JP4457789B2 - Hermetic electric compressor - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍装置や空調装置に搭載された密閉型電動圧縮機に関し、特に密閉容器内にモータを運転制御するモータ駆動モジュールが収納された密閉型電動圧縮機に関する。 The present invention relates to a hermetic electric compressor mounted in a refrigeration apparatus or an air conditioner, and more particularly to a hermetic electric compressor in which a motor drive module for controlling operation of a motor is housed in a hermetic container.
近年、家庭用空調機などにはその小型化と省エネルギ性が強く要求されている。そのため、空調機を構成する室外ユニットにおいて室外熱交換器の伝熱面積を増大させて効率を上げ、なおかつ、室外ユニットを小型化するということが要求されている。一方、室外ユニットに搭載されている圧縮機についても小型高性能化が要求されている。 In recent years, there is a strong demand for downsizing and energy saving in home air conditioners and the like. Therefore, it is required to increase efficiency by increasing the heat transfer area of the outdoor heat exchanger in the outdoor unit constituting the air conditioner, and to reduce the size of the outdoor unit. On the other hand, the compressor mounted in the outdoor unit is also required to have a small size and high performance.
交流商用電源を用いたインバータ駆動の圧縮機を用いた空調機では、その圧縮機の駆動回路ユニットを別体で室外ユニットに設けている。そのために駆動回路ユニットの室外ユニットに占める体積が大きくなり、その分、室外熱交換器の伝熱面積が減少して空調機としての性能を損なわせる結果となっている。 In an air conditioner using an inverter-driven compressor using an AC commercial power supply, a drive circuit unit for the compressor is provided separately in the outdoor unit. For this reason, the volume of the drive circuit unit in the outdoor unit is increased, and the heat transfer area of the outdoor heat exchanger is reduced correspondingly, thereby impairing the performance as an air conditioner.
家庭用空気調和機の圧縮機としてはインバータ制御による密閉型電動圧縮機が主流であり、圧縮機本体とその圧縮機本体を運転制御する駆動回路ユニットが空気調和機を構成する室外ユニットに搭載され、圧縮部とモータとが密閉容器内に収納された密閉型電動圧縮機においては、モータを駆動制御するモータ駆動回路は密閉型電動圧縮機の外部に配置されている。 The mainstream compressor for home air conditioners is an inverter-controlled hermetic electric compressor, and the compressor body and the drive circuit unit that controls the operation of the compressor body are installed in the outdoor unit that constitutes the air conditioner. In the hermetic electric compressor in which the compression unit and the motor are housed in the hermetic container, the motor drive circuit for driving and controlling the motor is disposed outside the hermetic electric compressor.
図10は従来のセパレート型空気調和機における室外ユニットの構成を示す斜視図であり、図11は従来の密閉型電動圧縮機の断面図である。図10、11に示すように、室外ユニット100本体は、圧縮機110と、外気との熱交換を行うための室外熱交換器120と、熱交換のための外気を送風する室外送風機130などにより構成されている。圧縮機110は密閉型で、その密閉容器151内には圧縮部111およびこの圧縮部111を駆動するモータ121が収納されている。圧縮機110を駆動するための駆動回路ユニット140は、室外ユニット100の上部空間に圧縮機110とは別体に構成されている。
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of an outdoor unit in a conventional separate type air conditioner, and FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional hermetic electric compressor. As shown in FIGS. 10 and 11, the
駆動回路ユニット140は、圧縮機110を駆動制御するための圧縮機用制御ユニット、室外送風機130を駆動制御するための送風機用制御ユニット、冷凍サイクル(図示せず)を駆動制御するための冷凍サイクル用制御ユニット、さらには室内ユニット(図示せず)への配線部などにより構成され、大部分は圧縮機用制御ユニットである。
The
一方、図12には、インバータ制御による従来の圧縮機を駆動するための駆動回路図を示す。図12に示すように、駆動回路ユニット140の圧縮機用駆動回路はおおよそ整流回路部210とインバータ回路部230からなるパワー部240と、このインバータ回路部230を制御する制御部250で構成されている。整流回路部210は交流商用電源200を直流に変換し、インバータ回路部230は直流を三相交流に変換して圧縮機110の密閉容器内のモータ220を駆動する。ここで、整流回路部210はリアクタンス260、コンデンサ270、さらにはダイオード280などから形成されている。また、インバータ回路部230は、高速スイッチングが可能なIGBTやパワートランジスタなどよりなるスイッチング素子290によって構成されている。
On the other hand, FIG. 12 shows a drive circuit diagram for driving a conventional compressor by inverter control. As shown in FIG. 12, the compressor drive circuit of the
図10に示すように、従来の駆動回路ユニット140は圧縮機110とは別体で設けられ、この駆動回路ユニット140は組立て時に室外ユニット100内で配線接続する構成となっている。
As shown in FIG. 10, the conventional
また、家庭用空調機や業務用空調機に用いられるような使用時間の長い密閉型電動圧縮機ではなく、運転時間のそれほど長くない車輌用空調機などに搭載される半密閉型電動圧縮機などの場合において、モータ駆動回路が半密閉容器内に収納されている例が開示されている(例えば、特許文献1)。
圧縮機構成部品の小型化と製造時の組立て性を容易にし、さらに室外ユニットでの熱交換器の有効スペース確保を目的として、密閉型圧縮機の中にモータ駆動回路を内蔵する場合には、特に、モータ駆動回路と外部との制御信号の送受信部に課題を有している。 When the motor drive circuit is built in the hermetic compressor for the purpose of facilitating the compactness of the compressor components and ease of assembly during production, and securing the effective space of the heat exchanger in the outdoor unit, In particular, there is a problem in the transmission / reception unit for the control signal between the motor drive circuit and the outside.
例えば、これらの送受信部の通信手段として、位置決め自由度の高いフリクション型のコネクタやフレキシブルなプリント基板やリード線などの接触式で、電気接続型の通信手段を使用したりすることが考えられる。しかしながら、これらの通信手段では、圧縮機の電気的な絶縁性、振動性、温度環境、そして粉塵などの設置環境に対する耐久性がないなどの課題を有している。一方、密閉電源端子と同じようにガラスターミナル型の信号端子を設けると、信号線が増加するためにガラスターミナルに一定の大きさが必要となり圧力容器の形状面から制約があるなどの課題を有している。また、モータ駆動回路を密閉容器内に内蔵することによって数多くの空調機や圧縮機の機種、機能に対応したコネクタやターミナルを用意する必要があるなどの課題を有している。 For example, it is conceivable to use a contact type electrical connection type communication means such as a friction type connector having a high degree of positioning freedom, a flexible printed circuit board or a lead wire as the communication means of these transmission / reception units. However, these communication means have problems such as electrical insulation of the compressor, vibration, temperature environment, and lack of durability against installation environment such as dust. On the other hand, if a glass terminal type signal terminal is provided in the same way as a sealed power supply terminal, the number of signal lines increases, so a certain size is required for the glass terminal, and there are problems such as restrictions on the shape of the pressure vessel. is doing. In addition, there is a problem that it is necessary to prepare a connector and a terminal corresponding to many types and functions of air conditioners and compressors by incorporating a motor drive circuit in a sealed container.
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、モータ駆動回路を内蔵した密閉型電動圧縮機と密閉容器外部の電装品との制御通信手段を提供し、密閉容器内部にモータ駆動回路を一体的に収納した密閉型電動圧縮機を実現し、空調機室外ユニットのコンパクト化と、モータ駆動回路と外部のインターフェース基板との間の信号送受信を電気的に非接触方式で行うことのできる密閉型電動圧縮機を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve these problems, and provides a control communication means between a hermetic electric compressor incorporating a motor drive circuit and electrical components outside the hermetic container, and the motor is driven inside the hermetic container. Realizing a hermetic type electric compressor with integrated circuit storage, making the air conditioner outdoor unit compact and electrically transmitting and receiving signals between the motor drive circuit and the external interface board in an electrically non-contact manner An object of the present invention is to provide a hermetic electric compressor.
上記課題を解決するために、本発明の密閉型電動圧縮機は、密閉容器内に、少なくとも圧縮部と、モータと、モータを駆動するための整流回路部及びインバータ回路部を含むパワー部と、前記パワー部を制御して前記モータの回転を制御する制御部とを有するモータ駆動モジュールとを備え、前記モータ駆動モジュールと密閉容器外部とで通信制御信号あるいは指令信号を送受信する電気的に非接触型の通信手段を前記密閉容器に設けたもので
ある。
In order to solve the above problems, a hermetic electric compressor according to the present invention includes, in a hermetic container, at least a compression unit, a motor, a power unit including a rectifier circuit unit and an inverter circuit unit for driving the motor , A motor drive module having a control unit for controlling the rotation of the motor by controlling the power unit, and electrically non-contact transmitting and receiving communication control signals or command signals between the motor drive module and the outside of the sealed container A type communication means provided in the sealed container
is there.
この構成により、電動機などのモータ駆動モジュールを密閉容器内に一体に収納できるため、圧縮機とモータ駆動モジュールを一体で取り扱うことができるとともに、室外ユニットをコンパクトにするとともに、さらに室外熱交換器の有効伝熱面積を増加させて空調能力を増大させることが可能となる。 With this configuration, since the motor drive module such as an electric motor can be integrally stored in the sealed container, the compressor and the motor drive module can be handled integrally, the outdoor unit can be made compact, and the outdoor heat exchanger It is possible to increase the air conditioning capacity by increasing the effective heat transfer area.
さらに、モータ駆動モジュールと密閉容器外部とで通信制御信号あるいは指令信号を送受信する電気的に非接触型の通信手段を密閉容器に設けることが望ましく、このような構成によれば、通信手段を電気的な絶縁性、振動性、温度環境、そして粉塵などの設置環境に対する耐久性のある通信手段とし、確実な送受信を実現することができる。 Furthermore, it is desirable that an electrically non-contact type communication means for transmitting and receiving communication control signals or command signals between the motor driving module and the outside of the sealed container is provided in the sealed container. According to such a configuration, the communication means is electrically connected. It is possible to realize reliable transmission / reception by providing a durable communication means with respect to installation environment such as insulative property, vibration property, temperature environment and dust.
さらに、通信手段が光信号伝達方式による通信手段であってもよく、外部とモータ駆動モジュールとの通信制御にリード線などの結線作業が不要になるだけでなく、電気的雑音や振動、温度などの環境に影響されずに信頼性の高い通信方式を実現することができる。 Furthermore, the communication means may be a communication means using an optical signal transmission system, and not only wiring work such as lead wires is unnecessary for communication control between the outside and the motor drive module, but also electrical noise, vibration, temperature, etc. A highly reliable communication system can be realized without being affected by the environment.
さらに、通信手段が電磁界信号伝達方式による通信手段であってもよく、外部とモータ駆動モジュールとの通信制御にリード線などの結線作業が不要になるだけでなく、通信手段の密閉容器の外部と内部との位置合わせが不要で電気的雑音や振動、温度などの環境に影響されずに信頼性の高い通信方式を実現することができる。 Further, the communication means may be a communication means by an electromagnetic field signal transmission system, and not only the connection work such as a lead wire is unnecessary for the communication control between the outside and the motor drive module, but also the outside of the sealed container of the communication means. A highly reliable communication method can be realized without being affected by the environment such as electrical noise, vibration, and temperature.
さらに、通信手段が振動信号伝達方式による通信手段であってもよく、通信手段の取付け位置の自由度が広がるとともに、外乱部分をフィルタで除去することなどによって高いゲインの伝達性能を得ることができる。 Further, the communication means may be a communication means based on a vibration signal transmission system, and the degree of freedom of the attachment position of the communication means is widened, and high gain transmission performance can be obtained by removing the disturbance portion with a filter. .
さらに、通信手段が密閉容器の上部に設けられ、かつモータ駆動モジュールが密閉容器の最上部に配置されていてもよく、密閉電源端子や通信手段とモータ駆動モジュールとの通信制御の距離が短くなり、雑音の影響も受けにくくなり通信制御がしやすくなる。 Furthermore, the communication means may be provided on the upper part of the sealed container and the motor drive module may be disposed on the uppermost part of the sealed container, and the communication control distance between the sealed power supply terminal or the communication means and the motor drive module is shortened. This makes it less susceptible to noise and facilitates communication control.
本発明の密閉型電動圧縮機によれば、電動機などのモータ駆動モジュールを密閉容器内に一体に収納できるため、圧縮機とモータ駆動モジュールを一体で取り扱うことができるとともに、室外ユニットをコンパクトにするとともに、さらに室外熱交換器の有効伝熱面積を増加させて空調能力を増大させることが可能となる。 According to the hermetic electric compressor of the present invention, since the motor drive module such as the electric motor can be integrally stored in the hermetic container, the compressor and the motor drive module can be handled integrally, and the outdoor unit is made compact. At the same time, the effective heat transfer area of the outdoor heat exchanger can be increased to increase the air conditioning capacity.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における密閉型電動圧縮機の断面図、図2は同密閉型電動圧縮機のモータ駆動モジュールの詳細を示す断面図、図3(a)は同密閉型電動圧縮機の通信手段近傍の詳細を示す断面図、図3(b)は同密閉型電動圧縮機の通信手段の詳細を示す平面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a hermetic electric compressor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of a motor drive module of the hermetic electric compressor, and FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view showing details of the vicinity of the communication means of the compressor, and FIG. 3B is a plan view showing details of the communication means of the hermetic electric compressor.
密閉型電動圧縮機10は、いわゆる低圧形の圧縮機で、密閉容器を構成する上シェル51と、下シェル52内に圧縮部11、モータ12、そしてモータ駆動モジュール13を備えている。モータ駆動モジュール13は密閉容器内で最上部に設けられ、モータ12に電源を供給するとともにその運転を制御している。上シェル51、下シェル52は、溶接部分53によって連結されて密閉容器を構成している。上シェル51は上面にモータ駆動モジュール13に外部から電源を供給する密封電源端子21、および密閉容器外部とで通信制御信号あるいは指令信号を送受信する通信手段22が取付けられている。
The hermetic
このように、通信手段を密閉容器内の上部に設け、かつモータ駆動モジュールを密閉容器内の最上部に配置して、通信手段とモータ駆動モジュールとの通信制御の距離を短くして、雑音の影響も受けにくくしている。 In this way, the communication means is provided in the upper part of the sealed container, and the motor drive module is disposed at the uppermost part in the sealed container, so that the communication control distance between the communication means and the motor drive module is shortened. It is difficult to be affected.
圧縮部11には互いに対向して配設された固定スクロール61と可動スクロール71とが配設されている。固定スクロール61は、底板62の一方の面に形成された固定ラップと、底板62に連結された固定部63とを備えている。固定部63は、下シェル52に固定され、可動スクロール71を支持する。底板62の中心付近には吐出穴65が形成されている。可動スクロール71は、底板72と、底板72の一方の面に形成された可動ラップと、底板72の他方の面に形成された円筒状のボス部73とを備えている。可動スクロール71の自転を阻止しつつ旋回運動を許容するオルダムリング(図示せず)が配設されて、固定スクロール61に対して可動スクロール71を旋回駆動させることによって、冷媒を圧縮する圧縮部11が構成される。本実施の形態における密閉型電動圧縮機は低圧型の圧縮機であり、下シェル52に設けられた吸入管79から吸入された冷媒が密閉容器内に放出され、モータ12やモータ駆動モジュール13を冷却しながら吸入部64から圧縮部11に吸入される。吸入部64は吸入管79と密閉容器の中で反対側に位置するように構成されている。吸入された冷媒は可動スクロール71の旋回運動により圧縮され、吐出穴65から吐出されて吐出チャンバ66を経て、さらに吐出配管91を経由して下シェル52に設けられた吐出管80より圧縮機10の外部へ放出される構成になっている。
The
モータ12は下シェル52の内壁に固着された固定子14と、圧縮部11の可動スクロール71を旋回駆動する主軸16を固着した回転子15からなり、モータ駆動モジュール13から配線89を通じて電源の供給を受ける。主軸16のクランク部17が可動スクロール71のボス部73に挿入されて、可動スクロール71を旋回駆動する構成となっている。また主軸16のスラスト受け18にて自重を固定部63で支える構成になっている。また、密閉容器の下部にはオイル90が貯留されている。
The
図2はモータ駆動モジュール13の概略構成を示す断面図である。モータ駆動モジュール13はモータ12を駆動するためのパワー部131とモータ12の運転を制御する制御部132とを備え、その周囲がエポキシ樹脂などの耐冷媒性材料133でモールドされている。整流回路部とインバータ回路部よりなるパワー部131は、パワートランジスタ190やその駆動IC191などをプリント基板136上に有し、制御部132は大容量コンデンサ170やマイコン171を含み、パワー部131を制御して、モータ12の回転制御を行うものである。シールド板135は制御部132とパワー部131との間の断熱やシールドの役目を果たし、放熱板134はモータ駆動モジュール13の外周部に設けて放熱の促す役目をしている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
モータ駆動モジュール13は密閉容器内の最上部に配置されており、固定スクロール61の固定部63にネジなどで係止されている。モータ駆動モジュール13の上方に設けられた入力端子81は配線82を介して上シェル51に設けられている密封電源端子21と結線されて外部から電源供給を受ける。モータ駆動モジュール13は上シェル51に設けられた電気的に絶縁された通信手段22を介して外部と通信制御信号あるいは指令信号を送受信する構成になっている。また、モータ駆動モジュール13の下方に設けられた出力端子88は配線89を介してモータ12の固定子14と結線されている。
The
図3(a)は上シェル51に取付けられた通信手段22の詳細を示す断面図であり、図3(b)はその平面図である。本発明の実施の形態1の場合、通信手段22の信号送受信方式は光信号方式であり、図3(a)に示されるように光信号である制御信号を送受信するモータ駆動モジュール13側の入出力端子としての内部送受信端83と、外部の制御信号を送受信する入出力外部端子としての外部送受信端84と、そして耐圧レンズ86などから構成されている。内部送受信端83と外部送受信端84とは光信号を入出力するカプラである。外部送受信端84は上シェル51に取付けられた支持枠87で固定されている。耐圧レンズ86は周囲をガラスファイバーなどの高強度絶縁材料85で保持されて密閉容器である上シェル51に固着され、耐圧レンズ86を介して内部送受信端83と外部送受信端84間で光信号がやりとりされる構成になっている。
3A is a sectional view showing details of the communication means 22 attached to the
外部送受信端84からの入力信号である圧縮機10の運転停止信号や周波数指示や温度(サーミスタ)情報などがモータ駆動モジュール13側へ出力され、内部送受信端83からの出力信号としてのモータ駆動モジュール13側からの内部の温度や運転電流の情報などが外部へ出力される。
An operation stop signal of the
図4は密閉電源端子21の詳細を示す図であり、図4(a)はその断面図、図4(b)はその平面図を示す。3本の電源棒30がそれぞれ絶縁ガラス体31に固着されて、密閉容器の上シェル51と絶縁されている。この密閉電源端子21は密閉容器内の高い圧力にも耐える強度を有し、上シェル51に溶接固定されている。
4A and 4B are diagrams showing details of the sealed
次に、圧縮機10の組立てについて述べる。下シェル52に固着されたモータ12の固定子14に回転子15と連結された主軸16を含む圧縮部11を取付け、下シェル52に固定し、圧縮部11に吐出チャンバ66を取付けて吐出管80へ吐出配管91を溶接などで固定する。その後、モータ駆動モジュール13を圧縮部11上に固定して組立て、出力端子88とモータ12の固定子14とを結線し、上シェル51を密閉電源端子21と入力端子81を結線しながら下シェル52にかぶせて溶接部53で固定する。このとき通信手段22として、外部送受信端84とモータ駆動モジュール13の内部送受信端83とがそれぞれ耐圧レンズ86と適切な高さ方向、回転方向の位置関係になるように組立てられる。
Next, assembly of the
次に、以上の構成においてその動作を説明する。外部から供給された電源は密閉電源端子21を介して配線82を通ってモータ駆動モジュール13の入力端子81へ供給される。モータ駆動モジュール13のパワー部131において電源が整流されかつスイッチングされて出力端子88から配線89を介してモータ12の固定子14に電源供給され、回転子15を回転させる。一方、外部送受信端84とモータ駆動モジュール13の内部送受信端83と通信制御信号のやりとりをして、モータ12の運転制御を行う。圧縮機10の運転停止信号や運転周波数指示や外部の温度(サーミスタ)情報などが光信号に変換されて外部送受信端84から耐圧レンズ86を介して内部送受信端83を経由し、モータ駆動モジュール13側へ出力される。また逆に、モータ駆動モジュール13側から圧縮機10内部の温度や運転電流の情報などが光信号に変換されて内部送受信端83から出力信号として耐圧レンズ86を中継して外部送受信端84へ出力され、圧縮機10の過熱保護や過電流保護の制御を行うことになる。
Next, the operation of the above configuration will be described. The power supplied from the outside is supplied to the
モータ12の回転子15が回転することにより、回転子15に直結している主軸16の先端に連結する可動スクロール71が固定スクロール61に対して旋回運動をする。下シェル52に設けられた吸入管79を介して圧縮機10内へ流入した冷媒ガスが固定スクロール61と可動スクロール71で構成される圧縮部11内へ流入して圧縮され、吐出穴65から吐出される。冷媒ガスは一旦吐出チャンバ66に流入し、吐出チャンバ66内で吐出ガスの脈動が抑制され、吐出配管91を経由してさらに吐出脈動が抑えられて吐出管80より密閉型電動圧縮機10の外部へ吐出される。
As the
また密閉容器の下シェル52の底部に貯留するオイル90が主軸16の回転力を利用して圧縮部11の摺動部分に供給されて潤滑される構成になっている。すなわち圧縮部11のガス圧力がかかる主軸16のクランク部や可動スクロール71へのスラスト荷重および主軸16の自重によるスラスト荷重を受ける固定部63などの摺動部分にオイル供給されて潤滑される。
Further, the
このように、本発明の実施の形態によれば、モータ12のモータ駆動モジュール13を密閉容器内に一体に収納し、さらに、通信手段の方式を光信号伝達方式としている。そのため、モータ駆動モジュール13を密閉容器内に一体に収納できるため、圧縮機10とモータ駆動モジュール13を一体で取り扱うことができるとともに、空気調和機の室外ユニットをコンパクトにすることができる。さらに、室外ユニットからモータ駆動モジュールを含む圧縮機制御ユニットがなくなった分、室外熱交換器の有効伝熱面積を増加させることができ空調能力を増大させることが可能となる。
Thus, according to the embodiment of the present invention, the
さらに、外部とモータ駆動モジュール13との通信制御にリード線などの結線作業が不要になるだけでなく、電気的雑音や振動、温度などの環境に影響されずに信頼性の高い通信方式を実現することができる。
Furthermore, not only connection work such as lead wires is unnecessary for communication control between the
また、一定速度タイプの圧縮機を搭載した空気調和機の室外機から圧縮機を取り外し、モータ駆動モジュールが収納されたインバータ駆動の圧縮機と置き換えるだけで、インバータ制御の空気調和機を実現することができるなどの、機器の展開性が大きくなる。 In addition, an inverter-controlled air conditioner can be realized simply by removing the compressor from the outdoor unit of an air conditioner equipped with a constant speed type compressor and replacing it with an inverter-driven compressor containing a motor drive module. The expandability of the equipment, such as being able to
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係る密閉型電動圧縮機について図5を用いて説明する。実施の形態1と同じ構成については同じ符号を用いており説明を省略する。また、通信手段22以外の動作についても実施の形態1とほぼ同様であるので詳しい説明は省略している。
(Embodiment 2)
A hermetic electric compressor according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Further, since the operation other than the communication means 22 is almost the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
図5は上シェル51に取付けられた通信手段22の詳細を示す断面図である。本発明の実施の形態2の場合、通信手段22の通信方式は電磁界信号方式であって、電磁界信号である制御信号を送受信するモータ駆動モジュール13の入出力端子である内部送受信端93、外部の制御信号を送受信する入出力外部端子としての外部送受信端94、そして電磁界レンズ96などから構成されている。本発明の実施の形態2の内部送受信端93および外部送受信端94は電磁コイルで構成され、フェライトなどの磁性材料にコイルを巻き、信号源からの電磁界信号を電磁界レンズ96を介して相互に送受信するものである。電磁界レンズ96は周囲をガラスファイバーなどの高強度絶縁材料95で保持されて密閉容器としての上シェル51に固着されている。外部送受信端94からの入力信号としては、圧縮機10の運転停止信号や周波数指示や温度(サーミスタ)情報などがモータ駆動モジュール13側へ出力され、内部送受信端93からの出力信号としては、モータ駆動モジュール13側からの内部の温度や運転電流の情報などが外部へ出力される。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing details of the communication means 22 attached to the
この圧縮機10を組立てる場合、上シェル51を密閉電源端子21と入力端子81を結線しながら下シェル52にかぶせて溶接部53で固定することは実施の形態1と同じである。このとき通信手段22として、外部送受信端94とモータ駆動モジュール13の上部に配置されている内部送受信端子93とが上シェル51に配設されている電磁界レンズ96と適切な高さ方向、回転方向の位置関係になるように組立てられる。
When assembling the
以上の構成において、外部から供給された電源は密閉電源端子21を介して配線82を通ってモータ駆動モジュール13の入力端子81へ供給され、モータ12の固定子14に電源供給されて回転子15を回転させることは実施の形態1と同じである。外部送受信端94とモータ駆動モジュール13の内部送受信端93とが通信制御のやりとりをして、モータ12の運転制御を行う。圧縮機10の運転停止信号や運転周波数指示や外部の温度(サーミスタ)情報などが電磁界信号に変換されて外部送受信端94から電磁界レンズ96を中継して内部送受信端93を経由してモータ駆動モジュール13側へ出力される。また逆に、モータ駆動モジュール13側から圧縮機10内部の温度や運転電流の情報などが電磁界信号に変換されて内部送受信端93から出力信号として電磁界レンズ96を介して外部送受信端94へ出力され、圧縮機10の過熱保護や過電流保護の制御を行うことになる。
In the above configuration, the power supplied from the outside is supplied to the
このように、通信手段を振動信号伝達方式とすると、外部とモータ駆動モジュール13との通信制御にリード線などの結線作業が不要になるだけでなく、通信手段の密閉容器の外部と内部との位置合わせに精度を必要とせず、冷媒や、オイル、あるいは高温、高圧力などの環境に影響されずに信頼性の高い通信方式を実現することができる。
Thus, when the communication means is a vibration signal transmission system, not only connection work such as lead wires is unnecessary for communication control between the outside and the
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係る密閉型電動圧縮機について図6、7および8を用いて説明する。本発明の実施の形態3の場合、通信手段22の通信方式は振動信号伝達方式である。実施の形態1と同じ構成については同じ符号を用いており説明を省略する。また、通信手段22以外の動作についても実施の形態1とほぼ同様であるので、詳しい説明は省略している。
(Embodiment 3)
A hermetic electric compressor according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. In the case of Embodiment 3 of the present invention, the communication method of the communication means 22 is a vibration signal transmission method. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Further, since the operation other than the communication means 22 is substantially the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
図6は実施の形態3の一つの実施例1を示す、上シェル51に取付けられた通信手段22の詳細を示す断面図である。振動信号である制御信号を送受信する機能を果たすモータ駆動モジュール13の入出力端子である内部送受信端103、外部の振動制御信号を送受信する機能を果たす入出力端子である外部送受信端104、そして伝達棒106から構成されている。内部送受信端103や外部送受信端104は、ピエゾ素子やボイスコイルなどで構成され、信号源からの電圧信号を振動信号に変えて伝達棒106を介して相互に送受信するものである。伝達棒106は周囲をガラスファイバーなどの高強度絶縁材料105で保持されて密閉容器である上シェル51に固着されている。
FIG. 6 is a sectional view showing the details of the communication means 22 attached to the
外部送受信端104からの入力信号としては、圧縮機10の運転停止信号や周波数指示や温度(サーミスタ)情報などモータ駆動モジュール13側へ出力され、内部送受信端103からの出力信号としては、モータ駆動モジュール13側からの内部の温度や運転電流の情報などが外部へ出力されるのは実施の形態1と同じである。
Input signals from the external transmission /
上シェル51は圧縮機10の運転中は運転周波数(通常30〜120Hz)を基本周波数としてその倍数を含めた多くのアナログ的な振動数が重なって上シェル51の厚み方向に振動している。そのため、内部送受信端103、外部送受信端104、そして伝達棒106にもその振動が加わるが、通信伝達に使用する搬送周波数を伝達棒106の固有振動数に合わせることにより効率的な通信を実現できる。
During operation of the
この圧縮機10を組立てる場合、上シェル51を密閉電源端子21と入力端子81を結線しながら下シェル52にかぶせて溶接部53で固定することは実施の形態1と同じである。このとき通信手段22として、上シェル51に固着されている伝達棒106の端にある内部送受信端103にモータ駆動モジュール13の接続端子108を機械的に嵌め合わせることにより圧縮機10の組立てを行う。
When assembling the
以上の構成において、電源が外部から供給されて密閉電源端子21を介して配線82を通ってモータ駆動モジュール13の入力端子81へ供給され、モータ12の固定子14に供給されて回転子15を回転させることは実施の形態1と同じである。外部の入出力端子としての外部送受信端104とモータ駆動モジュール13の入出力端子としての内部送受信端103とが通信制御のやりとりをして、モータ12の運転制御を行う。
In the above configuration, power is supplied from the outside, is supplied to the
具体的には圧縮機10の運転停止信号や運転周波数指示や外部の温度(サーミスタ)情報などが振動信号に変換されて外部送受信端104から伝達棒106を介して内部送受信端103を経由してモータ駆動モジュール13側へ出力される。また逆に、モータ駆動モジュール13側から圧縮機10内部の温度や運転電流の情報などが振動信号に変換されて内部送受信端103から出力され、伝達棒106を介して外部送受信端104へ出力され、圧縮機10の過熱保護や過電流保護の制御を行うことになる。
Specifically, an operation stop signal, an operation frequency instruction, external temperature (thermistor) information, or the like of the
図7は実施の形態3の実施例2における上シェル51に取付けられた通信手段22の詳細を示す断面図である。振動信号である制御信号を送受信する機能を果たすモータ駆動モジュール13の入出力端子である内部送受信端113、外部の振動制御信号を送受信する機能を果たす入出力端子である外部送受信端114、そして伝達媒体116などから構成されている。内部送受信端113や外部送受信端114は、実施例1と同じくピエゾ素子やボイスコイルなどで構成され、信号源からの電圧信号を振動信号に変換して伝達媒体116を介して相互に送受信するものである。本実施例では伝達媒体116は液体または気体であって耐圧容器117に封入され、両端に内部送受信端113、外部送受信端114を配置し、ガラスファイバーなどの高強度絶縁材料115で保持されて上シェル51に固着されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing details of the communication means 22 attached to the
図8は実施の形態3の実施例3における上シェル51に取付けられた通信手段22の詳細を示す断面図である。振動信号である制御信号を送受信する機能を果たすモータ駆動モジュール13の入出力端子である内部送受信端123と外部の振動制御信号を送受信する機能を果たす入出力端子である外部送受信端124が上シェル51に直接取付けられて構成されている。内部送受信端123や外部送受信端124は、実施例1、2と同じくピエゾ素子やボイスコイルなどで構成され、信号源からの電圧信号を振動信号に変えて上シェル51の板厚を介して相互に送受信するものである。ここで、内部送受信端123や外部送受信端124は上シェル51に接着剤(図示せず)で固着されるか、金属との合金層(図示せず)を形成して固着してもよい。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing details of the communication means 22 attached to the
このように、通信手段を振動信号伝達方式とすることによって、通信手段の取付け位置の自由度が広がるとともに、外乱部分をフィルタで除去することなどによって高いゲインの伝達性能を得ることができる。すなわち、通信手段を取付ける場所の制約が少なく、場所を選ばずに済み、従来構成の圧力容器での対応が可能である。また外界の影響が受けにくく電気的絶縁が容易になり、圧縮機や送風機固有の振動成分はフィルタで除去できるのでノイズ成分は少なく外乱に強く、安定した伝達性能を得ることができる。さらには、振動伝達系の固有振動数を通信手段の周波数に合わせれば、共振現象により受信手段において高いゲインを得ることができ、容易に信号増幅を行うことができる。 As described above, by adopting the vibration signal transmission system for the communication means, the degree of freedom of the attachment position of the communication means is widened, and high gain transmission performance can be obtained by removing the disturbance portion with a filter. That is, there are few restrictions on the place where the communication means is attached, and it is not necessary to select a place, and it is possible to cope with a pressure vessel having a conventional configuration. In addition, it is difficult to be influenced by the outside world and electrical insulation is facilitated, and vibration components unique to the compressor and blower can be removed by a filter, so that there are few noise components and it is resistant to disturbances, and stable transmission performance can be obtained. Furthermore, if the natural frequency of the vibration transmission system is matched with the frequency of the communication means, a high gain can be obtained in the receiving means due to the resonance phenomenon, and signal amplification can be easily performed.
(実施の形態4)
図9は本発明の実施の形態4における密閉型電動圧縮機の断面図である。
(Embodiment 4)
FIG. 9 is a cross-sectional view of a hermetic electric compressor according to Embodiment 4 of the present invention.
密閉型電動圧縮機10は、いわゆる低圧形の圧縮機で、密閉容器を構成する上シェル51と、下シェル52内に圧縮部11、モータ12、そしてモータ駆動モジュール13を備えている。モータ駆動モジュール13が密閉容器の下部に設けられ、さらにオイル90に浸漬されている。また、モータ駆動モジュール13に外部から電源を供給する密封電源端子21、および密閉容器外部とで通信制御信号あるいは指令信号を送受信する通信手段22が取付けられている。
The hermetic
このように、モータ駆動モジュール13を密閉容器の下部でオイル90内に配置すると、低圧形の圧縮機においては密閉容器下部のオイル90によりモータ駆動モジュール13を冷却して、モータ駆動モジュール13の動作を安定的にすることができる。
As described above, when the
なお、モータ駆動モジュール13の周囲を耐冷媒性樹脂であるPETやPENなどでモールドすることによって、エポキシ樹脂などで構成されるモータ駆動モジュール13が冷媒に侵食されることなく耐久性が確保される。また密閉容器内を炭酸ガスやメタンガスなどの自然冷媒で満たすとモータ駆動モジュールはより耐久性が確保されることになり、本願の効果がより発揮されることになる。
By molding the periphery of the
以上説明したごとく、本発明に係る密閉型電動圧縮機によれば、モータ駆動モジュールを密閉容器内に収納して全体構成を小型にし、なおかつ外部との制御信号との通信を確実に行うことができるので、空調機用の密閉型電動圧縮機、特にインバータ用の密閉型電動圧縮機に広く利用可能である。 As described above, according to the hermetic electric compressor according to the present invention, the motor drive module can be housed in the hermetic container to reduce the overall configuration and to reliably communicate with the control signal from the outside. Therefore, it can be widely used for a hermetic electric compressor for an air conditioner, particularly a hermetic electric compressor for an inverter.
10 (密閉型電動)圧縮機
11 圧縮部
12 モータ
13 モータ駆動モジュール
14 固定子
15 回転子
16 主軸
21 密閉電源端子
22 通信手段
51 上シェル
52 下シェル
61 固定スクロール
71 可動スクロール
83,93,103,113,123 内部送受信端
84,94,104,114,124 外部送受信端
86 耐圧レンズ
96 電磁界レンズ
106 伝達棒
116 伝達媒体
131 パワー部
132 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 (Sealed type electric motor)
Claims (5)
前記モータ駆動モジュールと密閉容器外部とで通信制御信号あるいは指令信号を送受信する電気的に非接触型の通信手段を前記密閉容器に設けたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。 In a sealed container, at least a compression unit, a motor, a power unit including a rectifier circuit unit and an inverter circuit unit for driving the motor, and a control unit for controlling the rotation of the motor by controlling the power unit and a motor driving module having,
An airtight electric compressor characterized in that an electrically non-contact type communication means for transmitting and receiving communication control signals or command signals between the motor drive module and the outside of the airtight container is provided in the airtight container .
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