JP7386971B2 - 冷凍サイクル装置及び空気調和装置 - Google Patents

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Description

本開示は、冷凍サイクル装置及び空気調和装置に関する。
冷媒と、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機によって圧縮された冷媒が流れる冷媒流路とを有する冷凍サイクル装置が普及している。圧縮機は、電動機と、電動機によって駆動される圧縮機構部とを有する。例えば、特許文献１を参照。特許文献１の圧縮機の電動機は、固定子と、永久磁石を有する回転子とを有する。
国際公開第２０１８／００８１５０号（例えば、段落００１３及び図２を参照）
特許文献１では、永久磁石の破片などの異物が圧縮機から吐出されたときに、異物が冷冷媒流路に詰まる場合があった。この場合、冷媒流路に冷媒が流れ難くなり、冷媒の温度及び圧力が過度に上昇する。冷媒がエチレン系フッ化炭化水素である場合、高温及び高圧下では、不均化反応を起こし易い。不均化反応が生じた場合、冷凍サイクル装置が故障するおそれがある。
本開示は、冷媒流路への異物の詰まりを防止することを目的とする。
本開示の一態様に係る冷凍サイクル装置は、エチレン系フッ化炭化水素を有する冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒が流れる冷媒流路とを有する。前記圧縮機は、電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構部とを有する。前記電動機は、積層された複数の第１の鋼板によって構成される回転子鉄心と、積層された複数の第２の鋼板によって構成される固定子鉄心とを有する。前記電動機の軸方向に見たときの前記固定子鉄心の面積は、前記軸方向に見たときの回転子鉄心の面積より大きい。前記冷媒流路の幅は、前記複数の第１の鋼板のうちの隣接する第１の鋼板の間の第１の隙間の間隔より広い。前記複数の第２の鋼板のうちの隣接する第２の鋼板の間の第２の隙間の間隔は、前記第１の隙間の間隔以下である。
本開示によれば、冷媒流路への異物の詰まりを防止することができる。
実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転時における冷媒回路の構成を示す図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の暖房運転時における冷媒回路の構成を示す図である。 実施の形態１に係る圧縮機の構成を示す断面図である。 図３に示される圧縮機構部の構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る電動機の構成を示す断面図である。 図５に示される回転子の構成を示す拡大断面図である。 図６に示される回転子の回転子鉄心の構成を示す断面図である。 図５に示される固定子の固定子鉄心の構成を示す拡大平面図である。 帯状に展開された図８に示される固定子鉄心の構成を示す平面図である。 図８に示される固定子鉄心をＡ１０－Ａ１０線で切断した断面図である。 図５に示される分割鉄心及び絶縁部を示す斜視図である。 図１１に示される固定子をＡ１２－Ａ１２線で切断した断面図である。 （Ａ）は、図１又は２に示される膨張弁の構成を概略的に示す図である。（Ｂ）は、図１又は２に示される膨張弁の構成を概略的に示す部分断面図である。 （Ａ）は、図１３（Ｂ）に示される膨張弁の絞り部が全閉状態にあるときの、弁体の先端部周辺の構成を示す拡大断面図である。（Ｂ）は、図１３（Ｂ）に示される膨張弁の絞り部が全開状態にあるときの、弁体の先端部周辺の構成を示す拡大断面図である。 図１又は２に示される室内熱交換器の構成を示す斜視図である。 図１５に示される室内熱交換器をＡ１６－Ａ１６線で切断した断面図である。 実施の形態１に係る電動機を駆動する電動機駆動装置の構成を示す図である。 変形例に係る電動機の回転子の回転子鉄心の構成を示す断面図である。
以下に、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置及び空気調和装置を、図面を参照しながら説明する。
また、本明細書では、「冷媒」の種類を国際標準ＩＳＯ８１７で定められた“Ｒ”で始まる冷媒番号を用いて説明する。
《実施の形態１》
〈空気調和装置〉
実施の形態１では、冷凍サイクル装置が空気調和装置１００に適用された場合を例にして説明する。なお、冷凍サイクル装置は、冷蔵庫又はヒートポンプサイクル装置などの他の装置に適用されてもよい。
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷房運転時における冷媒回路の構成を示す図である。図２は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房運転時における冷媒回路の構成を示す図である。図１及び２に示されるように、空気調和装置１００は、冷媒１２０と、冷媒１２０を圧縮する圧縮機１０１と、圧縮機１０１によって圧縮された冷媒１２０が流れる冷媒流路１１０とを有している。
冷媒流路１１０は、アキュムレータ１０２と、流路切替弁としての四方弁１０３と、室外熱交換器１０４と、減圧装置としての膨張弁１０５と、室内熱交換器１０６と、配管１０７とを有している。圧縮機１０１、アキュムレータ１０２、室外熱交換器１０４、膨張弁１０５及び室内熱交換器１０６は、配管（例えば、銅管）１０７によって互いに接続されている。圧縮機１０１、室外熱交換器１０４、膨張弁１０５及び室内熱交換器１０６によって、冷媒回路が構成されている。
空気調和装置１００は、制御部１０８を更に有している。制御部１０８は、例えば、圧縮機１０１の内部の圧力又は温度などを制御する。制御部１０８は、例えば、マイクロコンピュータである。なお、制御部１０８は、冷媒回路を構成する他の要素（例えば、四方弁１０３など）を制御してもよい。
次に、冷房運転時における空気調和装置１００の動作について、説明する。図１に示されるように、圧縮機１０１は、アキュムレータ１０２から吸入した冷媒１２０を圧縮して高温高圧の冷媒ガスとして送り出す。四方弁１０３は、圧縮機１０１から送り出された高温高圧の冷媒ガスを室外熱交換器１０４に流す。室外熱交換器１０４は、高温高圧の冷媒ガスと媒体（例えば、空気）との熱交換を行うことで、冷媒ガスを凝縮して低温高圧の液冷媒として送り出す。つまり、冷房運転時には、室外熱交換器１０４は、凝縮器として機能する。
膨張弁１０５は、室外熱交換器１０４から送り出された液冷媒を膨張させて、低温低圧の液冷媒として送り出す。具体的には、室外熱交換器１０４から送り出された低温高圧の液冷媒は、膨張弁１０５によって減圧されることによって、低温低圧の冷媒ガスと、低温低圧の液冷媒との二相状態になる。室内熱交換器１０６は、膨張弁１０５から送り出された二相状態の冷媒と媒体（例えば、空気）との熱交換を行い、液冷媒を蒸発させて、冷媒ガスを送り出す。つまり、冷房運転時には、室内熱交換器１０６は、蒸発器として機能する。室内熱交換器１０６から送り出された冷媒ガスは、アキュムレータ１０２を介して、圧縮機１０１に戻る。このように、冷房運転時には、冷媒１２０は、図１の矢印で示される経路に沿って、冷媒回路を循環する。つまり、冷房運転時には、冷媒１２０は、圧縮機１０１、室外熱交換器１０４、膨張弁１０５及び室内熱交換器１０６の順に循環する。
次に、暖房運転時における空気調和装置１００の動作について説明する。冷房運転と暖房運転の切り替えは、四方弁１０３による流路の切り替えによって行われる。図２に示されるように、暖房運転時には、四方弁１０３は、圧縮機１０１から送り出された高温高圧の冷媒ガスを室内熱交換器１０６に流す。室内熱交換器１０６は、高温高圧の冷媒ガスと空気との熱交換を行うことで、冷媒ガスを凝縮して液冷媒として送り出す。つまり、暖房運転時には、室内熱交換器１０６は、凝縮器として機能する。
室内熱交換器１０６から送り出された液冷媒は、膨張弁１０５において低温低圧の液冷媒と低温低圧の冷媒ガスとの二相状態の冷媒となった後に、室外熱交換器１０４に流れる。室外熱交換器１０４は、低温低圧の液冷媒と媒体（例えば、空気）との熱交換を行い、液冷媒を蒸発させて、冷媒ガスとして送り出す。つまり、暖房運転時には、室外熱交換器１０４は、蒸発器として機能する。室外熱交換器１０４から送り出された冷媒ガスは、アキュムレータ１０２を介して、圧縮機１０１に戻る。このように、暖房運転時には、冷媒１２０は、図２の矢印で示される経路に沿って、冷媒回路を循環する。つまり、暖房運転時に、冷媒１２０は、圧縮機１０１、室内熱交換器１０６、膨張弁１０５及び室外熱交換器１０４の順に循環する。
〈冷媒〉
次に、冷媒１２０について説明する。冷媒１２０は、炭素の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素である。実施の形態１では、冷媒１２０は、Ｒ１１２３（つまり、１，１，２－トリフルオロエチレン）である。なお、冷媒１２０は、Ｒ１１２３に限らず、他のエチレン系フッ化炭化水素であってもよい。
また、冷媒１２０は、１種類以上のエチレン系フッ化炭化水素を有していればよく、エチレン系フッ化炭化水素と他の冷媒とを混合した混合冷媒であってもよい。例えば、冷媒１２０は、例えば、Ｒ１１２３とＲ３２（ジフルオロメタン）とが混合した混合冷媒であってもよい。この混合冷媒におけるＲ１１３２の割合は、例えば、４０ｗｔ％～６０ｗｔ％の範囲内に設定されることが好ましい。なお、Ｒ１１２３は、Ｒ３２に限らず、Ｒ１２３４ｙｆ（つまり、２，３，３，３－テトラフルオロプロペン）、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）（つまり、トランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン）、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｚ）（つまり、シス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン）、Ｒ１２５（１，１，１，２－ペンタフルオロエタン）及びＲ１３４ａ（つまり、１，１，１，２－テトラフルオロエタン）のいずれか１つ以上の冷媒と混合されてもよい。
また、冷媒１２０は、２種類以上のエチレン系フッ化炭化水素を有する冷媒であってもよい。Ｒ１１２３は、例えば、Ｒ１１４１（つまり、フルオロエチレン）、Ｒ１１３２ａ（つまり、１，１－ジフルオロエチレン）、Ｒ１１３２（Ｅ）（つまり、トランス－１，２－ジフルオロエチレン）、及びＲ１１３２（Ｚ）（つまり、シス－１，２－ジフルオロエチレン）のいずれか１つ以上のエチレン系フッ化炭化水素と混合されてもよい。
〈圧縮機の構成〉
次に、実施の形態１に係る圧縮機１０１について説明する。図３は、実施の形態１に係る圧縮機１０１の構成を示す断面図である。圧縮機１０１は、例えば、ロータリ圧縮機である。なお、圧縮機１０１は、ロータリ圧縮機に限らず、低圧圧縮機又はスクロール圧縮機などの他の圧縮機であってもよい。
図３に示されるように、圧縮機１０１は、電動機１と、回転軸としてのクランクシャフト２と、圧縮機構部３と、密閉容器４とを有している。電動機１は、圧縮機構部３を駆動する。圧縮機構部３は、アキュムレータ１０２から吸入した冷媒１２０を圧縮する。なお、電動機１及び圧縮機構部３の構成については、後述する。
クランクシャフト２は、電動機１と圧縮機構部３とを連結している。クランクシャフト２は、電動機１の回転子１０に固定されるシャフト本体部２ａと、圧縮機構部３のローリングピストン３２に固定される偏心軸部２ｂとを有している。
以下の説明では、クランクシャフト２を中心とする円の円周に沿った方向を「周方向」、クランクシャフト２の回転中心である軸線Ｃ１の方向を「軸方向」、軸方向に直交してクランクシャフト２を通る直線の方向を「径方向」と呼ぶ。また、図面には、図面相互の理解を容易にするために、ｘｙｚ直交座標系が示されている場合がある。ｚ軸は、クランクシャフト２の軸線Ｃ１に平行な座標軸である。ｙ軸は、ｚ軸に直交する座標軸である。ｘ軸は、ｙ軸及びｚ軸の両方に直交する座標軸である。
密閉容器４は円筒状であり、電動機１及び圧縮機構部３を収容している。密閉容器４の底部には、図示されない冷凍機油が貯留されている。冷凍機油は、圧縮機構部３の摺動部（例えば、ローリングピストン３２と偏心軸部２ｂとの嵌合部）を潤滑する潤滑油である。冷凍機油は、クランクシャフト２の内部に形成された給油通路を通って、圧縮機構部３の摺動部を潤滑する。
圧縮機１０１は、密閉容器４の上部に取り付けられた吐出管４１と端子４２とを更に有している。吐出管４１は、圧縮機構部３によって圧縮された冷媒１２０を密閉容器４の外部に吐出する。吐出管４１は、図１又は２に示される冷媒回路に接続されている。
端子４２は、圧縮機１０１の外部に備えられた駆動装置（例えば、後述する図１７に示される電動機駆動装置７０）に接続されている。また、端子４２は、リード線４４を介して、電動機１の固定子２０のコイル２２に駆動電流を供給する。これにより、コイル２２に磁束が発生し、電動機１の回転子１０が回転する。
図４は、圧縮機構部３の構成を示す断面図である。図３及び４に示されるように、圧縮機構部３は、シリンダ３１と、ローリングピストン３２と、ベーン３３と、上軸受部３４と、下軸受部３５とを有している。シリンダ３１は、吸入口３１ａと、シリンダ室３１ｂと、ベーン溝３１ｃとを有している。吸入口３１ａは、吸入管４３を介してアキュムレータ１０２に接続されている。吸入口３１ａは、アキュムレータ１０２から吸入される冷媒１２０が流れる通路であり、シリンダ室３１ｂに連通している。
シリンダ室３１ｂは、軸線Ｃ１を中心とする円筒状の空間である。シリンダ室３１ｂには、クランクシャフト２の偏心軸部２ｂ、ローリングピストン３２及びベーン３３が収納されている。ｚ軸方向に見たときのローリングピストン３２の形状は、リング状である。ローリングピストン３２は、クランクシャフト２の偏心軸部２ｂに固定されている。
ベーン溝３１ｃは、シリンダ室３１ｂと連通している。ベーン溝３１ｃには、ベーン３３が取り付けられている。ベーン溝３１ｃの端部には、背圧室３１ｄが形成されている。ベーン３３は、背圧室３１ｄに配置された図示しないスプリングによって、軸線Ｃ１に向けて押圧されることで、ローリングピストン３２の外周面に当接している。これにより、ベーン３３は、シリンダ室３１ｂの内周面、ローリングピストン３２の外周面、上軸受部３４、及び下軸受部３５で囲まれる空間３６を吸入側の作動室（以下、「吸入室」という）３６ａ及び圧縮側の作動室（以下、「圧縮室」という）３６ｂに分割している。吸入室３６ａは、吸入口３１ａと連通している。
ベーン３３は、ローリングピストン３２が偏心回転しているときに、ベーン溝３１ｃ内をｙ軸方向に往復運動する。ベーン３３は、例えば、板状である。なお、図４に示される例では、ローリングピストン３２及びベーン３３は別体であるが、ローリングピストン３２及びベーン３３は一体であってもよい。
上軸受部３４は、シリンダ室３１ｂの＋ｚ軸側の端部を閉鎖している。下軸受部３５は、シリンダ室３１ｂの－ｚ軸側の端部を閉鎖している。上軸受部３４及び下軸受部３５はそれぞれ、締結部材（例えば、ボルト）によってシリンダ３１に固定されている。
上軸受部３４及び下軸受部３５はそれぞれ、圧縮された冷媒をシリンダ室３１ｂの外部に吐出する吐出口を有している。上軸受部３４及び下軸受部３５のそれぞれの吐出口は、シリンダ室３１ｂの圧縮室３６ｂと連通している。吐出口には、図示しない吐出弁が備えられている。吐出弁は、圧縮室３６ｂで圧縮された冷媒の圧力が予め定められた圧力以上になった場合に開口し、高温高圧の冷媒を密閉容器４の内部空間に吐出する。なお、下軸受部３５は、吐出口を有していなくてもよい。
上軸受部３４には、締結部材（例えば、ボルト）によって上部吐出マフラ３７が取り付けられている。上軸受部３４と上部吐出マフラ３７との間には、マフラ室３７ａが設けられている。これにより、上軸受部３４の吐出口から吐出された冷媒がマフラ室３７ａに拡散するため、上軸受部３４の吐出口から吐出される冷媒の吐出音の発生が抑制される。
また、下軸受部３５には、締結部材（例えば、ボルト）によって下部吐出マフラ３８が取り付けられている。下軸受部３５と下部吐出マフラ３８との間には、マフラ室３８ａが設けられている。これにより、下軸受部３５の吐出口から吐出された冷媒がマフラ室３８ａに拡散するため、下軸受部３５から吐出される冷媒の吐出音の発生が抑制される。なお、上軸受部３４及び下軸受部３５のいずれか一方に吐出口が形成されている場合には、吐出口が形成されているフレームに吐出マフラが取り付けられていてもよい。
〈圧縮機の動作〉
次に、圧縮機１０１の動作について説明する。端子４２から電動機１に駆動電流が供給されることによって、電動機１の回転子１０が回転する。回転子１０の回転に伴い、クランクシャフト２が回転する。クランクシャフト２が回転するとき、ローリングピストン３２及び偏心軸部２ｂは、軸線Ｃ１に対して偏心した軸を中心に、図４の矢印Ａで示される方向に回転する。これにより、吸入口３１ａと連通した吸入室３６ａに低圧の冷媒１２０（図１又は２参照）が吸入される。
吸入室３６ａに吸入された冷媒１２０は、ローリングピストン３２の回転によって圧縮される。具体的には、ローリングピストン３２が偏心回転しているときに、ベーン３３がベーン溝３１ｃ内を往復運動することで、吸入室３６ａに吸入された冷媒１２０が圧縮室３６ｂに移動して圧縮される。圧縮室３６ｂで圧縮された冷媒１２０は高温高圧の冷媒ガスとなって、上部吐出マフラ３７又は下部吐出マフラ３８から吐出される。
圧縮機構部３で圧縮された冷媒１２０は、電動機１に形成された空隙（例えば、図５に示される空隙Ｇ、固定子鉄心２１に巻き付けられたコイル２２の隙間又は回転子鉄心１１に形成された貫通穴など）を通過した後に吐出管４１から密閉容器４の外部に吐出され、冷媒流路１１０へと流れる。
吐出管４１から吐出される冷媒１２０には、冷凍機油が溶解している。冷凍機油は、冷媒回路を潤滑した後に、密閉容器４に戻る。これにより、圧縮機構部３の摺動部における潤滑性の低下を防止することができ、且つ圧縮機構部３におけるシール性が良好に確保される。
〈電動機〉
次に、実施の形態１に係る電動機１の構成について説明する。図５は、実施の形態１に係る電動機１の構成を示す断面図である。図５に示されるように、電動機１は、回転子１０と、固定子２０とを有している。回転子１０は、固定子２０の内側に配置されている。つまり、実施の形態１に係る電動機１は、インナーロータ型の電動機である。回転子１０と固定子２０との間には、空隙Ｇが形成されている。空隙Ｇは、例えば、０．３ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内の決められた大きさである。
〈回転子〉
次に、回転子１０の構成について説明する。図６は、図５に示される回転子１０の構成を示す拡大断面図である。図５及び６に示されるように、回転子１０は、回転子鉄心１１と、回転子鉄心１１に取り付けられた複数の永久磁石１２とを有している。
回転子鉄心１１は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の磁石挿入孔１１ａを有している。ｚ軸方向に見たときの磁石挿入孔１１ａの形状は、直線状である。言い換えれば、磁石挿入孔１１ａは、周方向Ｒ１に長い長孔である。１つの磁石挿入孔１１ａには、例えば、１つの永久磁石１２が挿入されている。図５及び６では、回転子鉄心１１は、６つの磁石挿入孔１１ａを有している。ここで、電動機１の極数は、磁石挿入孔１１ａ（つまり、永久磁石１２）の数に対応する。実施の形態１では、電動機１の極数は、６極である。なお、磁石挿入孔１１ａの数は６つに限らず、２つ以上あればよい。また、ｚ軸方向に見たときの磁石挿入孔１１ａの形状は、径方向内側若しくは外側に凸を向けた円弧形状又はＶ字形状、又は径方向外側に凸部が形成されたバスタブ形状であってもよい。
回転子鉄心１１は、漏れ磁束抑制穴としてのフラックスバリア１１ｂと、シャフト孔１１ｃとを有している。フラックスバリア１１ｂは、磁石挿入孔１１ａの周方向両端部に形成されている。フラックスバリア１１ｂと回転子鉄心１１の外周との間の部分は薄肉部であるため、隣り合う磁極間における漏れ磁束が抑制される。シャフト孔１１ｃには、クランクシャフト２のシャフト本体部２ａが固定される。シャフト本体部２ａは、例えば、圧入、焼き嵌め又は溶接などによってシャフト孔１１ｃに固定される。
永久磁石１２は、回転子鉄心１１の磁石挿入孔１１ａに埋め込まれている。つまり、実施の形態１では、回転子１０は、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）構造である。
永久磁石１２は、例えば、板状である。回転子１０と固定子２０との間の空隙Ｇの３．５倍以上である。永久磁石１２の厚さは、例えば、２．０ｍｍである。永久磁石１２と磁石挿入孔１１ａとの間には、微小な隙間が形成されている。永久磁石１２と磁石挿入孔１１ａとの間の隙間は、例えば、０．１ｍｍ～０．２ｍｍの範囲内の決められた大きさである。永久磁石１２と磁石挿入孔１１ａとの間の隙間には、圧縮機構部３によって圧縮された冷媒が通過する。
永久磁石１２は、例えば、希土類磁石である。ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびボロン（Ｂ）を含む希土類磁石である。実施の形態１では、永久磁石１２は、ジスプロシウム（Ｄｙ）及びテレビウム（Ｔｒ）を含有していない。Ｄｙ及びＴｒはレアアース資源であるため、高価である。実施の形態１では、永久磁石１２におけるＤｙの含有率及びＴｒの含有率は、０重量％であるため、永久磁石１２のコストを低減することができる。なお、永久磁石１２は、１．０重量％未満のＤｙ、又は１．０重量％未満のＴｒ、又はこれらの両方を含有していてもよい。また、永久磁石１２は、希土類磁石に限らず、フェライト磁石などの他の永久磁石であってもよい。
図７は、図６に示される回転子鉄心１１の構成を示す断面図である。回転子鉄心１１は、ｚ軸方向に積層された複数の第１の鋼板としての複数の第１の電磁鋼板１３を有している。回転子鉄心１１は、例えば、第１の電磁鋼板１３として無方向性電磁鋼板を有している。なお、回転子鉄心１１は、無方向性電磁鋼板に限らず、方向性電磁鋼板を有していてもよい。また、回転子鉄心１１は、電磁鋼板に限らず、磁性を有する他の鋼板であってもよい。
１枚の第１の電磁鋼板１３の板厚ｔ４は、例えば、０．２ｍｍ～０．７ｍｍの範囲内の決められた厚みである。実施の形態１では、１枚の第１の電磁鋼板１３の板厚ｔ４は、例えば、０．３５ｍｍである。
複数の第１の電磁鋼板１３がカシメによって互いに固定されることで、回転子鉄心１１が構成されている。これにより、回転子鉄心１１は、カシメ部１８を有している。カシメ部１８は、ｚ軸方向に隣接する複数の第１の電磁鋼板１３をカシメによって固定したときに形成されたカシメ痕である。実施の形態１では、カシメ部１８は、隣接する複数の電磁鋼板をＶ字状の突起によって締結するＶカシメによって締結されることで形成されている。これにより、カシメ部１８が、隣接する複数の電磁鋼板を円筒状の突起によって締結する丸カシメによって形成されている構成と比べて、隣接する複数の第１の電磁鋼板１３を締結する締結力を高めることができる。
カシメ部１８は、カシメ凸部１８ａと、カシメ凹部１８ｂとを有している。カシメ凸部１８ａのｚ軸方向の長さは、１枚の第１の電磁鋼板１３の板厚ｔ４より大きい。カシメ凹部１８ｂは、ｚ軸方向に隣接する他のカシメ部１８のカシメ凸部１８ａが嵌合する凹部である。
複数の第１の電磁鋼板１３のうちｚ軸方向に隣接する第１の電磁鋼板１３の間には、第１の隙間１３ａが形成されている。第１の隙間１３ａには、圧縮機構部３によって圧縮された冷媒１２０が流れる。これにより、回転子鉄心１１及び永久磁石１２を冷却することができる。
第１の隙間１３ａの間隔ｔ１は、１枚の第１の電磁鋼板１３の板厚ｔ４より小さい。第１の隙間１３ａの間隔ｔ１は、例えば、１枚の第１の電磁鋼板１３の板厚ｔ４の１／１０以下の大きさである。実施の形態１では、第１の隙間１３ａの間隔ｔ１は１０μｍ以下であり、１μｍ～５μｍの範囲内の決められた寸法である。実施の形態１では、上述した通り、カシメ部１８はＶカシメによって形成されている。そのため、カシメ部１８が丸カシメによって形成されている構成と比較して、第１の隙間１３ａの間隔ｔ１の寸法精度が良好に確保される。
空気調和装置１００（図１又は２参照）の冷媒流路１１０の幅は、第１の隙間１３ａの間隔ｔ１より広い。ここで、空気調和装置１００の冷媒流路１１０の幅は、冷媒流路１１０において最も小さい幅である。具体的には、冷媒流路１１０の幅は、後述する図１４（Ｂ）に示される膨張弁１０５の絞り部１５１ｄの最小の幅ｔ１１、又は図１６に示される室内熱交換器１０６の伝熱管１６２の流路１６２ｂの幅ｔ１２である。幅ｔ１１は間隔ｔ１より広く、且つ幅ｔ１２は間隔ｔ１より広い。つまり、幅ｔ１１と間隔ｔ１は以下の式（１）を満たし、且つ幅ｔ１２と間隔ｔ１は以下の式（２）を満たす。なお、空気調和装置１００では、以下の式（１）及び（２）のいずれか一方が満たされていればよい。
ｔ１１＞ｔ１ （１）
ｔ１２＞ｔ１ （２）
ここで、電動機１の回転中に発生する振動又は電動機１の製造時に、永久磁石１２から破片が発生する場合がある。また、後述する固定子２０の第１の絶縁部２３及び第２の絶縁部２７から破片が発生する場合もある。永久磁石１２の破片などの異物が圧縮機１０１から吐出されて、冷媒流路１１０を閉塞させると、冷媒１２０が冷媒流路１１０を流れ難くなり、冷媒１２０の圧力及び温度が過度に上昇し、空気調和装置１００が故障する場合がある。実施の形態１では、空気調和装置１００（図１又は２参照）の冷媒流路１１０の幅は、第１の隙間１３ａの間隔ｔ１より広い。そのため、異物が第１の隙間１３ａを通過して圧縮機１０１から吐出された場合でも、当該異物が膨張弁１０５の絞り部１５１ｄ及び室内熱交換器１０６の流路１６２ｂに詰まることを防止できる。よって、冷媒１２０が冷媒流路１１０を流れ難くなることが防止され、空気調和装置１００における温度又は圧力の上昇が抑制される。
また、実施の形態１では、上述した通り、第１の隙間１３ａの間隔ｔ１は、１μｍ～５μｍの範囲内の決められた寸法である。これにより、５μｍより大きい永久磁石１２の破片などの異物が第１の隙間１３ａを通過することを防止できる。
〈固定子〉
次に、固定子２０の構成について説明する。図５に示されるように、固定子２０は、固定子鉄心２１と、固定子鉄心２１に巻き付けられた巻線としてのコイル２２とを有している。固定子鉄心２１は、図３に示される密閉容器４の内壁に固定されている。固定子鉄心２１は、例えば、圧入、焼き嵌め又は溶接などによって、密閉容器４の内壁に固定されている。
コイル２２の芯線の材質は、例えば、銅である。なお、コイル２２の芯線の材質は、銅に限らず、アルミニウムなどの他の金属であってもよい。コイル２２の被膜の材質は、例えば、アミドイミド（ＡＩ）－エステルイミド（ＥＩ）である。コイル２２は、例えば、絶縁部を介して固定子鉄心２１のティース部２１１ｂに直接巻き付けられる集中巻で形成される。これにより、コイル２２の電気抵抗の増加が抑制されるため、銅損の増加が抑制される。コイル２２に電流が流れることによって、ティース部２１１ｂに磁束が発生する。なお、コイル２２は、複数のティース部２１１ｂを跨って巻き付ける分布巻で形成されてもよい。
図８は、図５に示される固定子鉄心２１の構成を示す平面図である。図８に示されるように、固定子鉄心２１は、周方向Ｒ１に配列された複数の分割鉄心２１１を有している。実施の形態１では、後述する図９に示されるように、帯状に展開されている固定子鉄心２１が折り曲げられた後に端部が接合（例えば、溶接）されることで形成される。そのため、実施の形態１では、固定子鉄心２１は、周方向Ｒ１に隣接する分割鉄心２１１を接合する接合部Ｗを有している。なお、固定子鉄心２１は、複数の分割鉄心２１１が連結される構成に限らず、単一の環状の鉄心であってもよい。
ｚ軸方向に見たときの分割鉄心２１１の形状は、Ｔ字状である。分割鉄心２１１は、バックヨーク部２１１ａと、バックヨーク部２１１ａから軸線Ｃ１に向かって延びるティース部２１１ｂとを有している。バックヨーク部２１１ａは、周方向Ｒ１の両側の端部に形成された連結部２５を有している。周方向Ｒ１に隣接する分割鉄心２１１は、連結部２５を介して連結されている。
ティース部２１１ｂは、バックヨーク部２１１ａの周方向Ｒ１の中央部から軸線Ｃ１に向かって伸びている。周方向Ｒ１に隣接するティース部２１１ｂの間には、コイル２２を収容する空間であるスロット２４が形成されている。図８では、スロット２４の数は、９つである。上述した通り、電動機１の極数は６極であるため、実施の形態１に係る電動機１では、極数とスロット数の組み合わせは、６極９スロットである。なお、電動機１における極数とスロット数の組み合わせについては、６極９スロットに限らず、他の組み合わせであってもよい。
バックヨーク部２１１ａの周方向の両側には、ヨークカシメ部２８が形成されている。ティース部２１１ｂの径方向の中央部には、ティースカシメ部２９が形成されている。実施の形態１では、ヨークカシメ部２８及びティースカシメ部２９は、隣接する複数の第２の電磁鋼板２６がＶカシメによって互いに締結されることで形成されている。これにより、ヨークカシメ部２８及びティースカシメ部２９が丸カシメによって形成されている構成と比べて、隣接する複数の第２の電磁鋼板２６を締結する締結力を高めることができる。なお、ヨークカシメ部２８及びティースカシメ部２９の位置は、図に示される位置に限らず、他の位置に形成されてもよい。例えば、ティースカシメ部２９は、ティース部２１１ｂの先端部の周方向中央部に形成されていてもよい。また、要求される固定子鉄心２１の寸法精度及び剛性に応じて、固定子鉄心２１には、ティースカシメ部２９が形成されていなくてもよい。
図９は、帯状に展開された固定子鉄心２１の構成を示す平面図である。図９に示されるように、折り曲げられる前の固定子鉄心２１では、環状に折り曲げられた後の固定子鉄心２１と比べて、隣接するティース部２１１ｂの間隔が広い。そのため、実施の形態１では、コイル２２は、折り曲げられる前の固定子鉄心２１のティース部２１１ｂに巻き付けられる。これにより、コイル２２の巻き付け作業が容易になる。
図１０は、固定子鉄心２１の構成を示す断面図である。図１０に示されるように、固定子鉄心２１は、ｚ軸方向に積層された複数の第２の鋼板としての複数の第２の電磁鋼板２６を有している。固定子鉄心２１は、例えば、第２の電磁鋼板２６として無方向性電磁鋼板を有している。なお、固定子鉄心２１は、方向性電磁鋼板を有していてもよい。また、固定子鉄心２１は、電磁鋼板に限らず、磁性を有する他の鋼板であってもよい。
ティースカシメ部２９は、カシメ凸部２９ａと、カシメ凹部２９ｂとを有している。カシメ凸部２９ａのｚ軸方向の長さは、１枚の第２の電磁鋼板２６の板厚ｔ５より大きい。カシメ凹部２９ｂは、ｚ軸方向に隣接する他のティースカシメ部２９のカシメ凸部２９ａが嵌合する凹部である。
１枚の第２の電磁鋼板２６の板厚ｔ５は、０．２ｍｍ～０．７ｍｍの範囲内の決められた厚みである。実施の形態１では、１枚の第２の電磁鋼板２６の板厚ｔ５は、１枚の第１の電磁鋼板１３の板厚ｔ４より薄い。これにより、固定子鉄心２１の鉄損が大きくなり難いため、固定子２０における温度上昇を抑制することができる。板厚ｔ５は、例えば、０．２５ｍｍである。なお、板厚ｔ５は、板厚ｔ４と同じであってもよい。
ｚ軸方向に隣接する第２の電磁鋼板２６の間には、第２の隙間２１ａが形成されている。第２の隙間２１ａには、圧縮機構部３によって圧縮された冷媒１２０が流れる。これにより、固定子鉄心２１を冷却することができる。
第２の隙間２１ａの間隔ｔ２は、１枚の第２の電磁鋼板２６の板厚ｔ５より小さい。第１の隙間１３ａの間隔ｔ１は、例えば、１枚の第２の電磁鋼板２６の板厚ｔ５の１／１０以下の大きさである。実施の形態１では、第２の隙間２１ａの間隔ｔ２は、１０μｍ以下であり、具体的には、１μｍ～５μｍの範囲内の決められた寸法である。これにより、５μｍ以上の大きさの異物が第２の隙間２１ａを流れることを防止できる。
空気調和装置１００（図１又は２参照）の冷媒流路１１０の幅は、第２の隙間２１ａの間隔ｔ２より広い。具体的には、図１４（Ｂ）に示される膨張弁１０５の絞り部１５１ｄの最小の幅ｔ１１は間隔ｔ２より広く、且つ図１６に示される室内熱交換器１０６の流路１６２ｂの幅ｔ１２は間隔ｔ２より広い。つまり、幅ｔ１１と間隔ｔ２は以下の式（３）を満たし、且つ幅ｔ１２と間隔ｔ２は以下の式（４）を満たす。なお、空気調和装置１００では、以下の式（３）及び（４）のいずれか一方が満たされていればよい。
ｔ１１＞ｔ２ （３）
ｔ１２＞ｔ２ （４）
上記の通り、空気調和装置１００（図１又は２参照）の冷媒流路１１０の幅は、第２の隙間２１ａの間隔ｔ２より広い。言い換えれば、冷媒流路１１０の幅は、永久磁石１２の破片の大きさより大きい。そのため、永久磁石１２の破片が第２の隙間２１ａを通過して圧縮機１０１から吐出された場合でも、永久磁石１２の破片が膨張弁１０５の絞り部１５１ｄ及び室内熱交換器１０６の流路１６２ｂに詰まることを防止できる。よって、冷媒１２０が冷媒流路１１０を流れ難くなることが防止され、空気調和装置１００における温度又は圧力の上昇が抑制される。
図１１は、１つの分割鉄心２１１及び分割鉄心２１１を覆う絶縁部を示す斜視図である。図５及び１１に示されるように、固定子２０は、分割鉄心２１１とコイル２２とを絶縁する複数の第１の絶縁部２３及び第２の絶縁部２７を有している。複数の第１の絶縁部２３は、ティース部２１１ｂのｚ軸方向両側の端部を覆っている。第２の絶縁部２７は、複数の第１の絶縁部２３の間に配置されている。言い換えれば、第２の絶縁部２７は、図５に示されるスロット２４内に配置されている。第２の絶縁部２７は、ティース部２１１ｂの周方向Ｒ１両側の側面を覆っている。
第１の絶縁部２３及び第２の絶縁部２７は、樹脂材料から形成されている。第１の絶縁部２３は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）から形成されている。第２の絶縁部２７は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成されている。つまり、実施の形態１では、分割鉄心２１１とコイル２２とを絶縁する絶縁部は、２種類の樹脂材料から形成されている。なお、第１の絶縁部２３及び第２の絶縁部２７は、同じ樹脂材料であってもよい。
第１の絶縁部２３は、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）又はテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などから形成されていてもよい。また、第１の絶縁部２３は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）又はフェノール樹脂などの他の樹脂材料から形成されていてもよい。
第２の絶縁部２７は、オリゴマ溶出量が少ない他の樹脂材料から形成されていてもよい。第２の絶縁部２７は、例えば、クロロホルムで２０時間還流するソックスレー抽出法によって抽出されるオリゴマ溶出量が１．５％以下である樹脂材料から形成されていてもよい。具体的には、第２の絶縁部２７は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）から形成されていてもよい。なお、オリゴマとは、少数（例えば、５０個～１００個）のモノマーが結合した重合体である。また、第１の絶縁部２３もＰＰＳから形成されていてもよい。
第２の絶縁部２７の厚みは、第１の絶縁部２３の厚みより薄い。第２の絶縁部２７の厚みは、例えば、０．１ｍｍ～０．３ｍｍの範囲内の決められた厚みである。これにより、ｚ軸方向に見たときのスロット２４（図８参照）の面積が増加するため、線径の大きいコイル２２をスロット２４に収容することができる。そのため、コイル２２の電気抵抗が低くなり、電動機１の銅損が低減される。
図１２は、図１１に示される分割鉄心２１１及び第１の絶縁部２３をＡ１２－Ａ１２線で切断した断面図である。図１２に示されるように、第１の絶縁部２３は、ティース部２１１ｂのｚ軸方向の端面に当接する端面部２３ａと、ティース部２１１ｂの周方向Ｒ１両側の側面を覆う側面部２３ｂとを有している。ティース部２１１ｂと側面部２３ｂとの間には、第３の隙間２１ｂが形成されている。第３の隙間２１ｂの間隔ｔ３は、例えば、０．３ｍｍ未満である。これにより、０．３ｍｍ以上の大きさの異物が第３の隙間２１ｂを流れることを防止できる。
実施の形態１では、空気調和装置１００（図１又は２参照）の冷媒流路１１０の幅は、第３の隙間２１ｂの間隔ｔ３より広い。具体的には、図１４（Ｂ）に示される膨張弁１０５の絞り部１５１ｄの最小の幅ｔ１１は間隔ｔ３より広く、且つ図１６に示される室内熱交換器１０６の流路１６２ｂの幅ｔ１２は間隔ｔ３より広い。つまり、幅ｔ１１と間隔ｔ３は以下の式（５）を満たし、且つ幅ｔ１２と間隔ｔ３は以下の式（６）を満たす。これにより、絶縁部の破片又は絶縁部から溶出したオリゴマが第３の隙間２１ｂを通過して圧縮機１０１から吐出された場合でも、絶縁部の破片又はオリゴマが膨張弁１０５の絞り部１５１ｄ及び室内熱交換器１０６の流路１６２ｂに詰まることを防止できる。言い換えれば、冷媒流路１１０の幅は、絶縁部の破片又はオリゴマの大きさより大きい。なお、空気調和装置１００では、以下の式（５）及び（６）のいずれか一方が満たされていればよい。
ｔ１１＞ｔ３ （５）
ｔ１２＞ｔ３ （６）
また、実施の形態１では、第１の隙間１３ａの間隔ｔ１、第２の隙間２１ａの間隔ｔ２及び第３の隙間２１ｂの間隔ｔ３は、以下の式（７）を満たす。
ｔ２＜ｔ１＜ｔ３ （７）
ここで、ｚ軸方向に見たときの固定子鉄心２１の面積は、ｚ軸方向に見たときの回転子鉄心１１の面積及びｚ軸方向に見たときの固定子鉄心２１と第１の絶縁部２３との間の面積より大きい。間隔ｔ１、間隔ｔ２及び間隔ｔ３が上記式（７）を満たしていることにより、最も小さい間隔を有する第２の隙間２１ａが、ｚ軸方向に見たときの面積が大きい固定子鉄心２１に形成されている。これにより、微小な間隔を有する第２の隙間２１ａの径方向の長さが長くなるため、永久磁石１２の破片などの異物が第２の隙間２１ａに捕捉され易くなる。
〈膨張弁〉
図１３（Ａ）は、図１又は２に示される膨張弁１０５の構成を示す側面図である。図１３（Ｂ）は、膨張弁１０５の構成を示す部分断面図である。図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、膨張弁１０５は、円筒状の弁本体１５１を有している。弁本体１５１は、弁室１５１ａと、連通孔１５１ｂと、オリフィス１５１ｃと、弁体としてのニードル１５４とを有している。
弁室１５１ａは、弁本体１５１の内部において、凝縮器（例えば、図１に示される冷房運転時における室外熱交換器１０４）から送り出された冷媒が流入する空間である。連通孔１５１ｂは、弁室１５１ａと第１の配管１５２とを連通させる孔であり、弁本体１５１の側壁部１５１ｅに形成されている。オリフィス１５１ｃは、弁室１５１ａと第２の配管１５３とを連通させる孔であり、弁本体１５１の底面部である弁座１５１ｆに形成されている。第１の配管１５２及び第２の配管１５３は、図１又は２に示される冷媒回路に接続される配管である。冷媒は、第１の配管１５２から弁室１５１ａを通って第２の配管１５３に流れる、又は第２の配管１５３から弁室１５１ａを通って第１の配管１５２に流れる。
ニードル１５４の先端部１５４ａは、オリフィス１５１ｃに挿入されている。ニードル１５４の先端部１５４ａは、第２の配管１５３側に進むにつれて径が小さくなる円錐形状である。オリフィス１５１ｃに挿入されているニードル１５４の先端部１５４ａと弁座１５１ｆとの間には、絞り部１５１ｄが形成されている。絞り部１５１ｄは、図１又は２に示される冷媒１２０が流れる流路の１つである。
ニードル１５４は、モータ１５０によって、軸線Ｃ２に沿って往復運動するように駆動される。ニードル１５４は、絞り部１５１ｄが全閉状態となる第１の位置と、絞り部１５１ｄが全開状態となる第２の位置との間で往復運動する。これにより、絞り部１５１ｄの大きさが変更するため、膨張弁１０５を流れる冷媒の流量が調整される。
図１４（Ａ）は、絞り部１５１ｄが全閉状態であるときの、ニードル１５４の先端部１５４ａ周辺の構成を示す部分断面図である。絞り部１５１ｄが全閉状態であるとき、ニードル１５４の先端部１５４ａは弁座１５１ｆに当接している。このとき、冷媒は絞り部１５１ｄを流れない。
図１４（Ｂ）は、絞り部１５１ｄが全開状態であるときの、ニードル１５４の先端部１５４ａ周辺の構成を示す部分断面図である。絞り部１５１ｄが全開状態であるときの絞り部１５１ｄの幅ｔ１１は、図７に示される第１の隙間１３ａの間隔ｔ１、図１０に示される第２の隙間２１ａの間隔ｔ２、及び図１２に示される第３の隙間２１ｂの間隔ｔ３より広い。これにより、圧縮機１０１から吐出された永久磁石１２若しくは絶縁部の破片、又はオリゴマなどの異物が絞り部１５１ｄに詰まることを防止できる。ここで、絞り部１５１ｄの幅ｔ１１とは、絞り部１５１ｄが全開状態にあるときの最小の幅のことである。絞り部１５１ｄの幅ｔ１１は、例えば、０．４ｍｍ～０．５ｍｍの範囲内の決められた大きさである。図１４（Ｂ）では、絞り部１５１ｄの幅ｔ１１は、例えば、０．５ｍｍである。なお、幅ｔ１１は、間隔ｔ１、間隔ｔ２及び間隔ｔ３より広ければ、０．５ｍｍに限られない。
〈熱交換器〉
次に、図１又は２に示される室内熱交換器１０６を例にして熱交換器の構成について説明する。なお、室外熱交換器１０４の構成は、室内熱交換器１０６の構成と同様であるため、室外熱交換器１０４についての説明は省略する。
図１５は、図１又は２に示される室内熱交換器１０６の構成を示す斜視図である。図１５に示されるように、室内熱交換器１０６は、複数のフィン１６１と、冷媒が流れる複数の伝熱管１６２と、伝熱管１６２に接続されたヘッダ１６３とを有している。
複数のフィン１６１は、冷媒の流れ方向（図１６に示される矢印の方向）に間隔をあけて配置されている。複数のフィン１６１の間には、図示されない送風機から送られた空気が通過する。室内熱交換器１０６では、伝熱管１６２を流れる冷媒と、複数のフィン１６１の間を通過する空気との熱交換が行われる。つまり、室内熱交換器１０６は、フィンアンドチューブ型である。フィン１６１は、例えば、冷媒の流れ方向に直交する方向に長い板状のプレートフィンである。なお、フィン１６１は、プレートフィンに限らず、コルゲートフィンなど他のフィンであってもよい。
複数の伝熱管１６２はそれぞれ、冷媒の流れ方向に長い扁平管である。複数の伝熱管１６２は、複数のフィン１６１を貫通している。伝熱管１６２の一方の端部１６２ａは、Ｕ字状に折り曲げられている。伝熱管１６２の一方の端部１６２ａと反対側の端部には、ヘッダ１６３が接続されている。
ヘッダ１６３は、例えば、円筒状の部材である。ヘッダ１６３の内部空間は、伝熱管１６２の流路１６２ｂ（図１６参照）と連通している。ヘッダ１６３には、流入管１６４と流出管１６５とが接続されている。冷媒は、流入管１６４から流入し、ヘッダ１６３及び伝熱管１６２を流れた後、流出管１６５から流出する。
図１６は、図１５に示される室内熱交換器１０６をＡ１６－Ａ１６線で切断した断面図である。図１６に示されるように、伝熱管１６２は、冷媒が流れる複数の流路１６２ｂを有している。つまり、伝熱管１６２の流路１６２ｂは、図１又は２に示される空気調和装置１００における冷媒流路の１つである。流路１６２ｂの断面形状は、例えば、正方形状である。なお、流路１６２ｂの断面形状は、正方形状に限らず、長方形状、円形又は楕円形などの他の形状であってもよい。
流路１６２ｂの幅ｔ１２は、図７に示される第１の隙間１３ａの間隔ｔ１、図１０に示される第２の隙間２１ａの間隔ｔ２、及び図１２に示される第３の隙間２１ｂの間隔ｔ３より広い。これにより、圧縮機１０１から吐出された永久磁石１２若しくは樹脂部（つまり、第１の絶縁部２３及び第２の絶縁部２７）の破片、又はオリゴマなどの異物が流路１６２ｂに詰まることを防止できる。ここで、流路１６２ｂの幅ｔ１２とは、流路１６２ｂにおける最小の幅のことである。図１６では、幅ｔ１２は、例えば、１．４ｍｍである。なお、幅ｔ１２は、間隔ｔ１、間隔ｔ２及び間隔ｔ３より広ければ、１．４ｍｍに限られない。
〈電動機駆動装置〉
次に、電動機１を駆動する駆動装置としての電動機駆動装置７０について説明する。図１７は、電動機駆動装置７０の構成を示す図である。
電動機駆動装置７０は、コンバータ８０と、インバータ９０とを有している。コンバータ８０は、外部電源としての商用交流電源４０から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。コンバータ８０は、整流器８１と、整流器８１から出力される直流電圧を平滑する平滑コンデンサ８２ａ、８２ｂを有している。整流器８１は、リアクタ７３を介して商用交流電源４０に接続されている。小型のリアクタ７３が用いられることによって、電動機駆動装置７０は電動機１に容易に実装される。
整流器８１は、複数のスイッチング素子８１ａ、８１ｂと、第１のダイオード８１ｃと、第２のダイオード８１ｄとを有している。スイッチング素子８１ａ、８１ｂは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。なお、スイッチング素子８１ａ、８１ｂは、ＭＯＳＦＥＴに限定されず、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、又は窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いたＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの他のトランジスタであってもよい。
第１のダイオード８１ｃのアノード側と第２のダイオード８１ｄのカソード側とが接続されることによって、第１のダイオード８１ｃ及び第２のダイオード８１ｄによる直列回路が構成されている。第１のダイオード８１ｃと第２のダイオード８１ｄとの接続点は、整流器８１の入力端である。また、第１のダイオード８１ｃと第２のダイオード８１ｄとの直列回路の両端はそれぞれ、整流器８１の出力端である。
インバータ９０は、コンバータ８０に接続されている。インバータ９０は、コンバータ８０から供給される直流電圧を所望の高周波電圧に変換して、電動機１に出力する。インバータ９０は、複数（図１７では、６つ）のインバータスイッチ９１ａ～９１ｆと、複数（図１７では、６つ）のフライホイルダイオード９２ａ～９２ｆとを有している。
インバータスイッチ９１ａ～９１ｆは、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、又はＧａＮを用いたＩＧＢＴである。インバータスイッチ９１ａ～９１ｆのオンオフのタイミングは、キャリア波に基づいて決定される。キャリア波の周波数は、例えば、３ｋＨｚ～１００ｋＨｚである。なお、インバータスイッチ９１ａ～９１ｆは、ＩＧＢＴに限定されず、ＭＯＳＦＥＴなどの他のトランジスタであってもよい。ＭＯＳＦＥＴがインバータスイッチ９１ａ～９１ｆに用いられる場合、インバータスイッチ９１ａ～９１ｆは、スーパージャンクション構造のＭＯＳＦＥＴであってもよい。
電動機駆動装置７０は、電源電圧検出部７１と、直流電圧検出部７２と、制御装置７５とを更に有している。電源電圧検出部７１は、検出情報として商用交流電源４０の電源電圧を検出し、その検出情報を制御装置７５に出力する。電源電圧検出部７１は、例えば、オペアンプである。直流電圧検出部７２は、検出情報として複数の平滑コンデンサ８２ａ、８２ｂの両端の電圧を検出し、その検出情報を制御装置７５に出力する。直流電圧検出部７２は、例えば、オペアンプである。制御装置７５は、電源電圧検出部７１及び直流電圧検出部７２から出力された検出情報に基づいて、整流器８１のスイッチング素子８１ａ、８１ｂをオンオフ動作させる。
制御装置７５は、運転条件に応じて商用交流電源４０における予め定められた区間、又は、全区間において、スイッチング素子８１ａ、８１ｂにオンオフ動作（つまり、同期整流動作）させることによって、商用交流電源４０に含まれる高調波成分を抑制して、電動機１の力率を改善する。また、制御装置７５は、インバータ９０に供給される直流電圧の値を商用交流電源４０の電圧のピーク値以上に上昇させることで、電動機１を高効率且つ高出力を駆動させることができる。なお、スイッチング素子８１ａ、８１ｂによる所定のスイッチング動作は、例えば、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下である。これにより、インバータ９０に供給する直流電圧の値を上昇させることができる。
電動機１は、図３に示される端子４２を介してインバータ９０に接続されている。電動機１は、インバータ９０に備えられたインバータスイッチ９１ａ～９１ｆによるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御に基づく可変速駆動を行うことによって、回転数とトルクを可変し、低速から高速まで幅広い運転を行うことができる。
〈実施の形態１の効果〉
以上に説明した実施の形態１によれば、以下に示す効果が得られる。
実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の一例である空気調和装置１００によれば、膨張弁１０５の絞り部１５１ｄの幅ｔ１１が電動機１の回転子鉄心１１における第１の隙間１３ａの間隔ｔ１より広く、且つ及び室内熱交換器１０６の流路１６２ｂの幅ｔ１２が電動機１の回転子鉄心１１における第１の隙間１３ａの間隔ｔ１より広い。これにより、永久磁石１２の破片などの異物が第１の隙間１３ａを通過して圧縮機１０１から吐出された場合でも、当該異物が膨張弁１０５の絞り部１５１ｄ及び室内熱交換器１０６の流路１６２ｂに詰まることを防止できる。よって、冷媒１２０が冷媒流路１１０を流れ難くなることが防止され、空気調和装置１００における温度又は圧力の上昇が抑制される。そのため、冷媒１２０がエチレン系フッ化炭化水素である場合でも、冷媒１２０の不均化反応の発生を防止することができ、空気調和装置１００の故障を防止することができる。
また、実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、膨張弁１０５の絞り部１５１ｄの幅ｔ１１が電動機１の固定子鉄心２１における第２の隙間２１ａの間隔ｔ２より広く、且つ室内熱交換器１０６の流路１６２ｂの幅ｔ１２が間隔ｔ２より広い。これにより、永久磁石１２の破片などの異物が第２の隙間２１ａを通過して圧縮機１０１から吐出された場合でも、当該異物が膨張弁１０５の絞り部１５１ｄ及び室内熱交換器１０６の流路１６２ｂに詰まることを防止できる。よって、冷媒１２０が冷媒流路１１０を流れ難くなることが防止され、空気調和装置１００における温度又は圧力の上昇が抑制される。そのため、冷媒１２０がエチレン系フッ化炭化水素である場合でも、冷媒１２０の不均化反応の発生を防止することができ、空気調和装置１００の故障を防止することができる。
また、実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、膨張弁１０５の絞り部１５１ｄの幅ｔ１１が電動機１の固定子２０における第３の隙間２１ｂの間隔ｔ３より広く、且つ室内熱交換器１０６の流路１６２ｂの幅ｔ１２が間隔ｔ３より広い。これにより、永久磁石１２の破片などの異物が第３の隙間２１ｂを通過して圧縮機１０１から吐出された場合でも、当該異物が膨張弁１０５の絞り部１５１ｄ及び室内熱交換器１０６の流路１６２ｂに詰まることを防止できる。よって、冷媒１２０が冷媒流路１１０を流れ難くなることが防止され、空気調和装置１００における温度又は圧力の上昇が抑制される。そのため、冷媒１２０がエチレン系フッ化炭化水素である場合でも、冷媒１２０の不均化反応の発生を防止することができ、空気調和装置１００の故障を防止することができる。
また、実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、電動機１において、第１の隙間１３ａの間隔ｔ１、第２の隙間２１ａの間隔ｔ２及び第３の隙間２１ｂの間隔ｔ３が、ｔ２＜ｔ１＜ｔ３を満たす。ここで、ｚ軸方向に見たときの固定子鉄心２１の面積は、ｚ軸方向に見たときの回転子鉄心１１の面積及びｚ軸方向に見たときの固定子鉄心２１と第１の絶縁部２３との間の面積より大きい。つまり、最も小さい間隔を有する第２の隙間２１ａが、ｚ軸方向に見たときの面積が大きい固定子鉄心２１に形成されている。これにより、微小な間隔を有する第２の隙間２１ａの径方向の長さが長くなるため、永久磁石１２の破片などの異物が第２の隙間２１ａに捕捉され易くなる。よって、永久磁石１２の破片などの異物が圧縮機１０１から吐出され難くなるため、当該異物が冷媒流路１１０に詰まることを防止できる。
《変形例》
図１８は、変形例に係る電動機の回転子の回転子鉄心１１１の構成を示す断面図である。変形例は、回転子鉄心１１１の構成の点で、実施の形態１と相違する。
図１８に示されるように、回転子鉄心１１１の第１の電磁鋼板１１３は、第１の板部１１３ａと、第１の板部１１３ａとｚ軸方向に隣接する第２の板部１１３ｂとを有している。第１の板部１１３ａと第２の板部１１３ｂとは、カシメ部１１８によって互いに固定されている。カシメ部１１８は、カシメ凸部１１８ａと、ｚ軸方向に隣接する他の板部のカシメ凸部１１８ａが嵌合するカシメ凹部１１８ｂとを有している。
第２の板部１１３ｂは、－ｚ軸側の面１１３ｃから第１の板部１１３ａに向かって突出する複数の突出部１１９を更に有している。突出部１１９は、第２の板部１１３ｂにおいて、カシメ部１１８と異なる位置に形成されている。なお、突出部１１９は、第２の板部１１３ｂの＋ｚ軸側の面から第１の板部１１３ａに向かって突出していてもよい。
突出部１１９は、第１の板部１１３ａと嵌合しておらず、第１の板部１１３ａとｚ軸方向に間隔をあけて対向している。言い換えれば、突出部１１９のｚ軸方向の長さは、カシメ凸部１１８ａのｚ軸方向の長さより短い。これにより、第１の板部１１３ａと第２の板部１１３ｂとの間のうち、第１の板部１１３ａと突出部１１９との間の間隔が狭くなる。そのため、永久磁石１２の破片などの異物が第１の板部１１３ａと第２の板部１１３ｂとの間を流れたときに、当該異物が第１の板部１１３ａと突出部１１９との間で捕捉され易くなる。これにより、永久磁石１２の破片などの異物が圧縮機１０１の吐出管４１（図３参照）から吐出され難くなるため、当該異物が冷媒流路１１０（図１又は２参照）に詰まることを防止し易くなる。なお、突出部１１９は、固定子鉄心２１に形成されていてもよい。
上記以外の点については、変形例は、実施の形態１と同じである。
１ 電動機、 ３ 圧縮機構部、 １０ 回転子、 １１ 回転子鉄心、 １２ 永久磁石、 １３、１１３ 第１の電磁鋼板、 １３ａ 第１の隙間、 ２１ 固定子鉄心、 ２１ａ 第２の隙間、 ２１ｂ 第３の隙間、 ２３ 絶縁部、 ２６ 第２の電磁鋼板、 １００ 空気調和装置、 １０１ 圧縮機、 １０４ 室外熱交換器、 １０５ 膨張弁、 １０６ 室内熱交換器、 １１３ａ 第１の板部、 １１３ｂ 第２の板部、 １１９ 突出部、 １２０ 冷媒。

Claims (10)

  1. エチレン系フッ化炭化水素を有する冷媒を圧縮する圧縮機と、
    前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒が流れる冷媒流路と
    を有し、
    前記圧縮機は、電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構部とを有し、
    前記電動機は、積層された複数の第１の鋼板によって構成される回転子鉄心と、積層された複数の第２の鋼板によって構成される固定子鉄心とを有し、
    前記電動機の軸方向に見たときの前記固定子鉄心の面積は、前記軸方向に見たときの回転子鉄心の面積より大きく、
    前記冷媒流路の幅は、前記複数の第１の鋼板のうちの隣接する第１の鋼板の間の第１の隙間の間隔より広く、
    前記複数の第２の鋼板のうちの隣接する第２の鋼板の間の第２の隙間の間隔は、前記第１の隙間の間隔以下である
    冷凍サイクル装置。
  2. 前記冷媒流路の幅は、前記第２の隙間の間隔より広い
    請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 前記電動機は、前記固定子鉄心を覆う絶縁部を更に有し、
    前記冷媒流路の幅は、前記固定子鉄心と前記絶縁部との間の第３の隙間の間隔より広い
    請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 前記第１の隙間の間隔は、前記第３の隙間の間隔より小さい
    請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 前記冷媒流路の幅は、前記絶縁部から溶出されるオリゴマの大きさより広い
    請求項３又は４に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 前記複数の第１の鋼板は、第１の板部と、前記第１の板部と隣接する第２の板部とを有し、
    前記第２の板部は、前記第１の板部に向かって突出して前記第１の板部と間隔をあけて対向する突出部を有する
    請求項１から５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 前記冷媒流路は、前記冷媒を膨張させる膨張弁を有し、
    前記膨張弁は、前記冷媒が流れる絞り部を有し、
    前記冷媒流路の幅は、前記膨張弁が全開状態にあるときの前記絞り部の最小の幅である
    請求項１から６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 前記冷媒流路は、前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒と媒体との熱交換を行う熱交換器を有し、
    前記熱交換器は、前記冷媒が流れる流路を有する伝熱管を有し、
    前記冷媒流路の幅は、前記伝熱管の前記流路の最小の幅である
    請求項１から７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  9. 前記冷媒は、Ｒ１１２３及びＲ１１３２（Ｅ）のいずれか１つ以上を含む
    請求項１から８のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置を有する空気調和装置。
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