JP3046767B2 - サーマルプロテクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は密閉形電動圧縮機に使用
される電動機、特に三相用電動機を焼損から保護するの
に適したインターナルサーマルプロテクタに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のサーマルプロテクタ（以下
プロテクタと称する）としては、例えば特開昭５６−１
３００４０号公報の「熱応動スイッチ」や特開昭６２−
８８２３２号公報の「熱応動スナップスイッチ」があ
る。これらのプロテクタは単相の電動機に取付けられる
ものであり、その中央部を皿状に絞り成形されたバイメ
タルなどの熱応動板の一端に可動接点を固着し他端を弾
性板に固着し、両端をそれぞれ固定接点と支持部に当接
させて熱応動板の凸となる面の中央付近を所定の圧力で
押圧することにより接点間圧力及び動作温度を規定する
ものである。これらのプロテクタは端子間に電流を流す
ことにより熱応動板及び周囲の発熱部材が発熱し、電動
機の異常等による温度上昇や過電流による過熱状態で熱
応動板が反転することによってその一端に取付けられた
可動接点を固定接点から開離し電路を遮断するように構
成されている。

【０００３】また特に三相用プロテクタとしては例えば
特開昭５７−３４６２３号公報や特開平１−１０５４３
５号公報、特開平６−９６６４９号公報の「三相用サー
マルプロテクタ」等がある。これらの三相用プロテクタ
においては、その中央部を皿状に絞り成形されたほぼ円
形の熱応動板に２個の可動接点及び弾性板の固着点がほ
ぼ正三角形になるように配設し、それぞれ固定接点と支
持部に当接させて熱応動板の凸となる面の中央付近、つ
まり前述の正三角形の中心付近を所定の圧力で押圧する
ことにより接点間圧力及び動作温度を規定するものであ
る。これらの三相用プロテクタは所謂Ｙ結線の電動機の
中点に取付けられ、電動機の異常時などには前述の単相
用プロテクタと同様に熱応動板が反転することによっ
て、この中点を開放し各相間の電路を遮断するように構
成されている。これらのものにおいてはバイメタルなど
の熱応動板に電流を流すことによって主に熱応動板自身
の発熱を利用して熱応動板を動作させる構造とされてお
り、熱応動板上の各相間の発熱のバランスを取るために
ほぼ円形の熱応動板に接点及び固定部の位置関係が概ね
正三角形になるように配設されたものを使用し全体が縦
横寸法がほぼ等しい比較的扁平な形状とされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した各プロテクタ
においては熱応動板の自由端に可動接点を固着し、他端
を弾性板に固着する構造としたことにより、固着点に必
要以上の応力がかかることを防いでいる。この弾性板は
熱応動板の発熱量を補うためのヒーターとしての役割も
有している。しかしながら、特に定格電流が大きいもの
や熱応動板の動作温度を高く設定してある場合等におい
て弾性板がヒーターとして高温になると所謂焼鈍効果を
生じ、弾性板としての性能が低下することがあるため、
比較的高出力のものには使用できないという問題があっ
た。この問題を回避するために弾性板の代りに剛体のヒ
ーターを使用すると、熱応動板の固着点に必要以上の応
力がかかり動作温度が変化してしまう可能性がある。

【０００５】また弾性板を使用した場合には三相用プロ
テクタにおいては組付時に若干熱応動板が接点に対して
傾いていても弾性板の方が捩れることにより熱応動板の
傾きを補正するので二組の接点間圧力を平衡させること
ができるが、熱応動板を剛体で保持するとこのような平
衡化調整が行なわれないために各接点間に個別の圧力調
整機構を設けたり非常に高い精度で組付けて２組の接点
が同時に開閉するように且つ同一接点圧力になるように
しなければならない。

【０００６】さらに従来の三相用プロテクタは縦横寸法
のほぼ等しい扁平な形状をしているため、特に電動機巻
線上に縛り紐などで取付ける場合には、巻線の幅よりも
プロテクタの幅が広くなってしまうので取付けが困難に
なるという問題があった。近時、電動圧縮機全体が小型
化され電動機の直径が小さくなる傾向にあり、従来の構
造のままでプロテクタの幅を巻線の幅よりも小さくしよ
うとすると全体を小形化せねばならず、電流容量が小さ
くなったり製造が困難になったりする。

【０００７】従来の三相用プロテクタは縦横寸法のほぼ
等しい扁平であることによって、プロテクタに絶縁の為
の絶縁被覆を取付ける作業も面倒であった。これはプロ
テクタの容器が通常充電部になっているために、他の導
電部などに接触すると短絡等の不具合を生ずるためにポ
リエステルチューブ等の絶縁被覆を被せる必要があるか
らである。通常は、プロテクタの外周よりも若干大きい
内周のポリエステルチューブを被せて熱収縮によりプロ
テクタ表面に固定する方法が取られている。この場合、
ポリエステルフィルムの熱収縮率はあまり大きいもので
はないためプロテクタの外周とポリエステルチューブの
内周との差は少ない。しかし前述のプロテクタの如く形
状が縦横寸法のほぼ等しい扁平だと、上記外周と内周と
の差が小さいためにポリエステルチューブにプロテクタ
を挿入する時にチューブを大きく変形させてやる必要が
あり、位置決めも困難で作業は煩雑で面倒な手間のかか
るものになる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 本発明のサーマルプロ
テクタは、金属板の長手方向両端近傍に各々貫通孔を設
けこれらの貫通孔に導電性のリード端子ピンをガラス等
の電気絶縁性の充填材により気密に貫通固定した蓋板
と、この蓋板の周縁部に開口端面が気密に溶接され密閉
容器を構成する概ね長ドーム型のハウジングとを有し、
各リード端子ピンの前記密閉容器内側には固定接点が固
定接点支持体を介して導電的に固着されており、ハウジ
ングの内側面には動作温度較正用の押圧片が溶接固着さ
れ、さらに金属製の熱応動板支持体が前記押圧片と干渉
しないように長手方向に充分な間隔をおいて２ヵ所でハ
ウジング内側面に固着され、熱応動板支持体には浅い皿
状に絞り成形したことによって異なる温度に応じてスナ
ップ的に湾曲方向を変える熱応動板が弾性板を介して導
電的に接続固定され、この熱応動板は前記皿状絞り中心
に対してほぼ対称に２個の可動接点が前記固定接点に対
応して開閉可能に取付けられており、前記押圧片は両可
動接点間を結ぶ仮想直線上の中心近傍で熱応動板の通常
凸となる側に当接しており、熱応動板支持体と熱応動板
との間に弾性板が介在されてこれら三者が互いに概ね平
行に配置され、この配置状態で熱応動板の一部が弾性板
に設けられた開口部より熱応動板支持体からの輻射熱を
直接受けるようにし、前記ハウジングの押圧片固着部近
傍を外面側から外力を加えて変形し押圧片による熱応動
板への押圧力を調整することにより可動接点と固定接点
との接点圧力を加減し所定の温度に於いて可動接点が固
定接点から開離するように動作温度の較正ができること
を特徴とする。

【０００９】また他の特徴は熱応動板と弾性板との接続
部から各接点を結ぶ仮想線が９０°以上の角度をなし接
続部と各接点の３点でほぼ二等辺三角形を構成している
ことによって、従来の比較的扁平な形状を有したプロテ
クタよりもプロテクタの形状を細長くして電動機の巻線
上への取付けを容易にしたことにある。

【００１０】 また他の特徴は前記サーマルプロテクタ
の蓋板の金属板と固定接点支持体との間には両者の距離
を規定するための位置決め部材を配置し、この位置決め
部材を熱伝導性の良い材質で構成することにより、固定
接点支持体を発熱部材とするために薄い材料を使っても
金属板と固定接点支持体との距離が近くなったり両者が
接触したりすることがなく、且つ接点が開放した時に固
定接点の熱を速やかに金属板に逃がすことにより接点温
度を下げてアークを速やかに収束させることができるよ
うにしたことにある。

【００１１】 さらに他の特徴は熱応動板支持体の抵抗
値を弾性板の抵抗値よりも高くして弾性板の発熱量を抑
えたことにある。

【００１２】 本発明によれば熱応動板支持体の固定部
を充分に間隔をおいた両端の２ヵ所とする事により、な
んらかの原因で固定部が若干変位した時にも、熱応動板
支持体が片持ち梁状に支持された場合と比較して後述の
弾性板が固定される中間部の変位量を少なくする事がで
きる。またさらに、熱応動板支持体と弾性板と熱応動板
とを互いに平行且つ重なり合うように配置して、熱応動
板支持体が弾性板を間に介して熱応動板と直接向かい合
うように弾性板に開口部を設け熱応動板支持体からの輻
射熱が直接熱応動板に達するようにできる。

【００１３】 また発熱部材である固定接点支持体の位
置を決める位置決め部材を熱伝導性の良い材質のものと
したり、発熱部材である熱応動板支持体をハウジングに
固定することにより、過大電流時には発熱部材の発熱量
が位置決め部材を介して放熱される量に対して充分に大
きいために熱応動板は従来と同様に過熱され接点間開放
時間を従来とほとんど変えることはなく、連続運転可能
な電流範囲では発熱量と放熱量との差が小さいために熱
応動板の温度は上がりにくく従来のものよりも最大運転
電流値の上限を引き上げることができる。

【００１４】

【実施例】以下、図１乃至図７を参照しながら実施例に
ついて説明する。実施例のサーマルプロテクタ１は蓋板
２とハウジング３によって気密容器を構成している。蓋
板２はほぼ長円形の金属板４の両端に貫通孔４Ａ，４Ｂ
が設けられており、この貫通孔に導電性のリード端子ピ
ン５Ａ，５Ｂがガラス等の充填材６により気密に絶縁固
定されている。本実施例においてはこの蓋板２の金属板
４は充分な厚さを有し、その周縁部にはハウジング３を
溶接するために厚さを薄くしたフランジ４Ｃが外周に一
定の寸法張り出すように設けられている。

【００１５】ハウジング３は蓋板２と比較して薄い金属
板より成り、図４の斜視図及び図６の平面図等に示すよ
うに上面に平面部３Ａを有したドーム形状とされてい
る。この平面部３Ａの中間部からは後述の動作温度較正
において変形される較正部３Ｂが平面部３Ａとほぼ同一
平面で側方に突出して設けられている。その為ハウジン
グ３の平面形状は図６に示す如く較正部３Ｂを有する側
がやや膨らんだ形状となっている。このハウジング３の
開口端部を蓋板の周縁部のフランジ４Ｃと突合せてリン
グプロジェクション溶接等で気密に固定することにより
前述の気密容器が構成される。

【００１６】リード端子ピン５Ａ，５Ｂの密閉容器内側
の各先端には固定接点支持体７Ａ，７Ｂの一端が溶接等
の方法で固定され、これらの固定接点支持体７Ａ，７Ｂ
の他端には各々固定接点８Ａ，８Ｂが固着されている。
本実施例においては各固定接点８Ａ，８Ｂの表面は少な
くとも固定接点支持体への固定後にプレス等により平面
状に塑性変形されその高さを揃えられている。そのため
温度較正前の両固定接点の高さが製品毎に高い精度で揃
い、温度較正作業が容易になる。また各固定接点８Ａ，
８Ｂの可動接点との接触面が平面状とされているため、
可動接点１４Ａ，１４Ｂの接触位置が水平方向に若干ず
れても曲面接点同士の場合の様に接触圧力が変化しない
のでより安定した性能のプロテクタを得ることができ
る。

【００１７】本実施例においては固定接点支持体７Ａ，
７Ｂと金属板４との間には、固定接点支持体と金属板と
の間の距離を規定するための位置決め部材としてアルミ
ナの如きセラミック等で作られた絶縁板９Ａ，９Ｂが装
着されている。さらに本実施例においては絶縁板９Ａ，
９Ｂはそれぞれ固定接点支持体により弾性的に挟持され
ており、非金属である絶縁板を蓋板２に取付けるための
特別な作業を不要にしている。またこの絶縁板９Ａ，９
Ｂに熱伝導性の良い材質のものを選定することにより、
接点間が開放した時に発生するアーク等により過熱した
固定接点から速やかに金属板４に熱を逃がして温度を下
げ、固定接点の消耗のみならずアークを速やかに収束さ
せプロテクタの寿命を長くすることができる。

【００１８】さらに絶縁板を介して接点及び固定接点支
持体の熱をハウジングへ良好に伝導する構造とすること
により、過大電流時には発熱量が放熱量に対して大きく
比較的動作時間が短いため接点開放時間（Short Time T
rip：Ｓ／Ｔ）はあまり長くならず、また連続運転可能
な最大電流値においては過大電流の場合と比較して発熱
量と放熱量の差が少ないため電流値を引き上げても熱応
動体の温度はあまり変らなくなり、従来のものより最大
運転電流値（Ultimate Trip Current：Ｕ．Ｔ．Ｃ．）
を引き上げる事ができる。このように絶縁板に熱伝導率
の良いものを選定する事により接点開放時間（Ｓ／Ｔ）
と最大運転電流値（Ｕ．Ｔ．Ｃ．）の比率を上げる事が
でき、電動機の性能を充分に引き出して運転する事がで
きる。

【００１９】この絶縁板９Ａ，９Ｂは実施例に於ては図
５に示すように固定接点支持体７Ａ，７Ｂをリード端子
ピン５Ａ，５Ｂに固着した後に側方から挿入できるよう
にされているが、例えば貫通孔を設けた絶縁板をリード
端子ピンに挿入した後に固定接点支持体をリード端子ピ
ンに固定するようにしてもよい。またこの絶縁板９Ａ，
９Ｂは固定接点支持体７Ａ，７Ｂと金属板４との間の電
気絶縁を確実にすると共に、両固定接点支持体を発熱体
とするために比較的薄くした場合に変形を防ぎ固定接点
の位置を規定するものであるが、例えば固定接点支持体
に充分な剛性が有り且つ金属板との絶縁距離が充分にあ
るならばこの絶縁板９Ａ，９Ｂは省略することもでき
る。

【００２０】ハウジング３の内側の面には熱応動板支持
体１０が固定されている。この熱応動板支持体１０は充
分な剛性を有した金属板で、その両端に階段状に曲げら
れた固定部１０Ａをハウジングに溶接固定することによ
り全体を支える構造とされている。また中間部１０Ｂは
後述する温度調整機構と干渉しないように迂回した形状
にされるとともに、全体の形状がこの中間部１０Ｂに対
して左右対称になるように構成されている。この部分は
実施例の様な形状の他、中心部に貫通穴を設けて温度調
整機構１５との干渉を避ける形状としてもよいことは言
うまでも無い。また熱応動板支持体１０の固定部１０Ａ
を両端部に設けた理由は、較正部３Ｂと充分な間隔をお
くことにより後述する温度調整作業において較正部３Ｂ
が変形されても変形の影響が少ない部分に熱応動板支持
体を固定するためである。

【００２１】 また、固定部１０Ａを熱応動板支持体１
０の両端の２ヵ所とする事により、もしなんらかの原因
で固定部が若干変位した時にも、熱応動板支持体が片持
ち梁状に支持された場合と比較して後述の弾性板が固定
される中間部１０Ｂの変位量を少なくする事ができる。

【００２２】 この熱応動板支持体の中間部１０Ｂに
は、概ね長円形で中央部に開口部１１Ｄを有した環状板
の一側面を開放した形状とされた弾性板１１がその中間
部１１Ａを溶接等により固定されている。なお弾性板１
１の両端部１１Ｂ，１１Ｃは実施例では分離されている
が、分離しないで円環状の弾性板を使用してもよい。実
施例においては開口部１１Ｄを設けたことによって、こ
の開口部１１Ｄを通して発熱体となる熱応動板支持体１
０と後述する熱応動板１２が直接向かい合うようにされ
ている。また弾性板１１は発熱体とすると材質によって
は特に高温になった場合にバネ性が変化してしまいプロ
テクタとしての特性が変化する場合があるので、発熱を
抑えるために固有抵抗値の低い材質または固有抵抗値の
低い金属板とバネ製の優れた金属板を合せて製作したク
ラッド材を使用する。

【００２３】熱応動板１２はバイメタルやトリメタルの
如く熱によって変形する部材を浅い皿状に絞り加工等を
することによって所定の温度によって急跳反転及び急跳
復帰するようにしたものであり、その平面形状はほぼ長
円形で長手方向両端に前記皿状絞り中心に対してほぼ対
称に２個の可動接点１４Ａ，１４Ｂを固着し、且つ中央
の片側には熱応動板と弾性板との実質的接続部となる突
起部１２Ａを設けた形状とされている。この突起部１２
Ａには予め固着片１３が溶接等により取付けられており
この状態で動作温度を予め調整しておき、固着片と弾性
板とを溶接などで固定する。そのため熱応動板１２を他
の部材、実施例においては弾性板に接続固定するときに
発生する熱や応力等の影響を熱応動板はほとんど受け
ず、予め調整された動作温度はほとんど変化しない。な
お、熱応動板１２を弾性板等の他の部材に固定する時に
発生する熱応動板の動作温度変化が問題にならない場合
などにおいては固着片１３は省略することができる。

【００２４】また可動接点１４Ａ，１４Ｂの固着位置
は、接続部となる突起部１２Ａから各可動接点を結ぶ仮
想線が９０°以上の角度をなすように設定され、この突
起部１２Ａと可動接点１４Ａ，１４Ｂの３点でほぼ二等
辺三角形が構成される。このような位置関係とする事に
よって熱応動板の長さを抑え幅方向に細長い形状とする
事ができ、その結果、従来の縦横寸法がほぼ等しい比較
的扁平な形状を有したプロテクタよりもプロテクタの形
状を細長くして電動機の巻線上への取付けが容易にな
る。

【００２５】熱応動板１２は固着片１３を介して弾性板
１１の両端部１１Ｂ，１１Ｃに接続固定されている。熱
応動板支持体１０と弾性板１１、熱応動板１２は互いに
ほぼ平行に配置されており、また蓋板２及び固定接点支
持体７Ａ，７Ｂともほぼ平行にされる。可動接点１４
Ａ，１４Ｂは各々固定接点８Ａ，８Ｂと対向しており、
熱応動板１２の反転及び復帰に従い互いに開離及び接触
することにより電路を開閉可能に構成されている。また
熱応動板１２は前述の弾性板１１によって弾性的に保持
されているため、熱応動板１２が若干傾いて取付けられ
るなどして二組の接点間に接触圧力のばらつきが発生し
ても弾性板１１が撓んで両接点間の接触圧力をほぼ同一
にすることができる。

【００２６】ハウジング３に設けられた前述の較正部３
Ｂの内側面には温度調整機構としての押圧片１５の一端
が溶接等により固着されている。この押圧片１５は充分
な剛性を有した金属製であり、その先端部１５Ａは図２
及び図５によく判るように示す如く熱応動板１２の常温
時に凸となる面に前記可動接点間を結ぶ仮想線の中心近
傍で当接しており、以下に述べる方法で所定の押圧力が
付与されるようにされている。

【００２７】プロテクタ１の動作温度の較正は気密容器
が完成された後、図２に示す如く蓋板２とハウジング３
を挟み込むような治具Ｇ１及びＧ２により、ハウジング
３の較正部３Ｂをつぶし変形して行なう。本実施例では
治具Ｇ２で蓋板２のフランジ４Ｃのほぼ全周を受け、治
具Ｇ１で較正部３Ｂを矢印Ｇ方向に押圧変形させること
により押圧片１５を変位させ、その先端部１５Ａを介し
て熱応動板１２の常温時に凸となる側に加減しながら押
圧力を与える。この押圧位置は可動接点１４Ａと１４Ｂ
の中間点であり、押圧力はこれらの可動接点１４Ａ，１
４Ｂを介して固定接点８Ａ及び８Ｂによって支承され
る。このハウジング３の変形作業によりその接点圧力を
増加させ適当に加減することによって所定の動作温度で
熱応動板１２が図３に示す如くその湾曲方向をスナップ
的に反転するように調整する。

【００２８】 ここで較正部３Ｂに押圧片１５の一端を
固着してあるため、温度調整作業において較正部３Ｂを
変形させる量は僅かであっても押圧片の他端である先端
部１５Ａの変位は梃子の原理により拡大され充分な値と
なる。また前述したように熱応動板支持体１０はその固
定部１０Ａを動作温度較正作業において較正部３Ｂを僅
かに変形しても実質的に影響のある変形をされることの
ない固着部付近２点で固定されているため、熱応動板支
持体１０の変形は実質的に無いものとされる。このとき
熱応動板１２には弾性板１１により、常に押圧片１５に
押し付けられる方向、即ち図２において固着片１３を中
心に時計回り方向の偏倚力が付与されている。このため
熱応動板１２の反転時には確実にその方向に傾動し可動
接点を固定接点から開離することができ、また熱応動板
のスナップ的反転動作により可動接点を固定接点から開
離するときのチャタリングをなくすと共に、所定の動作
温度に較正することができる。

【００２９】以上の如く構成されたプロテクタ１は所定
の第一の温度、例えば１３０℃雰囲気中において図３に
示す如く熱応動板１２がスナップ的に急跳反転し熱応動
板１２は固定接点８Ａ，８Ｂから可動接点１４Ａ，１４
Ｂを同時に開離し、第一の温度より低い第二の所定の温
度例えば９０℃になると急跳復帰して図１に示す状態に
戻りそれぞれの接点間を同時に閉じる。

【００３０】またこのプロテクタ１は三相電動機のＹ結
線の中点に接続し得るものである。即ちＹ結線の場合に
はリード端子ピン５Ａ，５Ｂ及び金属板４（又はハウジ
ング３）がそれぞれ電動機の中点部となるコイル端に接
続される。保護するべき電動機になんらかの異常が発生
してその電流が増加した場合には各電路となる部材の発
熱が増し、プロテクタが動作温度に達して熱応動板が急
跳反転し両接点間を開離し電動機への通電を遮断する。
ここで、三相電源の各相間で動作条件を揃えるために、
熱応動板１２自身に可動接点１４Ａ，１４Ｂ間を介して
通電された場合と、各可動接点と固着片１３とを介して
通電された場合とでは、固定接点支持体７Ａ，７Ｂや熱
応動板支持体１０を発熱体とするそれぞれの抵抗値が異
なっているため、それらの発熱体と熱応動板との熱交換
関係をほぼ等しく設定することにより各々の電路への通
電時の熱応動板１２の温度上昇条件を実質的に揃えるよ
うに加減することができる。

【００３１】このように本発明では、従来のプロテクタ
においては接点及び固定部が概ね正三角形になるように
配設され熱応動板上の各電路間がほぼ等距離となるよう
にされていたのに対して、熱応動板自身の発熱の不釣り
合いを他の発熱部材で調整して熱応動板上の可動接点及
び固定部の位置関係をほぼ直角二等辺三角形若しくは鈍
角の二等辺三角形とし、更にこの熱応動板に対して各部
品をほぼ平行に重ねる様にして配置することにより従来
の縦横の長さがほぼ等しい比較的扁平な形状を有したプ
ロテクタと比較して全体の構造を細長くすることができ
電動機の巻線上への取付けが容易になる。また本実施例
のプロテクタ１の平面形状は較正部を有する側がやや膨
らんだ形状となっているが、この膨出側の曲線形状を含
めてプロテクタを取付ける電動機の固定巻線の外周部の
形状に合致させるようにしておくことにより電動機巻線
上への取付作業はより容易になる。

【００３２】本実施例では押圧片１５に金属片を使用し
ているが、例えば発熱部となる熱応動板支持体１０の抵
抗値を高くしたときなどにおいて、押圧片先端部１５Ａ
と熱応動板１２との接触抵抗値を介して熱応動板支持体
１０Ａに流れるべき電流がバイパスすることが問題にな
る場合には押圧片１５を電気絶縁物或いはその先端部１
５Ａをセラミックやポリアミド紙等で絶縁した構造とす
ればよい。またそれ以外の場合でも押圧片と熱応動板と
の接触部を前述の電気絶縁物で絶縁することはさらに好
ましいことである。

【００３３】また本実施例においては位置決め部材とし
て非導電性セラミック等で作られた絶縁板９Ａ，９Ｂを
使用したものを例に述べたが、この位置決め部材として
は発熱抵抗材料を使用してもよい。ここで言う発熱抵抗
材料としては特に熱伝導率が高く、固有抵抗値の比較的
高い導電性セラミックが好ましく例えばチタン酸バリウ
ム系のもの、または窒化ホウ素（ＢＮ）、炭化珪素（Ｓ
ｉＣ）の如き非酸化物セラミック等が挙げられる。また
非導電性セラミックの表面に抵抗体の薄膜が形成された
ものなどを使用してもよい。

【００３４】この場合、発熱抵抗材料の実質的な抵抗値
を金属板４から熱応動板１２を介して固定接点８Ａ，８
Ｂに達する経路の抵抗値よりも充分に高く設定しておく
ことにより、可動接点と固定接点が当接している間は電
流は発熱抵抗材料をほとんど通らず発熱もしないが、熱
応動板が反転し可動接点が固定接点から開離すると直ち
に発熱抵抗材料への印加電圧が増大して発熱量が増して
プロテクタ内部の温度が上昇する。ここで発熱抵抗材料
が発する熱を熱応動板に伝えることにより、熱応動板が
復帰温度にまで温度が下がる時間を延長してオン−オフ
比を大きくしたり、更に発熱量を高く設定することによ
り電源を切らない限り熱応動板が復帰しないようにする
こともできる。このような構造とすることで、高温にな
った電動機の巻線温度をプロテクタによって確実に低下
させることができ、さらにプロテクタ動作時の繰り返し
動作回数を減らすことにより耐久性能を高め長期間安定
した特性を得ることができる。また特に所謂ＰＴＣの如
き所定の温度で抵抗値が急激に上昇する導電性セラミッ
クを使用することにより、発熱抵抗材料の温度制御即ち
プロテクタの内部温度の制御が容易になる。また接点開
放時のアークの影響を低減しプロテクタの寿命を飛躍的
に増大することができる。

【００３５】このプロテクタ１の電動機巻線への取付け
について説明すると、リード端子ピン５Ａ，５Ｂ及び金
属板４（またはハウジング３）には夫々直接若しくはタ
ブ端子等を介して図示しないリード線の一端が接続固定
され、これらのリード線の他端は各々電動機の各相巻線
に接続される。プロテクタ１にはポリエステルやポリア
ミド等の絶縁被覆（図示せず）が被せられ、熱収縮や超
音波溶接等の方法で固定される。こうして絶縁被覆を被
せられたプロテクタ１はハウジング３の上面をコイル上
に密着させて縛り紐等により固定される。この様にして
取付けた場合、本発明においては従来のプロテクタと比
較して細長く且つ電動機固定子巻線の円弧形状に沿わせ
て収めるため、プロテクタの幅を巻線の幅と同等若しく
は細くすることが容易になり電動機の巻線上への取付け
作業が楽になる。

【００３６】また三相用サーマルプロテクタとしての構
造を持ちながらプロテクタ全体を細長い形状とできたこ
とにより、絶縁被覆としてポリエステルチューブの様な
熱収縮チューブを使用する場合においても、チューブへ
のプロテクタの挿入作業が容易になり作業性が向上す
る。

【００３７】なお本実施例の説明に於てはプロテクタ１
を三相電動機に取付けるものとして詳細な説明を行なっ
たが、例えば単相電動機用として使用する場合にはリー
ド端子ピン５Ａ，５Ｂ間に通電することにより、動作時
に電路上を二組の接点で開放することができ、実質的な
接点間開閉容量を向上できると共に、万が一溶着などに
よって一組の接点が開放できなくなっても残る一組が開
放するためプロテクタとしての寿命が伸び長期にわたり
確実に電路を遮断することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明のサーマルプロテクタは、熱応動
板よりも熱応動板支持体及び固定接点支持体の発熱量を
多くして熱応動板自身の発熱に対する依存度を減らすよ
うな設計が容易に出来る事により、従来のプロテクタの
ように接点及び固定部を概ね正三角形になるように配設
し熱応動板上の各電路間がほぼ等距離となるようにする
必要がなくなる。そのため熱応動板を従来のものよりも
細長くすることができ、更にこの熱応動板に対して各部
品をほぼ平行に重ねる様にして配置することにより従来
の縦横寸法のほぼ等しい比較的扁平な形状を有したプロ
テクタと比較して全体の構造も細長くすることができ電
動機の巻線上への取付けが容易になる。従って固定子の
直径が小さい電動機のコイルに取り付け得るプロテクタ
でありながら開閉容量に余裕があり、長寿命の優れた性
能を有する。

【００３９】 また蓋板の金属板と固定接点支持体との
間に両者の距離を規定するための位置決め部材として熱
伝導性の良い材料を挿入したことにより、固定接点支持
体の厚さを薄くしてもその先端を確実に所定の位置で保
持することができ、金属板と固定接点支持体との耐電圧
性を確保すると共に電流による固定接点支持体の発熱量
を大きくすることができる。さらに過大電流時には発熱
部材である固定接点支持体の発熱量が位置決め部材を介
して放熱される量に対して充分に大きいために熱応動板
は従来と同様に過熱され接点開放時間（Ｓ／Ｔ）を従来
とほとんど変えることはなく、連続運転可能な電流範囲
では発熱量と放熱量との差が小さいために熱応動板の温
度は上がりにくく従来のものよりも最大運転電流値
（Ｕ．Ｔ．Ｃ．）の上限を引き上げることができる。こ
のように接点及び固定接点支持体の熱をハウジングへ良
好に伝導して過大電流時の接点開放時間（Ｓ／Ｔ）と最
大運転電流値（Ｕ．Ｔ．Ｃ．）の比率を電動機の性能を
充分に発揮する方向に引き上げる特長を具備する。

【００４０】 さらに熱応動板支持体を熱応動板支持体
の抵抗値を弾性板の抵抗値よりも高くして弾性板の発熱
量を抑えたことにより、弾性板はバネ性を失うような高
温になることはなく、プロテクタとしての特性変化を防
止することができる。

【００４１】さらに位置決め部材をチタン酸バリウム
系、または窒化ホウ素などの非酸化物セラミックの如き
導電性セラミック等の発熱抵抗材料とすることにより、
熱応動板の動作頻度を減らしプロテクタとしての耐久性
能を向上することができる。

【００４２】またさらに熱応動板支持体と弾性板と熱応
動板とを互いに平行且つ重なり合うように配置し、熱応
動板支持体と熱応動板とが直接向かい合うように弾性板
に開口部を設けたことにより、熱応動板支持体からの輻
射熱が直接熱応動板に達し、過電流時等の応答性を向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルプロテクタの一例の縦断面図

【図２】図１のサーマルプロテクタのＡ−Ａ断面矢視図

【図３】図１のサーマルプロテクタの接点開放状態を示
す縦断面図

【図４】図１のサーマルプロテクタの斜視図

【図５】図１のサーマルプロテクタのハウジングを除い
た分解斜視図

【図６】図１のサーマルプロテクタの平面図

【図７】図１のサーマルプロテクタの側面図

【符号の説明】

１：サーマルプロテクタ ２：蓋板 ３：ハウジング ３Ａ：平面部 ３Ｂ：較正部 ４：金属板 ４Ａ，４Ｂ：貫通孔 ５Ａ，５Ｂ：リード端子ピン ６：充填材 ７Ａ，７Ｂ：固定接点支持体 ８Ａ，８Ｂ：固定接点 ９Ａ，９Ｂ：絶縁板（位置決め部材） １０：熱応動板支持体 １０Ａ：固定部 １０Ｂ：中間部 １１：弾性板 １１Ａ：中間部 １１Ｂ，１１Ｃ：両端部 １１Ｄ：開口部 １２：熱応動板 １２Ａ：突起（接続部） １３：固着片 １４Ａ，１４Ｂ：可動接点 １５：押圧片（温度調整機構） １５Ａ：押圧片先端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 37/54

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板の長手方向両端近傍に各々貫通孔
   を設けこれらの貫通孔に導電性のリード端子ピンを電気
   絶縁性の充填材により気密に貫通固定した蓋板と、 この蓋板の周縁部に開口端面が気密に溶接され密閉容器
   を構成する概ね長ドーム型のハウジングとを有し、 各リード端子ピンの前記密閉容器内側には固定接点が固
   定接点支持体を介して導電的に固着されており、 ハウジングの内側面には動作温度較正用の押圧片が溶接
   固着され、 さらに金属製の熱応動板支持体が前記押圧片と干渉しな
   い形状で長手方向に充分な間隔をおいて２ヵ所でハウジ
   ング内側面に固着され、 熱応動板支持体には浅い皿状に絞り成形したことによっ
   て異なる温度に応じてスナップ的に湾曲方向を変える熱
   応動板が弾性板を介して導電的に接続固定され、この熱
   応動板は前記皿状絞り中心に対してほぼ対称に２個の可
   動接点が前記固定接点に対応して開閉可能に取付けられ
   ており、 前記押圧片は両可動接点間を結ぶ仮想直線上の中心近傍
   で熱応動板の通常凸となる側に当接しており、熱応動板支持体と熱応動板との間に弾性板が介在されて
   これら三者が互いに概ね平行に配置され、 この配置状態で熱応動板の一部が弾性板に設けられた開
   口部より熱応動板支持体からの輻射熱を直接受けるよう
   にし、 前記ハウジングの押圧片固着部近傍を外面側から外力を
   加えて変形し押圧片による熱応動板への押圧力を調整す
   ることにより可動接点と固定接点との接点圧力を加減し
   所定の温度に於いて可動接点が固定接点から開離するよ
   うに動作温度の較正ができることを特徴とするサーマル
   プロテクタ。
2. 【請求項２】 熱応動板と弾性板との接続部から各接点
   を結ぶ仮想線が９０°以上の角度をなし接続部と各接点
   の３点でほぼ二等辺三角形を構成していることを特徴と
   する請求項１のサーマルプロテクタ。
3. 【請求項３】 蓋板の金属板と固定接点支持体との間に
   は両者の距離を規定するための位置決め部材が配置され
   ており、 この位置決め部材は熱伝導性の良い材質で構成されて い
   ることを特徴とする請求項１または請求項２のサーマル
   プロテクタ。
4. 【請求項４】 熱応動板支持体の抵抗値を弾性板の抵抗
   値よりも高くして弾性板の発熱量を抑えたことを特徴と
   する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のサー
   マルプロテクタ。