JPH01286220A - 過負荷保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、過負荷保護装置に係り、特にバイメタル破断
発生時における電動機巻線の焼損防止に好適な過負荷保
護装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、例えば冷蔵庫、空気調和機、除湿機等の電動圧
縮機をはじめ、広く電動機を用いる製品には、電動機の
過熱焼損を保護する手段として過負荷保護装置が用いら
れている。

まず、従来の過負荷保護装置の一例を第１５図および第
１６図を参照して説明する。

第１５図は、従来の過負荷保護装置の縦断面図、第１６
図は、第１５図のＣ−Ｃ矢視断面図である。

図に示すように、合成樹脂等の耐熱絶縁材料からなる有
底円筒状のケース１と蓋２で囲んだ空間に、可動接点３
，４を固着したディスク状のバイメタル５を、ケース１
の底面１ａに貫通固定した軸６の頭部６ａに、ばね１３
により押し付けて反転自在に軸支するとともに、前記可
動接点３，４と対向する位置に固定接点７，８を固着し
た第１の固定端子９，１０をケース１内の底面１ｂに貫
通固定し、かつ、前記固定端子９と固定端子１ｏとの間
の任意の底面１ｂに、第２の固定端子に係るヒータ端子
１１を貫通固定し、このヒータ端子１１と前記固定端子
９との間に溶接などによってヒータ線１２が接続され、
バイメタル５を加熱するようにケース１の底面ｌｂ側に
配置されていた。

このような構成の過負荷保護装置Ｐ′は、後述する第７
図に示すように、始動装置ｓを直列に接続した電動機Ｍ
の始動巻線１７と主巻線１８との並列回路すなわち電動
機巻線に、直列に接続して用いられる。

電動機Ｍになんらかの異常が発生し、大きな拘束電流が
流れると、バイメタル５およびヒータ線１２の自己発熱
が増加し、バイメタル５が反転動作温度に達した瞬間、
バイメタル５自身が急激に反転運動し、可動接点３，４
が固定接点７，８から離れ、電動機Ｍの通電が断たれる
。

通電が断たれたのち、バイメタル５とヒータ線１２とが
冷却を開始し１反転復帰温度に達した瞬間、バイメタル
５が前記動作と逆の反転動作を行い、元の位置に復帰し
、可動接点３，４が固定接点７，８と接触して電動機Ｍ
が再び通電される。

前記復帰後、電動機Ｍの拘束状態が解除されていれば、
電動機Ｍは正常に運転し、バイメタル５の反転運動はこ
こで停止する。

次に、従来の過負荷保護装置の他の例を第１７図および
第１８図を参照して説明する。

第１７図は、従来の他の過負荷保護装置の縦断面図、第
１８図は、第１７図および後述する第８図、第１４図の
装置の電気回路図である。図中。

先の第１５．１６図と同一符号のものは、同等部分を示
している。

第１７図に示す過負荷保護装置Ｐ□′は、ケース１と蓋
２とで囲んだ空間に、可動接点３，４を固着したディス
ク状のバイメタル５を、ケース１の底面１ａに貫通固定
した軸６の頭部６ａに、ばね１３を介して押し付けて反
転自在に軸支するとともに、可動接点３，４と対向する
位置に固定接点７．８を固着した固定端子９，１０をケ
ース１の底面１ａに貫通固定したものである。

このような構成の過負荷保護装置ｐ’　１は、第１８図
に示すように、始動装置Ｓを直列に接続した電動機Ｍの
始動巻線１７と主巻線１８との並列回路すなわち電動機
巻線に、直列に接続して用いられる。

電動機Ｍになんらかの異常が発生して大きな拘束電流が
流れると、バイメタル５の自己発熱量が増加し、反転動
作温度に達した瞬間バイメタル５が急激に反転運動をす
る。同時に可動接点３，４が固定接点７，８から離れ、
電動機Ｍの通電が断たれる。

通電が断たれたのち、バイメタル５が冷却を開始し反転
復帰温度に達した瞬間、前記動作と逆の反転運動を行い
元の位置に復帰する。同時に可動接点３，４が固定接点
７，８と接触し、電動機Ｍが再び通電される。このとき
、拘束状態が解除されていれば電動機Ｍは正常運転し、
バイメタル５に流れる電流が減少してバイメタル５の反
転運動が停止する。

なお、この種の装置として関連するものには、例えば実
開昭６０−１８３３４９号公報、実開昭５９−７２６４
１号公報等が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の従来技術においては、例えば電動機になんらかの
異常があり拘束状態が断続したとすると。

バイメタルは動作と復帰を繰り返して行うことになり、
遂にはバイメタルが疲労して破断し、接点溶着に発展す
る。

その結果、電動機巻線が発熱し、焼損するに至る。また
、過負荷保護装置にも大きな拘束電流が連続的に通電さ
れ、バイメタルの温度がケースおよび蓋の耐熱温度以上
に上昇し、バイメタル周辺を焼損させる恐れがある。

本発明は、上記従来技術における課題を解決するために
なされたもので、バイメタルが疲労して破断したとき、
または、接点溶着が発生したときに、回路をすみやかに
、かつ、永久的に遮断し、電動機巻線の焼損はもとより
過負荷保護装置の焼損を防止しうる過負荷保護装置を提
供することを、その目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る過負荷保護装
置のもっとも基本的な構成は、有底円筒状のケースで囲
んだ空間に、可動接点を固着したディスク状のバイメタ
ルを備え、このバイメタルを、ケースの底面に固定した
軸の頭部側にばねを介して反転自在に軸支するとともに
、前記可動接点と対向する位置に、固定接点を固着した
固定端子を前記ケースの底面に貫通固定するようにした
過負荷保護装置において、上記軸の頭部、軸の胴体部、
ばねの少なくとも一つ以上を形状記憶合金で形成し、バ
イメタルの反転動作温度以上の設定温度でバイメタルの
軸支位置を移動するようにしたものである。

また、本発明に係る過負荷保護装置の第１の発明の構成
は、有底円筒状のケースで囲んだ空間に、可動接点を固
着したディスク状のバイメタルを備え、このバイメタル
を、ケースの底面に固定した軸の可溶体を介在させて形
成した頭部側にばねを介して反転自在に軸支するととも
に、前記可動接点と対向する位置に、固定接点を固着し
た固定端子を前記ケースの底面に貫通固定し、かつ、前
記固定端子を接続部を介して電動機巻線に直列に接続す
るようにした過負荷保護装置において、上記軸の頭部の
可溶体は、バイメタルの反転動作温度より高い溶融温度
のものとし、上記ばねは、前記可溶体の溶融温度とほぼ
等しい温度で形状が急変し膨張する形状記憶合金で形成
したものである。

さらに、上記目的を達成するために１本発明に係る過負
荷保護装置の第２の発明の構成は、有底円筒状のケース
で囲んだ空間に、可動接点を固着したディスク状のバイ
メタルを備え、このバイメタルを、ケースの底面に固定
した軸の頭部側にばねを介して反転自在に軸支するとと
もに、前記可動接点と対向する位置に固定接点を固着し
た固定端子を前記ケースの底面に貫通固定し、かつ、前
記固定端子を接続部を介して電動機巻線に直列に接続す
るようにした過負荷保護装置において、上記軸を、穴を
有する頭部と、その頭部の穴に常温で圧入嵌合されるべ
き軸を有する胴体部とで構成し、少なくとも、これら頭
部、胴体部、および上記ばねのいずれか２者を形状記憶
合金で形成したものである。

なお、付記すると、もっとも代表的な第２の発明の過負
荷保護装置は、ケース内温度上昇時に、頭部の穴径を拡
大させるか、または胴体部の軸径を収縮させるように、
軸の頭部または胴体部のいずれか一方を形状記憶合金で
形成するとともに、ばねの弾性作用によって前記頭部を
前記胴体部から離脱させ、バイメタルの軸支位置を移動
させるように構成したものである。

［作用］ 上記の技術的手段による働きを、第１．第２の発明の代
表的な構成のものについて次の述べる。

まず、第１の発明の詳細な説明する。

バイメタルが疲労すると破断に発展し、バイメタルの反
転動作間隔が短縮する。それによって、ヒータおよびバ
イメタルの通電時間が増加し、ケース内の温度を上昇さ
せる。

このとき、ケース内温度上昇が、軸の頭部に介在されて
いる可溶体の溶融温度に達すると、形状記憶合金で形成
されたばねの弾性作用、およびばねの形状が急変して膨
張する作用の両作用によって、バイメタルが軸の頭部方
向に押し上げられ。

可動接点が固定接点から急速に離れる。

その後、ケース内温度が低下し、ばねが元の形状に復帰
しても、バイメタルはばれで押し上げられた位置で、可
溶体が固化することによってその位置に保持される。

その結果、電動機巻線に再び電流が通電されることなく
、電動機巻線の焼損はもとより再負荷保護装置の焼損を
も防止することができる。

次に、第２の発明の詳細な説明する。

第１の発明の詳細な説明したと同様に、ケース内の温度
が上昇したとき、その温度上昇が、形状記憶合金で形成
された頭部の穴径を拡大する記憶温度に達すると、その
瞬間、頭部の穴が拡大して胴体部の軸との間にすき間を
生じ、頭部およびバイメタルがばねの弾性作用で胴体部
から離脱し押し上げられる。

また、胴体部が形状記憶合金で形成されているとして、
前記のケース内の温度上昇が、胴体部の軸径の縮小する
記憶温度に達すると、その瞬間、頭部の穴と胴体部の軸
との間にすき間を生じ１頭部およびバイメタルがばねの
弾性作用で胴体部から離脱し押し上げられる。

その結果、バイメタル軸支位置の移動にともない、接点
が永久的に開路状態を保つことになり、電動機巻線の焼
損はもとより過負荷保護装置の焼損をも防止することが
できる。

［実施例］ 以下１本発明の各実施例を第１図ないし第１４図、およ
び第１８図、第１９図を参照して説明する。

まず、第１の発明の実施例を第１図ないし第８図、およ
び第１８図を参照して説明する。

第１図は、第１の発明の一実施例に係る過負荷保護装置
の縦断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第
３図は、第１図の要部を説明する斜視図、第４図は、第
１図の装置の正常動作時を示す縦断面図、第５図は、第
１図のバイメタルの破断時の要部拡大平面図、第６図（
ａ）、（ｂ）。

（ｃ）は、第１図の装置のバイメタル破断時の動作を示
す縦断面図、第７図は、第１図および第９図の装置の電
気回路図である。図中、第１５，１６図と同一符号のも
のは従来技術と同等部分であるから、その説明を省略す
る。

第１，２図の実施例が、第１５．１６図の従来技術と相
違するところは、バイメタル５の低膨張面側（蓋２側）
５ａと軸６の頭部６ａとの間に、可溶体１４を介在させ
、かつ、形状記憶合金からなるばね１５を組み合わせた
ことである。

第１．３．４図に示す可溶体１４は、例えば、錫などの
低融点金属材料でも、感温ペレットのような合成樹脂材
料でも良い。

可溶体１４の溶融温度は、バイメタル５とばね１５の荷
重を付加した状態で、バイメタル５の反転動作温度に近
ければ近いほど効果を発揮する。

発明者らは、溶融温度が、バイメタル５の反転動作温度
プラス１０℃〜１００℃の温度差範囲になる可溶体の融
点を選定することにより後述の効果を得ることを確認し
た。

この可溶体１４は、第３図（ａ）に示すように、円筒状
の可溶体１４に軸６を挿通しても、第３図（ｂ）に示す
ように、可溶体１４を軸６の頭部６ａに一体にアウトサ
ート成形しても良い。また。

軟らかい可溶体１４では座金１６を設けても良く。

その構造や形状に左右されることもないので、安価で組
立性の良い方法を採用することができる。

第１．２．４図に示すばね１５は、前記可溶体１４の溶
融温度とほぼ等しい温度で形状が急変し膨張する形状記
憶合金で形成されている。

第１，５図に示す可動接点３，４を固着したバイメタル
５の軸支穴５ｂは、軸６に軸支したとき反転自在で、か
つ、蓋２側に位置移動できるように、軸６の直径よりわ
ずかに大きな直径に形成されている。

また、第５図に示すように、軸支穴５ｂから放射状に設
けたスリット５ｃは、バイメタル５の反転動作時に軸支
穴５ｂに生じる応力を分散させるように形成したもので
ある。

このような構成の過負荷保護装置Ｐは、第７図に示すよ
うにバイメタル５とヒータ線１２と電動機Ｍとが直列に
接続されている。これにより、過負荷保護装置Ｐは、始
動装置Ｓを直列に接続した電動機Ｍの始動巻線１７と主
巻線１８との並列回路すなわち電動機巻線に、直列に接
続して用いられる。

電動機Ｍになんらかの異常が発生し、大きな拘束電流が
流れると、バイメタル５およびヒータ線１２の自己発熱
量が増加し、バイメタル５が反転動作温度に達した瞬間
、バイメタル５自身が急激に反転運動し、第４図に示す
ように、可動接点３゜４が固定接点７，８から離れ、電
動機Ｍの通電が遮断される。

通電が断たれたのち、バイメタル５とヒータ線１２とが
冷却を開始し、反転復帰温度に達した瞬間、バイメタル
５が前記動作と逆の反転動作を行い１元の位置に復帰し
、可動接点３，４が固定接点７，８と接触して電動機Ｍ
が再び通電される。

復帰後、電動機Ｍの拘束状態が解除されていれば電動機
Ｍは正常に運転し、バイメタル５の反転運動はここで停
止する。

しかし、拘束状態が継続しており、バイメタル５が動作
、復帰の反転運度を繰り返し行っている最中に、バイメ
タル５が疲労して第５図に示すＥ。

Ｆのように破断するに至ったとすると、バイメタル５の
反転動作温度と反転復帰温度の変化、あるいは反転動作
量の減少等によって、その反転動作間隔が短縮する。

その結果、バイメタル５およびヒータ線１２に流れる拘
束電流の通電率が増加し、ケース１内の温度が上昇する
。

このとき、軸６の頭部に介在させた可溶体１４の温度が
、当該可溶体の融点付近の温度に達し、かつ、ばね１５
が記憶していた形状急変温度に達すると、ばね１５は膨
張し、その長手方向寸法が大幅に増加する。可溶体１４
は、溶融軟化するとともに、ばね１５の弾性増加に抗し
切れず急激に圧縮変形する。バイメタル５は、可溶体１
４の圧縮変形量たけばね１５の弾性作用によって軸６の
頭部６８方向に位置移動する。

この位置移動が、第６図（ａ）に示すように、可動接点
３，４と固定接点７，８との接触不能位置に達すれば回
路遮断となる。また、バイメタル５はばね１５で押し上
げられたままであるため開路状態を継続することは言う
までもない。

さらに、この途中で接点溶着が発生したことを仮定する
と、バイメタル５が破断した状態では。

バイメタル５の特性そのものが大幅に変化し、可動接点
３を固着した側と可動接点４を固着した側との動作はア
ンバランスとなる。したがって、接点溶着は負荷を直接
開閉する一方の接点側に集中して発生する。接点溶着が
発生すると拘束電流が連続通電となり、ケース１内の温
度上昇は急上昇する。

このとき、可溶体１４は瞬時に溶融し、かつ、ばね１５
は瞬時に長手方向に膨張増大する。その結果、バイメタ
ル５はばね１５の弾性および膨張増大作用によって軸６
の頭部６８方向に位置移動を開始する。

例えば、第６図（ｂ）に示すように、可動接点３側が溶
着したとすると、溶着していない一方の可動接点４を固
着したバイメタル５が破断にともない単独で位置移動し
、回路を遮断する。

このとき、可動接点３の溶着点に剪断力が作用し、ばね
１５の弾性が打ち勝つならば、可動接点３側も回路を遮
断し、第６図（ｃ）のように、バイメタル５は水平状態
に保持される。

また、本実施例では、バイメタル５が蓋２方向に位置移
動しても、軸６の頭部６ａでその移動が規制され、バイ
メタル５が軸６から離脱して固定接点７，８またはヒー
タ１２と接触するなどの短絡事故や、蓋２との接触によ
る絶縁不良等の２次災害を招くこともない。

なお、可溶体の材料は、前述のように種々の材料が適用
でき、使用温度範囲が限定されることがないので、広範
囲の温度特性を有する過負荷保護装置を提供できる効果
がある。

さらに１組立時にハンダ付けなどの作業が不要であるた
め動作温度の安定した装置が得られる効果がある。

以上述べたように、本実施例によれば、バイメタルが疲
労して破損し、接点溶着が発生する前に回路を完全に遮
断し、電動機巻線の焼損はもとより過負荷保護装置の焼
損を完全に防止しうる過負荷保護装置を提供することが
できる。

なお１本実施例では、万一接点溶着が発生してもそれを
強制的に引き外すことも可能であり、信頼性の高い過負
荷保護装置を提供することができる。

次に、第８図は、第１の発明の他の実施例に係る過負荷
保護装置の縦断面図である。第８図中、第１７図と同一
符号のものは、従来技術と同等部分であるから、その説
明を省略する。また、第１゜２図の実施例と同等部分は
同一符号をもって示している。

第８図の実施例が、第１７．１８図の従来技術と異なる
点は、可溶体１４と座金１６が付加されたことである。

また、第１，２図の実施例と異なるところは、ヒータ線
がないことである。

このような構成の過負荷保護装置Ｐ１は、第１８図に示
す如く、バイメタル５と電動機Ｍとが直列に接続されて
いる。

電動機Ｍになんらかの異常が発生したときの過負荷保護
装置Ｐ１のバイメタル５の作動は、先の実施例と同様で
ある。

前記した拘束状態が継続しており、バイメタル５が動作
、復帰の反転運動を繰り返し行っている最中に、バイメ
タル５が疲労して破断に至ると２先の実施例と同様の現
象となる。

その結果、バイメタル５の通電率が増加し、ケース１内
の温度を上昇させ可溶体１４を先の実施例と同様に動作
させる。

したがって、第８図の実施例によれば、先の第１．２図
の実施例と全く同様の効果が期待される。

また、先の実施例と異なり、座金１６の作用により、可
溶体１４がバイメタルの軸支穴５ｂ部の反転動作で摩耗
せず、動作、復帰温度が長期にわたり安定するという特
有の効果がある。

なお、上記第１の発明の各実施例では、バイメタル５と
軸６の頭部６ａとの間に可溶体１４を介在させたもので
説明したが、軸６を頭部と胴体部とに分割し、この頭部
と胴体部とを可溶体で結合した。他の構成であってもそ
の機能は同様である。

次に、第２の発明の実施例を第９図ないし第１４図、お
よび第１８図を参照して説明する。

第９図は、第２の発明の一実施例に係る過負荷保護装置
の縦断面図、第１０図は、第９図のＢ−Ｂ矢視断面図、
第１１図は、第９図の要部を説明する斜視図、第１２図
は、第９図の装置の正常動作時を示す縦断面図、第１３
図（ａ）、（ｂ）。

（Ｃ）は、第９図の装置のバイメタル破断時の動作を示
す縦断面図である。図中、第１５．１６図または第１，
２図と同一符号のものは、従来技術または先の第１の発
明の実施例と同等部分であるから、その説明を省略する
。

第９，１０図の実施例が、従来技術または第１゜２図の
第１の発明の実施例と相違するところは、バイメタル５
を軸支する軸６Ａを胴体部１７と頭部１８とで構成し、
頭部１８に形状記憶合金を用い、胴体部１７に鉄系また
は銅系の一般的な金属材料を用いるとともに、第１１図
を示すように、頭部１８に穴１８ａを設け、この穴１８
ａに胴体部１７の軸１７ａを常温で圧入嵌合しであるこ
とである。さらに、前記形状記憶合金で形成された頭部
１８の穴１８ａの穴径Ｄ（第１３図参照）は、バイメタ
ル５の反転動作温度プラス１０℃〜１００℃の温度差が
加わったとき、軸１７ａの軸径ｄ（第１３図参照）より
拡大するように設定されていることである。

また、第１１図に示すように、頭部１８が、あらかじめ
形状記憶温度以上に加熱してあれば圧入することなく軸
１７ａに挿通して組み合わせたのち、冷却して締結する
作業方法で頭部１８．胴体部１７を一体化しても良く、
その構造や作業方法に左右されることがないので、安価
で組立性の良い方法が採用できる。

頭部１８の形状記憶温度は、バイメタル５とばね１３の
荷重を付加した状態で、バイメタル５の動作温度に近け
れば近いほどその効果を発揮する。

発明者らは、その温度が、バイメタル５の反転動作温度
プラス１０℃〜１００℃の温度範囲になる形状記憶温度
を選定することにより後述の効果を得ることを確認した
。

このような構成の過負荷保護装置Ｐ２は、先に第１．２
図の実施例で説明したと同様、第７図に示すように電動
機巻線に、直列に接続して用いられる。

第７図の回路構成で、電動機Ｍになんらかの異常が発生
し、大きな拘束電流が流れると、バイメタル５およびヒ
ータ線１２の自己発熱量が増加し、バイメタル５が反転
動作温度に達した瞬間、バイメタル５自身が急激に反転
運動し、可動接点３゜４が固定接点７，８から離れ、電
動機Ｍの通電が遮断される。第１２図に、バイメタルの
反転作動時の状態を示している。

バイメタル５の動作、復帰の反転運動の繰返しにともな
うバイメタルの疲労９ｗｔ断、バイメタル５およびヒー
タ線１２における通電率の増加、ケース１内温度上昇等
の現象は先の実施例で説明したとおりである。

第９，１０図の実施例の過負荷保護装置Ｐ２について、
ケース１内温度上昇時の作用を説明する。

形状記憶合金で形成された頭部１８の温度が、記憶して
いた形状急変温度に達すると、穴１８ａの穴径りが胴体
部の軸１７ａの軸径ｄより拡大し、ばね１３（第１５．
１６図の従来技術に用いられたばねと同等）の弾性作用
によって、バイメタル５とともに頭部１８を、胴体部１
７の軸１７ａから離脱させる方向（蓋２側）に位置移動
させる。

その位置移動が、第１３図（ａ）に示すように、可動接
点３，４と固定接点７，８の接触不能位置に達すれば回
路遮断となる。また、バイメタル５はばね１３で押し上
げられたままであるため開路状態を継続することは言う
までもない。

さらに、この途中で接点溶着が発生したことを仮定する
と、バイメタル５が破断した状態では、バイメタル５の
特性そのものが大幅に変化し、可動接点３を固着した側
と可動接点４を固着した側の動作はアンバランスとなる
。したがって、接点溶着は負荷を直接開閉する一方の接
点側に集中して発生する。接点溶着が発生すると拘束電
流が連続通電となり、ケースｌ内の温度は急上昇する。

このとき、頭部１８の穴１８ａは瞬時に拡大する。その
結果、バイメタル５はばね１３の弾性作用によって胴体
部１７の軸１７ａから外れ、蓋２の方向に位置移動を開
始する。

例えば、第１３図（ｂ）に示すように、可動接点３側が
溶着したとすると、溶着していない一方の可動接点４を
固着したバイメタル５が破断にともない単独で位置移動
して回路を遮断する。このとき、可動接点３の溶着点に
剪断力が作用し、ばね１３の弾性が打ち勝つならば可動
接点３側も回路を遮断し、第１３図（Ｃ）に示すように
、バイメタル５はばね１３で十分に押し上げられ水平状
態に保持される。

本実施例では、バイメタル５が蓋２方向に位置移動して
も、軸６Ａの頭部１８が蓋２と接触してその移動が規制
され、バイメタル５が軸６Ａから離脱して固定接点７，
８またはヒータ１２と接触するなどの短絡事故による２
次災害を招く恐れはない。

すなわち、蓋２と軸１７ａの先端部との間隙δと、頭部
１８の高さＴとの関係を、Ｔ＞δとすることにより、バ
イメタル５はもとより頭部１８が軸１７ａから離脱する
ことなく、その目的が達成されるように構成されている
。

なお、軸６Ａの頭部１８に用いる形状記憶合金は、種々
の形状記憶合金の中から選定できるので。

使用温度範囲が限定されず、広範囲の温度特性を有する
過負荷保護装置が得られる効果がある。

第２の発明に係る第９，１０図の実施例によれば、゛第
１の発明に係る先の第１，２図の実施例で述べたと同様
の効果が期待されるほか、下記のような本実施例特有の
効果がある。

（１）バイメタルの設定温度（反転動作温度）に対応し
て、適正な作動温度の形状記憶合金材料を選定し、例え
ば軸の頭部の形状急変温度を設定することができる。

（２）バイメタルを軸支する軸、ばね等の寸法制度がラ
フでも動作上許容することができる。

例えば、軸の頭部と胴体部とのはめ合せ部の寸法などは
、一方または両方が形状記憶合金で形成され、その形状
変化とばねの弾性作用とによってバイメタルの離脱、回
路遮断が行われるものであるから、前記はめ合い寸法精
度は厳格さを要求されるものではなく、製作上有利であ
る。

（３）軸の頭部が形状記憶合金である場合、その穴部の
寸法拡大によって、軸の頭部と胴体部との分離、ばねの
弾性作用によるバイメタルの離脱、回路遮断が行われる
。

したがって、摩擦による引掛りなどがなく動作の確実性
が高い。

なお、上記第９，１０図の実施例は、軸６Ａの頭部１８
を形状記憶合金で形成し、胴体部１７に鉄系または銅系
の一般的な金属材料を用い、ばね１３をステンレスなど
一般的な金属材料で形成したものであるが、第２の発明
は必ずしも本実施例に限定されるものではない。

例えば、軸の頭部に鉄系または銅系の一般的な金属材料
を用い、軸の胴体側にバイメタルの反転動作温度プラス
１０”０〜１００℃の温度差でその軸径が収縮する形状
記憶合金を用い、ばねをステンレスなど一般的な金属材
料で形成したものを採用してもよい。

この場合、ケース内の温度上昇が、胴体部の軸径の縮小
する記憶温度に達すると、その瞬間、頭部の穴と胴体部
の軸との間にすき間を生じ、頭部およびバイメタルがば
ねの弾性作用で胴体部から離脱し押し上げられる。この
ようにして、本例の場合も先に説明したと同様の効果が
期待される。

また、少なくとも、軸の頭部または胴体部のいずれか一
方を形状記憶合金で形成し、ばねは、バイメタルの反転
動作温度プラス１０℃〜１００℃の温度差で形状が急変
し膨張する形状記憶合金を用いても先に説明したと同様
の効果が期待され。

特に、頭部およびバイメタルを胴体部から離脱させ押し
上げる作用が確実となる。

さらに、軸の頭部、胴体部、およびばねをそれぞれ形状
記憶合金で形成しても差支えない。

要は、少なくとも、軸の頭部、胴体部、および上記ばね
の３者のうち、いずれか２者をケース内温度上昇時に、
頭部の穴径を拡大させるか、または胴体部の軸径を収縮
させるか、さらにまたは、ばねを膨張させる形状記憶合
金で形成すれば、先に述べた効果が奏せられるものであ
る。

次に、第１４図は、第２の発明の他の実施例に係る過負
荷保護装置の縦断面図である。第１４図中、第１７図と
同一符号のものは、従来技術と同等部分であるから、そ
の説明を省略する。また、第９，１０図の実施例と同等
部分は同一符号をもって示している。

第１４図の実施例が、第１７．１８図の従来技術と異な
る点は、軸６Ｂを頭部１８′と胴体部１７′とに分割し
、胴体部１７′に形状記憶合金を用い、頭部１８′に鉄
系または銅系の一般的な金属材料を用い、頭部１８′に
穴１８ａを設け、この穴１８ａに胴体部の軸１７ａ′を
常温で圧入嵌合するか、加熱状態で嵌合し、その後冷却
して締付は嵌合したことである。また、第９，１０図の
実施例と異なるところは、ヒータ線がないことである。

このような構成の過負荷保護装置Ｐ、において。

先の実施例と同様の現象でバイメタル５の通電率が増加
し、ケース１内の温度を上昇させると、軸１７８′の軸
径ｄ８が破線で示すｄ２のように収縮して軸１７ａ′と
頭部１８′の穴との間に隙間を生じ、頭部１８′および
バイメタル５がばね１３の弾性作用で胴体部１７′から
離脱し押し上げられる。その結果、バイメタル軸支位置
の移動にともない、接点が永久的に開路状態を保つこと
になり、先の各実施例と同様の効果が奏せられる。

なお、第１４図の実施例では、胴体部の軸１７ａ′を形
状記憶合金で形成し、頭部１８′、ばね１３に一般金属
を用いた例を説明したが、第２の発明はこれに限定され
ることなく、少なくとも、軸の頭部、胴体部、およびば
ねの３者のうち、いずれか２者を形状記憶合金で形成す
ればよいことは言うまでもない。

上記各実施例で説明した過負荷保護装置は、第７図また
は第１８図に示す電気回路図のように、固定端子を接続
部を介して電動機巻線に直列に接続して、例えば冷蔵庫
、空気調和機、除湿機等冷凍サイクルの電動圧縮機の電
気回路に採用され、電動機の過熱焼損を保護する手段と
して広く汎用的に利用される。

第１９図は、本発明の過負荷保護装置を採用した制御回
路の略示回路図である。

第１９図（ａ）に示す電気回路は、電子化された冷蔵庫
、空気調和機等の電子回路基板の保護に過負荷保護装置
を用いた例を示している。

第１９図（、）において、２０は圧縮機モータ、２１は
電子制御回路、２２は、過負荷保護装置に係るオーバロ
ードリレー（○ＬＲ）、２３はリレーコイル、２４はリ
レー接点を示している。０ＬＲ２２は、電子制御回路の
過電流保護に利用されている。

また、第１９図（ｂ）は、圧縮機モータの過電流保護お
よびヒータの過熱防止に過負荷保護装置を用いた例を示
している。

第１９図（ｂ）において、２５はヒータ、２６は、ヒー
タ２５の過熱防止用の○ＬＲ１２７は、圧縮機モータ２
０の過電流保護用の○ＬＲを示している。

このように、第１の発明に係る第１，２図の実施例の過
負荷保護装置すなわち０ＬＲＰ、第８図の実施例の○Ｌ
ＲＰよ、第２の発明に係る第９，１０図の実施例のＯＬ
　ＲＰ、、第１４図の実施例の○ＬＲＰ、は、広く電動
機を用いる製品ないし制御回路の過電流保護、過熱焼損
防止に利用される。

［発明の効果］ 以上述べたように１本発明によれば、パイメタルが疲労
して破断したとき、または、接点溶着が発生したときに
、回路をすみやかに、かつ、永久的に遮断し、電動機巻
線の焼損はもとより過負荷保護装置の焼損を防止しうる
過負荷保護装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１の発明の一実施例に係る過負荷保護装置
の縦断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第
３図は、第１図の要部を説明する斜視図、第４図は、第
１図の装置の正常動作時を示す縦断面図、第５図は、第
１図のバイメタルの破断時の要部拡大平面図、第６図（
ａ）、（ｂ）。 （ｃ）は、第１図の装置のバイメタル破断時の動作を示
す縦断面図、第７図は、第１図および第９図の装置の電
気回路図、第８図は、第１の発明の他の実施例に係る過
負荷保護装置の縦断面図、第９図は、第２の発明の一実
施例に係る過負荷保護装置の縦断面図、第１０図は、第
９図のＢ−Ｂ矢視断面図、第１１図は、第９図の要部を
説明する斜視図、第１２図は、第９図の装置の正常動作
時を示す縦断面図、第１３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は
、第９図の装置のバイメタル破断時の動作を示す縦断面
図、第１４図は、第２の発明の他の実施例に係る過負荷
保護装置の縦断面図、第１５図は、従来の過負荷保護装
置の縦断面図、第１６図は、第１５図のＣ−Ｃ矢視断面
図、第１７図は、従来の他の過負荷保護装置の縦断面図
、第１８図は。 第１７図、第８図、第１４図の装置の電気回路図、第１
９図は、本発明の過負荷保護装置を採用した制御回路の
略示回路図である。 １・・・ケース、２・・・蓋、３，４・・・可動接点、
５・・・バイメタル、６，６Ａ、６Ｂ・・・軸、７，８
・・・固定接点、９．１０・・・固定端子、１３．１５
・・・ばね、１４・・・可溶体、１７．１７’・・・胴
体部、１７ａ。 １７８′・・・軸、１８．１８’・・・頭部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有底円筒状のケースで囲んだ空間に、可動接点を固
   着したディスク状のバイメタルを備え、このバイメタル
   を、ケースの底面に固定した軸の頭部側にばねを介して
   反転自在に軸支するとともに、前記可動接点と対向する
   位置に、固定接点を固着した固定端子を前記ケースの底
   面に貫通固定するようにした過負荷保護装置において、
   上記軸の頭部、軸の胴体部、ばねの少なくとも一つ以上
   を形状記憶合金で形成したことを特徴とする過負荷保護
   装置。 ２、有底円筒状のケースで囲んだ空間に、可動接点を固
   着したディスク状のバイメタルを備え、このバイメタル
   を、ケースの底面に固定した軸の可溶体を介在させて形
   成した頭部側にばねを介して反転自在に軸支するととも
   に、前記可動接点と対向する位置に、固定接点を固着し
   た固定端子を前記ケースの底面に貫通固定し、かつ、前
   記固定端子を接続部を介して電動機巻線に直列に接続す
   るようにした過負荷保護装置において、上記軸の頭部の
   可溶体は、バイメタルの反転動作温度より高い溶融温度
   のものとし、上記ばねは、前記可溶体の溶融温度とほぼ
   等しい温度で形状が急変し膨張する形状記憶合金で形成
   したことを特徴とする過負荷保護装置。 ３、有底円筒状のケースで囲んだ空間に、可動接点を固
   着したディスク状のバイメタルを備え、このバイメタル
   を、ケースの底面に固定した軸の頭部側にばねを介して
   反転自在に軸支するとともに、前記可動接点と対向する
   位置に、固定接点を固着した固定端子を前記ケースの底
   面に貫通固定するようにした過負荷保護装置において、
   上記軸を、穴を有する頭部と、その頭部の穴に常温で圧
   入嵌合されるべき軸を有する胴体部とで構成し、少なく
   とも、これら頭部、胴体部のいずれかもしくは両方を形
   状記憶合金で形成したことを特徴とする過負荷保護装置
   。 ４、有底円筒状のケースで囲んだ空間に、可動接点を固
   着したディスク状のバイメタルを備え、このバイメタル
   を、ケースの底面に固定した軸の頭部側にばねを介して
   反転自在に軸支するとともに、前記可動接点と対向する
   位置に固定接点を固着した固定端子を前記ケースの底面
   に貫通固定し、かつ、前記固定端子を接続部を介して電
   動機巻線に直列に接続するようにした過負荷保護装置に
   おいて、上記軸を、穴を有する頭部と、その頭部の穴に
   常温で圧入嵌合されるべき軸を有する胴体部とで構成し
   、少なくとも、これら頭部、胴体部、および上記ばねの
   いずれか２者を形状記憶合金で形成したことを特徴とす
   る過負荷保護装置。 ５、特許請求の範囲第３項または第４項記載のもののい
   ずれかにおいて、ケース内温度上昇時に、頭部の穴径を
   拡大させるか、または胴体部の軸径を収縮させるように
   、軸の頭部または胴体部のいずれか一方を形状記憶合金
   で形成するとともに、ばねの弾性作用によって前記頭部
   を前記胴体部から離脱させ、バイメタルの軸支位置を移
   動させるように構成したことを特徴とする過負荷保護装
   置。 ６、特許請求の範囲第３項ないし第５項記載のもののい
   ずれかにおいて、軸の頭部側にバイメタルの反転動作温
   度プラス１０℃〜１００℃の温度差でその穴径が拡大す
   る形状記憶合金を用い、胴体部に鉄系または銅系の金属
   を用いたことを特徴とする過負荷保護装置。 ７、特許請求の範囲第３項ないし第５項記載のもののい
   ずれかにおいて、軸の胴体側にバイメタルの反転動作温
   度プラス１０℃〜１００℃の温度差でその軸径が収縮す
   る形状記憶合金を用い、頭部に鉄系または銅系の金属を
   用いたことを特徴とする過負荷保護装置。 ８、特許請求の範囲第３項ないし第５項記載のもののい
   ずれかにおいて、ケースの蓋と軸の胴体部先端との間隙
   をδとし、軸の頭部高さをＴとしたとき、Ｔ＞δとなる
   ように構成したことを特徴とする過負荷保護装置。 ９、特許請求の範囲第３項ないし第５項記載のもののい
   ずれかにおいて、ばねは、バイメタルの反転動作温度プ
   ラス１０℃〜１００℃の温度差で形状が急変し膨張する
   形状記憶合金を用いたことを特徴とする過負荷保護装置
   。