JP4841605B2

JP4841605B2 - モールド電動機及びポンプ及び空気調和機及びヒートポンプ式給湯装置

Info

Publication number: JP4841605B2
Application number: JP2008262353A
Authority: JP
Inventors: 東吾山崎; 守川久保; 峰雄山本; 博幸石井; 洋樹麻生
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2028-10-09
Also published as: JP2010093962A

Description

この発明は、モールド電動機に関する。更に、そのモールド電動機を搭載するポンプ及び空気調和機及びヒートポンプ式給湯装置に関する。

過熱保護を目的とするモータ駆動ＩＣへの温度検出素子の固定は、ネジ止めや接着等の人手による作業で生産性が低く、ＩＣの急激な発熱に対して追従しないという課題があり、その課題を解決するために、モータ駆動ＩＣのリード脚近傍に温度検出素子を半田付けにて固定することにより、熱伝導率の良いリード脚から温度を検出し、温度の追従性を良くすると共に、半田付け作業だけで、温度検出素子を取り付けることができ、温度検出素子の追従性が良くかつ生産性が良いモータが得られることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１８８８５０号公報

しかしながら、上記特許文献１のモータは、モータ駆動ＩＣと温度検出素子とが、基板の反対側に夫々配置される場合は、モータ駆動ＩＣの温度に対して温度検出素子の温度追従性が悪いという課題があった。

また、必ずしもリード脚の温度がモータ駆動ＩＣの温度に近くなるとは限らず、追従性が悪化するという課題があった。

この明細書では、「モータ駆動ＩＣ」を「駆動素子」、「温度検出素子」を「感温抵抗素子」と呼ぶことにする。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、感温抵抗素子が駆動素子とは基板の異なる面にある場合でも温度追従性が高く信頼性が高いモールド電動機及びポンプ及び空気調和機及びヒートポンプ式給湯装置を提供することを目的とする。

この発明に係るモールド電動機は、固定子部をモールド樹脂で一体に成形したモールド固定子と、回転子組立と、ブラケットとを備えるモールド電動機であって、
前記固定子部は、
電磁鋼板を積層して構成され複数のスロットを有する固定子鉄心に絶縁部材を取り付け、前記スロットに巻線が施されて形成される固定子と、
前記固定子と反対側の面に実装され、当該モールド電動機を駆動する駆動素子と、前記固定子側の面に実装され、当該モールド電動機の温度を監視する感温抵抗素子とを有し、前記絶縁部材の一方の軸方向端部に固定される基板と、
前記駆動素子に取り付けられ、前記基板と略平行に配置されるとともに、前記感温抵抗素子と軸方向に対向するように配置され、該駆動素子の発熱を放熱する放熱板とを備えたことを特徴とする。

この発明に係るモールド電動機は、駆動素子の発熱を放熱する放熱板を、感温抵抗素子と軸方向に対向するように配置したので、感温抵抗素子が駆動素子とは基板の異なる面にある場合でも温度追従性が高く信頼性が高いモールド電動機が得られる。

実施の形態１．
図１乃至図３は実施の形態１を示す図で、図１はモールド電動機１００の部分断面図、図２は固定子部１０の基板５を取付る前の斜視図、図３は固定子部１０の基板５を取付後の斜視図である。

図１に示すように、モールド電動機１００は、モールド固定子２０と、回転子組立３０と、ブラケット６とを備える。

モールド固定子２０は、固定子部１０にモールド樹脂３が施され一体成形される。

図１〜図３に示すように、固定子部１０は、電磁鋼板を積層して構成され複数のスロット（図示せず）を有する固定子鉄心１に絶縁部材８を取り付け、前記スロットに集中巻方式の巻線２が施されて、固定子９が形成される。

更にモールド電動機１００を駆動するための電子部品（インバータを構成する駆動素子１２等）及び感温抵抗素子２２（正特性サーミスタ、但し正特性に限られるものではない）が実装される基板５が、固定子９の絶縁部材８の一方の軸方向端面に取り付けられる。この状態のものを、固定子部１０と呼ぶ。

基板５は、絶縁部材８の一方の軸方向端部から軸方向に外に延びる絶縁部材８の突起１８に固定される。基板５の形状は、中央部に開口部を有する略円板状である。

基板５にはモールド電動機１００を駆動するための駆動素子１２が実装されている。駆動素子１２は、基板５の固定子９と反対側の面（モールド固定子２０の外周部側の面）に実装される。

また、駆動素子１２の温度を監視するための保護回路の部品として、感温抵抗素子２２が駆動素子１２とは基板５の反対面に実装されている。駆動素子１２には放熱板２１（例えば、アルミ板）が別途取り付けられており、駆動素子１２の温度上昇を放熱板２１で逃がす構造となっている。

回転子組立３０は、永久磁石（図示せず）を有する回転子４と、この回転子４の略中央部に形成された軸孔に嵌合するシャフト１１（回転軸）と、このシャフト１１に固定され回転子４の軸方向両端部の外側に位置する二つの軸受７ａ，７ｂとを備える。軸受７ａは、ブラケット６で保持される。また、軸受７ｂは、モールド樹脂３で保持される。回転子４は、例えば、永久磁石を用いた永久磁石形回転子である。軸受７ａは、ブラケット６に嵌合する外輪７ａ−１、及びシャフト１１に嵌合する内輪７ａ−２を備える。軸受７ｂも同様である。

軸受７ａ，７ｂには、例えば、玉軸受を使用する。玉軸受は、転動体が玉を使用している軸受で、主に受ける荷重の方向により、ラジアル玉軸受とスラスト玉軸受がある。図１に示す軸受７ａ，７ｂは、ラジアル玉軸受である。ラジアル玉軸受には、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受、自動調心玉軸受、その他の軸受などがある。

モールド固定子２０の基板５側の軸方向端部は、モールド樹脂３で塞がれている（但し、シャフト１１を通す孔は開いている）。モールド固定子２０の他方の軸方向端部は開口しているので、この開口側から回転子組立３０をモールド固定子２０に挿入する。さらに、金属製のブラケット６をモールド固定子２０の開口部側に取り付ける。回転子組立３０をブラケット６とモールド樹脂３とで挟むように、ブラケット６を取り付けてモールド電動機１００が完成する。

図１に示す通り、感温抵抗素子２２は、基板５を挟んで駆動素子１２の放熱板２１に対して軸方向に対向して位置している。基板５の内側の固定子９側に設けられる。

感温抵抗素子２２を、基板５の駆動素子１２が実装されている面と反対側の面に実装する理由は、以下のとおりである。
（１）固定子９の巻線２等の温度も監視する；
（２）図示はしないが、駆動素子１２は、最も温度の高くなる素子本体部分がモールドされていて、素子本体部分に放熱板２１が取り付けられている。素子本体部分の温度は、例えば、約１００℃程度である。従って、外部から見た場合、駆動素子１２の表面（モールド部分）よりも、放熱板２１の方が温度が高い。その温度は、固定子９の巻線２等の温度よりも高いので、間に基板５が介在しても、放熱板２１の温度を感温抵抗素子２２により検出が可能である。
（３）駆動素子１２は、基板５に手実装される。駆動素子１２が実装される基板５の反対側の面は、図示しない回転子の位置を検出する位置検出素子等が面実装（自動実装機による実装）される。従って、これらの面実装部品を実装するときに、一緒に感温抵抗素子２２も実装すれば一度で済む。基板５の駆動素子１２が実装される面に、感温抵抗素子２２を面実装する場合は、駆動素子１２は手実装であるから、新たな自動実装機による実装工程が増えることになり製造コストが高くなる。

このように、本実施の形態では、感温抵抗素子２２を基板５の駆動素子１２が実装されている面と反対側の面に実装し、且つ駆動素子１２の放熱板２１と軸方向に略対向するように設ける。

このようにして、感温抵抗素子２２が駆動素子１２とは基板５の異なる面にある場合でも、最も温度の高い駆動素子１２の放熱板２１と軸方向に略対向するように設けることにより、駆動素子１２から感温抵抗素子２２までの熱抵抗が小さくなり、感温抵抗素子２２の駆動素子１２に対する温度追従性が高く信頼性が高いモールド電動機１００を提供することができる。

実施の形態２．
図４は実施の形態２を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図である。

実施の形態１と異なる点のみを説明する。本実施の形態では、感温抵抗素子２２が実装される基板５の箇所に、スルーホール２３を一箇所以上設ける。感温抵抗素子２２を基板５のスルーホール２３上に実装して感温抵抗素子２２とスルーホール２３とを接触させる。

スルーホール２３とは、基板５のパターン配線で、基板５の両面を配線するための筒状の銅箔２３ａであり、基板５の表裏を貫通している銅配線である。

スルーホール２３は複数あっても良い。スルーホール２３は半田付けの工程がフローである場合は、スルーホール２３の穴に半田が満たされる。

このように、感温抵抗素子２２が実装される基板５の箇所に、スルーホール２３を一箇所以上設けることにより、駆動素子１２の放熱板２１と感温抵抗素子２２との間に介在する基板５には、基板５の表裏を貫通している筒状の銅箔２３ａであるスルーホール２３があるため、駆動素子１２の放熱板２１と感温抵抗素子２２との間の熱抵抗が、スルーホール２３がない場合に比べて小さくなる。そのため、感温抵抗素子２２の駆動素子１２に対する温度追従性がさらに高くなり、信頼性が高いモールド電動機１００を提供することができる。

半田付けの工程がフローである場合は、スルーホール２３の穴に半田が満たされるので、スルーホール２３のみの場合よりもさらに感温抵抗素子２２の駆動素子１２に対する温度追従性が高くなり、信頼性が高いモールド電動機１００を提供することができる。

実施の形態３．
図５は実施の形態３を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図である。

上記実施の形態２では、感温抵抗素子２２が接触するスルーホール２３と駆動素子１２の放熱板２１との間が離れていたが、図５に示すように、本実施の形態では、感温抵抗素子２２が接触するスルーホール２３に駆動素子１２の放熱板２１を接触させる。

上記実施の形態２の構成では、感温抵抗素子２２が接触するスルーホール２３と駆動素子１２の放熱板２１との間に、モールド樹脂３（例えば、不飽和ポリエステル樹脂（ＢＭＣ））が存在するため、駆動素子１２の放熱板２１と感温抵抗素子２２との間の熱抵抗がその分大きくなっていたが、図５に示すように、本実施の形態では、感温抵抗素子２２が接触するスルーホール２３に駆動素子１２の放熱板２１を接触させることにより、上記実施の形態２の構成よりもさらに駆動素子１２の放熱板２１と感温抵抗素子２２との間の熱抵抗が小さくなる。そのため、感温抵抗素子２２の駆動素子１２に対する温度追従性がさらに高くなり、信頼性が高いモールド電動機１００を提供することができる。

実施の形態４．
図６は実施の形態３を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図である。

本実施の形態では、感温抵抗素子２２が実装される基板５の箇所に、単なる穴２４を一箇所以上設ける。

穴２４の大きさ及び数は、感温抵抗素子２２を基板５に実装できる範囲内とする。

モールド固定子２０の状態では、基板５の穴２４はモールド樹脂３（例えば、不飽和ポリエステル樹脂（ＢＭＣ））で満たされる。

基板５は、例えば、基材にガラス布を用い、基材を樹脂液（例えば、フッ素樹脂等）の中をくぐらせながら含浸・乾燥させたものを用いる。

モールド樹脂３は、基板５よりも熱伝導率が大きいので、駆動素子１２の放熱板２１と感温抵抗素子２２との間の熱抵抗が、基板５に穴２４がない場合に比べて小さくなる。そのため、感温抵抗素子２２の駆動素子１２に対する温度追従性が高くなり、信頼性が高いモールド電動機１００を提供することができる。

実施の形態５．
図７は実施の形態５を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図である。

本実施の形態では、上記実施の形態４の構成に加えて、基板５の穴２４に駆動素子１２の放熱板２１を接触させる。

上記実施の形態４の構成では、基板５の穴２４と駆動素子１２の放熱板２１との間に、モールド樹脂３（例えば、不飽和ポリエステル樹脂（ＢＭＣ））が存在するため、駆動素子１２の放熱板２１と感温抵抗素子２２との間の熱抵抗がその分大きくなっていたが、図７に示すように、本実施の形態では、基板５の穴２４に駆動素子１２の放熱板２１を接触させることにより、上記実施の形態４の構成よりもさらに駆動素子１２の放熱板２１と感温抵抗素子２２との間の熱抵抗が小さくなる。そのため、感温抵抗素子２２の駆動素子１２に対する温度追従性がさらに高くなり、信頼性が高いモールド電動機１００を提供することができる。

実施の形態６．
図８は実施の形態６を示す図で、ポンプ２００の断面図である。

図８に示すポンプ２００は、上記実施の形態１乃至５のいずれかに示したモールド電動機１００のうちのモールド固定子２０を搭載している。但し、基板５における駆動素子１２の位置は、図１乃至図７に示したものと異なる。基板５における駆動素子１２の位置は、どこでもよい。

図８に示すポンプ２００は、以下に示す要素で構成される。
（１）水の吸水口４２と吐出口４３とを有し、内部に回転子の羽根車を収納するケーシング４１。ケーシング４１は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの熱可塑性樹脂を用いて成形される。ケーシング４１には、吸水口４２側の端部に、モールド固定子２０が締結されるタッピングネジ１６０用の下穴を有するボス部が４箇所に設けられる。また、ケーシング４１には、ポンプ２００を、例えば、ヒートポンプ式給湯装置のタンクユニットに固定するための孔を有する取付脚を２箇所に備える。
（２）第１のスラスト軸受７１ａ。第１のスラスト軸受７１ａの材質は、例えば、アルミナ等のセラミックである。ポンプ用回転子６０は、ポンプ２００の運転中、ポンプ用回転子６０に作用する水の圧力がケーシング４１の吸水口４２側が低く、回転子部６０ａ側の水の圧力が高いため、第１のスラスト軸受７１ａを介してケーシング４１に押し付けられている。そのため、セラミックを材料とする第１のスラスト軸受７１ａが必要となる。
（３）ポンプ用回転子６０。ポンプ用回転子６０は、回転子部６０ａと、羽根車６０ｂとを備える。回転子部６０ａは、フェライト等の磁性粉末と樹脂を混練したペレットを成形したリング状（円筒状）の樹脂マグネット６８と、樹脂マグネット６８の内側に設けられる円筒形のスリーブ軸受６６（例えば、カーボン製）とが、例えばＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）等の樹脂６７で一体化される。羽根車６０ｂは、例えばＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）等の樹脂成形品である。回転子部６０ａと、羽根車６０ｂとが超音波溶着等により接合される。
（４）軸７０。椀状隔壁部品９０の軸支持部９４に軸７０の一端が挿入され、軸７０の他端がケーシング４１の軸支持部４６に挿入される。椀状隔壁部品９０の軸支持部９４に挿入される軸７０の一端は、軸支持部９４に対して回転しないように挿入される。そのため、軸７０の一端は所定の長さ（軸方向）円形の一部を切り欠いている。軸支持部９４の孔もそれに合わせた形状になっている。ケーシング４１の軸支持部４６に挿入される軸７０の他端も所定の長さ（軸方向）円形の一部を切り欠いている。即ち、軸７０は長さ方向に対称形である。但し、軸７０の他端は、ケーシング４１の軸支持部４６に回転可能に挿入される。軸７０が長さ方向に対称形なのは、軸７０を椀状隔壁部品９０の軸支持部９４に挿入する際に、上下の向きを意識することなく組立を可能とするためである。
（５）第２のスラスト軸受７１ｂ。第２のスラスト軸受７１ｂの材質はＳＵＳである。ポンプ用回転子６０は、ポンプ２００の運転中、ポンプ用回転子６０に作用する水の圧力がケーシング４１の吸水口４２側が低く、回転子部６０ａ側の水の圧力が高いため、第１のスラスト軸受７１ａを介してケーシング４１に押し付けられているので、スリーブ軸受６６と第２のスラスト軸受７１ｂとの間に隙間があり、スリーブ軸受６６は第１のスラスト軸受７１ａに接触しない。しかし、運転状態によっては、その状態が変化して、スリーブ軸受６６が第２のスラスト軸受７１ｂを介して椀状隔壁部品９０の軸支持部９４に当たるケースも考えられる。特に、ケーシング４１の吸水口４２が上になる状態でポンプ２００が使用される場合で、ポンプ２００の吸入圧力と吐出圧力との差が小さいときに、その現象が発生することが考えられる。そこで、念のために第２のスラスト軸受７１ｂを使用している。
（６）Ｏリング８０。Ｏリング８０は、ポンプ部４０のケーシング４１と椀状隔壁部品９０とのシールを行う。
（７）椀状隔壁部品９０。椀状隔壁部品９０は、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）などの熱可塑性樹脂を用いて成形される。椀状隔壁部品９０は、モールド固定子２０との嵌合部である椀状隔壁部９０ａと、鍔部９０ｂとを備える。椀状隔壁部９０ａは、円形の底部と円筒形の隔壁とで構成される。円形の底部の内面の略中央部に、軸７０の一端が挿入される軸支持部９４が立設している。椀状隔壁部９０ａの外周面に軸方向に延びるリブ９１が形成されている。リブ９１は、椀状隔壁部９０ａの根元（鍔部９０ｂとの連結部）から軸方向に所定長さ形成されている。そして、リブ９１の径方向の寸法は、椀状隔壁部９０ａの根元側が大きく、先に行くに従って小さくなるテーパ形状である。鍔部９０ｂには、鍔部９０ｂを補強する補強リブが径方向に放射状に６個形成されている。その中の任意の一つの補強リブに椀状隔壁部９０ａのリブ９１が接続している。これにより、椀状隔壁部品９０の成形金型の製作が容易になる。また、鍔部９０ｂには、モールド固定子２０の椀状隔壁部品９０の鍔部設置面に形成される環状の第３の溝に納まる環状リブを備える。また、鍔部９０ｂには、タッピングネジ１６０が通る孔が４箇所に形成されている。さらに、鍔部９０ｂのケーシング４１側の面に、Ｏリング８０を収納する環状のＯリング収納溝が形成されている。

ポンプ２００は、椀状隔壁部品９０にＯリング８０を設置した後、ケーシング４１を椀状隔壁部品９０に組付けポンプ部を組立、モールド固定子２０にポンプ部を組付けタッピングネジ１６０等により固定して組立てられる。

モールド固定子２０とポンプ部とを組み付ける際に、モールド固定子２０の内周部に軸方向に形成されている第１の溝５１と、椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周面に軸方向に延びるリブ９１とが嵌合することにより、回転方向（周方向）の位置決めがなされる。

モールド固定子２０とポンプ部４０との嵌合は、以下のように行われる。椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周面の鍔部９０ｂと反対側の部分にはリブ９１がないので、モールド固定子２０の内周に、ポンプ部４０の椀状隔壁部９０ａの先端部（リブ９１がない部分）を任意の位置で挿入することができる。

挿入が進み、ポンプ部の椀状隔壁部９０ａのリブ９１がモールド固定子２０の内周の開口部側の端部までくると、モールド固定子２０の内周部に軸方向に形成されている第１の溝５１と、椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周面に軸方向に延びるリブ９１とが合わないとそれ以上は挿入できないが、ある程度モールド固定子２０の内周にポンプ部４０の椀状隔壁部９０ａが挿入されているので、回転させることで容易に第１の溝５１とリブ９１との位置を合わせることができる。

第１の溝５１とリブ９１との位置が合えば、ポンプ部の椀状隔壁部９０ａをモールド固定子２０の内周に完全に挿入することができる。

椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの内周には、椀状隔壁部品９０の軸支持部９４に挿入される軸７０にポンプ用回転子６０が嵌められて収納される。従って、モールド固定子２０とポンプ用回転子６０との同軸を確保するために、モールド固定子２０の内周と椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周との隙間はできるだけ小さい方がよい。例えば、その隙間は、０．０２〜０．０６ｍｍ程度に選ばれる。

モールド固定子２０の内周と椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周との隙間を小さくすると、モールド固定子２０の内周に椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａを挿入する場合に、空気が逃げる道がないと挿入が困難になる。

そのため、モールド固定子２０の内周部に軸方向に形成される第１の溝５１を設けて、この第１の溝５１を空気の逃げ道としている。

また、椀状隔壁部品９０と、モールド固定子２０との周方向の位置決めが必要である。

椀状隔壁部品９０とモールド固定子２０との周方向の位置決めを行うために、モールド固定子２０の内周部に軸方向に形成される第１の溝５１に、椀状隔壁部９０ａのリブ９１が嵌るようにしている。

空気の逃げ道であるモールド固定子２０の第１の溝５１を、椀状隔壁部９０ａのリブ９１が塞いでしまうと、椀状隔壁部品９０のモールド固定子２０への挿入が困難になる。そこで、椀状隔壁部品９０がモールド固定子２０に完全に挿入された状態で、モールド固定子２０の第１の溝５１と椀状隔壁部９０ａのリブ９１との間に隙間ができるようにしている。その隙間は、最も狭い所（リブ９１の径方向の寸法が最も大きい所）で１ｍｍ前後にしている。

このように、モールド固定子２０の内周と椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周との隙間はできるだけ小さくして（例えば、０．０２〜０．０６ｍｍ程度）モールド固定子２０ポンプ用回転子６０との同軸を確保しつつ、且つ、モールド固定子２０の内周部に軸方向に形成される空気の逃げ道となる第１の溝５１を設けて、モールド固定子２０の内周への椀状隔壁部品９０の挿入を容易としている。さらに、椀状隔壁部９０ａに、椀状隔壁部９０ａの根元（鍔部９０ｂとの連結部）から軸方向に所定長さリブ９１を形成し、リブ９１の径方向の寸法を、椀状隔壁部９０ａの根元側が大きく、先に行くに従って小さくなるテーパ形状とし、リブ９１がモールド固定子２０の第１の溝５１に所定の径方向の隙間（１ｍｍ程度）ができる状態で嵌合するようにしているので、モールド固定子２０と椀状隔壁部品９０との位置決めができるとともに、モールド固定子２０と椀状隔壁部品９０との組付けを容易に行うことができる。

以上のように、上記実施の形態１乃至５のいずれかに示したモールド電動機１００のうちのモールド固定子２０を搭載することにより、モールド固定子２０が感温抵抗素子２２が駆動素子１２とは基板５の異なる面にある場合でも温度追従性が高く、高精度な過熱保護機能を有し信頼性が高いものであるから、信頼性の高いポンプ２００が得られる。

実施の形態７．
図９は実施の形態７を示す図で、空気調和機３００の構成図である。空気調和機３００は、室内機５２と、室内機５２に接続する室外機５３とを備える。室外機５３には、送風機５４が設けられる。図示はしないが、室内機５２も送風機を備える。

室外機５３の送風機５４、室内機５２の送風機に、実施の形態１乃至５のいずれかのモールド電動機１００を搭載する。

感温抵抗素子２２の駆動素子１２に対する温度追従性が高く、高精度な過熱保護機能を有し信頼性が高いモールド電動機１００を搭載することにより、空気調和機３００の信頼性が向上する。

実施の形態８．
図１０は実施の形態８を示す図で、ヒートポンプ式給湯装置６００の構成図である。ヒートポンプ式給湯装置６００は、ヒートポンプユニット４００と、タンクユニット５００と、ユーザが運転操作などを行う操作部１１１とを備える。

図１０において、ヒートポンプユニット４００は、冷媒を圧縮する圧縮機１０１、冷媒と水とが熱交換を行う冷媒−水熱交換器１０２、高圧の冷媒を減圧膨張させる減圧装置１０３、低圧の二相冷媒を蒸発させる蒸発器１０４を冷媒配管１１５によって環状に接続された冷媒回路と、圧縮機１０１の吐出圧力を検出する圧力検出装置１０５と、蒸発器１０４に送風するファン１０７と、ファン１０７を駆動するファンモータ１０６とを備えている。

ファン１０７を駆動するファンモータ１０６に、実施の形態１乃至５のいずれかのモールド電動機１００を使用する。

また、温度検出手段として、冷媒−水熱交換器１０２の沸上げ温度検出手段１０８と、冷媒−水熱交換器１０２の給水温度検出手段１０９と、外気温度検出手段１１７とを備えている。

また、ヒートポンプユニット制御部１１３を備える。ヒートポンプユニット制御部１１３は、圧力検出装置１０５、沸上げ温度検出手段１０８、給水温度検出手段１０９、及び外気温度検出手段１１７からの信号を受信し、圧縮機１０１の回転数制御、減圧装置１０３の開度制御、ファンモータ１０６の回転数制御を行う。

タンクユニット５００は、冷媒−水熱交換器１０２で高温・高圧の冷媒と熱交換することにより加熱された湯水を貯湯する温水タンク１１４と、風呂水の追い焚きを行う風呂水追い焚き熱交換器１３１と、風呂水循環装置１３２と、冷媒−水熱交換器１０２と温水タンク１１４の間に配置された温水循環装置であるポンプ２００と、温水循環配管１１６と、冷媒−水熱交換器１０２と温水タンク１１４と風呂水追い焚き熱交換器１３１とに接続された混合弁１３３と、温水タンク１１４と混合弁１３３とを接続する風呂水追い焚き配管１３７とを備える。

冷媒−水熱交換器１０２と温水タンク１１４の間に配置された温水循環装置であるポンプ２００に、実施の形態６のポンプ２００を用いる。

また、温度検出手段として、タンク内水温検出装置１３４、風呂水追い焚き熱交換器を通過した後の水温を検出する追い焚き後水温検出装置１３５、混合弁１３３を通過した後の水温を検出する混合後水温検出装置１３６を備えている。

また、タンクユニット制御部１１２を備える。タンクユニット制御部１１２は、タンク内水温検出装置１３４、追い焚き後水温検出装置１３５、混合後水温検出装置１３６からの信号を受信するとともに、ポンプ２００の回転数制御、混合弁１３３の開閉制御、及び操作部１１１との間で信号の送受信を行う。

操作部１１１は、ユーザが湯水の温度設定や出湯指示などを行うためのスイッチなどを備えたリモコンや操作パネルなどである。

図１において、上記のように構成したヒートポンプ式給湯装置における通常の沸上げ運転動作について説明する。操作部１１１またはタンクユニット５００からの沸上げ運転指示がヒートポンプユニット制御部１１３に伝えられると、ヒートポンプユニット４００は沸上げ運転を行う。

ヒートポンプユニット４００に備えられたヒートポンプユニット制御部１１３は、圧力検出装置１０５、沸上げ温度検出手段１０８、給水温度検出手段１０９の検出値などに基づいて、圧縮機１０１の回転数制御、減圧装置１０３の開度制御、ファンモータ１０６の回転数制御を行う。

また、ヒートポンプユニット制御部１１３とタンクユニット制御部１１２との間で沸上げ温度検出手段１０８の検出値の送受信を行い、タンクユニット制御部１１２は、沸上げ温度検出手段１０８で検出した温度が目標沸上げ温度になるよう、ポンプ２００の回転数を制御する。

以上のように制御されるヒートポンプ式給湯装置において、圧縮機１０１から吐出された高温高圧の冷媒は冷媒−水熱交換器１０２で給水回路側へ放熱しながら温度低下する。放熱して冷媒−水熱交換器１０２を通過した高圧低温の冷媒は、減圧装置１０３で減圧される。減圧装置１０３を通過した冷媒は蒸発器１０４に流入し、そこで外気空気から吸熱する。蒸発器１０４を出た低圧冷媒は圧縮機１０１に吸入されて循環し冷凍サイクルを形成する。

一方、温水タンク１１４の下部の水は、温水循環装置であるポンプ２００の駆動により冷媒−水熱交換器１０２へ導かれる。ここで、冷媒−水熱交換器１０２からの放熱によって水が加熱され、加熱された湯水は温水循環配管１１６を通って温水タンク１１４の上部に戻されて蓄熱される。

以上のように、ヒートポンプ式給湯装置において、温水タンク１１４と冷媒−水熱交換器１０２との間の温水循環配管１１６に、湯水を循環させる温水循環装置としてポンプ２００が用いられる。

ファン１０７を駆動するファンモータ１０６に、実施の形態１乃至５のいずれかの感温抵抗素子２２の駆動素子１２に対する温度追従性が高く、高精度な過熱保護機能を有し信頼性が高いモールド電動機１００を使用することにより、ヒートポンプ式給湯装置６００の信頼性が向上する。

また、冷媒−水熱交換器１０２と温水タンク１１４の間に配置された温水循環装置であるポンプ２００に、実施の形態６の信頼性の高いポンプ２００を用いることにより、ヒートポンプ式給湯装置６００の信頼性が向上する。

実施の形態１を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図。実施の形態１を示す図で、固定子部１０の基板５を取付る前の斜視図。実施の形態１を示す図で、固定子部１０の基板５を取付後の斜視図。実施の形態２を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図。実施の形態３を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図。実施の形態４を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図。実施の形態５を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図。実施の形態６を示す図で、ポンプ２００の断面図。実施の形態７を示す図で、空気調和機３００の構成図。実施の形態８を示す図で、ヒートポンプ式給湯装置６００の構成図。

符号の説明

１固定子鉄心、２巻線、３モールド樹脂、４回転子、５基板、６ブラケット、７ａ軸受、７ｂ軸受、８絶縁部材、９固定子、１０固定子部、１１シャフト、１２駆動素子、１８突起、２０モールド固定子、２１放熱板、２２感温抵抗素子、２３スルーホール、２４穴、３０回転子組立、４０ポンプ部、４１ケーシング、４２吸水口、４３吐出口、４６軸支持部、５１第１の溝、５２室内機、５３室外機、５４送風機、５５給湯器用室外機、５６タンク、５７浴槽、７１ａ第１のスラスト軸受、６０ポンプ用回転子、６０ａ回転子部、６０ｂ羽根車、６６スリーブ軸受、６７樹脂、６８樹脂マグネット、７０軸、７１ａ第１のスラスト軸受、７１ｂ第２のスラスト軸受、８０Ｏリング、９０椀状隔壁部品、９０ａ椀状隔壁部、９０ｂ鍔部、９１リブ、９４軸支持部、１００モールド電動機、１０１圧縮機、１０２冷媒−水熱交換器、１０３減圧装置、１０４蒸発器、１０５圧力検出装置、１０６ファンモータ、１０７ファン、１０８沸上げ温度検出手段、１０９給水温度検出手段、１１１操作部、１１２タンクユニット制御部、１１３ヒートポンプユニット制御部、１１４温水タンク、１１５冷媒配管、１１６温水循環配管、１１７外気温度検出手段、１３１風呂水追い焚き熱交換器、１３２風呂水循環装置、１３３混合弁、１３４タンク内水温検出装置、１３５追い焚き後水温検出装置、１３６混合後水温検出装置、１３７風呂水追い焚き配管、１６０タッピングネジ、２００ポンプ、３００空気調和機、４００ヒートポンプユニット、５００タンクユニット、６００ヒートポンプ式給湯装置。

Claims

固定子部をモールド樹脂で一体に成形したモールド固定子と、回転子組立とを備えるモールド電動機であって、
前記固定子部は、
電磁鋼板を積層して構成され複数のスロットを有する固定子鉄心に絶縁部材を取り付け、前記スロットに巻線が施されて形成される固定子と、
前記固定子と反対側の面に実装され、当該モールド電動機を駆動する駆動素子と、前記固定子側の面に実装される感温抵抗素子とを有し、前記絶縁部材の一方の軸方向端部に固定される基板と、
前記駆動素子に取り付けられ、前記基板と略平行に配置されるとともに、前記感温抵抗素子と軸方向に対向するように配置され、前記駆動素子の発熱を放熱する放熱板と
を備え、
前記感温抵抗素子は、
前記駆動素子の発熱を放熱する前記放熱板の温度を検出することを特徴とするモールド電動機。
前記感温抵抗素子が実装される前記基板の箇所に、前記基板の両面を配線するための筒状の銅箔であり、該基板の表裏を貫通している銅配線であるスルーホールを少なくとも一つ設けることを特徴とする請求項１記載のモールド電動機。
前記スルーホール内が半田で満たされることを特徴とする請求項２記載のモールド電動機。
前記感温抵抗素子が実装される前記基板の箇所に、該基板の表裏を貫通する穴をあけることを特徴とする請求項１記載のモールド電動機。
前記基板に前記駆動素子の前記放熱板を接触させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のモールド電動機。
請求項１乃至５のいずれかのモールド電動機の前記モールド固定子を搭載したことを特徴とするポンプ。
室内機と、前記室内機に接続する室外機とを備える空気調和機において、
前記室外機と前記室内機との送風機に、請求項１乃至５のいずれかのモールド電動機を搭載したことを特徴とする空気調和機。
ヒートポンプユニットと、タンクユニットと、ユーザが運転操作などを行う操作部とを備えるヒートポンプ式給湯装置において、
前記タンクユニットに設けられるポンプに、請求項６記載のポンプを使用することを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。