JP2599797B2 - 密封三相保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一般的に温度応答スイッチに関し、特にモー
ター保護回路又はその他の同様な電気装置保護回路で用
いられる密封三相保護装置に関する。

［従来の技術］ モータの巻線の熱アナログとして作動するヒーターと
関連して温度応答スナップ作動ディスクを用い、そこ
で、ある選択された条件において、モータあるいは幾つ
か又は全てのヒーターで発生する熱によってスナップ作
動ディスクをスナップ作動させることによりデイスクに
操作結合された可動接点を開き、これによって、保護さ
れる装置を除勢する如く構成されたスイッチは周知であ
る。例えばそのようなスイッチは米国特許第3,452,313
号、第4,231,010号、及び第4,555,686号に記載されてい
る。それらの三相スイッチで用いられるスナップ作動デ
ィスクはその中心部でネジ部材を使って装架され、そし
てそのディスク支持の位置を垂直方向に調節することで
ディスクに操作結合された接点対の間隙と接触力を調節
することによってスイッチの校正が行われる。それらス
イッチは非常に効果的に機能するものであるが、なおそ
のコストを下げ、又製作をより自動化できるようにする
ことが望まれている。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明の１つの目的は、安価に製作でき、自動
化された方法で簡単に校正ができ、そして保護すべき電
気装置の巻線上に容易に装架できるように従来より小型
のコンパクトな形状を有する三相保護装置を提供するこ
とである。

本発明の他の目的は、保護される装置の三相のそれぞ
れに応答する熱応答三相保護装置を提供することであ
る。本発明の更に他の目的は、校正がスイッチを包囲す
るキャップ部材のゆがみに比較的影響されない保護装置
を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 簡単にいうと本発明によれば、全体的に長円形の金属
ヘッダープレートが１対の端子ピンを装架し、そしてこ
れらピンはそれぞれに長形のストリップヒーターの一方
の端部を装架する。それらヒーターはヘッダーから遠ざ
かる方向に延在し、そしてその自由先端部に静止接点を
装架する。両端子ピン間でヘッダーに剛性の支持部材が
取付けられ、ヘッダーから遠ざかる方向に延在し、そし
て第３ヒーターを装架する。この第３ヒーターはヘッダ
ーの方へ戻るように延在する。第３ヒーターはこれの長
さに沿って補強用のフランジを備え、そしてその第３ヒ
ーターの自由端部においてそのフランジに溶接スラグの
体部分が溶接される。溶接スラグのヘッドの下側にサー
モスタットスナップ作動ディスクが取付けられ、片持ち
式に装架される。そのスナップ作動ディスクは全体的に
ベルの形にされ、そしてそのベルのヘッド部分において
ディスクは装架される。ベルの口部分の両端部に２つの
可動電気接点が装架される。これら可動接点は前記静止
接点と係合したり離れたりするように動くことができ
る。可動接点は好適には、保護装置の校正を行う前は、
ヘッダーの方へ静止接点よりも少しく近くにあるように
設定される。ディスクのベル形状のヘッド部分は、両可
動接点の中心を通る仮想線に全体的に平行な方向に延在
する比較的真直ぐな曲げ縁部を備える。

本発明の１つの特徴によれば、前記支持部材はこれか
ら両横方向へ延出する１対の腕を備え、これら腕は前記
第１及び第２ヒーターの自由先端部の下に装架パッドを
形成する。その各装架パッドに設けられた孔に自己タッ
プ立て校正ネジが、各該ヒーターの自由先端部と整合す
るようにして挿入される。各ネジとそのヒーターとの間
に電気絶縁パッドが挿置される。

本発明の他の特徴によれば、保護装置の校正が下記の
如くして行われる。カバー部材を取付ける前に、スイッ
チ組立体の該スナップ作動ディスクを上方凸面形状にし
ておき、そのディスクを接点が開いた安定位置へ変形さ
せるある選択された温度まで上記組立体を加熱し、前記
両ネジを個別に、順次又は同時に回していって一方の静
止接点をこれに対応する可動接点に係合させ、そしてこ
の係合が行われた後も更に他方のネジを回し続けてこれ
の静止接点をこれに対応の可動接点に係合させる。その
ようにしてそれら２対の接点の係合が成立した後、上記
両ネジを同量回してディスクをスナップ作動させて前記
と反対の上方凹面形状にし、両可動接点をそれぞれの静
止接点との係合から外す。

上記カバー部材は高圧環境に堪える高強度低合金鋼で
作られ、そしてその口部分がラッパ状に拡げられ、この
口部分にヘッダーの外縁部を受けてこれに溶接され、こ
れによって保護装置を密封し、そしてこの密封されたパ
ッケージの占有スペースを可及的に小さなものにするこ
とができるのである。

本発明の保護装置のその他の目的、長所、及び詳細
が、図面を参照して以下に続ける本発明の好適な実施例
の説明から更に明らかにされよう。

［実施例］ 図面において、番号10は本発明に従って改良された新
規な保護装置を指示する。後述する包囲カバー部材に密
封取付けできる適当な材料、例えば鋼で作られる長円形
のヘッダー12は第１及び第２孔14と16を有し、そしてこ
れら孔に貫通してピン18と20が装架される。これらピン
はガラス材料22,24によって好適な周知の方法でヘッダ
ー12から電気的に絶縁され、そしてそこに密封状態で取
付けられる。ピン18と20は全体的に相互に平行な長手方
向軸心を有し、そしてヘッダー12の内側面26に直角な方
向でヘッダーから遠ざかる方向に延び、その自由先端部
に長形のストリップヒーター部材28,30を装架する。こ
れらヒーター部材はそれら先端部に32,34で指示される
ように溶接され、そして端子部材の長手方向軸心と平行
な方向に延在する。ヒーター部材28,30の自由先端部に
静止接点36,38が溶接等の適当な手段で固定される。

鋼その他適当な材料で作られる剛性の支持部材33の脚
部分35が溶接等によってヘッダー12に固定される。支持
部材33は又、脚部分35に対し全体的に直角の長い脚部分
37を有し、この脚部分は端子部材の長手方向軸心と全体
的に平行な方向で内側面26から遠ざかる方向に延在す
る。支持部材33の脚部分37の自由先端部40にストリップ
ヒーター39が任意の方法、例えば溶接によって取付けら
れ、そしてヘッダー12の方へ戻るようにして、脚部分35
から離間した自由端部42の所まで延在する。ヒーター39
の自由端部42上に溶接スラグ44が装架される。このスラ
グはスナップ作動バイメタルディスク46の一方の端部を
片持ち式に装架する。ディスク46はスラグ44の周縁部で
47に示されるような溶接によってヘッド48に固定され
る。即ちディスク46は孔を備え、この孔にスラグ44が通
され、そこでディスク46をヘッド48に溶接できるのであ
る。

サーモスタットディスク46の自由先端部の両側部の下
側に第１及び第２の可動電気接点50と52が溶接等の周知
の方法で取付けられる。それら接点50,52はディスク46
のスナップ作動によって動かされてそれぞれの静止接点
36,38に係合したり離れたりする。ディスク46の頂面の
上に置かれるヘッド48は比較的真直な曲げ縁部54を備
え、ディスクが接点開き形状へとスナップ作動するとき
ディスクはその真直な縁部54において曲がり、これによ
ってディスクの曲げ応力をその縁部の全長に亘って分散
し、又その応力をディスクの溶接部分から離しておくこ
とができる。第１図で解かるように、溶接部47はディス
ク46の両側部分と自由端部分に設けられて曲げ縁部54の
近くには設けられていない。従って溶接部が曲げられる
ことはないのである。曲げ縁部54は、両可動接点50,52
の中心を通る仮想線に平行な方向、換言するとディスク
46の固定端部と自由端部との間に延在する仮想線に直角
な方向に延在する。曲げ縁部54を使用できるようにディ
スク46の頂面上にヘッド48を設置することによって、デ
ィスクの中央部分に係合する校正部材を備えることな
く、特に長期間に亘ると生じ得るディスクの校正シフト
を最小限に抑えることができる。

ディスクの作動特性を、保護すべきモータその他の電
気装置の操作特性によく合致させるためには、ディスク
の質量をできるだけ小さくすることが望ましい。そこで
ディスクの幅は、ディスクの片持ち装架部の中心から両
可動接点間の中央点に引いた線に沿って、ディスクの自
由端部から上記片持ち装架部の方へ次第に狭くなってい
くように縮小される。好適にはディスク46は全体的にベ
ルの形にされ、そしてそのベルのヘツド部分で片持ち装
架され、又ベルの口部分の両側部に可動接点50,52が取
付けられる。

ディスク46の装架を安定したものにするため、ヒータ
ー39に補強フランジ56が備えられ、そして図示のように
そのフランジに溶接スラグ44が溶接される。このために
フランジ56は58の個所がフランジの他の部分より高くさ
れる。しかし場合によってはスラグ44はヒーター39の平
らな部分に溶接してもよい。

支持部材33はこれから両側方向へ延出する腕60と62を
備え、そしてこれら腕にそれぞれ校正ネジ装架パツド6
4,66が取付けられてヒーターストリップ28,30の自由先
端部の下に置かれる。装架パッド64,66に設けられた孔
に校正ネジ72,74が挿入され、それぞれにヒーター28,30
の先端部に力を伝えることによって各静止接点36,38の
垂直方向位置を調節する。支持部材33は、各ヒーター2
8,30と校正ネジとの間に置かれる絶縁パッド76,78によ
ってそれらヒーターから電気絶縁される。それら絶縁パ
ツドの装架は、例えば校正ネジの端部を受入する係止部
分を備えてパッドの横方向位置を固定するような適当な
方法によって行われよう。

可動接点50,52は静止接点36,38よりも少しくヘッダー
12に近く設置され、そして校正が行われる間に垂直方向
に整合するようにされる。保護装置の校正は下記のよう
に行われる。包囲キャップを取付ける前に、スイッチ組
立体のディスク46を休止状態で上方凸面形状にしてお
き、該ディスクを接点が開いた安定位置へ変形させるこ
とができるある選択された校正温度までスイッチ組立体
を加熱し、両校正ネジを個別に（同時にでも順次にでも
よい）回して一方の静止接点をこれに対応の可動接点に
係合させ、それから他方の校正ネジだけを回し続けてそ
の静止接点をこれに対応の可動接点に係合させる。そこ
で両方の校正ネジを一緒に同じ量回していってディスク
を上方凹面形状にスナップ作動させて両可動接点を静止
接点から離す。上記のような校正によって、ディスクが
ある選択された温度まで加熱されて上方凸形状にスナッ
プ作動するとき、両可動接点が同時にそれぞれの静止接
点から離れて所要の適正な操作を行わせることができる
のである。

例えば高強度合金で作られる適当なキャップ部材80が
スイッチ組立体の周囲を包囲して保護装置に高圧環境に
耐える強度を与える。キャップ部材80のフランジ82の内
側にヘッダー12が溶接され、こうして可及的に小型の保
護装置が形成される。

［発明の効果］ 以上の記述から解かるように本発明によって作られる
スイッチは様々な長所を備えている。端子ピン18,20と
サーモスタットディスク46とが平行に置かれるため、モ
ータの巻線上に設置されたときの保護装置10のプロフィ
ルを小さなものにすることができる。即ち本発明の保護
装置10は従来の保護装置ほどモータから突出しない。ヘ
ッダー12がキャップ80の拡がったフランジ82の内面に溶
接されることでそのプロフィルは一層小型化される。可
動接点を装架するディスク46の頂面上に曲げ縁部54を設
けることによって、その片持ち装架されたディスク46の
作動が良好にされる。従来の三相保護装置におけるよう
なディスクの中心部に接触する部材を用いない特殊なデ
ィスク装架を採用することで、複式校正ネジ72,74によ
る校正が可能となるため、あるモータ定格に対して使用
できるディスクのパラメータをより広く取ることがで
き、又そのことで保護装置の製作がより容易になり、そ
して従来の保護装置で使用された部品の数を減らすこと
ができる。複式ネジ校正を採用することにより不均等な
接点問隙を装置の組立て時に補正でき、従って製作の許
容誤差範囲をより広くできるから製作費が安くなる。自
己タップ立てネジを使用することによって錠止機構が不
要になり、これによっても装置の部品数は少なくなる。
ディスク組立体と校正装置とを同じ支持部材上に装架す
ることにより保護装置は衝撃に対してより敏感でないよ
うにされ、又ディスク及びヒーター組立体をキャップ80
から完全に独立したヘッダー12上に装架することによ
り、保護装置が、そのキャップに生じ得るゆがみに敏感
に影響されることがなくされる。使用される３つのヒー
ターは全体的に同じ長さとされ、そして三相のそれぞれ
において１つのヒーターが結合され、これによって各相
ごとに等しいトリップ時間操作が行われて単相条件の保
護を行う。

ここに本発明の保護装置の好適な実施例を記述してき
たが、本発明がそれら実施例の特許請求の範囲に含まれ
る全ての変化形に及ぶことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カバーを断面で示した本発明の保護装置の上
方から見た平面図、第２図は第１図の２−２線における
断面図である。 10……保護装置、12……ヘッダー、18,20……端子ピ
ン、28,30,39……ヒーター、33……支持部材、36,38…
…静止接点、44……溶接スラグ、46……サーモスタット
ディスク、50,52……可動接点、54……曲げ縁部、72,74
……校正ネジ、80……キャップ部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローレンス イー．クーパー アメリカ合衆国マサチューセッツ州 ア トルボロ，セイヤー ファーム ロード 51 (72)発明者 デイブ ラウントリー アメリカ合衆国マサチューセッツ州 ノ ース アトルボロ，ウイロウ ストリー ト 71 (72)発明者 レオ エイ．プロウフェ アメリカ合衆国マサチューセッツ州 ノ ース ダイトン，スミス ストリート 1290 (56)参考文献 特開 昭52−149371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−54729（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−34623（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−292542（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−136437（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭37−4818（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭45−40818（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許2676221（ＵＳ，Ａ) 米国特許3148258（ＵＳ，Ａ) 米国特許3452313（ＵＳ，Ａ) 米国特許3959762（ＵＳ，Ａ) 米国特許4231010（ＵＳ，Ａ) 米国特許4376926（ＵＳ，Ａ) 米国特許4555686（ＵＳ，Ａ) 西ドイツ特許公告1183162（ＤＥ，Ｂ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密封三相保護装置において、第１及び第２
   貫通孔を形成された金属ヘッダー、前記各孔に貫通延在
   する長手方向軸心を有し且つ電気絶縁材料によって前記
   ヘッダーから電気絶縁されて前記孔内に装架される端子
   部材を備え、両該端子部材の前記長手方向軸心は相互に
   全体的に平行であり、前記両端子部材は内部自由先端部
   を有し、前記保護装置は又、スイッチ組立体を備え、こ
   のスイッチ組立体は、両端部を有する２つの長形のヒー
   ターを備え、これらヒーターの一方の端部は前記端子部
   材の前記自由先端部に固定装架され、そして該ヒーター
   は前記端子部材の長手方向軸心と全体的に平行な方向に
   延在し、前記スイッチ組立体は又、前記各ヒーターの他
   方の端部上に装架される静止電気接点、前記両端子部材
   の間に設けられて前記ヘッダー上に装架され、前記端子
   部材の長手方向軸心と全体的に平行な方向に延在する剛
   性の支持部材、両端部を有し、その一方の端部が該支持
   部材によって片持ち装架されるスナップ作動サーモスタ
   ットディスク、それぞれに前記各静止電気接点と整合し
   て前記ディスクの他方の端部上に装架される１対の可動
   電気接点、及び前記各静止接点の垂直方向位置を個別に
   調節する装備を備え、そして金属キャップ装備が前記ス
   イッチ組立体を包囲し、前記ヘッダーに密封結合され
   る、密封三相保護装置。
2. 【請求項２】前記支持部材が自由先端部を有し、そして
   前記保護装置が更に、第１及び第２端部を有する第３の
   ヒーター部材を備え、この第３ヒーター部材はこれの第
   １端部で前記支持部材の自由先端に取付けられ、そして
   前記ヘッダーの方へ戻る方向に延在し、前記デイスクが
   前記第３ヒーター部材の第２端部上に装架される、請求
   項１記載の密封三相保護装置。
3. 【請求項３】前記第３ヒーター部材が構造的強度を増す
   ための直立するフランジを有し、溶接スラグが前記フラ
   ンジに溶接され、該スラグは全体的に円筒形の体部分と
   この体部分より延出するヘッド部分を有し、前記ディス
   クは前記ヘッド部分の下側に取付けられ、前記ヘッド部
   分は、前記両可動接点を通る仮想線と全体的に平行な方
   向に延在する曲げ縁部を有する、請求項２記載の密封三
   相保護装置。
4. 【請求項４】前記支持部材から両横方向へ延出する腕を
   更に備え、これら腕はそれぞれに前記第１及び第２ヒー
   ターの自由先端部の下に位置し、前記各ヒーターの自由
   先端部と整合する孔がそれぞれに前記各腕に設けられ、
   各該孔に校正ネジ部材が挿置され、該校正ネジ部材は前
   記ヒーターの先端部を上方向に曲げることによって、前
   記静止接点及び前記ネジ部材と前記ヒーターとの間の電
   気絶縁装備の垂直位置を調節する、請求項３記載の密封
   三相保護装置。