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技術 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

出願人 株式会社日立製作所日本テキサス・インスツルメンツ株式会社
発明者 島田俊雄菅原渉古川英晴石川祥彦
出願日 2000年6月6日 (20年5ヶ月経過) 出願番号 2000-168612
公開日 2001年12月21日 (18年11ヶ月経過) 公開番号 2001-352716
状態 特許登録済
技術分野 圧縮機の細部 誘導機 電動機,発電機と機械的装置等との結合 電動機,発電機と測定・保護装置等との結合
主要キーワード 各導電性ピン スタート線 ラッチ状 内側金属 発火現象 IEC規格 レンツの法則 イソブタンガス
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図面 (20)

課題

密閉形電動圧縮機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。

解決手段

本発明の密閉形電動圧縮機用保護装置3は、所定の過電流感知して動作する電流ヒューズ34を装着したハウジング32を有するプロテクタ組立体2aを備え、このハウジング32に、外部接続端子に対向する側の導電部遮蔽するように形成された電気絶縁部21が設けられている。この電気絶縁部21を設けることにより、本発明の密閉形電動圧縮機用保護装置3では、導電部の外部導電部に対する絶縁距離が空間沿面距離で9.5mm以上になるように構成されている。

概要

背景

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

概要

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。

本発明の密閉形電動圧縮機用保護装置3は、所定の過電流を感知して動作する電流ヒューズ34を装着したハウジング32を有するプロテクタ組立体2aを備え、このハウジング32に、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た電気絶縁部21が設けられている。この電気絶縁部21を設けることにより、本発明の密閉形電動圧縮機用保護装置3では、導電部の外部導電部に対する絶縁距離が空間沿面距離で9.5mm以上になるように構成されている。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

所定の電流通路接続可能に構成され、所定の過電流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になるように構成さ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。

請求項2

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。

請求項3

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た電気絶縁部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項記載の密閉形電動圧縮機用保護装置。

請求項4

前記電気絶縁部は、接続用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構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の密閉形電動圧縮機用保護装置。

請求項5

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4記載の密閉形電動圧縮機用保護装置。

請求項6

前記電気絶縁部に、前記ハウジングの側方に突出する突出片が設けられていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の密閉形電動圧縮機用保護装置。

請求項7

前記ハウジングは樹脂材料からなり、前記突出片が当該ハウジングに一体的に形成されていることを特徴とする請求項6記載の密閉形電動圧縮機用保護装置。

請求項8

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、請求項1乃至7のいずれか1項記載の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9

前記密閉容器内に自然系冷媒充填されていることを特徴とする請求項7記載の密閉形電動圧縮機。

請求項10

請求項8又は9のいずれか1項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

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

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。

発明が解決しようとする課題

0009

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絶縁皮膜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、社団法人日機械学会昭和57年3月20日改訂第6版3刷発行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。

課題を解決するための手段

0032

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になるように構成さ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。

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のいずれか1項記載の発明において、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た電気絶縁部が設けら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、導電部間の絶縁距離に関し、9.5mm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。

0039

また、請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、前記電気絶縁部が、接続用リード線を固定するための固定部材と兼用するように構成されていることを特徴とする。

0040

請求項4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。

0041

請求項5記載の発明は、請求項4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。

0042

請求項5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。

0043

請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明において、前記電気絶縁部に、前記ハウジングの側方に突出する突出片が設けられていることを特徴とする。

0044

請求項6記載の発明によれば、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したものであるから、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。

0045

請求項7記載の発明は、請求項6記載の発明において、前記ハウジングは樹脂材料からなり、前記突出片が当該ハウジングに一体的に形成されていることを特徴とする。

0046

請求項7記載の発明によれば、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。

0047

請求項8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、請求項1乃至7のいずれか1項記載の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。

0048

請求項8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。

0049

請求項9記載の発明は、請求項8記載の発明において、前記密閉容器内に自然系冷媒充填されていることを特徴とする。

0050

請求項9記載の発明によれば、密閉容器内等に充填される冷媒を自然系冷媒(HC冷媒)としたものであるから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。

0051

請求項10記載の発明は、請求項8又は9のいずれか1項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。

0052

請求項10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。

発明を実施するための最良の形態

0053

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。

0054

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。

0055

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。

0056

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。

0057

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。

0058

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。

0059

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。

0060

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。

0061

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。

0062

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。

0063

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。

0064

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。

0065

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。この固定構造図8にて別途説明する。

0066

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。

0067

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。

0068

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)。

0069

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。

0070

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。

0071

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。

0072

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。

0073

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。

0074

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。

0075

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。

0076

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。

0077

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。

0078

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。

0079

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。

0080

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)。

0081

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。

0082

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。

0083

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。

0084

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コストダウンも図ることができる。

0085

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。

0086

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。

0087

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。

0088

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。

0089

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。

0090

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。

0091

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。

0092

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。

0093

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。

0094

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。

0095

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。

0096

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。

0097

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。

0098

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。

0099

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。

0100

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。

0101

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。

0102

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。

0103

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。

0104

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。

発明の効果

0105

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。

0106

図面の簡単な説明

0107

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

--

0108

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

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