JP3600781B2 - 密閉形電動圧縮機用保護装置、並びにこれを用いた密閉形電動圧縮機及び冷却システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、密閉形電動圧縮機を搭載した空調機および冷凍機等における保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、密閉形電動圧縮機および密閉形電動圧縮機を備えた装置の電流遮断に用いる保護装置として、密閉容器内側の密封端子に取り付けられ電動機の異常時に発生する大電流を感知して動作するヒューズ機能を持った密閉形電動圧縮機用保護装置が知られている。
【０００３】
図１４に、従来の密閉形電動圧縮機用保護装置の背面斜視図を示す。
図１４に示すように、この密閉形電動圧縮機１０１においては、ハウジング１０２の密封端子（図示せず）に対向する面１０３に、導電性ピンに対応する孔１０４が設けられているが、それ以外にも開口部や露出した導電部がいくつか設けられている。
【０００４】
例えば、ハウジング１０２を成形する際に形成された開口部１０５には、プロテクタ１０６の導電部が露出している。さらに、電流ヒューズ１０７及びその溶接部１０８などの導電部も露出している。
【０００５】
従来、これらの露出した部分は密封端子の導電部もしくは密閉容器内のその他の導電部に対し公的な規格に定められた絶縁距離が確保されている。
【０００６】
しかし、電動機の異常時に発生する大電流を感知して電流ヒューズが溶断すると、その瞬間に電動機に非常に大きな逆起電力が発生する。この逆起電力は溶断した電流ヒューズ１０７間に放電現象を発生させる。この時ハウジング１０２の密封端子に対向する面１０３において導電部が露出していて且つ十分な絶縁距離が確保されていないと電流ヒューズ間の放電現象が密封端子や密閉容器内の導電部に飛び移り電路を形成してしまうことがある。これが内部短絡による密封端子飛びやアースリーク（接地短絡）という問題に発展することも考えられる。
【０００７】
従来の密閉形電動圧縮機用保護装置においては部品の製造方法やプロテクタ組立体の組み立て工程による制約等があり導電部を露出させないようにするのは難しかった。
【０００８】
電動機の異常時に発生する大電流を感知して動作するヒューズ機能は比較的新しい技術であり既存の公的な規格による絶縁距離の基準では対応しきれていないのが現状である。これらの基準を守っているのにもかかわらず内部短絡による密封端子飛びやアースリーク（接地短絡）という問題が従来報告されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、密閉形電動圧縮機および密閉形電動圧縮機を備えた装置において機器の異常状態の代表的なものとして冷媒ガス漏れがある。
【００１０】
密閉形電動圧縮機を用いた装置の代表的なものにルームエアコンがあるが、通常ルームエアコンにおいて凝縮器は「室外機」、蒸発器は「室内機」と称しそれぞれ離れたところに設置され、工事者により配管される。この時、万が一工事に不備等があると本来密閉であるべき冷却システムに隙間、亀裂等が生じ、冷媒ガスが漏れて冷却システム内部に空気が侵入してしまうのである。
【００１１】
また、通常工事者による配管が行われない冷蔵庫等でも製造上の不備、輸送中、使用中におけるダメージ等があると配管に隙間、亀裂等が生じ、同様に冷媒ガスが漏れて冷却システム内部に空気が侵入してしまう。
【００１２】
この冷媒ガス漏れは電動機が焼損に至る大きな原因のひとつである。冷媒ガスは密閉形電動圧縮機内を循環している際に電動機から発生している熱を奪い電動機を冷やす働きもしているため冷媒ガスが漏れてしまうと電動機の温度が上昇する。この状態では電動機の温度は上昇するが運転電流は逆に小さくなるため過電流を検知して電流を遮断するタイプのプロテクタでは保護できない。このため電動機は容易に焼損する。
【００１３】
密閉形電動圧縮機において電動機が焼損してしまうと巻線の絶縁皮膜が破壊され短絡を起こし非常に大きな電流が発生する。その大電流を放置しておくと密閉形電動圧縮機の密封端子が吹き飛んだり、電流による過熱で火災が発生する。この問題を解決するために最近ではこのような大電流を遮断するための電流ヒューズをプロテクタやプロテクタ組立体に備えた密閉形電動圧縮機用保護装置が使用されるようになってきた。
【００１４】
しかし、逆にこの大電流を遮断するための電流ヒューズが原因で密閉形電動圧縮機の密封端子飛びやアースリークが発生する場合がある。
【００１５】
電動機焼損時に発生する大電流を遮断すると電動機に非常に大きい逆起電力が発生する。密閉形電動圧縮機を備えた装置の通常運転時の電気回路略図を図１５に示す。
【００１６】
図１５に示すように、電動機メインコイル１１８ａ、電動機スタートコイル１１８ｂ、起動用コンデンサ１１８ｃ等を有する電動機の電源回路に電流ヒューズ１１８ｄが直列に接続されている。電源からの電圧によって電流が流れ電動機が駆動され密閉形電動圧縮機は正常に運転されており、この状態では電流ヒューズ１１８ｄは動作していない。
【００１７】
密閉形電動圧縮機を備えた装置に異常が発生し大電流が流れ、電流ヒューズが作動した瞬間の電気回路略図を図１６に示す。
【００１８】
図１６に示すように、この状態では電流ヒューズ１１８ｄが作動し電源回路はオープンになっている。この瞬間、電動機にはレンツの法則により電流を流しつづけようとする方向に逆起電力１１９ａが発生し、オープンになった回路に電流を流しつづけようとする。この逆起電力１１９ａは電動機の大きさや起動方式等にもより異なるが約６０００〜９０００Ｖにも達する時がある。これは電流ヒューズの電流遮断が非常に短い時間に行われるためで電磁誘導の作用からも明らかである。
【００１９】
起電力ｅ＝−M(di/dt)
（M＝相互インダクタンス、ｄi＝電流変化量、 ｄｔ＝変化時間）
【００２０】
さらに商用電源は、通常片相を接地するようにしている。密閉形電動圧縮機を備えた装置の電気回路略図を接地を含めて示すと図１７又は図１８のようになる。
【００２１】
図１７において商用電源の接地１２０ａは電流ヒューズ１１８ｄが接続されている側に施されている。また、一点鎖線は密閉容器１２０ｂを表しており、密閉容器にも接地１２０ｃが施されている。
【００２２】
図１８において商用電源の接地１２１ａは電流ヒューズ１１８ｄの反対側に施されている。また、同様に一点鎖線は密閉容器１２１ｂを表しており、同じく接地１２１ｃが施されている。
【００２３】
図１７において密閉形電動圧縮機を備えた装置に異常が生じ大電流が発生し電流ヒューズ１１８ｄが動作した瞬間の状態を図１９に示す。
【００２４】
図１９に示すように、電流ヒューズ１１８ｄが動作したことにより回路がオープンになり電動機に逆起電力１１９ａが発生している。この時、密閉容器１２０ａ内側金属部もしくは密封端子金属部とプロテクタ組立体の導電部との絶縁距離２２ａが公的な規格の通常の距離しかない場合、電動機により発生した逆起電力に耐えることができず電流ヒューズ間に発生した放電が飛び移ってしまう。
【００２５】
密閉容器１２０ｂは通常接地１２０ｃされているので放電による電流は接地を介して電源へ流れてしまう。この様子を図２０に示す。逆起電力１２３ａは電流を発生させ、その電流が通常の回路を流れ１２３ｂ電流ヒューズ１１８ｄの近傍の絶縁距離が不足している部分より密閉容器１２０ｂに飛び移って放電１２３ｃする。すなわち、密閉容器１２０ｂに流れた電流１２３ｄは接地１２０ｃを介し地中に流れ１２３ｅ、地中より商用電源の接地１２０ａに入り完全な電路を形成してしまうのである。一度放電により電路が形成されてしまうと周辺雰囲気がイオン化され商用電源の低い電圧でも放電を継続してしまうことがある。その結果、図２１のような経路で電源電圧による連続的な通電が起きてしまう。
【００２６】
加えて冷媒ガス漏れが起こると外部より空気が侵入し、更に密閉形電動圧縮機内圧力が大気圧とほぼ同等になってしまうのでの絶縁耐力が急激に低下してしまうため上記の放電現象をより起こりやすくしてしまう。
【００２７】
例えば、社団法人日本機械学会昭和５７年３月２０日改訂第６版３刷発行の機械工学便覧改訂第６版の第２０編電気第１章電気磁気一般１．１．１１において述べられているパッシェン（Ｐａｓｃｈｅｎ）の法則によれば、通常空気中において平面電極およびエッジ電極間に放電が起こる最小の電圧は絶縁距離１ｍｍに対し１０００Ｖであるといわれている。
【００２８】
これを公的な規格、たとえばＩＥＣ規格６０７３０−２−４には定格２ｋＷ以下および３００Ｖ以下のコンプレッサ内部におけるモータープロテクタに関する空間距離は１．６ｍｍ以上であることと規定されているが、これをもとに考えると、冷媒ガス漏れが起き、空気が侵入した時には絶縁耐圧は１６００Ｖ程度にまで低下してしまうのである。
【００２９】
１０００（Ｖ／ｍｍ） ｘ １．６ （ｍｍ） ＝ １６００Ｖ
【００３０】
このように公的な規格で定められた絶縁距離は上記のような電流ヒューズが作動するような異常時には十分とは言えない。
【００３１】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、密閉形電動圧縮機がガス漏れ等の異常状態になり大電流が発生して電流ヒューズが溶断した場合であっても、ピン抜けやアースリーク等に至ることがない密閉形電動圧縮機用保護装置を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、所定の電流通路に接続可能に構成され、所定の過電流を感知して動作する電流ヒューズを装着したハウジングを有するプロテクタ組立体を備えた密閉形電動圧縮機用保護装置であって、当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離が所定の値以上であり、前記プロテクタ組立体のハウジングに前記外部接続端子に対向する側の導電部を遮蔽するように形成され、接続用のリード線を固定するためのリード線固定部材と兼用する電気絶縁部が設けられていることを特徴とする密閉形電動圧縮機用保護装置である。
【００３３】
請求項１記載の発明の場合、当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離が所定の値以上になるように構成されていることから、装着した密閉形電動圧縮機がガス漏れ等の異常状態になり大電流が発生して電流ヒューズが溶断した場合であっても、ピン抜けやアースリーク等に至ることがないものである。
また、請求項１記載の発明によれば、導電部間の絶縁距離に関し、所定の値以上の空間沿面距離を簡素な構成で確保することが可能になる。
さらに、請求項１記載の発明によれば、電気絶縁部を接続用のリード線を固定するためのリード線固定部材と兼用するようにしたことから、プロテクタ組立体のハウジングの高さ方向の寸法を小さくすることができ、さらに、部品点数を増やすことがないので、経済的にも有利になる。
【００３４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離が、９．５ｍｍ以上の空間沿面距離であることを特徴とする。
【００３５】
本発明においては、絶縁距離が９．５ｍｍ以上確保されていれば、以下の式から９５００Ｖの絶縁耐圧を達成することができるので、仮に冷媒ガスが漏れ、冷却システム内に空気が侵入し絶縁耐力が低下しても電流ヒューズ溶断時に発生する高電圧に対して絶縁耐圧は確保することができる。
【００３６】
１０００（Ｖ／ｍｍ） ｘ ９．５（ｍｍ） ＝ ９５００Ｖ
【００３７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記リード線固定部材が、前記ハウジングに係止可能に構成されていることを特徴とする。
【００３８】
請求項３記載の発明によれば、リード線固定部材を容易かつ確実にハウジングに取り付けることができ、これにより組み立ての手間を軽減することが可能になる。
【００３９】
なお、本発明において、ハウジングの側方に突出する突出片を電気絶縁部に設け、この突出片によって十分な絶縁距離を確保するように構成すれば、ハウジングの高さ方向の寸法を小さくすることができ、強度的にもより強固な電気絶縁部を得ることができる。
【００４０】
また、本発明においては、樹脂材料からなる突出片を当該ハウジングに一体的に形成することによって、部品点数及び組み立て工数を減らすとともに絶縁材料を要求に応じ選択することが可能になる。
【００４１】
請求項４記載の発明は、密閉容器内に収納された電動機と、前記密閉容器内に収納され前記電動機により駆動される圧縮機と、前記密閉容器に設けられ、前記密閉容器の内外に導電性ピンの両端をそれぞれ突出させ絶縁物にて保持封止された密封端子とを備え、所定の電流通路に接続可能に構成され、所定の過電流を感知して動作する電流ヒューズを装着したハウジングを有するプロテクタ組立体を備えた密閉形電動圧縮機用保護装置であって、当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離が所定の値以上であり、前記プロテクタ組立体のハウジングに前記外部接続端子に対向する側の導電部を遮蔽するように形成され、接続用のリード線を固定するためのリード線固定部材と兼用する電気絶縁部が設けられた密閉形電動圧縮機用保護装置が、前記密閉容器の内側の前記密封端子に装着されたことを特徴とする密閉形電動圧縮機である。
【００４２】
請求項４記載の発明によれば、ガス漏れ等の異常状態になり大電流が発生して電流ヒューズが溶断した場合であっても、ピン抜けやアースリーク等に至ることがない安全な密閉形電動圧縮機が得られる。
【００４３】
本発明において、密閉容器内等に充填される冷媒を自然系冷媒（ＨＣ冷媒）とすれば、放電現象を少なくすることができ、これにより発火、爆発の危険性を低減することができる。
また、本発明によれば、自然環境保護にも寄与することができる。
【００４４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の密閉形電動圧縮機と、前記密閉形電動圧縮機に接続された凝縮器と、前記凝縮器に接続された膨張機構と、前記膨張機構及び前記密閉形電動圧縮機に接続された蒸発器とを有することを特徴とする冷却システムである。
【００４５】
請求項５記載の発明によれば、密閉形電動圧縮機がガス漏れ等の異常状態になり大電流が発生して電流ヒューズが溶断した場合であっても、ピン抜けやアースリーク等に至ることがない安全な冷却システムが得られる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る密閉形電動圧縮機用保護装置及びこれを用いた密閉形電動圧縮機の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００４７】
図１に、本発明に係る密閉形電動圧縮機を用いた冷却システムの模式図を示す。
図１に示すように、本実施の形態の密閉形電動圧縮機１ａは、配管１ｆにより凝縮器１ｂ及び蒸発器１ｃと接続され、一つの密閉された冷却システム１を構成している。
ここで、冷却システム内部の冷媒の流れは矢印１ｇにより示している。
【００４８】
密閉形電動圧縮機１ａにおいて圧縮された冷媒は、矢印１ｇの方向に配管１ｆ内を流れ、凝縮器１ｂに設置された冷却ファン１ｅによって冷やされた後、膨張機構１ｄを通り蒸発器１ｃ内で蒸発し周囲の熱を奪い冷却を行うようになっている。
【００４９】
現在、この冷媒としては、Ｒ２２及びＲ４１０ａ等が使われている。しかし、自然環境破壊の問題から最近では自然系冷媒（ＨＣ冷媒と言う）が検討されている。このＨＣ冷媒にはプロパンガス、イソブタンガスが考えられている。これらのガスは可燃性冷媒であるので密閉容器内への空気混入時には発火現象を防ぐ必要がある。本発明はこの課題をも解決するものである。
【００５０】
図２は、本実施の形態の密閉形電動圧縮機の内部構成を示す断面図である。
図２に示すように、本実施の形態の密閉形電動圧縮機１ａは密閉容器２ｃを有し、この密閉容器２ｃ内には、巻線２ｅ、固定子２ｆ及び回転子２ｇ等からなる電動機２と圧縮機２ｄが収納され、電動機２によって圧縮機２ｄが駆動されるように構成されている。
【００５１】
密閉容器２ｃの上部の金属壁部２１には密封端子６ｂが設けられ、この密封端子６ｂの密閉容器２ｃ内部側の部位には、本発明に係る密閉形電動圧縮機用保護装置３が取り付けられている。
【００５２】
図２に示すように、密閉形電動圧縮機用保護装置３は後述するプロテクタ組立体２ａを有し、このプロテクタ組立体２ａは、コモン、メイン、スタートの各接続用のリード線２ｈを介して密閉形電動圧縮機１ａの巻線２ｅに接続されている。
【００５３】
図３は、本実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図である。
なお、密閉形電動圧縮機用保護装置３のプロテクタ組立体２ａは本来密閉形電動圧縮機１ａの密封端子６ｂに取り付けられた状態で使用するものであるが、図３では説明のため離して描いてある。
【００５４】
図３に示すように、密閉形電動圧縮機用保護装置３のプロテクタ組立体３０は、例えば樹脂材料からなるハウジング３２にプロテクタ３３、導電性ピン接続端子（図３には示されていない）、電流ヒューズ３４、導電性コモン接続端子３５等が組み込まれて構成されている。
【００５５】
プロテクタ組立体３０の密封端子６ｂ側の部位には、例えば樹脂等の絶縁材料からなる電気絶縁部３１が配設されている。
【００５６】
本実施の形態の場合は、電気絶縁部３１はハウジング３２とは別体として作成され、リード線２ｈを固定するリード線固定部材も兼ねており、後述するように、電気絶縁部３１に設けられた係止部３１ａによってハウジング３２に係止されるようになっている。
【００５７】
この電気絶縁部３１は、ハウジング３２の密封端子６ｂに対向する面がすべて覆われるように形成されている。
【００５８】
また、このプロテクタ組立体３０の導電性コモン接続端子３５は、前記電動機２のリード線２７のうちコモン線が接続される。一方、リード線２ｈのうちメイン、スタート線は、それぞれ所定のスロット３６に挿入されリード線固定部材によって固定される。この固定構造は図８にて別途説明する。
【００５９】
そして、メイン、スタート線は、それぞれ密封端子６ｂの導電性ピン６ｃに接続されるようになっている。
【００６０】
図４（ａ）は、本実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視背面図、図４（ｂ）は、図４におけるＡ−Ａ断面図である。また、図５は、同密閉形電動圧縮機用保護装置の分解斜視図である。
【００６１】
図４（ａ）に示すように、電気絶縁部３１には密封端子６ｂの各導電性ピンに対応する孔３１ａが設けられ、これら各孔３１ａを介して密封端子６ｂの導電性ピン６ｃと導電性ピン接続端子６ｄとが接続されることでプロテクタ組立体３０が密封端子６ｂに取り付けられるようになっている（図６参照）。
【００６２】
本実施の形態においては、ハウジング３２の密封端子６ｂに対向する面にある開口部や露出導電部（図示せず）は、全て電気絶縁部３１によって覆われており、後述するように、密閉容器２ｃのの金属壁部２１に対して十分な絶縁距離を確保するようになっている。
【００６３】
本実施の形態の電気絶縁部３１はリード線固定部材も兼ねており、電気絶縁部３１の中ほどに形成された一対の片持ち梁部３１ｂがその機能を果たしている。
【００６４】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態にあっては、電気絶縁部３１にＵ字状の切り込み３１ｃを形成することによって片持ち梁部３１ｂを設けるようにしている。
【００６５】
図４（ｂ）及び図５に示すように、この片持ち梁部３１ｂにはくさび形状部３１ｂが形成され、このくさび形状部３１ｂは、ハウジング３２の底部に形成された開口部に入り込むようになっている。
【００６６】
さらに、電気絶縁部３１の切り込み３１ｃは、ハウジング３２の底面によって覆われており導電部が露出しないようになっている。
【００６７】
そして、電気絶縁部３１にはラッチ状の係止部３１ａが設けられ、この係止部３１ａがハウジング３２の開口受け部３２ｄにはまり合うことによって電気絶縁部３１がハウジング３２に取り付けられるようになっている。
【００６８】
図６は、本実施の形態において密封端子に取り付けられた状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す断面図である。
図６に示すように、密封端子６ｂは密閉容器の金属壁部２１に固定され、この密封端子６ｂには、絶縁物６ｇによって保持封止された３つの導電性ピン６ｃが設けられている。
【００６９】
密封端子６ｂの導電性ピン６ｃには、上述した導電性ピン接続端子６ｄ、ハウジング３２、電流ヒューズ３４、導電性コモン接続端子３５、プロテクタ３３等を有するプロテクタ組立体３０が取り付けられる。
【００７０】
従来技術では、電流ヒューズ３４が密閉容器の金属壁部２１に対し露出しており、また、絶縁距離が約７ｍｍであり電流ヒューズ溶断時に発生する高電圧に対し不十分であった。
【００７１】
これに対し、本実施の形態では、電気絶縁部３１を設けることによって電流ヒューズ３４が密閉容器２ｃの金属壁部２１に対して露出しないように構成されている。
【００７２】
また、導電部である電流ヒューズ３４の金属壁部２１に対する絶縁距離ｄ1が９．５ｍｍ以上となり十分に確保されている。換言すると電気絶縁部３１はこの絶縁距離ｄ1を少なくとも９．５ｍｍ以上を確保する寸法に設定されている。
【００７３】
図７は、本実施の形態において密封端子に取り付けられた状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す他の断面図である。
密閉形電動圧縮機用保護装置３では、すべての部位において絶縁距離を十分に確保しなければならいが、本実施の形態による電気絶縁部３１を用いれば、電気絶縁部３１の大きさを適切に設定すること（３１ｄで示す部分）で各部位の導電部をカバーし、かつ、絶縁距離ｄを十分確保することができる。この例では電流ヒューズの溶接部３４ａ及びプロテクタ３３のケース３３ａがカバーされている（ｄ2、ｄ3、ｄ4）。
【００７４】
図８は、リード線が装着された状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す断面図である。
本実施の形態の場合、上述したように電気絶縁部３１はリード線固定部材も兼ねており、図４において示された片持ち梁部３１ｂの内側にくさび形状部３１ｂが設けられている。
【００７５】
電動機２からのメイン、スタート線２ｈの先端に取り付けられた接続端子８０がハウジング３２のスロット３６に挿入されると、くさび形状部３１ｂにより片持ち梁部３１ｂがたわみ、メイン、スタート線２ｈの接続端子８０が迎え入れられる。
【００７６】
接続端子８０が所定の位置まで来ると片持ち梁部３１ｂのたわみが戻り、図８に示すように、接続端子８０のあご部８０ａがくさび形状部３１ｂと係止することによってメイン、スタート線２ｈの抜けが防止される。
【００７７】
このように、本実施の形態によれば、部品点数を増やすことなく、導電部の絶縁距離を十分に確保すると同時に製品のコストダウンも図ることができる。
【００７８】
なお、上述したように、ハウジング３２に設けられたくさび形状部３１ｂが入る開口部３２ａは片持ち梁部３１ｂによって塞がれているため、導電部は露出していない。
【００７９】
図９は、本発明のさらに他の実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図、図１０は、同密閉形電動圧縮機用保護装置の背面斜視図である。
【００８０】
図９に示すように、本実施の形態においては、にハウジング３２の底部にハウジング３２の側方に突出する突出片３１ｄを設けてありこの突出片３１ｄにより上記絶縁距離を十分確保するようにしている。
【００８１】
この突出片３１ｄは、ハウジング３２と別体にて作成されたものを取り付けても良いし、ハウジング３２と一体に形成しても良い。
【００８２】
また、図８に示す実施の形態では電気絶縁部３１がリード線固定部材を兼ねていたが、この例においては専用のリード線固定部材１０が用いられている。
【００８３】
図１０に示すように、リード線固定部材１０には図示しないラッチ状の係止部が設けられ、この係止部がハウジング３２に係止されることによってリード線固定部材１０がハウジング３２に固定されるようになっている。
【００８４】
なお、メイン、スタート線２ｈを固定するためのくさび形状部３１ｂは、ハウジング３２に設けられた開口部（図示せず）に収まっているが、この開口部は図８に示す実施の形態と同様にリード線固定部材１０によって塞がれるようになっている。
【００８５】
図１１は、本発明のさらに他の実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図、図１２は、同密閉形電動圧縮機用保護装置の背面斜視図である。
【００８６】
本実施の形態においては、ハウジング３２の側部３２ｂにハウジング３２の側方に突出する突出片３１ｄが設けられており、この突出片３１ｄにより上記絶縁距離を十分確保するようにしている。
【００８７】
この突出片３１ｄは、ハウジング３２と別体にて作成されたものを取り付けても良いし、ハウジング３２と一体に形成しても良い。
【００８８】
また、図８に示す実施の形態では電気絶縁部３１がリード線固定部材を兼ねていたが、この例においても専用のリード線固定部材１０が用いられている。
【００８９】
図１２に示すように、リード線固定部材１０には図示しないラッチ状の係止部が設けられ、この係止部がハウジング３２に係止されることによってリード線固定部材１０がハウジング３２に固定されるようになっている。
【００９０】
本実施の形態の場合も、メイン、スタート線２ｈを固定するためのくさび形状部３１ｂは、ハウジング３２に設けられた開口部（図示せず）に収まっているが、この開口部は図８に示す実施の形態と同様にリード線固定部材によって塞がれるようになっている。
【００９１】
以上述べたように上述した各実施の形態においては、プロテクタ組立体３０に電気絶縁部３１を設け、導電部と密閉容器２ｃの金属壁部２１との絶縁距離が９．５ｍｍ以上になるように構成したことから、密閉形電動圧縮機１ａがガス漏れ等の異常状態になり大電流が発生して電流ヒューズが溶断した場合であっても、ピン抜けやアースリーク等を防止することができる。
【００９２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
【００９３】
図１３は、本発明における電気絶縁部の他の例を示す背面斜視図である。
図１３に示すように、本例の電気絶縁部３１Ａにおいては、導電性ピン６３に対応する孔３１ａ以外の開口部をまったく無くしたものである。
【００９４】
この場合、電気絶縁部３１のハウジング３２側の面には、図示しないくさび形状部が形成され、このくさび形状部は、ハウジング３２の底部に形成された開口部に入り込むようになっている。その他の構成及び作用効果については上記実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００９５】
また、上述した各実施の形態では、電気絶縁部３１が一つの部品のように示されているが、複数の部品の組み合わせ、もしくはエポキシ樹脂のような封止材料を用いてもまったく同じ効果が得られる。
【００９６】
また、電気絶縁部３１を用いずに絶縁距離を空間沿面距離で９．５ｍｍ以上確保することも可能である。
例えば、プロテクタ組立体全体を密封端子より離して取り付けたり、プロテクタ組立体自体の寸法を薄くして密封端子よりの距離を稼いだり、封止材料等で露出導電部を塞いだりすることが考えられる。
【００９７】
以上の説明に関連して更に以下の項を開示する。
（１）密閉容器内に収納された電動機と、前記密閉容器内に収納され前記電動機により駆動される圧縮機と、前記密閉容器に設けられ前記密閉容器の内外に導電性ピンの両端をそれぞれ突出させ絶縁物にて保持封止された密封端子と、前記密閉容器の内側の前記密封端子に導電性ピン接続端子および絶縁材料からなるハウジングおよびプロテクタと電動機を接続する導電性コモン接続端子および前記電動機を保護するプロテクタ等で構成され、前記電動機の異常時に発生する大電流を感知して動作するヒューズ機能を持ったプロテクタ組品が取り付けられている密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置において、前記プロテクタ組品の前記密封端子に対向する面において導電部を露出させないようにし、且つ前記密封端子の導電部若しくは前記密閉容器内のその他の導電部と前記プロテクタ組品の導電部との十分な絶縁距離を確保するようにしたことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（２）第１項において、十分な絶縁距離とは空間沿面距離を９．５ｍｍ以上にしたことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（３）第１項において、前記プロテクタ組品の前記密封端子に対向する面において導電部を露出させないようするためにリード線固定部材を利用し、導電部と前記密封端子の導電部との間に十分な絶縁距離を確保するようにしたことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（４）第１項において、前記ハウジングに前記リード線固定部材が係止部をもって取り付けられリード線の抜け止めを行なうようにした密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（５）第１項において、前記ハウジングの外周若しくは前記密封端子に対向する面側に設けた突出片をもって、十分な絶縁距離を確保するようにしたことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（６）第５項において、前記ハウジングを樹脂材にて製作すると共に十分な絶縁距離確保用突出片を一体に形成したことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（７）第１項において、前記密閉容器内等に充填される冷媒を自然系冷媒（ＨＣ冷媒）としたことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
【００９８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、密閉形電動圧縮機が異常状態になり絶縁耐力が低下した状態でも十分な絶縁距離を確保することができる。その結果、絶縁耐圧を確保することで現在市場にて発生しているアースリーク及び密封端子飛びという非常に危険な事故の発生の可能性を低く抑えることができるので、人体への感電や家屋の火災、密封端子のピンが吹き飛ぶことによる人体や家屋への危害の発生を低くすることができ、より信頼性の高い密閉形電動圧縮機及びこれを備えた装置を提供することができる。
また、本発明は、現在の密閉形電動圧縮機を変えることなく、密閉形電動圧縮機用保護装置の一部の部品のみ変更するだけで実現することができる。
さらに、設計の工数をそれほどかける必要が無く、また製造設備や工程をほとんど変えることも無いので経済的にもメリットがある。
【００９９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る密閉形電動圧縮機を用いた冷却システムの模式図
【図２】本発明の一実施の形態の密閉形電動圧縮機の内部構成を示す断面図
【図３】同実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図
【図４】（ａ）：同密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す背面斜視図
（ｂ）：図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図
【図５】同密閉形電動圧縮機用保護装置の分解斜視図
【図６】同実施の形態において密封端子に取り付けられた状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す断面図
【図７】同実施の形態において密封端子に取り付けられた状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す他の断面図
【図８】リード線が装着された状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す断面図
【図９】本発明のさらに他の実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図
【図１０】同密閉形電動圧縮機用保護装置の背面斜視図
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図
【図１２】同密閉形電動圧縮機用保護装置の背面斜視図
【図１３】本発明における電気絶縁部の他の例を示す背面斜視図
【図１４】従来の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す背面斜視図
【図１５】密閉形電動圧縮機を備えた装置の通常運転時の電気回路略図
【図１６】密閉形電動圧縮機を備えた装置に異常が発生し大電流が流れ、電流ヒューズが作動した瞬間の電気回路略図
【図１７】密閉形電動圧縮機を備えた装置の接地を含めた電気回路略図
【図１８】密閉形電動圧縮機を備えた装置の接地を含めた電気回路略図
【図１９】図１７において密閉形電動圧縮機を備えた装置に異常が生じ大電流が発生し電流ヒューズが動作した瞬間の電気回路略図
【図２０】図１８において放電による電流が接地に流れた時の電気回路略図
【図２１】電流が接地に流れた結果電源電圧による連続的な通電が発生した時の電気回路略図
【符号の説明】
１…冷却システム １ａ…密閉形電動圧縮機 ２…電動機 ２ｃ…密閉容器 ２１…金属壁部 ２ｄ…圧縮機 ２ｅ…巻線 ２ｆ…固定子 ２ｇ…回転子 ３…密閉形電動圧縮機用保護装置 ３０…プロテクタ組立体 ３１…電気絶縁部 ３１ａ…係止部 ３１ｂ…片持ち梁部 ３１ｃ…くさび形状部 ３１ｄ…突出片 ３２…ハウジング ３３…プロテクタ ３４…電流ヒューズ ３５…導電性コモン接続端子 ６ｂ…密封端子 ６ｃ…導電性ピン １０…リード線固定部材
【発明の属する技術分野】
この発明は、密閉形電動圧縮機を搭載した空調機および冷凍機等における保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、密閉形電動圧縮機および密閉形電動圧縮機を備えた装置の電流遮断に用いる保護装置として、密閉容器内側の密封端子に取り付けられ電動機の異常時に発生する大電流を感知して動作するヒューズ機能を持った密閉形電動圧縮機用保護装置が知られている。
【０００３】
図１４に、従来の密閉形電動圧縮機用保護装置の背面斜視図を示す。
図１４に示すように、この密閉形電動圧縮機１０１においては、ハウジング１０２の密封端子（図示せず）に対向する面１０３に、導電性ピンに対応する孔１０４が設けられているが、それ以外にも開口部や露出した導電部がいくつか設けられている。
【０００４】
例えば、ハウジング１０２を成形する際に形成された開口部１０５には、プロテクタ１０６の導電部が露出している。さらに、電流ヒューズ１０７及びその溶接部１０８などの導電部も露出している。
【０００５】
従来、これらの露出した部分は密封端子の導電部もしくは密閉容器内のその他の導電部に対し公的な規格に定められた絶縁距離が確保されている。
【０００６】
しかし、電動機の異常時に発生する大電流を感知して電流ヒューズが溶断すると、その瞬間に電動機に非常に大きな逆起電力が発生する。この逆起電力は溶断した電流ヒューズ１０７間に放電現象を発生させる。この時ハウジング１０２の密封端子に対向する面１０３において導電部が露出していて且つ十分な絶縁距離が確保されていないと電流ヒューズ間の放電現象が密封端子や密閉容器内の導電部に飛び移り電路を形成してしまうことがある。これが内部短絡による密封端子飛びやアースリーク（接地短絡）という問題に発展することも考えられる。
【０００７】
従来の密閉形電動圧縮機用保護装置においては部品の製造方法やプロテクタ組立体の組み立て工程による制約等があり導電部を露出させないようにするのは難しかった。
【０００８】
電動機の異常時に発生する大電流を感知して動作するヒューズ機能は比較的新しい技術であり既存の公的な規格による絶縁距離の基準では対応しきれていないのが現状である。これらの基準を守っているのにもかかわらず内部短絡による密封端子飛びやアースリーク（接地短絡）という問題が従来報告されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、密閉形電動圧縮機および密閉形電動圧縮機を備えた装置において機器の異常状態の代表的なものとして冷媒ガス漏れがある。
【００１０】
密閉形電動圧縮機を用いた装置の代表的なものにルームエアコンがあるが、通常ルームエアコンにおいて凝縮器は「室外機」、蒸発器は「室内機」と称しそれぞれ離れたところに設置され、工事者により配管される。この時、万が一工事に不備等があると本来密閉であるべき冷却システムに隙間、亀裂等が生じ、冷媒ガスが漏れて冷却システム内部に空気が侵入してしまうのである。
【００１１】
また、通常工事者による配管が行われない冷蔵庫等でも製造上の不備、輸送中、使用中におけるダメージ等があると配管に隙間、亀裂等が生じ、同様に冷媒ガスが漏れて冷却システム内部に空気が侵入してしまう。
【００１２】
この冷媒ガス漏れは電動機が焼損に至る大きな原因のひとつである。冷媒ガスは密閉形電動圧縮機内を循環している際に電動機から発生している熱を奪い電動機を冷やす働きもしているため冷媒ガスが漏れてしまうと電動機の温度が上昇する。この状態では電動機の温度は上昇するが運転電流は逆に小さくなるため過電流を検知して電流を遮断するタイプのプロテクタでは保護できない。このため電動機は容易に焼損する。
【００１３】
密閉形電動圧縮機において電動機が焼損してしまうと巻線の絶縁皮膜が破壊され短絡を起こし非常に大きな電流が発生する。その大電流を放置しておくと密閉形電動圧縮機の密封端子が吹き飛んだり、電流による過熱で火災が発生する。この問題を解決するために最近ではこのような大電流を遮断するための電流ヒューズをプロテクタやプロテクタ組立体に備えた密閉形電動圧縮機用保護装置が使用されるようになってきた。
【００１４】
しかし、逆にこの大電流を遮断するための電流ヒューズが原因で密閉形電動圧縮機の密封端子飛びやアースリークが発生する場合がある。
【００１５】
電動機焼損時に発生する大電流を遮断すると電動機に非常に大きい逆起電力が発生する。密閉形電動圧縮機を備えた装置の通常運転時の電気回路略図を図１５に示す。
【００１６】
図１５に示すように、電動機メインコイル１１８ａ、電動機スタートコイル１１８ｂ、起動用コンデンサ１１８ｃ等を有する電動機の電源回路に電流ヒューズ１１８ｄが直列に接続されている。電源からの電圧によって電流が流れ電動機が駆動され密閉形電動圧縮機は正常に運転されており、この状態では電流ヒューズ１１８ｄは動作していない。
【００１７】
密閉形電動圧縮機を備えた装置に異常が発生し大電流が流れ、電流ヒューズが作動した瞬間の電気回路略図を図１６に示す。
【００１８】
図１６に示すように、この状態では電流ヒューズ１１８ｄが作動し電源回路はオープンになっている。この瞬間、電動機にはレンツの法則により電流を流しつづけようとする方向に逆起電力１１９ａが発生し、オープンになった回路に電流を流しつづけようとする。この逆起電力１１９ａは電動機の大きさや起動方式等にもより異なるが約６０００〜９０００Ｖにも達する時がある。これは電流ヒューズの電流遮断が非常に短い時間に行われるためで電磁誘導の作用からも明らかである。
【００１９】
起電力ｅ＝−M(di/dt)
（M＝相互インダクタンス、ｄi＝電流変化量、 ｄｔ＝変化時間）
【００２０】
さらに商用電源は、通常片相を接地するようにしている。密閉形電動圧縮機を備えた装置の電気回路略図を接地を含めて示すと図１７又は図１８のようになる。
【００２１】
図１７において商用電源の接地１２０ａは電流ヒューズ１１８ｄが接続されている側に施されている。また、一点鎖線は密閉容器１２０ｂを表しており、密閉容器にも接地１２０ｃが施されている。
【００２２】
図１８において商用電源の接地１２１ａは電流ヒューズ１１８ｄの反対側に施されている。また、同様に一点鎖線は密閉容器１２１ｂを表しており、同じく接地１２１ｃが施されている。
【００２３】
図１７において密閉形電動圧縮機を備えた装置に異常が生じ大電流が発生し電流ヒューズ１１８ｄが動作した瞬間の状態を図１９に示す。
【００２４】
図１９に示すように、電流ヒューズ１１８ｄが動作したことにより回路がオープンになり電動機に逆起電力１１９ａが発生している。この時、密閉容器１２０ａ内側金属部もしくは密封端子金属部とプロテクタ組立体の導電部との絶縁距離２２ａが公的な規格の通常の距離しかない場合、電動機により発生した逆起電力に耐えることができず電流ヒューズ間に発生した放電が飛び移ってしまう。
【００２５】
密閉容器１２０ｂは通常接地１２０ｃされているので放電による電流は接地を介して電源へ流れてしまう。この様子を図２０に示す。逆起電力１２３ａは電流を発生させ、その電流が通常の回路を流れ１２３ｂ電流ヒューズ１１８ｄの近傍の絶縁距離が不足している部分より密閉容器１２０ｂに飛び移って放電１２３ｃする。すなわち、密閉容器１２０ｂに流れた電流１２３ｄは接地１２０ｃを介し地中に流れ１２３ｅ、地中より商用電源の接地１２０ａに入り完全な電路を形成してしまうのである。一度放電により電路が形成されてしまうと周辺雰囲気がイオン化され商用電源の低い電圧でも放電を継続してしまうことがある。その結果、図２１のような経路で電源電圧による連続的な通電が起きてしまう。
【００２６】
加えて冷媒ガス漏れが起こると外部より空気が侵入し、更に密閉形電動圧縮機内圧力が大気圧とほぼ同等になってしまうのでの絶縁耐力が急激に低下してしまうため上記の放電現象をより起こりやすくしてしまう。
【００２７】
例えば、社団法人日本機械学会昭和５７年３月２０日改訂第６版３刷発行の機械工学便覧改訂第６版の第２０編電気第１章電気磁気一般１．１．１１において述べられているパッシェン（Ｐａｓｃｈｅｎ）の法則によれば、通常空気中において平面電極およびエッジ電極間に放電が起こる最小の電圧は絶縁距離１ｍｍに対し１０００Ｖであるといわれている。
【００２８】
これを公的な規格、たとえばＩＥＣ規格６０７３０−２−４には定格２ｋＷ以下および３００Ｖ以下のコンプレッサ内部におけるモータープロテクタに関する空間距離は１．６ｍｍ以上であることと規定されているが、これをもとに考えると、冷媒ガス漏れが起き、空気が侵入した時には絶縁耐圧は１６００Ｖ程度にまで低下してしまうのである。
【００２９】
１０００（Ｖ／ｍｍ） ｘ １．６ （ｍｍ） ＝ １６００Ｖ
【００３０】
このように公的な規格で定められた絶縁距離は上記のような電流ヒューズが作動するような異常時には十分とは言えない。
【００３１】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、密閉形電動圧縮機がガス漏れ等の異常状態になり大電流が発生して電流ヒューズが溶断した場合であっても、ピン抜けやアースリーク等に至ることがない密閉形電動圧縮機用保護装置を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、所定の電流通路に接続可能に構成され、所定の過電流を感知して動作する電流ヒューズを装着したハウジングを有するプロテクタ組立体を備えた密閉形電動圧縮機用保護装置であって、当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離が所定の値以上であり、前記プロテクタ組立体のハウジングに前記外部接続端子に対向する側の導電部を遮蔽するように形成され、接続用のリード線を固定するためのリード線固定部材と兼用する電気絶縁部が設けられていることを特徴とする密閉形電動圧縮機用保護装置である。
【００３３】
請求項１記載の発明の場合、当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離が所定の値以上になるように構成されていることから、装着した密閉形電動圧縮機がガス漏れ等の異常状態になり大電流が発生して電流ヒューズが溶断した場合であっても、ピン抜けやアースリーク等に至ることがないものである。
また、請求項１記載の発明によれば、導電部間の絶縁距離に関し、所定の値以上の空間沿面距離を簡素な構成で確保することが可能になる。
さらに、請求項１記載の発明によれば、電気絶縁部を接続用のリード線を固定するためのリード線固定部材と兼用するようにしたことから、プロテクタ組立体のハウジングの高さ方向の寸法を小さくすることができ、さらに、部品点数を増やすことがないので、経済的にも有利になる。
【００３４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離が、９．５ｍｍ以上の空間沿面距離であることを特徴とする。
【００３５】
本発明においては、絶縁距離が９．５ｍｍ以上確保されていれば、以下の式から９５００Ｖの絶縁耐圧を達成することができるので、仮に冷媒ガスが漏れ、冷却システム内に空気が侵入し絶縁耐力が低下しても電流ヒューズ溶断時に発生する高電圧に対して絶縁耐圧は確保することができる。
【００３６】
１０００（Ｖ／ｍｍ） ｘ ９．５（ｍｍ） ＝ ９５００Ｖ
【００３７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記リード線固定部材が、前記ハウジングに係止可能に構成されていることを特徴とする。
【００３８】
請求項３記載の発明によれば、リード線固定部材を容易かつ確実にハウジングに取り付けることができ、これにより組み立ての手間を軽減することが可能になる。
【００３９】
なお、本発明において、ハウジングの側方に突出する突出片を電気絶縁部に設け、この突出片によって十分な絶縁距離を確保するように構成すれば、ハウジングの高さ方向の寸法を小さくすることができ、強度的にもより強固な電気絶縁部を得ることができる。
【００４０】
また、本発明においては、樹脂材料からなる突出片を当該ハウジングに一体的に形成することによって、部品点数及び組み立て工数を減らすとともに絶縁材料を要求に応じ選択することが可能になる。
【００４１】
請求項４記載の発明は、密閉容器内に収納された電動機と、前記密閉容器内に収納され前記電動機により駆動される圧縮機と、前記密閉容器に設けられ、前記密閉容器の内外に導電性ピンの両端をそれぞれ突出させ絶縁物にて保持封止された密封端子とを備え、所定の電流通路に接続可能に構成され、所定の過電流を感知して動作する電流ヒューズを装着したハウジングを有するプロテクタ組立体を備えた密閉形電動圧縮機用保護装置であって、当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離が所定の値以上であり、前記プロテクタ組立体のハウジングに前記外部接続端子に対向する側の導電部を遮蔽するように形成され、接続用のリード線を固定するためのリード線固定部材と兼用する電気絶縁部が設けられた密閉形電動圧縮機用保護装置が、前記密閉容器の内側の前記密封端子に装着されたことを特徴とする密閉形電動圧縮機である。
【００４２】
請求項４記載の発明によれば、ガス漏れ等の異常状態になり大電流が発生して電流ヒューズが溶断した場合であっても、ピン抜けやアースリーク等に至ることがない安全な密閉形電動圧縮機が得られる。
【００４３】
本発明において、密閉容器内等に充填される冷媒を自然系冷媒（ＨＣ冷媒）とすれば、放電現象を少なくすることができ、これにより発火、爆発の危険性を低減することができる。
また、本発明によれば、自然環境保護にも寄与することができる。
【００４４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の密閉形電動圧縮機と、前記密閉形電動圧縮機に接続された凝縮器と、前記凝縮器に接続された膨張機構と、前記膨張機構及び前記密閉形電動圧縮機に接続された蒸発器とを有することを特徴とする冷却システムである。
【００４５】
請求項５記載の発明によれば、密閉形電動圧縮機がガス漏れ等の異常状態になり大電流が発生して電流ヒューズが溶断した場合であっても、ピン抜けやアースリーク等に至ることがない安全な冷却システムが得られる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る密閉形電動圧縮機用保護装置及びこれを用いた密閉形電動圧縮機の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００４７】
図１に、本発明に係る密閉形電動圧縮機を用いた冷却システムの模式図を示す。
図１に示すように、本実施の形態の密閉形電動圧縮機１ａは、配管１ｆにより凝縮器１ｂ及び蒸発器１ｃと接続され、一つの密閉された冷却システム１を構成している。
ここで、冷却システム内部の冷媒の流れは矢印１ｇにより示している。
【００４８】
密閉形電動圧縮機１ａにおいて圧縮された冷媒は、矢印１ｇの方向に配管１ｆ内を流れ、凝縮器１ｂに設置された冷却ファン１ｅによって冷やされた後、膨張機構１ｄを通り蒸発器１ｃ内で蒸発し周囲の熱を奪い冷却を行うようになっている。
【００４９】
現在、この冷媒としては、Ｒ２２及びＲ４１０ａ等が使われている。しかし、自然環境破壊の問題から最近では自然系冷媒（ＨＣ冷媒と言う）が検討されている。このＨＣ冷媒にはプロパンガス、イソブタンガスが考えられている。これらのガスは可燃性冷媒であるので密閉容器内への空気混入時には発火現象を防ぐ必要がある。本発明はこの課題をも解決するものである。
【００５０】
図２は、本実施の形態の密閉形電動圧縮機の内部構成を示す断面図である。
図２に示すように、本実施の形態の密閉形電動圧縮機１ａは密閉容器２ｃを有し、この密閉容器２ｃ内には、巻線２ｅ、固定子２ｆ及び回転子２ｇ等からなる電動機２と圧縮機２ｄが収納され、電動機２によって圧縮機２ｄが駆動されるように構成されている。
【００５１】
密閉容器２ｃの上部の金属壁部２１には密封端子６ｂが設けられ、この密封端子６ｂの密閉容器２ｃ内部側の部位には、本発明に係る密閉形電動圧縮機用保護装置３が取り付けられている。
【００５２】
図２に示すように、密閉形電動圧縮機用保護装置３は後述するプロテクタ組立体２ａを有し、このプロテクタ組立体２ａは、コモン、メイン、スタートの各接続用のリード線２ｈを介して密閉形電動圧縮機１ａの巻線２ｅに接続されている。
【００５３】
図３は、本実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図である。
なお、密閉形電動圧縮機用保護装置３のプロテクタ組立体２ａは本来密閉形電動圧縮機１ａの密封端子６ｂに取り付けられた状態で使用するものであるが、図３では説明のため離して描いてある。
【００５４】
図３に示すように、密閉形電動圧縮機用保護装置３のプロテクタ組立体３０は、例えば樹脂材料からなるハウジング３２にプロテクタ３３、導電性ピン接続端子（図３には示されていない）、電流ヒューズ３４、導電性コモン接続端子３５等が組み込まれて構成されている。
【００５５】
プロテクタ組立体３０の密封端子６ｂ側の部位には、例えば樹脂等の絶縁材料からなる電気絶縁部３１が配設されている。
【００５６】
本実施の形態の場合は、電気絶縁部３１はハウジング３２とは別体として作成され、リード線２ｈを固定するリード線固定部材も兼ねており、後述するように、電気絶縁部３１に設けられた係止部３１ａによってハウジング３２に係止されるようになっている。
【００５７】
この電気絶縁部３１は、ハウジング３２の密封端子６ｂに対向する面がすべて覆われるように形成されている。
【００５８】
また、このプロテクタ組立体３０の導電性コモン接続端子３５は、前記電動機２のリード線２７のうちコモン線が接続される。一方、リード線２ｈのうちメイン、スタート線は、それぞれ所定のスロット３６に挿入されリード線固定部材によって固定される。この固定構造は図８にて別途説明する。
【００５９】
そして、メイン、スタート線は、それぞれ密封端子６ｂの導電性ピン６ｃに接続されるようになっている。
【００６０】
図４（ａ）は、本実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視背面図、図４（ｂ）は、図４におけるＡ−Ａ断面図である。また、図５は、同密閉形電動圧縮機用保護装置の分解斜視図である。
【００６１】
図４（ａ）に示すように、電気絶縁部３１には密封端子６ｂの各導電性ピンに対応する孔３１ａが設けられ、これら各孔３１ａを介して密封端子６ｂの導電性ピン６ｃと導電性ピン接続端子６ｄとが接続されることでプロテクタ組立体３０が密封端子６ｂに取り付けられるようになっている（図６参照）。
【００６２】
本実施の形態においては、ハウジング３２の密封端子６ｂに対向する面にある開口部や露出導電部（図示せず）は、全て電気絶縁部３１によって覆われており、後述するように、密閉容器２ｃのの金属壁部２１に対して十分な絶縁距離を確保するようになっている。
【００６３】
本実施の形態の電気絶縁部３１はリード線固定部材も兼ねており、電気絶縁部３１の中ほどに形成された一対の片持ち梁部３１ｂがその機能を果たしている。
【００６４】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態にあっては、電気絶縁部３１にＵ字状の切り込み３１ｃを形成することによって片持ち梁部３１ｂを設けるようにしている。
【００６５】
図４（ｂ）及び図５に示すように、この片持ち梁部３１ｂにはくさび形状部３１ｂが形成され、このくさび形状部３１ｂは、ハウジング３２の底部に形成された開口部に入り込むようになっている。
【００６６】
さらに、電気絶縁部３１の切り込み３１ｃは、ハウジング３２の底面によって覆われており導電部が露出しないようになっている。
【００６７】
そして、電気絶縁部３１にはラッチ状の係止部３１ａが設けられ、この係止部３１ａがハウジング３２の開口受け部３２ｄにはまり合うことによって電気絶縁部３１がハウジング３２に取り付けられるようになっている。
【００６８】
図６は、本実施の形態において密封端子に取り付けられた状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す断面図である。
図６に示すように、密封端子６ｂは密閉容器の金属壁部２１に固定され、この密封端子６ｂには、絶縁物６ｇによって保持封止された３つの導電性ピン６ｃが設けられている。
【００６９】
密封端子６ｂの導電性ピン６ｃには、上述した導電性ピン接続端子６ｄ、ハウジング３２、電流ヒューズ３４、導電性コモン接続端子３５、プロテクタ３３等を有するプロテクタ組立体３０が取り付けられる。
【００７０】
従来技術では、電流ヒューズ３４が密閉容器の金属壁部２１に対し露出しており、また、絶縁距離が約７ｍｍであり電流ヒューズ溶断時に発生する高電圧に対し不十分であった。
【００７１】
これに対し、本実施の形態では、電気絶縁部３１を設けることによって電流ヒューズ３４が密閉容器２ｃの金属壁部２１に対して露出しないように構成されている。
【００７２】
また、導電部である電流ヒューズ３４の金属壁部２１に対する絶縁距離ｄ1が９．５ｍｍ以上となり十分に確保されている。換言すると電気絶縁部３１はこの絶縁距離ｄ1を少なくとも９．５ｍｍ以上を確保する寸法に設定されている。
【００７３】
図７は、本実施の形態において密封端子に取り付けられた状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す他の断面図である。
密閉形電動圧縮機用保護装置３では、すべての部位において絶縁距離を十分に確保しなければならいが、本実施の形態による電気絶縁部３１を用いれば、電気絶縁部３１の大きさを適切に設定すること（３１ｄで示す部分）で各部位の導電部をカバーし、かつ、絶縁距離ｄを十分確保することができる。この例では電流ヒューズの溶接部３４ａ及びプロテクタ３３のケース３３ａがカバーされている（ｄ2、ｄ3、ｄ4）。
【００７４】
図８は、リード線が装着された状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す断面図である。
本実施の形態の場合、上述したように電気絶縁部３１はリード線固定部材も兼ねており、図４において示された片持ち梁部３１ｂの内側にくさび形状部３１ｂが設けられている。
【００７５】
電動機２からのメイン、スタート線２ｈの先端に取り付けられた接続端子８０がハウジング３２のスロット３６に挿入されると、くさび形状部３１ｂにより片持ち梁部３１ｂがたわみ、メイン、スタート線２ｈの接続端子８０が迎え入れられる。
【００７６】
接続端子８０が所定の位置まで来ると片持ち梁部３１ｂのたわみが戻り、図８に示すように、接続端子８０のあご部８０ａがくさび形状部３１ｂと係止することによってメイン、スタート線２ｈの抜けが防止される。
【００７７】
このように、本実施の形態によれば、部品点数を増やすことなく、導電部の絶縁距離を十分に確保すると同時に製品のコストダウンも図ることができる。
【００７８】
なお、上述したように、ハウジング３２に設けられたくさび形状部３１ｂが入る開口部３２ａは片持ち梁部３１ｂによって塞がれているため、導電部は露出していない。
【００７９】
図９は、本発明のさらに他の実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図、図１０は、同密閉形電動圧縮機用保護装置の背面斜視図である。
【００８０】
図９に示すように、本実施の形態においては、にハウジング３２の底部にハウジング３２の側方に突出する突出片３１ｄを設けてありこの突出片３１ｄにより上記絶縁距離を十分確保するようにしている。
【００８１】
この突出片３１ｄは、ハウジング３２と別体にて作成されたものを取り付けても良いし、ハウジング３２と一体に形成しても良い。
【００８２】
また、図８に示す実施の形態では電気絶縁部３１がリード線固定部材を兼ねていたが、この例においては専用のリード線固定部材１０が用いられている。
【００８３】
図１０に示すように、リード線固定部材１０には図示しないラッチ状の係止部が設けられ、この係止部がハウジング３２に係止されることによってリード線固定部材１０がハウジング３２に固定されるようになっている。
【００８４】
なお、メイン、スタート線２ｈを固定するためのくさび形状部３１ｂは、ハウジング３２に設けられた開口部（図示せず）に収まっているが、この開口部は図８に示す実施の形態と同様にリード線固定部材１０によって塞がれるようになっている。
【００８５】
図１１は、本発明のさらに他の実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図、図１２は、同密閉形電動圧縮機用保護装置の背面斜視図である。
【００８６】
本実施の形態においては、ハウジング３２の側部３２ｂにハウジング３２の側方に突出する突出片３１ｄが設けられており、この突出片３１ｄにより上記絶縁距離を十分確保するようにしている。
【００８７】
この突出片３１ｄは、ハウジング３２と別体にて作成されたものを取り付けても良いし、ハウジング３２と一体に形成しても良い。
【００８８】
また、図８に示す実施の形態では電気絶縁部３１がリード線固定部材を兼ねていたが、この例においても専用のリード線固定部材１０が用いられている。
【００８９】
図１２に示すように、リード線固定部材１０には図示しないラッチ状の係止部が設けられ、この係止部がハウジング３２に係止されることによってリード線固定部材１０がハウジング３２に固定されるようになっている。
【００９０】
本実施の形態の場合も、メイン、スタート線２ｈを固定するためのくさび形状部３１ｂは、ハウジング３２に設けられた開口部（図示せず）に収まっているが、この開口部は図８に示す実施の形態と同様にリード線固定部材によって塞がれるようになっている。
【００９１】
以上述べたように上述した各実施の形態においては、プロテクタ組立体３０に電気絶縁部３１を設け、導電部と密閉容器２ｃの金属壁部２１との絶縁距離が９．５ｍｍ以上になるように構成したことから、密閉形電動圧縮機１ａがガス漏れ等の異常状態になり大電流が発生して電流ヒューズが溶断した場合であっても、ピン抜けやアースリーク等を防止することができる。
【００９２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
【００９３】
図１３は、本発明における電気絶縁部の他の例を示す背面斜視図である。
図１３に示すように、本例の電気絶縁部３１Ａにおいては、導電性ピン６３に対応する孔３１ａ以外の開口部をまったく無くしたものである。
【００９４】
この場合、電気絶縁部３１のハウジング３２側の面には、図示しないくさび形状部が形成され、このくさび形状部は、ハウジング３２の底部に形成された開口部に入り込むようになっている。その他の構成及び作用効果については上記実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００９５】
また、上述した各実施の形態では、電気絶縁部３１が一つの部品のように示されているが、複数の部品の組み合わせ、もしくはエポキシ樹脂のような封止材料を用いてもまったく同じ効果が得られる。
【００９６】
また、電気絶縁部３１を用いずに絶縁距離を空間沿面距離で９．５ｍｍ以上確保することも可能である。
例えば、プロテクタ組立体全体を密封端子より離して取り付けたり、プロテクタ組立体自体の寸法を薄くして密封端子よりの距離を稼いだり、封止材料等で露出導電部を塞いだりすることが考えられる。
【００９７】
以上の説明に関連して更に以下の項を開示する。
（１）密閉容器内に収納された電動機と、前記密閉容器内に収納され前記電動機により駆動される圧縮機と、前記密閉容器に設けられ前記密閉容器の内外に導電性ピンの両端をそれぞれ突出させ絶縁物にて保持封止された密封端子と、前記密閉容器の内側の前記密封端子に導電性ピン接続端子および絶縁材料からなるハウジングおよびプロテクタと電動機を接続する導電性コモン接続端子および前記電動機を保護するプロテクタ等で構成され、前記電動機の異常時に発生する大電流を感知して動作するヒューズ機能を持ったプロテクタ組品が取り付けられている密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置において、前記プロテクタ組品の前記密封端子に対向する面において導電部を露出させないようにし、且つ前記密封端子の導電部若しくは前記密閉容器内のその他の導電部と前記プロテクタ組品の導電部との十分な絶縁距離を確保するようにしたことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（２）第１項において、十分な絶縁距離とは空間沿面距離を９．５ｍｍ以上にしたことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（３）第１項において、前記プロテクタ組品の前記密封端子に対向する面において導電部を露出させないようするためにリード線固定部材を利用し、導電部と前記密封端子の導電部との間に十分な絶縁距離を確保するようにしたことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（４）第１項において、前記ハウジングに前記リード線固定部材が係止部をもって取り付けられリード線の抜け止めを行なうようにした密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（５）第１項において、前記ハウジングの外周若しくは前記密封端子に対向する面側に設けた突出片をもって、十分な絶縁距離を確保するようにしたことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（６）第５項において、前記ハウジングを樹脂材にて製作すると共に十分な絶縁距離確保用突出片を一体に形成したことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
（７）第１項において、前記密閉容器内等に充填される冷媒を自然系冷媒（ＨＣ冷媒）としたことを特徴とする密閉形電動圧縮機及び密閉形電動圧縮機を備えた装置。
【００９８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、密閉形電動圧縮機が異常状態になり絶縁耐力が低下した状態でも十分な絶縁距離を確保することができる。その結果、絶縁耐圧を確保することで現在市場にて発生しているアースリーク及び密封端子飛びという非常に危険な事故の発生の可能性を低く抑えることができるので、人体への感電や家屋の火災、密封端子のピンが吹き飛ぶことによる人体や家屋への危害の発生を低くすることができ、より信頼性の高い密閉形電動圧縮機及びこれを備えた装置を提供することができる。
また、本発明は、現在の密閉形電動圧縮機を変えることなく、密閉形電動圧縮機用保護装置の一部の部品のみ変更するだけで実現することができる。
さらに、設計の工数をそれほどかける必要が無く、また製造設備や工程をほとんど変えることも無いので経済的にもメリットがある。
【００９９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る密閉形電動圧縮機を用いた冷却システムの模式図
【図２】本発明の一実施の形態の密閉形電動圧縮機の内部構成を示す断面図
【図３】同実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図
【図４】（ａ）：同密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す背面斜視図
（ｂ）：図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図
【図５】同密閉形電動圧縮機用保護装置の分解斜視図
【図６】同実施の形態において密封端子に取り付けられた状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す断面図
【図７】同実施の形態において密封端子に取り付けられた状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す他の断面図
【図８】リード線が装着された状態の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す断面図
【図９】本発明のさらに他の実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図
【図１０】同密閉形電動圧縮機用保護装置の背面斜視図
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態の密閉形電動圧縮機用保護装置の全体構成を示す斜視図
【図１２】同密閉形電動圧縮機用保護装置の背面斜視図
【図１３】本発明における電気絶縁部の他の例を示す背面斜視図
【図１４】従来の密閉形電動圧縮機用保護装置を示す背面斜視図
【図１５】密閉形電動圧縮機を備えた装置の通常運転時の電気回路略図
【図１６】密閉形電動圧縮機を備えた装置に異常が発生し大電流が流れ、電流ヒューズが作動した瞬間の電気回路略図
【図１７】密閉形電動圧縮機を備えた装置の接地を含めた電気回路略図
【図１８】密閉形電動圧縮機を備えた装置の接地を含めた電気回路略図
【図１９】図１７において密閉形電動圧縮機を備えた装置に異常が生じ大電流が発生し電流ヒューズが動作した瞬間の電気回路略図
【図２０】図１８において放電による電流が接地に流れた時の電気回路略図
【図２１】電流が接地に流れた結果電源電圧による連続的な通電が発生した時の電気回路略図
【符号の説明】
１…冷却システム １ａ…密閉形電動圧縮機 ２…電動機 ２ｃ…密閉容器 ２１…金属壁部 ２ｄ…圧縮機 ２ｅ…巻線 ２ｆ…固定子 ２ｇ…回転子 ３…密閉形電動圧縮機用保護装置 ３０…プロテクタ組立体 ３１…電気絶縁部 ３１ａ…係止部 ３１ｂ…片持ち梁部 ３１ｃ…くさび形状部 ３１ｄ…突出片 ３２…ハウジング ３３…プロテクタ ３４…電流ヒューズ ３５…導電性コモン接続端子 ６ｂ…密封端子 ６ｃ…導電性ピン １０…リード線固定部材
Claims (5)
- 所定の電流通路に接続可能に構成され、所定の過電流を感知して動作する電流ヒューズを装着したハウジングを有するプロテクタ組立体を備えた密閉形電動圧縮機用保護装置であって、
当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離が所定の値以上であり、
前記プロテクタ組立体のハウジングに前記外部接続端子に対向する側の導電部を遮蔽するように形成され、接続用のリード線を固定するためのリード線固定部材と兼用する電気絶縁部が設けられていることを特徴とする密閉形電動圧縮機用保護装置。 - 当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離は、９．５ｍｍ以上の空間沿面距離であることを特徴とする請求項１記載の密閉形電動圧縮機用保護装置。
- 前記リード線固定部材は、前記ハウジングに係止可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の密閉形電動圧縮機用保護装置。
- 密閉容器内に収納された電動機と、
前記密閉容器内に収納され前記電動機により駆動される圧縮機と、
前記密閉容器に設けられ、前記密閉容器の内外に導電性ピンの両端をそれぞれ突出させ絶縁物にて保持封止された密封端子とを備え、
所定の電流通路に接続可能に構成され、所定の過電流を感知して動作する電流ヒューズを装着したハウジングを有するプロテクタ組立体を備えた密閉形電動圧縮機用保護装置であって、当該装置の導電部の外部導電部に対する絶縁距離が所定の値以上であり、前記プロテクタ組立体のハウジングに前記外部接続端子に対向する側の導電部を遮蔽するように形成され、接続用のリード線を固定するためのリード線固定部材と兼用する電気絶縁部が設けられた密閉形電動圧縮機用保護装置が、前記密閉容器の内側の前記密封端子に装着されたことを特徴とする密閉形電動圧縮機。 - 請求項４記載の密閉形電動圧縮機と、
前記密閉形電動圧縮機に接続された凝縮器と、
前記凝縮器に接続された膨張機構と、
前記膨張機構及び前記密閉形電動圧縮機に接続された蒸発器とを有することを特徴とする冷却システム。
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