(57)【要約】【課題】風損を低減できる圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機１０は、ハウジング１１内に収容され、インペラ１４，１５を駆動させる電動モータ１３を有している。電動モータ１３は、回転軸１２に固定されたロータ６１と、ハウジング１１に固定されたステータ６７とを有している。ステータ６７は、ステータコア６８と、ステータコア６８に巻回されたコイル６９とを有している。ロータ６１とステータ６７との間に、非磁性体の円筒部１３２が設けられている。【選択図】図１
2016185032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が吸入されるハウジングと、
前記ハウジング内に収容され、前記冷媒を圧縮して吐出する圧縮部と、
前記ハウジング内に収容され、前記圧縮部を駆動させる電動モータと、を有する電動圧縮機であって、
前記電動モータは、回転軸と、前記回転軸に固定されたロータと、前記ハウジングに固定されたステータと、を有し、
前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻回されたコイルとを有し、
前記ロータと前記ステータとの間には、非磁性体の被覆部が設けられ、
前記被覆部は、少なくとも、前記ステータコアの一部分および前記ステータコアの前記一部分に隣接する前記コイルと対向するように設けられる、圧縮機。
【請求項２】
前記ステータコアは、筒状のヨーク部と、前記ヨーク部における前記ロータに向く面から前記ロータへ向かって突出する複数のティースとを有し、
前記被覆部は、前記複数のティースにおける突出方向の両端部のうち、前記ヨーク部とは反対側の端部に接触する、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記被覆部は、円筒形状を有する円筒部材を有している、請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記複数のティース間にスロットが形成され、
前記コイルは、前記スロット内に、前記円筒部材から離れて配置されている、請求項３に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記被覆部は、樹脂であって、少なくとも前記複数のティースにおける突出方向の両端部のうち前記ヨーク部とは反対側の端部と、前記端部に隣接するコイルにおける前記ロータ側の部分とに接触している、請求項２に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記圧縮機は、遠心式圧縮機である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転軸および回転軸に連結されたインペラを備え、インペラの回転によって流体を圧縮して吐出室に吐出する圧縮機が知られている（たとえば、特開２００９−２５７１６５号公報（特許文献１）参照）。特許文献１には、筒状のモータシャフトの内部に磁石ロータが設けられ、モータシャフトに対し径方向外側にステータが配置されている構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５７１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロータが回転すると、ロータとロータ近傍の流体との摩擦による損失（風損）が発生し、ロータの回転に必要な動力が増加する。ロータの回転数が増加するほど、また流体の密度が高いほど、風損が大きくなるため、より大きな動力が必要になる。
【０００５】
本発明の目的は、風損を低減できる圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る圧縮機は、冷媒が吸入されるハウジングと、ハウジング内に収容され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮部と、ハウジング内に収容され、圧縮部を駆動させる電動モータと、を有している。電動モータは、回転軸と、回転軸に固定されたロータと、ハウジングに固定されたステータと、を有している。ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルとを有している。ロータとステータとの間には、非磁性体の被覆部が設けられている。被覆部は、少なくとも、ステータコアの一部分およびステータコアの一部分に隣接するコイルと対向するように設けられている。
【０００７】
上記圧縮機において好ましくは、ステータコアは、筒状のヨーク部と、ヨーク部におけるロータに向く面からロータへ向かって突出する複数のティースとを有している。被覆部は、複数のティースにおける突出方向の両端部のうち、ヨーク部とは反対側の端部に接触している。
【０００８】
上記圧縮機において好ましくは、被覆部は、円筒形状を有する円筒部材を有している。好ましくは、複数のティース間にスロットが形成されており、コイルは、スロット内に、円筒部材から離れて配置されている。
【０００９】
上記圧縮機において好ましくは、被覆部は、樹脂であって、少なくとも複数のティースにおける突出方向の両端部のうちヨーク部とは反対側の端部と、端部に隣接するコイルにおけるロータ側の部分とに接触している。
【００１０】
上記圧縮機は、好ましくは、遠心式圧縮機である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の圧縮機によると、風損を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１の圧縮機の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図１中に示す介在部材の外形を示す斜視図である。
【図３】図１中に示すステータコアの一部の形状を示す模式図である。
【図４】図３中に示すステータコアにコイルを巻回した状態を示す模式図である。
【図５】実施の形態１のステータコアと円筒部との配置を示す模式図である。
【図６】実施の形態２の圧縮機の概略構成を示す縦断面図である。
【図７】実施の形態２のステータコアと樹脂との配置を示す模式図である。
【図８】ロータの回転数と動力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の圧縮機１０の概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態では、圧縮機１０は車両に搭載されている。圧縮機１０は、たとえば車両空調装置に用いられる。圧縮機１０は、遠心力を利用して流体を圧縮する遠心式圧縮機である。図１に示すように、圧縮機１０は、その外郭を構成するハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、全体としてたとえば円筒形状である。
【００１５】
圧縮機１０は、回転軸１２を有する電動モータ１３と、回転軸１２に連結された圧縮部としての２つのインペラ１４，１５とを備えている。回転軸１２は、本体部１２ａと、両インペラ１４，１５が連結された先端部１２ｂと、本体部１２ａよりも先端部１２ｂとは反対側に配置された基端部１２ｃとを有している。先端部１２ｂは、本体部１２ａよりも縮径されている。基端部１２ｃは、本体部１２ａより縮径されており、且つ、先端部１２ｂより拡径されている。なお図１などにおいては、図示の都合上、回転軸１２は側面図で示している。
【００１６】
なお、回転軸１２の先端部１２ｂ側（すなわち回転軸１２の先端側）を単に前側ともいい、回転軸１２の基端部１２ｃ側（すなわち回転軸１２の基端側）を単に後側とも言う。回転軸１２の先端部１２ｂ側とは、回転軸１２においてインペラ１４，１５が設けられている側とも言え、回転軸１２の基端部１２ｃ側とは、回転軸１２においてインペラ１４，１５とは反対側とも言える。
【００１７】
ハウジング１１は、フロントハウジング２０を備えている。フロントハウジング２０内に、インペラ１４が収容されたインペラ室２１と、インペラ１５が収容されたインペラ室２２とが区画されている。フロントハウジング２０には、回転軸１２の先端部１２ｂが挿通可能な挿通孔２０ｃｃが形成されている。回転軸１２の先端部１２ｂは、挿通孔２０ｃｃを貫通した状態で配置されている。回転軸１２の先端部１２ｂは、両インペラ室２１，２２に跨って配置されている。
【００１８】
フロントハウジング２０には、流体（たとえば冷媒）が吸入される第１吸入口３０が形成されている。第１吸入口３０は、回転軸１２の軸線Ｚに沿う方向（図１中の左右方向。以下「軸線方向」という）に沿って先端部１２ｂと対向する位置に配置されている。第１吸入口３０と、第１インペラ１４が収容されている第１インペラ室２１とは、回転軸１２の軸線方向に連通している。
【００１９】
図１に示すように、第１インペラ１４は、回転軸１２の先端部１２ｂに連結されている。第１インペラ１４は、略円錐台形状である。第１インペラ室２１は、第１インペラ１４の形状に対応させて形成されている。詳細には、第１インペラ室２１は、第１インペラ１４よりも一回り大きい円錐台形状である。
【００２０】
フロントハウジング２０には、第１ディフューザ流路３１と、第１吐出室３２と、第１吐出口３３とが区画されている。第１ディフューザ流路３１は、第１インペラ室２１の外周側に配置されている。第１ディフューザ流路３１は、第１インペラ１４を囲む環状（詳細には円環状）である。第１吐出室３２は、第１ディフューザ流路３１と連通している。第１吐出室３２は、第１ディフューザ流路３１の外周側に配置されている。第１インペラ室２１と第１吐出室３２とは、第１ディフューザ流路３１を介して連通している。第１吐出口３３は、第１吐出室３２と連通している。第１吐出口３３は、第１吐出室３２から後側に延びている。
【００２１】
第２インペラ１５は、第１インペラ１４と同様に、略円錐台形状である。本実施形態では、第２インペラ１５は、第１インペラ１４よりも一回り小さく形成されている。第２インペラ室２２は、第２インペラ１５に対応させて形成されている。詳細には、第２インペラ室２２は、第２インペラ１５よりも一回り大きい円錐台形状である。
【００２２】
フロントハウジング２０には、第２ディフューザ流路４２と、第２吐出室４３と、第２吐出口４４とが区画されている。第２ディフューザ流路４２は、第２インペラ室２２の外周側に配置されている。第２ディフューザ流路４２は、第２インペラ１５を囲む環状（詳細には円環状）である。第２吐出室４３は、第２ディフューザ流路４２と連通している。第２吐出室４３は、第２ディフューザ流路４２よりも外周側に設けられている。第２インペラ室２２と第２吐出室４３とは、第２ディフューザ流路４２を介して連通している。第２吐出口４４は、第２吐出室４３と連通している。第２吐出口４４は、第２吐出室４３から外周側に延びフロントハウジング２０の外周面に開口している。
【００２３】
図１に示すように、ハウジング１１は、モータハウジング５１と、エンドプレート５２とを備えている。モータハウジング５１およびエンドプレート５２は、協働して、電動モータ１３が収容されるモータ室５０を区画している。モータハウジング５１は有底円筒形状であって、その軸線方向の両端のうちの一方端には底壁が設けられ、他方端は開口している。
【００２４】
エンドプレート５２は、モータハウジング５１の外径と同一径の円板状のプレート本体部５３を有している。モータハウジング５１の底壁はフロントハウジング２０に突き合わさり、他方の開口端はプレート本体部５３に突き合わさっている。モータ室５０は、モータハウジング５１およびプレート本体部５３によって区画されている。
【００２５】
モータ室５０は、第２インペラ室２２に対して後側に配置されている。モータハウジング５１の底壁とフロントハウジング２０とに亘って、第２吸入口４１が形成されている。モータ室５０と第２インペラ室２２とは、第２吸入口４１を介して連通している。
【００２６】
電動モータ１３は、回転軸１２と、回転軸１２（詳細には回転軸１２の本体部１２ａ）に固定されたロータ６１と、モータハウジング５１に固定されたステータ６７とを備えている。ステータ６７は、ロータ６１に対し径方向外側に配置されている。ロータ６１とステータ６７とは、回転軸１２と同一軸線上に配置されており、回転軸１２の径方向に対向している。
【００２７】
ロータ６１は、回転軸１２の外周面の周方向に延びる磁石６２と、磁石６２を径方向外側から支持する保護リング６３とを備えている。磁石６２は、回転軸１２の外周に設けられている。磁石６２は、回転軸１２の外周面の一部を覆っている。
【００２８】
保護リング６３は、磁石６２の外周に設けられている。保護リング６３は、磁石６２の外周を覆う円筒状に形成されている。保護リング６３は、ロータ６１の回転に伴う遠心力によって磁石６２が破損または飛散することを防止するために、設けられている。保護リング６３は、非磁性体材料で形成されている。保護リング６３は、ＳＵＳ、チタン、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）で形成されてもよい。
【００２９】
ステータ６７は、円筒形状のステータコア６８と、ステータコア６８に巻回されたコイル６９とを備えている。コイル６９に電流が流れることによって、ロータ６１と回転軸１２とが一体的に回転する。
【００３０】
図１に示すように、モータハウジング５１の底壁には、後側（換言すれば回転軸１２の基端側）に向かって立設する円筒形状の第１ボス７１が設けられている。第１ボス７１には、回転軸１２の本体部１２ａが挿通可能な第１挿通孔が形成されている。エンドプレート５２は、プレート本体部５３から前側（換言すれば回転軸１２の先端側）に向かって立設する円筒形状の第２ボス７２を有している。プレート本体部５３および第２ボス７２には、回転軸１２の本体部１２ａが挿通可能な第２挿通孔が形成されている。ボス７１，７２は、ロータ６１に対して回転軸１２の軸線方向の両側に配置されている。
【００３１】
ボス７１，７２は、回転軸１２の本体部１２ａの径よりもわずかに大きい内径を有する円筒形状である。ボス７１，７２の内周面と回転軸１２の本体部１２ａとの間には、回転軸１２を回転可能な状態で支持するラジアル軸受７３が設けられている。回転軸１２は、ロータ６１に対し軸方向の両側において、ラジアル軸受７３，７３によって回転可能に支持されている。ラジアル軸受７３は、非接触型の軸受である。ラジアル軸受７３は、動圧軸受、静圧軸受、または磁気軸受であってもよい。
【００３２】
回転軸１２の基端部１２ｃには、板状の支持プレート（スラストライナ）８０が固定されている。支持プレート８０はたとえば円板状であって、その中央部には、基端部１２ｃが嵌合可能な貫通孔８０ａが形成されている。支持プレート８０は、その貫通孔８０ａに基端部１２ｃが嵌合した状態で、回転軸１２に固定されている。回転軸１２と支持プレート８０とは一体回転する。支持プレート８０は、スラスト軸受８１，８２によって、回転軸１２の軸線方向の両側から支持されている。
【００３３】
ハウジング１１は、リアハウジング９１を備えている。リアハウジング９１には、支持プレート８０およびスラスト軸受８１，８２の双方が収容されるスラスト室９０が区画されている。リアハウジング９１は、一方向に開口した有底円筒形状であり、リアハウジング９１の開口部分とエンドプレート５２とが突き合わさることによってスラスト室９０が区画されている。スラスト室９０とモータ室５０とは、エンドプレート５２のプレート本体部５３によって仕切られている。
【００３４】
第１スラスト軸受８１は、支持プレート８０に対して回転軸１２の軸線方向の一方側（すなわち支持プレート８０に対して後側）に設けられている。第１スラスト軸受８１は、円環板状である。第１スラスト軸受８１は、回転軸１２の回転に伴って回転しないように、リアハウジング９１に固定されている。
【００３５】
第２スラスト軸受８２は、支持プレート８０に対して回転軸１２の軸線方向の他方側（すなわち支持プレート８０に対して前側）に設けられている。第２スラスト軸受８２は、プレート本体部５３に固定されている。本実施形態では、第２スラスト軸受８２は、第１スラスト軸受８１と同一形状である。
【００３６】
回転軸１２の回転に伴って支持プレート８０が回転すると、支持プレート８０と第１スラスト軸受８１との間、および、支持プレート８０と第２スラスト軸受８２との間に動圧が発生する。これにより、両スラスト軸受８１，８２によって、支持プレート８０が両スラスト軸受８１，８２に対して非接触の状態で支持される。この場合、両スラスト軸受８１，８２と支持プレート８０との間には隙間がある。
【００３７】
回転軸１２の径方向におけるロータ６１とステータ６７との間に、介在部材１３０が配置されている。ロータ６１とステータ６７とは、介在部材１３０を挟んで、回転軸１２の径方向に対向している。介在部材１３０は、非磁性体材料により一体成形されている。介在部材１３０はたとえば、ＰＡ（Polyamide）、ＰＢＴ（Polybutylene  Terephthalate）、ＰＰＳ（Polyphenilen  Sulfide）、ＬＣＰ（Liquid  Crystal  Polymer）などの樹脂材料製であってもよい。
【００３８】
図２は、図１中に示す介在部材１３０の外形を示す斜視図である。図２に示すように、介在部材１３０は、円環状のフランジ部１３１と円筒状の円筒部１３２とを有している。介在部材１３０は、円筒部１３２の一方の端部にフランジ部１３１が取り付けられた形状を有している。図１に示す縦断面図を併せて参照して、フランジ部１３１は、円筒部１３２の端部から径方向外側に延びている。フランジ部１３１の内縁と円筒部１３２の端部とが、互いに接合されている。
【００３９】
図１に示すように、円筒部１３２は、回転軸１２、ロータ６１およびステータ６７と同軸に配置されている。円筒部１３２は、ステータ６７におけるロータ６１側の領域を、径方向内側から覆っている。実施の形態１において、円筒部１３２は、円筒形状を有する円筒部材を構成しており、ロータ６１とステータ６７との間に設けられる被覆部を構成している。
【００４０】
図３は、図１中に示すステータコア６８の一部の形状を示す模式図である。ステータコア６８は、略中空円筒状に形成されており、ロータ６１の周囲を取り囲むように環状に形成されている。ステータコア６８は、筒状のヨーク部６８０と、ヨーク部６８０の内側の面から径方向内側へ向けて突出する複数のティース６８１とを有している。複数のティース６８１は、ヨーク部６８０におけるロータ６１に向く面から、ロータ６１へ向かって突出している。
【００４１】
複数のティース６８１は、ヨーク部６８０の周方向に沿って、等間隔に配置されている。ティース６８１の先端（ティース６８１における突出方向の両端部のうち、ヨーク部６８０とは反対側の端部）には、端面６８２が形成されている。端面６８２は、円弧状に延びる曲面であり、ティース６８１の突出方向と交わる方向に延在する面である。複数のティース６８１の端面６８２は、回転軸１２の軸線Ｚから等しい距離離れた位置に各々設けられている。つまり、複数のティース６８１の端面６８２の各々は、回転軸１２の軸線Ｚを中心とする仮想の円筒の周面の一部を構成している。周方向に隣り合うティース６８１，６８１の間には、中空のスロット６８３が形成されている。
【００４２】
図４は、図３中に示すステータコア６８にコイル６９を巻回した状態を示す模式図である。複数のティース６８１間のスロット６８３内に、コイル６９が配置されている。コイル６９は、ティース６８１に巻回されて、ステータコア６８に装着されている。コイル６９とステータコア６８との間に、図示しないインシュレータが介在している。インシュレータは、電気的に絶縁な材料で形成されており、ステータコア６８とコイル６９との絶縁を確保するために設けられている。
【００４３】
コイル６９は、ティース６８１の端面６８２よりもロータ側に突出しておらず、図４に示すようにスロット６８３内に収容されている。つまり、スロット６８３内にコイル６９が設けられた状態で、ティース６８１の端面６８２は、コイル６９よりもロータ６１側に突出しており、ステータ６７におけるロータ側の領域を回転軸１２の径方向から見たときの周面は、回転軸１２の径方向に大きく凹凸する状態となっている。また、コイル６９は、ティース６８１における回転軸１２の軸線方向と交わる面上に跨るように設けられている。つまり、コイル６９の一部分は、スロット６８３内から回転軸１２の軸線方向に突出している。このスロット６８３内から回転軸１２の軸線方向に突出した部分が、コイルエンド部となる。
【００４４】
なお、コイル６９は、スロット６８３内に設けられた状態で、ティース６８１の端面６８２よりもロータ６１側に突出していてもよいし、突出していなくてもよい。いずれの場合であっても、ティース６８１に幾重にも巻回されたコイル６９の一部分がスロット６８３内に収容されている以上、ステータ６７におけるロータ６１側の領域を回転軸１２の径方向から見たときの周面は、回転軸１２の径方向に大きく凹凸する状態となる。
【００４５】
図５は、実施の形態１のステータコア６８と円筒部１３２との配置を示す模式図である。図５に示すように、介在部材１３０をステータ６７に装着した状態で、円筒部１３２は、ティース６８１の端面６８２に接触している。コイル６９は、円筒部１３２の外周面から離れて配置されている。
【００４６】
介在部材１３０をステータ６７に装着した状態で、ティース６８１の端面６８２とコイル６９とは、円筒部１３２によってステータ６７における径方向内側から覆われている。ロータ６１は、ティース６８１の端面６８２およびスロット６８３内のコイル６９と直接対向しておらず、間に円筒部１３２が設けられている。
【００４７】
換言すると、図１に示すように、円筒部１３２は、ロータ６１とステータ６７との間に設けられ、ステータ６７におけるロータ６１側の領域を覆っている。詳述すると、本実施形態では、円筒部１３２は、ステータコア６８の一部分である複数のティース６８１、スロット６８３内のコイル６９、およびコイルエンド部と、対向するように配設されている。スロット６８３内のコイル６９は、ティース６８１と隣接している。
【００４８】
なお、本実施形態における介在部材１３０は、全てのティース６８１の端面６８２および全てのスロット６８３内に設けられたコイル６９と対向するように設けられている。これに限られず、一部のティース６８１の端面６８２および一部のスロット６８３内のコイル６９が、介在部材１３０によって覆われていない構成でもよい。この場合でも、介在部材１３０を設けない構成と比較して、風損を低減することができる。
【００４９】
円筒部１３２の内側の面１３３は、少なくとも、ステータ６７におけるロータ６１側の領域を回転軸１２の径方向に見たときの周面より、回転軸１２の径方向の凹凸がなだらかとなっている。
【００５０】
介在部材１３０のステータ６７への取り付けは、フランジ部１３１の設けられていない円筒部１３２の端部側から、ステータ６７に介在部材１３０を押し込み、回転軸１２の軸線方向に沿って介在部材１３０を移動させて、コイル６９のコイルエンド部にフランジ部１３１が接触する図１に示す位置まで介在部材１３０を移動させることにより、行なわれる。
【００５１】
なお、介在部材１３０は、ステータコア６８の一部分である複数のティース６８１およびスロット６８３内に設けられたコイル６９と対向するように配置された状態で、少なくともステータコア６８の一部が、モータ室５０内の冷媒と接触するように設けられている。これにより、介在部材１３０を設けてもステータコア６８に熱が篭ることが低減される。
【００５２】
圧縮機１０の動作について説明する。電動モータ１３に電力が供給されると、ロータ６１と共に回転軸１２が回転するとともに、両インペラ１４，１５が駆動される。回転軸１２の回転に伴い両インペラ１４，１５が回転すると、冷媒などの流体が第１吸入口３０からフロントハウジング２０内へ吸入される。第１インペラ室２１へ吸入された流体は、第１インペラ１４の遠心作用によって第１インペラ室２１から第１ディフューザ流路３１に送り込まれ、第１ディフューザ流路３１において圧縮されて第１吐出室３２に吐出される。
【００５３】
流体は、第１吐出室３２から第１吐出口３３を経由してモータ室５０に流入する。その後流体は、第２吸入口４１からフロントハウジング２０内へ吸入される。第２インペラ室２２へ吸入された流体は、第２インペラ１５の遠心作用によって第２インペラ室２２から第２ディフューザ流路４２に送り込まれ、第２ディフューザ流路４２において圧縮されて第２吐出室４３に吐出される。
【００５４】
第２吐出室４３に導かれた高圧の流体が、第２吐出口４４を経由して、ハウジング１１外へ吐出される。圧縮機１０はこのようにして、低圧の流体を吸入し、内部で流体を圧縮して、圧縮された高圧の流体を外部へ吐出する。
【００５５】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の圧縮機１０は、図１に示すように、冷媒が吸入されるハウジング１１と、ハウジング１１内に収容され、冷媒を圧縮して吐出するインペラ１４，１５と、ハウジング１１内に収容され、インペラ１４，１５を駆動させる電動モータ１３とを有している。電動モータ１３は、回転軸１２と、回転軸１２に固定されたロータ６１と、ハウジング１１に固定されたステータ６７とを有している。ステータ６７は、ステータコア６８と、ステータコア６８に巻回されたコイル６９とを有している。ロータ６１とステータ６７との間には、非磁性体の円筒部１３２が設けられている。円筒部１３２は、図５に示すように、ステータコア６８のティース６８１、およびティース６８１に隣接するコイル６９と対向するように設けられている。
【００５６】
図４に示すように、スロット６８３内にコイル６９が収容された状態で、ティース６８１の端面６８２は、コイル６９よりもロータ６１側に突出している。ティース６８１の端面６８２と、コイル６９のロータ６１側の面とは、回転軸１２の径方向において異なる位置に配置されている。円筒部１３２によって覆われていない状態で、ステータ６７におけるロータ６１側の領域を回転軸１２の径方向から見た時の周面は、回転軸１２の径方向に大きく凹凸する状態となっている。ロータ６１の回転に伴ってロータ６１とステータ６７との間の流体が周方向に流れるが、ステータ６７におけるロータ６１側の領域の凹凸が流体の流線に乱れを発生させると、風損が発生する。より詳細には、図４に示す空間６８４に流体が回り込むことにより、風損が生じ、ロータ６１を回転させるための必要動力が増加する。
【００５７】
そのため、本実施の形態では、ロータ６１とステータ６７との間に円筒部１３２が設けられている。図５に示す円筒部１３２の内側の面１３３は、円筒面の形状を有している。円筒部１３２によってステータ６７におけるロータ６１側の領域を覆い、ステータ６７におけるロータ６１側の領域の凹凸にロータ６１が直接対向しない構成とする。これにより、ロータ６１の回転に伴って流れる流体が、円筒状の面１３３に沿って流れるようになるので、風損を低減することができる。したがって、ロータ６１の回転に必要な動力を低減することができる。
【００５８】
電動モータ１３を構成しているロータ６１およびステータ６７は、モータ室５０の内部に収容されている。上述した通り、圧縮機１０の作動時に、流体はモータ室５０を経由して流れる。圧縮機１０によって圧縮される冷媒などの流体にロータ６１およびステータ６７が接触して配置されている。電動モータ１３を回転するときにロータ６１およびステータ６７が熱を発生するが、ロータ６１およびステータ６７の両方が流体の流れに曝されているために、発生した熱を流れる流体に放熱することができる。したがって、ロータ６１およびステータ６７を効率よく冷却することができる。かつ、ロータ６１およびステータ６７の冷却のための装置を別途設ける必要がなく、圧縮機１０の大型化およびコスト増加が回避されている。
【００５９】
また図５に示すように、ステータコア６８は、筒状のヨーク部６８０と、ヨーク部６８０におけるロータ６１に向く面からロータ６１へ向かって突出する複数のティース６８１とを有しており、円筒部１３２は複数のティース６８１の端面６８２に接触している。このようにすれば、ティース６８１と、ティース６８１間のスロット６８３内に配置されたコイル６９とを、円筒部１３２によって径方向内側から覆う構成を、確実に実現することができる。
【００６０】
円筒部１３２を端面６８２に接触させてステータコア６８に取り付け、円筒部１３２の外周面とティース６８１の端面６８２との間に隙間のない配置にすることにより、ステータコア６８に対する円筒部１３２の位置決めが容易になる。
【００６１】
また図１に示すように、圧縮機１０は、遠心式圧縮機である。回転軸１２が高速で回転する遠心式圧縮機に、ステータ６７の内周面を円筒部１３２で覆う本実施の形態の構成を適用することにより、風損を低減してロータ６１の回転に必要な動力を低減できる効果を、より顕著に得ることができる。
【００６２】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２の圧縮機１０の概略構成を示す縦断面図である。図６に示す実施の形態２の圧縮機１０と、上述した実施の形態１の圧縮機１０とは、基本的に同様の構成を備えている。しかし、実施の形態２では、実施の形態１の介在部材１３０に替えて樹脂１４０が設けられている点で、実施の形態１とは異なっている。
【００６３】
図６に示すように、樹脂１４０は、ティース６８１の端面６８２とスロット６８３内に設けられたコイル６９とを、ステータ６７における径方向内側から覆っている。つまり、被覆部としての樹脂１４０は、ステータコア６８の一部分である複数のティース６８１、およびスロット６８３内のコイル６９と、対向するように配設されていると言える。
【００６４】
なお、本実施形態では、全てのティース６８１の端面６８２および全てのスロット６８３内に設けられたコイル６９におけるロータ６１側の部分と接触するように、樹脂１４０が設けられている。これに限られず、一部のティース６８１の端面６８２および一部のスロット６８３内に設けられたコイル６９が、樹脂１４０によって覆われていない構成でもよい。この場合でも、樹脂１４０を設けない構成と比較して、風損を低減することができる。
【００６５】
また、コイル６９のコイルエンド部のステータコア６８側の一部およびティース６８１における回転軸１２の軸線方向と交わる面の一部も、樹脂１４０によって覆われているが、必ずしも覆う必要はない。また、少なくともステータコア６８がモータ室５０内の冷媒と接触できれば、樹脂１４０によってコイルエンド部全体を覆う構成であってもよい。
【００６６】
樹脂１４０はたとえば、ＢＭＣ（Bulk  Molding  Compound）、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、または、ＰＰＳ（Polyphenylene  Sulfide）、ＰＢＴ（Polybutylene  Terephthalate）などの熱可塑性樹脂で形成されてもよい。
【００６７】
図７は、実施の形態２のステータコア６８と樹脂１４０との配置を示す模式図である。図７に示すように、樹脂１４０は、ティース６８１の端面６８２に接触している。また、スロット６８３におけるロータ６１側の領域である空間６８４（図４参照）には、樹脂１４０が充填されている。そのため樹脂１４０は、スロット６８３内のコイル６９におけるロータ６１側の部分とも接触している。
【００６８】
ティース６８１の端面６８２とスロット６８３内のコイル６９との両方が、樹脂１４０によって径方向内側から覆われている。そのため、ロータ６１は、ティース６８１の端面６８２およびスロット６８３内のコイル６９と直接対向しておらず、間に樹脂１４０が設けられている。
【００６９】
樹脂１４０は、略円筒状となるように設けられている。樹脂１４０の内側の面１４３（樹脂１４０におけるロータ６１側の面）は、少なくとも、ステータ６７におけるロータ６１側の領域を回転軸１２の径方向に見たときの周面より、回転軸１２の径方向の凹凸がなだらかとなっている。
【００７０】
以上のような樹脂１４０を設けることにより、ロータ６１の回転に伴って流れる流体が、略円筒状の樹脂１４０の内側の面１４３に沿って流れるようになるので、風損を低減することができる。したがって、ロータ６１の回転に必要な動力を低減することができる。
【実施例】
【００７１】
以下、本発明の実施例について説明する。実施の形態１の圧縮機１０について、回転数と、電動モータ１３へ入力される電流値との関係を明らかにする試験を行なった。また比較例として、実施の形態１の介在部材１３０を備えない圧縮機について、回転数と入力される電流値との関係を計測した。
【００７２】
図８は、ロータ６１の回転数と動力との関係を示すグラフである。図８の横軸は、ロータの回転数を示す。図８の縦軸は、電動モータ１３へ入力される電流値を示し、これを動力と称している。
【００７３】
図８に示すように、回転数が小さい領域では、実施例の圧縮機１０と比較例の圧縮機との動力の差は小さかった。回転数が増加するにつれて、実施例の圧縮機１０の動力と比較例の圧縮機の動力との差が大きくなり、実施例の圧縮機１０の方が動力が小さかった。したがって、被覆部を設けることで、風損を低減することができ、その結果ロータ６１の回転に必要な動力を低減できることが示された。
【００７４】
なお、上述した実施形態１，２の説明においては、所謂インナーロータ式のモータについて説明したが、アウターロータ式のモータに本発明を適用してもよい。アウターロータ式のモータにおいて、ロータとステータとの間に被覆部を設け、筒状のヨーク部の外側の面から径方向外側へ向けて突出するティース、およびティース間のスロット内に収容されたコイルと対向するように被覆部を設けることにより、風損を低減できる効果を同様に得ることができる。
【００７５】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７６】
１０  圧縮機、１１  ハウジング、１２  回転軸、１３  電動モータ、１４，１５  インペラ、５０  モータ室、５１  モータハウジング、５２  エンドプレート、５３  プレート本体部、６１  ロータ、６２  磁石、６３  保護リング、６７  ステータ、６８  ステータコア、６９  コイル、７１  第１ボス、７２  第２ボス、７３  ラジアル軸受、１３０  介在部材、１３１  フランジ部、１３２  円筒部、１３３，１４３  面、１４０  樹脂、６８０  ヨーク部、６８１  ティース、６８２  端面、６８３  スロット、６８４  空間、Ｚ  軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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