(57)【要約】【課題】オイル漏れを抑制しつつ、オイルを用いてラジアル軸受や電動モータを冷却することができる遠心圧縮機を提供すること。【解決手段】遠心圧縮機１０は、回転軸１１と、当該回転軸１１に取り付けられた電動モータ１２及びインペラ１３と、電動モータ１２及びインペラ１３が収容されているハウジング２０とを備えている。ハウジング２０内には、回転軸１１を回転可能に支持する第１ラジアル軸受５４を収容する第１軸受室Ａ４と、第１軸受室Ａ４にオイルＯを供給する第１オイル流路１３０とが形成されている。そして、第１ラジアル軸受５４とインペラ室Ａ２との間には第１メカニカルシール１０２が設けられている一方、第１ラジアル軸受５４とモータ室Ａ１との間には、第１メカニカルシール１０２よりもオイルＯが漏れ易い第１シール部材１０３が設けられている。【選択図】図２
2017002750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸を回転させる電動モータと、
前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転に伴って回転することにより流体を圧縮するインペラと、
前記電動モータ及び前記インペラが収容されているハウジングと、
前記回転軸を回転可能に支持するラジアル軸受と、
を備え、
前記ハウジング内には、前記電動モータを収容するモータ室と、所定の部品を収容する所定室と、前記モータ室と前記所定室とを仕切るとともに前記回転軸が挿通される貫通孔を有する仕切壁部と、前記貫通孔の内面と前記回転軸の外周面との間に形成され前記ラジアル軸受を収容する軸受室と、前記軸受室にオイルを供給するオイル流路と、が設けられ、
前記回転軸は、前記モータ室及び前記所定室の双方に跨って配置されており、
前記貫通孔における前記所定室と前記ラジアル軸受との間には、メカニカルシールが設けられており、
前記貫通孔における前記モータ室と前記ラジアル軸受との間には、前記メカニカルシールよりもオイルが漏れ易いシール部材、又は、前記軸受室と前記モータ室とを連通させる開口部が設けられていることを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項２】
前記所定の部品は前記インペラであり、
前記所定室は、前記インペラを収容するインペラ室である請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記軸受室には、前記インペラの回転によって生じるスラスト力を受けるスラスト軸受が収容されており、
前記スラスト軸受は、前記メカニカルシールと前記ラジアル軸受との間に配置されており、
前記オイル流路は、
前記軸受室における前記スラスト軸受よりも前記インペラ室側の領域にオイルを供給する第１供給流路と、
前記軸受室における前記スラスト軸受よりも前記モータ室側の領域にオイルを供給する第２供給流路と、
を備えている請求項２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記所定の部品として、前記回転軸に取り付けられ、前記電動モータの回転角を検出する回転角センサを備え、
前記所定室は、前記回転角センサを収容するセンサ室である請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記シール部材は、シールリング又はラビリンスシールである請求項１〜４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】
遠心圧縮機は、例えば回転軸と、回転軸に取り付けられ、回転軸を回転させる電動モータと、回転軸に取り付けられたものであって、回転軸の回転に伴って回転することにより流体を圧縮するインペラと、電動モータ及びインペラが収容されているハウジングと、を備えている（例えば特許文献１参照）。また、特許文献１には、回転軸を軸支するラジアル軸受について記載されている。特許文献２には、タービンホイールと浮動ブッシュとの間に、メカニカルシールが設けられているターボチャージャについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５７１６５号公報
【特許文献２】特許第４３６７６２８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、増速機を介することなく、１つの回転軸に、インペラと電動モータとの双方が取り付けられている構成においては、インペラの回転数と電動モータの回転数とが一致する。かかる構成において、遠心圧縮機から吐出される流体の流量を大きくするべく、インペラの回転数を高くすると、ラジアル軸受や電動モータにて発生する熱が大きくなり易い。すると、ラジアル軸受や電動モータが過度に発熱し、その結果、遠心圧縮機の運転に支障が生じ得る。
【０００５】
これに対して、本発明者らは、オイルを用いてラジアル軸受を冷却することに着目した。この場合、オイルが意図しない箇所に漏れるという不都合が懸念される。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的はオイル漏れを抑制しつつ、オイルを用いてラジアル軸受や電動モータを冷却することができる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】
【０００６】
上記目的を達成する遠心圧縮機は、回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸を回転させる電動モータと、前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転に伴って回転することにより流体を圧縮するインペラと、前記電動モータ及び前記インペラが収容されているハウジングと、前記回転軸を回転可能に支持するラジアル軸受と、を備え、前記ハウジング内には、前記電動モータを収容するモータ室と、所定の部品を収容する所定室と、前記モータ室と前記所定室とを仕切るとともに前記回転軸が挿通される貫通孔を有する仕切壁部と、前記貫通孔の内面と前記回転軸の外周面との間に形成され前記ラジアル軸受を収容する軸受室と、前記軸受室にオイルを供給するオイル流路と、が設けられ、前記回転軸は、前記モータ室及び前記所定室の双方に跨って配置されており、前記貫通孔における前記所定室と前記ラジアル軸受との間には、メカニカルシールが設けられており、前記貫通孔における前記モータ室と前記ラジアル軸受との間には、前記メカニカルシールよりもオイルが漏れ易いシール部材、又は、前記軸受室と前記モータ室とを連通させる開口部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、軸受室から所定室へのオイルの流入はメカニカルシールによって規制される。これにより、所定室にオイルが流入することを抑制できる。一方、貫通孔におけるラジアル軸受とモータ室との間には、メカニカルシールよりもオイルが漏れ易いシール部材又は開口部が設けられている。これにより、オイル流路から軸受室に供給されたオイルの一部は、モータ室に向けて流れ込む。したがって、電動モータはオイルによって冷却される。よって、所定室へのオイル漏れを抑制しつつ、オイルを用いてラジアル軸受及び電動モータを冷却することができる。
【０００８】
上記遠心圧縮機について、前記所定の部品は前記インペラであり、前記所定室は、前記インペラを収容するインペラ室であるとよい。かかる構成によれば、インペラ室にオイルが流入することに起因して圧縮流体にオイルが混入する不都合を抑制できる。
【０００９】
上記遠心圧縮機について、前記軸受室には、前記インペラの回転によって生じるスラスト力を受けるスラスト軸受が収容されており、前記スラスト軸受は、前記メカニカルシールと前記ラジアル軸受との間に配置されており、前記オイル流路は、前記軸受室における前記スラスト軸受よりも前記インペラ室側の領域にオイルを供給する第１供給流路と、前記軸受室における前記スラスト軸受よりも前記モータ室側の領域にオイルを供給する第２供給流路と、を備えているとよい。かかる構成によれば、軸受室内にスラスト軸受が設けられている構成において、ラジアル軸受及びメカニカルシールの双方にオイルを供給することができる。これにより、スラスト軸受が設けられていることによる不都合、詳細にはスラスト軸受よりもモータ室側の領域と、スラスト軸受よりもインペラ室側の領域との間のオイルの移動がスラスト軸受によって規制されてラジアル軸受及びメカニカルシールのいずれか一方においてオイルが枯渇することを抑制できる。
【００１０】
上記遠心圧縮機について、前記所定の部品として、前記回転軸に取り付けられ、前記電動モータの回転角を検出する回転角センサを備え、前記所定室は、前記回転角センサを収容するセンサ室であるとよい。かかる構成によれば、センサ室にオイルが流入することに起因して回転角センサの検出結果に異常が発生する不都合を抑制できる。
【００１１】
上記遠心圧縮機について、前記シール部材は、シールリング又はラビリンスシールであるとよい。かかる構成によれば、シールリングやラビリンスシールは、メカニカルシールと比較して、比較的簡素な構成となり易い。また、シールリングには、その構造上、合口隙間が形成されているため、当該合口隙間からモータ室にオイルが漏れる。そして、ラビリンスシールは、非接触式のシール構造であるため、オイルが漏れる隙間が形成されている。これにより、構成の複雑化を抑制しつつ、上述した効果を奏する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、オイル漏れを抑制しつつ、オイルを用いてラジアル軸受や電動モータを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の遠心圧縮機の概要を模式的に示す断面図。
【図２】第１オイル流路周辺を拡大して示す断面図。
【図３】第１軸受室周辺を拡大して示す断面図。
【図４】第２オイル流路周辺を拡大して示す断面図。
【図５】第２軸受室周辺を拡大して示す断面図。
【図６】第２実施形態の遠心圧縮機の概要を模式的に示す断面図。
【図７】第２オイル流路周辺を拡大して示す断面図。
【図８】別例の第１軸受室を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、遠心圧縮機の第１実施形態について説明する。本実施形態の遠心圧縮機は、例えば燃料電池が搭載された燃料電池車両（ＦＣＶ）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。
【００１５】
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、回転軸１１と、回転軸１１に取り付けられ、回転軸１１を回転させる電動モータ１２と、回転軸１１に取り付けられ、回転軸１１の回転に伴って回転することによって流体（本実施形態では空気）を圧縮するインペラ１３とを備えている。また、本実施形態では、遠心圧縮機１０は、電動モータ１２の回転角を検出する回転角センサとしてのレゾルバ１４を備えている。
【００１６】
遠心圧縮機１０は、当該遠心圧縮機１０の外郭を構成するものであって、回転軸１１、電動モータ１２、インペラ１３及びレゾルバ１４が収容されたハウジング２０を備えている。ハウジング２０は全体として略筒状（詳細には略円筒状）となっている。
【００１７】
ハウジング２０は、電動モータ１２が収容されたモータハウジング２１と、流体が吸入される吸入口２０ａが形成されたコンプレッサハウジング２２と、レゾルバ１４が収容されたレゾルバハウジング２３とを備えている。吸入口２０ａは、ハウジング２０の軸線方向の一端面２０ｂに設けられている。吸入口２０ａから見てハウジング２０の軸線方向に、コンプレッサハウジング２２、モータハウジング２１及びレゾルバハウジング２３の順に配列されている。また、ハウジング２０は、コンプレッサハウジング２２とモータハウジング２１との間に設けられた２つのプレート２５，２６を備えている。
【００１８】
ちなみに、本実施形態では、遠心圧縮機１０は、ハウジング２０の軸線方向と水平方向とが一致する状態で車両に搭載されている。また、回転軸１１は、当該回転軸１１の軸線方向とハウジング２０の軸線方向とが一致する状態でハウジング２０内に収容されている。なお、図１の紙面上下方向が鉛直方向に対応する。
【００１９】
モータハウジング２１は、全体として軸線方向の両側が開口した筒状（詳細には円筒状）である。詳細には、モータハウジング２１は、円筒状の側壁部２１ａと、モータハウジング２１の軸線方向の両側に配置された開口部２１ｂ，２１ｃとを有している。
【００２０】
ハウジング２０は、モータハウジング２１を覆うウォータジャケット２４を備えている。ウォータジャケット２４は、全体として有底円筒状であり、モータハウジング２１におけるレゾルバハウジング２３側に配置されている第１開口部２１ｂを塞いでいるジャケット底部２４ａと、モータハウジング２１の側壁部２１ａを径方向外側から覆うジャケット側壁部２４ｂとを有している。ウォータジャケット２４は、ジャケット底部２４ａがモータハウジング２１とレゾルバハウジング２３とによって挟まれた状態で、モータハウジング２１及びレゾルバハウジング２３とユニット化されている。この場合、ジャケット底部２４ａのモータハウジング２１側の第１底面２４ａａと、モータハウジング２１の軸線方向の両端面２１ｄ，２１ｅのうち第１開口部２１ｂ側の第１端面２１ｄとが当接している。そして、ジャケット底部２４ａにおける第１底面２４ａａとは反対側の第２底面２４ａｂと、レゾルバハウジング２３のモータハウジング２１側の面２３ａとが当接している。なお、レゾルバハウジング２３における上記面２３ａとは反対側の面２３ｂが、ハウジング２０の軸線方向の両端面２０ｂ，２０ｃのうち吸入口２０ａがある一端面２０ｂとは反対側の他端面２０ｃを構成する。
【００２１】
図１に示すように、モータハウジング２１の側壁部２１ａには、当該側壁部２１ａの外周面から径方向内側に凹んだ冷媒用凹部３１が形成されている。冷媒用凹部３１は、側壁部２１ａの全周に亘って形成されている。冷媒用凹部３１とモータハウジング２１の側壁部２１ａとによって、冷媒が流れる隙間３２が形成されている。当該隙間３２を冷媒（例えば水）が流れることによって、モータハウジング２１を冷却することができる。
【００２２】
また、冷媒用凹部３１内にはフィン３３が設けられている。フィン３３は、冷媒用凹部３１の底面から径方向外側に起立している。フィン３３は、モータハウジング２１の周方向に延びており、本実施形態ではモータハウジング２１の側壁部２１ａの全周に亘って形成されている。また、フィン３３は、モータハウジング２１の軸線方向に複数並んで設けられている。フィン３３によって、モータハウジング２１と冷媒との接触面積が向上している。
【００２３】
コンプレッサハウジング２２とモータハウジング２１との間に配置されている両プレート２５，２６は、モータハウジング２１よりも一回り大きい外径を有する円板状である。両プレート２５，２６は、その板厚方向とハウジング２０の軸線方向とが一致するように配置されている。
【００２４】
図１及び図２に示すように、両プレート２５，２６のうちモータハウジング２１側に配置されているモータ側プレート２５は、回転軸１１と直交する第１モータ側プレート板面２５ａと、第１モータ側プレート板面２５ａとは反対側に配置された第２モータ側プレート板面２５ｂとを有している。第１モータ側プレート板面２５ａは、モータハウジング２１の軸線方向の両端面２１ｄ，２１ｅのうち第２開口部２１ｃ側の第２端面２１ｅと当接している。モータハウジング２１の第２開口部２１ｃは、モータ側プレート２５によって塞がれている。モータハウジング２１、ウォータジャケット２４及びモータ側プレート２５によって、電動モータ１２を収容するモータ室Ａ１が区画されている。
【００２５】
両プレート２５，２６のうちコンプレッサハウジング２２側に配置されているコンプ側プレート２６は、第２モータ側プレート板面２５ｂと当接している第１コンプ側プレート板面２６ａと、第１コンプ側プレート板面２６ａとは反対側に配置された第２コンプ側プレート板面２６ｂとを有している。
【００２６】
なお、図２に示すように、第１コンプ側プレート板面２６ａには、当該第１コンプ側プレート板面２６ａから凹んだ凹部４１が形成されており、それに対応させて、第２モータ側プレート板面２５ｂには、当該第２モータ側プレート板面２５ｂから突出した凸部４２が形成されている。両プレート２５，２６は、凸部４２が凹部４１に嵌り込んだ状態で組み付けられている。
【００２７】
図１〜図３に示すように、モータ側プレート２５には、第１モータ側プレート板面２５ａからジャケット底部２４ａに向けて起立した第１ボス５１と、第１ボス５１ごと板厚方向に貫通したモータ側プレート貫通孔５２とが形成されている。モータ側プレート貫通孔５２が形成されているため、第１ボス５１は全体として筒状となっている。
【００２８】
また、コンプ側プレート２６には、板厚方向に貫通したコンプ側プレート貫通孔５３が形成されている。モータ側プレート貫通孔５２とコンプ側プレート貫通孔５３とは回転軸１１の軸線方向に連通している。両プレート貫通孔５２，５３は、回転軸１１よりも大きく形成されている。回転軸１１は、両プレート貫通孔５２，５３に挿通されている。回転軸１１の一部は、両プレート貫通孔５２，５３を通ってコンプレッサハウジング２２内に配置されている。回転軸１１の外周面１１ａとモータ側プレート貫通孔５２の内面５２ａとの間には、回転軸１１を回転可能に支持する第１ラジアル軸受５４が設けられている。
【００２９】
図１に示すように、ジャケット底部２４ａには、当該ジャケット底部２４ａの第１底面２４ａａからモータ側プレート２５に向けて起立した第２ボス５５が形成されている。第２ボス５５は、第１ボス５１と回転軸１１の軸線方向に対向する位置に設けられている。そして、ジャケット底部２４ａには、第２ボス５５ごと板厚方向に貫通したジャケット貫通孔５６が形成されている。ジャケット貫通孔５６は、回転軸１１よりも大きく形成されている。ジャケット貫通孔５６が形成されているため、第２ボス５５は全体として筒状となっている。
【００３０】
回転軸１１は、ジャケット貫通孔５６に挿通されている。そして、回転軸１１の外周面１１ａとジャケット貫通孔５６の内面５６ａとの間には、回転軸１１を回転可能に支持する第２ラジアル軸受５７が設けられている。回転軸１１は、両ラジアル軸受５４，５７によって、回転可能な状態でハウジング２０に支持されている。
【００３１】
ちなみに、本実施形態の両ラジアル軸受５４，５７は接触式であり、例えばボールベアリング等の転がり軸受やすべり軸受等である。
図１及び図２に示すように、コンプレッサハウジング２２は、軸線方向に貫通したコンプ貫通孔６１を有する略筒状である。コンプレッサハウジング２２の軸線方向の一端面２２ａがハウジング２０の軸線方向の一端面２０ｂを構成しており、コンプ貫通孔６１における上記一端面２２ａ側にある開口が吸入口２０ａとして機能する。
【００３２】
図２に示すように、コンプレッサハウジング２２とコンプ側プレート２６とは、コンプレッサハウジング２２の軸線方向の一端面２２ａとは反対側の他端面２２ｂと、コンプ側プレート２６の第２コンプ側プレート板面２６ｂとが突き合わさった状態で、組み付けられている。この場合、コンプ貫通孔６１の内面とコンプ側プレート２６の第２コンプ側プレート板面２６ｂとによって、インペラ１３を収容するインペラ室Ａ２が形成されている。つまり、コンプ貫通孔６１は、吸入口２０ａとして機能するとともに、インペラ室Ａ２を区画するものとして機能する。吸入口２０ａとインペラ室Ａ２とは連通している。
【００３３】
ここで、コンプ貫通孔６１は、吸入口２０ａから軸線方向の途中位置までは一定の径であり、上記途中位置から第２コンプ側プレート板面２６ｂに向かうに従って徐々に拡径した略円錐台形状となっている。このため、インペラ室Ａ２は略円錐台形状となっている。
【００３４】
インペラ１３は、基端面１３ａから先端面１３ｂに向かうに従って徐々に縮径した筒状である。インペラ１３は、インペラ１３の回転軸線方向に延び、且つ、回転軸１１が挿通可能な挿通孔１３ｃを有している。インペラ１３は、回転軸１１におけるコンプ貫通孔６１内に突出している部分が挿通孔１３ｃに挿通された状態で、回転軸１１と一体回転するように回転軸１１に取り付けられている。これにより、回転軸１１が回転することによってインペラ１３が回転して、吸入口２０ａから吸入された流体が圧縮される。
【００３５】
また、遠心圧縮機１０は、インペラ１３によって圧縮された流体が流入するディフューザ流路６２と、ディフューザ流路６２を通った流体が流入する吐出室６３とを備えている。ディフューザ流路６２は、コンプレッサハウジング２２におけるコンプ貫通孔６１の第２コンプ側プレート板面２６ｂ側の開口端と連続し且つ当該第２コンプ側プレート板面２６ｂと対向する面と、第２コンプ側プレート板面２６ｂとによって区画された流路である。ディフューザ流路６２は、インペラ室Ａ２よりも回転軸１１の径方向外側に配置されており、インペラ１３（及びインペラ室Ａ２）を囲むように環状（詳細には円環状）に形成されている。吐出室６３は、ディフューザ流路６２よりも回転軸１１の径方向外側に配置された環状である。インペラ室Ａ２と吐出室６３とはディフューザ流路６２を介して連通している。インペラ１３によって圧縮された流体は、ディフューザ流路６２を通ることによって、更に圧縮されて吐出室６３に流れ、当該吐出室６３から吐出される。
【００３６】
図１に示すように、モータ室Ａ１に収容されている電動モータ１２は、回転軸１１に固定されたロータ７１と、ロータ７１に対して回転軸１１の径方向外側に配置されるものであってモータハウジング２１の側壁部２１ａの内周面に固定されたステータ７２とを備えている。ロータ７１の回転軸線とステータ７２の中心軸線とは、回転軸１１の回転軸線と同一軸線上に配置されている。ロータ７１とステータ７２とは回転軸１１の径方向に対向している。
【００３７】
ステータ７２は、円筒形状のステータコア７３と、ステータコア７３に捲回されたコイル７４とを備えている。コイル７４に電流が流れることによって、ロータ７１と回転軸１１とが一体的に回転する。
【００３８】
なお、図示は省略するが、モータハウジング２１の側壁部２１ａには、コイル７４と、コイル７４に電流を流すインバータとを電気的に接続する配線が挿通された配線孔が設けられている。上記インバータは、遠心圧縮機１０と一体化されていてもよいし、別体でもよい。
【００３９】
図１に示すように、レゾルバハウジング２３は、回転軸１１の軸線方向に貫通したレゾルバ貫通孔８１を有する略円筒状である。レゾルバ貫通孔８１は、回転軸１１よりも大きく形成されている。回転軸１１の一部は、ジャケット貫通孔５６を通って、レゾルバ貫通孔８１内に入り込んでいる。
【００４０】
ちなみに、本実施形態では、遠心圧縮機１０は、レゾルバ貫通孔８１における一方の開口を塞ぐカバー部材８２を備えている。また、図４及び図５に示すように、レゾルバ貫通孔８１の内面８１ａには、当該内面８１ａから回転軸１１の径方向内側に突出した環状壁部８３が形成されている。環状壁部８３の突出寸法は、当該環状壁部８３の先端が回転軸１１と接触しないように設定されている。環状壁部８３は、レゾルバ貫通孔８１における回転軸１１の軸線方向の途中位置に設けられている。
【００４１】
レゾルバ貫通孔８１の内面８１ａと回転軸１１の外周面１１ａとによって区画された領域は、環状壁部８３によって２つに区分けされている。すなわち、レゾルバ貫通孔８１は、環状壁部８３を境界として互いに連通している２つのパーツ貫通孔９１，９２で構成されていると言える。詳細には、レゾルバ貫通孔８１は、環状壁部８３よりもモータ室Ａ１側に配置されている第１パーツ貫通孔９１と、環状壁部８３よりもモータ室Ａ１側とは反対側に配置されている第２パーツ貫通孔９２とから構成されている。
【００４２】
レゾルバ１４は、レゾルバ貫通孔８１内に配置されている。詳細には、レゾルバ１４は、回転軸１１の外周面１１ａと、レゾルバ貫通孔８１の内面８１ａ（より具体的には第２パーツ貫通孔９２の内面９２ａ）と、環状壁部８３と、カバー部材８２とによって区画されたセンサ室Ａ３内に配置されている。
【００４３】
レゾルバ１４は、回転軸１１に固定されたレゾルバロータ１４ａと、第２パーツ貫通孔９２の内面９２ａに固定されたレゾルバステータ１４ｂとを有しており、ロータ７１の電気角（換言すればロータ７１とステータ７２との相対角度）を検出する。なお、レゾルバ１４の具体的な構成は任意である。
【００４４】
既に説明した通り、本実施形態の遠心圧縮機１０においては、増速機を介することなく、インペラ１３と電動モータ１２とが直結されている。詳細には、１つの回転軸１１に、インペラ１３及び電動モータ１２が取り付けられている。このため、インペラ１３の回転数と回転軸１１の回転数とは一致している。
【００４５】
ここで、遠心圧縮機１０から吐出される圧縮流体の流量は、インペラ１３の回転数に依存する。また、燃料電池車両の走行状況等に応じて、圧縮流体の流量の要求値は変更される。この場合、圧縮流体の流量の要求値によっては、インペラ１３を非常に高い回転数で回転させる必要が生じ得る。このようなインペラ１３の高速回転時においては、両ラジアル軸受５４，５７にて過度な発熱が生じ得る。また、インペラ１３を高速回転させるためには、ロータ７１を高速回転させる必要が生じるため、電動モータ１２が発熱し易い。この場合、遠心圧縮機１０の運転に支障が生じ得る。
【００４６】
これに対して、本実施形態の遠心圧縮機１０は、モータハウジング２１を冷却させるウォータジャケット２４を備えているが、ウォータジャケット２４による冷却では、不十分な場合があり得る。
【００４７】
これに対して、本実施形態の遠心圧縮機１０は、両ラジアル軸受５４，５７に対してオイルＯを供給するとともに、オイルＯを用いて電動モータ１２を冷却させるための構成を備えている。当該構成について、両ラジアル軸受５４，５７周辺の詳細な構成とともに説明する。
【００４８】
まず、第１ラジアル軸受５４周辺の構成について説明する。
図２及び図３に示すように、インペラ室Ａ２とモータ室Ａ１とは、両プレート２５，２６によって仕切られている。そして、既に説明した通り、回転軸１１は、プレート２５，２６に形成され且つ互いに連通しているプレート貫通孔５２，５３を貫通（挿通）しており、インペラ室Ａ２及びモータ室Ａ１の双方に跨って配置されている。両プレート２５，２６が「仕切壁部」に対応する。
【００４９】
なお、説明の便宜上、以降の説明において、両プレート貫通孔５２，５３を単に第１貫通孔１０１とする。第１貫通孔１０１は、互いに連通している両プレート貫通孔５２，５３で構成されている。第１貫通孔１０１が「回転軸が挿通される貫通孔」に対応する。
【００５０】
モータ側プレート貫通孔５２は、大きさが相違する第１拡径部５２ｂ及び第１縮径部５２ｃを備えている。第１拡径部５２ｂは、第１縮径部５２ｃよりもインペラ室Ａ２側に配置されており、第１縮径部５２ｃは、第１拡径部５２ｂよりもモータ室Ａ１側に配置されている。第１ラジアル軸受５４は、第１縮径部５２ｃの内面と回転軸１１の外周面１１ａとの間に配置されている。なお、第１拡径部５２ｂと第１縮径部５２ｃとの大きさの違いによって、モータ側プレート貫通孔５２の内面５２ａには第１段差面５２ｄが形成されている。第１段差面５２ｄは、回転軸１１の軸線方向に直交する平面である。
【００５１】
コンプ側プレート貫通孔５３は、大きさが相違する第２拡径部５３ｂ及び第２縮径部５３ｃを備えている。第２拡径部５３ｂは、第２縮径部５３ｃよりもモータ室Ａ１側に配置されており、第１拡径部５２ｂと連通している。第２縮径部５３ｃは、第２拡径部５３ｂよりもインペラ室Ａ２側に配置されている。第２拡径部５３ｂと第２縮径部５３ｃとの大きさの違いによって、コンプ側プレート貫通孔５３の内面５３ａには第２段差面５３ｄが形成されている。第２段差面５３ｄは、回転軸１１の軸線方向に直交する平面である。なお、第１拡径部５２ｂは、第２拡径部５３ｂよりも大きく形成されている。
【００５２】
図２及び図３に示すように、第１貫通孔１０１におけるインペラ室Ａ２と第１ラジアル軸受５４との間には、流体（詳細にはオイルＯ）の移動を規制するシール部材としての第１メカニカルシール１０２が設けられている。第１メカニカルシール１０２は、第１ラジアル軸受５４に対してモータ室Ａ１側とは反対側、詳細には第１ラジアル軸受５４よりもインペラ室Ａ２側に配置されており、回転軸１１の外周面１１ａとコンプ側プレート貫通孔５３の内面５３ａとの間に配置されている。
【００５３】
図３に示すように、第１メカニカルシール１０２は、回転軸１１に固定された回転環１１１と、回転環１１１と摺動するものであって回転軸１１の回転に伴って回転しないように固定された固定環１１２とを備えている。
【００５４】
回転環１１１は平板リング状であり、第２拡径部５３ｂに配置されている。回転環１１１は、回転軸１１の回転に伴って回転する。
固定環１１２は、回転軸１１よりも一回り大きく形成されたリング形状である。固定環１１２は、回転環１１１に対してインペラ室Ａ２側に配置されており、詳細には第２縮径部５３ｃに配置されている。回転環１１１における固定環１１２側の端面１１１ａと、固定環１１２における回転環１１１側の端面１１２ａとが当接している。
【００５５】
第１メカニカルシール１０２は、固定環１１２を回転環１１１に向けて押圧する押圧部としてのスプリング１１３と、スプリング１１３を保持するスプリング保持部１１４と、スプリング１１３及びスプリング保持部１１４ごと固定環１１２を覆った状態で当該固定環１１２を保持するカートリッジ１１５とを備えている。
【００５６】
カートリッジ１１５は、回転軸１１よりも一回り大きく形成された挿通孔１１５ａを備えており、当該挿通孔１１５ａに回転軸１１が挿通された状態で、第２段差面５３ｄに固定されている。また、カートリッジ１１５は、カートリッジ底部１１５ｂと、カートリッジ底部１１５ｂから回転環１１１に向けて起立した内側環１１５ｃ及び外側環１１５ｄとを有しており、回転環１１１に向けて開口している。
【００５７】
固定環１１２は、カートリッジ１１５によって区画された領域内に配置されている。そして、カートリッジ１１５は、回転軸１１の軸線方向に移動可能な状態で、固定環１１２を回転軸１１と一体回転しないように保持している。このため、固定環１１２は、回転軸１１の軸線方向への移動が許容されている一方、回転軸１１の周方向への移動が規制されている。
【００５８】
スプリング１１３及びスプリング保持部１１４は、カートリッジ１１５のカートリッジ底部１１５ｂと固定環１１２との間に配置されている。スプリング保持部１１４は固定環１１２と当接しており、スプリング１１３は、スプリング保持部１１４とカートリッジ底部１１５ｂとを連結している。これにより、スプリング１１３の付勢力がスプリング保持部１１４を介して固定環１１２に伝達され、当該固定環１１２が回転環１１１に向けて押圧されている。
【００５９】
なお、固定環１１２の内周面の一部が回転軸１１の径方向外側に凹み、且つ、カートリッジ１１５の内側環１１５ｃの一部が回転軸１１の径方向内側に凹むことによって形成された隙間には、Ｏリング１１６が設けられている。
【００６０】
図２及び図３に示すように、第１貫通孔１０１におけるモータ室Ａ１と第１ラジアル軸受５４との間には、第１メカニカルシール１０２よりもオイルＯが漏れ易い第１シール部材１０３が設けられている。第１シール部材１０３は、第１貫通孔１０１における第１ラジアル軸受５４に対してモータ室Ａ１側に配置されている。第１シール部材１０３は、環状であり、モータ側プレート貫通孔５２の内面５２ａと回転軸１１の外周面１１ａとの間に設けられている。第１シール部材１０３は、例えばシールリングや非接触式のラビリンスシール等である。
【００６１】
本実施形態では、回転軸１１の外周面１１ａ、両プレート貫通孔５２，５３の内面５２ａ，５３ａで構成される第１貫通孔１０１の内面１０１ａ、第１メカニカルシール１０２及び第１シール部材１０３によって、第１ラジアル軸受５４を収容する第１軸受室Ａ４が区画されている。第１軸受室Ａ４は、インペラ室Ａ２とモータ室Ａ１との間に配置されている。第１軸受室Ａ４とモータ室Ａ１とは第１シール部材１０３によって仕切られており、第１軸受室Ａ４とインペラ室Ａ２とは第１メカニカルシール１０２によって仕切られている。
【００６２】
図２及び図３に示すように、第１軸受室Ａ４には、第１ラジアル軸受５４とは別に、インペラ１３が回転することによって生じるスラスト力を受けるスラスト軸受１２１が収容されている。スラスト軸受１２１は、回転軸１１に固定された円筒状のスラストカラー１２２に形成された嵌合溝１２２ａに嵌合することによって、スラストカラー１２２に固定されている。これにより、スラスト軸受１２１は、回転軸１１の回転に伴って回転する。
【００６３】
スラストカラー１２２及びスラスト軸受１２１は、第１メカニカルシール１０２と第１ラジアル軸受５４との間に配置されており、詳細には第１拡径部５２ｂに収容されている。スラスト軸受１２１の一部は、第１段差面５２ｄと凹部４１の底面との間に配置されている。第１軸受室Ａ４は、スラスト軸受１２１及びスラストカラー１２２によって、第１ラジアル軸受５４が配置されているモータ側軸受領域Ａ４１と、第１メカニカルシール１０２が配置されているインペラ側軸受領域Ａ４２とに区分けされている。モータ側軸受領域Ａ４１は、第１軸受室Ａ４におけるスラスト軸受１２１よりもモータ室Ａ１側の領域であり、インペラ側軸受領域Ａ４２は、第１軸受室Ａ４におけるスラスト軸受１２１よりもインペラ室Ａ２側の領域である。
【００６４】
図２に示すように、ハウジング２０内には、第１軸受室Ａ４にオイルＯを供給する第１オイル流路１３０が形成されている。第１オイル流路１３０は、両プレート２５，２６に跨って形成されている。第１オイル流路１３０は、コンプ側プレート２６に設けられた第１流入流路１３１と、第１流入流路１３１から二股に分岐した２つのコンプ側分岐流路１３２，１３３とを備えている。両コンプ側分岐流路１３２，１３３は、第１流入流路１３１よりも流路断面積が小さい流路である。
【００６５】
第１流入流路１３１は、コンプ側プレート２６の側壁面における鉛直方向上方の部分に設けられた第１オイル流入口１３１ａを有し、当該第１オイル流入口１３１ａから回転軸１１の径方向内側（詳細には鉛直方向下方）に延びている。
【００６６】
図２及び図３に示すように、第１コンプ側分岐流路１３２は、コンプ側プレート２６に設けられ、第１流入流路１３１とインペラ側軸受領域Ａ４２とを連通している。第１コンプ側分岐流路１３２は、回転環１１１の鉛直方向上方、詳細には第２拡径部５３ｂの内面に開口している。第１コンプ側分岐流路１３２が「第１供給流路」に対応する。第１コンプ側分岐流路１３２から流下するオイルＯは、第１メカニカルシール１０２の摺動面（詳細には両端面１１１ａ，１１２ａ）等に供給される。
【００６７】
第２コンプ側分岐流路１３３は、両プレート２５，２６に跨って形成され、第１流入流路１３１とモータ側軸受領域Ａ４１とを連通している。詳細には、第２コンプ側分岐流路１３３は、コンプ側プレート２６に設けられ、第１流入流路１３１と連通している第１パーツ流路１３３ａと、モータ側プレート２５に設けられ、第１パーツ流路１３３ａとモータ側軸受領域Ａ４１とを連通している第２パーツ流路１３３ｂとを有している。第２パーツ流路１３３ｂは、第１ラジアル軸受５４の径方向外側の位置にて、モータ側軸受領域Ａ４１と連通している。第２コンプ側分岐流路１３３が「第２供給流路」に対応する。
【００６８】
第１パーツ流路１３３ａは、コンプ側プレート２６の凹部４１の側壁面に開口しており、第２パーツ流路１３３ｂは、モータ側プレート２５の凸部４２の側壁面に開口している。第１パーツ流路１３３ａの開口と第２パーツ流路１３３ｂの開口とが突き合わさっている。また、第２パーツ流路１３３ｂにおけるモータ側軸受領域Ａ４１側の端部は拡径しており、それによってオイルＯが貯留される第１貯留室Ａ５が形成されている。
【００６９】
図２に示すように、第１オイル流路１３０は、第１軸受室Ａ４を流れたオイルＯが貯留される第１オイル室Ａ６を備えている。第１オイル室Ａ６は、ハウジング２０における第１軸受室Ａ４の鉛直方向下方に設けられている。第１オイル室Ａ６は、コンプ側プレート２６における第１コンプ側プレート板面２６ａから凹んだ第１オイル用凹部１３４によって区画されている。第１オイル室Ａ６と第１軸受室Ａ４とは鉛直方向に連通している。
【００７０】
第１オイル流路１３０は、第１オイル室Ａ６に貯留されているオイルＯを排出する第１排出流路１３５を備えている。第１排出流路１３５は、コンプ側プレート２６に設けられており、第１オイル室Ａ６と連通している。第１排出流路１３５は、第１オイル室Ａ６から回転軸１１の径方向外側（詳細には鉛直方向下方）に向けて延びている。第１排出流路１３５は、コンプ側プレート２６の外周面のうち鉛直方向下方の部分に設けられた第１オイル排出口１３５ａを有している。
【００７１】
かかる構成によれば、第１オイル流入口１３１ａから流入されたオイルＯは、第１流入流路１３１を通って、両コンプ側分岐流路１３２，１３３に分岐して流れる。そして、オイルＯは、第１軸受室Ａ４、詳細には両軸受領域Ａ４１，Ａ４２を流れて第１オイル室Ａ６に到達し、その後、第１排出流路１３５から排出される。
【００７２】
次に、第２ラジアル軸受５７周辺の構成について説明する。
図４及び図５に示すように、モータ室Ａ１とセンサ室Ａ３とは、ジャケット底部２４ａ及びレゾルバハウジング２３によって仕切られている。そして、回転軸１１は、ジャケット底部２４ａに形成されたジャケット貫通孔５６、及び、レゾルバハウジング２３に形成されたレゾルバ貫通孔８１の第１パーツ貫通孔９１を貫通（挿通）しており、モータ室Ａ１及びセンサ室Ａ３の双方に跨って配置されている。この場合、ジャケット底部２４ａ及びレゾルバハウジング２３が「仕切壁部」に対応する。
【００７３】
なお、説明の便宜上、以降の説明において、ジャケット貫通孔５６及び第１パーツ貫通孔９１をまとめて第２貫通孔１４１とする。第２貫通孔１４１は、互いに連通しているジャケット貫通孔５６及び第１パーツ貫通孔９１で構成された貫通孔である。第２貫通孔１４１が「回転軸が挿通される貫通孔」に対応する。
【００７４】
第１パーツ貫通孔９１は、回転軸１１の軸線方向に互いに連通しているパーツ拡径部９１ｂ及びパーツ縮径部９１ｃを有している。パーツ拡径部９１ｂは、パーツ縮径部９１ｃよりも第２ラジアル軸受５７側（換言すればモータ室Ａ１側）に配置されている。パーツ拡径部９１ｂ及びパーツ縮径部９１ｃの大きさの違いによって、第１パーツ貫通孔９１の内面９１ａにはパーツ段差面９１ｄが形成されている。パーツ段差面９１ｄは、回転軸１１の軸線方向に対して直交する平面である。
【００７５】
図４及び図５に示すように、第２貫通孔１４１におけるセンサ室Ａ３と第２ラジアル軸受５７との間には、流体（詳細にはオイルＯ）の移動を規制するシール部材としての第２メカニカルシール１４２が設けられている。第２メカニカルシール１４２は、第２ラジアル軸受５７に対してモータ室Ａ１側とは反対側、詳細には第２ラジアル軸受５７よりもセンサ室Ａ３側に配置されており、回転軸１１の外周面１１ａと第１パーツ貫通孔９１の内面９１ａとの間に配置されている。
【００７６】
第２メカニカルシール１４２の具体的な構成は、左右対称であって、且つ、取り付けられる面がパーツ段差面９１ｄである点を除いて、第１メカニカルシール１０２と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００７７】
第２貫通孔１４１におけるモータ室Ａ１と第２ラジアル軸受５７との間には、第２メカニカルシール１４２よりもオイルＯが漏れ易い第２シール部材１４３が設けられている。第２シール部材１４３は、第２ラジアル軸受５７に対してモータ室Ａ１側に配置されている。第２シール部材１４３は、環状であり、ジャケット貫通孔５６の内面５６ａと回転軸１１の外周面１１ａとの間に配置されている。第２シール部材１４３は、例えばシールリングやラビリンスシール等である。
【００７８】
本実施形態では、回転軸１１の外周面１１ａと、ジャケット貫通孔５６の内面５６ａ及び第１パーツ貫通孔９１の内面９１ａによって構成される第２貫通孔１４１の内面１４１ａと、第２メカニカルシール１４２と、第２シール部材１４３とによって、第２ラジアル軸受５７を収容する第２軸受室Ａ７が区画されている。第２軸受室Ａ７は、モータ室Ａ１とセンサ室Ａ３との間に配置されている。第２軸受室Ａ７とモータ室Ａ１とは、第２シール部材１４３によって仕切られており、第２軸受室Ａ７とセンサ室Ａ３とは、第２メカニカルシール１４２によって仕切られている。
【００７９】
図４に示すように、ハウジング２０内には、第２軸受室Ａ７にオイルＯを供給する第２オイル流路１５０が形成されている。第２オイル流路１５０は、ジャケット底部２４ａ及びレゾルバハウジング２３に跨って形成されている。第２オイル流路１５０は、レゾルバハウジング２３に設けられた第２流入流路１５１と、第２流入流路１５１から二股に分岐した２つのレゾルバ側分岐流路１５２，１５３とを備えている。両レゾルバ側分岐流路１５２，１５３は、第２流入流路１５１よりも流路断面積が小さい流路である。
【００８０】
第２流入流路１５１は、レゾルバハウジング２３の側壁面における鉛直方向上方の部分に設けられた第２オイル流入口１５１ａを有し、当該第２オイル流入口１５１ａから回転軸１１の径方向内側（詳細には鉛直方向下方）に延びている。
【００８１】
第１レゾルバ側分岐流路１５２は、レゾルバハウジング２３に設けられ、第２流入流路１５１と第１パーツ貫通孔９１とを連通している。第１レゾルバ側分岐流路１５２は、回転環１１１の鉛直方向上方、詳細にはパーツ拡径部９１ｂの内面に開口している。第１レゾルバ側分岐流路１５２から流下するオイルＯは、第２メカニカルシール１４２の摺動面（詳細には両端面１１１ａ，１１２ａ）等に供給される。
【００８２】
第２レゾルバ側分岐流路１５３は、ジャケット底部２４ａ及びレゾルバハウジング２３に跨って形成され、第２流入流路１５１とジャケット貫通孔５６とを連通している。詳細には、第２レゾルバ側分岐流路１５３は、レゾルバハウジング２３に設けられ、第２流入流路１５１と連通している第１パーツ流路１５３ａと、ジャケット底部２４ａに設けられ、第１パーツ流路１５３ａとジャケット貫通孔５６とを連通している第２パーツ流路１５３ｂとを有している。第２パーツ流路１５３ｂは、第２ラジアル軸受５７の径方向外側の位置にて、ジャケット貫通孔５６と連通している。また、第２パーツ流路１５３ｂにおけるジャケット貫通孔５６側の端部は拡径しており、それによってオイルＯが貯留される第２貯留室Ａ８が形成されている。
【００８３】
図４に示すように、第２オイル流路１５０は、第２軸受室Ａ７を流れたオイルＯが貯留される第２オイル室Ａ９を備えている。第２オイル室Ａ９は、ハウジング２０における第２軸受室Ａ７の鉛直方向下方に設けられている。第２オイル室Ａ９は、レゾルバハウジング２３におけるジャケット底部２４ａと当接している面２３ａから凹んだ第２オイル用凹部１５４によって区画されている。第２オイル室Ａ９と第２軸受室Ａ７とは鉛直方向に連通している。
【００８４】
第２オイル流路１５０は、第２オイル室Ａ９に貯留されているオイルＯを排出する第２排出流路１５５を備えている。第２排出流路１５５は、レゾルバハウジング２３に設けられており、第２オイル室Ａ９と連通している。第２排出流路１５５は、第２オイル室Ａ９から回転軸１１の径方向外側（詳細には鉛直方向下方）に向けて延びており、レゾルバハウジング２３の外周面のうち鉛直方向下方の部分に設けられた第２オイル排出口１５５ａを有している。
【００８５】
かかる構成によれば、第２オイル流入口１５１ａから流入されたオイルＯは、第２流入流路１５１を通って、両レゾルバ側分岐流路１５２，１５３に分岐して流れる。そして、オイルＯは、第２軸受室Ａ７を流れて第２オイル室Ａ９に到達し、その後、第２排出流路１５５から排出される。
【００８６】
図１に示すように、ハウジング２０には、モータ室Ａ１内に流入したオイルＯを排出するための第３オイル排出口１５６が形成されている。第３オイル排出口１５６は、ハウジング２０における鉛直方向下方の位置に設けられており、モータハウジング２１及びウォータジャケット２４の双方を、回転軸１１の径方向に貫通している。
【００８７】
ここで、本実施形態の燃料電池車両には、両オイル流入口１３１ａ，１５１ａと各オイル排出口１３５ａ，１５５ａ，１５６とを繋ぐオイル配管と、オイル配管上に設けられたオイルパンと、オイル配管を流れるオイルを循環させるオイルポンプと、オイル配管を流れるオイルを冷却するオイルクーラと、が搭載されている。これにより、オイルＯが両オイル流路１３０，１５０を循環している。
【００８８】
次に本実施形態の作用について説明する。
電動モータ１２によって回転軸１１が回転することにより、インペラ１３が回転する。これにより、吸入口２０ａから吸入される流体が圧縮される。この場合、回転軸１１を支持している両ラジアル軸受５４，５７にて熱が発生する。当該熱は、第１軸受室Ａ４及び第２軸受室Ａ７を循環しているオイルＯによって吸収される。
【００８９】
ここで、第１軸受室Ａ４は、第１メカニカルシール１０２及び第１シール部材１０３によって区画されているため、第１軸受室Ａ４にはオイルＯが充填され易い。このため、第１軸受室Ａ４に収容されている第１ラジアル軸受５４及びスラスト軸受１２１はオイルＯによって冷却され易い。
【００９０】
また、第１軸受室Ａ４からインペラ室Ａ２へのオイルＯの流入は、第１軸受室Ａ４とインペラ室Ａ２との間に配置された第１メカニカルシール１０２によって規制されている。一方、第１軸受室Ａ４とインペラ室Ａ２との間に配置された第１シール部材１０３は、第１メカニカルシール１０２よりもオイルＯが漏れ易いため、第１軸受室Ａ４からモータ室Ａ１に向けてオイルＯの一部が流れ込む。当該オイルＯによって電動モータ１２が冷却される。
【００９１】
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、回転軸１１と、当該回転軸１１に取り付けられた電動モータ１２及びインペラ１３と、電動モータ１２及びインペラ１３が収容されているハウジング２０と、回転軸１１を回転可能に支持する第１ラジアル軸受５４とを備えている。電動モータ１２は、回転軸１１を回転させるものであり、インペラ１３は、回転軸１１の回転に伴って回転することにより流体を圧縮する。
【００９２】
ハウジング２０内には、電動モータ１２を収容するモータ室Ａ１と、所定の部品としてのインペラ１３を収容するインペラ室Ａ２と、モータ室Ａ１とインペラ室Ａ２とを仕切るとともに回転軸１１が挿通される両プレート貫通孔５２，５３（すなわち第１貫通孔１０１）を有する仕切壁部としての両プレート２５，２６とが設けられている。回転軸１１は、モータ室Ａ１及びインペラ室Ａ２の双方に跨って配置されている。また、ハウジング２０内には、第１貫通孔１０１の内面１０１ａと回転軸１１の外周面１１ａとの間に形成されたものであって第１ラジアル軸受５４を収容する第１軸受室Ａ４と、第１軸受室Ａ４にオイルＯを供給する第１オイル流路１３０とが設けられている。これにより、オイルＯを用いて第１ラジアル軸受５４を冷却することができる。
【００９３】
かかる構成において、第１貫通孔１０１におけるインペラ室Ａ２と第１ラジアル軸受５４との間には、第１軸受室Ａ４からインペラ室Ａ２へのオイルＯの流入を規制する第１メカニカルシール１０２が設けられている。これにより、オイルＯを用いて第１ラジアル軸受５４を冷却することによって生じ得る不都合、詳細にはオイルＯがインペラ室Ａ２に漏れ、圧縮流体にオイルＯが混入することを抑制できる。
【００９４】
一方、第１貫通孔１０１におけるモータ室Ａ１と第１ラジアル軸受５４との間には、第１メカニカルシール１０２よりもオイルＯが漏れ易い第１シール部材１０３が設けられている。これにより、第１シール部材１０３を介してモータ室Ａ１に漏れるオイルＯを用いて電動モータ１２を冷却することができる。したがって、インペラ室Ａ２へのオイルＯの漏れを抑制しつつ、第１ラジアル軸受５４及び電動モータ１２の発熱を抑制できる。よって、インペラ１３の高速回転に好適に対応できる。
【００９５】
詳述すると、インペラ１３を高速回転させる場合、例えば増速機を設け、当該増速機を介して電動モータ１２とインペラ１３とを連結することが考えられる。しかしながら、この場合、遠心圧縮機１０の大型化が懸念される。
【００９６】
これに対して、本実施形態では、１つの回転軸１１に、インペラ１３と電動モータ１２とが取り付けられている。これにより、増速機がない分だけ、遠心圧縮機１０の小型化を図ることができる。この場合、インペラ１３の回転数と電動モータ１２の回転数とが同一となるため、インペラ１３を高速回転させるためには、回転軸１１及び電動モータ１２のロータ７１を高速回転させる必要が生じる。すると、第１ラジアル軸受５４及び電動モータ１２が発熱し易くなるという不都合が生じ得る。
【００９７】
これに対して、本実施形態では、オイルＯを用いて第１ラジアル軸受５４及び電動モータ１２を冷却することができるため、上記不都合を抑制できる。これにより、インペラ１３の高速回転に好適に対応できる。
【００９８】
特に、第１シール部材１０３は、第１メカニカルシール１０２よりもオイルＯが漏れ易くてよいため、第１メカニカルシール１０２と比較して、簡素な構成を採用できる。これにより、構成の複雑化を抑制しつつ、上述した効果を得ることができる。
【００９９】
（２）第１軸受室Ａ４とモータ室Ａ１との間には第１シール部材１０３が設けられているため、第１シール部材１０３が設けられていない構成と比較して、第１軸受室Ａ４からモータ室Ａ１へのオイルＯの流入がある程度制限されている。これにより、オイルＯは、第１軸受室Ａ４に充填され易いため、第１ラジアル軸受５４を好適に冷却できる。よって、オイルＯを用いた第１ラジアル軸受５４を冷却性能の向上を図ることができる。
【０１００】
また、モータ室Ａ１へのオイルＯの流入がある程度制限されているため、モータ室Ａ１内におけるオイルＯの撹拌抵抗の増大を抑制できる。これにより、電動モータ１２の効率の低下（換言すれば損失の増大化）を抑制しつつ、電動モータ１２を冷却できる。
【０１０１】
（３）第１シール部材１０３は、回転軸１１の外周面１１ａと第１貫通孔１０１の内面１０１ａとの間に設けられたシールリング又はラビリンスシールである。これらシールリングやラビリンスシールは、第１メカニカルシール１０２と比較して、簡素な構成である。また、シールリングには、その構造上、合口隙間が形成されているため、当該合口隙間からオイルＯが漏れる。また、ラビリンスシールは、非接触式のシール構造であるため、オイルＯが漏れる隙間が形成されている。これにより、ある程度の流量のオイルＯがモータ室Ａ１に供給される。よって、比較的簡素な構成で（１）及び（２）の効果を得ることができる。
【０１０２】
（４）ハウジング２０は、モータ室Ａ１を区画するモータハウジング２１を覆うウォータジャケット２４を備えている。ウォータジャケット２４とモータハウジング２１との間に形成された隙間３２を冷媒が流れることによってモータハウジング２１を冷却することができる。
【０１０３】
ここで、上記のように、インペラ１３を高速回転させる場合には、冷媒を用いてモータハウジング２１を冷却する場合であっても、電動モータ１２が過度に発熱する場合があり得る。特に、ウォータジャケット２４を用いた電動モータ１２の冷却は、モータハウジング２１を介する間接的な冷却手法であるため、電動モータ１２を十分に冷却させることができない場合が生じ得る。
【０１０４】
これに対して、本実施形態では、オイルＯを用いて電動モータ１２を直接冷却することができる。これにより、電動モータ１２を、より好適に冷却することができるため、インペラ１３の高速回転に、より好適に対応できる。
【０１０５】
（５）第１軸受室Ａ４には、インペラ１３の回転によって生じるスラスト力を受けるスラスト軸受１２１が収容されている。スラスト軸受１２１は、第１メカニカルシール１０２と第１ラジアル軸受５４との間に配置されている。第１軸受室Ａ４は、スラスト軸受１２１によって、スラスト軸受１２１よりもモータ室Ａ１側のモータ側軸受領域Ａ４１と、スラスト軸受１２１よりもインペラ室Ａ２側のインペラ側軸受領域Ａ４２とに区分けされている。
【０１０６】
かかる構成において、第１オイル流路１３０は、インペラ側軸受領域Ａ４２にオイルＯを供給する第１コンプ側分岐流路１３２と、モータ側軸受領域Ａ４１にオイルＯを供給する第２コンプ側分岐流路１３３とを備えている。これにより、スラスト軸受１２１が設けられている構成において、第１ラジアル軸受５４及び第１メカニカルシール１０２の双方にオイルＯを供給することができる。したがって、スラスト軸受１２１が設けられていることによる不都合、詳細には両軸受領域Ａ４１，Ａ４２間のオイルＯの移動がスラスト軸受１２１によって規制されて第１ラジアル軸受５４及び第１メカニカルシール１０２のいずれか一方においてオイルＯが枯渇することを抑制できる。よって、第１ラジアル軸受５４及び第１メカニカルシール１０２の過度な発熱を抑制できる。
【０１０７】
（６）遠心圧縮機１０は、回転軸１１に取り付けられ、電動モータ１２の回転角を検出する回転角センサとしてのレゾルバ１４を備えている。ハウジング２０は、モータ室Ａ１と、所定の部品としてのレゾルバ１４を収容するセンサ室Ａ３とを仕切る仕切壁部としてのジャケット底部２４ａ及びレゾルバハウジング２３を備えている。回転軸１１は、ジャケット底部２４ａに形成されたジャケット貫通孔５６及びレゾルバハウジング２３に形成された第１パーツ貫通孔９１からなる第２貫通孔１４１を挿通しており、モータ室Ａ１とセンサ室Ａ３との双方に跨って配置されている。ハウジング２０内には、回転軸１１の外周面１１ａと第２貫通孔１４１の内面１４１ａとの間に形成され第２ラジアル軸受５７を収容する第２軸受室Ａ７と、第２軸受室Ａ７にオイルＯを供給する第２オイル流路１５０とが設けられている。これにより、オイルＯを用いて第２ラジアル軸受５７を冷却することができる。
【０１０８】
かかる構成において、第２貫通孔１４１におけるセンサ室Ａ３と第２ラジアル軸受５７との間には、第２軸受室Ａ７からセンサ室Ａ３へのオイルＯの流入を規制する第２メカニカルシール１４２が設けられている。これにより、オイルＯを用いて第２ラジアル軸受５７を冷却することによって生じ得る不都合、詳細にはオイルＯがセンサ室Ａ３に漏れ、レゾルバ１４による回転角の検出に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
【０１０９】
一方、第２貫通孔１４１におけるモータ室Ａ１と第２ラジアル軸受５７との間には、第２メカニカルシール１４２よりもオイルＯが漏れ易い第２シール部材１４３が設けられている。これにより、第２シール部材１４３を介してモータ室Ａ１に漏れるオイルＯを用いて電動モータ１２を冷却することができる。したがって、センサ室Ａ３へのオイルＯの漏れを抑制しつつ、電動モータ１２の発熱を抑制できる。よって、インペラ１３の高速回転に好適に対応できる。
【０１１０】
（第２実施形態）
本実施形態では、遠心圧縮機が２つのインペラを備えている点が第１実施形態と異なっている。以下、第１実施形態と異なる点について詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、詳細な説明を省略する。
【０１１１】
図６に示すように、遠心圧縮機１０は、第１実施形態のインペラ１３（以降リアインペラ１３という）とは別にフロントインペラ２０１を備えている。
ハウジング２０は、第１実施形態のコンプレッサハウジング２２とは別に、フロントインペラ２０１が収容されたフロントコンプレッサハウジング２０２を備えている。なお、説明の便宜上、以降の説明において、第１実施形態のコンプレッサハウジング２２、吸入口２０ａ、インペラ室Ａ２、ディフューザ流路６２及び吐出室６３を、リアコンプレッサハウジング２２、リア吸入口２０ａ、リアインペラ室Ａ２、リアディフューザ流路６２及びリア吐出室６３とする。
【０１１２】
フロントコンプレッサハウジング２０２は、基本的にはリアコンプレッサハウジング２２と左右対称の形状となっている。フロントコンプレッサハウジング２０２は、フロントコンプ貫通孔２０２ａを有する略筒状である。フロントコンプレッサハウジング２０２の軸線方向の一端面２０２ｂがハウジング２０の軸線方向の他端面２０ｃを構成しており、フロントコンプ貫通孔２０２ａにおける上記他端面２０ｃ側にある開口がフロント吸入口２０ｄとして機能する。
【０１１３】
本実施形態のハウジング２０は、レゾルバハウジング２３に代えて、フロントハウジング２０３を備えている。フロントハウジング２０３は、回転軸１１の軸線方向に貫通するフロント貫通孔２０４を有する円板形状である。図７に示すように、フロント貫通孔２０４は、当該フロント貫通孔２０４の内面２０４ａから回転軸１１の径方向内側に突出した環状壁部２０５を境界として、第１パーツ貫通孔２０６と第２パーツ貫通孔２０７とから構成されている。
【０１１４】
フロントハウジング２０３は、ウォータジャケット２４とフロントコンプレッサハウジング２０２との間に配置されており、これらウォータジャケット２４及びフロントコンプレッサハウジング２０２とユニット化されている。フロントコンプレッサハウジング２０２とフロントハウジング２０３とによって、フロントインペラ２０１を収容するフロントインペラ室Ａ１１と、フロントディフューザ流路２０８と、フロント吐出室２０９とが区画されている。
【０１１５】
本実施形態では、回転軸１１は、ジャケット貫通孔５６及びフロント貫通孔２０４を貫通（挿通）しており、モータ室Ａ１及びフロントインペラ室Ａ１１の双方に跨って配置されている。そして、フロントインペラ２０１は、フロントインペラ室Ａ１１内に配置されている回転軸１１に取り付けられている。
【０１１６】
フロントインペラ２０１は、基端面２０１ａから先端面２０１ｂに向かうに従って徐々に縮径した筒状である。フロントインペラ２０１は、当該フロントインペラ２０１に形成された挿通孔２０１ｃに回転軸１１が挿通された状態で、回転軸１１と一体回転するように回転軸１１に取り付けられている。この場合、リアインペラ１３とフロントインペラ２０１とは、基端面１３ａ，２０１ａ同士が対向している。
【０１１７】
ちなみに、本実施形態では、フロントインペラ２０１は、リアインペラ１３と同一形状である。但し、これに限られず、フロントインペラ２０１がリアインペラ１３よりも一回り大きく形成されていてもよいし、その逆であってもよい。
【０１１８】
第２パーツ貫通孔２０７は、フロントインペラ２０１に向けて開口しており、第２パーツ貫通孔２０７内の空間、詳細にはフロント貫通孔２０４における環状壁部２０５よりもフロントインペラ２０１側の空間は、フロントインペラ室Ａ１１の一部を構成している。
【０１１９】
モータ室Ａ１とフロントインペラ室Ａ１１とは、ジャケット底部２４ａ及びフロントハウジング２０３によって仕切られている。つまり、本実施形態においては、ジャケット底部２４ａ及びフロントハウジング２０３が「仕切壁部」に対応する。
【０１２０】
図７に示すように、本実施形態では、第２メカニカルシール１４２は、ジャケット貫通孔５６及び第１パーツ貫通孔２０６で構成された第２貫通孔２１１におけるフロントインペラ室Ａ１１と第２ラジアル軸受５７との間、詳細には第２ラジアル軸受５７に対してフロントインペラ室Ａ１１側に配置されている。第２メカニカルシール１４２は、第１パーツ貫通孔２０６内に配置されている。本実施形態の第２軸受室Ａ１２は、ジャケット貫通孔５６の内面５６ａ及び第１パーツ貫通孔２０６の内面２０６ａからなる第２貫通孔２１１の内面２１１ａと、回転軸１１の外周面１１ａと、第２シール部材１４３と、第２メカニカルシール１４２とによって区画されている。第２軸受室Ａ１２とフロントインペラ室Ａ１１とは、第２メカニカルシール１４２により仕切られている。なお、フロントハウジング２０３内には第２オイル流路１５０が形成されている。
【０１２１】
図６及び図７に示すように、本実施形態の燃料電池車両には、フロント吐出室２０９から吐出された流体をリア吸入口２０ａに導入する配管２１２が搭載されている。これにより、フロント吸入口２０ｄから吸入された流体は、フロントインペラ２０１等によって圧縮され、その圧縮された流体はリア吸入口２０ａから吸入される。そして、リア吸入口２０ａから吸入された上記圧縮された流体は、リアインペラ１３等によって更に圧縮されて、リア吐出室６３から吐出される。
【０１２２】
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。
（７）ハウジング２０は、モータ室Ａ１と、フロントインペラ２０１を収容するフロントインペラ室Ａ１１とを仕切るジャケット底部２４ａ及びフロントハウジング２０３を備えている。回転軸１１は、ジャケット底部２４ａに形成されたジャケット貫通孔５６及びフロントハウジング２０３に形成された第１パーツ貫通孔２０６からなる第２貫通孔２１１を挿通しており、モータ室Ａ１及びフロントインペラ室Ａ１１の双方に跨って配置されている。
【０１２３】
かかる構成において、第２貫通孔２１１におけるフロントインペラ室Ａ１１と第２ラジアル軸受５７との間には第２メカニカルシール１４２が設けられており、第２貫通孔２１１におけるモータ室Ａ１と第２ラジアル軸受５７との間には、第２メカニカルシール１４２よりもオイルＯが漏れ易い第２シール部材１４３が設けられている。これにより、（１）等の効果を得ることができる。
【０１２４】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図８に示すように、第１貫通孔１０１における第１ラジアル軸受５４とモータ室Ａ１との間には、第１シール部材１０３に代えて、第１軸受室Ａ４とモータ室Ａ１とを連通させる開口部２２０が設けられていてもよい。この場合、モータ室Ａ１に流入するオイルＯの流量を大きくさせることができるため、電動モータ１２を、より冷却させることができる。但し、オイルＯを用いた第１ラジアル軸受５４の冷却性能の低下及びモータ室Ａ１内におけるオイルＯの撹拌抵抗の増大に伴う損失の増大を鑑みれば、第１シール部材１０３が設けられている方が好ましい。なお、同様に第２シール部材１４３に代えて、開口部を設けてもよい。
【０１２５】
○  ウォータジャケット２４を省略してもよい。この場合、レゾルバハウジング２３又はフロントハウジング２０３を用いて、モータハウジング２１の第１開口部２１ｂを塞ぐとよい。
【０１２６】
○  スラスト軸受１２１の設置位置は、第１軸受室Ａ４内に限られず、任意である。また、スラスト軸受１２１を省略してもよい。
○  オイル流路１３０，１５０の具体的な構造は任意である。例えば両コンプ側分岐流路１３２，１３３のいずれか一方を省略してもよい。
【０１２７】
○  両プレート２５，２６は、凸部４２が凹部４１に嵌り込んだ状態で組み付けられていたが、これに限られず、凸部４２及び凹部４１を省略して、平坦面同士が当接している構成でもよい。
【０１２８】
○  メカニカルシール１０２，１４２の具体的な構成は、第１実施形態のものに限られず、任意である。
○  回転環１１１とスラストカラー１２２とは一体形成されていてもよい。
【０１２９】
○  第１実施形態において、環状壁部８３を省略し、第２軸受室Ａ７を区画する第１パーツ貫通孔９１と、センサ室Ａ３を区画する第２パーツ貫通孔９２とが連続していてもよい。要は、レゾルバ貫通孔８１は、第２メカニカルシール１４２及びレゾルバ１４が回転軸１１の軸線方向に並んだ状態で収容可能に形成されていればよい。
【０１３０】
○  第１実施形態において、ジャケット底部２４ａとレゾルバハウジング２３との間に、回転軸１１が貫通される貫通孔が形成された中間プレートが設けられていてもよい。この場合、当該貫通孔内に第２メカニカルシール１４２が設けられ、レゾルバハウジング２３には、レゾルバ１４のみが収容されている構成でもよい。この場合、ジャケット底部２４ａ及び中間プレートが「仕切壁部」に対応する。
【０１３１】
○  第１ラジアル軸受５４の設置位置は、第１貫通孔１０１内であれば任意であり、例えばコンプ側プレート貫通孔５３内に配置されていてもよいし、コンプ側プレート貫通孔５３及びモータ側プレート貫通孔５２の双方に跨って配置されていてもよい。
【０１３２】
○  同様に、第２ラジアル軸受５７の設置位置は、第２貫通孔１４１，２１１内であれば任意であり、例えば第１パーツ貫通孔９１，２０６内に配置されていてもよいし、ジャケット貫通孔５６及び第１パーツ貫通孔９１，２０６の双方に跨って配置されていてもよい。
【０１３３】
○  第１ボス５１及び第２ボス５５の少なくとも一方を省略してもよい。
○  第１貯留室Ａ５及び第２貯留室Ａ８を省略してもよい。
○  所定の部品は、レゾルバ１４やインペラ１３，２０１に限られず、オイルＯが混入されない環境、詳細には空気雰囲気内で正常に動作する部品であれば任意である。また、所定室は、上記所定の部品を収容するものであってハウジング２０内に区画されている室であれば、その具体的な形状等は任意である。
【０１３４】
○  遠心圧縮機１０の搭載対象は、車両に限られず任意である。
○  遠心圧縮機１０は、冷媒を用いて車内の温度などを調整する空調装置に用いられてもよい。すなわち、遠心圧縮機１０が圧縮する流体は、任意であり、空気であってもよいし、冷媒であってもよい。
【０１３５】
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）前記ハウジングは、前記モータ室を区画するモータハウジングを覆うウォータジャケットを備えている請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【符号の説明】
【０１３６】
１０…遠心圧縮機、１１…回転軸、１１ａ…回転軸の外周面、１２…電動モータ、１３…インペラ（リアインペラ）、１４…レゾルバ（回転角センサ）、２０…ハウジング、５４，５７…ラジアル軸受、１０１，１４１，２１１…貫通孔、１０１ａ，１４１ａ，２１１ａ…貫通孔の内面、１０２，１４２…メカニカルシール、１０３，１４３…シール部材、１２１…スラスト軸受、１３０，１５０…オイル流路、２０１…フロントインペラ、２２０…開口部、Ａ１…モータ室、Ａ２，Ａ１１…インペラ室、Ａ３…センサ室、Ａ４，Ａ７，Ａ１２…軸受室，Ｏ…オイル。
【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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【図７】
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【図８】
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