JPH0580089B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一般的にダイナモエレクトリツク機
械、より詳細にはこのような機械の保護装置に関
する。

［従来技術］ 1977年12月２日付米国特許出願第856707号の継
続出願である1979年６月２日付出願第52897号の
継続出願である1981年５月12日付出願第262843号
の譲受人に譲り受けられた特許出願には、可変
形、導電導熱材製の開放及び閉成端を有する管状
凾体からなるモータ保護器が開示されている。凾
体内部でその閉成端に隣接して静止接点が凾体に
直接溶接されている。ヘツダ板が開放端に固着さ
れていて凾体を密封し、一対の端子ピンがヘツダ
板に対して封止且つ電気的に絶縁されてヘツダ板
を貫通し、互いに及び凾体に対して間隔をとり且
つ電気的に絶縁されて凾内に延在している。第１
のヒータ素子が一方の端子ピンに溶接され管状凾
体の長さに沿つてピンから片持式に延在してい
る。熱応動スナツプ動作バイメタル部材の一端が
第１のヒータ素子に溶接されており他端は可動接
点となつており、第１の素子から片持式に延在し
ているバイメタル部材が常時可動接点を凾体の閉
成端に隣接する静止接点と係合させて回路を閉じ
る。バイメタル部材は選定温度に加熱されると移
動して接点を係合解除し回路を開く。第２のヒー
タ素子が第２の端子ピンと熱応動部材間に接続さ
れており、バイメタル部材の反対側に沿つてそれ
と熱伝達関係となるように延在する部分を有して
いる。

モータ保護器凾体は電力回路内の端子に接続さ
れるようになつており、第１及び第２の端子は夫
夫電動機の運転及び始動巻線に接続されていて保
護器回路を介してモータ巻線を常時励起し夫々第
１及び第２のヒータ素子に運転及び起動巻線電流
を通す。モータの常時運転状態において、ヒータ
はバイメタルを作動させて保護器回路を開くのに
充分な熱を発生しない。しかしながらいずれかの
モータ巻線に過負荷電流が生じると、ヒータはバ
イメタル部材を作動させて回路を開くのに充分な
熱を発生しモータを過剰な巻線温度から保護す
る。保護器の最終組立体の閉成端に隣接する凾体
部が変形してバイメタル部材を所望温度に加熱し
た時に保護器回路を開くように保護器を較正する
ようにヒータ素子、バイメタル部材及び接点が凾
体内に配置されている。

第１図及び第２図は多くの出願に記載されたモ
ータ保護器１０を示し、この保護器は開放端１
２．１及び閉成端１２．２を有するほぼ円筒状も
しくは管状の函体１２を含み、函体は好ましくは
閉成端に隣接する棚もしくは断部１２．３を有す
る。函体は低炭素鋼等の可変形、導電及び熱伝導
材で形成され、好ましくは開放端に隣接したフレ
アリムを有する。高導電率、低接触面抵抗及び良
好な接点溶接及びアーク腐蝕抵抗を有する酸化銀
カジウム等が１５に示すように函体閉成端に隣接
する函体の棚１２．３に直接溶接される。好まし
くは低炭素鋼等で出来たヘツダ板１６は内部に一
対の開口１６．１を有し、その周辺は溶接その他
により函体の開放端に固着され、ヘツダ板を函体
に密封する。好ましくは銅芯で形成され周囲に鋼
を被覆した一対の端子ピン１８及び２０が各ヘツ
ダ板開口内に配置され、第１図の符号１６．３に
示すように従来のガラススケーリング法等により
ヘツダ板と密封、電気的絶縁関係において前記開
口内に固着され、保護器函体内に延在している。

第１の電気抵抗ヒータ素子２２が溶接もしくは
他の方法により第１図の符号１９に示すように一
方の端子ピン１８に固着され、ピンから片持式に
延在して管状函体１２の長さの相当な部分を縦方
向に延在する。好ましくはヒータ素子は所望の電
気抵抗率を有する冷間圧延鋼等の適切に堅固な導
電材で形成し、素子を通る所定の値の電流に応答
して所定の熱出力を発生する。

熱応答スナツプ動作バイメタル素子２４は任意
の従来の方法で第１のヒータ素子２２に固着され
た一端２４．１を有し、従つて部材は第１のヒー
タから片持式に延在し、その自由端には好ましく
は接点１４と同じ材料で形成された可動接点２６
が載置される。接点２６は常時、静止接点１４と
閉回路係合する。熱応答素子は、互いに固着され
た比較的高い熱膨張率及び比較的低い熱膨張率の
金属層を有し、内部に皿部２４．３を有する従来
型であり、素子は常時、接点２６を接点１４と係
合させて回路を閉じるようにされ、選定温度に加
熱すると、皿部を反転させて可動接点スナツプ動
作により破線２６ａで示す位置に移動させ、接点
１４を係合解除し回路を開く。次に素子２４が選
定温度よりも低い選定値に冷却すると、素子はス
ナツプ動作により元の閉回路位置へ戻る。好まし
くは熱応答素子２４は従来の溶接釦２８により第
１のヒータ素子へ固着され、この釦は素子２９に
溶接されたヘツド２８．１と熱応答素子の終端２
４．１の開口（図示されていない）内を延在して
３０に示すように第１のヒータに溶接されたシヤ
ンク２８．２を有している。

第１のヒータ素子２２は素子２４と函体１２と
の間の位置において熱応答素子の１面２４．４に
沿つて該素子と密接して熱伝導関係に延在する部
分２２．６を有している。

第２のヒータ素子３２が函体及び面２４．４と
反対側の熱応答素子２４の面２４．５間に配置さ
れている。第２のヒータは第２の端子ピン２０と
熱応答素子２４との間に電気的に接続され、熱応
答素子２４の面２４．５に沿つて該素子と密接し
て熱伝導関係に延在する部分を有する。ヒータ素
子３２は選定電気抵抗率を有するニクロム合金等
の線を有し、その一端は符号３３に示すように端
子ピン２０に溶接され、他端３２．３は熱応答部
材に電気的に接続された溶接釦２８に溶接されて
いる。

前記保護器は過剰温度保護のみならずモータの
始動及び運転巻線の過電流保護にも極めて有効で
あるが、さまざまな定格電流のダイナモエレクト
リツク機械に使用できて機械の巻線内に形成され
たポケツト内に載置できるかもしくは巻線の外面
領域と接触するようにされた低コスト、単一ヒー
タ保護器が要望されている。さらに、単一のヒー
タ、単一の端子ピン構成の保護器の組立を容易に
するため、ヘツダに対して函体の角方位が与えら
れなければならない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、ダイナモエレクトリツク機械
の巻線と最適な熱伝達関係をもつて取付けること
ができ、かつサーモスタツトスイツチの組立が容
易である信頼性に優れた低コストでコンパクトな
サーモスタツトスイツチを提供することである。
更に、他の目的は、回転圧縮機等に使用する
2000psi程度の圧力に耐える密封型保護器を提供
することである。

要約すれば本発明に従つて製作した保護器は閉
成端及び開放端を有しヘツダ組立体から密封され
たスイツチ空胴を画定する熱伝導及び導電性凾体
を具備している。ヘツダ組立体は凾体に密封付着
してその開放端を閉じ、凾体と電気的絶縁関係に
おいて電気端子ピンを載置する。端子ピンはスイ
ツチ空胴内へ延在しその上に片持式にヘツダ素子
が載置されていて凾体の閉成端に向つて延在して
いる。スナツプ動作サーモスタツト素子の一端が
ヘツダの両端の中間に付着されており、凾体の閉
成端に向つて片持式に延在している。可動接点が
サーモスタツト素子の自由端上に載置されてお
り、凾体の壁上にその閉成端に隣接して直接載置
された静止接点と係合及び係合解除するようにさ
れている。凾体にはその閉成端に隣接して静止接
点を受け止める一般的に平坦な棚が形成されてい
る。凾体は一般的に楕円形円筒形状とされており
ダイナモエレクトリツク機械の第１の範囲の定格
電流に使用するのに必要なサーモスタツト組立体
と凾体壁間の離隔距離により定まる主軸を有して
いる。楕円形構成により巻線内に保護器を載置す
るのに必要な固定子の内外面間の半径方向の間隔
を増大することなく、第１及び第２の低い範囲の
定格電流の両方のダイナモエレクトリツク機械に
使用できる異なる定格電流のサーモスタツト組立
体（ヒータ及びサーモスタツト素子）を同じ凾体
内に配置することができる。さらにこの構成によ
り、ヘツダの基準をその楕円の主軸（長軸）と
し、函体の基準をその権利の主軸又は棚とし、両
者の基準を一致させることによりヘツダに対する
函体の角方位を与えることができ、従つて保護器
の自動組立を容易にすることができる。一方、２
つのヒータを有する２つの導電ピンを備えた保護
器においては、ヘツダの角方向の基準は２個の導
電ピンによつて得られる。

［実施例］ 第３図〜第８図に簡単化された単一ヒータ保護
器４０を示し、それは巻線内に形成されたポケツ
ト内もしくはその外面上で巻線と最適熱伝達関係
において定格電流の異なるダイナモエレクトリツ
ク機械に容易に使用できるようにされている。保
護器４０は開放端４２．１及び閉成端４２．２を
有し好ましくは棚部４２．３を有する一般的に管
状の凾体４２を具備している。凾体は保護器１０
の凾体１２に使用している冷間圧延鋼等の可変
形、導電及び熱伝導材で形成されている。

好ましくは低炭素鋼等で形成されているヘツダ
板４４は単一開口４４．１を有し、その周辺は凾
体の開放端において溶接もしくは他の方法により
フレア部４２．４に固着されている。好ましくは
保護器１０のピン１８及び２０と同じ材料で形成
された単一端子ピン４６がヘツダ板内に配置され
ており、符号４４．２に示すように従来のガラス
スケーリングによりヘツダ板と密封、電気的絶縁
関係においてヘツダ板内に固着されておりピンは
保護器凾体内のスイツチ空洞４２．５に延在す
る。

第３図〜第５図に示すようにサーモスタツト組
立体４８がスイツチ空洞４２．５内に配置されて
おり、冷間圧延鋼等の選定電気抵抗率を有する適
切な材料により形成されたヒータ素子５０を有し
ている。ヒータ素子５０は細長板の形状であり溶
接等によりピンに片持式に固着された一端５０．
１を有し、ヒータは凾体の閉成端４２．２に向つ
て延在する。皿型構成に形成された部分を有する
バイメタルの一般的に矩形細片形状のスナツプ動
作バイメタル素子５２がヒータ５０から熱伝導関
係に延在している。サーモスタツト素子５２はヒ
ータ５０と電気的に接続してその中間に溶接釦５
４を介して溶接により固着された一端５２．１を
有している。サーモスタツト素子の反対端５２．
２に従来の方法で可動接点５６が載置されてい
る。サーモスタツト素子５２はヒータ５０から凾
体の閉成端４２．２に向つて片持式に延在して可
動接点５６を配置し、保護器４０を使用するダイ
ナモエレクトリツク機械の常時動作状態において
それは凾体の棚４２．３上に従来の方法で載置さ
れた静止接点５８と係合する。サーモスタツト素
子５２を選定温度に加熱すると、第３図に破線で
示す反対構成にスナツプして接点が係合解除し、
ピン４６、ヒータ５０、サーモスタツト素子５
２、接点、凾体４２及びヘツダ板４４間に形成さ
れた電気回路を開く。本装置は棚４２．３を変移
して静止接点の位置を変えることにより保護器１
０と同様に較正できる。

第５図に示すように凾体４２は例えば１５〜６
０Ａの範囲の特定定格電流ダイナモエレクトリツ
ク機械に使用するサーモスタツト素子と凾体壁間
の電気的離隔距離についてさまざまな法制定機関
が公布する基準により要求される図示の間隔によ
り定まる主軸を有する一般的に楕円状円筒として
構成されている。

第６図〜第８図はサーモスタツト組立体４８が
有効となる電流範囲とは異なる低い電流範囲を有
するダイナモエレクトリツク機械に保護器４０を
使用できるようにするサーモスタツト組立体６０
を有する保護器４０を示す。例えば組立体６０は
５〜１５Ａの範囲のダイナモエレクトリツク機械
に使用することができる。サーモスタツト組立体
６０はヘツダ５０と同様であるが低い電流範囲で
所望値の熱出力を発生するようにする狭い構成の
ヒータ６２を具備している。ヒータ６２は溶接に
よりピン４６に固着された一端６２．１及びピン
４６から凾体の閉成端４２．２に向つて片持式に
延在する他端６２．２を有している。ヒータ素子
６２は中央オフセツト部６２．３を有し、そこか
らスナツプ動作サーモスタツト素子６４が溶接タ
ブ６６を使用して溶接により載置されている。終
端６２．２のオフセツト部によりサーモスタツト
素子がその開放（第６図の破線）構成に移動する
余地が与えられる。対称構成によりヒータ６２の
いずれか一端を第３図〜第６図のピン４６に溶接
して装置の組立を容易にすることができる。

凾体４２の主軸はサーモプラスチツク組立体６
０に使用する場合より長くすることができるが、
保護器４０は凾体４２の楕円構成により小さな電
流範囲のダイナモエレクトリツク機械の固定子巻
線内に形成されたポケツト内に嵌装するのに充分
コンパクトである。この点について第９図を参照
することができ、それにはサーモプラスチツク組
立体と凾体間の間隔が同じである円筒構成の保護
器１０と較べた場合、楕円構成の保護器４０は固
定子の内外面間の半径方向のスペースの使用が少
いという利点を示している。楕円形凾体により巻
線内への保護器の配置をさらに制御することがで
き、それは保護器の設計により考慮されている方
法で保護器の接点を開閉した時に接点間に生じる
アークに、巻線間に確立された磁界が作用して行
われる。すなわち保護器が磁界に対して所望の向
きとされていない場合には、アークを凾体の所望
しない部分に向けられる。楕円構成により円筒凾
体の場合よりも一層これを制御することができ
る。もう一つの利点を第１０図に示す。保護器４
０を巻線の外面上に載置したい場合には、楕円構
成により円筒状の場合よりも広い熱伝導面が得ら
れ、装置は巻線の過剰温度状態に一層迅速に応答
する。保護器の組立を考慮すればもう一つの利点
が判る。保護器１０を組立てる際、ヘツダ１６に
対する凾体１２の角方向は棚１２．３を凾体に対
する基準面として使用しピン１８及び２０をヘツ
ダに対する基準として使用して、ヘツダ及び凾体
を正しい方向で一緒に溶接し可動接点２６を静止
接点１４と係合及び係合解除するように移動可能
として達成される。単一端子ピンを有する保護器
４０において、ヘツタの角方位の基準を楕円の主
軸とし、函体の基準を楕円の主軸又は棚とし、両
者の基準を一致させた場合に、可動接点と静止接
点とが正確に係合又は非係合できるような位置関
係に調整しておけば、組立が容易になる。

本発明の保護器の特定実施例について図面を参
照として説明してきたが、実施例の全ての修正及
び同等効果も特許請求の範囲に入るものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は前記特許出願に記載された２個のヒー
タ保護器の縦軸に沿つた正面断面図、第２図は第
１図の線２−２に沿つた断面図、第３図は本発明
に従つて製作した保護器の第１図と同様な断面
図、第４図は第３図に示す保護器の平面断面図、
第５図は第３図の線５−５に沿つた断面図、第６
図は第３図のものとは異なる定格電流のサーモス
タツト組立体を収容する本発明に従つて製作した
第３図と同様な断面図、第７図は第６図に示す保
護器の平面断面図、第８図は第６図の線８−８に
沿つた断面図、第９図は第１図及び第２図に示す
種類の保護器及び本発明に従つて製作した保護器
を巻線内に埋設載置したダイナモエレクトリツク
機械の固定子の線図、第１０図は本発明に従つて
製作した保護器を配置する外面を有する巻線の一
部の線図である。 符号の説明、１０，４０……モータ保護器、１
２，４２……凾体、１６，４４……ヘツダ板、１
８，２０，４６……端子ピン、２２，３２，５
０，６２……ヒータ素子、２４，５２……バイメ
タル素子、２６……可動接点、２８，５４……溶
接釦、４８，６０，６４……サーモスタツト組立
体、５８……静止接点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ダイナモエレクトリツク機械の巻線に熱結合
   されるサーモスタツトスイツチにおいて、 前記サーモスタツトスイツチは、函体と、ヘツ
   ダと、スイツチング組立体とを有し、 前記函性は、熱伝導及び導電材の第１の開放端
   及び第２の閉成端を有する円筒構成であり、その
   内部に静止接点を備えたスイツチング空胴を形成
   し、 前記ヘツダは、その中央部に開口を形成し、前
   記函体の第１の開放端に取付けられ、 前記スイツチング組立体は、前記ヘツダの開口
   を通り前記スイツチング空胴内に延在する導電ピ
   ンと、前記導電ピン上に取付けられた可動接点を
   備えたサーモスタツト素子とを有し、前記サーモ
   スタツト素子の所定温度状態において前記可動接
   点が前記静止接点と係合又は非係合し、 前記函体及びヘツダは楕円形に構成されている
   ことを特徴とするサーモスタツトスイツチ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のサーモスタツト
   スイツチにおいて、閉成端に隣接する函体壁内に
   棚が形成されており、前記棚は静止接点の座とし
   て使用されるサーモスタツトスイツチ。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のサーモスタツト
   スイツチにおいて、前記組立体は第１及び第２端
   を有する細長いヒータを具備し、第１端はピン部
   材に固着され、第２端は函体の閉成端に隣接配置
   されており、サーモスタツト素子はヒータの第１
   及び第２端間に片持式に載置された細長いスナツ
   プ動作素子であり、サーモスタツト素子は可動接
   点を搭載した第２端を有するサーモスタツトスイ
   ツチ。 ４ 特許請求の範囲第３項記載のサーモスタツト
   スイツチにおいて、ヒータ素子は対称構成とされ
   ており、第１もしくは第２端をピン部材に固着す
   ることができるサーモスタツトスイツチ。