(57)【要約】【課題】回転子のエンドリングと軸孔との間に冷媒の流路を確保しつつ、エンドリングの内径を小さくしてエンドリングの体積を大きくすることによりモータ効率を改善することができる圧縮機用電動機を提供する。【解決手段】この発明に係る圧縮機用電動機は、密閉容器４内に、固定子１２と回転子１１とを有する電動要素１３と、電動要素１３で駆動される圧縮要素１０とを収納する圧縮機の電動要素１３に使用される圧縮機用電動機であって、圧縮要素１０の上軸受６に嵌合する主軸部８ｂと、回転子１１を固定し外径が主軸部８ｂの外径よりも小さい回転子固定軸８ａとを有する回転軸８を備え、回転子１１は、当該回転子１１の略中心部に形成され、回転子固定軸８ａに固定される軸孔３１と、軸孔３１の周囲近傍に設けられ、少なくとも一部が回転軸８の主軸部８ｂの外径よりも内側に位置する風穴３３とを具備するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、固定子と回転子とを有する電動要素と、前記電動要素で駆動される圧縮要素とを収納する圧縮機の前記電動要素に使用される圧縮機用電動機であって、
前記圧縮要素の上軸受に嵌合する主軸部と、前記回転子を固定し外径が前記主軸部の外径よりも小さい回転子固定軸とを有する回転軸を備え、
前記回転子は、
当該回転子の略中心部に形成され、前記回転子固定軸に固定される軸孔と、
前記軸孔の周囲近傍に設けられ、少なくとも一部が前記回転軸の前記主軸部の外径よりも内側に位置する風穴とを具備することを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項２】
前記回転子の軸方向両端に設けられ、内径側縁部が前記風穴の外周付近まで近接して形成されるエンドリングを備えたことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用電動機。
【請求項３】
前記回転子は、二重かご形回転子であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の圧縮機用電動機。
【請求項４】
当該圧縮機用電動機は、単相誘導電動機であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧縮機用電動機。
【請求項５】
前記単相誘導電動機は、前記固定子の巻線に主巻線と補助巻線とを有し、前記補助巻線に運転コンデンサを直列に接続することを特徴とする請求項４記載の圧縮機用電動機。
【請求項６】
密閉容器内に、固定子と回転子とを有する電動要素と、前記電動要素で駆動される圧縮要素とを収納し、前記電動要素に請求項１乃至５のいずれかに記載の圧縮機用電動機を用いることを特徴とする圧縮機。
【請求項７】
少なくとも請求項６記載の圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機用電動機及び圧縮機及び冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機の回転軸は、圧縮機用電動機の回転子を固定する部分（電動機軸）の外径を圧縮要素の軸受け部に嵌合する部分の外径と等しくするのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−２９４６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
圧縮機用電動機に誘導電動機を使用する場合、回転子のエンドリングと軸孔との間に風穴を設けて冷媒の流路を確保しながら誘導電動機の効率を改善するために、エンドリングの内径をできるだけ小さくしてエンドリングの体積を大きくしたいが、従来の圧縮機のように電動機軸の外径が圧縮要素の軸受け部に嵌合する部分の外径と等しい場合は、エンドリングの内径を小さくすると冷媒の流路を確保することが困難になるという課題があった。
【０００４】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、回転子のエンドリングと軸孔との間に冷媒の流路を確保しつつ、エンドリングの内径を小さくしてエンドリングの体積を大きくすることによりモータ効率を改善することができる圧縮機用電動機及び圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る圧縮機用電動機は、密閉容器内に、固定子と回転子とを有する電動要素と、電動要素で駆動される圧縮要素とを収納する圧縮機の電動要素に使用される圧縮機用電動機であって、
圧縮要素の上軸受に嵌合する主軸部と、回転子を固定し外径が主軸部の外径よりも小さい回転子固定軸とを有する回転軸を備え、
回転子は、
当該回転子の略中心部に形成され、回転子固定軸に固定される軸孔と、
軸孔の周囲近傍に設けられ、少なくとも一部が回転軸の主軸部の外径よりも内側に位置する風穴とを具備するものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明に係る圧縮機用電動機は、回転軸の圧縮要素の上軸受に嵌合する主軸部の外径よりも、回転子を固定する回転子固定軸の外径を小さくすることにより、軸孔の周囲近傍に設けられる風穴の少なくとも一部が回転軸の主軸部の外径よりも内側に位置することにより、風穴の面積を確保しながらエンドリングの体積を増やすことができるため、二次抵抗が低くなり、冷媒の流路を確保しながら高性能な圧縮機用電動機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１乃至図１１は実施の形態１を示す図で、図１は回転式圧縮機１００の縦断面図、図２は回転式圧縮機１００の電動要素１３付近の横断面図、図３は回転子１１の斜視図、図４は回転子鉄心１１ａの横断面図、図５は図４のＡ部拡大図、図６は回転軸８の正面図、図７は回転子１１の平面図、図８は変形例１の回転子１１の平面図、図９は変形例２の回転子１１の平面図、図１０は変形例３の回転子１１の平面図、図１１は変形例４の回転子１１の平面図、図１２は回転式圧縮機１００を使用する冷凍サイクル装置の構成図である。
【０００８】
図１３は比較のために示す図で、回転子１１の平面図である。
【０００９】
本実施の形態は、回転式圧縮機１００等の圧縮機に使用される圧縮機用電動機の回転子１１及び回転軸８の構造に特徴がある。
【００１０】
回転式圧縮機１００における圧縮機用電動機の回転子１１の構造及び回転軸８以外は公知のものである。従って、図１を参照しながら１シリンダの回転式圧縮機１００（圧縮機の一例）の全体構成を簡単に説明する。
【００１１】
図１に示すように、回転式圧縮機１００（圧縮機の一例）は密閉容器４内に、圧縮要素１０と電動要素１３（圧縮機用電動機と呼ぶ）と図示しない冷凍機油とを収納している。冷凍機油は、密閉容器４内の底部に貯留している。冷凍機油は、主に圧縮要素１０の摺動部を潤滑する。密閉容器４は、胴部１と上皿容器２と下皿容器３とから構成される。圧縮要素１０と電動要素１３は、密閉容器４の胴部１に固定される。
【００１２】
圧縮要素１０は、シリンダ５、上軸受６（軸受の一例）、下軸受７（軸受の一例）、回転軸８、ローリングピストン９、上吐出マフラ６ａ、下吐出マフラ７ａ、ベーン（図示せず）等で構成される。
【００１３】
内部に圧縮室が形成されるシリンダ５は、外周が平面視略円形で、内部に平面視略円形の空間であるシリンダ室を備える。シリンダ室は、軸方向両端が開口している。シリンダ５は、側面視で所定の軸方向の高さを持つ。
【００１４】
シリンダ５の略円形の空間であるシリンダ室に連通し、半径方向に延びる平行なベーン溝（図示せず）が軸方向に貫通して設けられる。
【００１５】
また、ベーン溝の背面（外側）に、ベーン溝に連通する平面視略円形の空間である背圧室（図示せず）が設けられる。
【００１６】
シリンダ５には、冷凍サイクルからの吸入ガスが通る吸入ポート（図示せず）が、シリンダ５の外周面からシリンダ室に貫通している。
【００１７】
シリンダ５には、略円形の空間であるシリンダ室を形成する円の縁部付近を切り欠いた吐出ポート（図示せず）が設けられる。
【００１８】
ローリングピストン９が、シリンダ室内を偏心回転する。ローリングピストン９はリング状で、ローリングピストン９の内周が回転軸８の偏心軸部８ｄに摺動自在に嵌合する。
【００１９】
ベーンがシリンダ５のベーン溝内に収納され、背圧室に設けられるベーンスプリング（図示せず）でベーンが常にローリングピストン９に押し付けられている。回転式圧縮機１００は、密閉容器４内が高圧であるから、運転を開始するとベーンの背面（背圧室側）に密閉容器４内の高圧とシリンダ室の圧力との差圧による力が作用するので、ベーンスプリングは主に回転式圧縮機１００の起動時（密閉容器４内とシリンダ室の圧力に差がない状態）に、ベーンをローリングピストン９に押し付ける目的で使用される。
【００２０】
ベーンの形状は、平たい（周方向の厚さが、径方向及び軸方向の長さよりも小さい）略直方体である。
【００２１】
上軸受６は、回転軸８の主軸部８ｂ（偏心軸部８ｄより電動要素１３側の部分）に摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ５のシリンダ室（ベーン溝も含む）の一方の端面（電動要素１３側）を閉塞する。
【００２２】
上軸受６に、吐出弁（図示せず）が取り付けられる。上軸受６は、側面視略逆Ｔ字状である。
【００２３】
下軸受７が、回転軸８の副軸部８ｃ（偏心軸部８ｄより下の部分）に摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ５のシリンダ室（ベーン溝も含む）の他方の端面（冷凍機油側）を閉塞する。
【００２４】
下軸受７に、吐出弁（図示せず）が取り付けられる。下軸受７は、側面視略Ｔ字状である。
【００２５】
上軸受６には、その外側（電動要素１３側）に上吐出マフラ６ａが取り付けられる。上軸受６の吐出弁から吐出される高温・高圧の吐出ガスは、一端上吐出マフラ６ａに入り、その後上吐出マフラ６ａの吐出穴（図示せず）から密閉容器４内に放出される。
【００２６】
下軸受７には、その外側（電動要素１３と反対側）に下吐出マフラ７ａが取り付けられる。下軸受７の吐出弁から吐出される高温・高圧の吐出ガスは、一端下吐出マフラ７ａに入り、その後下吐出マフラ７ａの吐出穴（図示せず）から密閉容器４内に放出される。
【００２７】
回転式圧縮機１００は、密閉容器４の外部（側部）に吸入マフラ１４を備える。吸入マフラ１４は、溶接等により密閉容器４の側面に固定される。吸入マフラ１４は、液冷媒が直接回転式圧縮機１００に吸入されないようにするために設けられる。吸入マフラ１４の吸入管１５が圧縮要素１０のシリンダ５に接続する。圧縮要素１０で圧縮された高温・高圧のガス冷媒は、上吐出マフラ６ａ及び下吐出マフラ７ａから密閉容器４内へ吐出され、電動要素１３を通過し、最後に吐出管１６から外部の冷媒回路（図示せず）へ吐出される。
【００２８】
電動要素１３は、密閉容器４の胴部１に固定される固定子１２と、固定子１２の内部で回転する回転子１１とを有する。
【００２９】
回転子１１は、詳細は後述するが、アルミダイキャスト製の二重かご形回転子である。回転子１１は、その内周に回転軸８が固定される。但し、二重かご形回転子に限定されない。普通かご形回転子でもよい。
【００３０】
回転子１１は、回転軸８の回転子固定軸８ａに固定される。
【００３１】
圧縮要素１０で圧縮された高温・高圧のガス冷媒は、上吐出マフラ６ａ及び下吐出マフラ７ａから密閉容器４内へ吐出され、電動要素１３を通過するが、回転子１１に形成された風穴３３（後述）をガス冷媒が通過する。
【００３２】
固定子１２の巻線２０にリード線（図示せず）が接続される。リード線を、電動要素１３を保護する保護装置２１を介してガラス端子１７に接続する。ガラス端子１７は、密閉容器４に溶接により固定されている。ガラス端子１７に、外部の電源から電力が供給される。
【００３３】
固定子１２と密閉容器４の胴部１との間に、ガス冷媒とともに回転子１１に形成された風穴３３を通過して電動要素１３の上に吐出され、図示しない油分離器で分離された冷凍機油を密閉容器４の底部に戻す油戻し通路２３が形成されている。
【００３４】
図２により電動要素１３の構成をさらに説明する。図２に示す電動要素１３は、二極の単相誘導電動機である。固定子１２は、固定子鉄心１２ａと固定子スロット１２ｂに挿入される主巻線２０ａ及び補助巻線２０ｂとを備える。主巻線２０ａ及び補助巻線２０ｂで、巻線２０を構成する。固定子スロット１２ｂには巻線２０と固定子鉄心１２ａとの間の絶縁を確保するために絶縁材（例えば、スロットセル、ウェッジ等）が挿入されるが、ここでは省略する。この例では、固定子スロット１２ｂの数は２４である。但し、これは一例であり、固定子スロット１２ｂの数が２４に限定されるものではない。
【００３５】
固定子鉄心１２ａには、内周縁に沿って固定子スロット１２ｂが形成されている。固定子スロット１２ｂは、周方向にほぼ等間隔に配置される。
【００３６】
固定子スロット１２ｂは、半径方向に延在している。固定子スロット１２ｂは、内周縁に開口している。この開口部をスロットオープニングと言う。このスロットオープニングから巻線（主巻線２０ａおよび補助巻線２０ｂ）が挿入される。
【００３７】
主巻線２０ａは、同心巻方式の巻線である。図２の例では、固定子スロット１２ｂ内の内周側（回転子１１に近い方）に、主巻線２０ａが配置される。ここでは、同心巻方式の主巻線２０ａは、大きさ（特に周方向の長さ）が異なる五個のコイルから構成される。そして、それらの五個のコイルの中心が同じ位置になるように固定子スロット１２ｂに挿入される。そのため、同心巻方式と呼ばれる。主巻線２０ａが五個のコイルのものを示したが、一例であって、その数は問わない。
【００３８】
主巻線２０ａの五個のコイルを、大きい方（スロットピッチが１１のもの）から順にＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５とする。その分布が、略正弦波になるように選ばれる。主巻線２０ａに電流が流れた場合に発生する主巻線磁束が正弦波になるようにするためである。
【００３９】
主巻線２０ａは、固定子スロット１２ｂ内の内周側、外周側のどちらに配置してもよい。主巻線２０ａを固定子スロット１２ｂ内の内周側に配置すると、固定子スロット１２ｂ内の外周側に配置する場合に比べて、巻線周長が短くなる。また、主巻線２０ａを固定子スロット１２ｂ内の内周側に配置すると、固定子スロット１２ｂ内の外周側に配置する場合に比べて、漏れ磁束が少なくなる。よって、主巻線２０ａを固定子スロット１２ｂ内の内周側に配置すると、固定子スロット１２ｂ内の外周側に配置する場合に比べて主巻線２０ａのインピーダンス（抵抗値、漏れリアクタンス）が小さくなる。そのため、単相誘導電動機の特性が良くなる。
【００４０】
主巻線２０ａに電流を流すことで、主巻線磁束が生成される。この主巻線磁束の向きは、図２の上下方向である。前述したように、この主巻線磁束の波形ができるだけ正弦波になるように、主巻線２０ａの五個のコイル（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５）の巻数が選ばれる。主巻線２０ａに流れる電流は交流であるから、主巻線磁束も流れる電流に従って大きさと向きを変える。
【００４１】
また、固定子スロット１２ｂには、主巻線２０ａと同様の同心巻方式の補助巻線２０ｂが挿入される。図２では、補助巻線２０ｂは、固定子スロット１２ｂ内の外側に配置されている。補助巻線２０ｂに電流を流すことで補助巻線磁束が生成される。この補助巻線磁束の向きは、主巻線磁束の向きに直交する（図２の左右方向）。補助巻線２０ｂに流れる電流は交流であるから、補助巻線磁束も電流に従って大きさと向きを変える。
【００４２】
一般的には主巻線磁束と補助巻線磁束のなす角度が電気角で９０度（ここでは極数が二極であるため、機械角も９０度である）になるように、主巻線２０ａと補助巻線２０ｂとが固定子スロット１２ｂに挿入される。
【００４３】
図２の例では、補助巻線２０ｂは大きさ（周方向の長さが特に）が異なる三個のコイルから構成される。補助巻線２０ｂの三個のコイルを、大きい方（スロットピッチが１１のもの）から順にＡ１、Ａ２、Ａ３とする。その分布が、略正弦波になるように選ばれる。補助巻線２０ｂに電流が流れた場合に発生する補助巻線磁束が正弦波になるようにするためである。
【００４４】
そして、それらの三個のコイル（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の中心が同じ位置になるように固定子スロット１２ｂに挿入される。
【００４５】
補助巻線磁束の波形ができるだけ正弦波になるように、補助巻線２０ｂの三個のコイル（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の巻数が選ばれる。
【００４６】
補助巻線２０ｂと直列に運転コンデンサ６０（図１２）を接続したものに主巻線２０ａを並列に接続させる。その両端を単相交流電源へ接続する。運転コンデンサを補助巻線２０ｂに直列に接続することにより、補助巻線２０ｂに流れる電流の位相を主巻線２０ａに流れる電流の位相より約９０度進めることができる。
【００４７】
主巻線２０ａと補助巻線２０ｂの固定子鉄心１２ａにおける位置を電気角で９０度ずらし、且つ主巻線２０ａと補助巻線２０ｂの電流の位相を約９０度異なるようにすることにより、二極の回転磁界が発生する。
【００４８】
固定子鉄心１２ａの外周面には、外周円形状を略直線状に切り欠いた略直線部をなす切欠き１２ｃが四ヶ所に設けられている。四ヶ所の切欠き１２ｃは、隣り合うもの同士が略直角に配置される。但し、これは一例であり、切欠き１２ｃの数、形状及び配置は任意でよい。
【００４９】
固定子鉄心１２ａは、板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される。
【００５０】
回転式圧縮機１００に固定子１２を用いた単相誘導電動機を使用する場合に、固定子１２は回転式圧縮機１００の円筒状の密閉容器４の胴部１に焼き嵌めされる。密閉容器４の胴部１と各切欠き１２ｃとの間に、ガス冷媒とともに回転子１１に形成された風穴３３を通過して電動要素１３の上に吐出され、図示しない油分離器で分離された冷凍機油を密閉容器４の底部に戻す油戻し通路２３が形成されている。
【００５１】
回転子１１は、回転子鉄心１１ａと二重かご形導体を備える。二重かご形導体は、アルミバー３０と、エンドリング３２（図３）とで構成される。
【００５２】
アルミバー３０は、外層スロット４０ａ（図４）に鋳込まれる外層アルミバー３０ａ（外層二次導体）と、内層スロット４０ｂ（図４）に鋳込まれる内層アルミバー３０ｂ（内層二次導体）とで構成される。
【００５３】
外層スロット４０ａ及び内層スロット４０ｂともに導電性材料であるアルミが鋳込まれる。そして、外層スロット４０ａ内に外層アルミバー３０ａが鋳込まれる。また、内層スロット４０ｂ内に内層アルミバー３０ｂが鋳込まれる。外層アルミバー３０ａ及び内層アルミバー３０ｂと、回転子１１の積層方向両端面に設けられたエンドリング３２と共に二重かご形二次巻線を形成する。一般的にアルミバー３０とエンドリング３２はダイキャストにより同時にアルミを鋳込むことで製作される。
【００５４】
エンドリング３２（二個）は、図３に示すように、回転子１１の軸方向両端に設けられる。エンドリング３２は、文字通りリング状（ドーナッツ状）である。エンドリング３２は、各アルミバー３０（外層アルミバー３０ａ、内層アルミバー３０ｂ）の両端に連結する。
【００５５】
回転子鉄心１１ａは、固定子鉄心１２ａと同様に板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、軸方向に積層して製作される。一般的には回転子鉄心１１ａは、固定子鉄心１２ａと同一の材料から打ち抜くことが多い。但し、回転子鉄心１１ａと固定子鉄心１２ａの材料を変えても構わない。
【００５６】
図４に示すように、回転子鉄心１１ａは、二重かご形状の回転子スロット４０を有する。回転子スロット４０は、外層スロット４０ａと内層スロット４０ｂとからなる。外層スロット４０ａは、半径方向外周側に設けられる。内層スロット４０ｂは、外層スロット４０ａの内側に設けられる。
【００５７】
回転子鉄心１１ａは、中心付近に断面が円形の軸孔３１を備える。軸孔３１には、回転軸８の回転子固定軸８ａが焼き嵌め等により固定される。軸孔３１の周囲に、断面が長穴形状の風穴３３が設けられる。図４の例では、風穴３３は６個である。但し、風穴３３の個数、形状、位置は任意でよい。
【００５８】
図５に示すように、二重かご形状を構成する外層スロット４０ａと内層スロット４０ｂは電磁鋼板からなる内周薄肉部４１によって分離されている。
【００５９】
回転子鉄心１１ａの外周面と外層スロット４０ａとの間の薄肉の鉄心部を外周薄肉部４２と呼ぶことにする。
【００６０】
内周薄肉部４１及び外周薄肉部４２の径方向の寸法は、回転子鉄心１１ａに使用される電磁鋼板の厚さ（０．１〜１．５ｍｍ）と略同等である。
【００６１】
図４に示す回転子鉄心１１ａの二重かご形状の回転子スロット４０の数は３０である。但し、これは一例であり、回転子スロット４０の数が３０に限定されるものではない。
【００６２】
従って、図２に示す電動要素１３である単相誘導電動機は、固定子鉄心１２ａのスロット数が２４、回転子鉄心１１ａのスロット数が３０の組合せである。
【００６３】
一般的に、かご形誘導電動機（三相及び単相）は、同期トルク、非同期トルク、振動・騒音等の異常現象があることが知られている。かご形誘導電動機の異常現象は、空隙磁束密度中の空間高調波によって起きるものであることは明白であるが、その空間高調波が生じる原因としては次の二つが考えられる。一つは巻線の配置のために起磁力自身の中に含まれる高調波であり、他は溝が存在するために空隙のパーミアンス（磁気抵抗の逆数）が一様でないことから空隙磁束密度中に含まれる高調波である。
【００６４】
このように、かご形誘導電動機では、固定子のスロット数と回転子のスロット数との組合せが、同期トルク、非同期トルク、振動・騒音等の異常現象に密接に関係する。そのため、固定子のスロット数と回転子のスロット数との組合せは、慎重に選ばれる。
【００６５】
二重かご形状の回転子１１を有する誘導電動機（単相及び三相）は、以下に示すような一般的な特徴を有する。即ち、起動時はすべり周波数（回転磁界の周波数と回転子１１の回転数との差）が高くなる。内層アルミバー３０ｂの漏れ磁束は、外層アルミバー３０ａの漏れ磁束より多くなる。すべり周波数が大きい起動時には、リアクタンス分により電流分布が決まり、二次電流は外層アルミバー３０ａに主に流れる。そのため、二次抵抗が大きくなることにより起動トルクが増大して起動特性が改善される。
【００６６】
また通常運転時は、すべり周波数が低いので、二次電流はアルミバー３０全体に流れるため、アルミ断面積が大きくなり、二次抵抗が小さくなる。従って、二次銅損が低くなることで、高効率化が実現できるという特性を有している。
【００６７】
また単相交流電源で駆動される単相誘導電動機は、三相交流電源で駆動される三相誘導電動機と比較すると、起動トルクが低くなる傾向がある。
【００６８】
二次抵抗を小さくする方法としてエンドリング３２の体積を大きくする方法がある。エンドリング３２の体積を大きくする場合、エンドリング３２の外周を、径方向に延ばすことは難しい。それは、エンドリング３２のダイキャスト型が回転子鉄心１１ａの軸方向の端面の外周部近傍を押さえる押さえ代が必要なためである。即ち、エンドリング３２は、回転子１１の径方向の外側には拡大できない。
【００６９】
従って、体積を拡大させる方法としては、高さ方向（軸方向）を拡大する方法と、内径側に拡大する方法になる。
【００７０】
エンドリング３２の高さ方向を拡大する場合、回転子１１の積層方向（軸方向）の長さが大きくなるため、圧縮機電動機の全長が長くなり、回転式圧縮機１００の大型化を招く課題がある。
【００７１】
回転式圧縮機１００では、圧縮要素１０側のエンドリング３２は、圧縮要素１０の上軸受６が近傍に存在するため軸方向に延ばせないという事情がある。
【００７２】
また、圧縮要素１０と反対側のエンドリング３２は、その近傍に油分離器が設けられる場合があり、その場合は圧縮要素１０と反対側のエンドリング３２も軸方向に延ばせない。
【００７３】
エンドリング３２の体積を拡大させる方法のうち、高さ方向（軸方向）を拡大する方法に限界があるとすると、内径側に拡大するしかないが、エンドリング３２を内径側に拡大すると回転子１１に風穴を設ける場所がなくなる課題がある。
【００７４】
本実施の形態の回転式圧縮機１００は、回転軸８の回転子固定軸８ａを上軸受６に嵌合する回転軸８の主軸部８ｂより細くすることにより、エンドリング３２を内径側に拡大しても風穴３３を形成できるようにしたものである。尚、エンドリング３２を内径側に拡大させるのは、片側のエンドリング３２だけでもよい。
【００７５】
図６に示すように、回転式圧縮機１００の回転軸８は、電動要素１３の回転子１１を固定する回転子固定軸８ａと、上軸受６に嵌合する主軸部８ｂと、ローリングピストン９が摺動自在に嵌合する偏心軸部８ｄと、下軸受７に嵌合する副軸部８ｃとを備える。
【００７６】
回転軸８の電動要素１３側の端部が回転子固定軸８ａであり、この回転子固定軸８ａに、主軸部８ｂ、偏心軸部８ｄ及び副軸部８ｃが順に連結している。
【００７７】
回転子固定軸８ａの直径をｄ１、主軸部８ｂの直径をｄ２とすると、ｄ１＜ｄ２の関係を満たす。
【００７８】
回転軸８の回転子固定軸８ａを上軸受６に嵌合する回転軸８の主軸部８ｂより細くすることにより、エンドリング３２を内径側に拡大しても風穴３３を形成できる例を図７〜図１１により説明する。尚、図７〜図１１における破線は、回転軸８の主軸部８ｂの外径を示す仮想線である。
【００７９】
図７に示す回転子１１は、風穴３３の外周が回転軸８の主軸部８ｂの外径と略一致する場合である。回転軸８の回転子固定軸８ａを上軸受６に嵌合する回転軸８の主軸部８ｂより細くすることにより、回転子固定軸８ａが主軸部８ｂと同等の外径の場合に比べ回転子１１の軸孔３１も小さくなるので、主軸部８ｂの外径と回転子１１の軸孔３１との間に風穴３３を形成することができる。
【００８０】
図７では、六個の風穴３３を軸孔３１の周囲に形成している。風穴３３は略長穴状である。但し、風穴３３の個数、形状及び配置は任意でよい。
【００８１】
このように、主軸部８ｂの外径と回転子１１の軸孔３１との間に風穴３３を形成することができるので、エンドリング３２を内径側に拡大することができる。
【００８２】
リング状（ドーナッツ状）のエンドリング３２の内径側の縁部を内径側縁部３２ａ、エンドリング３２の外径側の縁部を外径側縁部３２ｂとする。
【００８３】
図１３は比較のために示す図で、回転軸８の回転子固定軸８ａと回転軸８の主軸部８ｂの外径が同等の場合の回転子１１の平面図である。この場合は、回転子１１の軸孔３１の内径と回転軸８の主軸部８ｂの外径が同等であるから、図１３には主軸部８ｂの仮想線は示していない。回転子１１の風穴３３が軸孔３１（主軸部８ｂ）の外側に位置するので、エンドリング３２の内径Ｄ０は、図７のエンドリング３２の内径Ｄ１よりも大きくなる。
【００８４】
図７の回転子１１は、回転軸８の回転子固定軸８ａを上軸受６に嵌合する回転軸８の主軸部８ｂより細くすることにより、回転子固定軸８ａが主軸部８ｂと同等の外径の場合に比べ回転子１１の軸孔３１も小さくなるので、主軸部８ｂの外径と回転子１１の軸孔３１との間に風穴３３を形成することができる。そのため、エンドリング３２を内径側に拡大することができ、その分二次抵抗（二重かご形導体の抵抗）を小さくできる。
【００８５】
二次抵抗Ｒ２を、アルミバー３０の抵抗Ｒｂａｒ、エンドリング３２の抵抗Ｒｒｉｎｇで簡略化して表わすと次式のようになる。
Ｒ２＝ｋ１×（Ｒｂａｒ＋Ｒｒｉｎｇ）            （１）
ここで、ｋ１は抵抗係数である。
【００８６】
また、エンドリング３２の抵抗Ｒｒｉｎｇは、エンドリング３２の平均直径Ｄｒに比例し、エンドリング３２の断面積Ａｒに反比例する。即ち、
Ｒｒｉｎｇ＝ｋ２×Ｄｒ／Ａｒ                    （２）
ここで、ｋ２は係数である。
【００８７】
従って、エンドリング３２を内径側に拡大すれば、エンドリング３２の平均直径Ｄｒが小さくなるとともに、エンドリング３２の断面積Ａｒが大きくなるので、エンドリング３２の抵抗Ｒｒｉｎｇが小さくなる。
【００８８】
エンドリング３２を内径側に拡大しても、アルミバー３０の抵抗Ｒｂａｒは変化しないが、エンドリング３２の抵抗Ｒｒｉｎｇが小さくなることにより、二次抵抗Ｒ２を小さくすることができる。
【００８９】
二重かご形状でない（普通かご形）一般的な回転子スロット形状を有する回転子を用いて、エンドリングの断面積を大きくした場合、二次抵抗が低くなることで通常運転時の効率を改善することができるが、誘導電動機の起動トルクが低くなる課題がある。
【００９０】
誘導電動機の起動トルクが低くなると、同一の起動トルクを得るために高い電源電圧が必要となる。何らかの原因で電源電圧が低くなった場合、誘導電動機が起動できない場合がある。
【００９１】
本実施の形態では、二重かご形の回転子スロット４０を有する回転子１１を用いている。そのため、起動トルクを確保した信頼性の高い誘導電動機を得ると共に、通常運転時に高効率な誘導電動機を得ることができる。特に単相交流電源で駆動される単相誘導電動機において、より大きな効果を奏する。単相誘導電動機は、起動トルク／停動トルク（最大トルク）が三相誘導電動機のそれに比べて小さいからである。
【００９２】
単純に起動トルクをアップさせる別の方式として、単相誘導電動機の補助巻線２０ｂと直列に接続される運転コンデンサの容量を大きくする方式がある。また運転コンデンサと並列に起動コンデンサとリレーを設けるなど、単相誘導電動機の外付け回路で対策を行う方式がある。しかし、いずれの方式においてもコストアップを伴う。
【００９３】
本実施の形態では、二重かご形の回転子スロット４０を有する回転子１１を用いて起動トルクをアップさせるので、特段の外付け回路を使用しなくてよい。そのため、運転コンデンサなどの回路を含めた運転システムとして低コストな誘導電動機を得ることができる。
【００９４】
図８は変形例１の回転子１１の平面図である。図７の回転子１１は、主軸部８ｂの外径と風穴３３の外周が略一致する構成であるが、図８の変形例１の回転子１１は、風穴３３が主軸部８ｂの外径よりも内側に形成されている。
【００９５】
図９は変形例２の回転子１１の平面図である。図９の変形例２の回転子１１は、風穴３３の一部が主軸部８ｂの外径よりも内側に形成されている。
【００９６】
本実施の形態における必須の構成要件を以下に示す。
（１）回転軸８の回転子固定軸８ａを上軸受６に嵌合する回転軸８の主軸部８ｂより細くする。即ち、回転子固定軸８ａの外径をｄ１、主軸部８ｂの外径をｄ２とすると、ｄ１＜ｄ２の関係を満たす。
（２）回転子１１の風穴３３（個数、形状は任意）を、軸孔３１の周囲近傍に設ける。
（３）回転子１１の各風穴３３の少なくとも一部が、回転軸８の主軸部８ｂの外径ｄ２よりも内側（回転子１１の中心側）に位置する。各風穴３３の全体が回転軸８の主軸部８ｂの外径ｄ２よりも内側に位置するようにしてもよいし、各風穴３３の一部が回転軸８の主軸部８ｂの外径ｄ２よりも内側に位置するようにしてもよい。
（４）エンドリング３２の内径側縁部３２ａを、風穴３３の外周付近まで近接させる。
【００９７】
図１０は変形例３の回転子１１の平面図である。図１０に示すように、風穴３３が軸孔３１に連通するようにしてもよい。ここでは、風穴３３が３個であるが、その個数、形状は問わない。各風穴３３の一部が回転軸８の主軸部８ｂの外径ｄ２よりも内側に位置する。
【００９８】
図１１は変形例４の回転子１１の平面図である。この例は、風穴３３が軸孔３１に連通するのは図１０と同じであるが、各風穴３３の全体が回転軸８の主軸部８ｂの外径ｄ２よりも内側に位置する。
【００９９】
図１２は回転式圧縮機１００を使用する冷凍サイクル装置の構成図である。冷凍サイクル装置は、例えば、空気調和機である。回転式圧縮機１００は単相電源１８に接続される。回転式圧縮機１００の単相誘導電動機の補助巻線２０ｂと単相電源１８との間に運転コンデンサ６０が接続される。単相電源１８から電力が回転式圧縮機１００に供給され、回転式圧縮機１００が駆動する。冷凍サイクル装置（空気調和機）は、回転式圧縮機１００、冷媒の流れる方向を切り替える四方弁５１、室外熱交換器５２、減圧装置５３、室内熱交換器５４等で構成される。これらが冷媒配管で接続される。
【０１００】
冷凍サイクル装置（空気調和機）は、例えば、冷房運転時、図１２の矢印のように冷媒が流れる。室外熱交換器５２は凝縮器になる。また、室内熱交換器５４は蒸発器になる。
【０１０１】
図示はしないが、冷凍サイクル装置（空気調和機）の暖房運転時は、冷媒は図１２の矢印と反対方向の流れとなる。四方弁５１によって、冷媒の流れる方向が切り替えられる。このときは、室外熱交換器５２は蒸発器になる。また、室内熱交換器５４は凝縮器になる。
【０１０２】
また、冷媒としてＲ１３４ａ、Ｒ４１０ａ、Ｒ４０７ｃ等に代表されるＨＦＣ系冷媒、および、Ｒ７４４（ＣＯ２）、Ｒ７１７（アンモニア）、Ｒ６００ａ（イソブタン）、Ｒ２９０（プロパン）等に代表される自然冷媒が使用される。冷凍機油としてアルキルベンゼン系油に代表される弱相溶性の油又はエステル油に代表される相溶性の油が使用される。圧縮機には、回転式（ロータリ式）以外に、レシプロ式、スクロール式などが使用可能である。
【０１０３】
二重かご形回転子を搭載した回転式圧縮機１００を冷凍サイクルに用いることにより、冷凍サイクル装置の性能の向上、小型化、低価格化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】実施の形態１を示す図で、回転式圧縮機１００の縦断面図。
【図２】実施の形態１を示す図で、回転式圧縮機１００の電動要素１３付近の横断面図。
【図３】実施の形態１を示す図で、回転子１１の斜視図。
【図４】実施の形態１を示す図で、回転子鉄心１１ａの横断面図。
【図５】実施の形態１を示す図で、図４のＡ部拡大図。
【図６】実施の形態１を示す図で、回転軸８の正面図。
【図７】実施の形態１を示す図で、回転子１１の平面図。
【図８】実施の形態１を示す図で、変形例１の回転子１１の平面図。
【図９】実施の形態１を示す図で、変形例２の回転子１１の平面図。
【図１０】実施の形態１を示す図で、変形例３の回転子１１の平面図。
【図１１】実施の形態１を示す図で、変形例４の回転子１１の平面図。
【図１２】実施の形態１を示す図で、回転式圧縮機１００を使用する冷凍サイクル装置の構成図。
【図１３】比較のために示す図で、回転子１１の平面図。
【符号の説明】
【０１０５】
１  胴部、２  上皿容器、３  下皿容器、４  密閉容器、５  シリンダ、６  上軸受、６ａ  上吐出マフラ、７  下軸受、７ａ  下吐出マフラ、８  回転軸、８ａ  回転子固定軸、８ｂ  主軸部、８ｃ  副軸部、８ｄ  偏心軸部、９  ローリングピストン、１０  圧縮要素、１１  回転子、１１ａ  回転子鉄心、１２  固定子、１２ａ  固定子鉄心、１２ｂ  固定子スロット、１２ｃ  切欠き、１３  電動要素、１４  吸入マフラ、１５  吸入管、１６  吐出管、１７  ガラス端子、１８  単相電源、２０  巻線、２０ａ  主巻線、２０ｂ  補助巻線、２１  保護装置、２３  油戻し通路、３０  アルミバー、３０ａ  外層アルミバー、３０ｂ  内層アルミバー、３１  軸孔、３２  エンドリング、３３  風穴、４０  回転子スロット、４０ａ  外層スロット、４０ｂ  内層スロット、５１  四方弁、５２  室外熱交換器、５３  減圧装置、５４  室内熱交換器、６０  運転コンデンサ、１００  回転式圧縮機。
【図１】
2010144635.tif 000003
【図２】
2010144635.tif 000004
【図３】
2010144635.tif 000005
【図４】
2010144635.tif 000006
【図５】
2010144635.tif 000007
【図６】
2010144635.tif 000008
【図７】
2010144635.tif 000009
【図８】
2010144635.tif 000010
【図９】
2010144635.tif 000011
【図１０】
2010144635.tif 000012
【図１１】
2010144635.tif 000013
【図１２】
2010144635.tif 000014
【図１３】
2010144635.tif 000015