(57)【要約】【課題】本発明は、モータの固定子巻線を直列と並列とで切り替えることを可能とする密閉形電動圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】９本の導電ピンと、前記密閉容器内に配設され、前記モータの巻線を構成する６つの巻線と、を備え、前記６つの巻線のうちの３つの巻線の各一端を、前記９本の導電ピンのうち３つの導電ピンと接続し、前記密閉容器内で当該３つの巻線の他端を１つに接続して中性点を構成し、残りの６つの導電ピンのうち２つずつを残りの３つの各巻線で接続したことを特徴とする密閉形電動圧縮機。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動するためのＤＣブラシレスモータと、このモータの回転力を前記圧縮機構部に伝達するためのクランク軸とを備えた密閉形電動圧縮機において、
前記モータに給電を行う導電ピンを９本有することを特徴とする密閉形電動圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
前記密閉容器に、３本の導電ピンを有するハーメチックターミナルを３つ設置したことを特徴とする密閉形電動圧縮機。
【請求項３】
請求項１において、
前記密閉容器に、５本の導電ピンを有するハーメチックターミナルと、４本の導電ピンを有するハーメチックターミナルをそれぞれ１つずつ設置したことを特徴とする密閉形電動圧縮機。
【請求項４】
請求項２において、
３本の導電ピンを有する３つのハーメチックターミナルの内、少なくとも１つのハーメチックターミナルの導電ピンの径が、他の２つのハーメチックターミナルの導電ピンの径と異なることを特徴とする密閉形電動圧縮機。
【請求項５】
請求項１において、
前記密閉容器に、９本の導電ピンを有するハーメチックターミナルを設置したことを特徴とする密閉形電動圧縮機。
【請求項６】
請求項１において、
前記密閉容器に、１本の端子に３つの接点を有する導電ピンを３本設けたハーメチックターミナルを設置したことを特徴とする密閉形電動圧縮機。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかにおいて、
ハーメチックターミナルを、密閉容器の上面に設置したことを特徴とする密閉形電動圧縮機。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れかにおいて、
ハーメチックターミナルを、密閉容器の周面に設置したことを特徴とする密閉形電動圧縮機。
【請求項９】
密閉容器内に、圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動するためのＤＣブラシレスモータと、このモータの回転力を前記圧縮機構部に伝達するためのクランク軸とを備えた密閉形電動圧縮機において、
前記モータに給電を行う９本の導電ピンと、
前記密閉容器内に配設され、前記モータの巻線を構成する６つの巻線と、を備え、
前記６つの巻線のうちの３つの巻線の各一端を、前記９本の導電ピンのうち３つの導電ピンと接続し、前記密閉容器内で当該３つの巻線の他端を１つに接続して中性点を構成し、
残りの６つの導電ピンのうち２つずつを残りの３つの各巻線で接続した
ことを特徴とする密閉形電動圧縮機。
【請求項１０】
請求項９に記載の密閉形電動圧縮機と、第一熱交換器と、減圧装置と、第二熱交換器とで構成した冷凍サイクル装置であって、
前記密閉形電動圧縮機の回転数を制御するインバータと、
前記インバータと前記密閉形電動圧縮機との間に配設され、その内部に中性点を構成することができる巻線切替装置と、
前記巻線切替装置内に中性点を構成するかしないかを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記巻線切替装置の内部に前記中性点を構成させ前記モータの固定子巻線を直列接続とし、または、
前記巻線切替装置の内部に前記中性点を構成させず前記モータの固定子巻線を並列接続として、
前記固定子巻線の直列接続と並列接続とを切り替える
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記モータが低速回転の場合に直列接続とし、
前記モータが高速回転の場合に並列接続とする
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
請求項１０において、
前記モータが所定の回転数の場合に直列接続とし、
前記モータが前記所定の回転数よりも大きい場合に並列接続とする
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
請求項１０において、
前記モータが４,０００rpm以下の場合には直列接続状態を保ち、
前記モータが３,０００rpm以上の場合には並列接続状態を保つこととして、
ルームエアコンとして構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１４】
請求項１０において、
前記制御装置は、前記モータの出力−回転数に基づく効率のマップデータを保持しており、前記マップデータに基づいて、前記固定子巻線の直列接続と並列接続とを切り替えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１５】
請求項１０において、
前記制御装置は、
中間条件では直列接続とし、
定格条件では並列接続とし、
ルームエアコンとして構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１６】
請求項７において、
ハーメチックターミナルの導電ピンを、全てクランク軸設置方向に平行に設置したことを特徴とする密閉形電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣブラシレスモータにより駆動される密閉形電動圧縮機に係り、または、ＨＦＣ冷媒や自然系冷媒を用いた空気調和機，冷凍冷蔵庫，冷機応用製品，ヒートポンプ給湯機等の冷凍サイクル装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣブラシレスモータで駆動される密閉形電動圧縮機を搭載したルームエアコン等のシステムの省エネルギー化を図る際に、実使用での運転時間が多い低速条件での高効率化が重要な課題となっている。
【０００３】
このような用途に適する技術として特許文献１が知られている。これによれば、図９を参照している段落〔０００４〕には次のように記載されている。すなわち、「図９は、ＤＣブラシレスモータの出力特性図であり、（ａ）は、トルク定数が大きいとき、即ち、巻線の巻数が多いときの出力特性を示し、（ｂ）は、トルク定数が小さいとき、即ち、巻線の巻数が少ないときの出力特性を示している。図中、横軸は回転電機の回転数、縦軸は回転電機の出力をそれぞれ示し、実線で示される曲線は、同一効率点を結んだものであり、この図から明らかなように、トルク定数が大きく巻数が大きいときは、所定の低回転域に最高効率領域が存在し、トルク定数が小さく巻数が少ないときには所定の高回転域に最高効率領域が存在する。」とのことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２０５５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的な機器の設計として、低速条件（あるいは高速条件）での効率を向上しようとすればモータの最高効率領域を低速条件（あるいは高速条件）に合わせて設計することになる。このような設計をした場合、高速条件（あるいは低速条件）ではモータの効率を最高効率領域では使用することができず、最悪の場合にはモータを駆動すること自体が困難となる。つまり、低速運転条件と高速運転条件の双方に適したモータを設計することは困難である。
【０００６】
そこで、従来より特許文献１のように、ＤＣブラシレスモータの制御方式として、モータの固定子巻線を直列と並列で切り替える技術が提案されている。
【０００７】
しかし、特許文献１には、固定子巻線が回転子の回転数の変化に応じて切替自在とされているものの、端子の具体的な配置や構成等については開示されていない。つまり、固定子巻線からの口出し線引き出し本数を増加させる必要があるものの、従来の密閉形電動圧縮機の構成では実現ができない。
【０００８】
本発明は、モータの固定子巻線を直列と並列とで切り替えることを可能とする具体的構成を密閉形電動圧縮機で実現することを目的とする。また、圧縮機回転数に対して、低速運転条件と高速運転条件の双方に適した冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明は、
密閉容器内に、圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動するためのＤＣブラシレスモータと、このモータの回転力を前記圧縮機構部に伝達するためのクランク軸とを備えた密閉形電動圧縮機において、
前記モータに給電を行う導電ピンを９本有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するため本発明は、
密閉容器内に、圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動するためのＤＣブラシレスモータと、このモータの回転力を前記圧縮機構部に伝達するためのクランク軸とを備えた密閉形電動圧縮機において、
前記モータに給電を行う９本の導電ピンと、
前記密閉容器内に配設され、前記モータの巻線を構成する６つの巻線と、を備え、
前記６つの巻線のうちの３つの巻線の各一端を、前記９本の導電ピンのうち３つの導電ピンと接続し、前記密閉容器内で当該３つの巻線の他端を１つに接続して中性点を構成し、
残りの６つの導電ピンのうち２つずつを残りの３つの各巻線で接続した
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モータの固定子巻線を直列と並列とで切り替えることを可能とする密閉形電動圧縮機を実現することができる。また、圧縮機回転数に対して、低速運転条件と高速運転条件の双方に適した冷凍サイクル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例の密閉形電動圧縮機の蓋体の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例の密閉形電動圧縮機を示す断面図である。
【図３】（ａ）従来の密閉形電動圧縮機の固定子巻線接続図である。（ｂ）本発明の実施例の密閉形電動圧縮機の固定子巻線接続図である。
【図４】本発明の一例を示すシステム構成図である。
【図５】（ａ）本発明の第２実施例の密閉形電動圧縮機の蓋体の斜視図である。（ｂ）その蓋体を密閉形電動圧縮機に組み込んだ際の断面図である。
【図６】本発明の第３実施例の密閉形電動圧縮機の蓋体の斜視図である。
【図７】本発明の第４実施例の密閉形電動圧縮機の蓋体の斜視図である。
【図８】（ａ）本発明の第５実施例の密閉形電動圧縮機の蓋体の斜視図である。（ｂ）本発明の第６実施例のクラスタ接続図である。
【図９】本発明の第６実施例の密閉形電動圧縮機の蓋体の斜視図である。
【図１０】（ａ）本発明の第７実施例の密閉形電動圧縮機の蓋体の斜視図である。（ｂ）本発明の第７実施例のハーメチックターミナルの拡大図である。
【図１１】本発明の第８実施例の密閉形電動圧縮機の蓋体の斜視図である。
【図１２】本発明の実施例の出力と回転数との関係を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る密閉形電動圧縮機の実施の形態を、図を用いて説明する。各図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の一実施例に係る密閉形電動圧縮機の蓋体１Ｂを示す斜視図である。図２は図１に示す圧縮機の縦断面図である。本実施の形態は、図１，図２に示すような密閉形のスクロール圧縮機であるが、これは一例として示すものであり、スクロール圧縮機だけに限定するものではなく、他の圧縮機でも構わない。
【００１５】
密閉容器１は、筒体１Ａ，蓋体１Ｂ，底体１Ｃにて構成される。この密閉容器１内に溶接や焼き嵌め等でフレーム９を固定し、クランク軸６の支持部材とする。こちらを主軸受支持部材と称する。
【００１６】
クランク軸６の下端は密閉容器１の下部の油溜めに達して、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めして固定された副軸受支持部材１１と、この副軸受支持部材１１に溶接やボルト止めされた副軸受１２に軸支される。
【００１７】
これらによって、クランク軸６は安定して回転することができる。
【００１８】
フレーム９と、このフレーム９上にボルト止めした固定スクロール７との間に、旋回スクロール８を挟みこんでスクロール式の圧縮機構部２を構成する。旋回スクロール８の渦巻と固定スクロール７の渦巻とは互いに噛み合っている。旋回スクロール８はクランク軸６によって駆動される。詳しくは、クランク軸６の偏心部が旋回スクロール８の渦巻の裏面に嵌合しており、自転運動せずに公転運動を行うよう円軌道運動する。旋回スクロール８とフレーム９との間に設けられたオルダムリング１０等（オルダムリング１０のキーと、旋回スクロール８のキー溝と、フレーム９のキー溝）による自転防止機構によって旋回スクロール８の自転が防止される。
【００１９】
クランク軸６の上端にある旋回軸部を旋回スクロール８に設けた旋回軸受に嵌合させ、偏心駆動することにより旋回スクロール８を円軌道運動させ、これにより固定スクロール７の渦巻と旋回スクロール８の渦巻とで形成している圧縮室が、外周側から中央部に移動しながら、その容積を小さくしている。
【００２０】
これを利用して、密閉容器１外に通じた吸込パイプ１Ｄ及び固定スクロール７の上部の吸入口７Ａから冷媒ガスを吸入して圧縮していく。所定圧力以上になった冷媒ガスは固定スクロール７の中央部の吐出口７Ｂから密閉容器１内に吐出される。
【００２１】
密閉容器１内は吐出圧の冷媒で満たされる、いわゆる高圧チャンバタイプの圧縮機である。密閉容器１内の冷媒は、吐出パイプ１Ｅより接続されるサイクルへと吐出される。そして冷凍サイクル内を循環し、吸込パイプ１Ｄに戻ってきて、以上を繰り返す。
【００２２】
クランク軸６はモータにより回転される。モータの固定子３は、前記圧縮機構部２と副軸受支持部材１１の間に位置して、溶接や焼き嵌め等で密閉容器１に固定されている。モータの回転子４は、クランク軸６に焼き嵌めや圧入により固定されている。これら固定子３と回転子４とによりモータが構成されている。
【００２３】
回転子４の上下端部にはピン４Ｂにより止め付けられたバランスウエイト４Ａが設けられ、これにより回転子４及びクランク軸６が安定して回転し、旋回スクロール８を安定して円軌道運動させることができる。
【００２４】
回転子４は、鋼板を積層した回転子鉄心４Ｃの内部に永久磁石（図示せず）を４箇所内蔵した構成とし、固定子３は、鋼板を積層した固定子鉄心３Ｂに６個のティース（図示せず）とそれらをつなぐヨーク（図示せず）とからなり、各ティースの間に内方及び上下方に開放した６個のスロット（図示せず）が形成されている。
【００２５】
各ティースの径方向の内方の先端は、周知の如く、回転子４の外周面に沿うように拡開されたティース先端部が形成されている。上記スロットは、固定子巻線３Ｃを収納するためのものである。絶縁紙（図示せず）を介して各ティースにスロット（図示せず）の空間を利用して、２組のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の固定子巻線３Ｃを直接巻回することにより、いわゆる集中巻方式によって固定子３の磁極を形成し、４極６スロットのモータを構成している。
【００２６】
なお、３Ａは口出し線であり、モータに電力を与えるための線である。この口出し線３Ａは、密閉容器１の外部の電源と接続するためのハーメチックターミナル５に接続される。接続はコネクタであるクラスタ３Ｄによって行われる。
【００２７】
固定子巻線から口出し線３Ａを圧縮機構部２側へ９本引き出し、密閉容器１の筒体１Ａとフレーム９と固定スクロール７に設けた口出し線３Ａ誘導溝（図示せず）を通して圧縮機構部２の上方へ導き、蓋体１Ｂに設置したハーメチックターミナル５の導電ピン５Ａにそれぞれ接続する。この導電ピン５Ａからモータへの給電が行われる。
【００２８】
図３（ａ）に従来の並列接続の固定子巻線３Ｃの接続図、図３（ｂ）に本発明の実施例の直列、並列切り替え用固定子巻線３Ｃの接続図を示す。
【００２９】
図３（ａ）に示す従来の形態では、独立な巻線が６つあり、黒丸で表される中性点１ｘに対して、第１の各巻線（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）と第２の各巻線（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）との、２つの巻線の各組（Ｕ１，Ｕ２），（Ｖ１，Ｖ２），（Ｗ１，Ｗ２）がそれぞれ並列に接続され、それぞれＵ相，Ｖ相，Ｗ相を構成している。モータの口出し線３Ａは、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相から１本ずつの３本となる。
【００３０】
図３（ｂ）に示す本発明の実施例では、独立な巻線が６つあり、３つの巻線が単独で中性点１ｘに接続されている（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）。これを第１の各巻線と称することとする。これらとは別に、中性点１ｘに接続されない巻線（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）がある。これを第２の各巻線と称することとする。このそれぞれの各巻線（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）と（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）とは対を成している。これら中性点１ｘに接続される第１の巻線群と中性点に接続されない第２の巻線群とが、巻線切替装置３０（図４）により並列または直列に接続される。これら何れかの接続構成によって圧縮機が駆動されることになる。
【００３１】
直列，並列切り替え用モータの口出し線３Ａは、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相から５Ａ１〜５Ａ３，５Ａ４〜５Ａ６，５Ａ７〜５Ａ９というように、３本ずつ引き出す必要が有り、合計９本必要となる。
【００３２】
そこで、本実施例の密閉形電動圧縮機は、蓋体１Ｂを図１，図２のように球形状とし、３つの導電ピン５Ａを具備したハーメチックターミナル５を３つ設置した構成としている。本実施例では、蓋体１Ｂは今までと同様の形状なので、直ぐに適用可能であり、既存の組み立てにプラスアルファでハーメチックターミナル５を設置するだけでよい。なお、従来のハーメチックターミナル５を１つ設置した蓋体１Ｂに対し、ハーメチックターミナル５を３つ設置した本実施例の蓋体１Ｂは、蓋体１Ｂを球形状とされていることで、蓋体１Ｂに繰り返し作用する圧力への耐力を確保している。
【００３３】
図４に、本実施例のシステム構成図の一例を示す。
【００３４】
密閉形電動圧縮機はインバータ２０によって回転数が制御される。また、リレーによって動作する巻線切替装置３０を備え、インバータ２０と圧縮機との間に配設することで、巻線切替装置３０により運転条件に応じて圧縮機のモータの固定子巻線３Ｃを直列と並列に切り替える。巻線切替装置３０は、圧縮機との組み合わせによって、その内部に中性点３０ｘを構成することができる仕組みを備えている。巻線切替装置３０の中身としての当該仕組みを着想し、構成することは当業者であれば何らの困難もなく可能な業である。
【００３５】
その切り替えは、制御装置５０によって行われる。図中波線で表す制御装置５０からの信号により、巻線切替装置３０内のリレーを切り替えて、内部に中性点を構成するかしないかを制御する。制御装置５０は、例えば、収集したモータ回転数情報に基づいて巻線切替装置３０を制御することによって、固定子巻線の直列接続と並列接続との切り替えを制御する。また別の例としては制御装置５０は、モータの出力−回転数に基づく効率のマップデータを保持しており、当該マップデータに基づいて、切り替えを制御する。
【００３６】
導電ピン５Ａは、５Ａ１〜５Ａ９というように、密閉容器１から９本出ている。どの３本を１つに纏めて１つのターミナル５とするかは適宜決定すればよい。例えば、（５Ａ１−５Ａ４−５Ａ７），（５Ａ２−５Ａ５−５Ａ８），（５Ａ３−５Ａ６−５Ａ９）というように、１つのターミナルにＵ，Ｖ，Ｗを１つずつ配置した構成とする。こうすれば直感的に分かりやすい。また例えば、（５Ａ１−５Ａ２−５Ａ３），（５Ａ４−５Ａ５−５Ａ６），（５Ａ７−５Ａ８−５Ａ９）というように、１つのターミナルは全てＵ相、別の１つのターミナルは全てＶ相、更に別の１つのターミナルは全てＷ相のように配置した構成とする。このようにしても直感的に分かりやすい。何れにせよ、巻線切替装置３０側との関係でどうすればよいか決めれば良いが、ピンの数が増えるので分かりやすくすることが重要である。
【００３７】
また、圧縮機と、図中上側の第一熱交換器１００と、下側の第二熱交換器２００と、その間に配設された減圧装置１５０とで冷凍サイクルを構成している。なお、再熱除湿を行う場合には、例えば第一熱交換器１００を室内機内に配設し、第一熱交換器１００を２つに分割してその間に絞り装置を配設する。
【００３８】
（ａ）は固定子巻線３Ｃを並列接続とする構成図、（ｂ）は固定子巻線３Ｃを直列接続とする構成図を示す。
【００３９】
直列の際は、Ｕ１とＵ２とが文字通り直列となる。Ｖ，Ｗについても同様である。これに対し、並列の場合は図３（ａ）で図示するようなものとは異なる。
【００４０】
図３（ａ）の並列接続では、黒丸が一つしか表現されていないが、これは第１の各巻線（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）の中性点１ｘと、第２の各巻線（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）の中性点１ｘとを一致させて表している。
【００４１】
一方の図４（ａ）の並列接続では、一つの中性点１ｘは密閉容器１の中心の黒丸で示している。これがモータの構成の中で設置した中性点１ｘである。もう一つの中性点は巻線切替装置３０内に回路構成上に形成された中性点３０ｘである。従って、二つの中性点が一致していないが、図３（ａ）と同様の並列接続の構成となる。
【００４２】
このように、９本の導電ピンと、モータの巻線を構成する６つの巻線とを備えて以下のように構成する。すなわち、６つの巻線のうちの３つの巻線（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）の各一端を、３つの導電ピン（図では５Ａ３，５Ａ６，５Ａ９）と接続し、密閉容器内で当該３つの巻線の他端を１つに接続して中性点１ｘを構成するとともに、残りの６つの導電ピン（図では５Ａ１，５Ａ４，５Ａ７，５Ａ２，５Ａ５，５Ａ８）のうち２つずつ（図では５Ａ１−５Ａ２，５Ａ４−５Ａ５，５Ａ７−５Ａ８）を残りの３つの各巻線（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）で接続する。
【００４３】
以上のように、インバータ２０と圧縮機との間に巻線切替装置３０を設けることで、巻線切替装置３０により運転条件に応じて圧縮機のモータの固定子巻線３Ｃを直列と並列に切り替えることができる。
【００４４】
固定子３の巻線の巻数をｎとすると、（ａ）の並列接続では一相当りの巻数Ｎｐはｎとなり、（ｂ）の直列接続では一相当りの巻数Ｎｓは２ｎとなる。添え字のｐは並列、ｓは直列の頭文字である。以下でも同様である。トルク定数は一相当りの巻数に比例するので、直列接続時のトルク定数Ｋｔｓは、並列接続時のトルク定数Ｋｔｐの２倍となる。また、並列接続時および直列接続時において、トルクＴを得るために必要な電流をそれぞれＩｐおよびＩｓとすると、電流Ｉｐ，Ｉｓは、数式（１），（２）により求められる。
【００４５】
Ｉｐ＝Ｔ／Ｋｔｐ＝Ｔ／（Ｋｔｓ／２）＝２Ｉｓ   …（１）
Ｉｓ＝Ｔ／Ｋｔｓ                               …（２）
また、一つの巻線の抵抗をｒとし、並列接続時および直列接続時の抵抗をＲｐおよびＲｓとすると、数式（３），（４）に示すようになる。
【００４６】
Ｒｐ＝ｒ／２    …（３）
Ｒｓ＝２ｒ      …（４）
従って、並列接続時および直列接続時の銅損ＰｃｐおよびＰｃｓは、数式（５），（６）のようになる。
【００４７】
Ｐｃｐ＝Ｉｐ2Ｒｐ＝(２Ｉｓ)2ｒ／２＝２Ｉｓ2ｒ  …（５）
Ｐｃｓ＝Ｉｓ2Ｒｓ＝２Ｉｓ2ｒ                   …（６）
以上のように、巻線を切り替えても銅損は変化せず、一つの相に流れる電流は、（ｂ）の直列接続の場合は、（ａ）の並列接続の場合の１／２となる。
【００４８】
従って、横軸を圧縮機の回転数（つまりモータ回転数）とし、縦軸を出力とした場合、回転数に対する出力は２つの山を持ち、等高線で表すと図１２のようになる。左側の斜線領域Ｌが低速回転での高効率領域、右側の斜線領域Ｈが高速回転での高効率領域を表している。
【００４９】
つまり、低速条件での効率を向上しようとしてモータの最高効率領域を低速条件に合わせて設計するとしても、この場合には直列接続で設計し、高速条件では並列接続とすればモータの効率を最高効率領域で使用することができる。
【００５０】
また、直列接続にした場合、前述のように、並列接続の場合に比して、モータの電流が１／２となるため、駆動するインバータ２０の効率が改善され、システムとしての効率を向上することができる。
【００５１】
このように、モータの固定子巻線を直列と並列とで切り替えることを可能とすることができる。また、低速回転の場合に直列接続とし、高速回転の場合に並列接続とすることで、圧縮機回転数に対して、低速運転条件と高速運転条件の双方に適した圧縮機を実現することが可能となる。延いては、低速運転条件と高速運転条件の双方に適した、つまり双方で効率の高い冷凍サイクル装置を提供することができる。
【００５２】
低速・高速を別の表現にすれば、モータの所定回転数で切り替えるということになる。当該切り替えに当たっては、例えば、ルームエアコンでは、低速を４,０００rpm以下、高速を３,０００rpm以上として重なりを持たせれば無用な切り替えを低減して全体最適とすることができる。また前述の効率マップデータに関して、ルームエアコンの場合には、基本的な運転モードが冬期定格条件，冬期中間条件，夏期定格条件，夏期中間条件というように４つある。定格条件では高速運転，中間条件では低速運転と対応付けることができるので、斯様に切り替えても良い。
【００５３】
ルームエアコンは、ほぼ常時運転とも言うことができ、年間を通じて運転されるため、その使用環境が大きく変わる。そのため年間消費効率ＡＰＦという指標によって評価される。ルームエアコンの場合には所定回転数，運転モードの何れで切り替えるにせよ、省エネの点で非常に有効である。
【００５４】
他に同様の機器としてヒートポンプ給湯機，冷蔵庫等も該当する。ヒートポンプ給湯機であれば沸き上げモード時には高速運転、保温モード時には低速運転として切り替えたり、冷蔵庫であればドアの開閉のない夜間は温度を一定に保つだけの低速モード、昼間はドアの開閉があるので庫内温度が一定になるまで冷やす高速モードとして切り替えてやれば良い。これらは、洗濯機や掃除機など使用環境が変わらないような機器とは異なり、つまり単なる所定回転数、運転モードで直並列を切り替えるというのとは異なる。
【００５５】
以上の構成は、ＤＣブラシレスモータにより駆動される密閉形電動圧縮機を搭載したあらゆる機器に適用が可能である。
【実施例２】
【００５６】
図５は、本発明の一実施例に係る密閉形電動圧縮機の蓋体１Ｂの斜視図である。
【００５７】
基本的には実施例１にて説明した通りである。実施例１（図１）にて説明した、蓋体１Ｂを球形状として、ハーメチックターミナル５を３つ設置した構成の場合、ハーメチックターミナル５の導電ピン５Ａがそれぞれ蓋体１Ｂの球面に沿った形で、蓋体１Ｂの中心から外周側へ傾いた形で設置されるため、圧縮機組立工程における着磁や商用試験等の工程の設備改造が大掛かりとなる。
【００５８】
また、従来の蓋体１Ｂに対してハーメチックターミナル５が２つ増えることとなるので剛性が低下し、繰り返し作用する圧力への耐力が低下することが懸念される。
【００５９】
そこで、第２の実施例では、蓋体１Ｂを、上面が平坦の形状とし、蓋体１Ｂ自体の板厚を従来の板厚に対し２７％以上厚くした構成とし、ハーメチックターミナル５の設置面をクランク軸６方向に対して直角にし、ハーメチックターミナル５の導電ピン５Ａが、それぞれクランク軸６の方向に平行になるようにしたものである。ハーメチックターミナル５を２つ増やしても蓋体１Ｂの強度が弱くならないように、周面１Ａとの板厚比では従来１.１程度だったものを、１.４程度以上にして、強度を確保する。前述の２７％は１.４／１.１である。
【００６０】
本構成とすることで、クラスタ３Ｄの取り付けが容易となり組み立て上、好ましい。また、蓋体１Ｂの圧力に対する耐力を確保しつつ、着磁や商用試験等の工程の設備改造を軽減できる。また、簡単な形状であるため、蓋体１Ｂのプレスの型製作及び工程も容易となる。
【実施例３】
【００６１】
図６は、本発明の一実施例に係る密閉形電動圧縮機の蓋体１Ｂの斜視図である。
【００６２】
基本的には実施例１にて説明した通りである。実施例１（図１）にて説明した、蓋体１Ｂを球形状として、ハーメチックターミナル５を３つ設置した構成の場合、ハーメチックターミナル５の導電ピン５Ａがそれぞれ蓋体１Ｂの球面に沿った形で、蓋体１Ｂの中心から外周側へ傾いた形で設置されるため、圧縮機組立工程における着磁や商用試験等の工程の設備改造が大掛かりとなる。
【００６３】
そこで、第３の実施例では、蓋体１Ｂを、球形状をベースとし、そこから張り出した平面を設けることで、ハーメチックターミナル５の設置面を設けることとした。この設置面をクランク軸６方向に対して直角として、ハーメチックターミナル５の導電ピン５Ａが、それぞれクランク軸６方向に平行になるようにしたものである。
【００６４】
本構成とすることで、クラスタ３Ｄの取り付けが容易となり組み立て上、好ましい。また、蓋体１Ｂの圧力に対する耐力を張り出し部分で剛性を向上して確保しつつ、着磁や商用試験等の工程の設備改造を少なからず軽減できる。
【実施例４】
【００６５】
図７に本発明の一実施例に係る密閉形電動圧縮機の蓋体１Ｂの斜視図を示す。
【００６６】
基本的には実施例１にて説明した通りである。本実施例の密閉形電動圧縮機は、実施例２と同様に、蓋体１Ｂを球形状をベースとし、ハーメチックターミナル５の設置面をクランク軸６方向に対して直角にし、ハーメチックターミナル５の導電ピン５Ａが、それぞれクランク軸６方向に平行になるようにしたもので、且つ、ハーメチックターミナル５の導電ピン５Ａを、４本のものを１つと、５本のものを１つと、を組み合わせた構成である。
【００６７】
実施例１，２では、口出し線３Ａの端子をクラスタ３Ｄとしているので３ヶ所接続する必要があるが、本構成により、これを２箇所とすることができるため、３箇所接続の場合に対して組み立て時の作業性が向上する。
【実施例５】
【００６８】
図８（ａ）（ｂ）に本発明の一実施例に係る密閉形電動圧縮機の蓋体１Ｂの斜視図を示す。
【００６９】
基本的には実施例１にて説明した通りである。本実施例の密閉形電動圧縮機は、実施例１と同様に、蓋体１Ｂを球形状をベースとした形状とし、３本の導電ピン５Ａを具備するハーメチックターミナル５を３つ設置した構成としている。
【００７０】
この３つのハーメチックターミナル５に対して、クラスタ３Ｄを（白・黒・灰）などの視認性の良い３色で構成すると誤接続を回避することができる。
【００７１】
また、別の工夫としては、二つのクラスタを色違いとし、他の１つの大きさを異ならせる方法もある。これについて、以下説明する。
【００７２】
３つのハーメチックターミナルの内、１つのハーメチックターミナル５の導電ピン５Ａの径を、他の２つのハーメチックターミナル５の導電ピン５Ａの径と異なる径としている。図８では、吸込パイプ１Ｄから最も遠いターミナル５（ｚ）の導電ピンを他のターミナル５の導電ピン５Ａの径とは異ならせ、太くしている。
【００７３】
固定子３からの口出し線３Ａとハーメチックターミナル５の接続（密閉容器１内での接続）、及び、巻線切替装置３０からの配線とハーメチックターミナル５の接続（密閉容器１外での接続）にクラスタを使用する場合に、２つの導電ピン５Ａの径が同じハーメチックターミナル５への接続に用いるクラスタ３Ｄは例えば白色と黒色のように色違いとし、導電ピン５Ａの径の異なる１つのハーメチックターミナル５（ｚ）への接続は、例えば白色または黒色のどちらかで接続端子（図示せず）の径の異なるクラスタ３Ｄ（ｚ）を使用する。
【００７４】
このようにすることで、以下のように作業性が向上する。導電ピン５Ａの太いハーメチックターミナル５（ｚ）には、太い導電ピン５Ａ用のクラスタ３Ｄ（ｚ）しか接続ができず、誤接続が無くなる。導電ピン５Ａの径が等しい２つのハーメチックターミナル５へのクラスタ３Ｄの接続は、クラスタ３Ｄを色違いとすることで視認性が向上する。細い導電ピン用のクラスタにはどちらの色のものを接続しても良く、残りの導電ピン５Ａの径が太いハーメチックターミナル５（ｚ）には接続が不可能となるため、接続作業時の誤接続を防止できる。本実施例は、白色及び黒色のクラスタ３Ｄを例としているが、その他の色の組み合わせとしても効果は同様である。
【実施例６】
【００７５】
図９に本発明の一実施例に係る密閉形電動圧縮機の蓋体１Ｂの斜視図を示す。
【００７６】
基本的には実施例１にて説明した通りである。本実施例の密閉形電動圧縮機は、９本の導電ピン５Ａを１つのハーメボディ５Ｄに纏めた形でハーメチックターミナル５を構成している。図８等のハーメチックターミナル５は、３端子のクラスタ３Ｄを３つ使用して接続することを想定した構成としているが、導電ピン５Ａの配置を変更し、専用の９端子のクラスタ３Ｄを使用することで、接続が１回で済むようにできるため、作業性を改善することができる。また、ハーメチックターミナル５の蓋体１Ｂへの溶接作業も１回で済むため、工程変更も簡略化できる。
【実施例７】
【００７７】
図１０（ａ）に本発明の一実施例に係る密閉形電動圧縮機の蓋体１Ｂの斜視図、図１０（ｂ）に図１０（ａ）の蓋体１Ｂに設置されているハーメチックターミナル５の拡大図を示す。
【００７８】
基本的には実施例１にて説明した通りである。本実施例の密閉形電動圧縮機は、従来の密閉形電動圧縮機と同様に、蓋体１Ｂにハーメチックターミナル５を１つだけ設置することを目的に、ハーメチックターミナル５の導電ピン５Ａを一本で３端子とし、１本の導電ピンに３つの接点を有する構成としている。
【００７９】
一つの端子は、導電ピン５Ａを中心に絶縁物５Ｃを介して、絶縁距離を確保しつつ、導電性を有する筒状の導電部材５Ｂを重ねる構成としている。このハーメチックターミナル５専用の接続端子を使用することにより、結線作業は従来と同一の１回の端子挿し込み作業となり、実施例１から５に対して、挿し込み作業数が減り、組み立ての作業性が改善され、更に、工程の設備改造についても軽減が可能となる。
【実施例８】
【００８０】
図１１に本発明の一実施例に係る密閉形電動圧縮機の縦断面図を示す。
【００８１】
基本的には実施例１にて説明した通りである。本実施例の密閉形電動圧縮機は、ハーメチックターミナル５を、密閉容器１を構成する筒体１Ａの周面に設けた構成としている。これにより、固定子３の口出し線３Ａをフレーム９、固定スクロール７の口出し線３Ａ誘導溝を通して圧縮機構部２の上部まで引き上げる必要が無く、結線作業性が改善できると共に、口出し線３Ａを短くできるので、原価低減を図ることが可能となる。図には明記していないが、ハーメチックターミナル５の仕様は、実施例１から７の仕様の何れでも構成可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１…密閉容器
１Ａ…筒体
１Ｂ…蓋体
１Ｃ…底体
１Ｄ…吸込パイプ
１Ｅ…吐出パイプ
１ｘ…中性点
２…圧縮機構部
３…固定子
３Ａ…口出し線
３Ｂ…固定子鉄心
３Ｃ…固定子巻線
３Ｄ…クラスタ
４…回転子
４Ａ…バランスウエイト
４Ｂ…ピン
４Ｃ…回転子鉄心
５…ハーメチックターミナル
５Ａ…導電ピン
５Ｂ…導電部材
５Ｃ…絶縁物
５Ｄ…ハーメボディ
６…クランク軸
７…固定スクロール
７Ａ…吸込口
７Ｂ…吐出口
８…旋回スクロール
９…フレーム
１０…オルダムリング
１１…副軸受支持部材
１２…副軸受
２０…インバータ
３０…巻線切替装置
３０ｘ…中性点
５０…制御装置
１００…第一熱交換器
１５０…減圧装置
２００…第二熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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