(57)【要約】  有効な磁束量の減少を抑えつつ、バランスウエイトが備えられていなくても回転する部分全体の力の釣り合いをとることが可能であり、回転駆動時の振動及び騒音が抑制された圧縮機を得ることを目的とする。本発明の圧縮機は、対向する磁石１４ａ，１４ｂを含む回転子１０を有するモータと、冷媒を圧縮する圧縮部と、モータと圧縮部に接続され、モータの回転駆動を圧縮部に伝達するように構成されたクランクシャフトと、を備え、対向する磁石１４ａ，１４ｂ間の磁力の差分が、回転駆動時のクランクシャフトをたわませる力を打ち消すように磁石１４ａ，１４ｂが配置されている。
2014097478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する磁石を含む回転子を有するモータと、
冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記モータと前記圧縮部に接続され、前記モータの回転駆動を前記圧縮部に伝達するように構成されたクランクシャフトと、を備えた圧縮機であって、
前記対向する磁石間の磁力の差分が、回転駆動時の前記クランクシャフトをたわませる力を打ち消すように前記磁石が配置されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記対向する磁石は、前記回転子の回転軸に平行な方向にずらして配置され、
該回転軸に直交する方向において、
前記対向する磁石の一方は、他方と重畳しない部分を有し、
前記対向する磁石の前記他方は、前記一方と重畳しない部分を有することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記回転子には、前記回転子の前記回転軸方向に磁力の異なる複数の前記磁石を備え、
前記磁石のうち、磁力の強い磁石には磁力の弱い磁石が対向して配されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記回転子には、前記回転子の前記回転軸方向に長さの異なる複数の前記磁石を備え、
前記磁石のうち、長い磁石には短い磁石が対向して配されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の圧縮機を備えるヒートポンプ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のヒートポンプ装置を備える空気調和機。
【請求項７】
請求項５に記載のヒートポンプ装置を備える冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機、ヒートポンプ装置、空気調和機及び冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、ヒートポンプ装置等に適用される圧縮機のモータでは、冷媒の圧縮時にはトルクが大きくなり、圧縮された高圧冷媒の吐出時にはトルクが小さくなるため、トルク変動（負荷変動）が生じる。このようなトルク変動が生じることにより、シャフトにたわみが生じ、圧縮機の動作時に振動及び騒音が生じてしまう。【０００３】
従来、このような振動及び騒音を抑制するために、モータの回転子の端部にはバランスウエイトが備えられている。バランスウエイトを用いて、冷媒の圧縮によるシャフトのたわみを相殺するように回転する部分全体の力の釣り合いをとることで、圧縮機動作時の振動及び騒音を抑制する。【０００４】
他方では、このようなバランスウエイトが備えられていないモータの開発が進められている。例えば、特許文献１には、モータの負荷変動を抑えるバランスウエイトをなくすために、対面する永久磁石の一方が他方より大きい起磁力を発生する構成とし、一方の永久磁石の固定子とのエアギャップが他方の永久磁石のエアギャップより広くなる構成とする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０１５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術によれば、エアギャップが広くなり、有効な磁束量が減少してしまう。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、有効な磁束量の減少を抑えつつ、バランスウエイトが備えられていなくても回転する部分全体の力の釣り合いをとることが可能な圧縮機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の圧縮機は、対向する磁石を含む回転子を有するモータと、冷媒を圧縮する圧縮部と、前記モータと前記圧縮部に接続され、前記モータの回転駆動を前記圧縮部に伝達するように構成されたクランクシャフトと、を備えた圧縮機であって、前記対向する磁石間の磁力の差分が、回転駆動時の前記クランクシャフトをたわませる力を打ち消すように前記磁石が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、有効な磁束量の減少を抑えつつ、バランスウエイトが備えられていなくても、回転する部分全体の力の釣り合いをとることが可能であり、動作時の振動及び騒音が抑制される圧縮機を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１に係る回転子の側断面図を示す図である。
【図２】図２は、従来の回転子の側断面図を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る回転子を含む圧縮機を示すモデル図である。
【図４】図４は、実施の形態２に係る回転子の側断面図を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態３に係る回転子の側断面図を示す図である。
【図６−１】図６−１は、実施の形態３に係る図５のＡ１−Ａ２における断面図を示す図である。
【図６−２】図６−２は、実施の形態３に係る図５のＢ１−Ｂ２における断面図を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態４に係るヒートポンプ装置の一構成例を示す図である。
【図８−１】図８−１は、実施の形態４に係るヒートポンプ装置を備えた機器の暖房運転時における構成例を示す図である。
【図８−２】図８−２は、実施の形態４に係るヒートポンプ装置を備えた機器の冷房運転時における構成例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態４に係る図８−１及び図８−２に示したヒートポンプ装置の冷媒についてのモリエル線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係るヒートポンプ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
本実施の形態では、本発明に係る圧縮機の構成について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る密閉型圧縮機の実施の形態１の回転子１０の側断面図を示す図である。図１に示す回転子１０は、ロータコア１２と、磁石１４ａ，１４ｂと、軸受部１６と、を備え、回転軸１８を回転軸とする。
【００１４】
ロータコア１２には、磁石１４ａ，１４ｂが挿入されており、磁石１４ａと磁石１４ｂは、軸受部１６を挟んで対向して設けられている。磁石１４ａ，１４ｂの回転軸１８に平行な方向の長さＬ１は、磁石１４ｂの回転軸１８に平行な方向の長さＬ２よりも短い。また、磁石１４ａ，１４ｂは、回転軸１８に平行であって、互いに逆の方向（１８０度異なる方向）にずれるように配置されて挿入されている。換言すると、対向する磁石１４ａ，１４ｂは、回転軸１８に平行な方向にずらして配置され、回転軸１８に直交する方向において、磁石１４ａは、磁石１４ｂと重畳しない部分を有し、磁石１４ｂは、磁石１４ａと重畳しない部分を有するように配置されて挿入されている。このように磁石１４ａと磁石１４ｂを互いにずらして配置することで、回転子１０の回転軸１８に直交する方向における磁場が不均衡となる。このように磁場を不均衡として、たわみを生じさせる力と磁力の差分を逆方向として大きさを等しいものとすることで、回転子１０の回転駆動時にクランクシャフトにたわみを生じさせず、回転する部分全体にかかる力の釣り合いをとることができる。
【００１５】
なお、軸受部１６には、その中心が回転軸１８に配置されるように回転子１０に接続されたシャフトが配置される。
【００１６】
図２は、密閉型圧縮機の従来の回転子２０の側断面図を示す図である。図１に示す回転子２０は、ロータコア２２と、磁石２４ａ，２４ｂと、軸受部２６と、バランスウエイト２９ａ，２９ｂとを備え、回転軸２８を回転軸とする。
【００１７】
ロータコア２２には、磁石２４ａ，２４ｂが挿入されている。軸受部２６には、その中心が回転軸２８に配置されるように回転子２０に接続されたシャフトが配置される。
【００１８】
バランスウエイト２９ａ，２９ｂは、それぞれ回転子２０の異なる端部に備えられている。このように一対のバランスウエイト２９ａ，２９ｂが備えられることで、冷媒の圧縮時にシャフトのたわみを生じさせず、トルク変動によって生じる振動及び騒音を抑制している。
【００１９】
バランスウエイト２９ａ，２９ｂの材料としては、比重が大きく、透磁率の低いものが用いられる。このような材料として、真ちゅうを例示することができる。しかし、真ちゅうは比較的コストが高い材料であるため、バランスウエイト２９ａ，２９ｂを備えることは、低コスト化を阻害する一因となる。また、省資源化を阻害する一因にもなる。
【００２０】
そこで、図１に示すように、磁石１４ａ，１４ｂを、回転軸１８に平行な方向にずらして配置し、回転軸１８に直交する方向において、磁石１４ａは、磁石１４ｂと重畳しない部分を有し、磁石１４ｂは、磁石１４ａと重畳しない部分を有するように構成する。このように、磁場を不均衡として、たわみを生じさせる力と磁力の差分を逆方向として大きさを等しいものとすることで、シャフトにたわみを生じさせず、トルク変動によって生じる振動及び騒音を抑制することができる。
【００２１】
なお、磁石１４ａ，１４ｂのずれ量は、予め計測した、回転駆動時にシャフトにかかる負荷に応じて決定すればよい。すなわち、磁石１４ａ，１４ｂのずれによって生じる磁力の差分が回転駆動時にシャフトにたわみを生じさせる力と逆方向であり大きさが等しく、図２におけるバランスウエイトによって生じる負荷と等しければよい。
【００２２】
さらには、図１に示す構成としてもエアギャップが拡がらず、有効な磁束量の減少を抑えつつ、振動及び騒音を抑制することができる。
【００２３】
図３は、本発明を適用可能な一例であるロータリー型の圧縮機１００を示すモデル図である。圧縮機１００は、モータ１０２及び圧縮部１０６を内部に備える。圧縮部１０６は冷媒を圧縮し、モータ１０２は、図１に示す回転子１０を備える。図３に示すように、モータ１０２の回転駆動がクランクシャフト１０４を介して圧縮部１０６に伝わり、冷媒の圧縮が行われる。このとき、クランクシャフト１０４をたわませる力（黒矢印）が生じるが、本発明を適用することにより、磁力の差分（白抜き矢印）がクランクシャフト１０４をたわませる力と逆方向に働くことで、クランクシャフト１０４に生じるたわみを防ぐことができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、有効な磁束量の減少を抑えつつ、バランスウエイトが備えられていなくても、回転する部分全体の力の釣り合いをとることが可能であり、動作時の振動及び騒音が抑制される圧縮機を得ることができる。また、バランスウエイトが備えられていないため、低コスト化及び省資源化が可能となる。
【００２５】
実施の形態２．
本実施の形態では、本発明の圧縮機の構成について図４を参照して説明する。
【００２６】
図４は、本発明に係る密閉型圧縮機の実施の形態２の回転子３０の側断面図を示す図である。図４に示す回転子３０は、ロータコア３２と、磁石３４ａ〜３４ｄと、軸受部３６と、を備え、回転軸３８を回転軸とする。
【００２７】
ロータコア３２には、磁石３４ａ〜３４ｄが挿入されており、磁石３４ａ，３４ｂと磁石３４ｃ，３４ｄは、軸受部３６を挟んで対向して設けられている。また、磁石３４ａは磁石３４ｂよりも回転軸３８に平行な方向に長く、磁石３４ｄは磁石３４ｃよりも回転軸３８に平行な方向に長い。そして、磁石３４ａは、磁石３４ｄの一部及び磁石３４ｃと対向して配置されており、磁石３４ｂは、磁石３４ｄの一部と対向して配置されている。軸受部３６には、その中心が回転軸３８に配置されるように回転子３０に接続されたシャフトが配置される。
【００２８】
ここで、磁石３４ｂ，３４ｃの磁力は、磁石３４ａ，３４ｄの磁力よりも高くする。このように、対向する磁石の磁力を異なるものとすることで、低磁力の磁石に対して高磁力の磁石が配置されている部分において強い吸引力または反発力が働くため、回転子３０の回転軸３８に直交する方向における磁場が不均衡となる。このように磁場を不均衡とし、磁力の差分と軸受部３６に配置されるシャフトをたわませる力の差分を等しくすることで、回転子３０の回転駆動時に生じるたわみを打ち消して回転する部分全体にかかる力の釣り合いをとることができる。そのため、有効な磁束量の減少を抑えつつ、冷媒の圧縮時にシャフトのたわみを生じさせず、トルク変動によって生じる振動及び騒音を抑制することができる。
【００２９】
なお、高磁力の磁石としては、ネオジム磁石を例示することができ、低磁力の磁石としては、等方性フェライト磁石を例示することができる。
【００３０】
なお、磁石３４ａ〜３４ｄが配置される具体的な位置は、回転駆動時にシャフトにかかる負荷に応じて決定すればよい。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、有効な磁束量の減少を抑えつつ、バランスウエイトが備えられていなくても、回転する部分全体の力の釣り合いをとることが可能であり、動作時の振動及び騒音が抑制される圧縮機を得ることができる。また、バランスウエイトが備えられていないため、低コスト化及び省資源化が可能となる。
【００３２】
実施の形態３．
本実施の形態では、本発明の圧縮機の構成について図５〜図６−２を参照して説明する。
【００３３】
図５は、本発明に係る密閉型圧縮機の実施の形態３の回転子４０の側断面図を示す図である。図５に示す回転子４０は、ロータコア４２と、磁石４４ａ〜４４ｄと、軸受部４６と、を備える。
【００３４】
ロータコア４２には、磁石４４ａ〜４４ｄが挿入されており、磁石４４ａ，４４ｂと磁石４４ｃ，４４ｄは軸受部４６を挟んで対向して設けられている。また、磁石４４ａは磁石４４ｂよりも回転軸４８に平行な方向に長く、磁石４４ｄは磁石４４ｃよりも回転軸４８に平行な方向に長い。磁石４４ａは、磁石４４ｄの一部及び磁石４４ｃと対向して配置されており、磁石４４ｂは、磁石４４ｄの一部と対向して配置されている。軸受部４６には、その中心が回転軸４８に配置されるように回転子４０に接続されたシャフトが配置される。
【００３５】
図６−１は、図５のＡ１−Ａ２における回転軸４８に直交する面の断面図を示す図である。図６−２は、図５のＢ１−Ｂ２における回転軸４８に直交する面の断面図を示す図である。
【００３６】
図６−１の断面図において、磁石４４ｂの幅は、磁石４４ｄの幅よりも長い。また、図６−２の断面図において、磁石４４ｃの幅は、磁石４４ａの幅よりも長い。
【００３７】
このように、対向する磁石間において、回転軸方向における長さと、回転軸に直交する面における幅と、を異なるものとすることで、回転子４０の回転軸４８に直交する方向における磁場が不均衡となる。このように磁場を不均衡とし、磁力の差分と軸受部４６に配置されるシャフトをたわませる力の差分を等しくすることで、回転する部分全体にかかる力の釣り合いをとることができる。そのため、有効な磁束量の減少を抑えつつ、冷媒の圧縮時にシャフトのたわみを生じさせず、トルク変動によって生じる振動及び騒音を抑制することができる。
【００３８】
なお、磁石４４ａ〜４４ｄが配置される具体的な位置は、回転駆動時にシャフトにかかる負荷に応じて決定すればよい。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、有効な磁束量の減少を抑えつつ、バランスウエイトが備えられていなくても、回転する部分全体の力の釣り合いをとることが可能であり、動作時の振動及び騒音が抑制される圧縮機を得ることができる。また、バランスウエイトが備えられていないため、低コスト化及び省資源化が可能となる。
【００４０】
実施の形態４．
本実施の形態では、実施の形態１乃至３にて説明した回転子を含むモータを備えるヒートポンプ装置の構成について図７〜図９を参照して説明する。
【００４１】
図７は、本実施の形態のヒートポンプ装置の一構成例であるヒートポンプ装置５０を示す図である。図７に示すヒートポンプ装置５０は、冷凍サイクル部５２と、インバータ部５４と、インバータ制御部５６と、を備える。ヒートポンプ装置５０は、例えば、空気調和機または冷凍機に適用される。
【００４２】
冷凍サイクル部５２には、圧縮機１００、四方弁６０、熱交換器６２、膨張機構６４及び熱交換器６６が備えられ、これらが冷媒配管６８を介して接続されている。
【００４３】
圧縮機１００は、実施の形態１にて説明したように、圧縮部１０６及びモータ１０２を内部に備える（図３を参照）。
【００４４】
インバータ部５４は、モータ１０２に電気的に接続され、交流電力を供給してモータ１０２を駆動する。なお、インバータ部５４の電源は、直流電力を供給可能なものであればよく、太陽電池、または整流器が付加された交流電源などであってもよい。
【００４５】
インバータ制御部５６は、インバータ部５４に電気的に接続され、圧縮機１００の必要冷媒圧縮量からインバータ駆動信号（例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号）を生成し、インバータ部５４へ出力する。
【００４６】
次に、実施の形態１乃至３にて説明した圧縮機を含むヒートポンプ装置を適用した機器（空気調和機または冷凍機など）について説明する。
【００４７】
図８−１及び図８−２は、ヒートポンプ装置５０を備えた機器の一構成例を示す図である。図８−１は暖房運転時の一構成例を示し、図８−２は冷房運転時の一構成例を示す。なお、図８−１と図８−２では冷媒の循環方向が異なり、この切り替えは後述する四方弁９０により行われる。図９は、図８−１及び図８−２に示したヒートポンプ装置５０の冷媒の状態についてのモリエル線図を示す図である。図９において、横軸は比エンタルピｈであり、縦軸は冷媒圧力Ｐである。
【００４８】
圧縮機７４、熱交換器７６、膨張機構７８、レシーバ８０、内部熱交換器８２、膨張機構８４及び熱交換器８６は、それぞれ配管によって接続されており、該配管を冷媒が循環する主冷媒回路を構成している。該主冷媒回路は、図８−１及び図８−２のそれぞれにおいて、主冷媒回路８８ａ〜８８ｋに区分けされている。なお、圧縮機７４の吐出側には四方弁９０が設けられており、冷媒の循環方向の切り替えが可能である。また、熱交換器８６の近傍には、ファン９２が設けられている。
【００４９】
圧縮機７４は、図７における圧縮機１００に相当し、インバータ部５４によって駆動されるモータ１０２及び圧縮部１０６を有する。圧縮部１０６とモータ１０２は、クランクシャフト１０４により接続されている。さらに、ヒートポンプ装置５０には、レシーバ８０と内部熱交換器８２の間から圧縮機７４のインジェクションパイプまでを接続するインジェクション回路９６ａ〜９６ｃ（太線にて表す。）が備えられている。インジェクション回路９６ａ〜９６ｃには、膨張機構９４と内部熱交換器８２が接続されている。
【００５０】
熱交換器７６には、水回路９８ａ及び水回路９８ｂにより構成される水回路（太線にて表す。）が接続され、水が循環している。なお、水回路９８ａ及び水回路９８ｂには、給湯器、ラジエータまたは床暖房などが備える放熱器などの水を利用する装置が接続されている。
【００５１】
次に、ヒートポンプ装置５０の動作について説明する。まず、ヒートポンプ装置５０が暖房運転する際（給湯器として運転する際）の動作について、図８−１を参照して説明する。
【００５２】
まず、圧縮機７４で気相状態の冷媒が圧縮されることで高温高圧状態となる（図９の点Ａ）。
【００５３】
そして、高温高圧状態の冷媒は、圧縮機７４から主冷媒回路８８ａに吐出される。主冷媒回路８８ａの冷媒は四方弁９０へと移送され、四方弁９０を経由した主冷媒回路８８ｂの冷媒は熱交換器７６へと移送される。移送された主冷媒回路８８ｂの冷媒は、熱交換器７６で熱交換により冷却されて液化する（図９の点Ｂ）。すなわち、熱交換器７６は、主冷媒回路において凝縮器であり放熱器として機能する。このとき、水回路９８ａの水は、主冷媒回路の冷媒から放熱された熱によって温められる。温められた水回路９８ｂの水は、暖房または給湯などに利用される。
【００５４】
熱交換器７６で液化された主冷媒回路８８ｃの冷媒は、膨張機構７８へと移送され、膨張機構７８で減圧されることで、気液二相状態になる（図９の点Ｃ）。
【００５５】
気液二相状態の主冷媒回路８８ｄの冷媒は、レシーバ８０へと移送され、レシーバ８０で圧縮機７４に移送される冷媒（主冷媒回路８８ｊから主冷媒回路８８ｋに移送される冷媒）と熱交換され、冷却されて液化する（図９の点Ｄ）。
【００５６】
レシーバ８０で液化された主冷媒回路８８ｅの冷媒は、図８−１の点Ｐにおいて、主冷媒回路８８ｆとインジェクション回路９６ａに分岐する。主冷媒回路８８ｆから内部熱交換器８２に流れる冷媒は、内部熱交換器８２において、インジェクション回路９６ｂからインジェクション回路９６ｃに移送される冷媒と熱交換されてさらに冷却される（図９の点Ｅ）。なお、インジェクション回路９６ｂを流れる冷媒は、膨張機構９４で減圧されて気液二相状態である。
【００５７】
内部熱交換器８２で冷却された主冷媒回路８８ｇの冷媒は、膨張機構８４へと移送されて減圧され、気液二相状態になる（図９の点Ｆ）。
【００５８】
膨張機構８４で気液二相状態になった主冷媒回路８８ｈの冷媒は、熱交換器８６に移送され、熱交換器８６において外気と熱交換され、加熱される（図９の点Ｇ）。すなわち、熱交換器８６は主冷媒回路において蒸発器として機能する。
【００５９】
そして、熱交換器８６で加熱された主冷媒回路８８ｉの冷媒は、四方弁９０へと移送され、四方弁９０を経由した主冷媒回路８８ｊの冷媒はレシーバ８０へと移送されてレシーバ８０でさらに加熱され（図９の点Ｈ）、加熱された主冷媒回路８８ｋの冷媒は圧縮機７４に移送される。
【００６０】
一方、点Ｐにて分岐したインジェクション回路９６ａの冷媒（インジェクション冷媒（図９の点Ｄ））は、膨張機構９４で減圧され（図９の点Ｉ）、減圧されたインジェクション回路９６ｂの冷媒は、内部熱交換器８２で熱交換され、気液二相状態となる（図９の点Ｊ）。内部熱交換器８２で熱交換されたインジェクション回路９６ｃの冷媒は、圧縮機７４のインジェクションパイプから圧縮機７４内へ移送される。
【００６１】
圧縮機７４では、主冷媒回路８８ｋからの冷媒（図９の点Ｈ）が、中間圧まで圧縮され、加熱される（図９の点Ｋ）。中間圧まで圧縮され、加熱された主冷媒回路８８ｋからの冷媒はインジェクション回路９６ｃの冷媒（図９の点Ｊ）と合流し、主冷媒回路８８ｋからの冷媒の温度は低下する（図９の点Ｌ）。そして、温度が低下した冷媒（図９の点Ｌ）が、圧縮機７４によりさらに圧縮され、加熱されて高温高圧となり（図９の点Ａ）、圧縮機７４から主冷媒回路８８ａに吐出される。
【００６２】
なお、ヒートポンプ装置５０は、インジェクション運転を行わなくてもよい。インジェクション運転を行わない場合には、膨張機構９４を閉じ、圧縮機７４のインジェクションパイプへ冷媒を流入させなければよい。なお、膨張機構９４の開度は、マイコンなどにより制御すればよい。
【００６３】
次に、ヒートポンプ装置５０が冷房運転する際（冷凍器として運転する際）の動作について、図８−２を参照して説明する。
【００６４】
まず、圧縮機７４で気相状態の冷媒が圧縮されることで高温高圧となる（図９の点Ａ）。
【００６５】
そして、高温高圧状態の冷媒は、圧縮機７４から主冷媒回路８８ａに吐出され、四方弁９０を経由し、四方弁９０を経由した主冷媒回路８８ｂの冷媒は熱交換器８６へと移送される。移送された主冷媒回路８８ｂの冷媒は、熱交換器８６で熱交換により冷却されて液化する（図９の点Ｂ）。すなわち、熱交換器８６は、主冷媒回路において凝縮器及び放熱器として機能する。
【００６６】
熱交換器８６で液化された主冷媒回路８８ｃの冷媒は、膨張機構８４へと移送されて減圧されることで、気液二相状態になる（図９の点Ｃ）。
【００６７】
気液二相状態になった主冷媒回路８８ｄの冷媒は、内部熱交換器８２へと移送され、内部熱交換器８２でインジェクション回路９６ｂからインジェクション回路９６ｃへと移送される冷媒と熱交換され、冷却されて液化する（図９の点Ｄ）。ここで、インジェクション回路９６ｂから移送される冷媒は、膨張機構９４で減圧されて気液二相状態である（図９の点Ｉ）。内部熱交換器８２で熱交換された主冷媒回路８８ｅの冷媒（図９の点Ｄ）は、図８−２の点Ｐにおいて、主冷媒回路８８ｆとインジェクション回路９６ａに分岐する。
【００６８】
主冷媒回路８８ｆの冷媒は、レシーバ８０において、主冷媒回路８８ｊから主冷媒回路８８ｋに移送される冷媒と熱交換されて、さらに冷却される（図９の点Ｅ）。
【００６９】
レシーバ８０で冷却された主冷媒回路８８ｇの冷媒は、膨張機構７８で減圧されて気液二相状態になる（図９の点Ｆ）。
【００７０】
膨張機構７８で気液二相状態になった主冷媒回路８８ｈの冷媒は、熱交換器７６で熱交換され、加熱される（図９の点Ｇ）。このとき、水回路９８ａの水は冷却され、冷却された水回路９８ｂの水は、冷房または冷凍に利用される。すなわち、熱交換器７６は、主冷媒回路において蒸発器として機能する。
【００７１】
そして、熱交換器７６で加熱された主冷媒回路８８ｉの冷媒は四方弁９０を経由し、四方弁９０を経由した主冷媒回路８８ｊの冷媒はレシーバ８０へ流入し、さらに加熱される（図９の点Ｈ）。レシーバ８０で加熱された主冷媒回路８８ｋの冷媒は、圧縮機７４に移送される。
【００７２】
一方、図８−２の点Ｐにて分岐したインジェクション回路９６ａの冷媒は、膨張機構９４で減圧される（図９の点Ｉ）。膨張機構９４で減圧されたインジェクション回路９６ｂの冷媒は、内部熱交換器８２で熱交換されて気液二相状態となる（図９の点Ｊ）。そして、内部熱交換器８２で熱交換されたインジェクション回路９６ｃの冷媒は、圧縮機７４のインジェクションパイプから圧縮機７４内へ移送される。その後の圧縮機７４における圧縮動作は、暖房運転時と同様である。すなわち、圧縮され、加熱されて高温高圧となった冷媒（図９の点Ａ）が、圧縮機７４から主冷媒回路８８ａに吐出される。
【００７３】
なお、インジェクション運転を行わない場合には、膨張機構９４を閉じ、圧縮機７４のインジェクションパイプへ冷媒を流入させなければよい。なお、膨張機構９４の開度は、マイコンなどにより制御すればよい。
【００７４】
なお、上記の説明では、熱交換器７６は、主冷媒回路の冷媒と水回路の水を熱交換させる熱交換器（例えば、プレート式熱交換器）であるとして説明した。しかし、熱交換器７６は、これに限定されず、冷媒と空気を熱交換させるものであってもよい。また、水回路には、水ではなく、他の流体が流れていてもよい。
【００７５】
以上説明したように本実施の形態のヒートポンプ装置は、空気調和機、ヒートポンプ給湯機、冷蔵庫、冷凍機などに適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０，２０，３０，４０  回転子、１２，２２，３２，４２  ロータコア、１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ，３４ａ〜３４ｄ，４４ａ〜４４ｄ  磁石、１６，２６，３６，４６  軸受部、１８，２８，３８，４８  回転軸、２９ａ，２９ｂ  バランスウエイト、５０  ヒートポンプ装置、５２  冷凍サイクル部、５４  インバータ部、５６  インバータ制御部、７４，１００  圧縮機、６０，９０  四方弁、６２，６６，７６，８６  熱交換器、６４，７８，８４，９４  膨張機構、６８  冷媒配管、８０  レシーバ、８２  内部熱交換器、８８ａ〜８８ｋ  主冷媒回路、９２  ファン、９６ａ〜９６ｃ  インジェクション回路、９８ａ，９８ｂ  水回路、１０２  モータ、１０４  クランクシャフト、１０６  圧縮部。
【図１】
2014097478.tif 000003
【図２】
2014097478.tif 000004
【図３】
2014097478.tif 000005
【図４】
2014097478.tif 000006
【図５】
2014097478.tif 000007
【図６−１】
2014097478.tif 000008
【図６−２】
2014097478.tif 000009
【図７】
2014097478.tif 000010
【図８−１】
2014097478.tif 000011
【図８−２】
2014097478.tif 000012
【図９】
2014097478.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月12日(2015.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する位置に配され、磁力の異なる磁石を含む回転子を有するモータと、
冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記モータと前記圧縮部に接続され、前記モータの回転駆動を前記圧縮部に伝達するように構成されたクランクシャフトと、を備える圧縮機。
【請求項２】
前記回転子の回転軸方向において、前記磁石の長さが対向する位置に配された磁石の長さと異なる請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
対向する前記磁石間の磁力の差分が、回転駆動時の前記クランクシャフトをたわませる力を打ち消す請求項１または請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧縮機を備えるヒートポンプ装置。 
【請求項５】
請求項４に記載のヒートポンプ装置を備える空気調和機。 
【請求項６】
請求項４に記載のヒートポンプ装置を備える冷凍機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の圧縮機は、互いに対向する位置に配され、磁力の異なる磁石を含む回転子を有するモータと、冷媒を圧縮する圧縮部と、前記モータと前記圧縮部に接続され、前記モータの回転駆動を前記圧縮部に伝達するように構成されたクランクシャフトと、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１に係る回転子の側断面図を示す図である。
【図２】図２は、従来の回転子の側断面図を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る回転子を含む圧縮機を示すモデル図である。
【図４】図４は、実施の形態２に係る回転子の側断面図を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態３に係る回転子の側断面図を示す図である。
【図６−１】図６−１は、実施の形態３に係る図５のＡ１−Ａ２，Ｄ１−Ｄ２における断面図を示す図である。
【図６−２】図６−２は、実施の形態３に係る図５のＢ１−Ｂ２，Ｃ１−Ｃ２における断面図を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態４に係るヒートポンプ装置の一構成例を示す図である。
【図８−１】図８−１は、実施の形態４に係るヒートポンプ装置を備えた機器の暖房運転時における構成例を示す図である。
【図８−２】図８−２は、実施の形態４に係るヒートポンプ装置を備えた機器の冷房運転時における構成例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態４に係る図８−１及び図８−２に示したヒートポンプ装置の冷媒についてのモリエル線図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
ロータコア１２には、磁石１４ａ，１４ｂが挿入されており、磁石１４ａと磁石１４ｂは、軸受部１６を挟んで対向して設けられている。磁石１４ａ，１４ｂの回転軸１８に平行な方向の長さＬ１は、ロータコア１２の回転軸１８に平行な方向の長さＬ２よりも短い。また、磁石１４ａ，１４ｂは、回転軸１８に平行であって、互いに逆の方向（１８０度異なる方向）にずれるように配置されて挿入されている。換言すると、対向する磁石１４ａ，１４ｂは、回転軸１８に平行な方向にずらして配置され、回転軸１８に直交する方向において、磁石１４ａは、磁石１４ｂと重畳しない部分を有し、磁石１４ｂは、磁石１４ａと重畳しない部分を有するように配置されて挿入されている。このように磁石１４ａと磁石１４ｂを互いにずらして配置することで、回転子１０の回転軸１８に直交する方向における磁場が不均衡となる。このように磁場を不均衡として、たわみを生じさせる力と磁力の差分を逆方向として大きさを等しいものとすることで、回転子１０の回転駆動時にクランクシャフトにたわみを生じさせず、回転する部分全体にかかる力の釣り合いをとることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図２は、密閉型圧縮機の従来の回転子２０の側断面図を示す図である。図２に示す回転子２０は、ロータコア２２と、磁石２４ａ，２４ｂと、軸受部２６と、バランスウエイト２９ａ，２９ｂとを備え、回転軸２８を回転軸とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図６−１は、図５のＡ１−Ａ２，Ｄ１−Ｄ２における回転軸４８に直交する面の断面図を示す図である。図６−２は、図５のＢ１−Ｂ２，Ｃ１−Ｃ２における回転軸４８に直交する面の断面図を示す図である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
そして、高温高圧状態の冷媒は、圧縮機７４から主冷媒回路８８ａに吐出される。主冷媒回路８８ａの冷媒は四方弁９０へと移送され、四方弁９０を経由した主冷媒回路８８ｂの冷媒は熱交換器７６へと移送される。主冷媒回路８８ｂから移送された冷媒は、熱交換器７６で熱交換により冷却されて液化する（図９の点Ｂ）。すなわち、熱交換器７６は、主冷媒回路において凝縮器であり放熱器として機能する。このとき、水回路９８ａの水は、主冷媒回路の冷媒から放熱された熱によって温められる。温められた水回路９８ｂの水は、暖房または給湯などに利用される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
そして、高温高圧状態の冷媒は、圧縮機７４から主冷媒回路８８ａに吐出され、四方弁９０を経由し、四方弁９０を経由した主冷媒回路８８ｂの冷媒は熱交換器８６へと移送される。主冷媒回路８８ｂから移送された冷媒は、熱交換器８６で熱交換により冷却されて液化する（図９の点Ｂ）。すなわち、熱交換器８６は、主冷媒回路において凝縮器及び放熱器として機能する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2014097478.tif 000014
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６−１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６−１】
2014097478.tif 000015
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６−２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６−２】
2014097478.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月29日(2016.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する位置に配され、磁力の異なる磁石を含む回転子を有するモータと、
冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記モータと前記圧縮部に接続され、前記モータの回転駆動を前記圧縮部に伝達するように構成されたクランクシャフトと、を備え、
対向する前記磁石間の磁力の差分が、回転駆動時の前記クランクシャフトをたわませる力を打ち消す圧縮機。
【請求項２】
前記回転子の回転軸方向において、前記磁石の長さが対向する位置に配された磁石の長さと異なる請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の圧縮機を備えるヒートポンプ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のヒートポンプ装置を備える空気調和機。
【請求項５】
請求項３に記載のヒートポンプ装置を備える冷凍機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の圧縮機は、互いに対向する位置に配され、磁力の異なる磁石を含む回転子を有するモータと、冷媒を圧縮する圧縮部と、前記モータと前記圧縮部に接続され、前記モータの回転駆動を前記圧縮部に伝達するように構成されたクランクシャフトと、を備え、対向する前記磁石間の磁力の差分が、回転駆動時の前記クランクシャフトをたわませる力を打ち消す。  
【国際調査報告】
2014097478.tif 000017
2014097478.tif 000018
2014097478.tif 000019
2014097478.tif 000020