JP2023087522A - 電動発電機、圧縮機、及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動発電機において回転トルクの低下を抑制しながらスラスト力を発生できるようにする。【解決手段】電動発電機（10）は、ロータコア（41）と永久磁石（42）とを含むロータ（40）と、ステータコア（30）を含むステータ（20）とを備える。ロータコア（41）は、回転軸心（60）まわりに回転自在に構成される。ステータコア（30）は、ロータコア（41）と径方向にギャップ（15）を介して対向する。ロータコア（41）又はステータコア（30）の一方の軸方向一端には、他方よりも軸方向に延伸した第１延伸部（30a,41a）が設けられる。第１延伸部（30a,41a）は、径方向視において、ギャップ（15）側の平均的な径方向端面よりも、ギャップ（15）側に突出する第１突出部（30b,41b）を有する。ロータ（40）に対して、軸方向の一方向に、０よりも大きい磁気吸引力が加わる。【選択図】図１

Description

本開示は、電動発電機、圧縮機、及び冷凍装置に関する。

圧縮機においては、シリンダ室からの冷媒漏れに起因してクランク軸が上下に振動し、その結果、異常音が発生することが知られている。

特許文献１には、圧縮機のクランク軸を駆動するモータにおいて、ロータコアの上端をステータコアの上端よりも上にずらして設置し、ロータコアに下向きのスラスト力を発生させる構成が開示されている。このスラスト力によってクランク軸を下方に付勢してクランク軸の上下振動を抑制できるので、冷媒漏れに起因する異常音を低減できる。

特開平１０－８９２５２号公報

しかしながら、特許文献１のモータ構成においてスラスト力を増大させるために、軸方向におけるロータコアとステータコアとのずれを大きくすると、モータの回転トルクが低下するという問題が生じる。すなわち、特許文献１のモータ構成においては、異常音を抑制するスラスト力の大きさと、モータの回転トルクの大きさとは、トレードオフの関係にある。

本開示の目的は、電動発電機において回転トルクの低下を抑制しながらスラスト力を発生できるようにすることである。

本開示の第１の態様は、ロータコア（41）と永久磁石（42）とを含むロータ（40）と、ステータコア（30）を含むステータ（20）とを備える電動発電機（10）である。前記ロータコア（41）は、回転軸心（60）まわりに回転自在に構成され、軟磁性材料からなる。前記ステータコア（30）は、前記ロータコア（41）と径方向にギャップ（15）を介して対向するよう配置され、軟磁性材料からなる。電動発電機（10）において、前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の一方の軸方向一端には、前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の他方よりも軸方向に延伸した第１延伸部（30a,41a）が設けられる。前記第１延伸部（30a,41a）は、径方向視において、前記第１延伸部（30a,41a）が設けられた前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記一方における前記ギャップ（15）側の平均的な径方向端面よりも、前記ギャップ（15）側に突出する第１突出部（30b,41b）を有する。電動発電機（10）において、前記ロータ（40）に対して、軸方向の一方向である第１方向に、０よりも大きい磁気吸引力が加わる。

第１の態様では、第１突出部（30b,41b）によりロータ（40）にスラスト力が作用するので、磁力の小さいフェライトを用いた場合にもスラスト力の低下を抑制できる。また、第１延伸部（30a,41a）の軸方向長さを大きくしなくても、第１突出部（30b,41b）によりスラスト力を確保できるので、電動発電機（10）の回転トルクの低下を抑制できる。

本開示の第２の態様は、第１の態様において、前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記他方の軸方向他端には、前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記一方よりも軸方向に延伸した第２延伸部（41a,30a）が設けられる。

第２の態様では、第２延伸部（41a,30a）によってロータ（40）に作用するスラスト力をさらに大きくすることができる。

本開示の第３の態様は、第２の態様において、前記第２延伸部（41a,30a）は、径方向視において、前記第２延伸部（41a,30a）が設けられた前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記他方における前記ギャップ（15）側の平均的な径方向端面よりも、前記ギャップ（15）側に突出する第２突出部（41b,30b）を有する。

第３の態様では、第２突出部（41b,30b）によりロータ（40）に作用するスラスト力が増大するので、フェライトを用いた場合にもスラスト力の低下をより一層抑制できる。また、第２延伸部（41a,30a）の軸方向長さを大きくしなくても、スラスト力を十分に確保できるので、電動発電機（10）の回転トルクの低下をより一層抑制できる。

本開示の第４の態様は、第１の態様において、前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記一方の軸方向他端と、前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記他方の軸方向他端とは、軸方向の位置が略同じである。

第４の態様では、軸方向におけるロータ（40）とステータ（20）とのずれ量が小さくなるので、電動発電機（10）の回転トルクの低下をより一層抑制できる。

本開示の第５の態様は、第１～第４の態様のいずれか１つにおいて、前記第１延伸部（30a）は、前記ステータコア（30）に設けられ、前記第１突出部（30b）の先端は、径方向において前記ロータ（40）の前記永久磁石（42）よりも前記ステータコア（30）側に位置する。

第５の態様では、ステータ（20）とロータ（40）との間での磁路の短絡を防止できるので、電動発電機（10）の回転トルクの低下を抑制できる。

本開示の第６の態様は、第１～第４の態様のいずれか１つにおいて、前記第１延伸部（41a）は、前記ロータコア（41）に設けられ、前記第１突出部（41b）の先端は、径方向において前記ステータ（20）のコイルエンド（32a）よりも前記ロータコア（41）側に位置する。

第６の態様では、ステータ（20）とロータ（40）との間での磁路の短絡を防止できるので、電動発電機（10）の回転トルクの低下を抑制できる。

本開示の第７の態様は、第５又は第６の態様において、前記第１突出部（30b,41b）の先端は、径方向において前記ギャップ（15）の範囲内に位置する。

第７の態様では、スラスト力によってロータ（40）の位置が軸方向に変動した場合にも、ステータ（20）とロータ（40）との間での接触を防止することができる。

本開示の第８の態様は、第１～第７の態様のいずれか１つの電動発電機（10）と、前記電動発電機（10）により駆動され、流体を圧縮する圧縮機構（80）とを備える圧縮機（100）である。

第８の態様では、圧縮機構（80）から冷媒漏れがあった場合にも、ロータ（40）に作用するスラスト力によって、クランク軸である回転軸（60）の軸方向の振動を抑制できるので、異常音の発生を抑制できる。

本開示の第９の態様は、第８の態様において、前記電動発電機（10）の軸方向一端を支持する支持機構（75）をさらに備え、前記電動発電機（10）から見て、前記圧縮機構（80）は前記支持機構（75）と軸方向の同じ側に配置される。

第９の態様では、クランク軸である回転軸（60）の軸方向の振動をより一層抑制することができる。

本開示の第１０の態様は、第９の態様において、前記第１延伸部（30a）は、前記ステータコア（30）における前記圧縮機構（80）側の軸方向一端に設けられる。

第１０の態様では、第１延伸部（30a）及び第１突出部（30b）によって、圧縮機構（80）の方に向けてロータ（40）にスラスト力を作用させることができる。

本開示の第１１の態様は、第９の態様において、前記第１延伸部（41a）は、前記ロータコア（41）における前記圧縮機構（80）の反対側の軸方向他端に設けられる。

第１１の態様では、第１延伸部（41a）及び第１突出部（41b）によって、圧縮機構（80）の方に向けてロータ（40）にスラスト力を作用させることができる。

本開示の第１２の態様は、第８～第１１の態様のいずれか１つの圧縮機（100）を備えた冷凍装置（1）である。

第１２の態様では、圧縮機（100）における異常音の発生を抑制できるので、冷凍装置（1）を静音化することができる。

図１は、実施形態１に係るモータを適用した圧縮機の構成例を模式的に示す縦断面図である。 図２は、図１に示すモータのステータコアの平面図である。 図３は、図１に示すモータのロータの平面図である。 図４は、図１に示すモータのステータコアにおける「平均的な径方向端面」のバリエーションを模式的に示す図である。 図５は、変形例１に係るモータを適用した圧縮機の構成例を模式的に示す縦断面図である。 図６は、変形例２に係るモータを適用した圧縮機の構成例を模式的に示す縦断面図である。 図７は、図６に示すモータのロータの平面構成の一例を示す図である。 図８は、図６に示すモータのロータの平面構成の他例を示す図である。 図９は、変形例３に係るモータを適用した圧縮機の構成例を模式的に示す縦断面図である。 図１０は、変形例４に係るモータを適用した圧縮機の構成例を模式的に示す縦断面図である。 図１１は、変形例５に係るモータを適用した圧縮機の構成例を模式的に示す縦断面図である。 図１２は、変形例６に係るモータを適用した圧縮機の構成例を模式的に示す縦断面図である。 図１３は、変形例７に係るモータを適用した圧縮機の構成例を模式的に示す縦断面図である。 図１４は、実施形態２に係る空気調和装置の概略構成図である。

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。各図面は、本開示を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表す場合がある。尚、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、或いは、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。

（実施形態１）
＜圧縮機の構成＞
図１は、実施形態１に係る電動発電機であるモータ（10）を適用した圧縮機（100）の構成を模式的に示す縦断面図である。本開示において、「電動発電機」とは、「モータ（電動機）」及び「発電機」の両方を含む概念である。

圧縮機（100）は、主に、モータ（10）と圧縮機構（80）とを密閉容器（70）内に備える。モータ（10）は、密閉容器（70）内の上部に配置され、圧縮機構（80）は、密閉容器（70）内の下部に配置される。圧縮機構（80）は、クランク軸となる回転軸（60）を通じてモータ（10）により駆動され、冷媒を圧縮する。以下の説明では、回転軸（60）の軸心が延びる方向を単に「軸方向」と言い、回転軸（60）の軸心と直交する方向を単に「径方向」と言う。また、回転軸（60）の軸心を中心とする円の円周方向を「周方向」と言う。

圧縮機（100）は、モータ（10）の軸方向一端を支持する支持機構（75）をさらに備える。圧縮機構（80）は、モータ（10）から見て、軸方向において支持機構（75）と同じ側に配置される。

モータ（10）は、本例では、インナーロータ型であり、密閉容器（70）内に装着されたステータ（20）と、ステータ（20）の中央空間部に所定の距離を隔てて配設されたロータ（40）とを有する。ロータ（40）は、径方向にギャップ（15）を介してステータ（20）と対向する。ロータ（40）には、クランク軸となる回転軸（60）が圧入され、回転軸（60）によってモータ（10）に圧縮機構（80）が連結される。モータ（10）の詳細については後述する。

圧縮機構（80）は、主に、フロントヘッド（81）と、リアヘッド（82）と、シリンダ（83）と、ローリングピストン（84）とを有する。フロントヘッド（81）及びリアヘッド（82）は、シリンダ室（85）を閉塞するようにシリンダ（83）の上下両面に各々配設される。本例では、フロントヘッド（81）とリアヘッド（82）とによって、回転軸（60）を軸支する支持機構（75）が構成される。ローリングピストン（84）は、シリンダ室（85）の内部に配置されると共に、回転軸（60）つまりクランク軸の偏心部（61）に取付けられる。

密閉容器（70）には、外部からシリンダ室（85）内へ冷媒ガスを導くための吸入管（6）と、圧縮された冷媒ガスを外部へ吐出するための吐出管（7）とが設けられる。フロントヘッド（81）には、圧縮後の冷媒ガスを圧縮機構（80）から吐出するための吐出孔（86）と、冷媒ガスの吐出時の騒音を抑制するための吐出マフラー（87）とが設けられる。

圧縮機構（80）での冷媒ガスの圧縮動作は、モータ（10）による駆動力を回転軸（60）を通じて受けたローリングピストン（84）が偏心回転運動をすることにより行われる。具体的には、吸入管（6）からシリンダ室（85）に吸入された冷媒ガスが、ローリングピストン（84）の偏心回転運動により圧縮されると共に、この冷媒ガスを吸入する工程から圧縮する工程へと順次移行する一連の圧縮動作の工程が連続して行われる。圧縮機構（80）で圧縮された冷媒ガスは、ローリングピストン（84）の偏心回転運動に応じて、吐出孔（86）から吐出マフラー（87）を通じて密閉容器（70）内に周期的に吐出され、ギャップ（15）等を通過して吐出管（7）から密閉容器（70）の外部へ吐出される。

後述する変形例でも、圧縮機構（80）の構成は、図１に示す実施形態１と同様である。

＜モータの構成＞
図１～図３に示すように、モータ（10）は、ステータコア（30）とコイル部（32）とを含むステータ（20）と、ロータコア（41）と永久磁石（42）とを含むロータ（40）とを備える。ロータコア（41）は、回転軸（60）の軸心まわりに回転自在に構成される。ステータコア（30）は、ロータコア（41）と径方向にギャップ（15）を介して対向するよう配置される。ステータコア（30）及びロータコア（41）は軟磁性材料から構成される。ステータコア（30）の軸方向両端からは、コイル部（32）のコイルエンド（32a）が露出する。

モータ（10）が起動されると、各コイル部（32）のコイルに所定の交流電力が供給され、ステータ（20）内に回転磁界が発生する。ロータ（40）は、該ロータ（40）の永久磁石（42）が当該回転磁界に引き寄せられることにより、ステータ（20）内で回転する。詳しくは、ロータ（40）におけるステータ（20）との対向面には、磁極（Ｎ極及びＳ極）が周方向に交互に配列される。ステータ（20）では、各コイル部（32）のコイルに通電することによって、ステータ（20）におけるロータ（40）との対向面に、磁極（Ｎ極及びＳ極）が周方向に交互にならぶ。各コイル部（32）のコイルに交流電力を印加することによって回転磁界が発生し、ロータ（40）に回転トルクが発生する。

[ステータ]
ステータ（20）は、ステータコア（30）と、コイル部（32）とを備える。ステータコア（30）は、複数の鋼板（コアシート）を軸方向に積層した積層コアとして構成される。コイル部（32）は、コイルを複数回巻いて形成される。

ステータコア（30）は、図２に示すように、略円筒形状のコアバック（35）と、該コアバック（35）から径方向内側向きに突出する複数のティース（34）とを備える。

ティース（34）は、本例では９つ設けられ、各ティース（34）の間には同数の空間が形成される。該空間はコイル部（32）を収容するスロット（37）を構成する。つまり、ステータコア（30）には、９つのスロット（37）が周方向に配列される。コイル部（32）は、複数のティース（34）に跨るように巻回される。コイル部（32）の巻線方式としては、分布巻き、集中巻きのいずれを用いてもよい。各コイル部（32）のコイルに所定の電力を供給することによって、ステータ（20）に回転磁界を発生させることができる。

[ロータ]
図３に示すように、ロータ（40）は、ロータコア（41）と、複数の永久磁石（42）とを備える。ロータコア（41）は、複数の鋼板（コアシート）を軸方向に積層した積層コアであり、円筒状に形成される。永久磁石（42）は、例えば焼結磁石、フェライト磁石である。

ロータコア（41）の中心には、回転軸（60）を挿入する軸穴（47）が形成される。複数の永久磁石（42）は、ロータコア（41）の軸方向に延びるように設けられる。本例では、各永久磁石（42）は、軸穴（47）の軸心に回りに６０°ピッチで配置される。すなわち、各永久磁石（42）は、軸穴（47）の軸心に対して軸対称に設けられる。なお、永久磁石（42）は、ロータコア（41）の外周面に設置してもよい。

[突出部]
図１に示すように、モータ（10）において、ステータコア（30）の軸方向一端（本例では圧縮機構（80）側の端部）には、ロータコア（41）よりも軸方向に延伸したステータ延伸部（第１延伸部）（30a）が設けられる。ステータ延伸部（30a）は、径方向視において、ステータコア（30）におけるギャップ（15）側の径方向端面よりも、ギャップ（15）側に突出するステータ突出部（第１突出部）（30b）を有する。また、モータ（10）において、ロータコア（41）の軸方向他端（本例では圧縮機構（80）の反対側の端部）に、ステータコア（30）よりも軸方向に延伸したロータ延伸部（第２延伸部）（41a）が設けられる。

以上の構成により、ロータ（40）に対して、軸方向の一方向である第１方向（圧縮機構（80）側の方向）に、０よりも大きい磁気吸引力つまりスラスト力が加わる。

尚、ステータコア（30）におけるギャップ（15）側の径方向端面に凹凸や、軸方向に対する傾斜が設けられる場合は、当該径方向端面位置を平均した仮想的な端面（以下、「平均的な径方向端面」という）と比べて、ステータ突出部（30b）がギャップ（15）側に位置していればよい。図４に「平均的な径方向端面」のバリエーションを模式的に示す。尚、図４において、「平均的な径方向端面」をＳav（一点鎖線）で示す。図４の（ａ）に示すように、ステータコア（30）におけるギャップ（15）側の径方向端面が軸方向に沿って面一であれば、当該径方向端面とＳavとは一致する。図４の（ｂ）に示すように、ステータコア（30）におけるギャップ（15）側の径方向端面に凹凸が設けられる場合は、当該凹凸の径方向位置を平均した位置がＳavとなる。図４の（ｃ）に示すように、ステータコア（30）におけるギャップ（15）側の径方向端面が軸方向に対して傾斜する場合は、当該傾斜面の径方向位置を平均した位置がＳavとなる。

ステータ突出部（30b）の先端は、径方向においてロータ（40）の永久磁石（42）よりもステータコア（30）側に位置することが好ましい。言い換えると、軸方向から見たときに、ステータ突出部（30b）が永久磁石（42）と重ならないようにすることが好ましい。ステータ突出部（30b）の先端は、径方向においてギャップ（15）の範囲内に位置してもよい。

ステータ突出部（30b）は、図２に示すように、ステータ延伸部（30a）における各ティース（34）の端面（ロータ（40）側の端面）に設けてもよい。ステータ突出部（30b）を周方向に配置することによって、軸方向におけるロータ（40）とステータ突出部（30b）との距離が短くなるので、軸方向のスラスト力を増加させることができる。

ステータ突出部（30b）は、コアシートの積層体であるステータコア（30）の内径側に、電磁鋼板や圧粉磁心等の軟磁性材料で構成された突起物を接着や溶接等で接合して形成してもよい。

－変形例１－
図５に示す変形例１が、図１に示す実施形態１と異なる点は、ロータ延伸部（41a）を設けないことである。

具体的には、図５の（ａ）に示すように、軸方向の他方向である第２方向（圧縮機構（80）の反対側の方向）において、ステータコア（30）の端部と、ロータコア（41）の端部とは、位置が略同じであってもよい。尚、本開示において、「位置が略同じ」とは、「位置が実質的に同じ」場合と、「部品の公差や製造バラツキなどに起因して若干のずれが生じた」場合とを含む。

或いは、図５の（ｂ）に示すように、軸方向において、ステータコア（30）の中心と、ロータコア（41）の中心とは、位置が略同じであってもよい。言い換えると、ステータコア（30）及びロータコア（41）のそれぞれの軸方向の中心位置を位置合わせしてもよい。

－変形例２－
図６及び図７に示す変形例２が、図１に示す実施形態１と異なる点は、ロータ延伸部（第１延伸部）（41a）にロータ突出部（第１突出部）（41b）を設けることである。尚、変形例２では、ステータ突出部（30b）は設けない。

具体的には、ロータ延伸部（41a）は、径方向視において、ロータコア（41）におけるギャップ（15）側の径方向端面よりも、ギャップ（15）側に突出するロータ突出部（41b）を有する。

以上の構成により、ロータ（40）に対して、軸方向の一方向である第１方向（圧縮機構（80）側の方向）に、０よりも大きい磁気吸引力つまりスラスト力が加わる。

尚、ロータコア（41）におけるギャップ（15）側の径方向端面に凹凸が設けられる場合は、平均的な径方向端面と比べて、ロータ突出部（41b）がギャップ（15）側に位置していればよい。

ロータ突出部（41b）の先端は、径方向においてステータ（20）のコイルエンド（32a）よりも前記ロータコア（41）側に位置することが好ましい。ロータ突出部（41b））の先端は、径方向においてギャップ（15）の範囲内に位置してもよい。

ロータ突出部（41b）は、図７に示すように、ロータ延伸部（41a）の外周面にリング状に設けてもよい。或いは、図８に示すように、ロータ延伸部（41a）の外周面にロータ突出部（41b）を離散的に設けてもよい。この場合、例えば、周方向に所定の角度毎にロータ突出部（41b）を設けてもよい。

ロータ突出部（41b）は、コアシートの積層体であるロータコア（41）の外径側に、電磁鋼板や圧粉磁心等の軟磁性材料で構成された突起物を接着や溶接等でリング状又は離散的に接合して形成してもよい。或いは、通常のコアシートの積層体に、ロータ突出部（41b）を含むリング状又は離散的に突出したコアシートをさらに積層してもよい。

－変形例３－
図９に示す変形例３が、前述の変形例２と異なる点は、軸方向の第１方向（圧縮機構（80）側の方向）におけるステータコア（30）の端部とロータコア（41）の端部との位置関係である。

具体的には、図９の（ａ）に示すように、軸方向の第１方向において、ステータコア（30）の端部と、ロータコア（41）の端部とは、位置が略同じであってもよい。

或いは、図９の（ｂ）に示すように、軸方向において、ステータコア（30）の中心と、ロータコア（41）の中心とは、位置が略同じであってもよい。言い換えると、ステータコア（30）及びロータコア（41）のそれぞれの軸方向の中心位置を位置合わせしてもよい。

－変形例４－
図１０に示す変形例４が、図１に示す実施形態１と異なる点は、変形例２と同様に、ロータ延伸部（第１延伸部又は第２延伸部）（41a）にロータ突出部（第１突出部又は第２突出部）（41b）を設けることである。尚、変形例４では、ステータ延伸部（第１延伸部又は第２延伸部）（30a）にもステータ突出部（第１突出部又は第２突出部）（30b）を設ける。

以上の構成により、ロータ（40）に対して、軸方向の一方向である第１方向（圧縮機構（80）側の方向）に、実施形態１と比べて、さらに大きい磁気吸引力つまりスラスト力が加わる。

－変形例５－
図１１に示す変形例５が、図１に示す実施形態１と異なる点は、ギャップ（15）側に突出したコアシート（33）、つまりステータ突出部（30b）と一体に形成されたコアシート（33）を作製し、ステータコア（30）におけるギャップ（15）側に突出していないコアシートで構成された部分と組み合わせて積層することである。

変形例５では、実施形態１と比べて、ステータ突出部（30b）の機械的強度が増す。

尚、図示はしていないが、変形例５と同様に、ロータ突出部（41b）と一体に形成されたコアシートを作製し、ロータコア（41）におけるギャップ（15）側に突出していないコアシートで構成された部分と組み合わせて積層してもよい。

－変形例６－
図１２に示す変形例６が、前述の変形例５と異なる点は、コアシート（33）におけるギャップ（15）側に突出した部分が、軸方向の第１方向（圧縮機構（80）側の方向）に延びる形状を有し、当該部分によってステータ突出部（30b）が構成されることである。これにより、ステータ突出部（30b）の軸方向長さが長くなるので、ロータ（40）に加わるスラスト力が増大する。

具体的には、図１２の（ａ）に示すように、コアシート（33）におけるギャップ（15）側に突出した部分を、軸方向に沿って垂直に折り曲げてもよい。

或いは、図１２の（ｂ）に示すように、コアシート（33）におけるギャップ（15）側に突出した部分が、軸方向に対して斜めに延びる形状を有し、当該部分によってステータ突出部（30b）を構成してもよい。

－変形例７－
図１３に示す変形例７が、図１に示す実施形態１と異なる点は、ステータ突出部（30b）が多段構成を有することである。これにより、ステータ突出部（30b）の軸方向長さが長くなるので、ロータ（40）に加わるスラスト力が大きくなる。

ステータ突出部（30b）の各段は、ロータ（40）から離れる従って、径方向長さが長くなってもよい。このようにすると、スラスト力によってロータ（40）の位置が軸方向に変動した場合にも、ステータ（20）とロータ（40）との間での接触を防止できる。

尚、図示はしていないが、変形例７と同様に、ロータ突出部（41b）が多段構成を有してもよい。

＜実施形態１及びその変形例の特徴＞
モータ（10）においては、ロータコア（41）又はステータコア（30）の一方が他方よりも軸方向に延伸した第１延伸部（30a,41a）を有すると共に、第１延伸部（30a,41a）がギャップ（15）側に突出する第１突出部（30b,41b）を有する。このため、第１突出部（30b,41b）によってロータ（40）に対してスラスト力を及ぼすことができるので、レアアースよりも磁力の小さいフェライトを用いた場合にもスラスト力の低下を抑制することができる。また、第１延伸部（30a,41a）の軸方向長さ（軸方向におけるロータ（40）とステータ（20）とのずれ量）を大きくしなくても、第１突出部（30b,41b）によってスラスト力を確保できるので、モータ（10）の回転トルクの低下を抑制することができる。

モータ（10）においては、ロータコア（41）又はステータコア（30）の他方に、軸方向に延伸した第２延伸部（41a,30a）が設けられてもよい。このようにすると、第２延伸部（41a,30a）によってロータ（40）に作用するスラスト力をさらに大きくすることができる。この場合、第２延伸部（41a,30a）がギャップ（15）側に突出する第２突出部（41b,30b）を有すると、第２突出部（41b,30b）によりロータ（40）に作用するスラスト力が増大するので、フェライト磁石を用いた場合にもスラスト力の低下をより一層抑制できる。また、第２延伸部（41a,30a）の軸方向長さを大きくしなくても、スラスト力を十分に確保できるので、モータ（10）の回転トルクの低下をより一層抑制できる。

モータ（10）において、ロータコア（41）又はステータコア（30）の一方の軸方向他端と、他方の軸方向他端とは、軸方向の位置が略同じであってもよい。このようにすると、軸方向におけるロータ（40）とステータ（20）とのずれ量が小さくなるので、モータ（10）の回転トルクの低下をより一層抑制できる。

モータ（10）において、第１延伸部（30a）つまりステータ延伸部（30a）は、ステータコア（30）に設けられ、第１突出部（30b）つまりステータ突出部（30b）の先端は、径方向においてロータ（40）の永久磁石（42）よりもステータコア（30）側に位置してもよい。このようにすると、ステータ突出部（30b）と永久磁石（42）との間での磁路の短絡を抑制できるので、モータ（10）の回転トルクの低下を抑制できる。

モータ（10）において、第１延伸部（41a）つまりロータ延伸部（41a）は、ロータコア（41）に設けられ、第１突出部（41b）つまりロータ突出部（41b）の先端は、径方向においてステータ（20）のコイルエンド（32a）よりもロータコア（41）側に位置してもよい。このようにすると、ステータ（20）とロータ（40）との間での磁路の短絡を防止できるので、モータ（10）の回転トルクの低下を抑制できる。

モータ（10）において、第１突出部（30b,41b）の先端は、径方向においてギャップ（15）の範囲内に位置してもよい。このようにすると、スラスト力によってロータ（40）の位置が軸方向に変動した場合にも、ステータ（20）とロータ（40）との間での接触を防止することができる。

圧縮機（100）は、モータ（10）と、モータ（10）により駆動され、流体を圧縮する圧縮機構（80）とを備える。このため、圧縮機構（80）から冷媒漏れがあった場合にも、ロータ（40）に作用するスラスト力によって、クランク軸である回転軸（60）の軸方向の振動を抑制できるので、異常音の発生を抑制できる。

圧縮機（100）は、モータ（10）の軸方向一端を支持する支持機構（75）をさらに備え、モータ（10）から見て、軸方向において圧縮機構（80）は支持機構（75）と同じ側に配置されてもよい。このようにすると、クランク軸である回転軸（60）の軸方向の振動をより一層抑制することができる。この場合、ステータ延伸部（30a）は、ステータコア（30）における圧縮機構（80）側の軸方向一端に設けられてもよい。このようにすると、ステータ延伸部（30a）及びステータ突出部（30b）によって、圧縮機構（80）の方に向けてロータ（40）にスラスト力を作用させることができる。或いは、ロータ延伸部（41a）は、ロータコア（41）における圧縮機構（80）の反対側の軸方向他端に設けられてもよい。このようにすると、ロータ延伸部（41a）及びロータ突出部（41b）によって、圧縮機構（80）の方に向けてロータ（40）にスラスト力を作用させることができる。

（実施形態２）
図１４は、実施形態２に係る空気調和装置（1）の概略構成図である。空気調和装置（1）は、実施形態１又はその変形例に係るモータ（10）により駆動される圧縮機（100）を備える冷凍装置の一例である。

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（100）と、熱源側熱交換器（3）と、膨張機構（4）と、利用側熱交換器（5）とを備える。

圧縮機（100）は、吸入管（6）を流れる低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高圧の冷媒とした後に、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（100）の吸入側へと導く冷媒管であり、吐出管（7）は、圧縮機（100）から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（100）は、実施形態１で述べたように、主として、モータ（10）と圧縮機構（80）とを備える。圧縮機構（80）は、クランク軸となる回転軸（60）を通じてモータ（10）により駆動され、吸入管（6）から流入する冷媒を圧縮する。

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（100）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）の一端は、吐出管（7）を介して圧縮機（100）に接続される。熱源側熱交換器（3）の他端は、膨張機構（4）に接続される。

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、例えば、電動膨張弁から構成される。膨張機構（4）の一端は、熱源側熱交換器（3）に接続される。膨張機構（4）の他端は、利用側熱交換器（5）に接続される。

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、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）の一端は、膨張機構（4）に接続される。利用側熱交換器（5）の他端は、吸入管（6）を介して圧縮機（100）に接続される。

以上に説明したように、空気調和装置（1）において、圧縮機（100）、熱源側熱交換器（3）、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、冷媒が循環する経路（8）を構成する。

本実施形態の冷凍装置（空気調和装置（1））によると、実施形態１又はその変形例に係るモータ（10）により駆動される圧縮機（100）を用いるため、圧縮機（100）における異常音の発生を抑制できるので、冷凍装置を静音化することができる。

《その他の実施形態》
前記各実施形態（変形例を含む。以下同じ。）では、電動発電機としてモータ（10）について説明したが、モータ（10）と同様の構成を発電機に適用してもよい。

また、前記各実施形態では、外周側にステータ（20）が配置され且つ内周側にロータ（40）が配置されたインナーロータ型のモータ（10）について説明したが、これに代えて、外周側にロータが配置され且つ内周側にステータが配置されたアウターロータ型のモータを構成してもよい。

また、前記各実施形態において、圧縮機構（80）は、回転軸（60）を通じてモータ（10）により駆動されれば、図１等に示す構成に限定されないことは言うまでもない
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「第１」、「第２」、・・・という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。

以上説明したように、本開示は、電動発電機、圧縮機、及び冷凍装置について有用である。

１ 空気調和装置（冷凍装置）
１０ モータ（電動発電機）
１５ ギャップ
２０ ステータ
３０ ステータコア
３０ａ ステータ延伸部（第１延伸部又は第２延伸部）
３０ｂ ステータ突出部（第１突出部又は第２突出部）
３２ コイル部
３２ａ コイルエンド
４０ ロータ
４１ ロータコア
４１ａ ロータ延伸部（第１延伸部又は第２延伸部）
４１ｂ ロータ突出部（第１突出部又は第２突出部）
４２ 永久磁石
６０ 回転軸
７５ 支持機構
８０ 圧縮機構
１００ 圧縮機

Claims (12)

1. 回転軸（60）の軸心まわりに回転自在に構成され、軟磁性材料からなるロータコア（41）と永久磁石（42）とを含むロータ（40）と、
   前記ロータコア（41）と径方向にギャップ（15）を介して対向するよう配置され、軟磁性材料からなるステータコア（30）を含むステータ（20）と
   を備え、
   前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の一方の軸方向一端には、前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の他方よりも軸方向に延伸した第１延伸部（30a,41a）が設けられ、
   前記第１延伸部（30a,41a）は、径方向視において、前記第１延伸部（30a,41a）が設けられた前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記一方における前記ギャップ（15）側の平均的な径方向端面よりも、前記ギャップ（15）側に突出する第１突出部（30b,41b）を有し、
   前記ロータ（40）に対して、軸方向の一方向である第１方向に、０よりも大きい磁気吸引力が加わる、
   電動発電機。
2. 請求項１の電動発電機において、
   前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記他方の軸方向他端には、前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記一方よりも軸方向に延伸した第２延伸部（41a,30a）が設けられる、
   電動発電機。
3. 請求項２の電動発電機において、
   前記第２延伸部（41a,30a）は、径方向視において、前記第２延伸部（41a,30a）が設けられた前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記他方における前記ギャップ（15）側の平均的な径方向端面よりも、前記ギャップ（15）側に突出する第２突出部（41b,30b）を有する、
   電動発電機。
4. 請求項１の電動発電機において、
   前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記一方の軸方向他端と、前記ロータコア（41）又は前記ステータコア（30）の前記他方の軸方向他端とは、軸方向の位置が略同じである、
   電動発電機。
5. 請求項１～４のいずれか１項の電動発電機において、
   前記第１延伸部（30a）は、前記ステータコア（30）に設けられ、
   前記第１突出部（30b）の先端は、径方向において前記ロータ（40）の前記永久磁石（42）よりも前記ステータコア（30）側に位置する、
   電動発電機。
6. 請求項１～４のいずれか１項の電動発電機において、
   前記第１延伸部（41a）は、前記ロータコア（41）に設けられ、
   前記第１突出部（41b）の先端は、径方向において前記ステータ（20）のコイルエンド（32a）よりも前記ロータコア（41）側に位置する、
   電動発電機。
7. 請求項５又は６の電動発電機において、
   前記第１突出部（30b,41b）の先端は、径方向において前記ギャップ（15）の範囲内に位置する、
   電動発電機。
8. 請求項１～７のいずれか１項の電動発電機（10）と、
   前記電動発電機（10）により駆動され、流体を圧縮する圧縮機構（80）と
   を備える、
   圧縮機。
9. 請求項８の圧縮機において、
   前記電動発電機（10）の軸方向一端を支持する支持機構（75）をさらに備え、
   前記電動発電機（10）から見て、前記圧縮機構（80）は前記支持機構（75）と軸方向の同じ側に配置される、
   圧縮機。
10. 請求項９の圧縮機において、
    前記第１延伸部（30a）は、前記ステータコア（30）における前記圧縮機構（80）側の軸方向一端に設けられる、
    圧縮機。
11. 請求項９の圧縮機において、
    前記第１延伸部（41a）は、前記ロータコア（41）における前記圧縮機構（80）の反対側の軸方向他端に設けられる、
    圧縮機。
12. 請求項８～１１のいずれか１項の圧縮機（100）を備える冷凍装置。
    

Images