特許 5702106 密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5702106

(24)【登録日】2015年2月27日

(45)【発行日】2015年4月15日

(54)【発明の名称】密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/00 20060101AFI20150326BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20150326BHJP

【ＦＩ】

   F04B39/00 106A

   F04B39/00 106B

   F04C29/00 T

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2010-230993(P2010-230993)

(22)【出願日】2010年10月13日

(65)【公開番号】特開2012-82776(P2012-82776A)

(43)【公開日】2012年4月26日

【審査請求日】2013年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】505461072

【氏名又は名称】東芝キヤリア株式会社

(72)【発明者】

【氏名】柴田 一夫

【審査官】 山本 崇昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０５３７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１３８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１１３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−０８８０５７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ３９／００

Ｆ０４Ｃ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面に吐出管を備えた密閉ケースと、
前記密閉ケース内に配置され、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記密閉ケース内に配置され、前記圧縮機構部を駆動させる電動機と、
前記電動機と電気的に接続される３本のピンを有し、同一の形状に構成され、前記密閉ケースの上面に並設された第１の密封端子及び第２の密封端子と、
を備えた密閉型圧縮機において、
前記第１の密封端子の３本のピンと、前記第２の密封端子の３本のピンが、前記吐出管の中心と前記第１及び第２の密封端子の中点を通る直線に対して非対称に配置され、
前記第１及び第２の密封端子の何れか一方の密封端子は、上面に接続される３本の電源接続線が前記直線に近づく方向に延出して配置されている、
ことを特徴とする密閉型圧縮機。

【請求項2】

前記第１及び第２の密封端子のそれぞれの前記ピンと前記電動機とを接続する口出線を備え、
前記第１の密封端子の３本のピンに接続された前記口出線の内、少なくとも２本の口出線が、前記直線から遠ざかる方向に延出されてピンに接続され、
前記第２の密封端子の３本のピンの接続された前記口出線の内少なくとも１本の口出線が、前記直線から遠ざかる方向に延出されてピンに接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。

【請求項3】

前記第１及び第２の密封端子の少なくとも一方の密封端子の３本のピンに接続される３本の口出線が、それぞれ異なる方向に延出するようにピンに接続されることを特徴とする
請求項２に記載の密閉型圧縮機。

【請求項4】

第１及び第２の密封端子の少なくとも一方の密封端子の３本のピンに接続される３本の口出線が、扇状に広がる方向に延出されることを特徴とする請求項２乃至３に記載の密閉型圧縮機。

【請求項5】

電力を供給するため前記第１及び第２の密封端子の３本のピンに接続される電源接続線を備え、前記電源接続線は前記口出線の延出方向とは異なる方向に延出されることを特徴とする請求項２乃至４に記載の密閉型圧縮機。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれかに記載の密閉型圧縮機を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、密閉型圧縮機と冷凍サイクル装置に係る。

【背景技術】

【0002】

密閉型圧縮機は密閉ケース内に圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動させるための電動機が設けられている。この電動機には、密閉ケース外部に設けられたインバータ装置などの電源装置から駆動電力が供給され、圧縮機構部を駆動させるようになっている。電源装置と電動機は、密閉ケースの機密性を損なうことなく接続可能とするための密封端子と、口出線などの接続線によって電気的に接続されている。
ここで、一つの密封端子には複数本の接続線が接続される。
また、密封端子はその大きさにより通電可能な電流の大きさが決まっており、供給される電流の大きさによって密封端子を複数用いる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１９１８２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のように、複数の密封端子に接続線を接続する場合、密閉型圧縮機内外に配設される接続線が多く複雑となり、接続状況によっては、接続線が極度に湾曲して接続されるなどして接続線に過剰な曲げ応力が加わり、接続線の耐久性が低下する。また、密閉型圧縮機の製造時に接続線の接続作業が困難となる。
本発明の実施形態によれば、密封端子への接続線の接続を、接続線に過剰な曲げ応力を加えることなしに行われ、信頼性が高く、製造時の接続作業を効率良く行うことの出来る密閉型圧縮機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態によれば、吐出管を備えた密閉ケースと、密閉ケース内に配置され、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動させる電動機と、電動機と電気的に接続される３本のピンを有し、同一の形状に構成され、密閉ケースに並設された第１の密封端子及び第２の密封端子と、を備えた密閉型圧縮機において、吐出管の中心と第１及び第２の密封端子の中点を通る直線に対して、それぞれの密封端子の３本のピンが非対称に配置され、第１及び第２の密封端子の何れか一方の密封端子は、上面に接続される３本の電源接続線が吐出管の中心と第１及び第２の密封端子の中点を通る直線に近づく方向に延出するように配置されている。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の実施形態に係る密閉型圧縮機の縦断面図。

【図2】本発明の実施形態に係る密封端子の上面図及び下面図。

【図3】密封端子に接続される接続端子の平面図及び断面図。

【図4】接続端子が接続された密封端子の上面図。

【図5】密閉型圧縮機の上面図及び密封端子の配置図。

【図6】密閉型圧縮機の電動機を示す回路図。

【図7】密閉型圧縮機の密封端子と電動機の接続状態を表す上面図。

【図8】密閉型圧縮機の密封端子と電動機のその他の接続状態を表す上面図。

【図9】密閉型圧縮機の第１の密封端子のその他の配置状態を表す上面図及び下面図。

【図10】本発明の実施形態に係る密閉型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置の概略図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

図１乃至図１０を用いて本発明の実施形態について説明を行う。
（第１の実施形態）

【0008】

図１は密閉型圧縮機１を示す縦断面図である。

【0009】

密閉型圧縮機１は、水平断面が円形状である本体部１１ｂと上蓋部１１ａを有する密閉ケース１１を備え、密閉ケース１１内には電動機１２と圧縮機構部１３とが収納され、電動機１２と圧縮機構部１３とは偏心部１４ａを有する回転軸１４を介して連結されている。

【0010】

電動機１２は回転子１２ａと固定子１２ｂとにより構成されている。
固定子１２ｂには巻線Ｌａが設けられており、後述の口出線３４、３５に接続されている。

【0011】

圧縮機構部１３はロータリ式圧縮機で、シリンダ室１５を形成するシリンダ１６を備えている。シリンダ室１５内には偏心回転するローラ１７が設けられている。シリンダ１６にはローラ１７の外周面に接して往復移動し、シリンダ室１５内を吸込室と圧縮室とに仕切るブレード（図示せず）が配設されている。

【0012】

シリンダ室１５は主軸受２１と副軸受２３とで覆われている。主軸受２１と副軸受２３には、それぞれ吐出孔２４ａ、２４ｂと吐出弁２５ａ、２５ｂが設けられている。

【0013】

密閉ケース１１の上蓋部１１ａの上面中央には圧縮冷媒ガスを吐出させる吐出管２６が接続され、密閉ケース１１の側面下部側には、吸込み管２７及びアキュムレータ２８が接続されている。

【0014】

また、密閉ケース１１の上蓋部１１ａの上面には第１、第２の密封端子３１、３２が並設されており、密閉ケース１１の内外に面するように貫通して設けられている。

【0015】

図２（ａ）に第１の密封端子３１の上面図を示し、図２（ｂ）に下面図を示す。尚、第２の密封端子３２は第１の密封端子３１と同一形状に形成されており、形状の説明を省略する。

【0016】

第１の密封端子３１は、上面視で中心点Ｏを中心とする略円盤状に形成された本体部５１を有している。本体部５１には、電動機と電気的に接続される３本の棒状のピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃが貫通して設けられている。
ピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃは中心点Ｏを重心とする正三角形の頂点に配置されており、上面視で時計回りにピン５２ａ，５２ｂ，５２ｃの順で配置されている。

【0017】

本明細書において、中心点Ｏからピン５２ａに向かう方向をαとし、中心点Ｏからピン５２ｂに向かう方向をβとし、中心点Ｏからピン５２ｃへ向かう方向をγとする。即ち、上面視において、α、β、γは時計回りに１２０°ずつ回転した方向となっている。

【0018】

３本のピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃは第１の密封端子３１の上面側と下面側のそれぞれに、腹面５３ａと背面５３ｂを有する平板状のタブ５３が設けられている。それぞれのタブ５３は、腹面５３ａにピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃが接合されており、後述の接続端子６１と嵌合可能に形成されている。

【0019】

図２（ａ）に示す第１の密封端子３１の上面側において、ピン５２ａに接合されるタブ５３は、腹面５３ａがα方向に対して略平行となるように設けられている。ピン５２ｂに
接合されるタブ５３は、腹面５３ａが中心点Ｏに面し、β方向に対して略直交するように設けられている。ピン５２ｃに接合されるタブ５３は、背面５３ｂが中心点Ｏに面し、γ方向に対して略直交するように設けられている。
また、図２（ｂ）に示す第１の密封端子３１の下面側において、ピン５２ｃに接合されるタブ５３は、腹面５３aがγ方向に対して略平行となるように設けられている。
ピン５２ｂに接合されるタブ５３は、腹面５３ａが中心点Ｏに面し、β方向に対して略直交するように設けられている。ピン５２ａに接合されるタブ５３は、背面５３ｂが中心点Ｏに面し、α方向に対して略直行するように設けられている。

【0020】

図３（ａ）に接続端子６１の正面図を示し、図３（ｂ）に接続端子６１の底面図を示す。
この接続端子６１は略矩形状に形成された端子板６１ａを有している。端子板６１ａの左右両端には折り返して形成された係止部６１ｂが設けられており、タブ５３に嵌合するように形成されている。
また、端子板６１ａの上部には接続線６２を圧着により固定する圧着部６１ｃが設けられている。圧着部６１ｃは左方側からのみ接続線６２を挿入し圧着により固定可能となっている。これにより、接続線の延出方向は接続端子の一方向に限定される。即ち、接続端子６１とタブ５３が嵌合すると、タブ５３の腹面５３ａ側から視て左方側に接続線６２が延出される。

【0021】

ここで、接続線６２は図示しない電源装置としてのインバータ装置に接続される電源接続線７１（７２）、又は電動機１２の巻線Ｌａに接続される口出線３４（３５）である。第１の密封端子３１の上面側に接続される接続線６２は電源接続線７１（７２）であり、下面側に接続される接続線６２は口出線３４（３５）である。

【0022】

接続線６２である電源接続線７１（７２）と口出線３４（３５）は接続端子６１とタブ５３によってピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃに接続される。
ここで、電源接続線７１（７２）と口出線３４（３５）がピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃから延出される方向は、タブ５３の腹面５３ａ側からみて左方向となる。

【0023】

即ち、図４に示すように、電源接続線７１（７２）と口出線３４（３５）は接続端子６１を介して第１の密封端子３１（第２の密封端子３２）のピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃに接続されると、上面側の電源接続線７１（７２）はα方向側に扇状に広がる方向に延出される。扇状に延出された３本の電源接続線７１（７２）は１つの束に結束される。
また、下面側の口出線３４（３５）はγ方向側に扇状に広がる方向に延出される。扇状に延出された３本の口出線３４（３５）は１つの束に結束される。

【0024】

上述の第１の密封端子３１と第２の密封端子３２は、密閉型圧縮機１の密閉ケース１１の上蓋部１１ａに設けられた端子箱３７内に並設される。

【0025】

図５（ａ）に圧縮機１の密閉ケース１１の上蓋部１１ａの上面図を示し、図５（ｂ）に下面図を示す。

【0026】

図５（ａ）に示すように、密閉ケース１１の上蓋部１１ａの上面において、吐出管２６の中心Ｐと第１及び第２の密封端子３１、３２の中点Ｑを通る直線をＹとする。

【0027】

即ち、上面視においては、第１の密封端子３１は直線Ｙに対して右方側に配置され、第２の密封端子３２は直線Ｙの左方側に配置されており、図５（ｂ）に示す下面視においては、第１の密封端子３１は直線Ｙに対して左方側に配置され、第２の密封端子３２は直線Ｙの右方側に配置されている。

【0028】

ここで、第１の密封端子３１は、中心点Ｏからピン５２ａに向かう方向であるα方向が直線Ｙと略平行で吐出管２６から遠ざかる方向となっており、第２の密封端子３２は、中心点Ｏからピン５２ｃに向かう方向であるγ方向が直線Ｙに近づく方向となるように配置されている。
即ち、第１の密封端子３１の３本のピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃと第２の密封端子３２の３本のピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃが、吐出管２６の中心Ｏと第１及び第２の密封端子の中点Ｑを通る直線Ｙに対して非対称に配置されている。

【0029】

図５の下面図（ｂ）に示すように、第１の密封端子３１に接続された３本の口出線３４は直線Ｙから遠ざかる方向に延出され結束されている。また、第２の密封端子３２に接続された３本それぞれの口出線３５の内、ピン５２ｂに接続された口出線３５は直線Ｙから遠ざかる延出方向に接続され、残り２本の口出線３５に結束されている。

【0030】

密閉ケース１１の上部に設けられ、第１及び第２の密封端子３１、３２を取り囲む壁面を有する端子箱３７には、吐出管２６と反対側に電源接続線７１、７２を引出すための開口部３７ａが設けられている。

【0031】

上面側では図５（ａ）に示すように、第１の密封端子３１に接続された３本の電源接続線７１の内、ピン５２ｂに接続された電源接続線７１は直線Ｙに近づく方向に延出されており、開口部３７ａへ向かう延出方向となっている。
また、第２の密封端子３２に接続された３本の電源接続線７２は全て直線Ｙに近づく方向に延出されており、その内ピン５２ａ及びピン５２ｂに接続された電源接続線７２は開口部３７ａへ向かう延出方向となっている。

【0032】

上述のように、第１及び第２の密封端子３１、３２に口出線３４、３５が接続されることで、極度に湾曲されず、密閉ケース１１内で口出線３４、３５が吐出管２６に接触することなく電動機１２の固定子１２ｂに巻層されている巻線Ｌａに接続される。
また、第１及び第２の密封端子３１、３２に電源接続線７１、７２を接続されることで、電源接続線７１、７２は極度に湾曲されることなく、端子箱３７の開口部３７ａから集約的に引出される。これにより、開口部３７ａを大きく開口させる必要がなく、雨水や異物の浸入しにくい端子箱３７とすることができる。

【0033】

上述した構成とすることで、同一の形状を有する密封端子を２つ用いた場合でも、電源接続線７１、７２及び口出線３４、３５を極度に湾曲させる必要なく密封端子に接続でき、製造時における接続作業を容易にし、口出線３４、３５に曲げ応力などの負担をかけることがない。
また、接続線が扇状に広がる延出方向となる密封端子を用いることで、接続線を多少湾曲させた場合でも、ピンに接続された接続線がその他のピンに接触することがなく、良好な接続状態とすることができる。

【0034】

ここで、口出線３４、３５を電動機１２の巻線Ｌａと別部材としたが、巻線Ｌａを口出線として用い、接続端子６１を介して第１の密封端子３１（第２の密封端子３２）に接続されても良い。

【0035】

上述のように接続されることで、電動機１２の巻線Ｌａには、電源接続線７１、７２と、第１及び第２の密封端子３１，３２、さらに口出線３４，３５を介してインバータ装置から電源電力が供給される。これにより、回転子１２ａ及び回転軸１４を介してシリンダ室１５内のローラ１７が偏心回転される。この偏心回転により、シリンダ室１５内の冷媒ガスが圧縮されて吐出孔２４ａ、２４ｂから圧縮冷媒ガスが吐出されるようになっている。

【0036】

図６は、上記した電動機１２の回路構成を示すものであり、以下に電流の流れについて説明する。

【0037】

電動機１２は供給電力の大きい直流ブラシレスモータで、複数系統、例えば、二系統の三相巻線ＬａＬ１，Ｌ２を有する。この二系統の三相巻線ＬａＬ１，Ｌ２の仕様は、ほぼ同一となっている。三相巻線ＬａＬ１は星形結線されたＵ相巻線ＬａＵ１、Ｖ相巻線ＬａＶ１、Ｗ相巻線ＬａＷ１からなり、三相巻線ＬａＬ２は星形結線されたＵ相巻線ＬａＵ２、Ｖ相巻線ＬａＶ２、Ｗ相巻線ＬａＷ２からなる。

【0038】

この三相巻線ＬａＬ１の相巻線ＬａＵ１、Ｖ１、Ｗ１の非結線端には、口出線３４が接続され、接続端子６１を介して第１の密封端子３１と電気的に接続されている。また、巻線ＬａＬ２の相巻線ＬａＵ２、Ｖ２、Ｗ２の非結線端には、口出線３５が接続され、接続端子６１を介して第２の密封端子３２に電気的に接続されている。そして、第１及び第２の密封端子３１，３２の上面側に接続された電源接続線７１、７２には図示しないインバータの出力端子が接続されている。

【0039】

上述した第１及び第２の口出線３４，３５は、図７に示すように直線Ｙをまたぐことなく二系統の巻線Ｌａそれぞれの立ち上がり部３８に接続されている。吐出管２６が密閉ケース１１の中央に配置される場合、口出線３４、３５の巻線Ｌａからの立ち上がり部３８は、直線Ｙを基準として吐出管２６の中心Ｐから６０°の範囲であるのが好ましい。

【0040】

これにより、口出線３４、３５が適度な長さを有し、極度に湾曲することなく配置される。これにより、製造時において、上蓋部１１ａに設けられた第１の密封端子３１及び第２の接続端子３２へ口出線３４、３５を接続する接続作業が容易となる。また、上記接続作業の後に上蓋部１１ａを本体部１１ｂに接合する際に密閉ケース１１との擦れや、上蓋部１１ａをある程度回転させた際の口出線３４、３５の引っ張りを抑制することができ、上蓋部１１ａと本体部１１ｂの接合作業が容易となる。

【0041】

ここで、図８に示すように、第１の接続端子３１に接続される口出線３４の立ち上がり部３８は、口出線３４が直線Ｙをまたぐ位置に設けられても良い。

【0042】

この場合、第１の接続端子３１に接続される３本の口出線３４は直線Ｙから遠ざかる方向に延出されており、これにより、口出線３４が直線Ｙをまたいでも、吐出管２６に接触することがない。

【0043】

以上のような同一形状の密封端子と各接続線の接続構成を有する密閉型圧縮機とすることで、密封端子の種類を単一にでき製造コストを抑えることができる。また、製造時における作業性が良く、接続線に過剰負担をかけない信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

【0044】

上記第１の実施形態において、第１の密封端子３１及び第２の密封端子３２に接続される接続線の向きをα、β、γ方向で規定したが、β及びγ方向を入れ替えてもよく、この場合、上記した密閉型圧縮機１の接続線の接続構成は直線Ｙに対して対称となる。

【0045】

また、第１の実施形態において第１の密封端子３１の下面側に接続された３本の口出線３４は全て直線Ｙから遠ざかる方向に延出されるように接続されているが、少なくとも、２本の口出線３４が直線Ｙから遠ざかる方向に延出されるように設けられていれば良く、例えば、図９（ｂ）に示すように、ピン５２ａ、５２ｃに接続された口出線３４ａ、３４ｃが直線Ｙから遠ざかるように設けられても良い。

【0046】

（第２の実施形態）

【0047】

上述した密閉型圧縮機１は空気調和機などの冷凍サイクル装置に用いられる。
図１０に本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置を示す。

【0048】

密閉型圧縮機１には冷媒管Ｒを介して順次、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱交換器５が接続されて空気調和機の冷凍サイクルが構成されている。室外熱交換器３の近傍には室外ファン７が設けられ、室内熱交換器５の近傍には室内ファン８が設けられている。

【0049】

上述した密閉型圧縮機１から吐出される冷媒は、冷房時には、四方弁２を介して実線矢印で示すように室外熱交換器３に供給され、ここで、室外ファン７の回転により送風される外気と熱交換して凝縮される。この凝縮された冷媒は、室外熱交換器３から流出して膨張弁４を介して室内熱交換器５に流され、ここで、室内ファン８の回転により送風される室内空気と熱交換して蒸発し、室内空気を冷却する。室内熱交換器５から流出された冷媒は、密閉型圧縮機１内に吸い込まれる。

【0050】

また、暖房時には、圧縮機１から吐出された冷媒は、四方弁２を介して破線矢印で示すように、室内熱交換器５に供給され、ここで、室内ファン８の回転により送風される室内空気と熱交換して凝縮され、室内空気を加熱する。この凝縮された冷媒は室内熱交換器５から流出して膨張弁４を介して室外熱交換器３に流され、ここで、室外ファン７の回転により送風される室外空気と熱交換して蒸発する。この蒸発した冷媒は、室外熱交換器３から流出されて密閉型圧縮機１内に吸い込まれる。以後、順次同様に冷媒が流されて冷凍サイクルの運転が継続される。

【0051】

上述のように第１の実施形態で説明した密閉型圧縮機１を冷凍サイクル装置に組み込むことで製造コストが低く、信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供することができる。

【0052】

なお、この発明は、上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

【符号の説明】

【0053】

１…密閉型圧縮機、２…四方弁、１１…密閉ケース、１２…電動機、１３…圧縮機構部、２６…吐出管、３１…第１の密封端子、３２…第２の密封端子、３４、３５…口出線、３７…端子箱、５１…本体部、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ…ピン、５３…タブ、６１…接続端子、６１ａ…端子板、６１ｂ…係止部、６１ｃ…圧着部、６２…接続線、７１、７２…電源接続線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】