JP2011510218A - 流体圧縮用の圧縮機および圧縮機を製造する方法 - Google Patents

Abstract

流体圧縮用のスクロール圧縮機は、電気的な接続のための共通する端子ブロックを備える。圧縮機は、圧縮部と；流体を圧縮するために、圧縮部を駆動するように作動する駆動ユニットと；保護モジュールと；圧縮部の運転を可能とするために、駆動ユニットに電力を接続する電源コネクタとを備える。共通する端子ブロックは、圧縮機のために、保護モジュールと電源コネクタに接続を供給する。

Description

本発明は、一般には、冷媒を圧縮するためのスクロール圧縮機に関し、より詳細には、かかるスクロール圧縮機および／または類似する他の適切な圧縮機の電気制御ボックス、電気的結合、電源、および保護モジュールに関する。

スクロール圧縮機は圧縮機の一種であり、冷蔵、空調、産業用の冷却および冷凍の各用途ならびに／または圧縮された流体を使用する他の用途において冷媒を圧縮するために用いられる。このような従来のスクロール圧縮機は公知であり、例えば、Ｈａｓｅｍａｎｎに発行された米国特許第６，３９８，５３０号、Ｋａｍｍｈｏｆｆ等に発行された米国特許第６，８１４，５５１号、Ｋａｍｍｈｏｆｆ等に発行された米国特許第６，９６０，０７０号およびＫａｍｍｈｏｆｆ等に発行された米国特許第７，１１２，０４６号に例示されているが、上記特許はいずれも、本願出願人と密接な関係にあるＢｉｔｚｅｒ事業体に譲渡されている。本発明は、これらのスクロール圧縮機または他のスクロール圧縮機の設計に組み込み可能な改良を開示していることから、米国特許第６，３９８，５３０号、７，１１２，０４６号、６，８１４，５５１号および６，９６０，０７０号は、その開示内容の全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。

これらの特許で例示するように、従来、スクロール圧縮機は、該スクロール圧縮機を収容する外側ハウジングを備える。スクロール圧縮機は、第１および第２のスクロール圧縮機部材を有する。第１のスクロール圧縮機部材は、典型的には静止して配置され、外側ハウジング内に固定される。第２のスクロール圧縮機部材は、それぞれの基部の上方に立ち上げられて設けられ、互いに係合する、それぞれに設けられたスクロールリブの間において冷媒を圧縮するために、第１のスクロール圧縮機部材に対して相対的に運動可能に設けられる。従来、可動スクロール圧縮機部材は、冷媒を圧縮するために中心軸の周りの軌道経路（ｏｒｂｉｔａｌ ｐａｔｈ）を駆動されるように設けられている。通常は、適切な駆動ユニット（典型的には電動モータ）が同一のハウジング内に設けられて、可動スクロール部材を駆動する。

従来、スクロール圧縮機は保護モジュールと電源コネクタとを含み、これらは通常は、スクロール圧縮機のハウジングの外部に取り付けられる制御ボックス内に収容される。電気工事をおこなう技術者であれば、制御リード線を保護モジュールに結合し、また電力リード線を電源コネクタへと別々に結合するのが普通である。これは、通常は良好におこなわれるが、電気配線をおこなう技術者が誤ると、スクロール圧縮機の電気装置と多様なリード線との不適切な電気的結合が生ずる。リード線を正しくつながなかった場合、スクロール圧縮機は損傷する可能性がある。例えば、スクロール圧縮機が正しく接続されずに逆転作動した場合、複数のスクロール圧縮機体の間に真空状態が発生し、これにより複数のスクロール圧縮機体は互いに向けて付勢し合う。

本発明は、かかるスクロール圧縮機の装着（インストレーション／ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ）および電気的結合の間違いやすさを減少させることに関する。

一の態様において、本発明は、電気的に接続するための端子ブロックを有する流体圧縮用の圧縮機を提供する。圧縮機は、圧縮部と、流体を圧縮するために、圧縮部を駆動するように作動する駆動ユニットと、保護モジュールと、圧縮部の作動を可能とするために、駆動ユニットに電力を接続する電源コネクタとを備える。端子ブロックは、保護モジュールと電源コネクタとの少なくとも一方に接続を提供する。少なくとも１つの電源リード線が、端子ブロックと電源コネクタとを接続する。

他の態様は、ユーザインターフェースのために端子ブロックを用いて圧縮機を電気的に構成する方法に関する。この方法は、ハウジング内に圧縮部と駆動ユニットとを取り付けるステップであって、駆動ユニットは、流体の圧縮を可能とするために圧縮部を駆動するように作動する、ハウジング内に圧縮部と駆動ユニットとを取り付けるステップと；電源コネクタを駆動ユニットに接続するステップと；保護モジュールを駆動ユニットへ電気的に接続するステッップとを；備える。さらにこの方法は、端子ブロックを、保護モジュールと電源コネクタとの少なくとも一方に電気的に接続するステップを備える。

本発明は、設計変更、再設計、モデルの違い、その他の望まれる理由に基づいて、異なる複数の圧縮機にわたってさまざまな電気的な構成が提供される場合に、さらなる態様または利点を実現することができる。そのような場合には、方法はまた、少なくとも２つの異なる圧縮機にわたって、保護モジュールおよび電源コネクタの少なくとも一方を配置または構成するステップと；何れの変更もユーザには明瞭であるように、少なくとも２つの異なる圧縮機の間において、端子ブロックの共通するリード線の構成を維持するステップとをさらに備える。

本発明の他の態様、目的及び利点は、添付図面を併せ見れば、以下の詳細な説明によりさらに明らかになるであろう。

本明細書に組み入れられ、本明細書の一部分を形成する添付図面は、本発明の複数の態様を例示し、記述とともに、本発明の原理の説明に資する。

図１は、本発明の実施の形態によるスクロール圧縮機アセンブリの部分概略断面図であり、電気制御ボックス内の電気構成要素は概略的に示され、概略的に結合されて示される図である。

図２は、本発明の第１の実施の形態である構成による、スクロール圧縮機アセンブリの制御ボックスを開口部を通して見る斜視図である。

図３は、本発明の異なる実施の形態である構成に係る、スクロール圧縮機アセンブリの制御ボックスを開口部を通して見る他の斜視図である。

本発明は、ある好ましい実施の形態と関連付けて説明されるが、それら実施の形態に限定する意図はない。反対に、意図するところは、全ての代替物、変形、および均等物を、特許請求の範囲に定義されているように本発明の精神と範囲の内に含まれるものとして、カバーすることである。

図１を参照すると、本発明の実施の形態は、スクロール圧縮機アセンブリ１０として示され、一般性を有する端子ブロック３８が制御ボックス１４内に概略的に示されている。

一般性を有する端子ブロック３８によって達成される電気的な構成の詳細に触れる前に、図示のスクロール圧縮機アセンブリに関する背景の一部を参照の目的で述べるが、本発明を他の圧縮機の構成に適用可能であることは言うまでもない。図示のスクロール圧縮機アセンブリ１０は、通常、固定スクロール圧縮機体１８と可動スクロール圧縮機体２０とを含む複数のスクロール圧縮機体を収容する外側ハウジング１６（複数の板金製のシェルセクションで作成されてもよい）を含む。電動モータ２２を用いて構成される駆動ユニットは、可動スクロール圧縮機体２０を固定スクロール圧縮機体１８に対して相対的に駆動して流体の圧縮を可能とするために設けられる。そのため、複数のスクロール圧縮機体は、それぞれの基部２４と、流体を圧縮するためのチャンバを形成するためにそれぞれの基部から突出して、軸の周りにおいて互いに係合する、それぞれのスクロールリブ２６とを有する。電動モータ２２は、駆動シャフト２８へ回転出力を提供するように作動し、駆動シャフト２８は、固定スクロール圧縮機体１８に対して相対的に偏心する軌道運動を可動スクロール圧縮機体２０に提供するオフセット偏心駆動セクション３０を含む。複数のスクロール圧縮機体が圧縮機の圧縮部を提供する一方で、電動モータはスクロール圧縮機の駆動部を提供する。

制御ボックス１４は、ハウジング１６の外部に取り付けられる。ハウジングを貫通する孔３２によって、電気リード線は、スクロール圧縮機内の電動モータ２２との間を通り、電気制御ボックス１４に達し、電源に対してスクロール圧縮機に電力を供給することを可能とする。

制御ボックス１４内には多様な電気装置が設けられる。制御ボックス１４は、内部に電力を電動モータに接続する電源コネクタ３４を含み、これにより電動モータ、ひいてはスクロール圧縮部が作動される。また、電源コネクタは、通常の状態において、外側ハウジング１６内の冷媒が洩れ出すのを防ぎ、外気の侵入を防ぐシールを提供する。さらに、制御リード線（例えば、オンオフ信号または多様な制御信号を伝送するリード線）を接続（レシーブ）可能で、電動モータ２２およびスクロール圧縮機を短絡、電力サージ、過熱から保護する機能を有するあるいは他の適切な電力状態を適切に提供するために用いられる、保護モジュール３６が設けられる。本発明によれば、端子ブロック３８は、図１において概略的に示すとともに、図２に示される実施の形態でさらに詳細に示すように、電源コネクタ３４および保護モジュール３６から離間して設けられ、保護モジュール３６および電源コネクタ３４の少なくとも一方、好ましくは両方に接続される。

図２を参照すると、端子ブロック３８は、制御ボックス１４の略矩形の壁４０に取付け可能である（例えば、壁４０は、スクロール圧縮機のハウジング１６から略離間する方向に突出する）。この取付けは、接着、締着、溶接、ろう付けなどにより行うことができる。好ましくは、端子ブロック３８は、制御ボックスの壁４０の自由終端部によって画成される制御ボックス１４の開口端４２より見る方向において、電源コネクタ３４および保護モジュール３６の両方よりも手前側の位置に設けられる。

端子ブロック３８は、通常は、矩形のストリップ（細長い一片）として設けられる絶縁体４４と、２行（横列）に並んで配置される複数のねじクランプ４６とを含み、隣接するねじクランプ４６（各行（横列）から１つのクランプ）は、金属接点ストリップを介して共に電気的に結合され、または電気的に導通される。図示するように、端子ブロック３８は、合計１０個のねじクランプ４６を含み、各行（横列）に５個のねじクランプを含む。ねじクランプは、制御リード線または電源リード線に接続するための電気的結合を提供する。

図示するように、図２に示す第１の実施の形態における端子ブロック３８は、電気リード線を介して、電源コネクタ３４および保護モジュール３６の両方と電気的に接続される。従って、半数のねじクランプを用いて、端子ブロックと保護モジュールとを接続する２本の保護モジュールリード線４８と；端子ブロックと電源コネクタとを接続する３本の電力リード線５０〜５２と；の接続部を含むように工場において（製品の出荷前に）構成される。各保護モジュールリード線４８は水色などの共通色に設けられてもよいが、電力リード線５０、５１、５２の各々は、電気工事をおこなう技術者が配線することとなる配線先に対応する異なる色に設けられてもよい。例えば、白の電力リード線５０、赤の電力リード線５１、および紺の電力リード線５２として設けられ、これらを、図２に示す実施の形態において、異なるワイヤに使用される、異なる陰影線により示す。

電気工事をおこなう技術者は、ここで、通常は制御ボックス１４の壁４０の穿孔を通って端子ブロックまで延び、保護モジュール３６に外部の電気接続を提供する制御リード線５４を配線し、また、適切な外部電源リード線５６を端子ブロック３８に個別に配線することにより、電源コネクタ３４に接続する。電気工事をおこなう技術者は、電力リード線５０、５１および５２が提供する色コードを利用して、電源リード線５６を、対応する色により識別することにより適切に接続できる（例えば、外部電源リード線５６の各々は、電力リード線５０〜５２の１つに対応する色であってもよい）。

制御ボックス１４内において端子ブロック３８を使用する顕著な利点の一つは、ユーザにとってはどのような変更も明らかなために、異なる制御ボックスの構成ならびに／または制御ボックス内の保護モジュール３６および／もしくは電源コネクタ３４の配置が電気的装着（インストール）に影響しないことである。具体的には、図３に示すさらなる実施の形態に示すように、制御ボックス１１４内の異なる配置および構成は、電源コネクタ１３４および保護モジュール１３６の異なる配置により与えられていることが分かる。第２の実施の形態であるこの構成における同一の色コードおよび端子ブロック１３８の使用によって、図２および図３に示す２つの異なる圧縮機の実施の形態は、共通するリード線の構成を提供する。ただし、図３に示すさらなる実施の形態において、端子ブロック１３８には、電源コネクタ１３４と端子ブロック１３８との間の電力リード線のみが先ず、設けられるとともに、これら電力リード線１５０、１５１および１５２は工場において（製品の出荷前に）配線が完了するように設けられる。これにより、電気工事をおこなう技術者が電源リード線１５６を端子ブロック１３８に接続および取り付けるために使用可能な３個の自由な（リード線が取り付けられていない）ねじクランプ１４６が残される。図２に示す実施の形態と同様に、図３に示す制御ボックス１１４は、スクロール圧縮機のハウジングの外部に装着される。

図３には示さないが、２つの異なる圧縮機の間において、端子ブロックの同一の配置を維持することも可能である。例えば、端子ブロック１３８は、図２に示す実施の形態の端子ブロック３８と同一の位置に装着することができる。

異なる実施の形態の端子ブロック３８、１３８によって達成される、電気工事をおこなう技術者などのエンドユーザにとっての明瞭性は、電気工事をおこなう技術者の間での間違い、および電気工事をおこなう技術者によるスクロール圧縮機の配線および接続方法の間違いを防ぐこととなる。その結果、スクロール圧縮機ならびに／または制御ボックス内の装置および／もしくは配線に変更がなされても、困難が生じることがない。端子ブロックにさらなる構成要素を追加することで、電気的な接続および構成を単純化できる。

本明細書中で引用する公報、特許出願および特許を含むすべての文献は、各文献を個々に、具体的に示し、引用して組み込むかのように、また、その全体を本明細書に記載するかのように、引用して組み込まれる。

本発明の説明に関連して（特に以下の請求項に関連して）用いられる名詞及び同様な指示語の使用は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数および複数の両方に及ぶものと解釈される。語句「備える」、「有する」、「含む」および「包含する」は、特に断りのない限り、オープンエンドターム（すなわち「〜を含むが限らない」という意味）として解釈される。本明細書中の数値範囲の具陳は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及するための略記法としての役割を果たすことだけを意図しており、各値は、本明細書中で個々に列挙されたかのように、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明されるすべての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行うことができる。本明細書中で使用するあらゆる例または例示的な言い回し（例えば「など」）は、特に主張しない限り、単に本発明をよりよく説明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を設けるものではない。明細書中のいかなる言い回しも、請求項に記載されていない要素を、本発明の実施に不可欠であるものとして示すものとは解釈されないものとする。

本明細書中では、本発明を実施するため本発明者が知っている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読めば、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練者が適宜このような変形を適用することを期待しており、本明細書中で具体的に説明される以外の方法で本発明が実施されることを予定している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された請求項に記載の内容の修正および均等物をすべて含む。さらに、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、すべての変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。

１０ スクロール圧縮機アセンブリ
１４ 制御ボックス
１６ 外側ハウジング
１８ 固定スクロール圧縮機体（スクロール圧縮機体）
２０ 可動スクロール圧縮機体（スクロール圧縮機体）
２２ 電動モータ（駆動ユニット）
２４ 基部（スクロール圧縮機体）
２６ スクロールリブ（スクロール圧縮機体）
２８ 駆動シャフト
３２ 孔（外側ハウジング）
３４ 電源コネクタ
３６ 保護モジュール
３８ 端子ブロック
４０ 壁（制御ボックス）
４２ 開口端（制御ボックス）
４４ 絶縁体（端子ブロック）
４６ ねじクランプ（端子ブロック）
４８ 保護モジュールリード線
５０ 電力リード線
５１ 電力リード線
５２ 電力リード線
５４ 制御リード線
５６ 外部電源リード線
１１４ 制御ボックス
１３４ 電源コネクタ
１３６ 保護モジュール
１３８ 端子ブロック
１５０ 電力リード線
１５１ 電力リード線
１５２ 電力リード線
１５６ 電源リード線

Claims (17)

1. 圧縮部と；
   流体を圧縮するために、前記圧縮部を駆動するように作動する駆動ユニットと；
   保護モジュールと；
   前記圧縮部の運転を可能とするために、前記駆動ユニットに電力を接続する電源コネクタと；
   前記保護モジュールと前記電源コネクタとの少なくとも一方に接続を提供する端子ブロックと；
   前記端子ブロックと前記電源コネクタとを接続する、少なくとも１つの電源リード線とを備える；
   流体圧縮用の圧縮機。
2. 前記圧縮機はスクロール圧縮機であり、前記スクロール圧縮機は、複数のスクロール圧縮機体と前記駆動ユニットとを収容するハウジングを含み、前記複数のスクロール圧縮機体は、それぞれの基部と、前記それぞれの基部から突出して、流体を圧縮するために軸の周りにおいて互いに係合する、それぞれのスクロールリブとを有し、前記駆動ユニットは、前記複数のスクロール圧縮機体の間の相対的な運動を可能とするように作動する、請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記ハウジングの外側に担持される制御ボックスをさらに備え、前記制御ボックスは、前記保護モジュールと、前記電源コネクタと、前記端子ブロックとを格納する、請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記端子ブロックは、前記制御ボックスのハウジングに取り付けられる、請求項３に記載の圧縮機。
5. 前記端子ブロックは、前記制御ボックスの開口端より見て、相対的に前記保護モジュールおよび前記電源コネクタの手前側に取り付けられる、請求項４に記載の圧縮機。
6. 前記端子ブロックと前記保護モジュールとを接続する、少なくとも１本の保護モジュールリード線をさらに含む、請求項４に記載の圧縮機。
7. ２本の保護モジュールリード線が前記端子ブロックと前記保護モジュールとを接続し、３本の電源リード線が前記端子ブロックと前記電源コネクタとを接続する、請求項５に記載の圧縮機。
8. 前記端子ブロックは、制御リード線に接続する２つの自由な電気結合部と、前記電源リード線に接続する３つの自由な電気結合部とを含む、請求項７に記載の圧縮機。
9. 前記端子ブロックは、絶縁体と、２行に配置された複数のねじクランプとを含む、請求項１に記載の圧縮機。
10. 圧縮部および駆動ユニットをハウジング内に装着するステップであって、前記駆動ユニットは流体の圧縮を可能とするために前記圧縮部を駆動するように作動可能に設けられた、圧縮部および駆動ユニットをハウジング内に装着するステップと；
    前記駆動ユニットに電源コネクタを接続するステップと；
    前記駆動ユニットに保護モジュールを電気的に接続するステップと；
    前記保護モジュールおよび前記電源コネクタの少なくとも一方に端子ブロックを電気的に接続するステップとを備える；
    圧縮機を製造する方法。
11. 少なくとも２つの異なる圧縮機にわたって、前記保護モジュールおよび前記電源コネクタの少なくとも一方を配置または構成するステップと；
    何れの変更もユーザには明瞭であるように、前記少なくとも２つの異なる圧縮機の間において、前記端子ブロックのための共通するリード線の構成を維持するステップとをさらに備える；
    請求項１０に記載の方法。
12. 何れの変更もユーザには明瞭であるように、前記少なくとも２つの異なる圧縮機の間において、前記端子ブロックの同一の配置を維持するステップをさらに備える；
    請求項１１に記載の方法。
13. 前記端子ブロックに外部電源を電気的に結合するステップと；
    前記端子ブロックに制御信号源を電気的に結合するステップとをさらに備える；
    請求項１０に記載の方法。
14. 前記ハウジングに制御ボックスを取り付けるステップと；
    前記保護モジュールと、前記端子ブロックと、前記電源コネクタとを前記制御ボックス内に収容するステップとをさらに備える；
    請求項１０に記載の方法。
15. 前記制御ボックスの開口部より見て、相対的に前記電源コネクタおよび前記保護モジュールの手前側の位置において前記制御ボックスに前記端子ブロックを取り付けるステップをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
16. 前記圧縮部はスクロール圧縮部として設けられ、前記スクロール圧縮部は、複数のスクロール圧縮機体であって、それぞれの基部と、前記それぞれの基部から突出するそれぞれのスクロールリブとを有し、流体を圧縮するためにそれらが軸の周りにおいて互いに係合するように構成される、複数のスクロール圧縮機体を備え、前記駆動ユニットは前記複数のスクロール圧縮機体の間の相対的な運動を可能とするように作動可能に設けられた、請求項１０に記載の方法。
17. 前記端子ブロックを、前記保護モジュールおよび前記電源コネクタの両方に電気的に接続するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

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