JP2013122185A - モータ、圧縮機及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸内を通過する液冷媒が完全に蒸発されない場合であっても、液冷媒のモータケーシング内での滞留を抑制できるモータ及びこれを備えた圧縮機構と冷凍装置との提供。
【解決手段】回転軸２６と、ロータ５２と、ステータ５３と、気液二相の冷却流体をモータケーシング内に導入するための導入口３５と、冷却流体をモータケーシングの外へと排出するための排出口とが形成されているモータケーシングとを備える。回転軸２６には、モータケーシング内に流入した冷却流体を流す第１流路ＦＣ１と、第１空間Ｓ５と第１流路ＦＣ１とを連通させる第１流出流路ＦＣ２と、第１流路ＦＣ１に連通し、第１流路ＦＣ１及び第１流出流路ＦＣ２よりも径方向外側に位置する第２流路ＦＣ３と、第２空間Ｓ６と第２流路ＦＣ３とを連通させる第２流出流路ＦＣ４と、が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、モータ、圧縮機及び冷凍装置に関する。

一般に、高速回転を行うモータでは、モータの内部が発熱して高温になりやすい。このため、例えば、特許文献１（特表２０１１−５１５６０６号公報）に開示のモータでは、モータ軸内に、冷媒が流れる冷却回路を形成し、冷却回路を流れる冷媒によってモータ軸を冷却している。特許文献１では、冷却回路内を、凝縮器部を通過して減圧された気液二相状態の冷媒と蒸発器部を通過したガス冷媒とが流れるモータの構成が開示されている。そして、冷却回路内を流れる液冷媒は、モータからの熱によって相変化し、蒸発器部からのガス冷媒と共に、蒸発器部へと流れることになる。

特許文献１に開示のように、冷却回路内を流れる冷媒が蒸発器部へ流れていくモータでは、冷却回路内を流れる液冷媒が完全にガス冷媒へと相変化する必要があるが、実際は、一部が蒸発されずにモータの内部に滞留することがある。この場合、モータのステータ等の電気部品が、滞留した液冷媒に浸かった状態になることが懸念される。このため、電気部品の電気絶縁抵抗が低下し、電気部品が損傷する虞がある。また、滞留した液冷媒は、冷凍装置の運転能力に貢献できないため、冷凍装置の効率が低下する懸念がある。そこで、特許文献１では、この対応策として、視覚、レーザ等による液冷媒の滞留の検知を行うことや、モータの内部における温度や圧力を測定して監視し、モータの内部に液冷媒が滞留しないようにモータの内部の圧力及び温度を制御することが提案されている。

しかし、前者の策は、液冷媒の滞留は検知できるものの液冷媒の滞留を改善するための改善策としては適当ではない。また、後者の策では、温度や圧力を検知する検出手段や、検出手段からの検出結果を監視して制御する制御回路を備える必要があり、構成が複雑化しさらにコストもかかる。

そこで、本発明の課題は、軸内を通過する液冷媒が完全に蒸発されない場合であっても、液冷媒のモータケーシング内での滞留を抑制できるモータ、及び、これを備えた圧縮機構と冷凍装置とを提供することにある。

本発明の第１観点に係るモータは、回転軸と、回転軸に取り付けられるロータと、ロータに対向するステータと、モータケーシングとを備える。モータケーシングは、回転軸とロータとステータとを収容しステータが固定される。モータケーシングには、気液二相の冷却流体をモータケーシング内に導入するための導入口と、冷却流体をモータケーシングの外へと排出するための排出口とが形成されている。回転軸には、第１流路と、第１流出流路と、第２流路と、第２流出流路と、が形成されている。第１流路は、導入口を介してモータケーシング内に流入した冷却流体を流す流路である。第１流出流路は、第１空間と第１流路とを連通させる流路である。第１空間とは、回転軸の外部空間であってロータ及びステータの軸方向の一端側に形成される。第２流路は、第１流路に連通し、第１流路及び第１流出流路よりも径方向外側に位置する流路である。第２流出流路は、第２空間と第２流路とを連通させる流路である。第２空間は、回転軸の外部空間でありロータ及びステータの軸方向の他端側と排出口との間に形成される。

ここで、第１流路を流れる冷却流体（例えば、冷媒）のうち、ガス冷媒よりも密度の大きい液冷媒は、遠心力が作用されていることによって、径方向外側に集中して滞留しやすい。

そこで、本発明では、第１流路よりも径方向外側に第２流路が形成されるように、回転軸を構成している。また、回転軸に、第２流路から排出口の近傍に形成される第２空間へと導くための第２流出流路を形成している。よって、第１流路の径方向外側に滞留しやすい液冷媒を第２流路に流し、さらに、第２流路を流れた液冷媒を、第２流出流路を介して排出口へと導きやすくしている。従って、液冷媒のモータケーシング内での滞留を抑制できる。すなわち、回転軸の内部を通過する液冷媒が完全に蒸発されない場合であっても、モータケーシング内での液冷媒の滞留を抑制できる。

本発明の第２観点に係るモータは、本発明の第１観点に係るモータであって、ロータとステータとの間には、隙間が形成されている。隙間が、第１空間と第２空間とを連通させる。

本発明では、第１流路を通過し第１空間に流出した冷却流体を、隙間を通じて、第２空間に流入させることにより、排出口へと導くことができる。また、第１空間に流出してその後に隙間を流れる冷却流体により、ロータを外面から冷却できる。

本発明の第３観点に係るモータは、本発明の第１観点又は第２観点に係るモータであって、回転軸は、回転軸本体を有する。回転軸本体は、円筒状のパイプ部と、主部と、覆い部と、円柱部とを有する。パイプ部は、外面に径方向に貫通する第１径方向貫通孔が形成される。主部は、パイプ部の内周面に固定され、外面に、軸方向に延び第１径方向貫通孔と連通する溝部が形成され、中央部に、軸方向に貫通する軸方向貫通孔が形成されている。覆い部は、パイプ部の軸方向の一端側部分を覆い、開口が形成される。円柱部は、主部と共に覆い部を挟み、径方向に貫通する第２径方向貫通孔が形成される。覆い部と主部との間には、空間が形成されている。第１径方向貫通孔は、第２流出流路を形成し、溝部は、第２流路を形成し、軸方向貫通孔及び空間は、第１流路を形成し、開口及び第２径方向貫通孔は、第１流出流路を形成している。

本発明では、回転軸がこのような構成を有することにより、回転軸の内部を通過する液冷媒が完全に蒸発されない場合であっても、モータケーシング内での液冷媒の滞留を抑制できる。

本発明の第４観点に係るモータは、本発明の第３観点に係るモータであって、主部には、軸方向貫通孔から溝部へと貫通する孔が形成されている。

本発明では、軸方向貫通孔から溝部へと貫通する孔が形成されていることにより、この孔を介して、ガス冷媒よりも比較的密度の大きい液冷媒を、遠心力により、第１流路として機能する軸方向貫通孔から第２流路として機能する溝部へと流すことができる。これにより、より液冷媒を排出口へと導きやすくなる。

本発明の第５観点に係るモータは、本発明の第１観点〜第４観点のいずれかに係るモータであって、第２空間には、第２流出流路を出た冷却流体がロータ及びステータへと流れないようにするための冷却流体流入阻止部材が配置されている。

本発明では、第２流出流路を出た冷却流体を、ロータやステータへと流れないようにすることができる。すなわち、第２流出流路を出た冷却流体を、排出口へと導きやすくなる。

本発明の第６観点に係るモータは、本発明の第１観点〜第５観点のいずれかに係るモータであって、第１流路及び第２流路の軸方向の距離は、ロータの軸方向の一端面から他端面までの距離以上である。

本発明では、ロータの冷却効果を高めることができる。

本発明の第７観点に係る圧縮機構は、本発明の第１観点〜第６観点のいずれかに係るモータと、圧縮部と、圧縮ケーシングとを備える。圧縮部は、回転軸に連結されており、回転軸の回転によって冷媒を圧縮する。圧縮ケーシングは、モータと圧縮部とを収容する。

本発明では、回転軸の内部を通過する液冷媒が完全に蒸発されない場合であっても、モータケーシング内での液冷媒の滞留を抑制できる。

本発明の第８観点に係る冷凍装置は、メイン経路と、第１バイパス経路と、第２バイパス経路と、を備える。メイン経路は、本発明の第７観点に係る圧縮機構と、圧縮機構から吐出された冷媒の放熱を行う放熱器と、放熱器で放熱された冷媒の減圧を行う第１膨張機構と、第１膨張機構で減圧された冷媒の加熱を行う加熱器と、が配置される。第１バイパス経路は、放熱器で放熱された冷媒の減圧を行う第２膨張機構を有し、第２膨張機構で減圧された冷媒を導入口へと導く。第２バイパス経路は、加熱器で加熱された冷媒を導入口へと導く。そして、冷却流体は、第１バイパス経路からの冷媒と第２バイパス経路からの冷媒とから成る。

本発明では、回転軸の内部を通過する液冷媒が完全に蒸発されない場合であっても、モータケーシング内での液冷媒の滞留を抑制できる。

本発明の第１観点に係るモータでは、回転軸の内部を通過する液冷媒が完全に蒸発されない場合であっても、モータケーシング内での液冷媒の滞留を抑制できる。

本発明の第２観点に係るモータでは、第１流路を通過し第１空間に流出した冷却流体を、隙間を通じて、第２空間に流入させることにより、排出口へと導くことができる。また、第１空間に流出して隙間を流れる冷却流体により、ロータを外面から冷却できる。

本発明の第３観点に係るモータでは、回転軸がこのような構成を有することにより、回転軸の内部を通過する液冷媒が完全に蒸発されない場合であっても、モータケーシング内での液冷媒の滞留を抑制できる。

本発明の第４観点及び第５観点に係るモータでは、より液冷媒を排出口へと導きやすくなる。

本発明の第６観点に係るモータでは、ロータの冷却効果を高めることができる。

本発明の第７観点に係る圧縮機構では、回転軸の内部を通過する液冷媒が完全に蒸発されない場合であっても、モータケーシング内での液冷媒の滞留を抑制できる。

本発明の第８観点に係る冷凍装置では、回転軸の内部を通過する液冷媒が完全に蒸発されない場合であっても、モータケーシング内での液冷媒の滞留を抑制できる。

本発明に係るモータが採用された冷凍装置の一例としての空気調和装置の概略構成図。 圧縮機構の概略断面図（回転軸の詳細構成については省略）。 インペラの概略外観斜視図。 回転軸の詳細構成を説明するための回転軸及びその周辺の模式図。 パイプ部の概略外観斜視図。 主部の概略外観斜視図。 回転軸の概略外観斜視図。 制御部の制御ブロック図。 変形例Ａに係る回転の概略外観斜視図。 変形例Ａに係る回転軸の詳細構成を説明するための回転軸及びその周辺の模式図。

以下、図面に基づいて、本発明に係るモータ２５が採用された冷凍装置の一例としての空気調和装置１の実施形態について説明する。

（１）空気調和装置１の構成
図１は、本発明に係るモータ２５が採用された冷凍装置の一例としての空気調和装置１の概略構成図である。

空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、対象空間の空調を行う装置である。空気調和装置１は、冷房運転を実行可能であり、主として、圧縮機構２と、熱源側熱交換器３と、第１膨張機構４と、利用側熱交換器５とを有している。尚、本実施形態では、冷媒として、ＨＦＣ−１３４ａが使用されているが、これに限られるものではない。

（１−１）圧縮機構２
圧縮機構２は、単一の圧縮部が組み込まれた単段式の遠心圧縮機から構成される。圧縮機構２は、吸入管６を流れる低圧の冷媒を、吸入口２１を介して吸入し、吸入口２１を介して吸入した冷媒を圧縮して高圧の冷媒とした後に、吐出口２２を介して吐出管７へと吐出する。尚、吸入管６は、利用側熱交換器５から出た冷媒を圧縮機構２の吸入側（吸入口２１）へと導く冷媒管であり、吐出管７は、圧縮機構２から吐出口２２を介して吐出された冷媒を熱源側熱交換器３の入口へと導く冷媒管である。圧縮機構２の構成については、後に詳述する。

（１−２）熱源側熱交換器３
熱源側熱交換器３は、冷却源としての水又は空気と熱交換させることにより圧縮機構２から吐出された冷媒の放熱を行う冷媒の放熱器として機能する。熱源側熱交換器３は、一端が、吐出管７を介して圧縮機構２の吐出口２２に接続されており、他端が、第１膨張機構４に接続されるように構成されている。

（１−３）第１膨張機構４
第１膨張機構４は、熱源側熱交換器３で放熱された冷媒の減圧を行う機構であり、電動膨張弁が使用されている。第１膨張機構４は、一端が、熱源側熱交換器３に接続され、他端が、利用側熱交換器５に接続されるように構成されている。

（１−４）利用側熱交換器５
利用側熱交換器５は、加熱源としての水又は空気と熱交換させることにより第１膨張機構４で減圧された冷媒の加熱を行う冷媒の加熱器として機能する。利用側熱交換器５は、一端が、第１膨張機構４に接続され、他端が、吸入管６を介して圧縮機構２の吸入口２１に接続されるように構成されている。

以上に説明した、圧縮機構２、熱源側熱交換器３、第１膨張機構４、及び、利用側熱交換器５は、吸入管６及び吐出管７を含む冷媒配管によって順次接続されることにより、冷媒が循環するメイン経路１１を構成している。

また、本実施形態での空気調和装置１は、モータ２５（後述する）を冷却するために、モータケーシング３２（後述する）内に低圧の冷媒を流している。よって、本実施形態での空気調和装置１は、さらに、第１バイパス配管１７と、戻し配管１８と、第２バイパス配管１９と、を有している。

（１−５）第１バイパス配管１７
第１バイパス配管１７は、熱源側熱交換器３で放熱された冷媒を、モータケーシング３２内（具体的には、モータケーシング３２の導入口３５（後述する））へと導く第１バイパス経路１２を構成する冷媒管であり、一端が熱源側熱交換器３の出口に接続され、他端がモータケーシング３２の導入口３５に接続されるように構成されている。第１バイパス配管１７には、冷媒の減圧を行う減圧機構としての第２膨張機構１２ａが設けられている。第２膨張機構１２ａは、開度調整が可能な電動膨張弁である。この第２膨張機構１２ａによって、熱源側熱交換器３で放熱された後の高圧の冷媒が、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されている。

（１−６）戻し配管１８
戻し配管１８は、モータケーシング３２内を流れる低圧の冷媒を利用側熱交換器５に導く戻し経路１３を構成するための冷媒管であり、一端がモータケーシング３２の排出口３６（後述する）に接続され、他端が利用側熱交換器５の入口に接続されるように構成されている。

（１−７）第２バイパス配管１９
第２バイパス配管１９は、利用側熱交換器５で加熱されて蒸発された冷媒をモータケーシング３２内（具体的には、モータケーシング３２の導出口３５）へと導く第２バイパス経路１４を構成する冷媒管であり、一端が利用側熱交換器５の出口に接続され、他端がモータケーシング３２の導入口３５に接続されるように構成されている。

以上のように、本実施形態の空気調和装置１では、メイン経路１１と、第１バイパス経路１２と、戻し経路１３と、第２バイパス経路１４とによって、冷媒が流れる冷媒回路１０が形成されている。

（２）圧縮機構２の詳細構成
図２は、圧縮機構２の概略断面図である。図３は、インペラ４１の概略外観斜視図である。尚、以下では、軸部材としての回転軸２６の中心軸線をＯ−Ｏとし、回転軸２６の回転中心をＯとする。また、中心軸線Ｏ−Ｏに沿って延びる方向を軸方向又は前後方向（尚、圧縮機構２の吸入側を前とする）とし、軸方向に直交する方向を径方向とし、軸方向周りの方向を周方向とする。

圧縮機構２は、潤滑油を必要としない、いわゆるオイルレスの圧縮機構である。圧縮機構２は、図２に示すように、主として、圧縮機構ケーシング２３と、圧縮部２４と、モータ２５と、回転軸２６と、ラジアル磁気軸受２７と、スラスト磁気軸受２８と、スラスト円盤２９と、複数の入口ガイドベーン３０と、冷媒流入阻止部材８９とを有している。圧縮機構２は、密閉式の圧縮機構ケーシング２３に、圧縮部２４と、モータ２５と、回転軸２６と、ラジアル磁気軸受２７と、スラスト磁気軸受２８と、スラスト円盤２９と、複数の入口ガイドベーン３０と、冷媒流入阻止部材８９とが収容されるように構成されている。

（２−１）圧縮機構ケーシング２３
圧縮機構ケーシング２３は、軸方向に延びる略円筒形状の密閉式容器であり、圧縮部ケーシング３１と、モータケーシング３２とを有している。

（２−１−１）圧縮部ケーシング３１
圧縮部ケーシング３１は、圧縮機構ケーシング２３の軸方向前側部分（吸入側部分）を構成し、その内面によって、圧縮部２４を収容する圧縮空間Ｓ１と、圧縮部２４の吸入側に位置し吸入口２１から圧縮部２４に向かって吸入冷媒が流れる吸入空間Ｓ３と、を形成している。

また、圧縮部ケーシング３１には、主として、冷媒を吸入するための吸入口２１と、冷媒を吐出するための吐出口２２とが形成されている。吸入口２１は、圧縮機構ケーシング２３の軸方向一端（前端）に向かって開口しており、吸入管６に接続されている。吐出口２２は、圧縮機構ケーシング２３の径方向外端に向かって開口しており、吐出管７に接続されている。

（２−１−２）モータケーシング３２
モータケーシング３２は、圧縮機構ケーシング２３の軸方向後側部分を構成し、軸方向に延びる略円筒状の容器であり、軸方向の両端が開口した略円筒形状の筒状部３２ａと、筒状部３２ａの開口を軸方向両側から閉じる閉塞部３２ｂ，３２ｃとを有している。モータケーシング３２は、その内面によって、モータ２５を収容するモータ収容空間Ｓ２を形成している。モータケーシング３２には、主として、導入口３５と、排出口３６とが形成されている。導入口３５は、第１バイパス配管１７において第２膨張機構１２ａによって減圧された後の低圧の液冷媒及び第２バイパス配管１９を流れる低圧のガス冷媒を、モータケーシング３２内（すなわち、モータ収容空間Ｓ２）に導入するための開口であり、第１バイパス配管１７に接続されている。排出口３６は、モータケーシング３２内（モータ収容空間Ｓ２）を流れた冷媒を、モータ収容空間Ｓ２の外（戻し配管１８）へと排出するための開口であり、戻し配管１８に接続されている。

尚、圧縮部ケーシング３１の軸方向後端面とモータケーシング３２の軸方向前端面（閉塞部３２ｂの軸方向前端面）とは、圧縮空間Ｓ１とモータ収容空間Ｓ２とを区画する区画部として機能している。

（２−２）圧縮部２４
圧縮部２４は、吸入口２１を介して吸入空間Ｓ３に流入する吸入冷媒を圧縮する部分であり、圧縮空間Ｓ１に配置されている。圧縮部２４は、主として、回転軸２６の軸方向一端（具体的には、前端）に連結され回転可能なインペラ４１を有している。尚、本実施形態では、インペラ４１が配置されるインペラ配置空間Ｓ１ａと、インペラ配置空間Ｓ１ａの径方向外側に位置するデフューザ空間Ｓ１ｂと、デフューザ空間Ｓ１ｂの径方向外側に位置するスクロール空間Ｓ１ｃとを総称して、圧縮空間Ｓ１と呼んでいる。

インペラ４１は、図３に示すように、主として、ハブ４２と、ハブ４２の前面から軸方向に突出するように周方向に配置された複数の羽根４３、４４を有しており、ハブ４２の前後方向に延びる回転軸２６からモータ２５の駆動力が伝達されて回転軸２６を軸心として回転する。

ハブ４２は、前側から後側に向けて拡径しており、回転軸２６と一体回転するように回転軸２６に軸支されている。ハブ４２は、径方向に広がった円形状平面であるハブ前面４２ａと、ハブ前面４２ａよりも半径が大きい円形状平面であるハブ後面４２ｄとを有しており、ハブ前面４２ａが吸入側（前側）を向くように且つハブ後面４２ｄが後側を向くように、配置されている。

ハブ４２は、さらに、ハブ後面４２ｄの外周縁から軸方向に延びハブ後面４２ｄと中心軸が共通であるハブ円筒形状面４２ｂと、ハブ前面４２ａの外周縁からハブ円筒形状面４２ｂの前縁までを径方向内側に窪むようになだらかに繋ぐ拡径湾曲面４２ｃとを有している。尚、インペラ４１の拡径湾曲面４２ｃは、拡径湾曲面４２ｃと、圧縮機構ケーシング２３のインペラ配置空間Ｓ１ａを形成するインペラ配置空間形成部の拡径湾曲面４２ｃに対向する拡径湾曲対向面１６と、の最短距離が、冷媒流れ方向の下流側に進むにつれて短くなるように形成されている。

インペラ４１の拡径湾曲面４２ｃには、大羽根４３と小羽根４４とが、周方向に交互に並ぶように形成されている。尚、大羽根４３と小羽根４４とは、拡径湾曲面４２ｃに対して垂直となるように突出しており、大羽根４３と小羽根４４との対向する面同士が周方向に概ね等間隔となるように形成されている。

大羽根４３及び小羽根４４は、いずれも、前面視において左巻となるように螺旋状に伸びることにより、いわゆる「後ろ向き羽根」を構成している。すなわち、大羽根４３及び小羽根４４は、ハブ前面４２ａ側からハブ後面４２ｄ側に向かうにつれて、径方向に拡大しながら、左に旋回するように延びている。

さらに、大羽根４３及び小羽根４４は、前端部の長手方向と、径方向外側端部の長手方向とが、互いにねじれの位置関係となるように構成されている。

尚、各大羽根４３は、拡径湾曲面４２ｃの、前端部から後端部まで延びるように形成されている。これに対して、各小羽根１２３は、拡径湾曲面４２ｃの、前端部と後端部との中間程度の位置から後端部まで延びるように形成されている。

インペラ４１は、モータ２５が駆動することで、前面視において右回転（図３において矢印で示す方向に向かって回転）することにより、吸入管６を流れる冷媒を吸入口２１を介して吸入し、圧縮して高圧とした後、吐出口２２を介して吐出管７に向けて吐出する。

各大羽根４３及び小羽根４４の前方部分で且つ径方向外側の部分は、インペラ４１が回転することにより、拡径湾曲対向面１６の近傍を沿うように移動する。これにより、冷媒の流速を増すことができる。そして、流速を増した状態の冷媒は、インペラ配置空間Ｓ１ａの径方向外側（吐出側）に形成されるデフューザ空間Ｓ１ｂにおいて、運動エネルギが圧力エネルギに変換され、高圧冷媒となる。デフューザ空間Ｓ１ｂで高圧となった冷媒は、さらに径方向外側に形成されるスクロール空間Ｓ１ｃにおいて、減速されて整流され、吐出口２２を介して吐出管７に吐出される。

以上のように、圧縮機構２では、回転軸２６の回転によって圧縮部２４のインペラ４１が回転する。そして、圧縮部２４のインペラ４１を回転させることにより、軸方向から冷媒を吸入し、その吸入した冷媒を、圧縮しながら遠心力を作用させて径方向外側へと流出させている。

（２−３）モータ２５
モータ２５は、圧縮部２４の背面側に配置され、主として、ロータ５２と、ロータ５２に対向するステータ５３とを有している。モータ２５（ロータ５２及びステータ５３）は、回転軸２６、ラジアル磁気軸受２７、スラスト磁気軸受２８、及びスラスト円盤２９と共に、モータケーシング３２内（すなわち、モータ収容空間Ｓ２）に収容されている。

尚、本実施形態では、モータケーシング３２内（モータ収容空間Ｓ２）には、上述したように、第１バイパス配管１７を流れ第２膨張機構１２ａによって減圧された低圧の液冷媒と、第２バイパス配管１９を流れる低圧のガス冷媒と、が導入口３５を介して供給されている。そして、これらの液冷媒及びガス冷媒は、混合されて気液二相の冷媒となり、回転軸２６の内部に流入している。回転軸２６の詳細構成については、後に詳述する。

（２−３−１）ロータ５２
ロータ５２は、圧縮部２４のインペラ４１に連結された回転軸２６に嵌め込まれることにより回転軸２６に取り付けられている。ロータ５２が回転することによって、回転軸２６を介して、圧縮部２４のインペラ４１が駆動（回転）し、圧縮部２４のインペラ４１が冷媒を圧縮するようになっている。

ロータ５２は、主として、ロータコア５２ａと、複数の磁石（図示せず）とを有している。ロータコア５２ａは、中央の孔部に回転軸が嵌め込まれる略円筒形状の部材であり、電磁鋼板が軸方向に積層されることによって形成されている。複数の磁石は、例えば、希土類磁石からなり、各々が周方向に所定の間隔を空けて、ロータコア５２ａに嵌め込まれている。

（２−３−２）ステータ５３
ステータ５３は、ロータ５２の外周側に配置され、圧縮機構ケーシング２３（モータケーシング３２）の筒状部３２ａの内周面に焼き嵌めによって固定されている。ステータ５３は、主として、ステータコア５３ａと、ステータコア５３ａに装着される巻線（図示せず）とを有している。ステータ５３は、各巻線に通電されることによって回転磁界が発生されるように、構成されている。尚、ステータ５３は、その内周面と、ロータ５２（ロータ５２の外周面）との間に、隙間としてのエアギャップｔが形成されるように、構成されている。

（２−４）ラジアル磁気軸受２７
ラジアル磁気軸受２７は、スラスト磁気軸受２８と共に、回転軸２６を非接触で回転自在に支持する軸受である。ラジアル磁気軸受２７は、回転軸２６の径方向（ラジアル方向）の荷重を支持する。本実施形態では、ラジアル磁気軸受２７は、モータ２５を軸方向において挟むように、モータ２５の軸方向両端側に１つずつ配置されている。すなわち、本実施形態では、ラジアル磁気軸受２７は、２つ存在する。

具体的には、ラジアル磁気軸受２７は、主として、コイル（図示せず）を含む複数（本実施形態では、４極）の電磁石６１を有している。複数の電磁石６１は、回転軸２６の径方向外側において、周方向に所定の間隔を空けて配置されている。すなわち、４極の電磁石６１は、２極ずつが回転軸２６を径方向に挟んで互いに対向するように配置されている。ラジアル磁気軸受２７は、コイルに電流が流されることにより複数の電磁石６１と回転軸２６との間に磁界を発生させ、回転軸２６を、径方向に発生する磁力（磁気吸引力）により磁気浮上させることにより、非接触で回転軸２６を支持している。すなわち、ラジアル磁気軸受２７は、電磁石６１によって発生する径方向の磁力によって、回転軸２６の径方向の位置を保持している、すなわち、回転軸２６を径方向に拘束している。このように、ラジアル磁気軸受２７は、回転軸２６を非接触で支持するため、回転軸と軸受との間の摩擦や摩擦によるこれらの磨耗を抑制できる。

尚、本実施形態では、回転軸２６とラジアル磁気軸受２７（複数の電磁石６１）との間には、回転軸２６とラジアル磁気軸受２７との間の径方向の隙間の径方向隙間寸法を検知する径方向隙間センサ９３が設けられており、この径方向隙間センサ９３によって、回転軸２６の径方向の位置が検知されるようになっている。そして、この径方向隙間センサ９３によって検知される径方向隙間寸法により、ラジアル磁気軸受２７のコイルに流される電流量、ひいては、磁力が変更されるように制御されて、回転軸２６の径方向の位置が決定されている。尚、ラジアル磁気軸受２７のコイルに流される電流量は、後述する制御部９によって制御されている。

（２−５）スラスト磁気軸受２８及びスラスト円盤２９
スラスト円盤２９は、回転軸２６の軸方向後端部に設けられている。スラスト円盤２９は、径方向に広がり軸方向を向く平面２９ａを有する環状の円盤部材であり、その中空部が回転軸２６に固定されている。

スラスト磁気軸受２８は、主として、円環状のコイルから構成される複数（本実施形態では、２極）の電磁石７１を有している。電磁石７１は、スラスト円盤２９を軸方向において挟むように、スラスト円盤２９の軸方向両側に１つずつ配置されている。スラスト磁気軸受２８は、コイルに電流が流されることにより複数の電磁石７１とスラスト円盤２９との間に磁界を発生させ、回転軸２６に固定されたスラスト円盤２９を、軸方向に発生する磁力（磁気吸引力）により磁気浮上させることによって、非接触で回転軸２６を支持している。すなわち、スラスト磁気軸受２８は、電磁石７１によって発生する軸方向の磁力によって、回転軸２６及びスラスト円盤２９の軸方向の位置を保持している、すなわち、回転軸２６及びスラスト円盤２９を軸方向に拘束している。尚、スラスト磁気軸受２８の磁力を受けるのは、スラスト円盤２９の平面２９ａである。このように、スラスト磁気軸受２８は、回転軸２６を非接触で支持するため、回転軸と軸受との間の摩擦や摩擦によるこれらの磨耗を抑制できる。

尚、本実施形態では、スラスト磁気軸受２８とスラスト円盤２９との間には、スラスト磁気軸受２８とスラスト円盤２９との間の軸方向の隙間の軸方向隙間寸法を検知する軸方向隙間センサ９４が設けられており、この軸方向隙間センサ９４によって、スラスト円盤２９、ひいては、回転軸２６の軸方向の位置が検知されるようになっている。そして、この軸方向隙間センサ９４によって検知される軸方向隙間寸法により、スラスト軸気軸受２８のコイルに流される電流量、ひいては、磁力が変更されるように制御されて、スラスト円盤２９及び回転軸２６の軸方向の位置が決定されている。尚、スラスト磁気軸受２８のコイルに流される電流量は、制御部９によって制御されている。

（２−６）入口ガイドベーン３０
複数の入口ガイドベーン３０は、圧縮部２４のインペラ４１の回転によって吸入される冷媒（吸入冷媒）の流量や流れ方向を調整するために、吸入冷媒が流れる吸入空間Ｓ３に配置される回動可能な羽根部材である。複数の入口ガイドベーン３０は、各々が周方向に並んで配置されており、駆動装置３０ａ（図８を参照、例えば、モータ）によって駆動されている。尚、駆動装置３０ａの駆動軸は、径方向に延びるように配置されており、入口ガイドベーン３０は、径方向に延びる軸線回りに回動する。そして、この回動によって入口ガイドベーン３０の径方向に広がる径方向水平面に対する傾斜が変更される。これにより、上述した吸入冷媒の流量や流れ方向を調整している。

（３）回転軸２６の詳細構成
一般に、高速回転を行うモータでは、モータの内部が発熱して高温になりやすい。このため、例えば、特許文献１（特表２０１１−５１５６０６号公報）に開示のモータでは、モータ軸内に、冷媒が流れる冷却回路を形成し、冷却回路を流れる冷媒によってモータ軸を冷却している。特許文献１では、冷却回路内を、凝縮器部を通過して減圧された気液二相状態の冷媒と蒸発器部を通過したガス冷媒とが流れるモータの構成が開示されている。そして、冷却回路内を流れる液冷媒は、モータからの熱によって相変化し、蒸発器部からのガス冷媒と共に、蒸発器部へと流れることになる。

特許文献１に開示のように、冷却回路内を流れる冷媒が、蒸発器部へ流れていくモータでは、冷却回路内を流れる液冷媒が完全にガス冷媒へと相変化する必要があるが、実際は、一部が蒸発されずにモータの内部に滞留することがある。この場合、モータのステータ等の電気部品が滞留した液冷媒に浸かった状態になることが懸念される。このため、電気部品の電気絶縁抵抗が低下し、電気部品が損傷する虞がある。また、滞留した液冷媒は、冷凍装置の運転能力に貢献できないため、冷凍装置の効率が低下する懸念がある。そこで、特許文献１では、この対応策として、視覚、レーザ等による液冷媒の滞留の検知を行うことや、モータの内部における温度や圧力を測定して監視し、モータの内部に液冷媒が滞留しないようにモータの内部の圧力及び温度を制御することが提案されている。

しかし、前者の策は、液冷媒の滞留は検知できるものの液冷媒の滞留を改善するための改善策としては適当ではない。また、後者の策では、温度や圧力を検知する検出手段や、検出手段からの検出結果を監視して制御する制御回路を備える必要があり、構成が複雑化しさらにコストもかかる。

そこで、本実施形態では、液冷媒のモーターシング３２内での滞留を抑制するために、回転軸２６の一部を２重構造にしている。以下、回転軸２６の詳細構成について説明する。

図４は、回転軸２６の詳細構成を説明するための回転軸２６及びその周辺の模式図である。図５は、パイプ部７３の概略外観斜視図である。図６は、主部７４の概略外観斜視図である。図７は、回転軸２６の概略外観斜視図である。

回転軸２６は、軸方向に延びる略円筒形状の回転軸本体７２を有している。回転軸本体７２は、略円筒状のパイプ部７３と、パイプ部７３の内周面に固定される主部７４と、パイプ部７３の軸方向の一端側（前端側）部分覆う覆い部７５と、覆い部７５の軸方向前端側部分から軸方向前面側へと延びる円柱部７６と、を有している。尚、パイプ部７３と、覆い部７５と、円柱部７６とは、一体物として形成される。

（３−１）パイプ部７３
パイプ部７３は、図５に示すように、中央部に、軸方向に貫通し径方向断面が円形状の軸方向貫通孔７８が形成される略円筒形状を有している。また、パイプ部７３は、軸方向貫通孔７８に連通し径方向に延びて外面を貫通する径方向貫通孔７９が形成されている。尚、パイプ部７３は、その後端面が、モータケーシング３２の後端面と軸方向の位置が同じになるように配置されている。

（３−２）主部７４
主部７４は、図６に示すように、軸方向に延び、中央部に、軸方向に貫通し径方向断面が円形状の軸方向貫通孔７４ａが形成されている略円筒形状を有している。また、主部７４は、パイプ部７３の内周面に、焼き嵌めによって固定される。すなわち、主部７４の外径は、パイプ部７３の内径と一致する。主部７４は、パイプ部７３に対して、主部７４の後端面がパイプ部７３の後端面と軸方向の位置が同じになるように固定される。すなわち、主部７４は、その後端面が、モータケーシング３２の後端面と軸方向の位置が同じになるように配置されている。尚、主部７４は、主部７４の軸方向の長さＬ２がパイプ部７３の軸方向の長さＬ１（図５を参照）よりも小さくなるように、構成されている。よって、パイプ部７３の前端面と主部７４の前端面とは、軸方向の位置が異なっている。

主部７４は、主部７４の後側部分を構成し略円筒形状を有する後側部８０と、主部７４の前側部分を構成し後側部８０の前面に接続される前側部８１とを有している。

後側部８０には、中央部に、軸方向に貫通し径方向断面が円形状の軸方向貫通孔８０ａが形成されており、前側部８１には、軸方向貫通孔８０ａに連通し、径方向断面が軸方向貫通孔８０ａの径方向断面と同径の円形状を有する軸方向貫通孔８１ａが形成されている。軸方向貫通孔８０ａ及び軸方向貫通孔８１ａが軸方向貫通孔７４ａを形成している。

前側部８１は、その外面に、周方向に所定の間隔を空けるように、径方向内側に突出した複数（本実施形態では、４つ）の切り欠き８１ｂが形成されている。すなわち、前側部８１には、軸方向貫通孔８１ａよりも径方向外側に複数の切り欠き８１ｂが形成されている。複数の切り欠き８１ｂが形成されていることによって、主部７４がパイプ部７３に固定された状態において、主部７４の前側部８１に形成される切り欠き８１ｂの外面とパイプ部７３との間に、空隙である複数（本実施形態では、４つ）の溝部８１ｃが形成されるようになっている。また、複数の切り欠き８１ｂは、複数の溝部８１ｃが、前側部８１の軸方向一端面から軸方向他端面にかけて互いに並行して延びるように形成されている。また、複数の切り欠き８１ｂは、溝部８１ｃが径方向貫通孔７９と連通するように形成されている。

（３−３）覆い部７５
覆い部７５は、図７に示すように、パイプ部７３の軸方向一端側部分（具体的には、前端面）を軸方向前側から覆うように構成され、軸方向に貫通する開口７５ａが形成されている円筒状の部材である。また、覆い部７５は、パイプ部７３の外径と同径である。開口７５ａは、パイプ部７３の軸方向貫通孔７８及び主部７４の軸方向貫通孔７４ａよりも径方向の距離が小さくなるように形成されており、溝部８１ｃよりも径方向内側に形成されている。

ここで、主部７４の軸方向の長さＬ２がパイプ部７３の軸方向の長さＬ１よりも小さいため、パイプ部７３の前端面と主部７４の前端面とは、軸方向の位置が異なっていると説明した。よって、主部７４の前端面と、覆い部７５の後端面との間には、空間Ｓ４が形成されることになる。そして、開口７５ａは、この空間Ｓ４を介して軸方向貫通孔８１ａと連通する。

（３−４）円柱部７６
円柱部７６は、主部７４と共に覆い部７５を挟むように、構成されている。具体的には、覆い部７５の軸方向前端面を軸方向前側から覆うように構成され、パイプ部７３の外径と同径の円柱状の部材である。円柱部７６の前端面には、圧縮部２４のインペラ４１が連結されている。

また、円柱部７６には、径方向に貫通する径方向貫通孔７６ａが形成されている。径方向貫通孔７６ａは、回転軸２６内を流れる冷媒を、回転軸２６の外部空間（具体的には、ロータ５２及びステータ５３の軸方向の一端側である前端側に形成される第１空間Ｓ５）へ流出させるための孔である。

以上のように、本実施形態では、回転軸２６（主部７４）に、軸方向貫通孔７４ａが形成され、且つ、回転軸２６（主部７４と覆い部７５との間）に、空間Ｓ４が形成されていることにより、導入口３５を介してモータケーシング３２内（具体的には、回転軸２６内）に流入した冷却流体としての冷媒（気液二相の冷媒）を流す第１流路ＦＣ１（図４を参照）が形成されている。すなわち、軸方向貫通孔７４ａ及び空間Ｓ４は、第１流路ＦＣ１として機能している。

また、本実施形態では、回転軸２６（覆い部７５）に、開口７５ａが形成され、且つ、回転軸２６（円柱部７６）に、径方向貫通孔７６ａが形成されていることにより、第１流路ＦＣ１に連通し第１流路ＦＣ１と第１空間Ｓ５とを連通させる第１流出流路ＦＣ２（図４を参照）が形成されている。すなわち、開口７５ａ及び径方向貫通孔７６ａは、第１流出流路ＦＣ２として機能している。

また、本実施形態では、回転軸２６（主部７４）に、切り欠き８１ｂが形成されていることにより、空隙である複数の溝部８１ｃが形成されるようになっている。すなわち、溝部８１ｃは、第１流路ＦＣ１に連通し第１流路ＦＣ１及び第１流出流路ＦＣ２よりも径方向外側に位置する第２流路ＦＣ３（図４を参照）として機能している。

また、本実施形態では、回転軸２６（パイプ部７３）に、径方向貫通孔７９が形成されている。径方向貫通孔７９は、回転軸２６内を流れる冷媒を、回転軸２６の外部空間（具体的には、ロータ５２及びステータ５３の軸方向の他端側である後端側に形成され、ロータ５２及びステータ５３の軸方向の他端側部分と排出口３６との軸方向における間に形成される第２空間Ｓ６（図２を参照））へ流出させるための孔である。すなわち、パイプ部７３の径方向貫通孔７９は、第２空間Ｓ６と第２流路ＦＣ３とを連通させる第２流出流路ＦＣ４（図４を参照）として機能している。

尚、第１流路ＦＣ１の軸方向の距離Ｄ１（図４を参照）及び第２流路ＦＣ３の軸方向の距離Ｄ２（図４を参照）は、ロータ５２の軸方向の距離Ｄ３（具体的には、ロータ５２の軸方向の一端面である前端面から、軸方向の他端面である後端面までの距離Ｄ３）（図４を参照）以上である。

このように、回転軸２６の一部は、パイプ部７３の軸方向貫通孔７８に主部７４が嵌められてパイプ部７３の内周面に固定される、２重構造を有している。尚、このような構成を有する回転軸２６の内部における冷媒の流れについては、（６）回転軸２６の内部における冷媒の流れ、の箇所で説明する。

（４）冷媒流入阻止部材８９
第２空間Ｓ６には、図２に示すように、第２流出流路ＦＣ４から回転軸２６の外部空間（具体的には、第２空間Ｓ６）に出た冷媒が、ロータ５２及びステータ５３へと流れないようにするための冷媒流入阻止部材８９が設けられている。冷媒流入阻止部材８９は、モータケーシング３２の筒状部３２ａの内面（径方向内面）から径方向内側に向かって突出するように構成されている。

（５）制御部９の構成
図８は、制御部９の制御ブロック図である。

空気調和装置１は、上述したように、第１膨張機構４、第２膨張機構１２ａ、モータ２５、ラジアル磁気軸受２７、スラスト磁気軸受２８、入口ガイドベーン３０の駆動装置３０ａ等の空気調和装置１を構成する各要素の動作を制御する制御部９をさらに有している。制御部９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成されており、上述の径方向隙間センサ９３、軸方向隙間センサ９４、吸入空間Ｓ３を流れる冷媒の流量を検知する流量センサ９５等と接続されている。そして、これらのセンサからの検出結果を受けて、上述の各要素の動作を制御している。

（６）回転軸２６の内部における冷媒の流れ
以下、モータ２５が駆動している状態における、回転軸２６及びロータ５２を冷却するための冷却流体としての冷媒の流れについて説明する。尚、回転軸２６及びロータ５２を冷却するための冷却流体とは、上述したように、第１バイパス配管１７を流れ第２膨張機構１２ａによって減圧された低圧の液冷媒と、第２バイパス配管１９を流れる低圧のガス冷媒と、が混合されて構成された気液二相の冷媒である。また、回転軸２６内を流れる気液二相の冷媒のうち液冷媒の多くは、軸方向の後側から前側にかけて流れるに従い、モータ２５からの熱によって蒸発しガス冷媒となっていく。

まず、導入口３５を介して回転軸２６内に流入した気液二相の冷媒は、第１流路ＦＣ１を流れる。ここで、回転軸２６は回転している状態にあるので、第１流路ＦＣを流れる気液二相の冷媒には、遠心力が作用している。そして、遠心力が作用している気液二相の冷媒のうちガス冷媒よりも密度の大きい液冷媒は、第１流路ＦＣにおいてガス冷媒よりも径方向外側に集中しやすい。よって、第１流路ＦＣ１を流れる気液二相の冷媒は、遠心力によって、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、液冷媒は、主として、第１流路ＦＣ１よりも径方向外側に位置する第２流路ＦＣ３へと流れる。第２流路ＦＣ３へと流れた液冷媒は、第２流出流路ＦＣ４に流れ、最終的に第２空間Ｓ６に流出される。一方、第１流路ＦＣ１において、液冷媒と分離されたガス冷媒は、主として、第１流出流路ＦＣ２を流れて第１空間Ｓ５へ流出する。第１空間Ｓ５へ流出したガス冷媒は、第１空間Ｓ５と第２空間Ｓ６とを連通させるエアギャップｔを介して第２空間Ｓ６へと流出する。最終的に、ガス冷媒と液冷媒とは、第２空間Ｓ６において合流し、排出口３６を介してモータケーシング３２の外へと流出される。

（７）特徴
（７−１）
以上のように、本実施形態では、回転軸２６内に、モータ２５を冷却するために気液二相状態の冷媒が流れており、回転軸２６の一部が、ガス冷媒と液冷媒とを分離するために２重構造になっている。具体的には、遠心力が作用している気液二相の冷媒のうち、ガス冷媒よりも密度の大きい液冷媒が径方向外側に集中しやすいことを利用して、パイプ部７３と主部７４とによって、気液二相の冷媒が流れる第１流路ＦＣ１とは別に第１流路ＦＣ１の径方向外側に第２流路ＦＣ３を形成している。これにより、第１流路ＦＣ１の径方向外側に滞留しやすい液冷媒を、第２流路ＦＣ３へと流すことができる。さらに、第１流路ＦＣ１を軸方向前側へと流れる冷媒が折り返して第２流路ＦＣ３を軸方向後側へと流れることにより、ロータ５２の冷却効果も高まる。

また、本実施形態では、回転軸２６内を流れる冷媒を回転軸２６の外部空間へ導くための流路（第１流出流路ＦＣ２及び第２流出流路ＦＣ４）を、回転軸２６に形成している。具体的には、覆い部７５と円柱部７６とによって、回転軸２６の外部空間である第１空間Ｓ５に流出させる第１流出流路ＦＣ２を形成している。また、パイプ部７３に、回転軸２６の外部空間である第２空間Ｓ６に流出させる第２流出流路ＦＣ４を形成している。尚、第１空間Ｓ５と第２空間Ｓ６とは、上述したように、ロータ５２を挟んで軸方向の両側に位置している空間であり、これらの空間Ｓ５，Ｓ６は、エアギャップｔによって連通されている。

このように、本実施形態では、回転軸２６に第２流出流路ＦＣ４が形成されていることにより、第２流路ＦＣ３を流れる液冷媒を、排出口３６の近傍の空間である第２空間Ｓ６へ流出させることができる。よって、液冷媒を、排出口３６に導きやすくでき、モータケーシング３２内の液冷媒の滞留を抑制できる。これにより、ステータ５３等の電気部品の損傷を抑制できる。また、冷凍装置の効率の低下も抑制できる。

また、回転軸２６に第１流出流路ＦＣ２が形成されていることにより、ガス冷媒を、従来通り、第１空間Ｓ５に流出でき、そして、第１空間Ｓ５に流出したガス冷媒がエアギャップｔを通過することにより、ロータ５２を外面からも冷却できる。

以上のように、本実施形態では、回転軸２６内を流れる液冷媒が完全に蒸発されなかったとしても、回転軸２６の一部が２重構造を有しているので、モータケーシング３２内に液冷媒が滞留するのを抑制できる。

（７−２）
本実施形態では、第１流路ＦＣ１の軸方向の距離Ｄ１及び第２流路ＦＣ３の軸方向の距離Ｄ２は、ロータ５２の軸方向の距離Ｄ３以上である。

これにより、ロータ５２の冷却を十分に行うことができる。

（８）変形例
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施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。

（８−１）変形例Ａ
図９は、本変形例Ａに係る回転軸１２６の概略外観斜視図である。図１０は、本変形例Ａに係る回転軸１２６の詳細構成を説明するための回転軸１２６及びその周辺の模式図である。

上記実施形態以外にも、上記実施形態の主部７４に代えて主部１７４を採用した回転軸１２６を用いてもよい。以下、回転軸１２６の構成について、図９及び図１０を用いて説明する。尚、上記実施形態と同様の構成については、同番号を付し、説明を省略する。

回転軸１２６は、軸方向に延びる略円筒形状の回転軸本体１７２を有している。回転軸本体１７２は、略円筒状のパイプ部７３と、パイプ部７３の内周面に固定される主部１７４と、パイプ部７３の軸方向の一端側部分（前端面）を覆う覆い部７５と、覆い部７５の軸方向前端面から軸方向前側へと延びる円柱部７６と、を有している。

主部１７４は、図６に示すように、軸方向に延び、中央部に、軸方向に貫通し径方向断面が円形状の軸方向貫通孔１７４ａが形成されている略円筒形状を有しており、パイプ部７３の内周面に焼き嵌めによって固定される。すなわち、主部１７４の外径は、パイプ部７３の内径と一致する。主部１７４は、パイプ部７３に対して、主部１７４の後端面がパイプ部７３の後端面と軸方向の位置が同じになるように固定される。尚、主部１７４は、主部１７４の軸方向の長さＬ４がパイプ部７３の軸方向の長さＬ３よりも小さくなるように、構成されている。よって、パイプ部７３の前端面と主部１７４の前端面とは、軸方向の位置が異なっている。

主部１７４は、主部１７４の後側部分を構成し略円筒形状を有する後側部１８０と、主部１７４の前側部分を構成し後側部１８０に接続される前側部１８１とを有している。

後側部１８０には、中央部に、軸方向に貫通し径方向断面が円形状の軸方向貫通孔１８０ａが形成されており、前側部１８１には、軸方向貫通孔１８０ａに連通し、径方向断面が軸方向貫通孔１８０ａの径方向断面と同径の円形状を有する、軸方向貫通孔１８１ａが形成されている。軸方向貫通孔１８０ａ及び軸方向貫通孔１８１ａが軸方向貫通孔１７４ａを形成している。

前側部１８１は、その外面に、周方向に所定の間隔を空けて内側に突出した複数（本実施形態では、４つ）の切り欠き１８１ｂが形成されている。複数の切り欠き１８１ｂが形成されていることによって、主部１７４がパイプ部７３に固定された状態において、主部１７４の前側部１８１の外面とパイプ部７３との間に、空隙である複数（本実施形態では、４つ）の溝部１８１ｃが形成されるようになっている。また、複数の切り欠き１８１ｂは、複数の溝部１８１ｃが、前側部１８１の軸方向一端面から軸方向他端面にかけて互いに並行して延びるように形成されている。また、複数の切り欠き１８１ｂは、溝部１８１ｃが径方向貫通孔７９と連通するように形成されている。

また、前側部１８１には、軸方向貫通孔１８１ａから溝部１８１ｃへと貫通する複数の孔１８１ｄが形成されている。孔１８１ｄは、径方向に延びるように形成されており、第１流路ＦＣ１を流れる液冷媒を、遠心力を利用して第２流路ＦＣ３へと流す第３流路ＦＣ５として機能する。

以上のように、回転軸1２６の一部は、パイプ部７３の軸方向貫通孔７８に主部１７４が嵌められてパイプ部７３内周面に固定される、２重構造を有している。

本変形例では、回転軸２６に第３流路ＦＣ５が形成されていることにより、第１流路ＦＣ１を流れる気液二相の冷媒のうちの液冷媒を第２流路ＦＣ３へと導きやすくなる。これにより、より液冷媒を、排出口３６へと導きやすくなり、液冷媒のモータケーシング３２内での滞留をより抑制できる。

（８−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、圧縮機構２は、単一の圧縮部が組み込まれた単段式の遠心圧縮機から構成されると説明したが、これに限られるものではない。例えば、１台の一軸二段圧縮構造を有する圧縮機構であってもよいし、三段圧縮式等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮機構であってもよいし、さらに、多段圧縮式の圧縮機を２系統以上並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機構であってもよい。

（８−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、冷凍装置として、冷房運転を実行可能な空気調和装置１を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、本発明は、冷房と暖房とを切替可能な空気調和装置に適用してもよいし、ヒートポンプ式の給湯装置に適用してもよい。

本発明では、回転軸内に少なくとも液冷媒が流れる、モータ、これを備えた圧縮機と冷凍装置とに種々適用可能である。

１ 空気調和装置（冷凍装置）
２ 圧縮機構
３ 熱源側熱交換器（放熱器）
４ 第１膨張機構
５ 利用側熱交換器（加熱器）
１１ メイン経路
１２ 第１バイパス経路
１２ａ 第２膨張機構
１５ 第２バイパス経路
２３ 圧縮機構ケーシング
２５ モータ
２６ 回転軸
３２ モータケーシング
３５ 導入口
３６ 排出口
５２ ロータ
５３ ステータ
７３ パイプ部
７４ 主部
７５ 覆い部
７５ａ 開口
７８ 径方向貫通孔
８１ｃ 溝部
８９ 冷媒流入阻止部材（冷却流体阻止部材）
１２６ 回転軸
１７４ 主部
１７４ａ 軸方向貫通孔
１８１ｃ 溝部
１８１ｄ 孔
Ｄ１ 第１流路の軸方向の距離
Ｄ２ 第２流路の軸方向の距離
Ｄ３ ロータの軸方向の一端面から他端面までの距離
ＦＣ１ 第１流路
ＦＣ２ 第１流出流路
ＦＣ３ 第２流路
ＦＣ４ 第２流出流路
Ｓ４ 空間
Ｓ５ 第１空間
Ｓ６ 第２空間
ｔ エアギャップ（隙間）

特表２０１１−５１５６０６号公報

Claims (8)

1. 回転軸（２６，１２６）と、
   前記回転軸に取り付けられるロータ（５２）と、
   前記ロータに対向するステータ（５３）と、
   前記回転軸と前記ロータと前記ステータとを収容し前記ステータが固定されるモータケーシング（３２）と、
   を備え、
   前記モータケーシングには、気液二相の冷却流体を前記モータケーシング内に導入するための導入口（３５）と、前記冷却流体を前記モータケーシングの外へと排出するための排出口（３６）とが形成され、
   前記回転軸には、
   前記導入口を介して前記モータケーシング内に流入した冷却流体を流す第１流路（ＦＣ１）と、
   前記回転軸の外部空間であって前記ロータ及び前記ステータの軸方向の一端側に形成される第１空間と、前記第１流路と、を連通させる第１流出流路（ＦＣ２）と、
   前記第１流路に連通し、前記第１流路及び前記第１流出流路よりも径方向外側に位置する第２流路（ＦＣ３）と、
   前記回転軸の外部空間であり前記ロータ及び前記ステータの軸方向の他端側と前記排出口との間に形成される第２空間と、前記第２流路とを連通させる第２流出流路（ＦＣ４）と、
   が形成されている、モータ（２５）。
2. 前記ロータと前記ステータとの間には、隙間（ｔ）が形成されており、
   前記隙間は、前記第１空間（Ｓ５）と、前記第２空間（Ｓ６）とを連通させる、
   請求項１に記載のモータ。
3. 前記回転軸は、回転軸本体（７２、１７２）を有し、
   前記回転軸本体は、
   外面に径方向に貫通する第１径方向貫通孔（７９）が形成される円筒状のパイプ部（７３）と、
   前記パイプ部の内周面に固定され、外面に、軸方向に延び前記第１径方向貫通孔と連通する溝部（８１ｃ，１８１ｃ）が形成され、中央部に、軸方向に貫通する軸方向貫通孔（７４ａ，１７４ａ）が形成されている主部（７４，１７４）と、
   前記パイプ部の軸方向の一端側部分を覆い、開口（７５ａ）が形成される覆い部（７５）と、
   前記主部と共に前記覆い部を挟み、径方向に貫通する第２径方向貫通孔（７６ａ）が形成される円柱部（７６）と、
   を有し、
   前記覆い部と前記主部との間には、空間（Ｓ４）が形成されており、
   前記第１径方向貫通孔は、前記第２流出流路を形成し、前記溝部は、前記第２流路を形成し、前記軸方向貫通孔及び前記空間は、第１流路を形成し、前記開口及び前記第２径方向貫通孔は、前記第１流出流路を形成する、
   請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記主部には、前記軸方向貫通孔から前記溝部へと貫通する孔（１８１ｄ）が形成されている、
   請求項３に記載のモータ。
5. 前記第２空間には、前記第２流出流路を出た冷却流体が前記ロータ及び前記ステータへと流れないようにするための冷却流体流入阻止部材（８９）が配置されている、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ。
6. 前記第１流路及び前記第２流路の軸方向の距離（Ｄ１，Ｄ２）は、前記ロータの軸方向の一端面から他端面までの距離（Ｄ３）以上である、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に係るモータ（２５）と、
   前記回転軸（２６）に連結されており、前記回転軸の回転によって冷媒を圧縮する圧縮部（２４）と、
   前記モータと前記圧縮部とを収容する圧縮機構ケーシング（２３）と、
   を備える、圧縮機構（２）。
8. 請求項７に係る圧機機構と、前記圧縮機構から吐出された冷媒の放熱を行う放熱器（３）と、前記放熱器で放熱された冷媒の減圧を行う第１膨張機構（４）と、前記第１膨張機構で減圧された冷媒の加熱を行う加熱器（５）と、が配置されるメイン経路（１１）と、
   前記放熱器で放熱された冷媒の減圧を行う第２膨張機構（１２ａ）を有し、前記第２膨張機構で減圧された冷媒を前記導入口（３５）へと導く第１バイパス経路（１２）と、
   前記加熱器で加熱された冷媒を前記導入口へと導く第２バイパス経路（１５）と、
   を備え、
   前記冷却流体は、前記第１バイパス経路からの冷媒と前記第２バイパス経路からの冷媒とから成る、
   冷凍装置（１）。

Images