(57)【要約】【課題】アキシャルギャップモータ及びそれを備えた圧縮機においてスラスト荷重を低減する。【解決手段】駆動軸（20）に固定されたロータ（32）と、該ロータ（32）と上記駆動軸（20）の軸方向に対向するステータ（31,33）とを備えたアキシャルギャップモータ（30）を前提とする。該アキシャルギャップモータ（30）に、上記ロータ（32）の回転に伴い、該ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力を上記ロータ（32）に作用させる羽根部材（39）を設ける。【選択図】図４
2011130565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸（20）に固定されたロータ（32）と、該ロータ（32）と上記駆動軸（20）の軸方向に対向するステータ（31,33,91）とを備えたアキシャルギャップモータであって、
上記ロータ（32）の回転に伴い、流体流れを形成して上記ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力を上記ロータ（32）に作用させる力発生手段（39,139）を備えている
ことを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項２】
請求項１において、
上記力発生手段は、上記ロータ（32）の表面に形成されて上記流体流れを形成する複数の羽根部材（39）によって構成されている
ことを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項３】
請求項２において、
上記羽根部材（39）は、上記ロータ（32）の外周面に形成され、上記スラスト荷重と同方向の流体流れを形成するように構成されている
ことを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項４】
請求項３において、
上記ロータ（32）は軸方向に着磁された永久磁石（32a）を有し、
上記ステータとして、
上記ロータ（32）を回転駆動する回転磁界を発生する電流が流れる巻線（36）を有する巻線ステータ（31）と、
上記ロータ（32）に関して上記巻線ステータ（31）の軸方向反対側に設けられ、上記ロータ（32）に対向する磁性体（33b）を有する補助ステータ（33）とを有し、
上記ロータ（32）の回転数の増加に伴い、上記巻線ステータ（31）の巻線（36）に流れる電流位相を進める弱め磁束制御を行う制御部（80）を備えている
ことを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項５】
請求項３において、
上記ロータ（32）は軸方向に着磁された永久磁石（32a）を有し、
上記ステータとして、
上記ロータ（32）を回転駆動する回転磁界を発生する電流が流れる巻線（36）を有する巻線ステータ（31）と、
上記ロータ（32）に関して上記巻線ステータ（31）の軸方向反対側に設けられ、上記巻線ステータ（31）の巻線（36）よりも巻き数が少なく且つ上記巻線ステータ（31）の回転磁界と同期した回転磁界を発生する電流が流れる巻線（93）を有する補助ステータ（91）とを有し、
上記ロータ（32）の回転数の増加に伴い、上記巻線ステータ（31）の巻線（36）及び上記補助ステータ（91）の巻線（93）に流れる電流位相を進める弱め磁束制御を行う制御部（80）を備えている
ことを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項６】
請求項３において、
上記ロータ（32）は軸方向に着磁された永久磁石（32a）を有し、
上記ステータとして、上記ロータ（32）を回転駆動する回転磁界を発生する電流が流れる巻線（36）を有する巻線ステータ（31）を備えている
ことを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項７】
請求項６において、
上記ロータ（32）の回転数の増加に伴い、上記巻線ステータ（31）の巻線（36）に流れる電流位相を進める弱め磁束制御を行う制御部（80）を備えている
ことを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項８】
作動流体を圧縮するための圧縮機であって、
ケーシング（11）と、
上記ケーシング（11）内に設けられた請求項１乃至７のいずれか１つに記載のアキシャルギャップモータ（30）と、
上記アキシャルギャップモータ（30）の駆動軸（20）に連結されて該駆動軸（20）の回転に伴って作動流体を圧縮する圧縮機構（40）とを備えている
ことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルモータ及びそれを備えた圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機等の駆動軸を有する回転機械において、ロータとステータとが軸方向に対向するように配置されたアキシャルギャップモータが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記アキシャルギャップモータは、複数の巻線を有する巻線ステータと、該巻線ステータと軸方向に対向するように設けられた複数の永久磁石を有するロータとを備えている。そして、巻線ステータに回転磁界が発生するように複数の巻線に通電すると、ロータの永久磁石が回転磁界に吸引されてロータが回転駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１８５０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記アキシャルギャップモータでは、ステータとロータとが軸方向に対向するように設けられているため、ステータによってロータに作用する磁力は、ロータに軸方向力を生じさせる。そのため、ラジアルギャップモータと比較してスラスト荷重が大きくなり、スラスト軸受が焼き付き易いという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、アキシャルギャップモータ及びそれを備えた圧縮機においてスラスト荷重を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、駆動軸（20）に固定されたロータ（32）と、該ロータ（32）と上記駆動軸（20）の軸方向に対向するステータ（31,33,91）とを備えたアキシャルギャップモータであって、上記ロータ（32）の回転に伴い、流体流れを形成して上記ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力を上記ロータ（32）に作用させる力発生手段（39,139）を備えている。
【０００８】
第１の発明では、ロータ（32）が回転すると、力発生手段（39,139）によって流体流れが形成され、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力がロータ（32）に作用する。これにより、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重が力発生手段（39,139）によってロータ（32）に作用する力によって低減される。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、上記力発生手段は、上記ロータ（32）の表面に形成されて上記流体流れを形成する複数の羽根部材（39）によって構成されている。
【００１０】
第２の発明では、ロータ（32）が回転すると、ロータ（32）の表面に形成された複数の羽根部材（39）によって流体流れが形成される。この流体流れにより、ロータ（32）には、該ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重とは逆方向の力が作用して、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重が低減される。
【００１１】
ところで、スラスト荷重が大きいと、ロータ（32）の回転速度の増加に伴ってスラスト軸受の損失や焼き付きが発生し易くなる。しかしながら、上記第２の発明では、ロータ（32）の回転速度が増加すると、羽根部材（39）によってロータ（32）に作用する力が増大する。そのため、スラスト軸受の損失や焼き付きが生じる可能性が高くなるロータ（32）の高回転域において、スラスト荷重がより低減される。
【００１２】
第３の発明は、第２の発明において、上記羽根部材（39）は、上記ロータ（32）の外周面に形成され、上記スラスト荷重と同方向の流体流れを形成するように構成されている。
【００１３】
第３の発明では、ロータ（32）が回転すると、ロータ（32）の外周面に形成された羽根部材（39）によって、ロータ（32）の外周側に該ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と同方向の流体流れが形成される。これにより、ロータ（32）には、該ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの揚力が作用する。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明において、上記ロータ（32）は軸方向に着磁された永久磁石（32a）を有し、上記ステータとして、上記ロータ（32）を回転駆動する回転磁界を発生する電流が流れる巻線（36）を有する巻線ステータ（31）と、上記ロータ（32）に関して上記巻線ステータ（31）の軸方向反対側に設けられ、上記ロータ（32）に対向する磁性体（33b）を有する補助ステータ（33）とを有し、上記ロータ（32）の回転数の増加に伴い、上記巻線ステータ（31）の巻線（36）に流れる電流位相を進める弱め磁束制御を行う制御部（80）を備えている。
【００１５】
第４の発明では、ステータとして、巻線ステータ（31）の他に、該巻線ステータ（31）と共にロータ（32）を軸方向に挟み込むように設けられた磁性体（33b）を有する補助ステータ（33）を備えている。そして、巻線ステータ（31）の巻線（36）に電流が流れると、巻線ステータ（31）とロータ（32）との間に磁気吸引力が作用すると共に、補助ステータ（33）とロータ（32）との間に磁気吸引力が作用する。つまり、ロータ（32）には、巻線ステータ（31）と補助ステータ（33）とによって軸方向逆向きの磁気吸引力が作用し、該逆向きの磁気吸引力は相殺される。
【００１６】
ところで、駆動軸（20）の回転数が増大するに従って、ロータ（32）の永久磁石（32a）によって巻線ステータ（31）の巻線（36）に生じる逆起電力が大きくなる。そして、該逆起電力が供給電力を上回ると、それ以上駆動軸（20）の回転数を増大することができなくなる。
【００１７】
第４の発明では、制御部（80）によって、ロータ（32）の回転数の増加に伴って巻線ステータ（31）の巻線（36）の電流位相を進める弱め磁束制御が行われる。これにより、巻線ステータ（31）の巻線（36）には永久磁石（32a）からの磁束に対して逆極性を有する磁束が増加し、該巻線ステータ（31）の磁束によって永久磁石（32a）からの磁束が弱められる。これにより、巻線ステータ（31）の巻線（36）に生じる逆起電力が低減される。
【００１８】
上記弱め磁束制御によって巻線ステータ（31）の巻線の電流の位相が進むと、巻線ステータ（31）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力が低下していく。そのため、弱め磁束制御を行うと、回転数が増加するにつれて、巻線ステータ（31）とロータ（32）との間に作用する磁気吸引力が補助ステータ（33）とロータ（32）との間に作用する磁気吸引力に比べて小さくなっていく。これにより、ロータ（32）の回転数が増加すると、ロータ（32）に作用する補助ステータ（33）に近づく向きの力が増大し、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重が増大してしまう。
【００１９】
しかしながら、羽根部材（39）によってロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と同方向（巻線ステータ（31）から補助ステータ（33）向き）の流体流れが形成され、ロータ（32）には巻線ステータ（31）に近づく向きの揚力が作用する。そのため、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重は、これと逆向きの羽根部材（39）による揚力によって相殺されることとなる。
【００２０】
第５の発明は、第３の発明において、上記ロータ（32）は軸方向に着磁された永久磁石（32a）を有し、上記ステータとして、上記ロータ（32）を回転駆動する回転磁界を発生する電流が流れる巻線（36）を有する巻線ステータ（31）と、上記ロータ（32）に関して上記巻線ステータ（31）の軸方向反対側に設けられ、上記巻線ステータ（31）の巻線（36）よりも巻き数が少なく且つ上記巻線ステータ（31）の回転磁界と同期した回転磁界を発生する電流が流れる巻線（93）を有する補助ステータ（91）とを有し、上記ロータ（32）の回転に伴い、上記巻線ステータ（31）の巻線（36）及び上記補助ステータ（91）の巻線（93）に流れる電流位相を進める弱め磁束制御を行う制御部（80）を備えている。
【００２１】
第５の発明では、ステータとして、巻線ステータ（31）の他に、該巻線ステータ（31）と共にロータ（32）を軸方向に挟み込むように設けられた巻線（93）を有する補助ステータ（91）を備えている。そして、巻線ステータ（31）及び補助ステータ（91）の巻線（36,93）に電流が流れると、巻線ステータ（31）とロータ（32）との間に磁気吸引力が作用すると共に、補助ステータ（91）とロータ（32）との間に磁気吸引力が作用する。つまり、ロータ（32）には、巻線ステータ（31）と補助ステータ（91）とによって軸方向逆向きの磁気吸引力が作用し、該逆向きの磁気吸引力は相殺されることとなる。
【００２２】
また、第５の発明においても、制御部（80）によって、ロータ（32）の回転数の増加に伴って巻線ステータ（31）の巻線（36）及び補助ステータ（91）の巻線（93）の電流位相を進める弱め磁束制御が行われる。これにより、巻線ステータ（31）の巻線（36）及び補助ステータ（91）の巻線（93）には永久磁石（32a）からの磁束に対して逆極性を有する磁束が増加し、該巻線ステータ（31）及び補助ステータ（91）からの磁束によって永久磁石（32a）からの磁束が弱められる。これにより、巻線ステータ（31）の巻線（36）及び補助ステータ（91）の巻線（93）に生じる逆起電力が低減される。
【００２３】
上記弱め磁束制御によって巻線ステータ（31）の巻線（36）及び補助ステータ（91）の巻線（93）の電流の位相が進むと、巻線ステータ（31）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力及び補助ステータ（91）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力が共に低下していく。
【００２４】
ここで、補助ステータ（91）の巻線（93）の巻き数は巻線ステータ（31）の巻線（36）の巻き数よりも少ない。そのため、巻線ステータ（31）及び補助ステータ（91）において同様に弱め磁束制御を行うと、回転数の増加に伴って、巻線ステータ（31）とロータ（32）との間に作用する磁気吸引力が補助ステータ（91）とロータ（32）との間に作用する磁気吸引力に比べて大幅に低下して小さくなっていく。これにより、ロータ（32）の回転数が増加すると、ロータ（32）に作用する補助ステータ（91）に近づく向きの力が増大し、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重が増大してしまう。
【００２５】
しかしながら、羽根部材（39）によってロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と同方向（巻線ステータ（31）から補助ステータ（91）向き）の流体流れが形成され、ロータ（32）には巻線ステータ（31）に近づく向きの揚力が作用する。そのため、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重は、羽根部材（39）による揚力によって相殺されることとなる。
【００２６】
第６の発明は、第３の発明において、上記ロータ（32）は軸方向に着磁された永久磁石（32a）を有し、上記ステータとして、上記ロータ（32）を回転駆動する回転磁界を発生する電流が流れる巻線（36）を有する巻線ステータ（31）を備えている。
【００２７】
第６の発明では、ステータとして巻線ステータ（31）のみを備えている。そのため、巻線ステータ（31）の巻線（36）に電流が流れると、ロータ（32）には、巻線ステータ（31）とロータ（32）との間において作用する磁気吸引力が作用して、ロータ（32）が回転駆動される。一方、ロータ（32）には、巻線ステータ（31）との間において作用する磁気吸引力によってスラスト荷重が作用する。
【００２８】
しかしながら、ロータ（32）には、羽根部材（39）によって流体流れが形成されて、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重（巻線ステータ（31）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力の軸方向成分）と逆向きの揚力が作用する。そのため、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重が揚力によって相殺される。
【００２９】
第７の発明は、第６の発明において、上記ロータ（32）の回転に伴い、上記巻線ステータ（31）の巻線（36）に流れる電流位相を進める弱め磁束制御を行う制御部（80）を備えている。
【００３０】
ところで、上述したように、駆動軸（20）の回転数の増加に伴って、ロータ（32）の永久磁石（32a）による逆起電力が大きくなる。そして、該逆起電力が供給電力を上回ると、それ以上駆動軸（20）の回転数を増加させることができなくなる。
【００３１】
第７の発明では、制御部（80）によって、ロータ（32）の回転数の増加に伴って巻線ステータ（31）の巻線（36）の電流位相を進めて逆起電力を低減する弱め磁束制御が行われる。これにより、巻線ステータ（31）とロータ（32）との間に作用する磁気吸引力が小さくなり、スラスト荷重が低減される。また、ロータ（32）が回転すると、羽根部材（39）によって流体流れが形成されて巻線ステータ（31）によってロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重（磁気吸引力の軸方向成分）と逆向きの揚力が発生する。これにより、ロータ（32）と巻線ステータ（31）との間に作用する磁力によるスラスト荷重が低減される。
【００３２】
第８の発明は、ケーシング（11）と、上記ケーシング（11）内に設けられた第１乃至第７のいずれか１つの発明におけるアキシャルギャップモータ（30）と、上記アキシャルギャップモータ（30）の駆動軸（20）に連結されて該駆動軸（20）の回転に伴って作動流体を圧縮する圧縮機構（40）とを備えている。
【００３３】
第８の発明では、ロータ（32）が回転すると、駆動軸（20）が回転し、これに伴って圧縮機構（40）において作動流体が圧縮される。また、このとき、力発生手段（39,139）によって、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力がロータ（32）に作用する。これにより、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重が力発生手段（39,139）によってロータ（32）に作用する力によって相殺される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、ロータ（32）の回転に伴って、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力をロータ（32）に作用させる力発生手段（39,139）を設けたことにより、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重を低減することができる。
【００３５】
また、第２の発明によれば、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力を発生させる力発生手段を羽根部材（39）によって容易に形成することができる。また、羽根部材（39）によってロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力であってロータ（32）の回転速度の増加に伴って増大する力を発生させることにより、スラスト軸受の損失や焼き付きが発生し易くなるロータ（32）の高回転域において、スラスト荷重をより低減することができる。従って、ロータ（32）の高回転域においてスラスト軸受の損失及び焼き付きを防止することができる。
【００３６】
また、第３の発明によれば、羽根部材（39）によって、軸方向に流体流れを形成してロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの揚力を作用させることにより、スラスト荷重を容易に低減することができる。
【００３７】
また、第４及び第５の発明によれば、ステータとして巻線ステータ（31）の他に、ロータ（32）を挟んで巻線ステータ（31）の反対側に補助ステータ（33,91）を設けることにより、巻線ステータ（31）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力と軸方向に関して逆向きの磁気吸引力が補助ステータ（33,91）によってロータ（32）に作用するため、スラスト荷重の低減を図ることができる。一方で、弱め磁束制御が行われると、回転数の増加に伴ってロータ（32）に作用する補助ステータ（33,91）に近づく向きの力が増大し、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重が増大してしまう。しかしながら、上記磁力によるスラスト荷重と逆向きであってロータ（32）の回転数の増加に伴って増大する揚力を発生させる羽根部材（39）を設けることにより、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重を揚力によって効果的に低減することができる。
【００３８】
また、第６の発明によれば、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重の増大が特に顕著となるステータ（31）及びロータ（32）を１つずつ備えたアキシャルギャップモータにおいて、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの揚力がロータ（32）に作用するように流体流れを形成する羽根部材（39）を設けることによるスラスト荷重低減の効果がより顕著となる。
【００３９】
また、第７の発明によれば、弱め磁束制御によってスラスト荷重を低減することができると共に、羽根部材（39）の揚力によってスラスト荷重をさらに低減することができる。
【００４０】
また、第８の発明によれば、アキシャルギャップモータ（30）を備えた圧縮機（10）において、スラスト荷重を容易に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、実施形態１に係る圧縮機の縦断面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る圧縮機の圧縮機構の横断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る圧縮機のモータの分解斜視図である。
【図４】図４は、実施形態１に係るモータに作用する軸力を説明する図である。
【図５】図５は、実施形態２に係るモータに作用する軸力を説明する図である。
【図６】図６は、実施形態３に係るモータに作用する軸力を説明する図である。
【図７】図７（Ａ）は実施形態１に係る羽根部材の断面図であり、図７（Ｂ）はその他の実施形態に係る羽根部材の断面図であり、図７（Ｃ）乃至（Ｅ）はその他の実施形態に係る羽根部材を形成する溝の断面図である。
【図８】図８（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明に係る力発生手段のその他の実施形態である溝を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４３】
《実施形態１》
図１に示すように、実施形態１に係る圧縮機（10）は、回転式圧縮機であって、いわゆる揺動ピストン式の圧縮機を構成している。また、圧縮機（10）は、２つのシリンダ室でそれぞれ冷媒を圧縮する、いわゆる２シリンダ式の圧縮機を構成している。
【００４４】
図１に示すように、圧縮機（10）は、縦長円筒状の密閉ドーム型のケーシング（11）を有している。ケーシング（11）は、その内部を空洞とする圧力容器を構成している。ケーシング（11）は、胴部（12）と上壁部（13）と下壁部（14）とが一体的に接合されて構成されている。ケーシング（11）の胴部（12）の外周壁に２本の吸入管（15,16）が貫通しており、吸入管（15,16）の流出端は、後述するシリンダ（42a,42b）の内部において開口している。なお、これらの２本の吸入管（15,16）の流入端には、冷媒回路の低圧側の配管が２つに分岐して並列に接続されている。また、ケーシング（11）の上壁部（13）の頂部に吐出管（17）が貫通しており、吐出管（17）の流入端がケーシング（11）の内部空間（S1）に開口している。一方、ケーシング（11）の内部空間（S1）の下部には、下壁部（14）の内面によって潤滑油を貯留する油溜まり部（18）が形成されている。
【００４５】
ケーシング（11）の内部空間（S1）には、駆動軸（20）と、該駆動軸（20）を回転駆動するモータ（30）と、冷媒を圧縮する圧縮機構（40）とが収容されている。圧縮機構（40）とモータ（30）とは、上下に延びる駆動軸（20）によって連結され、圧縮機構（40）は、モータ（30）よりも下方に設けられている。また、詳細については後述するが、モータ（30）は、アキシャルギャップ型のモータに構成されている。
【００４６】
上記駆動軸（20）は、２つの偏心部（26,27）を有している。これらの偏心部は、上側寄りの第１偏心部（26）と下側寄りの第２偏心部（27）とで構成されている。第１偏心部（26）と第２偏心部（27）とは、中間軸（20b）によって連結され、駆動軸（20）の回転方向における位相が互いに１８０°ずれるように偏心位置が定められている。第１偏心部（26）の上方には主軸部（20a）が形成される一方、第２偏心部（27）の下方には副軸部（20c）が形成されている。また、駆動軸（20）内には各摺動部に接続された給油路（図示省略）が形成され、副軸部（20c）の下端には、油溜まり部（18）の潤滑油を給油路（図示省略）に導く遠心ポンプ（21）が設けられている。
【００４７】
上記第２偏心部（27）と副軸部（20c）との間には、スラスト軸受（22）が設けられている。スラスト軸受（22）は、第２偏心部（27）の下面と副軸部（20c）の上面とにそれぞれ固定されている。また、スラスト軸受（22）は、横断面が副軸部（20c）よりも大きくなるように形成されている。そして、スラスト軸受（22）の外縁部の一部は、副軸部（20c）の外周側に設けられたリアヘッド（52）の上面に摺接し、該リアヘッド（52）に支持されている。なお、スラスト軸受（22）の下端面とリアヘッド（52）の上面との間には、上記駆動軸（20）内に形成された給油路から潤滑油が供給される。
【００４８】
圧縮機構（40）は、回転式の圧縮機構であって、２つの回転式圧縮機構部（41a,41b）が同軸上に連結された２シリンダ式の圧縮機構を構成している。また、２つの回転式圧縮機構部（41a,41b）は、シリンダ内のピストンがブレードに一体に連結されて該ピストンがシリンダ内を揺動するように偏心回転運動を行う、いわゆる揺動ピストン式の圧縮機構を構成している。
【００４９】
圧縮機構（40）には、駆動軸（20）の上側から下側に向かって順に、フロントヘッド（50）、第１シリンダ（42a）、ミドルプレート（51）、第２シリンダ（42b）、及びリアヘッド（52）が設けられている。これらの部材は、ボルトナット等の締結部材によって一体的に固定されている。
【００５０】
フロントヘッド（50）は、ケーシング（11）の胴部（12）の内周面に溶接固定されている。ミドルプレート（51）は、第１シリンダ（42a）と第２シリンダ（42b）との間に介設されている。リアヘッド（52）は、第２シリンダ（42b）の下面に固定されている。フロントヘッド（50）の中心には駆動軸（20）の主軸部（20a）が貫通され、ミドルプレート（51）の中心には駆動軸（20）の中間軸（20b）が貫通され、リアヘッド（52）の中心には駆動軸（20）の副軸部（20c）が貫通されている。
【００５１】
第１回転式圧縮機構部（41a）及び第２回転式圧縮機構部（41b）は、概ね同一の構造となっている。即ち、図２に示すように、各回転式圧縮機構部（41a,42b）は、シリンダ（42a,42b）とピストン（43a,43b）と一対のブッシュ（44a,44b）とブレード（45a,45b）とをそれぞれ備えている。
【００５２】
各シリンダ（42a,42b）は、略円筒状に形成され、その内部にシリンダ室（46a,46b）を形成している。即ち、第１シリンダ（42a）は、軸方向両端の開口がフロントヘッド（50）及びミドルプレート（51）に閉塞されることで、円環状の第１シリンダ室（46a）を内部に区画形成している。また、第２シリンダ（42b）は、軸方向両端の開口がミドルプレート（51）及びリアヘッド（52）に閉塞されることで、円環状の第２シリンダ室（46b）を内部に区画形成している。
【００５３】
第１シリンダ（42a）には、第１吸入管（15）が径方向に挿通され、第１吸入管（15）の流出端が第１シリンダ室（46a）と連通している。第２シリンダ（42b）には、第２吸入管（16）が径方向に挿通され、第２吸入管（16）の流出端が第２シリンダ室（46b）と連通している。また、第１シリンダ室（46a）には、フロントヘッド（50）を貫通する第１吐出ポート（19a）の流入端が開口している。第２シリンダ室（46b）には、リアヘッド（52）を貫通する第２吐出ポート（19b）の流入端が開口している。第１吐出ポート（19a）は、第１シリンダ室（46a）で圧縮された冷媒が流出する吐出口を構成し、第２吐出ポート（19b）は、第２シリンダ室（46b）で圧縮された冷媒が流出する吐出口を構成している。
【００５４】
第１ピストン（43a）は、第１偏心部（26）に外嵌する円筒状に形成され、第１シリンダ室（46a）に収容されている。第２ピストン（43b）は、第２偏心部（27）に外嵌する円筒状に形成され、第２シリンダ室（46b）に収容されている。これにより、各ピストン（43a,43b）は、シリンダ室（46a,46b）の内周面と摺接しながら偏心部（26,27）と共に偏心回転運動を行うように構成されている。
【００５５】
一対の第１ブッシュ（44a）は、第１シリンダ（42a）に形成された円形の第１ブッシュ溝（47a）に内嵌し、一対の第２ブッシュ（44b）は、第２シリンダ（42b）に形成された円形の第２ブッシュ溝（47b）に内嵌している。一対のブッシュ（44a,44b）は、ブッシュ溝（47a,47b）の内周面に摺接する円弧面とフラットな面とを有し、対となるフラットな面が互いに向かい合うように構成されている。そして、一対のブッシュ（44a,44b）の各フラットな面の間には、ブレード（45a,45b）が挿通している。
【００５６】
各ブレード（45a,45b）は、シリンダ（42a,42b）の径方向に延びている。第１ブレード（45a）は第１ピストン（43a）と一体に形成され、第２ブレード（45b）は第２ピストン（43b）と一体に形成されている。各ブレード（45a,45b）は、シリンダ室（46a,46b）を、吸入管（15,16）と連通する吸入側（低圧側）の空間と、吐出ポート（19a,19b）と連通する吐出側（高圧側）の空間とに仕切っている。
【００５７】
以上のような構成の各回転式圧縮機構部（41a,41b）では、ピストン（43a,43b）がシリンダ室（46a,46b）を偏心回転すると共に、ブレード（45a,45b）がブッシュ（44a,44b）の間を進退し且つブッシュ（44a,44b）がブッシュ溝（47）で揺動する。その結果、吸入管（15,16）よりシリンダ室（46a,46b）内に吸入された冷媒が圧縮され、圧縮された冷媒が吐出ポート（19a,19b）へ流出する。
【００５８】
図１に示すように、リアヘッド（52）の下面には、略環状の溝が形成され、該溝を塞ぐように環状の第１カバー板（53）が取り付けられている。リアヘッド（52）の下面の溝と第１カバー板（53）との間には第１マフラー室（61）が形成され、該第１マフラー室（61）に上記第２吐出ポート（19b）の流出端が開口している。
【００５９】
また、フロントヘッド（50）の上面には略環状の溝が形成され、該溝を塞ぐように略環状の第２カバー板（54）が取り付けられている。フロントヘッド（50）の上面の溝と第２カバー板（54）との間には第２マフラー室（62）が形成され、該第２マフラー室（62）に上記第１吐出ポート（19a）の流出端が開口している。
【００６０】
第２カバー板（54）の上側には略環状の第３カバー板（55）が取り付けられている。第３カバー板（55）と第２カバー板（54）との間には、第３マフラー室（63）が形成されている。
【００６１】
また、図２に示すように、第１マフラー室（61）と第２マフラー室（62）とは、２つの冷媒案内流路（C）で接続されている。各冷媒案内流路（C）は、リアヘッド（52）、第２シリンダ（42b）、ミドルプレート（51）、第１シリンダ（42a）、及びフロントヘッド（50）を軸方向に連続的に貫通して形成されている。
【００６２】
また、図１に示すように、上記駆動軸（20）の上部には、上記モータ（30）が取り付けられている。該モータ（30）は、駆動軸（20）に固定された円板状のロータ（32）と、そのロータ（32）の軸方向にエアギャップを介して対向するように配置された上側ステータ（31）及び下側ステータ（33）を備えている。上側ステータ（31）はロータ（32）の上側に配置され、下側ステータ（33）はロータ（32）の下側に配置されている。上側ステータ（31）及び下側ステータ（33）は、共にケーシング（11）に溶接固定されている。
【００６３】
上側ステータ（31）は、ステータコア（35）と、複数のアキシャルコイル（36）と、複数の磁性体板（37）と、ステータコア（35）を補強する補強板（38）とを備えている。
【００６４】
上記ステータコア（35）は、円環状の板部材に構成された磁性体からなるバックヨーク（35a）と、磁性体からなる複数（例えば、１２個）のティース（35b）とを備えている。バックヨーク（35a）の下面には、複数の平面形状が略台形状の溝（35c）が周方向に略等間隔に形成されている。一方、上記複数のティース（35b）は、それぞれ平面形状が上記バックヨーク（35a）の溝（35c）と略等しい略台形状の柱状体に形成されている。そして、各ティース（35b）は、バックヨーク（35a）の溝（35c）とそれぞれ嵌合している。このような構成により、複数のティース（35b）は、バックヨーク（35a）によって互いに磁気的に接続されている。
【００６５】
上記アキシャルコイル（36）は、駆動軸（20）と平行な方向を軸として複数のティース（35b）のそれぞれに巻回されている。アキシャルコイル（36）は、多相コイル（例えば、三相コイル）に構成され、スター結線されて電源（81）から電流が供給される。
【００６６】
なお、本実施形態では、アキシャルコイル（36）とは、導線が一纏まりに巻回された態様を指す。また、本実施形態では、アキシャルコイル（36）の各々が１つのティース（35b）に巻回された集中巻が例示されているが、アキシャルコイル（36）はこれに限られず、例えば分布巻であってもよい。
【００６７】
上記複数のティース（35b）のバックヨーク（35a）と反対側（ロータ（32）に対向する側）には、上記磁性体板（37）がそれぞれ取り付けられている。各磁性体板（37）は、平面形状がティース（35b）よりも大きい台形状に形成されている。これにより、各アキシャルコイル（36）を貫く磁性体（ティース（35b））のエアギャップに対向する対向面の面積が拡大される。つまり、このような磁性体板（37）を設けることにより、後述するロータ（32）の永久磁石（32a）からの界磁磁束が、各アキシャルコイル（36）に鎖交し易くなる。
【００６８】
上記補強板（38）は、バックヨーク（35a）と同じ外形に形成されている。補強板（38）は、バックヨーク（35a）の上面に当接した状態でバックヨーク（35a）に固定されている。
【００６９】
また、バックヨーク（35a）の外縁部には、上下方向に貫通する貫通孔に構成されたコアカット（35d）が設けられている。また、補強板（38）の外縁部には、上記バックヨーク（35a）のコアカット（35d）に対応する位置に同じ平面形状で上下方向に貫通する切り欠き部（38a）が形成されている。
【００７０】
上記ロータ（32）は、複数（本実施形態では８つ）の板状の永久磁石（32a）と、同数（８つ）の磁性体（32b）と、これら永久磁石（32a）と磁性体（32b）とを保持するホルダ（32c）とを有している。
【００７１】
ホルダ（32c）は、駆動軸（20）が挿通される円筒形状のボス部と、該ボス部から放射状に延びる複数（本実施形態では８つ）の棒状のスポーク部と、該スポーク部の外側端部を連結する円環状のリム部とを備えている。ホルダ（32c）は、ボス部が駆動軸（20）に外嵌されることによって該駆動軸（20）に固定されている。
【００７２】
ホルダ（32c）には、上記ボス部とスポーク部とリム部とによって８つのスリット（34）が形成されている。各スリット（34）は、永久磁石（32a）が嵌め込まれる下側スリット（34a）と、磁性体（32b）が嵌め込まれる上側スリット（34b）とによって構成されている。上側スリット（34b）は、下側スリット（34a）よりも平面形状が一回り大きくなるように形成されている。また、ホルダ（32c）のリム部は、ケーシング（11）の胴部（12）の内径よりも小径に形成されている。
【００７３】
８つの永久磁石（32a）は、平面形状が上記ホルダ（32c）の下側スリット（34a）と略等しい形状に形成され、該下側スリット（34a）に嵌め込まれている。また、各永久磁石（32a）は、駆動軸（20）に沿った方向（永久磁石（32a）の厚み方向）に着磁されており、その両面にＮ極又はＳ極の磁極を呈している。そして、各永久磁石（32a）は、隣り合う永久磁石（32a）の磁極の極性が異なるように配置されている。
【００７４】
８つの磁性体（32b）は、平面形状が上記永久磁石（32a）よりも一回り大きい、上記ホルダ（32c）の上側スリット（34b）と略等しい形状に形成され、該上側スリット（34b）に嵌め込まれている。各磁性体（32b）は、下側スリット（34a）に嵌め込まれた永久磁石（32a）の上面と当接している。これらの磁性体（32b）は、励磁された上側ステータ（31）の外部磁界によってロータ（32）に減磁界が作用する場合に、各永久磁石（32a）に作用する減磁界の影響を緩和し、各永久磁石（32a）が減磁するのを防止する。なお、後述する下側ステータ（33）はコイルを有さず励磁されないため、下側ステータ（33）からの減磁界を考慮する必要はない。よって、永久磁石（32a）の下側には磁性体を設けず、永久磁石（32a）の下面は露出している。
【００７５】
また、ロータ（32）には、本発明に係る力発生手段を構成する複数の羽根部材（39）が形成されている。複数の羽根部材（39）は、ホルダ（32c）の外周面に形成されている。具体的には、ホルダ（32c）の外周面には、螺旋状に延びる複数の溝（39a）が切削され、該複数の溝（39a）によって、各溝（39a）の間に上記複数の螺旋状に延びる羽根部材（39）が形成されている。
【００７６】
羽根部材（39）は、ロータ（32）が図４中の実線矢印の方向に回転すると、同図４中の破線矢印の方向に流体流れを形成するように構成されている。そして、ロータ（32）には、該流体流れの方向（図４の破線矢印）とは逆向きの揚力（白抜き矢印）が作用する。なお、詳細については後述するが、羽根部材（39）は、上記揚力がロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きに作用するように構成されている。
【００７７】
下側ステータ（33）は、磁性体からなる円環状の板部材からなるステータコア（33a）と、環状の磁性体（33b）とを有している。ステータコア（33a）は、上記ロータ（32）の永久磁石（32a）と対応する位置に環状の溝（33c）が形成され、該溝（33c）に環状の磁性体（33b）が埋め込まれている。
【００７８】
なお、ステータコア（33a）の外縁部には、駆動軸（20）の軸方向に貫通する貫通孔に構成されたコアカット（33d）が設けられている。
【００７９】
図３に示すように、上記補強板（38）の切り欠き部（38a）と、バックヨーク（35a）のコアカット（35d）と、下側ステータ（33）のコアカット（33d）とは、周方向において同じ角度位置に設けられている。そして、モータ（30）の外周側には、補強板（38）の切り欠き部（38a）、上側ステータ（31）のコアカット（35d）及び下側ステータ（33）のコアカット（33d）を含み、駆動軸（20）の軸方向に延びてモータ（30）の軸方向の両側の空間（上方空間と下方空間）を連通する３つの連通路（70）が形成されている。連通路（70）は、ケーシング（11）の内部空間（S1）の下部に設けられた圧縮機構（40）から吐出された冷媒をモータ（30）の上方に導くための冷媒通路に構成されている。また、連通路（70）は、冷媒に混入してモータ（30）上方に至った潤滑油をケーシング（11）下部の油溜まり部（18）に戻すための油戻し通路としても用いられる。
【００８０】
〈エアギャップ〉
詳細については後述するが、上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）に電流を流すと、上側ステータ（31）及び下側ステータ（33）とロータ（32）との間にはそれぞれに引き合う磁気吸引力が生じる。これにより、ロータ（32）には、回転方向への回転力と軸方向上向きと下向きの軸力とが生じる。ここで、上側ステータ（31）と下側ステータ（33）とは、アキシャルコイル（36）を備えた巻線ステータである上側ステータ（31）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力の軸方向成分が、アキシャルコイルを備えていない非巻線ステータである下側ステータ（33）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力の軸方向成分とほぼ等しくなる若しくは僅かに小さくなるように配置されている。具体的には、図４に示すように、上側ステータ（31）と下側ステータ（33）とを、下側ステータ（33）とロータ（32）との間のエアギャップｄ２が上側ステータ（31）とロータ（32）との間のエアギャップｄ１よりも短くなるように配置している。
【００８１】
〈制御部〉
上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）は、それぞれ電源（81）に接続され、電源には制御部（80）が接続されている。制御部（80）は、電源（81）から上側ステータ（31）の複数のアキシャルコイル（36）に供給される電流を制御して、上側ステータ（31）にロータ（32）を回転駆動する回転磁界を発生させる。
【００８２】
なお、ロータ（32）の回転数が増加すると、ロータ（32）の永久磁石（32a）による逆起電力が電源（81）による供給電圧よりも大きくなってアキシャルコイル（36）に電流が流れなくなることがある。これを防止すべく、制御部（80）は弱め磁束制御が実行される。弱め磁束制御の詳細については後述する。
【００８３】
−運転動作−
次に、実施形態１に係る圧縮機（10）の運転動作について説明する。
【００８４】
まず、制御部（80）によって、モータ（30）の上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）に電流を流すと、上側ステータ（31）に回転磁界が発生する。該回転磁界にロータ（32）の永久磁石（32a）が吸引されてロータ（32）が回転駆動され、駆動軸（20）が回転する。
【００８５】
駆動軸（20）が回転すると各偏心部（26,26）が偏心回転し、これに伴い各ピストン（43a,43b）が各シリンダ室（46a,46b）の内周面に沿うように回転する。
【００８６】
このようにしてピストン（43a,43b）が回転すると、各吸入管（15,16）から各シリンダ室（46a,46b）へ冷媒が吸入される。各シリンダ室（46a,46b）では、ピストン（43a,43b）とブレード（45a,45b）によって区画される空間の容積が変化することで、冷媒が圧縮される。高圧側の空間の冷媒の圧力が所定値以上になると、各吐出ポート（19a,19b）のリード弁（図示省略）が開放され、高圧の冷媒が各吐出ポート（19a,19b）を流出する。
【００８７】
第１吐出ポート（19a）からは第２マフラー室（62）へ冷媒が流出する一方、第２吐出ポート（19b）からは第１マフラー室（61）へ冷媒が流出する。第１マフラー室（61）内の冷媒は、２つの冷媒案内流路（C）に分流し、各冷媒案内流路（C）を流れる冷媒は、上方へ案内されて第２マフラー室（62）へ流入する。このようにして、第２マフラー室（62）では、第１回転式圧縮機構部（41a）の吐出冷媒と、第２回転式圧縮機構部（41b）の吐出冷媒とが合流する。第２マフラー室（62）で合流した冷媒は、第１流出口を通じて第３マフラー室（63）へ送られ、第２流出口を通じて内部空間（S1）に流出する。内部空間（S1）へ流出した冷媒は、モータ（30）の上方空間と下方空間とを連通する連通路（70）を上方に向かって流れ、吐出管（17）よりケーシング（11）の外部へ吐出される。
【００８８】
−弱め磁束制御−
上述のように、制御部（80）は、上側ステータ（31）にロータ（32）を回転駆動する回転磁界が形成されるように複数のアキシャルコイル（36）の電流制御を行うが、ロータ（32）が高回転できるように弱め磁束制御を行っている。
【００８９】
なお、弱め磁束制御とは、ロータ（32）の回転数の増加に伴ってアキシャルコイル（36）に流れる電流の位相を進めていく制御を言う。
【００９０】
ロータ（32）の回転数が増加すると、ロータ（32）の永久磁石（32a）からの磁束によって各アキシャルコイル（36）に生じる逆起電力が増大する。そして、該逆起電力が供給電力を上回ると、各アキシャルコイル（36）に電流が流れなくなり、ロータ（32）を回転駆動できなくなる。そこで、上述のように、弱め磁束制御を行うと、回転数の増加に伴って、アキシャルコイル（36）に流れる電流の位相が進んでいく。つまり、アキシャルコイル（36）では、ロータ（32）の回転数が増加するにつれて、対向するロータ（32）の永久磁石（32a）からの磁束と逆極性の磁束が増加する。これにより、永久磁石（32a）からの磁束が弱められ、該永久磁石（32a）によって各アキシャルコイル（36）に生じる逆起電力を低減することができる。
【００９１】
−ロータに作用する軸力−
図４に示すように、上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）に電流を流すと、上側ステータ（31）及び下側ステータ（33）とロータ（32）との間にはそれぞれに引き合う磁気吸引力が生じ、ロータ（32）には、軸方向上向きと下向きの軸力とが作用する。また、ロータ（32）が回転駆動されると、羽根部材（39）によって流体流れが形成され、ロータ（32）には揚力が作用する。以下、その関係について詳述する。
【００９２】
上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）に電流が流れると、上側ステータ（31）に回転磁界が発生し、該回転磁界とロータ（32）の永久磁石（32a）とによって上側ステータ（31）とロータ（32）との間には磁気吸引力が作用してロータ（32）が回転駆動される。このとき、上側ステータ（31）とロータ（32）との間に作用する磁気吸引力は、軸方向成分を有しており、該軸方向成分はロータ（32）に上向きの力を作用する。
【００９３】
一方、磁性体（33b）を有する下側ステータ（33）とロータ（32）との間には、永久磁石（32a）からの磁束によって軸方向に磁気吸引力が発生する。これにより、ロータ（32）には下側ステータ（33）によって軸方向下向きの力が作用する。
【００９４】
また、上述のように、上側ステータ（31）と下側ステータ（33）は、上側ステータ（31）とロータ（32）との間のエアギャップｄ１が下側ステータ（33）とロータ（32）との間のエアギャップｄ２よりも大きくなるように配置されている。これにより、ロータ（32）の始動直後の低回転域においては、上側ステータ（31）の回転磁界によってロータ（32）に作用する磁気吸引力の軸方向成分（上向きの軸力）と下側ステータ（33）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力（下向きの軸力）とがほぼ等しくなる。
【００９５】
ところが、上述したように、本実施形態では、制御部（80）によって弱め磁束制御が行われる。そのため、ロータ（32）の回転数の増加に伴って、アキシャルコイル（36）を流れる電流の位相が進められ、該アキシャルコイル（36）には軸方向に対向する永久磁石（32a）からの磁束を打ち消す逆極性の磁束が増加していく。これにより、上側ステータ（31）の回転磁界によってロータ（32）に作用していた磁気吸引力の軸方向成分（上向きの軸力）が減少する。そのため、低回転域においてバランスしていたロータ（32）に作用する軸方向上向きの磁気吸引力と軸方向下向きの磁気吸引力が高回転域ではバランスしなくなる。つまり、回転数の増加に伴って、ロータ（32）に作用する軸方向下向きの力（磁力によるスラスト荷重）が増大する（図４の太線矢印）。
【００９６】
しかしながら、上述したように、ロータ（32）が回転すると、羽根部材（39）によって軸方向下向き（図３中の破線矢印の方向）に流体流れが形成され、ロータ（32）には軸方向上向き（図３中の白抜き矢印の方向）の揚力が作用する。つまり、ロータ（32）には、羽根部材（39）によって、弱め磁束制御によって増大する軸方向下向きの力（磁力によるスラスト荷重）と逆向きの揚力が作用する。これにより、ロータ（32）の回転数の増加に伴って増大する軸方向下向きの磁力によるスラスト荷重を、回転数の増加に伴って増大する羽根部材（39）による揚力によって相殺することができる。よって、ステータ（31,33）によってロータ（32）に作用する磁力の軸方向成分によって発生するスラスト荷重を羽根部材（39）による揚力によって相殺することができる。
【００９７】
−潤滑動作及び油戻し動作−
油溜まり部（18）の潤滑油は、駆動軸（20）の回転に伴って遠心ポンプ（21）によって駆動軸（20）内の給油路（図示省略）に汲み上げられ、圧縮機構（40）の各摺動部に供給される。
【００９８】
ここで、圧縮機構（40）に供給された潤滑油の一部は、吐出冷媒と共にケーシング（11）の内部空間（S1）に吐出され、吐出冷媒と共に連通路（70）を上方に向かって流動する。そして、吐出冷媒中の潤滑油は、ケーシング（11）の内壁面に衝突して冷媒から分離され、連通路（70）を通って油溜まり部（18）に戻る。
【００９９】
ところで、ロータ（32）付近の冷媒及び潤滑油は、ロータ（32）の回転による遠心力によってロータ（32）の外周側に押し出され、連通路（70）内に流入する。これにより、連通路（70）のロータ（32）の外周付近の圧力が局所的に上昇して高圧部が形成される。その結果、モータ（30）上部において吐出冷媒から分離された潤滑油が連通路（70）の壁面を介して油溜まり部（18）まで戻ることを阻害する虞がある。
【０１００】
しかしながら、ロータ（32）の外周面には、羽根部材（39）が形成されているため、ロータ（32）の回転に伴って連通路（70）には羽根部材（39）による流体流れが形成される。これにより、連通路（70）における高圧部の形成が抑制される。よって、モータ（30）の上部において吐出冷媒から分離された潤滑油が連通路（70）の壁面を伝って円滑に油溜まり部（18）まで戻ることとなる。
【０１０１】
−実施形態１の効果−
以上のように、本発明の実施形態１に係るアキシャルギャップ型のモータ（30）によれば、ロータ（32）の回転に伴って、流体流れを形成してロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力（揚力）をロータ（32）に作用させる羽根部材（39）を設けたことにより、スラスト荷重を低減することができる。
【０１０２】
具体的には、本モータ（30）では、ステータとしてロータ（32）の軸方向両側に上側ステータ（31）（巻線ステータ）と下側ステータ（33）（補助ステータ）とを設けて、上側ステータ（31）及び下側ステータ（33）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力の軸方向成分を相殺させることとしている。ところが、本モータ（30）では、弱め磁束制御を採用しているため、ロータ（32）の回転数の増加に伴って上側ステータ（31）とロータ（32）との間に作用する磁気吸引力が低下する。つまり、回転数の増加に伴って、ロータ（32）に作用する軸方向下向きの磁気吸引力が相殺されなくなって軸方向下向きの力（磁力によるスラスト荷重）が増大してしまう。しかしながら、本モータ（30）には、上記ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの揚力を発生させる羽根部材（39）が設けられている。そのため、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重を揚力によって低減することができる。
【０１０３】
このように、本モータ（30）によれば、羽根部材（39）によって、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力を発生させる本発明に係る力発生手段を容易に構成することができる。
【０１０４】
さらに、羽根部材（39）による揚力は、ロータ（32）の回転数の増加に伴って増大するため、同様に回転数の増加に伴って増大する磁力によるスラスト荷重を効果的に低減することができる。従って、ロータ（32）の回転数に拘わらず、スラスト荷重を低減することができると共に、高回転域において特に問題となるスラスト軸受（22）の損失や焼き付きを効果的に防止することができる。
【０１０５】
《発明の実施形態２》
実施形態２は、図５に示すように、本発明に係るステータを実施形態１と同様の上側ステータ（31）（巻線ステータ）のみによって構成したものである。つまり、実施形態１における下側ステータ（33）（補助ステータ）を省略したものである。
【０１０６】
本実施形態２では、モータ（30）は、上側ステータ（31）とロータ（32）とを備えている。上側ステータ（31）は、実施形態１と同様に構成されている。一方、ロータ（32）は、実施形態１とほぼ同様に構成されているが、外周面に形成された本発明に係る力発生手段を構成する複数の羽根部材（39）が実施形態１とは逆回りの螺旋を描くように形成されている。そのため、図５に示すように、ロータ（32）が反時計回りに回転すると、ロータ（32）の外周側には軸方向上向きの流体流れが形成され、ロータ（32）には軸方向下向きの揚力が作用する。
【０１０７】
その他の構成については実施形態１と同様であるため説明を省略する。また、圧縮機（10）の基本的な動作、上側ステータ（31）の制御（弱め磁束制御）、潤滑動作及び油戻し動作等については実施形態１と同様であるため説明を省略し、以下、ロータ（32）に作用する軸力について詳述する。
【０１０８】
−ロータに作用する軸力−
図５に示すように、上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）に電流が流れると、上側ステータ（31）に回転磁界が発生し、該回転磁界とロータ（32）の永久磁石（32a）とによって上側ステータ（31）とロータ（32）との間には磁気吸引力が作用してロータ（32）が回転駆動される。このとき、上側ステータ（31）とロータ（32）との間に作用する磁気吸引力は、軸方向成分を有しており、該軸方向成分はロータ（32）に上向きの力を作用する（図５の太線矢印）。これにより、スラスト荷重が発生する。
【０１０９】
ところが、本実施形態においても、制御部（80）によって弱め磁束制御が行われる。そのため、ロータ（32）の回転数の増加に伴って、アキシャルコイル（36）を流れる電流の位相が進められ、該アキシャルコイル（36）には軸方向に対向する永久磁石（32a）からの磁束を打ち消す逆極性の磁束が増加していく。これにより、上側ステータ（31）の回転磁界によってロータ（32）に作用していた磁気吸引力の軸方向成分（上向きの軸力）が減少する。これにより、スラスト荷重が減少する。
【０１１０】
上記のように弱め磁束制御を行っても、依然として上側ステータ（31）とロータ（32）との間には磁気吸引力が作用する。しかしながら、上述したように、ロータ（32）には、羽根部材（39）によって力（揚力）が作用する。本実施形態２では、上側ステータ（31）によってロータ（32）に作用する軸方向上向きの磁力によるスラスト荷重と逆向き（図５の白抜き矢印）に揚力が作用するように羽根部材（39）が形成されている。これにより、上側ステータ（31）によってロータ（32）に作用する軸方向上向きの磁力によるスラスト荷重を、回転数の増加に伴って増大する羽根部材（39）による力（揚力）によって相殺することができる。
【０１１１】
従って、本実施形態２においても、上側ステータ（31）によってロータ（32）に作用する磁力の軸方向成分によって発生するスラスト荷重を羽根部材（39）による力（揚力）によって相殺することができる。また、本実施形態２のようにステータを１つしか備えていないモータ（30）では、上側ステータ（31）によってロータ（32）に作用する磁力の軸方向成分が大きくなるため、実施形態１に比べてスラスト荷重が大きくなり、羽根部材（39）を設けることによるスラスト荷重を低減できる効果がより顕著となる。
【０１１２】
《発明の実施形態３》
実施形態３は、図６に示すように、本発明に係るステータを２つの巻線ステータによって構成したものである。
【０１１３】
具体的には、実施形態３では、モータ（30）は、実施形態１と同様の上側ステータ（31）及びロータ（32）と、巻線ステータに構成された下側ステータ（91）を備えている。
【０１１４】
下側ステータ（91）は、上側ステータ（31）とほぼ同様に構成され、ロータ（32）を中心として上下対称に設けられている。具体的には、下側ステータ（91）は、ステータコア（92）と、複数のアキシャルコイル（93）と、複数の磁性体板（94）と、ステータコア（92）を補強する補強板（95）とを備えている。
【０１１５】
上記ステータコア（92）は、上側ステータ（31）と同様に円環状の板部材に構成された磁性体からなるバックヨーク（92a）と、磁性体からなる複数（例えば、１２個）のティース（92b）とを備えている。そして、アキシャルコイル（93）は、駆動軸（20）と平行な方向を軸として複数のティース（92b）のそれぞれに巻回されている。アキシャルコイル（93）は、上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）よりも巻き数の少ないコイルによって構成されている。
【０１１６】
なお、上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）及び下側ステータ（91）のアキシャルコイル（93）に電流を流すと、上側ステータ（31）及び下側ステータ（33）とロータ（32）との間にはそれぞれに引き合う磁気吸引力が生じる。これにより、ロータ（32）には、回転方向への回転力と軸方向上向きと下向きの軸力とが生じる。
【０１１７】
また、上側ステータ（31）と下側ステータ（33）とは、巻き数の多いアキシャルコイル（36）を備えた上側ステータ（31）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力の軸方向成分が、巻き数の少ないアキシャルコイル（93）を備えた下側ステータ（33）によってロータ（32）に作用する磁気吸引力の軸方向成分とほぼ等しくなる若しくは僅かに小さくなるように配置されている。具体的には、上側ステータ（31）と下側ステータ（91）とを、下側ステータ（91）とロータ（32）との間のエアギャップｄ２が上側ステータ（31）とロータ（32）との間のエアギャップｄ１よりも短くなるように配置している。
【０１１８】
その他の構成については実施形態１と同様であるため説明を省略する。また、圧縮機（10）の基本的な動作、潤滑動作及び油戻し動作等については実施形態１と同様であるため説明を省略し、以下、両ステータ（31,91）の制御（弱め磁束制御）及びロータ（32）に作用する軸力について詳述する。
【０１１９】
−両ステータの制御−
上述のように、制御部（80）は、上側ステータ（31）及び下側ステータ（91）にロータ（32）を回転駆動する回転磁界が形成されるようにそれぞれのアキシャルコイル（36,93）の電流制御を行う。具体的には、制御部（80）は、上側ステータ（31）及び下側ステータ（91）の軸方向に対向するアキシャルコイル（36,93）に同一方向の磁束が発生するように電流制御を行う。
【０１２０】
また、実施形態３においても、ロータ（32）を高速回転可能とするために、制御部（80）によって弱め磁束制御が実行される。そのため、回転数の増大に伴って、両ステータ（31,91）のアキシャルコイル（36,93）に流れる電流の位相が進んでいく。つまり、アキシャルコイル（36,93）では、ロータ（32）の回転数が増加するにつれて、ロータ（32）の永久磁石（32a）からの磁束と逆極性の磁束が増加していく。これにより、永久磁石（32a）から各アキシャルコイル（36,93）に至る磁束が弱められ、各永久磁石（32a）によって両ステータ（31,91）のアキシャルコイル（36,93）に生じる逆起電力を低減することができる。
【０１２１】
−ロータに作用する軸力−
図６に示すように、上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）に電流が流れると、上側ステータ（31）に回転磁界が発生し、該回転磁界とロータ（32）の永久磁石（32a）とによって上側ステータ（31）とロータ（32）との間には磁気吸引力が作用してロータ（32）が回転駆動される。このとき、上側ステータ（31）とロータ（32）との間に作用する磁気吸引力は、軸方向成分を有しており、該軸方向成分はロータ（32）に上向きの力を作用する。
【０１２２】
一方、上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）よりも巻き数の少ないアキシャルコイル（93）を備えた下側ステータ（91）では、アキシャルコイル（93）に電流が流れると、下側ステータ（91）に回転磁界が発生し、該回転磁界とロータ（32）の永久磁石（32a）とによって下側ステータ（91）とロータ（32）との間には磁気吸引力が作用してロータ（32）が回転駆動される。このとき、下側ステータ（91）とロータ（32）との間に作用する磁気吸引力は、軸方向成分を有しており、該軸方向成分はロータ（32）に下向きの力を作用する。
【０１２３】
また、上述のように、上側ステータ（31）と下側ステータ（91）は、上側ステータ（31）とロータ（32）との間のエアギャップｄ１が下側ステータ（91）とロータ（32）との間のエアギャップｄ２よりも大きくなるように配置されている。これにより、ロータ（32）の始動直後の低回転域においては、上側ステータ（31）の回転磁界によってロータ（32）に作用する磁気吸引力の軸方向成分（上向きの軸力）と下側ステータ（91）の回転磁界によってロータ（32）に作用する磁気吸引力の軸方向成分（下向きの軸力）とがほぼ等しくなる。
【０１２４】
ところが、上述したように、本実施形態では、制御部（80）によって弱め磁束制御が行われる。そのため、ロータ（32）の回転数の増加に伴って、両ステータ（31,91）のアキシャルコイル（36,93）を流れる電流の位相が進められ、該アキシャルコイル（36,93）には軸方向に対向する永久磁石（32a）からの磁束を打ち消す逆極性の磁束が増加していく。これにより、上側ステータ（31）の回転磁界によってロータ（32）に作用していた磁気吸引力の軸方向成分（上向きの軸力）及び下側ステータ（91）の回転磁界によってロータ（32）に作用していた磁気吸引力の軸方向成分（下向きの軸力）が共に減少する。
【０１２５】
ここで、上述したように、下側ステータ（91）のアキシャルコイル（93）は、上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）よりも巻き数の少ないコイルによって構成されている。そのため、両ステータ（31,91）のアキシャルコイル（36,93）の電流の位相を同時に同程度進めても、永久磁石（32a）からの磁束を打ち消す逆極性の磁束の増加率は、上側ステータ（31）と下側ステータ（91）とで異なり、上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36,93）の方が各段に逆極性の磁束の増加率が高くなる。そのため、低回転域においてバランスしていたロータ（32）に作用する軸方向上向きの磁気吸引力と軸方向下向きの磁気吸引力が高回転域ではバランスしなくなる。つまり、回転数の増加に伴って、ロータ（32）に作用する軸方向下向きの磁力によるスラスト荷重が増大する（図６の太線矢印）。
【０１２６】
しかしながら、上述したように、ロータ（32）には、羽根部材（39）によって力（揚力）が作用する。本実施形態では、上述のように弱め磁束制御によって増大する軸方向下向きの磁力によるスラスト荷重と逆向き（図６の白抜き矢印）に力（揚力）が作用するように羽根部材（39）が形成されている。これにより、ロータ（32）の回転数の増加に伴って増大する軸方向下向きの磁力を、回転数の増加に伴って増大する羽根部材（39）による力（揚力）によって相殺することができる。よって、ステータ（31,33）によってロータ（32）に作用する磁力の軸方向成分によって発生するスラスト荷重を羽根部材（39）による力（揚力）によって相殺することができる。
【０１２７】
《その他の実施形態》
上記各実施形態では、本発明に係る力発生手段を構成する羽根部材（39）は、図７（Ａ）に示すような矩形の断面形状となるように形成されていた。しかし、羽根部材（39）の形状はこれに限られない。例えば、図７（Ｂ）に示すように、断面形状が三角形となるように形成されていてもよい。また、図７（Ｃ）〜（Ｅ）に例示するように、羽根部材（39）よりも溝（39a）を大きく形成しても勿論よい。また、図７（Ｃ）〜（Ｅ）に示すように、溝（39a）の断面形状はいかなる形状であってもよい。
【０１２８】
また、本発明に係る羽根部材（39）は、上記各実施形態では、ロータ（32）のホルダ（32c）の外周面に溝（39a）を切削することによって形成されていたが、羽根部材（39）の加工方法はこれに限られない。例えば、羽根部材（39）をホルダ（32c）とは別個に加工して接着又は締結によってホルダ（32c）の外周面に固定してもよく、羽根部材（39）とホルダ（32c）とを鋳物や樹脂材で一体成型してもよい。
【０１２９】
また、上記各実施形態では、羽根部材（39）のピッチ（傾斜）が常に一定となるように形成されていたが、羽根部材（39）は、ホルダ（32c）の外周面からさらに径方向外側に向かう程ピッチが浅くなるように形成してもよい。このように羽根部材（39）を形成すると、羽根部材（39）は径方向外側に向かう程速度が高くなるため、より大きな揚力を発生させることができる。
【０１３０】
また、本発明に係る力発生手段は、羽根部材（39）に限られず、流体流れを形成してロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きの力をロータ（32）に作用させることができるものであればいかなるものであってもよい。例えば、図８（Ａ）に示すように、ホルダ（32c）のステータとの対向面に形成された微少な隙間によって構成されていてもよい。
【０１３１】
具体的には、ホルダ（32c）のスポーク部に図８（Ｂ）や図８（Ｃ）に示すような断面形状の深さ数μｍの溝（139）を形成する。これにより、ロータ（32）が回転すると、周囲の流体が上記溝（139）に押し込まれ、溝（139）内に押し込まれた流体の圧力によってロータ（32）にはステータと離れる方向に力が作用する。
【０１３２】
なお、実施形態１及び実施形態３では、ロータ（32）の下面（下側ステータ（33,91）との対向面）に上記溝（139）を形成することにより、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向き（軸方向上向き）の力がロータ（32）に作用するように流体流れを形成することができる。一方、実施形態２では、ロータ（32）の上面（上側ステータ（31）との対向面）に上記溝（139）を形成することにより、ロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向き（軸方向下向き）の力がロータ（32）に作用するように流体流れを形成することができる。
【０１３３】
なお、上記溝（139）は、リム部に形成することとしてもよい。また、溝（139）の長さ及び幅は上記図８（Ａ）に示すものに限られない。
【０１３４】
また、上記実施形態３では、巻線ステータからなる上側ステータ（31）及び下側ステータ（91）を同一の制御部（80）によって電流制御することとしていたが、上側ステータ（31）及び下側ステータ（91）は別個の制御部（例えば、上側制御部及び下側制御部）によってそれぞれ別個に電流制御されることとしてもよい。
【０１３５】
また、実施形態３において、上側ステータ（31）及び下側ステータ（91）の巻き数を等しくなるように構成し、別個の制御部によって電流制御することとしてもよい。このような場合において、上側ステータ（31）と下側ステータ（91）とにおいて弱め磁束制御の程度を異ならせる（位相の進度を異ならせる）と、低回転域においてバランスしていたロータ（32）に作用する軸方向上向きの磁気吸引力と軸方向下向きの磁気吸引力が高回転域ではバランスしなくなる。つまり、回転数の増加に伴って、弱め磁束制御の程度の低い（位相の進度が遅い）方のステータ向きの磁力によるスラスト荷重が増大する。このような場合においても、本発明に係る力発生手段（羽根部材（39）又は溝（139））を適用してロータ（32）に作用する磁力によるスラスト荷重と逆向きに力（揚力）を作用させることにより、本発明の目的であるスラスト荷重を低減することができる。
【０１３６】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
以上説明したように、本発明は、アキシャルギャップモータ及びそれを備えた圧縮機について有用である。
【符号の説明】
【０１３８】
１０      圧縮機
１１      ケーシング
２０      駆動軸
２２      スラスト軸受
３０      モータ（アキシャルギャップモータ）
３１      上側ステータ（巻線ステータ）
３２      ロータ
３２ａ    永久磁石 
３３      下側ステータ（補助ステータ）
３６      アキシャルコイル（巻線）
３９      羽根部材（力発生手段）
３９ａ    溝
４０      圧縮機構
８０      制御部
８１      電源
９１      下側ステータ（補助ステータ）
９３      アキシャルコイル（巻線）
１３９      溝（力発生手段）
【図１】
2011130565.tif 000003
【図２】
2011130565.tif 000004
【図３】
2011130565.tif 000005
【図４】
2011130565.tif 000006
【図５】
2011130565.tif 000007
【図６】
2011130565.tif 000008
【図７】
2011130565.tif 000009
【図８】
2011130565.tif 000010