JP2006029175A

JP2006029175A - 密閉型電動圧縮機

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Publication number: JP2006029175A
Application number: JP2004208165A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ogawa; 正則小川; Akifumi Yoshitsubaki; 紀史吉椿
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-07-15
Also published as: CN100436822C; EP1617081B1; EP1617081A3; JP4457789B2; CN1721701A; ES2391179T3; EP1617081A2

Abstract

【課題】密閉容器内部に駆動回路ユニットを収納して室外ユニットをコンパクトにするとともに、外部との間の信号送受信を確実に行うことのできる密閉型電動圧縮機を提供する。
【解決手段】密閉容器内に少なくとも圧縮部１１と、モータ１２と、モータを駆動するためのパワー部と制御部とを有するモータ駆動モジュール１３とを具備し、さらに、モータ駆動モジュール１３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通信手段２２とを密閉容器に具備している。
【選択図】図１

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。
特開２００２−１７４１７８号公報

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。

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。

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。

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パワー部と制御部とを有するモータ駆動モジュールとを備えている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

さらに、モータ駆動モジュールを密閉容器の下部に配置することが望ましく、低圧形の圧縮機において密閉容器下部のオイルによりモータ駆動モジュールを冷却して、モータ駆動モジュールの動作を安定的にすることができる。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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同密閉型電動圧縮機の通信手段の詳細を示す図同密閉型電動圧縮機の密閉電源端子の詳細を示す図本発明の実施の形態２における密閉型電動圧縮機の通信手段の詳細を示す断面図本発明の実施の形態３における密閉型電動圧縮機の通信手段の詳細を示す断面図同密閉型電動圧縮機の他の通信手段の詳細を示す断面図同密閉型電動圧縮機の他の通信手段の詳細を示す断面図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従来の密閉型電動圧縮機の断面図従来のインバータ制御による圧縮機を駆動するための駆動回路図

符号の説明

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

Claims

密閉容器内に、少なくとも圧縮部と、モータと、前記モータを駆動するためのパワー部と制御部とを有するモータ駆動モジュールとを備えたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
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請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
通信手段が光信号伝達方式による通信手段であることを特徴とする請求項２に記載の密閉型電動圧縮機。
通信手段が電磁界信号伝達方式による通信手段であることを特徴とする請求項２に記載の密閉型電動圧縮機。
通信手段が振動信号伝達方式による通信手段であることを特徴とする請求項２に記載の密閉型電動圧縮機。
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前記密閉容器の最上部に配置されていることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の密閉型電動圧縮機。
モータ駆動モジュールを密閉容器の下部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。