(57)【要約】【課題】製造コストの低廉化と小型化とを実現できる電動ターボ式圧縮機を提供する。【解決手段】高圧室９はインペラ５０のスラスト力Ｆ１に抗するように回転軸３１の少なくとも一部３１Ｒに内部の圧力を付与可能である。第１軸孔１１９と回転軸３１との間に第１軸受１１０が設けられる。第１軸孔１１９は、第１軸支面１１８と、第１軸支面１１８から環状に凹設される凹部１１７とを有する。第１軸受１１０は、回転軸３１の外周側に位置し、第１軸支面１１８に対して変位可能な第１トップフォイル１１１と、第１トップフォイル１１１の外周側に位置し、第１軸支面１１８に対して変位して第１トップフォイル１１１を弾性的に支持可能な第１バンプフォイル１１３と、第１トップフォイル１１１から径外方向にフランジ状に延び、凹部１１７と嵌合し、高圧室９の内部の圧力を受けて凹部１１７に付勢されるシール部１１５とを有する第１ラジアルフォイル軸受である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内のモータ室に配置された電動モータによって回転駆動される回転軸と、
前記ハウジング内のインペラ室に配置され、前記回転軸に連結されたインペラとを備え、
前記インペラの回転により流体を圧縮して前記ハウジング内の吐出室に吐出する電動ターボ式圧縮機であって、
前記ハウジングには、前記モータ室を跨いで前記インペラ室の反対側に位置する高圧室と、前記高圧室と前記モータ室との間に形成され、前記回転軸を挿通する第１軸孔と、前記第１軸孔と同軸をなして前記モータ室と前記インペラ室との間に形成され、前記回転軸を挿通する第２軸孔とが形成され、
前記吐出室と前記高圧室とは導圧通路によって連通し、
前記高圧室は、前記インペラの回転時に前記インペラによって生じるスラスト力に抗するように、前記回転軸の少なくとも一部に前記高圧室の内部の圧力を付与可能に形成され、
前記第１軸孔と前記回転軸との間には第１軸受が設けられ、
前記第２軸孔と前記回転軸との間には第２軸受が設けられ、
前記第１軸孔は、円筒状をなす第１軸支面と、前記第１軸支面から環状に凹設されて前記回転軸を囲む凹部とを有し、
前記第１軸受は、前記回転軸の外周側に位置し、前記第１軸支面に対して変位可能な第１トップフォイルと、前記第１トップフォイルの外周側に位置し、前記第１軸支面に対して変位して前記第１トップフォイルを弾性的に支持可能な第１バンプフォイルと、前記第１トップフォイルから径外方向にフランジ状に延び、前記凹部と嵌合し、前記高圧室の内部の圧力を受けて前記凹部に付勢されるシール部とを有する第１ラジアルフォイル軸受であることを特徴とする電動ターボ式圧縮機。
【請求項２】
前記モータ室は、前記インペラ室に低圧の前記流体を供給する吸入室とされ、
前記インペラは、前記回転軸を前記インペラ室から離間させるように付勢する前記スラスト力を発生するように構成されている請求項１記載の電動ターボ式圧縮機。
【請求項３】
前記第２軸孔は、円筒状をなし、前記第１軸支面と同軸の第２軸支面を有し、
前記第２軸受は、前記回転軸の外周側に位置し、前記第２軸支面に対して変位可能な第２トップフォイルと、前記第２トップフォイルの外周側に位置し、前記第２軸支面に対して変位して前記第２トップフォイルを弾性的に支持可能な第２バンプフォイルとを有する第２ラジアルフォイル軸受である請求項１又は２記載の電動ターボ式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動ターボ式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の電動ターボ式圧縮機が開示されている。この電動ターボ式圧縮機は、回転軸とインペラとを備えている。回転軸は、ハウジング内のモータ室に配置された電動モータによって回転駆動される。インペラは、ハウジング内のインペラ室に配置され、回転軸に連結されている。この電動ターボ式圧縮機では、インペラの回転により流体を圧縮してハウジング内の吐出室に吐出する。この際、インペラは、インペラ室内で回転することにより、インペラ室内の流体の運動エネルギーを高める。そして、インペラは、その流体の運動エネルギーを圧力エネルギーに変換し、その圧縮した流体を吐出室に吐出する。この際、インペラは、大径に形成された大径部がモータ室に近い側に位置し、小径に形成された小径部がモータ室から遠い側に位置しているため、回転軸をインペラ室に引き込むように付勢するスラスト力を発生する。
【０００３】
ハウジングには、高圧室と第１軸孔と第２軸孔とが形成されている。高圧室は、モータ室を跨いでインペラ室の反対側に位置している。第１軸孔は、高圧室とモータ室との間に形成され、回転軸を挿通している。第２軸孔は、第１軸孔と同軸をなしてモータ室とインペラ室との間に形成され、回転軸を挿通している。
【０００４】
第１軸孔と回転軸との間には第１軸受が設けられている。第２軸孔と回転軸との間には第２軸受が設けられている。第１、２軸孔は、円筒状をなす軸支面を有している。第１、２軸受はラジアルフォイル軸受である。
【０００５】
ラジアルフォイル軸受は、回転軸の外周側に位置し、軸支面に対して変位可能なトップフォイルと、トップフォイルの外周側に位置し、軸支面に対して変位してトップフォイルを弾性的に支持可能なバンプフォイルとを有している。
【０００６】
吐出室と高圧室とは導圧通路によって連通している。回転軸の高圧室に突出する端部には、径外方向にフランジ状に延びる受圧部が形成されている。高圧室には導圧通路によって吐出室内の圧力が付与され、回転軸の受圧部がインペラによって生じるスラスト力に抗するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
電動ターボ式圧縮機では、製造コストの低廉化と小型化との要望がある。
【０００９】
例えば、上記従来の電動ターボ式圧縮機では、第１軸受とインペラ室との間にラビリンスシールを採用していることから、第１軸孔及び回転軸の少なくとも一方にラビリンス溝を切削加工する工程等が必要となる。また、この電動ターボ式圧縮機では、ラビリンスシールの占有スペースを小さくすることが難しいので、小型化も難しい。
【００１０】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、製造コストの低廉化と小型化とを実現できる電動ターボ式圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電動ターボ式圧縮機は、ハウジング内のモータ室に配置された電動モータによって回転駆動される回転軸と、
前記ハウジング内のインペラ室に配置され、前記回転軸に連結されたインペラとを備え、
前記インペラの回転により流体を圧縮して前記ハウジング内の吐出室に吐出する電動ターボ式圧縮機であって、
前記ハウジングには、前記モータ室を跨いで前記インペラ室の反対側に位置する高圧室と、前記高圧室と前記モータ室との間に形成され、前記回転軸を挿通する第１軸孔と、前記第１軸孔と同軸をなして前記モータ室と前記インペラ室との間に形成され、前記回転軸を挿通する第２軸孔とが形成され、
前記吐出室と前記高圧室とは導圧通路によって連通し、
前記高圧室は、前記インペラの回転時に前記インペラによって生じるスラスト力に抗するように、前記回転軸の少なくとも一部に前記高圧室の内部の圧力を付与可能に形成され、
前記第１軸孔と前記回転軸との間には第１軸受が設けられ、
前記第２軸孔と前記回転軸との間には第２軸受が設けられ、
前記第１軸孔は、円筒状をなす第１軸支面と、前記第１軸支面から環状に凹設されて前記回転軸を囲む凹部とを有し、
前記第１軸受は、前記回転軸の外周側に位置し、前記第１軸支面に対して変位可能な第１トップフォイルと、前記第１トップフォイルの外周側に位置し、前記第１軸支面に対して変位して前記第１トップフォイルを弾性的に支持可能な第１バンプフォイルと、前記第１トップフォイルから径外方向にフランジ状に延び、前記凹部と嵌合し、前記高圧室の内部の圧力を受けて前記凹部に付勢されるシール部とを有する第１ラジアルフォイル軸受であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の電動ターボ式圧縮機では、第１ラジアルフォイル軸受が第１トップフォイルから径外方向にフランジ状に延びるシール部を有する。このシール部は、第１軸孔の高圧室側の凹部と嵌合し、高圧室の内部の圧力を受けて凹部に付勢される。つまり、シール部は、高圧室に付与される吐出室内の圧力によって凹部内に着座し、モータ室と高圧室との間を封止する。このため、この電動ターボ式圧縮機では、第１ラジアルフォイル軸受がモータ室と高圧室との間を封止するシール部材を兼ねているので、シール部材を１つ減らすことができる。このため、この電動ターボ式圧縮機では、従来のようなラビリンス溝を切削加工する工程等が不要となる。
【００１３】
また、この電動ターボ式圧縮機では、シール部が第１トップフォイルから径外方向にフランジ状に延び、第１軸孔がそのシール部を嵌合させれば足りることから、従来のようなラビリンスシールと比べ、占有スペースが小さい。
【００１４】
したがって、本発明の電動ターボ式圧縮機では、製造コストの低廉化と小型化とを実現できる。
【００１５】
モータ室は、インペラ室に低圧の流体を供給する吸入室とされていることが望ましい。そして、インペラは、回転軸をインペラ室から離間させるように付勢するスラスト力を発生するように構成されていることが望ましい。上記従来の電動ターボ式圧縮機では、インペラが回転軸をインペラ室に引き込むように付勢するスラスト力を発生するので、そのスラスト力に抗するため、回転軸の高圧室に突出する端部にフランジ状の受圧部を形成し、高圧室によって、その受圧部に内部の圧力を付与する必要がある。この点、上記構成によれば、そのような受圧部を回転軸に形成する必要がないので、製造コストの低廉化と小型化とを確実に実現できる。
【００１６】
第２軸孔は、円筒状をなし、第１軸支面と同軸の第２軸支面を有していることが望ましい。そして、第２軸受は、回転軸の外周側に位置し、第２軸支面に対して変位可能な第２トップフォイルと、第２トップフォイルの外周側に位置し、第２軸支面に対して変位して第２トップフォイルを弾性的に支持可能な第２バンプフォイルとを有する第２ラジアルフォイル軸受であることが望ましい。この場合、第２軸受として、シール部以外は第１ラジアルフォイル軸受と同様の構成を有する第２ラジアルフォイル軸受を採用することにより、製造コストの低廉化と小型化を確実に実現できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電動ターボ式圧縮機によれば、製造コストの低廉化と小型化とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例の電動ターボ式圧縮機の断面図である。
【図２】実施例の電動ターボ式圧縮機の要部拡大断面図である。
【図３】実施例の電動ターボ式圧縮機に係り、図１のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を示す部分断面図である。
【図４】実施例の電動ターボ式圧縮機に係り、第１トップフォイルを示す斜視図である。
【図５】実施例の電動ターボ式圧縮機に係り、図３と同様の断面であって、第１トップフォイルと回転軸との間に動圧が作用する状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、前後方向を図１に示すように定める。
【００２０】
図１に示すように、この電動ターボ式圧縮機１は、ハウジング１０と回転軸３１と電動モータ３０とインペラ５０とを備えている。
【００２１】
ハウジング１０は、フロント側蓋体１１、インペラハウジング１２、フロント側軸支部材１３、モータハウジング１４、リヤ側軸支部材１５及びリヤ側蓋体１６が前側から後側に向かってこの順序で突き合わされ、図示しない複数本のボルトによって相互に固定されてなる。
【００２２】
ハウジング１０には、インペラ室５、ディフューザ６、吐出室７、第１軸孔１１９、第２軸孔１２９、モータ室３及び高圧室９が形成されている。
【００２３】
より詳しくは、フロント側蓋体１１の後面側には第１凹部１１Ａが形成されている。第１凹部１１Ａは、前後方向に延びる軸心Ｘ１を中心軸とする円形をなし、フロント側蓋体１１の後面から前向きに凹んでいる。インペラハウジング１２には第２凹部１２Ａが形成されている。第２凹部１２Ａは、軸心Ｘ１を中心軸とし、前側から後側に向かって母線が軸心Ｘ１に近づくように湾曲した円錐台形状をなしている。インペラハウジング１２は、第２凹部１２Ａによって前後方向において貫通されている。第２凹部１２Ａは後側が小径とされている。
【００２４】
第１凹部１１Ａと第２凹部１２Ａとによってインペラ室５が区画されている。ディフューザ６は、インペラ室５の最も内径が大きい部分に連通している。ディフューザ６は前後方向において扁平をなす環状の空間である。吐出室７は、ディフューザ６の外周縁部に連通し、かつ、ディフューザ６より容積の大きな環状の空間である。吐出室７は回転軸３１の回転方向で徐々に容積が拡大するように形成されている。インペラハウジング１２には、吐出口１２Ｅが形成されている。吐出口１２Ｅは吐出室７とハウジング１０の外部とを連通させている。
【００２５】
インペラハウジング１２の後面側には、フロント側軸支部材１３との間にスラスト軸受収容室１２Ｂが形成されている。フロント側軸支部材１３は、隔壁部１３Ａとボス部１３Ｂとを有している。隔壁部１３Ａは、円盤形状とされ、スラスト軸受収容室１２Ｂを後側から覆っている。ボス部１３Ｂは、隔壁部１３Ａの中央から後向きに突出している。第２軸孔１２９は、軸心Ｘ１を中心軸としてボス部１３Ｂに貫設された貫通孔である。第２軸孔１２９の円筒状の内周面は、第２軸支面１２８とされている。
【００２６】
モータハウジング１４は筒状体である。モータハウジング１４の内壁面１４Ａは、軸心Ｘ１を中心軸とする円筒面とされている。
【００２７】
リヤ側軸支部材１５は、隔壁部１５Ａとボス部１５Ｂとを有している。隔壁部１５Ａは、円盤形状とされている。ボス部１５Ｂは、隔壁部１５Ａの中央から前向きに突出している。第１軸孔１１９は、軸心Ｘ１を中心軸としてボス部１５Ｂに貫設された貫通孔である。第１軸孔１１９の円筒状の内周面は、第１軸支面１１８とされている。第１軸支面１１８には、図３に示すように、軸心Ｘ１方向に延びるキー溝１１８Ｋが凹設されている。
【００２８】
図２に拡大して示すように、第１軸孔１１９は、軸心Ｘ１を中心軸として円環状に延びる凹部１１７を有している。凹部１１７は、リヤ側蓋体１６側、すなわち高圧室９側で第１軸支面１１８と連続している。凹部１１７は、第１軸支面１１８から径外方向に凹む矩形溝である。凹部１１７は回転軸３１を囲んでいる。凹部１１７の前側の内壁面はシール面１１７Ｓとされている。
【００２９】
図１に示すように、モータ室３は、モータハウジング１４の内壁面１４Ａと、フロント側軸支部材１３の隔壁部１３Ａと、リヤ側軸支部材１５の隔壁部１５Ａとによって区画されて、前後方向に略円柱状に延びる空間である。
【００３０】
モータハウジング１４の後端縁側には、吸入口１４Ｅが形成されている。吸入口１４Ｅはモータ室３とハウジング１０の外部とを連通させている。フロント側軸支部材１３の隔壁部１３Ａには、吸入通路１３Ｆが形成されている。吸入通路１３Ｆは、隔壁部１３Ａを前後方向において貫通し、モータ室３とスラスト軸受収容室１２Ｂとを連通させている。インペラハウジング１２には、吸入通路１２Ｆが形成されている。吸入通路１２Ｆは、スラスト軸受収容室１２Ｂとインペラ室５の最も内径が小さい部分とを連通させている。
【００３１】
リヤ側蓋体１６の前面側には、リヤ側軸支部材１５の隔壁部１５Ａ及び回転軸３１の後端面３１Ｒとの間に高圧室９が形成されている。高圧室９は、モータ室３を跨いでインペラ室５の反対側に位置している。第１軸孔１１９は、高圧室９とモータ室３との間に形成されている。第２軸孔１２９は、第１軸孔１１９と同軸をなしてモータ室３とインペラ室５との間に形成されている。
【００３２】
回転軸３１は、軸心Ｘ１を中心軸とする軸体である。回転軸３１は、大径の円柱状に形成された大径部３１Ａと、大径部３１Ａと同軸の一体をなし、大径部３１Ａよりも小径の円柱状に形成された中径部３１Ｂと、中径部３１Ｂと同軸の一体をなし、中径部３１Ｂよりも小径の円柱状に形成された小径部３１Ｃとを有している。
【００３３】
大径部３１Ａはモータ室３内に位置し、中径部３１Ｂはスラスト軸受収容室１２Ｂ内に位置し、小径部３１Ｃはインペラ室５内に位置している。第１軸孔１１９及び第２軸孔１２９は大径部３１Ａを挿通している。大径部３１Ａの後端面３１Ｒは高圧室９を形成している。
【００３４】
第１軸孔１１９と大径部３１Ａとの間には、第１ラジアルフォイル軸受１１０が設けられている。第２軸孔１２９と大径部３１Ａとの間には、第２ラジアルフォイル軸受１２０が設けられている。第１ラジアルフォイル軸受１１０は、本発明の「第１軸受」の一例である。第２ラジアルフォイル軸受１２０は、本発明の「第２軸受」の一例である。
【００３５】
図１〜図４に示すように、第１ラジアルフォイル軸受１１０は、第１トップフォイル１１１と第１バンプフォイル１１３とシール部１１５とを有している。
【００３６】
図３及び図４に示すように、第１トップフォイル１１１は、金属薄板が略円弧状に湾曲されてなる。第１トップフォイル１１１は、前後方向に細長く延びる隙間１１１Ｓを有している。
【００３７】
図３に示すように、第１トップフォイル１１１は、大径部３１Ａの外周側に位置して、大径部３１Ａを囲っている。第１トップフォイル１１１には、キー１１１Ｋが形成されている。キー１１１Ｋは、隙間１１１Ｓを形成する端縁から径外方向に突出する小片である。キー１１１Ｋがキー溝１１８Ｋに係合することにより、第１トップフォイル１１１が第１軸孔１１９内で回り止めされる。
【００３８】
図３及び図５に示すように、第１トップフォイル１１１は、隙間１１１Ｓが拡大又は縮小することにより、第１軸支面１１８に対して変位可能である。図３に示すように、第１バンプフォイル１１３は、複数の湾曲部１１３Ｗが形成された金属薄板が略円弧状に湾曲されてなる。第１バンプフォイル１１３は、第１トップフォイル１１１の外周側に位置して、第１トップフォイル１１１を囲っている。
【００３９】
図３及び図５に示すように、第１バンプフォイル１１３は、湾曲部１１３Ｗが潰れるように弾性変形し、又は元の形状に復元することにより、第１軸支面１１８に対して変位して第１トップフォイル１１１を弾性的に支持可能である。
【００４０】
図２及び図４に示すように、シール部１１５は、第１トップフォイル１１１に一体成形されている。シール部１１５は、第１トップフォイル１１１の後端縁から径外方向にフランジ状に延びている。図４に示すように、隙間１１１Ｓは、第１トップフォイル１１１からシール部１１５まで延びている。図２に示すように、シール部１１５は、凹部１１７と嵌合している。
【００４１】
図１及び図３に示すように、第２ラジアルフォイル軸受１２０は、第２トップフォイル１２１と第２バンプフォイル１２３とを有している。
【００４２】
図３に示すように、第２トップフォイル１２１は、金属薄板が略円弧状に湾曲されてなる。第２トップフォイル１２１は、前後方向に細長く延びる隙間１２１Ｓを有している。
【００４３】
第２トップフォイル１２１は、大径部３１Ａの外周側に位置して、大径部３１Ａを囲っている。第２トップフォイル１２１には、キー１２１Ｋが形成されている。キー１２１Ｋは、隙間１２１Ｓを形成する端縁から径外方向に突出する小片である。キー１２１Ｋが第２軸支面１２８に凹設されたキー溝１２８Ｋに係合することにより、第２トップフォイル１２１が第２軸孔１２９内で回り止めされる。
【００４４】
図３及び図５に示すように、第２トップフォイル１２１は、隙間１２１Ｓが拡大又は縮小することにより、第２軸支面１２８に対して変位可能である。図３に示すように、第２バンプフォイル１２３は、複数の湾曲部１２３Ｗが形成された金属薄板が略円弧状に湾曲されてなる。第２バンプフォイル１２３は、第２トップフォイル１２１の外周側に位置して、第２トップフォイル１２１を囲っている。
【００４５】
図３及び図５に示すように、第２バンプフォイル１２３は、湾曲部１２３Ｗが潰れるように弾性変形し、又は元の形状に復元することにより、第２軸支面１２８に対して変位して第２トップフォイル１２１を弾性的に支持可能である。
【００４６】
つまり、第２軸受１２０において、第２トップフォイル１２１は、図４等に示すシール部１１５を第１トップフォイル１１１から取り除いた構成を有し、第２バンプフォイル１２３は、第１バンプフォイル１１３と同じ構成を有している。
【００４７】
図１に示すように、中径部３１Ｂにはフランジ部材１３９が圧入されている。フランジ部材１３９は、軸心Ｘ１を中心軸とする孔開き円盤である。スラスト軸受収容室１２Ｂ内には、前後一対のスラスト軸受１３１、１３２が配設されている。前側のスラスト軸受１３１は、スラスト軸受収容室１２Ｂの底面に組み付けられている。後側のスラスト軸受１３２は、隔壁部１３Ａの前面に組み付けられている。フランジ部材１３９は、各スラスト軸受１３１、１３２によって前後から挟まれている。
【００４８】
回転軸３１は、このような第１ラジアルフォイル軸受１１０及び第２ラジアルフォイル軸受１２０を介在させた状態で、軸心Ｘ１周りで回転可能にハウジング１０に支持されている。回転軸３１は、フランジ部材１３９及び各スラスト軸受１３１、１３２により、軸心Ｘ１が延びる方向である前後方向においてハウジング１０に対して支持される。
【００４９】
電動モータ３０は、モータ室３内に収容されている。電動モータ３０は、ステータ３０Ａとロータ３０Ｂとを有している。ステータ３０Ａは、モータハウジング１４の内壁面１４Ａに固定されている。ロータ３０Ｂは、ステータ３０Ａの内側で回転軸３１に固定されている。
【００５０】
インペラ５０は、母線が軸心Ｘ１に近づくように湾曲した円錐台形状をなしている。インペラ５０には、複数枚の羽根が形成されている。インペラ５０は、インペラ室５内に収容され、小径部３１Ｃに圧入されている。
【００５１】
インペラ５０は、小径に形成された小径部がモータ室３に近い側、すなわちインペラハウジング１２のスラスト軸受収容室１２Ｂ側に位置し、大径に形成された大径部がモータ室３から遠い側、すなわちフロント側蓋体１１の第１凹部１１Ａ側に位置している。このため、インペラ５０は、回転時、回転軸３１をインペラ室５から離間させるように付勢するスラスト力Ｆ１を発生する。換言すると、スラスト力Ｆ１は、回転軸３１を後向きに変位させて、回転軸３１の後端面３１Ｒを高圧室９内に入り込ませようとする力である。
【００５２】
吐出室７と高圧室９とは、導圧通路８によって連通している。導圧通路８は、インペラハウジング１２に形成されて吐出室７に開口する細孔１２Ｈと、フロント側軸支部材１３の隔壁部１３Ａに形成された細孔１３Ｈと、モータハウジング１４に形成された細孔１４Ｈと、リヤ側軸支部材１５の隔壁部１５Ａに形成された細孔１５Ｈと、リヤ側蓋体１６に形成されて高圧室９に開口する細孔１６Ｈとが一繋がりに連通してなる。
【００５３】
図示は省略するが、吸入口１４Ｅは、配管によって蒸発器に接続され、その蒸発器は、配管によって膨張弁及び凝縮器と接続されている。吐出口１２Ｅは、配管によって凝縮器に接続されている。電動ターボ式圧縮機１、蒸発器、膨張弁及び凝縮器は、車両用空調装置の冷凍回路を構成している。
【００５４】
この電動ターボ式圧縮機１では、電動モータ３０は、ステータ３０Ａへの通電によって、ロータ３０Ｂを軸心Ｘ１周りに回転させる駆動力を発生し、回転軸３１を回転駆動する。これにより、インペラ５０がインペラ室５内で回転する。このため、流体としての冷媒は、ハウジング１０の外部から吸入口１４Ｅ内に供給される。この冷媒は、モータ室３、吸入通路１３Ｆ、スラスト軸受収容室１２Ｂ、吸入通路１２Ｆを経由し、インペラ室５に流入する。つまり、モータ室３は、インペラ室５に低圧の冷媒を供給する吸入室を兼ねている。
【００５５】
そして、モータ室３内の低圧の冷媒が吸入通路１３Ｆ、スラスト軸受収容室１２Ｂ及び吸入通路１２Ｆを経由してインペラ室５に吸い込まれる。そして、インペラ５０は、インペラ室５内の冷媒について、運動エネルギーを高め、ディフューザ６で運動エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒を圧縮し、吐出室７への吐出を行う。吐出室７内の高圧の冷媒は吐出口１２Ｅから凝縮器へ吐出される。そして、冷媒は、膨張弁及び蒸発器を経て再びモータ室３に吸入される。こうして、車両用空調装置の空調が行われる。
【００５６】
この間、この電動ターボ式圧縮機１では、図５に示すように、回転軸３１が回転している間、回転軸３１と、第１、２ラジアルフォイル軸受１１０、１２０の第１、２トップフォイル１１１、１２１との間に動圧が作用する。この動圧によって、第１、２トップフォイル１１１、１２１が第１、２軸支面１１８、１２８に対して変位し、第１、２バンプフォイル１１３、１２３が第１、２軸支面１１８、１２８に対して変位して第１、２トップフォイル１１１、１２１を弾性的に支持する。これにより、回転軸３１と第１、２トップフォイル１１１、１２１とが離間し、回転軸３１が第１、２ラジアルフォイル軸受１１０、１２０によって非接触状態で支持される。
【００５７】
また、図１及び図２に示すように、吐出室７内の高圧の冷媒は、導圧通路８によって絞られながら、高圧室９に供給される。このため、高圧室９の内部の圧力は、モータ室３の内部の圧力よりも高くなる。高圧室９は、回転軸３１の後端面３１Ｒに、高圧室９の内部の圧力を付与する。回転軸３１の後端面３１Ｒは、本発明の「高圧室の内部の圧力が付与される回転軸の少なくとも一部」の一例である。このため、回転軸３１の後端面３１Ｒには、後端面３１Ｒの受圧面積と高圧室９の内部の圧力とに対応する付勢力Ｆ２が前向きに作用する。つまり、付勢力Ｆ２は、インペラ５０によって生じるスラスト力Ｆ１に抗するように作用する。
【００５８】
また、高圧室９は、第１軸孔１１９の凹部１１７と嵌合するシール部１１５に、高圧室９の内部の圧力を付与する。シール部１１５には、シール部１１５の受圧面積と高圧室９の内部の圧力とに対応する付勢力Ｆ３が前向きに作用する。付勢力Ｆ３は、シール部１１５がモータ室３の内部の圧力によって付与される力より大きいので、シール部１１５が前向きに付勢されて凹部１１７のシール面１１７Ｓに着座し、モータ室３と高圧室９との間を封止する。
【００５９】
こうして、この電動ターボ式圧縮機１では、吐出室７内の高圧の冷媒が導圧通路８を経由して高圧室９に供給されることにより、回転軸３１の後端面３１Ｒに付勢力Ｆ２が前向きに作用し、付勢力Ｆ２によってインペラ５０によって生じるスラスト力Ｆ１が相殺される。その結果、各スラスト軸受１３１、１３２に作用する負荷を小さくすることができる。このため、各スラスト軸受１３１、１３２の耐久性が向上する。また、フランジ部材１３９及び各スラスト軸受１３１、１３２を小径化できるので、ハウジング１０の外径を小さくでき、ひいては、電動ターボ式圧縮機１の小型化を実現できる。
【００６０】
さらに、この電動ターボ式圧縮機１では、第１ラジアルフォイル軸受１１０が第１トップフォイル１１１から径外方向にフランジ状に延びるシール部１１５を有している。シール部１１５は、第１軸孔１１９の高圧室９側の凹部１１７と嵌合し、高圧室９の内部の圧力を受けて凹部１１７に付勢される。つまり、シール部１１５は、導圧通路８を経由して高圧室９に付与される吐出室７内の圧力によって凹部１１７内のシール面１１７Ｓに着座し、モータ室３と高圧室９との間を封止する。このため、この電動ターボ式圧縮機１では、第１ラジアルフォイル軸受１１０がモータ室３と高圧室９との間を封止するシール部材を兼ねているので、シール部材を１つ減らすことができる。このため、この電動ターボ式圧縮機１では、従来のようなラビリンス溝を切削加工する工程等が不要となる。
【００６１】
また、この電動ターボ式圧縮機１では、シール部１１５が第１トップフォイル１１１から径外方向にフランジ状に延び、第１軸孔１１９がそのシール部１１５を凹部１１７に嵌合させれば足りることから、上記従来の電動ターボ式圧縮機におけるラビリンスシールと比べ、占有スペースが小さい。
【００６２】
したがって、実施例の電動ターボ式圧縮機１では、製造コストの低廉化と小型化とを実現できる。
【００６３】
また、この電動ターボ式圧縮機１では、回転軸３１の後端面３１Ｒをそのまま、高圧室９によって内部の圧力を付与される受圧部として利用することができる。このため、この電動ターボ式圧縮機１では、上記従来の電動ターボ式圧縮機におけるフランジ状の受圧部を回転軸に形成する必要がないので、製造コストの低廉化と小型化とを確実に実現できる。
【００６４】
さらに、この電動ターボ式圧縮機１では、第２軸受として、シール部１１５以外は第１ラジアルフォイル軸受１１０と同様の構成を有する第２ラジアルフォイル軸受１２０を採用していることにより、製造コストの低廉化と小型化を確実に実現できる。
【００６５】
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００６６】
例えば、第１ラジアルフォイル軸受１１０の凹部１１７は、第１軸支面１１８から溝状に凹んでいてもよいし、第１軸支面１１８の端縁の近傍から段状に凹んでいてもよい。
【００６７】
インペラ５０の向きは、実施例のインペラ５０とは逆向きであってもよい。また、複数個のインペラが回転軸３１に連結されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、車両用空調装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…電動ターボ式圧縮機
５…インペラ室
６…ディフューザ
７…吐出室
３…モータ室（吸入室）
１０…ハウジング
３１…回転軸
３０…電動モータ
５０…インペラ
９…高圧室
１１９…第１軸孔
１２９…第２軸孔
８…導圧通路
Ｆ１…スラスト力
３１Ｒ…高圧室の内部の圧力が付与される回転軸の少なくとも一部（後端面）
１１０…第１軸受（第１ラジアルフォイル軸受）
１２０…第２軸受（第２ラジアルフォイル軸受）
１１８…第１軸支面
１１７…凹部
１１１…第１トップフォイル
１１３…第１バンプフォイル
１１５…シール部
１２８…第２軸支面
１２１…第２トップフォイル
１２３…第２バンプフォイル
【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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