(57)【要約】【課題】流体の圧縮効率を向上させることができる圧縮機および空気調和装置を提供する。【解決手段】圧縮機３０は、収容部１３２と、電動機１００と、圧縮部１２０とを備えている。収容部１３２は、昇圧前の流体を収容する。電動機１００は、収容部１３２内に設置される。さらに、電動機１００は、回転子と固定子とを有している。回転子は、ボンド磁石を含んでいる。固定子は、回転子を回転する。圧縮部１２０は、電動機１００により駆動される。さらに、圧縮部１２０は、収容部１３２に収容される流体を圧縮する。【選択図】        図３
2004346757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の圧力を上昇させるための密閉式の圧縮機であって、
昇圧前の前記流体を収容する収容部（１３２）と
前記収容部（１３２）内に設置され、ボンド磁石（１０７、２０７）を含む回転子（１０２、２０２）および前記回転子（１０２、２０２）を回転する固定子（１０１、２０１）を有する電動機（１００、２００、４００）と、
前記電動機（１００、２００、４００）により駆動され、前記収容部（１３２）に収容される昇圧前の前記流体を圧縮する圧縮部（１２０、４２０）と、
を備える圧縮機（３０、３００、４３０）。
【請求項２】
前記ボンド磁石は、希土類ボンド磁石（１０７、２０７）を含む、
請求項１に記載の圧縮機（３０、３００、４３０）。
【請求項３】
前記回転子（１０２、２０２）は、さらに回転子鉄心（１０６、２０６）を有し、
少なくとも前記ボンド磁石（１０７、２０７）の一部は、前記回転子鉄心（１０６、２０６）と密着する、
請求項１または２に記載の圧縮機（３０、３００、４３０）。
【請求項４】
前記回転子鉄心（１０６、２０６）は、鉄粉末を有する、
請求項３に記載の圧縮機（３０、３００、４３０）。
【請求項５】
前記ボンド磁石は、前記回転子鉄心（１０６、２０６）の内方に配置され、前記回転子（１０２、２０２）の径方向に積層される複数の分割ボンド磁石（２０７）を有し、
複数の前記分割ボンド磁石（２０７）は、それぞれ、前記回転子（１０２、２０２）の表面近傍まで延びる端部（２０８）を有する、
請求項３または４に記載の圧縮機（３０、３００、４３０）。
【請求項６】
前記回転子（１０２、２０２）は、前記収容部（１３２）に収容される昇圧前の前記流体が通過する通路（１０８）を有する、
請求項３から５のいずれかに記載の圧縮機（３０、３００、４３０）。
【請求項７】
前記固定子（１０１、２０１）は、固定子鉄心（１０３、２０３）と前記固定子鉄心（１０３、２０３）に巻かれる巻線（１０４、２０４）とを有し、
前記巻線（１０４、２０４）の少なくとも一部は、樹脂に覆われる、
請求項１から６のいずれかに記載の圧縮機（３０、３００、４３０）。
【請求項８】
前記巻線（１０４、２０４）間の空間部および前記巻線（１０４、２０４）間に生じる表面の凹部の少なくとも一方は、その一部あるいは全部が前記固定子鉄心（１０３、２０３）により充填される、
請求項７に記載の圧縮機（３０、３００、４３０）。
【請求項９】
前記収容部（１３２）と前記電動機（１００、２００、４００）と前記圧縮部（１２０、４２０）とを内包するケーシング（１３０）をさらに備え、
前記電動機（１００、２００、４００）の少なくとも一部は、前記ケーシング（１３０）の内周に密着して設置される、
請求項１から８のいずれかに記載の圧縮機（３０、３００、４３０）。
【請求項１０】
前記ケーシング（１３０）は、前記電動機（１００、２００、４００）から伝熱される熱を外部に放熱する放熱部（１３１）を有する、
請求項１から９のいずれかに記載の圧縮機（３０、３００、４３０）。
【請求項１１】
屋内の空気を調和するための空気調和装置であって、
請求項１から１０のいずれかに記載の圧縮機（３０、３００、４３０）と、
前記圧縮機（３０、３００、４３０）において圧縮される流体により前記屋内の空気を調和する空気調和部（７）と、
を備える空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機および空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ビルや住宅等において調和された空気を室内に送風することにより、室内の快適性を向上させる空気調和装置が知られている。例えば、ルームエアコンは、温風や冷風を室内に送風することにより、室内を快適な温度に保つことができる。
【０００３】
このような空気調和装置は、室内の壁面上部や天井などに取りつけられる室内機と、室外に設置される室外機とを備えている。室内機は、室内熱交換器を有している。また、室外機は、室外熱交換器を有している。室内熱交換器と室外熱交換器とは、接触する空気との間で熱交換を行う。さらに、空気調和装置は、室外熱交換器と室内熱交換器とを接続する冷媒配管を有している。室内熱交換器と室外熱交換器と冷媒配管とが、室内の空気を調和するための冷媒を循環させる冷媒回路を構成している。
【０００４】
室外機内には、さらに、冷媒回路内を循環する冷媒の圧力を上昇させる圧縮機が設置されている。圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮部と、圧縮部を駆動させる電動機とを有している。この圧縮機では、電動機により圧縮部が駆動されることにより冷媒を圧縮し、冷媒の圧力を上昇させている。
上記のような圧縮機としては、ボンド磁石を有する電動機を備える圧縮機が提案されている（例えば、特許文献１）。この圧縮機は、ケーシングと、電動機と、圧縮機構とを備えている。圧縮機構と電動機とは、ケーシング内部に配置されている。電動機は、圧縮機構を回転駆動している。圧縮機構は、圧縮前の低温低圧のガスを機構内に吸入し、回転により圧縮前のガスを圧縮する。このガスの圧縮により、ガスの圧力が上昇される。また、電動機は、ケーシング内部の圧縮後の高圧のガスが充満する部分に設置されている。ボンド磁石は、磁石粉末と結合材とを混合および成形固化して生成される磁石である。このボンド磁石は、「渦電流の発生が粉末焼結磁石と比べて少ない」「成形が容易である」などの理由により、電動機に用いられることが多い。ボンド磁石としては、磁石粉末として希土類磁石を採用する希土類ボンド磁石などがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３５４３４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような圧縮機の電動機は、ケーシング内部の圧縮後の高圧のガスが充満する部分に設置されている。圧縮後のガスは、圧力が上昇するとともに、その温度も上昇している。したがって、圧縮後のガスは、高温高圧状態となり、直接的もしくは間接的に接触する電動機の温度を上昇させる。つまり、圧縮後のガスが、電動機に用いられるボンド磁石の温度を上昇させる。例えば、ボンド磁石が希土類ボンド磁石である場合には、この温度上昇により、磁力が大きく減磁する。また、希土類ボンド磁石は、粉末焼結の希土類磁石と比べて、不可逆減磁しやすい傾向にある。つまり、この希土類ボンド磁石は、温度上昇により、不可逆減磁するおそれがある。
【０００７】
上記の問題を解決するために、ケーシング内部の圧縮前の低圧のガスが充満する部分に電動機を設置する圧縮機が提案されている。このような圧縮機では、圧縮前のガスが、電動機近傍を通過した後、圧縮機構において圧縮される。ところが、電動機の稼働による発熱により、圧縮前のガス温度が上昇するおそれがある。
【０００８】
このように、従来の圧縮機および空気調和装置では、圧縮機の電動機に設けられる磁石の減磁や圧縮前の流体の温度上昇などにより、圧縮機の昇圧効率が低下するおそれがある。
そこで、本発明では、流体の圧縮効率を向上させることができる圧縮機および空気調和装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の圧縮機は、流体の圧力を上昇させるための密閉式の圧縮機であって、収容部と、電動機と、圧縮部とを備えている。収容部は、昇圧前の流体を収容する。電動機は、収容部内に設置される。さらに、電動機は、回転子と固定子とを有している。回転子は、ボンド磁石を含んでいる。ボンド磁石とは、磁石粉末と結合材（ゴムや樹脂などの絶縁体）とを混合、成形固化して形成される磁石である。固定子は、回転子を回転する。圧縮部は、電動機により駆動される。さらに、圧縮部は、収容部に収容される流体を圧縮する。
【００１０】
この圧縮機では、固定子が回転子を回転する。圧縮部は、固定子の回転駆動を受け、駆動される。そして、収容部に収容される昇圧前の流体が、圧縮部により圧縮される。これにより、流体の圧力が上昇する。
ここでは、電動機が昇圧前の流体を収容する収容部内に設置されている。一般的に、流体を断熱昇圧すると、流体の温度が上昇する。つまり、昇圧前の流体の温度は、昇圧後の流体の温度より低くなっている。したがって、電動機が昇圧後の流体の近傍に設置される場合と比べて、流体から電動機に伝熱される熱量が減少する。つまり、電動機の温度上昇が減少するので、この圧縮機では、電動機の有するボンド磁石が不可逆減磁する可能性が低減される。
【００１１】
また、電動機は、ボンド磁石を有する回転子を有している。一般的に、電動機に採用される磁石には、電動機の稼働時において、磁束の変化による渦電流が発生する。この渦電流が通電することにより、電動機は、稼働時において発熱している。ところが、ボンド磁石の構造は、主に絶縁体の結合材により通電可能な磁石粉末を包含する構造である。したがって、磁束の変化により発生する渦電流は、磁石粉末の内部においてのみ通電する。それゆえ、磁石全体が導電体の粉末焼結磁石を有する回転子と比べて、回転子の発熱量が低減される。その結果、電動機から昇圧前の流体に伝熱される熱量が減少する。このため、この圧縮機では、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。
【００１２】
つまり、この圧縮機では、電動機の回転子に設けられる磁石が不可逆減磁される可能性が低減するとともに、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率を向上させることができる。
請求項２に記載の圧縮機は、請求項１に記載の圧縮機であって、ボンド磁石は、希土類ボンド磁石を含んでいる。
【００１３】
ここでは、電動機の回転子に希土類ボンド磁石が含まれている。希土類ボンド磁石は、同じ体積のフェライトボンド磁石などと比べて、磁束密度が高い。一般的に、磁束密度は、磁石の体積を増加させることにより、向上する。したがって、フェライトボンド磁石を含む回転子を有する電動機と比べて、希土類ボンド磁石を含む回転子を有する電動機は、形状を小型化することができる。このため、この圧縮機では、形状を小型化することができる。
【００１４】
請求項３に記載の圧縮機は、請求項１または２に記載の圧縮機であって、回転子は、さらに回転子鉄心を有する。少なくともボンド磁石の一部は、この回転子鉄心と密着している。
ここでは、ボンド磁石の少なくとも一部が、回転子鉄心と密着している。したがって、ボンド磁石が回転子鉄心と密着していない場合と比べて、回転子のパーミアンス係数が上昇する。それゆえ、回転子の動作点における磁束密度が上昇する。このため、この圧縮機では、電動機の出力が向上するため、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の圧縮機は、請求項３に記載の圧縮機であって、回転子鉄心は、鉄粉末を有している。
ここでは、回転子鉄心が鉄粉末を有している。したがって、磁束の変化により発生する渦電流は、鉄粉末の内部において通電する。それゆえ、回転子鉄心における渦電流の発生が抑制されるため、回転子鉄心の発熱量が低減される。その結果、電動機の発熱量が低減されることにより、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００１６】
請求項５に記載の圧縮機は、請求項３または４に記載の圧縮機であって、ボンド磁石が、回転子鉄心の内方に配置されている。また、ボンド磁石は、複数の分割ボンド磁石を有している。複数の分割ボンド磁石は、回転子の径方向に積層されている。また、複数の分割ボンド磁石は、それぞれ、端部を有している。端部は、回転子の表面近傍まで延びている。
【００１７】
ここでは、ボンド磁石が、複数の分割ボンド磁石を有している。このため、ｑ軸インダクタンスを向上させることができる。そして、全層の厚みの総和が一定に保たれればｄ軸インダクタンスはほぼ一定となる。その結果、ｑ軸インダクタンスとｄ軸インダクタンスとの差が拡大する。したがって、リラクタンストルクを有効に利用することができる。
【００１８】
また、回転子の表面付近についてみると、複数の分割ボンド磁石が回転子の回転方向に積層されているとみることができる。したがって、渦電流の発生するｑ軸磁路が、狭くなっている。それゆえ、分割ボンド磁石における渦電流の発生量が抑制されるので、回転子における発熱量が低減される。その結果、電動機から昇圧前の流体に伝熱される熱量が減少するので、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。さらに、ここでは、複数の分割ボンド磁石が、回転子の表面近傍まで延びている端部を有している。このため、突極比（＝ｑ軸インダクタンス／ｄ軸インダクタンス）を大きくとることができる。したがって、固定子が回転子を回転する速度が上昇する。それゆえ、圧縮部の駆動速度が、上昇する。
【００１９】
つまり、この圧縮機では、リラクタンストルクが有効利用できるとともに、昇圧前の流体の温度上昇が抑制され、圧縮部の駆動速度が上昇する。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
請求項６に記載の圧縮機は、請求項３から５のいずれかに記載の圧縮機であって、回転子は、通路を有している。この通路には、収容部に収容される昇圧前の流体が通過する。
【００２０】
ここでは、昇圧前の流体が、回転子が有する通路を通過する。一般的に、電動機の稼働時において、回転子の発熱量と比べて固定子の発熱量が大きい、と言われている。したがって、昇圧前の流体が、比較的発熱量の小さい回転子内の通路を通過した後、圧縮部により圧縮される。その結果、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００２１】
請求項７に記載の圧縮機は、請求項１から６のいずれかに記載の圧縮機であって、固定子は、固定子鉄心と、巻線とを有している。巻線は、固定子鉄心に巻かれている。巻線の少なくとも一部は、樹脂に覆われている。
ここでは、固定子の固定子鉄心に巻かれている巻線の少なくとも一部が、樹脂に覆われている。つまり、この電動機では、巻線の一部が昇圧前の流体に直接接触しないように構成されている。したがって、巻線の端部がむき出しの場合と比べて、巻線の端部から昇圧前の流体に伝熱される熱量が低減される。その結果、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００２２】
請求項８に記載の圧縮機は、請求項７に記載の圧縮機であって、巻線間の空間部および巻線間に生じる表面の凹部の少なくとも一方は、その一部あるいは全部が固定子鉄心により充填されている。
ここでは、巻線間の空間部および巻線間に生じる表面の凹部の少なくとも一方は、その一部あるいは全部が固定子鉄心により充填されている。このため、この圧縮機では、巻線の導体の占有率を向上させることができる。
【００２３】
請求項９に記載の圧縮機は、請求項１から８のいずれかに記載の圧縮機であって、ケーシングをさらに備えている。ケーシングは、収容部と、電動機と、圧縮部とを内包している。また、電動機の少なくとも一部は、ケーシングの内周に密着して設置されている。
ここでは、電動機の少なくとも一部が、ケーシングの内周に密着して設置されている。したがって、電動機から発熱される熱量の一部が、ケーシングに伝熱される。そして、ケーシングに伝熱された熱量の一部が、ケーシングから外部に放熱される。それゆえ、電動機から昇圧前の流体に伝熱される熱量が減少する。その結果、昇圧前の流体の温度上昇がさらに抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００２４】
請求項１０に記載の圧縮機は、請求項１から９のいずれかに記載の圧縮機であって、ケーシングは、放熱部を有している。放熱部は、電動機から伝熱される熱を放熱している。
ここでは、電動機から伝熱される熱が、ケーシングに設けられる放熱部により外部に放熱される。したがって、電動機から昇圧前の流体に伝熱される熱量が減少する。その結果、昇圧前の流体の温度上昇がさらに抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００２５】
請求項１１に記載の空気調和装置は、屋内の空気を調和するための空気調和装置であって、圧縮機と、空気調和部とを備えている。圧縮機は、請求項１から１０のいずれかに記載の圧縮機である。空気調和部は、圧縮機において圧縮される流体により屋内の空気を調和している。
この空気調和装置では、固定子が回転子を回転する。圧縮部は、固定子の回転駆動を受け、駆動される。そして、収容部に収容される昇圧前の流体が、圧縮部により圧縮される。これにより、流体の圧力が上昇する。
そして、圧縮部において圧縮された流体が、空気調和部において屋内の空気を調和する。
【００２６】
この空気調和装置では、電動機が昇圧前の流体を収容する収容部内に設置されている。一般的に、流体を昇圧すると、流体の温度が上昇する。つまり、昇圧前の流体の温度は、昇圧後の流体の温度より低くなっている。したがって、電動機が昇圧後の流体の近傍に設置される場合と比べて、流体から電動機に伝熱される熱量が減少する。つまり、電動機の温度上昇が減少するので、この空気調和装置では、電動機の有するボンド磁石が不可逆減磁する可能性が低減される。
【００２７】
また、電動機は、ボンド磁石を有する回転子を有している。一般的に、電動機に採用される磁石には、電動機の稼働時において、磁束の変化による渦電流が発生する。この渦電流が通電することにより、電動機は、稼働時において発熱している。ところが、ボンド磁石の構造は、主に絶縁体の結合材により通電可能な磁石粉末を包含する構造である。したがって、磁束の変化により発生する渦電流は、磁石粉末の内部においてのみ通電する。それゆえ、磁石全体が導電体の粉末焼結磁石を有する回転子と比べて、回転子の発熱量が低減される。その結果、電動機から昇圧前の流体に伝熱される熱量が減少する。このため、この空気調和装置では、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。
【００２８】
つまり、この空気調和装置では、電動機の回転子に設けられる磁石が不可逆減磁される可能性が低減するとともに、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。このため、この空気調和装置では、流体の昇圧効率を向上させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
＜空気調和装置の概略構成＞
本発明の一実施の形態が採用される空気調和装置１の概略図を図１に示す。この空気調和装置１は、室内の壁面上部に取り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３と備えている。室外機３は、室外熱交換器や室外ファンなどを収納する室外空調ユニット５を備えている。
【００３０】
室内機２内には室内熱交換器が収納され、室外空調ユニット５内には室外熱交換器が収納されている。また、上記各熱交換器およびこれらの熱交換器を接続する冷媒配管６が、冷媒回路を構成している。
図２に、この空気調和装置１で用いられる冷媒回路の系統図を示す。
室内機２には、室内熱交換器７が設けられている。この室内熱交換器７は、長さ方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管が挿通される複数のフィンとからなり、接触する空気との間で熱交換を行う。また、室内機２内には、クロスフローファン８とクロスフローファン８を回転駆動する室内ファンモータ９とが、設けられている。クロスフローファン８は、円筒形状に構成され、周面には回転軸方向に羽根が設けられており、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。このクロスフローファン８は、室内空気を室内機２内に吸い込ませるとともに、室内熱交換器７を流れる冷媒との間で熱交換を行った後の空気を室内に吹き出させる。
【００３１】
室外機３の室外空調ユニット５には、圧縮機３０と、圧縮機３０の吸入側に接続されるアキュムレータ３１と、圧縮機３０の吐出側に接続される四路切換弁３２と、四路切換弁３２に接続された室外熱交換器３３と、室外熱交換器３３に接続された電動弁３４とが設けられている。電動弁３４は、フィルタ３５および液閉鎖弁３６を介して冷媒配管６ａに接続されており、この冷媒配管６ａを介して室内熱交換器７の一端と接続される。また、四路切換弁３２は、ガス閉鎖弁３７を介して冷媒配管６ｂに接続されており、この冷媒配管６ｂを介して室内熱交換器７の他端と接続されている。また、室外機３には、室外熱交換器３３での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン３８が設けられている。このプロペラファン３８は、室外ファンモータ３９によって回転駆動される。
【００３２】
（圧縮機）
図３および図４に、圧縮機３０の断面図を示す。圧縮機３０は、上述の冷媒回路を循環する冷媒の圧力を上昇させるための密閉型のスクロール圧縮機である。この圧縮機３０は、ケーシング１３０と、電動機１００と、圧縮部１２０とを備えている。
【００３３】
ケーシング１３０は、電動機１００と、圧縮部１２０とを内包している密閉容器である。ケーシング１３０の内周には、電動機１００が密着して設置されている。ケーシング１３０は、放熱フィン１３１を有している。放熱フィン１３１は、ケーシング１３０の外周上であって電動機１００と対向する位置に設置されている。放熱フィン１３１は、伝熱される熱量を圧縮機３０外に放熱するように構成されている。ケーシング１３０の内部は、圧縮部１２０により、低圧室１３２と高圧室１３３とに区分されている。低圧室１３２は、昇圧前の低圧低温の冷媒が収容されるための空間である。高圧室１３３は、昇圧後の高圧高温の冷媒が収容されるための空間である。さらに、ケーシング１３０には、吸入管１３４と吐出管１３５とが接続されている。吸入管１３４は、昇圧前の冷媒をアキュームレータ３１からケーシング１３０内の低圧室１３２に吸入するための配管である。吸入管１３４から吸入された冷媒は、低圧室１３２内に隙間無く充満している。吐出管１３５は、昇圧後の冷媒をケーシング１３０内の高圧室１３３から四路切替弁３２に吐出するための配管である。
【００３４】
電動機１００は、圧縮部１２０を駆動させるための回転駆動力を発生させるためのモータであり、低圧室１３２内に設置されている。電動機１００は、固定子１０１と、回転子１０２と、回転軸１１０とを有している。
固定子１０１は、圧縮機３０の下方から上方に延びる略円筒形状の構造体である。固定子１０１の外周は、大部分がケーシング１３０の内側に密着して固定されている。固定子１０１は、固定子鉄心１０３と、巻線１０４とを有している。固定子鉄心１０３は、極歯部１０５を有している。固定子１０１は、極歯部１０５に３相の巻線１０４が巻き付けられる集中巻方式の固定子である。また、巻線１０４には、図示しないインバータにより、所定の電圧および周波数に制御される電流が通電される。この電流が、巻線１０４に通電することにより、固定子１０１において、回転磁束が発生する。ここで、巻線１０４に通電される電流の電圧は、ＰＷＭ制御により、可変電流とされている。さらに、巻線１０４は、巻線１０４が低圧室１３２内の冷媒と直接接触しないように樹脂（図示せず）で覆われている。
【００３５】
回転子１０２は、固定子１０１の内方空間において、固定子１０１と僅かな隙間をおいて固定子１０１と対向するように配置される略円柱形状の構造体である。回転子１０２は、回転子鉄心１０６と、４つの希土類ボンド磁石１０７とを有している。回転子鉄心１０６には、鉄粉末と樹脂などの結合材とを混合し、加圧固化することにより形成される圧粉鉄心が用いられている。回転子鉄心１０６は、冷媒通路１０８を有している。冷媒通路１０８には、低圧室１３２内の冷媒が、圧縮部１２０に供給される前に通過する。希土類ボンド磁石１０７は、希土類磁石粉体と結合材（樹脂など）とを混合した混合物を成形固化して形成されるボンド磁石である。ここでは、希土類ボンド磁石１０７は、回転子鉄心１０６の磁石孔に上述の混合物を充填した後、混合物に加圧固化して形成される。この希土類ボンド磁石１０７においては、加圧固化後に着磁されること、もしくは、加圧固化時において配向磁石により磁化されることにより、隣接する磁極が互いに異なる極性となるように構成されている。そのため、回転子１０２は、４極の磁極を有する回転子となっている。また、希土類ボンド磁石１０７は、回転子鉄心１０６に密着している。
【００３６】
回転軸１１０は、電動機１００の上面視略中央に配置され、電動機１００から圧縮部１２０に向かって延びている。回転軸１１０は、軸部１１１と、クランク部１１２とを有している。軸部１１１は、回転子１０２と連結され、回転子１０２が固定子１０１に対して回転軸１１０を中心として回転するように構成されている。クランク部１１２は、軸部１１１と連結され、軸部１１１の回転駆動力が伝達されるように構成されている。さらに、クランク部１１２は、軸部１１１から伝達される回転駆動力により偏心回転運動を発生させるように構成されている。加えて、軸部１１１とクランク部１１２とには、冷媒通路１０８と圧縮部１２０とをつなぐ通路（図示せず）が設けられている。この通路と冷媒通路１０８とを介して、低圧室１３２内の冷媒は、圧縮部１２０に導かれる。
【００３７】
圧縮部１２０は、電動機１００の上方に設置され、昇圧前の冷媒を圧縮する圧縮機構である。圧縮部１２０は、可動スクロール１２１と、固定スクロール１２２とを有している。可動スクロール１２１と固定スクロール１２２は、ともに渦巻き状のスクロールであり、互いに１つの接線で接触するように配置されている。可動スクロール１２１は、クランク部１１２に連結され、電動機１００の発生する回転駆動力により、偏心回転駆動される。固定スクロール１２２は、ケーシング１３０に固定され、回転しない。可動スクロール１２１が偏心回転運動することにより、可動スクロール１２１と固定スクロール１２２との間に発生する圧縮室（図示せず）の容積が次第に小さくなる。この運動により、圧縮部１２０は、冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、吐出管１３５を介して四路切替弁３２に送られる。その後、冷媒は、室内熱交換器７に送られ、屋内の空気調和に用いられる。
【００３８】
＜冷媒の圧縮過程＞
以下に、圧縮機３０において、冷媒が圧縮される過程について説明する。
まず、アキュームレータ３１に蓄積される冷媒が、吸入管１３４を介して低圧室１３２内に吸い込まれる。低圧室１３２内に吸い込まれた冷媒は、回転子鉄心１０６に設けられた冷媒通路１０８と回転軸１１０に設けられた通路とを介して、圧縮部１２０に送られる。そして、冷媒は、可動スクロール１２１の偏心回転により、圧縮される。圧縮後の冷媒は、高圧室１３３内に収容される。そして、高圧室１３３内の冷媒は、吐出管１３５を介して、四路切替弁３２に向けて送出される。
【００３９】
＜本空気調和装置の特徴＞
（１）
この空気調和装置１では、電動機１００が、昇圧前の冷媒を収容する低圧室１３２内に設置されている。一般的に、冷媒を断熱昇圧すると、冷媒の温度が上昇する。つまり、昇圧前の冷媒の温度は、昇圧後の冷媒の温度より低くなっている。したがって、電動機が昇圧後の冷媒の近傍に設置される場合と比べて、冷媒から電動機１００に伝熱される熱量が減少する。つまり、電動機１００の温度上昇が減少するので、この空気調和装置１では、電動機１００の有する希土類ボンド磁石１０７が不可逆減磁する可能性が低減される。
【００４０】
また、電動機１００は、希土類ボンド磁石１０７を有する回転子１０２を有している。一般的に、電動機に採用される磁石には、電動機の稼働時において、磁束の変化による渦電流が発生する。この渦電流が通電することにより、電動機は、稼働時において発熱している。ところが、希土類ボンド磁石１０７の構造は、絶縁体の結合材により通電可能な希土類磁石粉末を包含する構造である。したがって、磁束の変化により発生する渦電流は、磁石粉末の内部においてのみ通電する。それゆえ、磁石全体が導電体の粉末焼結磁石を有する回転子と比べて、回転子１０２の発熱量が低減される。その結果、電動機１００から昇圧前の冷媒に伝熱される熱量が減少する。このため、この空気調和装置１では、昇圧前の冷媒の温度上昇が抑制される。
【００４１】
つまり、この空気調和装置１では、電動機１００の回転子１０２に設けられる希土類ボンド磁石１０７が不可逆減磁される可能性が低減するとともに、昇圧前の冷媒の温度上昇が抑制される。このため、この空気調和装置１では、冷媒の昇圧効率を向上させることができる。
（２）
この空気調和装置１では、電動機１００の回転子１０２が希土類ボンド磁石１０７を有している。希土類ボンド磁石１０７は、同じ体積のフェライトボンド磁石などと比べて、磁束密度が高い。一般的に、磁束密度は、磁石の体積を増加させることにより、向上する。したがって、フェライトボンド磁石を含む回転子を有する電動機と比べて、希土類ボンド磁石１０７を有する回転子１０２を有する電動機１００は、形状を小型化することができる。このため、この空気調和装置１では、電動機１００の形状を小型化することができる。
【００４２】
（３）
この空気調和装置１では、希土類ボンド磁石１０７が、回転子鉄心１０６と密着している。したがって、磁石が回転子鉄心と密着していない場合と比べて、回転子１０２のパーミアンス係数が上昇する。それゆえ、回転子１０２の動作点における磁束密度が上昇する。このため、この空気調和装置１では、電動機１００の出力が向上するため、冷媒の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００４３】
（４）
この空気調和装置１では、回転子鉄心１０６が圧粉鉄心から形成されている。したがって、磁束の変化により発生する渦電流は、鉄粉末の内部において通電する。それゆえ、回転子鉄心１０６における渦電流の発生が抑制されるため、回転子鉄心１０６の発熱量が低減される。その結果、電動機１００の発熱量が低減されることにより、昇圧前の冷媒の温度上昇が抑制される。このため、この空気調和装置１では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００４４】
（５）
この空気調和装置１では、昇圧前の冷媒が、回転子鉄心１０６内の冷媒通路１０８を通過する。一般的に、電動機の稼働時において、回転子の発熱量と比べて固定子の発熱量が大きい、と言われている。したがって、昇圧前の冷媒が、比較的発熱量の小さい回転子鉄心１０６内の通路を通過した後、圧縮部１２０により圧縮される。その結果、昇圧前の冷媒の温度上昇が抑制される。このため、この空気調和装置１では、冷媒の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００４５】
（６）
この空気調和装置１では、固定子１０１の固定子鉄心１０３に巻かれている巻線１０４が、樹脂に覆われている。つまり、この空気調和装置１では、巻線１０４の端部が昇圧前の冷媒に直接接触しないように構成されている。したがって、巻線の端部がむき出しの場合と比べて、巻線１０４の端部から昇圧前の冷媒に伝熱される熱量が低減される。その結果、昇圧前の冷媒の温度上昇が抑制される。このため、この空気調和装置１では、冷媒の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００４６】
（７）
この空気調和装置１では、電動機１００が、ケーシング１３０の内周に密着して設置されている。したがって、電動機１００から発熱される熱量の一部が、ケーシング１３０に伝熱される。そして、ケーシング１３０に伝熱された熱量の一部が、ケーシング１３０から外部に放熱される。それゆえ、電動機１００から昇圧前の冷媒に伝熱される熱量が減少する。その結果、昇圧前の冷媒の温度上昇がさらに抑制される。このため、この空気調和装置１では、冷媒の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００４７】
（８）
ここでは、電動機１００から伝熱される熱が、ケーシング１３０に設けられる放熱フィン１３１により外部に放熱される。したがって、電動機１００から昇圧前の冷媒に伝熱される熱量が減少する。その結果、昇圧前の冷媒の温度上昇がさらに抑制される。このため、この空気調和装置１では、冷媒の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００４８】
（９）
この空気調和装置１では、回転駆動力を発生するために希土類ボンド磁石１０７が用いられている。したがって、希土類ボンド磁石１０７は結合材により通電可能な希土類磁石粉末を包含する構造であるため、成形の容易性が向上している。このため、この空気調和装置１では、希土類ボンド磁石１０７を容易に成形することができる。
【００４９】
（１０）
この空気調和装置１では、電動機１００が低圧室１３２内に設置されている。このため、電動機が高圧室内に設置される場合と比べて、電動機１００を温度が比較的低く保つことができる。したがって、耐熱性の低い材料を希土類ボンド磁石１０７の結合材として用いることができる。このため、この空気調和装置１では、希土類ボンド磁石１０７の結合材として選択可能な物質の種類が増加する。
【００５０】
（１１）
この空気調和装置１では、電動機１００が希土類ボンド磁石１０７を有している。このため、この空気調和装置１では、電動機に粉末焼結磁石が用いられる場合と比べて、靱性が向上される。
＜他の実施の形態＞
以上、本発明について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００５１】
（Ａ）
上記実施の形態では、電動機１００の固定子鉄心１０３において、巻線１０４が極歯部１０５に巻き付けられることにより、固定子１０１が構成されている。このような固定子１０１に代えて、巻線の周囲や隙間に回転子鉄心を形成する鉄粉末が入り込んでいる固定子を電動機に採用してもよい。
【００５２】
このような電動機では、巻線の周囲や隙間が、回転子鉄心により充填されている。したがって、巻線の導体の占積率をほぼ１００％とすることができる。その結果、電動機を小型化することができる。
（Ｂ）
上記実施の形態では、圧縮機３０は、電動機１００を備えている。これに代えて、電動機２００を備える圧縮機３００（図５参照）を採用してもよい。
【００５３】
この電動機２００は、固定子２０１と、回転子２０２と、回転軸２１０とを有している。固定子２０１は、上記実施の形態に記載の固定子１０１と同様の構成である。また、回転軸２１０は、上記実施の形態の回転軸１１０と同様の構成である。
回転子２０２は、回転子鉄心２０６と、希土類ボンド磁石２０７とを有している。回転子鉄心１０６には、鉄粉末と樹脂などの結合材とを混合し、加圧固化することにより形成される圧粉鉄心が用いられている。希土類ボンド磁石２０７では、それぞれ４枚の希土類ボンド磁石２０７が回転子２０２の径方向に積層されている。ここでは、希土類ボンド磁石２０７は、回転子鉄心２０６の磁石孔に上述の混合物を充填した後、混合物に加圧固化して形成される。このため、回転子２０２は、回転子鉄心２０６の内方に希土類ボンド磁石２０７が配置される構成となっている。また、希土類ボンド磁石２０７の端部２０８は、回転子鉄心２０６の表面まで延びている。この希土類ボンド磁石２０７においては、加圧固化後に着磁されること、もしくは、加圧固化時において配向磁石により磁化されることにより、隣接する磁極が互いに異なる極性となるように構成されている。そのため、回転子２０２は、４極の磁極を有する回転子となっている。
【００５４】
また、上記部材以外の圧縮機３００の構成要素は、圧縮機３０の構成要素と同様の構成となっている。ここでは、希土類ボンド磁石２０７が、４枚の分割希土類ボンド磁石２０７を有している。このため、ｑ軸インダクタンスを向上させることができる。そして、全層の厚みの総和が一定に保たれればｄ軸インダクタンスはほぼ一定となる。その結果、ｑ軸インダクタンスとｄ軸インダクタンスとの差が拡大する。したがって、リラクタンストルクを有効に利用することができる。
【００５５】
また、回転子２０２の表面付近についてみると、４枚の希土類ボンド磁石２０７が回転子２０２の回転方向に積層されているとみることができる。したがって、渦電流の発生するｑ軸磁路が、狭くなっている。それゆえ、希土類ボンド磁石２０７における渦電流の発生量が抑制されるので、回転子２０２における発熱量が低減される。その結果、電動機２００から昇圧前の冷媒に伝熱される熱量が減少するので、昇圧前の冷媒の温度上昇が抑制される。
【００５６】
さらに、ここでは、４枚の希土類ボンド磁石２０７の端部２０８が、回転子２０２の表面まで延びている。したがって、回転子２０２の表面における磁束密度が向上している。それゆえ、固定子２０１が回転子２０２を回転する速度が上昇するので、圧縮部の駆動速度が、上昇する。
つまり、この圧縮機３００では、リラクタンストルクが有効利用できるとともに、昇圧前の冷媒の温度上昇が抑制され、圧縮部の駆動速度が上昇する。このため、この圧縮機３００では、冷媒の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００５７】
（Ｃ）
上記実施の形態では、低圧室１３２内の冷媒が圧縮部１２０に導かれるための冷媒通路１０８が、回転子鉄心１０６に設けられている。冷媒通路は上記構成に限られるものではなく、固定子に対して回転する回転部材に冷媒通路が設けられればよい。
【００５８】
一般的に、電動機の稼働時において、回転子の発熱量と比べて固定子の発熱量が大きい、と言われている。したがって、この場合にも、昇圧前の冷媒が、比較的発熱量の小さい回転子内の通路を通過した後、圧縮部により圧縮される。その結果、昇圧前の冷媒の温度上昇が抑制される。このため、冷媒の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００５９】
（Ｄ）
上記実施の形態では、圧縮機３０において、吸入管１３４と圧縮部１２０との間に電動機１００が設置されている。これに代えて、図６に示すように、電動機４００と圧縮部４２０との間に吸入管４３４が設けられる圧縮機４３０を用いてもよい。
【００６０】
（Ｅ）
上記実施の形態では、電動機１００において、希土類ボンド磁石１０７を用いている。これに代えて（加えて）、電動機において、フェライトボンド磁石などの希土類ボンド磁石以外のボンド磁石を用いてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項１に係る発明では、電動機が昇圧前の流体を収容する収容部内に設置されている。一般的に、流体を断熱昇圧すると、流体の温度が上昇する。つまり、昇圧前の流体の温度は、昇圧後の流体の温度より低くなっている。したがって、電動機が昇圧後の流体の近傍に設置される場合と比べて、流体から電動機に伝熱される熱量が減少する。つまり、電動機の温度上昇が減少するので、この圧縮機では、電動機の有するボンド磁石が不可逆減磁する可能性が低減される。
【００６２】
また、電動機は、ボンド磁石を有する回転子を有している。一般的に、電動機に採用される磁石には、電動機の稼働時において、磁束の変化による渦電流が発生する。この渦電流が通電することにより、電動機は、稼働時において発熱している。ところが、ボンド磁石の構造は、主に絶縁体の結合材により通電可能な磁石粉末を包含する構造である。したがって、磁束の変化により発生する渦電流は、磁石粉末の内部においてのみ通電する。それゆえ、磁石全体が導電体の粉末焼結磁石を有する回転子と比べて、回転子の発熱量が低減される。その結果、電動機から昇圧前の流体に伝熱される熱量が減少する。このため、この圧縮機では、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。
【００６３】
つまり、この圧縮機では、電動機の回転子に設けられる磁石が不可逆減磁される可能性が低減するとともに、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率を向上させることができる。
請求項２に係る発明では、電動機の回転子に希土類ボンド磁石が含まれている。希土類ボンド磁石は、同じ体積のフェライトボンド磁石などと比べて、磁束密度が高い。一般的に、磁束密度は、磁石の体積を増加させることにより、向上する。したがって、フェライトボンド磁石を含む回転子を有する電動機と比べて、希土類ボンド磁石を含む回転子を有する電動機は、形状を小型化することができる。このため、この圧縮機では、形状を小型化することができる。
【００６４】
請求項３に係る発明では、ボンド磁石の少なくとも一部が、回転子鉄心と密着している。したがって、ボンド磁石が回転子鉄心と密着していない場合と比べて、回転子のパーミアンス係数が上昇する。それゆえ、回転子の動作点における磁束密度が上昇する。このため、この圧縮機では、電動機の出力が向上するため、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００６５】
請求項４に係る発明では、回転子鉄心が鉄粉末を有している。したがって、磁束の変化により発生する渦電流は、鉄粉末の内部において通電する。それゆえ、回転子鉄心における渦電流の発生が抑制されるため、回転子鉄心の発熱量が低減される。その結果、電動機の発熱量が低減されることにより、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００６６】
請求項５に係る発明では、ボンド磁石が、複数の分割ボンド磁石を有している。このため、ｑ軸インダクタンスを向上させることができる。そして、全層の厚みの総和が一定に保たれればｄ軸インダクタンスはほぼ一定となる。その結果、ｑ軸インダクタンスとｄ軸インダクタンスとの差が拡大する。したがって、リラクタンストルクを有効に利用することができる。
【００６７】
また、回転子の表面付近についてみると、複数の分割ボンド磁石が回転子の回転方向に積層されているとみることができる。したがって、渦電流の発生するｑ軸磁路が、狭くなっている。それゆえ、分割ボンド磁石における渦電流の発生量が抑制されるので、回転子における発熱量が低減される。その結果、電動機から昇圧前の流体に伝熱される熱量が減少するので、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。さらに、ここでは、複数の分割ボンド磁石が、回転子の表面近傍まで延びている端部を有している。このため、突極比（＝ｑ軸インダクタンス／ｄ軸インダクタンス）を大きくとることができる。したがって、固定子が回転子を回転する速度が上昇する。それゆえ、圧縮部の駆動速度が、上昇する。
【００６８】
つまり、この圧縮機では、リラクタンストルクが有効利用できるとともに、昇圧前の流体の温度上昇が抑制され、圧縮部の駆動速度が上昇する。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
請求項６に係る発明では、昇圧前の流体が、回転子が有する通路を通過する。一般的に、電動機の稼働時において、回転子の発熱量と比べて固定子の発熱量が大きい、と言われている。したがって、昇圧前の流体が、比較的発熱量の小さい回転子内の通路を通過した後、圧縮部により圧縮される。その結果、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００６９】
請求項７に係る発明では、固定子の固定子鉄心に巻かれている巻線の少なくとも一部が、樹脂に覆われている。つまり、この電動機では、巻線の一部が昇圧前の流体に直接接触しないように構成されている。したがって、巻線の端部がむき出しの場合と比べて、巻線の端部から昇圧前の流体に伝熱される熱量が低減される。その結果、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００７０】
請求項８に係る発明では、巻線間の空間部および巻線間に生じる表面の凹部の少なくとも一方は、その一部あるいは全部が固定子鉄心により充填されている。このため、この圧縮機では、巻線の導体の占有率を向上させることができる。
請求項９に係る発明では、電動機の少なくとも一部が、ケーシングの内周に密着して設置されている。したがって、電動機から発熱される熱量の一部が、ケーシングに伝熱される。そして、ケーシングに伝熱された熱量の一部が、ケーシングから外部に放熱される。それゆえ、電動機から昇圧前の流体に伝熱される熱量が減少する。その結果、昇圧前の流体の温度上昇がさらに抑制される。このためこの圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００７１】
請求項１０に係る発明では、電動機から伝熱される熱が、ケーシングに設けられる放熱部により外部に放熱される。したがって、電動機から昇圧前の流体に伝熱される熱量が減少する。その結果、昇圧前の流体の温度上昇がさらに抑制される。このため、この圧縮機では、流体の昇圧効率をさらに向上させることができる。
【００７２】
請求項１１に係る発明では、電動機が昇圧前の流体を収容する収容部内に設置されている。一般的に、流体を昇圧すると、流体の温度が上昇する。つまり、昇圧前の流体の温度は、昇圧後の流体の温度より低くなっている。したがって、電動機が昇圧後の流体の近傍に設置される場合と比べて、流体から電動機に伝熱される熱量が減少する。つまり、電動機の温度上昇が減少するので、この空気調和装置では、電動機の有するボンド磁石が不可逆減磁する可能性が低減される。
【００７３】
また、電動機は、ボンド磁石を有する回転子を有している。一般的に、電動機に採用される磁石には、電動機の稼働時において、磁束の変化による渦電流が発生する。この渦電流が通電することにより、電動機は、稼働時において発熱している。ところが、ボンド磁石の構造は、主に絶縁体の結合材により通電可能な磁石粉末を包含する構造である。したがって、磁束の変化により発生する渦電流は、磁石粉末の内部においてのみ通電する。それゆえ、磁石全体が導電体の粉末焼結磁石を有する回転子と比べて、回転子の発熱量が低減される。その結果、電動機から昇圧前の流体に伝熱される熱量が減少する。このため、この空気調和装置では、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。
【００７４】
つまり、この空気調和装置では、電動機の回転子に設けられる磁石が不可逆減磁される可能性が低減するとともに、昇圧前の流体の温度上昇が抑制される。このため、この空気調和装置では、流体の昇圧効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態が採用される空気調和装置の概略構成図。
【図２】冷媒回路の構成図。
【図３】圧縮機の縦断面図。
【図４】圧縮機の電動機設置位置における横断面図。
【図５】本発明の他の実施の形態が採用される圧縮機の電動機設置位置における横断面図。
【図６】本発明の他の実施の形態が採用される圧縮機の縦断面図。
【符号の説明】
１                          空気調和装置
７                          室内熱交換器（空気調和部）
３０、３００、４３０        圧縮機
１００、２００、４００      電動機
１２０                      圧縮部
１３０                      ケーシング
１０１、２０１              固定子
１０２、２０２              回転子
１０３、２０３              固定子鉄心
１０４、２０４              巻線
１０６、２０６              回転子鉄心
１０７、２０７              希土類ボンド磁石（ボンド磁石）
１０８                      冷媒通路（通路）
１３１                      放熱フィン（放熱部）
１３２                      低圧室（収容部）
２０８                      端部
【図１】
2004346757.tif 000003
【図２】
2004346757.tif 000004
【図３】
2004346757.tif 000005
【図４】
2004346757.tif 000006
【図５】
2004346757.tif 000007
【図６】
2004346757.tif 000008