特開 2024-39921 遠心圧縮機

(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】P2024039921

(43)【公開日】2024-03-25

(54)【発明の名称】遠心圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/28 20060101AFI20240315BHJP

   F04D 29/16 20060101ALI20240315BHJP

【ＦＩ】

F04D29/28 J

F04D29/28 N

F04D29/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022144659

(22)【出願日】2022-09-12

(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】伊藤 正悟

(72)【発明者】

【氏名】中根 芳之

(72)【発明者】

【氏名】加藤 弘晃

(72)【発明者】

【氏名】光田 聡

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼瀬 陽平

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB07

3H130AB27

3H130AB47

3H130AC03

3H130AC13

3H130BA22C

3H130BA53A

3H130BA53C

3H130CB06

3H130DA02Z

3H130DC02Z

3H130DC12Z

3H130EA07C

3H130EB01C

(57)【要約】

【課題】インペラの背面と仕切壁との間における流体の流れを低減しつつも、インペラが回転することによりインペラに発生する応力が局所的に大きくなることを抑制できる遠心圧縮機を提供すること。
【解決手段】遠心圧縮機のハブ４１１の背面Ｓ２には、ハウジングのプレートに向けて突出する複数の突出部８０が設けられている。インペラ４１の翼４１２と突出部８０とは、回転軸の軸方向に重ならないように周方向Ｃに互いにずらして配置されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸と、
前記回転軸を回転させる駆動部と、
前記回転軸と一体的に回転するインペラと、
前記回転軸、前記駆動部、及び前記インペラを収容し、前記回転軸を支持し、前記駆動部と前記インペラとを仕切る仕切壁を有するハウジングと、を有し、
前記インペラは、前記回転軸の一方側から他方側に向かうにしたがって次第に拡径する形状を有する外周面と、前記外周面の前記回転軸における軸方向裏側の背面と、を有するハブ、及び前記ハブの前記外周面に設けられた複数の翼を有する遠心圧縮機であって、
前記背面には、前記仕切壁に向けて突出する複数の突出部が設けられており、
前記複数の翼は、前記ハブの周方向に第１所定間隔を有し、
前記複数の突出部は、前記ハブの周方向に第２所定間隔を有し、
前記複数の翼と前記複数の突出部とが前記回転軸の軸方向に重ならないように前記ハブの周方向に互いにずらして配置されていることを特徴とする遠心圧縮機。

【請求項2】

前記背面は、
全ての前記突出部よりも前記インペラの外径側にある第１背面と、
全ての前記突出部よりも前記インペラの内径側にある第２背面と、を有し、
前記複数の突出部が前記第２所定間隔を有することにより、前記ハブの周方向において隣り合う前記突出部の間には、前記インペラが回転することにより前記第１背面から前記第２背面に向けて流体が流れる空隙が形成され、
前記突出部における前記インペラの回転方向に先行する端面は、前記インペラの回転方向に向かうにつれて前記ハブの径方向の外側に向けて延びている、請求項１に記載の遠心圧縮機。

【請求項3】

前記複数の突出部は、前記ハブの径方向に第３所定間隔を空けて前記ハブの径方向に複数周形成されており、
前記ハブの径方向において隣り合う前記突出部のうち、前記ハブの径方向の外側に位置する前記突出部の前記端面は、前記ハブの径方向の内側に位置する前記突出部の前記端面よりも前記インペラの回転方向に先行している、請求項２に記載の遠心圧縮機。

【請求項4】

前記仕切壁には、前記突出部が入り込んで前記ハブの径方向に対してラビリンスを形成する環状の溝が設けられている、請求項１～請求項３の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、回転軸と、駆動部と、インペラと、ハウジングと、を備えている。駆動部は、回転軸を回転させる。インペラは、回転軸と一体的に回転する。インペラは、ハブ及び複数の翼を有している。ハブは、外周面と、背面と、を有している。外周面は、回転軸の一方側から他方側に向かうにしたがって次第に拡径する形状を有している。背面は、回転軸の他方側に形成されている。ハウジングは、回転軸、インペラ、及び駆動部を収容している。ハウジングは、インペラの背面と対向する仕切壁を有している。

【0003】

特許文献１には、駆動部としてのモータ部により回転軸が回転することにより、インペラが回転軸と一体的に回転する遠心圧縮機が開示されている。特許文献１に記載された遠心圧縮機が備えるハウジングは、インペラを収容するコンプレッサ室と、モータ部を収容するモータ室と、を有している。ハウジングの仕切壁には、回転軸を支持する軸受が設けられている。インペラの背面には、仕切壁に向けて延びる円筒状の突出部が複数設けられている。各突出部は、回転軸線を中心として同心円状に設けられている。特許文献１に記載された遠心圧縮機では、インペラが回転することによりインペラの背面と仕切壁との間にガスが流れようとしても、複数の突出部によりインペラの背面と仕切壁との間におけるガスの流れが低減される。これにより、インペラの背面と仕切壁との間の圧力上昇に時間がかかるため、コンプレッサ室の圧力上昇の直後にコンプレッサ室からモータ室に向かう貫通気流が軸受を通過しにくくなる。このため、貫通気流により軸受のグリースが流出することが抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－６７６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１の円筒状の突出部は、回転軸線を中心として同心円状のため、軸方向において翼と円筒状の突出部とが重なる。このため、インペラが回転することにより、インペラの翼及び円筒状の突出部には遠心力が作用することにより、翼に作用する遠心力によりインペラに発生する応力と、突出部に作用する遠心力によりインペラに発生する応力とがインペラの同一箇所に作用する。つまり、インペラが回転することによりインペラに発生する応力が局所的に大きくなる虞がある。

【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、回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動部と、前記回転軸と一体的に回転するインペラと、前記回転軸、前記駆動部、及び前記インペラを収容し、前記回転軸を支持し、前記駆動部と前記インペラとを仕切る仕切壁を有するハウジングと、を有し、前記インペラは、前記回転軸の一方側から他方側に向かうにしたがって次第に拡径する形状を有する外周面と、前記外周面の前記回転軸における軸方向裏側の背面と、を有するハブ、及び前記ハブの前記外周面に設けられた複数の翼を有する遠心圧縮機であって、前記背面には、前記仕切壁に向けて突出する複数の突出部が設けられており、前記複数の翼は、前記ハブの周方向に第１所定間隔を有し、前記複数の突出部は、前記ハブの周方向に第２所定間隔を有し、前記複数の翼と前記複数の突出部とが前記回転軸の軸方向に重ならないように前記ハブの周方向に互いにずらして配置されている。

【0007】

上記構成によれば、インペラが回転することによりインペラの背面と仕切壁との間に流体が流れようとしても、少なくとも突出部が当該流体の流れに干渉する。よって、インペラの背面と仕切壁との間における流体の流れを低減できる。

【0008】

また、複数の翼は、ハブの周方向に第１所定間隔を有し、複数の突出部は、ハブの周方向に第２所定間隔を有し、複数の翼と複数の突出部とが回転軸の軸方向に重ならないようにハブの周方向に互いにずらして配置されている。このため、インペラが回転したとき、インペラの翼に作用する遠心力によりインペラに発生する応力と、突出部に作用する遠心力によりインペラに発生する応力とが、インペラの同一箇所に作用しない。よって、インペラが回転することによりインペラに発生する応力が局所的に大きくなることを抑制できる。以上により、インペラの背面と仕切壁との間における流体の流れを低減しつつも、インペラが回転することによりインペラに発生する応力が局所的に大きくなることを抑制できる。

【0009】

上記の遠心圧縮機において、前記背面は、全ての前記突出部よりも前記インペラの外径側にある第１背面と、全ての前記突出部よりも前記インペラの内径側にある第２背面と、を有し、前記複数の突出部が前記第２所定間隔を有することにより、前記ハブの周方向において隣り合う前記突出部の間には、前記インペラが回転することにより前記第１背面から前記第２背面に向けて流体が流れる空隙が形成され、前記突出部における前記インペラの回転方向に先行する端面は、前記インペラの回転方向に向かうにつれて前記ハブの径方向の外側に向けて延びているとよい。

【0010】

上記構成によれば、突出部におけるインペラの回転方向に先行する端面により、インペラの外径側から内径側に向けて流体を引き戻す流れをつくることができる。このため、例えば、差圧によって仕切壁と回転軸との間からインペラに向けて流体が流れようとしても、インペラの背面と仕切壁との間を通過しにくくなる。

【0011】

上記の遠心圧縮機において、前記複数の突出部は、前記ハブの径方向に第３所定間隔を空けて前記ハブの径方向に複数周形成されており、前記ハブの径方向において隣り合う前記突出部のうち、前記ハブの径方向の外側に位置する前記突出部の前記端面は、前記ハブの径方向の内側に位置する前記突出部の前記端面よりも前記インペラの回転方向に先行しているとよい。

【0012】

上記構成によれば、ハブの径方向において隣り合う突出部において、ハブの径方向の外側に位置する突出部の端面によりインペラの外径側から内径側に向けて引き戻された流体は、ハブの径方向の内側に位置する突出部の端面によりインペラの内径側に引き戻されたり、ハブの径方向において隣り合う突出部の間を通過したりする。このため、ハブの径方向の内側に位置する突出部の端面によりインペラの外径側から内径側に向けて流体を引き戻しやすくしつつ、ハブの径方向において隣り合う突出部の間を流体が通過することにより、ハブの径方向において隣り合う突出部に流体が衝突したときの荷重の一部を逃がすことができる。よって、インペラの外径側から内径側に向けて流体を更に引き戻しやすくしつつ、ハブの径方向において隣り合う突出部の端面に流体が衝突した際に両突出部に発生する応力を低減できる。

【0013】

上記の遠心圧縮機において、前記仕切壁には、前記突出部が入り込んで前記ハブの径方向に対してラビリンスを形成する環状の溝が設けられているとよい。
上記構成によれば、インペラの背面と仕切壁との間に流体が流れようとしても、突出部と溝により形成されるラビリンスにより、インペラの背面と仕切壁との間における流体の流れを更に低減できる。

【発明の効果】

【0014】

この発明によれば、インペラの背面と仕切壁との間における流体の流れを低減しつつも、インペラが回転することによりインペラに発生する応力が局所的に大きくなることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態における遠心圧縮機の断面図である。

【図2】遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図である。

【図3】インペラの背面側を示す斜視図である。

【図4】インペラの背面の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、遠心圧縮機を具体化した一実施形態を図１～図４にしたがって説明する。本実施形態の遠心圧縮機は、燃料電池を電力源として走行する燃料電池車両に搭載され、且つ燃料電池に対してエアを供給する。

【0017】

＜ハウジング＞
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、筒状のハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、モータハウジング１２と、増速機ハウジング１３と、プレート１４と、コンプレッサハウジング１５と、を備えている。モータハウジング１２、増速機ハウジング１３、プレート１４、及びコンプレッサハウジング１５は、金属製であり、例えば、アルミニウムにより形成されている。

【0018】

モータハウジング１２は、板状の端壁１２ａと、筒状の周壁１２ｂと、を有している。周壁１２ｂは、端壁１２ａの外周部から延びている。増速機ハウジング１３は、板状の端壁１３ａと、筒状の周壁１３ｂと、を有している。周壁１３ｂは、端壁１３ａの外周部から延びている。

【0019】

モータハウジング１２の周壁１２ｂにおける端壁１２ａとは反対側に位置する端部は、増速機ハウジング１３の端壁１３ａに連結されている。そして、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口は、増速機ハウジング１３の端壁１３ａによって、閉塞されている。増速機ハウジング１３の端壁１３ａの中央には、貫通孔１３ｈが形成されている。

【0020】

プレート１４は、増速機ハウジング１３の周壁１３ｂにおける端壁１３ａとは反対側の端部に配置されている。プレート１４の中央には、挿通孔１４ｈが形成されている。プレート１４は、第１面１４１ａと、第２面１４１ｂと、を有している。第１面１４１ａは、増速機ハウジング１３の周壁１３ｂにおける端壁１３ａとは反対側の端部に接触している。そして、増速機ハウジング１３の周壁１３ｂの開口は、プレート１４の第１面１４１ａによって、閉塞されている。第２面１４１ｂは、プレート１４の厚さ方向において第１面１４１ａとは反対側に位置する面である。

【0021】

コンプレッサハウジング１５は、プレート１４の第２面１４１ｂに連結されている。モータハウジング１２、増速機ハウジング１３、プレート１４、及びコンプレッサハウジング１５は、ハウジング１１の軸線方向にこの順序で配列されている。

【0022】

コンプレッサハウジング１５には、エアが吸入される吸入通路１５ａが区画されている。吸入通路１５ａは、コンプレッサハウジング１５におけるプレート１４とは反対側の端面の中央部に開口している。そして、吸入通路１５ａは、コンプレッサハウジング１５におけるプレート１４とは反対側の端面の中央部からハウジング１１の軸線方向に延びている。

【0023】

＜低速シャフト及び電動モータ＞
遠心圧縮機１０は、低速シャフト１６と、電動モータ１７と、を備えている。電動モータ１７は、低速シャフト１６を回転させる。よって、低速シャフト１６は、電動モータ１７によって回転する。

【0024】

ハウジング１１の内部には、電動モータ１７を収容するモータ室２５が区画されている。モータ室２５は、モータハウジング１２の端壁１２ａの内面、周壁１２ｂの内周面、及び増速機ハウジング１３の端壁１３ａの外面によって区画されている。低速シャフト１６は、低速シャフト１６の軸線方向がモータハウジング１２の軸線方向に一致した状態でモータハウジング１２内に収容されている。低速シャフト１６は、例えば鉄又は合金で形成された金属製である。

【0025】

モータハウジング１２の端壁１２ａの内面には、筒状のボス部１２ｆが突出している。低速シャフト１６の一端部は、ボス部１２ｆ内に挿入されている。低速シャフト１６の一端部とボス部１２ｆとの間には、第１軸受１８が設けられている。そして、低速シャフト１６の一端部は、第１軸受１８を介してモータハウジング１２の端壁１２ａに回転可能に支持されている。

【0026】

低速シャフト１６の他端部は、貫通孔１３ｈに挿入されている。低速シャフト１６の他端部と貫通孔１３ｈとの間には、第２軸受１９が設けられている。そして、低速シャフト１６の他端部は、第２軸受１９を介して増速機ハウジング１３の端壁１３ａに回転可能に支持されている。よって、低速シャフト１６は、ハウジング１１に回転可能に支持されている。低速シャフト１６の他端は、モータ室２５から貫通孔１３ｈを通過して増速機ハウジング１３内に突出している。

【0027】

低速シャフト１６の他端部と貫通孔１３ｈとの間には、シール部材２０が設けられている。シール部材２０は、低速シャフト１６の外周面と貫通孔１３ｈの内周面との間をシールする。

【0028】

＜増速機、高速シャフト、及び増速機室＞
遠心圧縮機１０は、増速機３０と、回転軸としての高速シャフト３１と、を備えている。高速シャフト３１は、例えば鉄又は合金で形成された金属製である。高速シャフト３１は、高速シャフト３１の軸線方向が増速機ハウジング１３の軸線方向に一致した状態で増速機ハウジング１３に収容されている。高速シャフト３１におけるモータハウジング１２とは反対側の端部は、プレート１４の挿通孔１４ｈを通過してコンプレッサハウジング１５内に突出している。高速シャフト３１におけるモータハウジング１２とは反対側の端部は、高速シャフト３１の一方側の端部である。挿通孔１４ｈには、高速シャフト３１が挿通されている。高速シャフト３１の軸線は、低速シャフト１６の軸線と一致している。高速シャフト３１は、挿通孔１４ｈ内に配置される環状のフランジ部３１ａを有している。フランジ部３１ａは、高速シャフト３１の軸方向に位置する軸端面３１ｂを有している。フランジ部３１ａの軸端面３１ｂは、高速シャフト３１の径方向に延びている。

【0029】

増速機３０は、例えば、トラクションドライブ式（摩擦ローラ式）である。増速機３０は、低速シャフト１６の他端に連結されている。そして、電動モータ１７が駆動して、低速シャフト１６が回転すると、増速機３０によって、高速シャフト３１は、低速シャフト１６よりも高速回転する。したがって、増速機３０は、低速シャフト１６の動力を高速シャフト３１に伝達する。増速機３０は、高速シャフト３１を回転させる駆動部である。

【0030】

ハウジング１１の内部には、増速機３０を収容する増速機室４０が区画されている。増速機室４０は、増速機ハウジング１３の端壁１３ａの内面、周壁１３ｂの内周面、及び第１プレート１４１の第１面１４１ａによって区画されている。増速機室４０は、増速機３０とともにオイルを収容している。シール部材２０は、増速機室４０内に貯留されているオイルが、低速シャフト１６の外周面と貫通孔１３ｈの内周面との間を介してモータ室２５に洩れ出すことを抑制している。

【0031】

＜インペラ及びインペラ室＞
図２に示すように、遠心圧縮機１０は、インペラ４１を備えている。インペラ４１は、略円錐台筒形状である。

【0032】

インペラ４１には、高速シャフト３１の一方側の端部が挿入されている。インペラ４１は、ハブ４１１及び複数の翼４１２を有している。以下、ハブ４１１の軸方向を単に「軸方向Ａ」と記載する。軸方向Ａは、高速シャフト３１の軸方向と一致している。ハブ４１１の径方向を単に「径方向Ｂ」と記載する。径方向Ｂは、高速シャフト３１の径方向と一致している。ハブ４１１の周方向を単に「周方向Ｃ」と記載する。周方向Ｃは、高速シャフト３１の周方向と一致している。

【0033】

ハブ４１１は、外周面Ｓ１と、背面Ｓ２と、挿通孔４１ｄと、を有している。外周面Ｓ１は、高速シャフト３１の一方側から他方側に向かうにしたがって次第に拡径する形状を有している。全ての翼４１２は、周方向Ｃに第１所定間隔を有している。全ての翼４１２は、周方向Ｃで第１所定間隔を空けてハブ４１１の外周面Ｓ１に設けられている。各翼４１２は、外周面Ｓ１における最も径方向Ｂの内側から外周面Ｓ１における最も径方向Ｂの外側に至るまで延びている。

【0034】

挿通孔４１ｄは、インペラ４１を軸方向Ａに貫通している。挿通孔４１ｄは、背面Ｓ２の中央に開口している。挿通孔４１ｄには、高速シャフト３１が挿通されている。高速シャフト３１の一方側の端部の一部は、インペラ４１を貫通している。インペラ４１を貫通した高速シャフト３１の一部には、雄ねじ３１ｄが形成されている。雄ねじ３１ｄには、ナット９５が螺合されている。ナット９５が高速シャフト３１の雄ねじ３１ｄに螺合されることにより、軸方向Ａにおいてインペラ４１がナット９５とフランジ部３１ａとに挟み込まれる。これにより、インペラ４１は、高速シャフト３１に固定される。したがって、インペラ４１は、高速シャフト３１と一体的に回転する。

【0035】

背面Ｓ２は、インペラ４１における高速シャフト３１の他方側に形成された面である。背面Ｓ２は、外周面Ｓ１の高速シャフト３１における軸方向裏側に位置している。背面Ｓ２の一部は、プレート１４の第２面１４１ｂに対向している。プレート１４の第２面１４１ｂのうち、背面Ｓ２に対向している面を対向面１４１ｃとする。背面Ｓ２と対向面１４１ｃとの間に形成される空間を第１空間Ｇ１とする。

【0036】

ハウジング１１の内部には、インペラ４１を収容するインペラ室４２が区画されている。インペラ室４２は、吸入通路１５ａに連通している。インペラ室４２は、吸入通路１５ａから離れるにつれて徐々に拡径していく略円錐台孔形状になっている。インペラ室４２は、コンプレッサハウジング１５とプレート１４とによって区画されている。遠心圧縮機１０は、シール部材４８を備えている。シール部材４８は、高速シャフト３１の外周面と、プレート１４の挿通孔１４ｈの内周面との間に設けられている。シール部材４８は、例えば、メカニカルシールである。シール部材４８は、増速機室４０内に貯留されているオイルが挿通孔１４ｈを介してインペラ室４２に洩れ出すことを抑制する。高速シャフト３１は、シール部材４８を介してプレート１４に対して回転可能に支持されている。よって、ハウジング１１は、高速シャフト３１を支持している。

【0037】

図１に示すように、プレート１４は、インペラ４１と増速機３０とを仕切る仕切壁である。ハウジング１１は、高速シャフト３１、増速機３０、及びインペラ４１を収容している。プレート１４は、背面Ｓ２と対向している。

【0038】

＜ディフューザ流路、吐出室、及び吐出口＞
遠心圧縮機１０は、ディフューザ流路４３と、吐出室４４と、吐出口４５と、を備えている。ディフューザ流路４３は、コンプレッサハウジング１５におけるプレート１４と対向する面と、プレート１４とによって区画されている。ディフューザ流路４３は、インペラ室４２よりも高速シャフト３１の径方向外側に位置している。ディフューザ流路４３は、インペラ室４２に連通している。ディフューザ流路４３は、インペラ４１及びインペラ室４２を囲む環状に形成されている。

【0039】

吐出室４４は、ディフューザ流路４３よりも高速シャフト３１の径方向外側に位置している。吐出室４４は、ディフューザ流路４３に連通している。吐出室４４は環状である。インペラ室４２と吐出室４４とはディフューザ流路４３を介して連通している。吐出口４５は、吐出室４４に連通している。吐出口４５は、コンプレッサハウジング１５の外部に連通している。

【0040】

インペラ４１が回転することにより、吸入通路１５ａから吸入されたエアは、インペラ室４２に吸入される。そして、インペラ室４２に吸入されたエアは、インペラ４１によって圧縮される。インペラ４１によって圧縮されたエアは、ディフューザ流路４３に吐出される。ディフューザ流路４３に吐出されたエアは、ディフューザ流路４３を通過することによってさらに圧縮されるとともに吐出室４４に吐出される。そして、吐出室４４に吐出されたエアは、吐出口４５からハウジング１１外に設けられた燃料電池に供給される。

【0041】

＜インペラの背面側の構成＞
図２に示すように、インペラ４１の背面Ｓ２は、基端面４１ａと、テーパ面４１ｂと、環状の平坦面４１ｃと、を有している。基端面４１ａは、高速シャフト３１のフランジ部３１ａに対向している。基端面４１ａは、フランジ部３１ａの軸端面３１ｂに接触している。基端面４１ａには、挿通孔４１ｄが開口している。基端面４１ａは、径方向Ｂに延びている。

【0042】

テーパ面４１ｂは、基端面４１ａの外周縁から径方向Ｂの外側に向かうほど軸方向Ａにおいて外周面Ｓ１側に向かうように徐々に拡径する面である。平坦面４１ｃは、テーパ面４１ｂの外周縁から径方向Ｂに延びている。テーパ面４１ｂ及び平坦面４１ｃは、インペラ４１が高速シャフト３１に固定された状態においてプレート１４から離れている。

【0043】

平坦面４１ｃは、環状である。背面Ｓ２には、プレート１４に向けて突出する複数の突出部８０が設けられている。突出部８０は、平坦面４１ｃに設けられている。
図３に示すように、全ての突出部８０は、周方向Ｃに第２所定間隔を有している。全ての突出部８０は、周方向Ｃで第２所定間隔を空けて平坦面４１ｃに設けられている。全ての突出部８０が第２所定間隔を有することにより、周方向Ｃにおいて隣り合う突出部８０の間には、空隙Ｖｓが形成されている。

【0044】

図４に示すように、各翼４１２の底部４１２ａをインペラ４１の平坦面４１ｃに投影した領域を第１領域９１とする。底部４１２ａとは、翼４１２におけるハブ４１１の外周面Ｓ１との接続部位である。底部４１２ａとは、翼４１２におけるハブ４１１の外周面Ｓ１側の部位であり、インペラ４１の回転時に応力が作用する部位である。第１領域９１は、図４に斜線で示している。第１領域９１は、周方向Ｃにおいて所定の間隔を空けて設けられている。つまり、全ての翼４１２は、周方向Ｃに第１所定間隔を有している。平坦面４１ｃのうち周方向Ｃに隣り合う第１領域９１の間の領域を第２領域９２とする。第２領域９２は、平坦面４１ｃのうち各翼４１２の底部４１２ａが投影されていない領域である。第１領域９１と第２領域９２とは、周方向Ｃで互い違いに配置されている。

【0045】

各突出部８０は、第２領域９２に設けられている。各突出部８０の底部８０ｂは、第２領域９２に設けられている。底部８０ｂとは、突出部８０における第２領域９２との接続部位である。底部８０ｂとは、突出部８０における第２領域９２側の部位であり、インペラ４１の回転時に応力が作用する部位である。第２領域９２は、周方向Ｃにおいて所定の間隔を空けて設けられている。つまり、全ての突出部８０は、周方向Ｃに第２所定間隔を有している。このため、翼４１２の底部４１２ａと突出部８０の底部８０ｂとは、周方向Ｃで互い違いに配置されている。軸方向Ａにおける翼４１２の底部４１２ａの投影面と突出部８０の底部８０ｂの投影面とは、周方向Ｃで互い違いに配置されている。各突出部８０は、各翼４１２の底部４１２ａと軸方向Ａに重ならないように背面Ｓ２に設けられている。つまり、全ての翼４１２は、周方向Ｃに第１所定間隔を有し、全ての突出部８０は、周方向Ｃに第２所定間隔を有しているため、全ての翼４１２と全ての突出部８０とが高速シャフト３１の軸方向に重ならないように周方向Ｃに互いにずらして配置されている。

【0046】

背面Ｓ２は、第１背面４１１ｃと、第２背面４１２ｃと、を有している。第１背面４１１ｃは、全ての突出部８０よりもインペラ４１の外径側にある面である。全ての突出部８０よりもインペラ４１の外径側とは、全ての突出部８０よりも平坦面４１ｃの外周縁側と同義である。第１背面４１１ｃは、平坦面４１ｃの一部である。第２背面４１２ｃは、全ての突出部８０よりもインペラ４１の内径側にある面である。全ての突出部８０よりもインペラ４１の内径側とは、全ての突出部８０よりもインペラ４１の挿通孔４１ｄ側と同義である。第２背面４１２ｃは、平坦面４１ｃにおける全ての突出部８０よりもインペラ４１の内径側の部位と、テーパ面４１ｂと、基端面４１ａとを含んでいる。

【0047】

全ての突出部８０は、複数の第１突出部８１と、複数の第２突出部８２と、により構成されている。全ての第１突出部８１は、周方向Ｃに延びる同一仮想円上に設けられている。全ての第１突出部８１は、周方向Ｃに１周するように断続的に並べられている。全ての第１突出部８１が周方向Ｃに１周するように断続的に並べられることにより形成された列を第１列Ｌ１とする。

【0048】

全ての第２突出部８２は、全ての第１突出部８１よりも径方向Ｂの外側に位置している。全ての第２突出部８２は、周方向Ｃに１周するように断続的に並べられている。全ての第２突出部８２が周方向Ｃに１周するように断続的に並べられることにより形成された列を第２列Ｌ２とする。

【0049】

各第２突出部８２は、径方向Ｂにおいて各第１突出部８１と対向している。各第２突出部８２は、径方向Ｂにおいて第３所定間隔を空けて各第１突出部８１と対向している。第１列Ｌ１と第２列Ｌ２とは、径方向Ｂに第３所定間隔を空けて配置されている。つまり、複数の突出部８０は、径方向Ｂに第３所定間隔を空けて径方向Ｂに複数周形成されている。径方向Ｂにおいて隣り合う突出部８０のうち、第２突出部８２は径方向Ｂの外側に位置する突出部８０であり、第１突出部８１は径方向Ｂの内側に位置する突出部８０である。

【0050】

第１突出部８１における第２領域９２との接続部位により突出部８０の底部８０ｂが形成されている。また、第２突出部８２における第２領域９２との接続部位により突出部８０の底部８０ｂが形成されている。

【0051】

第１突出部８１は、周方向Ｃに円弧状に延びている。全ての第１突出部８１は、第１内面８１ａと、第１外面８１ｂと、第１先端面８１ｃと、第１後端面８１ｄと、を有している。第１内面８１ａ及び第１外面８１ｂは、第１突出部８１における径方向Ｂに位置する円弧面である。第１内面８１ａは、インペラ４１の内径側に向いている。第１外面８１ｂは、インペラ４１の外径側に向いている。

【0052】

第１先端面８１ｃ及び第１後端面８１ｄは、周方向Ｃにおいて第１突出部８１の両端に位置する端面である。第１先端面８１ｃは、第１突出部８１におけるインペラ４１の回転方向Ｄに先行する端面である。第１先端面８１ｃは、突出部８０におけるインペラ４１の回転方向Ｄに先行する端面である。第１先端面８１ｃは、第１内面８１ａと第１外面８１ｂとに連続している。第１先端面８１ｃの第１内面８１ａから第１外面８１ｂまでの幅は、第１内面８１ａ及び第１外面８１ｂの各々の周方向Ｃにおける幅よりも十分小さい。

【0053】

第１先端面８１ｃは、第１内面８１ａから第１外面８１ｂに向かうにつれて回転方向Ｄに向けて延びる傾斜面である。第１先端面８１ｃは、回転方向Ｄに向かうにつれて径方向Ｂの外側に向けて延びている。第１後端面８１ｄは、第１内面８１ａと第１外面８１ｂとに連続している。第１後端面８１ｄの第１内面８１ａから第１外面８１ｂまでの幅は、第１内面８１ａ及び第１外面８１ｂの各々の周方向Ｃにおける幅よりも十分に小さい。第１後端面８１ｄの第１内面８１ａから第１外面８１ｂまでの幅は、第１先端面８１ｃの第１内面８１ａから第１外面８１ｂまでの幅よりも小さい。第１後端面８１ｄは、径方向Ｂに延びている。

【0054】

周方向Ｃに隣り合う第１突出部８１において、第１先端面８１ｃのうち最も回転方向Ｄに先行している縁と、当該第１先端面８１ｃに対向する第１後端面８１ｄとの周方向Ｃにおける間隔を間隔Ｗ１とする。

【0055】

第２突出部８２は、周方向Ｃに円弧状に延びている。全ての第２突出部８２は、第２内面８２ａと、第２外面８２ｂと、第２先端面８２ｃと、第２後端面８２ｄと、を有している。第２内面８２ａ及び第２外面８２ｂは、第２突出部８２における径方向Ｂに位置する円弧面である。第２内面８２ａは、インペラ４１の内径側に向けている。第２内面８２ａの一部は、径方向Ｂにおいて第１突出部８１の第１外面８１ｂの一部と対向している。

【0056】

第２先端面８２ｃ及び第２後端面８２ｄは、周方向Ｃにおいて第２突出部８２の両端に位置する端面である。第２先端面８２ｃは、第２突出部８２におけるインペラ４１の回転方向Ｄに先行する端面である。第２先端面８２ｃは、突出部８０におけるインペラ４１の回転方向Ｄに先行する端面である。第２先端面８２ｃは、第２内面８２ａと第２外面８２ｂとに連続している。第２先端面８２ｃの第２内面８２ａから第２外面８２ｂまでの幅は、第２内面８２ａ及び第２外面８２ｂの各々の周方向Ｃにおける幅よりも十分に小さい。第２先端面８２ｃの第２内面８２ａから第２外面８２ｂまでの幅は、第１先端面８１ｃの第１内面８１ａから第１外面８１ｂまでの幅と同じである。

【0057】

第２先端面８２ｃは、第２内面８２ａから第２外面８２ｂに向かうにつれて回転方向Ｄに向けて延びる傾斜面である。第２先端面８２ｃは、回転方向Ｄに向かうにつれて径方向Ｂの外側に向けて延びている。第２先端面８２ｃは、第１先端面８１ｃよりも回転方向Ｄに先行している。

【0058】

第２後端面８２ｄは、第２内面８２ａと第２外面８２ｂとに連続している。第２後端面８２ｄの第２内面８２ａから第２外面８２ｂまでの幅は、第２内面８２ａ及び第２外面８２ｂの各々の周方向Ｃにおける幅よりも十分に小さい。第２後端面８２ｄの第２内面８２ａから第２外面８２ｂまでの幅は、第２先端面８２ｃの第２内面８２ａから第２外面８２ｂまでの幅よりも小さい。第２後端面８２ｄは、径方向Ｂに延びている。第２後端面８２ｄは、周方向Ｃにおいて第１突出部８１の第１外面８１ｂと同じ位置に設けられている。

【0059】

周方向Ｃに隣り合う第２突出部８２において、第２先端面８２ｃのうち最も回転方向Ｄに先行している縁と、当該第２先端面８２ｃに対向する第２後端面８２ｄとの周方向Ｃにおける間隔を間隔Ｗ２とする。間隔Ｗ２は、間隔Ｗ１よりも大きい。なお、第２所定間隔は、第１列Ｌ１及び第２列Ｌ２の各々における突出部８０の周方向Ｃの間隔のことである。このため、第１列Ｌ１における第２所定間隔とは、周方向Ｃで隣り合う第１突出部８１の間の間隔のことであり、第２列Ｌ２における第２所定間隔とは、周方向Ｃで隣り合う第２突出部８２の間の間隔のことである。空隙Ｖｓは、第１列Ｌ１における周方向Ｃで隣り合う第１突出部８１の間の空間と、第２列Ｌ２における周方向Ｃで隣り合う第２突出部８２の間の空間とが径方向Ｂで並ぶことにより形成されている。

【0060】

＜ラビリンスシール部＞
図２に示すように、プレート１４の対向面１４１ｃには、２つの環状の溝１４１ｄが設けられている。各溝１４１ｄの径方向Ｂにおける幅は、各突出部８０の径方向Ｂにおける厚さよりも大きい。各溝１４１ｄの対向面１４１ｃからの深さは、各突出部８０の平坦面４１ｃからの突出長さよりも大きい。１つの溝１４１ｄには、第１列Ｌ１が入り込み、且つ残りの溝１４１ｄには、第２列Ｌ２が入り込む。突出部８０は、溝１４１ｄの内面に接触していない。突出部８０と溝１４１ｄの内面との間に形成された空間を第２空間Ｇ２とする。第２空間Ｇ２は、第１空間Ｇ１と連続している。

【0061】

第２空間Ｇ２は、軸方向Ａに延びる空間を少なくとも含む。つまり、第２空間Ｇ２は、径方向Ｂに対して交差する方向に延びる空間を少なくとも含んでいる。第２空間Ｇ２は、第１背面４１１ｃから第２背面４１２ｃに向かう、又は第２背面４１２ｃから第１背面４１１ｃに向かうときに延びる方向が蛇行する。このため、各溝１４１ｄは、突出部８０が入り込んで径方向Ｂに対してラビリンスを形成している。このため、第１空間Ｇ１を流体が流れようとしても、ラビリンス状の第２空間Ｇ２により流体が径方向Ｂに流れにくくなる。よって、各溝１４１ｄ及び突出部８０により、第１空間Ｇ１に流れる流体の流れを低減する機能を有するラビリンスシール部１００が形成されている。遠心圧縮機１０は、ラビリンスシール部１００を備えている。

【0062】

［本実施形態の作用］
本実施形態の作用を説明する。
例えば、インペラ室４２内の圧力が増速機室４０内の圧力よりも低くなる条件となると、増速機室４０内のオイルが、挿通孔１４ｈを介して第１空間Ｇ１に洩れ出す場合がある。そして、オイルがインペラ４１の内径側から外径側に向けて流れる場合がある。

【0063】

本実施形態では、インペラ４１が回転することによりインペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４の対向面１４１ｃとの間にオイルが流れようとしても、少なくとも突出部８０がオイルの流れに干渉する。さらに、ラビリンスシール部１００の第２空間Ｇ２によりオイルの流れが妨げられる。よって、インペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４との間におけるオイルの流れが低減される。また、図４の矢印Ｅで示すように、インペラ４１が回転することにより、第１先端面８１ｃ及び第２先端面８２ｃがエアを第１背面４１１ｃから第２背面４１２ｃに向けて引き戻す流れを形成する。このため、空隙Ｖｓには、インペラ４１が回転することにより第１背面４１１ｃから第２背面４１２ｃに向けてエアが流れる。よって、インペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４との間にオイルが流れようとしても、インペラ４１の内径側から外径側に向かうオイルの流れがより低減される。

【0064】

また、全ての翼４１２は、ハブ４１１の周方向に第１所定間隔を有し、全ての突出部８０は、ハブ４１１の周方向に第２所定間隔を有しているため、全ての翼４１２の底部４１２ａと全ての突出部８０の底部８０ｂとが高速シャフト３１の軸方向に重ならないように周方向Ｃにずらして配置されている。このため、インペラ４１が回転したとき、インペラ４１の翼４１２に作用する遠心力によりインペラ４１に発生する応力と、突出部８０に作用する遠心力によりインペラ４１に発生する応力とが、インペラ４１の同一箇所に作用しない。

【0065】

［本実施形態の効果］
本実施形態の効果を説明する。
（１）インペラ４１が回転することによりインペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４との間にオイルが流れようとしても、少なくとも突出部８０がオイルの流れに干渉する。よって、インペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４との間におけるオイルの流れを低減できる。

【0066】

また、全ての翼４１２は、ハブ４１１の周方向に第１所定間隔を有し、全ての突出部８０は、ハブ４１１の周方向に第２所定間隔を有しているため、全ての翼４１２と全ての突出部８０とが高速シャフト３１の軸方向に重ならないように周方向Ｃにずらして配置されている。このため、インペラ４１が回転したとき、インペラ４１の翼４１２に作用する遠心力によりインペラ４１に発生する応力と、突出部８０に作用する遠心力によりインペラ４１に発生する応力とが、インペラ４１の同一箇所に作用しない。よって、インペラ４１が回転することによりインペラ４１に発生する応力が局所的に大きくなることを抑制できる。以上により、インペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４との間におけるオイルの流れを低減しつつも、インペラ４１が回転することによりインペラ４１に発生する応力が局所的に大きくなることを抑制できる。

【0067】

（２）第１先端面８１ｃ及び第２先端面８２ｃにより、インペラ４１の外径側から内径側に向けて流体を引き戻す流れをつくることができる。このため、例えば、インペラ室４２と増速機室４０との差圧によってプレート１４と高速シャフト３１との間からインペラ４１に向けて流体としてのオイルが流れようとしても、インペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４との間を通過しにくくなる。

【0068】

（３）径方向Ｂにおいて隣り合う突出部８０において、第２突出部８２の第２先端面８２ｃによりインペラ４１の外径側から内径側に向けて引き戻された流体としてのオイルは、第１突出部８１の第１先端面８１ｃによりインペラ４１の内径側に引き戻されたり、径方向Ｂにおいて隣り合う突出部８０の間を通過したりする。このため、第１突出部８１の第１先端面８１ｃによりインペラ４１の外径側から内径側に向けてオイルを引き戻しやすくしつつ、径方向Ｂにおいて隣り合う突出部８０の間をオイルが通過することにより、径方向Ｂにおいて隣り合う突出部８０にオイルが衝突したときの荷重の一部を逃がすことができる。よって、インペラ４１の外径側から内径側に向けてオイルを更に引き戻しやすくしつつ、径方向Ｂにおいて隣り合う突出部８０の第１先端面８１ｃ及び第２先端面８２ｃにオイルが衝突した際に両突出部８０に発生する応力を低減できる。

【0069】

（４）インペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４との間にオイルが流れようとしても、ラビリンスシール部１００により、インペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４との間におけるオイルの流れを更に低減できる。

【0070】

（５）第１突出部８１及び第２突出部８２が周方向Ｃに延びる円弧状である。上述したように径方向Ｂにおいて隣り合う突出部８０の間を通過するオイルは、第１突出部８１の第１外面８１ｂと第２突出部８２の第２内面８２ａとに沿って流れる。よって、第１突出部８１と第２突出部８２との間に流れたオイルが第１突出部８１と第２突出部８２との間に滞留することにより、第１突出部８１及び第２突出部８２に応力が発生することを抑制できる。つまり、径方向Ｂにおいて隣り合う突出部８０に発生する応力を更に低減できる。

【0071】

［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。

【0072】

○ 実施形態において、第１列Ｌ１及び第２列Ｌ２に加え、複数の突出部８０を周方向Ｃで１周するように断続的に並べることにより形成された第３列を背面Ｓ２に設けてもよい。第３列を形成する全ての突出部８０における回転方向Ｄに先行する端面は、第１先端面８１ｃや第２先端面８２ｃのように形成するとよい。また、全ての突出部８０における回転方向Ｄに先行する端面は、径方向Ｂの外側に位置する突出部８０ほど回転方向Ｄに先行しているとよい。なお、複数の突出部８０により形成される列の数は適宜変更してもよい。そして、当該列の数に応じて溝１４１ｄの数を変更するとよい。

【0073】

○ 実施形態において、対向面１４１ｃに形成された２つの溝１４１ｄを省略してもよい。この場合、径方向Ｂにおいて隣り合う全ての突出部８０が入り込む１つの環状の溝を新たに追加してもよい。なお、径方向Ｂにおいて隣り合う全ての突出部８０が入り込む１つの環状の溝を追加しなくてもよい。

【0074】

○ 実施形態において、間隔Ｗ１と間隔Ｗ２とは同じ大きさであってもよい。もしくは、間隔Ｗ１が間隔Ｗ２よりも大きくてもよい。
○ 実施形態において、第１列Ｌ１を省略して、且つ第２列Ｌ２のみを背面Ｓ２に形成してもよい。また、第２列Ｌ２を省略して、且つ第１列Ｌ１のみを背面Ｓ２に形成してもよい。

【0075】

○ 第１先端面８１ｃ及び第２先端面８２ｃは、円弧面であってもよい。第１先端面８１ｃ及び第２先端面８２ｃは、回転方向Ｄに向かうにつれて径方向Ｂの外側に向けて延びていればよい。

【0076】

○ 第１先端面８１ｃ及び第２先端面８２ｃは、径方向Ｂに延びていてもよい。つまり、第１先端面８１ｃ及び第２先端面８２ｃは、回転方向Ｄに向かうにつれて径方向Ｂの外側に向けて延びていなくてもよい。なお、第１先端面８１ｃ及び第２先端面８２ｃの形状は、特に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

【0077】

○ 遠心圧縮機１０は、増速機３０により高速シャフト３１を回転させることによりインペラ４１を回転させていたが、これに限らない。遠心圧縮機１０は、増速機３０及び増速機室４０が省略されたものであってもよい。例えば、遠心圧縮機１０は、インペラ４１が電動モータ１７により回転する回転軸と一体的に回転するものであってもよい。このように変更する場合、電動モータ１７は、回転軸を回転させる駆動部である。この場合、インペラ室４２とモータ室２５とが回転軸の軸方向において隣り合うように変更される。

【0078】

本変更例において、好ましくは、第１先端面８１ｃ及び第２先端面８２ｃは、回転方向Ｄとは反対の方向に向かうにつれて径方向Ｂの外側に向けて延びているとよい。そして、第２先端面８２ｃが第１先端面８１ｃよりも回転方向Ｄとは反対の方向に配置されるように変更するとよい。

【0079】

このように変更することにより、インペラ４１が回転することにより、第１先端面８１ｃ及び第２先端面８２ｃがエアを第２背面４１２ｃから第１背面４１１ｃに向けて押し出す流れを形成する。インペラ４１が回転することによりインペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４との間をインペラ４１の外径側から内径側に向けて液体が流れようとしても、各突出部８０が少なくとも液体の流れに干渉するとともに上記エアを押し出す流れにより液体が堰き止められる。よって、インペラ４１の背面Ｓ２とプレート１４との間に流れる流体を低減させることができる。ひいては、インペラ室４２からモータ室２５に液体が至りにくくなるため、電動モータ１７の短絡が防止できる。

【0080】

○ 実施形態において、背面Ｓ２は平面となっていてもよい。
○ 実施形態において、全ての翼４１２と全ての突出部８０とが高速シャフト３１の軸方向に重ならないように周方向Ｃにずらして配置されていたが、これに限らない。例えば、全ての突出部８０のうちのいくつかと、当該複数の突出部８０の各々を周方向Ｃで挟む位置に配置された翼４１２とが高速シャフト３１の軸方向で重ならないように周方向Ｃに互いにずらして配置されていてもよい。また、１つの突出部８０と、当該１つの突出部８０を周方向Ｃで挟む位置に配置された翼４１２とが高速シャフト３１の軸方向で重ならないように周方向Ｃに互いにずらして配置されていてもよい。つまり、全ての突出部８０の少なくとも１つと、当該少なくとも１つの突出部８０を周方向Ｃで挟む位置に配置された翼４１２とが高速シャフト３１の軸方向で重ならないように周方向Ｃに互いにずらして配置されていればよい。更に換言すると、全ての突出部８０の少なくとも１つは、外周面Ｓ１における周方向Ｃで隣り合う翼４１２の間の部位と高速シャフト３１の軸方向で重なり、且つ当該隣り合う翼４１２と高速シャフト３１の軸方向で重ならないように配置されていればよい。

【0081】

○ 実施形態において、例えば、エンジンを駆動源とする車両に搭載される遠心圧縮機１０であってもよい。また、例えば、遠心圧縮機１０は、電動モータ１７を省略してもよい。この場合、低速シャフト１６は、例えば、車両に搭載されたエンジンによって回転してもよい。

【0082】

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、燃料電池車両に搭載され、燃料電池に対してエアを供給するために用いられるものに限らず、例えば、車両空調装置に用いられ、流体としての冷媒を圧縮するものであってもよい。また、遠心圧縮機１０は、車両に搭載されるものに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0083】

１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、１４…仕切壁としてのプレート、３０…駆動部としての増速機、３１…回転軸としての高速シャフト、４１…インペラ、８０…突出部、８１…突出部としての第１突出部、８１ｃ…第１突出部におけるインペラの回転方向に先行する端面、８２…突出部としての第２突出部、８２ｃ…第２突出部におけるインペラの回転方向に先行する端面、１４１ｄ…溝、４１１…ハブ、４１１ｃ…第１背面、４１２ｃ…第２背面、４１２…翼、Ｂ…ハブの径方向、Ｃ…ハブの周方向、Ｄ…インペラの回転方向、Ｓ１…ハブの外周面、Ｓ２…ハブの背面、Ｖｓ…空隙。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】