JP2006166566A

JP2006166566A - モータ

Info

Publication number: JP2006166566A
Application number: JP2004352998A
Authority: JP
Inventors: Isao Sugihara; 功椙原
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】過電流や過負荷によるモータや減速機の損傷を防止するため、保護装置を予め備えた単相電源により駆動されるモータを提供する。
【解決手段】単相電源により駆動されるモータ本体１０２Ａのモータケーシング１０３に端子箱２００を取付け、該端子箱２００の内部に設置した端子台２０６の端子２２０ｃ、２２２ｄに、モータ本体１０２Ａと電気的に直列接続されたヒータ３１０及びバイメタル３０６を備えたサーマルスイッチ３００を配置構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動機械等に使用されているモータを過電流や過負荷などに起因する損傷から保護する技術分野に関する。

産業用駆動機械の分野においては、特許文献１に記載されるように、各駆動機械に使用されているモータを過電流による焼損や過負荷による損傷から保護するためのシステムが構築されることが多い。

従来のシステムでは、別途制御室や配電盤などにより、各駆動機械のモータに流れる電流を集中的にモニタし、必要により又は自動的に電流を遮断する等により、各モータを保護するようにしている。

特開平２−７４１２２号公報

このように、実際にモータが置かれている場所とは別の場所においてモータ群を管理・保護するシステムにおいては、駆動機械のユーザが別途そのような保護システムを構築する必要があり、その構築のためにはハード的な費用のみならず多大な人的費用がかかってしまうという問題があった。

これは、個々の駆動機械の個々のモータ毎に、当該モータに最適な設定値（例えば遮断閾値）等を使用状況に応じて選定したり設定したりする必要があり、専門的知識を有する者を配置するなど周到な準備の下で行なわねばならないためである。

そこで本発明は、これらの不具合を解消するべく、ユーザサイドにこのようなコスト的、人的負担を掛けずに済むようなモータを提供することをその課題としている。

本発明は、ヒータとバイメタルを備えたサーマルスイッチと、該サーマルスイッチが接続され、モータ本体への通電のオン、オフが可能とされたモータ端子台を備え、且つ単相電源で駆動されるモータとすることにより、上記課題を解決するものである。

本発明においては、ヒータとバイメタルを備えたサーマルスイッチを、モータの端子台に直列に直接接続するようにしたため、モータ自体が自身の保護システムを有した状態でユーザに納品でき、そのまま設置できる。

従って、別途の保護システムの構築を必要とせず、そのための専門的知識を有する人員を確保する必要もない。

サーマルスイッチは、ヒータとバイメタルを内蔵しているため、過電流等を適確に検知することができ、且つ、単相電源とされているため、１個のサーマルスイッチで確実に電力を遮断できる。

更に、モータの使用目的や使用状況に最適な保護設定が特に専門的知識を有する者がいなくても予め可能となる。

本発明により、大幅なコスト削減及び人的負担の削減が可能となる。またモータが納品され設置された時点で、同時に当該モータ専用の保護設備の配備も完了することとなるため、納品から稼動までの時間も短縮される。

以下添付図面を用いて本発明の構成を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の１つであり、保護装置としてサーマルスイッチを取付けた駆動装置の全体図である。（Ａ）が正面図、（Ｂ）が右側面図である。ここでは、減速機１０４と連結されたモータ本体１０２Ａのモータケーシング１０３に、端子箱２００が取付けられ、該端子箱２００にサーマルスイッチ３００が取付けられている例が示されている。

図２は、端子箱２００単体の全体図である。（Ａ）は、該端子箱２００の平面一部透視図と底面一部透視図の結合図。（Ｂ）は（Ａ）のIIB−IIB線に沿う断面図である。

端子箱２００は、端子箱ケース本体２０２と端子箱蓋２０４とがボルト２１０を介して連結されている。この端子箱２００は、端子箱ケース本体２０２の底面において、連結具２１２を介してモータ本体１０２Ａのモータケーシング１０３に取付けられている。

端子箱２００の内部には、端子箱ケース本体２０２の底面に取付けられた端子台取付具２０８を介して端子台（モータ端子台）２０６が取付けられている。該端子台２０６の近傍には整流器２１８及びコンデンサ２１４が備えられている。コンデンサ２１４は、コンデンサ保持材２１６を介して端子箱ケース本体２０２内に収容されている。

一方、端子箱蓋２０４の外側表面にはサーマルスイッチ３００が図示せぬビス等により固着されている。

図３は、端子箱２００の内部にある端子台２０６（の端子２２０、２２２）と、サーマルスイッチ３００の接続状態を表わすものであり、図４は図３の電気回路図である。図５は、サーマルスイッチ３００の内部構造を示すものであって、（Ａ）が平常時、（Ｂ）が異常時（保護装置作動時）をそれぞれ表わしている。

端子台２０６には外部から単相の交流電源２２１が接続されている。端子台２０６は図面上の上段の端子群２２０と下段の端子群２２２を備える。上段の端子群２２０と下段の端子群２２２は、各列毎に、即ち、端子２２０ａは同２２２ａと、端子２２０ｂは同２２２ｂと、端子２２０ｃは同２２２ｃと、・・・、端子２２０ｆは同２２２ｆと各々が図の裏面側で結合しており、電気的に繋がっている（図４参照）。電源と接続している２つの端子２２２ｂ、２２２ｃは、その一方の端子２２２ｂが直接モータ本体１０２Ａへと接続され、もう一方の端子２２２ｃは、サーマルスイッチ３００を経由してから、モータ本体１０２Ａへと接続されている。即ち、モータ本体１０２Ａと、サーマルスイッチ３００は電気的に直列接続されている。なお、整流器２１８は端子２２２ｂ、２２２ｄと接続されている。

一方、サーマルスイッチ３００はスイッチ本体３０２とカバー３０４で構成される。スイッチ本体３０２の底面中央部を貫通して調整ネジ３１４が螺合しており、該調整ネジ３１４の端部に傘状のバイメタル３０６が取り付けられている。バイメタル３０６には接点３０８ａ、３０８ｂが設けられており、金具３１２ａ及び金具３１２ｃと短絡可能とされている。又、金具３１２ｃはヒーター３１０を介して金具３１２ｂと電気的に繋がっている。

ここで、サーマルスイッチ３００内のヒータ３１０は、電流量に応じて発熱する導体からなっている。一方でバイメタル３０６は、設定の温度以下の状態では図５（Ａ）に示すように傘状態を維持しており、自身に有する接触点３０８ａ、３０８ｂを金具３１２ａ、３１２ｃへと付勢させ、設定温度にまで自身の周囲の温度が上昇すると、図５（Ｂ）に示すように傘のそりが反転する構成とされている。

なお、図の符号３２０は復帰ボタンである。

次に、本発明の作用について説明する。

本実施形態における駆動装置ＧＭ１００は、単相交流電源により作動する駆動装置である。

電源から供給される電流Ｉは、端子台２０６上の２つの端子２２２ｂ、２２２ｃを介して、モータ本体１０２Ａやコンデンサ２１４等へと供給されるが、電気的に直列接続されたサーマルスイッチ３００の存在により、該スイッチ内を通って電流Ｉが流れる。つまり、ある時点での電流の流れに着目すると、端子台２０６の端子２２２ｃ→端子２２０ｃ→リード線３１６ａを通って、サーマルスイッチ３００の金具３１２ａ→接点３０８ａ→バイメタル３０６→接点３０８ｂ→金具３１２ｃ→ヒータ３１０→金具３１２ｂ→リード線３１６ｂ→端子２２２ｄ→端子２２０ｄを経て、モータ本体１０２Ａ（図示しないコイル）へと電流が供給され、端子２２０ｂ、２２２ｂへと戻ることにより、駆動装置ＧＭ１００が作動する。また、供給される電源２２１は交流であるため、そのわずか後には逆の流れとなり、端子２２２ｂ→２２０ｂからモータ本体１０２Ａへ電流が供給される。

モータ１０２の負荷が想定以上に増大した場合や、断線等により内部短絡が生じた場合には、電流Ｉの増大によりヒータ３１０がより加熱し、その熱によってバイメタル３０６の設定温度を超えた時点でバイメタル３０６が図５（Ｂ）の状態へと変形する。これにより、接点３０８ａ、３０８ｂが金具３１２ａ、３１２ｃから離反し、電流が遮断され、駆動装置ＧＭ１００も停止する。

つまり、バイメタル３０６のそりが反転する温度を、駆動装置ＧＭ１００が過電流や過負荷により損傷する前に設定することで、モータ１０２を含めた駆動装置全体の保護装置（安全装置）として機能させることができる。

本実施形態においては、保護装置としてのサーマルスイッチ３００を、モータケーシング１０３に連結した端子箱２００に予め取付けることにより、駆動装置ＧＭ１００のユーザが別途保護システム（保護設備）を構築する必要がなく、ユーザが負担するコストを削減できる点においてメリットが大きい。

また、ユーザ自身が駆動装置ＧＭ１００に見合った保護装置を選定又は設定する必要がなく、ユーザの選定ミス、設定ミスによる駆動装置の損傷等を未然に防止することが可能となる。更に、本実施形態におけるサーマルスイッチ３００は、バイメタル３０６とヒータ３１０を併用したものであるため、バイメタルの設定温度（変形温度）をモータ本体１０２Ａの発熱程度では影響を受けない程高く設定しておき、バイメタル３０６の近傍に設置したヒータの過熱により初めて変形し得る設定とすることにより、設置場所周囲の温度による誤動作を排除できる。

又、本実施形態は、バイメタル３０６自身が電気経路の一部を兼ねているが、この構造は、バイメタルの温度に対する形状の変化によって他のスイッチを機械的にＯＮ−ＯＦＦする構造に比べて、保護装置の動作をよりダイレクトにレスポンスよく制御可能となっている。

又、駆動装置そのものに保護装置を装着することで、サーマルトリップ時（保護装置作動時）における復帰作業がその場で行なえることから、スムーズな作業の復帰が可能となっている。

又、本実施形態による保護装置は、既存の端子箱２００に穴開け等の簡単な加工で取付けることができ、別途取付けのための専用部品を用意する必要もなく、取付けコストを最小限に抑えつつ実現されるものである。

又、電源が単相であるため、保護装置としてのサーマルスイッチ３００を１つ設置することで実現でき、これがため、端子台２０６にコンパクトに保護装置を取付けるという構成を実現している。

本発明は、プラントなどの工業での利用可能性があることはもちろん、主として単相交流電源が使用される一般家庭内で使用される機器の駆動源に利用することが可能である。

本発明の実施形態の１つである保護装置としてサーマルスイッチを取付けた駆動装置の全体図であり、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が右側面図本発明の実施形態における端子箱単体の全体図であり、（Ａ）は、平面一部透視図及び底面一部透視図の結合図、（Ｂ）は（Ａ）のIIB−IIB線断面図本発明の実施形態における端子台とサーマルスイッチの接続状態を示した図図３の接続状態を電気的に表わした電気回路図本発明の実施形態におけるサーマルスイッチの内部構造図であり、（Ａ）は平常時、（Ｂ）は異常時（保護装置作動時）を表わす図

符号の説明

ＧＭ１００…駆動装置
１０２…モータ
１０２Ａ…モータ本体
１０４…減速機
２００…端子箱
２０２…端子箱ケース本体
２０４…端子箱蓋
２０６…端子台
２２０、２２２…電源端子
３００…サーマルスイッチ
３０６…バイメタル
３１０…ヒータ
３１２…金具
３１４…調整ねじ
３２０…復帰ボタン

Claims

ヒータとバイメタルを備えたサーマルスイッチと、
該サーマルスイッチが接続され、モータ本体への通電のオン、オフが可能とされたモータ端子台を備え、且つ
単相電源で駆動される
ことを特徴とするモータ。
請求項１において、
前記サーマスイッチは、前記モータ本体と電気的に直列接続されている
ことを特徴とするモータ。
請求項１又は２において、
前記モータ端子台が端子箱に収容されており、該端子箱に前記サーマルスイッチが固定されている
ことを特徴とするモータ。