JP2007043792A - モータの起動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの起動装置に関し、エネルギー効率を高める。
【解決の手段】主巻線および補助巻線を有するモータの起動装置で、第１の正特性サーミスタ１０４と、第１の正特性サーミスタ１０４と直列に接続された半導体スイッチ１０５と、第１の正特性サーミスタ１０４および半導体スイッチ１０５と並列に接続され、半導体スイッチ１０５のオン及びオフを制御する第２の正特性サーミスタ１０６とを備え、第２の正特性サーミスタ１０６の外周面の少なくとも一部を断熱層にて囲うことにより、第２の正特性サーミスタ１０６の熱損失を低減し、起動装置の消費電力を低減する。
【選択図】図２

Description

本発明は、正特性サーミスタを備えた単相誘導電動機からなるモータの起動装置に関するものである。

従来、モータの起動装置として、正特性サーミスタを用いたものが広く用いられている。

しかしながら、近年地球環境を考慮してエネルギー効率が高いことが望まれているなかで、モータが起動した後も正特性サーミスタに電源電圧が印加され続け電力を消費することに注目して、モータが起動した後に、正特性サーミスタに印加される電源電圧を遮断するものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来のモータの起動装置を説明する。

図１３は特許文献１に記載された従来のモータの起動装置を用いた回路図、図１４は従来のモータの起動装置の要部の組立後を示す図、図１５は図１４のＡ−Ａ線断面図である。

図１３において、単相誘導電動機を構成するモータ２は主巻線１０および補助巻線３を備え、交流電源７に接続されている。

起動装置１はモータ２の補助巻線３に直列に接続された第１の正特性サーミスタ４と、第１の正特性サーミスタ４と直列に接続された半導体スイッチ５と第１の正特性サーミスタ４および半導体スイッチ５と並列に電極板Ａ１３を介してモータ２の補助巻線３に接続された第２の正特性サーミスタ６で回路構成されている。

第１の正特性サーミスタ４、第２の正特性サーミスタ６は、例えば、チタン酸バリウムを主成分とした酸化物半導体セラミックで構成されていて、キュリー温度をもち、このキュリー温度を超えると電気抵抗値が急激に増大する特性を有しており、電流が流れることで自己発熱し、電気抵抗値が急激に増加する。

半導体スイッチ５には第１の端子Ｔａ、第２の端子Ｔｂ、ゲート端子Ｇがあり、ゲート端子Ｇは電極版Ｂ１４を介して第２の正特性サーミスタ６に接続されている。

半導体スイッチ５は、ゲート端子Ｇに一定電流が流れることで第１の端子Ｔａ、第２の端子Ｔｂ間がＯＮし、ゲート端子Ｇに電流を流れなければ第１の端子Ｔａ、第２の端子Ｔｂ間がＯＦＦするもので、第２の正特性サーミスタ６に電流が流れないときには第２の正特性サーミスタ６の抵抗値が小さいためゲート端子Ｇに一定電流が流し、第１の端子Ｔａ、第２の端子Ｔｂ間がＯＮとなる。

また、第２の正特性サーミスタ６に電流が流れたときには第２の正特性サーミスタ６の抵抗値が大きくなりゲート端子Ｇの電流が低下するため第１の端子Ｔａ、第２の端子Ｔｂ間がＯＦＦとなる。

図１４、図１５において第２の正特性サーミスタ６は、上下の面が、樹脂で成形されたケースＡ１１とケースＢ１２に接触した状態で保持されている。また、相対向する電極面の一方の面は電極板Ａ１３を介し補助巻線３に接続され、電極面のもう一方の面は、電極板Ｂ１４を介して半導体スイッチ５のゲートＧに接続されている。

以上のように構成されたモータの起動装置について、以下その動作、作用を説明する。

交流電源７から電気が供給されると、主巻線１０に起動電流が流れる。起動時には第２の正特性サーミスタ６の温度が低く抵抗値が小さいためゲート端子Ｇに電流が流れることで、半導体スイッチ５はＯＮしている。

また第１の正特性サーミスタ４の温度も低く抵抗値が小さいため、補助巻線３に起動電流が流れ、モータ２は運転を開始する。

モータ２が起動後、第１の正特性サーミスタ４は数秒でキュリー温度以上に自己発熱するため電気抵抗値が急激に増加し補助巻線３の電流が減少し、実質的に補助巻線３は切り離される。

通常、第１の正特性サーミスタ４は、高い電気抵抗値を維持するに必要な自己発熱を維持し続けるため、モータ２の運転中は数ワットの消費電力を消費し続けることになる。

更に、第２の正特性サーミスタ６にも電源電圧が印加されるので自己発熱し、抵抗値が増加し抵抗値が増加するためゲート端子Ｇへの電流が低下し、半導体スイッチ５がＯＦＦとなる。

半導体スイッチ５がＯＦＦとなると、第１の正特性サーミスタ４への電源電圧の印加が遮断されて、第１の正特性サーミスタ４の電力消費が発生せず、節電が図れる。
特開平６−３３９２９１号公報

しかしながら、上記従来の構成では、第２の正特性サーミスタ６の熱が空間やケースＡ１１、ケースＢ１２などに熱伝導して放熱してしまい、周囲への放熱が大きく十分に温度上昇が得られず、その結果抵抗値の増加が小さくなり、消費電力が大きくなるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、エネルギー効率の高いモータの起動装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明のモータの起動装置は、補助巻線に直列に接続された第１の正特性サーミスタと、第１の正特性サーミスタと直列に接続された半導体スイッチと、正特第１の性サーモスタットと並列に接続され、半導体スイッチをＯＮ／ＯＦＦする第２の正特性サーミスタとを備え、第２の正特性サーミスタの外周面の少なくとも一部を断熱層にて囲ったもので、断熱層の断熱効果により第２の正特性サーミスタと接触するケースおよびケース内雰囲気への放熱を小さく抑えることができ、第２の正特性サーミスタの消費電力を節約することができるという作用を有する。

本発明のモータの起動装置は、エネルギー効率の高いモータの起動装置を提供することができる。

請求項１に記載の発明は、主巻線および補助巻線を有するモータの起動装置であって、補助巻線に直列に接続された第１の正特性サーミスタと、第１の正特性サーミスタと直列に接続された半導体スイッチと、前記第１の正特性サーミスタおよび前記半導体スイッチと並列に接続され、前記半導体スイッチのオン及びオフを制御する第２の正特性サーミスタとを備え、第２の正特性サーミスタの外周面の少なくとも一部を断熱層にて囲ったものであり、ケースおよびケース内雰囲気への熱伝導が小さくなり、第２の正特性サーミスタの損失が低減されるため、消費電力を低減でき、起動装置の消費電力が小さく消費電力エネルギー効率の高いモータの起動装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、断熱層は芯材と前記芯材を被う非通気性外被材からなる真空断熱材にて形成されたもので、真空断熱材の断熱効果により第２の正特性サーミスタの損失が低減されるので、請求項１より更に消費電力を小さくすることができ、起動装置の消費電力を低減することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、断熱層は第２の正特性サーミスタの外周面に塗布された塗料型断熱材にて形成されたもので、第２の正特性サーミスタの表面に塗料型断熱材を塗布するだけの簡単な工程で断熱効果が得られ、第２の正特性サーミスタの損失が低減されるため、消費電力を低減でき、更に安価に起動装置の消費電力を低減することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、断熱層は発泡樹脂にて形成されたもので、発泡樹脂内に形成された気泡の断熱効果により、第２の正特性サーミスタの損失が低減され、断熱層は樹脂成形品なので、加工、組立が容易であり、安価に製造が可能である。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、断熱層は閉空間によって画定された空気の層にて形成されたもので、ケースの面を閉空間の空気層が形成される形状にすることにより、空気層の断熱効果で第２の正特性サーミスタの損失が低減されるので、特別な断熱材を必要とせず、組立も容易で安価に起動装置の消費電力を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるモータの起動装置の回路図、図２は、本発明の実施の形態１におけるモータの起動装置の要部の組立前を示す図、図３は、図２の組立後のＢ−Ｂ線断面図である。

以下、図１、図２、図３に基づいて本実施の形態について説明する。

図１において、単相誘導電動機を構成するモータ１０２は主巻線１１０および補助巻線１０３を備え、交流電源１０７に接続されている。起動装置１０１はモータ１０２の補助巻線１０３に直列に接続された第１の正特性サーミスタ１０４と、第１の正特性サーミスタ１０４と直列に接続された半導体スイッチ１０５と、第１の正特性サーミスタ１０４および半導体スイッチ１０５と並列に電極板Ａ１１３を介してモータ１０２の補助巻線１０３に接続された第２の正特性サーミスタ１０６で回路構成されている。

第１の正特性サーミスタ１０４、第２の正特性サーミスタ１０６は、電流が流れることで自己発熱し、電気抵抗値が急激に増加する。

半導体スイッチ１０５には第１の端子Ｔ１、第２の端子Ｔ２、ゲート端子Ｇ１があり、ゲート端子Ｇ１は電極板Ｂ１１４を介して第２の正特性サーミスタ１０６に接続されている。

ゲート端子Ｇ１に一定電流が流れることで第１の端子Ｔ１、第２の端子Ｔ２間がＯＮし、ゲート端子Ｇ１に電流を流れなければ第１の端子Ｔ１、第２の端子Ｔ２間がＯＦＦするもので、第２の正特性サーミスタ１０６に電流が流れないときには第２の正特性サーミスタ１０６の抵抗値が小さいためゲート端子Ｇ１に一定電流が流し、第１の端子Ｔ１、第２の端子Ｔ２間がＯＮとなる。

また、第２の正特性サーミスタ１０６に電流が流れたときには第２の正特性サーミスタ１０６の抵抗値が大きくなりゲート端子Ｇ１の電流が低下するため第１の端子Ｔ１、第２の端子Ｔ２間がＯＦＦとなる。

図２、図３において第２の正特性サーミスタ１０６の相対向する電極面の一方の面は電極板Ａ１１３を介し補助巻線１０３に接続され、電極面のもう一方の面は、電極板Ｂ１１４を介して半導体スイッチ１０５のゲート端子Ｇ１に接続されている。

そして第２の正特性サーミスタ１０６は、電極面以外が芯材と前記芯材を被う非通気性外被材からなる断熱層である真空断熱材１１５に囲われて、ケースＡ１１１、ケースＢ１１２に組み込まれている。非通気性外被材は、プラスチックフィルムと金属箔のラミネートフィルムで構成されている。

以上のように構成されたモータの起動装置について、以下その動作、作用を説明する。

交流電源１０７から電気が供給されると、主巻線１１０に起動電流が流れる。起動時には第２の正特性サーミスタ１０６の温度が低く抵抗値が小さいためゲート端子Ｇ１に電流が流れることで、半導体スイッチ１０５はＯＮする。

また第１の正特性サーミスタ１０４の温度も低く抵抗値が小さいため、補助巻線１０３に起動電流が流れ、モータ１０２は運転を開始する。

モータ１０２が起動後、第１の正特性サーミスタ１０４は数秒でキュリー温度以上に自己発熱するため電気抵抗値が急激に増加し、補助巻線１０３の電流が減少し、実質的に補助巻線１０３は切り離される。

更に、第２の正特性サーミスタ１０６にも電源電圧が印加されるので自己発熱し、抵抗値が増加するためゲート端子Ｇ１への電流が低下し、半導体スイッチ１０５がＯＦＦとなる。

半導体スイッチ１０５がＯＦＦとなると、第１の正特性サーミスタ１０４への電源電圧の印加が遮断されて、第１の正特性サーミスタ１０４の電力消費が発生せず、節電が図れる。

また、第２の正特性サーミスタ１０６は、非常に断熱性に優れた真空断熱材１１５に囲われているため、相対向する電極面からの放熱を除いて、第２の正特性サーミスタ１０６の熱がケースＡ１１１、ケースＡ１１２にはほとんど伝わらないため、第２の正特性サーミスタ１０６の放熱が極めて少なくなる。

また、第２の正特性サーミスタ１０６の抵抗値は自己発熱の温度上昇により大きくなるが、周囲への放熱が大きければ十分に温度上昇が得られず、その結果抵抗値の増加が小さくなり、消費電力が大きくなり、更にはゲート端子Ｇ１の電流が十分に低下せず半導体スイッチ１０５がＯＦＦしなくなることがあるが、本実施の形態においてはこういった動作ミスを回避することができる。

従って、半導体スイッチ１０５をＯＦＦさせるのに必要な第２の正特性サーミスタ１０６の自己発熱の電力以外の、ケースＡ１１１やケースＢ１１２などへの放熱分の電力消費を極めて低く抑えることができ、その結果、極めてエネルギー効率の高いモータの起動装置を得ることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるモータの起動装置の回路図、図５は、本発明の実施の形態２におけるモータの起動装置の要部の組立前を示す図、図６は、図５の組立後のＣ−Ｃ線断面図である。

以下、図４、図５、図６に基づいて本実施の形態について説明する。

図４において、単相誘導電動機を構成するモータ２０２は主巻線２１０および補助巻線２０３を備え、交流電源２０７に接続されている。

起動装置２０１はモータ２０２の補助巻線２０３に直列に接続された第１の正特性サーミスタ２０４と、第１の正特性サーミスタ２０４と直列に接続された半導体スイッチ２０５と、第１の正特性サーミスタ２０４および半導体スイッチ２０５と並列に電極板Ａ２１３を介してモータ２０２の補助巻線２０３に接続された第２の正特性サーミスタ２０６で回路構成されている。

第１の正特性サーミスタ２０４、第２の正特性サーミスタ２０６は、電流が流れることで自己発熱し、電気抵抗値が急激に増加する。

半導体スイッチ２０５には第１の端子Ｔ３、第２の端子Ｔ４、ゲート端子Ｇ２があり、ゲート端子Ｇ２は電極板Ｂ２１４を介して第２の正特性サーミスタ２０６に接続されている。

ゲート端子Ｇ２に一定電流が流れることで第１の端子Ｔ３、第２の端子Ｔ４間がＯＮし、ゲート端子Ｇ２に電流を流れなければ第１の端子Ｔ３、第２の端子Ｔ４間がＯＦＦするもので、第２の正特性サーミスタ２０６に電流が流れないときには第２の正特性サーミスタ２０６の抵抗値が小さいためゲート端子Ｇ２に一定電流が流し、第１の端子Ｔ３、第２の端子Ｔ４間がＯＮとなる。

また、第２の正特性サーミスタ２０６に電流が流れたときには第２の正特性サーミスタ２０６の抵抗値が大きくなりゲート端子Ｇ２の電流が低下するため第１の端子Ｔ３、第２の端子Ｔ４間がＯＦＦとなる。

図５、図６において第２の正特性サーミスタ２０６の相対向する電極面の一方の面は電極板Ａ２１３を介し補助巻線２０３に接続され、電極面のもう一方の面は、電極板Ｂ２１４を介して半導体スイッチ２０５のゲート端子Ｇ２に接続されている。

そして第２の正特性サーミスタ２０６の電極面以外の外周面は塗料型断熱材２１５が塗布されており、ケースＡ２１１、ケースＢ２１２、電極板Ａ２１３、電極板Ｂ２１４により保持されている。

以上のように構成されたモータの起動装置について、以下その動作、作用を説明する。

交流電源２０７から電気が供給されると、主巻線２１０に起動電流が流れる。起動時には第２の正特性サーミスタ２０６の温度が低く抵抗値が小さいためゲート端子Ｇ２に電流が流れることで、半導体スイッチ２０５はＯＮする。

また第１の正特性サーミスタ２０４の温度も低く抵抗値が小さいため、補助巻線２０３に起動電流が流れ、モータ２０２は運転を開始する。

モータ２０２が起動後、第１の正特性サーミスタ２０４は数秒でキュリー温度以上に自己発熱するため電気抵抗値が急激に増加し、補助巻線２０３の電流が減少し、実質的に補助巻線２０３は切り離される。

更に、第２の正特性サーミスタ２０６にも電源電圧が印加されるので自己発熱し、抵抗値が増加するためゲート端子Ｇ２への電流が低下し、半導体スイッチ２０５がＯＦＦとなる。

半導体スイッチ２０５がＯＦＦとなると、第１の正特性サーミスタ２０４への電源電圧の印加が遮断されて、第１の正特性サーミスタ２０４の電力消費が発生せず、節電が図れる。

また、第２の正特性サーミスタ２０６は電極面以外の外周面に、断熱性に優れ、塗布するだけでよい塗料型断熱材２１５を使用しているため、相対向する電極面からの放熱を除いて、第２の正特性サーミスタ２０６の熱がケースＡ２１１、ケースＢ２１２に伝わりにくく、第２の正特性サーミスタ２０６の放熱が少なくなる。

また、第２の正特性サーミスタ２０６の抵抗値は自己発熱の温度上昇により大きくなるが、周囲への放熱が大きければ十分に温度上昇が得られず、その結果抵抗値の増加が小さくなり、消費電力が大きくなり、更にはゲート端子Ｇ２の電流が十分に低下せず半導体スイッチ２０５がＯＦＦしなくなることがあるが、本実施の形態においてはこういった動作ミスを回避することができる。

従って、半導体スイッチ２０５をＯＦＦさせるのに必要な、第２の正特性サーミスタ２０６の自己発熱の電力以外の、ケースＡ２１１やケースＢ２１２などへの放熱分の電力消費を極めて低く抑えることができ、その結果、極めてエネルギー効率の高いモータの起動装置を得ることができる。

更に第２の正特性サーミスタ２０６は予め電極面以外の外周面に塗料型断熱材２１５を塗布しておく簡単なものであり、新たな部品の追加も必要とせず、組立工数も増えないため、生産性が高く安価な起動装置を得ることができる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３におけるモータの起動装置の回路図、図８は、本発明の実施の形態３におけるモータの起動装置の要部の組立前を示す図、図９は、図８の組立後のＤ−Ｄ線断面図である。

以下、図７、図８、図９に基づいて本実施の形態について説明する。

図７において、単相誘導電動機を構成するモータ３０２は主巻線３１０および補助巻線３０３を備え、交流電源３０７に接続されている。起動装置３０１はモータ３０２の補助巻線３０３に直列に接続された第１の正特性サーミスタ３０４と、第１の正特性サーミスタ３０４と直列に接続された半導体スイッチ３０５と、第１の正特性サーミスタ３０４および半導体スイッチ３０５と並列に電極板Ａ３１３を介してモータ３０２の補助巻線３０３に接続された第２の正特性サーミスタ３０６で回路構成されている。

第１の正特性サーミスタ３０４、第２の正特性サーミスタ３０６は、電流が流れることで自己発熱し、電気抵抗値が急激に増加する。

半導体スイッチ３０５には第１の端子Ｔ５、第２の端子Ｔ６、ゲート端子Ｇ３があり、ゲート端子Ｇ３は電極板Ｂ３１４を介して第２の正特性サーミスタ３０６に接続されている。

ゲート端子Ｇ３に一定電流が流れることで第１の端子Ｔ５、第２の端子Ｔ６間がＯＮし、ゲート端子Ｇ３に電流を流れなければ第１の端子Ｔ５、第２の端子Ｔ６間がＯＦＦするもので、第２の正特性サーミスタ３０６に電流が流れないときには第２の正特性サーミスタ３０６の抵抗値が小さいためゲート端子Ｇ３に一定電流が流し、第１の端子Ｔ５、第２の端子Ｔ６間がＯＮとなる。

また、第２の正特性サーミスタ３０６に電流が流れたときには第２の正特性サーミスタ３０６の抵抗値が大きくなりゲート端子Ｇ３の電流が低下するため第１の端子Ｔ５、第２の端子Ｔ６間がＯＦＦとなる。

図８、図９において第２の正特性サーミスタ３０６の相対向する電極面の一方の面は電極板Ａ３１３を介し補助巻線３０３に接続され、電極面のもう一方の面は、電極板Ｂ３１４を介して半導体スイッチ３０５のゲート端子Ｇ３に接続されている。

そして第２の正特性サーミスタ３０６は発泡樹脂にて成形されたケースＡ３１１、ケースＢ３１２と電極板Ａ３１３、電極板Ｂ３１４により保持されている。

以上のように構成されたモータの起動装置について、以下その動作、作用を説明する。

交流電源３０７から電気が供給されると、主巻線３１０に起動電流が流れる。起動時には第２の正特性サーミスタ３０６の温度が低く抵抗値が小さいためゲート端子Ｇ３に電流が流れることで、半導体スイッチ３０５はＯＮする。

また第１の正特性サーミスタ３０４の温度も低く抵抗値が小さいため、補助巻線３０３に起動電流が流れ、モータ３０２は運転を開始する。

モータ３０２が起動後、第１の正特性サーミスタ３０４は数秒でキュリー温度以上に自己発熱するため電気抵抗値が急激に増加し、補助巻線３０３の電流が減少し、実質的に補助巻線３０３は切り離される。

更に、第２の正特性サーミスタ３０６にも電源電圧が印加されるので自己発熱し、抵抗値が増加するためゲート端子Ｇ３への電流が低下し、半導体スイッチ３０５がＯＦＦとなる。

半導体スイッチ３０５がＯＦＦとなると、第１の正特性サーミスタ３０４への電源電圧の印加が遮断されて、第１の正特性サーミスタ３０４の電力消費が発生せず、節電が図れる。

また、第２の正特性サーミスタ３０６と接触するケースＡ３１１、ケースＢ３１２は、断熱性に優れた発泡樹脂にて成形されたものであるため、相対向する電極面からの放熱を除いて、第２の正特性サーミスタ２０６の熱がケースＡ３１１、ケースＢ３１２に伝わりにくく、第２の正特性サーミスタ２０６の放熱が少なくなる。

第２の正特性サーミスタ３０６の抵抗値は自己発熱の温度上昇により大きくなるが、周囲への放熱が大きければ十分に温度上昇が得られず、その結果抵抗値の増加が小さくなり、消費電力が大きくなり、更にはゲート端子Ｇ３の電流が十分に低下せず半導体スイッチ３０５がＯＦＦしなくなることがあるが、本実施の形態においてはこういった動作ミスを回避することができる。

従って、半導体スイッチ３０５をＯＦＦさせるのに必要な、第２の正特性サーミスタ３０６の自己発熱の電力以外の、ケースＡ３１１、ケースＢ３１２などへの放熱分の電力消費を極めて低く抑えることができ、その結果、極めてエネルギー効率の高いモータの起動装置を得ることができる。

更に、ケースＡ３１１、ケースＢ３１２の成形を発泡樹脂成形にするだけなので、新たな部品の追加も必要とせず、組立工数も増えないため、生産性が高く安価な起動装置を得ることができる。

（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４におけるモータの起動装置の回路図、図１１は、本発明の実施の形態４におけるモータの起動装置の要部の組立前を示す図、図１２は、図１１の組立後のＥ−Ｅ線断面図である。

以下、図１０、図１１、図１２に基づいて本実施の形態について説明する。
図１０において、単相誘導電動機を構成するモータ４０２は主巻線４１０および補助巻線４０３を備え、交流電源４０７に接続されている。

起動装置４０１はモータ４０２の補助巻線４０３に直列に接続された第１の正特性サーミスタ４０４と、第１の正特性サーミスタ４０４と直列に接続された半導体スイッチ４０５と、第１の正特性サーミスタ４０４および半導体スイッチ４０５と並列に電極板Ｉ４１３を介してモータ４０２の補助巻線４０３に接続された第２の正特性サーミスタ４０６で回路構成されている。

第１の正特性サーミスタ４０４、第２の正特性サーミスタ４０６は、電流が流れることで自己発熱し、電気抵抗値が急激に増加する。

半導体スイッチ４０５には第１の端子Ｔ７、第２の端子Ｔ８、ゲート端子Ｇ４があり、ゲート端子Ｇ４は電極板Ｂ４１４を介して第２の正特性サーミスタ４０６に接続されている。

ゲート端子Ｇ４に一定電流が流れることで第１の端子Ｔ７、第２の端子Ｔ８間がＯＮし、ゲート端子Ｇ４に電流を流れなければ第１の端子Ｔ７、第２の端子Ｔ８間がＯＦＦするもので、第２の正特性サーミスタ４０６に電流が流れないときには第２の正特性サーミスタ４０６の抵抗値が小さいためゲート端子Ｇ４に一定電流が流し、第１の端子Ｔ７、第２の端子Ｔ８間がＯＮとなる。

また、第２の正特性サーミスタ４０６に電流が流れたときには第２の正特性サーミスタ４０６の抵抗値が大きくなりゲート端子Ｇ４の電流が低下するため第１の端子Ｔ７、第２の端子Ｔ８間がＯＦＦとなる。

図１１、図１２において第２の正特性サーミスタ４０６の相対向する電極面の一方の面は電極板Ａ４１３を介し補助巻線４０３に接続され、電極面のもう一方の面は、電極板Ｂ４１４を介して半導体スイッチ４０５のゲート端子Ｇ４に接続されている。

そして第２の正特性サーミスタ４０６の電極面以外の外周面はケースＡ４１１、ケースＢ４１２によって画定された空気の層４１５で囲われている。
以上のように構成されたモータの起動装置について、以下その動作、作用を説明する。

交流電源４０７から電気が供給されると、主巻線４１０に起動電流が流れる。起動時には第２の正特性サーミスタ４０６の温度が低く抵抗値が小さいためゲート端子Ｇ４に電流が流れることで、半導体スイッチ４０５はＯＮする。

また第１の正特性サーミスタ４０４の温度も低く抵抗値が小さいため、補助巻線４０３に起動電流が流れ、モータ４０２は運転を開始する。

モータ４０２が起動後、第１の正特性サーミスタ４０４は数秒でキュリー温度以上に自己発熱するため電気抵抗値が急激に増加し、補助巻線４０３の電流が減少し、実質的に補助巻線４０３は切り離される。

更に、第２の正特性サーミスタ４０６にも電源電圧が印加されるので自己発熱し、抵抗値が増加するためゲート端子Ｇ４への電流が低下し、半導体スイッチ４０５がＯＦＦとなる。

半導体スイッチ４０５がＯＦＦとなると、第１の正特性サーミスタ４０４への電源電圧の印加が遮断されて、第１の正特性サーミスタ４０４の電力消費が発生せず、節電が図れる。

また、第２の正特性サーミスタ４０６とケースＡ４１１、ケースＢ４１２の間は、閉空間の空気の層４１５が形成されているため、相対向する電極面からの放熱を除いて、第２の正特性サーミスタ４０６の熱がケースＡ４１１、ケースＢ４１２に伝わりにくく、第２の正特性サーミスタ４０６の放熱が少なくなる。

また、第２の正特性サーミスタ４０６の抵抗値は自己発熱の温度上昇により大きくなるが、周囲への放熱が大きければ十分に温度上昇が得られず、その結果抵抗値の増加が小さくなり、消費電力が大きくなり、更にはゲート端子Ｇ４の電流が十分に低下せず半導体スイッチ４０５がＯＦＦしなくなることがあるが、本実施の形態においてはこういった動作ミスを回避することができる。

従って、半導体スイッチ４０５をＯＦＦさせるのに必要な、第２の正特性サーミスタ４０６の自己発熱の電力以外の、ケースＡ４１１、ケースＢ４１２などへの放熱分の電力消費を極めて低く抑えることができ、その結果、極めてエネルギー効率の高いモータの起動装置を得ることができる。

更に、ケースＡ４１１、ケースＢ４１２の第２の正特性サーミスタ４０６と接触する面を閉空間の空気の層４１５が形成される形状にするだけなので、新たな部品の追加も必要とせず、組立工数も増えないため、生産性が高く安価な起動装置を得ることができる。

以上のように、本発明にかかるモータの起動装置は、正特性サーミスタの消費電力を低減できるので、正特性サーミスタを備えた、冷蔵庫、空気調和機器等のモータ等の用途に利用できる。

本発明の実施の形態１におけるモータの起動装置の回路図 同実施の形態のモータの起動装置の要部の組立前を示す図 図２の組立後のＢ−Ｂ線断面図 本発明の実施の形態２におけるモータの起動装置の回路図 同実施の形態のモータの起動装置の要部の組立前を示す図 図５の組立後のＣ−Ｃ線断面図 本発明の実施の形態３におけるモータの起動装置の回路図 同実施の形態のモータの起動装置の要部の組立前を示す図 図８の組立後のＤ−Ｄ線断面図 本発明の実施の形態４におけるモータの起動装置の回路図 同実施の形態のモータの起動装置の要部の組立前を示す図 図１１の組立後のＥ−Ｅ線断面図 従来のモータの起動装置を用いた回路図 従来のモータの起動装置の要部の組立後を示す図 図１４のＡ−Ａ線断面図

符号の説明

１０３，２０３，３０３，４０３ 補助巻線
１０４，２０４，３０４，４０４ 第１の正特性サーミスタ
１０５，２０５，３０５，４０５ 半導体スイッチ
１０６，２０６，３０６，４０６ 第２の正特性サーミスタ
１１０，２１０，３１０，４１０ 主巻線
１１５ 真空断熱材
２１５ 塗料型断熱材
３１１ 発泡樹脂で成形されたケースＡ
３１２ 発泡樹脂で成形されたケースＢ
４１５ 空気の層

Claims (5)

1. 主巻線および補助巻線を有するモータの起動装置であって、補助巻線に直列に接続された第１の正特性サーミスタと、前記第１の正特性サーミスタと直列に接続された半導体スイッチと、前記第１の正特性サーミスタおよび前記半導体スイッチと並列に接続され前記半導体スイッチのオン及びオフを制御する第２の正特性サーミスタとを備え、前記第２の正特性サーミスタの外周面の少なくとも一部を断熱層にて囲ったモータの起動装置。
2. 断熱層は芯材と前記芯材を被う非通気性外被材からなる真空断熱材にて形成された請求項１に記載のモータの起動装置。
3. 断熱層は第２の正特性サーミスタの外周面に塗布された塗料型断熱材にて形成された請求項１に記載のモータの起動装置。
4. 断熱層は発泡樹脂にて形成された請求項１に記載のモータの起動装置。
5. 断熱層は閉空間によって画定された空気の層にて形成された請求項１に記載のモータの起動装置。

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