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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024146244
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】遠心圧縮機及び遠心圧縮機の調整方法
(51)【国際特許分類】
F04D 29/28 20060101AFI20241004BHJP
【ＦＩ】
F04D29/28 M
F04D29/28 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023059028
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 潤也
(72)【発明者】
【氏名】森 英文
(72)【発明者】
【氏名】下瀬 智也
(72)【発明者】
【氏名】平野 貴之
【テーマコード（参考）】
3H130
【Ｆターム（参考）】
3H130AA13
3H130AB07
3H130AB27
3H130AB47
3H130BA74C
3H130CB07
3H130DA02Z
3H130DB01Z
3H130DB02Z
3H130DB04Z
3H130DD01Z
3H130DD09Z
3H130DJ01X
3H130EA01C
3H130EA01D
3H130EA01Z
3H130EB01C
3H130EB01Z
3H130ED03C
3H130ED03D
3H130ED03Z
(57)【要約】
【課題】回転体のバランス調整に伴って生じた切粉がインペラやハウジングの内部におけるインペラの周囲に残留することを抑制する。
【解決手段】遠心圧縮機１０は、回転軸４１、回転軸４１に固定されるとともに燃料電池スタック６１に供給される空気を圧縮するために回転軸４１と一体的に回転するインペラ４２、及び、インペラ４２を回転軸４１に対して固定するインペラナット１７２、を有する回転体４０と、回転体４０を収容するハウジング１１と、を有する。インペラ４２とインペラナット１７２との間には、回転軸４１が挿通され、回転体４０のバランスを調整する筒状の調整部材７１が設けられている。
【選択図】図１
【解決手段】遠心圧縮機１０は、回転軸４１、回転軸４１に固定されるとともに燃料電池スタック６１に供給される空気を圧縮するために回転軸４１と一体的に回転するインペラ４２、及び、インペラ４２を回転軸４１に対して固定するインペラナット１７２、を有する回転体４０と、回転体４０を収容するハウジング１１と、を有する。インペラ４２とインペラナット１７２との間には、回転軸４１が挿通され、回転体４０のバランスを調整する筒状の調整部材７１が設けられている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸、前記回転軸に固定されるとともに燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転するインペラ、及び、前記インペラを前記回転軸に対して固定するインペラナット、を有する回転体と、
前記回転体を収容するハウジングと、を有し、
前記インペラと前記インペラナットとの間には、前記回転軸が挿通され、前記回転体のバランスを調整する筒状の調整部材が設けられていることを特徴とする遠心圧縮機。
前記回転体を収容するハウジングと、を有し、
前記インペラと前記インペラナットとの間には、前記回転軸が挿通され、前記回転体のバランスを調整する筒状の調整部材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】
前記調整部材には、前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整する切欠き、または、貫通孔が形成されている、請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項3】
前記切欠き、または、前記貫通孔は、前記回転軸の軸線を対称の中心として点対称とならないように前記調整部材に形成されている、請求項２に記載の遠心圧縮機。
【請求項4】
前記回転軸は、前記調整部材が挿通される部分に第１嵌合部を有し、
前記調整部材は、前記回転軸に前記調整部材が挿通された状態で前記第１嵌合部と嵌合することにより、前記回転軸の周方向における前記回転軸に対する前記調整部材のずれを抑制する第２嵌合部を有する、請求項１に記載の遠心圧縮機。
前記調整部材は、前記回転軸に前記調整部材が挿通された状態で前記第１嵌合部と嵌合することにより、前記回転軸の周方向における前記回転軸に対する前記調整部材のずれを抑制する第２嵌合部を有する、請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項5】
前記調整部材及び前記インペラナットは、前記インペラから露出している、請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項6】
回転軸、前記回転軸に固定されるとともに燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転するインペラ、及び、前記インペラを前記回転軸に対して固定するインペラナット、を有する回転体と、
前記回転体を収容するハウジングと、を有する遠心圧縮機において、前記回転体のバランスを調整する遠心圧縮機の調整方法であって、
前記インペラと前記インペラナットとの間には、前記回転軸が挿通され、前記回転体のバランスを調整する筒状の調整部材が設けられ、
前記調整部材には、前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整する切欠き、または、貫通孔が形成され、
前記回転体のバランスを計測する計測工程と、
前記計測工程の後に、前記インペラナット及び前記調整部材を前記回転軸から取り外す取り外し工程と、
前記回転軸から取り外された前記調整部材に行われる工程であって、前記計測工程によって計測された前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相に応じて、前記調整部材に前記切欠き、または、前記貫通孔を形成する加工を行う加工工程と、
前記加工工程の後に、前記調整部材から切粉を除去する除去工程と、
前記除去工程の後に、前記加工工程によって前記切欠き、または、前記貫通孔が形成された前記調整部材と前記インペラナットとを前記回転軸に取り付ける取り付け工程と、を備えることを特徴とする遠心圧縮機の調整方法。
前記回転体を収容するハウジングと、を有する遠心圧縮機において、前記回転体のバランスを調整する遠心圧縮機の調整方法であって、
前記インペラと前記インペラナットとの間には、前記回転軸が挿通され、前記回転体のバランスを調整する筒状の調整部材が設けられ、
前記調整部材には、前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整する切欠き、または、貫通孔が形成され、
前記回転体のバランスを計測する計測工程と、
前記計測工程の後に、前記インペラナット及び前記調整部材を前記回転軸から取り外す取り外し工程と、
前記回転軸から取り外された前記調整部材に行われる工程であって、前記計測工程によって計測された前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相に応じて、前記調整部材に前記切欠き、または、前記貫通孔を形成する加工を行う加工工程と、
前記加工工程の後に、前記調整部材から切粉を除去する除去工程と、
前記除去工程の後に、前記加工工程によって前記切欠き、または、前記貫通孔が形成された前記調整部材と前記インペラナットとを前記回転軸に取り付ける取り付け工程と、を備えることを特徴とする遠心圧縮機の調整方法。
【請求項7】
回転軸、前記回転軸に固定されるとともに燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転するインペラ、及び、前記インペラを前記回転軸に対して固定するインペラナット、を有する回転体と、
前記回転体を収容するハウジングと、を有する遠心圧縮機において、前記回転体のバランスを調整する遠心圧縮機の調整方法であって、
前記インペラと前記インペラナットとの間には、前記回転軸が挿通され、前記回転体のバランスを調整する筒状の調整部材が設けられ、
前記調整部材には、前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整する切欠き、または、貫通孔が形成され、
前記回転体のバランスを計測する計測工程と、
前記計測工程の後に、前記インペラナット及び前記調整部材を前記回転軸から取り外す取り外し工程と、
前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整するために、前記調整部材に予め形成された前記切欠き、または、前記貫通孔の形成態様が互いに異なる複数の前記調整部材から、前記計測工程によって計測された前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相に応じて前記調整部材を選択する選択工程と、
前記選択工程によって選択された前記調整部材と前記インペラナットとを前記回転軸に取り付ける取り付け工程と、を備えることを特徴とする遠心圧縮機の調整方法。
前記回転体を収容するハウジングと、を有する遠心圧縮機において、前記回転体のバランスを調整する遠心圧縮機の調整方法であって、
前記インペラと前記インペラナットとの間には、前記回転軸が挿通され、前記回転体のバランスを調整する筒状の調整部材が設けられ、
前記調整部材には、前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整する切欠き、または、貫通孔が形成され、
前記回転体のバランスを計測する計測工程と、
前記計測工程の後に、前記インペラナット及び前記調整部材を前記回転軸から取り外す取り外し工程と、
前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整するために、前記調整部材に予め形成された前記切欠き、または、前記貫通孔の形成態様が互いに異なる複数の前記調整部材から、前記計測工程によって計測された前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相に応じて前記調整部材を選択する選択工程と、
前記選択工程によって選択された前記調整部材と前記インペラナットとを前記回転軸に取り付ける取り付け工程と、を備えることを特徴とする遠心圧縮機の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遠心圧縮機及び遠心圧縮機の調整方法に関する。
【背景技術】
【0002】
遠心圧縮機は、例えば、回転軸及びインペラを有する回転体と、回転体を収容するハウジングと、を有する。インペラは、回転軸に固定されるとともに燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するために回転軸と一体的に回転する。
【0003】
上記の遠心圧縮機において、回転体のバランス調整が行われることがある。この調整作業においては、特許文献１に記載の態様のように、計測された回転体の回転方向に対するアンバランスな位相に応じて回転体の一部を切削することによって、回転体の回転方向に対するアンバランスな位相が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１３－１５４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
回転体のバランス調整において、例えば、遠心圧縮機に取り付けられた状態の回転体を切削すると、回転体の切削に伴って生じた切粉がインペラやハウジングの内部におけるインペラの周囲に残留するおそれがある。こうして残留した切粉を除去すべく、インペラやハウジングの内部におけるインペラの周囲に送風機による風圧を作用させても、インペラやハウジングの内部におけるインペラの周囲に切粉が残るおそれがある。こうして切粉が残留すると、インペラによって圧縮された空気と共に切粉が燃料電池スタックに供給されるおそれがあるため好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する遠心圧縮機は、回転軸、前記回転軸に固定されるとともに燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転するインペラ、及び、前記インペラを前記回転軸に対して固定するインペラナット、を有する回転体と、前記回転体を収容するハウジングと、を有し、前記インペラと前記インペラナットとの間には、前記回転軸が挿通され、前記回転体のバランスを調整する筒状の調整部材が設けられていることを特徴とする。
【0007】
上記課題を解決する遠心圧縮機の調整方法は、回転軸、前記回転軸に固定されるとともに燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転するインペラ、及び、前記インペラを前記回転軸に対して固定するインペラナット、を有する回転体と、前記回転体を収容するハウジングと、を有する遠心圧縮機において、前記回転体のバランスを調整する遠心圧縮機の調整方法であって、前記インペラと前記インペラナットとの間には、前記回転軸が挿通され、前記回転体のバランスを調整する筒状の調整部材が設けられ、前記調整部材には、前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整する切欠き、または、貫通孔が形成され、前記回転体のバランスを計測する計測工程と、前記計測工程の後に、前記インペラナット及び前記調整部材を前記回転軸から取り外す取り外し工程と、前記回転軸から取り外された前記調整部材に行われる工程であって、前記計測工程によって計測された前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相に応じて、前記調整部材に前記切欠き、または、前記貫通孔を形成する加工を行う加工工程と、前記加工工程の後に、前記調整部材から切粉を除去する除去工程と、前記除去工程の後に、前記加工工程によって前記切欠き、または、前記貫通孔が形成された前記調整部材と前記インペラナットとを前記回転軸に取り付ける取り付け工程と、を備えることを特徴とする。
【0008】
上記課題を解決する遠心圧縮機の調整方法は、回転軸、前記回転軸に固定されるとともに燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転するインペラ、及び、前記インペラを前記回転軸に対して固定するインペラナット、を有する回転体と、前記回転体を収容するハウジングと、を有する遠心圧縮機において、前記回転体のバランスを調整する遠心圧縮機の調整方法であって、前記インペラと前記インペラナットとの間には、前記回転軸が挿通され、前記回転体のバランスを調整する筒状の調整部材が設けられ、前記調整部材には、前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整する切欠き、または、貫通孔が形成され、前記回転体のバランスを計測する計測工程と、前記計測工程の後に、前記インペラナット及び前記調整部材を前記回転軸から取り外す取り外し工程と、前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整するために、前記調整部材に予め形成された前記切欠き、または、前記貫通孔の形成態様が互いに異なる複数の前記調整部材から、前記計測工程によって計測された前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相に応じて前記調整部材を選択する選択工程と、前記選択工程によって選択された前記調整部材と前記インペラナットとを前記回転軸に取り付ける取り付け工程と、を備えることを特徴とする。
【0009】
上記の構成及び上記の各方法によれば、調整部材をインペラナットと共に回転軸に取り付けることにより、回転体のバランスを調整できる。回転体のバランスを調整するために、遠心圧縮機に取り付けられた状態の回転体に切削を行わなくてもよい。したがって、回転体のバランス調整に伴って生じた切粉がインペラやハウジング内部におけるインペラの周囲に残留することを抑制できる。
【0010】
上記の方法によれば、加工工程は、回転軸から取り外された調整部材に行われる工程である。加工工程において、調整部材に切欠き、または、貫通孔を形成する加工を行う。したがって、遠心圧縮機から取り外された状態の調整部材に切欠きまたは貫通孔の形成を行うことができるため、遠心圧縮機に取り付けられた状態の調整部材に切欠きまたは貫通孔を形成することによるハウジング内への切粉の残留を抑制できる。除去工程において、加工工程の後に、調整部材から切粉を除去する。取り付け工程において、除去工程の後に、切欠き、または、貫通孔が形成された調整部材を回転軸に取り付ける。そのため、加工工程によって生じた切粉が調整部材に付着したとしても、その切粉を除去した調整部材を回転軸に取り付けることができる。したがって、切粉が付着した調整部材をハウジング内に配置させることによるハウジング内への切粉の残留を抑制できる。
【0011】
上記の方法によれば、選択工程においては、切欠きまたは貫通孔の形成態様が互いに異なる複数の調整部材から、計測工程によって計測された回転体の回転方向に対するアンバランスな位相に応じて調整部材を選択する。したがって、回転体のバランスを調整する際に、切欠きまたは貫通孔の形成を行わなくてもよいため、遠心圧縮機に取り付けられた状態の調整部材に切欠きまたは貫通孔を形成することによるハウジングへの切粉の残留を抑制できる。取り付け工程において、選択工程によって選択された調整部材と固定部材とを回転軸に取り付ける。回転体のバランスを調整する際に切欠きまたは貫通孔の形成が行われないため、切粉が付着した調整部材をハウジング内に配置させることによるハウジング内への切粉の残留を抑制できる。
【0012】
遠心圧縮機において、前記調整部材には、前記回転体の回転方向に対するアンバランスな位相を調整する切欠き、または、貫通孔が形成されていてもよい。
遠心圧縮機において、前記切欠き、または、前記貫通孔は、前記回転軸の軸線を対称の中心として点対称とならないように前記調整部材に形成されていてもよい。
遠心圧縮機において、前記切欠き、または、前記貫通孔は、前記回転軸の軸線を対称の中心として点対称とならないように前記調整部材に形成されていてもよい。
【0013】
遠心圧縮機において、前記回転軸は、前記調整部材が挿通される部分に第１嵌合部を有し、前記調整部材は、前記回転軸に前記調整部材が挿通された状態で前記第１嵌合部と嵌合することにより、前記回転軸の周方向における前記回転軸に対する前記調整部材のずれを抑制する第２嵌合部を有してもよい。
【0014】
上記構成によれば、回転軸に調整部材が取り付けられる際に、第１嵌合部と第２嵌合部とが嵌合する。これにより、回転軸の周方向における回転軸に対する調整部材のずれを抑制できる。したがって、調整部材を回転軸に取り付ける際に、回転軸の周方向における切欠きの位置合わせを行いやすいため、回転体のバランス調整をより正確に行える。
【0015】
遠心圧縮機において、前記調整部材及び前記インペラナットは、前記インペラから露出していてもよい。
上記構成によれば、調整部材及びインペラナットがインペラの内部に位置する場合と比較して、回転軸４１に対する調整部材及びインペラナットの取り付けを容易に行える。したがって、回転体のバランスの調整作業を簡略化できる。
上記構成によれば、調整部材及びインペラナットがインペラの内部に位置する場合と比較して、回転軸４１に対する調整部材及びインペラナットの取り付けを容易に行える。したがって、回転体のバランスの調整作業を簡略化できる。
【発明の効果】
【0016】
この発明によれば、回転体のバランス調整に伴って生じた切粉がインペラやハウジングの内部におけるインペラの周囲に残留することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、遠心圧縮機を具体化した実施形態を図面にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態の遠心圧縮機は、燃料電池車に搭載されている。遠心圧縮機は、燃料電池スタックに供給される流体としての空気を圧縮する。
【0019】
＜遠心圧縮機の基本構成＞
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、ハウジング１１を有している。ハウジング１１は、金属材料製である。ハウジング１１は、例えば、アルミニウム製である。ハウジング１１は、モータハウジング１２、コンプレッサハウジング１３、タービンハウジング１４、第１プレート１５、第２プレート１６、及び第３プレート１７を有している。
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、ハウジング１１を有している。ハウジング１１は、金属材料製である。ハウジング１１は、例えば、アルミニウム製である。ハウジング１１は、モータハウジング１２、コンプレッサハウジング１３、タービンハウジング１４、第１プレート１５、第２プレート１６、及び第３プレート１７を有している。
【0020】
モータハウジング１２は、端壁１２ａと、周壁１２ｂと、を有している。端壁１２ａは、板状である。周壁１２ｂは、端壁１２ａの外周部から筒状に延びている。第１プレート１５は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口側の端部に連結されている。第１プレート１５は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口を閉塞している。そして、モータハウジング１２及び第１プレート１５によってモータ室１８が区画されている。したがって、ハウジング１１は、モータ室１８を有している。
【0021】
第２プレート１６は、モータハウジング１２の端壁１２ａの外面に連結されている。第２プレート１６は、第２プレート１６の厚み方向がモータハウジング１２の端壁１２ａの厚み方向に一致した状態で、モータハウジング１２の端壁１２ａに取り付けられている。
【0022】
遠心圧縮機１０は、モータ２０を備えている。モータ２０は、モータ室１８に収容されている。モータハウジング１２は、モータ２０を取り囲んでいる。
遠心圧縮機１０は、第１軸受保持部２１を備えている。第１軸受保持部２１は、第１プレート１５の中央部からモータ室１８内に突出している。したがって、第１プレート１５は、第１軸受保持部２１を有している。第１軸受保持部２１は、円筒状である。第１軸受保持部２１の内側は、モータ室１８内に連通している。
遠心圧縮機１０は、第１軸受保持部２１を備えている。第１軸受保持部２１は、第１プレート１５の中央部からモータ室１８内に突出している。したがって、第１プレート１５は、第１軸受保持部２１を有している。第１軸受保持部２１は、円筒状である。第１軸受保持部２１の内側は、モータ室１８内に連通している。
【0023】
第１プレート１５は、プレート凹部２２を有している。プレート凹部２２は、第１プレート１５におけるモータハウジング１２とは反対側の端面に形成されている。プレート凹部２２は、円孔状である。プレート凹部２２の底面にはプレート凹部２２の内部に開口する開口部が形成されている。この開口を介して、プレート凹部２２の内部と第１軸受保持部２１の内側とが連通している。プレート凹部２２の軸線と第１軸受保持部２１の軸線とは一致している。
【0024】
第３プレート１７は、第１プレート１５におけるモータハウジング１２とは反対側の端面に連結されている。第３プレート１７は、第３プレート１７の厚み方向が第１プレート１５の厚み方向に一致した状態で、第１プレート１５に取り付けられている。第３プレート１７は、第１挿通孔２３を有している。第１挿通孔２３は、第３プレート１７の中央部に形成されている。第１挿通孔２３の軸線は、プレート凹部２２の軸線、及び第１軸受保持部２１の軸線と一致している。そして、プレート凹部２２と第３プレート１７とによって、収容室２４が区画されている。したがって、ハウジング１１は、収容室２４を区画する。収容室２４は、第１軸受保持部２１の内側に連通している。また、収容室２４は、第１挿通孔２３に連通している。したがって、第１軸受保持部２１は、収容室２４を介して第１挿通孔２３に連通している。
【0025】
遠心圧縮機１０は、第２軸受保持部２５を備えている。第２軸受保持部２５は、モータハウジング１２の端壁１２ａの中央部からモータ室１８内に突出している。したがって、モータハウジング１２は、第２軸受保持部２５を有している。第２軸受保持部２５は、円筒状である。第２軸受保持部２５の内側は、モータ室１８内に連通している。
【0026】
ハウジング１１は、第２挿通孔２６を有している。第２挿通孔２６は、モータハウジング１２の端壁１２ａの中央部、及び第２プレート１６の中央部を貫通している。第２挿通孔２６の軸線は、第２軸受保持部２５の軸線と一致している。第２挿通孔２６は、第２軸受保持部２５の内側に連通している。
【0027】
コンプレッサハウジング１３は、空気が吸入される円孔状の吸入口２７を有する筒状である。吸入口２７の軸線が第１挿通孔２３の軸線と一致した状態で、コンプレッサハウジング１３は、第３プレート１７における第１プレート１５とは反対側の端面に連結されている。吸入口２７は、コンプレッサハウジング１３における第３プレート１７とは反対側の端面に開口している。吸入口２７には、図示しないエアクリーナによって清浄化された空気が流れる。
【0028】
ハウジング１１は、インペラ室２８と、吐出室２９と、を有する。インペラ室２８及び吐出室２９は、コンプレッサハウジング１３と第３プレート１７との間に形成されている。したがって、ハウジング１１は、インペラ室２８及び吐出室２９を区画する。第３プレート１７は、インペラ室２８と収容室２４とを仕切る仕切壁である。インペラ室２８は、吸入口２７及び第１挿通孔２３に連通している。吐出室２９は、インペラ室２８の周囲で吸入口２７の軸線周りに延びている。
【0029】
遠心圧縮機１０は、ディフューザ流路３０を備えている。ディフューザ流路３０は、コンプレッサハウジング１３と第３プレート１７との間に形成されている。ディフューザ流路３０は、インペラ室２８と吐出室２９とを連通している。
【0030】
遠心圧縮機１０は、吐出通路３１を有している。吐出通路３１の第１端は、吐出室２９に連通している。吐出通路３１の第２端は、コンプレッサハウジング１３の外面に開口している。
【0031】
タービンハウジング１４は、空気が吐出される円孔状の吐出口３２を有する筒状である。タービンハウジング１４は、吐出口３２の軸線が、第２挿通孔２６の軸線と一致した状態で第２プレート１６におけるモータハウジング１２とは反対側の端面に連結されている。吐出口３２は、タービンハウジング１４における第２プレート１６とは反対側の端面に開口している。
【0032】
遠心圧縮機１０は、タービン室３３、タービンスクロール流路３４、及び連通通路３５を備えている。タービン室３３、タービンスクロール流路３４、及び連通通路３５は、タービンハウジング１４と第２プレート１６との間に形成されている。モータハウジング１２の端壁１２ａ及び第２プレート１６は、タービン室３３とモータ室１８とを仕切っている。タービン室３３は、吐出口３２及び第２挿通孔２６に連通している。タービンスクロール流路３４は、タービン室３３の周囲で吐出口３２の軸線周りに延びている。連通通路３５は、タービン室３３とタービンスクロール流路３４とを連通している。
【0033】
遠心圧縮機１０は、吸入通路３６を有している。吸入通路３６の第１端は、タービンハウジング１４の外面に開口している。吸入通路３６の第２端は、タービンスクロール流路３４に連通している。
【0034】
遠心圧縮機１０は、回転体４０を有している。回転体４０は、回転軸４１、インペラ４２、及び、インペラナット１７２、を有する。本実施形態における回転体４０は、タービンホイール４３及び支持プレート４４を含む。ハウジング１１は、回転体４０を収容する。
【0035】
回転軸４１は、モータハウジング１２の軸線に沿って延びた状態で、モータ室１８を横切っている。回転軸４１の軸方向を軸方向Ｘという。軸方向Ｘは、モータハウジング１２の軸方向に一致している。回転軸４１の端部としての第１端部４１ａは、モータ室１８から第１軸受保持部２１の内側、収容室２４、及び第１挿通孔２３を通過して、インペラ室２８内に突出している。したがって、インペラ室２８は、回転軸４１を収容する。軸方向Ｘにおける第１端部４１ａとは反対側の回転軸４１の端部である第２端部４１ｂは、モータ室１８から第２軸受保持部２５の内側及び第２挿通孔２６を通過して、タービン室３３内に突出している。
【0036】
インペラ４２は、回転軸４１に固定される。詳細には、インペラ４２は、回転軸４１の外面に固定されている。回転軸４１の第１端部４１ａは、インペラ４２の内部からインペラ４２の外部に突出している。インペラ４２は、インペラ室２８に収容されている。したがって、インペラ室２８は、インペラ４２を収容する。インペラ４２は、インペラ室２８に吸入された空気を圧縮するために回転軸４１と一体的に回転する。
【0037】
図２に示すように、インペラ４２は、背面４２ａから先端に向かうに従って徐々に縮径した筒状である。インペラ４２の背面４２ａは、第３プレート１７と対向している。インペラ４２の回転軸線は、回転軸４１の軸線でもある。回転軸４１の軸線は、回転体４０の回転軸線である。
【0038】
図１に示すように、タービンホイール４３は、回転軸４１に固定される。詳細には、タービンホイール４３は、回転軸４１の外面に固定されている。タービンホイール４３は、タービン室３３に収容されている。タービンホイール４３は、回転軸４１と一体的に回転する。
【0039】
図３に示すように、タービンホイール４３は、背面４３ａから先端に向かうに従って徐々に縮径した筒状である。タービンホイール４３の背面４３ａは、第２プレート１６と対向している。タービンホイール４３の回転軸線は、回転軸４１の軸線でもある。回転軸４１の軸線は、回転体４０の回転軸線である。
【0040】
図１に示すように、支持プレート４４は、円環状である。支持プレート４４は、回転軸４１の外面から収容室２４内に突出している。したがって、収容室２４は、支持プレート４４を収容している。支持プレート４４は、回転軸４１の外面から回転軸４１の径方向外側へ環状に突出した状態で、回転軸４１に固定されている。支持プレート４４は、回転軸４１と一体的に回転する。
【0041】
モータ２０は、筒状のモータロータ４７と、筒状のモータステータ４８と、を有している。モータ室１８は、モータ２０を収容する。モータロータ４７は、回転軸４１に固定されている。モータステータ４８は、ハウジング１１に固定されている。モータロータ４７は、モータステータ４８の径方向内側に配置されている。モータロータ４７は、回転軸４１と一体的に回転する。モータロータ４７は、回転軸４１に固定された円筒状のロータコア４９と、ロータコア４９に設けられた図示しない複数の永久磁石と、を有している。モータステータ４８は、モータロータ４７を取り囲んでいる。モータステータ４８は、円筒状のステータコア５０と、モータコイル５１と、を有している。ステータコア５０は、モータハウジング１２の内面に固定されている。モータコイル５１は、ステータコア５０に巻回されている。
【0042】
回転軸４１は、図示しないバッテリからモータコイル５１に電流が流れることによって、モータロータ４７と一体的に回転する。したがって、モータ２０は、回転軸４１を回転させる。モータ２０は、軸方向Ｘにおけるインペラ４２とタービンホイール４３との間に配置されている。
【0043】
遠心圧縮機１０は、第１ラジアル軸受５２を備えている。第１ラジアル軸受５２は円筒状である。第１ラジアル軸受５２は、第１軸受保持部２１に保持されている。第１ラジアル軸受５２は、回転軸４１のうち、モータ２０よりも回転軸４１の第１端部４１ａ寄りに位置する部位を回転可能に支持する。
【0044】
遠心圧縮機１０は、第２ラジアル軸受５３を備えている。第２ラジアル軸受５３は円筒状である。第２ラジアル軸受５３は、第２軸受保持部２５に保持されている。第２ラジアル軸受５３は、回転軸４１のうち、モータ２０よりも回転軸４１の第２端部４１ｂ寄りに位置する部位を回転可能に支持する。
【0045】
第１ラジアル軸受５２及び第２ラジアル軸受５３は、軸方向Ｘにおけるモータ２０の両側の位置にて回転軸４１をラジアル方向で回転可能に支持する。なお、「ラジアル方向」は軸方向Ｘに対して直交する方向である。
【0046】
遠心圧縮機１０は、スラスト軸受５４を備えている。スラスト軸受５４は、収容室２４に収容されている。したがって、収容室２４は、スラスト軸受５４を収容する。スラスト軸受５４は、支持プレート４４をスラスト方向で回転可能に支持する。したがって、スラスト軸受５４は、支持プレート４４を介して回転軸４１をスラスト方向で支持する。なお、「スラスト方向」は軸方向Ｘである。
【0047】
スラスト軸受５４は、第１スラスト軸受部５４ａと、第２スラスト軸受部５４ｂと、を有している。第１スラスト軸受部５４ａは、支持プレート４４と第３プレート１７との間に配置されている。第２スラスト軸受部５４ｂは、支持プレート４４と第１プレート１５との間に配置されている。
【0048】
遠心圧縮機１０は、導入通路５８を備えている。導入通路５８は、第１プレート１５に形成されている。導入通路５８の第１端は、第１プレート１５の外面に開口している。導入通路５８の第２端は、収容室２４に連通している。
【0049】
遠心圧縮機１０は、排出通路５９を備えている。排出通路５９は、モータハウジング１２の端壁１２ａに形成されている。排出通路５９の第１端は、第２挿通孔２６に連通している。排出通路５９の第２端は、モータハウジング１２の端壁１２ａの外面に開口している。したがって、排出通路５９は、ハウジング１１の外部に連通している。
【0050】
＜燃料電池システム＞
上記構成の遠心圧縮機１０は、燃料電池車に搭載された燃料電池システム６０の一部を構成している。燃料電池システム６０は、遠心圧縮機１０の他に、燃料電池スタック６１と、供給流路６２と、排出流路６３と、分岐流路６４と、インタークーラ６５と、を備えている。燃料電池スタック６１は、図示しない複数の電池セルから構成されている。
上記構成の遠心圧縮機１０は、燃料電池車に搭載された燃料電池システム６０の一部を構成している。燃料電池システム６０は、遠心圧縮機１０の他に、燃料電池スタック６１と、供給流路６２と、排出流路６３と、分岐流路６４と、インタークーラ６５と、を備えている。燃料電池スタック６１は、図示しない複数の電池セルから構成されている。
【0051】
供給流路６２は、吐出通路３１と燃料電池スタック６１とを接続する。供給流路６２と吐出室２９とは、吐出通路３１を介して互いに連通している。したがって、吐出室２９には、供給流路６２が接続されている。
【0052】
排出流路６３は、燃料電池スタック６１と吸入通路３６とを接続する。分岐流路６４は、供給流路６２の途中から分岐されている。分岐流路６４の第１端は、供給流路６２に接続されている。分岐流路６４の第２端は、導入通路５８の第１端に接続されている。インタークーラ６５は、分岐流路６４の途中に設けられている。インタークーラ６５は、分岐流路６４を流れる空気を冷却する。
【0053】
インペラ４２が回転すると、吸入口２７からインペラ室２８に空気が吸入される。インペラ室２８に吸入された空気は、インペラ４２の回転によって加速されながら、ディフューザ流路３０に送り込まれて、ディフューザ流路３０を通過することにより昇圧される。そして、ディフューザ流路３０を通過した空気は、吐出室２９に吐出される。したがって、吐出室２９には、インペラ４２によって圧縮された空気がインペラ室２８から吐出される。
【0054】
吐出室２９に吐出された空気は、吐出通路３１に吐出される。吐出通路３１に吐出された空気は、供給流路６２を介して燃料電池スタック６１に供給される。したがって、供給流路６２は、燃料電池スタック６１に空気を供給するものである。インペラ４２は、燃料電池スタック６１に供給される空気を圧縮するために回転軸４１と一体的に回転する。燃料電池スタック６１に供給された空気に含まれる酸素は、燃料電池スタック６１の発電に寄与する。その後、燃料電池スタック６１を通過する空気は、燃料電池スタック６１の排気として排出流路６３へ排出される。
【0055】
燃料電池スタック６１の排気は、排出流路６３及び吸入通路３６を介してタービンスクロール流路３４に吸入される。タービンスクロール流路３４に吸入される燃料電池スタック６１の排気は、連通通路３５を通じてタービン室３３に導入される。タービンホイール４３は、タービン室３３に導入された燃料電池スタック６１の排気により回転する。回転軸４１は、モータ２０の駆動による回転に加え、燃料電池スタック６１の排気により回転するタービンホイール４３の回転によっても回転する。そして、燃料電池スタック６１の排気によるタービンホイール４３の回転により回転軸４１の回転が補助される。タービン室３３を通過した排気は、吐出口３２から外部へ吐出される。
【0056】
供給流路６２を流れる空気の一部は、分岐流路６４に流れ込む。分岐流路６４を流れる空気は、インタークーラ６５によって冷却される。これにより、インタークーラ６５を通過した空気は、吐出室２９に吐出された空気の温度よりも低い温度となる。そして、インタークーラ６５によって冷却された空気は、導入通路５８、収容室２４、及び第１軸受保持部２１の内側を通過してモータ室１８内へ導入される。したがって、導入通路５８は、インペラ４２によって圧縮された空気の一部を、吐出室２９に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態でモータ室１８内へ導入する。そして、モータ室１８内の空気は、第２軸受保持部２５の内側、第２挿通孔２６、及び排出通路５９を介してハウジング１１の外部へ排出される。
【0057】
＜回転軸の詳細＞
図２及び図３に示すように、回転軸４１は、大径部４１ｃと小径部４１ｄとを含む。大径部４１ｃと小径部４１ｄとは軸方向Ｘにおいて互いに隣り合っている。小径部４１ｄは、大径部４１ｃよりも径方向における寸法が小さい。回転軸４１の第１端部４１ａと第２端部４１ｂとが小径部４１ｄとなっている。回転軸４１のうち、第１端部４１ａにおける小径部４１ｄよりも第２端部４１ｂ側の部分と、第２端部４１ｂにおける小径部４１ｄよりも第１端部４１ａ側の部分と、が大径部４１ｃとなっている。
図２及び図３に示すように、回転軸４１は、大径部４１ｃと小径部４１ｄとを含む。大径部４１ｃと小径部４１ｄとは軸方向Ｘにおいて互いに隣り合っている。小径部４１ｄは、大径部４１ｃよりも径方向における寸法が小さい。回転軸４１の第１端部４１ａと第２端部４１ｂとが小径部４１ｄとなっている。回転軸４１のうち、第１端部４１ａにおける小径部４１ｄよりも第２端部４１ｂ側の部分と、第２端部４１ｂにおける小径部４１ｄよりも第１端部４１ａ側の部分と、が大径部４１ｃとなっている。
【0058】
第１端部４１ａに位置する小径部４１ｄと、この小径部４１ｄと隣り合う大径部４１ｃと、はインペラ室２８に位置する。第２端部４１ｂに位置する小径部４１ｄと、この小径部４１ｄと隣り合う大径部４１ｃと、はタービン室３３に位置する。
【0059】
小径部４１ｄは、軸方向Ｘに延びる円柱状である。小径部４１ｄの外面には雄ねじ４１ｅが形成されている。大径部４１ｃのうち、軸方向Ｘにおいて小径部４１ｄ側に位置する部分を第１軸部１４１ｃといい、その他の部分を第２軸部２４１ｃという。第１軸部１４１ｃは多角形柱状である。本実施形態における第１軸部１４１ｃは六角形柱状である。すなわち、第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄは六角形筒状である。第２軸部２４１ｃは軸方向Ｘに延びる円柱状である。
【0060】
＜インペラの詳細＞
図２に示すように、本実施形態におけるインペラ４２は、インペラ４２の内部に大径部４１ｃが挿入された状態で、大径部４１ｃに取り付けられている。第２軸部２４１ｃは、インペラ４２の内部に挿入されている。第１端部４１ａにおける小径部４１ｄと、この小径部４１ｄに隣り合う第１軸部１４１ｃと、がインペラ４２の内部から露出している。
図２に示すように、本実施形態におけるインペラ４２は、インペラ４２の内部に大径部４１ｃが挿入された状態で、大径部４１ｃに取り付けられている。第２軸部２４１ｃは、インペラ４２の内部に挿入されている。第１端部４１ａにおける小径部４１ｄと、この小径部４１ｄに隣り合う第１軸部１４１ｃと、がインペラ４２の内部から露出している。
【0061】
＜タービンホイールの詳細＞
図３に示すように、タービンホイール４３は凹部４３ｈを有する。凹部４３ｈは、タービンホイール４３の軸方向Ｘにおける両端部のうち、第２端部４１ｂ側の端部に形成されている。凹部４３ｈは、タービン室３３に開口している。これにより、凹部４３ｈの内部とタービン室３３とは互いに連通している。
図３に示すように、タービンホイール４３は凹部４３ｈを有する。凹部４３ｈは、タービンホイール４３の軸方向Ｘにおける両端部のうち、第２端部４１ｂ側の端部に形成されている。凹部４３ｈは、タービン室３３に開口している。これにより、凹部４３ｈの内部とタービン室３３とは互いに連通している。
【0062】
本実施形態におけるタービンホイール４３は、タービンホイール４３の内部に大径部４１ｃが挿入された状態で、大径部４１ｃに取り付けられている。第２端部４１ｂにおける小径部４１ｄと、この小径部４１ｄに隣り合う大径部４１ｃと、がタービンホイール４３の内部に位置している。この大径部４１ｃのうち、第２端部４１ｂにおける小径部４１ｄと、この小径部４１ｄと隣り合う第１軸部１４１ｃと、はタービンホイール４３の凹部４３ｈ内に位置する。
【0063】
＜調整部材＞
図２に示すように、遠心圧縮機１０は調整部材７１を備える。調整部材７１は、例えば金属製である。調整部材７１は、回転体４０のバランスを調整するものである。調整部材７１は、軸方向Ｘにおけるインペラ４２と回転軸４１の端部としての第１端部４１ａとの間に設けられている。調整部材７１は筒状である。調整部材７１には、インペラ室２８内において回転軸４１が挿通されている。詳細には、調整部材７１は、大径部４１ｃの第１軸部１４１ｃに挿通されている。第１軸部１４１ｃは、インペラ４２から露出している。そのため、調整部材７１はインペラ４２から露出している。調整部材７１は、回転軸４１と一体的に回転する。そのため、回転体４０は調整部材７１を含む。
図２に示すように、遠心圧縮機１０は調整部材７１を備える。調整部材７１は、例えば金属製である。調整部材７１は、回転体４０のバランスを調整するものである。調整部材７１は、軸方向Ｘにおけるインペラ４２と回転軸４１の端部としての第１端部４１ａとの間に設けられている。調整部材７１は筒状である。調整部材７１には、インペラ室２８内において回転軸４１が挿通されている。詳細には、調整部材７１は、大径部４１ｃの第１軸部１４１ｃに挿通されている。第１軸部１４１ｃは、インペラ４２から露出している。そのため、調整部材７１はインペラ４２から露出している。調整部材７１は、回転軸４１と一体的に回転する。そのため、回転体４０は調整部材７１を含む。
【0064】
図４に示すように、調整部材７１の外周面７１ａは、軸方向Ｘに延びる円筒状をなす。調整部材７１には切欠き７１ｈが形成されている。切欠き７１ｈは、回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相を調整するものである。切欠き７１ｈは、例えば、調整部材７１の外周面７１ａにおいて、調整部材７１の外部に向けて開口する凹状をなす。切欠き７１ｈは、軸方向Ｘにおける調整部材７１の両端部の間で延びている。
【0065】
図４に示す例では、調整部材７１のうち、回転軸４１の周方向における１箇所に切欠き７１ｈが形成されている。これにより、切欠き７１ｈは、回転軸４１の軸線Ｌを対称の中心として点対称とならないように調整部材７１に形成されている。なお、回転軸４１の軸線Ｌを対称の中心として点対称とならないように切欠き７１ｈが調整部材７１に形成されていれば、調整部材７１における切欠き７１ｈの形成位置と形成数は適宜変更可能である。
【0066】
調整部材７１の内周面７１ｂは、多角形筒状である。本実施形態における調整部材７１の内周面７１ｂは、六角形筒状である。軸方向Ｘからみて、調整部材７１の内周面７１ｂと第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄとは同じ形状である。回転軸４１の周方向において、調整部材７１の内周面７１ｂの全体と第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄの全体とが互いに接している。これにより、調整部材７１の内周面７１ｂは、回転軸４１に調整部材７１が挿通された状態で第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄと嵌合することにより、回転軸４１の周方向における回転軸４１に対する調整部材７１のずれを抑制する。したがって、本実施形態における第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄは、第１嵌合部として機能する。本実施形態における調整部材７１の内周面７１ｂは、第２嵌合部として機能する。すなわち、回転軸４１は、調整部材７１が挿通される部分としての第１軸部１４１ｃに第１嵌合部としての外周面１４１ｄを有する。調整部材７１は、第２嵌合部としての内周面７１ｂを有する。
【0067】
図３に示すように、調整部材７１は、軸方向Ｘにおけるインペラ４２と回転軸４１の第１端部４１ａとの間に加えて、軸方向Ｘにおけるタービンホイール４３と回転軸４１の第２端部４１ｂとの間にも設けられている。こうして軸方向Ｘにおけるタービンホイール４３と回転軸４１の第２端部４１ｂとの間に設けられる調整部材７１を、以下ではタービンホイール４３側の調整部材７１ともいう。軸方向Ｘにおけるインペラ４２と回転軸４１の第１端部４１ａとの間に設けられる調整部材７１を、以下ではインペラ４２側の調整部材７１ともいう。
【0068】
タービンホイール４３側の調整部材７１は、タービンホイール４３の凹部４３ｈ内に設けられている。タービンホイール４３側の調整部材７１は、インペラ４２側の調整部材７１と同様に、回転軸４１が挿通されている筒状をなす。
【0069】
タービンホイール４３側の調整部材７１の外周面７１ａには、インペラ４２側の調整部材７１と同様に、切欠き７１ｈが設けられている。なお、タービンホイール４３側の調整部材７１に形成される切欠き７１ｈは、インペラ４２側の調整部材７１に形成される切欠き７１ｈと、形成位置及び形成数が同じであってもよいし異なっていてもよい。要するに、タービンホイール４３側の調整部材７１に形成される切欠き７１ｈも、インペラ４２側の調整部材７１に形成される切欠き７１ｈと同様に、回転軸４１の軸線Ｌを対称の中心として点対称とならないように調整部材７１に形成されたものであればよい。
【0070】
切欠き７１ｈ以外において、タービンホイール４３側の調整部材７１はインペラ４２側の調整部材７１と同様の形状をなす。すなわち、タービンホイール４３側の調整部材７１の内周面７１ｂは、インペラ４２側の調整部材７１の内周面７１ｂと同様の形状である。軸方向Ｘからみて、タービンホイール４３側の調整部材７１の内周面７１ｂと、この調整部材７１が挿通される第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄと、は同じ形状である。回転軸４１の周方向において、タービンホイール４３側の調整部材７１の内周面７１ｂの全体と、この調整部材７１が挿通される第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄの全体と、が互いに接している。これにより、タービンホイール４３側の調整部材７１の内周面７１ｂは、回転軸４１に調整部材７１が挿通された状態で第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄと嵌合する。そのため、タービンホイール４３側の調整部材７１について、回転軸４１の周方向における回転軸４１に対するずれが抑制される。
【0071】
＜インペラナット及びタービンナット＞
図２に示すように、インペラナット１７２は、例えば金属製である。インペラナット１７２は、軸方向Ｘにおける調整部材７１と回転軸４１の端部としての第１端部４１ａとの間に設けられている。これにより、インペラ４２とインペラナット１７２との間には、調整部材７１が設けられている。インペラナット１７２によって、軸方向Ｘにおいて調整部材７１がインペラ４２に押し付けられる。これにより、インペラナット１７２と調整部材７１とは、軸方向Ｘにおいて互いに接触している。調整部材７１とインペラ４２とは、軸方向Ｘにおいて互いに接触している。
図２に示すように、インペラナット１７２は、例えば金属製である。インペラナット１７２は、軸方向Ｘにおける調整部材７１と回転軸４１の端部としての第１端部４１ａとの間に設けられている。これにより、インペラ４２とインペラナット１７２との間には、調整部材７１が設けられている。インペラナット１７２によって、軸方向Ｘにおいて調整部材７１がインペラ４２に押し付けられる。これにより、インペラナット１７２と調整部材７１とは、軸方向Ｘにおいて互いに接触している。調整部材７１とインペラ４２とは、軸方向Ｘにおいて互いに接触している。
【0072】
インペラナット１７２の内径は、小径部４１ｄの外径と同じ大きさである。例えば、軸方向Ｘにおけるインペラナット１７２の寸法は、軸方向Ｘにおける小径部４１ｄの寸法と同じ大きさである。インペラナット１７２の内面には雌ねじ７２ｅが形成されている。インペラナット１７２の雌ねじ７２ｅは、小径部４１ｄの雄ねじ４１ｅに螺合している。これにより、インペラナット１７２は、小径部４１ｄに固定されている。インペラナット１７２は、インペラ４２を回転軸４１に対して固定する。インペラナット１７２は、回転軸４１と一体的に回転する。
【0073】
インペラナット１７２は、軸方向Ｘにおけるインペラ４２との間に調整部材７１を固定する。小径部４１ｄはインペラ４２から露出している。そのため、インペラナット１７２は、インペラ４２から露出している。
【0074】
図３に示すように、回転体４０はタービンナット２７２を含む。タービンナット２７２は、軸方向Ｘにおけるタービンホイール４３側の調整部材７１と第２端部４１ｂとの間に設けられている。このタービンナット２７２は、タービンホイール４３の凹部４３ｈ内に設けられている。タービンナット２７２によって、軸方向Ｘにおいてタービンホイール４３側の調整部材７１がタービンホイール４３に押し付けられる。これにより、タービンナット２７２とタービンホイール４３側の調整部材７１とは、軸方向Ｘにおいて互いに接触している。タービンホイール４３側の調整部材７１とタービンホイール４３とは、軸方向Ｘにおいて互いに接触している。
【0075】
タービンナット２７２は、インペラナット１７２と同様の形状である。軸方向Ｘにおけるタービンホイール４３側の調整部材７１と第２端部４１ｂとの間に設けられるタービンナット２７２の内面にも雌ねじ７２ｅが形成されている。タービンナット２７２の雌ねじ７２ｅは、小径部４１ｄの雄ねじ４１ｅに螺合している。これにより、タービンナット２７２は、タービンホイール４３を回転軸４１に対して固定する。タービンナット２７２は、軸方向Ｘにおけるタービンホイール４３との間に調整部材７１を固定する。
【0076】
＜遠心圧縮機の調整方法＞
図２及び図５に示すように、本実施形態における遠心圧縮機１０においては、回転体４０のバランスを調整する遠心圧縮機１０の調整方法が行われる。本実施形態における遠心圧縮機１０の調整方法は、計測工程と、取り外し工程と、加工工程と、除去工程と、取り付け工程と、を備える。遠心圧縮機１０の調整方法においては、計測工程、取り外し工程、加工工程、除去工程、及び取り付け工程の順で各工程が行われる。こうした遠心圧縮機１０の調整方法によって、インペラ４２側の調整部材７１を用いた回転体４０のバランスの調整を行う。
図２及び図５に示すように、本実施形態における遠心圧縮機１０においては、回転体４０のバランスを調整する遠心圧縮機１０の調整方法が行われる。本実施形態における遠心圧縮機１０の調整方法は、計測工程と、取り外し工程と、加工工程と、除去工程と、取り付け工程と、を備える。遠心圧縮機１０の調整方法においては、計測工程、取り外し工程、加工工程、除去工程、及び取り付け工程の順で各工程が行われる。こうした遠心圧縮機１０の調整方法によって、インペラ４２側の調整部材７１を用いた回転体４０のバランスの調整を行う。
【0077】
以下では、インペラ４２側の調整部材７１を用いた回転体４０のバランス調整時に行われる遠心圧縮機１０の調整方法を説明する。なお、この調整方法と同様の方法によって、タービンホイール４３側の調整部材７１を用いた回転体４０のバランス調整も行われる。以下の各工程に関する説明において、コンプレッサハウジング１３、第３プレート１７、インペラ４２、インペラ室２８の各々を、タービンハウジング１４、第２プレート１６、タービンホイール４３、タービン室３３に読み替えることができる。さらに、以下の各工程に関する説明において、インペラナット１７２をタービンナット２７２に読み替えることができる。こうして読み替えることにより、以下の各工程に関する説明は、タービンホイール４３側の調整部材７１を用いた遠心圧縮機１０の調整方法の説明となる。
【0078】
遠心圧縮機１０の調整方法における各工程について以下に説明する。
＜計測工程＞
計測工程は、例えば、コンプレッサハウジング１３が第３プレート１７に取り付けられない状態で行われる。これにより、インペラ４２及び回転軸４１の第１端部４１ａがハウジング１１から露出した状態で計測工程は行われる。また、計測工程は、回転軸４１にインペラナット１７２及び調整部材７１が取り付けられた状態で行われる。ただし、計測工程が行われる際の調整部材７１には切欠き７１ｈが形成されていない。例えば、計測工程が行われるときの調整部材７１は、軸方向Ｘに延びる円筒状である。
＜計測工程＞
計測工程は、例えば、コンプレッサハウジング１３が第３プレート１７に取り付けられない状態で行われる。これにより、インペラ４２及び回転軸４１の第１端部４１ａがハウジング１１から露出した状態で計測工程は行われる。また、計測工程は、回転軸４１にインペラナット１７２及び調整部材７１が取り付けられた状態で行われる。ただし、計測工程が行われる際の調整部材７１には切欠き７１ｈが形成されていない。例えば、計測工程が行われるときの調整部材７１は、軸方向Ｘに延びる円筒状である。
【0079】
計測工程は、回転体４０のバランスを計測する工程である。詳細には、計測工程においては、例えば、遠心圧縮機１０の駆動時の回転数で回転軸４１を回転させる。回転軸４１を回転させた状態で、不図示の測定装置を用いてハウジング１１表面から回転体４０のバランスに係る各種数値を計測する。この各種数値としては、例えば、回転体４０の振動や回転体４０の回転位相が挙げられる。計測が終了したら、回転軸４１の回転を停止させる。
【0080】
＜取り外し工程＞
取り外し工程は、計測工程の後に、インペラナット１７２及び調整部材７１を回転軸４１から取り外す工程である。取り外し工程においては、まず回転軸４１からインペラナット１７２が取り外された後、回転軸４１から調整部材７１が取り外される。回転軸４１から取り外された調整部材７１は、ハウジング１１の外部であってインペラ４２及びハウジング１１から離れた場所まで運ばれる。調整部材７１は、例えば、加工工程を行うための装置が載置された場所まで運ばれる。
取り外し工程は、計測工程の後に、インペラナット１７２及び調整部材７１を回転軸４１から取り外す工程である。取り外し工程においては、まず回転軸４１からインペラナット１７２が取り外された後、回転軸４１から調整部材７１が取り外される。回転軸４１から取り外された調整部材７１は、ハウジング１１の外部であってインペラ４２及びハウジング１１から離れた場所まで運ばれる。調整部材７１は、例えば、加工工程を行うための装置が載置された場所まで運ばれる。
【0081】
＜加工工程＞
加工工程は、回転軸４１から取り外された調整部材７１に行われる工程である。加工工程においては、切削を行う装置を用いて調整部材７１に対して切欠き７１ｈが形成される。加工工程においては、計測工程によって計測された回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相に応じて、調整部材７１に切欠き７１ｈを形成する加工を行う。詳細には、計測工程によって計測された回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相に応じて、調整部材７１への切欠き７１ｈの形成数や形成位置が選択される。選択された形成数及び形成位置で調整部材７１に切欠き７１ｈが形成される。こうした切欠き７１ｈは、計測工程にて計測された回転体４０のバランスを整えるために形成されるため、回転軸４１の軸線Ｌを対称の中心として点対称とならないように調整部材７１に形成されたものとなる。加工工程においては、調整部材７１への切欠き７１ｈの形成に伴って切粉が生じる。切粉は、例えば、金属部材に切削を行うことにより発生する金属の切りくずである。加工工程の終了時点にて、生じた切粉の一部が調整部材７１に付着している場合がある。
加工工程は、回転軸４１から取り外された調整部材７１に行われる工程である。加工工程においては、切削を行う装置を用いて調整部材７１に対して切欠き７１ｈが形成される。加工工程においては、計測工程によって計測された回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相に応じて、調整部材７１に切欠き７１ｈを形成する加工を行う。詳細には、計測工程によって計測された回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相に応じて、調整部材７１への切欠き７１ｈの形成数や形成位置が選択される。選択された形成数及び形成位置で調整部材７１に切欠き７１ｈが形成される。こうした切欠き７１ｈは、計測工程にて計測された回転体４０のバランスを整えるために形成されるため、回転軸４１の軸線Ｌを対称の中心として点対称とならないように調整部材７１に形成されたものとなる。加工工程においては、調整部材７１への切欠き７１ｈの形成に伴って切粉が生じる。切粉は、例えば、金属部材に切削を行うことにより発生する金属の切りくずである。加工工程の終了時点にて、生じた切粉の一部が調整部材７１に付着している場合がある。
【0082】
＜除去工程＞
除去工程は、加工工程の後に、調整部材７１から切粉を除去する工程である。除去工程においては、液体を用いて調整部材７１を洗浄することにより、調整部材７１から切粉を洗い流すことで調整部材７１から切粉を除去する。なお、除去工程における切粉の除去手段は、洗浄に限らない。例えば、除去工程においては、送風機によって調整部材７１に風を当てることにより、調整部材７１から切粉を吹き飛ばすことで調整部材７１から切粉を除去してもよい。
除去工程は、加工工程の後に、調整部材７１から切粉を除去する工程である。除去工程においては、液体を用いて調整部材７１を洗浄することにより、調整部材７１から切粉を洗い流すことで調整部材７１から切粉を除去する。なお、除去工程における切粉の除去手段は、洗浄に限らない。例えば、除去工程においては、送風機によって調整部材７１に風を当てることにより、調整部材７１から切粉を吹き飛ばすことで調整部材７１から切粉を除去してもよい。
【0083】
＜取り付け工程＞
取り付け工程は、除去工程の後に、加工工程によって切欠き７１ｈが形成された調整部材７１とインペラナット１７２とを回転軸４１に取り付ける工程である。取り付け工程においては、まず、切欠き７１ｈが形成された調整部材７１が回転軸４１に取り付けられる。この時点では、調整部材７１は回転軸４１に対して軸方向Ｘに変位可能な状態である。さらに、回転軸４１にインペラナット１７２が取り付けられる。回転軸４１へのインペラナット１７２の取り付けに伴って、軸方向Ｘにおいて調整部材７１がインペラ４２に押し付けられる。これにより、軸方向Ｘにおけるインペラナット１７２とインペラ４２との間に、切欠き７１ｈが形成された調整部材７１が固定される。
取り付け工程は、除去工程の後に、加工工程によって切欠き７１ｈが形成された調整部材７１とインペラナット１７２とを回転軸４１に取り付ける工程である。取り付け工程においては、まず、切欠き７１ｈが形成された調整部材７１が回転軸４１に取り付けられる。この時点では、調整部材７１は回転軸４１に対して軸方向Ｘに変位可能な状態である。さらに、回転軸４１にインペラナット１７２が取り付けられる。回転軸４１へのインペラナット１７２の取り付けに伴って、軸方向Ｘにおいて調整部材７１がインペラ４２に押し付けられる。これにより、軸方向Ｘにおけるインペラナット１７２とインペラ４２との間に、切欠き７１ｈが形成された調整部材７１が固定される。
【0084】
取り付け工程の後、再び計測工程を行うことにより回転体４０のバランスを計測してもよい。取り付け工程の後、コンプレッサハウジング１３が第３プレート１７に取り付けられることにより、インペラ室２８が封止される。こうして遠心圧縮機１０の調整方法が完了する。
【0085】
［実施形態の作用効果］
上記実施形態によれば以下の作用効果を得ることができる。
（１－１）インペラ４２とインペラナット１７２との間には、回転軸４１が挿通され、回転体４０のバランスを調整する筒状の調整部材７１が設けられている。そのため、調整部材７１をインペラナット１７２と共に回転軸４１に取り付けることにより、回転体４０のバランスを調整できる。回転体４０のバランスを調整するために、遠心圧縮機１０に取り付けられた状態の回転体４０に切削を行わなくてもよい。したがって、回転体４０のバランス調整に伴って生じた切粉がインペラ４２やハウジング１１内部におけるインペラ４２の周囲に残留することを抑制できる。
上記実施形態によれば以下の作用効果を得ることができる。
（１－１）インペラ４２とインペラナット１７２との間には、回転軸４１が挿通され、回転体４０のバランスを調整する筒状の調整部材７１が設けられている。そのため、調整部材７１をインペラナット１７２と共に回転軸４１に取り付けることにより、回転体４０のバランスを調整できる。回転体４０のバランスを調整するために、遠心圧縮機１０に取り付けられた状態の回転体４０に切削を行わなくてもよい。したがって、回転体４０のバランス調整に伴って生じた切粉がインペラ４２やハウジング１１内部におけるインペラ４２の周囲に残留することを抑制できる。
【0086】
（１－２）回転軸４１は、調整部材７１が挿通される部分に第１嵌合部としての第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄを有する。調整部材７１は、回転軸４１に調整部材７１が挿通された状態で第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄと嵌合することにより、回転軸４１の周方向における回転軸４１に対する調整部材７１のずれを抑制する第２嵌合部としての内周面７１ｂを有する。そのため、回転軸４１に調整部材７１が取り付けられる際に、第１嵌合部としての第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄと第２嵌合部としての調整部材７１の内周面７１ｂとが嵌合する。これにより、回転軸４１の周方向における回転軸４１に対する調整部材７１のずれを抑制できる。したがって、調整部材７１を回転軸４１に取り付ける際に、回転軸４１の周方向における切欠き７１ｈの位置合わせを行いやすいため、回転体４０のバランス調整をより正確に行える。
【0087】
（１－３）調整部材７１及びインペラナット１７２は、インペラ４２から露出している。そのため、調整部材７１及びインペラナット１７２がインペラ４２の内部に位置する場合と比較して、回転軸４１に対する調整部材７１及びインペラナット１７２の取り付けを容易に行える。したがって、回転体４０のバランスの調整作業を簡略化できる。
【0088】
（１－４）遠心圧縮機１０の調整方法は、計測工程と、取り外し工程と、加工工程と、除去工程と、取り付け工程と、を備える。加工工程は、回転軸４１から取り外された調整部材７１に行われる工程である。加工工程において、調整部材７１に切欠き７１ｈを形成する加工を行う。したがって、遠心圧縮機１０から取り外された状態の調整部材７１に切欠き７１ｈの形成を行うことができるため、遠心圧縮機１０に取り付けられた状態の調整部材７１に切欠き７１ｈを形成することによるハウジング１１内への切粉の残留を抑制できる。除去工程において、加工工程の後に、調整部材７１から切粉を除去する。取り付け工程において、除去工程の後に、切欠き７１ｈが形成された調整部材７１を回転軸４１に取り付ける。そのため、加工工程によって生じた切粉が調整部材７１に付着したとしても、その切粉を除去した調整部材７１を回転軸４１に取り付けることができる。したがって、切粉が付着した調整部材７１をハウジング１１内に配置させることによるハウジング１１内への切粉の残留を抑制できる。
【0089】
［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
【0090】
○ 図６に示すように、遠心圧縮機１０の調整方法を上記実施形態とは異ならせてもよい。図６に示す遠心圧縮機１０の調整方法においては、加工工程及び除去工程にかえて選択工程を行う。すなわち、この場合の遠心圧縮機１０の調整方法は、計測工程と、取り外し工程と、選択工程と、取り付け工程と、を備える。遠心圧縮機１０の調整方法においては、計測工程、取り外し工程、選択工程、及び取り付け工程の順で各工程が行われる。こうした遠心圧縮機１０の調整方法によって、インペラ４２側の調整部材７１を用いた回転体４０のバランスの調整を行う。計測工程と取り外し工程とは、上記実施形態と同様に行われる。選択工程においては、複数の調整部材７１から、計測工程によって計測された回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相に応じて調整部材７１を選択する。複数の調整部材７１は、回転体４０のバランス調整に際して予め用意されたものである。複数の調整部材７１は、回転軸４１の軸線Ｌを対称の中心として点対称とならないように外周面７１ａに切欠き７１ｈが形成されている。複数の調整部材７１は、回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相を調整するために、調整部材７１に予め形成された切欠き７１ｈの形成態様が互いに異なる。取り付け工程においては、選択工程によって選択された調整部材７１とインペラナット１７２とを回転軸４１に取り付ける。これにより、軸方向Ｘにおけるインペラナット１７２とインペラ４２との間に、切欠き７１ｈが形成された調整部材７１が固定される。
【0091】
この変更例によれば、上記実施形態の（１－４）の効果にかえて、以下の効果を得ることができる。
（２－１）遠心圧縮機１０の調整方法は、計測工程と、取り外し工程と、選択工程と、取り付け工程と、を備える。選択工程においては、切欠き７１ｈの形成態様が互いに異なる複数の調整部材７１から、計測工程によって計測された回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相に応じて調整部材７１を選択する。したがって、回転体４０のバランスを調整する際に、切欠き７１ｈの形成を行わなくてもよいため、遠心圧縮機１０に取り付けられた状態の調整部材７１に切欠き７１ｈを形成することによるハウジング１１内への切粉の残留を抑制できる。取り付け工程において、選択工程によって選択された調整部材７１とインペラナット１７２とを回転軸４１に取り付ける。回転体４０のバランスを調整する際に切欠き７１ｈの形成が行われないため、切粉が付着した調整部材７１をハウジング１１内に配置させることによるハウジング１１内への切粉の残留を抑制できる。
（２－１）遠心圧縮機１０の調整方法は、計測工程と、取り外し工程と、選択工程と、取り付け工程と、を備える。選択工程においては、切欠き７１ｈの形成態様が互いに異なる複数の調整部材７１から、計測工程によって計測された回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相に応じて調整部材７１を選択する。したがって、回転体４０のバランスを調整する際に、切欠き７１ｈの形成を行わなくてもよいため、遠心圧縮機１０に取り付けられた状態の調整部材７１に切欠き７１ｈを形成することによるハウジング１１内への切粉の残留を抑制できる。取り付け工程において、選択工程によって選択された調整部材７１とインペラナット１７２とを回転軸４１に取り付ける。回転体４０のバランスを調整する際に切欠き７１ｈの形成が行われないため、切粉が付着した調整部材７１をハウジング１１内に配置させることによるハウジング１１内への切粉の残留を抑制できる。
【0092】
○ 図４に示すように、切欠き７１ｈにかえて、回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相を調整する貫通孔７１ｇが調整部材７１に形成されていてもよい。この場合の貫通孔７１ｇは、例えば、調整部材７１の外周面７１ａと内周面７１ｂとの間に形成されている。貫通孔７１ｇは、例えば、調整部材７１を軸方向Ｘに貫通する。調整部材７１における貫通孔７１ｇの形成位置と形成数は適宜変更可能である。貫通孔７１ｇは、回転軸４１の軸線Ｌを対称の中心として点対称とならないように調整部材７１に形成されていてもよい。加工工程が行われる場合、加工工程においては、計測工程によって計測された回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相に応じて、調整部材７１に貫通孔７１ｇを形成する加工を行う。取り付け工程においては、加工工程によって貫通孔７１ｇが形成された調整部材７１とインペラナット１７２とを回転軸４１に取り付ける。
【0093】
○ インペラ４２側の調整部材７１を用いた回転体４０のバランスの調整と、タービンホイール４３側の調整部材７１を用いた回転体４０のバランスの調整と、は互いに異なる調整方法によって行われてもよい。この場合、インペラ４２側の調整部材７１を用いた回転体４０のバランスの調整と、タービンホイール４３側の調整部材７１を用いた回転体４０のバランスの調整と、の一方が図５に示す調整方法を用いて行われ、他方が図６に示す調整方法を用いて行われる。
【0094】
○ タービンホイール４３側の調整部材７１と、この調整部材７１を固定するタービンナット２７２と、はタービンホイール４３から露出していてもよい。この場合のタービンホイール４３からは、例えば凹部４３ｈの形成が省略される。この場合の回転軸４１の第２端部４１ｂはタービンホイール４３から露出している。こうした回転軸４１に調整部材７１及びタービンナット２７２が取り付けられることにより、タービンホイール４３側の調整部材７１と、この調整部材７１を固定するタービンナット２７２と、がタービンホイール４３から露出する。
【0095】
○ 調整部材７１及びインペラナット１７２は、インペラ４２から露出していなくてもよい。この場合のインペラ４２は、実施形態でのタービンホイール４３と同様に、凹部４３ｈが形成される。インペラ４２の凹部４３ｈの内部に、回転軸４１の第１端部４１ａ、調整部材７１、及びインペラナット１７２が位置する。これにより、調整部材７１及びインペラナット１７２が、インペラ４２から露出しない態様となる。
【0096】
○ 回転軸４１のうちで第１嵌合部として機能する第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄは、六角形筒状以外の多角形筒状であってもよい。この場合、調整部材７１のうちで第２嵌合部として機能する内周面７１ｂは、第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄと同じ形状の多角形筒状であればよい。また、第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄと、調整部材７１の内周面７１ｂと、の一方に凹部が形成され、この凹部に嵌合可能な凸部が他方に形成されてもいてもよい。要するに、第１嵌合部として機能する第１軸部１４１ｃの外周面１４１ｄと、第２嵌合部として機能する調整部材７１の内周面７１ｂと、はこれらが互いに嵌合できれば形状の変更が可能である。こうした嵌合によって、回転軸４１の周方向における回転軸４１に対する調整部材７１のずれを抑制できる。
【0097】
○ 回転軸４１から第１嵌合部を省略するとともに、調整部材７１から第２嵌合部を省略してもよい。
○ 回転軸４１における大径部４１ｃと小径部４１ｄとの区別をなくしてもよい。この場合、例えば、回転軸４１における調整部材７１の取り付け箇所とインペラナット１７２の取り付け箇所とで径方向における寸法が同じであってもよい。
○ 回転軸４１における大径部４１ｃと小径部４１ｄとの区別をなくしてもよい。この場合、例えば、回転軸４１における調整部材７１の取り付け箇所とインペラナット１７２の取り付け箇所とで径方向における寸法が同じであってもよい。
【0098】
○ 調整部材７１に切欠き７１ｈが形成される場合、切欠き７１ｈは、回転軸４１の軸線Ｌを対称の中心として点対称となるように調整部材７１に形成されていてもよい。調整部材７１に貫通孔７１ｇが形成される場合、貫通孔７１ｇは、回転軸４１の軸線Ｌを対称の中心として点対称とならなるように調整部材７１に形成されていてもよい。この場合の切欠き７１ｈ及び貫通孔７１ｇは、例えば、回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相に応じて、調整部材７１に形成される切欠き７１ｈ及び貫通孔７１ｇの形状を異ならせる。これにより、調整部材７１によって回転体４０のバランスが調整される。
【0099】
○ 切欠き７１ｈ及び貫通孔７１ｇのいずれとも、調整部材７１に形成されなくてもよい。この場合、例えば、回転体４０の回転方向Ｄに対するアンバランスな位相に応じて、調整部材７１の形状を異ならせることにより、調整部材７１によって回転体４０のバランスを調整できる。
【符号の説明】
【0100】
Ｄ…回転方向、Ｌ…軸線、１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、４０…回転体、４１…回転軸、４２…インペラ、６１…燃料電池スタック、７１…調整部材、７１ｂ…（第２嵌合部としての）内周面、７１ｇ…貫通孔、７１ｈ…切欠き、１４１ｄ…（第１嵌合部としての）外周面、１７２…インペラナット。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】