(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性の基台、この基台に固定される２個の端子、各々の端子の一端に接続されたサーミスタとからなり、
サーミスタは基台に設けられた位置決め部にその本体側面を弾性的に当接することにより基台の所定面からの距離が規定されるとともに振動により端子とリードの固着部にかかる応力を軽減し、
サーミスタの前記位置決め部には周囲雰囲気が流通可能な開口を設けるとともにサーミスタを外部から触れられないように防護しサーミスタは周囲雰囲気に前記開口によって直接さらされることを特徴とする感熱センサー。
【請求項２】
基台には貫通孔が設けられ、この貫通孔に端子が挿通固定されていることを特徴とする請求項１に記載の感熱センサー。
【請求項３】
基台は基部とサーミスタ位置決め部とからなり、この位置決め部はサーミスタ固着後に基部と固着されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の感熱センサー。
【請求項４】
有底筒状の下部容器とその上端に溶接される蓋板によって密閉容器を構成し、
この密閉容器内には電動機とこの電動機によって駆動される圧縮機本体が配置され、
密閉容器には貫通孔が設けられ前記電動機に電力を供給するための密閉端子が気密に固着されるとともに圧縮冷媒を熱交換器に循環させるための吸入管及び吐出管が貫通固着され、
圧縮機本体上に直接請求項１乃至請求項３のいずれか1項に記載の感熱センサーが取り付けられた事を特徴とする密閉形電動圧縮機。
【請求項５】
圧縮機本体はスクロール式圧縮機であり、感熱センサーが固定スクロール側に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の密閉形電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は感熱センサーに関するものであり、特にエアコンなどの電動圧縮機の制御に適したものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアコンの電動圧縮機に使用される感熱センサーとしてはバイメタルなどで異常過熱を検出すると共に接点をこのバイメタルで駆動して電路を遮断するものがある。このような所謂サーマルプロテクタはバイメタルに電動機の運転電流を通電することにより、異常電流が流れたときにもバイメタルがジュール熱により動作温度にまで温度上昇して通電を速やかに遮断し、電動機を保護することができる。
【０００３】
近年、インバータにより電動圧縮機の運転状態を制御されるエアコン用電動圧縮機が増加している。このインバータ制御エアコンによれば室温などの条件に応じて電動機の回転速度を制御するなどしてエアコンの運転能力をきめこまかく制御することができる。しかしながら、電動機の回転速度を変えるために通電電流の実効値が大きく変動するので、従来のように周囲温度と通電電流によって保護を行うものでは使用が難しくなっている。またインバータで制御するためには電動圧縮機内の温度変化をきめこまかく知る必要があり、従来の接点式のサーマルプロテクタは連続的な変化を検知・出力できないためにこの点においても流用することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこでインバータ制御を行うものにおいては温度変化に対して出力値を連続的に変化するサーミスタなどが感熱センサーとして使用される。このような感熱センサーを使用したものとしては例えば特開昭６１−１４２９４２号公報に示された「電気機械の保護装置」がある。この保護装置においては温度センサーは電動機の巻線間に配置されるものであり、絶縁性のテープ状材料を容器として配置されている。しかしこの例では電動機の巻線間に挟み込むように配置するために薄いテープ状材料で容器を構成しているが、その他の位置に固定するには容器に剛性が無く特にガラスでシールしたサーミスタを使用する場合には取り扱い時にガラスシールを破壊してしまう可能性がある。
【０００５】
またこれに対して出願人は特開平７−２７６２１号公報の「密閉形感熱装置」において金属性の密閉容器内にサーミスタを収納したものを提唱している。この例によれば、取り扱いにおいてサーミスタに直接力がかかることは無いが、密閉容器を使用しているため周囲温度の変化に対して若干応答性が劣るという問題があった。
【０００６】
またサーミスタをベース上の端子に取り付けたものとして実開昭５７−７５５４１号公報、実開昭５８−１８０４３６号公報を始めとして種々提案されているが、いずれもサーミスタ全体、若しくはリード部分を金属管やガラス管で保護したり、全体を樹脂モールドしたりサーミスタをケース内に充填剤で埋め込むなどしており、その製造は容易とは言えない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本願発明の感熱センサーは、電気絶縁性の基台、この基台に固定される２個の端子、各々の端子の一端に接続されたサーミスタとからなり、サーミスタは基台に設けられた位置決め部にその本体側面を弾性的に当接することにより基台の所定面からの距離が規定されるとともに振動により端子とリードの固着部にかかる応力を軽減し、サーミスタの前記位置決め部には周囲雰囲気が流通可能な開口を設けるとともにサーミスタを外部から触れられないように防護しサーミスタは周囲雰囲気に前記開口によって直接さらされるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、基台上にサーミスタが位置決めされているために感熱センサーを取り付ける部分に対するサーミスタの位置関係が自動的に決められる。またサーミスタは基台に弾性的に保持されているため、感熱センサーを取り付けた部分からの振動によるサーミスタの振れを抑えて確実に固着部の脱落・破壊を防止することができる。
【０００９】
また他の特徴は、基台に貫通孔を設け、この貫通孔に端子を挿通固定することにより簡単な設備で多種の端子形状に対応できるようにした点にある。
【００１０】
さらに他の特徴は、基台は基部とサーミスタ位置決め部とからなり、この位置決め部はサーミスタ固着後に基部と固着されることによりサーミスタをより確実に覆うことのできる構造としたことにある。
【００１１】
また他の発明は前記の感熱センサーを取り付けた密閉形電動圧縮機であり、有底筒状の下部容器とその上端に溶接される蓋板によって密閉容器を構成し、この密閉容器内には電動機とこの電動機によって駆動される圧縮機本体が配置され、密閉容器には貫通孔が設けられ前記電動機に電力を供給するための密閉端子が気密に固着されるとともに圧縮冷媒を熱交換器に循環させるための吸入管及び吐出管が貫通固着され、圧縮機本体上に直接感熱センサーを取り付けた事を特徴とする。
【００１２】
さらに他の特徴は、上記密閉形電動圧縮機において圧縮機本体はスクロール式圧縮機であり、感熱センサーが固定スクロール側に取り付けられていることにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。図１、３は本発明の正面及び側面からの外形図、また図２、４はそれぞれの断面図、図５は図１のＡ−Ａ断面矢視図である。さらに図６には位置決め部材であるキャップを外した状態の斜視図を示す。
【００１４】
この感熱センサー１は電気絶縁物である樹脂製の基部２Ａと後述のサーミスタを位置決めする樹脂製のキャップ２Ｂとを有し、両者は固着されてセンサーの基台を構成している。基部２Ａには端子用に２つの貫通孔が設けられ、各々の貫通孔には端子３Ａ、３Ｂが貫通固定されている。なお実施例においてこの端子は貫通孔に挿入後に充填材で固定されるが、あらかじめインサート成型により基部と一体に固定しておいてもよい。本実施例のように基部に設けられた貫通孔に端子を挿入して固定するものであれば、挿入部分の形状が同一であれば端子の他端の形状が違っていてもよいので、簡単な設備で多種の端子形状に対応することができる。そのため例えば端子の端部にリード線を溶接によって固着する場合や、リセプタクルやタブを使用して接続するものなど多様な端子形状のものの製造に容易に対応することができる。
【００１５】
端子を基部に充填材やインサート成型で固定する際には、端子３Ａ，３Ｂの基部２Ａに埋め込まれる部分に穿たれたそれぞれの端子の孔３Ａ１，３Ａ２，３Ｂ１（図示されていない），３Ｂ２に充填材や樹脂が流れ込むことにより端子の抜けが防止される。さらに実施例では基部２Ａ上の端子の取付部から離れた位置に、センサー１の固定時に使用される取付孔２Ｃが穿たれている。両貫通孔の間には端子３Ａ、３Ｂ間の電気的絶縁を確実にするために隔壁２Ｄ、２Ｅが設けられている。
【００１６】
端子３Ａ、３Ｂの一端にはサーミスタ４のリード４Ａ、４Ｂがそれぞれスポット溶接などにより固着されている。基部２Ａの端子取付部と隔壁の周囲には溝２Ｆが設けられており、サーミスタ４の取付後にキャップ２Ｂをサーミスタ４に被せるように装着してこの溝２Ｆに合わせて両者を超音波溶着などで固定する。実施例においてキャップ２Ｂは基部との固着部側はほぼ円筒形をしており、サーミスタ４を収納する側はサーミスタの取付形状に合わせて絞り込まれると共にサーミスタとの対向面にはサーミスタ４よりも幅の狭い開口部２Ｂ１が、また先端付近にはスリット状の開口部２Ｂ２が設けられている。
【００１７】
このキャップ２Ｂは内側の位置決め部２Ｂ３にサーミスタ４が弾性的に当接することにより基台の所定面、実施例においては取付面２Ａ１に対するサーミスタの位置を決めると共に、感熱センサーを取り付けた部分から伝えられる振動によるサーミスタの振れを抑えてリード４Ａ、４Ｂと端子３Ａ、３Ｂとの固着部の破壊を防止することができる。またサーミスタは弾性的に当接し位置付けされるのみでキャップ２Ｂに固着されてはいないので、周囲温度変化に伴なう金属及び樹脂やガラスなどそれぞれの材質の違いによる膨張収縮率の差が有っても歪みや応力をまともに受けることなく、またリードで吸収することもできるので、特に脆弱なサーミスタ本体のガラス被覆などへの影響はほとんど発生しない。さらにキャップ２Ｂでサーミスタ４を覆うことにより感熱センサー１の取り扱い時にサーミスタに直接力が加わらないようにして破損が防止される。特にキャップ２Ｂを基部２Ａと別体にしたことにより、サーミスタ４の取付時にキャップが作業の妨げをせず且つキャップ取付後は確実にサーミスタを保護することができる。また樹脂製の基台上にサーミスタを配置することにより、例えば冷媒圧縮機の固定スクロールを検出対象物とし感熱センサーがその金属部分に取り付けられたときに、サーミスタを直接取り付けるのと比較してサーミスタに対する振動の伝わり方が樹脂製の基台を介することによって緩和されるとともに取付けにおいて検出対象物とサーミスタとの位置関係を決定する作業も容易になる。
【００１８】
次にこの感熱センサー１を電動圧縮機に取り付けた例について図７を参照しながら説明する。図７はルームエアコンなどに使用される密閉形電動圧縮機の断面図であり、実施例ではスクロール式密閉形電動圧縮機を使用したものについて説明する。この密閉形電動圧縮機としてはスクロール式以外の圧縮機を使用したものであってもよいが、特にスクロール式は振動が少ないのでセンサーに対して印加される応力が少なく有利である。また密閉形電動圧縮機１１は下方を省略しているが、有底円筒形の金属製下部容器１２と金属製蓋板１３とを有し、下部容器の上端開口部に蓋板を気密に溶接固着することにより密閉容器が構成される。
【００１９】
密閉容器内には電動機１４とこの電動機によって駆動されるスクロール式圧縮機１５が配設される。このスクロール式圧縮機１５は可動スクロール１５Ａと固定スクロール１５Ｂからなり、可動スクロール１５Ａは駆動軸１６と偏心された駆動部１６Ａを介して電動機１４の回転子１４Ａと連結されている。
【００２０】
実施例では電動機と外部の電源を接続するための導電端子を備えた気密端子１７と、冷媒ガスを吸入するための吸入管１８とが下部容器１２を貫通して気密に固定されている。また蓋板１３にはセンサーの信号を外部に伝えるための第２の気密端子１９と、圧縮機で圧縮された冷媒ガスを外部に出すための吐出管２０とが蓋板１３を貫通して気密に固定されている。
【００２１】
固定スクロール１５Ｂには非貫通の取付孔が穿たれておりここに感熱センサー１がボルトなどの固定手段により固定される。こうして感熱センサー１内に位置決めされたサーミスタ４と固定スクロール１５Ｂとの位置関係も自動的に決定される。実施例では感熱センサーの感熱部であるサーミスタ４をこの取付孔内に収まるように固定することにより、固定スクロール１５Ｂの温度を速やかに検知する事ができる。また必要であれば取付孔を広げたり通路を設けることにより取付孔内に冷媒などの周囲雰囲気をより積極的に流通させることもできる。
【００２２】
この感熱センサー１は気密端子１９を介して密閉容器外の図示しない制御装置に接続されており、この制御装置はサーミスタ４の抵抗値を測定することにより固定スクロール１５Ｂの温度を監視している。そのため何らかの不具合等により固定スクロールが異常過熱した場合、例えば冷媒ガスが漏れ出てしまうことによる冷却機能の低下や電動機の発熱による冷媒ガスの過熱などにより固定スクロール１５Ｂが高温になると、開口部から取付孔内の周囲雰囲気を介してサーミスタ４に熱が伝わり、このサーミスタの抵抗値変化から異常過熱を検出した制御装置は電動機への通電を遮断する。
【００２３】
特に感熱センサーの基台上にサーミスタが位置決めされているために、感熱センサーを取り付ける圧縮機などに対するサーミスタの位置関係が自動的に決められるので取り付け毎の感度のばらつきが無くなり、異常過熱発生時には電動機や圧縮機の焼損及び破壊を確実に防止することができる。また感熱センサーをスクロール式圧縮機の固定スクロールに取り付けることにより感熱センサーに対する圧縮機からの振動の影響をより少なくすることができる。
【００２４】
次に感熱センサーの他の実施例について図８及び図９を参照して説明する。図８は本実施例の感熱センサーの一部断面を示す平面図。図９は図８の感熱センサーのＢ−Ｂ断面矢視図である。この感熱センサー３１は樹脂製の基台３２を有している。この基台３２には２個の端子３３Ａ、３３Ｂのそれぞれを挿入保持する保持部を有している。端子３３Ａ、３３Ｂは前述した例と同様に適宜の方法で基台３２に対して固定され、またそれぞれの端子の一端３３Ａ１、３３Ｂ１にはサーミスタ３４がリード３４Ａ、３４Ｂを溶接などによって固着されている。サーミスタ３４は基台３２のサーミスタ収納部３２Ａに配置されている。この収納部３２Ａはサーミスタの外周を壁３２Ｂで覆い且つ基台の両面に開口しており、周囲雰囲気をサーミスタの周囲に流通させることによりその熱交換を良好にすると共に通常の取り扱いにおいてサーミスタを直接触れられないように防護する。また収納部３２Ａが両面に開口し、その開口された位置に端子３３Ａ，３３Ｂの一端を配設することにより両端子３３Ａ、３３Ｂとリード３４Ａ、３４Ｂとの溶接が容易になる。端子の他端３３Ａ２、３３Ｂ２には本図では省略されているが後述するリード線が接続固着される。
【００２５】
さらに収納部３２Ａの開口部中央にはサーミスタ装着側から反対方向に向かって開口幅が狭くなるサーミスタ位置決め部３２Ｃが設けられており、サーミスタ３４はその内壁に当接保持される。ここでサーミスタ３４は常に位置決め部の内壁に押し付けられるように偏倚されていることにより、基台３２の取付面３２Ｅに対する位置関係が決まるので所定の取付場所、実施例では後述するように固定スクロール４５Ｂに感熱センサー３１を取り付けると取付面とサーミスタとの位置関係が自動的に決定される。また感熱センサー３１を取り付けた部分から振動が伝えられてもサーミスタの振れを抑えることができるので、リード３４Ａ、３４Ｂと端子３３Ａ、３３Ｂとの固着部の破壊・脱落や、リードやガラスシールの破損を防ぐことができる。基台３２のほぼ中央には取付孔３２Ｄが設けられ、スクロール圧縮機に取り付ける際に取付面３２Ｅを固定スクロールに向け、取付用のねじを取付孔３２Ｄに挿通して固定スクロールに設けられた所定の取付位置に螺合することによって感熱センサー３１は固定される。このように感熱センサー３１が固定されるとその基台３２に対して位置決めされたサーミスタ３４も固定スクロールなどの発熱場所に対する位置関係が決定されるので製品毎の取付位置の調整などの作業を確実に省くことができる。
【００２６】
次にこの感熱センサーを密閉形電動圧縮機に使用した場合について図１０を参照して述べる。なお電動圧縮機４１自体は前述の図７で示したものと同様のものであり、同様の部分には同一の記号をつけて説明を省略する。この電動圧縮機４１は密閉容器内にスクロール式圧縮機４５を収納しており、固定スクロール４５Ｂには感熱センサー３１が固定されている。実施例の感熱センサー３１は検出対象物としての固定スクロール４５Ｂからの熱をサーミスタ３４がより受けやすいようにサーミスタを装着する面が固定スクロールに直接向かい合う取付面３２Ｅ側とされているが、例えば周囲に流通する冷媒温度を検出対象とする場合などにはサーミスタの装着面を上下逆にしてもよいことは言うまでもない。
【００２７】
上述の感熱センサー１及び３１は制御対象機器である密閉形電動圧縮機１１または４１の固定スクロールの温度や密閉容器内を流れている冷媒の温度を検出してその温度に対応する抵抗値となる。これにより感熱センサーと第２の気密端子１９を介して接続された図示しない制御装置は、密閉容器内部が異常過熱状態となったときには電動機への通電を遮断できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば基台上にサーミスタ本体が弾性的に当接することによりサーミスタの位置を決めると共に、感熱センサーを取り付けた部分からの振動によるサーミスタの振れを抑えて固着部の脱落・破壊を防止することができる。またサーミスタ本体を基台に対して固着してはいないので、周囲温度変化に伴なう材質の膨張収縮率の差が有ってもサーミスタ本体はリードにより弾性的に保持されており応力や歪みはリードで吸収されるので、特に脆弱なサーミスタ本体のガラス被覆などへの影響はほとんど発生しない。
【００２９】
さらに基台でサーミスタを覆うことにより感熱センサーの取り扱い時等にサーミスタに直接力が加わらないようにして破損が防止される。また基台上にサーミスタを位置決め配置したことにより、取り付けにおいて検出対象物とサーミスタとの位置関係を決定する作業も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の感熱センサーの一実施例を示す正面図
【図２】図１の感熱センサーの断面図
【図３】図１の感熱センサーの側面図
【図４】図３の感熱センサーの断面図
【図５】図１の感熱センサーのＡ−Ａ断面矢視図
【図６】図１の感熱センサーのキャップを除いた状態を示す斜視図
【図７】本発明の密閉型電動圧縮機の一実施例を示す断面図
【図８】本発明の感熱センサーの他の実施例を示す部分断面図
【図９】図８の感熱センサーのＢ−Ｂ断面矢視図
【図１０】本発明の密閉型電動圧縮機の他の実施例を示す断面図
【符号の説明】
１，３１：感熱センサー
２Ａ：基部
２Ｂ：キャップ
２Ｂ３，３２Ｃ：位置決め部
３Ａ，３Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ：端子
４，３４：サーミスタ
１１，４１：密閉形電動圧縮機
１４：電動機
１５，４５：圧縮機
１５Ｂ，４５Ｂ：固定用スクロール
１７，１９：気密端子
３２：基台
【図１】
0003803817.tif 000002
【図２】
0003803817.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003803817.tif 000005
【図５】
0003803817.tif 000006
【図６】
0003803817.tif 000007
【図７】
0003803817.tif 000008
【図８】
0003803817.tif 000009
【図９】
0003803817.tif 000010
【図１０】
0003803817.tif 000011