KR101241629B1

KR101241629B1 - 열응동 개폐기

Info

Publication number: KR101241629B1
Application number: KR1020107028442A
Authority: KR
Inventors: 이사오 히가시카타
Original assignee: 가부시키가이샤 우부카타 세이사쿠쇼
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2013-03-11
Also published as: CN102047367B; JP5288292B2; KR20110018912A; MX2010012279A; EP2287876A1; JPWO2009144771A1; US8547196B2; WO2009144771A1; CA2725640A1; US20110095860A1; CN102047367A; BRPI0822640A2

Abstract

본 발명은 열응동판(29) 타단에 고착된 가동접점(30)과, 도전핀(22)에 퓨즈부(33B) 및 히터부(33A)를 가지는 도전체(33)를 통하여 도전적으로 접속되고, 가동접점(30)과 함께 1쌍의 개폐접점을 구성하는 고정접점(34)을 구비하며, 밀폐형 전동압축기(2) 내부의 전동기(5)에 흐르는 교류전류를 차단하는 용도로 이용되는 열응동 개폐기(1)에 있어서, 고정접점(34)을 당해 고정접점(34)과 밀폐용기(19)와의 사이에 배치된 전기절연성의 세라믹부재(32)에 고정한 것이다.

Description

열응동 개폐기{THERMALLY-ACTUATED SWITCH}

본 발명은 밀폐용기 내에 바이메탈 등의 열응동판을 이용한 접점개폐기구를 가지는 열응동 개폐기에 관한 것이다.

이런 종류의 열응동 개폐기는 일본 특허공보 제2519530호(선행기술문헌 1), 일본 특허공개공보 평성10년 제144189호(선행기술문헌 2) 등에 개시되어 있다. 이들에 기재된 열응동 개폐기는 어느 것도 금속제의 하우징과 덮개판으로 이루어지는 밀폐용기의 내부에 소정의 온도로 그 만곡방향을 반전시키는 열응동판을 구비하고 있다. 이 밀폐용기 내부에는 지지체를 통하여 고정접점이 취착(取着)되어 있다. 또, 열응동판의 일단은 지지체를 통하여 밀폐용기의 내면에 접속고착되어 있으며, 열응동판의 타단에는 가동접점이 고착되고, 상기 고정접점과 함께 개폐접점을 구성하고 있다.

이와 같은 열응동 개폐기는, 예를 들면 일본 특허공보 제3010141호(선행기술문헌 3)에 개시되어 있는 바와 같이, 밀폐형 전동압축기의 밀폐하우징 내에 장착되어, 압축기용 전동기의 서멀 프로텍터로서 이용된다. 이 경우, 도전단자핀 또는 덮개판에 전동기의 각 권선(捲線)이 접속된다. 밀폐형 전동압축기 내부의 냉매가 비정상인 고온으로 되었을 때, 혹은, 전동기에 비정상인 전류가 흘렀을 때 등에 열응동판이 반전하여 접점 사이가 개방되고, 온도가 소정값 이하로 저하하면 다시 접점 사이가 닫혀 통전(通電)상태가 된다.

일본 특허공보 제2519530호 일본 특허공개공보 평성10년 제144189호 일본 특허공보 제3010141호 일본 특허공개공보 평성5년 제321853호

이 열응동 개폐기는 압축기가 조립된 냉동기나 공조기 등이 그 제품수명을 다할 때까지 상기 이상이 발생할 때마다 접점 사이를 개방하는 것이 필요하게 된다. 특히, 전동기의 회전자가 구속된 상태에서 전동기를 구동했을 때 혹은 전동기의 권선 사이에 단락이 발생했을 때 등에는 전동기의 정격전류를 훨씬 넘는 전류를 차단하는 것이 필요하게 된다. 이러한 유도성이 큰 전류를 접점의 개방에 의해 차단하면, 접점 사이에 아크가 발생하고, 그 열에 의해 접점의 표면이 손상된다. 그리고, 접점개폐의 보증동작 회수를 넘으면, 접점이 용착(溶着)하여 개리(開離)불능이 되는 경우가 있다.

따라서, 접점의 용착이 일어났을 때에도 전로(電路)를 차단하여 이차적인 이상발생을 방지할 수 있도록 전로의 일부를 과대한 전류에 의해 용단(溶斷)하는 퓨즈부를 가지는 히터로 구성하여(선행기술문헌 1, 2 참조), 이중의 안전보호대책을 시행할 필요가 있다.

한편, 열응동 개폐기는 냉매온도의 변화를 검지가 용이하도록 밀폐형 전동압축기의 밀폐하우징의 내측에 장착되는 것이 많다(선행기술문헌 3 참조). 그러나, 특히 소용량의 밀폐형 전동압축기에서는 전기절연성을 확보하는 것을 고려하여 열응동 개폐기의 장착위치나 장착방법을 결정할 필요가 있고, 제조공정이 복잡하게 됨과 아울러 비용이 든다. 이 때문에, 열응동 개폐기는 소용량의 밀폐형 전동압축기용의 서멀 프로텍터로서는 채용되기 어렵다.

그래서, 열응동 개폐기를 밀폐형 전동압축기의 하우징에 기밀(氣密)하게 고정된 기밀도전단자에 일체적으로 설치하는 구성이 고려되고 있다. 이 경우, 예를 들면 일본 특허공개공보 평성5년 제321853호(선행기술문헌 4)의 도 11에 나타내는 바와 같이, 기밀도전단자에 기밀하게 고정된 복수의 도전단자핀의 1개에 열응동 개폐기의 개폐접점을 배치한다. 또, 상기와 같은 퓨즈부를 가지는 히터를 고정접점을 지지하는 지지체로서 구성한다. 이것에 의해, 열응동 개폐기를 소형화할 수 있고, 소용량의 밀폐형 전동압축기용의 서멀 프로텍터로서 채용할 수 있다.

그렇지만, 퓨즈부를 가지는 히터를 고정접점을 지지하는 지지체로 한 구성에서는 퓨즈부가 과대한 전류에 의해서 용단되면, 고정접점을 지지하지 못하게 된다. 그리고, 밀폐용기 내를 이동 가능하게 된 고정접점이 당해 밀폐용기에 접촉하여 전로를 형성해 버릴 우려가 있다.

본 발명의 목적은 고정접점을 지지하는 퓨즈부가 용단되었더라도 고정접점이 밀폐용기에 접촉해 버리는 것을 방지할 수 있는 열응동 개폐기를 제공하는 것이다.

본 발명은, 저부(底部)를 가지는 통 모양으로 형성된 금속제의 하우징과 그 개구단에 기밀하게 고착된 덮개판으로 구성되는 밀폐용기와, 상기 덮개판에 형성된 관통구멍에 삽입통과되어 전기절연성의 충전재에 의해서 기밀하게 고정된 도전단자핀과, 상기 하우징의 저부에 형성된 관통구멍에 삽입통과되어 전기절연성의 충전재에 의해서 기밀하게 고정된 도전핀과, 상기 밀폐용기 내에서 일단이 상기 도전단자핀에 도전적으로 접속고정되고, 접시 모양으로 드로잉(drawing)되어 소정의 온도로 그 만곡방향이 반전하는 열응동판과, 상기 열응동판의 타단에 고착된 가동접점과, 상기 밀폐용기 내에서 상기 도전핀에 퓨즈부 및 히터부를 가지는 도전체를 통하여 도전적으로 접속되고, 상기 가동접점과 함께 1쌍의 개폐접점을 구성하는 고정접점을 구비하며, 밀폐형 전동압축기 내부의 전동기에 흐르는 교류전류를 차단하는 용도로 이용되는 열응동 개폐기에 있어서, 상기 고정접점은 당해 고정접점과 상기 밀폐용기와의 사이에 배치된 전기절연성의 세라믹부재에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 덮개판을 상기 밀폐형 전동압축기의 케이스에 기밀하게 고정된 기밀도전단자의 일부로 구성하고, 상기 밀폐용기를 상기 밀폐형 전동압축기의 상기 케이스 내부에 설치하면 된다.

또한, 상기 세라믹부재를 상기 밀폐용기 내를 상기 도전핀의 축방향을 따라서 이동 가능하게 배치하고, 상기 하우징의 저면 중 상기 도전핀을 사이에 둔 길이방향의 양단을 초기형상으로부터 상기 도전핀의 축방향으로 변형시킴으로써, 동작온도를 교정 가능하게 구성하면 된다.

또한, 상기 하우징을 상기 도전핀의 축방향에 대략 직교하는 방향으로 긴 타원 모양으로 형성하고, 상기 세라믹부재를 상기 하우징의 내주면에 따른 타원 모양으로 형성하면 된다.

또한, 상기 세라믹부재에 타원 환상의 외주벽부로 둘러싸인 오목부를 형성하고, 상기 도전체를 상기 세라믹부재의 외주벽부보다도 내측에 타원 환상으로 형성하며, 상기 고정접점을 상기 오목부 내에서 상기 도전체의 타단에 취착(取着)한 다음 상기 세라믹부재에 고정하면 된다.

본 발명의 열응동 개폐기에 의하면, 고정접점을 지지하는 퓨즈부가 용단되었더라도 고정접점과 밀폐용기와의 사이에 배치된 전기절연성의 세라믹부재에 의해서, 고정접점이 밀폐용기에 접촉해 버리는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 열응동 개폐기 및 그 주변의 구성을 나타내는 종단 측면도이다.
도 2는 덮개판 어셈블리 및 하우징 어셈블리의 구성을 나타내는 종단 측면도이다.
도 3은 덮개판 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 4는 덮개판 어셈블리 및 그 주변의 저면도이다.
도 5는 하우징 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 6은 하우징 어셈블리의 평면도이다.
도 7은 밀폐형 전동압축기의 일례를 나타내는 종단 측면도이다.

본 발명의 일실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 7은 본 발명의 열응동 개폐기(1)를 구비한 가로형 스크롤식 밀폐형 전동압축기(2)의 일례를 나타내는 종단 측면도이다. 이 밀폐형 전동압축기(2)는 금속제의 압축기 하우징(3) 전체가 압축 후의 토출냉매통로가 되는 소위 고압하우징 타입인 것이다. 압축기 하우징(3)은 양단이 개방된 중앙부(3A)와, 중앙부(3A)의 일단 측(도 7에서는 좌측)을 기밀하게 덮는 하우징 엔드(3B)와, 중앙부(3A)의 타단 측(도 7에서는 우측)을 기밀하게 덮는 하우징 엔드(3C)의 3개의 부분으로 구성되어 있다.

압축기 하우징(3)의 내부에는 스크롤 압축기(4) 및 전동기(5)가 수납되어 있다. 스크롤 압축기(4)는 압축기 하우징(3)의 중앙부(3A) 내에서 하우징 엔드(3B) 측에 배치되어 있고, 전동기(5)는 압축기 하우징(3)의 중앙부(3A) 내에서 하우징 엔드(3C) 측에 배치되어 있다. 스크롤 압축기(4)는 고정스크롤(4A)과 가동스크롤(4B)로 이루어지고, 가동스크롤(4B)은 크랭크(6)와 구동축(7)을 통하여 전동기(5)에 의해서 구동된다.

압축기 하우징(3)의 상부에는 흡입관(8) 및 토출관(9)이 설치되어 있다. 흡입관(8)은 압축기 하우징(3)의 스크롤 압축기(4) 측 부분을 관통하여 기밀하게 고정되고 있음과 아울러, 고정스크롤(4A)에 접속되어 스크롤 압축기(4) 내에 흡입냉매를 공급한다. 토출관(9)은 압축기 하우징(3)의 전동기(5) 측 부분(도 7에서는 전동기(5)보다도 우측 부분)을 관통하여 기밀하게 고정되어 있다. 스크롤 압축기(4)에 의해 압축된 냉매는 도 7 중에 화살표로 나타내는 바와 같이 압축기 하우징(3) 내를 통과하여, 토출관(9)으로부터 냉동유니트(도시생략)에 공급된다.

압축기 하우징(3)(이 경우, 하우징 엔드(3C)에 의해 구성된 부분)에는 관통구멍(3D)이 형성되어 있고, 이 관통구멍(3D)에는 압축기 하우징(3)의 내부와 외부를 전기적으로 접속하기 위한 기밀도전단자(10)가 기밀하게 고착되어 있다. 열응동 개폐기(1)는 이 기밀도전단자(10)를 구성하는 바닥이 있는 통 모양의 금속판(11)의 내측(압축기 하우징(3)의 내측)에 설치되어 있다.

다음으로, 열응동 개폐기(1)의 구성에 대해서 도 1 내지 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 1은 열응동 개폐기(1) 및 그 주변의 구성을 나타내는 종단 측면도이다.

기밀도전단자(10)의 금속판(11)에는 기밀도전단자(10)의 바깥쪽(압축기 하우징(3)의 바깥쪽, 도 1에서는 위쪽)으로 돌출하는 복수(이 경우, 3개)의 원형 통 모양의 관통구멍(11A ~ 11C)이 버링(burring)가공에 의해서 형성되어 있다. 이들 관통구멍(11A ~ 11C)에는 도전단자핀(12 ~ 14)이 관통되어 있고, 이들 도전단자핀(12 ~ 14)은 열팽창 계수를 고려한 유리 등의 전기절연성의 충전재(15)에 의해서, 주지의 콤프레션(compression) 타입의 허메틱 씰(hermetic seal)에 의해 기밀하게 절연고정되어 있다. 이 경우, 관통구멍(11A ~ 11C)을 기밀도전단자(10)의 바깥쪽으로 돌출시킨 것에 의해, 당해 관통구멍(11A ~ 11C)의 내부에 충전되는 충전재(15)의 두께가 확보되도록 되어 있다.

충전재(15)에는 연면방전(沿面放電)에 대한 전기적 강도나 스퍼터(sputter)에 대한 내열성 등의 물리적 강도를 고려한 형상의 세라믹스, 지르코니아(zirconia)(산화지르코늄) 등으로 이루어지는 내열성 무기절연부재(16)가 틈새 없이 밀착고정되어 있다. 이 경우, 내열성 무기절연부재(16)는 중앙부에 도전단자핀(12 ~ 14)을 삽입통과시키기 위한 삽통(揷通)구멍(16A)을 가지는 링 형상으로 되어 있다. 또, 기밀도전단자(10)의 바깥쪽에 배치된 내열성 무기절연부재(16)는 연면거리를 확보하기 위해서, 그 주연부(周緣部)가 바깥쪽으로 잘라 세워져 있다.

이들 내열성 무기절연부재(16)에 의해, 도전단자핀(12 ~ 14)과 금속판(11)과의 사이의 절연내력을 향상시킬 수 있고, 도전단자핀(12 ~ 14)과 금속판(11)과의 사이에서의 아크발생이나 전이, 또는, 도전단자핀(12 ~ 14) 사이에서의 아크발생이나 전이를 방지할 수 있다. 또한, 기밀도전단자(10)의 안쪽에 배치된 내열성 무기절연부재(16)는 중앙부에 삽통구멍(16A)을 가지는 평탄한 링 형상으로 되어 있다. 또, 도전단자핀(14)을 절연고정하는 충전재(15)의 기밀도전단자(10) 내부 측에는 열응동 개폐기(1)가 배치되기 때문에, 내열성 무기절연부재(16)는 배치되어 있지 않다.

도전단자핀(12 ~ 14) 중 도전단자핀(12, 13)의 단부(12A, 13A)(압축기 하우징(3) 내부 측의 단부)는 압축기 하우징(3)의 내부 측에서 소켓(17)(도 7 참조)에 삽입되어 있다. 이 소켓(17)은 리드선(18) 등을 통하여 전동기(5)의 코일(도시생략)에 접속되어 있다. 한편, 도전단자핀(14)의 단부(14A)(압축기 하우징(3) 내부 측의 단부)는 열응동 개폐기(1)의 밀폐용기(19) 내에 위치하고 있다.

열응동 개폐기(1)의 밀폐용기(19)는 저부를 가지는 단면 타원 통 모양으로 형성된 금속제의 하우징(20)과, 그 개구단에 링 프로젝션(ring projection) 용접 등을 이용하여 기밀하게 고착된 덮개판부(21)로 구성되어 있다. 이 경우, 하우징(20)은 철판 등을 프레스에 의해 드로잉하여 만들어져 있고, 후술하는 도전핀(22)의 축방향(도 1에서는 상하방향)에 대략 직교하는 방향(도 1에서는 좌우방향)에 긴 타원 모양으로 형성되며, 전체적으로 긴 돔(dome) 형상을 이루고 있다(도 5 참조). 또, 하우징(20)의 길이방향의 양단부는 길이방향에 단면 반원 형상으로 돌출하도록 성형되고 있다. 덮개판부(21)는 기밀도전단자(10)의 금속판(11)의 일부(관통구멍(11C)의 주변 부분)로 구성되어 있다. 이 경우, 덮개판부(21)(덮개판부(21)를 포함하는 금속판(11)의 전체)는 하우징(20)보다도 두껍게 형성되어 있다.

하우징(20)의 저부(밀폐용기(19)의 저부)에는 열응동 개폐기(1)의 바깥쪽(압축기 하우징(3)의 안쪽)으로 돌출하는 원형 통 모양의 관통구멍(20A)이 버링가공에 의해서 형성되어 있다. 관통구멍(20A)에는 도전핀(22)이 관통되어 있고, 이 도전핀(22)은 충전재(15)에 의해서 기밀하게 절연고정되어 있다. 또, 충전재(15)에는 중앙부에 도전핀(22)을 삽입통과시키기 위한 삽통구멍(16A)을 가지는 링 형상의 내열성 무기절연부재(16)가 틈새 없이 밀착고정되어 있다. 이것에 의해, 도전핀(22)과 하우징(20)과의 사이의 절연내력을 향상시킬 수 있음과 아울러, 도전핀(22)과 하우징(20)과의 사이에서의 아크발생이나 전이를 방지할 수 있다. 도전핀(22)의 단부(22A)는 열응동 개폐기(1)의 밀폐용기(19) 내에 위치하고 있다. 도전핀(22)의 단부(22B)(압축기 하우징(3) 내부 측의 단부)는 소켓(17)에 삽입되어 있으며, 당해 소켓(17)을 통하여 전동기(5)에 접속되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 열응동 개폐기(1)는 덮개판 어셈블리(23)와 하우징 어셈블리(24)로 구성되어 있다.

이 중 덮개판 어셈블리(23)는 덮개판 서브 어셈블리(23A)와, 가동접점 어셈블리(25)로 구성되어 있다. 덮개판 서브 어셈블리(23A)는 기밀도전단자(10)의 금속판(11)에 형성된 관통구멍(11C)에 도전단자핀(14)이 충전재(15)에 의해서 기밀하게 관통 고정된 구성으로 되어 있다. 가동접점 어셈블리(25)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 세라믹부재(26)와, 금속제의 베이스 플레이트(27)와, 금속제의 지지체(28)와, 열응동판(29)과, 가동접점(30)으로 구성되어 있다.

세라믹부재(26)는 하우징(20)의 내주면에 따른 타원 모양으로 형성되어 있고, 중앙부에 도전단자핀(14)을 삽입통과시키는 삽통구멍(26A)을 가지고 있다. 또, 세라믹부재(26)는 당해 세라믹부재(26)의 외주부에 따른 타원 환상의 외주벽부(26B)와, 당해 외주벽부(26B)로 둘러싸인 타원 모양의 오목부(26C)를 가지고 있다. 또, 외주벽부(26B)의 길이방향의 양단부에는 길이방향으로 절개된 노치부(26D, 26E)가 형성되어 있다.

베이스 플레이트(27)는 세라믹부재(26)의 오목부(26C)의 대략 전체를 덮는 타원 모양으로 형성되어 있다. 도전단자핀(14)의 단부(14A)는 세라믹부재(26)를 통하여 베이스 플레이트(27)의 중앙부에 용접 등에 의해서 접속고정되어 있다. 또, 베이스 플레이트(27)의 길이방향의 양단부에는 길이방향으로 돌출한 돌출부(27A, 27B)가 형성되어 있다. 이들 돌출부(27A, 27B)는 세라믹부재(26)의 노치부(26D, 26E)에 각각 끼워 넣어지도록 되어 있다.

지지체(28)는 길이방향으로 연장하는 용접부(28A)와, 길이방향과 직교하는 방향으로 연장해 용접부(28A)보다도 폭이 넓게 되는 용접부(28B)를 가진다. 용접부(28B)는 용접부(28A)에 대해서 아래쪽을 향하여 약간 경사지게 마련되어 있다. 용접부(28A)는 베이스 플레이트(27)의 돌출부(27A)에 용접에 의해 고착되며, 용접부(28B)는 열응동판(29)의 일단부에 용접에 의해 고착된다. 이 경우, 용접부(28A)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 베이스 플레이트(27)에서 당해 용접부(28A)를 사이에 두는 2점(P, Q)과 용접부(28A)와의 사이에 전류를 흘림으로써 용접된다.

열응동판(29)은 전체적으로 대략 타원 모양으로 형성되어 있고, 그 일단부가 잘라내져 길이방향과 직교하는 방향으로 연장하는 직선부로 되어 있다. 이 직선부의 근방 부분은 상기 용접부(28B)에 용접되는 부분으로 되어 있다. 이 열응동판(29)은 바이메탈(bimetal)이나 트리메탈(trimetal) 등의 열에 의해서 변형하는 부재를 얕은 접시 모양으로 드로잉함으로써, 소정의 온도에 이르면 그 만곡방향이 급속(snap action) 반전하게 되어 있다. 또, 열응동판(29)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 세라믹부재(26)의 외주벽부(26B)와의 사이에 틈새를 가지고 배치된다.

가동접점(30)은 열응동판(29)의 타단부에 용접에 의해 고착되어 있다. 이 가동접점(30)은 산화 금속을 포함하는 접점이며, 그 형상은 원반 모양이고, 접점 표면은 약간 볼록 곡면(구면(球面))을 이루고 있다.

이와 같은 부재로 이루어지는 덮개판 어셈블리(23)는 다음과 같이 하여 조립할 수 있다.

우선, 세라믹부재(26)를 그 삽통구멍(26A)에 도전단자핀(14)을 삽입통과시킨 상태에서 덮개판부(21)(기밀도전단자(10)의 금속판(11) 중 도전단자핀(14)이나 충전재(15)를 포함하는 부분)에 대향하여 배치한다. 다음으로, 베이스 플레이트(27)를 세라믹부재(26)의 오목부(26C) 내에 배치함과 아울러, 그 중앙부를 도전단자핀(14)의 단부(14A)에 용접한다. 그리고, 가동접점(30)을 용접한 열응동판(29)의 직선부 근방에 지지체(28)의 용접부(28B)를 용접하고, 이 지지체(28)를 통하여 열응동판(29)을 베이스 플레이트(27)에 용접한다. 이것에 의해, 덮개판부(21)와 가동접점 어셈블리(25)로 이루어지는 덮개판 어셈블리(23)가 조립된다. 본 실시예에서는, 열응동판(29)은 지지체(28)를 통하여 베이스 플레이트(27)에 용접 고정되어 있지만, 열응동판(29)의 특성에 실질적으로 영향을 주지 않는 것이면, 열응동판(29)을 베이스 플레이트(27)에 직접 고정해도 된다.

이어서, 하우징 어셈블리(24)에 대해서 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 하우징 어셈블리(24)는 하우징 서브 어셈블리(24A)와, 그 내부에 수용된 고정접점 어셈블리(31)로 구성되어 있다. 하우징 서브 어셈블리(24A)는 하우징(20)에 형성된 관통구멍(20A)에 도전핀(22)이 충전재(15)에 의해서 기밀하게 관통 고정된 구성으로 되어 있다. 고정접점 어셈블리(31)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 전기절연성의 세라믹부재(32)와, 금속제의 도전체(33)와, 고정접점(34)과, 금속제의 홀더(35)로 이루어지고, 고정접점(34)을 구비한 도전체(33)를 홀더(35)에 의해서 세라믹부재(32)에 고정한 구성으로 되어 있다.

세라믹부재(32)는 하우징(20)의 내주면에 따른 타원 모양으로 형성되어 있고, 중앙부에 도전핀(22)을 삽입통과시키는 삽통구멍(32A)을 가지고 있다. 삽통구멍(32A)은 도전핀(22)보다도 큰 지름으로 되어 있으며, 이것에 의해, 세라믹부재(32)는 하우징(20)(밀폐용기(19)) 내를 도전핀(22)의 축방향을 따라서 이동 가능하게 배치되도록 되어 있다. 또, 세라믹부재(32)는 당해 세라믹부재(32)의 외주부에 따른 타원 환상의 외주벽부(32B)와, 당해 외주벽부(32B)로 둘러싸인 오목부(32C)를 가지고 있다. 오목부(32C)의 일단 측(도 5에서는 좌측)에는 길이방향으로 절개된 노치부(32D)가 형성되어 있다. 한편, 오목부(32C)의 타단 측(도 5에서는 우측)에는 당해 오목부(32C)의 내측을 향하여 원호 모양으로 연장해 나가는 계단부(32E)가 형성되어 있고, 이 계단부(32E)의 대략 중앙부에는 후술하는 홀더(35)의 돌기부(35A)를 삽입할 수 있는 삽입구멍(32F)이 형성되어 있다.

이 세라믹부재(32)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 그 측둘레부의 대략 전역(길이방향의 양단부 이외의 부분)이 하우징(20)의 내주면에 맞닿아 배치되도록 되어 있고, 당해 하우징(20)의 내주면으로 규제되어 하우징(20)(밀폐용기(19)) 내에서 회전할 수 없게 배치된다. 이 경우, 세라믹부재(32)의 길이방향 양단부와 하우징(20)의 길이방향 양단부의 내주면과의 사이에는 공간(R, S)이 형성된다.

도전체(33)는 히터부(33A)와 퓨즈부(33B)를 일체적으로 가지고 있다. 히터부(33A)는 세라믹부재(32)의 외주벽부(32B)보다도 작은 타원 환상으로 형성되어 있고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 당해 세라믹부재(32)의 오목부(32C)의 내측에서 외주벽부(32B)와의 사이에 틈새를 가지고 배치되어 있다. 이 히터부(33A)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 덮개판 어셈블리(23)에 하우징 어셈블리(24)를 조립한 상태에서 열응동판(29)과 대략 평행하게 배치되게 되어 있으며, 히터부(33A)에 의한 발열이 열응동판(29)에 효율 좋게 전달되도록 되어 있다.

퓨즈부(33B)는 히터부(33A)의 일단부로부터 당해 히터부(33A)의 중앙부를 향하여 연장하고 있고, 그 선단부가 도전핀(22)의 단부(22A)에 용접에 의해 접속고정된다. 이것에 의해, 퓨즈부(33B)는 도전단자핀(14)과 도전핀(22)과의 사이에 형성되는 전로(이 경우, 도전단자핀(14), 베이스 플레이트(27), 지지체(28), 열응동판(29), 가동접점(30), 고정접점(34), 도전체(33) 및 도전핀(22)으로 이루어지는 전로)의 일부를 구성한다. 또, 퓨즈부(33B)는 그 단면적이 히터부(33A)보다도 작게 되어 있다.

고정접점(34)은 도전체(33)의 타단부에서 가동접점(30)과 대향하는 위치에 용접에 의해 고착되어 있다. 이 고정접점(34)은 산화 금속을 포함하는 접점이며, 그 형상은 원반 모양이고, 접점 표면은 약간 볼록 곡면(구면)을 이루고 있다.

홀더(35)는 바닥이 있는 원형 통 모양의 돌기부(35A)와 당해 돌기부(35A)의 개구단의 주위에 환상으로 형성된 플랜지부(35B)를 가지고 있다. 이 홀더(35)는 세라믹부재(32)의 삽입구멍(32F) 내에 이면 측으로부터 삽입되고, 그 돌기부(35A)에 도전체(33)의 타단부가 용접된다. 이것에 의해, 도전체(33)의 타단부에 용접된 고정접점(34)이 세라믹부재(32)의 타단부(계단부(32E)의 상부)에 고정되도록 되어 있다.

이와 같은 부재로 이루어지는 하우징 어셈블리(24)는 다음과 같이 하여 조립할 수 있다.

우선, 타단부에 고정접점(34)을 용접에 의해서 장착한 도전체(33)를 세라믹부재(32)의 오목부(32C) 내에 배치한다. 다음으로, 도전체(33)의 타단부에 세라믹부재(32)의 이면 측으로부터 홀더(35)를 용접함으로써, 고정접점(34)을 세라믹부재(32)의 타단부에 고정한다. 이와 같이 고정접점(34)이 고정된 세라믹부재(32)를 그 삽통구멍(32A)에 도전핀(22)을 삽입통과시킨 상태에서 하우징(20) 내에 배치한다. 그리고, 도전체(33)의 퓨즈부(33B)에 형성된 원형 모양의 선단부(33C)를 도전핀(22)의 단부(22A)에 용접한다. 이것에 의해, 하우징(20)과 고정접점 어셈블리(31)로 이루어지는 하우징 어셈블리(24)가 조립된다. 이 하우징 어셈블리(24)에서 고정접점(34)은 도전핀(22)에 대하여 퓨즈부(33B)에 의해서 간접적으로 지지된 상태로 되어 있다. 또, 세라믹부재(32)의 오목부(32C)의 상면과 도전체(33)와의 사이에는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 공간(T)이 형성된다.

열응동 개폐기(1)는 덮개판 어셈블리(23)의 덮개판부(21)와 하우징 어셈블리(24)의 하우징(20)의 개구단을 소정압의 가스를 봉입(封入)하면서 기밀하게 용접함으로써 조립된다. 이와 같이 조립된 열응동 개폐기(1)에서 세라믹부재(26)는 가동접점(30)과 밀폐용기(19)(특히, 덮개판부(21), 하우징(20)의 개구단 주변 부분)와의 사이에 배치된다. 또, 세라믹부재(32)는 고정접점(34)과 밀폐용기(19)(특히, 하우징(20)의 저부 및 그 주변 부분)와의 사이에 배치된다.

또, 열응동 개폐기(1)의 내부에서 도전단자핀(14)과 도전핀(22)과의 사이에는 가동접점(30)과 고정접점(34)으로 이루어지는 개폐접점이 형성된다. 그리고, 밀폐형 전동압축기(2) 내부의 냉매가 비정상인 고온이 되었을 때, 혹은, 전동기(5)에 비정상인 전류가 흘렀을 때 등에 열응동판(29)이 반전하여 접점(30, 34) 사이가 개방되어 전동기(5)로의 급전을 차단한다. 또, 냉매의 온도 혹은 전동기(5)의 전류값이 소정값 이하로 저하하여 열응동 개폐기(1)의 내부 온도가 저하하면, 다시 접점(30, 34) 사이가 닫혀 전동기(5)로의 통전상태가 된다.

제어대상기기인 스크롤 압축기(4)의 통상 운전시에는 전동기(5)의 운전전류로 퓨즈부(33B)가 용단되지 않는다. 또, 전동기(5)가 구속(拘束)상태가 되었을 때에는 히터부(33A)로부터 발생하는 열에 의해서 단시간에 열응동판(29)이 반전해 접점(30, 34) 사이를 개방하기 때문에, 이 경우도 퓨즈부(33B)가 용단되지 않는다. 열응동 개폐기(1)가 장기간에 걸쳐 접점(30, 34)의 개폐를 반복해 보증동작 회수를 넘으면, 가동접점(30)과 고정접점(34)이 용착하여 개리불능이 되는 경우가 있다. 이 경우에 전동기(5)의 회전자가 구속되면, 과대한 전류에 의해 퓨즈부(33B)의 온도가 상승하고 곧 용단에 이르기 때문에, 전동기(5)에의 통전을 확실히 차단할 수 있다.

다음으로, 열응동 개폐기(1)의 조립 후에서의 열응동판(29)의 반전동작온도의 교정공정에 대해서 설명한다.

열응동판(29)은 그 자체의 특성의 편차, 드로잉으로 발생하는 가공편차 등에 의해, 드로잉 후의 곡선형상에 편차가 발생한다. 또, 덮개판 어셈블리(23) 및 하우징 어셈블리(24)의 제작시 및 열응동 개폐기(1)의 조립시에 용접 등에 기인하는 형상이나 치수편차가 발생한다. 또한, 덮개판 어셈블리(23) 및 하우징 어셈블리(24)를 구성하는 각 부재의 형상에 대해서도 각각 약간의 편차가 있다. 이 때문에, 개폐접점을 구성하는 가동접점(30)과 고정접점(34)과의 접촉압력(접점압)을 조정하여, 상기 열응동판(29)의 반전동작온도를 소망의 규정값으로 교정할 필요가 있다.

이 교정공정에서는 규정의 반전동작온도로 유지된 오일 중에서 열응동판(29)이 반전동작할 때까지 하우징(20)(밀폐용기(19)) 저면의 교정부(20B)(하우징(20)의 저면 중 도전핀(22)을 사이에 둔 길이방향의 양단부, 도 1 참조)를 초기형상으로부터 도전핀(22)의 축방향으로 변형시킨다. 이 경우, 하우징(20)의 교정부(20B)를 당해 하우징(20)의 외측으로부터 찌그러뜨려 변형한다(변형 온도 조절).

이와 같이 하우징(20) 저면의 양단부(교정부(20B))를 도전핀(22)의 축방향으로 변형시킴으로써, 세라믹부재(32)와 함께 고정접점(34)의 위치가 도전핀(22)의 축방향을 따라서 평행이동하고, 열응동판(29)의 반전동작온도가 교정되도록 되어 있다. 이 경우, 세라믹부재(32)의 오목부(32C)의 상면과 도전체(33)와의 사이에 공간(T)이 형성되어 있기 때문에, 교정 후에 도전체(33)의 일단부와 도전핀(22)의 단부(22A)와의 사이에 아래쪽으로 경사진 상태가 되는 퓨즈부(33B)가 세라믹부재(32)(특히 오목부(32C)의 상면)에 접촉하기 어렵게 되어 있다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시예의 열응동 개폐기(1)에 의하면, 고정접점(34)은 당해 고정접점(34)과 밀폐용기(19)와의 사이에 배치된 전기절연성의 세라믹부재(32)에 고정되어 있다. 이것에 의해, 고정접점(34)을 간접적으로 지지하는 퓨즈부(33B)가 과대한 전류에 의해서 용단되었더라도 세라믹부재(32)에 의해서, 고정접점(34)이 밀폐용기(19)에 접촉해 버리는 것을 방지할 수 있다.

또, 덮개판부(21)는 밀폐형 전동압축기(2)의 케이스(압축기 하우징(3))에 기밀하게 고정된 기밀도전단자(10)의 일부로 구성되고, 열응동 개폐기(1)의 밀폐용기(19)는 그 압축기 하우징(3) 내부에 설치되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 기밀도전단자(10)와 열응동 개폐기(1)를 일체화함으로써, 종래 필요했던 열응동 개폐기(1)의 장착작업을 생략할 수 있고, 기밀도전단자(10)의 외부에서의 접속작업의 수고를 생략할 수 있다. 또, 열응동 개폐기(1)와 기밀도전단자(10)와의 접속 부분을 압축기 하우징(3)의 내부에 배치함으로써, 열응동 개폐기(1), 또한, 밀폐형 전동압축기(2)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 열응동 개폐기를 밀폐형 전동압축기(2)의 외부에 배치한 구성에서는, 당해열응동 개폐기는 전동기(5)에 흐르는 전류에 의해서만 동작한다. 이것에 대해서, 본 실시예의 열응동 개폐기(1)는 밀폐형 전동압축기(2)의 내부에 배치되어 있기 때문에, 전동기(5)에 흐르는 전류뿐만 아니라 밀폐형 전동압축기(2) 내부의 냉매의 온도에 의해서도 동작하게 되어, 보다 정밀도가 좋은 서멀 프로텍터로서 기능시킬 수 있다.

세라믹부재(32)는 열응동 개폐기(1)의 밀폐용기(19) 내를 도전핀(22)의 축방향을 따라서 이동 가능하게 배치되어 있다. 그리고, 열응동 개폐기(1)는 하우징(20) 저면의 교정부(20B)를 초기형상으로부터 도전핀(22)의 축방향으로 변형시킴으로써, 동작온도가 교정 가능하게 되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 교정부(20B)를 초기형상으로부터 도전핀(22)의 축방향으로 변형시킴으로써, 세라믹부재(32)와 함께 고정접점(34)의 위치를 평행이동 시키면서, 동작온도를 교정할 수 있다. 이것에 의해, 교정에 수반하는 가동접점(30)에 대한 고정접점(34)의 각도의 편차가 생기기 어려워져, 보다 정밀도 좋게 동작온도를 교정할 수 있다.

하우징(20)은 도전핀(22)의 축방향에 대략 직교하는 방향으로 긴 타원 모양으로 형성되고, 세라믹부재(32)는 하우징(20)의 내주면에 따른 타원 모양으로 형성되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 세라믹부재(32)가 하우징(20)의 내주면에 규제되어 밀폐용기(19) 내에서 회전할 수 없게 된다. 이것에 의해, 퓨즈부(33B)가 용단되었더라도 당해 세라믹부재(32)와 함께 고정접점(34)도 회전할 수 없게 되어, 고정접점(34)이 밀폐용기(19)에 한층 접촉하기 어려워진다.

세라믹부재(32)는 타원 환상의 외주벽부(32B)로 둘러싸인 오목부(32C)를 가진다. 도전체(33)는 세라믹부재(32)의 외주벽부(32B)보다도 내측에 타원 환상으로 형성되어 있다. 고정접점(34)은 오목부(32C) 내에서 도전체(33)의 타단부에 취착된 다음, 세라믹부재(32)에 고정되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 고정접점(34) 및 도전체(33)가 세라믹부재(32)의 외주벽부(32B)로 둘러싸이기 때문에, 퓨즈부(33B)가 용단되었더라도 고정접점(34)뿐만 아니라 용단 후에 남은 도전체(33)의 히터부(33A)가 밀폐용기(19)에 접촉해 버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 일실시예에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 다음과 같은 변형이 가능하다.

도전체(33)의 일부를 구성하는 퓨즈부(33B)를 대신하여, 고정접점(34)을 직접적으로 밀폐용기(19) 내에서 지지하는 퓨즈부를 마련해도 된다.

하우징(20)은 단면 타원 통 모양의 긴 돔 형상에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 하우징(20)의 길이방향을 따라서 리브를 마련하는 등에 의해 강도를 얻을 수 있으면, 반드시 단면 타원 통 모양의 긴 돔 형상이 아니어도 된다.

세라믹부재(32)는 하우징(20)의 내주면에 따른 타원 모양으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 하우징(20) 내의 반의 영역만을 차지하는 반타원 모양으로 형성해도 된다. 또, 세라믹부재(32)는 그 측둘레부의 대략 전역이 하우징(20)의 내주면에 맞닿는 것에 한정되지 않고, 예를 들면, 그 측둘레부의 일부가 하우징(20)에 설치된 지지핀 등에 의해서 지지됨으로써, 밀폐용기(19) 내에서 회전할 수 없게 배치되도록 해도 된다.

또, 하우징(20)이나 세라믹부재(32)의 형상을 변형한 경우는 당해 하우징(20)이나 세라믹부재(32)의 형상에 따라 그 외의 부재(도전체(33) 등)의 형상을 변형하여 이용할 수 있다.

열응동판(29)의 반전동작온도의 교정은, 예를 들면, 하우징(20)을 유지하는 유지부와, 이 유지부에 유지된 하우징(20)의 교정부(20B)를 가압하는 온도조절헤드를 구비한 가압장치를 이용하여 행할 수 있다.

내열성 무기절연부재(16)는 필요에 따라서 마련하면 되고, 충전재(15) 표면의 연면거리가 충분히 있는 경우나, 절연을 저해하는 오물이 부착되지 않는 환경에서 사용된다면, 생략할 수도 있다.

가동접점(30)과 고정접점(34)으로 이루어지는 개폐접점을 2쌍 이상 마련해도 된다.

또, 가동접점(30)과 고정접점(34)을 서로 직교하는 크로스바 접점으로 구성해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 전류가 작은 경우라도 접점 사이의 접촉압력을 얻을 수 있다.

본 발명의 열응동 개폐기(1)는 가로 밀폐형 전동압축기(2)뿐만 아니라, 세로 밀폐형 전동압축기에 이용해도 된다. 또, 본 발명의 열응동 개폐기(1)는 흡입 측인 저압부에 전동기(5)가 배치되고, 토출 측인 고압부에 스크롤 압축기(4)가 배치된 소위 저압 하우징 타입의 밀폐형 전동압축기에 이용해도 된다.

<산업상의 이용 가능성>

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 퓨즈부를 가지는 도전체를 고정접점을 지지하는 지지체로서 구성한 열응동 개폐기에서 퓨즈부가 용단되었더라도 고정접점이 밀폐용기에 접촉해 버리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 특히 소용량의 밀폐형 전동압축기용의 서멀 프로텍터로서 유용하다.

1 … 열응동 개폐기, 2 … 밀폐형 전동압축기,
3 … 압축기 하우징(밀폐형 전동압축기의 케이스),
5 … 전동기, 10 … 기밀도전단자,
11C … 덮개판에 형성된 관통구멍, 14 … 도전단자핀,
15 … 충전재, 19 … 밀폐용기,
20 … 하우징,
20A … 하우징의 저부에 형성된 관통구멍,
21 … 덮개판부(덮개판), 22 … 도전핀,
29 … 열응동판, 30 … 가동접점,
32 … 세라믹부재, 32B … 외주벽부,
32C … 오목부, 33 … 도전체,
33A … 히터부, 33B … 퓨즈부,
34 … 고정접점.

Claims

저부(底部)를 가지는 통 모양으로 형성된 금속제의 하우징(20)과 그 개구단에 기밀하게 고착된 덮개판(21)로 구성되는 밀폐용기(19)와,
상기 덮개판(21)에 형성된 관통구멍(11C)에 삽입통과되어 전기절연성의 충전재(15)에 의해서 기밀하게 고정된 도전단자핀(14)과,
상기 하우징(20)의 저부에 형성된 관통구멍(20A)에 삽입통과되어 전기절연성의 충전재(15)에 의해서 기밀하게 고정된 도전핀(22)과,
상기 밀폐용기(19) 내에서 일단이 상기 도전단자핀(14)에 도전적으로 접속고정되고, 접시 모양으로 드로잉(drawing)되어 소정의 온도로 그 만곡방향이 반전하는 열응동판(29)과,
상기 열응동판(29)의 타단에 고착된 가동접점(30)과,
상기 밀폐용기(19) 내에서 상기 도전핀(22)에 퓨즈부(33B) 및 히터부(33A)를 가지는 도전체(33)를 통하여 도전적으로 접속되고, 상기 가동접점(30)과 함께 1쌍의 개폐접점을 구성하는 고정접점(34)을 구비하며,
밀폐형 전동압축기(2) 내부의 전동기(5)에 흐르는 교류전류를 차단하는 용도로 이용되는 열응동 개폐기(1)에 있어서,
상기 고정접점(34)은 당해 고정접점(34)과 상기 밀폐용기(19)와의 사이에 배치된 전기절연성의 세라믹부재(32)에 고정되어 있고,
상기 세라믹부재(32)는 상기 밀폐용기(19) 내를 상기 도전핀(22)의 축방향을 따라서 이동 가능하게 배치되어 있고,
상기 하우징(20)의 저면 중 상기 도전핀(22)을 사이에 둔 길이방향의 양단을 초기형상으로부터 상기 도전핀(22)의 축방향으로 변형시킴으로써, 동작온도가 교정 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 열응동 개폐기.
청구항 1에 있어서,
상기 덮개판(21)은 상기 밀폐형 전동압축기(2)의 케이스(3)에 기밀하게 고정된 기밀도전단자(10)의 일부로 구성되고,
상기 밀폐용기(19)는 상기 밀폐형 전동압축기(2)의 상기 케이스(3) 내부에 설치되고 있는 것을 특징으로 하는 열응동 개폐기.
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청구항 1에 있어서,
상기 하우징(20)은 상기 도전핀(22)의 축방향에 직교하는 방향으로 긴 타원 모양으로 형성되고,
상기 세라믹부재(32)는 상기 하우징(20)의 내주면에 따른 타원 모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열응동 개폐기.
청구항 2에 있어서,
상기 하우징(20)은 상기 도전핀(22)의 축방향에 직교하는 방향으로 긴 타원 모양으로 형성되고,
상기 세라믹부재(32)는 상기 하우징(20)의 내주면에 따른 타원 모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열응동 개폐기.
삭제
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청구항 1, 2, 5, 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세라믹부재(32)는 타원 환상(環狀)의 외주벽부(32B)로 둘러싸인 오목부(32C)를 가지고,
상기 도전체(33)는 상기 세라믹부재(32)의 외주벽부(32B)보다도 내측에 타원 환상으로 형성되며,
상기 고정접점(34)은 상기 오목부(32C) 내에서 상기 도전체(33) 타단에 취착(取着)된 다음, 상기 세라믹부재(32)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 열응동 개폐기.