JP5274155B2 - Overcurrent protection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷蔵庫、小型のエアコン等の冷却機器に用いられる電動圧縮機を、その過負荷状態やロック状態において生じる過電流による焼損から保護する過電流保護装置に関する。 The present invention relates to an overcurrent protection device that protects an electric compressor used in a cooling device such as a refrigerator or a small air conditioner from burning due to an overcurrent that occurs in an overload state or a locked state.
従来、冷蔵庫、小型エアコン等の冷却機器に用いられる電動圧縮機をその過電流状態から保護するため、電動圧縮機の本体ケースに密着して取り付けられ、温度を感知し且つ電動圧縮機の電動機に流れる過電流に応じて発熱するヒータの熱にて作動するバイメタルを利用して、電動圧縮機の電動機と電源との間に直列に接続されたスイッチ接片を開閉する過電流保護装置が設けられている。この場合、電動圧縮機の本体ケースの異常温度、または過電流状態におけるヒータの発熱によってバイメタルの動作温度に達すると、バイメタルが正反転しそれによってスイッチ接片が開き、電動圧縮機の電動機への通電を遮断すると共に、ヒータへの通電も断たれる。そして、自然冷却によってバイメタルの復帰温度に冷却されると、バイメタルが逆反転(復帰反転)してスイッチ接片が閉じ、電動圧縮機の電動機への通電とヒータへの通電が再開される。 Conventionally, in order to protect an electric compressor used for a cooling device such as a refrigerator and a small air conditioner from an overcurrent state, the electric compressor is closely attached to a main body case of the electric compressor, senses temperature, and is used as an electric motor of the electric compressor. An overcurrent protection device that opens and closes a switch contact piece connected in series between the electric motor of the electric compressor and the power source is provided using a bimetal that operates by the heat of the heater that generates heat in response to the flowing overcurrent. ing. In this case, when the operating temperature of the bimetal is reached due to the abnormal temperature of the main body case of the electric compressor or the heating of the heater in an overcurrent state, the bimetal is reversed in reverse, thereby opening the switch piece, While energizing is interrupted, energization to the heater is also interrupted. And when it cools to the return temperature of a bimetal by natural cooling, a bimetal will reverse reverse (return reverse), a switch contact piece will close, and electricity supply to the motor of an electric compressor and electricity supply to a heater will be restarted.
このようにバイメタルの反転動作によって電動圧縮機の電動機の焼損を防止するが、電動圧縮機の過負荷状態やロック状態が継続している場合には、バイメタルの反転・逆反転が繰り返され、それに伴ってスイッチ接片が開閉するが、この開閉回数が長期に亘って行なわれると、バイメタルの正反転・逆反転の寿命が尽きて、バイメタルがスイッチ接片を開くことができず、スイッチ接片が溶着して電動圧縮機の電動機が過電流状態のままとなり、この電動機が焼損する状態となる。 In this way, the bimetal inversion operation prevents the electric compressor from being burned out, but when the electric compressor is overloaded or locked, the bimetal inversion and reverse inversion are repeated, Along with this, the switch piece opens and closes, but if this is done for a long time, the bimetal's forward / reverse life will end, and the bimetal will not be able to open the switch piece. Is welded, the electric motor of the electric compressor remains in an overcurrent state, and the electric motor is burned out.
このような問題を解決するために、電動圧縮機の電動機への通電回路を開閉する接点を有する接続接片を、通常の過電流状態では第1のバイメタル接片の反転によって開き、電動機への通電回路を遮断する。そして、第1のバイメタル接片の寿命が尽き反転動作をしなくなったときは、電動圧縮機の電動機へ過電流が流れたままとなるが、そのときの高温によって、第2のバイメタル接片が反転して前記接続接片を開いて電動圧縮機の電動機への通電回路を開く。この第2のバイメタル接片の復帰温度は、−50℃のように通常環境下では復帰しない温度に設定されたものであり、一度動作すると電動圧縮機の電動機への通電が継続するようにして、電動機の焼損を防止する、所謂、フェールセーフ機能を持つ技術がある。(例えば、特許文献1)。 In order to solve such a problem, the connection contact piece having a contact for opening and closing the energization circuit to the electric motor of the electric compressor is opened by reversing the first bimetal contact piece in a normal overcurrent state, Shut off the energizing circuit. Then, when the life of the first bimetal piece is exhausted and the reversing operation is not performed, an overcurrent continues to flow to the electric motor of the electric compressor. However, due to the high temperature at that time, the second bimetal piece is It reverses and the said connection piece is opened, and the electricity supply circuit to the electric motor of an electric compressor is opened. The return temperature of the second bimetal contact piece is set to a temperature that does not return in a normal environment, such as −50 ° C., and once the operation is performed, energization to the electric motor of the electric compressor is continued. There is a technology having a so-called fail-safe function for preventing the electric motor from burning. (For example, patent document 1).
また、電動圧縮機の本体ケースの異常温度によってサーモバイメタルが反転し、電動圧縮機の電動機への通電回路を開くサーモスイッチ部と、電動圧縮機の電動機への過電流によってヒータが発熱して主バイメタルが反転し、主バイメタルの可動接点が固定接点から開き、電動圧縮機の電動機への通電回路を開くプロテクタ部が形成され、サーモスイッチ部とプロテクタ部とヒータが、1つの絶縁物製のケースに収められ、主バイメタル中央部を取り付ける調節ネジと主バイメタルが熱溶融金属(半田)で結合されたものがある。(例えば、特許文献2) In addition, the thermo bimetal is reversed by the abnormal temperature of the main body case of the electric compressor, the thermo switch part opens the energization circuit to the electric motor of the electric compressor, and the heater generates heat due to the overcurrent to the electric motor of the electric compressor. Case where the bimetal is reversed, the main bimetal movable contact opens from the fixed contact, the protector part that opens the energization circuit to the motor of the electric compressor is formed, and the thermo switch part, protector part and heater are made of one insulator And an adjustment screw for attaching the center portion of the main bimetal and the main bimetal are joined by a hot-melt metal (solder). (For example, Patent Document 2)
この特許文献2のものは、通常は主バイメタルが反転して電動圧縮機の電動機への通電回路を開くが、主バイメタルの可動接点が固定接点に溶着した状態では、ヒータが発熱状態を継続し、ケース内の温度が上昇して熱溶融金属(半田)が溶融し、調節ネジと主バイメタルとの結合が破れ、調節ネジに取り付けたコイルバネによって主バイメタルが強制的に押し下げられ、固定接点から可動接点が強制的に剥がされる仕組み、所謂、フェールセーフ機能を持つものである。
この特許文献1の技術と特許文献2の技術のいずれも、過電流時に電動圧縮機の電動機への通電回路を開いて電動機の焼損を防止する接点が、何らかの要因にて溶着したときに生じるヒータの発熱によって、溶着した接点を強制的に剥離させて、電動機への非通電状態を継続させ、焼損を防止する点で共通する。
Both of the technology of
しかし、特許文献2の技術は、熱溶融金属(半田)が溶融して、固定接点から可動接点が強制的に剥がされる仕組みであるため、固定接点から可動接点を強制的に剥がす動作時点が、熱溶融金属(半田)の溶融温度に影響される。即ち、熱溶融金属(半田)による結合状態や材質によって溶融する時点が異なり、固定接点から可動接点が剥がされる時点を希望値に定めることがなかなか困難である。
However, since the technique of
また、特許文献2の技術は、熱溶融金属(半田)が溶融して、固定接点から可動接点が強制的に剥がされるため、一旦その動作が行なわれると復帰させて再使用することはできず、電動圧縮機を再運転するためには、過電流保護装置を交換しなければならない。また、機械的に固定接点から可動接点を強制的に剥がす方式のため、溶着が強い場合は剥されない状態も懸念される。
In the technique of
特許文献1の技術は、特許文献2のように熱溶融金属(半田)が溶融する技術ではないので、一旦反転動作した第2のバイメタル接片は、復帰温度である例えば−50℃以下に冷却すれば、復帰して再使用可能状態となるため、特許文献2のように再使用不可となる問題は解決する。
Since the technique of
しかし、特許文献1の技術は、一つのヒータで二つのバイメタルを作動させるため、ヒータの選択によって作動の異なるタイプの過電流保護装置を作ることには制限がある。すなわち、電動圧縮機の種類によって電動機の定格が異なり、また、電動圧縮機の種類によって温度上昇が異なるため、それぞれの電動圧縮機に合った動作をする過電流保護装置が必要である。たとえば、130℃に上昇したとき第1のバイメタル接片を反転させて電動機への通電を遮断するようにする場合、10アンペアの過電流が10秒流れたとき電動機への通電回路を開くタイプや、12アンペアの過電流が8秒流れたとき電動機への通電回路を開くタイプ等のように、電流値と動作時間との組み合わせが異なるタイプのものを作り、電動圧縮機に合ったもので安定動作させる必要がある。
However, since the technique of
しかし、一つのヒータで二つのバイメタルを作動させるため、バイメタルの種類を変えれば、反転動作温度が異なるタイプのものを作ることはできても、過電流の大きさの異なるタイプを作ることが難しい。即ち、ヒータが一つであるため、例えば、二つのバイメタルが130℃で反転動作するものを使用し、第1のバイメタル接片は、10アンペアの過電流が10秒流れたとき反転動作し、第2のバイメタル接片は、20アンペアの過電流が10秒流れたとき反転動作するタイプのように、異なる電流値で動作するものを作ることが困難である。このため、電動圧縮機の電動機へ流れる過電流の電流値が異なるタイプのものを作ることが難くなり、設計の自由度が制限され、電動圧縮機に合ったものを作り難い問題がある。また、機械的に固定接点から可動接点を強制的に剥がす方式のため、溶着が強い場合は剥されない状態も懸念される。 However, since two bimetals are operated by one heater, it is difficult to make types with different overcurrent levels, even if different bimetal types can be used to make types with different inversion operating temperatures. . That is, since there is only one heater, for example, two bimetals that reverse at 130 ° C. are used, and the first bimetal contact piece reverses when 10 amps of overcurrent flows for 10 seconds, It is difficult to make a second bimetal contact that operates at different current values, such as a type that reverses when a 20 amp overcurrent flows for 10 seconds. For this reason, it is difficult to make a type with a different current value of the overcurrent flowing to the electric motor of the electric compressor, and there is a problem that the degree of freedom of design is limited and it is difficult to make a type suitable for the electric compressor. In addition, since the movable contact is forcibly peeled off from the fixed contact, there is a concern about the state where the contact is not peeled off when the welding is strong.
本発明は、このような点に鑑み、バイメタルの種類やヒータの線径を変えることにより、各種の反転動作温度のものや各種の過電流に対応できるように設計の自由度が増し、電動圧縮機に合ったものを作り易い過電流保護装置を提供する。また、再使用可能である過電流保護装置を提供する。 In view of these points, the present invention increases the degree of freedom in design so as to cope with various inversion operating temperatures and various overcurrents by changing the type of bimetal and the wire diameter of the heater. Provide an overcurrent protection device that makes it easy to make a product that suits the machine. Also provided is an overcurrent protection device that is reusable.
第1発明の過電流保護装置は、電動圧縮機の電動機への電流供給回路に前記電動機と直列に接続される過電流保護装置において、前記過電流保護装置は、第1の温度以上で反転して固定接点から離れ前記電動機への電流供給回路を遮断し前記第1の温度よりも低く0℃よりも高い復帰温度で前記固定接点に当接復帰する第1のバイメタル接片と、前記第1のバイメタル接片と熱結合関係に配置された第1の電気ヒータとを、有底円筒形状の第1の耐熱絶縁ケースに収納した第1過電流リレーと、前記第1の温度よりも高い第2の温度以上で反転して固定接点から離れ前記電動機への電流供給回路を遮断し0℃よりも低い温度でしか前記固定接点に当接復帰しない第2のバイメタル接片と、前記第2のバイメタル接片と熱結合関係に配置された第2の電気ヒータとを、有底円筒形状の第2の耐熱絶縁ケースに収納した第2過電流リレーとからなり、前記第1のバイメタル接片と前記第1の電気ヒータの直列回路と、前記第2のバイメタル接片と前記第2の電気ヒータの直列回路が、直列接続されて前記電動機と直列回路を形成し、前記第1過電流リレーと前記第2過電流リレーは前記電動圧縮機の本体ケースの上面に突出した端子へ接続される外部端子を収納したカバー内に収納され、前記本体ケースの上面への前記カバーの取り付けにより前記第1のバイメタル接片と前記第2のバイメタル接片が前記本体ケースの温度を感知する状態に位置し、前記第1のバイメタル接片は、前記本体ケースの温度を感知し且つ前記電動機を流れる過電流による前記第1の電気ヒータの発熱により、前記第1の温度以上で反転する関係にあり、前記第2のバイメタル接片は、前記本体ケースの温度を感知し且つ前記第1のバイメタル接片が固定接点へ溶着したときの過電流による前記第2の電気ヒータの発熱により前記第2の温度以上で反転する関係にあることを特徴とする。 An overcurrent protection device according to a first aspect of the invention is an overcurrent protection device connected in series with the motor to a current supply circuit to an electric motor of an electric compressor, wherein the overcurrent protection device is inverted at a temperature equal to or higher than a first temperature. A first bimetal contact piece which is separated from the fixed contact and cuts off a current supply circuit to the electric motor and comes into contact with and returns to the fixed contact at a return temperature lower than the first temperature and higher than 0 ° C .; A first overcurrent relay in which a first electric heater arranged in a thermal coupling relationship with the bimetal contact piece is housed in a first heat-resistant insulating case having a bottomed cylindrical shape; and a first overcurrent relay that is higher than the first temperature. A second bimetal contact piece that reverses above the temperature of 2 and leaves the fixed contact , interrupts the current supply circuit to the motor, and abuts and returns to the fixed contact only at a temperature lower than 0 ° C .; Arranged in thermal coupling relationship with bimetallic piece A second electrical heater consists of a second over-current relay housed in a second heat insulating case of the bottomed cylindrical shape, and the first bimetal contact piece and the series circuit of the first electric heater, the A series circuit of a second bimetal contact piece and the second electric heater is connected in series to form a series circuit with the electric motor, and the first overcurrent relay and the second overcurrent relay are connected to the electric compressor. The first bimetal contact piece and the second bimetal contact piece are housed in a cover containing an external terminal connected to a terminal protruding from the upper surface of the main body case, and the cover is attached to the upper surface of the main body case. Is located in a state where the temperature of the main body case is sensed, and the first bimetal contact piece senses the temperature of the main body case and is caused by heat generation of the first electric heater due to an overcurrent flowing through the electric motor. The second bimetal contact piece senses the temperature of the body case and the first bimetal contact piece is welded to a fixed contact. The second electric heater is in a relationship of reversing above the second temperature due to heat generation .
第2発明の過電流保護装置は、第1発明において、前記第1過電流リレー及び前記第2過電流リレーは構造的に同様の構成であって、前記カバー内には、一方側に前記第1過電流リレーと前記第2過電流リレーが併設され、他方側に前記外部端子が収納され、前記本体ケースへの前記カバーの取り付けにより、前記本体ケースの上面に突出した端子へ前記外部端子が接続されると共に、前記第1のバイメタル接片と前記第2のバイメタル接片が前記本体ケースの温度を感知する状態に位置することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the overcurrent protection device according to the first aspect, wherein the first overcurrent relay and the second overcurrent relay are structurally similar in structure, and the cover includes the first overcurrent protection device on one side. 1 overcurrent relay and the second overcurrent relay are provided side by side, the external terminal is housed on the other side, and when the cover is attached to the main body case, the external terminal is connected to the terminal protruding from the upper surface of the main body case. The first bimetal contact piece and the second bimetal contact piece are located in a state of sensing the temperature of the main body case .
第1発明では、過電流保護装置がそれぞれ別個の第1過電流リレーと第2過電流リレーの直列接続で構成されるため、電動圧縮機へ供給される同じ過電流が各ヒータを流れることとなり、第1過電流リレーによって、電動圧縮機の過負荷状態、起動不良やロック状態での電動圧縮機の温度上昇や過電流を感知し、電動圧縮機を温度と過電流の両方から保護すると共に、第2過電流リレーによって、第1過電流リレーの接点溶着時の電動圧縮機の温度上昇や過電流を感知し、電動圧縮機を温度と過電流の両方から保護することができ、第1過電流リレーと第2過電流リレーの動作時点が定め易くなり、設計の自由度が増し、安定した過電流保護動作が得られるものとなり、電動圧縮機に合ったものを作り易いものとなる。
また、第1過電流リレーと第2過電流リレーは電動圧縮機の本体ケースの上面に取り付けられるカバー内に収納されており、このカバーの取り付けにより第1のバイメタル接片と第2のバイメタル接片が本体ケースの温度を感知する状態となるため、第1のバイメタル接片も第2のバイメタル接片も、本体ケースの温度を感知し且つ電動機を流れる過電流による電気ヒータの発熱により、それぞれ設定した温度で反転動作して電動機への電流供給回路を開くことができるものとなる。
また、第2過電流リレーは、復帰温度を−50℃のように通常の使用状態では到達し得ない低い温度に設定すれば、一旦動作した後はその状態を維持できるため、電動圧縮機への通電遮断状態を安定して維持できるものとなる。更に、一旦動作した後は、復帰温度以下に冷却すれば、再使用可能状態となるため、経済的である。
In the first invention, the overcurrent protection device is constituted by a series connection of a separate first overcurrent relay and a second overcurrent relay, so that the same overcurrent supplied to the electric compressor flows through each heater. The first overcurrent relay detects an overload state of the electric compressor, a start-up failure or an overcurrent of the electric compressor in a locked state, and protects the electric compressor from both temperature and overcurrent. The second overcurrent relay detects the temperature rise and overcurrent of the electric compressor during contact welding of the first overcurrent relay, and can protect the electric compressor from both temperature and overcurrent. It becomes easy to determine the operation time points of the overcurrent relay and the second overcurrent relay, the degree of freedom of design is increased, a stable overcurrent protection operation can be obtained, and it is easy to make a device suitable for the electric compressor.
The first overcurrent relay and the second overcurrent relay are housed in a cover that is attached to the upper surface of the main body case of the electric compressor. By attaching this cover, the first bimetal contact piece and the second bimetal contact piece are accommodated. Since the piece senses the temperature of the main body case, both the first bimetal contact piece and the second bimetal contact piece sense the temperature of the main body case and generate heat from the electric heater due to overcurrent flowing through the motor. The current supply circuit to the electric motor can be opened by reversing operation at the set temperature.
In addition, the second overcurrent relay can maintain its state once it is operated if the return temperature is set to a low temperature that cannot be reached under normal use, such as -50 ° C. It is possible to stably maintain the energization cut-off state. Furthermore, once it has been operated, it can be reused if it is cooled below the return temperature, which is economical.
第2発明では、第1過電流リレー及び前記第2過電流リレーは構造的に同様の構成であるため、バイメタル接片の種類や電気ヒータの線径を変えることにより、各種の反転動作温度のものや各種の過電流に対応できる第1過電流リレーと第2過電流リレーを作ることができるものとなり、第1過電流リレーと第2過電流リレーの反転動作時点が定め易くなり、設計の自由度が増し、安定した過電流保護動作が得られるものとなり、電動圧縮機に合ったものを作り易いものとなる。
また、本体ケースの上面に突出した端子への外部端子の接続、及び本体ケースの温度を感知する状態への第1のバイメタル接片と第2のバイメタル接片の取り付けが、カバーの取り付けにより達成されることとなる。
In the second invention, since the first overcurrent relay and the second overcurrent relay are structurally similar in structure, various reversal operating temperatures can be obtained by changing the type of the bimetal contact piece and the wire diameter of the electric heater. It is possible to make a first overcurrent relay and a second overcurrent relay that can cope with various overcurrents, and it is easy to determine the reversal operation time of the first overcurrent relay and the second overcurrent relay, The degree of freedom is increased, and a stable overcurrent protection operation can be obtained, which makes it easy to make a device suitable for the electric compressor.
Further, the connection of the external terminal to the terminal protruding from the upper surface of the main body case and the attachment of the first bimetal contact piece and the second bimetal contact piece to the state of sensing the temperature of the main body case are achieved by attaching the cover. Will be.
本発明の過電流保護装置は、電動圧縮機の電動機への電流供給回路に前記電動機と直列に接続される過電流保護装置において、前記過電流保護装置は、第1の温度以上で反転して固定接点から離れ前記電動機への電流供給回路を遮断し前記第1の温度よりも低く0℃よりも高い復帰温度で前記固定接点に当接復帰する第1のバイメタル接片と、前記第1のバイメタル接片と熱結合関係に配置された第1の電気ヒータとを、有底円筒形状の第1の耐熱絶縁ケースに収納した第1過電流リレーと、前記第1の温度よりも高い第2の温度以上で反転して固定接点から離れ前記電動機への電流供給回路を遮断し0℃よりも低い温度でしか前記固定接点に当接復帰しない第2のバイメタル接片と、前記第2のバイメタル接片と熱結合関係に配置された第2の電気ヒータとを、有底円筒形状の第2の耐熱絶縁ケースに収納した第2過電流リレーとからなり、前記第1のバイメタル接片と前記第1の電気ヒータの直列回路と、前記第2のバイメタル接片と前記第2の電気ヒータの直列回路が、直列接続されて前記電動機と直列回路を形成し、前記第1過電流リレーと前記第2過電流リレーは前記電動圧縮機の本体ケースの上面に突出した端子へ接続される外部端子を収納したカバー内に収納され、前記本体ケースの上面への前記カバーの取り付けにより前記第1のバイメタル接片と前記第2のバイメタル接片が前記本体ケースの温度を感知する状態に位置し、前記第1のバイメタル接片は、前記本体ケースの温度を感知し且つ前記電動機を流れる過電流による前記第1の電気ヒータの発熱により、前記第1の温度以上で反転する関係にあり、前記第2のバイメタル接片は、前記本体ケースの温度を感知し且つ前記第1のバイメタル接片が固定接点へ溶着したときの過電流による前記第2の電気ヒータの発熱により前記第2の温度以上で反転する関係であり、本発明の実施例を以下に記載する。 The overcurrent protection device of the present invention is an overcurrent protection device connected in series with the motor to a current supply circuit to an electric motor of an electric compressor, wherein the overcurrent protection device is inverted at a temperature equal to or higher than a first temperature. A first bimetal contact piece which is separated from the fixed contact and cuts off a current supply circuit to the electric motor and comes into contact with and returns to the fixed contact at a return temperature lower than the first temperature and higher than 0 ° C .; A first overcurrent relay in which a first electric heater disposed in a thermal coupling relationship with the bimetal contact piece is housed in a first heat-resistant insulating case having a bottomed cylindrical shape; and a second higher than the first temperature. A second bimetal contact piece that reverses above the fixed temperature, leaves the fixed contact , interrupts the current supply circuit to the motor, and contacts and returns to the fixed contact only at a temperature lower than 0 ° C. , and the second bimetal Placed in thermal coupling with the piece And an electric heater consists of a second over-current relay housed in a second heat insulating case of the bottomed cylindrical shape, and the first bimetal contact piece and the series circuit of the first electric heater, said first A series circuit of two bimetal contacts and the second electric heater is connected in series to form a series circuit with the electric motor, and the first overcurrent relay and the second overcurrent relay are the main body of the electric compressor. The first bimetal contact piece and the second bimetal contact piece are accommodated in a cover containing external terminals connected to terminals protruding from the upper surface of the case, and the cover is attached to the upper surface of the main body case. Located in a state of sensing the temperature of the main body case, the first bimetal contact piece senses the temperature of the main body case and generates heat of the first electric heater due to an overcurrent flowing through the electric motor. The second bimetal contact piece senses the temperature of the main body case and the first bimetal contact piece is welded to the fixed contact. The relationship of reversing above the second temperature due to heat generated by the second electric heater is described below, and examples of the present invention will be described below.
図1は本発明に係る過電流保護装置を構成する第1過電流リレー及び第2過電流リレーが直列接続された回路図、図2は本発明に係る第1過電流リレー及び第2過電流リレーの外観を示す側面図、図3は図2に示す第1過電流リレー及び第2過電流リレーの端子部側の外観を示す図、図4は図2に示す第1過電流リレー及び第2過電流リレーの開口面から見た内部構成図、図5は本発明に係る過電流保護装置を電動圧縮機の密閉ケースの上面に取り付けた状態を示す図、図6は図5における過電流保護装置を電動圧縮機の密閉ケースの上面に取り付ける部分の具体的な斜視図である。 FIG. 1 is a circuit diagram in which a first overcurrent relay and a second overcurrent relay constituting an overcurrent protection device according to the present invention are connected in series, and FIG. 2 is a first overcurrent relay and a second overcurrent according to the present invention. 3 is a side view showing the external appearance of the relay, FIG. 3 is a diagram showing the external appearance of the first overcurrent relay and the second overcurrent relay shown in FIG. 2, and FIG. 4 is the first overcurrent relay shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing a state in which the overcurrent protection device according to the present invention is attached to the upper surface of the sealed case of the electric compressor, and FIG. 6 is an overcurrent diagram in FIG. It is a concrete perspective view of the part which attaches a protection device to the upper surface of the airtight case of an electric compressor.
本発明の過電流保護装置1は、冷蔵庫、小型エアコン等の冷却機器に用いられる電動圧縮機50をその過電流状態から保護するため、電動圧縮機50の本体ケース51に密着して取り付けられ、温度を感知し且つ電動圧縮機50の電動機52に流れる過電流に応じて電動機52への通電を遮断するように動作するものである。電動圧縮機50は、密閉ケースを構成する本体ケース51内に、電動機52と冷媒圧縮機部53が収納され、冷媒圧縮機部53が電動機52によって駆動されることにより冷媒を圧縮する周知の形態である。
The
過電流保護装置1は、電動圧縮機50の電動機52への電流供給回路に電動機52と直列に接続される構成であり、過電流保護装置1は、第1の温度(T1℃)以上で電動圧縮機50の電動機52への電流供給回路を遮断し前記第1の温度(T1℃)よりも低く0℃よりも高い復帰温度で復帰する第1のバイメタル接片2Aを第1の合成樹脂製の耐熱絶縁ケース2Kに収納した第1過電流リレー2と、第1過電流リレー2に直列接続され前記第1の温度(T1℃)よりも高い第2の温度(T2℃)以上で電動圧縮機50の電動機52への電流供給回路を遮断し0℃よりも低い温度(T3℃)でしか復帰しない第2のバイメタル接片3Aを第2の合成樹脂製の耐熱絶縁ケース3Kに収納した第2過電流リレー3からなる。
The
これを以下に具体的に説明する。第1過電流リレー2は、図1乃至図4に示すように、一面(図2の下側面)が開口2K1である有底円筒形状をなす合成樹脂製の耐熱絶縁ケース2Kを主体とし、このケース2Kの底壁(図2の上側壁)2K2の中央部にナット2Dで固定された支持軸2Cに、ケース2Kの内面から離れた状態で第1のバイメタル接片2Aが支持されている。このバイメタル接片2Aは、円形状のバイメタル板の左右両側の突出部に可動側接点2Eを備えている。ケース2Kの底壁(図2の上側壁)2K2には、2個の外部端子A、Bが取り付けられ、この外部端子A、Bがケース2Kの内側に露出している。
This will be specifically described below. As shown in FIGS. 1 to 4, the
底壁(図2の上側壁)2K2の内側には端子Cが設けられ、端子Aのケース2Kの内側端と端子Cは、バイメタル接片2Aの可動側接点2Eにそれぞれ対応した固定接点2Gを形成し、端子Bのケース2Kの内側端には第1の電気ヒータ2Bの一端が接続され、端子Cに電気ヒータ2Bの他端が接続されている。過電流状態でない通常状態では、バイメタル接片2Aは、図1に実線で示すように、左右の可動側接点2Eが左右の固定接点2Gに当接した状態である。所定の電気抵抗を有する第1の電気ヒータ2Bは、端子B、Cに渡り、且つバイメタル接片2Aと熱結合関係になるように、バイメタル接片2Aの円形状部分に対応して配置されている。
A terminal C is provided inside the bottom wall (upper side wall in FIG. 2) 2K2, and the inner end of the
第2過電流リレー3は、構造的には第1過電流リレー2と同様の構成である。このため図1乃至図4において、第1過電流リレー2と同様部分を括弧内の符号で示している。即ち、第2過電流リレー3は、図1乃至図4に示すように、一面(図2の下側面)が開口3K1である有底円筒形状をなす合成樹脂製の耐熱絶縁ケース3Kを主体とし、このケース3Kの底壁(図2の上側壁)3K2の中央部にナット3Dで固定された支持軸3Cに、ケース3Kの内面から離れた状態で第1のバイメタル接片3Aが支持されている。このバイメタル接片3Aは、円形状のバイメタル板の左右両側の突出部に可動側接点3Eを備えている。ケース3Kの底壁(図2の上側壁)3K2には、2個の外部端子端子A、Bが取り付けられ、この端子A、Bがケース3Kの内側に露出している。
The
底壁(図2の上側壁)3K2の内側には端子Cが設けられ、端子Aのケース3Kの内側端と端子Cは、バイメタル接片3Aの可動側接点3Eにそれぞれ対応した固定接点3Gを形成し、端子Bのケース3Kの内側端には第2の電気ヒータ3Bの一端が接続され、端子Cに電気ヒータ3Bの他端が接続されている。過電流状態でない通常状態では、バイメタル接片3Aは、図1に実線で示すように、左右の可動側接点3Eが左右の固定接点3Gに当接した状態である。所定の電気抵抗を有する第2の電気ヒータ3Bは、端子B、Cに渡り、且つバイメタル接片3Aと熱結合関係になるように、バイメタル接片3Aの円形状部分に対応して配置されている。
A terminal C is provided on the inner side of the bottom wall (upper side wall in FIG. 2) 3K2, and the inner end of the
過電流保護装置1は、図5及び図6に示すように、上記の構成の第1過電流リレー2と第2過電流リレー3が組み合わされて所定のカバーKS内に収納された構成であり、このカバーKSが電動圧縮機50の本体ケース51の上面に取り付けられ、このカバーKS内に収納した電力供給用の外部端子57が、本体ケース51の上面に突出した端子54A、54B、54Cへ接続されると共に、バイメタル接片2A、3Aが本体ケース51の温度を感知する状態に位置する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
カバーKS内には、一方側に第1過電流リレー2と第2過電流リレー3が併設され、他方側に外部端子57が収納される。カバーKSが本体ケース51の上面に取り付けられる構成は、本体ケース51の上面に取り付けた金属製の支持台59の左右係止片に係止孔60A、60Bが形成され、カバーKSの左右の爪58A、58Bが、対応する係止孔60A、60Bに、それぞれカバーKSの弾性にて係止することにより取り付けられる。これによって、ケース2K、3Kは、それぞれの開口2K1、3K1が支持台59に当接する状態となる。
In the cover KS, the
上記の構成の第1過電流リレー2と第2過電流リレー3は、第1過電流リレー2と第2過電流リレー3の直列回路が、電動圧縮機50の電動機52と直列に接続される。第1過電流リレー2の可動側接点2Eが固定接点2Gに当接した状態で、バイメタル接片2Aと電気ヒータ2Bが第1の直列回路を形成する。また、第2過電流リレー3の可動側接点3Eが固定接点3Gに当接した状態で、バイメタル接片3Aと電気ヒータ3Bが第2の直列回路を形成する。この第1、第2の両直列回路は直列接続されて、電動機52と直列に接続される。
In the
具体的な一つの回路接続を以下に記載する。図1に示す電動機52は交流電動機の場合を示しており、電源55も交流電源である。電動機52が周波数変換によって回転数が可変のインバータ制御されるものであれば、電源55はインバータ制御される電源である。
One specific circuit connection is described below. The
電動機52の一方の端子は電源55に接続され、第1過電流リレー2は、その端子Aに電動機52の他方の端子54Aが接続される。そして、可動側接点2Eが固定接点2Gに当接したバイメタル接片2Aと電気ヒータ2Bが第1の直列回路を形成する。第1過電流リレー2の端子Bが第2過電流リレー3の端子Aに接続される。第2過電流リレー3は、可動側接点3Eが固定接点3Gに当接したバイメタル接片3Aと電気ヒータ3Bが第2の直列回路を形成し、端子Bが電源55に接続された端子54Bへ接続される。これによって、前記第1、第2の両直列回路は直列接されて、電動機52と直列回路を形成する。
One terminal of the
この構成において、電動圧縮機50の通常の運転時には、電動機52を流れる電流は設定値以下のため、電気ヒータ2Bからの発熱量はバイメタル接片2Aを図1の点線のように反転するほど多くなく、また、電気ヒータ3Bからの発熱量はバイメタル接片3Aを図1の点線のように反転するほど多くなく、また本体ケース51の温度もバイメタル接片2A、3Aを図1の点線のように反転するほどの温度ではないため、可動側接点2Eが固定接点2Gに当接し、可動側接点3Eが固定接点3Gに当接した状態を維持して、電動機52は電源55からの電力供給状態であり、電動圧縮機50は通常の運転状態を継続する。
In this configuration, during normal operation of the
しかし、電動圧縮機50が過負荷状態になったとき、または起動不良やロック状態になると、電動圧縮機50の温度上昇によってバイメタル接片2A、3Aの受熱量が増える。また設定値以上の過電流が流れることにより、電気ヒータ2B、3Bの発熱量が増え、バイメタル接片2A、3Aの受熱量が増える。これによって、先ずバイメタル接片2Aが動作温度である第1の温度(T1℃・・・例えば120℃)またはそれ以上に熱せられることにより、バイメタル接片2Aが図1の点線のように反転し、可動側接点2Eが固定接点2Gから離れ、電動機52への電流供給回路を遮断する。バイメタル接片3Aの反転動作温度は、第1の温度(T1℃)に比して相当高い温度に設定しているため反転動作はせず、可動側接点3Eが固定接点3Gに当接したままである。
However, when the
このように電動圧縮機50の運転停止により、電気ヒータ2Bの通電もなくなり、自然冷却によって、第1の温度(T1℃・・・例えば120℃)よりも低く0℃よりも高い復帰温度(例えば100℃)になると、バイメタル接片2Aは図1の実線のように逆反転(復帰)動作して、再び可動側接点2Eが固定接点2Gに当接し、再び電動機52が起動し電動圧縮機50が運転状態に復帰する。この復帰したとき、電動圧縮機50の過負荷状態、または起動不良やロック状態が解消しておれば、電動機52を流れる電流は設定値以下のため、上記のように電動圧縮機50は通常の運転状態を継続する。しかし、この復帰したとき、電動圧縮機50の過負荷状態、または起動不良やロック状態が解消していなければ、再びバイメタル接片2Aが動作温度である第1の温度(T1℃)に熱せられることにより、バイメタル接片2Aが図1の点線のように反転し、可動側接点2Eが固定接点2Gから離れ、電動機52への電流供給回路を遮断する。このようにして、電動圧縮機50を過負荷状態、または起動不良やロック状態によって生じる焼損から保護する。
Thus, by stopping the operation of the
しかし、このようなバイメタル接片2Aの反転及び復帰による固定接点2Gに対する可動側接点2Eの開閉回数が長期に亘って行なわれた場合、または、電動圧縮機50の長期に亘る運転によって、固定接点2Gに対する可動側接点2Eの開閉回数が多くなって、バイメタル接片2Aの正反転・逆反転の寿命が尽き、固定接点2Gに対し可動側接点2Eが開くことができず、可動側接点2Eが固定接点2Gに溶着した場合には、電動圧縮機50の電動機52が過電流状態のままとなり、これが継続すれば、電動機52が焼損する状態となる。
However, when the number of times of opening / closing the
このように、可動側接点2Eが固定接点2Gに溶着した場合には、電気ヒータ3Bへの通電が継続するため、電気ヒータ3Bの発熱量が増え、バイメタル接片3Aの受熱量が増える。これによって、バイメタル接片3Aが動作温度である第2の温度(T2℃)またはそれ以上に熱せられることにより、バイメタル接片3Aが図1の点線のように反転し、可動側接点3Eが固定接点3Gから離れ、電動機52への電流供給回路を遮断し、電動機52が焼損することを防止する。
Thus, when the
バイメタル接片3Aが反転して可動側接点3Eが固定接点3Gから離れる動作温度である第2の温度(T2℃)は、バイメタル接片2Aが反転して可動側接点2Eが固定接点2Gから離れる動作温度である第1の温度(T1℃・・・例えば120℃)よりも相当高い温度、例えば150℃に設定しているため、バイメタル接片2Aが反転動作する前にバイメタル接片3Aが反転動作することはない。
The second temperature (T2 ° C.), which is the operating temperature at which the
バイメタル接片3Aが図1の実線のように逆反転(復帰)動作して、再び可動側接点3Eが固定接点3Gに当接する復帰温度は、0℃よりも十分低い温度(T3℃)に設定しており、この温度は通常環境において電動圧縮機50が使用される温度状況で生じる低温よりも十分低い零下の温度(T3℃)である。T3℃は、零下数十℃、例えば、−50℃程度であるため、一旦バイメタル接片3Aが図1の点線のように反転動作した後は、人為的にバイメタル接片3Aをこの復帰温度まで冷却しなければ復帰しないので、それを行わない限り、一旦バイメタル接片3Aが図1の点線のように反転動作した後は、実質永久的に復帰しないので、電動圧縮機50の焼損保護が継続することとなる。なお、バイメタル接片3Aを復帰温度まで冷却する方法は、液体窒素や低温冷凍装置によって冷却すれば、再び使用可能となる。
The return temperature at which the
上記のように、電気ヒータの発熱で反転動作させるタイプでは、バイメタル接片2A、3Aの電気抵抗は、電気ヒータ2B、3Bの電気抵抗に比して相当小さいので、過電流が流れる状態でのバイメタル接片2A、3Aの自己発熱は小さく、過電流が流れたときの反転動作は、実質的に電気ヒータ2B、3Bの発熱によるものである。
As described above, in the type in which the reverse operation is performed by the heat generated by the electric heater, the electric resistance of the
上記のような第1過電流リレー2と第2過電流リレー3の直列回路によって構成することにより、バイメタル接片2A、3Aの種類や電気ヒータ2B、3Bの線径を変えることにより、各種の反転動作温度のものや各種の過電流に対応できる第1過電流リレー2と第2過電流リレー3を作ることができるものとなり、第1過電流リレー2と第2過電流リレー3の反転動作時点が定め易くなり、設計の自由度が増し、安定した過電流保護動作が得られるものとなり、電動圧縮機に合ったものを作り易いものとなる。
By configuring the series circuit of the
図1には、電源55、電動機52、第1過電流リレー2、第2過電流リレー3、電源55の回路接続を示しているが、第1過電流リレー2と第2過電流リレー3の位置を入れ替えて、電源55、電動機52、第2過電流リレー3、第1過電流リレー2、電源55の接続であってもよい。
FIG. 1 shows circuit connections of the
また、上記では、第1過電流リレー2のバイメタル接片2A及び第2過電流リレー3のバイメタル接片3Aが、電動圧縮機1の本体ケース51の温度感知と共に、対応する電気ヒータ2B、3Bの発熱量によっても反転するようになっているが、電気ヒータ2B、3Bを省いて、本体ケース51の温度感知のみで反転作動する構成でも差し支えない。
Further, in the above, the
また、上記では、第1過電流リレー2のバイメタル接片2A及び第2過電流リレー3のバイメタル接片3Aが、電動圧縮機1の本体ケース51の温度を感知するようにしているが、バイメタル接片2A、3Aが、それぞれ対応する電気ヒータ2B、3Bの発熱量によってのみ反転作動する構成でも差し支えない。
In the above description, the
本発明では、電動圧縮機1の構成、第1過電流リレー2及び第2過電流リレー3の構成等は、上記実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り種々の変更が考えられ、種々の実施形態を包含するものである。
In the present invention, the configuration of the
1・・・・過電流保護装置
2・・・・第1過電流リレー
2A・・・バイメタル接片
2B・・・電気ヒータ
2C・・・支持軸
2E・・・可動側接点
2G・・・固定接点
2K・・・耐熱絶縁ケース
3・・・・第2過電流リレー
3A・・・バイメタル接片
3B・・・電気ヒータ
3C・・・支持軸
3E・・・可動側接点
3G・・・固定接点
3K・・・耐熱絶縁ケース
50・・・電動圧縮機
51・・・本体ケース
52・・・電動機
53・・・圧縮部
55・・・電源
DESCRIPTION OF
Claims (2)
第1の温度以上で反転して固定接点から離れ前記電動機への電流供給回路を遮断し前記第1の温度よりも低く0℃よりも高い復帰温度で前記固定接点に当接復帰する第1のバイメタル接片と、前記第1のバイメタル接片と熱結合関係に配置された第1の電気ヒータとを、有底円筒形状の第1の耐熱絶縁ケースに収納した第1過電流リレーと、
前記第1の温度よりも高い第2の温度以上で反転して固定接点から離れ前記電動機への電流供給回路を遮断し0℃よりも低い温度でしか前記固定接点に当接復帰しない第2のバイメタル接片と、前記第2のバイメタル接片と熱結合関係に配置された第2の電気ヒータとを、有底円筒形状の第2の耐熱絶縁ケースに収納した第2過電流リレーとからなり、
前記第1のバイメタル接片と前記第1の電気ヒータの直列回路と、前記第2のバイメタル接片と前記第2の電気ヒータの直列回路が、直列接続されて前記電動機と直列回路を形成し、
前記第1過電流リレーと前記第2過電流リレーは前記電動圧縮機の本体ケースの上面に突出した端子へ接続される外部端子を収納したカバー内に収納され、
前記本体ケースの上面への前記カバーの取り付けにより前記第1のバイメタル接片と前記第2のバイメタル接片が前記本体ケースの温度を感知する状態に位置し、
前記第1のバイメタル接片は、前記本体ケースの温度を感知し且つ前記電動機を流れる過電流による前記第1の電気ヒータの発熱により、前記第1の温度以上で反転する関係にあり、前記第2のバイメタル接片は、前記本体ケースの温度を感知し且つ前記第1のバイメタル接片が固定接点へ溶着したときの過電流による前記第2の電気ヒータの発熱により前記第2の温度以上で反転する関係にある
ことを特徴とする過電流保護装置。 In the overcurrent protection device connected in series with the motor to the current supply circuit to the motor of the electric compressor, the overcurrent protection device is:
The first temperature is reversed above the first temperature, separated from the fixed contact , interrupts the current supply circuit to the motor, and comes into contact with and returns to the fixed contact at a return temperature lower than the first temperature and higher than 0 ° C. A first overcurrent relay in which a bimetal contact piece and a first electric heater arranged in a thermal coupling relationship with the first bimetal contact piece are housed in a first heat-resistant insulating case having a bottomed cylindrical shape ;
The second temperature is reversed above the second temperature higher than the first temperature, is separated from the fixed contact , cuts off the current supply circuit to the motor, and comes into contact with and returns to the fixed contact only at a temperature lower than 0 ° C. consists of a bimetal contact piece, and a second electrical heater disposed in said second bimetal contact piece and the thermal coupling relation, a second overcurrent relay housed in a second heat insulating case of a bottomed cylindrical shape ,
A series circuit of the first bimetal contact piece and the first electric heater, and a series circuit of the second bimetal contact piece and the second electric heater are connected in series to form a series circuit with the electric motor. ,
The first overcurrent relay and the second overcurrent relay are housed in a cover that houses an external terminal connected to a terminal protruding on the upper surface of the main body case of the electric compressor,
The first bimetal contact piece and the second bimetal contact piece are positioned in a state of sensing the temperature of the main body case by attaching the cover to the upper surface of the main body case,
The first bimetal contact piece senses the temperature of the main body case and has a relationship of reversing above the first temperature due to heat generation of the first electric heater due to overcurrent flowing through the electric motor. The bimetal contact piece 2 senses the temperature of the main body case, and the second bimetallic contact piece is heated above the second temperature due to heat generation of the second electric heater due to overcurrent when the first bimetal contact piece is welded to the fixed contact. An overcurrent protection device characterized by being in an inverted relationship .
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