(57)【要約】【課題】分子式１：Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒、又はその冷媒を含む混合冷媒を圧縮するための圧縮機において、モータを通過する際の冷媒の圧力損失を低減させて、その運転効率を向上させる。【解決手段】ステータ（60A,60B,80,90,140,221）がロータ（50,130,226）の軸方向の端面にエアギャップを介して対向するように配置されたモータ（3,103,202）を使用する。このモータ（3,103,202）では、ステータ（60A,60B,80,90,140,221）のバックヨーク（63,83,93,143,224a）の周面と密閉容器（1,101,201）の内壁との間に、モータ（3,103,202）の軸方向の両側の空間を連通するステータ外周通路（63b,85,95,146,246）が形成されている。【選択図】図１
2009299663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器（1,101,201）と、
上記密閉容器（1,101,201）内に搭載され、上記回転軸（4,104,220）に固定されたロータ（50,130,226）と、該密閉容器（1,101,201）に固定されたステータ（60A,60B,80,90,140,221）とを有するモータ（3,103,202）と、
上記密閉容器（1,101,201）内に搭載されて、上記モータ（3,103,202）により上記回転軸（4,104,220）を介して駆動される圧縮機構部（2,102,203）とを備える圧縮機であって、
上記圧縮機構部（2,102,203）では、分子式１：Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒、又は該冷媒を含む混合冷媒が圧縮される一方、
上記モータ（3,103,202）では、上記ステータ（60A,60B,80,90,140,221）が上記ロータ（50,130,226）の軸方向の端面にエアギャップを介して対向し、該ステータ（60A,60B,80,90,140,221）のバックヨーク（63,83,93,143,224a）の周面と上記密閉容器（1,101,201）の内壁との間には、上記モータ（3,103,202）の軸方向の両側の空間を連通するステータ外周通路（63b,85,95,146,246）が形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記ステータ外周通路（63b,85,95,146,246）は、上記回転軸（4,104,220）の軸方向から見た場合に、上記バックヨーク（63,83,93,143,224a）の周面によって構成される内側の通路面が上記ステータ（60A,60B,80,90,140,221）のコイル（62,U1,V1,W1,U2,V2,W2,Ud,Vd,Wd,142,222）に近接または接するように形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記モータ（3,103）は、上記圧縮機構部（2,102）から吐出された高圧の冷媒ガスで満たされる上記密閉容器（1,101）内の高圧領域に配置されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つにおいて、
上記ロータ（50）の外周は、上記ステータ外周通路（63b,85,95,146,246）の内側の通路面よりも半径方向の内側に位置していることを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つにおいて、
上記ロータ（50,130,226）の外周と上記密閉容器（1,101,201）の内壁との間の空間の該ロータ（50,130,226）の軸直角断面の断面積は、上記ステータ外周通路（63b,85,95,146,246）の上記バックヨーク（63,83,93,143,224a）の軸直角断面の断面積よりも大きくなっていることを特徴とする圧縮機。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つにおいて、
上記ステータ（60A,60B,80,90,140,221)は、上記バックヨーク（63,83,93,143,224a）の外周において、上記密閉容器（1,101,201）の内壁に圧入、または、焼きばめ、または、溶接されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つおいて、
上記ステータ（60A,60B,140,221）の上記コイル（62,142,222）は、集中巻であることを特徴とする圧縮機。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか１つにおいて、
上記ステータ（80,90）の上記コイル（U1,V1,W1,U2,V2,W2,Ud,Vd,Wd）は、コイルエンドが軸方向に重ねられた分布巻または波巻であることを特徴とする圧縮機。
【請求項９】
請求項８において、
上記コイル（Ud,Vd,Wd）は、上記バックヨーク（63,83,93,143,224a）の外周に沿う外周側のコイルエンドが、上記ステータ外周通路（95）が形成されている領域では、該ステータ外周通路（95）の内側に沿っていることを特徴とする圧縮機。
【請求項１０】
請求項１乃至６の何れか１つにおいて、
上記ステータ外周通路（63b,85,95,146,246）は、上記コイル（62,U1,V1,W1,U2,V2,W2,Ud,Vd,Wd,142,222）の最外径部に沿って設けられている、または、上記コイル（62,U1,V1,W1,U2,V2,W2,Ud,Vd,Wd,142,222）の最外径部に近接して設けられていることを特徴とする圧縮機。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１つにおいて、
上記分子式１：Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒は、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンであることを特徴とする圧縮機。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか１つにおいて、
上記圧縮機構部（2,102,203）で圧縮される冷媒は、上記分子式１：Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒と、ジフルオロメタンとを含む混合冷媒であることを特徴とする圧縮機。
【請求項１３】
請求項１乃至１１の何れか１つにおいて、
上記圧縮機構部（2,102,203）で圧縮される冷媒は、上記分子式１：Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒と、ペンタフルオロエタンとを含む混合冷媒であることを特徴とする圧縮機。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１つに記載された圧縮機（15）と、空気を冷媒と熱交換させる室内熱交換器（405）とが接続された冷媒回路（315）を備え、
上記熱交換器（405）で冷媒と熱交換させた空気を室内へ供給するように構成されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項１５】
請求項１乃至１３の何れか１つに記載された圧縮機（15）と、水を冷媒と熱交換させる熱交換器（531）とが接続された冷媒回路（315）を備え、
上記熱交換器（531）で冷媒によって水を加熱して湯を沸かすように構成されていることを特徴とする給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機および空気調和機および給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒を圧縮するための圧縮機が知られている。例えば、特許文献１には、回転式圧縮機が開示されている。回転式圧縮機は、ドーム型のケーシング内に、圧縮機構と圧縮機モータとが収納され、全密閉型に構成されている。圧縮機モータは、ケーシングの胴部に固定されたステータと、駆動軸が連結されてステータの内側に配置されたロータとを備えている。この回転式圧縮機では、圧縮機モータが、いわゆるラジアルギャップ型のモータにより構成されている。ラジアルギャップ型のモータは、ステータのコアカットを大きくするとモータの性能が低下する。このため、ステータに大きなコアカットを作ることができない。
【０００３】
また、特許文献２には、冷媒の１種として、分子式１：Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒（以下、「Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒」という。）が開示されている。このＣ３ＨｍＦｎ冷媒は、塩素原子や臭素原子を含まず、オゾン層の破壊への影響が小さいことが知られている。
【特許文献１】特開２００５−０６９０９４号公報
【特許文献２】特開平４−１１０３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒は、いわゆる低圧冷媒であり、単位流量当たりの冷凍能力が比較的小さい。このため、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒が充填された冷媒回路では、冷媒の循環量が比較的多くなるように圧縮機を運転させる必要がある。
【０００５】
従って、このような事情から、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒が充填された冷媒回路に、大きなコアカットを作ることができないラジアルギャップ型のモータを搭載した圧縮機を用いる場合には、例えば冷媒がモータを通過する際の圧力損失が比較的大きくなってしまうという問題がある。
【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、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒を圧縮するための圧縮機において、モータを通過する際の冷媒の圧力損失を低減させて、その運転効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、密閉容器と、上記密閉容器内に搭載され、上記回転軸に固定されたロータと、該密閉容器に固定されたステータとを有するモータと、上記密閉容器内に搭載されて、上記モータにより上記回転軸を介して駆動される圧縮機構部とを備える圧縮機を対象とする。この圧縮機は、上記圧縮機構部において、分子式１：Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒、又は該冷媒を含む混合冷媒が圧縮される一方、上記モータでは、上記ステータが上記ロータの軸方向の端面にエアギャップを介して対向し、該ステータのバックヨークの周面と上記密閉容器の内壁との間には、上記モータの軸方向の両側の空間を連通するステータ外周通路が形成されている。
【０００８】
第１の発明では、ステータがロータの軸方向にエアギャップを介して対向するモータが用いられている。つまり、モータがアキシャルギャップ型のモータである。ここで、アキシャルギャップ型のモータは、ステータのバックヨークの軸方向の長さが、ラジアルギャップ型のモータのステータの軸方向の長さに比べて短くなる。つまり、ステータ外周通路（コアカット）の長さが短くなる。また、ティース外周部を迂回して回るインナーロータ型のモータとは異なり、隣接するティース間やティースの内側のバックヨークを磁束が通るため、バックヨークの磁気抵抗は、ステータ外周通路により極端に上昇することはない。したがって、バックヨークの周面と密閉容器の内壁との間に、比較的大きなステータ外周通路を、ステータを通る磁束を阻害せずに設けることが可能となる。この第１の発明では、ステータ外周通路の長さが短くなって、さらに比較的大きなステータ外周通路を作ることができるアキシャルギャップ型のモータが、圧縮機に用いられている。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、上記ステータ外周通路が、上記回転軸の軸方向から見た場合に、上記バックヨークの周面によって構成される内側の通路面が上記ステータのコイルに近接または接するように形成されている。
【００１０】
第２の発明では、回転軸の軸方向からステータ外周通路を見ると、バックヨークの周面によって構成される内側の通路面が、ステータのコイルに近接または接している。このため、モータを通過した冷媒から分離された冷凍機油が、ステータ外周通路を通って落ちるときに、ステータのコイルにより加熱されて粘度が下がるため、冷凍機油がより油溜めに戻りやすい。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記モータが、上記圧縮機構部から吐出された高圧の冷媒ガスで満たされる上記密閉容器内の高圧領域に配置されている。
【００１２】
第３の発明では、モータを通過する冷媒ガスが高圧であるため、ガス冷媒の密度が高く、冷凍機油との密度差が小さくなる。このため、冷凍機油を押し上げる浮力が大きくなる。この第３の発明では、冷凍機油を押し上げる浮力が大きくなる圧縮機に、アキシャルギャップ型のモータが用いられている。
【００１３】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、上記ロータの外周が、上記ステータ外周通路の内側の通路面よりも半径方向の内側に位置している。
【００１４】
第４の発明によれば、ロータの外周が、ステータ外周通路の内側の通路面よりも半径方向の内側に位置している。このため、ロータの外周の流路抵抗が、ステータ外周通路の流路抵抗に比べて十分無視できる程度に小さくなる。
【００１５】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、上記ロータの外周と上記密閉容器の内壁との間の空間の該ロータの軸直角断面の断面積が、上記ステータ外周通路の上記バックヨークの軸直角断面の断面積よりも大きくなっている。
【００１６】
第５の発明によれば、ロータの外周と密閉容器の内壁との間の空間のロータの軸直角断面の断面積を、ステータ外周通路のバックヨークの軸直角断面の断面積よりも大きくすることによって、ロータの外周の流路抵抗を、ステータ外周通路の流路抵抗に比べて十分無視できる程度に小さくできる。
【００１７】
第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、上記ステータが、上記バックヨークの外周において、上記密閉容器の内壁に圧入、または、焼きばめ、または、溶接されている。
【００１８】
第６の発明によれば、バックヨークの外周にて、ステータが密閉容器の内壁に圧入、または、焼きばめ、または、溶接されていることによって、ステータのバックヨークを密閉容器に確実に保持できると共に、バックヨークにより密閉容器の強度も向上し、振動や騒音を低減できる。
【００１９】
第７の発明は、第１乃至第６の何れか１つの発明において、上記ステータの上記コイルが、集中巻である。
【００２０】
第７の発明によれば、ステータのコイルが集中巻であるため、ステータ外周通路をコイルの極間に設けることができる。
【００２１】
第８の発明は、第１乃至第６の何れか１つの発明において、上記ステータの上記コイルが、コイルエンドが軸方向に重ねられた分布巻または波巻である。
【００２２】
第８の発明によれば、ステータのコイルが、コイルエンドが軸方向に重ねられた分布巻または波巻である場合は、起磁力を正弦波に近づけて、振動や騒音を低減できる。また、波巻の場合は、コイル同士の結線を減らすことができ、特に極数が多い場合に好適である。さらに、波巻の場合は、ステータ外周通路となるコアカットを設けられる箇所が増大し、より大きなステータ外周通路を設けることができる。
【００２３】
第９の発明は、第８の発明において、上記コイルが、上記バックヨークの外周に沿う外周側のコイルエンドが、上記ステータ外周通路が形成されている領域では、該ステータ外周通路の内側に沿っている。
【００２４】
第９の発明によれば、外周側のコイルエンドが、ステータ外周通路が形成されている領域では、ステータ外周通路の内側に沿っている。このため、ステータ外周通路を通過する冷凍機油は、ステータ外周通路の内側に沿うコイルによって効果的に加熱されるので、ステータ外周通路を通過した冷凍機油の粘度を低下させることができる。
【００２５】
第１０の発明は、第１乃至第６の何れか１つの発明において、上記ステータ外周通路が、上記コイルの最外径部に沿って設けられている、または、上記コイルの最外径部に近接して設けられている。
【００２６】
第１０の発明では、上記ステータ外周通路が、コイルの最外径部に沿って設けられている、または、コイルの最外径部に近接して設けられているので、冷凍機油がコイルにより効果的に加熱される。このため、ステータ外周通路を通過した冷凍機油の粘度を低下させることができる。
【００２７】
第１１の発明は、第１乃至第１０の何れか１つの発明において、上記分子式１：Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒は、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンである。
【００２８】
第１１の発明では、圧縮機構部で圧縮される冷媒が、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンからなる単一冷媒、又は２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンを含む混合冷媒である。
【００２９】
第１２の発明は、第１乃至第１１の何れか１つの発明において、上記圧縮機構部で圧縮される冷媒は、上記分子式１：Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒と、ジフルオロメタンとを含む混合冷媒である。
【００３０】
第１２の発明では、圧縮機構部で圧縮される冷媒が、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒とジフルオロメタンとを含む混合冷媒である。この第１２の発明では、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒に、いわゆる高圧冷媒であるジフルオロメタンが加えられている。このため、例えばＣ３ＨｍＦｎ冷媒からなる単一冷媒を用いる場合に比べて、冷媒の循環量が少なくなる。
【００３１】
第１３の発明は、第１乃至第１１の何れか１つの発明において、上記圧縮機構部で圧縮される冷媒は、上記分子式１：Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒と、ペンタフルオロエタンとを含む混合冷媒である。
【００３２】
第１３の発明では、圧縮機構部で圧縮される冷媒が、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒とペンタフルオロエタンとを含む混合冷媒が用いられている。ここで、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒は、微燃性の冷媒である。従って、この第１３の発明では、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒に、難燃性の冷媒であるペンタフルオロエタンが加えられている。
【００３３】
第１４の発明は、第１乃至第１３の何れか１つの発明に記載された圧縮機と、空気を冷媒と熱交換させる室内熱交換器とが接続された冷媒回路を備え、上記熱交換器で冷媒と熱交換させた空気を室内へ供給するように構成されている空気調和機である。
【００３４】
第１４の発明によれば、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないＣ３ＨｍＦｎ冷媒等が充填される冷媒回路に、冷媒がモータを通過する際の圧力損失が小さく、吐出される冷凍機油の量が少ない圧縮機を用いることによって、運転効率及び信頼性が高い空気調和機を実現できる。
【００３５】
第１５の発明は、第１乃至第１３の何れか１つの発明に記載された圧縮機と、水を冷媒と熱交換させる熱交換器とが接続された冷媒回路を備え、上記熱交換器で冷媒によって水を加熱して湯を沸かすように構成されている給湯機である。
【００３６】
第１５の発明によれば、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないＣ３ＨｍＦｎ冷媒等が充填される冷媒回路に、冷媒がモータを通過する際の圧力損失が小さく、吐出される冷凍機油の量が少ない圧縮機を用いることによって、運転効率及び信頼性が高い給湯機を実現できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明では、ステータ外周通路の長さが短くなって、さらに比較的大きなステータ外周通路を作ることができるアキシャルギャップ型のモータが、圧縮機に用いられている。このため、ラジアルギャップ型のモータを用いる場合に比べて、冷媒がモータを通過する際の圧力損失を低減させることができる。従って、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないＣ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒を用いつつ、圧縮機の運転効率を向上させることができる。
【００３８】
また、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒が充填された冷媒回路に、ラジアルギャップ型のモータを搭載した圧縮機を用いる場合には、例えば圧縮機から吐出される冷凍機油が多くなって圧縮機において冷凍機油が不足するという問題も生じる。具体的に、ラジアルギャップ型のモータを搭載した圧縮機では、上述したように、大きなコアカットを作ることができない。また、ステータとロータとの間のエアギャップが、モータを軸方向に貫通している。このため、冷媒の循環量が比較的多くなるＣ３ＨｍＦｎ冷媒等を圧縮する場合には、コアカットやエアギャップを通過する際の冷媒の流速が特に速くなる、従って、冷媒に含まれる冷凍機油がモータを通過する際に冷媒から分離されにくく、多くの冷凍機油が冷媒と共にモータを通過してそのまま圧縮機から吐出されてしまう。
【００３９】
これに対して、本発明では、上述したように、比較的大きなステータ外周通路を作ることができるので、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒等を圧縮する場合であっても、ステータ外周通路を通過する際の冷媒の流速がそれほど速くはならない。また、エアギャップはロータの軸方向の端面とステータの間に形成されるので、それほど多くの冷媒がエアギャップを流れない。このため、冷媒がモータを通過する際に、比較的多くの冷凍機油が冷媒から分離され、ラジアルギャップ型のモータを用いる場合に比べて、冷媒と共にモータを通過して圧縮機から吐出される冷凍機油の量が少なくなる。従って、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒等を圧縮する場合であっても、圧縮機において冷凍機油が不足する事態が生じにくく、圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【００４０】
また、第２の発明では、モータを通過した冷媒から分離された冷凍機油が、ステータ外周通路を通って落ちるときに、ステータのコイルにより加熱されて粘度が下がるため、冷凍機油がより油溜めに戻りやすい。したがって、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないＣ３ＨｍＦｎ冷媒等を用いて、油戻しが良好な信頼性の高い圧縮機を実現できる。
【００４１】
また、第３の発明によれば、冷凍機油を押し上げる浮力が大きくなる圧縮機に、アキシャルギャップ型のモータが用いられている。つまり、モータを通過する冷凍機油の量が多くなりやすい圧縮機に、アキシャルギャップ型のモータが用いられている。従って、モータを通過した冷媒から分離された冷凍機油が油溜めに戻りやすいアキシャルギャップ型のモータが、特に有効である。
【００４２】
また、第４の発明によれば、ロータの外周を、ステータ外周通路の内側の通路面よりも半径方向の内側にしているので、ロータの外周の流路抵抗を、ステータ外周通路の流路抵抗に比べて十分無視できる程度に小さくできる。
【００４３】
また、第５の発明によれば、ロータの外周と密閉容器の内壁との間の空間の断面積を、ステータ外周通路の断面積よりも大きくすることによって、ロータの外周の流路抵抗を、ステータ外周通路の流路抵抗に比べて十分無視できる程度に小さくできる。
【００４４】
また、第６の発明によれば、バックヨークの外周にて、ステータが密閉容器の内壁に圧入、または、焼きばめ、または、溶接されていることによって、ステータのバックヨークを密閉容器に確実に保持できると共に、バックヨークにより密閉容器の強度も向上し、振動や騒音を低減できる。
【００４５】
また、第７の発明によれば、ステータのコイルが集中巻であるため、ステータ外周通路をコイルの極間に設けることができる。
【００４６】
また、第８の発明によれば、ステータのコイルが、コイルエンドが軸方向に重ねられた分布巻または波巻であれば、起磁力を正弦波に近づけて、振動や騒音を低減できる。また、波巻の場合は、コイル同士の結線を減らすことができ、特に極数が多い場合に好適で、さらに、ステータ外周通路となるコアカットを設けられる箇所が増大し、より大きなステータ外周通路を設けることができる。
【００４７】
また、第９の発明によれば、外周側のコイルエンドが、ステータ外周通路が形成されている領域では、ステータ外周通路の内側に沿っているので、ステータ外周通路を通過する冷凍機油がコイルによって加熱されて、ステータ外周通路を通過した冷凍機油の粘度を低下させることができる。
【００４８】
また、第１０の発明によれば、ステータ外周通路が、コイルの最外径部に沿って設けられている、または、コイルの最外径部に近接して設けられているので、冷凍機油がコイルにより効果的に加熱されて、ステータ外周通路を通過した冷凍機油の粘度を低下させることができる。
【００４９】
また、上記第１２の発明では、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒に、いわゆる高圧冷媒であるジフルオロメタンが加えられている。このため、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒からなる単一冷媒の場合に比べて、冷媒の循環量が少なくなるので、冷媒がモータを通過する際の圧力損失が低減される。
【００５０】
また、上記第１３の発明では、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒に、難燃性の冷媒であるペンタフルオロエタンが加えられている。従って、圧縮機構部で圧縮される冷媒が燃えにくくなるので、運転中の圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【００５１】
また、第１４の発明によれば、上記圧縮機を用いることによって、運転効率及び信頼性が高い空気調和機を実現できる。
【００５２】
また、第１５の発明によれば、上記圧縮機を用いることによって、運転効率及び信頼性が高い給湯機を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
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。
【００５４】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態１は、本発明に係る圧縮機（15）である。この圧縮機（15）は、高圧ドーム型のロータリ圧縮機として構成されている。この圧縮機（15）は、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒を圧縮するための圧縮機として構成されている。
【００５５】
本実施形態１の圧縮機（15）は、図１に示すように、縦長の密閉容器（1）と、その密閉容器（1）内に配置された圧縮機構部（2）と、その密閉容器（1）内かつ圧縮機構部（2）の上側に配置されたモータ（3）とを備えている。この圧縮機（15）では、モータ（3）がアキシャルギャップ型のモータにより構成されている。モータ（3）についての詳細は後述する。
【００５６】
密閉容器（1）では、その頂部に吐出管（12）が接続されている。また、密閉容器（1）の下側側方には、吸入管（11）が接続されている。吸入管（11）は圧縮機構部（2）に接続されている。吸入管（11）から供給される冷媒ガスは、圧縮機構部（2）の吸込側に導かれる。また、密閉容器（1）では、少なくともモータ（3）の下部に油溜めが形成される。なお、本実施形態１において、上方向とは、密閉容器（1）の中心軸が水平面に対して傾斜しているか否かに関わらず、密閉容器（1）の中心軸に沿った上方向をいう。
【００５７】
圧縮機構部（2）は、図１に示すように、シリンダ状の本体部（20）と、その本体部（20）の上下の開口端のそれぞれに取り付けられた上端板（8）および下端板（9）とを備えている。回転軸（4）は、上端板（8）および下端板（9）を貫通して、本体部（20）の内部に挿入されている。回転軸（4）は、圧縮機構部（2）の上端板（8）に設けられた軸受（21）と、圧縮機構部（2）の下端板（9）に設けられた軸受（22）とにより回転自在に支持されている。本体部（20）内の回転軸（4）には、クランクピン（5）が設けられている。圧縮機構部（2）では、クランクピン（5）に嵌合されて駆動されるピストン（6）と本体部（20）との間に、冷媒を圧縮する圧縮室（7）が形成される。ピストン（6）は、回転軸（4）の軸心に対して偏心した状態で回転し、または、公転運動を行い、圧縮室（7）の容積を変化させる。
【００５８】
モータ（3）は、回転軸（4）を介して圧縮機構部（2）を駆動する。モータ（3）は、圧縮機構部（2）から吐出された高圧の冷媒ガスで満たされる密閉容器（1）内の高圧領域に配置されている。モータ（3）は、回転軸（4）に固定された円盤形状のロータ（50）と、そのロータ（50）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（60B）及び下側ステータ（60A）とを備えている。上側ステータ（60B）はロータ（50）の上側に配置され、下側ステータ（60A）はロータ（50）の下側に配置されている。上側ステータ（60B）及び下側ステータ（60A）は、共に密閉容器（1）に固定されている。
【００５９】
なお、上側ステータ（60B）は、下側ステータ（60A）と同様の構成をしている。なお、上側ステータ（60B）は、下側ステータ（60A）とは上下反転した状態で設けられている。ただし、上側ステータ（60B）及び下側ステータ（60A）は対称形状で十分であるが、異なっていてもよい。
【００６０】
図２に示すように、上記ロータ（50）は、円周に沿って配列された扇形状の４つの永久磁石（52）に、その軸方向の両側から２枚のロータコア（51）を挟むように重ね合わせることによって形成されている。ロータコア（51）は、中央に円孔（51a）が形成され、放射状に４つのスリット（51b）が形成されている。ロータ（50）では、ロータコア（51）のスリット（51b）間に、各永久磁石（52）が周方向に所定の間隔をあけて配置されている。ロータコア（51）のスリット（51b）と、永久磁石（52）間の空間とは、冷媒ガスが軸方向に流れるガス通路になっている。
【００６１】
なお、本実施形態１のロータ（50）は、永久磁石（52）の両側に、磁極ごとにスリット（51b）で磁気的に隔てられたロータコア（51）を有しているが、ロータコア（51）を有するか否かは任意である。ただし、ロータコア（51）を設ける場合は、回転軸（4）でロータコア（51）を直接的に保持することは困難である。このため、ロータコア（51）は、ロータコア（51）と永久磁石（52）を保持する非磁性体のホルダーを介して、回転軸（4）に保持されることが望ましい。
【００６２】
下側ステータ（60A）は、中央孔（63a）を有する磁性体からなる円盤状のバックヨーク（63）と、そのバックヨーク（63）からロータ（50）側に向って起立し、周方向に略等間隔に設けられた６つのティース（64）と、回転軸（4）に平行な方向を中心に各ティース（64）に巻回されたアキシャルコイル（62）と、ティース（64）の先端に設けられた円板形状の磁性体板（61）とを有している。
【００６３】
６つのティース（64）は、バックヨーク（63）によって互いに磁気的に接続され、バックヨーク（63）と反対側（ロータ（50）に対向する側）では、磁性体板（61）により互いに接続されている。また、コイル（62）は、上側ステータ（60B）及び下側ステータ（60A）の各々のロータ（50）に対向する位置に、互いに逆の極性が発生するように巻回されている。すなわち、コイル（62）は、軸方向の一方の方向から見て同一方向に巻回されている。コイル（62）は、例えば３相スター結線され、インバータから電流が供給される。
【００６４】
図２，図３に示すように、バックヨーク（63）の外周部には、回転軸（4）の軸方向から見てコイル（62）の外側の形状に沿うように、コアカット（63b）が設けられている。コアカット（63b）は、モータ（3）の軸方向の両側の空間を連通するステータ外周通路（63b）を構成している。ステータ外周通路（63b）は、油戻し通路として有効に使うことができる。ここで、ステータ外周通路（63b）は、例えば集中巻であれば、極間に設けられる。なお、コアカット（63b）は、回転軸（4）の軸方向からコアカット（63b）とコイル（62）とを投影した投影図において、コアカット（63b）がコイル（62）の外側形状に近接または接するように形成すればよく、コイル（62）の外側形状よりも大きめでもよいし、小さめでもよい。
【００６５】
磁性体板（61）は、エアギャップに対向する対向面の面積を広げるように設けられている。磁性体板（61）の中央には、中央孔（61a）が形成されている。また、磁性体板（61）には、複数のティース（64）を互いに磁気的に絶縁するための６つのスリット（61b）が放射状に形成されている。なお、バックヨーク（63）の外周部は、密閉容器（1）の内壁に接触しているが、磁性体板（61）は、密閉容器（1）の内壁に対して一定の距離を隔てている。仮に磁性体板（61）が密閉容器（1）の内壁に近接または接触していれば、磁束が短絡するからである。
【００６６】
−運転動作−
次に、ロータリ圧縮機（15）の動作について説明する。
【００６７】
図１に示すように、吸入管（11）から圧縮機構部（2）の圧縮室（7）に冷媒ガスを供給し、モータ（3）により圧縮機構部（2）を駆動させて、冷媒ガスを圧縮する。そして、圧縮された冷媒ガスは、冷凍機油と共に、圧縮機構部（2）の吐出孔（23）から密閉容器（1）内に吐出され、モータ（3）を通って、圧縮機構部（2）の上部空間に運ばれ、吐出管（12）より密閉容器（1）の外側に吐出される。
【００６８】
このとき、冷媒ガスは、上側ステータ（60B）及び下側ステータ（60A）の内周部およびロータ（50）の回転軸付近に設けられた通路（図示省略）を通って上部空間に導かれる。この冷媒ガスに含まれる冷凍機油は、ロータ（50）の遠心力で飛ばされ、密閉容器（1）の内側に微粒子の状態で付着することで液化した後、重力の作用によって、モータ（3）の冷媒ガス流れの上流側に戻る。
【００６９】
本実施形態１の圧縮機においては、圧縮機構部（2）や軸受を潤滑した冷凍機油は、モータ（3）を通るうちに、上側ステータ（60B）及び下側ステータ（60A）のコイル（62）によって加熱されて粘度が低下する。そして、モータ（3）の上部の空間で冷媒から分離された冷凍機油は、ステータ外周通路（63b）を通って下方の油溜めに戻る。その際、冷凍機油はステータ（60A,60B）のコイル（62）により加熱されて粘度が低下するため、冷凍機油がより油溜めに戻りやすくなる。特に、冷凍機油が下側ステータ（60A）のステータ外周通路（63b）を通過するときには、冷凍機油の粘度がより低下している。このため、下側ステータ（60A）のステータ外周通路（63b）の面積は、上側ステータ（60B）のステータ外周通路（63b）の面積よりも小さくすることができる。下側ステータ（60A）のステータ外周通路（63b）を通過した冷凍機油は、吸入管（11）付近を通ることにより冷却されて粘度が回復し、軸受（21,22）を良好に潤滑する。
【００７０】
また、上側ステータ（60B）及び下側ステータ（60A）のバックヨーク（63）の軸長は、モータ（3）の全長（ロータ（50）および上側ステータ（60B）及び下側ステータ（60A）を併せた軸方向長さ）の１／２以下であると、流路抵抗を１／２以下にする点で望ましい。実際、ティース（64）、ロータ（50）、及びバックヨーク（63）の各軸長が同程度であれば、バックヨーク（63）の軸長は、モータ（3）の全長の１／２以下になる。
【００７１】
また、上側ステータ（60B）及び下側ステータ（60A）の内周部の通路は、冷凍機油を含んだ冷媒をモータ（3）の上部空間に上げるためのものである。これらの内周部の通路にコイル（62）が露出するようにすれば、上方へ向かう冷凍機油によってコイル（62）の冷却を行いつつ、冷凍機油の加熱を行うことができる。また、上方へ向かう一部の冷凍機油は、ロータ（50）および上側ステータ（60B）のギャップ面にて滴下して、ロータ（50）の遠心力で外側へ飛ばされる。従って、下側ステータ（60A）の内周部の通路を通過した冷凍機油が全てモータ（3）の上部空間に達する訳ではないので、上側ステータ（60B）のステータ外周通路（63b）は、十分大きくする必要は必ずしも無い。
【００７２】
なお、本実施形態では、上側ステータ（60B）及び下側ステータ（60A）の磁性体板（61）は必須ではない。また、冷凍機油の粘度の変化を考えると、圧縮機構部（20）と軸受は、モータ（3）の下部に有する場合に適する。また、上側ステータ（60B）及び下側ステータ（60A）のバックヨーク（63）を密閉容器（1）の内周に焼きばめすることは、軸長が短すぎる場合があるので、このような場合は溶接によりバックヨーク（63）を固定すればよい。
【００７３】
図４は上記第１実施形態のロータリ圧縮機（15）のステータ（80）に置換可能な分布巻のステータ構造を示している。このステータ（80）は、コイルエンドが軸方向に重ねられた巻線をもつ、分布巻である。
【００７４】
ステータ（80）は、ステータコア（82）と、ステータコア（82）に取り付けられたコイル（U1,V1,W1,U2,V2,W2）とを有している。ステータコア（82）は、軟磁性材料（例えば、透磁率の高い鉄等）により構成されている。ステータコア（82）は、密閉容器の内側に、例えば圧入、または、焼きばめ、または、溶接により取り付けられている（図示省略）。
【００７５】
ステータコア（82）は、回転軸（4）に対して略直交するように配置された円環状のバックヨーク（83）と、バックヨーク（83）のロータ（31）側の一面に、軸方向に起立するように設けられたティース（84）とを有している。ステータ（80）は、バックヨーク（83）の外周にて、密閉容器（1）の内壁に圧入、または、焼きばめ、または、溶接されている。これにより、バックヨーク（83）が密閉容器（1）に確実に保持されると共に、密閉容器（1）の振動や騒音がバックヨーク（83）により低減される。ティース（84）は、回転軸（4）（図１に示す）に沿って延びており、回転軸（4）の周りに複数個設けられている。
【００７６】
コイル（U1,V1,W1,U2,V2,W2）は、上層のコイル（U1,V1,W1）と下層のコイル（U2,V2,W2）との２層構造になっている。各コイル（U1,V1,W1,U2,V2,W2）は、複数のティース（84）に巻回されている。従って、各コイル（U1,V1,W1,U2,V2,W2）のコイルエンドは、他のコイル（U1,V1,W1,U2,V2,W2）と重なり合う。このコイルエンドが重なり合う部分の一方のコイル（U2,V2,W2）は、同一平面で巻回される。また、コイルエンドが重なり合う部分の他方のコイル（U1,V1,W1）は、ティース（84）に対して、軸方向かつロータ（50）側に曲げられている。これにより、他方のコイル（U1,V1,W1）は、一方のコイル（U2,V2,W2）のコイルエンドを邪魔することなく、巻回される。
【００７７】
コイル（U1,V1,W1,U2,V2,W2）は、上段にＵ相,Ｖ相,Ｗ相が配置され、下段に上段のＵ相と１８０°対向する位置にＵ相,Ｖ相,Ｗ相が配置されている。上段のコイル（U1,V1,W1）のコイルエンドは、下段のコイル（U2,V2,W2）のコイルエンドとの干渉を避けるべく、下段のコイルエンドよりもティース（84）に対して内側で上に曲げられ、下段のコイルエンドよりも上に、かつ、ティース（84）の内側に収まるように、設けられている。
【００７８】
ステータ外周通路（85）は、互いに重ね合わせられたコイルエンドのうち、下段のコイル（U2,V2,W2）よりも内周側に退けられた上段のコイル（U1,V1,W1）の外側であって、かつ、下段のコイル（U2,V2,W2）の相互間に設けられている。ステータ外周通路（95）は、バックヨーク（83）においてティース（84）よりも外側に形成されている。冷凍機油は、このステータ外周通路（85）を通るときに、上段のコイル（U1,V1,W1）のコイルエンドの外周側、および、下段のコイル（U2,V2,W2）のコイルエンドの屈曲部付近を通るため、加熱されて粘度が低下する。なお、コイル（U1,V1,W1,U2,V2,W2）と密閉容器（1）の内周部との間には、絶縁を確保するための空間が設けられるのが一般的である。このため、バックヨーク（83）における下段のコイル（U2,V2,W2）の外側の部分にも適宜コアカットを設けてステータ外周通路を形成してもよい。
【００７９】
図５は、上記第１実施形態の圧縮機（15）のステータ（80）に置換可能な波巻のステータ構造を示している。ステータ（90）のコイル（Ud,Vd,Wd）は、いわゆる波巻である。すなわち、ティース（94）間のスロット部を通ったコイル（Ud,Vd,Wd）は、外周側と内周側では異なる方向に巻回される。つまり、極数によらず、各相１コイルとなる。従って、極数を増した場合でも、結線が容易となり、結線のためのスペースも不要となる。
【００８０】
上記コイル（Ud,Vd,Wd）を、下から第１層、第２層、第３層とよぶ。なお、各コイル（Ud,Vd,Wd）は、ティース（94）間のスロット部に収納された部分が、ティース長ほぼ全部に渡って収納され、他の相と重らないように設けられている。
【００８１】
第１層は、平面状にコイルＵdが配置される。ただし、第１層のコイル（Ud）では、ティース（94）に対して、内周および外周に空間が設けられている。この空間を用いて、他の相のコイルエンドを屈曲させている。また、第２層は、コイルＶdが配置されている。第２層のコイル（Vd）は、第１層のコイル（Ud）と重ならない部分においては、コイルエンドが第１層のコイル（Ud）と同じ平面上を這っているが、第１層のコイル（Ud）と重なり合う部分においては、ロータ側（図５では上側）に屈曲し、第１層のコイル（Ud）のコイルエンドの上の層（「上段」とよぶ）を通っている。第２層のコイル（Wd）のコイルエンドでは、第１層のコイル（Ud）より上の層でティース（94）の外周に沿う部分が小径部分となって、第１層のコイル（Ud）のコイルエンドと同じ平面上でティース（94）の外周に沿う部分が大径部分となっている。また、第３層は、コイル（Wd）が配置されている。第３層のコイル（Wd）は、コイルエンドのほとんどの部分が、上段を這っている。なお、各相のコイル（Ud,Vd,Wd）は、予め巻枠に巻回されて、所定の形状に整形された後、ステータコア（92）のティース（94）に外嵌されている。
【００８２】
図５に示す波巻のステータ（90）では、第２層のコイル（Wd）のコイルエンドの小径部分と第３層のコイル（Wd,Vd）のコイルエンドの外側であって、第１層のコイル（Ud）と第２層のコイル（Wd）のコイルエンドのうちの大径部分との間に、ステータ外周通路（95）が形成されている。ステータ外周通路（95）は、バックヨーク（93）においてティース（94）よりも外側に形成されている。
【００８３】
このステータ外周通路（95）の効果は、図４,図５に示すステータ（80,90）で同等である。ただ、分布巻および波巻は、起磁力を正弦波に近づけ、振動・騒音を低減できる。また、波巻は、コイル同士の結線を減らすことができ、特に極数が多い場合に好適である。さらに、波巻の場合は、コアカット（ステータ外周通路）を設けられる箇所が増大し、より大きなコアカットを設けることが可能となる。
【００８４】
−実施形態１の効果−
この実施形態１によれば、ステータ外周通路（63b）の長さが短くなって、さらに比較的大きなステータ外周通路（63b）を作ることができるアキシャルギャップ型のモータ（3）が、圧縮機に用いられている。このため、ラジアルギャップ型のモータを用いる場合に比べて、冷媒がモータ（3）を通過する際の圧力損失を低減させることができる。従って、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないＣ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒を用いつつ、圧縮機（15）の運転効率を向上させることができる。
【００８５】
また、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒が充填された冷媒回路に、ラジアルギャップ型のモータを搭載した圧縮機を用いる場合には、例えば圧縮機から吐出される冷凍機油が多くなって圧縮機において冷凍機油が不足するという問題も生じる。具体的に、ラジアルギャップ型のモータを搭載した圧縮機では、上述したように、大きなコアカットを作ることができない。また、ステータとロータとの間のエアギャップが、モータを軸方向に貫通している。このため、冷媒の循環量が比較的多くなるＣ３ＨｍＦｎ冷媒等を圧縮する場合には、コアカットやエアギャップを通過する際の冷媒の流速が特に速くなる、従って、冷媒に含まれる冷凍機油がモータを通過する際に冷媒から分離されにくく、多くの冷凍機油が冷媒と共にモータを通過してそのまま圧縮機から吐出されてしまう。
【００８６】
これに対して、この実施形態１では、上述したように、比較的大きなステータ外周通路（63b）を作ることができるので、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒等を圧縮する場合であっても、ステータ外周通路（63b）を通過する際の冷媒の流速がそれほど速くはならない。また、エアギャップはロータ（50）の軸方向の端面とステータ（60）の間に形成されるので、それほど多くの冷媒がエアギャップを流れない。このため、冷媒がモータ（3）を通過する際に、比較的多くの冷凍機油が冷媒から分離され、ラジアルギャップ型のモータを用いる場合に比べて、冷媒と共にモータ（3）を通過して圧縮機（15）から吐出される冷凍機油の量が少なくなる。従って、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒等を圧縮する場合であっても、圧縮機（15）において冷凍機油が不足する事態が生じにくく、圧縮機（15）の信頼性を向上させることができる。
【００８７】
また、この実施形態１では、モータ（3）を通過した冷媒から分離された冷凍機油が、ステータ外周通路（63b）を通って落ちるときに、ステータ（60）のコイル（62）により加熱されて粘度が下がるため、冷凍機油がより油溜めに戻りやすい。したがって、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないＣ３ＨｍＦｎ冷媒等を用いて、油戻しが良好な信頼性の高い圧縮機（15）を実現できる。
【００８８】
また、この実施形態１によれば、冷凍機油を押し上げる浮力が大きくなる圧縮機（15）に、アキシャルギャップ型のモータ（3）が用いられている。つまり、モータ（3）を通過する冷凍機油の量が多くなりやすい圧縮機（15）に、アキシャルギャップ型のモータ（3）が用いられている。従って、モータ（3）を通過した冷媒から分離された冷凍機油が油溜めに戻りやすいアキシャルギャップ型のモータ（3）が、特に有効である。
【００８９】
また、この実施形態１では、ロータ（50）の外周は、ステータ外周通路（63b）においてバックヨーク（63）によって形成される内側の通路面よりも半径方向の内側に位置している。さらに、ロータ（50）の外周と密閉容器（1）の内壁との間の空間の断面積は、ステータ外周通路（63b）の断面積よりも大である。従って、ロータ（50）の外周の流路抵抗は、ステータ外周通路の流路抵抗に比べて十分無視できる程度に小さくできる。
【００９０】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態２は、本発明に係る圧縮機（15）である。本実施形態２の圧縮機（15）は、ステータ（140）とロータ（130）がそれぞれ１組のアキシャルギャップ型モータを搭載している。なお。本実施形態２の圧縮機（15）は、上記実施形態１と同様に、高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒を圧縮するための圧縮機として構成されている。
【００９１】
本実施形態２のロータリ圧縮機は、図６に示すように、縦長の密閉容器（101）と、その密閉容器（101）内に配置された圧縮機構部（102）と、その密閉容器（101）内かつ圧縮機構部（102）の上側に配置されたモータ（103）とを備えている。
【００９２】
密閉容器（101）では、その頂部に吐出管（112）が接続されている。また、密閉容器（101）の下側側方には、吸入管（111）が接続されている。吸入管（111）は圧縮機構部（102）に接続されている。吸入管（111）から供給される冷媒ガスは、圧縮機構部（102）の吸込側に導かれる。また、密閉容器（101）では、少なくともモータ（103）の下部に油溜めが形成される。なお、本実施形態２において、上方向とは、密閉容器（101）の中心軸が水平面に対して傾斜しているか否かに関わらず、密閉容器（101）の中心軸に沿った上方向をいう。
【００９３】
モータ（103）は、ロータ（130）と、そのロータ（130）の軸方向の下側に配置されたステータ（140）とを有している。図７に示すように、ロータ（130）は、ロータコア（131）と、そのロータコア（131）の下側に円周に沿って配列された扇形状の４つの永久磁石（132）とを有している。
【００９４】
一方、ステータ（140）は、バックヨーク（143）と、そのバックヨーク（143）からロータ（50）側に向って起立し、周方向に略等間隔に設けられた６つのティース（144）と、６つのティース（64）に巻回されたアキシャルコイル（62）とを有している。バックヨーク（143）の外周かつ各ティース（144）の半径方向の外側には、コアカット（146）がそれぞれ設けられている。このコアカット（146）はステータ外周通路（146）を構成している。ステータ外周通路（146）は、冷媒の通路や冷却のための風の通路等に用いられる。
【００９５】
また、バックヨーク（143）の外周部のうちケーシング（図示省略）の内周に接触する固定部（147）には、応力緩和孔（145）が設けられている。応力緩和孔（145）によれば、バックヨーク（143）の固定部（147）をケーシングの内周に固定する焼きばめ時（または圧入時）に、応力によってバックヨーク（143）が面内変形するので、軸方向の変形が緩和される。従って、エアギャップ精度が向上すると共に、バックヨーク（143）のティース（144）周りで歪が緩和されるため、磁気特性の劣化がない。
【００９６】
−実施形態２の効果−
この実施形態２によれば、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないＣ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒を用いて、冷媒がモータを通過する際の圧力損失が小さく、吐出される冷凍機油の量が少なく、さらに油戻しが良好な信頼性の高いロータリ圧縮機圧縮機（15）を実現することができる。
【００９７】
また、この実施形態２では、高圧ドーム型のロータリ圧縮機（15）において、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒が高圧となってガス冷媒の密度が高くなり、冷媒と冷凍機油との密度差が小さくなるため、冷凍機油を押し上げる浮力が大きくなる。この実施形態２では、冷凍機油を押し上げる浮力が大きくなる圧縮機（15）に、アキシャルギャップ型のモータ（3）が用いられている。つまり、モータ（3）を通過する冷凍機油の量が多くなりやすい圧縮機（15）に、アキシャルギャップ型のモータ（3）が用いられている。従って、モータ（3）を通過した冷媒から分離された冷凍機油が油溜めに戻りやすいアキシャルギャップ型のモータ（3）が、特に有効である。
【００９８】
また、この実施形態２では、ロータ（130）の外周が、ステータ外周通路（146）においてバックヨーク（83）によって形成される内側の通路面よりも半径方向の内側に位置している。さらに、ロータ（130）の外周と密閉容器（110）の内壁との間の空間の断面積は、ステータ外周通路（146）の断面積よりも大である。従って、ロータ（130）の外周の流路抵抗は、ステータ外周通路（146）の流路抵抗に比べて十分無視できる程度に小さくできる。
【００９９】
また、この実施形態２では、ステータ（140）のコイル（142）は集中巻である。ステータ外周通路（146）は、コイル（142）の最外径部に沿って設けられているか、または、コイル（142）の最外径部に近接して設けられている。通常、コイル（142）は、絶縁のために密閉容器（101）の内壁とある程度距離を離す必要がある。そのコイル（142）と密閉容器（101）の内壁との間の空間を利用し、そのままバックヨーク（143）にもコアカット（146）を連続して設けている。
【０１００】
また、この実施形態２では、バックヨーク（143）の密閉容器（101）の内壁に勘合する固定部（147）において、外径から少し隔てた部分に設けた貫通孔（応力緩和孔（145））をステータ外周通路（146）と併せて、冷凍機油の戻し通路として利用できる。
【０１０１】
《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。本実施形態３は、本発明に係る圧縮機（15）である。本実施形態３の圧縮機（15）は、低圧ドーム型のスクロール圧縮機として構成され、圧縮機構部（203）がモータ（202）の上側に配置されている。なお。本実施形態３の圧縮機（15）は、上記実施形態１及び２と同様に、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒を圧縮するための圧縮機として構成されている。
【０１０２】
本実施形態３のスクロール圧縮機（15）は、図８に示すように、密閉容器（201）内に下から上に順に配置された、アキシャルギャップ型のモータ（202）と、このモータ（202）で駆動される圧縮機構部（203）とを備えている。なお、本実施形態３において、上方向とは、密閉容器（201）の中心軸が水平面に対して傾斜しているか否かに関わらず、密閉容器（201）の中心軸に沿った上方向をいう。
【０１０３】
モータ（202）は、圧縮機構部（203）に吸入される低圧の冷媒で満たされる密閉容器（201）内の低圧領域に配置されている。具体的には、密閉容器（201）内は、圧縮機構部（203）を挟んで高圧領域Ｈと低圧領域Ｌとに区画され、モータ（202）は、低圧領域Ｌに配置されている。
【０１０４】
モータ（202）は、ステータ（221）と、このステータ（221）の軸方向の下側にエアギャップを介して配置されたロータ（226）と、このロータ（226）に固定されると共にこのロータ（226）の回転力を圧縮機構部（203）に伝達する回転軸（220）とを有している。
【０１０５】
ステータ（221）は、密閉容器（201）の内面に取り付けられたステータコア（223）と、このステータコア（223）に取り付けられたコイル（222）とを有している。ステータコア（223）は、回転軸（220）に対して略直交するように配置された円環状のバックヨーク（224a）と、このバックヨーク（224a）のロータ（226）側の一面に設けられたティース（224b）とを有している。
【０１０６】
バックヨーク（224a）は、回転軸（220）を挿通して保持するボス部（224c）を有している。なお、ボス部（224c）は、必須ではなく、バックヨーク（224a）は、回転軸（220）から離隔していてもよい。また、ティース（224b）は、回転軸（220）に沿って延びており、回転軸（220）の周りに複数個設けられている。コイル（222）は、各ティース（224b）の軸周りに巻回されている。コイル（222）は、励磁されて、ティース（224b）の軸方向の磁束を発生する。ティース（224b）のそれぞれに発生した磁束は、バックヨーク（224a）を介して他のティース（224b）に移動する。
【０１０７】
上記構成のスクロール圧縮機（15）では、吸入管（206）を通じて密閉容器（201）内の低圧領域Ｌに冷媒が導入される。低圧領域Ｌの冷媒は、スクロール形式の圧縮機構部（203）に吸入されて圧縮され、高圧領域Ｈに吐出される。高圧領域Ｈに吐出された冷媒は、吐出管（207）を通じて密閉容器（201）外へ吐出される。このとき、冷凍機油は、油溜め（208）から、回転軸（204）の下端より回転軸（204）内の油通路を通って軸受部および圧縮機構部（203）へ供給されて、軸受部および圧縮機構部（203）を潤滑する。そして、高圧空間Ｈに冷媒と共に吐出された冷凍機油は、冷媒から分離されて、例えば、吐出冷媒で満たされた高圧空間Ｈと吸入冷媒で満たされた低圧空間Ｌとを接続する油戻し通路（234）を通って、低圧空間Ｌに戻る。
【０１０８】
本実施形態３では、バックヨーク（224a）のうち、コイル（222）がない部分（集中巻であれば、隣接するティース（224b）の間）に、ステータ外周通路（246）を構成するコアカット（246）が設けられている。なお、ロータ（226）の外径は、密閉容器（201）の内側より十分に小さい。また、油溜め（208）とロータ（226）の間には、ロータ（226）が冷凍機油を跳ね上げることを防止するための仕切り（209）が設けられているが、仕切り（209）にも、油通路が設けられている。
【０１０９】
−実施形態３の効果−
この実施形態３によれば、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないＣ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒を用いて、冷媒がモータを通過する際の圧力損失が小さく、吐出される冷凍機油の量が少なく、さらに油戻しが良好な信頼性の高いスクロール圧縮機（15）を実現することができる。
【０１１０】
また、この実施形態３では、ロータ（226）の外周は、ステータ外周通路（246）においてバックヨーク（224a）によって形成される内側の通路面よりも半径方向の内側に位置している。さらに、ロータ（226）の外周と密閉容器（1）の内壁との間の空間の断面積は、ステータ外周通路（246）の断面積よりも大である。従って、ロータ（226）の外周の流路抵抗は、ステータ外周通路の流路抵抗に比べて十分無視できる程度に小さくなる。
【０１１１】
《発明の実施形態４》
本発明の実施形態４について説明する。本実施形態４は、本発明に係る圧縮機（15）を備える空気調和機（115）である。この実施形態４の空気調和機（115）には、実施形態１のロータリ圧縮機（15）、実施形態２のロータリ圧縮機（15）、及び実施形態３のスクロール圧縮機（15）のうちのいずれか１つが用いられている。
【０１１２】
この空気調和機（115）は、図９に示すように、圧縮機（15）、四路弁（402）、室外熱交換器（403）、電動膨張弁（404）、 室内熱交換器（405）およびアキュムレータ（406）が接続された冷媒回路（315）を備えている。また、この空気調和機（115）は、室外熱交換器（403）近傍に配置された室外ファン（407）と、室内熱交換器（405）近傍に配置された室内ファン（408）を備えている。圧縮機（15）、四路弁（402）、室外熱交換器（403）、電動膨張弁（404）、アキュムレータ（406）及び室外ファン（407）は室外機（410）に収容され、室内熱交換器（405）と室内ファン（408）は室内機（420）に収容されている。
【０１１３】
冷媒回路（315）では、四路弁（402）の第１のポートに圧縮機（15）の吐出側が、四路弁（402）の第２のポートに圧縮機（15）の吸入側が、四路弁（402）の第３のポートに室内熱交換器（405）が、四路弁（402）の第４のポートに室外熱交換器（403）がそれぞれ接続されている。また、電動膨張弁（404）が、室外熱交換器（403）と室外熱交換器（403）の間に配置されている。また、アキュムレータ（406）が、圧縮機（15）の吸入側と四路弁（402）の第２のポートとの間に配置されている。冷媒回路（315）では、四路弁（402）が、第１のポートと第３のポートが互いに連通して第２のポートと第４のポートが互いに連通する第１状態（図９に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが互いに連通して第２のポートと第３のポートが互いに連通する第２状態（図９に破線で示す状態）との間で切り換えられることによって、冷媒の流れが反転する。
【０１１４】
−実施形態４の効果−
この実施形態４によれば、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないＣ３ＨｍＦｎ冷媒等が充填される冷媒回路（315）に、冷媒がモータを通過する際の圧力損失が小さく、吐出される冷凍機油の量が少ない圧縮機（15）を用いることによって、運転効率及び信頼性が高い空気調和機（115）を実現できる。
【０１１５】
《発明の実施形態５》
本発明の実施形態５について説明する。本実施形態５は、本発明に係る圧縮機（15）を備えるヒートポンプ給湯機（215）である。この実施形態５のヒートポンプ給湯機（215）には、実施形態１のロータリ圧縮機（15）、実施形態２のロータリ圧縮機（15）、及び実施形態３のスクロール圧縮機（15）のうちのいずれか１つが用いられている。
【０１１６】
このヒートポンプ給湯機（215）は、図１０に示すように、室外ユニット（510）、室内ユニット（520）および給湯タンクユニット（530）を備えている。室外ユニット（510）は、圧縮機（501）と、圧縮機（501）に接続された四路弁（502）と、四路弁（502）に一端が接続された室外熱交換器（503）と、室外熱交換器（503）の他端に一端が接続された電動膨張弁（504）とを収容している。電動膨張弁（504）の他端には、減圧器としての電動膨張弁（505）の一端が接続されている。電動膨張弁（505）の他端は、室内ユニット（520）に収容された室内熱交換器（507）の一端に接続されている。室内熱交換器（507）の他端は、室外ユニット（510）の四路弁（502）に接続されている。
【０１１７】
冷媒回路（315）では、四路弁（502）の第１のポートに圧縮機（15）の吐出側が、四路弁（502）の第２のポートに圧縮機（15）の吸入側が、四路弁（502）の第３のポートに室内熱交換器（507）が、四路弁（402）の第４のポートに室外熱交換器（503）がそれぞれ接続されている。また、アキュムレータ（508）が、圧縮機（15）の吸入側と四路弁（502）の第２のポートとの間に配置されている。また、圧縮機（501）と四路弁（502）との間の冷媒配管（551）には電磁弁（552）が配設されている。冷媒回路（315）では、四路弁（502）が、第１のポートと第３のポートが互いに連通して第２のポートと第４のポートが互いに連通する第１状態（図１０に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが互いに連通して第２のポートと第３のポートが互いに連通する第２状態（図１０に破線で示す状態）との間で切り換えられることによって、冷媒の流れが反転する。
【０１１８】
また、給湯タンクユニット（530）には、二重管構造の給湯熱交換器（531）が収容されている。給湯熱交換器（531）の外管の一端は、電磁弁（554）が配設された冷媒配管（553）を介して、圧縮機（501）の吐出側に接続されている。また、給湯熱交換器（531）の外管の他端は、電動膨張弁（504）と電動膨張弁（505）との間の冷媒配管に、電動膨張弁（506）が設けられた冷媒配管を介して、接続されている。
【０１１９】
また、給湯熱交換器（531）の内管の上端は、給湯タンク（532）の中間位置に接続されている。給湯熱交換器（531）の内管の下端は、給湯タンク（532）の底面に接続されている。給湯タンク（532）内の湯は、給湯熱交換器（531）の内管を介して循環ポンプ（533）により循環される。
【０１２０】
−実施形態５の効果−
この実施形態５によれば、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないＣ３ＨｍＦｎ冷媒等が充填される冷媒回路（315）に、冷媒がモータを通過する際の圧力損失が小さく、吐出される冷凍機油の量が少ない圧縮機（15）を用いることによって、運転効率及び信頼性が高い給湯機（215）を実現できる。
【０１２１】
本実施形態１〜５では、上述してように、圧縮機（15）が、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒、又はＣ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒を圧縮するための圧縮機として構成されている。なお、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒としては、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２３４ｙｆ」といい、化学式はＣＦ３−ＣＦ＝ＣＨ２で表される。）、１，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２２５ｙｅ」といい、化学式はＣＦ３−ＣＦ＝ＣＨＦで表される。）、１，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２３４ｚｅ」といい、化学式はＣＦ３−ＣＨ＝ＣＨＦで表される。）、１，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２３４ｙｅ」といい、化学式はＣＨＦ２−ＣＦ＝ＣＨＦで表される。）、３，３，３−トリフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２４３ｚｆ」といい、化学式はＣＦ３−ＣＨ＝ＣＨ２で表される。）、１，２，２−トリフルオロ−１−プロペン（化学式はＣＨ３−ＣＦ＝ＣＦ２で表される。）、２−フルオロ−１−プロペン（化学式はＣＨ３−ＣＦ＝ＣＨ２で表される。）等がある。
【０１２２】
また、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒を含む混合冷媒としては、ＨＦＣ−３２（ジフルオロメタン）、ＨＦＣ−１２５（ペンタフルオロエタン）、ＨＦＣ−１３４（１，１，２，２―テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ−１３４ａ（１，１，１，２―テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ−１４３ａ（１，１，１−トリフルオロエタン）、ＨＦＣ−１５２ａ（１，１−ジフルオロエタン）、ＨＦＣ−１６１（フルオロエタン）、ＨＦＣ−２２７ｅａ（１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン）、ＨＦＣ−２３６ｅａ（１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン）、ＨＦＣ−２３６ｆａ（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン）、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ（１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン）、メタン、エタン、プロパン、プロペン、ブタン、イソブタン、ペンタン、２−メチルブタン、シクロペンタン、ジメチルエーテル、ビス−トリフルオロメチル−サルファイド、二酸化炭素、ヘリウムのうち少なくとも１つを、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒に加えた混合冷媒がある。
【０１２３】
具体的に、本実施形態の圧縮機（15）が接続された冷媒回路に、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２の２成分からなる混合冷媒を用いてもよい。この場合は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７８．２質量％でＨＦＣ−３２の割合が２１．８質量％の混合冷媒を用いることができる。また、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７７．６質量％でＨＦＣ−３２の割合が２２．４質量％の混合冷媒を用いることができる。なお、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２の混合冷媒は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７０質量％以上９４質量％以下でＨＦＣ−３２の割合が６質量％以上３０質量％以下であればよく、好ましくは、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７７質量％以上８７質量％以下でＨＦＣ−３２の割合が１３質量％以上２３質量％以下であればよく、更に好ましくは、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７７質量％以上７９質量％以下でＨＦＣ−３２の割合が２１質量％以上２３質量％以下であればよい。なお、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒とＨＦＣ−３２の混合冷媒を用いる場合は、ＨＦＣ−３２が高圧冷媒であるため、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒からなる単一冷媒の場合に比べて、冷媒の循環量が少なくなる。
【０１２４】
また、本実施形態の圧縮機（15）が接続された冷媒回路に、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−１２５の混合冷媒を用いてもよい。この場合は、ＨＦＣ−１２５の割合が１０質量％以上であるのが好ましく、さらに１０質量％以上２０質量％以下であるのが更に好ましい。なお、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒とＨＦＣ−１２５の混合冷媒を用いる場合は、ＨＦＣ−１２５が難燃性であるため、Ｃ３ＨｍＦｎ冷媒からなる単一冷媒の場合に比べて、冷媒が燃えにくくなる。従って、スクリュー圧縮機（1）の信頼性を向上させることができる。
【０１２５】
また、本実施形態の圧縮機（15）が接続された冷媒回路に、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５の３成分からなる混合冷媒を用いてもよい。この場合は、５２質量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、２３質量％のＨＦＣ−３２と、２５質量％のＨＦＣ−１２５とからなる混合冷媒を用いることができる。
【０１２６】
また、本実施形態１〜５では、主成分がポリアルキレングリコール、ポリオールエステル、及びポリビニルエーテルのうち少なくとも１つで構成された冷凍機油が用いられる。
【０１２７】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【０１２８】
上記実施形態１〜３では、スクロール圧縮機およびロータリ圧縮機について説明したが、他の構成の圧縮機にこの発明を適用してもよい。
【０１２９】
また、上記実施形態４、実施形態５では、圧縮機を用いた空気調和機およびヒートポンプ給湯機について説明したが、空気調和機と給湯機の構成はこれに限らない。また、この発明の圧縮機は、実施形態４、実施形態５に限らず、他の冷凍機等に適用してもよい。
【０１３０】
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】
【０１３１】
以上説明したように、本発明は、圧縮機および空気調和機および給湯機について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係るロータリ圧縮機の縦断面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るロータリ圧縮機のロータおよび下側ステータの分解斜視図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るロータリ圧縮機のステータの平面図である。
【図４】図４は、実施形態１に係るロータリ圧縮機のステータに置換可能な分布巻のステータの構造図である。
【図５】図５は、実施形態１に係るロータリ圧縮機のステータに置換可能な波巻のステータの構造図である。
【図６】図６は、本発明に係る実施形態２のロータリ圧縮機の縦断面図を示している。
【図７】図７は、実施形態２に係るロータリ圧縮機のモータの分解斜視図である。
【図８】図８は、本発明に係る実施形態３のスクロール圧縮機の縦断面図を示している。
【図９】図９は、実施形態４に係る空気調和機の回路図である。
【図１０】図１０は、実施形態５に係るヒートポンプ給湯機の回路図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１      密閉容器
２      圧縮機構部
３      モータ
４      回転軸
５      クランクピン
６      ピストン
７      圧縮室
１１    吸入管
１２    吐出管
１５    圧縮機
５０    ロータ
６０Ａ  下側ステータ
６０Ｂ  上側ステータ
６３    バックヨーク
６３ｂ  コアカット（ステータ外周通路）
８０    ステータ
【図１】
2009299663.tif 000003
【図２】
2009299663.tif 000004
【図３】
2009299663.tif 000005
【図４】
2009299663.tif 000006
【図５】
2009299663.tif 000007
【図６】
2009299663.tif 000008
【図７】
2009299663.tif 000009
【図８】
2009299663.tif 000010
【図９】
2009299663.tif 000011
【図１０】
2009299663.tif 000012