(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の第一金属筒の一端に電気絶縁性の充填材によって円筒形の第二金属筒を気密に固定したハウジングと、温度に対応して電気抵抗が変化する感温素子からなり、
前記ハウジングの第二金属筒は第一金属筒より細く且つ前記充填材を貫通しており、
前記感温素子は感温抵抗素子とこの感温抵抗素子に接続しているリード線から構成され、
この感温素子はハウジング内に収納され、
ハウジングは両端を封止することで密閉容器を構成しており、ハウジングの封止作業において封止部分に感温素子のリード線を配置し、ハウジングの封止と共に前記感温素子のリード線を各金属筒に接続固定することで、封止作業と感温素子の固定を同時に行うことを特徴とする密閉型感熱装置。
【請求項２】
ハウジングと感温素子の各部にかかる応力により感温抵抗素子の機能を損なわないように感温素子全体を直線以外の形状にしたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型感熱装置。
【請求項３】
金属導電体で中心導体を覆ったシールドケーブルと請求項１または２の密閉型感熱装置から構成され、前記中心導体を密閉型感熱装置の第二金属筒に接続し、前記導電体を密閉型感熱装置の第一金属筒に接続し、導電体をグランド処理することによりノイズを軽減できることを特徴とする感温電線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型電動圧縮機等の保護装置等に使用される感熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、感熱装置に使用される感温素子としては、ワックスや低融点可溶合金等を使用したヒューズや、バイメタル等を使用したサーモスタット、サーミスタ等を使用した感温抵抗素子などがある。
【０００３】
密閉型電動圧縮機の電動機を温度に対応して連続的に制御する時には、サーミスタ等の温度に対応して抵抗値が変化する感温抵抗素子を用いた感熱装置が使用されている。特にサーミスタはガラスやセラミックなど機械的に脆い材料で作られているため、なんらかの保護を行い密閉型電動圧縮機に組み込んでいる。この感熱装置の例として図７にサーミスタ等の感温素子１０６を使用した感熱装置１０１を示す。この感熱装置１０１は、金属板に穿たれた孔に電気絶縁性充填材１０５によってリード端子１０４を気密に固定した蓋板１０２と、感温素子１０６と、有底金属製容器１０３から構成されている。感温素子１０６は感温抵抗素子１０６Ａとリード線１０６Ｂで構成されており、このリード線１０６Ｂは蓋板１０２のリード端子１０４に接続している。そして蓋板１０２と有底金属製容器１０３とを密着させ溶接することで密閉容器が構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の感熱装置１０１は密閉容器内に感温素子１０６を導電的に固定するために、リード線１０６Ｂを予め蓋板１０２のリード端子１０４に接続固定し、その後、蓋板１０２と有底金属製容器１０３とを密着固定させて感熱装置１０１を完成させていた。そのため感温素子１０６の接続保持と密閉容器を一度の作業で完成させることはできなかった。また密閉型電動圧縮機の冷媒の熱を主に有底金属製容器１０３で受ける構造とされていることから、この熱を感温抵抗素子１０６Ａに伝えるには、感温抵抗素子１０６Ａが有底金属製容器１０３と接触していない場合は、この熱を感温抵抗素子１０６Ａに伝えるには、密閉容器内の気体を介して感温抵抗素子１０６Ａに伝導するか、または有底金属製容器１０３から蓋板１０２と電気絶縁性充填材１０５を介して更にリード端子１０４とリード線１０６Ｂを経て感温抵抗素子１０６Ａに伝導していた。そのため、密閉型電動圧縮機の冷媒温度が急上昇した場合において、その温度変化が感温抵抗素子１０６Ａに伝わるまでに遅れが生じ、感熱装置１０１として充分な応答速度が得られない可能性があった。また感温抵抗素子１０６Ａが有底金属製容器１０３と接触している場合は、感温抵抗素子１０６Ａに密閉型電動圧縮機の冷媒の熱が有底金属製容器１０３から直接伝わるため、感熱装置１０１として充分な応答速度を得ることができる。しかし、感温抵抗素子１０６Ａが有底金属製容器１０３に接触する構造で密閉容器を製造するには、リード端子１０４にリード線１０６Ｂを正確に溶接する必要があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の密閉型感熱装置は、円筒形の第一金属筒の一端に電気絶縁性の充填材によって円筒形の第二金属筒を気密に固定したハウジングと、温度に対応して電気抵抗が変化する感温素子からなり、前記ハウジングの第二金属筒は第一金属筒より細く且つ前記充填材を貫通しており、前記感温素子は感温抵抗素子とこの感温抵抗素子に接続しているリー線から構成され、この感温素子はハウジング内に収納され、ハウジングは両端を封止することで密閉容器を構成しており、ハウジングの封止作業において封止部分に感温素子のリード線を配置し、ハウジングの封止と共に前記感温素子のリード線を各金属筒に接続固定することで、封止作業と感温素子の固定を同時に行うことを特徴としている。
【０００６】
また他の特徴は、ハウジングと感温素子の各部にかかる応力により感温抵抗素子の機能を損なわないように感温素子全体を直線以外の形状にしたことである。このような形状にすることで感熱装置の使用温度領域内で発生する感熱装置の各部の熱膨張及び収縮の差によって発生する応力を弾性的に吸収して、感温抵抗素子の破壊を防ぐことができる。
【０００７】
感温電線装置の特徴は金属導電体で中心導体を覆ったシールドケーブルと請求項１または２の密閉型感熱装置から構成され、前記中心導体を密閉型感熱装置の第二金属筒に接続し、前記導電体を密閉型感熱装置の第一金属筒に接続し、導電体をグランド処理することによりノイズを軽減できることである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５を参照しながら本発明の密閉型感熱装置について説明する。密閉型感熱装置１は第一金属筒２と第二金属筒３によって構成されたハウジング６を有している。このハウジング６は円筒形の第一金属筒２の一端に電気絶縁性充填材４によって第二金属筒３を気密に固定して構成されている。第二金属筒３は第一金属筒２よりも細く、電気絶縁性充填材４を貫通している。ハウジング６の両側の開口端は気密に封止され耐圧力性を有した密閉容器を構成している。
【０００９】
密閉型感熱装置１の密閉容器内部には、感温素子５として図２に示すように温度に対応して抵抗値を変化させるサーミスタ等の感温抵抗素子５Ａが収納されている。この感温素子５は感温抵抗素子５Ａの両端にリード線５Ｂ、５Ｃを有しており、その一方のリード線５Ｂは第二金属筒３に導電的に接続固定され、他方のリード線５Ｃは第一金属筒２に導電的に接続固定されている。またこの実施例において密閉型感熱装置１が外部から力を受けた時、両リード線５Ｂ、５Ｃと感温抵抗素子５Ａの接続部に応力が係りにくくするため第一金属筒２及び第二金属筒３の内面に接触しないように配設されている。
【００１０】
この実施例のように感温素子５はリード線５Ｂ、５Ｃを金属筒に接続固定することでハウジング６内に保持されている。更に密閉型感熱装置１は両金属筒で構成されたハウジング６で冷媒等の熱を受ける構造であり感温素子５の各端子はその金属筒にそれぞれ直接接続されているため、ハウジング６の各金属筒を通して電気伝導を得ると共に熱伝導を得ることができ、周囲の冷媒等からハウジング６が受けた熱をリード線５Ｂ、５Ｃを通して感温抵抗素子５Ａに伝導することで、図７に示した従来例の感温抵抗素子１０６Ａが有底金属製容器１０３に接触していない密閉型感熱装置１０１に比べ応答速度が向上する。
【００１１】
続いて本発明の密閉型感熱装置１のハウジング６内に感温素子５を接続固定する方法を示す。まず図３に示すように予め両端が開口されているハウジング６内に感温素子５を挿入し、感温抵抗素子５Ａをハウジング６の第一金属筒２に、また一方のリード線５Ｂを第二金属筒３に配設させた状態とする。次に図４に示すようにハウジング６の開口されている一端６Ａを溶接電極７Ａよって押し潰しリード線５Ｃを挟み込む。続いて溶接電極７Ａ間に電流を流し、ハウジング６の一端６Ａを抵抗溶接によって気密封止すると同時にリード線５Ｃも溶接し接続固定する。次に図５に示すようにハウジング６の他端６Ｂに管８を接続し、この管を介してハウジング６内のガスを熱伝導のよい気体や、いわゆる不活性ガス等の所望のガスと置換する。ガス置換終了後は管８を接続したままハウジング６の他端６Ｂ近傍を溶接電極７Ｂにて押し潰しリード線５Ｂを挟み込む。続いて溶接電極７Ｂ間に電流を流しハウジング６の他端６Ｂ近傍を溶接抵抗によって気密に封止すると同時にリード線５Ｂも溶接し接続固定する。このように本発明においては、ハウジング６の気密封止作業と感温素子５の接続保持作業を両端部でそれぞれ同時に行うことができるため、作業効率が向上する。この実施例においてはハウジング６の一端に管８を接続しハウジング６内のガスを所定のガスに置換するものを例に説明したが、ガス置換の方法はこれに限るものではなく、また密閉型感熱装置１の特性や耐久性に問題がなければガス置換作業は省くこともできる。尚、溶接電極７Ａ，７Ｂにより押し潰されなかったハウジング端６Ａ、６Ｂは例えば切り落とすことで密閉型感熱装置の形状を整えられる。
【００１２】
次に図６に本発明の第二の実施例を示す。この実施例においては前述の実施例と同じ部品には同一の番号を付して詳細な説明は省略する。図６の密閉型感熱装置１０のハウジング６は円筒形の第一金属筒２の一端に電気絶縁性充填材４によって第二金属筒３を気密に固定して構成している。このハウジング６内に感温素子１５を収納し、感温抵抗素子１５Ａを第一金属筒２に配設し一方のリード線１５Ｂを第二金属筒３に導電的に接続固定し、他方のリード線１５Ｃを第一金属筒２に導電的に接続固定する。この時、ハウジング６内の感温素子１５の形状が直線であると、耐久性等に問題を起こすことがある。つまり密閉型感熱装置１０の使用温度領域内でハウジングの熱膨張率とリード線１５Ｂ、１５Ｃの金属部の熱膨張率とサーミスタ等である感温抵抗素子１５Ａ自身の熱膨張率が異なるため、感温素子５の全体形状が直線であると膨張及び収縮の差によって両リード線１５Ｂ、１５Ｃと感温抵抗素子１５Ａの接続部に応力が集中する。特に使用温度の上限と下限の差が大きいとその応力も大きくなるので比較的脆い材料からなる感温抵抗素子１５Ａが破壊され、感温素子１５の機能が損なわれることがある。
【００１３】
そこで本実施例では感温素子１５のリード線１５Ｃには応力を吸収するための曲げ部１５Ｄを設けており、感熱装置の使用温度領域内で発生する感温素子１５の各部の熱膨張及び収縮の差によって発生する応力を弾性的に吸収する構造となっている。そのため直接、感温抵抗素子１５Ａと両リード線１５Ｂ、１５Ｃとの接続部にかかる応力を低減することができ、応力による感温抵抗素子１５Ａの破壊を防ぐことができる。
【００１４】
尚、熱膨張及び収縮による応力を吸収する構造としてはこれに限るものではなく、例えば端子を曲線状に撓ませてもよく、また感温素子１５の両側のリード線を曲げたり、撓ませるなどすることができる。
【００１５】
また感温抵抗素子１５Ａがハウジング６の内面に接触している構造とした場合は、ハウジング６が受けた熱は感温抵抗素子１５Ａに直に伝わり、更にリード線１５Ｂ、１５Ｃから伝導されるので従来例に比べ密閉型感熱装置１０の応答速度は向上するが、密閉型感熱装置１０が外部から力を受けた時、両リード線１５Ｂ、１５Ｃと感温抵抗素子１５Ａの接続部及び各リード線１５Ｂ、１５Ｃとそれぞれの金属筒の接続部に応力がかかる。しかし、リード線１５Ｂ、１５Ｃを曲げるなどすることによって接続部にかかる応力を低減することができ、応力による感温抵抗素子１５Ａの破壊を防ぐことができる。
【００１６】
次に図８に本発明の第三の実施例を示す。この実施例においては前述の実施例と同じ部品には同一の番号を付して詳細な説明は省略する。本発明の感温電線装置２０はシールドケーブルと密閉型感熱装置１を接続させて構成している。本実施例で使用されるシールドケーブルは、図８に示すように中心導体２１を絶縁体２２で覆い、更に上から導電体２３、絶縁外皮２４の順に覆う構造となっている。中心導体２１は第二金属筒３に溶接又は半田等で導電的に接続固定され、導電体２３は第一金属筒２の一部を被せるように溶接又は半田等で導電的に接続  固定されている。第二金属筒３及び中心導体２１には絶縁膜２５を覆い第二金属筒３及び中心導体２１と導電体２３とを絶縁する。導電体２３をグランド処理することにより、電磁波の強い箇所に感温電線装置２０を設置した時でも、ノイズを軽減することができ、密閉型感熱装置１は正確に温度に対応した抵抗値を測定することができる。
【００１７】
またこの実施例においてのシールドケーブルの中心導体は単芯線となっているが、金属線が寄り合って一本に構成された中心導体、または中心導体が二本あるシールドケーブルも使用可能である。中心導体が二本ある場合、中心導体の一本を第二金属筒３にもう一本を第一金属筒２に接続し、導電体２３を第一金属筒２に接続した後、導電体２３をグランド処理することによりノイズを軽減することができる。尚、密閉型感熱装置１を他の機器と絶縁して使用する時、密閉型感熱装置１を絶縁被膜で覆って使用することはいうまでもない。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の密閉型感熱装置は二本の金属筒からなるハウジングと感温抵抗素子と端子から構成されている感温素子のみで構成されているため、部品数が少なくなり、装置自身の構造が簡単になる。またハウジングの気密封止作業と感温素子の接続保持作業をハウジングの両端部でそれぞれ同時に行うことができるため、製造作業を簡略化し作業効率を向上させることができる。更に端子に応力を吸収するための曲げ部を設けたり、端子を撓ませたりすることで、感熱装置の使用温度領域内で発生する感熱装置の各部の熱膨張御及び収縮の差によって発生する応力を弾性的に吸収して、感温抵抗素子が破壊され感温素子の機能が損なわれることを防止している。
【００１９】
また本発明の感温電線装置は密閉型感熱装置とシールドケーブルで構成され、中心導体を第二金属筒に接続し、導電体を第一金属筒に接続している。導電体をグランド処理することにより電磁波が強い箇所に感温電線装置を設置した時でもノイズを軽減することができ、密閉型感熱装置は正確に温度に対応した抵抗値を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の密閉型感熱装置の一実施例
【図２】本発明の密閉型感熱装置の一実施例
【図３】本発明の密閉型感熱装置の感温素子接続方法
【図４】本発明の密閉型感熱装置の感温素子接続方法
【図５】本発明の密閉型感熱装置の感温素子接続方法
【図６】本発明の密閉型感熱装置の一実施例
【図７】従来の密閉型感熱装置
【図８】本発明の密閉型感熱装置の一実施例
【符号の説明】
１，１０，１０１：密閉型感熱装置
２：第一金属筒
３：第二金属筒
４，１０５：電気絶縁性充填材
５，１５，１０６：感温素子
５Ａ，１５Ａ，１０６Ａ：感温抵抗素子
５Ｂ，５Ｃ，１５Ｂ，１５Ｃ，１０６Ｂ：リード線
６：ハウジング
６Ａ，６Ｂ：ハウジング端
７Ａ，７Ｂ：溶接電極
８：管
１５Ｄ：曲げ部
２０：感温電線装置
２１：中心導体
２２：絶縁体
２３：導電体
２４：絶縁外皮
２５：絶縁膜
１０２：蓋板
１０３：有底金属製容器
１０４：リード端子
【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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