(57)【要約】熱応動スイッチ（１）は、金属製の耐圧気密容器（４）及び前記気密容器の内部に設けられた接点機構からなるスイッチ本体（２）と、電動機（１０）のコイルエンド（１１）への取付面（３Ｌ）を有するベース（３Ａ）及び前記ベースのうち前記取付面と反対側の面に設けられ前記スイッチ本体（２）を保持するための保持部（３Ｂ）を有するホルダー（３）とを備えて構成されている。前記ベースは、前記保持部に保持されたスイッチ本体が前記ベースからはみ出さないように十分大きく構成されている。このため、前記コイルエンドに熱応動スイッチを取付けたときに、前記コイルエンドからの伝導熱及び輻射熱が前記スイッチ本体に直接達することが防止される。
2003071131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機コイルを備えた密閉型電動圧縮機の前記コイルエンドに設けられる熱応動スイッチにおいて、
金属製の耐圧気密容器及び前記気密容器の内部に設けられた接点機構からなるスイッチ本体と、
前記コイルエンドへの取付面を有するベース及び前記ベースのうち前記取付面と反対側の面に設けられ前記スイッチ本体を保持するための保持部を有するホルダーとを備え、
前記ベースは、前記スイッチ本体に前記コイルエンドからの輻射熱が直接達することを妨げる大きさに構成されていることを特徴とする。
【請求項２】
クレーム１の熱応動スイッチにおいて、
前記スイッチ本体は前記気密容器を気密に貫通しリード線が接続される導電端子を有すると共に、前記ホルダーは前記導電端子が挿通される貫通孔を有し、
前記貫通孔に挿通された前記導電端子に対して前記リード線を接続することにより前記気密容器及び前記リード線によって前記ホルダーが挟持されるように構成されていることを特徴とする。
【請求項３】
クレーム２の熱応動スイッチにおいて、
前記ホルダーは前記貫通孔の周縁部に設けられ前記貫通孔内に突出する突起を備え、
前記気密容器及び前記リード線により前記突起が挟持されるように構成されていることを特徴とする。
【請求項４】
クレーム３の熱応動スイッチにおいて、
前記スイッチ本体は、少なくとも２本の導電端子を備え、
前記突起は、前記導電端子間に位置するように設けられていることを特徴とする。
【請求項５】
クレーム２の熱応動スイッチにおいて、
前記スイッチ本体は、複数の導電端子を備え、
前記ホルダーは、前記導電端子の各々に対応する複数の貫通孔を備え、
前記貫通孔に挿通された前記導電端子の各々に前記リード線を接続することにより前記気密容器及び前記リード線によって前記ホルダーが挟持されるように構成されていることを特徴とする。
【請求項６】
クレーム１の熱応動スイッチにおいて、
前記ベースの取付面には、前記コイルエンドに前記ホルダーを取付けたときに前記取付面と前記コイルエンドとの間に冷媒が流通可能な隙間を構成する隆起が設けられていることを特徴とする。
【請求項７】
クレーム１の熱応動スイッチにおいて、
前記ベースを平面状に構成したことを特徴とする。
【請求項８】
電動機コイルを備えた密閉型電動圧縮機の前記コイルエンドに設けられる熱応動スイッチにおいて、
金属製の耐圧気密容器及び前記気密容器の内部に設けられた接点機構からなるスイッチ本体と、
前記コイルエンドへの取付面を有するベース及び前記ベースのうち前記取付面と反対側の面に設けられ前記スイッチ本体を保持するための保持部を有するホルダーとを備え、
前記ベースには、前記コイルエンドから前記スイッチ本体に向かう輻射熱を遮蔽する遮蔽部が設けられていることを特徴とする。
【請求項９】
クレーム８の熱応動スイッチにおいて、
前記ベースを平面状に構成したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、密閉型電動圧縮機を過熱や焼損から保護するための熱応動スイッチに関する。
背景技術
密閉形電動圧縮機を保護するための熱応動スイッチは、その取付方法により外付け型と内蔵型とに分けられる。内蔵型の熱応動スイッチは、前記電動圧縮機の密閉容器の内部に配置されるため、電動圧縮機を構成する電動機や密閉容器に充填される冷媒の温度上昇に対する応答速度の点で外付け型よりも優れている。
内蔵型の熱応動スイッチは、高圧となる密閉容器内で長期間、冷媒や潤滑油に曝されても特性変化や導通不良などが起こらないように、金属製の耐圧気密容器の内部に開閉機構を配置してなるスイッチ本体を備えて構成されている。従って、前記熱応動スイッチは、電気絶縁性を有する樹脂ケースに前記スイッチ本体（気密容器）を収納した状態或いは電気絶縁被覆で覆った状態で密閉容器の内部、例えば密閉容器の内面や電動圧縮機の気密端子、電動機のコイルエンドに取付けられていた。
前記熱応動スイッチを密閉容器の内面や電動圧縮機の気密端子に取付ける場合には、前記密閉容器の内面や気密端子に熱応動スイッチを保持するための保持具を固定する必要がある。また、近年は、密閉容器の内部空間をできるだけ小さくして電動圧縮機の小形化が図られており、上記構成の場合は熱応動スイッチと保持具の取付姿勢や取付位置に対する制約が多くなる。
前記熱応動スイッチを電動機のコイルエンド上に取付ける場合は、熱収縮性ポリエステルシート等を筒状にしてなる電気絶縁性被覆で前記気密容器を覆い、ポリエステル等の縛り紐によりコイルエンドに縛りつけられる。前記縛り紐は、通常はコイル巻線をまとめるためのものが用いられる。
上記構成の場合は、熱応動スイッチをコイルエンド上に取付けるための特別な部品が不要となる。また、熱応動スイッチをコイルエンドと一体化した状態で密閉容器内に収容することができる。
ところが、ポリエステルシートからなる絶縁被覆に対してポリエステル製の紐は滑り易いという問題がある。また、筒状の絶縁被覆を熱収縮させた場合、気密容器と密着しない部分は不定形に収縮硬化するため紐が掛け難いという問題がある。
更に、前記絶縁被覆は、収縮性や取扱い作業性を考慮してその厚み寸法が約０．１５ｍｍと小さく設定されていて、コイルエンドからの熱が熱応動スイッチに対して速やかに伝わる構成だが、気密容器のほぼ全体を覆っているため、密閉容器内の冷媒と熱応動スイッチとの熱交換を妨げる。また、近年は電動機を小形化するために線径の小さいコイルが用いられる傾向があり、正常な運転電流範囲内であっても電動機コイルの発熱量が以前よりも増えている。このため、特に運転電流範囲の上限付近では、動作電流以下であるにもかかわらず熱応動スイッチが動作して電流を遮断してしまうという問題があった。また、保護動作を必要としない短時間の過負荷状態による一時的且つ急激な電動機コイルの温度上昇に熱応動スイッチが過敏に動作してしまうという問題もあった。
そこで、上記問題を解決するために、本出願人はスイッチ本体及び前記スイッチ本体を保持する電気絶縁性ホルダーからなる熱応動スイッチを発明し、先に出願している（日本国特許出願公開第２００１−１１５９６２号）。前記ホルダーは、スイッチ本体を収容したり弾性支持したりするための保持部を有している。ホルダーに保持されたスイッチ本体は、縛り紐でコイルエンドに縛りつけられ固定される。
上記出願の図２に示されている熱応動スイッチは、スイッチ本体の表面の多くが冷媒に曝されるため、冷媒と効率良く熱交換することができる。しかし、コイルエンドからの輻射熱を遮るものが十分では無いため、やはり、コイルエンドの発熱に過敏に反応してしまう。特に、正常時の発熱量と異常時の発熱量との差が小さい場合に、熱応動スイッチが誤動作してしまうおそれがあった。
また、上記出願の図６に示されている熱応動スイッチは、スイッチ本体が筒状部に収容されているため、スイッチ本体を覆う部分が多くなり冷媒との熱交換が不十分であった。
そこで、本発明の目的は、正常時の発熱量と異常時の発熱量との差が小さい電動機コイルを備えた密閉型電動圧縮機に設けた場合でも誤動作することがない熱応動スイッチを提供することである。
発明の開示
本発明は、電動機コイルを備えた密閉型電動圧縮機の前記コイルエンドに設けられる熱応動スイッチであって、金属製の耐圧気密容器及び前記気密容器の内部に設けられた接点機構からなるスイッチ本体と、前記コイルエンドへの取付面を有するベース及び前記ベースのうち前記取付面と反対側の面に設けられ前記スイッチ本体を保持するための保持部を有するホルダーとを備え、前記ベースを、前記スイッチ本体に前記コイルエンドからの輻射熱が直接達することを妨げる大きさに構成したことを特徴とする。
上記構成によれば、スイッチ本体とコイルエンドとの間に存在するベースにより前記コイルエンドからの伝導熱と輻射熱を遮ることができる。また、スイッチ本体の周囲を流れる冷媒により前記スイッチ本体が過度に温度上昇することが防止される。従って、コイルエンドの発熱に過敏に反応することを防止でき、保護動作を必要としない短時間の過負荷状態等で誤動作してしまうことを防止できる。
発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
まず、図１ないし図７を参照しながら本発明の第１の実施例について説明する。図１ないし図３は本実施例に係る熱応動スイッチの全体構成を示す図、図４及び図５は熱応動スイツチを構成するホルダーを示す図、図６及び図７は熱応動スイッチを電動機のコイルエンドに取付けた状態を示す図である。
図１ないし図３に示すように、熱応動スイッチ１はスイッチ本体２及びホルダー３から構成されている。前記スイッチ本体２は、金属製の耐圧気密容器４と、前記気密容器４の内部に配置された図示しない接点機構とを備えて構成されている。前記接点機構はバイメタルなどの熱応動部材によって接点が開閉されるように構成されている。
前記気密容器４の一端面には２本の導電端子５が突出している。前記導電端子５は、前記気密容器４の一端面に設けられた貫通孔（図示せず）を貫通している。前記導電端子５と貫通孔との間にはガラスなどの電気絶縁性充填材６が充填されており、これにより導電端子５は気密容器４に対して気密に固定されている。前記導電端子５には、それぞれリード線７が溶接などによって導電的に固定されている。
前記ホルダー３は、合成樹脂やセラミックス等の電気絶縁性材料から構成されている。図１ないし図５に示すように、前記ホルダー３は、平板状のベース３Ａ及びベース３Ａの一方の面である上面に立設された保持部３Ｂから構成されている。前記ベース３Ａの他方の面である下面は取付面３Ｌとされている。
前記ベース３Ａは、十分な強度及び断熱性を得るためにその厚み寸法が約２ｍｍに設定されている。前記ベース３Ａは前記保持部３Ｂが立設され前記スイッチ本体２が載置される載置部３Ｍと、その両端部に設けられた先細状の固定部３Ｃとから構成されている。前記載置部３Ｍは、載置されたスイッチ本体２がはみ出ないように十分に大きく構成されている。本実施例では、載置部３Ｍ及び前記固定部３Ｃ、即ちベース３Ａ全体が遮蔽部として機能する。
また、前記載置部３Ｍの上面には２個の突条３Ｊが設けられている。更に、前記載置部３Ｍの下面には、電動機１０のコイルエンド１１（いずれも図６及び図７参照）に前記ホルダー３を仮固定するための挿入突部３Ｋが設けられている。
前記固定部３Ｃの先端部には凸状の係止部３Ｄが設けられている。前記固定部３Ｃは、前記ベース３Ａ（ホルダー３）を電動機１０のコイルエンド１１（いずれも図６及び図７参照）上に固定したときにコイルエンド１１の環状をなす平面形状に沿うように先端部に向かって一方に傾斜するように構成されている。特に本実施例では、前記固定部３Ｃのうち電動機コイルの内周側及び外周側に配置される下側部及び上側部の傾斜角度が異なるように構成されている（図２参照）。このような構成により、前記ベース３Ａは、直径寸法が異なる各種のコイルエンドに対して、その上面からはみ出ることなく配置することができる。
前記保持部３Ｂは、前記ベース３Ａに対して略垂直な壁部３Ｎと、前記壁部３Ｎの上端部及び側部に設けられたフランジ３Ｆとを備えて構成されている。前記壁部３Ｎには導電端子５が挿通される楕円形状の貫通孔３Ｅが設けられている。前記貫通孔３Ｅは、冷媒と気密容器４との熱交換を良好にするために、できるだけ大きく構成されている。前記貫通孔３Ｅの内周縁部の上部には、下方に向かって延びる突起３Ｈが設けられている。また、前記フランジ３Ｆの上面両端部には突状の係止部３Ｇが設けられている。
上記構成のホルダー３に対してスイッチ本体２は次のように固定される。即ち、導電端子５を貫通孔３Ｅに挿通すると共に前記気密容器４の一端面を前記壁部３Ｎに当接させる。この結果、気密容器４の一端部は保持部３Ｂに嵌め込まれる。このとき、前記突起３Ｈは２本の導電端子５の間に配置される。また、前記突条３Ｊにより気密容器４と載置部３Ｍとの間には冷媒が流通可能な空間が形成される。
続いて、ホルダー３にセットされたスイッチ本体２の導電端子５に対して、リード線７を固定する。これにより、気密容器４の一端面がリード線７によって壁部３Ｎに比較的強く当接され、スイッチ本体２はホルダー３に固定される。この状態では、スイッチ本体２はホルダー３に対して完全に固定されないが、後述のコイルエンド１１に対する熱応動スイッチ１の取付作業の際にスイッチ本体２がホルダー３から脱落することは十分に防止される。また、突起３Ｈが導電端子５の間に位置する構成により、前記突起３Ｈが導電端子５、気密容器４、リード線７により囲まれる。このため、スイッチ本体２はホルダー３に対して位置決めされた状態で保持される。
ところで、弾性を有する材料から前記ホルダー３を構成し、ホルダー３がスイッチ本体２を弾性的に保持するように構成することも考えられる。しかし、ホルダー３には耐熱性、耐冷媒性も必要であり、更に、弾性も必要となると、ホルダー３の材料選択の幅が狭くなる。これに対して、本実施例は、上記構成を採用したことにより、ホルダー３が弾性を有しなくても済み、材料選択の自由度が増す。
次に、図６及び図７を参照しながらコイルエンド１１に対する熱応動スイッチ１の取付け作業について説明する。まず、ベース３Ａの取付面３Ｌが電動機１０のコイルエンド１１の上面に当接するように熱応動スイッチ１をコイルエンド１１上に配置する。このとき、挿入突部３Ｋはコイルエンド１１の巻線間に挿入され、以って熱応動スイッチ１はコイルエンド１１に仮固定される。
コイルエンド１１上に仮固定された熱応動スイッチ１は、ポリエステルなどの縛り紐１２によって固定される。このとき、熱応動スイッチ１に掛けられた縛り紐１２は、係止部３Ｄ及び３Ｇによってホルダー３から外れることが防止される。
このように、コイルエンド１１上に固定された熱応動スイッチ１は、スイッチ本体２とコイルエンド１１との間にベース３Ａが位置する。しかも、ベース３Ａは、その上面に配置されたスイッチ本体２がはみ出ないように、しかも、コイルエンド１１からの輻射熱を遮蔽する大きさに構成した。このため、コイルエンド１１からの伝導熱と輻射熱が直接、スイッチ本体２に伝わることを極力防止することができる。
更に、ベース３Ａを平板状にし、スイッチ本体を覆う部分を極力少なくしたことで、コイルエンド１１からの輻射熱を遮蔽しつつ冷媒との熱交換を容易にすることができる。
また、貫通孔３Ｅをできるだけ大きくしてスイッチ本体２と冷媒とが接触し易いように構成した。更に、載置部３Ｍの上面に突条３Ｊを設け気密容器４とベース３Ａとの間に冷媒が流通可能な空間を確保した。このため、気密容器４と冷媒との熱交換が効率良く行われ、熱応動スイッチ１は冷媒の温度変化に対して素早く動作することができる。
また、ホルダー３の厚み寸法を大きくし、且つ、コイルエンド１１とベース３Ａとの間に空間を確保したため、コイルエンド１１の熱がベース３Ａを介してスイッチ本体２に伝達し難くなる。このため、冷媒が過熱されない程度のコイルエンド１１の発熱、例えば通常運転時におけるコイルエンド１１の発熱や保護を必要としない短時間の過負荷状態による一時的且つ急激な温度上昇などでスイッチ本体２が過敏に動作することはない。
更に、ベース３Ａがコイルエンド１１の平面形状に沿うように構成し、且つ、熱応動スイッチ１がベース３Ａからはみ出さないように構成した。このため、熱応動スイッチ１がコイルエンド１１からはみ出して圧縮機の密閉容器に干渉することはない。
図８は本発明の第２の実施例を示すものであり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、第１の実施例と同一部分には同一符号を付している。即ち、本実施例の熱応動スイッチ２１は、ホルダー３の保持部３Ｂに２個の貫通孔２３Ｅを設けている。前記貫通孔２３Ｅは、スイッチ本体２が備える２本の導電端子５の位置に対応して設けられている。
このように２個の貫通孔２３Ｅを設けたことにより、貫通孔２３Ｅの間に位置する中間部２３Ｈが導電端子５、気密容器４、リード線７により囲まれる。従って、第１の実施例と同様にスイッチ本体２はホルダー３に対して確実に位置決めされると共に保持される。
また、本実施例では、ベース３Ｃの取付面３Ｌに隆起としてのスペーサー２３Ｌが設けられている。前記スペーサー２３Ｌは、熱応動スイッチ２１に縛り紐１２を掛けて固定する際に加わる力を考慮して、取付面３Ｌのうち係止部３Ｄ及び３Ｇの下部に設けられている。前記スペーサー２３Ｌにより、熱応動スイッチ２１をコイルエンド１１に載置したとき、コイルエンド１１とベース３Ａとの間に冷媒が流通可能な隙間が形成される。従って、ベース３Ａとコイルエンド１１との接触面積が小さくなるため、コイルエンド１１の熱がベース３Ａを通してスイッチ本体２に一層、伝達し難くなる。
尚、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。
ベース３Ａは１ｍｍ以上の厚み寸法を有していれば良い。このような構成により、十分な強度及び断熱性を得ることができる。
係止部３Ｄ及び３Ｇを設けることに代えて保持部３Ｂや固定部３Ｃの上面を波面状にすることにより、縛り紐１２がホルダー３から外れることを防止しても良い。
導電端子の数は２本に限定されることはなく、３本以上でもよい。また、金属容器自身を導電端子としてもよい。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる熱応動スイッチは、密閉型電動圧縮機を構成する電動機のコイルエンドに設けられ前記電動機を過熱や焼損から保護するための装置として有用であり、特には、正常時の温度と異常時の温度との差が小さい電動機コイルを備えたものに用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の第１の実施例を示す熱応動スイツチの斜視図、
図２は熱応動スイッチの上面図、
図３は熱応動スイッチをホルダーの壁部側から見た状態を示す図、
図４はホルダーを一方向から見て示す斜視図、
図５はホルダーを他方口から見て示す斜視図、
図６はコイルエンドに取付けられた熱応動スイッチを電動機コイルの内周部から見て示す図
図７はコイルエンドに取付けられた熱応動スイツチの上面図
図８は本発明の第２の実施例を示す熱応動スイッチの図３相当図である。
【図１】
2003071131.tif 000003
【図２】
2003071131.tif 000004
【図３】
2003071131.tif 000005
【図４】
2003071131.tif 000006
【図５】
2003071131.tif 000007
【図６】
2003071131.tif 000008
【図７】
2003071131.tif 000009
【図８】
2003071131.tif 000010
【国際調査報告】
2003071131.tif 000011
2003071131.tif 000012
2003071131.tif 000013
2003071131.tif 000014