KR100236901B1 - 열보호장치 - Google Patents

Abstract

3상용 열보호장치는 전동기코일에의 부착에 적합한 가늘고 긴 금속제의 밀페 하우징(3)과 그 내부에 고정적으로 배치된 열응동판지지체(10) 및 고정접점지지체(7A),(7B)를 포함하고 있다. 열응동판(熱應動板)지지체(10)에는 탄성판(11)을 거쳐서 가늘고 긴 형상의 열응동판(12)의 지지단말이 연결되고, 이 열응동판(12)상의 2등변 3각형을 이루는 3개의 위치의 하나를 지지단말로 하고, 다른 2개의 위치에 가동접점(14A),(14B)을 배치하고, 이 3각형의 지지단말위치에서의 각도를 적어도 90도로 하고, 3상 전로간(電路間)에서 발열량이 균형이 잡히도록 고정접점지지체(7A),(7B) 및 열응동판지지체(10)가 전류발열재료로 된다. 하우징(3)내면에 일단이 열응동판(12)의 만곡부 거의 중앙에 바이패스전류 저지재료를 거쳐서 맞닿는 동작온도교정용의 누름편(片)(15)이 고착된다. 이 누름편(15)의 타단은 가동접점(14A),(14B)의 작동량을 크게 할 목적으로 열응동판(12)의 지지단말의 작동량을 제한하도록 근접되어 있다.

Description

열보호장치

본 발명은 밀폐형전동압축기에 사용되는 전동기, 특히 3상용전동기를 소손(燒損)으로부터 보호하는데 적합한 내부열보호장치(internal thermal protector)에 관한 것이다.

종래에 이런종류의 열보호장치(이하 보호장치라 칭한다)로서는 예를 들면 일본국 특개소 56-130040호 공보의 「열응동(熱應動)스위치」나 일본국 특개소 62-88232호 공보의 「열응동스냅스위치」가 있다. 이들의 보호장치는 단상의 전동기에 부착되는 것이며, 그 중앙부에 접시형상으로 조임형성된 만곡부를 갖는 바이메탈등의 열응동판의 일단에 가동접점을 고착시키고, 타단을 탄성판으로 고착시키고, 비작동상태에서 양단을 각각 고정접점과 지지부에 맞닿게 해서 열응동판의 볼록한 면의 중앙부근을 소정의 압력으로 누름으로서 접점간압력 및 열응동판의 반전동작온도를 규정하는 것이다. 이들 보호장치는 단자간에 전류를 흘리므로서 열응동판 및 주위의 발열부재가 발열하여 전동기의 이상등에 의한 온도상승이나 과전류에 의한 과열상태로 열응동판이 반전하는 것에 의해 그 일단에 부착된 가동접점을 고정접점으로부터 개방해서 전로를 차단하도록 구성되어 있다.

또, 특히 3상용보호장치로서는 예를 들면 일본국 특개소 57-34623호 공보나 특개평 1-105435호 공보, 특개평 6-96649호 공보의 「3상용열보호장치」등이 있다. 이들 3상용보호장치에 있어서는 그 중앙부에 만곡부가 조임형성된 거의 원형의 열응동판에 2개의 가동접접 및 탄성판과의 고착점을 거의 정3각형이 되도록 배치하고, 각각 고정접점과 지지부에 맞닿게 해서 열응동판의 상온시에는 볼록하게되는 면의 중앙부근 결국 전술한 정3각형의 중심부근을 소정의 압력으로 누름으로서 접점간압력 및 동작온도를 규정하는 것이다. 이들 3상용보호장치는 소위 Y결선의 전동기의 중성점에 부착되고, 전동기의 이상시 등에는 전술한 단상용보호장치와 같이 열응동판이 반전하므로서 이 중성점을 개방하여 각 상간(相間)의 전로를 차단하도록 구성되어 있다. 이들에 있어서는 바이메탈 등의 열응동판에 전류를 흘리므로서 주로 열응동판자체의 발열을 이용해서 열응동판을 동작시키는 구조로 되어 있고, 열응동판상의 각 상간의 발열의 균형을 취하기위해 거의 원형의 열응동판에 접점 및 고정부의 위치관계가 거의 정3각형이 되도록 배치된 것을 사용하여 전체가 가로세로의 치수가 거의 같은 비교적 평평한 형상으로 되어 있다.

상기한 각 보호장치에 있어서는 열응동판의 자유단에 가동접점을 고착시키고 지지단이 되는 타단을 탄성판에 연결하는 구조로 하므로서 지지단말에 필요이상의 응력이 집중하는 것을 방지하고 있다. 이 탄성판은 열응동판의 발열량을 보충하기 위해 가열기로서의 역할도 갖고 있다.

그러나 특히 정격전류가 큰것이나 열응동판의 동작온도를 높게 설정하고 있는 경우등에 있어서 탄성판이 가열기로서 고온이 되면 소위 열처리효과가 생겨 탄성판으로서의 성능이 저하하는 일이 있기 때문에 비교적 고출력의 것에는 사용할 수 없다는 문제가 있었다. 이 문제를 회피하기 위해 탄성판대신에 강체의 가열기를 사용하면 열응동판의 지지단말에 과대한 응력이 집중해서 동작온도가 변화해 버릴 가능성이 있다.

또, 탄성판을 사용한 경우에는 3상용보호장치에 있어서는 조립시에 열응동판이 고정접점에 대해서 약간 경사져 있어도 탄성판쪽이 비틀림으로서 열응동판의 경사에 영향받는 일이 없이 2조의 접점간압력을 평형시킬 수가 있지만 열응동판을 강체로 유지하는 것과 같은 평형화조정이 행해지지 않기 때문에 각 접점간에 개별의 압력조정기구를 설치하거나 대단히 높은 정밀도로 조립해서 2조의 접점이 동시에 개폐되도록 또한, 동일접점압력이 되도록 하지 않으면 안된다.

다시 또, 종래의 3상용보호장치는 겅의 원형의 열응동판을 사용한 가로세로칫수가 거의 동등한 평평한 형상을 하고 있기 때문에 특히 전동기권선의 소위 코일단말상에 묶는 끈등으로 부착시키는 경우에는 코일단말의 폭보다도 보호장치의 폭이 넓게 되어버리기 때문에 부착이 불안정하다고하는 문제가 있었다. 근래 전동압축기 전체가 소형화되고, 전동기의 직경이 적어지는 경향이 있고, 종래의 구조인채로 보호장치의 폭을 코일단말의 폭보다 적게하려고하면 전체를 소형화하지 않으면 안되고, 전류용량이 적어지거나 제조가 곤란해지거나 한다.

종래의 3상용보호장치는 가로세로칫수가 거의 동등한 평평한 것이기 때문에 보호장치에 절연을 위한 절연피복을 부착시키는 작업도 귀찮은 것이었다. 이것은 보호장치의 용기가 통상 충전부로 되어 있기 때문에 다른 도전부등에 접촉하는 단락등의 불합리함이 생기기 때문에 폴리에스테르튜우브등의 절연피복을 피복할 필요가 있기 때문이다.

통상은 보호장치의 외부원주보다도 약간 큰 내부원주의 폴리에스테르튜우브를 피복해서 열수축에 의해 보호장치표면에 고정시키는 방법이 취해지고 있다. 이 경우 폴리에스테르필름의 열수측율은 그리 큰 것이 아니기 때문에 보호장치의 외부원주와 폴리에스테르튜우브의 내부원주와의 차이는 적다. 따라서 전술한 보호장치와 같이 가로세로칫수가 거의 동등한 편평한 형상이면 거의 원통상의 폴리에스테르튜우브에 보호장치를 삽입하는 때에 튜우브를 크게 변형시켜줄 필요가 있고, 위치결정도 곤란해서 작업은 번잡하고 귀찮은 수고가 걸리는 것이다.

본 발명의 주된 목적은 이런종류의 특히 3상Y결선(結線)전동기에 적합한 보호장치에 있어서의 상술한 문제점을 개량하고, 특히 전동기의 코일단말에 안정해서 장착하기 쉬운 가늘고 긴 평평형상의 보호장치를 제공하는 데 있다.

제1도는 본 발명의 열보호장치의 평면도.

제2도는 제1도의 열보호장치의 측면도.

제3도는 제1도의 열보호장치의 사시도.

제4도는 제2도의 열보호장치의 실시예 1의 세로단면도.

제5도는 제4도중의 A-A 선에 따른 단면도에 온도교정용지그를 댄 설명도.

제6도는 제4도의 열보호장치의 동작상태를 나타내는 세로단면도.

제7도는 본 실시예의 하우징을 제거한 내부각부재의 구성배치를 나타내는 전개 사시도.

제8도는 제4도의 열보호장치의 열응동판이 동작하기전의 상태를 나타내는 5-5선에 따른 단면도.

제9도는 제8도에 있어서 열응동판이 동작한 때에 일종의 이상동작상태를 나타낸 경우를 나타내는 단면도.

제10도는 제9도의 상태를 좌측으로부터 본 단면도.

제11도는 본 발명의 실시예 2의 열보호장치의 제5도에 상당하는 단면도.

제12도는 제7도에 상당하는 실시예 2의 전개사시도.

제13도는 제11도의 열보호장치의 동작한 상태를 나타내는 동작설명 단면도.

제14도는 제8도 및 제11도에 상당하는 본 발명의 실시예 3의 단면도.

제15도는 제4도에 상당하는 본 발명의 실시예 4의 세로단면도.

제16도는 제15도중의 B-B 선에 따라 종단한 제5도와 같은 온도교정용지그를 맞닿게해서 나타낸 단면도.

제17도는 제15도의 상태로부터 열응동판이 반전동작한 상태를 나타내는 단면도.

제18도는 제7도에 상당하는 실시예 4의 전개사시도.

제19도는 실시예 2의 요지를 보충설명 하기위한 주요부의 부재를 확대해서 나타낸 구성설명도.

제20도는 제19도의 부재를 실시예 4의 요지에 맞추어서 일부변형구성한 실시예 5에 있어서의 주요부구성설명도.

제21도는 실시예 4의 다른 변형구성예를 나타내는 실시예 6의 주요부구성 설명도.

제22도는 제21도의 사시도.

제23도는 본 발명의 실시예 7의 세로단면도.

제24도는 제23도중의 C-C 선에 따른 세로단면도.

제25도는 제23도의 열보호장치의 하우징 및 누름편을 생략해서 나타낸 전개사시도.

제26도는 본 발명의 열보호장치의 조립완성후에 절연튜우브를 피복한 상태의 설명용 사시도.

제27도는 본 발명의 열보호장치의 전동기의 코일단말부분에의 장착상태를 나타내는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 뚜껑판 3 : 하우징

5A,5B : 리이드단자핀 7A,7B : 고정접점지지체

8A,8B : 고정접점 9A,9B : 위치결정부재

10 : 열응동판지지체 11 : 탄성판

12 : 열응동판 14A,14B : 가동접접

15 : 누름편

그 주요한 특징은 밀페형보호장치 하우징중에 배치된 열응동판상의 탄성판과의 연결부 및 2개의 가동접점의 배치를 그 연결부로부터 각 가동점으로 향하는 라인이 거의 90°또는 보다 광각의 2등변3각형이 되도록함과 동시에 그것에 의한 열응동판상에서의 각상의 전류에 의한 발열의 불균형을 열응동판에 전기적으로 통하는 다른 부재의 전류발열에 의해 보충하도록 구성한 것에 있다.

이 구성에 의해 보호장치하우징의 형상을 그늘고 긴 것으로 할 수 있음과 동시에 이 형태의 밀폐형보호장치 하우징을 전동기권선의 코일단말부분에 용이하게 부착시킬 수가 있다.

그 외에 열응동판에 작용하는 각상전류에 의한 발열이 균등하게되도록 할 수가 있으므로 각상간에서 고른 동작을 기대할 수 있다.

기타의 특징은 열응동판을 지지하는 탄성판의 타단을 별도의 발열체인 열응동판지지부재로 지지하고, 그 지지부재의 발열이 열응동판에 유효하게 작용하도록 탄성판과 지지부재와를 형성하여 배치한데 있다.

다시 또, 열응동판의 소정온도에서의 스냅동작을 얻기위한 동작온도 교정단으로서의 누름편의 누름작용점을 양 가동접점의 중간점으로부터 탄성판과의 연결부인 지지부로 향해서 약간 어긋나게 배치한 구성 및 누름편은 그 누름작용점과 반대의 편면단말을 하우징에 고정시키고, 또한 그 편면단말부로서 열응동판이 비작동상태로부터 급격동작하는 때에 그 열응동판의 지지부 부근을 지지하는 구성으로하고, 이들 구성에 의해 열응동판에 의한 가동접점측의 접점격리동작을 확실히 한 것을 또하나의 특징으로 한다.

다시 또, 누름편의 누름작용점을 경유해서 열응동판으로부터 하우징에 바이패스하는 전류가 열응동판지지체를 경유하는 전류에 영향받는 것을 회피하기 위해 누름편과 열응동판간을 통하는 바이패스전류를 억제하는 수단을 제공하는 것도 또하나의 특징이다.

또, 이에 추가해서 다른 특징은 고정접점의 위치의 안정을 유지하는 데 필요한 경우에는 고정접점지지체와 뚜껑판과의 사이에 위치결정부재를 부가하고, 위치결정부재의 열전도성을 이용해서 접점개방시의 스파크의 열을 하우징측으로 도피시키도록 한점에 있고, 그것에 의해 보호장치의 전류용량을 증대시킬 수가 있다.

또, 위치결정부재가 발열체로서도 작용할 수 있도록 그 재질을 선정하므로서 열응동판이 동작해서 접점을 개방하고 있는 사이에는 열응동판을 가열해서 접점복귀동작을 지연시키므로서 접점개폐회수를 감소시켜서 내구성능을 향상시키는 등의 특징도 구비하고 있다.

이들 본 발명의 특징의 상세 및 아직 언급하지 않는 특징에 대해서는 다음에 나타내는 도면 및 구체적 실시예의 설명에 의해 명백해질 것이다.

[실시예]

다음에 제1도 내지 제7도를 참조해서 실시예 1에 대해 설명한다. 본 발명의 열보호장치(1)는 뚜껑판(2)과 하우징(3)에 의해 기밀용기를 구성하고 있다. 뚜껑판(2)는 거의 긴원형의 한쪽의 원호측을 절단한 형의 금속판(4)의 양단근방에 관통구멍(4A),(4B)가 형성되어 있고, 이 관통구멍에 도전성의 리이드단자핀(5A),(5B)가 유리등의 충전재(6)에 의해 기밀로 절연고정되어 있다. 본 실시예에 있어서는 이 뚜껑판(2)의 금속판(4)은 충분한 두께를 갖고, 그 원주가장자리부에는 하우징(3)을 용접하기 위해 두께를 얇게 한 플랜지(4C)가 외부원주에 일정한 칫수를 나타내도록 설치되어 있다.

하우징(3)은 뚜껑판(2)과 비교해서 얇은 금속판으로 된 일종의 깊은 쟁반형상의 형태로 그 평면형상은 금속판(4)의 형태에 대응해서 구성되어 있다. 제1도의 평면도 및 제3도의 사시도로 나타내는 바와 같이 단면은 원의 정상부를 평활하게 한 평면주(3A)를 갖는 그늘고 긴 돔형상을 하고 있다. 이 평면부(3A)의 중앙부로부터는 후술하는 동작온도교정에 있어서 변형되는 교정부(3B)가 평면부(3A)와 거의 동일평면으로 남겨진 원호측으로 돌출해서 형성되어 있다.

이 하우징(3)의 개방구단말부를 뚜껑판의 원주가장자리부의 플랜지(4C)와 찔러맞추어서 링사출용접등으로 기밀로 고착시키므로서 상기한 기밀용기가 구성된다.

리이드단자핀(5A),(5B)의 밀폐용기내측의 각 선단에는 발열체인 고정접점지지체(7A),(7B)의 일단이 용접등의 방법으로 고정되고, 이들 고정접점지지체(7A),(7B)의 타단에는 각각 고정접점(8A),(8B)가 고착되어 있다. 각 고정접점(8A),(8B)의 표면은 적어도 고정접점지지체와의 용접후에 프레스등에 의해 구면으로부터 평면상으로 소성변형해서 그 높이를 갖추는 것이 바람직하다.

이것에 의해 조립 후에 있어서 온도교정전의 양고정접점의 높이가 제품마다에 높은 정밀도로 갖추어지고 온도교정작업이 용이하게된다. 또, 각 고정접점(8A),(8B)의 가동접점과의 접촉면이 평면상으로 되어 있기 때문에 가동접점(14A),(14B)의 접촉위치가 수평방향으로 약간 어긋나도 곡면접점끼리의 경우와 같이 접촉압력이 변화하지 않기 때문에 안정된 성능의 보호장치를 얻을 수가 있다.

본 실시예에 있어서는 고정접점지지체(7A),(7B)와 금속판(4)과의 사이에는 고정접점지지체와 금속판과의 사이의 거리를 규정하기 위한 위치결정부재로서의 알루미나와 같은 세라믹스등으로 제작된 절연판(9A),(9B)이 장착되어 있다. 다시 또, 본 실시예에 있어서는 위치결정부재(9A),(9B)는 각각 고정접점지지체에 의해 탄성적으로 끼워갖게 되어 있고, 비금속인 위치결정부재를 뚜껑판(2)에 부착시키기 위한 특별한 작업을 불필요로 하고 있다. 또, 이 위치결정부재(9A),(9B)에 열전도성이 양호한 재질의 것을 선정하므로서 접점간이 개방된 때에 발생하는 스파크등에 의해 과열한 고정접점으로부터 신속히 금속판(4)에 열을 도피시켜서 온도를 내려 고정접의 소모만이 아니고 스파크를 신속히 수속시켜 보호장치의 수명을 길게할 수가 있다.

이 위치결정부재(9A),(9B)는 실시예에 있어서는 제7도에 나타내는 바와 같이 고정접점지지체(7A),(7B)를 리이드단자핀(5A),(5B)에 고착시킨후에 측면으로부터 삽입할 수 있도록 리이드단자핀에 접하는 부분이 유(U)자형으로 되어 있으나 예를 들면 관통구멍을 형성한 위치결정부재를 리이드단자핀에 삽입한후에 고정접점지지체를 리이드단자핀에 고정시키도록 해도 된다. 또, 이 위치결정부재(9A),(9B)는 고정접점지지체(7A),(7B)와 금속판(4)간의 전기절연을 확실히 함과 동시에 양고정접점지지체를 발열체로 하기위해 비교적 얇게 한 경우에 그 강성이 낮게 되어도 고정접점의 위치를 규정하는데 필요한 것이지만 예를 들면 고정접점지지체에 리브등을 형성하여 강성을 충분히 갖게 하고, 또한 금속판과의 절연거리를 필요한 칫수로 설정하면 이 위치결정부재(9A),(9B)는 생략할 수가 있다.

하우징(3)의 내측의 면에는 열응동판지지체(10)가 고정되어 있다. 이 열응동판지지체(10)는 충분한 강성을 갖는 그늘고 긴 금속판으로서 그 양단에 계단상으로 굴곡된 고정부(10A)를 하우징(3)의 양단근방에 용접고정시키므로서 가동접점측의 구성체전체를 지지하는 구조로 되어 있다. 또, 제7도에서 잘 알수 있는 바와 같이 중간부(10B)는 후술하는 온도교정기구와 간섭하지않도록 우회한 형상으로 되어 있다. 다시 또, 열응동판지지체(10)는 전체의 형상이 이 중간부(10B)에 대해 좌우대칭이 되도록 구성되어 있다. 이 부분은 실시예와 같은 형상외에 중심부에 관통구멍을 형성해서 동작온도교정용의 누름편(15)와의 간섭을 피하는 형상이면 되는 것은 말할 것도 없다. 열응동판지지체(10)은 또 발열체이며 고정접점지지체(7A),(7B)와 반대측으로부터 열응동판(12)을 가열하고, 3상 Y결선의 각상전류에 의한 가열효과가 균형되도록 구성되어 있다.

열응동판지지체(10)의 고정부(10A)를 양단부에 설치한 이유는 교정부(3B)와 충분한 간격을 두므로서 후술하는 온도교정작업에 있어서 교정부(3B)가 변형되어도 변형의 영향이 적은 부분에 열응동판지지체를 고정시키기 위한 것이다. 또, 고정부(10A)를 열응동지지체(10)의 양단의 2개소로하므로서 만약 무엇인가의 원인으로 고정부가 약간 변위된때에도 열응동판지지체가 한쪽지지다리형상으로 지지된 경우와 비교해서 후술하는 탄성판이 고정되는 중간부(10B)의 변위량을 적게할 수 있다고 하는 이점이 있기 때문이다.

이 열응동판지지체의 중간부(10B)에는 소위 긴원형으로 중앙부에 개방구부(11D)를 갖는 환상판의 일측면을 개방한 형상으로된 탄성판(11)이 그 중간부(11A)를 용접등에 의해 고정시키고 있다. 또한 탄성판(11)의 양단부(11B),(11C)는 실시예에서는 분리되어 있으나 분리하지않고, 환상의 탄성판을 사용해도 된다. 실시예에 있어서는 개방구부(11D)를 형성하므로서 이 개방구부(11D)를 통해서 발열체로되는 열응동판지지체(10)와 후술하는 열응동판(12)이 직접 마주 대하도록 되어 있고, 이것에 의해 열응동판지지체(10)으로부터 복사열이 개방구부(11D)를 거쳐서 열응동판(12)에 직접 도달될 수 있게 되어 있다. 또, 탄성판(11)은 열응동판에 그 지지부, 즉 제5도에 나타내는 고착편(13)을 중심으로하는 시계방향의 편향력을 부여하고 있다. 탄성판(11)은 열응동판(12)의 양가동접점과 각 고정접점과의 접점격리작용의 균형유지를 방해하지 않도록 유연성을 필요로 하기 때문에 단면적을 크게 취할 수 없고 재질에 따라서는 통전전류에 의해 고온이 된 경우에 스프링성 및 유연성이 변화해버려서 보호장치로서의 특성이 변화하는 불합리함이 있으므로 고유저항이 낮은 재질로서 스프링성이 양호한 금속판이 바람직하다. 예를 들면 고유저항이 낮은 동판의 양면에 스프링성이 우수한 강판을 접착해서 제작한 그라트재료를 사용하면 발열을 억제한 탄성판으로서 보다 바람직하다.

열응동판(12)은 바이메탈이나 트리메탈과 같이 열에 의해 변형하는 부재를 만곡상 예를들면 얕은 쟁반형상으로 조임가공등을 하므로서 소정의 온도에 의해 그 만곡부(12B)의 요철면을 급격히 반전 및 급격히 복귀시키도록 조정한 것이며 그 평면형상은 본 발명의 것은 원의 중심을 끼우는 양측을 삭감한 형으로 길이방향양단에 상기한 만곡부(12B)의 중심선에 관해서는 거의 대칭으로 2개의 가동접점(14A),(14B)을 고착시키고 또한 중앙의 편면측에는 열응동판(12)과 탄성판(11)과의 실질적 연결부이며 지지부가되는 돌기부(12A)를 형성한 형상으로 되어 있다. 이 돌기부(12A)에는 고착편(13)이 용접등에 의해 부착되어 있고, 그 부착상태로 열응동판(12)에는 상기한 소정의 온도로 반전 및 복귀하도록 만곡부가 조임가공등에 의해 형성되어 있다.

다시 또, 고착편(13)과 탄성판(11)과는 용접등에 의해 고착된다. 그 때문에 열응동판(12)을 다른부재 실시예에 있어서는 탄성판(11)에 연결하는 때에 발생하는 열이나 응력등의 영향이 열응동판에 미치는 것이 고착편(13)에 의해 지지되고, 미리 조정된 동작온도는 거의 변화하지 않는다. 또한, 열응동판(12)을 탄성판(11)등의 다른부재에 고정시킬 때 발생하는 열응동판(12)의 동작온도변화가 문제가 되지 않도록 예를 들면 레이저에 의한 미소다점스폿용접등을 사용해서 행하는 경우에는 고착편(13)을 생략할 수가 있다.

본 발명에 있어서는 접점 및 고정접점지지체의 열을 위치결정부재(9A),(9B)와 금속판(4)를 경유해서 하우징(3)에 양호하게 전도되는 구조로 하고, 다시 또, 열응동판지지체(10)는 양단을 직접 하우징(3)에 고착시키고 있으므로 연속운전가능한 전류치에 있어서는 보호장치내부에서의 발열량과 보호장치외부에서의 방열량의 차이가 비교적 적게되기 때문에 연속운전전류치를 끌어올려도 열응동판(12)의 온도는 별로 변하지 않게 되고, 종래의 것보다 최대한계운전전류치(ultimate trip current)를 끌어 올릴 수가 있다.

다른 한편 전동기의 회전자가 구속된 때에 생기는 것과 같은 과대전류시에는 내부발열량은 방열량에 비교해서 충분히 크기 때문에 열응동판(12)에 전달되는 열쪽이 압도적으로 크기 때문에 동작시간은 짧고, 위치결정부재를 거쳐서 접점 및 고정접점지지체의 열을 하우징에 전도하는 구조로 해도 과전류시에 접점을 개방하기까지의 시간(short time trip)은 별로 길게 되지 않고, 신속히 보호장치는 동작한다. 이와 같이 위치결정부재에 열전도율이 양호한 것을 선정하므로서 접점을 개방하기까지의 시간을 상온에 있어서 소정의 시간 예를 들면 10초로 하는 전류치에 최대한계운전전류를 근사시킬 수가 있고, 전동기의 운전성능을 충분히 빼낼 수가 있다.

가동접점(14A),(14B)의 고착위치는 연결부가되는 돌기부(12A)로부터 각 가동접점을 연결하는 가상선이 거의 90°이상의 각도를 이루도록 설정되고, 이 돌기부(12A)와 가동접점(14A),(14B)의 3점에서는 거의 2등변3각형이 구성된다. 이와 같은 위치관계로 하므로서 열응동판의 형상을 리이드단자핀(5A),(5B)의 배치방향으로 평행인 가늘고 긴 형상으로 할 수가 있고, 그 결과 보호장치의 형상을 가늘고 길게 해서 전동기의 권선상에의 부착을 용이하게 한 것이다.

열응동판(12)은 고착편(13)을 거쳐서 탄성판(11)의 양단부(11B),(11C)에 연결고정되어 있다. 고착편(13)은 그 중앙의 평면부에 열응동판의 돌기부(12A)를 또 그 양단을 굴곡시킨 입상부분의 단면에 탄성판(11)을 용접등의 방법으로 고정시키고 있다. 열응동판지지체(10)와 탄성판(11) 열응동판(12)은 상호 거의 평행으로 배치되어 있고, 또 뚜껑판(2) 및 고정접점지지체(7A),(7B)와는 거의 평행으로 되어 있다. 가동접점(14,(14B)는 각각 고정접점(8A),(8B)과 대향하고 있고, 열응동판(12)의 반전 및 복귀에 따라 상호 격리 및 접촉하므로서 전로를 개폐가능하게 구성되어 있다. 또, 열응동판(12)은 전술한 탄성판(11)에 의해 탄성적으로 유지되어 있으므로 열응동판(12)이 약간 경사지게 부착되어 있는등해서 2조의 접점간에 접촉압력의 불균일이 발생해도 탄성판(11)이 휘어서 양접점간의 접촉압력을 거의 동일하게 할 수가 있다.

하우징(3)에 설치된 전술한 교정부(3B)의 내측면에는 온도교정기구로서의 누름편(15)의 일단이 용접등에 의해 고착되어 있다. 이 누름편(15)은 충분한 강성을 갖는 금속제이며 그 선단부(15A)는 제5도 및 제7도에 나타내는 바와 같이 열응동판(12)의 상온시에 볼록하게되는 면에 가동접점간을 연결하는 가상선의 중심근방 즉 만곡부(12B)의 중심근방에서 맞닿아 있고, 다음에 기술하는 방법으로 소정의 누름력이 부여되어 있다.

보호장치(1)의 동작온도의 교정은 내부의 조립 및 기밀용기가 완성된 후 제5도에 나타내는 바와 같이 뚜껑판(2)과 하우징(3)을 끼워넣는 것과 같은 지그(G1),(G2)에 의해 하우징(3)의 교정부(3B)를 찌부려 변형시켜서 행한다. 본 실시예에서는 지그(G2)로 뚜껑판(2)의 플랜지(4C)의 거의 전체원주를 받고, 지그(G1)로 교정부(3B)를 화살표 G 방향으로 누름변형시키므로서 누름편(15)을 변위시키고, 그 선단부(15A)를 거쳐서 열응동판(12)의 상온시에 볼록하게 되는 측으로 가감하면서 누름력을 부여한다. 이 누름위치는 가동접점(14A),(14B)의 중간점이며 누름력은 이들 가동접점(14A),(14B)를 거쳐서 고정접점(8A),(8B)에 의해 받아진다. 이 하우징(3)의 변형작업에 의해 그 접점압력을 증가시켜 적당히 가감하므로서 소정의 동작온도로 열응동판(12)이 제6도에 나타내는 바와 같이 만곡방향을 스냅적으로 반전시키므로서 교정한다.

여기서 교정부(3B)에 누름편(15)의 일단을 고착시키고 있기 때문에 온도교정작업에 있어서 교정부(3B)를 변형시키는 양은 근소해도 누름편의 타단인 선단부(15A)의 변위는 지레의 원리에 의해 확대되어 충분한 값이 된다. 또, 전술한 바와 같이 열응동판지지체(10)는 동작온도교정작업에 있어서 교정부(3B)를 근소하게 변형시켜도 영향이 적도록 하우징(3)의 길이방향양단 가까이에 고정되어 있으므로 그 온도교정의 가공시의 열응동판지지체(10)의 변형은 실질적으로 없는 것으로 되어 있다. 이때 열응동판(12)에는 탄성판(11)에 의해 항상 누름편(15)에 밀리는 방향 즉 제5도에 있어서 열응동판(12)의 지지부에 상당하는 고착편(13)을 중심으로 시계방향의 편심력이 부여되어 있다. 이 때문에 열응동판(12)의 반전시에는 확실히 그 방향으로 경사이동해서 가동접점을 고정접점으로부터 격리시킬 수가 있고, 또 열응동판의 스냅적반전동작에 의해 가동접점을 고정접점으로부터 격리시킬 때 채터링(chattering)을 없게할 수가 있다.

이상과 같이 구성된 보호장치(1)는 소정의 제1온도, 예를들면 130°분위기중에 있어서 제6도에 나타내는 바와 같이 열응동판(12)이 스냅적으로 급격반전해서 고정접점(8A),(8B)로부터 가동접점(14A),(14B)을 동시에 격리하고, 제1의 온도보다 낮은 제2의 소정온도 예를들면 90°가 되면 급격히 복귀해서 제4도에 나타내는 상태로 복귀하여 각각의 접점간을 동시에 폐색시킨다.

이 보호장치(1)는 3상전동기의 Y 결선의 바람직하게는 중성점에 접속하는 것이다. 즉 Y 결선의 경우에는 리이드단자핀(5A),(5B) 및 금속판(4)(또는 하우징3)이 각각 전동기의 Y 결선의 중성점부가 되는 각 코일단말에 접속된다. 보호해야할 전동기에 무엇인가의 이상이 발생해서 그 전류가 증가한 경우에는 각 전로가 되는 부재의 발열이 증가하고, 보호장치가 동작온도에 달해서 열응동판이 급격히 반전하여 양접점간을 격리시키고 전동기에의 통전을 차단한다. 여기서 열응동판(12)자체에 가동접점(14A),(14B)간을 거쳐서 통전된 경우와 각 가동접점과 고착편(13)간의 사이를 거쳐서 통전된 경우와는 열응동판(12A)상에서의 각 전로의 저항치 결국 발열량이 다르다. 여기서 본 발명에 있어서는 3상전원의 각상간에서 동작조건을 갖추기위해 발열체인 고정접점지지체(7A),(7B)나 열응동판지지체(10)의 저항치 및 그들의 발열체와 열응동판과의 열교환관계를 적당히 설정하므로서 각각의 전로에의 통전시의 열응동판(12)의 온도상승조건을 실질적으로 갖출수가 있다. 이와 같이 본발명에서는 종래의 보호장치에 있어서는 접점 및 지지부가 대략 정3각형이 되도록 배치해서 열응동판상의 각 전로간이 거의 등거리가 되도록 해서 각 상전류에 의한 발열의 균형을 얻도록 한것에 대해 열응동판자체의 발열의 불균형을 다른 발열체로 보완해서 실질적으로 균형이 잡히게 한 것이다.

또, 열응동판상의 가동접점 및 고정부의 위치관계를 거의 직각2등변3각형 또는 둔각의 2등변3각형으로 하고 다시 또 이 열응동판에 대해서 각 부품을 거의 평행으로 중첩하도록해서 배치하므로서 종래의 가로세로의 길이가 거의 동등한 형상을 갖는 보호장치와 비교해서 전체의 구조를 가늘고 길게할 수가 있고 전동기의 권선상에의 부착이 용이하게된다.

다시 또, 본 실시예의 보호장치(1)의 평면형상은 교정부를 갖는 측이 약간 팽창된 형상으로 되어 있으나 이 팽창측의 곡선형상을 포함해서 보호장치를 부착시키는 전동기의 고정자권선의 외부원주부의 형상에 합치시켜두므로서 전동기권선상에의 부착작업이 보다 용이하게 되어 있다.

본 실시예에서는 누름편(15)에 금속편을 사용하고 있으나 예를 들면 발열부가되는 열응동판지지체(10)의 저항치를 높게 한 때에 있어서 만약 하우징(3)으로부터 열응동판지지체(10)에 흘러야할 전류가 선단부(15A)에서의 접촉저항에도 불구하고, 누름편(15)으로부터 열응동판(12)에 직접 바이패스하는 것이 문제가 되는 경우에는 누름편(15)을 전기절연물로 하고 혹은 그 선단부(15A)를 세라믹스나 폴리아미드지등으로 절연한 구조로 하면된다. 또, 열응동판지지체(10)의 저항을 크게 하지 않은 것에서도 일반적으로는 누름편과 열응동판과의 접촉부를 전술한 전기절연물로 절연하는 것은 다시 또 바람직한 것이다. 또, 본 실시예에 있어서는 위치결정부재로서 비도전성 세라믹스등으로 제작된 절연판(9A),(9B)을 사용한 것을 예로 들었으나 이 위치결정부재로서는 발열저항재료를 사용해도 된다. 여기서 말하는 발열저항재료로서는 특히 열전도율이 높고, 고유저항치가 비교적 높은 도전성세라믹스가 바람직하고 예를 들면 티탄산바륨계의 것, 또는 질화붕소(BN), 탄화규소(SiC)와 같은 비산화물계의 소위 뉴세라믹스등을 들수 있다.

또, 비도전성세라믹스의 표면에 저항체의 박막이 형성된 것을 사용해도 된다. 이 경우 발열저항재료의 실질적인 저항치를 하우징(3) 즉 금속판(4)으로부터 열응동판지지체(10) 및 열응동판(12)를 거쳐서 고정접점(8A),(8B)에 달하는 경로의 저항치보다도 충분히 높게 설정해두므로서 가동접점과 고정접점이 접촉하고 있는 사이는 전류는 발열저항재료를 거의 통하지않고 발열도 하지 않지만 열응동판이 반전하여 가동접점이 고정접점으로부터 격리되면 즉시 발열저항재료에의 인가전압이 증대해서 발열량이 증대해서 보호장치내부의 온도가 상승한다.

여기서 발열저항재료가 발하는 열을 열응동판에 전달하므로서 열응동판이 복귀온도까지 온도가 하강하는 시간을 연장해서 ON 시간에 대한 OFF 시간을 길게하거나 다시 또 발열량을 높게 설정하므로써 전원차단하지 않는 한 열응동판이 복귀하지 않도록 할 수도 있다. 이와 같은 구조로 하므로서 고온이 된 전동기의 권선온도를 보호장치에 의해 확실히 저하시킬 수가 있고, 다시 또 보호장치동작시의 반복동작회수를 절감시키므로서 내구성능을 높이고 장기간 안정된 특성을 얻을 수가 있다.

또, 특히 소위 PTC와 같은 소정의 온도롤 저항치가 급격히 상승하는 도전성세라믹스를 사용하면 발열저항재료의 온도제어 즉 보호장치의 내부온도의 제어가 용이해진다. 또, 접점재방시의 스파크의 영향을 저감시키고, 보호장치의 수명을 비약적으로 증대시킬 수가 있다.

이 보호장치(1)의 전동기권선에의 부착에 대해 설명하면 제26도 및 제27도에 나타내는 바와 같이 리이드단자핀(5A),(5B) 및 금속판(4)(또는 하우징3)에는 각각 혹은 다브단자등을 거쳐서 리이드선(51A),(51B),(51C)의 일단이 접속 고정되고 이들 리이드선의 타단은 각각 전동기(61)의 고정자권선(61A)의 각상 권선의 중성점측으로 접속된다. 보호장치(1)에는 폴리에스테르나 폴리아미드등의 절연피복(52)이 피복되어 있고, 열수축이나 초음파용접등의 방법으로 고정된다. 이렇게해서 절연피복(52)이 피복된 보호장치(1)는 하우징(3)의 상면을 전동기고정자권선의 소위 코일단말상에 밀착시켜서 묶는 끈등으로 고정된다.

이와같이 해서 부착시킨 경우 본 발명에 있어서는 종래의 보호장치와 비교해서 가늘며 길고 보호장치의 폭을 코일단말의 폭과 동등 혹은 가늘게 하는 것이 용이하고 또한 코일단말(61A)의 외부원주원호에 따르게 할 수 있으므로 코일단말(61A)상에의 부착작업이 편해진다.

또, 3상용열보호장치로서의 구조를 가지면서 보호장치전체를 가늘고 긴 형상으로 하는 것이 가능해지므로서 절연피복으로서 폴리에스테르튜우브와 같은 열수축튜우브(52)를 사용하는 경우에 있어서도 튜우브(52)에의 보호장치의 삽입작업이 용이 하게 되어 작업성이 향상된다.

또한, 본 실시예의 설명에 있어서는 보호장치(1)를 3상전동기에 부착시키는 것으로서 상세한 설명을 행했으나 예를 들면 단상전동기용으로서 사용하는 경우에는 리이드단자핀(5A),(5B)간에 통전하므로서 동작시에 전로를 2조의 접점으로 개방할 수가 있고, 실질적인 접점간 개폐용량을 향상시킴과 동시에 만일 용착등에 의해 1조의 접점이 개방되지 않게 되어도 나머지 1조가 개방되기 때문에 보호장치로서의 수명이 신장되어 장기에 걸쳐 확실히 전로를 차단할 수가 있다.

본 발명의 열보호장치는 열응동판(12)보다도 열응동판지지체(10) 및 고정접점지지체(7A),(7B)의 발열량을 많게 해서 열응동판(12)자체의 발열에 대한 의존도를 감소시킬 수 있는 설계가 용이하게 될 수 있는 것으로부터 종래의 보호장치와같이 가동접점 및 고정부를 대락 정3각형으로 되도록 배치하고, 열응동판(12)상의 각 전로의 길이가 거의 동일하게 되도록 할 필요가 없어진다. 이 때문에 열응동판(12)을 종래의 것보다도 가늘고 길게 할 수가 있고, 다시 또, 열응동판(12)에 대해서 각 부품을 거의 평행으로 중첩되도록 배치하므로서 종래의 가로세로칫수가 거의 동등한 비교적 평평한 형상을 갖는 보호장치와 비교해서 전체의 구조도 가늘고 길게할 수가 있어서 전동기의 권선상에의 부착이 용이하게 된다.

따라서 고정자의 직경이 적은 전동기의 코일에 부착시킬 수 있는 보호장치이면서 개폐용량에 여유가 있고 장수명의 우수한 성능을 갖는다.

또, 뚜껑판(2)의 금속판(4)과 고정접점지지체(7A),(7B)와의 사이에 양자의 거리를 규정하기 위한 위치결정부재로서의 절연판(9A),(9B)를 삽입한것에 의해 고정접점지지체(7A),(7B)의 두께를 얇게 해도 그 선단을 확실히 소정의 위치에서 유지할 수가 있고 금속판(4)과 고정접점지지체(7A),(7B)와의 내전압성을 확보할 수 있음과 동시에 전류에 의한 고정접점지지체(7A),(7B)의 발열량을 크게할 수가 있다.

다시 또, 위치결정부재(9A),(9B)를 고정접점지지체(7A),(7B)와 뚜껑판(2)과로 탄성적으로 끼워갖는 구조로 하므로서 위치결정부재(9A),(9B)의 부착이 용이하게 되어있고, 또 접점 및 고정접점지지체의 열 및 열응동판지지체(10)의 열을 하우징에 양호하게 전도해서 과대전류시의 접점개방시간(S/T)와 최대한계운전전류치의 비율을 전동기의 성능을 충분히 발휘시키는 방향으로 끌어올리는 특징을 구비하고 있다.

다음에 제8도 내지 제14도에 기초해서 제2의 실시예를 설명한다. 본 실시예는 실시예 1의 누름편(15)을 변형한 것이며 실시예 1에 있어서의 문제점을 개량한 것이다.

우선 실시예 1의 보호장치(1)에 있어서 일어날 수 있는 이상동작에 대해 제8도 내지 제10도에 의해 설명한다. 제8도의 단면도는 실시예 1의 보호장치(1)의 열응동판(12)가 아직 감열반전작동을 하지않은 상태를 나타내고, 이것이 소정온도에 달하면 열응동판은 그 만곡면을 반전시켜서 가동접점(14A),(14B)을 고정접점(8A),(8B)로부터 격리한다.

그러나 이 보호장치(1)를 장기에 걸쳐 사용을 계속하면 접점개폐시에 발생하는 스파크의 열등에 의해 접점표면이 평활하지 않게 되어 때로는 용착을 일으킬 가능성이 있다. 통상은 경도의 용착이면 열응동판(12)의 반전시의 동작과 탄성판(11)로부터 부여되는 이간력에 의해 용착은 해제된다. 그러나 여기서 용착회피를 위해 탄성판(11)의 탄력에 의존하는 것은 제약이 있다. 즉 보호장치(1)의 탄성판(11)에는 누름편(15)의 선단을 삽입관통시키기위한 것과 열응동판지지체(10)로부터의 복사열을 잘 전달하기위해 그 중앙부에는 상당히 큰 개방구부(11D)가 형성되어 있고, 또한 접점간 압력의 평형을 도모하기 위해 적당한 뒤틀림이 용이한 탄성을 갖고 있다. 따라서 이 탄성판(11)은 접점의 한쪽이 용착해서 열응동판(12)이 경사지게 변위한때에 받는 뒤틀림에 대한 강성이 부족한 경향이 생겨 경도의 용착을 초과하는 용착력이 발생하면 제9도 및 제10도에 예시하는 바와 같이 열응동판(12)이 반전동작하고 있으면서 접점의 용착을 떼어놓지 못할 상태가 발생하는 일이 있다.

이 원인에 대해 각종실험을 행한 결과 다음과 같은 것을 발견했다. 본 발명의 보호장치에 사용한 열응동판(12)상의 누름편(15)의 접촉부위에는 양 가동접접(14A),(14B)의 중간점부근에 있다. 따라서 한쪽의 접점이 용착이 생긴경우에 열응동판(12)은 누름편(15)에 의해 누르고 있는 맞닿는 부분을 지지점으로해서 반전되려고 하고 다른쪽의 접점측 및 탄성판(11)과 연결한 돌기부(12A)측을 들어올리려고 한다. 여기서 실시예 1의 엘(L)자형 누름편(15)와 같이 열응동판의 돌기부(12A)가 누름편(15)의 후단부(15B)와 맞닿지않고, 용착된 접점이외의 부분의 올라감을 방해하지않는 구성인때에는 열응동판(12)의 반전동작은 용착접점의 떼어놓는 힘의 증가를 거의 갖지않고, 다른 부분을 일으켜올리는 쪽으로 작용한다. 이와같이해서 자유로운 가동단말이 되는 돌기부(12A)의 일으켜올림에 대해 만일 탄성판(11)의 강성을 높여서 일으켜올리기 어렵게하면 전술한바와 같이 양 접점간의 접촉압력의 조정등의 작업이 필요하게 되고 제조공정이 복잡하게 된다.

여기서 본 실시예에 있어서는 제11도 내지 제13도에 나타내는 바와 같이 실시예 1의 누름편(15)의 형상으로부터 일부변형해서 누름편(115)의 열응동판(12)에 상대하는 가장자리변의 구성을 열응동판(12)과 맞닿는 선단부(115A)의 위치는 그대로하고 하우징(3)과 고착한 기초단말측에 있어서도 열응동판(12)의 지지부인 돌기부(12A)와 접촉가능하게 하고, 열응동판(12)의 반전작동시 돌기부(12A)측의 일어남을 억제할 수 있게 했다. 본 실시예의 보호장치(101)에 있어서 실시예 1의 보호장치(1)과 공통되는 구성부분은 공통의 보호를 부여하여 설명을 생략한다.

즉 본 실시예의 누름편(115)는 그 선단부(115A)와는 반대의 후단부(115B)가 열응동판(12)이 감열반전동작하기 이전의 돌기부(12A)의 부분과 약하게 접촉하고, 혹은 근접하도록 구성되어있다. 이 근접의 정도는 가동접점(14A),(14B)이 용착된 경우에 열응동판(12)이 반전동작해서 돌기부(12A)를 튀어오르게하는 그 자유의 이동량의 절반이하의 격리거리로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 소정치의 온도상승에 감응해서 열응동판(12)이 반전동작한때 돌기부(12A)는 누름편의 후단부(115B)와 맞닿아서 일어남이 제한된다.

그 때문에 열응동판(12)은 동작을 구속당하는 돌기부(12A)와는 반대측의 가동접점(14A),(14B)를 고정접점(8A),(8B)로부터 떼어내도록 이동하려고 하기 때문에 그 반전동작의 힘이 접점개방동작에 유효하게 작용하도록 되어있다. 이와 같은 누름편 후단부(115B)와 돌기부(12A)와의 근접배치의 관계를 실현하기 위해 누름편(115)의 구체적 형상은 제11도 내지 제13도에 예시한것에 한정되지 않는다. 즉 본도면에 있어서는 그 선단부(115A)와 후단부(115B)가 대략 동일한 높이로 해서 이 가장자리변이 직선상으로 형성되어 있으나 예를 들면 제14도에 나타내는 바와 같이 그 가장자리변의 중간부를 오목하게 한 형의 누름편(215)를 갖는 실시형태(실시예 3)로 해도된다.

또, 이들 보호장치(101),(201)에서는 도면상에서는 누름편(115),(215)의 선단부(115A),(215A)와 후단부(115B),(215B)와의 열응동판(12)에 대한 돌출높이가 대략 동일한 높이의 것이 표시되어 있으나 그 구체적인 실시형태로서는 열응동판(12)의 반전시에 돌출부(12A)가 후단부에 맞닿는 것이라면 선단부(115A),(215A)의 돌출높이보다 후단부(115B),(215B)의 돌출높이를 적게 해도 된다. 구체적으로는 후에 설명하는 제19도의 누름편(45)를 예로 나타내는 선단부(45A)와 후단부(45B)의 돌출높이의 차이, 결국(h1)과 (h2)와의 차이는 (h3)는 실험에 의해 열응동판(12)의 만곡부중심으로부터 돌기부(12A)의 선단까지의 거리의 1/20이하인 것이 바람직하고, 그 거리가 8.5mm 정도인때에 양 돌출높이의 차이를 0.4mm 이하로 한 것이 효과가 확인되었다.

상술한바와 같이 본 실시예 2 및 3의 보호장치(101),(201)의 열응동판(12)는 소정의 온도상승에 감응한 반전동작시 돌기부(12A)측의 반동이 누름편후단부(115B),(215B)에서 수용저지된다. 이 반동으로 가동접점(14A),(14B)측은 보다 크게 변위하려고하고, 그 결과 한쪽의 접점이 경도의 용착을 초과하는 용착력이 생기기 시작한 상태에 있어서도 열응동판(12)의 급격동작의 힘이 유효하게 접점떼어냄에 작용한다.

이것에 의해 보호장치(101),(201)는 접점용착에 의한 보호장치의 기능상실까지의 수명을 연장할 수가 있다.

이 보호장치(101),(201)의 기타의 특징 및 전동기(16)에의 장착요령등은 실시예 1의 것과 전혀 동일하다.

이상 기술한 실시예 1, 2 및 3의 보호장치(1),(101) 및 (201)의 누름편(15),(115)(215)의 선단부(15A),(115A) 및 (215A)의 열응동판(12)에의 맞닿는 위치는 가동접점(14A),(14B)간의 거의 중앙이 되는 만곡부(12B)의 중심근방으로 되지만 바람직하게는 맞닿는 위치를 상기한 만곡부의 중심으로부터 열응동판의 지지부인 돌기부(12A)측으로 어긋나게 해서 설정하므로서 접점용착의 발생을 저감시키는 것이 실험에 의해 확인되었다. 즉 열응동판(12)의 만곡부중심에 대해 누름편선단부(15A),(115A),(215A)의 맞닿는 위치를 돌기부(12A)로 향하는 선상에서 전후로 0.5mm 이동한것으로서 동작내구성시험을 행한바 돌기부측으로 이동한 것은 모두 필요한 동작기간, 동작회수,(본 실험에서는 15일간, 2000회)를 다함께 만족시키는 것에 대해 돌기부와는 역측으로 이동한 것중에는 이들을 만족시키지 않는 것이었고, 그 원인은 한쪽의 접점의 용착이었다.

이와같은 결과로 된 이유로서는 맞닿는 위치를 돌기부와는 역측으로 이동한것에 있어서는 동작온도교정작업에 의해서 열응동판의 돌기부(12A)와 반대의 자유단말측이 억제되어 있기 때문에 반전시에도 가동접점의 이동량은 적게 되고, 이 때문에 한쪽의 접점이 용착을 일으킨때의 용착을 벗어나기 위한 힘이 적어지는 것으로 추정된다. 이에 대해 맞닿는 위치를 조임가공의 중심으로부터 돌기측으로 설정한 것은 열응동판의 반전시에 그 자유단말측이 크게 동작하기 때문에 가동접점(14A),(14B)이 고정접점(8A),(8B)와의 거리를 취하기 쉽게 되어 용착을 벗어나기 위한 힘도 커지는 것으로 추정된다.

이와 같이 누름편의 열응동판(12)에의 맞닿는 위치를 상기한 만곡부의 중심으로부터 열응동판(12)의 고정단말인 돌기부(12A)측으로 설정하므로서 열응동판(12)의 반전시의 힘을 유효하게 사용하여 접점용착의 가능성을 저감시킬 수가 있다.

다음에 제15도 내지 제18도에 기초해서 실시예 4를 설명한다. 본예의 보호장치(301)는 실시예 2의 보호장치(101)에 대해서 열응동판(12)과 탄성판(11)과의 사이에 열응동판(12)를 누름편(115)으로부터 전기적으로 절연하는 삽입편(16)을 부가한 것이다.

본 예의 보호장치(301)에 있어서의 삽입편(16)의 부가는 이미 실시예 1의 설명에서 그 바람직한 하나의 실시형태로서 기술되어 있으나 여기서 보다 구체적으로 그 형태를 나타낸다. 본 실시예의 구성은 삽입편(16)은 부재간의 공간에 삽입하는 것만으로 간단히 장착할 수 있고, 또 그 탈락방지를 위해 특별한 수단을 강구하지 않아도 탈락할 정도의 위치어긋남이 생기지 않도록한 구성으로 한 것이다.

본 실시예와 같이 누름편(115)과 열응동판(12)을 절연하는 것의 필요성은 특히 열응동판지지체(10)의 저항치를 누름편선단부(115A)에서의 접촉저항에 대해서 크게 한때에 보다 일층높다. 따라서 열응동판지지체(110)를 통하는 전류경로가 산란되지 않도록 본 실시예에서는 제15도, 제17도 및 제18도에 나타내는 바와 같이 열응동판지지체(110)의 중간부(110B)는 누름편선단부(115A)를 우회한 형상으로서 또한 탄성판(11)의 다른부분과의 접촉간섭을 피하기 위해 약간의 단차이가 형성되어 있다.

그리고, 열응동판지지체(110)는 충분한 강성을 갖는 금속판을 사용하고, 전체형상이 중간부(110B)에 대해서 좌우대칭으로 양단의 고정부(110A)는 하우징(3)의 교정부(3B)와 충분한 간격을 두도록해서 그 양단근방에 위치하는 고착부(3C)에 용접고정시켜서 가동접점측의 구성체 전체를 지지하는 구조로 되어 있다.

본 실시예의 삽입편(16)은 예를들면 제18도에 나타내는 바와 같이 티(T)자형의 평면형상을 하고 있고, 조립시에 그 한변(16A)를 열응동판(12)과 탄성판(11)과의 사이에 고착편(13)의 용접부(13A),(13B)를 지지안내로 해서 이들에 둘러싸인 공간에 삽입하므로서 위치결정된다. 또, 삽입편(16)을 티자형 형상과 같이 삽입단말(16A)에 대해서 타단을 폭넓게 하므로서 삽입편이 필요이상으로 깊게 삽입되는 일은 없다. 다시 또, 삽입후에 하우징(3)에 열응동판지지체(10)를 고착시키므로서 삽입편(16)의 폭넓은 단말을 열응동판등과 하우징의 사이에 위치시키게 된다(제16도). 이 때문에 삽입편(16)에 대해서 특별한 탈락 방지의 처치를 하지 않아도 삽입편은 하우징(3)과 맞닿는 이상의 위치에 까지 어긋나는 일은 없고 따라서 완전히 탈락하는 일은 없다.

이 삽입편(16)은 유연한 것이 적합하고, 하우징(3)과 접촉해도 열응동판등의 동작에 영향을 주지않도록 하는 것이 바람직하다. 삽입편(16)의 재질로서는 예를 들면 폴리아미드지와 같은 충분한 전기절연성과 내열성과 강도를 갖고 있고, 가요성이 있는 것이 바람직하지만 열응동판(12)의 동작을 방해하지 않도록 배치하면 각종 내열합성수지나 세라믹스를 사용해도 된다. 본 실시예에서는 상기와 같이 열응동판지지체(110)를 실시예 2중의 열응동판지지체(10)의 구성을 일부 변형한 것, 및 삽입편(16)을 부가한 것이외는 다른부분의 구성은 실시예 2의 보호장치(101)와 동일하다.

상기한 구성에 의해 이 보호장치(301)는 누름편(115)의 선단부(115A)가 열응동판(12)에 맞닿는 부분에 삽입편(16)의 삽입단말(16A)이 끼워지고, 누름편과 열응동판과를 절연한다. 그 때문에 누름편(115)이 금속재질로서 그 선단부(115A)와 대각측의 용접부(115C)에서 하우징(3)의 내측면에 고착시킨것이라도 열응동판돌기부(12A)로부터 하우징(3)에 흐르는 이 부분의 Y 결선상전류는 열응동판(12)으로부터 누름편(115)에 바이패스하는 일이 없이 탄성판(11)을 경유해서 열응동판지지체(110)로 통한다.

따라서 그 상전류는 그 전류는 그 전부가 열응동판지지체(110)의 발열에 관여한다. 이것에 의해 이 부분의 상전류에 따라서 열응동판지지체(110)를 발열시켜서 이 열을 열응동판(12)에 전달하므로서 가동접점(14A),(14B)측을 통하는 다른 2상의 전류에 의한 열응동판의 온도상승작용과의 균형을 도모하는 것이 안정해서 실현될수 있게 되었다.

이것을 활용하면 예를 들면 보호장치를 정격전류치가 낮은 전동기등에 사용하는 경우에는 보호장치내부의 발열량을 증가시키기 위해 발열부가되는 열응동판지지체의 저항치를 바이패스전류에 제약되지 않고, 높게 하는 것이 가능하게 되어 확실히 발열량을 증가시킬 수가 있다.

이상 설명한 각 상전류에 의한 열응동판(12)의 온도상승의 작용의 균형을 도모하기 위해 실시예 4에서는 삽입편(16)의 부가에 의해 열응동판(12)와 압압편(115)와의 사이를 절연하는 것을 나타냈으나 이 절연수단으로서는 삽입편(16)을 사용하는 것에 한정되는 것은 아니다. 다음에 이에 관해서 제19도내지 제22도를 사용해서 다른실시형태를 설명한다.

제19도는 다음의 실시예와의 비교를 위해 확대해서 나타낸 누름편(45)이며 이것을 참조해서 실시예 1 내지 3의 누름편(15),(115),(215)를 다시한번 상호 관련지워서 설명한다.

즉 이것은 누름편(45)이 금속재질의 경우로서 삽입편(16)과의 병용을 필요로 한다. 본 도면중의 누름편(45)의 전체높이 h1과 후단부(45B)의 높이 h2를 비교해서 이 차이 h3이 비교적 큰 것이 실시예 1의 누름편(15)에 상당하는 것으로 보아도 되고, 제2 및 제3의 실시예의 누름편(115),(215)에서는 상당하는 칫수 h3의 부분을 선단부(45A)가 열응동판(12)에 맞닿는 개소로부터 후단부(45B)까지의 거리의 1/20이하로 하는 것이 바람직한 것은 이미 기술한 바와 같다.

다음에 삽입편(16)의 사용을 생략한 다른 수단을 설명한다. 제20도에 나타내는 실시예 5의 누름편(55)은 이종재료를 접합해서된 경사기능재료라 칭하는 것을 사용한 것으로서 하우징(3)에 용접하기 위한 용접부(55D)를 구비한 베이스측에는 금속재질의 베이스층(55A)에서 또 다른 쪽 열응동판(12)에 접하는 측은 알루미나등의 세라믹스재질의 전기절연층(55B)으로 형성된 것이다.

이 중간층(55C)은 단계적으로 세라믹스와 금속과의 혼합비율이 변화하고 있다. 이 누름편(55)은 저항용접을 행하는 때에는 도시한 상하단말부에서는 통전되지 않기 때문에 금속층(55A)의 측면부에 통전전극을 접촉시킴과 동시에 상하방향으로부터 가압전극으로 가압하므로서 용접부(55D)에서 하우징에 용접고착된다.

이 누름편(55)은 열응동판과의 접촉면이 전기절연층(55B)이기 때문에 직접 접촉해도 바이패스전류가 흐르는 일은 없다. 또, 이 전기절연층(55B)은 반드시 완전한 절연물일필요는 없고, 열응동판지지체에 대해서 충분히 저항치가 높고, 바이패스전류가 실질적으로 문제가 되지 않는 것이라면 도전성이 있어도 된다.

제21도 및 제22도에 나타내는 실시예 6의 누름편(65)은 금속제의 베이스(65A)와 세라믹스와 같은 전기절연물(65B)를 접착이나 기계적인 수단등으로 고착시킨 것이다. 베이스(65A)에는 그 일단의 길이방향에 따라 홈이 형성되어 있고, 전기절연물(65B)이 그 측면이 베이스보다 높게 되도록 끼워넣어져 있다. 실시예에 있어서는 베이스(65A)의 양단측면(65A1)에는 소위 체결가공이 되어있고, 전기절연물(65B)이 탈락하지 않도록 기계적으로 고착되어 있다. 이 누름편(65)에 있어서도 금속제의 베이스(65A)의 용접부(65D)에서 하우징에 고착시킬 수가 있음과 동시에 열응동판과는 전기절연물(65B)이 접촉하기 때문에 직접 접촉해도 바이패스 전류가 흐르는 일은 없다.

또, 이경우의 전기절연물로서는 알루미나등의 비도전성세라믹스가 바람직하지만 도전성이 있어도 고유저항치가 비교적 높은 도전성 세라믹스, 예를 들면 티탄산 바륨계의 것, 또는 질화붕소(BN), 탄화규소(SiC)와 같은 비산화성 세라믹스 등을 사용할 수 있다. 또, 사용온도가 낮은 것등에 있어서는 소위 엔지니어링프라스틱등을 사용해도 되고, 이 경우에는 금속제의 베이스와 전기절연물과를 일체로 형성하는 것도 가능하다.

상기한 실시예 5 및 6의 누름편(55),(65)은 삽입편(16)을 사용하지 않고, 실시예 2의 구성과 같이 사용해서 그 작용은 삽입편(16)을 사용한 실시예 4와 같이 누름편과 열응동판과의 사이의 바이패스 전류를 실질적으로 문제가 되지 않게 할 수가 있고, 각 상전류에 의한 열응동판(12)의 온도의 평형조정이 용이하게 되는 것이다.

다음에 실시예 7에 대해 설명한다. 실시예 1 내지 4의 구성에 있어서는 발열체인 열응동판지지체와 열응동판과의 사이에 위치하는 탄성판(11)이 열응동판지지체(10),(110)와 열응동판(12)를 부분적으로 차폐하는 구조로 되어 있고, 열응동판(12)에 열, 특히 복사열이 전달되는 효율이 불충분한 일이 있다. 이 경우 열응동판지지체(10),(110)의 발열량을 증가시킬수 있으면 좋지만 그 역할상 어느정도의 강도가 필요하기 때문에 단면적을 좁게하는 방법을 취하는 것이 곤란하고, 또 재질의 변경으로 대처하기에는 용접성의 관계등으로 한계가 있다.

여기서 제23도 내지 제25도에 나타내는 실시예 7의 보호장치(401)에 있어서는 열응동지지체와 열응동판과의 열교환관계를 향상시키기 위해 탄성판(31)이 열응동판지지체(210)와 하우징(3)과의 사이를 통하도록 구성되고, 발열체인 열응동판지지체와 열응동판과를 직접 대향시키고 있다. 제23도 내지 제25도에 나타내는 보호장치(401)에 있어서는 기술한 각 실시예와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여해서 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.

열응동판지지체(210)는 양단부에 설치된 고정부(210A)가 각각 하우징(3)에 용접고정되어 있다. 또, 중간부(210B)는 누름편(35)과 간섭하지 않도록 우회한 형상으로 되고, 또한 탄성판(31)과의 간섭을 피하기 위해 약간의 단차이를 실시예 4의 열응동판지지체(110)의 중간부(110B)와는 역으로 하우징방향으로 돌출하도록 설치되어 있다. 이 열응동판지지체(210)에는 누름편(35)과 간섭하지 않도록 열응동판지지체의 양고정부(210A)간에 수용하도록 전체의 폭이 선정된 탄성판(31)이 중간부(210B)에 용접등에 의해 고정되고, 탄성판(31)의 타단에는 열응동판(12)이 고착편(13)을 거쳐서 연결되어 있다.

여기서 탄성판(31)은 하우징(3)과 열응동판지지체(210)의 사이에 수용되는 형태로 이 사이를 통해서 열응동판에 연결되어 있다. 이 때문에 발열체인 열응동판지지체(210)이 직접 열응동판(12)에 대향하는 구조로 되어 있기 때문에 열응동판지지체(210)로 부터의 열이 전달되기 쉽게 되어 열응동판지지체의 저항치, 결국 발열량을 올릴수 없는 경우에도 여기를 통하는 상전류에 의해 생기는 열응동판(12)의 온도상승과 다른 2상의 각 전류에 의해 생기는 온도상승과를 균형시키는 것이 보다 용이하게 된다.

누름편(35)은 실시예 3과 같이 그 선단부와 후단부에 열응동판과 맞닿는 돌기(35A),(35B)를 형성한 형상으로 하고, 또, 이 실시예 7에서는 실시예 4와 마찬가지로 삽입편(16)을 사용해서 누름편(35)과 열응동판(12)을 절연하는 구성을 예시하고 있다.

이상 기술한 본 발명의 보호장치의 전동기권선에의 부착에 대해서는 뚜껑판(4), 하우징(3)등 거의 모두가 실시예 1과 동일하므로 제26도 및 제27도에 나타내는 바와 같이 전동기(61)의 고, 정자권선(61A)의 코일단말상에 장착시키는 요령은 이미 기술한 것과 동일하다.

상기한 보호장치의 각 실시형태에 있어서 3상 Y 결선전동기에 사용하는 경우에는 각상전류의 각각이 열응동판의 온도상승을 가져오는 작용이 각 상간에서 균형된 것이 필요하다. 여기서 종래의 것에서는 열응동판의 지지단말과 그 자유단말측의 2개의 가동접점을 정3각형의 각 정점에 배치하는 구성이었다. 이 때문에 그것을 사용한 보호장치에서는 가로세로칫수가 대략 동등한 평평형태가 되기 쉽고, 이것은 전동기고, 정자의 코일단말상에 묶는 끈을 사용해서 장착시키는 때에 안정적으로 묶는 것이 어렵고, 또 그전에 절연튜우브를 피복하는 데도 작업은 상당히 귀찮은 것이었다.

본 발명에 있어서는 열응동판의 지지부로부터 2개의 가동접점으로 향하는 라인을 거의 90°내지 그 이상의 광각으로 확대하는 구성으로 하므로서 열응동판의 형상을 양가동접점측으로 그늘고, 긴 것으로해서 이것에 의해 보호장치전체를 그늘고, 긴 형상으로 하는 것을 실현했다. 이것에 의한 열응동판상의 Y 결선각상전류에 의한 발열은 불균형이 되지만 본 발명에서는 열응동판지지체를 혹은 이것과 고, 정접점지지체의 양쪽을 각각의 상전류에 의한 발열체로서 열응동판을 한쪽으로부터 혹은 양면으로부터 가열하도록 구성해서 열응동판자체의 발열을 보충하므로서 각상전류가 열응동판의 온도상승을 초래하는 작용을 균형시키도록 했다. 그리고, 열응동판지지체측은 열응동판을 지지하는 탄성판에는 발열체의 역할은 갖지 않게 하므로서 발열에 의해 탄성판의 용수철특성이 변하기 어렵게 하고 있다. 또, 고정접점지지체측은 고정접점지지체를 지지하는 위치결정부재로서의 절연판을 사용하는 때에는 접점개방시의 스파크에 의한 열을 뚜껑판이 도피시키기 쉬운 것으로 하고, 그 절연판도 또한 열전도를 돕도록 하고 있다.

또, 다시 열응동판의 동작온도교정용의 누름편의 구성에 있어서 열응동판과의 맞닿는 부는 양가동접점의 중간점보다 탄성판과의 연결부측으로 어긋난 점에 설정하고, 또한 연결부측에서는 설정온도에서의 열응동판의 반동의 변위를 제한하도록 구성해서 그 반동으로 가동접점측의 변위를 크게 취하게 해서 접점의 용착의 발생을 억제하도록 했다. 다시 또, 정격전류치가 적은 전동기를 사용하는 보호장치에서는 열응동판으로부터 누름편으로의 전류가 바이패스하는 것을 억제하는 삽입편등의 전기절연물의 사용 또는 누름편의 절연의 구성을 채용했다. 같은 모양으로 열응동판지지체의 열이 직접으로 보다 유효하게 열응동판에 작용하도록 탄성판의 형상이나 배치위치를 설정해서 열응동판지지체가 직접 열응동판에 대향하도록 구성했다. 이와 같은 구성의 특징에 의해 본 발명의 보호장치는 Y 결선의 각상전류에 의한 열응동판의 온도상승의 균형을 얻는 것이 용이하게 되어 있고, 이에 따라서 단상의 보호장치와 마찬가지로 가늘고 길게 형성한 열응동판의 사용을 가능하게 한 것이다. 또, 본 발명의 전동기권선의 코일단말에 장착시키기 쉬운 그늘고 긴 형상을 실현할 수 있고, 다시 또 열응동판과 탄성판과의 연결부측이 하우징을 팽창시키고 있는 그 외형이 코일단말부의 원호에 따르도록 되어있고, 직접으로 전동기에 장착시키는 소위 내부보호장치로서 일층 사용하기 쉬운 것으로 되어 있다.

Claims (12)

1. 2개의 관통구멍이 형성되고, 이들 관통구멍에 도전성의 리이드단자핀(5A),(5B)를 전기절연성의 충전재에 의해 기밀로 관통고정한 뚜껑판(2)와, 이 뚜껑판(2)의 원주가장자리부에 개방구단면이 밀폐용기를 구성하는 기밀로 용접된 금속제하우징(3)과, 이 하우징(3)내에 배치되고, 각 리이드단자핀(5A),(5B)의 밀폐용기내측으로 고정접점지지체(7A),(7B)를 거쳐서 도전적으로 고착된 2개의 고정접점(8A),(8B)와, 하우징(3)내에 배치된 탄성판(11)과, 하우징(3)내에서 탄성판(11)에 의해 지지되고, 다른 온도에 따라 스냅적으로 만곡방향을 변경하도록 하기 위한 얕은 만곡방향을 변경하도록 하기위한 얕은 만곡부가 형성되어 있음과 동시에, 고정접점(8A),(8B)에 대해서 개폐되는 2개의 가동접점(14A),(14B)가 고착된 열응동판(12)과, 하우징(3)내에 일부분이 열응동판(12)의 통상 볼록하게되는 측을 누름하도록 배치되고, 그 누름력이 이 하우징(3)의 일부분의 변형에 의해 조정되는 동작온도교정용의 누름편(15)로 된 열보호장치에 있어서, 금속제하우징(3)은 전동기의 코일단말에의 부착에 적합하도록 가늘고 긴 형상으로 형성되고, 2개의 관통구멍이 뚜껑판(2)의 길이방향 양단 근방에 위치하고, 2개의 가동접점(14A),(14B)가 열응동판(12)의 만곡부의 중심선에 관해서 대칭인 위치에 배치되고, 하우징(3)내에 금속제의 열응동판지지체(10)가 배치되고, 이 열응동판지지체(10)의 길이방향으로 간격을 둔 2개소가 하우징(3)내면에 고착되고, 탄성판(11)의 한쪽부분이 열응동판지지체(10)의 거의 중간부에 도전상태로 기계적으로 연결됨과 동시에, 반대측부분이 열응동판(12)에 도전상태로 기계적으로 연결되고, 다시 또 누름편(15)는 그 일부분이 하우징(3)의 동작온도교정을 위한 피변형부분근방의 내면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 열보호장치.
2. 제1항에 있어서, 누름편(15)는 열응동판(12)의 통상 볼록하게되는 측의 만곡부중심근방에 맞닿음과 동시에, 열응동판(12)와 탄성판(11)의 연결부인 지지부근방에 있어서 근접 또는 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 열보호장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열응동판(12)와 탄성판(11)의 연결부로부터 각 가동점을 연결하는 가상선이 적어도 거의 90°의 각도를 이루고, 연결부와 각 접점의 3점에서 거의 2등변3각형을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 열보호장치.
4. 제3항에 있어서, 열응동판지지체(10)과 고정접점지지체(7A),(7B)는 그 자체를 통하는 전류에 의해 발열하여 열응동판(12)를 가열하는 것을 특징으로 하는 열보호장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 누름편(15)의 열응동판(12)에의 맞닿는 위치를 만곡부의 중심으로부터 열응동판(12)의 탄성판(11)과의 연결단말방향으로 어긋난 위치에 설정한 것을 특징으로 하는 열보호장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 뚜껑판(2)와 고정접점지지체(7A),(7B)의 사이에는 양자의 거리를 규정하기 위한 위치결정부재(9A),(9B)가 배치되는 것을 특징으로 하는 열보호장치.
7. 제6항에 있어서, 위치결정부재(9A),(9B)가 발열저항재료인 것을 특징으로 하는 열보호장치.
8. 제6항에 있어서, 위치결정부재(9A),(9B)가 고정접점지지체(7A),(7B)와 뚜껑판(2)에 의해 탄성적으로 끼워갖게 되어 있는 것을 특징으로 하는 열보호장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 누름편(15)와 열응동판(12)의 사이에는 이 사이를 통하는 바이패스전류를 억제하는 전기절연물 또는 저항재료가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 열보호장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 누름편(15)는 금속부재와 전기절연물 또는 저항재료를 일체화한 것을 특징으로하는 열보호장치.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열응동판지지체(10)과 열응동판(12)의 사이에 탄성판(11)이 개재되어서 이들 3자가 상호 대략 평행으로 배치되고, 이 배치상태에서 열응동판(12)의 일부가 탄성판(11)에 형성된 개방구부로부터 열응동판지지체(10)으로부터의 복사열을 직접 받도록 한 것을 특징으로 하는 열보호장치.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열응동판지지체(10)과 탄성판(11)과 열응동판(12)는 상호 대략 평행으로 배치되고, 탄성판(11)이 열응동판지지체(10)의 열응동판(12)와 대향하는 측과는 반대측으로 배치되므로서 열응동판지지체(10)로부터의 복사열이 차단되는 일이 없이 열응동판(12)에 도달되도록 한 것을 특징으로 하는 열보호장치.

Images