열 응동 스위치 및 그 제조방법 그리고 가동 접점의 높이 조정장치

열 응동 스위치 및 그 제조방법 그리고 가동 접점의 높이 조정장치 {THERMAL SWITCH, METHOD FOR PRODUCING SAME, AND DEVICE FOR ADJUSTING HEIGHT OF MOBILE CONTACT}

본 발명은 금속제의 하우징과 덮개판으로 이루어지는 내압(耐壓) 밀폐용기 내에 바이메탈 등의 열응동판(熱應動板)을 이용한 접점 개폐 기구를 가진 열 응동 스위치 및 그 제조방법 그리고 가동(可動) 접점의 높이 조정장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 열 응동 스위치는, 특허문헌 1, 특허문헌 2등에 개시되어 있다. 이들에 기재된 열 응동 스위치는, 금속제의 하우징과 덮개판으로 이루어지는 밀폐용기의 내부에 열응동판과 이 열응동판의 일단에 고착된 가동 접점과 타단에 고착된 금속 지지체로 이루어지는 열응동판 어셈블리를 구비하고 있다. 열응동판은 소정의 온도에서 그 만곡 방향을 반전시킨다. 덮개판에는 도전(導電) 단자 핀이 삽입 통과되고, 유리 등의 전기 절연성의 충전재에 의해 기밀하게 고정되어 있다. 도전 단자 핀의 밀폐용기 내의 단부에는 상기 가동 접점과 함께 개폐 접점을 구성하는 고정 접점이 설치되어 있다.

이 열 응동 스위치는 밀폐형 전동 압축기의 밀폐 하우징 내에 설치되어서, 압축기용 전동기의 서멀 프로텍터로서 사용된다. 이 경우, 도전 단자 핀 또는 덮개판에 전동기의 각 권선이 접속된다. 열 응동 스위치의 주변이 비정상적으로 고온이 되었을 때, 혹은 전동기에 이상한 전류가 흘렀을 때에 열응동판이 반전해서 접점 사이가 개방되고, 온도가 소정 값 이하로 저하되면 다시 접점 사이가 닫혀서 통전(通電) 상태가 된다. 이때의 열응동판의 반전 동작 온도는 밀폐용기의 금속 지지체의 고착 부분(較正部)를 외측에서 찌그러뜨려 변형함으로써 교정되도록 되어 있다(이하, 변형 온도 조절이라고 함).

특허문헌 3에는 상기 열 응동 스위치와 유사한 구성을 갖춘 열 응동 스위치가 개시되어 있다. 이 열 응동 스위치에서는 도전 단자 핀의 밀폐용기 내 선단부에 금속제의 고정 접점 지지체의 일단이 고착되어 있으며, 그 고정 접점 지지체의 타단에 고정 접점이 고착되어 있다. 고정 접점 지지체의 뒷면 또는 표면으로부터의 고정 접점의 높이는 소정 값으로 조정되어 있고, 고정 접점의 가동 접점과의 접촉 면은 소정 형상으로 되어 있다. 이에 따라 고정 접점을 고정 접점 지지체에 용접할 때 생기는 접점 높이의 불균일 및 조립 후의 접점 압력의 불균일이 감소하여 조립 후의 온도 교정 작업이 쉬워진다.

특허문헌 4에는 헤더 판에 고정 접점이 고착되어 헤더 판을 관통하여 고정된 도전체(導電體)의 밀폐용기 내 선단부에 열응동판 지지체의 일단이 고착되고, 그 열응동판 지지체에 마련된 지지부에 열응동판의 일단이 고착된 열 응동 스위치가 개시되어 있다. 열응동판의 타단에는 가동 접점이 고착되어 있고 열응동판 지지체의 타단 근방에는 전기 절연 재료에 의한 성형된 교정편이 삽착(揷着)되어 있다.

상기 각 특허문헌에 기재된 열 응동 스위치에서는 고정 접점의 높이의 불균일 외에 열응동판의 형상이나 고착 자세의 불균일이 문제가 되었다. 열 응동 스위치에서 이용되는 열응동판은, 예를 들어 바이메탈을 이용하여 구성되어 있으며, 그 중앙 부근이 접시 모양으로 드로잉 성형(絞り成形)되어 있다. 이 구성에서는 바이메탈 자체의 특성의 불균일, 드로잉 성형에서 생기는 가공 분균일 등에 의해 드로잉 성형한 후의 곡선 형상에 불균일이 생긴다.

또한, 이 열응동판을 이용하여 열응동판 어셈블리를 형성하여 그것을 하우징 또는 도전체에 고착하는 공정에서는, 열응동판과 금속 지지체의 용접부, 열응동판과 가동 접점과의 용접부, 금속 지지체와 하우징 또는 도전체와의 용접부 등으로 형상이나 마무리 치수에 불균일이 생긴다. 이러한 형상이나 치수의 불균일이 존재하면 조립 후의 접점 간의 초기 접촉 압력에도 불균일이 생기며, 이에 따라서 상술한 온도 교정시의 교정부의 변형량(찌그러뜨린 변형량)에도 불균일이 생긴다.

상기 특허문헌 4에 기재된 열 응동 스위치에는 커버를 헤더 판에 용접 고착하는 조립 전에 가동 접점과 고정 접점이 거의 가볍게 접하거나 극히 작은 간격을 두고 대치하는 위치관계가 되도록 열응동판 지지체의 지지부의 근원(根元) 부분을 변형시키고 있다. 이 조정에 따르면, 조립 전에 가동 접점과 고정 접점이 접촉할 때까지의 위치 조정은 가능하다. 그러나, 접촉해버리면 그 이상의 위치 조정은 불가능하며, 접점 간에 초기의 접촉 압력을 부여 및 접촉 압력의 불균일을 조정할 수는 없다. 그 결과, 변형 온도 조절의 찌그러뜨림 변형량이 과다하거나 혹은 찌그러뜨림 변형량에 불균일이 생긴다.

도9는 특허문헌 1,2에서 찌그러뜨림 변형량의 불균일을 설명하기 위한 도면이다. 시각 t1은, 하우징에 열응동판 어셈블리를 설치한 시점이고, 그 세로축은 하우징 개구단(開口端)에서의 가동 접점의 높이 H를 나타내고 있다. 전술한 원인에 의해, 가동 접점의 높이는 △H(예를 들면 0.5㎜)의 불균일을 가진다. 시각 t2는, 하우징에 덮개판을 고착해서 변형 온도 조절을 실시한 시점이고, 그 세로축은 시간 t1의 높이 위치를 기준으로 하는 찌그러뜨림 변형량 C를 나타내고 있다.

제품A는, 열 응동판 어셈블리의 설치 시점에서의 가동 접점의 하우징 개구단으로부터의 위치(HA)가 높기 때문에 조립 시점에서는 가동 접점과 고정 접점이 떨어저 있으며 교정부를 찌그러뜨려 변형함으로써 가동 접점과 고정 접점이 접촉하여 규정된 동작 온도로 교정된다. 이때의 찌그러뜨림 변형량은 CA이다. 한편, 제품B는, 열 응동판 어셈블리의 설치 시점에서의 가동 접점의 하우징 개구단으로부터의 위치(HB)가 낮기 때문에 조립 시점에서 이미 가동 접점과 고정 접점이 접촉되어 있으며, 교정부를 찌그러뜨려 변형함으로써 규정된 동작 온도로 교정된다. 이때의 찌그러뜨림 변형량은 CB이다. 규정된 동작 온도를 얻기 위해서 필요한 접점 압력의 불균일을 제외하면 찌그러뜨림 변형량의 불균일 △C는 가동 접점의 높이의 불균형 △H와 거의 동등해진다.

상기 제품A처럼 교정부의 변형량이 과대해지면, 교정부 근방에 고착된 금속 지지체가 빠지거나 교정부 근방에 일그러짐이 집중하여 밀폐용기의 강도나 내구성이 떨어지는 등의 문제점이 생길 우려가 있다. 또한, 조립 시점에서의 온도 교정 전의 접점 압력이 이미 반전 동작 온도에 대응한 값을 초과해 있으면 찌그러뜨림 변형에 의한 온도 교정이 불가능해진다. 더구나 밀폐용기의 내부에 히터를 갖춘 것에 있어서는 열응동판과 히터의 거리가 교정부의 변형량에 따라서 다르기 때문에 찌그러뜨림 변형량의 불균일 △C가 클수록 전동기의 회전자가 구속되었을 때 등 과도한 전류가 흘렀을 때에 접점 사이가 개방될 때까지의 시간(Short Time Trip: S/T, ST동작 시간이라고 함)에 불균일이 생긴다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로 그 목적은 동작 온도를 교정하기 위한 교정부의 변형량을 거의 일정하게 할 수 있으며 안정된 보호 성능을 얻을 수 있는 열응동 스위치 및 그 제조방법 및 가동 접점의 높이 조정 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 열 응동 스위치는, 바닥부(底部)가 개구된 금속제의 하우징에 중앙 부근이 접시 모양으로 드로잉 성형된 열응동판과 이 열응동판의 일단에 고착된 가동 접점과 상기 열응동판의 타단에 고착된 금속 지지체로 이루어지는 열응동판 어셈블리가 수용되고, 상기 금속 지지체의 일단부가 상기 하우징 내에 고착된 하우징 어셈블리와, 내압 밀폐용기를 형성하도록 상기 하우징의 개구단에 고착하는 덮개판에 뚫린 관통홀에 적어도 1개의 도전 단자 핀이 삽입 통과되고 전기 절연성의 충전재에 의해서 고정되고, 상기 도전 단자 핀에 고정 접점이 고착된 덮개판 어셈블리로 이루어지고, 상기 하우징 어셈블리에 상기 덮개판 어셈블리를 기밀하게 고착함으로써 상기 가동 접점과 상기 고정 접점으로 개폐 접점이 구성되고, 그 후에 상기 하우징의 상기 � ��응동판 어셈블리의 고착부 근방을 변형함으로써 동작 온도를 교정 가능하게 한 열 응동 스위치에 있어서, 상기 하우징 어셈블리에 상기 덮개판 어셈블리를 기밀에 고착하기 전에 상기 열응동판 어셈블리의 금속 지지체를 초기 형상에서 변형시킴으로써 상기 하우징 어셈블리의 상기 가동 접점의 위치가 상기 하우징의 개구단에 대해 소정의 높이 범위 내가 되도록 조정되어 있으며, 이 높이 조정으로 상기 하우징 어셈블리에 상기 덮개판 어셈블리를 기밀하게 고착했을 때에 상기 가동 접점이 상기 고정 접점과의 접촉에 의해 소정 거리 만큼 밀어 되돌려져서 상기 개폐 접점 간에 접촉 압력이 생기도록 구성된 점을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 하우징 어셈블리에 덮개판 어셈블리를 고착하기 전에 하우징 어셈블리에서의 가동 접점의 위치가 조정되어 하우징 어셈블리에 덮개판 어셈블리를 고착했을 때의 가동 접점과 고정 접점과의 사이에 일정한 접촉 압력을 발생시킬 수 있으므로 드로잉 성형한 후의 열응동판의 구부림 형상, 열응동판 어셈블리의 치수 등에 불균일이 생기더라도 온도 교정시의 교정부의 변형량을 작고 거의 일정하게 할 수 있다. 이에 따라 변형에 의한 내압 밀폐 용기의 강도 저하나 온도 교정이 불가능해지는 사태를 회피할 수 있으면서 온도 교정 후에 안정된 보호 성능을 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 예를 나타내는 열 응동 스위치의 종단면도이고,
도 2는, 도 1에서의 II-II선에 따른 횡단면도이고,
도 3은, 열 응동 스위치의 측면도이고,
도 4는, 열 응동 스위치의 평면도이고,
도 5는, 가동 접점의 높이 조정 장치의 구성도이고,
도 6은, 높이 조정과 변형 온도 조절의 설명도이고,
도 7은, 변형 온도 조절 후의 교정부의 높이와 ST동작 시간과의 관계를 나타내는 도면이고,
도 8은, 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 가동 접점의 높이 조정 방법의 설명도이고,
도 9는, 종래 기술을 나타내는 변형 온도 조절의 설명도이다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 대해서 도 1 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.

도 3 및 도 4는 열 응동 스위치의 측면도 및 평면도이고, 도 1은 그 종단면도이고, 도 2는 도 1의 II-II선에 따른 횡단면도이다. 열 응동 스위치(1)의 내압 밀폐용기(2)(이하, 밀폐용기(2)로 칭함)는 금속제의 하우징(3)과 덮개판(4)으로 구성되어 있다. 하우징(3)은 철판 등을 프레스에 의해 드로잉 성형하여 만들어져 있고, 길이 방향의 양단부가 거의 구면(球面) 모양으로 성형되어 그 양단부를 잇는 중앙부가 반원 모양 단면을 갖도록 성형된 긴 돔 형상을 이루고 있다. 덮개판(4)은 하우징(3)보다 더 두툼한 철판을 타원형으로 성형해서 만들어져 있고, 하우징(3)의 개구단에 링 프로젝션 용접 등을 이용하여 기밀하게 봉착(封着)되어 있다.

열 응동 스위치(1)는, 하우징 어셈블리(5)와 덮개판 어셈블리(6)로 구성되어 있다. 이 중에서 하우징 어셈블리(5)는, 하우징(3)과 그 내부에 수용 고정된 열 응동판 어셈블리(7)로 구성되어 있다. 열응동판 어셈블리(7)는, 열응동판(8), 이 열응동판(8)의 일단에 용접에 의해 고착된 가동 접점(9) 및 열응동판(8)의 타단에 용접에 의해 고착된 판 형상의 금속 지지체(10)(이하, 지지체(10)라고 칭함)로 구성되어 있다. 지지체(10)에 있어서 열응동판(8)이 고착된 단부와 반대쪽 단부는, 하우징(3) 내의 상면 단부에 용접에 의해 고착되어 있다.

열응동판(8)은, 바이메탈이나 트리메탈 등의 열에 의해서 변형되는 부재를 얕은 접시 모양으로 드로잉 성형한 것으로, 소정의 온도에 도달하면 그 만곡 방향이 급도(急跳) 반전(反轉)하도록 되어 있다. 밀폐용기(2) 중 지지체(10)가 고착된 부분(교정부(2A))을 외측에서 찌그러뜨려 변형함으로써 개폐 접점을 구성하는 가동 접점(9)과 고정 접점(11)(후술)의 접촉 압력(접점 압력)을 조정할 수 있고 상기 열응동판(8)의 반전 동작 온도를 원하는 규정 값으로 교정할 수 있다(변형온도조절,つぶし溫調).

이어서, 덮개판 어셈블리(6)에 대해서 설명한다. 덮개판(4)에는 관통홀(4A, 4B)이 마련되어 있다. 이들 관통홀(4A,4B)에는, 열 팽창 계수를 고려한 유리 등의 전기 절연성의 충전재(12)에 의해 각각 도전 단자 핀(13A,13B)이 주지의 컴프레션 타입의 허메틱 실에 의해 기밀하게 절연 고정되어 있다. 충전제(12) 위에는 연면(沿面) 방전에 대한 전기적 강도나 스패터에 대한 내열성 등의 물리적 강도를 고려한 형상의 세라믹스, 지르코니아(산화 지르코늄)등의 내열성 무기 절연 부재(14)가 빈틈없이 밀착 고정되어 있다. 이 내열성 무기 절연 부재(14)에 의해 도전 단자 핀(13A,13B)과 덮개판(4) 사이의 절연 내력을 향상시킬 수 있으면서 발생한 아크가 도전 단자 핀(13B)과 덮개판(4) 사이 또는 도전 단자 핀(13A, 13B) 사이에 전이(轉移)되는 것을 방지할 수 있다.

도전 단자 핀(13A)의 밀폐용기(2) 내측의 선단 근방에는, 접점 지지체(15)가 고착되어 있다. 그 접점 지지체(15)에 있어서, 가동 접점(9)과 대향하는 위치에 고정 접점(11)이 고착되어 있다. 도전 단자 핀(13B)의 밀폐용기(2) 내측의 선단 근방에는 발열체인 히터(16)의 일단이 고정되어 있다. 히터(16)의 타단은 덮개판(4) 위에 고정되어 있다. 이 히터(16)는, 도 2에서 나타내는 바와 같이 도전 단자 핀(13B)의 주위를 따라서 열응동판(8)과 거의 평행하게 배치되어 있으며 히터(16)에 의한 발열이 열응동판(8)에 효율적으로 전달되도록 되어 있다.

히터(16)에는, 단면적이 다른 부분보다 작은 용단부(溶斷部)(16A)(도2 참조)가 설치되어 있다. 제어 대상 기기인 압축기의 통상 운전 시에는, 전동기의 운전 전류로 용단부(16A)가 용단(溶斷)되는 일은 없다. 또한, 전동기가 구속 상태가 됐을 때는 단시간에 열응동판(8)이 반전되어 접점(9, 11) 사이를 개방하기 때문에, 이 경우도 용단부(16A)가 용단되는 일은 없다. 열 응동 스위치(1)가 장기간에 걸쳐서 개폐를 반복하여 보증 동작 횟수를 넘어서면 가동 접점(9)과 고정 접점(11)이 용착하여 개리(開離) 불능이 되는 경우가 있다. 이 경우, 전동기의 회전자가 구속되면 과대한 전류에 의해 용단부(16A)의 온도가 상승하여 이윽고 용단에 이르기 때문에 전동기로의 통전을 확실히 차단할 수 있다.

전동기에 흐르는 전류가 단시간의 기동(起動) 전류를 포함하여 통상적인 운전 전류인 경우에는, 열 응동 스위치(1)의 접점(9,11)은 닫힌 채로 있으며, 전동기는 운전을 계속한다. 이에 대해서 전동기의 부하 증대로 인해 통상보다 큰 전류가 계속해서 흐른 경우, 전동기가 구속되어서 매우 큰 구속 전류가 몇 초 이상 계속 흐른 경우, 압축기의 밀폐 하우징 내의 냉매가 비정상적인 고온이 되었을 경우 등에는, 열응동판(8)의 만곡 방향이 반전해서 접점(9,11)이 열려 전동기의 전류를 차단한다. 그 다음 열 응동 스위치(1)의 내부 온도가 떨어지면 열응동판(8)은 만곡 방향을 다시 반전하여 접점(9,11)이 닫히면서 전동기로의 통전이 시작된다.

이어서, 열 응동 스위치(1)의 조립 공정에서의 가동 접점(9)의 높이 조정 및 조립 후의 열응동판(8)의 반전 동작 온도의 교정 공정에 대해서 설명한다. 열 응동 스위치(1)의 제조는 조립 공정과 교정 공정으로 이루어진다. 조립 공정에서는 열응동판 어셈블리(7)를 제작하고 그것을 하우징(3)에 설치하여 하우징 어셈블리(5)를 제조하면서 동시에 덮개판 어셈블리(6)를 제조한다. 그 후에 소정 압력의 가스를 봉입하면서 하우징 어셈블리(5)에 덮개판 어셈블리(6)를 기밀하게 고착하다. 그 후의 교정 공정에서는 규정의 반전 동작 온도로 유지된 기름 안에서, 열응동판(8)이 반전 동작할 때까지 밀폐용기(2)의 교정부(2A)를 외측에서 찌그러뜨려 변형한다(변형온도조절).

상술한 바와 같이, 열응동판(8)은 그 자체의 특성의 불균일, 드로잉 성형에서 발생하는 가공 불균일 등에 의해 드로잉 성형한 후의 굽힘 형상에 차이가 생긴다. 또한, 열응동판 어셈블리(7)의 제작시 및 하우징(3)에 장착시에 용접 등에 기인하는 형상이나 치수 차이가 생긴다. 또한, 지지체(10)의 형상에 대해서도 약간의 불균일이 있다. 이 상태에서 변형 온도 조절을 하면, 교정부(2A)의 변형량(찌그러뜨림 변형량)이 과대해져 밀폐용기(2)의 강도나 내구성이 저하하거나 제품별 찌그러뜨림 변형량이 불균일해서 접점(9,11) 사이를 개방할 때까지의 ST동작 시간에 불균일이 생긴다.

따라서, 하우징 어셈블리(5)의 제조 시점에서의 가동 접점(9)의 높이가 불규칙해도 변형 온도 조절의 찌그러뜨림 변형량이 거의 일정해지면서 찌그러뜨림 변형량이 작아지도록 조립 공정에서 하우징(3)에 설치된 지지체(10)를 초기 형상에서 변형시킴으로써 하우징 어셈블리(5)에서의 가동 접점(9)의 위치가 하우징(3)의 개구단에 대해 소정의 높이 범위 내가 되도록 조정을 한다. 이 높이 조정으로 하우징 어셈블리(5)에 덮개판 어셈블리(6)를 기밀하게 고착했을 때에 가동 접점(9)이 고정 접점(11)에 가압되어서 개폐 접점 간에 접촉 압력(초기 접촉 압력)이 생긴다.

도 5는 가동 접점(9)의 높이 조정 장치의 구성을 나타내고 있다. 높이 조정 장치(17)는, 유지부(保持部)(18), 가압(押壓) 장치(19), 위치 측정 장치(20) 및 제어 장치(21)로 구성되어 있다. 유지부(18)는, 하우징 어셈블리(5)를 개구단을 위쪽으로 해서 유지한다. 가압 장치(19)는, 서보 모터 등을 구동원으로 하는 가압 실린더로 이루어진다. 로드(19A)는, 제어 장치로부터의 지령 신호에 따라서 본체(19B)에 대해서 진출 작동하여 지지체(10)의 열응동판(8)의 고착부 근방을 상방에서부터(즉, 하우징(3)의 개구단에서 내부를 향하여) 한 방향으로 가압한다. 위치 측정 장치(20)는, 차동(差動) 트랜스로 구성되며 하우징 어셈블리(5)에서의 가동 접점(9)의 개구단으로부터의 높이(H)를 측정한다. 제어 장치(21)는, 위치 측정 장치(20)에 의한 측정값(H)이 규정값(H1)과 동등해질 때까지 가압 장치(19)의 로드(19A)를 눌러 내려서 지지체(10)를 초기 형상으로부터 변형시킨다.

도 6은, 높이 조정과 변형 온도 조절의 설명도이다. 시각 t0은 하우징(3)에 열응동판 어셈블리(7)를 설치한 시점이고, 그 세로축은, 하우징(3)의 개구단으로부터의 가동 접점(9)의 높이를 나타내고 있다. 가동 접점(9)의 초기 높이 H(HA~HB의 범위)는, 종래와 같이 △H(예를 들면 0.5mm)의 불균일이 있지만, 어떤 제품이라도 규정치(H1)보다 작아지도록 설정되어 있다(HA, HB＜H1).

시각 t1은, 높이 조정 장치(17)에 의해 가동 접점(9)의 높이 조정을 한 시점이며, 모든 제품에 대해서 가동 접점(9)은 하우징(3)의 개구단에서 H1의 위치(필요에 따라 소정의 허용 오차 범위 내)로 조정된다. 시각 t1 이후에 하우징 어셈블리(5)에 덮개판 어셈블리(6)를 고착했을 때에 가동 접점(9)이 고정 접점(11)과의 접촉에 의해 소정 거리 만큼 밀어 되돌려지도록 규정 값(H1)이 설정되어 있다. 이 되돌려짐에 의해 가동 접점(9)과 고정 접점(11) 간에 일정한 초기 접촉 압력이 생긴다.

시각 t2는, 하우징 어셈블리(5)에 덮개판 어셈블리(6)를 기밀하게 고착하여 변형 온도 조절을 실시한 시점이고, 그 세로축은 시간 t1의 높이 위치를 기준으로 하는 찌그러뜨림 변형량(C)을 나타내고 있다. 미리 가동 접점(9)의 높이 조정을 하였기 때문에 조립 시점에서의 접점 압력은 제품 사이에서 거의 동등해져 있다. 고정 접점(11)의 높이의 불균일이나 규정의 반전 동작 온도를 얻기 위해서 필요한 접점 압력의 불균형 등을 제외하면 변형 온도 조절에서의 찌그러뜨림 변형량의 불균일(△C＝CA－CB)은 지극히 작아지고 모든 제품에 대해서 찌그러뜨림 변형량이 크게 달라지지 않도록 할 수 있다. 또한, 사전에 초기 접촉 압력을 부여하고 있어서 변형 온도 조절에서의 찌그러뜨림 변형량을 최대한 줄일 수 있다.

도 7은 변형 온도 조절 후의 교정부(2A)의 높이 E(도1 참조)와 과대한 전류가 흘렀을 때에 접점(9,11) 사이가 개방될 때까지의 ST동작 시간과의 관계를 나타내고 있다. 찌그러뜨림 변형량이 작고 덮개판(4)의 하면을 기준으로 한 교정부(2A)의 높이 E가 크면 열응동판(8)과 히터(16)와의 거리가 커지기 때문에 ST동작 시간이 길어진다. 한편, 찌그러뜨림 변형량이 크고 교정부(2A)의 높이(E)가 작으면 열응동판(8)과 히터(16)와의 거리가 작아지기 때문에 ST동작 시간이 짧아진다. 변형 온도 조절에 앞서서 가동 접점(9)의 높이 조정을 실시하면, 변형 온도 조절 후의 교정부(2A)의 높이(E)가 6.9±0.3mm의 범위에 들어가기 때문에 종래에 비해 ST동작 시간의 불균일을 줄일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 예의 열 응동 스위치(1)는, 하우징(3)에 설치된 열응동판 어셈블리(7)의 지지체(10)를 초기 형상으로부터 변형하여 가동 접점(9)의 높이 조정을 행하는 공정을 거쳐서 조립된다. 따라서, 제조시에 하우징 어셈블리(5)의 단체(單體)에서의 가동 접점(9)의 위치가 하우징(3)의 개구단에 대해 소정의 높이(H1)가 되도록 관리된다. 그 결과 조립 후의 변형 온도 조절의 교정부(2A)의 찌그러뜨림 변형량을 거의 일정하게 할 수 있으며 ST동작 시간의 제품 편차를 줄여서 안정적인 보호 성능을 얻을 수 있다.

또한, 조립 공정 후의 가동 접점(9)과 고정 접점(11) 사이에 일정한 초기 접촉 압력이 생기도록 상기 높이 조정에서의 가동 접점(9)의 높이(H1)를 설정함으로써 변형 온도 조절에서의 찌그러뜨림 변형량을 최대한 줄일 수 있다. 이로써 변형 온도 조절에서 교정부(2A) 근방에 가해지는 일그러짐을 줄일 수 있고, 고온, 고압 환경인 압축기 내에 설치되는 밀폐용기(2)의 강도나 내구성의 저하를 최대한 방지할 수 있다.

열응동판 어셈블리(7)의 지지체(10)를 하우징(3)에 용접한 후에 가동 접점(9)의 높이를 조정한다. 따라서, 열응동판 어셈블리(7)의 형상과 치수의 불균형뿐만 아니라, 지지체(10)와 하우징(3)의 용접에 의해 발생하는 형상이나 치수의 불균형까지 포함하여 가동 접점(9)의 높이를 조정할 수 있다. 이로써 변형 온도 조절에서의 찌그러뜨림 변형량을 더 정밀하게 일정화(一定化)할 수 있다.

열응동판(8)은 지지체(10)를 통해서 하우징(3)에 고착되어 있으며, 지지체(10)를 변형함으로써 가동 접점(9)의 높이를 조정한다. 금속제의 지지체(10)의 굽힘 각도를 변경하므로 열응동판(8)에 변형이 가해짐에 따른 반전 동작 특성의 불균일이 발생하지 않고 그 후의 변형 온도 조절을 거쳐서 불균일이 없는 안정된 보호 성능을 얻을 수 있다. 또한, 하우징(3)의 개구단에서 내부를 향해서 한 방향으로 가압해서 변형시키기 때문에 높이 조정 장치(17)의 구성이 간단해진다.

이어서, 본 발명의 제2 실시예에 대해서 도 8을 참조하면서 설명한다.

본 실시예에서는 열응동판 어셈블리(7)를 하우징(3)에 설치하기 전에 가동 접점(9)의 높이 조정을 수행한다. 도 8은, 높이 조정의 설명도이다. 열응동판 어셈블리(7)를 유지부에 배치하여 지지체(10)의 하우징(3)에 대한 고착면(固着面)을 기준으로 하여 가동 접점(9)의 높이가 소정의 높이(L1)가 되도록 조정한다. 높이 조정은, 가압 장치(19)의 로드(19A)에 의해, 지지체(10)의 열응동판(8)과의 고착 부분을 상방에서 한 방향으로 가압함에 따라 조정된다. 이 높이 조정 후, 열응동판 어셈블리(7)를 하우징(3)에 설치하여서 하우징 어셈블리(5)를 완성시킨다.

이때, 하우징 어셈블리(5)에서의 가동 접점(9)의 위치는, 하우징(3)의 개구단에 대해서 소정의 높이 범위 내가 된다. 그리고, 하우징 어셈블리(5)에 덮개판 어셈블리(6)를 기밀하게 고착했을 때에 가동 접점(9)이 고정 접점(11)과의 접촉에 의해 소정 거리만큼 밀어 되돌려진다. 이 되돌려짐에 의해 가동 접점(9)과 고정 접점(11) 사이에 일정한 초기 접촉 압력이 생긴다. 환언하면, 일정한 초기 접촉 압력이 생기도록 상기 높이(L1)가 설정되게 된다.

본 실시예에 의해서도 제1 실시예와 같은 작용에 의해 조립 후의 변형 온도 조절에서의 찌그러뜨림 변형량이 거의 일정해지며 찌그러뜨림 변형량이 작아진다. 또한, 본 실시예의 경우에는, 지지체(10)와 하우징(3)과의 용접에 의해 발생하는 치수의 불균일에 대해서는 상기 높이 조정에서는 저감할 수 없기 때문에 그 후의 변형 온도 조절에서의 찌그러뜨림 변형량의 조정에 의해 저감을 도모한다.

또한, 본 발명은, 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 다음과 같은 변형이 가능하다.

밀폐용기(2)의 형상은 긴 돔형으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 용기의 길이 방향을 따라서 리브를 마련하는 등에 의해 강도를 얻을 수 있으면 반드시 긴 돔 형상이 아니어도 좋다.

지지체(10)를 밀폐용기(2)의 일단부에 고정했지만, 더 소형인 열 응동 스위치로 하는 경우 등에는 열응동판(8)을 밀폐용기(2)의 중앙 부근에 고정해도 좋다. 지지체(10)를 버튼형의 형상으로 해도 좋다.

지지체(10)는 판 형상이 아니어도 좋다.

히터(16) 및 내열성 무기 절연 부재(14)는 필요에 따라서 설치하면 된다.

덮개판(4)에 2개의 도전 단자 핀(13A,13B)을 마련했지만, 1개의 도전 단자 핀만 마련하여 금속성의 덮개판(4)을 또 하나의 단자로서 사용하는 구성으로 하여도 좋다.

가동 접점(9)과 고정 접점(11)으로 이루어지는 개폐 접점을 두 쌍 이상 설치하여도 좋다.

열 응동 스위치를 이용하는 전동기는 단상(單相) 유도 전동기에 한정되지 않고 삼상 유도 전동기 등 그 밖의 전동기이어도 좋다.

산업상의 이용가능성

이상과 같이, 본 발명의 열 응동 스위치는 압축기용 전동기의 서멀 프로텍터로서 유용하다.

1; 열 응동 스위치
2; 내압 밀폐용기
3; 하우징
4; 덮개판
4A, 4B; 관통홀
5; 하우징 어셈블리
6; 덮개판 어셈블리
7; 열응동판 어셈블리
8; 열응동판
9; 가동 접점
10; 금속 지지체
11; 고정 접점
12; 충전재
13A, 13B; 도전 단자 핀
16; 히터
17; 높이 조정 장치
18; 유지부
19; 가압(押壓) 장치
20; 위치 측정 장치
21; 제어 장치