JP7389146B2

JP7389146B2 - 回転子、電動機、圧縮機、冷凍サイクル装置、及び空気調和装置

Info

Publication number: JP7389146B2
Application number: JP2021575546A
Authority: JP
Inventors: 和彦馬場
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2023-11-29
Anticipated expiration: 2040-02-07
Also published as: CN115004512A; EP4102685A1; WO2021157047A1; JPWO2021157047A1; EP4102685A4

Description

本開示は、回転子、電動機、圧縮機、冷凍サイクル装置、及び空気調和装置に関する。

冷媒を圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機とを有する圧縮機が普及している。例えば、特許文献１を参照。特許文献１では、電動機の回転子は、回転子鉄心と、回転子鉄心の磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを有する。

特許第５６６１９０３号公報（例えば、段落００２３、図２４参照）

しかしながら、圧縮機の電動機は、高温の冷媒の雰囲気中に配置されるため、回転子の磁石挿入孔内の永久磁石において、不可逆減磁が発生する場合があった。

本開示は、回転子の永久磁石の不可逆減磁の発生を防止することを目的とする。

本開示の一態様に係る回転子は、冷媒を圧縮する圧縮機構部を駆動する電動機において、前記冷媒の雰囲気中に配置される回転子であって、複数の結晶粒を含む、ネオジウム希土類磁石である永久磁石を有し、前記複数の結晶粒の平均結晶粒径は、１．６μｍ～１２μｍであり、前記冷媒は、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃのいずれか１つ以上を含み、前記永久磁石におけるジスプロシウムの含有率及び前記永久磁石におけるテレビウムの含有率は、０重量％である。

本開示の他の態様に係る回転子は、冷媒を圧縮する圧縮機構部を駆動する電動機において、前記冷媒の雰囲気中に配置される回転子であって、複数の結晶粒を含む、ネオジウム希土類磁石である永久磁石を有し、前記複数の結晶粒の平均結晶粒径は、２．０μｍ～９．９μｍであり、前記冷媒は、Ｒ４５４Ｂ、Ｒ４６６Ａ及びＲ４６３Ａのいずれか１つ以上を含み、前記永久磁石におけるジスプロシウムの含有率及び前記永久磁石におけるテレビウムの含有率は、０重量％である。
また、本開示のさらに他の態様に係る回転子は、冷媒を圧縮する圧縮機構部を駆動する電動機において、前記冷媒の雰囲気中に配置される回転子を備える圧縮機であって、複数の結晶粒を含む、ネオジウム希土類磁石である永久磁石を有し、前記複数の結晶粒の平均結晶粒径は、１．６μｍ～１２μｍであり、前記冷媒は、Ｒ２９０を含み、前記永久磁石におけるジスプロシウムの含有率及び前記永久磁石におけるテレビウムの含有率は、０重量％である回転子と、固定子とを有する電動機と、前記電動機によって駆動される前記圧縮機構部と、前記電動機及び前記圧縮機構部を収容する容器と、前記容器内を通過する前記冷媒と、前記容器内に貯留された潤滑油と、を有し、前記冷媒の比誘電率は、前記潤滑油の比誘電率よりも小さい。

本開示によれば、回転子の永久磁石の不可逆減磁の発生を防止することができる。

実施の形態１に係る冷凍サイクル装置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。実施の形態１に係る電動機の構成を示す断面図である。実施の形態１に係る電動機の回転子の永久磁石の多結晶組織を示す模式図である。実施の形態１に係る回転子の永久磁石の結晶粒の平均結晶粒径と保磁力との関係を示すグラフである。実施の形態１に係る回転子の永久磁石の製造工程を示すフローチャートである。永久磁石のジスプロシウム含有率と残留磁束密度との関係、及びジスプロシウム含有率と保磁力との関係を示すグラフである。実施の形態１に係る回転子の永久磁石の減磁曲線、及び比較例に係る永久磁石の減磁曲線を示す図である。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。実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す図である。実施の形態２に係る回転子の永久磁石の結晶粒の平均結晶粒径と保磁力との関係を示すグラフである。

以下に、実施の形態に係る回転子、電動機、圧縮機、冷凍サイクル装置、及び空気調和装置について、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。

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》
〈冷凍サイクル装置〉
図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の構成を示す図である。図１に示されるように、冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１０と、アキュムレータ１５と、凝縮器１０１と、減圧装置としての膨張弁１０２と、蒸発器１０３とを有する。圧縮機１０、アキュムレータ１５、凝縮器１０１、膨張弁１０２、及び蒸発器１０３が配管１１０によって接続されることによって、冷媒回路１２０が構成されている。冷媒回路１２０では、アキュムレータ１５に貯留されている冷媒２０が循環する。

次に、冷凍サイクル装置１００の動作について、説明する。圧縮機１０は、アキュムレータ１５から吸入した冷媒２０を圧縮して高温高圧の冷媒ガスとして送り出す。凝縮器１０１は、圧縮機１０から送り出された冷媒ガスと媒体（例えば、空気）との熱交換を行い、冷媒ガスを凝縮して液冷媒として送り出す。膨張弁１０２は、凝縮器１０１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。蒸発器１０３は、膨張弁１０２から送り出された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。蒸発器１０３から送り出された冷媒ガスは、アキュムレータ１５を介して、再び圧縮機１０に戻って圧縮される。このように、冷媒２０は、図１中における矢印で示される経路に沿って、冷媒回路１２０を循環する。つまり、冷媒回路１２０では、圧縮機１０、凝縮器１０１、膨張弁１０２、及び蒸発器１０３の順に冷媒２０が循環する。

冷媒２０は、例えば、炭化水素で構成される。実施の形態１では、冷媒２０は、Ｒ２９０（つまり、プロパン）である。冷媒２０がＲ２９０であることによって、他の冷媒（例えば、Ｒ３２）と比べて、圧縮機１０から吐出される冷媒２０の温度（以下、「吐出温度」ともいう）の最大値を低減させることができる。実施の形態１では、冷媒２０の吐出温度の最大値は、１００℃以下ある。具体的には、冷媒２０の吐出温度の最大値は、９５℃である。

また、Ｒ２９０の比誘電率は、１．６～１．９であり、他の冷媒の比誘電率（例えば、Ｒ３２の比誘電率は１３）よりも小さい。よって、冷媒２０としてＲ２９０が用いられることによって、圧縮機１０内部における比誘電率が小さくなり、漏洩電流が抑制される。また、Ｒ２９０の地球温暖化係数は、Ｒ３２の地球温暖化係数よりも小さい。

〈圧縮機の構成〉
次に、実施の形態１に係る圧縮機１０の構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る圧縮機１０の構成を示す断面図である。圧縮機１０は、例えば、ロータリ圧縮機である。圧縮機１０は、冷媒２０を圧縮する圧縮機構部２と、圧縮機構部２を駆動する電動機６とを備える。圧縮機構部２と電動機６とは、回転軸７によって連結されている。なお、以下の説明では、回転軸７に平行な方向を「軸方向」、軸方向に直交する方向を「径方向」又は「幅方向」、及び回転軸７を中心とする円の円周に沿った方向を「周方向」と呼ぶ。

圧縮機構部２は、シリンダ２１と、ロータリピストン２３と、上側フレーム２４と、下側フレーム２５とを有する。シリンダ２１は、回転軸７を中心とする円筒状のシリンダ室２２を有する。シリンダ室２２には、回転軸７の偏心軸部８が位置している。ロータリピストン２３は、偏心軸部８に連結されている。

シリンダ２１は、吸入管３１を介してアキュムレータ１５と接続される吸入口２９を更に有する。吸入口２９は、アキュムレータ１５から供給される冷媒２０が流れる通路である。

上側フレーム２４は、シリンダ室２２の上側端部を閉鎖する。下側フレーム２５は、シリンダ室２２の下側端部を閉鎖する。つまり、シリンダ室２２は、上側フレーム２４と下側フレーム２５との間の空間である。

圧縮機構部２及び電動機６は、容器としての密閉容器３０内に収容されている。密閉容器３０は、例えば、円筒状である。

圧縮機１０は、密閉容器３０内を通過する冷媒２０と、密閉容器３０内に貯留された冷凍機油１８とを更に有する。冷凍機油１８は、密閉容器３０の下部に貯留されている。冷凍機油１８は、圧縮機構部２と回転軸７との間を潤滑する潤滑油である。実施の形態１では、冷凍機油１８は、合成油である。冷凍機油１８は、例えば、ポリアルキレングリコール油（以下、「ＰＡＧ油」ともいう）である。

ＰＡＧ油の密度は、０．９６ｇ／ｃｍ^３～１．０２ｇ／ｃｍ^３である。ここで、上述した冷媒２０の一例であるＲ２９０の密度は、０．３７ｇ／ｃｍ^３～０．５９ｇ／ｃｍ^３である。つまり、実施の形態１では、冷凍機油１８の密度は、冷媒２０の密度よりも大きい。そのため、実施の形態１では、密閉容器３０の下部に冷凍機油１８の油リッチ層、密閉容器３０の上部に冷媒２０の冷媒リッチ層が配置される。なお、冷凍機油１８は、ＰＡＧ油に限定されず、ポリオールエステル油、ポリビニルエーテル油、アルキルベンゼン油などの他の合成油であってもよい。また、冷凍機油１８としては、冷媒２０が溶解した場合でも圧縮機１０を十分に潤滑でき、かつ、圧縮機１０の効率を低減させない粘度を有する油が選択されることが望ましい。例えば、４０℃における基油の動粘度が、５ｃＳｔ～３００ｃＳｔ程度であることが望ましい。また、冷凍機油１８には、難燃剤が含有されてもよい。これにより、冷凍機油１８の燃焼反応を効果的に抑制することができる。難燃剤としては、例えば、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、又はこれらを組み合わせたものが好ましい。

密閉容器３０の下部に貯留された冷凍機油１８には、冷媒２０の一部が溶解している。ここで、冷凍機油１８として用いられるＰＡＧ油は、プロピレン・オキサイドとエチレン・オキサイドとの共重合体である。プロピレン・オキサイドとエチレン・オキサイドとの共重合比率が調整されることによって、ＰＡＧ油中におけるＲ２９０の相溶性が調整され、Ｒ２９０とＰＡＧ油とが二層に分離される。その結果、ＰＡＧ油中に溶解しているＲ２９０による希釈化が防止されるため、十分に大きい粘度を有するＰＡＧ油によって、圧縮機構部２を潤滑することができる。また、ＰＡＧ油の密度は、Ｒ２９０の密度よりも大きいため、ＰＡＧ油中におけるＲ２９０の溶解性を低減させることができる。

冷凍機油１８は、回転軸７の内部を通って圧縮機構部２に供給される。回転軸７の内部には、軸方向に延びる第１の給油通路７ａと、第１の給油通路７ａから径方向に分岐した複数の第２の給油通路７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅとが形成されている。第１の給油通路７ａは、回転軸７の下端から電動機６本体（すなわち、図２における上方）に向かって延びている。冷凍機油１８は第２の給油通路７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅから圧縮機構部２と回転軸７とが摺動している部分に供給される。

電動機６は、例えば、ブラシレスＤＣモータである。電動機６は、冷媒２０が流れる方向において、圧縮機構部２よりも下流側に配置されている。なお、電動機６の構成については、後述する。

圧縮機１０は、密閉容器３０の上部に取り付けられた吐出管３５と端子３６とを更に有する。吐出管３５は、圧縮機構部２によって圧縮された冷媒２０を密閉容器３０の外部に吐出する。電動機６には、後述する駆動回路（図９における電動機駆動装置６０）から端子３６を介して駆動電流が供給される。

〈圧縮機の動作〉
次に、圧縮機１０の動作について説明する。端子３６から電動機６に駆動電流が供給されることによって、電動機６の回転子４が回転する。回転子４の回転に伴い、回転軸７が回転し、回転軸７の偏心軸部８に連結されているロータリピストン２３も回転する。

アキュムレータ１５に貯留されている低温低圧の冷媒ガスは、吸入管３１、及び吸入口２９を通過してシリンダ室２２に吸入される。吸入された低温低圧の冷媒ガスは、ロータリピストン２３の回転によって圧縮される。圧縮された低温低圧の冷媒ガスは高温高圧の冷媒ガスとなって、電動機６側に向けて上昇する。これにより、電動機６の周囲は、高温高圧のガス冷媒によって覆われる。その後、高温高圧の冷媒ガスは、電動機６における空間（例えば、後述する固定子５と回転子４との間、図３に示される固定子５の凹部５１ｂ、及び回転子４における貫通穴など）を通過した後、吐出管３５から吐出され、図１に示される凝縮器１０１に流入する。

高温高圧の冷媒ガスが吐出管３５から吐出されるとき、少量の冷凍機油１８も吐出管３５から吐出される。圧縮機１０がロータリ圧縮機である場合、吐出管３５から吐出される冷凍機油１８の量は、例えば、密閉容器３０内で貯留されている冷凍機油１８の量の２．０％以下である。ここで、冷凍機油１８がＰＡＧ油であるとき、ＰＡＧ油は、液冷媒を２．０％以上溶解可能である。そのため、吐出管３５から吐出されたＰＡＧ油は、凝縮器１０１において、液冷媒と分離せずに凝縮され、膨張弁１０２に送り出される。

図１に示される膨張弁１０２において、液冷媒は、上述の通り減圧されて気液二相状態となり、少量のＰＡＧ油とともに蒸発器１０３に移動する。蒸発器１０３において、ＰＡＧ油は液相中に溶解している状態である。蒸発器１０３内で液冷媒は気化される。液冷媒の気化に伴い、ＰＡＧ油は徐々に析出する。液冷媒がガス化されたときに、冷媒とＰＡＧ油は分離した状態となる。なお、低圧空間における油中への冷媒の溶解量が少ない場合、油の粘度は増加する傾向にある。実施の形態１では、ＰＡＧ油を構成する基油の粘度グレードが低く設定されているため（例えば、粘度グレードＩＳＯＶＧ３２～６８程度）、ＰＡＧ油は粘度を増加させることなく冷媒２０と移動し、圧縮機１０に戻ることができる。

なお、圧縮機１０は、高圧シェル型圧縮機の一例である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であってもよい。

〈電動機の構成〉
図３は、実施の形態１に係る電動機６の構成を示す断面図である。電動機６は、固定子５と、固定子５の内側に回転可能に配置された回転子４とを有する。つまり、電動機６は、インナーロータ型と呼ばれる電動機である。固定子５と回転子４との間には、例えば０．３ｍｍ～１．０ｍｍの隙間が形成されている。

〈固定子の構成〉
固定子５は、固定子鉄心５０と、固定子鉄心５０に巻き付けられたコイル５５とを有する。固定子鉄心５０は、図２に示される圧縮機１０の密閉容器３０に、焼き嵌め、圧入又は溶接等によって組み込まれる。

固定子鉄心５０は、例えば、複数の分割鉄心５Ａが周方向に連結されることによって構成されている。分割鉄心５Ａは、ヨーク部５１と、ヨーク部５１から径方向内側に延びるティース部５２とを有する。ヨーク部５１は、その周方向外側の端部に連結部５１ａを有する。周方向に隣接する複数の分割鉄心５Ａは、連結部５１ａを介して連結されている。なお、固定子５は、複数の分割鉄心５Ａが連結される構成に限らず、単一の環状のコアによって構成されてもよい。

複数のヨーク部５１が互いに連結されることによって、環状のヨーク本体が形成される。複数のティース部５２は、周方向に一定間隔で配置される。図３では、ティース部５２の数は、９つである。なお、ティース部５２の数は９つに限定されず、２つ以上あればよい。

周方向に隣接する複数のティース部５２の間には、コイル５５を収容する空間であるスロット５３が形成されている。コイル５５は、絶縁性を維持するために、被覆材によって絶縁される。被覆材として、例えば、コイル５５の内側にポリエステル（ＰＥ）、コイル５５の外側にポリアミド（ＰＡ）が用いられてもよい。また、コイル５５の内側に、変性ポリエステル又はポリエステルイミド（ＰＥＩ）が用いられ、コイル５５の外側に変性ポリアミド又はポリアミドイミド（ＰＡＩ）が用いられてもよい。更に、コイル５５の内側及び外側にＰＡＩが用いられてもよい。このような絶縁材が用いられることによって、図１に示される冷凍機油１８が加水分解することによって酸が発生した場合でも、コイル５５の絶縁性を維持することができる。

ヨーク部５１は、その外周面に径方向外側から内側に向けて凹む凹部５１ｂを更に有する。分割鉄心５Ａは、軸方向に積層された複数の電磁鋼板によって構成されている。複数の電磁鋼板は、ヨーク部５１の複数のカシメ部５７及びティース部５２のカシメ部５８によって、固定されている。１枚の電磁鋼板の板厚は、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。実施の形態１では、分割鉄心５Ａを構成する１枚の電磁鋼板の板厚は、０．２５ｍｍである。なお、固定子５では回転子４よりも鉄損が大きくなり易いため、板厚が薄い電磁鋼板が用いられることが望ましい。そのため、分割鉄心５Ａを構成する１枚の電磁鋼板の板厚は、後述する回転子鉄心４０を構成する１枚電磁鋼板の板厚よりも薄いことが望ましい。これにより、固定子５の鉄損が大きくなり難くいため、固定子５における温度上昇を抑制することができる。

固定子鉄心５０とコイル５５との間には、樹脂製の絶縁部（図示せず）が配置されていてもよい。絶縁部は、樹脂の成形体を固定子鉄心５０に取り付ける、又は固定子鉄心５０と一体成形することによって、形成される。絶縁部は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂によって構成される。なお、絶縁部には、強度を上げるために、１０％～６０％のガラス繊維が含まれていてもよい。更に、絶縁部には、樹脂として、オリゴマー含有率が１．５重量％以下であるオリゴマーが用いられる。これにより、冷媒回路１２０を循環する冷媒２０又は冷凍機油１８にオリゴマーが溶出することが抑制され、オリゴマーが配管１１０内に詰まることを防止できる。よって、冷媒２０と冷凍機油１８との適合性に優れ、オリゴマーの抽出が少ない固定子５を有する電動機６を提供することができる。また、この電動機６を有する圧縮機１０が冷凍サイクル装置１００に用いられることによって、信頼性の高い冷凍サイクル装置１００を提供することができる。

〈回転子の構成〉
次に、実施の形態１に係る回転子４の構成について説明する。回転子４は、回転子鉄心４０と、回転子鉄心４０に取り付けられた永久磁石４５とを有する。回転子鉄心４０は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板によって構成されている。１枚の電磁鋼板の板厚は、例えば、０．１ｍｍ～０．７ｍｍである。実施の形態１では、回転子４を構成する１枚の電磁鋼板の板厚は、０．３５ｍｍである。

ここで、図２に示されるように、回転子鉄心４０の軸方向長さ（つまり、回転子鉄心４０の積厚）をＬ_ｒ、密閉容器３０の内部空間Ｖの幅方向の寸法（つまり、内径）をＤ_ｃとしたとき、密閉容器３０の寸法Ｄ_ｃに対する回転子鉄心４０の軸方向長さＬ_ｒの比Ｌ_ｒ／Ｄ_ｃは、以下の式（１）を満たす。
０．２≦Ｌ_ｒ／Ｄ_ｃ≦１．１（１）

比Ｌ_ｒ／Ｄ_ｃが式（１）の上限値１．１以下であることにより、回転子４の上端部と端子３６との間に十分に大きな空間体積が確保されるため、圧縮機１０から吐出される冷媒２０の体積流量を多くすることができる。また、比Ｌ_ｒ／Ｄ_ｃが式（１）の下限値０．２以上であることにより、圧縮機構部２を駆動させるために必要な電動機６のトルクを発生させることもできる。

回転子鉄心４０は、回転軸７が固定される軸孔４４を有する。軸孔４４には回転軸７が、焼き嵌め、圧入又は接着等によって固定されている。回転子鉄心４０の外周には、回転子４の剛性を高めるために、円筒状の保持部４６が固定されている。保持部４６は、接着剤、圧入、焼き嵌め、又は冷やし嵌めによって回転子鉄心４０の外周に固定されている。保持部４６は、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ステンレス鋼及び樹脂のいずれか１つの材料によって形成されている。

図３に示されるように、回転子鉄心４０は、永久磁石４５が挿入される磁石挿入孔４１を有する。実施の形態１では、回転子鉄心４０は、複数（図３では、６つ）の磁石挿入孔４１を有する。１つの磁石挿入孔４１は、１つの磁極に相当する。上述した固定子５におけるスロット５３の数は、９つであるため、電動機６における極数とスロット数との組み合わせは、６極９スロットである。なお、磁石挿入孔４１の数は、６つに限らず、２つ以上あればよい。

図３に示されるように、１つの磁石挿入孔４１は、例えば、軸方向上側から見たときに、Ｖ字状に形成されている。また、磁石挿入孔４１の周方向両端部には、漏れ磁束抑制穴としてのフラックスバリア４２が形成されている。フラックスバリア４２と回転子鉄心４０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。なお、磁石挿入孔４１の形状は、Ｖ字状に限られない。

実施の形態１では、１つの磁石挿入孔４１には、例えば、２つの永久磁石４５が挿入されている。永久磁石４５が磁石挿入孔４１から脱落することを防止するために、回転子４の軸方向両端部には、図２に示される端板４７，４８がそれぞれ固定されている。なお、１つの磁石挿入孔４１には、少なくとも１つの永久磁石４５が挿入されていればよい。また、端板４７，４８には、回転子４の回転バランスを向上させるためのバランスウェイト（図示せず）が備えられていてもよい。

永久磁石４５は、例えば、板状である。実施の形態１では、永久磁石４５は、平板状である。永久磁石４５は、平面視で、長方形状である。永久磁石４５の厚さは、例えば、固定子５と回転子４との間の隙間の２．５倍以上である。永久磁石４５の厚さは、例えば、２．０ｍｍである。永久磁石４５の軸方向長さは、例えば、回転子鉄心４０の軸方向長さＬ_ｒよりもやや小さい。これにより、磁石挿入孔４１への永久磁石４５の実装を容易にしつつ十分に大きな磁力を確保することができる。その結果、電動機６は、圧縮機構部２を駆動させるために必要なトルクを発生させつつ、密閉容器３０に流れる漏洩電流も抑制することができる。

１つの磁石挿入孔４１に挿入された２つの永久磁石４５は、外側に同一の磁極を有する。例えば、永久磁石４５の外側がＮ極であり、内側がＳ極である。また、磁石挿入孔４１に挿入された永久磁石４５は、隣接する磁石挿入孔４１に挿入された永久磁石４５と異なる磁極を有する。例えば、隣接する磁石挿入孔４１に挿入された永久磁石４５の外側がＳ極であり、内側がＮ極である。

図４は、永久磁石４５の多結晶組織を示す模式図である。図４に示されるように、永久磁石４５は、複数の結晶粒４５ａによって構成される多結晶組織を有する。複数の結晶粒４５ａの間は、粒界相４５ｂによって隔てられている。複数の結晶粒４５ａのそれぞれは、磁化されている。複数の結晶粒４５ａのそれぞれが、同じ方向に磁化されていることにより、永久磁石４５は一方向に磁束を発生させる。実施の形態１では、永久磁石４５の短手方向に磁束が発生する。結晶粒４５ａ及び粒界相４５ｂは、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）を含む。つまり、永久磁石４５は、ネオジウム希土類磁石によって構成されている。

実施の形態１では、永久磁石４５は、ジスプロシウム（Ｄｙ）を含まない。また、実施の形態１では、永久磁石４５は、テレビウム（Ｔｒ）も含まない。つまり、実施の形態１では、永久磁石４５におけるＤｙの含有率（以下、「Ｄｙ含有率」という）、及び永久磁石４５におけるＴｒの含有率（以下、「Ｔｒ含有率」という）は、０重量％である。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４５におけるＤｙ含有率、及び永久磁石４５におけるＴｒ含有率は、０重量％であるため、永久磁石４５のコストを下げることができる。なお、永久磁石４５は、０．１重量％未満のＤｙ、又は０．１重量％未満のＴｒ、又はこれらの両方を含有していてもよい。

実施の形態１では、永久磁石４５の複数の結晶粒４５ａの平均径（以下、「平均結晶粒径」という）は、１．６μｍ～１２μｍである。

次に、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径の測定方法の一例について説明する。まず、永久磁石４５の断面を研磨することによって鏡面に加工した後に、腐食液を用いて粒界相４５ｂをエッチングする。そして、光学顕微鏡によって、粒界相４５ｂがエッチングされた断面を数百倍から２０００倍までの範囲内の倍率に拡大して観察し、観察画像を取得する。その後、画像処理等の手法によって、観察画像から結晶粒４５ａの断面積を測定する。そして、測定された断面積と同じ面積を有する円の直径である円相当径を、結晶粒４５ａの粒径として算出する。永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径は、複数の結晶粒４５ａの円相当径の平均値である。なお、結晶粒４５ａの大きさのばらつきを考慮して、光学顕微鏡による観察の際に、永久磁石４５における複数の断面が選定されてもよい。また、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径は、観察画像において、複数の結晶粒４５ａのそれぞれが占める面積の割合に基づいて算出されてもよい。

図５は、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径と永久磁石４５の保磁力との関係を示すグラフである。図５において、横軸は、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径［μｍ］を対数目盛によって示し、縦軸は、永久磁石４５の保磁力［ｋＡ／ｍ］を示す。図５において、保磁力Ｈ１は、電動機６が１００℃以下の冷媒２０の雰囲気中に配置された場合であっても、永久磁石４５に不可逆減磁を発生させない保磁力（つまり、減磁耐力）である。保磁力Ｈ１は、例えば、実験により求められる。実施の形態１では、永久磁石４５の保磁力を保磁力Ｈ１以上にするために、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径を、１．６μｍ～１２μｍの範囲Ｒ１内にしている。言い換えれば、永久磁石４５が保磁力Ｈ１以上の保磁力を有するために、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径のばらつきは、範囲Ｒ１内で許容される。

次に、永久磁石４５の製造方法について説明する。図６は、永久磁石４５の製造工程の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳＴ１において、Ｎｄ、Ｆｅ、及びＢを含む磁石材料が、真空溶解炉で溶解され、その後、鋳型に流し込まれることによってインゴットが作製される。

ステップＳＴ２において、窒素ガス又はヘリウムガスなどの不活性ガスの雰囲気中で、インゴットがジェットミルによって粉砕されることによって、平均粒径が１．６μｍ～１２μｍである微粉が作製される。

ステップＳＴ３において、微粉は、磁場をかけた金型内で行う磁場成型プレスによって、予め定められた形状に成型される。これにより、磁気配向された成型体が作製される。

ステップＳＴ４において、成型体は、真空焼結炉において、熱処理されることによって、焼き固められる。これにより、焼結体が作製される。

ステップＳＴ５において、焼結体が追加工（例えば、表面処理、及び寸法調整など）されることによって、永久磁石４５の製造が終了する。

なお、ステップＳＴ３において、微粉を磁場成型プレスするのではなく、容器内で磁気配向を行うプレスレス方法が採用されてもよい。プレスレス法では、磁気配向時に、微粉が容器内で自由に回転し、磁気配向度が高められるため、永久磁石４５の保磁力を更に高めることができる。

次に、永久磁石４５の保磁力と残留磁束密度との関係について説明する。一般的に、永久磁石の保磁力は、温度上昇により低下する。一般的に、高温（例えば、１３０℃程度）の冷媒の雰囲気中に電動機が配置された場合、回転子の永久磁石の保磁力は低下する。例えば、永久磁石の保磁力は、温度が上昇するにつれて、約０．５５％／ΔＫの割合で低下する。この場合、高温時における永久磁石の保磁力は、常温（例えば、２０℃）時における永久磁石の保磁力よりも、６０．５％低下する。保磁力の低下を抑制するため、永久磁石に重希土類元素であるＤｙ又はＴｒが添加される場合があるが、Ｄｙ又はＴｒの添加により、残留磁束密度が低下する。

また、一般的に、永久磁石の残留磁束密度（つまり、磁力）は、温度上昇により低下する。一般的に、高温（例えば、１３０℃程度）の冷媒の雰囲気中に電動機が配置された場合、回転子の永久磁石の残留磁束密度は低下する。例えば、永久磁石の残留磁束密度は、温度が上昇するにつれて、約０．１２％／ΔＫの割合で低下する。この場合、高温時における永久磁石の残留磁束密度は、常温（例えば、２０℃）時における永久磁石の残留磁束密度よりも、１３．２％低下する。残留磁束密度の低下を抑制するためには、永久磁石の体積を増加させる必要があった。

図７は、永久磁石に含有されるＤｙ含有率と保磁力との関係、及びＤｙ含有率と残留磁束密度との関係を示すグラフである。図７において、横軸は、Ｄｙ含有率［重量％］を示し、右側の縦軸は、残留磁束密度［Ｔ］を示し、左側の縦軸は、保磁力［ｋＡ／ｍ］を示す。また、図７において、永久磁石は、ネオジウム希土類磁石である。

図７に示されるように、永久磁石の保磁力は、Ｄｙ含有率に比例して増加する。一方、永久磁石の磁力の大きさを表す残留磁束密度は、Ｄｙ含有率に比例して減少する。つまり、永久磁石に不可逆減磁を発生させない十分に大きい保磁力を確保するためには、Ｄｙ含有率を大きくすることが望ましい。一方で、電動機の出力及び効率を向上させる十分に大きい残留磁束密度を確保するためには、Ｄｙ含有率を小さくすることが望ましい。このように、永久磁石において、保磁力及び残留磁束密度の両方を十分に大きくすることは困難であった。また、Ｄｙは高価であるため、永久磁石のコストを増加させていた。

実施の形態１では、上述した通り、永久磁石４５におけるＤｙ含有率は０重量％である。そのため、永久磁石４５では、十分に大きい残留磁束密度が確保されている。永久磁石４５の保磁力については、上述した通り、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径が１．６μｍ～１２μｍであることによって、永久磁石４５におけるＤｙ含有率が０重量％であっても、永久磁石４５は、図５に示される保磁力Ｈ１以上の保磁力を有する。つまり、実施の形態１では、永久磁石４５は、保磁力及び残留磁束密度の両方を十分に大きくすることができる。

次に、実施の形態１に係る回転子４の永久磁石４５の保磁力及び残留磁束密度について、比較例に係る永久磁石と対比しながら説明する。比較例に係る永久磁石の平均結晶粒径は、例えば、２０μｍ～３０μｍである。図８は、実施の形態１に係る永久磁石４５の減磁曲線Ｃ１と比較例に係る永久磁石の減磁曲線Ｃ２を示す図である。減磁曲線Ｃ２は、比較例に係る永久磁石を有する回転子を備えた電動機が、１３０℃の冷媒の雰囲気中に配置されたときの永久磁石の減磁曲線である。図８において、横軸は、保磁力［ｋＡ／ｍ］を示し、縦軸は、残留磁束密度［Ｔ］を示す。図８では、横軸の左側ほど保磁力が大きいことが示され、及び縦軸の上側ほど残留磁束密度が大きいことが示されている。

図８に示される減磁曲線Ｃ１及びＣ２からわかるように、実施の形態１に係る永久磁石４５の保磁力及び残留磁束密度は、比較例に係る永久磁石の保磁力及び残留磁束密度よりもそれぞれ大きい。つまり、実施の形態１では、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径が１．６μｍ～１２μｍであることによって、永久磁石４５の保磁力を比較例に係る永久磁石の保磁力よりも大きくすることができる。また、実施の形態１では、永久磁石４５におけるＤｙ含有率が０重量％であることによって、永久磁石４５の残留磁束密度を比較例に係る永久磁石の残留磁束密度よりも大きくすることができる。

また、実施の形態１では、圧縮機１０において、冷媒２０としてＲ２９０が用いられることによって、電動機６が配置される冷媒２０の雰囲気温度の上限値が１００℃以下（具体的には、９５℃）に抑えられるため、実施の形態１に係る永久磁石４５の保磁力及び残留磁束密度を、比較例に係る永久磁石の保磁力及び残留磁束密度よりもそれぞれ大きくすることができる。

〈電動機駆動装置の構成〉
次に、実施の形態１に係る電動機６を駆動する駆動回路としての電動機駆動装置６０について説明する。図９は、電動機駆動装置６０の構成を示す図である。

電動機駆動装置６０は、コンバータ７０と、インバータ８０と、電源電圧検出部６１と、直流電圧検出部６２と、制御装置６５とを有する。コンバータ７０は、外部電源としての商用交流電源１１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７０は、整流器７０ａを有する。整流器７０ａは、リアクタ６３を介して商用交流電源１１に接続されている。小型のリアクタ６３が用いられることによって、電動機駆動装置６０は電動機６に容易に実装される。

整流器７０ａは、複数のスイッチング素子７１ａ，７１ｂと、第１のダイオード７２ａと、第２のダイオード７２ｂとを有する。スイッチング素子７１ａ，７１ｂは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ－ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。なお、スイッチング素子７１ａ，７１ｂ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（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）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７２ａのアノード側と第２のダイオード７２ｂ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７２ａ及び第２のダイオード７２ｂによる直列回路が構成されている。第１のダイオード７２ａと第２のダイオード７２ｂとの接続点は、整流器７０ａの入力端である。また、第１のダイオード７２ａと第２のダイオード７２ｂとの直列回路の両端はそれぞれ、整流器７０ａの出力端である。

コンバータ７０は、整流器７０ａから出力される直流電圧を平滑する平滑コンデンサ７３ａ，７３ｂを更に有していてもよい。

コンバータ７０から出力される直流電圧の最大値は、商用交流電源１１の電圧のピーク値よりも大きい。コンバータ７０から出力される直流電圧の最大値の平均値をＶ_{ｄｃｍａｘ}、商用交流電源１１の電圧のピーク値をＶ_ａとしたとき、Ｖ_ａに対するＶ_{ｄｃｍａｘ}の比Ｖ_{ｄｃｍａｘ}／Ｖ_ａは、以下の式（２）を満たす。
１．２≦Ｖ_{ｄｃｍａｘ}／Ｖ_ａ≦２．０（２）

比Ｖ_{ｄｃｍａｘ}／Ｖ_ａが式（２）の下限値１．２以上であることにより、圧縮機構部２（図２参照）を駆動させるために必要な電動機６への供給電圧を発生させることができる。また、比Ｖ_{ｄｃｍａｘ}／Ｖ_ａが式（２）の上限値２．０以下であることにより、電動機６から密閉容器３０に流れる漏洩電流を抑制することができる。

また、コンバータ７０から出力される電圧の電圧値に対応して、電動機６の固定子５のコイル５５の巻数が設定される。コイル５５の巻数は、同一回転数において、無負荷誘起電圧のピーク値がコンバータ７０から出力される直流電圧の平均値よりも大きくなるように設定される。無負荷誘起電圧のピーク値をＶ_ｂ、コンバータ７０から出力される直流電圧の平均値をＶ_ｄｃとしたとき、Ｖ_ｄｃに対するＶ_ｂの比Ｖ_ｂ／Ｖ_ｄｃは、以下の式（３）を満たす。
１．１≦Ｖ_ｂ／Ｖ_ｄｃ≦２．５（３）

比Ｖ_ｂ／Ｖ_ｄｃが式（３）の下限値１．１以上であることにより、コンバータ７０の整流器７０ａにおけるスイッチング動作を合わせることによって、電動機６を低速運転から高速運転まで高効率で駆動させることができる。また、比Ｖ_ｂ／Ｖ_ｄｃが式（３）の上限値２．５以下であることにより、電動機６から密閉容器３０に流れる漏洩電流を抑制することができる。

インバータ８０は、コンバータ７０に接続されている。インバータ８０は、コンバータ７０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６に出力する。インバータ８０は、複数（図７では、６つ）のインバータスイッチ８１ａ～８１ｆと、複数（図７では、６つ）のフライホイルダイオード８２ａ～８２ｆとを有する。

インバータスイッチ８１ａ～８１ｆは、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、又はＧａＮを用いた絶縁ゲートバイポーラトランジスタである。なお、インバータスイッチ８１ａ～８１ｆは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタに限定されず、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８１ａ～８１ｆに用いられる場合、インバータスイッチ８１ａ～８１ｆは、スーパジャンクション構造のＭＯＳＦＥＴであってもよい。インバータスイッチ８１ａ～８１ｆ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。キャリア波は、一定の振幅をもつ三角波で構成される。キャリア波の周波数は、例えば、４ｋＨｚ～１００ｋＨｚである。これにより、電動機駆動装置６０は、漏洩電流を抑制しつつ、電動機６を１４０ｒｐｓ以上で高速回転させることができる。また、インバータ８０のスイッチング周波数が４ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下であることによって、電動機６を８極以上に多極化して小型化することができる。

フライホイルダイオード８２ａ～８２ｆには、例えば、ＳｉＣが用いられる。フライホイルダイオード８２ａ～８２ｆは、インバータスイッチ８１ａ～８１ｆが電流をオンからオフにするときに生じる逆起電力を抑制する。

電源電圧検出部６１は、検出情報として商用交流電源１１の電源電圧を検出し、その検出情報を制御装置６５に出力する。電源電圧検出部６１は、例えば、オペアンプである。直流電圧検出部６２は、検出情報として複数の平滑コンデンサ７３ａ，７３ｂの両端の電圧を検出し、その検出情報を制御装置６５に出力する。直流電圧検出部６２は、例えば、オペアンプである。制御装置６５は、電源電圧検出部６１及び直流電圧検出部６２から出力された検出情報に基づいて、整流器７０ａのスイッチング素子７１ａ，７１ｂをオンオフ動作させる。

制御装置６５は、運転条件に応じて商用交流電源１１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７１ａ，７１ｂ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１１に含まれる高調波成分を抑制して、電動機６の力率を改善する。また、制御装置６５は、インバータ８０に供給される直流電圧の値を商用交流電源１１の電圧のピーク値以上に上昇させることで、電動機６を高効率か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７１ａ，７１ｂによる所定のスイッチング動作とは、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下である。これにより、インバータ８０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６は、図２に示される端子３６を介してインバータ８０に接続されている。電動機６は、インバータ８０に備えられたインバータスイッチ８１ａ～８１ｆによるＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）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。

〈空気調和装置〉
次に、実施の形態１に係る空気調和装置１５０について説明する。図１０は、実施の形態１に係る空気調和装置１５０の構成を概略的に示す図である。図１０に示されるように、空気調和装置１５０は、室内機１５１と、冷媒配管１５２と、室外機１５３とを有する。室内機１５１及び室外機１５３は、冷媒配管１５２によって連結されることで、冷媒回路１２０を構成する。空気調和装置１５０は、例えば、室内機１５１から冷たい空気を送風する冷房運転、又は温かい空気を送風する暖房運転等の運転を行うことができる。

室内機１５１は、電動機１５１ａと、室内送風機１５１ｂと、ハウジング１５１ｃとを有する。電動機１５１ａは、室内送風機１５１ｂを駆動するための駆動源である。室内送風機１５１ｂは、電動機１５１ａによって駆動されることにより、空気を送風する。ハウジング１５１ｃは、電動機１５１ａ及び室内送風機１５１ｂを覆っている。

室内機１５１は、室内側熱交換器１５１ｄを更に有する。室内側熱交換器１５１ｄは、冷媒２０（図１参照）と空気との熱交換を行う。

室外機１５３は、電動機１５３ａと、室外送風機１５３ｂと、圧縮機１０と、ハウジング１５３ｃとを有する。電動機１５３ａは、室外送風機１５３ｂを駆動するための駆動源である。室外送風機１５３ｂは、電動機１５３ａによって駆動されることにより、空気を送風する。ハウジング１５３ｃは、電動機１５３ａ、室外送風機１５３ｂ、圧縮機１０、及び熱交換器を覆っている。

室外機１５３は、室外側熱交換器１５３ｄと、四方弁（図示しない）とを更に有する。室外側熱交換器１５３ｄは、冷媒２０（図１参照）と室外の空気との熱交換を行う。四方弁は、冷媒２０の流れ方向を切り替える弁である。

室外機１５３の四方弁は、圧縮機１０から送り出された高温高圧の冷媒ガスを、冷房運転時には室外側熱交換器１５３ｄに流し、暖房運転時には室内側熱交換器１５１ｄに流す。つまり、冷房運転時には、室外側熱交換器１５３ｄは図１に示される凝縮器１０１として、室内側熱交換器１５１ｄは図１に示される蒸発器１０３としてそれぞれ機能する。一方、暖房運転時には、室内側熱交換器１５１ｄが凝縮器１０１として、室外側熱交換器１５３ｄが蒸発器１０３としてそれぞれ機能する。このように、図１に示される冷凍サイクル装置１００に四方弁が追加されることによって、空気調和装置１５０は、冷凍サイクル装置１００を備えることができる。

なお、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、空気調和装置１５０以外に、冷蔵庫又は冷凍庫などの他の家電機器に備えられてもよい。

〈実施の形態１の効果〉
以上に説明したように、実施の形態１によれば、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径が１．６μｍ～１２μｍであることによって、永久磁石４５が図５に示される保磁力Ｈ１以上の保磁力を有するため、永久磁石４５に不可逆減磁が発生することを防止できる。これにより、永久磁石４５を有する回転子４を備えた電動機６の出力及び効率を向上させることができる。

また、実施の形態１によれば、永久磁石４５におけるＤｙ含有率及び永久磁石４５におけるＴｒ含有率は、０重量％である。これにより、永久磁石４５の残留磁束密度を大きくすることができる。また、永久磁石４５には高価な元素であるＤｙ及びＴｒが含有されていないため、永久磁石４５のコストを下げることができる。

また、実施の形態１によれば、圧縮機１０内において、冷媒２０として、吐出温度の上限温度が９５℃となるＲ２９０が使用されるので、永久磁石４５に不可逆減磁が発生することを防止できる。

温度上昇による永久磁石の残留磁束密度の低下を抑制するために、回転子の積厚を増加させることによる永久磁石の体積増加、電動機への供給電圧、電動機の回転数、コイルの巻数、インバータのキャリア周波数、及びコンバータのスイッチング周波数のうちいずれかを増加させることで、電動機の出力及び効率の低下を補うことが考えられる。しかし、圧縮機の密閉容器内を通過する冷媒としてＲ３２が用いられた場合、電動機から密閉容器に流れる漏洩電流が増加するという課題があった。その結果、回転子の積厚、電動機への供給電圧などの上限値が決まってしまい、電動機の出力及び効率の向上に限界があった。実施の形態１によれば、電動機６は、比誘電率の小さいＲ２９０の雰囲気中に配置されるため、電動機６から密閉容器３０に流れる漏洩電流を抑制することができる。そのため、回転子４の積厚の増加、電動機６への供給電圧、電動機６の回転数、コイル５５の巻数、インバータ８０のキャリア周波数、及びコンバータ７０のスイッチング周波数を従来の電動機よりも増加させることができる。その結果、漏洩電流を抑制しつつ、電動機６の出力及び効率を向上させることができる。

《実施の形態１の変形例》
実施の形態１では、吐出温度の最大値が１００℃以下である冷媒２０の一例として、Ｒ２９０を挙げ、Ｒ２９０の雰囲気中に配置される電動機６の回転子４を説明した。しかし、１００℃以下で使用される冷媒２０は、Ｒ２９０の他にも存在する。また、１００℃よりもやや高い温度で使用される冷媒２０も存在する。そこで、実施の形態１の変形例においては、１００℃近傍の他の冷媒の雰囲気中に配置される電動機の回転子を説明する。実施の形態１の変形例においては、電動機６が１００℃近傍の他の冷媒の雰囲気中に配置された場合であっても、不可逆減磁が発生しない永久磁石を備えた回転子、この回転子を備えた電動機、及びこの電動機を備えた圧縮機を説明する。実施の形態１の変形例に係る圧縮機は、冷媒の種類の点で、上述の圧縮機１０と異なる。

実施の形態１の変形例に係る圧縮機１０では、冷媒２０は、Ｒ１１２３（つまり、１，１，２－トリフルオロエチレン）、Ｒ１２３４ｙｆ（つまり、フルオロオレフィン）、Ｒ１１３２Ｅ（つまり、トランス－１，２－ジフルオロエチレン）、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃのいずれか１つ以上を含む。圧縮機１０において、これらの冷媒の吐出温度の最大値は、９７℃～１０３℃である。具体的には、圧縮機１０において、Ｒ１１２３は、使用上限温度９８℃以下で使用され、Ｒ１２３４ｙｆは、使用上限温度９９℃以下で使用される。また、Ｒ１１３２Ｅは、使用上限温度９８℃以下で使用され、Ｒ４５４Ａは、使用上限温度１０３℃以下で使用される。Ｒ４５４Ｃは、使用上限温度９７℃以下で使用される。

また、上述した冷媒を他の冷媒と混合させた場合であっても、冷媒２０は、使用上限温度１００℃周辺の温度で使用される。実施の形態１の変形例では、冷媒２０は、２種類以上のエチレン系フッ化炭化水素が混合した冷媒であってもよい。例えば、冷媒２０は、Ｒ１１３２とＲ３２とを混合した混合冷媒が使用されてもよい。この混合冷媒におけるＲ１１３２の割合は、例えば、４０ｗｔ％～６０ｗｔ％とすることが望ましい。また、Ｒ１１３２は、他の冷媒と混合されてもよい。例えば、Ｒ１１３２と混合する冷媒は、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）、Ｒ１１３２（Ｚ）（つまり、シス－１，２－ジフルオロエチレン）を使用することができる。

また、実施の形態１の変形例では、Ｒ１１２３は、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）、Ｒ１３４ａ（つまり、１，１，１，２－テトラフルオロエタン）、Ｒ１２５（つまり、１，１，１，２，２－ペンタフルオロエタン）と混合されてもよい。また、Ｒ１１２３は、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｚ）、Ｒ１３４ａ、及びＲ１２５のうち、少なくとも２つ以上の冷媒と混合されてもよい。なお、上述したＲ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃは、Ｒ１２３４ｙｆとＲ３２との混合冷媒である。

冷媒２０が、Ｒ１１２３、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１１３２（Ｅ）、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃのいずれか１つ以上を含む場合であっても、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径が１．６μｍ～１２μｍであることによって、永久磁石４５は保磁力Ｈ１以上の保磁力を有するため、永久磁石４５に不可逆減磁が発生することを防止できる。

《実施の形態２》
実施の形態１では、１００℃以下の冷媒の雰囲気中に配置される電動機６の回転子４を説明した。実施の形態２においては、１２０℃以下の冷媒の雰囲気中に配置される電動機の回転子を説明する。具体的には、実施の形態２においては、電動機６が１１０℃より大きく１２０℃以下の冷媒の雰囲気中に配置された場合であっても、不可逆減磁が発生しない永久磁石を備えた回転子、この回転子を備えた電動機、及びこの電動機を備えた圧縮機を説明する。実施の形態２に係る回転子及び電動機は、永久磁石の結晶粒の平均結晶粒径に要求される条件の点で、実施の形態１に係る回転子４及び電動機６と異なる。また、実施の形態２に係る圧縮機は、永久磁石の結晶粒の平均結晶粒径に要求される条件と冷媒の種類の点で、実施の形態１に係る圧縮機１０と異なる。これらの点以外に関し、実施の形態２は、実施の形態１と同じである。したがって、以下の説明では、図１から図４を参照する。

図２に示されるように、実施の形態２に係る圧縮機１０は、密閉容器３０と、密閉容器３０内を通過する冷媒２０と、冷媒２０を圧縮する圧縮機構部２と、圧縮機構部２を駆動する電動機６とを有する。実施の形態２に係る圧縮機１０では、冷媒２０は、Ｒ４５４Ｂ、Ｒ４６３Ａ、及びＲ４６６Ａのいずれか１つ以上を含む。圧縮機１０において、これらの冷媒の吐出温度の最大値は、１１４℃～１１８℃である。具体的には、圧縮機１０において、Ｒ４５４Ｂは、使用上限温度１１６℃以下の温度で使用され、Ｒ４６３Ａは、使用上限温度１１４℃以下の温度で使用される。Ｒ４６６Ａは、使用上限温度１１８℃以下の温度で使用される。

図１１は、実施の形態２に係る回転子４の永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径と保磁力との関係を示すグラフである。図１１において、横軸は、平均結晶粒径［μｍ］を対数目盛によって示し、縦軸は、保磁力［ｋＡ／ｍ］を示す。永久磁石４５は、ネオジウム希土類磁石である。図１１において、保磁力Ｈ２は、電動機６が１１４℃～１１８℃の冷媒２０の雰囲気中に配置された場合であっても、永久磁石４５に不可逆減磁を発生させない保磁力（つまり、減磁耐力）である。保磁力Ｈ２は、例えば、実験により求められる。

実施の形態２では、永久磁石４５の保磁力を保磁力Ｈ２以上にするために、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径を、２．０μｍ～９．９μｍの範囲Ｒ２内にしている。言い換えれば、永久磁石４５が保磁力Ｈ２以上の保磁力を有するために、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径のばらつきは、範囲Ｒ２内で許容される。

実施の形態２によれば、永久磁石４５の結晶粒４５ａの平均結晶粒径が２．０μｍ～９．９μｍであることによって、永久磁石４５は保磁力Ｈ２以上の保磁力を有しているため、電動機６が１１４℃～１１８℃以下の冷媒２０の雰囲気中に配置されても、永久磁石４５に不可逆減磁が発生することを防止できる。これにより、実施の形態２に係る回転子４を備えた電動機６の出力及び効率を向上させることができる。

４回転子、５固定子、６電動機、１０圧縮機、１８冷凍機油（潤滑油）、２０冷媒、３０密閉容器（容器）、４０回転子鉄心、４１磁石挿入孔、４５永久磁石、４５ａ結晶粒、１００冷凍サイクル装置、１０１凝縮器、１０２膨張弁（減圧装置）、１０３蒸発器、１５０空気調和装置、Ｌ_ｒ回転子鉄心の軸方向長さ、Ｄ_ｃ容器の内部空間の幅寸法。

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機構部を駆動する電動機において、前記冷媒の雰囲気中に配置される回転子であって、
複数の結晶粒を含む、ネオジウム希土類磁石である永久磁石を有し、
前記複数の結晶粒の平均結晶粒径は、１．６μｍ～１２μｍであり、
前記冷媒は、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃのいずれか１つ以上を含み、
前記永久磁石におけるジスプロシウムの含有率及び前記永久磁石におけるテレビウムの含有率は、０重量％である
回転子。
冷媒を圧縮する圧縮機構部を駆動する電動機において、前記冷媒の雰囲気中に配置される回転子であって、
複数の結晶粒を含む、ネオジウム希土類磁石である永久磁石を有し、
前記複数の結晶粒の平均結晶粒径は、２．０μｍ～９．９μｍであり、
前記冷媒は、Ｒ４５４Ｂ、Ｒ４６６Ａ及びＲ４６３Ａのいずれか１つ以上を含み、
前記永久磁石におけるジスプロシウムの含有率及び前記永久磁石におけるテレビウムの含有率は、０重量％である
回転子。
前記永久磁石が取り付けられた回転子鉄心を更に有する
請求項１又は２に記載の回転子。
前記回転子鉄心は、磁石挿入孔を有し、
前記永久磁石は、前記磁石挿入孔に挿入されている
請求項３に記載の回転子。
請求項１から４のいずれか１項に記載の回転子と、
固定子と
を有する電動機。
請求項５に記載の電動機と、
前記電動機によって駆動される前記圧縮機構部と、
前記電動機及び前記圧縮機構部を収容する容器と
を有する圧縮機。
冷媒を圧縮する圧縮機構部を駆動する電動機において、前記冷媒の雰囲気中に配置される回転子を備える圧縮機であって、
複数の結晶粒を含む、ネオジウム希土類磁石である永久磁石を有し、
前記複数の結晶粒の平均結晶粒径は、１．６μｍ～１２μｍであり、
前記冷媒は、Ｒ２９０を含み、
前記永久磁石におけるジスプロシウムの含有率及び前記永久磁石におけるテレビウムの含有率は、０重量％である回転子と、
固定子とを有する電動機と、
前記電動機によって駆動される前記圧縮機構部と、
前記電動機及び前記圧縮機構部を収容する容器と、
前記容器内を通過する前記冷媒と、
前記容器内に貯留された潤滑油と、を有し、
前記冷媒の比誘電率は、前記潤滑油の比誘電率よりも小さい
圧縮機。
前記冷媒の前記比誘電率は、１．６～１．９である
請求項７に記載の圧縮機。
前記潤滑油は、ポリアルキレングリコール油である
請求項７又は８に記載の圧縮機。
前記回転子の回転子鉄心の軸方向の長さをＬｒとし、
前記容器の内部空間の前記軸方向に直交する幅方向の寸法をＤｃとしたときに、
０．２≦Ｌｒ／Ｄｃ≦１．１
である
請求項７から９のいずれか１項に記載の圧縮機。
前記電動機は、前記容器内において、前記冷媒の雰囲気中に配置されている
請求項６から１０のいずれか１項に記載の圧縮機。
前記電動機は、前記冷媒が流れる方向において前記圧縮機構部よりも下流側に配置されている
請求項６から１１のいずれか１項に記載の圧縮機。
請求項６から１２のいずれか１項に記載の圧縮機と、
前記圧縮機から送り出された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器により凝縮した冷媒を減圧する減圧装置と、
前記減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と
を有する冷凍サイクル装置。
請求項１３に記載の冷凍サイクル装置を有する空気調和装置。