(57)【要約】【課題】バイメタルなどのスナップアクションを利用した熱応動開閉器において、接点の劣化を抑えて耐久性能を向上させる。【解決手段】熱応動開閉器３１は金属製の密閉容器内に接点機構を有している。熱応動板９に固定された可動接点７は固定接点３３と対向しており、可動接点が絞り成型された熱応動板の急跳反転・復帰動作によって固定接点に対して接触・開離される。固定接点３３の背面には接点移動防止部材３４が配置されている。可動接点７が衝突を伴って固定接点３３に接触する際に、撓んだ固定接点が接点移動防止部材３４に当たることで固定接点の変形と振動を抑える。そのため可動接点の固定接点からの跳ね返りによるバウンシングとそれに伴うアークの発生が抑制され、接点寿命が伸びて熱応動開閉器としての耐久性能が向上する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の耐圧容器とその開口端に気密に固着される蓋板とで耐圧密閉容器を構成し、
蓋板に穿たれた貫通孔に導電端子ピンが電気絶縁性充填材によって気密に絶縁固定され、
充填材の密閉容器内部側表面を電気絶縁性の保護板で覆い、
容器内部には熱応動板と固定接点が配設され、
熱応動板は中央付近を皿状に絞り成形され所定の温度で急跳反転動作及び復帰をするように設定されその一端には可動接点を固着し、
この可動接点は前記固定接点とで一対の開閉接点を構成する如く配置された熱応動開閉器において、
固定接点の可動接点との接触面との反対側に可動接点の押圧による固定接点の移動を抑制するための接点移動防止用部材を配置したことを特徴とする熱応動開閉器。
【請求項２】
請求項1に記載の熱応動開閉器において、
接点移動防止用部材を少なくとも可動接点の衝接によって固定接点が撓み変形した際に当たる位置に配置したことを特徴とする熱応動開閉器。
【請求項３】
請求項1に記載の熱応動開閉器において、
固定接点が接点移動防止用部材に押圧力を常に与え密着していることを特徴とする熱応動開閉器。
【請求項４】
請求項1乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱応動開閉器において、
接点移動防止用部材は蓋板の充填材表面を覆うように配置された電気絶縁性の保護板であることを特徴とする熱応動開閉器。
【請求項５】
請求項1乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱応動開閉器において、
接点移動防止用部材は蓋板の金属板と固定接点間に弾性的に挿入配置された電気絶縁物であることを特徴とする熱応動開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバイメタルなどの熱応動素子により接点を開閉する構造の熱応動開閉器に関するものであり、動作時の電路開閉を安定的に行うための構造を示すものである。
【背景技術】
【０００２】
エアコンなどの冷媒用電動圧縮機には何らかの異状によりモータに過電流が流れたり過熱状態となった時に、モータへの通電を遮断するための熱応動開閉器が設けられている。この熱応動開閉器にはいくつかの種類のものがあるが、その一例として金属製の密閉容器中に接点機構を配置することで冷媒中に直接配置されるものがある。（例えば、特許文献１及び２参照）この熱応動開閉器について図７及び図８を参照しながら説明する。
【０００３】
この熱応動開閉器１０１は金属製の容器１０２と、この容器１０２の開口部に密着固定される蓋板１０３により耐圧密閉容器が構成されている。蓋板１０３は二つの貫通孔を穿たれた金属板１０４に導電端子ピン１０５Ａ、１０５Ｂをガラスなどの電気絶縁性充填材１０６によって気密に挿通固定している。この密閉容器の内側には可動接点１０７と固定接点１０８を有する接点機構が配置されており、可動接点１０７はバイメタルなどの熱応動板１０９を介して容器１０２に接続固定され、固定接点１０８は固定接点支持体１０８Ａに固着され一方の導電端子ピン１０５Ａに接続固定されている。
【０００４】
熱応動板１０９はバイメタルなどを浅い皿状に絞り成型したものであり、所定の温度で急跳反転または復帰動作によって湾曲方向を反転するものであり、この動作によって可動端に配置された可動接点１０７を固定接点１０８に対して接触・開離させる。また熱応動板１０９の他端は熱応動板支持体１１０で容器１０２に接続固定される。密閉容器内部の蓋板表面にはヒータ１１１の一端が溶接固定され、このヒータ１１１の他端は導電端子ピン１０５Ｂに接続固定されている。こうして二本の導電端子ピン１０５Ａ及び１０５Ｂは熱応動板１０９とヒータ１１１を介して電気的に接続される。
【０００５】
この熱応動開閉器１０１は電動機のコイルに直列に接続されることで、電動機の運転電流を通電される。この通電によってヒータ１１１はもちろん、熱応動板１０９などの各部品も発熱するが、通常時にはその発熱量が周囲を流れる冷媒などへの放熱と釣り合うことによって熱応動板の動作温度には至らない。例えば過電流によって発熱量が増加した場合や、冷媒などの周囲温度が上昇して熱応動開閉器からの放熱量が減少すると、熱応動板の温度が所定の動作温度に達して熱応動板はその湾曲方向を反転し、可動接点を固定接点から開離して電動機への通電を遮断する。
【０００６】
電気絶縁性充填材１０６の密閉容器内部側表面にはセラミックスなどの絶縁保護板１１２が充填材１０６と一体に固定されている。これは接点開閉時などに発生するアークやそのときに飛散する汚れなどから充填材１０６の表面を保護するものであり、導電端子ピン１０５Ａ及び１０５Ｂと金属板１０４との電気絶縁距離を確保している。
【０００７】
【特許文献１】特許第２５１９５３０号公報
【特許文献２】特開平１０−１４４１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような熱応動開閉器においては、接点の反転・復帰時に熱応動板が強い力を発生するが、特に接点の復帰時に可動接点が固定接点に接触する際に大きな衝撃を伴った力が加わる。このときに可動接点が一時的に固定接点から離れてしまうバウンシングを何度も起こすことにより、短時間のうちに電路の開閉を繰り返してしまう。そのため接点間にアークが断続的に発生して接点の劣化を早めてしまうと言う問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本出願人は各種の実験を行うことで、接点開閉時における固定接点の動きを抑えることでバウンシングの発生が抑えられるという知見を得た。そこで本発明の熱応動開閉器においては、金属製の耐圧密閉容器内部に熱応動板に固着された可動接点とこの可動接点に相対する固定接点とで一対の開閉接点を構成した熱応動開閉器において、固定接点の可動接点との接触面との反対側に可動接点の押圧による固定接点の移動を抑制するための接点移動防止用部材を配置したことを特徴とする。
【００１０】
また請求項２の発明は、接点移動防止用部材を少なくとも可動接点の衝接によって固定接点が撓み変形した際にこの固定接点が当たる位置に配置したことを特徴とする。
【００１１】
また請求項３の発明は、固定接点が接点移動防止用部材に押圧力を常に与え密着していることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、接点移動防止用部材が蓋板の充填材表面を覆うように配置された電気絶縁性の保護板であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、接点移動防止用部材が蓋板の金属板と固定接点間に弾性的に挿入配置された電気絶縁物であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば可動接点衝接時の固定接点の動きを抑えることで、可動接点のバウンシングの発生を抑え、バウンシングによる電路の開閉回数やその持続時間を確実に減少させることができる。そのためアークによる接点の損耗を抑え、熱応動開閉器としての耐久性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
固定接点の可動接点との接触面の反対側に固定接点の移動を抑制するための接点移動防止用部材を配置することにより、熱応動板の急跳復帰時に固定接点が可動接点による力を受けた場合にも固定接点の背面方向への移動を抑制する。可動接点のバウンシングは固定接点の跳ね返りによるところが大きいと推測される。そのため可動接点が衝接したときの固定接点の動きを抑えることにより、可動接点の跳ね返りの発生が抑えられバウンシングを抑制できる。
【実施例１】
【００１６】
本発明の実施例について図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施例の熱応動開閉器１の縦断面図であり、図２はそのＢ−Ｂ断面矢視図である。この熱応動開閉器１は基本構造は前述した従来例と同様であり、金属製のドーム状容器２と、この容器２の開口部に密着固定される蓋板３により耐圧密閉容器が構成されている。蓋板３は二つの貫通孔を穿たれた金属板４に導電端子ピン５Ａ、５Ｂをガラスなどの電気絶縁性充填材６によって気密に挿通固定しており、この導電端子ピン５Ａ、５Ｂにはそれぞれ後述する固定接点８とヒータ１１が接続されている。この密閉容器の内側には可動接点７と固定接点８を有する接点機構が配置されている。この可動接点７はバイメタルなどの熱応動板９の可動端に固着されるとともにこの熱応動板を介して容器２に接続されている。固定接点８は接点８Ａを支持体８Ｂに溶接などの方法で一体とされたものであり、支持体８Ｂの端面を導電端子ピン５Ａに溶接することで固定されている。
【００１７】
熱応動板９はバイメタルなどを浅い皿状に絞り成型したものであり、所定の温度で急跳反転または復帰動作によって可動接点７を固定接点８に対して接触・開離させる。また熱応動板９の他端は熱応動板支持体１０で容器２に接続固定される。密閉容器内部の蓋板表面にはヒータ１１の一端が溶接固定され、このヒータ１１の他端は導電端子ピン５Ｂに接続固定されている。こうして導電端子ピン５Ａ−固定接点８−可動接点７−熱応動板９−熱応動板支持体１０−ケース２−金属板４−ヒータ１１−導電端子ピン５Ｂの電路が構成される。
【００１８】
ガラスなどの電気絶縁性充填材６の密閉容器内部側表面にはセラミックスなどの絶縁保護板１２Ａ及び１２Ｂが充填材６と隙間無く一体に固定されている。本実施例の熱応動開閉器１においては、この絶縁保護板１２が接点移動防止用部材として固定接点８の支持体８Ｂ背面に当接している。
【００１９】
このように接点移動防止用部材である絶縁保護板１２の少なくとも一部が固定接点である支持体８Ｂに当接していることにより、熱応動板の急跳復帰によって可動接点７が固定接点８に衝撃を伴う接触をした時にも従来のものよりも固定接点８の自由長が短くなることで実質的な剛性が上がり、支持体８Ｂの蓋板３の方向への撓み量が抑えられる。さらに固定接点が絶縁保護板に当たることでより早く振動が収束することと併せて、可動接点の跳ね返りによるバウンシングは抑えられる。そのため短時間で接触を安定させることができ、長期的な接点の劣化が防止され熱応動開閉器としての耐久性が向上する。この実施例では接点移動防止用部材である絶縁保護板が常に固定接点に当接しているものを例に説明したが、少なくとも固定接点が可動接点の衝接によって撓んだ際に当接する位置に接点移動防止用部材を配置することで、固定接点の変位量を抑えバウンシングの発生を抑制できる。
【実施例２】
【００２０】
次に図３及び図４により本発明の他の実施例について説明する。なお、前述の実施例と同様の部品には同一の記号をつけて詳細な説明は省略する。本実施例における固定接点２８は金属製の支持体２８Ｂ上に接点２８Ａを一体にしたいわゆるクラッド材であり、支持体２８Ｂの厚みは前述の実施例における固定接点の支持体に比較して厚く剛性を上げたことにより撓みを起こしにくい構造とされている。
【００２１】
また前述の実施例では絶縁保護板はそれぞれの導電端子ピンに対してひとつずつ配置されているが、この熱応動開閉器２１においては絶縁保護板２２は２本のピンに同時にさせるように楕円形にされている。前述のものにおいては導電端子ピンに対して方向性が無いので平面形状を円形とする必要があったが、本実施例では導電端子ピン５Ａ、５Ｂと絶縁保護板２２との間に方向性があるので所定の平面形状とすることができる。
【００２２】
例えば前述の実施例のように絶縁保護板が円形である場合には、容器２と蓋板４とで規定されている密閉容器の幅によって絶縁保護板の直径が規定されてしまうため、絶縁保護板を接点移動防止用部材として固定接点の所望の場所に当接させようとしても限界がある。
【００２３】
これに対して本実施例では導電端子ピンに対する絶縁保護板の姿勢が決まるため、絶縁保護板の形状における自由度が向上する。そのため本実施例においては絶縁保護板２２を図に示すようにヒータと干渉しない程度に長手方向に伸ばすことによって、固定接点８と可動接点７との接触位置の真裏に接点移動防止用部材として絶縁保護板２２が当接するようにされている。このように固定接点と可動接点との接触点の真裏を接点移動防止用部材で支えることにより、より効果的に固定接点の移動を抑制することができる。
【００２４】
本実施例では固定接点の支持体を厚くした例としてクラッド材を用いた例を示したが、例えば前述の実施例においても支持体の厚みを増やすことで剛性を上げることができるのは言うまでもない。
【実施例３】
【００２５】
次に他の実施例について図５及び図６を参照しながら説明する。本実施例においても前述の実施例と同様の部品には同一の記号を付して説明を省略する。本実施例の熱応動開閉器３１においては固定接点３３の接点３３Ａが溶接固定された支持体３３Ｂは比較的薄く、また絶縁保護板３２Ａ及び３２Ｂは従来例と同様に高さが抑えられており支持体３３Ｂとは当接していない。その代わりに支持体３３Ｂの先端近傍には接点移動防止用部材としてセラミックスなどの電気絶縁性保持体３４が配置されている。この保持体３４は金属板４と固定接点３３との間で弾性的に挟まれることで常に両者に当接している。
【００２６】
本実施例では固定接点３３の支持体３３Ｂの背面に窪みを設け、そこに円筒形状の一端に突起を設けた保持体３４の先端を合わせて弾性保持することで保持体の脱落が防止されている。また第１の実施例のように容器の幅などに制限を受けたり、第２の実施例のようにヒータなどの他の部品に制限を受けたりすることは無いので、固定接点３３と可動接点7との接触位置の真裏など最適な位置を選んで保持体を配置することができる。
【００２７】
また前述の各実施例では固定接点の支持体はその側面を導電端子ピン５Ａに溶接固定していたが、本実施例においては弾性を高めるために支持体３３Ｂを薄くしているだけでなく、貫通孔３３Ｃを設けてこの貫通孔３３Ｃの内周面で固定接点から一番離れている溶接部３３Ｄを導電端子ピンに溶接固定している。そのため貫通孔３３Ｃの両側にある支持部３３Ｅを長く取ることができ、従来の支持体と比較して弾性的に保持体３４を挟持することができる。なお本実施例では支持体３３Ｂの溶接において干渉しないようにヒータ３５を前述の例よりも小型にしたが、例えば支持体３３Ｂの溶接部３３Ｄをなくして支持部３３Ｅで溶接するのであればヒータの大きさを従来通りとすることも可能である。
【００２８】
本実施例では接点移動防止用部材として円筒形状の保持体を使用したが、その形状はこれに限るものではなく、楔形や球形など各種の形状のものが使用できる事は言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明により熱応動開閉器の接点機構のバウンシングの発生を抑え、接点寿命を延ばすことで熱応動開閉器としての耐久性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の熱応動開閉器の一実施例を示す縦断面図
【図２】図1の熱応動開閉器のＡ−Ａ断面矢視図
【図３】本発明の熱応動開閉器における他の実施例を示す縦断面図
【図４】図３の熱応動開閉器のＢ−Ｂ断面矢視図
【図５】本発明の熱応動開閉器における他の実施例を示す縦断面図
【図６】図５の熱応動開閉器のＣ−Ｃ断面矢視図
【図７】従来の熱応動開閉器の一例を示す縦断面図
【図８】図７の熱応動開閉器のＤ−Ｄ断面矢視図
【符号の説明】
【００３１】
１、２１、３１：熱応動開閉器
２：容器
３：蓋板
４：金属板
５Ａ、５Ｂ：導電端子ピン
６：電気絶縁性充填材
７：可動接点
８、２８、３３：固定接点
９：熱応動板
１１、３５：ヒータ
１２、２２：絶縁保護板（接点移動防止用部材）
３４：保持体（接点移動防止用部材）
【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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