(57)【要約】【課題】アキシャルギャップ型モータを備えた流体機械において、各摺動部へ供給される冷凍機油が不足してしまうことを回避する。【解決手段】流体機械は、該アキシャルギャップ型モータ（30）の軸方向の上方に上部空間（S1）を区画して下方に下部空間（S2）を区画するケーシング（11）と、下部空間（S2）に配置され、アキシャルギャップ型モータ（30）に駆動されて冷媒を圧縮又は膨張する流体機構部（50）と、ケーシング（11）の内周と回転軸（20）の外周との間に形成され、流体機構部（50）から上記下部空間（S2）へ流出した冷媒を上部空間（S1）へ送るための冷媒流路（C）とを備える。回転軸（20）には、上部空間（S1）と下部空間（S2）とを連通させる連通路（90）が形成される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に回転軸（20）が固定される円板状のロータ（37）と、該ロータ（37）に対して回転軸（20）の軸方向に対向配置されるステータ（31）とを有するアキシャルギャップ型モータ（30）と、
上記アキシャルギャップ型モータ（30）が収容され、該アキシャルギャップ型モータ（30）の軸方向の上方に上部空間（S1）を区画して下方に下部空間（S2）を区画するケーシング（11）と、
上記下部空間（S2）に配置され、上記アキシャルギャップ型モータ（30）に駆動されて冷媒を圧縮又は膨張する流体機構部（50）と、
上記ケーシング（11）の内周と上記回転軸（20）の外周との間に形成され、上記流体機構部（50）から上記下部空間（S2）へ流出した冷媒を上記上部空間（S1）へ送るための冷媒流路（C）と、
流入端が上記上部空間（S1）に連通し、該上部空間（S1）の冷媒を上記ケーシング（11）の外部へ送るための導出管（17）と、を備えた流体機械であって、
上記回転軸（20）には、上記上部空間（S1）と上記下部空間（S2）とを連通させる連通路（90）が形成されていることを特徴とする流体機械。
【請求項２】
請求項１において、
上記連通路（90）は、上記回転軸（20）の内部を軸方向に延びる軸流路（91）と、該軸流路（91）から径方向に延びて回転軸（20）の外周面に開口する径方向流路（92）とを含んでいることを特徴とする流体機械。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記下部空間（S2）には、上記流体機構部（50）の下側に油溜まり部（18）が形成され、
上記連通路（90）の端部開口（92a）は、上記下部空間（S2）のうち上記流体機構部（50）とアキシャルギャップ型モータ（30）の間に繋がっていることを特徴とする流体機械。
【請求項４】
請求項３において、
上記回転軸（20）の下部には、上記油溜まり部（18）の油を上記流体機構部（50）の摺動部へ供給するための油供給通路（80）が形成されていることを特徴とする流体機械。
【請求項５】
請求項４において、
上記回転軸（20）には、その上部側に上記連通路（90）が形成され、該連通路（90）よりも下側に上記油供給通路（80）が形成されていることを特徴とする流体機械。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
上記アキシャルギャップ型モータ（30）は、上記ロータ（37）の上側に対向配置され、上下に貫通する貫通孔（87）が形成される上側ステータ（31）を有し、
上記回転軸（20）は、上記上側ステータ（31）の貫通孔（87）に臨むように延びており、
上記連通路（90）には、上記上側ステータ（31）の貫通孔（87）と連通するように上記回転軸（20）の上端面に開口（90a）が形成されていることを特徴とする流体機械。
【請求項７】
請求項６において、
上記連通路（90）の上端側の開口（90a）の内径が、上記上側ステータ（31）の貫通孔（87）の下端側の開口（87c）の内径よりも大きいことを特徴とする流体機械。
【請求項８】
請求項６又は７において、
上記貫通孔（87）の上端部には、上方に向かうにつれて内径が大きくなる拡径部（87a）が形成されていることを特徴とする流体機械。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１つにおいて、
上記上側ステータ（31）には、上記回転軸（20）の上端側の開口（90a）の内部まで下方に突出する突出部（88）が形成され、
上記突出部（88）の内部に上記貫通孔（87）が形成されていることを特徴とする流体機械。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１つにおいて、
上記上側ステータ（31）の貫通孔（87）の下側周縁部と上記回転軸（20）の上端部との間をシールするシール部材（95,97）を備えていることを特徴とする流体機械。
【請求項１１】
請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
上記アキシャルギャップ型モータ（30）は、上記ロータ（37）の上側に対向配置され、上記回転軸（20）が貫通する貫通穴（31a）が形成される上側ステータ（31）を有し、
上記連通路（90）には、上記上部空間（S1）に臨むように該回転軸（20）の上端面に開口（90a）が形成されていることを特徴とする流体機械。
【請求項１２】
請求項１１において、
上記上側ステータ（31）の貫通穴（31a）の内周面と上記回転軸（20）の外周面との間をシールするシール部材（96）を備えていることを特徴とする流体機械。
【請求項１３】
流体機械（10）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（2）を備えた冷凍装置であって、
上記流体機械（10）は、請求項１乃至１２のいずれか１つの流体機械であることを特徴とする冷凍装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
上記冷媒回路（2）の冷媒が、二酸化炭素であることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルギャップ型モータを備えた流体機械と、この流体機械を備えた冷凍装置に関し、特に、冷凍機油の油戻し対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍装置等に用いられる圧縮機等の流体機械として、アキシャルギャップ型のモータを備えたものがある。例えば特許文献１には、この種の圧縮機が開示されている。
【０００３】
この圧縮機では、ケーシングの内部に、アキシャルギャップ型モータと、圧縮機構（流体機構部）とが収容されている。アキシャルギャップ型モータは、軸心に回転軸が固定されるロータと、このロータの軸方向に対向配置されるステータとを有している。ステータは、ケーシングの内壁に固定されている。また、ステータの外周には、冷媒流路を形成するための複数のコアカット部が設けられている。
【０００４】
アキシャルギャップ型モータでは、ステータの通電により、回転磁界が発生する。この回転磁界によってロータの永久磁石を吸引反発することでロータが回転する。その結果、回転軸が回転し、圧縮機構が駆動される。圧縮機構では、シリンダ室内をピストンが回転することで、冷媒が圧縮される。
【０００５】
圧縮機構から吐出された冷媒は、アキシャルギャップ型モータの下側の空間に流出する。この冷媒は、コアカット部に形成された冷媒流路を通じて、アキシャルギャップ型モータの上側の空間へ流れ、吐出管よりケーシングの外部へ流出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３３００９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、特許文献１に開示のような流体機械では、流体機構部から流出した冷媒を、ケーシングの内周とアキシャルギャップ型モータの外周との間の冷媒流路を通じて、アキシャルギャップ型モータの上部空間へ送るようにしている。ところが、このような流体機械の構成では、流体機構部や軸受け等を潤滑するための油（冷凍機油）が、上部空間に溜まり込んでしまい、潤滑油不足を招くという問題があった。
【０００８】
より詳細には、ケーシングの内部には、各摺動部の潤滑に用いられる冷凍機油が、冷媒と共に混在している。従って、流体機械から流出した冷媒中に含まれる冷凍機油は、上記の冷媒流路を通じて、冷媒と共にアキシャルギャップ型モータの上部空間へ送られる。一方、このようにして上部空間に油が徐々に溜まり込んでいくと、この油は上記の冷媒流路（コアカット部内の通路）を介して、下方へ落ちていくとも考えられる。しかしながら、アキシャルギャップ型モータでは、ケーシングの内周面に沿うように円板状のロータが形成され、このロータが冷媒流路の近傍においても回転している。このため、冷媒流路では、ロータの回転に伴い径方向外側への旋回流が発生するので、油を下方へ送るための流れをなかなか形成することができない。その結果、アキシャルギャップ型モータの上部空間での油の貯留量がますます増えてしまうため、流体機構部や軸受け等に供給される冷凍機油が不足してしまうという問題が生じていた。
【０００９】
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型モータを備えた流体機械において、各摺動部へ供給される冷凍機油が不足してしまうことを回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、中心に回転軸（20）が固定される円板状のロータ（37）と、該ロータ（37）に対して回転軸（20）の軸方向に対向配置されるステータ（31）とを有するアキシャルギャップ型モータ（30）と、該アキシャルギャップ型モータ（30）が収容され、該アキシャルギャップ型モータ（30）の軸方向の上方に上部空間（S1）を区画して下方に下部空間（S2）を区画するケーシング（11）と、上記下部空間（S2）に配置され、上記アキシャルギャップ型モータ（30）に駆動されて冷媒を圧縮又は膨張する流体機構部（50）と、上記ケーシング（11）の内周と上記回転軸（20）の外周との間に形成され、上記流体機構部（50）から上記下部空間（S2）へ流出した冷媒を上記上部空間（S1）へ送るための冷媒流路（C）と、流入端が上記上部空間（S1）に連通し、該上部空間（S1）の冷媒を上記ケーシング（11）の外部へ送るための導出管（17）と、を備えた流体機械を対象とする。そして、この流体機械は、上記回転軸（20）には、上記上部空間（S1）と上記下部空間（S2）とを連通させる連通路（90）が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
第１の発明では、ケーシング（11）内の上部空間（S1）にアキシャルギャップ型モータ（30）が設けられ、ケーシング（11）内の下部空間（S2）に流体機構部（50）が設けられる。流体機構部（50）で圧縮された冷媒又は膨張された冷媒は、流体機構部（50）から下部空間（S2）へ流出する。この冷媒は、ケーシング（11）の内周と上記回転軸（20）の外周との間に所定の冷媒流路（C）を通じて、アキシャルギャップ型モータ（30）よりも上方の上部空間（S1）へ流出する。この際、冷媒中に含まれる冷凍機油も、冷媒流路（C）を通じて上部空間（S1）へ流出する。冷凍機油と比較して比重の小さい冷媒は、導出管（17）よりケーシング（11）の外部へ送られる。一方、冷媒と比較して比重の大きい冷凍機油は、上部空間（S1）に溜まり込んでいく。
【００１２】
ここで、本発明では、回転軸（20）の内部に連通路（90）を形成し、この連通路（90）によって上部空間（S1）と下部空間（S2）とを連通させている。このため、上部空間（S1）に溜まった冷凍機油は、回転軸（20）の内部の連通路（90）を流通して下部空間（S2）に送られる。回転軸（20）の内部の連通路（90）では、アキシャルギャップ型モータ（30）のロータ（37）の回転に伴う旋回流の影響を受けないため、上部空間（S1）の油を確実に下部空間（S2）へ送ることができる。その結果、上部空間（S1）における冷凍機油の溜まり込みを解消できる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、上記連通路（90）は、上記回転軸（20）の内部を軸方向に延びる軸流路（91）と、該軸流路（91）から径方向に延びて回転軸（20）の外周面に開口する径方向流路（92）とを含んでいることを特徴とする。
【００１４】
第２の発明の連通路（90）では、軸方向に延びる軸流路（91）から径方向に延びる径方向流路（92）が形成される。このため、アキシャルギャップ型モータ（30）によって回転軸（20）が駆動されると、径方向流路（92）に溜まった油を遠心力を利用して回転軸（20）の外周側へ送ることができる。つまり、本発明では、このような遠心力の作用を利用して、連通路（90）の油を搬送することができる。
【００１５】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記下部空間（S2）には、上記流体機構部（50）の下側に油溜まり部（18）が形成され、上記連通路（90）の端部開口（92a）は、上記下部空間（S2）のうち上記流体機構部（50）とアキシャルギャップ型モータ（30）の間の空間に繋がっていることを特徴とする。
【００１６】
第３の発明では、ケーシング（11）内の下部空間（S2）の底部に、冷凍機油が貯留される油溜まり部（18）が形成される。一方、連通路（90）の端部開口（92a）は、下部空間（S2）において、アキシャルギャップ型モータ（30）と流体機構部（50）との間に臨んでいる。このため、連通路（90）を流出した油やガス冷媒等が、油溜まり部（18）の油面に直接的に吹き付けられることを回避できる。
【００１７】
第４の発明は、請求項３において、上記回転軸（20）の下部には、上記油溜まり部（18）の油を上記流体機構部（50）の摺動部へ供給するための油供給通路（80）が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
第４の発明では、油溜まり部（18）に溜まった油が油供給通路（80）を経由して流体機構部（50）の摺動部へ送られる。つまり、本発明の回転軸（20）には、上部空間（S1）に溜まった油を下部空間（S2）へ戻すための連通路（90）と、油溜まり部（18）に溜まった油を流体機構部（50）の摺動部へ送るための油供給通路（80）との双方が形成される。
【００１９】
第５の発明は、第４の発明において、上記回転軸（20）には、その上部側に上記連通路（90）が形成され、該連通路（90）よりも下側に上記油供給通路（80）が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
第５の発明の回転軸（20）では、連通路（90）の下側に油供給通路（80）が形成される。つまり、回転軸（20）では、連通路（90）と油供給通路（80）とが径方向に交差していない。従って、回転軸（20）の外径を比較的小さくしながら、この回転軸（20）に連通路（90）と油供給通路（80）との双方を形成できる。
【００２１】
第６の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記アキシャルギャップ型モータ（30）は、上記ロータ（37）の上側に対向配置され、上下に貫通する貫通孔（87）が形成される上側ステータ（31）を有し、上記回転軸（20）は、上記上側ステータ（31）の貫通孔（87）に臨むように延びており、上記連通路（90）は、上記上側ステータ（31）の貫通孔（87）と連通するように上記回転軸（20）の上端面に開口（90a）が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
第６の発明では、ロータ（37）の上側に上側ステータ（31）が設けられる。このため、上部空間（S1）では、上側ステータ（31）の上方に油が溜まっていく。このように上側ステータ（31）の上方に溜まった油は、上側ステータ（31）を貫通する貫通孔（87）を流れる。貫通孔（87）を流出した油は、回転軸（20）の上端面に形成された開口（90a）を通じて連通路（90）へ流入する。そして、連通路（90）を流れた油は下部空間（S2）へ送られる。
【００２３】
第７の発明は、第６の発明において、上記連通路（90）の上端側の開口（90a）の内径が、上記上側ステータ（31）の貫通孔（87）の下端側の開口（87c）の内径よりも大きいことを特徴とする。
【００２４】
第７の発明では、連通路（90）の上端側の開口（90a）の内径が、上側ステータ（31）の貫通孔（87）の下端側の開口（87c）の内径よりも大きくなっている。仮に、連通路（90）の上端側開口（90a）の内径が、貫通孔（87）の下端側開口（87c）の内径よりも小さいか、両者の内径が同じである場合、貫通孔（87）を流出した油が、回転軸（20）の上端部の回転力を受けて、径方向外側に飛ばされ易くなる。その結果、貫通孔（87）を流出した油を連通路（90）へ確実に送り込むことができない可能性がある。これに対し、本発明では、連通路（90） の上端側開口（90a）の内径を、貫通孔（87）の下端側開口（87c）の内径よりも大きくしているため、貫通孔（87）を流出した油を連通路（90）へ送りこみ易くなる。
【００２５】
第８の発明は、第６又は第７の発明において、上記貫通孔（87）の上端部には、上方に向かうにつれて内径が大きくなる拡径部（87a）が形成されていることを特徴とする。
【００２６】
第８の発明では、貫通孔（87）の上端部に拡径部（87a）が形成される。このため、上部空間（S1）に溜まった油は、拡径部（87a）を通じて貫通孔（87）へ入り込み易くなる。
【００２７】
第９の発明は、第６乃至第８のいずれか１つの発明において、上記上側ステータ（31）には、上記回転軸（20）の上端側の開口（90a）の内部まで下方に突出する突出部（88）が形成され、上記突出部（88）の内部に上記貫通孔（87）が形成されていることを特徴とする。
【００２８】
第９の発明では、上側ステータ（31）の下側に突出部（88）が形成され、この突出部（88）が連通路（90）の上端側の開口（90a）の内部に位置する。つまり、突出部（88）内の貫通孔（87）の下端側の開口（87c）は、回転軸（20）の連通路（90）の内部に位置する。このため、貫通孔（87）を流出した油は、確実に連通路（90）内へ流入することになる。
【００２９】
第１０の発明は、第６乃至第９のいずれか１つの発明において、上記上側ステータ（31）の貫通孔（87）の下側周縁部と上記回転軸（20）の連通路（90）の上側周縁部との間をシールするシール部材（95,97）を備えていることを特徴とする。
【００３０】
第１０の発明では、貫通孔（87）の下側周縁部と回転軸（20）の上側周縁部との間にシール部材（95,97）が設けられる。このため、貫通孔（87）を流出した油が、回転軸（20）の上側の隙間を通じて回転軸（20）の外周側へ漏れてしまうことが、このシール部材（95,97）によって抑制される。
【００３１】
第１１の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記アキシャルギャップ型モータ（30）は、上記ロータ（37）の上側に対向配置され、上記回転軸（20）が貫通する貫通穴（31a）が形成される上側ステータ（31）を有し、上記連通路（90）には、上記上部空間（S1）に臨むように該回転軸（20）の上端面に開口（90a）が形成されていることを特徴とする。
【００３２】
第１１の発明では、ロータ（37）の上側に上側ステータ（31）が設けられる。このため、上部空間（S1）では、上側ステータ（31）の上方に油が溜まっていく。本発明では、上側ステータ（31）を貫通するように回転軸（20）が配設される。そして、回転軸（20）の上端面に連通路（90）の開口（90a）が形成される。このため、上部空間（S1）に溜まった油の油面の高さが、回転軸（20）の上端面よりも高くなることで、この油を回転軸（20）の上端側から連通路（90）へ送ることができる。
【００３３】
第１２の発明は、第１１の発明において、上記上側ステータ（31）の貫通穴（31a）の内周面と上記回転軸（20）の外周面との間をシールするシール部材（96）を備えていることを特徴とする。
【００３４】
第１２の発明では、貫通穴（31a）の内周面と、この貫通穴（31a）を貫通する回転軸（20）の外周面との間にシール部材（96）が設けられる。このため、上側ステータ（31）の上側に溜まった油が、貫通穴（31a）の内周面と回転軸（20）の外周面との間の隙間を通じて、回転軸（20）の外周側へ漏れてしまうことが、シール部材（96）によって抑制される。
【００３５】
第１３の発明は、流体機械（10）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（）を備えた冷凍装置を対象とする。そして、この冷凍装置は、上記流体機械が、請求項１乃至１２のいずれか１つの流体機械（10）であることを特徴とする。
【００３６】
第１３の発明の冷凍装置では、冷媒回路（2）の冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われる。ここで、本発明の流体機械では、上部空間（S1）に溜まった油を連通路（90）を通じて下部空間（S2）へ戻すことができるため、このような油が冷媒と共に冷媒回路（2）へ流出してしまうことを抑制できる。このため、冷媒回路では、例えば熱交換器等に油が溜まり込むことで、この熱交換器の冷却能力や加熱能力が低下してしまうことを回避できる。
【００３７】
第１４の発明では、冷媒回路（2）の冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）が用いられる。ここで、冷媒を二酸化炭素とする場合、他の冷媒（例えばフロン）と比較して、粘度の高い冷凍機油が用いられる。従って、上部空間（S1）には、比較的高粘度の油が溜まりやすくなる。しかしながら、本発明の流体機械（10）では、上部空間（S1）の油を回転軸（20）の内部の連通路（90）を通じて下部空間（S2）へ送ることができる。
【発明の効果】
【００３８】
第１の発明によれば、上部空間（S1）と下部空間（S2）とを連通させる連通路（90）を回転軸（20）の内部に形成している。このため、ロータ（37）の回転に伴う径方向外側への旋回流の影響を受けることなく、上部空間（S1）に溜まった油を確実に下部空間（S2）へ戻すことができる。
【００３９】
また、第２の発明では、回転軸（20）の内部において、軸流路（91）から径方向に延びる径方向流路（92）を形成している。このため、径方向流路（92）内の油に遠心力を作用させることができ、このような遠心力を利用して油を搬送することができる。従って、上部空間（S1）に溜まった油を一層確実に下部空間（S2）へ送ることができる。
【００４０】
第３の発明では、連通路（90）の端部開口（92a）をアキシャルギャップ型モータ（30）と流体機構部（50）との間に臨むように形成したため、連通路（90）を流出した油やガス冷媒等が油溜まり部（18）の油面に直接的に吹き付けられることを回避できる。このため、油溜まり部（18）の油面に泡立ちが生じるのを防止できる。
【００４１】
第４の発明では、回転軸（20）において、上部空間（S1）の油を下部空間（S2）へ戻すための連通路（90）と、油溜まり部（18）の油を摺動部へ供給するための油供給通路（80）との双方を回転軸（20）に形成することで、部品点数を減らすことができる。
【００４２】
第５の発明では、連通路（90）と油供給通路（80）とが、径方向に互いに干渉しないため、回転軸（20）の外径を小さくでき、且つこれらの通路の加工も比較的容易となる。
【００４３】
第６の発明は、上側ステータ（31）の上面に溜まった油を貫通孔（87）を通じて、連通路（90）へ送ることができる。特に、第７の発明では、連通路（90）の上端側の開口（90a）の内径を、貫通孔（87）の下端側の開口（87c）の内径よりも大きくしているため、貫通孔（87）を流出した油を確実に連通路（90）内へ送りこむことができる。また、第８の発明では、貫通孔（87）の上端部に拡径部（87a）を形成したため、上側ステータ（31）の上面に溜まった油を貫通孔（87）に捕捉し易くなる。従って、上部空間（S1）に溜まった油を一層確実に下部空間（S2）へ戻すことができる。
【００４４】
第９の発明では、連通路（90）の上端側の開口（90a）の内部に突出部（88）を設け、この突出部（88）に貫通孔（87）を形成したため、突出部（88）内を流出した油を確実に連通路（90）の内部へ送ることができる。
【００４５】
第１０の発明では、貫通孔（87）を流出した油が、回転軸（20）の外周側へ漏れてしまうことをシール部材（95,97）によって阻止できる。
【００４６】
第１１の発明は、回転軸（20）が上側ステータ（31）を貫通して設けられ、この回転軸（20）の上端面に連通路（90）の開口（90a）を形成している。このため、比較的単純な構造により、上部空間（S1）に溜まった油を下部空間（S2）へ戻すことができる。特に、第１２の発明では、回転軸（20）の外周面と貫通穴（31a）の内周面との間から、油が回転軸（20）の外周側へ漏れてしまうことをシール部材（96）によって阻止できる。
【００４７】
第１３の発明では、流体機械から冷媒回路（2）への油の流出を防止できることで、冷媒回路（2）で所望の冷凍サイクルを行うことができる冷凍装置を提供することができる。特に、第１４の発明では、冷媒を二酸化炭素として、高粘度の冷凍機油を用いた場合にも、この冷凍機油を確実に下部空間（S2）に戻して各摺動部の潤滑に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、実施形態に係る圧縮機が適用される空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態に係る圧縮機の縦断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る回転式圧縮機構の要部を示す横断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係るアキシャルギャップ型モータの構成を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、実施形態に係るアキシャルギャップ型モータの要部を示す横断面図である。
【図６】図６は、実施形態に係る圧縮機の縦断面図であり、冷媒及び油の流れを付与したものである。
【図７】図７は、実施形態の変形例１に係るアキシャルギャップ型モータの要部を示す横断面図である。
【図８】図８は、実施形態の変形例２に係るアキシャルギャップ型モータの要部を示す横断面図である。
【図９】図９は、実施形態の変形例３に係るアキシャルギャップ型モータの要部を示す横断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態の変形例４に係るアキシャルギャップ型モータの要部を示す横断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態の変形例５に係るアキシャルギャップ型モータの要部を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
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。なお、以下の実施形態および変形例は、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。
【００５０】
《発明の実施形態》
本発明の実施形態に係る流体機械は、冷凍装置である空気調和装置（1）の冷媒回路（2）に接続される圧縮機（10）を構成している。実施形態に係る空気調和装置（1）は、冷房と暖房と切り換えて行うように構成されている。冷媒回路（2）には、冷媒としての二酸化炭素（ＣＯ２）が充填されている。冷媒回路（2）では、冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われる。また、この冷媒回路（2）では、二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮する、いわゆる超臨界サイクルが行われる。
【００５１】
〈冷媒回路の概略構成〉
図１に示すように、冷媒回路（2）には、圧縮機（10）と、室外熱交換器（3）と膨張弁（4）と室内熱交換器（5）とが接続されている。圧縮機（10）には、２本の吸入管（15,16）と１本の吐出管（17）とが接続されている。圧縮機（10）の詳細な説明は後述する。室外熱交換器（3）は、室外に設けられている。室外熱交換器（3）は、室外ファン（図示省略）が送風する室外空気と冷媒とを熱交換させる。膨張弁（4）は、冷媒を減圧するための減圧機構であり、例えば電子膨張弁で構成されている。室内熱交換器（5）は、室内に配置されている。室内熱交換器（5）は、室内ファン（図示省略）が送風する室内空気と冷媒とを熱交換させる。
【００５２】
また、冷媒回路（2）には、四方切換弁（6）が接続されている。四方切換弁（6）は、第１から第４までのポートを有している。四方切換弁（6）では、第１ポートが圧縮機（10）の吐出管（17）と繋がり、第２ポートが圧縮機（10）の各吸入管（15,16）と繋がり、第３ポートが室外熱交換器（3）の端部と繋がり、第４ポートが室内熱交換器（5）の端部と繋がっている。四方切換弁（6）は、第１ポートと第３ポートとが連通すると同時に第２ポートと第４ポートが連通する状態（図１に示す実線の状態）と、第１ポートと第４ポートとが連通すると同時に第２ポートと第３ポートとが連通する状態（図１に示す破線の状態）とに切り換え可能となっている。即ち、冷媒回路（2）では、四方切換弁（6）が図１の実線に示す状態となることで、室外熱交換器（3）で冷媒が放熱して室内熱交換器（5）で冷媒が蒸発する、いわゆる冷房サイクルが行われる。また、冷媒回路（2）では、四方切換弁（6）が図１の破線に示す状態となることで、室内熱交換器（5）で冷媒が放熱して室外熱交換器（3）で冷媒が蒸発する、いわゆる暖房サイクルが行われる。なお、図１において、実線で示す矢印は、冷房時の冷媒の流れを示し、破線で示す矢印は、暖房時の冷媒の流れを示している。
【００５３】
〈圧縮機の全体構成〉
本実施形態の圧縮機（10）は、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる冷凍装置（即ち、上述した空気調和装置）に適用されている。この圧縮機（10）は、流体機構部としての回転式圧縮機構（50）と、該回転式圧縮機構（50）を駆動するアキシャルギャップ型モータ（30）（以下、単にモータ（30）という。）とを備えている。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型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。
【００５４】
図２に示すように、上記圧縮機（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）の内部には、上下方向の略中間位置に上記モータ（30）が収容されている。つまり、ケーシング（11）の内部には、モータ（30）の上方に上部空間（S1）が区画され、モータ（30）の下方に下部空間（S2）が区画されている。下部空間（S2）には、上記回転式圧縮機構（50）が配設されている。
【００５５】
ケーシング（11）の胴部（12）の下部寄りの部位には、２本の吸入管（15,16）が貫通している。各吸入管（15,16）の流出端は、回転式圧縮機構（50）に繋がっている。また、ケーシング（11）の上壁部（13）の頂部には、導出管としての吐出管（17）が貫通している。吐出管（17）の流入端は、ケーシング（11）の上部空間（S1）に対して下方を向くように開口している。また、ケーシング（11）の下壁部（14）の上面には、潤滑油（冷凍機油）が溜まり込む油溜まり部（18）が形成されている。つまり、ケーシング（11）の下部空間（S2）では、回転式圧縮機構（50）の下側の底部に油溜まり部（18）が形成されている。なお、本実施形態では、この冷凍機油として、比較的粘性の高い油（例えばポリアルキレングリコール（ＰＡＧ））が用いられている。
【００５６】
回転式圧縮機構（50）は、後述するモータ（30）の回転軸（20）に連結され、モータ（30）よりも下方に設けられている。つまり、ケーシング（11）内においてモータ（30）の回転軸（20）は上下方向に延びている。
【００５７】
上記モータ（30）の回転軸（20）は、上下に延びる主軸部（21）を有し、該主軸部（21）の下端寄りに２つの偏心部（22,23）が形成されている。これらの偏心部は、上側の第１偏心部（22）と下側の第２偏心部（23）であり、何れも主軸部（21）よりも大径に形成されている。第１偏心部（22）と第２偏心部（23）の偏心方向は互いに１８０°ずれている。
【００５８】
上記回転式圧縮機構（50）は、互いに同軸に構成された２つの回転式圧縮機構部（51a,51b）を備えている。この２つの回転式圧縮機構部（51a,51b）は、シリンダ内でピストンが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型の圧縮機構を構成している。回転式圧縮機構（50）は、上側から下側に向かって、フロントヘッド（60）、第１回転式圧縮機構部（51a）の第１シリンダ（52a）、ミドルプレート（61）、第２回転式圧縮機構部（51b）の第２シリンダ（52b）、リアヘッド（62）が順に積層されている。そして、これらの部材を回転軸（20）の主軸部（21）が上下方向に貫通している。
【００５９】
上記第１回転式圧縮機構部（51a）および第２回転式圧縮機構部（51b）は、概ね同一の構造となっている。具体的に、図３にも示すように、各回転式圧縮機構部（51a,51b）は、シリンダ（52a,52b）とピストン（53a,53b）と一対のブッシュ（54a,54b）とブレード（55a,55b）とをそれぞれ備えている。
【００６０】
上記各シリンダ（52a,52b）は、略円筒状に形成され、その内部にシリンダ室（56a,56b）を形成している。即ち、第１回転式圧縮機構部（51a）の第１シリンダ（52a）は、軸方向両端の開口がフロントヘッド（60）およびミドルプレート（61）で閉塞されることにより、円環状の第１シリンダ室（56a）を内部に区画形成している。また、第２回転式圧縮機構部（51b）の第２シリンダ（52b）は、軸方向両端の開口がミドルプレート（61）およびリアヘッド（62）で閉塞されることにより、円環状の第２シリンダ室（56b）を内部に区画形成している。なお、フロントヘッド（60）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。フロントヘッド（60）の中心部は、回転軸（20）の主軸部（21）の軸受け部（60a）を構成している。ミドルプレート（61）は、円環状の板部材で構成されている。リアヘッド（62）の中心部は、回転軸（20）の主軸部（21）の軸受け部（62a）を構成している。
【００６１】
上記各シリンダ（52a,52b）には、吸入管（15,16）が径方向に挿通され、その吸入管（15,16）の流出端がシリンダ室（56a,56b）と連通している。また、第１シリンダ室（56a）にはフロントヘッド（60）を貫通する第１吐出ポート（19a）が開口し、第２シリンダ室（56b）にはリアヘッド（62）を貫通する第２吐出ポート（19b）が開口している。これら吐出ポート（19a,19b）は、シリンダ室（56a,56b）で圧縮された冷媒が流出する吐出口を構成している。
【００６２】
上記各ピストン（第１ピストン（53a）および第２ピストン（53b））は、主軸部（21）の各偏心部（第１偏心部（22）および第２偏心部（23））に外嵌する円筒状に形成され、各シリンダ室（第１シリンダ室（56a）および第２シリンダ室（56b））に収容されている。これにより、各ピストン（53a,53b）は、シリンダ室（56a,56b）の内周面と摺接しながら偏心回転運動を行うように構成されている。
【００６３】
上記各一対のブッシュ（第１ブッシュ（54a）および第２ブッシュ（54b））は、各シリンダ（52a,52b）に形成された円形のブッシュ溝（第１ブッシュ溝（57a）および第２ブッシュ溝（57b））に内嵌している。一対のブッシュ（54a,54b）は、ブッシュ溝（57a,57b）の内周面に摺接する円弧面とフラット面とを有し、互いのフラット面が向かい合うように配置されている。そして、一対のブッシュ（54a,54b）の各フラット面の間にはブレード（55a,55b）が挿通している。
【００６４】
上記各ブレード（第１ブレード（55a）および第２ブレード（55b））は、シリンダ（52a,52b）の径方向に延びている。各ブレード（第１ブレード（55a）および第２ブレード（55b））は、一端がピストン（53a,53b）の外周面に一体形成され、一対のブッシュ（54a,54b）の間を進退する。各ブレード（55a,55b）は、シリンダ室（56a,56b）を、吸入管（15,16）に連通する吸入側の空間（低圧室）と、吐出ポート（19a,19b）に連通する吐出側の空間（高圧室）とに仕切っている。
【００６５】
以上のような構成の各回転式圧縮機構部（51a,51b）では、ピストン（53a,53b）がシリンダ室（56a,56b）を偏心回転すると共に、ブレード（55a,55b）がブッシュ（54a,54b）の間を進退し且つブッシュ（54a,54b）がブッシュ溝（57a,57b）で揺動する。その結果、各シリンダ室（56a,56b）では吸入管（14,15）から冷媒が低圧室に吸入されると共に高圧室の冷媒が圧縮される。この高圧室の圧縮冷媒は、各吐出ポート（19a,19b）から流出する。
【００６６】
図２に示すように、上記リアヘッド（62）の下面に形成された略環状の溝と、該溝を塞ぐ第１カバー板（63）との間の空間が上記第１マフラー室（71）として形成されている。第１マフラー室（71）には第２吐出ポート（19b）が開口している。また、フロントヘッド（60）の上面に形成された略環状の溝と、該溝を塞ぐ第２カバー板（64）との間の空間が上記第２マフラー室（72）として形成されている。第２マフラー室（72）には第１吐出ポート（19a）が開口している。なお、第２カバー板（64）には、第２マフラー室（72）とケーシング（11）の内部空間（下部空間（S2））とを連通させるための流出口（図示省略）が形成されている。また、図３に示すように、上記第１マフラー室（71）と第２マフラー室（72）とは２つの連絡通路（73）によって連通している。各連絡通路（73）は、リアヘッド（62）、第２シリンダ（52b）、ミドルプレート（61）、第１シリンダ（52a）およびフロントヘッド（60）を軸方向に連続的に貫通して形成されている。したがって、各吐出ポート（19a,19b）から流出した圧縮冷媒はマフラー室（71,72）を介してケーシング（11）の下部空間（S2）へ流出する。
【００６７】
〈モータの構造〉
図２および図４に示すように、上記モータ（30）は、上述した回転軸（20）と、該回転軸（20）に固定された円板状のロータ（37）と、該ロータ（37）の軸方向両側に配置された上側ステータ（31）および下側ステータ（42）とを備えている。これらロータ（37）、上側ステータ（31）および下側ステータ（42）は、回転軸（20）と同軸に配置されている。そして、上側ステータ（31）および下側ステータ（42）は、それぞれロータ（37）にエアギャップを介して対向配置されている。上側ステータ（31）および下側ステータ（42）は、何れもケーシング（11）の胴部（12）の内面に溶接固定されている。
【００６８】
上記上側ステータ（31）は、磁性体である略円板状の板部材からなるバックヨーク（34）と、磁性体からなる複数（本実施形態では、１２個）のティース（35）とを備えている。バックヨーク（34）は回転軸（20）と同軸に配置されている。バックヨーク（34）の下面には、ティース（35）が嵌合する溝が周方向に等間隔に形成されている。各ティース（35）は、柱状体に形成され、その一端部がバックヨーク（34）の下面の上記溝に嵌合して固定されている。つまり、各ティース（35）はバックヨーク（34）の下面から回転軸（20）と同軸方向に延びている（突出している）。このような構成により、複数のティース（35）はバックヨーク（34）を通じて互いに磁気的に接続されている。なお、バックヨーク（34）の軸心部には、詳細は後述する油戻し孔（87）が形成されている。
【００６９】
上記各ティース（35）には、回転軸（20）と平行な方向を軸としてアキシャルコイル（36）が巻回されている。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、スター結線されてインバータから電流が供給される。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（35）に巻回されたいわゆる集中巻を例示しているが、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。
【００７０】
また、上記各ティース（35）は、バックヨーク（34）と反対側の端部（ロータ（37）に対向する端部）に磁性体板（35a）が取り付けられている。この磁性体板（35a）は、平面形状がティース（35）よりも大きい台形状に形成されている。これにより、ティース（35）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（35a）を設けることにより、後述するロータ（37）の永久磁石（41）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。
【００７１】
バックヨーク（34）は、その外周面がケーシング（11）の胴部（12）の内周面に固定されることで、上側ステータ（31）がケーシング（11）に固定される。なお、アキシャルコイル（36）の外周側とケーシング（11）の胴部（12）の内面との間には隙間が形成されている。バックヨーク（34）の外縁部には、上下方向に貫通する複数の切欠き部（34a）（即ち、コアカット）が形成されている。つまり、これら切欠き部（34a）は、バックヨーク（34）の上側の空間と下側の空間とを連通させる連通路を構成している。
【００７２】
上記下側ステータ（42）は、磁性体である円環状の板部材からなるステータコア（43）と、該ステータコア（43）に取り付けられる円環状の磁性体（44）とを有している。この磁性体（44）は、ステータコア（43）のロータ（37）側の対向面に嵌め込まれ、ロータ（37）に対向している。つまり、磁性体（44）の一部がステータコア（43）から突出している。なお、ステータコア（43）の外縁部には、上下方向に貫通する複数の切欠き部（43a）（即ち、コアカット）が形成されている。この切欠き部（43a）は上側ステータ（31）の切欠き部（34a）に対応する位置に形成されている。つまり、下側ステータ（42）の切り欠き部（43a）と、上側ステータ（31）の切り欠き部（34a）とは、回転軸（20）の軸方向において、互いに対向する（重なる）ように配設されている。切欠き部（43a）は下側ステータ（42）の上側の空間と下側の空間とを連通させる連通路を構成している。本実施形態の圧縮機（10）では、回転式圧縮機構（50）からケーシング（11）の下部空間（S2）へ流出した圧縮冷媒は、上側ステータ（31）および下側ステータ（42）の各切欠き部（34a,43a）を通って吐出管（17）から流出する。即ち、圧縮機（10）では、ケーシング（11）の内周とモータ（30）の外周との間に、下部空間（S2）の冷媒を上部空間（S1）へ送るための冷媒流路（C）が形成されている。
【００７３】
このように、本実施形態のモータ（30）では、上側ステータ（31）はアキシャルコイル（36）が巻回された巻線型ステータを構成し、下側ステータ（42）はアキシャルコイルを巻回されていない非巻線型ステータを構成している。
【００７４】
上記ロータ（37）は、ロータ本体（38）と、該ロータ本体（38）に嵌め込まれる磁性体（39）および永久磁石（41）とを有している。ロータ（37）は、中心部に円形の開口を有する円板状に形成されている。
【００７５】
上記ロータ本体（38）は、ボス部（38a）と磁石支持部（38b）と外縁部（38c）とを有し、それらが一体的に形成されている。ボス部（38a）は、ロータ本体（38）の中心部に形成された円筒であり、回転軸（20）の主軸部（21）に外嵌して固定される。磁石支持部（38b）は、ボス部（38a）の全周に亘って外方へ延びる板部材である。磁石支持部（38b）には、上記磁性体（39）および永久磁石（41）が装着される複数（本実施形態では、８つ）の開口が周方向に等間隔に形成されている。外縁部（38c）は、磁石支持部（38b）の外周に連続して形成される円環部材である。
【００７６】
上記磁性体（39）および永久磁石（41）は、共に板状に形成され、磁石支持部（38b）の各開口に嵌め込まれている。各開口部には磁性体（39）および永久磁石（41）が１つずつ嵌め込まれる。つまり、本実施形態ではロータ本体（38）の周方向に等間隔に磁性体（39）および永久磁石（41）が各８つ装着されている。各開口部では、磁性体（39）と永久磁石（41）が互いに上下方向（即ち、磁石支持部（38b）の厚み方向）に積層された（重ね合わせた）状態で嵌め込まれ、上側（即ち、上側ステータ（31）側）に磁性体（39）が位置し下側（即ち、下側ステータ（42）側）に永久磁石（41）が位置する。つまり、本実施形態のロータ（37）では、磁性体（39）が上側ステータ（31）におけるティース（35）の磁性体板（35a）に対向し、永久磁石（41）が下側ステータ（42）における磁性体（44）に対向している。
【００７７】
上記各永久磁石（41）は、その厚み方向に着磁されており、その両面にＮ極またはＳ極の磁極を呈している。そして、各永久磁石（41）は、隣り合う永久磁石（41）の磁極の極性が異なるように配置されている。
【００７８】
上記モータ（30）では、上側ステータ（31）のアキシャルコイル（36）への通電により回転磁界が発生し、この回転磁界でロータ（37）の永久磁石（41）を吸引反発して回転力（マグネットトルク）が発生する。この回転力によって、ロータ（37）が回転軸（20）を中心に該回転軸（20）と共に回転する。
【００７９】
〈油供給通路について>
本実施形態の圧縮機（10）には、遠心ポンプ（26）と油供給通路（80）とが設けられている。遠心ポンプ（26）は、回転軸（20）の主軸部（21）の下端部に設けられる油ポンプを構成している。遠心ポンプ（26）は、油溜まり部（18）の油面内に浸漬されている。油供給通路（80）は、回転軸（20）のうち軸方向の下側寄りの部位に形成されている。油供給通路（80）は、回転軸（20）の内部を軸方向に延びる主油供給通路（80a）と、この主油供給通路（80a）から回転軸（20）の径方向外側に延びる５つの分岐通路（第１から第５までの分岐通路（81〜85））とを有している。
【００８０】
主油供給通路（80a）の始端は、遠心ポンプ（26）の吐出側と接続している。主油供給通路（80a）の終端は、フロントヘッド（60）よりも上方まで延びている。第１分岐通路（81）は、主油供給通路（80a）からリアヘッド（62）の軸受け（62a）に向かって延びている。つまり、第１分岐通路（81）は、回転軸（20）と軸受け（62a）との間に潤滑油を供給する。第２分岐通路（82）は、主油供給通路（80a）から第２ピストン（53b）の内周面に向かって延びている。つまり、第２分岐通路（82）は、第２ピストン（53b）と偏心部（23）との間に潤滑油を供給する。第３分岐通路（83）は、主油供給通路（80a）から第１ピストン（53a）の内周面に向かって延びている。つまり、第３分岐通路（83）は、主油供給通路（80a）から第２ピストン（53b）と偏心部（22）との間に潤滑油を供給する。第４分岐通路（84）は、主油供給通路（80a）からフロントヘッド（60）の軸受け（60a）に向かって延びている。つまり、第４分岐通路（84）は、回転軸（20）と軸受け（60a）との間に潤滑油を供給する。
【００８１】
第５分岐通路（85）は、主油供給通路（80a）の終端と接続している。第５分岐通路（85）は、回転軸（20）の内部を径方向外側に延びている。第５分岐通路（85）の流出端は、下部空間（S2）のうちモータ（30）とフロントヘッド（60）との間の空間（吐出空間（74）に開口している。
【００８２】
〈油戻し通路について>
本実施形態の圧縮機（10）には、上部空間（S1）に溜まった冷凍機油（以下、単に油という）を下部空間（S2）側に戻すための油戻し用の流路が形成されている。具体的に、図５に示すように、圧縮機（10）には、油戻し孔（87）と油戻し通路（90）とが設けられている。油戻し孔（87）は、上側ステータ（31）の軸心部を上下に貫通する貫通孔を構成している。油戻し孔（87）には、その上端側に拡径部（87a）が形成され、その下端側に細口部（87b）が形成されている。
【００８３】
拡径部（87a）は、上方に向かうに連れて内径を拡大させるようなテーパ面を形成している。つまり、拡径部（87a）の内部には、上面が下面よりも大きな台形円錐状の空間が形成されている。この拡径部（87a）により、上部空間（S1）に溜まった油が油戻し孔（87）に捕捉され易くなっている。細口部（87b）は、拡径部（87a）の下端と接続しており、内部に円柱状の流路を形成している。細口部（87b）の下端（流出口（87c））は、上側ステータ（31）の下面に開口している。なお、拡径部（87a）は、油戻し孔（87）の上側の開口面積を拡大させるような形状であれば良く、例えばお椀形状、ラッパ形状、角錐状等であっても良い。また、上側ステータ（31）の下部には、油戻し孔（87）の下側に凹部（34b）が形成されている。凹部（34b）は、内部に円柱状の空間を形成しており、その内径が細口部（87b）の内径よりも大きくなっている。
【００８４】
一方、上述した回転軸（20）は、油戻し孔（87）の下端に臨むにように、軸方向に延びている。そして、回転軸（20）の上端部は、僅かな隙間を空けて凹部（34b）に内嵌している。なお、上側ステータ（31）に凹部（34b）を形成せずに、上側ステータ（31）の下面を平坦とし、この平坦面に形成される油戻し孔（87）の下端に臨むように回転軸（20）を軸方向に延ばす構成としても良い。
【００８５】
回転軸（20）には、油戻し孔（87）と連通するように油戻し通路（90）が形成されている。油戻し通路（90）は、上部空間（S1）と下部空間（S2）とを連通させる連通路を構成している。回転軸（20）では、その上方部位に油戻し通路（90）が形成され、油戻し通路（90）の下側に上述した油供給通路（80）が形成されている。
【００８６】
油戻し通路（90）は、回転軸（20）の内部を軸方向に延びる軸流路としての主油戻し通路（91）と、この主油戻し通路（91）の終端と接続して径方向外側に延びる油流出路（92）とを有している。
【００８７】
主油戻し通路（91）は、回転軸（20）の軸心と同軸となる通路であり、流路断面形状が正円形状に形成されている。主油戻し通路（91）の流入口（上端側の開口（90a）は、回転軸（20）の上端面に開口している。そして、油戻し通路（90）の流入口（90a）は、油戻し孔（87）の流出口（下端側の開口（87c））と上下に対向配置されている。油戻し孔（87）と主油戻し通路（91）とは、その軸心が概ね一致している。また、図５に示すように、油戻し通路（90）の流入口（90a）の内径Ｄ１は、油戻し孔（87）の流出口（87c）の内径Ｄ２よりも大きくなっている。これにより、油戻し孔（87）から回転軸（20）の上端面側に流出した油が、回転軸（20）の遠心力の影響により、径方向外側に飛ばされてしまうことが抑制されている。
【００８８】
油流出路（92）は、油戻し通路（90）の終端（下端）に接続されている。油流出路（92）は、回転軸（20）の内部を径方向に延びて回転軸（20）の外周面に開口する径方向流路を構成している。具体的に、油流出路（92）の流出口（92a）は、下部空間（S2）のうち回転式圧縮機構（50）とモータ（30）との間の吐出空間（74）に繋がっている。
【００８９】
また、本実施形態の圧縮機（10）には、フロントヘッド（60）に油排出路（93）が形成されている（図２を参照）。この油排出路（93）は、フロントヘッド（60）の外周に形成された切り欠き部によって構成されている。この油排出路（93）は、吐出空間（74）と、フロントヘッド（60）の下側の空間（油溜まり部（18）が形成される空間）とを連通させている。つまり、油排出路（93）は、フロントヘッド（60）の上側の溜まった油を、ケーシング（11）の底部の油溜まり部（18）に送るための通路を構成している。
【００９０】
−運転動作−
次に実施形態に係る圧縮機（10）の基本的な運転動作について図６を参照しながら説明する。アキシャルコイル（36）の通電に伴い回転磁界が発生すると、ロータ（37）が回転軸（20）と共に回転する。その結果、回転式圧縮機構（50）では、各ピストン（53a,53b）が各シリンダ（52a,52b）の内部を偏心回転する。
【００９１】
このようにして回転式圧縮機構（50）が駆動されると、各吸入管（15,16）より各シリンダ（52a,52b）の内部へ冷媒が吸い込まれる。各回転式圧縮機構部（51a,51b）では、圧縮室の容積が小さくなることで、冷媒がそれぞれ圧縮される。第２回転式圧縮機構部（51b）で圧縮された冷媒は、第１マフラー室（71）、連絡通路（73）を経由して、第２マフラー室（72）へ流出する。また、第１回転式圧縮機構部（51a）で圧縮された冷媒は、第２マフラー室（72）に直接的に流出する。第２マフラー室（72）に流出した冷媒は、流出口（図示省略）を通じて、下側ステータ（42）とフロントヘッド（60）の間の空間に流出する。
【００９２】
この冷媒は、径方向外側に流れてケーシング（11）の内周と、モータ（30）の外周との間の冷媒流路（C）を流れる。具体的に、まず、冷媒は、下側ステータ（42）におけるステータコア（43）の各切り欠き部（43a）の内部を上方へ流れる。そして、この冷媒は、ロータ（37）及びティース（35）の外周側の空間を通過する。ティース（35）を通過した冷媒は、上側ステータ（31）におけるステータコア（33）の各切り欠き部（34a）の内部を上方へ流れ、上部空間（S1）に流出する。上部空間（S1）に流出した冷媒は、上方へ流れて吐出管（17）よりケーシング（11）の外部（即ち、冷媒回路（2））へ送られる。
【００９３】
〈油の流れについて〉
回転軸（20）に回転に伴い遠心ポンプ（26）が回転すると、油溜まり部（18）に溜まった油は、油供給通路（80）に搬送される。具体的に、油溜まり部（18）から上方に汲み上げられた油は、主油供給通路（80a）を上方に流れる。主油供給通路（80a）を流れる油の一部は、各軸受け部（60a,62a）や各ピストン（53a,53b）の摺動部の潤滑に利用される。また、主油供給通路（80a）の終端を流出した油は、第５分岐通路（85）から吐出空間（74）へ流出する。吐出空間（74）に流出した油は、フロントヘッド（60）に形成された油排出路（93）を流れて、油溜まり部（18）へ返送される。なお、油供給通路（80）における油の搬送源としては、下部空間（S2）の高圧と、回転式圧縮機構（50）の圧縮前の圧縮室の低圧との差圧や、５つの分岐通路（81〜85）の内部で生じる遠心力も利用される。
【００９４】
ところで、上述のようにして冷媒が、冷媒流路（C）を上方へ流れる際には、この冷媒中にはミスト状の冷凍機油も含まれている。このため、各摺動部の潤滑に利用された後の油の一部は、冷媒と共に上部空間（S1）に流出してしまう。このようにして上部空間（S1）に油が溜まり込む場合、この油はモータ（30）の外側（即ち、冷媒流路（C））を通じて下部空間（S2）へ返送されるとも考えられる。しかしながら、モータ（30）の外側では、ロータ（37）の回転に伴い径方向外側への旋回流が発生している。このため、冷媒流路（C）では、油を下方へ送るための流れがなかなか形成されないため、油を下部空間（S2）へ戻すのが困難となる。その結果、上部空間（S1）に溜まり込む油の量が増大してしまい、各摺動部へ供給される潤滑油の不足を招いてしまう虞がある。そこで、本実施形態では、このような上部空間（S1）での油の溜まり込みを解消すべく、上部空間（S1）の油を下部空間（S2）へ戻すための油戻し用の通路を形成している。
【００９５】
具体的に、上側ステータ（31）の上面に油が溜まり込むと、この油は油戻し孔（87）の拡径部（87a）の内部に捕捉される。拡径部（87a）に捕捉された油は、細口部（87b）の内部を通過して、回転軸（20）の上端面側から油戻し通路（90）に流入する。油戻し通路（90）に流入した油は、主油戻し通路（91）を下方に流れ、油流出路（92）より下部空間（S2）に排出される。この際、油流出路（92）の内部の油には、径方向外側に向かって遠心力が作用する。このため、このような遠心力を利用して、油を搬送することができる。
【００９６】
以上のようにして、下部空間（S2）のうち吐出空間（74）に流出した油は、フロントヘッド（60）の油排出路（93）を通じて、油溜まり部（18）へ返送され、各摺動部の潤滑に再び利用される。
【００９７】
−実施形態の効果−
上記実施形態によれば、上部空間（S1）に溜まった油を下部空間（S2）に戻すための油戻し通路（90）を回転軸（20）に形成している。ここで、この油戻し通路（90）は、モータ（30）の外周側の冷媒流路（C）と異なり、ロータ（37）の回転に伴う旋回流の影響を受けることがない。従って、上部空間（S1）に溜まった油を油戻し通路（90）を通じて、下部空間（S2）へ確実に戻すことができる。その結果、軸受け（60a,62a）やピストン（53a,53b）等の摺動部へ供給される冷凍機油（潤滑油）が不足してしまうことを回避でき、この圧縮機（10）の信頼性を確保できる。
【００９８】
また、このように上部空間（S1）の油溜まりを回避することで、圧縮機（10）内の冷凍機油が吐出管（17）を通じて冷媒回路（2）へ流出してしまうことを回避できる。従って、室外熱交換器（3）や室内熱交換器（5）の伝熱管の内部に冷凍機油が溜まり込んでしまうことを回避でき、これらの熱交換器（3,5）の伝熱性能を確保できる。従って、空気調和装置（1）の冷房能力や暖房能力の低下を防止できる。
【００９９】
また、回転軸（20）では、主油戻し通路（91）の終端から径方向外側に向かって油流出路（92）を形成している。このため、回転軸（20）の回転に伴って、油流出路（92）内の油に遠心力を作用させることができ、このような遠心力を利用して油戻し通路（90）の油を搬送することができる。従って、例えば上部空間（S1）の内圧が下部空間（S2）の内圧よりも低い場合であっても、上部空間（S1）に溜まった油を下部空間（S2）へ送り込むことができる。また、油戻し通路（90）の主油戻し通路（91）は、回転軸（20）と同軸の流路となっているため、主油戻し通路（91）内を流れる油に遠心力が作用してしまうことも回避できる。従って、主油戻し通路（91）内においても、油を円滑に流すことができる。
【０１００】
また、油戻し通路（90）の流出口（92a）をフロントヘッド（60）の上方の吐出空間（74）に開口させている。ここで、仮に油戻し通路（90）の流出口（92a）を油溜まり部（18）内に開口させた場合、油やガス冷媒が油中に流入し、これにより油中に泡が発生してしまう。これに対し、実施形態のように、吐出空間（74）に油を流出させることで、上述の如く油戻し通路（90）から油やガス冷媒が油溜まり部（18）の油中に直接流入することによって該油溜まり部（18）の油中で泡が発生してしまうことを回避できる。
【０１０１】
また、上記実施形態では、回転軸（20）の上側の部位に油戻し通路（90）を形成し、下側の部位に油供給通路（80）を形成している。このため、回転軸（20）では、両者の通路（80,90）が互いに干渉する（交差する）ことがない。従って、仮に回転軸（20）の径方向に２つの通路（80,90）を並設した場合には、回転軸（20）の外径が大きくなってしまうのに対し、本実施形態では、２つの通路（80,90）を軸方向に並設するため、回転軸（20）の外径を小さくできる。また、仮に回転軸（20）の径方向に２つの通路（80,90）を並設する場合、ドリル等による通路（80,90）の加工が困難となるのに対し、本実施形態では、２つの通路（80,90）を軸方向に並設するため、ドリル等による通路の加工が容易となる。
【０１０２】
また、上記実施形態では、回転軸（20）の油戻し通路（90）の流入口（90a）の内径Ｄ１を、油戻し孔（87）の下端側開口（87c）の内径Ｄ２よりも大きくしているため、油戻し孔（87）を流出した油を確実に油戻し通路（90）内へ送りこむことができる。また、油戻し孔（87）の上端部に拡径部（87a）を形成したため、上側ステータ（31）の上面に溜まった油を油戻し孔（87）に捕捉し易くなる。従って、上部空間（S1）に溜まった油を一層確実に下部空間（S2）へ戻すことができる。
【０１０３】
《実施形態の変形例》
上記実施形態については、以下のような各変形例の構成としても良い。
【０１０４】
−変形例１−
図７に示す実施形態の変形例１は、上記実施形態の圧縮機（10）において、回転軸（20）の上端部にシール部材（95）を設けたものである。なお、以下には、上記実施形態と異なる点について説明する。
【０１０５】
変形例１の回転軸（20）の上端面には、内部に円柱状の空間を形成するように凹部（20a）が形成されている。そして、この凹部（20a）の内部に、筒状のシール部材（95）が嵌合して固定されている。シール部材（95）は、軸方向の上端が上側ステータ（31）の下面と摺接するように上方に延びている。つまり、このシール部材（95）は、油戻し孔（87）の下端側の周縁部と油戻し通路（90）の上端側の周縁部との間をシールしている。このシール部材（95）は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を主成分とする摺動部材で構成されている。
【０１０６】
シール部材（95）の内部には、油戻し孔（87）と回転軸（20）の油戻し通路（90）とを連通させるための通路（95a）が形成されている。通路（95a）の内径は、油戻し孔（87）の下端側の開口（87c）の内径Ｄ２よりも大きく、且つ油戻し通路（90）の上端側の開口（90a）の内径Ｄ１と概ね等しくなっている。
【０１０７】
この変形例では、シール部材（95）によって、油戻し孔（87）を流出した油が、上側ステータ（31）の下面と回転軸（20）の上端面との間の隙間より、回転軸（20）の外周側に漏れてしまうことが抑制される。このため、油戻し孔（87）を流出した油を一層確実に回転軸（20）の油戻し通路（90）へ送ることができ、潤滑油不足を確実に解消できる。
【０１０８】
−変形例２−
図８に示す実施形態の変形例２は、上記実施形態の圧縮機（10）において、回転軸（20）が上側ステータ（31）の上方まで延びているものである。なお、以下には、上記実施形態と異なる点について説明する。
【０１０９】
変形例２では、上側ステータ（31）の軸心部（中央部）に、円筒状の貫通穴（31a）が軸方向に形成されている。貫通穴（31a）の内径は、回転軸（20）の外径やりも僅かに大きくなっている。回転軸（20）は、貫通穴（31a）を貫通するように上方に延びている。そして、回転軸（20）の上端部は、上側ステータ（31）よりもやや上方に位置している。回転軸（20）の油戻し通路（90）の流入口は、上記実施形態と同様、回転軸（20）の上端面に開口している。
【０１１０】
この変形例２では、上部空間（S1）に溜まった油の油面の高さが、回転軸（20）の上端面よりも高くなると、この油が油戻し通路（90）に流入し、下部空間（S2）へ送られる。変形例２では、上記実施形態のように複数の通路を接続して油戻し用の通路を形成するのでなく、１本の油戻し通路（90）のみで上部空間（S1）と下部空間（S2）とを連通させることができる。従って、比較的単純な構造により、上部空間（S1）の油を下部空間（S2）へ導くことができる。
【０１１１】
−変形例３−
図９に示す実施形態の変形例３は、上記変形例２の構成において、シール部材（96）を付加したものである。具体的に、変形例３では、上側ステータ（31）の貫通穴（31a）の内周面と、この貫通穴（31a）を貫通する回転軸（20）の外周面との間の隙間に、筒状のシール部材（96）が設けられている。このシール部材（96）は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を主成分とする摺動部材で構成されている。
【０１１２】
変形例３では、上部空間（S1）に溜まった油が、上側ステータ（31）と回転軸（20）との間の隙間を通じて、回転軸（20）の外周側へ漏れてしまうことが抑制される。従って、上部空間（S1）に溜まった油を確実に油戻し通路（90）へ送ることができる。
【０１１３】
−変形例４−
図１０に示す変形例４は、上側ステータ（31）に突出部（88）が形成されている。この突出部（88）は、上側ステータ（31）の中央部から回転軸（20）の上端に向かって下方に突出している。そして、突出部（88）の下端（先端）は、油戻し通路（90）の流入口（90a）の内部に位置している。突出部（88）には、上側ステータ（31）を上下に貫通する油戻し孔（87）が形成されている。従って、変形例４では、油戻し孔（87）の下端側の開口（87c）が、油戻し通路（90）の流入口（90a）よりも下側に位置している。また、変形例４では、油戻し孔（87）の上端にラッパ状の拡径部（87a）が形成されている。
【０１１４】
変形例４では、油戻し孔（87）の下端側の開口（87c）が、油戻し通路（90）の内部に位置しているため、油戻し孔（87）を流出した油を一層確実に油戻し通路（90）へ送ることができる。
【０１１５】
−変形例５−
図１１に示す変形例５は、上記変形例４の構成において、シール部材（97）を付加したものである。具体的に、変形例５では、油戻し孔（87）の下側周縁部（厳密には、突出部（88）の下側外周縁部）と、回転軸（20）の上端部（厳密には、流入口（90a）の内周縁部）との間に筒状のシール部材（97）が設けられている。このシール部材（96）は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を主成分とする摺動部材で構成されている。
【０１１６】
この変形例５では、シール部材（97）によって、油戻し孔（87）を流出した油が、上側ステータ（31）の下面と回転軸（20）の上端面との間の隙間より、回転軸（20）の外周側に漏れてしまうことが抑制される。このため、油戻し孔（87）を流出した油を一層確実に回転軸（20）の油戻し通路（90）へ送ることができ、潤滑油不足を確実に解消できる。
【０１１７】
〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態について以下のように構成してもよい。
【０１１８】
本発明が適用される圧縮機は、冷媒を圧縮する回転式圧縮機構を備えた流体機械であるが、冷媒を膨張させる回転式膨張機構を備えた膨張機から成る流体機械に本発明を適用しても良い。
【０１１９】
また、上記実施形態では、空気調和装置から成る冷凍装置に本発明を適用している。しかしながら、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置であれば、他の方式の冷凍装置に本発明の流体機械を適用しても良い。具体的に、この冷凍装置としては、例えば庫内を冷却する冷却装置や、ヒートポンプ式の給湯器、冷熱媒体や温熱媒体を供給するチラー等が挙げられる。
【０１２０】
また、回転式圧縮機構や回転式膨張機構は、スイング式以外にも、ロータリー式、スクロール式等の他の方式であっても良い。
【０１２１】
また、上記各実施形態のモータ（30）において、下側ステータ（42）を省略するようにしてもよいし、下側ステータ（42）を上側ステータ（31）と同様に巻線型ステータに構成するようにしてもよい。
【０１２２】
また、上記各実施形態では、ケーシング（11）の胴部（12）の内周と、モータ（30）の外周との間に、下部空間（S2）の冷媒を上部空間（S1）へ送るための冷媒流路（C）を形成している。しかしながら、この冷媒流路（C）は、ケーシング（11）の内周と回転軸（20）の外周との間であれば、如何なる箇所に形成しても良い。具体的には、例えば回転軸（20）の周囲に固定されるロータ（37）の内部に、軸方向に複数の通路を貫通形成し、この通路を冷媒流路（C）としても良い。また、ステータ（31,42）に貫通孔を形成し、この貫通孔を冷媒流路（C）としても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
以上説明したように、本発明は、アキシャルギャップ型モータを備えた流体機械、及びこの流体機械が冷媒回路に接続された冷凍装置について有用である。
【符号の説明】
【０１２４】
10        圧縮機（流体機械）
11        ケーシング
17        吐出管（導出管）
18        油溜まり部
20        回転軸
26        遠心ポンプ（油ポンプ）
30        モータ（アキシャルギャップ型モータ）
31        上側ステータ（ステータ）
31a       貫通穴
37        ロータ
50        回転式圧縮機構（流体機構部）
80        油供給通路
87        油戻し孔
87a       拡径部
88        突出部
90        油戻し通路
91        主油戻し通路（軸流路）
92        油流出路（流出路）
95        シール部材
96        シール部材
97        シール部材
S1        上部空間
S2        下部空間
C         冷媒流路
【図１】
2011137376.tif 000003
【図２】
2011137376.tif 000004
【図３】
2011137376.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011137376.tif 000009
【図８】
2011137376.tif 000010
【図９】
2011137376.tif 000011
【図１０】
2011137376.tif 000012
【図１１】
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