(57)【要約】  圧縮機（１２）は、密閉容器（２０）と、圧縮要素（３０）と、電動要素（４０）とを備える。密閉容器（２０）には、ＨＦＯ−１１２３を含有する冷媒を吸入するための吸入管（２１）と、冷媒を吐出するための吐出管（２２）とが取り付けられている。圧縮要素（３０）は、密閉容器（２０）の中に収納される。圧縮要素（３０）は、吸入管（２１）に吸入された冷媒を圧縮する。電動要素（４０）は、密閉容器（２０）の中で、圧縮要素（３０）により圧縮された冷媒が吐出管（２２）から吐出される前に通過する位置に設置される。電動要素（４０）は、圧縮要素（３０）を駆動する。電動要素（４０）は、集中巻のモータである。
2015136977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１，１，２−トリフルオロエチレンを含有する冷媒を吸入するための吸入管と、前記冷媒を吐出するための吐出管とが取り付けられ、内部が吐出圧力雰囲気である容器と、
前記容器の中に収納され、前記吸入管に吸入された前記冷媒を圧縮する圧縮要素と、
前記容器の中に収納され、前記圧縮要素を駆動する集中巻の電動要素と
を備えることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記電動要素の固定子巻線が互いに被膜付きの渡り線で接続されていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
【請求項３】
前記容器に外部電源と接続する電源端子が取り付けられ、
前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子に被膜付きのリード線で接続されていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
【請求項４】
前記被膜が２重構造であることを特徴とする請求項２又は３の圧縮機。
【請求項５】
前記容器に外部電源と接続する電源端子が取り付けられ、
前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子にリード線で接続され、
前記リード線の前記電源端子に接続される接続端子に樹脂製のカバーが設けられていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
【請求項６】
前記容器に外部電源と接続する電源端子が取り付けられ、
前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子に単線のリード線で接続されていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
【請求項７】
前記容器に外部電源と接続する電源端子が取り付けられ、
前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子にリード線で接続され、
前記リード線の前記電動要素の固定子巻線に接続されるカシメ端子が前記電動要素の固定子端面に設けられる絶縁部材に前記電動要素の固定子巻線とともに圧接して固定されていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
【請求項８】
前記容器に外部電源と接続する電源端子が取り付けられ、
前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子にリード線で接続され、
前記リード線の前記電動要素の固定子巻線に接続される差込端子に樹脂製のスリーブが被せられていることを特徴とする請求項１の圧縮機。
【請求項９】
前記電動要素の固定子巻線に融点が１０００℃以下の材料が用いられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかの圧縮機。
【請求項１０】
前記圧縮要素の軸受の前記電動要素に対向する側に軸が貫通する開口部が形成され、
前記圧縮要素の軸受の前記開口部の周りに融点が１０００℃以下の材料が用いられていることを特徴とする請求項１から９のいずれかの圧縮機。
【請求項１１】
前記冷媒が１，１，２−トリフルオロエチレンであることを特徴とする請求項１から１０のいずれかの圧縮機。
【請求項１２】
前記冷媒が１，１，２−トリフルオロエチレンを１％以上含有する混合物であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかの圧縮機。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかの圧縮機が接続され、１，１，２−トリフルオロエチレンを含有する冷媒が循環する冷媒回路を備える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】
本発明は、圧縮機及び冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止の観点より、温室効果ガスの削減が求められている。空気調和機等の冷凍サイクル装置に用いられている冷媒についても、地球温暖化係数（ＧＷＰ）のより低いものが検討されている。現在、空気調和機用として広く用いられているＲ４１０ＡのＧＷＰは２０８８と非常に大きい値である。近年導入され始めているジフルオロメタン（Ｒ３２）のＧＷＰも６７５とかなり大きい値になっている。【０００３】
ＧＷＰの低い冷媒としては、二酸化炭素（Ｒ７４４：ＧＷＰ＝１）、アンモニア（Ｒ７１７：ＧＷＰ＝０）、プロパン（Ｒ２９０：ＧＷＰ＝６）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｙｆ：ＧＷＰ＝４）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｚｅ：ＧＷＰ＝６）等がある。【０００４】
これらの低ＧＷＰ冷媒は、下記の課題があるため、一般的な空気調和機に適用することは困難である。
・Ｒ７４４：動作圧力が非常に高いため、耐圧確保の課題がある。また、臨界温度が３１℃と低いため、空気調和機用途での性能の確保が課題となる。
・Ｒ７１７：高毒性であるため、安全確保の課題がある。
・Ｒ２９０：強燃性であるため、安全確保の課題がある。
・Ｒ１２３４ｙｆ／Ｒ１２３４ｚｅ：低動作圧で体積流量が大きくなるため、圧力損失増大による性能低下の課題がある。【０００５】
上記の課題を解決する冷媒として、１，１，２−トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３）がある（例えば、特許文献１参照）。この冷媒には、特に、以下の利点がある。
・動作圧力が高く、冷媒の体積流量が小さいため、圧力損失が小さく、性能を確保しやすい。
・ＧＷＰが１未満であり、地球温暖化対策として優位性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１５７７６４号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ａｎｄｒｅｗ  Ｅ．  Ｆｅｉｒｉｎｇ，  Ｊｏｎ  Ｄ．  Ｈｕｌｂｕｒｔ，  “Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｄｅｆｌａｇｒａｔｉｏｎ”，  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＆  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｎｅｗｓ  （２２  Ｄｅｃ  １９９７）  Ｖｏｌ．  ７５，  Ｎｏ．  ５１，  ｐｐ．  ６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＨＦＯ−１１２３には、下記の課題がある。
（１）高温、高圧の状態において、着火エネルギーが加わると、爆発が発生する（例えば、非特許文献１参照）。
（２）大気寿命が２日未満と非常に小さい。冷凍サイクル系の化学的安定性の低下が懸念される。【０００９】
ＨＦＯ−１１２３を冷凍サイクル装置に適用するには、上記の課題を解決する必要がある。【００１０】
（１）の課題については、不均化反応の連鎖によって爆発が発生することが明らかになった。この現象が発生する条件は、下記の２点である。
（１ａ）冷凍サイクル装置（特に、圧縮機）の内部に着火エネルギー（高温部）が発生し、不均化反応が起こる。
（１ｂ）高温、高圧の状態において、不均化反応が連鎖して拡散する。【００１１】
（２）の課題については、冷凍サイクル系の化学的安定性を確保する必要がある。【００１２】
本発明は、例えば、圧縮機において、ＨＦＯ−１１２３の不均化反応による爆発を防止することを目的とする。本発明は、特に、（１ａ）の条件の成立を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一の態様に係る圧縮機は、
１，１，２−トリフルオロエチレンを含有する冷媒を吸入するための吸入管と、前記冷媒を吐出するための吐出管とが取り付けられ、内部が吐出圧力雰囲気である容器と、
前記容器の中に収納され、前記吸入管に吸入された前記冷媒を圧縮する圧縮要素と、
前記容器の中に収納され、前記圧縮要素を駆動する集中巻の電動要素とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、１，１，２−トリフルオロエチレンを含有する冷媒を圧縮機に適用している。圧縮要素とともに容器の中に収納される電動要素として、集中巻の電動要素を採用している。分布巻の電動要素と異なり、集中巻の電動要素では、固定子の１つのティースに巻かれた巻線間の電位差が小さい。そのため、１つのティースに巻かれた巻線同士が短絡しても着火の危険性がない。したがって、圧縮機において、ＨＦＯ−１１２３の不均化反応による爆発を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置（冷房時）の回路図。
【図２】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置（暖房時）の回路図。
【図３】実施の形態１に係る圧縮機の縦断面図。
【図４】実施の形態１に係る圧縮機が備える電動要素の固定子巻線の結線図。
【図５】実施の形態１に係る圧縮機が備える電動要素のリード線及び渡り線を示す図。
【図６】実施の形態１に係る圧縮機が備える電動要素のリード線の差込端子及びクラスタを示す図。
【図７】実施の形態１に係る圧縮機が備える電動要素のリード線及び渡り線の構造を示す図。
【図８】実施の形態２に係る圧縮機が備える電動要素のリード線の差込端子を示す図。
【図９】実施の形態３に係る圧縮機が備える主軸受の一部の構造を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００１７】
実施の形態１．
図１及び図２は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１０の回路図である。図１は、冷房時の冷媒回路１１ａを示している。図２は、暖房時の冷媒回路１１ｂを示している。
【００１８】
本実施の形態において、冷凍サイクル装置１０は、空気調和機である。なお、冷凍サイクル装置１０が空気調和機以外の機器（例えば、ヒートポンプサイクル装置）であっても、本実施の形態を適用することができる。
【００１９】
図１及び図２において、冷凍サイクル装置１０は、冷媒が循環する冷媒回路１１ａ，１１ｂを備える。
【００２０】
冷媒回路１１ａ，１１ｂには、圧縮機１２と、四方弁１３と、室外熱交換器１４と、膨張弁１５と、室内熱交換器１６とが接続されている。圧縮機１２は、冷媒を圧縮する。四方弁１３は、冷房時と暖房時とで冷媒の流れる方向を切り換える。室外熱交換器１４は、第１熱交換器の例である。室外熱交換器１４は、冷房時には凝縮器として動作し、圧縮機１２により圧縮された冷媒を放熱させる。室外熱交換器１４は、暖房時には蒸発器として動作し、室外空気と膨張弁１５で膨張した冷媒との間で熱交換を行って冷媒を加熱する。膨張弁１５は、膨張機構の例である。膨張弁１５は、凝縮器で放熱した冷媒を膨張させる。室内熱交換器１６は、第２熱交換器の例である。室内熱交換器１６は、暖房時には凝縮器として動作し、圧縮機１２により圧縮された冷媒を放熱させる。室内熱交換器１６は、冷房時には蒸発器として動作し、室内空気と膨張弁１５で膨張した冷媒との間で熱交換を行って冷媒を加熱する。
【００２１】
冷凍サイクル装置１０は、さらに、制御装置１７を備える。
【００２２】
制御装置１７は、例えば、マイクロコンピュータである。図では、制御装置１７と圧縮機１２との接続しか示していないが、制御装置１７は、圧縮機１２だけでなく、冷媒回路１１ａ，１１ｂに接続された各要素に接続されている。制御装置１７は、各要素の状態を監視したり、制御したりする。
【００２３】
本実施の形態において、冷媒回路１１ａ，１１ｂを循環する冷媒としては、１，１，２−トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３）を含有する冷媒が使用される。この冷媒は、ＨＦＯ−１１２３単体であってもよいし、ＨＦＯ−１１２３を１％以上含有する混合物であってもよい。即ち、冷凍サイクル装置１０に使用される冷媒がＨＦＯ−１１２３を１〜１００％含有していれば、本実施の形態を適用することができ、後述する効果を得ることができる。
【００２４】
好適な冷媒として、ＨＦＯ−１１２３とジフルオロメタン（Ｒ３２）との混合物を使用することができる。例えば、ＨＦＯ−１１２３を４０ｗｔ％、Ｒ３２を６０ｗｔ％含有する混合物を使用することができる。この混合物のＨＦＯ−１１２３とＲ３２とのいずれか一方又は両方を別の物質に置き換えても構わない。ＨＦＯ−１１２３は、ＨＦＯ−１１２３と、他のエチレン系フッ化炭化水素との混合物に置き換えても構わない。他のエチレン系フッ化炭化水素としては、フルオロエチレン（ＨＦＯ−１１４１）、１，１−ジフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１３２ａ）、トランス−１，２−ジフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１３２（Ｅ））、シス−１，２−ジフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１３２（Ｚ））を使用することができる。Ｒ３２は、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｙｆ）、トランス−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ））、シス−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｚｅ（Ｚ））、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）、１，１，１，２，２−ペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）のいずれかに置き換えても構わない。あるいは、Ｒ３２は、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｚ）、Ｒ１３４ａ、Ｒ１２５のうち、いずれか２種類以上からなる混合物に置き換えても構わない。
【００２５】
いずれの冷媒を使用する際にも、前述した（１）の課題を考慮する必要がある。特に、前述した（１ａ）の条件の成立を回避する必要がある。即ち、冷凍サイクル装置１０（特に、圧縮機１２）の内部に着火エネルギー（高温部）が発生し、不均化反応が起こる要因を排除する必要がある。
【００２６】
図３は、圧縮機１２の縦断面図である。なお、この図では、断面を表すハッチングを省略している。
【００２７】
本実施の形態において、圧縮機１２は、１気筒のロータリ圧縮機である。なお、圧縮機１２が多気筒のロータリ圧縮機、あるいは、スクロール圧縮機であっても、容器の内部が吐出圧力雰囲気（即ち、冷媒の吐出圧力と同程度の高圧な状態）であれば、本実施の形態を適用することができる。
【００２８】
図３において、圧縮機１２は、密閉容器２０と、圧縮要素３０と、電動要素４０と、軸５０とを備える。
【００２９】
密閉容器２０は、容器の例である。密閉容器２０には、冷媒を吸入するための吸入管２１と、冷媒を吐出するための吐出管２２とが取り付けられている。
【００３０】
圧縮要素３０は、密閉容器２０の中に収納される。具体的には、圧縮要素３０は、密閉容器２０の内側下部に設置される。圧縮要素３０は、吸入管２１に吸入された冷媒を圧縮する。
【００３１】
電動要素４０も、密閉容器２０の中に収納される。具体的には、電動要素４０は、密閉容器２０の中で、圧縮要素３０により圧縮された冷媒が吐出管２２から吐出される前に通過する位置に設置される。即ち、電動要素４０は、密閉容器２０の内側で、圧縮要素３０の上方に設置される。電動要素４０は、圧縮要素３０を駆動する。電動要素４０は、集中巻のモータである。
【００３２】
密閉容器２０の底部には、圧縮要素３０の摺動部を潤滑する冷凍機油が貯留されている。冷凍機油としては、例えば、ＰＯＥ（ポリオールエステル）、ＰＶＥ（ポリビニルエーテル）、ＡＢ（アルキルベンゼン）が使用される。
【００３３】
以下では、圧縮要素３０の詳細について説明する。
【００３４】
圧縮要素３０は、シリンダ３１と、ローリングピストン３２と、ベーン（図示していない）と、主軸受３３と、副軸受３４とを備える。
【００３５】
シリンダ３１の外周は、平面視略円形である。シリンダ３１の内部には、平面視略円形の空間であるシリンダ室が形成される。シリンダ３１は、軸方向両端が開口している。
【００３６】
シリンダ３１には、シリンダ室に連通し、半径方向に延びるベーン溝（図示していない）が設けられる。ベーン溝の外側には、ベーン溝に連通する平面視略円形の空間である背圧室が形成される。
【００３７】
シリンダ３１には、冷媒回路１１ａ，１１ｂからガス冷媒が吸入される吸入ポート（図示していない）が設けられる。吸入ポートは、シリンダ３１の外周面からシリンダ室に貫通している。
【００３８】
シリンダ３１には、シリンダ室から圧縮された冷媒が吐出される吐出ポート（図示していない）が設けられる。吐出ポートは、シリンダ３１の上端面を切り欠いて形成されている。
【００３９】
ローリングピストン３２は、リング状である。ローリングピストン３２は、シリンダ室内で偏心運動する。ローリングピストン３２は、軸５０の偏心軸部５１に摺動自在に嵌合する。
【００４０】
ベーンの形状は、平坦な略直方体である。ベーンは、シリンダ３１のベーン溝内に設置される。ベーンは、背圧室に設けられるベーンスプリングによって常にローリングピストン３２に押し付けられている。密閉容器２０内が高圧であるため、圧縮機１２の運転が開始すると、ベーンの背面（即ち、背圧室側の面）に密閉容器２０内の圧力とシリンダ室内の圧力との差による力が作用する。このため、ベーンスプリングは、主に圧縮機１２の起動時（密閉容器２０内とシリンダ室内の圧力に差がないとき）に、ベーンをローリングピストン３２に押し付ける目的で使用される。
【００４１】
主軸受３３は、側面視略逆Ｔ字状である。主軸受３３は、軸５０の偏心軸部５１よりも上の部分である主軸部５２に摺動自在に嵌合する。主軸受３３は、シリンダ３１のシリンダ室及びベーン溝の上側を閉塞する。
【００４２】
副軸受３４は、側面視略Ｔ字状である。副軸受３４は、軸５０の偏心軸部５１よりも下の部分である副軸部５３に摺動自在に嵌合する。副軸受３４は、シリンダ３１のシリンダ室及びベーン溝の下側を閉塞する。
【００４３】
主軸受３３は、吐出弁（図示していない）を備える。主軸受３３の外側には、吐出マフラ３５が取り付けられる。吐出弁を介して吐出される高温・高圧のガス冷媒は、一旦吐出マフラ３５に入り、その後吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間に放出される。なお、吐出弁及び吐出マフラ３５は、副軸受３４、あるいは、主軸受３３と副軸受３４との両方に設けられてもよい。
【００４４】
シリンダ３１、主軸受３３、副軸受３４の材質は、ねずみ鋳鉄、焼結鋼、炭素鋼等である。ローリングピストン３２の材質は、例えば、クロム等を含有する合金鋼である。ベーンの材質は、例えば、高速度工具鋼である。
【００４５】
密閉容器２０の横には、吸入マフラ２３が設けられる。吸入マフラ２３は、冷媒回路１１ａ，１１ｂから低圧のガス冷媒を吸入する。吸入マフラ２３は、液冷媒が戻る場合に液冷媒が直接シリンダ３１のシリンダ室に入り込むことを抑制する。吸入マフラ２３は、シリンダ３１の吸入ポートに吸入管２１を介して接続される。吸入マフラ２３の本体は、溶接等により密閉容器２０の側面に固定される。
【００４６】
以下では、電動要素４０の詳細について説明する。
【００４７】
本実施の形態において、電動要素４０は、ブラシレスＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ・Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータである。なお、電動要素４０がブラシレスＤＣモータ以外のモータ（例えば、誘導電動機）であっても、本実施の形態を適用することができる。
【００４８】
電動要素４０は、固定子４１と、回転子４２とを備える。
【００４９】
固定子４１は、密閉容器２０の内周面に当接して固定される。回転子４２は、固定子４１の内側に０．３〜１ｍｍ程度の空隙を介して設置される。
【００５０】
固定子４１は、固定子鉄心４３と、固定子巻線４４とを備える。固定子鉄心４３は、厚さが０．１〜１．５ｍｍの複数枚の電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される。固定子巻線４４は、固定子鉄心４３に絶縁部材４８を介して集中巻で巻回される。絶縁部材４８の材質は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＦＥＰ（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）、ＰＦＡ（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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、フェノール樹脂である。固定子巻線４４には、リード線４５が接続されている。
【００５１】
固定子鉄心４３の外周には、周方向に略等間隔に複数の切欠が形成されている。それぞれの切欠は、吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間へ放出されるガス冷媒の通路の１つとなる。それぞれの切欠は、電動要素４０の上から密閉容器２０の底部に戻る冷凍機油の通路にもなる。
【００５２】
回転子４２は、回転子鉄心４６と、永久磁石（図示していない）とを備える。回転子鉄心４６は、固定子鉄心４３と同様に、厚さが０．１〜１．５ｍｍの複数枚の電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される。永久磁石は、回転子鉄心４６に形成される複数の挿入孔に挿入される。永久磁石としては、例えば、フェライト磁石、希土類磁石が使用される。
【００５３】
回転子鉄心４６には、略軸方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。それぞれの貫通孔は、固定子鉄心４３の切欠と同様に、吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間へ放出されるガス冷媒の通路の１つとなる。
【００５４】
密閉容器２０の頂部には、外部電源と接続する電源端子２４（例えば、ガラス端子）が取り付けられている。電源端子２４は、例えば、溶接により密閉容器２０に固定されている。電源端子２４には、電動要素４０からのリード線４５が接続される。
【００５５】
密閉容器２０の頂部には、軸方向両端が開口した吐出管２２が取り付けられている。圧縮要素３０から吐出されるガス冷媒は、密閉容器２０内の空間から吐出管２２を通って外部の冷媒回路１１ａ，１１ｂへ吐出される。
【００５６】
以下では、圧縮機１２の動作について説明する。
【００５７】
電源端子２４からリード線４５を介して電動要素４０の固定子４１に電力が供給される。これにより、電動要素４０の回転子４２が回転する。回転子４２の回転によって、回転子４２に固定された軸５０が回転する。軸５０の回転に伴い、圧縮要素３０のローリングピストン３２が圧縮要素３０のシリンダ３１のシリンダ室内で偏心回転する。シリンダ３１とローリングピストン３２との間の空間は、圧縮要素３０のベーンによって２つに分割されている。軸５０の回転に伴い、それらの２つの空間の容積が変化する。一方の空間では、徐々に容積が拡大することにより、吸入マフラ２３から冷媒が吸入される。他方の空間では、徐々に容積が縮小することにより、中のガス冷媒が圧縮される。圧縮されたガス冷媒は、吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間に一度吐出される。吐出されたガス冷媒は、電動要素４０を通過して密閉容器２０の頂部にある吐出管２２から密閉容器２０の外へ吐出される。
【００５８】
本実施の形態では、冷媒の不均化反応を抑制するために、冷凍サイクル装置１０（特に、圧縮機１２）の内部から着火エネルギー（高温部）を排除する必要がある。不均化反応が開始する温度は、概ね１０００℃以上と考えられる。通常時は、冷凍サイクル装置１０の内部で、それほどの高温が発生することは考えられない。しかし、異常時（故障時）は、圧縮機１２の内部で、かなりの高温が発生する可能性がある。特に、高圧かつ容積の大きい密閉容器２０の内側に露出している部分で、不均化反応を引き起こさないようにしなければならない。
【００５９】
圧縮機１２において、異常時に高温が発生する可能性がある現象としては、電気部品（電動要素４０の部品、あるいは、電動要素４０に電気的に接続する部品）の異相間でのショートによる発熱、電気配線の接触不良によるスパーク等が考えられる。
【００６０】
図４は、電動要素４０の固定子巻線４４の結線図である。
【００６１】
図４において、固定子鉄心４３には、複数のティース６１が形成されている。これらのティース６１には、３相の固定子巻線４４が巻回されている。１つのティース６１には、単一相の固定子巻線４４のみが巻回されている。隣り合うティース６１には、異相の固定子巻線４４が巻回されている。
【００６２】
隣り合うティース６１の間には、スロット６２が形成されている。１つのスロット６２において、異相の固定子巻線４４の間には隙間６３が空いている。そのため、異相の固定子巻線４４が互いに接触することはない。
【００６３】
固定子巻線４４の巻回時に固定子巻線４４の被膜に傷ができることがある。また、圧縮機１２の運転中に固定子巻線４４同士がこすれて固定子巻線４４の被膜が破れることがある。こういった被膜の傷又は破れが原因で、近い位置にある固定子巻線４４が互いに導通する可能性がある。分布巻のモータの場合、１つのティースに電位が大きく異なる異相の固定子巻線が巻回される。また、１つのスロットにおいて、異相の固定子巻線が互いに接近している。そのため、近い位置にある固定子巻線４４が導通すると、スパークが発生し、高温部ができる可能性が高い。これに対し、本実施の形態では、電動要素４０に集中巻のモータを採用している。前述したように、１つのティース６１には、電位がほとんど同じ同相の固定子巻線４４のみが巻回される。そのため、近い位置にある固定子巻線４４が導通しても、スパークが発生しない。また、１つのスロット６２において、異相の固定子巻線４４が隙間６３を介して離れた位置にある。そのため、異相の固定子巻線４４が導通することもない。よって、本実施の形態では、高温部ができる可能性が低い。
【００６４】
圧縮機１２の動作時に、電動要素４０を通過するガス冷媒は、回転子鉄心４６に形成された複数の貫通孔、固定子鉄心４３に形成された複数の切欠だけでなく、固定子鉄心４３のスロット６２を含む隙間を抜けていく。スロット６２を抜ける冷媒は、固定子巻線４４の近傍を通過することになる。冷媒が通過する位置にある固定子巻線４４が導通し、そこが高温になると、冷媒が不均化反応を起こすおそれがある。しかし、前述したように、本実施の形態では、スロット６２内で近接する固定子巻線４４が導通しても、高温部ができにくい。そのため、スロット６２を抜ける冷媒の不均化反応を抑制することができる。
【００６５】
図５は、電動要素４０のリード線４５及び渡り線４７を示す図である。図６は、リード線４５の差込端子７１及びクラスタ７２を示す図である。
【００６６】
図５において、電動要素４０の固定子巻線４４には、３本のリード線４５が接続されている。それぞれのリード線４５は、１相の固定子巻線４４と、密閉容器２０に取り付けられた電源端子２４とを接続するために使用される。
【００６７】
図６に示すように、それぞれのリード線４５の一端は、電源端子２４に差し込んで接続される差込端子７１になっている。差込端子７１は、接続端子の例である。差込端子７１には、クラスタ７２が設けられている。クラスタ７２は、樹脂製のカバーの例である。クラスタ７２の中には、３本のリード線４５全ての差込端子７１が入っている。差込端子７１の周りが樹脂で覆われるため、差込端子７１が抜けかけて接触不良によりスパークが発生しても、着火エネルギーが密閉容器２０内の空間に放出されない。したがって、冷媒の不均化反応が起こらない。なお、さらに、電源端子２４を、クラスタ７２と同様の樹脂で覆ってもよい。電源端子２４を樹脂で保護することで、より確実に不均化反応を防止することができる。
【００６８】
それぞれのリード線４５の他端は、固定子４１の端面に設けられた絶縁部材４８（樹脂ハウジング）に、固定子巻線４４とともに圧接して固定されるカシメ端子７３になっている。圧接とは、金具を用いて被膜付きの電線同士を接合する手法である。本実施の形態では、固定子巻線４４及びリード線４５が被膜付きの電線になっている。圧接用の金具は、これらの電線の被膜を突き破って内側の芯線に接触する。これにより、固定子巻線４４とリード線４５とが電気的に接続される。このような圧接式のカシメ端子７３を用いることで、固定子巻線４４及びリード線４５の金具に接する部分以外は被膜によって保護された状態となる。そのため、密閉容器２０内における電動要素４０の通電部（即ち、電流が流れる部分）の露出を最小限に留めることができる。よって、密閉容器２０内に金属粉等の異物が侵入した場合に短絡等により大電流が流れて発熱することを防止できる。その結果、冷媒の不均化反応を抑制することができる。
【００６９】
３相の固定子巻線４４は、互いに渡り線４７で接続されている。
【００７０】
図７は、リード線４５及び渡り線４７の構造を示す図である。
【００７１】
図７において、リード線４５及び渡り線４７は、被膜付きの電線である。
【００７２】
圧縮機１２の製造時に、リード線４５が密閉容器２０に接触していて、溶接による熱でリード線４５の被膜が溶けることがある。また、圧縮機１２の運転中に、圧縮機１２内の異常発熱でリード線４５又は渡り線４７の被膜が溶けることがある。リード線４５又は渡り線４７が回転子４２に接触して被膜が剥がれることもある。このような圧縮機１２の異常により、リード線４５又は渡り線４７の芯線７４が露出すると、電気的な短絡による発熱のおそれがある。したがって、リード線４５及び渡り線４７には、電線表面に付着する第１被膜７５と、第１被膜７５ごと電線を覆うチューブ状の第２被膜７６との２重構造を採用することが望ましい。２重構造により、第２被膜７６が損傷しても、第１被膜７５で短絡を防止することができる。その結果、冷媒の不均化反応を抑制することができる。
【００７３】
芯線７４の材質は、固定子巻線４４と同じでよく、例えば、銅である。第１被膜７５の材質は、例えば、ＡＩ（アミドイミド）／ＥＩ（エステルイミド）である。第２被膜７６の材質は、第１被膜７５と異なり、望ましくはＦＥＰであるが、ＰＰＳ、ＰＥＴ等でもよい。
【００７４】
芯線７４は、単線である。複数の細線を束ねた縒り線は、一部の細線しか固定されなかったり、一部の細線が断線したりすると、通電している細線の本数が減り、発熱する可能性がある。そのため、リード線４５に柔軟な単線を用いることで、断線の可能性を低減し、発熱を防止することができる。その結果、冷媒の不均化反応を抑制することができる。
【００７５】
本実施の形態において、固定子巻線４４は、銅線であってもよいし、他の材質の電線であってもよい。冷媒の不均化反応は１０００℃以上で発生しやすい。そのため、固定子巻線４４に融点が１０００℃以下の材料を用いることで、不均化反応をより一層抑制することができる。例えば、銅の融点が１０８５℃程度であるのに対し、アルミニウムの融点は６６０℃程度である。よって、固定子巻線４４にアルミニウム線を用いることが考えられる。リード線４５及び渡り線４７の芯線７４に融点が１０００℃以下の材料を用いてもよい。例えば、芯線７４にもアルミニウム線を用いることが考えられる。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、冷凍サイクル装置１０（特に、圧縮機１２）の内部に着火エネルギー（高温部）が発生する要因を排除することができる。そのため、ＨＦＯ−１１２３を含有する冷媒の不均化反応による爆発を防止することが可能となる。
【００７７】
実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。
【００７８】
本実施の形態において、冷凍サイクル装置１０の構成は、図１及び図２に示した実施の形態１のものと同じである。圧縮機１２の構成も、図３に示した実施の形態１のものと同じである。
【００７９】
図８は、圧縮機１２が備える電動要素４０のリード線４５の差込端子７７を示す図である。
【００８０】
実施の形態１では、図５に示したように、リード線４５がカシメ端子７３によって固定子巻線４４に接続される。一方、本実施の形態では、図８に示すように、リード線４５が差込端子７７によって固定子巻線４４に接続される。差込端子７７には、スリーブ７８が被せられている。スリーブ７８の材質は、樹脂であり、望ましくはＦＥＰであるが、ＰＰＳ、ＰＥＴ等でもよい。差込端子７７がスリーブ７８で保護されるため、差込端子７７が抜けかけて接触不良によりスパークが発生しても、着火エネルギーが密閉容器２０内の空間に放出されない。したがって、冷媒の不均化反応が起こらない。
【００８１】
実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。
【００８２】
本実施の形態において、冷凍サイクル装置１０の構成は、図１及び図２に示した実施の形態１のものと同じである。圧縮機１２の構成も、図３に示した実施の形態１のものと同じである。
【００８３】
図９は、圧縮機１２が備える主軸受３３の一部の構造を示す図である。
【００８４】
図９において、主軸受３３の上側（即ち、電動要素４０に対向する側）には、軸５０の主軸部５２が貫通する開口部８１が形成されている。主軸受３３の開口部８１の周りには、アルミニウム系金属８２が用いられている。アルミニウム系金属８２は、融点が１０００℃以下の材料の例である。
【００８５】
主軸受３３の主要な材料は、鉄である。鉄の摺動部は、焼き付きによって鉄が溶融すると、温度が１５００℃程度に上昇する。この高温は、冷媒の不均化反応の要因となり得る。そのため、少なくとも主軸受３３の密閉容器２０に開口している部分に、融点が低いアルミニウム系金属８２を用いることで、軸５０の焼き付きが発生しても、不均化反応を回避することができる。
【００８６】
なお、主軸受３３の摺動部だけでなく、副軸受３４の摺動部にも融点が１０００℃以下の材料を用いてよい。
【００８７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、いくつかを組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、いずれか１つ又はいくつかを部分的に実施しても構わない。例えば、各図において符号を付した要素のうち、いずれか１つ又はいくつかを省略したり、別の要素に置き換えたりしてもよい。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  冷凍サイクル装置、１１ａ，１１ｂ  冷媒回路、１２  圧縮機、１３  四方弁、１４  室外熱交換器、１５  膨張弁、１６  室内熱交換器、１７  制御装置、２０  密閉容器、２１  吸入管、２２  吐出管、２３  吸入マフラ、２４  電源端子、３０  圧縮要素、３１  シリンダ、３２  ローリングピストン、３３  主軸受、３４  副軸受、３５  吐出マフラ、４０  電動要素、４１  固定子、４２  回転子、４３  固定子鉄心、４４  固定子巻線、４５  リード線、４６  回転子鉄心、４７  渡り線、４８  絶縁部材、５０  軸、５１  偏心軸部、５２  主軸部、５３  副軸部、６１  ティース、６２  スロット、６３  隙間、７１  差込端子、７２  クラスタ、７３  カシメ端子、７４  芯線、７５  第１被膜、７６  第２被膜、７７  差込端子、７８  スリーブ、８１  開口部、８２  アルミニウム系金属。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年8月22日(2016.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１，１，２−トリフルオロエチレンを含有する冷媒を吸入するための吸入管と、内部空間から前記冷媒を吐出するための吐出管と、外部電源と接続する電源端子とが取り付けられ、内部空間が吐出圧力雰囲気である容器と、
前記容器の中に収納され、前記吸入管に吸入された前記冷媒を圧縮して前記容器の内部空間に吐出する圧縮要素と、
前記容器の中に収納され、前記圧縮要素を駆動する集中巻の電動要素と
を備え、
前記電動要素の固定子巻線が前記電源端子にリード線で接続され、
前記リード線の前記電源端子に接続される接続端子に接触不良によるスパークが発生しても、前記圧縮要素から吐出された前記冷媒の不均化反応が起こらないように、着火エネルギーを前記容器の内部空間に放出させない樹脂製のカバーが前記接続端子に設けられている圧縮機。
【請求項２】
前記電動要素の固定子巻線が互いに被膜付きの渡り線で接続されている請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記リード線が被膜付きのリード線である請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記被膜が２重構造である請求項２又は３に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記リード線が単線のリード線である請求項１に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記リード線の前記電動要素の固定子巻線に接続されるカシメ端子が前記電動要素の固定子端面に設けられる絶縁部材に前記電動要素の固定子巻線とともに圧接して固定されている請求項１に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記リード線の前記電動要素の固定子巻線に接続される差込端子に樹脂製のスリーブが被せられている請求項１に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記電動要素の固定子巻線に融点が１０００℃以下の材料が用いられている請求項１から７のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記圧縮要素の軸受の前記電動要素に対向する側に軸が貫通する開口部が形成され、
前記圧縮要素の軸受の前記開口部の周りに融点が１０００℃以下の材料が用いられている請求項１から８のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１０】
前記冷媒が１，１，２−トリフルオロエチレンである請求項１から９のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記冷媒が１，１，２−トリフルオロエチレンを１％以上含有する混合物である請求項１から９のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の圧縮機が接続され、１，１，２−トリフルオロエチレンを含有する冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
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