(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉したハウジング内に収められた電気機器に信号や電源を供給する目的で、該ハウジングに設けた装着孔に固定できるように構成した気密端子において、キャップ状のアイレットと、このアイレットに設けた少なくとも１つの貫通孔と、前記貫通孔に挿通して前記ハウジングの内側および外側に延在する導電ピンと、この導電ピンを前記アイレットに密閉式に絶縁封着する絶縁シール材とを備え、前記アイレットは、前記貫通孔を含む天板部と、前記ハウジングの装着孔に挿入される円筒部と、この円筒部の外周から斜め外方に広がるフランジ部とを有し、さらに前記導電ピンは、前記ハウジングの内側に配置される軸の体積を減少させ、絶縁シール部から離して設けた軸先端部を含み、この軸先端部に配線を取り付ける金属製のヒューズ兼用タブを固着し、ヒューズ兼用タブと軸先端部との通電発熱を重畳的に熱結合させたことを特徴とするヒューズ機能付き気密端子。
【請求項２】
前記軸先端部は、円柱状であることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ機能付き気密端子。
【請求項３】
前記軸先端部は、断面が円弧状であることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ機能付き気密端子。
【請求項４】
前記軸先端部は、平板状であることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ機能付き気密端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉したハウジング内に収められた電気機器に信号や電源を供給する目的で、該ハウジングに設けた装着孔に固定できるように構成した気密端子に関し、特に気密端子の導電ピンを改良して過負荷時の安全性を向上させたヒューズ機能付き気密端子に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉したハウジング内に収められた電気機器に信号や電源を供給する目的で、該ハウジングに設けた装着孔に固定できるように構成した気密端子が使用されてきた。例えば、空調機器や冷凍機などに使用されるコンプレッサには、モータユニットのハウジングに密閉固定した気密端子を介して電源からハウジング内のモータに電力供給されている。しかし、コンプレッサのモータが不具合を起こしてロックすると、モータには過電流が流れて温度が異常に上昇する。そしてモータが破損すると共に、ついには発煙、発火へと至る。こうした事故を防止するために、従来から気密端子の導電ピンに通電により自己発熱する部位を設けて、過電流が流れた場合に発熱部位が溶断してモータへの通電を遮断できるようにしたヒューズ付き気密端子がある。例えば、特許文献１には、気密端子の導電ピンの軸中間部に断面積の小さいネック部からなるヒューズ領域を設けて導電ピン自体に電流ヒューズ機能を持たせ、過電流が負荷されたときにモータが焼損しないようヒューズ領域が溶断して通電を遮断できるようにした気密端子が記載されている。
【０００３】
さらに、特許文献２には、導電ピンにヒューズ領域を設けるために、ピン素材をロール成形して、ピン素材にフランジを形成しヒューズ領域を郭定する小径の溝を成形する金型構造体と、それを用いた端子ピンの製造方法が記載されている。
【０００４】
しかしながら、ヒューズ領域を設けた従来の気密端子は、過電流によって溶断動作した場合に、導電ピンに設けたヒューズ領域で溶断するとは限らず、実際には導電ピンに配線された配線接合部などが先に溶断することも多く、溶断部位が定まらずバラツキが生じるものであった。しかも、従来の導電ピンは、何れも複雑な固有形状を有し専用金型を用いてピン素材へ加工する手間が必要であり、経済的な負担を要するものであった。
【０００５】
ところで、上述したヒューズ領域を設けた従来の気密端子は、何れもシールガラスに近い導電ピンの中央寄りに括れを設けてヒューズ領域を形成しており、過電流印加時には、このヒューズ領域が抵抗発熱による赤熱状態を経て溶融し溶断に至る。従って、ヒューズ溶断に一定以上の時間を要すると、ヒューズ領域に近い絶縁シール材のガラスが溶融し導電ピンが抜けてしまう恐れがあった。このため、従来は特許文献２にように導電ピンに抜け防止のフランジを設けたり、特許文献３に記載されるように、絶縁シール材に高融点ガラス材を用いて溶融し難くするなどの措置が必要であった。しかしながら、上述した従来の気密端子は、高価な高融点ガラス材を用いるため材料費の上昇やガラス封着工程の作業温度をより高温に設定変更する必要があり、製品コストや生産エネルギー効率の観点で必ずしも好ましいものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１３５０７４号公報
【特許文献２】特開昭６３−０２１７７４号公報
【特許文献３】特開平０６−０６０９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明は速断性のヒューズ機能を有し、溶断部位を絶縁シール材から離れた絶縁導電ピンの軸先端部に限定でき、気密端子の構成を単純化して材料費と加工費用を低減したヒューズ機能付き気密端子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前掲の課題を解決するため、発明者らはヒューズ領域を設けた従来の気密端子と、ヒューズ領域を持たない既存の気密端子とを用いて通電時の温度分布を詳細に比較した結果、通電により最も高温となる部位は、意外にも導電ピンの軸中間部を縮径して設けたヒューズ領域ではなく、配線を取り付けるために導電ピンに接合されるタブ（端子板とも言う）溶接部の発熱の方が、何れも、より高温となることを見出した。これを基に発明者らは鋭意検討を重ね、タブの発熱を有効利用すれば、気密端子に過電流が流れたときに、導電ピンに取り付けたタブ周辺を効率的に溶断して、通電を安全に遮断することができ、同時に溶断部位をタブ周辺のみに限定させ得ることに成功した。
【０００９】
本発明によると、密閉したハウジング内に収められた電気機器に信号や電源を供給する目的で、該ハウジングに設けた装着孔に固定できるように構成した気密端子において、少なくとも１つの貫通孔を有するアイレットと、貫通孔に挿通した導電ピンと、この導電ピンをアイレットに密閉式に絶縁封着するシール材とを備え、さらに導電ピンは、導電ピンの軸中間部位に溝や孔を設けず、導電ピンの一端の体積を減少させて設けた軸先端部にヒューズ兼用タブを固着したことを特徴とするヒューズ機能付き気密端子が提供される。
【００１０】
本発明に係るヒューズ機能付き気密端子は、導電ピンの一端に体積を減少させた軸先端部を設けて電気抵抗を増大させて通電発熱するようにし、さらに、この軸先端部に通電時に最も発熱するヒューズ兼用タブを併設することにより、コンプレッサの駆動回路に過電流が負荷されたとき、ヒューズ兼用タブと軸先端部との通電発熱を重畳的に熱結合させて、速やかにヒューズ兼用タブ周辺を溶断し通電を遮断する。同時にヒューズ兼用タブ周辺に通電発熱を集中させたことで、ヒューズ兼用タブ周辺のみに溶断部位を限定できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るヒューズ機能付き気密端子は、導電ピンの体積を減少させて電気抵抗を増大させた軸先端部に、通電時に最も発熱するヒューズ兼用タブを設けたことにより、軸先端部の発熱に、ヒューズ兼用タブ溶接部の通電発熱を重畳的に熱結合させることで発熱効率を高めて溶断動作を速め、かつヒューズ兼用タブ周辺のみに溶断部位を限定させることが可能となる。さらに、導電ピンのヒューズ溶断部位を絶縁シール材から離れた導電ピンの軸先端部に限定し、かつヒューズ機能を速断性とすることで、絶縁シール材に高融点ガラスを用いることなく導電ピンの溶融抜けを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るヒューズ機能付き気密端子１０の平面図を示す。
【図２】本発明に係るヒューズ機能付き気密端子１０を示し、図１のＡ−Ａで一部を切断した正面断面図を示す。
【図３】本発明に係るヒューズ機能付き気密端子１０の下面図を示す。
【図４】本発明に係るヒューズ機能付き気密端子１０の導電ピンの部分図を示し、（ａ）は実施例１の導電ピン１３の左側面図と平面図および正面図、（ｂ）は導電ピン１３の変形例１で軸に直交する断面が円弧状になるように軸先端部を成形し、さらに軸先端部にヒューズ兼用タブを固着した導電ピン２３の左側面図と平面図および正面図、（ｃ）は導電ピン１３の変形例２で平板状に成形した軸先端部を有し、さらに軸先端部にヒューズ兼用タブを固着した導電ピン３３の左側面図と平面図および正面図をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態は、密閉したハウジング内に収められた電気機器に信号や電源を供給する目的で、該ハウジングに設けた装着孔に固定できるように構成した気密端子において、キャップ状のアイレットと、このアイレットに設けた少なくとも１つの貫通孔と、貫通孔に挿通してハウジングの内側および外側に延在する導電ピンと、この導電ピンをアイレットに密閉式に絶縁封着する絶縁シール材とを備え、アイレットは、貫通孔を含む天板部と、ハウジングの装着孔に挿入される円筒部と、この円筒部の外周から斜め外方に広がるフランジ部とを有し、さらに導電ピンは、ハウジング内の軸の体積を減少させた軸先端部を含み、この軸先端部に配線を取り付ける金属製のヒューズ兼用タブを固着したことを特徴とする。
【００１４】
例えば、コンプレッサのモータユニットのハウジングに設けられた装着孔に固定できるように構成した気密端子において、炭素鋼やステンレス鋼などのＦｅ系合金材からなるキャップ状のアイレットと、このアイレットに設けた少なくとも１つの貫通孔と、貫通孔に挿通してハウジングの内側および外側に延在するＦｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金などの合金材またはＣｕ芯材にＦｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金などを被覆した複合金属材からなる導電ピンと、この導電ピンをアイレットに密閉式に絶縁封着する熱軟化性の絶縁シール材とを備え、アイレットは、貫通孔を含む天板部と、ハウジングの装着孔に挿入される円筒部と、この円筒部の外周から斜め外方に広がるフランジ部とを有し、さらに導電ピンは、ハウジング内の軸の体積を減少させた軸先端部を含み、この軸先端部に金属板からなるヒューズ兼用タブを固着したものである。ヒューズ兼用タブは、導電ピンと同じ材料またはＣｕ材とＦｅ合金材とのクラッド材を用いることができ、クラッド材を用いた場合はＦｅ合金表面で導電ピンと接合するのが好ましい。過電流の負荷時に、速やかに導電ピンをヒューズ溶断させて通電遮断し、かつ前記溶断部位をヒューズ兼用タブの溶接部に限定させるためには、軸段部から充分近い距離にヒューズ兼用タブを溶接して熱結合を確保しておく必要がある。すなわち図４（ａ）に示す導電ピン１３のように、配線専用タブ１３−５を取り付けた側の軸径φ１の寸法比を１として、これと反対側の軸先端部１３−３の軸径φ２を０．５以上１未満、より望ましくは０．５以上０．７５以下とする。さらに軸径φ１の寸法比を１として、軸先端部１３−３の長さＬ１を３以上４以下の寸法比になるよう成形する。このとき、軸段部１３−２からヒューズ兼用タブ１３−４の内側端面までの有効距離Ｌ２は、軸径φ１の寸法比１に対して１．１以下の寸法比とする。ここで、φ１に対するφ２の寸法比を１以上とした場合は、軸段部１３−２からの供給熱量が不足し、これに熱結合されたヒューズ兼用タブ１３−４からの供給熱量を加えても所望のヒューズ機能を得られない。一方、前記寸法比が０．５未満の場合は、軸先の機械的強度が不足するので軸先端部１３−３に破断や屈曲が発生し易くなって使えない。また、φ１に対する有効距離Ｌが、寸法比で１．１を越えると、軸段部１３−２からヒューズ兼用タブ１３−４の内側端面までの距離が離れすぎるため、充分な熱結合の効果が得られず所望のヒューズ機能を得られない。さらに、軸先端部１３−３にヒューズ兼用タブ１３−４を設けない場合には、最も発熱するヒューズ兼用タブ１３−４からの熱供給を得られず軸段部１３−２の抵抗発熱のみとなるので、過電流が印加されても速断性に劣り所望のヒューズ機能を得られない。運よく溶断に至っても溶断位置にバラツキが生じるため、溶断部位をヒューズ兼用タブの溶接部に限定することができない。
【実施例】
【００１５】
本発明に係る実施例１のヒューズ機能付き気密端子１０は、図１ないし図３に示されるように、コンプレッサのモータユニットのハウジングに設けられた装着孔に固定できるように構成した気密端子において、冷間圧延鋼板をプレス加工して設けたキャップ状のアイレット１１と、このアイレット１１に設けた３つの貫通孔１２と、この貫通孔１２に挿通してハウジングの内側および外側に延在するＦｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金などの合金材またはＣｕ芯材にＦｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金などを被覆した複合金属材からなる３本の導電ピン１３と、この導電ピン１３をアイレット１１に密閉式に絶縁封着するソーダガラスの絶縁シール材１４を備え、アイレット１１は、貫通孔１２を含む天板部１１−１と、ハウジングの装着孔に挿入される円筒部１１−２と、この円筒部１１−２の外周から斜め外方に広がるフランジ部１１−３とを有し、さらに導電ピン１３は、ハウジング内側の軸に設けた軸端１３−１から軸段部１３−２までの体積を一様に減少させた軸先端部１３−３を含み、この軸先端部１３−３の表面に冷間圧延鋼からなるヒューズ兼用タブ１３−４を重ね抵抗溶接により固着したものである。なお、図１はヒューズ機能付き気密端子１０の平面図を示し、図１において天板部１１−１の表面は、ハウジングの外側に配置される。図３はヒューズ機能付き気密端子１０の下面図を示し、図３において天板部１１−１の表面はハウジングの内側に配置される。
【００１６】
実施例１のヒューズ機能付き気密端子１０において、ヒューズ兼用タブ１３−４と配線専用タブ１３−５は、同一部材からなり、それぞれ導電ピン１３の両端に固着されるが、この内、ヒューズ機能を構成するのは、軸先端部１３−３に取り付けられ軸段部１３−２と熱結合するヒューズ兼用タブ１３−４のみであり、ハウジング外側に配置された配線専用タブ１３−５はヒューズ機能を構成しない。また、ヒューズ兼用タブ１３−４は、Ｃｕ材と鋼材とのクラッド材に変更できる。その際、鋼材表面で導電ピン１３の軸先端部１３−３と接合するのが好ましい。本発明の実施例１の配線専用タブ１３−５は、必要に応じて省いてもよい。図４（ａ）に示す実施例１の導電ピン１３は、配線専用タブ１３−５を取り付けた側の軸径φ１を３．２ｍｍに成形し、これと反対側の軸先端部１３−３を、軸径φ２が２．３ｍｍ（寸法比φ１：φ２＝１：０．７）、長さＬ１が１１．５ｍｍ（寸法比φ１：Ｌ１＝１：３．６）に成形し、この軸先端部１３−３に全長９．５ｍｍのヒューズ兼用タブ１３−４を固着して、軸段部１３−２からヒューズ兼用タブ１３−４の内側端面までの有効距離Ｌ２が２ｍｍ（寸法比φ１：Ｌ２＝１：０．６）に成るようにする。
【００１７】
実施例１の導電ピン１３の変形例を図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すが、本発明に係る導電ピンは、軸の何れか一端の体積を減少させた軸先端部にヒューズ兼用タブを固着した形状であればよく、図４（ａ）に示した導電ピン１３の形状のみに限定されない。例えば、実施例１の導電ピン１３は、図４（ｂ）に示す変形例１のように、軸に直交する断面が円弧状になるように軸先端部２３−３を成形し、さらに軸先端部２３−３にヒューズ兼用タブを固着した導電ピン２３に変形できる。また、図４（ｃ）に示す変形例２ように、平板状に成形した軸先端部３３−３を有し、さらに軸先端部３３−３に前記ヒューズ兼用タブ３３−４を固着した導電ピン３３に変形できる。なお、図４（ａ）示した実施例１の導電ピン１３の軸先端部１３−３は、円柱状に成形しても、角柱状に形成してもよい。
【００１８】
実施例１のヒューズ機能付き気密端子１０は、ハウジング内側に配置される導電ピン１３の軸端１３−１から軸段部１３−２まで一様に体積を減少させた軸先端部１３−３を設けて軸段部１３−２の電気抵抗を増大させて置き、さらに軸先端部１３−３に通電時に最も発熱するヒューズ兼用タブ１３−４を接合して、ヒューズ兼用タブ１３−４と軸段部１３−２との通電発熱を重畳的に熱結合させることで、コンプレッサの駆動回路に過電流が負荷されたとき、速やかにヒューズ兼用タブ１３−４の周辺を溶断し通電を遮断できるようにする。同時に、ヒューズ兼用タブ１３−４の周辺に通電発熱を集中させたことで、ヒューズ兼用タブ１３−４の周辺のみに溶断部位を限定できる。導電ピン１３のヒューズ溶断部位を絶縁シール材１４から離れた導電ピン１３の軸先端部１３−３に設けたヒューズ兼用タブ１３−４の溶接部周辺に溶断部位を限定し、かつヒューズ機能を速断性とすることで、絶縁シール材１４に高融点ガラスを用いることなく導電ピン１４の溶融抜けを防止できる。
【００１９】
本発明に係るヒューズ機能付き気密端子は、何れも導電ピンのハウジング内のみに一般的な切削や研削加工を用いて軸先端部を設け、これをアイレットに相通して絶縁シール材で封着した後、軸先端部にヒューズ兼用タブを固着すればよい。従来の気密端子のように導電ピンの中央寄りに括れやフランジなどを設ける構成よりも気密端子の構造を単純化でき、高融点ガラス材を用いることなく、材料費と加工費用を低減して、より経済的にヒューズ機能付き気密端子を生産できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、密閉したハウジング内に収められた電気機器に信号や電源を供給する目的で、該ハウジングに設けた装着孔に固定できるように構成した大電流対応型の気密端子に有効であり、特に冷凍機、空調機器などコンプレッサのモータユニットの気密端子に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００２１】
１０・・・ヒューズ機能付き気密端子、
１１・・・アイレット、  １１−１・・・天板部、
１１−２・・・円筒部、  １１−３・・・フランジ部、
１２・・・貫通孔、  １３，２３，３３・・・導電ピン、
１３−１，２３−１，３３−１・・・軸端、
１３−２，２３−２，３３−２・・・軸段部、
１３−３，２３−３，３３−３・・・軸先端部、
１３−４，２３−４，３３−４・・・ヒューズ兼用タブ、
１３−５，２３−５，３３−５・・・配線専用タブ、
１４・・・絶縁シール材、
φ１・・・配線専用タブを取り付けた側の軸径、
φ２・・・軸先端部の軸径
Ｌ１・・・軸先端部の長さ
Ｌ２・・・軸段部からヒューズ兼用タブの内側端面までの有効距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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