設けられている。なお、ラジアル軸受７３の具体的な構成は任意であるが、例えば回転軸１２の回転に伴って発生する動圧によって非接触で回転軸１２を支持する動圧軸受等が考えられる。
【００３４】
ちなみに、図２に示すように、エンドプレート５２は、プレート本体部５３におけるモータ室５０側の第１プレート板面５３ａと、第２ボス７２の外周面７２ｂとの双方に連続する湾曲面７４を備えている。これにより、プレート本体部５３において湾曲面７４に対応する部分を含む第２ボス７２との接続部分７５は、プレート本体部５３及び第２ボス７２よりも肉厚となっている。
【００３５】
また、モータハウジング５１には、第２吸入口７６が形成されている。第２吸入口７６は、モータハウジング５１における電動モータ１３よりもエンドプレート５２側の位置に配置されている。
【００３６】
ここで、本実施形態では、図１の二点鎖線に示すように、両インペラ１４，１５が回転した場合に、回転軸１２の先端側から基端側に向かうスラスト力Ｆが発生する。これに対して、ターボ式圧縮機１０は、スラスト力Ｆを受けるための構成を備えている。当該構成について以下に詳細に説明する。
【００３７】
図１及び図２に示すように、ターボ式圧縮機１０は、回転軸１２に固定された板状の支持プレート（スラストライナ）８０を支持することによりスラスト力Ｆを受けるスラスト動圧軸受８１，８２を備えている。
【００３８】
支持プレート８０は例えば円板状であって、その中央部には、基端部１２ｃが嵌合可能な貫通孔８０ａが形成されている。支持プレート８０は、その貫通孔８０ａに基端部１２ｃが嵌合した状態で回転軸１２に固定されている。この場合、回転軸１２と支持プレート８０とは一体回転する。
【００３９】
ハウジング１１は、支持プレート８０及びスラスト動圧軸受８１，８２の双方が収容されるスラスト室９０を区画するリアハウジング９１を備えている。リアハウジング９１は、一方向に開口した有底円柱形状であり、リアハウジング９１の開口部分とエンドプレート５２とが突き合わさることによってスラスト室９０が区画されている。スラスト室９０は、リアハウジング９１の内面９１ａと、エンドプレート５２のプレート本体部５３における第１プレート板面５３ａとは反対側の第２プレート板面５３ｂとによって区画されている。
【００４０】
この場合、スラスト室９０とモータ室５０とは、エンドプレート５２のプレート本体部５３によって仕切られている。すなわち、エンドプレート５２（詳細にはプレート本体部５３）が、スラスト室９０とモータ室５０とを仕切る「仕切壁」に対応する。
【００４１】
図２に示すように、支持プレート８０は、リアハウジング９１の内面９１ａ（詳細には有底円柱形状のリアハウジング９１の底面）に対して回転軸１２の軸線方向Ｚに対向する第１対向面８０ｂと、プレート本体部５３の第２プレート板面５３ｂに対して回転軸１２の軸線方向Ｚに対向する第２対向面８０ｃとを備えている。両対向面８０ｂ，８０ｃは、回転軸１２の軸線方向Ｚと直交する方向の平面であって、回転軸１２の軸線方向Ｚから見て円環状となっている。
【００４２】
そして、第１スラスト動圧軸受８１は、支持プレート８０に対して回転軸１２の軸線方向Ｚの一方側（すなわち支持プレート８０に対して後側）、詳細にはリアハウジング９１の内面９１ａと第１対向面８０ｂとの間に設けられている。第１スラスト動圧軸受８１は、回転軸１２の回転に伴って回転しないようにリアハウジング９１の内面９１ａに固定されている。
【００４３】
第２スラスト動圧軸受８２は、支持プレート８０に対して回転軸１２の軸線方向Ｚの他方側（すなわち支持プレート８０に対して前側）、詳細には第２プレート板面５３ｂと第２対向面８０ｃとの間に設けられている。第２スラスト動圧軸受８２は、回転軸１２の回転に伴って回転しないように第２プレート板面５３ｂに固定されている。
【００４４】
図３及び図４に示すように、第１スラスト動圧軸受８１及び第２スラスト動圧軸受８２は円環板状であって、各々の軸線と回転軸１２とは、同一軸線上に配置されている。
ここで、本実施形態では、回転軸１２の軸線方向Ｚから見て、第１スラスト動圧軸受８１の少なくとも一部（本実施形態では全部）は、第２スラスト動圧軸受８２と重ならないようになっている。詳細には、第１スラスト動圧軸受８１の内径及び外径を第１内径Ｒｉ１及び第１外径Ｒｏ１とし、第２スラスト動圧軸受８２の内径及び外径を第２内径Ｒｉ２及び第２外径Ｒｏ２とする。この場合、第１外径Ｒｏ１は第２内径Ｒｉ２以下に設定されていると好ましく、本実施形態では両者は同一に設定されている。つまり、両スラスト動圧軸受８１，８２は同心円状に配置されている。この場合、回転軸１２の軸線方向Ｚから見て、第２スラスト動圧軸受８２の内側に第１スラスト動圧軸受８１が配置されているとも言える。
【００４５】
ちなみに、第１内径Ｒｉ１は、支持プレート８０の両対向面８０ｂ，８０ｃの内径である第３内径以上に設定されており、第２外径Ｒｏ２は、支持プレート８０の両対向面８０ｂ，８０ｃの外径である第３外径以下に設定されている。すなわち、スラスト動圧軸受８１，８２は、対向面８０ｂ，８０ｃの範囲内に配置されている。
【００４６】
第１スラスト動圧軸受８１は、第１対向面８０ｂと対向する第１スラスト軸支面８１ａを有している。第２スラスト動圧軸受８２は、第２対向面８０ｃと対向する第２スラスト軸支面８２ａを有している。ちなみに、第２スラスト軸支面８２ａの面積は、第１スラスト軸支面８１ａの面積よりも広く設定されている。
【００４７】
かかる構成によれば、回転軸１２の回転に伴って支持プレート８０が回転すると、第１対向面８０ｂと第１スラスト軸支面８１ａとの間、及び、第２対向面８０ｃと第２スラスト軸支面８２ａとの間に動圧が発生する。これにより、両スラスト動圧軸受８１，８２によって、支持プレート８０が両スラスト軸支面８１ａ，８２ａに対して非接触の状態で支持される。この場合、両スラスト軸支面８１ａ，８２ａと支持プレート８０との間には隙間が存在する。
【００４８】
図２に示すように、スラスト室９０は、支持プレート８０及びスラスト動圧軸受８１，８２によって区画された複数の区画室１０１〜１０３を有している。詳細には、スラスト室９０は、支持プレート８０に対してインペラ１４，１５とは反対側に配置された第１区画室１０１と、支持プレート８０の第２対向面８０ｃと第２プレート板面５３ｂとの間に配置された第２区画室１０２とを有している。第１区画室１０１は、円環状の第１スラスト動圧軸受８１の内側に配置されており、第２区画室１０２は、円環状の第２スラスト動圧軸受８２の内側に配置されている。第３区画室１０３は、両スラスト動圧軸受８１，８２の外側に配置されている。なお、本実施形態では、第１区画室１０１の一部は、回転軸１２の基端面１２ｅに対してインペラ１４，１５とは反対側に配置されている。基端面１２ｅは、回転軸１２の軸線方向の両端面１２ｄ，１２ｅのうち先端面１２ｄとは反対側の端面である。回転軸１２の先端側を一端側とすると、基端面１２ｅは、回転軸１２の他端側の端面と言える。
【００４９】
第１区画室１０１は、回転軸１２の基端面１２ｅとハウジング１１（詳細にはリアハウジング９１において基端面１２ｅに対して回転軸１２の軸線方向Ｚに対向する部位）との間に配置されている。第１区画室１０１は、回転軸１２の基端面１２ｅ、リアハウジング９１の内面９１ａ、支持プレート８０及び第１スラスト動圧軸受８１によって区画されている。すなわち、第１スラスト動圧軸受８１は、第１区画室１０１を区画するのに用いられている。第１区画室１０１は、ハウジング１１（詳細にはリアハウジング９１）に形成された第３吸入口１０４と連通している。第３吸入口１０４は、リアハウジング９１における回転軸１２の基端面１２ｅと対向する位置に設けられている。
【００５０】
第２区画室１０２は、第１区画室１０１よりもエンドプレート５２側の位置であって、支持プレート８０に対して第１区画室１０１とは反対側の位置に配置されている。第２区画室１０２は、支持プレート８０、第２プレート板面５３ｂ、回転軸１２及び第２スラスト動圧軸受８２によって区画されている。すなわち、第２スラスト動圧軸受８２は、第２区画室１０２を区画するのに用いられている。
【００５１】
ここで、回転軸１２の軸線方向Ｚから見て両スラスト動圧軸受８１，８２がずれるように、第２内径Ｒｉ２を第１内径Ｒｉ１よりも長くすることによって、第２区画室１０２が広がっている。
【００５２】
また、第３区画室１０３は、スラスト動圧軸受８１，８２を介して区画室１０１，１０２と連通している。第３区画室１０３は、支持プレート８０の側面及び第１対向面８０ｂの一部と、リアハウジング９１の内面９１ａと、両スラスト動圧軸受８１，８２によって区画されている。
【００５３】
ここで、第１区画室１０１と第３区画室１０３との間の流体の移動は第１スラスト動圧軸受８１によって規制され、第２区画室１０２と第３区画室１０３との間の流体の移動は第２スラスト動圧軸受８２によって規制されている。
【００５４】
図２に示すように、スラスト室９０とモータ室５０とを仕切る仕切壁としてのエンドプレート５２には、スラスト室９０とモータ室５０とを連通させる連通孔１１０が形成されている。連通孔１１０は、連通孔１１０は、プレート本体部５３において比較的肉厚となっている接続部分７５に形成されている。
【００５５】
ここで、円筒形状の第２ボス７２に対応させて、接続部分７５は、回転軸１２の軸線方向Ｚから見て回転軸１２を囲むような円環状となっている。かかる構成において、連通孔１１０は、接続部分７５における第２吸入口７６に対して比較的近い側の部位、詳細には回転軸１２よりも第２吸入口７６側の部位に形成されている。モータ室５０と第２区画室１０２とは、連通孔１１０を介して連通しているため、第２区画室１０２の圧力はモータ室５０の圧力と同様となる。なお、連通孔１１０の具体的な形状は任意であり、例えば円柱形状であっても角柱形状であってもよい。
【００５６】
本実施形態のターボ式圧縮機１０は、スラスト力Ｆに対する抗力Ｎが発生するように、第１区画室１０１と第２区画室１０２とで圧力差が生じるように構成されている。詳細には、第１区画室１０１の圧力が第２区画室１０２の圧力よりも高く設定される。なお、第１スラスト動圧軸受８１は、相対的に高圧な室を区画するためのものであると言え、第２スラスト動圧軸受８２は、相対的に低圧な室を区画するためのものであると言える。
【００５７】
上記圧力差を発生させる構成について以下に説明する。
図１に示すように、ターボ式圧縮機１０は、車両空調装置２００の一部を構成している。車両空調装置２００は、ターボ式圧縮機１０の他に、凝縮器２０１、気液分離器２０２、膨張弁２０３及び蒸発器２０４を備えている。これら凝縮器２０１、気液分離器２０２、膨張弁２０３及び蒸発器２０４は、配管を介して接続されている。また、凝縮器２０１は、第１吐出口を介して第１吐出室３２に接続されており、蒸発器２０４は、第２吸入口７６に接続されている。
【００５８】
また、ターボ式圧縮機１０は、第２吐出口を介して第２吐出室４２と第１吸入口３０とを接続する配管１１１を備えている。更に、車両空調装置２００は、気液分離器２０２と膨張弁２０３とを接続している配管とは別に、気液分離器２０２と第３吸入口１０４とを接続するバイパス配管２０５を有している。
【００５９】
なお、本実施形態では、第２吸入口７６が「低圧流体吸入口」に対応し、第３吸入口１０４が「バイパス吸入口」に対応し、バイパス配管２０５が「圧力調整部」に対応する。
上記のように構成されたターボ式圧縮機１０及び車両空調装置２００における流体の流れについて説明する。
【００６０】
回転軸１２の回転に伴い両インペラ１４，１５が回転すると、図１の矢印Ａ１に示すように、蒸発器２０４から吐出された比較的低圧の流体（以降低圧流体という）が第２吸入口７６から吸入される。この場合、モータ室５０は低圧空間となる。モータ室５０に吸入された流体は、ロータ６１及びステータ６２間の隙間等を介して第２インペラ室２２に向かう（図１の矢印Ａ２参照）。そして、低圧流体は、第２インペラ１５の遠心作用によって第２インペラ室２２から第２ディフューザ流路４１に送り込まれ、当該第２ディフューザ流路４１にて圧縮されて第２吐出室４２に吐出される。なお、第２吐出室４２に導かれた流体の圧力は低圧流体の圧力よりも高い。なお、第２吐出室４２に導かれた流体を中間圧流体という。
【００６１】
図１の矢印Ａ３に示すように、中間圧流体は、第２吐出室４２から吐出され、配管１１１を介して、第１吸入口３０に吸入される。中間圧流体は、第１インペラ１４の遠心作用によって第１インペラ室２１から第１ディフューザ流路３１に送り込まれ、当該第１ディフューザ流路３１にて圧縮されて第１吐出室３２に吐出される。第１吐出室３２に導かれた流体の圧力は、中間圧流体の圧力よりも高い。なお、第１吐出室３２に導かれた流体を高圧流体という。
【００６２】
高圧流体は、第２吐出室４２から凝縮器２０１に供給される。そして、高圧流体の一部は、バイパス配管２０５を介して第３吸入口１０４に供給される。これにより、第１区画室１０１には、高圧流体が充填される。一方、第２区画室１０２とモータ室５０とが連通孔１１０を介して連通しているため、第２区画室１０２には低圧流体が充填される。したがって、第１区画室１０１の圧力が、モータ室５０及び第２区画室１０２の圧力よりも高くなる。これにより、スラスト力Ｆに対する抗力Ｎが回転軸１２に付与される。詳細には、両区画室１０１，１０２の圧力差によって、回転軸１２の基端面１２ｅに対して押圧力が付与される。
【００６３】
ここで、既に説明した通り、第１区画室１０１の高圧流体の第２区画室１０２への流入は、両スラスト動圧軸受８１，８２及び第３区画室１０３によって規制されている。しかしながら、両スラスト動圧軸受８１，８２によって支持プレート８０が支持されている状況においては、両スラスト軸支面８１ａ，８２ａと支持プレート８０との間には隙間が存在するため、当該隙間を介して、第１区画室１０１の高圧流体の一部がスラスト動圧軸受８１，８２を通過して、第２区画室１０２へ流入する。
【００６４】
これに対して、本実施形態では、両スラスト動圧軸受８１，８２に、スパイラルグルーブ軸受が採用されている。詳細には、図３及び図４に示すように、スラスト動圧軸受８１，８２のスラスト軸支面８１ａ，８２ａには、上記高圧流体の流入を規制するように構成された規制溝１２１，１２２が形成されている。第１規制溝１２１は、第１区画室１０１から第３区画室１０３への高圧流体の流入を規制するように構成されており、第２規制溝１２２は、第３区画室１０３から第２区画室１０２への高圧流体の流入を規制するように構成されている。
【００６５】
両規制溝１２１，１２２について詳細に説明する。
図３に示すように、第１規制溝１２１は、円環状の第１スラスト軸支面８１ａにおいて外周から内周側に向けて螺旋状（詳細には対数螺旋状）に延びたスパイラル溝であり、所定のピッチで周方向に複数形成されている。複数の第１規制溝１２１の流入角は同一となっている。
【００６６】
第１スラスト軸支面８１ａは、第１規制溝１２１が形成されていない円環状の第１ランド部８１ａａを有している。第１ランド部８１ａａは、第１スラスト軸支面８１ａの内周側に配置されており、内周端に沿って存在している。第１規制溝１２１は、第１スラスト軸支面８１ａにおける第１ランド部８１ａａ以外の領域に形成されている。第１規制溝１２１は、外周側に第１開口１２１ａを有し、且つ、内周側に第１基端面１２１ｂを有している。換言すれば、第１規制溝１２１の延設方向の両端のうち外周側にある外周端は、第１規制溝１２１の延設方向に開放されている一方、上記両端のうち内周側にある内周端は閉じている。すなわち、第１スラスト動圧軸受８１はポンプイン型のスパイラルグルーブ軸受である。
【００６７】
図４に示すように、第２規制溝１２２は、円環状の第２スラスト軸支面８２ａにおいて内周から外周側に向けて螺旋状（詳細には対数螺旋状）に延びたスパイラル溝であり、所定のピッチで周方向に複数形成されている。複数の第２規制溝１２２の流入角は同一となっている。
【００６８】
第２スラスト軸支面８２ａは、第２規制溝１２２が形成されていない円環状の第２ランド部８２ａａを有している。第２ランド部８２ａａは、第２スラスト軸支面８２ａの外周側に配置されており、外周端に沿って存在している。第２規制溝１２２は、第２スラスト軸支面８２ａにおける第２ランド部８２ａａ以外の領域に形成されている。第２規制溝１２２は、内周側に第２開口１２２ａを有し、且つ、外周側に第２基端面１２２ｂを有している。換言すれば、第２規制溝１２２の延設方向の両端のうち内周側にある内周端は、第２規制溝１２２の延設方向に開放されている一方、上記両端のうち外周側にある外周端は閉じている。すなわち、第２スラスト動圧軸受８２はポンプアウト型のスパイラルグルーブ軸受である。
【００６９】
次に本実施形態の作用について説明する。
回転軸１２の回転に伴って支持プレート８０が回転すると、両規制溝１２１，１２２によって、高圧流体の漏れ方向（詳細には第１区画室１０１→第１スラスト動圧軸受８１→第３区画室１０３→第２スラスト動圧軸受８２→第２区画室１０２に向かう方向）とは逆方向の流れが誘起される。このため、第１区画室１０１から第２区画室１０２への高圧流体の流入が規制される。
【００７０】
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）ターボ式圧縮機１０は、回転軸１２の先端側の部位である先端部１２ｂに連結されたインペラ１４，１５と、回転軸１２を回転させる電動モータ１３とを備え、インペラ１４，１５の回転によって流体を圧縮して吐出室３２，４２に吐出するものである。ターボ式圧縮機１０は、インペラ１４，１５の回転によって生じるスラスト力Ｆを受けるスラスト動圧軸受８１，８２を備え、更に吐出室３２，４２、及び、スラスト動圧軸受８１，８２と支持プレート８０との双方が収容されたスラスト室９０が区画されたハウジング１１を備えている。
【００７１】
スラスト動圧軸受８１，８２は、支持プレート８０の対向面８０ｂ，８０ｃと対向するスラスト軸支面８１ａ，８２ａを備えており、スラスト室９０は、支持プレート８０及びスラスト動圧軸受８１，８２によって区画された第１区画室１０１及び第２区画室１０２を有している。第１区画室１０１は、支持プレート８０に対してインペラ１４，１５とは反対側に配置されている。すなわち、第１区画室１０１は、支持プレート８０とハウジング１１（詳細にはハウジング１１において支持プレート８０に対して回転軸１２の軸線方向Ｚに対向する部位）との間に配置されている。第２区画室１０２は、支持プレート８０に対して第１区画室１０１とは反対側に配置されている。第１区画室１０１の圧力は、第２区画室１０２の圧力よりも高くなるように構成されている。そして、スラスト軸支面８１ａ，８２ａには、第１区画室１０１に充填されている高圧流体がスラスト動圧軸受８１，８２を介して第２区画室１０２に向けて流入するのを規制する規制溝１２１，１２２が形成されている。
【００７２】
かかる構成によれば、両区画室１０１，１０２の圧力差によって、スラスト力Ｆに対する抗力Ｎが発生する。これにより、スラスト動圧軸受８１，８２が受ける力を軽減することができる。また、規制溝１２１，１２２によって、第１区画室１０１に充填されている高圧流体の第２区画室１０２への流入が規制されている。したがって、高圧流体が第２区画室１０２に流入することによる両区画室１０１，１０２の圧力差の低下を抑制でき、それを通じて抗力Ｎの低下を抑制できる。よって、支持プレート８０及びスラスト動圧軸受８１，８２の大型化を抑制できる。また、仮にインペラ１４，１５の高速回転化に伴ってスラスト力Ｆが大きくなったとしても、支持プレート８０及びスラスト動圧軸受８１，８２の大型化を抑制しつつ、好適に対応できる。
【００７３】
（２）ターボ式圧縮機１０は、第１スラスト動圧軸受８１と第２スラスト動圧軸受８２とを備えている。第１区画室１０１は、支持プレート８０に対してインペラ１４，１５とは反対側に配置され、且つ、第１スラスト動圧軸受８１を用いて区画されている。第２区画室１０２は、支持プレート８０に対して第１区画室１０１とは反対側に配置され、且つ、第２スラスト動圧軸受８２を用いて区画されている。また、スラスト室９０は、スラスト動圧軸受８１，８２を介して区画室１０１，１０２と連通している第３区画室１０３を有している。かかる構成において、第１スラスト動圧軸受８１は、第１区画室１０１から第３区画室１０３への流体の流入を規制する螺旋状の第１規制溝１２１が形成された第１スラスト軸支面８１ａを有するスパイラルグルーブ軸受である。第２スラスト動圧軸受８２は、第３区画室１０３から第２区画室１０２への流体の流入を規制する螺旋状の第２規制溝１２２が形成された第２スラスト軸支面８２ａを有するスパイラルグルーブ軸受である。かかる構成によれば、第１区画室１０１に充填された高圧流体の第２区画室１０２への流入は、両スラスト動圧軸受８１，８２の双方によって規制されており、第３区画室１０３は、圧力が異なる第１区画室１０１と第２区画室１０２とのバッファ層（緩衝層）として機能している。さらに、両スラスト動圧軸受８１，８２としてスパイラルグルーブ軸受が採用されているため、高圧流体の第２区画室１０２への流入を、より好適に抑制できる。
【００７４】
（３）第１区画室１０１は、環状の第１スラスト動圧軸受８１の内側に配置され、第２区画室１０２は、環状の第２スラスト動圧軸受８２の内側に配置され、第３区画室１０３は、両スラスト動圧軸受８１，８２の外側に配置されている。そして、第１スラスト動圧軸受８１は、ポンプイン型のスパイラルグルーブ軸受である。かかる構成によれば、回転軸１２が回転した場合、第１スラスト軸支面８１ａと支持プレート８０の第１対向面８０ｂとの間にて、外周（つまり第３区画室１０３側）から内周（つまり第１区画室１０１側）に向かう流れが誘起される。これにより、第１区画室１０１から第３区画室１０３への流体の流入が規制される。また、第１スラスト軸支面８１ａと第１対向面８０ｂとの間で、互いに向きが異なる流体が衝突することにより動圧が発生する。これにより、支持プレート８０を好適に支持できる。
【００７５】
また、第２スラスト動圧軸受８２は、ポンプアウト型のスパイラルグルーブ軸受である。これにより、第２スラスト軸支面８２ａと支持プレート８０の第２対向面８０ｃとの間にて、内周（つまり第２区画室１０２側）から外周（つまり第３区画室１０３側）に向かう流れが誘起される。これにより、第３区画室１０３から第２区画室１０２への流体の流入が規制される。また、第２スラスト軸支面８２ａと第２対向面８０ｃとの間で、互いに向きが異なる流体が衝突することにより動圧が発生する。これにより、支持プレート８０を好適に支持できる。
【００７６】
（４）ターボ式圧縮機１０は、回転軸１２を回転させる電動モータ１３を備えている。ハウジング１１は、電動モータ１３が収容され、且つ、第１区画室１０１よりも圧力が低いモータ室５０と、モータ室５０とスラスト室９０とを仕切る仕切壁としてのエンドプレート５２（詳細にはプレート本体部５３）とを備えている。そして、エンドプレート５２には、第２区画室１０２とモータ室５０とを連通させる連通孔１１０が形成されている。かかる構成によれば、エンドプレート５２に形成された連通孔１１０を介して、モータ室５０と第２区画室１０２とが連通しているため、第２区画室１０２を、第１区画室１０１よりも低圧にできる。よって、比較的容易に（１）等の効果を得ることができる。
【００７７】
（５）ハウジング１１は、低圧流体をモータ室５０に吸入させるための低圧流体吸入口としての第２吸入口７６を有している。また、両インペラ１４，１５は、互いに基端面１４ａ，１５ａ同士が対向配置されている。そして、ハウジング１１には、インペラ１４，１５が収容されたインペラ室２１，２２と、当該ハウジング１１に設けられたディフューザ流路３１，４１を介してインペラ室２１，２２と連通している吐出室３２，４２とが区画されている。モータ室５０と第２インペラ室２２とは連通している。
【００７８】
かかる構成において、ターボ式圧縮機１０は、低圧流体が第２ディフューザ流路４１を通過することによって得られる第２吐出室４２の中間圧流体が、第１インペラ室２１に供給されるように構成されている。そして、ターボ式圧縮機１０は、中間圧流体が第１ディフューザ流路３１を通過することによって得られる高圧流体の一部が、ハウジング１１に設けられたバイパス吸入口としての第３吸入口１０４を介して第１区画室１０１に供給されるように構成されている。これにより、第１区画室１０１には高圧流体が充填され、第２区画室１０２には低圧流体が充填されるため、両区画室１０１，１０２間で圧力差が生じ、スラスト力Ｆの抗力Ｎが生じる。
【００７９】
特に、本実施形態では、両区画室１０１，１０２のいずれか一方に中間圧流体が充填される構成と比較して、両区画室１０１，１０２間の圧力差が大きくなっているため、その分だけ上記抗力Ｎを大きくすることができる。
【００８０】
（６）回転軸１２の基端部１２ｃは、本体部１２ａよりも縮径されている。これにより、支持プレート８０及びスラスト動圧軸受８１，８２においては、スラスト力Ｆを受ける面積を確保しつつ小型化を図ることができる。一方、基端部１２ｃは、先端部１２ｂよりは拡径されている。これにより、回転軸１２の基端面１２ｅの面積を、ある程度確保することができるため、両区画室１０１，１０２の圧力差によって生じるものであって回転軸１２に付与される抗力Ｎを大きくすることができる。
【００８１】
（７）回転軸１２の軸線方向Ｚから見て、第１スラスト動圧軸受８１の少なくとも一部は、第２スラスト動圧軸受８２と重ならないようになっている。これにより、高圧側の第１スラスト動圧軸受８１によるスラスト力Ｆの受圧が、低圧側の第２スラスト動圧軸受８２によって阻害されることを抑制できるため、スラスト動圧軸受８１，８２及び支持プレート８０を大きくすることなく、スラスト力Ｆに対する抗力Ｎを大きくできる。
【００８２】
例えば、仮に、第１区画室１０１の圧力を１５ｋｇｆ／ｃｍ２とし、第２区画室１０２の圧力を２．０ｋｇｆ／ｃｍ２とし、第３区画室１０３の圧力を１１ｋｇｆ／ｃｍ２とし、両スラスト軸支面８１ａ，８２ａの圧力分布が線形であると仮定する。かかる条件において、仮に、両スラスト動圧軸受８１，８２を同一形状とし、その内径及び外径を４．４ｃｍ及び８．０ｃｍと仮定して得られる抗力Ｎを計算すると、約２２８ｋｇｆとなる。
【００８３】
一方、仮に、第１内径Ｒｉ１を４．４ｃｍとし、第１外径Ｒｏ１及び第２内径Ｒｉ２を６．０ｃｍとし、第２外径Ｒｏ２を８．０ｃｍとして得られる抗力Ｎを計算すると、約２４３ｋｇｆとなる。
【００８４】
（８）両スラスト動圧軸受８１，８２は、回転軸１２の軸線方向Ｚから見て円環状であって、各々の軸線と回転軸１２とは、同一軸線上に配置されている。第１スラスト動圧軸受８１の外径である第１外径Ｒｏ１は、第２スラスト動圧軸受８２の内径である第２内径Ｒｉ２以下に設定されている。かかる構成によれば、回転軸１２の軸線方向Ｚから見て、第２スラスト動圧軸受８２の内側に第１スラスト動圧軸受８１が配置されている。この場合、第１スラスト動圧軸受８１の全部が、回転軸１２の軸線方向Ｚから見て第２スラスト動圧軸受８２と重ならない。これにより、スラスト力Ｆに対する抗力Ｎの更なる向上を図ることができる。
【００８５】
（第２実施形態）
本実施形態では、図５及び図６に示すように、両スラスト動圧軸受１８１，１８２の形状等が第１実施形態と異なっている。その異なる点について以下に詳細に説明する。
【００８６】
図５及び図６に示すように、本実施形態では、両スラスト動圧軸受１８１，１８２の形状は同一となっている。両スラスト動圧軸受１８１，１８２の内径Ｒｉ１１は、第１実施形態の第１内径Ｒｉ１と同一に設定されており、両スラスト動圧軸受１８１，１８２の外径Ｒｏ１１は、第１実施形態の第２外径Ｒｏ２と同一に設定されている。
【００８７】
また、本実施形態の第１規制溝１９１は、ヘリングボーン溝となっている。詳細には、図５に示すように、第１規制溝１９１は、螺旋の傾斜方向が相違する第１螺旋溝１９１ａと第２螺旋溝１９１ｂとを有している。第１螺旋溝１９１ａは、第１スラスト軸支面１８１ａにおける内周側に配置されている。第１螺旋溝１９１ａは、内周側に開口１９１ａａを有し、且つ、開口１９１ａａよりも外周側に基端面１９１ａｂを有している。第１螺旋溝１９１ａは、周方向に複数並設されている。第２螺旋溝１９１ｂは、第１スラスト軸支面１８１ａにおける外周側に配置されている。第２螺旋溝１９１ｂは、外周側に開口１９１ｂａを有し、且つ、当該開口１９１ｂａよりも内周側に基端面１９１ｂｂを有している。第２螺旋溝１９１ｂは、周方向に複数並設されている。なお、本実施形態では、両螺旋溝１９１ａ，１９１ｂのピッチ及び数は同一である。
【００８８】
ちなみに、本実施形態では、第１スラスト軸支面１８１ａは、両螺旋溝１９１ａ，１９１ｂの間に配置された第１ランド部１８１ａａを備えている。第１ランド部１８１ａａには、両螺旋溝１９１ａ，１９１ｂが形成されていない。つまり、本実施形態では、両螺旋溝１９１ａ，１９１ｂは連通していない。
【００８９】
図６に示すように、第２スラスト動圧軸受１８２はポンプアウト型である。詳細には、第２スラスト動圧軸受１８２の第２スラスト軸支面１８２ａには、内周側に開口１９２ａを有し且つ外周側に基端面１９２ｂを有する螺旋状の第２規制溝１９２が周方向に複数形成されている。第１実施形態の第２スラスト軸支面８２ａと比較して、第２スラスト軸支面１８２ａの方が広くなっていることに対応させて、第２規制溝１９２の長手方向（つまり延設方向）の長さは、第１実施形態の第２規制溝１２２よりも長く設定されている。また、第２スラスト軸支面１８２ａには、その外周に沿ってランド部１８２ａａがある。なお、第２規制溝１９２の長手方向の長さは任意であり、例えば第１実施形態の第２規制溝１２２と同一に設定されていてもよい。
【００９０】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（９）第１スラスト動圧軸受１８１は、第１規制溝１９１としてヘリングボーン溝を備えたヘリングボーン型のスパイラルグルーブ軸受である。これにより、回転軸１２が回転した場合、第１区画室１０１から第３区画室１０３への高圧流体の流入が規制される流れが誘起されるとともに、第１スラスト軸支面８１ａと第１対向面８０ｂとの間にて動圧が発生する。当該動圧は、ポンプイン型と比較して大きくなり易い。これにより、（１）等の効果を確保しつつ、支持プレート８０を、より好適に支持することができる。特に、大きな動圧を確保することができるため、単位面積当たりにおいて第１スラスト軸支面１８１ａが受けることができるスラスト力Ｆを大きくすることができる。
【００９１】
なお、両螺旋溝１９１ａ，１９１ｂのピッチ及び数は同一に限られず、異なっていてもよい。例えば、第１螺旋溝１９１ａによって誘起される流れよりも第２螺旋溝１９１ｂによって誘起される流れが強くなるように、両螺旋溝１９１ａ，１９１ｂのピッチ及び数を異ならせてもよい。また、第１ランド部１８１ａａを省略して、両螺旋溝１９１ａ，１９１ｂが連通していてもよい。
【００９２】
なお、本実施形態では、両スラスト動圧軸受１８１，１８２は、同一形状であったが、これに限られず、第１実施形態のように、第１スラスト動圧軸受と第２スラスト動圧軸受とが重ならないようになっていてもよい。
【００９３】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図７〜図９に示すように、支持プレート８０の対向面８０ｂ，８０ｃには、回転軸１２の軸線を中心とする円形のリング溝（オリフィス）８０ｂａ，８０ｃａが形成されていてもよい。詳細には、図７に示すように、第１リング溝８０ｂａは、第１対向面８０ｂにおける第１スラスト軸支面８１ａと対向する対向領域に設けられている。図８に示すように、第１リング溝８０ｂａは、同心円状に複数形成されている。
【００９４】
同様に、図７に示すように、第２リング溝８０ｃａは、第２対向面８０ｃにおける第２スラスト軸支面８２ａと対向する対向領域に設けられている。図９に示すように、第２リング溝８０ｃａは、同心円状に複数形成されている。
【００９５】
かかる構成によれば、回転軸１２が回転した場合、リング溝８０ｂａ，８０ｃａによって、第１区画室１０１から第２区画室１０２への高圧流体の流入が規制される。つまり、リング溝８０ｂａ，８０ｃａがラビリンスシールとして機能する。これにより、上記高圧流体の流入を、より抑制することができる。また、リング溝８０ｂａ，８０ｃａは、回転軸１２の軸線を中心とする円形であるため、回転軸１２が回転した場合であっても、偏心が生じにくい。よって、偏心を抑制しつつ、シール性の更なる向上を図ることができる。なお、リング溝８０ｂａ，８０ｃａは、上記別例のように、対向領域のみにあってもよいし、対向面８０ｂ，８０ｃの全域にあってもよい。
【００９６】
○  スラスト動圧軸受８１，８２は円環状に限られず、環状であれば任意である。
○  ヘリングボーン溝の第１規制溝１９１とは別に、第１区画室１０１から第３区画室１０３への流体の流入が規制される流れを誘起させる溝が別途設けられていてもよい。これにより、単位面積当たりにおいて第１スラスト軸支面１８１ａが受けることができるスラスト力Ｆを、より大きくすることができる。
【００９７】
○  同様に、第２スラスト軸支面８２ａ，１８２ａに、ヘリングボーン溝とは別に、第３区画室１０３から第２区画室１０２への流体の流入が規制される流れを誘起させる溝が別途設けられていてもよい。
【００９８】
○  第１実施形態と第２実施形態とを適宜組み合わせてもよい。例えば第１実施形態の第１スラスト軸支面８１ａに、ヘリングボーン形状の溝が形成されていてもよいし、第２実施形態の第１スラスト動圧軸受１８１がポンプイン型のスパイラルグルーブ軸受であってもよい。
【００９９】
○  回転軸１２の軸線方向Ｚから見て、第１スラスト動圧軸受８１の内側に第２スラスト動圧軸受８２が配置されていてもよい。つまり、第２外径Ｒｏ２が第１内径Ｒｉ１以下に設定されていてもよい。
【０１００】
抗力Ｎは、両スラスト動圧軸受８１，８２の形状（大小関係）と第３区画室１０３の圧力とに依存する。このため、例えば、第１スラスト動圧軸受８１と第２スラスト動圧軸受８２との大小関係は、第３区画室１０３の圧力に応じて決定されてもよい。要は、両スラスト動圧軸受８１，８２の大きさが同一である場合よりも抗力Ｎが大きくなるように、第３区画室１０３の圧力に対応させて、第１スラスト動圧軸受８１と第２スラスト動圧軸受８２との大小関係（例えば第１スラスト動圧軸受８１の内側に第２スラスト動圧軸受８２が配置されるのか、第２スラスト動圧軸受８２の内側に第１スラスト動圧軸受８１が配置されるのか）を適宜決定してもよい。
【０１０１】
○  ターボ式圧縮機１０は、配管等を介して、第２吐出室４２から吐出される中間圧流体が第１吸入口３０と第３吸入口１０４との双方に供給される構成であってもよい。この場合、第１区画室１０１が中間圧となり、第２区画室１０２が低圧となる。
【０１０２】
○  第１吸入口３０に低圧流体が供給される構成であってもよい。詳細には、図１０に示すように、車両空調装置２００は、配管を介して、蒸発器２０４から吐出される低圧流体が第１吸入口３０に供給され、且つ、第２吐出室４２から吐出される流体の一部が凝縮器２０１及び気液分離器２０２を介して第３吸入口１０４に供給されるように構成されている。そして、ハウジング１１（詳細にはフロントハウジング２０）には、第１吐出室３２とモータ室５０とを連通する中間圧ポート２１０が形成されている。なお、本別例においては、第２吸入口７６は形成されていない。
【０１０３】
かかる構成によれば、流体は、第１吸入口３０→第１インペラ室２１→第１ディフューザ流路３１→第１吐出室３２→中間圧ポート２１０→モータ室５０→第２インペラ室２２→第２ディフューザ流路４１→第２吐出室４２の順に流れる。この場合、モータ室５０には、低圧流体が第１ディフューザ流路３１を通過することによって得られた中間圧流体が充填される。このため、第２区画室１０２には中間圧流体が充填されることとなる。また、第２吐出室４２から吐出される流体は高圧流体であるため、第１区画室１０１には高圧流体が充填される。これにより、第１区画室１０１と第２区画室１０２とで圧力差が生じるため、スラスト力Ｆに対する抗力Ｎが生じる。
【０１０４】
○  連通孔１１０の位置及び形状等は任意である。同様に、第２吸入口７６の位置も実施形態のものに限られず任意である。
○  ２つのインペラ１４，１５のうちいずれか一方を省略してもよい。この場合、省略するインペラに対応するディフューザ流路及び吐出室を省略してもよい。
【０１０５】
○  回転軸１２は、基端部１２ｃと本体部１２ａとで径が異なっていたが、これに限られず、同一であってもよい。先端部１２ｂについても同様である。
○  支持プレート８０及び両スラスト動圧軸受８１，８２，１８１，１８２の外径は、第１インペラ１４の最大外径以下であってもよい。
【０１０６】
○  ターボ式圧縮機１０の搭載対象は、車両に限られず、任意である。
○  ターボ式圧縮機１０は、車両空調装置２００の一部に用いられていたが、これに限られず、他の用途に用いてもよい。例えば、車両が燃料電池を搭載した燃料電池車両（ＦＣＶ）である場合には、当該ターボ式圧縮機１０は、上記燃料電池に空気を供給する供給装置に用いられてもよい。要は、圧縮対象の流体は、冷媒であってもよいし空気などであってもよく、流体装置は、車両空調装置２００に限られず、任意である。
【０１０７】
次に、上記各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）前記リング溝は、同心円状に複数形成されている請求項５に記載のターボ式圧縮機。
【０１０８】
（ロ）一端と他端とを有する回転軸の前記一端側に連結されたインペラの回転によって流体を圧縮して吐出室に吐出するターボ式圧縮機を備えた流体装置において、前記ターボ式圧縮機は、前記インペラの回転によって生じる前記回転軸の前記一端側から前記他端側に向かうスラスト力を受けるスラスト動圧軸受と、前記吐出室と、前記スラスト動圧軸受及び前記回転軸に固定された板状の支持プレートの双方が収容されたスラスト室と、が区画されたハウジングと、を備え、前記スラスト動圧軸受は、前記支持プレートと対向するスラスト軸支面を備え、前記スラスト室は、前記支持プレート及び前記スラスト動圧軸受によって区画された第１区画室及び第２区画室を有し、前記第１区画室は、前記支持プレートに対して前記インペラとは反対側に配置されており、前記流体装置は、前記第１区画室の圧力が前記第２区画室の圧力よりも高くなるように圧力調整を行う圧力調整部を備え、前記スラスト軸支面には、前記第１区画室に充填されている流体が前記スラスト動圧軸受を介して前記第２区画室に向けて流入するのを規制するように構成された規制溝が形成されていることを特徴とする流体装置。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…ターボ式圧縮機、１１…ハウジング、１２…回転軸、１３…電動モータ、１４，１５…インペラ、１４ａ，１５ａ…インペラの基端面、２１…第１インペラ室、２２…第２インペラ室、３１，４１…ディフューザ流路、３２，４２…吐出室、５０…モータ室、５２…エンドプレート（仕切壁）、５３…プレート本体部、７６…第２吸入口、８０…支持プレート、８０ｂ，８０ｃ…対向面、８０ｂａ，８０ｃａ…リング溝、８１，８２，１８１，１８２…スラスト動圧軸受、８１ａ，８２ａ，１８１ａ，１８２ａ…スラスト軸支面、９０…スラスト室、９１ａ…リアハウジングの内面、１０１…第１区画室、１０２…第２区画室、１０３…第３区画室、１０４…第３吸入口、１１０…連通孔、１２１，１２２，１９１，１９２…規制溝、１２１ａ，１２２ａ，１９１ａａ，１９１ｂａ，１９２ａ…開口、１２１ｂ，１２２ｂ，１９１ａｂ，１９１ｂｂ，１９２ｂ…基端面、２００…車両空調装置、２０５…バイパス配管。
【図１】
2016102479.tif 000003
【図２】
2016102479.tif 000004
【図３】
2016102479.tif 000005
【図４】
2016102479.tif 000006
【図５】
2016102479.tif 000007
【図６】
2016102479.tif 000008
【図７】
2016102479.tif 000009
【図８】
2016102479.tif 000010
【図９】
2016102479.tif 000011
【図１０】
2016102479.tif 000012