JP6482615B2 - 圧縮機、冷凍サイクル装置、および空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機、冷凍サイクル装置、および空気調和機に関するものである。

冷凍サイクル装置等に適用される圧縮機のモータでは、冷媒の圧縮時にはトルクが大きくなり、圧縮された高圧冷媒の吐出時にはトルクが小さくなるため、トルク変動が生じる。このようなトルク変動が生じることにより、シャフトにたわみが生じ、圧縮機の動作時に振動および騒音が生じてしまう。このような振動および騒音を抑制するため、下記特許文献１に代表される従来技術ではロータにバランスウェイトと呼ばれる部材が設けられている。このバランスウェイトは、モータの磁力を低下させないため、一般的に非磁性体が使用される。

特開平９−２００９８６号公報

しかしながら、バランスウェイトは比重が大きく、またバランスウェイトにはモータの磁力を低下させないため一般的に非磁性体が用いられている。従って、上記特許文献１に代表される従来の圧縮機では、バランスウェイトを用いることなくロータの回転時における振動および騒音を低減するというニーズに対応することができないという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストを抑えながら振動を抑制可能な圧縮機、冷凍サイクル装置、および空気調和機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮部にロータの回転を伝達する回転軸の軸心は、前記ロータの径方向中心からオフセットしており、前記ロータは、前記軸心から前記ロータの径方向中心へ向かう方向側に位置する前記ロータの外周面と前記軸心との間の第１の距離と、前記ロータの径方向中心から前記軸心へ向かう方向側に位置する前記ロータの外周面と前記軸心との間の第２の距離とを有し、前記ロータには、磁石が挿入され、前記ロータの外周面とステータコアの内周面との間のギャップは、不均一であり、前記第１の距離は、前記第２の距離よりも長い。

この発明によれば、コストを抑えながら振動を抑制することができる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機の断面図である。 図２は、図１に示されるロータの断面図である。 図３は、図２に示されるロータの第１の部分と第２の部分を説明するための図である。 図４は、ロータの側面図である。 図５は、図２に示されるロータのＢ−Ｂ矢視断面図である。 図６は、従来の圧縮機に用いられるモータの断面図である。 図７は、図１に示されるモータのＡ−Ａ矢視断面図である。 図８は、図２のロータに設けられた磁石の磁力を変えた第１の構成例を示す図である。 図９は、図２のロータに設けられた磁石の磁力を変えた第２の構成例を示す図である。 図１０は、図２のロータに設けられた磁石の周方向幅を変えた例を示す図である。 図１１は、図２のロータに設けられた磁石の径方向幅を変えた例を示す図である。 図１２は、図２のロータに設けられた磁石の軸方向長さを変えた例を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機に用いられる第１の分割ロータの断面図である。 図１４は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機に用いられる第２の分割ロータの断面図である。 図１５は、図１３の第１の分割ロータと図１４の第２の分割ロータの側面図である。 図１６は、２つのバランスウェイトを備えた従来のロータの側面図である。 図１７は、回転軸の軸方向に３つに分割された複数の分割ロータの側面図である。 図１８は、図１７の軸方向中央に位置する分割ロータの断面図である。 図１９は、図１３の分割ロータに設けられた磁石の磁力を変えた構成例を示す図である。 図２０は、図１４の分割ロータに設けられた磁石の磁力を変えた構成例を示す図である。 図２１は、図１９および図２０に示される分割ロータの断面図である。 図２２は、図１５の各分割ロータに設けられた磁石の軸方向長さを変えた例を示す図である。 図２３は、図１３の分割ロータに設けられた磁石の周方向幅を変えた例を示す図である。 図２４は、図１４の分割ロータに設けられた磁石の周方向幅を変えた例を示す図である。 図２５は、図１３の分割ロータに設けられた磁石の径方向幅を変えた例を示す図である。 図２６は、図１４の分割ロータに設けられた磁石の径方向幅を変えた例を示す図である。 図２７は、図２５および図２６に示される分割ロータの断面図である。 図２８は、図１３の分割ロータの磁石挿入孔の位置を変更した例を示す図である。 図２９は、図１４の分割ロータの磁石挿入孔の位置を変更した例を示す図である。 図３０は、図２８および図２９に示される分割ロータの断面図である。 図３１は、本発明の実施の形態１、２に係る圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置の一構成例を示す図である。

以下に、本発明に係る圧縮機、冷凍サイクル装置、および空気調和機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機の断面図である。図２は、図１に示されるロータの断面図である。図３は、図２に示されるロータの第１の部分と第２の部分を説明するための図である。図４は、ロータの側面図である。図５は、図２に示されるロータのＢ−Ｂ矢視断面図である。図６は、従来の圧縮機に用いられるモータの断面図である。図７は、図１に示されるモータのＡ−Ａ矢視断面図である。

図１に示される圧縮機１１のフレーム１６にはモータ２２と圧縮部４０とが設けられている。モータ２２は、ステータ２４とロータ１と回転軸２とから成り、例えばブラシレスＤＣモータである。ステータ２４は、巻線１８と絶縁部１７とステータコア２３とから成り、ステータコア２３の中心付近には回転軸２が配置される。本実施の形態では、密閉型の圧縮機１１の電動要素としてモータ２２が用いられているが、モータ２２は圧縮機１１以外のあらゆる装置の電動要素としても適用可能である。

圧縮部４０は、シリンダ４２と、モータ２２により回転する回転軸２が挿入されるピストン４３と、回転軸２が挿入されてシリンダ４２の軸方向端面を閉塞する上下一対のフレーム（上部フレーム４６および下部フレーム４５）と、上部フレーム４６に装着された上部吐出マフラ４１と、下部フレーム４５に装着された下部吐出マフラ４４とを有して構成されている。

フレーム１６は、所定厚の鋼板を絞り加工により円筒形状に形成され、フレーム１６の底部には圧縮部４０の各摺動部を潤滑する冷凍機油（図示せず）が貯留されている。ロータ１は、ステータコア２３の内径側のギャップＧ１、Ｇ２（図７参照）を介して配置されている。回転軸２は、圧縮機１１の下部に設けた上部フレーム４６および下部フレーム４５により、回転自在な状態で保持されている。ステータコア２３は、例えば焼き嵌めによりフレーム１６の内周部に保持される。ステータコア２３に巻回された巻線１８には、フレーム１６に固定されるガラス端子１４からの電力が供給される。

図７には、フレーム１６の内部に配置されるステータコア２３と、ステータコア２３の内径部に配置されるロータ１と、回転軸２とが示され、ロータ１には一例として４つの磁石群（磁石３、磁石４、磁石５、および磁石６）が挿入されている。４つの磁石３〜６は、それぞれＮ極とＳ極とが交互になるように着磁された平板形状の永久磁石である。ロータ１の中央側付近にはシャフト孔（図示せず）が形成され、シャフト孔には回転軸２が焼き嵌めや圧入等により連結されている。

ロータ１の外周面とステータコア２３の内周面との間にはギャップ（Ｇ１、Ｇ２）が形成され、指令回転数に同期した周波数の電流をステータコア２３の巻線１８（図１参照）に通電することにより回転磁界が発生し、ロータ１が回転する。ステータコア２３は、所定厚の電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、打ち抜かれた電磁鋼板を複数枚かしめながら積層したものである。

なお、図示例では、ステータコア２３に９つのティース２５が設けられ、ロータ１に４つの磁石３〜６が設けられているが、ティース数や磁石数は図示例に限定されるものではない。また本実施の形態では一例としてIPM（Interior Permanent Magnet）型のモータ２２が用いられているが、IPM型以外のものでもよい。

以下、本実施の形態に係る圧縮機１１の特徴部分であるロータ１の構成を具体的に説明する。

図２〜図５に示されるように、ロータ１の径方向中心（ロータ中心１ａ）に対して、回転軸２の軸心２ａがずれている。また、ロータ１が、ロータ中心１ａに対して軸心２ａからロータ中心１ａへ向かう方向側（図２の例では左方向側）に位置する第１の部分Ｃと、ロータ中心１ａに対してロータ中心１ａから軸心２ａへ向かう方向側（図２の例では右方向側）に位置する第２の部分Ｄとに区分されるとき、第１の部分Ｃの磁力は、第２の部分Ｄの磁力よりも強くなるように構成されている。

ロータ１の第１の部分Ｃと第２の部分Ｄを具体的に説明すると、図３においてロータ中心１ａと軸心２ａとを通る線８に直交し、かつ、ロータ中心１ａを含む面を境界面７とする。このとき、境界面７よりも軸心２ａ側とは反対側が第１の部分Ｃであり、境界面７よりも軸心２ａ側が第２の部分Ｄである。

ロータ中心１ａに対して、回転軸２の軸心２ａがずれている。そのため、図７に示されるように、第１の部分Ｃ側のギャップＧ１は、第２の部分Ｄ側のギャップＧ２よりも狭くなる。このとき、ギャップＧ１側の磁気吸引力は、ギャップＧ２側の磁気吸引力より大きくなるため、ロータ１には不均一な磁気吸引力が発生する。この不均一な磁気吸引力により、後述するバランスウェイト３０、３１を設けたロータ１（図１６参照）と同様の効果を得ることができる。例えば図１に示される圧縮部４０の偏心部（図示せず）の回転に伴い発生する振動を抑制することができると共に、低騒音化を図ることができる。

さらにロータ１の第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力より大きいことにより、さらに第１の部分Ｃとステータコア２３との間に発生する磁気吸引力がさらに大きくなり、ロータ１がギャップＧ１側へ引き付けられる磁気吸引力はさらに強くなり、さらなる低騒音化が期待できる。

一方、図６に示される従来の一般的なモータ２２−１では、ロータ中心１ａの位置と軸心２ａの位置が一致しているため、ギャップＧ１、Ｇ２の寸法が一定となり、ロータ１の回転時にステータコア２３との間で発生する磁気吸引力が均一になる。従って、後述するバランスウェイト３０、３１をロータ１に設けるなどの措置を講じなければならない。

次に第１の部分Ｃの磁力を第２の部分Ｄの磁力よりも強くする構成例を説明する。

図８は、図２のロータに設けられた磁石の磁力(残留磁束密度Ｂｒ)を変えた第１の構成例を示す図である。図示例のロータ１では、磁石３の磁力（Ｂｒ）が他の３つの磁石４〜６の磁力（Ｂｒ）よりも高く、このことにより、ロータ１の第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力より高くなり、ロータ１に不均一な磁気吸引力を発生させることができる。

図９は、図２のロータに設けられた磁石の磁力を変えた第２の構成例を示す図である。図示例のロータ１では第１の部分Ｃに２つの磁石３、６が設けられ、第２の部分Ｄに２つの磁石４、５が設けられている。そして、磁石３、６の少なくとも一方の磁石の磁力（Ｂｒ）は、磁石４、５のそれぞれの磁力（Ｂｒ）よりも高い。この構成よりロータ１に不均一な磁気吸引力を発生させることができる。

なお、ロータ１の高磁力化は、磁石の磁力(Ｂｒ)を高める方法に限定されるものではなく、磁石の体積を大きくすることによっても実現可能である。以下に具体例を説明する。

図１０は、図２のロータに設けられた磁石の周方向幅を変えた例を示す図である。図示例のロータ１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の周方向幅Ｗ１が他の３つの磁石４〜６の周方向幅Ｗ２よりも広くなるように形成されている。なお、図１０では説明の便宜上、磁石４および磁石６の周方向幅の表示が省略されているが、これらの周方向幅は磁石３の周方向幅よりも狭いものとする。この構成例では、４つの磁石３〜６の軸方向長さと径方向幅を同一と仮定したとき、磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなることによって、第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。

図１１は、図２のロータに設けられた磁石の径方向幅を変えた例を示す図である。図示例のロータ１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の径方向幅Ｔ１が他の３つの磁石４〜６の径方向幅Ｔ２よりも広くなるように形成されている。なお、図１１では説明の便宜上、磁石４および磁石６の径方向幅の表示が省略されているが、これらの径方向幅は磁石３の径方向幅よりも狭いものとする。この構成例では、４つの磁石３〜６の軸方向長さと周方向幅を同一と仮定したとき、磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなることによって、第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。さらに磁石３の径方向幅Ｔ１、すなわち磁石幅が大きくなることにより反磁界に強くなり、減磁耐力の改善も期待できる。

図１２は、図２のロータに設けられた磁石の軸方向長さを変えた例を示す図である。図示例のロータ１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の軸方向長さＬ１が他の３つの磁石４〜６の軸方向長さＬ２よりも長くなるように形成されている。なお、図１２では説明の便宜上、磁石４および磁石６の表示が省略されているが、これらの軸方向長さは磁石３の軸方向長さＬ１よりも短いものとする。この構成例では、４つの磁石３〜６の径方向幅と周方向幅を同一と仮定したとき、磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなることによって、第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。

なお、図１０〜図１２に示される高磁力化の例は、組み合わせることも可能である。組み合わせることにより、１つの高磁力化の例に比べて高い効果を得ることができる。

以上に説明したように本実施の形態に係る圧縮機１１は、冷媒を圧縮する圧縮部４０にロータ１の回転を伝達する回転軸２の軸心２ａが、ロータ１の径方向中心（ロータ中心１ａ）からオフセットしており、ロータ１は、ロータ中心１ａに対して、軸心２ａからロータ中心１ａへ向かう方向側に位置する第１の部分Ｃと、ロータ中心１ａから軸心２ａへ向かう方向側に位置する第２の部分Ｄとに区分されるとき、第１の部分Ｃの磁力が、第２の部分Ｄの磁力よりも強くなるように構成されている。この構成により、ロータ１の回転時にロータ１には不均一な磁気吸引力が発生し、圧縮部４０の偏心部の回転に伴い発生する振動を抑制することができると共に、低騒音化を図ることができる。また、振動抑制部材であるバランスウェイト３０、３１の使用量を削減し、またはバランスウェイト３０、３１を省くことができるため、コストを抑えながら低振動化と低騒音化を図ることができる。

実施の形態２．
図１３は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機に用いられる第１の分割ロータの断面図である。図１４は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機に用いられる第２の分割ロータの断面図である。図１５は、図１３の第１の分割ロータと図１４の第２の分割ロータの側面図である。実施の形態１との相違点は、ロータが回転軸２の軸方向に分割された２つのロータにより構成され、各ロータは、第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力よりも強く、二つのロータのうち一方のロータ（１−１）の第１の部分Ｃと他方のロータ（１−２）の第１の部分Ｃは、回転軸２の軸心２ａに対して対称な位置に配置されている点である。以下、実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

第１の分割ロータ１−１は回転軸２の軸方向の一方側に位置し、第２の分割ロータ１−２は回転軸２の軸方向の他方側に位置する。軸心２ａはロータ中心１ａからオフセットしており、第１の分割ロータ１−１は、第１の部分Ｃの磁力が、第２の部分Ｄの磁力よりも強くなるように構成されている（図１３参照）。図１３の例では、境界面７よりも左側が第１の部分Ｃ、境界面７よりも右側が第２の部分Ｄである。第２の分割ロータ１−２は、第１の部分Ｃの磁力が、第２の部分Ｄの磁力よりも強くなるように構成されている（図１４参照）。図１４の例では、境界面７よりも右側が第１の部分Ｃ、境界面７よりも左側が第２の部分Ｄである。そして、第１の分割ロータ１−１の第１の部分Ｃと第２の分割ロータ１−２の第１の部分Ｃは、回転軸２の軸心２ａに対して対称な位置に配置されている（図１５参照）。

図１５のように第１の分割ロータ１−１および第２の分割ロータ１−２を配置することにより、第１の分割ロータ１−１のロータ中心１ａは軸心２ａから左側にオフセットされ、第２の分割ロータ１−２のロータ中心１ａは軸心２ａから右側にオフセットされる。そして、そして各ロータの磁力は、オフセットする側の部分、すなわち第１の部分Ｃが大きくなっている。このように構成することで、第１の分割ロータ１−１では左方向の磁気吸引力が右方向の磁気吸引力より大きくなり、第２の分割ロータ１−２では右方向の磁気吸引力が左方向の磁気吸引力より大きくなり、実施の形態１と同様の効果が期待できる。

図１６は、２つのバランスウェイトを備えた従来のロータの側面図である。図１６に示されるロータ１は、図６に示されるロータ１と同様のものであり、前述したようにロータ中心１ａの位置と軸心２ａの位置が一致している。そのため、ギャップＧ１、Ｇ２の寸法が一定となり、ロータ１の回転時にステータコア２３との間で発生する磁気吸引力が均一になる。従って、圧縮部４０の偏心部が回転することによる回転軸２のたわみを抑制するためには、ロータ１の一端にバランスウェイト３０を設け、かつ、ロータ１の他端にバランスウェイト３１を設けるなどの措置を講じなければならない。２つのバランスウェイトは、それぞれの重心がアンバランスな形状をしており、回転軸２のたわみを打ち消す向きに取り付けられる。図１６の例では、上側のバランスウェイト３０の遠心力は左方向に働き、下側のバランスウェイト３１の遠心力は右方向に働く。このことにより、偏心部の回転に起因した回転軸２のたわみが相殺され、振動や騒音を抑制することができる。しかしながらこれらのバランスウェイト３０、３１は、比重が大きく、かつ、ロータ１から発生する磁束を通さない（透磁率の低い）材料であることが望ましく、一般的には真鍮が用いられている。ただし、真鍮は高価であり、低コスト化には真鍮を使わない方法が望ましい。

これに対して図１５に示される第１の分割ロータ１−１では相対的に左方向の磁気吸引力が大きく、かつ、第２の分割ロータ１−２では相対的に右方向の磁気吸引力が大きくなる。そのため、バランスウェイト３０、３１を備えた場合と同様の効果を得ることができるだけでなく、高価な材料を用いる必要がなくなり低コスト化を図ることができる。

図１７は、回転軸の軸方向に３つに分割された複数の分割ロータの側面図である。図１８は、図１７の軸方向中央に位置する分割ロータの断面図である。図１８に示されるように第３の分割ロータ１−３は、ロータ中心１ａが軸心２ａと一致するように形成されている。この第３の分割ロータ１−３は、図１７に示されるように第１の分割ロータ１−１と第２の分割ロータ１−２との間に配置されている。このように本実施の形態の圧縮機１１で用いられる分割ロータは、２つに限定されるものではなく、図１７のように３つの分割コアを用いてもよいし、４つ以上の分割コアを用いて構成してもよい。

次に各分割ロータの第１の部分Ｃの磁力を第２の部分Ｄの磁力よりも強くする構成例を説明する。

図１９は、図１３の分割ロータに設けられた磁石の磁力を変えた構成例を示す図である。図２０は、図１４の分割ロータに設けられた磁石の磁力を変えた構成例を示す図である。図２１は、図１９および図２０に示される分割ロータの断面図である。

図１９の第１の分割ロータ１−１では、磁石３の磁力（Ｂｒ）が他の３つの磁石４〜６の磁力（Ｂｒ）よりも高く、このことにより、第１の分割ロータ１−１の第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力より高くなり、第１の分割ロータ１−１に不均一な磁気吸引力を発生させることができる。図２０の第２の分割ロータ１−２では、磁石５の磁力（Ｂｒ）が他の３つの磁石３、４、６の磁力（Ｂｒ）よりも高く、このことにより、第２の分割ロータ１−２の第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力より高くなり、第２の分割ロータ１−２に不均一な磁気吸引力を発生させることができる。従って、これらの第１の分割ロータ１−１と第２の分割ロータ１−２を図２１のように配置することにより、バランスウェイト３０、３１を備えた場合と同様の効果が期待できる。

なお、各分割ロータの高磁力化は、磁石の磁力(Ｂｒ)を高める方法に限定されるものではなく、磁石の体積を大きくすることによっても実現可能である。以下に具体例を説明する。

図２２は、図１５の各分割ロータに設けられた磁石の軸方向長さを変えた例を示す図である。第１の分割ロータ１−１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の軸方向長さＬ１が他の３つの磁石４〜６の軸方向長さＬ２よりも長くなるように形成されている。また、第２の分割ロータ１−２では、第１の部分Ｃに設けられた磁石５の軸方向長さＬ２が他の３つの磁石３、４、６の軸方向長さＬ１よりも長くなるように形成されている。

図２２では説明の便宜上、磁石４および磁石６の表示が省略されているが、第１の分割ロータ１−１に設けられる磁石４および磁石６の軸方向長さは磁石３の軸方向長さＬ１よりも短いものとする。同様に第２の分割ロータ１−２に設けられる磁石４および磁石６の軸方向長さは磁石５の軸方向長さＬ２よりも短いものとする。

この構成例では、４つの磁石３〜６の径方向幅と周方向幅を同一と仮定したとき、第１の分割ロータ１−１に設けられる磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなり、また、第２の分割ロータ１−２に設けられる磁石５の体積が他の３つの磁石３、４、６のそれぞれの体積よりも大きくなる。このことにより、各分割ロータの第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。

図２３は、図１３の分割ロータに設けられた磁石の周方向幅を変えた例を示す図である。図２４は、図１４の分割ロータに設けられた磁石の周方向幅を変えた例を示す図である。図２３の第１の分割ロータ１−１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の周方向幅Ｗ１が他の３つの磁石４〜６の周方向幅Ｗ２よりも広くなるように形成されている。また図２４の第２の分割ロータ１−２では、第１の部分Ｃに設けられた磁石５の周方向幅Ｗ２が他の３つの磁石３、４、６の周方向幅Ｗ１よりも広くなるように形成されている。

この構成例では、４つの磁石３〜６の軸方向長さと径方向幅を同一と仮定したとき、第１の分割ロータ１−１の磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなり、第２の分割ロータ１−２の磁石５の体積が他の３つの磁石３、４、６のそれぞれの体積よりも大きくなる。このことにより、各分割ロータの第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。

図２５は、図１３の分割ロータに設けられた磁石の径方向幅を変えた例を示す図である。図２６は、図１４の分割ロータに設けられた磁石の径方向幅を変えた例を示す図である。図２７は、図２５および図２６に示される分割ロータの断面図である。図２５の第１の分割ロータ１−１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の径方向幅Ｔ１が他の３つの磁石４〜６の径方向幅Ｔ２よりも広くなるように形成されている。また図２６の第２の分割ロータ１−２では、第１の部分Ｃに設けられた磁石５の径方向幅Ｔ２が他の３つの磁石３、４、６の径方向幅Ｔ１よりも広くなるように形成されている。

この構成例では、４つの磁石３〜６の軸方向長さと周方向幅を同一と仮定したとき、第１の分割ロータ１−１の磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなり、第２の分割ロータ１−２の磁石５の体積が他の３つの磁石３、４、６のそれぞれの体積よりも大きくなる。このことにより、第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。さらに第１の分割ロータ１−１の磁石３の径方向幅Ｔ１と第２の分割ロータ１−２の磁石５の径方向幅Ｔ２が大きくなることにより反磁界に強くなり、減磁耐力の改善も期待できる。

図２８は、図１３の分割ロータの磁石挿入孔の位置を変更した例を示す図である。図２９は、図１４の分割ロータの磁石挿入孔の位置を変更した例を示す図である。図３０は、図２８および図２９に示される分割ロータの断面図である。第１の分割ロータ１−１および第２の分割ロータ１−２では、４つの磁石３〜６のそれぞれから軸心２ａまでの長さが、各々等しくなるように、ロータコア１ｂの磁石挿入孔が形成されている。

この構成例では、図３０に示すように各分割ロータでは４つの磁石３〜６を共用することができる。すなわち、第１の分割ロータ１−１の磁石３と第２の分割ロータ１−２の磁石３を一体形成したものを用いることができ、他の３つの磁石４〜６も同様である。一体形成された４つの磁石３〜６を用いることにより磁石の製造数を減らすことができる。ここで、一体形成される磁石３は、その軸方向長さが、第１の分割ロータ１−１の一端から第２の分割ロータ１−２の他端までの長さよりも短くなるように製作される。同様に一体形成される磁石５が製作される。そして、磁石３と磁石５を図３０のように各分割コアへ挿入した後、磁石３を第１の分割ロータ１−１の軸方向端部側へずらし、磁石５を第２の分割ロータ１−２の軸方向端部側へずらす。このことによって図２２に示した構成と同様の構造を模擬でき、結果として低騒音化を図ることができる。

なお、図１９〜図２７に示される高磁力化の例は、組み合わせることも可能であり、これらの例を組み合わせることにより、１つの高磁力化の例に比べて高い効果を得ることができる。

以上に説明したように本実施の形態に係る圧縮機１１は、ロータが回転軸２の軸方向に分割された２つのロータに区分され、各ロータは、第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力よりも強く、第１の分割ロータ１−１の第１の部分Ｃと第２の分割ロータ１−２の第１の部分Ｃは、回転軸２の軸心２ａに対して対称な位置に配置されている。この構成により、各分割ロータに異なる方向の磁気アンバランスが発生し、この磁気アンバランスが偏心部の回転により振れ回る力(モーメント)を打ち消す方向に作用し、偏心部の回転に伴い発生する振動を抑制することができると共に、低騒音化を図ることができる。

図３１は、本発明の実施の形態１、２に係る圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置５０の一構成例を示す図である。冷凍サイクル装置５０は、圧縮機１１、凝縮器５３、減圧装置５４、蒸発器５５、温度センサ５２、バイパス回路５６、および制御回路５１を備えている。減圧装置５８と開閉弁５７とが直列に接続されて構成されるバイパス回路５６は、凝縮器５３の液冷媒吐出口と圧縮機１１のガス吸入口との間に介在する。温度センサ５２は、圧縮機１１のガス吐出口付近に設けられ、ガス吐出口に流れる冷媒の温度を検出する。また、制御回路５１は、温度センサ５２の検出結果に基づいて、開閉弁５７を制御する。なお、冷凍サイクル装置５０は、例えば、空気調和機に好適である。

以下、動作を説明する。冷凍サイクル装置５０の通常の運転時では、圧縮機１１、凝縮器５３、減圧装置５４、蒸発器５５の順に冷媒が循環し、再び圧縮機１１に戻る冷凍サイクルを行う。圧縮機１１において圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器５３において空気と熱交換して凝縮して液冷媒となる。液冷媒は、減圧装置５４において膨張して低温低圧の冷媒ガスとなり、蒸発器５５において空気と熱交換して蒸発して再び圧縮機１１において圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなる。

アキュームレータ１２（図１参照）では、蒸発器５５で蒸発し切れなかった冷媒液が分離され、吸入パイプ１３を経て圧縮部４０に吸入された低温低圧の冷媒ガスは、圧縮部４０により圧縮される。こうして高温高圧となった冷媒ガスは、ロータ１に形成された複数の貫通孔（図示せず）やギャップＧ１、Ｇ２（図７参照）を通過して、吐出パイプ１５から吐出される。

このように本発明の実施の形態１、２に係る圧縮機１１を用いることによって、コストを抑えながら低振動化と低騒音化を図ることが可能な冷凍サイクル装置５０を提供することができる。

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。

以上のように、本発明は、圧縮機、冷凍サイクル装置、および空気調和機に適用可能であり、特に、コストを抑えながら振動を抑制可能な発明として有用である。

１ ロータ、１−１ 第１の分割ロータ（一方のロータ）、１−２ 第２の分割ロータ（他方のロータ）、１−３ 第３の分割ロータ、１ａ ロータ中心（径方向中心）、１ｂ ロータコア、２ 回転軸、２ａ 軸心、３，４，５，６ 磁石、７ 境界面、８ 線、１１ 圧縮機、１２ アキュームレータ、１３ 吸入パイプ、１４ ガラス端子、１５ 吐出パイプ、１６ フレーム、１７ 絶縁部、１８ 巻線、２２，２２−１ モータ、２３ ステータコア、２４ ステータ、２５ ティース、３０，３１ バランスウェイト、４０ 圧縮部、４１ 上部吐出マフラ、４２ シリンダ、４３ ピストン、４４ 下部吐出マフラ、４５ 下部フレーム、４６ 上部フレーム、５０ 冷凍サイクル装置、５１ 制御回路、５２ 温度センサ、５３ 凝縮器、５４，５８ 減圧装置、５５ 蒸発器、５６ バイパス回路、５７ 開閉弁。

Claims (8)

1. 冷媒を圧縮する圧縮部にロータの回転を伝達する回転軸の軸心は、前記ロータの径方向中心からオフセットしており、
   前記ロータは、前記軸心から前記ロータの径方向中心へ向かう方向側に位置する前記ロータの外周面と前記軸心との間の第１の距離と、前記ロータの径方向中心から前記軸心へ向かう方向側に位置する前記ロータの外周面と前記軸心との間の第２の距離とを有し、
   前記ロータには、磁石が挿入され、
   前記ロータの外周面とステータコアの内周面との間のギャップは、不均一であり、
   前記第１の距離は、前記第２の距離よりも長く、
   前記ロータは、前記回転軸の軸方向に分割された２つのロータに区分され、
   各前記ロータは、前記軸心から前記ロータの径方向中心へ向かう方向側に位置する第１の部分の磁力が前記ロータの径方向中心から前記軸心へ向かう方向側に位置する第２の部分の磁力よりも強く、
   一方のロータの前記第１の部分と他方のロータの前記第１の部分は、前記回転軸の軸心に対して対称な位置に配置されている圧縮機。
2. ロータの中央側付近に形成されたシャフト孔に連結され、冷媒を圧縮する圧縮部に前記ロータの回転を伝達する回転軸の軸心は、前記ロータの径方向中心からオフセットしており、且つ、前記シャフト孔の中心にあり、
   前記ロータは、前記軸心から前記ロータの径方向中心へ向かう方向側に位置する前記ロータの外周面と前記軸心との間の第１の距離と、前記ロータの径方向中心から前記軸心へ向かう方向側に位置する前記ロータの外周面と前記軸心との間の第２の距離とを有し、
   前記ロータには、複数の磁石が挿入され、
   前記ロータの外周面とステータコアの内周面との間のギャップは、不均一であり、
   前記第１の距離は、前記第２の距離よりも長く、
   複数の前記磁石は、前記径方向中心に対して対称に配置されている圧縮機。
3. 前記ロータは、前記回転軸の軸方向に分割された２つのロータに区分され、
   各前記ロータは、前記軸心から前記ロータの径方向中心へ向かう方向側に位置する第１の部分の磁力が前記ロータの径方向中心から前記軸心へ向かう方向側に位置する第２の部分の磁力よりも強く、
   一方のロータの前記第１の部分と他方のロータの前記第１の部分は、前記回転軸の軸心に対して対称な位置に配置されている請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記一方のロータと前記他方のロータとの間には、前記ロータの径方向中心と前記回転軸の軸心とが一致するように形成されたロータが設けられている請求項１又は３に記載の圧縮機。
5. 前記第１の部分に配置される磁石の磁力は、前記第２の部分に配置される磁石の磁力よりも強い請求項１、３又は４に記載の圧縮機。
6. 前記第１の部分に配置される磁石の形状は、前記第１の部分の磁力が前記第２の部分の磁力よりも強くなるように、前記第２の部分に配置される磁石の形状と異なる請求項１、３又は４に記載の圧縮機。
7. 請求項１から６の何れか１項に記載の圧縮機を備えた冷凍サイクル装置。
8. 請求項７に記載の冷凍サイクル装置を備えた空気調和機。

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