(57)【要約】  【課題】モータの起動装置に関し、エネルギー効率を高める。  【解決の手段】主巻線１０および補助巻線３を有するモータの起動装置で、正特性サーミスタ４と、正特性サーミスタ４と直列に接続されたサーモスタット５と、正特性サーミスタ４およびサーモスタット５と並列に接続されサーモスタット５に熱影響を与える発熱体６とを備え、発熱体６の外周面の少なくとも一部を断熱層にて囲うことにより、発熱体６のサーモスタット５以外への熱損失を低減し、起動装置の消費電力を低減できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主巻線および補助巻線を有するモータの起動装置であって、補助巻線に直列に接続された正特性サーミスタと、前記正特性サーミスタと直列に接続され熱影響により開閉するスイッチと、前記正特性サーミスタおよび前記スイッチと並列に接続され前記スイッチに熱影響を与える発熱体とを備え、前記発熱体の外周面の少なくとも一部を断熱層にて囲ったモータの起動装置。
【請求項２】
断熱層は芯材と前記芯材を被う非通気性外被材からなる真空断熱材にて形成された請求項１に記載のモータの起動装置。
【請求項３】
断熱層は発熱体の外周面に塗布された塗料型断熱材にて形成された請求項１に記載のモータの起動装置。
【請求項４】
断熱層は発泡樹脂にて形成された請求項１に記載のモータの起動装置。
【請求項５】
断熱層は閉空間によって画定された空気の層にて形成された請求項１に記載のモータの起動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正特性サーミスタを備えた単相誘導電動機からなるモータの起動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの起動装置として、正特性サーミスタを用いたものが広く用いられている。しかしながら、近年地球環境を考慮してエネルギー効率が高いことが望まれているなかで、モータが起動した後も正特性サーミスタに電源電圧が印加され続け電力を消費することに注目して、モータが起動した後に、正特性サーミスタに印加される電源電圧を遮断するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来のモータの起動装置を説明する。
【０００４】
図１３は特許文献１に記載された従来のモータ起動装置を用いた回路図、図１４は従来の発熱体６の取付け例を示した構造図、図１５は図１４のＡ−Ａ断面図である。
【０００５】
図１３から図１５において、単相誘導電動機を構成するモータ２は主巻線１０および補助巻線３を備え、交流電源７に接続されている。起動装置１はモータ２の補助巻線３に直列に接続された正特性サーミスタ４と、正特性サーミスタ４と直列に接続され、熱影響により開閉するスイッチであるサーモスタット５と、正特性サーミスタ４およびサーモスタット５と並列に接続され、サーモスタット５に熱影響を与える正特性サーミスタからなる発熱体６で構成されている。
【０００６】
正特性サーミスタ４は、例えば、チタン酸バリウムを主成分とした酸化物半導体セラミックで構成されていて、キュリー温度をもち、このキュリー温度を超えると電気抵抗値が急激に増大する特性を有する。
【０００７】
発熱体６は、上下の面が、樹脂で成形されたケースＡ１１とケースＢ１２に接触した状態で保持されている。また、相対向する電極面は一方の面がサーモスタット５に接続され、電極面のもう一方の面は、電極板１３を介して補助巻線３に接続されている。
【０００８】
以上のように構成されたモータの起動装置について、以下その動作を説明する。
【０００９】
交流電源７から電気が供給されると、主巻線１０に起動電流が流れる。また補助巻線３には、サーモスタット５、正特性サーミスタ４が直列に接続されており、起動時にはサーモスタット５、正特性サーミスタ４ともに温度が低い。そのため、サーモスタット５はクローズしており、また正特性サーミスタ４も電気抵抗値が低い状態であるため、補助巻線３にも起動電流が流れることで、モータ２は運転を開始する。
【００１０】
この後、正特性サーミスタ４は数秒でキュリー温度以上に自己発熱するため電気抵抗値が急激に増加し、モータ２が起動後、補助巻線３の電流が減少し、実質的に補助巻線３は切り離される。通常、正特性サーミスタ４は、高い電気抵抗値を維持するに必要な自己発熱を維持し続けるため、モータ２の運転中は数ワットの消費電力を消費し続けることになる。
【００１１】
しかしながら、正特性サーミスタ４と並列に接続された発熱体６にも電源電圧が印加されるので、発熱体６が自己発熱し、サーモスタット５がその発熱体６の自己発熱を感知し設定温度になるとオフとなる。サーモスタット５がオフとなると、正特性サーミスタ４への電源電圧の印加が遮断されて、正特性サーミスタ４の電力消費が発生せず、節電が図れる。
【特許文献１】特開平６−３８４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来の構成では、発熱体の熱が空間やケースＡ、ケースＢなどに熱伝導して放熱してしまい、サーモスタットのオフを維持させるのに必要な、発熱体の自己発熱のための電力に加え、空間やケースＡ、ケースＢなどに放熱された熱量に相当する発熱のための電力を余計に消費してしまうという課題を有していた。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、エネルギー効率の高いモータの起動装置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】
【００１４】
上記従来の課題を解決するために、本発明のモータの起動装置は、補助巻線に直列に接続された正特性サーミスタと、正特性サーミスタと直列に接続されたサーモスタットと、正特性サーモスタットと並列に接続されたサーモスタットに熱影響を与える発熱体とを備え、発熱体の外周面の少なくとも一部を断熱層にて囲ったもので、断熱層の断熱効果により発熱体と接触するケースおよびケース内雰囲気への放熱を小さく抑えることができ、発熱体の消費電力を節約することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のモータの起動装置は、エネルギー効率の高いモータの起動装置を提供することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
請求項１に記載の発明は、主巻線および補助巻線を有するモータの起動装置であって、補助巻線に直列に接続された正特性サーミスタと、前記正特性サーミスタと直列に接続され熱影響により開閉するスイッチと、前記正特性サーミスタおよび前記スイッチと並列に接続され前記スイッチに熱影響を与える発熱体とを備え、前記発熱体の外周面の少なくとも一部を断熱層にて囲ったものであり、発熱体から発熱体に接触するケースおよびケース内雰囲気への熱伝導が小さくなり、発熱体の熱損失が低減されるため、発熱体の消費電力を低減でき、起動装置の消費電力が小さく消費電力エネルギー効率の高いモータの起動装置を提供することできる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、更に、断熱層は芯材と前記芯材を被う非通気性外被材からなる真空断熱材にて形成されたもので、真空断熱材の断熱効果によりサ−モスタット以外への発熱体の熱損失が低減されるので、発熱体の消費電力を小さくすることができ、起動装置の消費電力を低減することできる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、更に、断熱層は発熱体の外周面に塗布された塗料型断熱材にて形成されたもので、発熱体の表面に塗料型断熱材を塗布するだけの簡単な工程で断熱効果が得られ、発熱体の熱損失が低減されるため、発熱体の消費電力を低減でき、更に安価に起動装置の消費電力を低減することできる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、更に、断熱層は発泡樹脂にて形成されたもので、発泡樹脂内に形成された気泡の断熱効果により、サーモスタット以外への発熱体の熱損失が低減され、発熱体のまた樹脂成形品なので、加工、組立が容易であり、安価に製造が可能である。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、更に、断熱層は閉空間によって画定された空気の層にて形成されたもので、発熱体と接触する面を閉空間の空気層が形成される形状にすることにより、空気層の断熱効果でサーモスタット以外への発熱体の熱損失が低減されるので、特別な断熱材を必要とせず、組立も容易で安価に起動装置の消費電力を低減することできる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。また、従来と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるモータ起動装置の回路図、図２は、本発明の実施の形態１におけるモータ起動装置の要部組立図、図３は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００２３】
図１、図２、図３において、起動装置１０１，２０１，３０１，４０１はモータ２の補助巻線３に直列に接続された正特性サーミスタ４と、正特性サーミスタ４と直列に接続されたサーモスタット５と、正特性サーミスタ４およびサーモスタット５と並列に接続され、サーモスタット５に熱影響を与える正特性サーミスタからなる発熱体６で回路構成されている。
【００２４】
発熱体６の相対向する電極面は一方の面がサーモスタット５に接続され、電極面のもう一方の面は、電極板１３を介して補助巻線３に接続されている。そして発熱体６は、電極面以外が芯材と芯材を被う非通気性外被材からなる断熱層である真空断熱材２４に囲われて、ケースＣ２２、ケースＤ２３に組み込まれている。非通気性外被材は、プラスチックフィルムと金属箔のラミネートフィルムで構成されている。
【００２５】
以上のように構成されたモータの起動装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２６】
交流電源７から電気が供給されると、主巻線１０に起動電流が流れる。また補助巻線３には、サーモスタット５、正特性サーミスタ４が直列に接続されており、起動時にはサーモスタット５、正特性サーミスタ４ともに温度が低い。そのため、サーモスタット５はクローズしており、また正特性サーミスタ４も電気抵抗値が低い状態であるため、補助巻線３にも起動電流が流れることで、モータ２は運転を開始する。
【００２７】
この後、正特性サーミスタ４は数秒でキュリー温度以上に自己発熱するため電気抵抗値が急激に増加し、モータ２が起動後、補助巻線３の電流が減少し、実質的に補助巻線３は切り離される。
【００２８】
更に、正特性サーミスタ４と並列に接続された発熱体６にも電源電圧が印加されるので発熱体６が自己発熱し、サーモスタット５が発熱体６の熱を感知し設定温度になるとオフとなる。サーモスタット５がオフとなると、正特性サーミスタ４への電源電圧の印加が遮断されて、正特性サーミスタ４の電力消費が発生せず、節電が図れる。
【００２９】
また、発熱体６は真空断熱材２４に囲われているため、相対向する電極面からの放熱を除いて、発熱体６の熱がケースＣ２２、ケースＤ２３にはほとんど伝わらないため、発熱体６の放熱が極めて少なくなる。
【００３０】
従って、サーモスタット５のオフを維持させるのに必要な、発熱体の自己発熱のための電力以外に、ケースＣ２２やケースＤ２３などへの放熱分の電力消費を極めて低く抑えることができ、その結果、極めてエネルギー効率の高いモータの起動装置を得ることができる。
【００３１】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるモータ起動装置の回路図、図５は、本発明の実施の形態２におけるモータ起動装置の要部組立図、図６は図５のＣ−Ｃ断面図である。
【００３２】
以下、図４、図５、図６に基づいて本実施の形態について説明する。なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３３】
発熱体２６の相対向する電極面は一方の面がサーモスタット５に接続され、電極面のもう一方の面は、電極板１３を介して補助巻線３に接続されている。そして発熱体２６の電極面以外の外周面は塗料型断熱材が塗布されており、ケースＥ２７、ケースＦ２８、サーモスタット５、電極板１３により保持されている。
【００３４】
以上のように構成されたモータの起動装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３５】
交流電源７から電気が供給されると、主巻線１０に起動電流が流れる。また補助巻線３には、サーモスタット５、正特性サーミスタ４が直列に接続されており、起動時にはサーモスタット５、正特性サーミスタ４ともに温度が低い。そのため、サーモスタット５はクローズしており、また正特性サーミスタ４も電気抵抗値が低い状態であるため、補助巻線３にも起動電流が流れることで、モータ２は運転を開始する。
【００３６】
この後、正特性サーミスタ４は数秒でキュリー温度以上に自己発熱するため電気抵抗値が急激に増加し、モータ２が起動後、補助巻線３の電流が減少し、実質的に補助巻線３は切り離される。
【００３７】
更に、正特性サーミスタ４と並列に接続された発熱体６にも電源電圧が印加されるので発熱体２６が自己発熱し、サーモスタット５が発熱体６の熱を感知し設定温度になるとオフとなる。サーモスタット５がオフとなると、正特性サーミスタ４への電源電圧の印加が遮断されて、正特性サーミスタ４の電力消費が発生せず、節電が図れる。
【００３８】
また、発熱体２６は電極面以外の外周面に塗料型断熱材２９が塗布されているため、相対向する電極面からの放熱を除いて、発熱体２６の熱がケースＥ２７、ケースＦ２８に伝わりにくく、発熱体２６の放熱が少なくなる。
【００３９】
従って、サーモスタット５のオフを維持させるのに必要な、発熱体２６の自己発熱のための電力以外に、ケースＥ２７やケースＦ２８などへの放熱分の電力消費を極めて低く抑えることができ、その結果、極めてエネルギー効率の高いモータの起動装置を得ることができる。
【００４０】
更に発熱体２６は予め電極面以外の外周面に塗料型断熱材２９を塗布しておく簡単なものであり、新たな部品の追加も必要とせず、組立工数も増えないため、生産性が高く安価な起動装置を得ることができる。
【００４１】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３におけるモータ起動装置の回路図、図８は、本発明の実施の形態３におけるモータ起動装置の要部組立図、図９は図８のＤ−Ｄ断面図である。
【００４２】
以下、図１、図６、図７に基づいて本実施の形態について説明する。なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】
発熱体６の相対向する電極面は一方の面がサーモスタット５に接続され、電極面のもう一方の面は、電極板１３を介して補助巻線３に接続されている。そして発熱体６は発泡樹脂にて成形されたケースＧ３１、ケースＨ３２とサーモスタット５、電極板１３により保持されている。
【００４４】
以上のように構成されたモータの起動装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４５】
交流電源７から電気が供給されると、主巻線１０に起動電流が流れる。また補助巻線３には、サーモスタット５、正特性サーミスタ４が直列に接続されており、起動時にはサーモスタット５、正特性サーミスタ４ともに温度が低い。そのため、サーモスタット５はクローズしており、また正特性サーミスタ４も電気抵抗値が低い状態であるため、補助巻線３にも起動電流が流れることで、モータ２は運転を開始する。
【００４６】
この後、正特性サーミスタ４は数秒でキュリー温度以上に自己発熱するため電気抵抗値が急激に増加し、モータ２が起動後、補助巻線３の電流が減少し、実質的に補助巻線３は切り離される。
【００４７】
更に、正特性サーミスタ４と並列に接続された発熱体６にも電源電圧が印加されるので発熱体６が自己発熱し、サーモスタット５が発熱体６の熱を感知し設定温度になるとオフとなる。サーモスタット５がオフとなると、正特性サーミスタ４への電源電圧の印加が遮断されて、正特性サーミスタ４の電力消費が発生せず、節電が図れる。
【００４８】
また、発熱体６と接触するケースＧ３１、ケースＨ３２は、発泡樹脂にて成形されたケースであるため、相対向する電極面からの放熱を除いて、発熱体６熱がケースＧ３１、ケースＨ３２に伝わりにくく、発熱体６の放熱が少なくなる。
【００４９】
従って、サーモスタット５のオフを維持させるのに必要な、発熱体６の自己発熱のための電力以外に、ケースＧ３１やケースＨ３２などへの放熱分の電力消費を極めて低く抑えることができ、その結果、極めてエネルギー効率の高いモータの起動装置を得ることができる。
【００５０】
更に、ケースＧ３１、ケースＨ３２の成形を発泡樹脂成形にするだけなので、新たな部品の追加も必要とせず、組立工数も増えないため、生産性が高く安価な起動装置を得ることができる。
【００５１】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４におけるモータ起動装置の回路図、図１１は、本発明の実施の形態４におけるモータ起動装置の要部組立図、図１２は図１１のＥ−Ｅ断面図である。
【００５２】
以下、図１０、図１１、図１２に基づいて本実施の形態について説明する。
なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
発熱体６の相対向する電極面は一方の面がサーモスタット５に接続され、電極面のもう一方の面は、電極板１３を介して補助巻線３に接続されている。そして発熱体６の電極面以外の外周面はケースＪ３６、ケースＫ３７とサ−モスタット５によって画定された空気の層３８で囲われ、ケースＪ３６、ケースＫ３７、サーモスタット５、電極板１３により保持されている。
【００５４】
以上のように構成されたモータの起動装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００５５】
交流電源７から電気が供給されると、主巻線１０に起動電流が流れる。また補助巻線３には、サーモスタット５、正特性サーミスタ４が直列に接続されており、起動時にはサーモスタット５、正特性サーミスタ４ともに温度が低い。そのため、サーモスタット５はクローズしており、また正特性サーミスタ４も電気抵抗値が低い状態であるため、補助巻線３にも起動電流が流れることで、モータ２は運転を開始する。
【００５６】
この後、正特性サーミスタ４は数秒でキュリー温度以上に自己発熱するため電気抵抗値が急激に増加し、モータ２が起動後、補助巻線３の電流が減少し、実質的に補助巻線３は切り離される。
【００５７】
更に、正特性サーミスタ４と並列に接続された発熱体６にも電源電圧が印加されるので発熱体６が自己発熱し、サーモスタット５が発熱体６の熱を感知し設定温度になるとオフとなる。サーモスタット５がオフとなると、正特性サーミスタ４への電源電圧の印加が遮断されて、正特性サーミスタ４の電力消費が発生せず、節電が図れる。
【００５８】
また、発熱体６とＪ３６、ケースＫ３７の間は、閉空間の空気の層３８が形成されているため、相対向する電極面からの放熱を除いて、発熱体６の熱がケースＪ３６、ケースＫ３７に伝わりにくく、発熱体６の放熱が少なくなる。
【００５９】
従って、サーモスタット５のオフを維持させるのに必要な、発熱体６の自己発熱のための電力以外に、ケースＪ３６やケースＫ３７などへの放熱分の電力消費を極めて低く抑えることができ、その結果、極めてエネルギー効率の高いモータの起動装置を得ることができる。
【００６０】
更に、ケースＪ３６、ケースＫ３７の発熱体と接触する面を閉空間の空気の層３８が形成される形状にするだけなので、新たな部品の追加も必要とせず、組立工数も増えないため、生産性が高く安価な起動装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明にかかるモータの起動装置は、正特性サーミスタの消費電力を低減できるので、正特性サーミスタを備えた、冷蔵庫、空気調和機器等のモータ等の用途に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるモータ起動装置の回路図
【図２】同実施の形態のモータ起動装置の要部組立図
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図
【図４】本発明の実施の形態２におけるモータ起動装置の回路図
【図５】同実施の形態のモータ起動装置の要部組立図
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図
【図７】本発明の実施の形態３におけるモータ起動装置の回路図
【図８】同実施の形態のモータ起動装置の要部組立図
【図９】図８のＤ−Ｄ断面図
【図１０】本発明の実施の形態４におけるモータ起動装置の回路図
【図１１】同実施の形態のモータ起動装置の要部組立図
【図１２】図１１のＥ−Ｅ断面図
【図１３】従来のモータ起動装置を用いた回路図
【図１４】従来の発熱体の取付け例を示した構造図
【図１５】図１４のＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
【００６３】
３  補助巻線
４  正特性サーミスタ
５  サーモスタット
６，２６  発熱体
１０  主巻線
２４  真空断熱材
２９  塗料型断熱材
３１，３２  発泡樹脂で成形されたケース
３８  空気の層
【図１】
2005160208.tif 000003
【図２】
2005160208.tif 000004
【図３】
2005160208.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005160208.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005160208.tif 000013
【図１２】
2005160208.tif 000014
【図１３】
2005160208.tif 000015
【図１４】
2005160208.tif 000016
【図１５】
2005160208.tif 000017