KR100637975B1 - 서멀 프로텍터 - Google Patents

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KR100637975B1
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가부시키가이샤 우부카타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명의 서멀 프로텍터(1)는 금속제 밀폐 용기(100) 내에 돌출하는 도전 단자핀(5A, 5B)의 단부에 설치된 2개의 고정 접점(13A, 13B)과, 상기 케이스 내에 배치된 지지체(6)와, 상기 지지체에 요동가능하게 지지되고 상기 고정 접점과 대향하는 2개의 가동 접점(9A, 9B)을 갖는 발열 저항체(8)와, 상기 발열 저항체와 지지체 사이에 배치되고 연결자(12)에 의하여 상기 발열 저항체에 연걸된 열응동체(10)를 구비한다. 상기 발열 저항체에 과전류가 흘러 발열하고 상기 열응동체의 온도가 설정온도에 도달하면, 상기 열응동체가 반전동작한다. 상기 열응동체의 반전동작은 상기 연결자를 통하여 상기 발열 저항체에 전달되고 그 결과, 전류 경로가 개방된다.

Description

서멀 프로텍터 {THERMAL PROTECTOR}
본 발명은 밀폐형 전동압축기에 사용되는 전동기, 특히 3상 전동기를 열원으로부터 보호하기에 적합한 서멀 프로텍터에 관한 것이다.
종래의 서멀 프로텍터로서 예를 들면 일본국 특허공고공보 소화 46년 제34532호에 개시되어 있는 3쌍의 접점을 갖는 것, 일본국 특허공개공보 평성 1년 제105435호 및 일본국 특허공개공보 평성 10년 제21808호에 개시되어 있는 2쌍의 접점을 갖는 것이 있다.
3쌍의 접점을 갖는 상기 서멀 프로텍터는 가동 접점과 고정 접점을 합한 수가 6개로 되어 비경제적이다. 3개의 가동 접점은 발열 저항체로서의 금속판에 고착되어 있고 상기 금속판은 그 중심부에 열응동판(熱應動板)에 지지되어 있다. 그리고, 상기 금속판의 중심부가 압착되어 안정한 접촉을 얻도록 구성되어 있다. 그런데, 금속판은 접시형으로 납작하게 눌려있는 상기 열응동판의 중심부에 관통구를 형성하고 상기 관통구에 압착부 등으로 고정되어 있다. 즉, 상기 금속판은 가장 응력이 집중되는 열응동판의 중심부에 지지되어 있다. 이 때문에, 금속판을 열응동판에 압착되는 정도에 따라 상기 열응동판에 가해지는 응력과 차이가 생기고 서멀 프로텍터의 특성이 변화하기 쉽다. 즉, 서멀 프로텍터의 성능을 안정화시키는 것이 곤란해진다는 문제점이 있었다.
한편, 상술한 2쌍의 접점을 갖는 서멀 프로텍터는 열응동판 자체에 가동 접점이 고정되어 있다. 그리고, 상기 열응동판 자체에 전류를 흘리고 그 발열에 의해 열응동판을 반전 동작시켜서 접점을 열도록 구성되어 있다. 이와 같은 서멀 프로텍터는 직열형(直熱型)이라고 한다. 직열형 서멀 프로텍터는 열응동판 자체가 전류에 의해 발열하는 구성이므로 과열 과전류에 대하여 열응동판의 반응 속도가 빨라지는 이점이 있다.
그러나, 열을 발생하는 부위가 열응동판에 한정되므로 그 주변의 부품이 가열되기 어렵다. 따라서, 서멀 프로텍터가 동작하여 전류 경로가 차단되면, 비교적 온도가 낮은 주변부품에 열응동판의 열을 빼앗겨서 접점 개방시간을 길게 할 수 없다. 이 때문에, 과전류에 의해 상승한 전동기 권선 온도가 전류 차단 중에 충분히 저하되지 않고 서멀 프로텍터가 동작과 복귀를 반복하는 중에 서서히 전동기 권선의 도달온도가 높아지는 경우가 있다. 이 경우, 최종적으로는 상승한 온도에 의해 전동기 권선의 절연 피막의 절연성이 낮아지고 쇼트가 일어나서 연소손실(燒損)에 이를 가능성이 있다는 문제가 있다.
또한, 적절한 만곡(灣曲)정수나 동작 온도의 바이메탈(bimetal)이나 트리메탈(trimetal)을 열응동판의 재료로 선정한 경우, 그 고유 저항치가 적절한 값이 되는 것은 한정되지 않는다. 즉, 동작전류 및 동작온도의 양쪽이 적절한 값으로 되는 서멀 프로텍터는 설계하기 어렵다는 문제점이 있었다.
그래서, 본 출원인은 상기 문제를 해결한 서멀 프로텍터를 발명하여 이미 출 원했다 (일본국 특허공개공보 2001년 제229795호). 이 서멀 프로텍터는 발열 저항체의 발열에 의해 열응동판을 반전 동작시키는 소위 방열형(傍熱型) 서멀 프로텍터이다. 상기 프로텍터는 전류에 의해 발열 저항체의 온도가 상승하면 발열 저항체로부터의 열복사에 의해 열응동판의 온도가 상승한다. 그리고, 과전류 등에 의해 발열 저항체의 온도가 과도하게 상승하고 열응동판이 설정 동작온도에 도달하면, 상기 열응동판은 급속히 반전동작하여 전류 경로를 차단한다. 방열형 서멀 프로텍터는 발열 저항체에 의해 열응동판 만이 아닌 주변의 구성요소의 온도도 상승시키므로 반전시에 열응동판의 열을 주변에 빼앗기기 어렵고 온도가 저하되는 데에 시간이 걸린다. 그 결과로, 열응동판의 온도가 복귀온도까지 저하되는 데에 시간이 걸리고 접점 개방시간을 연장할 수 있다. 따라서, 접점개방 중에 전동권선의 온도가 충분히 저하되도록 권선의 연소손실의 보호를 확실하게 행할 수 있다. 또한 반전동작 온도만을 고려하여 열응동판을 설계하면 되고 설계가 쉬워진다.
그러나, 2000 암페어(A)를 초과하는 등의 큰 동작전류의 프로텍터를 구성하는 경우, 발열 저항체만이 아닌 전류 경로에 존재하는 발열 저항체 이외의 구성요소에도 큰 전류가 흐르기 때문에 불편함이 생긴다. 예를 들면, 상기 서멀 프로텍터에는 발열 저항체를 지지하고 있는 탄성체에도 큰 전류가 흐르기 때문에 탄성체 자체도 크게 가열된다. 탄성체의 가열이 장기에 걸쳐 반복되면 탄성력이 없어지고 접점이 개방되지 않게 된다. 이와 같은 문제의 대책으로서, 예를 들면, 탄성체의 두께 치수를 크게 하고 저항치를 낮추어서 발열량을 저하시키는 방법이 있다. 그러나, 탄성체의 두께 치수는 탄성변형 가능한 두께 치수를 초과할 수가 없다. 그 때 문에 동작전류에 자체 상한이 생기고 동작전류의 큰 서멀 프로텍터를 구성할 수 없었다.
그러므로, 본 발명의 목적은 발열 저항체의 발열에 대응하여 열응동체가 반전동작하여 전류 경로를 차단하는 구성에 의해, 큰 동작전류에 대응할 수 있는 서멀 프로텍터를 제공하는 것이다.
본 발명은 설정온도에 도달하면 반전동작하고, 상기 설정온도를 밑돌 경우 복귀동작을 하는 열응동판에 의하여 전류 경로를 개폐하는 서멀 프로텍터에 있어서, 개구부를 갖는 금속제 하우징, 2개의 관통구를 갖고 상기 개구부를 폐쇄하는 금속판, 상기 관통구에 절연성 충전재를 끼워 넣어 통과시킨 2개의 도전 단자핀을 포함하는 케이스와; 상기 도전 단자핀의 상기 케이스 내에 돌출하는 단부에 고정된 2개의 고정 접점과; 주요부 및 상기 주요부에 설치된 다리부 및 상기 다리부에 설치된 지지구멍을 구비하고, 상기 다리부를 상기 금속판에 고착함으로써 상기 케이스 내에 배치된 지지체와; 상기 금속판과 상기 지지체의 주요부 사이에 상기 금속판과 대체로 평행하게 배치되고 그의 한 단부에 상기 금속판과 근접, 이간되는 발열 저항체와; 상기 발열 저항체 속에서 상기 고정 접점과 대향하는 부분에 고정된 2개의 가동 접점과; 상기 발열 저항체의 다른 단부에 설치되고 상기 열응동판의 반전 및 복귀 동작을 상기 발열 저항체에 전달하기 위한 연결자와; 상기 지지체와 상기 발열 저항체를 전기적으로 접속시키는 도전체를 구비하고,
상기 발열 저항체와 상기 지지체의 주요부 사이에 상기 발열 저항체와 대체 로 평행하게 상기 열응동판을 배치하고, 상기 열응동판의 양 단부 중 한 편은 상기 지지체에 고정되고 다른 편은 상기 연결자를 통하여 상기 발열 저항체에 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서는, 보통때에는 가동 접점과 고정 접점을 접촉시켜 두고 금속판과 각 도전 단자핀 사이에 발열 저항체를 끼운 2개의 전류 경로가 형성되어 있는 것과 함께, 상기 도전 단자핀 사이에 발열 저항체를 끼운 1개의 전류 경로가 형성된다. 그리고, 과전류에 의해 상기 발열 저항체가 발열하고 이것에 수반하여 열응동판의 온도가 상승하여 설정온도에 도달하면 상기 열응동판은 반전동작한다. 그러면, 상기 열응동판의 반전동작이 연결자를 통하여 발열 저항체에 전달되고 이에 의해 발열 저항체가 요동하여 가동 접점이 고정 접점으로부터 떨어져서 상기 전류 경로가 완전히 차단된다. 또한, 전류 경로의 차단에 수반하여 발열 저항체의 온도가 저하하고 열응동판이 설정온도 이하로 되면 상기 열응동판은 복귀동작한다. 그러면, 상기 발열 저항체는 요동하여 본래의 상태로 돌아가므로 가동 접점과 고정 접점이 접촉하여 전류 경로가 복귀된다.
즉, 상기 구성에서는 열응동판의 반전, 복귀동작이 연결자를 통하여 발열 저항체에 전달된다. 또한, 열응동판이나 발열 저항체를 지지하는 목적의 탄성체가 전류 경로의 구성부품에서 제외되어 있다. 이 때문에, 발열 저항체 이외에 과전류로 발열시키는 부품이 적어지고 동작전류를 크게 설정할 수 있다. 특히, 상기 구성에서는 전기 저항이 충분히 작은 도전체를 이용하면 도전체의 발열량을 작게 억제할 수 있어 더욱 효과적이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 서멀 프로텍터로서의 3상 내부 프로텍터(internal protector)의 종단면도,
도 2는 내부 프로텍터의 내부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,
도 3은 내부 프로텍터의 부품을 일부 생략하여 나타내는 내부 구성의 분해 사시도,
도 4는 동작시에 있어서 내부 프로텍터의 종단면도,
도 5는 접점이 닫힌 상태일 때의 발열 저항체의 동작을 설명하기 위한 도면으로서 일부를 생략하여 나타내는 도 1 의 선(5-5)에 따른 종단면도,
도 6은 발열 저항체가 약간 경사진 상태일 때의 도 4에 따른 도면,
도 7은 접점이 열린 상태일 때의 도 5에 따른 도면,
도 8은 도 1의 선(8-8)에 따른 횡단면도,
도 9는 제2 실시예를 나타내는 도 8에 상응하는 도면,
도 10은 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 것으로서 발열 저항체의 사시도.
본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위하여, 첨부 도면에 따라 설명한다.
우선, 도 1 내지 도 8 을 참조하면 본 발명의 제1 실시예에 관하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 관한 서멀 프로텍터로서의 3상 내부 프로텍터의 종단면도, 도 2 및 도 3은 내부 프로텍터의 구성부품을 설명하기 위한 분해 사시도, 도 4 는 동작시의 내부 프로텍터의 종단면도, 도 5 내지 도 7은 발명 저항체의 동작을 설명하기 위한 하우징 및 열응동판을 제거하고 나타내는 내부 프로텍터의 측면도, 도 8은 도 1 중의 선(8-8)에 따른 횡단면도를 나타내고 있다.
도 1에서 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 관한 내부 프로텍터(1)는 금속제 원형 돔형태의 하우징(2)과, 상기 하우징(2)의 개구단부에 링 프로젝션(ring projection) 용접 등에 의해 고정된 원판(3)을 포함하는 내압성능이 우수한 기밀용기 (케이스에 해당함) (100)을 가지고 있다.
상기 원판(3)은 2개의 관통구(4A, 4B) (도 5 참조)를 갖는 원형의 금속판(4)으로 구성되어 있다. 각 관통구(4A, 4B)에는 도전 단자핀(5A, 5B)가 삽통(揷通)되고, 유리 등의 전기 절연성 충전재(4C)로 기밀하게 절연 고정되어 있다. 상기 금속판(4)의 상면에는 전기 절연성 충전재(4C)를 접점 아아크로부터 보호하기 위한 세라믹판(14)이 접착되어 있고 상기 세라믹판(14)의 상면에 노출되는 도전 단자핀(5A, 5B)의 상단면에는 은합금 등으로 구성된 고정 접점(13A, 13B)이 용접 등에 의해 고착되어 있다.
또한, 상기 기밀용기(100) 내에는 지지체(6)가 설치되어 있다. 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 지지체(6)는 주요부로서의 주요면(6A), 상기 주요면(6A)의 주변부에서 하향 연장하는 3개의 다리부(6B, 6C, 6D), 상기 주요면(6A)의 한 면에 설치된 아암부(arm-shaped portion)(6G, 6H)를 갖고 있다. 상기 주요면(6A)에는 3개의 슬릿(6I)이 설치되어 있고 중앙 슬릿에는 나사 삽통부(6E)가 형성되어 있다. 상기 나사 삽통부(6E)에는 나사(16)가 삽통되어 있다. 상기 다리부(6B, 6C, 6D)의 하 단은 스폿 용접에 의해 상기 금속판(4)에 고착되어 있다. 상기 주요면(6A)은 금속판(4)에 평행하게 배치되어 있다.
도 1 및 도 2, 또한 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 지지체(6)의 하부에는 거의 원형의 열응동판(10)이 지지되어 있다. 상기 열응동판(10)은 그 단부가 접속편(7)의 중앙부(7A)와 누름판(17) 사이에 끼워진 상태로 지지되어 있다. 그리고, 상기 접속편(7)의 단부(7B)를 상기 주요면(6A)의 하면에 프로젝션 용접 등에 의해 고착함으로써 상기 열응동판(10)은 상기 지지체(6)에 지지되어 있다. 이 때, 상기 나사(16)의 하단부는 접속편(7)의 중앙부(7A)의 단부에 당접하고 있다.
상기 누름판(17)은 열응동판(10)의 고착부분의 응력을 분산시킴으로써 상기 열응동판(10)의 깨짐을 방지하고 상기 열응동판(10)의 내구성을 향상시키는 효과가 있다. 상기 열응동판(10)은 바이메탈이나 트리메탈 등을 얕은 접시 형태로 성형한 것이므로 소정의 온도로 신속한 반전동작 및 복귀동작을 행한다.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 열응동판(10)과 덮개판(3) 사이에는 거의 원형의 발열 저항체(8)가 달려있다. 상기 발열 저항체(8)는 철-크롬 합금 등으로 구성되어 있다. 상기 발열 저항체(8)의 도 2에서의 우측 단부에는 돌출편부(8A)가 형성되어 있다. 상기 발열 저항체(8) 내에서 상기 돌출편부(8A)와 반대측 부분에 노치부(8B)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 발열 저항체(8) 내에서 상기 노치부(8B)를 사이에 두고 대칭인 부분에는 한쌍의 만곡 돌기부(8P, 8Q)가 형성되어 있다.
또한, 상기 발열 저항체(8) 내에서 상기 고정 접점(13A, 13B)과 대향하는 부분(8C, 8E)의 하면에는 가동 접점(9A, 9B)이 고착되어 있다. 또한, 상기 발열 저항체(8) 내에서 부분(8D)의 하면에는 도전체(11)의 중앙부(11A)가 고착되어 있다. 상기 도전체(11)의 양 단부(11B, 11C)는 각각 지지체(6)의 다리부(6B, 6C)에 고착되어 있다. 상기 도전체(11)는 도전체(11) 자체가 발열하지 않도록 저항치가 충분히 낮고 또한 발열 저항체(8)의 개폐동작을 방해하지 않도록 가요성을 갖고 있으며, 예를 들어, 복수개의 동선을 묶어서 된 꼬임선으로 구성되어 있다. 또한, 상기 발열 저항체(8)는 특정의 부분(8C-8D) 사이, 부분(8C-8E) 사이, 부분(8D-8E) 사이의 발열량이 균등하게 되도록 각각의 저항치가 거의 균일하게 설계한다.
또한, 도 2, 도 3 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, 발열 저항체(8) 내에서 부분(8C-8E) 사이, 부분(8C-8D) 사이, 부분(8D-8E) 사이에는 각각 T자형 슬릿(8F, 8G, 8H)이 형성되어 있다. 상기 슬릿(8F, 8G, 8H)은 발열 저항체(8)의 전류 경로를 좁혀서 저항치를 높임으로써 원하는 발열량을 얻는 것을 목적으로 하여 부가된 것이다. 본 실시예는 동작 전류가 200A 정도인 프로텍터의 예를 나타내고 있으며, 예를 들면, 250A 정도의 동작 전류인 경우 그대로도 충분한 발열량을 얻을 수 있으므로 슬릿은 불필요하다.
여기서, 발열 저항체의 저항치를 높이는 방법으로 상기 발열 저항체의 판 두께를 얇게 하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이 방법은 발열 저항체의 기계적 강도가 저하하기 때문에 장기간에 걸친 발열 저항체의 가열과 개폐동작을 반복할 경우, 상기 발열 저항체가 변형하여 동작전류가 변한다는 문제가 발생한다. 이에 대하여, 본 실시예와 같이 발열 저항체(8)에 T자 형상의 슬릿(8F, 8G, 8H)을 형성함 으로써 발열 저항체(8)의 전류 경로를 좁혀 저항치를 증대시키는 구성으로 할 경우, 상기 발열 저항체(8)의 판 두께를 얇게 만들지 않아도 경제적이며 기계적 강도의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 발열 저항체는 열을 복사에 의해 효율적으로 열응동판에 전달할 필요가 있으므로 열응동판에 대향하는 면적을 크게 감소시킬 수는 없다. 그러므로, 본 실시예에서는 슬릿을 T자 형상으로 함으로써 발열 저항체의 열응동판과의 대향 면적 감소를 다소 억제하면서 저항치의 상승을 기도한다.
도 1 내지 도 3, 및 도 5에서 보는 바와 같이, 지지체(6)의 다리부(6D)의 대체로 중앙부에는 거의 직사각형의 관통구(6F)(지지구멍에 해당)가 형성되어 있고, 상기 관통구(6F)에는 상기 발열 저항체(8)의 상기 돌출편부(8A)가 삽입되어 있다. 상기 돌출편부(8A)의 선단에는 고정편(15)이 용접 등에 의해 고착되어 있고, 이 때문에 돌출편부(8A)가 관통구(6F)로부터 빠지지 않게 된다. 상기 관통구(6F)의 짧은 변의 치수(도 5에서의 상하 방향의 폭 치수)는 상기 돌출편부(8A)의 두께 치수보다 길게 구성되어 있다. 또한, 상기 관통구(6F)의 상면부는 원호 형상을 이루고 있다. 또한, 상기 발열 저항체(8)의 돌출편부(8A)와 반대측 부분에는 노치부(8B)가 형성되어 있고 이 노치부(8B)에는 연결자(12)가 고정되어 있다. 상기 연결자(12)는 돌기부(12A)와 2개의 아암부(12B)를 갖고 있으며 상기 돌기부(12A)와 아암부(12B)의 사이에 열응동판(10)이 삽입되어 있다. 상기 아암부(12B)는 본 발명의 제1 당접부에 해당하고 상기 돌기부(12A)는 본 발명의 제2 당접부에 해당하는 것이다.
상기 돌기부(12A)와 상기 아암부(12B) 사이의 간극은 상기 열응동판(10)의 두께 치수보다도 크게 되어있다. 이 때문에, 열응동판(10)은 발열 저항체(8)에 대해 여유를 가진 상태로 연결된다.
도 1에서 보는 바와 같이, 일상에서는 상기 열응동판(10)은 연결자의 돌기부(12A)에 당접되어 발열 저항치(8)를 누른다. 이에 의해, 접점이 닫힌 상태로 된다. 이 때, 돌기부(12A)는 가동 접점(9A, 9B) 사이의 중앙을 지나 중심축 상에 위치하고 열응동판(10)과 1곳에서 당접하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 열응동판(10)의 누름력은 균등하게 접점에 가해진다.
한편, 도 4에 보는 바와 같이 상기 열응동판(10)의 반전동작은 상기 열응동판(10)은 연결자(12)의 두개의 아암부(12B)에 당접하여 발열 저항체(8)를 끌어당기고, 이에 의해 접점이 개방 상태로 된다. 이 때, 2개의 아암부(12B)는 가동 접점(9A, 9B) 사이의 중앙을 지나 중심축을 사이에 두고 좌우 대칭으로 위치하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 열응동판(10)을 반전시키는 힘은 각 아암부(12B)에 대하여 대체로 균등하게 가해진다. 따라서, 2개의 가동 접점(9A, 9B)은 경사없이 고정 접점(13A, 13B)으로부터 떨어지기 때문에 2쌍의 접점에 있어서 개방도가 불균등하게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한 이 때, 상기 만곡 돌기부(8P, 8Q)가 지지체(6)의 아암부(6G, 6H)에 당접하고 접점의 원하는 개방도가 유지되도록 한다.
또한, 본 실시예에서는 나사(16)가 접속편(7)의 단부를 통하여 열응동판(10)을 누르는 힘을 조정함으로써 열응동판(10)의 반전동작 온도를 교정할 수 있게 된다. 그래서, 상기 내부 프로텍터(1)는 덮개판(3)과 지지체(6)의 각각에 부품을 장착한 후에 지지체(6)의 다리부(6B, 6C, 6D)를 덮개판(3)에 고착하고 하우징(2)의 개구 단부에 덮개판(3)의 주변부를 고착함으로써 구성된다.
다음, 상기 내부 프로텍터(1)의 동작에 있어서 도 1, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7을 참조하면서 설명한다.
보호 대상이 되는 전동기가 정상적으로 운전할 때는, 내부 프로텍터(1)의 열응동판(10)은 동작온도 이하의 상태가 된다. 따라서, 도 1에서 보는 바와 같이, 발열 저항체(8)는 열응동판(10)의 누름력에 의해 아래로 눌려지고, 가동 접점(9A, 9B)은 고정 접점(13A, 13B)에 접촉된다. 이와 같이 접점이 닫힌 상태에서 내부 프로텍터(1)의 전류 경로는 금속판(4)과 도전 단자핀(5A, 5B) 사이의 전류 경로, 즉 금속판(4)-지지체(6)-도전체(11)-발열 저항체(8)-가동 접점(9A)(또는 (9B))-고정 접점(13A)(또는 (13B))-도전 단자핀(5A)(또는 (5B))과 같은 2개의 전류 경로와, 도전 단자핀(5A, 5B) 사이의 전류 경로, 즉, 도전 단자핀(5A)-고정 접점(13A)-가동 접점(9A)-발열 저항체(8)-가동 접점(9B)-고정 접점(13B)-도전 단자핀(5B) 와 같은 전류 경로로 구성된다.
또한, 관통구(6F) 내의 돌출편부(8A) 주변에 간극이 생기도록, 발열 저항체(8)는 미소한 각도로 경사질 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 도 6에서 보는 바와 같이, 2개의 고정 접점(13A, 13B)의 높이에 차이가 생길 때에도 고정 접점(13A, 13B) 에 대한 가동 접점(9A, 9B)의 누름력을 균등하게 할 수 있다.
또한, 접점이 닫힌 상태일 때는 열응동판(10)은 가동 접점(9A, 9B)을 지지점으로 하고 연결자(12)의 돌기부(12A)를 역점(力点)으로 하여 발열 저항체(8)를 누른다. 이 때문에, 발열 저항체(8)의 돌출편부(8A)는 관통구(6F)의 상면부에 항상 눌려져 있다 (도 5 참조). 또한, 관통구(6F)의 상면부를 원호 형태로 함으로써 발열 저항체(8)의 돌출편부(8A)는 그 중앙부에서 관통구(6F)의 상면부에 점접촉한다. 이 때문에, 발열 저항체(8)가 더욱 경사지기 쉽게 된다.
한편, 전동기의 과부하 운전이나 회전구속에 의한 전류의 증가에 수반하여 발열 저항체(8)의 발열량이 증가함으로써, 또한 전동압축기 내의 온도 상승에 의해 열응동판(10)이 소정의 동작온도에 도달함으로써, 상기 열응동판(10)은 반전동작한다. 그러면, 도 5에 보는 바와 같이 열응동판(10)에 의해 발열 저항체(8)가 끌어당겨져 가동 접점(9A, 9B)이 고정 접점(13A, 13B)으로부터 떨어진다. 이 결과 상술한 전류 경로는 완전히 개방된다.
또한, 상기 구성에 있어서 연결자(12)의 돌기부(12A)가 열응동판(10)에 당접함으로써 지지체(6)로부터 도전체(11)를 통하여 발열 저항체(8)에 이르는 전류 경로에, 지지체(6)로부터 열응동판(10) 및 연결자(12)를 통하여 발열 저항체(8)에 이르는 바이패스 전류 경로가 존재하게 된다. 그러나, 연결자(12)의 돌기부(12A)는 열응동판(10)에 점접촉하기 때문에 도전체(11)를 통과한 전류 경로에 비해 저항값이 크게 된다. 이 때문에, 바이패스 전류에 의한 발열은 문제가 되지 않는다. 특히, 발열 저항체(8)의 저항값을 큰 값으로 설정해야 할 때는 바이패스 전류의 비율이 증대하거나 필요에 따라 연결자(12)와 열응동판(10) 사이에 절연 시트 등을 삽입함으로써 바이패스 전류를 없앨 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 것으로 제1 실시예와 다른 경우를 설명한다. 도 9는 동작전류를 예를 들어 100A 정도의 작은 값으로 설정하는 경우의 발열 저항체(18)의 구성을 나타낸다. 도 9에서 보는 바와 같이, 발열 저항체(18)에는 T자형 슬릿(18F, 18G, 18H)에 더하여, 슬릿(18K, 18L, 18M)이 추가로 형성되어 있다. 이들 슬릿(18K, 18L, 18M)을 추가함으로써 발열 저항체(18)의 전류 경로가 더욱 좁아지고 저항치를 높일 수 있게 된다. 그래서, 이와 같은 구성에 의하여 발열 저항체(18)의 발열량을 증가시키고 또한 기계적 강도 및 열응동체의 대향면적이 크게 감소하지 않도록 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 것으로, 제1 실시예와 다른 경우를 설명한다. 제3 실시예에서는 발열 저항체(28)과 연결자를 일체로 구성하고 있다. 즉, 연결자는 발열 저항체(28)의 단부에 설치된 당접부(28A) (제1 당접부에 해당)와, 상기 당접부(28A)을 사이에 두고 대칭되는 부위에 설치된 1쌍의 아암부(28B) (제2 당접부에 해당)로 구성되어 있다. 이와 같은 구성에서도 제1 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고 예를 들면 다음과 같은 변형이 가능하다.
연결자(12)는 열응동판의 반전시에는 2곳에 당접하고 복귀시에는 1곳에서 당접하는 구조라면 도 2에 나타낸 아암부(12B)나 돌기부(12A) 등의 형상에 한정되어 있는 것은 아니고 여러가지 형상으로 할 수 있다.
상기 연결자의 제1 당접부와 제2 당접부 중 어느 한쪽은 발열 저항체와 일체로 구성되고 다른쪽을 발열 저항체와는 별개로 해도 된다.
도전체(11)는 구리선의 꼬임선에 한정되지 않고 예를 들면 얇은 구리판을 겹 쳐서 구성해도 된다.
상기 발열 저항체의 재질이나 치수는 서멀 프로텍터의 특성을 만족하도록 발열량이나 고온시의 강성 등에 따라 적절히 선택할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 서멀 프로텍터는 3상 전동기를 연소 손실로부터 보호하는 보호 장치로 적합하고 특히 큰 동작 전류에 대응 가능한 보호 장치로서 유용하다.

Claims (6)

  1. 설정 온도에 도달하면 반전동작하고, 상기 설정 온도를 밑돌면 복귀동작하는 열응동판에 의해 전류 경로를 개폐하는 서멀 프로텍터(thermal protector)에 있어서,
    개구부를 가진 금속제 하우징과, 2개의 관통구를 갖고 상기 개구부를 폐쇄하는 금속판과, 상기 관통구에 절연성 충전재를 통하여 삽통된 2개의 도전 단자핀을 포함하는 케이스와;
    상기 도전 단자핀의 상기 케이스 내에 돌출하는 단부에 고정된 2개의 고정 접점과;
    주요부 및 상기 주요부에 설치된 다리부 및 상기 다리부에 설치된 지지구멍을 구비하고 상기 다리부를 상기 금속판에 고착함으로써 상기 케이스 내에 배치된 지지체와;
    상기 금속판과 상기 지지체의 주요부 사이에 상기 금속판과 대체로 평행하게 배치되고, 그의 한 단부에 상기 지지구멍에 삽입된 돌출편부를 갖고 상기 돌출편부를 지점(支点)으로 하여 요동함으로써 상기 금속판과 접근, 이간되는 발열 저항체와;
    상기 발열 저항체 중 상기 고정 접점과 대향하는 부분에 고정된 2개의 가동 접점과;
    상기 발열저항체의 다른 단부에 설치되며 상기 열응동판의 반전 및 복귀동작 을 상기 발열 저항체에 전달하기 위한 연결자와;
    상기 지지체와 상기 발열 저항체를 전기적으로 접속하는 전도체를 구비하고,
    상기 열응동판은 상기 발열 저항체와 상기 지지체의 주요면 사이에 상기 발열 저항체와 대체로 평행하게 배치되고 양 단부 중 한 쪽은 상기 지지체에 고정되고 다른 쪽은 상기 연결자를 통하여 상기 발열 저항체에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프로텍터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열응동판은 상기 발열 저항체의 발열부분과 대체로 동일한 면적을 갖고 그의 중앙부를 프레스 성형함으로써 얕은 접시 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서멀 프로텍터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지체의 지지구멍은 상기 발열 저항체의 요동방향으로는 짧고 상기 요동방향과 직교하는 방향으로는 긴 직사각형으로 구성되고 상기 발열 저항체의 돌출편부의 폭 치수는 상기 지지구멍의 긴 변의 길이 치수와 대체로 동일하게 구성되고, 상기 돌출편부의 두께 치수는 상기 지지구멍의 짧은 변의 길이 치수보다도 작게 구성되는 것을 특징으로 하는 서멀 프로텍터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가동 접점과 상기 고정 접점이 접촉되어 있을 때 상기 돌출편부와 상기 지지구멍의 긴 면과는 점접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 서멀 프로텍터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 돌출편부와 접촉하는 상기 지지구멍의 긴 변은 상기 지지구멍의 내측으로 향하여 팽창하는 원호 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서멀 프로텍터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결자는 제1 및 제2 당접부를 구비하고,
    상기 제1 당접부는 상기 열응동판이 반전동작할 때 상기 2개의 가동 접점 사이의 중심선을 사이에 두고 대칭하는 2곳에서 상기 열응동판에 당접하고,
    상기 제2 당접부는 상기 열응동판이 복귀동작할 때 상기 2개의 가동 접점 사이의 중심선 상에 위치하는 1곳에서 상기 열응동판에 당접하는 것을 특징으로 하는 서멀 프로텍터.
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