(57)【要約】  本発明は、金属製のハウジング（３）と蓋板（４）とからなる密閉容器（２）と、蓋板（４）に気密に固定された導電端子ピン（１０Ａ、１０Ｂ）と、導電端子ピン（１０Ａ）に固定された固定接点（８）と、一端が密閉容器（２）の内面に導電的に接続固定され所定の温度でその湾曲方向が反転する熱応動板（６）と、熱応動板（６）の他端に固着された可動接点（７）とを備え、可動接点（７）と固定接点（８）は銀−酸化スズ−酸化インジウム系接点により構成され、密閉容器（２）の内部には５０％以上９５％以下のヘリウムを含む気体が常温で０．２５気圧以上０．８気圧以下となるように封入されている熱応動開閉器（１）である。
2008018515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のハウジング（３）とその開口端に気密に固着された蓋板（４）とから構成される密閉容器（２）と、
前記蓋板（４）に設けられた貫通孔（４Ａ、４Ｂ）に挿通され電気絶縁性の充填材（９）によって気密に固定された少なくとも１本の導電端子ピン（１０Ａ、１０Ｂ）と、
前記密閉容器（２）内において前記導電端子ピン（１０Ａ、１０Ｂ）に固定された固定接点（８）と、
一端が前記密閉容器（２）の内面に導電的に接続固定され、皿状に絞り成形されて所定の温度でその湾曲方向が反転する熱応動板（６）と、
この熱応動板（６）の他端に固着され、前記固定接点（８）とともに少なくとも１対の開閉接点を構成する少なくとも１つの可動接点（７）とを備え、
圧縮機用電動機に流れる交流電流を遮断する用途に用いられる熱応動開閉器において、
前記固定接点（８）と可動接点（７）は銀−酸化スズ−酸化インジウム系接点により構成され、
前記密閉容器（２）の内部には、５０％以上９５％以下のヘリウムを含む気体が常温で０．２５気圧以上０．８気圧以下となるように封入されていることを特徴とする熱応動開閉器。
【請求項２】
前記密閉容器（２）の内部には、前記気体が常温で０．３気圧以上０．６気圧以下となるように封入されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の熱応動開閉器。
【請求項３】
前記固定接点（８）と可動接点（７）の開状態における接点間距離は、０．７ｍｍ以上で且つ接点開放動作時において前記熱応動板（６）がその反転動作途中で前記密閉容器（２）の内面に当接してそれ以後の動作が規制されるように設定されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の熱応動開閉器。
【請求項４】
前記固定接点（８）と可動接点（７）の開状態における接点間距離は、０．７ｍｍ以上で且つ接点開放動作時において前記熱応動板（６）がその反転動作途中で前記密閉容器（２）の内面に当接してそれ以後の動作が規制されるように設定されていることを特徴とする請求の範囲第２項記載の熱応動開閉器。
【請求項５】
前記固定接点（８）と可動接点（７）は、直径３ｍｍ以上５ｍｍ以下の円板状をなしていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の熱応動開閉器。
【請求項６】
前記固定接点（８）と可動接点（７）は、直径３ｍｍ以上５ｍｍ以下の円板状をなしていることを特徴とする請求の範囲第２項記載の熱応動開閉器。
【請求項７】
前記固定接点（８）と可動接点（７）は、直径３ｍｍ以上５ｍｍ以下の円板状をなしていることを特徴とする請求の範囲第３項記載の熱応動開閉器。
【請求項８】
前記固定接点（８）と可動接点（７）は、直径３ｍｍ以上５ｍｍ以下の円板状をなしていることを特徴とする請求の範囲第４項記載の熱応動開閉器。
【請求項９】
前記固定接点（８）と可動接点（７）の少なくとも一方の表面が凸曲面をなしていることを特徴とする請求の範囲第５項記載の熱応動開閉器。
【請求項１０】
前記固定接点（８）と可動接点（７）の少なくとも一方の表面が凸曲面をなしていることを特徴とする請求の範囲第６項記載の熱応動開閉器。
【請求項１１】
前記固定接点（８）と可動接点（７）の少なくとも一方の表面が凸曲面をなしていることを特徴とする請求の範囲第７項記載の熱応動開閉器。
【請求項１２】
前記固定接点（８）と可動接点（７）の少なくとも一方の表面が凸曲面をなしていることを特徴とする請求の範囲第８項記載の熱応動開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉容器内にバイメタル等の熱応動板を用いた接点開閉機構を有する熱応動開閉器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の熱応動開閉器は、日本国特許公報第２５１９５３０号（先行技術文献１）、日本国特許公開公報平１０−１４４１８９号（先行技術文献２）、２００２−３５２６８５号（先行技術文献３）、２００３−５９３７９号（先行技術文献４）などに開示されている。これらに記載された熱応動開閉器は、何れも金属製のハウジングと蓋板とからなる密閉容器の内部に、所定の温度でその湾曲方向を反転させる熱応動板を備えている。蓋板には導電端子ピンが挿通され、ガラス等の電気絶縁性の充填材により気密に固定されている。この導電端子ピンの密閉容器内先端部には、直接または支持体を介して固定接点が取着されている。また、熱応動板の一端は支持体を介して密閉容器の内面に接続固着されており、熱応動板の他端には可動接点が固着され、上記固定接点とともに開閉接点を構成している。【０００３】
この熱応動開閉器は、密閉型電動圧縮機の密閉ハウンジング内に取り付けられて、圧縮機用電動機のサーマルプロテクタとして用いられる。この場合、導電端子ピンまたは蓋板に電動機の各巻線が接続される。熱応動開閉器の周辺が異常な高温になったとき或いは電動機に異常な電流が流れたときに熱応動板が反転して接点間が開放され、温度が所定値以下に低下すると再び接点間が閉じられて通電状態となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この熱応動開閉器は、圧縮機が組み込まれた冷凍機や空調機などがその製品寿命を終えるまでの間、上記異常の発生の度に接点間を開放することが必要とされる。特に、電動機の回転子が拘束された状態で電動機を駆動したとき或いは電動機の巻線間で短絡が発生したときなどには、電動機の定格電流をはるかに超える電流を遮断することが必要となる。こうした誘導性の大きな電流を接点の開放により遮断すると、接点間にアークが発生し、その熱により接点の表面が損傷する。そして、接点開閉の保証動作回数を超えると、接点の溶着が発生するようになる。ただし、接点の溶着が起きたときでも電路を遮断して二次的な異常発生を防止できるように、必要に応じて二重の安全保護対策が施されている（例えば先行技術文献１、２に記載されたヒーターの溶断部）。【０００５】
近年、環境上の理由からカドミウムを含む接点の使用が制限されている。例えば銀−酸化カドミウム（Ａｇ−ＣｄＯ）系接点は、溶着力が小さくアークによる損耗が少ないため多用されてきたが、今後はこれに替わる接点材料を用いて従来と同等の耐久性および電流遮断能力を確保しなければならない。銀−酸化カドミウム系接点を単にカドミウムレス接点に置き替えただけでは電流遮断能力は半減してしまう。【０００６】
電流遮断能力を高めるには、接点のサイズを大きくして熱容量を高め、アークが発生しても溶着が発生しにくくする構成、熱応動板のサイズを大きくして引き剥がし力を高める構成などが考えられる。しかし、こうした構成を採用すると熱応動開閉器が大型化し、圧縮機の密閉ハウンジング内への取り付けが困難になる。【０００７】
本発明の目的は、カドミウムレスの接点を用いて小型であって且つ高い耐久性と電流遮断能力を有する熱応動開閉器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の熱応動開閉器は、金属製のハウジングとその開口端に気密に固着された蓋板とから構成される密閉容器と、前記蓋板に設けられた貫通孔に挿通され電気絶縁性の充填材によって気密に固定された少なくとも１本の導電端子ピンと、前記密閉容器内において前記導電端子ピンに固定された固定接点と、一端が前記密閉容器の内面に導電的に接続固定され、皿状に絞り成形されて所定の温度でその湾曲方向が反転する熱応動板と、この熱応動板の他端に固着され、前記固定接点とともに少なくとも１対の開閉接点を構成する少なくとも１つの可動接点とを備え、圧縮機用電動機に流れる交流電流を遮断する用途に用いられる熱応動開閉器において、前記固定接点と可動接点は銀−酸化スズ−酸化インジウム系接点により構成され、前記密閉容器の内部には、５０％以上９５％以下のヘリウムを含む気体が常温で０．２５気圧以上０．８気圧以下、より好ましくは０．３気圧以上０．６気圧以下となるように封入されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、接点開放により発生したアークが接点上を移動し、アークによる局部的な損傷が発生しにくいので、カドミウムレスの接点を用いても小型で耐久性に優れ且つ高い電流遮断能力を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の一実施例を示す熱応動開閉器の縦断面図である。
【図２】図２は図１におけるII−II線に沿った横断面図である。
【図３】図３は熱応動開閉器の側面図である。
【図４】図４は熱応動開閉器の平面図である。
【図５】図５は気体の封入圧力を変化させた場合の耐久試験の結果を示す図である。
【図６】図６は封入圧力が０．５気圧の場合の耐久試験終了後の可動接点（Ａ）と固定接点（Ｂ）の表面状態を示す図である。
【図７】図７は封入圧力が０．７気圧の場合の図６相当図である。
【図８】図８は封入圧力が１．３気圧の場合の図６相当図である。
【符号の説明】
【００１１】
１は熱応動開閉器、２は密閉容器、３はハウジング、４は蓋板、６は熱応動板、７は可動接点、８は固定接点、９は充填材、１０Ａ、１０Ｂは導電端子ピンである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を圧縮機用電動機のサーマルプロテクタに適用した一実施例について図面を参照しながら説明する。
図３および図４は熱応動開閉器の側面図および平面図であり、図１はその縦断面図、図２は図１のII−II線に沿った横断面図である。熱応動開閉器１の密閉容器２は、金属製のハウジング３と蓋板４とから構成されている。ハウジング３は、鉄板等をプレスにより絞り成形して作られており、長尺方向の両端部がほぼ球面状に成形され、その両端部を繋ぐ中央部が半円状断面を持つように成形された長ドーム形状をなしている。蓋板４は、ハウジング３より肉厚の鉄板を長円形に成形して作られており、ハウジング３の開口端にリングプロジェクション溶接等により気密に封着されている。【００１３】
密閉容器２の内側には、金属板で作られた支持体５を介して熱応動板６の一端が接続固定されている。この熱応動板６は、バイメタルやトリメタル等の熱によって変形する部材を浅い皿状に絞り成形したもので、所定の温度に達するとその湾曲方向が急跳反転するようになっている。熱応動板６の他端には可動接点７が固着されている。密閉容器２のうち支持体５を固定した部分を外側からつぶして変形することにより、可動接点７と固定接点８（後述）との接触圧力を調整でき、上記熱応動板６の反転動作温度を所定値に較正することができる。【００１４】
蓋板４には、貫通孔４Ａ、４Ｂが設けられている。これらの貫通孔４Ａ、４Ｂには、熱膨張係数を考慮したガラス等の電気絶縁性の充填材９により、それぞれ導電端子ピン１０Ａ、１０Ｂが周知のコンプレッションタイプのハーメチックシールにより気密に絶縁固定されている。導電端子ピン１０Ａの密閉容器内側の先端近傍には接点支持体１１が固着されており、その接点支持体１１には上記可動接点７と対向した位置に固定接点８が固着されている。【００１５】
後述するように、可動接点７と固定接点８は、金属酸化物を９．７重量％含んだ銀−酸化スズ−酸化インジウム（Ａｇ−（Ｓｎ−Ｉｎ）Ｏｘ）系接点であり、銅からなる中間層と鉄からなる下層とを積層した３層構造を有している。その形状は、直径３ｍｍ以上５ｍｍ以下の円板状であり、接点表面は僅かに凸曲面（本実施例では半径８ｍｍの球面）をなしている。【００１６】
導電端子ピン１０Ｂの密閉容器内側の先端近傍には、発熱体であるヒーター１２の一端が固定されている。ヒーター１２の他端は、蓋板４上に固定されている。このヒーター１２は、導電端子ピン１０Ｂの周囲に沿って熱応動板６とほぼ平行に配置されており、ヒーター１２による発熱が熱応動板６に効率的に伝達されるようになっている。【００１７】
ヒーター１２には、断面積が他の部分よりも小さい溶断部１２Ａが設けられている。制御対象機器である圧縮機の通常運転時には、電動機の運転電流で溶断部１２Ａが溶断することはない。また、電動機が拘束状態になった時には、短時間で熱応動板６が反転し接点７、８間を開放するため、この場合も溶断部１２Ａが溶断することはない。熱応動開閉器１が長期にわたり開閉を繰り返し保証動作回数を超えると、可動接点７と固定接点８が溶着して開離不能となることがある。この場合に電動機の回転子が拘束されると、過大な電流により溶断部１２Ａの温度が上昇しやがて溶断に至るため、電動機への通電を確実に遮断することができる。【００１８】
後述するように、密閉容器２の内部には、５０％以上９５％以下のヘリウム（Ｈｅ）を含む気体が常温で０．２５気圧以上０．８気圧以下となるように封入されている。封入した気体のうちの残りは窒素、乾燥空気、二酸化炭素などである。不活性ガスの中でもヘリウムを封入するのは、先行技術文献２に記載されているように、ヘリウムの有する良好な熱伝導率により、電動機の回転子の拘束時など過大な電流が流れた時に主としてヒーター１２からの熱により接点７、８間を開放する迄の時間（Short Time Trip：Ｓ／Ｔ）を短縮することができるとともに、従来のものよりも最小動作電流値（Ultimate Trip Current：Ｕ．Ｔ．Ｃ．）を引き上げることができるためである。また、熱応動板６の抵抗値を高めてその発熱量を増大させた構成とすれば、ヘリウムの封入により熱応動板６で生じた熱を効率よく逃すことができ、上記Short Time Trip（Ｓ／Ｔ）を長くすることができる。ただし、ヘリウムの封入割合が増えると耐電圧が低下する傾向を有するので、交流１００Ｖ〜２６０Ｖ程度の通常の商用電源に対しては、ヘリウムの封入割合を３０％以上９５％以下、特には５０％以上９５％以下とすることが好ましい。【００１９】
導電端子ピン１０Ａ、１０Ｂを固定している充填材９の上には、セラミックス、ジルコニア（酸化ジルコニウム）等からなる耐熱性無機絶縁部材１３が隙間なく密着して固定されている。この耐熱性無機絶縁部材１３は、予め設定された沿面放電に対する電気的強度やスパッタに対する耐熱性等の物理的強度を考慮した形状とされている。その結果、ヒーター１２の溶断時に発生するスパッタが耐熱性無機絶縁部材１３の表面に付着しても、充分な絶縁性を維持することができ、溶断部間で発生したアークが導電端子ピン１０Ｂと蓋板４との間または導電端子ピン１０Ａ、１０Ｂ間に転移することを防止できる。【００２０】
電動機に流れる電流が短時間の起動電流を含め通常の運転電流である場合には、熱応動開閉器１の接点７、８は閉じたままであり、電動機は運転を継続する。これに対し、電動機の負荷増大により通常よりも大きい電流が継続して流れた場合、電動機が拘束されて極めて大きい拘束電流が数秒以上継続して流れた場合、圧縮機の密閉ハウジング内の冷媒が異常な高温になった場合などには、熱応動板６の湾曲方向が反転して接点７、８が開き、電動機の電流を遮断する。その後、熱応動開閉器１の内部温度が低下すると、熱応動板６は湾曲方向を再び反転して接点７、８が閉じ、電動機への通電が開始される。【００２１】
次に、熱応動開閉器１の耐久試験に基づく構成の最適化について説明する。
圧縮機用電動機のサーマルプロテクタとして用いられる熱応動開閉器１は、回転子の拘束時に流れる拘束電流、電動機の巻線間で短絡が発生したときに流れる短絡電流などの極めて大きい電流を遮断する能力が必要とされる。また、保護対象である圧縮機が組み込まれた冷凍機や空調機などの製品寿命よりも長い耐久性が必要となる。さらに、密閉型電動圧縮機の密閉ハウンジング内で使用されるため、設置スペースおよび熱応答性の観点から小型化も必要となる。【００２２】
電動機に上記拘束電流、短絡電流などの過大な誘導性電流が流れている状態で接点７、８間を開放すると、接点７、８間にアークが発生する。熱応動開閉器１の耐久性（接点開閉の保証動作回数）および電流遮断能力を高めるには、アークの消弧時間を短縮すること、またはアークによる損傷を低減することが有効となる。アークによる損傷は、接点７、８のみならず接点７、８の外部例えば熱応動板６に及ぶこともある。【００２３】
アークの消弧時間を短縮するには、封入気体の高圧化、封入気体の極端な低圧化（真空化）、接点間隔の拡大、アークホーンの取り付け、磁石によるアークの誘導、アークの吹き消しなどの手段が知られている。しかし、これらの手段は、生産効率の著しい低下、構成の複雑化、サイズの大型化などを招くため、圧縮機に用いられる比較的小型の電動機を保護する熱応動開閉器には適用し難い。【００２４】
本実施例の熱応動開閉器１は、商用電源により駆動される交流電動機を保護するものであるため、アークの持続時間は長くても十数ｍ秒（半周期）であって平均的には数ｍ秒である。そこで、アークの消弧時間を短縮するのではなく、アークによる損傷を極力低減することにより高い耐久性と電流遮断能力が得られるように、耐久試験を実施しその結果に基づいて構成の最適化を行った。【００２５】
耐久試験は、電動機が組み付けられた圧縮機の密閉ハウジング上部を切断し、熱応動開閉器１を圧縮機内部に取り付けた後、圧縮機をテストベンチに設置し、電動機に過大な電流が流れる条件の下で熱応動開閉器１を繰り返し開閉動作させることにより実施した。【００２６】
電動機は、定格電圧２２０Ｖ（５０Ｈｚ）、定格電流１０．８Ａ、定格出力２３２０Ｗの単相誘導電動機で、回転子は回転しないように拘束されている。供試電源は供試電源は２４０Ｖ、５０Ｈｚである。圧縮機は常温（２５℃）の環境下に設置されており、耐久試験の開始時（つまり電動機の温度が常温の時）の拘束電流は６０Ａ、通断電の繰り返しにより電動機の温度が上昇して平衡に達した時の拘束電流は５２Ａである。また、試験に用いた熱応動開閉器１は、最小動作電流値（Ｕ．Ｔ．Ｃ．）が１８．４Ａ〜２５．４Ａ（１２０℃）、５４Ａの電流が流れた時に３秒〜１０秒（Ｓ／Ｔ）で接点７、８間を開放する特性を有している。【００２７】
電動機の拘束電流は定格電流よりも数倍大きく、電動機自体の加熱、熱応動開閉器１内のヒーター１２の加熱および熱応動板６の加熱により、熱応動開閉器１の接点７、８間が開放する迄の時間（Ｓ／Ｔ）は上述のように数秒程度にまで短くなる。接点７、８が開くと、熱応動開閉器１の内部温度は徐々に下がり、ほぼ２分前後で再び接点７、８が閉じて通電状態となる。耐久試験では、この熱応動開閉器１の閉動作による拘束電流の通電状態（数秒間）と熱応動開閉器１の開動作による断電状態（２分前後）とが正常に繰り返される開閉動作回数を計数した。【００２８】
拘束電流が流れている状態で接点７、８が開閉を繰り返すと、開放時に生じるアークにより接点７、８が徐々に損傷し、やがて接点同士の溶着が発生する。本耐久試験では、通電時間が１０秒（Ｓ／Ｔ）を超えた場合に接点溶着が発生したと判断し、その時点で試験を終了した。なお、接点間距離によってはアークにより熱応動板６が損傷する場合も見受けられた。また、熱応動板６は開閉の度に急跳反転動作を繰り返すので、開閉動作回数が極端に大きくなると接点溶着が生じる前に疲労により壊れる場合もあった。【００２９】
図５は、密閉容器２の封入気体の圧力を変えて行った耐久試験の結果を示している。横軸は圧力（気圧：ａｔｍ）、縦軸は溶着するまでの開閉動作回数であり、複数サンプルについての各測定値とそのサンプル内最小値の補間曲線とを示している。封入気体の組成は、ヘリウム９０％、乾燥空気１０％である。可動接点７と固定接点８は、９．７重量％の酸化金属を含んだ銀−酸化スズ−酸化インジウム系接点であり、銅からなる中間層と鉄からなる下層とを積層し圧着した３層構造を有している。その形状は、直径４ｍｍ、厚さ０．９ｍｍの円板状であり、接点表面は半径８ｍｍの球面をなしている。接点間距離は１．０ｍｍであり、熱応動板６が接点７、８の開方向に反転する温度は１６０℃、接点７、８の閉方向に反転する温度は９０℃である。【００３０】
この図５に示す試験結果によれば、開閉動作回数は、０．４気圧付近の圧力で最大（２３０００回以上）となり、そこから圧力が上昇するに従って緩やかに減少する。０．６気圧では２００００回程度（サンプル内最小値）、０．８気圧では１５０００回程度（サンプル内最小値）で、圧力が１．３気圧以上になると、圧力の上昇にかかわらず開閉動作回数は７０００回（サンプル内最小値）でほぼ一定となる。一方、圧力が０．４気圧付近から低下すると、開閉動作回数は０．３気圧付近まではやや緩やかに減少し、圧力が０．３気圧以下に低下すると急激に減少し、０．２５気圧では１５０００回程度（サンプル内最小値）、０．２気圧では８０００回程度（サンプル内最小値）、０．１気圧では２０００回程度（サンプル内最小値）にまで減少する。【００３１】
すなわち、上述した構成を持つ熱応動開閉器１では、図５に一点鎖線と矢印で示した範囲つまり０．２５気圧以上０．８気圧以下の封入圧力とすることにより少なくとも１５０００回以上の開閉動作回数を保証でき、さらに０．３気圧以上０．６気圧以下の封入圧力とすることにより少なくとも２００００回以上の開閉動作回数を保証できる。【００３２】
図６、図７、図８は、それぞれ封入圧力が０．５気圧、０．７気圧、１．３気圧の場合における耐久試験終了後の可動接点７（Ａ−１〜Ａ−３）と固定接点８（Ｂ−１〜Ｂ−３）の表面写真である。１．３気圧（図８）のように封入圧力が高い場合には、アークが一箇所に止まるため、接点表面が局部的に溶けて突起が形成され、その部分で溶着が起き易くなり耐久性が悪化すると考えられる。これに対し、０．５気圧（図６）、０．７気圧（図７）のように封入圧力が比較的低い場合には、アークが一箇所に止まらず接点表面を移動するため、接点表面が均一に損耗し突起が形成されにくく、溶着が起きにくくなり耐久性が向上すると考えられる。【００３３】
ただし、封入圧力を下げてアークが移動し易くなると、アークが接点７、８間から外に飛び出す虞が生じる。接点７、８間に発生したアークが熱応動板６に転移すると、熱応動板６が損傷して耐久性がかえって悪くなる。また、耐圧が不足することで電流のゼロクロスにおいてもアークが継続し、この場合、耐久性が著しく低下する。図５において、０．１気圧での開閉動作回数が極端に低下しているのは、主にこの２つの原因のためである。従って、接点間距離の上限は、封入圧力の低下に応じてアークの接点外への転移を防止可能な値として定められる。一方、接点間距離の下限は、絶縁耐圧を確保する必要性から定められる。この試験結果に基づく検討結果から、本実施例の熱応動開閉器１では、０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の接点間距離とすることが好ましい。【００３４】
なお、接点７、８が開放動作するとき、熱応動板６の可動接点側端部はその反転動作途中でハウジング３の内面に当接し、それ以上の反転動作が規制される。これに対し、ハウジング３の内面と熱応動板６の上面との間隔を広げ、上記反転動作途中で規制されないように構成すれば、熱応動板６の有する急跳反転力を利用して接点７、８間をより大きく引き離すことができる。これはアークの消弧に有効と考えられるが、熱応動板６は当接規制されないと割れ易くなり、耐久性が極端に悪化する。従って、上述した接点間距離の上限値１．５ｍｍは、熱応動板６の可動接点側端部がその開放動作途中でハウジング３の内面に当接するのに必要な距離として構造的に定められる値でもある。【００３５】
以上説明したように、本実施例の熱応動開閉器１は、導電端子ピン１０Ａに固定された固定接点８と、温度に応じてその湾曲方向が反転する熱応動板６と、熱応動板６の自由端側に固着された可動接点７とを備え、それらが密閉容器２に収容されている。可動接点７と固定接点８は銀−酸化スズ−酸化インジウム系接点により構成され、密閉容器２には５０％以上９５％以下のヘリウムを含む気体が常温で０．２５気圧以上０．８気圧以下、より好ましくは０．３気圧以上０．６気圧以下となるように封入されている。【００３６】
この構成によれば、接点７、８間の開放時に生じるアークが接点表面を移動し接点表面が均一に損耗するので、カドミウムレスの接点であっても溶着が発生しにくくなり耐久性が向上するとともに、従来のカドミウムを用いた接点（例えば銀−酸化カドミウム系接点）と同等の耐久性能を有する。また、熱伝導率の良好なヘリウムを封入したので、拘束電流などの過大な電流が流れた時の接点７、８間を開放する迄の時間を短縮できる（構成によっては長くできる）とともに定格運転電流値を引き上げることができる。なお、ヘリウムの封入割合（％）が耐久性に及ぼす影響は比較的小さかった。【００３７】
この場合、接点間距離は０．７ｍｍ以上とされているので、商用電源を用いた場合の絶縁耐圧を確保することができる。また、接点間距離は１．５ｍｍ以下に設定されているので、アークが接点７、８間から外に転移することを極力防止でき、アークによる熱応動板６などの周囲部品の損傷を抑えて耐久性の低下を防止することができる。さらに、接点間距離が１．５ｍｍ以下に設定されていると、熱応動板６の可動接点側端部がその開放動作途中でハウジング３の内面に当接するので、急跳反転動作による熱応動板６の過大な変位およびそれに続く振動の発生を抑制でき、耐久性の低下を防止することができる。【００３８】
可動接点７と固定接点８は、直径３ｍｍ以上５ｍｍ以下の円板状のものを用いている。接点サイズを大きくするとアークの熱に対する接点の耐久性が向上するが、主材料が銀のためコストが大幅に上昇する。逆に接点サイズが小さいと、コストを抑えられるという点では有利であるが、６０Ａクラスの耐久性能を確保するためには最低でも直径３ｍｍのサイズが必要であることを実験により確認した。このように直径５ｍｍ以上例えば直径６ｍｍの接点を用いることは可能であって耐久性が向上するが、コストや熱応動開閉器の大きさの点から実用的ではない。【００３９】
このように、熱応動開閉器１は、接点７、８や熱応動板６の大きさを大型化することなく耐久性および電流遮断能力を高めているので、圧縮機の密閉ハウジング内への収容が容易であって、圧縮機用電動機のサーマルプロテクタとして好適となる。【００４０】
なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
密閉容器２に５０％以上９５％以下のヘリウムを含む気体が常温で０．２５気圧以上０．８気圧以下となるように封入されていることは必須の構成要件であるが、接点間距離、接点７、８の形状と大きさなどは上述した数値範囲の値に限られない。【００４１】
密閉容器２の形状は長ドーム形に限定されるものではなく、例えば容器の長手方向に沿ってリブを設ける等により強度を得られれば、必ずしも超ドーム形状でなくてもよい。
支持体５を密閉容器２の一方の端部に固定したが、より小型の熱応動開閉器とする場合などには、熱応動板６を密閉容器２の中央付近に固定してもよい。支持体５をボタン型の形状にしてもよく、支持体５を省略してもよい。【００４２】
ヒーター１２および耐熱性無機絶縁部材１３は必要に応じて設ければよい。
蓋板４に２本の導電端子ピン１０Ａ、１０Ｂを設けたが、１本の導電端子ピンのみを設け、金属性の蓋板４をもう１つの端子として用いる構成としてもよい。【００４３】
可動接点７と固定接点８とからなる開閉接点を２対以上設けてもよい。
可動接点７と固定接点８の少なくとも一方の表面を凸曲面とすればよい。さらに、その凸曲面の頂上部に平端部を設けてもよい。【００４４】
熱応動開閉器をサーマルプロテクタとして用いる電動機は、単相誘導電動機に限られず三相誘導電動機でもよい。また、その他の電動機例えば同期電動機などの交流電圧が印加される電動機であれば広く適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明の熱応動開閉器は圧縮機用電動機のサーマルプロテクタとして有用である。
【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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【国際調査報告】
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