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公開番号2025110186
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-28
出願番号2024003979
出願日2024-01-15
発明の名称遠心圧縮機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類F16C 27/02 20060101AFI20250718BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】ラジアルフォイル軸受において、非接触の状態で回転軸を回転可能に支持することへの影響を抑制できる遠心圧縮機を提供する。
【解決手段】遠心圧縮機は、ラジアルフォイル軸受20の軸線方向の端部に設けられてインペラ室からモータ室への流体の洩れを抑制するシール部材100を有する。シール部材100は、回転軸40が挿通されるとともにトップフォイル72の径方向外周から軸受ハウジング部18の径方向内周位置より径方向外周位置までを覆う環状板部101と、環状板部101からラジアルフォイル軸受20に向かって軸線方向Xに突出してトップフォイル72の外周面に係止される係止部102と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
モータによって駆動される回転軸と、
前記回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮するインペラと、
前記回転軸を収容するとともに、前記モータを収容するモータ室及び前記インペラを収容するインペラ室が形成されたハウジングと、
前記ハウジングの内部に配置されるとともに、前記回転軸の軸線方向における前記インペラ室と前記モータ室との間で前記回転軸を回転可能に支持するラジアルフォイル軸受と、
前記ラジアルフォイル軸受の軸線方向の端部に設けられて前記インペラ室から前記モータ室への流体の洩れを抑制するシール部材と、を有し、
前記ハウジングは、前記ラジアルフォイル軸受が固定される軸受ハウジング部を有し、
前記ラジアルフォイル軸受は、
前記軸受ハウジング部と前記回転軸との間に配置されるトップフォイルと、
前記軸受ハウジング部と前記トップフォイルとの間に配置され、前記トップフォイルを弾性的に支持するバンプフォイルと、を備え、
前記シール部材は、前記回転軸が挿通されるとともに、前記トップフォイルの径方向外周から前記軸受ハウジング部の径方向内周位置より径方向外周位置までを覆う環状板部と、
前記環状板部から前記ラジアルフォイル軸受に向かって前記回転軸の前記軸線方向に突出して前記トップフォイルの径方向外周に係止される係止部と、を有することを特徴とする遠心圧縮機。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記軸受ハウジング部は、前記インペラ室及び前記モータ室に向けて開口するとともに、前記トップフォイル及び前記バンプフォイルの少なくとも一方における固定端の挿入されるスリットを有しており、前記環状板部は、前記軸受ハウジング部の径方向に沿った前記スリットの外周位置を覆うことを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記係止部は前記環状板部の周方向に離間して設けられた複数の係止片として形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記バンプフォイルは、前記軸受ハウジング部の周方向に配置された複数のバンプフォイル部を有し、前記複数の前記バンプフォイル部の各々は、前記バンプフォイル部における前記周方向の一端部に前記軸受ハウジング部へ固定された固定端を有するとともに、前記バンプフォイル部における前記周方向の他端部に解放端を有し、前記係止部は、前記周方向に隣り合う前記バンプフォイル部の前記固定端と前記解放端との間に挿入されていることを特徴とする請求項３に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記シール部材は、当該シール部材の径方向における前記係止部より内周側に、前記トップフォイルの軸線方向端面と当接するトップフォイル当接部を備え、当該トップフォイル当接部は、前記トップフォイルにおける径方向外周位置から径方向内周位置までの間に延在することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遠心圧縮機。
【請求項６】
前記係止部は、円筒状であるとともに、前記係止部には、前記トップフォイルにおける前記軸受ハウジング部への固定端が嵌合する嵌合溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項７】
前記トップフォイルの軸線方向への長さは、前記バンプフォイルの軸線方向への長さより長く、前記係止部は、前記バンプフォイルの前記軸線方向での端面と前記トップフォイルの前記軸線方向での端面との間に延在して前記トップフォイルの径方向外周に係止されていることを特徴とする請求項６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。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機は、回転軸と、回転軸を回転させるモータと、回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮するインペラと、回転軸及びインペラが収容されたハウジングと、を備えている。ハウジングには、インペラを収容するインペラ室と、モータを収容するモータ室とが形成されている。また、遠心圧縮機は、ラジアルフォイル軸受を備えている。ラジアルフォイル軸受は、ハウジング内におけるインペラ室とモータ室との間に配置されるとともに、回転軸を非接触で回転可能に支持する。また、ラジアルフォイル軸受は、ハウジングに設けられた軸受ハウジング部に固定される。軸受ハウジング部は、ハウジングにおけるインペラ室とモータ室との間の位置に配置されている。
【０００３】
ラジアルフォイル軸受は、トップフォイルと、バンプフォイルと、を有している。トップフォイルは、軸受ハウジング部と回転軸との間に配置されるとともに、回転軸の回転時に回転軸を非接触の状態で回転可能に支持する。バンプフォイルは、軸受ハウジング部とトップフォイルとの間に配置されるとともに、トップフォイルを弾性的に支持する。
【０００４】
遠心圧縮機は、モータ室よりも高圧な高圧室であるインペラ室からモータ室への流体の洩れを抑制するシール機能を備えている。例えば、特許文献１に記載の電動ターボ式圧縮機において、上記シール機能を発揮するシール部は、トップフォイルに設けられている。シール部は、トップフォイルから径方向外側へフランジ状に延びるようにトップフォイルに一体形成されている。シール部はハウジングに形成された凹部に嵌合している。シール部は、高圧室とモータ室との間に位置している。
【０００５】
そして、特許文献１に記載の電動ターボ式圧縮機において、シール部には、高圧室の内部の圧力が付与される。すると、シール部が付勢されて凹部に着座する。これにより、シール部は、モータ室と高圧室との間を封止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－８９３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載のシール部において、当該シール部をトップフォイルに設けるのに伴って、トップフォイルの形状が変化してしまう虞がある。トップフォイルの形状が変化すると、ラジアルフォイル軸受において、非接触の状態で回転軸を回転可能に支持することに影響が出る虞があり好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する遠心圧縮機は、モータによって駆動される回転軸と、前記回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮するインペラと、前記回転軸を収容するとともに、前記モータを収容するモータ室及び前記インペラを収容するインペラ室が形成されたハウジングと、前記ハウジングの内部に配置されるとともに、前記回転軸の軸線方向における前記インペラ室と前記モータ室との間で前記回転軸を回転可能に支持するラジアルフォイル軸受と、前記ラジアルフォイル軸受の軸線方向の端部に設けられて前記インペラ室から前記モータ室への流体の洩れを抑制するシール部材と、を有し、前記ハウジングは、前記ラジアルフォイル軸受が固定される軸受ハウジング部を有し、前記ラジアルフォイル軸受は、前記軸受ハウジング部と前記回転軸との間に配置されるトップフォイルと、前記軸受ハウジング部と前記トップフォイルとの間に配置され、前記トップフォイルを弾性的に支持するバンプフォイルと、を備え、前記シール部材は、前記回転軸が挿通されるとともに、前記トップフォイルの径方向外周から前記軸受ハウジング部の径方向内周位置より径方向外周位置までを覆う環状板部と、前記環状板部から前記ラジアルフォイル軸受に向かって前記回転軸の前記軸線方向に突出して前記トップフォイルの径方向外周に係止される係止部と、を有する。
【０００９】
これによれば、シール部材の環状板部により、トップフォイルの径方向外周から軸受ハウジング部の径方向内周までの隙間を覆うことができるため、環状板部により、インペラ室からモータ室への高圧の流体の洩れを抑制できる。また、シール部材は、係止部によってトップフォイルの径方向外周に係止されているため、回転軸が径方向に変位すると、トップフォイルと一緒にシール部材も同方向へ変位する。これにより、外部加振等で回転軸が径方向に変位した際も、トップフォイルの径方向外周から軸受ハウジング部の径方向内周までの隙間を覆うことができるため、環状板部により、インペラ室からモータ室への高圧の流体の洩れを抑制できる。
【００１０】
また、トップフォイルとシール部材が別体として構成されている。このため、例えば、トップフォイルを折り曲げて、隙間を覆う構成をトップフォイルに一体形成した場合のように、隙間を覆う構成を設けるのに伴って、トップフォイルの形状が変化する虞がなくなる。その結果、ラジアルフォイル軸受において、非接触の状態で回転軸を回転可能に支持することへの影響を抑えることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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