JP2001339918A - 過負荷保護装置および過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力の低減、原価低減、小形軽量化及び
温度上昇を抑制して信頼性の高い過負荷保護装置および
過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機を提供する。 【解決手段】 主巻線２と起動巻線３とからなる単相誘
導電動機１を過電流による過熱焼損から保護するための
バイメタル７及びヒータ８を有する過負荷保護装置を電
源側に備えた密閉型電動圧縮機において、前記過負荷保
護装置と温度スイッチ６とを同一の筺体内に収納すると
共に、前記温度スイッチ６を起動巻線回路に直列に接続
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷蔵庫、ルームエア
コン等に用いられる過負荷保護装置および過負荷保護装
置を備えた密閉型電動圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷蔵庫、ルームエアコン等に用い
られている過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機に
ついて、図を参照して説明する。

【０００３】図１７は従来例（第１の従来例）を示すも
ので、主巻線２と主巻線２に対して位相差を生じせしめ
る位置に配置された起動巻線３とからなる単相誘導電動
機１に、起動装置としての正特性サーミスタ（以下、起
動用ＰＴＣと称する。）４が起動巻線３と直列に接続さ
れ、過負荷保護装置５を介して電源に接続されている。
起動の際に電源電圧が単相誘導電動機１に印加される
と、起動時には起動用ＰＴＣ４が常温であるため低抵抗
であり、大きな電流が起動巻線３に流れ、図示しない回
転子を回転させる。そして、単相誘導電動機１が起動を
開始すると、起動用ＰＴＣ４を通る電流で自己発熱して
高抵抗となり、起動巻線３を流れる電流が微少な値にな
って定常運転となる。

【０００４】また、特開平６−３３９２９１号公報また
は特開平６−３１１７６９号公報に記載される起動装置
（第２の従来例）も提案されている。

【０００５】これを、図１８を参照して説明する。起動
巻線３に直列に接続される起動用ＰＴＣ４と、起動巻線
３及び起動用ＰＴＣ４と直列に接続される双方向性制御
整流素子（以下、トライアックと称する。）１４と、起
動用ＰＴＣ４に並列に接続されると共に、その一方の端
子がトライアック１４のゲートに接続され、起動用ＰＴ
Ｃ４よりも小さな熱容量を有する補助の正特性サーミス
タ（以下、補助ＰＴＣと称する。）１５とからなるもの
である。

【０００６】この起動装置によれば、起動時において、
単相誘導電動機１に電源電圧が印加されると、起動巻線
３に直列に接続されたトライアック１４のゲートに、補
助ＰＴＣ１５を通じてトリガ信号が印加されてトライア
ック１４が通電され、起動巻線３に単相誘導電動機１の
起動用の電流が流れる。単相誘導電動機１が起動する
と、補助ＰＴＣ１５が高温となってトライアック１４の
ゲート側に加わる電流が小さくなり、トライアック１４
がオフする。以後、単相誘導電動機１の定常状態におい
て、補助ＰＴＣ１５は起動用ＰＴＣ４よりも熱容量が小
さいため、補助ＰＴＣ１５を高温、高抵抗に保つための
電力消費は非常に小さくて済む。また、単相誘導電動機
１が一旦停止した直後に再起動がかけられる場合にも、
補助ＰＴＣ１５の熱容量は小さいためすぐに冷却され、
トライアック１４がオンすることにより再起動が可能と
なる。

【０００７】さらに、図１９に示す起動装置（第３の従
来例）は、熱容量が小さくて冷却時間の短い補助ＰＴＣ
１５のもたらす優れた再起動特性も、周囲温度が高いた
めに効果が損なわれる場合もあり、これを解決するため
になされたもので、消費電力が小さく、短時間で再起動
できるようにして例えば電気冷蔵庫に使用された場合の
密閉型電動圧縮機の信頼性を高めている。

【０００８】この密閉型電動圧縮機の起動装置は、起動
用ＰＴＣ４部分と、トライアック１４、補助ＰＴＣ１５
及び抵抗１７からなる消費電力低減、再起動特性改善の
ための時限回路１６とを分離し、前者の起動用ＰＴＣ４
部分を密閉型電動圧縮機１９の金属製密閉容器に取付ら
れた気密ターミナルに差し込み、後者の時限回路部分１
６を金属製密閉容器から隔離した周囲温度の低い別の箇
所、例えば、冷蔵庫の制御部品収納部等に設置するよう
にしたものである。

【０００９】この起動装置によれば、トライアック１４
や補助ＰＴＣ１５の周囲温度の最高値は４０から５０℃
を考慮すればよいため、トライアック１４の接合部の許
容温度１２５℃との差が７５から８５Ｋもあり、余裕が
ある。一方、従来の周囲温度８０から９０℃のものと許
容温度１２５℃との差は３５から４５Ｋしかなく、これ
に比べ、この改善された起動装置では約２倍の許容値と
なる。

【００１０】したがって、トライアック１４に電流容量
の小さい安価なものを使用しても、起動巻線電流による
トライアック１４の接合部の温度を１２５℃以下にする
ことができる。また、密閉型電動圧縮機が拘束状態とな
り高温となっても、その熱でトライアック１４が破壊さ
れることもない。さらに補助ＰＴＣ１５の冷却も速く良
好な再起動特性を確保できる。

【００１１】また、時限回路部分を印刷配線板に取り付
けることにより、小型のケースに収納する必要がなくな
り、トライアック１４の周囲の空気の対流もよくなるの
で、トライアック用放熱板も小型にすることができる。
また、最近の冷蔵庫は電子回路によって制御するものが
多くなり、その場合は前記時限回路部分を制御用電子基
板に一体として組み込むことにより、専用の基板が不要
となる。さらにマイコンやＩＣを使用している場合に
は、それらの機能の一部を使用して時限回路部分を簡単
な構成にすることができ、起動装置の電力消費を低減す
るために費用を最小限にとどめることができる。また、
起動用ＰＴＣ４部分は冷蔵庫用密閉型電動圧縮機１９の
起動用として広く普及しているＰＴＣ起動リレーをその
まま使用することができる。

【００１２】さらに、図２０に示す従来例（第４の従来
例）のように、起動巻線３に外部抵抗を接続する替わり
に起動巻線３の巻き方向を途中で逆転させてインダクタ
ンス分を打ち消し、導体抵抗分のみ増加させていたバッ
クラッシュ方式により形成された単相誘導電動機１の起
動装置、図２１に示すような電流リレーを用いた起動装
置がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記第１の従来
例では、起動用ＰＴＣ４に起動の際に数アンペアの大き
な電流を０．５秒から数秒間通電させる必要から、相当
の熱容量を必要とする。このため、定常運転に移行した
以後も起動巻線３の電流を抑えるには、起動用ＰＴＣ４
を高温、高抵抗状態に保つ必要があり、２Ｗから４Ｗの
電力を消費し続け、省電力化の妨げとなっていた。

【００１４】さらに、上記起動用ＰＴＣ４を用いるもの
では、単相誘導電動機１の停止直後に再起動しようとし
ても起動が困難であった。すなわち、起動用ＰＴＣ４は
熱容量が大きいため、運転時に高温、高抵抗となると、
単相誘導電動機１の停止後、常温近くまで温度が下が
り、再起動可能な状態になるまで数１０秒から数分を必
要とし、それ以前に再起動させようとしても、起動用Ｐ
ＴＣ４が高抵抗なために起動巻線３には微少電流しか流
れず、単相誘導電動機１の回転子が拘束状態となり、主
巻線２に大きな電流が流れて過負荷保護装置５が作動
し、このため再起動はできなかった。この過負荷保護装
置５の復帰時間は、当初は起動用ＰＴＣ４が再起動可能
となるまでの冷却時間より短いため、過負荷保護装置５
が作動、復帰を数回繰り返し、順次高温となってその復
帰時間が長くなる。そして、過負荷保護装置５の復帰時
間が起動用ＰＴＣ４の冷却時間よりも長くなることによ
り、単相誘導電動機１が起動可能となる。このような事
態は、冷蔵庫用の密閉型電動圧縮機においては、冷蔵庫
の庫内温度が下がりサーモスタットがオフして密閉型電
動圧縮機が停止した直後に、ドアが開けられ庫内温度が
上昇してサーモスタットがオンになった場合等に生じて
いた。このような時には、再起動に長い時間を要するだ
けでなく、上述した作動、復帰の繰り返しによって過負
荷保護装置５の寿命を縮める原因となっていた。

【００１５】また上記第２の従来例では、熱に弱い半導
体であるトライアック１４や補助ＰＴＣ１５からなる時
限回路が、起動時に起動巻線電流による自己発熱によっ
て高温となる起動用ＰＴＣ４と同一の筐体内に収納さ
れ、さらに、冷蔵庫の冷却運転中に比較的高温となる密
閉型電動圧縮機が収納される金属製密閉容器の気密ター
ミナルに差し込まれて使用されるため、トライアック１
４の周囲温度が８０から９０℃まで上昇する場合があっ
た。トライアック１４の内部の半導体接合部の最大許容
温度は一般に１２５℃となっており、起動時の起動巻線
３に流れる電流によるトライアック１４のオン損失によ
る接合部の温度上昇を、許容値の１２５℃と周囲温度の
差以内にしなければならず、このため、周囲温度が高い
とその差が小となり、同じ電流を流しても接合部の温度
上昇の少ない、すなわち電流容量の大きいトライアック
１４を選定する必要があった。その場合でも、密閉型電
動圧縮機の拘束運転等の異常時には、接合部の温度が１
２５℃を超え、信頼性に関し十分に配慮されているとは
必ずしもいえなかった。

【００１６】さらに上記第３の従来例では、トライアッ
ク１４と共に補助ＰＴＣ１５を用いることから消費電力
を低減するためのコストに関し配慮されていなかった。

【００１７】また、トライアック１４のオフ時の電圧上
昇ｄＶ／ｄｉを抑制し、トライアック１４の保護を行う
ためのＣＲアブソーバ１８が必要であった。このため、
コンデンサ起動インダクションラン形単相誘導電動機
（以下、ＣＳＩＲ起動方式と称す。）及びコンデンサ起
動コンデンサラン形単相誘導電動機（以下、ＣＳＲと称
す。）の起動コンデンサを有する回路に用いると、起動
時に起動用コンデンサ１２に充電される電流及び起動用
コンデンサ１２が回路から切り離され、次に回路に接続
されるときに起動用コンデンサ１２の遮断時の充電電圧
が電源の位相差によっては、電源電圧より高くなり、起
動用コンデンサ１２からトライアック１４及び起動巻線
３、主巻線２あるいはトライアック１４、運転用コンデ
ンサ１３を介して放電回路が形成される。このとき流れ
る過大な電流からトライアック１４の破壊を防止するた
め、トライアック１４と直列にリアクタを付加する必要
があるが、このリアクタを付加することはコストアップ
につながり、また取り付けるためのスペースを確保する
必要があった。さらに上記第４の従来例では、高価で大
形の電圧リレーもしくは電流リレーが必要なものでっ
た。

【００１８】本発明の第１の目的は、起動装置の電力消
費を低減して消費電力を小さくする過負荷保護装置およ
び過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機を提供する
ことにある。本発明の第２の目的は、原価低減、小形軽
量化が可能な過負荷保護装置および過負荷保護装置を備
えた密閉型電動圧縮機を提供することにある。本発明の
第３の目的は、温度上昇を抑制して信頼性の高い過負荷
保護装置および過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮
機を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧
縮機の発明の構成は、主巻線と起動巻線とからなる単相
誘導電動機を過電流による過熱焼損から保護するための
バイメタル及びヒータを有する過負荷保護装置を電源側
に備えた密閉型電動圧縮機において、前記過負荷保護装
置と温度スイッチとを同一の筐体内に収納すると共に、
前記温度スイッチを起動巻線回路に直列に接続するもの
である。

【００２０】また上記目的を達成するために、本発明に
係る過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機の他の発
明の構成は、主巻線と起動巻線とからなる単相誘導電動
機を過電流による過熱焼損から保護するためのバイメタ
ル及びヒータを有する過負荷保護装置を電源側に備えた
密閉型電動圧縮機において、前記過負荷保護装置とヒー
タを付帯した温度スイッチとを同一の筐体内に収納する
と共に、前記温度スイッチとヒータとの直列回路を起動
巻線回路に直列に接続するものである。

【００２１】さらに上記目的を達成するために、本発明
に係る過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機のさら
に他の発明の構成は、主巻線と起動巻線とからなる単相
誘導電動機を起動するための起動用正特性サーミスタ
と、単相誘導電動機を過電流による過熱焼損から保護す
るためのバイメタル及びヒータを有する過負荷保護装置
を電源側に備えた密閉型電動圧縮機において、前記過負
荷保護装置と温度スイッチとを同一の筐体内に収納する
と共に、前記温度スイッチを起動巻線と起動用正特性サ
ーミスタとの直列回路に直列に接続するものである。

【００２２】さらに上記目的を達成するために、本発明
に係る過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機のさら
に他の発明の構成は、主巻線と起動巻線とからなる単相
誘導電動機を起動する起動用正特性サーミスタと、単相
誘導電動機を過電流による過熱焼損から保護するための
バイメタル及びヒータを有する過負荷保護装置を電源側
に備えた密閉型電動圧縮機において、前記過負荷保護装
置とヒータを付帯した温度スイッチとを同一の筐体内に
収納すると共に、前記温度スイッチとヒータとの直列回
路を起動巻線と起動用正特性サーミスタとの直列回路に
直列に接続するものである。

【００２３】上記目的を達成するために、本発明に係る
過負荷保護装置の発明の構成は、主巻線と起動巻線とか
らなる単相誘導電動機を過電流による過熱焼損から保護
するためのバイメタル及びヒータを有する過負荷保護装
置において、前記過負荷保護装置と温度スイッチとを同
一の筐体内に収納すると共に、前記温度スイッチを起動
巻線回路に直列に接続するものである。

【００２４】また上記目的を達成するために、本発明に
係る過負荷保護装置の他の発明の構成は、主巻線と起動
巻線とからなる単相誘導電動機を過電流による過熱焼損
から保護するためのバイメタル及びヒータを有する過負
荷保護装置において、前記過負荷保護装置とヒータを付
帯した温度スイッチとを同一の筐体内に収納すると共
に、前記温度スイッチとヒータとの直列回路を起動巻線
回路に直列に接続するものである。

【００２５】さらに上記目的を達成するために、本発明
に係る過負荷保護装置のさらに他の発明の構成は、主巻
線と起動巻線とからなる単相誘導電動機を起動するため
の起動用正特性サーミスタと、単相誘導電動機を過電流
による過熱焼損から保護するためのバイメタル及びヒー
タを有する過負荷保護装置において、前記過負荷保護装
置と温度スイッチとを同一の筐体内に収納すると共に、
前記温度スイッチを起動巻線と起動用正特性サーミスタ
との直列回路に直列に接続するものである。

【００２６】さらに上記目的を達成するために、本発明
に係る過負荷保護装置のさらに他の発明の構成は、主巻
線と起動巻線とからなる単相誘導電動機を起動する起動
用正特性サーミスタと、単相誘導電動機を過電流による
過熱焼損から保護するためのバイメタル及びヒータを有
する過負荷保護装置において、前記過負荷保護装置とヒ
ータを付帯した温度スイッチとを同一の筐体内に収納す
ると共に、前記温度スイッチとヒータとの直列回路を起
動巻線と起動用正特性サーミスタとの直列回路に直列に
接続するものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１ないし図５は過負荷保護装置
を備えた密閉型電動圧縮機の第１の実施例に係る回路
図、図６は図１の実施例の動作説明図、図７ないし図１
１は過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機の第２の
実施例に係る回路図、図１２は図７ないし図１１の実施
例の動作説明図である。図１３は過負荷保護装置の実装
例の縦断面図、図１４は図１３の実装例の回路図であ
る。

【００２８】図１５は過負荷保護装置を取り付けたロー
タリ方式の密閉型電動圧縮機の断面図、図１６は過負荷
保護装置を取り付けたレシプロ方式の密閉型電動圧縮機
の外観図である。

【００２９】第１の実施例を図１ないし図５及び図６の
動作説明図により説明する。図１は分相起動インダクシ
ョンラン形に用いた回路図、図２は分相起動コンデンサ
ラン形に用いた回路図、図３はコンデンサ起動インダク
ションラン形に用いた回路図、図４はコンデンサ起動コ
ンデンサラン形に用いた回路図、図５は本実施例の過負
荷保護装置の応用例であり、コンデンサ起動コンデンサ
ラン形に用いた回路図を示す。

【００３０】なお、図において従来例と同等部分には同
一符合を付して示す。第１の実施例の特徴は、主巻線２
に起動巻線３からなる単相誘導電動機１にバイメタル７
及びヒータ８を有する過負荷保護装置５を、温度スイッ
チ６と同一の筐体内に一体に収納し複合化した過負荷保
護装置９とすると共に、前記バイメタル７及びヒータ８
からなる過負荷保護装置５を単相誘導電動機１の電源側
に直列に接続し、かつ、前記温度スイッチ６を起動巻線
３に直列に接続したことである。

【００３１】この回路で単相誘導電動機１に通電する
と、過負荷保護装置５には起動電流が流れ、また同時に
起動巻線３には温度スイッチ６を介して起動電流が流れ
て単相誘導電動機１に回転磁界が発生し起動する。

【００３２】この後、全速回転に至ると夫々の過負荷保
護装置５及び温度スイッチ６には運転電流が流れる。通
常この段階で起動巻線３がなくても主巻線２のみで回転
を継続する。この時、過負荷保護装置５のバイメタル７
及びヒータ８は流れる起動電流及び運転電流に比例して
自己発熱し、複合化した過負荷保護装置９の筺体内温度
（図１３参照、符合９ａで示す部分：以下、筐体と称す
る場合も同様である）を上昇させる。

【００３３】この時、上昇する任意の温度Ｐで開路動作
するように温度スイッチ６を設定しておけば、所定時間
経過後起動巻線３を電源から切り離すことができる。こ
の状態から単相誘導電動機１の通電を断つと、複合化し
た過負荷保護装置９全体が冷却を開始し、温度スイッチ
６が所定の決められた閉路動作温度Ｑに至ると、可動接
点（図示せず）が元の位置に復帰して再起動可能体制を
形成する。

【００３４】なお、周囲温度が低く過負荷保護装置５の
バイメタル７及びヒータ８の発熱量だけでは温度スイッ
チ６の動作時間が長くなり、不都合を来す場合には、図
５に示すように温度スイッチ６と直列にヒータ１１を接
続し、バイメタル７及びヒータ８の発熱量を加えること
で温度スイッチ６の開路動作を早めることができる。

【００３５】本実施例では、温度スイッチ６の開路動作
後ヒータ１１の発熱量分が不足して筺体内の温度が低下
するが、温度スイッチ６の閉路動作温度が開路動作温度
より十分に低いため、開路動作継続には支障を来すこと
はない。

【００３６】ここで例えば、単相誘導電動機１を運転中
電源を遮断し、直ちに電源を投入した場合について考え
てみると、複合化した過負荷保護装置９全体が冷却せず
温度スイッチ６は開路動作状態のまま継続している。

【００３７】この状態では、単相誘導電動機１の主巻線
２には通電されるが、起動巻線３には通電されないた
め、単相誘導電動機１が起動できずローター（図示せ
ず）は拘束状態のままとなり、主巻線２に拘束電流が流
れる。

【００３８】同時に、過負荷保護装置５のバイメタル７
とヒータ８には大きな拘束電流が連続的に流れる。この
大きな電流によってバイメタル７が瞬時に反転開路動作
して回路を遮断して主巻線２を過電流による過熱焼損か
ら保護する。この時、バイメタル７が復帰動作する前、
すなわち、閉路動作する前に温度スイッチ６の復帰動
作、すなわち、閉路動作を先にするように設定しておけ
ば、バイメタル７が復帰動作した時には主巻線２と起動
巻線３とが同時に通電されて再起動ができるようにな
る。

【００３９】このように本実施例では、異常起動時であ
っても過負荷保護装置５を１回だけ動作させて再起動を
助けることができるものである。

【００４０】したがって、本実施例によれば、高価で大
形の電圧リレーを用いた従来の図２０に示す起動装置、
図２１に示す電流リレーを用いた起動回路とすることな
く、複合化した過負荷保護装置９を起動装置として用い
ることができる。

【００４１】その結果、連続通電されていた電圧リレー
や電流リレーで消費される電力の２〜３Ｗの消費電力低
減に結び付く、また、イニシャルコスト低減及び省スペ
ースにも寄与するものである。

【００４２】また、過負荷保護装置５の寿命を大幅に短
縮することなくあらゆるケースで再起動が可能になるも
のである。例えばこれを冷蔵庫の起動装置として用いる
と、約０．５ｋＷｈ／月〜０．７５ｋＷｈ／月の節電効
果が得られる。

【００４３】次に第２の実施例を図７ないし図１１及び
図１２により説明する。

【００４４】図７は分相起動インダクションラン形に用
いた回路図、図８は分相起動コンデンサラン形に用いた
回路図、図９はコンデンサ起動インダクションラン形に
用いた回路図、図１０はコンデンサ起動コンデンサラン
形に用いた回路図、図１１は本実施例の過負荷保護装置
の応用例であり、コンデンサ起動コンデンサラン形に用
いた回路図を示す。

【００４５】第２の実施例の特徴は、主巻線２と起動巻
線３からなる単相誘導電動機１を起動する起動用ＰＴＣ
４と単相誘導電動機１を過電流による過熱焼損から保護
するバイメタル７及びヒータ８を有する過負荷保護装置
５を、温度スイッチ６と同一の筐体内に一体に収納し複
合化した過負荷保護装置９とすると共に、前記バイメタ
ル７及びヒータ８からなる過負荷保護装置５を単相誘導
電動機１の電源側に直列に接続し、かつ、前記温度スイ
ッチ６を起動巻線３と起動用ＰＴＣ４の直列回路に直列
に接続したことである。

【００４６】この回路で単相誘導電動機１に通電する
と、過負荷保護装置５には起動電流が流れ、また同時に
起動巻線３と起動用ＰＴＣ４には温度スイッチ６を介し
て起動電流が流れて単相誘導電動機１に回転磁界が発生
し起動する。

【００４７】その後、全速回転に至ると夫々の過負荷保
護装置５及び温度スイッチ６には運転電流が流れる。通
常この段階では起動巻線３がなくても主巻線２のみで回
転を継続するのは第１の実施例と同様である。この時、
過負荷保護装置５のバイメタル７及びヒータ８は流れる
起動電流及び運転電流に比例して自己発熱し、複合化し
た過負荷保護装置９の筺体内温度を上昇させる。

【００４８】この時、上昇する任意の温度Ｐで開路動作
するように温度スイッチ６を設定しておけば、所定時間
経過後起動巻線３及び起動用ＰＴＣ４を電源から切り離
すことができる。

【００４９】この状態から単相誘導電動機１の通電を断
つと、複合化した過負荷保護装置９全体が冷却を開始
し、温度スイッチ６が所定の決められた閉路動作温度Ｑ
に至ると、可動接点（図示せず）が元の位置に復帰して
再起動体制を形成する。

【００５０】なお、周囲温度が低く過負荷保護装置５の
バイメタル７及びヒータ８の発熱量だけでは温度スイッ
チ６の動作時間が長くなり、不都合を来す場合には図１
１に示すように、温度スイッチ６と直列にヒータ１１を
接続し、バイメタル７及びヒータ８の発熱量を加えるこ
とで、温度スイッチ６の開路動作を早めることができ
る。

【００５１】本実施例では、温度スイッチ６の開路動作
後ヒータ１１の発熱量分が不足して筺体内の温度が低下
するが、温度スイッチ６の閉路動作温度が開路動作温度
より十分に低いため、開路動作継続には支障を来すこと
はない。

【００５２】ここで例えば、単相誘導電動機１を運転中
電源を遮断し、直ちに電源を投入した場合についてみる
と、複合化した過負荷保護装置９全体が冷却せず温度ス
イッチ６は開路状態のまま継続する。

【００５３】この状態では単相誘導電動機１の主巻線２
には通電されるが、起動巻線３と起動用ＰＴＣ４とには
通電されないため、単相誘導電動機１が起動できず回転
子（図示せず）は拘束状態のままとなり、主巻線２には
拘束電流が流れる。

【００５４】同時に、過負荷保護装置５のバイメタル７
とヒータ８とには大きな拘束電流が連続的に流れる。こ
の大きな電流によってバイメタル７が瞬時に反転開路動
作して回路を遮断し主巻線２を過電流による過熱焼損か
ら保護する。この時バイメタル７が復帰動作する前、す
なわち、閉路動作する前に温度スイッチ６の復帰動作、
すなわち、閉路動作を先にするように設定しておけば、
バイメタル７が復帰動作した時には主巻線２と起動巻線
３及び起動用ＰＴＣ４とが同時に通電されて再起動がで
きるようになる。

【００５５】このように本実施例では、第１の実施例と
同様に、異常起動時であっても過負荷保護装置５を１回
だけ動作させて再起動を助けることができる。

【００５６】したがって、本実施例によれば、従来連続
通電されていた起動用ＰＴＣ４を起動時に適格に作動さ
せ、かつ、その後の起動用ＰＴＣ４を回路から切り離す
ことによって省電力が図れるものである。

【００５７】しかも、第１及び第２の実施例は共に、過
負荷保護装置５のバイメタル７及びヒータ８自身はその
保護特性上の必要性から連続通電中であってもわずかな
電力を消費し続けているが、通常、この消費電力は熱と
して放出され、何等利用されることなく無効電力となっ
ていたが、これら実施例ではこの利用されることなく放
出されていた熱、すなわち無効電力分を利用し第１の実
施例では起動装置として、また第２の実施例では起動用
ＰＴＣ４の省電力化を図っている。

【００５８】また、図９について説明すると、主巻線２
と起動巻線３とからなる単相誘導電動機１を起動する起
動用ＰＴＣ４と単相誘導電動機１を過電流による過熱焼
損から保護するバイメタル７及びヒータ８を有する過負
荷保護装置５を、温度スイッチ６と同一の筐体内に収納
し複合化した過負荷保護装置９とすると共に、前記バイ
メタル７及びヒータ８からなる過負荷保護装置５を単相
誘導電動機１の電源側に直列に接続し、かつ、前記温度
スイッチ６を起動巻線３と起動用ＰＴＣ４及び起動用コ
ンデンサ９とを直列に接続してなるコンデンサ起動イン
ダクションラン形の起動回路に用いて起動コンデンサの
切り離しと共に起動用ＰＴＣ４の消費電力を低減したも
のである。

【００５９】また、図８は分相起動コンデンサラン形に
用いたものを示し、図１０はコンデンサ起動コンデンサ
ラン形に用いたものである。いずれの場合も前述の分相
起動インダクションラン形同様起動用ＰＴＣ４の消費電
力を低減することができる。

【００６０】以上の図７ないし図１１に示す第２の実施
例の動作を、図１２の動作説明図にまとめて説明する。

【００６１】電源がオンになると、主巻線２と起動巻線
３とからなる単相誘導電動機１を起動する起動用ＰＴＣ
４及び単相誘導電動機１を過電流による過熱焼損から保
護する過負荷保護装置５に通電され、密閉型電動圧縮機
１９が起動される。

【００６２】すなわち、起動の際に電源電圧が単相誘導
電動機１に印加されると、起動時には起動用ＰＴＣ４が
常温であるため低抵抗であり、大きな電流が起動巻線３
に流れ、回転子（図示せず）を回転させる。そして、単
相誘導電動機１が起動を開始すると、起動用ＰＴＣ４を
通る電流で自己発熱して高抵抗となり、起動巻線３を流
れる電流が微少な値になり定常運転となる。

【００６３】この時、バイメタル７及びヒータ８を有す
る過負荷保護装置５のバイメタル７とヒータ８とが自己
発熱し、過負荷保護装置９内の温度は図のように上昇す
る。

【００６４】例えば、Ｐ点で温度スイッチ６を開路動作
するように設定しておけば、起動巻線３と起動用ＰＴＣ
４とからなる起動回路がこの点で回路から切り離され
る。その後、起動用ＰＴＣ４が冷却され高抵抗から低抵
抗に変化する。

【００６５】次に電源がオフされ、複合化した過負荷保
護装置９が冷却を開始し、温度スイッチ６の開路動作温
度すなわちＱ点に至ると、温度スイッチ６が閉路して元
の状態に戻る。その結果、従来例のように起動用ＰＴＣ
４を高温、高抵抗の状態に保ち、起動巻線３を見掛け上
回路から切り離すようなことをしなくとも温度スイッチ
６がその作用を代わりにするので、その分だけ消費電力
を低減することができる。この消費電力低減は従来の起
動用ＰＴＣ４のみの装置に比較し７０〜９０％の消費電
力低減が可能である。

【００６６】また、ここに用いるバイメタル７及びヒー
タ８を有する過負荷保護装置５に温度スイッチ６を筺体
内に収納し、前述の複合化した過負荷保護装置９は、例
えば特開平９−１２０３７６号公報で公知の図１３に示
す構成の過負荷保護装置及び図１４に示す回路を結線替
えすると共に、特性を変更することで転用し得るため、
大形化することもない。また、そのためのコストアップ
することもない。かりに温度スイッチ６を有しない従来
の過負荷保護装置と比較してもわずかなコストアップで
大きな利益が得られ、その実用的効果に大きなものがあ
る。

【００６７】なお、図１３に示す装置は、バイメタル７
はヒータ８と接する接点（図示せず）を有し、ヒータ８
は温度スイッチ６と電気的に接続（図示せず）されてい
る。

【００６８】さらに、前述の複合化した過負荷保護装置
９に用いられる温度スイッチ６は同一の筐体９ａ内に収
納され、また、ここに組込まれる熱応動部分１０が非通
電タイプであるため、繰り返し動作に対し長寿命になる
ことは周知の通りである。また、起動用ＰＴＣ４を付帯
する起動回路に用いた場合、その遮断電流がきわめて小
さいので接点寿命イコール機械的寿命に等しく、これを
用いた機器自身の信頼性を低下させることがないことは
いうまでもない。

【００６９】また、ここに用いる起動用ＰＴＣ４は、冷
蔵庫用密閉型電動圧縮機１９の起動用として広く普及し
ているＰＴＣ起動リレーをそのまま使用することができ
る。

【００７０】さらに、複合化した過負荷保護装置９は、
空調機器用密閉型電動圧縮機１９の冷媒漏れ保護用とし
て広く普及している構造のまま本発明に転用できる。

【００７１】その結果、従来の過負荷保護装置５と取り
付け上の共用化が図れるため、適用が容易である等の効
果ある。

【００７２】図１５に示すロータリ方式の密閉型電動圧
縮機の実施例（内部構造の図示省略）、図１６に示すレ
シプロ方式の密閉型電動圧縮機の実施例は、いずれも、
上記複合化した過負荷保護装置９を取り付けたものであ
り、これにより、消費電力が小さく、また原価低減、小
形軽量化が図れ、さらに温度上昇が抑制されて信頼性が
向上する。

【００７３】さらに、ロータリ方式もしくはレシプロ方
式の密閉型電動圧縮機を冷蔵庫、ルームエアコン等に装
着することにより、同様の効果が奏される。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、過負荷保護装置および
過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機において、過
負荷保護装置と温度スイッチとを同一筐体内に収納する
ことにより、単相誘導電動機の起動及び運転電流が過負
荷保護装置のバイメタル及びヒータに流れる際に、バイ
メタル及びヒータが発熱して筐体内の温度を上昇させ、
また、温度スイッチのヒータに起動電流が流れる際に、
ヒータが発熱して筐体内の温度をさらに上昇させ、上昇
する任意の温度で温度スイッチが開路動作して起動巻線
が切り離されるので、起動巻線に高価な外部抵抗を使用
せずに起動が可能となり、消費電力の低減が図れる。ま
た、起動巻線に外部抵抗を必要とする起動用ＰＴＣを用
いる単相誘導電動機においても、起動巻線と起動用ＰＴ
Ｃとの直列回路に温度スイッチを直列に接続することに
より、消費電力の低減が図れる。

【００７５】さらに、高価な外部抵抗を使用しないので
原価低減が図れ、小形軽量化が可能となる。さらにま
た、起動用ＰＴＣの長寿命化により、過負荷保護装置お
よび過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機の信頼性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る過負荷保護装置を備えた密閉型電
動圧縮機の第１の実施例に係る回路図で、分相起動イン
ダクションラン形の回路に用いた例である。

【図２】第１の実施例に係る回路図で、分相起動コンデ
ンサラン形の回路に用いた例である。

【図３】第１の実施例に係る回路図で、コンデンサ起動
インダクションラン形の回路に用いた例である。

【図４】第１の実施例に係る回路図で、コンデンサ起動
コンデンサラン形の回路に用いた例である。

【図５】第１の実施例に係る回路図で、応用例をコンデ
ンサ起動コンデンサラン形回路に用いた例である。

【図６】図１の実施例の動作説明図である。

【図７】本発明に係る過負荷保護装置を備えた密閉型電
動圧縮機の第２の実施例に係る回路図で、分相起動イン
ダクションラン形の回路に用いた例である。

【図８】第２の実施例に係る回路図で、分相起動コンデ
ンサラン形の回路に用いた例である。

【図９】第２の実施例に係る回路図で、コンデンサ起動
インダクションラン形の回路に用いた例である。

【図１０】第２の実施例に係る回路図で、コンデンサ起
動コンデンサラン形の回路に用いた例である。

【図１１】第２の実施例に係る回路図で、応用例をコン
デンサ起動コンデンサラン形回路に用いた例である。

【図１２】図２の実施例の動作説明図である。

【図１３】複合化した過負荷保護装置と温度スイッチと
を同一の筐体に収納した実装例の縦断面図である。

【図１４】図１３の実装例の回路図である。

【図１５】過負荷保護装置を取り付けた、ロータリ方式
の密閉型電動圧縮機の縦断面図である。

【図１６】過負荷保護装置を取り付けた、レシプロ方式
の密閉型電動圧縮機の外観図である。

【図１７】第１の従来例を示す回路図である。

【図１８】第２の従来例を示す回路図である。

【図１９】第３の従来例を示す回路図である。

【図２０】第４の従来例で、電圧リレーを分相起動コン
デンサラン形の回路に用いた例である。

【図２１】第４の従来例で、電流リレーを分相起動コン
デンサラン形の回路に用いた例である。

【符号の説明】

１ 単相誘導電動機 ２ 主巻線 ３ 起動巻線 ４ 起動用ＰＴＣ ５ 過負荷保護装置 ６ 温度スイッチ ７ バイメタル ８ ヒータ ９ 複合化した過負荷保護装置 ９ａ 筐体９ａ １０ 熱応動部分 １１ ヒータ １２ 起動用コンデンサ １３ 運転用コンデンサ １４ トライアック １５ 補助ＰＴＣ １６ 起動用ＰＴＣへの通電を遮断する時限回路 １７ 抵抗 １８ ＣＲアブソーバ １９ 密閉型電動圧縮機 ＳＷ スイッチ Ｅ 電源

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 5/22 Ｈ０２Ｋ 5/22 ５Ｈ６０５ 11/00 Ｈ０２Ｐ 1/44 ５Ｈ６１１ Ｈ０２Ｐ 1/44 Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｅ (72)発明者 島田 俊雄 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 新野 正彦 愛知県名古屋市北区上飯田南町５丁目45番 地 山田電機製造株式会社内 Ｆターム(参考） 3H003 AA02 AA05 AB02 AC03 CF02 3H045 AA03 AA05 AA09 AA27 BA32 BA42 BA43 CA24 EA16 EA34 5G044 AA04 AB01 AC04 AC08 CA01 CA11 CD01 CD02 CE05 5H001 AA03 AC01 AC02 AC06 AC07 AD01 5H013 CC00 JJ03 JJ05 5H605 AA07 BB05 BB10 BB17 CC01 CC06 CC08 DD09 EA02 EC20 5H611 AA03 BB01 BB05 PP02 QQ04 RR00 SS01 TT01 TT04 UA01 UA04

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主巻線と起動巻線とからなる単相誘導電
   動機を過電流による過熱焼損から保護するためのバイメ
   タル及びヒータを有する過負荷保護装置を電源側に備え
   た密閉型電動圧縮機において、 前記過負荷保護装置と温度スイッチとを同一の筐体内に
   収納すると共に、前記温度スイッチを起動巻線回路に直
   列に接続することを特徴とする過負荷保護装置を備えた
   密閉型電動圧縮機。
2. 【請求項２】 主巻線と起動巻線とからなる単相誘導電
   動機を過電流による過熱焼損から保護するためのバイメ
   タル及びヒータを有する過負荷保護装置を電源側に備え
   た密閉型電動圧縮機において、 前記過負荷保護装置とヒータを付帯した温度スイッチと
   を同一の筐体内に収納すると共に、前記温度スイッチと
   ヒータとの直列回路を起動巻線回路に直列に接続するこ
   とを特徴とする過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮
   機。
3. 【請求項３】 主巻線と起動巻線とからなる単相誘導電
   動機を起動するための起動用正特性サーミスタと、単相
   誘導電動機を過電流による過熱焼損から保護するための
   バイメタル及びヒータを有する過負荷保護装置を電源側
   に備えた密閉型電動圧縮機において、 前記過負荷保護装置と温度スイッチとを同一の筐体内に
   収納すると共に、前記温度スイッチを起動巻線と起動用
   正特性サーミスタとの直列回路に直列に接続することを
   特徴とする過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機。
4. 【請求項４】 主巻線と起動巻線とからなる単相誘導電
   動機を起動する起動用正特性サーミスタと、単相誘導電
   動機を過電流による過熱焼損から保護するためのバイメ
   タル及びヒータを有する過負荷保護装置を電源側に備え
   た密閉型電動圧縮機において、 前記過負荷保護装置とヒータを付帯した温度スイッチと
   を同一の筐体内に収納すると共に、前記温度スイッチと
   ヒータとの直列回路を起動巻線と起動用正特性サーミス
   タとの直列回路に直列に接続することを特徴とする過負
   荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機。
5. 【請求項５】 温度スイッチもしくは温度スイッチとヒ
   ータとの直列回路に運転用コンデンサを並列に接続する
   ことを特徴とする請求項１もしくは２記載のいずれかの
   過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機。
6. 【請求項６】 温度スイッチもしくは温度スイッチとヒ
   ータとの直列回路に起動用コンデンサを直列に接続する
   ことを特徴とする請求項１もしくは２記載のいずれかの
   過負荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機。
7. 【請求項７】 温度スイッチもしくは温度スイッチとヒ
   ータ及び起動用コンデンサとの直列回路に運転用コンデ
   ンサを並列に接続することを特徴とする請求項１、２も
   しくは６記載のいずれかの過負荷保護装置を備えた密閉
   型電動圧縮機。
8. 【請求項８】 起動用正特性サーミスタと温度スイッチ
   もしくは温度スイッチとヒータとの直列回路に運転用コ
   ンデンサを並列に接続することを特徴とする請求項３も
   しくは４記載のいずれかの過負荷保護装置を備えた密閉
   型電動圧縮機。
9. 【請求項９】 起動用正特性サーミスタと温度スイッチ
   もしくは温度スイッチとヒータとの直列回路に起動用コ
   ンデンサを直列に接続することを特徴とする請求項３も
   しくは４記載のいずれかの過負荷保護装置を備えた密閉
   型電動圧縮機。
10. 【請求項１０】 起動用正特性サーミスタと温度スイッ
    チもしくは温度スイッチとヒータ及び起動用コンデンサ
    との直列回路に運転用コンデンサを並列に接続すること
    を特徴とする請求項２もしくは４記載のいずれかの過負
    荷保護装置を備えた密閉型電動圧縮機。
11. 【請求項１１】 過負荷保護装置に流れる電流による発
    熱エネルギーで温度スイッチを動作せしめることを特徴
    とする請求項１ないし１０記載のいずれかの過負荷保護
    装置を備えた密閉型電動圧縮機。
12. 【請求項１２】 主巻線と起動巻線とからなる単相誘導
    電動機を過電流による過熱焼損から保護するためのバイ
    メタル及びヒータを有する過負荷保護装置において、 前記過負荷保護装置と温度スイッチとを同一の筐体内に
    収納すると共に、前記温度スイッチを起動巻線回路に直
    列に接続することを特徴とする過負荷保護装置。
13. 【請求項１３】 主巻線と起動巻線とからなる単相誘導
    電動機を過電流による過熱焼損から保護するためのバイ
    メタル及びヒータを有する過負荷保護装置において、 前記過負荷保護装置とヒータを付帯した温度スイッチと
    を同一の筐体内に収納すると共に、前記温度スイッチと
    ヒータとの直列回路を起動巻線回路に直列に接続するこ
    とを特徴とする過負荷保護装置。
14. 【請求項１４】 主巻線と起動巻線とからなる単相誘導
    電動機を起動するための起動用正特性サーミスタと、単
    相誘導電動機を過電流による過熱焼損から保護するため
    のバイメタル及びヒータを有する過負荷保護装置におい
    て、 前記過負荷保護装置と温度スイッチとを同一の筐体内に
    収納すると共に、前記温度スイッチを起動巻線と起動用
    正特性サーミスタとの直列回路に直列に接続することを
    特徴とする過負荷保護装置。
15. 【請求項１５】 主巻線と起動巻線とからなる単相誘導
    電動機を起動する起動用正特性サーミスタと、単相誘導
    電動機を過電流による過熱焼損から保護するためのバイ
    メタル及びヒータを有する過負荷保護装置において、 前記過負荷保護装置とヒータを付帯した温度スイッチと
    を同一の筐体内に収納すると共に、前記温度スイッチと
    ヒータとの直列回路を起動巻線と起動用正特性サーミス
    タとの直列回路に直列に接続することを特徴とする過負
    荷保護装置。